유전자변형 작물은 재배면적이 급속하게 증가하고 있다. 이는 식물형질전환 기술의 효율이 증가하여 생산성이 높아졌기 때문이다. 하지만 유전자변형 작물이 상업화되며, 항생제 내성 유전자 위해성과 같은 안정성 문제와 제초제 내성 유전자에 대한 인체 독성 및 알러지 유발 가능성에 대한 논란이 지속되고 있다.
<h1>서 론</h1> <p>1996년 처음 상업화된 유전자변형 (Genetically Modified, GM) 작물의 재배면적은 매년 급속한 성장을 기록하여 2009년에는 25개국 1억 3천 4백만 헥타르에 이르고 있다. 이와 같은 GM작물의 성장세는 개발도상국과 선진국의 재배농민 모두에게 GM작물이 경제적으로 도움이 되며 식물형질전환기술의 급속한 발전으로 주요 작물에서 높은 효율로 형질전환 (transformation)이 가능해졌기 때문이다.</p> <p>GM작물 개발을 위한 식물형질전환기술의 급속한 발전은 새로운 배지나 형질전환법의 개발이 빠르게 이루어졌기 때문이기도 하지만, 항생제 내성 유전자와 같은 선발표지 시스템을 식물형질전환에 적용했기 때문이다. 일반적으로 식물체 내에 목적유전자를 형질전환하기 위해서는 운반체 (vector)라는 DNA 구성물을 사용하여 목적유전자와 함께 항생제 내성 유전자와 같은 선발표지 유전자를 토양미생물인 아그로박테리움 (Agrobacterium)의 식물체 내 T-DNA 전이 기작을 이용하여 세포(핵) 내로 도입한다. 하지만 아그로박테리움에 의해 외래유전자가 도입된 세포의 출현빈도는 보통 \( 10 ^ { -6 } \) \( \sim 10 ^ { -3 } \) 정도로 매우 낮으며, 유전자가 도입되지 못한 다수의 식물세포와 혼재하게 된다. 이때 재분화 유도 배지에 항생제를 첨가하면 목적유전자와 연결된 특정 항생제 내성 유전자가 정상적으로 도입된 식물체만이 생존하고 재분화가 유도되어 목적유전자가 도입된 식물체를 섭게 얻을 수 있다. 현재까지 식물형질전환을 위해 통상적으로 가장 많이 사용하고 있는 선발표지 유전자는 namycin과 같은 aminoglycoside계 항생제를 인산화하여 불활성화 시키는 neomycin phosphotransferase를 생산하는 \( n p t \mathrm { II } \) 유전자이다. 선발표지로 \( n p t \mathrm { II } \)를 이용했을 때 선발효과가 높지 않은 벼나 배추 등의 식물체에서는 hygromycin에 대해 내성을 보이는 hpt (hygromycin phosphotransferase) 유전자가 많이 사용되고 있다. 한편 항생제 내성 유전자뿐 아니라 제초제 내성 유전자도 효과적인 선발표지로 사용될 수 있다. Phosphinothricin (PPT) 내성 유전자인 bar나, glyphosate 내성 유전자인 EPSPS (5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase)를 사용하면 다른 항생제 내성 유전자를 사용하지 않아도 선발이 가능하고, 특정 제초제에 내성을 지닌 식물체를 육성할 수 있어 매우 유용하다.</p> <p>많은 GM 작물의 상업화로 재배면적과 생산량이 증가하면서 GM작물 개발과정에서 선발표지로 사용된 항생제 내성 유전자의 위해성 논란과 같은 여러 가지 안전성 문제가 제기되고 있다. 항생제 내성 선발표지 유전자의 위해성 문제는 GM작물체나 생산물의 항생제 내성유전자가 임상적으로 중요한 치료제인 항생제의 효과를 감소시킬 수 있다는 인체위해성과, 장내 또는 토양의 미생물로 항생제 내성 유전자의 수평적 유전자 전이(horizontalgene transfer)가 일어나 항생제 내성이 확산될 가능성이 있다는 환경위해성으로 구분할 수 있다. 한편, 제초제 내성 유전자는 자연교배를 통해 GM 작물에서 야생 또는 잡초 근연종으로 전이가 되면서 교배된 근연종이 새로운 서식지로 퍼져 잡초화 될 수 있는 가능성이 문제로 제기되고 있다. 또한 제초제 내성 유전자의 인체에 대한 독성 및 알러지 가능성이 계속 논란의 대상이 되고 있으며, 비표적 생물에 대한 위해성도 지적되고 있다.</p>