생명과 환경 요약자료(펌)

[都]

제 1 부 인간 게놈 프로젝트
제1장 신비의 베일 벗는 생명의 설계도

1. 개요
① 1960년대 미국이 인간을 달에 착륙시키겠다는 목표로 추진한 아폴로 계획 이후 최대 규모로 통하는 인간 게놈 프로젝트는 총 30억 달러가 소요될 것이다.
② 인간 게놈 프로젝트가 완료됨으로써 백혈병, 치매, 심장 기형과 같이 유전자 이상으로 발생하는 수 많은 난치병이 정복될 가능성이 커졌다.

2. 유전자의 비밀

1) 게놈(genome)의 개념 및 세포의 구성
① 게놈
: 유전자(gene)와 염색체(chromosome)두 단어를 합성해 만든 말로서, 생물에 담긴 유전정보 전체를 말한다.
② 세포의 구성
㉠ 유전자는 우리 몸의 세포 속에 존재하며, 인체는 수조 개의 세포로 구성되어져 있다.
㉡ 세포핵의 구성 : 1쌍의 성염색체 ( 여성 : XX , 남성 : XY ) + 22쌍의 상염색체 = 23쌍의 염색체

2) DNA 염기 배열
① DNA의 염기 배열 정보 (생명의 설계도) : DNA는 이중나선 모양의 DNA는 염색체를 구성하고 있는 주요 성분 으로서 유전자의 정보를 가지고 있다.
㉠ DNA는 아데닌(A), 시토닌(C), 구아닌(G), 티민(T)의 4가지 염기를 가진다.
㉡ DNA의 염기들은 A는 T와 G는 C와 화학 결합을 하여 두 가닥의 나선형으로 꼬여 있는 형태를 지닌다.
㉢ DNA의 염기 배열 정보는 RNA로 전달되고, 3개의 RNA 염기가 모여 아미노산 하나가 만들어진다.
㉣ 인체에서 다양한 생리현상을 담당하는 아미노산을 단백질의 기본 단위로서, 궁극적으로 DNA의 염기 배열은 단백질의 종류를 결정하게 된다.
② DNA 염기 배열의 한계
: 사람의 경우 약 30억 개의 염기가 존재하지만 30억 개의염기가 모두 단백질을 만들어 내는 것은 아니다.
㉠ 현재까지 알려진 인간의 종류는 약 10만 개 정도 되지만 이는 단백질을 만드는 염기의 수의2%에 불과하고 나머지 98%의 기능은 알려지지 않고 있다.
㉡ “유전자가 몇 개다 ” 라고 말할 때의 “유전자”는 단백질을 만드는 2%의 DNA를 말한다.
㉢ 유전자의 수는 인체의 단백질의 개수와 마찬가지로 약 10만여 개가 있다.
③ DNA 염기 서열 결정법
: 인간의 세포 각각에 유전 정보를 갖고 있는 이중나선의 DNA가 있다.(세포- 핵 - 염색체 - 유전자)
㉠ DNA 중 단백질을 만들어내는 부위를 ‘유전자’ 라 부른다.

3. 인간 게놈 프로젝트

1) 인간 게놈 프로젝트의 의의

① 인간 게놈 프로젝트의 역할
㉠ 인간 게놈 프로젝트는 23쌍의 염색체 상에서 이들 유전자 각각의 정화한 위치와, 인간의 10만 여개 유전자 하 나 하나를 구성하는 4 개 화학문자 (A, C, G, T) 의 정확한 연결식을 밝혀내야 한다.
㉡ 인간 게놈 프로젝트는 19 세기 말 원소 주기표의 발견이 20세기의 발판을 마련했듯이 21세기를 위한 발판을 마련할 것이라고 미국 매사추세츠추 화이트헤드 생의학연구소 (WIBR)의 유전자학자 에릭 랜더가 말하였다.
② 인간 게놈 프로젝트의 연구 결과
㉠ 인간 게놈 프로젝트는 1990년 미국과 영국을 중심으로 출범하였고, 인체를 비롯한 여러 생명체의 게놈 염기 서열을 규명하는 일을 포함한다.
㉡ 현재 인간 게놈 프로젝트의 연구는 대장균, 헬리코박터를 비롯한 20여종의 미생물과 효모, 그리고 다세포 생물 인 선층 등 다양한 생명체들의 염기 서열이 모두 밝혀졌다.
③ 인간 게놈 프로젝트의 문제점
㉠ 인간 게놈 프로젝트는 많은 비용과 노력이 요구된다.
㉡ 생물 게놈의 길다란 DNA를 한번에 모두 해독할 기술을 발견한다면 인간 게놈 프로젝트 연구는 간단히 끝낼 수 있지만 현재의 기술로는 불가능하다.

2) DNA 의 염기 서열
① DNA의 가닥을 풀기 위해서 과학자들이 생각한 묘안은(일단 자르고 다시 붙이기)였다. 즉 DNA를 특정 효소를 이용해 토막을 낸 후 연결점을 찾아내 다시 연결하면 매끈한 선 형태의 DNA 가닥을 만들 수 있다. 뒤엉킨 실을 풀 때 가위로 여러 곳을 싹둑 자른 후 그 토막들을 순서대로 붙여 한줄로 길게 늘어뜨리는 것과 비슷한 방식이다.
② 염기 하나를 해독하는 데 소요되는 비용은 1 달러 정도이나, 사람 게놈의 염기가 30억 개에 달하므로, 게놈 프 로젝트를 완수하려면 총 30역 달러가 필요하다.
③ 염기 서열을 해석하는 정확도는 100%이어야 한다. 만약 해석 기술의 99.99%의 정확도를 가졌다면 사람의 경 우 약 30만여 개의 염기가 잘못 해석되었다는 의미가 된다. 따라서 99.995의 정확도는 턱없이 부족한 값이라고 할 수 있다.


제2장 게놈 연구가 나아갈 길

1. 개요

1) 인간 게놈 프로젝트의 완료
① 인간 게놈 프로젝트가 완료되면 A, G ,C, T 4가지 알파벳으로 이루어진 모든 유전 정보를 얻을 수는 있지만 이 정보 자체로는 아무런 의미가 없으므로 이 염기들의 기능을 밝혀 이들의 가치를 찾아야 한다.
② 기능유전체학 : 유전자가 어떤 기능을 가지는지 밝히는 것이다.
③ 비교유전체학 : 개인들의 염기 서열들의 차이를 규명하는 것이다.

2. 기능유전체학
1) 22번 염색체는 23쌍의 염색체 중에서는 가장 작은 구조를 가지고 있지만 결함이 생기면 광범한 질병과 기능 장 애를 유발하는 유전자들이 가득 들어 있다. 이 염색체는 인간의 면역 체계에 관여하고 있고 선천성 심장병, 정 신 기능장애, 그리고 백혈병과도 연관이 있는 것으로 알려지고 있다.
2) 22번 염색체의 어디엔가는 정신분열증과 연관된 유전자가 있는 것으로 추측된다.
3) 유전자의 기능을 알아내는 방법
① 생화학적 접근은 이미 알고 있는 유전 정보로부터 어떤 단백질이 만들어지는지를 추적하고 제조해 그 구조와 기능을 밝혀내는 방법이다. 예를 들어 세포의 여러 소기관을 인공적으로 조립할 수 있고, 나아가서 인체의 모든 생체 부품이 실험실에서 만들어져 상품으로 등장할 수 있다는 말이다.
② 생물학적 접근
: 실험실에서 사용되는 모델 동물로부터 특정 유전자를 제거해 생리 작용이 변화하는 상태를 관찰하는 방식으로 서 이를 통해 어떤 유전자가 질병의 원인인지를 알아낼 수 있으며, 동물들로부터 얻은 데이터들은 인간과 유전 자 구조가 비슷하기 때문에 인간의 유전자 질환의 원인규명에 틀림없이 도움이 될 것이다.
③ 인간의 경우 현재까지 밝혀진 10만여 개의 단백질 가운데 기능이 제대로 알려진 것은 9000여 개에 불과하므 로 9만개가 넘는 나머지 단백질의 기능을 파악하는 것이 지금 생명과학 연구자들의 가장 큰 숙제로 남아 있다.

3. 비교유전체학
1) 비교유전체학
① 비교유전체학은 각 개인을 독특하게 만드는 유전자에 대해 관심을 가지며, 인간게놈프로젝트는(표준인간)의 청 사진을 만들어내는 작업이다.
② 인간 게놈 프로젝트의 자료가 확보되면 개개인의 유전자 상태가 표준과 어떤 차이가 있는지 알 수 있다.
③ 개인간, 인종간, 그리고 생물간 게놈 정보를 비교해 차이점을 찾아내고, 이로 인한 생체기능의 차이를 추적한다. (사람마다 모습이 다른 이유와 장수하는 집안과 단명 하는 집안사이의 차이점 등을 밝힐 수 있다.)
④ 단일염기변이 (SNP : single nucleotide polymorphism )
: SNP는 사람간의 차이를 조사하여 염기 하나의 차이를 비교하는 일로서 유전병을 찾아가는 중요한 시발점이 되 고 있다.
⑤ 정상적인 사람들일지라도 염기 1000개에 1개꼴로 차이가 있다. 즉 차이가 난다고 해도 모두 유전병의 원인으로 작용하는 것은 아니다.
⑥ 생물학의 중요한 기본 개념인 중복성과 다양성을 고려하면 이를 쉽게 이해할 수 있다. 고등생물에는 한 가지 기 능을 수행하는 유전자가 여러 개 존재하는 경우가 많다.(중복성) 또 한가지 유전자가 여러 기능을 수행하기도 한다(다양성).
⑦ 약리유전체학은 약물유전학과 신기술인 유전체학이 결합한 학문으로, 환자들의 유전 성향의 차이 때문에 여러 의약품에 대한 반응이 다양하게 나타난다는 점에 초점을 맞추고 있다.
⑧ 약리유전체학에 의한 임상 검사는 어떤 치료가 좋을지 알기 위해 여러 복잡한 검사들을 거치지 않고도 가장 적 절한 약을 즉시 처방함으로써 환자가 빨리 회복될 수 있다. 이때 의료비도 물론 절감된다.
⑨ 침팬지의 유전자는 사람과 98퍼센트 정도가 유사하다고 알려졌다. 만일 인간 게놈 프로젝트와 마찬가지로 침팬 지 게놈 프로젝트가 완성돼 침팬지 유전자의 모든 염기 서열이 밝혀진다면, 인간의 질환연구에 큰 도움을 받을 수 있다.


제3장 유전자가 세상을 바꾼다.

1. 유전자 차별 시대의 개막
① 인간 게놈 프로젝트가 완성된다고 해서 인간이 완벽한 생명의 설계도를 얻는다고 생각하면 큰 오산이다. 우리는 단지 30억 개 염기의 서열을 알아낼 뿐이다.
② 현재 미국의 많은 보험 회사들은 인간 게놈 프로젝트의 결과에 촉각을 곤두세우고 있다. 고객의 현재 건강 상태 는 보험료를 책정하는 데 중요한 요소다.
③ 인간의 유전 정보의 양은 컴퓨터에 저장할 경우 그리 많아 보이지 않는다. 컴퓨터 하드드라이브에 저장할 경우 겨우 770MB 정도의 용량을 차지할 정도라고 한다.
④ 개인의 유전 정보는 필요에 따라 CD에 저장되거나 인터넷 통신을 통해 세계 곳곳에 자유로이 보내 질 수 있다. 개개인에 대한 모든 유전정보가 누구에게도 쉽게 공개 될 수 있다는 의미다.
⑤ 2000년 2월 8일 클린턴 대통령은 유전병의 유무와 암에 걸릴 가능성을 간편하게 검사할 수 있는 유전자 진단 의 결과를 연방직원의 채용과 승진에 이용하는 유전자 차별을 금지하는 대통령령의 내용은 연방직원의 채용과 수당, 급여의 조건으로 유전자 테스트를 요구해서는 안 된다. 보호된 유전정보를 이용해 연방직원을 분별하고 승 진 기회를 빼앗아서는 안된다. 치료와 의학 연구에 사용되는 유전 정보의 프라이버시 보호를 강력하게 추진한다 이다.
⑥ 유전자 검사는 배우자 선택에서 중요한 항목으로 떠오를 것이며, 학력이나 건강진단서보다도 유전자질에 대한 파악이 중요하게 되는 유전자 궁합의 시대가 도래 할 수 있다.
⑦ 유전자 검사는 사람에 대해 완전하지 못한 정보를 제공하며, 나쁜 유전자를 가졌다고 하여 곧 바로 병이 생기는 것은 아니다.

