국내동향 | Current

14 Vol.6_No.3

유전자변형동물의개발, 관리및위해성

1. 서론

포스트게놈시대로의전환및형질전환기술의발전에따라질환관련유

전자의기능에대한연구가활발히이루어지고있으며, 유전자기능연

구는바로BT 산업의발전에직결되는필수적인연구가되었다. 유전자기능

연구의 1차적인도구로서형질이변형된형질전환동물의확보는 BT 연구개

발에필수적이다.

형질전환 동물이란 동물의 유전자를 인위적으로 조작하여 그 유전자의 기

능이인위적으로조절된동물을통틀어지칭하는말로, 목적의유전자가염색

체내에삽입됨으로써자신의유전자와동일하게작용함은물론다음세대에

도그유전자를전달하는능력을가진개체를말한다. 전통적으로는우량품종

의선발및육종, 사양관리기술의개선등에의하여동물의생산성을증가시

켜왔다. 그러나전통적방법들에의한동물의생산성향상은유전적한계성

으로 획기적인 성과를 기대할 수가 없게 되었고, 이러한 한계점을 극복하기

위하여 70년대부터수정란이식, 핵치환, 성감별, 수정란동결등의여러가

지수정란미세조작기술들이개발되었다. 80년대초분자생물학의발전으로

개발된 형질전환동물 생산기술(Gordon 등, 1980)은 동물의 개량 및 생산성

향상에급진적인효과를거둘수있는신기술로등장하게되었다.

성장호르몬유전자가도입되어증체율과사료이용률이향상된형질전환돼지

와등지방두께가감소된고급육이생산되었다. 또한가축이질병에저항하는

항병성유전자, 항체유전자및바이러스유전자들을도입시킨형질전환가축의

생산및유용물질(약제) 생산유전자를발현하는가축의생산도시도되고있다.

C 01

한국생명공학연구원질환동물모델평가연구실

김형진박사

●

hckim@kribb.re.kr

BIOSAFETY 15

유전자변형동물의개발, 관리 및위해성

휴먼게놈프로젝트에서는사람의유전

자를 3만~3만 5천개로 추정하고 있다.

최근의 약물치료제 분야에서는 약 500

여개의생물학적타겟을기초로하여개

발을 진행하고 있다. 유전자에 대하여

새로운기능이확인될때, 이 중상당한

비율에 해당하는 유전자는 신약개발의

타겟이 될 가능성이 높다. 유전적으로

형질전환된 마우스는 유기체들에 대한

분자생물학적인 정보를 제공함으로써

전술한 연구개발 과정에 큰 도움을 줄

것이다. 마우스는 유전적인 특성이 잘

밝혀져 있어, 유전자의 기능과 발현 경

로를 밝히는 강력한 시험계로 개발되어

genotype과 phenotype의관련성에관

한 정보를 확보하게 하고, 궁극적으로

질환의 진단, 치료 및 예방에 이바지할

것이다.

마우스 유전자적중(knock-out, k/o)

기술은 기존의 유전자를 제거하는 기술

로서생체내에서유전자의기능을밝히

는데있어서강력한수단이될수있다.

현재까지 발표된 k/o 마우스의 종류는

마우스총유전자수의약10%정도밖에

안된다. 게다가이들중많은것들은표

준화된 방법에 의해서 만들어지거나

phenotyping된 것이 아니며, 연구자들

에게 자유롭게 접근할 수 있는 것이 아

니기 때문에, 사용하고자 할 경우에 여

러가지제약이따르게된다.

국제적 노력을 통하여 고속으로 모든

마우스의 모든 유전자에 대한 k/o 마우

스를생산, 이를phenotypeing하고, 이렇게얻은자원을모두가공

유할수있는자원으로관리될수있도록하기위한새로운기술과

생산효율성을도입하려는국제적인움직임이최근시작되었다.

