보고서 정보
주관연구기관 |
식품의약품안전청 Korea Food & Drug Administration |
연구책임자 |
박선희
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참여연구자 |
김영찬
,
김해영
,
신효선
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보고서유형 | 최종보고서 |
발행국가 | 대한민국 |
언어 |
한국어
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발행년월 | 2000-05 |
주관부처 |
보건복지부 |
사업 관리 기관 |
한국보건산업진흥원 Korea Health Industry Development Institute |
등록번호 |
TRKO201400018171 |
DB 구축일자 |
2014-11-29
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키워드 |
유전자재조합식품.안전성 평가.항생제내성유전자.장내미생물.food derived by biotechnology.safety evaluation.antibiotics resistance.maker gene.intestinal bacteria.
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초록
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현대의 식량문제는 식량부족의 양적 문제뿐만 아니라 보다 안전하고 양질의 식품에 대한 소비자의 질적욕구에 의해 끊임없이 제기되고 었다. 이러한 문제를 대처하기 위해 식품분야에서도 유전자재조합기술이 응용되고, 그 결과 유전자재조합식품의 실용화가 이루어졌다. 그러나 유전자재조합식품의 경우 식품으로 이용된 경험이 없을 뿐만 아니라 지금까지 식품 그 자체의 안전성은 경험에 의하여 확인되어 왔을 뿐으로 식품 그 자체의 안전성을 평가한 예도 적어 안전성에 대한 소비자의 우려가 적지 않은 실정이다. 유전자재조합식품의 안전성에 대한 우려는 이들 식
현대의 식량문제는 식량부족의 양적 문제뿐만 아니라 보다 안전하고 양질의 식품에 대한 소비자의 질적욕구에 의해 끊임없이 제기되고 었다. 이러한 문제를 대처하기 위해 식품분야에서도 유전자재조합기술이 응용되고, 그 결과 유전자재조합식품의 실용화가 이루어졌다. 그러나 유전자재조합식품의 경우 식품으로 이용된 경험이 없을 뿐만 아니라 지금까지 식품 그 자체의 안전성은 경험에 의하여 확인되어 왔을 뿐으로 식품 그 자체의 안전성을 평가한 예도 적어 안전성에 대한 소비자의 우려가 적지 않은 실정이다. 유전자재조합식품의 안전성에 대한 우려는 이들 식품의 시장성을 위축시키고 개발전망을 저해하는 커다란 요인이 되고 있어, 국제 식량무역마찰을 일으키는 요소로 확대되고 있다. 이에 OECD와 CODEX회의를 비롯한 선진각국에서는 이들 식품의 안전성을 확보하기 위한 관리 및 평가지침을 마련하고 있으며, 식품 그 자체의 안전성평가를 위한 과학적인 실험 연구 방법들도 강구하고 있다. 기본적인 접근방법은 유전자재조합식품의 안전성문제 중독성이나 알레르기성에 대해서는 기존의 식품과의 비교 검토하고 항생제 내성유전자의 안전성 문제는 장내미생물로의 전이와 관련하여 장내미생물의 항생제내성 등에 대해 검토하고 있다. 그러나 우리 나라의 경우 안전성확보를 위한 관리 및 안전성 평가를 위한 과학적 근거마련이 미비한 실정이었다.
이에 본 연구는 제 1, 제2세부과제로 나누어 제 1세부과제에서는 유전자조작식품의 안전성확보를 위한 선진 각국의 관리현황 및 평가방볍을 조사하여 우리 나라에게 필요한 안전성평가 및 관리기준을 만들고자 하였다‘ 한편, 제2세부과제에서는 유전자재조합식품의 안전성 문제를 평가함에 있어 과학적 분석방법으로 소화관을 통한 물리 • 화학적 작용에 의한 영향을 평가할 필요가 있어 이를 위한 in vitro 실험계를 만들고자 하였으며, 특히 최근 식품의 기능성과 안전성을 평가에 있어 장내세균의 역할이 주목되고 있어, 장관내 환경 속에서의 변화를 예측 평가하기 위한 in vitro system을 장내세균연속유동배양장치를 이용하여 개발하고자하였다.
