Scientists plan to drop the 14-day embryo rule, a key limit on stem cell research

인간 배아 세포 14일 이상 키워도 될까

배아 상태의 생명을 조작하는 기술이 점점 빠른 속도로 발전하면서 과학자들은 연구의 가장 큰 걸림돌을 없애려 하고 있다.

2016년 막달레나 제니카-괴츠(Magdalena Zernicka-Goetz)는 그 누구보다 오래 배양접시에서 인간 배아를 키우는 데 성공했다. 그녀가 속한 캠브리지대학교 연구진은 인큐베이터 안에서 작디 작은 구체에 특수 배양액을 공급했다. 그리고 배아가 하루가 다르게 성장하여 그 때까지의 모든 기록을 갈아치우는 것을 지켜보았다. 배아들은 배양접시가 마치 자궁이라도 되듯 배양접시에 달라붙어 태반 세포를 만들기도 했다.

그렇지만 그녀는 13일 째에 연구를 중단해야 했다.

국제적으로 통용되는 ‘14일 제한’ 규칙 때문이었다. 이 규칙에 따라 과학자들은 실험실에서 인간 배아를 수정 후 2주 이상 키울 수 없다. 14일은 동그란 구 모양의 배아에서 어느 부분이 머리가 되고 어느 세포는 어떤 기능을 담당할지, 인체로 발달하기 위한 계획이 세워지는 시기이다.

지난 40년 동안 일부 국가에서는 법으로, 다른 국가에서는 지침으로 활용된 이 규칙은 배아 연구를 중단할 시기를 알려주는 중요한 신호였다. 대중에게는 과학자들이 실험실에서 아기를 키우지 않는다는 명확한 신호였으며, 연구자에게는 허용되는 연구에 대한 명확한 기준을 제공했다.

이제 14일 제한 규칙이 곧 폐지될 전망이다. 과학자들이 배아 세포를 키우고 그 발달 단계에서 놀라운 발견을 보고하는 시점에 그 같은 조치가 마침 시행되는 것이다. 과학자들은 이제 줄기세포를 배아와 유사한 구조물로 유도할 수 있게 되었다. 이에 일부에서는 인공 배아 모델이 성장하는 것을 14일 제한을 넘어 계속 관찰할 수 있게 되기를 희망한다.

과학계가 스스로 설정한 제한을 완화하면 정상 배아와 인공 배아 모두 2주 이상 키우는 것이 가능해질 것이다. 그렇게 되면 인간 배아를 체외에서 장기간 키우는, 인상적이지만 윤리적 논란을 일으킬 수도 있는 새로운 실험들이 시행될 것이다.

국제줄기세포연구협회(ISSCR, International Society for Stem Cell)에 정통한 몇몇 소식통에 따르면 ISSCR이 그 같은 실험을 ‘금지’ 목록에서 윤리위원회 승인 하에 국가별 규정에 따라 허용되는 연구로 바꾸기 위한 권고안 초안을 마련했다.

4,000명의 회원을 둔 영향력 있는 전문가 단체인 ISSCR의 대변인은 이번 봄에 새로운 지침이 발표될 것이라며, 자세한 내용에 대한 설명은 하지 않았다.

인공 배아

미국 연방정부는 배아 연구에 자금을 지원하지 않는다. 게다가 나라마다 관련 법률도 크게 달라서 ISSCR이 실질적인 윤리 규제기관으로서 중요한 역할을 한다. 대학교와 학술지 역시 ISSCR 규칙을 기준으로 논문 출판 여부를 결정한다.

2016년 발표된 현행 ISSCE 지침은 경계에 도전하는 새로운 연구들이 쏟아지면서 개정이 이루어지고 있다. 예를 들어, 몇몇 연구소는 인간의 세포를 원숭이 배아에 이식하여 키메라를 만드는 실험을 하고 있다. 과학자들은 유전자 편집 도구를 이용하여 인간의 배아를 유전적으로 변형하는 시도를 계속하고 있다.

또한 많은 연구소에서 줄기세포를 기반으로 인간 배아와 유사한 인공 배아 모델을 만드는 실험이 진행되고 있다. 실제로 지난 주 제니카-괴츠 박사는 출판전논문(preprint)을 통해 줄기세포가 수정 후 1주차 인간 배아 즉, 배반포의 일종을 형성하도록 유도하는 방법을 공개했다.

과학자들은 실험실에서 만든 유사체가 더 성장할 수 있는지 연구하고 싶지만, 14일 제한 규칙에 묶여 더 이상 진행할 수가 없다. 2주가 지나기 전에 배아 모델을 없애야 하는 경우가 대부분이다.

14일 제한 규칙은 1970년대 시험관 아기가 처음 태어난 후 만들어졌다. “이 규칙은 ‘인간 배아를 체외에서도 만들 수 있게 되었으니 규칙이 필요하다’는 생각으로 만들어졌다. 이것은 우리에게 실험실 아기를 만들지 않는다는 기본 원칙이 있다는 것을 대중에게 보여주기 위한 정치적 결정이었다”고 비영리 생명윤리단체 헤이스팅스 센터(Hastings Center)의 조세핀 존스턴(Josephine Johnston) 박사는 말한다.

그 규칙은 오랫동안 흔들림 없이 지켜졌다. 그 이유 중 하나는 어차피 배아를 4~5일 이상 키울 기술이 없었고, 그 정도면 시험관 수정을 하기에 충분했기 때문이었다.

