①돼지 정자+난자=돼지 수정란에서
특정 장기를 만드는 유전자를 차단

②인간의 줄기세포를 주입

③이 방식으로 돼지 특정 장기는 사람의 것으로!

④이후 해당 장기 추출 ⟶ 사람에게 이식

부분적으로 ③번까지 성공, ④번은 과제

2017년1월 캘리포니아주 라호야에 있는 솔크 생물학연구소 팀은 영국 가디언지와 인간-돼지 ‘키메라’에 대한 인터뷰를 진행한 바 있다. 여기서 ‘키메라’는 그리스 신화에 나오는 기이한 짐승으로 머리는 사자, 몸통은 양, 꼬리는 뱀의 모양의 형체를 가진 상상의 존재이다. 과학계에서는 ‘키메라’를 하나의 생물체 안에 유전 형질이 다른 세포가 함께 존재하는 것으로 말한다. 현재는 과학의 발전으로 세포 융합 기술을 통해 인위적으로 키메라를 만들어내기도 한다. 유전자 조성이 서로 다른 두 개체의 교배를 통해 새로운 형질로 태어나는 잡종과는 달리 키메라는 여러 가지 염색체가 한 몸에 독립적으로 존재하게 만드는 것이다. 서울대학교출판부에서 나온 「포유동물 생식세포학」에 따르면 이러한 기술을 발생기작과 유전자 발현의 연구, 성분화, 사람의 유전자질환의 원인규명과 치료법의 개발, 다른 종간 잡종의 작출 등의 용도로 이용된다고 설명한다.

어미 돼지와 새끼 돼지들. (Pixabay 무료이미지)
어미 돼지와 새끼 돼지들. (Pixabay 무료이미지)

2017년 당시 과학자들은 이식에 사용하기 위해 동물 내부에서 인간 장기를 성장 시킬 수 있다는 가능성을 이야기하며, 그 가능성을 획기적으로 높여 인간-돼지 키메라를 만들고자 했다. 이에 앞서 먼저 두 개의 가까운 큰 종들을 결합한 배아 생산을 시도했다. 솔크 생물학 연구소에서는 반은 인간 배아, 반은 돼지 배아 연구를 주도하였으며, 이를 주도한 후안 카를로스 이즈피수아 벨몬테(Juan Carlos Izpisua Belmonte)교수는 당시 가디언지와의 인터뷰를 통해 자신들의 궁극적인 목표는 이식 가능한 조직이나 장기를 키우는 것이지만, 아직은 갈 길이 멀다며 현재는 중요한 첫 단계라고 했다. 그러나 당시 이 연구는 임상적 가능성을 무색하게 만들 정도로 위협적인 윤리적 우려를 불러일으켰다. 이러한 연구들이 성공을 계속할 경우 훗날에 이러한 기술의 발전은 인간의 지능을 가진 기괴한 잡종 생물을 만들어낼 수 있다는 위험성이 있다는 것이었다. 이러한 윤리적 이유로 당시 미국 국립보건원(NIH)는 지원금을 우예하기도 했다. 벨몬테 교수는 이 문제에 있어서 인간 세포로 구성된 동물이 태어난다는 생각을 (윤리적 차원을 넘어 멀리 봐야 할)‘넘어야 할 산들’이라고 했다.

 

당시 Cell 저널에 발표된 논문에서는 인간 줄기 세포를 초기 단계의 돼지 배아에 주입하여 대리모 돼지에게 이식한 후 이식된 2천개 이상의 배아 잡종을 생산하는 방법을 언급했다. 연구팀은 미래에 이 접근 방식이 환자와 유전적으로 일치하는 인간 장기를 배양하여 이식에 사용하거나 신약을 보다 안전하고 효과적으로 테스트 할 수 있는 길을 열 수 있다고 믿었다. 미네소타 대학의 심장 전문의이자 키메라 프로젝트 책임자 다니엘 그라리 교수는 가디언즈와 인터뷰를 통해 ‘이것은 기회이면서 동시에 윤리적 문제도 제기하는 중요한 발전’이라고 자평했다. 이어 이 연구가 지속되고 발전하면 이후 자손이 인간처럼 보일지 아니면 돼지처럼 보일지, 키메라가 인간의 생각을 가지고 있다면 어떤 일이 일어날지, 인간 세포가 식인 행위가 가능한지(돼지고기로) 다양한 문제에 대한 질문이 제기 되었다고 말했다.

