스크랩 알록달록한 까만 옥수수가 생기는 이유

[고령화사회]

 

알록달록한 옥수수가 생기는 이유

알록달록한 옥수수가 생기는 이유는?

어디로 튈지 모르는 ‘자리바꿈 유전자’ 때문

 무더운 여름철. 영양 간식으로 옥수수가 있다. 얼마 전 제철을 맞은 옥수수가 우리 몸에 왜 좋은지를 블로그 기사로 송고한 적이 있다. 많은 분들이 들어와 보고는 몇 분이 이런 질문을 던졌다. 예전에는 검은색이 박힌 옥수수가 많았는데 요즘에 그런 옥수수를 보기가 쉽지 않다고.

  최근 농촌진흥청은 맛과 품질이 좋은 옥수수를 개발해 보급함으로써 알록달록한 재래종 옥수수 재배가 많이 줄었기 때문이다. 그런데 그런 옥수수는 어떻게 만들어질까? 하얀 옥수수 사이에 검은색이 드문드문 박힌 옥수수. 바로 어디로 튈지 모르는 ‘자리바꿈 유전자’가 만든 산물이다. 물론 유전자 조작농산물은 아니므로 안심해도 된다. 그 이유를 살펴보자.

요즘 옥수수가 제철을 맞았다. 여름철 영양간식 찰옥수수는 하얀색을 띤다. 그런데 찰옥수수 중에는 검거나 자주색의 알맹이가 박힌 옥수수를 볼 수 있다. 이러한 옥수수는 어떻게 생길까? 그 이유를 궁금하게 여기는 사람이 많다. 그 이유는 자리바꿈 유전자의 심술(?) 때문이다.

   어디로 튈지 모르는 ‘자리바꿈 유전자’의 심술(?)

 색깔이 알록달록한 옥수수가 생기는 원인을 처음으로 밝혀낸 과학자는 미국의 매클린톡 박사이다. 매클린톡 박사는 1983년 알록달록한 옥수수 낱알의 유전자를 분석한 결과, 어디로 튈지 모르는 ‘자리바꿈 유전자(Jumping gene)’를 발견했다. 그리고 이 유전자에 의해 옥수수와 철쭉 등에서 이 같은 현상을 목격할 수 있다고 발표하여 노벨상까지 받게 되었다.

  그런데 이 자리바꿈 유전자는 언제나 일정하게 그 자리에서 나타나지 않고 어디로 튈지 모르는 럭비공 같은 존재이다. 철쭉의 경우를 보면, 한 해에는 아랫가지에 다른 색깔의 꽃이 피었다가도 이듬해에는 꼭대기에 가서 피기도 하기 때문이다. 옥수수도 마찬가지로 위쪽 아래쪽 예측하기 어렵게 흰 알과 검은 알의 비율이 달라진다는 것이다. 천방지축으로 톡톡튀는 ‘자리바꿈 유전자(Jumping gene)’의 심술이라고나 할까? 아무튼, 종잡을 수 없는 유전자 발현으로 얼룩덜룩한 농산물을 얻을 수 있다니 신기하고 재미있는 일이다.

  자리바꿈 유전자, 옥수수와 철쭉, 분꽃 등에서 잘 나타나 

  자리바꿈 유전자의 현상을 가장 잘 보여 주는 식물이 바로 철쭉과 분꽃, 옥수수 등이다. 같은 가지에서 꽃이 피었지만 흰꽃과 분홍꽃이 뒤섞여 있는 꽃무리를 자세히 살펴보면 이 유전자 현상을 쉽게 눈으로 확인할 수 있다. 옥수수도 마찬가지이다.

  아이가 부모를 닮는 이유는 유전자가 네 가지 염기서열 부호에 의해 저장된 정보가 안전하게 대물림되기 때문이다. 이 유전자 정보에 변화가 일어나는 현상을 돌연변이라고 한다. 자리바꿈 유전자 현상은 아주 작은 돌연변이라 할 수 있고, 여러 가지 생물에서 관찰되고 있다.

