[도서리뷰] 유전자 임팩트: 크리스퍼 혁명과 유전자 편집의 시대

책이름: 유전자 임팩트
지은이: 케빈 데이비스
옮긴이: 제효영
감수자: 배상수
펴낸곳: 브론스테인
목차: 프로필/감수자의 말/머리말/1장 크리스퍼 열풍/2장 한 수 위/3장 영웅들/4장 델마와 루이스/5장 DNA 수술/6장 꿈의 구장/7장 수상 경쟁/8장 유전체 편집 이전 시대/9장 구원인가, 재앙인가/10장 유전자 치료의 흥망성쇠/11장 하루아침에 찾아온 성공/12장 당신을 고쳐 줄게요/13장 특허 출원 중/14장 #크리스퍼아기/15장 신화에서 온 소년/16장 되돌릴 수 없는 첫걸음/17장 더럽혀진 잉태/18장 경계를 넘어 생식세포로/19장 규칙을 저버리다/20장 멸종, 그 이후/21장 농업의 보조 기술/22장 크리스퍼의 전성기, 프라임 편집/23장 의지가 반영된 진화/24장 만루

 

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유전자 임팩트 표지 (출처; yes24)

 

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이 책은 크게 4부, 세세하게 24장으로 구성되어 있습니다. 1장부터 7장까지는 1부, 8장부터 13장까지는 2부, 14장부터 19장까지는 3부, 20장부터 24장까지는 4부로 구분됩니다.

 

크리스퍼 저널의 편집장이며 과학 전문 저널리스트로도 활동 중인 케빈 데이비스는 이 책을 통해 크리스퍼와 유전자 편집에 관한 다양한 관점에서 이야기합니다. 다양한 과학자들과 그들의 업적에 관해 이야기하며 크리스퍼와 유전자 편집에 대한 그들의 개인적인 견해도 엿볼 수 있었습니다.

 

이 책 <유전자 임팩트>는 지구상에 등장한 가장 오래된 일부 생물에서 얻어낸 기술이자 우리를
인간의 편집이라는 벼랑 끝으로 몰고 간 기술인 크리스퍼의 기원과 발전, 활용, 오용에 관한 이야기다. 30p.

이 책 속에는 정말 수많은 과학자들이 등장합니다. 너무나 많은 이들의 등장으로 인해 저는 새로운 인물이 등장할 때 이름을 적으며 책을 읽었습니다. 특히나 1부에서 크리스퍼의 발전에 관한 내용은 다양한 시간대와 다양한 인물이 등장합니다. 크리스퍼는 한 명의 과학자에 의해 탄생한 기술이 아닙니다. 여러 나라에서 다양한 과학자들이 동시에 또는 서로 앞다투어 연구했던 결과들이 쌓여 지금의 크리스퍼가 되었습니다.

1부는 크리스퍼가 무엇인지, 또 어떻게 발견되었는지에 관한 내용이었습니다.

1장, 2장에서는 크리스퍼가 무엇인지에 관한 과학적인 지식 및 내용이 서술되었습니다. 이 책의 소재인 크리스퍼에 관한 짧은 설명입니다. 크리스퍼가 어떠한 방식으로 세균의 면역체계로 작용하는지에 관해 알 수 있습니다.

 

크리스퍼는 세균의 유전체에 포함된 아주 작은 부분이며, 세균이 바이러스에서 포착한 유전암호의 일부가 나중에 참고할 수 있도록 저장되어 있다. (중략) 세균이 바이러스가 침임했다는 사실을 감지하면 가장 먼저 크리스퍼가 활성화되어 그곳에 보관되어 있던 바이러스 염기서열을 복사한 RNA 가닥이 만들어진다. (중략) RNA 조각 자체는 아무런 해도 끼치지 못하지만, DNA를 절단하는 카스(CAS)라는 단백질과 결합하면 리보핵산단백질 복합체가 된다. (중략) 서열이 일치하는 바이러스 DNA가 발견되면 카스9이 그곳에 결합해 잘라 내 위협요소를 없앤다. 67-69p. 

 

유전자 편집은 원하는 곳을 찾아서 오자를 제거하는 것으로 끝나지 않는다. 그 다음 순서, 즉 찾아낸 오자를 어떻게 수정할 것인지 정하고 관리하는 것도 유전자 편집이다. 76p.

3장 영웅들에서 다양한 국적의 과학자들이 등장합니다. 이들은 서로의 연구에 영감을 받기도 하고,

 

모히카는 정체를 알 수 없는 반복서열이 소금에 대한 적응력과 관련 있으리라 직감했다. (중략) 네덜란드에서 이 수수께끼 같은 반복서열과 가까운 곳에 있는 유전자군을 연구하던 루드 얀센과 이메일을 주고받던 중, 모히카는 '크리스퍼'라는 이름을 새로 제안했다. 84-87p. 

 

그 다음 발견 과정에서는 덴마크의 요구르트 업체인 다니스코와 더불어 필립 호바스, 로돌프 바랑고우의 연구가 뒤를 이었습니다. 반복서열 유전자가 세균의 박테리오파지 저항성과 관련 있다는 시살을 보여주며 2007년 3월 <사이언스>에 개제되었습니다.

