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BioINwatch(BioIN+Issue+Watch): 17-71

영국, ‘인간배아 유전자편집 기초연구’ 성과 발표

◇ 지난해 영국에서는 국가기관인 인간생식배아관리국(HFEA, Human Fertilisation and Embryology Authority)에서 인간배아 유전자편집 기초연구를 최초로 승인(2016.2)한 바 있으며, 최근 그 연구성과를 Nature지에 발표(2017.9)

    ▸주요 출처 : BBC, UK scienctists edit DNA of human embryos, 2017.9.20.; 생명공학정책 연구센터 BioINwatch 16-12, 영국, 인간배아에 대한 유전자가위기술 연구 허용, 2016.2

■ 영국의 캐시 니아칸(Kathy Niakan) 박사 연구팀은 인간배아 유전자편집에 관한 기초연구 성과를 Nature지에 발표(2017.9.20.)

 ○ 지난해 인간생식배아관리국(HFEA)의 연구승인(2016.2) 이후, 연구팀은 크리스퍼(CRISPR-Cas9) 유전자가위기술을 이용하여 배아의 발달과정을 조절하는 유전자의 역할을 규명하는 연구 추진
  - 이번 연구성과는 배아줄기세포가 모든 세포로 분화하는 ‘만능성’을 유지하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 OCT4* 유전자를 제거하여 연구
    * 이미 운명이 결정된 체세포를 분화능력이 있는 유도만능줄기세포로 만들 때 넣어주는 유전자(OCT4, SOX2, KLF4, c-MYC) 중 하나로, 일본 교토대학 야마나카 교수는 유도만능줄기세포 제작방법으로 2012년 노벨생리의학상 수상

■ 이번 연구를 통해 OCT4 유전자가 쥐의 배아에 비해 인간배아의 초기 발달에 상당히 중요한 역할을 하고 있음을 규명

○ 연구팀은 OCT4 유전자만 잘라내는 크리스퍼 유전자가위*를 제작. 19개 인간배아에 이 유전자가위를 주입해 17개의 배아에서 OCT4 유전자를 제거하는 결과를 확보
   ※ 기초과학연구원의 김진수 단장 연구진은 프랜시스 크릭 연구소가 제작한 유전자가위가 제대로 작동하는지 검증하는 표적이탈효과 분석을 수행하여 논문의 공동저자로 참여
  - OCT4가 제거된 인간배아는 ‘배반포*’ 단계까지 발달하지 못한 반면에 쥐의 배아는 배반포 단계까지 발달은 하나, 배반포를 유지하는 데에는 한계
    * 본격적인 분화가 시작되기 직전 단계로, 내배엽, 외배엽, 중배엽으로 구성
 
○ 같은 유전자라도 종(쥐, 인간)에 따라 서로 다른 메커니즘이 있음을 제시
  - 캐시 니아칸 박사는 “인간배아의 성공적 발달에 핵심적인 유전자를 규명한다면 향후 체외수정(IVF) 기술발전을 이끌어내고 임신이 왜 실패하는지에 대한 중요한 통찰을 얻을 수 있기를 희망”한다고 밝힘

■ 인간배아에 대한 유전자편집(가위)기술 적용 첫 승인(2016.2)

 ○ 2016년 2월 1일 불임치료와 배아연구를 주관하는 영국의 인간생식배아관리국(HFEA, Human Fertilisation and Embryology Authority)은 프랜시스 크릭 연구소 과학자들이 인간배아의 유전체를 연구용으로 교정하는 것을 승인했다고 발표
  - 국가기관이 유전자 편집연구를 승인한 첫 사례로 프랜시스 크릭 연구소의 캐시 니아칸(Kathy Niakan) 박사 연구진은 초기 배아발생 과정에 관심이 있으며, 수정 후 처음 며칠 동안 활성화되는 유전자를 변형할 계획

 ○ 수정란이 제대로 발달하지 않아 임신까지 이르지 못하는 이유를 밝히기 위해서 크리스퍼 유전자가위기술을 이용해 인간 배아 단계에서 유전자를 변형할 예정
  - 유전자 편집을 거친 배아는 14일 내 폐기하고 자궁 착상을 금지하는 엄격한 조건을 달아 유전자 교정된 배아가 태아로 자라 아기로 태어나는 것을 금지

