‘치즈가 원래 녹색이었다고?’ 흰색으로 바뀐 곰팡이 색소의 놀라운 비밀은? [와우! 과학]

치즈 표면의 곰팡이는 단순한 오염원이 아니다. 적절한 환경에서 이 미생물들은 치즈의 풍미를 증진시키고 영양가를 높이는 중요한 발효 작용을 담당한다. 치즈 제작자들과 과학자들은 이 곰팡이를 활용하여 새로운 품종을 개발하고 개량하는 연구를 지속해왔다.

미국 터프츠대 벤저민 울페 교수 연구팀은 버몬트 치즈인 베일리 헤이즌 블루(Bayley Hazen Blue)에서 분리한 곰팡이를 연구하던 중 놀라운 발견을 했다. 연구팀이 2016년에 채취한 치즈 샘플을 서늘하고 어두운 동굴 환경에 수년간 보관했다가 확인해보니, 본래 녹색을 띠던 치즈 표면이 완전히 흰색으로 변해 있었던 것이다.

돌연변이의 원인: 멜라닌 색소 생산 유전자의 소실

분석 결과, 치즈가 상한 것이 아니라 본래 푸른색을 띠는 색소를 생산하던 곰팡이인 페니실리움 솔리툼(Penicillium solitum)에서 돌연변이가 발생해 색소 생산 능력을 잃었기 때문이었다.

연구팀이 유전자를 분석한 결과, 멜라닌 색소를 생산하는 alb1 유전자에 문제가 생겨 돌연변이가 발생했음을 확인했다. 곰팡이는 습하고 어두운 환경을 선호하지만, 언제든지 햇빛(자외선)에 노출될 위험이 있다. 따라서 멜라닌 색소는 자외선으로부터 자신을 보호하는 중요한 기능을 한다.

하지만 이 곰팡이가 수년간 자외선이 전혀 없는 동굴 환경에 격리되면서, 이 보호 기능의 유용성이 사라지게 되었다.





진화적 현상: 이완 선택(Relaxed Selection)

자외선으로부터 보호받는 환경이 지속되자, 불필요해진 멜라닌 색소를 만드는 데 에너지를 소비하는 대신, 그 에너지를 번식에 집중하는 흰색 돌연변이가 생존에 더 유리하게 되었다. 시간이 지남에 따라 에너지를 낭비하는 녹색 곰팡이는 자연스럽게 도태되고, 효율적인 흰색 곰팡이가 대다수를 차지하게 된 것이다.

이는 진화 과정에서 환경적 위협 요인이나 유용한 기능이 사라졌을 때, 해당 기능을 제거하는 유전자 돌연변이가 오히려 생존에 유리해져 기능이 퇴화하는 현상인 이완 선택(Relaxed Selection)의 대표적인 사례다. 동굴에 사는 물고기의 눈이 퇴화하는 것과 같은 원리다.

과학자들은 의도치 않게 치즈 숙성 과정에서 진화의 한 단면을 목격하고 그 메커니즘을 정확히 규명했다. 이 흰색 변종 곰팡이는 색상뿐만 아니라 풍미에서도 미묘한 차이를 보여 새로운 치즈 품종을 개발할 잠재력을 제시한다. 진화가 안겨준 이 뜻밖의 선물이 미래의 더 맛있는 치즈로 이어질지 주목된다.

고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com