유전자 변형은 유기체의 유전자 구성을 변경하는 과정입니다. 이것은 식물과 동물의 통제 된 또는 선택적 육종에 의해 수천 년 동안 간접적으로 이루어졌다. 현대 생명 공학은 유전자 공학을 통해 유기체를보다 정확하게 변경하기 위해 특정 유전자를보다 쉽고 빠르게 표적화 할 수있게 해줍니다.
"변형 된"및 "엔지니어링 된"이라는 용어는 종종 유전자 변형 된 식품 또는 "GMO"식품을 표지하는 맥락에서 상호 교환 적으로 사용된다. 생명 공학 분야에서 GMO는 유전자 변형 유기체를 의미하는 반면, 식품 산업에서는이 용어는 의도적으로 조작되고 선택적으로 자란 유기체가 아닌 식품만을 의미합니다. 이러한 불일치는 소비자들 사이의 혼동을 초래하므로 미국 식품 의약 국 (FDA)은 식품에 대해 유전자 조작 (GE)이라는 용어를 선호합니다.
유전자 변형의 역사
하버드 대학의 공중 보건 과학자 인 가브리엘 란젤 (Gabriel Rangel)의 기사에 따르면, 유전자 변형은 인류가 선택적으로 유기체를 육종하여 유전학에 영향을 미쳤던 고대로 거슬러 올라간다. 여러 세대에 걸쳐 반복 될 때이 과정은 종의 급격한 변화로 이어집니다.
Rangel에 따르면, 개는 약 32,000 년 전으로 거슬러 올라가는 노력으로 처음에 의도적으로 유전자 변형 된 동물 일 가능성이 높습니다. 야생 늑대는 개가 길들여지고 개성이 자라는 동아시아의 사냥꾼 수집가 조상에 합류했습니다. 수천 년에 걸쳐 사람들은 원하는 개성과 신체적 특성이 다른 개를 사육하여 오늘날 우리가 보는 다양한 종류의 개를 낳았습니다.
알려진 최초의 유전자 변형 식물은 밀입니다. Journal of Traditional and Complementary Medicine에 게재 된 2015 년 기사에 따르면이 귀중한 작물은 비옥 한 초승달로 알려진 지역의 중동 및 북아프리카에서 유래 한 것으로 생각됩니다. 고대 농부들은 기원전 9000 년경부터 밀풀을 선택적으로 사육했습니다. 더 큰 곡물과 단단한 씨앗으로 길 들여진 품종을 만들기 위해. 기원전 8000 년까지 길 들여진 밀 재배가 유럽과 아시아 전역에 퍼졌습니다. 밀의 지속적인 선택적 번식은 오늘날 자라는 수천 가지 품종으로 이어졌습니다.
옥수수는 또한 지난 수천 년 동안 가장 극적인 유전 적 변화를 경험했습니다. 스테이플 작물은 작은 귀를 가진 야생 풀 인 테 오신 테 (teosinte)로 알려진 식물에서 유래 한 것으로, 몇 개의 커널 만 가지고 있습니다. 시간이 지남에 따라 농부들은 teosinte grass를 선택적으로 사육하여 큰 귀를 가진 옥수수를 만들었습니다.
Rangel에 따르면 그 작물 이외에도 바나나, 사과, 토마토를 포함하여 오늘날 우리가 먹는 많은 농산물이 여러 세대의 선택적 육종을 겪고 있습니다.
한 유기체에서 다른 유기체로 재조합 DNA (rDNA) 조각을 특이 적으로 절단하고 전달하는 기술은 1973 년 캘리포니아 대학, 샌프란시스코, 스탠포드 대학의 연구원 인 허버트 보이어 (Herbert Boyer)와 스탠리 코헨 (Stanley Cohen)이 개발했습니다. 이 쌍은 한 균주에서 다른 균주로 DNA 조각을 옮겨 변형 된 박테리아에서 항생제 내성을 가능하게합니다. 이듬해, 미국 분자 생물학자인 베아트리체 민츠 (Batrices Mintz)와 루돌프 재니 쉬 (Rudolf Jaenisch)는 첫 번째 실험에서 유전자 조작 기술을 사용하여 동물을 유전자 변형시키는 외래 유전자 물질을 마우스 배아에 도입했습니다.
