생명공학은 종종 세계 기아에 대한 해결책이나 질병을 치료하는 방법으로 광고된다. 그러나 새로운 야광 식물은 그것이 더 기발한 용도로도 사용될 수 있음을 시사한다.

유전자 코드를 편집하는 능력이 빠르게 향상되면서 모든 종류의 획기적인 새로운 가능성의 문이 열리고 있다. 비타민이 강화된 쌀로 영양실조를 해결하는 것부터 암과 싸우기 위해 신체의 면역 세포를 재설계하는 것까지, 이 기술은 세계에서 가장 시급한 문제를 해결하는 데 사용되고 있다.

그러나 생명공학의 진보를 활용하려는 대부분의 노력은 확실히 실용적인 반면, 다른 것들은 더 미적인 목표에 의해 추진된다. 아이다호에 본사를 둔 스타트업 Light Bio는 2019년 설립 이후 유전공학을 사용해 생물발광 버섯의 유전자를 보잘것없는 피튜니아에 접합해 왔다.

이들의 목표는 사람들의 집을 영화 아바타의 한 장면으로 바꾸는 데 도움이 될 수 있는 야광 식물을 만드는 것이다. 그리고 이달 초, 회사는 마침내 미국 농무부로부터 네온 그린 피튜니아를 미국에서 판매할 수 있는 허가를 받았다.

생물발광은 자연에서 특별히 드문 기술은 아니다. 특정 박테리아, 물고기, 양서류, 곤충, 심지어 벌레도 빛을 낼 수 있다. 하지만 식물을 키우는 것은 생각보다 어렵다. 그룹은 이전에 반딧불이나 박테리아의 유전자를 식물에 삽입하여 빛나는 잎사귀를 만들 수 있었지만 그다지 밝게 빛나지 않았거나 빛을 내기 위해 화학적 처리가 필요했다.

핵심은 숙주와 잘 통합되는 유전적 구성요소를 추가하는 것이다. Light Bio는 생물발광을 담당하는 분자인 루시페린을 생성하는 버섯에서 발견되는 대사 경로를 빌려 이를 수행했다고 말한다. 이 경로는 세포벽을 만드는 데 사용되는 식물에서 이미 상당한 양이 발견되는 카페인산(caffeic acid)으로 알려진 분자에 의존한다.

이 회사의 제품은 공동 창업자인 임페리얼 칼리지 런던(Imperial College London)의 교수인 카렌 사르키시안(Karen Sarkisyan)이 수행한 연구를 기반으로 한다. 2020년에 그의 팀은 열대 버섯인 Neonothopanus nambi에서 DNA를 빌려 식물 연구에 널리 사용되는 모델 유기체인 담배 식물에 삽입했다. 조작된 잎의 잎, 줄기, 뿌리 및 꽃은 밝은 녹색으로 빛났다.

이제 그들은 내년에 판매를 시작할 계획인 피튜니아에도 동일한 아이디어를 적용했다. 회사의 대기자 명단은 이미 10,000명에 달하며 다른 인기 있는 관상용 종으로도 사업을 확장할 계획이다.

회사가 식물을 판매할 수 있는지 여부를 결정할 때 USDA는 변형된 피튜니아가 정기적으로 재배되는 피튜니아에 비해 더 많은 식물 해충을 조장할 위험이 더 높은지 여부만 고려했다. 그러나 노스캐롤라이나 주립대학교 유전 공학 및 사회 센터의 공동 책임자인 제니퍼 쿠즈마(Jennifer Kuzma)는 Wired와의 인터뷰에서 이 식물은 빛나는 식물에 익숙하지 않은 곤충과 동물에게 영향을 미쳐 다른 생태학적 위험을 초래할 수 있다고 말했다.

어둠 속에서 빛나는 식물은 주로 장식용으로 설계되었기 때문에 이러한 위험을 감수할 가치가 있는지 여부는 논쟁의 여지가 있다. 그러나 빛을 방출할 수 있는 식물에 대한 보다 실용적인 용도도 있을 수 있다. 2021년 MIT 연구원들은 유전자 조작 생물발광 식물과 에너지 저장 나노입자를 결합하여 밝기를 크게 높였다. 이 그룹은 언젠가는 발광 식물이 전기 없이도 건물 내부를 밝히는 데 사용될 수 있다고 주장했다.

그리고 생물발광은 유전 공학자들이 우리 집 식물에 불어넣고 싶어하는 유일한 비법은 아니다. 프랑스 스타트업 Neoplants는 공기 중 다양한 오염 물질을 제거하는 능력을 향상시키기 위해 유비쿼터스 황금 포토스를 수정했다. 목표는 전동식 공기 청정기를 교체하는 것이다. 하지만 많이 필요할 수도 있다.

이 프랑켄 식물 중 하나가 참신한 것 이상이 될 수 있는지 여부는 아직 밝혀지지 않았다. 그러나 그들은 생명공학 산업이 성숙해짐에 따라 유전자 접합이 기능성과 재미 모두를 갖춘 모든 종류의 제품에 곧 등장할 수 있음을 보여준다.

이미지 출처: Light Bio