2. 돌연변이 유전자와 암발생 확률의 의미
1) 돌연변이 유전자인 MSH2를 가진 사람은 평생 대장암에 걸릴 확률이 805이며, 여성의 경우 자궁내막암과 난소 암에 걸릴 위험이 증가한다고 한다.
2) 돌연변이 유전자인 BRCA1을 가진 여성의 경우 평생 유방암에 걸릴 확률이 85%라고 한다.
3) 암발생 확률이 85%라는 것은 85%가 발병하고 15%는 발병하지 않는다는 것이다. 발병여부는 유전자 뿐 아니라 환경적 요인에도 달려있다.

3. 유전자 치료술의 활용
1) 환자로부터 나쁜 유전자를 제거하고 정상 유전자를 삽입시키는 치료술이 세계 의학계에서 커다란 주목을 받고 있다. 1990년 미국에서 최초로 유전자 치료가 실시되었다.
2) 유전자 치료의 대상은 사람 형체를 갖추지 않은 수정란 단계까지 거슬러 올라가고 있다. 아예 부모의 정자와 난 자 또는 초기 수정란에서 유전자를 검사해 아기가 병에 걸릴 싹을 제거하자는 의도다.
3) 맞춤아기의 탄생
① 난치병 환자를 위한 유전자 치료술이 다른방면으로 활용되면 유전적으로 월등한 맞춤아기가 탄생할 수도 있다.
② 부모의 정자와 난자 또는 초기의 수정란에서 나쁜 유전자를 제거하는 치료를 받는다면 그 자손들은 더 이상 유전병에 걸리지 않게 된다.
③ 부모가 바라는 대로 지능, 감성 ,체력, 외모를 갖춘 맞춤아기가 탄생할 가능성이 있다.
④ 유전자 조작을 받은 인간들(소수의 우성인간)과 조작을 받지 않은 인간(다수의 열성인간) 사이에서 새로운 계 급이 형성(신계급사회의 도래) 될 수 있다.
⑤ 맞춤아기가 과학적으로 만들어지기 어렵다는 비판
: 인간이 가진 에너지의 총량은 일정하며, 유전자라 해도 사람마다 똑같은 효과를 내기가 어렵다.

4) 벤처회사 셀레라 제노믹스가 추구하는 일은 단기적인 엄청난 이득을 보는 것이다. 바로 유전자를 먼저 발견하고 특허를 획득하게 하는 게 목표이다.
① 인간의 유전자를 이용하여 질병을 치료하려고 한다면 별도의 유전자 사용료를 내야하는 시대가 다가오고 있다.
② 유전자에 대한 특허제도가 생긴 이유
: 특정 유전자를 발견하기 위해 행해진 연구에 대해 과학자들의 노력을 금전적으로 보상하기 위함이며, 후발 연 구를 더욱 독려하기 위한 의도이며, 간 유전자에 이상이 생겨서 유전자치료를 하게 되었다면 간 유전자를 사용 하기 위한 별도의(특허제도로 인한 사용료)를 지불해야 한다.
5) 유전자의 주요 임무
: 단백질을 만들어내는 일을 하며, 이 단백질을 생물의 각종 생리 기능을 주도하는 역할을 한다. 유전자는 단백질 한 가지를 만들어내는 데 필요한 물질을 가리킨다.
① 단백질의 기본 단위 : 아미노산
② 인체의 경우 20종의 아미노산이 독특한 배열과 구조를 통하여 수많은 종류의 단백질을 만들어낸다.
③ 현재까지 확인된 인체의 유전자의 개수는 약 10만 여 개로 추정된다.
6) 유전자에 대한 특허의 의미와 찬반양론
① 유전자에 대해서 특허를 얻어냈다는 것은 병원이나 실험실에서 특허를 받은 유전자를 사용할 경우 병원 측이 나 실험실에서는 그 유전자를 발견한 과학자에게 사용비용을 지불해야 한다.
② 특허를 받았다는 것은 부동산처럼 유전자를 소유하게 되었다는 것을 의미하며, 계속적으로 소유권을 가지고 임 대를 하는 양상이라고 보면 된다.
③ 특허권의 소유기간이 허가가 난 날로부터 20년인 점을 감안한다면, 일단 유전자를 발견하여 특허를 받으면 20 년 동안 앉아서 막대한 이익을 얻을 수 있다는 것을 말하는 것이다.
④ 세계 유수의 생명공학 회사들이 특허를 얻고자 하는 이유가 바로 이러한 특허제도의 특성에 있다.
⑤ 반대하는 이유: 인간의 유전자는 없던 것의 발명이 아니라 이미 존재하고 있는 것에 대한 발견이라는 점에서 특허제도를 반대한다.
⑥ 찬성하는 이유: 유전자의 실체를 발견하기 위해서는 막대한 비용과 노력이 들기 때문에 그 노고를 인정하기 위 해서라도 특허제도가 주어져야 한다고 주장한다. 그리고 이러한 입장이 현재 미국, 일본, 유럽 연합 특허청의 기본 입장이다.
6) 미국 인사이트사의 특허 신청내용 및 문제점
① 1998년 10월 미국 특허청은 생명공학 벤처회사인 인사이트사가 신청한 인간 유전자에 대한 최초의 허가 방침 을 내렸다.
② 인사이트사에 부여한 특허의 문제점
- 미국 특허청은 120만 여 개 중 일부에 대해서 특허를 주었는데, 유전자 조각이 모여서 어떠한 단백질을 만들 어내는지도 불확실한 상황에서 이 완전하지 못한 유전자에 대해서 미국 특허청이 허가를 내린 것이었다. 생 명공학 업계는 미국 특허청의 허가가 생명공학의 연구를 막을 위험이 크다고 주장하여 크게 반발하였다. 또한 의학계에서도 유전자 조각에 일일이 사용료를 지불해야 한다는 점을 들어서 이 특허에 대한 거센 반대 의사 를 표시하였다.
7) 인사이트사에 부여한 특허에 대한 타협안
① 특허를 받은 유전자 조각이 특정 질병의 진단에 도움이 되는 경우에는 그 특허를 인정한다.
② 사람의 정상적인 생리 기능을 조절하는 유전자 조각은 특허의 대상이 아니며, 어떠한 질병을 진단할 때 이 유 전자 조각이 들어 있으면 이것을 특허로 인정한다는 것이었다.
③ 간이나 위의 기능을 정상적으로 조절하는 유전자 조각은 특허를 받지 못한다.
8) 앞으로의 인간 유전자에 대한 특허의 향방
① 만일 미국의 기업이 한국에서 인간의 유전자에 대한 특허를 신청한다고 한다면 한국 특허청에서는 이를 거부 할 아무런 방법도 없다.
② 특허를 받은 천명 중 1명 정도가 돈을 버는 데 성공한다고 하지만 인간의 유전자에 대한 특허는 앞으로 어떠 한 방향으로 나아갈 지는 아무도 장담할 수 없다.
③ 현재의 추세로 볼 때 앞으로 인간 신체의 어느 범위까지 특허를 받게 될런지는 아무도 모른다. 세포의 수준을 넘어서 내장 기관까지 특허의 대상이 될지도 모르는 것이다.
④ 인류의 공동의 선을 위하여 시작된 인간 게놈 프로젝트가 오히려 선진국의 일부 생명공학 회사들에게 커다란 이익을 제공하는 결과를 낳게 되었고, 특허 제도가 과연 타당한지 한 번쯤 제고되어야 한다.
9) 인간 유전자에 대한 특허와 소유권
① 1993년 미국 국립보건원은 파나마의 구아이미족 인디언 출신인 26세 여성에게서 추출한 독특한 종류의 바이 러스에 대해 소유권을 얻기 위해 특허를 신청하였다.
② 이 바이러스는 인체에서 항체가 잘 생산되도록 만드는 효능을 가지고 있어서 백혈병이나 에이즈연구에 이용될 수 있기 때문이었으나 유전자 프라이버시를 이용하여 이익을 얻으려는 미국의 행위에 대해 거세게 항의를 하 였고, 결국 미국 국립보건원은 특허 신청을 철회하게 되었다.
③ 미국 정부는 솔로몬군도와 파퓨아튜기니 출신 시민에게 얻은 항체가 잘 생산되는 효능을 가진 바이러스에 대 해 미국과 유럽에 특허를 신청하여 미국 특허청이 이를 승인한 적이 있었는데, 남태평양군도 연방의 거센 항의 를 받게 되어 결국 1996년 특허권을 포기하게 되었다.
④ 인체의 특정한 부위에 대한 특허와 탯줄 소유권 논쟁도 있었다.
⑤ 동물에 대한 특허
: 1988년 미국에서 최초의 특허 동물 (하버드 마우스)가 탄생했다. 하버드 대학교의 레더 박사팀이 만든 생쥐 로, 암세포의 증식이 쉽게 일어나도록 유전자를 변형시켰다. 인간의 암 발병에 대한 연구를 진행시키기 위해 특별히 만들어진(질환 모델) 동물이다.
⑥ 식물에 대한 특허
: 말라리아 병은 아프리카, 아시아, 그리고 라틴아메리카 등지에서 매년 200만명이상을 사망 시키는 무시무시 한 병이다. 만일 이 물질의 정체를 알아내 유전자와 단백질의 구조를 파악할 수 있다면 비슷한 약물을 대량으 로 만들어내는 일은 어렵지 않다. 수억 달러 이상의 돈을 한번에 벌어들일 만한 가치가 있는 물질이다.


제 2 부 복제

제 1 장 복제란 무엇인가

1. 돌리가 제시하는 희망
: 최초의 복제양 돌리가 탄생한 것은 1996년 이듬해 영국 로스린 연구소의 이안 윌머트 박사와 케이스 켐벨 박사 는 성장한 양을 최초로 복제시키는 데 성공했다는 내용을 2월 27일자(네이처)에 게재 했다. 돌리의 성공 이후 양, 소, 원숭이, 쥐 등 다양한 동물의 복제가 성공하고 있다.

2. 동물복제의 필요조건
: 하나의 생명체가 탄생하기 위해서는 생식세포인 정자와 난자가 수정해야 한다. 그런데 복제는 이 과정이 불필요 하다. 생색세포가 아닌 체세포 하나, 그리고 이를 키울 수 있는 핵이 제거된 난자와 체세포의 핵과 속이 빈 난 자가 결합된 난세포를 이식 받아 출산까지를 담당할 동물(대리모)

3. 복제 실험 사례
① 인간을 대상으로 한 복제실험
: 1993년 로버트 스틸만과 제리 할 박사가 시도한 실험으로 수정란 단계의 분열세포 중 하나를 떼어내 속이 빈 난자에 이식한 실험이었으나, 세포를 이식 받은 난자는 계속 분열을 거듭하며 독립적인 개체로 자라날 조짐을 보였으나 사람을 대상으로 한 실험이므로 세포 분열 단계에서 실험이 중단되었다.
② 원숭이 복제 실험
: 원숭이의 수정란이 8개로 나뉘어진 단계에서 이들을 각각 분리하여 핵이 제거된 난자에 주입하였으며, 같은 형 질을 가진 원숭이들이 탄생되었고, 이 원숭이들은 일반인에게 공개되었다.
③ 복제양 돌리와 원숭이 복제의 차이점
㉠ 돌리: 성인체의 체세포 하나로 만들어진 생명체
㉡ 원숭이: 수정란 분열 초기세포로 만들어진 생명체
④ 진정한 의미의 복제 : 성장한 생물과 똑같은 개체를 생산하는 것,

4. 돌리의 탄생까지
① 월머트 박사가 복제양 돌리를 만들어낸 과정
㉠ 6년 된 양의 유방에서 젖샘세포 배양 ㉡ 핵이 제거된 미수정란에 이식 ( 체세포 핵 치환법)
㉢ 대리모 자궁에 미수정란 이식 ㉣ 돌리 탄생
㉣ 인간복제나 원숭이복제는 진정한 의미의 복제술로 태어난 돌리와 격이 다르다. 수정란이 분열하는 초기에 세포 하나를 떼어내 키우면 독립된 하나의 개체로 자랄 수 있다는 점은 사실 발생학 분야에서 많이 알려진 일이었 다. 하지만 돌리는 다르다. 돌리는 다 자란 어른의 체세포 하나로 만들어진 생명체이다.
② 복제양 돌리를 만드는데 필요한 양: 3마리 (체세포를 제공한 암소, 난자를 제공한 암소, 자궁에서 키워낸 암소)

5. 복제술 연구의 이유
: 식량 문제의 해결, 난치병 치료에 도움, 경제적인 이득으로 농축산 발전에 도움, 멸종 위기의 동물 보존에 기여, 형질 전환으로 우량종 개발

