유전자재조합 식품 개요(펌)

유전자재조합 식품 개요

유전자재조합식품의 정의

유전자재조합 기술은 어떤 생물의 유전자 중 유용한 유전자(예: 추위, 병충해, 살충제, 제초제 등에 강한 성질)만을 취하여 다른 생물체에 삽입하여 새로운 품종을 만드는 것을 말한다. 유전자재조합 식품이란 유전자재조합 기술을 이용하여 만든 새로운 농·축·수산물 중 안전성이 확인되어 식품 또는 식품첨가물로 이용할 수 있는 것을 말한다.

ㅁ 생명공학 기술을 이용한 생물체에 대한 일반용어의 정의

가. GMO (Genetically Modified Organism) : 일반적으로 생산량 증대 또는 유통·가공상의 편의를 위하여 유전공학기술을 이용, 기존의 번식방법으로는 나타날 수 없는 형질이나 유전자를 지니도록 개발된 생물체로 정의된다. WTO 및 OECD 등에서 일반적으로 사용하는 용어. 나. LMO (Living Modified Organisms) : 유전물질이 생명공학 기술에 의해 자연상태에서 인위적으로 변형된 생물체를 포괄적으로 지칭. GMO보다 광의의 개념으로 92년 UNEP의 Rio회의 생물다양성협약에서 사용한 용어. 다. GEO (Genetically Engineered Organisms)란 용어도 사용하고 있음. 라. GM/GEO (Genetically Modified or Genetically Engineered Organisms) : CODEX에서 사용

유전자재조합 기술과 종래의 품종개량 기술과의 차이점

병유전자재조합에 의한 품종개량과 종래의 품종개량은 유용한 유전자를 서로 재조합시켜 원하는 성질을 갖는 품종을 만든다는 공통점을 갖는다. 그러나 종래의 품종개량 기술은 각각 원하는 특성을 지닌 유사한 종들을 교배하여 생성된 잡종 중 목적하는 품종만을 찾아내는 것으로, 한 품종을 개발하기 위해서는 많은 시행착오와 시간이 소요되는 것이 일반적이다. 이에 비해 유전자재조합 기술은 원하는 특성을 지닌 유전자를 다른 생물체에 직접 삽입함으로써 목적하는 품종만을 바로 얻을 수 있다. 또한 삽입하고자하는 유전자는 같은 생물종에 서 뿐만 아니라 서로 다른 생물종에서도 얻을 수 있어, 품종개량의 폭이 넓은 것이 특징이다. 즉 유전자재조합 기술을 이용함으로써 다양한 유전자를 직접 도입하여 목적한 새로운 작물을 생산할 수 있으며, 종래의 품종개량에 비하여 그 소요시간이 짧다는 것이 특징이다.

유유전자재조합생물체의 개발방법

목생물로부터 목적하는 유용한 유전자를 취하여, 이를 품종개량 하고자하는 농작물의 세포에 삽입한 후 재배한 것을 유전자재조합 농작물(혹은 생물체)이라 부른다. 유전자재조합 농작물의 생산방법에는 "아그로박테리움법", "원형질세포법"과 "입자총법"이 있다. 가. 아그로박테리움법 이 방법은 아그로박테리움(Agrobacterium)이라는 미생물이 식물세포에 자신의 유전자를 삽입시키는 성질을 이용한 것으로, 아그로박테리움의 유전자에 목적하는 유용한 유전자를 삽입시킨 후 이것을 식물체에 감염시켜 궁극적으로 식물체 내에 그 유전자가 들어가도록 하는 방법이다. 나. 원형질세포법 식물체의 세포벽을 효소나 화학물질로 용해시켜 유전자가 들어가기 쉽도록 세포벽이 없는 원형질체를 만들어, 미생물에 의한 유전자 도입과 같은 방법으로 목적하는 유용한 유전자를 식물에 들어가게 하는 것이다. 다. 입자총(Particle-gun) 법 금속의 미립자에 유용한 유전자를 결합시켜, 그 미립자를 고압가스의 힘으로 농작물의 잎절편 등에 밀어 넣어 유전자가 들어가도록 하는 방법이다.

