인간유전자 지도초안 발표로 후발주자인 우리나라의 게놈 연구방향과 대응전략에 관심이 모아지고 있다. 국내 게놈연구는 90년 시작된 미국 중심의 인간게놈프로젝트(HGP)에 대응,94년 과학기술처 시범사업으로 처음 실시됐다.하지만 본격적인 게놈연구는 지난해 말 과학기술부가 주관하는 21세기 프론티어사업의 시범사업으로 ‘게놈 기능분석을 이용한 신유전자 기술개발사업’이 채택되면서부터다. 80년대 본격적인 연구를 시작한 미국 영국 등 과학 선진국들에 비하면 우리나라의 연구수준은 걸음마에 불과하다.원천기술 투자도 미흡하고 인력도 턱없이 부족하다.기술경쟁력은 선진국의 60% 수준에 불과하다.그러나 출발은늦었지만 인간유전체기능연구사업단(단장 兪香淑)은 염기서열 공개를 계기로후발주자로서의 열세를 만회하겠다는 의욕을 보이고 있다. ■한국형 게놈연구 본격화 유 박사는 “여러가지 측면에서 열세인 것은 사실이지만 한국인의 특이한 체질과 질병에 초점을 맞춘다면 국내 연구의 독자성과 가치를 발휘할 수 있을 것”이라고 말했다. 사업단은 이에 따라 위암·간암 등 외국인에게는 발생빈도가 낮지만 한국인에겐 빈발하는 질병관련 유전체를 대상으로 삼아 연구력을 모으기로 했다.과제로는 ▲위암·간암 유전자 및 단백질의 초고속 발굴기술 개발 ▲한국인의특이 단일 염기변이(SNP) 발굴 ▲위암·간암 관련 유전체의 기능연구 ▲한국인에게 자주 일어나는 질환의 유전체 연구 등 4가지를 정했다. 이들 과제에 대해 총 40여가지의 세부과제가 확정되는 대로 연구에 본격 착수할 계획이다. ■3년안에 위암·간암 조기진단 가능 사업단은 2003년까지 1단계로 핵심기반기술 및 한국인 특유의 유전자원을 확보한 뒤 2단계(2004∼2006년)에는 신규유전자의 기능을 정밀 분석하고 응용기술 개발을 목표하고 있다.3단계(2007∼2010년)에는 곧바로 약품개발에 쓸 수 있는 최종 신약 후보물질을 발굴하고 진단·치료기술을 개발할 계획이다. 사업단에 따르면 앞으로 1년안에 위암·간암을 발현시키는 특이 유전자를찾아낼 수 있는 DNA칩을 개발한다는 것이다.국내 최초의 임상조직 은행 표준안이 제정되며 개인 유전정보의 보호·남용·교육에 대한 지침이 제정되는등 유전체 기능연구의 토대도 마련된다.3년 후에는 위암·간암용 진단키트를개발하고,위암·간암을 유발하는 ‘후보유전자’ 1,500개와 목표유전자 150종을 구명(究明)하며,치료에 쓰일 수 있는 신약 후보물질 5종을 확보하는 등가시적인 성과를 도출할 계획이다. 한국인에게 많이 나타나는 위암·간암환자의 생존율을 10∼30% 수준에서 60% 이상으로 높인다는 계획이다.한국형 게놈프로젝트에는 앞으로 10년간 1,740억원이 투입된다. ■정부 지원 90년대 중반 이후 국내 바이오산업이 빠른 속도로 성장하면서정부에서도 바이오산업의 중요성을 인식,지원을 늘리고 있다.올해 정부가 바이오산업에 투자하는 규모는 총 2,140억원으로 지난해(1,608억원)보다 33%늘어났다.과기부가 기초 연구개발에 집중하고 있고 산업자원부는 생명공학의인프라 구축과 개발 기술의 산업화에 대한 지원을 강화하고 있다.2010년까지 생물산업 선진국으로 도약한다는 목표 아래 바이오산업 인프라구축을 위한 5개년 계획(2001∼2005년)을 마련했다.지자체를 중심으로 생물산업의 지역혁신 거점을 구축하고 네트워크화하는 작업도 진행 중이다.‘생물산업발전기반조성 및 유전자변형 생물체의 수출입 등에 관한 법률안’(약칭 생물산업법)도 올 정기국회에 낼 계획이다. 함혜리기자 lotus@. *국내업계 움직임. 유전자지도 초안발표로 국내 대기업들과 제약사,벤처들도 유전체 정보가 가져올 막대한 시장성을 나름대로 전망하면서 발빠르게 투자를 확대하고 있다. 생명공학에 참여하고 있는 기업은 LG 삼성 SK 제일제당 한화 두산 등 10여곳. LG화학은 올해 바이오산업 연구개발과 시설투자에 500억원을 투자할 계획이다.제휴사인 스미스클라인 비참사로부터 받은 퀴놀론계 항생제에 대한 5차분 기술수출료 1,000만달러 등 그동안 바이오산업으로 벌어들인 수익금 1,000억원으로 바이오펀드를 조성,3∼4년에 걸쳐 벤처기업과 대학에 재투자할 계획이다. ‘제 2반도체사업’으로 생명공학산업을 선정한 삼성은 앞으로 3년간 총 3,000억원을 투자한다.그룹 내 삼성종합기술원과 삼성정밀화학을 중심으로 생명공학전문 기업의 설립을 추진 중이다.DNA칩과 진단 칩 등 진단분야 기술개발에 주력한다는 방침이다.SK케미칼은 그동안 중추신경계와 간질치료제,우울증치료제 등 가시적인 성과를 올린 데 이어 올해 50억원을 바이오벤처에 투자하기로 했다. 발효와 백신분야에서 세계적인 경쟁력을 확보한 제일제당은 첨단 생명공학기업으로 재도약하기 위해 앞으로 5년간 1조5,000억원을 투자한다.올해 안에500억원을 투입,미국에 바이오기업을 세우는 방안도 추진 중이다.대상도 올해부터 3년간 2,000억원을 투자,생명공학을 집중 육성한다. 동아제약 녹십자 종근당 한미약품 대웅제약 등 생명공학과 밀접한 제약회사들 역시 바이오벤처기업에 투자를 늘리는 한편 이들 기업과 기술제휴로 신약개발을 서두르고 있다. 바이오벤처기업들의 행보도 빨라지고 있다.바이오니아(DNA칩),프로테오젠 (단백질칩),바이오넥스(SNP발굴),넥스젠(GMO검색키트),제노텍(DNA합성),툴젠(유전자 기능조절) 등 바이오벤처들이 유전정보를 응용한 제품들을 내놓고 있다.국내 바이오시장은 올해 1조2,000억원에 이를 것으로 예상되고 있으며 2010년 9조원,2015년 15조원으로 성장할 것으로 전망된다. 함혜리기자. *優性인간만 활보하는 새 통제사회 올것인가. 1990년 저서 ‘역사의 종언’을 통해 냉전이후의 인류문명을 예언했던 미래학자 프랜시스 후쿠야마 미국 조지 메이슨대 교수가 게놈지도의 완성으로 생명공학의 발달이 인류에 미칠 위험성을 경고했다.28일자 아시안월스트리트저널(AWSJ)에 실린 후쿠야마교수의 글 ‘자연정복의 이정표’를 요약한다. 미국의 셀레라사와 인간게놈프로젝트(HGP)가 공동발표한 인간 유전자지도초안 완성의 의미에 대한 평가는 엇갈린다.상업적인 면에서는 벌써부터 인간게놈지도의 완성이 인류의 건강과 행복에 즉각적인 영향을 미칠 것으로 과대평가되고 있다.이같은 기대는 분명히 부풀려졌다.과학자들이 이뤄낸 것은사전 한권 없이 전혀 알지못하는 외국어로 씌어진 두꺼운 책을 이제 막 옮겨쓰기 시작한 단계에 비유할 수 있다. 방대한 양을 해석해야 하는 엄청난 작업이 남아있다.연구자들은 게놈지도를구성하는 유전자들의 정체를 밝혀내야 한다.어떤 유전자가 특정 단백질을생성하고 어떤 단백질이 유방암과 지능,알츠하이머병,장수 등을 유발시키는지 구명(究明)해내야 한다.민간기업들은 게놈지도 그 자체가 아니라 이를 어떻게 해석했는지 그 방법에 대해 특허권을 주장해야 한다.인간게놈지도 초안완성 발표는 시작에 불과하다. 그렇다고 해서 초안 완성의 의미를 과소평가해서도 안된다.인간 유전자 지도를 해독해냄으로써 약품개발에는 큰 진전을 가져올 것이다.현 단계에서는개인유전정보에 대한 비밀보장과 특정 유전정보를 확보하려는 움직임 등이문제로 지적된다.어쨌든 이번 성과는 500년간 진행돼온 자연정복을 통한 ‘인류구원’작업에 중요 이정표가 될 것이다. 인류역사를 통해 인간이 정복하고자 했던 자연은 홍수,전염병,가뭄,기근 등외적 환경이었다. 그러나 인간의 자유를 억제하는 것은 이보다는 인간의 본성이다.유한하고 이기적이고 비이성적인 인간의 본성을 말한다.유전자 정보의 해독은 고대 그리스시대부터 계속돼온 인성을 둘러싼 ‘본성(nature) 대 양육(nurture)’의논쟁,즉 인간이 갖고 있는 여러 특성들이 ‘선천적이냐 후천적이냐’는 논쟁에 종지부를 찍는데 기여할 것이다. 20세기 중반까지 사회과학자들은 인간행동에 변화를 주는 것은 전적으로 생물적 특질이 아닌 주변환경과 문화라고 믿어왔다. 그러나 쌍둥이의 행동특성 연구를 통해 환경보다 유전적 요인들이 인간 행동을 지배한다는 쪽으로 기울었다.인간의 행동을 유전자 분자 차원에서 설명할수 있을 정도로 과학이 발달한다면 이같은 추세는 가속화될 것이다.그 결과인간 스스로 선택할 수 있는 운명의 폭이 매우 제한적이라는 원치않는 해답에 도달하게 될지도 모른다. 마르크스가 소위 ‘본성의 영역’이라고 칭한 것들이 인간의 열망을 제한하게 된다면 인간들은 이 본성을 바꾸기 위해 유전정보를 활용하려들 게 뻔하다.부모가 원하는 외모와 지능 등을 조합한 ‘맞춤 아기’의 탄생도 가정해볼 수 있다.행동에 영향을 미치는 유전정보를 확보한 뒤에는 이를 통제할 수있는 더욱 막강한 수단도 고안해낼 것이다. 만약이런 사태가 현실화되면 유전정보를 다루는 회사들은 일반인들의 우려를 무마시키기 위해 애쓸 것이다.생명공학은 인류를 개량하는 것이 아니라질병퇴치를 통해 건강하고 행복한 삶을 영위할 수 있도록 하는 것이라고 강변할 것이다.그러나 생명윤리학자인 레온 카스의 지적처럼 치료와 개량은 명쾌하게 구분짓기 어렵다. 첨단 생명공학기술을 이용해 외모와 지능,사회 적응력을 개선하는 것이 왜잘못이냐고 반문할 수 있다.그러나 문제는 이같은 논리 뒤에 숨어있는 순수하지 못한 ‘목적’이다. 프랑스혁명에서 냉전에 이르기까지 급진적 혁명세력들은 인간의 본성은 사회정책을 통해 마음대로 만들 수 있다고 믿어왔다.혁명이념에 맞지 않는 본성은 재교육이나 노동수용소에서 교정될 수 있다고 확신했다.이런 신념은 무서운 결과를 가져왔고 결국 20세기 후반 자유민주주의가 득세하며 사회주의의몰락을 가져왔다. 인간게놈지도의 해독으로 인류는 혹시 전세기에 퇴조한 사회개조론을 보완,합리화하는 근거를 만들어내는 것은 아닐까.미래에는 우파가 아닌 좌파가 사회적 불평등을 고친다는 명분아래 우생학을 옹호하고 나설지도 모른다. 정리 김균미기자 kmkim@

