제 장 세계유전자변형생물체현황 제 1 절유전자변형작물현황 최근생물산업의새로운패러다임을이끌어가고있는생 명공학기술에의해거의모든생물종으로부터분리한 DNA를도입한유전자변형작물을손쉽게생산하게되었다. 이는각종질병, 환경스트레스에저항성을갖게할뿐만아니라수확후저장성을증대시키고, 향, 영양학적가치, 색소등이증대된작물을개발하는데응용되고있다. 또한인체의질병예방및치료에이용가능한산업용및약리성물질을태양에너지를이용하여손쉽게대량생산이가능한수단으로이용될수도있을전망이다. 이러한여러장점에대한과학자및산업계의주장에도불구하고, 다른한편으로는소비자및환경단체들에의해환경및인체의잠재적위해성우려가끊임없이제기되고있다. 따라서조만간에 GM 작물의농업및식품으로서의이용에관해상업적 경제적으로종합고찰을해봐야한다고판단된다. 소비자단체를포함한일반대중의호응없이는 GM 작물은시장에서사라질수도있다. 1. GM 작물의재배현황 The International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Applications (ISAAA/www.isaaa.org) 기구는 1996년부터매년전세계의 GM 작물재배면적을공식집계하여데이터베이스로제공해왔다. 1996년도이전에는상업화된 GM 작물이거의없었다. 최초의상업화가허가된 GM 작물은미국에서허가한 Flavr Savr TM 토마토로알려져있다 (Redenbaugh 등, 1992 / 표 5-12-1-01 참조 ). 그러나이미 1992년에중국에서 TMV 바이러스저항성유전자변형담배를약 8,000ha에서 재배한것으로알려져있지만 (Zhou 등, 1995), 공식적으로는중국이 1996년부터 GM 작물의재배를허가한것으로알려져있다 (Chen, 등 2000). 1996년도의경우미국, 중국, 캐나다, 아르헨티나, 호주, 맥시코등 6개국가에서총 170 만 ha 규모로 GM 작물이재배되었다는보고가있었다. 그런데 2003년도말현재전세계에서재배된 GM 작물의면적은 6,770만ha에달한다. 이는 1996년의 170만ha와비교하여 40 배가증가한수치로매년꾸준한증가세를유지해왔음을보여준다. 특히 2002년도의 5,870 만ha에비하면한해사이에 900만ha가증가 286
제 12 장세계유전자변형생물체현황 한면적에서재배되었다. 우리나라남한면적의약 1/10에해당하는면적이 2003년도한해에증가한것이다. 여기에는 2003년도에처음 GM 작물 ( 콩 ) 의재배를허가한브라질에서 300만ha 정도재배된것으로집계되어보고된것을포함시켰으나, 최종적으로는이보다훨씬더늘어날것으로전망하고있다. 2003년도는 18개국가에서약 700만농가가 GM 작물을재배한것으로보고되어 2002년도에비해 2개국가 100만의농가증가를보였다. 이는그동안많은안전성논란에도불구하고 GM 작물재배가지속적으로증가하고있음을잘나타내주고있다. 반면에이들 GM 작물의재배면적증가로인해환경이나인체에위해성이될만한증거는아직까지공식적으로보고된바는없다. 2001년도에이미전세계에서경작이가능한총면적의 1/10(10%) 에해당하는농경지 (5,260만ha) 에 GM 작물이재배되었으며, 2003 년도의경우약 1/3(30%) 에해당하는경작지에서재배되었다. 2003년도에는특히개발도상국가와선진국 (Industrial Countries) 의재배 면적증가비율이수치상으로는비슷하게각각 440만ha와 460만ha로보고되었다. 그증가율면에서는, 개발도상국이 2002년도에비해 2배이상 (28%) 증가했다는사실을주목할필요가있다. 2003년도에는필리핀과브라질이유전자변형작물을재배하는국가에추가되어 2002년도의 16개국가에서 18개국으로증가했다. 따라서 1996년도에는 6개국, 1998년도에는 9개국, 2001년도에는 13개국, 그리고 2003년도에는 18 개국으로지속적인증가추세를나타냈다. 한편, 2003년도의경우국가별로는 6개국가에서 99% 의 GM 작물이재배되었다. 그리고 GM 작물의재배국가는점점늘어나고있으며, 현재는 10개국가가 5,000만ha 이상의면적에서 GM 작물을재배한것으로보고되었다. 각국별재배규모는미국이 4,280만 ha(63%), 아르헨티나 1,390만ha(21%), 캐나다 440만ha(6%), 브라질 300만ha(4%), 중국 280 만ha(4%), 남아프리카공화국 40만ha(1%) 이다 ( 표 5-12-1-02 참조 ). 이가운데중국과남아프리카공화국이 2002년도에비해가장많은 33% 의증가율을보였다. 5 부 국내외유전자변형생물체현황 < 표 5-12-1-01> 세계유전자변형작물재배현황 ( 단위 : 100 만 ha) 구분 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 면적 0.0 1.7 11.0 27.8(153%) 39.9(43.5%) 44.2(10.8%) 52.6(19%) 58.7(11.6%) 67.7(15%) 경작국가수 - 6 개국 6 개국 9 개국 12 개국 13 개국 13 개국 16 개국 18 개국 *( ) 안의숫자는전년도대비증가율임출처 : James 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003 287
중국의경우 Bt 면화가 5년째계속증가하여 2002년도에는 210만ha에서 2003년도에는 280 만ha로증가했다. 이는전세계 GM 면화면적 (480만ha) 의 58% 를차지하는수치이다. 남아프라카공화국의경우 GM 옥수수, 콩, 면화가동시에증가하여 40만ha에달했으며, 특히주식으로하는옥수수 (White Maize) 의재배면적이 2001년도에는 6,000ha였으나 2003년도말에는 8만 4,000ha 로급격하게증가했다. 캐나다의경우에도 2002년도에비해 26% 까지증가하여 440만ha로콩, 유채, 옥수수등 3작물 의재배면적이도합 100만ha 늘었다. 아르헨티나는이미 2002년도에재배된콩은 100% 가 GM 콩으로대체되었으며, Bt 옥수수의경우도약 3% 를차지하고있다. 미국의경우에도 2002년도에비해 10%( 약 380만ha) 의증가율을보였으며, 이는주로 Bt 옥수수, 제초제저항성옥수수, 제초제저항성콩의재배면적증가에의한것으로나타났다. 호주의경우는오히려약간감소했는데이는극심한가뭄의영향으로분석된다. 이외에도인도는 Bt 면화재배면적이 100% 증가했으며, 스페인, 우루과이, 루 < 표 5-12-1-02> 국가별유전자변형작물생산면적분포 ( 단위, 면적 : 100 만 ha, 비율 : %) 구분 1996 년 1997 년 1998 년 1999 년 2000 년 2001 년 2002 년 2003 년 면적비율면적비율면적비율면적비율면적비율면적비율면적비율면적비율 1 미국 1.5 51 8.1 64 20.5 74 28.7 72 30.3 69 35.7 68 39.0 66 42.8 63.2 2 아르헨티나 0.1 4 1.4 11 4.3 15 6.7 17 8.8 20 11.8 22 13.5 22 13.9 20.5 3 캐나다 0.1 4 1.3 12 2.8 10 4.0 10 3.0 7 3.2 6 3.5 6 4.4 6.4 4 중국 1.1 39 1.8 14 <0.1 0.3 0.3 <1 0.5 1 1.5 3 2.1 4 2.8 4.1 5 남아공 - - - - <0.1 <1 0.1 <1 <0.1 <1 <0.1 <1 0.3 1 0.4 0.6 6 호주 <0.1 1 <0.1 <1 0.1 1 0.1 <1 0.2 <1 0.2 <1 0.1 <1 0.1 <1 7 인도 - - - - - - - - - - - - <0.1 <1 0.1 <1 8 루마니아 - - - - - - - - <0.1 <1 <0.1 <1 <0.1 <1 <0.1 <1 9 스페인 - - - - <0.1 <1 <0.1 <1 <0.1 <1 <0.1 <1 <0.1 <1 <0.1 <1 10 우루과이 - - - - - - <0.1 <1 <0.1 <1 <0.1 <1 <0.1 <1 <0.1 <1 11 멕시코 <0.1 1 <0.1 <1 <0.1 <1 <0.1 <1 <0.1 <1 <0.1 <1 <0.1 <1 <0.1 <1 12 불가리아 - - - - - - <0.1 <1 <0.1 <1 <0.1 <1 <0.1 <1 <0.1 <1 13 인도네시아 - - - - - - - - - - <0.1 <1 <0.1 <1 <0.1 <1 14 콜롬비아 - - - - - - - - - - - - <0.1 <1 <0.1 <1 15 온두라스 - - - - - - - - - - - - <0.1 <1 <0.1 <1 16 독일 - - - - - - <0.1 <1 0.2 <1 0.2 <1 <0.1 <1 <0.1 <1 17 프랑스 - - - - <0.1 <1 <0.1 <1 <0.1 <1 - - - - - 18 브라질 - - - - - - - - - - - - - - 3.0 0.4 19 필리핀 - - - - - - - - - - - - - - <0.1 <1 계 2.8 100 16.8 100 27.8 100 39.9 100 44.2 100 52.6 100 58.7 100 67.7 100 <0.1 은 10ha 미만, <1 은 1% 미만, 비율은전체유전자변형작물재배면적대비임출처 : James(1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003) 288
제 12 장세계유전자변형생물체현황 마니아의경우도급격한증가를보였다. 콜롬비아와온두라스는 2003년도에처음으로 GM 작물의재배를허가한국가이다. 그리고주곡작물외에카네이션과같은화훼작물에서도소규모이기는하지만호주는 1996년부터, 일본은 1997년부터, 스페인과네덜란드는 1998 년부터 2000년까지, 에콰도르는 1998년부터, 콜롬비아는 2000년도부터지속적으로재배해온것으로보고되었다. 2. 2002 / 2003 년도주요유전자변형작물의상업화현황 AGBIOS(Agriculture and Biotechnology Inc / www.agbios.com) 는현재까지상업화되어재배중이거나식품및가공용으로허가된유전자변형작물에대한종합적인데이터베이스를운영하고있는대표적인인터넷사이트이다. 주요정보로는유전자변형작물에도입된유전자, 작물의특성, 환경및식품으로서의안전성, 허가사항등을포함하고있으며, 국가별허가제도에관한정보도제공하고있다. AGBIOS가속해있는캐나다에서는일반적인육종기술에가까운기술로만든작물 (Novel Traits를포함하는작물 ) 까지도형질전환체의범주에포함시켜규제하므로실제로는국가에따라유전자변형작물에속하지않는 작물들도다수포함되었다. 2003년말현재이사이트에등록된자료를분석한결과, 현재까지상업적으로환경방출 ( 재배, 식품또는사료용 ) 을허가한유전자변형작물의품목 (event) 수는 18종 78품목에달했다. 그중옥수수가 22개품목으로가장많았으며, 유채 (17), 토마토 (6), 대두 (6), 면화 (6), 감자 (4), 카네이션 (3), 벼 (2), 호박 (2), 사탕무 (2), 담배 (2) 의순이었다. 그리고치커리, 아마, 참외, 파파야, 해바라기, 밀이각각 1품목씩으로집계되었다. 이같은수치는정보를집계하여제공하는기관및단체에따라약간의차이를보일수있다. 2002년도와 2003년도유전자변형작물들의국가별허가현황 ( 연도별및용도별승인사항 ) 은 < 표 5-12-1-03> 에요약했다. 구체적으로그현황을살펴보면, 유채의경우제초제저항성 (HCN92) 이 2002년도에미국에서추가로재배가허가되었다. 또한 Event T45는호주에서 2002년도에식용또는사료용으로허가됨과동시에 2003년도에는재배까지허가되었다. event GT200 은미국에서 2002년도에는식용또는사료용으로, 2003년도에는재배용으로허가되었으며, 호주는 2000년도에사료용으로만허가되었던 event GT73을재배용까지허가를했다. 한편, 제초제저항성과임성을함께갖도록한 event PGS1과 PGS2는미국 (2002년), 호주 (2003년) 가각각재배허가했 5 부 국내외유전자변형생물체현황 289