개발배경

세계 인구는 끊임없이 증가하여 UN의 세계인구 예측에 따르면 1997년에는 60억에 이르렀으며, 2000년에는 62억, 2070년에는 100억에 이를 것으로 추정된다. 한편, 인구증가에 세계의 식량수요도 계속 증가하여 왔다. 지금까지는 식량증산을 위하여 경지면적을 확대하고, 화학비료와 농약을 사용하며 통일벼와 같은 다수확 품종을 재배하는 방법 등을 이용해왔다. 그러나 이용할 수 있는 농지면적은 한정되어 있으며, 화학비료나 농약 사용은 잔류농약 등에 의한 안전성문제도 있어 이러한 방법에 의한 식량증산에는 한계를 보이게 되었다. 또한 소비자의 식품기호에 대한 욕구도 증가하여, 식량자원의 품종개량에 대한 중요성과 필요성이 증가했다. 이에 육종학자들은 새로운 품종을 효율적으로 개발하기 위하여 유전자재조합 기술을 이용하게 되었다.

유전자변형생물체(GMO)의 동향과 전망

가. 2010년 GMO의 세계시장 규모는 200억 달러로 추정되며, 개발방향으로는 제초제, 각종 병저항성, 해충저항성, 저장성향상등의 영농개선형의 제 1세대 GMO, 품질 및 영양개선식물의 개발(기능성 식품)의 제 2세대 GMO 그리고 단백질, 항체 및 효소등의 유용물질을 GMO에서 생산하는 시스템인 고부가가치의 의약품 효과를 나타내는 제 3세대 GMO로 진행될 것으로 추측된다. 나. GMO의 상업화는 1994년 미국 칼젠(Calgene)社가 잘 물러지지 않는 토마토(상품명: Flavr Savr)를 개발한 이후 빠르게 진행되었다. 일반인들이 관심을 가지기 시작한 것은 1996년 몬산톤(Monsanto)社가 개발한 제초제에 내성이 있는 콩인 Round-up Ready Soybean (RRS) 그리고 노바티스(Norvartis)社사의 병충해에 내성이 있는 옥수수가 본격적으로 상품화되면서부터이다. 다. 그 뒤 제초제 내성, 병해충 저항성 등 여러 가지 GMO가 앞다투어 개발되었다. 특히 몬산토(Monsanto), 노바티스(Norvatis), 아벤티스(Aventis), 아그레보(Agrevo) 등이 GMO 신제품 개발에 매우 적극적이다. 라. EU에서 제기된 GMO의 안전성 문제는 최종 결론이 나지 않은 상태이지만 점차 국제적으로 수입을 허용하는 상황이며, 표시제 도입을 추진중에 있다. 마. GMO의 생태계 파괴와 국제간의 거래를 규제하기 위해 '생물안전성 의정서(Biosafety Protocol)' 제정을 추진해 왔던 UNEP는 1999년 2월말에 최종안을 채택하였다. 따라서 생물안전성 의정서는 GMO의 국제간 거래에 법적 구속력을 가지는 최초의 국제 협약이 될 것이다.

GMO 검정방법

가. 단백질 검출법 가) Lateral Flow Strip Technology ○ 유전자재조합 생물체 내에 새롭게 도입된 유전자가 생산하는 재조합 단백질을 항원단백질로 인지하여 반응하도록 한 항체단백질을 검사용 strip에 결합시켜 항원-항체 반응을 이용한 진단기법임. ○ GMO/Non GMO 여부를 확인하는 정성분석용 기술임. 나) 효소면역학적 검정법(ELISA) ○ Lateral Flow Strip 기법과 동일하게 새롭게 도입된 유전자가 생산하는 특이 단백질을 인지할 수 있는 항체단백질을 이용한 검정기술임. ○ 재조합단백질이 들어있는 농산물 및 원료 등 비가공 식품검정에 적합함. ○ 정량분석이 가능하며 신속 저렴함. ○ GMO 함유량의 검정한계는 0.5-1.0% 범위임.

