줄기세포연구센터(박세필 센터장, 이승은 연구교수, 박윤귀 연구원)와 ㈜미래셀바이오(김은영ㆍ정형민 대표이사)가 제주 자생식물인 감귤의 주요 항산화 성분의 하나로 알려진 베타-크립토잔틴을 첨가해 돼지 미성숙란의 체외성숙 및 체외발달을 향상시킴으로써 기존의 생식세포 체외배양법을 개선한 배양기술을 개발했다.

이러한 연구결과는 지난 2017년 5월4일 특허 출원(베타-크립토잔틴을 포함하는 난자 체외성숙용 배양액 및 이를 이용한 체외배아 생산 방법, 제10-2017-00569062호)을 완료했다.

또 최근 생식과 배아 관련 저명국제학술저널 ‘Reproduction, Fertility and Development’에 ‘항산화제인 베타-크립토잔틴 처리를 받은 돼지 난자의 성숙과 착상 전 배아의 발달능력 제고)’ 제목으로 발표됐다.

 제주 자생식물의 하나인 감귤은 국내 총 생산량이 64만톤으로 전체 과수생산량의 24% 정도다. 특히 제주에서의 감귤 생산량은 59만9642톤으로 우리나라의 감귤 생산량의 약 94%를 차지하고 있다.(자료 출처2017년 농림축산식품통계, 2017년 제주특별자치도 감귤출하연합회).

이러한 감귤에는 1.19-3.22mg/100g 베타-크립토잔틴이 함유돼 있다. 파파야의 2배, 감의 3배, 오렌지의 17배 정도다. 이는 카로티노이드라는 기능성 성분으로 빨간색, 노란색, 주황색 계통의 과일과 채소에 많이 함유돼 있는 색소로 음식물 섭취로만 얻을 수 있으며 항암, 당뇨, 골다공증 감소와 더불어 항산화 효과를 가지고 있기 때문에 산업적 가치가 뛰어나다.

이번 연구에서는 미성숙 난자에 베타-크립토잔틴을 약 44시간동안 처리해 체외성숙을 유도한 결과 활성산소종의 농도가 감소하고 글루타티온 수준이 증가해 항산화제 역할을 수행하는 것을 확인했다.

또 난자의 성숙 지표로 사용되는 극체방출율이 증가했고 성숙된 난자를 단위발생으로 유도해 7일간 체외배양했을 때 배반포기 배아의 증가를 통해 배아의 체외발달율이 향상됨과 배반포에서 총 세포수 및 다능성 유전자가 증가함을 확인했다.

이러한 결과를 통해 베타-크립토잔틴이 돼지 성숙과정동안 산화스트레스를 감소시키고 이러한 난자를 이용한 체외수정란의 질적 우수성과 발달력을 향상시킨다는 것을 확인했다.

박세필 줄기세포연구센터장은 “이 연구는 우수한 개체 증식 및 보존을 위해 복제기술을 이용한 복제수정란 생산, 질환 모델 제작을 위한 형질전환수정란 생산 및 우수한 엘리트 체외수정란을 생산하는데 있어서 미성숙란의 체외 배양시스템 개발을 구축하는데 기여한 것으로 평가되고 있다” 고 밝혔다.

이 연구는 농림축산식품부 농림식품기술기획평가원 농림축산식품연구센터지원(ARC)사업 및 제주도 대응자금, 농촌진흥청 차세대바이오그린21사업과 우장춘프로젝트 지원으로 수행됐다.