슈퍼컴이 찾아낸 茶의 비밀

더농부 2026.05.29

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[재미있는 농업 이야기 275]

차나무 유전체 분석…내몸에 맞는 레시피 추천도 가능

여러분은 일상 속에서 지치고 힘든 순간, 따뜻한 찻잔에서 피어오르는 은은한 향기에 마음을 기대곤 하지 않으시나요?

수천 년 동안 우리 민족의 몸과 마음을 치유해 온 ‘차(茶)’는 단순히 목을 축이는 음료 그 이상의 가치를 지니고 있지요. 그런데 우리가 지치고 힘든 순간에 시간을 내어 오롯이 즐기는 이 향긋한 찻잎 속에, 우주의 신비만큼이나 복잡한 ‘생명 설계도’가 숨겨져 있다는 사실을 알고 계셨나요?

오늘은 아날로그 감성 가득한 차 향과 최첨단 데이터 기술이 만나 탄생한 흥미진진한 이야기를 들려드리려 합니다. 농촌진흥청의 농생명 데이터 분석 플랫폼인 ‘아그로믹소(AgrOmicSo)’는 미래에 어떻게 차의 비밀을 풀어갈지, 그 놀라운 과정을 함께 따라가 보시죠.

제1장. 지리산 줄기에서 시작된 1,200년의 깊은 역사

우리나라 차의 역사는 지금으로부터 약 1,200여 년 전으로 거슬러 올라갑니다. 삼국사기의 기록에 따르면, 서기 828년 신라 흥덕왕 시절 당나라 사신이었던 김대렴이 차 종자를 가져왔고, 왕의 명령을 받아 이를 지리산(하동) 자락에 심었다고 전해집니다.

이때부터 시작된 한국의 차 문화는 우리 민족의 정서와 예술, 철학 속에 깊숙이 스며들며 소중한 문화유산으로 자리 잡았습니다.

이처럼 오랜 세월 사랑받아 온 차에는 특별한 힘이 숨겨져 있습니다. 바로 차의 떫은맛을 결정하는 핵심 성분인 ‘카테킨(Catechin)’인데요, 카테킨은 차에 들어있는 폴리페놀 성분의 약 75%를 차지하는 아주 중요한 기능성 물질입니다.

연구에 따르면 항암 효과와 항균 작용이 뛰어날 뿐만 아니라, 콜레스테롤 수치를 낮추고 혈압 상승을 억제하며 강력한 항산화 작용을 돕는다고 알려져 있습니다.

하지만 이렇게 훌륭한 우리 차가 세계 시장에서 경쟁력을 갖기 위해서는 더 체계적인 뒷받침이 필요했습니다. 국내 차나무의 우수한 유전자원을 확보하고, 일본, 중국의 차와 차별점을 과학으로 증명할 필요가 대두된 거지요. 이 때문에 2016년에는 ‘차 산업 발전 및 차 문화 진흥에 관한 법률’이 제정되기도 했구요.

제2장. 우리 차에만 존재하는 ‘보물 유전자’를 발견하다

차의 비밀을 풀기 위해 가장 먼저 해야 할 일은 차나무의 유전체를 해독하는 것이었습니다. 유전체란 한 생명체가 가진 모든 유전 정보를 말하는데, 우리차의 유전체는 그 크기가 무려 2.68Gbp*에 달하는 것을 2021년도에 밝혀냈습니다.

이는 중국 차 유전체(3.02Gbp)보다는 조금 작지만, 우리가 주식으로 먹는 벼(0.46Gbp)의 6배에 해당할 만큼 방대하고 복잡한 구조로 되어 있습니다.

* 기가베이스페어(Gbp) : DNA와 같은 핵산서열 길이를 측정하는 단위(10억개 염기쌍)

농촌진흥청 연구진은 2019년부터 우리나라의 대표 품종(표준이 되는 품종)인 ‘상목’의 유전체를 분석하기 시작했습니다. 이 연구에서 연구진은 무려 780Gbp에 달하는 방대한 데이터를 분석해야 했습니다.

당시로써는 최첨단 기술을 접목했음에도 이 한 품종 해독을 마치는 데만 꼬박 12개월이라는 긴 시간이 걸렸습니다. 5년이라는 연구 기간을 거쳐 마침내 2024년 국제학술지에 우리 차(상목)의 유전체 분석 결과와 중국/일본차와의 차이점을 게재할 수 있게 된 것이지요.


우리차나무 “상목” 유전체 지도	표준 식물 품종 18종 유전체 비교 및 유사 계통도

해외 차나무 3종과 우리 품종인 ‘상목’을 비교 분석한 결과, 오직 우리 차에서만 나타나는 특이 유전자 3,336개를 찾아내었습니다. 그중에서도 카테킨 생합성에 관여하는 유전자가 551개나 되었습니다.

더욱 흥미로운 점은 전 세계 그 어떤 차나무에서도 볼 수 없었던 완전히 새로운 특이 유전자 17개도 같이 발견했다는 사실입니다. 이 유전자들 속에 우리차의 무궁무진한 미래가 담겨 있다고도 볼 수 있는 거지요.

