생명과학, 신에게 도전하다

질주하는 생명과학의 혁명을 99%의 사람들은 눈치조차 못 채고 있다!
유전자가위와 합성생물학, 조용히 질주하는 최첨단 생명과학에 윤리, 철학, 종교, 법을 질문하다!

“이 책은 혁신적인 생명과학 기술이 만들어갈 미래 사회에 대해, 전문가와 일반인이 함께 고민하고 성찰할 수 있는 기회를 제공한다.”(김진수 IBS 유전체교정연구단장)

“신의 영역으로 간주되어왔던 생명의 창조와 변형의 경계에 인간은 어디까지 다가설 수 있을까? 이 책은 독자들에게 쉽게 다가가 생명과 인류 사회의 앞날을 함께 진단하고자 하는 수작이다.”(김왕배 사회학자)

장기 이식 돼지, 암·에이즈·실명 치료 등 장밋빛 인류의 미래부터
바이오테러, 맞춤아기, 인간 유전체 합성 등 위험성과 생명윤리 논란까지
현실로 다가온 SF 속 미래를 논하다!

몇 년 전, 안젤리나 졸리는 유방암을 유발할 수 있는 유전자가 있다는 진단을 받고, 실제로 유방 절제 수술을 해 화제가 되었다. 하지만 이제는 유전자가위를 이용해 암을 유발하는 유전자만 싹둑 잘라내면 그만이다. 크리스퍼 유전자가위가 생명과학에서 활용되기 시작하면서, 문제를 일으키는 유전자를 정확히 잘라낼 수 있게 되었기 때문이다. 덕분에 암, 에이즈, 실명, 루게릭병 등 난치병 치료가 가능해졌거나 임상 시험 결과 발표를 앞두고 있는 상황이다. 또한, 태어날 아기의 유전자에서 질병 유전자를 미리 제거하는 일도 머지않아 가능해질 것이다. 중국에서는 수정란 상태에서 질병 유전자를 제거하는 실험에 이미 성공했으며, 영화 [가타카]나 소설 『멋진 신세계』에서 보았던 ‘맞춤아기’도 조만간 가능해질 것으로 보인다. 물론, 중국의 연구자들은 거센 생명윤리 논란을 불러일으켰으며, 앞으로도 논란은 더욱 거세질 것이다. 미국에서는 세포 단계부터 인간을 합성해 만드는 인간 유전체 합성 계획을 이미 발표했으며, 나사에서는 테라포밍(지구 밖 다른 행성의 환경을 인간이 살 수 있도록 개조하는 작업)에 활용할 수 있는, 우주에서도 생존 가능한 새로운 생명체를 만드는 연구를 진행 중이다. 유전자가위와 합성생물학은 우리에게 공상과학에서나 그려봤음 직한 미래를 현실로 성큼 다가오게 만들었다.

크리스퍼 유전자가위 기술은 2015년 양대 과학 잡지인 [네이처]와 [사이언스]에 의해 올해 최고의 획기적 성과로 선정되었고, 2016년에는 강력한 노벨상 후보로 주목받는 등 과학계 최대의 이슈로 부각되었다. 생명체의 유전자를 편집하고, 새로운 생명체를 만들어내는 합성생물학은 크리스퍼 유전자가위 발견 이후, 급격한 발전을 이루고 있다. 기존의 유전자가위들과 달리 저렴한 비용으로, 빠르고 매우 정확하게 유전자 편집을 할 수 있기 때문이다. 유전자 편집과 합성생물학은 4차 산업혁명을 이끌 대표적 기술로 뽑히고 있다.

이 책은 국내 최초로 국내 연구진들이 과학계의 빅 이슈인 크리스퍼 유전자가위와 합성생물학을 본격적으로 다루었다는 점에서 기존의 책들과 차별점을 갖는다. 또한, 기존 교양서들은 유전자에 관한 교양지식을 전달하는 데 충실했다면, 이 책은 다양한 분과 학문의 연구자들이 유전자가위와 합성생물학과 관련된 윤리, 철학, 종교, 정책의 문제까지 논의하고 다루었다는 점에서 독보적인 위치에 있다고 볼 수 있다. 연세대학교 ‘과학기술과 사회 포럼’을 통해 10년 전 처음 인연을 맺게 된 필자들은 이후, 언더우드 국제대학에 ‘과학기술정책 전공’을 만드는 등 과학과 사회의 관계에 지속적인 관심을 가져왔다. 유전자가위와 합성생물학에 특히 주목한 5명의 필자들은 우리 사회에 많은 변화를 가져올 생명과학의 이슈가 과학계 안에서만 논의되는 데 그치지 않고, 사회적으로 논의되어야 한다는 데 공감했다. 지난 2년 간 유전자가위와 합성생물학을 주제로 지속적인 세미나를 진행해온 이유이다. 그 결과물이기도 한 이 책은 과학적 사실에 대한 정확한 정보 전달과 함께 우리가 고민해봐야 할 윤리, 철학, 종교, 제도의 문제를 제시하고 질문한다.

