분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2013-06-21 14:55:35 , Hit : 2038
 복제연구를 둘러싼 논쟁

http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?cn=GTB2013060377&service_code=03  
KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2013-06-21      
          
지난달에 생식생물학자인 오리건 보건과학대학 (Oregon Health and Science University)의 쇼크라트 미탈리포프 (Shoukhrat Mitalipov)는 복제된 인간배아를 이용해서 환자 개인에게 알맞은 줄기세포주를 만들어내는데 성공했다는 뉴스가 발표되었다 (Tachibana, M. et al. Cell 153, 1228?1238 (2013). 비록 비판자들은 이 논문의 문제를 제기했지만 예비조사를 통해서 이번 연구의 결론은 아직 문제가 없다는 입장이다 (Nature http://doi.org/mnk; 2013).

이 매우 어려운 기술적인 면은 잠재적으로 질병을 치료하기 위해서 조직을 대체하는 방법을 개발할 수 있는 중요한 단계가 된다. 이 논문에 대한 언론의 보도도 오랫동안 이루어진 인간복제와 인간 난자의 사용과 인간배아의 파괴를 둘러싼 논쟁을 다시 재점화시켰다. 이러한 결과는 과학자들이 자발적으로 세포생물학과 재생의학분야에서 연구를 위해서 인간배아를 사용하는데 대한 윤리적 문제에 관한 논의에 뛰어들어야 한다.

전세계적으로 1,000개 이상의 배아줄기세포주가 만들어져 있다. 또한 피부나 혈액과 같은 신체의 조직세포를 재프로그램을 통해서 배아상태로 만드는 유도만능줄기세포 (iPS)의 사용이 기하급수적으로 증가하고 있다. 그 결과, 많은 사람들은 인공수정에 필요한 것 이외의 잉여 인간배아로부터 배아줄기세포를 얻을 필요가 있는지 여부에 대한 문제가 제기되고 있다. 최근 이것은 마치 줄기세포연구가 1998년 이후 끈질기게 이루어진 연구비와 연구자들의 경력에 있어서의 불확실성으로부터 마침내 발전이 이루어지는 것처럼 보인다. 실제로 인간배아줄기세포 연구를 위한 탁월한 로비그룹인 워싱턴 DC의 <의학연구발전연합 (Coalition for the Advancement of Medical Research)>은 지난달에 사업을 접었다.

하지만 줄기세포 생물학적 발전이 이루어짐에 따라서 대중적인 우려가 다시 부상하고 있다. 또한 새로운 윤리적인 문제제기가 다루어져야 할 필요가 있다. 예를 들어 유도만능줄기세포에서 얻은 인간생식세포 (또는 생식체, gametes)를 생산하는 것이 정당화될 수 있는가, 그리고 무엇을 위해서 사용되어야 하는가에 대한 문제이다. 규제정책 형성과 개인연구자들이 갑작스럽게 논란이 되는 과학적인 문제가 대중들에게서 제기되어 문제가 되기 전에 과학자들과 정책생산자, 규제당국과 대중들 사이에서 합리적인 논의가 이루어져야 한다. 대신 과학자들은 인간배아연구의 현재와 미래를 논의해야 한다. 이들은 또한 영국의 연구비 지급 당국이 합성생물학을 위해서 만든 두 가지 대중회의와 같은 대중적인 논의를 위한 공식적인 프로그램을 만들어야 한다. 궁극적으로 연구자들은 인간배아와 배아줄기세포에 대한 연구가 과학적으로 그리고 의학적인 혜택을 얻을 때 정부와 규제당국은 이 문제를 지속적으로 다룰 준비를 해야 한다.

현재 다양하게 만들어진 배아줄기세포주의 유효성이나 유도만능줄기세포의 사용의 증가는 미래에 재생의학에서 필요한 인간배아의 가능성을 배제하지 못한다. 확실하게 배아에서 새로운 줄기세포주를 만들기 위한 유인은 줄어들고 있다. 미국 국립보건연구원에 등록된 배아줄기세포는 200여 개 이상으로 이 당국의 연구비를 가지고 연구하는 사람들이 사용할 수 있는 숫자를 의미한다. 또한 전세계적으로는 국제줄기세포등록부 (International Stem Cell Registry)에 등록된 1,200여 개의 세포주가 전세계적으로 사용되고 있으며 어디에서 이 세포주를 얻었는지에 대한 정보를 첨부하고 있다.

