발효의 책 8 유전자 조작 기술은, 발효의 영역을 크게 확대

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8. 유전자의 시대

미생물은 유전자학의 발전에도 큰 공헌을 하였다. 20세기 중반 미국의 Beadle와 Tatum은, 아미노산을 생장에 필요로 하는 붉은 빵 곰팡이의 변이주를 사용한 실험에서, “유전자와 효소는 1대1 대응하고 있다” 라고 제창하였다. 같은 시기, 폐렴 쌍구균의 실험에서 유전자의 화학적 실체는 DNA라는 것이 판명된 것이다. 이러한 견지는, 바로 발효에 이용되는 미생물의 개량에 활용되었다. 미생물에 변이 처리를 실시한 우량한 성질을 가진 미생물을 선발하고, 이러한 미생물의 육종이 시작된 것이다.

유전자의 과학은 급속히 진보하였다. 1953년에는 Watson, Crick이 DNA의 2중 나선 구조를 밝히고, 64년에는 DNA에 code화된 유전 암호가 해독되었다. 그리고 이어 73년에는, 처음으로 유전자 조작 실험이 보고된 것이다. 유전자 조작 기술을 이용하는 것으로, 미생물의 개량은 보다 빠르게 진보하는 것과 함께, 종래 생산 불가하였던 물질을 발효 생산 가능하게 되었다. 예를 들어 인간의 성장 호르몬 유전자를 편입한 대장균에 의해, 성장 호르몬을 저가 대량으로 생산하는 것이 가능하다. 유전자 재조합 기술은, 발효의 영역을 크게 확대하는 것으로 된 것이다.

DNA의 배열을 해설하는 기술도 급속히 진보하였다. 95년에는 인플루엔자 균의 전 유전자(게놈)이 해독된 것이다. 이것은 하나의 생명인 게놈이 해독된 최초의 예이다. 지금은 미생물만이 아닌, 벼, 인간, 물고기, 파리 등 다양한 생물의 게놈이 해독되고 있다. 이러한 게놈 정보는 매우 방대하여, 컴퓨터를 사용한 정보 처리가 필요하다. 이런 것들에 의해, 생물 정보과학(bio informatics)이라고 하는 새로운 학문이 생겨났다. 이 과학이 지금부터 어떤 세계를 만들어낼 지 아직 모른다. 이렇게 하여도 Pasteur, Koch로부터 지난 150년 정도의 사이에, 발효의 세계는 무엇인가 넓어진 것이다.

요점 BOX
유전자와 효소는 1대1로 대응
미생물을 유전자 조작하는 것으로, 개량이나 대량생산이 보다 빠르게 되었다.

<유전자 공학의 역사>

<DNA는 신체의 설계도 창고>

◎ 어떤 아미노산 합성에 필요한 효소의 설계도가 파괴되면 그 아미노산을 만들지 않게 된다. = Beadle과 Tatum의 실험

◎ 인간의 성장 호르몬의 설계도를 대장균의 서고에 넣어 준다. = 대장균은 사람 성장 호르몬을 만들 수 있다.