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유전 공학은 원자 및 우주 비행의 발견과 함께 최근 역사에서 가장 위대한 돌파구 중 하나일 수 있습니다. 그러나 이와 관련된 많은 단점과 그럴듯한 위험이 있습니다. 코로나19는 생물학적 병원체가 어떻게 핵미사일만큼 파괴적일 수 있는지를 보여주었습니다. 따라서 세계는 바이오테러리즘 에 사용될 수 있는 바이러스를 개발할 수 있는 유전공학의 가능성에 주의해야 합니다. 그러나 유전 공학을 통한 기술 발전은 또한 치료법과 강력한 방어 수단을 제공할 수 있습니다. 따라서 전세계적으로 생물방어를 개발하기 위한 노력이 있어야 합니다.
유전공학이란 무엇입니까?
유전 공학을 통해 과학자들은 원하는 유전자를 한 식물이나 동물에서 다른 식물로 또는 식물에서 동물로 또는 그 반대로 이동할 수 있습니다. 본질적으로 유전 공학은 특정 유전자를 선택하여 수용 유기체에 이식할 수 있는 기술입니다.
유전 공학의 과정은 신체의 특정 특성을 제어하는 유전자인 염색체의 영역을 접합하는 것입니다. 예를 들어, 이 유전자는 항바이러스 단백질을 생산하도록 재프로그래밍될 수 있습니다. 효소 엔도뉴클레아제는 DNA 서열을 분할하고 나머지 염색체에서 유전자를 분할하는 데 사용됩니다. 이 유전자는 제거되고 리가아제를 사용하여 DNA 사슬에 봉인될 수 있는 박테리아 세포에 배치될 수 있습니다. 염색체가 다시 봉인되면 박테리아 세포는 이제 이 새로운 항바이러스 단백질을 복제하도록 효과적으로 재프로그래밍됩니다. 인간의 개입에 의한 유전 공학이 단백질을 생산하도록 조작하는 동안 박테리아는 건강한 삶을 계속할 수 있습니다.
유전공학의 장점과 도전 과제
유전 공학은 원하는 특성을 가진 작물을 찾는 "더 유익한" 용어로 간주되는 작물 품종을 만드는 것을 가능하게 했습니다. 더 바람직한 형질을 가진 유전자 조작 식물(Bt Cotton)의 예로는 가뭄 저항성 식물, 질병 저항성 작물, 더 빨리 자라는 식물, 더 많은 양분으로 강화된 식물이 있습니다. 유전 공학을 통해 결함 유전자를 기능적 유전자로 대체함으로써 유전 질환을 고칠 수도 있습니다. 모기와 같은 질병을 옮기는 곤충은 불임 곤충이 되도록 조작될 수 있습니다. 이것은 말라리아 및 뎅기열과 같은 특정 질병의 확산을 억제하는 데 도움이 됩니다. 치료용 복제입니다. 이는 배아 세포를 복제하여 이식용 생물학적 장기를 얻는 과정입니다.
유전 공학은 여러 면에서 유익하지만 "불쾌한" 또는 불리한 것으로 간주되는 특정 상황과도 관련이 있습니다. 자연은 매우 복잡한 상호 연결된 사슬입니다. 일부 과학자들은 유전자 변형 유전자를 도입하면 아직 알려지지 않은 결과와 함께 돌이킬 수 없는 영향을 미칠 수 있다고 믿습니다. 유해한 유전적 영향을 일으킬 수 있는 GMO와 유전자가 유전자 조작되지 않은 한 종에서 다른 종으로 이동할 수 있습니다. GMO 작물은 이 지역의 생물다양성에 영향을 미칠 수 있는 야생 개체군에 유익한 유전자를 전달할 수 있는 것으로 나타났습니다.
예를 들어 특정 곤충을 쫓기 위해 유전자 조작된 해바라기가 있습니다. 알레르기 반응을 일으킬 수 있는 GMO 작물에 의한 식품 생성과 같은 부주의한 영향에 대한 우려가 있습니다. 유전 공학은 많은 도덕적, 윤리적 문제와 관련이 있습니다. 제기된 주요 질문 중 하나는 인간이 자연의 법칙과 과정을 조작할 권리가 있는지 여부입니다.
유전공학과 관련된 위험
불과 몇 년 전에 개발되어 급속한 성장을 이룬 CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats) 유전자 편집 은 박테리아가 한 게놈에서 유전 정보 조각을 잘라내어 다른 게놈에 삽입하는 데 사용하는 것과 동일한 자연 메커니즘을 사용합니다.
박테리아가 바이러스로부터 자신을 방어하기 위해 수천 년 동안 개발한 이 메커니즘은 실험실에 있는 모든 유기체의 DNA를 저렴하고 간단하며 빠르게 편집할 수 있는 방법으로 바뀌었습니다. CRISPR는 우리가 걱정해야 할 유일한 유전 기술이 아닙니다. 보다 광범위한 분야인 "합성 생물학"은 유전 공학을 위한 도구를 널리 사용 가능하게 만들고 있습니다.
CRISPR은 저렴하고 사용하기 쉽기 때문에 전 세계 수천 명의 과학자가 CRISPR 기반 유전자 편집 프로젝트를 실험하고 있으며 이 연구는 규정에 의해 제한을 받는 경우가 거의 없습니다. 기술은 어느 나라든 바이러스를 조작할 수 있을 정도로 민주화되었습니다. 또한 위험은 정부에서만 오는 것이 아닙니다. 비국가 행위자, 불량 과학자 및 바이오 해커가 동일한 도구에 액세스할 수 있습니다. 또한 연구자들은 인류가 근절하는 데 수십 년이 걸린 천연두와 같은 치명적인 바이러스를 재현할 수 있음을 보여주었습니다.
앞으로의 길
견제나 균형이 없었고 이러한 기술의 전 세계적인 확산을 막기에는 너무 늦었기 때문입니다. 이제 유일한 해결책은 이러한 기술의 장점을 가속화하고 방어를 구축하는 것입니다.
인공 지능(AI) 및 게놈 데이터를 사용하여 과학자들은 DNA와 생물학적 프로세스 간의 복잡한 관계를 해독하고 질병에 대한 치료법을 찾습니다. 3D 프린팅은 가정에서 우리의 DNA에 적합하고 건강을 유지하도록 맞춤 설계된 의약품, 조직 및 박테리아를 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다. 인간 및 기타 종의 게놈 청사진을 개발할 필요가 있으며 게놈 데이터로 수집된 이 정보는 Covid-19와 같은 전염병에 대한 백신을 방어하고 개발하는 데 엄청난 도움이 될 수 있습니다.