유전자 변형, 어디까지인가? -LS

생명과학(Live Science, LS)지는 유전자 변형의 진전과 향후 과제에 대해 이 분야에서 저명한 과학자들의 견해를 게재했다.

유전자 변형은 유기체의 유전자 구성을 바꾸는 과정이다. 이는 수천 년 동안 동식물을 통제하거나 선별적으로 번식하는데 간접적으로 행해졌다. 현대 생명공학은 유전공학을 통해 특정 유전자를 대상으로 유기체의 보다 정확한 변형을  더 쉽고 빠르게 만들었다.

"변형"과 "조작"이라는 용어는 종종 유전자 변형 식품 또는 "GMO" 식품 라벨의 맥락에서 혼용된다. 생명공학 분야에서 GMO는 유전적으로 변형된 유기체를 의미하는 반면, 식품 산업에서는 의도적으로 공학적이고 선별적으로 재배된 유기체가 아닌 식품만을 의미한다. 이러한 차이는 소비자 사이에 혼란을 야기한다. 이런 이유로 미국 식약청(FDA)은 식품에 유전자 변형이라는 용어를 선호한다.

하버드 대학의 공중보건학자인 가브리엘 랑겔(Gabriel Rangel)교수의 연구논문에 따르면, 유전자 변형은 인간이 생물을 여러 세대에 걸처 선택적으로 번식시키는 과정에서 극적인 변화를 가져왔다고 한다.

랑겔에 따르면 개는 약 32,000년 전부터 야생 늑대를 사육할 수 있도록 원하는 개성과 신체적 특징을 가진 동물로 길러서 결국 오늘날 우리가 보는 다양한 종류의 개들로 이어졌다는 것이다. 가장 먼저 알려진 유전자 변형 식물은 밀이다. 전통 및 대체 의학 저널(JTCM)에 게재된 기사에 따르면, 밀은 기원전 9000년경부터 고대 농부들이 선택적으로 밀풀을 알이 굵고 단단한 식물로 재배하고 번식시켜 지금 수천 종의 품종을 낳았다고 한다.

옥수수는 테오신트(teosinte)라고 알려진 식물에서 유래되었는데, 이 풀은 알맹이가 몇 개 열리지 않는 야생풀이었으나 선별적으로 재배하여 지난 수천 년 동안 가장 극적인 유전자 변화를 겪었다. 그뿐 아니라 오늘날 우리가 먹는 많은 생산물들인 바나나, 사과, 토마토 등 많은 생산물이 오랜 세대를 거처 선택적으로 재배하여 변형된 것이다. 

한 유기체에서 다른 유기체로 재조합 DNA(rDNA)의 조각을 잘라내고 옮기는 기술은 1973년  캘리포니아대 연구원인 허버트 보이어(Herbert Boyer)와 스탠리 코헨(Stanley Cohen)이 각각 개발한 것이다. 이 두 사람은 한 종의 박테리아에서 다른 종으로 DNA 한 조각을 옮겨서 변형된 박테리아에서 항생제 내성을 갖게 했다. 이듬해,  분자 생물학자인 베아트리체 민츠(Beatrice Mintz)와 루돌프 재니쉬(Rudolf Jaenisch)는 유전자 공학 기술을 사용하여 동물을 유전적으로 변형하는 첫 번째 실험에서 쥐 배아에 외부 유전 물질을 주입했다. 1982년 인간 인슐린은 유전자 공학적 대장균에서 합성되었고 FDA가 승인한 최초의 유전 공학적 인간 약물로  공인 됐다.

유전자 변형 식품

오하이오(Ohio) 주립대학교에 따르면, 농작물의 유전자 변형은 방법은 네 가지 방법이 있다.

•선택적 사육: 하나의 특징을 가진  두 품종의 식물을 교잡하여 번식시킨다. 1만에서 30만개의 유전자가 영향을 받을 수 있다. 이것은 유전자 변형의 가장 오래된 방법이며, 일반적으로 유전자 변형 식품의 범주에 포함되지 않는다.

•돌연변이: 식물의 씨앗을 화학 물질이나 방사선에 의도적으로 노출시켜 원하는 특성을 가진 식물을 더 번식시킨다. 돌연변이는 GMO 식품 범주에 포함되지 않는다.

•RNA 간섭: 식물의  원하지 않는 특성을 제거하기 위해 바람직하지 않은 유전자는 비활성화 한다.

•유전자 전이: 바람직한 특성을 유도하기 위해 유전자를 한 종에서 추출하여 다른 종에 이식한다.

마지막으로 열거된 두 가지 방법은 유전 공학을 적용한 유형으로 간주된다. FDA에 따르면, 오늘날, 특정 작물들은 영양가를 높임은 물론, 수확량, 해충에 대한 저항력, 식물병에 대한 면역성을 높이기 위한 유전 공학을 적용하고 있으며, 이러한 농작물들을 유전자 변형 작물 또는 GMO 농작물이라고 한다. 미국에서 재배가 승인된 최초의 유전공학 곡물은 1994년 무르지 않는(Flavr Savr) 토마토였다. (미국에서 재배되려면, 유전자 변형 식품은 환경보호국(EPA)과 FDA가 공인해야 한다.). 

