양성이 유성생식을 통해 생명체를 만든다. 이 말을 해석하면 다음과 같다. 한 남성과 한 여성이 만나 사랑을 하면 그 사이에서 아기가 태어난다. 인간은 유성생식을 한다. 일단 어머니 몸속에서 만들어지고 태어나 성장한다. 어느 정도 성장하면 우리는 생식세포를 만들 수 있게 되고 이 생식세포로 수정을 하면 자손을 얻게 된다. 이런 여러 단계의 삶을 포괄해 생활사나 유성생식 주기라고 한다. 반복되는 생활사를 통해 부모의 유전자를 담고 있는 염색체 복제본을 전달받는다. 그런데 아버지와 어머니의 염색체를 전달받았다면 내 염색체는 아버지나 어머니보다 두 배 더 많아지는 것이 아닐까. 만일 그런 일이 반복된다면 자손 대대로 염색체 수는 계속 배가 돼 결국 한참 뒤의 후손이 가지고 있는 세포는 온통 염색체로만 채워질 것이라는 생각이 떠오를 수도 있다. 그러나 이런 일은 일어나지 않는다. 염색체 수를 비교하면 사람은 모두 각각 46개의 염색체를 가지고 있다. 염색체의 수는 생물마다 다르지만 모두 쌍을 이룬다. 사람도 거의 동일한 두 개씩 23쌍의 염색체가 존재한다. 정확히는 22쌍의 보통 염색체와 1쌍의 성염색체로 이뤄져 있다. 이때 거의 동일한 두 염색체를 상동염색체라고 한다. 이처럼 두 세트(2n)의 염색체를 갖고 있을 때 염색체의 조성을 이배체라고 한다. 우리 몸을 이루는 60조~100조개의 세포는 거의 다 체세포인데 이들은 모두 이배체다. 우리가 태어나 생존하는 동안 거의 대부분의 세포는 이배체 상태다. 세포는 불멸이 아니다. 그래서 대부분의 염색체를 그대로 복제하는 체세포 분열이 지속돼 우리 몸이 유지되고 있는 것이다.그러나 생식세포는 예외다. 난소와 정소에서 만들어지는 생식세포인 난자와 정자에는 각 번호의 염색체 한 개씩 22개와 성염색체 한 개가 들어 있다. 이처럼 한 세트(1n)의 염색체를 갖고 있는데, 이를 반수체라고 한다. 반수체 생식세포는 감수분열이라는 과정을 통해 만들어진다. 감수분열은 세포분열이 일어나기 전에 염색체를 2배로 복제하지만 분열을 두 번 하기 때문에 염색체의 수가 23개, 반수체가 된다. 이렇게 형성된 난자와 정자는 서로 결합하는 수정 과정을 거쳐 23쌍의 상동염색체인 46개의 염색체를 가진 수정란을 형성한다. 이처럼 수정된 세포로부터 우리가 생겨나고 성장하게 된다. 버섯이나 곰팡이 등 균류는 반수체의 체세포로 구성돼 있다. 이들은 일시적으로 이배체를 형성한 뒤 바로 감수분열이 일어나 반수체가 돼 평생을 산다. 우리와는 완전히 반대다. 식물은 인간과 균류의 종합판이다. 흔히 볼 수 있는 현화식물의 암술과 수술 내에서는 균류처럼 반수체 세포의 증식이 일어나고 이 세포 중의 일부인 정자와 난자가 수정해 이배체인 씨를 만든다. 씨가 자라면 우리가 볼 수 있는 식물이 된다. 그러니까 식물의 생애 대부분도 우리처럼 이배체다. 다만 이 식물이 성숙하면 암술과 수술 내에서 감수분열을 하고 이를 통해 생긴 반수체 생식세포의 숫자가 늘어나는 증식을 한다. 우리는 부지불식간에 사람을 정상이나 기준으로 생각하는 경향이 있다. 우리 외에도 곰팡이나 버섯, 수많은 식물은 다른 방식으로 염색체 수를 일정하게 유지한다. 우리가 접하는 많은 현상이 우리가 알거나 익숙한 방식만으로 생겨나지는 않는다. 그래서 우리는 섣불리 단정 지어 등 돌리지 말고, 나와 다를 수 있음을 이해하려는 노력을 해야 한다.

코로나19 확진자를 치료하는 의료진을 보면 우주인처럼 온 몸을 완전히 감싼 특수복을 입고 있다. 이와 비슷한 특수복을 입은 모습을 다른 곳에서 본 적이 있을 것이다. 바로 반도체 공장이다. 의료진이 입는 특수복이 외부 바이러스를 차단하기 위한 것이라면, 반도체 공장에서 입는 특수복은 인체에서 나오는 먼지를 막기 위함이다. 반도체 제품을 생산하는 공장에 먼지가 있으면 심각한 상황이 벌어질 수도 있기 때문이다. 사람이 먼지 하나 없는 방에 들어가 1~2일 정도 있으면 먼지가 쌓이게 된다. 이 먼지들은 피부 가장 바깥을 덮고 있는 일부가 떨어져 나간 것들이다. 피부 안쪽에서 세포분열로 만들어진 세포들이 피부 바깥으로 이동해 죽은 세포들이 몸에서 떨어져 나간 것이다. 우리 몸을 구성하고 있는 세포는 끊임없이 분열해 새로운 세포를 만든다. 몸에 상처가 생겨도 시간이 지나면 상처의 흔적을 발견할 수 없다. 간은 3분의2 정도를 잘라내고 석 달 이상 지나면 완전히 원래의 크기를 회복한다. 이러한 현상은 왕성한 세포분열 결과로 가능한 것이다. 이 밖에도 대장은 매일 대변과 함께 쓸려나간 대장 벽 세포를 만들어 내고 있고 최대 수명이 네 달 정도인 적혈구도 매일 만들어지고 있다. 모낭 세포는 계속 새로운 머리카락을 만들고 있고 생리 후 얇아진 자궁벽은 세포분열을 통해 원래의 두께를 회복하고 있다. 세포분열은 발생과 성장에 중요한 역할을 한다. 우리 몸은 약 60조~100조개의 세포로 이루어져 있지만, 이 수많은 세포는 하나의 수정란으로부터 유래했다. 부모의 생식세포가 만나 생긴 수정란이 어머니의 몸속에서 수없이 세포분열을 거듭해 우리가 생겨났다. 태어난 이후에도 세포분열로 세포 숫자가 늘어나면서 키와 몸무게가 늘어난다. 식물도 세포분열 덕분에 발생과 성장이 일어난다. 다만 우리와 다르게 성체가 된 다음에도 새로 잎을 만들고 뿌리와 줄기를 계속 성장시킨다.기존 세포의 대체나 성장, 번식 등 여러 가지 결과의 본질은 세포분열이다. 세포분열의 임무는 세포의 양을 늘리는 것뿐일까? 예를 들어 처음 인천 송도신도시가 개발됐을 때는 주민센터 하나면 충분했다. 이후 개발이 진행되면서 기업들과 주민들이 늘어났고 필요한 행정업무도 증가했다. 늘어난 일들을 제대로 처리하기 위해서 새로 동 구역을 나누고 해당 구역을 담당할 주민센터가 동 단위로 신설돼 이제는 3개의 주민센터가 있다. 세포분열도 마찬가지이다. 일정한 크기의 세포에는 이 세포가 수행하는 여러 생명 현상을 담당할 중앙 통제 센터인 핵이 있다. 세포의 크기가 증가하면 하나의 핵으로는 감당이 불가능해지고 새로운 세포라는 구획을 만들어 또 다른 중앙 통제 센터인 핵을 마련해야 한다. 이때 중요한 것이 핵에 있는 유전 정보를 그대로 복제해서 전달하는 일이다. 바로 이 일이 세포분열의 주된 임무이다. 우리 몸을 구성하는 세포들 중 어떤 것을 선택해 유전자들을 비교해 봐도 다 동일한 것은 이런 이유 때문이다. 세포분열처럼, 겉으로 보기에 서로 다른 많은 결과들이 사실은 그 내면의 본질에는 차이가 없을 때가 꽤 있다. 그래서 겉으로는 대의명분을 드러내고 요란스럽게 떠들어 대지만 기실 내면은 자신의 이익을 좇는 경우가 적지 않아 보인다. 우리는 늘 바람에 흔들리는 나뭇잎을 볼 것이 아니라 나무의 줄기를 볼 줄 아는 눈을 가져야 한다.

