발간등록번호 11-1390564-000061-01
유전자변형기술의 과학적 고찰 II
(GM Science Review: Second Report)
농업생명공학연구원
농촌진흥청
유전자변형기술의 과학적 고찰 II
이 책은 영국 DEFRA에서 2004년 1월 발행한 ‘GM Science Review:
를 번역한 것으로 상업적인 목적으로 이용되지 않습니다
Second Report’ .
발 간 사
농업생명공학기술이 급속히 발전함에 따라 유전자변형(GM) 작물이 상업적으 로 재배된지도 벌써 10년이 되었습니다 전세계. GM 작물 재배면적은 1996년 에 비해 46배가 증가하여 2004년에는 8,100만 헥타르가 되었고, 2005년에는 억 헥타르를 초과할 것으로 추측하고 있습니다 최근에는 작물을 개발한
1 . GM
국가뿐만 아니라 개발도상국에서의 재배면적이 현저히 증가하는 경향을 보이고 있습니다.
작물이 가지는 경제적 환경적 이점에도 불구하고 환경 및 인체의 안전성
GM ,
에 대한 우려가 지속되어 왔으며 이에 관한 논란은 유럽을 중심으로 활발하게, 진행되어 왔습니다 유전자변형생물체에 대해 비교적 부정적인 영국에서는 이. 러한 논란과 관련하여 일반 대중이 우려를 제기하는 문제들에 대해 과학적으로 검토할 필요성을 인식하였고 정부 주도로 다양한 분야의 전문가를 구성하여 유, 전자변형생물체와 관련한 기존의 광범위한 연구결과들을 수집하였습니다 전문. 가위원회(GM Science Review Panel)는 700건 이상의 논문과 학회발표자료 가 제공하는 증거의 타당성과 그 의미에 대해 심층 분석하여 현재의 지식 수준, 에서 유전자변형 기술과 그 관리방안에 대해 신중하게 결론을 내리고자 하였으 며 이를 편의 보고서, 2 (GM Science Review)로 발간하였습니다.
작물의 개발 연구가 소기의 성과를 거두면서 몇몇 작물은 환경위해성평가 GM
를 고려할 단계에 다다른 우리나라에서도 과학적 증거에 근거하여 유전자변형 생물체를 올바르게 이해할 필요가 있으며 따라서 이러한 방대한 기존 문헌에, 대한 분석 자료의 번역 및 발간은 매우 시기적절한 것으로 여겨집니다.
본 번역서가 중대한 관심사인 유전자변형기술에 대하여 일반 대중과 관련 연 구자 여러분들께 과학에 근거한 올바르고 정확한 정보를 제공하기를 바라며, 본 책자가 발간될 수 있도록 노력하신 연구원 여러분께 깊은 감사를 드립니다.
년 월 2006 12 농업생명공학연구원장 이 길 복
본서의 이해를 돕기 위하여
1. ‘GM Science Review’는 영국에서 수행된 국책 사업으로 유전자변형기술의‘ 과학적 고찰 로 번역하였습니다 본문에서는 과학적 고찰 로 줄여서 사용하’ . ‘ ’ 였습니다 이 보고서는 과학적 고찰 이 우리가 일반적으로 알고 있는 일반적. ‘ ’ 인 문헌 검토와는 다른 방법을 통해서 이루어졌음을 강조하고 있습니다 (1차 보고서 제 장 참고2 ).
은
2. ‘Farm Scale Evaluation’ GM 작물의 재배가 영국의 농업생태계 생물다 양성에 미치는 영향을 평가하기 위하여 5년간(1999-2004년 지역별로) 3 개의 연구소 즉, Rothamsted Research (잉글랜드), Centre for Ecology
웨일즈 스코틀랜드
& Hydrology ( ), Scottish Crop Research Institute ( ) 가 참여하여 수행된 영국 정부주도의 연구 프로그램입니다 본문에서 농. ‘ 장규모영향평가 또는 줄여서’ FSE로 사용하였습니다.
본 보고서의 원문에는 라는 용어가 자주 나타납니다 이 용어
3. ‘consequence’ .
는 위해성평가와 관련하여 이해될 수 있습니다 위해성평가는 잠재적인 위. ‘ 해요소(hazard)의 원인을 확인하고 이의 발생 가능성을 평가하고 만약 발생, , 한다면 그 결과 또는 의미가 어떠한가를 평가하는 과정 을 말합니다 본문에’ . 서 consequence는 문맥에 따라 결과 또는 의미 로 번역하였습니다‘ ’ ‘ ’ .
원문의 장절 구분은 번호를 나열함으로 사용되었고 예 견해의 범위
4. ( . 5.2.3
와 증거의 질 그 다음 아래 단계의 구분은 진한 글씨를 사용하여 구분되어) 있습니다 번역서에서는 체계의 이해를 돕고 문단의 구분을 명확히 하기 위. 하여 반괄호와 원문자 숫자를 붙였습니다.
차 보고서에서는 용어 및 약어가 간단하게 정리되어 있습니다 차 보고서
5. 2 (1
유전자변형기술의 과학적 고찰 에는 포함되어 있지 않음
“ I” ).
번역의 미흡함으로 인해 원문의 뜻이 제대로 전달되지 않는 부분이 있을 것 6.
입니다 구체적인 활용 시 반드시 원문을 참고하시고 정정할 부분이나 의견. 이 있으시면 연락 주시기 바랍니다 또한 이 보고서의 모든 분석 접근 방법. , , 견해 및 결론이 농업생명공학연구원과 일치하는 것이 아님을 밝힙니다.
목 차
서문 ··· 1
요약 ··· 3
제 장 과학적 고찰에 있어서 공개토론의 중요성1 ··· 6
제 장 새로 발표된 연구2 ··· 11
제 장3 GM 작물 농장규모영향평가 ··· 31
제 장 차 보고서 피드백4 1 ··· 43
참고문헌 ··· 124
용어 및 약어 ··· 137
서문
유전자변형기술의 과학적 고찰 은 대중토론을
‘ ’(GM Science Review) GM
확대하는 Margaret Beckett 환경식품농업부 장관의 정책으로 관련 행정기 관의 동의 아래 수행되었습니다 작년. (2003년) 7월에 발간한 1차 보고서를 보완하는 2차 보고서는 GM 작물과 식품에 관한 정책결정에 중요 참고자료 로 활용될 수 있도록 하기 위하여 1차 보고서와 같이 Margaret Beckett
장관 스코틀랜드 의회의 웨일즈 의회의
MP , Allan Wilson MSP, Carwyn 북 아일랜드 의회의 에게 공식적으로 제출되었습니다
Jones, Angela Smith .
이 고찰은 GM 작물 및 식품 관련 과학에 대해 열린 시각을 가지려는 노력 하에 수행되었습니다 따라서 과학자뿐만 아니라 일반 대중의 관심과 우려를. 인식하고자 하였습니다.
과학적 고찰 패널 위원회 의( ) 1차 보고서는 2003년 7월에 출판되었습니다. 그리고 영국과 그 주변국의 대중과 언론으로부터 큰 관심을 받아서 고찰 웹 싸이트에서 20,000건 이상 다운로드 되었습니다 과학적 고찰 사업은. 1차 보고서에 대한 의견을 모집하면서 두 번째 단계로 진입하였습니다 이 단계. 에서 패널은 1차 보고서에 대한 의견과 더 나아가 그러한 의견이 패널의 결 론을 뒤바꿀 것인가에 대해 논의하기 위해 4회의 회의를 가졌습니다 또한. 패널은 GM 대중 토론회 ‘GM Nation?’의 보고서에서 우리가 검토해야할 사 안이 있는지를 검토하고, 1차 보고서 발표 후 새로 발견된 GM 과학 분야의 중요한 연구 결과들도 검토하였습니다 특히. GM 작물의 농장규모영향평가
결과를 검토하였습니다
(FSE) .
차 보고서의 검토 작업에 협력하고 많은 시간을 투자해준 패널 위원들께
2 ,
감사드립니다. 1차 보고서와 같이 우리는 관점의 차이를 존중하였고 위원, 혼자만의 힘으로는 모든 분야를 담당할 수 없다는 사실을 인식하였습니다.
이에 기초하여 저는 1차 보고서와 마찬가지로 2차 보고서의 저작권도 패널 회원 모두에게 있다는 것을 기쁘게 선언합니다.
또한 패널을 대신하여 의견을 보내주신 모든 분들께 감사드립니다 우리는. 여러분들의 의견을 주의 깊게 검토하였습니다 그리고. 2차 보고서가 출판되 기까지 노력해준 여러 사무관들께도 감사드립니다.
최종적으로 2차 보고서의 출판을 기점으로 유전자변형기술의 과학적 고찰 과 그 패널은 해산합니다 과학은 진보할 것이며. , GM 문제에 대한 과학적 토론은 지속될 것입니다 환경방출자문위원회. (ACRE), 신규식품가공자문위원 회(ACNFP), 동물사료자문위원회(ACAF) 등의 과학적 유전자변형기술 자문 위원회는 영국정부에 GM 식품과 사료의 안전성 그리고 환경영향 등에 대한 조언을 제공하는 역할을 수행할 것입니다 그리고 우리는 이 작업이 그들의. 임무수행에 도움이 되기를 바랍니다 또한 우리는 최소한 영국의 유전자변형. 기술에 대한 토론의 수준을 끌어올리기 위해 대중적 관심을 과학적 문제에 접목시킨 우리의 목표가 달성되기를 희망합니다 마지막으로 영국 정부의 유. 전자변형기술 토론 확산 정책의 일환으로 수행된 유전자변형기술 과학적 고 찰 과정이 매우 긍정적이고 유용한 활동이었다고 말하고 싶습니다 이러한. 초기의 노력이 미래에 수행될 유사한 활동에 중요한 교훈과 긍정적인 모델 을 제공하였다고 믿습니다.
