중국은 GM 면화, 페튜니아, 토마토, 피망, 포플러, 파파야 등의 상업화를 승인하여 그 재배면적도 1996년부터 전 세계에서 6위를 차지하고 있다. 특히 지난 2009년에 GM 벼와 GM 옥수수의 대규모 포장시험이 허가된 이후 밀과 함께 주곡 작물에 대한 연구가 활발하게 진척되고 있어 향후 중국에서 가장 먼저 GM 쌀의 상업화가 승인될 것이라 전망된다. 현재까지 상업화가 허가된 대부분의 GM 작물들은 중국에서 자체적으로 개발된 것으로 중국의 농업용 GMO 안전관리법령에 따라 소규모 포장시험, 중간규모 포장시험, 대규모 포장시험단계를 순서대로 허가를 얻어 수행한 실험결과를 바탕으로 안전하다는 결론에 도달하여 상업화를 위한 안전증명서를 발급받은 GM event이다. 법령에 의하면 외국에서 수입하고자 하는 농업용 GMO는 연구와 시험, 생산, 가공용 등 3가지 그룹으로 구분하고 상업용으로 수입되는 농업용 GMO 역시 3가지 포장시험 즉 소규모, 중간단계, 대규모 그리고 마지막 안전증명서를 발급받는 단계별 승인절차를 거쳐야 하는 것으로 조사되었으며 초기단계부터 신청서를 제출하여 승인을 얻어야 시험용 시료의 반입이 허용된다. 이러한 단계별 포장시험에 소요되는 기간이 최소한 각 단계별로 1 ~ 2년 이상 소요되어 외국에서 개발된 GM 작물이 중국에 반입되어 재배 등 상업화가 되기까지는 상당한 시간과 예산이 소요될 것으로 전망된다. 본 논문에서는 중국의 안전관리체계와 국내의 안전관리체계와 비교하여 크게 차이가 나는 단계별 포장시험의 구분체계, 허가절차 등을 세밀하게 검토하여 향후 국내에서 개발 중에 있는 global GM 작물의 실용화에 참고자료로 활용하도록 하였다.
Genetic components introduced into approved GM crops are a key subject for safety assessment and provide a basis for the development of detection methods for GM crops. In order to understand the genetic components in approved GM crops comprehensively, we screened the genetic vector maps of GM crops that had been approved for commercialization around the world. A total of 64 varieties from 5 major GM crop species (maize, canola, cotton, soybean, and tomato) were subjected to analysis. The genetic components included genes, promoters, terminators, and selection marker. This survey may be useful for researchers who develop GM crops and methods for detecting GM crops.
Production of therapeutic proteins by transgenic plant cell suspension cultures is an attractive system alternative to the other expression system. However, plant cell cultures have shown low expression level of foreign proteins and decreased cell viability by the changes of culture conditions. Therefore, it is necessary to enhance cell viability during the culture period. In this study, a quantitative analysis technique was designed to measure relative cell viability for plant suspension cells which have cell wall and aggregates. It was found that the programmed cell death of plant cells by apoptosis was essentially linked with the apoptotic pathway of animal cells. Therefore, effects of nicotinamide, 3-aminobenzamide and antioxidants on cell viability and apoptosis were examined in transgenic Nicotiana tabacum cells producing hGM-CSF. With those additives, cell viability could be maintained and apoptosis could be redued. In the result, the extracellular production of hGM-CSF could be enhanced 2.5 fold. It was also found that the supplementation of glutathione and ascorbic acid suppressed both the cold stress-induced decrease in cell viability and the increase of total genomic DNA fragmentation.
