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유전자 조작 생물

Genetically modified organism

유전자변형생물(GMO)은 유전공학 기술을 사용하여 유전물질이 변경유기체를 말한다.유전자 변형 유기체의 정확한 정의와 유전자 공학을 구성하는 것은 다양하며, 가장 일반적인 것은 "교미 및/또는 자연 재조합에 의해 자연적으로 발생하지 않는" 방식으로 변경된 유기체이다.동물에서 식물, 미생물에 이르기까지 다양한 생물들이 유전자 변형되었다.유전자는 같은 종 내에서, 다른 종 에, 그리고 심지어 왕국을 통해서이전되어 왔다.새로운 유전자가 도입되거나 내인성 유전자가 강화, 변형 또는 녹아웃될 수 있다.

유전자 변형 유기체를 만드는 것은 다단계 과정이다.유전공학자는 숙주 유기체에 삽입하고 싶은 유전자를 분리하여 프로모터, 터미네이터 영역, 그리고 종종 선택 가능한 마커를 포함한 다른 유전 요소와 결합해야 합니다.분리된 유전자를 숙주 게놈에 삽입하기 위한 많은 기술이 이용 가능하다.유전자 편집 기술, 특히 CRISPR을 사용한 최근의 발전은 GMO의 생산을 훨씬 더 단순하게 만들었다.허버트 보이어와 스탠리 코헨은 1973년 항생제 카나마이신에 내성이 있는 박테리아인 최초의 유전자 변형 유기체를 만들었다.최초의 유전자 변형 동물인 쥐는 1974년 루돌프 재니쉬에 의해 만들어졌고, 최초의 식물은 1983년에 생산되었다.1994년, 최초의 유전자 변형 식품인 플라브르 사브르 토마토가 출시되었습니다.가장 먼저 상업화된 유전자 조작 동물은 글로피쉬(2003)였고, 2015년 식품 사용이 승인된 최초의 유전자 조작 동물은 아쿠어드밴티지 연어였다.

박테리아는 가장 쉽게 조작할 수 있는 유기체이며 연구, 식품 생산, 산업 단백질 정제, 농업, 그리고 예술에 사용되어 왔다.환경이나 약으로 사용할 수 있는 가능성이 있습니다.균류는 거의 같은 목표를 가지고 만들어 졌다.바이러스는 유전자 정보를 다른 유기체에 삽입하는 벡터로서 중요한 역할을 한다.이 사용은 특히 인간 유전자 치료와 관련이 있다.바이러스에서 치명적인 유전자를 제거하여 백신을 만들자는 제안이 있다.식물은 과학적 연구, 식물에 새로운 색을 만들고 백신을 전달하며 향상된 작물을 만들기 위해 개발되었습니다.유전자 조작 작물은 인간의 건강과 환경 면에서 가장 [1]큰 이점을 가지고 있음에도 불구하고 공개적으로 가장 논란이 많은 유전자 조작 작물이다.대부분은 제초제 내성이나 벌레에 대한 내성을 갖도록 설계되어 있다.황금쌀영양가치를 높이는 세 가지 유전자로 제작되었다.GM 작물에 대한 다른 전망은 바이오 의약품, 바이오 연료 또는 의약품 생산의 바이오 요인이다.

동물들은 일반적으로 변형이 훨씬 더 어려우며 대다수의 동물들은 아직 연구 단계에 있다.포유류는 인간에게 가장 좋은 모델 유기체이며, 심각한 인간의 질병을 닮도록 유전적으로 조작된 유기체를 치료제의 발견과 개발에 중요하게 만든다.포유류에서 발현되는 인간 단백질은 식물이나 미생물에서 발현되는 단백질보다 자연 단백질과 더 유사할 가능성이 높다.가축은 성장률, 육질, 우유 성분, 질병 내성, 생존 등 경제적으로 중요한 특성을 개선하기 위해 변형된다.유전자 변형 물고기는 과학 연구, 애완동물, 그리고 식량원으로 사용된다.유전자 공학은 많은 치명적인 질병의 매개체인 모기를 제어하는 방법으로 제안되어 왔다.인간 유전자 치료는 아직 비교적 새로운 것이지만, 심각한 복합 면역 결핍과 레버 선천성 암아로시스 같은 유전 질환 치료에 사용되어 왔다.

GMO의 개발, 특히 그 상용화에 대해서는 많은 반론이 제기되어 왔다.이들 중 상당수는 유전자 조작 작물과 관련된 것이며, 유전자 조작 작물로 생산된 식품이 안전한지 여부와 재배하는 것이 환경에 어떤 영향을 미칠지 등에 관한 것이다.다른 우려 사항은 규제 당국의 객관성과 엄격함, 유전자 조작되지 않은 식품의 오염, 식품 공급의 통제, 생명체의 특허지적 재산권의 사용이다.비록 현재 유전자 조작 작물에서 유래한 식품이 기존의 식품보다 인간의 건강에 더 큰 위험을 끼치지 않는다는 과학적 합의가 있지만, 유전자 조작 식품 안전은 비평가들에게 주요한 문제이다.유전자 흐름, 비표적 유기체에 대한 영향, 그리고 탈출이 주요한 환경 문제이다.각국은 이러한 우려에 대처하기 위해 규제 수단을 채택하고 있다.국가 간 GMO 방출 규제에는 차이가 있으며, 미국과 유럽 간에 가장 현저한 차이 중 일부가 발생한다.규제당국에 관한 주요 쟁점에는 유전자 조작 식품에 라벨을 붙여야 하는지 여부와 유전자 조작 유기체의 상태가 포함된다.

정의.

유전자 변형 유기체(GMO)의 정의는 명확하지 않고 국가, 국제기구 및 다른 지역사회에 따라 매우 다양하다.가장 광범위한 GMO의 정의는 유전자를 바꾼 모든 것을 포함할 수 있습니다.[2][3] 자연에 의해서도 마찬가지입니다.좀 더 넓은 관점에서 보면, 모든 농작물과 가축을 포함한 인간에 의해 유전자가 변경된 모든 유기체를 포괄할 수 있다.1993년, 브리태니커 백과사전은 유전자 공학을 "그들 중 다양한 범위의 인공 수정, 시험관 아기들, 정자 은행, 복제, 그리고 유전자 조작"[4]이라고 정의했다.유럽 연합(EU)초기 리뷰에서, 특별히 유전자 변형 농산물 이 정의"선택적 사육과 인공적인 선택의 다른 수단"[5] 분비되는 즉시 예외의 번호와 농업 과학계의 압력뿐만 아니라 develo의 결과 추가로 조정되었다 언급하는 광범위한 정의를 포함했다.오후과학의 요소들.EU의 정의는 나중에 전통적인 번식, 시험관내 수정, 다배체 유도, 돌연변이 번식, 그리고 [6][7][8]그 과정에서 재조합 핵산이나 유전자 변형 유기체를 사용하지 않는 세포 융합 기술을 제외했다.

다른 접근법은 식량농업기구, 세계보건기구, 유럽위원회가 제공한 정의로, 생물은 "교미 및/또는 자연 [9][10][11]재조합에 의해 자연적으로 발생하지 않는" 방식으로 변화해야 한다고 명시했다.수평 유전자 이식이 비교적 일반적인 자연 현상인 것을 발견하는 등 과학의 진보는 "자연적으로 일어나는 일"에 대한 혼란을 가중시켰고, 이는 추가적인 조정과 [12]예외로 이어졌다.이 정의에 부합하지만 일반적으로 GMO로 [13]간주되지 않는 작물의 예가 있다.예를 들어,[14] 곡물 작물 삼중수소는 게놈을 변경하기 위해 다양한 기술을 사용하여 1930년 실험실에서 완전히 개발되었다.

유전자 조작 유기체(GEO)는 생명공학으로 [15][7]직접 조작한 유기체의 게놈을 설명할 때 GMO에 비해 더 정확한 용어라고 볼 수 있다.카르타헤나 바이오 안전성 프로토콜은 2000년 동의어 생물변형생물(LMO)을 사용했으며 "현대 생명공학을 [16]통해 얻은 유전물질의 새로운 조합을 가진 모든 생물"로 정의했다.현대 생명공학은 더 나아가 "재조합 디옥시리보핵산(DNA)과 세포나 세포기관에 핵산을 직접 주입하거나 분류학적 [17]과를 넘어서는 세포의 융합을 포함한 시험관내 핵산 기술"로 정의된다.

원래 GMO라는 용어는 GMO의 사용이 대중 [18]매체에서 보편화되기 전까지는 유전 공학 유기체를 묘사하기 위해 과학자들에 의해 전형적으로 사용되지 않았다.미국 농무부(USDA)는 유전자 공학 또는 전통적인 방법에 의해 도입된 유전적인 변화를 가진 식물 또는 동물로 GMO를 간주하는 반면, GEO는 특히 유전자 변형과 같은 재조합 DNA 기술을 사용하여 도입, 제거 또는 재배열된 유전자를 가진 유기체를 언급합니다.를 클릭합니다.[19]

이 정의는 제품보다 프로세스에 더 초점을 맞추고 있으며, 이는 유전자형과 표현형이 [20][21]매우 유사한 GMOS와 비GMO가 존재할 수 있다는 것을 의미합니다.이것은 과학자들이 모든 다른 종류의 유전자변형농산물을 하나의 공통된 [23]정의로 묶는 것은 불가능하다고 말하면서, 과학적으로 의미 없는 [22]범주라고 이름 붙이도록 만들었다.그것은 또한 유전자변형농산물을 [24][25]금지하려는 유기농 기관과 단체들에게 문제를 야기했다.또한 새로운 프로세스가 개발될 때 문제가 발생합니다.현재의 정의는 게놈 편집이 대중화되기 에 나왔고 유전자변형농산물에 대한 약간의 혼란이 있다.EU는[26] 유전자변이를 통해 얻은 유기물을 포함하도록 GMO 정의를 변경하고 있다고 판단했지만, 그 '긴 안전 기록'과 '종래에는 여러 용도로 사용되고 있다'[8]는 이유로 규제 대상에서 제외했다.이와는 대조적으로 USDA는 유전자 편집 유기체는 GMO로 [27]간주되지 않는다고 판결했다.

식품 마케팅의 다양한 "비 GMO" 또는 "GMO-free" 라벨링 체계와 더 큰 불일치와 혼란은 유기 물질과 유전 물질을 포함하지 않는 물이나 소금과 같은 제품(따라서 정의에 따라 유전적으로 변형될 수 없음)조차 "도덕적"이라는 인상을 만들기 위해 라벨링되고 있다.건강합니다.[28][29][30]

생산.

유전자 총은 생물학을 이용하여 식물 조직에 DNA를 삽입한다.

유전자 변형 유기체를 만드는 것은 다단계 과정이다.유전공학자는 숙주 유기체에 삽입하고 싶은 유전자를 분리해야 한다.이 유전자는 세포에서[31] 추출되거나 인공적으로 [32]합성될 수 있다.만약 선택된 유전자나 기증자의 게놈이 잘 연구되었다면, 이미 유전자 라이브러리에서 접근할 수 있을 것이다.그리고 나서 그 유전자는 프로모터와 터미네이터 영역과 선택 가능[33]마커를 포함한 다른 유전 요소들과 결합된다.