200년 전 메리 셸리가 쓴 소설 ‘프랑켄슈타인-근대의 프로테메우스’는 스위스 과학자 빅터 프랑켄슈타인 박사가 시체를 이용해 244㎝의 인조인간을 만들어 생명을 불어넣으면서 벌어지는 일을 다루고 있다. 셸리는 전기분해 기술, 자연발생실험 같은 당시 최첨단 과학기술을 소재로 활용했지만 사람과 똑같은 인조인간을 만든다는 생각은 공상에 불과했다. 그렇지만 최근 생물학과 생체공학 기술이 발달하면서 프랑켄슈타인까지는 아니지만 실험실에서 신경세포나 생식세포를 만들고 기능을 상실한 폐를 되살리는 수준에 이르고 있다. 미국 컬럼비아대 의생명공학과, 컬럼비아대 의대, 밴더빌트대 의대, 스티븐슨 기술연구소, 서던캘리포니아대 의대, 스탠퍼드대 의대 공동연구팀은 이식할 수 없을 정도로 손상된 폐를 돼지의 순환계에 연결해 회복시킬 수 있다는 연구 결과를 의생명공학 분야 국제학술지 ‘네이처 메디슨’ 7월 14일자에 발표했다. 폐 손상이 심각해 기능을 잃게 되면 폐 이식을 고려하게 되지만 이식용 장기를 구하기 쉽지 않다. 이식을 위해 기증된 폐는 쉽게 손상돼 70~80%는 폐기되는 것으로 알려졌다. 기계장치를 연결해 이식용 폐의 기능을 되살리는 방법이 있기는 하지만 소생 확률은 낮은 편이다. 이에 연구팀은 이식 불가 판정을 받은 사람의 폐 5개를 기증받아 마취한 돼지의 순환계와 24시간 연결한 뒤 관찰했다. 돼지의 피가 폐로 전달되도록 하고 인공호흡장치를 연결해 산소 공급을 하는 한편 면역거부반응을 막기 위한 면역억제제도 투여했다. 그 결과 적출 뒤 시간이 오래 지나 괴사가 시작돼 상당 부분이 하얗게 변한 폐가 건강한 핑크색을 띠고 정상적으로 산소를 전달하는 등 기능 회복이 관찰됐다. 연구팀은 면역거부반응에 대한 대책을 포함해 추가적인 연구가 필요하지만, 현재 수준만으로도 환자에게 이식하기 충분한 상태에 도달했다고 밝혔다. 또 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립신경질환·뇌졸중연구소(NINDS) 연구팀은 ‘정크 DNA’ 중 하나인 레트로바이러스가 신경 줄기세포의 분화를 좌우하고 신경세포 발달에도 영향을 미친다는 연구 결과를 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 7월 13일자에 발표했다. 레트로바이러스는 네안데르탈인 때 사람의 몸속으로 들어와 유전자처럼 자리 잡고 있는 것으로 알려져 있다. 전체 DNA의 약 8%를 차지하고 있지만 실제로는 바이러스 역할을 못 하는 비활성화된 상태여서 ‘정크 DNA’ 중 하나로 분류되고 있다. 연구팀은 실험실 연구를 통해 레트로바이러스 중 12번, 19번 염색체에 새겨진 HERV-K가 활성화될 경우 루게릭병으로 알려진 근위축측삭경화증이 유발될 수 있다는 것을 확인했다. 연구팀은 건강한 성인남녀에게서 추출한 혈액세포로 인체의 다양한 세포로 분화될 수 있는 유도만능줄기세포를 만든 뒤 신경줄기세포로 분화시켰다. 연구팀은 신경줄기세포 표면에 HERV-K 유전자가 활성화되도록 한 뒤 관찰한 결과 신경세포(뉴런)로 분화되지 못하고 HERV-K 유전자를 억제시키면 줄기세포가 쉽게 뉴런으로 만들어지는 것을 확인했다. 한편 미국 캘리포니아 샌디에이고대(UCSD) 의대 산부인과·재생과학과·비뇨기과·유전체의학연구소, 피츠버그대 의대 여성연구소 공동연구팀은 사람의 정원줄기세포(SSC)를 시험관에서 배양하는 방법을 찾아내 국제학술지 ‘PNAS’ 7월 13일자에 발표했다. SSC는 남성의 고환 내에 존재하는 줄기세포로 일생 증식하면서 일정 수를 유지하면서 일부가 생식세포로 분화돼 정자를 만든다. 분화 기능에 이상이 있으면 남성 불임이나 무정자증이 발생하기 때문에 불임치료를 위해 SSC를 추출해 시험관에서 배양시켜 정자로 분화시키는 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 문제는 정자로 분화하기 전 단계인 SSC조차 체외 배양이 쉽지 않다는 것이다. 연구팀은 ‘단일세포 유전자 발현 분석’이라는 첨단 기술로 인간 SSC의 특성을 파악해 세포분열과 생존에 관여하는 AKT 경로를 억제할 경우 실험실에서 가장 잘 성장시킬 수 있다는 것을 알게 됐다. 연구팀은 고환에서 추출한 30개 이상의 세포 샘플로 실험한 결과 2~4주 동안 안정적으로 SSC를 유지하는 데 성공했다. 연구팀은 이번 연구를 바탕으로 질 좋은 정자로 분화시키는 기술을 개발해 불임 수술에 새로운 지평을 열겠다는 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19 바이러스가 전 세계를 강타한 가운데, 감염 시 불임이 될 것을 우려해 정자 냉동을 결정하는 남성들이 급증하고 있다. 미국 데일리비스트의 최근 보도에 따르면 집에서 정자를 자가 채취할 수 있는 키트를 판매하는 한 업체는 코로나19 팬데믹이 발생한 직후부터 지난 몇 주간 키트 판매량이 20% 증가했다고 밝혔다. 자가 정자 채취 키트 판매업체 측은 “최근 들어 코로나바이러스를 우려한 많은 사람들이 문의 전화를 하고 있다. 이 남성들은 대체로 키트를 이용해 정자를 자가 채취한 뒤 정자를 극저온에 보관하는 전문 클리닉으로 보내는 방법을 택한다”고 설명했다. 이러한 상황은 일부 전문가들이 코로나19 감염과 생식 능력 사이에 연관관계가 있을 수 있다는 연구결과를 내놓은 후부터 극심해 진 것으로 분석된다. 실제로 지난달 중국 우한대학 중난병원과 후베이 산전진단 및 출생건강 연구소 공동 연구진이 지난 1월 코로나19 확진판정을 받은 20~54세 남성 환자 81명의 혈액 샘플을 분석한 결과, 코로나19 환자들의 평균 황체형성호르몬 비율은 0.74로, 코로나19와 무관한 남성들의 평균 호르몬 비율의 절반에 불과했다. 황체형성호르몬은 여성호르몬인 에스트로겐과 남성호르몬인 프로게스테론 조절에 모두 관여하는데, 이 호르몬의 작용에 문제가 생길 경우 성호르몬이 충분히 분비되지 않는 생식샘저하증이 나타날 수 있다. 당시 연구진은 “이번 연구의 대상이 된 코로나19 남성환자들은 모두 생식가능연령(2세를 출산할 가능성이 있는 연령)이었던 만큼, 이 바이러스가 생식능력에 어떤 영향을 미치는지 관심을 기울여야 할 필요가 있다”면서도 “다만 코로나19 환자들 중 생식능력에 이상이 생긴 사례는 아직 보고된 바 없으며, 치료 과정에서 투여된 약물이나 면역시스템이 호르몬에 영향을 미쳤을 가능성도 배제할 수 없으므로 더욱 자세한 연구가 필요하다”고 설명했다. 그럼에도 불구하고 남성들의 우려가 낮아지지 않는 것은 정자의 생식 능력이나 활동성이 체온에 따라 크게 달라질 수 있다는 기존의 관념 때문인 것으로 보인다. 미국의 출산 전문가인 제임스 그리포는 현지 언론과 한 인터뷰에서 “코로나19 바이러스는 감기나 독감 등과 마찬가지로 고열 증상을 동반하는데, 고열은 정자 생산량을 억제하는 것으로 알려져 있다”면서 “그러나 남성들은 대체로 새로운 정자를 매일 생산해낼 수 있는 생식세포를 가지고 있으며, 그렇기 때문에 질병을 앓는 동안에도 이러한 정자 생산 능력에는 큰 영향을 미치지 않는다”고 설명했다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