나. DNA 검출법(PCR 검정법) 가) 정성적 검출법 ○ GMO 혼입유무의 판별을 위한 스크리닝 - 도입유전자의 발현을 위한 유전자조절부위 즉, 프로모터나 터미네이터 부위에 대한 프라이머(예, 35S promoter, NOS terminator)를 이용한 GMO 판별을 위한 1차적인 검정방법임. ○ 혼입 GMO의 품종 확인 - 도입유전자 즉, 제초제저항성 유전자, 해충저항성유전자 등의 특이 프라이머를 이용하여 GMO 품종을 확인하기 위한 검정방법임. ○ 검정한계는 0.01%까지 감도가 높아지고 있는데, 이는 콩이나 옥수수 각각 10,000알(3-4Kg)중 1알이 GMO이라도 판정될 수 있음을 의미함. ○ 따라서 정량검사의 필요성이 대두됨. 나) 정량적 검출법 ○ 정성분석결과 GMO 혼입이 확인된 시료에 대한 2차 검정으로 GMO 혼입량을 확인할 수 있는 검정방법으로 ○ 세계 각국에서 개발하고 있으나, 정확한 표준정량곡선을 얻기 위한 표준시료 확보가 무엇보다 중요하며, ○ 농산물의 조유에 따라 유전자의 복제수가 달라 이를 보정해야하는 어려움이 있어, ○ 아직까지 국제적으로 공인된 방법은 정해지지 못하고 있다. (1) 경쟁적(Quantitative Competitive, QC) PCR ○ GMO내 도입된 유전자를 PCR 증폭한후 DNA 단편의 크기를 늘이거나 줄여 표준 DNA를 제작한 후, 검정할 시료의 DNA와 혼합하여 동일한 튜브 내에서 동일한 프라이머를 경쟁적으로 이용하여 각각 증폭된 DNA 단편을 전기영동후 밴드 강도를 비교하여 정량하는 기술임. ○ 반정량적인(semi-quantitative) 방법으로 허용한계(threshold) 확인에 효과적임. ○ 검정범위는 0.1-2%임 (2) Real Time PCR ○ TaqMan chemistry에 의하여 PCR 증폭과정 중에 발색되는 형광색소의 양을 실시간별로 측정하여 정량하는 방법임. ○ 특이 프라이머 외에도 형광발색제인 Reporter dye와 Quencher dye로 이루어진 특이 탐침자(probe)가 필요함 ○ 알려진 농도의 표준물질의 PCR 증폭과정의 실시간별 표준곡선을 이용하여 검사할 시료를 정량함. ○ 주로 사용되는 Real Time PCR 분석기기 - TaqMan ABI PRISM 7700 sequence detection system(미국 Perkin Elmer 社) - LightCycler(스위스 Roche 社) - iCycler(미국 BioRad 社) ○ 검정범위는 0.1-100%임

