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[논술이 술술] 시사 키워드 / 줄기세포와 생명윤리(상)

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배아줄기세포 연구의 세계적 권위자 황우석 서울대 석좌교수가 난치병 환자의 체세포에서 줄기세포를 배양하는 획기적인 연구성과를 내놓자 생명윤리 논쟁이 다시 불붙고 있다. 황 교수는 줄기세포 배양에 반대하고 있는 천주교 서울대교구장 정진석 대주교와 지난 달 15일 만났다.‘생명윤리’를 주제로 한 학계와 종교계의 첫 만남이다. 정 주교는 황 교수에게 “배아줄기세포 활용보다는 성체줄기세포를 이용하는 게 윤리·도덕적으로 낫다는 점을 유념해 달라.”고 말했다.


서울신문 포토라이브러리



수정은 인간 생명의 시작인데 배아 파괴는 인간 파괴이며, 황 교수의 줄기세포를 인간배아로 보기 때문에 반대한다는 게 천주교측의 논리다. 그러나 황 교수는 “난치환자로부터 얻은 피부세포를 체세포 핵이식이라는 기술로 유도한 줄기세포는 수정의 과정을 일절 거치지 않았고 착상의 가능성이 전혀 없다고 정 주교에게 설명했다.줄기세포란 무엇?

세포는 생물체를 구성하는 기본 단위다. 세포 기관 중 유전정보를 가진 중요한 기관이 핵이다. 핵에는 염색체가 있는데 염색체에는 유전정보를 가진 DNA가 들어 있다. 미토콘드리아라도 DNA를 가지고 있다. 세포는 체세포와 생식세포로 나눌 수 있다. 체세포는 우리 몸을 이루는 세포이고 정자와 난자가 생식세포다.

줄기세포(Stem Cell)는 간이나 심장 등 장기를 형성하기 직전 단계의 세포다. 커다란 나무줄기가 잔가지를 뻗어내듯이 몸을 구성하는 모든 세포로 분화될 수 있는 세포라는 뜻에서 줄기라는 이름이 붙었다. 정자와 난자가 만나면 수정란이 되는데 14일이 안된 배아기의 줄기세포를 배아줄기세포라고 한다. 이는 모든 신체 장기로 분화해 성장하는 ‘만능세포’다.1개의 세포에서 210종의 인체 세포로 분화할 수 있다. 뼈와 간·혈액 등 장기의 세포로 분화되기 직전의 원시세포는 성체줄기세포라 한다. 제대혈(탯줄 혈액)이나 어른의 골수와 혈액, 태반에 들어있다. 배아줄기세포와 달리 이미 성장한 조직에서 추출하기 때문에 윤리논쟁을 피할 수 있다.

생식세포 복제, 체세포 복제










생식세포 복제
란 난자와 정자가 결합된 수정란의 분할과정에 있는 난세포(할구)를 공여핵세포로 이용하는 복제방법이다. 현재 있는 생명체를 복제하는 것은 아니고 태어날 생명체를 복제하는 것이다. 수정란이 8세포로 분열하였을 때 세포를 감싸고 있는 막을 단백질 분해 효소로 녹여서 세포를 각각 분리한다. 분리된 세포를 핵을 제거한 다른 난자에 넣는 핵치환을 한다. 이렇게 해서 8개의 새 수정란을 얻어 염색체가 동일한 8개의 생물을 복제할 수 있다.

체세포 복제는 생식세포인 난자의 핵을 제거하고 피부 등 다른 체세포의 핵을 분리한 뒤 난자에 넣어 배양하는 방법으로 유전정보가 똑같은 생물로 복제할 수 있다. 복제 양 돌리를 탄생시킨 것이 이 방법이다.

체세포 복제 수정란을 배반포기 단계(보통 4∼5일)까지 배양, 세포덩어리를 떼어내 배아줄기세포를 얻을 수 있다. 사람의 복제수정란을 자궁에 이식하면 인간이 복제된다. 과학자들은 인간복제는 물론 허용해서는 안되지만 배아에서 배아줄기세포를 얻기 위한 치료용 인간 체세포복제(배아복제)는 허용되어야 한다고 주장한다.

