[투데이에너지 김창수 기자] 액체질소를 사용해 해양 미세조류를 10년 이상 초저온 동결보존하는 기법이 국내 최초로 개발돼 장기보존 및 관리 비용 절감에도 기여할 전망이다.
환경부 소속 국립생물자원관은 해양 미세조류(니찌시아속) 세포를 파괴하지 않고 장기 보존이 가능한 초저온 동결보존기법을 국내 최초로 개발했다고 밝혔다.
국립생물자원관 연구진은 2018년 1월부터 12월까지 해양 미세조류인 니찌시아속 2종인 니찌시아 프러스툴룸(Nitzschia frustulum)과 니찌시아 아마빌리스(N. amabilis)를 연구해 세포 피해를 최소화하는 초저온 동결보존 기법을 개발했다.
초저온 동결기법이란 배양된 세포나 조직을 -70~-190℃의 낮은 온도에서 불활성 상태로 냉동보존하다 필요시 해동을 거쳐 생리기능 회복이 가능한 보존법을 말한다.
이번 초저온 동결보존의 핵심기술은 미세조류를 얼릴 때 세포를 파괴하는 날카로운 얼음결정이 발생하지 않게 동결보호제(CPA)의 농도와 동결 기법을 최적화하는 것이다.
연구진은 글리세롤, 디메틸설폭사이드, 메탄올 등 세 종류의 동결보호제를 각각 5~15%의 농도별로 나눠 미세조류 배양체와 혼합해 냉동시켰다.
이후 해동해 살아있는 미세조류를 확인한 결과 12%의 메탄올과 혼합한 배양체가 가장 건강하고 신선한 상태를 유지했다.
또한 해외 연구사례를 토대로 해양 미세조류에 사용됐던 2단계 동결법을 적용했을 때 세포 손상이 줄어들어 해동 후 약 10배 이상 재배양되는 것을 확인했다. 2단계 동결법이란 -80℃에서 1시간30분 동안 1분에 -1℃씩 천천히 온도를 낮춘 뒤 -196℃(액체질소)로 급속 냉각하는 방식이다.
그간 미세조류는 얼리면 세포가 거의 파괴돼 초저온 안정적 장기보존기법을 적용할 수 없어 지속적으로 새로운 배지로 옮겨줘야 하는 어려움이 있었다.
연구진은 이번 기술 개발로 해양 미세조류를 10년 이상 장기보존할 수 있어 배양에 필요한 관리 비용을 최소 30% 이상 절감할 수 있을 것이라 전망했다.
서흥원 국립생물자원관 생물자원활용부장은 “국내 생물의 종다양성 보전을 위해 이번 연구와 같이 생물소재의 안정적 보존 방법에 대한 연구를 지속할 것”이라고 밝혔다.