미 국립보건원(NIH)이 27일 공개한 휴먼게놈프로젝트(HGP)의 결과물은 인간의 31억쌍 염기서열에 대한 1차 초안이다. 한개 세포의 23쌍 염색체에 들어있는 전체 유전정보의 90%에 해당하는 약 28억쌍의 염기서열이 밝혀진 셈이다.구조가 복잡하고 독특한 기능을 하는 염색체의 꼬리 부분(텔로미어)과 겹치는 부분(센트로미어)의 염기서열은 이번발표에서 제외됐다.일부 빈 고리가 있기는 하지만 이번에 발표된 초안이 21세기 생명과학시대의 중대한 원천 정보로서 손색이 없다는 것이 전문가들의견해다. 생명공학연구소 박종훈(朴鍾勳)박사는 “이번 연구결과는 지금까지 부분적으로 공개됐던 염기서열을 연결한 것”이라며 “텔로미어와 센트로미어가 빠져 있지만 이 부분에 포함된 기능유전자는 전체 유전자의 2∼3%에 불과하기때문에 이번에 발표된 초안만으로도 많은 연구를 할 수 있다”고 말했다. 인간의 몸속에 있는 유전물질인 DNA는 31억쌍의 염기서열로 이뤄져 있다.이중 우리 몸을 구성하는 세포들이 제기능을 하도록 하는데 필요한 단백질을만들어내는유전자들은 약 10만개로 추정된다.이번에 발표된 초안에 인간 유전자의 97∼98%가 들어있다는 얘기다. 특히 과학자들은 NIH가 이번에 발표한 염기서열의 정확도가 99.9%에 이른다는 점을 높이 평가하고 있다.1,000개 염기마다 1개의 오차를 허용하는 수준이다. NIH는 1차 HGP 완료를 2003년까지로 잡고 있다. 1차 HGP가 완성됐을 때 비로소 인간을 이루고 있는 기본 유전학적인 단위인 DNA의 구조를 알게 된다.염기의 배열에 대한 정보가 중요한 의미를 갖는 이유는 인간의 외형과 각종 생리현상,질병 등과 관련이 되는 단백질의 생성과정을 알 수 있는 근거가 되기 때문이다. 염기서열은 우리 인간의 몸속에서 각각의 기능을 하는 유전자가 어디에 위치하며,그 역할이 무엇인가를 알 수 있는 근거가 된다.또 이러한 유전자들이각 개인마다 어떻게 다른가를 비교할 수 있다. 이런 가능성을 근거로 과학자들은 포스트게놈 프로젝트를 수행 중이다.각국연구진은 유전자의 기능분석과 함께 인종·체질에 따른 유전적 차이를 나타내는 단일염기변이(SNP)연구에 박차를가하고 있다. 인간유전체기능사업단 유향숙(兪香淑)단장은 “HGP는 염기서열의 규명으로끝나는 것이 아니고 여기에 담겨 있는 유전자들의 기능이 어떤 것인지를 밝히는 2차 HGP,즉 포스트게놈프로젝트가 가속화되는 것을 의미한다”며 “앞으로 10만개의 유전자 기능이 다 밝혀지면 각 유전자의 작용을 알아내 결함을 수정하고 기능을 강화하는 등 다양한 생물공학적 응용이 가능하게 된다”고 말했다. 함혜리기자 lotus@. *특정유전자 조합 ‘디자인 아기' 가능. [워싱턴 최철호특파원] 26일 완성이 선언된 유전자 지도 초안으로 의료연구에 획기적인 이정표가 세워졌지만 뒤따르는 문제점도 호평만큼이나 깊어 보인다. ‘생명공학의 세기’ 저자이자 경제조류재단 연구원인 제레미 리프킨은 “지난 세기에 우리가 인종적,사회적 그리고 남녀 불평등에 대해 싸워왔듯 비슷한 싸움이 다음 세기에 유전자를 중심으로 일어날 것”이라고 예언한다. ◆디자인된 아기/ 먼 미래의 문제일지 모르나 유전자 지도 초안 완성으로 가장 섬뜩하게 다가오는 문제점이다. 인간은 유전적으로 99.9%가 같다.단지 0.1%만 차이가 남으로써 흑과 백,아시아,히스패닉의 구별이 생기며 생김새가 차이난다.이런 차이를 내는 유전정보가 확인되면 이를 다루는 유전정보회사는 특정 유전자를 가진 후손을 가질수 있다고 유혹할 것이고, 부모들도 특별히 선호하는 유전 패턴을 요구하는경우도 발생할 것이다.인종적 특성은 물론이고 키,몸무게 등 신체조건에 이르기까지 부모들이 원하는 ‘마춤 아기’의 탄생이 나타나지 말라는 법이 없는 것이다. 어떤 이는 윤리적으로 이런 일을 할 사람은 없을 것이라 단언하나 장담할수도 없다.유전정보회사들도 이같은 정보 및 기술자료의 판매 등에 유혹받을것이다. ◆개별유전정보 비밀보장 난망/ 유전자 지도의 궁극적 목표중 하나는 모든 개인들의 유전자 신분증(ID)을 만드는 것이다.개개인의 유전정보를 확인,앞으로 나타날 수 있는 유전성 암 등 그에 맞는 유전질병을 치료하는 것이 목표이다. 개인 유전정보는 신상에 관한 개인정보보다 더 중요하다. 그러나 이 정보가 누출되지 말라는 법이없다.결혼상대자끼리 유전정보를확인키로 한다거나 특정 유전형태를 가진 사람을 구분,취업을 제한시키려는의도도 나타나지 말란 법이 없다. ◆유전자 이득쟁탈전/ 가장 먼저 나타날 문제점이다.암호가 해독되어가는 유전 정보를 어느만큼 공개하고 어느 선에서 해독자만 비밀을 유지해야 하는지뚜렷한 구분선이 없다. 칼레라사는 모든 유전정보를 공개하겠다고 했지만 특정 유전특성을 갖는 환자 20명의 유전정보를 특허냈다.또 콘서시엄을 구성한 민간인들도 자신들의특별한 유전정보를 특허내 독점권리를 확보하고 있다. 미 특허국은 유전관련 특허에 대해서는 “엄격히 구분할 수 있는 실질적 특성을 지닌 것”으로 엄격히 제한하고 있지만 이같은 특허는 지난해 다른 기술특허보다도 10배 이상 늘어난 수준이다. 특허는 결국 독점이익을 전제한 것이고 앞으로 치료약 등과 관련된 송사는끊이질 않을 것이다. ◆유전조약의 필요성/ 유전정보 파악의 혜택은 모든 인류에 똑같이 적용돼야한다.국가 경제수준의 차이 때문에 소외되는 국가가 있어서는 안된다.따라서유전정보 초안 완성으로 전망되는 모든 문제에 앞서 시급히 필요한 것은 유전정보와 관련된 국제조약의 필요성이라고 전문가들은 지적한다. hay@

*의미·전망. 다국적 공공컨소시엄인 ‘인간게놈프로젝트(HGP)’와 민간 유전정보회사인셀레라 제노믹스사가 26일 인간게놈 지도의 초안 완성을 발표함으로써 21세기 유전자혁명이 시작됐다. 인간의 특성을 전달하는 유전정보를 담은 ‘유전자 지도’는 종래의 예방·진단·치료의학의 방법을 송두리째 바꿔 인간의 수명을 크게 연장해 줄 것으로 기대된다.그러나 이에 따르는 엄청난 사회적·윤리적 파급효과도 무시할수 없다. ■의미/ 이번 염기서열 해독으로 HGP가 완전히 끝난 것은 아니다.실제 우리몸속에서 이 유전자들이 어떻게 서로 작용해 인간의 생노병사를 조절하는 지를 밝힐 수 있는 기초자료가 만들어진 것에 불과하다.하지만 그 정도로도 의미는 충분하다. 과학자들은 유전자의 염기서열 규명이 궁극적으로 신약개발과 질병치료에일대 혁신을 가져 올 것으로 믿고 있다. 인간게놈의 이해는 새로운 차원의 신약개발을 촉진시키고 암과 심장병 등유전자 관련 질병에 대한 치료법과 진단기술을 한층 발전시킬 것으로 보인다.유전정보를 근거로 한 유전자 치료(질병을 일으키는 결함 유전자를 찾아내세포에서 제거한 뒤 수정유전자를 주입하는 방식)가 보편화되고,모든 질병을 분자수준에서 이해할 수 있게 돼 여러 질병의 진단은 오늘날보다 훨씬 완벽하고 세분화된다. 난치성 유전질병의 완치율이 획기적으로 높아지는 것 이외에 ‘맞춤의약품’의 등장도 기대할 수 있다.인간세포의 노화과정이 밝혀짐으로써 노화 억제법도 등장할 전망이다. ■파급효과 / 인간게놈 지도가 완성됨으로써 제약과 생명공학 산업 뿐아니라공공분야에도 상당한 경제적 파급효과가 예상된다.생명공학에 바탕을 둔 치료제 시장은 현재 6∼7%수준에 불과하지만 유전정보를 토대로 한 신약은 10년동안 제약산업의 대표적인 품목이 될 것으로 전망된다. 인간 유전자 암호를 담은 게놈지도의 완성은 많은 법률적·도덕적 딜레마를 야기할 지도 모른다.지적재산권에 대한 소유권,즉 특허논쟁도 가열될 것이다.특허권에는 엄청난 이익이 따르기 때문에 민간기업들은 유전자 약품과 치료시장을 선점하기 위해 특허경쟁을 벌이고 있다. 산업적 파급효과도 기대해볼 수 있다.생물학과 의학,제약,정보학,정보산업등의 기술이 융합·확대됨으로써 21세기 산업구조 변화의 계기로 작용할 것이 확실시된다. ■연구과제/ 이번 인간게놈 배열작업의 완성이 당장에 의학의 기적으로 이어지지는 않는다.인간 유전자의 완전해독과 재검토에는 앞으로 최소한 2년이더 소요될 것이며,나아가 이들 유전자로 이뤄진 수천종의 단백질을 이해하고기능을 규명해 분류하는 작업까지는 또 얼마의 시간이 걸릴 지 모른다. 연구자들은 앞으로 이 유전자들의 정확한 기능을 밝히는 연구(기능유전체학)와 함께 개인간,인종간,질병간 게놈 정보의 비교를 통해 생체 기능차이의원인을 규명하는 연구(비교유전체학)에 주력하게 된다. 게놈 해독과 관련해 가장 우려스러운 점은 유전자 정보규명이 야기할 엄청난 사회·윤리적 문제에 대처할 수 있는 사회구조가 아직 미흡하다는 것이다.특히 개인 유전정보의 노출로 인한 불이익을 최소화할 수 있도록 사회·윤리적인 논의와 대책을 서둘러 마련해야 한다는 지적이다. 함혜리기자 lotus@. *인간게놈 두 주역. ■셀레라社 크레이그 벤터. [워싱턴 AFP 연합] 셀레라 제노믹스의 크레이그 벤터(53)는 인간게놈 지도연구에 20년 이상을 바쳐온 선구적 유전학자.유전학계의 ‘독불장군’으로불리는 그는 1980년대 초 미 국립보건원(NIH)에서 유전자 염기서열 연구에뛰어들었다. 92년 자신의 아이디어의 중요성을 인정한 의학재정가 월리스 스타인버그의도움으로 게놈연구소(TIGR)를 설립,독자적 연구를 시작했다.해밀턴 스미스와 함께 연구하면서 95년 바이러스성 뇌막염 원인균인 돼지 인플루엔자균의 게놈을 해석했고 지난 3월 과실파리 유전자 지도를 발표한 컨소시엄에서도 중요 역할을 했다. 지난해 셀레라가 30억달러의 공공자금이 투입된 공공부문 컨소시엄인 인간게놈프로젝트(HGP)보다 빨리 인간게놈의 염기서열 분석을 마치겠다고 밝혀과학계를 놀라게 했다.24시간 가동하면 한달에 10억개 이상의 염기를 분석할수 있는 세계 최대의 컴퓨터 설비 덕에 이같은 일이 가능했다. ■HGP 프란시스 콜린스. [워싱턴 AFP 연합] 인간게놈프로젝트(HGP)를 이끄는 프란시스 콜린스는 인간게놈 지도 연구의 엄청난 혜택은 물론 잠재적 위험도 잘 알고 있는 유전자 전문가.원래 화학을 전공했으며 생애 대부분을 공공연구에 바쳐 낭포성 섬유증,신경섬유종,헌팅턴병 등 많은 질병과 관련된 유전자를 규명하는데 기여했다. 16살 때 화학자가 되기로 결심,예일대에서 화학박사,노스 캐롤라이나대에서 의학박사가 되기 위한 공부를 하며 연구자의 길로 들어섰다.예일대에서 생화학자로서 첫 연구를 하면서 생명의 열쇄인 DNA를 처음 접한 후 DNA 연구가 인류의 삶을 향상시킬 수 있다고 확신,유전학 공부를 위해 1984년 미시건대에 진학했다.1993년 미 국립보건원(NIH)에 합류해 인간게놈에 대한 300만달러 규모의 연구를 이끌었다.무신론자에서 독실한 종교인으로 변신한 그는 유전학의 윤리적 위험성,특히 유전공학을 통한 유전형질 개선에 대한 경고도잊지 않는다. *HGP·셀레라 자존심 건 싸움 2년. [워싱턴 AFP 연합] ‘생명의 신비’를 밝힌 첫 주인공 자리를 놓고 2년간자존심을 건 싸움을 벌인 인간게놈프로젝트(HGP)와 셀레라.인간게놈 지도가당초 예상보다 훨씬 빨리 발표될 수 있었던 것은 이 둘간의 치열한 경쟁이큰 몫을 한 때문이다.이들의 경쟁과 대립은 연구 결과를 무료로 공개하도록설립된 18개국 공동컨소시엄 HGP와 연구 결과를 이용해 이익을 창출하려는민간기업 셀레라라는 두 기관의 설립 목적을 볼 때 어쩌면 당연한 것이다.HGP와 셀레라가 26일 그동안의 연구 결과를 공동발표,양자간의 경쟁이 일시적으로 멈추기는 했지만 이들의 경쟁은 앞으로 더욱 불을 튀길 것이 분명하다. 인간게놈 지도 완성은 23쌍의 염색체에 들어 있는 3만∼15만개의 유전자를찾아내는 어려운 연구의 토대를 마련한 것에 불과하다.과학자들은 이 연구가 약품 제조와 질병 치료에 혁명을 가져올 것으로 기대한다.유전자 염기서열을 알면 질병 원인과 예방법을 쉽게 알아낼 수 있기 때문이다.결국 인간게놈 지도의 완성은 이제 오랜 연구의 시작에 불과하다는 것이다. HGP와 셀레라의 발표는 각각 장단점을 안고 있다.HGP는 게놈 암호의 90%가 담겨 있는 거의 완성된 DNA 지도를발표했다.반면 셀레라의 연구 결과는 염기쌍이 1∼2%정도 분산돼 있기는 하지만 HGP보다 좀더 진전된 것으로 평가받고 있다.

