유전자편집 - 신화와 진실 제3장

[가온 고재섭]

제3장 : 유전자편집으로 일어나는 변화는 자연에서 일어나는 변화와 다르다

신화 : 유전자편집으로 인한 변화는 자연이나 돌연변이 육종에서 일어날 수 있는 변화와 같다.

진실 : 유전자편집은 자연이나 돌연변이 육종에서 일어나는 변화와 다른 유전적 변화를 일으키며 그 결과는 제대로 이해되지 않고 있다.

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로비스트들은 유전자편집기술이 "일반적으로 돌연변이 육종과 같은 초기 육종 방법을 사용해서도 얻을 수 있는 식물 산물을 생성"하거나 "자연의 자발적인 과정"에서 유래할 수 있다고 주장한다.

돌연변이 육종(무작위 돌연변이 유발이라고도 함)은 종자를 화학 물질이나 방사선에 노출시켜 돌연변이를 유도하여 하나 이상의 유용한 형질을 생성하는 수십 년 된 기술이다. 로비스트들은 유전자편집이 돌연변이 육종보다 정확하다고 하면서 돌연변이 육종 식물이 GMO 규정의 요구 사항에서 면제되므로 유전자편집식물도 면제되어야 한다고 말한다.

그러나 자연에서 또는 돌연변이 육종을 통해 발생할 수 있는 유기체를 유전자편집으로 생산할 수 있다는 주장은 전적으로 이론에 지나지 않는다.

유전자 편집으로 생성된 유기체가 게놈 수준이나 분자 구성 측면(생물체의 구조와 기능을 구성하는 단백질과 천연 화학물질)에서 자연 발생 또는 돌연변이 육종 유기체와 동일하다는 것을 증명한 사람은 아무도 없다.

실제로 누군가가 자연적으로 육종된 것과 동일한 유전자 편집 유기체를 생산한다면 특허에는 "발명 단계"가 필요하기 때문에 이러한 유전자 편집 유기체에 대한 어떠한 특허에도 의문이 제기될 것이다.

런던의 주요 대학에 기반을 둔 분자 유전학자인 Michael Antoniou 박사는 유전자편집에 의해 유도된 돌연변이가 자연에서 발생하거나 돌연변이 육종에서 일어날 수 있는 것과 동일하다는 주장은 과학적으로 근거가 없다고 말했다. 더욱이 그는 유전자편집이 전통적인 육종이나 돌연변이 육종보다 돌연변이를 덜 일으킨다는 점에서 유전자편집이 더 정확하다는 증거가 없다고 말했다.

그는 “유전자편집은 DNA에서 큰 범위의 결실, 삽입 및 재배열을 일으킬 수 있으며, 이는 표적 외 부위와 표적 부위에 있는 여러 유전자의 기능에 영향을 미칠 수 있다."고 하였다. "나는 이러한 유형의 대규모 DNA 손상의 빈도를 신뢰할 수 있는 스크리닝 방법을 사용하여 전통적으로 육종된 것과 돌연변이 육종 그리고 유전자편집된 식물들에게서 비교한 연구를 보지 못했다. 우리가 알고 있는 것은, 유전자편집이 표적 외 부위와 표적 부위에 작은 삽입과 결실만을 일으킨다는 가정이 거짓임을 보여주는 분명한 실험적 증거가 있다는 것이다.”

증거에 따르면 유전자편집에 의해 유도된 돌연변이는 화학 물질이나 방사선에 의해 유도된 돌연변이와 동일하지 않다. 예를 들어, 과학적 검토를 해보면 유전자편집이 돌연변이로부터 보호되는 게놈 영역에 변화를 일으킬 수 있음을 보여준다. 다시 말해서, 유전자편집은 전체 게놈의 변화에 이르도록 한다.

Michael Antoniou 박사는 돌연변이 육종에 의해 유도된 돌연변이는 비암호화 및 비조절성이 게놈 영역에 자주 나타나며 따라서 유전자 기능에 영향을 미치지 않는 것 같다고 말한다.

이와 달리, 유전자편집으로 일어난 돌연변이는 하나 이상의 유전자 기능에 직접적인 영향을 미치는 게놈의 위치에서 발생할 가능성이 더 높다.

