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1. Genome 이란 인간 게놈프로젝트에 대해 알아보기 전에 먼저 게놈이란 무엇인 지에 대한 올바른 2. 휴먼 게놈프로젝트의 정의 인체의 모든 생명정보를 담고 있는 분자구조가 디옥시리보핵산(DNA)이다. 23쌍 염색체에 있는 DNA는 아데닌(A) 티민(T) 구아닌(G) 시토신(C)의 4가지 염기가 나열된 이중나선구조. 4가지 염기가 3개씩 조합된 유전암호가 아미노산을 만들고 아미노산이 단백질을 형성한다. 아미노산을 만드는 메신저역할을 하고 사라지는 게 리보핵산(RNA)인데 메신저라 해서 mRNA라 부르기도 한다. 유전자는 이 구조가 세포 내에서 하나의 기능을 하는 기능적 단위이며 게놈은 총체적 개념이다. 하나의 유전자는 약 500개의 RNA를 낳는데 아무 기능이 없는 염기 절편을 포함하고 있어 유전자 하나를 구성하는 염기는 수십만 개에 이른다. 인간의 유전자는 약 10만개, 염기는 30억 쌍으로 추정된다. 게놈프로젝트는 이 염기순서를 모두 밝혀내는 작업이다. 3. 게놈 프로젝트의 역사 인체 게놈을 분석하는 기본적인 기법과 기술들이 개발된 것은 1970년 대였다. 당시에는 소규모 게놈분석만이 가능하였으나, 1980년대 들어와서 일부 기술들이 자동화될 수 있는 계기가 마련되면서 대규모 게놈분석이 가능하다는 논의가 생명과학자들 사이에 오가기 시작했다. 그렇지만 1985년 인체 게놈을 완벽하게 분석하자고 미국 에너지부가 제안했을 때는 그 필요성과 중요성에 대해 많은 논쟁이 있었다. 이는 15년에 걸친 연구비 30억 달러를 투자하는 초대형 사업구상이었다. 이어 학자들은 인간게놈뿐 아니라 여러 가지 면에서 연구가치가 높은 쥐, 벼, 효모, 대장균과 같은 생물체들의 게놈도 분석해야 한다고 주장했다. 인간게놈연구사업이 여러 가지 게놈 연구사업으로 확대되면서 유사이래 최대 규모의 연구 인력이 참여하는 국제적 협동연구사업이 추진되기에 이르렀다. 1990년 10월 1일을 기점으로 공식출범한 국제적 게놈연구사업의 성패는 연구 인력과 연구비 투자규모 뿐 아니라 게놈분석기술과 기법의 혁신에 달려있다. 현존하는 기술들은 너무 느리고 너무 비싸기 때문이다. 게놈분석 기술이 비용 면에서 1백 배, 속도 면에서 1백 배씩 개선되어 전체적으로 1만 배 이상 개선되어야 한다는 것이 학자들의 공통된 견해다. 이런 점에서 1995년 9월말로 끝난 1찬 5개년 사업계획의 주안점이 게놈분석기술과 기법의 혁신이었다. 4. 게놈프로젝트의 연구방법 '게놈프로젝트'는 크게 두 가지 방법으로 이루어져 왔는데, 하나는 인간의 DNA를 10배로 준비해서 작은 단위의 절편으로 자른 다음, 이 절편들을 순서대로 맞추어 늘어놓고(과학자들은 염색체지도를 만든다고 표현한다)순서대로 서열을 읽는 방법과, 다른 하나는 인간의 DNA를 무작위로 자른 다음 무작위로 자른 절편의 서열을 무조건 읽은 후 그림 조각 맞추듯이 서열을 끼워 맞추는 방법이다. 미 정부주도의 '게놈프로젝트'는 전자의 방법으로 진행되었으나, 셀레라라는 민간 벤처 회사에서 슈퍼컴퓨터의 등장과 퍼킨엘머라는 회사에서 개발한 자동 DNA서열 분석기의 등장에 힘입어 후자의 방법을 사용하여 그 기한을 4년 가까이 앞당기게 되었으며, 이에 자극을 받은 미 정부주도의 게놈사업단 역시 초안의 발표기한을 앞당기기에 이르렀다. 5. 