유전자 재조합 작물(GMO)
김진국
유전자 재조합 작물(Genetically Modified Crop, GMC, Genetically Modified Organism, GMO, 유전자 변형식품, Transgenics, 형질도입 식품)을 상업적으로 처음 개발한 것은 1994년 칼진(Calgene)사의 무르지 않는 토마토(Flavr Savr, 플레이버 사브르)이고 이어서 1996년 다국적 기업 몬산토(Monsanto)의 라운드업 레디(roundup ready) 콩과 노바티스(Novartis, 스위스)의 BT(Bacillus Thuringenesis) 옥수수이다(라운드업 roundup은 몬산토의 제초제 상표이고 라운드업 레디 roundup ready는 몬산토의 제초제 저항성 유전자 변형작물 상표).
유전자 재조합 작물(GMC)의 재배면적은 세계 전체 경지면적의 12%에 달한다. 게다가 세계 전체 콩의 79%, 면화의 70%, 옥수수의 35%가 유전자 재조합 생물체(GMO)이다.
미국에서는 대두 총생산의 94%, 면화 재배의 90%, 옥수수 작물의 88%, 카놀라 작물의 90%, 사탕무의 95%, 하와이산 파파야의 거의 전부가 GMO이다. 미국과 브라질에서는 생산된 GMO 옥수수가 남아돌아 약 30%가 자동차 바이오 연료(에탄올)로 사용된다.
우리나라는 식용 GMO 수입 1위 국가다. 2015년 기준으로 GMO 수입량은 1023만 7000톤이었고, 사람이 먹는 GMO 식품은 총 214만 5000톤이었다. 수입하는 콩과 옥수수의 90% 이상이 GMO이다.
이제는 GMO를 먹겠다 안 먹겠다는 의지의 문제가 아니게 된 것이다. 이미 주위의 식생활에 이미 깊숙이 침투하여 내 의사와 관계없이 먹고 있다고 보아야 할 것이다. GMO를 먹지 않기 위해 GMO가 아닌 식품에 많은 돈을 투자해도 소용이 없게 된 것이다.
그래서 유전자 재조합 식품(GMO)에 대하여 정확히 알아볼 필요가 있다. 모르고 불안에 떨기보다는 정확히 알아야 정신 건강에 좋을 것이다.
유전자 재조합 식품(GMO)을 옹호하는 사람과 그에 대립하여 위험성을 극단적으로 주장하는 사람도 있다. 그래서 GMO 안전성에 대한 논란이 끊임없지만 국제적 과학 단체들은 GMO의 안전성을 지지하고 있다.
유전자 변형 작물(GMO)의 안전성에 대해 환경 운동단체와 개발한 대기업 간에 주로 논란이 있었으나 직접 연구하여 유전자를 조작한 과학자들이 유전자 변형 작물(GMO)의 위험성을 주장하는 환경 운동단체의 비과학성을 지적하고 나섰다.
2016년에 노벨상을 수상한 백여 명이 서명하여 환경 운동단체에게 유전자 변형 작물(GMO)을 반대하는 활동을 중단하라고 한 것이다.
이들 과학자들은 GMO는 과학적으로 개발되어 관리되고 있으므로 안전하다는 것이다. 그러나 GMO를 반대하는 사람들의 주장은 과학적인 근거가 부족하다는 것이다. 여기서 과학자들이 과학적으로 안전하다는 것은 생물체나 생태계에서 일어날 수 있는 부작용이 전혀 없다는 것이 아니고 자연적으로도 일어날 수 있는 정도의 위험성이 있다는 것이다. GMO를 반대하는 사람들이 자연적으로도 일어날 수 있는 정도의 위험을 GMO에만 적용해서 확대하고 가정해서 이야기를 하므로 비합리적이라는 것이다.
GMO의 이용 여부는 개인의 자유이지만 GMO 개발을 반대하는 것은 GMO가 인류에게 줄 수 있는 혜택을 잘 모르면서 비합리적인 근거로 GMO 분야의 다양한 발전을 막는다는 것이다.
사람의 DNA에 있는 염기서열 중에서 8%는 바이러스의 염기서열이며 이 염기서열은 거의 작용을 하지 않는다. 이 8%의 바이러스 유전자는 체세포 일부에 감염된 상태가 아니고 생식세포로 유전되는 것이다.
레트로바이러스(retrovirus, RNA바이러스)에 사람이 감염되면 레트로바이러스의 RNA가 DNA로 복제되어 체세포의 유전자에 결합하여 RNA를 전사하여 증식한다. 증식하여 떨어져 나가면 숙주세포는 죽지만 DNA에 결합하여 그대로 숙주세포와 같이 살아가기도 한다. 이것은 사람에게 자연적으로도 유전자 도입이 일어날 위험성이 있다는 것을 나타내는 것이며 반대로 이렇게 많은 유전자 도입이 일어나도 사람은 괴물이 되지 않았다는 것이다.
GMO 안전성 평가에는 두 가지 원칙을 사용한다.
1) 실질적 동등성 원칙(Principle of Substantial Equivalence）
2) 사례별 분석원칙(Principle of Case by Case）
실질적 동등성 원칙은 GM식품과 비 GM식품을 비교했을 때 둘 사이에 현저한 차이점이 없으면 안전하고, 현저한 차이점이 있으면 더욱 엄격한 안전성 평가를 진행해야 한다. 안전성 평가에는 독성 평가, 알레르기성 평가, 영양성분 평가, 사용성(Usability) 평가 등 이 있다.
1. 육종 방법
가. 전통적 육종 방법
전통적 육종방법은 그 종류 내에 존재하는 유전자 중에서 특별한 형질을 나타내는 유전자를 하나의 품종에 모이도록 하는 것이다.
1) 종자 선별법
크고 좋은 씨를 골라서 다음 해 종자로 사용하는 방법이다. 동물도 마찬가지다.
2) 영양번식
사과나 배 같은 과일나무에 돌연변이가 일어나 특별하게 좋은 과일이 맺히면 그 씨앗을 심는 것이 아니라 그 가지를 접붙여 좋은 점이 유지되는 복제 방법을 이용하는 것이다. 이런 영양번식에는 꺾꽂이(揷木, 삽목, cutting, cuttage), 접붙이기(接木, 접목, grafting), 휘묻이(取木, 취목, layerage), 포기나누기(分株, 분주, division suckering) 등이 있다.
3) 교잡
각기 원하는 다른 장점이 있는 암수를 교배하여 원하는 종을 얻는 것이다.
이 씨앗은 잡종강세로 잡종 1대만이 그 형질이 나타나고 잡종 2대부터는 그 형질이 유지되지 않으므로 해마다 새로 씨앗을 구입해 심어야 한다.
나. 콜히친에 의한 배수체
유전자를 배수로 증가시켜 만드는 것으로 씨 없는 수박, 겹벚꽃 등이 있다. 4 배체의 새로운 종자를 만들기도 한다. 포도 종 중 거봉은 4 배체이다.
꽃밥의 단수 체인 화분에 콜히친을 처리하여 2 배체로 만들어 배양함으로써 대립 인자를 순종으로 만들기도 한다.
다. 유전자 재조합
다른 종에 있는 특별한 형질을 나타내는 유전자를 제한효소(Restriction endonucleases, 제한 핵산 내부 가수분해효소, restriction endonuclease)로 분해해서 필요한 종의 DNA에 연결 효소(ligase, 리가아제)로 붙여 넣는 것이다.
