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중국의 CRISPR 배아 실험 자세히 알수록 놀랄 일

<KISTI의 과학향기> 제3272호

중국의 한 과학자가 지난 주 월요일 세계를 흔들었다. 중국 남방과기대학에 소속을 둔 He Jiankui (贺建奎)교수가 홍콩대학에서 열린 제 2회 인간 유전자 편집에 관한 국제 포럼에서 CRISPR 유전자 가위 편집 기술을 이용해 배아를 HIV에 내성을 갖게 하는 목적으로 CCR5 단백질 유전자를 무력하게 한 것이다. 이미 임신을 거쳐 두 명의 여자 쌍둥이가 태어난 것이다.
 
이것이 문제가 되는 것은 이러한 되돌릴 수 있는 방법이 없기 때문이며, 후세대에 어떤 일이 일어날지 아직 위험 요소가 있다고 과학자들이 동의하기 때문이다.
 
이 유전자를 무력화한다고 해도 HIV에 대해 100% 내성을 가지는 보장도 없으며이 유전자를 knockout한 더 큰 위험성으로부터 보호할 방법이 없는 것이다. 이 유전자가 사람의 면역 기능에 필요한지도 아직 모르는 것이다. 유전자의 기능이 무엇인지 알지 못하는 상태에서 유전자를 지운다는 것은 무책임한 행동이라고 할 수 있을 것이다.
 
이러한 행동에 대해서 중국 정부가 어떤 조치를 내릴지는 확실하지 않다. 노벨 물리학상 수상자 Rchard Feynman은 일찍이 이렇게 말했다. “What I cannot create, you can create, you can understand”. 세계적인 학자들은 CRISPR의 위험성에 대해서 아직 조심하면서 나가고 있다.
 
He의 연구팀은 쥐와 원숭이에서 CCR5를 무력화시키고자 하는 것으로 시작하였다. 연구팀은 큰 건강상이나 행동상의 이상을 발견하지 못해다. 그러나 이 정상 모임의 조직 위원 가운데 하나인 런던의 Francis Crick Institute의 Robin Lovell-Badge는 면역 유전자들은 몸 전체에 영향을 미친다고 말하면서 다른 쥐를 사용한 실험에서는 CCR5를 지움으로써 인식 능력을 향상 시켰다고 지적하였다. 이러한 연구 결과는 아직도 CCR5에 대해서 그 기능을 다 이해하지 못하고 있다는 것을 알 수 있다.
 
“의도하지 않았는데 어떤 좋아진 점이 없었습니까?” 라는 Lovell-Badge의 질문에 He는 쥐 실험은 확인이 필요하다고 말하면서 “저는 유전자 편집 기술을 이용해 어떤 성능의 향상을 추구하는 것은 반대하는 입장입니다.”라고 대답했다.
 
또 하나의 안전에 관한 문제는 대상으로 한 편집 위치 밖에서 변이가 일어날 수 있다는 것이다. 이것은 CRISPR는 완전하지 않기 때문에 다른 곳에서 의도하지 않은 해로운 돌연 변이가 발생할 수 있다는 것이다. 이를 막기 위해서 He의 연구팀은 양 부모의 전체 유전자에 대해서 유전자 서열을 밝혔다. 그리고 3~5개의 세포를 산모에게 착상시키기 전에 전체 유전자 서열을 실시하고 돌연변이가 없음을 확인했다고 한다.
 
유전자 서열 비교 결과 두 개의 배아에서 몇 개의 돌연변이가 일어났다는 것을 알았다. 이 가운데 Lulu라고 이름 붙인 여아의 배아에서 하나의 돌연변이가 발생했는데 이것은CRISPR에 의한 것으로 보인다고 He는 말했다. 연구진은 어떤 유전자로부터도 멀리 위치한 곳에서 돌연변이가 일어났기 때문에 문제가 없다고 판단했고 부모들에게도 이에 대해 말했고 그대로 진행하기로 했다고 한다.
 
그러나 CRISPR 전문가인 Australian National University의 Gaetan Burgio는 목표 유전자 밖에서의 돌연변이에 대한 점검이 충분하지 않았다고 트위터에 말했다. 예를 들어 매우 긴 크기의 DNA가 사라졌을 가능성에 대해서 점검하지 않았다는 것이다.
 
배아에 대해서 CRISPR기술을 적용하는 경우의 안전성에 대한 마지막 문제는 “mosaicism”라는 것이다. 수정란이 유전자 편집이 시작되기 전에 번식을 시작했다면 쌍둥이 여아들은 유전자 편집이 된 것과 되지 않은 세포가 섞여 있을 수 있는데, He의 발표에서는 이에 대해서 분명하지가 않다.
 
쌍둥이의 태반과 탯줄에서 뽑은 혈액과 조직에서는 각 시료에서 모두 같은 돌연변이가 있었다고 발표 슬라이드는 보여주었다. 편집 대상 바깥에 있는 돌연변이에 대한 실험은 배아에서 수행되었고 그 후의 단계의 세포에서는 진행되지 않았는데, Burgio는 New Scientist에게 쌍둥이가 mosaic일 가능성이 있다고 말하면서 “그들이 그냥 계속해서 진행하고 배아를 착상한 것은 믿을 수가 없다.”라고 말했다. Mosaicism이 문제가 되는 이유는 첫째, 배아가 모아지크이면, 몇 개의 세포를 떼내어 실험하는 것은 충분하지 않다. 둘째, Lulu의 면역 세포가 편집되는 않은 세포로부터 발생하게 디면 여전히 HIV의 걸릴 위험이 있는 것이기 때문이다.
 
다른 쌍둥이인 Nana는 확실히 HIV에 걸릴 확률이 높은데 15개의 DNA 염기가 CCR5유전자 두 쌍 가운데 하나에게 삭제가 일어났기 때문에 이 단백질을 무력화하지 못했고 다른 쌍은 편집이 일어나지 않았다. 왜 Nana의 배아를 착상했는지에 대한 의문도 남아 있다. 그러나 He는 부모들에게 알렸고 착상을 하도록 결정했다고 말한다.
 
과학자들이 지적하는 문제 가운데 하나가 또 있다. 어떤 일이 잘못되더라도 멈출 수 있는 방법이 없었다는 것이다. 투명하게 일을 진행했더라면 He교수가 하는 일에 대해서 더 신뢰를 갖을 수 있을텐데 수개월 동안 He는 어떤 일을 했는지 알 수 없으며 그는 월급을 받지 않은 채 자기 스스로 이 일을 수행해 온 것이다.

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퐁풍
  • 평점  

다른 글을 본 적 있는데, 윤리적인 문제 뿐 아니라 과학적인 실험 방법으로써도 문제가 많더군요. 태어난 아이들의 앞으로의 일생 전체가 추적조사, 연구대상이 될 거라 생각하면 아이들의 인권도 걱정되구요. 여러모로 문제가 많은데... 한편으론 비윤리적인 걸 알면서도 결과가 궁금한 호기심은 어쩔 수 없네요..

2018-12-28

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