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CRISPR 균류: 단백질이 풍부하고 지속 가능하며 고기 같은 맛

 (isaaa.org)
1P by GN⁺ 12시간전 | ★ favorite | 댓글 1개
  • CRISPR 유전자 편집 기술을 이용해 기존보다 효율적이고 영양가 높으며 지속 가능한 새로운 균주가 개발됨
  • 이 균은 Fusarium venenatum으로, 고기와 유사한 맛과 질감을 지녀 여러 나라에서 식품용으로 승인된 종임
  • 연구진은 키틴 합성효소 유전자와 피루브산 탈탄산효소 유전자를 제거해 소화율과 대사 효율을 개선함
  • 새 균주 FCPD는 단백질 생산 시 설탕 사용량을 44% 줄이고 속도를 88% 높였으며, 온실가스 배출을 최대 60% 감소시킴
  • 이 기술은 지속 가능한 식품 생산과 환경 부담 완화를 동시에 달성할 수 있는 주요 진전으로 평가됨

CRISPR로 개발된 새로운 단백질 균주

  • 연구진은 CRISPR 유전자 편집 기술을 이용해 기존 균보다 효율적이고 영양가 높은 Fusarium venenatum 균주를 개발함
    • 이 균은 이미 고기와 유사한 맛과 질감을 지녀 여러 국가에서 식품용으로 승인된 바 있음
    • 연구 결과는 학술지 Trends in Biotechnology에 게재됨
  • 기존 동물 농업이 전 세계 온실가스 배출의 약 14% 를 차지한다는 점에서, 본 연구는 환경 친화적 대체 단백질의 필요성을 충족함

유전자 편집 과정과 기능 개선

  • 연구팀은 두 가지 유전자를 제거함으로써 균의 구조와 대사를 최적화함
    • 첫 번째로 키틴 합성효소 유전자를 제거해 세포벽을 얇게 만들어 단백질의 소화 용이성과 생체 이용률을 향상시킴
    • 두 번째로 피루브산 탈탄산효소 유전자를 제거해 대사 효율을 높임
  • 이로 인해 새 균주 FCPD는 동일한 단백질을 생산하는 데 44% 적은 설탕을 사용하고, 88% 빠른 속도로 생산 가능함

환경적 이점과 생산 효율

  • 대량 생산 시 FCPD는 기존 균류 단백질 생산 대비 온실가스 배출을 최대 60% 감소시킴
  • 중국의 닭고기 생산과 비교할 때, 토지 사용량 70% 감소, 담수 오염 위험 78% 감소 효과를 보임
  • 이러한 결과는 생산 지역과 무관하게 환경 발자국이 낮은 단백질 공급원임을 보여줌

지속 가능한 식품 기술로서의 의미

  • 연구진은 이와 같은 유전자 편집 식품이 기존 농업의 환경적 비용 없이 세계 식량 수요를 충족할 수 있다고 밝힘
  • 본 연구는 지속 가능한 식품 기술 분야의 주요 진전으로 평가됨
  • 관련 논문은 공개 접근 형태로 제공되며, 추가 정보는 EurekAlert! 및 Cell 웹사이트에서 확인 가능함
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GN⁺ 12시간전  [-]
Hacker News 의견들

  • 단세포 단백질(SCP)의 식용화에 가장 큰 제약은 핵산 함량이 높음임
    대사 과정에서 요산이 생성되어 섭취량이 제한됨. RNA 합성이 활발해야 단백질 생산성이 높아지기 때문에 이 문제는 구조적임
    논문에서는 발효 후 열처리로 핵산 함량을 0.75/100g 이하로 낮추지만, 이 과정에서 세포막 누출과 바이오매스 손실이 커진다고 함. Quorn 생산 과정에서도 같은 현상이 보고됨
    실험에서는 수율이 약 35%에 그쳤고, 단백질과 키틴 비율이 증가했음. 따라서 발효액을 농축해 수용성 비료로 전환하는 전략이 경제적으로 유효하다고 제안함
    관련 내용은 이 논문 3장에 자세히 설명되어 있음