분리된 유전자를 숙주 게놈에 삽입하기 위한 많은 기술이 이용 가능하다.박테리아가 외부 DNA를 흡수하도록 유도될 수 있는데, 보통 노출되는 열 충격이나 전기 [34]파괴에 의해 유발될 수 있다.DNA는 일반적으로 미세 주입을 사용하여 동물 세포에 삽입되는데, 여기서 세포 핵 외피를 통해 직접 주입되거나 바이러스 [35]벡터를 사용하여 주입될 수 있습니다.식물에서 DNA는 종종 아그로박테륨 매개 재조합,[36][37] 생물학[38] 또는 전기학으로 삽입된다.

오직 하나의 세포만이 유전 물질로 변형되기 때문에, 유기체는 그 단일 세포에서 재생되어야 한다.식물에서 이것은 조직 [39][40]배양에 의해 달성된다.동물에서는 삽입된 DNA가 배아줄기세포[36]존재하는지 확인하는 것이 필요하다.PCR, Southern HybridationDNA Sequencing사용하여 유기체가 새로운 [41]유전자를 가지고 있는지 확인하기 위한 추가 시험을 실시한다.

전통적으로 새로운 유전 물질은 숙주의 게놈 안에 무작위로 삽입되었다.이중가닥 절단을 만들어 세포 자연적 상동 재조합 복구 시스템을 활용하는 유전자 표적화 기술은 정확한 위치에 삽입하는 것을 목표로 개발되었습니다.게놈 편집은 인공적으로 조작된 핵산가수분해효소를 사용하여 특정 지점에서 파괴를 일으킨다.공학적 핵산가수분해효소에는 메가핵산가수분해효소,[42][43] 아연 핑거 핵산가수분해효소,[44][45] 전사활성화제 유사 이펙터 핵산가수분해효소(TALENs)[46][47] 및 Cas9-가이드의 네 가지 종류가 있다.RNA 시스템(CRISPR에서 [48][49]채택됨).TALEN과 CRISPR은 가장 일반적으로 사용되는 두 가지이며 각각 고유한 [50]장점이 있습니다.TALEN은 타겟의 특수성이 높은 반면 CRISPR은 설계하기 쉽고 [50]효율적입니다.

역사

허버트 보이어(사진)와 스탠리 코헨은 1973년 최초의 유전자 변형 유기체를 만들었다.

인간은 기원전 12,000년 경부터 선택적 [51]: 25 교배 또는 인위적 선택을 사용하여 식물과 동물을 길들였다.원하는 특성을 가진 유기체(그리고 원하는 유전자를 가진 유기체)가 다음 세대를 번식시키기 위해 사용되고 그 특성이 없는 유기체가 번식되지 않는 선택적 번식 과정은 유전자 변형 [52]: 1 [53]: 1 현대 개념의 전조이다.유전학의 다양한 발전으로 인간은 DNA를 직접 바꾸게 되었고, 따라서 유기체의 유전자를 바꾸게 되었다.1972년 버그는 원숭이 바이러스의 DNA와 람다 [54][55]바이러스의 DNA를 결합하면서 최초의 재조합 DNA 분자를 만들었다.

허버트 보이어와 스탠리 코헨은 [56]1973년에 최초의 유전자 변형 유기체를 만들었다.그들은 항생제 카나마이신에 대한 내성을 제공하는 박테리아로부터 유전자를 추출하여 플라스미드에 삽입한 후 다른 박테리아가 플라스미드를 포함하도록 유도했다.플라스미드를 성공적으로 도입한 박테리아는 카나마이신의 [57]존재 하에서 살아남을 수 있었다.Boyer와 Cohen은 박테리아에서 다른 유전자를 발현시켰다.이것은 1974년 두꺼비 Xenopus laevis의 유전자를 포함했고, 다른 [58]왕국의 유기체에서 유전자를 발현하는 최초의 유전자 변형 농산물을 만들었다.

1974년, Rudolf Jaenish는 최초의 유전자 변형 동물을 만들었다.

1974년, 루돌프 재니쉬는 외래 DNA를 배아에 도입하여 트랜스제닉 쥐를 만들어 세계 최초의 트랜스제닉 [59][60]동물로 만들었다.그러나 트랜스제닉[61][62]자손에게 전달하는 트랜스제닉 생쥐가 개발되기까지는 8년이 더 걸렸다.유전자 조작 쥐는 1984년에 복제 종양 유전자를 운반하는 생쥐가 개발되어 암에 [63]걸리게 되었다.유전자를 제거한 는 1989년에 만들어졌다.최초의 유전자 변형 가축은 1985년에[64] 생산되었고 그들의 우유에서 유전자 변형 단백질을 합성한 최초의 동물은 1987년에 [65]쥐였다.이 쥐들은 [66]혈전을 분해하는 데 관여하는 단백질인 인간 조직 플라스미노겐 활성제를 생성하도록 설계되었다.

1983년, 최초의 유전공학 공장이 마이클 W. 베번, 리차드 B에 의해 개발되었습니다. 플라벨메리-델 칠튼입니다그들은 항생제 내성 유전자에 의해 변형된 아그로박테륨에 담배를 감염시켰고 조직 배양 기술을 통해 내성 [67]유전자를 가진 새로운 식물을 재배할 수 있었다.유전자 총은 1987년에 발명되어 아그로박테륨 [68]감염에 걸리지 않는 식물의 변형을 가능하게 했다.2000년에 비타민 A가 풍부한 황금 은 영양가가 [69]상승한 최초의 식물이었다.

1976년 허버트 보이어와 로버트 스완슨에 의해 최초의 유전공학 회사인 제넨텍이 설립되었고, 1년 후, 이 회사는 대장균에서 인간 단백질(소마토스타틴)을 생산하였다.Genentech는 [70]1978년 유전자 조작 인간 인슐린의 생산을 발표했다.Humulin이라는 이름의 박테리아에 의해 생산된 인슐린은 [71]1982년 식품의약국에 의해 방출이 승인되었다.1988년,[72] 최초의 인간 항체가 식물에서 생산되었다.1987년, 캘리포니아의 한 딸기밭과 감자밭에 [74]Pseudomonas 주사기의 변종이 살포되면서 환경에 방출된[73] 최초의 유전자 변형 유기체가 되었다.

최초의 유전자 변형 작물인 항생제 내성 담배 식물은 [75]1982년에 생산되었다.중국은 1992년 [76]바이러스 내성 담배를 도입하면서 트랜스제닉 식물을 가장 먼저 상용화한 나라다.1994년 Calgene은 최초의 유전자 변형 [77]식품인 Flavr Savr 토마토를 상업적으로 출시하는 승인을 얻었다.또한 1994년 유럽연합은 제초제 브로목실닐에 내성을 갖도록 설계된 담배를 승인하여 유럽에서 [78]최초로 유전자 공학을 통해 상업화된 작물이 되었다.1995년에 [79]방충 감자가 미국에서 출시되었고, 1996년까지 EU와 [80]6개국에서 8개의 유전자 변형 작물과 1개의 꽃 작물(카네이션)을 상업적으로 재배하는 것이 승인되었습니다.

2010년, J. 크레이그 벤터 연구소의 과학자들은 그들이 최초의 합성 박테리아 게놈을 만들었다고 발표했다.그들은 그것을 신시아라고 이름 지었고 그것은 세계 최초[81][82]합성 생명체였다.

가장 먼저 상업화된 유전자 변형 동물은 형광 유전자가 첨가된 제브라 물고기인 글로피쉬로 자외선 아래서 어둠 속에서 빛을 [83]발할 수 있다.그것은 [84]2003년에 미국 시장에 출시되었습니다.2015년, 아쿠어드밴티지 연어는 유전자 조작 동물 최초로 식품 사용이 [85]허가되었다.승인은 파나마에서 사육되어 미국에서 [85]판매되는 물고기에 대한 것입니다.이 연어는 태평양 치누크 연어의 성장호르몬 조절 유전자와 바다 주둥이의 프로모터로 봄과 [86]여름뿐만 아니라 일년 내내 자랄 수 있도록 변형되었다.

박테리아

왼쪽: 주변 조명 아래에서 pGLO로 변형된 세균
오른쪽 : pGLO를 자외선 아래에서 시각화하여 변형시킨 세균

박테리아는 염색체를 [87]수정하는 것이 비교적 쉽기 때문에 실험실에서 유전적으로 변형된 최초의 유기체였다.이러한 용이성은 그들을 다른 유전자변형농산물을 만드는 중요한 도구로 만들었다. 다양한 유기체의 유전자와 다른 유전 정보는 플라스미드에 추가될 수 있고 저장과 수정을 위해 박테리아에 삽입될 수 있다.박테리아는 값이 싸고, 생육이 쉽고, 복제성이 있으며, 증식 속도가 빠르며, -80°C에서 거의 무기한으로 저장될 수 있습니다.일단 유전자가 분리되면 그것은 박테리아 안에 저장될 수 있고,[88] 연구를 위한 무한한 공급을 제공한다.많은 수의 맞춤형 플라스미드는 박테리아에서 추출한 DNA를 비교적 [89]쉽게 조작할 수 있게 한다.

이것의 사용 편의성은 유전자 기능과 진화를 연구하는 과학자들에게 좋은 도구가 되었다.가장 단순한 모델 유기체는 박테리아로부터 유래하며, 분자 생물학에 대한 우리의 초기 이해는 [90]대장균 연구에서 비롯된다.과학자들은 박테리아의 유전자를 쉽게 조작하고 결합해 새로운 단백질이나 파괴된 단백질을 만들고 이것이 다양한 분자 시스템에 미치는 영향을 관찰할 수 있다.연구자들은 박테리아와 고세균의 유전자를 결합해 이 두 가지가 [91]과거에 어떻게 분리됐는지에 대한 통찰력을 이끌어냈다.합성생물학 분야에서, 그것들은 게놈 합성에서부터 새로운 뉴클레오티드를 [92][93][94]만드는 것까지 다양한 합성 접근법을 테스트하는데 사용되어 왔다.

박테리아는 오랫동안 식품 생산에 사용되어 왔으며, 산업적인 규모로 특정 품종이 개발되어 선정되었습니다.그것들은 효소, 아미노산, 조미료, 그리고 음식 생산에 사용되는 다른 화합물들을 생산하는데 사용될 수 있다.유전공학의 출현과 함께, 새로운 유전자 변화가 이 박테리아에 쉽게 도입될 수 있다.대부분의 음식물을 생산하는 박테리아는 젖산균이며, 이것은 유전자 조작으로 음식을 생산하는 박테리아에 대한 대부분의 연구가 이루어진 곳이다.박테리아는 보다 효율적으로 작동하고, 독성 부산물 생산을 줄이고, 생산량을 늘리고, 개선된 화합물을 만들고, 불필요[95]경로를 제거하기 위해 수정될 수 있습니다.유전자 조작 박테리아로부터의 식품은 녹말을 단당으로 변환하는 알파-아밀라아제, 치즈를 만들기 위해 우유 단백질을 응집시키는 키모신, 과일 주스 [96]투명도를 향상시키는 펙틴에스테라아제포함한다.대부분은 미국에서 생산되고 있으며 유럽에서의 생산을 허용하는 규제가 시행되고 있지만 2015년 현재 유럽에서는 [97]박테리아로부터 유래한 식품을 구할 수 없다.