다. 또한호주는 2002년도에식용또는사료용으로만허가한 event MS8xRF3 유채를 2003년도에재배허가했다. 면화의경우, 미국은 2003년도에제초제저항성목화 (LLcotton25) 의재배를최초로허가했 으며, 해충저항성면화 (event 15985) 의사료용과재배도허가하고있다. 동시에호주, 캐나다, 일본에도해충저항성면화 (event 15985) 의판매혹은사료용승인을각각 2002년도와 2003 년도에했으며, 특히호주와캐나다는재배허 < 표 5-12-1-03> 2002 / 2003년국가별유전자변형작물의상업화허가현황 구분 작물, 형질, 등록번호 국가 재배 식용 / 사료 식용 사료 판매 Argentine Canola(Glufosinate) HCN92 미국 2002 - - - - Argentine Canola(Glufosinate) T45 HCN28 호주 2003 2002 - - - Argentine Canola(Herbicide tolerance) GT200 미국 2003 2002 - - - Argentine Canola(Herbicide tolerance) GT73, RT73 호주 2003-2000 - - 유채 Argentine Canola(Herbicide tolerance+ fertility) MS1.RF2=>PGS1 호주 2003 2002 - - - Argentine Canola(Herbicide tolerance+ fertility) MS1.RF2=>PGS1 미국 2002 1996 - - - Argentine Canola(Herbicide tolerance+ fertility) MS1.RF2=>PGS2 호주 2003 2002 - - - Argentine Canola(Herbicide tolerance+ fertility) MS1.RF2=>PGS2 미국 2002 1996 - - - Argentine Canola(Herbicide tolerance+ fertility) MS8xRF3 호주 2003 2002 - - - Cotton(Glufosinate) LLCotton25 미국 2003 - - - - Cotton(Insect resistance)15985 호주 2002-2002 - - Cotton(Insect resistance)15985 캐나다 2003-2003 2003 - 면화 Cotton(Insect resistance)15985 일본 - - 2002 2003 - Cotton(Insect resistance)15985 미국 - 2002-2002 - Cotton(Insect resistance) MON531/757/1076 인도 2002 - - - - Cotton(Oxynil) BXN 호주 - 2002 - - - Maize(Glufosinate) T14. T25 호주 - 2002 - - - Maize(Herbicide tolerance) NK603 호주 - - 2002 - - Maize(Herbicide tolerance+insect resistance) TC1507 캐나다 2002-2002 2002 - Maize(Herbicide tolerance+insect resistance) TC1507 일본 2002-2002 2002 - 옥수수 Maize(Insect resistance) MON810 필리핀 2002-2002 - - Maize(Insect resistance) MON863 호주 - - 2003 - - Maize(Insect resistance) MON863 캐나다 2003-2003 2003 - Maize(Insect resistance) MON863 일본 - - 2002 2002 2001 Maize(Insect resistance) MON863 미국 2003 2001 - - - 파파야 Papaya(Virus resistant)55-1/63-1 캐나다 - - 2003 - - 벼 Rice(Herbicide tolerance) CL121,CL141,CFX51 캐나다 - - 2002 2002 - 콩 Soybean (Glufosinate)A2704-12,A2704-21, A5547-35 일본 1999-2002 2003 - 사탕무 Sugar Beet(Herbicide tolerance) GTSB77 호주 - 2002 - - - 해바라기 Sunflower(Herbicide tolerance) X81359 캐나다 - - 2003 - - 담배 Tobacco(Plant quality) Vector21-41 미국 2002 - - - - 자료 : agbios.com/dbase 290
제 12 장세계유전자변형생물체현황 가까지했다. 주목할만한사실은인도의경우최초로해충저항성목화 (MON531/757/1076) 의재배를 2002년도에허가했는데사전에식용혹은사료용으로서의허가를먼저고려하는절차를거치지않고바로농가의재배를허가했다. 호주는새로운면화 (BXN) 에대해최초로식용또는사료용으로서 2002년도에허가한바있다. 옥수수의경우, 제초제저항성 (T14, T25) 이호주에서식용또는사료용으로승인되었으며, NK603은식용으로허가했다. 그리고제초제저항성과해충저항성유전자를동시에도입한 TC1507에대해서는일본과캐나다에서 2002년도에재배와함께식용과사료용으로허가했다. 한편, 해충저항성유전자를도입한 MON810에대해한국에서 2002년도에식용으로허가했고, 필리핀도이의재배용및식용허가를내렸다. 역시해충저항성유전자를도입한 MON863에대해서는캐나다와미국이 2003 년도에재배를허가했으며, 호주와일본이 2002년도와 2003년도에각각식용및사료용으로허가했다. 이외에도바이러스저항성파파야와제초제저항성벼 (CL121, CL141) 가처음으로캐나다에서각각 2003년도와 2002년도에식용으로허가되었다. 일본의경우제초제저항성콩 (A2704-12 등 ) 의식용및사료용으로서의사용을추가로 2002년도와 2003년도에각각허가했다. 이밖에사탕무 (GTSB77), 해바라기 (X81359), 담배 (vector 21-41) 등이사료용혹은재배용으로각각호주 (2002년), 캐나다 (2003 년 ), 미국 (2002) 에서추가로허가되었다. 3. 상업화된주요유전자변형작물의특성 상업화된유전자변형작물에도입된유전자및유전자를제공한생물종에관한자료를보면 < 표5-2-1-04> 와같이요약할수있다. 현재까지상업화가허가된유전자변형작물의특성을조사해보면, 지방산조성의변화 (Fatty Acid Composition), 임성회복 (Fertility Restoration), 제초제저항성, 해충저항성, 웅성불임, 화색조절, 니코틴함량감소, 과일의연화지연, 선발마커, 바이러스저항성등으로요약된다. < 표 5-2-1-04> 에제시한유전자들은이들특성을나타내기위하여도입한유전자들이며, 이들유전자를분리한공여생물종 (Donor Organism) 을열거했다. AGBIOS에서제공한원본에는기존전통육종기술로분류되는돌연변이육종에의해창출된작물에서확인된돌연변이유전자즉, Acetolactate Synthase와 Acetyl - CoA - Carboxylase들을포함하고있으나, 여기에서는제외했다. 5 부 국내외유전자변형생물체현황 291
< 표 5-12-1-04> 환경방출이허가된 GM 작물의형질및도입된유전자의특성 Trait Genetic Element Source delta(12)-fatty acid dheydrogenase Glycine max Fatty acid composition fatty acid desaturase NULL thioesterase Umbellularia californica Fertility restoration barnase ribonuclease inhibitor Bacillus amyloliquefaciens 5-enolpyruvylshikmate-3-phosphate synthase Agrobacterium tumefaciens CP4 5-enolpyruvylshikmate-3-phosphate synthase Z. mays acetolactate synthase chimera of 2 resistant AHAS genes (S4-Hr4) acetolactate synthase chlorsulfuron tolerant line of A. thaliana Herbicide tolerance acetolactate synthase chlorsulfuron tolerant Nicotiana tabacum glyphosate oxidoreductase Ochrobactrum anthropi nitrilase Klebsiella pneumoniae subspecies ozanae phosphinothricin N-acetyltransferase S. hygroscopicus phosphinothricin N-acetyltransferase S. viridochromogenes Cry1Ab delta-endotoxin(btkhd-1) Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki(btk) Cry1Ac delta-endotoxin Bacillus thuringiensis subsp. kurstaki(btk) cry1f delta-endotoxin Bacillus thuringiensis var.aizawai Insect resistance Cry2Ab delta-endotoxin Bacillus thuringiensis cry3a delta-endotoxin Bacillus thuringiensis subsp. Tenebrionis cry3bb1 delta-endotoxin Bacillus thuringiensis subsp. kumamotoensis cry9c delta-endotoxin Bacillus thuringiensis subsp. Tolworthi protease inhibitor S. tuberosum Male sterility barnase inhibitor Bacillus amyloliquefaciens DNA adenine methylase Escherichia coli dihydroflavonol reductase Petunia hybrida Modified color flavonoid 3p, 5p hydroxylase Petunia hybrida flavonoid 3p, 5p hydroxylase Viola sp. Nicotine reduced nicotinate-nucleotide pyrophosphorylase Nicotiana tabaccum 1- amino-cyclopropane-1-carboxylic acid synthase Dianthus caryophyllus L. 1- amino-cyclopropane-1-carboxylic acid deaminase Pseudomonas chlororaphis Ripening delayed aminocyclopropane cyclase synthase Tomato polygalacturonase Tomato S-adenosylmethonine hydrolase E.coli bacteriophage T3 helicase potato leafroll luteovirus(plrv) orf 2 replicase(rna dependent RNA polymerase) potato leafroll luteovirus(plrv) orf 1 viral coat protein Cucumber mosaic cucumovirus Virus resistance viral coat protein papaya ringspot potyvirus(prsv) viral coat protein potato potyvirus Y (PVY) strain O (common strain) viral coat protein Watermelon mosaic potyvirus 2 viral coat protein Zucchini yellow mosaic potyvirus 자료 : agbios.com/dbase 292
