[논문]신육종기술의 규제 전망 및 문제점

김동헌; 서승만; 김지영; 김해영

doi:10.3839/jabc.2018.043

신육종기술의 규제 전망 및 문제점
Trends in the global regulation of new breeding techniques and perspective 원문보기

Journal of applied biological chemistry, v.61 no.4, 2018년, pp.305 - 314

김동헌 (Green Bio Consulting) , 서승만 (Institute of Life Sciences and Resources, Department of Food Science & Biotechnology, Kyung Hee University) , 김지영 (Institute of Life Sciences and Resources, Department of Food Science & Biotechnology, Kyung Hee University) , 김해영 (Institute of Life Sciences and Resources, Department of Food Science & Biotechnology, Kyung Hee University)

Abstract ▼ AI-Helper

'New Breeding Techniques (NBTs)' have been one of hot issues, since their future will be affected profoundly by national as well as international regulatory landscapes. In this review, we compare characteristics of NBTs with conventional and genetic modification, and analyze genetically modified organism (GMO) regulatory systems in the context of possible regulation of NBTs. NBTs are very heterogeneous in terms of principles, methodologies, and final products. As Living Modified Organisms (LMO) is defined in the Cartagena Protocol on Biosafety (CPB) as an organism containing novel combination of genetic materials obtained by the use of modern biotechnology, CPB as well as other national legislations locate itself somewhere in the middle between product-based and process-based regulations. It is also noted that jurisdictions with regulatory systems more oriented to product-based one tend to be more productive and decide or may decide to exempt site-directed nucleases-1 from GMO regulation. In this context, Korean legislations are reviewed to clarify the commons and differences in GMO definitions. Act on Transboundary Movement of LMO Act, Food Sanitation Act and Agricultural and Fishery Products Quality Control Act are three major acts to regulate GMOs. It is noted that there are differences in the definition of LMO or GM food/products especially between the LMO Act and the Food Sanitation Act. Such differences may cause conflicts between Acts when policy-decision regarding the regulation of NBTs is made. Therefore, it is necessary to reorganize legislations before policies regarding the regulation of any techniques from biotechnology are made.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이들을 GMO에 포함시킬 경우 상당한 경쟁력을 갖고 있으면서도 막대한 규제 비용과 시간의 소요로 실용화 확산에 어려움을 겪고 있는 유전자변형 기술의 전철을 밟을 것이라고 걱정하는 것이다. 따라서 본 보고에서는 신육종기술의 개요와 유전자 교정을 중심으로 한 각국의 규제 전망 그리고 국내 유전자변형 생물체 규제 규범을 비교, 검토하여 향후 신육종기술 규제 정책 수립을 위한 참고자료를 제공하고자 하였다.
이 보고에서 우리는 신육종기술로 분류되는 작물의 새로운 변이 창출에 대해 검토했다. 이들 중 일부는 최종 산물 내에 새롭게 조합된 유전물질을 포함(cisgenesis, intragenesis, SDN-3 등)하며 나머지는 신작물 육성 중간단계에서는 포함하지만 최종적으로 제거(역육종, RdDM, SDN-1, SDN-2)하거나 새롭게 조합된 유전물질의 도입(transgenesis)과정을 거치지 않는다(접목, 아그로 접종, ODM, SDN-1, SDN-2).

제안 방법

유전체 염기서열 분석 기술과 생명과학의 발달에 힘입어 개발된 유전자교정은 기존 기술에 비해 변이 창출의 정확도와 효율성을 크게 향상시켰다. 이 기술의 핵심은 ZFN, TALEN 과 CRISPR/Cas9 등의 위치 특이적 핵산분해효소(SDN) 시스템을 이용하여 유전체의 특정부위를 선택적으로 절단(DSBs; double strand breaks)하는 것이다. 이후에는 생물체 고유의 기작에 의해 절단부위의 복구가 일어나며, 이 과정에서 염기 중일부가 소실되거나(deletion), 단편이 삽입되거나(insertion) 혹은 다른 염기로 치환(substitution)되어 변이를 일으킨다[7].

대상 데이터

30개의 아미노산이 ββα 구조를 이루는 zincfinger 모듈 하나는 triplet nucleotide 하나와 선택적으로 결합한다. A, T, G, C 4개의 염기로 만들 수 있는 64개의 triplet 전체에 대응할 수 있는 ZF 모듈은 아미노산 서열을 조금씩 바꾼 combinatorial library 선발이나 구조 디자인을 통해 확보되었다. 대부분의 생물체는 DNA 내 18-24 nucleotide sequence의 독특한 서열을 갖고 있다.
반면에 산물의 성질에 상관없이 적용기술만을 대상으로 규제하는 완전한 과정 중심 규제 국가는 없다고 할 수 있다. Table 2에서는 Ishii와 Arakirk가 조사한 34개국 중 30개국을 대상으로 카르타헤나 관련법에 명문화된 GMO 정의를 분석했다[60]. 표에 따르면 30개국을 방법에 상관없이 산물의 성질에 따라 규제하는 캐나다와 미국 2개국(그룹 1), ‘비자연적 방법’으로 ‘유전적 변이’를 일으킨 생명체로 정의한 국가는 EU를 비롯한 8개국(그룹 2), ‘현대생명공학 혹은 유전공학’을 이용해 ‘유전적 변이’가 일어난 생명체로 정의한 국가는 호주를 비롯한 8개국(그룹 3), 마지막으로 ‘현대생명공학/유전 공학’ 기법으로 ‘새로 조합된 유전물질’을 포함하게 된 생물체로 정의한 국가가 아르헨티나 등 10개국(그룹 4)로 분류할 수 있다.
CPB는 제3조 (g)항에서 규제 대상이 되는 LMO를 ‘현대생명공학을 이용하여 얻어진 새로운 조합의 유전 물질을 가진 살아있는 생물체’로 정의하고 있으며 (i)항에서는 현대생명공학을 재조합 DNA나 세포 혹은 세포 내 소기관에 핵산을 직접 주입하는 것을 포함한 생물체에 핵산 기술을 적용하는 것으로 정의하고 있다. 즉 CPB는 현대 생명공학기술(process)을 이용해서 만든 생물체 중 새로운 조합의 유전물질을 가진 것(product)을 LMO규제 대상으로 삼았다. 이 규정에 대해 Atanassova와 Keiper는 현대생명공학기술 이용이라는 점을 들어 과정 중심(process based)의 규제라고 했다[8].

