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인간의 한계를 뛰어넘게 만드는 ‘유전자 가위 기술’
기간 : 2018-09-17 ~ 2018-10-18 당첨자발표 : 2018-10-18

인간의 한계를 뛰어넘게 만드는 ‘유전자 가위 기술’

 

 

미국 하버드대의 ‘조지 처치’ 교수는 유전자 가위 기술을 이용하여 몇 만 년 전에 멸종된 매머드를 복원하겠다고 말했다. 그는 시베리아와 북극 등에 잘 보존된 매머드의 DNA 서열을 분석한 후 코끼리와 유전적 차이를 비교하고, 유전자 가위 기술을 이용하여 매머드의 유전적 특징(추운 지방에서 생존할 수 있는 수북한 털 등)을 코끼리의 유전자에 넣어 매머드를 복원할 계획이다. 물론 이렇게 해서 실제 매머드가 부활하는 것은 아니다. 유전자 가위 기술 외에도 필요한 기술이 많기 때문이다. 하지만 그가 이러한 시도를 할 수 있게 된 것은 유전자 가위 기술이 개발되었기 때문이다. 최근 세계의 많은 연구진들이 집중하는 기술인 ‘유전자 가위 기술’에 대해 알아보자.

 

 

 

01 유전자와 DNA란?

 

인간을 비롯한 생물들은 ‘유전자’라는 물질에 피부색, 키, 혈액형 등의 정보가 들어 있다. 이러한 유전자는 복잡하게 설계된 ‘DNA’들로 이루어져 있다. DNA들의 배열 이 조금만 달라지더라도 유전자가 지니는 정보는 크게 달라진다.

이러한 유전자는 생식을 통해 자손들에게 전달된다. 우리가 부모와 닮은 이유는 부모의 유전자를 받았기 때문이다. 이와 같은 과정을 통해 유전 물질은 후손에게 계속 전달된다. 이 과정에서 DNA의 배열에 약간의 변형이 일어나면, 예상치 못한 다른 특징을 가진 돌연변이 유전자가 자손에게 전달 될 수 있다. 돌연변이 유전자 를 전달받은 자손은 치명적인 유전병에 걸리게 된다.

 

 

02 유전자 가위 기술은?

 

유전병을 치료하기 위해 과학자들은 유전자의 DNA를 완벽하게 분석하기 시작했 다. 많은 연구를 통해 지금은 DNA 샘플을 기계 안에 넣으면 바로 모든 DNA가 분 석되어 나오는 단계에 이르렀다. 분석된 결과를 통해 잘못된 부분을 찾아내고, 이 를 정교하게 잘라내는 기술이 바로 ‘유전자 가위 기술’이다.

유전자 가위 기술로 비정상적인 유전자를 어떻게 정상 유전자로 바꿀 수 있을까? 먼저, 교정을 하고 싶은 유전자의 구조를 완벽히 파악한 후, 교정을 원하는 부분을 잘라내어 대체할 수 있는 효소를 투입한다. 효소는 생물 안에서 원하는 반응을 빠 르게 일으켜 주는 물질인데, 여기서 투입한 효소는 특정 부분을 잘라내는 가위의 역할을 하기에 유전자 가위라고 부른다. 유전자 가위가 유전병을 일으키는 변형된 DNA를 교정하면, 정상적인 유전자로 바뀌게 된다. 즉, 돌연변이였던 부위가 정상 유전자로 바뀌는 것이다.

유전자 가위 기술의 핵심은 정확성과 속도에 있다. 유전자 가위가 원하는 부위에 정확히 결합하고, 빠르게 제거해야 한다. 기존의 많은 유전자 가위들이 상용화 단 계에 도달하는데 어려움을 겪은 이유가 바로 여기에 있다. 원하는 부위에 정확히 결합하여 빠르게 제거하지 못한다면, 예상하지 못한 부분을 자르게 되기 때문에 부작용이 발생할 수 있다.

