유전자조작은 분자 조성을 바꾸고 독성물질을 증키시킨다는 연구 결과 나와

[가온 고재섭]

다시 점화된 GMO 옥수수 섭취의 안전성

GMO 옥수수는 non-GMO 모체 옥수수와 분자 조성이 다르다는 것이 밝혀져. 

2016. 12. 19.  서스테이너블 펄스

1992년에 부통령 퀘일이 위원장이었던 퀘일 위원회는 

유전자 조작식품이 전통적 육종방법의 식품과 전혀 다를바가 없기 때문에,

즉 실질적으로 동등하기 때문에 

라벨을 붙일 필요도 없고 안전성 검사도 받을 필요가 없다고 발표하였다. 

어떻게 대중이 일상적으로 먹는 음식을 

이렇게 안전성 평가도 하지 않고 시판할 수 있도록

특혜를 주었을까?

퀘일 부통령은 당시 한 기자회견에서 

불필요한 규제만 막으면 미국의 생명공학기술은

막대한 이익을 가져올 것이라고 속내를 비춘적이 있지만

세계의 여론을 거스른 미국의 이러한 정책은

많은 논란을 가져왔다. 

지난 12월 19일 유명한 과학저널

"네이처"에 이러한 '실질적 동등성'의 개념에 

근원적으로 의문을 품게하는

중요한 논문이 발표되었다. 

유전자 조작 과정으로 단백질과 대사산물이 현저히 변화되고

잠재독성을 지닌 2종의 화학물질 수준이 증가하였다는 것이다. 

이는 유전자조작 옥수수의 안전성에 의문을 던져주고

장기 섭취시 인체에 어떤 영향을 주는지 근본부터 철저한 검증이 필요하다는 것을 

얘기해 주고 있다. 

다음은 이 논문에 대한 보도 기사이다. 

- 역자 고재섭 

과학 저널 Nature 지에 새롭고 독특한 연구 논문이 발표되었다. GMO 옥수수와 그 모체인 non-GMO 옥수수의 조성에 있어서 어떤 주요한 차이가 있는지를 밝히기 위해 분자프로파일을 이용한 것이다. 이 논문의 연구 결과는 업계와 규제 당국의 "실질적 동등성"이란 입장에 의문을 제기하고 GMO의 안전성을 심각하게 숙고하게 만든다. 

런던 킹스 칼리지의 마이클 안토뉴(Michael Antoniou) 박사가 이끈 이번의 새로운 피어리뷰 연구는 유전자조작 과정이 라운드업내성 GMO 옥수수 품종인 NK603의 조성에  어떤 영향을 미치고 있는지를 나타내고 있다. 

"우리의 연구는 GM 형질 전환 과정이 NK603에서 심오한 조성 차이를 가져옴을 보여 주며, GMO 옥수수가 동종의 non-GMO 옥수수와 실질적으로 동등하지 않음을 분명히 보여줍니다. 푸트리신 특히 카다베린의 뚜렷한 증가는 우려됩니다. 이러한 물질이 잠재적으로 독성을 가지며 히스타민의 영향을 증진시키고 알레르기 반응을 증가시킬 뿐만 아니라 이 두 물질이 육류제품의 아질산염에 발암물질인 니트로사민을 형성하는 것과 관계 있다고 알려져 있기 때문입니다. 우리의 연구 결과는 NK603 옥수수 섭취의 안전성을 장기간에 걸쳐 보다 철저히 평가해야 한다는 것을 알려주고 있습니다."라고 안토뉴 박사는 말했다.

단백질("프로테오믹스")과 작은 생화학 분자 ( "metabolomics") 유형에 대한 심층 분석 결과 NK603과 non-GMO 모체 사이의 주요 조성 차이가 밝혀졌다. 나타난 결과는 에너지 이용 장애 및 산화 스트레스 (반응성 산소에 의한 세포 및 조직의 손상)뿐만 아니라 걱정스럽게도 특정 물질 (폴리아민)의 큰 증가를 보여주고 있다. 