향후에는기존농장이값비싼약제생산공장으로이용될것이며,

많은 형질전환 가축으로부터 약제를 추출하고 나머지 축산물은 종

래대로 시판될 수 있어 농가의 이윤 증가는 물론 축산물 생산량도

상당히증가될것이다. 마우스를중심으로한실험동물에있어서는

형질전환된 실험동물을 이용하여 인간의 질병에 관련된 많은 유전

자들의기능이밝혀지고이를기반으로하여질병치료제, 건강증진

제, 세포치료제, 바이오리액터등여러가지획기적으로유용한제

품들이 생산될 것이다. 그러나 동시에 유전자변형생물체로서의 위

해성이없다는것이증명되지않거나환경에대한위해성이없도록

통제되지 못한다면, 전술한 유용한 제품들의 생산은 사용자들로부

터외면당하여이분야의발전이이루어지지못할것이다.

2. 유전자변형실험동물의국내외연구개발현황

2 004년 인간유전체 염기서열 초안의 완성에 따라 유전체연구

는새로운비전을품고있으며, 유전체기능연구에의한삶의

질향상에목표를세우고있다(Collins 등, 2003). 인간유전체기능

은유전적, 생리학적및행동학적으로인간과매우유사한마우스를

모델동물로이용하여생체기능을발견함으로써완성될것이다. 마우

스유전체염기서열초안이발표(Waterston 등, 2002)됨에따라, 유

전자변형마우스의개발과분석을통한인간유전체의기능연구가가

속화되고있으며, 신약개발에있어서인간을대신할수있는유전자

변형(GM, Genetically Modified) 동물이반드시필요하게되었다.

현재인간과마우스의유전체서열은알려져있다. 이제는유전자

의기능을밝히고, 치료적가치가있을것으로생각되는유전자산

물을 동정하는 일에 집중하고 있다. 실험동물인 마우스는 100년여

의풍부한유전학적역사를가지고있으며, 사람의질병을연구하는

데있어서지대한기여를해왔다. 여러모델생물체중에서마우스

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는 사람의 생물학이나 질병을 연구하는데

있어서특별한장점을제공하고있다. 이러

한 장점으로는 ▲ 마우스는 포유류이면서

그 발생, 체형, 생리, 행동 및 질병들에 있

어 사람과 매우 공통점이 많다. ▲ 대부분

의마우스유전자(99%)가사람에게서상동

유전자를가지고있다(homologs). ▲마우

스유전체는homologous recombination

을 통하여특정유전자를표적으로효과적

이고정확하게유전자를변화시킬수있는

배아줄기세포(embryonic stem cells)를

활용할수있게되어있다.

배아줄기세포 또는 마우스에서 특이적

유전자를 결손시키거나 변이시킬 수 있는

기술들이 1980년대후반에개발되었다. 이

렇게만들어진k/o 마우스를사용함으로서

인간의생태와질병에대한이해를높일수

있게 된 것이다. 현재는 k/o 유전자에

‘reporter’유전자를삽입하여, k/o된유전

자의일시적또는공간적발현양상을결정

하는데이용하기도한다. 이렇게‘reporter’

유전자를이용하여세포에표지를할수있

게됨으로써그유전자의발현양상에따라

새로운타입의세포를밝혀낼수도있게되

었으며, 표지된조직이나단일세포들의특성

을더욱자세히분석하는데활용되고있다.

마우스유전체서열에대한탐색기법이도

입되면서포유류의생리와질병에대한정보

를캐낼수있는마우스유전학에대한강력

한 가능성이 시사되었다. 또한 대량으로 마

우스유전체의상당부분에대하여실질적으

로 k/o 시키고자하는목적을가지고, 대량

으로마우스돌연변이(mutant) 생산하기위

한공공및사적인부문에서의주도적움직

임이진행되어왔다(Zambrowicz 등, 1998;

Nadeau 등, 2001). 그리고공공자본이투입

된진트랩(gene-trap)프로그램이여러나라

에서시작되었다(Skarnes 등, 2004).

