인천대 해양학과 연구팀, 환경DNA(eDNA) 내 해파리 분석 정확도 높이는 기술 개발

인천대학교는 해양학과 김성아 석사과정생(지도교수 이재성)이 주도한 연구에서 해파리(Scyphozoa)를 보다 정확하게 검출할 수 있는 환경DNA(eDNA) 메타바코딩 전용 DNA 프라이머를 개발했다.

 이를 통해 기존 범용 프라이머보다 해파리 종 검출 성능을 크게 향상시킨 연구 결과를 발표했다고 23일 밝혔다.

최근 기후변화와 해양환경 변화의 영향으로 우리나라 연안을 비롯한 전 세계에서 해파리 대발생이 빈번하게 발생하고 있다.

]특히 노무라입깃해파리와 보름달물해파리 등은 어업 피해와 해수욕객 안전사고를 유발하여 국가 차원의 지속적인 모니터링과 조기 예측의 중요성이 커지고 있다.

이번 연구에서는 해파리류를 선택적으로 검출할 수 있도록 COI(Cytochrome c oxidase subunit I) 유전자 기반의 새로운 프라이머를 개발하고, 이를 실제 우리나라 연안에서 채취한 환경DNA(eDNA)에 적용하여 성능을 검증했다.

연구 결과, 기존 국제적으로 널리 사용되는 범용 프라이머는 보름달물해파리(Aurelia coerulea) 1종만 검출한 반면, 새롭게 개발한 프라이머는 단 1회 샘플링으로 총 6종의 해파리를 검출하는 데 성공했다.

또한 두빛보름달해파리(Aurelia limbata)와 기수식용해파리(Rhopilema esculentum)는 현장 조사에서는 확인되지 않았지만 환경DNA 분석을 통해 추가적으로 검출되어, 기존 조사법으로 확인하기 어려운 종까지 탐지할 수 있음을 입증했다.

김성아 연구원은 "현재 국내 해파리 예찰은 육안 조사와 현장 채집을 중심으로 수행되고 있으나, 초기 출현 단계나 개체수가 적은 경우에는 발견이 쉽지 않은 한계가 있다”며, "이번에 개발한 해파리 특이적 프라이머는 해수 속에 존재하는 극미량의 환경DNA만으로도 다양한 해파리 종을 높은 정확도로 검출할 수 있어 해파리 대발생 조기 감시 체계를 한층 고도화할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

또한 "최근 국립수산과학원을 비롯한 국내 연구기관에서도 환경DNA 기반 해양생물 모니터링 기술 개발이 활발히 진행되고 있으며, 본 연구에서 개발한 프라이머는 이러한 국가 해파리 예찰사업과 연계하여 보다 정확한 종 동정과 조기 예측 기술 개발에 활용될 수 있는 기반 기술이 될 것으로 기대된다”고 덧붙였다.

이번 연구는 기존 범용 DNA 분석법으로는 검출이 어려웠던 해파리 종을 효과적으로 탐지할 수 있는 분자생태학적 도구를 제시함으로써, 향후 기후변화에 따른 해파리 발생 모니터링, 해양생태계 관리, 수산업 피해 저감 및 국가 해양환경 감시체계 고도화에 중요한 과학적 기반을 제공할 것으로 기대된다.

이어 연구결과는 국제적 과학저널 출판사 Nature Portfolio의 국제전문학술지“Scientific Reports(IF: 4.9)”에 게재됐다.