유전자 조작 박테리아는 산업용으로 많은 양의 단백질을 생산하기 위해 사용된다.일반적으로 단백질을 코드하는 유전자가 활성화되기 전에 세균을 대량으로 배양한다.그런 다음 박테리아를 채취하고 원하는 단백질을 [98]정제합니다.추출과 정제 비용이 높기 때문에 고부가가치 제품만 산업 [99]규모로 생산되고 있습니다.이 제품들의 대부분은 [100]약에 사용되는 인간 단백질이다.이 단백질들 중 다수는 자연적 방법으로 얻기가 불가능하거나 어려우며 병원균에 오염될 가능성이 낮아 더 [98]안전하다.유전자 변형 박테리아는 [101]당뇨병을 치료하기 위한 단백질 인슐린을 생산하기 위해 처음으로 의학적 용도로 사용되었습니다.생산되는 다른 약품들은 [102]혈우병을 치료하기 위한 응고인자, 다양한 형태의 [103][104]왜소증을 치료하기 위한 인간 성장호르몬, 일부 암을 치료하기 위한 간섭인자, 빈혈 환자를 위한 에리트로포이에틴, 그리고 [98]혈전을 용해시키는 조직 플라스미노겐 활성인자를 포함한다.의약품 이외에도 바이오 [105]연료를 생산하기 위해 사용되어 왔다.비용을 절감하고 [99]더 많은 제품의 생산을 경제적으로 만들기 위해 박테리아 내에서 세포외 발현 시스템을 개발하는 것에 관심이 있다.

마이크로바이옴이 인간의 건강에 미치는 역할을 더 잘 이해함으로써, 박테리아 자체를 치료제로 유전적으로 변화시킴으로써 질병을 치료할 수 있는 가능성이 있다.아이디어에는 장내 박테리아가 해로운 박테리아를 파괴하도록 바꾸거나 부족한 효소나 단백질을 대체하거나 증가시키기 위해 박테리아를 사용하는 것이 포함된다.한 가지 연구의 초점은 자연적으로 HIV에 대해 어느 정도 보호를 제공하는 박테리아인 유산균을 이 보호를 더욱 강화할 유전자로 수정하는 것이다.만약 그 세균이 환자 내부에서 집락을 형성하지 않는다면, 그 사람은 필요한 양을 얻기 위해 변형된 박테리아를 반복적으로 섭취해야 한다.박테리아가 군집을 형성할 수 있도록 하는 것은 보다 장기적인 해결책을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 박테리아와 인체 간의 상호작용이 전통적인 약물에 비해 잘 알려져 있지 않기 때문에 안전에 대한 우려도 제기할 수 있다.다른 박테리아에 대한 수평적 유전자 이동이 알려지지 않은 영향을 미칠 수 있다는 우려가 있다.2018년 현재 이러한 [106]치료제의 효과와 안전성을 테스트하는 임상시험이 진행 중이다.

한 세기 이상 동안 박테리아가 농업에 사용되어 왔다.농작물은 생산을 늘리거나 원래 서식지에서 자라도록 하기 위해 뿌리 공포증(그리고 최근에는 아조스피룸)을 접종했다.바실러스 튜링기엔시스(Bt)와 다른 박테리아를 바르면 농작물의 병충해와 식물병해로부터 농작물을 보호할 수 있다.유전자 공학이 발전함에 따라, 이 박테리아들은 효율을 높이고 숙주의 범위를 넓히기 위해 조작되었다.또한 세균의 확산을 추적하는 데 도움이 되는 표식도 추가되었다.특정 작물을 자연적으로 군집화하는 박테리아도 일부 경우에는 해충의 저항성을 담당하는 BT 유전자를 발현시키기 위해 수정되었다.슈도모나스 균주는 물을 으로 만들어 주변의 얼음 결정체에 서리 피해를 입힌다.이것은 얼음 형성 유전자를 제거한 얼음-마이너스 박테리아의 발달로 이어졌다.작물에 적용하면 수정되지 않은 박테리아와 경쟁할 수 있고 성에에 대한 [107]내성을 어느 정도 부여할 수 있습니다.

이 작품은 8가지 색상의 형광단백질을 표현하기 위해 박테리아를 변형하여 제작되었습니다.

유전자 변형 박테리아에 대한 다른 용도로는 박테리아가 오염 물질을 덜 독성이 있는 형태로 바꾸기 위해 사용되는 생물적 매개가 있다.유전자 공학은 독소를 분해하거나 환경 [108]조건 하에서 박테리아를 더 안정적으로 만드는 데 사용되는 효소의 수치를 증가시킬 수 있다.바이오아트는 또한 유전자 변형 박테리아를 사용하여 만들어졌다.1980년대에 예술가데이비스유전학자 다나 보이드는 여성성에 대한 게르만 기호( for)를 이진 코드로 변환한 후 DNA 배열로 변환했는데,[109] 이는 대장균으로 표현되었다.이것은 2012년에 한 걸음 더 나아가서,[110] 책 전체가 DNA에 암호화되었다. 또한 그림은 형광 [109]단백질로 변형된 박테리아를 사용하여 제작되었다.

바이러스

바이러스는 유전자 정보를 다른 유기체에 삽입하기 위한 벡터로 사용될 수 있도록 종종 변형된다.이 과정은 변환이라고 불리며 만약 성공한다면 도입된 DNA의 수용자는 유전자변형농산물이 된다. 바이러스마다 효율성과 능력이 다르다.연구원들은 이것을 표적 위치, 삽입 크기, 유전자 발현 기간을 포함한 다양한 요소들을 통제하기 위해 사용할 수 있다.유전자가 효과적으로 전달될 수 있도록 [111]하는 동안 바이러스에 내재된 위험한 염기서열은 제거되어야 한다.

바이러스 벡터는 거의 모든 유기체에 DNA를 삽입하기 위해 사용될 수 있지만, 그것은 특히 인간의 질병을 치료할 수 있는 잠재력과 관련이 있다.비록 여전히 주로 [112]시험 단계에 있지만, 결함이 있는 유전자를 대체하기 위해 유전자 치료를 사용하는 것이 몇 가지 성공적이었다.1999년 Jesse Gelsinger의 사망과 함께 일부 ADA-SCID 환자의[114] 백혈병 발병은 수년간 [115]이 접근법의 개발을 지연시켰지만, 이는 아데노신 탈아미나아제 결핍증(ADA-SCID)[113]에서 증가한 중증 복합 면역 결핍증 환자 치료에서 가장 명백하다.2009년, 레버 선천성 자외선을 가진 8세 소년이[115] 정상 시력을 회복하고 2016년 글락소스미스클라인은 ADA-SCID [113]유전자 치료제 상용화를 승인받으면서 또 다른 돌파구를 마련했다.2018년 현재 혈우병, 교아종, 만성 육아종, 낭포성 섬유증 및 각종 [114]치료 등 상당한 수의 임상시험이 진행 중이다.

유전자 전달에 사용되는 가장 흔한 바이러스는 비록 숙주에서 면역 반응을 유도하고 단지 단기적인 발현만을 제공하는 것으로 알려져 있지만, 그들은 최대 7.5kb의 외래 DNA를 운반하고 비교적 광범위한 숙주 세포를 감염시킬 수 있기 때문에 아데노 바이러스로부터 온다.다른 일반적인 벡터는 아데노 관련 바이러스로, 독성은 낮고 발현이 길지만,[114] 약 4kb의 DNA만 운반할 수 있습니다.단순 헤르페스 바이러스는 다른 [116]벡터보다 유전자 전달에 덜 효율적이지만 30kb 이상의 운반 능력을 가지고 장기 발현을 제공하는 유망한 벡터를 만듭니다.유전자를 숙주 게놈에 장기간 통합하기 위한 가장 좋은 벡터는 레트로바이러스이지만 이들의 무작위 통합 성향은 문제가 있다.렌티바이러스는 레트로바이러스와 같은 과에 속하며, 레트로바이러스는 분열세포와 비분열세포를 모두 감염시킬 수 있는 장점이 있는 반면 레트로바이러스는 분열세포만을 대상으로 한다.벡터로 사용된 다른 바이러스로는 알파바이러스, 플라비바이러스, 홍역 바이러스, 랩도바이러스, 뉴캐슬병 바이러스, 독스바이러스,[114] 피코나바이러스가 있다.

대부분의 백신은 어떤 방식으로든 약해지거나, 비활성화되거나, 약해지거나, 죽임으로써 그들의 치명적인 특성이 더 이상 효과적이지 않은 바이러스로 구성되어 있다.유전공학은 이론적으로 치명적인 유전자를 제거한 바이러스를 만드는 데 사용될 수 있다.이것은 바이러스의 감염성에 영향을 주지 않고, 자연적인 면역 반응을 일으키며, 다른 백신과 함께 발생할 수 있는 독성 기능을 회복할 가능성은 없다.따라서 비표적 감염, 잠재적 부작용, [117]다른 바이러스로의 수평적 유전자 이동에 대한 우려가 남아있지만, 그들은 일반적으로 기존 백신보다 안전하고 효율적인 것으로 여겨진다.또 다른 잠재적 접근법은 이용 가능한 백신이 없거나 에이즈, 말라리아, [118]결핵같이 효과적으로 작동하지 않는 백신을 위한 새로운 백신을 만들기 위해 벡터를 사용하는 것입니다.결핵에 대한 가장 효과적인 백신인 BCG(Bacillus Calmette-Guérin) 백신은 부분적인 보호만 제공합니다.M결핵항원을 발현하는 변형백신은 BCG [119]보호를 강화할 수 있다.초기에 [120]기대했던 것만큼 효과적이지는 않지만 2단계 임상시험에서 사용해도 안전한 것으로 나타났다.다른 벡터 기반 백신들은 이미 승인되었고 더 많은 백신들이 [118]개발되고 있다.

유전자 변형 바이러스의 또 다른 잠재적인 용도는 질병을 직접 치료할 수 있도록 바이러스를 변형시키는 것이다.이것은 보호 단백질의 발현을 통해서나 감염된 세포를 직접 겨냥함으로써 일어날 수 있다.2004년, 연구원들은 암세포의 이기적인 행동을 이용하는 유전자 변형 바이러스가 [121][122]종양을 죽이는 다른 방법을 제공할 수 있다고 보고했다.그 이후로, 몇몇 연구자들은 다양한 종류[123][124][125][126][127]암을 치료하기 위한 가능성을 보여주는 유전자 변형 온콜리제 바이러스를 개발했다.2017년, 연구원들은 시금치 디펜신 단백질을 발현하기 위해 바이러스를 유전자 변형시켰다.이 바이러스는 2005년 [128]이후 오렌지 생산량을 70%나 줄인 감귤류 녹색병과 싸우기 위해 오렌지 나무에 주입되었다.

점액종증토끼 출혈성 질환과 같은 자연 바이러스 질환은 해충 개체 수를 조절하는 데 사용되어 왔다.시간이 흐르면서 살아남은 해충들은 내성을 갖게 되고, 연구자들이 다른 방법을 찾도록 이끈다.연구실에서는[129] 면역체제를 통해 표적동물을 불임으로 만드는 유전자 조작 바이러스도 [130]개발됐다.바이러스의[129] 억제와 [131]이종간 감염에 관해서, 이 어프로치를 사용하는 것에 염려가 있다.경우에 따라서는 대조적인 목적으로 같은 바이러스가 수정될 수 있습니다.점액종 바이러스의 유전자 변형은 이베리아 반도유럽 야생 토끼를 보호하고 호주에서 그들을 규제하는 것을 돕기 위해 제안되었다.바이러스성 질병으로부터 이베리아 종을 보호하기 위해 점액종 바이러스가 유전적으로 변형되어 토끼에게 면역이 된 반면, 호주에서는 같은 점액종 바이러스가 유전적으로 변형되어 호주 토끼 [132]개체수의 출산율을 낮췄다.