1967년 유전자를 연결하여 결합시키는 연결 효소(ligase, 라이 게이스, 리가아제)를 마틴 F. 겔러트(Martin Frank Gellert, 192o ~ , 미국)와 I. 로버트 리먼(Israel Robert Lehman, 1929 ~ , )이 분리하였고 1970년 DNA를 자를 수 있는 유전자 가위(제한효소, 制限酵素, Restriction endonucleases, 제한핵산내부가수분해효소, restriction endonuclease)를 헤밀턴 O. 스미스(Hamilton Othanel Smith, 1931 ~ , 미국)와 다니엘 네이선스(Daniel Nathans, 1928 ~ , 미국)가 박테리아에서 발견했다.
1972년 폴 버그(Paul Berg, 1926~, 미국)가 람다 바이러스(lamda virus)와 원숭이 바이러스(monkey virus)를 합체하는 최초의 조작된 유전자(recombinant DNA)를 만들어 냈다.
1973년에는 스텐리 코헨(Stanley N. Cohen 1922 ~ 2020, 미국)과 허버트 보이어(Hebert Boyer, 1936~, 미국) 등이 최초로 유전자 조작된 생물을 만들었다. 박테리아에서 카나마이신(Kanamycin) 항생제에 저항성을 나타내는 유전자를 분리하여 다른 박테리아에 넣어 카나마이신 항생제 저항 박테리아(살모넬라)를 생산해 내었다. 또한, 세균의 플라스미드를 이용하여 발톱개구리(Xenopus)의 유전자를 대장균에 삽입하여 고등동물의 단백질을 합성하였다. 이것이 유전자 조작의 원년이 된다.
1974년 루돌프 야니쉬(Rudolf Janesch)는 외부 유전자를 쥐의 배아에 주입하여 최초의 유전자 변형 쥐를 생산해 내었다.
1978년 생명공학 회사인 지넨텍(Genentech, 1976년 설립)의 허버트 보이어(Herbert Boyer, 1936 ~ , 미국의 생명공학자)와 스탠리 코헨(Stanley Cohen, 1935 ~ , 미국 유전학자)이 세균에 사람의 인슐린 유전자를 재조합하여 인슐린을 합성하였고 1980년 사람에 정상적으로 작용하는 인슐린을 대량 합성하였다.
2012년 버클리 대학교의 제니퍼 다우드나(Jennifer A. Doudna, 1964 ~ 미국)와 스웨덴 우메어 대학교의 엠마뉴엘 카펜디어(Emmanuelle Charpentier, 에마뉘엘 샤르팡티에, 1968~ )는 제3세대 유전자 가위인 크리스퍼 카스 9(CRISPR Cas9) 기술을 개발하였다. 크리스퍼 카스 9(CRISPR Cas9)는 CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, 회문구조의 RNA)가 DNA 염기서열의 특정 부위를 인식하여 결합하고 제한효소(Cas9)가 절단하는 방법이다.
*유전자 재조합 식품 역사
1976년 허버트 보이어(Hebert Boyer, 1936~, 미국)와 로버트 스완손(Robert A. Swanson, 1947 ~ 1999, 미국)에 의해 설립된 제넨텍(Genetech)은 대장균을 이용하여 시상하부(視床下部)에서 분비되는 14개의 아미노산으로 이루어진 성장억제 호르몬(growth hormone inhibiting hormone)인 소마토스타틴(somatostatin, 성장억제뿐만 아니라 이자의 인슐린과 글루카곤, 위의 가스트린, 소장의 세크레틴 등의 분비도 억제함)을 생산하였으며, 1978년에는 인간 인슐린을 생산하게 되어 1982년부터는 미국 식품의약청(FDA)으로부터 사용승인을 받아내게 되었다.
1983년에는 마이클 W. 베반(Michael W. Bevan, 1953 ~ , 영국), 리처드 플라벨(Richard B. Flavell, 1943 ~ 영국), 메리 델 칠튼(Mary-Dell Chilton, 1939 ~ , 미국) 등이 최초의 유전자 조작 담배를 생산해 내었다.
이들은 아그로박테리움(Agrobacterium)을 이용하여 항생제 저항 유전자를 도입하고 세포 배양을 통해 식물을 생산해 내었다.
1994년 미국 칼젠(Calgene)사는 쉽게 물러지지 않는 토마토를 개발하였다.
1996년 몬산톤 사는 제초제(라운드업, Roundup)에 내성이 있는 대두를 개발하였고, 신젠타(Syngenta)회사는 BT 옥수수를 개발하였다. BT옥수수는 바실루스 투렌제네시스콘(Bacillus Thuringenesis corn)의 약자이며 기존 옥수수의 유전자에 투렌제네시스균의 살충성 독소 단백질 유전자를 주입하여 사료용으로 개발되었다. 이어서 BT감자, BT목화가 개발되었다(라운드업 roundup은 몬산토의 제초제 상표).
2000년 스위스의 잉고 포트리쿠스(Ingo Potrykus (1933 ~ , 독일)는 베타카로틴(beta-carotene) 유전자를 벼에 넣어 황금쌀을 만들었다.
2006년에 선형동물(roundworm)의 유전자를 삽입해 오메가-3 지방산을 생성하도록 조작된 돼지가 만들어졌다.
캐나다에서 Yorkshire pig에 인 분해효소 phytase유전자를 microinjection(미세피펫으로 삽입)하는 방식으로 만든 Enviropig는 식물 사료에 포함된 인을 보다 효과적으로 소화시킬 수 있다. 이 돼지의 거름에 포함되는 인 함량을 30~70.7%까지 줄여 수질오염을 낮출 수 있다고 한다.
2011년 중국에서는 사람의 젖과 동일한 우유를 생성하도록 유전적으로 조작된 소를 만들어냈다.
2011년 아르헨티나에서는 사람의 모유와 유사한 품질의 우유를 생산하는 2개의 사람 유전자를 삽입한 소 (Rosita)를 만들었다.
2012년 뉴질랜드에서는 젖소의 유전자를 조작하여 엘러지가 생기지 않는(allergy-free) 우유를 생산하였다. 그리고 유전자를 조작하여 거미줄과 같은 실크를 만들 수 있는 젖을 생성하는 염소를 개발하였다.
2013년 영국의 로담스테드 연구소(Rothamsted Research)는 에이코사펜타엔산(eicosapentaenoic acid, EPA)과 도코사헥사엔산(docosahexaenoic acid, DHA)을 생성하는 유전자 변형 카멜리나 식물(camelina, 양구슬 냉이, false flax, 십자화과, 기름 생산)을 개발했다.
2015년 AquAdvantage 연어가 동물 최초로 식품 사용이 승인되었다. 1989년 AquaBounty Technologies에 의해 개발된 AquAdvantage 연어는 대서양 연어에 겨울에도 성장하게 하는 태평양 연어의 성장 호르몬 유전자를 삽입한 것으로 대형으로 속성 생장한다.
1) 인슐린 합성
사람의 인슐린 유전자를 세균(박테리아)에 넣어 세균이 인슐린을 생성하게 하는 것이었다.
먼저 사람의 인슐린 유전자를 효소로 분해(제한효소)하여 분리한다.
다음에 세균(박테리아)의 유전자인 플라스미드를 빼내어 인슐린 유전자를 분해 한 효소와 같은 효소로 분해한다.
분해된 플라스미드와 사람의 인슐린 유전자를 시험관에 넣고 연결 효소(ligase)로 결합시킨다. 인슐린 유전자가 결합된 플라스미드를 세균(박테리아)에 다시 넣고는 이 세균을 증식시키는 것이다.
증식된 일부분의 세균을 덜어내어 세균이 생성한 인슐린을 추출하는 것이다.
남은 세균은 계속 증식하고 또 일부는 인슐린을 추출하고 하는 생화학 공장을 만드는 것이다. 이 인슐린 유전자 재조합에서부터 생물공학, 유전자공학이 시작되었다.