가장 유력한 노벨상 후보! [네이처], [사이언스]가 꼽은 그해 가장 획기적 성과!
유전자가위, 인간 복제를 넘어 인간 창조의 시대를 열다!
유전자가위와 합성생물학은 우리 삶을 어떻게 바꿀 것인가?
암, 에이즈, 실명 등 난치병 치료의 신세계가 열리다!

얼마 전, 국내 연구진이 실명 치료에 성공했다는 언론 보도가 있었다. 전체 실명의 5%를 차지하는 노인성 황반변성을 일으키는 유전자를 교정하는 데 성공했다는 내용이었다. 미국에서는 유전자가위로 암 세포를 탐지하는 유전자를 T면역세포에 삽입해 직접 암세포를 공격하게 하는 방법을 임상시험 중이며, 조만간 결과 발표가 있을 예정이다. 유전자가위 기술을 이용해 에이즈 치료에 성공한 사례가 발표되기도 했다. HIV 바이러스는 면역세포에 존재하는 CCR5라는 수용체를 통해 세포 내부로 침입한다고 한다. 유전자가위를 통해 CCR5를 제거한 조혈모세포를 이식하는 방법으로 실제 에이즈 환자를 치료하였고, 현재도 연구가 진행 중이다. 또한 유전자가위 기술을 이용해 바이러스 감염이나 거부 반응의 위험 없이 장기를 인간에게 이식할 수 있는 돼지를 만드는 연구도 진행 중이다. 암, 에이즈뿐만 아니라 루게릭병, 치매 등 다양한 난치병 치료에 유전자가위가 활용되고 획기적인 성과를 가져올 것으로 예상되고 있다. 이 책에서는 구체적인 연구 내용과 사례들을 소개하고 있다.

맞춤아기부터 인간 유전체 합성까지. 과학자, 신의 영역에 도전하다!

―대형마트, 백화점에서 쇼핑하듯 내 아이 유전자를 고를 수 있게 될까?

유전자를 정확히 잘라내고 다른 유전자를 대체해 넣을 수 있는 기술이 도입되면서, 머지않아 태어날 아기의 유전자를 선택하는 것도 가능해질 전망이다. 중국에서는 인간의 수정란에서 특정 질병을 유발하는 유전자를 제거하는 실험에 이미 성공한 상태이다. ‘맞춤아기’ 혹은 ‘디자이너 베이비’가 이미 이론적으로는 가능해진 셈이다. 그렇다면 이제 우리는 대형마트나 백화점에서 물건을 고르듯, 태어날 아기의 유전자를 고를 수 있게 될까? 이 문제와 관련해 인간 수정란을 실험 대상으로 이용해도 되는지, 치료 외의 목적으로 유전자를 선택하는 게 윤리적으로 옳은지 등 생명윤리를 둘러싼 논란이 거세질 전망이다.

―실험실에서 만들어진 인간을 마주하게 될까?
“만들 수 없는 것은 이해하지 못한다” 리처드 파인먼의 이 말은, 합성생물학의 주요 명제이다. 이제 과학자들은 ‘인간 복제’에서 더 나아가 ‘인간 창조’를 목전에 두고 있는 상황이다. 미국에서는 직접 인간을 설계하고 만드는 ‘인간 유전체 합성’ 계획을 이미 발표한 바 있다. 2016년에는 미국 하버드대학교에서 인간 유전체 합성 연구에 관한 비공개 회의를 열어 논란이 빚어지기도 했다. 과학과 기술의 급격한 발전으로 가능해질 변화들에 관해 이 책에서는 사회적 논의가 필요하다고 말하며, 각각의 입장을 전개하고 있다.