제 12 장세계유전자변형생물체현황 4. 주요유전자변형작물의특성별재배면적 1996년도에재배된주된유전자변형작물은중국의바이러스저항성담배였으며, 그다음으로목화, 대두, 옥수수, 유채, 토마토, 감자등의순이었다 ( 표 5-12-1-05 참조 ). 특성별로보면바이러스저항성이전체면적의 40%( 대부분중국에서재배 ) 를차지했으며, 해충저항성 37%, 제초제저항성 23% 순이었고, 품질과관련된특성이 1% 미만이었다 (James, 1997). 1997년도부터는제초제저항성콩의재배면적이미국에서급격하게증가했다. 같은해, 중국은유전자변형담배의재배를중단한것으로보고되었다 (Huang 등, 2001). 2001년도의경우 1996년도에비해재배면적이급격하게증가하면서제초제저항성콩이전체유전자변형작물의재배면적중 77% 를차지했다. 반면에해충저항성작물은오히려 1999년도의 890 만ha에서 2001년도에는 780만ha로감소하게되었다. 이는해충저항성과제초제저항성유전자를동시에도입한작물 (Stacked Genes) 의재배면적이증가한결과로분석된다. 이들작물들은 1999년도에 290만ha에서 2001년도에는 420만ha로증가했다 (James, 2002). 2003년도의경우제초제저항성작물이 73%(4,970만ha) 를차지했으며, 해충저항성작물은 18%(1,220 만ha) 였다. Stacked Genes은 8%(580만ha) 로 2002년도 (440만ha) 에비해 140만ha가증가했다. 이두형질을나타내는옥수수와콩은 4,140만ha에서재배되어전체재배면적의 61% 를차지했다. 한편, 브라질은 2003년도의파종시기바로직전인 9월에제초제저항성콩의재배를최초로승인했다. 따라서 2003/2004년도의재배면적을정확하게추정하는데어려움이있다. ISAAA가 2003년도의유전자변형작물재배면적을집계할당시에는브라질전국에서단지 50% 만이파종된상태의추정치로 300만ha로나타냈고, 이수치는증가할것으로추정하고있다. 필리핀의경우 2003년도에처음으로해충저항성옥수수의재배를승인했으며, 약 2만 ha 에서재배된것으로추정되었다. 5. 주요유전자변형작물의채 5 부 국내외유전자변형생물체현황 < 표 5-12-1-05> 주요유전자변형작물의특성별세계재배면적분포 ( 단위, 면적 : 100 만 ha 비율 : %) 특성 2001년 2002년 2003년재배면적비율재배면적비율재배면적비율 제초제저항성 40.6 77.2 44.2 75.3 49.7 73 해충저항성 7.8 14.8 10.1 17.2 12.2 18 제초제저항성 + 해충저항성 4.2 8 4.4 7.5 5.8 8 계 52.6-58.7-67.7 - 자료 : James, 2001, 2002, 2003 293
택현황 전세계대농혹은중ㆍ소농가에서유전자변형작물의재배를선호하는경향을분석한결과자료로는주요 4대유전자변형작물즉, 대두, 유채, 면화, 옥수수의채택률 (Adaptation Rate) 을연도별로비교하여 < 표 5-12-1-06> 에요약했다. 그결과를보면, 1999년도부터 2003년까지매년이들유전자변형작물의채택률은꾸준히증가하고있다. 이는향후전세계농가에서유전자변형작물을재배하고자하는선호도가계속증가할것이라는사실을쉽게예측하도록해준다. 2003년도에대두 (GM / nongm) 는약 7,600 만ha에서재배되었다. 이중 GM 대두가차지하는비율은 55% 였다. 이는 1999년도의 30% 에서꾸준히증가하여 2002년도의 51% 보다 4% 가증가한수치이다. 면화의경우총재배면적 (3,400 만ha) 중 21% 가 GM 면화였다. 역 시 1999년도의 10% 에서지속적으로증가했고, 2002년도의 20% 보다도늘어난수치이다. 또한유채의경우는총재배면적 2,500만ha 중 GM 유채가 1999년도의 14% 에서 2002년도는 12% 로감소했으나 2003년도에는다시 16% 로증가하여전체적으로는꾸준히증가세를보였다. 마지막으로옥수수역시총재배면적 1,400만ha 중 2003년도에는 155만ha인 11% 에서 GM 옥수수로대체되었다. 결론적으로, 이들 4대주요작물 (GM+ nongm) 의전체재배면적은 2억 7,200만ha이며, 이중약 25% 인 6,770만ha 규모가유전자변형작물인것으로조사되었다. 2003년도에가장많이증가한작물은유전자변형대두로서 490만ha 증가 (2002년대비 13% 증가 ) 했고, 그다음으로는유전자변형옥수수가 310만ha 증가 (2002년대비 27% 증가 ) 했다. 1996년부터 2003년까지 8년간 GM 작물은 21개국가약 3억ha에서재배된것으로나타났 < 표 5-12-1-06> 주요유전자변형작물의채택률 (Adoptation Rate) ( 단위, 면적 :100 만 ha) 구분대두면화면화옥수수계 전세계경작면적 72 25 34 140 271 1999 21.6(30%) 3.5(14%) 3.4(10%) 11.2(8%) 39.7(14.6%) 2000 25.9(36%) 2.7(11%) 5.5(16%) 9.8(7%) 43.9(16.2%) 유전자변형작물재배면적 2001 33.3(46%) 2.7(11%) 6.8(20%) 9.8(7%) 52.5(19.4%) 2002 36.5(51%) 3.0(12%) 6.8(20%) 12.4(9%) 58.7(21.7%) 2003 41.4(55%)* 3.6(16%) 7.2(21%) 15.5(11%) 67.7(25%) 1) ( ) 안의숫자는유전자변형작물채택률 ( 유전자변형작물재배면적 / 전체경작면적x100) 임 자료 : James 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003 2) 2003년도의전체유전자변형작물재배면적중대두가 61%, 옥수수가 23%, 면화 (11%) 유채 (5%) 를차지함 3) 토마토, 감자, 호박, 파파야등재배면적이극히적은작물은표기하지않았음 4) * : 2003년도대두의재배면적 (GM+nonGM) 은 7600만ha로추산됨 5) 2003년도자료는추정치임 294
제 12 장세계유전자변형생물체현황 는데이는미국이나중국전국토면적의 1/3에해당하는규모이다. 또한수백만의소농혹은대농가에서이들유전자변형작물재배경험을통해경제적 환경적 사회적인상당한이익을얻게된다는사실을인식하기시작한것으로나타났다. 특히 2003년도는 2002년도에비해 100만명이증가한 700만농가에서유전자변형작물을재배했으며, 이들농가의 85% 는자원이부족한국가 ( 중국, 남아프리카등 ) 의농가로서해충저항성옥수수를재배한것으로보고되었다. 2003년도유전자변형작물의전세계시장규모는약 45억달러에서 47억 5,000만달러로추정된다. 이는 2002년도의 40억달러에비해수치가증가했으며, 전체종자시장 (300억달러 ) 의 13%, 작물보호치료제시장 (310억달러 ) 의 15% 를차지한것으로조사되었다 (James 2003). 유전자변형작물시장규모는유전자변형종자판매고와이들의생산을위하여적용된기술료를합하여추정한크기이다. 이시장은 2005년도에는적어도 50억달러에달할것으로전망되고있다. 이러한사실을종합해보면, 유럽연합 (EU) 의끊임없는안전성논란에도불구하고 2004 년도에도유전자변형작물을재배하는농가는더욱더증가할것이라는사실을증명해준다. 현재까지의자료들을종합하여추정한결과에의하면, 향후 5년내에유전자변형작물의재 배면적은 1억ha에육박할것이고적어도 25개국가에서약 1,000만의농가로늘어날것으로전망된다 (James 2003). 특히개발도상국의소농가참여율이급격하게증가할것으로보인다. 이는이미 2003년도에브라질과인도와같은국가에서해충저항성콩과제초제저항성콩의재배면적이급격하게증가했고, 우루과이등의국가에서도유전자변형옥수수의재배를승인한사실등에의해충분히예견될수있다. 새로운형태의유전자변형작물즉, 두가지의비슷한효과를나타내는유전자를동시에도입하여그효능과적용범위를확대할수있는목화 ( 예 : cry1ac와 cry1ab), 옥수수 (cry3bb1와 cry1fa2) 등이미국에서 2003년도에도입되었다. 이목화는보다넓은범위의해충을효과적으로방제하는데사용될것으로기대된다. 한편, 새로운유전자의개발등에의해농민이선호할수있는다양한종류의유전자변형작물이개발됨에따라유전자변형작물의재배는지속적으로증가될것이분명하다. 2003년도의경우, 아시아에서가장인구가많은중국 인도 인도네시아의 3개국가 ( 전체인구 25억명, 합계 GDP 1조 5,000 억달러 ), 아르헨티나 브라질 멕시코의남미 3대경제강대국 ( 전체인구 3억명, GDP 1조 5,000 억달러 ), 아프리카의경제강대국인남아프리카 5 부 국내외유전자변형생물체현황 295
공화국 ( 인구 4,500 만, GDP 1,300 억달러 ) 이이미공식적으로유전자변형작물의재배를허가했다. 유전자변형작물의재배면적이 5만ha 이상되는상위 10개국가의전체인구는약 30 억명으로전세계인구의절반을차지한다. 전체총생산량 (GDP) 은 13조달러로역시전세계 GDP 30조달러의절반에가깝다. 이같은사실에입각해볼때, 아직까지유전자변형작물의재배및식용, 사료용으로허가를하지않은국가들도조만간이추세에동참하지않을수없을것이다. 