제 1세부과제 ’유전자 조작식품의 안전성 확보를 위한 관리지침 설정에서 1차년도 유전자재조합식품의 관리방안 설정을 위한 연구에서도 유전자재조합기술을 이용하여 만들어진 식용 농작물의 관리방안에 대하 여 유전자재조합기술의 개요 및 관리대상의 범위, 주요 외국의 유전자재조합 식품의 관리현황을 중심으로 조사하였다. 또한 우리 나라에서 적용할 수 있는 유전자재조합 식품의 안전성 평가 방법으로 유전자재조합 식품 동의 신규성 여부의 판단 방법, 유전자재조합농작불 및 유전자재조합식품 생산시 이용된 마커 유전자의 안전성 평가 방법, 유전자재조합 식품의 알레르기 발현에 대한 평가 등에 대한 방안을 제시하였다. 또한관리지침 설정을 위해 필요한 행정조치로 표시에 대한 정책방향의 결정과 관리지침의 성격에 대해 언급하였고, 대 정부 제언으로써는 전문가 위원회의 구성, 소비자 수용태세 제고를 위한 대 국민 교육 및 홍보 강화, 유전자재조합 식품의 사회적 수용성 제고를 위한 연구추진, 알레르기 등 관련 데이터베이스의 구축, 관련 국제기구의 활동에 적극 참여 등을 건의하였다.2차년도의 '유전자재조합식품의 표시지침 설정을 위한 연구’에서는 유전자재조합식품에 대한 국내외 개발동향을 조사하고, 미국, 일본 등 주요 국가와 WTO, CODEX 등 관련 국제기구의 표시 관련 관리동향을 수집 • 분석하였다. 표시를 확인하기 의한 검출방법인 CR 방법 등을 살펴보고, 그 개선방안을 제시하였다. 식품 전문가 그룹 464명을 대상으로 유전자재조합식품의 인식도, 수용도, 개발방향, 표시방향에 대한 설문조사를 실시한 후 이를 분석하였다. 유네스코 한국위이를 토대로 유전자재조합식품의 표시방안을 제시하였다.
3차년도의 ’유전자재조합식품에 관한 홍보방안 수립을 위한 연구' 에서는 건전한 식품생물산업의 육성을 위해서는 유전자재조합식품에 대해 소비자가 갖고 있는 막연한 볼안감의 해소와 수용태세의 긍정적인 변환이 요구된다. 이를 위해서는 과학적인 평가에 근거한 정보의 제공 등 홍보방안의 수립이 매우 중요하다.
본 연구사업에서는 주요국가의 소비자 홍보내용을 조사하고, 주요언론의 보도내용을 분석하였다. 또한 일반 인 1,101명을 대상으로 동 식품에 대한 설문조사를 실시하여 소비자들에게 필요한 홍보주제를 선정하였다. 이를 토대로 유전자재조합식품의 개발목적 및 이익, 잠재적 위험성 등 12개 주제별로 홍보(안)를 작성하여 관련기관에서 활용 할 수 있도록 제시하였다.
