"중국의 과학자들이 유전자편집 기술을 이용하여 맞춤형 개, 돼지, 염소, 원숭이, 돼지를 마구 만들어냄으로써, 전세계 과학계의 우려를 자아내고 있다."
▶ 중국 증서부의 산시성(陝西省)은 바위가 많고 바람이 많이 부는 곳으로, 본래 석탄과 모직(毛織)으로 유명하지만 과학과는 거리가 멀었다. 그러나 이곳에 자리잡은 「산베이 캐시미어 염소 유전공학연구센터」의 과학자들은 근육이 우람하고 털이 긴 염소 품종을 새로 만들어냈다. 새로운 염소는 육종(育種)이 아니라 염소의 DNA를 직접 조작하여 만든 것으로, 중국이 글로벌 유전공학 혁명의 흐름을 신속히 따라잡고 있음을 보여주는 증거로 받아들여지고 있다.
유전학자인 쿠 레이는 위린(楡林) 시의 연구소에서 일하고 있는데, 이곳은 오래 전 만리장성 수비대가 주둔하던 마을이었다. 그는 지난 몇 년간 염소 사육 농가의 수입을 증대시키기 위해, 「염소 생산성 증대 프로젝트(염소 한 마리당 고기 및 털 생산량을 늘리는 프로젝트)」를 진행해 왔다. 그의 조수인 추 하이징은 《Nature》에 보낸 이메일에서 "우리는 몇 년 동안 열심히 연구했지만, 뚜렷한 실적을 거두지 못했다"라고 토로했다.
그러나 3년 전 미국에서 개발된 CRISPR–Cas9라는 신기술이 들어오면서 사정이 180도 달라졌다. CRISPR는 효소(유전자가위)를 이용하여 DNA의 특정 부분을 - 마치 워드프로세서가 특정 구절을 검색하여 삭제하듯 - 정확히 찾아서 잘라내는데, 이것을 유전자편집이라고 부른다. CRISPR는 최초의 유전자편집 도구는 아니지만, 과거의 기술들보다 훨씬 더 정확하고 저렴한 것이 특징이다. 게다가 사용법도 간단해, 각계각층의 기대와 우려를 한몸에 받고 있다.
일단 CRISPR 기술이 도입되자, 「염소 생산성 증대 프로젝트」는 일사천리로 진행되었다. 지난 9월, 쿠와 25명의 중국 과학자들은 《Nature》의 자매지 《Scientific Reports》에 기고한 논문을 통해 자세한 연구내용을 소개했다(http://www.nature.com/articles/srep13878). 그들은 염소의 초기배아에서 털과 근육의 성장을 억제하는 유전자 2개를 삭제하는 데 성공했다. 그 결과 근육이 우람하고 털이 긴 염소새끼들이 10마리 탄생했는데, 이 맞춤형 가축(designer livestock)들은 현재까지 아무런 문제 없이 잘 자라고 있다고 한다. "이번 연구를 통해 CRISPR의 안전성이 확인된 만큼, 우리는 유전자변형 가축이 조만간 상업화되리라고 믿는다"라고 쿠 박사는 말했다. 그는 이 연구를 계기로 산시성의 염소고기 및 캐시미어 스웨터 매출이 크게 증가할 것으로 내다봤다.
쿠 박사의 연구는 빙산의 일각에 불과하다. 최근 중국의 과학자들은 CRISPR를 이용하여 염소, 양, 돼지, 원숭이, 개 등의 포유동물들을 무차별적으로 만들어내고 있다. 예컨대 지난 10월 《Molecular Cell Biology》에는, 근육이 비정상적으로 발달한 비글(사냥개의 일종)에 관한 논문이 실렸다. 이러한 연구들은 성(省) 정부는 물론, 중국 자연과학재단, 농림부, 과학기술부의 연구비 지원을 받아 대대적으로 이루어지고 있다.
베이징과 같은 연구 허브는 물론 외딴 성의 소도시에서도 수십 개의 연구소들이 CRISPR를 열광적으로 사용하고 있다. "중국의 과학계는 CRISPR에 우선권을 두고 있다"라고 비글 연구를 수행했던 광저우(廣州) 신약연구소의 후 민화 박사(유전학)는 말했다. "중국 정부는 농업과 생의학 분야에서 이루어지는 GM 동물 연구에 재정적 지원을 아끼지 않는다"라고 광저우 생의학/보건연구소의 라이 리앙쉐 박사는 말했다.