세균이 아무리 바보지만 자신에게 필요 없는 인슐린을 언제까지나 생성할까. 세균도 생물이라 자신에게 필요 없는 유전자를 10년 정도 지나니 도태시켜 버렸다. 자연적으로도 박테리오 파지는 세균에 들어가 증식하고 세균의 DNA를 끊어 붙여 나오기도 하며 다른 세균에 다시 들어가 세균에서 끊어 붙여 나온 유전자를 넘겨주기도 한다.
2) 3세대 유전자 가위(크리스퍼와 카스 9, CRISPR Cas9)
유전자가위는 DNA 상의 정확한 부분을 찾아 DNA를 절단하는 방법이다. 크리스퍼는 연속된 염기 21개가 상보적으로 같은 DNA부분에 결합하는 RNA이고 카스 9는 분해효소로 크리스퍼가 결합한 DNA의 21개의 염기 중 18번째 염기에서 분해하여 DNA를 절단한다. 사람의 DNA에 있는 유전자가 복잡해도 똑같은 21개의 연속된 염기서열이 중복하여 여러 곳에 있을 가능성이 낮으므로 크리스퍼 가위를 사용하면 크리스퍼는 거의 원하는 한 곳에서만 결합되므로 원하는 부분을 절단할 수 있다는 것이다.
DNA는 4종류의 염기로 구성되므로 DNA 분해효소는 16종이다. 크리스퍼 없이 분해효소만 쓴다면 효소가 작용할 수 있는 곳은 모두 분해하여 몇 만 조각이 날 것이므로 사람과 같이 염기 수가 많은 생물체에는 쓸 수 없었던 것이다.
그 옛날 크리스퍼가 발명되기 전 6~12개의 염기를 인식하는 1, 2세대 유전자가위를 사용하여 성공한 경우에는 필요한 유전자뿐만 아니라 다른 유전자까지 포함된 부분을 분해 절단하여 사용하였으므로 부작용이 나타난 경우가 있다.
크리스퍼와 카스 9로 필요 없는 유전자를 끊어 파괴할 수도 있고 고장 난 유전자를 잘라내고 다른 유전자를 삽입할 수도 있을 것이다. 아직은 카스 9가 단백질 효소이므로 크기 때문에 세포막을 쉽게 통과할 수 없다. 바이러스, 정기 충격, 마이셀(micelle, 미셀, 인지질 두 층으로 된 막 구조) 등을 이용하여 세포막을 통과시키기도 한다.
동식물에서는 벌써 몇 가지 상업화가 되었다.
그리고 잘못되면 원상태로 DNA를 복구하는 방법도 개발되어 사람에게 적용될 날도 멀지 않았다 한다.
2. 유전자 재조합(GMO) 기술과 교잡 기술과의 차이점
최근 백 년 동안에는 인공 교잡 방법으로 우량 유전자가 삽입된 품종을 선별하였고 최근 이십 년 동안에는 유전자 재조합(GMO) 방법이 품종 개량에 주로 사용되었다.
유전자 재조합(GMO) 기술과 교잡 기술은 모두 유전자를 변화시키는 것이다. 그러나 교잡 기술은 같은 종 내에 있는 유전자를 이용하는 반면에, 유전자 재조합(GMO) 기술은 동일종뿐만 아니라 모든 생물종의 유전자를 이용한다.
그리고 교잡은 개체 수준에서 진행하고 대량의 유전자가 바뀌기 때문에 새로 얻어질 목표 형질을 예측하기 어렵지만 유전자 재조합(GMO) 기술은 알려진 유전자를 삽입하기 때문에 얻어질 목표 형질을 예측할 수 있어 품종 개량을 쉽게 할 수 있다. 그러나 유전자 재조합은 기술상 불필요한 유전자가 같이 들어갈 가능성이 있으므로 확실한 안전성 검사를 거쳐야 한다.
3. GMO 개발
가. GMO 개발과정과 안정성 보장
GMO개발자는 GMO를 합성해서는 GM 제품에 대해 유전학, 효능, 영양적 특성, 작물의 생장과 수확, 환경 안전에 대해 수많은 실험을 하고, 엄격한 내부 검토와 승인을 거쳐 제품을 출시한다.
그리고 전 세계 규제 기관이 GM 제품에 대한 모든 자료를 검토하고, 식품, 사료, 환경 안전성에 대한 자체적인 과학적 평가를 한다. 예를 들어 미국에서는 제품에 따라 미국 농무부(USDA), 식품의약국(FDA), 환경보호청(EPA)의 세 기관이 GM 작물의 감독과 승인에 참여한다. 국내에서는 식품의약품 안전처, 농촌진흥청, 질병관리본부, 국립수산과학원, 국립생태원이 이를 담당하고 있다. GM 제품은 이러한 각국 규제 기관의 검토와 승인을 거친 후에야 상용화될 수 있다.
이 같은 승인기관의 승인을 받기 위해서는 GM 제품에 대해 유전학, 효능, 영양적 특성, 작물의 생장과 수확, 환경 안전에 대해 수많은 실험을 하여 그 과정과 결과를 승인기관과 검토기관에 제출하여 검토, 승인되어야 제품으로 출시되는 것이다. 그러므로 정식으로 출시된 제품은 안전성이 보장되는 것이다.
GMO 제품을 개발하여 이렇게 제품의 안전성을 승인 기관으로부터 승인받기 위한 실험과 승인 과정에는 엄청난 경비와 노력이 필요하다. 초기에는 GMO 작물을 만드는데 기술적으로 어려움이 많았지만 지금은 GMO 만드는 조작 기술의 발달과 전문 인력이 많아 GMO 제품을 개인이 조작할 수도 있다. 그러나 개인이 단독으로 GMO 작물을 개발하여 제품으로 승인받는 것은 여러 과정과 상상을 초월하는 경비 문제로 매우 어렵다.
나. 유전자 재조합 작물(Genetically Modified Organism, GMO, Genetically Modified Crop, GMC)
GMO는 해충저항성, 병균 저항성, 고생산량, 고품질 등의 형질을 나타내는 유전자를 도입한 농작물이다.
1) 무르지 않는 토마토(Flavr Savr (플레이버 사브르)
유전자 변형 토마토(Flavr Savr (플레이버 사브르, CGN-89564-2)인 무르지 않는 토마토(내 저장성 토마토)는 1980년대 Monsanto 그룹의 칼진(Calgene)사에 의해 에틸렌함량을 90% ~ 97%를 감소시킨 GM 토마토(Flavr Savr, 플레이버 사브르)가 개발되었으며 1994년에 승인받아 상용화되었으나 1997년 판매가 중단되었다.
숙성 호르몬인 에틸렌 감소로 토마토의 숙성기간이 6주 이상 늦어져 과실이 단단하게 유지되는 시간이 그만큼 길어졌던 것이다.
2) 해충 저항 GMO
토양 미생물인 바실러스 튜링겐시스(Bacillus thuringiensis, Bt)는 살충 단백질을 생성한다.
이 살충 단백질은 결정체로 존재하는데 곤충(나비목) 장내의 알칼리성(pH10 ~ 12)에서 결정체가 용해되어 독소 단백질이 방출되면 장내의 recepter와 결합하어 독소 작용을 한다. 포유동물의 위는 강산성(pH1-2)이고 소장은 약 알칼리성 pH8)이며 위와 장에는 독소 단백질과 결합할 수 있는 recepter도 없다. 사람이 이 GM작물을 먹으면 독소 단백질은 아미노산으로 완전히 분해되어 소화되며, 분해되지 않더라도 recepter가 없어 체내에서는 작용할 수 없다. 농부들은 1960년대부터 이 미생물을 살충제 대신 상업용으로 사용해왔다.
