[이상수의 경제Talk] 성큼 다가온 생명공학 분야 네 가지 '바이오 혁명'
[이상수의 경제Talk] 성큼 다가온 생명공학 분야 네 가지 '바이오 혁명'
  • 이상수 시민기자
  • 승인 2020.07.15 10:14
  • 댓글 0
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1. 유전자 변형 불임 모기의 탄생
2. 만능 독감백신
3. 인체 내 유전자 편집기술
4. 뉴럴 링크와 뇌-기계 인터페이스

과학계의 혁명은 가장 역동적이며 충격적이다. 생명공학 기술이 인간의 본질 자체를 바꿔 놓을 수 있는 잠재력을 지녔다는 점에서다. 일반적인 과학계 혁명이 인간의 삶을 변화시키고 개선시키는 것과는 차원이 다르다는 얘기다.
바이오 혁명은 더 많은 생명을 구하고, 인류를 위한 더 나은 길을 모색하고 있다.
이 번 주에는 2020년까지 임상실험에 들어갈 정도의 큰 진전을 보이고 있는 생명공학 분야 네 가지 바이오 혁명을 소개한다.

1. 유전자 변형 불임 모기의 탄생

브라질에서 방사실험이 진행된 GM 이집트얼룩모기.
브라질에서 방사실험이 진행된 GM 이집트얼룩모기.

유전자 드라이브(Gene Drive) 기술로 변형 유전자의 형질을 빠르게 전달하여 확대시키는 기술이다. 즉, 유전자 편집을 통하여 유전자를 변형한 생물이 교배를 거듭해 생물 집단 전체의 유전자가 변형이 되도록 만드는 것이다. 그래서 이러한 유전자 드라이브 개념을 많은 사람들을 두려움에 떨게 만들었다.

정자, 난자 배아를 변형시키는 유전자 편집 기술은 재생산과 확산을 거치기 전에는 가족이라는 하나의 유전자에게만 영향을 준다. 그러나 유전자 드라이브는 전체 ‘종(種)’을 휩쓸어버릴수 있는 힘을 가지고 있다.
간단히 말해 유전자 드라이버는 후대 즉, 자식에게 100퍼센트 확률로 전해지는 것을 돕는 작은 DNA 코드 조작이다. 유전자 드라이브는 절반의 유전자는 아버지에게, 나머지 절반은 어머니에게 온다는 상식을 완전히 깨버린다.

모기의 유전자 변형 실험에서는 불임을 유발하는 유전자 드라이브를 운반하고 소수의 돌연변이 모기를 풀어놓게 되면 자체적으로 말라리아와 뎅기열, 지카 바이러스 등 병원균을 운반하는 모든 모기 개체를 제거할 수 있다.

2018년 유엔은 유전자 드라이브 기술을 제한된 조건의 현장에서 적용할 수 있도록 신중한 승인을 내렸다. 현재 아프리카의 부르키나파소(BurkinaFaso)에서 유전자 변형모기를 실험하고 있다.

이번 연구는 암컷 모기를 죽이는 유전자 변형 모기와 자연 모기와의 교배를 통해 불임 유전자를 모스크(Mosqu)라는 유전자 전략의 일부이다. 유전 규칙을 해킹하고 수백만 명이 생명을 살리고자 하는 모스크 프로젝트는 2024년에 시작될 예정이다.

2. 만능 독감백신

독감은 매년 수십만 명을 사망에 이르게 하는 치명적인 질병이다. 독감 바이러스는 매우 빠른 속도로 변이되어 제시간에 효과적이 백신을 만드는 것이 거의 불가능하기 때문에 특히 치료가 힘든 바이러스다.
그래서 과학자들은 데이터를 이용하여 모든 변종을 아직 파악하지 못하고 있는 변종까지 대상으로 하는 만능 독감 백신을 개발하려는데 주력하고 있다.
만능 독감 백신은 역학분야의 성배(聖杯)라고도 불릴만큼 쉽지 않는 도전이지만, 비온드박스(BiondVax)에서 최고 만능백신이 2019년 4월 3단계 임상실험에 들어갔다. 이 백신의 특징은 죽은 바이러스를 사용하지 않고 면역체계를 높은 경고 상태로 자극하기 위해 단백질을 구성하는 화학 성분인 아미노산 체인을 이용한다. 미 정부는 2020년대로 돌파구를 찾아낼 전망이다.