NK603 GMO 옥수수에서 폴리아민이 증가된 것으로 나타났으며 푸트리신과 카다베린이 포함되어 있었다. 이들 물질은 다양한 독성 효과를 나타낸다. 예를 들어, 히스타민 효과를 향상시켜 알레르기 반응을 증가시키며, 둘 다 니트로사민 (nitrosamines)이라고 불리는 발암 물질 형성에 관여한다.

종합하자면, 이 연구 결과는 유전자조작 옥수수NK603이 non-GMO 옥수수와 '실질적으로 동등하다'는 산업 및 규제 기관의 주장을 반박하며, 이 GMO 옥수수로 만든 제품들을 장기적으로 섭취할 때의 안전성 문제에 대한 더욱 철저한 평가가 뒤따라야 함을 보여주고 있다. 

연구 배경

1. 조성상의 '실질적 동등성' 확립은 GMO 작물 및 식품의 안전성을 평가하기 위해 규제 당국이 요구하였던 핵심 출발점이다. 영양소 및 알려진 독소에 대한 분석 결과 GMO 작물의 조성이 유전적으로 유사한 non-GMO 품종 (종종 non-GMO 모체)에 존재하는 것과 유사한 범위 내에 있는 것으로 밝혀지면 그 GMO 작물은 '실질적으로 동등한' 것으로 간주되며, 특히 미국에서 더 이상 안전성 테스트가 필요하지 않을 것이다. 

2. 유전자조작(GM) 옥수수 NK603은 라운드 업 (Roundup)과 같은 글리포세이트 기반의 제초제 살포에도 생존하도록 설계되었다.  이 GM 옥수수와 모체 non-GM 옥수수의 영양 조성 분석을 기반으로 이 두 옥수수는 ‘실질적으로 동등한’ 것으로 평가되었다. 이후 GM 옥수수는 시장 승인을 받았다.

3. 그러나 영양 조성 분석은 비교적 조잡하며, GMO와 non-GMO 식품 사이의 중요한 차이를 놓치고 있어서 소비자에게 건강상의 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 조성 분석에 총 단백질 함량의 측정이 포함되어 있지만, 이는 상이한 단백질 유형 프로파일보다 덜 중요하다. 다시 말해서, 메시지는 디테일에 있다. 이 디테일은 현재 제품의 실질적 동등성을 조사하는 규제 분석에서 결여되어 있다.

4. 이 연구에서는  라운드업 내성NK603 옥수수에 대한 조성 정보의 이러한 차이는 가장 가까운 non-GMO 옥수수 품종을 대조군으로 하여 이 GMO를 분석하였다. 두 작물은 교차 오염을 피하기 위해 충분한 거리를 두고 위치와 계절이 비슷한 조건에서 재배되었다. NK603의 한 필드에는 라운드 업을 한 번 살포하였고, NK603의 또 다른 필드에는 라운드 업을 살포하지 않았다. 샘플은 두 번의 성장 계절에 걸쳐 두 번의 재배주기에서 생산되었다. 따라서 작물 구성에 영향을 줄 수 있는 환경 요인을 최소화하기 위한 모든 예방 조치가 취해졌다. 그 결과가 비교 분석인데 이 분석은 유전자조작(GM) 변형 과정의 효과를 특히 조명해주고 있다..

5.이 GMO 옥수수를 2 년 이상 먹은 쥐는 대조군에 비해 간과 신장 손상의 발병률이 더 높았다 (Séralini et al., Environmental Sciences Europe, 26:14).

사용된 분석 방법

"omics"기술로 통칭되는 분석 방법을 사용하여 생물학적 시스템 / 물질에 대한 심층적인 분자 조성 프로파일을 얻을 수 있다. 이러한 기술에는 트렌스크립토믹스(transcriptomics) (유전자 기능 프로파일), 프로테오믹스 (proteomics) (단백질 유형 프로파일) 및 메타볼로믹스(metabolomics : 소분자생화학 대사산물 프로파일) 등이 있다. 총 영양 분석과 달리 omics 기술은 건강이나 질병 상태의 예측 가능성이 매우 높은, 매우 상세한 분자 구성과 생물학적 기능 정보를 제공해 준다. 