정부과학자문위원장 David King 교수 년 월 일 2004 1 22
요약
유전자변형 기술 의 과학적 고찰 패널( ) (GM Science Review Panel)의 1차 보고서가 2003년 7월 21일 발표된 후 대중과 미디어의 관심을 많이 불러일 으켰으며 웹싸이트에서, 2만건 이상 조회되었다 과학적 고찰의 제 단계는. 2 다음의 세 가지 목적을 가지고 있다.
차 보고서의 연속선상에서 년 여름 있었던 공개토론에서 제기된 문
1 2003
•
제를 고려함
년 월 일 발표된 제초제저항성 작물의 농장규모영향평가 2003 10 16 GM
•
를 포함하여 차 보고서 이후에 나온 새로운 과학적 발견을 검토함
(FSE) 1
웹싸이트 기고나 편지를 통해서 제출된 1차 보고서에 대한 의견을 고려함
•
특히 우리의 결론에 영향을 주는 정도
( , )
제 장 과학적 고찰에 있어서 공개토론의 중요성1
패널은 대중토론 보고서 ‘GM Nations?’를 검토했다. 1차 보고서가 대중에 의해서 제기된 과학적 문제를 다루는 것을 고려하였다 제기된 사항의 분석. 과 1차 보고서의 참고자료에 대해서는 1.2를 보십시오 유전자변형기술의 과. 학적 고찰 패널과 대중토론 운영위원회는 기초토론워크샵‘ ’1)에 의해서 지원 을 받았다 이들은 대중토론과 과학적 고찰의 문제를 구성하는데 도움을 주. 었다 우리는 대중토론에서 제기된 염려가. 1차 보고서에서 논의된 과학적 불 확실성과 일치함을 언급하였다. ‘반과학 과는 별도로 향후 수행되어야할 중요’ 한 연구 주제들이 대중토론에 포함되었다.
제 장 새로 발표된 연구2
모든 고찰은 그 당시의 지식과 이해에 근거를 두고 있다. 1차 보고서가 발 표된 이후 새로운 연구 결과가 나왔다 제 장 농장규모영향평가에 대한 고려. 3
1)Corr Willbourn Research and Development에 의해서 조직됨.
에 덧붙여서 우리의 결론에 대한 가능한 영향에 집중하여 많은 다른 중요한 최근의 과학 논문을 검토하였다 새롭게 출판된 어떤 연구도 우리의 초기 결. 론을 크게 변화시키지 않았다.
제 장3 GM 작물 농장규모영향평가 (FSE)
농장규모영향평가의 결과는 1차 보고서 이후에 공개되었으며 2차 보고서 에서 상세하게 고려하였다 우리의 결론은. ACRE가 그 권고안을 정부당국에 제출하기 전 ACRE에 전달되었다 우리는 농장규모영향평가가 높은 과학적. 척도를 가진 작업으로 판단하였다 본질적으로. GM 제초제저항성 작물 옥수( 수 사탕무 봄유채 에 사용된 제초제 처리 방식의 생물다양성에 대한 영향, , ) 은 동일한 비전환 작물에 사용된 제초제 처리 방식과 비교되었다.
에 대한 우리의 결론은 다음과 같다
FSE .
만약 모든 조건이 일정하고 3종의 작물이 시험된 것과 동일한 방식으로
•
도입 재배 되고( ) 관리된다면, GMHT(Genetically Modified Herbicide 제초제저항성 유전자변형 사탕무와 봄유채 경우 잡초의 생체량
Tolerant, )
과 잡초종자 생산이 감소하여 결과적으로 수분매개자(pollinator)에 대한 의 공급과 곡식을 먹는 조류에 대한 잡초종자의 공급이 감소할 것 nectar
으로 예상된다. GMHT 옥수수에 대해서는 반대의 결과가 예상된다.
이러한 효과는 작물이 생산되는 방법의 직접적인 결과가 아니라 GMHT
•
작물과 관련된 작물관리체계 예 제초제 처리 에서 비롯된다( , ) .
이러한 데이터는 장기적 대규모 적용을 평가하기 위한 모델링 기회를 제,
•
공하고 사회적 선택과 관련된 더 넓은 농업적 문제와 자연자원의 균형에 대한 논의를 이끌 것이다.
형질이 도입된 작물종에 따라서 실험 결과가 다르게 나타났다는 GMHT
•
점은 GM 작물의 영향이 항상 사안별로 평가되어야 한다는 1차 보고서의 일반적인 결론을 강화하는 것이다.
제 장4 1차 보고서 피드백
우리는 1차 보고서에 대해서 편지 또는 웹싸이트를 통해서 제기된 여러 가지 코멘트와 질문을 검토하고 우리의 결론에 얼마나 영향을 주는지를 고, 려하였다 우리는 광범위한 의견을 기꺼이 받아들였고 증거 또는 문헌의 새. , 로운 해석이 제기됨을 기쁘게 생각한다 우리가 받은 피드백이 새로운 정보. 를 제공하거나 1차 보고서에서 논의된 견해를 확장할 경우 답변하였다 유전. 자변형기술의 과학적 고찰이 지속되는 과학적 대중적 고려에 대해서 참고사, 항과 정보를 제공하기를 기대하면서 2차 보고서는 1차 보고서의 몇몇 사항 을 명확히 하는 기회를 제공하였다.
결론
차 보고서는 우리가 모든 작물과 그 생산물을 배제할 수 있는 어떤
1 GM
과학적 근거를 발견하지 못하였으며 일괄승인, (blanket approval)을 하지 않 음을 기술하였다 우리는 유전적 변형이 단일한 기술이 아니며 그 적용이 사. 안별로 고려되어야 함을 강조하였다.
차 보고서가 이러한 일반적인 결론을 바꾸지는 않지만 우리는 많은 사안 2
을 명확하게 하고 어떤 문제는 좀더 자세히 다루도록 자극 받았다 우리는. 피드백을 제공한 모든 기고자에게 감사한다 이러한 피드백과 새로 공개된. 연구는 우리가 많은 논쟁을 자세히 검토하고 과학적 측면에서 앞으로 나아 가도록 도와주었다 우리가 조직적으로 영국의. GM 작물 문제를 검토하고, 연구를 통해서 다루어질 수 있는 불확실성과 위해성의 영역을 전망하는 한 도 내에서 우리는 과학적 고찰이 현재의 정책 토론과 향후 연구 주제에 정, 보를 제공하기를 희망한다.
제 장 과학적 고찰에 있어서 공개토론의 중요성 1
유전자변형기술 토론 토론 의 세 방식
1.1 (GM Dialogue, GM )
년 월 토론 을 수행하라는 환경식
2002 7 GM (Dialogue) Margaret Beckett
품농업부 장관의 지시가 내려졌다. GM 토론은 농업환경생명공학위원회 에서 권장한 공개토론회 수상전략팀
(AEBC) , (Prime Minister's Strategy 에 의해서 수행된 에 대한 가능한 손익 연구 정부과학자문위원장 데이
Unit) GM ,
비드 킹경이 의장으로 이끌었던 독자적 과학적 고찰 패널의 유전자변형기술에 대한 고찰 등 개의 유형이 있었다3 .
개의 토론은 서로의 목표와 진도를 이해하기 위한 공식적인 교류를 가졌지만 3
공개적인 수준의 교류는 제한되었다 전략팀과 과학적 고찰 패널은 공개토론회. 을 알리기 위한 보고서를 기간 내에 제출하지 않았다 그러나 과
‘GM Nation?’ .
학적 고찰은 공개토론회 준비 작업을 명쾌하게 수행하였다. 1차 보고서는 2단 계에서 고려할 여러 단체와 개인들의 제안과 ‘GM Nation?’ 결과 부록( I)의 수 록을 수용하면서2003년 월에 간행되었다7 .
공개토론 개요 1.2
공개토론운영위원회 의 보고는 일곱 개의 핵심내용으로 분류된다
‘GM Nation? ’ .
일반적으로 사람들은 에 대해 거부감을 갖는다
(1) GM .
문제에 참여한 사람이 많으면 많을수록 그들의 태도는 완고해지고 그 (2) GM
들의 우려는 더욱 강해진다.
초기상업화에 대한 지원이 없었다
(3) .
정부와 다국적 기업에 대한 불신이 만연해 있다
(4) .
미래의 연구에 대해 더 많이 알려는 폭넓은 요구가 있다
(5) .
개발도상국들은 특별한 관심을 가지고 있다
(6) .
토론회는 환영받았고 가치 있었다고 평가되었다
(7) .
물론 (4), (5)항은 과학적 고찰 과정과 많이 관련되어 있고 아래에서 추가로 논, 의되었다. (2)항도 관련되어 있을 지도 모른다 과학적 불확실성에 대한 대중의. 우려가 과학적 고찰 패널의 주된 관심사였다.
