생명자원

LMO란

유전자는 모든 생물에 들어있고 우리는 이것을 매일 먹습니다.
유전자와 DNA의 개념과 특성을 이해하고 식품과 DNA의 관계를 통해 LMO를 이해하기 위한 기초지식을 습득합니다.

유전자의 발견

사람들은 아주 오래전부터 부모로부터 여러 가지 특성을 물려받는다는 사실을 알고 있었습니다. 사람들은 부모의 특징이 마치 팔레트 위에 물감을 섞듯이 자식들에게 섞여져서 나타난다고 믿었습니다. 또한 인간과 마찬가지로 동물과 식물에게도 모두 전 세대의 모습과 특성을 물려받는다는 사실을 알았습니다. 수도사인 멘델이 그 대답을 가르쳐주기 전까지는 아무도 유전적 성질이 어떻게 다음 세대로 전해지는지 알 수 없었습니다.
그레고어 멘델 이미지그레고어 멘델
  • 유전자의 발견
    식물에서 유전형질이 다음 세대로 어떻게 전달되는지를 연구하면서 멘델은 현대 유전학의 기초가 되는 지식 체계를 확립하였습니다.
    완두콩의 관찰
    교배실험
    멘델의 '인자'들
    유전학의 탄생
  • 유전자 용어의 탄생
    멘델은 위와같은 과정을 거쳐 어떠한 특성이 다음 세대로 전해질 때 팔레트 위의 물감처럼 섞이지 않고, 각각 따로 남아 있다는 사실을 밝혔습니다. 멘델이 알아낸 사실을 바탕으로 이런 현상에 관여하는 인자가 훗날 과학자들에 의해 "유전자"라고 명명되었습니다.
출처 : 유전자와 DNA / THE BOOK COMPANY

유전자란

유전자 이미지유전자
  • 유전자는 모든 생물의 고유한 특성에 대한 정보를 담고 있는 부분으로 다음 세대로 전해지는 물질로 DNA(디옥시리보핵산/Deoxyribo Nucleic Acid)서열 중에 특정 의미를 갖는 부분입니다. DNA는 네 종류의 염기가 늘어서 있는데, 그 배열 방법에 따라 다양한 단백질이 만들어지고, 단백질의 특성에 따라 생물의 모양이나 특성 등이 결정됩니다. 유전자는 세포의 핵 속에서 염색체라는 형태로 존재하는데, 핵이 아닌 일부 세포질 속의 미토콘드리아 등에 존재 하는 경우도 있습니다. 인간에게는 대략 2만 6,000~4만여 개의 유전자가 있습니다.

    ※ 염색체란 세포분열시 핵 속에 나타나는 굵은 실타래나 막대모양의 구조물로서 유전물질을 담고 있음
출처 : 유전자와 생명복제에 관한 100문100답 / 고려문화사
위 컨텐츠는 한국바이오안전성정보센터(KBCH) 바이오안전성포탈(www.biosafeti.or.kr)의 인용자료임을 알려드립니다.

DNA의 발견

생물의 가장 기본적인 활동을 담당하고 있는 DNA(디옥시리보핵산/Deoxyribo Nucleic Acid)는 1869년 스위스의 생화학자인 프리드리히 미셰르에 의해 발견되었습니다. 병원에 버려진 붕대에서 채취한 고름의 세포를 조사한 결과, 당시로서는 알려지지 않았던 물질이 있음을 알게 된 것 입니다. 그는 이를 뉴클레인(핵물질)이라 불렀는데, 이것이 바로 DNA입니다.
DNA의 구조(수소결합, 질소염기, 아데닌, 티민, 시토신, 구아닌으로 구성), DNA의 분자구조 이미지DNA 구조 및 분자구조

