[바이오타임즈] 유전자변형생물(GMO)은 기존 생물에 새로운 유전자를 이식해서 만드는 생물로, 여러 부작용에 관련된 논란이 지속돼왔다. 이에 생물이 원래 갖고 있던 유전 정보를 이용하는 유전자 교정 작물 시장이 주목받고 있다.

남미, 북미, 호주, 일본, 필리핀, 인도, 영국 등에서는 규제 측면에서 유전자 교정 작물 시장의 성장을 지원하고 있다. 미국과 일본에서는 공식적으로 콩, 토마토, 겨자 등이 출시됐다. 유럽은 GMO에 가장 보수적인 입장이지만 지난 2월, EU 유럽의회가 유전자 교정 작물에 대한 규제 감독 완화안을 표결 처리한 바 있다. 해당 법안이 시행되면 전 세계 유전자 교정 작물 시장은 급속도로 확장될 것으로 보인다.

눌라바이오는 유전자가위 등 첨단 유전자 교정 기술을 활용해 기능성 작물과 기후변화 대응 작물을 개발 중인 생명공학 스타트업이다. 이를 통해 인류 건강과 지속 가능 농업에 기여하고자 한다. 현재 건강 기능성 토마토, 수확량 개선을 위한 스트레스 저항성 작물, 특정 카나비노이드 함량을 강화한 산업용 대마 ‘헴프’ 등을 만들고 있다.

김재연 대표로부터 자세한 이야기를 들어봤다.
 

◇ 건강 기능성 토마토, 카나비노이드 함량 강화 헴프 등 개발

김재연 대표는 작물 유전자 교정 연구 개발 분야의 선도주자로 2003년부터 경상국립대 응용생명과학부 교수로 재직하고 있다. 김 대표는 2019년 작물 유전자 교정 분야 연구자들의 모임인 ‘신육종혁신기술연구회’를 창립하고 4년간 초대회장을 역임했다. 생물학연구정보센터(BRIC) ‘한국을 빛내는 사람들’ 11회에 소개된 식물생명공학 선도 연구자이기도 하다. 현재까지 140여 개의 논문과 30여 건의 유전자가위 관련 특허를 출원했다.

눌라바이오는 2022년 4월, 경상국립대 식물생명공학연구소 작물유전체교정연구실 차세대유전체 교정 연구 성과를 기반으로 설립됐다. 현재 눌라바이오는 정진희 박사∙부소장, 유서영 팀장 등의 인력들과 함께하고 있다. 정진희 박사는 눌라바이오 기업부설연구소 연구팀을 이끌고 있다. 식물 형질 전환 및 유전자 교정 전문가로 제품 파이프라인을 구축하고 있다. 유서영 팀장은 행정과 서비스 사업을 담당 중이다.

김 대표는 “유전자가위나 유전자 교정 기술을 이용해 만들어진 작물은 기존 GMO와 달리 최종 산물에 어떤 외래 유전자도 남아 있지 않는다”며 “눌라바이오는 유전자 교정 작물이라는 미래 시장을 공략하기 위해 설립됐다”고 밝혔다.
 

눌라바이오는 연구자들에게 유전자 교정을 통해 토마토와 애기장대 맞춤형 모델 작물을 제공하고 있다. 바이오헬스와 관련 제품은 현재 토마토와 헴프에서 개발되고 있다. 

토마토의 경우 가바(GABA), 루테인, 시스라이코펜, 증강된 라이코펜 등 기능성 성분이 증강된 토마토를 개발하고 있다. GABA 토마토는 혈압 저하 효과가 알려진 GABA 신경전달물질이 증강된 토마토다. 현재 일본에서 판매가 가능한 세계 유일의 유전자 교정 토마토다. 루테인 토마토는 눈 건강에 좋은 루테인 성분이 증강된 토마토다. 일반적으로 녹황색채소에 많은 루테인은 눈 황반의 구성 요소로, 식품으로 필수적으로 흡수해야 하는 성분이다. 

김 대표는 “하지만 대다수의 과일은 루테인이 없거나 매우 낮은 양을 포함하고 있다”며 “일상생활에서 쉽게 접할 수 있는 토마토에 루테인 함량을 높이면 소비자의 눈 건강에 도움을 줄 것이라 생각한다”고 말했다.