연구자들은 또한 약물로 사용되도록 박테리아를 수정하고있었습니다. 1982 년에, 인간 인슐린은 유전자 조작으로 합성되었습니다 대장균 Rangel에 따르면, FDA는 FDA에 의해 승인 된 최초의 유전자 조작 된 인간 약물이되었다.
유전자 변형 식품
오하이오 주립 대학에 따르면 작물을 유전자 변형시키는 주요 방법은 4 가지가 있습니다.
- 선택적 육종 : 특정 기능을 가진 자손을 생산하기 위해 두 종류의 식물이 도입되고 사육됩니다. 10,000 ~ 300,000 개의 유전자가 영향을받을 수 있습니다. 이것은 가장 오래된 유전자 변형 방법이며 일반적으로 GMO 식품 범주에 포함되지 않습니다.
- 돌연변이 유발 : 식물 종자는 유기체를 돌연변이시키기 위해 화학 물질이나 방사선에 의도적으로 노출됩니다. 원하는 특성을 가진 자손은 유지되고 더 자란다. 돌연변이 유발은 또한 일반적으로 GMO 식품 카테고리에 포함되지 않습니다.
- RNA 간섭 : 바람직하지 않은 형질을 제거하기 위해 식물에서 바람직하지 않은 개별 유전자가 비활성화됩니다.
- 트랜스 제닉 (Transgenics) : 한 형질에서 유전자를 가져와 다른 형질으로 이식하여 바람직한 특성을 도입합니다.
나열된 마지막 두 가지 방법은 유전 공학 유형으로 간주됩니다. FDA에 따르면 오늘날 일부 작물은 작물 수확량, 곤충 손상에 대한 내성 및 식물 질병에 대한 면역력을 높이고 영양가를 높이기 위해 유전 공학을 겪고 있습니다. 시장에서는이를 유전자 변형 또는 GMO 작물이라고합니다.
조지아의 옥스포드 대학에 모리 대학 (Exford University of Emory University)의 작물 과학자 인 니티 아 야콥 (Nitya Jacob)은“GMO 작물은 농업 문제 해결에 많은 가능성을 제시했다.
미국에서 재배를 위해 승인 된 최초의 유전자 조작 작물은 1994 년 Flavr Savr 토마토였습니다. 새로운 토마토는 토마토가 고르 자마자 찌그러지기 시작하는 유전자의 비활성화 덕분에 유통 기한이 길어졌습니다. 캘리포니아 대학 농업 및 천연 자원부에 따르면 토마토는 향이 강화 될 것이라고 약속했다.
FDA에 따르면 오늘날 면화, 옥수수 및 대두가 미국에서 가장 많이 재배되는 작물입니다. 대두의 거의 93 %와 옥수수 작물의 88 %가 유전자 변형되어 있습니다. 미국 농무부 (USDA)에 따르면 변성 목화와 같은 많은 GMO 작물은 곤충에 강하도록 설계되어 지하수와 주변 환경을 오염시킬 수있는 살충제의 필요성을 크게 줄였습니다.
최근에, GMO 작물의 광범위한 재배는 점점 논란이되고있다.
Jacob은“한 가지 우려는 GMO가 환경에 미치는 영향입니다. 예를 들어, GMO 작물의 꽃가루는 GMO가 아닌 작물 분야와 잡초 집단으로 표류 할 수 있으며, 이는 GMO 이외의 작물이 교차 수분으로 인해 GMO 특성을 획득하게 할 수 있습니다.”
Jacob은 소수의 대규모 생명 공학 회사가 GMO 작물 산업을 독점 해 개인 소기업이 생계를 유지하는 것을 어렵게한다고 말했다. 그러나 일부 농민은 사업에서 벗어날 수도 있지만, 생명 공학 회사와 협력하는 농민은 농작물 수확량 증가와 살충제 비용 절감의 경제적 이점을 얻을 수 있다고 USDA는 밝혔다.
Consumer Reports, New York Times 및 Mellman Group이 실시한 여론 조사에 따르면 GMO 식품의 표시는 미국 대다수의 사람들에게 중요합니다. GMO 라벨링을 선호하는 사람들은 소비자가 유전자 변형 식품을 구매할 것인지 결정할 수 있어야한다고 생각합니다.