생물학 밖에서는 과학자들이 리튬 이온 배터리와 다른 나노 구조 물질을 만들기 위해 유전자 변형 바이러스를 사용해 왔다.박테리오파지를 조작하여 표면에 변형된 단백질을 표현하고 특정 패턴으로 결합하는 것이 가능하다.이러한 구조는 양자점, 액정, 나노링, [133]나노섬유현재 생산되고 있는 일부 신소재로 에너지 저장 및 생성, 바이오센싱 및 조직 재생에 잠재적으로 사용됩니다.이 배터리는 M13 박테리아 식초를 엔지니어링하여 제조되어 인산철로 코팅된 후 탄소 나노튜브를 따라 조립됩니다.이를 통해 음극에서 사용할 수 있는 전도성이 높은 매체가 생성되어 에너지가 빠르게 전달될 수 있습니다.그것들은 무독성 화학 물질로 낮은 온도에서 만들어질 수 있어 환경 [134]친화적이다.

곰팡이

곰팡이는 박테리아와 같은 많은 과정에 사용될 수 있다.산업적 응용을 위해, 효모는 조작하고 성장하기 쉬운 단세포 유기체라는 박테리아적 장점을 진핵생물에서 발견되는 고급 단백질 변형과 결합합니다.그것들은 음식, 의약품, 호르몬, [135]스테로이드 등에 사용되는 크고 복잡한 분자를 생산하는데 사용될 수 있다.효모는 와인 생산에 중요하며 2016년 현재 미국과 캐나다에서 와인 발효와 관련된 두 개의 유전자 변형 효모가 상용화되었습니다.하나는 악성발효효효율을 높였고, 다른 하나는 [95]발효 중 위험한 에틸카르바메이트 화합물의 생성을 막았다.유전자 변형 [136]곰팡이로부터 바이오 연료의 생산에도 진전이 있었다.

곤충의 가장 흔한 병원체인 곰팡이는 매력적인 생물농약제를 만든다.박테리아나 바이러스와 달리, 그들은 화학 살충제에 의한 효율에서 뒤쳐져 있지만, 접촉만으로 곤충을 감염시킬 수 있는 이점을 가지고 있다.유전공학은 보통 더 치명적인 단백질을 [137]첨가하고, 감염률을 증가시키거나 포자[138]지속성을 향상시킴으로써 독성을 향상시킬 수 있다.벡터를 운반하는 많은 질병들장내 병원균에 걸리기 쉽다.생물학적 방제의 매력적인 대상은 말라리아, 황열, 뎅기열포함한 다양한 치명적인 질병의 매개체인 모기이다.모기는 빠르게 진화할 수 있기 때문에 그들이 가지고 있는 플라스모듐이 전염병이 되기 전에 그들을 죽이는 균형 잡힌 행동이 됩니다. 하지만 그들이 곰팡이에 내성을 갖게 될 정도로 빠르지는 않습니다.Metarhizium AnisopliaeBeaveria bassiana와 같은 유전공학에 의해 모기 감염의 발생을 지연시킴으로써 내성을 진화시키기 위한 선택압력을 [139]감소시킨다.또 다른 전략은 말라리아 전염을[139] 막는 균에 단백질을 첨가하거나 플라스모듐을 완전히 [140]제거하는 것이다.

버섯은 갈색을 견디도록 유전자를 편집하여 유통기한이 길어졌습니다.그 과정은 폴리페놀 산화효소를 코드하는 유전자를 녹아웃시키기 위해 CRISPR을 사용했다.외래 DNA를 유기체에 도입하지 않았기 때문에 기존 유전자변형농산물의 틀에 따라 규제되는 것으로 간주되지 않았으며,[141] 따라서 CRISPR 편집 유기체가 방출을 승인받은 것은 처음이다.이것은 유전자 편집 유기체를 유전자 조작[142] 유기체로 간주해야 하는지, 그리고 그것들을 어떻게 [143]규제해야 하는지에 대한 논쟁을 심화시켰다.

식물

아라비도시스 탈리아나의 재생에 사용되는 조직 배양

식물은 과학적 연구, 새로운 꽃 색깔의 표시, 백신 전달, 그리고 향상된 작물을 만들기 위해 개발되었습니다.많은 식물들은 만능성이며, 이것은 성숙한 식물에서 하나의 세포를 수확할 수 있고 적절한 조건하에서 새로운 식물이 될 수 있다는 것을 의미한다.이 능력은 유전 공학자에 의해 이용될 수 있습니다; 성체 식물에서 성공적으로 변형된 세포를 선택함으로써 조직 [144]배양이라고 알려진 과정을 통해 모든 세포에서 트랜스젠을 포함하는 새로운 식물을 기를 수 있습니다.

유전자 공학 분야의 발전의 대부분은 담배 실험으로부터 나왔다.광범위한 식물에 대한 조직 배양과 식물 세포 메커니즘의 주요 발전은 [145]담배에서 개발된 시스템에서 비롯되었다.그것은 유전 공학을 이용하여 변형된 최초의 식물이었고 유전 공학뿐만 아니라 다양한 분야의 [146]모델 유기체로 여겨진다.이와 같이 유전자 변형 도구와 절차가 잘 확립되어 있어 담배는 가장 [147]변형하기 쉬운 식물 중 하나이다.유전공학과 관련된 또 다른 주요 모델 생물은 아라비도시스 탈리아나이다.그것의 작은 게놈과 짧은 수명 주기는 조작을 쉽게 만들고 중요한 작물 [148]종에 대한 많은 상동성을 포함합니다.이것은 최초의 식물 배열로 이용 가능한 많은 온라인 자원을 가지고 있으며 변형된 아그로박테륨 [149]용액에 꽃을 담그기만 하면 변형될 수 있다.

연구에서, 식물은 특정 유전자의 기능을 발견하는 것을 돕도록 설계되었다.이것을 하는 가장 간단한 방법은 유전자를 제거하고 야생형비교하여 어떤 표현형이 발달하는지 보는 것이다.어떤 차이도 유전자가 빠진 결과일 수 있다.돌연변이 유발과 달리, 유전자 공학은 [144]유기체의 다른 유전자를 파괴하지 않고 표적 제거를 가능하게 한다.일부 유전자는 특정 조직에서만 발현되기 때문에 GUS와 같은 리포터 유전자는 관심 유전자에 부착되어 위치를 [150]시각화할 수 있다.유전자를 테스트하는 다른 방법은 유전자를 약간 변형시킨 다음 다시 식물에 돌려보내 표현형에 여전히 같은 영향을 미치는지 알아보는 것이다.다른 전략으로는 유전자를 강한 프로모터에 부착하고, 유전자가 다른 위치나 다른 발달 [144]단계에서 발현되도록 강요하면서, 과도하게 발현될 때 어떤 일이 일어나는지 보는 것이 포함된다.

산토리 '파란' 장미

어떤 유전자 변형 식물들은 순전히 관상용이다.그것들은 꽃 색깔, 향기, 꽃 모양, [151]식물 건축에 맞게 수정되었다.최초의 유전자 변형 장식품은 변경된 [152]색을 상품화했다.카네이션은 1997년에 출시되었고,[153] 가장 인기 있는 유전자 변형 생물인 블루로즈2004년에 만들어졌다.이 장미는 일본, 미국,[154][155] 캐나다에서 팔리고 있다.다른 유전자 변형 장식품으로는 국화와 페투니아[151]있다.미적 가치의 향상뿐만 아니라 물을 적게 사용하거나 추위에 강한 장식품을 개발하여 자연 [156]환경 밖에서 재배할 수 있도록 할 계획입니다.

북미의 에메랄드 화산재 보레르, 유럽[157]평지나무의 진균병인 Ceratocystis platani와 같은 침입 식물과 질병에 내성을 가지기 위해 멸종 위기에 처한 몇몇 식물 종을 유전적으로 변형하는 것이 제안되었다.파파야 링스팟 바이러스는 트랜스제닉 파파야 식물이 병원균에서 유래한 [158]내성을 갖게 될 때까지 20세기에 하와이의 파파야 나무들을 황폐화시켰다.그러나 식물의 보존을 위한 유전자 변형은 주로 추측적인 것으로 남아 있다.독특한 우려는 트랜스제닉 종이 더 이상 원래의 종이 보존되고 있다고 주장할 만큼 충분히 닮지 않을 수도 있다는 것이다.대신, 트랜스제닉 종은 새로운 종으로 여겨질 만큼 유전적으로 다를 수 있고, 따라서 유전자 [157]변형 보존 가치를 감소시킬 수 있다.

농작물.

야생형 땅콩()과 바실러스 튜링겐시스 유전자를 첨가한 트랜스제닉 땅콩(아래)으로 옥수수 줄기 유충에 노출된다.

유전자 조작 작물은 농업에 사용되는 유전자 조작 식물이다.처음 개발된 작물은 동물이나 인간의 먹이로 사용되었으며 특정 해충, 질병, 환경 조건, 부패 또는 화학적 처리(예: 제초제에 대한 내성)에 대한 저항성을 제공하였다.제2세대의 작물은 종종 영양소 프로파일을 변경함으로써 품질을 향상시키는 것을 목표로 했다.3세대 유전자 변형 작물은 의약품, 바이오 연료 및 기타 산업적으로 유용한 상품의 생산뿐만 아니라 생물적 [159]매개에도 사용될 수 있다.

내충성 트랜스제닉 바실루스 튜링겐시스(Bt) 옥수수를 검사하는 케냐인

농업 발전을 위한 세 가지 주요 목표가 있습니다. 생산 증가, 농업 종사자 환경 개선, 지속 가능성입니다.유전자 변형 작물은 곤충의 압력을 줄이고 영양가를 증가시키며 다양한 비생물적 스트레스를 견뎌냄으로써 수확량을 향상시키는데 기여한다.이러한 잠재력에도 불구하고, 2018년 현재 상용화된 작물은 대부분 목화, 콩, 옥수수, 유채와 같은 현금 작물에 한정되어 있으며, 도입된 대부분의 특성들은 제초제 내성 또는 [159]내충성을 제공한다.콩은 2014년 [160]재배된 전체 유전자 변형 작물의 절반을 차지했다.1996년부터 2013년 사이에 GM 작물로 경작된 토지의 총 표면적이 [161]100배 증가했다.지리적으로 볼 때 미주 및 아시아 일부 지역에서는 강한 성장세를 보였지만 [159]유럽과 아프리카에서는 거의 성장하지 않았다.2013년 전 세계 GM 작물의 약 54%[161]개발도상국에서 재배되면서 사회경제적 확산은 더욱 균등해졌다.비록 의문이 [162]제기되었지만, 대부분의 연구는 GM 작물을 재배하는 것이 농약 사용 감소와 농작물 생산량 및 농업 [163][164][165]이익 증가를 통해 농부들에게 유익하다는 것을 발견했다.

