• Journal of Applied Biological Chemistry
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• 제52권1호
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• pp.1-7
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• 2009

후대교배종 CM 벼의 정성 PCR 검정방법을 개발하기 위하여, 벼의 내재유전자로써 OsCs-J(rice cytochrome c gene)을 선발하여 OsCytC-5'/3'의 primer쌍을 제작하고, 벼를 포함한 서로 다른 8개 작물에 대하여 PCR을 수행한 결과 벼에 특이적으로 증폭되는 111 bp의 반응 산물을 확인하였다. 국내 개발된 LS28$\times$CryIAc1 GM 벼의 검정 분석으로 정성 PCR 반응을 수행하였다. 정성 PCR을 위하여 GM 벼에 도입된 T-DNA 및 게놈상의 도입유전자 삽입부위의 인접서열을 바탕으로 구조 및 계통 특이적인 검정 primer 쌍을 제작하였다. ActCk-5'/3' primer 쌍을 이용하여 LS28의 T-DNA 내의 actin 프로모터와 OsCK1 유전자 사이를 증폭시켜 306 bp의 PCR 반응 산물을 얻을 수 있었으며, 또한 계통특이 primer 쌍인 CryIAc1 GM 벼유래의 CrLB-5'/3' 및 LS28 GM 벼 유래의 CKRB-5'/3'를 이용한 PCR 반응으로 각각 142 bp와 91 bp의 도입유전자의 인접서열 부위의 특이적인 증폭 산물을 확인할 수 있었다. 계통 특이적 검정을 위한 이들 개발 primer 쌍들은 event 계통과 대조적으로 non-GM 벼와 다양한 작물에 대하여 어떠한 특이적인 PCR 증폭 산물을 형성하지 않았다. 따라서 본 연구에서 계통특이 primer를 이용하여 후대교배종 GM 벼 계통, L528$\times$CryIAc1을 특이적으로 검출할 수 있음을 확인하였고, 제시된 방법이 GM 벼의 실용화를 위한 위해성평가의 검정방법 자료로 제공될 수 있음을 확인하였다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제45권3호
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• pp.171-182
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• 2018

파파야는 열대와 아열대 지역에서 광범위하게 재배되고 있는 주요 작물 중의 하나이다. 파파야 열매는 칼로리가 낮고 비타민 A와 C, 미네랄이 풍부하며, 미숙과에는 단백질 분해 효소인 파파인이 풍부하여 의약품, 화장품, 식품 가공 산업 등에 널리 활용되고 있다. 전세계 파파야 산업에서 가장 중요한 제한 요인 중의 하나가 potyvirus에 속하는 papaya ringspot virus (PRSV)에 의해 야기되는 식물병이다. 1992년에 미국 연구자들에 의해 PRSV의 coat protein (cp) 유전자를 발현하는 최초의 PRSV-저항성 GM 파파야 이벤트($R_0$ '55-1')가 만들어졌으며, 1997년에는 이로부터 유래한 GM 품종('SunUp', 'Rainbow')에 대해 미국 정부가 상업적 재배를 승인하였다. 현재까지 GM 파파야 개발은 해충 저항성, 병 저항성(곰팡이, 바이러스), 수확 후 저장성 증대, 알루미늄과 제초제 저항성 등의 형질에 초점을 맞추어 왔다. 아울러 파파야를 동물단백질(백신 등) 생산을 위한 식물공장으로 활용하기 위한 시도도 이루어졌다. 현재, 미국과 중국을 비롯한 약 17개 국가에서 GM 파파야 개발과 포장 실험 또는 상업적 재배가 이루어지고 있다. GM 파파야의 개발과 더불어 생물안전성 평가 및 GM 판별 기술 개발에 관한 연구도 이루어지고 있다. 생물안전성 평가와 관련하여 주로 인체 위해성과 환경 위해성에 관한 분석이 수행되고 있다. 인체 위해성의 경우, 동물 모델을 대상으로 장기간 식이섭취를 통해 일반 및 유전 독성, 알레르기항원성, 면역 반응, GM 유래 단백질의 안정성에 관한 연구가 수행되었다. 환경 위해성의 경우, GM 재배가 토양 미생물 다양성에 미치는 영향, GM 유래 유전물질의 토양 잔류 및 토양 미생물로의 전이 여부에 관한 연구가 이루어졌다. 우리나라, 유럽 및 일본을 비롯한 많은 나라에서는 상업적 재배를 위한 GM 품종 도입이나, 파파야 가공 식품 제조에 비승인 GM 파파야의 사용을 규제하고 있다. 도입 유전자 특이적 또는 이벤트 특이적인 분자표지를 개발하고, PCR(일반, real-time) 또는 loop-mediated isothermal amplification 방법을 통해 GM 여부를 판별하고 있다. 파파야에 대한 초안 수준의 유전체 정보가 2008년에 해독되었으며, 최근에는 차세대 유전체 분석 기술로 확보된 유전체와 전사체 정보를 활용하여 GM 여부를 판별하는 기술도 확립되었다.

