제초제저항성 GM 잔디에서 발현된 PAT 단백질의 알레르겐 유발 가능성 및 독성 평가

• Published in: Journal of plant biotechnology Vol. 47; no. 4; pp. 316 - 323
• Main Author: 정혜린(Hye-Rin Jeong), 선현진(Hyeon-Jin Sun), 강지남(Ji-Nam Kang), 강홍규(Hong-Gyu Kang), 이효연(Hyo-Yeon Lee)
• Format: Journal Article
• Language: Korean
• Published: Korean Society for Plant Biotechnology 31.12.2020; (사)한국식물생명공학회; 한국식물생명공학회
• Subjects: 농학; Herbicidetolerant GM zoysiagrass; PAT; Acute oral toxicity; Allergenicity; Herbicide-tolerant GM zoysiagrass
• ISSN: 1229-2818; 2384-1397
• DOI: 10.5010/JPB.2020.47.4.316

This study aimed to evaluate the potential allergenicity and oral toxicity of the phosphinothricin acetyltransferase (PAT) protein expressed in Zoysia japonica, a herbicide-tolerant genetically modified (GM) zoysiagrass. In silico analysis of PAT showed no similarities with any known allergenic or toxic proteins, with <35% amino acid sequence homology with known allergens across a length of 80 amino acids and no continuous eight amino acid identity with known allergens. The PAT protein expressed in Z. japonica degraded very rapidly in the simulated gastric fluid in the presence of pepsin, and, no glycosylation of PAT was observed. The oral toxicity test revealed no mortality or toxic effect in mice following PAT administration at 4,000 mg/kg body weight. Our findings indicate that the PAT protein expressed in Zoysia japonica does not exhibit allergenic or toxic properties. 본 연구는 제초제저항성 GM 들잔디에서 발현된 PAT 단백질의 잠재적인 알레르기성 및 독성을 평가하기 위해 수행되었다. PAT 단백질의 in silico 분석에서 PAT 단백질은 알려진 알레르겐 또는 독성 단백질과 유사성을 보이지 않았다. PAT 단백질은 80개의 아미노산으로 이루어진 절편에 걸쳐 기지의 알레르겐과 35% 미만의 아미노산 서열 상동성을 보였고, 기지의 알레르겐과 연속한 8개의 아미노산에서 일치하는 서열도 확인되지 않았다. 또한 제초제저항성 GM 들잔디에서 발현된 PAT 단백질은 펩신 존재 하의 인공위액에서 매우 빠르게 분해되었고, GM 들잔디에서 발현된 PAT 단백질은 번역 후 수식(glycosylation)도 일어나지 않았음이 확인되었다. 경구투여 독성 시험에서는 체중 1 kg 당 4,000 mg 을 투여한 실험구에서도 PAT 단백질 투여 후 마우스에서 사망이나 독성 영향은 관찰되지 않았다. 이들 결과는 제초제저항성 GM 들잔디에서 발현된 PAT 단백질이 잠재적 알레르겐이나 독소로 작용할 가능성이 없음을 시사한다.