생물공학과 식품 – 유전자 변형 식품

ACSH(미국 과학건강협회, 작성: Susanne L. Huttner, Ph.D., Director of the University of California Systemwide Biotechnology Research and Education Program)

역주: 최근 게놈 프로젝트 결과 발표, 체세포 복제 등의 문제와 맞물려, 유전공학에서의 과학적 진전들을 실생활에 적용하는 것에 대한 윤리적, 환경적 측면에서의 논란들이 많이 제기되고 있습니다. 특히 유전자 변형 식품 문제는, 연구 및 적용 과정의 전문성으로 인해 적절한 지식이 없는 일반 사람들에게 억측과 불안을 유발하는 원인이 되어 왔습니다. 게다가, 환경 운동가들이 과학적 근거와 무관하게 "있을 지 모를 재앙"을 계속 경고하면서, 문제의 본질이 더욱 흐려지고 있다 하겠습니다. 따라서, 생물공학에 의해 주도되는 식품산업에서의 변혁이 현재 실제로 문제를 일으키고 있거나 앞으로 그럴 가능성이 있는지 정확히 확인하려면, 막연한 두려움에 의한 반대보다는 객관적인 근거에 의한 접근이 요구된다 할 것입니다. 또한, 유전자 변형 식품에 불필요한 규제(특히 라벨 표시 등)가 가해질 경우 있을 수 있는 문제들에 대해서도 관심을 가져야 할 필요도 있습니다. 마침, 미 과학건강협회(ACSH)의 주관하에 여러 권위 있는 학자들이 작성한, 포괄적인 내용의 자료가 있어 소개합니다.

생물공학과 소비자

생물공학이란 무엇인가?

유전자와 생물계

식품 유전자 변형
   1. 선택 표지 유전자를 가진 식물들

농업을 위한 도전: 생물공학적 해결
   1. 농작물 개량
      1) 식품 품질 향상
   2. 농약을 적게 사용하면서 해충과 잡초 억제
      1) 생물학적 병해충 억제
      2) 식물 병충해의 확인
      3) 잡초 억제
      4) 척박한 환경에 대한 내성
   3. 식용 동물
      1) 수의학
      2) 동물 성장과 식품 생산
   4. 식품 가공의 진전

세계 농업을 발전시키기 위한 도전
   1. 수확 증대와 원시림 보존
   2. 생물 다양성 유지

생물공학 관련 논쟁
   1. 생물공학 식품의 안전성
       1) 식품 속 유전자의 원천은 어떠한가?
       2) FDA는 어떻게 안전성을 확인하는가?
       3) 왜 모든 유전공학 식품에 대해 시장판매 전 검사를 요구하지 않는가?
       4) 표지 유전자(marker genes)는 안전한가?
   2. 생물공학 식품에 라벨 표시를 해야 하는가?
       1) 종교적 이유에서의 라벨 표시
       2) 소비자를 향한 경제적 수단으로서의 라벨 표시
       3) 실제적인 문제로서의 라벨 표시
   3. 우리는 새로운 생물공학 기술과 제품을 원하거나 필요로 하는가?

결론

생물공학과 소비자

생물공학(biotechnology)은 농장에서부터 식품 저장창고에까지 식품 생산 시스템의 모든 측면에 이용될 수 있습니다. 과일과 채소가 물러지거나 흠이 생기지 않도록 하는 방법이 개발되어, 맛과 숙성도가 가장 좋을 때 수확하여 공급할 수 있게 되었습니다. 건강을 걱정하는 소비자들을 위해, 식용유를 만들 때 유전공학적으로 포화지방 함량을 낮춘 식물을 이용할 수 있게 되었습니다. 기름에 튀기는 동안 지방 흡수를 줄이기 위해 녹말 성분을 많이 함유하도록 한 감자를 사용하는 프렌치 프라이(French fries)가 나와 있습니다. 앞으로 언젠가는 개량된 소와 돼지에서 기름이 적은 고기를 얻을 수 있을 것입니다. 민감도가 높은 새로운 검사법으로 건강에 해로울 수 있는 독성 오염물질이 식품에 미량이라도 있으면 찾아낼 수 있습니다. 농부들은 농약을 적게 사용하고 수확을 유지하기 위해, 생물학적으로 병충해에 저항성을 가진 새로운 식물 종을 점차 많이 이용하고 있습니다. 동식물학에 대한 지식이 많아져 유전학이 식품과 농업 향상에 이용되면, 소비자에게 돌아가는 이익은 점차 커질 것입니다.

생물공학이란 무엇인가?

생물공학은, 어떤 제품들을 만들거나 변형시키기 위해 살아 있는 유기체 또는 그 일부(예컨대, 효소)를 이용하는 것을 말합니다. 그것은 효모를 이용해 빵을 부풀리는 것만큼 오래되어 친숙하면서도 유전공학처럼 현대적인 것이기도 합니다. 오늘날 생물공학의 특징을 가장 잘 표현해 주는 것은, 개별 유전자들을 선택적으로 변형시키거나 유기체끼리 유전자를 옮겨 주는 유전공학 기술입니다.

우리는 현대 생물공학을 통해, 근 디스트로피나 에이즈에 대한 강력하고 정밀한 유전자 검사뿐만 아니라, 사람 인슐린(human insulin) 혹은 혈전을 녹이는 TPA(tissue plasminogen activator 조직 플라스미노겐 활성제. 심장마비 치료제) 같은 생명을 구하는 약품을 얻기도 합니다. 이제 우리는 생물공학을 농업에 이용하기 시작했으며, 오랫동안 병충해 관리와 동식물 수확, 식품 품질 문제 등을 연구해 온 과학자들에게 생물공학이 새로운 도구들을 제공하고 있습니다.

이 도구들은, 동식물에서 특정의 단일 유전자를 변화시킬 수 있는 수단을 제공함으로써, 전통적인 선택교배 기술(selective-breeding techniques)을 보완, 확충해 줍니다. 그와 달리 기존의 품종개량 방법으로 만들어낸 후손들은, 각각 부모의 수천 가지 유전자들이 무작위로 조합된 결과입니다. 그것은 정확성과 신속성, 확실성 면에서 차이가 있습니다. 그와 함께, DNA가 모든 유기체에서 생화학적으로 동일하기 때문에, 과학자들은 현대의 기술로 농업을 발전시켜 자연에 존재하는 모든 종류(미생물, 식물, 동물, 사람)의 유전자를 얻을 수 있습니다. 따라서, 전통적인 교배 방법과 현대 유전공학의 목표는 비슷하지만, 새로운 기술이 성적(sexual) 번식에 존재하는 종간(種間) 장벽을 제거함으로써 방법 상에서 가능한 영역을 크게 넓히고 있습니다.

어떤 농작물에 한 두 가지 특정 유전자를 이식하여, 바이러스 감염에 대한 저항성을 얻을 수 있습니다. 또 다른 어떤 유전자를 이식해, 식물이 해충을 없애는 생물학적 살충제를 생산하게 할 수도 있습니다. 또 어떤 유전자로 잡초 제거에 많이 사용되는 제초제에 식물이 잘 견딜 수 있게 합니다. "antisense RNA" (역주: 전사되는 방향과 반대로 유전자를 삽입함으로써 합성되는 전사체가 mRNA의 역상보성을 갖게 하는 것으로, antisense RNA가 mRNA와 결합하여 유전자에 의한 단백 산물 합성을 차단)라는 방법은, 숙성에 관계하는 효소와 같은 식물 자체 분자의 생산을 조절하는 유전자를 이용합니다.

유전공학은 또, 수의학에서 질병의 확인과 암수 감별을 위한 감수성 높은 진단법들을 제공합니다. 심각한 공중보건 위협인 광견병 같은 질병의 백신(숙주 범위가 넓어 여러 종에 투여될 수 있는)을 포함해 새로운 동물 백신들이 개발되고 있습니다. 또한, 성장 호르몬(돼지고기나 소고기의 단백질과 지방 비율이나 젖소의 우유 생산량에 영향을 줌)에 관련된 추가 유전자를 가진 동물이 생산됩니다.

