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KISTI 과학향기 제1810호

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모든 것을 바꿀 유전공학, 크리스퍼

자막
당신이 1980년대에 살고있다고 상상해보세요
그리고 컴퓨터가 곧 모든 걸 장악할 거라는 소리를 들었습니다
데이트와 쇼핑에 이어 주식 시장까지,
수 많은 사람들은 일종의 망을 통해 연결되고
슈퍼컴퓨터보다 몇 만, 몇 억배나 강력한 성능을 가진 손바닥만한 장치가 나올것이라고 듣습니다.
터무니없는 소리 같았지만 결국 모두 일어났습니다
공상과학에 나올만한 세상이 현실이 되었는데도 우린 별로 감흥이 없죠
유전 공학이 현재 비슷한 시점에 있습니다
그러니 그것에 대하여 얘기해 봅시다
어떻게 시작했는지, 우리가 지금 무엇을 하는지 그리고
최근에 나온 돌파구가 우리의 삶과 '보통'의 인식을 영원히 바꿀 것이라는 것을
"유전자 변형의 아주 짧고 미완성된 역사"
인간은 수천 년 동안 생명을 변형 시켰습니다
선별적 교배를 통해 식물과 동물의 유용한 특성을 강화 시켰습니다
우린 이걸 아주 잘 하게 되었지만 어떻게 일어나는 건지를 전혀 이해를 못 했습니다
우리가 생명의 코드를 발견하기 전까진 말이죠, 디옥시-리보 핵산(DNA)
이 복잡한 분자가 모든 살아있는 것의 성장과 발달, 기능과 번식을 안내합니다
분자 구조 안에 정보가 암호화 되어있습니다
네가지 뉴클레오티드가 짝을 지어 지시를 내리는 코드를 만들죠
지시를 바꾸면 그걸 가지고 있는 것도 바뀝니다
DNA가 발견되자마자 사람들은 손을 대기 시작했습니다.
1960년대에는 과학자들이 유전적 돌연변이 식물을 만들기 위해 방사선을 쬐었습니다
순전한 우연을 통해 유용한 식물을 만들자는 취지로 말이죠
어떨 때는 정말로 되기도 했습니다.
70년대 과학자들은 DNA 토막을 박테리아, 식물, 동물에 삽입해
유전정보를 변형시키고 연구했습니다.
학문적 목적, 의학, 농업 그리고 재미를 위해서였죠.
첫번째 유전자 조작 동물은 1974년도에 태어났으며 이는 쥐를 연구의 표준 도구로 만들고 수백만 명의 삶을 구했습니다
80년대에는 상업화 되었습니다 첫번째 특허는 기름을 흡수하게 설계된 미생물에게 주어졌습니다
오늘날 우리는 혈액응고인자, 성장 호르몬, 인슐린과 같은
수 많은 화학물질들을 이와 같은 변형된 생명으로 생산하는데,
그 전까지는 동물의 내장으로부터 채취를 해야했습니다
실험실에서 조작된 첫번째 음식은 1994년도에 판매가 되었는데 바로 Flavr Savr(풍미 보존) 토마토로서,
부패 효소가 축적되는걸 막는 유전자를 통해 훨씬 긴 유통기한을 가지게 되었습니다
하지만 GM(유전자 조작) 음식은 별개의 비디오가 만들어져야 할 정도로 많은 논란이 되었습니다.
