[遺傳工學(유전공학)의 世界(세계)와 展望(전망)]

Ｉ.序論(서론)

  遺傳工學(유전공학)이 완전히 발달된 미래의 生活(생활)은 어떻게 될까? 아기의 出山(출산)이 실험관에서 이루어지고 복제 인간이 등장하지 않을까? 무기물이 아닌 生命體(생명체)에서 人間(인간)의 生活必須品(생활필수품)을 만들어낸다.
  이러한 모든 것, 우리들의 慾求(욕구)에 만족한 삶을 영위할 수 있는 物質(물질)과 條件(조건)을 갖추고 질병이 없이 건강하게 살아가는데 必要(필요)한 새로운 科學技術(과학기술)이 바로 ‘生命工學(생명공학)’또는 遺傳工學(유전공학)(Genetic Engineering)이라고 일컫는다. 너무나도 많은 分野(분야)의 基礎(기초)위에 營爲(영위)되는 學問(학문)이기 때문에 限定(한정)된 原稿紙(원고지)에는 담을 수 없어서 理論(이론)보다는 손쉬운 實用化(실용화) 技術(기술)만을 간추려 보려한다.

Ⅱ. DNA와 RNA

  모든 生物體(생물체)에는 DNA와 RNA라고 하는 化學物質(화학물질)이 들어 있는데 이것을 核酸(핵산)이라고 한다. 生物細胞(생물세포)의 染色體(염색체) 속에는 특히 DNA가 있고 이들 核酸(핵산)은 Adenine, Guanine, Thymine, Cytosine, Uracil 等(등)의 鹽基(염기)가 五炭糖(오탄당)의 糖(당) 한 分子(분자)와 燐酸(인산) 한 分子(분자) 그리고 窒素(질소)를 함유하는 鹽基(염기) 한 分子(분자)로 構成(구성)되어 있다. 이들 鹽基(염기)는 Purines基(기)에 adenine과 guanine이 그리고 pirimidines基(기)에는 Thymine, cytosine, uracil이 結合(결합)되어 DNA는 五炭糖(오탄당)인 Deoxyribose의 purines基(기)에 Adenine, Guanined이 그리고 pyrimjdines基(기)에 Thymine과 cytosine이 各各 結合(결합)하여 構成(구성)되었고 RNA는 五炭糖(오탄당)인 Ribose의 purine基(기)에 Adenine과 Guanine이 그리고 phyrimidines基(기)에 Cytosine과 uracil이 結合(결합)되어 構成(구성)되어 있다.
  이중 DNA는 特(특)히, 遺傳形質(유전형질)이 담겨진 二重構造(이중구조)를 한 有機化合(유기화합) 物質(물질)로서 遺傳工學(유전공학)의 目標(목표)가 된다. 따라서 遺傳工學(유전공학)은 크게 3種(종)으로 區分(구분)될 수 있다.
  첫째는 DNA의 化學的(화학적)인 變化(변화)없dl 利用(이용)하는 組織培養法(조직배양법)이 있고 둘째로는 DNA의 化學的(화학적)인 變化(변화)는 없으나 더 많은 DNA을 한데 모아서 目的(목적)된 좋은 特性(특성)을 合成(합성)한 新品種(신품종) 育成方法(육성방법)인 細布融合技術(세포융합기술)이며 세 번째가 遺傳學(유전학)인 DNA를 化學的(화학적)으로 變化(변화)시켜 品種(품종)을 育成(육성)하는 ‘化學育種(화학육종)’ 또는 ‘分子育種(분자육종)’이 그것이다.

  1. 組織培養法(조직배양법)에 依(의)한 細胞工學(세포공학)

  動物(동물)이나 植物(식물)을 막론하고 폭넓게 이용될 수 있다. 農林學(농림학), 醫學(의학), 食品營養學(식품영양학), 病理學(병리학) 등에 널리 쓰이는데 식물에는 器官培養(기관배양)에서부터 單細胞培養(단세포배양)에 이르기까지 21종 이상에 이르고 있다.
  ①目的(목적)은 人間(인간)의 器官(기관)이나 조직을 배양해서 腎臟(신장)이나 心臟(심장)을 이식할 수 있게 되고 火傷(화상)을 입은 피부를 이식할 수 있게 한다.
  ②動植物(동식물)이나 人間의 조직을 冷凍(냉동)해 두었다가 原型(원형)그대로 複製(복제)되므로 滅失(멸실)의 염려가 없고 양귀비나 아인슈타인을 다시 볼 수 있게 된다. Gene pool조성을 위한 經費(경비)가 대폭 절약할 수 있어 新品種(신품종) 育成(육성)에 큰 공헌을 하게 된다.
  ③植物(식물)의 培養(배양)은 半數體植物(반수체식물)의 育成(육성)되어 이것을 倍數體(배수체)로 誘起(유기)시키면 Hetero상태에 있는 것이라도 즉시 고정된 품종을 얻을 수 있어 有成年限(유성연한)의 短縮(단축)과 雜種强勢(잡종강세)의 利用(이용)으로 耐病蟲性(내병충성)이고 多收性品種(다수성품종) 등의 育成(육성)의 效率(효율)을 높일 수 있다.
  ④生長點(생장점)을 培養(배양)해서 Virus 無毒化品種(무독화품종)의 育成(육성)은 收量(수량)이 增大(증대)되는데 감자나 마늘 등의 크기가 大幅增大(대폭증대)될 수 있고 生産量(생산량)이 많아진다. 우리가 흔히 재배하고 있는 食用作物(식용작물)이나 園藝植物(원예식물)은 Virus가 감염되어 있으면서도 生存(생존)은 계속되어 지금가지 收穫量(수확량)이 많이 감소되어 왔었으나 이제는 완전히 그 문제점이 해결되었고 이러한 無病株(무병주)를 生産(생산)해서 Gene pool用으로 遺傳子源(유전자원) 維持保存(유지보존)에도 공헌하게 되었다.