BACKGROUND: Cultivation of genetically modified(GM) crops rapidly has increased in the global agricultural area. Among those, herbicide resistant GM crops are reported to have occupied 89.3 million hectares in 2010. However, cultivation of GM crops in the field evoked the concern of the possibility of gene transfer from transgenic plant into soil microorganisms. In our present study, we have assessed the effects of herbicide-resistant GM Chinese cabbage on the surrounding soil microbial community. METHODS AND RESULTS: The effects of a herbicide-resistant genetically modified (GM) Chinese cabbage on the soil microbial community in its field of growth were assessed using a conventional culture technique and also culture-independent molecular methods. Three replicate field plots were planted with a single GM and four non-GM Chinese cabbages (these included a non-GM counterpart). The soils around these plants were compared using colony counting, denaturing gradient gel electrophoresis and a species diversity index assessment during the growing periods. The bacterial, fungal and actinomycetes population densities of the GM Chinese cabbage soils were found to be within the range of those of the non-GM Chinese cabbage soils. The DGGE banding patterns of the GM and non-GM soils were also similar, suggesting that the bacterial community structures were stable within a given month and were unaffected by the presence of a GM plant. The similarities of the bacterial species diversity indices were consistent with this finding. CONCLUSION: These results indicate that soil microbial communities are unaffected by the cultivation of herbicide-resistant GM Chinese cabbage within the experimental time frame.
암(dark) 상태에서 재배한 대두의 하배축 길이 생장의 분자 기작을 연구하기 위한 일환으로 암 상태에서 재배한 대두 하배축으로부터 cDNA library를 제작한 후 ESTs를 구축하였다. 이들 ESTs 중 색소체 ABC 단백질과 아미노산 서열이 매우 유사한 clone을 선발한 후 이 유전자의 전체염기서열을 결정하였다. GmNAP1 단백질은 엽록체로 향하는 transit peptide 서열이 존재한다. 빛에 의해 GmNAP1 유전자 전사가 어떻게 변화되는지 알아보기 위해 지속적인 적색광, 근적색광 그리고 암 상태에서 성장시키면서 유전자의 전사량을 확인하였다. 이 색소체 NAP1는 엽록소의 전구 물질인 protoporphytin IX를 세포질에서 엽록체로 이동시키는 기능을 한다. 대두에서 분리된 GmNAP1 유전자의 기능을 확인하기 위하여 35S 프로모터 뒤에 GmNAP1 유전자를 접합한 후 애기장대에 형질전환하였다. 형질전환 된 애기장대의 엽록소 함량은 야생형의 엽록소 함량보다 훨씬 높게 측정되었다.
국내의 GM식물개발과 관련된 R&D사업 중 대표적이라고 할 수 있는 "바이오그린21사업"과 작물유전체기능연구사업단에서 지난 2007년부터 2009년 말 현재까지의 사업성과 중 논문과 동록 된 특허를 분석하여 본 결과 두개의 사업단을 통하여 총 1,212건의 SCI논문과 451건의 비 SCI논문, 그리고 348건의 특허를 등록한 것으로 조사되었다. 이중에서 바이오그린21사업단에서는 6.0%의 SCI 논문, 10.2%의 비SCI논문, 12.6%의 등록된 특허가 그리고 작물유전체기능연사업단의 경우에는 15.7%의 SCI논문, 21.1%의 비SCI 논문, 81.6%의 등록된 특허가 GM식물의 개발과 직접적으로 관련된 것으로 조사되었다. 개발하고자 하는 GM식물의 농업적 특성은 생물학적 스트레스 또는 무생물적 스트레스에 저항성을 갖는 작물 특히 벼와 고추가 가장 많았으나 포장시험까지 진행된 연구 성과는 아직 극히 저조한 것으로 밝혀졌다. 이러한 조사 결과는 국내에서 현재 실험실 또는 온실 단계에서 검정된 초기 단계의 GM식물의 조기상용화를 위하여 보다 많은 연구비가 투자되어야 할 것을 시사하였다.
