전남대학교 해양학과 장세현 교수

지구 표면 바다의 4분의 1은 미량 영양소인 ‘철’이 부족해 식물플랑크톤이 자라기 어려운 환경이다. 그런데도 그 속에서 꿋꿋이 살아가는 식물플랑크톤이 있다. 바로 와편모류다.

전남대학교 해양학과 장세현 교수 연구팀이 미국 노스캐롤라이나 채플힐대학교(UNC)와의 공동연구를 통해, 철이 부족한 바다에서 와편모류가 살아남는 독특한 생존 전략을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 생태학 분야 세계 최고 권위 학술지인 The ISME Journal에 최근 게재됐다.

19일 전남대에 따르면, 연구팀은 철이 풍부한 연안 해역과 만성적인 철 결핍이 지속되는 외양 해역에서 각각 분리한 와편모류 배양체를 비교해, 철 결핍에 따른 생태생리적 반응과 유전자 발현(전사체) 양상의 차이를 분석했다.

분석 결과, 외양형 와편모류는 전체 유전자 발현 수준은 낮았지만, 철이 부족할 때 특정 유전자의 발현을 급격히 증가시키는 **‘고효율 전략’**을 사용하는 것으로 나타났다. 특히 지금까지 와편모류에서는 보고된 적 없던 철 획득 관련 단백질 ISIP3의 발현이 외양형에서 확인됐으며, 이는 철 흡수 효율을 높이는 핵심 분자 기작으로 주목받고 있다.

장세현 교수는 “이번 연구는 전 세계 해양의 약 4분의 1을 차지하는 철 결핍 해역에서 와편모류가 어떻게 생존하고, 때로는 군집 내 우점종으로 자리 잡는지를 분자 수준에서 처음 규명한 사례”라며 “향후 다양한 후속 연구로 이어질 것으로 기대된다”고 말했다.

또한 “기후변화로 인해 해양 내 미량 원소 결핍 현상이 심화될 수 있는 상황에서, 이번 결과는 해양의 일차 생산량 변화 예측이나 물질 순환 모델링에도 폭넓게 활용될 수 있다”고 덧붙였다.

이번 연구는 한국연구재단의 ‘우수신진연구’ 사업과 미국 국립과학재단(NSF)의 공동 지원을 받아 수행됐으며, 논문 제목은 “Distinct iron acquisition strategies in oceanic and coastal variants of the mixotrophic dinoflagellate Karlodinium”이다. 게재 학술지인 The ISME Journal은 생태학 분야에서 영향력 지수(Impact Factor) 10.8, JCR 기준 상위 1.8%에 해당하는 세계적 권위의 학술지다.