그러나 야곱은 GMO가 인체 건강에 위험하다는 명확한 과학적 증거는 없다고 말했다.
동물과 인간의 유전자 변형
오늘날 가축은 종종 성장 속도와 근육량을 개선하고 질병 저항성을 장려하기 위해 선택적으로 사육됩니다. 예를 들어, Journal of Anatomy에 발표 된 2010 년 기사에 따르면, 육류를 위해 사육 된 특정 치킨 라인은 1960 년대보다 오늘날 300 % 더 빨리 자랐습니다. 현재 미국에서 닭고기 나 쇠고기를 포함하여 시중에 판매되는 동물성 제품은 유전자 조작되지 않으므로 GMO 또는 GE 식품으로 분류되지 않습니다.
국립 인간 게놈 연구소 (National Human Genome Research Institute)에 따르면, 지난 수십 년간 연구원들은 생명 공학이 인간 질병을 치료하고 사람들의 조직 손상을 복구하는 데 어느 정도 도움이 될 수 있는지 연구하기 위해 실험실 동물을 유전자 변형시켰다. 이 기술의 최신 형태 중 하나는 CRISPR ( "크리스 퍼"로 발음)입니다.
이 기술은 박테리아 면역계가 CRISPR 영역과 Cas9 효소를 사용하여 박테리아 세포에 들어가는 외래 DNA를 불 활성화하는 능력을 기반으로합니다. 캘리포니아 스크립스 칼리지의 생물학 교수 인 그레첸 에드 발즈 길버트 (Gretchen Edwalds-Gilbert)는 같은 기술을 사용하여 과학자들이 특정 유전자 또는 유전자 그룹을 변형시킬 수 있다고 밝혔다.
연구원들은 CRISPR 기술을 사용하여 암 치료법을 찾고 개인의 미래 질병으로 이어질 수있는 단일 DNA 조각을 찾아서 편집하고 있습니다. 줄기 세포 치료는 뇌졸중이나 심장 마비와 같은 손상된 조직의 재생에 유전 공학을 이용할 수도 있다고 Edwalds-Gilbert는 말했다.
논쟁의 여지가 많은 연구에서, 적어도 한 명의 연구원은 특정 질병의 가능성을 없애기 위해 인간 배아에 대한 CRISPR 기술을 테스트했다고 주장합니다. 그 과학자는 가혹한 조사를 받았으며 한동안 본국 중국에서 가택 연금을 받았다.
도덕적 딜레마
이 기술이 이용 가능할 수도 있지만 과학자들이 인간의 유전자 변형 연구를 추구해야합니까? Scripps College의 철학 교수 인 Rivka Weinberg는 이에 달려 있다고 말했다.
와인버그는“기술과 관련하여 의도와 다른 용도에 대해 생각해야한다”고 말했다.
유전 공학을 사용하는 치료에 대한 대부분의 의학적 시험은 동의하는 환자에 대해 수행됩니다. 그러나 태아의 유전 공학은 또 다른 이야기입니다.
웨인 버그는“인간의 동의없이 실험을하는 것은 본질적으로 문제가있다”고 말했다. "위험은있을뿐만 아니라 위험도는 나타내지 않는다. 우리는 우리가 무엇을 위험에 처하고 있는지조차 모른다."
와인버그는 차세대 기술이 이용 가능하고 안전하다고 판단되면이를 테스트하는 데 대한 반대 의견은 최소화 될 것이라고 말했다. 그러나 그렇지 않습니다.
와인버그는“이러한 모든 실험 기술의 큰 문제점은 실험적이라는 점이다. "배아에 CRISPR 기술을 사용한 중국 과학자에 의해 사람들이 겁에 질린 주된 이유 중 하나는 실험의 초기 단계이기 때문입니다. 그것은 유전 공학이 아닙니다. 단지 실험하고 있습니다."
유전 공학을지지하는 대다수의 사람들은이 기술이 아직 인간에 대해 테스트 될 준비가되어 있지 않다는 것을 인식하고 그 과정이 잘 사용될 것이라고 진술합니다. 야곱은 유전자 변형의 목표는 항상 현재 인간 사회가 직면 한 문제를 해결하는 것이라고 말했다.
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