이어 “이외에도 시스라이코펜 토마토는 생과로 먹을 때 일반 라이코펜(트랜스라이코펜)에 비해 10배가량 높은 흡수율로, 1개의 토마토를 먹어도 10개를 먹는 효과가 있다”며 “라이코펜은 전립선암을 포함한 다양한 항암효과에 탁월한 것으로 알려져있다”고 설명했다.

대마는 향정신성 물질인 테트라하이드로카나비놀(THC)로 인해 마약류로 지정돼 있다. 하지만 미국을 포함한 선진국에서는 THC 함량이 0.3% 이하인 경우 일반 농작물 헴프로 인정하고 있다. 헴프에서 생산되는 카나비디올(CBD)과 카나비제롤(CBG)은 향정신성이 없는 다양한 식의약 소재로 뇌전증 치료제, 스트레스 완화제 등으로 활용되고 있다.

눌라바이오는 유전자 교정 기술을 이용해 높은 THC 함량을 갖는 대마에서 THC를 원천적으로 못 만들게 하는 대신 CBD나 CBG 함량을 기존 작물 대비 3배 이상 증강시킨 헴프를 만드는 프로젝트를 진행하고 있다. 
 

◇ 차세대 유전자 교정 기술 경쟁력 확보∙∙∙다양한 제품 포트폴리오 구성 가능

김 대표는 “현재 눌라바이오 제품의 대다수는 개발 단계로 잠재 고객만 있지만, 자사의 유전자 교정 서비스는 여러 국내∙외 식물 연구자가 사용 중”이라며 “면역단백질 펩타드가 생체 단백질에 결합해 발현되도록 하는 유전자 펩타이드 표지화 서비스는 세계 최초로 제공되는 서비스”라고 밝혔다.

눌라바이오는 일반 유전자 교정 기술은 물론 차세대 유전자 교정 기술에서 앞선 기술력을 확보하고 있다. 일반 유전자 교정 기술은 특정 유전자의 기능 상실을 유도해 작물의 형질을 개선한다. 반면 차세대 유전자 교정 기술은 유전자 기능 상실은 물론 기능 강화를 통해 작물의 형질을 개선할 수 있어 그 파급력이 훨씬 크다. 

김 대표는 “비유적으로 일반 유전자 교정 기술이 1개의 음성적으로 작용하는 표적 유전자를 가질 때, 차세대 유전자 교정 기술은 최소 10개의 음성∙양성적으로 작용하는 표적 유전자를 갖는 효과가 있다”며 “이런 혁신 기술의 사용은 보다 더 다양한 제품 포트폴리오 구성이 가능하게 하기 때문에 장기적으로 눌라바이오의 성장성은 매우 커질 것”이라고 강조했다.

한편 눌라바이오는 기술보증기금으로부터 약 3억 원, 벤처캐피탈 어니스트벤처스로부터 5억 원의 초기 투자를 유치했다. 해당 투자금은 제품 포트폴리오 강화를 위한 제품 연구 개발에 사용될 예정이다.

김 대표는 토마토 시제품을 빠르게 출시하는 것을 단기 목표로 삼고 있다고 밝혔다. 빠른 시일 내로 소비자에게 제품을 선보이겠다는 목표다. 장기적으로는 작물 유전자 교정 기술을 잔디, 바나나, 감자, 콩 등으로 확대해 나갈 계획이다.

그는 “미국의 유전자 교정 분야 스타트업 ‘페어와이즈’(Pairwise)를 벤치마킹 모델로 삼고 있다”며 “페어와이즈는 기존 GMO 시장이 침투하지 못한 과채류에 집중해 유전자 교정 작물 사업화를 시도하고 있으며, 쓴맛을 제거한 겨자를 출시하기도 했다”고 말했다.

그러면서 “눌라바이오는 작물 유전자 교정 및 합성생물학 분야의 리더 기업이 되고자 한다”며 “새로운 가치를 갖는 작물 기반 신산업을 창출하는 글로벌 리더가 되겠다”고 전했다.

[바이오타임즈=신서경 기자] ssk@biotimes.co.kr

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