바실러스 튜링겐시스(Bacillus thuringiensis, Bt)의 살충 단백질 유전자를 옥수수에 도입한 것이 해충 저항성 GMO인 Bt 옥수수(Bacillus Thuringenesis corn, 바실루스 투렌제네시스 콘)이다.
메리 델 칠튼(mary-dell chilton, 1939 ~ , 미국 여성) 박사가 이끈 신젠타(Syngenta)회사가 1996년 Bt Cry 단백질(독소 단백질)을 생산하는 옥수수를 개발하여 처음으로 1996년에 승인받아 상업화에 성공하였다.
Bt Cry 단백질을 생산하는 면화, 감자 등도 개발되었다.
Bt(Bacillus Thuringenesis) 유전자가 도입된 면화는 나비목 곤충만을 죽일 수 있고 포유동물 등 기타 동물에는 무해하다.
1938년에 바실러스 튜링겐시스(Bacillus thuringiensis, Bt)를 이용해 해충구제 농약으로 먼저 개발되었으며 이후 계속 사용되었으나 문제가 된 적이 없었다. 인간에게 해가 된다면 미생물 농약으로의 사용이 먼저 금지되었을 것이다.
일반적인 농약은 해충을 죽일 뿐만 아니라 사람에게도 해로울 수 있으나, 미생물 농약은 특정한 생물체에게만 작용한다.
그 후 곤충 유충에서 일어나는 Bt 독소의 작용이 알려졌다.
곤충의 유충이 Bt에 노출되면 Bt의 독소에 의해 유충의 위장관에 구멍이 뚫리며 장내 미생물이 그 구멍을 통해 혈류로 침투하게 되고 미생물을 감지한 면역계가 흥분한다. 그 결과 유충의 전신에서 면역반응이 일어나, 장기를 손상시키고 혈액순환을 가로막는 패혈증(sepsis)이 발생하여 유충이 죽는다는 것을 니콜 A. 브로데릭(Nicole A. Broderick, 존스홉킨스대학교 조교수, 미국 여성) 박사사가 규명했다.
3) 제초제(Glyphosate) 저항성 GMO(round up ready)
라운드업 제초제(Glyphosate, 글라이포세이트)는 식물의 방향족 아미노산(트립토판, 페닐알라닌, 타이로신)의 합성에 관여하는 5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase(EPSPS)를 저해하여 아미노산 합성을 방해한다. 그래서 라운드업 제초제(Glyphosate, 글라이포세이트)를 식물에 사용하면 단백질이 합성되지 않으므로 죽는다(라운드업 roundup은 몬산토의 제초제 상표).
그런데 토양 세균인 Agrobacterium Tumefaciens은 돌연변이로 라운드업 제초제(Glyphosate)에 죽지 않는다는 것을 발견했다. Agrobacterium Tumefaciens CP4의 EPSPS 유전자(CP4 EPSPS)는 글라이포세이트의 방해가 있어도 방향족 아미노산(트립토판, 페닐알라닌, 타이로신)이 합성되므로 죽지 않는 것이다.
그래서 Agrobacterium Tumefaciens CP4 EPSPS 유전자를 농작물 세포에 삽입하여 라운드업 제초제(Glyphosate)에 견디는 품종(roundup ready, MON 71800)을 1996년에 개발하여 1998년에 상업화된 것이다(라운드업 레디(roundup ready, 몬산토의 제초제 저항성 유전자 변형작물 상표).
콩, 옥수수, 유채, 면화 등은 넓은 경작지에 기계화된 농업을 한다. 넓은 경작지에 제초제 저항성 작물을 경작하고 제초제를 사용함으로써 경비를 크게 줄이고 대량생산을 가능하게 하였다.
4) 황금쌀(golden rice)
황금쌀(golden rice) 개발은 1990년 록펠러재단(Rockefeller Foundation)의 지원으로 연구가 진행되었다.
황금쌀은 스위스 취리히연방공과대학의 잉고 포트리쿠스(Ingo Potrykus, 1933 ~, 독일)와 프라이부르크 대학교의 피터 바이어(Peter Beyer, 1952 ~ , 독일)가 18년 동안 진행한 프로젝트이다.
2000년도 스위스의 잉고 포트리쿠스(Ingo Potrykus, 1933 ~, 독일)는 베타카로틴(beta-carotene) 유전자를 벼에 넣어 만든 황금쌀을 발표했다. 이 황금쌀을 제1대”황금쌀(g당에 약 1.6㎍카로틴 포함)”이라고 한다.
2005년도 영국 과학자들이 제1대”황금쌀”보다 카로틴 함량이 23배 많은 제2대”황금쌀”을 개발했다.
황금쌀(golden rice)을 생성하기 위한 유전자 조작은 수선화(Narcissus pseudonarcissus)와 박테리아(Erwinia uredovora)에서 베타카로틴(beta-carotene) 합성에 필요한 유전자를 찾아 아그로박테리움(Agrobacterium) 운반체를 이용하여 벼의 초기 배(胚)에 접종시켜 황금쌀을 개발하였다.
아프리카에서는 기온이 높고 토양의 미량원소가 많이 유실됨에 따라 생산된 쌀은 철 성분과 비타민A가 부족하다. 비타민A의 부족으로 많은 아동들이 실명되었는데 황금쌀을 공급하여 많은 도움을 주었다고 한다.
황금쌀은 논란이 되고 있다.
GMO 생산 기업은 황금쌀이 인도적 GMO라는 것을 앞세워 GMO의 이미지를 높이고자 하는 속셈을 깔고 있으며 환경단체는 그 속셈을 알고 막으려고 하는 것이다.
그린피스는 아프리카인들이 황금쌀 대안으로 음식을 다양하게 먹으면 된다고 했다.
국제미작연구소(IRRI)는 카로틴이 조리 과정이나 오랜 기간을 저장하면 산소, 빛, 열에 의해 카로틴이 분해될 수 있고 배젖(endosperm)에 양분이 저장될 때 카로틴의 저장이 다른 영양소의 저장을 감소시킬 가능성이 있다는 문제를 제기하고 있다.
5) 인간 혈청 단백질을 생산하는 고무나무
말레이시아 과학자들은 사람의 혈청 단백질 유전자를 고무나무에 도입하여 고무나무에서 사람의 혈청 단백질을 생산하여 임상 실험에 통과하였다.
사람의 혈청 단백질은 쇼크를 치료할 때 사용되는 여러 성분 중의 하나이다.
6) 종결자(Terminator) 기술
1998년 3월 몬산토(Monsanto) 기업에서는 유전자를 보호하는(Gene Protection System) 하나의 기술을 개발하여 미국 특허와 상표국의 허가를 받았다. 이 기술은 첫해 재배해 수확한 GM종자를 다음 해는 자라지 못하게 유전자를 변형시킨 것으로 다음 해에 이 종자로 재배하면 자동으로 죽어버리기 때문에 농민들은 해마다 종자회사에서 새 종자를 사서 사용했야 한다. 어떤 농민들은 돈을 절약하기 위해 첫해 수학한 종자를 이듬해 다시 심었으나 큰 손해를 본 적도 있었다. 농민들은 이 기술에 “종결자”라는 별명을 붙이고 이 기술을 반대했다. 사회 각계에서 반대하자 종자 회사는 이 종결자 기술을 상업화하지 못하게 되었다.
