미국 연구진이 공기 중 질소를 흡수해 식물의 비료로 만드는 능력을 일반 세균에 이식하는 데 성공했다.
미국 워싱턴주립대(WSU) 연구팀은 질소 고정 능력이 없는 세균에 관련 유전자군을 통째로 옮겨 새로운 능력을 갖게 하는 데 성공했다는 연구 결과를 국제학술지 '셀 바이올로지'에 28일(현지시간) 발표했다.
이번 연구는 콩과 식물처럼 밀, 옥수수 등 주요 곡물도 비싼 질소 비료 없이 스스로 양분을 얻게 할 가능성을 연 개념 증명 연구로 평가된다.
연구팀은 질소 고정 능력을 가진 박테리아 '근류균'과 그렇지 않은 일반 세균을 교배했다. 이 과정에서 유전자 전달 성공률을 크게 높인 새로운 유전 공학 기술을 개발했다.
이를 통해 질소 고정 관련 유전자가 모여있는 '공생섬'을 일반 세균에 성공적으로 이식했다. 새롭게 능력을 얻은 세균은 식물 세포 내에서 안정적으로 공생하며 식물에 해를 끼치지 않는 것으로 나타났다.
연구를 이끈 스테퍼니 포터 WSU 부교수는 "단 한 번의 과정으로 일반 세균을 식물에 질소를 공급하는 비료 세균으로 전환할 수 있게 됐다"며 "이는 비료 부족과 가격 급등으로 어려움을 겪는 농가에 도움이 될 것"이라고 설명했다.
연구팀은 앞으로 어떤 유전자 변이가 질소 고정 능력 전달에 가장 효과적인지 분석할 계획이다. 연구의 최종 목표는 옥수수 등 주요 작물에 사는 미생물에 이 기술을 적용하는 것이다.