따라서유전자변형작물의재배면적은지속적인증가가예상된다. < 참고문헌 > [1] Chen Z, Gu H, Li Y, Tian J, and Qu L-J. 2000. Prospects for and safety issues with transgenic food. In Proceedings of the Sixth International Symposium on the Biosafety of Genetically Modified Organisms (Fairbairn, C., Scoles, G. and McHughen, A., eds). Saskatoon, Canada: University Extension Press, pp. 4~5 [2] (www.ag.usask.ca/isbr/symposium/proceedings/section2.html #4). [3] Huang J, Wang Q, Zhang YD, Zepeda JF. 2001. Agricultural Biotechnology Indicators: China. Working Paper, Centre for Chinese Agricultural Policy, Chinese Academy of Sciences. Supplementary material (Supplement D) to Huang et al. (2002) [4] (www.sciencemag.org/cgi/data/295/5555/674/dc1/4). [5] James C. 1997 Global Status of transgenic Crops in 1997. ISAAA Briefs No5. The International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Applications. Ithaca, NY, [6], 1998 Global Status of transgenic Crops in 1997. ISAAA Briefs No5. The International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Applications. Ithaca, NY, [7], 1999 Global Status of transgenic Crops in 1997. ISAAA Briefs No5. The International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Applications. Ithaca, NY, [8], 2000 Global Status of transgenic Crops in 1997. ISAAA Briefs No5. The International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Applications. Ithaca, NY, [9], 2001 Global Status of transgenic Crops in 1997. ISAAA Briefs No5. The International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Applications. Ithaca, NY, [10], 2002a Global Status of transgenic Crops in 1997. ISAAA Briefs No5. The International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Applications. Ithaca, NY, [11] James C. 2002b. World-wide deployment of GM crops: aims and results - state of the art. In Discourse on Genetically Modified Plants. Bad Neuenahr, Germany: Bundesministerium fur Verbraucherschutz, Ernahrung und Landwirtschaft, April 19 [12] (www.gruenegentechnik.de/doku_fachtagung/james_engl. pdf). [13], 2003 Global Status of transgenic Crops in 1997. ISAAA Briefs No5. The International Service for the Acquisition of Agri-Biotech Applications. Ithaca, NY, [14] Redenbaugh K, Hiatt M, Martineau B, Kramer M, Sheehy R, Sanders R, Houck C, and Emlay D. 1992. Safety Assessment of Genetically Engineered Fruits and Vegetables; a Case Study of the FLAVR SAVR Tomato. Boca Raton, FL: CRC Press [15] Zhou RH, Zhang ZC, Wu Q, Fang RX, Mang KQ, Tian YC, and Wang GL. 1995. Large-scale performance of transgenic tobacco plants resistant to both tobacco mosaic virus and cucumber mosaic virus. In Proceedings of the third International Symposium on the Biosafety Results of Field Tests of Genetically Modified Plants and Micro-Organisms (Jones, D.D., ed.). Oakland, CA: University of California, pp. 49~55. 296
제 2 절유전자변형동물현황 형질전환동물생산기술은 1980 년대후반에이르러기 초학문, 질환모델, 현대육종및생명과학관련산업분야에급진적인파급효과를가져오는신기술로등장하게되었다. 특히이기술은동물생명공학분야의획기적인발전에기여할수있을것이라는기대가크다. 이같은기대를반영하여현재모델동물의생산을통한유전자기능의이해등기초학문뿐만아니라고생산성및고품질의축산물 ( 육류, 우유등 ) 을생산할수있는형질전환가축 ( 소, 돼지, 면양, 산양, 닭, 어류등 ) 의개발을목표로하는연구가세계적으로활발하게진행중이다. 1. 연구개발현황 2. 주요국가현황 1982년슈퍼마우스의등장으로형질전환동물생산기술이가시화되었다. 이를계기로동물생명공학분야의연구가본격적으로가속화하기시작했다. 1980년대에는성장속도가빠르고사료효율이높은형질전환돼지의생산및양모의조성성분변화에의해유연성이증가된형질전환면양의개발등가축의생산성향상을목표로한연구가주로수행되었다. 1990년대에이르러서는암유전자를발현하는형질전환생쥐가특허를획득함으로써인체질환모델동물개발분야의연구가더욱활성화되었다. 더욱이유선으로부터유용물질 ( 예 : 락토페린, 안티트립신, tpa, CSF 등 ) 을대량으로생산할수있는형질전환동물개발분야는그간괄목할성과를거두고있으며, 생산된물질들의산업화를위한임상실험단계가진행중에있다. (1) 미국동물생명공학분야의거의모든분야에서선두를유지하고있는미국은대학을중심으로농무성 (USDA) 산하연구기관및여러산업체가집중적인연구를수행한다. 형질전환동물개발분야에서는실험동물및중소동물을대상으로한기술개발을통해가축적용실험을 1990년대초반부터실시하여많은성과를얻고있다 ( 표 5-12-2-01 참조 ). 특히형질전환동물의유선을통한유용물질생산분야는현재여러가지생산된단백질에대해임상실험이실시되고있다. 이는향후 2~3년이내에실용화가거의확실시될것이라고판단된다. 1990년대후반부터는사람의일시적인공장기로이용될수있는형질전환동물의개발연구도활발하게진행되어왔다. 그결과장기이식에서면역거부반응과관련된유전자가도입 298
제 12 장세계유전자변형생물체현황 및제거된형질전환돼지를생산했다. 따라서이러한형질전환동물의장기활용관련연구는급속히진척될것으로전망하고있다. 또한여러종류의가축 ( 소, 돼지, 면양등 ) 에서 ES 세포주가거의확립단계에있으며, 이를이용한우유조성성분변화에관한연구와질환모델가축개발연구등을시작했다. (2) 일본형질전환동물생산기술의산업화관련연구가급속히진행되고있다. 실험동물을이용한유전자의기능분석등에관한연구는주로 연구소를중심으로이루어진다 ( 표 5-12-2-02 참조 ). 그리고형질전환가축을이용한유용단백질의생산과관련된연구는기업체와대학이연계하여이루어지고있다. 또한돼지의경우인공장기개발을위한연구가수행되고있다. (3) 유럽연합 (EU) 각나라특성에맞는연구가중점적으로수행되는것이특징적이다 ( 표 5-12-2-03 참조 ). 즉, 영국및스코틀랜드는면양을, 네덜란드는젖소를대상으로형질전환동물의개발연구가수행되어좋은성과를거두고있다. 이들유 5 부 국내외유전자변형생물체현황 < 표 5-12-2-01> 미국의형질전환동물개발현황 기관명 기술명 ( 제품명 ) 개발시기 주요내용 Collagen사 형질전환젖소 1997 - 인간 Type Ⅰ 콜라겐분비형질전환젖소개발 Massachusetts대 형질전환젖소 1998 - 외래유전자발현형질전환복제젖소개발 GTC Biotherapeutics사 형질전환젖소 1997 - 재조합인간알부민생산형질전환젖소개발 (2002년상품화로제휴 ) Kirin Brewery사 Massachusetts대 형질전환젖소 2002 - 인체 Immunoglobulin을생산하는형질전환복제젖소개발 DNX 사 형질전환돼지 1992 - 혈액중사람 Hemoglobin을생산 (32g/l) 하는형질전환돼지개발 Duke대 형질전환돼지 1993 - 내부세포에 3종의보체저해단백질을발현시켜면역거부반응을억제하는형질전환돼지개발 Imutran사 형질전환돼지 1993 - 사람조직에적합성이높은형질전환돼지개발 Virginia Polytechic Institute 형질전환돼지 1992 - 유즙중으로사람 Protein C를대량생산하는형질전환돼지개발 Transgenic Products사와 Zonagen사 형질전환돼지 1993 - Gauche's Disease의치료제인 Glucocerebrosidase를생산하는형질전환돼지개발 Alexion Pharmaceuticals사 형질전환돼지 2001 - H-transferase 유전자를지닌형질전환돼지의체세포를이용한복제돼지개발 Missouri대 형질전환돼지 2002 - α(1,3) Gal-T 유전자적중형질전환복제돼지개발 1994 - 유즙중으로 2~3g/l 의 antithrombin-iii 를생산하는산양개발 (1998년임상 3단계 ) GTC Biotherapeutics사 형질전환산양 1999 - 인체 antithrombin-iii를생산하는형질전환복제산양개발 2002 - 알파 - 4 - 베타인테그린전임상 1997 - 유즙중으로 14g/l 의단일클론항체를생산하는산양개발 Origen Therapeutics사 형질전환닭 2003 - ES 세포를이용한형질전환닭생산 299
< 표 5-12-2-02> 일본의형질전환동물생산기술개발현황 기관명 기술명 ( 제품명 ) 개발시기 주요내용 형질전환돼지 1993 - 돼지 GM-CSF 유전자의클로닝 축산시험장 - 토끼및산양 ES 세포주개발 ES 세포주 1995 - 생쥐 ES 세포주개발 이화학연구소 ES 세포주 1993 - 우유속에서생리활성단백질을생산하는기술개발에착수 Central Institute for Experimental 형질전환 Animals 복제생쥐 2002 - 유전자적중 ES 세포이용복제생쥐생산 Riken 연구소 유전자 2000- 적중생쥐현재 - 다양한유전자적중생쥐의생간및기능연구수행중 YS NewTechnology사 형질전환동물 1993 - 형질전환수정란의선별기술개발 기린맥주 형질전환젖소 2001 - 감염병및자가면역치료제에대한항체생산형질전환젖소개발연구 일청제분 형질전환돼지 1993 - ras 유전자가도입된형질전환돼지개발 1995 - 사람보체제어인자의유전자가도입된형질전환돼지개발 나고야대 형질전환돼지 1995 - 사람의 O형혈액형을지닌형질전환돼지개발로장기이식용가능성타진형질전환닭 2002 - 인간성장호르몬을분비하는형질전환닭생산 Animal Engineering Research Institute 형질전환돼지 2002 - 사람 DAF 유전자가도입된형질전환돼지생산 Osaka대 형질전환돼지 2001 - GnT-Ⅲ 유전자도입형질전환돼지생산 < 표 5-12-2-03> 유럽의형질전환동물생산기술개발현황 기관명 기술명 ( 제품명 ) 개발시기 주요내용 1991 - 인체락토페린유전자가도입된형질전환젖소개발 1993 - 형질전환젖소의계대증식인가획득네덜란드 - Pharming사형질전환젖소 - 형질전환젖소의우유에서인체락토페린이최고 2g/l 수준으로생산된다고 2002 보고 ( 항균제로개발중 ) 스코틀랜드 - IAPGR연구소 형질전환닭 1993 - 혈액응고인자가다량함유된계란을생산하는형질전환닭생산 영국 - AFRC연구소 형질전환돼지 1993 - 돼지 GM-CSF 유전자의클로닝형질전환닭 1994 - 형질전환닭의생산기술개발 형질전환면양 2002 - 형질전환면양의우유에서생산한 α1-antitrypsin 임상 3단계 영국 - PPL사 형질전환돼지 2002 - α(1,3) Gal-T 유전자적중형질전환복제돼지개발 형질전환젖소 2002 - 인체 BSSL 유전자를발현하는형질전환복제젖소개발 영국 - Roslin연구소 형질전환면양 2001 - α(1,3)gal-t와 Prp 유전자제거면양생산형질전환닭 2003 - lentiviral 벡터를이용한형질전환닭생산 독일, 오스트리아 형질전환젖소 2001 - Prochymosin 유전자를가진형질전환복제젖소개발 이탈리아 - Sapienza대 형질전환돼지 2002 - 인체 DAF 유전자를 Sperm 이용방법으로형질전환돼지생산 < 표 5-12-2-04> 기타각국의형질전환동물생산기술개발현황 기관명 기술명 ( 제품명 ) 개발시기 주요내용 호주 - CSIRO 형질전환면양 1992 - 양털의유연성개량관련연구 호주 - Adeloide대학 형질전환면양 1993 - 양털의성장속도증가를위한연구 뉴질랜드 - AgResearch사 ES 세포주 1995 - 면양의 ES 세포주개발연구형질전환젖소 2003 - 고농도의베타-casein과카파-casein을생산하는형질전환복제젖소개발 이스라엘 - 헤브류대학 형질전환닭 2002 - 더위에강한형질전환육계를개발 캐나다 - Nexia사 형질전환젖소 1993 - Lactose에면역성을가진형질전환젖소개발연구형질전환산양 2001 - GFP 유전자발현형질전환복제 Dwarf Goat 생산 300
