일본산업뉴스요약

게놈 편집, 상상을 초월한 진전
혁신적 방법을 개발한 두 박사에게 묻다

-- 의료에서의 응용 성과 기대 --
생명의 설계도인 유전자를 자유자재로 잘라내거나 붙일 수 있는 신기술「게놈 편집」이 빠르게 확산되고 있다. 사용하기 간편하고 정밀도도 높은「크리스퍼ㆍ캐스 (CRISPRㆍCAS)」라고 하는 신기술의 등장이 이를 주도한다. 게놈 편집 기술의 개발자이자, 2017년 일본국제상 수상이 결정된 독일의 카펜디어 소장과 미국 캘리포니아 대학의 다우드나 교수는「상상 이상의 스피드로 연구가 확대되고 있는 것에 많이 놀라고 있다」라고 말한다.

▶독일 막스-플랑크 감염생물학 연구소장 카펜디어(Charpentier)
1995년 프랑스 피에르 앤드 마리퀴리 대학에서 박사 학위를 취득. 오스트리아의 빈 대학, 스웨덴의 우메오 대학 등을 거쳐, 2015년부터 현직 근무. (48세)

▶미국 캘리포니아 대학 교수 다우드나(Doudna)
1989년 미국 하버드 대학에서 박사 학위 취득. 콜로라도 대학 박사연구원 등을 거쳐, 1994년 예일 대학 조교. 준(准)교수, 교수로 재직해오다, 2002년부터 현직 근무. (52세)

●게놈 편집: 유전자의 특정부분을 제거하거나 다른 유전자를 새로 삽입하는 등의 조작 기술로, 유전자를 자유롭게 잘라내거나 붙일 수 있다. 1996년 미국에서 최초의 방법인「ZFN」, 2010년엔「TALEN」이 개발되었다. 보다 편리하고 비용도 저렴한「크리스퍼(CRISPR)ㆍ캐스(CAS)」가 2012년에 등장, 단숨에 연구 현장에 보급되었다.
크리스퍼ㆍ캐스는 표적이 되는 염기서열에 결합하여, 유전자 가위 역할을 하는 효소가 DNA 절단을 일으킨다. 이 기술로 형성되는 기묘한 유전자 배열을 처음 지적한 사람이 나카타(中田) 오사카 대학 명예교수와 이시노(石野) 큐슈 대학 교수이다. 1987년에 논문을 발표했다.
게놈 편집에는 생명 윤리 및 생물 다양성의 관점에서 일정한 규범이 필요하다는 논의가 제기되고 있다. 일본에서는「수정란의 게놈 편집은 기초 연구에 한해서만 인정 된다」라는 견해를 내각부(內閣府)의 조사회(調査會)가 결정했지만, 그에 대한 법률은 아직 마련되지 않고 있다.

- 공동 연구의 계기는 무엇이었나요?
카펜디어 소장; 「2011년 미국 미생물학회에서 효소로서 작용하는 RNA(리보핵산)에 관한 다우드나 교수의 강의를 듣고, 공동 연구를 제안했다. 나는 그 당시 세포의 면역 시스템에 관심을 갖고, 어떻게 그 메커니즘을 밝힐 수 있을지 연구하고 있었다」

- 2012년에 크리스퍼ㆍ캐스를 발표했는데요, 노벨상을 받을만한 발명이라 칭송 받고 있습니다.
다우드나 교수; 「감염시키는 바이러스 유전자를 절단하는 세균 구조를 밝혀내고, 이것이 유전자를 편집하는 중요한 기술이 될 수 있다는 사실에 흥분됐다. 미생물뿐만이 아닌 동물이나 식물에도 이용될 수 있다고 확신했지만, 논문이 나오고 나서 연구가 확산되는 스피드는 예상을 뛰어 넘고 있어 놀라고 있다」

카펜디어 소장; 「최소한의 시스템을 통해 다양한 외부의 적으로부터 자신을 보호하는 메커니즘을 가진 자연은 정말 대단하다. 유전자를 편집하는 도구로써 어느 정도 유용할지 당시엔 가늠하지 못했지만, 논문이 발표되고 며칠 지나지 않아, 이미 많은 연구자가 사용하기 시작하는 것을 보고, 강력한 도구가 될 수 있겠다고 생각했다」

- 활용하기 위한 과제는 무엇일까요?
카펜디어 소장; 「기술적으로는 유전자 안의 원하는 부분만을 정확하게 편집하지 않으면 안 된다. 기존의 유전자 재편성 기술과 비교해 조작 기술이나 효율성은 우수하지만, 아직 충분하지 않다. 이 기술을 개선하기 위해 세계적으로 수 많은 연구가 추진되고 있어 기대된다」

다우드나 교수; 「원숭이의 수정란을 조작한 연구가 2014년에 시행되어, 윤리적인 문제 및 환경에 미치는 영향 등을 논의하고자『사람게놈편집 국제회의』를 제안, 2015년에 개최했다. 일정한 제어 장치를 만들자는 내용에 합의가 이루어져 의의가 있었다고 생각한다. 사회적으로 이해가 필요한 기술이기 때문에, 과학자는 이에 대한 올바른 지식을 사람들이 알 수 있도록 설명해야 할 의무가 있다」

- iPS세포와 조합된 기술에 기대감을 나타내셨는데요?
다우드나 교수; 「우리의 기술이 특히 의료분야에서의 가능성이 크다는 것을 많은 연구자들이 깨닫고 있다. 의료기술이나 신약개발 분야에서 앞으로 흥미로운 성과가 계속해서 나올 것으로 예상된다.」

일본, 기술의 사업화 뒤쳐져

게놈 편집 기술은 응용 분야가 다양하다. 해외에서는 실용화를 위한 연구 개발이 단숨에 고조되었다. 일본도 기초적 연구는 활발하게 이루어졌으나, 그 응용에 있어서는 소극적이다. 이 상태로라면 관련 사업 분야에서 일본이 크게 뒤쳐질 우려가 있다.

크리스퍼ㆍ캐스의 등장으로 지금까지 시간과 비용이 소요되던 연구가 간편해졌다. 식물의 품종 개량부터 실험 동물의 개발, 유전자 질병의 치료 연구 등에서 주목 받고 있는 것은 당연하다.

이 기술을 개발한 두 명의 연구자도 의료 및 그 이외의 분야에서의 성과를 응용하기 위한 벤처 기업 설립에 관여하고 있다. 제약 및 시약품, 화학 관련 제조업체 등과 계약을 맺어 연구 성과와의 교량 역할이 가능한 체제가 형성되고 있다.

한편, 일본의 대학 연구는 고립되기 쉬워, 좀처럼 기업의 개발로 이어지지 않고 있다. 정부도 국내 기술을 바탕으로 한 연구 전략을 중시하는 경향이 있어, 시장성이 높은 응용 연구로의 지원은 불충분하다. 2016년 발족한 일본게놈편집학회의 야마모토(山本) 회장(히로시마 대학교수)은「산업과 학문의 연계를 강화해 유용한 기술을 축적해나가야 한다」라고 말한다. 일본은 분발할 필요가 있다.

  -- 끝 --