6. 국내 복제 실험
: 1999년 2월 12일 오후 5시 30분 경기도 화성군의 한 목장에서 국내 최초로 복제송아지(영롱)이가 태어났다. 영롱이의 산파역은 서울대 수의학과 생명공학연구실 황우석 교수팀이 맡았다. 연구팀은 과학기술부 G-7프로젝 트(신기능 생물 소재 개발사업)의 일환으로 1996년 10월부터 본격적인 실험에 착수, 1999년 2월 프로젝트를 성공적으로 마쳤음을 알렸다.
① 영롱이의 성공으로 한국은 영국(양), 일본(소), 뉴질랜드 (소), 미국 (쥐)에 이어 세계에서 5번째로 동물복제에 성공한 나라가 되었다.
② 영롱이의 탄생과정
㉠ 품종이 우수한 암소 (55만 마리 중 엄격한 심사 과정을 거쳐 선발된 암소) 의 자궁세포 추출
㉡ 다른 암소의 난자를 채취해 유전 물질을 지닌 핵 제거
㉢ 전기 충격으로 비어 있는 난자와 자궁세포 융합
㉣ 인큐베이터에서 7-8일간 난자 배양
㉤ 1998년 5월 13일 배양된 난자를 대리모의 자궁에 이식후 275일 후 영롱이의 출산
㉥ 이후로 “ 진이”, “새빛” 탄생
③ 복제 호랑이 탄생 과정
㉠ 에버랜드에서 사육되고 있는 백두산 호랑이의 체세포(귀 피부체포)
㉡ 소의 난자를 채취해 핵 추출
㉢ 체세포와 속이 빈 난자 융합
㉣ 호랑이 발정기에 암컷 자궁에 이식

7. 고등 동물 복제의 원리 : 핵 치환법( nuclear transplantation)
1) 전통적인 수정란 복제 방식
① 4-32개 사이의 분할소구가 형성된 난자 분리
② 모세 유리관으로 산을 처리해 당단백질로 형성된 투명대에 구멍을 뚫는다.
③ 모세 유리관을 구멍 속으로 삽입해 분할소구를 하나씩 꺼낸다
④ 미수정란을 다른 동물로부터 체취 해 핵을 제거 한다
⑤ 핵을 제거한 미수정란에 분할소구를 넣는다.
⑥ 바이러스 처리로 융합시키거나 고압 미세전류를 흘려 융합시킨다.
⑦ 실험실의 배양기 또는 동물의 수정관에서 5-6일간 배양한 후 동물의 자궁에 착상시킨다.
2) 새로운 성체 복제 방식 ( 수에 제한 없이 동물을 복제할 수 있는 방식)
① 성체 동물의 세포를 떼어 실험실에서 배양한다.
② 자가복제를 거듭하는 체세포에서 영양분을 제거해 성장을 멈춘다
③ 체세포에서 핵을 추출한다.
④ 미리 준비한 속이 빈 난자에 추출한 핵을 이식한다.
⑤ 대리모의 자궁에 이식한다.

8. 돌리의 생체시기
: 1999년 5월 27일자 네이처는 돌리의 텔로미어가 정상이 아니라는 보도를 실었는데, 발표자의 한사람이 월머트 박사였다.
① 돌리의 실제나이는 6년 된 어미양의 생체나이 6세와 3년 된 돌리의 나이를 합한 9세이며, 텔로미어만으로 돌리 의 早老(조로) 여부를 판단하는 것은 무리가 있다.

9. 세포노화의 척도 텔로미어
① 염색체 양 끝에 존재하는 말단 부위로 짧은 길이의 유전자 조각이 반복된 구조를 가지며, 세포는 일생동안 수십 회에 걸친 분열을 거듭하는데, 세포가 분열을 거듭하여 노화가 진행될수록 텔로미어의 길이는 짧아진다.

② 텔로머레이즈
: 텔로미어를 만들어내는 효소로 생식기관, 조혈기관, 피부 등 세포 분열이 왕성한 곳에서 텔로미어 가 줄어들지 못하게 하는 역할을 한다. 즉, 텔로머레이즈 활성도의 저하는 곧 텔로미어의 길이가 짧아졌음을 의미한다.

③ 텔로미어와 세포의 노화와의 관계
: 세포에게도 태어나 정보를 사멸할 때까지 일생이 있다. 이 기간 동안 세포는 자신의 몸을 수십 회에 걸쳐 분 열시킨다. 이 과정에서 유전 정보를 담고 있는 염색체는 분열하기 전 두 배로 늘어난다. 그런데 어떤 이유에서 인지 염색체가 분열을 거듭할수록 즉 세포의 노화가 진행될수록 텔로미어의 길이가 짧아진다는 설명이 있다.

④ 황우석 교수는 (돌리의 생식 능력이나 전반적인 건강 상태를 볼 때 돌리는 젊은 양으로 판단된다)고 말한다. 그 는 양의 나이를 측정하는 외양적인 지표인 치아의 마모도, 뿔과 발굽에 나타나는 나이테 등을 살펴보면 같은 또 래의 양과 다를게 없다는 점이 확인됐다고 설명하고 텔로미어와 같은 분자생물학적 수준의 연령을 곧바로 실제 생물학적 나이로 연결시키는 것은 무리다라고 주장한다.

⑤ 프랑스 국립경종학연구소의 과학자들은 성장한 암소의 체세포로부터 복제한 송아지가 외양상 건강한 것으로 보 였지만, 빈혈증으로 인해 태어난 지 7주만에 죽었다고 전했다. 연구진은 문제의 송아지의 사망 원인이 암소가 태어난 후 면역체계의 정상적인 발달이 이루어지지 않는 무리라고 주장한다.

⑥ 2000년 국내에서 선보일 예정인 세계 최초의 복제 호랑이는 돌리나 영롱이에 비해 태어나는 가정에서 한 가지 뚜렷한 차이점을 가지고 있다. 속이 빈 난자를 제공한 것은 암호랑이가 아니라 암소라는 점이다.

⑦ 백두산 호랑이가 멸종 위기에 처한 이유는 바로 현대 문명이 낳은 환경오염이다. 멸종 위기에 처한 동물을 구 하자는 운동은 그 본질적 원인인 환경오염을 없애자는 것이 주요 목표이다. 그런데 환경오염은 그대로 인체 복 제술을 통해 백두산 호랑이를 부활시킨다는 것이 과연 어떤 의미를 제공할까, 혹시 복제술을 통해 제2, 제3의 멸종 동물이 되살아나는 반면 환경오염에 대한 관심은 뒷전으로 사라지는 것은 아닐까.

⑧ 한우의 최종 소비자, 즉 일반 국민이 과연 복제 쇠고기를 어떻게 볼 것인가의 문제다. 대량으로 생산됐기 때문 에 한우의 가격은 현재보다 저렴해질 가능성이 크다. 하지만 값이 싸다고 해서 소비자가 무조건 택할 리가 없 다. 복제 쇠고기가 일반 쇠고기에 비해 별다른 차이가 없는 것인지, 즉 사람 건강에 별다른 영향을 미치는 것은 아닐지에 대한 검증이 이뤄져야 안심하고 먹을 수 있다.


제 3 장 인간 배아 복제, 허용할 것인가

1. 유네스코 한국위원회의 인간복제를 보는 시각
① 유네스코 한국위원회는 생명복제기술 합의회의를 통해 합의점을 도출해 내었다.
② 합의 내용에 대해 시민, 사회단체들은 전적으로 환영한다는 입장을 밝혔다.
③ 합의 내용에 대해 생명 복제 관련 전문가들은 난치병 치료를 위한 기초 연구를 막을 위험이 있다며 심각한 우 려를 표시했다.

2. 유네스코 한국위원회의 인간복제를 보는 시각
: 1999년 9월 13일 오전 10시에 연세대학교 치과 대학병원에서 시민 16명은 1997년 복제양 돌리가 탄생하면서 이제는 마음만 먹으면 복제 인간의 등장조차 시간문제라는 말까지 나오고 있는 게 현실이라고 말하고 인간 복 제를 시도하는 것은 물론 배아 복제도 엄격히 금지해야 한다고 주장했다.

3. 인간 배아복제
: 돌리의 경우와 같은 방식으로 인간을 복제한 후 이를 초기배아단계(보통 수정 후 4-5일 정도)까지만 기다는 의 미이다. 말을 잘못 해석하면(인간의 배아를 복제한다)는 개념으로 받아들이기 쉽다.

4. 인간배아 복제에 대한 찬반의견
① 반대: 대부분의 과학자들은 복제 인간을 태어나게 하는 일은 반대한다. 윤리적으로 많은 파장을 일으키는 문제 이기 때문이다.
② 찬성: 인간 배아복제에 대해서는 찬성하는 입장을 표명하는 과학자가 적지 않다. 난치병 치료에 중요한 해결책 을 마련해 줄 수 있기 때문이다.
③ 배아복제에 관한 관련 연구자 입장
: 수정 후 14일까지는 배아는 실험용으로 사용하도록 허가해야하며, 수정란은 14일이 지나야 배아의 각 세포가 몸의 어떤 부위로 자랄지 명확히 결정되기 때문에 14일 이전까지는 생명체라 할 수 없다. 법으로 엄격하게 규 제하여 인간을 완전한 개체로 자라나게 하는 일을 막아 문제가 발생하지 않도록 한다.

5. 분열과 분화 모두를 수행할 수 있는 배아 세포를 가리켜 생물학에서는 배아 줄기세포라고 부른다. 몸의 모든 조 직을 형성하는 뿌리에 해당한다는 의미에서 붙여진 이름이다.

6. 1998년 미국 위스콘신 대학 발달생물학자 제임스 톰슨 박사와 존스 홉킨스 대학의 존 기어하트 박사는 세 계 최초로 인간의 줄기 세포를 배양하는데 성공했다. 이들은 실험관에서 분리한 약 20개의 줄기세포가 신경, 피 부, 근육, 연골 등으로 분화하는 것을 확인했다.

7. 인간 배아 복제의 과정 : 환자의 몸에서 체세포를 하나 떼어난 후 이를 핵이 제거된 난자와 융합시킨다. 이 새로 운 형태의 수정란이 분열을 거듭하다 배반포기에 이르면, 장차 태아로 자랄 부분인 안쪽의 세포덩어리를 떼어내 배양한다. 이 가운데 분열을 거듭하다 적절한 처리에 의해 조직으로 분화될 수 있는 세포를 가리켜 줄기세포라 부른다. 줄기세포가 근육이나 신경과 같이 특정 신체 부위로 자라면 이를 환자 자신에게 다시 이식한다.

8. 영국 로스린 연구소의 월머트 박사는 줄기세포를 배양하겠다고 선언하였다. 이는 복제를 통해 얻은 배아를 사용 해 줄기세포를 얻겠다는 것이다. 바로 인간 배아 복제의 개념이다.

9. ACT사가 인간의 난자가 아닌 소의 난자를 사용하여 (키메라 배아)를 만든 이유 : 아이러니컬하게도 윤리 문제를 때문이다. 인간의 난자를 불임클리닉용 시험관 아기를 만드는 일 외의 용도로 실험을 하는 행위는 사회적으로 규 제를 받는다. 시벨리 박사는 사회적인 비판을 최소화시키는 방편으로 소의 난자를 사용한 것이다.

10. 인간 배아 복제에 대한 비판적인 의견에 대해 관련 연구자들은 대체로 수정 후 14일까지의 배아는 실험용으로 사용하도록 허가해야 한다는 입장이다. 14일에 이르러서야 배아의 각 세포는 몸의 어떤 부위로 자랄지 명확하 게 결정된다. 특히 일부가 척추로 자라날 원시선이 뚜렷이 드러나는게 이 시기다. 따라서 14일 이전까지의 배 아는 엄격한 의미에서 생명체라 말하기 어려우며, 난치병 치료와 같은 의학적 목적으로 인간 배아 복제 실험을 수행해야 한다는 주장이다.

11. 국내 합의회의에 나타난 시민들의 견해: 인간 배아 복제는 현재 치료 기술이 제대로 개발되지 않은 백혈병, 파 킨슨병, 당뇨병 등의 세포성 질병 치유의 가능성을 열어주고 있다고 본다. 그러나 수정란이 형성된 직후부터 생 명으로 보아야 한다는 점과 생명 복제 기술이 일부 국가와 산업계의 의도에 따라 일방적으로 개발되고 있다는 점, 그리고 윤리적, 기술적인 불확실성과 위험이 아직 완전히 해결 되지 않았다는 점에서 이런 결론을 내렸다.

12. 인간 배아에 대한 연구는 복제 기술이 소개되기 이전부터 세계적으로 각 불임클리닉에서 행해지고 있었다. 물 론 주된 목적은 불임 치료를 위한 것이다.

13. 합의회의는 1987년 덴마크에서 (농업과 산업에서의 유전공학의 적용)을 주제로 시작됐으며, 현재 많은 유럽의 나라들이 매년 1-2회의 합의회의를 개최한다. 최근에는 미국, 오스트레일리아, 뉴질랜드에서도 열리고 있으며, 일본의 경우 올해 처음으로 유전자 치료에 대한 문제를 안건으로 올려 행사를 치렀다. 국내에서는 1998년 열린 (유전자조작식품의 안전과 생명윤리) 에 관한 행사가 첫 합의회이다.