[더램(미 노스캐롤라이나주) 함혜리기자] 생물의학(Biomedical) 분야에서세계 최고의 연구수준과 인프라를 자랑하는 미 국립보건원(NIH) 산하 25개연구소 소속의 과학자들은 2만여명.이 중 한국인 과학자는 20명 정도다.각자 자신의 연구분야에서 전문성을 인정받고 있지만 특히 30∼40대의 젊은 과학자들이 최근 두드러진 연구성과를 올리고 있다. 미 국립암연구소(NCI)의 김성진 박사(46)는 암게놈해부프로젝트(CGAP)에 참여하고 있다.CGAP란 정상세포가 암세포로 변화해 가는 과정에서 축척되는 유전적인 변화에 대한 정보를 산출,궁극적으로는 암의 예방과 치료법을 찾아내는 계획이다. NIH에서 연구 중인 한국인 과학자모임의 차기 회장이기도 한 김 박사는 “새로운 기술과 기존 기술을 접목,암세포에서 유전자 돌연변이가 일어나는 메커니즘 연구에 집중하고 있다”고 자신의 연구내용을 소개했다. 김 박사팀은 지금까지 연구를 통해 세포의 형질전환을 촉진하는 ‘TGF-베타’라는 인자가 암세포 성장 억제 유전자의 수용체로 작용한다는 사실을 알아냈다.그는 “TGF-베타의 세포내 신호전달 과정이 암화(癌化)에 미치는 영향을 좀더 자세히 연구할 계획”이라며 “앞으로 종양이 암으로 전개되는 메커니즘을 규명해 암의 초기 진단이 가능하도록 하겠다”고 말했다. 국립정신의학연구소(NIMH)의 뇌신경기능 연구책임자인 진혜민 박사(47)는인체의 가장 중요한 기관인 뇌의 신경세포에 관여하는 유전자를 연구한다.기능유전체학 연구의 일환으로 98년 10월 시작된 뇌신경 분자해부프로젝트(BMAP)가 그의 책임 아래 진행되고 있다. 진 박사는 “BMAP는 뇌신경과 관련되는 유전자를 찾아내고 그 기능을 알아내는 것”이라며 “지금까지 도출된 게놈 정보에서 뇌신경과 관련된 유전자4만여개를 분리해 냈으며,이 가운데는 지금까지 밝혀지지 않았던 새로운 유전자 1,000개도 포함돼 있다”고 말했다. 진 박사는 “뇌신경 유전자의 연구는 치매,파킨슨씨병,척추신경질환 등 3대신경질환을 극복하는 유일한 방법”이라고 강조했다. 국립환경보건과학연구소(NIEHS)의 백승준 박사(35)는 최근 아스피린의 항암기능을 연구하는과정에서 아스피린에 의해 유도되는 새로운 단백질을 발견했고,그 단백질이 항암효과가 있다는 것을 동물실험을 통하여 밝혀내는 개가를 올렸다.그의 연구결과는 곧 세계적인 과학전문지 ‘네이처’를 통해 발표될 예정이다. NIEHS의 구자석 박사(42·생화학)는 분자생물학과 병리생물학을 접목시켜미국내 사망률 4위인 천식 및 만성 기관지염의 원인규명에 몰두하고 있다.직접적인 사망원인이 되는 호흡기의 점막 생성 메커니즘을 분자수준에서 밝히는 것이 그의 주요 관심사다. NIH는 지금까지 100명에 가까운 노벨상 수상자를 배출했다.이서구 박사(세포신호전달),차정주 박사(대체의학),최건 박사(생리독성연구),박명희 박사(구강암) 등 1세대 과학자들의 뒤를 이어 NIH에서 연구에 정진하는 이들 가운데 미래의 노벨상 수상자가 나올 지 모른다. lotus@. *우리 현실과 연구방향. 미국 국립보건원을 주축으로 한 휴먼게놈프로젝트의 초안 완성이 다음달 15일로 다가오면서 후발주자인 우리나라의 휴먼게놈 연구방향에 관심이 쏠리고있다. 유전학의 발전과 더불어 5,000여개에 이르는 유전병의 원인이 염색체상의유전자 이상에서 온다는 사실이 밝혀졌으나 원인을 알고 있는 종류는 극소수에 불과하다.미국 영국 등에서는 80년대 중반부터 모든 유전병 또는 난치성질환의 정복을 위한 첫 단계인 인간게놈 연구계획이 발의돼 기술적인 발전을거듭하면서 오늘에 이르고 있다. 우리나라의 경우 이보다 10년 늦게 휴먼게놈 연구에 관심을 갖기 시작했다. 96년부터 미래원천기술 개발사업을 통해 체계적인 연구개발투자가 이뤄지기시작했지만 본격적인 투자는 99년말 과기부가 주관하는 21세기 프론티어사업의 시범사업으로 ‘게놈기능분석을 이용한 신유전자기술 개발사업’이 채택되면서부터로 봐야 한다.과기부는 이 사업에 앞으로 10년간 최소 1,300억원의 투자를 계획하고 있다.99년에는 산업자원부 지원아래 기능유전체 연구기술의 하나인 DNA칩 기술개발도 10개년 계획으로 출발했다. 전문가들은 후발주자인 한국은 위암·간암·자궁경부암 등 한국인에게 많이 나타나는 난치성 질환에 대한 연구에 집중하고,특히 한국인 유전체를 대상으로 SNP(단일염기변이)를 발굴해 독자적인 유전정보를 확보해야 한다고 지적한다. 생명공학연구소 유전체사업단 박종훈(朴鍾勳) 박사는 “연구비나 연구인력의 규모로만 우리나라는 미국의 100분의 1 수준”이라며 “인간 유전체의 구조분석에 매달리기에는 경쟁력이 없기 때문에 우리나라 실정에 맞는 분야를도출해 집중 투자해야 한정된 자원에서 좋은 연구결과를 얻을 수 있다”고덧붙였다. 미 국립정신의학연구소 진혜민 박사도 같은 의견이다.진 박사는 “인간게놈의 서열분석에 나서는 것보다는 미국이 밝혀 놓은 게놈정보를 응용해 신약개발이나 단백질 기능 규명 등 실익을 거둘 수 있는 분야에 연구역량을 집중해야 한다”고 말했다. 하지만 문제는 우리에게는 기능유전체 연구에 필요한 인프라가 거의 없다는 것이다.분자생물학은 어느 정도 맨파워가 있다고 해도 기능유전체 연구에필수적인 바이오인포매틱스(생물정보학) 전문가가 전무한 실정이다. 늦은 감이 있지만 전문인력과 장비 등 인프라 확보를 위한 초기의 집중적인투자가절실히 요구된다. 함혜리기자

[더램(미 노스캐롤라이나주) 함혜리기자] 인간게놈이 완전 해독된다고 해서 불로장생의 꿈이 곧 바로 실현되지 않는다는 것을 과학자들은 잘 알고 있다. 각 유전자의 정확한 기능과 위치를 알아야만 유전자 정보를 질병의 치료와예방,신약개발 등에 응용할 수 있기 때문이다. 조각그림 맞추기 퍼즐에 비유한다면 현 단계는 인간이라는 그림을 짜맞출유전자라는 이름의 그림 조각들이 하나하나 확인된 상태다.앞으로 이 조각들에게 제 자리를 찾아주고 각각 어떤 기능을 하는 지 알아내야 하는 작업이남아있는 것이다. 미국 등 선진국의 연구주체들은 휴먼게놈 규명작업 완료의 후속 연구,즉 포스트 게놈프로젝트를 발빠르게 추진하고 있다. 미 국립보건원(NIH) 산하 국립휴먼게놈연구소의 제인 피터슨 박사는 “휴먼게놈프로젝트는 끝이 아닌 시작에 불과하다”며 “유전자의 기능을 규명하고유전정보를 통해 만들어지는 단백질의 구조를 밝혀 실제 질병의 치료와 예방에 응용하기 위한 연구를 게놈프로젝트와 함께 추진하고 있다”고 했다. 피터슨 박사는 “포스트게놈 연구는 염기서열 정보를 바탕으로 한 유전자의기능연구와 생물체의 유전자에 대한 비교연구,단백질의 구조를 밝히는 연구,바이오칩 등 각종 기술개발을 중심으로 진행되고 있다”며 “지금까지 해온염기서열 분석작업보다 훨씬 많은 노력과 예산이 필요할 것”이라고 덧붙였다. 포스트게놈 연구는 지금까지의 각 유전자가 인체 내에서 어떤 기능을 수행하는 지를 밝혀내는 기능유전체학과 개인간,인종간,생물간 게놈정보 비교를통해 생체기능의 차이가 어떻게 일어나는 지를 규명하는 비교유전체학이 양축을 이루고 있다. 10만개로 추정되는 인간유전자 가운데 지금까지 기능이 밝혀진 것은 9,000여개 밖에 안된다.나머지 9만여개 유전자의 기능을 밝히는 작업이 기능유전체학이다.단백질의 구조와 기능을 찾아내는 프로테옴 연구는 기능유전체학의큰 줄기에 해당한다. 비교유전체학은 개인간 유전편차를 결정하는 단일염기변이(SNP·single nucleotide polymorphism)를 발견하는 작업에 초점이 맞춰지고 있다. SNP란 인간유전자에서 1,000개의 염기마다 1개 꼴로 나타나는 개인의 편차를 가리킨다.사람의 경우 염기쌍이 30만개이기 때문에 적어도 100만개의 변이를 갖는다.사람마다 머리색깔,피부,키,눈색깔 등이 다르고 같은 약을 사용해도 사람마다 반응이 제각각 다르게 나타나는 것도 모두 SNP 때문이다. 하나의 유전자 변이가 치명적인 유전병을 일으키기도 하지만 95%는 유전적근접성을 알려주는 지표역할을 한다. SNP연구에 주력하고 있는 곳은 NIH 산하 국립환경보건과학연구소(NIEHS·노스캐롤라이나주 더램 소재).이곳의 분자 발암(發癌)학 연구소 제임스 셀커크박사는 “SNP의 차이가 모두 질병의 원인으로 작용하는 것은 아니지만 정상인과 환자의 염기차이를 분석하다보면 질병과 관련된 SNP를 구분해 질병의예방과 치료로 연결시킬 수 있다”고 말했다. NIEHS 연구팀은 1차적으로 백인·흑인·동양인이 골고루 섞인 정상인 90명을 모집단으로 DNA 샘플에서 SNP를 찾아내는 작업을 1년6개월째 계속해 왔다.앞으로는 당뇨병 등 질환을 가진 환자들의 DNA 가운데 SNP를 찾아내 비교하는 작업을 시도할 계획이다. 셀커크 박사는 “2∼3개월 뒤 정상인 90명의 샘플링 작업이 끝나는대로 확보된 ‘표준’ SNP를 인터넷 홈페이지에 공개,전 세계의 의사와 과학자들이웹사이트를 통해 연구에 참여할 수 있게 할 계획”이라고 말했다. 이렇게 되면 국가,인종,성별,질병별로 다양한 샘플수집이 가능해진다.샘플이 많으면 많을수록 질병 등 특이한 유전적 차이를 발현시키는 SNP를 찾아내는 작업은 한층 수월해진다.개인의 체질에 따라 다르게 만들어지는 ‘맞춤의약품’이 실현될 날이 점점 가까워지고 있는 것이다. *美 '포스트게놈' 프로젝트. 의학 및 생명공학의 새로운 지평을 열 휴먼게놈프로젝트(HGP)를 이끄는 NIH는 HGP 3차 5개년계획(1998∼2003년)에 유전자 및 단백질의 기능연구 등을포함시켰다.난치병 치료,신약개발 등 유전정보의 보다 효율적인 이용을 앞당기려는 의도에서다.NIH가 추진 중인 포스트게놈 프로젝트들을 소개한다. ■암게놈해부프로젝트(CGAP·Cancer Genome Anatomy Project)국립암연구소(NCI)가 주도적으로 추진 중인 CGAP는 인간의 정상조직,암전단계 조직,암 조직에 대한 유전자 성질을 규명하고 유전자 수준에서 암 연구를 하기 위한 정보와 기술을 확립해 수요자에게 제공하는 것을 목표로 한다. 리네트 그라우스 박사는 “암 환자들로부터 염색체 변이와 관련 유전자를도출,각종 암에 적용할 수 있는 공통 암 유전자를 규명하는 것이 1차 목표”라며 “현재 어느 정도 암과 관련되는 1만개 정도의 유전자 변이를 확인했다”고 말했다.미국인이 가장 많이 앓고 있는 전립선암을 비롯해 난소암 유방암 간암 대장암 등 5개 암을 대상으로 연구 중이다. ■환경게놈프로젝트(EGP·Environmental Genome Project) 국립 환경보건과학연구소가 추진 중인 연구다.암 등 난치병을 포함한 모든 질병은 선천적인 유전자의 이상에서 비롯되지만 식습관,환경,약물,화학물질 등 환경적 요인이추가로 작용하면서 유전자 변이를 촉발시켜 질병에 걸리는 경우가 대부분이다.환경적 요인에 노출됐을 경우 기능의 변이를 일으키는 개인의 유전자 변이들을 찾아내고,유전자와 환경적 요인의 상호관계를 찾아내 전염성 질환의치료에 적용하는 것이 목표다.환경에 민감하게 반응하는 염기의 변이들을 찾아내는 방식으로 수행하고 있다. ■프로테옴(Proteom)프로젝트 유전자의 염기서열을 규명하듯 단백질의 아미노산 서열과 3차원적 구조를 밝혀내 세포에서 일어나는 모든 생명현상을 이해하기 위한 단백체학(프로테오믹스)을 주로 연구한다. 프로테옴 프로젝트가 중요한 것은 혈당을 조절하는 인슐린,적혈구에서 산소를 운반하는 주체인 헤모글로빈 등 인체의 온갖 생리현상을 조절하는 주역이단백질이기 때문이다.변수가 헤아릴 수 없이 많지만 신약개발과 직결되기때문에 셀레라 제노믹스에서도 단백질 구조및 기능연구에 막대한 예산을 설정해 놓고 있다. *美·英등 9개 제약사·5개 硏 'SNP 컨소시엄' 1년. 미국의 화이자와 브리스톨-마이어,영국의 글락소웰컴,독일의 바이엘과 훽스트,스위스 노바티스 등 9개 거대 제약회사들과 공익사업 지원재단인 웰컴트러스트,스탠포드 휴먼게놈연구소 등 5개 연구소들은 지난해 4월 ‘SNP 컨소시엄’을 결성했다. 평소 경쟁관계에 있는 세계적 대형 제약회사들이 이처럼 의기투합한 것은 SNP 규명을 한시라도 앞당기기 위해서다.SNP는 신약개발의 핵심이자 꿈에 그리던 ‘맞춤 의약품’ 시대를 여는 열쇠다. SNP컨소시엄의 기업군에는 제약회사들 외에 IBM과 모토로라도 참여하고 있다.이들 컴퓨터·정보통신 회사들은 당장의 이익보다는 장기적인 투자전략차원에서 컨소시엄에 참여했다.정보통신기술(IT)과 생명공학기술(BT)의 결합이 21세기 지식정보사회의 거스를 수 없는 대세임을 시사하는 대목이다.SNP컨소시엄의 기업군과 웰컴트러스트는 약 15억달러를 조성,컨소시엄의 연구소들이 SNP를 개발하도록 2년간 연구자금을 지원해 주고 있다. 미국 노스캐롤라이나주 더램에 위치한 복합연구단지 ‘리서치 트라이앵글파크’에 있는 글락소웰컴 R&D의 부회장인 다니엘 번스 박사는 “휴먼게놈프로젝트가 완성단계에 이르면서 염기분석기술이나 SNP 발굴기술도 급속한 진전을 보이고 있다”며 “SNP컨소시엄이 발굴한 SNP는 현재 12만개에 이르며내년 초까지 20만개 발굴이 목표”라고 소개했다. 컨소시엄에 참여한 제약사들은 발굴된 SNP를 도구삼아 새로운 치료제들을개발한다.NIH가 수행하고 있는 SNP프로젝트에서는 정상인의 표준 SNP를 찾는데 주력하고 있지만,이들 제약사가 주축이 된 민간 컨소시엄에서는 연구결과가 곧바로 신약 개발로 연결될 수 있도록 환자들의 DNA를 분석하고 있다.미국에서는 이처럼 신약개발에 유전체 연구를 접목시키는 작업이 약리유전학(Phamacogenetics)이라는 새로운 학문분야로 정립되고 있다. 번스 부사장은 “NIH의 휴먼게놈 해독 초안과 표준 SNP연구 작업 결과가 곧공개될 예정이고,민간 컨소시엄의 SNP프로젝트도 내년 초면 1차 계획이 완료되기 때문에 이들 결과물을 기초로 한 제약회사들의 신약개발 사업도 조만간 본격 착수될 전망”이라면서 “이는 부작용이 없고 효과가 뛰어난 맞춤의약품 시대가 열리는 것을 의미한다”고 강조했다. 함혜리기자 lotus@