이 연구에서 안토뉴 박사와 연구원은 NK603을 non-GMO와 비교하여 프로테오믹스 (단백질 프로파일링) 및 메타볼로믹스(소분자 생화학 프로파일링) 분석을 수행하여 이 품종을 생성하는 데 사용된 GM 형질 전환 과정이 미친 효과에 대한 이해를 심화시켰다 또한, NK603을 라운드업을 살포하여 재배한 경우와 살포하지 않고 재배한 경우로 나누어서 이 제초제가 생화학에 영향을 미쳐 GMO 옥수수의 조성에도 영향을 주었는지를 조사하였다. 

이 광범위한 분석은 NK603이 해당 non-GMO  품종과 진정으로 '실질적으로 동등한 지'여부와 이것이 건강상의 문제를 야기하는지 여부를 보다 깊고 정확하게 확인하도록 설계되었다.

연구결과

1. 총 117개의 단백질과 91 개의 소분자 생화학물질(대사 산물)이 GM 형질 전환 과정에 의해 NK603 옥수수에서 통계적으로 유의하게 변화된 것으로 나타났다.

2. GM 형질 전환 과정은, Roundup 제초제의 살포나 성장기와 같은 환경 요인보다, 단백질 및 대사 산물 프로파일의 변화에 중요한 기여를 했다.

3. 프로테오믹스 분석에 의해 밝혀진 단백질 프로파일의 변화는 에너지 이용 불균형 및 산화 스트레스 (반응성 산소에 의한 세포 및 조직 손상)를 보여주었다. 

4. 메타볼로믹스 에 의해 밝혀진 소분자의 생화학 프로파일 차이는 주로 폴리아민 (polyamines)으로 알려진 부류의 화합물의 증가로 구성되었다.  GM NK603 옥수수에서 잠재적으로 독성이 강한 푸트리신 및 특히 카다베린의 수준이 현저하게 증가했다.

결론

1. 유전자조작 NK603 옥수수와 이에 상응하는 non-GMO 옥수수 품종은 실질적으로 동일하지 않다.

2. GM 형질 전환 과정은 NK603 옥수수의 단백질 및 대사 산물 조성 모두에서 변화를 일으켰다.

3. NK603 옥수수와 이에 상응하는 non-GMO 옥수수의 비 실질적 동등성과 NK603 옥수수에서의 잠재적 독성 화합물(폴리아민, 푸트리신, 카다베린)의 증가는 이 GMO으로 만들어진 제품의 섭취 안전성에 대해 더욱 철저한 조사가 있어야 함을 보여주고 있다. 

건강과의 관련성 

GM 형질 전환 과정은 GMO 식물에서 전반적인 장애를 일으킨다. NK603 옥수수 표본에서 발견 된 카다베린과 푸트리신의 증가 수준이 이 옥수수를 먹인 쥐에 잠재적인 부정적인 건강 영향의 징후를 설명할 수 있는지 여부는, 실험 동물에 대한 장기간의 급이 연구에서 이들 폴리아민의 양과 그 효과를 더욱 정확하게 계량화 하는 방법을 통하여 더 구체적으로 분석 될 필요가 있다. 

최첨단 분자 프로파일링 'omics'방법은 GM 식물과 이에 상응하는 non-GMO 식물 사이의 차이에 대한 이해를 심화시키는 데 사용될 수 있다. 이것은 과학자들이 이미 알려진 독소 (예 : 이 연구에서는 특정 폴리아민의 수치가 증가되었다)의 증가나 신규 독소 및 잠재적인 알레르기 유발 물질의 존재를 부각함으로써 GM 식물의 상용화전 안전성 테스트를 개선하게 해줄 수 있다. 

논문 원본

저자 : Mesnage R, Agapito-Tenfen S, Vilperte V, Renney G, Ward M, Séralini GE, Nodari N, Antoniou MN.

An integrated multi-omics analysis of the NK603 Roundup-tolerant GM maize reveals metabolism disturbances caused by the transformation process. Scientific Reports, 2016; 6:37855.