게놈프로젝트의 가치 인간 게놈의 모든 염기 서열을 알아낸다고 해도, 그 중에서 어떤 부분이 어떤 유전 정보를 가지고 있는지 알아내는 것이 다음 숙제로 남는다. 인간 게놈에는 약 5만에서 7만개의 유전자가 암호화되어 있을 것으로 믿어지며, 이에 대한 정보는 유전학적으로나 산업적, 공학적으로도 대단히 가치 있는 정보가 된다. 예를 들면 Smith Kline Beecham 사의 지원으로 TIGR, the sinstitute for Genome research 연구소에서는 인간 전체 유전자의 85%에 해당하는 유전자의 디엔에이 (엄밀히 말하면 complementary DNA) 염기 서열을 밝힌 바 있다. 이들은 이 정보를 특허로 하여 상업적으로 이용하고자 시도하였고, 이는 큰 논란이 된 적이 있다. 결국 특허는 미국 국립 보건원에 의해 좌절되었으나 TIGR 사는 다른 어떤 경쟁사보다도 유리한 위치에 서있게 되었다. 과연 인간의 유전자 배열은 특허를 가질 수 있는 것일까? 대한민국 영토에 대해서는 봉이 김선달을 빼놓고는 누구도 특허를 주장할 수 없다. 그러나 대한민국 영토에 대한 지도는 그 지도를 그린 사람의 저작권을 인정받는다. 지도를 그리기 위해서 애쓴 노력과 창의성을 인정해 주는 것이다. 마찬가지로 인간의 염기 서열을 알아내기 위해 노력한 시간과 인력, 자본에 대한 인정이 바로 특허라는 것이다. 인간의 유전정보에 대해서는 아직도 많은 부분이 연구 중이므로, 새로운 발견이 나올 가능성이 높다. 따라서 먼저 그 부분을 알아낸 회사나 국가는 당연히 다른 경쟁자보다는 유리한 위치를 차지하게 되고, 엄청난 자연의 신비를 혼자 독점할 가능성도 있다. 그 가능성 때문에 여러 나라가 여기에 달려들고 있다. 미국 측이 주도하는 휴먼 게놈 프로젝트에 유럽 여러 나라들도 경쟁적으로 도전하고 있는 것이나, 현재 휴먼 게놈 프로젝트의 부산물로 벌써 산업과 과학계에 도움이 되는 여러 가지가 등장하고 있는 것은 유전자 정보 연구의 가치를 다시 한번 말해 주는 것이다 6. 게놈 프로젝트가 가져올 긍정적 변화 '게놈프로젝트'가 끝나게 되면 인간의 유전자를 암호화하고 있는 30억 개의 염기서열로 만들어진 긴 DNA서열에 대하여 알게 되는데, 이 DNA서열이 모두 유전자를 암호화하고 있는 것은 아니고, 이들 중 약 5%가량만이 실제 유전자를 이루고 있는 암호들이므로, 과학자들은 이들 중 어느 부분이 유전자를 암호화하고 있는지를 확인해야 할 것이다. 그 다음으로 진행될 일은 DNA서열에 들어있을 약 10만개의 유전자에 대한 기능분석이다. 물론, 유전자들에 대한 기능분석은 전혀 이루어지지 않은 것은 아니고, 과거로부터 진행 중에 있는 상황이지만, '게놈프로젝트'가 종료되면, 거의 모든 암호를 알게 되므로 대량적인 분석이 가능하고, 이를 통해 유전자상호간의 연관성을 알아 낼 수 있을 뿐 아니라, 그 유전자에 의해 나타나는 산물의 변화마저 알게되므로 유전자 기능에 대한 연구는 가속화 될 수밖에 없다. 따라서, '게놈프로젝트'의 종료로 인간은 지금까지 인류의 불가침지역이었던 생명체의 신비가 담긴 상자를 열 수 있는 만능열쇠를 손에 거머쥐게 되는 것이다. 물론 이들의 모든 기능을 밝혀내는데는 약 20년 가까운 세월이 요구될 것이라고는 하나 '게놈프로젝트'의 완성이 앞당겨졌듯이 모든 유전자들에 대한 분석 역시 매우 앞당겨질 것은 자명한 일이다. 그럴 경우 인류는 지금까지와는 다른 새로운 세상을 맞이하게 될 것이다. 