제 12 장세계유전자변형생물체현황 럽국가에서는국가기관연구소와산업체를중심으로연구가진행되고있다. 최근에는장기이식용형질전환돼지의개발을위한연구가진행되고있는상황이다. (4) 기타축산강국인호주, 뉴질랜드, 캐나다를중심으로면양과젖소를대상으로한형질전환동물생산연구가활발히진행되고있다 ( 표 5-12- 2-04 참조 ). 5 부 국내외유전자변형생물체현황 301
제 3 절유전자변형미생물현황 생물공학의선진국들은새로운신규물질의개발및 기존제품의생산성향상을위한유전자변형미생물의개발에많은노력을기울이고있다. 현재이같은노력은유전자변형생물체에의하여생산되는제품가운데소비자저항이없는의약품을위주로대부분진행되고있지만, 향후에는식품, 바이오에너지, 원료의약등다양한분야로확대되리라고보인다. 이와동시에지금까지지구상에존재하지않았던새로운생물체, 즉유전자변형미생물을포함하는많은유전자변형생물체의등장이인체및환경에미치는영향에관해정확한안전성분석이요구된다. 1. 세계생물산업현황 전세계생물시장규모를정확히분석한다는것은매우어려운일이다. 그렇지만전반적인생물시장의규모는 2003년현재 700억달러이상인것으로알려져있다 ( 그림 5-12-3-01 참조 ). 현재생물산업은생물정보학의발달과함께새로운제품개발과기술의개선에서획기적인전기를맞이하고있다 ( 표 5-12-3-01 참조 ). 많은미래학자는생물산업이 IT산업과함께미래의주도산업으로성장할것이라고예측하고있다. 생물산업시장은 IT, NT 등의다른첨단산업분야와비교할때성장초기단계여서그규모는작지만 21세기국가경쟁력을좌우하게될첨단산업들가운데가장빠른성장이예상되는분야이다. 세계생물산업시장은농업, 의약품산업을중심으로향후 10년간연평균성장률이 15% 씩에달해 2013년에는 2,100억달러규모에이를 것으로전망되고있다. 그리고화학, 에너지등청정산업을중심으로생물산업의범위및규모가다각화될것으로예상된다. 2500 2000 1500 1000 500 ( 그림 5-12-3-01) 세계생물산업시장전망 ( 단위 : 억달러 ) 0 1992년 1995년 1997년 2000년 2003년 2008년 2013년 < 표 5-12-3-01> 세계생물산업의품목별시장동향( 단위 : 억달러 ) 구분 1997 2000 2003 2008 2013 생물의약및화학 188 324 444 688 1,155 바이오식품 16 27 37 75 126 바이오에너지및자원 6 11 15 37 63 생물농업및해양 16 27 37 75 126 생물환경 18 32 44 87 147 생물공정및측정시스템 47 81 111 188 315 총계 313 540 740 1,250 2,100 자료 : 한국생물산업협회, 2001 년도국내생물산업실태조사, 2002.12 산업연구원, 생물의약산업의발전전략, 1999.4 OECD, Biotechnology & Trade, 1997 302
제 12 장세계유전자변형생물체현황 2. 유전자변형미생물개발노력 1995년존홉킨스대학에의해 1.8Mbp의 Haemophilus influenzae Rd의유전자전체서열이밝혀진이후 DNA 분석장비와이를해석하는생물정보학의발달에의해수많은생명체의유전자서열해독프로젝트가전세계적으로활발히이루어지고있다. 과거에는미생물관련신약개발은천연물에주로의존했고, 산업균주개발역시자연에서선별된균주를돌연변이또는유전공학적방법의부분적인이용을통해생산성향상작업을수행했다. 이러한방법들은모두많은시간과비용이필요할뿐만아니라성공확률이그리높지않은편이었다. 그런데미생물의전체유전자를이해할수있게되자아미노산, 핵산, 항생제등기존의미생물에의해생산되는물질의생산성향상은물론, 과거와는완전히다른체계적인방법으로새로운식품소재, 의약품개발등을수행하는것이가능해졌다. 이에미국을위시한생물공학의선진국들은신규물질의개발및기존제품의생산성향상을위한유전자변형미생물 (Genetically Modified Microorganisms : GMMs) 의개발에많은노력을기울이고있다. 현재이같은노력은유전자변형생물체에의해생산되는제품가운데소비자저항이없는의약품을위주로대부분진행되고있지만, 향 후에는식품, 바이오에너지, 원료의약등다양한분야로확대되리라고보인다. 이와동시에지금까지지구상에존재하지않았던새로운생물체, 즉유전자변형미생물을포함하는많은유전자변형생명체의등장이사람및환경에미치는영향에관해정확한안전성분석이요구된다. 생물산업에서생산성에직접연관되어있고, 생산의주체가되는것은미생물, 동물, 식물이다. 유전공학및생물정보학의발달은생물체에관해많은정보를알려줌으로써생산성이대폭향상된다양한유전자변형생물체를개발할수있게되었다. 하지만유전자변형생물체가인류및환경에안전하다는많은연구가이루어졌음에도불구하고소비자들의부정적이미지로인해직접산업에적용이안되거나발표를못하는것은안타까운현실이아닐수없다. 3. 유전자변형미생물에의해생산되는단백질제품현황 단백질제품은생물산업제품전체시장의핵심을이루고있는데, 생물산업시장의 60% 내외를차지하고있다고보인다. 유전자변형생물체에의해만들어지는제품이소비자에게많은거부를당하고있는다른분야와달리, 단 5 부 국내외유전자변형생물체현황 303
백질제품은현재큰발전을이루고있다. 생물의약분야에서시장을선도하는제품은치료용단백질의약품이며, 이들은대부분이유전자변형미생물및유전자변형동물세포에의해생산된다. 이같은치료용단백질제품을개발하고판매하는미국의 Amgen사의경우는 EPO, G-CSF 등단 3개의약용단백질을판매하여 2000년매출이 32억달러 ( 순이익 11억달러 ) 라는경이적인성과를기록함으로써대형생물산업전문기업으로성장중이다. 생물산업분야에참여중인세계의대기업및생물산업전문기업들은단백질제품의고부가가치특징을감안하여기술개발및산업화에집중투자하고있는상황이다. 산업용효소는전체단백질제품의 70% 이상을차지하는생물의약품을제외하고가장거대한품목이다. 이들제품대부분은유전자재조합기술이응용되어개발된유전자변형미생물에의해직접생산되는제품으로판단된다. 하지만산업용효소의경우, 식품용효소를제외한대부분의공업용효소가유전자변형미생물에의해생산되는것으로추측된다. 그러나거의모든기업에서유전자변형미생물에대한소비자들의부정적이미지를고려하여정확한생산방법을공개하지않고있다. 그렇다하더라도현재생산되고있는산업용효소들의가격과생산성을고려할때대부분의산업용효소는유전자변형미생물에의 한것이라고판단된다. 1999년현재산업용효소의세계시장은 18 억달러규모로추정되고있다. Novozymes이전세계시장의 43% 정도를점유하고있으며, 미국의 Genencor와덴마크의 DSM이 2, 3위를차지하고있다. 최근까지알려진효소단백질수는약 3,000여종에달한다. 이중에서산업적으로응용되고있는효소는 150여종이며, 상업적으로생산되고있는효소는 60여종이다. 향후효소의사용은환경친화적인점과효소이용신기능성제품이개발되고수요역시증가할것으로판단되어산업용효소시장은계속적으로증가할전망이다. 그리고이는새 < 표 5-12-3-02> 1999년미국의분야별효소시장규모 효소분류 적용분야 시장규모 ( 억 $) 시장점유율 (%) 특수의약용효소 8.70 47.5 Polymerases & related 2.00 10.9 특수효소 Nucleases & related 1.20 6.6 기타특수효소 1.50 8.2 소계 13.40 73.2 식품 & 음료공업 1.68 9.2 농업 1.30 7.1 세제공업 1.09 6.0 산업용효소 화장품공업 0.31 1.7 섬유공업 0.25 1.4 기타 4.90 1.5 소계 4.90 26.8 1999년미국효소시장합계 18.30 100.0 < 표 5-12-3-03> 미국의효소시장을기준으로추정한세계효소시장예측 효소시장 1999년 ( 억달러 ) 2004년 ( 억달러 ) 2009년 ( 억달러 ) 특수효소시장 44.2 65.0 95.2 산업용효소시장 16.2 21.8 28.8 전체효소시장 60.4 86.8 124.1 304
제 12 장세계유전자변형생물체현황 로운유전자변형미생물이산업에적용될것으로예상된다. Freedonia Group은미국의지난 10년간의효소시장을비교분석했다. 미국의효소시장은 1989년에서 1994년까지는연 10% 이상의성장을했으며, 그이후에도 6% 이상의성장을계속하고있다고보고했다. 그리하여 1989 년전체산업용효소시장규모는 7억 3,000만달러에서 1999년에는 18억 3,000만달러에달하게되었다. 다른분석보고서에서도 2000년이후효소시장은매년 6~8% 의증가율을보일것으로예측하고있다. 미국의효소시장을기준으로볼때 2009년전세계효소시장은 124 억달러에이를것으로추정된다 ( 표 5-12-3-02, 표 5-12-3-03 참조 ). 4. 유전자변형미생물에의해생산되는식품및사료현황 식품과사료산업에사용되는상품화된바이오제품중에서아미노산은산업적으로광범위하게응용된다. 발효에의해생산되는바이오식품분야의총시장규모는 30억달러이상으로평가되며, 식품 40%, 사료 50%, 기타 10%( 화장품, 화학산업의출발재료 ) 에각각사용된다. 바이오식품분야의가장대표적인제품으로는 Glutamic acid, Lysine, Threonine 등아미노산제품과 IMP, GMP 등식품첨가제로사용되는핵산제품이있다. 30억달러의아미노산시장과 3억 5,000만달러의핵산산업에서도유전자변형미생물에의한생산성향상에관한많은연구결과가보고되고있다. 그렇지만현재까지는유전자변형미생물을이용하여아미노산핵산을생산한다는발표는발견할수없었다. 단지, 사료용라이신이유전자변형미생물을이용하여생산된제품이유럽에서허가되었을뿐이다. 국내바이오산업가운데각각의제품들에서세계적인경쟁력을갖춘 CJ, 대상등이일본의아지노모토, 교와 ( 協和 ) 및유럽, 미국의다국적기업과경쟁하고있다. 유전자변형미생물에의해생산되는핵산, 식품용아미노산및사료용아미노산현황에관해서는국내현황부분에서좀더자세히다루고자한다. 5. 유전자변형미생물에의해생산되는자원및에너지자원현황 전세계적으로사용증가와이로인한석유자원고갈에대비하여생물산업을이용한에너지및화학원료생산에관한많은연구가진행되었다. 아직까지생물산업에의한에너지및화학제품들의생산경쟁력은매우낮아큰 5 부 국내외유전자변형생물체현황 305