GM 작물의 대부분은 보통 글리포세이트 또는 글루포세이트 기반 제초제인 엄선된 제초제에 내성이 있도록 수정되었습니다.제초제에 내성을 갖도록 설계된 유전자 변형 작물은 이제 기존의 내성 [166]품종보다 더 많이 구할 수 있다; 미국에서는 콩의 93%와 재배되는 대부분의 GM 옥수수는 글리포산염 [167]내성이 있다.현재 곤충의 내성을 개발하는 데 사용되는 대부분의 유전자는 바실러스 튜링기엔시스 박테리아와 델타 엔도톡신 코드로부터 나온다.몇몇은 식물성 살충 [168]단백질을 암호화하는 유전자를 사용한다.B. 튜링겐시스에서 유래하지 않은 곤충 보호를 위해 상업적으로 사용되는 유일한 유전자는 Cowpea 트립신 억제제입니다.CpTI는 1999년 처음 면화 사용이 승인돼 현재 [169][170]쌀 시험 중이다.유전자 조작 작물의 1% 미만이 바이러스 내성 제공, 노화 지연, 식물 [160]조성 변경 등 다른 특성을 포함하고 있다.

흰쌀밥에 비해 황금쌀밥

황금쌀은 영양가 상승을 목적으로 하는 가장 잘 알려진 유전자 조작 작물이다.쌀의 식용 부분에 비타민 A의 전구물질[69]베타카로틴을 생합성하는 3가지 유전자로 제작됐다.비타민 [171]A가 부족한 지역에서 재배되고 소비되는 강화 식품을 생산하기 위한 것이다.이 결핍은 매년 67만 명의 5세 미만의 어린이를[172] 죽이고 50만 명의 소아 [173]실명 사례를 추가로 발생시키는 것으로 추정된다.원래의 황금쌀은 1.6μg/g의 카로티노이드를 생성하였고, 그 이상의 개발은 23배 [174]증가하였다.그것은 [175]2018년에 처음으로 식품으로 사용할 수 있는 허가를 받았습니다.

식물과 식물 세포는 파밍으로 알려진 과정인 생물반응기에서 바이오 의약품 생산을 위해 유전적으로 조작되어 왔다.오리풀 렘나 마이너,[176] 해조류 Chlamydomonas reinhardtii[177], 이끼 Physcomitrella [178][179]patens와 함께 작업이 완료되었습니다.생산되는 바이오 의약품에는 사이토카인, 호르몬, 항체, 효소, 백신이 포함되며, 이들 대부분은 식물의 씨앗에 축적된다.많은 약품들은 또한 천연 식물 성분을 포함하고 있으며, 그 생산으로 이어지는 경로는 더 많은 [180]양을 생산하기 위해 유전적으로 변형되거나 다른 식물 종으로 옮겨졌다.생물반응기에 대한 다른 옵션은 생물고분자[181] 바이오 [182]연료이다.박테리아와 달리 식물은 번역 후 단백질을 변형시켜 더 복잡한 분자를 만들 수 있다.그것들은 또한 [183]오염의 위험을 덜 유발한다.치료제는 고셔병[185]약물 치료를 포함한 유전자 변환 당근과 담배 [184]세포에서 배양되어 왔다.

백신의 생산과 저장은 유전자 변형 식물에서 큰 잠재력을 가지고 있다.백신은 생산, 운송, 그리고 투여하는 데 비용이 많이 들기 때문에, 그것들을 현지에서 생산할 수 있는 시스템을 갖추는 것은 더 가난하고 개발되고 있는 지역에 [180]더 많은 접근을 가능하게 할 것이다.식물에서 발현되는 백신을 정제할 뿐만 아니라 식물에서 식용 백신을 생산하는 것도 가능하다.식용 백신은 특정 질병으로부터 보호하기 위해 섭취할 때 면역체계를 자극한다.식물에 보관하면 냉장 보관 없이 살포할 수 있고, 정제할 필요가 없으며, 장기적인 안정성을 가지고 있어 장기적인 비용을 절감할 수 있다.또한 식물 세포에 저장되는 것은 소화 시 내장산으로부터 어느 정도 보호를 제공합니다.그러나 트랜스제닉 식물의 개발, 규제 및 억제 비용이 높아 현재 대부분의 식물 기반 백신 개발이 관리가 [186]엄격하지 않은 수의학에 적용되고 있다.

유전자 변형 작물은 수확량 증가, 살충제 사용 감소, 트랙터 연료 사용 감소 및 틸리지 없음으로 인해 농업 관련 CO2 배출량을 줄이는 방법 중 하나로 제안되어 왔다.2021년 연구에 따르면, EU에서만 GE 작물을 널리 채택하면 온실 가스 배출량이 3300만 톤, 즉 농업 관련 총 [187]배출량의 7.5% 감소한다.

동물

유전자 조작 동물의 대부분은 연구 단계에 있으며, 시장 진입에 가까운 숫자는 여전히 [188]적다.2018년 현재 미국에서 승인된 유전자 조작 동물은 3마리뿐입니다.염소와 닭은 약품을 생산하기 위해, 연어는 자신의 [189]성장을 증가시켰습니다.수정의 차이와 어려움에도 불구하고 최종 목표는 식물과 거의 동일합니다.GM 동물은 연구, 산업용 또는 치료용 제품의 생산, 농업용 또는 그들의 건강 증진을 위해 창조된다.유전자 조작 [190]애완동물을 만드는 시장도 있다.

포유동물

표시된 얼룩이 있는 마우스와 같은 몇몇 키메라들유전자 표적화 같은 유전자 변형 기술을 통해 만들어진다.

유전자 조작 포유류의 과정은 느리고 지루하며 비용이 많이 든다.그러나 새로운 기술은 유전자 변형을 더 쉽고 정확하게 [191]만들고 있다.최초의 유전자 변형 포유류는 배아에 바이러스 DNA를 주입하고 그 배아를 [59]암컷에게 이식함으로써 만들어졌다.배아는 발달할 것이고 유전물질의 일부가 생식세포에 통합되기를 희망할 것이다.그리고 나서 연구원들은 그 동물이 번식할 나이가 될 때까지 기다려야 할 것이고, 그 후 자손들은 모든 세포에서 유전자의 존재를 검사받게 될 것이다.생식세포를 직접 수정하는 저렴하고 빠른 방법인 CRISPR-Cas9 유전자 편집 시스템의 개발로 유전자 변형 [192]포유동물을 개발하는 데 필요한 시간을 효과적으로 절반으로 줄였다.

혈우병 A의 돼지 모형.

포유류는 많은 심각한 질병의 치료와 치료법의 발견과 개발에 필수적인 인간 질병의 가장 좋은 모델이다.인간 유전 장애의 원인이 되는 유전자를 제거하는 것은 연구자들이 그 질병의 메커니즘을 연구하고 가능한 치료법을 시험할 수 있게 해준다.유전자 조작 쥐는 값이 싸고 조작이 쉽기 때문에 생물의학 연구에 가장 많이 사용되는 포유동물이다.돼지는 신체 크기와 해부학적 특징, 생리학, 병태생리학 반응, [193]식단 등이 비슷해 좋은 표적이 되기도 한다.인간이 아닌 영장류는 인간과 가장 유사한 모델 유기체이지만, 그들을 [194]연구 동물로 사용하는 것에 대한 대중의 수용은 적다.2009년 과학자들은 처음으로 [195][196]영장류 종(마모셋)에 유전자를 성공적으로 이식했다고 발표했다.이들의 첫 번째 연구 대상은 파킨슨병이었지만 근위축성 측삭경화증 헌팅턴병[197]고려하고 있었다.

포유류에서 발현되는 인간 단백질은 식물이나 미생물에서 발현되는 단백질보다 자연 단백질과 더 유사할 가능성이 높다.양, 돼지, 쥐 및 기타 동물에서 안정적인 발현이 이루어졌습니다.2009년, 그러한 동물로부터 생산된 최초의 인간 생물학적 약인 염소가 승인되었다.ATryn이라는 약은 수술이나 출산 중에 혈전이 생길 가능성을 줄여주는 항응고제로 염소젖에서 [198]추출된다.인간 알파-1-안티트립신은 염소에서 생성된 또 다른 단백질로 이러한 [199]결핍을 가진 인간을 치료하는데 사용된다.또 다른 의학적 분야는 인간의 장기이식위한 더 큰 능력을 가진 돼지를 만드는 것이다.돼지는 유전자가 변형되어 장기에서 레트로바이러스를[200] 운반하거나 [201][202]거부반응을 줄일 수 없게 되었다.유전자 변형 돼지의 돼지 폐가 사람에게 [203][204]이식될 것으로 고려되고 있다.인간의 [193][205]장기를 운반할 수 있는 키메라 돼지를 만들 가능성도 있다.

가축은 성장률, 육질, 우유 성분, 질병 내성, 생존 등 경제적으로 중요한 특성을 개선하기 위해 변형된다.동물들은 더 빨리 자라고, 더 건강해지고[206],[207] 질병에 저항하도록 설계되었다.수정은 또한 양의 양털 생산과 [188]소의 젖소의 건강도 향상시켰다.염소는 그들의 우유에 거미줄 같은 강한 [208]실크 단백질을 가지고 우유를 생산하도록 유전적으로 조작되어 왔다.Enviropig라고 불리는 유전자 변형 돼지는 기존의 [209][210]돼지들보다 식물 을 더 효율적으로 소화시키는 능력을 가지고 만들어졌다.거름에 [209][211]인을 30~70% 적게 배출하기 때문에 수질오염을 줄일 수 있다.젖소들은 인간의 [212]모유와 같은 우유를 생산하도록 유전적으로 조작되어 왔다.이것은 모유를 생산할 수 없지만 그들의 아이들이 [213][214]분유보다는 모유를 먹기를 원하는 엄마들에게 잠재적으로 이득이 될 수 있다.연구원들은 또한 알레르기가 없는 [215]우유를 생산하는 유전자 조작 소를 개발했다.

녹색 형광 단백질을 발현하는 마우스

과학자들은 연구를 [216]위해 녹색 형광 단백질을 포함하도록 일부 포유류를 포함한 여러 유기체를 유전적으로 조작해 왔다.GFP 및 기타 유사한 보고 유전자는 유전자 [217]변형 산물의 가시화와 위치 파악을 용이하게 한다.형광 돼지는 인간의 장기 이식, 눈의 광수용체 세포 재생, 그리고 다른 [218]주제들을 연구하기 위해 길러졌습니다.2011년에는 고양이 면역 결핍 바이러스[220]HIV와 관련이 있기 때문에 HIV/AIDS와 다른 질병에[219] 대한 치료법을 찾기 위해 녹색 형광 고양이가 만들어졌습니다.

유전자 공학이 동물들을 멸종에서 되살리기 위해 사용될 수 있다는 제안이 있었다.그것은 멸종된 것과 비슷하게 가까운 친척의 게놈을 바꾸는 것을 포함하며, 현재 나그네 [221]비둘기와 함께 시도되고 있다.비록 수석 연구원이 살아있는 코끼리를 만들어 모든 유전자를 이식할 의도가 없으며 수년간의 유전자 진화를 되돌릴 생각은 없다고 [222][223]말했지만, 털복숭이 매머드와 관련된 유전자들이 아프리카 코끼리의 게놈에 추가되었다.과학자들은 잃어버린 다양성을 되살리거나 적응된 유기체에서 어려움을 [224]겪고 있는 유기체로 진화한 유전적 이점을 이전함으로써 멸종 위기에 처한 동물들을 보존하기 위해 이 기술을 사용할 가능성이 더 높다.