암과 같은 각종 질병(특히, 유전병)의 퇴치는 물론이고, 대머리, 이상비만과 같은 외모를 조기에 치료할 수도 있을 것이며, 경찰은 범죄 현장에서 한 방울의 혈흔을 이용하여 범인을 색출해 낼 수 있을 것이고, 각 개인은 자신의 장기가 손상하였을 때를 대비하여 각 개인에게 맞는 장기를 인공적으로 만들어 놓을 수도 있으며, 감기 약을 지을 때조차 자신의 몸에 부작용이 없는 자신만의 약을 만들어서 복용하게 될 것이며, 장차 자신의 몸에 어떠한 병적 위험이 닥칠 것인지를 미리 알아서 이에 대비할 수도 있을 것이다. 특히, 지난달에 게놈 프로젝트가 끝난 쌀의 경우 각국에서 이미 알려진 서열을 바탕으로 연구를 통해 새로운 종을 내놓았는데, 각가지 색이 있는 것은 물론이거니와 특정 영양분이 많이 공급할 수 있도록 만든 쌀도 있다. 7. 게놈연구의 부정적 측면 유전자 지도 완성과 그에 따른 유전관련 연구에는 부정적 측면도 없지 않다. 유전자 정보 조작을 통해 사람의 피부 머리카락 등이 변하게 될 수도 있으며 심지어는 인간복제로도 악용될 수 있기 때문이다. 또 하나 우려되는 것은 유전자 연구가 벌써부터 상업적 경쟁에 휘말릴 수 있다는 것이다. 실제로 미국의 한 벤처기업은 지난해말 유전자 지도의 97%를 해독했다며 올해 상반기 중 완성을 자신했고 한 제약회사는 유전자와 관련해 450개의 특허권을 따냈다고 한다. 미국 등 국제연구팀이 연구완료시기를 당초 2005년에서 여러 번 앞당겨 2개월 내에 유전자 지도를 완성하고 내용도 무료 공개한다고 밝힌 것도 기업과의 특허권 분쟁을 염두에 둔 것이라고 한다. DNA칩의 보편화에 따라 DNA에 결함이 많은 사람들은 보험에 들지도 못하고 입사시험에서도 떨어질 가능성이 크다. 맞선 대신 DNA선을 보고 노총각 노처녀가 될지도 모른다. 8. 게놈프로젝트에 수반되는 몇 가지 과제들 첫째, 얻어지는 유전정보를 이용한 개인 자료의 철저한 보호다. 이는 '게놈프로젝트'에 자신의 DNA를 분석용으로 제공했던 사람 뿐 아니라, 앞으로 밝혀지는 개개인의 정보로서, 개인의 신상을 위해서 반드시 보호되어야 한다. 실제 작년 미국에서 신입사원 채용이나, 보험 가입시 유전적으로 간암을 일으킬 요인이 많을 것이라는 것을 안 회사가 고용 및 접수를 거부한 사례도 있었다. 또한 개인정보나 유전정보를 상업적으로 이용할 시에는 많은 윤리적인 논란거리가 제공될 것이다. 둘째, 정치적, 사회적 악용을 막는 것이다. 유전자간에 분명히 존재할 인종적 차이점을 이용하여 제 2의 인종차별이 나올 수도 있으며, 같은 민족간에도 계층이 형성될 우려가 있다. 셋째, 정상과 비정상 구분의 모호성이다. 유전적 다양성을 옳고 그름으로 판단하여, 다양성을 무시하고, 흑백논리로 발전해 버릴 가능성이 있다는 것이다. 넷째, 유전자의 무분별한 변형 및 향상이다. 예를 들어 사는데는 지장이 없으나 있을지도 모를 부작용을 감안하고 키를 크게 한다든지, 머리를 금발로 만든 다든지 하는 경우가 해당된다. 또한, 신체적인 병이나 문제점을 판단할 수 있는 기준마저 모호하며, 이는 국가별로도 매우 다양하다. 다섯째, 유전정보가 효용 있는 곳에 제대로 사용되는 가이다. 인류의 번영을 위해 사용되어야 할 유전정보가 생물을 살상하는 생물학적 무기개발에 이용되는 것을 들 수 있다. 여섯째, 유전자를 이용한 생물체 혹은 인류의 통제다. 이는 생물체의 행동과 생각을 유전자가 제어, 조절함으로 유전자를 조작 시 이를 이용한 특정 부류의 생명체와 인류의 통제할 수도 있다는 가능성이다. 9. 