18세기에 물리학의 발전에 자극을 받아 영국에서는 산업혁명이 일어났으며, 19세기말에는 화학이 대발전하여 근대적인 화학공업이 일어나게 되었다. 20세기 중엽인 1950년경부터는 분자생물학이 대두하여 급격히 발전하였다. 따라서 분자생물학이 생명현상을 해명하는 생화학, 생물물리학 등과 함께 대발전을 하면 거기에 촉발되어서 새로운 Bio산업도 크게 발전하리라는 것은 당연한 일로 예측이 되었었다.
이미 1970년대에 대두된 두 가지 새로운 Bio기술, 즉 새로운 생물종의 창조를 목적으로 하는 유전자공학과 효소의 고도이용을 목적으로 하는 효소공학은 세계의 주목을 집중시키기에 족했다. 이 두 Bio기술의 최근 20여년의 발전은 산업계에 엄청난 영향을 주었다. 기초적, 학문적 분야뿐만 아니라 선업혁신기술로서 의 약, 농업(식량), 화학공업, 환경 등에 있어서의 Bio기술의 응용은 일상생활의 모든 개념을 변혁하고 있고 그 변혁의 속도는 증가하고 있다. 지금 우리는 생명공학에 의하여 물질적으로도 정신적으로도 큰 변화의 시대에 살고 있다. 우리는 이제 겸허하게 생물에서 배우고, 생물을 이용하는 기술인 생명공학에 대해서 많은 측면에서 근본적으로 이해하는 것은 과학자나 비과학자 모두에게 똑같이 중요한 문제이다.
2. 생명 공학 기술의 이용과 특성
1) 조직배양기술
생명체의 살아있는 세포 일부분을 떼어내어 키우는 것입니다.
식물의 경우에 많이 이용되며, 식물의 생장점을 떼어내서 시험관과 같은 곳에 배양액과 함께 넣어서
적절한 환경을 만들어서 다시 커다란 생명체(개체)로 만들어내는 기술이라 할 수 있습니다.
유전적으로 완전히 같은 성질을 가진 것을 한꺼번에 여러개 만들 수 있습니다.
주로 씨앗을 받기 어렵거나 번식이 힘든 식물의 번식을 위해 사용되는 기술입니다.
예를 들면, 난(蘭)의 번식이나 인공산삼재배 등을 하는데 사용됩니다.
① 원리 : 생물의 생체 일부를 떼어 내어 시험관이나 플라스크 의 인공 배지에 배양하여 다량으로 증식시키거나 개체를 재생시키는 방법
② 이용 : 바이러스에 감염되지 않는 채소류나 화초류의 모든 생산 및 품종 육성, 시험관 아기나 기형아 검사 등에 이용
2) 세포융합
비슷한, 또는 다른 성질을 가진 두 생명체의 세포를 결합시켜 하나의 세포로 만든 뒤 키우는 것을 말합니다.
예를들어 오렌지와 탱자, 감자와 토마토의 세포 등을 세포 융합시킬 수 있는데,
그렇게 되면 두 가지 성질을 모두 가지거나 중간성질을 가진 정도의 식물...
예를 들어 감자와 토마토를 합친 토감(포마토라고도 하는 식물)과 같은 식물이 됩니다.
세포융합은 '유전자'에 대해 알지 못해도, 어떤 유전자가 무슨 역할을 하는지 등을 몰라도 사용할 수 있습니다.
다만 어떻게 생긴, 어떤 특성을 가진 생물이 될 지 예측하기 어렵습니다.
세포융합은 문제점이 하나 있다면, 원하는대로 만들어지지 않으며, 씨가 없는 식물이 나오는 경우가 많은 것입니다.