▶ 이처럼 거침없는 중국의 행보는 많은 이들의 윤리적 우려를 자아내고 있다. 과거의 유전자요법과는 달리, CRISPR를 이용한 접합자(zygote)나 배아의 유전자 변형은 후세에게 영구적으로 전달되기 때문이다. 현재 접합자나 배아에 대한 유전자편집 연구는 실패율이 높지만, 유전자편집 기술이 신속히 발달하고 있어서 성공률이 높아지는 것은 시간문제로 보인다. "종래의 유전자변형 기술은 매우 느리고, 번거롭고, 예측불가능해서 파급력이 낮았다. 그러나 CRISPR의 특징은 매우 효과적이고 널리 실행될 수 있다는 점이다. 따라서 CRISPR를 둘러싼 윤리적 우려는 현실성이 매우 높다"라고 하버드 의대의 조지 데일리 박사(줄기세포생물학)는 말했다.
중국의 과학자들이 CRISPR를 연마할 경우, 일부 가축의 형질을 개선하는 데 머물지 않고 조만간 모든 동식물, 심지어 인간의 DNA까지도 편집하려 들 것이다. "모든 기술이 그렇듯, 동물의 복지와 인간의 복지 사이에서 균형을 이루고, 환경에 미치는 영향을 감안해야 한다. '의료용이나 연구용으로 허용되는 것'과 '윤리적으로 금지되는 것' 사이에 명확한 경계선을 긋기는 매우 어렵다. 하지만 전세계 유전학자들과 윤리학자들이 나서서 합의를 도출해야 한다"라고 데일리 박사는 덧붙였다.
중국은 CRISPR의 선두주자는 아니다(현재 MIT와 UC 버클리의 과학자들은 CRISPR의 원조 자리를 놓고 치열한 특허전쟁을 벌이고 있다). 그러나 후발주자인 중국은 막대한 연구비와 거대한 시설을 무기로 하여 선두주자를 맹렬히 추격하고 있으며, 그 배경에는 국가의 전폭적인 지원이 도사리고 있다 (http://www.oecd.org/newsroom/china-headed-to-overtake-eu-us-in-science-technology-spending.htm). 경제협력개발기구(OECD)의 「2014 과학기술산업 전망」 보고서에 따르면, 중국의 R&D 투자는 2008 ~ 2012년 사이에 두 배로 증가했다고 한다. 나아가 동(同) 보고서는, 현재 세계 2위를 차지하고 있는 중국의 R&D 예산은 2019년이 되면 미국을 젖히고 세계 1위로 부상할 것으로 예상했다. 문제는, 이처럼 막강한 경제력에도 불구하고, 중국은 과학발전의 역사가 일천하여 경제력에 걸맞은 기관심사(institutional review)의 전통이 확립되어 있지 않다는 것이다. 미국과 유럽의 과학자들이 중국 과학자들의 일거수일투족에 촉각을 곤두세우고 있는 것은 바로 이 때문이다.
"중국의 유전자편집 실력은 일취월장하여, 기술의 난이도와 정교함에서 이미 CRISPR의 본산인 유럽이나 미국과 대등한 수준에 도달한 것으로 보인다"라고 하버드 의대의 조지 처치 교수(유전학)는 말했다. 톰슨로이터의 자회사인 톰슨이노베이션의 분석에 의하면, 50개 이상의 중국 연구기관들이 유전자편집 관련 특허를 보유하고 있다고 한다.
