한번에 환각제 5종류 생성하는 유전자 조작 식물 개발했다

이스라엘 연구팀이 환각 물질을 만들어내는 유전자를 버섯과 두꺼비 등에서 추출해 한 식물에 삽입하는 실험이 성공하면서 단일 식물에서 5종류 환각 물질을 추출하는 데 성공했다고 발표했다.

이스라엘 와이츠만과학연구소(Weizmann Institute of Science) 연구팀에 따르면 환각제 원료가 되는 기존 화학 물질은 주로 희귀성이 높은 식물과 균류, 동물 등에서 채취되고 있지만 서식지 감소 등으로 인해 보전이 어려워지고 있다. 이에 성장이 빠르고 채취가 용이한 식물로 대체하는 방법이 모색되고 있다.

이 문제에 대응하기 위해 연구팀은 화학 물질이 생성되는 경로 규명에 착수했다. 연구팀은 환각제 원료인 다이메틸트립타민(dimethyltryptamine)을 함유한 식물 사이코트리아 비리디스(Psychotria viridis)와 아카시아 아쿠미나타(Acacia acuminata)를 분석해 다이메틸트립타민을 생성하는 주요 유전자와 생성 화학 경로를 특정했다. 이어 선행 연구에서 밝혀진 환각버섯과 수수두꺼비(cane toad) 유전자 및 생성 경로와 결합하고 벼와 애기장대(Arabidopsis thaliana)에서 비롯된 보조 효소를 추가해 이 유전자 세트 일체를 벤사미아나담배(Nicotiana benthamiana)에 도입했다. 벤사미아나담배는 성장이 빠르고 식물 연구에 널리 활용되는 종이다. 최근에는 인플루엔자 백신 개발 등에도 사용된 바 있다.

복수 유전자가 도입된 결과 벤사미아나담배는 식물 유래 다이메틸트립타민, 버섯 유래 실로신(psilocin)과 실로시빈(psilocybin), 두꺼비 유래 부포테닌(bufotenine)과 5-메톡시-N,N-다이메틸트립타민(5-MeO-DMT)이라는 환각 물질 5종류를 동시에 생성하는 게 확인됐다.

다만 서로 다른 생성 경로가 동일한 자원을 놓고 경쟁하는 탓에 일부 화합물은 원래 생물에 비해 생성량이 적었다. 그럼에도 조정을 거치면 벤사미아나담배가 유용한 자원이 될 가능성이 크다는 평가다.

연구팀은 목표는 치료적 가치가 높은 5가지 주요 화합물을 생산하기 위한 시스템을 구축하고, 식물을 통해 공급하는 것이라며 식물에서의 촉매 기능 융합과 대사 공학을 결합해 생산 효율을 대폭 향상시킬 수 있었다고 밝혔다. 보도에선 우울증, 불안장애, 외상 후 스트레스장애(PTSD) 등 치료법으로 환각제에 대한 관심이 높아지는 가운데 이 시스템은 과학자에게 새로운 환각제 입수 방법을 제공할 가능성이 있다고 전했다. 관련 내용은 이곳에서 확인할 수 있다.