① 원리 : 형질이 다른 두 종류의 체세포의 세포막을 벗기고, 이를 융합시켜 양쪽의 성질을 모두 가지는 융합 세포를 만드는 기술
② 이용 : 새로운 식물체를 만들어 낼 수 있고, 가축의 질병을 정확하게 진단
3) 핵 이식 기술
3.1) 핵치환 기술
이 기술은 클로네이드 사에서 말하는 '복제인간' 만드는데 사용되는 기술입니다.
난자에 들어있는 핵을 끄집어내고, 다른 세포 속에 있는 핵을 난자에 집어넣는것도 이에 포함됩니다.
하지만 이 기술은 불완전해서, 인간과 같은 생물은 복제가 불가능하다고 알려져있습니다.
그나마 복제가 가능한 소, 돼지, 양 등도 텔로미어의 길이가 짧아서라고 추측되기는 하지만
그 때문인지 수명이 짧습니다. 각종 퇴행성 질환도 어려서부터 앓게 됩니다.
그렇지만 잘만 연구되면 어느 생물(개체)과 유전적으로 같은 세포나 기관, 생명체를 만들어낼 수 있으므로 의학적인 분야에서 많은 역할을 할 수 있을지도 모르는 기술입니다.
3.2) 수정란 이식 기술
수정란이란 난자가 수정이 된 것이고,
아직 머리, 눈, 코, 다리, 간, 뇌, 위 등등의 장기들로 나뉘지가 않은 상태입니다.
이러한 수정란이 각각의 장기들로 나뉘어지지 않았을 때, 그 세포를 배아줄기세포라 하는데,
이 배아줄기세포는 그 어떠한 세포나 장기로도 변할 수 있습니다.
뇌세포, 간세포, 신장세포, 피부를 구성하는 세포 등, 어떠한 기관으로도 자라날 수 있는 세포입니다.
그래서 이 것을 치매나 뇌사상태의 환자의 뇌에 이식하면 뇌세포로 자라나므로 병을 치료할 수도 있고 그 밖에 많은 분야에 활용할 수 있을것으로 예상하지만, 이 기술도 아직 논란이 많은 기술입니다.
윤리적으로, 난자가 수정이 되었을 때 부터 이미 생명체로 보기 때문에
그 생명체를 이용해 병을 치료하게 된다는 문제점이 있어 아직 잘 사용하지 않습니다.
① 원리 : 세포에서 유전자가 들어 있는 핵을 제거하고 형질이 우수한 다른 세포의 핵을 이식시켜 복제하는 기술
② 이용 : 우량한 가축을 대량으로 복제 및 생산
4) 유전자 재조합 기술
이 기술을 이용하여 만든 대표적인 '작품'으로는 유전자조작 콩이 있습니다.
이 기술은 말 그대로 유전자를 조작해서, 보다 더 쓸모있게 만드는 것입니다.
정확히 말하면, 어떤 유전자가 어떠한 역할을 하는지를 알아내어
쓸모있는 유전자를 어떤 생명체의 유전자(정확히 말하면 DNA)에 삽입한다던지,
쓸모없는건 잘라내 버리던지 하는 식으로
그 생명체가 원래 갖고있던 성질을 바꿔버리는 것도 가능합니다.
활용분야의 예를 들면,
어느 생명체가 '어떤 물질'(유용한 물질)을 만들어내도록 하는 유전자를 가지고있다고 하면
그 유전자를 대장균의 플라스미드(대장균의 DNA는 고리모양으로, 플라스미드라고 함)에 삽입시키면 대장균은 그 '어떤 물질'을 만들어낼 수 있게 됩니다.
이렇게 하면 항생제 등 유용한 물질(약품들)을 대량생산할 수 있게되며
대표적인 작품으로 페니실린, 무르지않는 토마토, 제초제에 견디는 식물 등이 있습니다.
① 원리 : 어떤 생물에서 추출한 유전자와 필요로 하는 유전자를 조합시켜 그 생물체에 다시 집어 넣어 대량으로 번식시킨 후 필요한 물질을 회수 하는 것
② 이용 : 의약품 제조에 널리 이용