코로나19 바이러스가 남성 생식능력에 부정적인 영향을 미친다는 연구논문이 발표됐다고 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)가 26일 보도했다. 우한대학 중난병원과 후베이 산전진단 및 출생건강 연구소 공동 연구진이 지난 1월 코로나19 확진판정을 받은 20~54세 남성 환자 81명의 혈액 샘플을 분석했다. 분석 대상의 평균연령은 38세였으며, 전체의 90% 이상은 가벼운 증상만 보이다가 완치 판정을 받았다. 연구진이 이들의 혈액 샘플에서 뇌하수체 전엽에서 분비되며, 성호르몬을 조절하고 생식세포를 성숙시키는 단백질 호르몬인 황체형성호르몬의 비율을 분석했다. 그 결과 코로나19 환자들의 평균 황체형성호르몬 비율은 0.74로, 코로나19와 무관한 남성들의 평균 호르몬 비율의 절반에 불과했다. 황체형성호르몬은 여성호르몬인 에스트로겐과 남성호르몬인 프로게스테론 조절에 모두 관여하는데, 이 호르몬의 작용에 문제가 생길 경우 성호르몬이 충분히 분비되지 않는 생식샘저하증이 나타날 수 있다. 연구진은 “이번 연구의 대상이 된 코로나19 남성환자들은 모두 생식가능연령(2세를 출산할 가능성이 있는 연령)이었던 만큼, 이 바이러스가 생식능력에 어떤 영향을 미치는지 관심을 기울여야 할 필요가 있다”고 설명했다. 이어 “다만 코로나19 환자들 중 생식능력에 이상이 생긴 사례는 아직 보고된 바 없으며, 치료 과정에서 투여된 약물이나 면역시스템이 호르몬에 영향을 미쳤을 가능성도 배제할 수 없으므로 더욱 자세한 연구가 필요하다”고 덧붙였다. 이달 초에는 역시 중국의 화중과학기술대학 부속 퉁지병원 연구진이 코로나19 바이러스가 고환 등에 손상을 줄 수 있으며, 때문에 남성 코로나19 완치자는 생식능력 검사를 받아봐야 한다는 내용의 연구결과를 발표했다. 앞서 지난달에도 난징의대 부속 쑤저우병원 연구진 역시 같은 내용을 주장했다. 자세한 연구결과는 의학연구논문 사이트(Medrxiv.org)에 게재됐다. 사진=자료사진(123rf.com) 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

(재)한국공공정자은행연구원(이사장 박남철)은 지난 14일 대구경북첨단의료복합단지 입주기업인 (주)인트인(대표 김지훈)과 부산 서구 아미동 부산대병원 융합의학연구원 회의실에서 ‘생식의학 분야의 혁신기술 개발 및 상생을 위한 업무협약’을 체결했다고 19일 밝혔다.앞으로 이들 두 기관은 남성불임 진단용 3세대 스마트폰 자가 정액분석기 개선 작업을 시작으로 디지털 기반의 진단 및 치료용 의료기기 공동 개발 및 관련 임상연구 등을 수행할 예정이다. 박남철 이사장은 “이번 협약을 통해 남성불임 진단및 치료용 의료기기 개발에 박차를 가하게 됐다”고 말했다. 한국공공정자은행은 지난 2015년 12월 생식세포 관련 법규정 연구 및 정책개발 지원, 출산율 향상 ,정자동결 해동기술 기증정자 매칭프로그램 개발 및 보급 등의 목적으로 설립됐다. 부산김정한 기자 jhkim@seoul.co.kr

군 간부가 여성 부하와의 대화 중 “정자과장”이라는 농담을 했다는 등의 이유로 정직 징계를 받은 것은 부당하다는 법원 판결이 나왔다. 21일 법조계에 따르면 서울고법 행정4부(이승영 부장판사)는 육군 장교 A씨가 부대장을 상대로 “징계를 취소해달라”고 낸 소송의 항소심에서 원심과 마찬가지로 원고 승소로 판결했다. A씨는 2년여 전 여성 하급자인 B씨를 상대로 성희롱성 발언과 행동을 했다는 이유로 정직 1개월 징계를 받자 이에 반발해 소송을 냈다. 1·2심 재판부는 모두 A씨의 언행이 성희롱에 해당한다고 볼 수 없다는 판단을 내렸다. A씨의 징계 혐의 중에는 자신을 “정작과장님”이라고 B씨에게 “예전에 누군가는 내게 ‘정자과장’이라고 했었다”라고 말한 사실이 포함됐다. 이를 두고 재판부는 “‘정자과장’이라는 말 자체만으로는 성적 굴욕감이나 혐오감을 느끼게 하는 성적 언동이라고 단정하기 어렵다”면서 “그 말 외에 다른 언동을 하지 않아 그것만으로는 성적 언동이라고 추단할 수 없다”고 판단했다. 그러면서 B씨의 “정작과장”이라는 말이 실제로 “정자과장”이라고 들려 과거 있었던 일이 기억난 것일 뿐, 성적 의도가 있었던 것이 아니라는 A씨의 주장을 받아들였다. B씨 역시 “이 말을 듣고 기분이 불쾌했지만, 성적 수치심이나 혐오감을 느끼지는 않았고, A씨에게 다른 성적 농담은 들은 바 없다”고 진술한 것도 근거로 삼았다. 1심 재판부는 A씨가 말한 ‘정자’가 여러 뜻을 가진 동음이의어라서 꼭 ‘수컷 생물의 생식세포’를 의미했는지도 불분명하다는 설명도 덧붙였다. 다만 이 논리는 2심에서는 인정되지 않았다. 그 밖에 재판부는 A씨가 복도에서 길을 비켜주던 중 B씨에 가깝게 몸을 돌리며 스쳐 지나가다가 서로 팔이 닿도록 접촉했다는 징계 사유도 성희롱으로 인정할 수 없다고 판단했다. 행동 자체는 부적절한 면이 있고, 그 일이 있은 직후 상관의 명령으로 사과하기도 했지만, 겨울 옷을 입고 있어 직접적인 피부 접촉은 없었고 성적 의도가 있었다고 보기도 어렵다고 재판부는 판단했다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

