식물 생명공학

식물은 현 21세기에서 광범위하게 사용되어지고 있다

범위로는 3F가 있다

Food, Factory, Fuel 이다

Fuel 같은 경우는 바이오매스(biomass)를 연료로 사용하는 것이며 아직까지 발전중이다

식물체를 이용하는 이유로는 미생물, 박테리아는 대량 배양이 힘들기 때문이다

과거나 현재로써는 단순 농업만으로 인구를 지탱하기 어렵기 때문에 식물체를 개량하고 발전시키는 과학적 탐구가 이어졌다

이에 대한 예시를 주로 쓰는 것이 이번 포스팅의 대부분 내용이다

과거에는 선택 교배를 하여 원하는 작물을 개량하였지만 현재에는 유사한 종끼리 교배를 시키는 잡종 교배가 발전하게 되었다

이 선택 교배와 잡종 교배는 전통적인 바이오공학, 생명공학이라고 할 수 있다

이후로 인류는 식물형질 전환법(Plant Transgenesis)를 발전시켰으며 이는 식물체의 유전자를 개량, 수정하여 식물체가 직접 살충제를 자체 생산할 수 있거나, 제초제에 내성을 작물들을 만들어 작물 효율성을 높이는 것이다

아직 이들에 대해 유해성이 증명된 것이 없긴 하나 법적으로는 표시를 해둔다

필자에 대한 생각으로는 먹어도 상관없다고 생각한다, 왜냐하면 시중에 나온 대다수의 옥수수나, 콩, 혹은 그 함유물로 만든 음식, 가축들이 먹는 사료등에서 모든 것들이 GMO를 통해서 만들어졌고 키워졌기 때문이며 아직까지 유해성에 대해서 보고가 되어있지 않기 때문이다

(Watermelon without seeds)

이 외에도 배수성, 다배체(Polyploid)가 있는데 이는 콜리친(colchicine(C22H25NO6))을 사용한 것이며 이에 대표적 예시는 씨없는 수박등이 있다

꺾꽂이를 하는 것도 과거에서부터 사용되어져 왔던 대표적인 개량인데 이는 한개의 세포로부터 다른 것을 만드는 방법으로 하나의 클로닝(Cloning)이라고 할 수있다.

이는 캘러스(Callus)로 식물 상처 부위에 나는 것으로 이로 원형질체 융합(Protoplast Fusion)을 할 수 있다

원형질체 융합은 캘러스와 셀룰레이즈로 분해한 것으로 세포벽(Cell Wall)을 제거하여 원형질체(Protoplast)를 형성해 다른 종의 원형질체와 융합시키는 것으로 새로운 식물체, 작물을 창조하는 것이다

(Brocoflower)

이에 대한 대표적 예시로 브로콜리와 Cauliflower를 융합시켜 BrocoFlower를 만든 것이다

(Ti Plasmid)

또한 아그로박테리아(Agrobacterium)의 TI 플라스미드(Tomor inducing(TI) Plasmid)가 식물을 삼염시키는 것(혹(gall tumor가 생기는 것)으로 형질전환을 통해 이용한다

이에 대한 이용법으로 잎절편 기법(Leaf Fragment Technique)를 사용한다

(Gene Gun)

이 아그로박테리아의 방법이 안된다면 유전자총(Gene Gun)을 사용하여 세포에 직접 DNA를 넣는 방법을 사용한다

이 외에도 단백질의 일종인 아비딘(Avidin)을 사용하여 비타민의 바이오팅의 이용을 막아 해충에 저항성을 가진 옥수수만들거나, GM 콩으로 박테리아 EPSPS를 사용하여 제초제의 글리포스페이트(Glyphosphate)의 저항성을 가지고, 베타카로틴 함량을 높이고 비타민 A를 많이 가진 GM 쌀, 황금쌀(Golden Rice)를 만든 것이 그 예이다

하지만, 이러한 유전자 조작으로 환경론자등의 반대도 심하다

그에 대한 예시로 살충제인 Bacillus thuringiensis(BT)가 있다

이는 애벌레 내장에서 암호화된 단백질이 Cry유전자가 발현되어 내장에서 크리스탈화하여 애벌레를 죽이는 것이다

이로 모든 애벌레는 아니지만 상당수의 애벌레가 죽었다

(monarch butterfly)

환경론자들은 생명 생태계에 위험성이 높다고 제왕나비(monarch butterfly)를 들었는데 그들의 말과는 달리 미국 농업연구청에서 2년 동안 실험을 통해 Bt가 실제 자연환경에서는 제왕나비에게 영향을 끼치지 않는다는 것을 발표하였다

이후, 제왕나비는 생명공학의 반대주의자들에 대한 하나의 상징이 되었으며 심볼이 되어진 사례가 되었다