스트레스 완화·혈압 상승 억제 물질 5배 많고  유전자편집을 이용해 혈압상승 억제 물질 함유량을 5배 높인 방울토마토. 사나테크시드 제공 최초의 유전자변형작물(GMO·지엠오)은 1994년 미국 생명공학기업 칼젠이 출시한 플레이버 세이버(Flavr Savr) 토마토였다. 토마토의 세포벽 분해 효소 생성을 방해하는 유전자를 추가해 쉽게 무르지 않도록 변형시킨 토마토다.이후 1996년 제초제 내성을 강화한 미국 몬샌토의 ‘라운드업 레디’라는 대두 출시를 계기로 본격적으로 지엠오 작물이 재배되기 시작했다. 2019년 현재 미국, 브라질, 아르헨티나 등 전 세계 29개국에서 지엠오 작물이 재배되고 있다.그러나 지금도 지엠오는 식품의 안전성 논란에서 벗어나지 못하고 있다. 외부 유전자를 새로 주입하지 않고, 내부 유전자를 교정하는 유전자편집 방식은 기존 지엠오의 논란을 피할 수 있을까?세계 최고령 사회인 일본에선 건강식품에 대한 수요가 크다. 사나테크시드는 혈압 상승 억제 물질 함량이 많은 유전자편집 토마토에 대한 반응이 나쁘지 않다고 밝혔다. 사나테크시드 제공 지난해 노벨 화학상을 안겨준 크리스퍼(CRISPR) 유전자편집 기술을 이용해 유전자를 변형한 식품이 세계 처음으로 일본에서 시판되기 시작했다. 이번에 시판된 최초의 유전자편집작물도 토마토다. ‘시칠리안 루즈 하이 가바’(Sicilian Rouge High GABA)라는 긴 이름의 이 토마토는 방울토마토다.2018년 출범한 사나테크 시드(Sanatech Seed)란 신생기업이 크리스퍼-카스9(CRISPR/Cas9)이라는 유전자 가위 기술을 이용해 개발했다. 개발 주역은 이 회사 대표이기도 한 츠쿠바대 에즈라 히로시 교수(유전공학)다.크리스퍼-카스9은 박테리아의 면역 체계에서 힌트를 얻어 개발한 유전자 가위다. 크리스퍼는 가위질을 할 부위로 안내해주는 물질, 카스9은 가위 역할을 하는 분해 효소다. 크리스퍼가 표적 부위에 달라붙으면 카스9이 이를 절단한다.사나테크 시드는 이 유전자 가위를 이용해 아미노산 ‘감마-아미노부티르산’(GABA·가바)을 분해하는 효소를 덜 생성하도록 유전자를 교정했다. 가바는 혈압 상승을 억제하고 스트레스를 완화하는 데 도움을 주는 물질로 알려져 있다. 교정 후의 토마토는 가바 함량이 일반 토마토보다 4~5배 더 많아졌다.올해 봄 농가에 공급한 유전자편집 토마토 모종. 사나테크시드 제공 _______올해 봄 4200여 농가에 첫 보급사나테크시드는 “온라인 채널로 주문을 받아 17일부터 유전자편집 토마토 배송을 시작했다”며 “토마토에 대한 시장 반응은 나쁘지 않다”고 밝혔다. 이번에 시판하는 토마토는 지난 5월부터 4200여 원예농가에 공급한 모종에서 처음 수확한 것이다.영국 과학전문지 ‘뉴사이언티스트’는 “이 토마토는 크리스퍼기술을 적용해 개발된 여러 유전자편집 작물 가운데 처음으로 시판되는 것”이라고 밝혔다. “미국에서 2019년 유전자 편집 식용유(대두유)가 출시됐지만, 이는 크리스퍼 이전의 기술(탈렌)을 적용한 것”이며 “캐나다에선 크리스퍼 옥수수가 시판 허가를 받았지만 아직 시중에 나오지 않았다”는 것이다. 갈변하지 않는 버섯도 2016년 미국에서 시판 승인을 받았지만 시판 소식은 없었다고 한다. 토마토 상표에 유전자편집 기술을 적용했다는 문구가 적혀 있다. _______미·일선 기존 지엠오와 다른 규제 기준 적용유전자 편집도 유전자를 인위적으로 변형했다는 점에선 기본적으로 기존의 지엠오와 같다. 한국을 포함해 많은 나라가 유전자편집(재조합) 작물도 기존의 유전자변형작물 관련 법규로 규제하고 있다. 하지만 일부 나라에서는 외부 유전자가 추가된 것은 아니라는 점을 들어 기존 유전자변형작물과는 다른 규제 기준을 적용하고 있다.