미래 전략가들의 필독서
과학의 최전선에서 보내온 생물학 교과서
2012년 6월, 『사이언스』 지에 실린 한 연구논문이 과학계를 발칵 뒤집어놓았다. 제니퍼 다우드나 교수와 에미뉘엘 샤르팡티에 교수가 공동으로 발표한 이 논문은 3세대 유전자가위 기술인 ‘크리스퍼-캐스9’ 기술을 다루고 있었다. 1세대 기술과 2세대 기술의 성취를 ‘혁명’적으로 뛰어넘은 크리스퍼 유전자가위는 비용이 몇 만 원 정도로 저렴하고(이전에는 수천만 원대), 오류가 발생할 확률도 획기적으로 낮아졌으며, 유전자 편집에 걸리는 시간도 훨씬 줄어들었다. 누구나 값싸게 정교한 유전자 편집을 할 수 있게 된 것이다.
이 책의 저자인 제니퍼 다우드나 교수는 21세기 생명공학의 패러다임을 바꾸었다는 평가를 받으며, 주요한 영예로운 상을 휩쓸었다. 2015년에는 양대 과학 학술지인 『네이처』와 『사이언스』가 ‘가장 뛰어난 과학적 성과’로서 크리스퍼 유전자가위를 꼽았고, 그해 『타임』 지는 다우드나 교수를 ‘가장 영향력 있는 인물 100인’에 선정했다. 현재 그녀는 유력한 노벨상 후보로 거론되고 있다. 대체 크리스퍼 유전자가위란 무엇이며, 어떤 점이 그렇게 혁신적인 것일까.
이 책의 1부 ‘도구’에서는 유전자가위 연구의 여정을 자세하게 따라간다. 왓슨과 크릭이 DNA 이중나선을 발견한 이후, 생명공학 분야에는 몇 차례의 혁신이 있었다. RNA 규명, 상동 재조합이라는 독특한 메커니즘, 그리고 인간 게놈 프로젝트에 이르기까지 기초 연구들이 포괄적으로 이루어져왔다. 이를 바탕으로 30억 개의 염기쌍 중 특정 부분에 대한 편집이 시도되었다. 만약 유전자를 세밀하게 컨트롤할 수 있다면, 인간은 전혀 새로운 차원의 현실을 마주하게 될 것이었다. 그러나 1세대 기술인 징크 핑커 뉴클레이즈와 2세대 기술인 탈렌은 기대에 미치지 못했다. 그것들은 너무 둔탁한 가위였고, 상용화되기에는 너무 비쌌다. 저자는 이들 기술의 획기적인 면과 한계를 두루 살펴보면서, 본인의 3세대 기술의 특징과 연구 과정을 흥미진진하게 서술한다. 독자들은 과학의 최전선에서 보내온 이 생물학 교과서로부터, 크리스퍼 유전자가위에 대한 정통 교양지식을 얻을 수 있을 것이다.
특이점으로 치닫는 신의 기술,
사피엔스는 스스로의 한계를 초월할 것인가
1부가 연구 개발의 여정을 다루고 있다면, 2부 ‘과제’는 기술의 실제 적용과 관련된 이야기를 다루고 있다. 크리스퍼 기술로 인해 가능해지는 SF적인 이야기들이 있다. 근육이 강화된 개, 뿔이 없는 젖소, 형광 빛이 나는 돼지는 이미 현실화되었다. “털이 복슬복슬한 매머드도, 날개 달린 도마뱀도, 유니콘도 만들 수 있다. 이건 농담이 아니다.”(173쪽)
