최홍수 농촌진흥청 연구관이 세계 최초로 개발한 식물체 바이러스 대용량 진단(LSON)칩과 진단법에 대해 설명하고 있다.
농업기술 수준이 국가 경쟁력의 척도로 인식되는 시대를 맞아 세계 각국이 농업을 미래 성장산업으로 육성하기 위해 치열한 각축을 벌이고 있다. 농업의 과학화를 통해 생산성을 높이고, 첨단기술과의 접목으로 새로운 가치를 창출하는 데 온 힘을 쏟고 있는 것이다. 우리나라도 예외가 아니다. 세계가 주목하는 한국의 첨단 농업기술 두가지를 소개한다.
2012년 봄 충남의 한 배추 재배단지에서 이상 증상이 나타났다. 배춧잎이 누렇게 변하고 모자이크 형상을 보이다 말라죽거나 기형이 되는 심각한 문제가 발생했다. 지역 전문가들은 바이러스병으로 추정하면서도 이전에 국내에서 발병했던 바이러스병 증상과 달라 정확한 진단을 내리지 못했다. 피해 농가들은 농사를 망쳐 속이 까맣게 타들어 가고 있었다.
해결의 실마리는 농촌진흥청 국립농업과학원이 풀었다. ‘식물체 바이러스 대용량 진단(LSON)칩 기반 기술’을 이용해 단 사흘 만에 ‘순무황화모자이크바이러스(TYMV)’에 감염된 배추 종자가 원인이라는 사실을 규명한 것이다. 문제는 해당 종자가 일본에서 수입된 사실이 확인됐지만 TYMV가 우리나라는 물론 일본에서도 보고된 사례가 없었던 신종 바이러스라는 점이다.
농업과학원은 즉시 LSON칩 기반 진단법을 이용해 바이러스 계통 분석 후 역추적에 나서 문제의 종자가 일본 회사의 이탈리아 채종포에서 TYMV에 오염된 것임을 밝혀냈다. 과학적인 역학조사 결과에 해당업체는 종자오염을 시인하고 농가들에게 손실을 100% 보상했다. 이를 계기로 식물방역당국은 긴급 역학조사 및 공적방제를 실시해 TYMV의 전국적인 확산을 차단할 수 있었다.
농업과학원이 한국생명공학연구원 등과 손잡고 2009년부터 3년간의 연구 끝에 2011년 세계 최초로 개발한 ‘LSON칩 기반 기술’이 갈수록 진화하는 식물체 바이러스병에 효과적으로 대응할 수 있는 첨단 신기술로 주목받고 있다. 이 기술은 전 세계에서 확인된 바이러스 계통 및 종에 관한 모든 유전정보를 담은 대용량 칩을 이용한 것으로, 한번에 538종의 바이러스를 진단할 수 있는 혁신적인 방법이다. 그동안 국내에서 사용해온 진단법(ELISA·PCR)이 작물별로 한번에 최대 5종의 바이러스 진단만 가능하고 그 외 바이러스는 각각의 정보를 일일이 대조 확인해야 했던 한계를 극복한 것이다. 이 분야 최고의 기술력을 자랑하는 영국도 당시 한번에 최대 15종의 바이러스만을 확인할 수 있는 수준이었음을 감안하면 놀라운 발전이다.
또 LSON칩 진단기술은 새로 확인된 바이러스 계통 및 종의 정보를 무한대로 추가해 기능을 향상시킬 수 있고, 이 기술을 기반으로 특정 바이러스를 겨냥한 진단법 개발도 가능해 바이러스병 진단 및 관리시스템의 일대 혁신기술로 평가받고 있다.
특히 이 기술은 기존 진단법으로는 확인이 불가능했던 외래 신종 바이러스와 변종 바이러스까지 탐색이 가능해 기후변화 및 농산물 교역확대로 갈수록 위험도가 높아지는 식물체 바이러스병에 신속히 대응할 수 있는 단서를 제공한다는 점에서 높은 가치를 인정받고 있다. 식물방역당국이 ‘토마토퇴록바이러스(ToCV)’와 ‘파프리카 사탕무황화바이러스병(BWYV)’ 등 최근 발생한 신종 바이러스병의 원인을 신속히 규명, 긴급대책 수립 후 농가 피해를 최소화할 수 있었던 것도 LSON칩 진단기술 덕분이다.
최홍수 농진청 연구관(LSON칩 진단기술 연구책임자)은 “기존 진단법으로는 신종 바이러스를 규명하는 데 6개월~1년이나 걸렸다”며 “이 때문에 전국적인 확산을 막지 못해 농가들이 큰 피해를 입었던 것을 감안하면 LSON칩 진단기술은 엄청난 경제적 가치를 지닌 것”이라고 말했다. 농업과학원은 올해 전북도농업기술원을 시작으로 전국 9개도에 이 기술을 이전해 활용토록 할 계획이다. 앞으로 이 기술은 바이러스 무병종자 생산과 종자·묘목·구근 등 식물검역 분야에서 폭넓은 활용이 기대된다.
농업과학원은 이미 ‘가루이류 매개 토마토 바이러스 다중진단법’을 비롯한 관련 기술 64건을 국내외에 특허출원해 원천기술의 산업화 단계로 나아가고 있다. 아울러 LSON칩 진단기술에 힘입어 우리나라는 국제 연구분야에서도 주도권을 쥐게 됐다. 최 연구관은 “LSON칩 진단기술을 이용해 아시아지역 국가별 이동성 바이러스병 분포지도를 작성하는 연구를 진행중”이라며 “후속 연구가 완성되면 우리나라는 이 분야에서 명실공히 세계 최고 수준의 기술강국으로 올라서게 된다”고 밝혔다.
출처: 농민신문