유전자의 모든 정보는 전 세계가 공유하

고있어기능이규명되지않은유전자는실

질적효용이없는자료에불과하며, 유전자

의 기능 규명을 위한 마우스의 제작 및 분

석은생물학및의학등제반분야에큰파

급 효과를 불러올 것이다. 최근 신약후보

유전자가 5,000~10,000종으로 기대되므

로선진각국은GM 동물개발을통한질환

모델의확립및신약발굴에총력을기울이

고있다. 또한질환치료후보물질은질환모

델동물실험을통해검증하는것이가장중

요하다(Smith 등, 2003).

개별 유전자 레벨에서의 제작에 머물던

유전자적중마우스는마우스의배아줄기세

포에 레트로 바이러스를 이용한 엑손트랩

(exon-trap) 방법을 이용, 마우스가 지니

고있는대부분의유전자가적중된배아줄

기세포 라이브러리 구축이 실현됨으로써

획기적으로 빠른 속도로 대량의 유전자적

중(knock-out) 마우스를 생산하고 있다.

미국의 Lexicon genetics사는「Genome

5000」이라는계획아래, 사람의유전자중

신약 개발의 타겟 유전자를 약 5,000여개

선정하여, 이에대한유전자적중마우스제

작을 통해 신약이 가질 수 있는 잠재적 효

능·부작용을조사하고있다.

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또한, 이회사는개별연구자가원하는

유전자적중 마우스의 공급도 겸하고 있

는데, 현재마우스와사람이공통적으로

가지고 있는 유전자의 약 80% 정도에

해당하는 유전자적중 배아줄기세포를

확보하고있다.

미국과캐나다, 그리고유럽의6개연구

소는 보다 빠르고 효율적인 유전자적중

마우스 생산을 위해 국제적인 컨소시엄

(International GeneTrap Consortium)

을 결성, 현재까지 확보된 약 24,000종

의 유전자적중 마우스 배아줄기세포를

학계에 보급하기 위해 연구방법·보관

방법·분배절차 등의 통일된 프로토콜

을마련하여시험가동중이며, 이모든데

이터를곧미국국립보건소산하NCBI에

데이터베이스화하여전세계모든과학

자가접근할수있도록하려고한다.

European Mouse Mutagenesis

Consortium은 마우스 게놈에 대한 기

능분석(functional annotation)을위한

국제적노력에기여하기위한유럽의프

로젝트이다. 본컨소시엄은돌연변이제

작 플랫폼(mutagenesis platforms),

유전자발현 자원(gene expression

resources), 표현형 분석단위(pheno-

typing units), 유지, 보존및보급센터,

생물정보자원등의구축과통합을그목

적으로삼고있다. 이와같이결집된노

력들은인간의질병및건강과유전자의

기능에 대한 우리의 이해를 촉진할 수

있을것으로보인다.

이러한노력에도불구하고문헌상으로보고된유전자적중마우스

의총수는약2만 5천개의마우스유전자중에서단지 10% 정도에

불과할 뿐이다. 아직도 2만 5천개 유전자의 90%에 해당하는 유전

자적중마우스가향후유전자의중요성에따라개발될예정에있으

며, 유전자이식(transgenic) 마우스의개발도지속적으로이루어질

것이다.

세계 최대의 실험동물 관련기관인 미국의 젝슨연구소(Jackson

Laboratory)에서는 2,700계통의 마우스를 확보하고 있으며, 매년

수십종의마우스에대한유전자특성분석을수행하고있다. 또한,

일본의쯔꾸바에있는 RIKEN Bioresource Center에서는향후 5

년간5대질환관련마우스2,500종을자원으로확보하여관리할예

정이며, 요코하마에있는RIKEN Genomic Sciences Center 내에

Mutation Phenotype Exploration Team을 두어 마우스를 대상

으로phenome 연구를활발하게진행하고있다.