DNA란

염색체를 구성하는 DNA는 당(Deoxyribose), 인산(Phosphate), 염기(Base)로 구성되어 있으며, 염기가 쌍을 이루어 결합된 이중나선 구조를 갖습니다. DNA 이중나선은 뉴클레오티드라고 불리는 기본 단위로 구성되어 있습니다. 세포안에 자유롭게 떨어져 있는 뉴클레오티드들은 한쪽에 아데닌(Adenine), 구아닌(Guanine), 시토신(Cytosine), 티민(Thymine) 가운데 하나의 염기를 가지는데, 옆에는 자신과 짝이 되는 염기를 포함한 가닥과 한줄로 나란이 늘어서게 됩니다. 아데닌은 티민과 시토신은 구아닌과 서로 짝을 이룹니다. 이때 나란히 배열되는 염기는 3개의 문자로 짝을 이루어 단백질을 구성하는 아미노산을 암호화합니다. 그리고 이렇게 만들어진 아미노산이 여러 개 연결되어 복잡한 입체 구조를 가지는 것이 단백질입니다.
[출처 : 유전자와 DNA / THE BOOK COMPANY]
위 컨텐츠는 한국바이오안전성정보센터(KBCH) 바이오안전성포탈(www.biosafeti.or.kr)의 인용자료임을 알려드립니다.

식품속 DNA의 이해

우리는 DNA를 얼마나 먹고 있을까요?
  • 한끼 식사에 15만 km의 DNA를 먹는다 [이창용, 2000]
  • 사과 한 개에 수억개의 유전자가 있다 [www.foodfuture.ok.uk]
  • DNA와 RNA 합쳐 하루에 0.1~1.0g을 먹는다 [Doefler & Schubbert, 1987]

섭취된 DNA의 분해

유전자는 먹어도 체내에 흡수되지 않습니다 포스터 이미
  • 유유전자변형 농산물에 들어있는 유전자도 일반 농산물에 들어있는 유전자처럼 유전자 그 자체로 소화관에서 체내에 흡수되는 일은 없습니다. 그러므로 유전자변형 농산물에 새로 삽입된 유전자가 체내에 들어와 신체에 작용한다는 것은 있을 수 없습니다.

    생물의 몸을 만들고 모양이나 성질을 결정하는 단백질은 소화효소에 의해 아미노산이나 펩타이드로 분해되어 소장에서 체내에 흡수됩니다. 흡수된 아미노산은 혈관을 통해 세포까지 운반되어 사람의 단백질을 만드는 재료가 됩니다.
출처 : 유전자재조합식품 강의지침서 / 식약청, 한국소비자연맹
  • 완두콩의 관찰
    단백질
    지질
    핵산
    소화
  • 포도당, 과당
    아미노산
    지방산
    뉴클레오타이드
    흡수
  • 에너지대사
    물질대사
  • DNA는 소화가 잘되므로 유전자 전이 확률은 매우 희박하다
  • 유전자재조합 식품의 DNA가 기존 식품의 것보다 더 위험할 수 없다
유존자변형식품에 들어있는 외래 이식유전자는 전체 DNA의 1/25만 ~ 1/250만 정도로 상대적인 양이 매우 적다
출처 : ‘식탁위의 생명공학’ 발표자료/ 서울대학교 최양도
위 컨텐츠는 한국바이오안전성정보센터(KBCH) 바이오안전성포탈(www.biosafeti.or.kr)의 인용자료임을 알려드립니다.

유전자변형 기술의 개념

유전자의 개념과 DNA의 구조가 밝혀지면서 생명공학은 빠른 속도로 발전하게 되었습니다. 과학자들은 더 나아가 원하는 특성을 만드는 ‘유용한’유전자를 선택하여 다른 생물체의 유전자에 결합시키고 증식시키는 기술을 개발하게 되었습니다. 이와 같이 유전자 수준에서 생물체를 다루는 기술을 현대생명공학기술 중에서도 유전자변형기술이라고 합니다. 유전자변형기술의 역사는 매우 짧습니다. 하지만 미생물, 식물, 동물 등 모든 생물체에서 필요한 유전자를 찾아내어 여러 방면에 응용할 수 있어 우수한 형질 및 유용물질을 얻는데 효과적인 방법으로 알려져 있습니다. 아래 그림은 파란 카네이션이 만들어지는 원리를 설명하고 있습니다. 1996년 호주 플로리진사는 페튜니아에서 파란색 효소의 합성을 이끌어내는 유전자(blue gene)를 삽입하여 파란 카네이션을 개발하여 상품화하였습니다.
유전자 이미지
출처 : 유전자와 DNA / THE BOOK COMPANY
위 컨텐츠는 한국바이오안전성정보센터(KBCH) 바이오안전성포탈(www.biosafeti.or.kr)의 인용자료임을 알려드립니다.
유전자변형 방법은 여러가지가 있습니다. 식물과 동물 그리고 미생물에 대표되는 방법을 그림과 함께 소개합니다.