새로운 인간배아줄기세포주를 만들기 위해서 연구자들은 복잡한 규제와 법을 준수해야 하며 수백 개의 높은 질의 잉여 배아를 얻어야한다. 그리고 노동집약적이고 시간이 많이 소비되고 고비용의 실험실 연구를 해야 한다. 특성이 잘 밝혀진 세포주가 존재하기 때문에 현재 사용 가능한 기술을 이용하여 새로운 세포주를 얻어야 하는 인센티브가 거의 없다. 사실 2009년에 이루어진 분석에서 출판된 인간배아줄기세포 연구의 70%가 두 개의 세포주에 의존하고 있다 (Scott, C. T., McCormick, J. B. & Owen-Smith, J. 2009). 하지만 세포주를 얻고 확산시키기 위해서 사용되는 기술은 부족하다. 예를 들어 일부 세포주는 재생되거나 확대되기 어렵다; 약 이들 세포주의 1/4이 실험실에서 일상적인 배양 이후에 유전적 비정상성을 보인다 (The International Stem Cell Initiative 2011); 그리고 많은 경우에 줄기세포를 완전히 성숙한 기능성을 갖는 심장이나 간세포와 같은 세포로 전환시키기 정말 어렵다.

앞으로 10년 안에 배아줄기세포의 추출과 유지에 대한 기술적인 진보를 통해서 연구자들은 배양시스템의 결함을 극복할 수 있다. 만일 이것이 이루어진다면, 우수한 줄기세포주를 얻기 위한 새로운 배아의 사용이 정당화될지도 모른다. 이와 유사하게 유도만능줄기세포의 사용빈도가 최근 급증하고 있음에도 불구하고, 유도만능줄기세포가 배아줄기세포를 풍부하게 만들어낼지 여부는 확실하지 않다. 예를 들어, 유도만능줄기세포의 유전적인 모습을 보존하고 있는지 여부에 대한 문제가 제기되고 있으며 이 줄기세포가 배아줄기세포처럼 치료용 목적으로 사용할 수 있는 세포로 분화할 수 있는지 여부에 대한 문제가 제기되고 있다. 예를 들어 유도만능줄기세포를 만들 수 있는 성체 피부세포는 이미 문제를 일으킬 수 있는 돌연변이가 축적된 상태이며 체세포의 유전적 특성에 있어서 재프로그램의 효과는 아직 논란이 되고 있다 (Ronen, D. & Benvenisty, N. 2012).

일본과 캘리포니아의 연구팀은 빠르게 유도만능줄기세포의 파생물을 망막퇴행노인성 질환과 유전적 피부질환을 치료하기 위해 임상에 도입하려고 시도하고 있다. 하지만 배아줄기세포와 비교해서 유도만능줄기세포의 치료 잠재성은 이 두 가지 세포형태의 안정성과 효율성이 임상 전 단계의 동물실험과 초기단계 임상실험에서 완전히 평가되는 것을 통해서만 알 수 있다. 비록 유도만능줄기세포가 배아줄기세포를 쓸모없게 만들더라도 유도만능줄기세포를 이용한 새로운 연구방향은 과학계에서 지금까지 이루어진 배아줄기세포에 대한 과학적이고 규제 및 대중의 논쟁을 더 일으킬 수 있다. 예를 들어, 건강한 실험쥐는 유도만능줄기세포에서 얻은 난자를 통해서 만들어졌다 (Hayashi, K. et al. 2012).
만일 유도만능줄기세포로부터 인간의 생식체를 만들 수 있게 된다면, 많은 측면에서 사용이 가능할 것이다: 즉, 인간불임에 대한 기초연구, 줄기세포주를 위해서 재프로그램을 강화할 수 있는 난자의 요소를 발견하는 것, 인간의 불임을 생체조건에서 또는 시험관에서 만들어내는 것, 그리고 질병을 예방하기 위해서 생식계열을 유전적으로 조작하기 위해서 사용될 수 있다. 이러한 가능성들은 배아줄기세포를 만들기 위해서 인공수정에서 남은 배아를 사용하는 것보다 더 심각한 윤리적인 문제에 직면할 수 있다. 지금까지 이러한 문제는 공공영역에서 거의 다루어지지 않았다.

