해킹된 맥주 효모로 만드는 대마 맥주

• 1. 맥주 효모를 thc와 cbd로 바꾸는 방법
• 2. 과연 어떻게 했을까?
• 3. 식물 없이 칸나비노이드 만드는 다른 방법도 있을까요?
• 4. 떠오르는 대마 음료 시장
• 5. 결론

마리화나 사용은 전 세계적으로 증가하고 있습니다. 더 많은 나라들이 이 신성한 식물의 의료 또는 오락적 사용을 허용하고 합법화하면서, 대마 산업은 이미 한동안 성장 가도를 달리고 있습니다. 이러한 산업의 확장은 식물과 그 가능성에 대한 연구와 발견을 위한 더 많은 문을 열고 있습니다. 그렇듯 세상이 모든 면에서 진화하듯이, 인간, 기술, 문화, 문명 등 무엇이든 간에, 대마초도 진화하고 있습니다. 

예를 들어, 오늘날 우리가 아는 전통적인 마리화나 재배 방식(실내 또는 실외)은 과거와는 확연히 다릅니다. 처음에는 모두 자연적인 자원과 광주기를 이용하여 자연스럽게 재배했습니다. 그러다가 최초의 실내 재배가 등장하면서 완전히 판도를 바꿨죠. 

이렇게 환경이 변해온 것처럼, 이제는 대마초 식물에 존재하는 다양한 칸나비노이드를 얻는 방법도 변화하고 있습니다. 최근 과학자들은 해킹된 맥주 효모로부터 칸나비노이드 양조가 가능하다는 사실을 발견했습니다. 네, 맞아요. 맥주입니다. 이 새로운 발견에 대해 자세히 알아봅시다. 

1. 맥주 효모를 THC와 CBD로 바꾸는 방법

마리화나 식물 없이 THC와 CBD를 생산하는 것이 어떻게 가능할까 궁금하실 겁니다. 저희도 그렇습니다. 이는 뛰어난 과학자들의 창의적인 연구 덕분에 가능해졌습니다. ¹

연구진의 발표에 따르면, THC(테트라하이드로칸나비놀)와 CBD(칸나비디올)는 양조장의 효모인 Saccharomyces cerevisiae의 당, 즉 갈락토스를 변형함으로써 생산할 수 있습니다. 대마 식물 속 칸나비노이드의 양은 한정적이기 때문에, 이런 발효 과정을 통해 THC와 CBD를 기존의 식물 기반 재배보다 더 쉽고, 저렴하고, 신뢰성 있게 생산할 수 있습니다. 

이것은 여러 해에 걸친 실험과 시도의 결과로, 마침내 이 박테리아를 해킹하는 데 성공한 것입니다. 이전 연구에서는 효모에서 칸나비노이드 생산 라인의 여러 부분을 구축할 수 있음을 밝혀냈지만, 전체 과정을 완성한 것은 최근의 일입니다. ^{2 3}

2. 과연 어떻게 했을까?

THC(대표적인 대마초 취의 원인)와 의료용으로 주목받는 CBD를 저비용, 고품질로 별도의 대마초 재배 없이 생산하는 데 성공한 이들은 UC버클리의 화학 및 생체분자공학 교수인 제이 키슬링과 그녀의 연구팀입니다. 

이들은 S. cerevisiae에 존재하는 다양한 유전자를 변형하고, 대마초와 5종의 다른 박테리아에서 유전자를 도입해 이 칸나비노이드 생산법을 개발했습니다.

“맥주를 양조하는 것과 똑같아요. 효모에 설탕을 넣어주면, 일반적으로 에탄올이 아니라 원하는 칸나비노이드가 생성됩니다.”

쉽게 들리지만 실상은 그렇게 간단치 않습니다. 이 과정에서 16가지 유전자 변형을 거쳐, 갈락토스(설탕)을 THC나 CBD의 비활성 형태인 THCA 및 CBDA로 전환해야 합니다. 

이후 일반적으로 THC와 CBD를 만드는 것처럼, 열을 가하는 탈카복실화 과정을 통해 활성화됩니다. 그 결과는? 리터당 약 8mg의 THC와, 그보다 적은 CBD가 생산됩니다. 즉, 맥주 효모에서 얻은 칸나비노이드가 식물에서 추출한 만큼 생산되려면, 이 수율이 100배 더 늘어나야 합니다. 그럼에도 이 방법이 효과적이라면 가장 친환경적인 칸나비노이드 생산법이 될 수 있습니다. 