중국에서 세계 최초로 ‘유전자 편집’을 거친 아이를 출산하는 데 성공했다는 주장이 나와 논란이 일고있다. 중국 인민망(人民網)과 AP통신은 26일 중국인 과학자 허젠쿠이(賀建奎)가 제2회 국제 인류유전자편집회의 개회를 하루 앞두고 이러한 주장을 폈다고 전했다. 인민망은 “세계 최초로 에이즈(AIDS·후천성면역결핍증)에 대해 면역력을 갖도록 유전자를 편집했다”면서 “중국의 유전자 편집 기술이 질병 예방 분야에서 역사적인 진전을 이뤄낸 것”이라고 평가했다. 허젠쿠이는 불임 치료를 받은 일곱 커플이 만든 배아에 대해 유전자 편집을 했으며, 이중 현재까지 한 커플이 출산했다고 밝혔다. 루루(露露), 나나(娜娜)로 이름 붙은 쌍둥이 여자아이 2명이 건강하게 태어났다는 것이다. 다만 그는 부모가 이들의 신원 공개를 원치 않는 상황이며, 연구가 이뤄진 장소도 비공개 방침이라고 말했다. 허젠쿠이는 자신의 목표는 유전병 치료나 예방이 아니며, 자연상태에서 인간에게 없는 에이즈 바이러스에 대한 저항력을 부여하려고 노력하고 있다고 설명했다. 또 ‘유전자 편집’ 연구 허용 여부에 대해서는 “이다음으로 무엇을 할지는 사회가 결정할 것”이라고 말하기도 했다. 미국에서는 인간 배아를 이용한 유전자 편집이 다른 유전자에 해를 끼칠 위험 등이 있는 만큼 금지된 상태다. 하지만 AP통신은 허젠쿠이의 연구성과가 아직 학술지에 발표되지 않았고, 주장에 대한 별도의 검증작업도 이뤄지지 않았다고 설명했다. 유전자 편집은 질병을 일으키는 등의 비정상 유전자를 잘라내거나 정상 유전자를 삽입하는 방식으로 질병을 예방하고 치료하는 기법이다. 2013년 3세대 기법으로 불리는 ‘크리스퍼 유전자 가위’(CRISPR/Cas9)가 개발된 이후 급속하게 발전하고 있다. 기존 기법보다 훨씬 정밀하고 효율성이 높은 기법이 개발되면서 암 등 불치병 치료에 유전자 편집 기술을 적용하는 연구와 동물 및 임상 시험이 활발하다. 반면 유전 질환 예방을 위해선 수정란 등 ‘생식세포 유전자’를 편집해야 하는데, 이는 후손 등 미래 세대에도 영향을 주기 때문에 세계적으로 엄격하게 금지해왔다. 그러나 2015년 중국 과학자들이 인간 수정란에서 빈혈을 일으키는 유전자를 제거하고 정상 유전자로 바꾸는 데 성공했다고 발표해 충격을 준 데 이어, 지난해 영국 당국은 유전자 가위로 인간의 초기 배아를 편집하는 연구를 허가한 바 있다. 허젠쿠이는 미국 라이스대학과 스탠퍼드대학에서 연구했으며, 중국에 돌아온 후 중국남방과기대학에 연구실을 차렸다. 또한 2개의 유전공학 기업을 세우기도 했다 하종훈 기자 artg@seoul.co.kr

서울대공원이 송명화 의원에게 제출한 자료에 따르면 서울대공원 동물원의 전시동물 중 최근 3년간 폐사한 동물은 262종 466수다. 이 중 평균수명 전 폐사한 동물이 364수로 전체 78%를 차지하며 평균수명을 다하고 폐사한 경우는 102수로 불과 22%에 그치고 있다. 5수 중 4수가 평균수명 전에 폐사했다는 것이다. 또한 폐사동물 466수 중 사고외상으로 폐사한 경우가 109건으로 전체 23.4%나 차지하고 있는데 연도별로 살펴보면 2016년 173수 중 31수(18%), 2017년 164수 중 39수(24%), 2018년 10월 현재 129수 중 39수(30%)로 해마다 사고외상 폐사율이 증가하고 있다. 3년간의 폐사 동물에 대한 자산 가치는 2016년 16억, 2017년 11억, 2018년 10월 현재 14억으로 무려 41억에 달한다. 특히 올해 6월과 8월에는 2억 5천만원의 자산가치를 가진 아시아코끼리 2마리가 각각 평균수명을 채우지 못하고 폐사, 세간의 관심을 받은 바 있다. 이날 감사에서도 동물 관리부실에 따른 폐사가 이어진 사례들이 송 의원에 의해 지적됐다. 일례로, 7천5백만원 자산 가치를 가진 오랑우탄의 경우 어미의 수유행동 부족으로 인한 기아로 낳자마자 0세에 폐사했다. 또, 2천7백만원 자산 가치를 가진 남아메리카물개의 경우 30세의 평균수명을 채우지 못하고 18.6세에 폐사했지만, 기록상에는 사인이 노령에 의한 폐사로 적시되고 있는 등 전반적인 관리의 허술함이 지적됐다. 송명화 의원은 평균수명 전 폐사, 사고외상 폐사 등에 대한 정확한 현황파악과 원인분석을 통한 적극적인 관리가 필요함을 지적, 효율적인 관리대책을 마련해 줄 것을 촉구했다. 멸종위기 동물 보전을 위한 사업도 미미한 실정이다. 유전자 분석연구의 경우 유전자원 보관실적, 유전자분석실적 및 성감별실적, 개체 인식칩 실적 등이 전반적으로 줄어들고 있으며, 생식세포․체세포은행 및 인공번식연구의 경우는 생식세포은행 보관실적은 2014년 이후 한건도 없고 체세포 보관실적 역시 2015년 이후 한건도 없어 현재 중단된 상태이다. 멸종위기종 연중 번식생리주기 연구 성과 역시 최근에는 미미한 상태이다. 국내외 식물 수집․연구사업 또한 그 동안 자체예산을 편성하여 연구한 실적은 전혀 없다. 올해 산림청(국립수목원) 연구비 4천만원을 받아 위탁연구사업을 추진 중일 뿐이다. 송 의원은 멸종위기 동물 보전연구와 국내외 식물 수집․연구에 대해서도 종합적인 연구계획을 세우고 예산을 편성하여 체계적인 연구가 이루어 질 수 있도록 해줄 것을 요청했다. 서울대공원은 2014년 9천2백만원의 예산을 편성, ‘백년을 바라보는 서울대공원 비전수립 연구용역’을 실시하였다. 그 결과에 따라 2015년 1억9천3백만원의 예산으로 ‘서울랜드 친환경 무동력 테마공원 조성 타당성 조사 용역’, 8천만원의 ‘동선체계 용역’, 7천2백만원의 ‘곤돌라 설치 타당성 및 적격성 조사 용역’ 등 총 4억3천7백만원의 예산을 투입하여 용역을 시행하였으나 경제적 타당성이 없고 재정 투입이 곤란하다는 이유 등으로 현재까지 어떠한 비전수립도 못한 채 모든 연구용역 결과는 무용지물이 되고 말았다. 그런데 2017년 2억5천9백만원의 예산을 또 편성하여 2018년 말까지를 기한으로 ‘비전실행 전략 수립 용역’을 시행 중에 있다. 송명화 의원은 그 동안의 예산낭비 부분을 지적, 이번 용역은 꼭 실효성 있는 전략이 수립 될 수 있도록 만전을 기해줄 것을 당부했다. 서울대공원에 들어서면 관람객들이 가장 먼저 접하는 곳이 종합안내소다. 이 종합안내소는 1984년 건평 2천 5백평 규모에 40억원이 넘는 건축비를 투입해 건설되었으며, 서울대공원에서 가장 큰 건물이다. 그런데 2004년부터 현재까지 14년 동안이나 활용방안을 제대로 찾지 못하여 텅 빈 채로 흉물스럽게 방치되어 있다. 송 의원은 이에 대해서도 “있을 수 없는, 정말 마음 아픈 일”이라며 시급한 대책이 필요함을 강조, ‘비전실행 전략 수립 용역’에 따라 획기적인 활용방안을 강구해 줄 것을 촉구했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

