나의 생명이야기

황우석 - 생명은 희망이다



내 친구 소 이야기

자연과학도 인간으로부터 비롯된다 : 복제 연구를 시작한 이래 생명윤리에 대한 고민을 멈춰본 적이 없다. 아직까지 전 세계적으로 생명윤리에 대한 의견이 분분하고, 논란거리도 많은 게 사실이다. 생명에 대한 정의부터 만만치가 않다. 추상적으로 따지고 들면 한없이 복잡한 문제지만, 생명공학을 업으로 삼기 전이나 지금이나 내게 생명은 추상이 아니다. 갓 태어나 걷지도 먹지도 못하던 나를 누이가 업어 키우고, 형들이 함께 어울려 온전한 하나의 생명으로 만들어 냈다. 내가 뛰놀던 산과 들과 내와, 거기 몸담고 살아가는 모든 것들 역시 나를 키웠다. 그러므로 정자와 난자부터 생명체로 볼 것인가, 아니면 수정란을, 그것도 아니면 탄생한 순간부터 생명체로 볼 것인가, 하는 문제에 부닥치면 생명이란 내 곁의 구체적인 존재가 아니라 막연하고 추상적인 대상으로 느껴진다. 내게 생명이란 그런 게 아니다. 우리 집에서 키우던 소의 순한 눈망울, 봄이면 샛노란 솜털이 개나리보다 탐스럽던 병아리, 암탉이 막 낳은 따뜻한 달걀, 그런 자연에 기대어 살아가던 내 부모형제와 이웃들… 생명은 그런 것이다.



나는 아주 어려서부터 소와 평생을 함께 하겠노라고 결심했다. 방과 후에는 소와 함께 들판을 쏘다니며 풀을 뜯겼으니 소와 친구처럼 가깝기도 했지만 단지 소가 좋아서 그런 결심을 했던 것은 아니다. 나는 우리 가족과 이웃들의 가난이 가슴 아팠다. 겨울을 제외하고는 1년 내내 허리가 휘도록 일해도 자식들을 학교조차 보내기 어려웠던 그 시절, 소는 땅조차 없는 가난한 농부들의 유일한 희망이었다. 새끼 많이 낳는 소, 튼튼하게 잘 자라는 소를 연구해서 배고픈 우리 가족과 내 이웃들의 삶을 기름지게 하고 싶다는 작은 소망으로 나는 평생 소를 화두로 삼았다. 줄기세포 연구나 동물을 이용한 이종장기 연구에 뛰어든 계기 역시 다르지 않았다. 현대의학으로도 치료가 불가능한 난치병을 앓고 있는 수많은 사람들의 눈물이 내 가슴에 와닿았던 것이다. 인간복제배아를 이용한 줄기세포 배양에 성공했지만 질병 치료를 위한 실용화 단계까지는 아직도 갈 길이 멀다. 그러나 이 작은 희망의 싹에도 수많은 분들이 희망을 갖기 시작했다.



흔히 인문학은 인간을 연구하는 학문이요, 자연과학은 자연을 연구하는 학문이라고 하지만 내 생각은 조금 다르다. 자연과학도 인간에게서 출발한다. 인간의 삶을 더 낫게 하려는 희망이나 동기가 없다면 자연을 탐구할 이유가 없다. 나는 자연과학도지만 인간의 삶을, 그것도 막연한 인간이 아니라 나와 함께 살아가는 이웃들의 삶에 작은 도움이라도 되고 싶다는 생각으로, 그분들의 고통을 조금이라도 덜어주고 싶다는 생각으로 자연과학을 전공했다.



<참조>

* 복제 연구 - 난자와 정자는 일반 체세포 절반의 유전 정보만을 지니고 있는 생식세포다. 이러한 두개의 생식세포가 융합된 수정란으로부터 새로운 유전 정보를 지닌 생명체가 탄생한다. 복제 연구는 체세포 핵이식 등의 과정을 거친 배아가 발달, 분화하면서 유전적으로 동일한 생명체, 즉 복제동물을 태어나게 할 수 있는 과학 기술을 연구한다.

