크리스퍼가 온다

2020 노벨화학상 수상 “이 책은 곧바로 고전의 반열에 오를 것이다.”_싯다르타 무케르지(퓰리처상 수상 작가) “과학계의 가장 선구적인 여성이 쓴 책. 무시무시하다.”_아리아나 허핑턴(〈허핑턴포스트〉 발행인) ★★★★★ <네이처> <사이언스> 선정 ‘가장 뛰어난 과학적 성과’ ★★★★★ <타임> 선정 ‘가장 영향력 있는 인물 100’ ★★★★★ 아마존 과학 베스트셀러(2017년) 크리스퍼 최초 개발자 다우드나 교수가 말하는 유전자가위의 위대한 여정! 21세기의 인류는 스스로의 한계를 넘어서려 하고 있다. 그것은 때로는 흥분을, 때로는 두려움을 불러일으킨다. 이 책은 그러한 미래 담론의 핵심 기술인 ‘크리스퍼 유전자가위’에 대해 다룬다. 미래 전략을 고민하는 사람이라면 놓칠 수 없는 도서다. 유전자가위란 타깃 유전자만을 정밀하게 조준해서 편집할 수 있는 최첨단 기술로서, 인류가 직면한 거대한 문제를 획기적으로 해결할 것으로 기대된다. 특히 저자인 제니퍼 다우드나는 해당 기술을 최초로 개발한 당사자로서, 이 책을 통해 유전자가위의 연구 개발 과정과 그 원리를 상세하고 명쾌하게 밝힌다. 크리스퍼에 대한 가장 적확한 교양과학 지식을 이 책에서 얻을 수 있다. 주목할 만한 점은 저자가 크리스퍼의 ‘실제 적용’에 대해 심도 깊게 논의한다는 것이다. 그녀가 개발한 유전자가위는 활용도가 높고 가격이 값싸, 의학과 농축산업 분야의 비약적인 발전은 물론 산업적인 잠재력이 무궁무진하다. 아울러 그만큼 무분별한 사용의 위험성도 있어 윤리적인 도전도 만만치 않다. 저자는 이러한 양면성을 포괄적으로 검토하며 유전자가위에 대한 사회적, 윤리적 논의를 강력하게 촉구한다. 또한 이 책은 가히 ‘생명공학 빅히스토리’라고 할 만하다. 이중나선의 발견에서부터 DNA/RNA 규명, 인간게놈프로젝트, 1~3세대 유전자가위의 발명까지 ‘생명공학 50년’의 중요한 대목들을 짚어간다. 그 과정에서 여성 과학자로서 강인한 성취를 이뤄낸 저자 본인의 연구 여정이 흥미진진하게 펼쳐진다. 미래 전략가들의 필독서 과학의 최전선에서 보내온 생물학 교과서 2012년 6월, <사이언스> 지에 실린 한 연구논문이 과학계를 발칵 뒤집어놓았다. 제니퍼 다우드나 교수와 에미뉘엘 샤르팡티에 교수가 공동으로 발표한 이 논문은 3세대 유전자가위 기술인 ‘크리스퍼-캐스9’ 기술을 다루고 있었다. 1세대 기술과 2세대 기술의 성취를 ‘혁명’적으로 뛰어넘은 크리스퍼 유전자가위는 비용이 몇 만 원 정도로 저렴하고(이전에는 수천만 원대), 오류가 발생할 확률도 획기적으로 낮아졌으며, 유전자 편집에 걸리는 시간도 훨씬 줄어들었다. 누구나 값싸게 정교한 유전자 편집을 할 수 있게 된 것이다. 이 책의 저자인 제니퍼 다우드나 교수는 21세기 생명공학의 패러다임을 바꾸었다는 평가를 받으며, 주요한 영예로운 상을 휩쓸었다. 2015년에는 양대 과학 학술지인 <네이처>와 <사이언스>가 ‘가장 뛰어난 과학적 성과’로서 크리스퍼 유전자가위를 꼽았고, 그해 <타임> 지는 다우드나 교수를 ‘가장 영향력 있는 인물 100인’에 선정했다. 현재 그녀는 유력한 노벨상 후보로 거론되고 있다. 대체 크리스퍼 유전자가위란 무엇이며, 어떤 점이 그렇게 혁신적인 것일까. 이 책의 1부 ‘도구’에서는 유전자가위 연구의 여정을 자세하게 따라간다. 왓슨과 크릭이 DNA 이중나선을 발견한 이후, 생명공학 분야에는 몇 차례의 혁신이 있었다. RNA 규명, 상동 재조합이라는 독특한 메커니즘, 그리고 인간 게놈 프로젝트에 이르기까지 기초 연구들이 포괄적으로 이루어져왔다. 이를 바탕으로 30억 개의 염기쌍 중 특정 부분에 대한 편집이 시도되었다. 만약 유전자를 세밀하게 컨트롤할 수 있다면, 인간은 전혀 새로운 차원의 현실을 마주하게 될 것이었다. 