생물기술이론과 동향

1. 생물기술이론과 동향

2. 음식

3. 항암제

4. 항암제

5. 건강식품

6. 기호식품 • Via genetic manipulation, they silenced one of the three enzymes which produces caffeine, as Professor Hiroshi Sano from the Nara Institute of Science and Technology explains. • By knocking out the second step, we found the caffeine products have been greatly reduced.

10. 의류

11. 주거공간

12. 가구 및 종이

13. 에너지공급

14. 산소

16. Plant Biotechnology Recombinant DNA techniques • Traditional crossbreeding http://www.insp.mx/xcongreso/ponencias/5

17. Biotechnology: Bio = BiologyTechnology = Application “The application of Biology”(for the benefit of humans)

18. Classical Plant Breeding: Genetic modification following introduction of large amounts of undefined DNA from a genetically similar source.

19. Plant Biotechnology: Genetic modification of a plant cell by introduction of defined DNA(s) from a genetically different source.

20. Domestication of corn 9000 Years Ago Teosinte Corn

21. Domestication of lettuce 4,500 Years Ago Leaf Lettuce Prickly lettuce

22. Domestication of carrot 1,100 to 300 Years Ago • Orange carrots • appeared in Holland • in the 1700s Queen Anne’s Lace

23. The results of traditional Agbiotech are not that bad, but they are time-consuming corn cob teosinte Wild tomato (Lycopersicon pimpinellifolium ) D= 1 cm John Doebley photo

24. Human population is rapidly outgrowing Our ability to grow enough food

25. 육종방법 • 분리육종: 가장단순한 육종방법, 인공교배 조작을 거치지 않는 육종방법이다.

26. 교배육종 조합육종(combination breeding): 우량특성들이 두개 또는 여러 품종에 산재해 있는 경우, 그 특성들을 한 개의 품종으로 모으는 육종

27. 초월육종(transgression breeding): 교배친이 없던 특성이 후대에서 발현되도록 기대하는 육종

28. 잡종강세(heterosis) 이용 육종: 당대의 자손이 어버이보다 생육량이 커지며 생활력이 왕성해 지는 현상을 이용하여 양친간에 교배시킨 잡종 1대(F1)를 품종으로 이용하는 방법

29. ` • 돌연변이 및 배수성 육종 • 돌연변이육종 –화학약품이나 방사선을 이용하여 돌연변이를 발생시켜 원하는 것들을 선택하여 선발하는 육종

30. 염색체 배수성(polyploidy)을 인위적으로 조작하여 육종으로 이용하기도 한다.

31. 생명공학 기술의 적용 • 식물세포, 조직배양

33. 원형질체 융합

35. 무추

37. A. tumefaciens: used extensively for genetic engineering of plants. Contains T-DNA (bacterial plasmid) Genes colud be integrated into the plant chromosomes when the T-DNA is transferred. Genetic engineering of plants with Agrobacterium tumefaciens Tumor induced by A. tumefaciens http://courses.washington.edu/z490/gmo/natural.html

38. A.Tumefaciens gall is not a tiny thing

39. Agrobacterium tumefaciens

40. Tumor inducing genes in Agrobacterium are NATURALLY inserted into plant DNA • T-DNA is in bacterial plasmid (extrachromosomal, self-replicating) • Infects through wounds, only inserts T-DNA • Contains genes for hormone synthesis • Natural and unique inter-kingdom genetic engineer

41. Agrobacterium used by humans to transform plants

42. Transgenics make protein like that in pathogen • Stimulates antibody production and resistance • Bananas and potatoes don’t require refrigeration or sterile injections and are cheap

43. Introducing genes into plants • infecting plant cells with plasmids • as vectors carrying the desired gene; • 2) shooting microscopic pellets • containing the gene directly into the cell.

44. 형질전환기술

45. 세계 농업생명공학의 현황 • 유전자변형(GM) 작물의 75%는 선진국, 주로 미국, 캐나다에서 재배되고 있다. • 2002년 현재 아르헨티나, 브라질, 중국에서는 약 6백만 농민이 유전자변형작물을 재배하고 있지만 대부분 열악한 조건과 작은 규모로 목화등의 작물을 재배하고 있다. • ( James, C 2002 ISAAA brief no. 27 , Ithaca, NY )

47. 세계 유전자변형작물 재배현황 (Source: ISAAA brief no. 27, Ithaca, NY)

48. Canola – 3 M Ha (5%) Papaya – 0.1 M Ha (< 1%) Cotton – 6.8 M Ha (12%) Squash – 0.1 M Ha (< 1%) Maize - 12.4 M Ha (21%) Soybean – 36.5 M Ha (62%) 세계 유전자변형 작물별 재배현황 (2002년) (Source: ISAAA brief no. 27, Ithaca, NY)

49. I N C R E A S E D U S E Soybeans 54%* Cotton 61%* From one million acres to ninety million acres in just five years. *74% intended 2002 *71% intended 2002 Corn 25%* *32 % intended 2002

50. 내충성 Bt 목화개발 목화는 곤충의 유충들 피해로 목화 생산량이 감소하기 때문에 많은 문제를 가지고 있었으나, 미생물 Bacillus thuringiensis의 살충성독소(Bt)를 유충이 먹으면 죽는다는 사실을 근거로 미국의 거대 식물생명공학 회사인 Monsanto에서 살충성독소 생산 유전자를 찾아내어 목화에 도입을 하여 발현시키는 유전자변형 Bt 목화(Gossypium hirsutum)를 만들어내어 지난 1997년 이후 미국에서 상업적으로 이용되고 있다.