올 상반기 제조·수입된 신규 화학물질 가운데 31%는 급성 독성과 피부 자극 등 유해성·위험성이 있는 물질로 확인됐다. 고용노동부는 27일 이러한 물질들을 홈페이지(www.moel.go.kr)와 전자관보에 공표했다. 고용부에 따르면 이번 공표 대상에 포함된 신규 화학물질은 모두 200종이고, 이 가운데 1부틸 2프롤리디논, 2브로모아닐린 등 62종에서 유해성과 위험성이 확인됐다. 해당 화학물질은 급성 독성과 생식 독성, 생식세포 변이원성, 피부 부식, 심한 눈 손상 등을 일으킨다. 산업안전보건법에 따르면 신규 화학물질의 제조·수입자는 사전에 유해성·위험성 조사보고서를 제출해야 하고, 고용부는 제출한 자료를 검토한 뒤 화학물질의 명칭과 유해성을 공표한다. 고용부는 신규 화학물질을 다루는 노동자를 보호하기 위해 해당 물질을 취급하는 사업장에 보호구를 비치하고 사업장 내 환기시설을 설치하도록 했다. 또 노동자들이 화학물질에 대한 유해성을 쉽게 알 수 있도록 물질안전보건자료(MSDS)에 해당 물질의 유해성·위험성 정보를 반영하도록 했다. 물질안전보건자료는 화학물질과 제품의 명칭, 유해성, 응급조치 요령, 취급할 때 주의사항 등을 설명한 자료로 사업주는 노동자가 쉽게 볼 수 있는 장소에 이를 비치해야 한다. 박영만 고용부 산재예방보상정책국장은 “노동자와 국민 모두에게 신규 화학물질의 유해성과 위험성을 알리기 위한 것”이라며 “사업주는 노동자가 안전한 작업 환경에서 취급할 수 있도록 예방 조치를 이행하기 바란다”고 말했다. 홍인기 기자 ikik@seoul.co.kr

올해 상반기 제조·수입된 신규 화학물질 가운데 31%는 급성 독성, 피부 자극 등 유해성·위험성이 있는 물질로 확인됐다. 고용노동부는 신규 화학물질의 명칭과 유해성·위험성 등을 27일 홈페이지(www.moel.go.kr)와 전자관보를 통해 공표했다. 고용부에 따르면 이번 공표 대상에 포함된 신규 화학물질은 모두 200종이고, 이 가운데 1부틸 2프롤리디논, 2브로모아닐린 등 62종에서 유해성·위험성이 확인됐다. 해당 화학물질은 급성 독성과 생식독성, 생식세포 변이원성, 피부 부식, 심한 눈 손상 등을 일으키는 것으로 나타났다. 산업안전보건법에 따르면 신규 화학물질의 제조·수입자는 사전에 유해성·위험성 조사보고서를 제출해야 한다. 고용부는 제출한 자료를 검토한 뒤 화학물질의 명칭과 유해성을 공표한다. 고용부는 신규 화학물질을 다루는 노동자를 보호하기 위해 해당 물질을 취급하는 사업장에는 보호구를 비치하고 사업장 내 환기시설을 설치하는 등 보호조치를 취하도록 했다. 또 노동자들이 화학물질에 대한 유해성을 쉽게 알 수 있도록 물질안전보건자료(MSDS)에 해당 물질의 유해성·위험성 정보를 반영하도록 했다. 물질안전보건자료는 화학물질 및 제품의 명칭, 유해성, 응급조치요령, 취급 시 주의사항 등을 설명한 자료로, 사업주는 노동자가 쉽게 볼 수 있는 장소에 이를 비치해야 한다. 박영만 고용부 산재예방보상정책국장은 “노동자와 일반 국민 모두에게 신규 화학물질의 유해성과 위험성을 알리기 위한 것”이라며 “사업주는 노동자가 안전한 작업환경에서 취급할 수 있도록 예방조치를 이행하기 바란다”고 말했다. 홍인기 기자 ikik@seoul.co.kr

임신중 진통제를 복용하는 것이 훗날 태어날 아기의 생식능력에 부정적인 영향을 미칠 수 있다는 연구결과가 나왔다고 영국 BBC가 15일 보도했다. 이전 연구에서는 임신부가 이부로펜 계열의 진통제를 먹을 경우 특히 여자아이의 미래 생식능력에 영향을 미친다는 사실이 입증된 바 있다. 영국 에딘버러대학 연구진은 이러한 사실이 여자아이에 국한된 것이 아니며, 임신부의 진통제 복용은 훗날 남자아이에게도 부정적일 수 있다고 설명했다. 또 현재 임산부 중 3분의 1가량이 임신중 진통제를 복용하는 것으로 조사됐다고 전했다. 연구진은 태아에게서 채취한 고환 및 난소 세포 샘플을 채취한 뒤, 진통제 계열인 이부로펜과 파라세타몰에 노출시키고 변화를 추적 관찰했다. 동시에 실험용 쥐의 샘플 세포를 이용해 유사한 실험을 했다. 실험실에서 이들 샘플 세포에 진통제 약을 일주일간 노출시키자, 난자와 정자를 만들어내는 생식세포가 눈에 띠게 줄어드는 것을 확인했다. 남자아이의 고환 세포가 진통제에 노출될 경우 정자를 생산하는데 가장 중요한 영향을 미치는 세포의 수가 4분의 1로 줄어들었다. 이전 연구에서는 임산부의 난소가 파라세타몰 계열의 해열·진통제를 일주일간 노출될 경우 난자를 만들어내는 세포가 40% 줄어든다는 사실이 확인된 바 있다. 또 다른 계열인 이부로펜의 경우 같은 기간 노출됐을 때 세포의 수는 50%까지 줄어들었다. 쥐 실험의 경우, 연구진은 태아의 고환 조직 샘플을 생쥐에게 이식한 뒤 진통제 효과를 시험했다. 이 샘플이 자궁에서 발달하는 동안 고환이 어떻게 성장하고 기능하는지를 관찰했다. 사람과 동등한 용량의 파라세타몰로 치료한 지 하루가 지나자 이식한 조직의 정자 생성 세포수가 17% 감소했다. 1주일 후에는 세포 수가 3분의 1 가량 줄어든 것을 확인했다. 연구진은 이러한 결과가 이부로펜 또는 파라세타몰 등의 진통제 성분이 DNA 구조를 변형시키기 때문인 것으로 추측했다. 쥐를 대상으로 한 이전 연구에 따르면, 임신중 투여된 진통제는 암컷 자손의 생식세포를 감소시키는 것으로 밝혀졌었다. 이는 후대에 여성의 출산율과 출산력에 영향을 미칠 수 있다. 연구진은 “우리는 여성이 임신 중 진통제를 먹기 전에 보다 신중해야 한다는 것을 강조해야 하며 불가피할 경우 가능하면 단시간 적은 농도의 약을 복용케 하는 것이 중요하다”고 설명했다. 자세한 연구결과는 미국 국립환경보건학연구소(NIES) 학술저널 ‘환경보건 국제학술지 ‘환경 보건 관점’(Environmental Health Perspectives) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지난해 제조·수입된 신규 화학물질 가운데 30%는 급성 독성, 피부 자극 등 유해성·위험성이 있는 물질로 확인됐다. 고용노동부는 신규 화학물질의 명칭과 유해성·위험성 등을 2일 홈페이지(www.moel.go.kr)를 통해 공표했다. 고용부에 따르면 이번 공표 대상에 포함된 신규 화학물질은 모두 316종이고, 이 가운데 2니트로페닐브로닉산, 1니트로나프탈렌 등 94종에서 유해성·위험성이 확인됐다. 해당 화학물질은 급성 독성과 피부 자극, 눈 손상, 생식세포 변이 등을 일으키는 것으로 나타났다. 산업안전보건법에 따르면 신규 화학물질의 제조·수입자는 사전에 유해성·위험성 조사보고서를 제출해야 한다. 고용부는 제출한 자료를 검토한 뒤 화학물질의 명칭과 유해성을 공표한다. 고용부는 신규 화학물질을 다루는 노동자를 보호하기 위해 해당 물질을 취급하는 사업장에는 보호구를 비치하고 사업장 내 환기시설을 설치하는 등 보호조치를 취하도록 했다. 또 노동자들이 화학물질에 대한 유해성을 쉽게 알 수 있도록 물질안전보건자료(MSDS)에 해당 물질의 유해성·위험성 정보를 반영하도록 했다. 물질안전보건자료는 화학물질 및 제품의 명칭, 유해성, 응급조치요령, 취급 시 주의사항 등을 설명한 자료로, 사업주는 노동자가 쉽게 볼 수 있는 장소에 이를 비치해야 한다. 홍인기 기자 ikik@seoul.co.kr