급속한 산업화와 인구증가에 따른 심각한 환경과 식량문제는 인류의 생존을 위협하는 가장 중요한 현안문제로 대두되고 있다. 또한, 인구 증가에 따른 식량부족을 해결하기 위하여 농약과 화학비료의 무분별한 사용으로 인하여 농토는 산성화되어 황폐화가 되고 있고 먹이사슬 및 자연생태계의 파괴는 더 많은 농약의 사용을 필요하고 있다. 과다한 농약 사용으로 경제적인 부담의 가중과 잔류 농약으로 인한 소비자의 건강을 위협하고 있다. 또한, 증가된 화석연료의 사용은 공기중의 이산화탄소를 증가시켜 지구 온도의 상승을 초래하고 있으며, 결과적으로 기상이변, 지구온난화 및 사막화 등의 심각한 환경문제를 초래했다. 특히, 서늘한 기온에서 잘 자라는 배추, 무우, 감자 등의 고령지 농작물의 질적인 저하를 초래하여 피해가 증가하고 있지만, 최근들어 감자와 같은 알카리성 건강식품의 붐으로 수요가 증가되고 있다. 본 연구에서 환경스트레스에 관여하는 대두의 특이적인 칼모듈린, GmCaM-4 유전자를 감자에 과발현 시켜서 PR 유전자들의 발현이 지속적으로 유지되어 식물방어 기작이 활성화 되었음을 확인하였다. 또한, 그 형질전환 식물체는 초민감성 세포사멸 현상을 보였고, 무름병을 일으키는 병원균인 Erwinia carotovora subsp. Carotovora (Ecc)를 이용하여 GmCaM-4가 과발현된 감자에서 병 저항성이 증가하는 것을 확인 하였다. 최종적으로 지금까지 많이 연구되고 보고된 유전자원인 대두의 GmCaM-4 유전자를 활용하여 주요 식량자원인 감자에서 과발현 형질전환 식물체를 확보하여 다양한 병 저항성 증가를 통한 작물 생산성 향상에 매우 우수한 기술로 기대되는 바이다.
Proteolytic enzymes existing in plant cell cultured media are the major reason for the loss of secreted human granulocyte-macrophage colony-stimulating factor (hGM-CSF). The addition of pepstatin, aprotinin and PMSF relatively decreased the proteolytic degradation of hGM-CSF in a conditioned medium, but sufficient prevention against the proteolytic activity could not be obtained with chemical protease inhibitors. Gelatin, as a competitive substrate for protease, showed a stabilizing effect in a conditioned medium. Compared to the initial hGM-CSF concentration in a conditioned medium. with 10 g/L of gelatin, 68% of the hGM-CSF remained after 5 days. In a cell culture experiment, 5 g/L of gelatin significantly stimulated the hGM-CSF production and accumulation in culture media, with no growth inhibition. compared to the controls (4.72 $\mu\textrm{g}$/L), the extracellular hGM-CSF level could be increased to 39.78 $\mu\textrm{g}$/L with the addition of 5 g/L of gelatin.
다양한 탄소원을 사용하였을 시, 세포성장에 미치는 영향은 배양 5일제 glucose를 사용한 배양세포에서 dry cell weight가 11.2 g/L, wet cell weight가 310.8 g/L로 가장 높았다. 이후 배양 10일차에는 오히려 sucrose를 탄소원으로 사용한 배양세포에서 dry cell weight가 13.4 g/L, wet cell weight가 480 g/L로 가장 높이 성장한 것을 확인할 수 있었다. Total secreted protein의 경우는 배양 10일차에 sucrose를 기본 탄소원으로 사용하였을 때 110.3 mg/L로 가장 높게 나왔다. Total secreted protease 역시, 배양 10일차에 sucrose를 기본 탄소원으로 사용한 배양씩에서 3950 U/L로 가장 많은 양이 측정되었다. 최종적으로 재조합된 단백질인 hGM-CSF의 생산량에 대한 측정결과, sucrose를 기본 탄소원로 사용한 배지에서 배양 10일차에 56 mg/L로 가장 높게 측정됨을 확인할 수 있었다. 이 외에 다양한 탄소원 농도변화에 따른 total secreted protein과 hGM-CSF의 안정성 평가를 확인해본 결과, total secreted protein의 경우, 비교대상으로 사용한 sucrose에서는 농도변화에도 큰 손실률을 보이지는 않았으나, sorbitol, mannitol, fructose, glucose의 경우에는 농도가 높아질수록 배양액내의 protein의 손실률이 증가 하였다. 총 분비된 hGM-CSF 역시 sucrose에 비해 sorbitol, mannitol, fructose, glucose에서는 분비된 hGM-CSF의 양이 크게 감소하는 것을 확인할 수 있었고, 탄소원의 농도가 높아질수록 hGM-CSF의 양이 감소하는 경향이 크게 나타났다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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