식물

플라스미드제작-아그로박테리움에 삽입-아그로박테리움을 식물세포에 감염-유용유전자를 도입한 식물-배양,선발
조합된 유전자를 금속입장에 코팅한 후 식물 세포에 발사, 광범위한 식물에 적용가능
  • 아그로박테리움법
    아그로박테리움은 식물에 질병을 발생시키는 박테리아인데, 박테리아 그 자체가 식물세포 속으로 들어가는 것이 아니라 플라스미드가 들어가서 병을 일으킵니다. 이 아그로박테리아를 이용해 식물세포에 유용한 유전자를 이식하는 방법이 아그로박테리움법 입니다. * 플라스미드(plasmid) : 세포 내에서 핵 이외의 세포질 속에 있는 DNA. 생명공학에서는 세균인 이것에 특정 유전자를 집어넣어 벡터로서 이용.
  • 입자총법
    유용유전자를 미세한 금속입자에 코팅한 후 그 미립자를 고압가스의 힘으로 변형될 식물에 밀어넣어 유용한 유전자가 직접 들어가도록 하는 방법이 입자총법입니다.

동물

미세주입법 설명이미지 : 핵을 잡아주는 역할의 물체로 난핵, 정핵을 고정하 매우 정밀한 미세바늘로 주입
  • 미세주입법
    수정란에 직접 유전자를 넣는 방법으로 다양한 동물에게 응용할 수 있습니다. 그러나 성공률이 낮은 편이며, 막대한 비용이 든다는 단점이 있습니다.

미생물

  • 화학, 온도, 전기등을 이용
    미생물의 경우 미생물 세포막에 물리적인 자극(화학요법, 온도, 전기)을 주어 유전자를 삽입합니다.

식물

유전자변형생물체(LMO; Living Modified Organism)란 현대생명공학기술을 이용하여 만들어진 새로운 조합의 유전물질을 포함하고 있는 모든 살아있는 생물체를 말합니다. 현대 생명공학기술이란 인위적으로 유전자를 재조합하거나 유전자를 구성하는 핵산을 세포 또는 세포 내 소기관으로 직접 주입하는 기술로서 전통적인 육종이나 선발(選發)에서 사용되지 않는 기술을 말합니다. 세계적으로 콩, 옥수수, 유채, 목화 등의 유전자변형작물이 상업화되어 있으며, 2008년 25개국에서 재배된 유전자변형작물의 재배면적은 1억 2,500만 ha에 달합니다. 이 밖에도 형광물고기, 파란 카네이션도 상업화되어 유통되고 있습니다.
  • 주요개발사
    몬산토(미국), 신젠타(스위스), 바이엘(미국), 듀폰(미국)등
  • 개발기간
    작물의 경우 5~11년 소요
  • 형광물고기 이미지
    형광물고기
  • 해충저항성 옥수수 이미지
    해충저항성 옥수수
  • 파란 카네이션 이미지
    파란 카네이션

유전자변형생물체 활용 사례

LMO안정성센터 연혁 상세정보
구분 연구활용사례
농작물 제초제저항성 콩, 해충저항성 옥수수, 해충저항성 목화 등
나무 해충저항성 포플러, 중금속흡수 포플러 등
동물 인간질환 모델동물, 모유성분 생산젖소, 의약물질 생산 염소 등
물고기 형광물고기, 속성장연어, 슈퍼미꾸라지 등
미생물 의료물질, 화학물질, 식품첨가물, 환경정화, 에탄올 생산 공정
유전자변형미생물로 고기능효소를 생산하여 여러 공정에 이용 (색 바랜 청바지, 펄프 표백, 콘택트렌즈 용액, 제빵 효소 등)
위 컨텐츠는 한국바이오안전성정보센터(KBCH) 바이오안전성포탈(www.biosafeti.or.kr)의 인용자료임을 알려드립니다.

