초록 ▼

● 연구목적
국제식품규격위원회(CODEX)의 유전자재조합식품 안전성평가지침 중 알레르기 안전성 평가와 관련하여 유전자재조합식품의 알레르기성 평가 및 관리체계 구축

● 연구결과 및 활용방안
< 제1세부과제 > 소아 식품알레르기 환자의 혈청 수집 및 유전자재조합식품 삽입단백질의 알레르기성 평가를 위한 혈청선별검사
식품 항원에 감작되어 있는 소아 알레르기 환자 혈청 856개를 임상정보와 함께 확보하였다. 환자의 혈청과 GM 옥수수 삽입단백질 (mCry3A, NPTII, mEPSPS), GM 카놀라 삽입단백질

● 연구목적
국제식품규격위원회(CODEX)의 유전자재조합식품 안전성평가지침 중 알레르기 안전성 평가와 관련하여 유전자재조합식품의 알레르기성 평가 및 관리체계 구축

● 연구결과 및 활용방안
< 제1세부과제 > 소아 식품알레르기 환자의 혈청 수집 및 유전자재조합식품 삽입단백질의 알레르기성 평가를 위한 혈청선별검사
식품 항원에 감작되어 있는 소아 알레르기 환자 혈청 856개를 임상정보와 함께 확보하였다. 환자의 혈청과 GM 옥수수 삽입단백질 (mCry3A, NPTII, mEPSPS), GM 카놀라 삽입단백질 (Barnase, GOX, Barstar), GM 면화 삽입단백질 (GUS)을 사용한 Immunoblot analysis에서는 아무런 반응성이 없었으나 일부 환자에서는 GM 옥수수 삽입단백질 중 PMI와 Cry1F에 대한 특이 IgE가 발견되었다. PMI와 Cry1F는 pepsin 처리에 쉽게 분해되므로 이들 단백질이 식품알레르기를 일으키지는 못할것으로 판단되나, 특이 IgE가 어떤 기전을 통해 발견되는지에 대해서는 향후에 추가 연구를 통해 규명할 필요가 있겠으며, 혈청선별검사에서는 individual serum 대신 pooled sera를 이용할 수 있겠다.

< 제2세부과제 > 소아 식품알레르기 환자의 혈청 수집 및 밀과 옥수수간의 교차반응 분석
소아 알레르기 환자 719명의 임상정보와 혈청을 확보하였다. 밀과 옥수수에서 alcohol-soluble protein인 gliadin과 zein 단백질을 각각 추출하여 환자 혈청내 특이 IgE와의 반응성을 확인하였다.또한 밀과 콩에서 각각 N-glycan을 분리하였으며, 이를 lectin-binding blot 및 혈청을 이용한 immunoblot에서 확인하였다.

< 제3세부과제 > 성인 식품알레르기 환자의 혈청 수집 및 수산물 알레르기 환자의 혈청 확보
성인 알레르기 환자 289명의 혈청을 확보하였으며, 특히 유전자재조합 동물과 관련하여 관심의 대상이 되고 있는 수산물 알레르기에 대해서는 임상 증상이 확실한 환자의 혈청을 50개 확보하였다. 식품알레르기 환자에서 알레르기 염증과 관련된 YKL-40의 혈중 농도가 상승되어 있음을 확인하였으며, 이는 식품알레르기가 전신적 질환이라늠 점을 시사하고 있다. vitamin D 농도 및 vitamin D receptor polymorphism과의 연관성은 관찰되지 않았다.

< 제4세부과제 > 유전자재조합식품의 알레르기성 평가를 위한 삽입단백질의 제조
GM 옥수수 MIR604에 삽입된 mCry3A, GM 옥수수 GA21에 삽입된 mEPSPS, GM 옥수수 MIR162에 삽입된 PMI, GM 옥수수 MON863에 삽입된 NPTII, GM 카놀라에 MS8에 삽입된 barnase, GM 카놀라 RF3에 삽입된 barstar, GM 카놀라 GT73에 삽입된 GOX, GM 면화 15985에 삽입된 GUS, GM TC6275에 삽입된 Cry1F 단백질들을 대장균 내에서 다량 발현시킨 후 affinity chromatography를 통해 순수하게 분리 정제되었다.

● 연구활용방안
GM 식품에 삽입되어 있는 단백질의 발현 및 분리정제와 국내 환자 혈청을 이용한 선별검사를 시행함으로써 GM 식품의 알레르기 안전성 평가를 위한 경험과 기술이 축적되었고 향후 표준화된 시스템을 구축하는데에 활용할 수 있다.

Abstract ▼

Purpose: This study was conducted to establish safety evaluation of potential allergenicity of genetically modified food.

Results:
1. Collection of serum from allergic children and serum screening of GM food
Sera were obtained from 856 allergic children who are sensitized against common

Purpose: This study was conducted to establish safety evaluation of potential allergenicity of genetically modified food.

Results:
1. Collection of serum from allergic children and serum screening of GM food
Sera were obtained from 856 allergic children who are sensitized against common food allergens. Serum screening test was done using patients' sera and newly inserted protein in GM corn, GM canola and GM cotton. PMI- and Cry1F-specific IgE were detected, while other proteins (mCry3A, mEPSPS, NPTII, Barnase, Barstar, GOX, GUS) did not show any reactivity. However, these proteins are not likely to develop allergic reactions, because they are easily degraded by pepsin digestion.

2. Collection of serum from allergic children and analysis of immunogenicity and cross-reactivity among plant proteins
Sera were obtained from 719 allergic children who are sensitized against common food allergens. Alcohol-soluble proteins were extracted from wheat and corn. N-glycan extracted from wheat and soy reacted with serum IgE from allergic patients to corresponding foods. These components might be considered when evaluating potential allergenicity of GM food.

3. Collection of serum from allergic adults and analysis of seafood allergy
A total of 289 sera from allergic adults were collected. Of 289, 50 patients manifested definite food allergy symptoms by ingestion or contact with fish or shellfish. Food allergy might be associated with airway inflammation via YKL-40.

4. Sequencing, cloning, expression and purification of newly inserted protein in GM food
Newly inserted gene was sequenced and cloned from GM corn (MIR604, GA21, MON863, TC6275), GM canola(MS8, RF3, GT73) and GM cotton (15985). These proteins (mCry3A, mEPSPS, PMI, NPTII, Barnase, Barstar, GOX, GUS, Cry1F) were expressed and purified for serum screening.

Future plan:
The allergenicity of GM food was assessed by immunoblot analysis using sera from allergic children and newly inserted protein in GM food which was sequenced, cloned, expressed and purified. These proteins and sera will be used for further safety evaluation of GM food, and are helpful to establish the standardized methods in allergenicity assessment of GM food.