안녕하십니까? 농촌진흥청 국립농업과학원 농업생물부장 정향영입니다.

우선 바쁘신 가운데 브리핑에 참석해주신 여러분들께 진심으로 감사드립니다.

최근 전 세계적으로 바이러스 병은 사람뿐만 아니라 동·식물에게까지 큰 사회적 문제로 이슈가 되고 있습니다. 신종플루, 구제역, 조류독감, 특히 작년에 식물에서 ‘토마토황화잎말림바이러스’(TYLCV)는 대표적인 예라고 할 수 있습니다.

지구 온난화에 따른 생태계 변화, 식물과 바이러스의 진화와 변이, 농산물 교역확대에 따라 돌발 바이러스 및 새로운 바이러스 병의 출현과 위험도는 점차 높아지고 있습니다.

그러나 기존에 사용되어 온 진단법은 진단 대상으로 하는 몇 종의 바이러스만 검사할 수 있기 때문에 새로운 종이나 예상하지 못한 바이러스에 대한 입체적인 진단과 관리가 어려웠습니다.

이에 농촌진흥청에서는 식물바이러스병의 관리체계 구축과 바이러스 자원 확보를 위해서 지난 2008년부터 한국생명공학연구원과 공동으로 올리고 칩을 이용한 식물바이러스 진단시스템 개발을 연계해왔습니다.

그 결과, 이번에 염기서열이 알려진 모든 바이러스를 한 번에 진단할 수 있는 신종 바이러스까지 탐색할 수 있는 ‘바이러스 진단용 대용량 올리고 칩(LSON 칩)’을 세계 최초로 개발하게 되었습니다.

그럼 먼저 바이러스 진단용 올리고 칩의 원리 및 핵심 요소에 대해서 설명 드리겠습니다.

이번에 개발한 올리고 칩은 538종의 바이러스 유전자와 특이적으로 반응하는 진단용 프로브(탐침, probe)을 탐색하는 침이라고 말씀드릴 수 있는데, 이런 것을 손톱만한 크기의 판에 부착하여서 만든 것입니다.

바이러스 진단용 올리고 칩은 특성이 다른 약 4,000개의 프로브(탐침)로 구성되어 있고, 분석시료로부터 추출한 표지핵산을 칩과 반응시킨 후에 해당 프로브들의 형광반응으로써 진단하게 됩니다.

이러한 칩을 고안하기 위해 그동안 우리는 첫 번째로 식물바이러스 전체에 대한 진단용 프로브 설계 및 선발을 하였고, 두 번째로는 올리고 칩 분석용 역전사 프라이머 개발, 세 번째로는 식물체 유전자 양성대조군 개발, 네 번째로는 올리고 칩의 설계나 검증을 위한 바이러스 표준시료 확보, 다섯 번째는 진단용 올리고 칩 표준 프로토콜을 개발했고, 여섯 번째로 진단용 프로브 및 올리고 칩 데이터베이스 개발 등을 수행하였습니다.

이러한 과정으로 개발된 바이러스 진단용 올리고 칩은 식물바이러스 538종을 동시에 진단할 수 있으며, 신종 및 변종 바이러스의 존재까지 탐색할 수 있는 기능을 갖게 되었습니다.

또한, 기존 진단법에서 항체와 확산의 비특이적 반응에 의해서 오진단되는 문제점을 해결할 수 있었습니다. 아울러, 올리고 칩 분석 과정에서 국내에 분포하고 있는 대부분의 식물바이러스 약 100종 정도를 확보하였으며, 세계적으로 알려지지 않은 신종바이러스 4종을 차단하는 놀라운 업적을 이루었습니다.

특히, 콩에서 발견된 신종 바이러스는 콩 유전자 기능을 해독할 수 있는 원천기술로 개발되어서 콩 품종개발의 획기적 발전을 기대하고 있습니다.

이번에 개발한 바이러스 진단용 올리고 칩은 지난해에는 학회에도 발표했고, 몇몇 기업체에서는 기술이전 제의도 받은 바 있습니다. 그 다음에 국내·외 연구팀에서 본 기술을 이용한 연구과제 제안이 여러 가지 있기 때문에 앞으로 여러 방면으로 본 기술을 확대·적용할 것으로 생각됩니다.

특히, 지금 개발한 기술은 특허출원을 일부는 완료했고, 일부는 현재 진행 중에 있습니다. 그리고 국제특허도 내놓았습니다.

다음은 바이러스 진단용 LSON 칩의 활용방안과 파급 효과에 대해서 설명 드리겠습니다.

이번 바이러스 진단용 올리고 칩의 개발로 앞으로 바이러스 병의 입체적인 진단과 이상증상 원인규명을 통해 고품질 농산물 생산에 기여하고, 새로운 문제병의 출현을 조기에 예측하여서 대책을 수립할 수 있을 것으로 기대됩니다.

또한, 올리고 칩을 이용한 바이러스 유전자원 관리가 가능하며 신종 및 변종 바이러스의 발견으로 학술적 파급효과가 매우 클 것으로 예상됩니다.

뿐만 아니라 식물검역분야에서 본 기술을 도입함으로써 농산물 개방시대, 국가 대응전략의 핵심기술로 이용할 수 있습니다. 이밖에 대용량 다목적 진단용 올리고 칩의 기술이 확보됨에 따라서 품종 판별이나 GMO 검사 등 다양한 분야로 확대·적용이 가능합니다.