1990년대에는 인간 유전공학의 관한 작은 시도도 있었습니다
불임 치료를 위해 아기들은 인간 세 명의 유전적 정보를 얻었고,
곧 첫 번째로 세 명의 유전적 부모가 있는 인간이 되었습니다
오늘날에는 슈퍼 근육돼지, 빨리 자라는 연어, 깃털 없는 닭과 투명 개구리가 있습니다
재미있는 부분으로서는, 우리는 이런저런 것들을 야광이 되게 만들었습니다
형광 제프라피시는 자그마치 10달러정도로 구할 수 있습니다
이런것들은 이미 아주 인상깊지만,
최근까지는 유전적 변형이라는게 극단적으로 비싸고 복잡하며, 긴 시간을 필요로 했습니다
이제는 CRISPR(크리스퍼)라는 혁명적인 신기술이 들어서면서 바꼈습니다
하룻밤만에 연구비용이 99% 감소했습니다
이제는 몇 년이 걸릴 실험을 단 몇 주만에 진행을 하고, 실험실만 있으면 거의 아무나 할 수 있게 되었습니다
CRISPR가 얼마나 큰 기술적 혁명인지 가늠하기 어렵습니다
말 그대로 인류의 잠재력을 영원히 바꿀 수 있습니다
왜 이런 갑작스러운 혁명이 일어났고, 어떻게 작동하는 걸까요?
"지구에서 가장 오래된 전쟁"
박테리아와 바이러스는 생명의 태초부터 싸웠습니다
'파지(Phage)'라고도 불리우는 박테리오파지는 박테리아를 사냥합니다
바다 속에서 파지는 40 퍼센트의 박테리아를 매일 죽입니다.
파지는 자기 자신의 유전암호를 박테리아에 넣어서 안에 있는 공장을 탈취하여 죽입니다
박테리아는 저항을 시도하지만 방어 도구가 너무 약해 일반적으로 실패합니다
때때로는, 박테리아가 살아남기도 합니다
그렇게 해야지만 가장 효과적인 안티바이러스 시스템이 활성화 됩니다
바이러스의 DNA 일부분을 자기들의 유전암호에 저장을 시키는데 그 보관소를 CRISPR라고 부릅니다
여기선 필요할 때까지 안전하게 보관됩니다
바이러스가 다시 공격을 하면 박테리아가 빨리 RNA를 DNA 보관소에서 복제 해 Cas9 이라는 단백질 비밀무기로 무장합니다
그 단백질은 모든 조각의 DNA를 찾아 보관소의 샘플이랑 비교해서
박테리아 안에 바이러스의 징후가 없는지를 조사합니다
100퍼센트 같은 염기서열을 찾으면,
활성화되어 바이러스 DNA를 잘라버려 박테리아를 보호합니다
Cas9의 특이점이라면 그게 DNA의 외과의사 같이 아주 정밀하다는 것이죠
과학자들이 CRISPR 시스템을 프로그래밍할 수 있다는 걸 알게 되면서 혁명은 시작되었습니다
그냥 변형하고 싶은 DNA의 사본은 준 다음에 시스템을 살아있는 세포에 넣으면 된다는 것입니다
만일 이전의 유전자 변형 기술이 지도와 같다면, CRISPR는 GPS시스템과 같습니다
정확하고 싸고 쉽다는거 외에도 CRISPR는 살아있는 세포를 편집 할 수 있는 능력을 가졌습니다
이로써 유전자를 끄고 킬 수 있어지며, 특정한 DNA시퀀스 연구 할 수 있게 되었습니다
그리고 이 방법은 미생물, 식물, 동물, 인간을 포함한 모든 종류의 세포에도 적용이 됩니다
CRISPR가 과학적으로는 큰 혁명이지만, 아직은 그냥 1세대 도구에 불과합니다
더 정확한 도구들은 우리가 말하는 사이에 이미 만들어지고 쓰이고 있습니다
"질병의 끝?" "잠깐 긍정적으로 봐 봅시다"
2015년도에는 과학자들이 실험실에서 CRISPR를 사용해 HIV 바이러스를 환자들로부터
살아있는 세포 안에서 제거해 실현이 가능하다는 것을 증명했습니다
일년 후, 그들은 온 몸 모든 세포에 HIV 바이러스가 있는 쥐를 써
더 큰 스케일의 프로젝트를 진행했습니다
CRISPR를 쥐 꼬리 세포에 주사하는 것만으로도
온 몸 50% 이상의 세포에서 바이러스가 제거 된다는 것을 확인했습니다
몇 십년 후에는 CRISPR요법이 HIV와 다른 RNA 레트로바이러스를 치료 할 수도 있습니다
헤르페스 같은 DNA안에 숨는 바이러스가 이런 식으로 치료 될 수도 있습니다
CRISPR는 우리의 최악의 적 중 하나인 암도 없엘 수 있습니다
암은 세포가 죽기 거부하고 면역체계로부터 은폐하며 증식해 생기는 것인데
CRISPR는 우리에게 면역체계를 더 뛰어난 암 사냥꾼으로 만들어줄 수 있습니다.
