GMO 식품과 LMO

왜 배우는가: GMO와 LMO는 식품 안전성 평가와 이력 관리를 다루는 시험 문항에서 여러 교시에 걸쳐 반복해 묻는 개념이다. 실무에서는 GM 식품의 수입, 생산, 이용 단계에서 법령이 요구하는 절차를 정확히 알아야 한다.

출제 이력: 제101회 2교시 3번, 제96회 4교시 4번, 제90회 4교시 5번

1. 한 줄 정의와 핵심 키워드

유전자변형생물체(GMO)는 현대생명공학기술로 새롭게 조합된 유전물질을 포함하고 있는 생물체이다.

답안 첫 줄에는 이 정의를 쓰고, 이어서 다음 키워드를 함께 제시한다.

• 유전자변형생물체(GMO): 인위적인 유전자 재조합이나 핵산의 세포 내 직접 주입으로 유전물질이 새롭게 조합된 생물체이다. 바이러스와 생식능력이 없는 생물체도 포함한다.
• 유전자재조합: 서로 다른 생물의 DNA를 잘라 이어 붙여 새로운 유전자 조합을 만드는 기술이다. 식품 분야에서는 유전자재조합식품이라는 말로 쓰인다.
• 유전자변형작물(GM 작물): 유전자변형 기술로 개발된 농작물이다. 생산량 증대나 유통·가공상의 편의를 목적으로 개발된다.
• 유전자변형식품(GM 식품): GM 작물 또는 그 원료로 만든 식품이다. 기존 육종으로는 나타날 수 없는 형질을 가진 원료가 포함된다.
• 살아 있는 변형생물체(LMO): 생명공학 기술로 인위 변형된 생물체를 포괄하는 광의의 용어이다. 가축을 뜻하지 않는다.
• 환경 방출: 시설이나 장치 없이 유전자변형생물체를 자연환경에 의도적으로 노출시키는 것이다.
• 위해성심사: 신규 유전자변형생물체를 수입·생산·이용하기 전에 받는 안전성 심사이다.

2. 개념 풀이

정식 정의는 「유전자변형생물체의 국가간 이동 등에 관한 법률」 제2조 제2호에 따른다. 법은 유전자 재조합 기술 또는 핵산을 세포나 세포 내 소기관에 직접 주입하는 기술, 그리고 분류학상 과(科)의 범위를 넘는 세포융합 기술을 현대생명공학기술로 규정한다. 이 기술로 새롭게 조합된 유전물질을 포함한 생물체가 유전자변형생물체이다. 따라서 전통 교잡이나 자연 변이만으로 얻은 품종은 이 정의의 대상이 아니다.

원리는 목적 유전자를 정해진 목적에 맞게 도입하는 데 있다. 유전자 변형 기술은 목적 유전자를 종의 경계를 넘어 정밀하게 도입하는 기술이다. 전통 육종은 교배로 유전자가 무작위로 섞이기 때문에 교배가 가능한 같은 종이나 근연종 사이로 범위가 제한된다. 반면 유전공학은 목표 유전자를 분리하고 발현에 필요한 조절 서열과 함께 운반체에 실어 숙주 세포에 넣으므로 종의 경계를 넘는 형질 도입이 가능하다. 이때 목적 유전자를 세포에 넣어 형질을 바꾸는 과정을 형질전환이라 하며, 유전자를 실어 나르는 DNA 조각을 벡터라고 한다.

대표적인 방법인 아그로박테리움 매개 형질전환은 이 원리를 잘 보여준다. 아그로박테리움은 식물에 혹 모양의 종양을 만드는 자연 기생 세균이며, 자신의 플라스미드에 있는 T-DNA를 식물 세포의 게놈 임의 위치에 옮겨 넣는다. 공학적으로는 T-DNA에서 종양 생성에 관여하는 유전 정보를 제거하고 그 자리에 목적 유전자를 끼워 넣어 벡터로 쓴다. 이 방법은 감자·토마토·담배 같은 쌍자엽식물에 잘 맞고 밀·옥수수 같은 작물에는 효율이 낮다. 그래서 단자엽 작물에는 유전자총법 같은 직접 도입법이 함께 쓰인다.

GM 작물은 농산물 단계, GM 식품은 가공을 거친 식품 단계를 가리킨다. 두 용어는 같은 기술의 서로 다른 단계를 구분한 것이므로 답안에서는 원료와 제품의 관계로 설명한다.

GMO와 LMO의 관계도 구분해 둔다. GMO는 DNA 재조합 기술 등으로 유전물질이 직접 변형된 생물체를 뜻하며 WTO와 OECD 등에서 주로 쓰는 용어이다. LMO는 생명공학 기술로 인위적으로 변형된 생물체 전체를 포괄하는 광의의 용어로, 생물다양성협약에서 쓰인다. LMO는 가축 변형생물체가 아니라 살아 있는 변형생물체를 뜻한다. 이 절에서는 법령 용어인 유전자변형생물체를 기준으로 서술한다.

3. 등장 배경과 필요성

유전자변형 기술은 20세기 후반 분자생물학과 유전공학이 발전하면서 등장하였다. 특정 유전자를 분리하고 복제하여 다른 생물에 옮기는 기술이 가능해지자 농업과 식품 분야에서 활용 범위가 넓어졌다. 이 흐름은 세계 인구 증가에 따른 식량 수요 증가와 맞물려 있다.

직접적인 동기는 기존 육종의 한계에 있다. 교잡 육종은 교배가 가능한 범위 안에서 유전자를 섞어야 하고, 원하는 형질을 가진 개체를 고르기까지 여러 세대의 선발을 거쳐야 한다. 병해충 저항성, 제초제 내성, 가뭄 내성처럼 종 사이에 존재하지 않는 형질은 육종만으로 얻기 어렵다. 유전자변형 기술은 필요한 유전자 하나를 정밀하게 도입하여 이런 형질을 만들 수 있다.

필요성은 크게 세 가지로 정리된다. 첫째는 생산성 확보로, 병해충과 기후 스트레스에 강한 작물을 만들어 농산물 생산량을 늘리고 안정시키는 것이다. 둘째는 유통과 가공의 편의로, 저장성이나 가공 적성을 높여 공급 과정의 손실과 비용을 줄이는 것이다. 셋째는 영양 개선으로, 특정 영양 성분을 강화한 작물을 만드는 것이다. 이 세 가지가 GM 작물 개발의 목적이다.