미국이나 영국과 마찬가지로, 임상적용을 목표로 하여 진행되고 있는 연구들도 있다. 예컨대 윈난(雲南) 영장류 생의학연구소의 과학자들은 CRISPR를 이용하여 원숭이의 신경발달을 촉진하는 연구를 수행하고 있는데, 그들의 관심사는 영장류가 인간의 질병(예: 자폐증, 조현병, 알츠하이머병)을 연구하는 모형으로 사용될 수 있는지를 알아보는 것이다. 그밖에도 많은 연구들, 예컨대 캐시미어 염소나 양(洋)을 대상으로 특정 유전자(근육성장을 억제하는 유전자)를 삭제하는 연구도 진행되고 있는데, 이것들은 축산업을 개혁하여 신속히 증가하고 있는 중산층의 육식기호를 만족시키는 것을 목표로 하고 있다(http://www.ers.usda.gov/amber-waves/2014-april/china-in-the-next-decade-rising-meat-demand-and-growing-imports-of-feed.aspx#.Vj86Ka4rJAY).
▶ 그러나 중국이 국제사회의 관심과 지탄을 한몸에 받은 사건은 뭐니뭐니해도, 세계 최초로 인간의 배아를 대상으로 연구한 논문을 발표한 것이라고 할 수 있다(http://www.nature.com/news/chinese-scientists-genetically-modify-human-embryos-1.17378, 한글번역 http://www.ibric.org/myboard/read.php?Board=news&id=258853). 지난 4월 중국의 연구진은 《Protein & Cell》이라는 온라인 저널에 기고한 논문에서, "한 불임 클리닉의 동의를 받아, CRISPR를 이용하여 생존불가능한(nonviable) 인간배아의 유전자를 편집했다"고 보고함으로써 여론의 뭇매를 맞았다. 연구진의 목표는 - 다른 유전자를 건드리지 않고 - 베타지중해성빈혈(beta-thalassemia)과 관련된 유전자를 삭제하는 것이었지만, 총 85번의 시도에서 낙제점을 받았다. 그들의 연구는 (14일 이상 경과한 인간배아에 대한 연구를 금지하는) 중국 내에서는 합법이었으며, 부분적으로 중국 정부의 연구비 지원을 받았다. (물론 미국의 경우에도 대부분의 주에서 이 같은 연구를 금지하지는 않지만, 연방정부의 연구비 지원을 받을 수는 없다.)
해외의 관측통들 중 상당수가 '필시 불순한 의도가 있었을 것'이라며 그들을 맹비난했다. 캘리포니아를 근거지로 활동하는 비영리그룹인 CGS(Center for Genetics and Society)는 즉각 성명서를 발표하여, "'인간의 생식세포나 배아를 변형해서는 안된다'는 글로벌 합의를 깰 수 있는 도덕적 명분을 가진 연구자는 아무도 없다"라고 성토했다(http://www.geneticsandsociety.org/article.php?id=8528). 세계 유수의 언론들은 다음과 같은 불길한 헤드라인을 뽑았다. "중국의 과학자들, 인간 배아의 유전자 편집하여 우려를 자아내(뉴욕타임스, http://www.nytimes.com/2015/04/24/health/chinese-scientists-edit-genes-of-human-embryos-raising-concerns.html?_r=0)", "인간성을 편집하다(이코노미스트, http://www.economist.com/news/leaders/21661651-new-technique-manipulating-genes-holds-great-promisebut-rules-are-needed-govern-its)".
"중국은 글로벌 과학 무대에 처음 등장했으므로, 연구 승인에 대한 제도적 기준이 투명하게 확립되어 있지 않다. 만약 그 연구가 글로벌 연구기관(예: MIT와 하버드의 브로드 연구소, 프랜시스 크릭 연구소)에 의해 수행되었다면, 국제사회에 연구의 목적을 충분히 납득시켜 그런 물의를 일으키지는 않았을 것이다. 이제 중국의 연구기관들도 책임있는 자세로 국제사회와 의사소통에 나서야 한다"라고 데일리 박사는 말했다.
