진화하는 생물생산·자원학

현재 지구상에는 다양한 생물이 존재하며 인간의 일상생활(의·식·주)에 깊이 관여하고 있다. 이를테면 의로서 양모, 식으로서 낫또(낫또균), 주로서는 목재 등이 해당된다. 모두 동물 · 미생물 · 식물 등으로 많은 생물을 이용하고 있다.
이와 같이 생물자원 · 자원학은 다양한 종, 다양한 형태의 생물을 유효하게 이용하는 방법에 대해 교육하고 연구하는 학문분야이다. 구체적으로 생물이 존재하는 생태계나 생물개체 자체, 또는 세포 자체나 세포가 갖는 발효기능을『자원』으로써 이용한다.
최근 이 분야는 또 한번의 대전환을 겪으며 세계적으로 널리 연구되게 되었다. 그 이유의 첫 번째로 사람을 위시한 많은 생물의 게놈해독을 들 수 있다. 이는 유전자DNA를 구성하는 아데닌, 티민, 사이토신, 구아닌의 배열순서를 결정하고 어떤 단백질을 암호화하고 있는가를 밝혀내는 연구이다.
사람의 경우에는 병의 치료나 건강유지에 이바지하는 것을 목적으로 실행되고 있다. 마찬가지로 유용한 생물의 유전자정보를 해명하고자 하는 시도가 세계전체에서 진행되고 있다.
벼, 보리 등의 농작물, 소나 돼지 등의 가축, 또한 효모, 곰팡이 등과 같은 발표미생물이 그 예이다. 이들의 유전자정보를 해명하고 유용한 유전자, 혹은 유전자가 암호화되어 있는 단백질을 사용하여 보다 생물을 유효하게 이용하고자 하는 목적으로 실시되고 있다. 이와 같이 유전자정보(유전자배열)이나 단백질(효소)도 또 하나의『신(新)자원』으로 주목 받게 되었다.

미지의 생물자원을 찾는다

한편, 지구 상에는 아직 알려지지 않은 많은 생물자원이 잠자고 있다. 최근의 연구에서, 현재까지 밝혀진 생물종수는 지구상에 존재하는 생물종수의 불과 몇%에 지나지 않는다라는 보고도 있었다. 그 가운데 우리의 전문인 미생물학 분야에서는 미지의 미생물(생물자원)을 찾아내는 연구가 활발하게 진행되고 있다.
지금까지 발견된 미생물 중 상당 수가 상온(20~40℃), pH는 중성(6~8℃)으로 비교적 영양이 풍부한 배양조건(인간의 생활환경에 가깝다)에서 생육되는 것뿐이었다.
지구가 태양계의 혹성으로서 탄생한 것은 45억년 전이고 원시생명체가 출현한 것은 약35역년 전의 일이라 전해지고 있다. 그 후, 많은 생물이 진화에 의해 출현하게 되었으나 지구역사상의 태반을 차지하는 것은 미생물로, 이 미생물을『지구의 선주민』이라고 부를 수 있을 것이다.
근래, 다양한 연구로 인해 인간이 발을 들여놓을 수 없었던 장소. 예를 들어 심해 등의 저온, 또는 고압지역이나 해저화산의 열수분출구 등에 미생물이 존재하고 있다는 사실이 밝혀졌다. 지금까지 발견한 미생물에는 마이너스 5℃ 혹은 121℃에서도 분열하는 것이나 1,000기압 이상에서도 생육되는 것, 또한 pH 3이하의 산성이나 10이상의 알칼리 상태에서도 생육되는 것이 있다. (이들을 극한환경미생물이라 지칭함) 모두 바다의 깊은 해저에서 유인, 또는 무인잠수정을 사용하여 채취하거나 심해의 저면 밑에 구멍을 내어 채취한다. 수년 후에는 심해 바닥에 수 킬로미터 더욱 깊게 구멍을 내어 지구의 지각부근에서의 채취가 가능해질 것이다. 가까운 미래, 지구생명체의 기원이 된 미생물이 발견될 지도 모르겠다.

미래의 생물생산 · 자원학

앞서 기술한 바와 같이 생물생산 · 자원학은 온갖 모든 생물을 대상으로 하며 그 생물들을 효과적으로 이용하는데 목적이 있다. 따라서 대상으로 하는 생물의 특성을 이해하는 것으로 연구의 대부분을 소비하게 된다. 그 때문에 동물, 식물, 미생물도 기본적인 생명유지시스템은 공통이라고 하는 점을 인식할 필요가 있다. 즉, 생물게놈 전체를 연구하고 세포 내에서 어떤 유전자가 어떠한 단백질을 만들고, 나아가 그 단백질이 어떻게 작용하는 가를 밝히는 일이 더더욱 중요시 될 것이다.
현재 미생물에서부터 인간까지, 세포 내 모든 유전자의 전체상을 밝히는 연구가 진행되고 있다. 우리들 인간은 지금까지 해명된 극히 일부분의 생물기능을 이용하고 있는 것에 지나지 않는다. 그러므로 생물게놈의 전체상이 밝혀진다면 한층 유효하게 이용할 수 있는 생물기능이 나올 것이다.
이상에서 말한 것처럼 지금까지의 생물생산 · 자원학의 중요한 키워드는『게놈정보의 해명』과『미지생물의 탐색』이라 말할 수 있겠다.

