아버지 없는 쥐를 만들었다는 발표가 나왔습니다. 그 발표문에 "처녀생식"이라고 표현한 것은 예수님의 "처녀탄생"이라는 기독교교리적 표현을 빗대고 조롱하는 것입니다. 종교계와 마찰을 우려해서 직접 표현은 하지 않았으나 제목부터 도발적입니다.

문제는, 표현이 건방지든 말든 과학이 처녀생산을 했다는데 있습니다. 이 문제를 두고 교계가 어떻게 설명을 하고 나올까요? 기존 이분설로는 일언반구 발언할 일이 없습니다.
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세계최초 ‘포유류 처녀생식’ 성공;‘男+女=새 생명’ 공식 깨졌다
발행일 : 2004-04-23 A2 [종합] 기자/기고자 : 김철중


난자만을 이용한 처녀 생식으로 ‘아버지 없는 쥐’가 탄생한 것은 포유류에서 난자 한 쪽만으로는 개체가 발생할 수 없다는 기존 학계의 정설을 완전히 뒤엎는 ‘대사건’이다.

이를 인간에게 적용할 경우 이론적으로는 난자 2개로 자기 복제가 될 수 있다는 의미로, 염색체가 ‘XX’인 여성들만 이론적으로 자기복제가 가능하다.

그동안 생물학계에서 이 같은 처녀 생식(단성생식·單性生殖) 시도가 있었으나, 단일 성(single sex)의 생식세포를 아무리 합쳐 놓아도 정상적으로 개체가 발생하지 못하고 결국은 발생 며칠 만에 죽어버렸다. 자연계에서 단성생식은 벌·진딧물·물벼룩 등 곤충이나 어류, 민들레·옷굿나물 등 식물에서만 관찰돼왔다.

포유류에서 유성 생식만이 일어날 수밖에 없는 이유는 포유류 발생에는 양성(兩性)의 생식세포 융합을 통해 나타나는 유전자에 의해서만 발생 과정이 조절되는 체계를 갖고 있기 때문이다. 이를 유전적 각인(Genomic Imprinting)이라고 한다. 그러나 포유류의 개체 발생 초기에 난자와 정자의 유전정보(DNA)가 똑같은 비중으로 기여하는 것은 아니다. 부계(Male)와 모계(Female)에서 받는 한 쌍의 유전자 중 ‘유전적 각인’ 과정을 거쳐 어느 한쪽의 유전자는 기능을 하고, 나머지 한쪽의 유전자는 기능을 하지 못하게 된다. 즉 2세의 특정 부분은 부계쪽 유전자에 의해서만 만들어지고, 어떤 부분은 모계쪽 유전자에 의해서만 만들어진다.

연구팀은 이 같은 부계·모계 유전자 발현 과정을 규명, 처녀 생식을 가능케 했다. 유전자를 분석하는 고밀도 DNA칩을 이용, 초기 발생 과정에 관여하는 유전자들을 밝혀냈고, ‘처녀 생식’에 관여하는 유전자들의 발현 양상을 발생 단계별로 분석했다. 이후 처녀 생식을 방해하는 유전자들을 유전자 조작으로 제거, 출산에 이르게 했다.

김철중 의학전문기자 doctor@chosun.com <그래픽> 처녀생식 생쥐 발생 개념도
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韓·日 공동연구진 발표;정자없이 난자 2개로 생식 성공 ‘아빠 없는 쥐’ 탄생
발행일 : 2004-04-23 A1 [종합] 기자/기고자 : 백승재


난자만을 이용해 발생시킨 ‘아버지 없는’ 쥐를 한·일 공동 연구진이 탄생시켰다.

생명공학기업인 마크로젠(대표 서정선)은 22일 “일본 도쿄 농대 고노 도모히로(河野友宏) 교수팀과 함께 정자와 수정 없이 난자 2개만을 결합시키는 처녀생식(parthenogenesis·단성생식)을 통해 건강한 생쥐를 만드는 데 성공했다”고 밝혔다. 연구 결과는 세계적인 학술지인 네이처(Nature) 22일자에 게재됐다. ▶관련기사 A2면

그러나 이 기술은 이론적으로 같은 포유류인 인간에게도 적용될 수 있는 것으로 알려져, ‘아버지 없는 생식’이 인간에게 일어날 경우 큰 윤리적·사회적 논란이 일 전망이다.

