초록 ▼

유전자재조합 기술을 이용한 식품의 유통량이 증가하면서 유전자재조합 제조과정에서 생성되는 특이 단백질의 안전성평가가 중요시되고 있다. 국외에서는 유전자재조합식품의 도입단백질의 소화성 평가로 잠재적인 알러지 유발 가능성을 예측하기 위해 in vitro 소화평가방법을 사용하고 있는데 현재 수행하고 있는 시험법은 위와 소장 내 소화가 별도로 평가되어 인간의 전체소화기관을 모방하지 못하는 단점을 보이고 있다. 본 연구에서는 1) 도입단백질을 이용하여 인간의 소화기관의 생리학적 조건을 최대한 모방한 다단계 연속배양법(입, 위, 소장, 대장)

유전자재조합 기술을 이용한 식품의 유통량이 증가하면서 유전자재조합 제조과정에서 생성되는 특이 단백질의 안전성평가가 중요시되고 있다. 국외에서는 유전자재조합식품의 도입단백질의 소화성 평가로 잠재적인 알러지 유발 가능성을 예측하기 위해 in vitro 소화평가방법을 사용하고 있는데 현재 수행하고 있는 시험법은 위와 소장 내 소화가 별도로 평가되어 인간의 전체소화기관을 모방하지 못하는 단점을 보이고 있다. 본 연구에서는 1) 도입단백질을 이용하여 인간의 소화기관의 생리학적 조건을 최대한 모방한 다단계 연속배양법(입, 위, 소장, 대장) in vitro 소화평가 모델시스템을 구축하고 2) 유전자재조합 콩에 도입단백질의 소화성을 평가하고 3) 전기영동을 이용하며 in vitro 소화산물의 단백질 및 펩타이드를 평가하고자 하였다.
in vitro 소화평가 모델 시스템 구축을 위해 여러 문헌을 근거로 인체의 각 소화기관에서 분비되는 소화액의 비율, 효소, pH 및 각 소화기관에서 머무르는 시간 등을 고려하여 3 가지의 조건을 제시하였고, 이들 중 가장 재현성이 높은 조건을 선택하여 CP4EPSPS가 도입된 유전자재조합 콩의 소화산물을 평가하였고 1,2 차 전기영동법의 비교 분석하였다. 아울러 대장모델로는 건강한 성인 4명의 변을 구하여 도입단백질과 유전자재조합콩의 단일 및 연속배양법에 의한 소화성 및 재현성을 평가하였다.
분비되는 소화액의 비율은 도입단백질과 아밀라아제틀 함유한 침샘, 펩신을 함유한 위액, 담즙산, 췌장에서 분비되는 소화효소를 함유한 장액의 비율이 각각 1대 0.4대 0.6대 0.4대 0.4인 것이 재현성이 높은 결과를 보였다. 이 조건에 유전자재조합 콩을 침샘에 5분, 위액에 l시간, 장액에 2시간, 대장에 24시간 연속배양하여 소화성을 분석한 결과 유전자재조합 콩의 도입단백질은 위액의 소화효소인 펩신에 의해 15초 이내에 완전 분해되었다. 대장에서는 배양 후 24시간이내에 완전 분해되었다. 1차 전기영동과 western blot법을 이용하여 도입단백질의 소화성이 평가되었고 2차 전기영동으로 유전자재조합콩의 단백질 및 펩타이드도 확인 가능하였다. CP4EPSPS가 도입된 유전자재조합 콩은 도입단백질이 위에서 빠른 시간 내에 완전 소화되어 잠재적인 알러지 유발가능성이 희박함을 시사하였다.
본 연구에서 제시한 인간의 소화기관에서 분비되는 소화액의 비율을 모방한 연속배양법의 in vitro 소화 평가시험법 유전자재조합 식품의 특이 단백질의 소화성을 신속, 저렴하게 평가하는 동시에 재현성이 높아 유전자재조합 식품의 안전성을 평가하는 일환으로 이용도가 높다.

Abstract ▼

The introduction of genetically modified plants in the human diet has raised consumer concerns about the potential adverse health effects. Gastrointestinal digestibility of proteins newly introduced into the food supply by genetically engineering is one of significant parameters for assessing safety

The introduction of genetically modified plants in the human diet has raised consumer concerns about the potential adverse health effects. Gastrointestinal digestibility of proteins newly introduced into the food supply by genetically engineering is one of significant parameters for assessing safety of GM foods on the assumption that digestive stability is undesirable. In vitro digestion assay has been utilized for predicting potential allergenicity of new protein however many studies have been carried out a singular phase of digestion such as simulated gastric fluid or intestinal fluid.
Objectives of this study were 1) to develop sequential in vitro digestion (mouth, stoma, upper intestine, and colon) simulating human gastro-intestinal (GI) tract, 2) to evaluate digestibility of new protein inserted in genetically modified food, 3) to utilize the electrophoresis for assessing the digested protein or peptide. CP4EPSPS and genetically modified soybean possessed CP4EPSPS were chosen for current study.
We performed three in vitro models simulating excreted volume of salivary, gastric, and intestine fluid, enzymes, pH, and incubation time based on both references and literatures. Anaerobic colon fermentation was performed with feces collected from four healthy adults for 24hrs. One model showing the high validation among three models was selected and then digestibility of new protein in genetically modified soybean was evaluated. Stability of new protein was detected using an electrophoresis and western-blotting.
The highest validation of digestibility of CP4EPSPS was show in sequential in vitro digestion model that having the ratio of ingestion of protein to excreted volume of GI tract fluid was 1 to 0.4 to 0.6 to 0.4 to 0.4. CP4EPSPS was more digestible by pepsin in gastric fluid rather than pancreatic enzyme in intestinal fluid. CP4EPSPS in genetically modified soybean was completely digested in 15 seconds in the gastric fluid in this model. CP4EPSPS was also complete degraded in 6 hrs after colon fermentation. Results from this study suggested that genetically modified soybean inserted CP4EPSPS does not have ia potential allergenicity due to complete digestion within very short time in gastric fluid. Our study showed that physiologically based in vitro digestion model in this study may be a useful tool for assessing digestibility of new protein or genetically modified foods.

목차 Contents

• 용역연구개발과제 최종보고서...1
• 표지...2
• 제 출 문...4
• 목 차...5
• Ⅰ. 연구개발결과 요약문...6
• (한글) 유전자재조합식품의 in vitro 소화평가방법 연구...6
• (영문) Development and optimization of simulated in vitro digestion model system for GM food...8
• Ⅱ. 총괄연구개발과제 연구결과...10
• 제1장 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표...10
• 제2장 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 방법...19
• 제3장 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 결과...26
• 제4장 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론...52
• 제5장 총괄연구개발과제의 연구성과...81
• 제6장 기타 주요변경사항...83
• 제7장 참고문헌...84
• 제8장 첨부서류...92