본 과학적 고찰(Science Review)은 과학적 고찰 웹싸이트에 제기된 사안과 공개모임의 토론뿐만 아니라‘GM Nation?’에서 사용되었던 동일한 기초토론회 결과(Corr Willbourn 보고서 에서 도출된 대중의 우려를 반영할 수 있도록 구) 성되었다 이는 큰 성공을 거둔 것으로 나타났다 다음에 제시된 여러 사안들은. . 의 보고서에서 제기된 것들이며 이 사안들은 본 과학적 고찰에서
‘GM Nation?’ ,
심도있게 다루어졌다.
작물 품종간 유전자이동과 공존(co-existence)
• 2)을 조사하는 오염의 위험성‘
과 선택의 자유 는 모두 단
(risk of contamination)’ ‘ (freedom of choice)’ 7.2 원에서 다루었다.
실용예방법 은 단원에서 규제 사안으로서 다루
‘ (exercising precaution)’ 3.2
• 었다.
신뢰성 있고 독립적인 과학적 근거의 부족 에 있어서는 기존의 활용가능한 근
‘ ’
•
거를 고찰하고 현재의 지식 이해 불확실성과 향후 가능한 연구 분야에 있어, , 서 확인되는 공극을 명확히 함으로써 이러한 의문들을 해결하고자 본 과학적 고찰이 기획되었다.
작물의 필요에 대한 의문 본 과학적 고찰은 단원과 또 다른 단원에
‘GM ’- 6.6
•
서 잠재적 이익에 대한 정보를 포함하고 있다 전략팀 보고서는 이 주제에 대. 하여 보다 자세한 사항들을 언급하였다.
환경에 대한 위험성 은 장과 장에서 다루었다
‘ ’ 6 7 .
•
건강에 대한 위험 은 장에서 다루었다
‘ ’ 5 .
•
다국적기업의 힘 비물질적 가치 개발도상국의 수행권리 표시제도와 책
‘ ’, ‘ ’, ‘ ’, ‘
•
임성 은 본 과학적 고찰에서 다룰 내용에 포함되지 않았다 그러나 공존’ . 과 관련된 표시제는 단원에서 토의하였다
(co-existence) 7.2 .
외국의 경험 다른 나라들에서 유전자변형기술의 사용이 안전성에 대한 증
‘ ’ -
•
2) The AEBC has recently published a Report on co-existence: 'GM Crops? Co-existence and Liability'.
November 2003.
거를 구성하는 범위에 대한 논란을 야기하기 때문에 다른 국가들의 경험에서 발견된 근거의 일부는 본 과학적 고찰에 포함되었다.
이종간 활용과 식품에 대한 대부분의 거부감 제품의 잠재적 위험
‘ GM ’ - GM
•
과 이득에 대한 사안별(case-by-case) 접근법의 활용 적합성뿐만 아니라 이 기존의 것과 다르고 새로운 논란을 불러일으키는 범위에 대한 것은 제 GM
장에서 논의 되었다 식품의 안전성은 제 장에서 토의하였다
4 . GM 5 .
공개토론의 결론 정부와 다국적기업에 대한 불신이 만연하다
1.2.1 4: ‘ .’
보고서는 이러한 불신이 과학자들에게도 전파되고 있다고 주장
‘GM Nation?’
하였다 사람들은 정부가 올바른 결정을 내리는 데에 필요한 지식과 조언을 가. ‘ 지고 있지 않을지도 모른다 라고 우려한다.’ .
과학적 고찰의 중요한 성과는 과학적 고찰이 언급하고 있는 건강 또는 환경에 대한 장기적인 영향과 GM 작물과 다른 작물과의 공존 등의 예와 같이 지식에 있어서의 불확실성과 허점들이 공개토론 중에 표현되었던 우려 점들과 동시에 일어났다는 것이다 과학적 고찰이 이룩한 것은 불확실성의 범위와 그 중요성을. 명확하게 하고 그것들을 전통적인 작물 식품과 관련된 여러 불확실성의 맥락에, 둔다는 것이다 이것은 과학적 고찰의 불확실성에 대한 명확한 대처의 중요성을. 확인시켰다 그리고 과학적 고찰 과정에서의 불확실성에 대한 그 중요성과 본성. 에 대한 계속적인 공개토론이 정부가 과학의 사용에 대한 신뢰를 회복하는 중요 한 방법이라고 지적하였다.
전략팀 보고서 중에서 중요한 내용은 ‘(영국에서의GM 상업화에 따른 비용과) 이익의 전체적인 수지는 대중의 태도 시장수요 불확실성을 관리하는 규제시스, , 템의 능력에 의존한다 라는 점이다.’ .
공개토론의 결론 미래의 연구에 대해 더 많이 알려는 폭넓은 요구가 있다
1.2.2 5: ‘ .’
비록 종종 반과학적 이라고 특징지어질지라도 공개토론 주제 중 한 가지는 향‘ ’ 후 행해질 보다 많은 연구에 대한 것이다. 1차 보고서에서 우리에게 보다 더 큰 이해 알레르기유발성 침입성 농장생태계영향 다른 작물 또는 야생근연종으로( , , , 의 유전자 이동의 영향 토양생태계 영향 를 제공할 것이라고 예상되는 몇 가지, )
분야의 연구들을 강조하였다. GM 작물의 농장규모영향평가(FSE; Farm Scale 는 특정 제초제저항성 작물의 경작 시에 시행되는 서로 다른 잡 Evaluation) GM
초 방제법이 야생생물에 미치는 잠재적 영향을 평가하기 위한 연구사례이다.
는 환경에 대한 농업의 영향을 평가하는 방법과 어떤 특정한 형태의 작
FSE GM
물이 어떻게 환경에 영향을 미치는 지에 대한 중대하고 폭넓은 문제거리를 제기 하는 선도적인 연구이다.
영국과 유럽연합에서의 연구 재단은 지속적으로 관련된 과학 연구를 찾아내고 재정 지원을 하고 있다 이는 작물의 환경적 영향과 그 생산물의 안전성을 평가. 하는 연구를 포함한다 우리는 과학적 고찰 연구재단의 의제. (agenda)에 영향을 미칠 것이라 희망한다.
또한 ‘GM Nation?’은 GM 작물의 생산 재배 위험 이익 등에 대한 실질적인, , , 과학적 근거를 알고자 하는 욕구를 밝혔다 과학적 고찰의 기본적인 목적 중 하. 나는 우리의 과학적 지식의 현황 현재의 이해 수준에서 가능한 동의를 토의하, 고자 하는 것이다 반대가 있는 사안은 우리의 보고서에서 그것의 해결방안과. 함께 기술하였다 우리의 첫 번째 두 번째 보고서는. , GM 작물과 식품관련 지식 에 대한 당대의 근간을 형성한다. 1, 2차 보고서에 더하여 계속적인 조사와 연 구가 더해지겠지만 과학적 고찰 과정의 강점 중 하나는 이 절차에 참여한 과학 자와 비과학자를 포함한 다양한 회원들의 여러 과학적 근거에 대한 서로 다른 해석과 그 적합성에 대한 이견을 해소할 수 있는 가능성을 그려냈다는 것이다.
불확실성뿐만 아니라 다양한 관점에서의 공개된 동의는 정책 입안자들이 인용 하는 과학에 대한 대중적인 신뢰의 중요한 요소이다.
공개토론의 결론 개발도상국이 특별한 관심을 가지고 있다
1.2.3 6: .
차 보고서 준비를 위해 수행된 대중상담 에서 개발도상 1 (Public consultation)
국에서의 GM 작물의 역할문제가 반복적으로 제기되었다 이것은 토론회에서도. 주요 논제 중 하나였으나 본 과학적 고찰의 범주가 아니어서 심도 있게 다루지 않았다 공개토론의 결과는 개발도상국에서. GM의 역할은 아주 특별한 관심을 가지는 하나의 주제이고 이들은 영국에서의 GM 작물에 대한 기준과는 다른 위 해 혜택의 기준과 윤리적인 문제에 근거하여 판단되어질 것이다 우리는 과학적/ . 고찰에서 수집한 과학적 정보와 증거에 대한 향후의 평가가 다른 국가들의 과학
적 검토와 평가에 도움이 되기를 희망한다.
결론 1.3.
과학적 고찰을 위한 공개토론의 중요성과 관련한 결론을 도출함에 있어 1차 보고서의 일부 사안을 다시 검토하였다 그 일부 사안들이 순수하게 과학적 특. 성을 따르지 않거나 심지어 전혀 과학적이지 않고 경제적 사회적 윤리적 심지, , , 어는 개인적일 수도 있었다 어떤 분야에서 과학적인 의문점에 대해서 과학에. 의해서 주어지는 답변은 묻고자 하는 특정한 질문 그러한 질문이 조직된 방식, , 분석에서 사용되는 가정에 전형적으로 의존하게 된다 물론 과학적인 훈련. 과 엄격히 수집된 데이터는 가능한 답변의 범위를 좁힐 수 있으며 (discipline)
다양한 사안에 대해 큰 기여를 할 수 있었다 그러나 과학은 종종 하나 이상의. 해석을 만들어 내면서 새로운 불확실성을 제기하거나 현재 지식에서 새로운 허 점을 드러내게 할 것이다 이러한 이유 때문에 정책 결정에 있어서 확고한 과학. 적 자문을 제공하기 위하여 다양한 분야의 전문가들의 참여뿐만 아니라 대중의 평가와 염려를 바탕으로 한 심도 깊은 비판적 참여가 필요하다.