윤리적인 문제를 일으키고 있는 한 가지 문제는 체세포 핵이전 (somatic cell nuclear transfer, SCNT) 또는 치료용 복제이다. 이것은 미탈리포프 (Mitalipov)의 연구팀이 성체세포의 핵 유전체를 핵을 제거한 수정되지 않은 난자에 이식하는 방식이다. 이 난자에 “묘기”를 부린 후에 배아로 전환되고 이것은 수정에 의해서 일어나는 화학적 변화를 모방한 것이다. 연구자들은 원래 세포를 공여한 사람의 유전적 특성과 일치하는 배아줄기세포주를 만들게 된다. 생물학자들은 원래 이 SCNT 방식을 이식에 필요한 환자 맞춤형 조직을 생산할 수 있는 방식이라고 생각했다. 현재 이 방식은 영국과 호주, 중국, 캘리포니아, 뉴욕과 오리건을 포함한 소수의 국가와 주에서만 법적으로 가능하다. 하지만 지난달 미탈리포프의 연구성과가 발표되기 전까지 아무도 인간세포에서 SCNT를 이용한 배아줄기세포를 가지고 성공하리라 생각하지 못했다 (Grieshammer, U., Shepard, K. A., Nigh, A. & Trounson, A. O. 2011). 이 연구방법에는 기술적인 어려움이 있었으며 주요한 장애물은 상당히 많은 인간의 난자가 필요하다는 점이었다. 사실 SCNT에 대한 관심은 유도만능줄기세포의 발견 이후 상당히 쇠퇴하였으며 전세계적으로 SCNT에 관한 연구논문의 감소와 연구자들의 감소로 이어졌다.

미탈리포프의 연구팀의 발견 (또는 배아줄기세포 또는 유도만능줄기세포에서 수 백개의 성숙한 난자를 얻는 방법)은 SCNT의 연구에 대한 관심을 다시 불러일으켰다. 수많은 생물학자들은 핵은 체세포에서 다른 생물종의 난자로 이식하는 것은 인간세포의 재프로그램 과정을 이해하는데 강력한 도구가 될 것이라고 주장했다 (Narbonne, P., Miyamoto, K. & Gurdon, J. B. 2012). 지금까지도 SCNT 연관 기술을 적어도 한 가지 임상실험에서 사용한 사례가 있다. 미토콘드리아 DNA에서의 돌연변이는 심혈관과 신경계에서 잠재적인 치명적 질환과 연관된다. 과거에 두 개의 논문을 통해서 질병을 앓고 있는 사람으로부터 단배체 유전체를 건강한 사람의 난자에 이식하는 것은 배양된 인간배아줄기세포주에서 이러한 돌연변이의 유전을 막을 수 있다는 것이 밝혀졌다 (Tachibana, M. et al. 2013; Paull, D. et al. 2013). 그리고 미탈리포프의 연구팀은 SCNT를 통해 만들어진 세포는 미토콘드리아 질환을 앓고 있는 환자를 치료하는데 사용될 수 있다고 주장했다. 이러한 증명이 필요한 개념은 환자들이나 자신의 자식들이 미토콘드리아 질환에 걸릴 수 있는 위험을 갖고 있는 여성에게는 희망이 되고 있다.

SCNT는 실험관 실험시설에서는 허용되어야 하지만 살아있는 사람이나 인간-동물의 혼종으로 발달될 수는 없다. 미토콘드리아 질환을 치료하기 위한 SCNT와 연관된 기술의 사용은 복제를 이용하지 않는다. 하지만 세 가지 유전적인 부모를 갖고 있는 어린이가 받아들여질 수 있는지 여부에 대한 문제가 있다: 즉 난자의 핵을 제공한 엄마와 정자의 핵을 제공한 아버지 그리고 미토콘드리아 DNA를 기증한 다른 여성이다. 영국의 인간수정 및 배아청 (UK Human Fertilisation and Embryology Authority)은 지난 3월에 이들 환자를 돕기 위해서 이 기술을 사용할 수 있다고 허가했다. 이러한 가능성에 대해서는 조심스러운 고려와 대중적인 협의가 이루어져야 한다.
줄기세포 생물학의 초기 단계에서 윤리적인 문제에 개입하게 된 과학계는 이러한 문제를 앞장서서 해결해야 한다. 첫 번째 단계로서 미국 과학아카데미나 호주의 과학아카데미와 같은 과학 학술원들은 최근 과학적인 발전으로 파생되는 윤리적인 문제에 대한 논쟁을 할 수 있는 심포지엄을 조직해야 한다. 과학자들은 또한 대중과 광범위한 의학계와의 논의를 해야 한다. 예를 들어 영국의 청소년 당뇨병 연구재단 (Jubinile Diabetes Research Foundation)과 같은 환자그룹과 영국 국립보건서비스 (NIH)와 같은 의약치료제공당국과 협력을 해야 한다. 이를 통해서 과학자들은 대중들의 우려를 따라갈 수 있으며 실질적인 혜택을 이해관계자들에게 알릴 수 있고 연구의 한계와 윤리적인 문제를 제기할 수 있다.

