유전자 재조합 ,상상의 생물을 만들다

유전자 재조합, 상상의 생물을 만들다

유전자 재조합이란 부모로부터 물려받은 유전자상에 새로운 유전자 조각이 이식되는 과정을 의미합니다. 유전자의 발현 과정에서 원래는 존재하지 않았던 이식된 유전자 조각이 발현되어 유전공학 및 산업 생물분야에서 유전자 재조합 기술을 응용하여 다양한 종류의 물질을 생산합니다. 상상의 생물이 만들어지는 유전자 재조합이 어떤 기술인지에 대해서 알아보도록 하겠습니다.

1. 유전자 재조합이란?

특정 세포의 유전자를 분리하여 재조합하고, 재조합된 유전자를 숙주세포에 이식하여 형질 전환시킨 후, 재조합된 유전자의 발현된 물질이 생성되게 합니다. 세포에 다른 세포로부터 분리한 유전자 조각을 인위적으로 재조합하여 만든 DNA를 재조합 DNA라 하며, 이러한 유전자 재조합 기술을 사용하여 목적하는 물질을 생산하는 기술이 산업적으로 광범위하게 적용되고 있습니다.

2. 유전자 재조합을 위한 DNA 수송체

특정 세포로부터 분리된 DNA 조각을 숙주세포 내로 도입시키는 과정에서 운반하는 역할을 하는 DNA를 수송체라고 합니다. 수송체로 사용하려면 몇 가지 조건이 갖추어져야 하는데 수송체 자체의 복제 개시점이 있어서 자가 복제가 가능해야 하며, 숙주세포 내로 형질 도입이 가능하도록 충분히 크기가 작아야 하고, 형질 도입된 세포를 선택하는데 인식되기 위한 유전자 표지가 있어야 합니다. 일반적으로 제한 효소를 사용하여 특정 위치를 절단하여 사용합니다.

3. 유전자 재조합의 경우

예전에는 서로 다른 두 생물이 만나 교배하면 둘의 특징을 적절히 섞은 중간형 개체가 나온다고 생각했습니다. 실제로 육종의 결과 태어난 개체들은 부모 양쪽의 특징을 적절하게 이어받습니다. 수사사와 암호랑이 사이에서 태어난 종간 잡종인 라이거의 경우 얼굴은 호랑이를 닮았지만 머리 주변에 짧은 갈기가 있고, 털색은 사자를 닮았지만 호랑이처럼 줄무늬가 있는 등 사자와 호랑이의 특징적인 모습들이 모두 잘 드러납니다. 보통 자연 상태에서 동식물의 교배는 같은 종끼리 일어납니다. 종의 개념 자체에 번식 가능한 자손을 만들 수 있는 것이 포함되어 있기 때문에, 서로 다른 종끼리의 번식하는 일은 극히 드물게 일어납니다. 그래서 종간 잡종은 노새와 라이거 정도를 제외하고는 그리 흔치 않습니다. 자연적으로 종간 잡종을 만들 수 있는 것은 비록 종은 다르더라도 속이 같은 가까운 연관 관계에 있을 때뿐입니다. 예를 들어 인간의 경우 , 동물계- 척추동물 문- 포유류 강- 영장목- 사람과- 사람종으로 분류됩니다. 호랑이의 경우 동물계- 척추동물 문- 포유류 강- 식육목- 고양잇과- 큰 고양이 속- 호랑이이며, 사자는 계에서 속까지는 모두 호랑이와 같고 종만 다릅니다. 종관 유연관계가 상당히 크기 때문에 종간 잡종을 만들 수 있었던 것입니다. 이처럼 과거의 종간 잡종은 모두 실제 교배에 의한 육종으로 만들어졌기 때문에 종간의 거리가 아주 가깝지 않으면 잡종을 만들어낼 수 없었습니다. 현대인들은 육종 외에도 다양한 종간 잡종을 만들어내는 방법을 찾았습니다.

4. 세포융합 기술

종간 잡종을 만들어내는 현대인의 기술은 '세포 융합'입니다. 세포융합이란? 두 개의 물방울이 만나 하나가 되듯이 서로 다른 두 개의 세포를 하나로 합치는 것을 말합니다. 이런 방식으로 인해 탄생된 대표적인 존재가 1980년 포메 이토입니다. 포메 이토는 감자와 토마토의 합성어로, 뿌리에는 감자가 여물고 가지에는 토마토가 열리는 독특한 식물입니다. 한 식물의 줄기와 뿌리에 식량 자원이 각각 배출되어 포메 이토는 인류의 식량문제를 일시에 해결해 줄 구세주로 여겨졌습니다. 토메 이토는 세포융합을 통해 토마토와 감자에서 각각 세포를 추출한 뒤, 에틸렌 그리 콜이라는 물질을 이용해 두 세포를 하나로 합쳐서 만들어진 것입니다. 이렇게 두 세포가 합쳐지게 되면 세포뿐만 아니라 세포 안에 존재하는 핵 역시 하나로 합쳐지는데 이렇게 융합된 핵 속에는 토마토의 DNA와 감자의 DNA가 모두 들어있기 때문에 이를 분열 및 발생시키면 한 그루에서 감자와 토마토가 동시에 열리는 '포메 이토'가 탄생합니다.