그 후 몬산토(Monsanto) 기업에서는 '특수형질의 유전이용 제한 기술(T-Gurt, trailer)'이라는 다른 유전자 보호 기술을 개발하였다. 만약 농민들이 제초제 내성 등 특수 형질을 가진 종자가 필요하면 회사에 가서 특이한 화학제품을 사서 종자에 뿌리면 종자가 활성화되어 이런 특수한 형질을 갖게 된다. 예를 들어 몬산토(Monsanto) 회사의 대표적인 유전자 조작 작물인 콩과 옥수수의 품종인 라운드업 레디(roundup ready)를 재배하려면 라운드업(roundup) 제초제를 같이 사용해야 제초제 내성을 가진다는 것이다. 다른 제초제에는 내성을 나타내지 않지만 종자로써는 문제가 없다는 것이다.
T-Gurt 종자와 종결자 종자의 근본적 차이는 T-Gurt 종자는 죽지 않아 계속 사용할 수 있다는 것이다. 이 기술은 과학자와 농민들의 환영을 받았다(라운드업 레디 roundup은 몬산토의 상표이고 라운드업 레디 roundup ready는 ㅣ 몬산토의 제초제 저항성 유전자 변형작물 상표).
7) 카놀라(Canola) 유
카놀라(Canola)는 캐나다에서 개발한 에루스산과 글루코시놀레이트의 함량을 낮춘 유채 씨 기름이다. 카놀라(Canola)는 유전자 조작방법(GMO)으로 제초제에 대한 내성을 갖추고 있다(1990년대).
8) 바이러스 저항성 GMO 고추
2006년 국내 기업이 오이모자이크 바이러스 유전자를 고추에 삽입하여 바이러스 저항성 유전자 변형(GM) 고추를 개발하여 국제특허등록까지 마쳤지만 국내 여론에 밀려 정부가 생산 허가를 하지 않아 생산을 못하고 있다.
9) AquAdvantage 연어
AquAdvantage 연어는 1989년 미국의 아쿠아바운티(AquaBounty Technologies) 사가 개발한 생장이 매우 빠른 연어이다. 대서양 연어의 수정란에 추운 겨울에도 생장하게 하는 북태평양 치누크(chinook)종의 성장호르몬 유전자와 오션 파우트(pout)종의 스위치 유전자를 삽입하여 대형 연어로 속성 성장하는 GMO연어를 개발한 것이다. GMO연어는 일반 연어보다 같은 기간에 3~5배 크게 자란다.
1989년에 개발하였지만 까다로운 규제를 통과하지 못하였으나 최근에 식용 GMO의 범위가 넓어지자 근 25년 만인 2015년에 동물 최초로 식용이 허용되었으며 2020년부터 상업용으로 출시한다.
4.GMO 논쟁의 배경과 현황
가. GMO논쟁 발원지 유럽
GMO에 대해 과학적으로 증명되지 않은 유해성 보도는 많이 있었지만 현재까지 정식으로 개발되어 상품으로 인증된 GM식품이 유해 또는 나뿐 영향을 미친다는 과학적 증거는 발견되지 않았다. 그런데도 GM작물의 안정성에 대한 논쟁이 그치지 않는 것은 무슨 이유일까.
GM작물의 안전성에 대한 논쟁의 발원지는 유럽이다. 무역 요인, 문화적 요인, 정치 배경 등 많은 요인이 있지만 무역과 자국의 농산물 보호가 중요한 요인이다.
유럽은 많은 농산물을 생산하고 미국으로 수출도 많이 한다.
그러나 GM작물은 대부분 미국이 개발하였고 그에 따라 값싼 GM작물이 유럽으로 밀려들어올 상황이 된 것이다. 유럽은 미국의 값싼 GM작물이 수입되는 것을 막아야 자국의 농민을 보호하고 미국과 무역 수지를 맞출 수 있었다.
그래서 정치인, 과학자, 언론인 등을 동원해서 GM작물의 위험성을 부각하고 법적으로는 식품에 GM작물이 포함될 수 있는 허용치를 최소로 하는 등 수입을 막기 위한 정책을 폈다. 그리고 수입된 GM식품의 위험성을 국민에게 부각해 먹지 않게 하여 GM작물이 수입되는 양을 줄인 것이다.
유럽에서 GMO는 유해하므로 수입을 금지한다고 결정하자 미국은 유럽산 농산물의 수입을 금지하겠다고 으름장을 놓으니 유럽은 후퇴하여 수입금지는 취소했으며 대신에 유럽 식품의 GMO 함유 비율 최대치를 법으로 규정하고 식품에 함유된 GMO 비율을 포장지에 표기를 의무화시켰다.
나. GMO에 대한 미국과 유럽의 시각
미국과 서유럽의 GMO에 대한 시각은 크게 다르다. 유전자 기술이 앞선 미국에는 유전자 재조합 식품(GMO)이 약 4000종이나 되고 슈퍼마켓에서 팔리는 식품의 절반 이상이 GMO를 함유하고 있으며, 2억이 넘는 미국 사람들이 20년 동안 유전자 재조합 식품(GMO)을 먹고 있으나 문제가 발생하지 않았으므로 유전자 재조합 식품(GMO)이 안전하다고 미국 국민들의 절대다수는 믿고 있다.
그러나 서유럽 국가의 환경단체들은 유전자 재조합 식품(GMO)을 '프랑켄슈타인 식품'이라고 부르며 일반인들도 이를 기피하고 있다.
GMO조작 기술의 발전으로 수많은 종류의 유전자 재조합 작물(GMO)이 합성되어 나오고 GMO의 안전성은 더욱 높이지고 있으며 전 세계적으로 상업화된 유전자 재조합 작물(GMO)의 재배 면적은 몇 천만 헥타르로 넓혀지고 있다.
유럽은 무역 쇄국 정책으로 일단 GMO 수입 방어에 성공한 것 같이 보인다.
유럽은 GMO의 안전성 문제를 확대 재생산하여 수입을 저지하고 유전자 재조합 작물(GMO)도 개발하지 않고 있다. 그런데 GMO의 안전성에 대한 세상의 시각은 점점 긍정적으로 변화되어가고 있다. GMO의 품질은 비 GMO와 같고 값은 엄청 낮아 언젠가는 유럽도 견디지 못하여 쇄국정책은 조금씩 무너지고 결국 GMO가 일반화될 것이다. 이때 밀려오는 GMO에 당하지 않으려면 유전자 재조합 작물(GMO)을 개발해서 생산하고 수출해야 하는 길밖에 없을 것이다. 그런데 문제는 GMO가 위험하다고 백안시하는 인식이 팽배한 사회에서 정부가 독려할 수도 없고 GMO를 개발하려고 달라드는 반사회적 학자도 적을 것이고 더욱이 거기에 투자하려는 반사회적 자본가가 있겠는가. 후에 GMO 작물을 개발하여 생산하고 수출하려고 할 때에는 너무 늦다는 것이다.
벌써 유럽의 스페인 등 5개국에서도 해충 저항성 옥수수를 재배하고 있지만 사회 여론에 고전하고 있다.
무역의 쇄국정책은 일시적으로 현 상황을 유지하는 데는 좋은 정책이지만 길게 보면 수동적이며 결국은 근시안 정책으로 미래를 어둡게 할 것이다.
다. 국가별 GMO 정책
세계에서 유전자 변형 작물(GMO) 재배를 허가한 국가는 미국, 캐나다, 브라질, 아르헨티나, 호주, 인도, 중국, 스페인 등 28개국에 달하고 있다.
아세아에서는 중국이 GM 벼, GM 콩, GM 면화, GM 옥수수, GM파파야 등을 재배하고 베트남과 방글라데시 등이 GM 옥수수 등을 재배하고 있으며 인도는 GM 면화 생산 세계 1위 국가이다.
일본의 실험용 GM 벼 ‘니폰배어(Nipponbare)’를 심었더니 메탄 발생량이 10% 줄었다는 2015년 스웨덴 대학 연구팀의 발표도 있었다.
