유전체(게놈, genome)는 한 생물체가 지닌 모든 유전정보의 총합이며, 그 생물체의 형태, 생리대사, 유전요소, 행동양식 등을 결정짓는 유전자의 설계도라고 할 수 있다.

'게놈'이란 용어는 유전자(gene)와 염색체(chromosome)의 합성어이다.

표준유전체(영어로 reference genome)는 특정 생물종(벼, 배추, 양파, 고구마, 소, 닭 등)별로 대표할 수 있는 품종(계통)의 유전체정보다.

그러나 품종(계통)별로 장·단점이 있어서 현재로서는 대표품종 보다는 최초로 해독되고 다른 품종의 유전체해독 연구에서 기준으로 삼을 만큼 잘 해독됐을 때 그 유전체정보를 표준유전체라고 말할 수 있다.

생명체의 유전정보(설계도)는 염색체의 DNA에 암호화 돼 있다. 즉 유전체해독은 DNA 염기서열을 읽어 생물체가 가지고 있는 유전자의 종류, 수, 구조, 위치 등의 암호를 해독하는 연구다.

그러나 아직은 DNA 염기서열을 현재의 분석장비로도 처음부터 끝까지 한 번에 읽어갈 수 없다. 또한 DNA를 분리할 때에도 절단되기 때문에 단편조각들의 염기서열을 읽을 수밖에 없다.

조각들 중에서 염기서열이 동일한 부분을 서로 겹치고 붙여 가면서 더 긴 서열로 만들게 되고(단편→중편→장편, 이 과정을 조립(assemble)이라 함), 최종적으로는 염색체별로 DNA 염기서열을 하나의 가닥으로 연결하게 된다.

연결한 장편에서 유전자의 종류, 구조, 수, 기능 등을 분석하고 동시에 연결한 장편이 어느 염색체의 어느 부분에 위치하는지도 확인하게 된다.

따라서, 유전체해독이란 생물체의 유전자 설계도가 암호화 돼 있는 것을 해석하는 것이라 말할 수 있다.

▲ 유전체 해독 과정.
작물의 표준(신규)유전체 해독연구는 지난 2000년 6월 인간 유전체 초안이 미국 주도로 밝혀진 이후 인간질병에 관련된 유전자가 특허로 점유되면서 각 나라는 유전체(유전자) 정보가 미래 국가 바이오산업의 성장동력으로 판단해 농작물, 가축을 포함한 생물체의 유전체를 해독하고 있다.

우리나라도 이러한 추세에 적극 대응하기 위해 부처별로 개별적․산발적으로 추진하던 유전체 해독 연구를 통합해 ‘다부처사업’으로 추진하기 시작했다.

특히 농촌진흥청은 기존에 해독한 벼, 배추, 고추 등을 제외한 중요한 작물에 대해 우선순위와 미래가치 등을 고려해 유전체 해독연구를 추진하고 있다.

최근 ‘금 보다 비싼 종자’라는 말이 있다.

파프리카는 1g당 10만 원∼15만 원으로 7만 원 정도인 금보다 비쌉니다. 그만큼 우수한 종자는 미래 바이오산업 성장동력이고 농산업 발전에서 기본요소다.

유전체정보를 해독하면 우수하거나 불량한 형질을 만드는 유전자를 파악할 수 있어서 새로운 품종을 육성할 때 우수한 형질만 집적된 품종을 정확하게 선발할 수 있는 기술을 확보할 수 있게 된다.

따라서 앞으로의 육종은 유전자육종, 빅데이터육종, 노동 및 투자비용 절감육종의 형태로 변화될 것으로 보인다.

실제로 국제적인 다국적 종자회사도 GM작물 개발과 함께 유전체정보를 활용한 육종에도 투자하고 있는 상황이다.

또한 식물의 다양한 물질은 의약, 식품, 산업소재로 활용되고 있다.

현재 국내외적으로 벼, 포도, 배추, 감자, 고추, 토마토 등 많은 주요 작물이 해독됐다.

2000년대 초기에는 기술이 발전하지 못해 투자비용도 많이 들고(당시, 인간의 경우 약 3,000억원 소요), 해독의 완성도도 만족스럽지 못했다.

최근에는 해독장비의 발전으로 더 많은 작물과 품종이 해독되고 있다.

우리나라도 우리의 고유 작물이나 품종, 계통 등에 대한 유전체정보를 확보하는 것이 우리나라 생명산업을 활성화 하고 우리나라 자원의 주권을 확보할 수 있는 지름길로 보고 있다.

이와 관련해 농진청 관계자는 "이제는 얼마나 해독되었는가가 중요한 것이 아니라 우리가 얼마나 다양한 자원에 대한 정보를 가지고 있고, 어떻게 농업에 효율적으로 활용할 수 있느냐가 중요한 것"이라고 말했다.

참고로 우리나라가 해독한 작물은 벼, 배추, 고추, 무, 토마토, 참외, 버섯, 포도, 녹두, 고구마, 들깨, 배, 양파, 국화, 도라지, 결명자, 잎새버섯, 만가닥버섯 등이다.

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