- 한우 등 반추동물의 조사료 이용효율 극대화 -

 농촌진흥청은 한국재래흑염소의 반추위로부터 고효율 섬유소 분해효소 유전자를 메타게놈 연구 기법을 통해 1,900종 이상 대량 발굴했다.

 소와 흑염소와 같은 반추위 초식동물은 식물의 섬유소를 영양분으로 섭취하고 있지만, 정작 섬유소 분해 작용은 반추위의 미생물에 의해서 이뤄지고 있다.

 반추위의 섬유소를 분해하는 미생물은 대부분 공기 중에서 살 수 없는 경우가 많은 관계로 현재까지 99 %가 알려지지 않았지만, 최신 첨단 DNA 염기서열 해독 기법을 적용해 미지의 미생물군 전체의 DNA, 즉 메타게놈에 대한 유전자 정보를 대량 발굴이 가능해졌다.

 흑염소는 반추동물이지만 소와는 달리 목질계 섬유소에 대한 소화 능력이 뛰어난 것으로 알려져 있으므로 고효율 섬유소 분해효소 발굴을 위한 목표로 선정했다.

 한달 동안 볏짚 사료만으로 사육한 성숙한 흑염소를 대상으로 반추위의 미생물을 회수해 전체 DNA를 추출하고 약 20억 염기정보를 생산해 이로부터 총 1,892개의 신규 섬유소 분해효소 유전자를 발굴했다.

 현재까지 발굴된 섬유소 분해효소 유전자 총 1,892개에 대해 산업적 가치가 높을 것으로 예상되는 총 13건의 유전자에 대해 산업재산권을 출원한 바가 있다. 또한 고효율 섬유소분해 활성을 갖는 유전자를 탐색하는 작업이 추가로 진행되고 있다.

 이중 Cel-KG51은 단독으로, 외국계 유명 회사에서 판매되고 있는 곰팡이 유래 복합 섬유소 분해효소제와 비교했을 때 60% 정도가 활성을 보이고 있음이 확인됐다.

 현재 300여 종의 신규 섬유소 분해효소에 대한 활성 측정과 대량 단백질 생산을 수행하고 있으며, 이들 효소는 일차적으로 효소첨가제로서의 효과 검증에 사용될 예정이다.

 나아가 사료첨가 미생물제로 많이 사용되고 있는 바실러스 서브틸서스 균주에 복합 효소군을 유전공학을 통해 형질전환시킬 예정이며, 이들에 대한 안전성 검증도 함께 수반할 계획이다.

 흑염소 반추위 유래 섬유소 분해효소의 활용을 통한 농가 사료비 절감 및 바이오에너지 생산기술 기반의 중요한 핵심 자원이 될 것으로 예상되고 있다.

 농촌진흥청 동물유전체과 이경태 박사는 “반추위 유래 고효율 섬유소 분해효소를 활용해 실제 사료첨가제를 개발해 사용하게 되면 농가에서 농후사료의 급여량을 획기적으로 줄여 사료비를 크게 절감하는 효과가 기대되며, 이러한 고효율 섬유소 분해효소는 바이오에탄올 및 세제 개발 분야 등 폭넓게 활용될 것으로 전망된다.”라고 했다.