DMH-11 겨자

DMH - 11이라고도 알려진 다라 머스터드 하이브리드-11은 겨자 종 브라시카 융체의 유전자 변형 잡종이다. 인도의 식용유 수입 수요를 줄이기 위해 델리 대학의 디팍 페탈 교수가 개발했다. DMH - 11은 주로 Bar, Barnase 및 Barstar 유전자 시스템을 포함하는 유전자 변형 기술을 통해 생성되었다. 바나제 유전자는 남성의 불임성을 혼란시키고 바스타 유전자는 비옥한 씨앗을 생산하는 DMH - 11의 능력을 회복시킨다. 세 번째 유전자 Bar를 삽입하면 DMH - 11이 글루포신체 저항성을 담당하는 효소인 인산염-N- 아세틸-전달효소를 생산할 수 있다. 이러한 하이브리드 머스타드 품종은 주로 DMH - 11의 소비자 건강뿐만 아니라 환경에 악영향을 미칠 가능성에 대한 우려 때문에 대중의 집중적인 조사를 받았다. DMH - 11은 식품 알레르기 위험을 초래하지 않는 것으로 조사되었으며, 기존 겨자 품종보다 수확량이 증가한 것으로 나타났다. DMH - 11에 대해 실시한 현장 시험과 안전성 평가와 관련하여 상충되는 세부 사항과 결과가 상업적 자르기 승인을 지연시키고 있다.

역사

겨자는 현재 6~700만 ha의 농경지를 차지하고 있는 기름종자 작물로, 주로 인도 북서부 건조지대에 분포하고 있다.^[1] 겨자는 인도에서 가장 많이 생산되는 세 가지 기름종자 작물에 속한다.^[2] 그러나 수 년 동안 이렇다 할 증가세를 보이지 않아 750만톤 미만으로 유지되고 있다.^[3] DMH - 11 머스터드 품종은 인도가 인간의 소비를 위해 외국산 원유 수입에 의존하는 것을 줄이기 위해 개발되었다.^[4] 연간 기준으로 인도는 1450만 톤의 식용유 수입에 대략 6만 크로어(105억 달러)를 지출하고 있으며,^[5] 국내 식용유 수요의 60% 이상이 해외 공급으로만 충족되고 있다.^[2] 겨자유의 국내 생산량을 늘리면 인도의 석유 수입 의존도와 관련 비용을 크게 줄일 수 있을 것이다. 유전자이전 머스터드 품종 DMH - 11은 박사에 의해 개발되었다. Deepak Pental과 그의 동료들은 남부 캠퍼스 델리 대학의 농작물 유전자 조작 센터에 있다.^[5] DMH - 11 품종을 성공적으로 만드는 데는 14년, 약 7억의 시간이 걸렸다.^[6] 승인될 경우 DMH - 11은 인도에서 상업적으로 재배되는 최초의 유전자 변형 식품 작물이 될 것이다. DMH - 11 개발 프로젝트는 인도 국립 낙농 개발 위원회와 생명공학부(DBT)로부터 자금 지원을 받았다. ^[7]

개발

방법 및 메커니즘

유전자이전 머스터드 DMH - 11은 비병원성 토양세균으로부터 격리된 유전물질과 ^[8]주로 Barnase-Barstar 시스템을 포함하는 수분 조절을 위한 유전자이전 시스템의 기술을 사용하여 2002년에 개발되었다.^[9] 바실러스 아밀롤리케파시엔스로부터 바, 바르나세, 바르스타 등 3개의 유전자를 추출해 하이브리드 씨앗을 생산했다.^[5] 바르나세-바르스타 유전자 시스템을 유전자 변형 머스터드 라인에 도입한 주된 이유는 이성 교배와 자가 숙성을 막기 위해서였다.^[9] 바나아제 유전자를 삽입하면 겨자식물에서 수컷 생식기(팔렌알갱이)의 생성을 막아 유전적 남성 불임성을 유도한다.^[5] 한편, 바스타 유전자는 비옥한 잡종 씨앗을 생산하는 식물의 능력을 회복시키는 작용을 한다. ^[5] 겨자는 자가당착식물이기 때문에 자기당착이 발생하지 않으면 또 다른 원하는 남성부모 노선과 교차당착을 하기 어렵다. 바나제 유전자는 DMH - 11에서 남성 불임성을 유도하여 교차 수분 과정을 간소화하여 새로운 잡종 품종을 도출하였다. DMH -11을 개발하는 데 사용되는 두 부모 변종은 나그푸르 대학의 아닐 칼라트카르가 개발한 얼리 히라 돌연변이(EH -2)와 ^[10]바루나 bn 3.6이다.^[8] DHM-11의 종자 중량은 약 3.3~3.5g(0.12온스)/1000인 것으로 보고되고 있다.^[10]

