생명복제의 일부인 줄기세포 연구가 우리나라를 비롯한 전 세계 불치·난치병 환자들에게 구체적인 희망이 되고 있다. 그러나 많은 사람들은 황우석 박사의 연구 성과가 공개되면서 처음 접하게 된 줄기세포 연구 등 생명복제 기술이 실질적으로 질병 치료에 어떻게 기여할지에 대해서는 잘 모르고 있다.



다시 말해 지금의 기대는 막연한 것이다. 이런 궁금증에 답하기 위해 황우석 교수의 강연 내용을 토대로 향후 10년을 전후해 줄기세포 연구를 포함한 생명복제 기술이 인류에게 안겨줄 희망의 근거와 분야별 연구의 진척도를 살펴본다.

●동물의 번식과 개량

유전적 진보를 얘기하려면 개체를 대량으로 번식시키는 기술이 전제돼야 한다. 젖소의 경우 형질이 우수한 젖소를 번식에 이용하기 위해서는 동일한 개체를 대상으로 여러 대(代)를 거듭해 질병 감수성 등 특성 형질을 정확하게 파악해야 우량형질 발굴 및 보존이 가능하게 된다. 이런 방식으로 많은 가축 중에서 우량종을 가려낸 뒤 복제를 통해 능력 개량을 이룬다면 축산업의 생산성은 획기적으로 향상될 것이다. 이 같은 복제기술의 실용화는 3∼5년 후면 적용이 가능할 것이다.

●치료용 단백질 생산

질병 치료에 매우 중요한 치료용 단백질은 공급량이 태부족해 값이 비싸다. 이 때문에 일부에서는 혈액을 정제해 추출하기도 하나 역시 고비용과 2차 감염이 문제다. 이런 단백질을 형질전환 동물의 젖이나 오줌, 혈액에서 대량으로 얻을 수 있게 되는데, 여기에 적용되는 기술이 바로 체세포 핵이식 기술이다. 이 기술을 활용하면 단기간에 원하는 복제동물 실험군 확보가 가능해 치료용 단백질의 생산량을 획기적으로 늘릴 수 있게 된다. 예컨대 세계적으로 화상이나 창상 치유에 연간 600t이나 소요되는 인간 혈청알부민의 경우 유전자적중(gene targeting) 기술을 활용하면 얼마든지 대량생산이 가능하다. 이 기술은 미국, 영국 등지에서 일부 성공사례가 발표됐으며, 국내에서도 10년 이내에 산업화가 가능할 전망이다.

●특정 영양물질 생산

송아지에게는 이상적인 우유지만 인간에게는 모유보다 못하다. 이런 우유의 성분을 인간에게 적합하게 바꿀 수 있을까? 체세포 핵이식 기술과 유전자 적중기술은 이런 기대를 현실로 바꿀 수 있다. 우유를 개별 소비자군이 필요로 하는 영양상태로 바꿔 생산하는 것. 예컨대 우유의 특정 단백질에 면역반응을 보이거나 락토오스 같은 성분을 분해하지 못하는 사람에게는 이런 성분을 제거한 우유를 생산, 제공하게 되는 것이다. 이 역할은 형질전환 복제 젖소가 맡게 되는데, 역시 향후 10년 이내에 실용화될 것으로 보고 있다.

●장기이식용 동물 생산

심장, 안구 등 절대적으로 부족한 장기가 안정적으로 공급되려면 지금의 기증에만 의존해서는 안 된다. 그러기 위해서는 인공 장기의 개발과 형질전환 기법에 의한 장기제공용 동물의 생산, 줄기세포 및 조직공학적 접근 등이 필수불가결하다. 특히 형질전환 동물에 의한 인간 장기의 대량생산은 면역 거부반응, 종(種)특이성, 미생물학적 감염 위험성 등의 난제가 있지만 이런 문제를 형질전환 및 체세포 복제술로 극복하려는 시도가 현재 진행되고 있다.

동물에서 인간의 장기를 얻기 위해서는 동물과 인간 장기의 해부학적 유사성, 생리학적 적합성 및 대량 생산 등의 조건이 충족되어야 하는데 여기에 부합하는 동물이 바로 돼지다. 돼지는 인간과 면역체계가 다르고, 병원성 미생물의 전파 가능성도 있어 당장 실용화하기는 어렵지만 돼지의 세포에서 인간에게 이식했을 때 나타날 수 있는 거부반응 유전자를 제거한 뒤 이를 복제하고, 여기에 미생물을 통제할 수 있는 사육시스템을 적용한다면 머잖아 인간이 필요로 하는 장기를 제공할 돼지를 생산할 수 있을 것으로 보인다.

●세포 및 유전자 치료(줄기세포 치료)

백혈병, 파킨슨병, 당뇨병 등 세포성 질병에 세포이식치료가 시도되고 있으나 아직은 면역 거부반응이라는 문제를 피할 수 없다. 이 경우 환자 자신의 세포를 채취해 이를 원하는 치료용 세포로 만들어 이용한다면 치료효과는 훨씬 좋을 것이다. 여기에 적용되는 기술이 바로 인간배아 복제술이다. 그러나 아쉽게도 아직까지 난자를 이용하지 않고는 세포를 역분화시키는 방법이 없다는 점이 문제다. 체세포 복제에 의한 배아 줄기세포 확립은 아직 세계적으로 성공 사례가 없다.

황우석 박사의 연구가 주목받는 것은 체세포 복제에 의한 배아 줄기세포 확립을 겨냥한 연구를 통해 그 직전 단계인 배반포 배양까지 성공했다는 점 때문이다. 이 기술이 현실화되면 여기에서 얻어지는 난치·불치병 치료 효과는 그 범위조차 가늠하기 어려울 정도로 클 것이라는 게 의학계의 보편적인 시각이다.

■ 도움말 : 황우석 서울대 석좌교수

심재억기자 jeshim@seoul.co.kr