종자기사 형질전환식물의 식별 — Agrobacterium, Ti-plasmid, 안티센스

형질전환은 재조합된 DNA를 번식 단계의 전형적인 유전 교환 없이 식물 세포에 주입하여 새로운 형질을 발현하게 하는 기술이다. 핵심 포인트는 외부 DNA의 도입과 직접적인 형질 발현이라는 점이며, 세포 융합이나 약배양과 구별되는 개념이다.

식물 형질전환에서 널리 쓰이는 자연적 유전자 운반체는 Agrobacterium이며, 이 세균의 Ti-plasmid에 존재하는 T-DNA 영역이 숙주 식물 게놈으로 이동하여 유전자를 통합시키는 역할을 한다. 쌍자엽식물의 형질전환 표준 운반체로 Ti-plasmid가 특히 중요하므로 작물 종류에 따라 적절한 전달 방식을 떠올려야 한다.

형질전환 육종의 일반적 흐름은 목적 유전자의 분리(클로닝)에서 출발하여 벡터에 삽입하고 식물 세포로 도입한 뒤, 형질전환 캘러스를 선발하여 재분화시켜 식물체를 얻는 순서로 진행된다. 실무에서는 유전자 클로닝→벡터 결합→세포 도입→선발→재분화라는 순서를 기억하면 문제 해결에 유리하다.

특정 사례로 최초 상용화된 GMO 토마토 '플레이버세이버'는 안티센스 DNA 기술로 폴리갈락투로니다아제(PG)의 발현을 억제하여 숙성을 지연시키는 방식으로 개발되었다. 안티센스는 목표 유전자의 발현을 차단하는 방향의 DNA를 도입하는 원리로 이해해야 한다.

cDNA는 mRNA를 주형으로 역전사효소로 합성한 상보적 DNA이며, cDNA 라이브러리 구축은 먼저 mRNA를 추출하는 작업이 선행되어야 한다는 점을 분명히 해야 한다.