[동물육종학 - 생명공학기술을 이용한 동물육종 및 개량방법]

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목차

< 목 차 >
1. 생명공학기술을 이용한 동물육종
(1) 체외수정이용
(2) 복제 가축의 생산
(3) 배성간세포(胚性幹細胞, ES세포)이용
(4) 외래유전자 도입과 Transgenic 가축
(5) 가축의 성제어 (sex control)

2. 선발의 종류와 장, 단점
(1)선발의 의의
(2)유전력과 선발
(3)외모에 의한 선발
(4)혈통에 의한 선발
(5)능력에 의한 선발
① 개체선발
② 가계선발
③ 후대검정
④ 간접선발

3. 교배법의 장, 단점
(1) 순수교배
(2) 근친교배
(3) 계통교배
(4) 품종간 교배(이품종교배)
(5) 이종교배와 이속교배
(6) 누진교배

4. 생명공학기술을 이용한 개량방법
(1) 형질전환 가축생산기술의 발달
(2) 형질전환 가축의 필요성
① 가축의 생산성 증대
② 고가의약품의 생산
③ 이식용 장기의 생산

본문내용

잡에 의해 태어난 자손은 품종간교잡종 또는 잡종이라하며, 순종에 비해 내병성이 강하고 번식능력, 생존율, 성장률 등이 우수한데 이런 현상을 잡종강세라 칭한다. 가축의 우량형질은 대체로 우성이며 교잡을 하면 각 품종이 가진 우량형질이 이형접합체 형태를 유지하면서 우수한 능력을 발휘하게 됨, 그러나 잡종끼리의 교배에서는 유전성이 불확실하여 자손에서 변이를 크게하는 요인이 될 수 있다. 주로 실용축의 생산과 새로운 품종의 작출에 널리 이용되고 있다.
(5) 이종교배와 이속교배
동물분류학상의 종을 달리하거나 속을 달리하는 개체간의 교배로서 여기서 생산된 자손을 종간잡종 또는 속간잡종이라 하며 이들을 모두 간생이라 칭한다. 대부분 불임을 야기(특히 수컷의 생식선에 이상 유발)시키며 이 형태의 예로서
- 종간잡종 : 노새(♀말 - ♂당나귀), 버새(♂말 - ♀당나귀)
- 속간잡종 : 캐탈로(Cattalo) : 바이슨(Bison americanus) × 유럽소(Bos taurus)
(6) 누진교배
재래종 암컷에 개량종 수컷을 교배하고 여기서 태어난 암컷에 다시 개량종 수컷을 교배하는 방법을 반복하여 재래종의 유전자 조성을 개량종에 가깝도록 하는 방법이다.
4. 생명공학기술을 이용한 개량방법
(1) 형질전환 가축생산기술의 발달
가축의 육종방법의 활용과 고능력가축의 농가보급에 의하여 증체, 산유량, 산란수 등 가축의 생산성 향상은 꾸준히 개선되어 왔으며, 또한 소비자의 기호도에 맞는 사양관리기술의 개선으로 축산물의 질적 향상을 초래하였다. 특히 인공수정과 수정란이식기술의 산업화는 고능력 유우 및 육우의 빠른 증식을 꾀할 수 있었는데, 이것이 축산생명공학분야에서 산업화된 최초의 기술이라 할 수 있겠다. 그러나 상기의 방법들에 의한 가축의 생산성 향상에는 한계성이 있었다.
90년대부터 가축개량효율을 증대시키기 위한 기술로서 가축복제기술이 개발되어 현재 우리나라에서도 산업화를 위한 시험단계에 있으나 영국 로스린(Roslin)연구소에서는 포괄적인 복제기술을 세계 100여 개국에 특허를 출원하여 새로운 복제기술의 개발이 절실한 상황이다. 한편 형질전환 가축(소, 돼지, 면양, 산양, 닭, 어류 등)생산 기술의 눈부신 발전과 함께 고가의약품생산, 인간질환모델동물로서 형질전환 가축의 개발 및 이용 가능성 연구도 일부 수행되고 있으며, 특히 최근에는 인간의 생리기능과 가장 유사한 돼지를 이용하여 인공장기를 생산하는 형질전환돼지의 개발연구도 상당하게 추진되는 등 인류의 복지를 향상시킬 수 있는 새로운 연구가 활발하게 진행되고 있고, 장래에 형질전환기술은 다양한 분야에서 산업화를 위한 방향으로 추진될 것이다.
