미나마타병의 원인물질인 수은은 자연에 널리 분포하고 있지만 산업이 발달함에 따라 방출량이 늘어나고 자연생태계의 먹이사슬에 의한 생물학적 축적으로 결국 인간에게 강한 독성을 나타내게 된다. 특히 수은의 유기수은 형태가 무기수은 형태보다 위해도가 크며, 독성은 약 200배 이상 강한 것으로 알려져 있다. 최근에는 토목학적, 물리·화학적 방법 대신에 식물을 이용한 중금속을 흡수- 무독화하거나 농-도를 저감시키기는 phytoremediation 기술이 시도된다.
<h1>서 론</h1> <p>미나마타병의 원인물질로 잘 알려진 수은 \( ( \mathrm { Hg } ) \) 은 자연생태계에서 토양과 하천 등 수계에 낮은 농로로 널리 분포하고 있으나, 산업이 발달함에 따라 방출량이 늘어나고 이로 인해 자연생태계의 먹이사슬에 의한 생물학적 축적 (bioaccumulation)으로 결국 인간에게 강한 독성을 나타내게 된다 (Bizily et al.2000). 특히, 수은의 위해도는 생태계에 존재하는 형태에 따라 크게 좌우되는데, 유기수은 형태 \( \left ( \mathrm { CH } _ { 3 } \mathrm { Hg } ^ {\prime } \right ) \) 로 존재하는 것이 무기수은 형태로 존재하는 것보다 위해도가 크며, 독성은 약 200 배 이상 강한 것으로 알려져 있다 (Ruiz et al.2003). 독성이 강한 유기수은은 자연상태에서 organomercurial lyase \( ( \operatorname { merB } ) \) 에 의해 비교적 독성이 약한 무기수은으로 전환되며, 이러한 무기수은 \( \left ( \mathrm { Hg } ^ { 2 + } \right ) \) 은 수은이온 환원 유전자인 mercuric ion reductase gene \( ( \mathrm { mer } A) \) 에 의해 비독성인 금속 수은 \( \left ( \mathrm { Hg } ^ { 0 } \right . \) )형태로 전환된다 (Bizily et al. 1999).</p> <p>최근에는 광범위한 오염지역 정화에 적용하기 힘든 토목학적, 물리·화학적 방법 대신 식물을 이용하여 중금속을 흡수- 무독화하거나 농-도를 저감시키기는 phytoremediation 기술이 시도되고 있다. Phytoremediation은 광산 및 공장지대등 중금속 오염이 심한 토양에 식물체를 식재하여 오염된 토양을 정화할 수 있는 친환경적 기술로 알려져 있다 (Eapen and D'Souza 2005; 김용호 2008). 그러나 중금속 오염 토양이 중금속 자체의 독성과 함께 척박한 토양의 물리성을 나타내는 경우가 많으므로 (Ok et al. 2004) 중금속 내성 식물의 생육이 저조하거나 오염지역 복원에 소요되는 기간이 배우 길다. 이런 단점을 보완하기 위하여 수은 정화관련 유전자를 식물에 도입하여 수은을 정화하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. Bizily 등(2000)은 merB 유전자를 애기장대 (Arabidopsis thaliana)에 도입하고 수은 정화가능성을 조사하였고, merA와 \( \operatorname { mer } B \) 유전자를 동시에 발현시키기도 하였다. 애기장대 외에도 벼 (Oryza sativa) (Heaton et al. 2003), 담배 (Nicotiana tabacum) (Ruiz et al. 2003), 호화미초 (Spartina alterniflora) (Czako et al. 2005; Czako et al. 2006), 클로렐가 (Chlorella sp.DT) (Huang et al. 2006), 갈대 (Phragmites communis Trinius) (Seul et al. 2003) 등에 merA 또는 \( \operatorname { merB } \) 유전자를 노입한 형질전환체 연구가 이루어겼고,성 평가 밎 심사를 받아야만 하는데, 법에서는 유전자변형 생물체를 시험·연구용, 농업용, 산업용, 보건의료용, 환경정화용, 해양.수산용으로 구분하여 관련 부처별로 관리하고 있다. 유전자변형생물체의 환경위해성 평가는 유전자변형 생물체가 환경에 미치는 잠재적 위해성을 과학적으로 검증하는 것이며, 유전자변형생물체의 분자생문학적 특성, 생리. 생태적 특성, 유전·육종적 특성, 독성 및 타생물체에 대한 영향 등을 비변형생물체와 비교하여 위해성 여부를 판단하게 된다 (Kim and Kim 2003). 환경위해성 평가의 첫 단계는 형질전환된 평가대상 유전자변형생물체의 유전자 도입 및 발현과 생물학적 특성 (분류, 생리, 유전, 생태)을 확인하고 분석하는 것이다. 그 후 실험실과 온실, 격리포장에서 이루어지는 노출평가와 부작용 정도 검증과정을 거치며 최종적으로 전반적인 위해성을 판단하게 된다 (박홍재 2008).</p>