14. 시민 패널 보고서 서문
① 지금까지는 과학기술과 시민의 관계는 일방적인 전달과 수동적인 수용의 과정을 넘어서지 못했다.
② 과학기술 종사자들은 과학기술의 영향에 대한 사회적 책임과 윤리의식을 더욱 높여야 하며, 현 단계에서 체세포 복제기술을 이용한 복제시도는 물론 인간 배야 복제로 엄격히 금지해야 한다.


제3장 생명의 시작은 어디인가

1. 수정, 정자와 난자가 만나는 순간

1) 사람 정자의 구조
① 핵: 머리 부위에 위치하며 아버지의 유전 정보를 담는다.
② 효소: 핵 앞에 위치하며 난자 세포막층을 녹일 수 있다.
③ 미토콘드리아: 정자가 운동하는데 필요한 에너지를 공급한다.
2) 수정 : 부모 각각의 유전자가 결합함으로써 새로운 생명체의 발달이 시작되는 시점이다.
3) 정자 속의 유전자가 난자의 유전자와 결합하기까지는 약 48시간이 소요된다.
4) 정자 하나가 난자의 투명대층을 뚫고 들어가서 난자 세포막에 도달하는 즉시 (1초 이내) 세포막에서 전기반응이 일어나 다른 경쟁자들이 그 충격으로 난자막으로부터 떨어진다.
5) 성게의 수정과정
㉠ 정자가 난자에 접근해 난자의 젤리코트와 접촉한다.
㉡ 정자의 머리 부분에 효소가 분비돼 젤리를 녹여 구멍을 낸다
㉢ 정자의 머리 부분이 비텔린층의 특수 단백질과 결합한다
㉣ 정자와 난자의 세포막끼리 융합한다.
㉤ 통로로 들어간 정자의 핵은 난자핵과 결합한다
6) 수정란은 자체적으로 세포분열을 거듭하면서 독립된 생명체로 자라나지만 정자와 난자는 서로 만나지 않는 이상 혼자서는 새로운 생명체를 탄생할 수 없으므로 정자와 난자를 생명의 시작으로 보는 관점에는 무리가 따른다.

2. 착상, 일란성 쌍둥이 완성
1) 정자와 난자가 수정을 이루는 곳은 여성의 나팔관이다
2) 착상: 수정 후 약 7일째 수정란은 자궁내막에 도착해 안쪽으로 함입되기 시작한다
3) 착상설: 착상이 완료되는 시기를 수정 후 14일 정도로 파악하는데, 바로 이 시점을 생명의 시작으로 보는 관점
4) 수정란은 속이 비어 있는 배반포기 상태로, 안쪽 윗부분에는 아기로 자라날 세포 덩어리가 존재한다. 이를 둘러 싼 바깥층을 영양아층이라 부르는데, 수정란이 자궁내막에 착상할 수 있게 도와주는 효소를 분비한다
5) 태반의 역할: 태아에게 영양물과 산소를 공급하고, 태아로부터 분비된 노폐물을 받아들인다.
6) 자궁외 임신: 포배가 자궁내막에 도달하지 못하고 떠돌아 난소나 자에 붙는 현상으로 생리가 중단되거나 입덧이 생기는 것처럼 임신 초기에 나타나는 모든 증상이 발생하지만, 이 태아는 정상적으로 발생을 계속 하지 못하고 오히려 종양처럼 변하다 임신부의 생명을 위협한다.
7) 자궁내막에 정확히 착상한 포배만이 정상적인 생명체이다.
8) 착상설의 관점에서 보는 생명의 시작
㉠ 수정란은 착상 이후 자궁 안에서 약 10개월 동안 자라기 때문에 일부 사람들은 (인간됨은 관계를 맺는 능력에 서 비롯된다) 는 전제를 바탕으로 착상설을 지지한다.
㉡ 착상에 성공하는 확률이 30-40% 정도로 생각보다 낮은 이유도 착상설을 어느 정도 지지하는 역할을 한다.
㉢ 착상을 생명의 시작으로 보는 이유는 무엇보다 일란성 쌍둥이의 존재 때문으로, 수정란이 쌍둥이로 자라는지 지켜보고 결정해야 한다. 이 시점은 수정 후 14일, 즉 착상이 끝날 무렵이다.
9) 착상설의 한계는 비단 무뇌아에 머물지 않는다. 수정된 단계부터 이미 사망할 운명에 처한 경우가 많이 존재하 기 때문이다.
10) 일란성 쌍둥이가 출생하는 4가지 경우
㉠ 수정 후 3일 이내: 수정란이 2세포기나 4세포기 정도로 분열된 상태에서 두 개체로 자라나는 상태
㉡ 수정 후 4-8일: 배반포기에 발생하는 경우로 배반포기 안에서 내세포괴가 형성되고 융모막 (태아를 둘러싼 가 장 바깥쪽 막)은 분화되었지만, 양막(태아를 둘러싼 가장 안쪽막)이 아직 형성되기 전에 분할 이 이루어진 상태
㉢ 수정 후 8-13일: 양막이 형성된 상태에서 분할이 발생하는 경우
㉣ 수정 후 13-15일: 이미 조직 분화가 상당히 이루어진 상태, 이 단계에서는 쌍둥이가 생성되는 사례가 몸의 일 부가 붙은 융합쌍둥이 (예: 샴쌍둥이) 가 태어나는 경우이다.
11) 쌍둥이는 모든 출생아의 89분의 1정도의 빈도로 출현한다.

3. 뇌 기능, 뇌간 형성이 생명의 시작
1) 일부 과학자들은 생명 출발의 시점을 뇌의 기능이 발휘하는 시기로 보고, 뇌 기능의 상실이 곧 생명체의 죽음이라 파악한다.
2) 뇌의 분류
㉠ 대뇌: 운동과 감각을 지배하고 기억이나 사고와 같은 정신 활동의 중심이다.
㉡ 소뇌: 운동 조절 중추가 있어서 몸의 평형을 유지하고 운동을 원활하게 한다.
㉢ 뇌간
① 인체의 모든 장기의 기능을 통합, 조절하는 신경중추와 반사중추, 호흡 기능의 중추가 있다.
② 대뇌나 소뇌의 손상이 있어도 사람은 죽지 않지만 뇌간의 손상은 곧 죽음을 초래한다.
③ 수정란에서 뇌간이 형성되는 시기는 대략 수정 후 60일 정도이다.
3) 뇌 기능설: 뇌 기능의 시작을 사람 출생의 시점으로 보자는 입장으로, 생명체는 수정 이후 분열을 계속한다. 심 장이 먼저 뛰기 시작하고, 60일 정도에 뇌간이 형성돼 뇌의 기능이 작동한다.
4) 뇌사
㉠ 대뇌와 소뇌는 물론 뇌간까지 완전히 망가져 회복할 수 없는 상태에 내려지는 사망 진단
㉡ 현재까지의 보고에 따르면 뇌사로 판명된 사람은 길어야 14일 이내에 심장이 멈춘다.
㉢ 세계적으로 50여 개국이 뇌사를 죽음으로 인정하고 있으며, 한국의 경우 2000년 2월 9일 뇌사를 공식 인정하 는(장기 이식에 관한 법률개정안) 이 시행되기 시작했다.

4. 체외생존능력, 미숙아 생존 가능성
1) 수정 후 28주를 생명의 시작으로 보는 견해
㉠ 1973년 미국 연방대법원: 국가는 태아의 생명권을 수정 후 28주가 지나고 나서야 보호해 준다고 규정했다. 로 대 웨이드 사건 ( Roe v. Wade)
㉡ 1967년 영국 : 인공유산의 허용 기간을 28주로 규정했다.
㉢ 한국의 “모자기준법” 은 28주를 기준 시기로 규정하고 있다.
2) “로 대 웨이드 사건(Roe v. Wade)이라 불린 판결은 28주 이전에는 인공유산을 법적으로 허용한다는 의미를 지 녔기에 사회적으로 커다란 파장을 일으켰다.

5. 진통, 출산, 민법과 형법이 생명론
1) 민법과 형법의 생명론
㉠ 한국의 현행 민법
: “ 태아가 모체로부터 전부 노출한 때 ”를 권리 능력이 발생하는 생명의 시작으로 본다. 재산 상속, 호적 상속, 손해배상 청구 등과 같은 중요한 법률에 대해서는 예외적으로 뱃속에 있는 태아를 사람으로 인정한다.
㉡ 한국이 현행 형법
・ 진통설 : 산모가 진통을 시작할 때부터 사람의 시작으로 보는 견해 ( 한국의 현행 형법)
・ 일부 노출설 : 태아의 일부가 모체로부터 노출됐을 때 중시하는 견해
・ 전부 노출설 : 분만이 완성돼 태아가 산모로부터 완전히 분리됐을 때를 시점으로 보는 견해
・ 독립 호흡설 : 태아가 태반에 의한 호흡이 정지되고 폐에 의한 호흡이 가능한 때를 시점으로 보는 견해

2) 출산의 3단계
㉠자궁경부가 열리기 시작하면서 진통이 느껴진다. 출산 중 가장 긴 고통을 느끼는 시기다.(6~12시간)
㉡ 자궁경부가 10cm 정도 열린 후 신생아가 나오기까지의 2~3분 간격으로 1분간 지속되는 강력한 자궁수축이 일 어난다.
㉢ 신생아가 태어난 후 15분 이내에 태반이 배출된다.

3) 5가지 학설로 보는 생명의 시작
시 기
내 용
학 설
착상
난자가 난소에 성숙해 1달에 1회 나팔관으로 배출되면 자궁을 통해 나팔관에 이른 정자가 난자와 만나 수정이 이루어진다. 수정란은 2배수로 분열하면서 나팔관을 따라 자궁내막에 이른다
수정설



7일
수정란이 자궁내막에 도착해 안쪽으로 함입된다(착상). 수정 후 7～14일까지의 일이다. 착상 초기의 수정란은 속이 빈 배반포상태로 여기서 내세포괴가 아기로 자란다.
16일
착상이 완료된 후 수정란에는 융모막과 양막이 뚜렷이 구분된다. 양막은 내세포괴에서, 융모막은 영야아층에서 분화된다. 일란성 쌍둥이로 자라날 마지막 기회는 14일 정도까지이다.
착상설






30일
수정 후 1달이 지나 태아를 둘러 싼 양막 안쪽으로 액체가 가득 차 있어 외부 충격을 흡수한다. 태반은 태아에 영양물과 산소를 공급해주며, 태아로부터 분비된 노폐물을 받아들인다. 태아 길이는 약 7mm 정도이다.
9주
9주가 되면 뇌간이 형성돼 뇌의 기능이 활동하기 시작하고, 태아의 움직임이 눈에 띈다. 팔과 다리를 움직이거나 머리를 돌리며 얼굴을 찡그리기도 한다. 입술이 있어 손가락을 빠는 시늉을 내기도 한다. 신체의 모든 외양을 갖춘 모습이다. 태아 길이는 5.5cm 정도이다.
뇌기능설



20주
20주에 이르면 모체의 배가 눈에 띄게 커지고, 산모가 태아의 움직임을 느끼기 시작한다. 태아는 몸에 솜털이 나고, 속눈썹이 갖춰지며 몇 주가 더 지나고 나서야 산모의 몸 밖, 즉 인큐베이터에서 생존할 수 있다. 태아의 길이는 6cm정도이다.
채외생존능력설
진통・출산
대개 출산 24시간 전부터 본격적인 진통이 시작된다. 현행 형법에서는 이 시기부터 사람의 시작으로 파악한다. 이에 비해 민법은 원칙적으로 출생된 경우에 한해서 사람으로 인정한다.
진통・분만설
제 4장 인간 복제, 무엇이 문제인가