불임은 젊은 암환자를 치료하는 종양내과 의사에게 중요한 고민거리 중 하나다. 림프종이나 백혈병, 생식세포종 같은 상대적으로 젊은 환자들에게 많은 종양은 항암화학요법으로 완치될 수 있다. 따라서 종양내과에서는 매우 적극적으로 항암화학치료를 한다. 그러나 항암제는 생식세포 손상과 성호르몬 이상을 일으켜 성인이 됐을 때 불임이라는 부작용을 부른다. 과거에는 암환자뿐만 아니라 의사도 치료가 우선이었지 생식기능에 관심 가질 여유가 없었다. 지금은 그렇지 않다. 다행히 남성 환자는 항암치료 전 정자를 미리 얻어 정자은행에 보관하고 치료를 마친 뒤 얼린 정자를 녹여 인공수정에 사용할 수 있다. 그러나 여성 환자는 난자은행을 이용하는 것이 쉽지 않다. 우선 난자를 얻는 것이 쉽지 않고 어느 정도 부작용을 겪어야 한다. 비용도 부담이 된다. 그 무엇보다 큰 문제는 사춘기가 지나지 않은 여자아이는 은행을 이용조차 할 수 없다는 점이다. 또 난자를 얻는 데 2주 이상 시간이 걸리는데 암치료를 미룰 수 없는 상황에서는 유용하지 않다. 최근 난자를 얻는 대신 난소조직을 미리 떼어내 냉동보관하고 치료가 끝나 암세포가 사라지면 보관한 난소조직을 다시 몸 안에 넣는 방법이 주목받고 있다. 사춘기에 이르지 않은 여아나 암 치료를 미룰 수 없는 여성 암환자에게 유용하다. 이 방법으로 2004년부터 올해까지 130명의 엄마가 임신과 출산에 성공했다는 사실이 지난 10월 국제학술지 뉴잉글랜드저널오브메디슨(NEJM)에 보고되기도 했다. 난소조직을 채취해 보관한 뒤 다시 넣어줄 수 있다면 불임뿐만 아니라 항암치료 때문에 난소기능이 손상돼 겪는 조기 폐경과 부작용까지 개선할 수 있다. 그러나 난소조직에 암세포가 이미 침범했거나 그럴 가능성이 있다면 이 방법을 사용할 수 없다. 조직을 이식할 때 암세포를 다시 넣어주는 꼴이 되기 때문이다. 최근 벨기에 연구진은 이 문제를 극복할 수 있는 열쇠로 ‘인공난소’를 제시했다. 이 방법을 활용하려면 항암치료가 예정된 여성 암환자로부터 난소조직을 얻은 뒤 미리 난포를 떼어내거나 난소조직을 이식할 때 난포를 분리한다. 이때 난소조직에 있던 암세포도 같이 분리된다. 난포는 난자를 성숙시키는 동시에 에스트로겐과 같은 호르몬을 만드는 곳이다. 이후 환자가 암치료를 마치면 남은 난포만 인공적으로 만든 구조물에 붙여 이식한다. 쥐를 이용한 동물실험에서만 성공한 상태지만 앞으로 암환자와 불임환자에게도 사용할 수 있을 것이다. 3D 프린터로 인공난소를 만들어 쥐에게 이식한 결과도 최근 공개됐다. 놀랍게도 인공난소를 이식한 쥐에서 배란뿐만 아니라 임신과 출산이 정상적으로 이뤄졌다. 그렇다면 사춘기에 이르지 않은 남자 환자는 어떻게 해야 할까. 아직 정자은행을 이용할 수는 없다. 난소조직을 채취하듯 고환에서 정소조직을 미리 채취해 같은 방법으로 보관하고 사용하는 연구가 시도되고 있다. 이런 다양한 시도들이 전혀 문제가 없는 것은 아니다. 생식기관 이식은 윤리적으로 넘어야 할 산이 있다. 소아 암환자들이 성인이 됐을 때 아이를 갖지 못할 수도 있다는 사실을 알게 된다면 어떨까. 반대로 소아 암환자 부모가 아이의 뜻과 다르게 인공난소를 만들거나 생식기관 이식을 미리 준비한다면? 인공난소나 정소조직을 이용해 언제든지 자기 아이를 가질 수 있다면 전혀 문제가 없을까. 의학과 의료기술이 발전하면서 완치 가능성과 치료 후 환자의 삶의 질은 높아지고 있지만 우리에게 새롭고 어려운 고민을 항상 하게 만든다.

당신은 최대 2억분의1 확률을 뚫고 태어난 존재다. 난자를 향해 헤엄치는 1억~2억 마리의 정자 중 약한 정자들은 질의 산성 물질과 대식세포에 의해 죽고 강한 정자만이 여정을 이어 간다. 그중 먼저 도착한 정자들이 난구세포라는 장애물을 극복하지만 에너지가 고갈돼 이들 역시 죽고 만다. 그러면 그다음으로 도착한 정자들 중 우수한 정자가 난자와 결합해 수정란이 된다는 게 지금까지 생각이다.그런데 이런 과정에서 난자 역시 자신에게 도달한 정자들 중 우수한 개체를 선택할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 즉 난자는 기존 생각보다 수동적이지 않다는 것이다. 미국 태평양북서부국립연구소(PNRI) 연구진은 새로운 연구를 통해 여성의 난자는 가장 건강할 가능성이 큰 가장 우수한 유전자를 지닌 정자를 선택할 수 있다고 밝혔다. 이번 연구는 수정 시 생식세포의 조합은 우연히 균등한 기회를 가지고 이뤄진다는 멘델의 법칙을 부정하고 있다. 연구를 이끈 조지프 네이도 박사는 난자가 기존 이론보다 생식 과정에서 어떻게 능동적인 참여자가 되는지 다음과 같이 설명했다. 그는 이번 연구에서 수정 과정은 무작위로 일어나는 게 아니며 어떤 난자와 정자가 분명하게 짝을 이루는 관계가 그렇지 않은 경우보다 흔하다는 것을 발견했다. 네이도 박사는 연구의 일부분으로 고환암 발병률을 높이는 유전자 변이를 제거하지 않고 복제한 변이 유전자와 정상 유전자를 지닌 암컷 쥐들과 모든 유전자가 정상인 수컷 쥐들과 번식하는 실험을 진행했다. 그 결과, 이들 쥐의 자손들은 멘델의 법칙에 따라 변이 유전자가 무작위로 유전됐다. 하지만 모든 유전자가 정상인 암컷 쥐들과 암을 유발하는 변이 유전자를 지닌 수컷 쥐들을 번식하게 한 두 번째 실험에서는 자손의 27%만이 변이 유전자를 지닌 것으로 나타났다. 이는 자손의 75%에서 변이 유전자가 나타나리라고 예상했던 것보다 확연히 적은 것으로, 난자가 좋은 유전자를 지닌 정자를 선택했음을 시사한다. 이번 연구 결과는 미국유전학회(GSA)가 발행하는 학술지 ‘유전학’(GENETICS) 최근호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