줄기세포 연구 (Freepix 무료이미지)
줄기세포 연구 (Freepix 무료이미지)

이 연구에 있어서 또 한가지 과제는 돼지의 임신 기간은 인간과 차이가 많이 난다는 것이다. 인간은 임신 기간이 9개월인 것에 비해 돼지는 112일이라는 점이다. 이는 배아 세포가 완전히 다른 속도로 발달하고 있음을 의미한다. 벨몬테 교수는 인간 줄기 세포가 생존하고 성장하는 동물의 일부가 되려면 자체 발달 과정에서 정확히 올바른 단계에 주입되어야 한다고 말했다. 하지만 이러한 연구가 성공할 경우, 오랜 시간을 두고 장기를 얻는 것이 아닌 빠른 회전율을 보일 것으로도 긍정 예측하였다. 연구팀은 돼지 배아의 특정 유전자를 차단하여 돼지 세포가 심장과 같은 표적 기관에 기여하는 것을 막아내고, 대신에 이식한 인간 세포에게 경쟁에서의 우위를 제공함으로 인간이 가진 세포들로 구성될 확률을 높일 수 있기를 기대했다.

 

그리고 그로부터 7년9개월의 시간이 흐른 뒤 지난 2023년9월7일 줄기세포 전문 국제학술지 ‘셀 스템 셀(Cell Stem Cell)’에는 중국 연구진의 유전자 조작 성공 관련 논문이 게시됐다. Liangxue Lai 줄기세포 연구소 소장 Liangxue Lai는 가디언즈와의 인터뷰를 통해 ‘쥐(Rat)의 장기는 쥐(mice)에서 생산되었고, 쥐(mouse)의 장기는 쥐(Rats)에서 생산되었다. 그러나 돼지에서 인간 장기를 성장시키려는 이전 시도는 성공하지 못했다. 신장은 주로 돼지 세포로 만들어진 혈관과 신경을 포함하고 있기 때문에 완전히 인간의 것이 아니었다고 했다. 현재 형태로는 이식에 사용할 수 없다. 완전한 인간 장기를 만드는 도전이 현재의 유전공학 기술로 달성될 수 있을지는 확실하지 않다. 인간-돼지 잡종을 만들려는 이전 시도는 돼지 세포가 발달 과정에서 인간 세포보다 경쟁하는 경향이 있기 때문에 실패했습니다. 즉, 결과로 나온 키메라는 거의 전적으로 돼지라고 했다.

그리스 신화 속 키메라. ⓒ Unknown
그리스 신화 속 키메라. ⓒ Unknown

하지만 이후 실험실에서 배양된 조작된 돼지 수정란에 인간 줄기세포를 이식하는 시도는 계속 되었고 키메라 배아 2000여 개는 13마리의 대리모 돼지에게 옮겨졌다. 25일 또는 28일 후에 임신이 종료되고 배아가 추출되어 평가되었는데, 배아는 발달 단계에 비해 구조적으로 정상적인 신장을 갖고 있어 결국 신장을 방광에 연결하는 세뇨관을 보여주며 50~60%가 인간 세포로 구성되다. 또한 인간의 신경 세포가 뇌와 척수에서 발견되었다. 이렇게 실제로 인간의 일부 장기를 성장시킨 것은 이번이 처음이다. 연구진은 가장 먼저 발달한 장기 중 하나이며 인간에게 가장 일반적으로 이식되는 장기이기 때문에 콩팥에 초점을 맞췄다고 설명했다. 장기적인 목표는 사람에게 이식할 수 있는 돼지 배양 인간 장기를 만드는 것이다. 그러나 이를 사람에게 이식하는 것은 또 다른 연구와 기술이 필요한다.

 

신학적 입장과 기독윤리학적 입장에서 이 사안들에 대한 조망이 필요한 상황이다.

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