[ISSUE] 유전자 가위 '크리스퍼' 인류 희망 될 수 있을까?
수정일 2020년 04월 03일 금요일
등록일 2020년 04월 03일 금요일

‘3세대 유전자 가위’라 불리는 ‘크리스퍼 카스나인’(CRISPR-CAS9)이 세계 최초로 사람에게 직접 투여된 가운데 크리스퍼 기술이 얼마나 잠재력을 갖고 있는지 가능성이 주목받고 있다.  크리스퍼 기술은 1993년 개발, 유전자 조작 분야에서 잠재력이 뛰어나지만 아직까지 많이 알려지지 않았다.

일본인을 대상으로 게놈 편집과 크리스퍼 기술에 대한 인식 조사가 있었다. 2017년 2~3월 유키야마 마사코 박사와 연구진은 20~79세 연령대 일본 성인 4만4,360명과 동일한 연령대의 환자 6,522명을 대상으로 조사했다. 일반 성인 중에서는 24.5%의 응답률을 보인 반면, 환자군에서는 64.1%가 응답했다. 자신의 질병 상태를 밝힌 환자 피험자 중 1,044명은 유전자 구성 관련 질환을 앓고 있었다.

‘게놈 편집’이라는 용어에 대해 질문하자 일반 성인 남성 응답자 중 10.1%, 여성 응답자 중 3.3%가 “무엇을 의미하는지 이해하고 있다”고 답했다. 환자군에서는 남성 환자 중 17.2%, 여성 환자 중 5.7%가 “게놈 편집이 무엇을 의미하는지 이해한다”고 응답했다. 일반 성인 응답자 남성 중 58.1%, 여성 76.35%는 게놈 편집에 대해 전혀 들어본 적이 없다고 답했고, 환자 응답자 남성 중 46.8%, 여성 환자 69.2%가 게놈 편집에 대해 알지 못한다고 답했다. 조사 결과, 일반인보다 환자들이 게놈 편집 기술에 대해 더 많이 알고 있었으며 관심을 보였다.

 

2019년 국제생명과학저널 바이오테크닉이 학계 전문가와 바이오 제약기업, 의료업 종사자를 대상으로 조사한 결과, 응답자의 37%가 현재 크리스퍼 기술로 연구 중이며, 이 중 78%는 크리스퍼 기술만 사용하고 있다고 답했다. 크리스퍼 기술을 사용하지 않는 응답자 중 39%는 향후 이 기술을 사용할 것이라고 밝혔다.

크리스퍼는 유전자 제거(78%), 세포벽(43%), 돌연변이 수정(35%), 병원균 진단(17%), 고처리 검사(13%) 등에 주로 사용된다. 다양한 합병증을 고려했을 때 ‘크리스퍼 기술의 전체적인 개선점’에 대해 질문하자, 26%는 RNA 크리스퍼 편집 기술과 3중 기능 크리스퍼 시스템을, 22%는 광범위 PAM을 거론했다. 

유전자 제거를 위한 효율성 개선 방법을 질문하자 응답자 중 39%는 RNP, 35%는 이중 gRNA, 22%는 합성 RNA를 언급했다.

문제점으로는 70%가 효율성 및 정확성, 48%는 표적 외 효과, 22%는 편집 증명을 답했다. 이 같은 장애에도 불구하고 응답자 전원은 향후 3년 내에 크리스퍼 관련 연구가 증가할 것이며 70%는 “응용 분야에 변화가 생길 것”이라고 답했다.

크리스퍼를 둘러싼 윤리학 문제에 대해서 45%는 현재 규제만으로 충분하다고 답했으며 40%는 불확실하다고 밝혔다. 크리스퍼를 시장에 도입할 때 발생할 수 있는 주요 문제점에 대해서 규제(25%)와 윤리(20%), 기술 문제(15%)를 언급했다.

크리스퍼 기술의 미래에 대한 제언에 찬반 의견을 질문하자, 응답자 중 50%는 인간 배아의 연구 목적으로 사용하는 것에 동의했다. 60%는 인간 배아의 심각한 유전 질환을 예방하는 데 사용하는 것에 동의했다. 단지 5%만 배아의 특성을 강화하기 위해 크리스퍼 기술을 사용해야 한다고 주장했으며 20%는 이 중 어느 것에도 동의하지 않는다고 답했다.

 크리스퍼란 ‘짧은 회문 구조 반복 서열(clustered regularly interspaced short palindromic repeats)’의 약어로써 박테리오파지에 대한 박테리아 면역체계의 일부를 의미한다. 박테리오파지는 DNA에 주입해 박테리아의 게놈을 약화시키는 바이러스를 일컫는다.

크리스퍼 기술은 유전자 편집 기술 비용을 삭감하고 실험 시간을 최소화하며 과정을 간소화할 수 있다. 크리스퍼 기술은 유전 질환 외에도 적용할 수 있다. 암 같은 다른 질병에 적용할 수 있으며 노화 속도를 늦추고 수명을 연장하는 데에도 사용할 수 있다.

예를 들어, 농작물 학자들은 다양한 작물의 맛과 영양소를 개선하거나 혹서와 스트레스에도 생존할 수 있도록 크리스퍼 기술을 사용해 작물 유전자를 편집할 수 있다. 또한 땅콩의 알레르기 항원도 제거할 수 있다.

이론상으로, 강력한 항생제와 항바이러스제를 생산하는 데에도 크리스퍼 기술을 사용할 수 있다. 박테리아가 항생제 내성으로 진화하고 있는 상황에서, 크리스퍼 기술을 사용해 특정 박테리아를 보다 정확하게 제거할 수 있다. 일부 연구자들은 HIV 및 헤르페스 바이러스를 제거하기 위해 크리스퍼 기술을 연구하고 있다.

또한, 크리스퍼 기술은 하나의 완전한 종을 수정할 수 있다. 이 개념을 ‘유전자 드라이브(gene drive)’라고 한다. 초파리 쌍은 새끼에게 유전자를 전달할 확률이 50대50이지만 크리스퍼 기술을 사용하면 특정 유전자를 완벽하게 유전시킬 수 있다. 모기를 말라리아 기생충에 내성으로 만들어 사람에게 전염시키는 것을 예방할 수 있다.

크리스퍼 기술은 하나의 종을 완전히 변형시킬 수 있으며 강력한 항생제를 만들 수 있는 잠재력이 있는 획기적인 기술이다. 이에 크리스퍼 기술 사용을 둘러싼 윤리적 논쟁이 이어질 것으로 보인다.  

조선우 기자 ra@gmail.com
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