현대 생물공학은 이미 식품 가공, 특히 여러 발효 공정에 이용되는 세균과 효모 균주를 유전적으로 개선시키는 것이나, 치즈 생산 과정에서 레닌(rennin) 대신 키모신(chymosin)을 만들어지게 하는 데 이용되고 있습니다. 생물공학은 결국 치즈, 요구르트 같은 배양 유제품, 피클(절인 음식), 와인, 맥주, 주정, 발효 고기 제품, 콩 소스 등 대규모 발효식품 산업에 이용될 것입니다.

최근 농업 생물공학에서의 일부 진전들 중에는, 원래 농업과 관계 없었던 제품을 만들기 위해 동식물이 이용되는 것들이 있습니다. 중요한 의약품이나 석유제품 및 플라스틱을 대체하는 산업소재 같은 것들입니다. 미래에는 농부들이 생산하는 제품이 전혀 새로운 시장을 형성할 수도 있습니다.

현대 생물공학은 긍정적 견해뿐만 아니라 논쟁도 일으켜 왔습니다. 생물공학 연구 과정과 해당 제품의 영향에 관한 논쟁은 인간의 건강, 농업 경제, 지구의 생물 다양성, 그리고 환경 문제 등 전반에 걸쳐 존재합니다. 그러한 우려와 해결책에 대해 실제적인 평가를 내리려면, 기본적으로 생물공학 기술과 목표를 이해하는 것이 중요합니다. 이 글의 목적은 현재 진행 중이거나 계획 중인 것들을 전반적으로 검토하는 데 있습니다. 이 글이 모든 문제와 관심사들을 포괄하고 있지는 않지만, 식품 안전과 관련된 분야에서는 현재 존재하는 여러 의문점들을 다루고 있습니다.

유전자와 생물계

DNA(Deoxyribonucleic acid)는 유기체가 만들어지는 데 필요한 청사진이 들어 있는 "대장 분자(master molecule)"입니다. 모든 유기체에서 DNA의 화학 성분은 같지만, 그 성분의 구조와 조절 방식에 있어서 각기 독특한 동일성(identity)이 있습니다. DNA가 구조화되면 기본 유전 단위인 유전자(genes)가 됩니다. 유전자는, 지구상 생명의 역사를 관통해 한 세대에서 다음 세대로 정보를 전달해 왔습니다. 유전자와 그 속의 DNA는 진화의 근본 물질이며, 지구에 존재해온 모든 유기체의 집단 "기억"입니다.

수백만 년을 걸쳐, 복합 유기체들(식물, 동물, 인간)은 유전자의 전이(transfer)와 삭제(deletion), 돌연변이(mutation)를 통해 진화해 왔습니다. 유전자 변형이 없이 진화는 없었을 것이며, 이 세상의 대다수(전부는 아닐지라도)의 생명은 존재하지 않았을 것입니다. 어떤 의미에서, 지구상 모든 유기체는 자연이 주도한 유전공학의 산물입니다. 사실, 우리 각자는 부모의 유전공학 실험 산물이며, 우리가 가진 유전자의 반은 아버지에게서, 나머지 반은 어머니에게서 받은 것입니다. 이는 식물과 다른 동물에서도 똑같이 진실입니다.

식품 유전자 변형

식품을 변형시키는 전통적인 방법들은 아주 성공적이었습니다. 특히, 같은 종간 또는 다른 종간 식물의 교배(cross breeding)와 자연에서 일어나지 않는 교배로 자손을 만들어낸 조직배양 기술들이 그러했습니다. 작물에 유전자 물질을 도입하는 이와 같은 방법들을 통해 우리가 현재 즐기고 있는 아주 다양한 과일과 채소의 대부분을 얻은 것입니다.

토마토는 교배를 통해 만들어진 작물입니다. 토마토는 과거 500여년 이상 수많은 유전적 변형을 거치면서, 조그맣고 쓴 맛이었던 원래의 남아메리카 과일을 거의 닮지 않게 되었습니다. 브로콜리(brocolli)와 콜리플라워(cauliflower, 꽃양배추)를 교배하여 얻은 것이 브로코플라워(broccoflower)이며, 플럼(plum, 서양자두)과 살구(apricot)의 교배로 플러코트(plumcot)가, 탄제린(tangerine)과 자몽(grapefruit)의 교배로 탄젤로(tangelo)가 얻어졌습니다. 우리는 교배를 통해, 사람이 개입하지 않고는 있을 수 없는 특성을 가진 과일과 채소의 변종들을 가질 수 있었습니다. 호박, 감자, 밀, 사탕무, 옥수수, 귀리, 쌀, 흑 건포도 등에도 그런 변종들이 있습니다.

전통적인 유전자 기술은 인정된 그 유용성만큼 선택성이나 정밀성도 높은 것이 아닙니다. 교배와 이식 방법을 사용하는 과정에, 부모 식물로부터 다량의 유전자 물질이 새로운 자손에게로 옮겨집니다. 그러나, 흔히 이 과정에서 원하는 특성과 함께 원하지 않는 특성도 옮겨갑니다. 품종 개량자들은 원하지 않은 특성들을 제거하고 원하는 특성만을 유지하기 위해, 효과적이긴 하지만 대개 많은 시간을 요하는 방법들을 개발했습니다. 그에 반해, 새로운 생물공학은 '재조합 DNA (recombinant DNA, rDNA, 유전자 재조합)'라는 중요한 진전을 이루었는데, 이 방법을 통해 품종 개량자들은 단일 유전자를 선택, 전이, 변형할 수 있게 되었습니다.

[원주: rDNA - Recombinant deoxyribonucleic acid (재조합 데옥시리보핵산). 데옥시리보핵산(DNA)은 모든 유기체의 유전자에 포함된 유전정보를 기호로 담은 두 가닥(double-stranded) 분자 물질입니다. rRNA는 한 가닥(single-stranded) DNA가 상보 염기(complementary base)와 짝을 이루어 새로운 두 가닥 DNA 분자를 형성하면서 만들어집니다. 자연에서 이것은 세포분열 중 일어납니다. 유전공학에서 이는 염색체에 특정 유전자를 주입하기 위해 사용됩니다.]

1. 선택 표지 유전자를 가진 식물들

연구자들은 흔히, 새로운 유전물질이 어떤 식물 세포와 조직에 잘 들어갔는지 확인할 때 "표지(marker)"로 이용하면서 식별이 용이한 물질 정보를 가진 유전자를 주입합니다. 이 선택 표지 유전자(selectable marker genes)는, 상이한 식물 종에 유전자를 주입하면서 어떤 유전공학 기술이 가장 효과적인지 알고자 할 때 매우 유용하며, 그것은 식물 세포에 유전자가 주입되는 비율이 대개 상대적으로 낮기 때문입니다. 연구자들은 표지 유전자를 통해 새로운 유전자를 가진 세포와 그렇지 않은 세포를 분리할 수 있습니다. 표지 유전자는 일반적으로 원하는 특성을 갖게 하는 다른 유전자와의 조합에도 이용됩니다. 만일 어떤 식물 세포가 한 유전자를 갖게 되었다면, 일반적으로 두 유전자를 모두 갖고 있는 것으로 판단합니다. 표지 유전자의 존재로 원하는 다른 유전자가 존재한다는 것을 쉽게 확인할 수 있는 것입니다.

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새로운 유전공학적 방법은 새로 추가된 농업 문제와 오랫동안 있어온 문제들 모두에 효과적인 수단을 제공해 줍니다. 그런 만큼, 재조합 DNA(rDNA) 기술은 동식물의 유전기술 향상에 있어서 한 세기를 지배한 기술로 평가됩니다. 새로운 생물공학 방법들은 과거의 유전학적 방법에 중요한 기술적 정밀성을 제공하며, 다음의 두 가지 중요한 의미에서 기존의 방법들과 차이가 있습니다.

(1) 현저히 높은 선택성(selectivity)을 제공하여, 식물 품종 개량자들로 하여금 특성 규정이 잘 된 단일 유전자를 전이(transfer), 변형(modify)시키는 것을 가능하게 한다.
(2) 식물에 주입할 유전자 및 특성을 취할 수 있는 원천의 범위가 확대된다.

농업을 위한 도전: 생물공학적 해결

새로운 생물공학 기술은 농업 분야와 소비자들에게 적어도 다음 6 가지 중요한 의미에서 실질적인 약속을 하고 있습니다. 이 중 일부는 더 자세히 논의될 것입니다.

