2021.08.18 (수) 날씨가 미쳤다.
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한 7-8분여? 장대같은 스콜?...
지금은 맑디 맑은 하늘, 햇빛 쨍!
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합성생물학(Synthetic Biology)?
분자농업(plant molecular farming ; PMF) ?
식물유래 코로나-19 백신
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분자농업(PMF; plant molecular farming)이라는 용어는 1986년도에 처음으로 사용되었습니다. 불과 15년여밖에 안되는 비교적 짧은 역사를 가지고 있기도 하죠. 여기서 "분자(Molecular)"라는 용어는 아주 작은, 미시적 관점으로는 "화학적인 의미의 분자"이기도 하지만 조금 큰, 거시적 관점 즉 응용적 측면에서는 "유전자"를 다룬다는 의미를 갖기도 합니다.
유전자는 오탄당(Pentose)의 일종인 디옥시리보스(DeoxyRibose) 사슬(chain)에 4가지 염기를 사용하여 단백질 합성 정보(또는 아미노산 조립정보)를 서열형태(염기서열)로 기록해 놓은 것을 말합니다.
( ※ 4가지 염기 : ①아데닌 Adenine C5H5N5, ②티민 Thymine C5H6N2O2, ③Guanine C5H5N5O, ④사이토신 Cytosine C4H5N3O)
이 유전자의 존재 목적은 과연 무엇일까요? 단백질의 합성일것입니다. 이 단백질은 생체내에서 효소 및 호르몬, 세포의 신호전달, 세포 접착, 성장인자, 영양소 운반 및 저장 등 "기능적 단백질"뿐만 아니라 생물학적 구성요소의 형태(피부조직, 머리카락, 손톱 등)와 저항성 및 수축성 등을 제공하는 "구조적 단백질"을 포함합니다. 이 구조적 단백질은 콜라겐(collagen)이나 엘라스틴(elastin)과 같은 질긴 섬유와 같은 성질을 띄고 있기도 하죠.
이러한 유전자를 인공으로 만들 수 있다는 사실에 대해 어떤 생각이 들까요? 나아가 유전자를 포함하는 염색체 자체를 인공적으로 만든다(합성한다)는 사실에 대해서는 또 어떤 생각이 들까요? 이미 유전자 편집이라든가 유전자 가위라는 말에 대해서는 일반에게까지 많이 알려져 있기는 합니다만 "편집"이나 "가위"라는 말은 "수정" 또는 "변경"이라는 의미로 "합성"이라는 의미와는 개념 자체가 다를 것입니다.
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1982년 10월 "휴물린(Humulin)"이라는 제품이 미국식품의약품안전처(FDA)의 승인을 얻게 됩니다. 이 제품은 인슐린 단백질을 합성하는 인간의 유전자를 분리하여 대장균의 플라스미드에 끼워넣은 후, 형질전환된 대장균을 대량으로 배양하여 인슐린을 추출하는 방식으로 생산된 당뇨병 치료용 인슐린으로, 유전자재조합기술(Recombinant DNA; rDNA)을 사용해 만들어진 최초의 의약품이자 최초의 소비자용 상품이기도 했습니다. 박테리아의 플라스미드를 이용한 제품은 이제 의약품뿐만 아니라 화장품이나 환경관련 제품 등 "공학적 개념"으로까지 확산되고 있기도 합니다.
분자농업은 미생물(대체로 원핵생물; 예를 들어 대장균과 같은 박테리아)이나 동물세포를 이용하는 대신 식물을 이용하여 의약용 단백질이나 산업용 단백질을 생산하는 분야를 말합니다. 진핵생물(식물)을 이용한 단백질 생성으로 안전성 향상과 부작용 축소 등을 기대할 수 있다는 점 외에도 병원성 물질의 오염 우려가 적고 개발 및 생산기간이 짧으며 수송과 저장의 용이성, 저렴한 비용 등 기대치가 높은 분야이기도 합니다.
코로나 팬더믹 상황이 언제 끝날지 예상하기 힘든 요즘, 어쩌면 분자농업이 그 끝을 결정할 수도 있다는 생각을 하게 됩니다. 사실 "동물계"의 생사를 손에 쥐고 있는 것은 "식물계"이기 때문입니다.
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