1. 인륜을 거스르는 행위
1)개요
① 1997년 영국에서 복제양 돌리가 탄생됐다고 보도된 이후(인간 복제를 허용할 것인가)라는 문제가 끊임없는 논 란을 일으켰다.
② 당시 “네이처”는 앞으로 10년 안에 인간 복제가 실현될 가능성이 높다고 점쳤고, 프랑스의 코친 분자유전학 연구소의 알렉스 칸이나 미국의 미래학자 프레드리히 피셔는 인간의 복제 방법이 양의 경우와 많이 다르지 않 다고 생각하면서 가까운 장래에 기술적인 면에서는 인간 복제가 성공될 수 있으리라고 예견했다.
③ 현재 영국, 프랑스, 미국, 중국 등 많은 나라들이 서둘러 복제 인간에 대한 윤리성을 문제 삼아 법적 규제를 시 도하고 있다.
2) 인간 복제에 대한 견해
① 최초의 복제양 돌리를 탄생시킨 윌머트 박사
: “ 인간 복제를 위한 연구는 비윤리적 ” 이라고 말해 인간 연구가 실행될지에 대해 위문을 나타냈다.
② 미국 생명공학 산업협회의 칼 펠트바움 회장
: “생명공학 산업이 질병의 치료와 농업 발전을 위해 이용돼야 한다”고 전제하고 인간 복제에 대한 연구를 규 제해야 한다고 주장했다.
③ 미국의 클린턴 행정부: 인간 복제에 연관된 연구 지원을 중단할 것이라고 선언했다.
④ 미국의 리처드 시드 박사
㉠ 불임 부부에게 아이를 선사하는 인간 복제 병원을 90일 내에 만들겠다고 밝혔다. 시드는 200만 달러 정도의 비용과 전문가 팀이 갖춰지면 18개월 내에 복제 아기를 만들 수 있다고 호언장담했다.(거센 반대 여론에 부딪 혀 이 계획은 실현되지 못함)
㉡ 시드 박사가 계획한 인간 복제 방법
: 부모 중 한 명의 체세포로부터 유전자 분리→ 이를 다른 여성으로부터 얻은 핵이 제거된 난자에 이식→세 포가 배양기에서 50-100개로 분할될 때 세포의 하나를 자궁에 이식→10개월의 임신기→복제된 아기 탄생
3) 우리나라에서의 인간 복제
① 1998년 12월 14일 경희의료원 불임클리닉 연구팀이 인간 복제에 성공했다고 밝혔다.
㉠ 실험단서: 1998년 7월 하와이 대학 야나기 마치 박사팀이 발표한 생쥐 복제
㉡ 실험 방식
: 암컷의 난자를 둘러싼 난구세포에서 핵을 분리해내고, 이를 미리 핵이 제거된 생쥐의 난자에 삽입시킨 후 또 다른 생쥐의 자궁에 이식하는 방식
㉢ 실험 실행 현황
: 첫 시도가 11월에 한 30대 여성의 난자와 난구세포를 이용해 실험이 진행됐으나 결과는 실패였다. 12월 초 다시 실험에 도전했고 성공했다. 총 소요 시간은 수정란에서 4세포기까지 자라나는 기간으로 이틀 정도였다.
㉣ 이보연 교수는 윤리적인 문제 때문에 4세포기, 즉 복제된 세포가 두 차례 분열할 때 까지만 지켜보았다.
(4세포기는 흔히 인공 수정을 이용해 시험관 아기를 만들 때 자궁에 착상시키는 단계의 하나이다).
㉤ 인간 복제 성공 사례에 대한 반응
: 1998년 12월 15일 주요 일간지들은 모두 이보연 교수팀이 인간 복제에 성공했다는 내용을 1면 대서특필 했다. 언론과 방송의 인터뷰 요청은 물론 불임 환자들의 상담 전화가 빛발치지 시작했다. 미국, 영국, 일본 의 주요 일간지와 방송 역시 한국에서의 “사건”를 크게 보도했다.
㉥ 이보연 교수의 실험에 대한 커다란 문제는 사회적으로 민감한 실험이 몇몇의 과학자들의 결정만으로 진행됐 다는 점이다.
㉦ 박은정 교수는 “유럽과 일본은 전통적으로 인간에 대한 실험을 법적으로 엄격히 규제하고 있고, 실용성을 중 시하는 미국도 1994년 대통령 산하에 생명윤리자문위원회를 두고 의견을 주의 깊게 듣는다” 고 말한다. 각 병원에서도 엄격한 윤리위원회가 설치돼 있어 엉뚱한 의료 행위를 못하도록 규제한다.
㉧ 국내의 경우 생명 윤리에 논란을 일으킬 과학자의 활동에 대한 견제 장치가 거의 없다. 구영모 교수(울산 의 과대학 인문사회의학교실)는 이런 상황을 가리켜 “한국의 과학계에는 브레이크가 없다”고 표현한다.
② 생명 윤리와 관련된 법적 장치는 현재 개정안이나 국회에서 계류 중인 생명공학 육성법이 유일하다 (개정안 15조에 따르면 과학기술부 산하에 생명공학 안전, 윤리위원회를 설치하고, 여기서 인간이나 동물에 대한 복 제 실험을 허가할 것인지 심의한다)
③ 민간 기업 제재의 어려움
: 법안은 규정을 어길 경우 연구비를 지원하지 않겠다는 사항만 명시돼 있을 뿐 법적으로 어떤 제재 조치를 가 하겠다는 내용은 빠져 있어 민간 기업에서는 오히려 복제 실험이 성행할 수 있는 근거를 제공할 수 있다.

2. 불임 부부 고통 해결책

1) 개요
① 미국의 리처드 시드 박사와 한국의 이보연 교수가 결단을 내린 행위의 목적은 불임 부부의 고통을 해결하는 데 있다.
② 생식을 위한 인간 복제 기술의 사용을 국제적으로 금지시켜야 한다는 폭발적 요구들이 시간이 지날수록 서서 히 퇴조하고 있다.
㉠ 특정한 상황에서는 인간 복제가 정당화될 수 있다는 인식이 싹텄다는 점
㉡ 복제 기술의 사용을 금지하라고 주장한 사람들이 그 논거를 적절하게 제시하는 데 실패했다는 견해
③ 미국이 의회에 요청한 법안에는 복제 금지 기간이 5년으로 한정되어 있다.
④ 1997년 6월 돌리에 이어 탄생한 몰리와 폴리는 사람 혈우병 치료제를 만드는 유전자를 지녔다.

2) 세계보건기구(WHO)의 복제 연구 그룹이 만든 한 보고서의 내용
① 인간 복제에 반대하는 다수의 이유는 공상과학적인 허구에 기초하고 있어 대중들에게 공포와 무지만을 안겨 주었다.
② 허구적인 내용들이 국회의원과 정책집행자들로 하여금 심사숙고하는 자세보다는 도덕적으로 겁을 주는 분위기 를 만들었다.

3) 인간 복제 찬성론자들의 견해
① 현재까지 인간 복제의 혜택이 과소평가된 반면 위험성은 과대평가되고 있다고 주장한다.
② 데이비드 샤피로( 1997년 영국 생물윤리학 너필드 상담소의 비서)
: 윤리적인 관점에서 볼 때 복제기슬은 이미 수용된 여러 가지 의학적인 기술과 특별히 다를 것도 없다.
③ 존 로버트슨( 미국 텍사스 대학 법학과 교수)
㉠ 초반의 저항적인 태도들이 이제 임신할 수 없는 부부들과 다른 곳에서 인간 복제 기술로부터 여러 가지 혜택 을 얻을 수 있다는 인식 태도로 바뀌어가고 있다.
㉡ 복제 기술로부터 예상되는 문제점들이 너무 모호하고 추상적이어서 복제에 대한 연구나 이용 가능성을 전면 적으로 금지시키는 것을 정당화할 수 없다.
㉢ 미국내 생물윤리학위원회
: “임신에 복제가 필수적이라면 아이를 가질 수 있는 기본권이 있는 한, 미국 법률에 따라 부부들은 복제 기 술을 이용할 법적 권리가 있다.”
㉣ 그는 비과학적인 허구가 사회 정책을 주도해서는 안된다라고 단언한다.
④ 찬성론자들은 복제 인간에 대한 잘못된 편견을 지적한다. 무엇보다 복제 인간을 마치 넋이 나간 기계적 냉혈한 으로 연상하는 일이 문제이다.
⑤ 찬성론자들은 적절한 법적 규제를 통해 부작용을 없앨 수 있다는 낙관론을 폈다.
⑥ 영국은 자유로운 연구 전통을 방해하지 않는다는 취지 하에 인간 복제 반대 의정서에 서명하지 않았다.

4) 복제 아기의 특징
① 유전자 구조가 같다.
② 외모와 거의 흡사하다
③ 성격과 능력, 가치관이 동일하지 않다.


제 5 장 불임에 도전하는 생식의학

1. 시험관 아기의 등장

1) 의학계에서의 불임의 의미와 원인
① 결혼한 부부 10쌍의 가운데 1쌍은 아기를 갖지 못하고 있다.
② 불임의 의미: 불임은 부부가 정상적인 성관계를 1년 이상 가졌음에도 불구하고 임신이 되지 않는 경우라고 정 의한다. 부부가 모두 정상이면 임신은 보통 1년 이내에 80-90% 성공한다.
③ 불임의 원인
: 원인은 아직 완전히 밝혀지지 않았으나 남성과 여성 둘 다 거의 같은 비율이다. 특히 남성의 경우 원인이 비 교적 단순하기 때문에 검사 결과가 빨리 파악된다. 정자와 난자가 정상적으로 만들어져도 생식계통의 구조에 문제가 있을 때 불임이 될 수 있다.

2) 정상적인 정자의 특징
① 1mL안에 2000만 개 이상의 정자가 있어야 하고, 이 가운데 운동성을 가지는 것이 60%이상, 형태가 정상적인 것이 60%이상이어야 한다.
② 정자가 포함된 정액의 액체 성분이 너무 끈끈하지 않아야 한다.
③ 위와 같은 요건을 만족한다 해도 정자의 이동 통로가 막히면 수정이 불가능하다.

3) 정자의 형성과 이동
① 정소(고환)에서 만들어진 정자는 부정소에서 성숙을 마친다.
② 성숙한 정자는 정관을 통해 정낭에 도달해 저장된다.
③ 정자는 요도를 통해 몸 밖으로 배출된다.
④ 부정소에서 정관과 요도로 연결되는 길이 정자의 이동 통로이다.

4) 수정과 착상
① 정자는 여성의 질과 자궁을 거쳐 나팔관에 도달해 그곳에 있는 난자와 수정을 이룬다.
② 정자가 자궁 안으로 들어가는 첫 관문은 자궁경부이다.
③ 수정이 일어날때 자궁경부에서 끈끈한 점액이 분비되어 정자가 질에서 자궁 안으로 순조롭게 들어가게 만든다.
④ 정자가 나팔관으로 가는 길이 막혀 있거나 나팔관이 아예 없을 때는 인공 수정이나 나팔관 수정이 불가능하다.

5) 여성 불임의 원인 및 치료
① 선천적으로 또는 특정 질환 때문에 정자의 이동 통로 부위가 막히면 수정이 될 수 없다.
② 수술을 통해 막힌 곳을 이어주거나, 부정소의 정자를 미세한 주사바늘로 빼내 인공 수정 또는 시험관 아기를 유도하는 방법이 동원된다.

6) 여성 불임의 원인 및 치료
① 자궁경부에서 분비되는 점액의 끈끈한정도가 지나치면 정자가 자궁경부를 통과하기 어려워 수정이 불가능하다.
② 자궁내막이나 나팔관에 이상이 있으면 정자와 난자가 정상이어도 임신이 되지 않는다
③ 인공 수정
: 남성에게서 성숙한 정자를 얻은 후 가느다란 관을 통해 이를 여성의 자궁 안으로 직접 주입하는 방식이다. 시술 자체가 간단하기 때문에 여성의 배란 시기를 잘 맞추기만 하면 어렵지 않게 불임을 치료할 수 있다.
④ 나팔관 수정
: 인공 수정보다 한 단계 진전된 방식으로 정자와 난자를 얻은 후 이를 나팔관 끝부분에 동시에 넣어 수정을 유 도하는 방법이다.

7) 시험관 아기
① 1978년 7월 25일 영국에서 태어난 시험관 아기는 나팔관이 막혀 수정이 불가능한 문제를 해결함으로써 “현대 의학의 기적”이라는 칭송을 받으며 세계적인 주목을 끌었다. 이렇게 태어난 아기의 이름은 루이스 브라운이다.
② 케임브리지 의과대학 로버트 에드워즈와 패트릭 스텝토 박사팀이 수행하였다.
③ 현재까지 세계적으로 탄생한 시험관 아기의 수는 30만명으로 추산된다. 한국은 1985년 서울대학 병원에서 처 음 탄생했다.
④ 시험관 아기의 시술 방법
㉠ 어머니의 난자를 추출한 후 아버지의 정자와 수정시킨다.
㉡ 인공 수정이나 나팔관 수정과 다른 점이 있다면 수정이 몸 밖,즉 시험관에서 일어났다는 점이다.
㉢ 49시간이 지난 수정란은 다시 어머니의 자궁에 이식된다. 즉 수정초기 2-3일 동안만 시험관에서 키우며, 태 아가 자라면 제왕절개를 통해 출산시킨다.

