여러분, 종종 텔레비전이나 유튜브 등을 보면 광고가 나올 때 에이즈나 암 등 난치병에 걸린 환자들 이야기가 나올 때가 있죠? 이를 볼 때면 정말 가슴이 아플 때가 많은데요. 2012년, 이런 질병들을 더욱 쉽게 고칠 수 있도록 문을 열어줄 기술이 발견되었어요. 바로 지난 2020년 노벨화학상을 받은 두 여성 과학자들, 에마뉘엘 샤르팡티에 교수와 제니퍼 다우드나 교수가 발견한 3세대 유전자 가위 기술인 ‘크리스퍼 유전자 가위(CRISPR-Cas9)’가 바로 그 주인공이에요. 유전자 병을 고쳐줄 크리스퍼 유전자 가위 기술에 대해 알아 보아요!

(사진 출처: 노벨상 홈페이지)

1990년대에 개발된 유전자 가위는 세포의 유전자를 자르는 도구예요. 유전자를 자르면 세포가 절단 부위를 재결합하면 돌연변이가 일어나기 쉬워요. 이를 이용해 특정 부위만 망가뜨려 그 기능을 알아볼 수도 있고 병충해에 강한 식물을 만들 수도 있지요. 크리스퍼 유전자 가위가 등장하기 전까지는 유전자 가위가 만들기 어려워 잘 사용되지 않았다고 해요. 그러나 크리스퍼 유전자 가위가 등장한 후부터는 크리스퍼 유전자 가위가 만들기도 편하고 사용하기도 간편해 널리 사용되고 있답니다. 생명공학에 혁신을 가져다준 크리스퍼 유전자 가위, 참 대단하지 않나요?

그렇다면 이렇게 주목받고 있는 크리스퍼 유전자 가위는 어떤 원리로 작용할까요? 크리스퍼 유전자 가위는 크게 두 가지의 구성 요소로 나눠져 있어요. 원하는 DNA를 찾을 수 있도록 정보를 담고 있는 부위와 DNA를 실제로 잘라내는 부위로 나눌 수 있죠. 크리스퍼 유전자 가위는 먼저 DNA에서 바꾸고 싶은 표적 DNA를 인식해요 그 후, 단백질의 일종인 캐스9 와 복합체를 이뤄 DNA 이중가닥을 모두 자르지요. 마지막으로 절단 부위에 원하는 DNA 시퀀서를 추가하면 유전자 교정이 완료돼요. 

이렇게 유전자 교정을 돕는 크리스퍼 유전자 가위는 장점도 정말 많아요. 대표적인 장점으로는 DNA에서 원하는 부위를 정확하게 잘라내는 것이 있지요. 크리스퍼 유전자 가위는 특정 부위의 유전자만 효율적으로 제거할 수 있기 때문에 이러한 장점이 생겨난 것이에요. 또 크리스퍼 유전자 가위의 대표적 장점으로 비교적 사용하기 간편하다는 장점도 있어요. 사용하기 편하고 정확하기까지 하다니 이런 유전자 가위를 개발하기까지 두 교수님들은 실패하는 것을 반복해 이렇게 멋진 유전자 가위를 개발했을 것이라는 생각을 하니 정말 존경스러워요.

하지만 이렇게 장점이 많은 크리스퍼 유전자 가위도 물론 장점만 있는 것은 아니예요. 여러 문제점 중 하나로 많은 유전자 가위들처럼 크리스퍼 유전자 가위도 유전자를 편집하여 병을 치료하는 것이 아니라 맞춤형 아기를 만들 가능성이 높아 윤리적 문제가 제기되고 있어요. 실제로 2010년대에 중국의 한 실험실에서 최초로 인간 배아의 유전체를 편집했다고 의학저널에 발표하여 논란이 되기도 하였지요.

(사진 출처:나무위키)

이렇게 화학 기술은 잘 이용한다면 약이 될 수도 있고 잘 못 이용한다면 독이 될 수도 있어요. 동전이 양면이 있듯이 화학도 그런 것이지요. 앞으로 화학기술은 점점 더 발전할 것이에요. 저는 진정한 화학 기술의 발전이란 도움이 되는 방향으로 화학 기술을 발전시키고 그렇게 탄생한 기술이 좋지 않거나 해로운 쪽으로 사용되는 것을 막는 것이라고 생각해요. 여러분은 화학 기술이 어떻게 발전해야 한다고 생각하시나요?