이론/모형

여기에는 주로 단백질과 DNA 분석이 활용된다. 단백질분석에 있어서는 항체-항원 반응 메카니즘을 이용하여 변이체가 생산하는 단백질과 특이적으로 반응하는 항체를 이용해서 검색키트, 웨스턴 분석 등의 기술을 활용한다. DNA 분석에는 유전체 염기서열 전체의 분석(whole genome sequencing), 타겟 단편의 분석(PCR) 혹은 변이와 연관된 마커 분석 기술 등이 널리 이용된다.

성능/효과

유전자교정과 관련된 국제 동향을 분석한 결과 산물 중심의 경향을 보이는 GMO 규제 체계를 채택한 국가들은 외래 유전자(transgene)가 없는 경우 GMO 규제에 포함시키지 않는 경향을 보였다. 한편 과정 중심의 규제 국가인 뉴질랜드와 유럽연합은 SDN-1을 규제 대상에서 제외하려는 움직임을 보이다가 사법기관의 제동이 걸린 사례라고 할 수 있다.
변이창출은 품종 개발의 핵심 요소 중 하나라고 할 수 있지만 자연 혹은 유도(방사능, 화학물질 처리) 돌연변이는 발생 확률이 매우 낮고, 무작위적으로 발생하기 때문에 그 활용이 제한적이다. 유전체 염기서열 분석 기술과 생명과학의 발달에 힘입어 개발된 유전자교정은 기존 기술에 비해 변이 창출의 정확도와 효율성을 크게 향상시켰다. 이 기술의 핵심은 ZFN, TALEN 과 CRISPR/Cas9 등의 위치 특이적 핵산분해효소(SDN) 시스템을 이용하여 유전체의 특정부위를 선택적으로 절단(DSBs; double strand breaks)하는 것이다.

후속연구

신기술의 위해성에는 제품의 특성(생리 대사, 생화학적 형질특성 등)뿐만 아니라 재배 중 환경의 변화, 영농방식 등 다양한 요인이 영향을 미치므로 일반화하여 비교할 수 없다. 다만 의도하지 않은 위해성은 변이의 무작위성에 의해 발생할 가능성이 높다는 점을 고려하면 각 기술의 비의도적, 무작위적 변이 창출 가능성을 비교하여 위험가능성을 간접적으로 비교할 수는 있을 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	유전자변형은 어떤 기술인가?	유전자변형(GM, genetic modification)은 전통육종(conventional breeding)을 이용한 농작물 신품종 육성의 여러 가지 기술적 문제를 해결할 수 있는 유력한 수단으로서 1990년대 중반 이후 그 상업적 활용이 지속적으로 증가하고 있다[1]. 그러나 환경단체 등의 반대 캠페인에서 비롯된 사회적 논란과 국가, 지역 및세계 수준의 복잡한 규제 체계, 그리고 이에 따른 천문학적인 제품 개발 비용 등으로 인해 이 기술의 잠재력이 크게 훼손됐다는 점도 부인하기는 어렵다[2].
	국내에서의 유전자교정 산물에 대한 시각은 어떠한가?	국내에서도 신육종기술, 특히 유전자교정 산물의 규제 가능 성에 대해 높은 관심과 우려를 표하고 있다[12,18]. 이들을 GMO에 포함시킬 경우 상당한 경쟁력을 갖고 있으면서도 막대한 규제 비용과 시간의 소요로 실용화 확산에 어려움을 겪고 있는 유전자변형 기술의 전철을 밟을 것이라고 걱정하는 것이다. 따라서 본 보고에서는 신육종기술의 개요와 유전자 교정을 중심으로 한 각국의 규제 전망 그리고 국내 유전자변형 생물체 규제 규범을 비교, 검토하여 향후 신육종기술 규제 정책 수립을 위한 참고자료를 제공하고자 하였다.
	유전자변형 생물 체에 대한 관련업자들의 입장은 어떠한가?	신육종기술의 개발이 진전되어 일부 기술의 실용적 활용이 현실화됨에 따라 관련 기술과 제품이 유전자변형 생물체(GMO, genetically modified organism)의 한 부류로서 규제될 것인지가 초미의 관심사로 떠오르고 있다[10-11]. 특히, 유전자변형 생물 체가 지나치게 엄격하게 규제되고 있다고 생각하는 관련 과학자와 산업체 관계자들은 신육종기술과 그 제품이 GMO와 같은 운명에 처하게 될 수도 있다는 것에 대해 심각하게 우려하고 있다[11-12]. 반면, 유기농업 관련자들은 신육종기술에 대해서도 GMO와 마찬가지로 반대의 입장을 표명하고 있다[13].

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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