​약용버섯 이야기(232): 6종류의 곤충에서 동충하초 재배

약용버섯 이야기(232): 6종류의 곤충에서 동충하초 재배 
 

사진 1: 재배한 동충하초

 한국 충북대학교 약학대학의 이미경 박사가 이끄는 연구원들은 6가지 다른 종류의 곤충에서 동충하초를 재배하였다. 이들은 높은 수준의 불포화 지방산인 올레지방산 속에서 자란 동충하초가 항바이러스 및 항암 특성을 가진 잠재적 치료제인 코르디세핀(cordycepin)을 가장 많이 함유하고 있음을 발견하였다. 이들은 또한 동충하초를 재배하면 잠재적으로 생산 비용을 줄일 수 있고 임상 시험 진입을 용이하게 할 수 있다고 한다. 동충하초는 그 항산화 작용과 노화 방지 작용, 항균 및 항 피로 활성 작용을 통하여 건강에 도움을 줄 수 있다. 동충하초의 코르디세핀(cordycepin) 성분은 그 핵심 화합물이며 앞으로  치료에 사용할 수 있는 잠재적 효능을 지니고 있다.
 

사진 2: 자연산 동충하초(Cordyceps militaris)

동충하초는 보통 야생에서 채취할 수 있으나 대량으로 찾기 어렵다. 그러나 실험실 조건에서 동충하초(Cordyceps militaris)는 곡물을 가지고 재배하면 대량으로 얻을 수 있다. 만일 그 생산을 늘리고 생산 비용을 줄이는 또 다른 방법을 통하여 재배한 동충하초는 곧바로 다양한 조건에 대한 임상 시험에 돌입할 수가 있다.  최근 연구에서 충북대학교 약학대학의 연구원들은 6가지 다른 곤충으로 동충하초를 재배하면서 그 성장을 관찰하였다. 이들은 동충하초가 거저리와 누에 번데기에서 가장 크게 자라지만 장수풍뎅이에서 가장 높은 수준의 코르디세핀(cordycepin)을 생산한다는 사실을 발견하였다.

충북대학교 약학대학 제1  저자인 이미경 박사는 “이번 연구에서 제안한 동충하초 재배법을 통해 동충하초를 좀 더 효과적이고 경제적으로 생산할 수 있을 것”이라고 밝혔다.
“하지만 식용 곤충을 확보하는 것이 산업화 수준으로 확대하기에는 아직 충분하지 않습니다. 또한 다른 곤충을 활용하면 좀 더 효율적인 생산이 가능할 것으로 생각되며 이는 추가 연구를 통해 입증될 필요가 있습니다.”  이들의 연구는 Frontiers in Microbiology 게재되었다.
(Turk, A., et al. (2022) Cordyceps mushroom with increased cordycepin content by the cultivation on edible insects. Frontiers in Microbiology. doi.org/10.3389/fmicb.2022.1017576.)
 
6종류의 곤충에서 동충하초 재배
 
이 연구를 위해 연구원들은 아래에 나오는 6가지 곤충들에서 동충하초의 성장을 관찰하였다. 그 6종류의 곤충들은 다음과 같다.

1. 귀뚜라미. 
 

사진출처: Microsoft Bing, house cricket 중에서

 2. 누에 번데기.  

사진출처: Microsoft Bing, silkworm pupae 사진 촬영자 Jim Pruitt

3. 거저리 
 

사진 출처:  거저리 사진은 Microsoft Bing, mealworms 중에서

4. 메뚜기 
 

​사진출처: Microsoft Bing, grasshoppers 중에서

5. 흰점박이 풍뎅이 유충 
 

사진출처: Microsoft Bing, white-spotted chafer larvae

6. 장수풍뎅이
 

​사진출처: Wikipedia, Japanese rhinoceros beetle

 동충하초는 6종의 곤충 모두에서 잘 성장하였으나 그 결과로 생긴 버섯의 성장과 모양은 서로 달랐다. 동충하초가 자라기 시작한 35일 뒤에 연구원들은 버섯이 누에 번데기와 거저리에서 가장 크게 자랐고, 그다음으로 장수풍뎅이와 귀뚜라미, 그리고 마지막으로 흰점박이풍뎅이 유충과 메뚜기 순서였다.