시장은형성하지못하고있으나가능성은매우높은편이다. 현재미국시장에서바이오유래에너지및화학제품시장은 20억달러정도로 4,100억달러의화학산업총생산품시장과비교할때 1% 를넘지못하고있다. 이비율은전세계적으로비슷한양상을보일것으로판단된다. 하지만인류는장기적으로석유자원의고갈에따라태양으로부터만들어지는바이오자원을이용한에너지의개발및천연자원의생산은피할수없는운명이되고있다. 현재미국을비롯한각나라는미래의에너지및자원위기에대비하여생물공학기술을이용한연료용에탄올, 생분해성고분자, 유기산, 메탄발효, 이산화탄소고정화, 광합성, 바이오가스의생산에관한연구를매우활발하게진행중이다. 바이오에너지와바이오자원의생산은아직화학공학적으로생산되는제품에비해가격경쟁력이많이떨어진다. 그러나공해문제의해결및국가의세제지원등에힘입어청정에너지인바이오에너지의개발은국가적관심속에서이루어지고있으며, 생분해성고분자생산을위한젖산등의생산은주목할만한결과를나타 냈다. 최근젖산의시장은 2억달러규모정도를형성하고있다 ( 표 5-12-3-04 참조 ). 기타생물환경 ( 바이오농약및환경제품 ), 생물학적측정및검정시스템 ( 진단시약 ) 분야의시장은아직초기단계로큰시장을형성하고있지는않다. < 표 5-12-3-04> 미국생물유래산업적화학제품의연도별전망 연도 화학산업총생산품생물유래제품생물유래제품시장 (20억달러 / 년 ) 비율 (%) (10억달러 / 년 ) 2000 410 0.5 2 2010 600 3 18 2020 900 10 90 306
제 12 장세계유전자변형생물체현황 제 4 절유전자변형식품현황 전세계적으로 GMO, LMO, GM Food 등의유사한 용어가사용되고있어이와관련된정보를접하는사람들의혼란이큰편이다. 일반인들도 LMO를대부분 GM 식품으로인지하고있는실정이다. 따라서 LMO와 GM 식품에대한정보를수집, 가공하여자국의제도를갖추는데이용하려할때목적에맞게구체적이고명확한현황을파악할필요가있다. 현황파악을위해서는 GM 식품으로분류하는정의와 GM 식품으로서의인정절차등을고려하여 GM 식품의의미를파악해야한다. 또한전세계에서유전자재조합식품으로승인되어있는것중에서개별제품에대한특성을파악하고, 상업화되어유통가능성이있는품목이관리대상이되므로이를중점조사할필요성이있다. 이러한관점에서현재까지조사 ( 식품의약품안전청조사 ) 한전세계의 GM 식품현황을나타내고자했다. 5 부 국내외유전자변형생물체현황 1. GM 식품의정의 GM 식품의현황파악에서가장어려운것은각허용국가의 GM 식품에대한정의가다르다는점이다. 예를들면, A국에서는 GM 식품인것이 B국에서는아닌경우도많다. 캐나다에서는물리 화학적인요인에의한돌연변이도 GM과같이안전성심사대상인반면, 유럽연합 (EU) 이나일본은유전자재조합기술을이용한제품만을안전성심사대상으로하고있다. 이러한경우는미생물을이용하여제품화된식품첨가물의경우에도마찬가지이다. 어떤나라는자가복제 (Self-cloning) 하여생산된제품도 GM 식품첨가물로인정하는데반해, 이러한제품을제외시키는국가도있다. 현재 GM 식품의현황으로발표되는것은이러한경우들을구분하지않은자료들이대부분이다. 따라서그나라의 GM 식품정의에맞 는현황들을조사발표하기때문에입장에따라서여러가지차이점이생길수있다. 여기에서나타내는전세계 GM 식품의현황은모두를포함하고있으며, 개별품목별로이러한상세내용을자료에첨부했다. 2. GM 식품의인정절차 LMO 또는 GMO가어떤절차에의해 GM 식품이되는지를살펴보는것은 GM 식품을좀더이해할수있는기회가되리라고판단된다. 모든식품은최종제품에대한안전성평가인반면, GM 식품은개발과정에대한평가도안전성평가에포함되고있다. 또한인정절차도식품으로서의안전성을책임지는기관뿐만아니라여러기관을거쳐식품으로허가받게된다. 이러한 GM 작물에대한식품으로서의 307
인정과정까지를미국의예로설명하고자한다. 이는각국의국가조직운영에따라약간다를수있지만, 많은국가가채택하고있는 GM 식품으로의인정과정이다. 첫단계는미국농무성 (USDA) 에서시작된다. 생명공학기술을이용한식물생산품의개발을중지혹은진행시키기위해 USDA에는네가지사항이있다. 1 온실내허가 (Greenhouse Approval) : USDA는생명공학적실험과개발을위한온실과같은적합한연구시설을정한다. 2 포장시험인증 (Field Trial Authorization) : 식물생명공학개발자들은 USDA의포장시험을위한허가를받아야하며, 요약보고서를제출한다. USDA-APHIS 관계자와주정부농무관청은포장시험이안전하게실시되고있는지에대하여수시로검열할수있다. 타교잡 (Outcrossing) 가능성의위험을제한하기위하여특별히자세한조사를실시한다. 3 운송종자인증 (Authorization to Transport Seed) : USDA는온실혹은실험실에서포장시험지로의유전자재조합종자의수입과선적을감독한다. 4 상업화를위한허가 (Permission to Commercialize) : 더이상의 USDA의조치없이유전자재조합작물을재배, 실험혹은전통적인식물육종을위하여사용하기전에 APHIS 기술전문가들이모든포장시험연구를검열한 다. 이검열은 10개월혹은그이상이걸릴수있으며, 개발자들에게다음의자료를요구한다. 환경영향성 (Environmental Effects) : 유전자재조합식물품종이다른식물과의교잡가능성 야생생물영향성 (Wildife Effects) : 유전자재조합식물이야생생물에미칠악영향가능성 잡초화가능성 (Weedinees) : 유전자재조합식물의슈퍼잡초화혹은관리불능상태로의가능성그다음두번째단계가환경청 (EPA) 이다. USDA의승인과정과더불어 EPA는생명공학기술을이용한생산물의상업적이용승인이전에몇가지사항을요구한다. 1 실험적사용허가승인 (Experimental Use Permit Approval) : 10에이커혹은그이상의실험을위해서 EPA는실험적사용허가 (Experimental Use Permit : EUP) 를받을것을요구한다. 2 EPA는식품한계허용과면제 (Food Tolerance or Exemption) 에대해다음과같은사항을조사한다. 생산물특성 (Product Characterization) : - 식물의어디에서새로운특성이발현되는가? - 그특성들이식물내에서자연에서와같은방식으로작용하는가? - 작용방식은무엇이며, 식물내에서특정살충제 308
제 12 장세계유전자변형생물체현황 성분을생산하는가? 독성 (Toxicology) : - 도입된특성에의하여생산된것이단백인가? - 혹은유전자독성이있는가? - 위장관액에서분해되는데얼마나걸리는가? 알레르기성 (Allergenicity) : 이단백질이다른식이단백질처럼분해되는가? 이질문에대한답은 EPA 가이단백질이알러지를일으키는지의표시요구결정을내리는데도움을준다. 비표적생물체 (Non-target Organisms) : 이단백질이새, 곤충, 물고기혹은다른생물체에독성을나타내는가? Environmental Fate : 식물조직안의살충단백질이토양에서얼마나빨리분해되는가? 잠재적해충저항성 (Potential Pest Resistance) : 잠재적해충저항성을관리하기위해서는어떠한단계가필요한가? 3 생산물등록 (Product Registration) : 최종 18 개월의단계동안, EPA는모든관련환경학적 독성학적연구를검열하여등록여부를결정한다. 만일생산품이안전하지않다는것이발견되는즉시 EPA는개발의진행과판매를정지시킬수있다. 4 마지막단계로식품의약품청 (FDA) 의승인을받는다. 1992년정책하에 FDA는기존에생산된식품과마찬가지로유전자재조합식품을다룬다. 다만, 생산품에기존에볼수없었던성분이나특성이있는것을함유할때는예외이다. FDA는규제과정에서의소비자신뢰 를증진키위하여개발자에게유전자재조합성분을식품혹은사료로방출하기 4개월전에해당제품의연구자료를제출받아이를검토한다. FDA는제출된자료를유전자재조합식물과 Conventional Counterpart와의모든주요항목을비교하여안전성평가를수행한다. 평가내용들은다음과같다. 도입된물질의평가와시험 (Assessment and Testing of Introduced Material) : - 삽입유전자가이미다른식품원에존재하는가? - 식품에존재하는단백질과동등하며사람에의한식경험의역사가있는가? - 알러지를일으키는가? - 삽입된물질에대한역사가이미잘알려져있어도, 그에대한안전성을확안하기위한연구와예상치못한영향을확인하는연구가실시된다. 생물학적 농업학적특성 (Biological and Agronomic Characteristics) : 생물학적 농업학적특성이친계와동등한가? 영양학적조성 (Nutritional Composition) : 영양성분, 비타민, 그리고무기물등이기존의육종식물과비교하여같은수준인지에대한연구를수행한다. 사실상모든작물은전통적인식물육종법을통해변경되어왔다. 그러므로 FDA는안전성에과학적으로입증된문제가있을때만생명공학기술을이용하여개발된식물품종의표시를요구한다. 예를들어, 알려진알레르겐의도입 ; 영양성분혹은그조성의중요한변화 ; 혹은식물본질의변화등 5 부 국내외유전자변형생물체현황 309
상기의항목에서어떠한변화도감지되지않았을때 FDA는 Conventional Counterpart 와실질적으로동등함을인정한다. FDA는생산품이안전하지않다는것이발견되는즉시이의개발진전과판매를정지시킬수있다. 상업화후에도, 이들세규제기관은환경혹은소비자의안전에의심이가는어떠한새로운유용한자료가지적된생산품은시장에서즉시철수할것을요구할법적구속력을가진다. 이러한일련의과정을거쳐안전하다고인정되는 LMO 또는 GMO는식품으로서의사용이허가되며, 이것을이용한식품이 GM 식품이다. 미국의경우, 안전성이확인된 GMO는기존의식품과동일하게취급 유통된다. 미국 FDA는 GMO를이용해생산된첨가물의경우에는 GRAS(Generally Recognized As Safe) Notice를통해인정하고있다. GRAS로등록된 GM 첨가물은일반식품과동일하게취급 유통되고있다. 3. GM 식품의품목별현황 현재전세계에서 GM 식품으로허용되어있는것은 14개작물 123품목과식품첨가물 12품목이다. 이러한자료는식품의약품안전청 (KFDA) 에서각국가의홈페이지나관련홈페이지자료 (www.agbios.com, www.fda.gov, www.mhlw.go.jp 등 ) 와각개발사의협조로작성되었다. 이는 GM 식품의안전관리를목적으로우리나라에유통가능한 GM 식품의현황을파악하고자만들어진자료이다. 따라서다른곳에서제공하는자료와다소차이가발생할수있으며, 자료중일부는명확한근거를찾을수없는제품도다수있었다. GM 작물은식품으로서의승인은받았지만, 개발회사의영업계획에따라판매를위한상업적재배를하지않거나상업성면에서다른제품에뒤떨어져재배를한번도하지않고사양된품목이많다. 또한일부재배를하였으나판매부진등으로인해종자판매를중단한품목도있었고, 향후상업적판매를위한계획을추진중인품목도있었다. 유통가능성이없다는것은판매를위한재배를하지않은경우, 향후계획은있지만현재까지는재배를하지않은경우, 일찍상업적재배를중단한경우이다. 이에따라유통가능성이있는 GM 식품은각국에서허용된제품과는많은차이가있음을알게된다. GM 식품의종류는아주많으나재배면적기준으로볼때는 4개작물인콩, 옥수수, 캐놀라, 면화가거의 99.8% 를차지한다. GM 식품의각품종별현황을살펴보면다음과같다. (1) GM 콩 GM 식품중 2003년전체 GM 작물재배면 310
