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이는 다양한 양식종에 걸쳐 유전자 편집 기술 개발에 앞장서 온 기업인 Center for Aquaculture Technologies(CAT)의 혁신 이사이자 CEO인 Xavier Lauth와 John Buchanan의 확고한 믿음이다.

“어류, 특히 틸라피아에 대한 유전자 편집(GE, Genome Editing) 연구는 가장 발전된 수준이지만, 새우와 굴에 대한 초기 단계 연구도 일부 진행 중입니다. CAT에서 우리는 게놈 편집을 통해 양식 어류의 100% 불임율을 상품화하고 있습니다. 우리는 다른 유익한 게놈 편집이 양식업에서 상업화되는 데, 불임성이 필요한 전제조건이라고 생각합니다. 100% 불임된 양식 생선은 정부의 GE 기술 규제에 대한 솔루션을 제공하고 생물 다양성 보존을 통해 환경적 이점을 제공하며 생산성과 경제성을 향상시킵니다.”라고 Buchanan은 말한다.

Lauth는 이에 동의하며, 증가하는 세계 인구의 영양 수요가 유전자 편집을 사용하는 주요 동기라고 지적한다.

“단순히 식량 생산량을 늘리는 것이 아니라 자원 감소와 기후 변화도 고려하여 영양과 생산 효율성에 초점을 맞춰 어떤 식량을 생산해야 하며 어떻게 생산해야 하는지를 재평가해야합니다."라고 그는 말했다.

< 유전자 편집 설명 >

GE가 여론을 양극화할 수 있지만 2012년부터 이 기술을 사용해 온 Lauth는 이 기술을 수용해야 하는 이유에 대해 매우 명확한 주장을 제시한다. 이는 과학적 과정에 대한 그의 이해, 그리고 그것이 정기적으로 자연적으로 발생하는 과정이라는 사실에 확고한 기반을 두고 있다.

“게놈 편집은 본질적으로 살아있는 유기체의 유전 코드를 다시 작성하는 데 사용할 수 있는 매우 정확하고 프로그래밍 가능한 도구 세트입니다. 이는 10억년 전 박테리아가 바이러스와 싸우도록 돕기 위해 진화한 자연 시스템입니다. 이제 식물과 동물 세포에서 작동하도록 CrispR-Cas9를 포함하여 다양한 버전으로 용도가 변경되고 최적화되었습니다. 이 기술은 자연적으로 발생할 수 있는 유전적 변이를 생성합니다. 처음에는 매우 정확하고 효율적으로 유전자를 비활성화하는 데 사용되었지만, 이제는 실제로 특정 DNA 구간에 게놈을 다시 작성하고 비이상적인 버전을 좋은 버전으로 교체하고 유전적 문제를 근본적으로 해결할 수 있습니다.”라고 그는 설명한다.

“핵심 유전자 편집은 처음에는 발견이었고, 현재 생명공학, 농업 및 의학 분야에서 매우 광범위하게 응용되는 일련의 발명품이 되었습니다. 이는 다른 응용 분야 중에서도 특히 의료 및 식품 생산 분야에서 놀라운 개선을 이끌어낼 수 있는 새로운 세상을 만들었습니다.”라고 덧붙였다.

< 양식업에서 GE의 활용 >

Lauth에 따르면 지금까지 25개 이상의 양식종이 성공적으로 유전자 편집되었지만 틸라피아는 견고한 특성, 왕성한 번식력 및 짧은 세대 시간으로 인해 현재까지 이 분야에서 가장 많이 연구 대상이 되었다.

한편, 특성의 측면에서는 불임성, 성별 결정, 수확량, 성장, 색소 침착 및 질병 저항성이 이 분야의 과학 연구를 지배해 왔다.

“CAT 팀을 포함한 과학자들은 두 가지 주요 유형의 연구를 진행하고 있습니다. 첫 번째는 유전자 변이를 만들어 상업적 성과를 개선하고 양식업의 경제성과 지속가능성을 발전시키는 GE입니다. 두 번째는 생선류(finfish)와 어패류에서 상업적 규모로 GE를 수행할 수 있는 도구를 구축하는 것입니다. 이러한 도구는 GE를 글로벌 산업에 효과적으로 전달하는 데 필요합니다. GE의 잠재력은 주요 특성에 대한 기존 육종에서 달성되는 것보다 훨씬 더 큰 규모로 유전적 진보를 증가시키는 것입니다. 이러한 성장, 효율성 및 질병 저항성의 향상은 유전적 개선을 위한 산업 전략을 혁신하고, 양식 산업의 변화하는 요구를 유전학이 해결할 수 있는 속도에 혁명을 일으킬 것입니다.”라고 Buchanan은 설명한다.