제2세부과제 ’장내세균배양장치를 이용한 삽입유전자의 안전성 평가를 위한 연구’에서는 장내세균이 서식하는 소화관 내에서의 유전자재조합식품에 이용된 삽입유전자의 안전성응 평가하기 위한 실험계의 개발을 목적으로 하며, 1차년도에는 장내세권 연속배양장치를 이용한 실험계를 확립하기 위한 배양실험조건의 설정을 목적으로 하였다. 2개의 배양조를 산소투과성이 낮은 소재의 tube로 연결하여 pH, 혐기도, 새로운 배지의 공급속도 등을 조절하여, 사람의 분변에서와 유사한 균총을 배양기내에서 대량 배양하는 것이 가능했다. 이 균혼합액을 이용하여 식품 등의 장내미생물의 구성에 미치는 영향을 조사함으로써 유전자재조합 식품에 대한 자료도 얻을 수 있을 것으로 기대되었다.2차년도에는 유전자재조합 식품의 안전성 평가시 항생제내성표지유전자의 안전성을 평가하기 위한 기준 마련과 항생제내성유전자의 전이를 조사하기 위한 실험계의 설립을 위하여 연구를 수행하였다. 우선 건강한 성인의 장내세균중 항생제내성의 분포를 건강한 20대 성인 여성 6명을 대상으로 100㎍/㎖ KAnamycin, ampicillin, gentamycin, tetracycline을 각각 첨가한 배지에서 조사한 결과, LadolxIcillus와 Enterococcus에서는 ampicillin 감수성을 보였으나, 그밖에는 개인별균별로 대부분 내성을 보였다. 이 결과 유전재조합 식품개발에 이용되는 kanamycin 등 항생제내성표지 유전자가 장내세균으로 전이한다고 해도 이미 존재하는 내성균과의 구별은 어려울 것으로 판단되었다.3차년도에는 4-6세의 아동을 대상으로 장내세균의 항생제 내성균의 분포를 조사하였다. 120㎍/㎖의 ampicillin과 kanamycin, 100㎍/㎖의 gentamicin, 50㎍/㎖의 tetracycline, 200㎍/㎖ hygromycin B가 첨가된 각각의 배지에서 장내세균의 성장을 조사한 결과, 분변 19당 총균수는 2차년도에 조사한 성인의 경우(107-1011 )와 비슷하게 나타났으며(109 -1019), 항생제 내성균의 분포는 성인의 경우 102-1010으로 낮은 점유율을 나타낸 반면 유아의 경우 107-109정도로 높은 점유율을 나타내었다. 특이할 점은 LactobaCillus의 경우, 성인의 시료에서는 대부분 aMPillin에 감수성을 보인 반면, 아동 시료의 경우 거의 대부분이 내성을 지니고 있어,성인보다 아동의 경우가 항생제 내성에 대한 연령차이를 보였다. 한편 항생제내성유전자를 함유한 유전자재조합식품으로부터 실제로 항생제내성유전자가 장내미생물로 전이할 수 있는 지를 조사하기 위해 장내세균 연속배양장치에 분변을 정착시켜 배양한 장내세균배양액에 ampicillin 내성을 갖는 유전자재조합 1311 생물(E.coli JM109-5)을 동시 배양하여 유전자의 전이를 조사하였다. 그러나 검출한계 10-7견에서 유전자의 전이는 확인되지 않았다.
본 연구결과, 아동에 있어서 장내세균의 창생제 내성이 항생제치료에 의한 장내 선택성에 의해 획득되고 정착된 것인지, 또는 최근 식품 중 잔류수의약품이 문제가 되고 있는바 그 영향에 의한 것인지 보다 더 자세한 원인규명이 필요하다고 판단된다. 또한 유전자재조합 식품에 주로 사용되는 표식 유전자가 kanamycin, gentamicin, hygromycin 내성유전자인 것으로 미루어 볼 때, 유전자재조합식품에 의한 항생제 내성유전자 전이에 대한 우려를 논하기 이전에 정상 장내 세균총에서의 항생제 내성양상 및 항생제 내성 유전자의 전이가능성에 관한 연구가 선행되어야 한다고 사료된다. 현재까지 얻어친 항생제내성 패턴 결과로는 유전자재조합식품에 의해 장내세균이 항생제 내성이 획득했다고 해도 확인이 거의 불가능하며, 따라서 항생제내성유전자의 확산 위험성올 평가할 수 없어, 안전성에 문제가 있다고 판단할 수 없다. 따라서 장내미생물의 항생제 내성에 대한 보다 종합적인 연구가 필요한 것으로 판단되었다.