인간

유전자[225] 치료는 인간의 질병을 치료할 수 있는 유전자를 전달하기 위해 유전자 변형 바이러스를 사용한다.유전자 치료는 아직 비교적 새로운 것이지만, 몇 가지 성공이 있었다.이것은 심각한 복합 면역 결핍증,[226][227] 레버 선천성 암아로시스 같은 유전 질환을 치료하는데 사용되어 왔다.낭포성 섬유증,[228] 겸상적혈구 [229]빈혈, 파킨슨병,[230][231] ,[232][233][234] 당뇨병,[235] 심장병[236], 근위축증 [237]등 현재 불치병에 대한 치료법도 개발되고 있다.이러한 치료법은 체세포에만 영향을 미치는데, 이는 어떤 변화도 유전될 수 없다는 것을 의미한다.생식 유전자 치료는 어떠한 변화도 유전할 수 있게 하는 결과를 낳는데, 이것은 과학계의 [238][239]우려를 불러 일으켰다.

2015년, CRISPR은 생존 불가능한 인간 [240][241]배아의 DNA를 편집하는데 사용되었다.2018년 11월, He Jiankui는 HIV가 세포에 들어가는 수용체를 코드하는 CCR5 유전자를 비활성화하기 위해 두 인간 배아의 게놈을 편집했다고 발표했다.그는 Lulu와 Nana라는 쌍둥이 소녀가 몇 주 전에 태어났으며 그들은 CCR5와 함께 CCR5의 기능 복사본을 가지고 다녔으며 여전히 HIV에 취약하다고 말했다.그 작품은 비윤리적이고 위험하며 [242]시기상조라는 비난을 많이 받았다.

물고기.

13°C의 물에 노출되었을 때 잉어 크레아틴 키나제(오른쪽)를 발현하도록 수정한 제브라피쉬(왼쪽)는 수영 행동을 유지한 반면, 야생 제브라피쉬(왼쪽)는 그렇지 못했다.[243]

유전자 조작 물고기는 과학적 연구, 애완동물, 그리고 식량원으로 사용된다.양식업은 성장하고 있는 산업으로 현재 [244]전 세계에서 소비되는 물고기의 절반 이상을 공급하고 있다.유전자 공학을 통해 성장률을 높이고, 음식 섭취를 줄이고, 알레르기 유발 특성을 제거하며, 내한성을 높이고, 질병에 대한 내성을 제공할 수 있다.물고기는 또한 수중 오염을 감지하거나 생물반응기 역할을 [245]하는 데 사용될 수 있다.

몇몇 단체들은 오염물질의 존재에 의해 활성화된 유전자에 형광 단백질을 부착함으로써 오염을 탐지하는 제브라피쉬를 개발하고 있다.그러면 물고기는 빛을 발할 것이고 [246][247]환경 센서로 사용될 수 있다.GloFish는 밝은 빨강, 초록, 주황 형광색을 가진 유전자 변형 형광 얼룩말 물고기 브랜드입니다.그것은 원래 오염을 감지하기 위해 한 그룹에 의해 개발되었지만, 2003년 미국에서 [248]판매하기 위해 소개되었을 때 애완 동물로 공개적으로 이용 가능한 최초의 유전자 변형 동물이 되면서, 지금은 관상용 물고기 거래의 일부가 되었다.

유전자 조작 생선은 유전학과 발달의 기초 연구에 널리 사용된다.왜냐하면 그들은 광학적으로 명확한 chorions(달걀에 세포막)생선, 제브라 피시와 medaka 두종의 가장 일반적으로, 급속히 발달하다, 단세포 배와 유전자 이식 DNA.[249]제브라 다니오와 미량 주사하다 발육 프로세스, 재생, 유전학, 행동, 질병 메커니즘을 위해서다 모범적인 생물들을 보기 쉽다 완화된 것이다.d에xicity [250]테스트그들의 투명성은 연구자들이 발달 단계, 장 기능, 종양의 [251][252]성장을 관찰할 수 있게 해준다.트랜스제닉 프로토콜(전체 유기체, 세포 또는 조직 특이, 리포터 유전자로 태그 부착)의 생성은 이러한 물고기를 [253]연구함으로써 얻은 정보의 수준을 증가시켰다.

GM 생선은 양식업계에서 사용하기 위한 성장호르몬 과잉 생산을 촉진하는 프로모터들과 함께 개발되어 개발 속도를 높이고 야생 가축에 대한 조업 압력을 잠재적으로 줄여왔다.이것은 연어,[254] 송어[255], 틸라피아[256]포함한 몇몇 종에서 극적인 성장 촉진 효과를 가져왔다.생명공학 회사인 아쿠아바운티 테크놀로지스는 야생 [257]연어처럼 반만 숙성할 수 있는 연어(아쿠어드밴티지 연어)를 생산했다.2015년 비식물성 GMO 식품으로는 처음으로 [258]규제 승인을 받았습니다.2017년 8월 현재 [259]캐나다에서는 GMO 연어가 판매되고 있습니다.미국에서의 [260]판매는 2021년 5월에 시작되었다.

곤충들

드로소필라에서 메틸-CpG 결합 단백질 2의 과잉 발현은 대조군(왼쪽)[261]에 비해 상승 능력(오른쪽)을 손상시킨다.

생물학적 연구에서, 트랜스제닉 초파리(Drosophila melanogaster)는 유전자 [262]변화가 발달에 미치는 영향을 연구하는 데 사용되는 모델 유기체이다.초파리는 짧은 수명 주기와 낮은 유지 보수 요건 때문에 다른 동물들보다 더 선호된다.그들은 또한 많은 척추 동물들에 비해 비교적 단순한 게놈을 가지고 있으며, 전형적으로 각 유전자의 복사본이 하나뿐이어서 표현형 분석을 쉽게 [263]한다.드로소필라는 유전학, 유전학, 유전학, 배아 발달,[264] 학습, 행동학, 노화를 연구하는 데 사용되어 왔다.드로소필라에서 트랜스포존, 특히 p-element의 발견은 그들의 게놈에 트랜스포젠을 추가하는 초기 방법을 제공했지만, 이것은 보다 현대적인 유전자 편집 기술에 [265]의해 대체되었다.

모기가 인간의 건강에 미치는 중요성 때문에 과학자들은 유전자 공학을 통해 모기를 제어하는 방법을 찾고 있다.말라리아 내성 모기는 말라리아[266] 기생충의 발달을 감소시키는 유전자를 삽입하고 그 유전자를 남성 [267][268]집단 전체에 빠르게 확산시키기 위해 호밍 엔도핵산가수분해효소를 사용함으로써 연구실에서 개발되었다.이 접근법은 치명적인 [269][270]유전자를 확산시키기 위해 유전자 드라이브를 사용함으로써 더 나아갔다.실험에서 뎅기열과 지카 바이러스의 가장 중요한 매개체인 이집트 이집트 모기의 개체 수는 80%에서 90%[271][272][270]까지 감소했습니다.또 다른 접근법은 [273]개체 수를 줄이기 위해 무균 곤충 기술을 사용하는 것입니다. 이 기술은 수컷이 생존 가능한 수컷과 경쟁하도록 유전적으로 조작됩니다.

매력적인 표적을 만드는 다른 해충은 나방이다.다이아몬드백나방은 전세계적으로 [274]매년 40억에서 50억 달러의 피해를 일으킨다.이 접근법은 모기를 대상으로 실험한 무균 기술과 유사하며, 수컷은 태어난 암컷이 [275]성숙하는 것을 막는 유전자로 변형된다.그들은 [274]2017년에 현장 시험을 거쳤다.유전자 변형 나방은 이전에 현장 [276]실험을 통해 공개된 적이 있다.이 경우 방사선으로 살균된 분홍색 볼웜의 변종은 연구자들이 그들을 [277]더 쉽게 관찰할 수 있도록 빨간 형광 단백질을 발현하도록 유전공학적으로 조작되었다.

누에고기는 봄박스의 애벌레 단계로 양잠에서 경제적으로 중요한 곤충이다.과학자들은 비단의 질과 양을 향상시키기 위한 전략을 개발하고 있다.또한 다른 귀중한 [278]단백질을 만들기 위해 실크 생산 기계를 사용할 수 있는 잠재력이 있다.현재 누에 의해 발현되도록 개발된 단백질은 인간 혈청 알부민, 인간 콜라겐α 사슬, 마우스 모노클로널 항체 및 N-글리카나아제[279]포함한다.누에는 거미줄, 더 강하지만 수확하기 매우 어려운 비단,[280] 그리고 심지어 새로운 비단까지 [281]생산하기 위해 만들어졌다.

다른.

녹색 형광 단백질을 발현하는 개구리

시스템은 다양한 다른 동물들에게 유전자 변형 유기체를 생성하기 위해 개발되어 왔다.닭은 다양한 목적을 위해 유전자 조작되었다.여기에는 [282]배아발달 연구, 조류독감[283] 전염 방지, 공룡 같은 표현형을 [284]재현하기 위한 역공학을 이용한 진화적 통찰력 제공 등이 포함된다.희귀병을 치료하는 효소인 카누마(Kanuma)라는 약물을 알에서 생산하는 유전자 조작 닭이 [285]2015년 미국 규제 승인을 통과했다.유전자 조작 개구리, 특히 Xenopus laevisXenopus tropicalis발달 생물학 연구에 사용된다.유전자 조작 개구리는 오염 감지기, 특히 내분비 교란 화학 [286]물질로도 사용될 수 있다.호주에서는 지팡이 두꺼비를 제어하기 위해 유전자 공학을 사용하자는 제안이 있다.[287][288]

선충 케노하브디스분자생물학[289]연구하는 주요 모델 생물 중 하나이다.RNA 간섭(RNAi)은 C. elegans에서[290] 발견되었으며 이중 가닥 [291]RNA를 발현하도록 변형된 박테리아를 먹이면 유발될 수 있습니다.또한 안정적인 유전자 변형 선충을 생성하는 것도 비교적 쉬우며, 이는 RNAi와 함께 그들의 [292]유전자를 연구하는 데 사용되는 주요 도구이다.트랜스제닉 선충의 가장 일반적인 용도는 리포터 유전자를 붙여 유전자 발현과 국부화를 연구하는 것이었다.트랜스유전자는 RNAi 기술과 결합되어 표현형을 구제하고, 유전자 기능을 연구하고, 실시간으로 영상세포를 발달시키거나, 다른 조직이나 발달 [292]단계에 대한 발현을 제어할 수 있다.트랜스제닉 선충은 바이러스,[293] 독물학,[294] [295][296]질병을 연구하고 환경오염물질을 [297]검출하는데 사용되어 왔다.

녹색 형광 단백질을 발현하는 트랜스제닉 히드라

해삼알비니즘을 일으키는 유전자가 발견되어 희귀한 별미인 흰 해삼을 만드는 데 사용되고 있다.이 기술은 또한 여름에 겨울잠을 자고, 내장을 내쫓고,[298] 죽은 오이의 몸을 녹이는 것을 포함하여 오이의 특이한 특징 중 일부에 책임이 있는 유전자를 조사할 수 있는 길을 열어준다.편형동물들은 하나의 [299]세포에서 스스로 재생하는 능력을 가지고 있다.2017년까지 이들을 효과적으로 변형시킬 방법이 없어 연구에 차질을 빚었다.미세 주입과 방사선 주입을 이용하여 과학자들은 이제 최초의 유전자 변형 [300]편형충을 만들었다.해양 환형동물강모충이 수정되었다.이것은 달의 위상, 재생 능력, 느린 진화 [301]속도와 동기화되는 그것의 생식 주기 때문에 흥미롭다.히드라와 말미잘 네모네토스테라 벡텐시스같은 크니다리아는 면역의 진화와 특정한 발달 [302]과정을 연구하는 데 매력적인 모델 유기체이다.유전자 변형된 다른 동물로는 달팽이,[303] 도마뱀붙이,[304] 거북이, 가재, 굴, 새우, 바지락[305], 전복,[306] 스펀지있다.