지난 달 3일 발생한 ㈜효성 고문 문도상(文道祥·65)씨 부부 피살사건의 유력한 용의자는 최근 교통사고로 숨진 부동산업자인 것으로 밝혀졌다. 이 사건을 수사중인 서울 성동경찰서는 28일 유력한 용의자인 권모씨(41·김포시 통진면)가 지난 20일 새벽 1시50분쯤 충북 청원군 오창면 농소리 중부고속도로 상행선에서 승용차를 몰고 가다 갓길에 정차해 있던 25t 우유 수송 화물차를 들이받아 숨졌다고 발표했다.경찰은 “국립과학수사연구소의 유전자(DNA) 분석결과 문씨의 집에서 발견된 혈흔과 권씨의 혈액 유전자 형이일치하는 것으로 드러났다”면서 “권씨의 단독 범행일 확률이 높다”고 밝혔다. 전영우기자 ywchun@

[록빌(미 메릴랜드 주) 함혜리기자] ‘발견되기를 기다릴 수는 없다’(Discovery can't wait) 미 국립보건원(NIH) 주도의 휴먼게놈프로젝트를 놀라운 속도로 추격하며,미래 생명과학의 핵심기술인 인간게놈 해독작업을 벌이고 있는 미국의 유전정보회사 ‘셀레라 제노믹스’(Celera Genomics)의 모토다. 이 회사의 설립자이며 기술개발총책을 맡고 있는 크래그 벤터박사는 98년 5월 휴먼게놈프로젝트보다 먼저 인간 DNA염기서열의 해독작업을 끝낼 것이라고 공언,세계 생물의학계를 놀라게 했다.약속한 대로 셀레라는 작업착수 7개월만인 지난 4월 인간게놈 서열 전체를 해독했다고 발표해 다시 한번 세계를놀라게 했다.NIH가 오는 15일 게놈서열의 90%를 공개하겠다고 밝힌 것과 비교하면 한발 앞서 있는 셈이다. 셀레라 제노믹스는 지난 연말 초파리 게놈분석 자료를 NIH의 유전자은행에무료로 공개했지만 인간게놈과 관련된 모든 정보는 제약회사 등 회원사에 한해 연 500만∼1,500만달러의 고가로 제공하고 있다. 메릴랜드 주 록빌에 있는 셀레라 제노믹스의 본관건물 2,3층에서는 최신 전자동 염기서열분석기 300대가 24시간 쉬지 않고 가동되고 있다.읽혀진 인간유전체의 염기 정보는 곧 바로 전산망(LAN)을 통해 지하실에 있는 슈퍼컴퓨터에 전달돼 시시각각 분석되고 저장된다.이곳 슈퍼컴퓨터에 쌓인 DNA염기에관한 디스크 저장용량은 약 20테라(1테라는 1조)바이트.올 연말이면 80테라바이트까지 확장된다.민간분야에선 세계 최대의 용량이다. 정책기획팀장 폴 길만박사는 “인간 한 개체에 대한 유전정보 해독을 완료한데 이어 5명의 유전정보를 분석 중”이라며 “내부 분석정보에 다음달 공개되는 휴먼게놈프로젝트의 염기서열 해독초안을 보완하면 올 연말이면 인종이 다른 6명(남자 3명,여자 3명)의 게놈분석작업이 완료될 것”이라고 밝혔다.물론 동양인 남녀도 포함된다. 민간 벤처기업이 미 국립보건원을 중심으로 15개국 350여개 연구소가 10년을 매달려온 거대 프로젝트를 순식간에 해치운 비결은 집중적인 투자와 독특한 분석기술에 있다. 지난 99년 3월 유전체분석 작업을 시작한 이 회사가 지금까지 투입한 예산은 천문학적이다.셀레라의 모회사인 퍼킨엘머 바이오시스템이 개발한 전자동염기서열분석기 300대가 9,000만달러,모든 정보를 컨트롤하는 데이터센터와2마일이나 되는 LAN 구축 등에 7,500만달러,슈퍼컴퓨터 구입에 1억달러 등기기구입에만 최소한 2억6,500만달러가 투입됐다. 셀레라는 ‘숏건방식’(shotgun method)이라는 무작위분쇄법을 사용해 염기서열을 분석하고 있다.미국 언론이 ‘유전자 왕’(Gene King)이라고 부르는벤터박사가 개발한 혁신적인 방법이다. 휴먼게놈프로젝트를 수행하는 연구소들에서는 DNA를 잘게 자른 후 그것을증폭시킨 뒤 조각조각 짜맞춰 지도를 만든 다음 이들 조각들에 대해서 컴퓨터연산으로 염기를 분석해 순서를 결정하는 방법(DNA 시퀀싱)을 사용한다.정확한 대신 시간과 노력이 많이 걸린다. 반면 셀레라에서는 인간 유전체를 무작위로 골라 이를 1,000∼2,000개의 염기를 지니는 크기로 자른 다음 박테리아를 이용해 이를 증폭시킨 뒤 얻어진DNA조각을 분석,이에 대한 정보를 컴퓨터에 저장한 후 염기를 재조합하는방식을 사용한다.NIH 관계자들은 이같은 방법을 통해 얻어진 셀레라의 유전정보에 의구심을 갖고 있는듯 하지만 아직 응용사례가 없기 때문에 성급한 판단을 자제하고 있다. 길만박사는 “수억달러의 예산이 사용됐고 앞으로도 계속 투자를 늘릴 계획이지만 시간을 10분의 1 가량으로 줄임으로써 그만큼 정보의 가치를 높일 수있었다”며 “셀레라의 목표는 신뢰할만한 게놈 정보와 가치있는 지식들을최신 기술 및 도구들로 가장 빠르게 소비자들에게 전달함으로써 세계 최고의유전자정보회사가 되는 것”이라고 말했다. lotus@. *美 국립생물공학정보연구소…데이비드 리프만 박사. “인간의 DNA 염기서열 자체는 인류 공동의 재산입니다.따라서 특허의 대상이 될 수 없습니다” 미 국립보건원 산하 국립생물공학정보연구소(NCBI) 데이비드 리프만 박사는“미 국립보건원의 지원을 받아 게놈프로젝트를 수행하는 16개 게놈연구센터와 NCBI의 서버가 파이프라인으로 연결돼 있으며 검증을 거친 모든 정보는실시간으로 웹사이트(www.ncbi.nlm.nih.gov)를통해 공개되고 있다”고 말했다. 그는 “유전자 기능연구의 토대가 되는 염기서열 자체가 특허에 해당한다면후속연구에 장애가 됨은 물론,상당히 복잡한 문제를 일으키기 때문에 NIH는무료공개의 일관된 태도를 견지하고 있다”며 “그러나 게놈프로젝트를 통해 분석된 유전자의 개별기능에 대한 연구와 그 결과물은 특허의 대상이 된다”고 덧붙였다. NCBI는 NIH산하 연구소들 중 가장 최근인 1988년 11월에 설립된 기관이다. 이 곳의 주요 임무는 생물공학과 관련된 정보를 수집하고 가공해 생물공학의 정보중추를 담당하는 것.300여명의 연구인력이 휴먼게놈프로젝트에서 얻어지는 모든 정보를 분류해 유전자은행(GenBank),의료정보공람(PubMed),게놈해부도프로젝트,인간게놈 유전자지도,특이유전자(UniGene) 등의 데이터베이스를 구축하는 작업을 하고 있다. 그는 “민간기업들이 게놈프로젝트를 통해 분석한 유전자의 개별기능과 결과물에 대한 특허를 내기 위해 치열한 경합을 벌이고 있다”며 “한국과 같은 후발주자는 게놈특허 출원이 본격화되기 전에 공개된 정보를 바탕으로 개별 유전자의 기능연구에 전력을 다해야 할 것”이라고 지적했다. 함혜리기자

[베데스타(미 메릴랜드 주) 함혜리기자] 다음달 15일 마침내 생명체의 신비를 담은 유전자 지도의 초안이 모습을 드러낸다. 유전자에 담긴 생명의 비밀을 밝히기 위한 인류의 대역사(大役事)인 휴먼게놈프로젝트(HGP)가 본격 착수된 지 10년 만에 중대한 결실을 보는 순간이다. 미 국립보건원(NIH) 산하 국립휴먼게놈연구소(NHGRI)의 대규모 염기서열분석팀 책임자인 제인 피터슨 박사는 한국 기자들과 만난 자리에서 “오는 6월15일 인간게놈프로젝트의 가장 중대한 결과물인 인체 염기서열 해독 초안을인터넷을 통해 공개할 예정”이라면서 “이 초안에는 인간 유전체 정보의 90%에 해당하는 28억개 염기쌍의 정보가 담겨지게 될 것”이라고 말했다. 그는 “인체 DNA(디옥시리보핵산)의 염기서열을 해독하는 작업이 16개 게놈센터를 중심으로 순조롭게 진행돼 대부분의 분석자료가 수집된 상태”라며“현재는 정확한 위치를 찾고,오차를 줄이기 위한 검증작업을 반복하고 있기 때문에 초안의 정확도는 99.9%(1,000개 염기마다 1개의 오차를 허용한다는뜻)에 이른다”고 말했다. 피터슨 박사는 이어 “오는 2003년이면 31억쌍의 염기서열과 10만개 유전자의 완벽한 분석이 가능할 것으로 확신한다”고 강조했다. 게놈 시대의 개막이 초 읽기에 들어감으로써 각 유전자의 기능을 규명해 암,알츠하이머병 등 유전자 이상으로 인한 각종 질병의 예방과 치료법을 찾아내는 ‘포스트게놈’ 연구도 더욱 가속화될 전망이다. lotus@

