게놈 프로젝트(Genome Project)는 무엇인가?

[천랑성]

게놈 프로젝트(Genome Project)는 인체의 유전정보를 가지고 있는 게놈(genome)을 해독해 유전자 지도를 작성하고 유전자 배열을 분석하는 연구 작업을 말합니다.

여기서 게놈(genome)이란 유전자(gene)와 세포핵 속에 있는 염색체(chromosome)의 합성어로 생물의 유전 물질인 디옥시리보 핵산(DNA)의 집합체입니다.

게놈은 1916년 독일의 식물학자 빙클러가 처음 사용했으며 1990년 10월 1일 미국을 중심으로 프랑스, 영국, 일본 등이 함께 참여하면서 게놈프로젝트가 실행되었습니다.

흔히, ‘생물의 설계도’ 또는 ‘생명의 책’이라고 불리는데, 이것은 생명현상을 결정짓기 때문입니다.

한 개의 세포(핵)에는 23쌍의 염색체 안에 있는 디옥시리보 핵산(DNA)의 4종의 염기가 일정한 순서로 30억 번 배열되어 있습니다.

미국, 일본, 프랑스, 영국이 15년에 걸쳐 3차 5개년 계획으로 게놈 프로젝트를 구성했지만, 프로젝트에 참가했던 유전학자 C.벤터가 1998년 5월 민간 기업 셀레라 지노믹스를 설립하며 “3년 내에 인간 게놈을 모두 풀겠다”라고 공개경쟁을 선언하는 일이 발생하면서 연구 일정은 크게 단축되었습니다.

2000년 6월, 세계 18개국의 연구진이 참여한 인간 게놈 프로젝트 사업단(human genome project: HGP)과 민간기업인 셀레라 제노믹스가 DNA에 있는 30억 개 염기 전체에 대한 게놈 구조를 규명하면서 세계적으로 큰 주목을 받았습니다.

하지만 30억 개 가운데 어느 부분이 유전자인가를 알아냈을 뿐 그 기능에 대해서는 1만 개 정도만 파악된 상태로 나머지 9만 개의 기능을 알아내는 작업을 완료하지는 못하였습니다.

DNA 염기 서열의 약 99％를 밝혀내고 수백 개에서 수천 개 단위의 염기가 모여 만든 유전자의 수와 위치도 알아냈지만 정확한 기능은 알아내지 못한 것입니다.

과학자들이 게놈 지도를 분석한 결과, 인간의 유전자 수는 그동안 알려졌던 10만 개보다 훨씬 적은 약 2만 6,000~4만 개 정도에 불과한 것으로 나타났는데, 이것은 초파리의 두 배 정도밖에 되지 않는 것입니다.

과학자들은 고작 초파리보다 2배 많은 유전자로 복잡한 인간의 형질을 어떻게 나타내는지 탐구하고 있습니다.

만약 과학자들이 게놈 지도를 모두 완성한다면, 인류는 영원한 숙제였던 질병을 정복하고 수명을 연장시키는 일이 가능해져 생명공학, 제약 산업 등의 비약적인 발전과 함께 인류의 삶에 획기적인 변화를 몰고 올 것입니다.

즉, 무한한 영생을 살게 되는 것입니다.

하지만 개인 유전정보 공개로 인한 윤리적ㆍ도덕적 문제가 새롭게 제기되면서 게놈 프로젝트 연구에 대한 의혹이 꾸준히 제기될 것으로 전망됩니다.

이외에도 최근에는 정보기술(IT)과 접목돼 그 의미가 확대되었습니다.

게놈 프로젝트 앞에 특정 주제나 명칭을 붙여 ‘OO 게놈 프로젝트’라고 부르면서 특정 분야의 의미를 분석하고 조사하는 것으로 사용하고 있습니다.

대표적으로 북 게놈 프로젝트(Book Genome Project)와 뮤직 게놈 프로젝트(Music Genome Project)가 있습니다.

북 게놈 프로젝트(Book Genome Project)는 애플이 시장 점유율을 높이기 위해 전자책을 검색하고 분석해주는 북램프를 인수하면서 시스템을 운영하고 개발해왔는데 이것을 인간의 DNA를 분석하는 인간 게놈 프로젝트의 책 버전으로 만든 것입니다.

뮤직 게놈 프로젝트(Music Genome Project)는 인터넷 라디오 등을 이용한 음악 소비가 늘어나며 이용자의 성향과 음악 정보를 파악해 원하는 음악을 추천할 수 있도록 분석하는 것입니다.

한편, 포스트 게놈 프로젝트라고 해서 2003년 인간 유전자 지도를 해독하는 ‘인간 게놈 프로젝트(Human Genome Project)’가 완성된 이후의 새로운 과학사 시대를 지칭하는 말이 있습니다.

여기서 미 국립보건원(NIH)이 제시하는 포스트 게놈 연구방향은 크게 다음 5가지로 압축됩니다.

1.특정 단백질을 만드는 데 어떤 염기들이 기능을 발휘하는지에 관한 기능유전체학

2.개인들의 염기서열이 어떻게 차이가 나는지를 규명하는 비교유전체학

3.단백질의 구조를 밝혀내는 프로테옴(proteom)

4.쥐 등 인간 유전체와 유사한 모델 동물들의 유전체 해독 및 인간 유전체와 비교 연구

5.DNA 칩 등 각종 기술 개발 등이 있습니다.

한편, 유전체 연구에서 우리나라 기술수준은 최고 기술을 보유한 미국의 절반 수준(57.7%)에 불과하며 기술 격차는 4.2년이나 나는 것으로 알려져 있습니다.