국내 유전자변형 동물의 제작은 카톨릭대, 서울대, 이화여대,

KIST, 성균관대, 한국생명공학연구원, 화학연구원, 포항공대, 전남

대, 숙명여대, KAIST, 마크로젠 등에서 수행되고 있으며, 연간 약

60여계통이제작되고있다. 국내에서는유전체기능연구와연계하

여개발되는유전자변형동물에대한phenome 분석이이루어지고

있으나, 개발목적에 국한되는 일부 분석만이 연구자별로 수행되고

있어포괄적이고종합적인유전자특성분석과신약개발과의연계성

이이루어지지못하고있는실정이다.

3. 유전자변형실험동물의국내외이용현황

국의경우유전자변형동물을실험용으로사용하는숫자가급

증되고있다. 국내무부의2002년통계에의하면유전자변형

생쥐와쥐의사용이 710,000건으로지난해보다약 11% 증가한것으

로보고되었다. 유전자변형동물은모든동물실험의약25% 정도를차

지하고있다. 이러한증가추세는질병을탐구하기위해과학자들이새

로운분자생물학적기술을사용하면서함께증가하는것으로보인다.

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유전체기능연구의중요성은 유전자변형

동물의 사용증가 추세를 지속시킬 것으로

보인다. 지난 2002년 1월에서 2003년 1월

까지규정된절차에의해약 273만건의동

물실험이이루어졌다고한다. 생쥐와쥐그

리고 다른 설치류 동물들은 전체 실험의

84%를차지하 고, 어류와조류가그다음

을차지하 다. 개와고양이, 말 그리고

장류동물을대상으로한실험은약 1% 미

만으로이것은 2001년과동일하 다. 모든

실험의약 80%가연구와약품개발을목적

으로 이루어지고, 나머지 실험의 대부분은

안전성테스트를위한것이었다. 새로운종

류의약품이특정한방법에의해개발되면

서 지속적으로 동물실험의 수요가 증가할

것으로보고있다.

미국의 세계적인 실험동물 생산업체인

찰스리버(Charles River)사는 연간 700만

마리이상의유전자변형마우스를전세계

에 공급하고 있으며, 미국의 비 리기관인

잭슨연구소는 연간 약 200만 마리의 유전

자변형 마우스를 미국의 연구자에게 공급

하는것으로알려져있다.

현재 국내의 실험동물 사용량은 정확히

밝혀지고 있지 않으나, 설치류의 경우

1997년 수입규모가 8만 9천마리 으며,

1998년 1월부터 8월까지수입된실험용설

치류는약5만 3천마리 다. 이가운데형

질전환 동물의 숫자는 밝혀지지 않았으나,

세계적으로형질전환마우스및랫드를상

품화하고있는기업인찰스리버사및젝슨

연구소로부터 국내에 수입된 수량은 1998

년 1월부터 8월까지 약 1만 8천여 마리

다. 최근 국내 실험동물 사용량은 관련 업

계의 말에 따르면, 연간 약 400만 마리로

추정하고 있고, SPF(무병원균) 설치류의

사용량은약 100만 마리로추정하고있다.

이러한내용을토대로국내유전자변형실

험동물의 사용량은 연간 약 30만 마리 이

상이사용되고있을것을추정된다.

한국분자세포생물학회 마우스유전체분

과에서 2004년 11월 한국분자세포생물학

회, 한국생화학분자생물학회, 대한생화학

분자생물학회의회원들을대상으로다음의

설문조사를 시행하 다. 총 369명이 응답

하 으며 31세 이상(72.69%), PI 급

(61.25%), 10년 이상의 연구경력(60.98%)

인 과학자들이대부분으로신빙성있는조

사로 사료된다. 유전자변형 마우스를 이용

한 경험이 있는 연구자는 47.7%에 불과하

으나, 앞으로이용할의향이있는사람은

94.58%, 의향이 없는 사람의 경우 본인의

연구 분야가 아니거나, 잘 모르는 경우로

나타났으므로 앞으로의 이용도가 크게 증

가할것으로사료된다.

