해양생물자원이 보장하는 바이오산업 강대국

당뇨병과 비만을 치료하는 방법은 무수히 많다. 운동하고 약을 먹고 식이조절을 하는 등 수많은 방법으로 당뇨병과 비만을 다스릴 수 있다고 하는데 근본적인 해결책이 될 수 있을까. 그중에는 과학적으로 증명되지 않은 민간요법도 많을 뿐 아니라 현재 사용되고 있는 인슐린 저항성 및 비만 치료제와 같은 약물 치료제도 대사성 질환의 근본적인 치료에는 이르지 못하고 있다. 나빠진 상황을 돌리기 전에 예방할 방법, 인슐린과 산화적 스트레스를 잡는 것이 핵심이다.

최선영 기자 csy@

비만치료·억제 물질을 개발해 상품화된 약물은 황금알을 낳는 거위가 됐다. 국내에서도 제니칼, 리덕틸, 엑소리제가 약으로 살을 빼는 시대를 열면서 관련 시장 규모만 500억 원대가 됐다. 약물 치료제의 등장이 잠깐 반가울지 몰라도 환자의 남은 인생을 고려하면 부작용을 떠올리지 않을 수 없다. 복용 기간이 길어지면 약물의 효능이 감소될 수 있어 시간이 지남에 따라 다른 약물을 찾거나 복용량을 달리해야 한다. 환자에게 안전한 해결책이 될 수 없어 인슐린 저항성을 획기적·근본적으로 해결하면서 효능이 우수하고 안전한 천연소재 유래 기능성 식·의약품 개발이 필요하다는 뜻이다. 전남대학교 해양바이오식품학과 정선희 교수는 '해양생물 유래 신규 올리고펩타이드의 산화적 스트레스에 기인한 대사성질환 억제 및 작용기전 규명' 연구를 진행하고 있다. 높은 수압과 염도, 저온 등 극한 환경에 살고 있는 해양생물의 생체기능을 연구해 다양한 생리활성물질의 기능성 검증 및 기전연구를 통하여 급격한 성장을 이루고 있는 건강기능식품 시장에서 해양생물자원의 활용을 극대화하기 위해 시작한 연구다.

▲ 정선희 교수

해양생명자원의 고부가가치 잠재적 가치 품은 해양생물 유래 기능성 물질 발견  
전남대학교 해양바이오식품학과 정선희 교수는 이번 연구에서 해양생물 유래 신규 기능성 올리고펩타이드를 발굴해 대사성 질환의 근본적인 원인인 산화적 스트레스 억제 및 인슐린 저항성 개선 효능과 작용기전을 규명하는 데 초점을 뒀다. 산화적 스트레스가 비만 및 당뇨병의 발병과 당뇨성 신증을 포함한 당뇨병의 합병증 진행에 중요한 매개체이기 때문이다.
“인슐린 저항성을 특징으로 한 제2형 당뇨병과 비만 인구 증가로 인해 인슐린 저항성 및 비만 관련 치료제의 세계 시장은 매년 20%가 넘는 고성장을 거듭했습니다. 해양생물은 육상생물이 보유·생산할 수 없는 화학물질 및 생체분자를 함유하고 있습니다. 또한 이러한 물질들의 생합성·분해에 관여하는 특이한 신종효소(novel enzyme)와 보조인자(cofactor)들이 존재해 신약물질과 새로운 생리기능성물질 소재로 관심이 집중되고 있습니다. 해마다 생산량이 증가되고 있는 해양생물자원으로 항산화 활성이 우수한 신규 올리고펩타이드를 분리·정제하고 비만·당뇨 등 대사성 질환 예방 및 치료에 대한 궁극적인 조절 기전을 밝히는 것이 제 연구의 최종 목표입니다.”
정 교수는 현재 일부 해양생물 유래 기능성 물질이 in vitro 차원에서 항산화활성 및 AMPK phosphorylation과 plasma membrane으로의 GLUT4 translocation을 증가시킴으로써 혈당흡수를 효과적으로 촉진시킴을 확인했다. 연구가 마무리될 시점에는 해양생물 유래 기능성 물질이 인슐린 비의존형 제2형 당뇨 및 비만과 같은 대사성 질환의 예방에 결정적인 역할을 수행할 수 있을 것으로 내다봤다.

기업과 국가의 투자가 따라야 해양바이오 기술력 키울 수 있어
식품과 의약품, 환경, 농수산, 정밀화학 분야 등 바이오산업의 미래는 창창하다. 풍족한 생활이 오히려 건강을 해치고 인간의 기대 수명이 늘어나면서 질병을 예방하는 방법에 대한 연구가 활발히 전개되고 있다. 바이오산업 시장이 요동치는 가운데 정선희 교수의 연구로 해양바이오 기술의 재발견이 이뤄진다면 해양생물의 독특한 생체기능을 유전자, 단백질 등의 수준으로 해석할 수 있게 된다. 또한 해양생물의 새로운 유전자를 생물정보학 기술과 융합해 세계 생물정보 시장을 점유할 수 있다. 그는 이번 연구의 연장선상으로 해양생물 유래 기능성 물질의 뇌세포 보호효과에 관한 예비실험을 진행 중이다. 향후에는 다양한 해양생물과 천연 동식물 유래 기능성 유용물질을 발굴해 비만·당뇨 이외에도 세포수준 및 전임상실험을 통한 항산화, 면역력 증진, 동맥경화 및 뇌신경세포 보호효능에 관한 과학적 검증 및 기전 규명에 관한 연구를 지속적으로 수행할 계획이다.
“부작용이 없는 안전한 천연물 유래의 기능성 소재 탐색 및 이를 활용한 기능성 제품 개발연구에 대한 성과를 지속해서 이어가고 싶습니다. 제품 개발과 실용화 단계로 이어지도록 후속 연구 및 개발에 전념할 수 있는 환경, 재정적 지원, 연계 가능한 관련 바이오 벤처회사들의 적극적 관심이 필요합니다.”

정 교수는 활발한 국내외 학회 활동 및 보다 넓고 깊은 연구스펙트럼을 갖춘 연구자가 되고자 부단히 노력하면서 교육자의 본분에 최선을 다하고 있다. 바른 인성을 갖추고 창의적이며 성숙한 미래 인재를 육성하기 위한 노력을 아끼지 않는 그는 학생들과 봉사활동을 펼치고 있다. 틈틈이 세이브더칠드런의 영양지원사업인 ‘매월 크리스마스’에 학부생, 대학원생들과 가정형편이 어려운 초등학생들의 식습관 개선 및 영양교육을 돕고 있다. 지식을 나눌 줄 아는 바른 연구자를 기르기 위한 정 교수의 노력이 탐스러운 결실을 내기 위해선 인턴십, 산업체 연계, 리더십 개발 등 사회와 국가적 지원이 절실하다. 우렁찬 박수는 혼자서 칠 수 없다. 모든 조건이 맞아떨어져야 한다. 해양바이오산업의 장밋빛 청사진을 그리기 위해 연구자와 기업, 지방자치단체와 정부의 협력이 필요함을 다시 한 번 느낀다. NM