도입배경

인구의 폭발적인 증가와 경지면적의 지속적인 감소에 의해 식량의 안정적인 수급을 위해 새로운 방법들이 모색되기 시작하였습니다. 또한 산업혁명 이후 화석 에너지의 과다 사용은 지구 온난화등 환경문제를 초래하게 되었습니다. 이렇듯 전 세계가 당면한 식량, 에너지, 환경이라는 화두의 중심에서 현대생명공학기술을 이용한 유전자변형생물체(LMO)가 식량부족 문제, 환경 문제 그리고 에너지 문제를 해결하는데 중요한 역할을 할 수 있기를 기대하고 있습니다. 또한 의료분야에서는 유전자 및 바이오파밍 연구를 통해 난치병을 치료하기 위한 노력이 계속되고 있습니다.
  • 식량과 LMO
    제초제 및 해충저항성을 가진 작물을 재배함으로써 생산량이 증가하고 경쟁력을 갖추게 되며 특정한 영양분을 강화시킨 농작물의 등장은 현대인에게 결핍되기 쉬운 영양분을 보충하여 줄 수도 있습니다.
  • 에너지와 LMO
    최근 급등한 석유가격과 이산화탄소 저감화의 일환으로 바이오매스를 이용한 대체에너지 생산기술이 큰 관심을 받기 시작하면서, LMO를 이용한 바이오에너지 생산 및 전환 기술 개발에 많은 연구개발 투자가 시작된 이후 현재는 유전자변형 생물로부터 바이오부탄올 생산 균주도 개발 되고 있습니다. 이렇듯 에너지 분야에서 LMO의 쓰임은 다양화된 양산을 보이며 발전하고 있습니다.
  • 의약품과 LMO
    인류는 질병없이 건강하게 오래 살기를 희망하고 있지만, 일반 화학약품과 기존의 의술로는 난치병 치료에 한계가 있습니다. 이를 극복하기 위하여 유전자 및 LMO(bio-pharming) 연구를 통해 질병 예방 및 치료 방법을 찾고 획기적인 치료제 개발이 시급합니다.
  • 환경과 LMO
    전통적인 화학공정 중에 나타나는 오염물질을 줄이고, 보다 효율성이 좋은 촉배를 이용하여 반응과정을 축소하는 등 고효율, 고기능의 미생물 또는 그 부산물이 효소산업, 에너지산업, 바이오산업 등 다양한 산업에 필요하고, 현재 활용되고 있습니다.
위 컨텐츠는 한국바이오안전성정보센터(KBCH) 바이오안전성포탈(www.biosafeti.or.kr)의 인용자료임을 알려드립니다.

도입배경

인구의 폭발적인 증가와 경지면적의 지속적인 감소에 의해 식량의 안정적인 수급을 위해 새로운 방법들이 모색되기 시작하였습니다. 또한 산업혁명 이후 화석 에너지의 과다 사용은 지구 온난화등 환경문제를 초래하게 되었습니다. 이렇듯 전 세계가 당면한 식량,에너지, 환경이라는 화두의 중심에서 현대생명공학기술을 이용한 유전자변형생물체(LMO)가 식량부족 문제, 환경 문제 그리고 에너지 문제를 해결하는데 중요한 역할을 할 수 있기를 기대하고 있습니다. 또한 의료분야에서는 유전자 및 바이오파밍 연구를 통해 난치병을 치료하기 위한 노력이 계속되고 있습니다.

전통육종과 유전자변형

전통교배에 의한 육종
병에 약하지만 맛이 좋거나 병에 강하지만 맛이 없는 다양한 잡종집단에서 병에 강하고 맛이 좋은 개체를 선발하여 병에 강하고 맛좋은 품종을 만들어냄
유전자변형에 의한 육종
병에 강한 '브라시카(배추과)'유전자를 삽입하여 병에 강하고 맛좋은 품종을 만들어냄
위 컨텐츠는 한국바이오안전성정보센터(KBCH) 바이오안전성포탈(www.biosafeti.or.kr)의 인용자료임을 알려드립니다.