(1) 생물공학으로 농작물과 가축의 품질(맛, 영양 가치, 생산성)이 개선될 수 있다.
(2) 생물공학으로 식품용 농작물과 동물의 병해충이 조기에 발견, 처리될 수 있다.
(3) 생물공학으로 작물의 병충해를 막는 내부의 생물학적 방법을 도입함으로써 농약 사용을 줄일 수 있다.
(4) 생물공학으로 식품 가공 및 발효 과정을 개선할 수 있다.
(5) 생물공학으로 건강 위협이 될 수 있는 식품 오염의 식별 방법을 향상시킬 수 있다.
(6) 생물공학으로 농산물 시장을 새롭게 개척할 수 있다.

새로운 기술은 식물 품종 개량자들에게 가능한 영역을 확대시켜 주었습니다. 이제 농작물 과학자들은, 이론적으로 자연 어디에 존재하든 과일과 채소의 유익한 특성들, 즉 병충해 저항성, 가뭄 및 염분 내성, 그리고 영양학적 품질을 향상시키는 요인들을 찾아낼 수 있습니다. 새로운 특성들은 농업과 식품 생산 향상을 위해 보다 신속하게 이용되고 있습니다.

이제 농업은 점차 강화되는 농약에 대한 정부 규제와, 가뭄이나 토양 염분 같은 척박한 환경, 그리고 토지의 보존과 회복에 대한 요구로 인해 심각한 도전을 받고 있습니다. 생물공학만으로 그러한 도전들을 모두 감당할 수는 없지만, 연구자들은 일부 문제를 해소할 수 있게 개선된 다양한 식용 농작물을 새로 개발하고 있습니다.

1. 농작물 개량

병해 저항성 작물부터 신선도를 오래 유지하는 품종까지, 농업 생물공학은 농부와 소비자 모두에게 이익이 되는 쪽으로 식품을 개선해 주리라는 희망을 갖게 합니다. 새로운 농작물 품종들은 다음의 4 가지 개선 범위 안에 포함됩니다.

(1) 식품 품질 향상
(2) 병해충 저항성
(3) 척박한 환경에 대한 내성
(4) 잡초 억제

20가지 농작물에서 만들어진 90개 이상의 생물공학 식물들이 현재 개발 중에 있습니다. 생물공학은 동물 건강을 위한 새롭고 흥미로운 방법도 제공하며, 그것이 농부와 소비자 모두에게 영향을 줄 것입니다. 여기서, 농업 생물공학에서 새롭고 보다 의미 있는 적용들에 대해 간략히 설명해 보고자 합니다.

1) 식품 품질 향상

선택적인 유전자 변형으로 동식물 식품의 형태와 맛, 질감, 영양을 현저히 향상시킬 수 있습니다. 필수 아미노산이 없는 식물에는 영양학적으로 중요한 열매 단백질(seed proteins) 유전자를 주입합니다. 쌀, 옥수수 등 주요 곡물이 영양학적 균형과 건강에 더 바람직한 쪽으로 만들어지고 있습니다.

감자에 녹말 대사에 관여하는 효소 유전자를 주입하면, 녹말 성분이 많아 튀길 때 지방 흡수를 줄일 수 있습니다. 토마토의 당 성분과 고형 성분을 결정하는 효소 유전자는 맛과 가공 품질을 향상시켜 줍니다. 카놀라 오일의 한 변종(rapeseed, 평지의 씨)은 지방 조성을 향상시키기 위해 변형된 것입니다.

과일과 채소가 슈퍼마켓 진열대에서 가능하면 가장 좋은 숙성도와 맛을 유지하도록, 과일의 연화와 부패를 일으키는 자연 대사과정과 관련된 유전자를 변형시키고 있습니다. FlavrSavr® 토마토가 신선한 채소 시장에 도입된 첫 번째 유전공학 농산물입니다.

2. 농약을 적게 사용하면서 해충과 잡초 억제

1) 생물학적 병해충 억제

해충을 제어하지 않아 발생하는 경제, 건강 및 환경 관련 비용은 엄청납니다. 그 결과, 해충을 억제하는 생물학적 방법의 개발을 지원하고자 하는 분위기가 현재 점차 무르익고 있습니다. 새로운 병해충 억제 전략은, 소규모 농지에서 식품을 생산하는 경우, 소비량이 적은 작물, 그리고 개발도상국에서 특히 중요합니다. 생물공학으로 가능한 병해충 억제 전략들을 주도면밀하게 세워야 한다는 전 세계적인 요구가 있습니다.

작물이 병해에 대한 방어력을 갖게 해 주는 단일 유전자를 주입받으면, 해충이나 바이러스 같은 병원체의 영향에 대해 자연적인 저항성을 가질 수 있습니다. 많은 농부들이 특정 해충을 막기 위해 선택된 종류의 미생물을 이용해 왔습니다. 이 미생물들은 선택적이어서, 인간이나 동물, 다른 유익한 곤충에 해가 없습니다. 그러나, 쉽게 씻겨 나가기 때문에 자주 뿌려야 하는 단점이 있습니다. 연구자들은, 해충에 저항하는 유전자를 직접 식물에 주입해 자연 방어력을 갖게 하여, 미생물이나 농약을 자주 뿌리지 않아도 되는 방법을 개발하고 있습니다.

바로 Bacillus thuringiensis(Bt)라는 세균이 미국에서 수십 년간 많이 사용된 생물학적 억제제입니다. 이 세균(Bt)은 특정 농작물 해충을 선택적으로 죽이는 단백질을 만들어냅니다. 그 단백질을 생산하는 유전자를 확인해 식물에 이식했는데, 예컨대, 호두나무는 단순히 Bt 유전자를 넣은 것만으로 네이블 오렌지 벌레(navel orange worm)와 옥수수가루 나방(Indian meal moth) 등 해충에 저항성을 갖게 되었습니다.

바이러스 병 역시 생물공학이 역점을 두는 중요한 문제입니다. 바이러스 감염은 농산물 수확을 크게 떨어뜨리고 있으며, 근본적인 치료가 불가능합니다. 이에 대해서는 일차적으로 식물에 바이러스를 옮기는 해충을 없애 주는 살충제를 뿌려 억제하고 있습니다.

식물 품종 개량자들은 새로운 분자생물학적 방법을 통해 자연에 존재하는 항바이러스 전략들을 알아냅니다. 예컨대, 바이러스에서 추출한 단일 유전자를 식물에 이식하면, 그 후 그 바이러스에 의한 감염을 효과적으로 차단할 수 있다는 것을 연구를 통해 알 수 있었습니다. 이 방법이 감자, 오이, 호박, 메론, 콩 등에 감염을 일으키는 여러 바이러스에 효과가 있다고 밝혀지고 있습니다. 바이러스 내성 호박은 조만간 시장에 나올 것입니다. 식물 간에 바이러스를 옮기는 진딧물과 멸구가 보통 화학적 살충제로 억제되고 있는데, 새로운 바이러스 내성 호박으로 그러한 살충제는 필요하지 않을 것입니다.

곰팡이 병도 아직 골치 아픈 문제 중 하나입니다. 곰팡이 병은 막대한 농작물 손실의 원인입니다. 더구나, 어떤 곰팡이는 사람에게 발암물질로 알려진 아플라톡신(aflatoxin)을 만들어냅니다. 곰팡이 병을 억제하기 위한 생물학적 방법들이 현대 유전자 기법을 통해 개발 중에 있습니다.

2) 식물 병충해의 확인

농업에서 식물 병충해를 조기에 처치하는 것이 화학제 사용을 줄이는 중요한 전략 중의 하나입니다. 새로운 생물공학은 병충해 감염을 낮은 수준에서 감지해내는 고도로 민감하고 선택적인 진단법들을 제시합니다. 이는 문제가 커지기 전에 억제 수단을 빨리 동원하기 위해서 필수적입니다. 병해충을 특이하게 인식하는 항체를 이용한 현장 검사 키트가 콩뿌리 부패와 토마토 및 포도의 일부 세균질환에 이미 사용되고 있습니다. 과학수사에서 사용하면서 잘 알려진 DNA 지문도 식물 병충해 확인에 이용됩니다.