그동안 처녀생식으로 건강한 포유류의 새 개체를 만드는 것은 불가능하다고 여겨져 왔으나, 연구팀은 난자의 유전자 중 처녀생식을 방해하는 것으로 추정되는 유전자(h19)를 화학적 방법으로 제거한 뒤, 정상 난자에 결합시켜 건강한 생쥐를 탄생시켰다. 연구팀은 모두 343개의 수정란을 26마리의 대리모(代理母)에 이식, 이 중 8마리가 태어났고 두 마리가 최종 생존했다고 밝혔다.

백승재기자 whitesj@chosun.com
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“유전자 분석기술 세계최고 입증”;서정선 마크로젠 회장
발행일 : 2004-04-23 A2 [종합] 기자/기고자 : 백승재


서정선(徐廷瑄·52·사진) 마크로젠 회장은 고노 도쿄농대 교수 연구팀과 공동으로 세계 최초로 ‘아버지 없는’ 생쥐를 탄생시킨 것과 관련, 22일 기자에게 “세계적 과학잡지인 네이처에 게재될 정도로 한국의 유전자 분석기술이 세계 정상 수준임을 검증받은 것은 매우 큰 의미가 있다”고 말했다.

서 회장은 “2003년 초 연구 결과가 거의 마무리됐지만, 확인을 거듭하는 네이처의 검증절차 때문에 연구가 1년 뒤에야 게재됐다”고 말했다. 실제로 이번 연구성과는 ‘아버지 없이’ 태어난 쥐가 14개월이 지나 생식능력을 입증받은 뒤에야 네이처에 게재됐다.

서 회장의 마크로젠이 이번 연구에 기여한 부분은 유전자 분석 분야. 마크로젠이 개발한 DNA 칩은 ‘아버지 없는’ 생쥐의 유전자 1만개를 손쉽게 분석, 연구팀이 정상적인 생쥐의 유전자와 비교할 수 있도록 만들었다.

서 회장은 국내의 대표적인 생명공학 벤처기업인. 1983년 서울대 의대 교수로 부임한 이래 선천성 면역결핍증 유발 생쥐 개발 등 생명공학 분야에서 굵직한 성과를 이뤄내왔다. 97년부터는 DNA칩 제조 업체 마크로젠을 설립, 유전자 분석 연구에 집중하고 있다.

백승재기자 whitesj@chosun.com


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‘아빠없는 쥐’ 유전자 분석한 서정선 서울대 교수
발행일 : 2004-04-28 B4 [경제] 기자/기고자 : 백승재


26일 찾은 서울 종로구 연건동 서울대 의대 캠퍼스 유전자이식연구소는 마치 산사(山寺)와도 같은 적막함이 흘렀다. 번화한 대학로나 의사·환자들로 분주한 서울대병원이 불과 수백 미터 떨어진 곳이지만, 연구동 건물이 몰린 연건캠퍼스 안쪽의 분위기는 신기하게도 진지하고 조용하기 그지없다. 수수한 시멘트 건물과 녹지가 번갈아 들어찬 4만여평의 부지. 이곳에서 최근 한국 생명공학은 소설과도 같은 괄목할 발전을 이뤘다. 그리고 서정선(52) 서울대 의대 교수(마크로젠 회장)는 그 ‘소설’의 주요 인물로 꼽히기에 손색이 없다.

연구소장실에서 만난 서 교수는 기쁜 낯빛을 숨기지 않았다. ‘큰 일’을 해냈다는 기쁨 때문이었다. 난자(卵子)만으로 ‘아버지 없는 쥐’를 만들어 유전자를 분석한 한·일(韓·日) 공동연구팀의 성과는 국내 유전자 분석 기술이 세계 수준에 이르렀음을 입증했다.