[베데스타(미 메릴랜드 주) 함혜리기자] 미국의 수도 워싱턴 D.C.에서 북서쪽으로 40분 정도 떨어진 곳에 위치한 메릴랜드 주의 베데스타시 소재 미국립보건원(NIH·National Institutes of Health). 2차대전 이후 미국인들의 건강과 복지를 증진시키기 위해 기초과학 연구를수행해온 이 곳에 인간유전체 지도작성과 염기서열의 완전 해독을 골자로 하는 휴먼게놈프로젝트(HGP)가 진행되면서 세계의 시선이 집중되고 있다. 지난 90년 HGP가 본격 착수된 이후 가장 중대한 결과물로 꼽히는 인체염기서열(유전자 지도) 해독 초안의 완성을 눈앞에 두고 있는 NIH의 곳곳에는 긴장감마저 감돈다. 허락받지 않은 사진이나 비디오 촬영은 일체 금지되고 관계자들은 공식 발표사항 이외에 어떠한 논평도 거부했다.셀레라 제노믹스사와 같은 민간기업들이 21세기 생물산업의 핵심정보가 될 인간게놈 해독작업에 뛰어들면서 NIH를 바짝 추격하고 있는 것도 이같은 분위기를 부추긴 원인이다. 오는 6월15일 인터넷을 통해 전 인류에게 공개될 인체염기서열 해독 초안에는 모두28억개의 염기쌍이 포함된다.인간의 염색체에 포함된 전체 유전정보(30억∼31억쌍)의 90%에 해당한다.특히 정보의 정확도가 99.9%에 이르기 때문에 21세기 생명과학의 중대한 원천정보로서 손색이 없다는 것이 전문가들의 견해다. 염기의 배열이 중요한 의미를 갖는 이유는 인간의 외형은 물론,각종 생리현상,질병과 관련이 되는 단백질의 생성과정을 알 수 있기 때문이다. 미 국립암센터의 김성진 박사는 “DNA의 염기배열에 따라 단백질의 기본단위인 아미노산이 결정되기 때문에 유전자에 어떤 변이가 일어나 단백질의 구성 및 구조가 달라지고 기능이 달라지는지를 예측할 수 있게 된다”고 설명했다. 따라서 이 유전자 정보는 암 등 난치병 치료에 획기적인 전기를 마련할 것으로 기대되고 있다.장기적으로 볼때 사람의 피부 색깔과 키는 물론이고 노화의 정도까지 조절할 수 있게 되고 개개인의 유전자 특성에 따른 맞춤 의약품의 개발도 가능해진다.HGP가 지금까지 이뤄낸 인류의 업적 중에서 가장 중요한 업적으로 평가되는 것도 이 때문이다. 40만평에이르는 광활한 부지에 들어선 NIH 산하 24개 연구소와 임상병리센터는 휴먼게놈프로젝트와 직·간접적으로 연관이 있다.그중에서도 국립휴먼게놈연구소(NHGRI),유전자 정보를 관리하는 국립생물공학연구소(NCBI),암 유전자를 집중 연구하는 국립암연구소(NCI) 등 3개 기관과 노스캐롤라이나에있는 국립환경보건과학연구소(NIEHS)가 HGP의 핵심을 이룬다. NIH는 NHGRI를 통해 인류의 질병퇴치와 관련된 유전체 연구를 자체적으로수행하면서 국가적인 유전체 연구의 정책방향 설정과 관련 연구기관에 연구예산을 집행한다.현재 NHGRI에서는 학계와 산업계에 있는 16곳의 유전체전담센터를 집중적으로 지원하고 있다. 각 유전체의 전담센터에서는 인간 유전체의 지도작성,대규모 DNA 염기서열결정,유전체 분석기술 개발,DNA 데이터베이스 구축 및 이용,기타 생물유전체 연구 등 게놈과 관련된 모든 면을 포괄하는 다양한 연구를 하고 있다. 클린턴 행정부는 2001 회계연도 과학기술 예산편성중 ‘21세기 연구기금’을 30억달러 증액하기로 했다.이 가운데 10억달러가 NIH에 지원될 예정이다. 유전체 연구에 대한 초기의 비난과 회의적 시각을 일소하고 이처럼 국가의전폭적인 지원을 받고 있다는 것은 휴먼게놈프로젝트의 시대적 당위성에 대해 국민적 공감대가 형성됐음을 의미한다. lotus@. ◆게놈(genome·유전체)= 유전자(gene)와 세포핵 속에 있는 염색체(chromosome)의 합성어로,한 생물체가 지닌 유전물질(DNA)의 집합체를 뜻한다.이 유전체는 생명현상을 결정짓기 때문에 흔히 생물의 설계도라 부른다. 한 개의 세포(핵)에는 23쌍의 염색체가 들어 있으며,이 염색체 안에 있는디옥시리보핵산(DNA)은 모두 30억∼31억개 염기쌍(유전문자)으로 돼 있다.이 유전문자가 10만여개의 유전자를 이룬다.한 개체에 있는 모든 세포는 같은수의 염색체와 유전자를 갖고 있기 때문에 하나의 세포만 분석해도 전체 게놈정보를 알 수 있다. ◆DNA= 2중 나선형의 생체 고분자.인간의 경우 DNA는 세포핵에 있는 염색체에 나뉘어 담겨 있다.DNA사슬의 기본 구성단위를 뉴클레오티드라고 한다.DNA를 구성하는 염기는 아데닌(A),티민(T),구아닌(G),시토신(C)의 4가지.A는 T와,G는 C와 결합토록 돼 있으며,인체의 경우 이들 염기가 짝을 이루는 조합수가 30억∼31억개나 된다.사람의 세포에는 2m 정도의 DNA사슬이 들어 있어모든 세포의 DNA를 합치면 달까지 수만번 왕복할 수 있는 길이가 된다. ◆휴먼= 게놈프로젝트(Human Genome Project) DNA 안에 나열된 염기서열을규명,10만개에 이르는 유전자의 정확한 위치를 알아내고 유전정보 전체를 데이터베이스화하는 작업이다.인간의 유전정보에 내재된 기능을 종합적으로 탐구,생명현상의 이해는 물론 암 등 유전성 질환의 예방과 치료를 가능하게 하는 것이다.1986년 에너지성(DOE)의 제안으로 시작됐으며,현재 국립보건원(NIH)을 중심으로 15개국 350여 실험실이 참여하고 있다. 2003년까지 인간유전체의 전 염기서열 해석을 완료하되 2001년까지 개략적인 초안을 작성할 것을 목표로 했으나 최근 클린턴 대통령이 이를 2000년 중반으로 앞당기겠다고 발표했다. *국립휴먼게놈연구소 제인 피터슨 박사. 미 국립보건원 산하 국립휴먼게놈연구소(NHGRI)는 전 세계인의 이목을 집중시키고 있는 휴먼게놈프로젝트의 사령탑이다.NHGRI의 대규모 염기서열 분석팀 책임자인 제인 피터슨 박사를 만나 프로젝트 진행상황을 들어봤다. ◆게놈프로젝트는 어느 정도 진행됐나. 현재 유전자은행(진뱅크)에는 초안을 작성하기 위한 인간유전체 정보가 수집되고 있는데 80% 정도 달성됐다.인간 유전체의 DNA는 수많은 반복서열이존재하기 때문에 오차를 줄이기 위한 검증작업이 진행중이다.다음달 15일 전체 유전체의 90%에 해당하는 28억쌍의 염기서열을 포함한 초안(워킹드래프트)을 발표할 예정이다. ◆정보는 어떻게 공개되는가. 초안을 비롯한 모든 정보는 국립생물공학연구소(NCBI)의 웹사이트를 통해모든 사람이 자유롭게 이용할 수 있다.DNA 조각에 대한 정보와 유전체 소재도 이용이 가능하도록 하는 시스템 구축작업을 진행하고 있다. ◆단백질의 구조를 포함한 장기적인 후속연구 계획은. 인간유전체의 DNA 염기서열을 완성하는 것이 최우선 목표다.인간유전자 연구에 관련이 깊은 쥐 유전체 연구에 주력하고 추가되는모델동물에 대한 유전체 해독작업이 진행될 것이다.그밖에 인간 유전체에서 1,000개의 염기에하나 정도씩 존재하는 SNP(단일염기변이)를 찾아내 이를 공개할 계획이다.바이오칩을 포함한 관련기술 개발,모델동물의 유전체 정보를 비교하는 비교생물학 연구와 함께 유전정보의 합법성 및 윤리문제,생물정보학 관련 인력 양성 및 교육훈련 등에도 투자할 예정이다. ◆게놈프로젝트에서 생산된 유전정보의 특허문제가 쟁점화되고 있는데. 국가주도의 게놈 프로젝트에서 얻어진 유전정보에 대해서는 전혀 특허출원을 하지 않았다.이러한 기초데이터를 이용,다음단계의 기능 연구를 통한 특허출원은 개별 연구자의 몫이다. ◆염기서열 분석기술을 한국 등 제 3국에 기술이전할 계획은. 연구자들을 통한 공동연구 등을 통해 HGP에 협조할 의향만 있다면 얼마든지 기술이전을 받을 수 있다.

2020년 어느 날 아침,달에 있는 허니문호텔에서 달콤한 첫날밤을 보낸 성호씨와 소연씨는 지구의 친정 부모님께 신혼 첫인사를 올렸다.레이저 홀로그래피를 이용한 입체TV는 영상과 음성을 실시간으로 전달,마치 친정의 안방에있는 것처럼 생생하게 인사를 할 수 있다.소연씨의 어머니는 딸의 눈에 행복감이 가득한 것을 보고 마음이 흐믓하기만 하다.이들 부부는 어제 지구에서결혼식을 올리고 일주일 코스로 화성까지 다녀오는 ‘스페이스 허니문’을즐기고 있는 중이다.이들이 탔던 우주선은 레이저 플라즈마 로켓으로 추진되기 때문에 지구에서 달까지 한나절에 갈 수 있다.금속표면에 강력한 레이저를 모아 플라즈마가 분출될 때 생기는 반발력을 이용하기 때문에 강한 추진력을 얻을 수 있고,많은 양의 연료를 싣고 갈 필요도 없다. 성호씨는 지구에 있는 자신의 ‘레이저 식물공장’의 중앙제어 컴퓨터에 접속했다.신혼여행을 떠나기 전에 열흘치 생장프로그램을 입력시켜 놓았다.식물공장 지하에서는 재배실별로 벼,토마토와 오이,그리고 백합,장미 등이 반도체 레이저의 빛을 받으며 자라고 있다.드넓은 공장 안의 온도와 습도는 모두 컴퓨터로 자동 제어된다.자연공간에서 자라는 것보다 성장이 5배 이상 빠르고,병충해가 침입할 수 없도록 환경을 완벽하게 제어하기 때문에 무공해재배가 가능하다.반도체 레이저의 파장을 식물의 엽록소 흡수 스펙트럼에 일치시켜 광합성 효율을 최대로 하기 때문에 낭비되는 전기가 없다.식물이 자랄 때와 열매를 맺을 때 등 성장 단계에 따라 최적의 광량과 파장이 자동으로 조절된다. 광기술이 고도로 발달한 2020년대의 생활상이다. 20세기의 기술문명이 전자공학에 의해 꽃이 피었다면 21세기의 기술혁명은‘광기술’에 의해 주도될 것이다.이러한 시대조류는 ‘21세기는 광자(光子)의 시대’라는 말로 대변되고 있으며,현재 이미 그 징후들이 도처에서 나타나고 있다. 그 중 가장 대표적인 것이 광통신 기술이다.인터넷 사용인구가 폭발적으로증가하고 있고 전달되는 정보가 더욱 대용량화되고 있기 때문에,기존의 통신기술은 속도와 용량 면에서 곧 한계에 다다를 것이란 예측이다.광기술은 현재로서 이러한 문제를 해결할 수 있는 유일한 기술로 인식되고 있다. 광기술의 발달로 2010년에는 현재 1,000배 이상의 용량을 갖는 광메모리칩도 실용화되고 지금보다 십만 배 이상 빠른 광인터넷이 우리들의 가정,사무실,공공기관 등을 연결해 줄 것이다.유명 관광지를 집에 앉아서 실시간 입체영상으로 관람하거나 전세계 도서관에 있는 방대한 양의 자료를 언제 어디서나 쉽게 찾아볼 수 있다.또한,2020년경에는 현재의 수퍼컴퓨터로는 수십억년이 걸릴 계산을 불과 수 분내에 처리할 수 있는 광컴퓨터(양자컴퓨터)가 실현되어,손목에 차고 다닐 수 있는 초소형 휴대PC나 인간에 버금가는 지능을가진 로봇을 개발하는 데 기여하게 될 것이다.현재의 컴퓨터 계산방식에서는0과 1의 이진법을 사용하지만,빛을 이용하는 양자계산에서는 0과 1 사이의수많은 상태를 이용하므로 처리속도가 상상을 초월할 정도로 빨라지는 것이다. 에너지 분야에서는,레이저 핵융합기술이 실용화되어 바다나 우주에 무궁무진하게 존재하는 수소원료에서 무공해 에너지를얻을 수 있게 된다.‘인공태양’이 지구상에 만들어지는 것이다. 값싸고 풍부한 무공해 전기를 얻을 수 있기 때문에 사막에다 담수화된 바닷물을 끌어들여 옥토를 만듦으로써 풍요로운 녹색 지구를 만들 수도 있게 될것이다.고비사막이 녹화되면 매년 3,4월에 발생하는 우리 나라의 골치 아픈황사현상도 없어질 것이다.이와 함께 정지궤도에 설치된 우주 발전소에서 만든 전기를 레이저빔으로 바꾸어 우주기지나 지구상에 전송하는 기술도 실용화될 것으로 예상된다. 지금도 의료분야에서 폭넓게 이용되고 있는 의학용 레이저의 경우 21세기에장치가 소형화되고 값도 저렴해져 각종 진단과 치료에 일상적으로 이용될 것이며,새로운 진단 및 치료기기가 등장할 것이다.예를 들어,레이저를 이용한광 단층촬영(CT) 기술이 실용화되어,기존의 X선 CT나 자기공명영상장치(MRI)로는 불가능한 초미세 진단이 가능해져 질병을 조기에 발견해 치료할 수 있게 될 것이다. 특히, 레이저의 파장을 다양하게 변화시켜 질병부위의 화학적성분을 알아낼 수 있기 때문에 단순하게 영상을 얻는 것보다 한 단계 높은차원의 진단이 가능해 진다. 적외선 레이저는 X-선에 비해 인체에 해롭지 않기 때문에 필요하면 언제라도 신체내부의 레이저 영상을 얻어 치료과정을 단계적으로 살펴볼 수 있는이점이 있다.생의학 분야에서는 X-선 레이저 홀로그래피가 조만간 실용화될것이다.이 기술은 생체세포를 살아있는 상태에서 수만 배 확대된 입체영상으로 보여주기 때문에 세포 신진대사나 바이러스의 침투,약물에 대한 세포의반응 등을 실시간으로 연구할 수 있게 된다.기존의 고주파 가속기술을 대체하는 레이저가속기술이 실용화되면 현재 길이가 수십 km에 이르는 입자가속기가 수 미터 크기로 소형화될 것이다. 한편,21세기에는 중·장거리 전략 미사일을 수백km 밖에서 파괴시킬 수 있는 고출력 레이저 광선 무기가 개발될 것으로 전망된다.생화학 무기나 핵무기를 실은 미사일을 발사하여 전쟁을 일으키려는 나라는,먼저 이 미사일이공격목표에 도착하기도 전에 상대국의 레이저 무기에 의해 요격되어 자기 나라 상공에서 폭발할 것을 걱정해야 한다.광기술이 여는 21세기의 기술혁명은 이제 막 시작되고 있으며,그 변혁의 속도는 지난 세기의 그것과는 비교가 되지 않을 정도로 빠르다.이러한 변혁을잘 제어해 인류는 20세기보다 훨씬 풍요로운 삶을 누릴 것으로 확신한다. ■필자 약력/ 李 鍾 旼. ▲57세 ▲서울대 문리과대학 물리학과 이학석사 ▲고려대 이학박사 ▲국방과학연구소 전자광학부 실장 ▲한국원자력연구소 기초연구부 부장 ▲한국광학회 회장 ▲한국원자력연구소 미래 원자력 기술개발단 단장(jmlee@kaeri.re.kr). *레이저 응용 光기술. ‘인공 광원’인 레이저를 응용한 광(光)기술이 고도 정보사회의 핵심기술로 각광받고 있다. 미 휴즈항공사의 물리학자 메어먼박사가 여러개의 섬광판으로 루비를 자극시켜 루비레이저를 발현시키는 데 성공한 것이 1960년 7월.태양빛,즉 자연광을 제어하는 수준에 국한됐던 광기술은 레이저의 발명 이후 완전히 새롭게탈바꿈했다.최근에는 광학과 전자,기계 분야의 융합으로 레이저 응용분야는더욱 확대되고 있는 추세다. 레이저(LASER)란 ‘유도방출에 의한 빛의 증폭 또는 그 현상’을 일컫는다. 레이저용 매질(媒質)에 외부에서 계속 자극을 주면 매질은 불안전한 상태가된다.매질이 안정된 상태로 돌아오면서 에너지의 일종인 광자(光子·빛)를내뿜는 현상이 레이저다. 레이저가 내뿜는 빛은 우리가 눈으로 감지할 수 있는 가시광선을 포함해 마이크로파,적외선,자외선,X-선 등 모든 전자기파를 포함한다.고체(유리,루비,티타늄사파이어),액체,기체(헬륨네온,아르곤이온,이산화탄소,엑시머),반도체(갈륨비소,인듄갈륨비소),자기장 등 매질에 따라 수천종류의 레이저광이 확인되고 있다. 레이저는 일반적인 빛과 달리 직진성,단색성,간섭성,집속성,고출력 에너지방출 등을 특징으로 한다. 이같은 특성 중 직진성과 집속성,고출력 에너지를 응용한 것이 군사용 및의학용 레이저다.정보 입력(스캐너)에서부터 광통신(광섬유,광교환기),데이터저장(CD나 DVD),출력(레이저프린터,영상표시장치) 등 레이저는 우리 생활전반에 이미 깊숙히 자리잡고 있다. 광자가 갖는 강력한 에너지를 이용해 정밀절단을 하거나 구멍을뚫는 레이저 가공기의 개발도 활발하다.화학산업에서는 빛을 유기체와 결합시킴으로써새로운 성질을 갖는 소재를 개발할 수 있게 됐다. 최근에는 차세대레이저로 불리는 자유전자레이저에 대한 연구가 매우 활발하다. 자유전자레이저란 전하(電荷)를 띤 빔을 자기장에 쏘았을 때 생성되는 레이저.기존의 레이저가 파장이 매우 제한적인데 반해 자유전자레이저는 광범위한 영역의 파장을 모두 낼 수 있기 때문에 응용분야 또한 무궁무진해 ‘꿈의레이저’로 떠오르고 있다. 다양한 파장의 빛은 DNA나 단백질 등 분자단위의 미세한 대상의 구조를 분석하고 조작하는 것부터 탄도탄을 쏘아 맞추는 군사용까지 막강한 파워를 구사 할 수 있다. 국내에서는 최근 원자력연구소 이종민박사팀이 소형가속기(마이크로트론)를이용한 원적외선 영역의 자유전자레이저 개발에 성공했다. 미 항공우주국(NASA)은 자유전자레이저를 지구상 4만∼5만㎞에 떠있는 인공위성에 쏘아 위성을 반영구적으로 가동할 수 있는 에너지원을 제공하는 프로젝트를 추진 중이다. 함혜리기자 lotus@