혜택과 우려

유전자변형기술은 식량, 환경, 에너지·자원 및 의료분야등 다양한 분야에 도움을 주는 기술로 각광받고 있습니다. 1990년대 이후 현재 가장 많이 상업화된 유전자변형작물이 가져다 준 혜택은 아래와 같습니다. 그러나 이러한 혜택도 많지만, 유전자변형기술의 이용에 따른 자연생태계나 인체 및 동물에게 미치는 다양한 측면에서의 우려도 많이 제기되고 있습니다.
유전자변형기술의 혜택
유전자변형작물로 인한 혜택
농가소득증가, 농약사용량감소, 온실가스배출감소로 구성된 표
농가 소득 증가 농약 사용량 감소 온실가스 배출감소
농가 소득이 62억 달러 증가한 것으로 추정 (2006년 기준) 이는 콩, 옥수수, 목화, 카놀라의 전 세계 생산액의 3.4%에 해당 1996년과 2006년을 비교한 결과 제초제 및 살충제 사용량은 2억 8,570만Kg 감소한 것으로 추정 이는 재배국가를 기준으로 농약사용량이 약7.8% 감소된 결과임 제초제나 살충제 살포 횟수의 감소와 무경운 작업(no-tillage)의 증가로 연료 사용이 감소하여 온실가스 배출을 저감하는 효과를 발생(2006년 기준) 이는 656만대의 승용차가 1년간 배출한 양과 같음
출처 : Graham Brookes & Peter Barfoot(2008), GM crops: global socio-economic and environmental impacts 1996-2006
유전자변형기술의 우려
인체위해성 환경위해성 수입 · 생산 및 유통
독성 및 알레르기 우려 식품용 LMO의 경우
  • ① 독성여부 검사
  • ② 알레르기 검사
  • ③ 유전자 안정성
  • ④ 영양학적 검사 등
위와 같은 안전성 평가 후 시판이 허용됨
  • 토종 품종의 손실
  • Non-LMO와의 교잡
  • 생물다양성 감소
세계 각국은 LMO의 환경방출에 관한 자료를 과학적으로 검토하고 있음
  • 미승인 LMO의 생산·유통
  • 비의도적 혼입
  • 낙곡에 의한 자생
세계 각국은 LMO의 생산 및 유통과정에서 발생할 수 있는 피해에 대비하여 규제를 시행하고 있음
위 컨텐츠는 한국바이오안전성정보센터(KBCH) 바이오안전성포탈(www.biosafeti.or.kr)의 인용자료임을 알려드립니다.

개요

식량분야에서는 유전자변형기술을 이용하여 개발한 LMO중 농산물은 주로 생산성의 증대에서 영양개선 및 치료제 생산과 같은 건강증진을 위한 기능성 물질 생산에 중점을 두고 있습니다. 또한 대체에너지 확보를 위한 바이오에너지 생산용 작물 개발도 시도 되고 있습니다.