과학적 고찰은 명백히 공개토론 초기에 제기된 질문을 따라 구성되었다 대중. 들은 또한 과학적 고찰 웹싸이트를 통해서 우리와 함께 고찰에 참여하였고 우, 리가 1차 보고서에서 언급하였던 몇몇 우려를 부각시켰다 크게 노력한 덕분에. 과학적 고찰에 과학자뿐만 아니라 이해당사자 이익집단과 대중들의 관심을 얻, 어낼 수 있었다. 1차 보고서에 포함된 결론들은 공개토론의 발견과 그 밖의 의 견들과 연관하여 주의 깊게 고려되었다 과학적 해석이 다양할 경우에는 보다. 많은 주의를 기울였다 결국 과학적 고찰로부터 도출한 결론은. GM 작물의 방 출 재배 소비에 대한 정부 정책을 알리는 하나의 중요한 요소를 제공하였다, , . 우리는 대중 토론과 과학적 고찰의 연결이 진정 가치 있는 업적이라고 믿고 있 다.
제 장 새로 발표된 연구 2
도입 2.1
차 보고서가 공개된 년 월 이후에 출판된 여러 과학 논문과 보고서를
1 2003 7
검토하였다 상자 은 제 장에서 소개할 것들을 나열한 것이다. 1 2 . 1차 보고서에서 참조되지 않았거나 기고자가 제시하였거나 또는 그 의견에 대한 검토 시 패널이 참고한 많은 논문과 보고서는 제 장에서 다루고 있다4 .
상자 1. 과학적 고찰 패널들이 주목한 새로운 연구출판물
Agrawal AA & Kotanen PM (2003) Herbivores and the success of exotic plants:
a phylogenetically controlled experiment. Ecol. Lett. 6, 712-715.
Bais HP, Vepachedu R, Gilroy S, Callaway RM & Vivanco JM (2003) Alleopathy and exotic plant invasion: from molecules and genes to species interactions.
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Kleter GA & Peijnenburg AACM (2003) Presence of potential allergy-related linear epitopes in novel proteins from conventional crops and the implication for the safety assessment of these crops with respect to the current testing of genetically modified crops. Plant Biotechnology, 1, 371-380.
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연구 논문과 보고서 2.2
2.2.1 Agrawal AA & Kotanen PM (2003) Herbivores and the success of exotic plants: a phylogenetically controlled experiment.
Ecol. Lett.
6, 712-715요약 일반 정원: (garden; 집근처 초지포함 에서 국지적으로 발생하는) 30종의 휴경지 식물에 대한 포장시험에서 비자생식물이 잎 포식자 초식동물 에 의해서( ) 피해를 입는 수준이 같은 속의 자생식물이 피해를 입는 수준보다 동일하거나 더 크다는 사실을 발견하였다 이와 같이 조사 계통이 제한된 분석에서의 결과는. 외래종 조사에서의 최근 발견과 크게 상반되는 결과로서 특히 외래종이 도입된, 수용 식물군에 밀접한 근연종을 가진 식물들에 대해서는 적방출(enemy 이 침입과정을 동반한다고 하더라도 이것이 하나의 중요한 침입기작이 release)
아닐 수도 있다.
차 보고서 단원 쪽 번역서 쪽 에서 영국에서의 외래 1 (6.2.5 116-117 , 147-148 )
종 침입성을 고려하였다 비록 어떤. GM 식물이 이론적으로는 침입적이 될 수 있다고 하더라도 현재 통용되는 GM 작물과 외래 식물종을 동일시하는 것은 유 전자 이동이나 GM 작물의 영향을 예측하기 위한 매우 제한된 모델만을 제공한 다는데 일반적인 의견일치가 있었다.
저자가 고려하였던 특정 외래 식물들이 그에 대응되는 자생식물에 비해 자생 초식동물의 공격을 현저히 덜 받은 것은 아니다 그러나 이와 마찬가지로 외래. 식물의 목록에도 자연 서식지에 대하여 심각한 침입자라 여겨질 수 있는 그 어 떠한 종도 포함하고 있지 않았다 자연서식지에서 대부분의 경우는 아니지만 침. 입종 중의 다수는 초식 포식자에 의한 공격을 자생 식물에 비해서 덜 받는 것으 로 나타났다 영국에서 외래의 정원 식물종은 자생 식물종에 비해서 초식포식자.
Wilkinson MJ, Elliott LJ, Allainguillaume J, Shaw MW, Norris C, Welters R,
Alexander M, Sweet J, & Mason DC (2003) Hybridization between Brassica
napa and B. rapa on a national scale in the United Kingdom. Science, 302,
457-459.
의 공격을 훨씬 적게 받는다 적방출 가설은 여전히 어떤 외래 식물이 자기가 도. 입된 외래 환경에서 자신을 공격하는 전문적인 초식포식자로부터 자유로워지 고 우연히도 이주한 지역에 사는 자생의 일반 초식포식자나 전문 초식포식자의, 입맛에 맞지 않았기 때문에 보다 높은 침입성을 나타내는 이유에 대한 가장 타 당한 설명이다 포식자로부터 해방된 수많은 종들이 여전히 침입성을 나타내지. 않는다는 점을 보았을 때 적방출이 침입성에 영향을 미치는 유일한 요소는 아니 다 이 연구는 차 보고서의 결론과 크게 다르지 않다. 1 .
2.2.2 Bais HP, Vepachedu R, Gilroy S, Callaway RM & Vivanco JM (2003) Allelopathy and exotic plant invasion: from molecules and genes to species interactions. Science, 301, 1377-1380
요약: ‘미국서부의 침입종인
Centaurea maculosa
(spotted knapweed-반점 수레국화 를 근거로서 제시한다 이 종은 뿌리에서 식물독소) . (phytotoxin)인 을 분비하여 자생식물종을 제거하였다 결과는 정상 농도의catechin .
이 포함된 토양에서 자생종의 성장과 발아가 억제됨을 보여준다 애
(-)catechin .
기장대와 같은 감수성 품종에서 타감물질(allelochemical)들은 뿌리 분열조직 에서의 활성 산소의 발생을 촉진시키고 이 활성산소들은 유전자 발현에 있어서 게놈전반의 변형을 유발하는Ca 신호 전달을 초래하여 궁극적으로 뿌리의 괴사 를 초래한다 이러한 결과는 침입의 성공에 대한 신무기 가설 을 지지한다. ‘ ’ .
우리는 GM 식물이 침입적 또는 영속적, (persistent)이 될 것인가에 대해서 1 차 보고서의 6.2 단원에서 고려하였다. 112쪽 번역서( 141쪽 에서 우리는 지금) 까지 연구된 GM 제초제 저항성 작물에서 타감작용의 영향 또는 일반적으로 유( 해한 산물의 생산 에 대한 근거는 없다고 주장하였다) .
반점수레국화(
Centaurea maculosa
)는 아주 침입적이며 또한 타감작용을 가 지고 있음을 보여주었다 그러나 이것이 반점수레국화가 소들의 입맛에 맞지 않. 는 것과 같이 타감적이기 때문에 침입적인지는 확실하지 않다 서로 타감적인. 식물종 조합은 타감작용이 없는 식물종 조합들보다 훨씬 침입적임을 확인할 수 있는 사례연구가 만들어질 것이다 이러한 연구가 아직 수행되지는 않았지만. 1 차 보고서의 결론을 바꾸지는 못한다.2.2.3 Chowdhury EH, Kuribara H, Hino A, Sultana P, Mikami O, Shimada N, Guruge KS, Saito M & Nakajima Y (2003) Detection of corn intrinsic and recombinant DNA fragments and Cry1Ab protein in the gastrointestinal contents of pigs fed genetically modified corn Bt11. J.
Animal Sci. 81, 2546-2551
이 논문은 돼지가 섭취한 옥수수 DNA의 운명을 서술하고 옥수수의 정상적 게 놈과 형질 전환 DNA에서 유래한 유전자들을 연구한 것이다 두 경우 모두. PCR 방법을 통하여 돼지 위장관에서 DNA가 불완전하게 분해된다는 것을 증명하였 다. GM 또는 비GM 옥수수를 섭취한 돼지들의 위장관에서 zein 242bp 단편,
단편
invertase 226bp , ribulose-1,5-biphosphate carboxylase /oxygenase 단편이 검출되었다 형질전환 의 경우에 와
1,028bp . cry1Ab 110bp 437bp DNA 단편은GM 옥수수를 섭취한 돼지에서만 검출되었다.
우리는 위장관에서의 형질전환 DNA의 운명에 대해서 1차 보고서 5.4와 5.5 단원에서 고려하였다 이러한 추가적인 관찰은. DNA가 동물의 위장관에서 불완 전하게 분해된다는 근본적인 결론을 바꾸지 못하였다.
