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KISTI 과학향기 제1803호

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유전 공학과 질병

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만약 당신이 유전공학 기술을
인류의 가장 위험한 포식자를 멈추는데 사용할수 있다면 어떨까요?
수백만명의 죽음에 책임이 있는 지구의 가장 치명적인 동물을 말이죠.
바로 모기입니다.
모기는 다른 질병들과 말라리아의 숙주 역할을 합니다.
말라리아는 가장 잔인한 기생충중 하나로
인류 역사에서 아마 단일종으로는 가장 많은 사람을 죽였을 것입니다.
2015년 한 해에만 수억명의 사람들이 말라리아에 감염되고
그중 대략 50만명은 사망했습니다.
신기술이 말라리아를 영구히 제거하는데 도움을 줄수 있습니다.
그러나 이를 위해선 모든 모기의 유전자를 조작해야 합니다.
이 말은 가설이 아니라, 실제로 조작된 모기가 이미 실험실에 존재합니다.
우리는 이 기술을 사용해야 할까요?
그리고 그 위험을 감수할 만큼 말라리아가 나쁠까요?
말라리아는 말라리아 원충이라고 불리는 미생물에 의해 발생합니다.
매우 이상한 단세포 생물입니다.
이들은 모기에 전적으로 의존하는 기생충입니다.
말라리아는 항상 곤충이 물면서 시작하고,
수천개의 포자들은 침샘에서 곤충이 당신의 피부를 뚫기만을 기다리고 있습니다.
몸 속으로 침입하자마자, 이 기생충들은 당신의 간으로 향합니다.
그들이 조용하게 커다란 세포 안에 들어가 면역계로부터 숨는 곳이죠.
한달간 숨어 지내면서, 세포의 자원을 사용하여
다음 단계의 모습인 작은 물방울 모양의 낭충으로 변합니다.
번식하여 수천개의 자신을 만들어낸 후, 세포에서 터져나옵니다.
수천마리의 기생충들은 혈류를 타고 다음 희생자를 찾습니다.
적혈구들이죠.
발견되지 않기 위해, 기생충은 그들이 죽인 세포의 세포막으로 스스로를 감쌉니다.
상상해보세요.
누군가를 내부에서 죽이고 위장을 위해 그 피부를 가져가다니요! 잔인합니다.
이제 기생충들은 격렬히 적혈구를 공격하기 시작합니다.
터져나오기 전까지 내부에서 번식하고
더 많은 적혈구를 찾아갑니다.
이 사이클은 계속 반복되죠.
죽은 세포조각은 많은 양의 독소를 뿜어내고
아주 강력한 면역반응을 작동시킵니다.
이 면역반응은 고열과 땀, 오한
그리고 경련, 두통, 때때로 구토와 설사 같은
감기와 비슷한 증상을 일으키게 됩니다.
만약 말라리아가 혈뇌장벽을 통과한다면
혼수상태에 빠지거나 신경학적인 손상, 또는 죽음에 이를수 있습니다.
기생충들은 이제 떠날 준비가 되었습니다.
또 다른 모기가 감염된 사람을 물때, 다시 이 사이클이 시작됩니다.
2015년, 임신한 여성이 감염될 경우 끔찍한 선천적인 장애를 유발하는 지카바이러스가
전 세계로 빠르게 퍼지고 있습니다.
지카바이러스 역시 모기가 매개체입니다.
모기는 질병을 옮기는 완벽한 매개체입니다.
그들은 최소 2억년 전부터 존재했고
수조마리가 넘는 개체수가 있으며 한 마리당 한 번에 300개 이상의 알을 낳습니다.
사실상 이들을 근절하기는 불가능하며 기생충의 완벽한 택시입니다.
그러나 오늘날, 우리는 모기와의 전쟁에서 승리하게 만들 혁신적인 기술을 가지고 있습니다.
바로 'CRISPR'입니다.
우리는 인간 역사상 처음으로
종 전체에 빠르고 큰 변화를 만들수 있는 도구를 가지고 있습니다.
우리가 놓는대로 그들의 유전자 정보를 바꿀수 있죠.
그러면, 곤충의 일부 분리된 그룹을 공격하는 대신
그냥 전염되는 질병의 종류를 바꾸면 되는게 아닌가요?