홋카이도대학교(Hokkaido University)에서 생명윤리와 법률을 연구하는 테츠야 이시이(Tetsuya Ishii) 박사에 따르면 일본 등 몇몇 국가는 14일 제한 규칙을 법으로 제도화했다. 영국도 마찬가지다. 독일 등의 국가는 배아 연구 자체를 아예 금지했다. 이는 지침이 개정되면 연방 차원의 제약이 없는 미국, 중국 과학자들 간의 경쟁에 새로운 장이 열릴 것이라는 뜻이다.

과학자들이 배아를 14일 이상 키우고 싶어하는 것은 발달 과정을 연구하고 잠재적으로는 배아를 조종할 수 있는 기술까지 갖추기 위해서이다. 그렇지만 그같은 능력은 언젠가는 자궁 밖에서 동물을 잉태하여 출산까지 할 가능성 즉, 체외 발생(ectogenesis)의 가능성으로 이어진다.

이시이 박사는 특히 연구자들이 인간 배아를 머리, 심장, 장차 팔다리가 될 부위 등을 알아볼 수 있는 정도까지 키운다면, “낙태 논쟁이 점화될 것”이라고 경고한다.

트럼프 행정부 시절 발생학자들은 연구실에서 이루어진 놀라운 성과가 대대적으로 보도되지 않도록 조심했다. 대통령의 트윗이나 정부 조치가 연구를 방해할 수도 있다는 두려움 때문이었다. 그래서 14일 제한 규칙의 개정 논의도 비공개로 조용히 진행했다. 한 소식통은 새로운 ISSCR 지침은 아직 공개되지 않았지만 개정 자체는 이미 지난 12월에 완료되었다고 전한다.

위스콘신 대학교(University of Wisconsin) 명예교수이자 ISSCR 운영위원인 알타 차로(Alta Charo) 교수는 새로운 지침에 대해 설명해 달라는 요청을 거절했다. 그렇지만 이제 과학자들이 배아를 더 오래 연구함으로써 무엇을 발견할 수 있을지 고민해야 할 시점이라고 말한다. “전에는 다른 우려 사항과 비교하여 놓치는 지식이 어느 정도인지 따질 필요가 없었다. 어차피 배아를 그렇게 오래 키우는 법을 몰랐기 때문이다. 그렇지만 이제 상황이 달라졌다. 무엇을 할 수 있는 능력이 없을 때에는 ‘아니요’라고 말하기도 쉬운 법이다.”

지나치게 빠른 변화?

ISSCR 내부 사정에 정통한 소식통에 따르면 이번 철폐는 만장일치로 통과되지 않았다. 생명윤리학자와 다른 몇몇 과학자들이 반대 의견을 냈다고 한다. 그렇지만 이들은 소수이며, 규칙을 완화할 필요가 있다는 점에 동의하는 의견이 대부분이라고 한다.

바르셀로나 폼페이파브라대학교(Pompeu Fabra University)의 발달생물학자 알폰소 마르티네즈 아리아스(Alfonso Martinez Arias)는 “규칙이 바뀌어야 한다는 점에 동의한다. 그렇지만 사안 별로 점진적인 변화가 이루어져야 한다”고 강조한다. 마르티네즈 아리아스는 대중의 지지를 얻기 위해서는 기간을 한 번에 1~2일씩 늘려야 한다는 입장이다. 그는 “너무 빠른 변화는 연구의 질 악화로 이어질 수 있다고 생각한다”며 “별로 유용하지 않은 실험들이 대거 시행될까 걱정”이라고 우려를 표시했다.

소식통에 따르면 ISSCR이 28일, 36일 이런 식의 구체적인 한도를 설정하지는 않을 것이다. 명확한 한도를 정하면 안도감을 줄 수는 있어도, 과학이 발전함에 따라 다시 개정이 필요하게 될 수 있으므로 유연한 접근을 원한다는 것이다.

많은 과학자들이 시험관 시술의 발전을 위해서 또는 선천성 기형의 원인에 대한 단서를 찾기 위해서라며 배아를 14일 이상 키우는 실험에 정당성을 부여한다. 그렇지만 존스턴은 연구의 일차적 동기는 호기심과 경쟁이라고 지적한다. 그녀는 “불임이나 초기 유산에 대한 우려가 연구의 동기라고 보지 않는다. 아직 연구가 이루어지지 않은 분야라는 점이 진짜 동기”라고 말한다. “배아는 일종의 블랙박스이고, 과학자들은 바로 그 미지의 영역을 탐구하고 싶어하는 것이다.”

다른 이들은 정상 배아가 14일 이상 자라도록 하는 실험이 인간의 유전 설계를 탐구하기 위한 토대가 되어줄 것이라고 생각한다. 14일 이상 발달한 배아는 유전자 편집 등 유전 변형에 따른 결과를 연구하는 데 사용될 수 있다. 이는 미래에 만약 유전자 변형 인간이 결국 생겨난다면 그 같은 유전자 변형 기법을 인공 배아를 대상으로 먼저 시험하여 안전성을 확인해야 한다는 주장이다.

“배아가 정상적으로 자라는지 확인해야 할 것이다. 그렇게 하기 위해서는 [수정 후] 14일 이상 배아를 관찰해야 한다”고 케이스웨스턴리저브 대학교(Case Western Reserve University)의 생명윤리학자 현인수 박사는 말한다. 현 박사는 규칙 개정에 찬성하는 입장이다. “배아를 최대한 오래 연구해야 한다.”

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