그러나 그는 그보다 더 자부심을 느낀 점이 있다고 했다. 바로 자신이 ‘진정한 과학’을 보여주는 데 도움을 줬다는 것이다.

“정말 좋은 과학은 모든 사람들이 궁금해하는 질문(Open Question)을 답해 주는 겁니다. 어떻게 생명이 태어났는지, 왜 정자와 난자가 모두 있어야 생명이 되는지, 정자와 난자는 대체 어떻게 사람으로 크는지 같은 질문을 풀어줘야 합니다. ”

고노 도모히로 도쿄농대 교수팀과 서 교수가 창업한 바이오 벤처기업 마크로젠 연구팀은 이 중 꼭 정자와 난자가 있어야 생명이 태어나는 것은 아니라는 답을 얻어냈다.

이 같은 성공은 과학자라면 누구나 꿈꾸는 일. 그러나 2000년 고노 교수와 서 교수가 처음 만났을 당시 처녀생식은 정말로 ‘꿈’에 불과했다. 그러나 두 과학자가 차츰 서로 마음이 통하면서 결국 ‘꿈’은 ‘현실’로 변했다.

서 교수는 “우선 둘 다 그 흔한 해외유학 한 번 안 간 순수한 ‘국내파’라는 데 마음이 통했다”고 말했다. 두 교수는 선진 기술을 유명한 해외 대학에서 배워오는 대신 악착같은 노력으로 생명복제와 유전자 분석 분야에서 독보적인 입지를 구축했다.

‘처녀 생식’ 연구에 고비가 온 것은 2002년 말. 서 교수는 “네이처지(誌)측에서 고노 교수의 ‘아버지 없는 쥐’와 우리의 유전자 분석에 철저한 검증을 요구해왔다”고 회고했다. A4지에 가득하게 실려오는 네이처의 논문 보충 및 검증 요구는 집요하게 한·일 연구팀을 괴롭혔다. 이미 처녀생식으로 쥐까지 탄생시킨 고노 교수와 서 교수는 논문 보충 작업 중에 연구 결과가 노출될까봐 “극도의 초조함에 사로잡혔다”고 한다.

이 난관을 극복한 것은 역시 ‘손재주’ 였다. 서 교수는 “단 한 번의 실험만으로도 1만여개의 쥐 유전자 분석을 이뤄내는 마크로젠 연구팀의 노하우가 연구 성과를 살려냈다”고 말했다. 수백 마이크로리터에 불과한 미량의 쥐 RNA 용액을 피펫을 이용한 수작업으로 손톱만한 DNA 칩에 바르는 유전자 분석과정은 순간적인 조작 차이만으로 성공과 실패가 엇갈린다.

그러나 서 교수와 박은성 박사, 박상호 박사, 김경아 연구원 등은 네이처의 요구가 있을 때마다 척척 성공적인 실험결과를 내놓았다. 수많은 유전자 분석작업으로 쌓인 마크로젠 연구팀만의 ‘손끝 감각’과 노하우로 이뤄낸 성과였다. 1년여간의 줄다리기 끝에 최종 네이처의 논문 게재 결정이 이뤄졌을 때에야 연구팀은 안도의 한숨을 쉬었다.

서 교수는 “이번 연구 결과로 생명 공학계의 근본 질문 세 가지 중 하나에 대한 해답이 열리게 됐다”며 “21세기야말로 생명공학의 시대”라고 말했다. 그가 꼽는 생명공학의 질문 세가지는 생명의 기원과 유전의 비밀, 그리고 발생의 비밀이다. 이 중 난자와 정자가 만나 유전자를 자식에게 전달하는 ‘유전의 비밀’을 풀 열쇠가 생겼다는 것.

