제일제당그룹 종합연 이철훈 박사(세계 최고에 도전한다:12)
◎초강력 ‘천연 미생물농약’ 결실 눈앞/부작용 없고 기존 항균제보다 활성 최고 1천배/세계최대 제약·농약사 ‘노바티스’에 기술 수출/92년엔 레지오넬라균만 죽이는 산물질 ‘AL072’ 개발
경기도 이천의 제일제당그룹 종합연구소 이철훈 박사(42·미생물탐색연구그룹장)는 한달에 한번꼴로 연구원 3∼4명과 함께 ‘토양채취여행’을 떠난다.30∼40㎞ 차를 몰고 가다가 내려 흙을 한삽 퍼담은 뒤 또 다른 길을 재촉한다.속모르는 남이 보면 부러워할 일이겠지만 당사자에게는 고행길이나 다름 없다.
하루에 야산 3개정도 넘는 일은 기본이고 난지도같은 쓰레기장을 포함,악취가 진동하고 세균이 우글거리는 하수·분뇨처리장을 반드시 거쳐야 하는 탓이다.보통 3박4일간의 여행에서는 700삽의 흙을 채취한다.지금까지 10년째 전국의 산하를 누벼 모두 70여만삽의 흙을 모았다.
이박사는 86년 독일 괴팅겐대 인간유전학연구소 박사과정때 남성불임의 주요 원인 가운데 하나인 ‘프로타민단백질’의 유전자 구조와 발현과정을 세계 처음으로 규명,국제 유전학계의 관심을 모았던 인물.88년 박사학위를 받을 때 외국인으로는 드물게 ‘최우등졸업’(summa cum laude)의 영광도 안았다.
○‘토양미생물 탐색’ 첫 가동
고국에 돌아온 이박사가 토양채취여행에 나선 것은 87년 국내에 물질특허제가 도입되면서 모방 위주의 상품개발이 더는 불가능해졌다는 판단 때문.그는 89년 물질특허를 비켜가기 위한 방안으로 ‘토양 미생물 탐색’이란 이색 프로젝트를 국내 산업계에서는 처음으로 가동했다.
토양 미생물 탐색은 우리 주변의 흙속에서 찾아 낸 수없이 많은 토양균 가운데 어떤 것이 인간에게 유익한 물질을 만들어 내는지를 연구하는 분야.어떤 토양균이 인간에게 유익한 항생물질을 만들어 내는 것으로 확인되면 그균을 분리해 종류를 규명하고,그 균이 만들어내는 항생물질이 새로운 것인지를 밝히는 일이 토양 미생물 탐색의 주된 관심사다.
보통 2만∼3만개의 토양균을 탐색하면 1∼2개의 쓸모있는 균이 나오지만,이 유용균이 인간에게 필요한 신물질이 될 확률은 10%도 되지 않는다.땅속의 미생물을 찾아 내어 신약으로 만들 수 있는 확률은 10만분의 1도 안될 만큼토양 미생물 탐색은 불확실성과 싸워야 하는 작업이다.
이박사는 G7프로젝트의 하나로 토양 미생물 탐색에 나선지 3년만인 92년 무수한 시행착오 끝에 경북 포항에서 떠낸 토양에서 ‘스트렙토마이세스’라는 방선균이 분비하는 신물질 ‘AL072’를 찾아 냈다.
이 항생물질은 수많은 세균과 곰팡이중에서 레지오넬라균만을 독성없이 죽이는 독특한 성질을 지니고 있었다.또 0.2PPM의 매우 낮은 농도로도 일반 냉각수에 서식하는 레지오넬라 양의 100배나 되는 균을 박멸하는 탁월한 효과를 보였다.그러면서도 부식성과 독성이 강한 기존의 염소계 화학살균제와 달리 인체나 환경에 전혀 피해를 주지 않았다.
레지오넬라균은 여름철 대형건물의 냉각탑수에 서식하는 세균.물방울입자를 통해 호흡기로 감염되어 치사율이 20%에 이른다.84년 서울의 한 종합병원에서 23명이 감염되어 이중 4명이 숨진 사례도 있다.“연구과정에는 늘 실패의 가능성이 내재하지요.기업체는 특히 단기적인 평가를 하기때문에 열심히 해도결과가 시원찮으면 견디기 힘든 곳입니다.회사측에서 위험부담을 감수하고 끝까지 도와준게 큰 힘이 됐습니다”.이박사는 지난해 4월 이 신물질을 원료로 삼아 대형건물의 냉각수용 천연살균소독제를 선보였다.이 레지오넬라 천연 살균소독제는 전량 수입에 의존해온 연간 1백50억원 규모의 염소계 화학살균제 시장을 대체할 것으로 전망된다.이 신물질 관련 기술은 미국을 비롯한 선진 15개국에 특허 출원됐다.
흙에서 ‘21세기 노다지’를 찾는 이박사의 노력은 국제 농업계의 최대 관심사인 ‘환경보전형 천연생물농약’분야에서도 대결실을 눈앞에 두고 있다. 이박사는 지난 94년 충북 문촌지역에서 곰팡이를 완전 박멸하는 새로운 구조의 ‘슈도모나스’라는 항진균성 미생물을 찾아냈다.그리고 이것에서 꿈의 신물질로 불리는 ‘세파시딘A’를 추출하는 데 성공했다.