제 12 장세계유전자변형생물체현황 적의 61% 정도를차지할정도로가장많이재배되고있는작물이며, 점점재배면적이증가하고있다 ( 표 5-12-4-01 참조 ). 현재재배되고있는것은 Roundup Ready Soybean(RRS) 로알려진 Monsanto사의 GTS40-3-2뿐이다. 다른제품은상업적재배가되지않는것으로알려져있으나, 개발제품의일부가향후상업적생산을준비중이다. 일부제품들은유전자재조합기술을이용한제품이아닌, 물리화학적처리에의한돌연변이로유용한특성을나타내는것을 GM 식품으로분류한것도있다. 최근에는영양성이강화된제2세대콩의개발이알려지고있으며, 다양한 GM 콩들이개발되고있다. RRS 콩은완두콩, 검은콩은아니고일반적으로대두로알고있는콩이종자로개 < 표 5-12-4-01> GM 콩현황 연번 특성 Event 명 유통가능성 개발사명 1 Glufosinate A2704-12 Aventis CropScience 2 Glufosinate A2704-21 Aventis CropScience 3 Glufosinate A5547-35 Aventis CropScience 4 Glufosinate A5547-127 Aventis CropScience 5 Glufosinate GU262 Aventis CropScience 6 Oil content OT96-15? Agriculture & Agri- Food Canada 7 Oil content G94-1 8 Oil content G94-19 9 Oil content G-168 GM 아님 (Mutagenesis) Dupont GM 아님 (Mutagenesis) Dupont GM 아님 (Mutagenesis) Dupont 10 Glufosinate W62 Aventis CropScience 11 Glufosinate W98 Aventis CropScience 12 Glufosinate GTS40-3-2 유통중 Monsanto Company 발되어있다. GM 콩의용도는일반콩과마찬가지로그자체뿐만아니라기름이나단백질을추출하여식품원료로서이용된다. 주로콩단백이빵, 과자, 식육가공품, 이유식, 영양보충제등에이용되고, 콩섬유질이밀빵, 시리얼, 스낵가공품에이용되며, 콩기름은샐러드유, 샐러드드레싱, 쇼트닝등에다양하게쓰인다. 이밖에콩에서추출한인지질인레시틴은천연유화제로서가공식품의원료로사용된다. 우리나라의콩자급률은 7.3%(2002, 한국농촌경제연구원 ) 로대부분을수입에의존하고있다. 최대수입국가는미국, 브라질, 중국, 아르헨티나순이었으나, 우리나라의 GM 식품표시제이후 non-gm 콩을수입하기위하여최근중국산콩수입량이늘고있다. 아르헨티나의경우재배되는거의대부분이 GM 콩으로알려져있다. (2) GM 옥수수현재가장활발하게개발되고, 매년재배면적이가장많이증가하고있는 GM 작물이다 ( 표 5-12-4-02 참조 ). 제초제내성을나타내는특성을부여할뿐만아니라각종병충해에저항성을가지게하는제품들이개발되어있다. 현재유통중인제품도많으며, 이미제초제내성과병충해저항성을동시에갖는제품도재 5 부 국내외유전자변형생물체현황 311
< 표 5-12-4-02> GM 옥수수현황 연번 특성 Event 명 유통가능성 제조사명 1 Herbicide Tolerance IT GM 아님 (Mutagenesis) Pioneer Hi-Bred 2 CRW MON863 유통중 Monsanto 3 Cyclohexanone DK404SR BASF Inc 4 ECB Mon801 Monsanto 5 ECB Mon810 유통중 Monsanto 6 ECB+glufosinate Bt176 유통중 Syngenta Seeds Inc 7 ECB+glufosinate MON802 Monsanto Company 8 ECB+glufosinate MON809 Pioneer Hi-Bred 9 ECB+glufosinate TC1507 유통중 Mycogen & AgroSciences 10 ECB+glufosinate BT11(X4334CBR, X4734CBR) 유통중 Syngenta Seeds Inc 11 ECB+glufosinate DBT418 Dekalb Genetics Corporation 12 glufosinate B16(DLL25) Dekalb Genetics Corporation 13 glufosinate GA21 유통중 Monsanto Company 14 glufosinate MON832 Monsanto Company 15 glufosinate NK603 유통중 Monsanto Company 16 glufosinate T14 Aventis CropScinece 17 glufosinate T25 유통중 Aventis CropScience 18 MS+glufosinate MS3 Aventis CropScience 19 MS+glufosinate MS6 Aventis CropScience 1999년에생산이중단된품목임 < 표 5-12-4-03> GM 면화현황 연번 특성 Event 명 유통가능성 제조사명 1 glyphosate 1445 유통중 Monsanto 2 glyphosate Mon1698 Monsanto 3 Lepidoteran pests 531 유통중 Monsanto 4 Lepidoteran pests 757 유통중 Monsanto 5 Lepidoteran pests Mon 1076 Monsanto 6 Lepidoteran pests 15985 Monsanto 7 Lepidoteran pests+oxynil 31707? Calgene Inc 8 Lepidoteran pests+oxynil 31803? Calgene Inc 9 Lepidoteran pests+oxynil 31807? Calgene Inc 10 Lepidoteran pests+oxynil 31808? Calgene Inc 11 Lepidoteran pests+oxynil 42317? Calgene Inc 12 oxynil BXN? Calgene Inc 13 Sulfonylurea 19-51A Dupont 14 oxynil 10211? Stoneville 15 oxynil 10215? Stoneville 16 oxynil 10222? Stoneville 312
제 12 장세계유전자변형생물체현황 배되고있어향후더욱다양한제품이나올것으로예상된다. 개발된 GM 옥수수는일반옥수수와마찬가지로전분이나식용유 ( 옥수수기름 ) 를분리 정제하여제빵, 유제품, 주류, 제과및육류의구성요소로광범위하게사용되고있다. 우리나라의 2002년옥수수자급률은 0.7%(2002, 한국농촌경제연구원의식품수급표자료 ) 로대부분을수입에의존하고있다. 현재 GM 옥수수중 Syngenta Seeds Inc. 에서개발된 Bt11은 Sweet corn도포함되어있고, 이미우리나라에서도승인을했다. (3) GM 면화면화는주로면 (Cotton) 을이용한다. 면화를식품으로이용하는것은면화씨를이용하며, 가공공정을통해기름 ( 면실유 ), 린터의형태로오랫동안식품에이용되고있다 ( 표 5-12- 4-03 참조 ). 면화씨에서추출한기름은면실유라고하며, 튀김용기름, 샐러드유, 요리용식용유, 마요네즈, 샐러드드레싱, 쇼트닝, 마가린등으로사용된다. 씨앗에붙어있는섬유소인린터는가공공정을통해식이섬유제품으로소시지, 아이스크림, 샐러드드레싱과같은 5 부 국내외유전자변형생물체현황 < 표 5-12-4-04> GM 캐놀라현황 연번 특성 Event 명 유통가능성 제조사명 1 Glufosinate Topas 19/2 (line HCN10) Aventis CropScience 2 Glufosinate Topas 19/2 (line HCN92) Aventis CropScience 3 MS/RF + glufosinate MS1RF1(line PHY14) Aventis CropScience 4 MS/RF + glufosinate MS1RF1 (line PGS1) Aventis CropScience 5 MS/RF + glufosinate MS1RF2 (line PGS2) Aventis CropScience 6 MS/RF + glufosinate MS1RF2 (line PHY36) Aventis CropScience 7 MS/RF + glufosinate MS8RF3 Aventis CropScience 8 Glufosinate T45 (line HCN28) Aventis CropScience 9 Oxynil OXY-235 Aventis CropScinece 10 Glyphosate GT73/RT73 유통중 Monsanto Company 11 Oil content 23-18-17 Calgene Inc 12 Oil content 23-198 Calgene Inc 13 Oil content 23-18-17 Calgene Inc 14 Oil content 23-198 Calgene Inc 15 Oil content 45A37 GM 아님 (mutagenesis) Pioneer Hi-Bred International Inc 16 Oil content 46A40 GM 아님 (mutagenesis) Pioneer Hi-Bred International Inc 17 Oil content 46A12 GM 아님 (mutagenesis) Pioneer Hi-Bred International Inc 18 Oil content 46A16 GM 아님 (mutagenesis) Pioneer Hi-Bred International Inc 19 Imidazolinone NS738 GM 아님 (mutagenesis) Pioneer Hi-Bred International Inc 20 Imidazolinone NS1471 GM 아님 (mutagenesis) Pioneer Hi-Bred International Inc 21 Imidazolinone NS1473 GM 아님 (mutagenesis) Pioneer Hi-Bred International Inc 313
제품에서점성을높이는용도로사용된다. 개발된대부분의제품은면화씨벌레와같은인시류해충에대한저항성을제공하는것이많으며, 제초제에내성을가지기도한다. 우리나라에는씨앗의원형을유지하는형태의식품용도로는수입되지않으며, 씨앗으로가공 정제한식용유지로수입되고있다. 미국, 캐나다뿐만아니라아시아지역의중국, 인도네시아등이 GM 면화를적극재배하고있어향후재배면적이점점늘어날것으로예상된다. (4) GM 캐놀라캐놀라는캐나다캐놀라위원회소유상표명으로서 Glucosinolate와 Erucic Acid을제거한유채 (Rapeseed) 의품종에붙여진이름이다. 이품종은제2차세계대전중유채기름부족에대처하기위한육종계획으로육성되었다. 이러한캐놀라를제초제에내성을가지도록개발한제품이 GM 캐놀라이다. 식품으로사용되는부위는종자로정제유를분리하며, 나머지탈지박은사료용이된다. 식품으로주로사용되는것은식용유 (Canola 기름 ) 로중요한 Salad 기름이다. Aventis Cropscience가개발한제품이주를이루며, 캐나다와미국에서재배되고있다. 현재우리나라에는씨앗형태로는수입되지않으며, 가공 정제된식용유지형태로수입된다. (5) GM 감자 현재까지개발된모든 GM 감자는미국의 Monsanto사에서개발된것이다. 콜로라도감자벌레 (Colorado Potato Beetle, CPB) 에저항성이나감자잎을마르게하는감자바이러스에 < 표 5-12-4-05> GM 감자현황연번특성 Event 명유통가능성개발사명 1 BT6 Monsanto 2 BT10 Monsanto 3 BT12, Monsanto 4 BT16 Monsanto 5 BT17 Monsanto 6 BT18 Monsanto CPB 저항성 7 BT23 Monsanto Newleaf 8 ATBT04-6 Monsanto potato 9 ATBT04-27 Monsanto 10 ATBT04-30 Monsanto 11 ATBT04-31 Monsanto 12 ATBT04-36 Monsanto 13 SPBT02-5 Monsanto 14 SPBT02-7 Monsanto 15 RMBT15-101 Monsanto 16 SEMT15-02 Monsanto 17 CPB+ SEMT15-15 Monsanto 18 virus SEMT15-07 Monsanto 19 resistant SEMT15-3 Monsanto 20 Newleaf Y HLMT15-15 Monsanto 21 HLMT15-46 Monsanto 22 RBMT15-10 Monsanto 23 RMBT21-129 Monsanto 24 RMBT21-350 Monsanto CPB+ 25 RMBT22-082 Monsanto virus 26 RBMT21-152 Monsanto resistant 27 RBMT22-186 Monsanto Newleaf Plus 28 RBMT21-238 Monsanto 29 RBMT22-262 Monsanto : 1998 년부터 2001 년까지재배되었으나, 그이후재배가중단된것으로재배중단 3~4 년이경과된제품임 314