국제사회의 격앙된 반응에 부담을 느낀 중국의 과학자들은 "임상적용을 위해 인간의 배아를 편집한 것은 아니었다"고 해명하며 사태 진화에 나섰다(http://www.nature.com/news/chinese-scientists-genetically-modify-human-embryos-1.17378). 논문의 공저자인 광저우 순얏센 대학교(中山大學)의 황 준쥬 박사(유전학)는 《Scientific American》에 보내온 이메일에서 "임상에서 인간배아를 편집하는 것은 금지되어 있다"고 말했다. 그러나 그는 CRISPR의 잠재력(인간의 질병에 관한 이해 증진)을 적극 옹호했다. "과학자들은 CRISPR 기술을 이용하여, 질병 발병 과정에서 핵심 유전자들이 수행하는 역할을 심도있게 연구할 수 있다. 그뿐만이 아니다. CRISPR를 이용하면 유전자복구(gene repairing)의 원리를 이해할 수 있으며, 이는 초기 배아발생 과정에서 유전질환이 발생하는 과정을 규명하는 데 큰 도움이 된다"라고 그는 말했다.
"생존불가능한(아기가 될 수 없는) 배아를 사용하는 등, 저자들이 나름 신중한 접근방법을 사용한 것은 높이 평가해야 한다. 그럼에도 불구하고 '사안의 심각성'과 '중국의 과학자들이 서구의 과학자들과 동일한 윤리기준을 받아들이고 있는가'라는 점은 분명히 짚고 넘어가야 한다"라고 처치 박사는 말했다.
오는 12월 초, 미국, 영국, 중국의 과학자들은 미 국립과학아카데미에서 만나 유전자편집에 관한 국제적 합의를 도출할 계획인데, 핵심 이슈는 인간 생식세포와 배아의 유전자편집이 될 전망이다. 중국 및 미국의 협상 담당자들과 미리 만나 의견을 조율한 처치 박사에 의하면, 이번 회의는 중국의 돌출행위를 윤리적으로 성토하는 장(場)이 아니라, 인간 생식세포와 배아의 유전자편집에 관한 가이드라인을 공론화하고 명확히 하는 자리가 될 것이라고 한다. "나는 중국이 다른 나라들과 마찬가지로 책임있는 행동을 보일 것이라고 생각한다. 중국의 과학자들은 국제적 합의를 준수하고 대부분의 나라들과 동일한 법체계 안에서 적절한 연구활동을 수행해 왔지만, 당시에는 그러한 합의에 대해 악간의 오해가 있었던 것 같다. 이번 회의에서는 그런 오해를 푸는 것이 중요하다. 나는 모든 사람들에게 이러한 이슈를 논의할 수 있는 기회가 주어져야 한다고 생각한다. 때로는 이런 문제가 기사화 되어 많은 사람들의 입에 오르내릴 필요가 있다"라고 그는 말했다.
▶ 오늘날 과학자들은 '유전자편집의 범위'에 대해 다양한 의견을 갖고 있지만, 의견대립은 동양과 서양 사이에만 있는 것은 아닌 듯하다. 지난 9월 영국 프랜시스 크릭 연구소의 캐시 니아칸 박사는 영국 보건당국에 "CRISPR 기술을 이용하여 인간배아를 편집하겠다"는 연구계획서를 제출하여 세계적으로 주목을 받은 바 있다(http://www.nature.com/news/uk-scientists-apply-for-licence-to-edit-genes-in-human-embryos-1.18394, 한글번역 http://www.ibric.org/myboard/read.php?Board=news&id=264893). 크릭 연구소는 이와 관련된 공식 성명서에서, "캐시 박사의 연구는 임상적용이 아니라 연구 자체를 목적으로 하지만, 연구에서 습득한 지식은 건강한 인간배아가 발생하는 과정을 이해하는 데 크게 기여할 것이다"라고 밝혔다(http://www.crick.ac.uk/news/news-archive/2015/09/18/statement-on-hfea-application/).