  2. 細胞融合(세포융합)이나 核(핵) 또는 細胞器官(세포기관) 置換(치환)에 의한 細胞工學(세포공학)

  지금까지 動植物(동식물)의 育種(육종)은 主(주)로 Mendel(法則(법칙))이나 非Mendel(法則(법칙)을 이용한 Mendel方法(방법) 등을 써왔다. 특히 종래의 交雜育種方法(교잡육종방법)은 動植物(동식물)을 막론하고 암수의 신방을 꾸며서 F1을 만들거나 여교잡종을 만들었는데 生理的(생리적)으로나 遺傳的(유전적)으로는 물론 生殖器(생식기)의 構造(구조)와 크기 等(등)으로 데이트에 골인하기가 힘들었다. 그러나 Media만 잘 開發(개발)하면 돼지 같이 살이 찌고 코끼리같이 크게 자라며 우리나라 韓牛(한우)같이 고기 맛이 나는 家畜(가축)을 만들 수 있다. 즉 이들 3종류의 가축세포를 융합해서 Tube內에 培養(배양)해서 ‘돼지코끼리소’를 만들 수 있는 단계에 와 있다. 뿌리는 콩뿌리가 붙고 열매는 사과가 달리고 맛있는 개암의 필수지방산과 아미노산이 가득 들은 ‘有實樹(유실수)’가 있게 된다.
  최근에는 감자와 토마토의 세포융합 성공은 細胞工學(세포공학)의 큰 공헌과 그 전망을 밝혀주는 것이다. 나무에서, 오렌지 껍질 속에 쇠고기열매가 맺는 날도 그리고 멀지 않은 것 같다.

  3. 遺傳子(유전자) 操作(조작)에 의한 遺傳工學(유전공학)

  上記(상기)한 DNA는 4개의 鹽基(염기)가 그 순서를 달리한 수억~수십억 개가 연결되어 1개의 생명체를 만들어 낸다. 이들 DNA의 어느 한 부분을 떼어 내고 다른 種(종)이나 人工合成(인공합성)시킨 目的(목적)된 DNA를 결합시켜서 育種家(육종가)의 목적에 따른 신품종을 육성할 수가 있다. 이와 같은 再結合(재결합)시킨 DNA는 원형 그대로 自己複製(자기복제)가 되기 때문에 전 분야에 쓰이지 않는 것이 없다. 따라서 우리는 이들 방법이 어떻게 쓰여지며 遺傳工學(유전공학)의 전망은 어떠한 가를 간추려 보자.

Ⅲ. 未來(미래)의 유전공학

  遺傳工學(유전공학)의 應用分野(응용분야)는 너무 넓어서 일일이 나열할 수는 없다. 옛날 옛날부터 現在(현재)까지 지켜온 造物主(조물주)의 흉내를 내는 學問(학문)이니까 말이다.
  모든 工業(공업)을 無公害(무공해)로서 Energy가 절약되며 脫石油(탈석유) 石炭(석탄)으로서 多目的(다목적)에 쓰일 수 있는 높은 부가가치형으로 最尖端(최첨단)의 科學(과학)의 꽃으로서 福祉社會建設(복지사회건설)의 基礎(기초)가 되며 現代(현대) 化學工業(화학공업)이나 生物工學(생물공학)으로 제조가 어려운 의약품, 有機化合物(유기화합물), 새로운 有實樹(유실수), 家畜農作物(가축농산물)의 新品種(신품종)의 創造(창조), 환경오염의 處理(처리)를 明確(명확)히 할 수 있는 多目的(다목적) 기술이 바로 遺傳工學(유전공학)이다.

  1. 醫藥品(의약품) 分選(분선)

  人體(인체)의 Hormone제조로서 유전공학이 이용 되여 ①인슐린 ②인터페론 ③유로카이나제 ④成長(성장)Hormone ⑤쏘마토스태틴 ⑥멘토핀이 활용되고 있다.

