GMO란 무엇인가?

여름이면 우리의 갈증을 달래주고 단맛의 기쁨을 누리게 해 주는 수박. 어린아이부터 노년층까지모두가 즐기는 가히 국민 과일이라고 할 만 하다. (엇.. 그러고 보니 수박은 채소로 분류하는 것이 맞다.)

하지만 필자는 수박을 전혀 좋아하지 않고 여름에는 참외만 찾는다. 수박 속에 있는 무수히 많은 씨가 귀찮다;; 신경쓰지 않고 먹어보려 하지만 한번씩 씨가 씹히면 부비트랩이라도 터진냥 입안에서 난리가 난다.. 그렇지만 참외는 또 씨까지 통째로 먹어야 한다. 그 속을 제거하고 먹는 다는 것은 있을 수가 없다. 필자는 그걸 오이라고 단정한다. 수박을 매우 싫어하는 것처럼 쓰긴 했지만 필자도 수박은 맛있다고 생각한다, 그 놈의 씨가 문제지.. 어쩌다 한 번 먹게 되면 자연스럽게 씨만 없다면???이란 생각이 든다.

사실, 씨 없는 수박은 이미 오래전부터 팔고있는 상품이고 새삼스럽지 않다.

그림 1. 씨 없는 수박

씨 없는 수박(..)

여러분도 금방 ‘아~ 그거?’하고 떠올릴 정도로 모르는 사람이 없다고 단정할 수 있다. 여러분도 잘 알고 있다시피 씨 없는 수박은 무려 60여년이나 거슬러 올라가는 이야기다. 씨 없는 수박은 일본에서 태어나고 자란 우장춘 박사가 광복 직후 육종의 중요성을 가시적으로 보이기 위해 세계 최초로 손수 만드셨다!! (키야~ 세계 최초!! 여기야 주모~~!!)고 알려져 있으나, 사실은 이는 잘 못 알려진 사실이다ㅋ

그림 2. 우장춘박사. 씨 없는 수박을 만든 분으로 잘 못 알려져 있다.

 

씨 없는 수박을 만든 사람은 일제강점기 때 교토대학의 기하라 히토시(木原 均)이다. 이는 적절한 약물처리로 정상적이지 않은 염색체를 갖게 하여 고자식물을 만들어 낸 결과물이다. (내가 고자라니!! ㅜㅜ) 물론 기하라 히토시 박사가 독자적인 아이디어로 고자 수박을 만든 것은 아니고 1935년 발표된 한 논문을 참조하여 완성할 수 있었다. (ref: Nagaharu U (1935). “Genome analysis in Brassica with special reference to the experimental formation of B. napus and peculiar mode of fertilization”. Japan. J. Bot. 7: 389–452.) 그 논문의 저자는 나가하루 우(長春 禹)며 우리나라식으로 한자를 읽으면 바로 ‘우장춘’이다. 정리하자면, 우장춘 박사는 씨 없는 수박을 세계 최초로 만들어낸 사람은 아니지만, 그의 이론적 배경이 된 (전무후무한) 중요한 발견을 한 농학자이자 원예학자였다. 유전체가 다른 수의 품종을 강제 교배하여 전혀 새로운 종을 만들어 낼 수 있다는 것을 밝혔고, 그 이론적 근거를 제시했다.

그림 3. 우장춘박사가 발표한 ‘Triangle of U’. B. rapa는 배추, B. oleracea는 양배추, B.napus는 유채. 즉, 배추와 양배추를 교잡하면 유채가 만들어진 다는 내용. 이 논문으로 기존에 다윈이 주창한 자연선택의 결과로 발생한다는 종의 기원의 내용이 교잡으로 새로운 종이 발생할 수 있다는 내용으로 수정된다.

우장춘 박사는 일본에서 나고 자랐으며 광복 후 귀국하여 남은 여생을 우리나라에 헌신하셨다. 그가 남기신 일을 일일이 열거하기에도 벅찰 정도인데, 해방과 전쟁으로 피폐해진 당시의 우리나라의 식량 자급에 막대한 영향을 미쳤다. 우리나라 풍토에 맞도록 벼, 무, 배추 등을 품종개량하여 농가 수익 증대와 생산량 증대 모두에 지대한 영향을 미쳤다. (그 분의 노고를 기리며 잠시 묵념…)

