김인호 교수(단국대)
2006년 인간게놈프로젝트 (Human Genome Project)의 성공이후 분자생물학 및 유전체 관련 연구분야에서의 획기적인 연구 기법들의 발달을 토대로 영양학 연구 또한 새로운 연구환경이 조성되고 있다. 기존 전통적인 영양학 기반의 연구는 주로 섭취된 영양소의 흡수 기작이나 그 대사 작용에 의한 생리적인 변화에 초점을 맞춘 연구들이 대부분 있었다. 하지만 최근 급속하게 개발되고 있는 대용량 유전체, 단백체, 대사체 연구 기법들이 저렴하고 쉬운 연구 방법으로 제공되고 있으며, 이러한 기법들이 영양학분야에 접목되어 영양유전체학이라는 학문이 발달하고 있다.
영양유전체학 (Nutrigenomics)은 소장을 통해 흡수된 특정영양소가 체내에서 대사 작용을 거쳐 유전자에 영향을 줄 수 있다는 사실에 바탕을 두고 있는 학문으로, 흡수된 영양소와 생리작용에 관련된 유전자의 상호작용이 어떤 기전으로 개체 형질을 조절하는지를 연구하는 학문이라고 할 수 있다. 이러한 영양유전체학을 동물의 영양학 연구분야에 접목한 것을 동물영양유전체학이라고 하며, 가축 또는 동물의 영양과 유전자의 상호작용을 밝히는 분야로 반추동물, 단위동물 및 조류 등에서 활발하게 연구가 진행되고 있다.
양돈분야에서 최근 연구되고 있는 영양유전체 연구분야는 이유시 성장정체를 극복하기 위한 방안으로 연구가 진행되고 있다. 포유자돈에서 이유자돈으로의 변화시점은 자돈 입장에서 가장 극심한 스트레스를 받는 시기라고 알려져 있다. 특히 모유의 중단과 함께 여러 가지 환경의 변화 (어미와의 격리, 따뜻한 환경에서 추운 환경으로의 전환 등)에 의하여 매우 심한 스트레스를 받게 되고, 이러한 스트레스로 인하여 이유 직후 성장과 사료효율이 떨어져 돼지가 보유하고 있는 유전적 성장능력을 발휘하지 못하게 된다. 이유 직후 성장발육의 정체에 가장 주된 요인은 소장의 미발달을 들 수 있다. 소장내 융모의 위축 및 융모 손상, 그리고 소장내 미성숙 상피세포의 과도한 증식이 문제가 되고 있는 것이다. 이러한 생리적 변화가 이유 직후 소화력을 떨어뜨리고 영양분의 흡수에 많은 영향을 미침으로써 성장이 지연되는 현상을 보인다.
이렇듯 이유 직후의 자돈의 사료의 변화 (액체에서 고체), 사육 환경의 변화 및 이동 등 여러 가지 스트레스가 동시에 발생하는 만큼 돼지 일생중 가장 위험한 시기라고 할 수 있으며, 양돈 생산성에 가장 영향을 미칠 수 있는 시기라고 할 수 있다.
이러한 생리적 변화를 기반으로 영양유전체학적인 접근을 통해 소장의 융모 발달에 도움을 줄 수 있는 유전자를 과발현 시킬 수 있는 사료 첨가제를 개발, 첨가해 줌으로써 이유 직후 시기에 소장이 정상적으로 발달토록 하고 성장정체를 최소화, 양돈 생산성을 높일수 있다. 실제로 국내외적으로 동물 첨가제 공급회사들은 영양유전체 연구를 통하여 건강한 자돈을 생산할 수 있는 사료첨가용 제품을 개발하여 판매하고 있으며, 전통적인 영양학자인 필자 또한 유전체 전문가와 공동연구를 통하여 이유자돈 소장발달 기전을 확립하고 소장발달에 기여할 수 있는 물질에 대한 연구를 진행하고 있다. 이렇듯 영양유전체 연구를 통하여 양돈 생산성 향상이라는 양돈 산업 분야의 최종 목표에 다가가기 위하여 많은 노력하고 있다.
동물이 섭취하는 사료에는 생물학적 활성을 가진 다양한 화학물질의 복합적인 혼합물로 이루어져 있으며, 영양성분이든 비영양성분이든 이러한 생리활성물질은 동물의 유전자를 조절하는 영양적 신호로서 작용한다. 이러한 영양학적 효과를 분자수준에서 해석하는 영양유전체학은 가축의 생산성, 축산물의 안전성 및 품질관리분야에서 활용되어 축산업에 발전을 도모할 수 있을 것으로 판단된다.
