버섯의 야생환경에서의 기능과 다양성 연구

현대인들은 환경오염이나 다양한 인스턴트식품 이용에 따른 식생활 변화로 암을 비롯한 다양한 질병의 위험에 노출되어 있다. 그래서 질병치료를 위한 의약품들의 부작용과 독성을 거의 나타내지 않는 버섯의 영양과 효능에 대하여 관심이 증대되고 있다.

버섯은 유네스코가 ‘21세기 식품’으로 지정했을 정도로 전 세계적으로 각광받고 있는 좋은 식품으로서 각종 유효성분이 상당량 함유되어 있는 차가버섯 같은 경우는 항암과 항염을 비롯하여 성인병 예방, 면역력 강화, 피부 관리, 항산화 등에 탁월한 효과를 보인다고 한다.

버섯은 대부분 산야에서 야생하고 전 세계에 약 1만 5000종이 알려져 있고 그 중에 식용버섯이 2000여 종과 식용 가능한 버섯이 300여 종으로 알려져 있다.

옛날부터 식용이나 약용으로 널리 사용되어 온 버섯은 이러한 웰빙 붐과 더불어 건강식품, 약용식품으로 수요가 증가하고 있어서 다양한 버섯자원 고부가가치화와 시장 확대가 예상되며, 현재 새송이, 느타리, 양송이, 표고 등 주요 식용버섯들이 대량 재배되어 1조 원 내외의 시장을 형성하고 있다. 하지만 연구 인력 한계로 인하여 우량종균의 보급, 기능성 버섯자원의 발굴, 버섯 가공 및 유통 등에 대한 국내 연구 등은 아직 미진하다.

이러한 현실 속에서 버섯에 대한 다양한 실용적 연구를 통해 버섯분야에 학문적 가치와 버섯 산업진흥에 기여하고 있는 경상대학교 생명과학부 노현수 교수를 <오늘의 한국>에서 만나보았다.

노현수 교수는 코오롱 중앙연구원에서 연구원으로 근무하였고 미국 국립보건원에서 미생물효소 및 효모 분자생물학 분야에 연구경력을 쌓았으며, 한국생명공학연구원에서 선임연구원으로서의 미생물유전체연구 경력을 가지고 있다.

현재 경상대학교 생명과학부 곰팡이분자유전자연구실에서 노현수 교수팀의 주 연구는 버섯분자유전학이고, 현재는 신기능 버섯 제작, 버섯의 물질 분해능을 이용한 환경정화, 버섯의 유전적 다양성 연구등에 매진하고 있다.

야생버섯, 환경오염 정화 이용 가능성 확인

▲ 만가닥 버섯.

노현수 교수가 연구하는 버섯분야는 농민과 농가소득증대에 기여하기도 하지만 환경오염 문제 대안에도 가능성이 있음을 연구를 통해 밝혀내기도 하였다. 야생버섯, 환경오염 정화이용 가능성 확인을 하여 환경오염의 정화에도 새로운 가능성을 열게 되었다는 점은 그야말로 획기적이라 할 수 있다. 이 연구는 야생버섯들이 우리 몸에 암을 일으키는 흙과 물속의 오염물질들을 제거하는 데 효과가 있다고 알려져 있고, 야생버섯들이 장기간 노출 시 발암물질로 작용하는 난분해성 물질을 분해하는 데 효과적인 것으로 밝혀져 환경오염의 정화에 새로운 가능성을 열게 됐다.

이 연구에 대해 노 교수는 “국내에 자생하는 야생버섯 20여 종에 속하는 70여 균주를 시험한 결과, 다환방향족 탄화수소 분해력이 뛰어난 간버섯, 느타리버섯, 노란다발버섯 등 16균주, 트리아릴메탄계 염료의 분해력이 뛰어난 느타리버섯 등 12균주를 선발하였다”며 “우리나라 전역의 고목에서 흔히 발생하는 간버섯은 3% 이상의 자동차연료가 포함된 배지에서도 우수하게 생장하고, 1주일 후에는 자동차연료에 포함된 유독성 다환방향족 탄화수소를 모두 제거했다”고 밝혔다.

노현수 교수는 “야생의 생물자원이 인간이 만들어 낸 오염환경의 정화에 도움이 될 수 있음을 보여주고자 하는 뜻에서 시작한 연구이며, 더불어 버섯의 새로운 기능이 이 연구로 인해 입증된다면 사람들이 버섯을 더 찾게 될 것이므로 버섯의 소비촉진에도 도움이 될 것이라고 생각했다”며 “더불어 버섯업계 농민들에게도 도움이 되고자 하는 뜻이었다”고 연구취지를 밝혔다.