암을 이렇게 없엔다는 것은
실험실에서 만들어진 당신의 세포 몇 천개가 있는 주사 몇 번 맞는 것이
치료의 전부가 될 수도 있다는 것입니다
2016년도에는 인간 환자를 위한 첫번째 CRISPR 암 치료 임상시험이 미국에서 승인되었습니다
한 달도 안지나서, 중국 과학자들은 2016년 8월부터 폐암 환자들을
CRISPR로 변형된 면역세포를 써서 치료하겠다는 계획을 발표했습니다.
연구에 속도가 붙고 있습니다
유전병도 있죠
수천가지의 종류가 있고 약간 짜증스러운 것에서 치명적이거나 수십년에 걸친 고통을 수반하는 경우도 있습니다
CRISPR와 같은 강력한 도구를 이용해서 유전병의 끝을 볼 수도 있습니다
3,000가지 넘는 유전병들이 DNA 한 글자가 틀려서 일어납니다
우린 이미 세포에서 병을 고칠 수 있게 수정된 Cas9으로 한 글자만 바꿀 수 있게 만들고 있습니다
일이십년 안에는 수 천가지의 병을 아마 영원히 치료 할 것입니다
그리고 이 의학적 응용에서 한 가지 공통점이 있습니다
치료의 영향은 개개인의 한계 안에 머무르며 후대에 전달되지 않습니다.
생식 세포나 아주 이른 배아에 쓰진 않고서는 말이죠
하지만 CRISPR는 아마도 훨씬 더 많이 쓰일 수 있고 더 많이 쓰일 겁니다
맟춤아기와 같은 변형된 인간은 서서히
되돌릴 수 없는 변화를 인간 유전자풀에 줄 겁니다
"맞춤형 아기" "형태는 기능을 따릅니다"
인간 배아 유전자를 편집 시키는 수단은 이미 존재합니다
기술은 아직 초기 단계에 있지만, 이미 두 번의 시도가 있었습니다
2015년과 16년도에는 중국 과학자들이 인간 배아를 가지고 실험을 하여 부분적 성공을 두 차례에 걸쳐 해냈습니다
그들은 여전히 남아있는 배아 유전자 편집에 대한 난관을 보여줬습니다
하지만 그 어려움을 극복하려는 과학자들도 있습니다
이것은 마치 70년대의 컴퓨터와 같습니다 더 좋은 컴퓨터가 나올 겁니다
유전자 공학에 대한 당신의 개인주장과는 무관하게 영향을 미칠것입니다
변형된 인간들은 우리 인간의 종을 바꿀 수 있습니다 왜냐하면 자기들의 변형된 특성이 자녀에게로 전달이 되고
세대를 지나며 퍼지면서 서서히 인류의 유전자풀을 변형시킬 것이니까요
이는 천천히 진행될 것입니다 초기 맟춤형 아기는 너무 변형되진 않을테니까요
그들은 높은확률로 후대를 타고 내려간 치명적인 유전병을 없애려고 만들어질 것입니다
기술이 진척되고 다듬어지면 더욱 더 많은 사람들이 유전자 변형을 안쓰는걸 비윤리적이라고 비판을 할것인데
이는 치료법을 거부하고 아이들을 예방 할 수 있는 죽음과 고통을 주는게 되기 때문이죠
하지만 첫번째 변형된 아기가 태어나면, 닫힐 수 없는 문이 열립니다
초기에는 우월한 특성들은 안 건드릴 것입니다
하지만 유전 변형이 좀 더 납득이 되고 유전암호에 관한 지식이 늘어나면, 유혹은 커질 것입니다
당신의 자식에게 알츠하이머병을 예방시키는데, 이왕 하는 김에 신진대사 능력도 향상 시키는 것도 나쁘지 않잖아요?