북한의 바이오테러 위협으로부터 우리는 안전한가?
마이크로소프트 창업자로 잘 알려진 빌 게이츠는 핵무기와 기후 변화보다 인류에게 훨씬 위험할 수 있는 것이 바로 ‘바이오테러’라고 경고한 바 있다. 이미 인터넷에 공개된 유전자 정보를 통해 레고 블록을 맞추듯 쉽게 생명체를 조립하고 만들 수 있는 시대가 되었다. 영미와 유럽에서는 누구든 배우고, 실험해볼 수 있는 DIY 생물학이 과학의 대중화의 일환으로 많이 퍼져 있는 상태이다. 마치 우리가 동네주민센터에 가면 요가도 배울 수 있고, 사물놀이도 배울 수 있는 것처럼 ‘커뮤니티 랩’에서 누구든 원한다면 과학자가 되어 볼 수 있다. 세포를 합성해 새로운 생명체를 만들어내는 합성생물학은 ‘커뮤니티 랩’에서 가장 관심받는 주제이다. 유전자 정보의 데이터화와 맞물려 누구든 쉽게 세포를 합성할 수 있는 이러한 환경은, 과학의 대중화라는 측면에서는 의미 있는 일이지만 한편으로는 바이오 테러리스트들에게도 기회를 제공한다는 측면에서 우려를 낳고 있다. 이 책에서는 북한의 바이오테러 위협으로부터 한국 또한 안전하지 않다고 말한다. 또한, 규제를 위해 어떤 정책들이 필요한지에 관해서도 말하고 있다.

예측불가능한 생태계 변화, 우리는 준비가 되었는가?
영국의 한 연구팀은 말라리아모기의 임신에 관여하는 3개 유전자를 변형해 말라리아모기가 4세대를 거쳤을 때, 전체의 75퍼센트가 불임 유전자를 갖게 하는 실험에 성공했다. 그렇지만 이러한 유전자 편집을 거친 말라리아모기가 실제로 생태계에 방출되었을 때, 어떤 영향을 미칠지는 명확하지 않기 때문에 연구진들은 실험실 밖으로 이 모기들이 유출되지 않도록 각별한 노력을 기울였다고 한다. 앞으로 합성생물학이 발전할수록 유전자가 일부 편집된 생명체뿐만 아니라 기존에 생태계에 존재하지 않던 합성생명체들이 나오게 될 것이다. 문제는 이러한 합성생명체들이 생태계에서 어떻게 조화를 이룰 것인지 예측하기 어렵다는 데 있다. 또한, 합성생물학으로 인한 결과물은 지구온난화와 같이 전 지구적으로 영향을 미치는 사안이기 때문에 많은 고려가 필요하다고 이 책의 필자는 말한다.

과학은 실험실에서만 일어나는 일이 아니며, 우리 모두의 미래다!
과학, 윤리, 철학, 신학, 정책까지
2년의 시간 동안 논의해온 고민과 질문들을 담다!

과학과 사회는 서로 연결되어 있다. 과학의 발전은 사회에 막대한 영향을 미치고, 동시에 시민들의 세금과 같은 공적 자금이 과학의 발전에 투입된다. 근 몇 년 사이 생명과학의 발전 속도는 엄청났지만 과학계를 넘어선 논의는 제대로 이루어지지 못하고 있는 상황이다. 그 만큼 전문성의 벽이 높다는 의미이기도 하고, 과학에 대한 관심이 더 필요하다는 의미이기도 하다. 이 책은 유전자가위와 합성생물학에 대한 과학적 사실을 충실히 전달하고, 동시에 윤리, 철학, 종교, 정책의 측면에서 생각해볼 수 있는 다양한 내용을 담고 있다. 논의의 장을 열기 위한 질문의 책이라 할 수 있다.

1장에서는 합성생물학을 다룬다. [과학]에서는 새롭게 등장한 합성생물학이라는 학문의 내용이 무엇인지 구체적 설명부터 합성생물학 경진대회인 ‘아이젬’, 지역공동체 실험실인 ‘커뮤니티 랩’ 등 합성생물학 대중화 추세를 말한다. 이 글의 필자인 송기원은 현재 합성생물학이 우리 사회에서 경제적 이익 창출을 위한 새로운 기술 정도로 인식되고, 그 윤리적 함의나 안정성, 보안 문제, 규제 등에 대해 정책적 고민이나 열린 논의가 없는 점을 지적한다. [신학]에서는 합성생물학이 어떤 생명관과 인간관을 강화하게 될 것인가를 두고 프랜시스 베이컨, 데카르트, 에르빈 슈뢰딩거, 자크 모노 등 여러 학자들의 논의를 빌려와 이야기한다. 이 글의 필자인 방연상은 ‘합성생물학’이라는 말 속에 이미 특정한 형이상학적 입장과 윤리적 판단이 내포되어 있다고 말한다. 필자는 합성생물학이 물질과 정신의 이원론적인 이해와 생명에 대한 환원론적인 이해가 가장 견고하게 맞물린 분야라고 본다. 또한, 이러한 사유 방식이 인간의 몸도 하나의 기계처럼 여기게 될 것을 우려한다.