언제부터 인간인가

수정란은 두배수씩 세포분열을 해 둘, 넷, 여덟개로 세포가 늘어난다. 한번 더 분열을 해 16할구 세포가 되면 딸기 모양이 된다. 이때가 14일쯤 되는 시점으로 이후 각각의 세포는 구체적인 신체기관으로 성장하게 된다. 즉,14일이 안된 배아기의 만능세포가 줄기세포이어서 14일이 인간 개체인지 아닌지 구별하는 기준시점이 된다고 과학자들은 주장한다. 과학자들이 14일 이전 단계의 세포들을 조작해 원하는 장기로 발육시켜 치료에 이용할 수 있도록 허용돼야 한다고 요구한다. 그러나 가톨릭에서는 수정란은 수정된 즉시 한 영혼을 가진 생명으로서 태아로 간주한다.‘인간이 될 것은 이미 인간’이라는 논리다. 이것이 생명윤리 논쟁의 시발점이 되고 있다.

복제와 줄기세포 연구과정

동물의 태아를 이용한 복제는 100여년 전으로 거슬러 올라간다.1902년 스위스의 스페만은 도롱뇽의 수정란이 두개의 세포로 분리되는 순간 갓난 아기의 머리카락으로 갈라놓아 유전적으로 똑같은 두 도롱뇽으로 길러냈다.50년 뒤인 1952년 미국의 브릭스와 킹이 개구리 수정난의 핵을 제거하고 개구리 태아에서 추출한 핵을 넣어 올챙이로 성장시켰다.1962년 영국의 거든은 개구리의 난자에서 핵을 제거하고 다른 올챙이 창자 세포의 핵을 이식해 다수의 복제 개구리를 만드는데 성공했다. 포유류가 아닌 동물에서 체세포복제에 성공한 첫 사례다.

포유류에서는 성공하지 못하다가 미세 조작 기술을 이용한 배아 세포의 분리, 핵 제거 및 치환 기술이 발달함에 따라 생식세포 복제가 가능해졌다. 수정란을 나눠 배양해 대리모의 자궁을 빌려 복제 동물을 출산하는 기술은 생쥐(1981년), 면양(1986년), 토끼(1988년), 소와 돼지(1989년) 등에서 성공했다.

1996년 7월 5일, 영국의 윌머트와 캠벨이 체세포 유전자를 이용해 복제양 돌리를 탄생시켰다. 세계 최초의 생식세포가 아닌 체세포를 이용한 포유동물 복제다. 윌머트 박사는 6년생 암 양의 유방 세포에서 핵을 꺼내 다른 양의 미 수정란에 있는 핵을 제거하고 그 자리에 넣었다. 이를 대리모의 자궁에 이식해 태어난 게 돌리다. 하지만 난자를 제공한 양과 체세포를 제공한 양이 달라 각기 다른 미토콘드리아 DNA가 혼합돼 엄밀한 의미의 ‘완전 복제’로 볼 수 없다.

이후 미국에서는 생쥐를, 일본과 뉴질랜드에서는 소를 복제했다. 우리나라 황우석 교수도 1999년 세계 5번째로 복제 송아지 영롱이를 탄생시켰다. 황 교수는 2002년에는 형질전환 복제돼지를 국내 최초로 탄생시켰고 2003년에는 ‘광우병에 걸리지 않는 소’를 세계 최초로 만들어냈다.

인간의 배아복제가 시도된 것은 1993년이다. 조지 워싱턴 대학의 홀 교수팀은 17개의 배자를 인공적인 방법을 사용하여 48개로 복제해 냈다.1998년 세계 최초로 위스콘신대 톰슨 박사팀이 인공수정을 하고 남은 배아에서, 존스홉킨스대의 기어하트 교수팀이 유산된 태아의 성체세포에서 각각 인간 배아줄기세포를 추출해 냈다.

황우석 교수의 잇단 개가

2000년 8월 9일 황 교수는 한국인 남성에게서 채취한 체세포로 복제실험을 해 배반포 단계까지 배양하는데 성공, 세계 15개국에 국제특허를 출원했다. 황 교수는 2004년 2월 세계 최초로 수정되지 않은 여성의 난자에서 핵을 제거한 뒤 여성의 난자 주변에 붙어 있는 난구(卵丘)세포 핵을 옮겨 심는 방법으로 배아줄기세포를 얻는 데 성공했다. 이것은 미토콘드리아 DNA까지 동일한 완전복제다.

2005년 5월에는 척수신경 마비, 당뇨병, 면역 결핍 등의 질환이 있는 환자 11명에게서 피부세포를 떼어내 배아줄기세포를 만드는 데 성공했다. 어떤 여성이 제공한 난자에서 핵을 제거한 뒤 환자들의 피부세포 핵을 넣어 환자의 세포를 복제한 것이다. 언젠가 이렇게 만들어진 줄기세포를 당뇨병, 파킨슨씨병, 알츠하이머병 등을 앓고 있는 환자의 손상된 조직에 이식, 치료할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

손성진 기자 sonsj@seoul.co.kr

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자료 제공 : 정책브리핑 korea.kr