경상대학교 생명과학부 곰팡이분자유전학연구실에서 노현수 교수에게 자세히 들어봤다.

▲ LBS 단체사진.

Q. 버섯연구의 중요성에 대하여 언급하여 준다면. 

A. 지질학적 관점에서 화석연료는 식물이 폭발적으로 번성하던 3.5~3억 년 전 석탄기에 주로 축적된 것으로 이 시기를 거치면서 대기 중 이산화탄소 농도는 2200ppm에서 800ppm으로 감소하였다.

이산화탄소가 식물에 의하여 유기물로 고정되어 화석연료의 형태로 땅속에 묻혔기 때문이다. 그러나 석탄기를 지나 2.9억 년 전 화석연료의 축적이 중단되는데, 그 원인은 강력한 식물조직 분해능을 가진 버섯들이 발생하면서 죽은 나무들이 더 이상 지구상에 방치되지 않고 분해되었기 때문이다.

버섯은 지구상 탄소순환의 핵심연결고리인 셈이다. 우리 곰팡이분자유전학연구실에서는 버섯의 본래 기능에 충실하게, 인간의 개입으로 파괴되고 있는 탄소순환사이클을 복원하는데 기여하는 연구를 주로 수행하고 있다. 전체적인 연구방향은 버섯을 이용한 친환경 소재, 버섯을 이용한 저에너지 물질생산공정, 버섯의 유전적 다양성 보존 및 확장 등이다.

Q. 경상대 곰팡이분자유전학연구실에 대한 소개와 특화된 면을 소개해 준다면.

A. 곰팡이는 미생물로 분류되지만 세균과 달리 독립된 핵을 가진 진핵생물이며, 진화과정으로 보면 식물보다는 동물과 더 가까운 공통조상을 가지고 있다. 곰팡이균들은 효모와 같이 단핵세포로 자라는 간단한 종류에서 버섯같이 복잡한 구조를 가진 종류도 있다. 곰팡이분자유전학연구실에서는 곰팡이균들 중에서 가장 복잡하게 진화한 생명체인 버섯의 유전적 다양성과 물질 분해효소들에 관심을 가지고 연구를 해오고 있다.

예로, 동아시아 지역에서 주로 재배되는 표고버섯의 교배형 다양성을 분석하여 교배형의 진화과정을 해석했으며, 락카아제와 페록시다아제와 같은 강력한 물질분해효소들이 환경오염 물질들을 제거할 수 있음을 입증하였다. 최근에는 버섯균에 새로운 기능을 부여하기 위하여, 외래 유전자를 버섯세포에 주입하는 방법을 연구하고 있다.

Q. 버섯균의 새로운 활용성을 설명해준다면.

A. 환경정화측면에서 본다면, 사람들에게 버섯은 먹는 음식 중의 하나로 인식되지만, 자연계에서는 주로 죽은 식물의 분해자(청소부) 역할을 수행하기 때문에 강력한 물질분해능을 가지고 있다. 이러한 강력한 분해능은 인간활동에 의하여 오염된 토양이나 물의 정화에 활용될 수 있다. 우리 연구실에서는 느타리버섯이 염색공단의 폐수와 기름으로 오염된 토양의 정화에 사용될 수 있음을 실험적으로 입증하였다. 또 야산에 다양하게 존재하는 구름버섯이나 간버섯 등 야생버섯들이 산업적으로 유용한 강력한 물질분해효소들을 생산하고 있음을 보고한 바 있다.

생리활성물질로서 버섯은 곤충, 식물, 세균, 등의 공격으로부터 자신을 방어하기 위하여 다양한 유용 생리활성물질을 생산한다. 또한 버섯의 세포벽을 이루는 베타글루칸은 사람의 면역기능을 활성화하는 기능이 있다.

버섯의 이러한 유용물질들은 음식을 통하여 일상적으로 섭취되어 사람들의 건강을 유지하는데 기여를 할 뿐 아니라, 표고버섯의 렌티난과 같이 물질이 분리되고 대량 생산되어 항암제나 항균제 등으로 개발되기도 하였다.

버섯을 유용물질을 생산하는 생물공장으로 만드는 연구는 아직 초보적이지만 미국, 중국, 일본 등의 국가에서 연구되고 있고, 우리 연구실에서도 양송이, 새송이버섯을 형질 전환하여 항암물질을 생산하게 하는 연구를 고려대 윤철원 교수 연구실과 함께 차세대바이오그린21사업을 통하여 수행하고 있다.