지금 이 순간에도 무수히 많은 품종들이 새로 나타나고 사장되고 있다. 한국인이 사랑하는 고추만 하더라도 매운맛의 강자로 군림하고 있는 청양고추 역시 우리나라에서 품종개량으로 만들어진 종이다. 이런 방식의 육종은 효율적이지 못하며 상당히 직관적일 수 밖에 없다. 맛이 좋고 실과양이 많은 형질을 얻으려 한다고 해보자. 맛이 좋지만 실과양이 적은 품종(A)과, 맛은 좋지 않지만 실과양이 많은 품종(B).. 이 둘을 수정하여 새로운 C의 품종을 만들어 보는 것이다. 하지만 이 C의 형질은 예상처럼 쉽게 만들어지지 않는데, 이상적으로 맛 좋고 많이 열리길 바랬지만, 맛없고 조금 열리는(..) 총체적 난국이 발생할 수도 있다. (맛 없는데 조금 열린다면 최악은 아닌 건가..? 하여간에..)

그림 4. 전통적인 품종개량 방식. (원본 자료 출처: 에듀넷)

 

이는 각 품종이 가진 고유 형질이 어떤 유전자로부터 발생하는지 알 수 없기 때문에 단순히 막고 품는 식의 접근법이 (현재까지) 유일한 방법이기 때문이다. 바꿔 말한다면 맛을 결정하는 유전자와 실과량을 결정하는 유전자를 알 수 있다면 우리가 원하는 대로 바꾸면 그 효율이 매우 높아질 것이라 생각할 수 있다.

막고 품는 식의 묻지마 교배 후 원하는 형질이 나온 후세대 자손을 선택하는 전통적인 품종개량방식이 아닌, 이미 알고 있는 유전 정보를 바탕으로 현대의 과학기술을 접목하여 유전자를 교정한 개체를 통틀어서 유전자 변형 생물(Genetically Modified Organism, GMO 혹은 Genetically Engineered Organism, GEO. 통상 GMO를 더 많이, 더 널리 쓰고 있다)이라고 부른다. 그렇다. 사실 이 글은 고자 수박 이야기에서 출발했지만 사실은 GMO 이야기를 하고자 한다. 잇힝~

 

GMO

사실 필자 역시 GMO가 100% 안전하다고 이야기 하려는 것은 아니다. 다만, 항간에 떠 도는 괴랄한 수준의 헛소리가 퍼지는 것은 과학에 몸담고 있는 사람으로써 브레이크를 걸어줘야 하는 것이 아닌가 하는 생각이 들었기 때문이다. 나으 과학에는 브레끼가 없다;; 끄아악~~~

GMO와 일반 품종개량의 육종 방식은 넓게 보면 비슷하고 세세하게 따져보면 다른 부분이 있다. 품종개량은 바꾸고 싶은 형질을 갖고 있는 두 품종을 교배하여 자연스럽게 유전자가 섞여서 재조합 되는 방식을 사용하는 것이라고 상기한 바 있다. 하지만 GMO의 방식은 어떤 유전자가 어떤 형질을 나타내는지 알고 있기 때문에 직접적으로 그 유전자를 다른 형질을 갖도록 강제로 교정한다.

그림 5. 전통적인 방식의 품종개량과 GMO의 비교 설명 (원본링크)

GMO를 피부에 와 닿게 설명하자면, 지난 칼럼에서 술을 못 마시는 체질의 정체 ALDH2*2에 대해 이야기 했었다. (편집자 주. 여기서 복습합시다.) 쉽게 말한다면 GMO는 이 유전자를 술 잘 마시는 체질인 ALDH2*1으로 직접 교정하는 방식을 쓰는 것이다. 향후 유전자치료가 상용화되어 자연스러운 것으로 인식된다면, 유전자 치료를 받은 사람 역시 GMO로 분류될 것이다. 좀 더 세분하면, 살아서 움직이는 개체가 되므로 Living Modified Organism 즉 LMO의 종류로 닝겐이 추가될 것이다.

하지만 사실 이러한 방식만 사용하는 것은 아니다. 특정 형질을 개선하기 위해, 다른 종의 유전자를 집어 넣는 경우도 종종 있다. 예를 들자면, 옥수수의 생산성을 증가시키기 위해 병충해에 강한 옥수수를 개발한다고 치자. 물론 맛은 기본이겠지. 이 때 품종개량 방식의 육종은 맛이 좋지만 병충해에 약했던 품종을 맛은 없지만 병충해에 강한 녀석과 교배해서 맛도 좋고 병충해도 강한 품종이 나올 때까지 교배하고 그 결과를 확인하고, 확인하고, 확인하고… 이 과정을 반복하는 것이다.