수돗물도 안전하지 않다. 지난 9월 미국 독립 언론단체 ‘오르브미디어’는 “14개국 159 개 수돗물 샘플의 83%에서 L당 평균 4.3개의 미세 플라스틱이 검출됐다”고 발표했다. 우리나라도 지난해 9~10월 자체 조사한 결과, 24개 정수장 중 3개의 정수장에서 L당 0.2~0.6개 미세 플라스틱이 검출됐다. 전체 평균은 1L당 0.05개였다. 당시 미세 플라스 틱 유입 경로가 명확히 분석되지는 않았지만, 국립환경과학원 연구팀은 정수를 마친 뒤 정수지에 담긴 물에 대기를 통해 날아온 미세 플라스틱이 들어갔을 가능성이 큰 것으로 봤다.

 

 

 

 

 

03 유전자 가위 기술의 미래

 

최근 유전자 가위 기술은 축산물, 농산물, 어류, 곤충 등에 걸쳐 광범위한 연구가 진행되고 있고, 일부 국가에서는 질병 치료에 적극적으로 사용되고 있다. 특히 에 이즈, 암, 혈우병 등 마땅한 치료법이 없는 질병에 대해서는 최초의 대안이 될 것 으로 보이는 혁신적인 기술이다. 실제로 미국, 영국, 스웨덴, 중국 등에서는 글로 벌 제약사들이 생명체에 대한 실험을 진행 중에 있다.

미국의 캘릭스트사에 따르면, 유전자 교정 식물인 콩으로부터 만든 저지방 식용 유를 판매할 예정이라고 한다. 콩의 유전자를 이용하여 트랜스 지방의 비율을 낮 추고, 올리브유와 유사한 콩기름을 만들어 생산하는 것이다. 이미 아르헨티나에 서 유전자가 교정된 콩을 재배 중에 있다. 이를 시작으로 우리의 먹거리 또한 빠 르게 변할 수 있다.

이러한 긍정적인 전망에도 불구하고, 유전자 가위 기술은 연구 진행 과정에서 큰 어려움이 있다. 만약 유전자 가위가 원하는 부위에 결합하지 않고 다른 정상적인 부분을 자르게 된다면, 이는 치명적인 부작용을 유발할 수 있기 때문이다. 실제로 2003년 유전자 치료를 받던 미국의 많은 아이들이 잇따라 백혈병에 걸리면서 미 국 식약청(FDA)은 2003년 유전자 치료를 잠정 중단한 바가 있다. 이와 같은 부작 용을 줄이기 위해 과학자들은 원하는 부위에 확실하게 결합하도록 확률을 높이 는 연구를 진행 중이다.

유전자 가위와 같은 신기술을 제대로 연구하기 위해서는 생명체에게 많은 실험 을 진행해야 한다. 즉, 과학 기술의 발전을 위해 완벽하지 않은 기술을 사람에게 실험해야 한다는 것이다. 이렇게 개인의 생명이 과학 기술의 발전을 위해 사용되 는 경우 ‘생명 윤리’에 문제가 발생한다고 말한다. 개인의 생명이 소모품으로 사 용될 수 있고, 사람이 인위적으로 조작될 수도 있다. 이러한 문제를 해결하기 위 해 학자들 사이에서는 많은 논쟁이 오가고 있다.

 

 

04 유전자 가위 기술이 우리 삶을 더욱 윤택하게 만들려면...

 

유전자 가위 기술은 정교하게 DNA를 잘라 내어 유전 물질의 교정을 가능하게 해주는, 기존의 연구들이 하지 못한 신기술이다. 국제학술지 ‘사이언스’에 따르면 이렇게 단기간에 널리 퍼진 신기술은 없다고 한다. 이 기술을 통해 돌연변이 유 전자를 정상 유전자로 교정할 수 있어, 우리 삶의 많은 부분에 긍정적인 영향을 미칠 것이다. 하지만 완벽한 상용화를 하기에는 부작용 및 생명 윤리에 문제가 있는 상황이다. 아직 연구 개발의 초기 단계이기 때문에 학자들의 더 많은 연구 와 논의가 필요해 보인다. 이와 같은 새로운 과학 기술의 발전으로 우리의 삶이 더욱 윤택해질 것이라 기대해 본다.

 

 

 

참여한 친구들

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5융합상식 퀴즈 정답~202jojo2018-10-07
4정답!!!!!우리35가족72018-10-06
3정답yubeen2018-09-28
2유전자 가위 기술woanja992018-09-19
1돌연변이alice122018-09-17