유용 유전자 이식한 식물세포 조직배양
질병ㆍ농약 잘 견디고 비타민ㆍ백신까지 생산…
2004년부터 안전성평가 거쳐 판매
생명공학작물, 일명 유전자변형작물에 대한 안전성 논란이 끊이고 있지 않은 가운데 바스프, 바이엘크롭사이언스, 다우그로사이언스, 듀폰파이오니어, 몬산토 등 다국적 기업들이 세계적인 식량위기 문제를 해결할 방안으로 관련 연구개발에 적극 나서고 있습니다.
대표적인 생명공학작물은 잘 무르지 않아 보관이나 운반이 쉬운 토마토, 조명나방 등 해충에 잘 견디도록 개발된 해충 저항성 옥수수, 제초제에 견디는 제초제내성 콩 등이 있습니다. 질병이나 농약 등에 잘 견디는 유전자로 무장한 이들 작물의 생산량은 일반 작물에 비해 훨씬 증가하게 됩니다.
◇생명공학 작물의 발전=최초의 생명공학작물은 1983년에 개발된 항생제 저항성 담배와 페튜니아 등입니다. 이후 1994년 칼젠사에 의해 무르지 않는 토마토가 개발돼 최초로 상용화됐습니다.
1세대 생명공학작물은 생산량 증가, 영농 편이, 농약 사용량 감소 등의 목적으로 개발된 제초제 내성, 해충 저항성, 바이러스 저항성 작물들입니다. 농약 사용이나 노동력 투입을 줄여 생산비가 적게 들면서도 자연재해로 인한 수량 감소가 없도록 개발된 것들입니다. 2000년대에 들어서는 인체에 유익한 성분인 비타민, 불포화지방산, 철분, 플라보노이드, 약리성분, 식용백신 등을 생산하는 생명공학작물 개발 연구가 많이 이뤄지고 있습니다. 이것을 2세대 생명공학작물이라고 합니다. 3세대는 먹는 백신 등 의약품 용도나 대체에너지 생산 등의 목적으로 연구되고 있습니다.
생명공학작물은 지난 1996년 본격적인 재배가 시작돼 현재 25개국에서 1130만 농가가 1억2500만㏊에 걸쳐 재배하고 있으며 그 규모가 13년만에 73배로 늘어났습니다. 전체 재배면적의 50%를 미국이 차지하고 있으며 이어 아르헨티나가 17%, 브라질이 12.6% 정도이고 인도, 캐나다, 중국 등에서 재배가 이뤄지고 있습니다.
특히 세계 콩 재배면적의 70%가 생명공학 콩을 재배하고 있으며 옥수수의 24%, 목화의 46%, 캐놀라의 20%가 생명공학작물일 정도로 생명공학작물은 우리 가까이에 현실로 와닿아 있습니다.
◇어떻게 만드나=생명공학작물을 만들기 위해서는 거치는 1단계 과정은 식물을 대상으로 유용한 특성을 결정하는 유전자를 탐색해 DNA를 추출하는 것입니다. 다른 식물보다 해충에 잘 견디는 식물이 있다면 이 식물에서 관련 유전자를 추출하는 식입니다. 이후 원하는 성질의 단일 유전자만을 분리하고 이 유용한 유전자가 다른 생물체 내부에서 효과적으로 작용할 수 있도록 운반체 역할을 하는 DNA 내부에 유용 유전자를 삽입합니다. 이렇게 하면 유전자 재조합운반체 준비가 완료됩니다. 목표로 하는 작물에 유용 유전자를 이식하는 방법은 아그로박테리움법, 유전자총법, 전기충격법 등으로 나뉩니다.
아그로박테리움법은 식물에 자신의 유전자를 삽입시키는 특징을 갖고 있는 미생물인 아그로박테리아를 이용하는 방법입니다. 아그로박테리아에서 특정 유전자를 제거하고 대신 개발된 유용 유전자를 연결시켜 다시 넣은 후 이를 식물세포에 접촉시켜 유용 유전자를 삽입시키는 방법입니다. 유전자총 이용법은 금이나 텅스텐 등 금속미립자에 유용한 유전자를 코팅한 후 고압가스의 힘으로 식물의 잎 절편이나 세포 덩어리에 투입, 유용 유전자가 물리적으로 세포의 염색체에 접촉하도록 함으로써 직접 식물세포 내에 넣는 방식입니다.
