유전자가위(CRISPR/Cas9) 기술은 말 그대로 유전자를 가위처럼 잘라 낼 수 있는 기술이다. 유전자를 잘라낸 자리에 건강한 유전자, 혹은 실험용 유전자를 갈아 끼우는 유전자편집(Genome Editing) 기술이라고 보면 된다.

과거에는 유전자 하나를 갈아 끼우는데 수개월에서 수년씩 걸렸다. 그러나 지금 기술이 발전하면서 며칠 동안에 여러 군데의 유전자를 함께 손볼 수도 있다. 유전자가위 기술을 적용하는 범위도 계속 넓어지고 있다.

22일 덴마크 언론 '사이언스 알럿(Sciencealert)'에 따르면 최근 과학자들은 유전자가위 기술을 활용해 불치병을 치료하는 방법을 찾아내고 있다. 템플 대학 연구팀은 지난 2014년 인간이 배양한 T세포 속에서 HIV(에이즈)를 유인하는 세포를 제거하는데 성공한 바 있다.

HIV, 근이영양증 치료제 개발 중 

올해 1월 듀크대 연구팀은 쥐 실험을 통해 근육이 점차 약화되는 희귀 유전병 ‘듀켄씨 근이영양증(Duchenne muscular dystrophy)’을 료하는 방법을 찾아냈다. 결함이 있는 유전자를 잘라낸 DNA를 실은 바이러스를 쥐의 다리에 직접 주입한 후 힘을 되찾았다.

2월 들어서는 영국 정부는 초기 배아를 대상으로 새로운 유전자 편집·교정 기법인 ‘유전자 가위’ 기술을 적용하는 것을 허가했다. 그 적용 범위를 제한하고 있지만 인간을 대상으로 유전자가위 기술을 적용하는 것을 허가했다는 점에서 큰 의미를 담고 있다.

불치병 치료와 함께 또 다른 관심을 불러일으키고 있는 분야는 인류학(anthropology)이다. 과학자들은 인류학과 연계해 고대 인류 조상의 유전자 정보를 복원하려는 노력을 기울이고 있으며, 최근 큰 성과를 거두고 있다.

22일 ‘phys.org'에 따르면 과학자들의 관심은 DNA다. 유전적으로 인류 조상인 네안르탈인, 4만 년 전 멸종한 것으로 알려진 데니소바인(Denisovans)과 현대인이 어느 정도 유사한 요소를 갖고 있느냐는 것이다.

그동안 인류학자들은 이 문제를 놓고 격렬한 논란을 벌여왔다. 그러나 최근 유전자 연구가 진행되면서 끝나지 않을 것처럼 보였던 논란이 일단락되고 있는 양상을 보이고 있다. 연구 결과 고대와 현대 인류는 유전자 상 2% 정도의 유사점이 있는 것으로 나타났다.

고대 인류에서 현대 인류에 이르기까지 인간이 어떤 변화를 거쳐 진화했는지 밝혀내는 일 역시 인류학자들의 중요한 과제였다. 화석 등을 통해 유전자를 분석한 결과 인종에 따라 5~25종까지 다양한 특징을 보이고 이는 것으로 나타났다.

화석유전자 연구 통해 인류의 조상 확인 

네안데르탈인, 데니소바인 등 고대 인류의 유전자 분석 결과 거주 지역에 따라 매우 다양한 양상을 보이고 있다. 그러나 이전의 연구가 주장한대로 이들 고대 인류와의 유사성이 이어지고 있는 것은 분명한 사실로 밝혀졌다.

현재 과학자들은 인류학자들과 협력해 화석 DNA을 보다 더 정밀하게 분석하고 있는 중이다. 지난 주 막스프랑크 연구소에서 진화인류학을 연구하고 있는 마티어스 마이어(Matthias Meyer) 박사는 스페인에서 발굴한 화석에서 핵 DNA(nuclear DNA)를 찾아냈다고 밝혔다.

이 화석 연구는 43만 년 전에 살았던 인류의 화석으로 인류의 유전자를 연구하는데 큰 기여를 하고 있다. 마이어 박사는 이 연구를 통해 유전 과정에서 큰 영향을 미치고 있는 미토콘드리아 유전체(mitochondrial genome)의 비밀을 밝혀낼 수 있을 것으로 보고 있다.

지금까지의 연구 결과에 따르면 현재인의 미토콘드리아 유전체는 데시소바인과 거의 일치하는 것으로 나타나고 있다. 반면 네안데르탈 인의 경우 현대 인류와는 다른 새로운 유전체가 발견되면서 그 차이를 규명하려는 연구가 이어지고 있다.

유전자가위 기술에 긍정적인 시각만 있는 것은 아니다. 교정 기술이 진화할수록 연구윤리를 우려하는 목소리도 커지고 있다. 중국 과학자들의 인간 배아 실험이 알려진 이후 세계 과학계는 논란이 일었다.

일부 과학자들은 ‘네이처’ 지를 통해 ‘인간 생식세포와 배아를 편집하지 말라’는 글을 게재했고, ‘사이언스’ 지는 더 강한 반대 의견을 게재한 바 있다. 인간을 대상으로 실험하기에는 안전성이 확보되지 않은데다, 많은 양의 배아를 사용하는 문제가 있다.

또 기술이 발전한 뒤 실제 유전자를 조작해 맞춤형 아기를 만들 경우에 대한 윤리 문제도 제기된다. 그러나 불치병, 화석 연구 등에서 높은 성과를 거두면서 유전자가위 기술이 DNA 연구의 핵심기술로 자리잡고 있다.