유전자편집기술 윤리와 유전자편집식품의 GMO 여부 > News Insight

   유전자 편집기술의 놀라운 발전과 윤리적 위기 

 

   미래학자들은 성급하게도 4차 산업혁명 시대가 시작된 지 얼마 되지도 않았는데, 벌써 5차 산업혁명을 촉발하는 방아쇠가 바이오 기술이 될 것으로 예측하고 있다. 필자도 5차 산업혁명이 바이오가 주도할 것이라고 믿는 이유는 완벽한 지능형 기계나 알파고 같은 컴퓨팅도 어쩌면 생물을 부분 모사한 기술이고 만약에 생물기능을 완벽하게 재현시킬 수 있는 바이오 근간기술이 있다면 엄청난 사회, 경제, 문화의 혁명적 발전이 일어날 것이라 생각한다. 놀라운 바이오기술 중 하나로 인간을 포함한 생물의 유전자 정보를 원하는 데로 바꿀 수 있는 유전자 편집기술(유전자 가위, Gene Editing)을 들 수 있다. 유전자편집 기술은 2014년 세계 10대 혁신 기술로 등장하여 아주 짧은 기간에 신의 존엄성을 도전할 정도로 놀라운 속도로 발전을 하였고 심지어 우리가 먹는 식품분야에도 유전자 편집기술로 만든 식품이 속속 개발되면서 2016년 세계 10대 혁신 기술로는 유전자편집 식품이 채택되었다. 

 

  유전자 편집 기술은 1,2세대 유전자 편집기술을 거쳐서 등장한 제3세대의 크리스퍼 카스9 (CRISPR-Cas9)로 발전하여 더욱 쉽고, 정확할 뿐만 아니라 저렴한 비용으로 유전자를 편집할 수 있고 결국 확률이 높은 확실한 결과를 얻을 수 있다. 나쁜 유전자를 편집하여 아예 제거 하거나 잘못된 부분의 유전자를 정확히 잘라내고, 잘라낸 위치에 정확하게 완벽한 유전자를 교정할 수 도 있다. 유전자편집 기술의 가장 쇼킹한 사건은 2018년 Nature지가 선정한 올해의 인물 (가장 쇼킹한 이유로 선정)인 중국 남방과기대 허젠쿠이(賀建奎)교수가 2018년 11월 28일 인간유전체교정 국제학회에서 발표하면서 일어났다. 발표내용은 후천성 면역결핍증후군(AIDS)이 바이러스의 수용체 역할을 하는 CCR5 유전자가 없으면 에이즈가 발병하지 않는데 착안하여 CCR5유전자를 제거한 맞춤형 아기(Designer Baby)를 임신, 출산하여 “루루”, “나나”란 아기의 탄생을 발표하였다. 

 

이를 계기로 2019년 3월18일에 세계보건기구(WHO)에서는 인간유전자편집 가이드라인을 만드는 첫 논의가 시작되었지만 이미 헤젠쿠이의 3번째 아기는 오는 2019년 8월에는 출생할 예정이다. 현재까지 우리나라에서는 인간의 배아연구 자체가 규제되어 문제시 되지 않지만 다수의 국가는 배아연구는 인정하고 있다. 

하지만, 세계 어떤 나라도 배아를 임상 시험하여 아기를 출산하는 행위는 금지하고 있어서 허젠쿠이의 발표는 모든 사람을 아주 놀라게 하는 위법 행위였다. 유전자 3세대 편집기술은 1세대 유전자가위가 시험하는데 $5,000이 필요했는데 비해서 3세대인 크리스퍼 카스9는 $30이면 가능하고, 연구기간도 특정 유전자를 제거한 실험쥐를 만드는데 1년 이상 시간이 필요하였는데, 크리스퍼 카스9는 1-2달이면 충분히 만들 수 있다. 특히 유전자를 자르고 붙이는 기술도 현재까지는 고도의 교육을 받은 전문가만이 할 수 있었는데, 제 3세대 기술인 크리스퍼 Cas9는 의외로 쉽게 사용할 수 있어서 약간 교육을 받은 바이오 비전문가도 사용할 수 있을 정도로 간편하다. 이렇게 쉽게 접근할 수 있는 장점은 누구나 사용할 수 있는 위험성 때문에 테드로스 아드하놈 게브레예수스(에티오피아) WHO사무총장은 올 1월 세계경제포럼에서 “의도하지 않은 결과를 알지 못한 채  유전자 편집을 시작해서는 안 된다”고 하면 분명한 가이드라인 없이 실행할 수 없다고 말했다. 