3) 잡초 억제

제초제는 작물을 심은 곳에 잡초가 침범해 발생하는 해를 줄이기 위해 흔히 사용하는 방법입니다. 현재 해결되어야 할 점은, 환경이나 사람의 건강에 문제를 일으키지 않으면서 비용-효과적이고 지속성 있는 잡초 억제 수단을 개발하는 것입니다. 하나의 방법은, 소량을 사용해도 잡초 억제 효과가 비슷하거나 더 향상된 새로운 제초제를 개발하는 것입니다. 연구자와 품종 개량자들은 그런 새롭고 보다 안전한 제초제를 더 적게 사용할 수 있도록 유전자 변형된 작물을 개발하고 있습니다. 이러한 작물은 경작지에 대한 농약 살포를 줄여 식수(食水)를 보호할 것입니다.

4) 척박한 환경에 대한 내성

가뭄, 홍수, 토양 염분, 서리 등 환경 스트레스는 농업 생산에서 중요한 장애가 됩니다. 식물이 이러한 스트레스들에 대해 반응할 때 관여하는 몇 가지 유전자가 확인되었으며, 연구자들은 그것을 작물이 어려운 환경에도 잘 견디게 하는 데 이용하기 위한 방법을 연구하고 있습니다. 유전자 변이를 통해 식물 줄기의 강도를 증가시키고 가뭄으로 시드는 것을 막기 위한 방법들이 연구 중에 있습니다.

3. 식용 동물

생물공학이 인간의 건강에 대해 이뤄낸 극적인 성과들은 흔히 직접 동물의 건강과 동물성 식품 생산에 이용하는 방향으로 확대될 수 있습니다. 새로운 생물공학적 진단이나 치료가 인간의 질병을 알아내고 치료하는 데 도움이 되는 것처럼, 동물의 질병을 억제하는 전략이 될 수 있습니다. 생물공학적 연구 수단들은, 유용한 유전자와 대사 과정 확인에 도움이 되듯이, 동물성 식품의 생산량과 품질을 향상시키는 데도 도움이 될 수 있습니다. 다음과 같은 예들이 있습니다.

1) 수의학

유전자를 확인하고 유전자 지도를 만듦으로써, 수의학자들이 동물 질병에 관여하는 생리 체계를 이해하고 교정하는 과정에 도움을 받을 수 있습니다. 동물 품종 개량자들은 심각한 유전질환에 관여하는 유전자를 확인하여, 가장 건강한 동물을 가려 내 전체 무리의 특성을 향상시킬 수 있습니다. 유전자 진단 키트는 축산업에서도 흔히 볼 수 있습니다.

안정적인 동물성 식품 생산체계를 중요하게 여기는 나라들에서는, 수의학 내에서 새로운 생물공학 백신도 중요한 역할을 합니다. 유전공학으로 제조된 한 백신은, 아시아와 아프리카의 소떼들에서 주기적으로 발생하는 우역(牛疫, Rinderpest)을 효과적으로 억제해 줍니다. 다른 한 유전공학 백신은 미국 동부에서 행해진 시험에서 광견병 바이러스에 효과가 있다는 것이 입증되었습니다.

2) 동물 성장과 식품 생산

식용 동물의 유전공학은 발달 초기단계에 있습니다. 소 성장호르몬(bovine somatotropin) 같은 몇 가지 주목할 만한 예외가 있지만, 대부분의 연구가 아주 예비적인 것들이며, 유전공학 고기는 상품이 되어 나오려면 많은 발전이 있어야 합니다.

유전공학이 동물의 대사 효율성을 향상시키는 데 이용될 수 있는데, 그로 인해 사료 효용성과 고기 품질, 우유 생산성이 높아질 수 있습니다. 소 성장호르몬(bovine somatotropin, bST. bovine growth hormone, bGH)은 천연 단백 호르몬으로서, 소에서 우유 생산을 자극하고 효율성을 향상시킵니다. 소의 bST 유전자는 이미 확인되어 호르몬 생산에 이용되어 왔습니다. 유전공학으로 생산된 bST는 소 고유의 bST와 동일합니다. 젖소에 주사하면, 소 고유의 bST와 같은 방식으로 우유 생산을 증가시킵니다. 젖소 사육농들은, bST 주사가 사료 이용의 효율성도 높여, 소모된 사료 당 우유 생산이 증가하고 배설물이 감소한다는 것을 확인했습니다. 우유 생산을 위한 bST 사용은 미 식약청과 30개국 이상의 관할 관청이 세심한 평가를 거친 후 승인한 상태입니다.

[원주: bST 처리된 소에 의해 생산되는 우유가 건강에 미치는 영향에 대해 생물공학 반대자들이 제기했던 초기의 우려들이 광범위하게 조사되었습니다. 8년 이상 분석 후, bST 처리된 소에 의해 생산된 우유가 그 조성과 건강에 미치는 영향에 있어서 다른 소의 우유와 다르지 않는다는 것이 확인되었습니다. 우유 생산성 향상이 bST 주사, 사료 개선, 선택 번식 중 어느 것으로 이루어졌든, 우유 생산량이 많은 소는 가끔 유방염(자주 젖을 짜서 생기는 유방의 염증)을 앓을 수 있습니다. 이는 일반적인 항생제로 치료될 수 있습니다. 따라서, 우유 생산량이 많은 소의 우유에 포함된 항생제에 대한 우려가 미 FDA에 의해 제기되었습니다. FDA는 항생제 치료를 받은 동물에서 치료 기간 동안과 치료 종결 후 얼마 동안 우유를 생산하지 말도록 요구하고 있습니다. (상세한 것은 ACSH의 자료 The Efficacy, Safety and Benefits of Bovine Somatotropin and Porcine Somatotropin 참조)]

동물 호르몬은 고기에 포함된 지방의 함량에도 영향을 미칠 수 있습니다. 자라는 소나 돼지에 성장호르몬을 주입하면, 실질 지방의 양이 감소하여 먹기에 좋은 살코기가 많아집니다.

4. 식품 가공의 진전

가공식품은, 시간이 없어 준비하기 간편하고 영양이 풍부하며 맛이 좋은 식사를 하려는 소비자들에게 호응을 받습니다. 새로운 생물공학이 목표로 삼는 식품 가공의 3가지 요소는 다음과 같습니다.

(1) 화학 조성(단백질, 지방, 탄수화물과 같은)
(2) 발효 등의 과정에 이용되는 세균과 효모
(3) 빛깔, 맛, 질감을 향상시키기 위해 사용되는 효소

가공식품 산업에서 주된 분야는 발효용 세균과 효모 배양입니다. 생물공학은 빵, 요구르트, 치즈, 와인, 맥주 등 다양한 형태로 식품을 가공하는 과정에 이용되는 세균 및 효모 유전자에 대한 이해의 폭을 높여 줌으로써, 미생물 유전학에 실질적인 기여를 해 왔습니다. 식품 가공업자들은 현대 유전학을 이용해 식품 가공에 유용한 효소를 만드는 새로운 미생물 변종들을 배양하고 있습니다.

생물공학은 식품 가공에 직접 사용하는 효소를 분리하고 생산할 때도 유용합니다. 예컨대, 아밀라제(amylase)라는 효소는 빵 반죽의 질감과 신선도를 높입니다. 송아지 위에서 분리된 레닌(rennin) 추출물 속 활성 효소인 키모신(chymosin)은 우유를 치즈로 만들 수 있게 응결시켜 줍니다. 미국의 경우, 현재 치즈 생산에 사용되는 효소 대부분이 유전공학으로 만들어 정제한 키모신입니다. 단백질 분해효소와 지방 분해효소처럼 다른 효소들도 숙성된 품질의 치즈를 만드는 데 이용됩니다.

합성 첨가물이나 특정 포장재 없이 식품이 신선한 상태로 유지되기를 바라는 소비자 요구에 부응하기 위한 노력도 있습니다. 예컨대, FlavrSavr® 토마토에서 숙성 효소를 억제하여 빨리 물러지는 것을 막고 덩굴에서 익게 하는 것처럼, 신선도에 영향을 미치는 자연 대사과정에 중점을 두는 생물공학 연구가 행해지고 있습니다. 병원체 감염을 해결하기 위해서 현대 분자생물학적 방법들이 이용되는데, 예를 들어, 곰팡이 감염을 줄이기 위한 프로피온산, 건조식품과 냉동식품을 위한 트레할로스 당(trehalose sugars), 활성산소 발생을 방지하기 위한 항산화 효소 등입니다. 어떤 연구자들은 가공식품에서 비타민 C, E의 함량을 높이는 방법을 개발하고 있습니다.