제 12 장세계유전자변형생물체현황 저항성을동시에가지게하는특성들이부여된 GM 작물로 1998년부터재배되기시작했다 ( 표 5-12-4-02 참조 ). 이후미국과캐나다에서 3~4년간재배되었지만시장의수요감소로재배면적이점점줄어들어 2002년이전에상업적인재배는완전히중단되었다. 따라서현재는상업적인재배가되지않는작물로서식품에혼입될가능성은극히낮은 GM 식품이다. 감자의식품용도는그자체를조리하여섭취하거나, 전분 ( 당면, 라면 ), 곡분, 건조감자 ( 스낵, 제과 ), 프렌치프라이및포테이토칩등의형태로가공되어다양하게사용되고있다. (6) GM 토마토최초의 GM 작물로인정된식품으로서 GM 식품의상징적인의미를가지고있다. 미국의 < 표 5-12-4-06> GM 토마토현황 연번 특성 Event 명 유통가능성 개발사명 1 Delayed ripening 8338 Monsanto Company 2 Delayed ripening B Zeneca Seeds 3 Delayed ripening Da Zeneca Seeds 4 Delayed ripening F Zeneca Seeds 5 Delayed ripening FLAVR SAVT Calgene Inc 6 Lepidopteran pests 5345 Monsanto Company DNA Plant 7 Delayed ripening 1345-4 Technology Corporation 8 Delayed ripening 35-1-N Agritope Inc Calgene사에서개발하여 1994년에승인받은무르지않는토마토인 FLAVR SAVRTM는 1996년까지재배되었으나제품에대한호응도가낮아그이후완전히생산을중단했다. 이후몇가지제품이개발되었으나현재제품으로유통중인토마토는없는것으로조사되었다 ( 표 5-12-4-06 참조 ). (7) 기타 GM 작물기타 GM 작물들은소량재배및유통되는것으로서현재유통가능성이있는것은호박, 파파야이고, 사탕무가상업화예정으로있다 ( 표 5-12-4-07 참조 ). 밀은현재통계포함되지않은제품이미국승인을받아미국과캐나다에서대규모상업적재배를위하여대기중인것으로알려져있다. 아시아지역의주식으로이용되는쌀은승인은되어있지만한번도상업적재배를하지않았다. 현재개발이완료된 Vitamin A 강화쌀인 Golden Rice 는특허권등의문제로안전성이확인되지않은상태이다. 아마는아마유로이용하기위하여개발된제품이지만재배및유통은되지않고있다. 파파야는하와이에서재배되는 60% 이상이바이러스로인한피해를입으면서코넬대학에서개발한것으로, 현재하와이에서생산된파파야만이 GM 파파야이다. 향후아시아지역에서재배가검토되고있어주목된다. 5 부 국내외유전자변형생물체현황 315
< 표 5-12-4-07> 기타 GM 작물현황 연번 작물 특성 Event 명 현황 제조사명 1 메론 Delayed ripening A Agritope Inc 2 메론 Delayed ripening B Agritope Inc 3 밀 Imidazoline SWP965001? Cyanamid Crop Protection 4 사탕무 glufosinate T120-7 Aventis CropScience 5 사탕무 glufosinate GTSB77 Sygenta seed Inc & Monsanto 6 쌀 Imidazolinone CL121 BASF Inc 7 쌀 Imidazolinone CL151 BASF Inc 8 쌀 Imidazolinone CFX51 BASF Inc 9 쌀 Imidazolinone LLRICE06 Aventis CropScience 10 쌀 Imidazolinone LLRICE62 Aventis CropScience 11 치커리 MS+glyfosinate RM3-3 Bejo Zaden BV 12 치커리 MS+glyfosinate RM3-4 Bejo Zaden BV 13 치커리 MS+glyfosinate RM3-6 Bejo Zaden BV 14 호박 virus resistant ZW-20? Asgrow(USA) 15 호박 virus resistant CZW-3 Seminis Vegetable Inc 16 아마 Sulfonylurea CDC Triffed University of Saskatchewan 17 파파야 Virus resistant 55-1/63-1 유통중 Cornell University < 표 5-12-4-08> GM 식품첨가물현황 번호 특성 제품명 개발사 승인여부 비고 1 α- 아밀라제 TS-25 Novozymes A/S 승인 2 α- 아밀라제 BSG-아밀라제 Novozymes A/S 승인 3 α- 아밀라제 TMG-아밀라제 Novozymes A/S 승인 4 α- 아밀라제 SP961 Novozymes A/S 승인 5 키모신 키모신 GIST-BROCADES N.V. 승인 6 푸루라나제 Optimax Genencor International,Inc. 승인 7 푸루라나제 SP962 Novozymes A/S 승인 8 리파제 SP388 Novozymes A/S 승인 9 리보플라빈 비타민 B2 F.Hoffmann-La Roche 승인 10 글루코아밀라제 AMG-E Novozymes A/S 승인 Self-cloning 11 키모신 키모신 CHR. HANSEN A/S 승인 12 리파제 NOVOZYM677 Novozymes A/S 승인 13 α- 아밀라제 LE399 Novozymes A/S 진행중 14 리파제 HL1232 Novozymes A/S 진행중 15 리파제 SP990 Novozymes A/S 진행중 16 펙티나아제 SP572 Novozymes A/S 진행중 17 α- 아밀라제 BRG-1 Novozymes A/S 진행중 18 α- 아밀라제 SPEZYME FREDTM Genencor International, Inc. 진행중 19 포스포리파제 PLA2 ナガセケムテックス株式會社 진행중 자료 : 2003년 11월 6일현재 316
제 12 장세계유전자변형생물체현황 5 부 < 표5-12-4-09> 향후6년이내유통가능GM 작물 작물명 상품명 개발사 특성 알팔파 Roundup Ready Monsanto 제초제내성 사과 Bt Insect-Protected Monsanto 해충저항성 바나나 Disease-Resistant DNA Plant Technology sigatoka 병균내성 Long-Shelf-life Syngenta 숙성유지 캐놀라 Disease-Resistant DuPont yield-robbing 저항성 Improved Drought Response DuPont 가뭄저항성 Increased-Energy-Availability DuPont 소화촉진과영양성개선 Nutritionally Enhanced DowAgroSciences 영양강화 옥수수 Rootworm-Resistant DowAgroSciences Pioneer Hi-Bred International 제초제내성 2 YieldGard Corn Borer Monsanto 해충저항성. Corn Amylase for Enhanced Ethanol Production Syngenta 에탄올생산량강화 Glyphosate-Tolerant Syngenta 제초제내성 & 해충저항성 Insect-Resistant Syngenta 해충저항성. Insect-Protected DowAgroSciences 해충저항성 면화 LibertyLink BayerCropScience 제초제내성 Next-Generation Roundup-Ready Monsanto 제초제내성 Vegetative Insecticidal Protein Syngenta 해충저항성 양상추 Roundup Ready Monsasnto 제초제내성 쌀 LibertyLink Bayer CropScience 제초제내성 Insect-Protected Monsasnto 해충저항성 콩 LibertyLinkSoybeans Bayer CropScience 제초제내성 Soybeans with Improved Protein Functionality DuPont 단백질개선 딸기 Strawberry DNA Plant Technology Corporation 제초제내성및진균병저항성 사탕무 Roundup Ready Sugar Monsanto 제초제내성 밀 Roundup Ready Monsanto 제초제내성 Fusarium Resistant Syngenta 진균병저항성 Aqua Advantage Salmon, Tilapia, Troutand Flounder Aqua Bounty Farms 성장촉진 기타 Genetically Modified Fruits and Vegetables with Longer Post-harvest Shelf Life Agritope, 숙성연장 Phytase for Animal Feed Syngenta & Zymetrics Phytase 효소 출처 : 2003 AG Biotechnology Reference Guide(US grain Council and NCGA) 국내외유전자변형생물체현황 지금까지소개한여러 GM 작물은개발사와현재등록및권한을가진회사가다른것이많다. 그동안기업간의인수합병, 전략적제휴등으로인해제품에대한관리권한이많이바뀌어있는상태이다. 따라서개발사가현재이 들제품에대한모든관리권한을맡고있는것이아니라서개별제품의현재상황을완벽하게파악하는데는어려움이크다. 또한기업이아닌대학에서개발된제품도있고, 유럽연합 (EU) 의한국가가개발한제품도있어현재이 317
들제품에대해서는현황을파악중이다. (8) GM 미생물을이용한식품첨가물식품첨가물로이용되는 GM 첨가물은주로효소제품으로서 GM 미생물을이용해생산한다. 식품으로의용도는식품의가공보조제로이용되며, 일부를제외하고는대부분우리가섭취하는최종제품에는잔류하지않도록제거된다. 각나라마다 GM 첨가물로인정하는방법이달라현황파악은어려운편이다. < 표 5-12-4-08> 에서는, 현재가장많은제품을허가하고있는일본후생노동성 (www.mhlw.go. jp) 의현황자료를나타내었다. 우리나라와의상대비교는나타내는제품명이달라정확하게파악하기는아직어려우나, 우리나라의 GM 첨가물정의에맞는제품은승인되었거나승인과정에있다. 조 ). 또한식물뿐만아니라수산물, 축산물, 미생물에대한개발도많이진행되고있어, 이들에대한현황조사가시급한실정이다. 또한현재까지개발된유전자재조합작물의전통적인교배를통해두가지이상의형질을갖게하는제품이많이개발되고있어이들에대한조사도필요하다. 4. 향후동향 지금까지식품으로개발된 GM 작물은주로 1년생작물에대한제초제나병충해등에피해를최소화하기위하여개발된제품이많았다. 그렇지만향후에는비교적장기간이소요되는과실류에대한개발도진행되고있고, 채소류의개발도진행될예정이다 ( 표 5-12-4-09 참 318