한국청년생명윤리학회가 지난 9월 23일 ‘유전자 편집’이라는 주제로 제2회 생명윤리 콜로키움을 진행했다. 이날 나눠진 발제 중 배진우 학생이 발표한 ‘유전자 편집기술, 우리가 열망해야 하는 기술인가?’의 내용을 2회로 나눠 연재한다. <편집자>
유전자편집 기술이란 유전체에서 특정 유전자의 염기서열 중 일부 DNA를 제거 또는 삽입하여 해당 유전자의 기능을 없애고, 염기서열을 재구성하는 기술을 말합니다. 저는 우리나라 초, 중, 고 교육과정을 정상적으로 이수하면서, 과학 기술이란 것은 인간에게 언제나 유익을 가져다 주는 좋은 것으로만 생각을 해왔습니다. 그래서 저도 커서 인류의 과학기술을 발전에 이바지해야겠다고 생각해왔습니다. 그러나 이 유전자 편집 기술은 어딘가 불편했습니다. 유전자 편집기술로 사람을 편집하여 태어난 형질대로 살아가는 것이 아니라 식물을 편집하는 것과 비슷하게 사람인 우리를 더 완전하고도 훌륭한 개체로 편집한다는 점이 무언가 찜찜하고 불편했습니다.
1. 배아편집 사례: 크리스퍼 아기 사건
2018년, 허젠쿠이 박사가 유전자편집 기술인 크리스퍼 카스 9으로 인간배아 편집을 하려는 시도가 있었습니다. 식물, 동물이 아닌 인간편집을 말이죠.
허젠쿠이는 수정란(배아)에 존재하던 CCR5를 크리스퍼 유전자 가위로 잘라내었고 이렇게 CCR5 유전자가 편집된 배아를 자궁에 착상시켜 루루(Lulu)와 나나(Nana)라는 이름의 여아 쌍둥이를 세계 최초의 ‘유전자 편집 아기’로 출생시켰습니다.
CCR5 유전자가 만드는 단백질은 면역세포 표면에 존재합니다. 이 단백질은 HIV를 세포안으로 들이는데 필요한 수용체 역할을 합니다. CCR5 유전자 돌연변이는 자연적으로 발생하기도 하는데 아시아인들에게는 드물고 북유럽 사람 중에서 11%정도로 나타나 HIV감염을 막아준다고 알려져 있습니다.
CCR5 유전자에서 32번째 염기쌍이 사라진 형태인데, 이 돌연변이 유전자가 만드는 단백질의 경우 HIV의 부착을 어렵게 만듭니다. 허젠쿠이는 이를 알고 에이즈를 일으키는 HIV를 체내로 받아들이게 하는 CCR5 유전자를 유전자 편집 기술을 통하여 CCR5 유전자를 돌연변이 시켜서 HIV가 세포 속으로 침투하는 것을 막아 에이즈를 예방하고자 했습니다.
하지만, 현대 유전자 편집 기술은 아직 정밀하지 못하기 때문에 유전자 가위가 표적 타겟하지 못하고 엉뚱한 곳에서 잘라버릴 수도 있을 뿐더러(오프타겟), 유전자 가위가 표적한 타겟 유전자로 잘 찾아간다고 해도, 기존 유전자를 편집하면서 손상이 발생할 수 있습니다. 역시나 루루와 나나의 몸속에서 각 세포를 유전 분석한 결과 유전자 편집은 엉성했습니다.
유전자 편집으로 태어난 쌍둥이 중 나나는 원래 의도된 곳으로 가서 CCR5 유전자가 제거된 상태로 태어났지만, 사실 정확히 말하면, CCR5 유전자 한 벌 모두에 틀 이동 돌연변이라 불리는 돌연변이가 생겼다고 볼 수 있습니다. 나나의 한쪽 유전자는 염기 4개가 작게 결실되었고, 다른 유전자에는 염기 1개가 삽입되었습니다.