대표 LM식품·농산물

상업화
  • LM옥수수 이미지
    LM옥수수
    유전자는 모든 생물의 고유한 특성에 대한 정보를 담고 있는 부분으로 다음 세대로 전해지는 물질로 DNA(디옥시리보핵산/Deoxyribo Nucleic Acid)서열 중에 특정 의미를 갖는 부분입니다. DNA는 네 종류의 염기가 늘어서 있는데, 그 배열 방법에 따라 다양한 단백질이 만들어지고, 단백질의 특성에 따라 생물의 모양이나 특성 등이 결정됩니다. 유전자는 세포의 핵 속에서 염색체라는 형태로 존재하는데, 핵이 아닌 일부 세포질 속의 미토콘드리아 등에 존재 하는 경우도 있습니다. 인간에게는 대략 2만 6,000~4만여 개의 유전자가 있습니다.
  • GM파파야 이미지
    GM파파야
    링스팟(ringspot) 바이러스에 취약한 파파야는 1990년대 초 링스팟 바이러스의 단백질을 암호화하는 유전자를 삽입하여 바이러스 폐해로부터 하와이의 파파야 산업을 구하게 됨. GM파파야는 세계최초로 상업화된 GM과일로서, 현재 하와이의 파파야 재배면적의 약 80%를 차지하고 있음.
  • LM콩 이미지
    LM콩
    대두(콩)은 다른 작물에 비해 비교적 많은 식물 단백질을 함유하고 있으나, 알레르기 유발물질이 함유되어 있는 경우가 있음. 이에 알레르기 관련 단백질이 제거된 LM콩이 개발중에 있고, 제초제저항성 특성을 가져 생산량을 증가시킬 수 있는 콩이 현재 가장 많이 상업화됨.
  • LM목화 이미지
    GM목화
    목화에 대한 주요 해충인 분홍 목화씨벌레(pink bollworm) 및 솜벌레에 대한 저항성을 갖도록 형질전환하여 살충제 사용량을 감소시켜, 생산성 증가를 목적으로 개발되었음. 이렇듯 GM목화는 농약 및 농자재를 적게 투입하고도 수확량 확보가 가능해 주로 개도국에서 많은 재배가 이루어지고 있음.
대표 LM식품·농산물
  • 황금쌀 이미지
    황금쌀
    개발도상국에서는 비타민 A 결핍으로 해마다 50만명의 아이들이 실명하고 있어, 이에 대한 해결책으로써 베타카로틴(betacarotene)및 비타민 A가 풍부한 황금쌀이 개발됨. 현재 필리핀에서 시험재배중에 있음. 2008년1월 국내 연구진(농촌진흥청)은 다중유전자 동시발현 원천기술을 확립시킨 연구를 통해 황금쌀 개발에 성공하였음.
  • 대서양 연어 이미지
    대서양 연어
    2004년을 기점으로 이미 생산고가 100만톤을 훨씬 넘어서고 있는 대서양 연어는 1990년대 중반 이후 왕연어 성장호르몬 유전자를 이용한 고속성장 연어 개발이 주를 이룸. 기존 연어의 성장속도 보다 2~3배 빠르고 사료전환 효율도 10% 개선, 2006년 미국과 캐나다 합자회사인 아쿠아바운티사에서 FDA승인심사를 요청한 상태
  • LM포도 이미지
    LM포도
    중국 농업임업대학에서 야생포도의 유전자를 삽입하여 수명연장과 심장병 감소에 기여하는 성분인 레스베리트롤 함량이 일반포도보다 6배 많은 슈퍼포도를 생산하는데 성공함. 또한 최근 곰팡이로 인한 피해를 줄이기 위해 해충저항성 또는 가뭄저항성과 같은 특성을 지닌 와인용 LM포도 연구도 진행중임.
위 컨텐츠는 한국바이오안전성정보센터(KBCH) 바이오안전성포탈(www.biosafeti.or.kr)의 인용자료임을 알려드립니다.

개요

바이오에너지 산업에 있어서 LMO가 이용되는 분야는 크게 바이오매스 생산을 위한 유전자변형 식물 (에너지 작물)과 생산된 바이오매스의 분해 및 전환에 이용되는 유전자변형 미생물 부분입니다. 최근에는 유전자변형미생물로부터 생산 균주가 개발되어 좀 더 다양화된 양상을 보이고 있습니다.

