다재다능한 분자농업의 의미와 그 효용 - 21세기의 농부는 분자를 재배한다!

목차

1. 서론 : 분자 농업이란? ―――――――――――――― 01
2. 본론
　1) 분자 농업의 원리와 방법 ―――――――――――― 01
　2) 분자 농업으로 생산한 식물들 ―――――――――― 03
　3) 분자 농업의 가능성 ―――――――――――――― 06
　4) 분자 농업의 해결 과제 ――――――――――――― 07
3. 결론 : 분자 농업의 미래와 산업화를 위한 전략 ―― 09
4. 참고자료 ―――――――――――――――――――― 10

본문내용

미생물을 이용하는 것 보다 편리하다.
넷째, 식물의 씨앗에 생성 물질을 축적하는 방법으로 추출, 정제, 장기 저장을 간단히 해낼 수 있다.
다섯째, 식물 세포는 동물 세포에 비해 병원균 및 독성 물질에 의한 오염의 위험성이 적다.
이러한 장점을 이용, 식물에 유전자를 도입시켜 식물을 단백질 생산 도구로 활용하는 것이 분자농업이다. 이 기술은 재조합 의료용 단백질의 대량 생산을 위한 저렴하고 안전한 방법을 제공한다. 게다가 동물 단백질과 기능면의 차이도 없다.
지금까지 성장 호르몬 융합단백질, 인터페론, 인간혈청알부민 등을 성공적으로 발현시켜왔다. 이를 통해 세균에서의 인슐린 생산과 마찬가지로 식물에서의 의료 단백질 생산이 안전하고 저렴하며 잠재력이 크다는 것을 알 수 있다. 따라서 분자 농업은 향후에 대단한 가치를 지닌 시장으로 성장할 가능성이 크다.
4) 분자 농업의 해결 과제
분자 농업의 기술적 문제
분자 농업은 유전자 재조합의 성공률을 높이고, 단백질 생산량을 높이고, 형질 전환된 식물을 다루고, 그것을 정제하는 기술 모두가 해결 과제이다. 역사가 짧은 기술인만큼 충분한 연구와 경험이 부족하기 때문이다.
국내 분자 농업 연구의 문제점
국내 분자 농업 연구는 기초연구에 대한 투자가 미비하며 타 분야와의 협력도 부족하고 단편적인 연구만 진행 중인 등 여러 가지 문제점을 가지고 있다. 그리하여 임상실험 단계에 도달한 치료용 단백질이나 백신이 없고 기껏해야 동물실험을 하는 정도이다. 이미 국내 생명공학 관련 회사들이 생명공학 분야에 기술이 현저하게 앞서 있는 선진국에 막대한 비용을 지불하고 있다. 또한 현재 국제적인 추세를 보면 쌀시장의 완전 개방, 지적재산권의 보호 등 완전한 시장개방을 요구하고 있다. 따라서 고효율, 고부가가치의 농작물을 개발하는 것이 시급하다. 그러므로 현재 선진국에서 비교적 최근에 개발되어 기술의 격차가 심하지 않은 식물 유전공학분야에 우리의 전력을 집중하여 미래의 생명공학산업에서 국제경쟁력을 확보할 필요가 있다.
[표 2]에서 보다시피, 우리나라의 분자 농업 분야 연구는 매우 미비한 수준이다.
분자 농업의 규제 문제
유전자의 무분별한 조작은 생물종을 오염시켜 궁극적으로 생태계의 균형까지 파괴시킬 수 있다는 위험을 가지고 있다. 이러한 것을 ‘생물학적 오염’이라 하는데, 경우에 따라 화학물질에 의한 오염보다 더욱 가공할만한 결과를 초래할 수 있다는 것이 문제점이다. 더욱이 분자농업의 경우 생산코자 하는 단백질에 의약용 단백질이 포함되었으므로 이들이 오염될 경우 인류와 생태계에 대한 위험성이 더욱 커진다. 실제로 동물백신 생산용 옥수수가 일반적인 콩을 생물학적으로 오염시켜 해당 회사가 300만 달러의 손실을 보게 된 사건도 있었다. 많은 이들이 꽃가루 이동, 우연한 씨앗의 교배, 곤충이나 야생동물의 식물 섭취 등을 통해 유전자 조작 물질이 확산될 것을 우려하고 있지만 과학자들은 안전하다는 가정을 하고 연구를 하는 실정이다.
