스파이더맨은 유전자 조작된 거미한테 물려 유전자가 자동 편집됩니다. 크게 발전해 온 DNA 분석 기술과 초정밀 유전자 DNA가위로 이루어지는 유전자 편집 기술을 알아보고 유전자 조작 사례와 스파이더맨의 유전자 편집이 가능한지에 대해 생각해 보겠습니다.
영화 스파이더맨의 유전자 편집
스파이더맨에서 피터 파커는 유전자 조작 거미 실험실에 가게 됩니다. 그곳에서 피터 파커는 유전자 조작된 거미한테 손을 물리게 되는데 그날부터 피터는 오안 발열 현기증 등의 증세가 나타납니다. 그냥 감기인가 보다 하고 잠에 들었는데 다음 날부터 필터의 몸엔 이상한 변화가 일어납니다. 원래는 안경을 쓸 정도로 눈이 안 좋았지만 시력이 좋아졌고 없던 근육이 생기고 몸이 좋아졌습니다. 또 몸에서 거미줄이 발사되고 칼 인간급 반사 신경도 생깁니다. 손가락엔 거미털이 생겨서 건물도 탈 수 있고 스파이더 센스로 위협도 감지해 냅니다. 그렇게 평범한 청년 피터 파커는 뉴욕시를 지키는 영웅 스파이더맨이 됩니다. 그런데 영화처럼 유전자 조작된 거미에 물린다고 해서 인간의 유전자가 거미처럼 변화할 수 있는 걸까 유전자 변이 거미에 물리면 초인적인 힘을 얻는 게 정말로 가능할까 유전자 조작 범위에 물리면 인간의 유전자가 변할 수 있을까 이것을 알려면 일단은 dna를 알아야 합니다.
크게 발전해 온 DNA 분석 기술과 유전자 편집 기술
DNA는 세대를 걸쳐서 전해지고 모든 생물의 기능 성장에 대한 정보가 담겨 있습니다. 식물 동물 물고기 인간 할 것 없이 모든 살아있는 것 안에는 DNA가 있습니다. DNA는 두 개의 긴 가닥이 서로 꼬여 있는 이중나선 구조입니다. 이 DNA는 사람마다 다른 고유의 정보를 가지고 있습니다. 이 유전 정보는 사람의 몸 안에서 어떤 세포를 만들어야 되는지부터 인간의 몸 전체적인 모습을 어떻게 구성할지에 대한 정보까지 들어있습니다. 인간의 경우에는 네 가지 코드로 조합된 유전 정보가 32억 쌍이나 있습니다. 이렇게 DNA 안에는 너무 많은 정보가 들어있다 보니 처음에 과학자들은 각각의 정보가 무슨 뜻을 가지고 있는지 전혀 알지 못했습니다. 시간이 흐르면서 DNA를 읽어내는 기술은 크게 발전했고 인간의 유전자 지도를 그려낼 정도가 됐습니다. 인간들은 유전자 정보 지식을 계속 쌓아 나갔는데 혈우병, 다운증후군, 색맹 등 등의 유전병은 인간의 DNA가 뭔가 잘못되었기 때문에 생겨난다는 것을 알게 되었습니다. 즉 DNA 염기 서열에 이상이 발생했다는 뜻이죠. 그렇다면 유전병을 가진 사람의 유전자 정보를 바꿀 수 있다면 이런 유전병들을 치료할 수 있지 않을까 더 나아가서 유전자 변이 때문에 생기는 암이나 희귀 질환들을 치료할 수 있지 않을까 하는 생각을 과학자들은 하게 됩니다. 그래서 등장한 것이 바로 유전자 편집 기술 유전자 편집 기술은 유전자 정보를 마음대로 바꾸거나 복사하고 잘라내는 기술입니다. 이 기술에는 유전자 가위가 필요한데 유전자 가위는 DNA를 잘라서 수술하는 도구입니다. 내가 만약에 탈모를 치료하고 싶으면 나의 탈모에 영향을 주는 해당 DNA를 찾을 때까지 이 DNA 정보를 읽어 내려간 다음에 탈모 DNA 정보를 잘라버려 그다음에 풍성 DNA라는 새로운 DNA를 삽입하는 것입니다. 그렇다면 어떻게 탈모 DNA만 콕 집어서 잘라낼 수 있을지 알아보겠습니다. 놀랍게도 이 방법은 우리 몸이 바이러스로부터 보호하는 면역 체계에서 힌트를 얻었습니다. 만약에 우리의 몸에 바이러스가 침투했다고 가정해 봅시다. 그럼 바이러스 공격을 받은 세균은 그 즉시 방어 시스템을 가동해서 침입한 바이러스를 죽인 다음에 바이러스에 있던 특정 DNA를 잘라서 기억해 둡니다. 이 잘라낸 바이러스의 DNA를 자신의 DNA 사슬 맨 끝에 이어 붙이는 것입니다. 이런 식으로 인간의 면역 체계는 세균의 DNA를 분석한 다음에 유전자 끝에 붙여서 저장해 둡니다. 그리고 나중에 이 바이러스가 다시 쳐들어오면 사전에 저장해 둔 세균의 정보가 DNA 안에 있으니까 이것을 이용해서 다시 쳐들어온 세균을 막아내는 것입니다
