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기고

<논단>유전체 정보를 활용한 개량

  • 등록 2018.04.12 18:40:58


김성훈 대표(피그진코리아)


유전체(Genome)에 대한 이야기를 자주 듣곤 한다. 2003년에 완성된 사람의 유전체지도를 활용하면 암을 포함한 주요 질병의 예방과 치료는 물론 진화과정을 이해하는 데에도 도움이 될 것으로 기대하고 있다.

우리가 알고 있는 유전자와 유전체는 같은 의미 일수도 있지만 엄밀하게 말하면 유전체는 유전자와 염색체 전체를 포함하는 것으로 더 많은 유전정보를 포함하는 것으로 이해하면 될 것이다.

유전체 정보가 우리 주변에서 어떻게 활용이 될 것인지 쉽게 알 수 엿볼 수 있는 SF영화가 있다. 1997년에 앤드류 니콜 감독의 ‘가타카(Gattaca)’라는 영화는 주드 로와 에단 호크가 주연을 맡아 유전체 정보로 태어날 때부터 신분과 역할이 결정되는 사회를 배경으로 열성유전자 때문에 제도적으로 자신의 꿈을 이룰 수 없는 주인공의 숙명적인 운명에 대한 저항을 표현한 영화이다. 영화 제목이 유전체를 구성하는 4가지 염기서열인 G(구아닌), A(아데닌), T(티민), C(시토신)를 조합해 만들어졌다는 것과 배경음악으로 나오는 쇼팽의 즉흥곡을 손가락이 6개인 연주자가 연주하는 것을 표현하기 위해 원곡에 새로운 음들을 추가하는 등의 디테일도 당시의 흥행에 도움이 되진 못했지만 30년이 지난 지금에도 피부로 와 닿는 영화이다. 영화이외에도 실제로 자신의 유전체 정보에 의해 유방과 난소를 제거한 안젤리나 졸리의 이야기는 많은 사람들이 알고 있다. 안젤리나 졸리는 외할머니, 어머니, 이모가 관련 암으로 사망한 이력이 있어 한편으로 발전된 학문기술을 잘 활용하고 있다는 생각이 들기도 한다.

가축개량에도 이런 유전체 정보를 활용하는 기반이 확대되고 있다. 젖소와 한우의 개량에는 물론, 돼지의 개량에도 유전체 정보를 활용하기 시작했다.

종돈의 개량은 처음에는 자신의 외모를 바탕으로 선발해 개량했다. 그 후에 외모와 더불어 자신의 성적을 측정해 우리가 원하는 방향으로 종돈을 선발해 사용하다가 80년대부터는 자신과 혈연관계가 있는 것들의 성적도 종합적으로 평가(BLUP)해 종돈을 선발했다. 소에서는 자손의 성적을 포함하는 방식을 많이 활용하지만 돼지의 경우 경제 수명이 짧기 때문에 후손의 성적이 나오기 시작할 때에는 평가하려는 종돈이 이미 이 세상에 존재하지 않는 경우가 많아서 많이 사용하지는 않는 방식이다.

이때 평가에 사용하는 혈연관계는 멘델의 법칙에 따른 것으로 자돈은 부모로부터 동일한 비율로 유전자를 물려받는다는 가정을 바탕으로 후보 종돈의 유전적 능력(육종가, Breeding Value)을 평가(추정)했는데 최근 유전체 정보가 활발하게 분석되면서 현실적으로 자돈이 물려받는 유전자 조합이 멘델이 생각한 것보다 훨씬 다양하고 복잡하다는 것이 밝혀지면서 후보 종돈의 능력을 더욱 정확하게 평가할 수 있는 방법으로 활용되고 있다. 한 배에서 같이 태어난 14마리의 자돈이 그 동안에는 멘델의 이론에 근거해 유전적인 유사성이 모두 50%라는 가정으로 분석을 했으나 유전체로 분석한 결과 같은 부모에서 생산된 자돈도 유전적 유사성이 40-60%로 변이가 있다는 것이 밝혀졌으며, 이 중에 일란성 쌍둥이가 있다면 유사성은 100%가 될 것이기 때문에 혈연관계를 바탕으로 추정하는 유전적 능력보다 정확도가 크게 향상됐다. 더욱이 산자수와 같이 선발할 당시에 자신의 성적이 아직 확인되지 않은 번식성적을 개량하기 위해서 후보 종돈을 선발할 때에는 정확도가 3배 가까이 향상된다는 결과가 국내 종돈회사의 데이터로 확인되기도 했다. 다시 말해서 유전체 정보를 활용해서 유전적능력을 평가해 개량할 경우 단순하게 혈연관계만 활용해서 개량하는 것보다 산자수의 개량속도가 3배나 빨라진다는 것을 말하고 있다.

돼지의유전체 분석에 많이 사용되고 있는 6만개의 대표적 염기서열을 분석하는 데 드는 비용이 5년 전만해도 두당 50만원이 넘었으나 최근에는 10여만원으로 분석이 가능하게 되었고 2~3년 이내에 4~5만원이면 분석이 가능할 것으로 예상되어 유전체정보를 활용해 종돈을 개량할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 산자수를 효과적으로 개량하기 위해서는 영향력이 많은 수퇘지를 더 많이 검정해야 하는데 수요가 적기 때문에 검정두수를 늘리기가 어려운 백색품종 수퇘지를 유전체 정보를 활용해 조기 선발할 경우 지금과 같은 수를 검정하더라도 능력이 우수하게 평가된 수퇘지만 골라서 검정할 수 있으므로 산자수의 개량에 큰 역할을 할 수 있을 것으로 기대한다.

다만, 모든 것이 그러하듯이 유전체정보를 100% 활용하기 위해서는 현장에서 개량하려는 항목을 정확하게 기록하고 분석하는 것이 필요하다. 우려되는 것은 앞으로 10년 뒤에 우리가 등지방두께와 일당증체량 이외의 다른 형질을 개량하려 한다면 지금부터 준비하는 것이 필요하다. 일부 종돈회사에서는 수퇘지의 CT를 촬영해 그 영상을 보관하고 있다가 지금은 측정하지 않지만 언젠가 개량이 필요한 형질을 CT 영상을 통해 측정하는 것을 대비하고 있다.