2.2.4 Defra (2003a) Quantifying landscape-scale gene flow in oilseed rape (OSR). Research Report RG0216
http://www.defra.gov.uk/environment/gm/research/epg-rg0216.htm
이 보고서는 스코틀랜드 작물연구소(The Scottish Crop Research Institute) 에서 수행한 유채(OSR, oilseed rape)가 널리 재배되고 있는 스코틀랜드 동부 의 농지에서의 교잡율에 대한 연구이다 이 결과는 장소와 연도에 따라 교차수. 분의 경향 처음 수십 미터에 걸쳐서는 급격히 감소하지만 그이 상의 거리에서는( 서서히 감소 이 현저히 달라진다는 이 연구소와 다른 팀의 사전 결과를 재확인) 하였다 정상적인 방식으로 일어났다고 추측되지만 확인하기는 어렵게도 웅성. , 불임 식물에 대한 가장 가까운 화분 근원이 5km와 26km떨어져 있을 경우에도 수분이 이루어졌다 벌과 딱정벌레를 포함한 곤충들은 장거리 수분의 주요 매개. 체이다 이 연구는 웅성불임 미끼식물은 웅성가임 식물에서의 교배를 집단 규모. 순으로 과대평가하였다고 보고하였다.
이 연구는 여러 세부적인 사항들을 추가하였지만 실질적으로 1차 보고서의 단원의 결론에 큰 영향을 미치지는 못하였다 격리만으로 종자의 순도를 장
7.2 .
담할 수는 없지만 교차 수분의 가능성을0.1%이하로 낮출 수는 있을 것이다.
2.2.5 Defra (2003b) Gene flow monitoring from the GM crop FSE sites:
monitoring gene flow from the GM crop to non-GM equivalent crops in the vicinity. Part 1: forage maize. Research Report EPG 1/5/138
http://www.defra.gov.uk/environment/gm/research/epg-1-5-138.htm
이 연구는 GM 작물 농장규모영향평가(FSE)의 장점을 이용하여 GMHT 옥수 수 인근의 비GM 작물의 실제 잡종화 속도를 측정하였다 그 결과는 우리의 기. 대치와 부합하였으며 1차 보고서의 진술(7.2 단원 들을 재확인시켜주었다) . 범위에서는 교차수분의 확률이 거리에 비례하여 빠르게 감소하고
20m ,
미터의 격리에서는 교차수분의 확률이 매우 낮았다 경향은 장소마다
80-200 .
달랐지만 연차간 장소에 따른 경향은 크지 않았다. GM 혼입을 한계허용치 이하로 낮추기 위해서는 미터의 격리 거리가 필요하였으며 이
0.9% 24.5 0.3%
하에는80미터 격리로 충분하였다.
2.2.6 Defra (2003c) The potential for oilseed rape feral (volunteer) weeds to cause impurities in later oilseed rape crops. Research Report RG0114
http://www.defra.gov.uk/environment/gm/research/epg-rg0114.htm
스코틀랜드 작물연구소와 중앙과학 연구소(Central Science Laboratory)가 이 연구를 수행하였다 이 프로젝트는 자생. (volunteer) 유채(OSR)가 환경 내에 서 다음에 재배될 작물에 영향을 미칠 수 있을 정도로 오래동안 생존하고 충분, 한 수가 발생하는지에 대한 것이었다.
이 프로젝트에는 일련의 과학적 목표가 있었다 그것들을 다음과 같이 요약하였다. .
산업체들과 상담하고 작물의 도입의 예측된 영향과 자생 유채의 현 상
(1) , GM
황을 정의하는 문헌들을 고찰하는 것이다.
기존 모델시스템을 발전시키고 운용하여 수년에 걸친 출현 식물체와 수확량 (2)
과 같은 종자은행(seed bank)의 의미 중요성 를 증명하는 성과를 생산한다( ) . 경지에서의 야생화된 집단을 측정하는 모델의 성과와 비교한다
(3) .
야생화된 유채는1970년대 소개된 이래 경작지 종자은행에서 일반화되었으며 어떤 경우에는 10년 동안 지속적으로 나타난다 종자은행에서의 야생 유채의. 전형적인 밀도는 100m-2이며 총체적인 잡초 종자은행과 비교하였을 때에는 적 은양이지만 유채작물의 표준밀도와 유사한 수치이다 유채는 곡물 윤작의 중간. 작물로서 2~4년에 한번 재배되지만 만약 야생 종자은행의 단, 1/100의 야생화 된 유채 종자가 발아한다고 해도 그것은 유채 작물의 순도에 큰 영향을 미치게 된다 현재( EU의 한계허용치는 0.9%이다).
품종에서 유래된 야생화된 유채의 집단밀도와 지속기간에 대해서 알려진 GM
정보는 거의 없다 그러므로 모델이 개발되었고 종자은행에서 나타나는 야생 식. 물과 수확량과 같은 불순도(impurity)에 미치는 다양한 관리 활동의 효과를 시 험하는데 적용되었다.
연구는 이년동안 겨울 밀을 심고 다른, 1년은 겨울 유채를 심는 경작시스템을 모델로 세웠으며 첫 번째 수확 후에는 야생화 집단을 조절하려는 어떠한 노력도 기울이지 않았다 생산물에서 최초 유채재배 이후에 불순도가. 1%이하로 감소하 는 데에 16년의 시간이 소요되었다 그러나 시스템의 감도가 이와 같은 경우 최. 대 발아률이 90%에서 80%로 줄어들면 16년 후의 불순도는 10%로 된다 그러. 나 이러한 사실은 실제로 발생가능성이 낮을 수 있음을 보여준다 이는 야생화. 된 유채를 포함한 광엽 잡초가 겨울밀이 재배되는 해에 전혀 관리되지 않는 것 은 아니다.
야생 유채(feral OSR)에 대한 출현식물의 완전 제거와 후작물 밀재배시 종자 생산 방지를 포함한 엄격한 통제가 모델시스템에 도입되었다 생산물 오염으로. 서 해석되는 종자은행 오염은 16년째 이후에는 0.01%와 10번째 해에 1%이하 였다 수확 시에. 5%에서 1%로 종자 손실의 감소는 년 내에 달성될 수 있다 그5 . 러나 뿌려진 종자에서 발생한 불순물 포장들 사이의 유전자이동 그리고 경지, , 가장자리에서의 volunteer 식물의 생존 때문에 이러한 한계치(threshold)는 실 제 상황에서 획득하기 어렵다.
이 모델은 검정되었고 농장규모영향평가와 같은 GM 작물을 재배하였던 포장
에서 수집한 데이터로 정교해졌다.
이 연구는 1차 보고서의 7.2.3 단원에서 논의하였던 증거들에 추가되었지만 작물간 유전자이동에 대한 원래의 결론을 변화시키지 않는다.
2.2.7 Defra (2003d) Modelling the effects on farmland food webs of herbicide and insecticide management in the agricultural ecosystem.
Research Report EPG 1/5/188
http://www.defra.gov.uk/environment/gm/research/epg-1-5-188.htm
이 보고서의 목적은 농경지 관리와 특히 GMHT 작물의 도입으로 인한 변화의 결과를 예측하는 체계를 제공하는 것이다 이것은 또한 우리 지식의 허점과 보. 다 많은 정보가 필요한 분야를 지적하였다.
이 보고서는 농경지 조류들에 대한 종자와 무척추동물 이용성을 결정하는 요 인들에 대한 획득 가능한 문헌들을 고찰하고 일반적인 농지잡초의 동태 에 대한 사용가능한 정보들을 요약하였으며 또한 각각의 농지 조류 (dynamics)
종의 먹이를 고찰하고 기능적 반응에 대한 가능한 정보를 정리하였다.
작물의 도입 윤작의 변경 잔류물 함량 에 있
GMHT , , (abundance of stubbles) 어서의 변화와 같은 농업 활동의 변화에 따른 반응을 예상하기 위한 가능한 접 근법들을 고찰하였다.
보고서에 포함된 주요 모델은 세가지 가능한 윤작에서의 6가지 잡초종 (
Alepecurus myosuroides, Chenopodium album, Fallopia convolvulus, Papaver rhoeas, Poa annua, and Stellaria media
)과 겨우내 그루터기의 변화 정도를 포함한다 그 후 일반화된 곡물을 먹는 조류의 증가에 따른 잡초종자 밀. 도변화를 관찰하였다.차 보고서는 데이터가 발표되기 이전에 작성되었다 그래서 차 보고서
1 FSE . 2
에서 행해진 접근법은 가능한 반응에 대한 상한선을 제공하기 위하여 GMHT 작물과 관련한 잡초가 100% 소멸되는 극단적인 경우도 고려하였다 다음 단계. 의 연구는 그러한 모델에 모든 FSE 데이터를 확실히 결합시키는 것이다 그러. 한 접근법은 확실히 GMHT 작물의 장기 영향을 결정하고 농업 환경체계와 같- 은 경관(landscape)에 있어서의 다른 변화들의 맥락 안에 이러한 변화를 위치 시키는 것이 필수적이다.
우리는 1차 보고서의 6.5 단원에서 ‘GMHT 작물에 의해서 만들어진 새로운 잡초 조절 전략 에 대해 고려하였다 그리고 영국의 경지 생물다양성에 대한’ . 작물의 영향에 대한 보다 많은 연구의 필요성을 지적하였다 그 후 발표
GMHT .
된FSE 덕분에 이러한 지식의 부족을 해결할 수 있었다 제 장을 보시오( 3 ). 이러 한 연구는 이 분야에서의 불활실성을 줄이기 위한 미래 연구의 기초를 제공한 다.
