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생물체의 유전자를 변형시킨 여러 가지 사례
1. 해충저항성 단백질 유전자
: 어떤 식물이 특정 곤충에는 독성을 가지면서 다른 유기체에는 독성을 띄지 않는 새로운 단백질을 발현시키게끔 변형시킬 수 있는 방법이 있습니다. 과학자들은 Bacillus thuringiensis(Bt)라는 박테리아에서 Bt 단백질을 발현시키는 식물 세포에 유전자를 도입했습니다. Bt 단백질은 수년간 해충을 방제하기 위해 농민들이 사용해 온 방법입니다. 그러나 이 방법에 전체 Bt 단백질 성분이 필요한 것은 아니며 특정 단백질 세트만이 해충의 애벌레를 방제하는데 이용됩니다. 이를 이용하여 과학자들은 이러한 단백질을 암호화하는 형질 유전자를 분리하여 식물 세포에서 인위적으로 발현시키는 것이 가능해졌습니다. Bt 단백질은 사람에게는 무해하며 특정 해충에 매우 특이적으로 작용합니다.
2. 제초제저항성 단백질 유전자
: 제초제저항성 특성이야말로 사람들에게 가장 많이 알려진 특성일 것입니다. 농민들은 작물 재배 시 들판에서 잡초를 방제해야 하는데, 기존의 방법으로는 잡초 뿐 만이 아니라 재배하는 작물에도 어느 정도의 영향을 주는 성분의 제초제를 사용할 수밖에 없었습니다. 이러한 것에 대한 대안으로 유전적으로 개선된 두 가지 버전이 일반적으로 알려져 있습니다.
- 저항성 단백질 : 글리포세이트(glyphosate)로 일반적으로 알려져 있는 성분은 특정 아미노산을 만드는 특정 식물 효소를 억제합니다. 과학자들은 글리포세이트에 결합하여 작용하지 않으면서도 지속적으로 작용하는 효소를 발견했습니다. 그들은 이 형질을 식물의 세포에 도입하여 글리포세이트 성분에 저항성을 가지는 작물을 개발할 수 있었습니다.
- 신진대사 단백질 : 글루포시네이트(gluphosinate)는 동물에서는 발견되지 않는 성분으로 식물의 아미노산 경로에 질소를 포함시키는 특정 효소를 표적으로 합니다. 과학자들은 이를 통해 식물 세포에서 글루포시네이트를 분해하여 비활성 상태로 만드는 식물 효소를 발견하였습니다. 그들은 이러한 형질을 식물 세포에 도입함으로써 글루포시네이트 성분에 내성을 가지는 품종을 개발할 수 있었습니다.
3. 바이러스 저항성 유전자
: 파파야는 하와이에서 재배되는 바이러스 내성의 GM 작물입니다. PRSV는 파파야 나무 숲 전역을 파괴했습니다. 이 바이러스는 식물 세포에서 특정한 유전 물질을 방출하는데 과학자들은 이 바이러스의 유전 물질을 덮고 있는 외피 단백질을 인위적으로 식물 세포에서 발현시켜 식물이 자체적으로 바이러스에 내성을 가지도록 설계하였습니다. 이 기술을 이용하여 스쿼시 품종도 개량한 경우가 있었습니다. 이 후 토마토, 오이 및 멜론과 같이 다른 식물에서도 작용하는 것으로 입증된 사례가 있었으나 생산비용 문제 때문에 현재 이들 GM 품종이 시장되서 유통되고 있지는 않습니다.