첫째, 기능을 변경하기 위해 유전자의 코딩 영역 또는 조절 요소를 의도적으로 표적화한다. 유전자편집자는 형질을 변경하는 것이 목적이기 때문에 단백질 생산과 관련된 부위와 변경을 위한 유전자 조절과 관련된 부위를 우선적으로 표적으로 할 것이다.

둘째, 유전자편집도구의 표적 외 돌연변이 유발 활동의 대부분은 의도한 표적 부위와 유사한 DNA 서열을 갖는 게놈 내의 위치에서 발생할 것이다. 이는 의도한 유전자편집 표적 부위가 유전자의 코딩 영역 또는 조절 요소인 경우, 유사한 DNA 서열을 가진 다른 유전자에서 표적외 돌연변이가 발생한다는 것을 의미한다.

결과적으로, 표적외 및 의도하지 않은 표적내 돌연변이는 중요한 단백질 코딩 유전자 영역 및 유전자 조절 활동에 영향을 미칠 가능성이 있다.

별도의 과학적 검토에 따르면, 유전자편집기술은 기존 육종 또는 돌연변이 육종으로는 달성하기 매우 어렵거나 불가능한 게놈의 복잡한 변경을 가능하게 한다. 유전자편집에서 소위 다중화 접근법은 다중 유전자 변이체의 표적화 및 변경을 허용하는데 이 변이체들은 동일하거나 다른 유전자 패밀리의 구성원일 수 있다.

요약하면, 유전자편집은 의도하지 않은 특정 효과를 일으킬 수 있으며 기존의 육종 또는 돌연변이 유발 기술을 사용하여 쉽게 달성할 수 없는 새로운 유전자 조합을 생성하는 데 사용할 수 있다. 유전자조합은 기존 육종에 존재하는 유전적 한계를 극복할 수 있다.

유전자편집 응용 프로그램의 이러한 고유한 속성은 고유한 위험을 내포하고 있어 엄격한 규제를 정당화한다.

#자연을_재설계하기

CRISPR 발명가 Jennifer Doudna는 CRISPR 유전자편집의 목적이 자연을 복제하거나 향상시키는 것이 아니라 그것을 재설계하고 대체하는 것임을 분명히 했다. 그녀는 다음과 같이 적었다:

“생명이 진화의 느린 힘에 의해서만 형성되던 시대는 지났다. 우리는 새로운 시대의 정점에 서 있다. 생명의 유전적 구성과 그 모든 생생하고 다양한 산출물에 대한 일차적인 권위를 우리가 갖게 되는 시대다. 실제로 우리는 이미 우리 행성의 유전 물질을 형성해 온 귀머거리, 벙어리, 맹인 시스템을 대체하고 있으며 이러한 시스템을 인간이 주도하는 진화의 의식적이고 의도적인 시스템으로 바꾸고 있다.”

그러나 과학자들이 방대한 유전자 네트워크와 건강하게 기능하는 유기체를 구성하는 그 산물의 기능을 완전히 이해하지 못한다는 점을 감안할 때 단일한 유전자 조작조차도 그 결과를 예측할 수 있는 수준이 아니다. 따라서 인간이 주도하는 예측 가능하고 정해진 방향의 진화라는 새로운 시대가 어떻게 도래했는지 보기는 어렵다. 이러한 관점에서 볼 때 진화 과정에 관해서는 자연이라기 보다는 "귀머거리, 벙어리, 장님 시스템"인 유전공학임이 틀림없다.

자연적 과정에 의해 부과된 제한은 진화를 방해하기보다는 오히려 도움이 될 수 있다.

#자연과_똑같지_않다

증거에 따르면 유전자편집으로 인해 발생하는 유전적 변화는 자연에서나 돌연변이 육종에서 발생하는 것과 다르며 그 결과와 그에 따른 위험에 대한 이해가 부족하다.

이를 염두에 두고 유전자편집은 EU의 GMO 규정을 준수해야 하며 그 위험평가는 기술에 수반되는 특별한 위험을 고려하여 확대되어야 한다.