유전자재조합 기술은 어떤 생물의 유전자 중 유용한 유전자 (예: 추위, 병충해, 살충제, 제초제 등에 강한 성질)만을 취하여 다른 생물체에 삽입하여 새로운 품종을 만드는 것을 말한다.
1. GMO의 일반용어
GMO (Genetically Modified Organism)
일반적으로 생산량 증대 또는 유통·가공상의 편의를 위하여 유전공학기술을 이용, 기존의 번식방법으로는 나타날 수 없는 형질이나 유전자를 지니도록 개발된 생물체로 정의. WTO(World Health Organization 세계무역기구) 및 OECD (ORGANISATION FOR EONOMIC CO-OPERATION AND DEVELOPMENT 경제협력개발기구) 등에서 일반적으로 사용하는 용어.
LMO (Living Modified Organisms)
유전물질이 생명공학 기술에 의해 자연상태에서 인위적으로 변형된 생물체를 포괄적으로 지칭. GMO보다 광의의 개념으로 92년 UNEP(United Nations Environment Programme 유엔환경계획)의 Rio회의 생물다양성협약에서 사용한 용어. GEO (Genetically Engineered Organisms) CODEX (Codex Alimentarius Commission 국제식품규격위원회)에서 사용.
유전자재조합식품 ( 식품의약품안전청 )
유전자재조합 기술은 어떤 생물의 유전자 중 유용한 유전자(예: 추위, 병충해, 살충제, 제초제 등에 강한 성질)만을 취하여 다른 생물체에 삽입하여 새로운 품종을 만드는 것을 말함. 유전자재조합 식품이란 유전자재조합 기술을 이용하여 만든 새로운 농·축·수산물 중 안전성이 확인되어 식품 또는 식품 첨가물로 이용할 수 있는 것을 말함.
유전자변형농산물 ( 농림부 )
생물체의 유전자 중 필요한 유전자를 인위적으로 분리·결합하여 개발자가 목적한 특성을 갖도록 한 농산물로서 제초제 저항성, 병·해충저항성, 저장성향상, 고영양분 성분함유 등의 특성을 지닌 농산물을 말함.
유전자조작 (유전자조작식품반대생명운동연대 )
한 종으로부터 유전자를 얻은 후에 이를 다른 종에 삽입하는 기술. 유전자조작이 벼나 감자, 옥수수, 콩 등의 농작물에 행해지면 유전자조작 농작물이라 부르고, 이 농산물을 가공하면 유전자조작식품이라고 함.
2. GMO의 개발배경
세계 인구는 끊임없이 증가하여 UN의 세계인구 예측에 따르면 1997년에는 60억에 이르렀으며, 2000년에는 62억, 2070년에는 100억에 이를 것으로 추정된다. 한편, 인구증가에 세계의 식량수요도 계속 증가하여 왔다.
지금까지는 식량증산을 위하여 경지면적을 확대하고, 화학비료와 농약을 사용하며 통일벼와 같은 다수확 품종을 재배하는 방법 등을 이용해왔다. 그러나 이용할 수 있는 농지면적은 한정되어 있으며, 화학비료나 농약 사용은 잔류농약 등에 의한 안전성문제도 있어 이러한 방법에 의한 식량수급은 불균형이 심화될 전망이다.
반면에 인간의 수명 연장과 질병을 치료하기 위한 노력의 대가로 세계 인구는 폭발적으로 증가하고 있다. 인구증가와 함께 가속화된 산업화로 말미암아 경지 면적은 줄고 농업 환경은 더욱 피폐해지고 있다. 따라서 날로 열악해지는 농업 환경에 대처하기 위한 환경 친화적이며 높은 생산성을 약속할 수 있는 대체 기술의 개발이 필연적으로 요구되고 있다.
또한 소비자의 식품기호에 대한 욕구도 증가하여, 식량자원의 품종개량에 대한 중요성과 필요성이 증가했다. 이에 새로운 품종을 효율적으로 개발하기 위하여 유전공학적 방법으로 유용유전자를 이식시켜 농업적 특성을 개선한 유전자재조합 기술을 이용하게 되었다.
3. GMO의 개발방법
가. 아그로박테리움법
이 방법은 아그로박테리움(Agrobacterium)이라는 미생물이 식물세포에 자신의 유전자를 삽입시키는 성질을 이용한 것으로, 아그로박테리움의 유전자에 목적하는 유용한 유전자를 삽입 시킨 후 이것을 식물체에 감염시켜 궁극적으로 식물체 내에 그 유전자가 들어가도록 하는 방법이다.