이런 흥미성의 이야기보다 실상 중요한 것은, 크리스퍼가 지닌 의학적 잠재력이다. 크리스퍼 기술은 선천적인 유전병이나 난치병, 에이즈, 암 등의 치료에 새로운 전기가 될 것으로 기대된다. 만약 해당 질병의 유전자 부위를 특정할 수만 있으면, 그 부분을 크리스퍼 유전자가위로 편집해 치료할 수 있는 것이다. 돼지의 장기를 최대한 인간에 가깝게 유전자 편집하여 이종 간 장기이식을 하는 것은 어떨까. 그렇게 된다면 “하루 평균 22명이 장기이식을 기다리다가 사망”하는 현실도 극복할 수 있다(물론 정서적, 윤리적 거부감을 극복하는 중요한 문제가 남아 있다). 이미 각종 질병에 대해 크리스퍼 기술을 적용한 연구가 이루어지고 있다. “과학자들은 크리스퍼를 이용해서 이전보다 더 정확하고 융통성 있는 인간 질병 모델을 실험동물에 확립한다. 원숭이로 자폐증 모델을, 돼지로 파킨슨병 모델을, 흰담비로 인플루엔자 모델을 만든다.”(174쪽)
또한 크리스퍼 기술은 식량 문제 해결에 관해서도 중요한 잠재력을 지닌다. 유엔은 세계 인구가 2050년에 100억 명에 육박할 것이라 예상한다. 오늘날 한국에서는 피부에 와닿지 않지만, 그렇게 되면 전 세계는 식량 부족과 대규모 기아 사태를 맞게 될 것이다. 유전자가위로 대표되는 생명공학은 이러한 맬서스의 저주를 피할 수 있는 대안을 강력하게 제시한다. “앞으로 몇 년 안에 이 새로운 생명공학 기술은 수확량이 더 높은 곡물, 더 건강한 가축, 더 영양가 많은 식품을 우리에게 안겨줄 것이다.”(173쪽)
“유전자 편집 기술은 인간의 도덕성에 도전하는 한편,
놀라운 기회를 동시에 만들어낼 것이다.”_월터 아이작슨(《스티스 잡스》 작가)
저자에 따르면, 이제는 크리스퍼 실험실을 230만 원 정도면 차릴 수 있고, 15만 원이면 유전자 편집 키트를 구매할 수도 있다. 누구나 상상력만 있으면 이른바 생명체에 대한 ‘지적설계’를 시도할 수 있는 것이다. 가격 자체가 3세대 유전자가위의 혁신인 셈이다. 이는 양면적인 성격을 가지고 있다. 만약 어느 미친 과학자가 키메라를 만들면 어떻게 할 것인가. 특히 인간 배아에 기술이 적용될 때, 이 문제는 심각해진다. 불멸의 인간, 슈퍼 휴먼은 매혹적이면서 위험하다. 저자 제니퍼 다우드나는 무분별한 크리스퍼 사용의 위험성을 진지하게 맞닥뜨리게 되었다고 말한다. 그녀는 자신이 열어젖힌 판도라의 상자에 대해 불안감을 느끼며, 원자폭탄 발명의 선례를 중요하게 참조한다. “‘원자폭탄의 아버지’ 오펜하이머의 말은 내게 양심의 가책을 더할 뿐이었다. 어쩌면 먼 훗날 우리는 크리스퍼와 유전자 변형 인간에 관해 똑같이 말할지도 모른다. 인간 유전자 편집이 핵무기 투하와 맞먹는 재앙을 부르지는 않겠지만, 크리스퍼 연구를 뒤돌아볼 새 없이 서두르는 상황은 여전히 좋게 보이지 않는다.”(275쪽)
제니퍼 다우드나는 이런 인식 아래 2015년에 ‘국제 인간 유전자편집 회의’를 이끌었다. 과학자뿐만 아니라 철학자, 정치인, 법률가, 역사가 등이 두루 참여하여 폭넓은 토론을 진행했다. 이 책의 한국어판 서문을 쓴 김진수 서울대 교수도 이 회의에 초청을 받았다고 한다. 그만큼 크리스퍼 기술에 대한 가이드라인을 확립하는 것이 학제적, 국제적 현안임을 나타낸다. 이 책은 그와 관련한 주요 논점들을 짚어가며 윤리적인 논의를 강력하게 촉구한다.
세계는 지금 크리스퍼 특허 전쟁 중!