포유류의 면역 시스템과 관련된 지식에서 나온 방법들이 식품 생산에 적용되고 있습니다. 면역 시스템은 침입자를 인식해 파괴하도록 하는 극히 선택적인 항체를 몸에서 만들어 외부물질을 공격합니다. 식품 과학자들은 그러한 면역 시스템을 이용해, 독성을 나타내거나 병을 일으킬 수 있는 식품 오염물질들을 선택적으로 겨냥하는 항체를 개발해 왔습니다. 이러한 새로운 인식 시스템들에 대한 검사가 행해지고 있으며, 사용이 간편한 키트로 포장되어 나오고 있습니다. 식품 생산자와 관리자들은 곧 슈퍼마켓 매장으로 가기 전 오염된 식품을 찾아내 폐기할 수 있게 될 것입니다.

세계 농업을 발전시키기 위한 도전

1. 수확 증대와 원시림 보존

20세기 중반쯤에는 세계 인구가 100억에 이를 것으로 예상됩니다. 인구 증가 대부분이 개발도상국들에서 일어날 것이며, 그 곳들의 국지적 식량 생산 능력은 기아와 정치적 분열, 기후 악조건, 토양 침식, 병해충으로 인해 심각한 불안정을 겪을 것입니다. 원시림 등 자연녹지들이 빠르게 식량 생산 용도로 바뀌고 있지만, 그것을 늦추는 것은 가능합니다. 생물공학이 다른 방법들과 함께 이용될 때, 몇 가지 핵심 문제들을 본격적으로 다룰 수 있게 될 것입니다. 새로운 분자생물학적 수단들은 생물 다양성의 범위와 중요성에 대한 이해를 높여 주면서, 세계인의 식량을 해결하는 동안 토지를 보호하고 자연적 주거환경으로 회복시키는 전략까지 지원합니다.

다수확 밀과 쌀 품종들을 개발했던 1970년대의 녹색혁명에서 우리는, 면밀한 목표에 의한 식물 교배가 실질적으로 국지적 식량 생산을 증가시킬 수 있다는 것을 알 수 있었습니다. 새로운 유전공학적 도구로 인해 기술이 향상되면, 종자 개량이 확대 강화될 수 있습니다. 남중부 미주와 카리브 연안, 아프리카, 아시아, 태평양 섬들에 있는 농학 센터들에서 생물공학 연구가 진행 중입니다. 이런 연구 중 많은 것은 시골 농부들에게 중요한 작물인 쌀, 콩, 옥수수, 호박, 멜론, 카사바, 파파야, 사탕수수, 감자, 고구마 등에 관한 것입니다. 향상된 품종으로 농부들은 낮은 비용을 들여 좁은 땅에서 더 많은 수확을 할 수 있을 것입니다.

생물공학이 제공하는 새로운 제품은 농학이나 임학(林學)에 의해 만들어지는 것들을 대체할 것입니다. 섬유 및 석유 기반 제품들에 대한 의존을 줄일 수 있는 생물공학 물질들이 개발 중에 있습니다. 경작지 없이 식물 세포를 큰 통이나 생물 반응기(bioreactors)에서 키워, 기름 제품에서부터 조미료, 아미노산까지 얻을 수 있습니다. 이 모든 방법은 많은 토지를 경작하고 전 세계의 숲을 개간할 필요성을 줄이는 데 도움이 될 것입니다.

2. 생물 다양성 유지

오늘날 세계는 동식물의 다양성이 잘 유지되는 쪽을 지지합니다. 그러한 다양성은 미학적 즐거움의 원천이기도 하고, 슈퍼마켓에서 살 수 있는 과일, 채소, 동물성 식품의 원천이 되기도 합니다. 수 세기 동안, 동식물 품종 개량자들은 야생종에서 가장 좋은 특성들을 찾아 재배작물과 식용동물에 유전적으로 접합시켜 왔습니다. 세계의 다양한 종들을 기록하고 특성을 기술하면서 동시에 미래의 품종개량 요구를 지원할 목적을 갖고, 생식질(germplasm. 생물자원 혹은 유전자원. 역주: 이용 또는 보존 대상이 되는 유전자형 세트)을 폭넓게 수집하는 광범위한 종자 은행(말 그대로, 유전자 은행)들이 설립되었습니다. 따라서, 생물 다양성을 확인하고 이용하는 것은 그간 전 세계의 전통적인 동식물 품종개량 프로그램들의 특징이었습니다.

생물공학은 세계의 생물 다양성을 유지하고 이용하는 데 몇 가지 방법을 제공합니다. 먼저, 생물공학은 살아있는 유기체를 유전학적 수준에서 인식하고 특징지우는 수단을 제공합니다. 과학자들은 분자생물학적 진단법을 통해 아주 정확히 종을 구별하고 비교할 수 있습니다. 전통적인 방법과 함께 유전공학 기술이 사용되면서, 세계 어디에 있는 유기체든 그것의 서식 범위와 진화에 대한 지식이 넓어지고 있습니다. 유전공학 기술은 연구자들에게 시간에 따른 특정 인구집단의 변화를 감시, 추적할 수 있게 해 줍니다. 또 품종 개량자들로 하여금 야생종의 유전적 구성에 대한 지식을 통해 식품에 유익한 특성을 갖게 하는 유전자를 확인해 이용할 수 있게 합니다.

생물공학 관련 논쟁

새로운 생물공학 제품의 잠재 시장은 실질적으로 전통적인 농업 및 식품 시장만큼 넓습니다. 사실, 향후 10년이 지나 새로운 생물공학에 의해 영향을 받지 않는 식품 생산 영역을 상상하기란 어려운 일입니다.

그러나, 새로운 기술이 미칠 모든 잠재적 영향들에 대한 예견은 수많은 요인에 의해 좌우됩니다. 그러한 요인들로는 민간분야 투자, 정부의 규제, 소비자의 수용 태도를 들 수 있습니다. 10년간의 농업 생물공학 역사는, 이미 수많은 사람들이 진단과 치료 과정에서 직접적인 도움을 받아온 생물공학의 의학적 적용(생명공학)과는 크게 다릅니다. 의학 생물공학의 결과들은 비교적 빨리 상업적 적용이 이루어졌지만, 농업 분야는 훨씬 서서히 이루어졌습니다. 역사적으로 생의학 연구보다 기초 식물과학에 대한 재정 지원이 훨씬 적었다는 것이 그 일부 이유가 됩니다. 많은 기초 유전학 연구가 완료되고서야 성공적인 유전공학 식물들이 출현할 수 있었습니다.

그러나, 더 중요한 것은 생물공학을 농업에 적용하는 것에 대한 지속적인 논란으로 인한 영향이었습니다. 그것은, 10년 전 캘리포니아에서 농장의 서리 피해를 줄이기 위해 변형시킨 세균인 "아이스 마이너스(ice minus)"의 첫 현장시험에 관한 논란으로부터 시작되어, 새로운 생물공학 식품의 라벨 표시에 대한 현재의 논란으로까지 이어지고 있습니다.

식품 생물공학의 미래는 식품 라벨 표시에 대한 미 연방정부의 결정에 달려 있을 지도 모릅니다. 1991년 FDA가 모든 생물공학 식품들에 대해 라벨 표시가 요구되는 것은 아니라고 밝혔음에도 불구하고, 일부 운동가 단체들은 의무적으로 "유전공학 식품(genetically engineered food)" 또는 "생물공학 제품(product of biotechnology)"과 같은 표시를 하라고 계속 요구하고 있습니다. 생물공학과 관련해 두 가지(새로운 기술의 안전성과 제품 라벨 표시)에 대해 가장 첨예한 논쟁이 제기되고 있으며, 미국 등 여러 나라의 많은 과학단체와 규제당국들이 그에 대해서 다루어 왔습니다. 관심사와 결과를 간단히 요약하면 다음과 같습니다.

