강력한 유전자 편집 도구인 CRISPR를 사용하여 연구자들은 작물과 동물을 변경하여 바람직한 형질을 추가하고 바람직하지 않은 형질을 제거하고 있다. 이렇게 편집된 식물과 동물의 대부분은 희귀 돌연변이로 인해 자연에 나타날 수 있다. 예를 들어, PPV(자두 수두 바이러스)의 유전자를 포함하는 질병 저항성 허니스위트 플럼과 같이 아마도 자연적으로 발생할 수 없는 많은 GMO와 구별된다.

 

이는 규제 승인을 위한 경로를 용이하게 할 뿐만 아니라 대중의 수용을 촉진하는 데 도움이 될 수 있다.

 

다음은 과학자들이 CRISPR를 사용하여 더 건강하고 더 매력적이며 탄력 있는 식품을 만들어 모든 사람이 필요한 건강 식품에 접근할 수 있는 미래에 더 가까이 다가가도록 하는 몇 가지 방법이다. 하지만 실제로도 그 음식을 먹고 싶어한다.

 

부스트 토마토

 

2021년 9월, 일본 스타트업 Sanatech Seed는 소비자 시장에 최초로 CRISPR 식품을 판매하기 시작했다. 즉, 다량의 GABA(감마 아미노부티르산)를 함유한 다양한 토마토이다.

 

GABA는 우리 뇌에서 자연적으로 생성되는 화합물이다. 연구에 따르면 스트레스와 불안 감소와 관련이 있으며 일부 과학자들은 GABA 수치를 높이는 것이 고혈압, 불면증 및 기타 건강 문제도 치료할 수 있다고 생각한다.

 

일본 사람들은 보충제를 복용하는 대신 과일의 천연 GABA를 분해하는 효소를 적게 생성하도록 편집된 Sanatech의 토마토를 섭취하여 GABA 섭취를 늘릴 수 있다.

 

Sanatech Seed의 Sicilian Rouge High GABA 토마토. 이미지출처: Sanatech Seed 

 

슈퍼 곡물

 

UN에 따르면 증가하는 인구를 먹여 살리기 위해 2050년까지 식량을 50% 더 생산해야 한다. 그러나 우리는 이미 고품질 농지를 대부분 사용하고 있으므로 같은 양의 땅에서 더 많은 식량을 생산하는 방법을 찾아야 하며 CRISPR이 도움이 될 수 있다.

 

CRISPR을 사용하여 중국과 독일의 연구원들은 옥수수의 낟알 생산을 억제하는 유전자를 침묵시켰다. 이것은 이삭에 있는 낟알 줄의 수를 14개에서 16개로 증가시켜 작물 수확량을 10% 증가시켰다. 쌀에서 유사한 유전자를 억제하면 수확량이 8% 증가했다.

 

옥수수와 쌀이 이미 전 세계적으로 소비되는 칼로리의 1/3 이상을 차지한다는 점을 감안할 때 이러한 편집된 품종은 미래에 세계 식량 공급에 큰 도움이 될 수 있다.

 

더 맛있는 채소

 

겨자잎은 칼로리가 낮고 영양이 풍부한 잎이 많은 채소이지만 두 성분 사이의 반응으로 인해 쓴 맛이 뚜렷하며 그 맛으로 인해 일부 식료품 쇼핑객은 건강한 채소를 장바구니에 담는 것을 꺼릴 수 있다.

 

식품 기술 스타트업 PairWise의 CEO인 Tom Adams는"사람들은 건강한 샐러드를 원하지만 맛에 익숙해지기 때문에 계속 로메인을 구매한다."고 말했다.

 

Pairwise는 CRISPR을 사용하여 쓴맛을 유발하는 두 가지 성분 중 하나를 편집하여 더 부드러운 맛의 겨자잎을 만들었다. FDA는 이미 그린을 승인했으며 캘리포니아와 태평양 북서부의 쇼핑객은 2023년부터 농산물 섹션에서 채소를 보기 시작해야 한다.

 

기후에 강한 소

 

개발 중인 대부분의 CRISPR 식품은 작물이지만 2022년 3월 FDA는 미네소타 생명공학 회사인 Recombinetics의 연구원들에게 유전자 편집 육우를 소비용으로 판매하도록 승인했다.