인간게놈 연구팀(HGP)이 제21번 염색체의 유전암호를 완전히 해독함에 따라인체의 신비를 벗겨줄 유전자 지도의 완성에 한발짝 다가서게 됐다. HGP팀에 따르면 21번 염색체는 225개의 유전자와 3,380만개의 DNA염기쌍으로 이뤄져 있다.특히 이 유전자들 가운데 일부는 다운증후군,알츠하이머병,백혈병,당뇨병,조울증(躁鬱症),특수청력장애,일부 암 등을 유발하는 것으로알려졌다. 따라서 21번 염색체의 유전자를 분석하면 두쌍만 있어야 할 21번 염색체가3쌍(3염색체)이 되어 발생하는 다운증후군과 그 합병증을 보다 깊이 이해해치료법을 찾아낼 수 있을 것이라고 전문가들은 지적하고 있다. 인간은 1억개의 세포로 구성돼 있는데 모든 세포의 중심에는 세포핵이 있고,세포핵에는 23개의 염색체가 들어있다.이번에 확인한 21번 염색체와 지난해밝혀낸 22번 염색체가 그중 일부다. HGP가 염색체 해독에 열중하는 것도 염색체 속에 유전자가 담겨져 있기 때문이다.염색체는 2개의 쌍으로 이뤄져 있어 인간의 염색체는 모두 23쌍 46개가 있다.하나의 염색체에는 대략1억개 안팎의 염기서열이 존재한다.따라서인간을 이루는 가장 기본 단위인 세포에는 모두 30억개 가량의 염기서열이있는 셈이다. 한편 이 염기서열 1,000개 가량이 합쳐진 것이 유전자다.예를 들어 코의 생김새나 손가락 크기,질병 등 모든 유전정보가 이 유전자에 담겨져 있다.따라서 유전자의 집합체인 염색체를 파악하면 유전자 지도가 완성되는 것이다.이것이 바로 게놈(genome)이다.결국 지금까지 파악한 21·22번 염색체 외에 나머지 21쌍의 염색체 속에 들어있는 유전자의 정보를 파악하면 유전자 지도는완성된다. HGP팀은 올 하반기면 대강의 ‘유전자 지도 초안’이 가능할 것이라고 장담하고 있다.또한 오는 2003년이면 완벽한 유전자 지도가 이뤄질 것으로 분석하고 있다. 하지만 염색체 분석이 이뤄지더라도 각 유전자가 유발하는 질병을 정복하기까지는 상당한 시일이 걸릴 것으로 전문가들은 내다보고 있다.특정 유전자가특정 질병을 유발하기는 하지만 그 원인과 이에 대한 완치까지는 또 한번의 획기적 연구성과가 뒤따라야 한다는 설명이다. 한편 미국의 생명공학회사인 더블 트위스트사와 선 마이크로시스팀스가 8일인간 유전자 정보를 총체적으로 파악할수있는 게놈지도를 세계최초로 완성했다고 주장했으나 진위여부는 좀더 지켜보아야 한다는 게 학계의 분위기다. 강충식기자 chungsik@

국내 연구팀이 피부암 등의 원인으로 알려져 있는 자외선이 인체세포 내에서 유전자 손상을 일으키는 과정을 밝혀냈다. 한국과학기술원(KAIST) 화학과 최병석(崔炳晳) 교수팀은 햇빛 자외선이 세포 내에서 일으키는 변형이 어떻게 유전자 돌연변이로 이어지는지를 밝혀내고 이를 미국학술원회보(PNAS) 최근호에 발표했다. 최교수팀은 자외선에 의해 생기는 3가지의 DNA 손상(시스신,‘6-4’광생성물,듀와 광생성물)이 어떻게 돌연변이로 이어져 피부암 등으로 발전하는지를DNA 구조연구를 통해 밝혀냈다. 특히 피부암 등 질환의 주 원인으로 작용하는 ‘6-4’광(光)생성물의 구조를 분석,티민-티민(T-T)의 위치에 티민-구아닌(T-G)이 대신해 결합해 있고 이 염기쌍의 복제과정에서 시토신-구아닌(C-G)으로 돌연변이한다는 사실을 밝혀냈다. 함혜리기자 lotus@

[로스앤젤레스 연합] 지난해 12월 완성된 인간의 22번 염색체 지도 작성 작업에 한인으로 유일하게 참가했던 김웅진(42) 캘리포니아공대 생물학과 교수가 최근 온라인으로 유전자분석을 해주는 벤처기업을 설립했다.한인이 염색체 DNA 배열지도 완성작업에 직접 참가하고 유전자 연구결과를 상용화하기는김박사가 처음이다. 김박사는 3월 미국 로스앤젤레스 동북부 글렌데일에 생물공학회사인 팬제노믹스닷컴(PanGenomics.com)을 창업하고 올 9월부터 웹사이트인 www.checkmygene.com을 본격 가동키로 했다. 김박사는 “팬제노믹스는 고객의 유전자 이상 여부를 분석,심장질환 암 당뇨 등 각종 질환 발생 가능성을 알려주고 예방·치료를 위한 병원과 제약회사,바이오테크 업체들을 연결하는 서비스를 목적으로 한다”고 말했다.김박사는 “개개인이 갖고 있는 유전자수는 약 10만여개로 추정되고 지구상에 현재 60억 인구가 살고 있어 잠재적 시장가치는 거의 무한할 것”이라며 “한국과 미국 등지의 벤처자본가들의 투자문의가 잇따르고 있다”고 밝혔다. 그는서울대 미생물학과를 졸업하고 UCLA에서 분자생물학 박사학위를 취득한 뒤 89년 칼텍 게놈(인간유전자정보)연구소에서 연구원으로 활동하다 96년부터 이 연구소 소장으로 재직하고 있다.현재 간암과 지중해성 열병 등의 유전자인 16번 염색체 지도 작성 작업에 주력하고 있다. 인간의 22번 염색체는 가장 작은 구조를 가지고 있지만 결함이 생기면 태아의 머리 기형과 신경성 질별 등 광범한 질병과 기능장애를 유발하는 유전자들이 가득 들어 있다.