1. 생물공학 식품의 안전성

유전공학 기술은 어떤 식으로든 원래 위험하고 예측 불가능한 것일까? 미 국립과학아카데미(the National Academy of Sciences)와 미 국립연구협회(the National Research Council) 등 수많은 국제 과학단체들은 모두, 새로운 단일 유전자 기술들이 정확하고 신뢰할 수 있음을 강조해 왔습니다(표 1 참조). 이 단체들은, 안전성을 판단할 때 동식물에 도입되는 특성의 본질에 초점을 두도록 권합니다. 새로운 생물공학 식품은 이전의 전통적인 방법으로 만들어진 비슷한 식품들과 같은 기준에 따라 판단됩니다.

미국 농업의 역사에서 작물 및 식품 유전공학은 연방정부로부터 다른 어떤 작물 교배 기술보다도 더 세밀한 조사를 받아 왔습니다. 과거 20년 이상 수백만 번의 실험실 연구들이 rRNA 기술과 rRNA 변형 유기체에 대하여 행해져 왔습니다. rRNA 변형 식물에 대한 현장 실험은 전 세계를 통틀어 1,000 번 이상 이루어졌습니다.

매 개발 단계마다 미 국립보건원(NIH), 농무성(USDA), 환경보호국(EPA) 및 FDA의 기준과 규제 하에, 모든 새로운 유전공학 식물의 유전적, 표현형적 특성들에 대한 평가(실험실, 온실, 소규모 현장시험)가 이루어집니다. rRNA 기술 혹은 rRNA 변형 유기체가 환경이나 건강에 어떤 독특한, 또는 예전에 없던 위험요인이 된다는 근거는 없습니다.

상식적으로 보더라도, 수십만 개의 유전자에 영향을 미치는 전통적인 교배 과정보다 단일 유전자를 이식하는 것이 위험과 안전성을 판단할 수 있는 여지를 높일 것이라고 생각할 수 있습니다. 유전자 변형에 대한 확실성이 높다는 것은 안전성 평가의 정확성도 높다는 것을 의미합니다.

[표 1] 유전공학 제품에 대한 전문가들의 견해

1) 식품 속 유전자의 원천은 어떠한가?

일부 사람들은 유전자의 원천이 식품의 안전성에 영향을 줄 가능성에 대해 우려합니다. 인간, 동물, 식물, 심지어 미생물 사이에도 많은 유전자 중첩을 보인다는 사실, 그리고 모든 유기체의 DNA가 기본적으로 화학적 상관성을 갖는다는 사실을 생각한다면, 유전자 원천의 안전성에 대한 판단의 중요성은 제한적인 의미만 있을 뿐입니다. 그보다는, 유전자 생산물(gene product)에 대한 정보, 즉 유전자에 의해 만들어지는 단백질의 기능, 식품에 대한 단백질의 영향, 그리고 식품 이용 방도 등이 모두 식품의 안전성에서 중요한 의미를 가집니다.

예컨대, 많은 사람들이 땅콩에 알러지가 있습니다. 만일 땅콩에서 추출된 어떤 유전자를 토마토에 이식했다면, 당연히 토마토의 알러지 유발 가능성에 대한 걱정이 있을 수 있습니다. 그러나, 그 유전자에 의해 만들어지는 단백질이 땅콩의 알러지 유발에 관여하지 않는다는 것이 알려진다면, 새 토마토는 땅콩 알러지를 보이는 사람들에게 문제가 되지 않을 것입니다. 따라서, 유전자 원천 자체만의 정보는 낮은 의미만 가질 뿐입니다.

2) FDA는 안전성을 어떻게 확인하는가?

FDA는, 유전공학에 의한 것이든 전통적인 방법으로 생산된 것이든, 어떤 식품이 시장에 나오기 전에 다음 질문들에 대한 답을 제출하도록 요구합니다.

(1) 알러지 유발원으로 알려진 것에서 추출한 유전자를 포함하고 있는가?
(2) 독성 유발원으로부터 추출한 유전자를 포함하고 있는가?
(3) 천연 독성 물질의 농도가 증가하는가?
(4) 영양소나 지방, 콜레스테롤 성분이 변하는가?
(5) 식품이 새로운 식품 공급원 물질을 포함하고 있는가?

1992년에 발표된 이 방침은, FDA가 재래의 교배 기술에 의해 변형된 식물로 만든 식품과 유전공학에 의해 변형된 식물로 만든 식품을 동등하게 다룰 것임을 확인해 주고 있습니다. 이 방침은 또, 어떤 식물에서의 유전적인 변화가 식품에 무언가를 추가하는 과정이라는 원칙을 처음으로 확립하면서, 새롭고 보수적인 방침을 도입하는 것이기도 합니다. 유전자 변형 식물로 만들어지는 대다수 식품들이 오랫동안 안전하게 사용하던 식품들과 동등하게 받아들여지겠지만, 일부 식품은 미 <식품 의약품 화장품 법(the Food, Drug, and Cosmetic Act) 식품 첨가물 조항>의 대상이 될 것입니다. 예컨대, 어떤 새로운 물질이 안전하게 사용되던 식품 물질들과 실제로 비슷하지 않다면, 그것은 식품 첨가물로 간주될 수 있습니다.

따라서 이 방침에 따라, 새로운 식물 변종에서 만들어진 식품 성분들이 현재 다른 식품에 존재하는 물질과 같거나 실제로 비슷하다면, 통상적으로 FDA는 시장판매 전 조사를 요구하지 않습니다. 시장판매 전 승인(premarket approval)이 요구되는 경우는, 새로운 변종의 특성 상 안전성에 의문이 있거나, 새로운 식품 내의 물질이 일반적인 식성분과 실질적으로 동일하지 않다고 판단될 때입니다.

새로운 식성분을 포함하는 식품과 안전하게 사용한 경험이 없는 식품은 어느 것이든 시장판매 전 승인을 요구받을 수 있습니다. 천연 독 성분을 더 많이 함유한 식품도 승인이 필요할 수 있으며, 시장 판매가 금지될 수 있습니다. 그 방침은 또, 어떤 식품에 소비자가 예상치 못하는 알러지 유발물질이 들어갈 가능성에 대해서도 언급하고 있습니다. 알러지 원인으로 알려진 것으로 만든 식품은 알러지가 유발되지 않는다는 것을 증명하든지, 재료에 대해 확인할 수 있도록 표시해야 합니다. 심각한 알러지 위험이 있는 식품은 공급이 금지될 수 있습니다.

이러한 과정은 미국의학협회(American Medical Association)와 미국식이협회(American Dietetic Association)에 의해 지지를 받아 왔습니다.

3) 왜 모든 유전공학 식품에 대해 시장판매 전 검사를 요구하지 않는가?

최소한 2 가지 이유, 즉 비용과 낮은 효용성 때문입니다. 검사를 포괄적으로 시행하면 식품 생산비가 증가됩니다. 그 비용은 가격 상승 형태로 소비자들에게 전가됩니다. 따라서, 대부분의 소비자들은 아마도, <미 식품 의약품 화장품 법(the Food, Drug, and Cosmetic Act) 식품 첨가물 조항>이 요구하는 종류의 포괄적인 조사가, 안전성 문제를 고려해야 할 이유가 있거나 흔히 사용하던 물질과 실제로 다른 새로운 식품들에만 제한되어 행해져야 한다는 데 동의할 것입니다.

두 번째 이유인 낮은 효용성은, 일부 믿을 수 있는 안전성 검사들 대다수가 시행하기 어렵고 매우 고가라는 사실에 근거합니다. 예컨대, 알러지 유발성을 생각해 보겠습니다. 사람들 중 극히 적은 수에서만 심각한 식품 알러지가 있으며, 또 그들은 각기 다른 물질에 대해 알러지를 보입니다. 따라서, 모든 음식은 그것에 알러지를 보이는 사람이 있을 가능성이 있지만, 전체 인구에 대비해 볼 때 특정 음식에 알러지를 가진 사람은 극히 적습니다. 따라서 정확한 통계를 얻으려면, 새로운 식품 각각은 그에 민감한 소수의 사람들을 찾아내기 위해 아주 많은 사람들을 대상으로 조사해야 합니다.

