​경남도 농업기술원, 미스터리한 버섯균 목재 분해 과정 밝혀내

미국 미네소타대학 등과 공동 연구.. 세계적 학술지 미국립과학원회보 게재

아주경제 이채열 기자 =버섯은 식물 생태계 보존과 순환에 있어서 매우 중요한 역할을 담당하고 있으며, 고목을 분해해 거름과 흙으로 돌아가게 하는 탄소순환 작용을 돕는다.

경남도농업기술원이 미국 미네소타대학 미농무성 산림과학원, 미국립연구소과 함께 버섯의 이러한 목재 분해 능력 중 밝혀지지 않았던 버섯부후균의 목재 분해 과정을 구명하여 세계적 학술지 미국립과학원회보(PNAS)에 실렸다.

이번 연구 결과는 단순히 버섯의 목재 분해 메커니즘 구명에만 국한 된 것이 아니라, 최근 미래 대체 연료로서 개발에 관한 연구가 한창 진행 중인 바이오에탄올을 생산하는데 있어서 핵심 기술이 될 수 있다는 점에서 더욱 큰 의미를 가진다.

갈색부후균 목재분해과정(목질 사이 형광색이 균사임).[사진=경남도]

목재는 크게 잘 분해되는 백색의 탄수화물과 분해가 힘든 갈색의 리그닌으로 구성되어 있으며, 이를 분해하는 특징에 따라 탄수화물을 잘 분해하면 갈색부후균, 리그닌을 잘 분해하면 백색부후균으로 분류된다.

이는 갈색부후균은 탄수화물을 먼저 분해해 갈색의 리그닌을 남기고, 백색부후균은 리그닌을 먼저 분해해 백색의 탄수화물을 남기기 때문에 붙여진 이름이다.

백색부후균은 목재분해에 필요한 유전자를 모두 가지고 있는데 반해, 백색부후균에서 진화되어 나온 갈색부후균은 진화과정에서 이러한 유전자를 많은 부분 잃어버리게 됐다.

그러나 이런 대규모의 손실에도 불구하고 갈색부후균이 백색부후균보다 더 빨리 목재를 분해하는데, 이는 과학적으로도 오랫동안 밝혀지지 않았던 미스터리 중의 하나였다.

공동연구팀은 이러한 미스터리를 풀기 위하여 갈색부후균(Postia placenta)의 분해과정을 연구했다.

갈색부후균은 목재를 분해할 때 활성산소족과 분해효소를 이용하는데, 활성산소족은 목재에 무작위로 작용해 세포벽의 단단한 기둥과 구조를 허무는 작용을 하고, 그 다음에 분해효소가 작동해 연해진 조직을 포도당으로 바꾼다.

그런데, 활성산소족은 목재를 연하게도 하지만 무작위로 작동되기 때문에 분해효소도 파괴할 수 있어서 이에 대한 정밀한 조절이 필요하였다. 지금까지 학설로는 화학적으로 활성산소족의 농도를 조절한다고 알려졌지만, 이번 연구로 필요한 아주 짧은 기간에만 활성산소족 유전자가 작동된다는 사실을 밝혀냈다.

이번 국제공동연구에 참여한 농업기술원 류재산 박사는 "갈색부후 버섯균의 강력한 목재구조 해체 능력을 이용하면 분해하기 힘든 목재로부터 쉽게 바이오에탄올을 제조하는데 활용할 수 있다"며, "버섯농업에 쓰이는 톱밥을 분해가 쉬운 상태로 만들 수 있기 때문에 고효율 배지를 만들 수 있게 됐다"고 이번 연구 성과를 설명했다.