살아있는 세포를 모방한 수백만개의 극소형 분자장치들이 암세포를 하나씩하나씩 공격해 암을 치료한다.인체 혈액세포의 10분의 1밖에 되지 않는 칩이 100만대의 PC만큼 강력한 파워를 구사한다.인체의 암세포나 병원균,환경오염물질 등을 원자 수준으로 분해해 제거한다.생물체를 인공합성해 새로운 먹거리를 만든다. 이러한 꿈같은 일들이 21세기 전반기에 달성될 가능성도 있다. 눈에 보이지 않을 정도로 작은 극미세 구조를 다루는 나노테크놀로지가 21세기의 새로운 과학으로 각광받고 있다.나노테크놀로지(Nano Technology,극미세 기술)란 개개의 분자,원자,또는 분자군을 원하는대로 옮기고 조합시켜다양한 물성을 지닌 물질이나 소재,장치를 만들어내는 기술을 말한다.과학자들은 나노테크놀로지가 20세기에 실리콘이 가져 온 변화와 비교되지 않을 기술적·과학적 혁신을 인류에 가져올 것이라 전망한다. **'21세기의 연금술'나노시대 열린다. *나노과학의 태동: 물질을 잘게 나누면 어디까지 나눌 수 있을까.이 질문은인류의 큰 호기심거리 중 하나였고,많은 사람들을 과학에 몰입하게 한 동기이기도 했다. 오랜 노력의 결과 이제 과학자들은 물질의 기본 구성 입자를 잘 이해하고있다.물질은 원자들로 구성돼 있고,원자는 전자와 핵으로 구성된다.핵 또한더욱 잘게 나눌 수 있는데 이를 ‘쿼크’라고 한다.물질의 성질은 핵 주위의 전자의 개수와 그 분포에 따라 결정된다.원자들이 모여 간단한 구조를 가진 물분자로부터 복잡한 구조를 가진 단백질 분자까지를 형성한다.또한 1,023개 이상의 원자 또는 분자가 규칙적으로 배열돼 고체를 형성한다.단백질과생물 세포는 분자 중 가장 복잡한 형태이다. 원자의 존재와 그 구조는 20세기 초 여러 실험에 의하여 간접적으로 증명됐다.원자에서 방출되는 빛이 특정한 파장의 스펙트럼을 내는 것으로부터 전자가 특정 에너지를 가진 것을 알 수 있었고,빠른 이온화된 입자를 원자에 충돌시킴으로써 원자 내의 핵의 존재를 확인할 수 있었다.과학자들은 이 때 정립된 양자역학으로 원자들의 전자 구조를 이해할 수 있게 됐다. *나노과학의 발달과정: 계속된 실험 방법의 발달과 계산 능력의 발전으로 원자 구조에 대한 이론적 접근도 가능해 졌다.즉 원자들이 서로 어떤 식으로반응해 거대한 분자를 이루거나 배열하여 고체를 이루는 과정을 이해하게 됐으며 이에 필요한 에너지와 그들의 안정된 구조를 계산·예측할 수 있게 됐다.과학자들은 원자를 직접 들여다 보면서 결합구조를 확인할 수 있는 방안을 모색하기 시작했다.‘머리카락 두께의 10만분의 1밖에 안되는 원자를 직접 볼 수 있다면….’ 이 얼마나 우리 모두를 흥분하게 하는 말인가. 그러나 1970 년대까지의 모든 실험방법으로는 해상도가 원자 크기에 미치지 못했기 때문에 원자,분자 및 고체의 기본 구조와 그들의 형성과정을 간접적으로만 확인이 가능했다.수소 원자의 크기는 0.05nm(나노미터,10억분의 1m)이고,고체 내부에 있는 원자들의 배열 간격은 약 0.3nm이다.이러한 크기는지금까지 발명된 광학현미경(최상의 해상도 500nm),전자현미경(최상의 해상도 1nm)으로는 측정할 수 없는 작은 크기이다. 1981년 스위스의 과학자 비닉과 로러는 양자역학적 터널링효과(전자가 자신이 가지는 에너지보다 높은 에너지벽이 있어도,전자는 이 에너지벽을 뚫고지나갈 수 있는 확률이 있다는 개념)를 이용해 새로운 현미경을 만들었다.그 동안 발전돼 온 첨단 제어기술,신소재 기술,전자 기술을 이용해 이들이 발명한 주사형터널링현미경(STM·Scanning Tunneling Microscope)은 두 도체가 0.5∼1㎚ 거리로 일정하게 떨어져 있는 경우,한 쪽에서 다른 쪽으로 전자가 터널링 할 수 있고,이 때 측정되는 전류를 측정함으로써 표면 구조를 관측하는 것이다. 이후 거리에 따라 변화하는 여러 물리량을 측정하는 주사형검침현미경(SPM)도 개발됐다.이 현미경들로 광학현미경이나 전자현미경보다 훨씬 좋은 배율을 가지며,원자를 직접 관찰·조작할 수 있게 됐다.이 기기들로 관측된 결과는 지금까지 이론적으로 예측된 구조나 성질과 판이하게 다른 경우도 있어,새로운 과학분야가 자연스럽게 생겨나게 됐다.나노과학의 탄생이다.크기의관점에서 나노과학은 100㎚ 이하 크기의 현상을 연구하는 분야다.물리적인세계에서 보면 나노세계는 곧 원자의 세계다. 이제 인류는 아무리 복잡한 구조도 원자적인 해상도를 가지고 볼 수 있으며,미세 세계의 자연은 인간 앞에서 하루 아침에 그 신비의 껍질을 벗어 버렸다.원자핵 주위의 전자의 분포를 직접 관찰함은 물론,이웃한 원자 사이에 형성된 화학결합도 직접 관찰할 수 있게 됐다.물론 이 반응에 관여하는 원자를 움직여 반응을 유도할 수 있고,이 반응 과정을 나누어 관찰할 수도 있다. *나노과학의 미래: 원자를 자유로 움직이고,원자들끼리의 반응을 유도한다는 사실 하나만으로 나노과학의 응용분야는 예측하지 못할 정도로 많다. 조립된 새로운 화학 물질을 기본 골격으로 하는 신물질 개발,원자·분자 크기의 모터를 이용한 동력개발,기본 생명체의 합성 및 의학에의 응용,전자 소자를 대체하는 원자 크기의 기본소자 개발 및 이를 이용한 컴퓨터의 개발,생물체와의 무기물 소자와의 접속 장치의 개발 등. 생물체는 여러 원자들의 결합으로 이뤄져 있다.따라서 원자를 하나 하나 끌어와 반응을 형성하고,이 결과에 의하여 생물체를 인위적으로 형성하는 것도 상상할 수 있다.실제로 일부 과학자들은 주사형검침현미경을 이용해 생물체 합성을 시도하고 있다.이러한 과정에는 많은 시간이 소요될 것이 예상되지만 언젠가는 가능한 일이다. 노벨상수상자인 리처드 훼인만은 1959년 “원자를 한개씩 한개씩 짜 맞추어 원하는 물체를 만드는 것은 물리학의 법칙들에 위배되지 않는다”고 했다. 당시에는 ‘억측’에 지나지 않았지만 21세기의 나노테크놀로지는 이를 ‘일상사’로 만들고 있는 것이다. 국 양 서울대 물리학부 교수. *컴퓨터·의료분야 획기적 발전 전기. 물질을 원자·분자 수준에서 제어하는 나노테크놀로지가 90년대 들어 첨단선도기술로 각광받고 있다. 원자를 하나씩 쌓아올려 필요한 물질을 실험실에서 만들어내는 나노테크놀로지가 가장 먼저 적용될 분야는 컴퓨터 칩 분야다.나노칩이 반도체칩의 한계를 극복할 수 있을 것으로 기대되기 때문이다. 현재의 정보산업의 발전은 반도체 소자의 소형화,고집적화에 의해 가능했지만 현재의 실리콘반도체 소자는 어느 단계에 이르면 물리적 한계에 도달해기억매체로 쓸 수 없게 된다. 정보의 최소단위인 비트(bit)를 구성하는 회로소자의 크기를 나노미터 크기로 실현해 DRAM(메모리 소자)을 만든다면 지금 시판 중인 256M DRAM보다 100만배 정도의 집적도를 가질 수 있다. 이 나노칩에 회로를 그려 넣는 방법들이 90년대 후반 이후 다양하게 시도되고 있다.전자가 절연체를 뚫고 지나가는 터널링효과를 이용한 주사형검침현미경을 사용하면,물체를 원자적 배율로 관찰함은 물론 원자들을 직접 움직여원자 크기의 구조 제작도 가능하다. 최근 주사형검침현미경의 뾰족한 끝에유기물 잉크를 묻혀 리소그라피(선 긋기)를 수행한 결과 작게는 30㎚ 크기의선을 만들기도 했다. 나노테크놀로지는 ‘나노기능소자’라는 또 다른 가능성을 제시한다.덩어리크기의 물질을 잘게 나누어 소자를 만들기보다는, 자연계의 모든 생물체가그렇듯이 원자나 분자 크기의 물질을 모아서 소자를 만들어야 한다는 새로운발상이다. 바이러스나 암세포를 분석하고 퇴치하는 분자칩,DNA합성기 등 나노기계를 만들 수 있게 된다. 많은 과학자들은 원자 단위의 조작을 위해 새로운 나노도구를 개발 중이다. 미국 하버드대학의 찰스 리버교수팀은 지난 해 말 미세한 유리막대를 금 전극으로 둘러싼 뒤 이 전극에 지름이 50㎚,길이가 4㎛(1㎛=100만분의 1m)인탄소나노튜브 가닥을 붙여 나노핀셋을 만들었다.전류의 조절에 의해 조종되는 ‘분자 젓가락’은 앞으로 DNA를 조작하거나 나노기계 제작,미세수술 등에 이용될 전망이다. 함혜리기자 lotus@

19일 오후 11시40분쯤 서울 용산구 이태원동 외국인 전용 M주점에서 여종업원 김모씨(32·서울 용산구 보광동)가 얼굴과 목 등에 타박상을 입고 쓰러져 있는 것을 업주 배모씨(57·여)가 발견,병원으로 옮겼으나 숨졌다. 배씨는 “오후 9시쯤 출근한 김씨가 백인 남자와 홀에서 술을 마시는 것을보았다”면서 “2시간이 지난 뒤 두 사람이 홀에 없어 내실로 가보니 김씨가 쓰러져 있었다”고 말했다. 경찰은 현장에서 미군에게 지급되는 속옷이 발견됐고 김씨와 함께 술을 마신 백인 남자가 스포츠형 머리를 하고 있었다는 주인의 말에 따라 미군이 범죄를 저지른 것으로 보고 미8군 범죄수사대(CID)와 함께 키 173㎝ 가량의 20대 용의자를 찾고 있다. 사건을 수사중인 서울 용산경찰서 관계자는 “김씨가 얼굴에 심한 타박상을 입고 목이 졸린 흔적이 있다”면서 “용의자의 것으로 보이는 속옷과 정액이 묻어 있는 침대시트에 대해 DNA분석을 할 계획”이라고 말했다. 이창구기자 window2@

2000년 즈믄둥이로 태어난 나의 이름은 한국진(韓國Gene),나이는 30살로 아직 미혼이다.직업은 유전자 중개상이다. 침대에서 일어난 나는 먼저 화장실부터 간다.보통 내가 화장실에서 보내는 시간은 30분 이상이다. 화장실의 좌변기 앞에 있는 화면을 통해 지난 밤의 모든 뉴스를 보기 때문이다. 좌변기자체에는 나의 대소변을 순간적으로 검사하여 건강을 검사할 수 있는장치가달려 있다. 옛날에는 왕의 대소변을 검사하여 건강을 검사하는 어의가 있었다는데 지금은 이 장치가 나의 기본적인 건강을 검진, 이상이 발견 되면 주치의와의 약속 시간을 잡아준다.물론 나의 작업장소가 집이기 때문에 대부분의진료도 집에서 원격으로 하고 있다.어제 밤늦게까지 일을 하면서 좋아하는초콜릿을 많이 먹은 관계로 오늘 당이 많이 검출되었다는 것을 빼고는 모든것이 정상으로 나왔다. 2030년을 살고 있는 한 남자의 이야기다.2003년 인간의 게놈(genome·생물이 갖고 있는 유전정보 전체)이 완전 규명된 이후 눈부신 발전을 거듭한 생명공학의 영향으로 인간의 삶은 지금과 판이하게 달라져 있다.그의 일상생활을 통해 ‘유전자 시대’를 예측해 보는 것도 흥미로울 것이다. 그는 냉장고에서 여러 가지 과일과 채소를 꺼내 간단히 식사를 해결한다.이들의 포장에는 유전자가 조작된 식품(GMO)이라는 표시가 되어 있다.21세기초에 유전자 조작 식품을 거부하는 운동이 거세게 일어났었지만 폭발하는 인구와 노령화,그리고 안전한 유전자 조작 식품의 개발로 지금은 거의 대부분의 식품이 유전자가 조작돼 생산되고 있다.유전자 조작이 안된 식품은 특정가게에서나 겨우 살수 있다. 그의 책상에는 엊저녁에 들어온 여러 가지 종류의 유전자 주문들이 쌓여 있다.인간 게놈 프로젝트 이후 본격화된 유전자들에 대한 기능연구로 전 세계에는 21세기 초에는 생각지도 못했던 여러 가지 직업들이 탄생한다.대표적인것이 나와 같은 유전자 중개상과 검색사 그리고 치료사이다.즉 유전자를 사고,팔고,검사하고 치료하는 직업들이다.유전자 정보학,수학생물학,유전자원리학 등 다양하고 새로운 학문들도 많이 등장했다. 2030년쯤에는 유전자 치료가 보편화될 것이다.대부분의 유전병들은 20세기말에 개발이 시작된 DNA칩(chip)을 가지고 검색이 가능해졌기 때문에,이상이예상되는 많은 사람들이 미리 건강한 유전자로 치료를 받고 있다.유전자 중개상은 유전자 치료 병원에서 요구하는 유전자를 확보해 공급하는 역할을 맡는다. 옛날에는 좋은 유전자를 확보하기 위해서 그 유전자를 가진 사람의 DNA가필요했지만,지금은 21세기 초에 개발된 DNA 합성기술로 아무리 긴 유전자도기계에서 합성해 만들어낼 수 있다.이것은 아직도 사회,윤리적으로 많은 논란이 되고 있다.병을 예방하기 위해 치료받는 사람 이외에도 대머리 치료와같이 미용을 위해 유전자조합을 하는 사람들이 많고,특히 태어나지도 않은아기까지 자신이 원하는 외양과 성격으로 만들려는 움직임이 일고 있다. 1998년에 만들어진 헐리우드 영화 ‘가타카’에서처럼 취업을 할 때도 우성의 유전자를 가진 사람을 뽑거나 보험료를 차등적용하려는 움직임이 우려되기도 한다.하지만 인류는 많은 논란 끝에 2010년경 ‘자신이 가진 유전자에의해 어떠한 부당한 대우를 받을 수 없다’는 법을 완성한다.하지만 많은 곳에서 유전자 때문에 법정 소송과 논쟁이 끊임없이 이어질 전망이다.그런 이유로 유전자 소송 전문 변호사의 광고가 여기 저기에서 자주 등장할 것이다. 학교들도 많이 변해서 DNA칩으로 적성검사를 하고,개별 학생들에게 가장 유전적으로 적합한 맞춤교육을 실시한다.앞으로 가장 많이 듣는 말은 “DNA 검사 해봐!”가 될 것이다. 한국진씨 역시 부모님의 열화와 같은 성화에 못 이겨 유전자 검사를 마친후 선을 몇 번 본적이 있다.유전자 궁합상으로는 분명히 잘 어울릴 확률이높은 여성도 마음이 끌리지 않는다. 개인에서의 유전자에 대한 많은 것을 알아냈지만 인간 사이에 벌어지는 미묘한 감정까지 조절하는 단계까지는 아직 발전하지 못했기 때문이다. 유전자 벤처로 큰 돈을 벌었다는 친구와 저녁을 먹기위해 잠시 외출한 것을빼고는 하루종일 전 세계에서 쏟아지는 유전자 주문을 처리한 그는 피곤함을덜기 위해 그를 위해 제조된 약을 하나 먹는다. 21세기 초에 완성된 게놈 연구 후에개인의 유전자 차이를 연구하는 움직임이 제약회사를 중심으로 거세게 일어나,자신의 몸에 딱 맞는 약들을 조제한다.부작용도 없고 효과는 무척 좋다. 21세기를 대표할 학문이 생명공학이라는 것을 의심하는 사람은 아무도 없으며,지금 이 분야에는 물리학,수학,공학,전산학 등 여러 가지 학문이 융합되고 있다. 얼마 전에는 미국의 대표적인 컴퓨터 회사인 IBM에서 기존의 슈퍼컴퓨터보다 500배 이상 빠른 블루진(Blue Gene)이라는 슈퍼 컴퓨터를 만들어 유전자의 기능 분석에 사용할 것이라고 발표했다.또한 미국의 범죄수사국에서는 2년안에 DNA칩을 모든 경찰차에 실어서 범인 검거에 사용하겠다고 발표도 했다. 우리도 모르는 사이에 유전자를 이용한 기술은 우리 주변에 급속도로 다가서고 있다.인터넷이 몇 년만에 우리의 생활과 문화를 바꾸었듯이 앞으로 다가올 ‘유전자시대’에는 우리의 삶과 가치관도 엄청나게 바뀔 것이다.이러한 시대를 대비하기 위해서는 모든 국민이 정확히 유전자시대를 대비할 수있도록 많은 교육과 논의가 이루어져야만 할 것이다. 또한 유전자시대라는 새로운 환경에서 개인의 권리와 사회의 이익이 어떻게동시에 보호 될 수 있는 지에 대한 연구가 이루어져야 할 것이다.모든 과학발전은 사용 방법에 따라 인류에게 도움도 되고 해악도 될 수 있기 때문이다. / 황승용 한양대 생화학.분자생물학 교수 ▲36세 ▲한양대 이과대학 ▲호주 모나쉬(Monash)대학 이학석사 및 이학박사(분자유전학) ▲미국 스탠포드대학 박사후연구원(포스트닥) ▲한국유전체학술협의회 운영위원,한국Bioinfomatics학회 국제간사 ▲한양대학교 이과대학 생화확 및 분자생물학과 조교수(syhwang@mail.hanyang.ac.kr) *인간 게놈프로젝트 어디까지 ‘생명의 설계도’라고도 불리는 인간유전자지도가 완성을 눈앞에 두고 있다.미 에너지부와 국립보건원(NIH)은 사람 유전자의 전체구조를 밝히는 인간게놈프로젝트(HGP)를 진행 중이다. 지난 90년 10월 시작된 이 프로젝트는 2003년 30억개에 달하는 사람 유전자의 염기서열을 완전히 해독하는 것이 목표다.원래 2005년 완성예정이었지만벤처기업들이 독자적으로 연구를진행하는 바람에 2년을 앞당겼다.올 여름쯤엔 인간 염색체 23쌍에 대한 초벌 해독결과를 발표할 예정이다. 미국의 생명공학회사인 ‘셀레라’는 최근 인간유전자 97%를 규명했으며 오는 6월에는 인간 유전자지도를 100% 밝혀내겠다고 공표,공공부문 연구자들을초조하게 하고 있다. 세계 각국의 유전공학자들은 왜 이렇게 인간의 유전자 정보에 매달리는 것일까.그 이유는 ‘불로장생’의 염원을 실현시키는 열쇠가 되기 때문이다. 유전자 지도를 이용해 암 백혈병 등 난치병을 조기에 발견해 치료하고,유전자 변형을 막아 질병을 차단해 버리는 것도 가능해 진다.노화와 관련된 유전자들이 규명되면 노화진행을 억제하는 법을 찾아내는 것은 간단한 일이 된다.개인별 유전자 정보의 특성에 맞춰 유전자 약물을 처방하는 ‘주문형 의약품’이 개발되면서 인간은 질병으로부터 자유롭게 된다. 하지만 인간게놈프로젝트가 완성된 이후의 세상이 마냥 희망으로 가득찬 것은 아니다.좋은 유전자들로만 조합된 ‘맞춤아기’가 보편화 되면서 우성(優性)인간과 그렇지 못한 열성(劣性)인간이 구분되는 새로운 계급사회가 될지도 모른다.난치병 치료를 위해 유전자를 사용할 때마다 일일이 비싼 특허료를 물어야 할 것이다.인류 공동의 선을 목표로 시작된 프로젝트가 선진국의일부 기업에 엄청난 이익을 제공하는 결과를 낳게 된다. 세계의 많은 비정부기구들이 맞춤아기의 탄생과 유전자특허에 강력히 반대하며 게놈프로젝트의 사회적 파장을 우려하고 있다.생명의 비밀은 풀었지만인류는 또 다른 과제를 안게 된 셈이다. 함혜리기자 lotus@