인간배아 체외배양 제한기간 확대 논의

◈ 영국에서 배아연구 제한기간을 28일로 확대하기 위한 토론회를 개최(2016.12.7.) 하는 등 인간 배아연구 기간에 대한 새로운 논의가 제기

 - 인간배아 체외배양 연구의 ‘14일 규정(Embryo 14-days rule)*’

* 14일 규정은 1979년 미국 보건복지부 윤리 자문위원회에서 처음 제안된 후, 1984년 영국 워녹위원회(Warnock Committee), 1994년 미국 NIH 인간 배아연구패널(Human American Embryo Research Panel)에 의해 각각 승인
 - 수정 후 14일째는 척추의 발생기전 형태이자 모든 인체 기관이 만들어지는 원시선 (Primitive streak)이 갖춰지는 시기로, 이를 기점으로 수정란이 둘로 나뉘는 일이 일어나지 않고 독립적인 한 인간으로 인정
 - 기준을 정립할 당시에는 생명윤리적 문제뿐만이 아니라 과학기술적 측면에서도 인간 배아의 14일 이상 체외배양이 불가능

◈ 최근 실험실에서 14일 이상의 인간배아의 체외배양이 가능한 수준으로 과학기술이 발전함에 따라 기존 ‘14일 규정’에 대한 재논의 필요성 대두
 - 영국과 미국 공동 연구진은 인공 수정 후 최대 13일까지 배아를 체외에서 배양시킬 수 있는 새로운 기술을 개발하여 논문 발표(Nature와 Nature Cell Biology에 연구성과 발표, 2016.5.4)
  ¶ 출처 : 생명공학정책연구센터, BioINwatch 17-2, 인간배아 체외배양 제한기간 확대 논의 2017.1

■ 인간배아에 대한 유전자 가위기술 적용 연구계획

 ○ 수정 7일 후 형성되는 초기배아인 배반포에서 배아 발달에 핵심적인 역할을 하는 특정 유전자(OCT4*)를 잘라낸 뒤, 배아 생성 초기 7일을 관찰
    * OCT4 유전자는 인간의 배아가 태아 상태로 자라는 데 주된 역할을 하는 것으로 알려짐
  - 첫 실험은 이르면 2016년 3월 중으로 진행될 예정이며, 체외수정(IVF)을 통해 기증 받은 배아 30개 이상, OCT4 유전자 실험 후 또 다른 유전자 3개를 대상으로 한 실험까지 합하면 인간 배아는 최대 120개가 사용될 예정

 ○ HFEA 승인을 받았지만 실험을 실시하기 위해서는 지역연구윤리위원회(local research ethics board)의 승인이 추가적으로 필요
    ※ 프랜시스 크릭 연구소 폴 너스(Paul M. Nurse) 소장은 이번 연구에서 건강한 배아가 어떻게 형성되는지를 이해하고 포배 단계를 관찰함으로써 시험관 아기 시술 성공률을 높이는 데에 중요한 역할을 할 것이라고 언급

■ 향후 파급효과

 ○ 이번 인간배아에 대한 유전자편집기술 적용 첫 승인 발표는 전 세계적인 반향을 불러일으킬 것으로 예상
  - 현재 영국에서 유전체가 변형된 배아를 임신에 사용하는 것은 불법이지만, 일부 과학자들은 이번 연구가 허용됨으로써 배아의 유전자 교정을 임상적 치료에 허용할 것인지에 대한 논쟁이 불붙을 것으로 예상

 ○ 영국 에딘버러 대학교 사라 챈(Sarah Chan) 박사는 이번 결정이 인간배아 유전체 교정기술의 규제를 고려하는 국가들에게 좋은 모범사례가 될 것
  - 미국 보스턴 소아병원 조지 데일리(George Daley) 박사도 이번 승인이 생식계열 교정(정자, 난자, 배아의 유전자 교정)을 둘러싼 복잡한 이슈들을 이해하는 데 큰 도움이 될 것이라 낙관

 ○ 일본 홋카이도 대학교 이시이 테츠야(Tetsuya Ishii) 박사는 임상적인 생식계열 유전자 교정을 합법화에 관한 논쟁이 촉진될 것으로 예상, 일부 국가에서는 유전체 교정을 생식에 적용하는 것을 명백히 금지하지 않는다고 우려

   ¶ 출처 : 생명공학정책연구센터 BioINwatch 16-12, 영국, 인간배아에 대한 유전자가위기술 연구 허용, 2016.2

...................(계속)

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