하지만 이런 새로운 발견을 무시하기에는 가능성이 충분합니다. 실제로 2015년에 설립된 Demetrix라는 회사의 과학자들은 유전자 변형과 효모를 통해 칸나비노이드의 수율을 향상시키는 데 성공했습니다. 또한 이 팀은 맥주 효모를 조작해, 대마 식물에서 자연적으로 많이 생성되지 않는 일부 지방산을 특정 칸나비노이드로 변환하는 기술도 개발했습니다.

이 칸나비노이드 생산을 완전히 제어하게 된다면, 이러한 양조 방식은 의료 목적의 마리화나 활용도를 혁신적으로 넓힐 수 있을 것입니다. 게다가 이 인공적으로 제조된 칸나비노이드는 특허 출원이 가능해질 수 있고, 이 발견은 실제로 제약회사들의 관심을 끌 수 있습니다. 아직 몇몇 회사만이 대마초 성분 기반의 의약품 개발에 도전하고 있기 때문이죠. 

3. 식물 없이 칸나비노이드 만드는 다른 방법도 있을까요?

간단히 말하면, 있습니다. 예를 들어 토론토에 위치한 캐나다 기업 Trait Biosciences는 음료 산업을 겨냥해 수용성 칸나비노이드를 만들기 위해 유전자 변형 대마초 연구를 하고 있습니다. 

동일한 기업은 대마초 식물의 모든 부위가 칸나비노이드 생성기가 되도록 유전적으로 변형하려는 연구도 진행 중입니다. 기존에는 트리코움이라 불리는 수지샘에서만 칸나비노이드가 생성되었습니다. 

“효모에서 할 수 있는 모든 것은 식물 자체에서 훨씬 더 높은 수율과 순도로 가능하다" - Ronan Levy, Trait Biosciences 최고 전략 책임자

캘리포니아 대학의 또 다른 연구원인 생화학자 제임스 보위 역시, 세포 내 반응 없이 설탕에서 CBD를 얻는 또 다른 방법을 소개했습니다. 그의 팀은 THC, CBD의 전구체 칸나비노이드 형태를 상업적으로 유의미한 양으로 합성하는 데 성공했습니다. ⁴ 현재 이 접근법은 창업기업 Invizyne Technologies를 통해 개발 중입니다. 

4. 떠오르는 대마 음료 시장

미국에서 대마초 산업의 규모는 수십억 달러에 달하며, 아직 잠재력을 다 보여주지 않았습니다. 대형 기업들은 이런 황금광맥을 그냥 넘기지 않았죠.

예를 들어, Constellation은 캐나다 최대 대마초 기업 중 하나인 Canopy Growth의 주식 9.9%를 1억 4,100만 파운드(1억 4,800만 유로)에 인수했습니다. 당시 기업가치는 13억 파운드(13억 유로)에 달했습니다. 게다가 Constellation은 더 나아가 이 회사 지분의 38%까지 확보할 계획입니다. ⁵

또한 코카콜라는 캐나다의 대마 생산업체 Aurora와 함께 CBD 음료 개발을 논의 중인 것으로 알려졌으며, 영국의 Diageo는 세 가지 종류의 캐나다 대마초 제조사와 협력해 자사 대마 음료 라인업을 준비 중입니다. 

5. 결론

이 놀라운 식물인 마리화나를 연구하는 똑똑한 인재들이 언젠가 이 야생마를 길들일 날이 올 겁니다. 그 결과 대마 산업은 폭발적으로 성장할 것이니, 저는 비록 전문가는 아니지만 전 재산을 걸어도 좋겠다는 생각이 듭니다. 

이제 모두가 눈을 뜨고, 마리화나가 세상을 바꿔나가는 모습을 곧 목격하게 될 것입니다. 대마초가 그 잠재력과 의료적 가치, 복합 성분의 우수성을 반대했던 이들에게 보여줄 때, 그들의 인식이 변화하는 걸 직접 볼 수 있겠죠. 

여러분의 생각은 어떤가요? 이런 인공 칸나비노이드를 드시겠습니까, 아니면 집에서 직접 재배한 자연산 칸나비노이드를 선호하시나요?

외부 참고자료

1. "효모에서의 칸나비노이드 및 유사체의 완전 생합성" Xiaozhou Luo 외. 2019년 2월.
2. "칸나비노이드 생합성을 위한 플랫폼 유기체로서의 효모 엔지니어링" Bastian Zirpel 외. 2017년 10월.
3. "칸나비게롤산에서 Δ9-테트라하이드로칸나비놀산 생성" Bastian Zirpel 외. 2015년 9월. 
4. "천연물 프레닐화 및 칸나비노이드 생산을 위한 비세포 플랫폼" Meaghan A. Valliere 외.
5. "Constellation Brands, Canopy Growth 지분 인수 공식 보도자료" 2020년 5월.