dsm-firmenich와 APC 마이크로바이옴 아일랜드, 유제품 발효에서 향상된 파지 제어를 위한 새로운 박테리아 방어 시스템 발견

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카이세라우그스트(스위스), 헤이를렌(네덜란드), 2025년 10월 8일

영양, 건강 및 미용 분야의 선도적 혁신 기업인 dsm-firmenich는 오늘 식품 산업 전반의 발효 성능을 혁신하는 것을 목표로 하는 유제품 문화의 혁신을 발표합니다. 세계적인 연구 아일랜드 센터인 University College Cork의 APC 마이크로바이옴 아일랜드, 프랑스 국립농업식품환경연구소(INRAE)와 협력하여 유제품 발효에 사용되는 박테리아가 박테리오파지에 대한 방어 시스템을 사용하고 활성화하는 방법을 밝혀낸 dsm-firmenich입니다. 파지라고도 하는 이 박테리아 바이러스는 치즈, 요구르트 및 기타 발효 유제품 생산에 영향을 미칠 수 있으므로 엄격하고 비용이 많이 드는 관리가 필요합니다. 미국 국립과학원회보(PNAS)에 게재된 이 연구 결과는 대규모 식량 생산을 위해 보다 탄력적이고 성능이 우수한 배양을 설계할 수 있는 새로운 기회를 열어줍니다.

유제품 발효 탄력성의 과학적 비밀을 밝히다

연구진은 유제품 발효에 사용되는 주요 박테리아 종인 락토코커스 락티스에서 새로 발견된 13개의 항파지 시스템을 조사하여 이 배양균이 파지 노출에 어떻게 인식하고 반응하는지, 그리고 파지가 이러한 방어 시스템을 우회하기 위해 어떻게 진화하는지 밝혀냈습니다. 연구팀은 박테리아 내성을 성공적으로 극복한 66개의 파지 돌연변이체의 게놈 분석을 통해 이 회피 과정에 관여하는 15개의 바이러스 유전자를 확인했습니다. 다양한 탈출 전략에 대한 이러한 인사이트를 통해 파지가 박테리아 방어를 우회하는 방법과 이러한 적응을 예측하고 대응할 수 있는 방법을 분자 단위로 자세히 알아볼 수 있습니다.

가장 주목할 만한 발견 중에는 오드뮬라로 알려진 새로운 방어 시스템의 특성 분석이 있습니다. 이 메커니즘은 숙주의 세포벽을 수정하여 파지를 효과적으로 내부에 가두고 발효 과정에서 파지가 퍼지는 것을 방지함으로써 박테리아 배양물을 보호합니다. 이러한 행동 방식이 관찰된 것은 이번이 처음으로, 이전에는 문서화되지 않았던 전략이 도입되어 문화 보호를 크게 강화할 수 있습니다.

혁신에서 이익으로: 유제품에서 배양체 보호의 재정의

박테리오파지 발생은 산업 유제품 생산에서 가장 비용이 많이 들고 혼란을 야기하는 문제 중 하나로, 발효 지연, 배치 손실, 제품 품질 저하로 이어집니다. 이 연구를 통해 얻은 지식은 파지 오염으로부터 최적의 보호를 보장하기 위해 배양 혼합 및 배양 로테이션을 개발하는 방법을 이해하는 데 중요한 진전을 이루었습니다. dsm-firmenich는 이러한 새로운 통찰력을 배양 개발 도구 상자에 통합하여 보다 맞춤형의 파지에 강한 배양 솔루션을 제공할 수 있도록 지원할 것입니다.

"지난 10년 동안 우리는 박테리아의 항바이러스 방어가 우리가 상상했던 것보다 훨씬 더 다양하고 복잡한 무기를 형성한다는 사실을 알게 되었습니다."라고 연구의 수석 저자인 Douwe van Sinderen 교수( )는 말합니다. "이 연구를 통해 우리는 마침내 이러한 방어 기능이 어떻게 작동하는지, 그리고 바이러스가 어떻게 이를 회피하는지 이해하기 시작했습니다. 실질적으로 이러한 발견은 오늘날 유제품 발효가 직면한 파지 문제를 견딜 수 있도록 설계된 차세대 스타터 배양을 위한 길을 열어줍니다."

산학 협력 모델

dsm-firmenich는 학문적 발견과 산업적 응용을 연결하는 데 중추적인 역할을 했습니다. 독점적인 락토코커스 균주, 포괄적인 게놈 데이터, 살아있는 낙농 환경에서 얻은 파지를 제공함으로써 실제 환경에 기반한 연구를 진행할 수 있었습니다. 이러한 기여를 통해 학술팀은 과학적으로 최첨단을 달리는 동시에 상업적으로도 의미 있는 연구 결과를 발견하고 결론을 내릴 수 있었습니다.

"우리는 배양과 파지 사이의 복잡한 관계를 해독함으로써 최첨단 과학을 경쟁 우위로 전환하여 매우 강력한 배양 혼합 및 순환 계획을 설계 할 수있는 도구를 제공하여 생산자가 유제품, 식물 기반, 프로바이오틱스 및 신흥 생명 공학 전반에 걸쳐 발효를 제어 할 수 있도록 지원합니다." 노엘 반 페이, 공동 저자이자 수석 과학자. "이는 가장 중요한 치즈 및 발효유 제품 시장에 가치를 제공하는 과학입니다."

에반드로 올리베이라 데 수자(Evandro Oliveira de Souza) dsm-firmenich 치즈 사업부 글로벌 수석 부사장( )은 "이번 연구 결과는 자체 과학 전문성과 세계적 수준의 연구 파트너십을 결합하여 실제 업계 과제를 해결할 수 있는 힘을 입증합니다. 이러한 통찰력을 배양 개발에 적용함으로써 우리는 유제품 포트폴리오의 고유한 깊이와 폭을 더하고 전 세계 유제품 생산자에게 더욱 탄력적이고 안정적인 발효 성능을 제공할 수 있는 역량을 강화하고 있습니다."

유제품 분야에서 50년 이상의 경험을 보유한 dsm-firmenich는 스타터, 생체 보호 및 프로바이오틱 배양, 효소, 하이드로콜로이드, 영양 솔루션, 품질 보증 분야에서 계속해서 선두를 지키며 생산자들이 전 세계에 일관된 품질의 안전하고 맛 좋은 유제품을 제공할 수 있도록 돕고 있습니다.

"위대한 파지 탈출: 유산구균 항포식 시스템의 활성화 및 탈출" 은 PNAS에 게재되었으며 에서 확인할 수 있습니다.