서울대학교 수의대 황우석 교수와 의대 문신용 교수가 포함된 한미 공동 연구팀이 세계 최초로 인간의 체세포를 복제한 배아를 이용해 인간배아줄기세포를 확립하는 데 성공했다.

이번에 확립된 줄기세포는 환자에게 이식할 경우 면역거부반응을 일으키지 않아 난치병 치료 등에 획기적 기여를 할 수 있을 것으로 평가되고 있다.

세계적으로 권위 있는 과학학술지인 사이언스지는 한미공동연구진이 참석한 가운데 13일 새벽 4시(한국시간) 국가과학진흥회 (AAAS) 연례회의에서 특별기자회견을 열고 “자발적으로 참여한 여성의 난자 및 체세포를 채취하여 복제배아를 만들고, 장기간 배양을 통하여 체세포제공자와 동일한 유전자를 갖는 복제배아줄기세포 생산에 성공했다”고 발표했다.

연구팀은 인간의 난자가 쉽게 파열되는 문제점을 극복하기 위해 난자의 투명대에 구멍을 만든 후 압력을 가해 용이하게 탈핵난자를 만드는 방법을 사용했다. 그리고 난자제공자와 동일인의 난구세포를 탈핵된 난자에 주입하여 핵이식 난자를 만든 후, 전기자극을 가해 세포융합을 유도했다. 미국 피츠버그 대학의 제랄드 셔튼 교수는 이와 같은 독특한 탈핵방법과 난자제공자와 동일인의 난구세포를 핵이식용 체세포로 이용한 점을 성공의 가장 중요한 요인으로 평가했다.

또한 연구팀은 핵이식 난자의 활성화를 촉진시키기 위해 화학물질인 칼슘 아이노포어 (A23187를 적절히 사용해 핵이식난의 배발육을 촉진했고, 연구팀이 개발한 hmSOFaa 배양액으로 배반포 단계까지 발육시키는데 성공하는 새로운 기법을 이용했다.

이와 같은 과정을 통해 총 30개의 배반포를 얻어 장시간 배양한 결과 이 중 한 개의 복제배아줄기세포를 확립하는 데 성공했다.

이렇게 완성된 복제배아줄기세포는 일곱가지의 표식인자 확인 및 염색체 분석을 통하여 정상적인 배아줄기세포로서의 특성을 지니고 있음이 확인됐으며, 부계 및 모계유전자를 분자생물학 기법 (RT-PCR) 으로 확인한 결과 확립된 배아줄기세포는 단위발생한 배반포로부터 유래한 것이 아님도 확인됐다.

아울러 DNA 지문분석방법으로 체세포공여자와 복제배아줄기세포의 유전자가 일치함을 입증하였고(오차확률은 8.8x10-16) 배상체 형성과 실험동물의 생체 내 이식 실험 결과 확립된 배아줄기세포가 여러 종류의 세포로 분화할 수 있는 기능을 지니고 있음도 확인했다.

특히 이번 성과는 불과 지난 해 4월 미국 피츠버그 대학의 연구팀이 원숭이실험에서 4-세포기 이상의 복제배아로 만드는 것은 중심체 기능의 이상을 초래하기 때문에 불가능하다고 발표한 후 채 1년도 되지 않아 일궈낸 연구라는 점에서 세계 과학계를 놀라게 하고 있다.

이번 연구성과에 대해 연세의대 박국인 교수는 "동물복제에 이용되는 체세포 핵이식 기술과 인간배아줄기세포 배양기술을 융합시킨 인간 복제배아줄기세포 생산기술은 21세기의 새로운 의료기술 개발을 위한 견인차 역할을 수행할 수 있을 것이다”고 밝혔다.

실제적으로 인간의 복제배아줄기세포가 임상연구에 활용되면 파킨슨씨병, 뇌졸증 및 치매 등 뇌신경질환, 뇌척수손상, 관절염 등 운동장애, 그리고 당뇨병 등의 담도췌장질환을 치료할 수 있는 세포치료가 가능할 것으로 예상되고 있다.

서울대 문신용 교수는 “이와 같은 기술을 응용하면 배아나 난자를 이용하지 않고 일반 체세포의 분화과정을 변화시켜 줄기세포를 확보할 수 있는 방법도 개발될 가능성도 있다”라고 전망했으며, 이 연구에 참여한 미즈메디병원 노성일 이사장은 “이번 연구가 기존의 전통적 치료의학에서 세포치료의학으로 바뀌는 전기가 될 수 있다”고 평가하기도 했다.

그러나 이번 연구결과는 향후 인간개체복제에 대한 논란을 불러일으킬 전망이다. 공동연구책임자인 서울대 황우석 교수는 “소와 돼지 등의 복제연구 경험을 통해 심장중격결손, 간장종대, 뇌수종증 등과 같은 치명적 장기결손 사례가 많이 발생하는 등, 과학적으로도 해결해야 될 많은 숙제를 안고 있어 종교나 철학 이전에 기술적 측면에서도 인간복제의 시도는 결코 용서할 수 없는 범죄행위”라는 점을 분명히 했다.

문신용 교수 역시 “의학자로서 본 연구이외의 대안이 없는지 고뇌와 고뇌를 거듭하다가 고통받는 환자에게 희망을 주고 과학기술의 신기원을 찾아야 한다는 신념으로 본 연구를 관철시켰다”면서 “일부 윤리적 우려에 대해서는 현재 국회를 통과한 생명윤리법의 엄격한 적용, 철저한 연구진도의 분석․관리, 그리고 연구자의 윤리의식 제고를 통하여 인간복제의 위험성을 원천적으로 봉쇄하여야 한다”고 밝혔다.

연구진은 과학기술부 세포응용연구사업단 및 세계 각국의 윤리규정을 참고하여 인간개체복제를 사전에 방지할 수 있는 연구방침을 정하였다. 한양대학교 임상시험윤리위원회에서 연구계획을 승인 받아 십여 명의 자발적 난자공여자로부터 총 242개의 정상난자를 얻었다.

본 연구결과는 2월 12일 사이언스지 인터넷 판에 게재되었고 16일 미국 국가과학진흥회 (AAAS) 연례회의에서 연구책임자인 황우석 교수에 의하여 특별강연 될 예정이다.

이 연구에는 국내에서 서울대를 비롯하여 한양대 (산부인과 황윤영 교수), 미즈메디병원 (노성일 이사장, 윤현수 연구소장) 및 가천의대 (구자민 교수) 등 다양한 분야의 전문가들이 참여하였다.

한편, 이번 연구결과는 과학저널 SCIENCE와 미국 국가과학진흥에 의해 전 세계에 한국시간13일 04시까지 보도 시한이 제한돼 있었으나, 중앙일보 등 일부 언론매체들이 이를 깨고 미리 12일 이를 기사화 해서 파문을 일으키기도 했다.

연구팀은 이에 대해 “연구결과를 연구책임자에게 아무런 확인절차도 없이 일방적 보도에 의해 한국 과학계가 향후 입게 될 국제적 위신 추락과 난관봉착 등의 측면에서 이를 매우 유감스럽게 생각한다”는 입장을 밝혔다.