2. 단 하나의 정자로도 수정 가능
① 1990년대 이전까지의 시험관 아기 시술에서는 시험관 안에 다수의 정자와 난자를 섞어 놓은 후 수정되기를 기다릴 수밖에 없었다. 그래서 좀 더 많은 수의 건강한 정자와 난자를 얻는데 주력하였다.
② 1990년대에는 시험관 아기 시술은 난자의 세포질 내에 정자를 직접 주입하는 방식 (ICSI, Intracytoplasmic Sperm Injection)이라는 의학적 쾌거에 의해 한 단계 높은 수준으로 뛰어올랐다.
㉠ ICSI의 원리: 난자를 고정시키고 여기에 가는 주사 바늘로 정자 하나를 직접 주입하는 방식이다.
㉡ ICSI의 등장으로 인한 변화
: 이론적으로는 단 하나의 정자만 있어도 아기를 가질 수 있게 되었다. 정자의 수가 적거나 운동성이 떨어져 불합격 판정을 받은 남성도 희망을 가질 수 있게 되었고, 정상적인 정자가 거의 없어 무정자증으로 진단된 남성의 정액에서도 극소수의 정자가 발견되는 경우가 종종 있다. 주요 관심이 “어떻게 하면 건강한 정자를 많이 확보할 수 있을까”에서 “극히 적은 수의 정자를 어떻게 찾을 수 있을까”로 전환되고 있다.
③ 세계 최초의 ICSI 아기
: 1992년 벨기에에서 태어났고, 한국에서는 1994년 처음으로 성공했다.
④ 미국 오리건 보건대학의 제럴드 새튼 박사는 의학전문지 “네이처 메디신”에서 ICSI 의 문제점을 언급해 화제 를 모았다.
㉠ 정자와 난자가 비정상적인 상호작용을 일으켜 유전적 결함이 발생할 수 있다. 그러나 이 유전적 결함이 ICSI 시술 자체에 의해 발생할 수도 있으나 명확한 증거는 없다.
㉡ ICSI 시술 후에 나타나는 유전적 결함은 ICSI 시술보다 아버지의 유전자 결함이 있기 때문인 경우가 많으 며, 유전적 결함이 발생되면 태아가 자연유산 된다.
⑤ 미세 수정법
: 시험관 아기 시술에 정자의 수가 적을 때 수정을 도와주는 방법으로, 난자를 둘러싼 투명대에 구멍을 뚫고 주입하거나 가는 유리관으로 정자를 난자와 투명대 사이에 넣는다. 최근에는 유리관으로 정자를 난자 세포질 안에 넣는 방식이 주로 사용된다.
⑥ 남성의 정소에서는 사춘기 이후 노년에 이를 때까지 계속해서 정자가 만들어진다. 이에 비해 여성은 매달 하나 의 난자만 성숙하기 때문에 정자에 비해 구할 수 있는 수가 극히 제한돼 있다. 주로 인공적인 성호르몬제를 적 절히 투여해 하나 이상의 난자를 얻는 방향으로 해결책을 찾고 있으며, 성호르몬제를 한 번 투여하면 보통 10-30개의 난자가 발생한다.
⑦ 난자의 성숙: 여성의 난소에서는 한 달에 1개의 난자가 성숙해 난소 표면에서 떨어져 나온다 (배란)

3. 꼬리 없는 정자로 임신 성공
1) 원형정세포
① 성숙한 정자가 만들어지기 직전 단계의 원형정세포를 정소에서 추출해 부인의 난자에 직접 주입함으로써 임 신에 성공한 경우가 있다.
② 원형정세포는 둥글기만 할 뿐 정자와 달리 머리와 꼬리가 분화되지 않았다.

2) 생식세포의 분화
① 정자는 정원세포가 두 차례 분열하면서 제1.2정모세포, 원형질세포를 거쳐 자라난다. 이때 염색체 수는 절반으 로 줄어든다.
② 난자는 정자와 유사하게 난원세포, 제1.2난모세포를 거쳐 성숙하면서 염색체 수를 반으로 줄인다.

3) 정자의 성숙
① 정자의 구성
: 정소에서 자란 정자는 유전자를 가진 머리와 운동에너지를 제공하는 미토콘드리아, 운동을 가능하게 해 주는 꼬리로 구성된다.
② 정자가 정소에서 만들어지는 데는 70여 일이 소요된다.
③ 정자는 정원세포에서 제1정모세포, 제2정모세포, 원형정세포를 거친 후 만들어진다.
④ 정자는 정세관을 통해 부정소로 이동해 성숙을 마친다.

4) 사람의 염색체
① 사람의 세포에는 46개의 염색체가 존재하는데 일반 염색체 44개, 성염색체 X.Y로 구성된다.
② 정자의 형성에서 23개의 염색체를 가지기 시작하는 단계는 제2정모세포 부터이며, 국내에서 시술에 성공한 원 형정세포는 정자와 가장 가깝게 분화된 상태이다.

5) ROS (ROund Spermstid Injection, 원형정세포를 난자에 직접 주입하는 방법)
① ROSI의 착안점
: 성숙한 정자처럼 머리와 꼬리가 있는 것은 아니지만 결국 전달하려는 유전자만 자대로 전달하면 되는게 아니 냐는 것이다.
② 제2정모세포를 활용한 불임 치료가 실현될 가능성이 크다는 게 전문가들의 예측이다.
③ 수정란의 검사
: 8세포기로 자란 수정란에서 세포 1개를 pSO 수정란의 유전자에 이상이 있는지 여부를 조사하기 위해 행해지 는 것이다.
④ 이전까지 무정자증 남성의 경우 타인의 정자를 제공받아야 임신이 가능했지만 ROSI의 등장으로 무정자증을 정 복하는 시대가 본격적으로 열렸다.
⑤ ROSI의 우려점
: 이세포로 태어난 아기가 남성일 경우 아버지처럼 무정자증을 가지게 될지도 모르기 때문에 일부 국가에서는 ROSI의 사용 여부를 두고 논란이 일고 있다.
⑥ 난자의 성숙과정
: 난원세포, 제1난모세포, 제2난모세포를 거쳐 난자가 생성되며, 태아 시기에도 모든 난원세포 (약 200만 개)가 제1난모세포 단계로 변한다. 사춘기에 이르기 전 이 가운데 4분의 3이 퇴화하고, 초경이 시작되면 남은 것 주 에 하나가 선택돼 매달 성숙한 난자로 배출되며 성숙한 난자로 자랄 수 있는 수는 400-500개에 머문다.
⑦ 난자의 성숙이 일어나지 않는 경우의 치료책은 성호르몬제를 주입해 성숙을 유도한다. 하지만 성호르몬제를 써 도 효과가 없거나 심각한 부작용을 일으키는 여성의 경우는 미성숙한 난자를 일단 추출하고 이를 시험관에서 성숙을 유도한 후 ICSIS나 ROSIF을 통해 정자와의 수정 가능성을 높인다.
⑧ 국내에서도 30%에 가까운 임신 성공률을 보이는 불임클리닉이 있다.

4. 쥐 정소에서 사람 정자 성숙
① 1999년 3월 17일 이탈리아의 서베리노 안티노리 박사가 “쥐 인간”이 태어났다고 밝힌 내용이 보도돼 많은 사 람들이 경악했다. 이는 미성숙한 정자를 쥐의 정소에서 길러 성숙하게 만들었다는 의미이다.
② 안티노리의 쥐 정소에서의 사람 정자 성숙 실험
㉠ 남성의 정소에 결함이 있어 자체적으로 성숙한 정자를 만들지 못했다. 정원세포나 제1정모세포에 머물러 있어 아직 염색체 수가 절반으로 줄지 않은 탓에 생식세포로서의 자격이 없어“유전자 자격미달”인 세포를 지니고 있었다.
㉡ 이 생식세포에 자격을 부여하는 실험을 수행하였다. 단 아직 학계에 공식적으로 보고 되지 않아 사용한 세포 가 정원세포인지 제1정모세포인지 확실치 않다.
㉢ 실험 방법
: 쥐의 정소 세포를 시험관에서 배양하고, 여기에 미성숙한 생식세포를 넣고 키웠다. 이 가운데 성공적으로 성 숙한 생식세포를 골라 난자와 수정시킨다.
㉣ 안티노리 박사는 이 방법이 임신에 대한 높은 안정성과 효율성을 보장하며, 태아에 대해 어떤 위험도 주지 않 는다고 단언했다.
③ 안티노리 박사가 사람의 정소 세포가 아닌 쥐의 세포를 사용한 이유: 정상적인 다른 사람의 정소 세포에서 배 양했다면 여기서 발생한 정자와 불임 남서의 정자가 섞일 우려가 있기 때문이다. 즉, 쥐의 정자는 사람의 것과 모양이 달라 불임 남성의 정자만을 골라낼 수 있다.
④ 안티노리 박사에 대한 비판
㉠ 정자가 자라는 동안 쥐 정소 세포로부터 어떤 유독한 영향을 받지 않는다고 장담할 수 없다.
㉡ 이 정자로 태어난 아기가 제대로 성장할 수 있을 것인가 (예: 임신 능력) 아무도 장담할 수 없다.
⑤ 여성의 경우도 염색체 수가 절반으로 줄지 않은 제1난모세포를 쥐의 난소 세포 속에서 길러 성숙한 난자로 발 생시킬 수 있는 일이 실현될지도 모른다.

5. 정자은행과 난자 은행
1) 정자은행
① 생식의학의 한편에서는 다른 사람의 정자와 난자를 빌어 임신을 성공시키는 사례가 늘고 있다. 남성의 경우 대 표적인 사례가 정자은행을 이용한 방법이다.
② 정자은행은 정자를 저온에서 냉동시켜 보관한 뒤 원하는 때에 녹여 수정에 사용한다. 현재 미국과 유럽의 여러 나라에서는 타인의 정자를 사고파는 매매가 합법화돼 있다. 1992년 마련된 미국 불임학회의 정자공여규정에 따르면, 정자를 제공한지 6개월이 지나고 나야 정자를 매매할 수 있다.
③ 정자은행에 보관된 정자에는 족보를 알 수 있는 리스트가 작성돼 있어 머리 색깔과 같은 신체적 특성, 지능지 수, 학력, 그리고 유전적 결함이 있는지 여부가 기록되어 있다. 정자를 구매하는 사람은 원하는 형태의 정자를 선택할 수 있다.
④ 최근에는 외국의 질 높은 정자를 수입하려는 움직임도 보이고 있다. 1999년 3월 초 영국의 인공임신협회는 영국 남성 정자의 생식력이 낮아 덴마크를 비롯한 유럽 국가에서 정자를 수입할 예정이라고 발표하였다.
⑤ 정자은행은 반드시 다른 사람의 정자를 사용하기 위해 만든 것은 아니다.
㉠ 항암 치료를 앞둔 청소년의 경우 치료 과정에서 생식세포가 손상될 위험이 있기 때문에 미리 정자를 추출해 보관할 수 있다. 결혼 후 자신의 냉동 정자를 녹여 시험관 아기를 낳을 수 있다.
㉡ 피임을 위해 정관수술을 받을 남성이 나중에 아기를 가지고 싶어 할 경우를 대비해 보관 할 수 있다.

2) 난자은행
① 난자 은행의 필요성
㉠ 여성은 난자를 만들 수 없는 폐경기를 맞기 때문에 가급적 젊을 때 건강한 난자를 추출해 냉동시켜 보관하면, 폐경기에도 아기를 가질 수 있다.
㉡ 백혈병이나 난소암에 걸린 환자들은 자신의 계획에 따라 난자를 보관할 수 있다.
㉢ 많은 여성의 경우 나이가 들수록 임신율이 떨어지는 이유는 세포질의 기능 저하에 있다. 즉 유전 물질을 담고 있는 핵에는 별다른 변화가 없는데 비해 핵을 둘러싼 세포질에 어떤 이상이 생겨 불임의 원인으로 작용한다 는 것이다.
② 난자의 냉동보관 시도
㉠ 1997년 11월 마리아 불임클리닉에서는 소의 난자를 급속히 냉동한 후 녹여 시험관에서 수정시키는 데 성공 했다.
㉡ 1998년 10월 차병원 여성의학연구소는 사람의 난자를 대상으로 냉동실험에 성공했다. 여기서 성공은 사용된 난자 가운데 80-90%의 난자가 생존 또는 수정했다는 의미이다.
㉢ 이전까지의 난자의 냉동보관은 정자에 비해 훨씬 어려워 고작 10% 내외에 불과한 성공률을 나타냈다.
㉣ 현재로서는 난자 은행에서 보관된 난자를 이용해 태어난 아기는 보고 되지 않았다.
③ 난자은행이 활성화된다면 정자은행과 마찬가지로 다른 여성의 난자를 이용해 임신을 시도하는 일이 지금보다 늘어날 것이다. 또한 매매 추세도 가속화 될 것이다.
④ 1999년 3월 영국의 일간지 “인디펜던트”는 영국의 불임 여성들이 품질 좋은 난자를 구입하기 위해 미국으로 건너가는 사례를 보도했다. 영국에서는 난자를 매매하는 일이 법적으로 금지되어 있다.
⑤ 1999년 미국에서는 건강한 여성의 세포질을 빌려 아기가 태어나는데 성공했다. 그러나 이 방법은 두 명의 유 전자가 결합된 형태가 아니냐는 지적을 받고 있다.