각국의 정책 및 규제 동향

가. 우리나라 가) GMO와 관련하여 우리청에서는 "유전자재조합 식품, 식품첨가물 안전성 평가자료 심사지침"이 마련되어 입안 예고(식품의약품안전청고시 제1999- 46호, 99년 8월)되어 유전자재조합식품을 만들거나 수입하는 업자는 사전에 사람의 건강을 해칠 우려가 없음을 확인하는 영양성, 독성, 알레르기성 등 안전성 평가자료를 제출하여 평가받아야되며, 입안예고가 끝나는 2001년 7월부터 시행될 예정임. (나) 과학기술부 주관으로 "생명공학 육성법"(개정공표, 2000. 7.10) 및 "생명공학 안전법"(제정안 공표, 2000. 8.30)이 준비중이며, (다) 산업자원부 주관으로 "생물산업 발전 기반조성 및 유전자변형생물체의 수출입 등에 관한 법률"(제정 안, 2000. 6.19) 및 "유전자변형생물체의 국가간 이동 등에 관한 법률"(제정 안, 2000. 8.19)이 검토되고 있음. 나. 일 본 (가) GMO를 기존 농산물과 구분하려던 기존의 입장에서 GMO 수입의 불가피성을 인정하고 수입하는 상황이며, 대두, 옥수수, 유채등 7종류 29품종의 농작물에 대하여 안전성이 확인되어 유통되고있음. (나) GMO 검정기술개발 연구는 농림수산성의 식품총합연구소에서 수행하고 있으며, 정부 검정기관으로는 소비기술센터, 식량청 검사과, 민간검정기관으로는 일본곡류검정협회, 후생성지정 동경현미경원(식품, 환경 과학센터), 다카라, 미츠비시 회사등에서 수행중임. (다) 표시제는 농림수산성의 JAS법에 근거하여 2001년 4월부터 GMO 함유 5% 이상의 식품에 대해 의무하기로함 다. 미 국 ○ GMO 개발 및 판매에 가장 적극적이며, 범정부 차원에서 각국의 GMO 관련 규제에 대처하고 있음. 환경보호단체인 그린피스나 소비자 보호단체 등에서 잠재적 위해성을 이유로 문제를 제기하고 있으나, FDA(식품의약품청), USDA(농무부), EPA(환경보호청) 등의 광범위한 과학적 평가 결과, GMO 농산물이 재래적 방법에 의해 생산된 농산물과 다르지 않다고 결론을 내리고 GMO 농산물에 대한 별도의 규제(표시제, 사전승인 포함)는 불필요하다는 입장. ○ 또한 최근 연방법원에서는 생물공학반대자들이 제출한 유전자재조합농산식품의 표시제에 대한 의무화 청구권을 기각함으로서 식품의약청의 기존 정책을 지지하는 판결을 내린바 있음. ○ 그러나 임의표시를 위한 지침을 마련중이며, USDA의 GIPSA를 중심으로 정부차워에서 시료채취 및 검사법을 검토하고 있음. (1) 미국내 GMO 유통현황 미 정부의 공식발표는 없고, 관련 GMO 산업자료에 따르면 99년 현재 콩은 57%, 옥수수는 33%의 GMO 품종이 생산되며, 일반농산물과 구분 없이 저장, 관리, 유통되고 있음 (2) GMO 관련 담당기관 FDA(식품의약품청) : GMO 농작물을 원료로 가공한 식품의 안전성 검사 APHIS(USDA 농무부산하 동식물검역청) : GMO농작물 제배에 대한 안전성 관리 EPA(환경청) : GMO 농작물이 환경에 미치는 영향 평가 라. EU GMO 농산물의 위해성 여부에 대한 판단은“유보”하고 있으나, 소비자의 알 권리(Right to know)와 선택의 기회 제공 차원에서 GMO 농산물에 대한 표시제 의무화 규정 채택 ('98.5). 이는 유전자 및 단백질 시험을 통해 GMO를 함유하는 것으로 확인된 식품에 적용하고 있음. GMO 수출국은 표시제가 실질적으로 생산비용의 상승을 가져와 수출을 어렵게 하므로 비 관세 장벽이라고 주장함 (1) GMO에 대한 규제는 EU 회원국별로 상이함 (2) 전반적으로 안전성 평가(Risk assessment)와 안전성 관리(Risk management)를 엄밀히 요구하는 분위기 (3) GMO 개발회사가 이들 곡물을 수출할 때 도입된 유전자 염기서열(gene sequence) 정보, 표준시료, 단백질 감정용 항체 및 항원 등 관련자료를 반드시 제공해줄 것을 요구하고자 준비중임(EU council Directive 90/220 개정안) (4) EU는 99년 10월 식품상임위(EC's Standing Committee for Foods)에서 식품중의 유전자재조합 DNA 또는 단백질의 허용 경계치(threshold)를 1%로 합의하고 있으나 실제 공식검정기술은 없는 상황임(Nature Biotechnology, Vol. 17. 1999. 12) (5) 스위스는 99.7.1부터 GMO 함유 1% 이상의 식품에 대해 의무적으로 표시토록 결정함. ◎ 외국의 GMO 검정기술 개발 기관

□ 정부기관 - 영국 : Central Science Laboratory - 독일 : Federal Institute for Health Production of Consumers and Veterinary Medicine - 벨기에 : Institute for Reference Materials and Measurements, Joint Research Center - 스위스 : University of Berne, Kantonales Laboratorium - 네덜란드 : State Institute for Quality Control of Agricultural Products - 이태리 : JRC Environment Institute - 일본 : 농림수산성 식품총합연구소, 후생성 국립의약품식품위생연구소