August 19,2019

복숭아 맛 딸기, 씨 없는 토마토 개발

유전자편집 과일·채소, EU법원 곧 판결

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조만간 슈퍼마켓에서 복숭아 향의 딸기나 씨 없는 토마토, 부드러운 털이 있는 과일 등  이전에 볼 수 없었던 신기한 과일과 채소들을 자연스럽게 구매할 수 있을 것 같다.

20일 ‘가디언’ 지는 과학자들의 말을 인용, 지금과 같은 기술개발이 이어진다면 머지않은 시기에 이전에 볼 수 없었던 부드럽고 독특한 맛의 과일·채소들이 다수 등장해 과일 가게의 풍경을 크게 바꾸어놓을 것으로 예상했다.

그동안 과학자들은 전통적인 방식을 통해 새로운 과일 품종을 개발해왔다. 그러나 최근 유전자가위 기술인 크리스퍼(Crispr-Cas9)가 발전하면서 이전에 볼 수 없었던 새로운 과일품종 개발이 눈앞으로 다가오고 있는 중이다.

CRISPER 등 유전자편집 기술이 고도화하면서 머지 않아 슈퍼마켓 과일 코너에 이전에 볼 수 없었던 새로운 과일이 선보일 전망이다.  ⓒbhf.org.uk

CRISPER 등 유전자편집 기술이 고도화하면서 머지 않아 슈퍼마켓 과일 코너에 이전에 볼 수 없었던 새로운 과일이 선보일 전망이다. ⓒbhf.org.uk

과학계는 지금 크리스퍼 과일·채소 개발 러시

신기술에 의한 품종 개발(breeding)은 최근 놀라울 정도다. 스페인에 있는 한 연구팀은 크리스퍼를 적용해 갈색이 아닌 다양한 색의 버섯을 개발했다. 이들은 또 만성 소화장애증(coeliac disease)에 걸린 환자가 먹을 수 있는 밀을 개발하고 있는 중이다.

올해 초 미국의 농업생물공학 기업 몬산토는 1억2500만 달러를 투자해 ‘페어와이즈(Pairwise)’란 명칭의 유전자편집 회사를 새로 설립했다. 이 기업에서는 지금의 딸기보다 더 달콤한 맛의 딸기, 씨 없는 토마토 등을 개발하고 있는 것으로 알려지고 있다.

‘페어와이즈’에서는 또 기존의 품종과는 매우 다른 토마토 나무를 유전자편집 중인 것으로 알려지고 있다. 새로운 토마토 나무가 출현할 경우 토마토의 맛은 물론 경작 방식에 이르기까지 그동안 볼 수 없었던 새로운 변화가 예상된다.

국제 학술지 ‘트렌즈 인 플랜트 사이언스(journal Trends in Plant Science)’ 최근호에 따르면 이 같은 품종 혁신 배후에는 사람 안에서 MYB 유전자에 의해 암호화된 ‘MYB 원종양 유전자 단백질(MYB proto-oncogene protein)’이 있다.

‘원종양 유전자’는 성장, 분화 등에 관여하는 정상적인 유전자지만 방사선이나 화학물질, 바이러스 등으로 외부에서 영향을 주면 종양 생성을 유발하는 종양유전자(oncogene)가 된다. 여기에 MYB 유전자로 변화를 주면 ‘MYB 원종양 유전자 단백질’로 바뀐다.

혈액 생성 등에 중요한 역할을 하는 ‘원종양 유전자 단백질’은 ‘N-terminal DNA-binding domain’, ‘central transcriptional activation domain’, 그리고 ‘C-terminal domain’ 등 3개의 도메인(domain,  분자량이 큰 구상단백질의 구성단위)으로 구성돼 있다.

과학자들은 MYB 유전자로 이들 도메인에 영향을 주며 단백질과 세포에 다양한 변화를 유도하고 있다. 뉴질랜드 오클랜드 대학의 유전학자 앤드류 알렌(University of Auckland) 교수가 대표적인 경우다.

품질개량 속도 급속히 빨라져… 법원 판결 예고

알렌 교수는 그동안 다양한 방식의 MYB 연구를 통해 색깔이 다른 키위,  부드러운 털이 있는 천도 복숭아 등을 개발해왔다. 그는 “MYBs(MYB 원종양 유전자단백의 복수; 이하 MYBs)가 과학자들의 중요한 연구 목표가 되고 있다”고 말했다.

그는 또 “향후 더 많은 과학자들에 의해 소비자 구미를 당길 수 있는 새로운 향과 다채로운 색깔, 부드러운 질감의 과일과 채소가 다수 개발될 것”으로 내다봤다. 뉴질랜드를 비롯 영국에서도 대규모 MYBs 연구가 이루어지고 있다.

영국의 원예연구소인 NIAB EMR의 리처드 해리슨(Richard Harrison) 소장은 “현재 연구소에서 MYB 유전자를 수정하거나 컨트롤하는 새로운 방식으로 신품종 과일과 채소를 개발하고 있다”고 말했다.

그는 “MYB 유전자가 과일 맛을 내는 분자인 안토시아닌(anthocyanin), 딸기의 색깔을 결정하는 붉은 색의 복합체, 혈액과 유사한 오렌지 형성 등에 관련이 있다는 사실을 과학자들이 오래 전부터 알고 있었다”며 “그런데 최근 연구에서는 그동안 알려지지 않았던 새로운 복합체들이 발견되고 있다”고 밝혔다.

리처드 해리슨 소장은 MYB 유전자에 대한 유전자편집(gene-editing) 기술이 큰 변화를 가져오고 있다고 분석했다. 그에 따르면 전통적인 품종개량 방식으로 개발된 붉은 과육의 사과가 시장에 나오기까지 수십 년이 걸린 반면, 현재는 수시로 새로운 과일이 자라고 있는 것을 볼 수 있다. 그는 “그중에는 시판 허가가 나지 않은 복숭아 향의 딸기, 짙은 자주 빛 딸기와 같은 신품종이 포함돼 있다”고 덧붙였다.

한편 다음 주 유럽공동체재판소(European Court of Justice)는 이와 같은 유전자편집 식물에 어떤 규정을 적용할 것인지를 판결할 예정이다.

미국 법원은 관련하여 전통적인 품종개량 기술을 통해 생산된 작물이라면 엄격한 규제를 하지 않겠다는 판결을 내린 바 있다. 현재 유전자편집 전문회사인 ‘페어와이즈’의 사업담당 책임자 헤이븐 베이커(Haven Baker) 박사는 강한 불만을 표명하고 있다.

그는 “우리는 사람을 보다 건강하게 하고, 지속가능하며, 마음 편하게 먹을 수 있는 과일과 채소를 더 많이 개발하는데 초점을 두고 있다”고 주장했다.

베이커 박사는 이어 “이런 접근 방식이 소비자들의 영양 섭취를 돕고, 또한 식품낭비를 줄이며, 기후변화에 적응할 수 있는 대안을 제시할 수 있을 것”이라고 말했다. 그러나 수많은 크리스퍼 과일·채소가 등장해 생태계를 파괴할 수 있다는 우려는 가라앉지 않고 있는 중이다.

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