[명경재의 DNA세계] 유전자 가위로 만드는 예쁜 강아지

입력 : ㅣ 수정 : 2018-04-23 22:57

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최근 개봉한 영화 ‘램페이지’에는 생명체의 크기, 성격, 지능들을 조절할 수 있는 유전적 정보를 바꾸는 기술이 잘못됐을 때 나타나는 최악의 상황을 보여 준다. 인류는 오래전부터 생명체의 다양한 특징을 변형하는 것을 꿈꿔 왔다. ‘걸리버 여행기’ 같은 소설이나 미신처럼 전해 오는 바닷속 ‘크라켄’ 같은 괴생명체들은 인류가 상상해 온 생명체 형질 변화에 대한 막연한 상상이 만들어 낸 결과물들이다.
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의생명과학의 발전으로 생명체의 크기, 성격, 지능, 근육, 수명 등은 유전정보를 지닌 DNA의 차이에 따라 달라진다는 것이 속속 증명되고 있다. 반려동물로 키우는 강아지도 개라는 같은 종이지만 크기와 생김새는 제각각이다. 아주 오래전 개를 기르기 시작하며 사람들은 취향과 목적에 맞는 개를 선택적으로 교배했고, 지금과 같은 다양한 종류의 개들이 존재하게 됐다. 개의 크기도 마찬가지다. 과학자들은 작은 개와 큰 개들 사이의 DNA를 비교해 ‘IGF-1’이라는 성장 호르몬 단백질이 큰 개와 작은 개에게서 다르게 나타난다는 것을 알게 됐다. 현대 의생명과학 연구는 머지않은 미래에 우리가 생각하는 생명체의 다양한 특징을 결정하는 유전자와 조절 메커니즘을 찾아낼 것이다.
명경재 기초과학연구원 유전체항상성 연구단장
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▲ 명경재 기초과학연구원 유전체항상성 연구단장

그렇다면 유전자의 염기서열이나 발현 기작을 조절해 생명체의 특징을 다양하게 바꿀 수 있지 않을까 하는 질문이 자연스럽게 생긴다. 더군다나 최근 발명된 유전자 가위 ‘크리스퍼-캐스9’ 덕분에 조만간 가능해질 것으로 생각되어진다.

크리스퍼-캐스9은 박테리아가 자신을 감염시키는 바이러스인 박테리오 파지 DNA를 절단해 감염을 막는 면역시스템으로 발견됐다. 박테리오 파지만이 가지고 있는 DNA의 염기서열을 정확하게 인식해서 절단하는 크리스퍼-캐스9의 특성은 특정 유전정보가 담겨 있는 DNA 염기서열을 정확히 자르는 가위로 사용될 수 있다는 가능성을 보여 줬다.

최근까지 많은 과학자들이 크리스퍼-캐스9을 이용해 생명체 특성과 연관 있는 유전자를 편집하며 기대했던 특성이 나타날 수 있다는 것을 여러 동물ㆍ식물실험에서 확인했다. 또 유전자의 차이에 의해 나타나며 기존 방법으로는 치료 불가능했던 선천성 질환들도 유전자 가위를 이용한 유전자 편집으로 치료 가능하다는 것을 보여 주는 연구 결과들도 속속 발표되고 있다.

앞서 언급했던 영화에 등장하는 하얀 거대 고릴라나 괴수 늑대, 악어 역시 유전자 가위로 만들어질 수도 있다. 근육 형성에 관여하는 미오스타틴 발현을 억제해 근육이 풍부한 돼지나 소를 만들어 더 좋은 육질의 가축 생산이 가능해질 날도 머지않은 것으로 보인다. 이렇듯 유전자 편집 기술의 비약적 발전은 사회적으로도 많은 영향을 미칠 것이다. 이 때문에 미국을 포함한 선진국들은 유전자 편집 기술에 대한 가이드라인을 만들려고 하고 있다.

그러나 유전자 편집 자체를 부정적으로 보는 시선도 여전히 많다. ‘램페이지’도 과장이 심하긴 하지만 잘못된 유전자 조작의 경고일 수 있다. 가장 대표적인 것은 유전자 조작된 음식을 식탁에서 막자는 운동이다. 기존 유전자 조작 농산물들은 대개 종자를 유전적으로 심하게 변형시킨 뒤 좋은 특성을 가진 품종만을 고르는 작업으로 탄생했다. 따라서 1~2개의 특정 유전자가 아닌 여러 유전자가 변화된 농산물이 만들어지곤 했다. 그래서 좋은 특성을 갖기도 하지만 생각지도 못한 다른 특성이 나타날 수도 있다.

하지만 유전자 가위는 기존에 사용돼 온 방식보다 부작용이 훨씬 적다. 유전자 편집 기술의 사용을 모두 허용하지는 않더라도 여러 분야에서 이 기술을 빠르게 적용할 필요는 있다. 예쁜 강아지를 얻기 위한 노력으로 현재의 다양한 종류의 개를 만들어 온 선택교배 방법보다도 유전자 가위를 이용한 유전자 편집으로 만들어질 개들은 훨씬 다양하고 여러 질병에서도 좀더 자유로워질 수 있을 것이다.
2018-04-24 29면
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