그 와중에서 중국의 과학자들은 유전자편집의 윤리에 대해 내부적인 논의가 진행중이라고 밝혔다. "오는 12월 초에 열리는 회의에서 무슨 결과가 나오든, 중국은 CRISPR를 농업과 생의학 분야에 적용하는 것과 관련하여 나름의 윤리기준과 안전성 기준을 확립하려고 노력할 것이다. 유전자편집에 대해서는 전세계적으로 많은 이견들이 존재한다. 심지어 중국 내부에서도, 일반인들은 유전자편집을 막연히 두려워하는 데 반해, 과학자들은 유전자편집의 잠재력을 높이 평가하며 그에 관한 연구를 찬성한다"라고 농생명공학연구소에서 양(羊)을 연구하는 자오 야오펭 박사(유전학)는 말했다. 그러나 캐시미어 염소 전문가인 쿠 박사와 달리, 자오 박사는 맞춤형 고기(designer meat)가 중국 국민들의 식탁에 오르는 것은 당분간 어려울 것으로 보고 있다. "농업에서 유전자변형 동물을 사용하려면 국민의 여론을 고려해야 한다. 국민들이 맞춤형 고기를 선뜻 받아들일 거라 생각하는가? 설사 기술이 안전할 것으로 밝혀지더라도, 유전자변형 고기를 상업화하는 데는 많은 요소를 고려해야 한다"라고 그는 말했다. 중국 정부는 이미 GMO 작물(예: 옥수수, 밀, 쌀) 연구에 큰돈을 쏟아부은 전례가 있지만, 국민들의 격렬한 저항에 부딪혀 상업화를 늦추고 있다(http://www.newyorker.com/tech/elements/can-the-chinese-government-get-its-people-to-like-g-m-o-s).
굳이 중국이 아니더라도, 과학의 발달속도가 규제의 발달속도를 능가하는 나라에서는, 일부 과학자들이 법의 테두리를 벗어나 돌출행동을 저지를 가능성이 얼마든지 존재한다. 9월 23일 선전(深圳)에서 개최된 국제 바이오텍 경진대회(International Biotech Leaders Summit)에서, BGI-선전은 "본래 생의학 연구용으로 만들어진 유전자편집 미니돼지(gene-edited micro pig)를 애완동물로 판매하겠다"고 발표했다 (http://www.nature.com/news/gene-edited-micropigs-to-be-sold-as-pets-at-chinese-institute-1.18448, 한글번역 http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?cont_cd=GT&record_no=258256). BGI의 동물학 플랫폼을 이끄는 리 용은 이에 대한 《Scientific American》의 인터뷰 요청을 거부했다. 그러나 종전에 실시된 《Nature》와의 인터뷰에서는 시장조사가 목적이라고 전제하며, "애완동물은 농업만큼 규제가 심하지 않으며, 국내시장에 판매할 계획은 없다"고 밝힌 바 있다(http://www.nature.com/news/gene-edited-micropigs-to-be-sold-as-pets-at-chinese-institute-1.18448). 비글 연구의 공저자인 라이 박사는 "CRISPR 기술을 이용하여 특정 형질을 가진 동물을 만어, 일부 애완동물 소유자의 특별한 취향을 만족시켜서는 안 될 일이다"라며, 애완용 미니돼지의 판매를 강력히 반대하고 있다.
【참고】 유전자편집 미니돼지
중국 선진에서 열린 국제 바이오텍 경진대회에서 소개된, BGI의 유전자편집 미니돼지 |
라이 박사는 현재 인간배아를 연구하고 있지 않지만, 한 대규모 회의에서 다음과 같이 자신의 의견을 개진한 바 있다. "안전성과 효능 문제가 먼저 해결된다면, 미래에 의료용으로 CRISPR를 연구할 의향은 있다. 그러나 우생학(eugenics)은 절대 반대다. CRISPR를 이용하여 유전질환을 초래하는 돌연변이를 교정하는 것은 찬성하지만, 일부 사람들이 선호하는 형질을 만들어내는 것은 반대한다." CRISPR를 연구하는 다른 중국 과학자들도 이와 비슷한 견해를 표명했지만, 아무도 CRISPR의 미래를 자신있게 예측하지는 못했다. 황 박사는 "유전자편집은 전세계적인 핫이슈다"라고만 말했다.
"강력한 신기술에 대한 공적 논의에는 으레 기존의 희망과 우려가 반영되기 마련이다. CRISPR에 관한 논의의 경우에도 예외가 아니어서, 한편에서는 ‘난치성 유전질환 치료’에 대한 희망이, 다른 한편에서는 '자녀양육의 상업화', '부자들의 독점', '중국의 부상(浮上)'에 대한 우려가 교차하고 있다"라고 처치 박사는 말했다.
※ 출처: Nature(http://www.nature.com/news/china-s-bold-push-into-genetically-customized-animals-1.18826) |