초정밀 유전자 DNA가위와 유전자 조작 사례
이런 원리로 DNA 가위를 개발했는데요. 미 버클리대 연구팀의 DNA 가위가 가장 유명합니다. 일명 초정밀 유전자 가위 미 버클리대 크리스퍼 가위는 가이드 RNA 캐스나인으로 이뤄져 있는데 여기서 가이드 RNA는 DNA에서 특정 부분을 자르라고 명령하고 캐스나인은 그곳으로 가서 잘라내는 집행을 합니다. 만약에 과거에 침입한 바이러스가 몸에 들어온다면 가이드 RNA는 저장된 정보로 그 바이러스를 죽이라고 명령할 것이고 캐스나인은 바이러스 DNA로 가서 이를 잘라 죽이는 집행을 합니다. 그런데 우리 인간이 이 가이드 RNA를 조작할 수 있다면 어떨지 궁금합니다. 인간이 가이드 RNA한테 탈모 유전자를 없애라고 조작된 명령을 해버리면 이 조작된 명령을 들은 캐스나인이 탈모 DNA를 잘라내는 겁니다. 이렇게 캐스나이는 탈모 DNA를 잘라냅니다. 그다음에는 머리가 풍성해지는 풍성 유전자를 새로 주입하는 것입니다. 이렇게 되면 우리 인간 모두가 풍성충이 되는 것입니다. 유전자 조작은 식물 물고기 곤충 동물 심지어 인간까지 사례가 엄청 많습니다. 식물에서는 GMO 유전자 변형으로 썩지 않는 토마토가 있고 물고기에서는 유전자 변형된 연어가 개발돼서 보통 연어보다 성장 속도가 두 배나 빠르다고 합니다. 미 FDA는 이 유전자 변형 연어를 시판할 수 있게끔 허락하는 데까지 이르렀습니다. 곤충의 사례를 보면 말라리아를 옮기는 모기를 완전히 멸종시키고자 모기의 유전자를 변형시켜서 완전히 고자로 만들어 버렸습니다. 그럼 이제 이 고자 모기는 더 이상 다음 세대의 모기를 만들 수 없고 이제 모기들은 지구에서 사라져서 더 이상 인간들의 피를 빨아먹지도 못하고 질병을 옮기지도 못할 것입니다. 동물의 사례도 있습니다. 1999년 미국의 공동연구팀 발표에 따르면 쥐 유전자의 지능을 담당하는 NR2B 유전자를 주입 쥐가 더 똑똑해지도록 만들었습니다. 결과적으로 쥐가 미로를 통과하는 시간도 단축됐고 쥐의 학습 능력 또한 향상됐습니다. 아직까지는 논의가 필요한 단계지만 인간에도 DNA 편집이 적용 가능합니다. 국내 동국대 화학과 연구팀원은 알츠하이머 치매 원인 유전자 베이스 원을 크리스퍼 유전자 가위 기술을 이용해서 잘라내는 방법을 성공시켰습니다. 연구팀은 알츠하이머 치매를 앓는 생쥐를 데려다가 베이스원 유전자 부분만 말끔하게 잘라냈더니 건강한 쥐 하고 비슷하게 기억력이 돌아왔습니다. 이것은 알츠하이머성 치매를 치료할 수 있다는 효과를 입증한 셈입니다.
유전자 편집의 문제, 스파이더맨의 유전자 편집은 실제로 가능한가?
하지만 유전자 가위를 이용한 기술은 아직 수많은 문제가 생길지도 모릅니다. 또 다른 질병이 나올 수도 있고 질병을 치유하는 목적이 아니라 아기의 키를 더 크게 더 아름답게 IQ는 200으로 만들어 버린다든지 이런 인간의 존엄성을 해치는 유전자 조작을 행할 수 있는 가능성이 있다는 얘기입니다. 그래서 유전자 조작된 거미한테 물리면 스파이더맨처럼 변하는 게 가능할까 결론적으로는 현재 기술로는 아직 불가능입니다. 아무리 유전자가 조작된 슈퍼검이라고 해도 그 어떤 부작용도 없이 인간의 신체 능력을 한 번에 업그레이드하는 것은 어렵습니다. 그리고 아직까지도 인간 유전자 편집 기술은 걸음마 단계고 인간을 대상으로 한 유전자 편집 또한 과학계에서는 금기시되고 있습니다. 한마디로 영화 스파이더맨은 공상과학입니다. 말도 안 되는 영화적 허용입니다. 그런데 인간 유전자 편집이 너무나도 흔한 미래가 오면 어떻게 될지 유전자 편집을 받지 않은 보통의 사람들은 어떻게 되는 건지 궁금하지 않을 수 없습니다.