이 CCR5 유전자의 기능이 Δ32 돌연변이가 존재할 때와 비슷하게 소실될 수도 있고, 그럴 가능성이 높다고도 볼 수 있지만, 확신할 수는 없습니다. CCR5의 활성이 사라진다고 하더라도, HIV 유입을 차단할 가능성과 함께 새로운 위험이 발생할 가능성도 있는 것입니다.
나머지 한 명 루루의 경우 CCR5 유전자 한 벌 중 하나는 그대로 남아있고, 다른 한쪽에는 염기 15개가 결실 되었습니다. 표적 외에 편집이 발생한 영향이 있을 수 있기에, 나나의 상황보다 더 불확실합니다. 정상적으로 만들어져야 할 단백질의 중간 부분에 아미노산 5개가 사라지므로 루루의 경우에도 CCR5의 기능은 사라졌을 것이라 추정할 수 있지만, 이런 상황 역시 지금까지 한 번도 연구가 이루어져본 적이 없습니다.
CCR5 유전자의 다른 한쪽의 15개의 염기서열이 결여되어 5개의 아미노산이 사라진 전혀 새로운 변이 유전자를 갖고 태어나는 것인데, 이로 인해 이 아이들에게 일어난 돌연변이들이 어떤 기능을 발휘할 것인지, 알 수 없습니다.
이상한 활성을 나타낼 수도 있는 것입니다. 일부 서열의 변이가 단백질 구조의 변형을 가져오기 때문입니다. 이 두 아이들이 유전자 편집으로 인해 어떤 질병에 더 취약해질지 혹은 아예 예측하지 못한 다른 형질을 보이게 될지 현재로서는 아무도 알 수 없는 상황입니다.
심지어 CCR5 유전자의 활성이 사라지면, HIV의 감염을 막을 수 있고 건강에 다른 문제가 생기지 않는다는 기본 전제조차 흔들리기 시작했습니다.
CCR5 유전자 32번에 돌연변이가 있으며 유전병 웨스트나일 바이러스 감염 위험이 높아지고 인플루엔자 바이러스 감염성도 높아질 수 있다는 사실도 밝혀진 만큼 허젠쿠이의 실험은 윤리적으로 의학적으로 문제가 많다는 점이 공공연하게 인정되었습니다.
2. 유전자 편집 기술, 윤리적으로 괜찮은가?
허젠쿠이의 유전자 편집 기술을 활용한 배아 편집 논란은 과학적으로도 안전성을 보장할 수 없기에 국제사회에서 문제를 삼는 것인데, 만약 안전성이 보장이 된다면 어떨까요? 만약 여러분의 자녀의 키나 눈동자 색깔, 피부색도 선택할 수 있다면, IQ나 음악 재능, 운동 능력도 선택할 수 있다면? 또는 여러분 자신의 근육이나 기억력 강화 기술을 활용할 수 있게 된다면 우리는 이 기술을 사용해야 할까요?
우리 인류는 현재 유전자 편집 기술을 통해 배아 편집 뿐 아니라 성인의 체세포 유전자 편집을 통해 근육이나 두뇌 세포 같은 비 생식세포에 대한 유전자 치료법도 연구 개발하고 있습니다. 그렇다면 유전자 편집을 통해 치료나 강화를 할 수 있는 기술력이 생긴다면 우리는 유전자 편집 과연 해도 될까요? 아니, 해야 할까요?
제가 유전자 편집을 통한 치료는 어디까지 괜찮은지 어디까지는 불편하지 않은지 고민해봤습니다. 답이 나오지 않았습니다. 하지만, 지금 이 자리에서 여러분들에게 지금 말할 수 있는 건 비 생식세포 편집을 통한 치료나 강화는 윤리적으로 옳은지 옳지 않은지 지속적으로 논의가 필요하나, 배아 편집은 확실히 윤리적으로 옳지 않다는 점을 말씀드리고 싶습니다. 다음은 왜 배아 편집은 왜 하면 안 되는지 몇 가지 이유를 들어 설명 드리겠습니다. <계속>
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