학문
유전자 조작으로 만든 형광 물고기나 형광 식물 같은 것들이 어떤 방식으로 형질이 도입되는지?
안녕하세요.
유전자 조작으로 만든 어떤 생물들의 형광 단백질과 유전자를 어디에 삽입하는지, 자연 생태계 유출 시 우려되는 점들은 어떤 것들이 있나요?
3개의 답변이 있어요!
형광 생물은 주로 해파리(GFP)나 산호에서 유래한 형광 유전자를 미세 주입법(수정란에 직접 주입)이나 유전자 총, 아그로박테리움(식물용) 등을 통해 세포 내 DNA에 삽입하여 만듭니다.
이때 유전자가 자손에게도 전달되도록 핵 속의 염색체에 고정하며, 특정 부위나 전신에서 빛이 나도록 조절하는 '프로모터' 스위치를 함께 연결합니다.
하지만 이런 유전자 조작 생물이 자연 생태계로 유출될 경우, 야생 근연종과의 교배를 통한 유전자 오염은 물론 생태계 교란이 발생할 수 있습니다.
특히 형광처럼 화려한 색은 포식자의 눈에 잘 띄어 먹이사슬의 균형을 깨뜨릴 위험이 있으며, 한 번 유출된 유전자는 회수가 거의 불가능합니다.
그렇기 때문에 상업용 형광 생물은 대개 불임 처리를 거쳐 유통되지만, 그럼에도 생물 다양성 파괴 우려가 항상 있어 엄격한 법적 관리가 이루어지고 있습니다.
안녕하세요.
형광 물고기나 형광 식물처럼 유전자 조작으로 형광을 띠는 생물은 자연 상태에서는 존재하지 않던 형광 단백질 유전자를 인위적으로 도입하여 만들게 됩니다. 대부분의 형광 생물은 해파리나 산호에서 유래한 형광 단백질 유전자를 사용하는데요, 가장 대표적인 것이 녹색 형광 단백질(GFP) 계열이며, 이 단백질은 특정 파장의 빛을 흡수한 뒤 녹색이나 적색 등의 빛을 방출합니다. 이 단백질 자체가 발광 효소처럼 작동하기 때문에, 별도의 화학 반응이나 보조 인자가 없어도 세포 안에서 안정적으로 빛을 낼 수 있다는 점이 중요합니다. 형광 물고기와 같은 동물의 경우, 수정 직후의 배아 단계에서 형광 단백질 유전자를 미세주입 방식으로 넣는 것이 일반적인데요 이때 단순히 유전자만 넣는 것이 아니라, 그 유전자가 잘 읽히도록 프로모터라는 조절 서열을 함께 붙입니다.
질문하신 자연 생태계로 유출될 경우의 우려점은 형광 형질이 번식에 영향을 줄 가능성입니다. 형광이 포식자에게 더 잘 눈에 띄면 생존에 불리할 수 있으나 반대로 짝짓기 과정에서 선택받는 형질이 되면 자연 개체군에 퍼질 가능성도 있습니다. 다음으로 형광 유전자 자체는 무해하더라도 함께 사용된 항생제 저항성 유전자가 다른 생물로 전이될 가능성은 장기적으로 우려될 수 있고 또한 유전자 조작 생물이 기존 생태계에 들어가면, 경쟁, 포식, 번식 관계를 교란하여 예측하기 어려운 생태계 변화를 일으킬 수 있습니다. 감사합니다.
형광 형질은 해파리나 산호에서 유래한 형광 단백질 유전자를 미세 주입법이나 아그로박테리움 법을 통해 대상 생물의 배아 또는 세포 내 핵 유전체에 삽입하는 방식으로 도입됩니다. 특정 파장의 빛을 받았을 때 발광하도록 설계된 이 유전자는 세포 분열 과정에서 복제되어 생물 전체의 형질로 고착되며 선별 마커를 통해 발현 여부를 확인하는 과정을 거칩니다. 이러한 유전자 변형 생물이 자연 생태계로 유출될 경우 야생종과의 교잡을 통한 유전자 오염이나 생태계 먹이 사슬의 교란이 발생할 수 있으며 생물 다양성을 저해할 위험이 존재합니다. 특히 형광 형질이 포식자의 눈에 잘 띄게 만들어 해당 개체의 생존율에 영향을 주거나 예측하지 못한 형질 발현으로 인해 기존 생태계의 평형이 파괴될 가능성이 우려되는 주요 지점입니다.