2.2.8 Jackson AL, Bartz SR, Schelter J, Kobayashi SV, Burchard J, Mao M, Li B, Cavet G & Linsley PS (2003) Expression profiling reveals off-target gene regulation by RNAi. Nature Biotechnology, 21, 635-637, Brief Communications
요약: ‘RNA interference는 small interfering RNA(siRNA)와 mRNA사이의 유사성을 요구하는 것으로 생각된다 여기에서 배양된 인간 세포내에서. siRNA 에 의한 유전자 침묵의 특이성을 결정짓기 위해 유전자 발현 프로파일링 기법을 사용하였다. siRNA와 동등한 11개의 연속적 핵산보다 적은 수를 가지고 있는 비표적 유전자의 직접적 침묵을 포함하는 전사 프로파일은 표적 특이성보다는 특이성을 나타내었다 이러한 결과는 가 제한된 염기서열 상동성
siRNA- . siRNA
을 가진 표적과 교차 결합함을 증명한다.
이 논문이 포유류 시스템에서의 siRNA를 다루고 있으나 표적 유전자 이외의 다른 유전자의 발현이 억제될 수 있다는 가능성에 관심을 모으고 있다 일부 경. 우 이는 염기서열의 유사성에 기초하여 설명되었다. 21-23개 뉴클레오티드의 는 포유동물 세포에서의 유전자 발현을 억제하기 위해 널리 사용되어 왔 siRNA
는데 이것은 포유동물 세포내로의 거대 RNA 분자의 도입은 종종 세포치사 를 일으키기 때문이다 이러한 관점에서 그러한 작은 가 표적
(apoptosis) . siRNA
외 유전자 발현을 억제시킬 것으로 기대되었다. 그러나 이것은 RNA 법이 특정한 표적 유전자를 억제하기 위해 사용되는 식물 interfernece(RNAi)
시스템에서는 전혀 적절한 것이 아니다 우리는. 1차 보고서의 7.5 단원에서 주 로 유전자 침묵과 RNAi를 언급하였으며 이 연구는 우리 결론을 바꾸지는 못한 다.
비록 특정한 RNA 침묵이 식물세포에서 가장 짧은 23개 뉴클레오타이드의
에 의해서 유도 될 수 있다고 할지라도 식물 유전자 발현의 억제는 항상
siRNA ,
표적 유전자에 높은 특이성을 가지는 긴 서열에 의해서 일어난다 종종( 100여 개의 뉴클레오타이드보다 길거나 많은 경우 전체 표적 유전자의 서열을 가지고 있다). 결론적으로 식물에서는 긴 RNAi 분자가 세포의 죽음을 촉발하지 않기 때문에 RNA 침묵에 의한 표적외 유전자 억제가 보고된 바는 없다 예를 들면. 개의 핵산으로 이루어진 녹색형광단백질 은 식물에서는 유전자
700 (GFP) GFP
를 억제하는 작용을 잘하지만 동물세포는 죽게 만든다 식물 시스템에서의. 의 사용의 좋은 예는 느리게 익는 토마토의 개발이다 이때
RNAi .
의 유전자를 대상으로 하여서 과일 숙성 과정의 펙틴의 분해 polygalacturonase
를 감소시켰다.
2.2.9 Kleter GA & Peijnenburg AACM (2003) Presence of potential allergy-related linear epitopes in novel proteins from conventional crops and the implication for the safety assessment of these crops with respect to the current testing of genetically modified crops.
Plant Biotech. J
, 1, 371-380와 는 이 논문에서 미토콘트리아 염색체의 재배열로 인한 Kleter Peijnenbrug
비GM 웅성불임 식물의 미토콘드리아에 있는 단백질 중에 알레르기 관련 선형 항원결정기(epitope)가 있을 것이라고 지적하고 있다 이 논문에서 사용된 단백. 질 서열의 대부분은 DNA서열에 의거하여 예측되었다 그러나 미토콘드리아에. 서 많은 mRNA는 변형 편집 되기 때문에( ) DNA 염기서열이 실제 mRNA와 단백 질의 서열을 나타내지는 않는다 그러므로 저자는 이전의 문헌에서 다루어졌던. 상응하는 mRNA의 편집된 형태로부터 파생된 단백질 서열을 제시하여야 할 것 이다 만약 누가 웅성불임 식물체의 미토콘드리아. DNA염기서열에 대한 분석을 한다면 일부 알레르기 단백질로 인지되는 선형 항원결정기(epitope)와 동일한 여섯 또는 일곱의 아미노산으로 된 펩티드들이 발견된다 필수적으로 이 논문은. 그러한 잠재적 단백질이 형질전환 단백질처럼 조사되지 않는다고 강조하였다.
게다가 우리의 1차 보고서에서 우리는 통상적인 육종 작물은 GM 작물과 같은 강도의 조사를 받지 않는다고 지적하였다 그러므로 이 논문은 알레르기 문제를. 새롭게 조명한 것은 아니다.1)
2.2.10 Lin H-X, Rubio L, Smythe A, Jiminez M & Falk BW (2003) Genetic diversity and biological variation among California isolates of Cucumber mosaic virus.
J. Gen. Virology,
84, 249-258이 논문에서 제시한 데이터는 차 보고서에 포함된 폭넓은 분자바이러스학 원1 리와 결론을 지지하는 보다 추가적인 증거를 제시하였다 (7.5단원 235-249쪽, 번역서315-339쪽).
수많은 실질적 연구와 상업적 수익에도 불구하고 바이러스 저항성GM 식물은 년부터 사용된 이래 유전적으로 만들어진 저항성을 극복하고 바이러스와 1986
기주 식물의 생태에 영향을 미치는 새로운 바이러스로의 발전이나 출현 가능성 에 대한 우려가 제기되어왔다 이러한 우려들은 감염된 돌연변이 바이러스 또는. 관련 바이러스와 식물내의 바이러스 유래 도입유전자 사이의 유전자 재조합을 통해서 일어나거나 아니면 방제대상 바이러스에 대하여 기존에 존재했던 아집 단(sub-population)의 바이러스가 바이러스저항성 GM 식물에 의해 새롭게 만 들어진 생태적 지위를 찾게 되어 일어난다 이것이 아니라면. RNA 바이러스는 에러율이 높은 고속의 복제와 이로 인한 유전적 변이 진화 시스템을 가지기 때/ 문에 바이러스저항성GM 식물은 바이러스 RNA(그 자체로 ‘quasi-species’(유 사종 의 복제되는 집단에 대하여 그 바이러스 집단을 우점할 수 있는 어떤 염기)) 서열 변이에 유리하도록 강한 선발압을 제공한다. Lin 등이 수행한 세부적이고 체계적인 연구는 그러한 가능한 시나리오를 분석하였다.
오이모자이크 바이러스(CMV)는85과365속에 달하는 넓은 영역의 생물을 감 염시키는 경제적으로 큰 손실을 일으키는 식물 바이러스 중에 하나이다. CMV 는 전세계의 모든 오이가 재배되는 지역에서 고유한 종이 발견되며 효과적인
전통적인 유전적 저항성이 대부분의 종에 부족하다
‘ ’ . ZYMV(zucchini yellow
와 상품명 외피
mosaic virus) WMV(Watermelon mosaic virus)( ‘Prelude II’) 단백질 유전자와 CMV 균주 C(상품명 ‘Destiny III’/‘LiberatorIII’)가 발현되는
노란긴목 호박 은 년에 개발되어서 판매되었으며 두 개 또는 GM (squash) 1995
세 개의 표적 바이러스에 대한 저항성을 보여주고 있다.
시험포장에 인접한 바이러스 감수성 또는 자연적인 저항성 비GM 박과작물 포 장과 CMV 이외 다른 바이러스에 저항성이 있는 GM 호박 포장에서 CMV 감염 이 만연하였음에도 불구하고, 1999년에 시행된 분리된 개 포장의 반복 시험에2
서 어떠한 GM Destiny III 또는 Liberator III에 도입된 CMV 단편으로부터 가 복구되었거나 복구된 증상도 발견되지 않았다 그리하여 포장에서 분리
CMV .
한63개의 CMV 샘플을 얻어서 세 개의 표준 CMV 계통(Fny, Q, Ls) 및 유전자 전환 CMV-저항성 호박이 개발되기 전인 1985-1994년 사이에 캘리포니아의 다양한 작물 재배지에서 분리된 18개의 CMV 계통과 비교하였다 모두. 81종의
샘플은 이후 광범위한 외피단백질유전자로서
CMV CMV SSCP(single-strand
에 의한 하류 염기서열
RNA conformation polymorphism) (downstream) RNA
비교분석에 사용되었다 그러나. 81개 샘플 중에서 68개만이 다른 동반 감염된 식물 바이러스로부터 분리되었다.
게놈은 세 개의 서로 다른 요소 외피단백질을 암호
CMV RNA (component),
화하는 RNA부위(sub-genomic RNA) 및 종종 여러 작은 기생성 위성( ) ‘ ’ RNA 중 하나로 구성된다. CMV는 수용세포에 대한 RNA복제 또는 (혼합 감염과정) 에서 모든 경우의 유전적 재배열 재조합과 변이 돌연변이에 이상적으로 적합한, / 복잡한 유전적 구조를 가지고 있다 연구자들이 외피단백질유전자 서열 지리학. , 적 기원 수집 년도 원래 기주 식물종 또는 전통적인 또는 멜론이나 호박의 형, , ‘ ’ 질전환 저항성을 극복하는 분리종의 능력 사이의 연관관계를 찾을 수 없었다는 것이 주목할 만하다.