한 생명이 탄생하려면 1~2억 마리의 정자가 난자를 향해 헤엄치며 경쟁을 벌여야 한다. 그 과정에서 약한 정자들은 질의 산성 물질과 대식세포에 의해 죽고 강한 정자만이 여정을 이어간다. 그중 먼저 도착한 정자들이 난구세포라는 장애물을 극복하지만 에너지가 고갈돼 이들 역시 죽고 만다. 그러면 그다음으로 도착한 정자들 중 우수한 정자가 난자와 결합해 수정란이 된다는 게 지금까지 우리의 생각이다. 그런데 이런 수정 과정에서 난자 역시 자신에게 도달한 정자들 중 우수한 개체를 선택할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 즉 난자는 기존 생각보다 수동적이지 않다는 것이다. 미국 태평양북서부국립연구소(PNRI) 연구진은 새로운 연구를 통해 여성의 난자는 가장 건강할 가능성이 큰 가장 우수한 유전자를 지닌 정자를 선택할 수 있다고 밝혔다. 반면 정액은 이처럼 좋지 못한 유전자를 걸러내는 능력은 없는 것처럼 보였다고 연구진은 말한다. 이번 연구는 수정 시 생식세포의 조합은 우연히 균등한 기회를 가지고 이뤄진다는 멘델의 법칙을 부정하며, 오랫동안 과학자들이 전통적인 성 역할을 자신의 연구에 반영해 난자를 수동적이고 정자를 적극적으로 묘사해왔음을 보여준다. 연구를 이끈 조지프 네이도 박사는 난자가 기존 이론보다 생식 과정에서 어떻게 능동적인 참여자가 되는지 다음과 같이 설명했다. 그는 이번 연구에서 수정 과정은 무작위로 일어나는 게 아니며 어떤 난자와 정자가 분명하게 짝을 이루는 관계가 그렇지 않은 경우보다 흔하다는 것을 발견했다. 네이도 박사는 연구의 일부분으로 고환암 발병률을 높이는 유전자 변이를 제거하지 않고 복제한 변이 유전자와 정상 유전자를 지닌 암컷 쥐들과 모든 유전자가 정상인 수컷 쥐들과 번식하는 실험을 진행했다. 그 결과, 이들 쥐의 자손들은 멘델의 법칙에 따라 변이 유전자가 무작위로 유전됐다. 하지만 모든 유전자가 정상인 암컷 쥐들과 암을 유발하는 변이 유전자를 지닌 수컷 쥐들을 번식하게 한 두 번째 실험에서는 자손의 27%만이 변이 유전자를 지닌 것으로 나타났다. 이는 자손의 75%에서 변이 유전자가 나타나리라고 예상했던 것보다 확연히 적은 것으로, 난자가 좋은 유전자를 지닌 정자를 선택했음을 시사한다. 이에 대해 스미스소니언 열대 연구소의 행동생태학자 윌리엄 에버하르트는 과학자들은 이런 현상을 ‘감춰진 암컷의 선택’(cryptic female choice)이라고 부른다고 말했다. 수정 과정에서 이런 현상이 어떻게 일어나는지에 관한 명확한 증거는 아직 없지만, 네이도 박사는 두 가지 가능성을 제시한다. 첫 번째 가능성은 중요한 신호 분자인 엽산(폴산) 등 비타민B 복합체의 신진대사 속도가 정자와 난자에 따라 다르다는 것이다. 이런 차이가 정자와 난자가 서로 얼마나 끌어당기는 정도에 영향을 줄 수 있다. 또 다른 가능성은 난자가 완전히 형성되기 전에 정자가 수정 장소인 자성생식수관에 들어갔을 경우다. 정자의 존재가 난자의 형성에 영향을 미쳐 그 유전자는 가능한 한 해당 정자에 잘 맞을 수 있다. 이번 연구 결과는 미국유전학회(GSA)가 발행하는 학술지 ‘유전학’(GENETICS) 최근호에 실렸다. 사진=ⓒ mansum008 / fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

최근 기초과학연구원 유전체교정연구단이 참여한 국제 공동연구팀이 돌연사의 주요 원인으로 꼽히는 비후성 심근증을 초래하는 유전자 변이를 인간 배아에서 교정해 정상 유전자로 복구시키는 연구 결과를 ‘네이처’에 발표했다. 이전에도 ‘크리스퍼 유전자 가위’로 인간 배아 유전자 교정을 시도한 사례가 있었으나 유전자 가위의 정확성에 문제가 있었고 교정된 세포와 교정되지 않은 세포가 섞이는 ‘모자이크 현상’이 나타나는 한계도 있었다. 공동연구팀은 크리스퍼 유전자 가위를 구성하는 단백질과 가이드 RNA를 수정 후가 아니라 수정과 동시에 난자에 도입함으로써 이런 문제를 극복했다. 또 자체 개발한 절단 유전체 시퀀싱 방법을 통해 변이 유전자만 교정하고 다른 유전자에는 영향을 미치지 않는다는 사실을 입증했다. 이번 연구는 배아 단계에서 유전자 가위의 효율성과 안전성을 확인하기 위한 목적으로 허용됐으며, 관리 규정에 따라 실험 후 모든 배아는 폐기됐다. 그러나 유전자 가위가 도입된 배아와 도입되지 않은 배아 사이에 배반포 발달에 있어 차이가 없었기 때문에 만약 산모에 착상했다면 변이가 교정된 건강한 아이가 출산될 가능성이 매우 높았다.유전자 가위를 이용해 배아의 변이 유전자를 고치는 방식은 비후성 심근증에 국한되지 않고 대부분의 유전병에 보편적으로 활용될 수 있다. 유전자 가위를 구성하는 가이드 RNA만 맞춤형으로 새로 합성하면 되기 때문이다. 1만여개가 넘는 유전질환의 대물림을 원천 차단할 수 있는 길이 열린 것이다. 배아 유전자 교정은 전 세계 수천만명에 달하는 유전질환자들과 그 가족들에게 희망을 주는 성과임은 분명하나 생명윤리 차원에서 몇 가지 우려와 논란이 있는 것도 사실이다. 첫째, 인간 난자와 배아를 실험에 사용하는 것이 바람직하지 않다는 의견이다. 다른 적절한 대안이 있다면 인간 생식세포를 사용하지 않아야 한다는 데 전적으로 동의한다. 그러나 지난 수년 동안 생쥐와 원숭이 등 다양한 동물 배아 유전자를 교정한 사례가 학술지에 보고됐으나 이들 동물과 인간 유전자는 염기서열이 달라 인간 배아에서 유전자 가위의 안전성과 효율성을 확인할 수 없었다. 더욱이 인간 배아 연구를 통해 이번에 새롭게 알게 된 성과가 많아 네이처에 발표할 수 있었다. 이번 연구를 위해 귀중한 난자를 기증한 해외 여성들에게 진심으로 감사드린다. 둘째, 착상 전 유전자검사(PGD)란 방법이 있는데 굳이 배아 유전자 교정을 할 필요가 있는지에 대한 의문을 제기할 수 있다. 이번 논문에 분명히 밝혔지만 유전자 가위는 PGD의 대안이 아니라 PGD와 함께 사용돼 착상에 적합한 건강한 배아의 비율을 높일 수 있다. 인공수정이 항상 성공하는 것이 아니기 때문에 착상에 적합한 배아의 숫자를 늘리는 것은 큰 의미가 있다. 셋째, 국내 생명윤리법은 인간 배아 연구를 포괄적으로 금지하고 있는데 국내 연구진이 이를 피하기 위해 유전자 가위를 해외 연구진에 제공하고 배아 실험 후 DNA를 들여와 분석한 것이 편법이란 지적도 있다. 연구진은 이에 대해 변호사에게 자문을 한 결과 법적으로 문제 될 게 없다는 답변을 받았다. 2015년 말 미국 국립과학원과 영국 왕립과학원, 중국 과학원은 인간 배아 연구는 허용하되 임상에 적용하는 것은 시기상조라는 성명서를 발표했다. 이번 논문 발표 뒤 하루 만에 유전학 관련 국제학회 11개는 공동성명을 통해 각국 정부가 인간 배아 연구를 금지해서는 안 되고 연구비 지원도 필요하다고 밝혔다. 우리 사회도 이런 국제적 논의에 부합하도록 관련 법과 제도를 정비할 필요가 있다. 연구 활성화와 의료·생명공학산업 발전, 일자리 창출 등을 위해서도 필요하지만 무엇보다 수십만명에 달하는 국내 환자와 가족들이 매일 흘리는 눈물, 후손들이 받게 될 고통을 더이상 외면해서는 안 된다.