지금까지 염기서열이 알려진 모든 식물바이러스를 한 번에 진단할 수 있는 신종 바이러스까지 탐색할 수 있는 바이러스 진단용 대용량 올리고 칩에 대해서 간단히 말씀드렸습니다.

앞서 언급했듯이 개발된 바이러스 진단용 올리고 칩은 기존에 사용된 진단법의 한계, 즉 예상 바이러스만 진단 가능하고 변이에 취약한 점을 극복한 것은 물론, 나아가 신종 및 변종 바이러스의 탐색까지 가능하게 발전시켰습니다.

이러한 기술은 병원체 진단분야에서 세계 최고의 수준에 도달하였다고 볼 수 있고, 앞으로 이 기술은 우리 농산물의 안정적 생산과 고품질화에 기여할 것이며, 생명공학 원천기술화 재료의 발굴에 유용한 도구로 사용될 것입니다.

농촌진흥청은 앞으로도 최첨단의 식물바이러스 진단기술과 바이러스 방제법을 지속적으로 개발해 나가는데 최선의 노력을 다하겠습니다. 여러분의 아낌없는 조언과 관심을 부탁드립니다.

감사합니다.

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[질문 답변]
※마이크 미사용으로 확인되지 않는 내용은 별표(***)로 처리했으니 양해 바랍니다.

<질문> ***

<답변> 직접 적용은 안 해봤지만 가능할 것으로 생각됩니다.

<질문> ***

<답변> 이것은 농민이 직접 활용하는 것이 아니고 국가기관이나 아니면 큰 회사나 이런 곳에서 대용량으로 쓸 수 있는 것이거든요. 그렇기 때문에 장치비가 2억 정도가 들어갑니다. 그래서 이것은 시간도 굉장히 단축되고, 대용량을 한꺼번에 할 수 있기 때문에 그렇게 여러 군데에서 많이 할 필요는 없는 기술이라고 볼 수 있습니다.

<질문> ***

<답변> 기존의 것은 이렇게 보시면 됩니다. 분석하는 시간의 차이는 같은데, 기존의 것은 하나의 A라는 특정 바이러스라는 것이 있어야 되고요. 그것을 검증을 하는 기술이거든요. 그래서 그것은 하나 내지 두 개 밖에는 검증이 안 됩니다.

쉽게 얘기하면 감자에 이 바이러스가 걸렸나, 만약에 CNV 바이러스가 걸렸나 했을 경우에는 그 바이러스가 걸렸는지 그것만 검증해볼 수 있는 기술인 것에 비하면, 이것은 그런 차원이 아니고 식물에 있는 염기서열이 확인 안 된 모든 바이러스, 538종이 지금 현재에는 거의 다 염기서열이 확인됐거든요. 이것을 한 번에 진단할 수 있는 것입니다.

그렇기 때문에 미지의 몰랐던 바이러스도 이 방법으로 찾아낼 수 있고, 굉장히 정확성이 더 있고, 그렇기 때문에 시간적인 개념 보다는 그렇게 해서는 못 찾아내는 것도 많고 굉장히 모르는 것에 대해서 시행착오를 많이 겪을 수 있는데 이것은 그렇지 않은 장점이 있기 때문에 돈으로는 환산하기가 어렵습니다.

<질문> ***

<답변> 예, 538종의 바이러스를 동시에 한 번에 체크하는 것입니다. 굉장히 좋은 획기적인 기술입니다.

<답변> (관계자) 추가로 보충 설명 드리면 기존에 바이러스 진단할 때에는 LI인자나 T-cell 방법을 써서 했는데, 아까 우리 부장님이 말씀하신 대로 한개 내지 몇 개의 바이러스를 대상으로 검증을 했었다고 하는데, 이것은 우리들이 개발한 칩은 동시에 여러 개를 한꺼번에 하기 때문에 비용이나 시간 면에서 상당히 절약이 됩니다.

<질문> ***

<답변> 한 식물에 여러 개의 바이러스가 들어있을 경우에 그런 것들이 다 가능합니다.

<질문> ***

<답변> 예, 그 속에 포함된... 그러니까 바이러스로 밝혀져서 염기서열이 확인된 것들, 이것들을 다 이 칩에 넣어서 보는 것이기 때문에, 얘들이 반응을 해서 형광으로 빛을 비춰주고 있거든요. 그렇기 때문에 거기에 속해있는 바이러스는 다 체크가 가능합니다.

<질문> ***

<답변> 예, 올리고 칩에 대한 연구는 2000년부터 있었는데 많은 종을 할 수 없었는데요. 우리도 처음에 2008년도에는 30종 정도만 가능했었거든요. 이것을 계속 버전업 시키고 해서 계속 필요한 것들을 더 보완하고 하면서, 연구를 계속 해서 538종까지 우리가 할 수 있는 기술을 확립해 놓았습니다.

<질문> ***

<답변> 수출 보다는 특허를 내놓았기 때문에 국제특허 미국에도 내놓고 그랬거든요. 그렇기 때문에 외국에서 이 기술을 활용해서 더 발전시킬 수 있는 것을 하려면 우리한테 특허료를 내야 되겠죠.

고맙습니다.

<끝>

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