칼릭스트(Calyxt)와 유전자 편집 기술

칼릭스트(Calyxt)는 미네소타대 Daniel Voytas 교수가 2010년에 설립하였다. 2017년 나스닥에 상장되었고, 2021년 2월 현재 시가총액은 4억$이다. Daniel Voytas 교수의 연구는 ZFNs(zinc finger nucleases), TALENs(TAL effector nucleases), CRISPR/Cas9 시스템을 사용하여 식물의 표적 게놈변형을 위한 효율적인 방법을 가능하게 했다. 2019년 유전자 편집 제품인 칼리노(Calyno) 오일이 미국 FDA의 승인을 받아 시장에 출시되기 시작하였다.

대두유(soybean oil)는 종자유(seed oil)의 90 %를 차지하지만 리놀레산(linoleic acid)이 풍부하여 보관 안정성이 떨어진다. 산화 안정성을 개선하기 위해 부분적으로 수소화되는 경우가 많으나, 수소화를 통해 생성된 트랜스 지방산은 건강에 위협이 된다. 칼릭스트는 콩 게놈을 편집하여 불안정한 리놀레산의 생성을 감소시키는 두 가지 지방산 불포화 효소 유전자를 비활성화하여 기존 콩보다 4배 많은 올레산(oleic acid)을 얻을 수 있었다. 올레산은 몸에 좋은 불포화지방산으로 올리브유 등에 많이 함유되어 있다. 유전자 편집은 편집 대상의 DNA 서열을 절단하도록 프로그램 될 수 있는 TALENs(transcription activator-like effector nucleases)을 사용하여 수행하였다[1]. RNAi를 사용하여 유전자를 침묵시키려는 이전의 노력과 달리 이 방법은 재조합 DNA가 없으므로 규제 승인이 단순화된다[2].

게놈편집은 생명공학에서 혁명을 가져왔고, 특히 농업과 의학에서 향후 10년간 많은 제품이 시장에 진입할 것으로 전망된다. TALEN 및 이전 방법은 높은 충실도로 게놈 위치를 변경할 수 있지만 설계하기가 어fundjT는 데, CRISPR / Cas9는 쉽게 설계된 가이드 RNA가 Cas9 뉴클레아제를 표적으로 유도하는 방법으로 이 문제를 해결하였다[3].

MIT Feng Zhang 교수 등이 공동설립한 페어와이즈 플랜츠(Pairwise plants)은 USDA로부터 갓(Brassica juncea)의 유전자 편집 버전에 대한 승인을 받았다. 페어와이즈에서는 유전자 편집으로 이 식물의 매운 냄새와 쓴 맛을 개선하였다. 페어와이즈는 바이엘과 전략적 제휴관계를 맺고 유전자 편집 기술로 옥수수, 대두, 밀, 면화 및 카놀라 작물을 개발중이다.

코르베타 애그리사이언스(Corteva Agriscience)는 2019년 Enlist E3의 상업적 출시 계획을 발표하였다. 코르베타는 다우듀퐁(DowDuPont)의 농업부문이었으며 2019년에 독립기업으로 분할하였다. Enlist E3 콩은 형질전환된 제조체 내성 작물이다[4].

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[1] Haun, William, et al. "Improved soybean oil quality by targeted mutagenesis of the fatty acid desaturase 2 gene family." Plant biotechnology journal 12.7 (2014): 934-940.

[2] Menz, Jochen, et al. "Genome edited crops touch the market: a view on the global development and regulatory environment." Frontiers in plant science 11 (2020).

[3] Anzalone, Andrew V., Luke W. Koblan, and David R. Liu. "Genome editing with CRISPR–Cas nucleases, base editors, transposases and prime editors." Nature biotechnology 38.7 (2020): 824-844.

[4] Nandula, Vijay K. "Herbicide resistance traits in maize and soybean: current status and future outlook." Plants 8.9 (2019): 337.