질병과의 전쟁 유전공학 전성시대

1970년대 이전, 당뇨병 환자들은 혈당을 낮추는 '인슐린'을 구하기 위해 끔찍한 대가를 치러야 했다. 환자 1명이 1년 동안 쓸 인슐린을 얻으려면 돼지나 소의 췌장 50마리 분량을 갈아 쥐어짜야 했고, 알레르기 부작용도 심각했다. 인슐린은 금값보다 비싸서 가난한 환자들은 죽음을 기다려야 했다. 하지만 1978년, 과학자들이 인간의 인슐린 유전자를 뚝 떼어내어 하찮은 '대장균'의 뱃속에 집어넣는 미친 짓(유전자 재조합)에 성공하면서 인류 의학의 역사가 뒤집혔다. 소나 돼지를 죽이는 대신, 공장 탱크 속에서 미친 듯이 증식하는 대장균들이 순도 100%의 인간 인슐린을 콸콸 뿜어내기 시작한 것이다. 생명체의 코드를 해킹하여 질병과의 전쟁을 선포한 위대한 연금술, 유전공학(Genetic Engineering)의 전성시대를 파헤쳐 보자.

신의 설계도를 섞다, 재조합 DNA

지구상의 모든 생명체(인간, 쥐, 박테리아, 식물)는 완벽하게 똑같은 언어(A, T, G, C)로 쓰인 유전자(DNA) 설계도를 공유한다. 즉, 인간의 유전자를 잘라서 세균에 붙여 넣어도 세균이 그 글자를 그대로 읽고 인간의 단백질을 만들어낼 수 있다는 뜻이다. 과학자들은 '제한 효소'라는 화학 가위를 이용해 인간의 DNA에서 딱 인슐린을 만드는 부분만 싹둑 잘라냈다. 그리고 대장균이 가진 원형 DNA(플라스미드)를 잘라 그 틈에 인간의 유전자를 풀(리가아제)로 딱 붙여버렸다(재조합 DNA). 이렇게 만들어진 돌연변이 대장균을 발효 탱크에 넣자, 이 녀석들은 20분마다 2배씩 번식하며 인간의 인슐린을 무한대로 찍어내는 숭고한 바이오 공장으로 각성했다. 질병 치료의 패러다임이 화학(약)에서 생물학(유전공학)으로 넘어가는 순간이었다.

환자의 몸을 직접 고치다, 유전자 치료

약 공장을 짓는 것을 넘어, 이제 과학자들은 유전병 환자의 몸속에 직접 들어가서 고장 난 유전자를 정상으로 갈아 끼우는 '유전자 치료(Gene Therapy)'에 도전했다. 이때 유전자를 환자의 세포 깊숙이 배달하기 위해 '바이러스'를 택배 기사로 고용했다. 바이러스의 껍질 속에 있던 나쁜 병원균 유전자를 다 빼버리고, 그 빈 공간에 정상적이고 건강한 인간 유전자를 채워 넣은 뒤 환자에게 주사하는 것이다. 감기를 일으키는 줄 알았던 바이러스가 오히려 세포를 뚫고 들어가 고장 난 환자의 DNA에 정상 유전자를 심어주며 시각 장애를 낫게 하고 혈우병을 치료하는 기적을 일으켰다.

궁극의 편집기, 크리스퍼 유전자 가위(CRISPR-Cas9)

초기의 유전자 기술이 복사기와 풀칠 수준이었다면, 2012년에 등장한 '크리스퍼 유전자 가위'는 30억 쌍의 인간 DNA 책 속에서 단 하나의 오타(질병 유전자)를 정확하게 찾아내어 워드프로세서처럼 지우고(Delete) 새 글자를 타이핑하는(Insert) 신의 도구다. 이 가위에는 내가 자르고 싶은 DNA의 주소를 찰떡같이 찾아가는 길잡이(가이드 RNA)가 달려있다. 이 기술 덕분에 수십억 원이 들던 유전자 조작 비용이 단돈 몇만 원으로 떨어졌고, 근육이 녹아내리거나 피가 멈추지 않는 끔찍한 희귀 유전병의 뿌리를 세포 단계에서 영구적으로 싹둑 잘라내는 완치 시대가 열렸다.

맞춤형 아기와 생명 윤리의 충돌

크리스퍼의 압도적인 힘은 판도라의 상자다. 질병을 고치는 것을 넘어, 수정란 상태에서 키가 크고 지능이 높으며 파란 눈을 가진 유전자만 골라서 집어넣는 '맞춤형 아기(Designer Baby)'의 탄생이 기술적으로 가능해졌기 때문이다. 실제로 중국에서 에이즈에 걸리지 않도록 유전자를 조작한 쌍둥이 아기가 태어나 전 세계를 경악하게 만들었다. ![빛나는 인간 인슐린 유전자가 박테리아 DNA 고리(플라스미드)에 결합되어 작은 박테리아를 인간 약을 생산하는 끝없이 빛나는 공장으로 바꾸는 '재조합 DNA' 과정을 보여주는 다이어그램](https://image.pollinations.