DMH - 11의 글루포신체 저항은 바(Bialaphos 저항성) 유전자에 의해 발현된 효소 때문이다. 스트렙토미세스 이력서(Streptomics hygroscopicus)에서 파생된 것으로, DMH-11의 인광산염-N- 아세틸-전달효소(PAT) 합성을 위한 인코딩에서 복제된 바 유전자다. ^[11] 이 효소는 제초제 글루포신염의 활성성분인 인산화효소를 해독하는 역할을 한다.^[5] 인산염의 작용 메커니즘은 글루타민 합성효소의 억제를 수반하는 것으로 암모니아 해독을 방지하고, 그 결과 식물 세포 내에서 독성 축적을 일으킨다. 글루타민 합성효소의 억제도 글루타민 수치의 전반적인 저하를 초래한다. 식물에서 글루타민은 신호 분자 역할을 하며, 뉴클레오티드 합성을 위한 주요 아미노산 기증자 역할을 한다.^[12] 바 유전자에 의해 생성된 PAT 효소는 아세틸화를 통해 바이알라포스(인산염의 3중 전구체)를 비활성화하여 비독성 비독성 제품을 형성한다. ^[11]

안전성평가

델리대 사우스캠퍼스는 2015년 9월 유전자공학평가위원회에 DMH - 11의 환경배출허가를 요청하는 신청서를 제출했다.^[13] 머스터드 하이브리드는 상용화 이전에 인도농업연구회(ICAR) 산하에서 공식적으로 생물안전연구수준(BRL) 시험으로 알려진 제한된 생물안전 분야 평가를 받았다.^[14] 이번 재판은 2014~2015년 인도의 유전자이전제품 정점 규제기관인 유전자공학적평가위원회(GEAC)의 허가를 받아 진행됐다.^[14] DMH - 11에 대해 수행한 안전 연구는 분자 특성화, 식품 안전, 환경 안전 및 검출 프로토콜의 범주에 할당되었다.^[15] 분자 특성화에는 DMH - 11의 DNA 서열에 삽입된 Bar, Barnase 및 Barstar 유전자의 표현 연구가 포함된다. ^[15] 식품안전시험은 구성성분 및 생물정보학 분석을 사용하여 DMH - 11에서 세 가지 단백질의 독성을 검사했다. ^[15] 환경 안전 시험에서는 잡초 발생 가능성 및 DMH - 11의 공격적인 매개변수를 시험했다.^[15] 이들 안전시험의 내용과 결과는 아직 공개되지 않았다.

온라인에서 이용할 수 있는 안전성 평가의 요약본이 있지만, 원시 데이터는 환경 산림부(MoEF)가 공개하지 않고 있다. ^[16] 그것은 오직 MoEF에 애플리케이션을 통해서만 접속할 수 있다. ^[16] 'GE 머스타드의 식품 및 환경 안전 평가'라는 제목의 DMH - 11에 대한 133쪽 분량의 공식 안전 평가는 GEAC 홈페이지에 공개 피드백을 위해 업로드되었으며, GEAC는 회원들로부터 750건의 의견을 받았다.^[13] 이 의견들은 소위원회에서 검토한 후 GEAC에 제출된 최종 안전 평가 보고서에 통합되었다.^[13] 보고서는 DMH - 11이 인간의 소비에 안전하며 영양가치가 있다고 추론했다. ^[17] 아니타 프라사드 GEAC 위원장은 위원회가 DMH - 11을 아닐 마드하브 데이브 환경부 장관에게 모내기를 긍정적으로 권고할 것이라고 발표했다. ^[17]

GEAC는 처음에 상용 재배에 대해 DMH - 11을 허가했지만, 그들은 상용화 전에 곤충 꽃가루 매개체, 특히 꿀벌, 토양 미생물 다양성에 대한 DMH - 11의 효과와 관련된 추가 데이터가 필요하다고 결정하면서 승인을 철회했다. ^[18] 델리 대학의 농작물 유전자 조작 센터는 유전자 변형 머스타드가 꿀벌에 미치는 영향을 시험하기 위해 델리와 펀자브에 DMH - 11층 재배 허가를 신청했다. ^[18] 2018년 3월 유전공학 감정위원회는 DMH - 11이 꿀벌과 다른 수분 곤충에 미치는 잠재적 영향을 조사하기 위한 현장 연구를 승인했다. ^[19] 현장시험은 펀자브 농업대학과 인도농업연구소에서 진행된다. ^[19]