< GE 양식업의 이정표 >

Lauth에 따르면 CAT의 첫 번째 유전자 편집 혁신은 2012년, 색소 없는 틸라피아 생산이었고, 2018년에는 단일 성별 어류 개체군에서 100% 불임된 틸라피아의 대규모 생산을 달성했다.

“그것은 농민들이 가지고 있는 딜레마에 대한 해답이었습니다. 그들은 번식 프로그램에서는 번식력이 있는 물고기를 원하지만 생산을 위해서는 불임 물고기를 원하며 현재 5개 대륙에 걸쳐 20개 이상의 국가에서 특허가 출원되었습니다. 우리는 또한 번식에 사용되었던 에너지가 성장을 위해 사용되기 때문에 불임이 성능을 향상시킨다는 것을 보여주었습니다.”라고 그는 설명한다.

Cuna del Mar에 인수된 2019년에 CAT는 동물 복지, 생산량 및 성장을 개선하기 위한 새로운 계획을 시작했다.

“최근 생성된 데이터에 따르면 유전자가 편집되지 않은 형제자매에 비해, 유전자 편집된 틸라피아가 생후 8개월에 33%나 눈에 띄게 성장한 것으로 나타났습니다. 이는 음식 섭취와 에너지 소비 사이의 균형을 최적화함으로써 달성되었습니다.”라고 Lauth는 말한다.

Cuna del Mar의 투자를 통해 최첨단 틸라피아 및 새우 R&D 연구 시설을 확장하고 개설할 수 있게 되었다.

최근 Lauth는 Ashutosh Pudasaini와 Tuong Tran이 수행한 흰다리새우의 유전자 편집에 대한 선구적인 타당성 실험을 지적했다.

“그것은 어려운 작업이었습니다. 새우 알은 매우 작고 깨지기 쉬우므로 그것을 처리하는 것이 중요한 문제였으며 수년간의 지루한 노력이 필요했지만 이제는 매우 효율적으로 작동하는 시스템을 갖게 되었으며 우리는 그들의 성취를 매우 자랑스럽게 생각합니다. "라고 그는 설명한다.

< GE 규제 >

GE에 대한 여론과 국가의 규제가 엇갈리는 중에, Buchanan과 Lauth는 GE가 점점 더 받아들여지고 있다고 본다.

“일부 국가에서는 이제 유전적 변이를 생성하는 자연스러운 형태로 GE 규정을 완화하거나 없애서 유전자 편집을 수용하는 경향이 있지만, GE 제품을 둘러싼 과학 기술과 정책 거버넌스 그리고 관리 사이에는 여전히 격차가 있으며 GE 규제 프레임워크에 조화가 필요합니다.”라고 Lauth는 말했다.

Buchanan은 수많은 규제 및 과학적 발전을 지적한다.

“AquaBounty가 수확량 향상을 위해 게놈 편집한 틸라피아에 대한 규제가 아르헨티나와 브라질에서 철폐되었습니다. 비록 현재는 생산되지 않지만 앞으로 생산이 재개될 수 있습니다. 일본에서는 게놈 편집된 참돔과 복어가 승인되어 RAS 시설에서 양식되고 Regional Fish Company를 통해 상업적으로 판매되지만 생산량은 적습니다. GE는 결함이 있는 유전자로 인한 질병을 치료하기 위해 이미 인간 의학에 사용되고 있습니다. 돼지 사육자들은 새끼 돼지 사망을 유발하는 풍토병 바이러스에 저항성을 갖는 돼지의 GE 계통을 개발했습니다.”라고 그는 설명한다.

“대부분의 정부 규제 기관은 GE가 자연적인 유전적 변이와 구별할 수 없으며 외부 DNA가 도입되지 않는다는 것을 이해하고 있습니다. GE는 많은 시장에서 GMO, 형질전환, 기타 생명공학과 다르게 규제를 받고 있습니다. 이는 이 기술을 상용화하는 데 매우 중요합니다. CAT는 이 기술의 잠재적 이점을 공개하는 촉매로서 GE 불임 어류의 도입을 사용하려 하고 있습니다. 우리는 생선류와 새우의 GE 시설에 투자했으며 GE 불임 솔루션을 출시할 예정입니다.”라고 덧붙인다.

[출처] The Fish Site 2024/04/15

[원문]

https://thefishsite.com/articles/why-gene-editing-can-help-aquaculture-enhance-global-food-security