게다가, 유전자변형 마우스를 이용한 연

구의필요성은95.67%가긍정적혹은매우

필요하다(67.21%)라고 응답한 반면, 본인

이유전자변형마우스연구를수행할수있

는 여건이 좋지 않다는 견해가 73.45%를

가지고있었으며, 그이유로는국내의시설

및 연구환경이 적절치 못하다고 생각하는

사람이 89.7%에 달하 다. 이러한 설문조

사 결과로 볼 때, 국내 유전자변형 실험동

BIOSAFETY 19

유전자변형동물의개발, 관리 및위해성

것이확인되어동물을도태하거나, GEM의청정화및시설개조에

10억원이소요되기도하 다.

국내에서도동물실험시설의열악한수준으로SPF(무병원균) 시설

에서의실험동물유지및관리부재가치명적인사고로이어지는사

례들이다발하고있는실정이다. 이러한사고는단순한금전적손실

이 아니라, 생명과학 발전을 저해하는 엄청난 악재로 이어지고 있

다. 1996년대학실험동물실의한탄바이러스감염사고로대학원생

5명이입원하는일이있었으며, 1년간폐쇄후수억원을들여개축

하 다.

2000년실험동물사육실의MHV 감염으로 In-house breeding

을포기한경우도있었으며, 2002년신축실험동물실(IVC Rack)에

외부에서반입된동물에의한한탄바이러스감염사실이확인되었

으며, 2003년실험동물사육실에외부동물시설에서온연구원으로

인한 MHV(Mouse Hepatitis Virus) 감염사고가 발생하기도 하

다. 2005년에는원인불명의센다이바이러스(Sendai virus)가 전

국적으로일어나많은실험동물시설및관련연구에큰손해를입혔

으며, 설비의 고장으로 90여 마리의 장류가 폐사되는 사고도 있

었다.

이는현재국내실험동물생산및실험에필요한인프라인SPF(무

병원균) 시설을근간으로하는시설의취약성과이를관리하는운

능력의부족에서연유한다고할수있다. 국내에서유전자변형동물

의취급은전국대학, 연구소등수백곳에서이루어지고있지만, 적

절한 시설과 운 능력이 있는 곳은 20여개 기관 이하일 것으로 사

료되며, 이중에서국제적인실험동물관리인증을받은곳은 5곳에

지나지않는다. 이에따라보건복지부에서는 2005년 초국내실험

동물보호법안을국회에제출하 으며, 이법안에는실험동물생산

시설및관리, 동물실험규제, 실험동물폐기절차는물론이고, 동물

실험에대한윤리문제까지다양한규정이포함되어있다.

유전자변형실험동물의건전한활용및안전한관리를고려할때, 국

내실험동물의관리체계는부족한부분이많은것으로판단되며, 국내

생명공학및BT 산업의발전을위해서는실험동물인프라의구축을위

물의 사용량도 지속적으로 증가할 것으

로추정된다.

4. 국내실험동물관리체계

살아있는 시약인 실험동물은 엄격

한 검역 및 관리가 필요하다.

1970년대 초반 일본의 수개 동물시설에

서한탄바이러스가발생하여사육직원

여러명이사망하 고, 이에대한대책으

로일본내동물실험시설의 SPF(무병원

균)화및검역을대폭적으로강화하 다.

1998년 미국 젝슨연구소의 화재사고

로 2개동이전소했으나, 같은계통의동

물을 2개 시설로 나누어 관리함으로써

멸종 위기를 피할 수 있었다. 그렇지만

화재사고의여파로전세계생명과학발

전이 3년 정도 지체되는 결과가 초래되

었다. 2000년 3월미국실험동물회사에

서공급하는Surgical animal model이

배송차량 내에서 SDAV(Sialod-

acryoadenitis virus)에 감염, 이 동물

모델을공급받은각연구기관의다른정

상동물에전파되어불과한달사이에미

국 전역의 50개 시설에 확산되는 전례

없는사고가발생하 다.