* 체세포 핵이식 - 생명체의 유전 정보DNA는 세포 내 소小기관 중 하나인 핵에 들어 있다. 우리 생체의 모든 시스템은 이 DNA가 전달하는 유전 정보에 의해 제어, 통제된다. 따라서 핵이 제거된 난자는 아무런 유전 정보도 지니고 있지 않으며 여기에 체세포의 핵, 혹은 체세포 전체를 주입하여 융합시키면 난자는 주입된 체세포 DNA의 유전 정보를 지닌 개체로 발달하게 된다.

* 줄기세포 - 줄기세포는 우리 몸을 구성하는 모든 세포나 조직으로 분화할 수 있는 전능성全能性을 지닌, 분화 전 단계의 세포를 의미한다. 이러한 줄기세포가 환자의 체내에서 새로운 정상 세포로 분화, 활성화된다면 각종 난치병의 획기적인 치료법이 될 것으로 기대된다.

* 복제배아 줄기세포 배양 - 과학자들은 지금까지 난자와 정자의 체외수정을 통한 인공수정란 유래의 줄기세포를 배양하여 신체의 여러 세포 형태로 분화시키는 데 성공했다. 하지만 환자 자신의 세포를 복제한 복제배아 유래의 줄기세포를 이용한다면 면역거부반응을 극복할 수 있는 효과적인 치료용 세포나, 조직을 만들 수 있을 것으로 기대해 왔다. 황우석 교수 연구팀은 세계 최초로 인간복제배아 유래 줄기세포 배양에 성공하여 치료용 줄기세포 연구에 새로운 기틀을 마련하였다.



복제 연구에 첫발을 디디다 : 1981년 박사학위를 받으면 이듬해에 전임교수가 될 것이라고 말씀하셨던 지도교수님이 갑자기 심장마비로 돌아가셨다. 그러자 느닷없이 내게 배정되어 있던 연구실을 빼라는 연락이 왔다. 배정된 강의도 모두 취소되었다. 공부밖에 모르는 풋내기였던 나는 세상 돌아가는 이치를 전혀 몰랐던 만큼 충격도 컸다. 무엇보다 학교에 나오지도 말라니, 대체 무엇을 하고 살아야 할지 막막했다. 여러 대학의 시간강사를 전전하며 3년을 보낸 나는, 그때까지 살던 열여섯 평짜리 아파트를 무작정 팔아 경기도 광주의 황무지를 구입했다. 그리고 소를 사들여 농장을 만들었다. 그 무렵 서울대학교 수의과에는 실험 농장이 없었다. 나라도 인공수정을 연구하는 사람들이 본격적으로 실험할 수 있는 장소를 만들고 싶었던 것이다.



혼자 실험 농장을 운영하며 고군분투하던 어느 날, 서울대학교 수의대 학장님에게 연락이 왔다. 일본에 가서 연구를 계속해 보지 않겠냐는 것이었다. 아마 수의대 학장님은 자신의 본의도 아니었을 교수 임용으로 미안한 마음에 내게 다른 기회를 주고 싶으셨던 것 같다. 이 일본행이 인생의 결정적인 전환점이 될 것이라는 걸 당시의 나는 몰랐다. 절망에 빠진 사람에게 전화위복 운운하는 소리는 아무런 소용이 없을지 모른다. 그러나 시간이 흐르고 보니 교수 임용 탈락은 내게 그야말로 전화위복이었다.