베스티톤(vestitone reductase): 이 유전자는 파이토알렉신(다른 식물의 발아나 성장을 방해하는 물질) 합성 효소로, 주름 개선 효과가 매우 뛰어나 피부 미용 및 고급 화장품의 핵심 원료로 사용될 수 있습니다.

모노터핀(monoterpene hydroxylase): 천연 식물성 오일을 합성하는데 중요한 역할을 하기 때문에 향기 성분이나 바이오 소재로 활용됩니다.


표준 해독 차나무 3종과 ‘상목’ 유전체 비교	‘상목’에서만 발현하는 특이한 유전자

이제 우리 차는 단순히 잔에 담아 마시는 음료를 넘어, 뷰티 산업과 바이오 산업을 이끌어갈 미래의 원동력이라는 것이 증명되었습니다. 우리 차만의 잠재력이 과학적 데이터라는 근거를 통해 꽃을 피우게 된 것이죠.

제3장. 12개월의 인내를 ‘단 3일’의 기적으로 바꾼 혁신

그런데 여기에 다시 한번 놀라운 혁신이 찾아왔습니다. 바로 최첨단이면서 초고속 데이터 분석이 가능한 슈퍼컴퓨터 ‘나비스(NABIS)’가 도입된 것입니다.

과거에 수년에서 수개월이 걸리던 무거운 작업들이 단 며칠이면 분석되는 어마어마한 성능이지요. 게다가 이 막강한 시스템을 연구자들이 간편하게 자신의 컴퓨터에서 접속해서 분석할 수 있도록 농촌진흥청 슈퍼컴퓨팅센터에서는 빅데이터 분석 플랫폼 ‘아그로믹소’를 개발하여 보급하기까지 했습니다.

실제로 아그로믹소를 통해 차나무 26종 품종의 대규모 유전체(2,700Gbp) 변이 분석을 수행해 본 결과 기존 유전체 분석 시스템으로는 3개월이 걸렸을 분석이 단 3일 만에 완료되더군요. 무려 30배나 빨라진 것입니다.

그것도 전문가들만 가능한 복잡하고 어려운 명령어를 입력할 필요 없이 인터넷 포털 사이트를 이용하듯 직관적으로 내용을 파악해서 이용할 수 있게 된 덕분에, 연구자들은 천금 같은 시간을 아끼게 된 것이지요.

아그로믹소’와 슈퍼컴퓨터가 결합한 농생명 빅데이터 분석 플랫폼 모식도

제4장. 나만의 맞춤형 레시피, 데이터가 그려주는 미래

미래의 어느 날, 여러분의 아침은 어떻게 달라질까요? 아마도 아침에 일어나시면, 내가 좋아하는 맛과 내 몸 상태에 딱 맞는 ‘맞춤형 녹차’와 함께 시작될 것입니다.

최근 유전체 분석과 AI 기반 데이터 기술의 비약적 발전으로, 사람마다 다른 카페인 민감도나 선호하는 향, 맛, 그리고 현재의 건강 상태까지 고려한 맞춤형 레시피 연구가 큰 주목을 받고 있기 때문이지요.

예를 들어, 카페인에 예민한 분에게는 낮은 카페인 함량을 가진 품종을,

항산화 물질 보충이 필요한 분에게는 카테킨 성분이 극대화된 발효 및 로스팅 방법으로 제련된 개인 맞춤형 차를 추천

이러한 정보과학의 토대에 지역의 토양 정보나 강수량, 기온 같은 환경 데이터까지 결합시키면, 특정 지역 녹차만이 가지는 깊은 풍미를 과학적으로 해석하고 재현할 수 있을 것입니다.

전통 차 문화와 장인의 정교한 감각을 대체한다는 것이 아닙니다. 누구나 가지고 있던 가장 맛있었던 순간의 비밀을 품종과 차 나무의 생장조건, 찻잎의 저장, 덖는 방법 등 장인만의 노하우를 데이터화하여, 누구나 자신에게 맞는 또는 가장 좋았던 순간에 느꼈던 우리 차의 느낌을 되살릴 수 있도록 구현할 수 있게 발전해나가고 있다는 것에 그 진정한 가치가 숨어 있습니다.

에필로그: 데이터로 기억되는 천년의 향기

농업은 생명과학의 정수(精髓) 입니다. 현재의 농업은 우리가 느껴왔던 농부의 땀방울, 사그라짐을 아쉬워했던 장인의 솜씨를 고려청자처럼 잊히지 않도록, 우리 차 속에 숨은 27억 개의 생명 암호를 풀고 보존하기 위해 밤낮으로 연구에 몰두하는 사람들과 슈퍼컴퓨터와 같은 첨단 데이터 기술이 뒷받침하고 있습니다.

글=국립농업과학원 슈퍼컴퓨팅센터 이동준 농업연구사

정리=더농부

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