‘4차 산업혁명을 주도할 것인가, 생명윤리 논란을 차단할 것인가.’ 한국의 최첨단 유전자 교정기술이 갈림길에 놓였다. 유전공학을 비롯한 바이오 분야는 ‘4차 산업혁명의 꽃’으로 통하지만, 우리나라의 제도는 2006년 불거진 ‘황우석 사태’에 대한 트라우마에서 여전히 헤어나지 못하고 있다. 3일 과학기술계에 따르면 우리나라 유전자 연구는 우수한 기술 수준에도 불구하고 법적 제약 때문에 제 속도를 내지 못하고 있다. 이날 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 실린 기초과학연구원(IBS) 유전체교정연구단 김진수 단장팀의 연구 성과가 대표적이다. 유전질환을 일으키는 특정 유전자를 찾아내 제거하거나 덧붙일 수 있는 핵심 기술인 ‘크리스퍼 유전자 가위’를 만들어 냈지만, 정작 인간 배아에 적용하는 교정실험은 미국 연구팀에 맡겼다. 황우석 사태 이후 엄격해진 생명윤리법 때문에 인간 배아를 활용한 실험이 금지됐기 때문이다. 2012년 처음 세상에 모습을 드러낸 유전자 가위는 인류를 각종 유전질환에서 해방시킬 핵심 기술로 주목받고 있다. 기술이 있어도 활용을 못 하기 때문에 세계적인 연구 경쟁에서 뒤처질 수밖에 없다. 반면 세계 각국은 유전자 가위를 활용한 유전질환 치료를 본격화하고 있다. 실제 중국은 인간 배아 유전자 실험에 특별한 규제가 없어 연구가 가장 활발하게 진행되고 있다. 2015년 4월 중국 중산대가 세계 최초로 인간 배아 유전자 교정실험에 성공한 것도 이런 분위기여서 가능했다. 영국도 지난해 2월 불임 치료와 배아 연구를 주관하는 ‘인간생식배아관리국’(HFEA) 명의로 인간 배아 유전자 교정실험을 연구용에 한해 허용했다. 미국 역시 “임신을 위한 배아 유전자 교정은 안 된다”고 전제하면서도 “유전적 난치병 치료에 대한 기초연구를 위해 실험실에서 인간 배아와 생식세포를 교정하는 것은 합당하다”며 사실상 배아 연구를 허용하고 있다. 현재 유전자 가위를 이용한 임상 연구는 미국 9건, 중국 5건, 영국 3건이 진행 중인 반면 한국은 한 건도 없는 실정이다. 생명윤리법에 따르면 배아나 난자, 정자, 태아에 대한 유전자 교정치료는 금지돼 있으며 대통령령에서 정하는 희귀, 난치병 치료 등 일부 조건을 충족할 때만 제한적으로 연구가 허용되고 있다. 김 단장은 “유전자 가위 기술은 기존 생명공학의 한계를 뛰어넘는 4차 산업혁명 시기에 새로운 기회와 일자리를 만들 것”이라며 “생명과 관련돼 있어 규제가 필요하지만 적어도 기초적인 배아 연구는 허용할 필요가 있다”고 제안했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 실험용 생쥐 대신 1㎜ 크기 벌레로 약물의 독성을 확인하는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 천연물연구소 시스템천연물연구센터 강경수 박사팀이 1㎜ 크기의 투명한 벌레인 ‘예쁜꼬마선충’을 이용해 항암제 독성을 평가하는 방법을 발견했다고 12일 밝혔다. 이번 연구 결과는 약학 분야 국제학술지 ‘환경독성학’ 6월호 표지논문으로 실렸다. 연구팀은 900여개 체세포와 300여개 신경세포, 약 2만개 유전자로 구성된 꼬마선충에 주목했다. 인간 유전자와 40% 정도가 일치돼 세포 사멸이나 노화 같은 생물학적 메커니즘이 인간과 유사하다고 알려져 있다. 연구팀은 꼬마선충에게 항암제 후보물질을 투여한 뒤 크기 변화, 알 개수, 부화 속도, 생식세포 형태 관찰로도 약물의 독성 여부를 판단할 수 있다는 것을 확인했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리는 살면서 꽤 많은 사람을 만난다. 출퇴근 버스와 지하철 안, 오가는 거리에서 그리고 텔레비전이나 영화 등을 통해서 말이다. 그리고 누군가와 닮은 사람을 보면 신기해한다. 왜냐하면 지구상에 똑같은 사람은 단 한 명도 없다는 걸 알기 때문이다. 어느 누구도 외모, 성격, 태도, 가치관 등이 똑같은 경우는 없다.비슷할 것 같은 부모 형제도 다르다. 물론 유전적으로 동일한 일란성 쌍둥이는 예외이지만. 동물이나 식물도 마찬가지이다. 우리에게 친숙한 개나 고양이, 다양한 종류의 가축들, 더 나아가 야생의 동물들은 물론 대다수의 식물, 심지어 곰팡이와 버섯까지 같은 종이라도 동일한 개체는 없다. 세균이나 단세포 진핵생물은 제외하더라도 매우 많은 종류의 생물들은 모두 조금씩이라도 다르다.왜 그럴까. 정답은 생물들의 유성생식 때문이다. 유성생식을 하면 생물 개체들은 다양한 특징을 나타내게 된다. 반면 무성생식을 하는 세균이나 단세포 진핵생물은 복제품처럼 똑같은 개체가 존재한다. 유성생식은 암컷의 난자와 수컷의 정자가 수정돼 자손이 태어나는 번식 방법이다. 난자와 정자가 수정하면서 부모의 염색체(유전물질)가 자손에게 전달된다. 사람은 아버지로부터 가장 큰 염색체인 1번에서 가장 작은 염색체인 22번까지, 그리고 성염색체를 포함해 23종 23개 염색체가 전달되고 어머니에게서도 마찬가지로 23종류 23개 염색체가 전달된다. 23개 염색체에는 약 2만 1000개의 유전자를 비롯한 모든 유전정보가 담겨 있다. 정자와 난자가 수정돼 태어난 아기는 아버지와 어머니에게서 전부 23종류 46개의 염색체를 가지게 된다. 아이는 나중에 배우자와 만나 자손을 낳을 때 23종류 23개의 염색체를 전달한다. 이 아이가 태어날 때 아버지와 어머니로부터 받은 1번 염색체 중에서 1개가 선택되고 2번 염색체 중에서 1개가 선택되는 등 이렇게 23번 염색체까지 선택이 이루어진다. 그러니까 이 아이가 자손에게 전달할 수 있는 염색체의 조합은 2의 23제곱개로 약 840만 가지의 생식세포가 생길 수 있다. 여기에다 배우자도 같은 수의 생식세포가 생길 수 있으니까 정자와 난자가 만나 생긴 자손의 유전적 다양성은 적어도 70조(840만×840만) 가지가 된다. 그러니까 형제자매라도 유전적으로 동일할 가능성은 많아야 70조분의1로 사실상 0에 가깝다. 유성생식 과정을 통해 이렇게 다양한 유전적 조성을 갖게 되면 생물들은 다양한 환경에 대비할 수 있다. 가장 잘 알려진 것은 기생생물과의 싸움이다. 사람을 비롯한 수많은 동식물은 많은 종의 세균과 미생물이 서식하는 숙주이다. 이 기생생물들은 매우 빠르게 다양한 변이를 만들어 낸다. 이에 대응해 숙주인 동식물이 살아남으려면 다양한 면역 관련 세포를 만들 유전적 다양성이 필요하다. 남미의 한 양서류는 기생충이 창궐하면 유성생식, 기생충이 잦아들면 무성생식을 하는 것으로 밝혀졌다. 또한 유성생식을 통해 생존에 적합하지 않은 유전자를 가진 자손은 자연 도태됨으로써 생존에 부적합한 유전자를 솎아 내는 효과도 있다. 이런 이점 때문인지 무성생식을 하는 동물인 담륜충도 외부의 유전자를 몸 내부로 받아들여 자신의 유전적 조성을 다양하게 만든다. 또한 세균도 다른 세균과 활발하게 유전자를 교환해 유전적 다양성을 만들고 있다. 말도 많고 탈도 많았던 역사 국정교과서가 폐지됐다. 순전히 생명과학의 관점, 즉 생물의 존속에 다양성이 매우 중요하다는 점을 반추해 보면 이는 타당한 것 같다. 왜냐하면 다양성은 강한 콘텐츠를 만드는 유용한 수단이고 그것이 교과서라 하더라도 마찬가지일 것 같기 때문이다.