(2) 형질전환 가축의 필요성
① 가축의 생산성 증대
형질전환 가축의 생산을 시도하고 있는 대표적인 것은 성장촉진, 산유량증대와 축산물의 품질향상이다. 미국 농무성에서는 각종 성장촉진유전자를 이용하여 형질전환 돼지를 생산한 결과 성장율이 매우 높았고 체지방을 줄이고 지육을 늘리는 효과가 있었던 것은 사실이다. 그러나 자연계에 존재하는 유전자를 이용하여 형질전환 가축을 개발함으로서 인체에 대한 유해원인을 최소화하였음에도 불구하고 최근 유전자전환생물체(GMO)는 소비자가 기피하기 때문에 연구가 활발하게 되고 있지 않으나, 21세기 식량난을 대비하여 반드시 재고되어야 할 것으로 판단된다.
돼지의 사료효율을 향상시키는 데에도 유전자 조작기법이 동원되고 있다. 첫째는 제1위내의 미생물을 유전공학적방법으로 개량하여 미생물이 분비하는 효소에 의해 사료의 섬유소 소화능력을 향상시키는 방법이고 둘째는 강력한 섬유소 분해효소를 분비하는 유전자를 수정란에 도입하여 형질전환 돼지를 생산함으로써 돼지자체에서 분비되는 효소에 의해 사료의 소화효율을 개선하는 방법이다. 축산기술연구소에서도 조사료를 이용할 수 있는 형질전환돼지를 개발 중에 있으나 유전자의 재구축과 돼지의 생리적인 문제점을 해결할 수 있는 연구가 필요하게 되었다. 유전자 조작기술이 추구하는 중요한 목표중의 다른 하나는 돼지의 내병성을 강화하는 것이다. 이 목표의 달성을 위해 바이러스나 특수질병에 대하여 저항성이 높은 유전자를 도입함으로써 가축의 폐사율을 줄이는 연구가 시도되고 있다. 또 다른 연구는 다양한 종류의 질환에 관련된 유전자를 이용하는 것이며 현재까지 보고된 것보다 훨씬 더 효율이 좋고 순도가 높은 백신이 개발되었으며 세계적으로 151종(1998년 기준)이 산업화되고 있다.
② 고가의약품의 생산
형질전환가축을 이용하여 치료용 고가의약품(혈전증치료제, 조혈촉진제, 암치료제 등)이나 호르몬을 생산하는 기술이 개발되고 있으며 이러한 기술을 이용한 특수약제의 생산은 축산의 일반적인 개념을 의약품 생산공장으로 바꾸어 놓을 수 있다. 특수 약품생산의 시장규모는 연간 수백억 달러에 이를 것으로 전문가들은 분석하고 있다(표 1). 조혈촉진유전자를 이용하여 빈혈치료제를 생산하거나, 혈우병 치료를 위한 혈액응고제를 생산하는 형질전환가축개발 연구 등 고가의약품 생산을 위한 형질전환연구가 산업화기술로 확립되고 있고, 그 외에도 여러가지 이용가치가 높은 생리활성물질을 가축에서 생산하려는 연구가 추진되고 있다. 우리나라에서도 유전자 조작기술을 이용한 형질전환 가축이 4종이나 생산되었으며, 특히 축산기술연구소에서는 조혈촉진유전자를 이용하여 형질전환돼지 ‘새롬이’ 를 개발함으로서 세계에서 유일의 빈혈치료제 생산이 가능한 돼지를 개발하였다
③ 이식용 장기의 생산
현재 미국에서는 50,000명 이상의 환자가 불치의 병을 치료하기 위한 이식용 장기를 기다리고 있다. 형질전환동물의 장기를 이식하여 2-3개월의 생명을 연장시킨 연구결과가 있듯이 앞으로 세계시장성이 가장 큰 인공장기의 생산연구가 활발하게 추진될 전망이다. 돼지는 인간과 가장 유산한 장기를 가지고 있다. 따라서 인체로 하여금 돼지의 장기를 자신의 장기로 인식시킬 수 있도록 유전자를 조작하여 형질전환돼지를 생산하려는 연구가 미국이나 영국 등에서 추진되고 있다. 이들이 성공될 경우 이식용장기의 부족사태를 해소할 수 있을 것으로 믿는다. 한편 인수공동의 전염성 바이러스의 문제점 해결과 윤리적인 문제점의 해결이 남아 있다.

키워드

개량,   육종,   선발,   도태,   생명공학기술,   생명공학,   형질전환,   동물 육종학