부산대 송치홍 교수팀, 감귤 해충 세균 속 ‘수수께끼의 관형 구조’ 세계 첫 발견

세균 단순성 인식 뒤집는 성과… 해충 방제와 생명 진화 연구 새 단서 제시

세계 감귤 산업은 매년 막대한 피해를 주는 해충, 귤나무이(Diaphorina citri) 문제로 골머리를 앓고 있다. 이 해충은 감귤 녹화병을 전파해 생산량을 급감시키고 국제 가격 불안정을 초래하는 주범으로 꼽힌다. 그런데 부산대학교(총장 최재원) 송치홍 교수 연구팀이 일본 공동연구진과 함께 이 해충의 몸속에서 기이한 세균 구조를 발견해 학계의 주목을 받고 있다.

연구진은 귤나무이에 공생하는 세균 프로프텔라(Profftella)의 세포 내부에서 지금까지 생물계에서 한 번도 보고된 적 없는 긴 관형 구조를 관찰하는 데 성공했다. 이는 세균이 단순한 생명체라는 기존 인식을 바꿀 수 있는 세계 최초의 성과로, 농업 해충 방제와 생물 진화 연구에 새로운 실마리를 제공할 것으로 기대된다.

연구팀은 3차원 전자현미경을 활용해 프로프텔라 세포를 입체적으로 분석했다. 그 결과, 세포 안에는 길이 수십 마이크로미터(㎛)에 달하는 관형 구조가 여러 개 존재하는 것이 확인됐다. 보통 세균은 미토콘드리아나 엽록체 같은 복잡한 세포소기관을 갖추지 않은 단순한 구조로 알려져 있지만, 이번에 발견된 관형 구조는 리보솜을 다량 포함하고 있어 단백질 합성과 밀접하게 관련된 것으로 추정된다.

또한 세포의 뼈대 역할을 하며 기계적 지지를 제공하거나, 물질 이동 통로로 기능할 가능성도 제기됐다. 즉, 단순히 한 가지 기능을 수행하는 것이 아니라 다기능 오르가넬라로 작용할 수 있다는 해석이다.

연구진은 이 발견이 곤충 방제 전략에도 활용될 수 있다고 전망했다. 귤나무이는 프로프텔라가 만들어내는 독성 화합물을 이용해 천적으로부터 자신을 보호한다. 따라서 이번에 확인된 관형 구조가 세균의 독성 생산과 연결되어 있다면, 이를 선택적으로 차단하는 방식의 새로운 해충 관리 전략이 가능해질 수 있다.

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송치홍 교수는 “세균 내에서 세계 최초로 발견된 독특한 구조라는 점에서 학문적 의미가 크다”며 “생명과학 연구뿐 아니라 감귤 산업의 실무적 방제에도 기여할 수 있는 중요한 단서가 될 것”이라고 강조했다.

이번 연구는 일본 토요하시기술과학대 나카바치 준 교수, 생리학연구소 무라타 카즈요시 특임교수, 고베대 스자키 토시노부 연구원 등이 공동 참여했으며, 국제 학술지 『npj Imaging』 9월 18일자에 게재됐다. 논문 제목은 “Enigmatic tubular ultrastructure in the bacterial defensive symbiont of the Asian citrus psyllid Diaphorina citri”이다.

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