한국은 반도체 이후에 무엇이 있나
크리스퍼 기술은 단순한 과학 기술이 아니다. 사회적인 합의 없이는 연구가 제한될 수밖에 없다. 어디까지 연구를 허용할 것인가, 라는 문제가 매우 중요하다. 한국의 경우 2000년대에 황우석 사태를 맞으면서 극도로 연구가 위축되었다. 해당 기술에 대한 사회적인 신뢰가 무너지면서 생명공학 전반에 대한 신뢰가 무너졌고, 이는 강력한 규제로 귀결되었다. 그리고 그사이, 미국과 중국이 연구를 확장해나갔다. 현재 크리스퍼 기술은 상용화에 매우 근접해 있고, 엄청난 산업 규모가 예상됨에 따라 각 연구소 간에 치열한 특허전쟁이 벌어지고 있다. 제니퍼 다우드나는 이 책에서 특허 관련 이슈에 대해서는 언급하고 있지 않지만, 그녀도 중요한 당사자로서 ‘세기의 특허전’의 한가운데 서 있다. 저자가 이 책에서 윤리적 문제에 특히 주목하는 까닭은 한국의 상황에 시사하는 바가 크다. 그녀는 크리스퍼 기술에 대한 사회적 신뢰를 확보하고 싶은 것이다. “사실 농업계에서 일어나는 특정 형태의 유전자 변형에 대해 널리 퍼진 불안과 반감을 생각할 때, 나는 생식세포 편집에 관한 대중의 정보 부족으로 크리스퍼를 더 안전하고 중요하게 사용하려는 시도가 방해받지 않을까 특히 우려하게 되었다.”(275쪽)
한국은 현재 크리스퍼 기술 세계 톱3로 여겨진다. 서울대 김진수 교수는 기초과학연구원 유전체교정연구단을 이끌면서 세계적인 기술을 확보했다. 그는 이 책의 추천 서문에서 역시 대중적인 토론의 필요성을 주장한다. “이 책이 국내에 번역 출판되는 것을 계기로 이제 우리 사회도 유전자가위 기술이 만들어가게 될 미래에 대해 전문가들과 일반인들이 함께 공부하고 토론해서 시대착오적이고 부적절한 규제는 폐지하고 합리적인 대책을 마련할 수 있게 되기를 기대한다.”(10쪽) 생명공학 기술에 대한 원칙적인 반대 입장은 윤리적으로 안전하다. 하지만 그렇게 단순하게 논의를 틀어막을 때의 비윤리와 어리석음에 대해 생각해야 할 시점이다.
한국어판 특별 추천 서문 수록
김진수 서울대 교수, 툴젠 창업자
“몇 년 전만 해도 크리스퍼 또는 유전자가위는 극히 일부의 생명과학자들 사이에서만 사용되는 학술 용어로서 일반인들은 물론이고 대다수 생물학자들에게도 생소했다. 하지만 이제 누구나 한 번쯤은 들어보았을 만큼 세간의 큰 관심을 받고 있다. 《크리스퍼가 온다》는 이 도구의 작동 원리를 최초로 규명한 캘리포니아대학교 버클리캠퍼스의 제니퍼 다우드나 교수가 그 경험담을 소개한 책이다. 더 나아가 저자는 이 도구가 인류에게 가져올 혜택과 변화, 윤리적 함의에 대해 과학자는 물론이고 일반인들도 함께 고민할 것을 촉구하고 있다.”
탁월한 여성 과학자의 연구 성장기
옮긴이는 이렇게 봤다
“생물 기전에 대해 세세하면서도 적당히 가지를 쳐낸 제1부를 번역하면서 매끄럽게 설명한 글솜씨에 감탄하기도 했지만, 가장 인상에 남은 구절은 다우드나 교수가 대학생 시절 처음 연구실에 들어선 순간을 묘사한 문장입니다. 고요한, 그러나 열정의 냄새를 맡을 수 있는 하와이대학교의 연구실을 묘사한 이 대목은 제3장의 도입부에 불과하지만, 내가 처음 연구실에 들어섰던 순간이 떠올라 아련한 향수를 느낄 수 있었습니다. 아마 다우드나 교수도 그런 향수에 젖은 순간에 그 문장을 쓰지 않았을까요. 또 본문에 생화학 실험기법에 관해 간략하게 서술하는 부분이 드문드문 나오는데, 그런 부분을 번역할 때는 나도 모르게 실험실에서 일하던 때를 떠올리면서 웃었습니다. 사실 웃음이 나오는 기억만 있는 것은 아니지만요. 실험 결과가 뜻대로 나오지 않아 처진 어깨를 하고 독일로 돌아갔을 미치의 뒷모습도 실험실에서 흔히 볼 수 있던 풍경이라 안타까운 마음이 들기도 했습니다. 실험실에 머물렀던 사람에게는 추억을 일깨우는 스위치가 되는 이런 문장이나 설명이, 책을 통해 이 세계를 들여다보는 다른 이들에게는 신기한 세계가 현실로 겹쳐지는 스위치가 되리라고 생각하니 묘한 기분이 듭니다.”