말을 간단히 썼을 뿐, 둘을 교잡하고 자손을 다시 키워서 형질을 확인해야 하니, 기본 몇 년은 걸린다. 원하는 형질이 나왔을 때 그 열매로 다시 발아하는지, 다시 세대가 내려갈 때도 그 형질이 유지되는지 확인해야 하기 때문에 무척 고되고 오래 걸리는 작업이다. GMO는 좀 더 과감한 방식을 사용한다. 맛이 좋지만 병충해에 약한 옥수수 유전자에, 병충해에 끄떡없는 ‘옥수수가 아닌’ 종의 병충해 내성 유전자를 추출해서 옥수수 유전자에 넣어주는 방식을 사용할 수 있다.

그림 6. GMO 방식은 특정 유전자를 교정할 수도 있지만, 다른 종에 있는 유전자를 넣을 수 있다는 점에서 전통적인 육종방식과 큰 차이점이 있다. (원본링크)

바로 이점이 전통적인 품종개량과 차별화된 방법이며, 그렇기 때문에 많은 사람들이 이에 대해 우려를 표명하고 있다. 하지만 명확하게 걱정해야 할 수준에서만 걱정하자. 이런식의 우려(?) 표명은 전혀 와닿지 않을뿐더러 다른식의 선동과 가깝다.

그림 7. GMO의 위험성을 알리는(?) 짤방들

지나가던 미모의 여자분이 오징어같은 내 생김새에 ‘어떻게 저렇게 생기고도 돌아다니지?’라는 생각에 한번 쳐다 본 것을 가지고, 나의 잘생김에 한눈에 반해 나에게 빠져들고 있다고 생각하는 것만큼 괴리가 크다(..). GMO는 결과적으로 품종개량을 효율적으로 하기 위해 하고 있는 것이지, 새로운 종을 만들기 위해 하는 것이 아니다.

GMO에 관한 합리적인 문제 제기와 괴담을 각각 살펴보자. 무지로부터 오는 공포는 언제나 그 실제적인 크기보다 크게 느껴진다. 하지만 지피지기면 백전불태라고 하지 않았었나. 그 내용을 정확하게 알고 접근하자.

필자가 생각하는 합리적이다고 생각한 문제제기는 바로 다음과 같다

그림 8. GMO를 거부하는 주된 논거. (원본링크)
  1. GMO 작물이 생산량이 더 좋은 것은 아니다.
  2. GMO 작물이 (역설적으로) 농약 사용량을 증가시킨다.
  3. GMO 작물이 슈퍼잡초를 유발한다.
  4. GMO 작물은 실험 동물에게 독성을 띄거나 알레르기 유발효과가 있다 (실험적으로 증명되었다.)
  5. GMO와 일반 작물은 공존할 수 없다.
  6. GMO는 영양학적으로 우수하지 않다. (영양을 증가시킬 목적으로 GMO를 개발하진 않는다)
  7. GMO 보다 더 훌륭한 방법이 있다.
  8. 일반적인 품종개량 방식이 GMO 보다 우수한 형질개발에 더 유리하다.
  9. GMO는 아직 불명확한 기술이며 추후 원치 않는 결과만 초래하게 될 것이다.
  10. GMO 작물은 농작물 생산을 위해서가 아닌 식품 공급에 대한 특허권을 소유하기 위해서다.

 

하나씩 살펴보자.

 

GMO가 생산량 증가에 도움되지 않는다.’

이 주장은 사실이라 생각한다. 하지만 경작 조건이 적절한 시기에서 비교할 때는 그 차이가 없을 수 있지만 작황 환경이 달라졌을 때의 차이는 아직 가늠할 수 없다. 또 생산량 증가만의 목적이 아니기 때문에 이 것이 GMO를 쓰지 않아야 할 이유가 될 수 없다.

 

GMO 때문에 농약 사용량이 더 늘었다.

이러한 문제제기는 과학적으로 볼 때 적절한 대조군의 설정이 없는 일방적인 현상 관찰에 불과하기 때문에 결론의 신빙성을 보장할 수 없다. 아래 첨부한 graph를 같이 보자.

