농림식품기술기획평가원(원장 오병석, 이하 ‘농기평’)은 농식품 R&D 과제 지원을 통해 ‘한우의 장내 마이크로바이옴이 육질과 증체량을 조절하고, 설사 치료에 효과적이다’라는 사실을 입증하였다고 밝혔다.

각종 질병으로부터 경제동물을 보호하고 농가의 소득을 향상시키기 위한 노력의 일환으로 질병 저항성 및 생산성 향상에 기여하기 위해 장내미생물 군집 조절 연구가 활발히 진행되고 있다. 반추동물의 경우 반추위와 소장에서의 미생물 발효를 통해 에너지의 상당 부분을 확보하는 특성이 있어 한우를 이용한 반추동물 미생물유전체 연구의 필요성이 꾸준히 요구되어 왔다. 이에 농림축산식품부와 농기평은 포스트게놈 다부처 유전체사업을 통해 2018년부터 ‘농식품 소재 미생물 군집, 메타유전체 및 메타대사체 정보 분석’에 대한 연구를 지원하였다.

연구를 주관한 경희대학교 연구팀은 한우 수컷의 거세를 통한 웅성호르몬(테스토스테론)의 감소가 소장 내 미생물군집을 특이적으로 변화시킬 수 있음을 밝혔다.

특히, 소장 내에서 아직까지 기능이 명확히 밝혀지지 않은 Peptostreptococcaceae과에 속하는 미생물과 체내 분지쇄아미노산(Branched-chain amino acids, BCAAs)사이에 양의 상관관계를 통한 조절이 ‘마블링’이라 일컫는 근육 내 지방 축적에 기여함을 확인했다.

이러한 근육 내 지방축적은 1993년 축산물 등급제가 적용되면서 사실상 쇠고기 육질 등급이 축산 농가들의 소득을 결정하는 중요한 성적표가 되어왔다. 또한 고급육 생산을 위해 수컷 송아지를 어린 사육 단계에서 거세시킴으로써 상위 육질 등급 출현율이 월등하게 증가했다.

이번 연구 결과는 그간 밝혀지지 않았던 반추동물에서 수컷 거세에 의해 근육 내 지방이 축적되는 현상에 대한 자세한 매커니즘을 밝혀 분자생물학 및 미생물 분야에서 권위 있는 학술지 중 하나인 EMBO Reports(IF2019=7.497)에 2020년 11월 23일 자로 게재되었다.

또한 연구팀은 ”건강한 송아지의 분변을 설사 송아지의 경구로 주입하는 대변무리이식요법을 이용하여 인위적으로 송아지의 장내미생물 군집을 조절할 수 있고, 송아지 설사를 효과적으로 치료할 수 있음을 확인하였으며 대변무리이식을 받은 송아지의 경우 전해질 및 항생제 투여 송아지들과 비교하여 95%에 이르는 설사 완치율이 확인되었다”고 설명했다.

“또한 30개월에 걸친 장기간의 모니터링으로 대변무리이식요법 이후 송아지 장내미생물 군집 유지를 통해 체중 증가 효과를 확인하였으며, 체중 증가 효과와 관련하여 혈청 내 분지쇄아미노산(BCAAs)의 축적이 반복적으로 확인되었다”라고 설명했다.

이러한 연구 결과는 반추동물에 적용된 첫 번째 대변무리이식을 이용한 소화기 질환 치료 효과를 규명한 연구로 자연과학을 다루는 다분야 학술지 중 가장 권위 있는 Nature Communications(IF2019=12.121)에 2021년 1월 8일자로 게재되었다.

연구팀은 “이번 연구를 통해 건강한 송아지 분변을 선별하기 위한 기준을 마련하고, 마블링 축적 및 대변무리이식 기술을 통해서 항생제를 대체할 수 있는 친환경 기술을 확립하여 설사 빈도를 줄임으로써 축산 농가의 생산성 증대에 기여할 것이다”고 말했다.

농기평 오병석 원장은 “항생제의 오남용으로 인한 내성균주의 출현이나 먹이사슬을 통한 축적 등이 심각한 문제로 대두되고 있는 상황에서 이번 연구가 국민의 안전한 먹거리 제공에 기여할 것으로 기대된다.”고 말했다.

(농업환경뉴스 = 윤준희 기자)