리소좀은 1995년 드뒤브 (Christian de Duve)에 의해 발견되었고, 진핵세포 내 세포소기관으로 대사에 관계하는 것 외에 식세포 작용으로 세포 외부로부터 침입한 이물질, 세균 및 바이러스의 세포 내 소화 작용에 중요한 역할을 한다고 알려져 있다. 리소좀의 크기는 0.1~1.2㎛로 세포의 종류에 따라 매우 다양하며, 단일 지질막으로 쌓여 있고, 이 내부는 약산성에 최적 pH를 갖는 약 50-60여 가지의 다양한 가수분해 효소들을 포함하고 있다.

리소좀은 세포 내에서 기능을 가질 뿐만 아니라 세포 내에서 외부로 추출하여도 특별한 기능을 갖는다. 리소좀 내에 존재하는 라이소자임(lysozyme)을 포함한 가수분해 효소들은 은 세균의 세포벽을 분해할 수 있는데, 세균의 세포벽에 존재하는 특정 단백질(N-acetyl group)을 리소좀 막에 존재하는 수용체(N-acetyl group receptor)가 세균을 인식하게 되고, 리소좀 내의 가수 분해효소가 리소좀 밖으로 분출되면서 세균의 세포벽을 분해하고 세균 내로 들어가 세균까지 분해하는 항균작용을 한다.

하지만 세포벽에 N-acetyl group이 없다면 리소좀은 인식할 수 없어 작용하지 못하게 된다. [Glick et al. (1970) Infection and Immunity. 2:563-569, Glick et al. (1972) Infection and Immunity. 6:403-413] 그러므로 리소좀 내 단일 단백질을 사용하는 것이 아닌 리소좀 자체를 사용하는 것으로 직접적인 효소 작용이 아닌 세균의 활성을 저해하여 안전한 소재로 사용 가능하다. 리소좀은 세포파쇄액을 원심분리에 의해 분리할 수 있으며, 진핵세포 중 가장 큰 세포인 달걀에서 가장 많이 분리할 수 있다.

리소좀은 그람음성균(대장균, 쉬겔라 등), 그람양성균(황색포도상구균, 폐렴균, 살모넬라 등)과 같이 다양한 세균에 살균 효과(자체테스트 및 Kotiti 시험연구원 결과)뿐만 아니라, 수족구 바이러스(자체테스트), 로타바이러스, 호흡기세포융합바이러스 (한국화학융합시험연구원, KTR)에도 효과가 있음을 확인하였으며, 또한 병원성 대장균에 감염된 쥐의 혈관에 리소좀 주입 후 혈액 내 병원성 대장균이 제거되면서 면역작용을 하는 것도 결과를 확인할 수 있었다.

▲ 사진= 리소좀 연구결과  © 최희영

리소좀의 기능은 이러한 항균활성 외에도, 세포 내 암세포를 사멸시키는 apoptosis 작용에 관여하고 있어 항암 소재로도 활용 가능하며, 피부에 생긴 색소(pigment)를 자식작용(autophagy)를 통해 소낭에 모아 분해하는 기작을 가지고 있어 멜라닌을 제거하는 미백 화장품 제제로의 활용 가능성도 가지고 있다.

▲ 사진= 리소좀연구결과  © 최희영

또한, 최근에 연구된 바에 의하면, 리소좀을 과채류 표면에 처리 시, 표면에 존재하는 부패 미생물 제거 및 에틸렌 가스 생성 저해를 통해 과채류의 신선도를 유지해줄 뿐만 아니라, 김치의 발효를 억제시켜 김치의 맛을 좀 더 오랫동안 지속시켜주는 기능도 있어 식품 분야에도 적용 가능할 것으로 보고 있다. 이렇게 리소좀은 한 가지 기능이 아닌 여러 기능을 복합적으로 가진 세포소기관으로 항균제, 항암제, 화장품 소재, 식품 첨가제 등 다양한 소재로의 개발이 가능할 것으로 판단되며, 건강과 안전을 중요시하는 요즘 시대에 걸맞는 맞춤형 소재라고 할 수 있다.

세포 내에서 리소좀의 기작에 대해서는 많은 선행 연구들이 보고 되어 왔고, 아직도 많은 연구자들에 의해 연구 되어지고 있지만, 리소좀의 세포 내 기작을 이용해 외부로 추출하여 소재롤 사용하고 있는 연구는 많이 진행되지 않았고, 현재 ㈜오가넬에서 가장 활발히 하고 있으며, 리소좀 분리 및 활용에 관한 특허 및 기술을 보유하고 있다.