농작물 유전자 에디팅 ( Precise Gene-Editing in Plants)

 

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농작물 유전자 에디팅 ( Precise Gene-Editing in Plants)

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실용화 시기 : 5~10년
혁신성 : 정밀하게 농작물 유전자를 잘라내고 짜깁기 할 수 있는 기술
의 의 : 2050년까지 100억명으로 증가할 것으로 예상되는 인구 증가에 대비하여 농업 생산성을 획기적으로 향상시킬 기술
주요 참여자 : The Sainsbury Laboratory and John Innes Centre, Seoul National University, University of Minnesota, Institute of Genetics and Developmental Biology

 

1) MIT 기술 소개

(기술 개요) 농작물 유전자 에디팅 기술은 식물 DNA의 특정 서열을 제거·수정·삽입하는 기술로 농·축산물 품종 개량 등에 혁신적 변화를 초래할 기술 - 종래 질병이나 스트레스에 강한 외래 유전자를 식물체에 집어넣어 식물의 유전 형질을 바꾸는 GMO(유전자변형 생물체) 개발 방식과 달리, 외래 유전자를 쓰지 않고 식물의 유전 형질을 바꾸는 기술 - 과거 변형할 유전자를 핀 포인트로 변형할 수 없었기 때문에 ‘우연’ 또는 ‘운’을 믿고 많은 횟수의 실험을 반복하던 전통적 육종 기술에 비해, 유전자 에디팅은 훨씬 높은 정밀도로 유전자를 변형할 수 있기 때문에 연구 속도를 크게 향상

 

2) 특징과 의미

(기술 적용 사례)

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식물의 질병에 대한 저항력과 가뭄에 대한 내성이 강한 특성을 가진 대체 유전자 개발 중
- 중국에서는 세균에 강한 밀, 수확량을 극대화한 쌀 등이 개발 중이며, 영국에서는 가뭄에서도 발아 및 성장할 수 있는 보리 유전자를 개발 중
- 듀퐁은 ‘카리보 바이오사이언스(Caribou Biosciences)’에 투자해서 크리스퍼(CRISPR) 기술을 개발 중이며 5년 이내에 크리스퍼 종자를 판매할 계획
- 서울대 김진수 교수는 ‘유전자 에디팅’된 단백질 복합체를 상추, 벼, 담배 등의 세포 원형질체 (Protoplast; 세포벽이 제거된 식물세포)에 넣어 표적으로 삼은 유전자 기능을 교정하는 실험에서 46%의 성공률 획득

 

(향후 전망)

 

먹거리 배분의 불균형 해소 및 인류가 생존할 식량안보 문제 해결에 기대

- 종래의 유전자 변형 기술은 유전자를 DNA에 붙이는 수준이었지만, 유전자 에디팅은 높은 정확도로 유전자 조합이 가능해 우량 종자 개발과 식물 질병 치료에 적극 활용이 가능

 

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- 유전자 에디팅은 외부 유전자를 정해진 위치에 삽입해 GMO를 만들 수도 있으나, 외부 유전자 도입 없이 내부 유전자에 국소적 변이를 일으켜 품종 개발이 가능
- 극한 자연 환경에서도 생존할 뿐 아니라 수확량을 극대화할 수 있는 식물을 개발해 안보 차원에서의 식량 위기를 대응할 수 있을 것으로 기대

(과제 및 시사점)

 

생명 윤리와 환경영향 평가에서 새로운 화두로 등장할 가능성이 있음
- 유전자 에디팅 버섯의 경우 미국 농업부(USDA)의 재배 및 판매 허가를 획득(Nature,2016. 4)했지만, 모든 크리스퍼(CRISPR) 작물이 동일한 인정을 받을지 관심
- 미국보다 더 엄격한 규제를 제시하고 있는 EU는 유전자 에디팅 옥수수, 토마토, 콩의 작물을 현재
GMO 규제로 적용하기 위한 검토를 진행 중
- 기존 유전자 변형(GMO) 작물은 새로운 유전자를 전달한 박테리아의 DNA가 오랜 기간동안 체내에 남아 유해성을 측정할 수 있지만, 유전자 에디팅에 쓰인 효소는 어떤 흔적도남기지 않아 유해성 여부 판별이 어려움
- GMO 방식과 다른 새로운 유전자 에디팅 기법에 대한 안전성과 생명 윤리, 환경 영향 등에서
새로운 논의들도 점차 본격화할 것으로 전망

 

 

 

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2016/09/24 - [기술사업화 트렌드] - 면역공학(Immune Engineering) - MIT선정 10대 혁신기술

 

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