2000년 10월일본동북(Tohoku)대학

실험동물시설에서구마모토(Kumamoto)

대학으로부터 반입한 마우스에서

MHV(Mouse Hepatitis Virus)가 발견

되어, 불과한달만에전시설에오염된

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한적절한대응이필수적이며우선적으로해

결해야할필요성이있다.

5. 유전자변형동물의위해성평가

실험동물용으로 개발된 형질전환 동

물이나 내병성 또는 성장촉진인자

가 도입된 물고기 등은 자연생태계에 방출

되었을경우유전자전이가능성이있으며,

이는결국생물다앙성에대한교란및진화

과정의파괴가능성을의미한다.

또한, GM 동물은 섭취되었을 경우 인체

위해성을야기시킬수있으며, 그들이도망

갔을경우환경또는생태계에대한위해를

야기시키거나다른동물들에대한악 향을

미칠수있다. 그러나이러한가능성은비교

적낮은편이며, 실질적으로는바다에서양

식되는 GM 어류의 경우 GM 어류와 야생

어류사이의수정이일어날가능성이높다.

GM 동물(어류포함)로부터유래된식품에대

한위해성평가에대한FAO/WHO 전문가회

의가 2003년 11월 로마에서개최되었다. 이

전문가회의에서는GM 동물유래식품의안

전성평가에대한과학적조언을제공하는것

을목표로삼았다(FAO/WHO, 2003).

GM 동물에대한단·중기적인장점으로

는생산량증가, 품질향상, 신동물유래제

품생산이 있으며, 장기적인 면에서는 생물

학적인 조절이나 조직이식에 대한 바이오

인디케이터로서의활용을들수있다. GM

작물의안전성평가에서사례별(case-by-

case)로 이루어진것과마찬가지로 GM 동

물의 경우에도 대부분 작물과 유사한 안전

성평가가수행될것이다. GM 동물과그의

모종에대한비교로평가가시작될것이며,

위해성에대한특성평가로이어질것이다.

GM 동물생산품에대한시장출하전위해

성 평가는 엄격히 이루어져야 할 것이며,

시장출하후에도감시가이루어져장기섭

취에 따른 위해성 또는 예기치 않은 위해

효과 등에 대한 정보를 획득하여야 한다.

또한 양학적인 향이나 신규 삽입유전

자에대한운명정보도얻어져야한다.

동물유래제품의조성성분에대한자연

적인 변동 범위와 관련한 자료(data)가 확

보되어 있어야 유전자변형에 따른 예기치

않은 효과에 대한 평가가 가능해질 수 있

다. 이에 대한 자료는 국제적으로 접근 가

능하도록해야하며, 분석방법에대한표준

화 및 표준물질에 대한 제공도 가능해져야

할것이다. GM 동물의위해성평가를위한

능력형성(특히, 개발도상국)은 식품안전성

은물론환경안전성및윤리적인면까지국

제적으로이루어져야한다.

GM 동물은육상및수서동물을모두포

함한다. GM 동물은▲유전학적, 생리학적

정보를향상시키기위한기초생의학적연

구, ▲인체질병을 위한 모델 작성, ▲단백

질생산또는치료목적의물질생산, ▲이

식을위한세포, 조직, 장기의생산, ▲질병

저항성또는식품생산증진을위한가축및

어류의 형질개선과 같은 용도로 활용되며,

GM 동물유래식품은상기의최종용도에

BIOSAFETY 21

유전자변형동물의개발, 관리 및위해성

전자는조직, 성별, 생존율등에예기치않은효과를줄수있으며숙

주의건강이나숙주유래식품의안전성에위해를가져올수있다.