내가 간 곳은 인공임신 분야에서 세계적인 명성을 자랑하는 훗카이도北海道 대학이었다. 세계적인 과학자들 틈에 뒤섞여 연구를 하는 동안 나는 내가 모든 면에서 그들과 비교조차 될 수 없는 수준이라는 것을 뼈저리게 깨닫지 않을 수 없었다. 그러나 자신이 부족하다는 자각은 내 투지에 불을 붙였다. 인공임신과 복제 연구라는 새로운 분야에 대해 아무것도 몰라서, 우왕좌왕하던 나는 열 살이나 어린 동료들을 귀찮게 따라다니며 조금씩 눈이 트이기 시작했다. 이제는 뭔가 좀 알겠다 싶을 무렵 모교에서 돌아오라는 연락이 왔다. 마침내 서울대학교 교수로 임용되었지만, 복제에 관해서는 초보자나 다름없었다. 그러나 나는 분명한 내 길을 찾은 것이었다. 1982년의 교수 임용 탈락은 지금 돌이켜보면 내 인생에 주어진 최대의 기회였던 셈이다.



생명복제 - 그 비밀의 문

인간을 복제한다고? : 실제로 많은 사람들이 복제 연구가 인간을 복제해서 그 장기를 질병 치료에 이용하기 위한 것이라고 여긴다. 결단코 그것은 과학이 아니라 죄악이다. 아직 우리 과학은 인간복제가 당장 가능할 정도에 미치지 못하기도 하지만, 설령 그런 기술이 가능하다고 해도 똑같은 인간을 복제한다는 것은 있어서는 안 될 일이다. 우리 실험실은 몇 년 동안 난치병 치료를 위해 복제된 인간배아에서 줄기세포를 추출하는 연구를 하고 있다. 환자의 귀나 피부에서 눈에 보이지도 않을 정도로 미량의 세포를 떼어내 자신과 유전적으로 동일한 정보를 지닌 복제배아로부터 줄기세포를 만들고, 이 줄기세포로부터 신경 세포나 근육세포와 같은, 치료를 위한 특정 세포의 분화를 유도한다. 이 세포를 대량으로 증식시켜 척추마비, 뇌졸중 또는 심장병 환자의 몸 안에 주입하면 망가진 세포를 대치하여 정상 기능을 되찾을 수 있게 된다는 원리다. 원천적으로 동일한 유전 정보를 지닌 배아를 복제해서 분화된 세포이기 때문에 면역거부반응도 걱정할 필요가 없다.



2004년 초 우리 연구팀은 복제된 인간배아에서 줄기세포를 추출하는데 세계 최초로 성공했다. 이러한 연구가 학술지〈사이언스 Science〉에 발표된 이후 감사하게도 많은 분들의 축하와 격려를 받았지만, 그에 못지않게 비난의 여론 또한 높아진 것이 사실이다. 하지만 문제는 일련의 생명복제 연구에 대한 막연한 사회적 불안과 공포가 대부분 정확한 과학 지식이 부족한 데서 비롯된 오해라는 점이다. 단언하건데 우리의 연구는 인간복제가 아닌 세포복제일 뿐이다.



<참조>

* 인간복제 - 복제배아 줄기세포 연구에 이어 동물복제 기술과 결합하여 악인惡人이나 천재 복제인간이 태어나게 되고 이에 따라 혼란이 야기되리라는 우려가 높다. 하지만 인간은 유전적 요인과 환경적 요인의 영향을 동시에 받으며 자아를 지닌 개체로 성장하기 때문에 동일한 DNA가 복제되어도 성격, 사상, 가치관 등의 비非유전적 요소들은 일치하기 어렵다. 결국 'DNA 복제인간'이라는 말이 더 정확한 표현이며 이는 인공적 일란성 쌍둥이에 불과하다. 그리고 현재의 과학 기술로는 복제인간의 탄생은 불가능하다는 것이 학계의 정설이다.



복제의 제1원칙 - 인간 : 1985년 영국에서 처음 발생한 광우병은 유럽뿐 아니라 전세계에 공포를 불러일으켰다. 어느 날부터 갑자기 몇몇 소가 이유를 알 수 없이 소음에 예민한 반응을 보이고 처음에는 발길질과 같은 난폭한 행동을 하며 자주 넘어지다가 결국 온몸이 굳어지면서 떼 지어 죽어갔다. 이렇게 죽은 소의 뇌를 검사해 보니 스펀지처럼 작은 구멍이 뚫려 있었다. 인간을 비롯한 동물의 뇌에 작은 구멍이 뚫려 죽음에 이르게 하는 질병을 해면양뇌증이라고 부른다. 소에게 발생하는 광우병과 양의 스크래피, 인간의 크로이츠펠트-야코프 병 등은 모두 해면양뇌증의 일종이다. 이 가운데 광우병이 특히 문제가 되는 것은 축산업을 몰락시킬 뿐 아니라 인간에게 전염돼 치명적인 결과를 초래하기 때문이다.