완벽한 시력도 줄까요?
키나 근육구조는 어떤가요?
풍성한 모발은요?
아니면 당신의 자식한테 선물로 치고 엄청난 지능을 주는건 어떻죠?
수 많은 개인적인 결정들이 거대한 변화를 일으킬 겁니다
이건 덫입니다(미끄러운 비탈길 논증) 변형된 인간이 새로운 표준이 될 것입니다
이러한 기술이 좀 더 대중화되고 더 많은 지식이 생기면,
우린 가장 큰 사망원인인 노화을 해결 할 수 있을 겁니다
오늘 죽을 150,000명의 3분의 2는 노화와 관련된 원인으로 목숨을 잃을 것입니다
현재 우리는 노화가 세포 단위의 손상이 축적되어 일어난다고 생각합니다
DNA가 부서지며 그걸 고치는 시스템들이 시간이 흘러 닳아 버리는 것이죠
하지만 노화에 직접적으로 영향을 미치는 유전자가 있습니다
유전 공학과 다른 요법으로 노화를 멈추거나 둔화시키거나, 심지어 뒤바꿀 수도 있습니다
우린 자연계에 노화에 면역이 있는 동물들이 있다는 걸 알고 있습니다
어쩌면 그런 유전자를 빌려 올 수도 있겠죠
어떤 과학자들은 생물학적 노화는 언젠가 무의미한 것이 될 거라고 생각합니다
언젠가는 죽겠지만, 90살 때 병원살이 하다가는 아닐 거라는 말입니다
사랑하는 사람들과 몇천년을 보낼 수도 있죠
이런 종류의 연구는 극 초기 단계에 있고
많은 과학자들은 당연히 '노화의 끝'에 대하여 회의적입니다
이런 도전은 아주 크고 어쩌면 불가능할 수도 있습니다
하지만 현재 살아있는 사람들은 실제로 효과적인 불로치료를 받는 첫번째 세대가 될 가능성이 높습니다
어쩌면 우리가 필요한건 유식한 억만장자를 설득해 그들의 문제로 만드는 것일지도 모르죠
좀 더 큰 스케일로 보자면, 확실히 우린 많은 문제들을 변형 인구로 해결 할 수 있습니다
변형인간은 문명의 병인 비만을 없에기 위해
고칼로리 음식을 대응 할 수 있게 만드는게 좋겠네요
수정된 면역 시스템을 소유하고 있으면, 잠재적 위협을 대비한 저장소와 함께
우린 현재 두려워하는 질병에는 면역이 되어있을 것입니다
더욱 미래로 가면 우린 인간을 장기 우주여행을 할 능력을 갖출 수 있게 만들고,
다른 행성의 환경에 적응하게 설계하면
우리의 적대적인 우주에서 살아남기에는 아주 많은 도움이 되겠죠
"흘러들어도 되는 이야기" "진전이 나쁠건 없지만..."
그래도, 아직 몇가지의 큰 관문이 우릴 기다리고 있습니다 기술적인 면과 윤리적인 면으로요
보고 있는 많은 분들은 완벽하지 않은 인간들을 외면하는 세상이 만들어질까봐 불편하고 두려워 할 것입니다
그리고 건강의 정의에 따라 특징과 자질을 미리 정해버리고요
사실은 우린 이미 그런 세상에 살고 있습니다
임산부가 수십개의 유전병과 합병증을 검사하는건 이미 대부분의 나라에선 표준이 되어있습니다
종종, 아주 희박한 유전적 결함의 가능성이라도 임신 중절 결정으로 이어질 수 있습니다.