규정

유전자 조작 유기체는 정부 기관에 의해 규제된다.이것은 연구뿐만 아니라 농작물이나 음식을 포함한 유전자 변형 유기체의 방출에도 적용된다.유전자 공학에 관한 규제 프레임워크의 개발은 1975년 캘리포니아의 Asilomar에서 시작되었다.Asilomar 회의는 재조합 기술과 그 [307]기술에 기인하는 제품의 신중한 사용에 관한 일련의 가이드라인을 권고했다.바이오 안전성에 관한 카르타헤나 의정서는 2000년 1월 29일에 채택되어 2003년 [308]9월 11일에 발효되었다.그것은 유전자 변형 [309]유기체의 이전, 취급, 사용을 규제하는 국제 조약이다.이 의정서의 회원국은 157개국이며, 많은 국가들이 이 의정서를 자국 [310]규제의 기준점으로 사용하고 있다.

대학과 연구소는 일반적으로 유전자 공학과 관련된 모든 실험을 승인하는 특별 위원회를 가지고 있다.많은 실험들은 또한 국가 규제 단체나 법률의 허가를 필요로 한다.모든 직원은 GMO 사용에 대한 교육을 받아야 하며, 모든 실험실은 GMO와 [311]함께 작업하기 위해 규제 기관의 승인을 받아야 한다.GMO에 관한 법률은 GMO가 아닌 버전의 생물에 대해 시행 중인 규정과 가이드라인에서 파생되는 경우가 많지만, GMO는 더 [312]심각하다.실험실 직원과 지역사회에 대한 GMO 및 기타 에이전트와 관련된 상대적 위험을 평가하기 위한 거의 보편적인 시스템이 있다.이들은 독성, 질병의 심각도, 전염 방식, 예방 조치 또는 치료의 가용성에 따라 네 가지 위험 범주 중 하나에 할당된다.실험실에는 레벨 1(질병과 관련되지 않은 약물과 작업하기에 적합)부터 레벨 4(생명을 위협하는 약물과 작업)까지 네 가지 생물학적 안전 수준이 있습니다.국가마다 다른 용어를 사용하여 수준을 기술하며,[312] 각 수준에서 수행할 수 있는 작업에 대해 서로 다른 요구사항을 가질 수 있습니다.

이 땅콩 버터가 비 GMO로 표시된 라벨
'GMO 프리' 생산을 선언한 프랑스 치즈 박스 상세(0.9% 미만)

국가 간 GMO 방출 규제에는 차이가 있으며, 미국과 [313]유럽 간에 가장 현저한 차이 중 일부가 발생한다.규정은 유전자 공학 제품의 의도된 사용에 따라 특정 국가에서 다르다.예를 들어, 식품 사용을 의도하지 않은 작물은 일반적으로 식품 [314]안전을 책임지는 당국에 의해 검토되지 않는다.일부 국가는 유전자변형농산물의 출시를 금지하거나 사용을 제한하고 있으며,[315][316][317][318] 다른 국가들은 규제 정도가 매우 다른 GMO를 허용하고 있다.2016년에는 38개국이 공식적으로 GMO의 재배를 금지하거나 금지하고 9개국(알제리아 부탄 케냐 키르기스스탄 마다가스카르 페루 러시아 베네수엘라 짐바브웨)이 [319]GMO의 수입을 금지하고 있다.GMO 재배를 허용하지 않는 대부분의 국가는 GMO를 [320]이용한 연구를 허용하고 있으며, 규제에도 불구하고 집행력이 [7]약하여 불법 방류가 발생하는 경우가 있다.

유럽연합(EU)은 EU 내 재배 승인과 수입 및 [321]가공 승인을 구분합니다.EU에서의 재배가 허가된 GMO는 극히 일부이지만, 많은 GMO는 수입 및 [322]가공이 허가되었습니다.유전자변형농산물의 [323]재배는 유럽의 유전자변형농산물의 시장에 대한 논쟁을 촉발시켰다.공존규정에 따라 GM작물 재배 장려금이 달라진다.[324]미국의 정책은 다른 나라만큼 프로세스에 초점을 맞추지 않고 검증 가능한 과학적 위험을 검토하며 실질적[325]동등성의 개념을 사용한다.유전자 편집 유기체가 유전자 조작 유기체와 동일하게 조절되어야 하는지 여부가 논의되고 있다.미국의 규제에서는 이들을 분리하여 동일한 조건에서 규제하지 않는 반면, 유럽에서 GMO는 유전자 공학 [27]기술을 사용하여 만들어진 유기체이다.

규제당국에 관한 주요 이슈 중 하나는 GM 제품에 라벨을 붙여야 하는지 여부이다.유럽위원회는 정보에 입각한 선택을 허용하고, 잠재적[326] 허위 광고를 피하고, 건강이나 환경에 대한 악영향이 [327]발견될 경우 제품의 철수를 용이하게 하기 위해 라벨 부착과 추적성이 필요하다고 말한다.미국 의학[328] 협회와 미국 과학 진흥[329] 협회는 자발적인 라벨 부착조차 해롭다는 과학적 증거가 없는 것은 오해의 소지가 있으며 소비자들에게 잘못된 경고를 할 것이라고 말한다.64개국에서 GMO 제품의 라벨 부착이 의무화되어 있습니다.[330]라벨 부착은 (국가마다 다름) GM 콘텐츠레벨 임계값까지 의무화하거나 임의화할 수 있습니다.캐나다와 미국에서는 GM 식품의 라벨 부착이 [331]자발적인 반면, 유럽에서는 승인된 GMO의 0.9%를 초과하는 모든 식품(가공식품 포함) 또는 사료에 라벨을 [332]부착해야 한다.2014년에는 비GMO로 표기됐던 제품 매출이 30% 성장한 11억달러로 [333]집계됐다.

논란

유전자변형농산물은 특히 실험실 환경 밖으로 방출되는 것과 관련하여 논란이 있다.이 분쟁에는 소비자, 생산자, 생명공학 회사, 정부 규제 기관, 비정부 기구, 그리고 과학자들이 참여하고 있다.이러한 우려의 대부분은 유전자 조작 작물과 그것들로부터 생산된 식품이 안전한지, 그리고 그것들을 재배하는 것이 환경에 어떤 영향을 미칠지에 관한 것이다.이러한 논란은 소송, 국제 무역 분쟁, 항의로 이어졌고 일부 [334]국가에서는 상업용 제품에 대한 제한적인 규제로 이어졌다.대부분의 우려는 GMO의 건강과 환경에 미치는 영향에 관한 것이다.여기에는 알레르기 반응을 일으킬 수 있는지, 트랜스유전자가 인간의 세포로 전이될 수 있는지, 인간의 섭취가 승인되지 않은 유전자가 식품 [335]공급으로 넘어갈 수 있는지 등이 포함된다.

유전자변형농산물의 표기를 옹호하는 시위자

현재 유전자 조작 작물에서 유래한 식품은 기존의 [340][341][342][343][344]식품보다 인간의 건강에 더 큰 위험을 초래하지 않지만,[345][346][347] 각 유전자 조작 식품은 도입 전에 케이스 바이 케이스(case by case)로 테스트해야 한다는 과학적 합의[336][337][338][339] 있다.그럼에도 불구하고, 일반 대중들은 유전자 조작 식품이 [348][349][350][351]안전하다고 인식할 가능성이 과학자들보다 훨씬 적다.유전자 변형 식품의 법적, 규제적 지위는 국가에 따라 다르며, 일부 국가는 금지하거나 제한하고 있고,[352][353][354][355] 다른 국가는 규제 수준이 크게 다른 음식을 허용하고 있다.

1990년대까지만 해도 야생 개체군에 유전자가 유입되는 일은 드물고 드물다고 여겨졌으며 만약 발생한다면 쉽게 근절될 수 있었다.이로 인해 추가적인 환경 비용이나 위험이 추가되지 않을 것으로 생각되었다. 살충제 [356]도포에 의해 이미 발생한 영향 외에 다른 영향은 예상되지 않았다.그러나 그 후 수십 년 동안 그러한 예가 몇 가지 관찰되었다.유전자 조작 작물과 양립 식물 사이의 유전자 흐름은 광범위한 제초제[357]사용과 함께 제초제 내성 잡초 [358]개체군의 위험을 증가시킬 수 있다.유전자 흐름의 범위와 결과에 대한 논란은 2001년 작물의 [359][360]다양성의 중심인 멕시코의 육지 옥수수에서 유전자 변환이 발견됐다는 논문이 발표되면서 더욱 거세졌다.유전자 조작 작물에서 다른 유기체로의 유전자 흐름은 일반적으로 [361]자연적으로 발생하는 것보다 낮은 것으로 밝혀졌다.이러한 우려의 일부에 대처하기 위해 일부 GMO는 확산을 제어하는 특성을 가지고 개발되었습니다.유전자 조작 연어가 야생 연어와 무심코 교배하는 것을 방지하기 위해 식용으로 사육되는 물고기는 모두 암컷이고, 3배체이며, 99%는 생식적으로 살균되어 있으며, 탈출한 연어가 생존할 [362][363]수 없는 지역에서 사육되고 있습니다.박테리아도 [364]자연에서 찾을 수 없는 영양소에 의존하도록 변형돼 유전자 사용제한기술이 개발돼 아직 시판되지는 않았지만 유전자 사용제한기술이 개발돼 2세대 GM식물이 불임 [365]상태가 됐다.

다른 환경 및 농업 관련 우려 사항으로는 생물 다양성의 감소, 2차 해충(비표적 해충)의 증가, 내성 [366][367][368]해충의 진화 등이 있다.중국과 미국의 BT 작물 지역에서는 곤충의 생물 다양성이 전반적으로 증가하여 2차 해충의 영향은 [369]미미하다.베스트 프랙티스 전략을 따를 [369]경우 저항은 서서히 진화하는 것으로 나타났습니다.BT 작물이 유익한 비표적 생물에 미치는 영향은 1999년 논문이 군주 나비에게 독성이 있을 수 있다는 것을 시사한 후 공공의 이슈가 되었다.그 이후 추적 연구 결과, 현장에서 마주친 독성 수치가 [370]유충에게 해를 끼칠 만큼 높지 않은 것으로 나타났습니다.

과학자들이 "신 역할을 하고 있다"는 비난과 다른 종교적 [371]문제들은 처음부터 이 기술에 기인했다.이제 인간을 유전적으로 조작할 수 있는 능력으로, 이 기술이 어디까지 발전해야 하는지,[372] 아니면 사용되어야 하는지에 대한 윤리적 우려가 있다.많은 논쟁은 치료와 강화 사이의 경계선이 어디에 있는지, 그리고 그 수정이 [373]상속되어야 하는지 여부에 관한 것이다.다른 우려 사항으로는 유전자 변형 식품 [374][375]공급의 오염, 규제 [376][377]과정의 엄격함, 유전자 변형 식품을 [378]제조 및 판매하는 회사의 식품 공급의 통제 강화, 유전자 [379]변형 혜택의 과장, 글리포세이트 [380]제초제 사용에 대한 우려 등이 있다.그 밖에 제기된 쟁점으로는 생명체[381] 특허[382]지적재산권의 사용 등이 있다.

