농촌진흥청(김재수 청장) 신작물개발과 이승범 박사는 미국 UCF(플로리다 중부대학교) 다니엘 교수와 공동으로 엽록체 형질전환 기술을 개발함으로써 작물엽록체를 이용한 고 부가가치 신기능 물질의 대량생산이 가능하게 되었다.
엽록체 내막 구성 단백질(Pre-Tic40)을 합성하는 유전자는 핵에 있는 유전자로 세포질에서 발현되어 엽록체 내로 이동하는 것으로 알려져 있는데, 원천 기술인 엽록체 형질전환 기술을 이용하여 이 단백질이 엽록체로 이동한다는 후기수송가설을 증명하였을 뿐만 아니라 이 유전자가 형질전환된 엽록체에서는 내막 구성 단백질(Pre-Tic40)의 발현양이 15%까지 증가되는 것으로 확인하였다.
이러한 결과는 세계적인 유명 과학 저널인 ‘The Plant Cell’에 작년 12월 게재되었으며 표지 그림으로 소개되었다.
현재 엽록체 형질전환시스템을 이용하여 내건성유전자(TPS1), 감미 단백질, 다기능 항균 펩타이드 Lactoferricin B 유전자 등을 담배에 엽록체 형질전환 중이다.
또한, 엽록체는 모계유전을 하므로 꽃가루에는 외래유전자가 존재하지 않아 유전자변형작물(GMO) 환경위해성에서 가장 문제가 되는 유전자 비산 등 환경방출의 우려를 해소할 수 있다.
의약용 단백질 같은 고 부가 단백질 유전자를 엽록체에서 발현시키면 원하는 단백질을 대량생산할 수 있어 식물분자농업(plant molecular farming)의 실용화가 가능하다.
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