대표 LM식품·농산물

국외
  • 해외의 경우 유전자변형 작물이나 미생물이 바이오에너지 산업에 주도적으로 이용되고 있지는 않지만 최근 들어서 고유가 및 친환경 규제 등으로 인해 바이오에너지에 대한 관심이 증가하면서, 그간 연구개발 단계에 머무르던 LMO의 이용이 산업화 단계로 이행도고 있습니다. 기존의 식용작물과는 달리, 바이오에너지로서의 이용성만을 고려하여 개발되는 에너지 작물(Energy Crop)의 개발에 유전자변형기술이 이용되고 있으며, 또한 바이오에너지 생산에 유용한 다양한 형질을 보유하는 유전자변형 발효미생물이 이용되고 있습니다.
  • 재조합 대장균(Escherichia coli)을 이용한 에탄올 생산 (기국 루이지에나 주, 연 140만 갤런의 에탄올을 생산하는 공장을 건설 중)
  • LM옥수수를 이용한 에탄올 생산 (미국은 세계 에탄올(LM옥수수 추출) 생산량 1위국으로 약 200억 리터를 생산)
국내 국내에서는 현재 바이오에탄올 및 부탄올 생산보다는 바이오디젤의 산업화가 더 활성화 되어있습니다. 하지만 현재까지 국내에 유전자변형 작물 및 미생물을 이용한 바이오에너지 산업화 사례는 없으며, 매우 제한적인 시범재배 및 보급사업이 추진되고 있는 상황입니다.
위 컨텐츠는 한국바이오안전성정보센터(KBCH) 바이오안전성포탈(www.biosafeti.or.kr)의 인용자료임을 알려드립니다.

개요

21세기의 성장산업인 바이오산업 중에서 유전자변형 가축 및 사료작물의 이용 기술은 경제·사회 및 산업 환경의 변화에서부터 사회구조, 생활양식, 가치체계에 이르기까지 광범위한 분야에서 새로운 변화를 가져오고 있습니다.

축산분야의 LMO 응용 및 이용범위

가축 개량 및 신품종 작출 성장속도·사료효율·육량·육질향상, 신경제동물 작출
내병성 향상 면역기능 강화, 바이러스 저항성 향상
부산물 품질 향상 피혁 및 양모 품질 향상
질환모델동물 생산 암, AIDS, 기타 유전적 발병·치료연구용 대상동물 생산
인간장기생산 동물 개발 심장, 간, 신장 등 각종 장기 생산동물 작출
유용 생리활성물질생산
(animal bioreactor)
유즙, 혈액, 타액, 뇨 등 이용 바이오 신약 생산
(EPO, tPA, Factor Ⅷ, GM-CSF, 락토페린 등)
사료작물 생산 사료용 곡물 및 환경저항성 사료작물과 목초 생산, 동물백신생산, 치료제 생산 등
축산분야의 LMO 응용 및 이용범위
형질전환 가축으로부터 유용단백질을 생산하는 연구 진행중
해외
미국 GTC사, 형질전환 염소에서 짜낸 유즙에서 추출한 항혈액응고제(상품명 ATryn) 개발 ATryn는 정맥이 막히는 증상이 발생하기 쉬운 유전성 항트롬빈 결핍증 (HAD; hereditary antithrombin deficiency) 치료제
위 컨텐츠는 한국바이오안전성정보센터(KBCH) 바이오안전성포탈(www.biosafeti.or.kr)의 인용자료임을 알려드립니다.

개요

21세기의 성장산업인 바이오산업 중에서 유전자변형 가축 및 사료작물의 이용 기술은 경제·사회 및 산업 환경의 변화에서부터 사회구조, 생활양식, 가치체계에 이르기까지 광범위한 분야에서 새로운 변화를 가져오고 있습니다.

축산분야의 LMO 응용 및 이용범위

구분 형태(기술부분) 유래 생명체(예시) 상용화수준
바이오신약(유전자재조합의약품) 단백질(호르몬, 효소, 항체,혈액응고인자) 미생물(E. coli. yeast)
동물세포(CHO cell)
성장기
동물(염소, 양 유즙)
식물(쌀, 담배, 감자)
바이오치료(유전자치료제) 유전물질 미생물, 동물세포 응용연구단계
바이오예방(DNA백신, 재조합 B형 간염 바이러스) 유전물질 미생물, 동물세포 응용연구단계
바이오진단(바이오칩) 단백질, 유전물질 미생물, 동물세포 상용화초기
형질전환 동물 유래
형질전환 동물이란 다른 종의 유전자를 삽입, 변형하여 새로운 종을 만든 경우입니다. 세계 최초로 허가된 형질전환 동물 유래 의약품은 형질전환 염소에서 짜낸 유즙에서 추출한 항혈액응고제(상품명 ATryn)로서 2006년과 2007년 각각 유럽과 미국에서 의약품 승인을 받았습니다.
형질전환 식물 유래
형질전환 식물을 이용하여 유용 단백질을 생산하는 경우 Agrobacterium tumefaciens나 Agrobacterium rhizogenes등의 식물병원체가 이용됩니다. 현재 시험연구단계에 있습니다.
유전자치료제
유전자치료제는 일반적으로 질병치료 등을 목적으로 유전물질 또는 유전물질을 이입한 세포를 인체에 투여하는 의약품입니다. 유전자재조합기술은 유전자치료제 개발의 핵심적인 요소중 하나입니다. 현재 2008년 3월 기준으로 전 세계적으로 1,347여건이 진행되고 있습니다.
위 컨텐츠는 한국바이오안전성정보센터(KBCH) 바이오안전성포탈(www.biosafeti.or.kr)의 인용자료임을 알려드립니다.

