생명 공학이 적용되는 사례에는 크게 3가지로 나눌 수 있는데 첫번째는 유용 미생물(EM), 두번째에는 유전자 변형 생물(GMO), 세번째는 인공장기가 있다.
우선, EM이란? Effective Microorganisms의 약자로 EM의 효과에는 악취제거와 수질 정화가 있다. 유용 미생물이란 자연에 존재하는 유익한 미생물을 조합, 배양한 것을 말하는데 이에는 광합성균, 효모균, 유산균 등 여러가지의 균들이 있다. 대표적으로 광합성균과 효모균을 설명하자면, 광합성균은 빛, 무기물, 유기물을 에너지원으로 사용하여 토양 및 수중의 질소, 황화합물을 제거하여 지구를 정화하는 미생물이다. 이는 빛만 있으면 적은 유기물로도 배양이 잘되는 혐기성 세균으로 환경, 농업분야에서 연구되었다. 그다음으로 효모균은 공기, 토양에 분포하는 자낭균에 속하고 빵이나 포도주를 만드는데 사용하는 곰팡이류 미생물이다. 이 EM은 총5가지로 활용되는데 무농약 병충해 대책 등의 활동을 하는 친환경농업, 쌀뜨물 발효 및 활용하는 등의 활동을 하는 가정과 생활환경, EM비누를 만드는 등의 활동을 하는 복지 재활, 무항생제 사료를 만드는 축산.수산업은 재활용품의 품질 향상 및 자원화를 통해 자원과 에너지의 효용성을 증대시킨다. 그리고 수처리 및 기타분야에서는 오폐수를 처리하여 토양 오염을 해결하고 신축 건물의 유해 방지를 통해 사막화를 방지하며 이를 통해 건강과 의료 발효 식품에 응용한다.
두번째, 유전자 변형 생물이란?
세포 융합 기술을 이용하여 새롭게 조합된 유전물질을 포함하고 있는 생물을 말하고, GMO는 유전자 재조합 식물(GM 식물), 유전자 재조합 동물(GM 동물), 유전자 재조합 미생물(GM 미생물)로 분류된다. GMO는 식량 문제 해결, 식품의 기능성 강화, 난치병 치료 등을 위하여 개발해왔다.GMO를 식품에 활용한 GM식품은 안전성 평ㅇ가 심사를 거친 유전자 재조합 생물체를 원료로 사용하여 제조, 가공한 식품 첨가물을 말한다. 대표적으로 콩, 옥수수, 면화, 유채가 개발되어있다. 이 GM식품을 확인하는 방법에는 포장지를 통해 확인하는 방법이 있는데, 포장지에 "유전자 변형 식품" 또는 "유전자 변형 ㅇㅇ포함 가능성 있음"이라는 문구를 확인하면 된다. 유전자 변형 생물은 이처럼 식량문제 해결, 난치병 치료 등 여러 장점도 있지만 문제점도 존재한다. 문제점에는 유전자변형 세포가 인체에 유전적 또는 병리적인 영향을 끼칠 것이라는 입증되지 않은 안전성으로 인체에 대한 유해 유무가 있고, 강한 내성을 지닌 해충과 잡초가 출현하거나 강해진 해충에 대항할 수 있는 전통적인 종자 식물이 사라지는 등의 환경 문제, 유전자의 특허 문제 등이 있다.
세번째, 인공 장기란?
인간의 조직과 장기를 복원, 재생, 대체하기 위해 개발된 것으로 의공학적 인공 장기, 줄기세포 장기, 이종 장기 등이 있다. 먼저 의공학적 인공장기는 생명 유지를 위해 장기의 기능을 대신할 목적으로 개발된 장치로, 대표적으로 인공 신장 및 인공 심장이 있다. 그 다음으로 줄기세포 장기는 장기 이식 환자의 체세포 핵 치환을 이용하여 배아 줄기세포를 만들어진 장기로 면역 거부 반응이 없다. 이는 심장병, 근육 위축증 등 다양한 난치병 치료에 이용될 수 있다. 마지막으로 이종 장기는 퇴행성 장기 질환 치료를 위해 개발된 다른 동물의 조직이나 장기를 말한다. 인간에게 이식할 이종 장기는 인간의 장기의 크기와 형태가 유사해야 하는데, 돼지의 장기가 인간의 장기와 크기가 형태가 비슷하여 현재는 돼지를 대상으로 연구를 활발히 하고 있다.
생명 공학의 체험 활동 과정에는 문제 확인, 계획, 실행, 평가의 순서로 이루어진다. ‘우리 생활 주변에서 쉽게 구할 수 있고 사용 후 버려지는 재료를 재활용하여 에너지를 얻을 수 있는 방법은 무엇이 있을까?’라는 탐구주제로 예를 들어 과정을 설명해보자면, 우선, 위의 주제를 문제 확인 과정으로 삼으면 계획 과정에는 사탕수수, 밀 등의 녹말 작물로 만들어지는 바이오 에탄올과 콩기름 등을 원료로 만드는 바이오 디젤이 있음을 확인하고 식물성 기름이 메탄올과 에스테르 교환 반응을 하면 바이오디젤과 글리세린이 만들어짐을 확인하여 바이오 디젤 만들기를 계획할 수 있다. 그 다음은 실행과정에서 생활 속에서 버려져 환경을 오염하는 물질을 이용해야만 한다 등의 제한 조건을 설정하고, 작업순서를 설정한다. 마지막으로 완성된 바이오디젤을 묻혀 불을 붙였을때 연소상태를 확인해보고, 과정별 작업 준수 사항을 확인하며 평가 과정을 수행하면 생명 공학 체험 활동이 끝이 난다.