지금까지 광우병은 프리온prion이라는 변형 단백질이 유발하는 것으로 알려져 있다. 이 변형된 프리온이 사료 등을 통해 소의 체내에 들어간 뒤 뇌까지 침입하면 광우병이 발생하는 것이다. 현재 광우병의 예방 대책은 두 방향으로 진행되고 있다. 하나는 광우병에 걸리지 않도록 유전자를 조작한 복제소를 만드는 방법이고, 다른 하나는 광우병 예방약을 만드는 것이다. 프리온 단백질을 발견해 노벨상을 받은 미국 샌프란시스코 대학 프루시너 박사는 프리온이 제거된 쥐를 만든 뒤 이 쥐에 변형 프리온을 투여한 결과 광우병에 걸리지 않는다는 사실을 발견했다. 이 성과를 바탕으로 복제양 돌리를 탄생시킨 영국의 로슬린 연구소는 프리온 유전자가 제거된 복제양을 만들어냈다. 같은 방식으로 프리온이 제거된 복제소가 태어난다면, 이 소들은 광우병에 감염되지 않을 거라고 추론할 수 있는 것이다. 현재 우리 연구진은 미국과 일본, 캐나다 연구진과 함께 이 연구를 진행하고 있다.



한편 프리온의 존재를 세계 최초로 발견한 프루시너 박사는 광우병 예방약 연구를 선도하고 있다. 프루시너 박사는 정상 프리온 단백질을 변형시키는 단백질이 있다는 사실을 발견하고 이를 '단백질 X'라 명명했다. 프루시너 박사는 단백질 X와 프리온의 결합을 방해하는 물질이 존재하며, 이 물질이 광우병 예방약이 될 수 있을 것이라는 가설 아래 연구를 진행하고 있다. 생명공학의 발달로 광우병은 머지않아 정복될 것이다. 그러나 자연의 섭리를 무시한 인간의 오만이 계속된다면 '제2의 광우병'은 언제든지 다시 발생할 것이다.



지금 우리에게는 두 가지 원칙이 있다. 하나는 생명이라는 나름의 윤리 기준에 어긋나는 연구를 하지 않는 것이요, 또 하나는 우리의 연구가 진정으로 인간을 위한 것이어야 한다는 것이다. 로봇공학의 제1원칙은 인간이라고 한다. 로봇이 어떤 경우에도 인간을 해치는 일은 없어야 하기 때문이다. 복제의 제1원칙 역시 인간이다. 복제도 어떤 경우에든 인간을 해치는 일이 없어야 한다. 사회적, 윤리적 안전장치가 마련된다면 복제 연구는 지금까지의 어떤 과학 기술보다도 인간의 삶을 풍요롭게 만들 수 있다. 인간에게 유익한 과학의 발전을 위한 복제 연구는 호기심이나 명예나 부를 목적으로 하는 한 두 사람의 과학자에 의해 결코 좌우되지 않을 것이다. 나와 내 이웃의 행복을 위한 작은 한 걸음이 되길 바라는 마음으로 오늘도 묵묵히 실험실의 불을 밝히고 있는 과학도들과 사회 구성원 사이에 조화가 이루어질 때 비로소 가능한 일이다.



