뱀장어 인공종자 대량생산 도전…부화부터 호르몬 개발까지

▲㈜닐스가 뱀장어 인공종자 생산 연구 과정에서 확보한 부화 직후(왼쪽)와 부화 후 30일령(오른쪽)뱀장어 자어의 모습. 연구진은 초기 자어의 안정적인 생존과 성장을 위한 사육기술 고도화를 추진하고 있다.

부산=에너지경제신문 조탁만 기자 부산시 지원으로 국립부경대와 ㈜닐스가 뱀장어 인공종자를 부화 후 30일까지 사육하고, 수정란 품질 판별과 성숙 호르몬 자체 생산 기술 개발에도 나서 대량생산 기반을 넓히고 있다.

부산시는 올해 14억원을 투입해 '2026년 뱀장어 인공종자 대량생산 기반기술 고도화' 사업을 지원한다. 국립부경대가 연구를 주관하고 ㈜닐스가 참여해 어미 관리와 수정란 생산부터 품질 판별, 초기 사육, 성숙 호르몬 개발까지 생산 전 과정의 핵심기술을 연구한다.

◆ 부화 후 30일까지 사육…생존율 개선은 과제

㈜닐스는 어미의 성숙 유도부터 채란과 인공수정, 부화한 새끼의 초기 사육까지 연구를 진행했다. 부화 직후와 부화 후 30일이 지난 자어를 확보해 초기 사육기술을 연구할 기반을 마련했다.

뱀장어 새끼는 투명하고 납작한 잎 모양의 렙토세팔루스 단계를 거쳐 실뱀장어로 변태한다. 성장 단계에 맞는 먹이와 사육환경을 정밀하게 관리해야 해 초기 생존율을 높이는 일이 핵심 과제다.

연구진은 난황분말과 효모추출물, 가수분해어분 등을 활용해 실험사료 5종을 만들고 점도와 입자 크기, 균질성, 물속 분산성을 평가했다. 바다의 작은 입자성 유기물인 마린스노우를 자연 먹이로 활용할 가능성도 살폈다. 실뱀장어로 변태할 때 나타나는 갑상선호르몬과 발달 관련 유전자도 분석하고 있다.

다만 개발한 사료가 자어의 생존율과 성장을 실제로 높이는지는 추가 검증이 필요하다. 부화 후 30일까지 사육한 사례만으로 안정적인 대량생산에 성공했다고 보기는 어렵다.

◆ 물에 뜨는 알도 부화 실패…품질 판별기술 개발

국립부경대 연구진이 자연산·양식산 산란 친어 5마리를 분석한 결과, 개체별 배란량은 80~333g, 수정란 부상률은 0~90%로 나타났다. 부상률이 90%인 어미에서도 정상 부화가 이뤄지지 않았고, 분석 대상 5마리에게서 얻은 자어의 생존율은 모두 0%였다.

알이 물에 뜨는지만으로는 부화와 생존 가능성을 판단하기 어렵다는 의미다. 연구진은 수정란의 유전자 발현과 영양성분, 대사체를 분석해 품질을 객관적으로 판별하는 기술을 개발하고 있다.

같은 어미에게서 얻은 부상란과 침강란을 비교해 차등 대사체 특징 신호 1270개를 확인했다. 성숙 전과 산란 후 난소를 비교해서는 1495개를 찾아냈다. 베타알라닌과 프롤린, 포스포-L-세린 등 수정란의 수화 과정과 관련이 있을 가능성이 있는 물질도 후보로 선별했다.

이 물질들이 실제 부화율과 생존율을 예측하는 지표가 될지는 아직 확인되지 않았다. 후보 물질과 실제 부화·생존 결과의 관계를 검증해야 현장에서 활용할 수 있는 품질 판별기술로 발전시킬 수 있다.

◆ 성숙 호르몬 자체 생산 도전…기능 검증 남아

뱀장어는 일반적인 양식환경에서 성숙과 산란을 유도하기 어려워 연어 뇌하수체 추출물(SPE) 같은 외부 호르몬을 사용한다. 연구진은 외부 호르몬 의존도를 낮추기 위해 난포자극호르몬(FSH)과 황체형성호르몬(LH)을 자체 생산하는 기술을 개발하고 있다.

중국햄스터 난소세포(CHO-K1)를 활용한 실험에서는 재조합 FSH·LH 발현 세포주가 31회 계대배양까지 목적 유전자의 전사를 유지했다. 호르몬 생산을 위한 세포 기반을 확보했지만, 실제 단백질 생산량과 정제, 생리활성은 추가로 확인해야 한다.

형질전환 제브라피쉬의 알을 단백질 생산공간으로 활용하는 '알 바이오리액터' 연구도 진행 중이다. 제브라피쉬의 간에서 만들어지는 비텔로제닌의 이동·축적 특성을 활용한 기술이다. 형광표지단백질 EGFP를 이용한 실험에서 형질전환 개체의 알에 형광단백질이 축적될 가능성을 확인했고, 교배를 통해 형광 양성 F1 자손도 확보했다.

다만 현재 성과는 형광단백질을 활용한 기초 실험이다. 실제 뱀장어 성숙에 필요한 FSH·LH를 생산해 충분한 양을 확보하고 기능을 발휘하는지 검증하는 과정이 남아 있다.

호르몬의 기능을 평가하기 위한 실험체계도 마련했다. 뱀장어 정소 조직을 체외 배양한 뒤 인간 융모성 성선자극호르몬(hCG)을 처리하자 수컷 성호르몬인 11-케토테스토스테론(11-KT) 분비가 늘고 관련 유전자 발현에도 변화가 나타났다. 향후 자체 생산한 호르몬의 기능을 평가하는 데 활용할 수 있는 기초자료다.

◆ 연구실 성과를 산업으로…후속 실증이 관건

이번 연구는 수정란 품질 판별부터 초기 사육, 성숙 호르몬 개발까지 뱀장어 인공종자 생산에 필요한 기술을 연결하는 데 의미가 있다. 그러나 수정란 품질과 자어 생존율을 높이고, 개발한 사료와 호르몬의 효과를 입증해야 실제 생산기술로 이어질 수 있다.

국립부경대 연구책임자는 “이번 사업은 뱀장어 인공종자 대량생산을 위한 핵심기술 확보뿐만 아니라 향후 국가 단위 연구개발사업으로 확장할 수 있는 연구 인프라를 구축하는 데 의미가 있다"고 밝혔다.

부산이 확보한 연구 기반을 실제 생산기술로 발전시키려면 후속 연구와 현장 검증을 이어가야 한다. 부화율과 생존율을 높이고 같은 조건에서 안정적으로 생산할 수 있음을 입증한다면, 뱀장어 양식의 기술 자립도를 높이고 부산 수산바이오산업의 경쟁력을 키우는 기반이 될 수 있다.

조탁만 기자 hpeting@ekn.kr