바이오인

출처: Nature

일본 과학자들이 특정 식물 유전자를 선택적으로 불활성화(knockout)시키는 실용적인 방법을 개발했다. 이 방법은 유전자의 기능 연구뿐만 아니라 유전자변형식품에 대한 공공대중의 인식을 긍정적으로 변화시키는데 도움이 될 수 있을 것이다.

일본 오카자키에 있는 국립기초생물학연구소(National Institute for Basic Biology in Okazaki)의 Shigeru Iida 박사와 동료과학자들은 전세계 인구 절반 이상의 주식인 벼에서 하나의 유전자를 불활성화시켰다. 이를 위해서 그들은 homologous recombination이라고 불리우는 기술의 효율을 향상시켰다.

homologous recombination은 지난 수십년간 효모와 박테리아에서 세포의 작용과 사람 유전자의 기능을 조사하는데 사용되어왔다. 그러나, 식물에서 유전자 기능을 연구하는데 있어서는 효과적이지 못하였다. 과학자들은 식물의 생산성과 내재해성을 조절하는 유전자를 찾기 위해서 식물 유전체에 DNA 단편을 무작위적으로 삽입시켜야 했다.

Iida 박사팀은 homologous recombination 기술을 이전에 비해 약 10배 이상 효율적으로 만들었으며, 100개의 식물체당 1개체의 비율로 효과가 있었다. 미국 Brookhaven National Laboratory에서 옥수수와 면화의 유전자를 연구하고 있는 Benjamin Burr 박사는 이 방법은 실용적이며, 벼 유전체의 염기서열이 올해 말에 완전히 밝혀지면 특별한 중요성을 가지게 될 것이다.라고 말했다.

이론적으로, 이 기술은 옥수수, 밀과 같은 곡류를 포함한 다른 식물에서도 효과적일 수 있다.라고 Iida 박사는 말했으며, 그는 이 기술이 아직 기능이 밝혀지지 않은 수천개의 식물유전자의 기능을 밝히고 농업생산성을 개선하는데 기여할 수 있기를 기대하고 있다.

벼를 대상으로 한 이 연구는 과학적으로 새로운 것은 아니라고, University of California, San Diego의 Martin Yanofsky 박사는 지적하였다. 1997년도에 그의 연구팀은 아라비돕시스(Arabidopsis thaliana)에서 하나의 유전자를 불활성화시키기 위해 recombination 기술을 사용하였다. 그들은 750개의 식물체들을 검정하여 한 개의 식물체에서 목표유전자가 불활성화 된 것을 발견하였다.

그러나 Yanofsky 박사는 이 연구가 곡류에서 모든 유전자에 적용할 수 있는 커다란 업적을 달성하였다는 점에 동의하였다. 자연의 유전자를 변형시키면서도 목표 유전자 이외의 영역에 영향을 주지 않는 능력은 유전공학을 혁신시킬 수 있을 것이다.라고 말했다.

현재의 유전자조작기술은 식물과 바이러스 또는 박테리아 DNA가 혼합된 단편을 무작위적인 위치에 삽입하여 목표유전자 이외의 유전자들을 저해할 수 있기 때문에 환경단체들은 우려하고 있다. 식물의 목표 유전자를 원래의 위치에서 조작하고 다른 종의 DNA를 사용하지 않는 정밀기술은 이러한 우려들의 일부를 완화시킬 수 있을 것이다.

- 관련 문헌 -
1. Terada, R., Urawa, H., Inagaki, Y., Tsugane, K. & Iida, S. Efficient gene targeting by homologous recombination in rice. Nature Biotechnology, Published online DOI: 10.1038/nbt737, (2002).
2. Kempin, S.A. et al. Targeted disruption in Arabidopsis. Nature, 389,802 - 803 (1997).

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