인간 성장호르몬 생산과 유전자변형 쥐

1) 유전자 변형 동물 1981년 생산된 첫 번째 유전자 변형 쥐 5)는 인간 성장호르몬을 생산하여도 록 변형되었다. 일반 새끼 쥐들과 비교하여 유전자 변형 쥐는 훨씬 체구 가 크며, 이들의 혈청 내 성장호르몬은 일반 대조군과 비교하여 수백 배 나 많은 양이 존재하였다. 이후 ‘Knock Out’, 즉 특정 유전자를 제거하여 기능을 못하게 한 유전자 변형 쥐가 개발되었다. 이 경우는 유전자의 기 능과 발현과정을 연구하는 데 아주 중요한 도구로 쓰였다. 유전자 변형 동물은 단일 세포에서 유래하는 항체(단항체)와 소염제인 자 6), 질병 예방에 필요한 물질 등을 생산하는 데 이용되고 있다. 2) 유전자 변형 수중생물 유엔 식량농업기구(FAO)에 의하면 세계의 수산물 생산은 연간 1억 2,200만 톤 이상이고, 예상 소비량은 9,300만 톤이다. 모든 식용 어류의 약 1/3은 양식에 의해 생산된다. 물고기로 형질전환을 할 경우에는 매 실험마다 다량의 동질적인 물고 기를 얻게 된다는 이점이 있다. 그런데 현재까지는 생명공학기술이 양식 새우에 사용되기는 해도 일반적으로 갑각류의 개발은 가축에 비해 뒤쳐져 있는 형편이다. 물고기와 다른 수중생물에 대한 유전공학 기술을 적 용하기 위한 연구의 대부분은 빠른 성장, 스트레스 저항성, 내병성, 그리 고 불임(환경 내로 유전자 변형 수중생물의 비의도적인 방출을 조절할 중 요한 기술)에 초점을 맞추었다. 이밖에 생물 탐지기로 이용이 가능한 물고기를 만드는 데도 유전자 변형 기술이 적용되고 있다. 발광 효소인 Luciferase와 같이 감지가 수월한 ‘Reporter 유전자’를 도입함으로써 환경 상태를 조기에 측정하는 데 사용할 수 있다. 연구자들은 향과 할로겐 화탄 화수 소(Dixon, PCBs) 및 전자인식 인자 (Guinones), 금속반응 인자(수은, 구리, 카드뮴, 아연)와 같은 환경오염에 민감한 지브라 피시(Zebrafish)를 만들었다. 또한 에스트로겐 및 레티 노이 드산에 민감한 물고기도 개발하고 있다. 3) 유전자 변형 곤충 농업에서 곤충은 유용한 것과 그렇지 않은 것의 두 종류가 있다. 곤충 들은 식물 교잡의 기본 기작인 수분에 필수적이다. 포식자와 다른 생물 들에 대한 먹이로서도 꼭 필요하다. 그렇지만 곤충은 식물과 동물들에게 병원균을 옮기고, 농작물을 소비하는 등의 해를 끼치기도 한다. 연구자들은 합성 화학 살충제의 대용물을 찾고 있다. 이는 살충제가 환경과 인류의 건강에 악영향을 미칠 수 있기 때문이다. 곤충에 의한 피해를 줄일 수 있는 좋은 전략은 자연에서 지금까지 발견된 생물학적 기구를 사용하는 것이다. 연구자들은 전염성이 적거나 질병의 감염이 비효율적인 포식자를 만들 기 위하여 노력하고 있다. 그들은 다른 해충과 곤충의 상호 관계를 제한하고, 야생에서 곤충의 생존력을 조절하며, 목표 수준을 높이는 노력을 집중시킴으로써 원하지 않는 환경에 대한 영향을 최소화하려고 한다. - 10 - 3. 유전자 변형 기술과 일반 품종개량 기술과의 차이 유전자 변형에 의한 품종개량과 종래의 품종개량은 유용한 유전자를 서로 재조합시켜 원하는 성질을 갖는 품종을 만든다는 공통점을 갖는다. 그러나 종래의 품종개량 기술은 각각 원하는 특성을 지닌 유사한 종들을 교배하여 생성된 잡종 중 목적하는 품종만을 찾아내는 것으로 한 품종을 개발하기 위해서는 많은 시행착오와 시간이 소요되는 것이 일반적이다. 이에 비해 유전자 변형 기술은 원하는 특성을 지닌 유전자를 다른 생물 체에 직접 삽입함으로써 목적하는 품종만을 바로 얻을 수 있다. 삽입 하 고자하는 유전자는 같은 생물 종에서 뿐만 아니라 서로 다른 생물 종에 서도 얻을 수 있어 품종개량의 폭이 넓은 것이 특징이다. 즉, 유전자 변형 기술을 이용함으로써 다양한 유전자를 직접 도입하여 목적한 새로운 작 물을 생산할 수 있으며, 종래의 품종개량에 비하여 그 소요시간이 짧다 는 것이 특징이다. 그러나 이런 점에서 유전자 변형 작물의 교배가 기대하지 않은 새로운 결과를 가져올 수도 있다는 가능성도 제시된다. 4. 개발 목적에 따른 GMO의 세대 구분 (1) 제1세대(Input trait control) 유전자 재조합 저항성, 병해충 저항성 작물 등 종자회사, 농약회사 및 농부 등 소비자보다 생산자에게 유리한 특성을 갖고 있다. 1) 제초제 저항성 작물 제초제의 작용점이 되는 식물체의 표적 효소와 일부 다른 구조를 가짐 - 11 - 으로써 제초제와 반응하지 않는 야생형 혹은 돌연변이 유전자를 이식 발 현시 킴으로써 제초제의 활성을 극복하는 방법과 제초제 자체를 불활성화 시키는 효소의 유전자를 이식 발현시키는 방법으로 제초제에 내성을 가 지는 작물이다. 2) 해충 저항성 작물 토양 미생물인 바실러스는 Bt 단백질을 생산한다. 이 단백질은 알칼리 성인 곤충의 위속에서 효소에 의해 가수 분해되어 곤충 장세 포막의 특이 한 수용체에 결합하고 채널을 형성하여 나비목, 딱정벌레 등과 같은 해충에게 살충효과를 나타낸다. 그러므로 Bt 단백질을 생산해내는 유전자를 작물에 이식시켜주면 유전자를 받은 작물은 살충제를 뿌릴 필요가 없어지는 것이다. (2) 제2세대(Modification of output trait control systems) 지방산 조성이 변화한 대두 유채 유, 유통기간이 연장된 토마토 등 가 공 특성을 향상하거나 혹은 가공비용을 절감할 수 있는 지금 막 시장에 나올 준비를 마친 것들이다. 이는 유통 혹은 식품 가공업자들에게 유 리한 특성을 갖고 있다. 1) 생명공학 토마토 잘 물러지지 않은 토마토 Flavr Savr®은 별도의 유전자를 이식시킨 것이 아니라 단순히 토마토 유전자의 암호화 부위를 뒤집어 유전자의 형 질 전환을 꾀했다. 이로써 펙틴을 가수 분해하는 유전자의 발현을 억제시켜 세포벽의 연화를 방지하였다. 이렇게 제조된 토마토는 덩굴에서 완