 

아열대 및 열대 지역의 일부 소는 희귀하지만 자연적으로 발생하는 유전적 변이가 있어 "매끄러운" 털을 발달시킨다. 이 털은 표준 털보다 짧고 가볍기 때문에 소는 열 스트레스에 덜 취약하며 이는 소에게 치명적일 수 있고 농부에게는 비용이 많이 든다.

 

Reombinetics는 부정확한 선택적 육종을 통해 이러한 특성을 가진 육우를 이렇게 구식으로 생산하려고 시도하는 대신 CRISPR를 사용하여 육우에게 유전 가능한 변형 형태를 부여하여 매끄러운 코팅 육우 라인을 만들었다. FDA 판결 당시 내열 동물의 고기는 2년 이내에 소비자에게 제공될 것으로 예상했다.

 

 

매끄럽게 코팅된 스티어의 예. 이미지출처: Fernando Branco / Adobe Stock / Annelisa Leinbach

 

더 예쁜 감자

 

감자를 썰거나 껍질을 벗길 때 "폴리페놀 산화효소"(PPO)라는 효소가 덩이줄기에 있는 전분을 공기와 반응시켜 감자의 과육을 갈색으로 만든다. 이것은 감자의 영양가에 영향을 줄 뿐만 아니라 감자의 매력을 떨어뜨릴 수 있다.

 

2020년 아르헨티나의 Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria Balcarce의 연구원들은 세포가 PPO를 생성하도록 지시하는 유전자를 침묵시키기 위해 CRISPR을 사용하여 감자의 갈변 현상이 감소했다고 밝혔다.

 

테이터가 정상적인 생산 조건에서 어떻게 수행되는지 확인하기 위한 목적으로 현장 시험이 진행 중이다. 연구원들은 이러한 실험을 통해 아르헨티나의 국립 종자 연구소(National Institute of Seeds)에 품종을 등록하기에 충분한 데이터를 얻기를 희망한다.

 

더 푸짐한 바나나

 

바나나 크산토모나스 시들음병(BXW)은 우리가 재배하는 모든 바나나 종에 영향을 미칠 수 있는 쉽게 퍼질 수 있는 세균성 질병이다. 지난 10년 동안 수십억 달러의 경제적 손실을 일으키고 수백만 명의 일자리와 식량 안보를 위협했다.

 

바나나 식물이 감염되면 "노균병 저항성 6"(DMR6)이라는 유전자의 발현이 증가한다. 이는 식물의 면역 기능을 억제하므로 케냐의 연구원들은 CRISPR을 사용하여 DMR6의 발현을 줄이고 BWX에 내성이 있는 바나나를 만들었다.

 

편집된 바나나는 편집되지 않은 품종과 다르지 않은 것처럼 보이지만 연구원들은 과일이 여전히 현장 테스트에서 자신을 증명해야 한다고 지적한다. 지금까지는 온실에서만 재배되었다.

 

빠르게 성장하는 쇠고기

 

육류는 수요가 많지만 동물을 기르고 도축하는 것은 비용이 많이 들고 환경에 좋지 않으며 틀림없이 비윤리적이다. 생물 반응기의 세포에서 배양된 고기는 사람들이 "진짜" 고기를 포기하지 않고도 이러한 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있다.

 

농장에서 키우는 것보다 고기를 재배하는 것이 여전히 훨씬 더 비싸다. 그러나 CRISPR을 사용하여 쇠고기 세포에 작은 변화를 줌으로써 대체 육류 스타트업인 SCiFi Foods는 세포가 실험실에서 더 큰 규모로 성장하도록 장려하면서 비용을 절감할 수 있다고 말한다.

 

회사는 여전히 규제 기관의 승인을 받은 자사 제품(경작 및 식물성 고기 혼합)을 얻는 과정을 거치고 있지만 2024년에 버거를 출시할 준비가 될 것으로 예상한다.

 

 

SCiFi Foods의 하이브리드 버거 중 하나이다. 이미지출처: SCiFi Foods

 

전망

 

CRISPR 유전자 편집은 겨우 10년 전에 발명되었으며, 우리는 이미 놀랍도록 새로운 CRISPR 식품이 소비자의 접시에 도달하는 것을 보기 시작했다.