밀 형질전환 기술 개발에 성공해 유전체, 대사체, 전사체 등 생명공학 관련 연구가 활발하게 진행될 것으로 전망된다.

농촌진흥청은 기존 형질전환 기술보다 높은 효율성과 안정적인 결과를 얻을 수 있는 밀 형질전환 기술 개발에 성공했다고 밝혔다.

주요 식량작물 중 하나인 밀은 형질전환 효율이 낮아 유용 유전자 발굴, 기능 분석 등 분자생물학 기반 기초연구와 유전자 교정(genome editing)과 같은 새로운 기술을 적용하기가 어렵다.

밀 형질전환 효율이 낮은 이유는 밀의 유전체(게놈) 크기가 16억 염기쌍(16Gb)으로 벼(0.4Gb)보다 거대하고 밀이 진화하면서 세 가지 종류 밀 조상들의 염색체가 섞여 복잡한 배수체의 염색체를 형성해 외래 유전자를 받아들이기 어렵기 때문이다.

이번에 개발한 기술의 최대 장점은 높은 효율성으로, 기존 국내 학계에 보고된 밀 형질전환 효율(1% 미만)보다 높은 1～6%의 형질 전환 효율을 보인다.

개화 후 15～18일 된 밀 품종 ‘금강’과 ‘오프리’의 미성숙 종자에서 배을 분리한 후 유전자총 방법을 이용해 밀의 염색체에 형광 단백질 유전자를 도입했다.

이렇게 도입된 유전자가 제대로 자리 잡았는지, 정상적으로 기능하는지는 형광 발현으로 확인했다.

또한 다음 세대의 식물체에도 안정적으로 유전되는지 확인했는데 이것은 기존(국내)에 연구해온 밀 형질전환 기술에서는 보고되지 않은 것으로 이번에 개발된 기술만의 특징이다.

이번에 개발된 기술로 형질전환 효율이 높아짐에 따라 밀 유전자 기능과 유전자 발현 조절 연구가 본격적으로 진행될 수 있을 것으로 기대된다.

농진청은 이번 기술의 후속 연구로 항원 단백질 분석기술, 유전자 편집 기술을 활용해 특정 밀 알레르기의 항원 단백질을 제거한 알레르기 저감 밀 탐색과 소재 개발 연구를 진행하고 있다.

농진청은 이번 연구 결과를 식물 생명공학 분야 저널인 Plant Biotechnology Reports에 게재했고, 관련 특허 1건을 출원 중이다.