3) 한국의 정자매매
① 법적으로 정자의 매매는 금지: 장기나 혈액처럼 정자 역시 신체의 일부이기 때문에 돈을 주고받으며 거래할 수 없다는 생각에서 비롯되었지만, 국내에서 타인의 냉동 정자를 이용해 태어난 아기가 있다.
② 정자 매매의 문제
: 정자의 족보가 제대로 마련된 것인지, 그리고 충분한 안전성 검사를 마친 것인지 검토할 만한 아무런 제도가 없다. 즉 각 불임클리닉에서 어느 정도의 과학성을 갖추고 이런 시술이 행해지는지, 얼마나 많은 사람들이 행 해지고 있는지 감을 잡을 수 없다.

6. 첨단 대리모 인공 자궁
1) 대리모 개념
① 대리모를 필요로 하는 경우
㉠ 정자와 난자가 여성의 나팔관 안에서 제대로 수정됐는데 자궁에 이상이 있어 수정란이 자궁내막에 착상하지 못하는 경우, 선천적으로 자구의 모양이 기형인 경우, 자궁종양과 같은 질환이 있어 임신이 어려운 경우
㉡ 난자와 자궁 모두에 이상이 있는 불임 여성의 경우 한 여성으로부터 난자를 기증받고, 또 다른 여성에게는 자 궁을 빌려 아이를 낳았다면, 이 아이의 어머니는 모두 3명이다. 난자를 제공한 여성은 유전학적 어머니, 자궁 을 빌려준 여성은 생물학적 어머니, 그리고 이일을 의뢰한 여성은 사회학적 어머니다. 이런 대리모 문제를 해 결하는 방책으로 현대과학은 인공자궁의 개발을 제시하고 있다.

2) 인공 자궁
① 염소새끼를 기르기 위한 인공자구의 개발과 일본에서 개발한 경우처럼 자궁을 대체할 새로운 배양 시스템을 만드는 일이다. 최근 미국에서는 생쥐 수정란을 10일 정도 생존시킨 인공 자궁 시스템을 만드는데 성공했다.
② 머리 없는 올챙이의 적용기술
㉠ 인간복제 기술과 결합하면, 인공자궁과 같은 원하는 기관의 성장만을 허용하고 나머지 부분은 발달하지 못하 도록 유전자를 조작할 수 있게 될 것이다.
㉡ 장점: 인간 복제에 따른 법적, 윤리적 문제를 피해갈 수 있어 보인다는 점이다.
㉢ 과학적으로 가능한가를 떠나 생명체를 마음대로 조작한다는 점 때문에 세계 여론의 거센 반발을 받았다.
③ 1999년 2월 영국의 한 불임시술 전문가가 “남성도 임신이 가능하다”는 놀라운 주장을 했다고 영국의 선데이 타임스가 보도했다.
㉠ 어머니 뱃속에서 태반이 형성될 즈음 으를 드러내 아버지의 뱃속으로 옮긴다는 발상이며, 태아를 태반과 함께 남성의 복부에 이식할 수 있으며 태반을 통해 태아는 영양을 공급받고 내부 장기와 연결될 수 있다.
㉡ 10개월간 아버지의 뱃속에서 자란 아기는 제왕절개 수수로 출산할 수 있고, 이 남성의 경우 여성호르몬을 다 량 주입해야 하기 때문에 가슴이 커지는 등의 여성화를 각오해야 한다.
㉢ 남성이 임신한다는 발상은 영화 “주니어”의 소재로 소개되었고, 현대의 불임학자들은 남성의 임신이 이론적으 로 가능하다는데 동의한다.


제 3 부 유전 형질의 전환

제 1장 유전자 조작 식품 먹어도 되나

1. 건강에 영향 없다 vs 있다
1) 유전자 조작 식품
① 우수한 질의 품종을 얻기 위하여 자연산에 외래 유전자를 삽입해 기른 농작물과 이러한 농작물을 원료로 삼아 만든 식품을 뜻한다.
② 콩알만 한 크기의 씨감자를 인공적으로 배양한 인공 씨감자는 유전자 조작 식품이 아니다.
③ 예: 병충해와 농약에 잘 견디는 벼, 옥수수, 콩, 잘 무르지 않아 오래 저장할 수 있는 토마토 등
④ 프랑켄슈타인 식품: 한 유기체의 유전자를 다른 유기체의 유전자와 결합하여 만든 유전자 조작 식품을 달리 일 컫는 말이다.

2) 유전자 조작 식품이 인체에 해를 끼칠 수 있음을 보여준 사례
① 트립토판은 식품 첨가제로 흔히 사용되는 아미노산(단백질의 기본 성분)의 일종이다. 과학자들은 미생물에 트 립토판 유전자를 삽입한 후 미생물을 증식시켜 대량의 트립토판을 얻는 데 성공했다. 문제는 이 트립토판이 첨 가된 식품을 먹고 36명이 사망하고 1만여명 이상의 환자가 발생했다는 점이다.
② 유전자 조작 콩의 상품화 포기 사건
㉠ 미국의 한 회사는 가축의 사료를 쓸 콩의 영양분은 증가시키기 위하여 콩에 브라질산 땅콩의 유전자를 삽입 했다. 브라질산 땅콩에 알레르기 반응을 보이는 사람은 이 콩에도 알레르기 증상을 보인다는 검사 결과가 나 왔다. 회사측은 사람이 이 콩으로 길러진 가축을 먹을 경우에 알레르기 증상이 나타날 가능성이 있으므로 이 콩의 상품화를 포기하였다.

3) 표식 유전자
① 유전자를 조작할 때 원하는 유전자가 제대로 목표물에 삽입됐는지 확인하기 위해 흔히 표식유전자 함께 사용 된다. 즉 목표물에 표식 유전자가 발견되면 원하는 유전자가 올바르게 삽입됐다는 의미이다.
② 가장 많이 사용되는 표식 유전자는 항생제에 잘 견디는 특성을 가진 유전자다. 현재 미국 식품 의약국(FDA)이 검토한 52종의 유전자 조작 농작물 중 31종에서 항생제 내서 유전자가 이 용도로 사용되고 있다.

4) 유전자 조작과 관련된 긍정론적 입장에서는 세계의 식량 부족문제와 관련하여 유전자 재조합을 통해 질병에 견 디는 힘이 강하면서도, 농약의 해를 받지 않으며, 수확량도 많고, 저장 중에도 쉽게 썩지 않는 우수한 품종을 확 보하는 일이 시급하다고 하고 있다.

5) 미국의 유전자 조작 식품의 이용 현황
① 1992년, 식품의약국(FDA)은 유전자 조작 식품에 별도의 표시를 할 필요가 없다는 공식적인 생물공학 가이드 라인을 제정하였다.
② 몬산토사는 1993년 칼진사를 자회사로 영입하여 플레브 세이브 토마토를 상품화하였고,1996년에는 라운드업 (제초제)에 견디는 콩을 만드는데 성공하였다.
③ 1998년 미국 농무성은 수확한 콩의 13%와 옥수수의 3.5%가 유전자를 변형시킨 곡물이라고 발표하였다.
④ 1998년 미국 농무성은 유전자를 변형시킨 콩과 옥수수의 비율을 30%이상으로 늘렸다고 발표하였다.
⑤ 몬산토사와 아벤티스사는 2002년 제초제 저항 벼 생산을 목표로 연구에 몰두하고 있으며, 미국의 경우 천연산 작물과 변형된 작물을 섞어서 팔기때문에 구별이어렵다. 미국에서 콩은 모든 가공식품의 60%에 첨가되고 있다.
⑥ 천연산 작물에도 외래의 유전자가 우연히 섞여 들어갈 가능성이 있으므로 정밀하게 검사를 하더라도 현재의 기술 수준으로는 정확한 판별이 어렵다.

6) 한국이 매년 수입하는 콩과 옥수수의 절반 이상이 미국에서 들어오고 있다. 그렇다면 우리와 친숙한 음식인 콩 기름이나 두부, 메주에 이미 변형된 유전자가 포함돼 있을 가능성이 크다. 세계적인 점포망을 지닌 패스트푸드 점에서 판매하는 야채류는 더 말할 것도 없다. 다만 정확한 함량을 모를 뿐이다.

7) 유전자 조작이라 말은 유전자를 변형 또는 재조합시켰다는 의미이다. 기존의 농작물에 다른 종(동물, 식물, 미생 물)의 특정 유전자를 삽입함으로써 새로운 형질을 갖추게 된 농작물, 그리고 이로부터 가공된 각종 식품을 가리 켜 “유전자 조작 식품”이라고 부른다.
① 유전자 조작 농작물은 중국에서 1990년 초에 바이러스에 대한 내성이 강한 유전자 조작 담배를 개발하면서 시 작됐다. 또한 13억의 인구의 식량문제를 해결하기 위해서 유전자 조작 쌀에 관심을 기울이고 있다.
② 일본의 유전자 조작 식품의 현황: 일본담배산업이 유전자 조작 쌀 연구에 적극적으로 노력하여 양조용 제품과 밥맛이 좋은 제품을 만들고 있다.
③ 1994년에는 유전자 조작을 통해 최초의 상품이 시판됐다. 미국 칼진사에서 개발한 일명 플레브 세이브 토마토 롤 저장 기간을 늘리기 위해 잘 무르지 않도록 만든 제품이다.

8) 유전자 조작 식품이 생태계에 해를 끼칠 수 있음을 보여주는 사례
① 유전자가 조작된 곡물이 장기적으로 생태계를 파괴할 위험이 충분히 있다.
② 유전자가 조작된 곡물이 이전보다 더욱 강력한 병충해를 등장시킬 수 있다.
③ 유전자 조작에 의해 내성이 생긴 슈퍼 잡초가 생길 수 있다.

9) 유전자 조작 농작물이 환경에 미치는 영향에 대한 상반된 견해
① 농약의 사용량이 장기적으로 계속 줄어들기 때문에 유전자 조작으로 인해 환경피해가 최소화된다.
② 불확실성: 누구도 현재의 몇 가지 증거만으로는 유전자 조작 농작물이 자연에 미칠 영향에 대하여 확언할 수 없으며, 보다 완전하게 주변 잡초를 제거하기 위해서 더욱 많은 제초제를 뿌릴 수 있으므로 농약 사 용량이 장기적으로 계속 줄어들 것이라는 보장이 없다.

10) 시민과 전문가의 불편한 만남
① 합의회의 시민 패널의 보고서
㉠ 유전자 조작 식품의 필요성
: 우리나라는 식량 자립도가 낮으므로 식량 자급이 가능할 때까지 유전자 조작 식품이 필요하다. 특정 알레르 기를 가진 사람들을 위한 식품을 개발할 수 있다. 생명공학의 국제적인 경쟁에서 뒤떨어진 그들의 기술에 경 제적으로 종속될 위험이 있다. 유전자 조작 식품의 필요성을 주장하는 측은 생명공학의 국제 경제력 논리에 과도하게 의존하고 있다.
㉡ 유전자 조작 식품의 불필요성
: 식량 문제는 사회경제적 모순에 의한 것이므로 식생활 개선, 인구 조절 등으로 해결될 수 있다.
② 시민 패널의 주장
㉠ 유전자 조작식품이 건강과 환경에 미치는 영향에 대해 과학자들이 지나치게 과신하고 있다.
㉡ 정부에 대해 유전자 조작 식품의 안전성을 보장 할 제도적 대책을 세울 것을 요구했다.
㉢ 유전자 조작 식품에 대한 검역과 표시부착을 수출국에서 부담하도록 국제적 협력을 강화해야 한다.
③ 합의회의 시민 패널 보고서의 의의
: 불가침의 영역으로 인식되어 온 과학기술정책 분야에 처음으로 시민들 스스로의 의견을 주장하였다.

2.수입국에서 수출국 입장으로 바뀐 한국
1) 우리나라 유전자 조작 농산물의 개발 과정
① 1990년 초부터 우리나라에서는 농촌진흥청 산하 농업과학기술원 생물자원부 황영수 박사의 책임 하에 국내 소 비량이 많은 벼,고추,배추,양배추,담배,토마토,오이,들깨의 8개 농작물 19종의 유전자를 변형시키는 실험이 수행 되어왔다.
② 1999년 국내에서 최초로 유전자 조작 농산물이 개발되었다는 사실이 보도되었고, 한국의 유전자 변형 농작물 은 세계적인 수준을 갖춘 것으로 평가되고 있으며, 현재 한국 정부는 유전자 변형 작물의 전국적인 재배를 서 두르고 있다. 또한 벼, 고추, 배추, 들깨 등 4가지는 개발이 완료돼 상품화가 임박한 단계다.