그렇다면 인간은 이번 세기 내에 생명에 대한 세 가지 비밀을 모두 풀 수 있을까. 그의 대답이 의외다. “세상에는 알고 있는 것과 알 수 있는 것이 있지만, 전혀 알 수 없는 것이 존재합니다. 생명의 신비도 그 중 하나입니다. ”

그는 “과학이 아무리 발전해도 우리가 전혀 알 수 없는 것을 풀어내지는 못할 것”이라고 말했다. 대표적인 난제로 그는 ‘뇌’를 들었다. 그는 “인간에게는 오감 말고도 영혼으로 느끼는 육감(sixth sense)이 실재한다”며 “영혼의 신비를 밝히는 것은 단순히 뇌의 물질적인 구조를 푼다고 해결되기는 어려울 것”이라고 말했다.

“수학에서 연속한 함수만을 미분할 수 있듯, 과학도 문제를 풀 수 있는 한계가 있습니다. ” 그는 “종교와 과학 사이의 영역을 한의학과 같은 동양의 대체의학이 채울 것으로 기대한다”고 말했다. 그의 소신은 언뜻 과학자로서는 이례적이지만, 한의사 외할아버지와 서양의학을 전공한 부모를 가진 그의 성장 배경을 알면 고개가 끄덕여진다.

서 교수는 이번 성과로 더욱 바빠질 전망이다. 고노 교수와의 공동 연구와는 별도로, 이번에 성공한 처녀생식에서 유전자가 상호작용하는 과정을 밝혀내는 작업에 착수했기 때문이다. 또 몽골 지역 주민들의 유전자 분석을 통해 한국인의 기원을 찾는 작업도 벌이고 있다. 마크로젠의 생명과학 사업도 올해 내 100억원 매출을 올리며 제 궤도에 올린다는 계획이다.

잘나가는 의사의 길을 버리고 이렇게 ‘좌충우돌’하며 사는 이유를 묻자, 그는 껄껄 웃었다. “IT(정보기술)를 이용한 원격의료, 한국인의 질병 유전자 찾기 등 할 일이 지천으로 깔려 있습니다. 국내 최고의 고급두뇌가 모두 의대에 몰려 있는데, 저 같은 벤처기업인도 나오고, 몽골이나 중국 같은 곳에 나가 먼 미래를 내다보고 일하는 사람들도 나와야 합니다. ”

그는 “최근 말 많은 ‘동북아 메디컬 허브(medical hub)’가 말로만 되는 게 아니다”라며 “8만명의 의사들이 분발해 국가경쟁력에 보탬이 돼야 진짜로 우리나라가 잘 사는 나라가 될 수 있을 것”이라고 말을 맺었다.

백승재기자 whitesj@chosun.com

◈ 서정선 교수는…

서정선 서울대 의대 교수는 국내 대표적인 바이오 벤처기업인. 80년대부터 꾸준히 유전자 조작 생쥐를 탄생시키며 생명과학 분야에 성과를 쌓아온 그는 1997년 DNA 염기서열 분석 및 DNA 칩(유리 슬라이드 위에 유전자를 배열한 뒤, 실험 대상 유전자와의 화학반응을 통해 유전자를 분석하는 칩)을 개발·공급하는 바이오 벤처인 (주)마크로젠을 창업했다.

이후 2001년 한국인의 유전자 지도를 분석해낸 ‘한국인 게놈지도 초안’을 만들었고, 도쿄농대의 고노 교수팀과 함께 유전자 조작 생쥐 복제에 성공하기도 했다. 2002년에는 1만1000여개의 쥐 DNA를 비교할 수 있는 DNA칩을 개발했다.

22일 영국 네이처지에 한·일 공동 연구팀이 논문을 게재한 ‘아버지 없는 쥐’ 연구도 이 DNA칩을 사용했다. 난자 2개만으로 새 생명을 탄생시켜 사회적 큰 충격을 준 이번 연구는 고노 교수의 주도로 진행됐으며, 마크로젠과 서 교수는 DNA 분석 기술을 제공했다.

현재 마크로젠은 전 세계 58개국, 2500여 연구팀에 유전자 정보분석 및 DNA칩을 공급하고 있으며, 올해 매출 목표는 100억원이다.

서 교수는 한국인의 기원 및 새로운 질병유전자를 찾기 위한 ‘동북아 민족 기능성 유전체 연구사업’을 주도하는 등 학술활동도 활발히 벌이고 있다.


백승재기자