국가 경쟁력으로서의 게놈연구 21세기는 유전정보가 곧 재산인 시대이다. 누가 유전자 정보를 빨리 잘 수집해 유용한 자산으로 만드느냐에 따라 엄청난 지 적 자산의 소유 여부가 결정되는 시대가 되는 것이다． 우리는 이러한 시대적, 환경적 변화에 발맞춰 몇 가지 과제를 풀어야 나가야 한다. 첫째, 이미 올해 완성될 １차 인간게놈 프로젝트로부터 나오는 유전자서열을 빨리 이용할 수 있는 능력, 즉 생물정보학 기술을 조기에 갖추어 우리가 필요로 하는 유전자정 보만을 가공하여 유용한 유전자 자원을 확보해야 한다． 둘째, 이러한 유전자들의 기능을 집중적으로 연구하여 아직 모르는 유전자들의 기능을 빨리 밝히는 일이 중요하다. 셋째, 밝혀진 기능 유전자를 이용하여 이러한 유전자들이 잘못되어 일어나는 질병을 조기에 진단하거나, 예방 또는 치료할 수 있는 진단제, 치료용 신약 등의 개발에 이용할 수 있는 준비를 지금부터 갖추어야 한다． 다행히 1999년 12월부터 우리 정부에서도 게놈연구의 중요성을 인식하여 21세기 프론티어 사업의 하나로 '게놈분석기술을 이용한 신유전자 개발사업'으로 인간 유전체 연구사업에 해마다 1백억 원씩 10년간 지원할 계획이다. 이제 한국적인 유전자의 분리와 이들의 기능연구에 박차를 가할 수 있게 된 것이다. 또한 최근 산업계에서도 많은 관심을 나타내 투자계획을 세우고 있는 것으로 안다. 우리가 세계적으로 선점할 수 있는 유전자를 중심으로 집중적인 연구, 개발을 한다면 충분히 세계 생물과학분 야에서 우위를 차지할 수 있을 것이다． 맺음말 SF영화‘가타카’를 보면 인간 각 부분의 유전자를 선택하여 아이를 낳는 '맞춤아기'를 볼 수 있다. 현재의 기술로 이를 실현하려면 수백만 달러가 든다. 우수한 유전자를 갖춘 아기는 정부나 특정기업, 또는 몇몇 부자에 의해 우선적으로 실현되리라는 얘기다. 그렇다면 미래는 소수의 우성(優性) 인간과 다수의 열성(劣性) 인간이 구분되는 새로운 계급사회가 될지도 모른다. 그때 부모에게서 정상적으로 태어난 아이들은 당연히 열성으로 취급될 수밖에 없다. 이 같은 '맞춤아기'나 '유전자 차별' 등, 게놈프로젝트에 수반되는 문제점들은 다가올 바이오 시대에 묵과해서는 안 될 심각한 문제점들로, 인류는 이에 대한 대비를 철저히 해야하고, 이러한 문제점들을 보완하여야 한다. 그렇지 않고 과학기술지상주의에 따른 생명탄생이라는 신의 영역에의 무분별한 도전은 도리어 인간존엄성에 심각한 위협을 가져올 것이 분명하다. 인류의 번영을 위해 게놈연구 지식과 기술을 사용할 수 있는 힘이 갖추어 졌다고 확신을 가질 때에야 비로소 우리가 이룩한 또 하나의 혁명을 누릴 수 있게 될 것이다. 또 다른 측면에서, 인간 게놈 프로젝트로 불리는 이 연구의 완성을 바라보는 우리 연구계는 심정이 그리 편치 않을 듯싶다. 우리 나라에는 1996년에야 생명공학연구소에 게놈사업단이 생겼지만 인력과 연구비 부족 때문에 올해 들어서야 실질적으로 게놈 연구에 들어갔다고 한다. 선진외국에 비하면 한참 뒤떨어져 있는 것이다. 이미 세계의 증권가뿐만 아니라, 우리 나라 증권거래소와 코스닥에서도 생명공학 관련주식은 바이오칩이라 불리며 정보통신 관련주인 블루칩과 함께 최고로 각광받고 있는 산업영역이다. 유전과 관련된 사업에서의 국제경쟁력 확보라는 차원에서 국가, 기업 그리고 연구기관이 보다 적극적으로 대응해야 할 시점이 아닌가 싶다. [출처] 인간 게놈프로젝트 |
출처: sun-star 원문보기 글쓴이: 크리슈나