2) 유전자 조작 식품이 필요하다는 입장
: 우리나라의 낮은 식량자급도, 생명 공학산업의 국제 경쟁력에 대비를 통한 외국 종속 탈피, 특정 알레르기를 가진 사람들을 위한 식품 개발 가능성.

3) 유전자 조작 식품이 불필요하다는 입장: 환경적 위험, 다국적 기업의 식량 시장 지배.

4) 유전자 조작 식품의 안전, 윤리교육
① 과학 교육의 교과 과정에 과학-기술-사회적 측면을 광범위하게 고려해야한다.
② 공개적인 논의의 장을 마련해 주는 합의회의나 기술영향 평가제도 등을 제도하는 일이 필요하다.
③ 전문가들은 일반시민에게 솔직하게 정보를 제공하고 동료과학자간의 비판도 할 수 있는 풍토가 조성되도록 훈련받아야 한다.
④ 유전자 조작 식품의 안전과 윤리에 대한 교육과 관련된 방법은 매스컴이라는 적극적인 수단을 효과적으로 이 용할 수 있도록 해야 한다.

제 2 장 인간 유전자 이식한 형질 전환 동물
1.형질 전환
1) 종래의 우량 가축 생산 방식
① 전통적인 방법: 좋은 혈통을 골라 교배시키거나 인공수정 시키는 방법
② 최근의 방법
: 시험관 안에서 수정시킨 초기 배아를 분리, 각각 초저온 상태에서 보관했다가 원할 때 대리모의 자궁에 이식 하는 방법(발생학적 기법)

2) 형질 전환 기술(유전자 생체 이식 기술)
① 정의
: 한 개체의 수정란에 다른 종의 유전자를 이식함으로써 새로운형질의 생명체를 탄생시키는 기술을 일컫는다.
② 문제점
: 핵이 결합된 상태에서 유전자를 주입했을 경우 수정 후 분열되는 두 개의 세포 중 한 쪽의 세포로만 유전자가 몰릴 수 있다.

3) 전핵 주입법
: 수정란 안에서 결합이 이뤄지기 전 단계의 핵에 외래 유전자를 주입하는 기술을 일컬으며, 1980년대 초 쥐에 서 시도된 후 1985년 미국 농무부가 최초로 양과 돼지에서 성공을 거둔 기술이다.
① 전핵 주입법의 과정
㉠ 동물로부터 정자와 난자를 채취한다.
㉡ 외래 유전자를 정자핵과 난자핵이 결합되지 않은 수정란에 주입한다.
㉢ 그 수정란을 대리모의 자궁에 이식하여 착상시킨다.
㉣ 형질전환 동물 탄생
㉤ 유전자를 검색하여 외래 유전자의 삽입 유무를 확인한다.
② 전핵 주입법의 한계
: 성공률이 3-5%로 매우 낮으며, 외래 유전자가 기존의 유전자 안에 무사히 들어간다는 보장이 없으며, 기존 유전자의 어느 부위에 삽입될지, 몇 개나 끼어들 수 있을지 모르며, 형질전환 동물들에서 몇 세대가 지나면 주 입한 외래 유전자가 점차 소실된다.
③ 보완된 전핵 주입법
: 기존의 전핵주입법의 성공률을 높이기 위해 동물의 고환 안에 성숙하지 않은 정자에 외래 유전자를 주입하는 방식이 개발되었다.
㉠ 장점
: 미성숙 정자에서 온전한 정자로 발달한 개체들 중 외래 유전자를 제대로 보유하고 있는 개체들만 가려내 수 정됨으로써 성공률을 높일 수 있다.
㉡ 문제점
: 쥐 이외의 가축에 대한 임상 실험에서 성공하지 못하여 실용화 단계에 이르기 까지 시간이 필요하다.

2. 형질 전환 동물을 통한 약품 생산
1) 형질 전환 동물을 통한 약품 생산 가능성
: 형질 전환을 이용하여 적절한 유전자를 삽입시킴으로써 난치병 치료를 가능케 하는 중요한 물질을 획득할 수 있고, 이러한 물질은 적은 양으로도 큰 부가가치를 창출하여 많은 과학자들로부터 커다란 관심을 받아왔으며 이 때문에 형질 전환 동물을 “살아 있는 약공장”리라 일컫기도 한다.
2) 보람이
: 1996년 11월 국내 최초로 인간의 유전자를 가진 수소로 생명공학연구소와 (주)두산개발의 연구팀이 젖소의 수정란에 한 서양 여성의 락토페린 형성 유전자를 주입한 결과다.
① 락토페린
: 인체에서 모유에 많이 포함돼 있는데, 아기의 면역력을 키우고 세포 증식을 촉진시키는 데 중요한 역할을 담 당하는 물질이다.
3) 새롬이
: 인간 유전자를 지닌 수퇘지, 사람의 신장에서 만들어지는 혈액 형성 촉진 호르몬(EPO)을 만들어 낼 수 있는 유전자를 지니고 있으며, 빈혈치료제를 대량으로 얻을 수 있다.
4) 메디: G-CSF 유전자를 가지고 있는 토종 흑염소
① G-CSF: 인체 면역세포 중 하나인 백혈구가 잘 생성되도록 촉진 시켜주는 단백질로, 이를 이용해 백혈병이나 빈혈과 같은 질병 혹은 골수이식, 화학요법 과정에서 백혈구 부족시 필수적인 의약품을 만들어 낼 수 있다. 이 물질은 1g에 무려 9억원에 달한다.
② 흑염소 메디가 태어난 방법은 전핵 주입법으로서 수정란의 정자핵이나 난자핵에 외래 유전자를 삽입하고 대 리모 자궁에 이식하는 방식으로 형질 전환 동물을 만든다. 형질이 제대로 전환됐는지는 흑염소가 태어나 후에 야 알 수 있다.

3. 형질 전환 동물을 통한 장기 이식
1) 동물 장기 활용의 한계: 인공 장기는 진짜 장기를 기증받을 때까지 어느 정도만 생명을 유지시켜주는 임시방편 의 역할 이상은 할 수 없고, 장기 수요에 비해 장기 기증자가 턱없이 부족하다.
2) 돼지 장기의 활용 가능성: 장기의 크기가 인간과 비슷하며, 번식력이 좋아 장기를 풍족하게 공급받을 수 있고, 병원균에 감염되지 않게 돼지를 사육할 수 있는 기술이 이미 개발되어 있다.
3) 면역 시스템
① 면역작용
: 돼지의 조직을 이식했을 경우 인간의 면역 시스템에 의해 돼지의 조직은 면역적으로 공격받아 파괴 된다.
② 면역작용의 원인 물질
: 급속한 면역작용의 원인 물질은 “보체”라는 단백질로 이것은 우리 몸의 항체와 결합에 항원(돼지조직)을 물 리치는 역할을 한다. 보체 억제 유전자를 돼지 수정란에 이식하여 형질 전환을 통해 보체의 작용을 억제 시 킬 수 있다.
③ 면역 시스템 이외의 문제점
: 크기가 비슷하더라도 사지를 이용해 기어 다니는 돼지의 심장과 직립 보행하는 인간의 그것에 기능 차이가 존재할 가능성이 높고, 인간에게 치명적인 병균이 존재할 수 있고, 인권과 사생활이 침해 받을 수 있고(성관 계의 관리, 임신과 출산 금지, 헌혈 금지), 사람끼리 장기 이식도 거부 반응의 유무를 철저히 조사한 후 힘들 게 이루어지는 현실에서 移種(이종)의 장기를 인간에게 이식하는 일은 현재 불가능하다.

4. 형질 전환과 질환 모델
1) 질환 모델: 유전적으로 어떠한 특정 질환을 앓게 만들어진 동물을 일컫는다.
예) 면역력이 전혀 없이 발병 메커니즘을 알 수 있게 해주는 누드쥐, 당뇨병의 원인을 살펴볼 수 있게 해주는 뚱보쥐 등.
① 질환 모델용 동물의 조건
: 인간의 유전자 질환을 파악하기 위해서는 인간과 유전자 구조가 유사해야하며(고릴라,침팬지등의 유인원류), 다루기 쉽고 번식력이 좋아야 하며 비용이 경제적이어야 한다(유인원류 부적합), 한 세대의 길이가 짧아야 하며, 동물 보호론자의 반대론에서 벗어날 수 있어야 한다(유인원류 부적합).

2) 질환 모델용 동물로서의 쥐
① 세계에서 가장 보편적으로 사용되는 질환 모델 동물이다.
② 쥐는 유전적으로 인간과 85% 정도가 유사하여 몸속 장기 구조가 비슷하다.
(고혈압, 암, 비만, 당뇨와 같은 질병이 쥐에서도 발병한다)
③ 번식력이 매우 좋다.

3) 장기 제조의 과정
: 인체 혹은 동물의 연골과 세포를 분리하여 체외에서 대량 배양→제조하고자 하는 모양의 생분해성 고분자틀 제작→틀에 연골세포를 씌운 후 체외에서 배양하여 인공장기 완성→이식 후 세포가 자라나 대체 장기 역할을 하게 되었을 때 틀은 흡수되어 몸과 이산화탄소로 배출.

4) 유전자 적중술(gene tareting)
① 유전자 적중술의 과정
: 동물의 정자와 난자를 채취→특정 유전자와 유사한 가짜 유전자 주입→가짜 유전자가 진짜 유전자를 대체→ 진짜 유전자의 기능 정지→질환 발생 질환을 통해 본래 유전자의 기능 파악
② 기존 방식과의 차이점
: 형질을 추가시키던 기존 방식과는 달리 새로운 방식의 형질 전환법인 유전자 적중술은 특정위치의 유전자 기 능을 정지시키는 것을 목표로 한다.
③ 줄기세포 이용
: 쥐에게만 적용되는 방식이다. 100여개의 세포로 분열된 배반포기 단계의 수정란에서 세포(줄기세포)를 하나 떼어낸 후 여기에 외래 유전자를 삽입하거나 기존유전자의 기능을 정지시킨다. 이 단계에서 성공적으로 유전 자가 변형된 것을 골라 다시 배반포기 수정란에 넣고 대리모에 이식하면 형질의 일부만 변형된 키메라가 탄 생한다. 다음 세대에 이르면 완전히 형질이 전환된 쥐를 얻을 수 있다.
㉠ 키메라(모자이크): 하나의 생물체 속에 유전자형이 다른 조직이 서로 접촉하여 존재하는 현상
㉡ 다수의 후보 배아 줄기세포 중 제대로 변형된 것을 검색하여 사용할 수 있으므로 형질전환 여부를 쉽게 파 악할 수 있으나, 쥐를 제외한 가축에는 적용이 불가능하다.

5. 형질 전환을 넘어서 - 복제 기술
1) 기존 방식의 한계
① 전핵 주입법
: 수정란 상태에서 유전자 변환 여부를 확인하기 어렵다. 성공 비율 역시 3-5% 정도로 미미하다.
② 배아 줄기세포를 이용한 전핵 주입법
: 유전자 변환 가능성은 높아지나 쥐 이외의 동물의 경우 활용하기 어렵다.

2) 핵 치환(복제)
: 1997년 탄생한 형질 전환 복제양 폴리의 출생과정이다. 양의 체세포를 떼어내 핵 안에 외래 유전자를 삽입시 키거나 기존 유전자의 기능을 정지시킨다. 성공적으로 유전자가 변형된 세포의 핵을, 이미 핵이 제거된 난자에 집어넣는다. 이 새로운 수정란을 대리모에 이식하면 형질 전환과 체세포 복제가 동시에 이뤄진 양이 탄생한다.
① 형질 전환의 장점
: 성공확률이 높아진다.(이론상 100%), 체세포를 이용하므로 원하는 성별을 손쉽게 얻을수 있고,(암컷을 원할 경우 암컷의 체세포, 수컷을 원할 경우 수컷의 체세포 활용) 질환 모델 동물 분야에도 공헌할 수 있고, 장기 이식 분야에 공헌 할 수 있다.

3) 핵 치환(복제)을 이용한 형질 전환의 실례
: 1997년 인간의 혈액 응고인자 유전자를 가진 최초의 형질 전환 동물“폴리”와 1999년 초 젖에서 안티트롬빈 (혈관 질환 치료 물질)을 생산하는 산양 밀리 탄생과 1999년 7월 21일 혈청알부민(화상시 상처를 아물게 하는 단백질) 유전자를 갖고 있으면서, 인간에게 면역 반응을 일으키는 것으로 추정되는 유전자 기능을 체세포 상에 서 정지시킨 복제양 4마리를 생산.