생명복제기술 변천과정 활용분야 단점과 한계

생명복제기술은 생명체의 정확한 유전적 사본을 만들기 위해 사용하는 기술입니다. 유전자, 세포, 조직, 심지어 전체 동물까지 모두 복제할 수 있습니다. 일부 클론은 이미 자연에 존재하기도 합니다. 이번 글에서는 생명복제기술의 실태와 활용 분야, 단점과 한계에 대해 알아보도록 합니다.

 

생명복제기술 변천과정

지난 50년 동안 과학자들은 다양한 동물을 대상으로 복제 실험을 수행했습니다. 1979년에 연구원들은 시험관에서 생쥐 배아를 쪼개고 그 배아를 성체 암컷 생쥐의 자궁에 이식하여 최초의 유전적으로 동일한 생쥐를 생산했습니다. 그 이후로 소, 양, 고양이, 사슴, 개, 말, 노새, 소, 토끼, 쥐, 원숭이가 다양한 기술을 통해 복제되었습니다. Dolly는 동물의 젖에서 인간의 질병을 치료하기 위해 단백질을 제조하는 프로젝트에서 우연히 태어났습니다. 주요 아이디어는 동물의 우유 생산 시스템을 일종의 공장으로 사용하기 위해 양을 유전적으로 변형하는 것이었습니다. 연구원들은 성체 세포 자체를 복제하려는 것이 아니라 유전적으로 변형된 동물을 만들기 위해 배아 줄기 세포를 사용하는 방법을 찾고 있었습니다. 태아 세포에서 클론을 만들려고 시도하는 동안 성체 세포를 실험 대조군으로 사용하였습니다. 실제로 자신의 배아를 생성할 것이라고는 기대하지 않았습니다. 돌리를 복제한 배경은 모두 유전공학과 관련이 있었는데 그 당시에는 수정란에 이식 유전자를 주입하고 몇 마리의 동물이 이식 유전자를 선택하기를 바랐습니다. 그러나 이는 매우 비효율적이었습니다. 복제 기술은 배양된 세포에 의존하기 때문에 개발되었으며 유전 공학을 수행하기 위해 보다 효율적인 세포 기반 시스템을 갖고자 하는 기대로 발전했습니다. 오늘날은 믿을 수 없을 정도로 정밀한 게놈 편집 기술이 사용되고 있습니다. 즉, 일부에서는 여전히 유전자 변형 동물을 생산하는 데 사용하지만 이러한 세포 기반 기술은 더 이상 필요하지 않은 셈입니다.

 

활용분야

생명복제기술을 통해 연구자들은 의학 및 농업 분야에 잠재적인 이점이 있는 동물을 복제할 수 있습니다. 예를 들어, 돌리를 복제한 동일한 스코틀랜드 연구원은 혈액 응고에 필수적인 인간 단백질을 포함하는 우유를 생산하도록 유전적으로 변형된 다른 양을 복제했습니다. 희망은 언젠가 이 단백질이 우유에서 정제되어 혈액이 제대로 응고되지 않는 인간에게 제공될 수 있다는 것입니다. 복제 기술이 활용 가능한 또 다른 분야는 신약 및 치료 전략을 테스트하는 것입니다. 복제 동물을 약물 테스트에 사용하는 것의 가장 큰 장점은 그들이 모두 유전적으로 동일하다는 것입니다. 즉, 다른 유전적 구성을 가진 동물에서 볼 수 있는 변수가 아니라 약물에 대한 반응이 균일해야 합니다. 미국 식품의약국(FDA)은 2008년 1월 복제에 관한 많은 과학자 및 전문가들과 논의한 후 소, 돼지, 염소와 같은 복제 동물의 고기와 우유가 복제되지 않은 동물의 고기와 우유만큼 안전하다고 판단했습니다. FDA의 조치는 연구자들이 이제 높은 우유 생산량이나 살코기 같은 바람직한 농업적 특성을 가진 동물의 복제물을 만들기 위해 복제 방법을 자유롭게 사용할 수 있음을 의미합니다. 그러나 복제는 여전히 높은 비용이 들기 때문에 복제 동물의 식품이 실제로 슈퍼마켓 등 일상화되기까지는 수년이 걸릴 것입니다. 일부 전문가들은 복제가 곧 멸종될 수 있는 많은 종을 구할 수 있다고 생각하지만, 다른 이들은 복제가 종의 생존에 필요한 유전적 다양성이 결여된 동일한 개체의 개체군을 생성한다고 주장합니다.

 

단점과 한계

한편으로 생명복제기술은 매우 비효율적인 기술이며 대부분의 복제된 동물 배아는 건강한 개체로 발달할 수 없다는 한계가 있습니다. 예를 들어, Dolly는 총 277개의 복제된 배아 중에서 살아 있는 유일한 클론이었습니다. 안전 문제와 결합된 이 매우 낮은 효율성은 생식 복제의 적용에 심각한 장애를 보여줍니다. 연구자들은 복제된 양과 다른 포유동물에서 일부 건강상의 악영향을 관찰했습니다. 여기에는 출생 시 크기의 증가와 간, 뇌 및 심장과 같은 중요한 장기의 다양한 결함이 포함됩니다. 다른 결과로는 조기 노화와 면역 체계 문제가 있습니다. 또 다른 잠재적인 문제는 복제된 세포의 염색체의 상대적인 나이에 집중되어 있습니다. 세포가 정상적인 분열을 거치면서 텔로미어라고 하는 염색체 끝이 수축합니다. 시간이 지남에 따라 텔로미어는 너무 짧아져서 세포가 더 이상 분열할 수 없게 되고 결과적으로 세포는 죽습니다. 이것은 모든 세포 유형에서 발생하는 것으로 보이는 자연적인 노화 과정의 일부입니다. 결과적으로 성인에게서 채취한 세포에서 생성된 클론은 이미 정상적인 것보다 짧은 염색체를 가질 수 있으며, 이는 클론의 책임으로 향하게 귀결됩니다. 수명이 짧아진 세포. 실제로 6살 된 양의 세포에서 복제된 돌리는 같은 나이의 다른 양보다 염색체가 짧았습니다. 돌리는 6살 때 사망했는데, 이는 양의 평균 수명인 12년의 절반 정도입니다.