바이러스벡터의사용은유전자의삽입시숙주게놈내에바이러

스유전자의예기치않은이동이동반될수있다. 이는잘디자인된

벡터의개발로위험성을줄일수있을것이다. 장기이식을위한돼지

의개발에는사람에게서면역반응을일으키는분자들을유전자적중

(knock-out)하여 인체 세포의 표면과 유사한 세포를 갖는 돼지를

만드는과정이필수적이다. 이러한처치는인체질병을확산시키는

새로운바이러스종을만드는과정이될수도있으며, 돼지에감염력

이있는바이러스가사람에게발병력을유도하는새로운변이경로

를제공하는결과도될수있다. 장기이식을위한돼지들은바이러스

가최소한의상태로유지되게하고엄격한검역을수시로수행함으

로써전술한위험성을줄일수있을것이다.

여러종의GM 동물들은각각서로다른환경에대한장점과단점

을 가지고 있다(National Research Council, 2002; Pew

Initiative on Food and Biotechnology, 2003; Scientists'

Working Group on Biosafety, 1998). GM 동물들의사육·생산조

건이다양하여여러경로로환경중에노출될수있으며, 살아있는

상태로운송, 판매될수있어도중에우연한사고로도망갈수도있

다. 도망간어류나갑각류들은GM 여부에대한조사없이식품으로

인체에섭취될수도있다. 현재의GM 생물체의환경에대한안전관

리관련자들은 GM 어류및갑각류를첫번째문제로삼고있으며,

이후에는오리나메추리같은GM 가금류가문제시될것으로판단

하고있다.

주요GM 동물들중에서도주성, 이동성, 생태파괴성등의관점에

서야생화가될가능성이높은것부터낮은순으로열거하면, 곤충,

갑각류, 어류, 설치류(마우스, 랫드), 고양이, 돼지, 염소, 말, 토끼,

개, 닭, 양 그리고 소를 들 수 있다(National Research Council,

2002). 이러한순서는사람의식품으로서또는사용량에의해변할

수있으며, 주위환경조건에의해서도변화될수있다. GM 동물이나

그신규삽입유전자의환경중전파에대한평가는사례별(case-by-

주로해당한다.동물로의신규유전자삽

입은정확히조절된방법이아닌경우가

대부분으로숙주에신규유전자의삽입,

발현, 안정성에있어서다양한결과로나

타날수있다. 일반적으로게놈내한장

소에한copy의유전자가안정하게삽입

되는것을 목표로 하지만, 한 장소 또는

여러장소에복수의copy가삽입되는경

우도자주발생한다. 숙주의게놈에유전

자를삽입하는것은때때로숙주유전자

의 발현을 정지시키거나 숙주의 생존력

이나건강에 향을끼칠수있다.

또한삽입되는유전자는삽입전에재

배열되어기능을못하는경우도있다. 유

전자의 삽입과정 중에는 선택표지유전

자나세균유래의원치않던유전자의오

염이일어날 수도 있다. 이러한문제 발

생을막는것은개발시스크리닝으로구

별하고 도태시킴으로써 상당부분 가능

하다. 이상적으로는 삽입유전자의 발현

은숙주유전자의발현이나숙주의건강

에유해한 향이없어야한다.

삽입유전자는메틸화나다른기전으로

발현이 중지되기도 한다. 삽입유전자의

발현은 숙주의 정상적인 피드백 기전이

아닌새로운조절요소에의해조정되기

도하기때문에, 유전자의발현이숙주의

여러형질에대하여복수의효과를나타

내기도한다. 대표적인다형질발현으로

는 성장호르몬 유전자를 들 수 있으며,

이는돼지, 양, 어류에다양한형태학적,

대사학적이상을초래할수있다. 삽입유

국내동향 | Current

22 Vol.6_No.3

case)로 동물종과지역환경조건에따라이

루어져야한다. 평가는GM 동물과대조동물

인그의모종을대상으로이루어져야한다.