3. 인체 내 유전자 편집기술

2019년 9월 캘리포니아주 리치몬드 시에 있는 상가모 테라퓨틱스(Sangamo Therapeutics)에서는 복합당 분해를 하지 못하는 희귀한 유전병인 헌터증후군 환자의 유전자 결손을 치료하기 위해 유전자 편집 효소를 설계하여 환자의 인체에 주입하는 기술을 선보였다.

상가모 테라퓨틱스의 기술은 편집된 유전자를 보유한 바이러스를 신체에 직접 주입하는 방식이다.
이 같은 접근 방법은 기존의 유전자 치료 방식에서 훨씬 진보한 기술이다. 만약 인체내 유전자 편집기술이 성공을 거둔다면 치명적인 유전 질환도 몇 번의 주사로 치료될 수 있다는 것을 의미한다. 상가모 테라퓨틱스의 임상실험 결과가 긍정적으로 나온다면 추후 인체 내 유전자 편집기술은 더욱 많은 관심을 받게 되고 다양한 질병을 치료할 수 있는 가능성이 열리게 될 것이다.

4. 뉴럴 링크와 뇌-기계 인터페이스

뉴럴링크(Neuralink)가 시도하고 있는 일은 뇌에 이식된 작은 입자를 이용하여 생물학적 세계를 실리콘 하드웨어와 인터넷에 연결시키려는 시도다. 일론머스크(Elon Musk)는 2016년 인간의 뇌에 인공지능을 직접 접속시키는 것을 목표로 하는 새로운 스타트업인 뉴럴링크를 설립했으며, 최근 이뤄진 행사에서 개발 중인 뉴럴링크 기술을 공개했다. 뉴럴링크는 질병을 치료하거나 능력을 향상시키기 위해 신경회로를 이용할 수 있는 뇌-기계 인터페이스 개발을 목적으로 하고 있다.

인공지능과 공생관계를 만들고자 하는 상상과 열정은 일론머스크만의 것은 아니다. 전 세계의 병원에서 마비, 기억상실, 신경손상으로 고통받는 환자들을 재활시키기 위해 뇌-기계 인터페이스를 개발하고 있고 나름의 성과들을 얻었다.

뇌-기계 인터페이스는 마침내 뇌 안에서 자율적으로 작동하게 되며, 외부의 모니터링 없이도 부작용을 줄이기 위해 필요한 경우에만 전기 자극을 줄 수 있다. 아니면 과학자들이 사용하는 부피가 큰 광섬유를 쓰지 않고 빛으로 뇌를 조절할 수 있기 때문이다.
다만, 환자들의 두뇌에 맞게 신경학적 치료과정을 미세 조정을 위한 첫 번째 단계일 뿐이며, 2020년에는 이 분야에서 더욱 많은 발전을 이루게 될 것이다.

2020년5월 14일 글로벌 컨설팅업체 맥킨지&컴퍼니의 맥킨지글로벌연구소(MGI)가 발간한 '바이오 혁명' 보고서에 따르면, 바이오 기술은 기후변화나 전염병 등 세계적인 위기 속에서 우리의 대응을 향상시키고 있다. 바이오 기술의 혁명이 세계 경제와 사회에 큰 변화를 가져올 것으로 예상되는 만큼, 기업들 역시 미래전략을 수정할 필요가 있을 것이다.

<참고문헌>
박영숙·제롬 글렌(2019), 『세계미래보고서 2020』, 서울 : 비즈니스북스. pp.197~204.
이상수 편(2019), 『제4차 산업혁명 시대의 주요 기술』, 서울 : 바른북스. pp.247~276.

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