여전히 유럽연합(EU) 17개국은 GMO를 엄격히 금지하고 있으며 스페인 등 유럽 5개국의 GM 옥수수 재배면적은 줄어들고 있다고 한다.
시진핑 중국 국가주석이 유전자 변형 기술 보급을 강조함에도 불구하고 헤이룽강성은 5년간 GM 옥수수, GM 벼, GM 콩의 재배와 유통, 가공 등을 전면 금지했다.
러시아는 GMO 경작을 전면 금지하고 있으며 수입은 등록을 하여야 가능하다.
우리나라는 식량 자급률이 28%밖에 되지 않으며 식용 GMO 수입은 1위이다. GMO를 식용으로 하면서 생산은 안 된다고 하는 것이다. 지구온난화로 세계 식량 생산량도 점점 감소하고 있어 우리나라는 식량증산이 시급하다. GMO에 대한 여론이 좋지 못하고 떼법이 너무나 강해 정부는 GMO 정책에서 한 발짝도 나가지 못하고 있으며 370여 종의 GMO가 개발되었으나 1건도 생산 허가를 하지 않았다. 그래도 GMO에 대해 1800여 건이 연구 중이라고 한다.
5. GMO 논란의 대표적인 사례
가. 푸스타이(Pusztai) 사건
1998 년경에 몬산토(Monsanto)는 선충(線蟲, Round worm, Nematode, 선형동물)을 죽이는 아네모네(스노드 롭, snowdrop, 초봄에 흰 꽃이 피는 수선화과의 초본)에 있는 렉틴 유전자(GNA, Galanthus nivalis agglutinin)를 감자에 삽입하여 유전자 조작 감자(GMO)를 개발하고 있었다. 렉틴 유전자(GNA, Galanthus nivalis agglutinin)는 독성이 있는 단백질을 합성하는 유전자이며 이 독성 단백질은 감자 농사를 망치게 하는 선충(線蟲, Round worm, Nematode, 선형동물)이 감자를 먹으면 죽게 되는 것이었다.
1998년 8월 영국 스코틀랜드에 있는 작물시험장 로웨트 연구소(Rowett Institute)와 두햄(Durham) 대학 생물학과는 영국 농수산 환경부로부터 GMO의 안전성에 대한 용역을 받아 그저께 포드 푸스타이(Arpad Pusztai) 박사가 이끄는 연구팀이 자체 내에서 렉틴 유전자(GNA, Galanthus nivalis agglutinin)를 감자에 삽입하여 유전자 재조합 감자(GMO)를 합성하여 이 유전자 재조합 감자(GMO)의 안전성에 대한 연구를 했다.
유전자 재조합 감자(GMO)를 실험실 쥐들에게 먹였더니 먹이지 않은 쥐들에 비하여 면역체계가 손상되었고 백혈구 세포 활동이 둔화되어 각종 질병에 쉽게 감염되었다. 특히 내장기관 중 흉선(림프샘)과 비장(지라)이 파괴되어 면역력이 현저히 떨어졌고, 비 GMO 감자를 먹인 쥐들에 비하여 GMO 감자를 먹인 쥐들의 두뇌 발달 정도가 더디고 간과 고환이 작아졌을 뿐만 아니라, 췌장(이자)과 내장의 위축증과 퇴화 증세가 나타났다. 가장 무서운 사실은 세포조직의 분화와 체형 구조의 변화로 인해 이들 GMO 급식 쥐들은 암 발생 가능성이 현저히 증대하였다고 TV에 발표하였다.
이 사실은 전 세계에서 논란을 일으켰다. 만약 이 실험 결과가 확실하다면 GM 식물이 동물에 대해 유해하다는 증거가 되기 때문이다.
푸스타이(Pusztai) 박사는 실험방법으로 한 그룹의 실험군 쥐들에게는 렉틴을 첨가한 보통 감자를 먹였고 다른 한 그룹의 실험군 쥐들에게는 자체적으로 렉틴을 분비하도록 유전자를 재조합한 감자(GMO)를 먹였다. 그리고 실험 대조군 쥐들에게는 그냥 보통 감자를 먹였다.
그 결과 유전자 재조합된 감자(GMO)를 먹인 어린 쥐들에게서 심각한 문제가 발생했다. 그러나 렉틴을 첨가한 감자를 먹인 쥐들은 그런 영향을 나타내지 않았다. 이는 곧 렉틴이 아닌 다른 것이 그러한 부작용을 일으켰다고 푸스타이(Pusztai) 박사는 주장했다.
아직까지 이 문제에 대하여 명확하게 규명되지 않았다.
이에 대한 가능성 있는 설명은 유전자를 도입할 때 운반자로 이용하는 벡터(아그로박테리움 등) 유전자나 함께 더 들어간 유전자가 작용하여 문제가 생겼다는 것이다.
이때 몬산토(Monsanto) 회사는 선충을 죽이는 감자(선충 내성 감자)를 개발하는 중이었으므로 푸스타이(Pusztai) 박사가 검증한 실험의 시료로 제공되지 않았고 푸스타이(Pusztai) 박사가 주도한 실험의 시료로는 그들 자체에서 개발한 것을 사용하였던 것이다.
1998년 10월 로웨트 연구소(Rowett Institute)는 푸스타이(Pusztai) 박사의 연구결과를 검증하여 푸스타이(Pusztai) 박사의 결론이 잘못되었다고 발표하였다. 그리고 로웨트 연구소(Rowett Institute)는 푸스타이(Pusztai) 박사의 연구가 잘못되었다는 이유로 강제로 푸스타이(Pusztai) 박사를 퇴직시켰다. 녹색평화단에서는 유럽의 일부 과학자들과 공동성명을 발표하여 푸스타이(Pusztai) 박사의 복직을 요구하였으나 로웨트 연구소(Rowett Institute)는 연구소의 명성을 지키기 위해 푸스타이(Pusztai) 박사를 복직시키지 않았다.
영국왕실협회에서 대 규모의 전문가들을 조직하여 그 실험을 검토하였는데 푸스타이(Pusztai) 박사의 연구는 실험설계, 방법으로부터 연구결과, 데이터 분석까지 모두 중대한 문제점이 있었다고 1999년 5월에 발표하였다.
그러나 몬산토(Monsanto)는 이 사건으로 인해 렉틴 유전자(GNA, Galanthus nivalis agglutinin)를 삽입한 유전자 조작 감자(GMO)의 이미지가 나빠져 상품화하지 않았다.
그 후 그런데 로웨트 연구소(Rowett Institute)는 은밀히 몬산토(Monsanto) 회사로부터 14만 파운드라는 거액의 자금지원을 뚜렷한 명분 없이 받았다는 사실이 언론에 폭로되었다. 이 일로 인하여 유럽의 소비자연맹, 환경보호단체 등이 시위를 하고 GM식품 판매를 금지하라고 강력히 요구하였다.
EU 정부와 의회는 GMO 성분을 1% 이상 함유하는 모든 식품에 대하여 GMO 표시를 의무화하였다.
그 후 다시 2003년 7월에는 그 기준을 한층 더 강화하여 0.9% 이상의 모든 GMO 함유 제품에 대하여 표시제를 의무화하였다.
나. 제왕나비(Monarch butterfly) 사건
1999년 5월 미국 Cornell대학교의 한 연구팀은 “Nature”에 제왕나비(Monarch butterfly)의 유충이 Bt(Bacillus thuringiensis, 바실러스 튜링겐시스) 유전자 재조합 옥수수의 화분을 뿌린 풀을 먹은 후 4일 만에 44%가 죽었다고 보도하였다. 이 보도는 즉시 각 신문 잡지의 톱 뉴스가 되었다. 그런데 이 실험 결과는 아무런 의미가 없는 것이다. Bt가 삽입된 GM 옥수수는 특별히 나비목 곤충만을 죽이는 것이고 제왕나비(Monarch butterfly)는 나비목 곤충이기 때문에 GM 옥수수에 의해 곤충이 죽는 것은 당연한 것이다.
