영국 연구진이 유전공학기술을 이용해 고기의 맛과 색을 내는 핵심 단백질 미오글로빈을 생산하는 상추를 개발했다. 사진은 온실 재배 중인 상추. 교메이 제공 붉은색 고기 특유의 맛과 색을 내는 핵심 단백질인 미오글로빈을 유전공학을 이용해 상추와 같은 식물에서 생산할 수 있는 기술이 개발됐다. 축산육을 대신하는 식물성 대체육을 생산하는 새로운 대안이 될 수 있을지 주목된다. 영국 임페리얼칼리지런던(ICL) 생명과학부와 베이조스 지속가능 단백질 센터, 생명공학기업 교메이 공동 연구진은 돼지의 근육 단백질 유전자를 담배와 상추의 엽록체에 삽입해 미오글로빈을 합성하는 데 성공했다고 국제 학술지 ‘프런티어스 인 플랜트 사이언스(Frontiers in Plant Science)’에 발표했다. 미오글로빈은 척추동물의 심장과 골격근에 풍부한 단백질이다. 단백질 속에 있는, 철분을 함유한 헴 분자가 고기 특유의 금속성 감칠맛을 내며, 산소와 결합해 고기를 붉게 만든다. 고기를 익힐 때 붉은색이 갈색으로 변하는 것도 미오글로빈이 열에 의해 변성되기 때문이다. 고기를 구울 때 나는 특유의 불맛과 향은 이와는 별개로, 단백질과 당류가 고온에서 반응하는 ‘마이야르 반응’ 때문에 생긴다. 연구진은 이른바 ‘유전자 총’(Gene gun)을 이용해 돼지의 미오글로빈 유전자를 담배와 상추 묘목의 엽록체에 주입했다. 여러 개체를 시도한 끝에 담배와 상추 일부에서 유전자가 엽록체 게놈에 안정적으로 통합된 형질전환 계통을 확보했다. 이 유전자는 식물이 맺은 씨앗에도 그대로 전해져 다음 세대까지 유전되는 것이 확인됐다. 오션파라다이스예시 식물 엽록체에서 동물성 단백질이 이렇게 안정적으로, 대를 이어 발현된 것은 이번이 처음이라고 연구진은 밝혔다. 광합성을 담당하는 엽록체를 단백질 생산 공장으로 선택한 이유는 세포핵보다 생산 효율이 좋다고 판단했기 때문이다. 연구진은 비교를 위해 해당 유전자를 식물의 세포핵 게놈에도 주입했다. 연구를 주도한 임페리얼칼리지런던의 알렉시아 그로프 박사는 “박테리아에서 유래한 엽록체는 세포당 복제 수가 많기 때문에 세포핵보다 단백질을 대량으로 만들어내는 데 훨씬 유리하다”고 말했다. 그는 “담배는 기술 개발을 위한 최적의 모델 식물이고, 상추는 향후 실제 식품 원료 생산에 쓰일 수 있는 식용 작물이라는 。에서 실험 대상으로 선택했다”고 설명했다. 실험에 사용된 상추를 비교한 사진으로, 왼쪽은 자연 상추이고 오른쪽은 유전자 변형 상추다. 왼쪽 사진은 생육 65일째, 오른쪽은 생육 100일째의 꽃이다. 논문에서 인용 함량은 적지만 자원 투입 부담 없어 단백질 함량을 추정한 결과, 엽록체 유전자를 조작한 담배와 상추는 건조 중량 1kg당 각각 약 800mg과 810mg의 미오글로빈을 생산해냈다. 이는 세포핵을 이용했을 때보다 최소 3배 이상 높은 생산량이다. 그러나 일반 축산육의 미오글로빈 함량(건조 중량 1kg당 8.1~11.2g)보다는 10~14배 적다. 상추 자체에서 고기 맛을 느끼기는 어렵다는 얘기다. 함량뿐 아니라 질 문제도 남아 있다. 담배에서 정제한 미오글로빈 중 실제로 철분 헴 분자가 결합된 비율은 약 35%에 그쳤다 알라딘먹튀 . 나머지 65%는 헴이 없어서, 고기 특유의 색과 맛을 내는 기능을 하지 못했다. 연구진은 식물 안에서 헴을 만드는 대사 경로에 병목 현상이 일어났을 가능성이 크다고 봤다. 연구진은 그러나 식물 재배에는 별다른 자원이 투입되지 않는 .을 고려하면, 면적당 단백질 생산량 측면에서는 향후 축산업에 필적할 수 있고 물과 온실가스 배출량도 크게 줄일 수 있을 것으로 내다봤다. 현재 식물성 대체육을 위한 단백질 생산은 주로 미생물(박테리아나 효모)에 유전자를 넣어 생물 반응기에서 배양하는 방식을 쓴다. 반면 식물을 활용하면 대규모 설비 투자 없이 노지나 온실을 통해 생산량을 늘릴 수 있다. 식물에서 생산된 미오글로빈은 정제 과정을 거쳐 대체육 재료로 쓰이는 걸 넘어 독자적인 식품이 될 수도 있다. 교메이의 최고과학책임자(CSO) 교코 모리모토 박사는 “향후 미오글로빈이 발현되도록 유전자를 변형한 상추가 승인을 받는다면 철분(헴철)이 강화된 영양 식품으로 직접 식탁에 오를 수도 있을 것”이라고 말했다. 다만 이번 연구는 기술의 실현성을 알아본 개념증명 단계여서, 실제 상용화 가능성을 가늠하려면 추가 검증이 필요하다. 로드리고 레데스마-아마로 임페리얼칼리지런던 교수는 “이번 연구는 식물 엽록체에서 미오글로빈을 안정적으로 생산함으로써 식물을 저비용 생산 플랫폼으로 활용할 수 있는 가능성을 보여줬다는 데 의미가 있다”고 말했다. *논문 정보 Sustainable production of myoglobin meat protein in plant chloroplasts. https://doi.org/10.3389/fpls.2026.1876707 그로프 박사는 “박