바이오산업이 4차산업혁명의 핵심산업으로 부상한 가운데, 유전자변형기술의 급속한 발전으로 그 활용범위가 확대돼 안전성 이슈에 대한 우려가 높아지고 있다.
메디게이트뉴스는 한국생명공학연구원 바이오안전성정보센터가 산업통상자원부의 후원으로 발간한 '2017 바이오안전성백서'를 들여다봄으로써, 유전자변형기술을 활용한 연구개발 및 시장현황과 바이오안전성에 대한 현재의 이슈, 각국의 상황과 규제 동향에 대해 알아보는 기회를 가질 예정이다. 

1. 바이오안전성이 대두하게 된 배경
2. 바이오안전성의 주요 이슈
3. 국내 시험·연구용 및 보건의료용 LMO 안전관리 체계
4. 바이오안전성에 대한 세계 동향
5. 바이오안전성에 대한 국가별 동향
6. LMO 평가·심사, 수입동향
7. 유전자변형생물체의 연구개발 및 관련 산업
8. 유전자변형생물체 개발·이용에 대한 국내 인식과 우려

 

[메디게이트뉴스 이지원 기자] 유전자변형생물체의 연구개발 및 상업화에 있어 미생물도 빼놓을 수 없는 한 분야다. 본 백서에서도 마이크로바이옴을 기반으로 한 미생물제제 등 미생물을 상업적으로 활용하는 연구가 활발히 진행되고 있는 점을 주목하고 이에 대해 다뤘다.

유전자변형 미생물(Genetic modified microorganism, 이하 ‘GM미생물’)은 기존에 존재하던 미생물을 과학기술로 개량한 것으로, 식품과 의약, 에너지 등 다양한 분야에 이용된다. 예를 들면, 박테리아를 활용한 호르몬의 대량생산, 바이러스와 효모를 기반으로 한 질병 치료기술 등이 해당된다.

그리고 GM미생물의 상업적 이용은 유전정보 시퀀싱 기술 및 빅데이터 처리 기술, 유전자편집기술, 효소개량기술 등의 발전으로 더욱 활발해질 것으로 보인다. 본 백서에서는, 그 동안 유전적으로 합성이 불가능하던 물질을 생산해내거나 바이오리파이너리(Bio-refinery)*로는 생산성이 떨어졌던 물질들의 경제성을 높여 주는 방향으로 연구 및 상업화가 이뤄질 것으로 전망했다.

GM미생물은 체중관리를 위한 GMO 식품 개발에 활용되고 있다. 최근에 미국 반더빌트대(Vanderbilt University) 연구팀은 GM미생물을 활용해 공복감을 줄이는 연구를 진행해 새로운 방향의 비만 대처 방법을 제시하고 있다. 해당 연구팀은 비만인 사람들의 경우 NAPEs 유전자의 생산량이 적다는 것에 주목하고, GM미생물 내에서 NAPEs을 생산해내도록 변형하는 기술을 연구했다. 대장 내 미생물(microbiome)이나 소화관의 주요 부분을 구성하는 미생물군(microflora)도 체중 조절에 효과가 있는 것으로 알려져 있다.

이 외에도 GM미생물은 3세대 바이오매스**라 불리는 미세조류를 활용한 바이오에탄올 연료 및 항공우주 분야에 사용하는 석유기반의 JP-10 연료를 대체할 수 있는 피펜(pinene)생산 기술 등 대체연료 개발 연구가 이뤄지고 있다.

GM미생물을 활용한 연구에 있어서도 크리스퍼유전자가위의 활용이 많이 이뤄지고 있다. 병원체를 정확하고 저렴하게 탐지하고 암으로 발생한 유전자 변이 탐지에도 활용할 수 있는 시스템을 개발하거나 말라리아 모기의 개체 수 감소를 위한 연구, 식품미생물의 균주개량 등에 활용된다. 그러나 유전자가위 기술의 상용화는 안전성 확보를 위한 국내외 규제제정이 여전히 이슈로 남아 있다.

GM미생물의 상업화는 이제 막 시작하는 단계로 보인다. 백서에 따르면, 국내 여러 기업들이 GM미생물을 산업에 활용하기 위한 연구를 진행하고 있지만 대부분 연구 개발 및 상업화의 시도에 머물러 있고, CJ 제일제당만이 상업적으로 허가를 받아 생산하고 있는 물품이 있는 상황이다. 현재 국내 기업에서 사용되고 있는 미생물을 활용한 공정은 외래 유전자를 도입하지 않은 본래 미생물이 가지고 있는 유전자를 개량한 미생물만이 사용되고 있다.

백서에 따르면, GM미생물을 활용해 체중조절식품 및 건강식품으로 사용될 가능성이 높은 희소당의 대량생산을 시도하는 연구가 이뤄지고 있는데, 이를 국내에서 상용화 한 기업이 CJ제일제당이다. CJ 제일제당은 코리네박테리움글루타미쿰(Corynebacterium glutamicum)의 상용화에 성공했다. 희소당은 설탕 대체제로서의 가능성 때문에 그 시장이 커지고 있는데, 제일제당뿐만 아니라 삼양, 대상 등에서도 다른 균주나 유전자 기반의 생산 시스템을 구축 및 허가 진행 중에 있다.

GM미생물의 활용은 높게 요구되는 안정성 문제 등으로 적용분야가 한정돼 실질적인 사용허가가 충분히 이뤄지지 않았지만, 본 백서는 게놈시퀀싱, 유전자편집툴, 바이오 인포메틱스 등의 발전된 생명공학기술을 바탕으로 더 안전하고 효과적인 GM미생물 개발이 진행됨에 따라 GM미생물은 생각보다 빠르게 우리 생활 속으로 스며들 것으로 예견하고 있다. 또한, 목적에 맞는 미생물을 선별해 적용할 수 있는 기술의 발전으로 화학, 제약, 식품, 소재, 진단, 의료 등의 다양한 분야에서 GM미생물의 활용이 확장될 것으로 전망했다.
 

* 바이오리파이너리 : 식물자원인 바이오매스를 원료로 화학제품과 바이오연료 등을 생산하는 기술
** 바이오매스: 바이오에너지의 에너지원. 화학적 에너지로 사용 가능한 식물, 동물, 미생물 등의 생물체.
***희소당: 자연계에 존재하는 포도당과 같은 당 형태로 존재하는 것 중에 그 양이 극히 적은 것을 말함. 포도당이나 설탕과 달리 열량이 높지 않으며, 섭취하였을 때 혈당 증가 수치가 적음.

 

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