<p>Cisgenesis와 intragenesis로 형질전환체를 만들 때 고려해야 할 또 다른 요소는 형질전환 과정 중 식물체로 이전되는 agrobacterium의 T-DNA와 기타 외래 DNA단편이다. 식물에도 Plant transfer DNA라는 T-DNA와 유사한 성질을 가진 DNA 시퀀스가 존재하며, 이를 형질전환에 활용하면 T-DNA단편 삽입의 문제를 해결할 수 있다. 이외에 vector backbone, 선발 마커 등 형질전환체에서 발견할 수 있는 비식물 유래 DNA단편을 형질전환 식물 유전체에서 배제하기 위해서 무선발 형질전환, cotransformation, recombination site를 이용한 형질전환체 선발 후 마커 유전자 제거 등의 전략이 사용되기도 한다. Cisgenesis나 intragenesis 기술을 활용하여 개발한 작물의 예로 역병 저항성 감자(cisgenic)가 포장 시험 중이며, cisgenic 곰팡이병 저항성 사과, intragenic 딸기 등도 보고된 바 있다.</p><h2>역육종(Reverse Breeding)</h2><p>역육종은 우수 형질의 \(1\)대 잡종으로부터 부모세대의 inbred line을 확보하여 잡종강세 종자를 지속적으로 생산하기 위한 전략이다. 잡종강세는 \(1\)대 잡종 작물이 부모세대보다 크기와 성장, 생산 측면에서 우수한 형질을 보이는 현상을 말한다. 그러나 이러한 잡종강세는 많은 조합의 시행착오적(trial and error) 교배를 통해서만 획득할 수 있고 어떤 부모계통을 교배해서 잡종강세를 획득했는지 불분명할 때도 있다. 이 경우 후대를 전개하면 생식생장기의 재조합으로 인해 유전자가 서로 뒤섞여 잡종강세의 소실로 이어지게 된다. 이를 방지하기 위해 역육종에서는 잡종식물의 유전자재조합을 억제하고 반수체 육성과 double haploid 획득을 통해 잡종강세 후대 생산이 가능한 부모계통(inbred line)을 육성한다.</p><p>역육종에 적용되는 기술의 핵심은 생식생장기의 유전자 변이 혹은 meiotic crossover를 억제하는데 있다. 이를 위해서 RNAi 나 small interfering RNA (siRNA)에 의한 전사 후 유전자침묵 (Post-transcriptional gene silencing)으로 meiotic recombination에 필수적인 유전자의 발현을 억제한다. 애기장대의 asy\(1\), 벼의 asy\(1\) 유사유전자인 pair\(2\) 등과 dmc\(1\), sds, ptd, spo\(11\) 등 crossover 관여 유전자가 유전자 침묵의 대상이 될 수 있다. Meiotic recombination 억제를 위해 이용된 PTGS나 dominant negative mutation에서는 형질전환 기술이 일시적으로 활용되지만, 후대 육성과정에서 transgene이 제거된 null mutant 선발을 통해 transgene이 제거된 최종 산물이 확보된다.</p><h2>아그로 접종(agro-infiltration)</h2><p>아그로 접종은 외래 유전자를 타겟 식물 유전체에 영구적으로 도입하는 것이 아니라 식물체 내에서 일시적으로 발현시켜 도입 유전자의 기능을 확인하거나 이용하는 기술이다. 예를 들어 바이러스 같은 식물 병원균 유전자를 agrobacteria의 plasmid에 넣은 후 식물 잎에 접종함으로써 식물의 병저항성 유전자 발현을 유도, 동정하여 이 후의 작물 육종에 활용할 수 있다. 또한 인간 growth hormone과 같은 고가의 단백질 유전자를 식물체에서 일시적으로 발현시켜 바이오 의약품 소재 생산에도 활용할 수 있다. 아그로 접종에서는 외래 유전자가 host cell의 게놈에 영구적으로 삽입되지 않고 일시적으로 발현되므로 유전체 염기서열의 변화를 가져오지 않는다.</p>
형질전환체를 만들 때 Cisgenesis와 intragenesis 이외에 생각해야할 또 다른 요소는 무엇인가?
agrobacterium의 T-DNA와 기타 외래 DNA단편