그러나 이들은 동충하초 크기가 크다고 하여 크기에 비례하여 코르디세핀 함량도 높이 나오지 않는다는 점에 주목하게 되었다. 코르디세핀의 함량은 장수풍뎅이에서 자란 동충하초에 가장 높았다. 즉 장수풍뎅이에서 자란 동충하초의 코르디세핀 함량이 누에 번데기에서 자란 동충하초보다 34배나 더 많이 나왔다.

추가 연구를 통해 연구원들은 서로 다른 지방, 단백질 및 탄수화물의 구성요소가 서로 다른 성장 특성과 관련이 있다는 것을 발견하였다. 다시 말하면 지방 함량이 높을수록 코르디세핀 함량도 높아진다는 사실이다. 이러한 발견은 식물성 기름이 코르디세핀 생합성 경로에 연결된 유전자를 활성화함으로써 코르디세핀 합성을 증가시킨다는 이전의 연구와 일치한다고 한다.

그런 다음 어떤 특정 종류의 지방이 성장에 영향을 미칠 수 있는지를 조사하였다. 그랬더니 이들은 더 높은 올레산 함량이 더 많은 코르디세핀 생산량과 관련이 있다는 점에 주목하였다. 즉 장수풍뎅이는 올레산 함량이 10.8%인 반면 누에 번데기는 올레산 함량이 0.4%에 불과하기 때문에 장수풍뎅이에서 자란 동충하초의 코르디세핀 함량이 누에 번데기에서 자란 동충하초보다 34배나 더 많이 나왔다. 
 

​사진 3: 자연에서 돋은 동충하초

올레산의 효과 Effects of oleic acid
 
다음으로 연구원들은 코디세핀 생산과 관련된 유전자 발현에서 올레산에 대한 실험을 수행하였다. 그 결과 코르디세핀 생합성과 관련한 유전자가 올레산과 함께 성장한 동충하초에서 가장 높다는 것을 발견하였다.

코르디세핀 관련 유전자의 증가와 일치하게 이들은 또한 올레산 처리가 이 지방산 없이 자란 버섯에 비해 코르디세핀 함량을 51.4% 증가시켰다는 것을 발견하였다. 연구원들은 올레산이 동충하초의 코르디세핀 생산을 증가시킨다고 결론 내리게 되었다.
 
동충하초 건강상 혜택 Cordyceps health benefits 

연구에 따르면 동충하초는 나이 든 쥐의 항산화 수치를 높일 수 있다. 또  다른 연구에서는 동충하초가 초파리의 수명을 연장할 수 있다는 것을 지적하고 있다.

인간 세포와 생쥐에 대한 연구에서 동충하초가 암 종양 성장을 억제하여  암을 치료하는 데에 적용할 수 있음을 발견하기도 하였다. 예비 연구는 또한 동충하초가 혈당 수치를 관리하는 데 도움이 될 수 있다고 한다.  동충하초가 앞으로 유망하지만, 동충하초에 대한 대부분의 연구는 아직 동물을 대상으로 실시한 실험이어서 그 결과가 인간에게 적용되려면 추가 연구가 필요하다.

한국 충북대학교 약학대학에서 수행한 연구에 대하여 Johns Hopkins Bloomberg 공중보건대학의 분자 미생물학 및 면역학 학과장인 Arturo Casadevall 박사는 이렇게 평가하고 있다.

"이들의 연구는 이들이 재배한 동충하초에서 생화학 물질을 수확하는 일의 중요한 기술 발전일 수 있습니다. 곡물에서 곤충에 이르기까지 다양한 물질에서 동충하초를 재배한다는 사실은 대규모 생산을 위해 필요한 유형의 화합물을 먼저 풍부하게 생산할 수 있음을 시사합니다. 이들의 이야기는 1920년대 후반에 페니실린의 항균 효과가 발견되었지만 1940년대가 되어서야 임상 시험을 위해 충분한 양을 만들 수 있었던 페니실린을 생각나게 합니다.”
 
참고자료 
 
2022년 10월 20일 작성 —Alexandra Sanfins 박사가 사실 확인 How an insect-eating mushroom could produce new antiviral and cancer drugs, Medical News Today, October 20, 2022 위의 글은 이 자료를 거의 완역한 것이다.
www.medicalnewstoday.com/October20,2022