농촌진흥청(청장 조재호)은 유전자가위 기술인 크리스퍼 카스9를 활용, 기존 배추와 플라보노이드 조성이 다른 배추 육종 소재를 개발했다고 13일 밝혔다.

농진청은 “우리가 즐겨 먹는 배추는 맛이 좋고 수확량이 많은 품종으로 개량되면서 여러 플라보노이드 중 켐페롤 성분이 대부분인 품종이 주류가 됐다”며, “이에 서로 다른 효능을 가진 천연 플라보노이드 종류와 함유량을 높인 새로운 배추 육종 소재를 개발하기 위해 차세대 농작물 신육종 기술 개발사업에 참여, 연구를 수행했다”고 밝혔다.

농진청 연구진은 우선, 김장 배추 유전체 안에 켐페롤, 쿼세틴 등 플라보놀을 생성하는 플라보놀 합성효소(FLS, flavonol synthase) 7개가 존재하는 것을 확인했으며, 이들 중 FLS1 유전자가 플라보놀 합성에서 가장 중요한 역할을 한다는 것을 밝혀냈다. 또, 이 유전자를 편집하면 플라보놀의 전구물질인 다이하이드로 쿼세틴(DHQ)을 생성할 수 있을 것으로 예상했다.

이 연구 결과를 바탕으로 유전자가위 기술을 적용, 배추에서 FLS1 유전자를 제거한 결과, 켐페롤과 쿼세틴 함량이 낮아지고, 다이하이드로 켐페롤과 다이하이드로 쿼세틴이 새로 생기는 것을 확인했다. 다이하이드로 쿼세틴은 항산화, 항염, 항암 등 다양한 기능성을 갖는 물질로 알려져 있다.

이번 연구결과는 국제학술지 Horticulture Research (IF=8.7)에 게재됐으며, 관련 특허(CRISPR/Cas9 시스템을 이용한 디하이드로쿼세틴을 생산하는 식물 제조방법, 10-2023-0074459호)도 출원 완료했다.

농진청 생물소재공학과 이시철 과장은 “이번 연구성과는 유전자가위 기술을 활용해 다양한 배추 육종 소재를 개발하는 기초기술을 확보한 것에 큰 의의가 있다”며, “앞으로 우리 농산물의 부가가치를 높이고 정부혁신 정책목표인 친환경 생명 공학(그린바이오) 산업 육성 기반을 마련하기 위해 노력하겠다”고 말했다.