캘리포니아의 경지에서 수집된 81개의 CMV의 유전적 다양성은 SSCP에 의 해서 분석되었고14개의 그룹으로 분류하였다.
개의 순수분리된 시료는 박과에 속하는 서로 다른 개의 검정식물
68 CMV 3
감수성 노란긴목호박 외피단백질유전자 전환
[Dixie: , ; Destiny III(CMV-C
비 바이러스저항성 오이 에 감염되어 발생시키는 특정한 Dixie); Freeman( GM )]
증상에 기초하여 개의 병원형으로 분류하였다 저자는5 . 68개의 동정된 캘리포니 아 포장에서 분리된CMV 중33개는 인위적으로 통상적인 진디물전이와 비슷하 게 고농도의 바이러스를 기계적인 상처로 감염시켰을 때 어린 형질전환 노란긴 목 호박('DestinyIII')을 확실하게 감염시킨다는 사실을 보여주었다 특히 동정된. 개 종 중 개는 의 저항성을 허물기 위한 어떠한 생명공학적 선발압력이
33 16 GM
주어지기 전인1985-1994년 사이에 수집 저장되었다 나머지․ . 17개는 위에서 언 급한 포장 실험에서 자연적으로 감염된 식물로부터 분리되었다. CMV 외피단백 질유전자 서열과 저항성 품종(Freeman)또는 GM(Destiny III)저항성 작물을 감 염 능력과 같은 생물학적 특성 사이에는 어떠한 연관성도 발견되지 않았다.
분석은 작은 염기서열의 변화에 매우 민감한 것으로 나타났으며
SSCP CMV
개의 분리주 중에서 종은 그것이 비 또는 동일 유전자 잡종 호
33 32 Dixie( -GM)
박 Destiny III(GM)에서 유래한 것인지를 구분할 수 없었다 한 종. (CK41)은 차 이가 있지만 두 호박 종류간의 SSCP 프로파일이 중복되는 것은 형질전환 저항 성의 어떤 선택력에 따른 결과일 것이다 그러나 서로 다른 식물에서 유래한. 외피단백질유전자 서열에 대한 더 세부적인 분석은 원래의 이 개
CMV CK41 7
의 핵산이 서로 다른 두개의 염기서열 변이체로 구성되어 있음을 나타내었다.
한 변이체는(A)는 GM과 비GM 호박 모두에서 우점종인 반면에 다른 하나(B)는 저항성(Freeman)식물에서 나타났다.
그러므로 저자는 CK41에 감염된 GM DestinyIII 식물에서 발견된 비정상적인 프로파일이 형질전환 유전자 와 감염 바이러스의 재조합 때
SSCP (CMV-C CP)
문은 아니라고 결론지었다. (저자는 사실 CMV-C와 CK41의 외피단백질유전자 는 100개 당 4.06개의 누클레오티드 차이를 가지고 있음을 보여주었다.) 똑같 은 서열의 변화가 비GM 호박에서도 발견되기 때문에 CK41은 식물체에 도입된 바이러스저항성에서 유래된 어떠한 선택압으로 인한 것이 아니다. CK41은 포 장에서 두개의CMV 분리종에 의한 복합감염에서 가장 많이 발생한다.
차 보고서의 단원에서 제시한 결론은 여전히 유효하고 이것은 최근의 데
1 7.5 ,
이터로 지지된다.
2.2.11 Romeis J, Battini M & Bigler F (2003) Transgenic wheat with enhanced fungal resistance causes no effects on
Folsomia candida
(Collembola: Isotomidae).Pedobiologia
, 47, 141-147우리는 차 보고서에서 비표적 생물체에 대한 형질전환 유전자의 영향이 상업1 적 방출 전에 연구되어야 한다고 주장하였다 요약( 14쪽 번역서( 12-13쪽 과)
단원 쪽 번역서 쪽 그리고 사안별로 작물이 비표적
6.3 119-135 ( 150-175 )). GM
종에 미치는 영향을 시험하기 위한 더 나은 프로토콜의 필요성을 주장하였다.
이 논문은 이러한 형태의 연구의 예이다 진균성 옥수수깜부기병균. (
stilago
maydis
)에 기생하는 바이러스는 항진균성 단백질(KP4) 유전자를 가지고 있어 서 형질전환 밀에 전달되어지면 깜부기병에 대한 저항성을 제공한다. Romeis 등은 만일 형질 전환된 밀이 토양내에서 식물 잔류물에서 발생하여 유기물을 분해하는 대표적인 토양 절지동물인
Folsomia candida
에 어떠한 영향을 미치는 지를 관찰하기 위한 일련의 생물 검정과 식물연구 유리온실에서 를 수행하였다( ) . 곤충 발달 알다발 크기 알의 생존율을 포함한 다수의 매우 민감한 지표 가 측, , ‘ ’ 정되었다 어떠한 지표에서도 비형질전환 작물의 뿌리에 비해. KP4-형질전환 밀의 건조된 뿌리를 섭취함에 따른 두드러진 영향을 발견할 수 없었다 그리고. 온실에서 재배된 형질전환 밀과 비형질전환 밀 화분에서 절지동물 집단 발달도 큰 차이가 없었다 다만 밀 품종과 밀과 효모의 섭취에 따른 차이점이 발견되었다. .2.2.12 Stewart CN, Halfhill MD & Warwick SI (2003) Transgenic introgression from genetically modified crops to their wild relatives.
Nature Reviews Genetics,
4, 806-817이것은 우리의 1차 보고서의 7.3 단원에서 다루었던 부분에 대한 광범위한 고 찰이며 강조하는 부분도 매우 유사하다 이는 교잡. (hybridization), 유전자이동 이입 간의 차이를 설명하고 작물로부터 야생 근 (gene flow), (introgression) ,
연종으로의 유전자의 토착화에 대한 연관성을 포함한 형질전환 유전자의 이입 을 막는 자연적 장벽에 대해 토의하였다 작물의 유전자이입을 매우 낮음 낮음. , , 보통 높은 위험으로 구분하였으며 유전자 이동 감소를 위한 여러 기술들의 가, , 능성과 장점에 대해 토의하였다.
비록 Stewart 등의 고찰이 우리의 차 보고서와 유사한 내용이라고 하더라도1 , 등 우리가 차 보고서를 준비하고 있을 때 인쇄를 준비하고 있 Warwick (2003)( 1
었다 이 상업적으로 방출된 작물로부터 야생근연종으로의 형질전환 유전자가) 이탈 캐나다에서의(
B. napus
로부터의 잡초B. rapa
로의 제초제 저항성의 이동) 한 첫 번째 근거를 제시하였음을 확증하였다 또한 그들은 형질전환 유전자가. 어떤 야생근연종 해바라기 으로 전달되어 적응된 유전자이입의 결과에 대한 새( ) 로운 연구(Burke와 Rieseburg, 2003)를 보고하였다 이 연구에 따르면 이입된. 병저항성 유전자는 야생 식물의 적응도를 증가시키지 못하였다.2.2.13 Tepfer D, Garcia-Gonzales R, Mansouri H, Seruga M, Message B, Leach F, & Perica MC (2003) Homology-dependent DNA transfer from plants to a soil bacterium under laboratory conditions: implications in
evolution and horizontal gene transfer.
Transgenic Research
, 12, 425-437이 논문은
nptII
유전자를 상동성 재조합의 마커로 사용한 종의 공여식물체로6 부터 토양 박테리아인Acinetobacter spp.
로의 DNA 이동(transfer)을 기술하 고 있다. DNA 전달은 실험실내에서 완전한 담배 잎과 담배와 애기장대 식물체 를 사용하여 핵과 엽록체(plastid) 모두에서nptII
유전자의 삽입이 검출되었다.이동은 식물 게놈 크기와 공여식물체의 형질전환 카피수에 따라 달
DNA DNA
라진다 가장 중요한 것은 수용 박테리아 내부에 상동성있는.
nptII
유전자가 없 을 때에는 DNA이동이 검출되지 않는 것이다 이 관찰은. 1차 보고서내의 내용 을 확장시킨다 그러나 이것이 마커유전자 복구. (rescue)가 식물로부터 박테리 아로의 유전자 이동에 대한 회복을 위한 메커니즘이라는 결론을 바꾸지는 못한 다. 수용 박테리아의 DNA의 상동성에 대한 의존성이 가장 중요하고 우리의 1 차 보고서에서 충분히 언급하였다.2.2.14 Vlasak J, Šmahel M, Pavlik A, Pavingerova D & Bria J (2003)́ ́ ́ ̌ ́ Comparison of hCMV immediate early and CaMV 35S promoters in both plant and human cells.
J. Biotechnol.
103, 197-202.이 논문은 만약 자연계에 있는 일반적인 식물 DNA 바이러스(CaMV)의 유전 자 전사 프로모터 서열(p35S)이 동물이나 인간의 세포에서 활성화된다면 그로 인해 유일무이한 건강상의 위해를 가져올 것이라고 주장하고 있다 그리고 이러. 한 위해는 모든 식품에 있는 DNA에서 유래한 유전자 또는 프로모터 서열의 섭 취로 파생되는 어떠한 위해와는 다를 것이다 예를 들면 만약 가공되지 않은. ( ) 형질 전환 또는( CaMV에 감염된 식물 유래의 식품섭취를 통해서) CaMV p35S 서열이 섭취되고 기능적으로 인간이나 동물 세포의 염색체DNA에 도입된다면
감염된 부위의 성장 제어 유전자를 부주의하게 활성화시키거나 발현을 촉진 (1)
시켜서 이상증식이나 악성종양을 발생시킬 수 있다.