그림 9. 자폐증(autism) 발생과 유기농식품의 소비량과의 상관관계. 교란인자(confounding factor)의 적절한 배제가 없으면 이와 같은 엉뚱한 결론이 도출될 수 있다. (원본링크)

지난 20년간의 추적관찰이고 왼쪽의 Y 축은 유기농 작물의 판매랑, 오른쪽 Y 축은 자폐환자의 수다. 당신도 한눈에 볼 수 있는 것처럼, 유기농 작물의 판매량이 늘어나는 것과 정확하게 일치하게 자폐증(autism)을 앓는 환자도 증가했다. 그렇다면 유기농 식품의 섭취가 자폐증을 유발하는 원인인가?

다른 예를 들어보자. 국립 샤 대학의 신입생의 식습관을 조사했더니 95%의 학생이 쌀밥을 주식으로 삼는 다는 통계가 나왔다고 가정해 보자. 샤 대학의 합격 비결은 쌀밥 섭취!!! 결론이 어떤가?? 결론적으로 말하면 GMO 때문에 농약 소비량이 늘어난 것으로 결론 내릴 근거는 없다. 다만 그런 소비량 추이가 보일 뿐이다. 이런 잘 못된 결론 도출의 주 원인은 바로 교란인자(confounding factor)를 적절하게 고려하고 이를 배제하는 단계가 필요한데, 그렇게 하지 않았기 때문이다.

 

니콜라스 케이지의 영화 출연수와 수영장 익사 사망 사고수와의 상관 관계. 이쯤 되면 니콜라스 케이지는 영화계를 은퇴해야 마땅하다. (편집자 삽입 그래프.)

 

GMO가 슈퍼잡초를 초래하고 있다.’

이 것은 바로 윗 반박과 정확하게 일치한 내용이다. 항생제 사용으로 다재내성세균(이 내용이 궁금하시면 여기를 읽어보시라.)이 초래한 것처럼, 그 동안 과잉되게 사용한 농약 그 자체가 제초제 내성 잡초를 만들어 낸 것이다. 과학적으로 접근해서 GMO에 들어 있는 농약 내성 유전자가 일반 잡초로 옮겨갔다고 생각할 수 있겠지만, 미생물과 달리 진핵세포의 유전자 전달은 그렇게 호락호락하게 되지 않는다.

 

GMO 작물이 독성이 있고, 알레르기를 유발한다.

독성이 있다는 주장의 근거는 아마도 이 논문이 아닐까 생각한다.

그림 10. GMO의 독성을 증명한 논문. GMO를 먹이면 암이 발생한다(..) 그러나 해당 논문은 게재 철회되었다. 실험 내용과 결과 도출에 개연성이 부족하고 논리적 비약이 드러났기 때문이다. (원본링크)

하지만 안타깝게도 해당 논문은 실험내용과 설계에 치명적인 오류가 발견되었고, 실험 결과와 주장 사이의 논리적 비약이 있어 최종적으로 “RETRACTED” 처리 되었다. 즉, 논문 철회.. 황구라 센세께서 구라치다 훅~가신 것과 같다.

알레르기를 유발한다는 것은 꽤나 가능한 이야기다. 알레르기 유발 물질이 없던 작물에서 뭔가 다른 형질이 추가되었기 때문에 말이다. 하지만 이 것이 GMO 때문에 발생하는 것은 아니다. 상술했다시피 전통적인 품종개량 방식도 유전자를 섞는 방법을 쓰기 때문에 알레르기를 유발하던 땅콩도 알레르기가 발생하지 않는 품종이 나타날 수 있고, 알레르기가 없던 옥수수도 알레르기를 유발하게 될 수도 있다. 즉, 형질이 바뀌면서 나타나는 문제이지 이 것이 GMO 때문에 발생하는 문제는 아니다. 더욱이 현재까지 GMO 때문에 알레르기를 유발했다는 직접적인 증거는 보고되지 않았다.

 

GMO와 일반작물은 공존할 수 없다.

응? 이건 GMO의 수분이 퍼지면서 일반작물과 섞이고 결국 GMO만 남게 된다는 이야기로 추정된다. 작물의 수분을 일제히 조절할 수 없는 만큼 자연 방식으로 이뤄지는 수분으로 GMO의 형질이 퍼진다는 이야기다. GMO는 생물이지 스미스 요원이 아니다. 한가지 예를 들어보자. (사람을 피부색으로 구분 짓고 특정 피부색을 폄훼하거나 조롱할 목적이 아니다는 것을 전제한다.) 흑인과 백인의 혼혈 자손이 다시 백인과 결혼하고 그 자손들은 계속 백인과 결혼했다고 가정해보자. 백인의 유전자에 흑인의 유전자가 섞인 이후 점점 백인은 퇴화하고 흑인만 남게 된다고 이야기 한다면 이 이야기가 얼마나 신빙성 있게 들리나?

