[사이언스포럼]고구마도 5000년 이상 오래된 GMO 식물

황인환 포항공대 교수

생명과학의 발전은 과학자들이 유전공학적 기법을 이용하여 새로운 유전자를 식물에 도입함으로써 기존에 존재하지 않던 새로운 형질을 갖는 식물을 만들 수 있게 해 주었다. 이렇게 식물체에 도입된 유전자는 다음 세대에도 전달되므로 이러한 식물을 유전자 변형 식물(GMO)이라 한다. 초기의 GMO 식물 개발에서는 농작물을 중심으로 특정 제초제, 병해충, 환경 스트레스에 저항성을 띠거나 특정 영양분을 강화하기 위한 목적의 유전자들이 도입되었지만 점차 담배와 같은 비식용 식물을 대상으로 고부가가치 의료용 단백질이나 바이오 소재 생산 등의 목적을 위해 더 다양한 유전자들이 도입되고 있다. 식물 생명과학자들은 이러한 GMO 식물들을 활용하여 인류의 식량 문제를 해결할 수 있을 것이며, 다양한 의료용, 미용, 식품 및 산업용 목적의 소재를 친환경적이며 인체 친화적으로 생산할 수 있을 것으로 기대한다. 실제 많은 종류의 GMO 식물들이 개발되고 있으며, 현재 일부 GMO 식물들의 경우 상업적 목적으로 대규모 재배가 되고 있지만 여전히 GMO 식물이 식품으로서의 인체에 대한 안전성과 이들 GMO 식물이 환경에 미칠 영향에 대한 대중의 우려는 계속되고 있다.

최근에 페루의 국제 감자 연구센터의 크레우제 박사를 중심으로 한 국제 연구팀이 경작되고 있는 291종의 모든 품종의 고구마 유전체에서 야생종 고구마 유전체에는 존재하지 않는 박테리아의 DNA 조각들이 삽입되어 있는 것을 발견하였다. 또한 이 DNA 조각은 박테리아의 유전자들을 포함하고 있으며 이들 유전자들이 고구마의 여러 조직에서 실제 발현되고 있는 것을 확인하였다. 이 연구 결과는 지난 5000년 동안 인류의 중요한 식량 자원 중의 하나였으며, 지금도 여전히 중요한 식량 자원이며, 가장 완벽한 건강식으로 인식되고 있는 고구마가 첨단 생명과학을 통해서 만드는 GMO 식물과 같은 방법으로 만들어진 GMO 식물이라는 것이다. 아마도 토양 박테리아가 만들고 5000년 전의 고대 페루인들이 선발하여 식량자원으로 만든 GMO 식물일 것이다. 이 연구를 주도한 크레우제 박사는 발표 논문에 "이 발견은 형질전환 식물이 자연적이지 않다는 대중의 인식에 영향을 줄 수 있을 것"이라고 언급하였다. 사실 이런 경우는 고구마가 처음이 아니다. 약 30년 전에 자연적으로 만들어진 GMO 담배가 발견되었고 수년 전에 야생 금어초에서도 유사한 것이 발견되었다. 이러한 연구 결과들은 자연생태계에 더 많은 자연적으로 만들어진 GMO 식물들이 존재할 것이라는 점을 시사한다. 따라서 식물과학자들이 토양 박테리아를 이용하여 인간이 필요로 하는 다양한 GMO 식물을 만들고 있지만 이는 자연적으로 일어나는 현상과 같은 것으로 과학자들이 그 속도를 좀 더 빠르게 한다고 말할 수 있을 것이다. 자연적으로 일어나는 유전자 도입은 사람이 조절하거나 선택할 수 없지만 사람이 만드는 GMO 식물은 어떤 유전자를 도입할지 제어할 수 있으므로 오히려 더 안전할 수도 있을 것이다.

좀 다른 방법이기는 하지만 인류의 가장 중요한 작물 중의 하나인 옥수수도 테오신테라는 야생 식물의 유전자 변형 식물로 고대 잉카인들 이 이를 작물화하였다. 이처럼 인류는 다양한 방법으로 인간이 필요로 하는 식물들을 개발하였다. 여기에 토양 미생물과 유전공학을 이용한 GMO 식물이 더해진 것이다. 전통적인 방법으로 만들어진 식물도 유전체에 다양한 변형이 일어난다. 여러 방법으로 만들어진 식물 중 GMO 식물은 어떤 유전자가 유전체의 어디에 도입되었는지를 정확하게 아는 방법이다. 따라서 유용식물 개발에 있어서 전통적인 육종 기법은 개념적으로 질병 치료에 있어서 동양의학적으로 하는 것이며 토양 박테리아를 이용한 GMO 식물 개발은 서양의학적으로 하는 것과 유사하다 할 수 있다.