혁신적인 유전자 편집 도구인 CRISPR를 통해서 과학계는 한 단계 큰 도약하는 과정에 들어와 있습니다. 해당 기술은 기존의 기술보다 높은 정확성과 접근성을 가지고 있습니다. CRISPR을 이용할 경우 유전병의 근원적인 치료는 물론 병충해에 강하고 생산량을 폭발적으로 늘려줄 수 있는 우수한 작물의 개발까지 가능합니다. 현재까지 인류가 직면한 한계를 해결하고 극복할 수 있을 것으로 예상합니다.
지금부터 우리는 CRISPR가 무엇이며 그 가능성은 어디까지인지 확인해 볼 것입니다. 그리고 더 나아가 동전의 양면성과도 같은 혁신 기술 이면의 위험성과 윤리적인 문제까지 함께 알아보도록 하겠습니다.
유전자 편집을 위한 정밀 도구
CRISPR은 3세대 유전자 가위라고 불리며 Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats의 약자로서 DNA의 일부를 제거, 추가하고 변경할 수 있는 정밀 게놈 편집 기술입니다. 다른 유전자 편집 기술에 비해 그 정확성, 효율성은 물론 다양한 분야에 적용할 수 있는 범용성까지 무척 뛰어나 유전 공학을 한 차원 도약시키는 기술로 많이 알려져 있습니다.
CRISPR의 핵심 기술
CRISPR 기술의 핵심은 특정한 유전자 서열에서 변형하고자 하는 부분을 정밀하게 수정하는 능력에 있습니다. 구체적으로는 핵산가수분해효소(Nuclease)를 이용하여 몸속에 있는 수십억 염기쌍 중에서 원하는 위치만 목표로 하여 자를 수 있도록 만들어졌습니다. 가이드 RNA를 사용해서 Cas9 단백질이 DNA 가닥의 특정 위치까지 유도한 다음 유전 물질을 추가, 제거 또는 변경합니다. 3세대 유전자 가위인 CRISPR-Cas9의 가장 우수한 장점은 Cas9 단백질이 특정 DNA 염기서열과 상관없이 공통으로 사용할 수 있기 때문에 한 번에 많이 합성하여 범용적으로 사용할 수 있다는 것입니다.
유전자가위의 적용 분야
RISPR에서 현재 가장 활발하게 연구되는 분야는 의학입니다. 태어날 때부터 유전으로 인한 유전자 돌연변이를 물려받는 사람들이 선천적인 기형과 장애가 발생하지 않도록 유전자 돌연변이를 수정할 수 있기 때문입니다. 낭포성 섬유증, 겸상 적혈구 질환 등이 그 대상이며 특정 종류의 암에 대해서도 유전 치료의 가능성이 열려 있어 학계의 연구가 활발하게 진행되고 있습니다.
질병의 치료뿐만 아니라 농업 부문에서도 많은 발전을 이룩하고 있습니다. 특히 인구의 폭발적인 증가로 식량 부족이 큰 사회적 문제로 대두되는 상황이라서 기후 변화에 강하고 생산성을 늘릴 수 있는 농작물 등의 개발에 힘을 쏟고 있습니다. 가까운 미래에는 그 결실을 볼 것으로 예상합니다. 이미 맛과 생산량을 증가시킬 수 있는 다양한 유전자 변형 작물이 개발 완료되어 생산되고 있으며, 이런 연구와 개발은 다른 분야까지 확대되어 인류의 삶을 크게 개선하는 중입니다.
안정성 경고
유전자 가위를 이용해서 정확하게 표적을 자른다고 해도 DNA의 결실, 삽입, 재배열 부작용이 발생하는 것으로 알려져 있습니다. 만능 기술인 것처럼 보이지만 정확한 변이 유발 원리를 완벽하게 규명하지 못했기 때문에 지나친 낙관만 하기는 어려운 상황입니다. 난치 질병을 고칠 수 있는 정교한 치료술이라는 긍정적 평가 이면에는 이런 부작용과 위험을 내포하고 있습니다. 충분한 검증과 추가적인 연구가 필요합니다. 2024년 현재까지도 이런 위험을 막고 안정성을 높여 FDA 승인을 받기 위한 노력이 진행되고 있습니다.
윤리적 문제
이로운 기술 혁신 이면에는 윤리적인 문제가 있습니다. 동물을 넘어 인간 배아에까지 이런 유전자 편집 기술이 적용되어 맞춤형 아기가 태어나는 것입니다. 기술을 연구하고 찬양하는 사람들은 이 기술을 통해서 선천적 기형을 방지하고 삶의 질을 향상한다는 측면에서 환호하지만 한 편으로는 무분별한 유전자 편집으로 인한 폐해를 걱정하여 반대합니다. 기술의 더욱 발전할 수 있도록 단단한 연구의 토대와 환경을 마련하는 것도 중요하지만 연구자 개인의 윤리적 책임감에만 의지하기 어려운 측면이 있기 때문에 적절한 사회적, 법적 규제 마련이 필요합니다. 과학계와 각국의 정부가 국제적 협력을 통해서 기술 발전을 저해하지 않으면서도 무분별한 기술 사용을 막을 수 있도록 힘을 합쳐 법제화 해야 합니다.
CRISPR의 전망과 과제
향후 CRISPR은 더욱 광범위하고 다양한 분야에 활용될 수 있습니다. 그렇지만 안전한 사용을 위해 추가적인 검증과 해결해야 할 안정성 문제가 있습니다. 안전성 문제 뿐만 아니라 윤리적으로 책임감 있는 관리와 적법한 규제 아래 최대의 잠재력을 실현할 수 있도록 지속적인 연구와 개발이 필요합니다. 그 변화의 과정에서 우리는 기술이 올바른 방향으로 발전할 수 있도록 관심을 갖고 확인하는 노력이 필요합니다.