GMO가 퍼질 수는 있다. 하지만 GMO만 남고 자연 형질은 도태된다고 주장하는 것 역시 그 다지 설득력이 없다. 오히려 GMO는 GMO끼리 교배하지 않는 이상, 그 형질은 사라지고 자연 형질만 남게 된다.

 

GMO는 영양학적으로 우수하지 않다.

그렇다. 새로운 종을 만들어 내는 것은 아니기 때문에 영양학적으로 더 우수하지는 않다. 하지만 위에서 한 차례 언급했던 것처럼 이 문제는 전통적인 품종개량 방식도 갖고 있는 문제다.

 

GMO 이외에 더 좋은 방법이 있다.’

있다면 이 방법은 안 쓴다. 굳이 더 좋은 방법이 있는데 좋지 않은 방법을 쓸 이유가 없다. 그 좋은 방법이 무엇인지 나도 궁금하다.

 

전통적인 품종개량 방식이 우수한 품종개발에 더 효과적이다.

다시 한번 설명하자면 전통적인 품종개량 방식은 직관에서 출발하여 우연에 기반한 지리한 확률 싸움이다. 그 확률을 높이려고 접목한 방식이 GMO이다. 전통적인 품종개량 방식이 우수한 품종개발에 더 효과적이라는 말은, 원했던 목표는 아니었어도 부수적으로 얻어진 형질에 만족하게 된 경우에 적용되는 말이다. 맛 좋고 실과량이 많은 형질을 원했으나 맛 좋고 크기가 큰 실과를 맺는 품종이 개발되었다.. 원했던 실과량은 아니지만 크기가 더 커졌으니 이 것도 괜찮네~하고 만족하게 된 것이다. 하지만 실제 원했던 목표를 달성했는가?

그림 11. 전통적인 방식의 품종개량과 GMO의 주요 차이점을 비교 요약한 표. (원본링크)

 

GMO는 아직 불명확한 기술이며 추후 원치 않는 결과만 초래하게 될 것이다.

이 것에 대한 답변은 당연하게도 아직 답변을 할 수 없는 단계이다. 그렇기 때문에 조금 더 지켜봐야할 것이다. 하지만 GMO 작물이 처음 생산된지 20년이 넘었다. 신약의 예로 설명을 해 보자. 특정 약물이 개발되고 임상시험을 통과하면 시판되여 임상에서 사용되면서 광범위하게 시판 후 모니터링을 한다 (전문용어로 4상 임상시험, Clinical trial 4, post-marketing surveillance)라고 한다. 물론 3상까지 통과하면 시장에 시판된다. 즉 4상 시험은 시판 이후 광범위한 데이터를 축적하는 단계다. 이 때 3상까지 발견되지 않은 문제가 보고되고 실제 인과관계가 밝혀지면 그 약물은 다시 철회되고 시판허가는 취소된다. GMO 작물 섭취와 이와 관련된 문제가 보고된다면 약물과 비슷하게 GMO의 경작은 금지되고 퇴출될 것이다. 하지만 GMO 작물 섭취와 특정 질병 유발의 상관관계는 아직 밝혀진 것이 없다. 같은 이유로 GMO 작물의 경작이 철회되야 할 이유는 아직까지 없다.

GMO 작물은 농작물 생산을 위해서가 아닌 식품 공급에 대한 특허권을 소유하기 위해서다.

그럴 수도 있다. 하지만 이 것은 과학적인 문제가 아니기 때문에 필자가 특별히 답변할 수 있는 말은 없다.

 

마치며

 

GMO 작물을 싫어할 수 있다. 하지만 싫은 이유가 미신적인 괴담이 이유가 되어서는 안 된다. 아니, 개인의 선택이기 때문에 그런 괴담이 진짜일 수 있어서 싫을 수도 있다. 하지만 그 괴담을 굳이 다른 사람에게까지 강요할 이유는 없다. GMO는 무서운 것이 아닌 효율성을 높인 진보된 육종방식의 하나일 뿐이다. 지금까지 누적된 결과로 보자면 GMO는 공포의 대상이 아닌 적극 활용해도 괜찮은 방법(tool)의 하나이다.

 


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질병의 후성 생물학적 연구를 진행하고 있습니다. - Through the sorrow all through our splendor. Don't take offence at my "Innuendo"
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