유전공학을 이용해, 과학자들은 말라리아에 면역을 가진 모기를 만드는데 성공했습니다.
특별히 말라리아 원충을 타겟으로 하는 항체 유전자를 넣었죠.
이 모기들은 절대 말라리아를 퍼트리지 않습니다.
그러나, 단순히 유전정보를 바꾸는것은 충분치 않습니다.
수정된 유전자는 자식들중 오직 반에게만 유전됩니다.
왜냐하면 대부분의 유전자는 안전장치로 두가지 버전을 가지기 때문입니다.
따라서 겨우 두 세대가 지나면, 최대 반정도의 모기만 수정된 유전자를 가지게 됩니다.
수백만 마리의 모기중에선 차이점을 만들기 어렵죠.
Gene-drive라 불리는 유전공학적 방법이 이 문제를 해결할수 있습니다.
이 기술은 새로운 유전자를 우성을 가지도록 만듭니다.
오래된 유전자를 거의 완전히 압도할수 있죠.
이렇게 조작된 유전자를 가진 모기의 자손중 99.5%는 말라리아 면역 유전자를 가지게 됩니다.
만약 이렇게 유전자를 조작한 모기를 야생에 충분히 풀어그렇지 않은 모기와 교미하게 한다면
말라리아를 막는 유전자는 극히 빠르게 퍼질 것입니다.
새로운 유전자가 모기의 영구적인 특성이 된다면
말라리아 원충은 본거지를 잃게 될 것입니다.
과학자들은 말라리아 원충이 이에 너무 빠르게 적응하지 못하도록 이 변화가 빠르게 나타나길 희망합니다.
말라리아는 사실상 사라질수 있습니다.
만약 매년 50만명에 달하는 어린이가 말라리아로 죽고
이 비디오가 시작된 이후로도 5명이 죽었다는 사실을 고려한다면
일부 과학자는 이 기술을 빨리 사용해야 한다고 주장 할수도 있습니다.
오직 모기만이 이익을 얻을지도 모릅니다.
모기들은 기생충을 옮기면서 얻는것이 아무것도 없기 때문이죠.
그리고 이건 오직 첫 단계일지도 모릅니다.
말라리아는 그저 시작일 뿐이었을지도 모르죠.
다른 모기들은 뎅기열과 지카를 옮깁니다.
진드기는 라임병을 옮기고
파리들은 수면병을 옮기며
벼룩은 전염병을 옮기죠.
수백만명의 사람을 구하고, 셀수없이 많은 사람들이 고통받는걸 예방할수 있습니다.
그래서, 왜 우리는 아직 이걸 하지 않은거죠?
이유중 하나로, CRISPR기술은 나온지 갓 4년이 지났습니다.
그래서 최근까지도, 우리는 그저 쉽고 빠르게 할 수가 없었습니다.
그리고 타당한 우려가 있었습니다.
인류는 지금까지 이정도 규모의 유전자 조작을 의식적으로 자유생활 생물체에게 한적이 없습니다.
한번 이 기술을 사용하면, 다시 돌이킬수 없습니다.
따라서 올바르게 진행되어야만 합니다.
자연을 수정하기 시작한다면 원치 않는 결과가 나올수도 있기 때문이죠.
말라리아만을 생각하는 경우
위험성은 받아들일만한 것 일수도 있습니다.
전체유전자를 기준으로 큰 변화를 만들지 않고
매우 특정한 부분에만 변화를 주기 때문이죠.
가장 나쁜 시나리오는 말라리아 근절에 실패하거나 기생충이 안좋은 방식으로 적응한 경우일 것입니다.
아직 토론할 거리는 많이 남아 있습니다.
Gene-drive와 같은 강력한 기술들은 조심히 다뤄질 필요가 있습니다.
그러나 언젠가, 우리는 스스로에게 이 기술을 사용하지 않는것이 비윤리적인게 아닌지 물어봐야 합니다.
매일 1000명의 어린이가 사망하는 때에 말이죠.
인류는 몇년 안에 이 문제에 대해 어떻게 행동할지 결정해야합니다.
이 경우는, 대중의 논의가 기술에 뒤쳐져 있습니다.
어떻게 생각하십니까?
기사
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번역자: Kurzgesagt – In a Nutshell
영상: Kurzgesagt – In a Nutshell
출처: https://www.youtube.com/watch?v=TnzcwTyr6cE
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