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입력시간 : 1970.01.01 09:00:00 | 수정시간 : 1998.09.16 15:49:00
  • [유전자 조작식품] 황금알 낳을 미래산업, 연구 어디까지

    09/16(수) 15:49



    국내의 유전자 조작식품에 대한 연구는 90년대초부터 이루어졌다. 이 기술은 대부분 국가주도의 G7프로젝트(선도기술개발사업)의 일환으로 추진돼 왔다.

    현재 상품화 단계에 있는 것은 인공씨감자와 벼, 그리고 모유성분을 함유한 우유를 만드는 젖소 등이다. 일부 유전자 조작식품은 개발을 완료하고도 유전자 조작식품의 안전성에 대한 논란 때문에 상품화가 유보된 상태다.

    명지대 생명공학과 남백희 교수팀은 95년부터 유전자를 조작, 제초제에 저항할 수 있는 벼와 내병 및·항균성이 높은 벼품종을 연구중이다.

    제초제 저항성 벼는 제초제를 뿌릴 경우 ‘피’등 잡초만 제거되고 벼는 아무런 피해를 입지 않아 원하는 시기에 뿌릴 수 있고 노동력도 절감할 수 있는 벼를 말한다.

    남 교수팀이 제초성분을 분해하는 토양 미생물의 유전자를 벼 유전자와 결합시켜 육종한 제초제 저항성 벼는 현재 4세대까지 제초제 분해 유전자가 유전되고 있다. 남 교수는 “유전자 발현이 후대에 안정적으로 이루어지는지를 알아보기 위해 10세대까지 지켜볼 예정”이라며 “제초제 저항성 벼가 개발되면 대량생산 농가에는 획기적인 품종이 될 것”이라고 전망했다. 남 교수는 또 향후 2~3년내 생산체제가 가능할 것으로 전망된다고 말했다.

    병충해에 저항성을 갖는 내병·항균성 벼 역시 성과를 얻고는 있지만 좀더 연구가 필요한 상황이다.

    벼에 대한 유전자조작 연구작업은 10년전 미국에서 처음으로 이루어졌으며 지금은 미국외에 일본과 한국도 주도적으로 참여하고 있다.





    인공씨감자, 내년봄 시판 예정

    한국과학기술원 생명공학연구소 정혁 박사가 연구중인 인공씨 감자는 이미 대량생산체계를 갖추고 내년 봄부터 시판될 예정이다.

    대량생산되는 인공씨감자는 체세포로도 번식하는 감자의 영양번식 기능을 응용, 세포복제기술로 만든 것이다. 이것은 형질에 변화를 주는 유전자 조작기법과는 차이가 있다. 인공씨 감자 복제는 첨단 조직배양기술을 이용해 체세포를 기하급수적으로 증식시켜 동일한 씨감자를 만들어내는데 세계 최초로 이루어진 획기적인 유전공학식품이다.

    정 박사팀은 남 교수와 유사한 방법으로 유전자 조작을 통해 제초제 저항성 씨감자에 대한 임상실험을 마쳤으나 유전자 조작식품의 안정성에 대한 국내외적인 논란때문에 상용화를 미루고 있다.

    재경부산하 한국인삼연초연구원 김상석 박사(48)팀의 바이러스 저항성 유전자조작 담배역시 개발은 완료한 상태다. 담배잎을 말라죽게 하는 담배 모자이크와 감자 바이러스에 저항성을 가진 유전자 조작 담배는 지난 96년 안정적인 유전자 발현을 확인한 뒤 지난해 재배에 성공했지만 일단 상품화는 보류중인 상태다.

    문제의 바이러스는 리보핵산(RNA)과 외피단백질로 구성돼 있는데 바이러스병의 원인인 리복핵산을 보호하는 외피단백질을 유전자조작으로 담배유전자에 재조합시켜 바이러스에 저항성을 갖도록 한 것이다.

    김 박사는 “유전자 조작식품과 관련한 국내외적인 논란이 일고 있는데다 상품화를 위한 절차 역시 제대로 제도화돼 있지 않아 유보중인 상황”이라며 “미국과 중국에서는 이미 바이러스 저항성 유전자조작 담배가 일반농가에서 재배되고 있다”고 말했다.

    이밖에 다른식물의 유래유전자를 재조합해 내병성을 갖도록 만든 유전자 조작 고추와 물질대사 작용에 영향을 주는 유전자 조작으로 종전보다 휠씬 당도를 높인 토마토도 개발단계에 있다.

    벤처기업인 (주)한국미생물기술은 배추좀나방 배추벌레 파밤나방등 특정식물에 해를 끼치는 특정해충에 선택적으로 작용하는 미생물 살충제를 유전자 조작으로 개발, 일부기술에 대해서는 기술이전계약을 맺기도 했다.





    안전성 논란, 상품하에 시간 걸릴 듯

    유전자 조작을 통한 동물식품은 세계적으로 아직까지 상품화되지 않고 있으나 현재 여러국가에서 임상실험을 하고 있다.

    국내에서는 한국과학기술원 생명공학연구소 이경광 박사팀이 모유에 다량으로 존재하는 인체 락토페린 유전자를 젖소 유전자에 결합시켜 인체 락토페린을 다량생산하는 연구를 진행중이다. 이 박사팀은 오는 2002년께 상품화할 계획을 세우고 산업화 전략까지 마련해 두고 있다. 락토페린은 신생아의 장내 항균 항바이러스 작용 및 면역기능을 강화시켜 주는 생리활성 단백질로 포유동물의 모유에는 일반적으로 포함돼 있으며 국내서는 젖소 락토페린 수입액만 연간 60억여원에 달한다.

