유전자 편집(gene-editing)이란 특정 유전자의 염기서열 중 일부 DNA를 삭제하거나 교정한 다음 다시 삽입해서 염기서열을 재구성하는 기술을 말한다. 이 기술을 활용해 돌연변이를 잘라내고, 건강한 DNA를 교체할 수 있다.

매우 유익한 기술인 것 같지만 사람에게 적용할 때는 문제가 발생한다. ‘맞춤형 아기’를 만드는 기술을 탄생시킬 수 있기 때문이다. 이 기술을 인간 배아(human embryo)에 적용하는 연구를 놓고 학자들 간에 윤리 논쟁이 벌어지고 있다는 이번 주 네이처지 보도다.

찬성하는 측에서는 안전성 문제만 해결된다면 이 기술이 (생명공학에 있어) 찬란한 미래를 보장해줄 것이라고 주장하고 있다. 반대하는 측에서는 이 기술이 미래 인간의 모습을 바꾸어놓을 수도 있다며 연구를 규제할 수 있는 확실한 규정을 제정해야 한다고 촉구하고 나섰다.

유전자 편집기술로 사람 백혈구 조작 중

배아란 생식세포인 정자와 난자가 만나 결합이 이루어지고 이렇게 탄생한 수정란(접합체)이 세포 분열을 시작해 인체 조직과 기관으로 분화가 마무리되는 약 8주간의 단계를 말한다.

논쟁이 발발한 것은 일부 과학자들이 유전자 편집기술을 이용해 인간배아를 조작하고 있다는 소식이 전해지면서부터다. 소문이 나돌면서 지난 12일 네이처지에 논평이 실렸다. 대략 이런 내용으로 요약된다.

그동안 과학자들은 특별한 유전자를 잘라내거나 재조합하기 위해 뉴클레아제(nuclease)라 불리는 효소를 사용해왔다. 그러나 최근 ‘CRISPR/Cas9’란 기술에 초점이 맞추어지고 있다는 것이다. ‘유전자 가위기술’이라 불리는 이 기술은 매우 편리한 것이 특징.

때문에 학계는 물론 산업계로부터 큰 관심을 불러일으키고 있는 중이다. 캘리포니아 리치몬드에 위치한 생명공학 기업 상가모 바이오사이언스(Sangmo BioScience)에서는 비교적 오래된 ZFNs란 이름의 유전자 편집기술을 이용해 백혈구 세포를 재편집하고 있다고 밝혔다.

문제가 되고 있는 것은 생식계열 조작 (germline modification)으로 알려진 기술 때문이다. 이 기술을 적용할 경우 달걀 유전자를 재조합해 수정시킬 수 있다. 그러나 사람에게 적용할 경우 새로운 모습의 인간이 탄생할 수도 있다. 사회적 파문이 예상된다는 것.

상가노(Sangamo)사의 대표이면서 재생의학 연합(Alliance for Regenerative Medicine) 의장인 에드워드 라피어(Edward Lanphier) 씨는 네이처 지 기고를 통해 인간 배아에 유전자 편집기술을 적용하는 것을 금해줄 것을 호소했다.

무분별하게 유전자 편집 기술을 적용할 경우 눈 등 신체 색깔이 다른 아기가 탄생할 수 있다고 우려했다. 결과적으로 사회적인 반발을 불러일으켜 인간 배아에 유전자 편집기술을 적용하는 것 자체가 불가능해질 수 있다고 경고했다.

“예상치 않았던 결과 초래할 수 있어”

하버드 의과대학의 유전학자 조지 처치(George Church) 씨는 안전성 문제 등을 완전히 해결하고 사회적 공감대가 형성될 때까지 인간 배아에 유전자 편집기술을 적용하는 것을 전면 금지해야 한다고 주장한다.

실제로 지난 1월 처치 씨를 비롯한 생명과학자들이 이 사안을 논의하기 위해 캘리포니아 나파에서 회합을 가졌다. 모임에서 과학자들은 윤리, 연구방식 등에 토론하고, 사이언스 지 등에 그들의 관심을 표명하는 방안 등을 협의한 것으로 알려졌다.

처치 씨는 현재 하버드 의과대학에서 동물을 대상으로 이 연구를 하고 있다고 밝혔다. 돼지 배아를 유전자 편집기술로 재조합해 면역 시스템을 강화하는 방법을 찾고 있다고 말했다. 그가 우려하는 것은 이 과정에서 발생할 수 있는 돌연변이 탄생 가능성이다.

타깃으로 한 세포가 아니라 다른 지점에서 예상치 않았던 새로운 유형의 세포가 탄생할 수 있다며, 그 위험성을 경고했다. 그러나 이런 우려에도 불구하고 세계 각지에서 인간을 대상으로 한 다양한 연구가 시도되고 있다.

중국 상하이 기술대학(ChanhaiTech)의 유전학자 싱슈황(Xingxu Huang)은 대학 윤리위원회에서 폐기한 인간 배아 연구를 다시 허가해줄 것으로 신청해놓고 있다. 지난해 2월 그는 유전자 편집기술을 활용해 아기 원숭이로 발달할 수 있는 배아를 조작했다고 발표한 바 있다.

상가모 사의 라피어 대표는 다는 아니지만 많은 경우 부모들이 질병에 취약한 유전자를 자녀들에게 전수하고 있다고 말했다. 유전자편집 기술로 이런 유전자들을 정확히 스크린해 건강한 유전자들을 선별할 경우 획기적인 성과가 기대된다는 것.

그러나 이런 과정에 이르기까지 매우 심각한 부작용이 예상된다며, 이에 대한 협의가 선행돼야 한다고 주장했다. 다른 학자들도 이 주장에 동조하고 있는 분위기다.

유다 대학의 유전학자 다나 캐롤(Dana Carroll) 씨는 미국 국립과학아카데미와 같은 기관들이 나서 이 문제를 협의해야 한다며, 공적 기관들이 관심을 가져줄 것을 주문했다. 긍정적인 부분과 부정적인 부분을 면밀히 검토해 앞으로 나아갈 방향을 제시해야 한다는 주장이다.