담수조류 초저온 동결보존기술 개발...관리비용 30% 이상 절감

연못·호수·논 등 담수에서 서식하는 조류를 초저온에서 동결시켜 보관하는 기술이 개발됐다. 기술을 적용하면 조류 관리비용을 30% 이상 획기적으로 줄인다.

초저온 동결보전 전 순수분리된 담수조류 배양체. <국립낙동강생물자원관 자료>
초저온 동결보전 전 순수분리된 담수조류 배양체. <국립낙동강생물자원관 자료>

환경부 국립낙동강생물자원관은 '2016년 담수생물 배양·보존 연구 및 분양시스템 구축사업' 결과, 담수조류를 초저온에서 보존하는 원천기술을 개발했다고 10일 밝혔다.

이 기술로 조류(algae) 배양체를 영하 70도에서 보존하다가 원하는 시기에 다시 배양할 수 있다. 기존 보존법의 단점을 개선했다. 지금까지 담수조류 보존법은 배양체를 2~3개월마다 새로운 배지에 옮겨 보존하기 때문에 많은 인력과 시간이 필요했다. 초저온 동결보존기술은 담수조류를 냉동시킨 후 10년 이상 장기보존한다.

초저온 동결보존기술을 이용하면 담수조류 배양체 생리활성과 유전형질 변동 없이 최소한의 공간에서 반영구적인 보존이 가능하다. 지금까지 계대배양에 필요한 관리비용을 최소 30% 이상 절감한다. 계대배양은 세포 증식을 위해 새로운 배양접시에 옮겨 세포의 대를 계속 이어 배양하는 방법이다.

국립낙동강생물자원관 연구진은 초저온 동결보존기술을 다양한 담수조류에 적용해 우리나라 고유종과 유용 조류자원의 안정적인 장기보존과 보급 활성화에 기여할 계획이다.

연구진은 신규 개발한 혼합 동결보존제를 사용하면 단일 동결보존제를 사용했을 때보다 동결보존 후 재생 효과가 향상되는 것을 확인했다. 동결보존제는 배양체 동결과정에서 세포 내부구조 손상을 막기 위해 첨가하는 보호용 액체다.

담수조류 배양체의 동결보존 전(상)과 후(하)의 형태. <국립낙동강생물자원관 자료>
담수조류 배양체의 동결보존 전(상)과 후(하)의 형태. <국립낙동강생물자원관 자료>

동결보존 실험 대상 클로렐라 불가리스, 세네데스무스 오블리쿠스, 파라클로렐라 종에 디메틸 설폭사이드와 자당을 혼합한 새로운 동결보존제를 사용한 결과 재생률이 동결보존제를 각각 사용했을 때에 비해 1.5배 이상 향상됐다.

연구진은 담수조류의 세포피해를 최소화하는 보존제와 냉각조건을 최적화했다. 연구결과를 '미세조류 동결보존용 조성물 및 이를 이용한 미세조류 동결보존 방법'으로 지난해 12월에 특허출원했다.

안영희 낙동강생물자원관장은 “초저온 동결보존기술 개발로 고부가가치 잠재력을 지닌 담수조류 배양체를 안정적으로 장기보존하여 생물주권의 경쟁력 강화와 유용자원의 활용성을 지속적으로 높여나갈 것”이라고 말했다.

함봉균 에너지/환경 전문기자 hbkone@etnews.com