<참조>

* 해면양뇌증海綿樣腦症 증후군 - 소의 광우병, 양의 스크래피, 인간의 크로이츠펠트-야코프 병 등을 총칭해 일컫는 말. 서로 다른 동물 사이에도 프리온에 의해 감염될 수 있다. 감염성이 있는 단백질을 뜻하는 프리온은 이제까지 알려진 박테리아나 바이러스, 곰팡이, 기생충 등과는 전혀 다른 종류의 질병 감염인자로, 보통의 바이러스보다 훨씬 작다. 이 증후군을 앓는 동물과 사람은 뇌에 스펀지처럼 구멍이 뚫려 신경세포가 죽게 되며 해당되는 뇌 기능을 잃는다.

* 스크래피scrapie - 애초에 해면양뇌증은 약 2백 년 전에 양에게서 나타나는 스크래피로 제일 먼저 발견되었다. 감염된 양들이 피가 날 정도로 등을 울타리에 긁어대 '긁는scrape 병'이란 뜻의 이름이 붙여진 것이다. 1990년대 유럽의 광우병 파동은 스크래피에 걸린 양의 사체를 갈아 소의 사료로 사용했기 때문에 확산된 것으로 알려져 있다.

* 크로이츠펠트-야코프 병Creutzfeldt-Jakob disease - 주로 광우병에 걸린 소의 고기를 먹거나 다른 경로로 프리온에 감염된 사람에게 나타나는 병이며, 광우병과 마찬가지로 뇌의 단백질 이상으로 신경세포가 죽어 스펀지처럼 뇌에 구멍이 뚫려 결국 사망하게 된다. 이 병에 걸리면 뇌가 파괴되면서 우울증, 근육경련, 시각장애, 치매 등이 나타난다. 잠복기는 5~10년으로 추정되는데, 발병하면 90퍼센트 이상이 1년 이내에 사망하는 무서운 병이다.



6개월 10일짜리 돈생豚生 : 2003년 국립장기이식관리센터의 보고에 따르면 이식 대기 환자의 15~30퍼센트만이 장기이식을 받았다. 폐의 경우에는 대기 환자는 많은데 제공자가 없어 이식한 예가 전무全無한 것으로 나타났다. 이식 대기 환자의 70퍼센트 이상이 결국 죽음을 맞게 된다는 이야기다. 우리보다 상황이 훨씬 나은 미국에서도 이식을 대기하는 환자 중 10~15퍼센트가 끝내 자신에게 적절한 장기를 이식받지 못해 사망한다고 한다. 의학자들은 이러한 문제를 해결하기 위한 연구를 다각도로 진행하고 있다. 크게 인공장기, 줄기세포유래장기, 이종장기로 나뉠 수 있는데, 인공장기나 줄기세포유래장기는 오랜 기간 추가 연구가 필요한 기술이라 현재로서 가장 현실적인 대안은 이종장기 연구다.

돼지의 장기는 그 크기와 형태가 인간과 유사하여 이종장기이식 연구의 1순위 후보로 꼽힌다. 임신 기간이 114일로 비교적 짧은 편이라 1년에 2~3회 번식이 가능하고, 한 번의 임신으로 열 마리 이상의 새끼를 낳는 다태동물多胎動物이라 연구의 효율과 실용화 측면에서도 가장 가능성이 높다. 2003년 국내에서는 우리 연구팀에 의해 처음으로 유전자가 전환된 장기이식용 복제돼지가 태어났다. 4년 여의 연구 기간 동안 수십만 개에 이르는 돼지 체세포 복제배아를 8백여 두의 대리모에게 착상 실험한 끝에 얻은, 황금보다도 귀한 돼지였다. 그러나 녀석은 세상에 나온 지 고작 열여섯 시간 만에 우리 모두의 기대를 뒤로 한 채 숨을 거두고 말았다.



우리 연구팀의 장기이식을 위한 복제돼지 연구는 현재 이식 후 사람과 돼지의 면역체계 차이에서 비롯되는 급성 면역거부반응과 돼지가 지니고 있는 종種특이성 병원성 미생물에 의한 감염 문제에 가로막혀 있다. 눈부시게 발전하는 생명공학 기술은 이 두 가지 숙제를 해결하기 위해 총력을 기울이고