환경중으로GM 동물및그신규유전자

가 전파되는 것을 조사하는 방법들은 아직

표준화되어 있지 않다. 여기에는 Net-

Fitness라는 방법(Muir and Howard,

2002)이 있는데, 첫째, GM 동물, 대조동

물, 근연종에대한전생애에대한자료와,

둘째, 여러세대를걸친신규삽입유전자의

운명에 대한 자료를 조합하여 검사하는 시

뮬레이션방법이다. 그러나아직은이를뒷

받침할만한배경자료가부족한상황이다.

6. 결 언

유전자변형 동물은 재조합 유전자를

주입시킨 동물로서 원하는 유전자

를 수정란 또는 배세포에 주입하고 이로부

터생산된변이체동물을의미한다. 유전자

변형동물은성장속도, 사료효율, 육질개

선, 내병성 향상 등 가축의 품종개량이나

질환모델 또는 생리활성 물질과 인공장기

생산을위하여응용된다.

유전자변형 실험동물의 개발은 인간유전

체 염기서열 초안의 완성과 마우스유전체

염기서열 초안의 완성과 함께 폭발적인 증

가 추세에 있으며, 유전자변형 실험동물의

사용량도 꾸준히 증가되고 있어, 향후에도

계속증가할것으로보인다. 그러나이러한

동물들의관리에있어서기존의시설및설

비의 수준을 크게 강화시키는 움직임은 없

는실정이다. 현재까지의실험동물사육및

실험시설은 질병의 억제와 사육 환경의 최

적화가 주요 초점이 되어 왔다. 국내의 경

우에는 이러한 기본적인 실험동물 시설조

차충분치않은상태이며, 점차적으로증가

되는 유전자변형 실험동물에 대한 별도의

대책은없는상황이다.

GM 동물및그유래의식품에대한위해

성 중 인체위해성 평가의 경우는 대부분

GM 작물에적용되었던평가법들이유용하

게 활용되거나 적절히 수정된 방법으로 평

가될 가능성이 있으나, 환경위해성의 경우

는 GM 동물의 이동성이 GM 작물보다 훨

씬크기때문에GM 작물의환경위해성평

가법과 상이한 부분들이 많이 생길 것으로

사료된다.

GM 동물이나 그 삽입유전자가 환경위해

나식품위해의가능성이있다고한다면, 안

전관리 측면에서 GM 동물의 봉쇄 사용에

대한강화를강구하지않을수없다. 이러한

봉쇄의첫번째초점은GM 동물의환경방

출이없도록하는것이다. 만일이것이어렵

다면도망간 GM 동물이환경중에서스스

로번식을못하도록하여야할것이다. 여기

에는생물학적봉쇄, 기계적봉쇄, 물리·화

학적봉쇄등이있을것이며, GM 동물에따

라다양한방법이동원되어야할것이다.

향후에는특정GM 동물이식품용이나타

목적으로 대량생산 승인이 이루어질 수 있

는데, 이 경우 시장출하 후 모니터링이 필

BIOSAFETY 23

유전자변형동물의개발, 관리 및위해성

7. 참고문헌요하다. 시장출하후의모니터링은승인

전예기치않은환경위해나인체에대한

위해를조사하는것이목적이며, 방법으

로서는DNA 마커를이용한진단법과적

절하고 경제적인 검체채취법으로 구성

될것이다.

GM 동물의유용성을현실화시키는것

은 생산·번식에 대한 기술적인 진보에

달려 있다. 유용유전자 삽입 시에 낮은

성공률, 무작위적 삽입, 유전자 silenc-

ing, 예기치않은다형질발현등에대한

문제점을 극복하는 혁신적인 기술개발

이필요하다. 또한목표유전자의발현을

정지시키는기술의발전도필요하다. 유

전자의 이동에 대한 검사법의 발전은

GM 식품안전성과 환경위해성에 대한

평가시 유용할 것이다. GM 동물개발은

식품 이외에 인체질환모델, 효능물질의

생산, 세포·장기이식등여러가지장점

을인류에게가져올것으로예견되지만,

인체및환경위해성에대한숙제가동시

에해결되어야할것이다.

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