식물바이러스 538종 한번에 진단
농진청, 세계 최초 올리고칩 활용 진단시스템 개발
2011-06-27 원예산업신문
오이녹반모자이크바이러스 등 500종이 넘는 식물바이러스를 한번에 검사할 수 있는 진단기술이 세계 최초로 개발돼 관심이 모아지고 있다.농촌진흥청이 한국생명공학연구원과 공동으로 식물바이러스 538종을 동시에 진단하고 신종 바이러스까지 탐색할 수 있는 ‘올리고 칩을 이용한 식물바이러스 진단시스템’을 개발한 것이다. 이번에 개발한 진단기술은 538종의 바이러스 유전자와 특이적으로 반응하는 진단용 프로브(탐침, probe)를 개발, 이를 손톱만한 크기의 판에 부착해 ‘올리고 칩’을 만든 것으로, ‘바이러스 진단용 대용량 올리고 칩(LSON 칩)’은 특성이 다른 약 4,000개의 프로브들로 구성돼 있으며, 분석시료로부터 추출한 표지핵산을 칩과 반응시킨 후 해당 프로브들의 형광반응으로 식물바이러스를 진단하게 된다.이 올리고 칩은 진단대상을 유전정보를 알고 있는 모든 식물바이러스로 확대할 수 있으며, 지금까지 염기서열이 알려진 538종을 한번에 진단할 수 있다. 농진청은 이외에도 신종 및 변이종 식물바이러스까지 발견이 가능해 이 올리고 칩으로 콩, 인삼, 큰조롱 등의 작물에서 세계적으로 보고되지 않았던 4개의 신종 바이러스도 발견했다고 전했다.그동안 식물바이러스 진단을 위해 이용해왔던 ‘항혈청진단법(ELISA)’과 ‘중합효소연쇄반응(PCR)’은 진단대상으로 하는 몇 종의 바이러스만 검사가 가능했으며, 진단대상이 아닌 바이러스와 새로운 바이러스는 진단하지 못했다.이번 진단기술의 개발로 앞으로 식물바이러스병에 대한 신속 정확한 원인 구명 및 발빠른 대책 수립은 물론 진단에 따른 노동력, 비용, 시간도 크게 절약할 수 있을 전망이다. 뿐만 아니라 그동안 정밀 검사법을 갖추지 못해 새로운 바이러스에 감염된 식물체의 수입을 막는데 어려움이 많았는데, 해외에서 들어오는 식물체에 대한 엄격한 검역도 가능해질 것으로 보인다. 농진청은 이번에 개발한 ‘올리고 칩을 이용한 식물바이러스 진단시스템’에 대해 특허 출원을 준비 중에 있으며, 올해 안으로 산업체에 기술이전해 상용화시킬 계획이다. 한편, 식물바이러스는 전 세계적으로 약 900여종, 국내에는 약 100여종에 달하는 것으로 알려져 있는데, 아직까지 일반 병해충처럼 방제할 수 있는 농약이 없어 한번 발생하면 심각한 피해를 주고 있다. 특히 최근에는 국내에 발생하지 않았던 토마토황화잎말림바이러스(TYLCV) 등 10여종의 식물바이러스가 갑자기 출현해 큰 피해를 입히기도 했다. 농진청 작물보호과 이수헌 박사는 “기후변화에 따른 생태계의 변화와 농산물 교역 확대 등으로 새로운 식물바이러스병의 출현이 높아지고 있다”며 “앞으로 최첨단의 식물바이러스 진단기술과 바이러스 방제법을 지속적으로 개발해 나갈 계획”이라고 말했다. ■ Q&A ■▲올리고 칩이란.올리고 칩(올리고뉴클레오타이드 칩)이란 슬라이드 위에 DNA 단편을 고밀도로 붙여 놓은 것을 말한다. 이번에 개발한 ‘바이러스 진단용 대용량 올리고 칩(LSON 칩)’ 역시 538종의 식물바이러스 유전자와 반응할 수 있는 서로 다른 종류의 DNA 단편(프로브) 약 4,000개가 슬라이드 위에 올려져 있으며 실험의 정확도를 위해 두 반복으로 약 8,000개가 1개의 슬라이드 위에 올려져 있다.▲기존 식물바이러스 진단법과 차이점은?지금까지 주로 사용되어온 진단법은 ‘항혈청진단법(ELISA)’과 ‘중합효소연쇄반응(PCR)’ 방법이다. 이러한 진단법은 모두 특정 작물에 예상되는 바이러스만을 대상으로 진단을 하는 방법입니다. 만약 예상하지 못한 바이러스에 감염되어 있을 경우 진단이 불가능하다. 하지만 LSON 칩을 이용한 바이러스의 진단은 현재까지 염기서열이 알려진 모든 식물바이러스를 진단대상으로 한다는 차이가 있다.▲올리고 칩을 이용한 진단 비용은 기존의 방법과 얼마나 차이가 있나?바이러스 진단에 주로 사용되고 있는 유전자 진단(RT-PCR)은 시료 1점에서 1종의 바이러스를 진단할 경우 약 2만원의 비용이 소요된다. LSON 칩의 경우 시료 1점당 예상되는 진단 비용은 대략 30만원 정도로 추정하고 있다. 물론 단순 비교시에는 RT-PCR 진단법이 훨씬 저렴합니다. 그러나 RT-PCR 진단법을 이용해 LSON 칩에 있는 진단대상 바이러스를 모두 진단할 경우는 수백에서 수천만원이 소요된다.진단의 목적에 따라 몇 종의 특정 바이러스 존재 유무만 알고자 할 때는 RT-PCR을 이용하고, 이상 증상의 원인과 굉장히 많은 바이러스를 동시 진단할 필요가 있을 때 또는 미지의 바이러스를 탐색하고자 할 때는 LSON칩을 이용하는 것이 경제적인 진단법이다.▲LSON 칩을 검역적으로 활용한 예가 있는지?검역대상 바이러스의 감염 유무는 농산물 수출입에 결정적 영향을 미친다. 최근 우리나라 수출농산물에서 LSON 칩을 통해 검역적으로 중요한 바이러스가 발견되어 적절한 조치가 취해졌다. 이 바이러스가 외국의 검역과정에서 발견되었다면 이 농산