대학에서 배우는 대표적 수업과목

대학에서의 수업은 고등학교에서 배운 과목과 융합된 형태가 많다. 이는 종합적인 지식을 필요로 하기 때문이다. 대표적인 과목 몇 가지를 소개하기로 한다.

【분자유전학】
여러분은 유전학에 대해서는 쉽게 이미지화할 수 있을 것으로 생각된다. 그러나 분자유전학이라고 한다면 어떨까. 분자유전학은『분자』라는 명칭이 말하듯 유전학을 분자단계까지 전개하는 수업이 되겠다. 특히 유전자 정보의 흐름으로서 DNA의 복제, DNA로부터 RNA로의 전사, RNA로부터의 단백질 해독 등, 전생물 공통의 생명현상을 배운다. 마찬가지로【분자생물학】이나【분자세포생물학】이라는 과목도 있다. 이 과목도 생물학을 분자단계에서 배우는 과목이다.

【생물학 또는 생물화학】
이 과목이야 말로 대학에서 배우는 가장 융합된 성격을 지닌 과목이라 하겠다. 즉, 생물과 화학을 융합하여 세포 내에서 일어나는 생명활동을 분자(단백질, 효소 등)의 작용에서 배우는 과목이다. 주로 효소에 의한 물질변환이나 분자의 대사, 생합성에 대해 배운다. 외에도 【물리화학】이나【생물물리학】등이 있다. 이 과목들은 세포 내에서 일어나는 생체반응의 속도와 현상에 대하여 수학적으로 배우는 과목이다.

【졸업논문연구】
이과, 문과를 막론하고 대학 졸업자라면 나이가 들어서도 오래도록 기억에 남는 것이『졸업논문』이다. 약 1년간 (대학4년 차) 에 걸쳐서 지금까지 알지 못했던 현상을 다양한 실험을 통해 해명하고 논문으로 옮긴다. 논문을 작성하는 데는 논리적인 문장력이 요구되며 개중에는 영어로 논문을 쓰는 학생도 있다. 특히 생물생산 · 원자학은 실험과학이므로 엄격한 실험지도를 거쳐야 하고 그 과정을 지나 논문을 마무리해냈을 때의 성취감은 무엇과도 바꿀 수 없다.

대학졸업 후의 진로는

졸업을 한 후, 자신의 발전을 위해 대학원에 진학하는 학생이 늘고 있다. 생물생산 · 원자학 분야는 전국적으로 약 30~40%의 학생이 대학원에 진학한다. 최근에는 대학원진학을 고려하여 학부를 선택하는 학생이 증가하고 있다. 또한 장래에 연구자를 꿈꾸는 학생이라면 박사과정으로의 진학도 염두 해 두어야 할 것이다.
그리고 냉엄한 취업전선이라는 현실에도 불구하고 생물생산 · 원자학분야 졸업생은 비교적 순조롭게 취직하고 있다. 주요 취직분야를 소개한다.
· 식품관련 회사 등
· 의약품관련 회사 등
· 환경관련 회사 등
· 컴퓨터 관련 회사 등
· 국가 또는 지방공무원
그리고, 앞서 말했듯이 대학원졸업생은 취업 처에서 연구관련 업무를 맡게 되는 경우가 대부분이다.

생물생산 · 원자학을 희망하는 분들에게

최근 10년 사이, 대학의 학부나 학과는 큰 변화가 있었다. 동시에 명칭도 바뀌어서 수험생들에게는 무엇을 배우는 학부인가, 아니면 학과인가 이해하기 어려울 것이다. 그러나 이는 21세기를 윤택한 사회로 만들기 위한 하나의 단계라고 이해해 주길 바란다. 여러분의 시대가 도래했을 때 여러분이 다시 대학을 변화시키면 되는 것이다. 그리하여 새로운 학문분야를 활짝 열어주기를 바란다.
과거의 생물생산 · 원자학은 생물학 분야가 태반을 이루고 있었다. 하지만 앞서 말한 바와 같이 현재는 생물과 화학 분야가 중요시되고 있다. 사견이기는 하나 앞으로는 물리학이나 지구과학 분야도 융합된 학문분야로 변화될 것이다. 물론 영어는 가장 중요하며 일본에서 세계로 연구성과를 발신하기 위해서는 영어가 불가결하다.
21세기를 짊어질 여러분들 가운데, 물리학이나 지구과학이 특기인 학생의 생물생산 · 원자학 분야 입학을 기대하며 매력 있는 이 분야에 부디 도전해 주기를 바란다.

