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합성생물학으로 만든 바코드 미생물(Barcoded Microbes)을 활용한 식품의 이동경로 추적

 

BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 20-51

합성생물학으로 만든 바코드 미생물(Barcoded Microbes)을 활용한 식품의 이동경로 추적

 

 

◇ 합성생물학을 응용하여 무해한 미생물의 유전자를 바코드화하고, 이를 식재료나 식품에 부착하여 출처정보와 이동경로를 추적할 수 있는 ‘바코드 미생물 포자(Barcoded Microbial Spores, BMS)’ 태깅기술을 개발
 
 
▸주요 출처 : Science, Follow the barcoded microbes, 2020. 6. 5; Science, Barcoded microbial system for high-resolution object provenance, 2020. 6. 5; 사이언스타임즈, 음식물 세균에 ‘바코드’를 부착했다, 2020. 6. 10
 
 ■ Barcoded microbial spores(BMS)라는 새로운 태깅기법을 활용, 식품 매개 질병 발생 시, 식량 혹은 식품의 이동경로를 추적할 수 있는 기술을 개발
 
 ○ 식량이나 식품 공급망의 세계화로 인간이 사용하고 있는 식재료와 사용한 물질에 대한 출처와 위치를 추적하는 것이 점차 중요해지는 상황
  - 최근 식품으로 인한 식중독 및 이와 관련된 질병이 빈번하게 발생하고 있어 재료와 물질 자체에 대한 출처를 파악하는 것이 공공보건에 중요
 
 ○ 이에 연구팀*은 합성생물학적 방법을 응용하여 무해한 미생물**의 유전자에 바코드를 새기고,
   - 이를 식재료나 식품에 부착하여 출처정보와 이동경로를 추적할 수 있는 ‘바코드 미생물 포자(Barcoded Microbial Spores, BMS)’ 태깅기술을 개발
    * 미국 하버드의대(시스템생물학, 시스템제약학 연구실)
   ** 된장, 김치, 빵 발효에 널리 사용되는 Bacillus subtilis, Saccharomyces cerevisiae를 사용
    ※ 일련의 바코딩된 미생물을 포자 형태로 함께 혼합하고 식물의 표면에 분무한 후, 포자가 부착된 잎만 검출하여 서열을 분석(특히, 포자는 비활성 세포 상태로서 가혹한 환경 조건에서도 생존 가능)
 
 
< 바코드화된 미생물을 통한 추적 프로세스 >

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 출처 : Science, Barcoded microbial system for high-resolution object provenance, 2020. 6. 5
 
 
  - 미생물을 활용한 이유로, 미생물은 우리의 일상 환경 어디에나 존재하기 때문에 물질의 위치 파악에 유리하며,
  - 박테리아(Bacillus subtilis)와 효모(Saccharomyces cerevisiae)는 연구에 오랫동안 활용되어 짧고 특이적인 DNA 서열(바코드)을 쉽게 삽입할 수 있고, 무한한 수의 잠재적인 태그 세트를 조합하여 수십 개의 바코드 서열을 설계할 수 있고, 실험적으로 검증 가능한 장점 보유
 
 ○ 유전자가 조작된 유기체를 통제되지 않은 환경으로 방출하면 위험할 수 있기 때문에 안전한 미생물을 사용
  - 연구진은 미생물 종을 신중하게 선택하고, 의도하지 않은 확산을 방지하기 위해 BMS 시스템에 안전한 보호 장치를 구축
  - 본 연구에서 활용한 B. subtilis와 S. cerevisiae는 일반적으로 환경과 식품 샘플에서 발견되어 이로부터 유래된 제품은 이미 미국 FDA에서 “일반적으로 안전한 상태(generally recognized as safe, GRAS)”로 인정
    ※ 의도치 않은 확산을 막기 위해 B. subtilis와 S. cerevisiae 균주를 사용, 이 과정에서 필수적인 유전자를 제거하거나(B. subtilis의 경우) 포자에 열을 가해 영구적으로 비활성화하여 미생물 포자가 활성 상태로 돌아오는 것을 방지
 
 

...................(계속)

 

☞ 자세한 내용은 내용바로가기 또는 첨부파일을 이용하시기 바랍니다.

 

 

 

 

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