이상의 연구결과로 유전자재조합식품의 안전성문제에 있어서 보다 더 과학적인 판단을 유도하여 대 • 내외의 급격한 환경변화에 유연하고 능동적으로 대처해 나가면서, 좀더 안전하고 품질이 우수한 식품이 국민에게 공급되도록 하고, 국민이 안심하고 건전한 식생활을 유지하고, 국내 유전자재조합식품의 개발의 활성화와 대외 경쟁력향상에 기여할 수 있을 것으로 기대한다.
Abstract
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The issues of food are divided into two aspects, the shortage and safety of food. To cope with these aspects, the recombinant DNA techniques were applied to food technology and foods derived from biotechnology has been developed. However, the lack of practical experience has been concerned to the sa
The issues of food are divided into two aspects, the shortage and safety of food. To cope with these aspects, the recombinant DNA techniques were applied to food technology and foods derived from biotechnology has been developed. However, the lack of practical experience has been concerned to the safety toward these foods.
From this study, we tried to develop the safety evaluation of foods derived from biotechnology in two sub-projects. In the first sub-project, the food safety evaluation and anagement standard in Korea were developed from the investigation of those in developed countries. In the second sub-project, continuous culture system for intestinal bacteria was developed for evaluation of the safety issue of foods derived from biotechnology.
[Project No. 1] Study on establishing management guidelines for maintaining safety of foods derived from biotechnology
At the 1st year, in order to investigate management plan for edible agricultural products cultivated by gene modification techniques, scientific backgrounds of these techniques, scopes of the management, and current state of the management for foods derived from biotechnology in other countries were reviewed. In addition, assessment of utritional components of these foods, safety of marker genes used for food production, and allergenicity test were suggested as safety evaluation methods for these foods which might be applicable to the situation in Korea. In order to arrange administrative management necessaries for establishing management guidelines, characteristics of these guidelines and decisions to be made for policy direction of these foods labeling were briefly reviewed. We made the following suggestions: 1) organizing an expert committee; 2) reinforcing public education to improve consumer's attitude; 3) implementing researches to raise social acceptability; 4) establishing database on scientific information such as allergenicity; 5) participating activities of international organizations related to foods derived from biotechnology.
At the 2nd year, the movements of these foods development in domestic and foreign countries were investigated to establish the labeling guidelines. Information on the labelling management patterns of these foods in main countries such as U. S. A. and Japan as well as international organizations such as WTO and CODEX were collected and analyzed. Also, nalytical method such as PCR used to validate the information on the labeling was reviewed, and what needs to be improved were suggested. Survey on perception, acceptability, development direction, and labeling direction for these foods was conducted against 464 food experts. Similar survey was also conducted against consumer groups, and articles related to GMO in press were analyzed. Based on these results, a labeling scheme for these foods was suggested.
At the 3rd year, in order to food biotechnology industry be sound, ambiguous fear that consumers commonly have for these foods needs to be solved, and consumers' attitudes need to be changed to a positive direction. Therefore, it is very important to establish education plan to provide biotechnology information based on strong scientific evidence. In this study, contents of consumer education in main countries were investigated, and news in press related to GMO were continuously analyzed. To determine the major issues for education, the same survey was performed against 1,101 consumers. Based on these results, consumer education materials containing 12 issues(e.g. the purpose and benefit of GMO development, potential risk etc,) were prepared and it will be used by consumer groups, government and other related organizations.
[Project No.2] Safety evaluation of inserted DNA using intestinal bacteria culture system
The purpose of this study was the development of experimental system for evaluation of genes inserted in genetically modified foods. To perform the experimental system from continuous culture reactor of intestinal bacteria, the experimental conditions were determined in the first year. Using two reactors with low oxygen permeability tube, the intestinal bacteria existed in human feces were cultured in large scale reactor under the regulation of pH anaerobic condition, and culture supply velocity.
From this culture system, the effect of population in intestinal bacteria was investigated and the data for genetically modified foods were collected. In the second year, antibiotic resistance and gene transfer for safety evaluation of genetically modified foods were investigated for performance of experimental system.
To determine the antibiotic resistance, intestinal bacteria from six healthy adults were cultured in the media containing 100㎍/㎖ of kanamycin, ampicillin, gentamycin, or tetracyclin At each experiment Lactobacillus and Enterococcus showed ampicilin sensitivity but most of them showed resistance.
