농촌진흥청이 비타민 A가 함유된 ‘황금쌀(golden rice)’을 개발했다.
농촌진흥청 농업생명공학연구원 세포유전과 하선화 박사팀은 고추의 색소 유전자를 벼에 도입, 부족할 경우 야맹증 등 각종 눈과 피부 질환을 일으키는 비타민 A의 전 단계 물질인 ‘베타카로틴(β-Carotene)’의 함량이 쌀 100ｇ당 1.27㎎인 황금쌀을 개발했다고 29일 밝혔다.
이미 해외에서도 비타민 A 함유 황금쌀이 개발됐으나 국내 황금쌀은 ‘다중유전자 동시발현’이라는 유전공학적 원천 기술이 도입돼 앞으로 활용 가능성이 더욱 높다고 농진청은 밝혔다.
황금쌀 개발은 자연계에 ‘안토시아닌(anthocyanin)’과 함께 가장 널리 분포돼 있는 색소군(群)인 ‘카로티노이드(carotinoid)’ 연구에서 출발했다.
하선화 박사팀은 흰색에서 황색, 주황색, 홍색은 물론 검은색까지, 여느 꽃보다 더 다채로운 전 세계 고추 열매의 색깔에 주목해 고추내 유전자가 어떤 과정을 거쳐 이 같은 색깔을 발현하는지를 1999년부터 연구하기 시작했다.
연구 결과 고추는 면역기능 향상, 항암기능 등 인체에 유익한 카로티노이드 성분인 ‘라이코펜(Lycopene)’, ‘베타카로틴(β-Carotene)’, ‘베타크립토산틴(β-Cryptoxanthin)’, ‘지아산틴(Zeaxanthin)’, ‘캡산틴(Capsanthin)’ 등의 색소를 모두 발현시킬 수 있는 가능성을 지니고 있다.
하 박사팀은 라이코펜에 고추내 특이 유전자가 작용하면 베타카로틴으로 전환되고, 또 다른 유전자가 베타카로틴에 작용하면 베타크립토산틴으로, 다시 지아산틴과 캡산틴으로 변화되는 일련의 카로티노이드 생성대사 과정을 규명했다.
하 박사팀의 연구 결과는 세계적 학술지인 ‘실험식물학(Journal of Experimental Botany)’ 최근호의 표지 논문으로 선정됐으며 하 박사는 이를 기초로 고추 색소 유전자를 ‘다중유전자 동시발현’ 기술을 통해 벼에 도입하는 연구를 계속했다.
즉 라이코펜에 작용하는 유전자와 베타카로틴에 작용하는 유전자를 하나의 유전자로 만들어 벼에 도입해 베타카로틴 특유의 황금색을 지닌 황금쌀이 개발됐다.
하 박사는 계속해서 고추내 색소 관련 유전자 3개와 4개를 하나로 묶어 벼에 도입하는 연구도 진행중이다. 이 연구가 성공할 경우 황금색 쌀에 이어 영양학적으로 우수한 캡산틴 특유의 붉은색을 지닌 쌀을 만날 수 있다는 설명이다.
농진청은 벼에서 입증된 베타카로틴 생성기술을 고려대와 경희대, 진주산업대에 이전, 각각 당근과 배추, 감자에 적용하는 추가 연구 역시 진행중이며 조만간 연구 성과가 나올 것이라고 밝혔다.
하선화 박사는 “고추 색소 유전자 발현과정이라는 기초 연구에만 꼬박 4년이 넘게 걸렸고 이후 벼에 도입하는 실용연구는 2002년부터 시작돼 현재 황금쌀이라는 성과를 내놓았지만 아직도 연구는 진행중”이라며 “미래 종자전쟁에 있어 생명공학 원천기술인 ‘다중유전자 발현기술’은 큰 경쟁력이 될 것이며 황금쌀의 경우 안전성 평가를 받은 다음 농가에 보급될 경우 농가 소득 증대에도 큰 도움이 될 것”이라고 밝혔다.