    • 전체 세포를 먹는 대신, Trichoderma 같은 유전자 변형 곰팡이를 이용해 단백질을 배양액에 분비시키는 방식이 더 낫다고 생각함
      이렇게 하면 여과와 초여과로 세포와 배양액을 분리해 순수 단백질 분말을 얻을 수 있음. 실제로 유청 단백질이나 달걀 흰자 단백질을 이 방식으로 생산하는 시도가 있었음
      다만 한 스타트업이 분리 불량으로 소송을 당한 사례가 있음. 기술은 아직 완벽하지 않지만 원리는 타당함
      나도 평소 단백질 섭취의 상당 부분을 유청 단백질로 보충하기 때문에, 곰팡이 기반 생산이 성공하길 바람
      Trichoderma는 원래 효소를 분비하는 균이라, 효소 대신 유청 단백질을 분비하도록 바꾸는 게 비교적 단순함. 반면 Quorn처럼 세포 자체를 식용화하려는 접근은 훨씬 복잡함
      개인적으로는 식물성 식품의 품질 향상이 고기 모방보다 더 가치 있다고 생각하지만, 미국에서는 후자가 돈이 될 가능성이 큼
    • 드디어 비건도 통풍에 걸릴 수 있게 되었음
    • 최근 연구에 따르면 유전적 요인이 통풍에 큰 영향을 미친다고 함
      관련 기사: ScienceAlert 링크
    • 단세포 생물이 고기보다 핵 물질 비율이 훨씬 높다는 건 의외였음

  • 이번 연구는 Quorn에서 사용하는 Fusarium venenatum을 유전자 편집한 버전임
    논문에 따르면 이 방식은 닭고기나 배양육보다 환경 친화적이라고 함. 만약 경제성까지 확보된다면 정말 큰 진전일 것임

    • 가금 산업 로비가 이걸 막으려 할 가능성이 큼. 소비자들이 인식하고 대응하길 바람
    • 고기 대체식품을 좋아하지만 Quorn은 IBS 증상을 유발함. 콩과 달걀로 단백질을 보충하는 편임
    • Quorn도 산업용 바이오리액터 공정이라 이 기술이 그대로 적용될 수 있을 듯. 다만 세포벽이 약해지면 공정 효율이 떨어질 수도 있음
    • Neurospora crassa도 괜찮은 균임. Meati가 이걸로 제품을 판매 중임
    • 닭은 벌레나 음식 찌꺼기로도 키울 수 있고, 수송비가 거의 없음. 따라서 환경 비교는 과장일 수 있음

  • 논문은 knock-out 유전자 편집을 사용했으며, 이는 외래 유전자를 삽입하지 않는 방식임
    충분한 시간과 자원이 있다면 전통 육종으로도 가능했을 수준이라, EU에서는 GMO 라벨 없이 판매 가능할 수도 있음

    • 사실 어떤 유전자 배열도 시간이 충분하면 자연적으로 가능함. CRISPR을 쓰고도 GMO로 표시하지 않는 건 다소 규제의 모순처럼 보임

  • 나는 채식주의자임. “고기 맛이 난다”는 말은 과장임. 진짜 문제는 식감임
    Impossible Burger가 그나마 근접했지만, 대부분의 버섯 기반 대체육은 전혀 다름

    • 나는 육식주의자지만 Quorn의 칠면조 대체품을 먹어봤는데 꽤 비슷했음. 완벽하진 않지만 건조한 진짜 칠면조보다 낫다고 느낌

  • 키틴은 셀룰로오스처럼 인간이 소화하지 못한다고 알고 있었음
    논문에서는 키틴 합성 유전자를 제거해 세포벽을 얇게 만든 점을 언급함. 이는 조류독감 등 인수공통 전염병 감소에도 도움이 될 수 있음

    • 어류 사료에는 키틴이 섬유질로 쓰임. 그런데 갑각류 알레르기가 있으면 키틴에도 반응할까 궁금함
    • 조류독감 감소 효과가 구체적으로 어떤 메커니즘인지 궁금함

  • 이런 제품이야말로 “초가공식품” 비판의 실제 목표일 것 같음

    • 초가공식품 논란은 특정 제품을 겨냥했다기보다, 건강에 해로운 범주를 정의하려는 혼란스러운 시도로 보임
      예를 들어 두유도 대부분 초가공식품으로 분류되지만, 비타민과 칼슘 보충 덕분에 채식인에게는 필수 영양 공급원임
    • 단순히 음모론이 아니라, 가공이 적을수록 건강에 좋다는 데이터도 있음

  • “Classic belter fare”라는 표현이 나와서 웃겼음

    • “Caves of Steel”에 사는 사람들 음식 같다는 농담이 이어짐
    • “Fut beltalowda”라며 The Expanse 밈으로 마무리됨

  • 기사에 인용된 논문은 Cell Biotechnology 논문 링크임

  • 참고로 Fusarium venenatum은 이미 수십 년 전부터 Quorn 같은 회사에서 비건 단백질 생산에 사용되어 왔음
    Quorn 공식 사이트

  • 이건 실패한 곰팡이 기반 대체육을 다시 포장해 투자자를 끌어들이려는 시도로 보임
    안전성·경제성·효과가 입증되기 전까지는 단순한 홍보성 과학 마케팅 같음

    • Quorn도 곰팡이 기반이지만, 유럽 전역에서 팔리고 있음. 개인적으로는 좋아하지 않지만 시장성은 충분함
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