전기충격법은 식물 세포에서 세포벽을 제거한 원형질체를 이용, 서로 다른 형질을 가진 두 세포를 융합하는 기술입니다. 고농도의 삼투압 용액에 금속이온을 첨가하거나 전기충격을 줘 세포막에 일시적으로 작은 구멍이 생기도록 원형질체를 노출시켜 원형질체의 DNA 흡수를 증가시키는 방법입니다. 이중 아그로박테리움과 유전자총법이 일반적으로 사용됩니다.
연구진은 이러한 작업을 통해 새로운 유전자가 삽입돼 형질이 바뀐 세포를 조직 배양해서 식물체로 재분화시켜 원하는 개체만을 선발하는 과정을 거칩니다. 이후 인체 위해성과 환경 위해성 등 안전성을 평가하고 국가가 지정하는 규제기관의 심사를 거쳐 해당기관에 품종등록 및 허가를 받아 상품화하게 됩니다.
◇안전성 평가는 어떻게=국내에서는 생명공학작물의 안전성 평가는 부처별로 나눠 하고 있습니다. 인체 위해성은 보건복지가족부, 식품 안전성은 식품의약품안전청에서 관리하고 있습니다. 수립 및 유통되는 가공식품의 사후관리 및 표시제는 식약청에서 관리하고 국내에서 직접 판매되는 농산물 관리는 국립농산물품질관리원이 맡고 있습니다.
생명공학식품의 안전성 평가를 위한 제도는 지난 99년 `유전자재조합식품ㆍ식품첨가물 안전성평가자료 심사지침'이 도입되면서 처음 만들어졌습니다. 이 지침은 이후 2002년 8월 식품위생법이 개정돼 안전성 평가심사가 의무화됨에 따라 `유전자재조합식품의 안전성 평가심사 등에 관한 규정'으로 전면 개정돼 2004년 2월부터 시행되고 있습니다. 이러한 제도 정비를 통해 2004년 2월부터는 안전성 평가를 거치지 않은 생명공학기술이 적용된 농ㆍ축ㆍ수산물 등의 국내 수입과 유통ㆍ판매가 전면 금지됐습니다.
안경애기자 naturean@
2004년부터 안전성평가 거쳐 판매
생명공학작물, 일명 유전자변형작물에 대한 안전성 논란이 끊이고 있지 않은 가운데 바스프, 바이엘크롭사이언스, 다우그로사이언스, 듀폰파이오니어, 몬산토 등 다국적 기업들이 세계적인 식량위기 문제를 해결할 방안으로 관련 연구개발에 적극 나서고 있습니다.
대표적인 생명공학작물은 잘 무르지 않아 보관이나 운반이 쉬운 토마토, 조명나방 등 해충에 잘 견디도록 개발된 해충 저항성 옥수수, 제초제에 견디는 제초제내성 콩 등이 있습니다. 질병이나 농약 등에 잘 견디는 유전자로 무장한 이들 작물의 생산량은 일반 작물에 비해 훨씬 증가하게 됩니다.
◇생명공학 작물의 발전=최초의 생명공학작물은 1983년에 개발된 항생제 저항성 담배와 페튜니아 등입니다. 이후 1994년 칼젠사에 의해 무르지 않는 토마토가 개발돼 최초로 상용화됐습니다.
1세대 생명공학작물은 생산량 증가, 영농 편이, 농약 사용량 감소 등의 목적으로 개발된 제초제 내성, 해충 저항성, 바이러스 저항성 작물들입니다. 농약 사용이나 노동력 투입을 줄여 생산비가 적게 들면서도 자연재해로 인한 수량 감소가 없도록 개발된 것들입니다. 2000년대에 들어서는 인체에 유익한 성분인 비타민, 불포화지방산, 철분, 플라보노이드, 약리성분, 식용백신 등을 생산하는 생명공학작물 개발 연구가 많이 이뤄지고 있습니다. 이것을 2세대 생명공학작물이라고 합니다. 3세대는 먹는 백신 등 의약품 용도나 대체에너지 생산 등의 목적으로 연구되고 있습니다.
