똑같아 보이는 대장균…'유전자 지문'으로 병원성 가린다

농촌진흥청이 겉보기에는 같아도 위험성이 다른 대장균을 '유전자 지문'으로 정밀하게 식별하는 새로운 유전형 분석 기술을 개발했다.

농촌진흥청은 30일 대장균의 독특한 유전자 배열 패턴을 분석해 균주의 정밀한 계통을 찾는 기술을 개발했다고 밝혔다. 이번 연구는 미국 식품안전현대화법(FSMA), 유럽연합(EU) 위생 규정 등 강화되는 세계 농산물 안전관리 추세에 대응하기 위해 추진됐다.

기존 병원성 유전자 검사(PCR)는 병원성 유무만 확인할 뿐 균주 간 변이를 찾기 어렵고, 표준 유전형 분석(MLST) 역시 유전적으로 비슷한 균주를 세밀하게 구별하는 데 한계가 있었다.

연구진은 공개된 대장균 유전체 83개를 분석해 유전적 특이성을 바탕으로 균주를 14개 유형으로 정밀하게 분류했다. 이 기술은 기존 검사법이 놓치던 세균의 미세한 변이 영역까지 찾아낼 수 있다.

새 분석기술의 균주 변별력을 나타내는 '심슨 다양성 지수'는 0.726으로, 기존 표준 분석법(MLST, 0.723)과 동등하거나 더 우수한 수준의 정밀도를 보였다.

특히 이번 기술은 유전자 지문 분석만으로 대장균의 병원성 및 항생제 내성 특성까지 예측할 수 있다. 유전자 지문 패턴이 길수록 독성 유전자가 많고, 짧을수록 항생제 내성 유전자가 많은 경향을 확인했다.

이번 연구 결과는 국제학술지 'BMC 지노믹스(BMC Genomics)'에 게재됐다. 농진청은 추가적인 현장 적용성 검증을 거쳐 농산물 안전관리 기관과 관련 검사 현장에 기술을 보급할 예정이다.

한상현 농촌진흥청 국립농업과학원 농업미생물과장은 "사람마다 지문이 다르듯 대장균도 고유한 유전자 지문을 가지고 있다"며 "기존 분석법의 한계를 극복하고 대장균의 미세한 유전적 다양성을 명확히 가려낼 실용적인 연구 틀을 구축했다"고 말했다.