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각개 정복 - 식물 형질전환에서 발생과 세포 주기 유전자

전문가 제언: ○ 현재 재배되고 있는 대부분의 작물 품종들이 오랜 기간에 걸쳐 교배를 통한 유전자 조작의 결과로 얻어진 유전자형과 표현형을 가지고 있다. 1960년대의 제한효소의 발견과 이에 따른 1970년대의 DNA 재조합기술의 개발로 식물의 유전자 조작기술은 새로운 시대를 맞게 되었다.

○ DNA 재조합기술을 이용하는 작물품종 개량은 과거 재래식 육종으로 달성할 수 없었던 유전자와 이로 인한 형질의 도입이 고도의 정확성으로 실현 가능하게 되었다. 교배가 불가능한 식물, 곤충, 동물, 세균, 바이러스의 유전자를 식물에 도입하는 것이 가능하게 되었다. 이러한 결과로 현재 옥수수, 대두, 목화 같은 주요 작물에서 외래 유전자 도입, 유전자 변형작물이 재배되고 있고, 산물이 시장에서 큰 규모를 차지하고 있다.

○ 식물의 유전자 형질전환기술은 포유동물에 비하여 비교적 쉽게 이루어질 수 있다. 이는 외래 유전자 도입이 여러 가지 물리적 방법 외에도 Agrobacterium 세균을 이용하는 방법으로 식물세포 핵 유전체에 통합시키는 것이 용이하고, 기내에서 단일세포로부터 전 식물체로의 재분화가 가능하기 때문이다.

○ 모든 식물 종에서 유전자 형질전환기술이 쉽게 적용되는 것은 아니다. 가장 큰 장애단계는 DNA 세포 도입 또는 유전체 통합이 아니고, 형질전환세포의 재분화이다. 재분화의 능력은 식물의 종에 따라, 담배 같이 비교적 높은 것도 있지만 그보다 효율이 떨어지는 것도 있고 아직 성공한 사례가 보고되지 않은 것도 많다. 이때까지는 주로 재분화 배지의 화학적 조성을 변경하는 방법으로 노력의 초점을 맞추었다.

○ 본 분석에서는 이런 문제의 해결방안으로 세포 주기, 발생(호르몬 관련 포함)에 관여하는 유전자를 이용하여 DNA 도입과 재분화효율을 향상시킬 수 있는 전망을 우리들에게 보여준다.

저자: Arias, RS; Filichkin, SA; Strauss, SH
자료유형: 학술정보