일본이 그런 사례다. 일본 식약처는 2019년 10월 유전자조작 식품 신고제를 도입해, 새로운 유전자를 추가하지 않은 유전자편집 식품은 안전성 시험을 면제해줬다. 유전자 편집은 기존 지엠오와 달리, 본질적으로 자연에서 발생하는 유전적 돌연변이와 유사하다는 이유에서다. 이를 근거로 일본 당국은 2020년 12월 이 토마토에 대해 유전자변형작물 규제 법규를 적용하지 않기로 결정함으로써 유전자편집 토마토 출시의 길을 터줬다.사나테크시드는 유전자편집 토마토의 해외 시판도 추진하고 있다. 이미 미국 농무부가 이 토마토가 기존 유전자 변형 작물 규제 대상이 아니라고 유권해석을 내렸다.반면 영국과 유럽연합에서는 유전자편집작물도 유전자변형작물로 규제하고 있다. 그러나 영국은 곧 이와 관련한 법률을 개정할 움직임을 보이고 있다고 ‘뉴사이언티스트’는 전했다. 뉴질랜드 연구진은 젖소의 얼룩무늬를 회색으로 바꾼 유전자편집 소를 탄생시켰다. 뉴질랜드 Agresearch 제공 _______살이 50% 더 많은 유전자편집 참돔도 나올 듯유전자편집 옹호자들은 이 기술이 소비자와 환경은 물론 농민과 농장 동물에게도 많은 이점을 줄 것이라고 주장한다. 예컨대 뉴질랜드 과학자들은 지난해 유전자편집을 이용해 피부 얼룩무늬가 회색인 젖소를 탄생시켰다. 연구진은 피부색이 옅어지면 햇빛 반사율이 높아져 소가 따뜻해진 기후에 더 잘 적응할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 열 스트레스는 우유 생산량을 줄이고 생식력을 저하시키는 것으로 알려져 있다.일본에선 또 살 부위가 최대 50% 더 많은 유전자편집 참돔을 개발했다. 일본 언론은 이 참돔 역시 곧 시판 승인을 받을 가능성이 있다고 보도했다. 영국에선 로탐스테드연구소(Rothamsted Research)가 만든 유전자편집 밀의 시험재배가 시작됐다. 이 밀로 만든 빵은 발암 물질인 아크릴아마이드의 수치가 더 낮다.곽노필 선임기자 [email protected] 한겨레와 친구하기
유전자재조합 기술 활용 코로나19 백신 안전성 높아...노바백스 임상3상 진행중SK바이오사이언스는 1/2상 진행, 가장 먼저 승인된 화이자·모더나 백신은 RNA 백신 기사입력시간 21-01-07 11:48 이 기사를 많이 읽은 의사 식품의약품안전처는 최근 세계 각지에서 빠른 속도로 개발되고 있는 코로나19 백신의 플랫폼 기술 특징과 작용원리에 대해 설명했다. 바이러스벡터 백신은 항원 유전자를 인체에 무해한 아데노바이러스 등 다른 바이러스 주형에 주입해 체내에서 항원 단백질을 생성함으로써 면역반응을 유도하는 백신으로, 아스트라제네카, 얀센(존슨앤드존슨) 등의 백신이 대표적이다. 아스트라제네카 백신은 침팬지에게만 감염되는 아데노바이러스를 전달체로 사용한다. 이는 RNA 백신에 비해 상대적으로 열에 안정적인 특징이 있으나, 살아있는 아데노바이러스를 사용하므로 생백신(4℃)에 준하는 콜드체인이 필요하다. 현재까지 허가된 바이러스벡터 백신은 얀센의 에볼라 백신이다. 아스트라제네카 코로나19 백신은 영국에서 지난해 12월 30일 긴급사용 승인했고, 유럽의약품청(EMA)도 지난해 10월부터 사전검토를 진행하고 있다. 국내에서는 올해 1월 4일 허가 신청돼 현재 식약처가 품목허가 심사 중이다. 얀센(존슨앤드존슨)의 코로나19 백신은 지난해 9월부터 3상 임상시험이 진행 중이며, 현재까지 해외 허가승인 사례는 없다. 국내에서는 지난해 12월 22일 비임상·품질 자료에 대한 사전검토가 신청돼 검토가 이뤄지고 있다. 