1996년도에 Bt독소 단백질을 당에 넣어 벌에게 먹였는데 벌은 죽지 않았다. 그런데 이에 대해서는 아무런 논란이 없었다는 것이다.
다. 브라질너트(Brazil nut) 사건
콩에 있는 단백질은 필수 아미노산인 메티오닌(methionine)과 시스틴(cystine)이 부족하여 동물의 영양에 문제가 되었다.
그래서 미국 파이오니어 하이브리드 (Pioneer hybrid) 종자회사의 과학자들이 브라질너트에서 메티오닌(methionine)과 시스틴(cystine)이 풍부한 단백질을 발견하여 이 단백질의 유전자를 콩에 넣어 GM 콩을 만들었다. 그런데 브라질너트는 알레르기를 일으키는 식품이기 때문에 콩에 도입된 유전자가 알레르기를 일으키는지에 대한 평가가 필요하였다. 그래서 실험을 실시한 결과 원래 브라질너트에 있던 유전자와 GM 콩이 모두 알레르기를 일으켰다. 즉 콩에 삽입한 브라질너트의 유전자는 알레르기를 일으키는 물질이며, GM 콩에서 새롭게 알레르기 물질이 발생된 것은 아니다. 이 GM 콩은 알레르기를 유발하므로 파이오니어 하이브리드 (Pioneer hybrid)사는 100만 달러의 연구비를 날린 채 연구를 중단했다.
6. GMO 안전성에 대한 두려움
가. GM식품에 있는 곤충 죽이는 독이 인간에게 미치는 위험성
내충성 GM작물은 특정한 곤충에만 살충 작용을 하는 토양미생물인 Bacillus thuringiensis (Bt)의 유전자를 삽입한 것이다. 바실러스 튜링겐시스(Bacillus thuringiensis, Bt)가 생성한 살충 단백질은 결정체로 존재하는데 곤충(나비목) 장내의 알칼리성(pH10 ~ 12)에서 결정체가 용해되어 독소 단백질이 방출되면 장내의 recepter와 결합하어 독소 작용을 한다. 포유동물의 위는 강산성(pH1 ~ 2)이고 소장은 약 알칼리성(pH8)이며 위와 장에는 독소 단백질과 결합할 수 있는 recepter도 없다. 사람이 이 GM작물을 먹으면 독소 단백질은 아미노산으로 완전히 분해되어 소화되며, 분해되지 않더라도 recepter가 없어 체내에서는 작용할 수 없다.
나. GM 식품에 삽입된 유전자가 인체에 삽입될 위험성
돼지고기를 많이 먹으면 사람의 DNA에 돼지 유전자가 삽입될까.
1개의 DNA에 천 개 이상의 유전자가 있으며 1개의 세포에는 여러 개의 DNA가 있다. 우리가 한 입 음식을 먹을 때 수억의 유전자를 먹게 되며 이들은 체내 효소 작용에 의해 모든 유전자는 세포막을 통과할 수 있는 작은 분자로 분해되어 흡수된다.
글로 써 놓은 긴 문장을 유전자라고 비유한다면 창자에서 유전자가 소화효소에 의해 소화되어 흡수되는 물질은 문장의 낱자인 ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ에 비유할 수 있다. ㄱ, ㄴ, ㄷ, ㄹ과 같은 염기를 구성하는 물질을 흡수해서 사람의 유전자를 합성하는 재료로 쓸 수는 있지만 소화 흡수되기 전의 그 생물 본래의 유전자로는 절대로 합성될 수 없다.
인체에 문제를 일으킬 수 있는 유전자가 작용하기 위해서는 온전한 유전자로 세포에 들어가야 가능성이 있다. 소화, 분해되지 않은 유전자가 인체의 세포에 들어갈 수 있는 방법은 유전자 재조합과 같은 방법으로 지방산이나 콜레스테롤처럼 미셀에 싸여 들어가거나 바이러스가 음식의 살아있는 세포에 들어가 문제의 유전자를 분해하고 결합해서 사람의 세포로 침투하여 그 유전자를 DNA에 결합시키는 것이다. 문제의 유전자를 손상 없이 온전한 상태로 이와 같은 방법으로 창자나 피부의 경로로 바이러스가 유전자를 옮기는 것은 거의 불가능하며 혹시 온전한 유전자가 표피세포나 점막에 들어가서 문제를 일으킨다고 해도 표피세포나 점막은 수명이 짧아 곧 떨어져 나가 버리므로 외부 유전자가 들어와도 별 문제가 없다. 어쨌든 음식으로 먹은 유전자가 소화기관으로 침투할 수는 없다는 것이다. 그래서 다른 생물의 유전자가 사람의 세포에 들어와 DNA에 결합할 확률은 유전자 재조합 식품을 먹거나 GMO가 아닌 식품을 먹거나 거의 없으므로 같다는 것이다.
어떤 경로든 문제가 있는 유전자가 줄기 세포에 들어간다면 그 기관에 문제가 생길 수도 있을 것이며 정자나 난자, 수정란 등에 유전자가 들어가 DNA에 삽입되면 살기 힘들거나, 살 수 있다면 자손 대대로 모든 세포에 그 유전자가 항상 같이 존재하게 될 것이다.
사람의 DNA의 인트론에는 수십억 년에 걸쳐 삽입된 바이러스의 유전자가 전체 유전자의 8% 정도나 되지만 거의 작용을 하지 아니하며 바이러스 외의 다른 생물의 유전자는 확인되지 않았다. 레트로 바이러스는 사람의 DNA에 유전자를 삽입할 수 있다.
어쨌든 가능성은 희박하지만 자연 상태에서도 바이러스가 사람의 DNA에 유전자를 삽입할 수는 있다는 것을 의미한다.
다. 제초제 저항성 GM작물의 슈퍼 잡초화의 염려
이것은 두 가지로 생각해 볼 수 있는데 하나는 GM작물이 슈퍼 잡초로 변화되는 것이고 다른 하나는 제초제 저항성 유전자가 다른 잡초에 이동(gene flow)되어 슈퍼잡초로 변화되는 것이다. 첫 번째에서 작물은 사람이 재배하지 않으면 거의 살 수가 없다. 작물은 사람이 원하는 형태의 기형으로 변해 야생 능력이 없고 사람의 도움으로 살아왔기 때문에 제초제 저항성 능력이 하나 더 있어도 사람의 도움을 받지 못하면 야생생물과 경쟁할 수 없으므로 잡초가 될 수 없다.
두 번째에서 비슷한 품종이거나 속이 같은 종간에는 교잡이 일어날 수 있으므로 제초제 저항성 작물과 작물의 야생 종간에 교잡이 일어나 제초제 저항성 야생종이 생성될 수 있다. 이렇게 작물과 야생종의 교잡으로 잡종이 생겨날 기능성은 이론상 가능성이 있다는 것이고 실제는 거의 일어나지 않는다. 실제 그런 교잡이 일어날 수 있다면 수천만 년의 기회가 있었으므로 그런 교잡 품종이 존재하고 있어야 한다. 작물과 야생종의 교잡으로 생겨난 잡종이 별로 없다는 것은 작물과 야생종의 교잡으로 생겨난 잡종은 야생에 불리하기 때문이다.
그래도 제초제 저항성 야생종이 생성되어 야생으로 살 경우에는 사는 곳에 제초제를 사용하지 않으므로 제초제 저항성 야생종은 그 능력을 가지고 있어도 사용할 일도 없고 필요 없는 유전자만 더 가지고 있어 경쟁에 불리하다.