논란

건강 효과

명예로운 인도 대법원은 2013년 보고서에서 제초제 내성 유전자 변형 작물에 대한 전면 금지를 권고했던 기술 전문가 위원회(TEC)를 임명했다.^[20] TEC가 인용한 이유 중 하나는 농부들이 농작물에 제초제를 아낌없이 발라 결과적으로 건강에 부정적인 영향을 미칠 가능성이었다.^[20]

생태효과

DMH - 11이 상용화되는 주요 이유는 '슈퍼 잡초'의 잠재적 형성 때문이다. DMH - 11은 Glufosinate 내성이며, 따라서 농부들이 상용화에 따라 제초제를 자유롭게 살포하도록 권장하는 것으로 생각된다. 이것은 잡초에 인위적인 선택 압력을 유발하며, 이는 글루포시네이트 내성 잡초 종의 출현을 초래할 수 있다.^[20] 그러나 DMH - 11이 상업적으로 재배되는 것과 관련하여 가장 큰 우려는 DMH-11과 야생 개체군 사이의 교차 수분작용을 통해 브라시카 종의 풍부한 생물 다양성에 대한 잠재적 유전자 오염이다.^[20] 겨자 식물은 바람과 곤충 매개 수분 작용을 받는다. 교차하는 것이 쉽기 때문에, 야생 품종과 길들여진 육지로 이루어진 인도의 풍부한 겨자 세균이 불가역적으로 오염될 가능성이 있다. ^[20]

사회적 경제적 효과

2004년 농업생명공학 태스크포스(TF) 위원장은 인도의 많은 농촌 여성들이 하는 일인 수동 제초제의 필요성을 없애기 때문에 제초제 내성 작물의 상용화에 반대할 것을 권고했다.^[20] 지속가능하고 총체적인 농업 동맹의 카비타 쿠루간티에 의해 DMH - 11의 25%까지 성장하면 많은 여성들이 4.25일 동안 크로아티아 고용을 잃게 될 것으로 추정되었다.^[21]

인도 전역의 DMH - 11의 상품화에 반대하는 또 다른 이유는 과거 GM 작물, 특히 마하라슈트라에 있는 Bt 면화에 대한 부정적인 경험 때문이다. BT 면화의 저조한 실적과 다수의 농민 자살, 특히 2004년의 자살 사이에는 제안된 연관성이 있었다.^[22][23] DMH - 11명의 시위자들은 터무니없이 높은 종자 가격과 낮은 수확량 그리고 함께 경제적 어려움, 경제적 스트레스 그리고 농민들의 더 많은 자살로 이어질 수 있다고 믿는다.^[24] 그러나 GE 작물 재배와 농부 자살 사이의 연관성은 인도 내 농업 생명공학에 대한 일반적인 논의 지점으로 사용되었음에도 불구하고 이용 가능한 데이터에 의해 입증되지 않는 것으로 나타났다.^[25][22]

퍼포먼스

양보

DMH - 11은 인도 최고의 일부 품종에 대해 19%~40% 범위에서 수율 이질성을 입증했다.^[26] 그러나, 잡종에서 잘 발달되지 않고 표현되지 않는 것으로 밝혀진 두 가지 특성이 있는데, 바로 씨앗 크기와 실리카 길이다.^[26] 이 두 가지 특성은 모두 중요한 항복 요소들이다. 현장 조건 하에서 실시된 또 다른 다중 현장 실험에서는 DMH - 11이 기존 겨자 품종 변종보다 30% 더 많은 수율을 생산한다는 것을 발견했다.^[27]

알레르기성 잠재력

DMH - 11은 CODEX 및 ICMR 지침에 따른 생물정보학 비교를 이용한 식품 알레르기 유발성 테스트도 실시하여 Bar, Barnase, Bastar 단백질의 아미노산 염기서열이 잠재적 알레르겐인지 여부를 검사하였다.^[9] 이 테스트는 세 가지 단백질의 아미노산 염기서열과 다른 알려진 첨가 알레르겐 염기서열 사이의 유사성을 확인함으로써 수행되었다.^[9] 세 유전자의 DNA 삽입 부위의 잠재적 개방 판독 프레임은 AllergenOnline.org 데이터베이스에 있는 기존 알레르기 유발물질과 유사성을 평가하였다.^[9] 연구 결과는 DMH - 11이 소비자에게 식품 알레르기의 위험을 전혀 나타내지 않는다는 것을 발견했다.^[9] 인간 혈청 IgE 테스트를 수행하는 것과 같은 DMH - 11에 대한 추가 실험이 제안되었다. ^[9]

참조