국내에서 개발되는 바이러스벡터 방식의 코로나19 백신은 셀리드 백신이 있으며, 이는 임상 1/2상이 진행되고 있다. RNA 백신은 항원 유전자를 RNA 형태로 주입해 체내에서 항원 단백질을 생성해 면역반응을 유도하는 백신으로, 대표적으로 화이자, 모더나 등의 코로나19 백신이 있다. RNA(Ribonucleic acid)는 유전자 정보를 매개, 유전자 발현 조절 등의 역할을 하는 세포의 핵 속에 있는 두 종류의 핵산 중 하나다. 해당 방식의 백신은 제조 기간이 짧아 신속하게 단기간 내에 대량생산이 가능하나, RNA 분해효소(RNase)에 쉽게 주성분인 RNA가 분해되어 안정성이 좋지 않아 냉동( -20℃ 또는 –75±15℃)의 콜드체인 필요하다. 이 같은 이유로 국내 도입시 콜드체인 유통 준비 미비에 대한 우려가 제기되고 있다. 화이자 백신은 현재 긴급사용 승인된 국가는 영국(2020.12.02.), 미국(2020.12.11.), 캐나다(2020.12.09.) 등이 있고, 스위스(2020.12.19.)와 유럽(2020.12.21.)에서는 조건부로 허가됐다. 세계보건기구(WHO)도 지난해말 긴급사용을 승인해 전 세계적으로 화이자 백신을 사용하고 있다. 국내는 지난해 12월 18일 비임상·임상 자료에 대한 사전검토가 신청돼 검토가 진행 중이다. 모더나 코로나19 백신은 현재 미국(2020.12.18.)에서 긴급사용승인이 됐고 유럽(EU)(2021.1.6.)에서 조건부 허가됐다. 국내는 아직까지 사전검토 및 품목허가 등을 신청하지 않았다. 국내에서 개발되는 백신 중 RNA 백신 형태는 없으나 이와 유사한 형태의 DNA 백신을 제넥신과 진원생명과학에서 각각 개발 중이며 현재 임상 1/2상 단계다. DNA(Deoxyribonucleic acid)는 유전자 정보를 보관 및 보존 역할을 하는 세포의 핵 속에 있는 두 종류의 핵산 중 하나다. 재조합 백신은 유전자재조합 기술을 이용해 만든 항원 단백질을 직접 주입해 면역반응 유도하는 것으로 가장 많이 사용되는 백신 플랫폼 중 하나다. 재조합 항원 단백질만으로는 면역반응이 낮을 수 있어 일반적으로 면역증강제(알루미늄염 등)가 포함된 제형이 필요하며, 오랜 기간 사용으로 안전성이 높은 백신으로 알려져 있다. B형간염 백신이나 인유두종바이러스 백신(HPV(자궁경부암 백신)) 등이 재조합 백신에 해당된다. 코로나19 백신으로는 노바백스 백신이 있으며 지난해 9월부터 3상 임상시험이 진행 중이며 현재까지 해외 허가승인 사례는 없다. 국내 개발로는 SK바이오사이언스 백신이 임상 1/2상 진행 중에 있다. 불활화 백신은 바이러스를 사멸시켜 항원으로 체내에 주입해 면역반응을 유도하는 전통적인 백신 플랫폼으로, 불활화 백신으로는 A형 간염백신, 주사용 소아마비 백신, 일본뇌염 사백신 등이 있다. 감염 바이러스 확보 시 신속 개발이 가능하고 제조방법이 단순하며 중화항체 유도가 우수한 특징이 있으나, 코로나19 바이러스의 경우에는 BL3급의 생산시설이 필요하다. 코로나19 백신으로는 중국 시노팜 백신이 있으며, 중국에서 2020년 7월 22일에 허가됐다. 이 밖에도 WHO(COVID-19 후보 백신 업데이트)에 따르면 캔시노社(바이러스벡터 백신), 러시아 가말레야 연구소(바이러스벡터 백신) 등에서 다양한 종류의 코로나19 백신이 개발 중이다. 식약처는 "코로나19 백신에 대한 국민적 관심이 높은 점을 고려해 안전성·유효성 정보를 지속적으로 제공하고, 허가신청된 백신에 대한 철저한 검토와 관리를 통해 국민들이 안심하고 백신을 접종받을 수 있는 환경을 만드는 데 노력하겠다"고 밝혔다. 서민지 기자 뉴스 구독하기 기사 제보하기 |
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