줄기세포의 잠재적인 혜택은 거대하다. 망막 퇴행성 환반변성이나 1형 당뇨병 그리고 파킨슨 질환과 같은 질환을 치료하기 위한 전환적인 치료 가능성이 부상하고 있다. 정부의 우선적인 개입 없이 대중 그리고 연구비 지원당국과 규제당국은 모든 가능성을 조사하고 평가해서 과학적 발전이 늦추어지는 것을 막고 잠재적인 치료혜택을 얻어야 한다.

출처: ‘네이처’ (2013년 6월 17일)
원문참조
Tachibana, M. et al. Cell 153, 1228?1238 (2013).
Scott, C. T., McCormick, J. B. & Owen-Smith, J. Nature Biotechnol. 27, 696?697 (2009).
The International Stem Cell Initiative Nature Biotechnol. 29, 1132?1144 (2011).
Ronen, D. & Benvenisty, N. Curr. Opin. Genet. Dev. 22, 444?449 (2012).
Hayashi, K. et al. Science 338, 971?975 (2012).
Grieshammer, U., Shepard, K. A., Nigh, A. & Trounson, A. O. Nature Biotechnol. 29, 701?705 (2011).
Narbonne, P., Miyamoto, K. & Gurdon, J. B. Curr. Opin. Genet. Dev. 22, 450?458 (2012).
Tachibana, M. et al. Nature 493, 627?631 (2013).
Paull, D. et al. Nature 493, 632?637 (2013).


498159a-i1.0.jpg
498159a-i2.0.jpg
http://www.nature.com/nature/journal/v498/n7453/full/498159a.html







747    "여성 X염색체에 정자생산 관여 유전자 존재"  이성욱 2013/07/23 2221
746   다운증후군 원인 염색체 침묵화 가능성 확인  이성욱 2013/07/22 2256
745   Stem cells reprogrammed using chemicals alone  이성욱 2013/07/20 2083
744   Scientists find way to silence extra chromosome that causes Down syndrome  이성욱 2013/07/20 2213
743   Gene therapy using HIV helps children with fatal diseases, study says  이성욱 2013/07/16 2018
742   Scientists develop ground-breaking new method of 'starving' cancer cells  이성욱 2013/07/15 2341
741   암 전이(metastasis)로 통하는 문을 공략하라  이성욱 2013/07/09 2378
740   줄기세포 이식으로 HIV 감염 완치: 세계 3번째, 4번째의 HIV 완치 환자 등장  이성욱 2013/07/05 2839
739   줄기세포로 사람 '肝씨앗' 만들어 자라게… 日 세계 첫 성공  이성욱 2013/07/04 2194
738   ‘젊은 유전자’로 안티에이징.. 파괴적 혁신 기술이 미용·항노화산업 발달 촉진  이성욱 2013/07/01 3115
737   생물학적 주기 및 대사 유전자의 간섭과 연관되어 있는 프라더-윌리 증후군  이성욱 2013/06/28 3236
736   日, 유도만능줄기세포 임상연구 세계 최초 승인  이성욱 2013/06/27 2258
  복제연구를 둘러싼 논쟁  이성욱 2013/06/21 2038
734   유전자 특허 불인정 판결의 후폭풍: 멘붕에 빠진 미 BT 업계  이성욱 2013/06/20 2922
733   Biotech industry worries over Supreme Court DNA ruling  이성욱 2013/06/15 2224
732   Potential New Target to Thwart Antibiotic Resistance: Viruses in Gut Confer Antibiotic Resistance to Bacteria  이성욱 2013/06/13 2259
731   장내 미생물균총 변화로 당뇨 예측  이성욱 2013/06/07 2492
730   인헨서의 역할과 인헨서 치료법  이성욱 2013/06/07 2346
729   결핵, 탄저병, 세균성 이질 등에 보다 효과적인 새로운 종류의 항생제 개발  이성욱 2013/06/06 2386
728   미탈리포프 이후, 변화의 조짐을 보이는 미국의 줄기세포 연구환경  이성욱 2013/06/06 2433

[이전 10개] [1]..[21][22][23][24][25][26] 27 [28][29][30]..[64] [다음 10개]
 

Copyright 1999-2021 Zeroboard / skin by ROBIN