세계 바이오산업은 보건·환경·식량 세 가지 분야로 나눌 수 있으며 건강하고 쾌적한 환경을 위해 더욱 성장할 것이다. 최근에는 몇몇 미래학자가 농업을 미래를 견인할 새로운 핵심 분야로 꼽으면서 친환경·웰빙·헬스케어 등 소비자 요구에 맞는 기능성 소재와 작물 개발을 통한 맞춤형 농업에 관심이 커지고 있다. 특히 고부가가치 기능성 물질과 의료용 단백질 등을 생산하는 작물을 개발하는 분자 농업은 향후 농업생명공학을 이끌어갈 주요 연구 분야다.
올해는 내가 이 분야에 뛰어든 지 20년이 되는 해다. 1992년 농촌진흥청 입사 때부터 현재까지 작물의 유용 대사산물 생리과정 전반을 통합적으로 해석해 복잡한 대사산물 생합성과정을 좀 더 정밀하게 제어하는 작물 대사공학(Crop Metabolic Engineering) 연구를 계속해 왔다.
이 분야는 식물 생리학·생화학·분자생물학·시스템생물학·육종학·재배학 등 다양한 분야의 이해 없이는 접근하기 어려운 학문이다. 우리나라 농업생명공학의 국제 경쟁력을 확보하고 더 나아가 글로벌 진출이 가능한 고부가 GM작물 품종 개발을 위해 중요한 기초 연구 분야다.
그 중에서도 고추 과실의 과색 변화에 중요한 형질인 항산화성 천연색소인 카로티노이드와 안토시아닌 대사공학에 주력해 왔다. 카로티노이드를 생성할 수 없는 벼의 종자 조직인 쌀에 고추에서 분리한 유전자를 단계적으로 도입해 `다중유전자 동시발현 신기술로 베타카로틴 생성 황금쌀 개발`이라는 응용연구 성공으로 미래 종자전쟁을 대비한 우리의 독자적인 생명공학 기술 경쟁력을 확보하게 됐다.
현재는 황금쌀 후속 연구를 통해 `베타카로틴 함량 증진 및 지아산틴·아스탁산틴 등 쌀에는 없는 다양한 천연색소 생성 신기능성 컬러 쌀 개발`에 박차를 가하고 있다. 연구 결과는 평소 식생활만으로 영양제를 대신하여 비타민A, 시력 개선과 면역 증강 기능까지 맞춤형으로 골라 섭취할 수 있어 쌀의 특수 가능성에 의한 새로운 가치 창출에 크게 기여할 것이다.
가까운 미래에는 환경생태계 복구와 웰빙 등 소비자 요구에 맞는 고품질 건강기능성 작물 개발, 작물 시스템을 이용한 백신, 의료용 단백질, 기능성 물질 생산 공장화, 저탄소 녹색성장 및 친환경과 관련하여 바이오 윤활유, 바이오 플라스틱 등의 바이오 기능성 물질 소재 생산 시스템 개발 등 기능성 물질 신소재 발굴 및 생합성 기작 이해를 통한 원천기술 개발로 고부가의 다양한 생물 산업 분야로 발전할 것이라 믿어 의심치 않는다. 남은 연구 인생도 이 분야의 발전을 위해 기꺼이 헌신하리라 다짐해본다.
하선화 농촌진흥청 국립농업과학원 농업연구관 sunhwa@korea.kr