버섯을 산업적 소재로 사용하고자 하는 연구도 최근 진행되고 있다. 버섯의 폐배지는 소규모이기는 하지만 동물의 사료나 유기농비료로 활용되고 있다. 최근에는 버섯의 균사를 막으로 제조하여 동물가죽을 대체하는 연구도 진행되고 있고, 버섯을 톱밥이나 볏집에 키워서 건축용 친환경 단열소재로 활용하는 연구도 진행되고 있다. 이처럼, 버섯의 균사막 형성 특성을 산업소재개발에 활용하고자하는 시도는 앞으로도 다양하게 진행되리라 생각된다.

기초연구만이 버섯산업발전에 기반이 되다

▲ 학회 참가.

국내 버섯연구는 농촌진흥청, 국립산림과학원, 각 도농업기술원 등 정부연구기관들이 식용버섯의 생산현장에 필요한 기술개발연구 위주로 진행하고 있으며, 국립생물자원관, 국립낙동강생물자원관, 국립생태원 등의 기관이 자원의 수집 보존에 관한 연구를 수행하고 있다. 하지만 1조 원 시장에 걸맞은 민간분야의 연구능력은 극히 낮아서 민간이 해야 될 현장기술 개발연구를 정부기관이 대행해 주고 있는 실정이다.

그 결과, 미래기술 개발에 대한 정부의 관심과 투자가 부족해졌고, 민간부문에서는 연구부문 투자의 필요성을 거의 인식하지 못하는 상태에서 국가기관에 의존하는 상황이 지속되어 왔다. 또, 기초연구를 담당해야 할 대학은 연구비 수주를 위하여 현장에서 요구하는 단발성 연구에 주력할 수밖에 없는 상황에 직면하고 있다. 따라서 국가연구기관에 대한 의존도를 줄이고, 민간의 영세성과 기술부족을 보완하기 위해서 민간연구소의 설립과 운영에 대한 적극적인 지원과 관리가 필요하며, 미래기술개발을 위한 대학에 대한 투자가 필요하다.

노현수 교수는 “국내 버섯산업의 장기적 발전을 위해서는 버섯시장의 규모가 크지는 만큼 지행해줄 기반 기초연구가 적극 수반되어야 함”을 피력하면서 “버섯연구라는 주제로 깊이와 다양성을 갖추기 위해서는 많은 연구 인력이 필요함”을 덧붙여 강조했다.

노 교수는 “국가주도의 연구주제가 시류(時流)에 따라 바뀌다 보면 깊이 있는 연구가 힘들기 때문에 단기간 연구실적에만 매달리는 경우가 아닌 장기적인 안목을 가지는 것이 중요하다”는 소신을 밝히면서 “앞으로 기본연구가 밑바탕이 되어 응용가능성을 확장시키는 데 더욱 더 매진할 것”이라며 포부를 내비치었다.

향후 계획에 대해서 노 교수는 “곰팡이분자유전학연구실에서는 버섯의 본래 기능에 충실하게, 인간의 개입으로 파괴되고 있는 탄소순환사이클을 복원하는데 기여하는 연구를 주로 수행하고 있기에 향후 전체적인 연구방향은 버섯을 이용한 친환경 소재, 버섯을 이용한 저에너지 물질생산공정, 버섯의 유전적 다양성 보존과 확장 등에 중점을 둘 예정이다”며 앞으로의 계획을 밝혔다.

노현수 교수는 “학생들이 미래를 여는데 영감과 도움을 주는 것이 교육자로서 역할”이라고 언급하면서 “자연을 유지하게 하고, 훼손된 자연을 복원하는 미래세대를 위한 연구자세가 중요하다”며 교육철학을 전하였다. 아울러 “곰팡이분자유전학연구실에서는 연구했던 내용들이 인간의 삶과 자연에 도움이 되고 실제 생활에서도 적용될 수 있는 방향으로 연구에 매진하고 있다”고 연구의 방향을 강조하였다.

<약력>
•서울대학교 식품공학과 졸업
•KAIST 생물공학과 석사 졸업
•KAIST 생명과학과 박사학위취득
•코오롱 중앙연구원에서 3년간 연구원으로
근무
•미국 국립보건원 방문연구원으로 활동
•한국생명공학연구원 선임연구원으로 활동
•현) 경상대학교 생명과학부 교수

홍경의 기자  news@kpci.co.kr

<저작권자 © 오늘의한국, 무단 전재 및 재배포 금지>