2장에서는 크리스퍼 유전자가위와 유전자 편집을 다룬다. [과학]에서는 크리스퍼 유전자가위가 무엇이며, 왜 중요한지, 그 성과는 무엇인지 구체적으로 설명한다. 또한, 인간 유전체 교정 연구와 관련된 논란도 함께 다루고 있다. 이 글의 필자인 송기원은 유전자 편집의 어디까지가 질병의 예방과 치료이고, 어디부터가 단순히 생명체의 능력을 증가시키는 강화인지 그 구분이 어렵다고 말한다. 유전자 편집은 그 용어를 두고도 교정이라고 부를지 편집이라고 부를지에 따라 입장에 차이를 갖는다. 크리스퍼 연구자들은 ‘교정’이 틀린 것을 바로잡는 의미이니 ‘교정’이라는 표현을 쓰는 게 맞다고 주장하는 반면, 송기원은 ‘교정’에도 결국엔 옳고 그름을 선택하는 가치 판단이 개입될 수밖에 없다고 주장한다. 논란의 여지가 있는 부분이다. [윤리학]에서는 우리가 문화적으로 ‘유전자’를 어떻게 인식하는지 헐크, 엑스맨, 스파이더맨 등 슈퍼 히어로들이나 대중음악의 제목, ‘유전자가 다르다’, ‘유전자가 몰빵되었다’ 같은 대중적 표현 등을 통해 살펴본다. 이를 통해 ‘우월한 유전자’에 대한 우리 사회의 욕망을 이야기한다. 이 글의 필자인 김종우는 ‘유전자’라는 단어가 우생학적 의미 안에서 주로 사용된다고 말한다. 또한, 마이클 샌델의 논의를 빌려와 유전적 향상이 시장 경제 체제 속에서 당위이자 의무가 될 수 있고, 인간의 진정한 자유에 반한다고 말한다. 유전자 편집을 둘러싼 입장 차이는 앞으로 더욱 논쟁이 심화될 것으로 예상되며, 독자들의 세심한 판단이 필요한 부분이다.

3장에서는 합성생물학의 연구가 현재 어디까지 진행되었는지 그 현황과 국내외 정책을 다룬다. [과학]에서는 멸종된 동물을 복원해내는 프로젝트, 매머드 부활을 위한 연구와 같은 사례부터 최근 급속도로 증가한 합성생물학 연구 현황을 소개한다. 이 글의 필자인 김응빈은 합성생물학의 이중성을 말하면서, ‘생물안보’의 측면에서 합성생물학의 위험성을 강조한다. 합성생물학이 주는 이익뿐만 아니라 잠재적 위험성에 대한 대중 교육이 필요하다고 역설한다. [정책]에서는 위험 예방과 바이오 산업 진흥, 각각의 입장을 살펴보고 합성생물학 정책의 특성이 무엇인지 다룬다. 또한, 합성생물학의 위험성을 진단하고 국내외 어떠한 정책들이 있는지 소개한다. 이 글의 필자인 이삼열은 과학기술의 발전은 관련 법체계의 변화를 요구하기 때문에 합성생물학의 연구와 그 결과물을 관리하고 통제할 수 있는 새로운 법과 규제가 필요하다고 말한다.

4장에서는 다시 생명을 질문하며, 과학과 철학의 관점에서 이야기한다. [과학]에서는 생물학의 오랜 질문인 ‘생명이란 무엇인가’라는 질문을 추적하며, 생명에 대해 과학자들이 어떤 질문을 해오고 시행착오를 겪어왔는지 이야기한다. [철학]에서는 우리가 합성생명체를 어떻게 바라볼 것인지에 관해 현상학 등을 통해 사유할 수 있도록 돕는다.