이스라엘 연구진과 영국 캠브리지대 연구진이 난자와 정자 없이도 줄기세포만으로 쥐와 인공 배아를 만들었다. 생명윤리라는 이슈와 기술 부족으로 인공 배아가 태아로 성장하지는 못했지만 생명이 생식세포없이도 탄생할 수 있다는 입증이다.
이 연구의 목적은 생명체를 만들기 위해서가 아니라 줄기세포 치료법을 발전시켜 난치병 치료에 기여하기 위함이다. 줄기세포 시장이 커지고 있다.
1. 난자정자 없이 쥐 배아 완성에 이어 완벽한 인간 배아 생성
난자정자 없이 쥐 배아 완성
2023년 6월 이스라엘 와이즈만 연구소는 쥐 줄기세포만으로 초기 배아와 유사한 구조의 조직체를 만들었다. 배아는 난자와 정자가 수정되어 태아 형성 전까지의 존재이다. 이어 영국 캠브리지대 연구팀도 쥐 배아를 완성했다. 예전의 황우석 박사 버금가는 발표이다.
와이즈만 연구소(Weizmann Institute= 바이츠만)는 연구결과를 국제학술지 ‘셀(Cell)’에 연구결과를 실었다. 쥐 배아는 아직 성체로 온전하게 자라지는 못했다. 그러나 생명이 생식세포없이도 탄생할 수 있다는 입증이다.
난자정자없이 인간 배아 완성
와이즈만 연구소는 쥐 배아 성공에 이어 연구를 더 진행시켰다. 2023년 9월에는 인간의 정자와 난자없이 줄기세포로 인간배아를 만드는데 성공했다.
영국의 케임브리지대 연구팀도 난자 정자 자궁없이 줄기세포만으로 완벽한 합성 쥐 배아와 인간 배아를 만들었다. 그럼에도 자연적인 수정란이 수정 후 14일째 나타나는 초기 배아와 매우 유사한 형태를 보였다.
중국 쿤밍과학 기술대, 미국 캘리포니아공대 연구팀도 줄기세포를 이용해서 이와 비슷한 과정을 거쳐 인간 배아를 만들었다.
2. 와이즈만 연구소와 영국 캠브리지대의 배아 연구과정
연구진은 쥐의 피부 줄기세포를 화학 처리한 뒤 자궁과 유사한 환경에서 성장할 수 있도록 자극을 가했다. 그 결과 줄기세포 표본 약 0.5%가 8일 동안 쌀알 크기로 자랐다.
초기 단계 뇌와 소화기관, 심장 박동과 혈액 순환이 관찰됐다. 8일은 쥐의 자연잉태 기간의 1/3에 해당한다. 인공 배아는 실제 쥐의 배아와 구조가 95% 일치했다. 이 인공배아를 암컷 쥐 자궁에 삽입하자 더 이상 자라지 않았다. 아직 자궁 착상은 못한 것이다.
와이즈만 연구소와 영국 캠브리지대 연구진은 불임 클리닉 환자의 배우 줄기세포를 기증받아 실험했다. 연구진은 줄기세포를 각기 유도한 뒤 섞었다. 세포들은 무리를 이루며 조직화하기 시작했고 배아가 될 세포는 가운데에 모이고, 다른 유형은 배아 바깥으로 자연스럽게 밀려났다.
이 과정에서 마치 배아와 같은 모델이 만들어졌다. 즉, 각종 장기가 생겨나기 직전인 배엽 형성 단계였다. 이는 자연임신으로 착상한 배아의 6일에서 14일 시기의 모습이다. 지금까지 발표된 인공 배아 가운데 가장 진보한 인간 모델이라고 연구진은 설명한다.
3. 생명윤리에 대한 연구진의 입장
전 세계 대부분의 국가에서 배아를 배양할 수 있는 기한을 14일로 규정하고 있다. 생명윤리 때문이다. 배아기 14일 이전은 인간(생명)이 아니라는 암묵적인 합의가 있는 셈이다.
그러나 줄기세포를 이용한 배아 생성과 연구는 규제할 법률이나 가이드라인이 아직 없다. 영국을 비롯한 인공 배아 연구 주요국에서는 연구자들이 자체 지침 수립을 위한 논의를 하고 있다.
현행법상 인공배아는 인간의 자궁에 이식하지 못하게 되어 있다. 아직은 생명윤리라는 이슈와 기술 부족으로 인공 배아가 인간 아기로 발달하지는 못한다. 그러나 기술의 발전속도를 감안하면 먼 미래의 일이 아니다.
생식세포의 결합없는 인공 배아는 자연의 섭리에 어긋나는 게 아니냐. 이러한 신학적 윤리적 질문에 대해 연구진은 ‘줄기세포를 이용한 치료법의 발전을 위한 것’이라고 밝혔다.
조직 재생능력이 있는 줄기세포는 척추 손상, 당뇨 등의 난치성 질환 치료 대안으로 주목받고 있다. 그러나 혈액이나 골수 등에서 추출해야 해서 어려움이 있으며 질환 치료가 복잡해서 한계가 있다.
그러나 이제는 백혈병 환자 피부 줄기세포로 만든 인공 배아를 통해 치료에 필요한 골수 줄기세포를 만들 수 있게 되었다. 연구진은 이번 연구는 자궁 밖에서도 아기를 낳을 수 있도록 하려는 게 아니라고 말한다.
연구목적은 배아 단계의 장기 발달 과정을 이해해서 줄기세포를 이용한 난치병 치료 발전을 위한 것이라고 설명했다. 제이콥 한나(Jocob Hanna) 교수는 생쥐 배아의 줄기세포를 태반과 난황낭을 갖춘 완전한 인공배아를 만들 수 있음을 입증했다.
이러한 인공배아는 동물실험을 일부 대체할 수 있고 인간을 치료하기 위한 인공장기를 만들 수 있다. 인공 배아를 이용하면 약물이 태아에 끼치는 영향을 연구할 수 있다.
또한 임신 초기의 유산 원인을 찾아 해결하는 연구도 가능하다. 자연 임신의 30%는 첫 주에 실패하고, 또 다른 30%는 착상 중에 실패한다. 과학자들은 아직 왜 자연 유산이 발생하는지 모른다.
제이콥 한나 교수는 인간 합성배아를 성장시켜 의학적으로 필요한 조직과 세포를 제공하기 위해 ‘리뉴얼 바이오(Nenewal BIO)’라는 회사를 설립했다. (참조 가디언, 동아일보)
난치병 치료 개발을 목적으로 이스라엘 바이츠만 연구소와 영국 캠브리지대가 난자 정자 없이 체세포로 초기 인공배아를 생성했다. 생명윤리라는 이슈와 기술 부족으로 태아로 성장하지는 못했지만 생명이 생식세포없이도 탄생할 수 있다는 입증이다. 줄기세포 시장이 커지고 있다. 생명 윤리문제가 재 점화될 소지가 있다.