이는 매년 소비자에게 새로운 제품들이 수백 가지씩 소개되는 규모의 측면에서 비현실적일 뿐만 아니라, 비용이 아주 많이 든다는 문제도 있습니다. 검사 비용 때문에 소비자 가격은 올라갈 것입니다. 물론, 유전자 물질의 원천 식품이 땅콩이나 달걀 같은 알러지 유발물질이라면, 거기에 과민성을 가진 훨씬 적은 수 사람들을 대상으로 검사가 행해질 수 있습니다.

4) 표지 유전자(marker genes)는 안전한가?

식품에 포함된 선택 표지 유전자(selectable marker genes)의 안전성에 대한 의문이 환경보호단체의 하나인 <미 환경보호기금 (the Environmental Defense Fund)>의 한 간부에 의해 제기된 적이 있습니다. 표지 유전자(또는 다른 어떤 "외부" DNA)나 그에 의해 생성되는 단백질이 존재하는 것 자체가 식품 안전에 실질적인 우려 요인이 되지 않습니다. 진정한 문제는 유전자 산물(gene product)이 안전한가 여부일 것입니다. 모든 과일, 견과류, 채소, 곡물 등에 대해 재래의 교배 방법들을 사용해온 결과, 우리 소비자들은 규명되지 않은 많은 외부 유전물질(그리고 그로 인해 만들어지는 단백질)을 일상적으로 섭취하고 있습니다. 이러한 경험을 통해 우리는, 식품 속에 존재하는 새로운 유전자 조합이나 전혀 새로운 종류의 유전자 또는 단백질이 그 자체로 위험하지 않다는 사실을 알 수 있었습니다.

적절한 예로, 칼젠(Calgene)의 FlavrSavr® 토마토 생산에서 선택 표지 유전자로 이용되는 카나마이신 저항성 유전자(kanamycin resistance gene)를 생각해 볼 수 있습니다. 그것과 동일한 유전자가 신선한 과일과 채소에 정상적으로 존재하는 무해한 세균들에서도 발견됩니다. 우리가 일상적으로 상당히 많은 양의 세균과 유전자, 유전자 산물을 먹고 있다는 사실을 알면, 분명 많은 사람들은 놀랄 것입니다. 카나마이신 저항성 유전자는 사람의 소화기계에서 사는 세균들에서도 발견됩니다. 안전성의 측면에서, 그 유전자가 유전공학 식물에서 선택 표지 유전자로 이용되었음을 아는 것은, 여러 식품이나 장 내에 정상적으로 그런 세균이 살고 있음을 아는 것과 다를 것이 전혀 없습니다. 유전자(그리고 그 산물)가 식품에 어떻게 왜 도입되었는지에 의해 안전성이 결정되지는 않으며, 유전자 산물의 특성과 식품 공급에서 얻은 경험을 통해서만 결정되는 것입니다.

유전공학 식품을 소비자 시장에 내놓기 전에, 이식된 유전자 중 선택 표지 유전자를 제거해야 한다는 주장은 의미가 없습니다. FDA의 방침에 따라 다른 이식 유전자에 대해 정해지는 것과 같은 과정과 기준에 의해 식품의 안전성이 효율적으로 판단될 수 있습니다.

2. 생물공학 식품에 라벨 표시를 해야 하는가?

흔히 사람들은 변화를 두려워합니다. 처음 소비자들은 새로운 제품에 대해 우려를 가질 수 있으며, 특히 누군가 계속 큰소리로 문제가 있다고 주장할 때 더욱 그렇습니다. 그러나, 그 우려가 잘못된 주장이나 오인된 위험에 근거하고 있다면, 그에 대해 정부가 정확한 정보를 가지고 대처하는 것이 바람직합니다.

라벨 표시는, 소비자들이 실제 상품을 선택할 때 도움이 될 신뢰할 만한 정보를 제공하는 경우에 유용합니다. 어떤 제품에 사용할 수 있는 라벨 공간이 한정되어 있음을 감안하여, 연방정부는 식품 라벨이 영양 및 건강과 관련된 정보(일반적으로 소비자들이 가장 많이 확인하는)로 국한하도록 했습니다. 새로운 유전자 방식의 기본 안전에 대해 형성된 폭넓은 과학적 합의에 따라, FDA는 모든 생물공학 식품이 소비자들에게 라벨을 통해 영양 및 건강 외의 추가 정보를 표시하지 않아도 된다는 결정을 했습니다.

규제당국이 특별한(또는 중요한) 식품 안전성 위험에 대한 주장들을 고려할 때, 재래의 기술로 생산된 유사한 식품들에 대한 경험의 틀 속에서 판단하는 것이 바람직하다는 데는 광범위한 의견 일치가 있습니다. 과학적 합의에 의하면, 모든(혹은 대부분의) 새로운 생물공학 식품을 인정할지 판단하기 위해 특수 보고서나 라벨 표시를 요구하는 규제 조치는 적절치 않습니다.

한 소비자 단체에 의해 제기된 문제 한 가지를 생각해 보겠습니다. <소비자 연합 (Consumers Union)>은, 해당되는 교배 계보에서 흔히 볼 수 없는 특성을 가진 식물 변종으로부터 얻은 모든 유전공학 식품들에 대해 FDA가 라벨 표시를 요구하라고 요청했습니다. 이 요청은 승인되지 않았습니다. 식물 교배자와 규제 당국, 그리고 소비자에게는, 해당되는 교배 계보에서 예전에 전혀 보지 못한 특성을 가진 야생종과 일반 작물을 교잡하여 만든 새로운 곡물, 과일, 채소의 변종들에 대한 경험이 이미 많이 있습니다. 이에 대해서는 앞에서 많이 언급된 바 있습니다.

오랜 역사를 통해, 그리고 유전공학 기술에 관한 경험에서 우리는 교배나 유전공학으로 도입되는 유전자와 단백질의 "새로움"이 식품의 안전을 결정하는 것이 아니라는 결론을 내릴 수 있습니다. 유전자 변형 방법으로 인해 안전이 결정되는 것은 아니며, rDNA 기술은 유전자 표현과 단백질 합성에서의 기본적인 생화학 법칙들을 변화시키지 않습니다.

더구나, 재래적인 교배나 유전공학으로 만들어진 제품이 다른 유기체에서 나온 물질을 포함하기 때문에 더 위험할 수 있다고 믿을 이유는 없습니다. 그런 물질에 대한 많은 의학적 경험에 따르면, 다른 유기체에서 유래한 단백질 또는 새로운 세포환경에서 합성된 단백질이 반드시 덜 안전하다거나 알러지 유발성이 더 높다는 주장은 적절치 못합니다.

다른 종에서 유래한 제품들 중 안전하고 광범위하게 사용되는 예로(어떤 것들은 인간의 것과 실질적인 분자 조성이 다름), 돼지나 소에서 추출된 인슐린, 인간 인터페론, 세균이나 효모에서 합성된 스트렙토키나제와 TPA, 연어 칼시토닌(아미노산 순서 30%가 인간과 다름), 감염원에서 추출된 예방백신 등이 있습니다.

새로운 생물공학 식품을 여타의 유사 식품들과 다르게 취급해야 할 만큼 타당한 이유는 없는 것입니다.

1) 종교적 이유에서의 라벨 표시

도입된 물질의 원천 정보에 대한 라벨 표시 요구(예컨대, 채소에 주입된 돼지 유전자)와 같은, 종교적 관심사와 관련된 문제들이 종교 지도자들에 의해 자주 제기되었습니다. 그러나, 이에 대해서는 일부의 생물학 지식이 도움이 될 수 있습니다. 물질은 어떤 원천에서 새로운 생물공학 식품으로 직접 옮겨가지 않으며, 실제로는 복사된 합성 유전자나 기타 유전 요소만 들어가 이용됩니다. 과학자들은 이 사실을 사람들에게 널리 알려야 합니다. 더구나, 유전자와 단백질의 상당 부분이 유기체들 사이에 공유되고 있고, 비교적 적은 일부의 유전자 또는 단백질만 각각의 종에 독특하게 존재할 뿐입니다. 어떤 특정 단백질에 대한 인간 유전자는 흔히 다른 동물, 심지어 세균에 존재하는 동일한 단백질 유전자와 거의 같습니다. 새로운 생물공학 식품에 관한 이러한 문제들은 주로 특정 종교 단체들에 의해 제기되어 왔습니다.