 

배아상태에서 유전자(CCR5)를 편집 제거하여 출생한 맞춤형 아기가 에이즈(AIDS)는 걸리지 않을지 모르지만 다른 역기능이 없을 지는 역시 의문이다. MIT Technoloy review(2019.2.21.)에서는 유전자 편집으로 태어난 아기가 에이즈면역뿐만 아니라 배우고 기억하는 인지능력도 향상될 것으로 긍정적 예측을 하였지만, 다른 과학자는 오히려 뇌염등 웨스트나일 바이러스 감염증으로 인한 합병증에 노출될 확률은 높다고 추정한다. 허젠쿠이의 경우와 같이 윤리검토 서류를 위조하여 2017년 3월에 실험참가 부부를 선정한데서부터 위법적으로 사용하거나 특히, 저렴한 비용으로 환경이 조성되지 않는 공간에서 유전자를 마음대로 편집을 하게 되면 인류에게 엄청난 재앙을 일으킬 수도 있는 위험요소도 있다. 유전자 편집 “모라토리엄(Moratorium)”선언을 미국 MIT와 독일의 막스플랑크연구소를 비롯한 7개국 18명의 과학자들이 지금부터 최소 5년간은 인간 배아의 유전자 편집 및 인체 내 착상을 중지하고 이런 행위를 관리 감독할 국제기관을 만들어야 한다고 Nature지(2019.3.14.)에 발표하였다.   

 

 유전자 편집식품의 정의와 현황 

   유전자 편집식품은 유전자편집기술로 아주 쉽고 빠를 뿐만 아니라 정확한 위치에 동식물 유전자를 교정하여 우리가 먹고 있는 동식물 식품을 구미에 맞게 만든 식품이다. 규제가 없는 전통 육종으로 동식물을 생산성과 품질을 향상시키는데, 적어도 10년 걸리데 비해 1-2년이면 충분히 유전자 편집이 가능할 뿐만 아니라 유전자 교정된 효과도 확실하다. 동식물의 유전자 편집방법은 위해(危害)가 될 수 있는 유전자를 아예 제거하여 없애는 편집과 잘못된 유전자 부위를 잘라내고 새로 만들어진 건강 유전자로 바꾸어 넣는 방법을 사용하고 있다.

 

 크리스퍼 카스9 란 유전자가위로 2016년 4월 미국에서 양송이버섯을 재료로 유전자를 제거하는 방법으로 유전자 편집을 성공하였다. 양송이버섯을 칼로 자르게 되면 Polyphenol oxidase라는 효소가 작용하여 갈변을 하여 상품가치가 떨어지는데, 양송이가 가진 Polyphenol oxidase 유전자를 6개 가지고 있는데 이중 강력한 1개의 유전자를 아예 유전자가위로 제거하여 갈변을 약 30% 감소시키는데 성공하였다, 미국 농무성(USDA)은 크리스퍼 카스9로 유전자 편집된 버섯을 GMO(Genetically Modified Organism,유전자변형식품)를 규제하는 외래 유전자가 주입이 전혀 주입되지 않았기 때문에 GMO규제를 하지 않기로 결정하여 미국 정부로부터 허가받은 최초의 유전자 편집식품이 되었다. 

 

하지만, GMO규제는 받지 않지만 여전히 소비자에게 부정적인 반응을 우려하고 있는 실정이다. 양송이 이후 유전자 편집식품은 30여종 이상이 GMO규제 대상에서 제외된 농산물로 인정받았지만 여전히 윤리성과 관련해서 논란이 불가피하다. 유전자 편집식품은 속속 개발되어 있고 식물뿐만 아니라 동물애서도 성공사례가 발표되고 있다. 유전자 편집기술로 사람에게 해로운 트랜스 지방을 없애고 다른 식용유에 비해서 유통기간을 길게 만드는 콩으로 만든 미국 미네소타의 “칼릭스트(Calyxt)”는 유전자 편집된 콩에서 생산한 식용유를 미국 중서부에 진출하여 상용화(2019.3.13., Naver New)하였다. 

 

현재 우리가 먹는  초기에 바나나 품종은 대부분 “그로미셸”종 이었는데 바나나의 곰팡이병인 파나마 병에 의해서 거의 전멸되었다. 지금 먹고 있는 바나나 품종인 “캐번디시”는 파나마 병에 저항성이 있어서 생산이 가능하였다. 하지만 파나병의 변종이 신 파나마병이 창궐하면서 “캐번디시” 품종마저 심각하게 공격을 받아서 어쩌면 우리는 바나나를 먹기 어려울 수도 있다고 한다. 호주에서는 유전자편집기술을 활용하여 변종 파나마 병에 저항성이 있는 품종을 유전자편집 기술로 개발하고 있어서 우리의 먹거리인 바나나를 먹을 수 있을 것이다. 그 외, 건강인자인 기능성 섬유소가 많은 밀을 개발하거나 생산량이 획기적으로 많은 토마토, 고추처럼 매운 토마토, 혈압을 낮추는 GABA가 15배 많은 토마토, 토양에 오염원을 흡수하지 않은 쌀 품종 개발 등 수많은 유전자 편집식물들이 속속 개발되고 있다. 