반면, 생물학적 오염을 우려한 규제나 까다로운 인허가 과정이 오히려 기술 개발에 박차를 가하는 데 걸림돌이 되고 있다는 지적도 적지 않다. [그림 4]가 이를 잘 지적해주고 있다.
아직 분자농업에 대한 국제적인 법규는 제정되어 있지 않지만, 재조합단백질 생산을 위한 숙주 식물을 선발할 때 밀, 쌀, 옥수수와 같은 세계 10대 작물을 배제하는 등의 노력을 기울이며 대비하여야한다. 교차작물의 방지를 위한 온실 시스템 개발 등도 좋은 방법이다.
3. 결론 : 분자 농업의 미래와 산업화를 위한 전략
분자농업 시장이 성장하는데 걸림돌이 되고 있는 안전성 문제는 기준의 강화와 소비자를 타깃으로 한 홍보를 통해 해결될 수 있을 것이다. 이미 UN, OECD등의 국제기구를 중심으로 유전자 변형식물체 및 생산제품의 안전성 기준 마련을 위한 검토 작업이 진행되고 있다.
앞으로 식물을 이용한 재조합단백질들이 더욱 늘어날 것이다. 단기적으로는 농 수 축산물 등 1차 상품의 대체가 시장성장을 주도할 것이지만, 장기적으로 식품, 사료, 의약품 등 가공분야의 시장이 급속히 확대되면서 분자농업을 이용한 생명공학제품 생산이 바이오산업의 최대분야로 부상할 것이다.
앞서 지적했다시피 국내 분자 농업 분야에 대한 투자는 아직 미비하고, 산업화를 할 수 있을 만큼 발달하지도 못했다. 이를 위해서 몇 가지 상세한 전략이 필요하다.
가장 시급한 것은 역시 기술적인 문제다. 기초 기반 기술, 응용 기술, 산업화 기술 모두를 연구하고 경험을 쌓아야 한다. 사업적인 전략도 빼 놓을 수 없다. 하지만 가장 중요한 것은 이 네 가지 전략의 균형이다. 각 분야의 전문가들로 이루어진 체계적인 구성의 연구단을 조직하는 것이 필요하다. 분야 간의 협력을 통해 중복 연구를 방지하는 등 최대한의 효과를 발휘해야 한다. 아울러 대중에게 홍보하여 관심을 유도하고 유능한 인재를 모집할 필요도 있다. 앞으로 규정될 분자 농업 관련 국제 규제를 유의하며 차근차근히 대비해 간다면 우리나라의 분자 농업 산업이 국제적으로 높은 위상을 가지는 것도 힘든 일은 아닐 것이다.
4. 참고자료
생명공학 / 오계헌 외 / 월드사이언스
생명공학의 이해 / 동아대학교 출판부 / 생명공학의 이해 편찬위원회
생명과학 / 김영원 외 / 라이프사이언스
혈전 용해제 식물 생산 / 한범수
형질전환 식물체 이용 생물 의약품 생산 / 강태진 / 논문
분자농업 기술과 산업 동향 / 김재훈 / 논문
엽록체 형질전환 :
http://www2.korea.kr/newsWeb/pages/brief/partNews2/view.do;JSESSIONID_KOREA=QCKJPnDdqFHpv2JZ2yngLTPlR9K1l8GY0MtryGfFtnNfVk669xKC!2132022925?dataId=155335714
식용백신 : 먹는 간염 백신
http://news.dongascience.com/PHP/NewsView.php?kisaid=20001130200000000014
유전자 재조합
http://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9C%A0%EC%A0%84%EC%9E%90_%EC%9E%AC%EC%A1%B0%ED%95%A9

키워드

분자농업,   형질전환,   유전자 재조합,   생물공학입문