다양한 생물의 유효이용에 대하여 개발 · 연구한다.

생물생산 · 원자학 분야의 학과에서는 동물 · 미생물 · 식물 등 여러 가지 생물의 유효이용에 대하여 바이오테크놀로지 등의 첨단기법을 구사하여 개발하고 연구한다.

생물생산(과)학과, 생물자원(과)학과가 대표적

생물생산(과)학과에서는 작물, 원예생산, 삼림생산, 축산, 수산 분야를 통합하여 종합적인 생물생산을 배운다. 나아가 생산원리, 기술, 관리 등에 대해 배우고 생물생산에 응용되는 지식과 기술을 습득한다. 연구대상에 대해서는 ①축산 · 수산을 중심으로 한다, ②작물 · 원예생산에 중점을 둔다, ③경제학(농업경제학)이나 공학(농업공학) 영역을 포함하는 등, 대학별로 다르다.
생물자원(과)학과에서는 생물자원과 이를 둘러 싼 환경자원을 물리학, 화학, 생물학 기법을 사용하여 해석 · 관리 · 이용하는 기능을 배양한다. 또한 이공학적인 지식 · 기술을 이용하여 자원의 고도이용, 새로운 기능의 생물재료나 생물의 개발과 연구를 실시한다.
생물생산과학과정에서는 종래부터 농학의 주목적이었던 생물생산에 관한 과학을 전공하고 작물생산, 가축가금류생산, 수생동식물생산, 목림생산에 대응한다.
응용생물화학과에서는 바이오사이언스, 바이오테크놀로지를 중심으로 한 생물화학분야를 배운다. 연구분야는 생물생산의 조직을 해명하고 약품 · 의약품 등의 고기능화, 유전자 구조와 그 발현기구의 해명 등 그 폭이 넓다.
자원생물과학과에서는 유전자공학 등에 의한 생물자원의 고도이용, 유용생물의 유전자기능의 해명과 분자의 육종, 유해한 환경화학물질의 탐색과 농업생태계로의 이용, 식료와 생활자재가 되는 생물의 생명시스템의 해명 등을 연구한다.

환경과 조화된 자원의 유효이용을 지향한다

자원생물환경학과는 환경문제를 염두에 두고 작물생산, 동물생산, 삼림생산 등에 대하여 연구를 실시하는 학과이다. 동물 · 식물 · 미생물의 생명활동을 이해하고 아직 알려져 있지 않은 이들의 능력을 이끌어 내어 환경과 조화된 생물자원을 생산하는데 이바지하기 위한 연구를 실시한다.
자원순환학과에서는 생물자원을 효율성 있게 순환이용하는 것으로 자원을 지속적으로 공급하고 환경부하를 감소시킬 수 있는 방법을 고찰한다. 무기물→광합성에 의한 식물생산(유기물화)→동물생산→식품가공→물질·에너지 섭취(인류의 생명유지)→폐자원의 미생물분해→무기화→의 흐름을 얼마나 효율성 있게 유지시킬 것인가에 대하여 연구한다.
생물자원관리학과에서는 환경과 조화를 이룬 본연의 바람직한 농업을 배운다. 생태계와의 조화, 그 재생기능을 살린 생산기술, 수자원의 최적이용과 유기물 등 자원의 환원이용기술, 관리시스템의 창조 · 개발 등을 연구한다.
응용생물과학과에서는 분자, 세포, 개체로부터 군중의 활동, 상호작용에 이르는 일련의 생명현상과 생물기능을 밝히고 그것을 인류에 유익하도록 응용, 발전시키는 것을 목표로 한다. 생물의 유전자 정보를 분석하고 유전자의 발현과 제어, 유전자의 개변, 재료기능의 발현기구 등 생물 및 식품에 잠재되어 있는 다양한 기능의 해명과 응용기술의 개발을 실시한다.
생물자원화학과에서는 화학, 생화학, 라이프사이언스, 바이오테크놀로지 등을 활용하여 고품질의 안전한 식량생산, 식품, 기능성소재의 교육·연구를 실시한다. 연구영역은 자연현상의 기본이 되는 법칙성을 해명하는 분야에서부터 바이오테크놀로지 등, 목적에 크게 부합되는 고기술영역에 이르기까지 매우 광범위하다.