유전자변형 농산물에 대한 소비자의 수용에는 큰 차이가 있으며, 유럽인들은 [383]북미인들보다 유전자변형 식품을 더 부정적으로 볼 가능성이 높다.최근 소해면상뇌증(Bowine sponiform hephalopathy)과 유럽 정부의 제품 규제 스캔들 등 식품 안전에 대한 국민의 신뢰가 [384]낮아지자 유전자변형농산물(GMO)이 현장에 도착했다.이것은 다양한 비정부기구(NGO)에 의해 운영되는 캠페인과 함께 GM [385]작물의 사용을 막거나 제한하는 데 매우 성공적이었다.유기소비자협회, 우려하는 과학자 [386][387][388]연합, 그린피스와 같은 NGO 단체들은 위험이 적절하게 식별되고[389] 관리되지 않았으며 유전자변형농산물에서 파생된 식품이 인간의 건강에 미치는 잠재적인 장기적 영향에 대한 해답이 없는 질문들이 있다고 말했다.그들은 그러한 [378][376][392]제품에 대한 의무적인[390][391] 라벨 부착이나 모라토리엄을 제안한다.

레퍼런스

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  327. ^ "Regulation (EC) No 1830/2003 of the European Parliament and of the Council of 22 September 2003 concerning the traceability and labeling of genetically modified organisms and the traceability of food and feed products produced from genetically modified organisms and amending Directive 2001/18/EC". Official Journal L 268. The European Parliament and the Council of the European Union. 2003. pp. 24–28. (3) Traceability requirements for GMOs should facilitate both the withdrawal of products where unforeseen adverse effects on human health, animal health or the environment, including ecosystems, are established, and the targeting of monitoring to examine potential effects on, in particular, the environment. Traceability should also facilitate the implementation of risk management measures in accordance with the precautionary principle. (4) Traceability requirements for food and feed produced from GMOs should be established to facilitate accurate labeling of such products.
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    The literature about Biodiversity and the GE food/feed consumption has sometimes resulted in an animated debate regarding the suitability of the experimental designs, the choice of the statistical methods, or the public accessibility of data. Such debate, even if positive and part of the natural process of review by the scientific community, has frequently been distorted by the media and often used politically and inappropriately in anti-GE crops campaigns.
  337. ^ "State of Food and Agriculture 2003–2004. Agricultural Biotechnology: Meeting the Needs of the Poor. Health and environmental impacts of transgenic crops". Food and Agriculture Organization of the United Nations. Retrieved 30 August 2019. Currently available transgenic crops and foods derived from them have been judged safe to eat and the methods used to test their safety have been deemed appropriate. These conclusions represent the consensus of the scientific evidence surveyed by the ICSU (2003) and they are consistent with the views of the World Health Organization (WHO, 2002). These foods have been assessed for increased risks to human health by several national regulatory authorities (inter alia, Argentina, Brazil, Canada, China, the United Kingdom, and the United States) using their national food safety procedures (ICSU). To date, no verifiable untoward toxic or nutritionally deleterious effects resulting from the consumption of foods derived from genetically modified crops have been discovered anywhere in the world (GM Science Review Panel). Many millions of people have consumed foods derived from GM plants – mainly maize, soybean, and oilseed rape – without any observed adverse effects (ICSU).
  338. ^ Ronald, Pamela (1 May 2011). "Plant Genetics, Sustainable Agriculture and Global Food Security". Genetics. 188: 11–20. doi:10.1534/genetics.111.128553. PMC 3120150. PMID 21546547. There is broad scientific consensus that genetically engineered crops currently on the market are safe to eat. After 14 years of cultivation and a cumulative total of 2 billion acres planted, no adverse health or environmental effects have resulted from the commercialization of genetically engineered crops (Board on Agriculture and Natural Resources, Committee on Environmental Impacts Associated with Commercialization of Transgenic Plants, National Research Council and Division on Earth and Life Studies 2002). Both the U.S. National Research Council and the Joint Research Centre (the European Union's scientific and technical research laboratory and an integral part of the European Commission) have concluded that there is a comprehensive body of knowledge that adequately addresses the food safety issue of genetically engineered crops (Committee on Identifying and Assessing Unintended Effects of Genetically Engineered Foods on Human Health and National Research Council 2004; European Commission Joint Research Centre 2008). These and other recent reports conclude that the processes of genetic engineering and conventional breeding are no different in terms of unintended consequences to human health and the environment (European Commission Directorate-General for Research and Innovation 2010).
  339. ^ But see also:
    • Domingo, José L.; Bordonaba, Jordi Giné (2011). "A literature review on the safety assessment of genetically modified plants" (PDF). Environment International. 37 (4): 734–742. doi:10.1016/j.envint.2011.01.003. PMID 21296423. In spite of this, the number of studies specifically focused on safety assessment of GM plants is still limited. However, it is important to remark that for the first time, a certain equilibrium in the number of research groups suggesting, on the basis of their studies, that a number of varieties of GM products (mainly maize and soybeans) are as safe and nutritious as the respective conventional non-GM plant, and those raising still serious concerns, was observed. Moreover, it is worth mentioning that most of the studies demonstrating that GM foods are as nutritional and safe as those obtained by conventional breeding have been performed by biotechnology companies or associates, which are also responsible for commercializing these GM plants. Anyhow, this represents a notable advance in comparison with the lack of studies published in recent years in scientific journals by those companies.
    • Krimsky, Sheldon (2015). "An Illusory Consensus behind GMO Health Assessment" (PDF). Science, Technology, & Human Values. 40 (6): 883–914. doi:10.1177/0162243915598381. I began this article with the testimonials from respected scientists that there is literally no scientific controversy over the health effects of GMOs. My investigation into the scientific literature tells another story. {{cite journal}}: archive-url= requires archive-date= (help)

    And contrast:

    • Panchin, Alexander Y.; Tuzhikov, Alexander I. (14 January 2016). "Published GMO studies find no evidence of harm when corrected for multiple comparisons". Critical Reviews in Biotechnology. 37 (2): 213–217. doi:10.3109/07388551.2015.1130684. PMID 26767435. Here, we show that a number of articles some of which have strongly and negatively influenced the public opinion on GM crops and even provoked political actions, such as GMO embargo, share common flaws in the statistical evaluation of the data. Having accounted for these flaws, we conclude that the data presented in these articles do not provide any substantial evidence of GMO harm.

      The presented articles suggesting the possible harm of GMOs received high public attention. However, despite their claims, they actually weaken the evidence for the harm and lack of substantial equivalency of studied GMOs. We emphasize that with over 1783 published articles on GMOs over the last 10 years it is expected that some of them should have reported undesired differences between GMOs and conventional crops even if no such differences exist in reality.
    • Yang, Y.T.; Chen, B. (2016). "Governing GMOs in the USA: science, law and public health". Journal of the Science of Food and Agriculture. 96 (4): 1851–1855. doi:10.1002/jsfa.7523. PMID 26536836. It is therefore not surprising that efforts to require labeling and to ban GMOs have been a growing political issue in the USA (citing Domingo and Bordonaba, 2011). Overall, a broad scientific consensus holds that currently marketed GM food poses no greater risk than conventional food ... Major national and international science and medical associations have stated that no adverse human health effects related to GMO food have been reported or substantiated in peer-reviewed literature to date.

      Despite various concerns, today, the American Association for the Advancement of Science, the World Health Organization, and many independent international science organizations agree that GMOs are just as safe as other foods. Compared with conventional breeding techniques, genetic engineering is far more precise and, in most cases, less likely to create an unexpected outcome.
  340. ^ "Statement by the AAAS Board of Directors on Labeling of Genetically Modified Foods" (PDF). American Association for the Advancement of Science. 20 October 2012. Retrieved 30 August 2019. The EU, for example, has invested more than €300 million in research on the biosafety of GMOs. Its recent report states: 'The main conclusion to be drawn from the efforts of more than 130 research projects, covering a period of more than 25 years of research and involving more than 500 independent research groups, is that biotechnology, and in particular GMOs, are not per se riskier than e.g. conventional plant breeding technologies.' The World Health Organization, the American Medical Association, the U.S. National Academy of Sciences, the British Royal Society, and every other respected organization that has examined the evidence has come to the same conclusion: consuming foods containing ingredients derived from GM crops is no riskier than consuming the same foods containing ingredients from crop plants modified by conventional plant improvement techniques.

    Pinholster, Ginger (25 October 2012). "AAAS Board of Directors: Legally Mandating GM Food Labels Could 'Mislead and Falsely Alarm Consumers'" (PDF). American Association for the Advancement of Science. Retrieved 30 August 2019.
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    "Report 2 of the Council On Science and Public Health (A-12): Labeling of Bioengineered Foods" (PDF). American Medical Association. 2012. Archived from the original (PDF) on 7 September 2012. Retrieved 30 August 2019. Bioengineered foods have been consumed for close to 20 years, and during that time, no overt consequences on human health have been reported and/or substantiated in the peer-reviewed literature.
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  345. ^ "Frequently asked questions on genetically modified foods". World Health Organization. Retrieved 30 August 2019. Different GM organisms include different genes inserted in different ways. This means that individual GM foods and their safety should be assessed on a case-by-case basis and that it is not possible to make general statements on the safety of all GM foods.

    GM foods currently available on the international market have passed safety assessments and are not likely to present risks for human health. In addition, no effects on human health have been shown as a result of the consumption of such foods by the general population in the countries where they have been approved. Continuous application of safety assessments based on the Codex Alimentarius principles and, where appropriate, adequate post-market monitoring, should form the basis for ensuring the safety of GM foods.
  346. ^ Haslberger, Alexander G. (2003). "Codex guidelines for GM foods include the analysis of unintended effects". Nature Biotechnology. 21 (7): 739–741. doi:10.1038/nbt0703-739. PMID 12833088. These principles dictate a case-by-case premarket assessment that includes an evaluation of both direct and unintended effects.
  347. ^ Some medical organizations, including the British Medical Association, advocate further caution based upon the precautionary principle:

    "Genetically modified foods and health: a second interim statement" (PDF). British Medical Association. March 2004. Retrieved 30 August 2019. In our view, the potential for GM foods to cause harmful health effects is very small and many of the concerns expressed apply with equal vigour to conventionally derived foods. However, safety concerns cannot, as yet, be dismissed completely on the basis of information currently available.

    When seeking to optimize the balance between benefits and risks, it is prudent to err on the side of caution and, above all, learn from accumulating knowledge and experience. Any new technology such as genetic modification must be examined for possible benefits and risks to human health and the environment. As with all novel foods, safety assessments in relation to GM foods must be made on a case-by-case basis.

    Members of the GM jury project were briefed on various aspects of genetic modification by a diverse group of acknowledged experts in the relevant subjects. The GM jury reached the conclusion that the sale of GM foods currently available should be halted and the moratorium on commercial growth of GM crops should be continued. These conclusions were based on the precautionary principle and lack of evidence of any benefit. The Jury expressed concern over the impact of GM crops on farming, the environment, food safety and other potential health effects.

    The Royal Society review (2002) concluded that the risks to human health associated with the use of specific viral DNA sequences in GM plants are negligible, and while calling for caution in the introduction of potential allergens into food crops, stressed the absence of evidence that commercially available GM foods cause clinical allergic manifestations. The BMA shares the view that there is no robust evidence to prove that GM foods are unsafe but we endorse the call for further research and surveillance to provide convincing evidence of safety and benefit.
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