잠복중인 바이러스를 재활성화 한다
(2) .
새로운 표현형을 가진 바이러스로 재조합된다 등
(3) (Ho , 1999).
이러한 제안들은 차 보고서1 (7.5.3단원 244-245쪽 번역서, 331-333쪽 에서) 토의되었으며 이 논문은 이 보고서의4.3 단원에서의 재조합‘ hotspots’의 중요 성에 대한 기고자의 의견에 대한 우리의 검토와 연관되어 있다.
와 동료들은 의 프로모터가 양서류 난모
Vlasaḱ CaMV 35S (xenopus laevis) 세포뿐만 아니라 모든 식물 녹조류 효모 대장균등에서도 정도의 차이는 있지, , , , 만 활성을 나타낸다는 초기 연구를 인용하였다 두꺼비 난모세포에서. 35S 프로 모터를 포함한 다양한 식물유전자의 프로모터와 poly A 시그날이 시험되었는 데 35S 프로모터는 포유류의 SV40 프로모터 정도로 표지유전자(reporter)의 전사를 진행하는데 효율적인 것으로 밝혀졌다 (Ballas 등, 1989). 35S 프로모 터는 또한 HeLa 무세포 전사 추출액에서 adenovirus-2 late 프로모터보다 효 율적인 것으로 밝혀졌다(Burke 등, 1990). 그러나 난모세포와 HeLa 추출물은 비정상적인 유전자 전사 활성을 가지고 있다 저자는 보다 전형적인 동물 세포. ‘ ’ 를 연구하여야 한다고 결론지었다.
와 동료들은 일련의 와 인체
Vlasaḱ CaMV p35S cytomegalovirus(hCMV)
를 일반적인 표지유전자인 와 결합시킨
DNA bacterial β-glucuronidase(GUS)
유전체 발현 전사와 번역 의 상대적 수준을 보고하였다 감자잎 원형질체와 인( ) . 간 293T 신장 상피세포에서의 각 DNA 유전체의 발현 효율을 비교하기 위해 일시감염검정법(transfection assay)을 사용하였다 그러한 데이터는. CaMV 활성이 세포에서 검출될 수 있을 정도임을 보여주었다 그러
p35S-GUS 293T .
나 hCMV-GUS의 활성보다 10,000배 이하의 활성을 보였다 예상하지 못했지. 만 주목해야 할 것은 감자잎 원형질체에서의 hCMV 프로모터의 활성 수준이 식물 활성이 높은 CaMV p35S 프로모터 활성에 비해서 단지 100배 이하의 수 준이라는 관찰결과이다.
저자는 그들의 성과는 35S 프로모터의 사용과 관련한 잠재적 위해가 그렇게 심각하게 되지 않을 것이라고 지적하면서 결론지었다 저자는 계속해서. ‘35S 프 로모터가 상대적으로 낮은 전사활성으로 포유류 세포에서 그러한 위해를 유발 할 수 있을 지는 의문이다 라고 말하였다.’ .
제시된 데이터는 명확하고 설득력 있으며 포장에 대한 흥미로운 새로운 정보 를 제공하였다. 그러나 이 연구에 대해서 불가피하게도 어떻게 그리고 왜 프로모터가 식물에서 높은 활성을 보이는가와 만약 있다면 결과적인 생
hCMV ‘
물학적 중요성은 무엇인가와 같은 수많은 새로운 의문을 불러일으켰다.
각각의 세포 형태에서 각각의 프로모터-GUS 구조 쌍에 대한 비교가 3반복으 로 실시되었다. GUS 발현의 절대적 수준은 실험에 따라 2-4배까지 차이가 다 양하였다 그리하여 단지. GUS 유전자 발현의 상대적 발현 수준만이 제시되었 다(+/- 표준편차). 각각의 세포에 주입한 플라스미드 DNA(2ug/ul를 사용하였 다 에 대한 정량) PCR 또는 일반적인 프로모터-reference 구조체를 사용하거나 아니면 마커유전자 전사체의 발현수준에 의한 절대량 또는 상대적 양에 대한 정량은 없었다 주목해야 할 다른 사안들은 다음과 같다. .
프로모터는 인간 세포에서 를 사용하였을 때에 비해서 (1) 35S ‘ 293T- hCMV
정도로 활성은 매우 낮지만 측정은 가능한 정도의 활성을 보였다 인
0.01% .
간 293세포 내에 SV40 T-항체가 없다면 35S와 hCMV 프로모터 모두는 세포에서보다 배 낮은 활성을 나타냈다 그럼에도 불구
293T 10-20 GUS .
하고 세포내 DNA로 통합(integration)되지 않고 발현되는 일시적 발현검정 은 35S 프로모터가 동물 세포에서 어느 정도 검출 가능한 활성을 가지고 있 음을 명확히 하였다.
프로모터는 일반적으로 포유동물 세포의 일시감염검정분석에서 가 (2) hCMV
장 효율적인 조절 요소로 알려져 있는데 이것은 상업적으로 사용가능한 유, 전자 발현 벡터에서 이용되며 인체 유전자치료에서 유전자 발현에 사용되, 어 그 효율성이 증명되었다 유사하게 대부분의 식물 세포에서. 35S 프로모 터가 이용가능한 고활성의 항시발현 프로모터중의 하나로 알려져 있다.
가 추진시키는 형질전환 유전자의 전사 그리고 번역에 최적
CaMV ( mRNA )
는 전형적으로 식물세포 전체 단백질 대비 0.01-0.5%의 새로운 단백질을 생산한다 그러므로. p35S와 hCMV는 자신의 기주 세포에서는 높은 효율을 나타내기 때문에 두 프로모터의 상대적 활성 수준의 차이는 과장되어 있을 지도 모른다. 게다가 많은 내재 housekeeping 유전자의 프로모터는 나 의 활성과는 비교가 안 될 정도로 약하며 심지어 같은 CaMV p35S hCMV
종의 기주세포에서 조차도 마찬가지이다 그러므로 새로운 유전자 발현 특. 성이나 영향을 미치는 염기서열의 특징에 의존하는 매우 낮은 수준의 이종
프로모터에 의한 발현도 생리적으로 적절할 것이다
(異種) .
이전에 언급한 바와 같이 세포 추출액과 난모세포의 전사요
(3) HeLa Xenopus
소(transcription factor) 활성은 세포 종류에 따라 큰 변이를 보인다 그러.
므로 CaMV p35S가 식물세포의 다른 종류 분열조직 관다발조직 엽육조( , , 직 에서 보이는 것처럼 일부 동물 세포에서 다른 종류의 세포에 비해 보다) 효율적으로 기능할 수도 있다 그러므로 만약 하나 이상의 인간 또는 동물. 세포 즉( 293과 293T 세포를 포함한 다른 것들 를 이런 종류의 분석에서 실) 험한다면 크게 유용할 것이다. 그러므로 조각난 CaMV p35S 함유 GM 식 물 물질과의 접촉의 시작점은 위장관을 따라 이어진 다양한 세포형태와 접촉한다는 것이다 장상피 세포. (Caco-2 세포 를 모델로 사용한 연구가) 필요하다. 감자잎 원형질체와 기타 세포에서의 예상치 않은 고수준의 활성은 그러한 사건의 예측 불가능성과 확고한 실험데이터의 필 hCaMV
요성을 잘 나타낸 예시이다.
비록 흥미로운 결과를 보여주었다고 하더라도 이들 연구는 간편하면서 (4)
상대적으로 빠른 일시감염검정법을 사용하고 있다 여기에서 실험에 사. 용한 여러 플라스미드 DNA는 기주 세포내에서의 정상적인 소재 위치인 핵 염색체 에 안정하게 통합되지 않는다 즉 그들은 로
( ) DNA ( episomal
남는다). 이종세포의 DNA로 유입된 p35S-GUS 또는 hCMV-GUS (또 는 다른 유전자 조절 서열 의 상대적 활성을 측정하는 분석은 일반적으) 로는 유익하다 그러나 완전히 제거되지 않아서 위치특이적 유전자도입. 이벤트 동종 또는 타종의 기주세포의( DNA에서 는 일반적으로 예상하지) 않은 결과를 유발한다. (생산도중의 예상하지 못했던 유전적 이벤트로 인해) 원하지 않은 표현형 특성 을 가진 식물체가 돌연변이 육종에서는( ) 상대적으로 더 많이, GM 육종에서는 그보다 적게 폐기됨은 잘 문서화되 어 있다. Vlasak등이 수행한 것과 같은 실험은 단지 CaMV 35S 프로모 터가 식물에서 보다 동물 인간에서 더 낮은 활성을 보이기 때문에 인간/ 에게 덜 위험할 수 있다는 결론을 내린다.
비록 기본적으로 CaMV p35S 프로모터 활성의 본질적 수준에 의존하여 위에 제시한 가설적 위험(Ho 등, 1999)도 또한 일부 유해한 위치특이적 유 입 이벤트에 의존한다 흡수 안정한 유입 기능적 활성과 어떠한 식품 유래. , ,
서열의 유전 기능적 또는 비기능적 은 아직 논쟁이 남아있다
DNA ( ) .
