◎금세기 생명공학분야 최고의 결실/‘살아있는 의약품 공장’ 인류의 꿈 현실로/값비싼 단백질제제 의약품 싸게 대량 생산/‘母乳 같은 牛乳’ 생산 ‘보람이’ 이어 18개월만에 개가

【대덕=朴建昇 기자】 젖에서 ‘백혈구 증식인자’를 분비하는 형질전환 흑염소 ‘메디(Meddy)’의 탄생은 금세기 생명공학분야의 가장 값진 결실로 평가받고 있다.

‘메디’는 ‘살아 있는 의약품공장’에 대한 인류의 오랜 꿈을 마침내 현실로 바꿔 놓으면서 값비싼 단백질제제 의약품의 대량 생산 길을 활짝 열어놓았다.첨단 생명공학이 인류의 무병장수와 어떻게 직결될 수 있는 지에 대한 가장 모범적인 답을 제시해 준 셈이다.이런 맥락에서 ‘메디’는 지난해 세계 과학계를 떠들썩하게 했던 복제양 ‘돌리’탄생이나 인간복제 논의와는 전혀 차원이 다른 것이다.

우리나라로서는 지난 96년 11월 ‘모유같은 우유’를 쏟아 내는 ‘보람이’를 만들어 낸 데 이어 1년반만에 다시 백혈구 증식용 흑염소를 선보임으로써 연간 35조원에 이르는 세계 단백질제제 의약품시장을 석권할 수 있는 계기를 마련했다.

▲형질전환동물=어떤 동물이 원래 간직하고 있지 않은 외래 유전자를 재조합,이를 자신의 염색체상에 인공적으로 끼워 넣어 그 형질의 일부를 변형시킨 동물.이 기술은 주로 인간에게 유용한 유전자를 수정란에 이식해 인간이 원하는 동물을 만들어 내는 데 많이 이용된다.

대표적으로 응용되는 곳은 슈퍼생쥐 따위의 성장동물 개발부문과 ‘보람이’나 ‘메디’와 같은 동물생체반응기(Animal Bioreactor) 개발 부문.동물생체반응기는 유선(乳線)조직의 유전자를 재조합한 뒤 특정 동물의 염색체에끼워 넣는 방식으로 형질을 전환,우유와 고부가가치의 생리활성물질을 대량 생산하는 시스템이다.형질이 유전되므로 고품질의 유용 생리활성물질을 자손 대대로 얻을 수 있다.

복제양 ‘돌리’는 체세포의 핵을 뽑아 낸 뒤 그 자리에 탈핵 난세포를 치환,원래의 양과 똑같은 모습을 만든 것.‘돌리’가 완전 분화된 체세포의 핵을 갈아 끼운 동물이라면 ‘메디’는 미성숙 수정란의 핵을 갈아 끼운 것이 차이점이다.

▲‘메디’의 탄생 과정=흑염소 혈액의 DNA에서 백혈구 증식인자(G­CSF)의 발현(發現)을 돕는 ‘베타 카제인 유전자’를 분리·추출,사람 백혈구 증식인자와 재조합했다.이 재조합 유전자가 제대로 발현되는지를 형질전환 생쥐에서 알아보니 생쥐 젖 1㎖당 200㎍의 G­CSF가 생성되었고,이 G­CSF는 실질적으로 사람 백혈구의 생장도 촉진시켰다.

이어 재조합 유전자를 미세주입기로 흑염소의 수정란 핵에 집어 넣어 동결시킨 뒤 이를 흑염소 대리모 자궁에 이식,새끼를 낳게 했다.수정란의 착상률은 30%정도였으며 5개월 뒤에 태어난 새끼 19마리중 암컷 한마리가 사람 G­CSF유전자를 지닌 형질전환 흑염소였다.의약품 생산의 의미를 갖도록 ‘메디’라는 이름을 붙였다.

▲G­CSF란=사람의 몸에서 극미량 분비되는 생리활성단백질로 GranulocyteColony Stimulating Factor의 약자.원시 조혈세포 단계부터 백혈구 성장 및분화를 촉진한다.항암제 투여나 골수이식수술 뒤,또는 에이즈 감염 치료때 수반되는 백혈구 감소의 억제제로 쓰인다.백혈병·빈혈로 생기는 백혈구 감소 때의치료제로도 이용된다.

▲경제적 가치 및 파급효과=G­CSF는 1g에 11억원이나 하는 고가 의약품.1㎏짜리 금괴 80개에 해당하는 값이다.

연간 세계 시장규모가 12억달러(1조8천억원)이며 국내시장은 1백50억원대에 이르고 있다.

현재 시판중인 G­CSF는 대장균에서 발현시킨 것으로 사람의 G­CSF와는 다소 다른 구조를 갖는다.미국 암젠사와 일본 주가이제약에서 전량 수입해 쓰고 있으며,한차례(300㎍) 주사하는 데 무려 34만원 정도가 든다.이와 달리‘메디’의 젖에서 얻는 G­CSF는 사람의 것과 완전 동일하며 생산원가가 기존방식의 1%에도 못미친다.

우리나라는 ‘보람이’에 이어 ‘메디’를 탄생시킴으로써 연간 35조원의 세계 단백질제제 의약품시장을 주도할 수 있는 기반도 마련했다.G­CSF 생산비용을 기존의 100분의 1 이하로 줄인 데다 ‘메디’ 개발과정의 유전자 발현시스템과 형질전환동물 자체에 대한 특허를 이미 확보했기 때문이다.‘메디’는 앞으로 조혈제(EPO)나 인터페론 따위의 고부가가치 의약품의 생산에 대한 기술기반도 제공해 줄 것으로 기대를 모은다.

▲재래 흑염소의 장점=흑염소 10마리면 1조8천억원 규모의 세계 G­CSF시장 수요를 완전 충족할 수 있다.흑염소는 우리나라 고유의 재래종이어서 특허분쟁을 피해 나갈 수 있는 장점이 있다.임신기간이 5개월로 젖소의 10개월보다 훨씬 짧은 것도 효율적인 흑염소를 생산하는 데 매우 유리한 요소다.