나. 원형질세포법
식물체의 세포벽을 효소나 화학물질로 용해시켜 유전자가 들어가기 쉽도록 세포벽이 없는 원형질체를 만들어, 미생물에 의한 유전자 도입과 같은 방법으로 목적하는 유용한 유전자를 식물에 들어가게 하는 것이다.
다. 입자총(Particle-gun) 법
금속의 미립자에 유용한 유전자를 결합시켜, 그 미립자를 고압가스의 힘으로 농작물의 잎절편 등에 밀어 넣어 유전자가 들어가도록 하는 방법이다.
4. 개발목적에 따른 GMO작물의 세대구분
유전자재조합 저항성, 병해충 저항성 작물 등 종자회사, 농약회사 및 농부등 소비자보다 생산자에게 유리한 특성을 갖고 있다.
1) 제초제 저항성 작물
제초제의 작용점이 되는 식물체의 표적효소와 일부 다른 구조를 가짐으로써 제초제와 반응하지 않는 야생형 혹은 돌연변이 유전자를 이식 발현시킴으로서 제초제의 활성을 극복하는 방법과 제초제 자체를 불활성화시키는 효소의 유전자를 이식 발현시키는 방법으로 제초제에 내성을 가지는 작물.
2) 해충 저항성 작물
토양 미생물인 바실러스는 Bt 단백질을 생산한다. 이 단백질은 알칼리성인 곤충의 위속에서 효소에 의해 가수 분해되어 곤충 장세포 막의 특이한 수용체에 결합하고 채널을 형성하여 나비목, 딱정벌레 등과 같은 해충에게 살충효과를 나타낸다. 그러므로 Bt 단백질을 생산해 내는 유전자를 작물에 이식시켜주면 유전자를 받은 작물은 살충제를 뿌릴 필요가 없어지는 것이다. 지방산 조성이 변화한 대두 유채 유, 유통기간이 연장된 토마토 등 가공 특성을 향상시키거나 혹은 가공비용을 절감할 수 있는 지금 막 시장에 나올 준비를 마친 것들이다. 이는 유통 혹은 식품 가공업자들에게 유리한 특성을 갖고 있다.
3) 바이러스병 저항성 작물
사람의 경우 세균이나 바이러스와 같은 이물질에 대한 면역력이 부족하면 백신 주사를 맞는다. 이와 같이 바이러스 게놈의 일부를 식물의 체내에 넣어주면 마치 백신의 면역 반응과 같이 저항성을 갖게 된다.
4) 새로운 형질 획득 작물
잘 물러지지 않은 토마토 Flavr Savr®은 별도의 유전자를 이식시킨 것이 아 니라 단순히 토마토 유전자의 암호화 부위를 뒤집어 유전자의 형질 전환을 꾀했다. 이로써 펙틴을 가수 분해하는 유전자의 발현을 억제시켜 세포벽의 연화를 방지하였다. 이렇게 제조된 토마토는 덩굴에서 완전히 익은 상태로 수확하여 유통시킬 수 있기 때문에 소비자는 한층 맛있는 토마토를 맛볼 수 있다. 비타민 A를 강화한 Golden Rice와 같이 영양가가 향상되었거나, 식용 백신, 항암성분, 혈압 강하제등 의약용 성분이 강화된 소위 기능성 건강 식품등이다. 구매력이 있는 소비자들에게 유익하여 자발적으로 찾는 것으로 다음 세대의 유전자재조합 작물로 일컬어진다.
현재 개발중인 작물 중 특이한 것을 보면 연화가 더욱 지연되고 카로틴 함량이 증진된 토마토, 카페인이 제거된 커피와 차, 일시 수확이 가능한 커피, 청바지용 청색 목화, 니코틴이 제거된 담배, 모르핀 성분이 제거된 심장병 예방용 식용유를 추출 할 수 있는 양귀비, 간염,어린이 폐렴 및 기관지염 바이러스에 대한 백신 토마토, 세대를 단축시켜 조기 수확이 가능한 오렌지나무, 천연물에 의한 진딧물 등의 해충 저항력을 강화시킨 작물 또한 치매를 예방할 수 있는 감자백신, 비타민 C가 약10배이상 많은 배추외에도 수많은 생명공학 작물이 개발되리라 예상된다.