  2. 農林水産(농림수산) 分野(분야)

  目的(목적)된 新品種(신품종)의 育成(육성)은 人類(인류)의 食糧(식량)과 資源化(자원화)의 最終目標(최종목표)이다. ①질소고정균의 능력을 갖는 Gene을 모든 新品種(신품종)에 移入(이입)시켜 肥料(비료)없는 農事(농사)를 지을 수 있고 ②耐寒力(내한력), 耐病蟲性(내병충성), 耐乾性(내건성) 品種(품종)의 育種(육종) ③光合成力(광합성력)의 促進(촉진)과 極大化(극대화) 品種(품종)으로의 增産效果(증산효과)

  3. 畜産(축산) 分野(분야)

  지금까지 없는 ‘소와 돼지와 코끼리’ 등을 기를 수 있고 고래 같이 물속에서 자라는 ‘고래소’도 댐에서 기를 수도 있는 無限世界(무한세계)가 열리며

  4. 有實樹(유실수)

  우리나라 소나무에 서로 ‘캐쉬날’이나 ‘브라질날’ ‘마카다니아’같은 열매가 주렁주렁 달리고 소나무에서 야자열매나 오렌지, 바나나 같은 유실수를 따게 되며 온 山川은 먹을 것뿐인 동산이 된다.

  5. 食品(식품) 分野(분야)

  미생물을 이용한 아미노산의 생산, 조미료의 생산, 특수 단백질의 생산, 牛乳加工(우유가공) 등을 유전공학으로 혁신되며 토마토+감자의 합성종인 ‘Pomato'같은 것의 특수식품이 시장을 메우게 된다.

  6. 化學工學(화학공학) 分野(분야)

  化學工學(화학공학)은 규모가 큰 분야로 화학제품 중에서 1/3을 生物工學(생물공학)이 대체할 수 있는 유기화학제품이 많다. 플라스틱, 합성섬유, 유기용매 등이며 발효공정으로 생산되는 알콜, 아세톤, 부타놀 등과 酸類(산류), 공업용 효소산, 비타민류, 살충제, 식품성장 호르몬류, 유기산류 등이다.

 7. 環境(환경) 分野(분야)

  공장폐수에 함유된 중금속 물질의 유전공학 이용, 공기 중의 유해가스 흡수용 樹木(수목)의 유전공학적 신품종 육성, 농약 등의 잔류농약의 유전공학적인 토양미생물의 개발로 分解菌株改良(분해균주개량), 폐유로부터 고단백질 합성균주의 개량과 利用(이용)으로 환경오염을 제거한다.

  8. 鑛業(광업) 分野(분야)

  미생물의 중금속 축적능력의 活用(활용)으로 Uranium같은 특수금속의 精練(정련)하든가 유전공학적으로 증폭시켜 稷重金屬(직중금속)의 濃縮化(농축화)의 實用性(실용성) 등이다.

  9. 에너지 分野(분야)

  한정된 石油(석유)에너지의 대체를 위해 특植物(식물)을 유전공학적으로 石油生産量(석유생산량)을 높일 수 있는 新品種(신품종)의 育成(육성)과 活用(활용), 모든 雜草(잡초)나 雜木(잡목)으로부터 Biomass에 의한 Energy化(화) 할 수 있고 알콜化(화)할 수 있는 大量生産菌株(대량생산균주)의 開發(개발) 등이 있다.

Ⅳ. 遺傳工學(유전공학) 素材産業(소재산업)과 機械産業(기계산업)의 展望(전망)

  1. 素材産業(소재산업)

  유전자를 분석 해석하고 합성하여 정제시켜 저장해 두고 오늘날 약국과 같은 곳에서 유전병 치료제인 유전적인 고혈압 치료인자나 혈우병, 간질병, 색맹 등의 치료 Gene을 약과 같이 팔고 사며 손쉽게 환자에게 처방하여 유전병을 낮게 하거나, 사과 맛이 나고 오렌지 향이 나며 호도나 개암같이 고소하고 영양가가 많은 ‘新種有實樹(신종유실수)’ Gene을 처방해 주세요. 쇠고기맛과 송이맛과 함께 맛이 나는 ‘新種韓牛種(신종한우종)’을 처방해 주세요. 등의 素材産業(소재산업)이 유전자(Gene)처방에 따른 신기술 시장성이 확립될 것이다. IQ는 145이고, 얼굴을 클레오파트라, 육체는 마를린 먼로 스타일의 딸(娘)감의 Gene을 처방해 주시오 등등이다.

  2. 遺傳子機器産業(유전자기기산업)

  어느 生物(생물)의 특수 유전자를 분석하고 해석하고 化學的(화학적)으로 合成(합성)하는 컴퓨터부착용 機器(기기)와 로봇산업이 대단히 유망시된다. 뿐만 아니라 Gene의 정제, 포장, 저장시설 등과 유통체제에 따른 機器産業(기기산업)이 유망한 産業(산업)으로 될 것이다.