동.식물 유전자 연구

미 메릴랜드주 로크빌에 자리한셀레라 지노믹스사의 슈퍼컴퓨터에는 인간의 유전자 정보뿐 아니라 갖가지 동.식물의 유전자 자료도 쌓이고 있다.

셀레라는 최근 인간과 유전자가 60% 이상 비슷한 초파리의 유전자를 분석했으며 앞으로 20여종의 생물체에 대한 유전자분석을 마칠 계획이다. 셀레라는 특히 병원성세균에 대한 유전자 분석에 주력하고 있는데 세균의 정체를 정확히 알면 약품개발이 가능하고 이로인해 엄청난 고부가가치를 창출할 수 있기 때문이다.

폴 길만 정책기획실장은 "세균의 유전자연구는 생물학적 차원뿐만 아니라 인류건강에 큰 도움을 줄 것"이라면서 "동,식물의 유전자를 분석하는 이유는 한가지, 산업적 가치가 상상못할 만큼 크기 때문"이라고 말했다.

오는 6월 중순 발표예정인 미국립보건원(NIH) 주도하의 게놈프로젝트는 사람을 포함한 여러 생명체의 게놈염기서열을 규명하는 일을 포함하고 있다.

지난 90년 게놈프로젝트가 착수된이래 10년동안 대장균(E. coli), 헬리코박터(Helicobacter pylori)를 비롯 20여종의 미생물과 효모, 그리고 다세포 생물인 선충(Caenorhabditis elegans) 등 다양한 생명체들의 염기서열이 모두 밝혀졌다.

NIH뿐 아니라 세계 각국의 생명공학연구소와 생명공학벤처회사들이 동식물 유전자 분석에 관심을 갖는 것은 이런 작업이 인간의 건강과 생활에 커다란 혜택을 가져다 줄 수 있기 때문이다.

우선 의학적면에서 인간과 유전자가 비슷한 초파리의 유전자를 활용할 경우 인간 유전자이상으로 인한 다양한 질병의 원인을 규명해낼 수 있다. 인간을 대상으로 할 수 없는 여러 실험을 초파리를 이용해 할 수 있기 때문이다.

그런가하면 식물과 농작물 유전자 해독은 식량난 해결 등 인류가 처한 여러 위기상황에 대한 대안을 제공해줄 수 있다.

이미 농작물에서는 주요 식량원인 벼의 게놈에 대한 연구가 착수됐다. 인간게놈연구가 의약산업의 기초연구라면 이에 맞먹는 또 다른 거대한 시장이 농작물시장이다.

일본은 벼게놈 국제공동연구를 주도하고 있으며(최근 미국 몬산토사가 일본을 앞질러 연구성과를 공개했지만) 미국은 옥수수 연구에서 앞서고 있다. 독일은 감자, 영국은 양배추에 대한 게놈연구에 착수했다. 농작물의 게놈연구도 인간게놈연구와 마찬가지로 유전자 대량서열분석을 통해 게놈지도를 그린 뒤 각 유전자의 기능을 규명함으로써 산업적으로 이용하는 게 순서다.

벼의 전체 염색체 유전자기능과 구조를 밝히는 벼게놈해독 국제공동 프로젝트(IRGSP)는 일본이외에 우리나라, 중국, 미국, 유럽연합(EU)등이 참여하고 있다. 이들국가는 97년 싱가포르에서 만나 미래의 식량부족에 대비하고 쌀 수확량과 영양가를높이기 위해 98년 2월 컨소시엄을 구성, 공공부문의 국제연구협력사업으로 벼게놈을 시작했다.

한편 민간 생명공학전문업체도 벼게놈을 실시하고 있다. 이들 민간기업들은 막대한 자금력과 HGP에 사용된 디옥시리보핵산(DNA)염기서열결정법과 중합효소 연쇄반응(PCR) 등 최신의 기술을 이용해 단시일 내에 벼게놈분석에서 컨소시엄의 연구속도를 앞지르고 있다.

지난달 미국의 몬산토는 베이징(北京)에서 기자회견을 갖고 벼게놈을 완벽한 수준에서 해독했다고 발표한 바 있다.

우리나라에서는 최근 충남대 임용표(원예학과)교수가 한국의 대표적 농작물인 배추의 유전자를 분석하고 있다.

임 교수는 한국사람들이 가장 즐겨 먹는 통배추로 대량유전자분석의 준비작업을 마친 상태. 즉 거대 DNA를 포함한 유전자은행(이를 BAC library라 함)을 제작하고 염색체에서 유전자의 위치를 확인하는 물리적 지도제작을 끝냈으며 유전자서열을 분석 중이다.

한국생명공학연구소의 이대실 박사는 "인간에 비해 미생물은 유전정보량이 1천분의 1 수준으로, 인간 유전체 처럼 방대한 규모가 아니므로 우리나라는 산업미생물, 병원균, 환경미생물 등의 유전체연구에 대한 집중적인 투자로 인간게놈 연구의 낙후성을 만회할 수 있도록 해야한다"고 말했다.

바이오산업의 지난해 세계시장 규모는 1천800억달러, 그러나 오는 2015년엔 2조달러로 전자산업을 능가할 것으로 전망되고 있다.