In the third year, we had studied the intestinal bacteria's antibiotic resistance about 4 to 6 year-old children. Intestinal bacteria were cultured on each plate including 120㎍/㎖ of ampicillin or kanamycin, lOO㎍/㎖ of gentamicin, 50㎍/㎖ of tetracyclin, or 200㎍/㎖of hygromycin B. From these experiments, total cell number (109-1010) per 19 of human feces was similar to that of adult's (107-1011 ) investigated in last year and the portion of antibiotic resistance bacteria was 102-1010 for adults and 107-109for children. Specially, most of adult samples showed ampicillin sensitivity in the case of Lactobacillus, but most children samples showed ampicillin resistance. Also, using the GMO including antibiotic resistance, the transfer of marker gene with antibiotic resistance to intestinal bacteria had been determined. Genetically modified bacteria (E.coli JM109-5) was inoculated into intestinal bacteria cultures in continuous culture reactor and the content of gene transfer was measured. But no gene transfer was found in detection assay up to 10-7 threshold.
As the outcome of this research, methods of the safety evaluation for genetically modified foods were established for preparation of guidelines and the performance of experimental system using intestinal bacteria in continuous culture reactor.
The results from this study can be used as fundamental data for safety evaluation of genetically modified foods. However, further researches have to be followed for new and novel application for safety evaluation of genetically modified foods.
목차 Contents
- 표지 ... 1
- 제출문 ... 3
- 목차 ... 4
- 연구개발사업 최종보고서 요약문 ... 6
- Project Summery ... 8
- 총괄연구개발과제 연구결과 ... 10
- 1. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 10
- 2. 총괄연구개발과제의 최종 연구개발 내용 및 결과 ... 20
- 3. 총괄연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 24
- 4. 총괄연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 26
- 5. 총괄연구개발과제의 활용계획 ... 29
- 6. 첨부서류 ... 29
- 제 1 세부연구개발과제 연구결과 ... 30
- 1. 제 1 세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 30
- 2. 제 1 세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 30
- 3. 제 1 세부연구개발과제의 최종 연구개발결과 ... 32
- 4. 제 1 세부연구개발과제의 연구결과 고찰 및 결론 ... 33
- 5. 제 1 세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 34
- 6. 제 1 세부연구개발과제의 활용계획 ... 35
- 7. 참고문헌 ... 35
- 제 2세부연구개발과제 연구결과 ... 40
- 1. 제 2 세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 41
- 2. 제 2 세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 45
- 3. 제 2 세부연구개발과제의 최종 연구개발결과 및 고찰 ... 51
- 4. 제 2 세부연구개발과제의 연구결과 결론 ... 93
- 5. 제 2 세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 94
- 6. 제 2 세부연구개발과제의 활용계획 ... 94
- 7. 참고문헌 ... 95
- 제 3세부연구개발과제 연구결과 ... 100
- 1. 제 3 세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 101
- 2. 제 3 세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 101
- 3. 제 3 세부연구개발과제의 최종 연구개발결과 ... 102
- 4. 제 3 세부연구개발과제의 연구개발 결과 및 결론 ... 107
- 5. 제 3 세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 108
- 6. 제 3 세부연구개발과제의 활용계획 ... 109
- 7. 참고문헌 ... 109
- 제 4세부연구개발과제 연구결과 ... 112
- 1. 제 4 세부연구개발과제의 최종 연구개발 목표 ... 113
- 2. 제 4 세부연구개발과제의 연구대상 및 방법 ... 113
- 3. 제 4 세부연구개발과제의 최종 연구개발결과 ... 113
- 4. 제 4 세부연구개발과제의 연구개발 결과 및 결론 ... 114
- 5. 제 4 세부연구개발과제의 연구성과 및 목표달성도 ... 114
- 6. 제 4 세부연구개발과제의 활용계획 ... 115
- 7. 참고문헌 ... 115
- 끝페이지 ... 322
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