• 식물조직배양학회지
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• 제28권5호
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• pp.289-296
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• 2001

유전공학 기술은 지금까지 발전 유지하여 온 전통 육종기술의 약점을 보완하고 연계할 때만이 무한한 잠재력을 발휘할 수 있기 때문에 농업생산에서 새로운 전기를 마련할 수 있는 품종개발을 전제로 연구 방향을 설정하는 것이 바람직하다. 따라서 우리나라의 품종 보급의 양대 축인 정부 주도의 식량작물 육종사업과 개인 종묘회사가 주도하는 원예작물 육종사업에 필요한 유전공학연구를 수행해야 할 것이며 철저한 현황파악과 성공가능성을 세계 경쟁의 입장에서 분석하여 연구의 우선 순위를 정하고 집중적인 인력 양성과 연구투자를 지속하여야 결실을 얻을 것으로 본다. 유전공학연구의 기본 방향으로는 실용화 촉진을 위한 연구와 원천기술확보를 위한 기초 연구로 대별하여 농가 또는 작물 육종기관에 필요한 연구는 농림부에서 주관하고 원천 기술 확보를 위한 기초연구는 과학기술부에서 주도하여 구체적이고 실현 가능한 정책을 수립 추진하여야 할 것이다. 구체적으로 실용화 촉진연구는 전통 육종 기술의 목표인 획기적 수량증대, 작물의 재배안정성 향상 및 품질 개량범주에 속하는 유전자 전환작물 개발 및 생리활성물질 생산 작물의 개발로 볼 수 있으며 기초 연구로서는 각 작물의 유전체 연구개발과제라고 생각된다. 이미 선진국에서는 몬산토 등 대기업을 중심으로 대두, 옥수수, 감자, 유채 등 주요 작물에서 제초제 저항성, 내충성, 내병성 등 유전자 전환작물을 상용화하여 농업 생산비를 절감하고 수량성을 향상시키는 등 기술 부가가치를 높이고 있으며, 이들 수확물을 수출하거나 또는 종자로 수출하여 농업의 상업화와 국제화를 추진하고 있는 동시에 지적소유권을 선점하고 그 기술까지 수출하고 있는 실정이다. 국내에서도 유전공학 연구가 어느 정도 수행되어 벼를 비롯한 주요 농작물의 형질 전환 기술이 정립되었고 다양한 소재로부터 개발된 신기능성 형질전환작물이 개발되고 있으나 아직은 농가 및 농장에 보급되지 못하고 연구소나 대학 실험포장에 격리 실험을 실시 중에 있다. 또한 기초 연구인 유전체 연구로 국, 공립연구소 및 대학 실험실에서 벼, 배추, 고추 등 일부 작물에서 산발적으로 시작되어 유전자 지도 작성 및 유용 유전자 개발 등 필수적인 연구를 시작하고 있으나 연구비와 인력 부족으로 국제 경쟁력을 갖추지 못하고 있다. 그러므로 앞으로의 과제는 연구 중에 있는 과제들을 보다 활성화하여 연구결과를 조속히 얻도록 노력해야 하며 새로 시작하는 과제는 연구기관의 능력과 연구 후의 실용화를 촉진할 수 있도록 일괄 system 확립을 전제로 하는 협동연구체제로 수행하는 것이 바람직하다. 그 동안 식량작물의 종자개량 및 보급사업은 정부주도로 국공립 연구소를 중심으로 수행되어 왔으나 앞으로는 민영화 및 기업화를 촉진하는 정책을 추진하여야 외국의 종자회사 또는 농업 생산자와 경쟁할 수 있는 농기업 체제가 탄생될 것이다. 또한 국공립 연구 기관은 대학 및 개인회사연구소의 농업 연구를 지원하는 Infra system 확충을 목표로 연구 방향을 수정해야 할 것이며 유전 자원 연구, 작물 유전체 연구 등 직접적으로 수익성이 없는 기초적 연구에 치중하여 나라 전체의 연구 수준을 향상시키도록 노력해야 21세기에 농업에서 국제 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 보여진다.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제33권3호
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• pp.171-184
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• 2006

