방사성동위원소를 이용해 유전자를 바꾼다

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만약 인간이 방사선을 맞게 된다면 결정적 영향은 바로 증상이 발현하고 확률적 영향은 암이나 유전자 변이가 확률적으로 일어난다고 소개해드린 적이 있습니다. 이러하듯 방사선을 맞게 되면 DNA 기준으로 변화가 생기게 됩니다. 그런데 만약 인간이 아닌 식물에게 조사하여 변하는 것을 컨트롤해본다면 어떻게 될까요?

새로운 품종이 탄생할지도 모릅니다. 그러한 연구를 방사선 육종 연구라 합니다. 한 번 알아보죠

방사선 육종 연구란?

방사선을 조사하여 유전체에 변이가 일어나고 이러한 변이가 일어난 세포로부터 개체가 발생하면 돌연변이체가 생기게 됩니다. 이 돌연변이체를 여러 세대에 걸쳐 선발하여 육성하는 것을 방사선 육종이라고 합니다.

변이

방사선은 직접작용과 간접작용으로 DNA를 공격합니다. 이 공격으로 유전자는 변이가 일어납니다. 보통의 변이는 회복이 일어나나 이 회복과정에서 재조합에 문제가 생길 수 있습니다. 변이가 일어나는 방식에는 중복, 결실, 역위, 전좌 등의 방법이 있습니다.

-중복 : 유전자 재조합 과정에서 레트로트랜스포존이 오류를 일으켜 염색체의 일부 구간이 중복되는 현상. 여기서 레트로트랜스포존은 유전체 내에서 이동하는 전위인자라고 합니다.

-결실 : 염색체 일부가 유전자 재조합 과정에서 누락되는 현상입니다.

-역위 : 유전자 재조합과정에서 염색체 일부 구간이 뒤집혀 일어나는 현상입니다.

-전좌 : 한 염색체의 일부가 다른 염색체로 옮겨지는 현상입니다.

유전자 변형작물 GMO

유전자 변이하면 바로 떠오르는 GMO와는 무엇이 다를까요? 방사선육종은 방사선 작용으로 식물자체의 유전자가 새로운 형질을 가지게 되는 점과 다르게 GMO는 다른 생물의 유전자를 생명공학적 방법을 이용해 주입하여 새로운 특성을 발현하는 방법입니다. 즉, GMO는 인위적인 방법으로 자연에서는 절대로 이루어질 수 없지만 방사선 육종의 경우는 자연계에 방사선이 존재하여 일어나는 변이를 컨트롤하여 빠르게 선별하는 작업이므로 차이가 있습니다.

연구 방향?

보통 1~2개의 유전자의 개량에 유리하여 기존 유망한 품종의 단점인 유전자를 개량하는데 뛰어난 장점이 있습니다. 이러한 점에서는 GMO와 유사한 육종 효과를 가지고 있다고 합니다.
한국원자력연구원에 찾아본 결과 국내에서는 주로 연구하는 분야는 다음과 같습니다.
-고부가가치 화훼, 원예작물 개발
-고 기능성 식∙의약용 식물 유전자원 개발
-친환경 바이오산업 소재용 생물자원 개발
-돌연변이 유전자원을 활용한 유전체 및 대사체 연구
-이온화에너지 특이반응 유전자 검정 및 유전체 반응 네트워크 연구
-유용 돌연변이 유전자원 은행 구축
-다양한 방사선원을 활용한 신 방사선육종기술 개발

이러한 방법 말고도 연구주제는 다양할 것으로 생각이 됩니다. 그리고 방사선을 조사하면 방사선이 남아 있지 않을까 걱정하실 수도 있는데요. 밀봉된 선원을 사용하기 때문에 방사선만 맞게 되고 방사성 물질로 오염되는 것은 아닙니다. 그렇기 때문에 이런 걱정은 괜찮을 것 같습니다!

(Co-60 선원)

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-이미지 출처-

1. https://www.thoughtco.com/chromosome-mutation-373448
2. http://scienceon.hani.co.kr/331453
3. https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9C%A0%EC%A0%84%EC%9E%90_%EC%A4%91%EB%B3%B5
4. https://ko.wikipedia.org/wiki/%EC%9C%A0%EC%A0%84%EC%9E%90_%EA%B2%B0%EC%8B%A4
5. https://openwiki.kr/chromosomal_inversion
6. http://leeseokt.tistory.com/35
7. https://www.emaze.com/@AQCIFOOL/ALL-ABOUT-GMO%27S
8. http://blog.khnp.co.kr/blog/archives/11393
9. http://www.periodictable.com/Items/027.9/index.html