 

그 뒤를 이어 크리스퍼하면 가장 먼저 떠오르는 과학자들인 제니퍼 다우드나와 에마뉘엘 샤르팡티에의 연구결과가 이어졌습니다. 이들의 연구는 크리스퍼를 유전자 편집 기술로 만드는 혁신적인 발견이었습니다. 그들의 논문의 의미를 알아본 <사이언스>는 단 12일만에 논문을 채택하고 온라인에 공개하였습니다.

 

유전자 표적을 찾는 데 꼭 필요한 crRNA와 tracrRNA를 융합해서 단일 키메라 RNA로 만든 것은 분명 돌파구였다. (중략) 크리스퍼가 탈렌, ZFN과 더불어 유전자 편집 기술의 도구상자에 갑자기 추가된 성과였다. 138-140p. 

 

장펑과 조지 처치도 크리스퍼 연구에 관한 논문을 발표하여 다른 과학자들에게 많은 영향을 주었습니다.

 

2013년 1월에 발표되어 과학계에 신기원을 이룩한 장펑의 논문이 크리스퍼 분야에 얼마나 폭박적인 영향을 주었는지는 아무리 강조해도 과장이 아닐 것이다. 그전까지 매년 수십 편 정도 나오던 크리스퍼 관련 논문은 장펑의 논문이 나온 뒤 3년간 발표된 건수만 무려 3000여 건으로 급증했다. 세계 곳곳에서 이 기술에 관심을 갖는 학자들이 나타났고, 그만큼 상과 특허권을 먼저 얻기 위한 경쟁이 더 치열해졌다. 183p. 

 

2부는 크리스퍼 이전부터 연구되던 다양한 유전체 편집 기술에 관한 내용을 담고 있습니다. 유전지 치료의 성공과 실패에 관한 내용을 알게되었습니다. 특히 유전자 치료 중 사이토카인 폭풍에 의해 안타깝게 목숨을 잃은 제시 젤싱거의 사연이 가슴아팠습니다. 이는 활발하게 진행 중이던 유전자 치료가 많은 이들의 불안과 우려를 자극하는 사건이 되었습니다. 한편으로 저는 이로 인해 많은 이들이 유전자 치료에 관해 더욱 신중한 태도를 가지게 했다고 생각합니다.

 

암과 유전질환을 물리치기 위한 분자 수준의 무기고는 유전자 치료 외에도 범위가 훨씬 넓다. 세포 치료, RNA 간섭, 박테리오파지 치료법 모두 전망이 밝은 상황이다. 302p. 

 

유전자 치료법의 르네상스는 아직 완전하지 않다고 볼 수 있다. 하지만 기술은 멈추지 않고 계속 발전할 것이다. 307p.

 

과학기술에 관한 특허 전쟁이 많은 곳에서 일어나고 있음을 알게 되었습니다. 크리스퍼 기술에 관한 특허도 오랜 기간 특허 분쟁이 있었습니다.

 

3부는 저자의 서술이 마치 시나리오 같은 느낌을 주었습니다. 허젠쿠이에 관한 내용은 저자의 생각이 많이 개입된 것 같습니다. 또한 크리스퍼아기를 반대하는 느낌을 주었습니다. 14장 #크리스퍼아기에 관한 내용으로 시작합니다. 15장 신화에서 온 소년에서는 허젠쿠이의 성장 과정에 관한 내용을 다루었고, 16장 되돌릴 수 없는 첫걸음에서는 그가 왜 크리스퍼 아기를 탄생시키게 되었는지에 관한 상황에 대한 저자의 생각을 알 수 있었습니다.

 

크리스퍼아기에 관한 기사가 어떻게 세상에 발표되었는지에 관한 부분을 읽을 때 마치 영화를 보는 것 같았습니다. 자신의 연구 결과를 저명한 학술지에 발표하고자 했던 허젠쿠이보다 한 발 앞서 기사로 작성한 안토니오 레갈라도는 과연 자신의 기사가 어떠한 파장을 몰고 왔을지 예상했을까요?

 

2015년에 광저우에서 획기적인 인간 배아 실험이 실시된 후 3년 동안 인간 배아 편집에 관한 연구 논문 9편이 추가로 발표됐다. 2건을 제외하고 모두 중국에서 실시된 연구였다. (중략) 유럽과 미국에서 각각 한 편씩 나온 나머지 두 건의 연구 결과는 중국에서 나온 연구들과 달리 <네이처>에 대대적으로 발표됐다. (중략) 선전에서 미탈리포프의 연구 결과를 전하는 헤드라인과 열광적인 반응을 지켜본 JK는 혐오감과 불신을 느꼈다. 미국의 과학자들은 2년 전 중국에서 생존이 불가능한 배아를 활용하여 인간 배아를 편집한 연구 결과가 처음 나왔을 때 전부 달려들어서 비난을 퍼부었다. 그런데 지금은 생존이 가능한 배아로 연구한 결과가 <네이처>에 실린 데다 그때와 같은 비난은 전혀 찾아볼 수 없고 오히려 언론의 엄청난 주목을 받고 있었다. JK는 이것이야말로 이중 잣대이며 "중국인에 대한 과학적인 인종차별주의"라도 보았다. 애국적인 의무감까지 느낀 그는 더욱 대담하게 밀고 나갔다. 399-404p. 