“놀랍게도 세파시딘A는 기존의 항진균제보다 낮게는 50배,높게는 1천배 뛰어난 활성을 보였습니다.세파시딘A로 박멸되지 않는 곰팡이를 찾기 힘들정도였지요.‘앤티 바이오틱스’같은 세계적학술지는 이를 미생물학계의 대사건으로 소개했습니다.그러나 문제가 생겼어요.동물 실험을 해보니 혈액내단백질이 세파시딘A와 엉겨 붙는 바람에 약효가 형편없이 떨어지더라구요”
○연 3억불 로열티 수입 예상
그는 동물실험결과에 낙담한 나머지 한때 상품화를 포기할 생각도 했다.그러면서도 미련을 버리지 못하고 94년 10월 스위스에서 열린 ‘세계 미생물대사체학회’에 나가 연구 결과를 발표했다.
“학회에서 돌아와 첫 출근해보니 연구실에 팩스 한장이 기다리고 있더군요.세계 최대의 농약회사인 스위스 시바가익사가 보낸 것이었습니다.천연 미생물 농약을 개발하려던 참이었는데 마침 찾던 대상이 시바시딘A같은 물질이라며 공동 개발하자는 것이었지요.뜻밖의 제안에 정말 가슴이 떨리더라구요”
시바가익사는 96년 산도스와 합병해 연간 매출액이 1백70억달러를 자랑하는 세계 최대의 제약·농약회사인 노바티스란 이름으로 재출범했다.
이박사와 노바티스는 세파시딘A를 농작물 뿌리의 곰팡이를 박멸하는 환경친화적 생물농약으로 개발키로 합의했다.지난해말에는 이 신물질의 화분실험과 온실실험도 모두 마쳤다.
온실실험에서 세파시딘A의 방제효과는 92%로,기존 화학살균제의 60%선을 훨씬 웃도는 대성공작이었다.오는 4∼8월에는 미국의 대규모 목화농장에서 마지막 현장실험을 거쳐 2001년쯤 상품화할 계획이다.한국의 첫 미생물농약기술수출이 카운트다운에 들어간 것이다.
이박사는 이미 20개국에 이 천연미생물의 균,신물질,제조방법에 관한 특허를 출원했다.
전문가들은 2000년대 초반 전세계 살균제 시장은 미생물제제가 기존 화학제제를 완전 대체하면서 연간 1백억달러에 육박할 것으로 내다 보고 있다.이중 뿌리 살균제 시장의 점유율은 30% 안팎.이박사가 이 신물질의 기술 수출료를 12%만 받아도 연간 로열티수입은 3억달러(약 3천억원)를 훨씬 웃돌 것이란 계산이 나온다.
이박사의 궁극적인 소망은 좋은 신약을 개발하는 것이다.아플 때 먹어서 부작용없이 고통에서 해방될 수 있는 치료제 개발을 위해 10년 앞을 내다보고 계속 뛸 작정이다.
◎무한가능성의 미생물산업/의약품·농약·에너지·환경오염처리 등 다양/2000년 시장규모 500억∼1,000억불 전망
1674년 레벤 훅이 현미경으로 미생물의 존재를 처음 확인한 이후 320여년의 세월이 흘렀지만 아직도 미생물을 병원균쯤으로 여기는 사람이 많다.
그러나 미생물은 현재 뿐 아니라 미래에도 인간의 삶을 윤택하고 편안하게 만드는 데 없어서는 안될 소중한 생명체다.
곰팡이·박테리아·바이러스 등 주로 1개의 세포로 이뤄진 미생물이 활용되는 분야는 의약품,농약,신소재,에너지생산,환경오염처리 등 매우 다양하다. 특히 의약품 분야에서는 1920년대 플레밍의 페니실린 발견을 계기로 항생물질의 개념이 등장한 이래 스트렙토마이신,테트라사이클린,반코마이신,에리스로마이신 등의 항세균물질과 암포테리신 등의 항곰팡이 물질들이 상품으로 나와 질병 예방과 치료에 큰 구실을 했다.
최근에는 고지혈증치료제인 메발로친,로바스타틴과 함께 장기 이식수술뒤의 면역억제제인 사이클로스포린A,타크로림스(FK506) 등이 개발됨으로써 미생물을 이용한 신약시대가 절정기를 맞고 있다.또한 전세계적으로 미생물을이용한 항암제,항에이즈치료제,항결핵제,노화방지제 연구가 활발히 진행되고 있어 머잖은 미래에 수많은 미생물 신약이 인간의 고통을 해소해 줄 것으로 기대되고 있다.
미생물은 환경분야에서도 위력을 떨치고 있다.중금속을 함유한 폐수의 처리에도 필수적이며 해상의 유출된 기름을 제거하는 데도 이용된다.
이와 함께 살충제·제초제·살균제 등의 농약에도 수많은 미생물 물질이들어가며 최근에는 미생물 자체를 농약으로 쓰는 환경친화적 생물농약의 개발이 진행되고 있다.전세계의 미생물 분야 시장은 80년대 초반 1백억달러에도 미치지 못했으나 2000년에는 5백억∼1천억달러가 될 것으로 전문가들은 전망하고 있다.
□이철훈 박사 약력
△56.9.서울 출생
△80.2.서울대 약학대학 졸업
△82.2.성균관대 대학원(생물학석사)
△88.일 괴팅겐대 인간유전학연구소 이학박사
△86.남성불임 원인물질 ‘프로타민단백질’의 유전자 구조 규명
△87∼88.독일 괴팅겐대 의과대학 전임연구원
△88∼현재.제일제당 발효연구실 미생물탐색연구그룹장
△88.독일 괴팅겐대 박사과정 최우등 졸업
△94.라지오넬라균 선택적 사멸 무독성 신물질 ‘AL702’ 발굴,천연 항진균물질 ‘세파시딘A’ 추출