그러나 1세대 기술인 징크 핑커 뉴클레이즈와 2세대 기술인 탈렌은 기대에 미치지 못했다. 그것들은 너무 둔탁한 가위였고, 상용화되기에는 너무 비쌌다. 저자는 이들 기술의 획기적인 면과 한계를 두루 살펴보면서, 본인의 3세대 기술의 특징과 연구 과정을 흥미진진하게 서술한다. 독자들은 과학의 최전선에서 보내온 이 생물학 교과서로부터, 크리스퍼 유전자가위에 대한 정통 교양지식을 얻을 수 있을 것이다. 특이점으로 치닫는 신의 기술, 사피엔스는 스스로의 한계를 초월할 것인가 1부가 연구 개발의 여정을 다루고 있다면, 2부 ‘과제’는 기술의 실제 적용과 관련된 이야기를 다루고 있다. 크리스퍼 기술로 인해 가능해지는 SF적인 이야기들이 있다. 근육이 강화된 개, 뿔이 없는 젖소, 형광 빛이 나는 돼지는 이미 현실화되었다. “털이 복슬복슬한 매머드도, 날개 달린 도마뱀도, 유니콘도 만들 수 있다. 이건 농담이 아니다.”(173쪽) 이런 흥미성의 이야기보다 실상 중요한 것은, 크리스퍼가 지닌 의학적 잠재력이다. 크리스퍼 기술은 선천적인 유전병이나 난치병, 에이즈, 암 등의 치료에 새로운 전기가 될 것으로 기대된다. 만약 해당 질병의 유전자 부위를 특정할 수만 있으면, 그 부분을 크리스퍼 유전자가위로 편집해 치료할 수 있는 것이다. 돼지의 장기를 최대한 인간에 가깝게 유전자 편집하여 이종 간 장기이식을 하는 것은 어떨까. 그렇게 된다면 “하루 평균 22명이 장기이식을 기다리다가 사망”하는 현실도 극복할 수 있다(물론 정서적, 윤리적 거부감을 극복하는 중요한 문제가 남아 있다). 이미 각종 질병에 대해 크리스퍼 기술을 적용한 연구가 이루어지고 있다. “과학자들은 크리스퍼를 이용해서 이전보다 더 정확하고 융통성 있는 인간 질병 모델을 실험동물에 확립한다. 원숭이로 자폐증 모델을, 돼지로 파킨슨병 모델을, 흰담비로 인플루엔자 모델을 만든다.”(174쪽) 또한 크리스퍼 기술은 식량 문제 해결에 관해서도 중요한 잠재력을 지닌다. 유엔은 세계 인구가 2050년에 100억 명에 육박할 것이라 예상한다. 오늘날 한국에서는 피부에 와닿지 않지만, 그렇게 되면 전 세계는 식량 부족과 대규모 기아 사태를 맞게 될 것이다. 유전자가위로 대표되는 생명공학은 이러한 맬서스의 저주를 피할 수 있는 대안을 강력하게 제시한다. “앞으로 몇 년 안에 이 새로운 생명공학 기술은 수확량이 더 높은 곡물, 더 건강한 가축, 더 영양가 많은 식품을 우리에게 안겨줄 것이다.”(173쪽) “유전자 편집 기술은 인간의 도덕성에 도전하는 한편, 놀라운 기회를 동시에 만들어낼 것이다.”_월터 아이작슨(《스티스 잡스》 작가) 저자에 따르면, 이제는 크리스퍼 실험실을 230만 원 정도면 차릴 수 있고, 15만 원이면 유전자 편집 키트를 구매할 수도 있다. 누구나 상상력만 있으면 이른바 생명체에 대한 ‘지적설계’를 시도할 수 있는 것이다. 가격 자체가 3세대 유전자가위의 혁신인 셈이다. 이는 양면적인 성격을 가지고 있다. 만약 어느 미친 과학자가 키메라를 만들면 어떻게 할 것인가. 특히 인간 배아에 기술이 적용될 때, 이 문제는 심각해진다. 불멸의 인간, 슈퍼 휴먼은 매혹적이면서 위험하다. 저자 제니퍼 다우드나는 무분별한 크리스퍼 사용의 위험성을 진지하게 맞닥뜨리게 되었다고 말한다. 그녀는 자신이 열어젖힌 판도라의 상자에 대해 불안감을 느끼며, 원자폭탄 발명의 선례를 중요하게 참조한다. “‘원자폭탄의 아버지’ 오펜하이머의 말은 내게 양심의 가책을 더할 뿐이었다. 어쩌면 먼 훗날 우리는 크리스퍼와 유전자 변형 인간에 관해 똑같이 말할지도 모른다. 인간 유전자 편집이 핵무기 투하와 맞먹는 재앙을 부르지는 않겠지만, 크리스퍼 연구를 뒤돌아볼 새 없이 서두르는 상황은 여전히 좋게 보이지 않는다.”(275쪽) 제니퍼 다우드나는 이런 인식 아래 2015년에