2) 소비자를 향한 경제적 수단으로서의 라벨 표시

어떤 환경단체들은 여러 가지 이유를 들어 생물공학적 방법들이 농업과 식품 생산에 적절치 않다고 이야기해 왔습니다. 그들은 구매할 때 그런 상품들을 피할 수 있도록 라벨에 내용이 표시되기를 바라고 있습니다.

이 단체들은 또, 새로운 식품과 제품 평가에 FDA와 UDSA가 전통적으로 적용하고 있는 안전성, 효용성, 품질이라는 3 가지 역사적 규제 기준에 ‘사회경제적 영향’이라는 기준을 추가하기 위해서 노력하고 있습니다. 미국 정부 당국은 대개, 경제적 영향을 정확히 예측할 수 있는 방법이 거의 없고, 사회적 영향에 대한 관점이 성격을 규정하기 어려운 개인적 가치에 크게 의존한다는 점에 근거해서 그러한 주장을 거부해 왔습니다.

반면 유럽에서는, 사회경제적 영향이란 네 번째 기준을 정부 정책 결정에 적용함으로써 무역장벽을 초래했고(예컨대, 스테로이드 호르몬을 사용한 소고기), 정부가 학문적 연구를 포함해 생물공학 연구 개발의 모든 측면을 엄격하게 규제해 왔다는 실제적 근거가 있습니다. 미 의회는 예산안 심의의 일부로 소 성장호르몬 판매에 대하여 90일 간 지급 유예를 지지하면서 '사회경제적 영향' 기준을 도입했습니다.

이해 집단들의 라벨 표시 요구가 넓게 확산된다면, 그것은 새로운 생물공학 제품들의 상업적 생존에 실질적인 영향을 미치게 될 것입니다. 가공식품 시장을 염두에 두고 있는 농산물을 생각해 보겠습니다. 일반적으로 농산물은 가공업자에게 공급되기 전에 생산되어 저장됩니다. 정부가 라벨 표시를 강제하면, 생산지에서 시장이나 통조림 공장까지 모든 단계에서 새로운 생물공학 농산물을 비슷한 다른 농산물들과 분리해야 할 것입니다.

특별 관리로 인해 생산공정 비용이 증가하고, 결국 최종 제품의 소비자 가격은 더 비싸질 것입니다. 식품 가공회사 관리자가 생각이 있는 사람이라면 아마도, 소비자가 새로운 생물공학 과일과 채소에 기꺼이 많은 비용을 지불할 만큼 장점이 있어서, 추가된 생산 및 유통 비용이 시장에서 상쇄될 수 있어야만 상업적으로 생존하리라고 판단할 것입니다.

소비자 가격이 오르면 가공업자뿐만 아니라 농부와 소매업자도 힘들어질 것입니다. FDA나 의회가 라벨 표시 요구를 결정하면, 새로운 생물공학 과일과 채소는 식품 생산 체계에서 사라지든지 시장에서 높은 소비자 가격을 유지할 수 있는 제품으로 되든지 할 것입니다. 후자 쪽의 시나리오는 생물공학 식품이 중, 상류층 시장에만 제한적으로 형성되는 성공 형태일 것입니다.

3) 실제적인 문제로서의 라벨 표시

물론, 모든 새로운 생물공학 식품에 라벨 표시를 요구한다면, FDA 당국은 유전공학 식품을 재래의 방법으로 유전자를 변형시킨 식품과 구별할 수 있을 정도로만 할 것입니다. 재래 기술에 의한 식품과 현대의 유전공학에 의한 식품을 구별해야 할 만큼 과학적으로 타당한 이유는 없습니다. 일반적으로, 유전자와 그것이 만들어내는 특성은 사용하는 유전학적 방법에 의해 영향을 받지 않습니다.

3. 우리는 새로운 생물공학 기술과 제품을 원하거나 필요로 하는가?

이것은 식품 라벨 표시에 대한 현재의 논쟁 속에서 가장 확실히 풀릴 수 있는 주제입니다. 모든(혹은 대다수) 유전공학 식품에 대해 라벨 표시를 요구하는 사람들은 소비자에게 선택권이 있다고 생각합니다. "유전공학 식품"과 같은 식품 라벨 표시에 반대하는 사람들은, 그런 라벨이 소비자에게 제품에 가해진 변화에 관한 구체적인 정보를 제공하지 못한다고 말합니다. 또 다른 사람들은, 라벨 표시가 유전공학 식품 이용과 소비자의 이익에 미칠 영향을 우려하기도 합니다. 이제까지 이야기된 것처럼, 라벨 표시는 일반적으로 가격과 영리 마진이 낮고 제품경쟁이 심한 가공식품 산업에 심각한 불이익을 줄 것입니다.

새로운 생물공학 곡류, 과일, 채소가 생산자들에게는 수확, 오염 감소, 가공능 향상의 측면에서, 그리고 소비자들에게는 맛, 영양, 신선도, 다양성의 측면에서 이익을 줄 것입니다. 그러나 그것들 대부분은 다른 종류와 비교해 약간 좋아진 것만을 나타낼 것입니다. 그것들은 생명과학의 대박 신약(新藥)과는 다릅니다. 생산비 추가가 그와 비례해 상승한 시장가격으로 상쇄될 수 있을 것 같지는 않습니다.

향상된 많은 특성들이 농부나 화물 운송업자, 식품 가공업자들의 특정 문제들을 겨냥한 것이기 때문에, 소비자들에게는 간접적이거나 실감할 수 없는 이익을 주는 것들입니다. 그런 경우, 소비자들은 아주 조그마한 위험도 간접적이고 실감할 수 없는 이득보다 크게 받아들일 수 있습니다. 더구나, 유전공학에 익숙치 않은 소비자들은 "유전공학 식품"이나 "생물공학 제품"이란 라벨을 보면, 이익을 주는 어떤 것으로보다는 하나의 경고로 받아들일 가능성이 높습니다.

많은 새로운 생물공학 제품들이, 라벨 표시로 인한 추가 비용과 부정적 인식을 상쇄시킬 만큼 소비자의 투자(역주: 마음에 들지 않아도 계속 구매해 주는 것)를 얻을 수 있을 것 같지는 않습니다. 라벨 표시 문제에 대해 어떤 한 회사가 반응했던 것으로, 가공 토마토 산업을 생각해 보겠습니다. 토마토 소스, 토마토 페이스트(반죽 형태), 케첩과 같은 토마토 통조림 제품은 11억 달러 시장을 형성하고 있습니다. 만일 정부가 라벨 표시를 강제하여 생산비가 증가하고 소비자 선호도가 떨어진다면, 해당 산업이 유전공학 토마토를 사용할 만한 유인은 거의 없어질 것입니다.

새로운 생명공학 식품이 신뢰할 수 있는 과학적 기준으로 볼 때 안전하다면, 높은 시장가격을 형성할 수 있는 새로운 제품들만 존속할 수 있게 하는 "위험-이득 함정(risk-benefit trap)"의 대상이 되게 하는 것은 공정치 않습니다. 공공 펀드 연구로 새로운 식품 개발에 기여하고 있는 학구적인 연구자들의 견해에 따르면, 부유한 소비자들만 새로운 생물공학 식품을 이용할 수 있게 된다면, 그것은 특히 우려할 일이 될 것이라고 합니다.

결론

생물공학은 농업과 식품 생산에 이제 막 이용되기 시작했습니다. 그것이 소비자들의 편의를 위해 얼마나 이용될 수 있을 지는, 한편으로 농업 및 식품 생산에서의 변혁과 진전에 대한 지지의 정도에, 그리고 다른 한편으로는 ‘과학적으로 타당한’ 식품 위험 예방 규제책에 대한 지지 정도에 달려 있습니다. 이는 민감하게 균형을 이루어야 할 문제입니다. 농업 생물공학이 아직 유아기에 있기 때문에, 향후 몇 년에 걸쳐 새로운 식품들이 서서히 시장에 나올 것입니다. 이에 대한 연구 지원이 지속된다면, 그리 멀지 않은 미래에 소비자와 농부들은 아주 새롭고 다양한 식품들을 기대할 수 있을 것입니다.

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(번역: 주형규, ACSH의 공식 동의하에 번역한 것입니다. 2004/03/26)

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