오늘날 목화, 옥수수, 콩은 미국에서 재배되는 가장 흔한 작물이다. FDA에 따르면, 거의 93%의 콩과 88%의 옥수수가 유전자 변형되었다고 한다. 변형된 목화와 같은 많은 유전자 변형 작물들은 곤충에 내성을 가지도록 설계되어, 땅을 오염시킬 수 있는 살충제의 필요성을 현저히 줄인다. 최근 몇 년 동안, 유전자 변형 작물의 광범위한 재배는 점점 더 많은 논란을 불러일으키고 있다. GMO 작물에서 나온 꽃가루는 비GMO 작물뿐만 아니라 잡초 개체군으로도 이동할 수 있으며, 이는 교차 오염으로 인해 비GMO가 GMO 특성을 획득하게 할 수 있기 때문이다. 또한 소수의 대형 생명공학 회사들이 GMO 작물 산업을 독점 생산하여 일부 농민들은 폐업할 수도 있다. 하지만 생명공학회사와 함께 일하는 농민들은 수확량 증가와 농약 비용 절감으로 경제적 이득을 볼 수 있다고 농무성은 말했다.

소비자들의 보고와 뉴욕 타임즈, 멜먼 그룹이 실시한 여론 조사에 따르면 GMO 식품 라벨링은 미국 대다수의 사람들에게 중요하다고 한다. GMO에 반대하는 사람들은, 소비자들이 유전자 변형 식품을 구입할 것인지 여부를 결정할 수 있어야 한다고 믿고 있다. 하지만, 에모리대 작물학자 제이콥(Nitya Jacob)교수는 GMO식품이 인간의 건강에 위험하다는 명확한 과학적 증거는 없다고 말했다.

유전적으로 동물과 인간을 변형시킨다

오늘날, 가축들은 종종 성장촉진과 근육량 향상, 질병저항력을 높이기 위해 선별적으로 사육된다. 예를 들어, 2010년 해부학 저널에 실린 한 기사에 따르면, 육계의 특정 생산라인은 1960년대보다 오늘날 300% 더 빨리 성장한다고 한다. 현재 미국 시장에서 닭고기나 쇠고기를 포함한 어떤 동물 제품도 유전자 변형이 되지 않아 GMO나 GE 식품으로 분류되지 않고 있다.

국립 인간 게놈 연구소에 따르면, 지난 수십 년 동안, 연구원들은  인간의 질병을 치료하고 사람들의 조직 손상을 회복하는데 생명공학이 기여하기 위해 실험용 동물을 유전자 조작해 왔다고 한다. 이 기술의 최신 형태 중 하나는 CRISPR이라고 불린다.

연구자들은 CRISPR 기술을 사용하여 암 치료법을 개발하고, 개인의 미래 질병으로 이어질 수 있는 DNA 조각을 찾고 편집한다. 줄기세포 치료는 또한 뇌졸중이나 심장마비 같은 손상된 조직의 재생에 유전 공학을 이용할 수 있다고 캘리포니아대학교 생물학과  에드왈드 길버트(Gretchen Edwalds-Gilbert)조교수는 말했다.

한 연구에서 특정 질병의 가능성을 제거하기 위한 목적으로 인간 배아에 대한 CRISPR 기술을 시험해서 논란이 되기도 했다. 그 과학자는 엄중한 조사를 받았고  본국인 중국에서 한동안 가택연금을 당했다.

도덕적 딜레마

이 기술은 이용 가능할 수는 있지만, 과학자들은 인간의 유전자 변형 연구를 계속해야  할지는 별개의 문제이다. 스크립스대(Scripps College) 철학과 웨인버그(Rivka Weinberg)교수는 "새로운 기술 같은 것에 대해서라면, 여러분은 그것의 의도와 다른 용도를 생각해야 한다"고 말했다.

유전공학을 이용한 치료에 대한 대부분의 의학 실험은 환자 동의하에 이루어진다. 그러나 태아의 유전공학은 다른 이야기다. 차세대 기술이 유용하고 안전한 것으로 판명된다면 이를 실험하는 것을 두고 반대는 적을 수 있지만 경우에 따라 다르다. 웨인버그 교수는 "인간 배아에 CRISPR 기술을 사용한 중국 과학자에게서 사람들이 심한 충격을 받은 주요 이유 중 하나는 그것이 실험의 초기 단계이기 때문"이라며 "그것은 유전공학이 아니라 단지 그들을 실험하고 있을 뿐이기 때문"이라고 말했다.

유전공학에 찬성하는 대다수의 사람들은 이 기술이 아직 인간에게 시험될 준비가 되어 있지는 않다는 것을 알고 있으며, 이 과정이 바르게 사용되어야 한다는 것이다.  제이콥박사는 유전자 변형이라는 목표는 항상 현재 인간 사회가 당면하고 있는 문제들을 해결하는 것이었다고 강조했다고 LS지는 전했다.

출처 :

https://www.livescience.com/64662-genetic-modification.html