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농업에서의 CRISPR: 식품 진화의 새로운 세계

CRISPR은 질병에 강하고 기후에 강한 식물을 개발하는 데 사용할 수 있는 새로운 접근 방식입니다.

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퀀텀런 예측
2022년 ２월 20일

인사이트 요약

유전자 편집 시스템인 CRISPR는 환경에 미치는 영향을 줄이면서 작물 수확량, 영양가 및 탄력성을 향상시켜 농업을 변화시킬 것이라는 약속을 담고 있습니다. 이 기술을 사용하면 식물 DNA를 정밀하게 변형하여 질병, 해충, 혹독한 환경 조건에 더 강한 저항성을 갖는 품종을 만들 수 있습니다. 광범위한 사용은 고용 시장의 변화, 공중 보건 개선, 토지 이용 변경 등 중대한 사회적 변화를 가져올 수 있습니다.

농업 분야의 CRISPR

Cas9이라고도 하는 CRISPR 유전자 편집 시스템은 유전자 코드를 변경하여 주요 작물의 다양한 측면을 개선할 수 있습니다. CRISPR 편집 작물의 목표는 농업 발자국과 생산 비용을 최소화하면서 식량 생산과 작물 영양 특성을 높이는 것입니다. 농업 산업의 CRISPR 발전은 작물과 그 생산을 목표로 하는 다양한 위협에 대처할 수 있는 효율적인 방법을 제공합니다.

CRISPR는 세포 내 DNA의 특정 유전자 서열을 식별한 다음 모든 형태의 살아있는 유기체에서 해당 특정 서열을 절단/제거 또는 교체하는 데 사용할 수 있습니다. 농업 분야에서 이 기술은 DNA를 매우 정확하게 변경하거나 수정함으로써 작물을 다양한 목적으로 개선할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다.

중국 유전학 및 발달 생물학 연구소(중국 과학 아카데미 내)의 선도적인 식물 과학자인 Gao Caixia는 CRISPR로 변형된 식물을 재배하고 있으며 그녀는 더 높은 수확량을 기대하고 있습니다. 그녀의 팀은 유전자 편집을 통해 식물에 이미 존재하는 유전자를 변경하고 있습니다. 수년에 걸쳐 그들은 제초제 저항성 감자와 잘랐을 때 천천히 갈변하는 옥수수와 함께 국내 품종보다 더 단단한 야생 토마토 식물을 성공적으로 재배했습니다. 그들은 또한 새로운 종류의 바나나, 딸기, 상추, 호밀을 생산했습니다.

파괴적 영향

과학자들은 작물의 유전적 구성을 편집함으로써 질병과 해충에 더 강한 저항성을 갖는 식물 품종을 만들 수 있습니다. 이러한 발전은 종종 환경과 인간 건강에 해를 끼치는 화학 살충제의 사용을 감소시킬 수 있습니다. 더욱이, 이러한 질병 저항성 작물은 농부들이 어려운 재배 조건에도 불구하고 높은 수확량을 유지하는 데 도움이 될 수 있습니다.

또한 CRISPR는 작물의 영양 함량을 향상시키는 데에도 사용될 수 있습니다. 영양분 생산을 담당하는 유전자를 변경함으로써 과학자들은 보다 필수적인 비타민과 미네랄을 제공하는 작물을 만들 수 있습니다. 이 기능은 특히 영양실조가 만연한 지역에서 전 세계 건강에 심각한 영향을 미칠 수 있습니다. 이는 또한 제품 개발을 위한 새로운 길과 영양 부족과 관련된 공중 보건 문제에 대한 잠재적인 해결책을 열어줍니다.

또한 CRISPR 기술은 변화하는 기후에 적응하는 데 도움이 될 수 있습니다. 지구 온도가 상승함에 따라 전통적인 작물 품종은 새로운 조건에서 번성하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 그러나 CRISPR를 사용하여 이러한 작물의 유전자를 편집함으로써 과학자들은 열, 가뭄 또는 염분에 더 잘 견디는 품종을 만들 수 있습니다.

농업에 CRISPR이 미치는 영향

농업에서 CRISPR의 광범위한 영향은 다음과 같습니다.

식물 수확량, 품질 및 질병 저항성이 향상됩니다.
제초제 저항성과 번식력이 향상됩니다.
제품 유통 기한이 향상되고 식품 안전 및 보안이 강화됩니다.
작물을 사육하는 가축과 인간의 항생제 내성(AMR) 비율이 감소했습니다.
생명공학 기술을 갖춘 근로자에 대한 수요가 증가하고 있으며, 새로운 일자리 기회를 창출하고 이러한 수요를 충족하기 위해 교육 프로그램을 재평가해야 합니다.
전 세계적으로 영양실조 비율이 감소하여 공중 보건이 개선되고 의료 비용이 절감됩니다.
농업에 필요한 토지의 양을 줄여 토지 이용을 변화시키고, 재배 계획을 위한 공간을 확보하고 생물 다양성 보존에 기여합니다.
이전에는 부적합했던 지역으로 농업 활동이 확장되어 잠재적으로 인구 분포와 인구 통계에 변화가 발생합니다.
이 기술에 접근할 수 있는 국가나 기업이 경쟁 우위를 확보함에 따라 경제적 격차가 발생합니다.