단맛 증가! 중국, 유전자 편집으로 토마토 당도 30% 향상 성공

중국 과학자들이 토마토의 단맛을 억제하는 유전자를 발견하여 이를 불활성화한 결과, 당도가 최대 30% 증가한 것으로 나타났다. 토마토는 전 세계에서 인기 있는 채소로, 샐러드 및 소스 등 여러 음식 재료로 사용되며, 2020년 기준 생산량은 1억8700만 톤에 이른다. 영양적으로는 비타민과 항산화 물질이 풍부하여 세계 10대 슈퍼푸드 중 하나로 꼽힌다. 그러나 소비자들이 느끼는 단점 중 하나는 토마토의 낮은 당도이다.

이런 낮은 당도는 토마토 품종 개량 과정에서 단맛보다 과일 크기에 더 집중한 결과로 생겨났다. 이를 통해 야생종보다 10배에서 100배 더 큰 과일이 생산되었지만, 단맛은 희생되었다. 전통적인 육종 방법으로는 두 가지 특성을 동시에 개선하기가 어렵다는 문제가 있었다.

과학자들은 유전자 편집 기술을 활용하여 당도를 높이는 방법을 모색했고, 중국농업과학원 연구진은 단맛에 관여하는 두 개의 유전자, SlCDPK27과 SlCDPK26을 발견했다. 이 유전자들은 자당 합성 효소를 분해하는 단백질을 만들어 토마토 내에서 과당과 포도당의 축적을 방해하는 역할을 한다.

이 연구진은 크리스퍼 유전자 가위를 이용하여 SlCDPK27 유전자의 염기 6개를 제거했다. 이로 인해 해당 유전자가 작동하지 않도록 만든 결과, 토마토의 과당과 포도당 수치가 증가하는 것을 확인했다. 크리스퍼 유전자 가위는 RNA와 효소 단백질로 구성되어, 목표 유전자 부위로 효소를 안내하고 이를 절단하는 기능을 가지고 있다.

유전자 편집된 토마토를 재배한 후 수확량에는 변화가 없었고, 시식회에서는 소비자들이 더 달콤하다고 평가했다. 씨앗의 크기와 수는 줄어들었지만, 발아율에는 영향을 미치지 않았다. 토마토의 단맛이 강해지면 소비자 선호도가 상승할 뿐만 아니라, 토마토 케첩의 사용량도 줄일 수 있는 이점이 있다.

연구진은 몇몇 기업과 협력하여 이 유전자를 제거한 잘 익은 품종을 개발 중이며, 현재 초기 단계에 놓여 있다고 전했다. 또한, 두 유전자가 다른 식물 종에서도 발견되었다는 점에서, 이번 연구에서의 방법을 다른 작물에도 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

유전자 편집 작물은 기존 유전자를 교정하였다는 점에서 유전자변형작물(GMO)과는 구별되며, 전 세계적으로 유전자 편집 작물에 대한 태도는 상대적으로 유연하다. 특히 일본 식약처는 2019년부터 새로운 유전자를 추가하지 않은 유전자 편집 식품에 대해 안전성 시험을 면제해 주었으며, 그 결과 2021년에는 혈압 상승을 억제하는 성분이 많이 포함된 유전자 편집 토마토의 시판을 승인하였다.

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