검찰이 국내 독자기술로 121억명의 유전자 배치 유형을 감식할 수 있는 첨단 기법을 개발했다. 대검 과학수사과 유전자감식실은 23일 효소연쇄반응을 통해 특정 DNA를 사진으로 판독할 수 있는 ‘4중 PCR(중합효소연쇄반응) 시스템 이용 유전자 감식법’이 지난달 특허청의 특허심사를 통과했다고 밝혔다.오는 7월 국유특허로 등록된다. 이 기법은 한국인 집단의 유전자 분석에 가장 적합한 방법으로 정액·혈액·타액·모발·체모 등 샘플의 100만분의1㎎만 있어도 오차율이 0에 가까울정도로 중복없이 121억명에 달하는 유전자형 정보를 만들 수 있다고 검찰은밝혔다.지금까지는 외국의 감식키트(분석시약)와 기기 등을 통해 유전자를감식해 왔다. 이승환(李丞桓)유전자감식실장은 “국유 특허에 이어 국제 특허도 출원할계획”이라면서 “자체적으로 감식키트를 개발해 상용화하는 방안도 검토 중”이라고 말했다. 검찰은 이 기법의 활용도를 높이기 위해 살인·강도·강간 등 각종 강력사범의 유전자형을 수집,전산 입력하는 ‘유전자 정보은행’을 설치하기로하고 법무부에 ‘유전자정보은행에 관한 법률안’을 제출해 놓은 상태다. 주병철기자 bcjoo@

서울대 유전공학연구소의 20대 연구원들이 세계 진단시약시장의 판도를 바꿀만한 획기적인 진단시약 시스템을 개발했다. 주인공은 서울대 유전공학연구소의 벤처기업인 ㈜다이아칩의 윤기정(尹基正·29)·박은진(朴恩珍·27·여) 연구원.이 회사는 새로운 진단시약 시스템에대한 연구가 결실을 보게 되면서 지난해 11월 설립됐다. 이들이 개발한 ‘단백질칩’ 진단시약 시스템은 각종 질환에 대해 사람의혈액을 채취해 분석하는 면역분석원리와 바이오칩기술을 접목시킨 것이다.이분야는 미국 등 선진국조차 걸음마단계에 있을 정도로 미개척분야다. 지금까지는 사람이 병에 걸렸는지를 알려면 혈액을 채취한 뒤 ‘일라이자키트(ELISA Kit)’라는 실험기구에 넣어 나타나는 반응에 따라 질병의 감염여부를 판단했다.하지만 사람의 손이 닿는 공정을 거치다 보니 오래 걸릴 뿐 아니라 효율성도 떨어졌다.게다가 실험결과 분석기와 실험기구 세척기는 전량 외국에서 들여올 수밖에 없었다. 단백질칩 진단시약 시스템은 DNA칩을 응용한 기술로,칩에 수많은 점 형태로진단에 필요한 병원균을 고정시킨 뒤 혈액과 반응시켜 결과를 바로 컴퓨터로 판독할 수 있게 했다.반도체칩으로 작업하기 때문에 수백명의 혈액으로수십가지의 질환을 동시에 진단할 수 있다.수많은 인력이 달라붙어 수일간해야 했던 작업을 단 한번의 실험으로 2∼3시간내에 결과를 알 수 있게 한것이다. 진단시약 시스템 분야의 80% 이상이 수입에 의존하고 있는 점을 감안하면수입대체 효과와 함께 연간 약 1,500억달러에 이르는 수출실적도 거둘 수 있을 것으로 전망된다. 다이아칩은 앞으로 서울대 공대의 벤처기업인 ‘바이오메크’와 공동으로컴퓨터 분석기를 개발,새로운 진단시약을 상품화할 계획이다.다이아칩은 이를 위해 지난 15일 애경유화와 6억원의 투자협정을 맺었다.일본의 바이오메디컬 회사인 다카라 슈조사 및 애경유화와 동등한 지분을 갖는 조건으로 합작 벤처기업도 설립할 예정이다. 김재천기자 patrick@

* ‘철도여행의 역사' 19세기 유럽에서 탄생한 철도는 산업혁명의 원동력이 됐고,이제는 일상의교통수단으로 자리잡아 ‘낭만적 여행’의 대명사로 여겨진다.책은 기차의탄생이 인간 생활사에 어떤 문화충격과 변화를 가져왔는지를 살펴본 일종의문화 해설서다. 저자는 개인의 여행기록이나 당시의 문헌 등을 통해 기차를 특별한 눈으로바라본다.탄생 초기의 기차여행 풍광을 ‘지나치며 감상하는 살롱의 그림’으로 그리면서 바로 이것이 인간관계에 많은 변화를 불러왔다고 설명한다.유럽과 미국의 기차를 비교하면서 계급사회가 뿌리박힌 유럽에서는 객실에 차등을 두었고,미국에서는 이와는 달리 통로형 기차가 발달됐다는 이야기를 대표적인 예로 든다. 저자는 기차의 발달사를 통해 기술이란 문화의 산물이자 문화의 창조자임을강조한다. 쉬벨부쉬 지음 궁리 1만2,000원 *'뉴스속의 뉴스…' “우리는 세상의 종말까지도 ‘생방송’으로 취재 보도할 것이다” 세계 최고의 케이블 뉴스매체인 CNN 사장 테드 터너가 지난 80년 6월 ‘CNN 왕국’을 건설하면서 공언한 말이다. 이 책은 테드 터너가 정보화시대를 맞아 뉴스 수요가 커질 것을 예견하고설립한 CNN 방송국의 비화와 성공 스토리를 흥미있게 밝힌다. 뉴스에 문외한이던 그가 1억달러란 전 재산을 투자해 거대 공룡 방송인 ABC CBS NBC와 승부수를 둔 얘기와 전세계 지도자는 물론,CIA 분석가조차도 급박한 위기상황에서 CNN 뉴스에 귀를 기울이지 않으면 안될 정도로 자리를 굳힌 배경을 소상히 파헤치고 있다. 행크 휘트모어 지음 흥부네박 9,800원 *‘2500년 과학사…' 고대 그리스의 아리스토텔레스의 과학부터 왓슨과 크릭의 DNA 이중나선구조 발견까지 과학의 역사를 흥미롭게 서술하고 있다. 책은 과학자 17명의 생애에 얽힌 과학의 이야기를 소개한다.이들을 통해 세계와 인간의 본질은 무엇이며 이같은 탐구가 천문학 물리학 등의 이름을 갖게 된 배경,‘서구과학’이 어떻게 막강한 힘을 갖게 됐는지를 추적하고 있다. 예컨대 캐플러의 천문학 연구가 뛰어나지만 그것은 신의 부름에 책무를 다하려는 종교적 한계를 갖고 있다고 밝힌다.개인의 생애를 중심으로 한 일반과학서와는 달리 과학적 발전과정에 초점을 두고 있다. 로이 포터 엮음 창작과 비평사 9,800원

무병장수(無病長壽).바야흐로 시작된 21세기는 시공을 초월,한결같이 존재해온 인류의 소망을 실현시킬 수 있을 것인가.1953년 DNA구조(염색체 염기서열)발견,96년 복제양 돌리 탄생,99년 스마트 쥐 탄생 등 엄청난 발견과 발명들을 해내는 가운데서도 인류는 결핵에서부터 암,에이즈에 이르기까지 갖가지공포의 질병에서 해방되지 못한채 새 세기로 넘어왔다.1986년 윤리적 논란속에서 시작된 휴먼 게놈 프로젝트(인간 유전자정보 해독)는 2003년 완성될 것으로 보인다.곧 개인 유전자조합을 분석한 DNA칩 개발도 멀지않았다. 2020년께는 결함유전자를 교정하는 기술의 개발도 가능하다.14만개의 인간유전자 구조를 밝혀내는 휴먼 게놈 프로젝트의 완성은 더이상 진화의 전망이 보이지 않는 인류가 능동적으로 진화에 나서게 되는 ‘혁명적’인 사건이다.유전공학이 초고속으로 발전할 21세기.인류는 어떤 삶을 살게될 것인가. ◆섹스와 출산 미 프린스턴대 분자생물학자인 리 실버 교수는 최근 타임에 기고한 글에서2024년 미국의 한 불임 연구소를 중심으로 한 가상시나리오를 소개했다.“‘개량 아기’원하는 분 오세요.” 배아단계에서 우수형질의 유전자를 이식,각종 알레르기와 심장질환,암 등 난치병에 면역이 있는 두뇌가 뛰어난 아이를 만들어 주겠다는 선전.엄청난 반향과 함께 클리닉이 성공한다는 게 실버교수의 주장이다.실버 교수는 300년 뒤인 2350년 경이면 양질의 유전자를 보강한 계층과 돈이 없어 체내 자연수정으로 아이를 낳을 수 밖에 없는 자연인으로 세계가 분리될 가능성도 있다고 주장한다. 새로운 인류층의 출현에 앞서 인류가 먼저 부딪칠 변화는 ‘섹스’개념의변화.물론 1978년 세계 최초의 시험관 아기 루이스 브라운이 탄생한 이후 섹스에서 ‘자녀출산’이라는 창조적 의미는 사라져왔다.2025년께 인간복제 가능성이 높게 제기되면서 섹스는 ‘쾌락을 위한 행동’만으로 전락할 가능성도 더욱 높다.동성부부의 증가와 몸매 등 외형을 우선시하는 가치관의 확산등 사회적인 분위기도 섹스의 의미 변화를 촉구하는 요인이다. ◆수명 연장의 꿈 21세기 인류에게 가장 반가운 복음은 생명 연장일 것이다.지난 세기말 과학자들은 인간의 세포안에서 배터리의 역할을 하는 미토콘드리아에 축적되는변종물질을 발견했다.또 보통 파리보다 3분의1 이상을 더 오래 사는 파리의변종에서 ‘메투셀라’라는 한개의 유전자를 규명해냈다. 이런 마당에 노화를 질병의 하나로 간주,치료를 위한 연구에 나서는 것은당연한 일이다.유전공학 분야에서 발전을 거듭하고 있는 간세포(幹細胞)배양기술은 노화기관의 대체도 가능하게 해 줄 것이다.몇몇 과학자들은 2100년쯤 인류 수명은 200살에 이를수도 있다고 전망한다. ◆신체 이식-조합인간의 탄생 새세기 인류의 또 하나의 유형에는 ‘조합인간’이 포함될 지도 모른다.모발에서 뼈,팔다리,성기,뇌에 이르기까지 결함이 있는 신체 부분을 이식받아정상의 삶을 살아가는 사람들이다.세포 이식이든,전체 이식이든 완벽한 상태의 신체로 장수를 누리고자 하는 바람이 실현될 수도 있다는 전망이다. 미 하버드 의대의 신경과학자인 에반 스나이더 박사는 “뇌의 경우 안구와함께 혈관구조가 치밀해 20년 내에 이식은 불가능하다”고말했다.그러나 20세기 의학의 발전으로 가능해진 백혈구 이식이나 피부이식,신장이식이 21세기엔 뇌이식으로 발전될 수도 있다는 가설을 뒷받침해주고 있다. 그러나 ‘당신은 다른 사람의 몸을 갖고 있는 사람인가,아니면 당신의 몸이 다른 사람의 뇌를 갖고 있는 사람인가’하는 정체성의 문제를 안고 있는 뇌이식은 인간복제와 함께 과학발전과 윤리가 맞부딪치는 21세기 논쟁의 정점에 설 것으로 보인다. 김수정기자 crystal@