터프츠대 연구팀은 대장균을 유전적으로 개조해 희귀당인 태가토스를 포도당으로부터 생합성하는 방법을 제시했습니다. 핵심은 점액균에서 새로 발견된 갈락토스-1-인산 선택성 포스파타제(Gal1P)를 도입한 것입니다. 연구진은 또 아라비노스 이성질화효소를 세포 내에서 발현시켜 갈락토스에서 태가토스로의 완전한 전환을 이끌었습니다.
Gal1P는 자연 경로를 역전시켜 포도당으로부터 갈락토스 합성을 가능하게 했고, 이로써 대장균이 태가토스를 효율적으로 생산하도록 설계되었습니다. 터프츠대의 화학·생물공학 부교수 닉 네어는 대장균을 작은 공장처럼 작동하도록 설계했다고 설명했습니다. 연구진은 이 방식이 드물고 비용이 큰 갈락토스 원료를 쓰던 이전 방법보다 경제성이 높다고 지적했습니다.
공정 성능은 포도당을 태가토스로 최대 95% 수율로 전환할 수 있었고, 이는 기존 제조법의 40~77%보다 높은 수치입니다. 태가토스는 자당(설탕)보다 단맛이 약 92%이고 칼로리는 약 60% 적습니다. 미국 식품의약국(FDA)은 태가토스를 소금·식초·베이킹소다와 같은 지정과 함께 "일반적으로 안전한 것으로 인정"했습니다.
생리학적으로 태가토스는 소장에서 일부만 흡수되고 대장에서 장내 세균에 의해 많이 발효됩니다. 임상 연구에서는 섭취 후 혈중 포도당이나 인슐린 상승이 매우 낮게 관찰되었고, 일부 충치를 일으키는 구강 세균 성장을 줄이며 구강·장내 미생물에 프로바이오틱한 효과를 줄 가능성도 보고되었습니다. 연구는 Gal1P 효소의 발견과 이용이 포도당으로부터 태가토스 합성을 가능하게 한 핵심 혁신이라고 결론지었습니다. 출처: Tufts. 게시: Futurity.
어려운 단어·표현
- 개조하다 — 유기체의 유전자를 바꾸는 기술적인 과정개조해
- 생합성 — 생물 내부에서 화학물질을 만드는 과정생합성하는
- 포스파타제 — 분자의 인산기를 효소로 제거하는 단백질포스파타제(Gal1P)
- 이성질화효소 — 분자의 구조를 다른 형태로 바꾸는 효소이성질화효소를
- 수율 — 투입된 전체 물질에 대한 생성물의 비율수율로
- 경제성 — 비용과 이익의 관계나 효율성 평가경제성이
- 발현시키다 — 유전자가 세포에서 기능을 나타내게 하다발현시켜
- 발효 — 미생물이 물질을 분해하는 화학적 과정발효됩니다
- 프로바이오틱 — 장내 유익한 미생물과 관련된 작용프로바이오틱한
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토론 질문
- 포도당으로부터 태가토스를 생산하는 방법이 기존 방식보다 경제적이라고 했습니다. 이 점이 식품 산업에 어떤 영향을 줄지 설명해 보세요.
- 태가토스가 혈중 포도당과 인슐린 상승을 거의 일으키지 않는다고 합니다. 이런 성질이 소비자 선택에 어떤 영향을 줄까요? 장단점을 들어 보세요.
- 이번 연구에서 효소를 도입해 미생물을 개조했습니다. 산업화할 때 기술적·윤리적 문제나 도전 과제가 무엇일지 생각해 보세요.