개요

20세기 후반에 인류 사회에 처음 소개된 LMO는 한 세대를 지나기도 전에 현대인의 삶 속에 밀접하게 자리를 잡아가고 있습니다. 아직까지 인체나 환경에 대한 위해성에 대해서는 충분히 검증될만한 기간이 지나지 않아 논란도 여전히 있지만 이러한 논란들은 오히려 안전성에 대한 연구를 가속화하는 역할을 하고 있습니다. 향후에는 안전성에 대한 충분한 연구 결과가 확보됨에 따라 LMO가 더 다양한 분야에서 활발하게 이용되고 나아가 미래 산업의 한 축을 담당하게 될 것이며, 아울러 인체와 환경에 대한 안전성은 표준화된 방법에 따라 더 엄격히 규제될 것입니다.

각 분야별 향후전망

식품 및 농산물
유전자변형기술은 개발된 형질전환체를 식품산업에 적용될 경우 유용성이 매우 높은 기술로서 영양 강화성 성분이 보강된 LMO(식품, 농산물)가 식품산업에 응용될 것으로 보입니다. 특히 유전자변형미생물의 경우 전통발효미생물의 대사체 연구를 통한 전통식품의 기능성 증진과 표준화기술 개발에 우리나라 전통발효식을 적용시킬 수 있을 것으로 전망됩니다.
바이오에너지
화석연료의 무분별한 사용에 따른 고유가와 지구온난화라는 위기를 타파하기 위한 노력의 하나로서 각국에서 사용되는 일정 부분의 에너지를 바이오에너지로 대체하려는 노력을 기울이고 있습니다. 곡물을 원료로 한 바이오연료의 생산이 전 세계적으로 곡물가 폭등을 야기함에 따라 현재는 2세대 바이오매스로 불리는 목질계 바이오매스에 대한 전처리, 전환 연구 및 비식용 에너지 작물의 개발에 박차를 가하고 있습니다.
축산
최근 가축을 이용한 생물반응장치(bioreactor)개발이 활발하게 진행되고 있는데 이는 가축의 유즙, 혈액, 계란 등을 통하여 의료용 단백질을 대량으로 생산하는 방법으로서 지금까지 개발된 의약품의 생산방법에 비하여 우수한 것으로 알려져 있습니다. 형질전환 가축이 생산한 의약품의 생산비용이 세포배양(CHO)법에 비하여 1/3~30 정도의 수준이고, 형질전환 가축을 이용한 장기의 생산이 부가가치가 높기 때문에 가까운 미래에 상업화 될 전망입니다.
의약
범세계적으로 바이오의약품 개발 열기가 고조되고 있는 가운데 국내에서도 생병공학기업을 중심으로 글로벌 시장을 위한 바이오의약품 개발에 박차를 가하고 있습니다. 제조합의약품, 유전자치료제, 세포 치료제등과 같은 바이오분야의 과학적 유효성, 안전성평가를 통해 상업화 시키려는 노력이 필요합니다. 이를 통해 인류는 비용절감, 실제 임상활용, 불치·난치병에 대한 접근이 좀 더 활발해져 진정한 혜태을 누릴 수 있게 될 것입니다.
위 컨텐츠는 한국바이오안전성정보센터(KBCH) 바이오안전성포탈(www.biosafeti.or.kr)의 인용자료임을 알려드립니다.