제초제 저항성 야생종이 경작지로 들어와 작물과 섞여 재배되면 생산성이 낮아질 가능성은 있지만 해마다 새로 종자를 파종하므로 다음 해에는 경작지에서 퇴출되어 슈퍼잡초가 될 수는 없다.
라. GM작물이 유발할 수 있는 생태환경의 위험성
저장성이 강한 GM토마토는 다른 품종과 비교하면 에틸렌 성분의 부족 외에는 다른 물질의 생성이 없으므로 환경에는 아무 영향이 없다.
해충 저항성 GM작물은 그 해충과 비슷한 종류(목)의 벌레들을 죽이므로 그 벌레 종류를 먹이로 하거나 그 벌레 종류에 먹히는 종들의 개체 수가 변화될 수 있다. 그러나 무차별 죽이는 것이 아니고 해충 저항성 GM작물을 해하는 벌레만 해당되므로 그렇게 많지는 않을 것이다. 해충 제거 약을 사용할 때보다는 벌레를 덜 무차별로 죽일 것이다.
해충 저항성 GM의 꽃가루가 주변의 야생종에 수분되어 유전자의 이동(gene flow)이 일어나 해충 저항성 GM야생이 발생되면 생태계에 어떤 영향을 미칠까.
작물과 야생종의 교잡으로 잡종이 생겨날 기능성은 이론상 가능성이 있다는 것이고 실제는 거의 일어나지 않는다. 실제 그런 교잡이 일어날 수 있다면 수천만 년의 기회가 있었으므로 그런 교잡 품종이 존재하고 있어야 한다. 작물과 야생종의 교잡으로 생겨난 잡종이 별로 없다는 것은 작물과 야생종의 교잡으로 생겨난 잡종은 야생에 불리하기 때문이다. 야생에 불리한 교잡종에 유리한 하나의 기능이 첨가된 교잡종이 생겨도 현존하는 잡종보다 야생에서 살아남기에 유리한 점이 되지 않는 것이다.
그래도 해충 저항성 GM야생종이 발생하여 살아남았다면 해충 저항성 GM야생종을 해하는 벌레도 죽게 된다. 그러면 해충저항성 GM 야생종은 생존에 유리하므로 많이 퍼져나갈 수도 있을 것이다. 해충저항성 GM 야생종이 다른 곳에 널리 많아지면 외래종처럼 문제가 발생하겠지만 본디의 해충 외에 이들을 먹이로 하는 다른 종의 개체수가 늘어나 조절을 할 것이다.
자연에 독성 식물종이 하나 더 생겼을 뿐이므로 기존의 다른 독성 식물처럼 큰 문제가 되지 않을 것이다.
해충저항성 GM작물이 생태 환경에 긍정적 영향을 미칠 수도 있다고 한다. 해충저항성 GM작물은 농약을 적게 쓰므로 해당 해충이 아닌 벌레는 죽지 않고 개체수가 늘어나므로 그 천적이 증가하는 등 생태 환경이 덜 파괴되었다는 것이다.
7. 그 외 문제들
가. 대기업의 종자와 농약 독점
GMO 제품을 개발하여 제품의 안전성을 승인받기 위한 실험과 승인과정에는 엄청난 경비와 노력이 필요하다. GMO 제품을 개인이 개발하기도 어렵지만 제품으로 승인받는 것은 여러 과정과 상상을 초월하는 경비 문제로 더욱 어렵다. 그래서 대부분의 GMO 제품은 돈과 전문가를 보유한 대기업에서 출시되는 것이다. 대기업에서 종자와 농약을 독과점을 함에 따라 농민과 후진국은 종자 주권을 잃어버리고 대기업에 종속되는 것이다.
종자 주권은 중요한 것이다. 우리나라의 막걸리를 일본에 수출할 때 로열티를 내야 한다. 일본이 녹말을 당화 시키는 곰팡이 균들을 분리 연구하여 등록했기 때문이다. 그런데 집에서 막걸리를 담아 먹을 때는 로열티를 내지 않는다. 로열티를 받아갈 방법이 없기 때문이다.
그러나 GMO 종자는 문익점의 목화씨 전래 방법으로는 이용할 수 없다. GMO 종자 개발자들이 돈을 내지 않고는 GMO 종자를 제대로 사용할 수 없게 하는 기능을 유전자로 삽입한 것도 있기 때문이다.
나. GMO 논란으로 보는 사회 현상
과학으로 밝혀진 사실이 모두 진실은 아니다. 그러나 과학으로 밝혀진 사실은 증거를 제시하여 결정된 것이며 다른 증거가 다시 제시되면 새로운 사실로 수정되는 것이다. 그러므로 과학적으로 접근하는 것은 가장 합리적인 방법인 것이다.
여러 과학기관의 과학자들이 GMO가 과학적으로 안전하다고 인정했다는 것은 GMO의 안전성을 믿을 수 있다는 것이다.
GMO가 완전히 안전한 것은 아니지만 자연 작물에서 일어나는 위험성을 그렇게 크게 뛰어넘는 것은 아니라는 것이다. GMO을 먹고 불치의 병이 걸리거나 이상한 동식물이 생겨 자연을 더럽히지는 일은 일어나지 않는다는 것이다.
GMO와 관련된 학자들이 나뉘어 GMO의 위험성에 대해 논란이 있다면 안전하다는 사실이 수정 중이거나 재확인을 받고 있는 중이므로 문제가 있다고 할 수 있다. 그런데 GMO와 관련된 학자 대부분이 안전하다는 것을 지지하고 있는 것은 안전하다는 것이 사실로 유지되고 있다는 것이다.
단지 이 분야와 관련이 없는 과학자가 과학과 관련이 먼 단체에 가담하여 위험성을 주장한다든지 그 주장에 부화뇌동하는 것은 상식 이하의 행동인 것이다.
대기업이 GMO를 독점하므로 빈국이나 농민을 보호하기 위해 GMO의 위험성을 부각하여 GMO의 확산을 막는 면도 있을 것이다.
어떤 사람들은 GMO의 위험성을 가정하여 과학자가 알아내지 못한 것을 나는 상상할 수 있으므로 과학자보다 내 생각이 앞선다는 자기도취이거나 과학자들이 위험하다는 사실을 숨기고 딴 이야기를 한다고 생각하는 것이다.
큰 권력을 가진 사람이 월권으로 무식하게 자기 생각대로 과학을 제단 하는 일도 일어나고 있는 곳이 우리나라다.
또 다른 사람이 하기 힘든 틀린 이야기를 자기가 용감히 하는 것을 선구자로 자처하는 것이다. 그리고 우리나라는 이런 사이비 선구자를 받들고 선호하는 사람이 너무나 많다. 몽상적인 말을 하고는 틀리면 그만이고 천에 하나 틀리면서도 논란의 중심에라도 서면 영웅으로 대접받는 이상한 사회 현상을 나타내고 있다. 이런 사회가 역동적인 면은 있지만 사회가 합리성이 부족하여 안정되지 못하고 휘둘리고 있는 것이다.
있다와 없다, 옳다와 거르다 로만 논하고 상상의 나래를 펴는 이런 진취적인 생각(?)은 이야기로 얽힌 종교계나 인문학 분야에는 활로가 될 수도 있겠지만 오차 범위 내에 있으면 옳다고 인정하는 자연계 분야에서는 합리성이 떨어져 과학자들의 창의적인 활동을 막는 현상이 벌어지고 있는 것이다.
GMO식품을 허용하기 위한 검증은 더욱 엄격히 시행되어야 하지만 연구도 못하게 하는, 아예 방향과 길을 막는 우는 범하지 않아야 할 것이다.
유전자 재조합 식품(GMO).hwp