 

물론 이러한 내용은 저자의 상상에 불과할지도 모릅니다. 하지만 저 역시도 이 책을 읽으면서 도대체 허젠쿠이는 무슨 의도와 목적을 가지도 크리스퍼 기술을 통한 유전체 편집 배아를 태어나게 한걸까요?

 

17장 더럽혀진 잉태에서는 허젠쿠이의 연구에 관한 과학자들의 다양한 의견들도 살펴볼 수 있었습니다. 18장 경계를 넘어 생식세포로에서는 허젠쿠이의 연구를 과학적, 그리고 윤리적인 관점에서 무엇이 잘못되었는가에 관해 조목조목 따져보았습니다. 허젠쿠이의 연구 결과 발표 이후에 우리 사회에 어떠한 변화가 있었는지에 관해서도 서술되었습니다.

 

이 책을 읽기 전 크리스퍼 아기에 관한 내용은 단순하게 윤리적인 문제라고만 생각해왔습니다. 하지만 이 책을 통해서 윤리적 뿐만 아니라 과학적으로도 문제가 있음을 알게 되었습니다. 불완전한 유전자 편집 기술을 통해 태어난 크리스퍼 아기들에게 어떠한 부작용이 생길지 모른다고 생각하자 허젠쿠이의 연구와 행동이 몹시 부적절하다고 느껴졌습니다.

 

4부는 유전체 편집 기술을 활용하는 분야에 관한 내용을 알아보았습니다.

 

20장, 21장에서는 크리스퍼 기술의 활용범위에 대해 알 수 있었습니다. 앞서 살펴보았던 부분은 주로 인간의 질병을 치료하기 위한 의료 및 과학 분야에서의 활용성에 집중되어 있었습니다. 더 나아가 멸종된 생물들을 복원하는데 사용되기도 하고, 병원균의 매개체의 유전자 편집에 활용할 수도 있습니다. 또한 식물의 유전체 편집에 가져올 상업적인 잠재성에 관해 이야기했습니다. 이와 더불어 축산업 그리고 유전자 변형 어류 등을 통해 식량 문제를 해결할 수 있는 방안으로 대두되기도 합니다.

 

크리스퍼는 외래 DNA를 도입하는 것이 아니라 식물의 고유한 DNA에 일어나는 자연적 수선 과정을 강화하는 기술이다. 535p. 

 

하지만 아직 크리스퍼를 이용한 유전자 편집 기술을 GMO와 같은 기준으로 판단하고 있습니다. 기술이 발전함에 따라 그 적용을 판단하고 제한할 수 있는 적절한 법안도 함께 마련되어야 할 것 입니다.

 

또한 23장 의지가 반영된 진화에서는 인간 생식세포 편집 기술에 관한 긍정적, 부정적 인식에 관해 살펴보았습니다. 한쪽에 치우친 견해가 아니라 양쪽의 입장에 관한 내용을 모두 다루고 있어서 만족스러웠습니다.

 

우선 사람의 행동이나 성격, 인지 능력을 변화시키는 유전자가 무엇인지부터 찾아야 한다. 이것은 결코 간단한 일이 아니다. 607p.

 

유전체 편집으로 가까운 미래에 당장 사회가 크게 변하지는 않겠지만, 유전학적인 기능 강화가 불평등을 뿌리 뽑기보다는 사회적 차별을 강화할 것이라는 전망이 우세하다. 625p.

 

생식세포 편집의 윤리성에 관한 논쟁은 앞으로 수년간, 길게는 수십 년간 계속 뜨겁게 이어질 것이다. 미국 국립화학원이나 WHO 같은 권위 있는 기관에서 나온 보고서도 중요하지만, 그런 자료가 최종 결론이 될 수는 없다. 나는 생식세포 편집을 강력히 족구할 생각도 없고, 윤리, 종교, 과학 모든 면에서 반대하지도 않는다. 다만 적어도 일부 상황에서는 이 기술의 단점보다 장점이 더 인정받는 때가 오리라 생각한다. 628p.

 

저도 이 책을 읽고 난 후 위의 저저의 말처럼 시간이 흘러 이 기술에 관해 구체적인 법률이 제정되고, 기술의 안정성과 불안정성이 확실하게 밝혀졌을 때, 병으로 고통받는 수많은 사람들의 생존을 위해 활용되기를 바라게 되었습니다.

 

크리스퍼는 사회가 따라잡을 수 있는 수준을 넘어 빠르게 변화하고 있다.
어디로 향할 것인지는 우리 모두에게 달려있다. 642p. 

 

마지막 문장으로 리뷰를 마무리하겠습니다.
제 개인적인 평점은 3.0입니다.