방사선으로 꼬마 무궁화 탄생...미래기술 이용한 '육종의 세계'

자연 돌연변이 더 자주 일으켜 전승

외래 유전자 삽입하는 GMO와 차이

치료성분 10배 품종개량 농작물도

유전자가위 육종, '선택적 돌연변이'

일본 유전자교정식품 유통 공식허용

직경 5㎝ 미만의 작은 꽃 한 송이가 나무에 폈다. 화분에 담긴 꽃나무의 키도 약 30㎝로 왜소하다. 작은 나무에 작은 꽃이 펴 앙증맞은 느낌을 준다. 꽃의 정체는 바로 무궁화의 새로운 품종인 ‘꼬마’다. 보통 꽃나무의 키가 3m 이상으로 크게 자라는 데다 꽃의 크기도 지름 7.5㎝로 소담스러운 무궁화가 어떻게 이렇게 작아졌을까. 바로 방사선 육종기술을 이용해 기존 품종을 개량했기 때문이다. 크기가 작을 뿐만 아니라 병충해에도 강해 실내에서 키우기 알맞다.

기존 홍단심2호에 감마선을 쪼여 크기가 작은 왜성 변이체인 '꼬마'가 2006년 개발됐다. 개발주체인 한국원자력연구원은 19일, 민간기업과 기술실시계약을 체결하고 꼬마를 기술이전 했다고 발표했다. 꼬마는 5년생의 키가 30cm 밖에 안될 정도로 크기가 작은 것이 특징이다. [사진 한국원자력연구원]

한국원자력연구원(원자력연)은 19일, 2006년 첫 개발에 성공한 꼬마의 품종 보호권을 민간기업에 이전하기로 했다고 밝혔다. 이전 대상기업은 식물공예 문화상품 전문기업인 (주)에이치이엔으로 18일 원자력연과 기술실시계약을 했다. 정액 기술료 4500만원에 연매출액의 3%를 경상 기술료로 지불하는 조건이다. 그간 병충해에 취약하고 크기가 커 관상용으로 재배하기 어려웠던 나라꽃이 대중화할 발판이 마련된 셈이다. 또 방사선 육종기술이 사업화에 성공적으로 활용됐다는 의미도 있다.

방사선 돌연변이 육종기술이란 식물 종자나 묘목에 방사선을 쬐어 돌연변이를 유발한 뒤 그 중 우수한 형질을 갖는 품종을 선발, 형질을 고정해 대량 증식시키는 기술이다. 김진백 원자력연 방사선육종연구실 실장은 “인위적으로 외래 유전자를 삽입하는 유전자조작식품(GMO)과는 달리 안전성이 입증됐다”며 “자연상태에서도 발생하는 돌연변이의 발생 빈도만 높이는 만큼, 벼·콩 등 식량 작물 개량에도 활발히 이용되고 있다”고 설명했다. 원자력연은 이런 방사선 육종기술을 이용해 1980년대 후반부터 ‘백설’ ‘선녀’ 등 5개 무궁화 신품종을 개발하고 국립종자관리원으로부터 품종 보호권을 확보했다.

국내의 한 재야 육종학자가 2006년 씨앗에 우주방사선을 쬐는 방식으로 만든 돌연변이 난의 꽃. 방사선 육종방식은 자연에서도 발생하는 돌연변이를 더 자주 발생시켜, 원하는 형질을 후대에 물려주는 기술이다. [중앙포토]

김상훈 원자력연 선임연구원은 “화훼 분야 외에도 농작물 영양성분을 강화하는 등에도 방사선 육종기술이 이용되고 있다”며 “특히 2017년에는 관절염 증상을 완화는 ‘이소에고마케톤’ 함량을 기존의 10배 이상 높인 신품종 깻잎 ‘안티스페릴’을 개발하기도 했다”고 밝혔다. 또 2016년 1월에는 비타민E의 대명사인 토코페롤 함량을 원 품종에 비해 58% 높인 ‘토코홍미’라는 새로운 벼 품종을 개발하기도 했다.

한국원자력연구원이 방사선 육종기술로 개발한 신품종 벼 '토코홍미'는 비타민E의 일종인 토코페롤이 기존 동안의 58%나 많이 들어있다. [시진 한국원자력연구원]

방사선 육종 외에도 식물 유전자 개량에는 유전자가위·GMO 등 기술이 다양하게 사용된다. 김진수 기초과학연구원(IBS) 유전체교정연구단 수석연구위원은 “어떤 돌연변이가 발생할지 예측할 수 없는 방사선 육종기술과 달리, 유전자 가위는 특정 유전자만 제거해 원하는 결과를 얻을 수 있다”고 설명했다. 2017년 초 IBS 유전체교정연구단 식물연구팀이 ‘FAD2’ 유전자를 교정해 올레산이 풍부한 대두를 개발한 것이 대표적 사례다. 올레산은 혈압과 콜레스테롤 수치를 낮추는 것으로 알려졌다.

김진수 수석연구위원은 “GMO의 경우 외래종의 유전자를 삽입한다는 점에서 유전자를 잘라내기만 하는 유전자 가위 기술과 다르다”며 “제초제에 저항성이 있는 미생물의 유전자를 식물에 삽입하는 것이 대표적 GMO”라고 밝혔다. 이 때문에 미국·캐나다 등 국가에서는 유전자 가위 기술을 적용한 작물은 GMO와 달리 보고 동일한 규제를 적용하지 않고 있다는 설명이다. 특히 일본 후생노동성은 18일 유전자 교정 식품의 시판을 공식 허용해 올여름부터 유통을 허용할 방침이라고 발표했다.

그래픽=김현서 kim.hyeonseo12@joongang.co.kr

한편 GMO의 경우 인체에 유해한지에 대한 논란이 여전히 남아있다. 한국생명공학연구원 바이오안전성정보센터에 따르면 지난 한 해 동안 수입 승인된 유전자변형생물체(LMO)는 식품용·농업용을 합쳐 총 1021만 1000t으로 2017년 960만 1000t보다 늘었다.

허정원 기자 heo.jeongwon@joongang.co.kr

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