 

우리도 상추에 비타민 D가 포함된 유전자 편집 상추를 성공적으로 개발하였다. 동물을 유전자 편집으로 개발한 예는 지방이 줄어들고 단백질이 많은 근육돼지를 기초과학연구원(IBS) 김진수 박사와 연변대가 협력 연구하여 만들었다. 돼지는 근육이 어느 정도 생기면 마이오스타틴(Myostatin)이란 유전자가 발현하여 근육성장을 억제하는데 유전자 가위로 마이오스타틴 유전자를 제거하므로 일반 돼지에 비해서 근육량이 20%가 많은 슈퍼근육돼지를 만들었다. 일본의 긴키대학교 가토 게이타로 교수는 일반 참돔에 비해서 몸집이 1.2배 큰 참돔을 만들었는데, 근육돼지와 비슷한 방법을 사용하였다. 일본 후생성에서는 신고만 하면 판매를 허가할 방침이어서 올해 여름부터는 시중에 몸집이 큰 참돔을 판매하게 될 예정이다.

 

유전자 편집식품에 대한 각국의 대응 현황

 

유전자편집식품과 유전자변형식품(Genetically Modified Organism(Food); GMO(F))과의 기술적인 차이는 GMO는 고유종이외의 외래유전자를 고유종에 삽입하여 새로운 기능을 얻는 방법이고 유전자편집은 고유종의 유전자중 나쁜 유전자를 완전히 제거하여 나쁜 인자가 발생하지 않게 하거나 고유종의 유전자중 변형이 되어서 나쁜 형질을 나타내면 변형된 유전자를 제거하고 건강한 고유종의 유전자를 가져와서 동일한 위치에 넣어 줌으로 원래의 고유종의 형질을 회복하는 기술을 말한다. GMO의 정의가 외래 유전자의 삽입이 문제가 되는데 자체의 나쁜 유전자를 제거하거나 같은 종의 동일한 유전자를 사용하였기 때문에 GMO와는 크게 다르고 안전하다고 생각하였다. 

 

모든 국가에서는 GMO에 대한 규제는 있고 소비자 단체나 환경단체는 GMO의 확산에 대해서 원천적으로 막고 있다. 하지만 유전자편집 식품에 대해서는 미국, 일본은 규제를 완화하는 방향으로 결정하고 상용화가 가능한 진보된 육종기술로 간주하고 있다. 미국의 경우는 2016년 크리스퍼 유전자편집 변색방지 양송이버섯을 필두로 30여종이상의 유전자편집 식품이 GMO규제 대상이 아님을 결정을 내리고 2018년 3월에는 유전자편집기술을 혁신적인 육종기술로 분류하여 생산된 식물을 규제하지 않을 것으로 발표하였다. 또한, 일본도 2019년 3월18일 유전자편집 식품에 대해서 안정성 심사 없이 일반 식품과 동일하게 취급하겠다고 발표하였다. 유전자 편집방법 중 유전자를 제거한 경우에는 규제대상에서 제외시켰는데, 그 이유로 자연계에서 조작 없이도 일어날 수 있기 때문으로 밝히면서, 어떤 유전자를 편집했는지 등의 내용을 포함한 신고서 제출로 판매를 허용함에 따라서 올해 8월부터는 완전히 유전자 편집식품의 유통을 허용하였다 (Science, Gene-edited foods are safe, Japanese Panel Concludes(2019.3.19.), DailyPost).

 

 하지만 유럽은 10년의 안전성 논란 끝에 유전자편집식품의 판매를 불허 하였는데, 유럽사법재판소에서는 유전자편집기술로 개발된 신품종은 “GMO지침(2001 GMO Directive)”에 의한 GMO에 해당하면 규제대상임을 분명히 하였다(2018.7). 하지만 유전자 편집식품이 안정성 심사 없이 판매를 허용한 일본도 소비자 및 환경단체는 유전자를 인위적으로 변형했다는 점에서 인체 위해성이 검증되지 않았기 때문에 GMO와 다른 점이 없다고 우려가 높다. 이런 점을 보완하기 위해서 일본 후생성은 소비자의 올바른 선택을 위해서 유전자 편집 표기를 의무화하고 관할 소비 청의 설치 등을 협의 중이라 한다.  

 

  결국, 외래 유전자를 유입시키지도 않고 나쁜 유전자만 없애 버린 경우이기 때문에 GMO와 관계가 없고 고유종의 건강한 유전자로 복원하기 때문에 전통적으로 사용하는 육종방법과 다를 게 없다는 점을 소비자에게 잘 설명해야 된다는 일본 후생성 전문가 위원인 Hirohito Sone(니이가타대학)교수의 설명도 그렇게 잘 먹이지 않는 것 같다. 현재의 GMO에 정의에서는 외래 유전자를 삽입하지 않았거나 단지 나쁜 유전자를 제거한다는 점에서는 벗어날 수 있지만 여전히 생물체내에 다양한 Network문제와 관련된 안전성 문제에는 여전히 의구심을 가지게 한다.   

 

 마지막으로 유전자 편집기술에 대한 활용범위를 포함한 윤리적 이슈와 소비자 및 환경보호에 대한 주의 깊고 다각적인 검토가 필요하고, 현재 GMO규정에 위배되지 않기 때문에  안전성의 검토가 없이 무조건적 기술을 사용하는 남용에 대해서 깊은 주의가 필요하다. 하지만, 급격히 발전하는 신 분야인 유전자 편집기술을 규제하는 방향보다는 연구결과를 선점하기 위한 적극적인 연구에 대한 우리의 노력은 반드시 필요하다. <ifs POST> 

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