 자리바꿈 유전자에 의해 한 나무의 철쭉에 핀 흰색과 분홍색 꽃. 내년에는 똑같은 가지가 아닌 다른 가지에서 다른 색깔의 꽃을 피우게 된다. 하지만 위치는 아무도 예측할 수 없다. 

 한 줄기에서 두가지의 다른 꽃을 피운 나팔꽃. 이 역시도 자리바꿈 유전자에 의해 발생한다.  

 색깔을 지닌 자리바꿈 유전자에 의해 생산된 알록달록한 칼라 옥수수. 자리바꿈 유전자를 활용해 만든 옥수수는 소비자 기호도가 매우 좋다. 

  자리바꿈 유전자 발견, 매클린톡 박사 노벨상 받아  

 1940년대 후반에 미국의 매클린톡(Barbara Mcclintock) 박사는 한 옥수수의 다른 색 낱알을 처음 관찰하여 이 유전자를 발견하였으나 다른 과학자들은 황당한 생각이라고 무시되었다. 그러나 30여년 동안 현미경과 옥수수밭에 파묻혀 그 연구에 몰두하여 자리바꿈 유전자를 발견해 냄으로써 1983년 노벨생리?의학상의 영예를 안게 되었다. 매클린톡 박사의 끈질긴 집념의 승리이다.

  이 발견은 생명체 안에 고유한 유전자 지도가 있음을 처음 제시하였으며, 바이러스, 미생물, 초파리, 동식물에서도 차례로 발견되고 기능이 구체적으로 밝혀져 유전자 지도를 밝히는 기술로 이용되고 있다.

  농촌진흥청 원예연구소에 따르면 이 현상은 우리 주변의 꽃 속에서 쉽게 발견할 수 있는데, 알록달록하게 핀 철쭉과 분꽃, 나팔꽃 그리고 옥수수에서 누구나 이 ‘자리바꿈 유전자’를 찾아볼 수 있는 신기한 과학의 산물을 경험할 수 있다. 이런 현상을 보면서 과학은 멀리 있는 것이 아니라 우리 주변에 있음을 새삼 깨닫게 된다.

 자리바꿈 유전자 활용, 옥수수 신품종 개발 

농촌진흥청은 자리바꿈 유전자를 활용하여 옥수수알이 재래종과 같이 얼룩덜룩한 ‘얼룩찰1호’를 개발했다. 이번에 개발된 얼룩찰1호는 하얀색과 검은색이 혼합된 얼룩무늬 옥수수로 안토시아닌 함량이 높아 건강식품으로서 각광을 받을 것으로 보인다.

  얼룩찰1호는 얼룩덜룩한 색깔로 소비자 기호도가 좋을 뿐아니라 단맛과 쫀듯한 맛이 좋아 옥수수를 찔 때 소금과 신화당 등을 별도로 첨가하지 않아도 맛이 좋아 소비자에게 인기를 끌 것으로 보인다. 특히, 이 옥수수에는 젊음을 유지해 주는 항산화 물질인 천연 안토시아닌 색소가 많이 들어 있어 옥수수도 즐기며 젊음도 유지하는 효과까지도 기대된다.

  한편, 농촌진흥청은 안토시아닌 함량이 매우 높은 자주색이 매우 짙은 검은색 찰옥수수 품종도 개발 단계에 있어, 앞으로 옥수수 애호가들에게 희소식이 될 것으로 전망된다.

 농촌진흥청이 개발한 옥수수 신품종. 왼쪽이 찰기와 단맛이 강한 '찰옥1호'이고 오른쪽이 알록달록한 칼라를 지닌 '얼룩찰1호'이다. 얼룩찰1호는 안토시아닌 함량도 높아 기능성이 좋으며 당도가 높아 찔 때 소금과 신화당을 넣지 않아도 된다.