예를 들어 아주 흔한 유전병 중 하나인 다운증후군을 봅시다
유럽에서는 이 증후군이 발견되면 약 92%의 임산부들이 중절 수술을 받습니다.
이 결정은 지극히 개인적으로 하는겁니다만,
우리는 이미 질병에 따라서 인간을 미리 결정을 하고 있다는 것을 알아야 합니다
이게 바뀔거라는 척은 해도 소용 없습니다
그러니 우린 기술이 발전하며 더 많은 선택권이 주어질 때 더 조심히 그리고 정중하게 행동해야하 합니다
하지만 아직은 먼 이야기입니다.
CRISPR가 강력한 만큼 - 아직 완벽하지는 않습니다
잘못된 편집이 일어나기도 하고, DNA 다른 곳에서 아직까지 파악되지 못하는 오류가 숨어있을 수 있습니다.
유전자 편집은 원하는 대로 결과가 나와 질병을 치료 할 수 도 있겠지만
뜻하지 않은 변화를 유발할 수도 있습니다
우린 아직 모든 영향을 예측할 수 있을만큼 복잡한 유전자들의 상호작용에 대해 잘 알지 못합니다
인간에 대한 첫 임상시험이 시작되며 감시 통제 방법과 정확도에도 큰 우려가 일고 있습니다
긍정적인 미래에 대해 살펴봤으나, 어두운 미래도 있습니다
북한과 같은 나라가 유전공학에 집착한다고 상상해 보세요
유전자 편집을 이용해 영원히 통치를 할 수 있다면요?
전체주의적 정권이 변형된 슈퍼솔저를 양산하면 어떻게 막아야 할까요?
이론적으로는 실현 가능합니다
이런 시나리오는 만약 가능하더라도 아주 먼 미래 이야기지만
이런 기본적인 유전 공학의 개념 증명은 지금도 존재합니다
이 기술은 정말 그 정도로 강력합니다
이것이 유전공학과 관련 연구를 금지할 유혹적인 이유이기도 하지만 그러면 아주 큰 실수가 되겠죠
인간 유전 공학을 금지시킨다는 것은 과학으로 하여금
관할권과 사법권 바깥으로 흘러가게 두는것과 다름 없습니다
참여를 통해야만 향후 연구가 더 이성적이고 투명한 감독 하에 조심스럽게 이뤄질 수 있습니다.
"결론" "정리를 해 봅시다"
이제 불편하게 느껴지나요?
많은 사람들이 무언가 불안함을 느낍니다.
우리 앞에 펼쳐질 미래에서는 우리가 존재하도록 허락될까요?
이 기술은 물론 약간 무섭지만, 우린 얻을 것이 많습니다.
유전공학은 우주의 지적 생명의 자연적인 진화의 한 걸음 일 수도 있습니다
우린 질병을 없앨 수도 있습니다
우린 기대수명을 세기단위로 늘리고 별들을 여행해 볼 수도 있습니다
이런 주제에서는 작게 생각 할 필요가 없습니다
당신의 유전 공학의 의견과는 상관없이 미래는 다가오고 있습니다
정신나간 공상 과학이 우리의 새 현실이 될려고 합니다
기회와 도전이 넘치는 현실으로요.
이러한 종류의 비디오는 patreon.com의 후원금 없이는 만들 수가 없었을 것입니다
혹시 이런 복잡한 것들을 설명해주는 걸 지지하면 그리고 혹시 당신만의 새를 보답으로 받고 싶으시면, 여기서 그럴 수 있습니다
CRISPR에 대해 더 알고 싶으시면 관련자료를 이 비디오 텍스트 내용을 펼쳐보시면 됩니다
기사
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번역자: Kurzgesagt – In a Nutshell
영상: Kurzgesagt – In a Nutshell
출처: https://www.youtube.com/channel/UCsXVk37bltHxD1rDPwtNM8Q
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