줄기세포 유사 특성을 지닌 식물 줄기세포와 캘러스(callus)는, 분화유도세포(dedifferentiated cells, DDCs)에 비해 유전적 안정성이 우수하고, 응집이 감소하며, 수율의 일관성이 향상된 확장 가능하고 지속가능한 플랫폼을 제공한다. 우리는 4단계 워크플로우(유도, 생화학적 및 미세구조(초미세구조) 검증, 현탁배양 최적화, 그리고 LC-MS/MS 정량)를 구축하여 세 종의 한국 토종 종에 적용하였다. A. capillaris에서는 줄기세포 유사 특성을 지닌 캘러스에서 유래한 뿌리 세포가 온전한 식물에 비해 약 4배 높은 아르테미시닌 함량을 보였고; I. dentatum에서는 줄기세포 유사 특성을 지닌 캘러스가 약 10배 더 큰 chrys oeriol-7-O-glucoside 축적을 보였으며, 이 대사산물을 세포 내 존재량보다 2배 이상 더 많은 양으로 배지로 분비하였다. 또한 P. frutescens에서는 줄기세포 유사 특성을 지닌 캘러스가 DDCs에 비해 약 3배 더 많은 로즈마린산을 생산하였는데(40.4±1.4 vs. 12.9±0.7 mg g^-1) 현재 단일세포 및 공간 오믹스, 유도(elicitation), 그리고 배지 및 스케일업 공정에 대한 발전과 AI 기술(ML 소프트 센서, 디지털 트윈, 하이브리드 모델)의 통합은 변동성을 최소화하면서 실시간 공정 모니터링과 제어를 가능하게 하며, 연구실-산업 간 전환을 용이하게 한다. 향후 우선과제로는 강건한 줄기성(stemness) 마커의 개발, 종 전반에 일반화 가능하도록 설계된 AI에 의해 가능해지는 표준화된 센싱 전략, 그리고 장기 배양기(bioreactor) 신뢰성 확보를 통해 CMC-기반 및 줄기세포 유사 특성을 지닌 캘러스를 활용하는 시스템을 통한 일관된 대규모 및 생태친화적인 천연물 생산을 달성하는 것이다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.