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[연구노트] 유전자 교정 기술 이용 새로운 식량작물 개발
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승인 2020.02.13  09:39:09
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서미숙
국립식량과학원 농업연구사

유전자 교정 기술 같은 새로운 연구 패러다임
정책적 지원ㆍ사회적 공감대 형성 필요

서미숙 농촌진흥청 국립식량과학원 작물기초기반과 농업연구사

최근 생명공학 기술이 비약적으로 발달하면서 전통육종의 한계를 극복할 수 있는 다양한 접근법이 시도되고 있다. 1980년대부터 본격적으로 시도된 유전자 재조합 기술은 특정 유전자를 식물에 형질전환하여 작물의 특성을 바꾸는 기술로, 이렇게 만들어진 식물을 ‘유전자 변형 작물(Genetically modified cropㆍGM crop)’이라고 부른다. 유전자 재조합 기술을 통해 다국적 기업을 중심으로 상업화가 진행되고 있으며, 현재까지 제초제, 병해충 저항성과 같은 다수의 GM 작물이 개발됐고, 전체 종자 시장의 30% 이상을 GM 종자가 차지할 뿐만 아니라, 1억8000㏊ 이상의 농경지에서 GM 작물이 재배되고 있다. 그러나 GM 작물은 안전성 우려, 부정적 인식 등의 문제로 인해 아직까지 많은 국가에서 논란이 지속되고 있다.

2000년대 초반부터는 유전체 염기서열 분석 기술과 생명공학 기술의 비약적 발달에 힘입어 GM 작물의 안전성 문제를 해결하기 위한 다양한 기법이 개발되기 시작했다. 그중에서 최근에 가장 각광받고 있는 유전자 교정(Genome editing) 기술은 식물 유전체의 특정 부위를 교정하여 원하는 특성만을 정확하게 개량할 수 있는 정밀육종(precision breeding) 기술로, 자연 상태의 돌연변이 육종과 유사하기 때문에 GM 작물의 안전성 문제를 해소할 수 있는 새로운 기술로 주목받고 있다.

현재, 유전자 교정 기술을 적용해 다양한 식량 작물을 개발하고 있는데 잎마름병 저항성 옥수수, 가뭄 저항성과 내염성 대두, 병 저항성 벼 등이 대표적인 연구 사례로 알려져 있다. 미국 Calyxt사는 유전자 교정 기술을 다양한 작물에 적용해 상업화를 추진하고 있는 대표적인 기업으로 현재까지 유전자 교정 기술을 이용해 고올레산 대두, 흰가루병 저항성 밀, 갈변 방지 감자 등 다수의 식량작물을 개발했다. 특히 2018년부터는 세계 최초로 고올레산 유전자 교정 대두를 상업적으로 재배하기 시작해 2019년에는 고올레산 식용유 제품을 판매하면서 유전자 교정 농작물의 본격적인 상업화를 알렸다. 우리나라는 세계적 수준의 유전자 교정 원천기술을 보유하고 있지만, 아직까지 유전자 교정 기술을 적용한 작물 개발 사례는 보고되고 있지 않다.

유전자 교정 기술은 기존의 전통육종이나 GM 작물을 통한 개발과 비교해 시간과 비용을 단축하고, 원하는 형질의 정확한 교정이 가능한 기술로 알려지면서 Calyxt사와 같은 소규모 바이오기업을 중심으로 연구가 활발히 이뤄지고 있다. 최근에는 다국적 기업의 투자가 활발히 이뤄지면서, 앞으로 유전자 교정 기술을 이용한 작물 개발 및 상업화 사례가 증가할 것으로 전망되고 있다. 우리나라는 정부 차원의 ‘신육종기술실용화사업단’이 2020년부터 본격적으로 출범해 연구기관, 대학, 민간기업의 전문인력이 참여하여 유전자 교정을 통한 새로운 농작물 개발 연구에 박차를 가하고 있다.

영화 ‘인터스텔라’에서 인류는 에너지 고갈, 기후변화, 병해충 등으로 인해 식량부족에 시달리고, 옥수수 재배로 인류 생존을 꿈꾸게 된다. 영화 속에서 인류가 직면한 문제들은 이제 현실이 되어 생존을 위협하고 있다. 또한 FTA와 같이 급변하는 글로벌 시장 변화에 선제적으로 대응하기 위해서는 지금까지의 단순농업에서 벗어나 새로운 가치 창출을 위한 농업의 산업화가 요구되고 있다. 이러한 시점에 우리나라 식량작물의 안정적 수급과 국제 경쟁력 확보를 통한 글로벌 시장 선점을 위해서는 유전자 교정 기술과 같은 농업의 새로운 연구 패러다임을 전향적으로 수용하고 발전시키기 위한 국가적 차원의 정책적 지원과 사회적 공감대 형성이 필요할 것이다.

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