    락토페린 유전자 조작은 인체락토페린 유전자를 젖소 수정란의 핵에 결합, 동결 시킨 뒤 젖소 대리모에서 수정하는 방식으로 이루어졌다. 이렇게 해서 태어난 송아지는 인체락토페린 유전자가 정상적으로 발현됐으며 이 송아지의 정자를 받아 임신한 34마리의 젖소중 절반에서도 락토페린 유전자가 확인됐다.

    인체 락토페린 생산용 형질전환 젖소는 네덜란드 파밍연구소에 이어 두번째로 성공한 것이며 수정란 동결방법으로는 세계최초이다.

    인체락토페린이 함유된 우유는 설사 곧바로 상용화하지 않는다하더라도 락토페린만 추출, 의약용이나 분유강화제로 사용할 수 있다. 인체 락토페린 유전자 형질전환 젖소 한마리가 가진 경제성은 31억여원으로 추정된다.

    산양의 성장호르몬유전자를 재조합, 성장속도를 증가시킨 형질전환 돼지도 탄생했다. 건국대 축산학과 이훈택교수팀이 지난해 9월 탄생시킨 이 돼지는 산양의 성장호르몬유전자를 간에서 작용하는 해독작용단백질과 결합시켜 간에서 도 성장호르몬을 다량으로 분비, 보통돼지보다 성장속도가 휠씬 빠르다. 원래 성장호르몬은 뇌의 뇌하수체에서 형성된다. 형질전환돼지는 하루 체중증가량이 보통돼지 795g보다 19%가 높은 946g씩 늘어날 정도.

    현재 세마리가 성숙단계에 있는데 3세대정도 유전자의 안정적 발현여부를 파악한뒤 향후 3년내 상품화할 계획이다.

    이 교수는 “지금까지는 주사를 통해 성장호르몬을 주입해왔다면 이것은 몸내부에서 성장호르몬을 만들어내는 것”이라며 “형질전환돼지에서 별다른 부작용은 나타나지 않고 있다”고 말했다.





    의약품 30여종 국내기술로 만들어

    80년대 초반 국내에 유전공학이 도입돼 20여년의 세월을 거치는 동안 생명공학(바이오 테크놀리지)을 이끌어 온 것은 의약분야였다.

    국내 자체 유전공학기술로 처음 제품이 생산된 것은 87년 대상(구 미원)이 만든 페닐 알라닌이다. 감미료인 아스파탐의 원료가 되는 페닐 알라닌은 유전자조작을 통해 만들어진 최초의 제품이기도 하다.

    유전자 조작을 통한 치료제로는 제일제당이 지난 89년 제품화한 항암제인 알파페론이 자체기술로 처음 만들어졌다. 지난 92년에는 LG생활건강이 유전자조작으로 B형 간염백신인 유박스B를 국내 처음으로 만들어냈다.

    현재 유전자조작을 통해 만들어지고 있는 의약품은 40~50종. 이가운데 국내 자체기술로 만들어지고 있는 의약품은 30종에 달한다.

    미국 엘리 릴리사가 유전자 조작을 통해 제조한 인슐린을 처음 상용화한 것이 지난 82년이었던 만큼 국내의 생명의약기술이 그렇게 낙후한 것은 아니다.

    현재 바이오테크놀리지의 기초기술인 유전자조작, 혹은 유전자 재조합기술은 미국기술수준의 거의 75%수준에 이를 만큼 상당한 발전을 거듭하고 있다. 하지만 실용기술에 있어서는 60%, 신물질 개발기술에서는 불과 20%수준에 불과하다.

    생명공학(유전공학)분야 특허출원 동향을 보면 지난 87년부터 97년까지 10여년동안 모두 1만494건중 33%인 3,306건이 국내출원이다. 이 가운데 유전자 재조합기술이 거의 대부분을 차지하는 ‘미생물 유전공학분야’는 국내출원이 1,164건으로 가장 많아 유전자조작분야에서 활발한 연구가 진행중임을 알 수 있다. 현재 식물 신품종과 신규동물부문에도 각각 38, 4건의 국내 특허출원이 돼 있다.





    재정적·제도적 뒷받침에 힘써야

    유전공학산업에 참여중인 기업은 180여개. 이 가운데 30개는 벤처기업이다. 유전공학산업은 의약 환경 화학 식품 농업 생물공정 등 다양한 분야에 걸쳐 있으며 지난 96년 현재 국내 유전공학산업의 시장규모는 대략 3,200여억원으로 이가운데 의약분야가 2/3을 차지하고 있다.

    지난 20여년간 국내 유전공학 연구인력만 해도 100배이상 늘어날 정도로 질적 양적 팽창이 이루어져 왔다.

    문제는 이같은 성장이 미국이나 일본 유럽과 비교하면 결코 우리가 보조를 맞추고 있는 수준이라 말할 수 없고, 더욱이 이에 대한 재정적 제도적 뒷받침이 제대로 이루어지지 않고 있기 때문에 오히려 그 격차는 더욱 커질 가능성이 높다는 데 있다.

    ‘프랑켄슈타인 음식’등의 비난과 논란이 쏟아지고 있지만 개발속도와 경제성장성면에서 어떤 산업보다 빠르고 커지는 유전공학산업은 반도체와 정보통신기술 이상의 황금알을 낳는 거위가 될 가능성이 높다는 연구보고도 있다.

    충남대 생물학과 백상기교수는 “국내유전공학의 발전과 국제경쟁에 대해 비관도 낙관도 할 수없는 상황”이라며 “근자에 와서 연구성과가 나타나고 있는 것은 고무적인 현상”이라고 말했다.

    정진황·주간한국부 기자
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