형질전환작물의 재배면적은 초창기 1996년에 비해 2005년 기준으로 약 50배 늘어났고 매년 10% 이상 꾸준한 증가세를 유지하고 있으며 지난 10년간 형질전환작물에 의한 산업가치가 매우 큰 것으로 확인되었다. 또한 2010년에는 약 60%의 종자 매출이 형질전환기술을 이용한 개량종자일 것으로 예측하고 있어서 인류 먹거리에 막대한 영향력을 가져다주고 있는 제 2의 녹색혁명이라고 간주될 수 있다. 그럼에도 불구하고 대한민국에서는 형질전환작물에 대한 상업화가 전혀 활성화가 되지 않아서 미래 종자전쟁에서 패배할 수밖에 없을 것으로 보인다. 그러나 결코 기술적으로 뒤떨어져 있지 않으며 실제로 외국과 비교하여 많은 작물들에 대한 protocol이 국내 연구자들에 의해서 완성되어 왔다. 또한 몇몇 작물은 세계 최초로 형질전환시스템을 구축한 경우들도 있어서 외국과의 경쟁력에서 우위에 있는 것이 사실이다. 따라서 형질전환개발 기술측면에서는 국가 경쟁력이 있었지만 상업화하기 위한 몇 가지 시스템이 부족하였던 것이 현주소라고 사려 된다. 가장 큰 문제는 형질전환작물 개발 초기서부터 target 유전자가 제대로 상업화가 될 수 있도록 설정되어 있지 않은 것이다. 그리고 형질전환작물이 개발되었을 경우 육종가에 의한 형질전환육종이 실행되지 않고 비육종가 직접 재배한 경우가 대부분이어서 체세포 변이에 의한 열성 개체들이 선발되거나 tansgene의 효과가 자식열세에 의해서 상쇄되어 원예적으로 불량하게 선발된 것이 아닌가 사려 된다. 앞으로 이런 문제점들을 잘 숙지하고 형질전환작물의 상업화를 위하여 정부, 대학, 국립연구소, 산업체, 국민 모두 자기 역할을 활성화하여야한다. 향후 종자전쟁의 경쟁에서 우리가 시장점유를 확실히 하기 위해서는 지금서부터 짊어지고 가야할 숙제와 난관이 너무 많다. 이미 국제적 경쟁에서 많이 뒤져있어서 우리가 제일 잘 할 수 있는 작물을 선택하여 개발하는 것을 제 1우선순위로 채택하고 산 학 연 협력으로 집중 연구하여 많은 사람들이 진정으로 인정하는 형질전환작물 품종개발이 가급적 빠른 기간 내에 마련되어야할 것이다.