생명공학작물은 지난 1996년 본격적인 재배가 시작돼 현재 25개국에서 1130만 농가가 1억2500만㏊에 걸쳐 재배하고 있으며 그 규모가 13년만에 73배로 늘어났습니다. 전체 재배면적의 50%를 미국이 차지하고 있으며 이어 아르헨티나가 17%, 브라질이 12.6% 정도이고 인도, 캐나다, 중국 등에서 재배가 이뤄지고 있습니다.
특히 세계 콩 재배면적의 70%가 생명공학 콩을 재배하고 있으며 옥수수의 24%, 목화의 46%, 캐놀라의 20%가 생명공학작물일 정도로 생명공학작물은 우리 가까이에 현실로 와닿아 있습니다.
◇어떻게 만드나=생명공학작물을 만들기 위해서는 거치는 1단계 과정은 식물을 대상으로 유용한 특성을 결정하는 유전자를 탐색해 DNA를 추출하는 것입니다. 다른 식물보다 해충에 잘 견디는 식물이 있다면 이 식물에서 관련 유전자를 추출하는 식입니다. 이후 원하는 성질의 단일 유전자만을 분리하고 이 유용한 유전자가 다른 생물체 내부에서 효과적으로 작용할 수 있도록 운반체 역할을 하는 DNA 내부에 유용 유전자를 삽입합니다. 이렇게 하면 유전자 재조합운반체 준비가 완료됩니다. 목표로 하는 작물에 유용 유전자를 이식하는 방법은 아그로박테리움법, 유전자총법, 전기충격법 등으로 나뉩니다.
아그로박테리움법은 식물에 자신의 유전자를 삽입시키는 특징을 갖고 있는 미생물인 아그로박테리아를 이용하는 방법입니다. 아그로박테리아에서 특정 유전자를 제거하고 대신 개발된 유용 유전자를 연결시켜 다시 넣은 후 이를 식물세포에 접촉시켜 유용 유전자를 삽입시키는 방법입니다. 유전자총 이용법은 금이나 텅스텐 등 금속미립자에 유용한 유전자를 코팅한 후 고압가스의 힘으로 식물의 잎 절편이나 세포 덩어리에 투입, 유용 유전자가 물리적으로 세포의 염색체에 접촉하도록 함으로써 직접 식물세포 내에 넣는 방식입니다.
전기충격법은 식물 세포에서 세포벽을 제거한 원형질체를 이용, 서로 다른 형질을 가진 두 세포를 융합하는 기술입니다. 고농도의 삼투압 용액에 금속이온을 첨가하거나 전기충격을 줘 세포막에 일시적으로 작은 구멍이 생기도록 원형질체를 노출시켜 원형질체의 DNA 흡수를 증가시키는 방법입니다. 이중 아그로박테리움과 유전자총법이 일반적으로 사용됩니다.
연구진은 이러한 작업을 통해 새로운 유전자가 삽입돼 형질이 바뀐 세포를 조직 배양해서 식물체로 재분화시켜 원하는 개체만을 선발하는 과정을 거칩니다. 이후 인체 위해성과 환경 위해성 등 안전성을 평가하고 국가가 지정하는 규제기관의 심사를 거쳐 해당기관에 품종등록 및 허가를 받아 상품화하게 됩니다.
◇안전성 평가는 어떻게=국내에서는 생명공학작물의 안전성 평가는 부처별로 나눠 하고 있습니다. 인체 위해성은 보건복지가족부, 식품 안전성은 식품의약품안전청에서 관리하고 있습니다. 수립 및 유통되는 가공식품의 사후관리 및 표시제는 식약청에서 관리하고 국내에서 직접 판매되는 농산물 관리는 국립농산물품질관리원이 맡고 있습니다.
생명공학식품의 안전성 평가를 위한 제도는 지난 99년 `유전자재조합식품ㆍ식품첨가물 안전성평가자료 심사지침'이 도입되면서 처음 만들어졌습니다. 이 지침은 이후 2002년 8월 식품위생법이 개정돼 안전성 평가심사가 의무화됨에 따라 `유전자재조합식품의 안전성 평가심사 등에 관한 규정'으로 전면 개정돼 2004년 2월부터 시행되고 있습니다. 이러한 제도 정비를 통해 2004년 2월부터는 안전성 평가를 거치지 않은 생명공학기술이 적용된 농ㆍ축ㆍ수산물 등의 국내 수입과 유통ㆍ판매가 전면 금지됐습니다.
안경애기자 naturean@
