서울우유협동조합(www.seoulmilk.co.kr, 조합장 송용헌)은 서울우유 생명공학연구소(소장 장건종)와 서울대학교 수의과대학(학장 류판동)과의 공동연구를 통해 세계 최초로 재조합 단백질을 활용해 ‘형질전환 형광 소’의 생산에 성공했다고 17일 밝혔다.

이번 ‘형광 소’의 탄생으로 빠르면 내년 중 사람에게 꼭 필요한 인터루킨과 같은 유용 단백질을 분비할 수 있는 형질전환 소의 생산이 기대되고 있다. 또한 이렇게 태어난 형질전환 소에서 분비되는 우유를 활용하면 대량의 다양한 바이오 신약 생산에도 가속도가 붙을 것으로 전망된다.

연구를 통해 태어난 소는 색깔을 바꿀 수 있는 ‘형광 한우’이다. 처음에는 녹색을 띄고 있으나 재조합 단백질이라는 특수 물질을 주입했을 때 적색으로 바뀔 수 있다. 이를 응용하면 바이오 신약의 원료가 되는 외래 유전자를 쉽게 삽입할 수 있어 시간과 비용이 절약됨은 물론 기존 연구가 가진 한계를 극복 할 수 있다.

기존 연구에서는 형질전환 소를 생산하기 위해 바이러스를 이용해 외래 유전자를 소의 정자나 난자, 수정란 등에 도입했지만, 이러한 방법인 경우 잠재적으로 암 유발 유전자를 함께 활성화시키는 단점이 존재했다. 하지만 이번 연구는 유전자가 본래 자리에서 다른 자리로 끼어 들어가면서 역할을 하는 유전자인 DNA 트랜스포존(transposon)을 수정란에 직접 미세 주입하는 방법을 사용하였다. 이는 소를 통한 세계 최초의 사례 보고이며, 현재 서울우유 생명공학연구소와 서울대학교 수의과대학은 공동으로 이와 관련된 특허를 출원한 상태이다.

이번 연구를 위해 서울대학교 수의과대학(장구 교수)에서는 재조합 방식에 의한 유전자가 삽입된 트랜스포존을 개발해 소의 세포 및 수정란에서 발현되는 것을 검증했다. 이어 서울우유 생명공학연구소는 미세주입 방법을 통해 검증된 유전자를 삽입한 수정란을 대리모에 이식함으로써 형질전환 소의 생산에 성공했다.  

금번 연구를 수행한 서울우유 생명공학연구소 장건종 소장은 “이번 연구 성과는 세계적 수준의 연구 개발 과정을 입증하는 고무적인 결과이다”라며 “앞으로 유전자 조절을 통한 형질전환 소 연구를 지속적으로 수행해 나감으로써 인간에 유익한 유용 단백질을 생산하고 바이오 신약 생산에 보탬이 될 수 있도록 할 것”이라고 전했다.

한편 서울우유 생명공학연구소는 서울우유협동조합의 기업 부속 연구소로 10년 이상 국내에서 체내 및 체외 수정란을 이용하여 젖소 개량 연구를 선도해 왔다. 최근에는 농림축산식품부 후보씨수소 생산사업을 수행하면서 수정란 이식 기술을 통해 얻은 다수의 우수 젖소 수정란을 농가에 보급하여 생산성 증대에 기여를 하고 있다. 또한 홀스타인 일변도의 국내 젖소 품종을 다양화하기 위해 저지 수정란을 도입하여 저지종 젖소를 생산하였으며, 향후 국내 저지 사육기반 조성을 위해 저지 수정란을 농가에 보급할 예정이다.

본 연구는 농림수산식품기술기획평가원(IPET), 농촌진흥청 차세대바이오그린(동물바이오 신약장기개발사업단) 및 BK21 플러스 수의창의연구인력양성사업단의 지원을 받아 서울우유 생명공학연구소와 서울대학교 수의과대학의 공동 연구로 수행됐다.