남아프리카공화국은 식물, 동물, 박테리아 및 곰팡이에서 나온 수십만 개의 생물학적 물질 샘플을 저장할 수 있는 시설 네트워크를 구축했습니다. 남아프리카공화국은 현재 국내 바이오뱅크에 샘플을 보관하고 있습니다. 목표는 두 가지입니다. 연구자들이 이용 가능한 모든 샘플에 접근할 수 있도록 보장하고 생물다양성 은행을 위한 공통 정책, 절차 및 표준을 확립하는 것입니다. 남아프리카공화국이 연구의 발전을 따라잡기를 원한다면 이는 중요합니다.
남아프리카 생물다양성 바이오뱅킹 프로젝트를 이끌고 있는 남아프리카 국립생물다양성연구소 교수 미셸 해머(Michelle Hammer)는 The Conversation Africa와 인터뷰했습니다.
생물다양성 바이오뱅크란 무엇이며 어떤 요소가 저장되어 있나요?
정의는 상황에 따라 달라질 수 있습니다. 남아프리카 생물다양성 바이오뱅킹 프로젝트에서는 일반적으로 인간 유래가 아닌 생물학적 물질의 저장소로 정의됩니다.
여기에는 씨앗, 난자, 정자와 같은 생식 조직이 포함될 수 있습니다. 기타 조직(혈액, 모발, 근육); DNA 및 기타 추출물; 생물학적 공동체를 포함하는 물이나 토양과 같은 환경 샘플. 재료는 종종 냉동보존됩니다(매우 낮은 온도에서 보관). 일부는 저온 또는 실온에서 보관됩니다.
현재 남아프리카 생물다양성 은행이 관리하고 있는 자료는 남아프리카에서 발견되는 생물학적 군집, 종, 품종, 변종 및 아종을 나타냅니다. 여기에는 농작물과 가축이 포함됩니다. 샘플은 다양한 분야의 연구를 지원하는 데 사용될 수 있습니다. 또한 농업, 인간 건강 및 복지, 환경 관리, 보존 생물학 등 다양한 분야에서 새롭거나 개선된 제품 및 관행을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다.
프로젝트를 시작하게 된 계기는 무엇인가요?
이는 2017년 과학기술부가 시작한 연구 로드맵 내의 프로젝트 중 하나입니다. 이 프로그램은 모든 연구자가 접근할 수 있는 인프라를 개발하는 것을 목표로 합니다.
바이오뱅크를 통해 수행되는 이러한 인프라와 연구는 기후 변화 및 식량 안보와 같은 다양한 국가적 과제를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다. 예를 들어, 국가 농업 연구 위원회의 유전자 은행을 통해 수행된 작업으로 새로운 품종의 옥수수가 탄생했습니다. 일부는 가뭄에 강합니다. 다른 것들은 가을 거염벌레에 저항력이 있습니다. 이는 소규모 자작농이 생산량을 늘리고 가족의 식량 안보를 보장하는 데 도움이 됩니다.
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남아프리카공화국은 대규모 생물다양성을 보유한 17개국(브라질, 멕시코, 콩고민주공화국, 마다가스카르 포함) 중 하나이기 때문에 생물다양성 은행을 유치하기에 좋은 위치에 있습니다. 이들 17개 국가는 세계 생물다양성의 3분의 2 이상을 보유하고 있습니다.
여기에는 예외적으로 많은 수의 식물, 동물 및 곰팡이 종(남아프리카공화국의 경우 100,000종 이상)이 있을 뿐만 아니라 해당 국가에서만 발견되는 고유종도 상당수 또는 비율로 포함되어 있습니다.
단일 네트워크를 만드는 것이 왜 중요한가요?
남아프리카공화국에는 다양한 바이오뱅크에 약 50만 개의 품목이 있습니다. 이 자료의 대부분은 지난 20~30년에 걸쳐 수집되거나 제작된 것입니다.
여기서 문제는 이러한 샘플을 보관하는 바이오뱅크가 전통적으로 완전히 격리되어 운영되었다는 것입니다. 생물다양성 연구자들 사이에는 바이오뱅킹 문화가 확립되어 있지 않습니다. 연구자는 자금을 조달한 후 현장에 나가서 재료를 수집하고 분석한 후 연구실 내부 냉동고에 보관하여 공간을 확보하기 위해 폐기하는 경우가 많습니다.
다른 연구자가 같은 종을 연구할 때, 같은 일을 다시 하려면 자금을 받아야 합니다. 이 문제는 연구가 끝날 때 샘플을 바이오뱅크에 보관하고 다른 연구자에게 제공하면 해결될 수 있습니다.
이러한 단편화의 한 가지 이유는 일부 연구자들이 시스템을 신뢰하지 않고 바이오뱅크에 샘플을 보관하면 나중에 필요할 때 접근할 수 없을까 봐 두려워하거나 바이오뱅크에서 제공하는 샘플의 품질에 대해 우려하기 때문입니다. 제공할 수도 있습니다.
현재 남아프리카에는 생물다양성 바이오뱅킹과 관련된 공통 정책, 절차 및 표준이 없습니다. 이는 재료의 품질이 항상 보장될 수 없다는 것을 의미합니다. 일반적으로 바이오뱅킹에 대한 국제 지침과 표준이 존재하지만, 구현은 전 세계적으로 공통된 과제입니다.
남아프리카공화국에는 또한 바이오뱅크 기술자, 큐레이터 또는 관리자를 위한 확립된 교육 프로그램이 없습니다.
이러한 과제를 해결하는 유일한 방법은 공통의 목적과 목표를 가진 응집력 있는 네트워크로 작업하는 것입니다. 남아프리카 생물다양성 은행이 바로 그 네트워크입니다. 그것의 창조는 네 가지 문제를 해결합니다:
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샘플이 격리되어 저장되지 않고 접근 가능하도록 보장합니다.
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샘플이 보관되고 폐기되지 않도록 보장
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바이오뱅킹에서 신뢰할 수 있는 관행을 촉진하여 신뢰 문제를 해결합니다.
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국가의 생물다양성을 대표하는 물질을 담은 바이오뱅크 개발을 위한 협력 플랫폼을 구축합니다.
현재 7개의 참여 기관과 약 20개의 바이오뱅크가 있습니다.
이점은 무엇입니까?
남아프리카 과학자들이 R&D의 모든 영역에서 경쟁하려면 다양한 고품질의 잘 문서화된 생체 재료에 접근할 수 있어야 합니다.
예를 들어 게놈 서열 분석 기술을 생각해 보십시오. 게놈 서열 분석에는 유기체의 DNA를 단편화하고 해당 부분의 구조나 서열을 연구한 다음 원래 서열로 완전히 재구성하는 작업이 포함됩니다.
이러한 기술은 광범위하고 지속적으로 확장되는 연구 및 생명공학 응용 분야에 사용됩니다. 여기에는 지구상 생명의 기원과 다양성에 대한 이해, 복잡한 생태계 네트워크의 작동 원리 파악, 유전적 변화와 그 중요성에 대한 이해, 작물, 가축, 어류 및 야생 동물 사육 프로그램에 유용한 적응 특성의 유전적 기초 식별 등이 포함됩니다.
남아프리카의 생물다양성을 대표하는 고품질 샘플을 확보하면 생물학적 샘플을 수집하는 데 필요한 시간과 자원이 절약됩니다. 오히려 샘플은 기후 변화, 서식지 손실 또는 천연 자원의 과잉 개발로 인해 미래에 손실될 수 있는 유전적 다양성의 “은행” 역할을 할 수 있습니다.
