[보고서] ‘3세대 유전자 가위’ 논문·특허기술 전쟁 6…교정인가 편집인가?

- Genome editing: 유전체 교정인가 편집인가?

생명과학자들은 최근 3세대 유전자 가위(크리스퍼/카스, CRISPR/Cas9)를 개발했다. 인간세포와 동식물세포의 유전자를 마음대로 교정 또는 편집하는데(Editing) 사용한다. 표적 DNA를 자른 후 세포 내 복구 시스템에 의해 다시 연결되는 과정에서 유전자 교정과 원하는 변이가 일어난다. 이 방식을 활용해 암과 AIDS 등뿐만 아니라 더 나아가 희귀난치병 치료나 작물•가축개량•미래식량(Clean meat) 분야에서 유전자 가위 혁명이 빠르게 확산되고 있다.

특정 유전자 부위를 정확하게 잘라 내 그 기능을 알아내는 데에도 사용되고, 쥐를 대상으로 특정 유전자를 제거/억제하거나(Knock-out) 특정 유전자를 삽입하여(Knock-in) 희귀 병을 가진 쥐를 만들기도 하는데, 종전에는 수개월~수년이 걸렸지만 유전자 가위를 이용하면 시간과 비용을 획기적으로 줄일 수 있기 때문이다. 이렇듯 인류는 세포 안에 있는 특정 유전자나 염기를 골라서 제거하거나 정상으로 바꿀 수 있는 유전자 가위 기술을 보유했다. 

본 보고서에서는 3세대 유전자 가위에 대한 논문 공개 순으로 제니퍼 다우드나 교수 팀 – 펭 장 교수 팀 – 김진수 교수 팀의 논문의 내용을 살펴보고, 지금 벌어지고 있는 특허전쟁에 대해서는 특허 출원일 순으로 소개하되, 특허등록 여부를 같이 분석해 인사이트를 제공하고자 한다. 다만, 논문 공개시기보다 대부분 특허 출원일이 앞서 있고, 또한 특허출원서의 내용과 논문 내용이 다룰 수도 있지만, 특허기술들이 논문 연구과정에서 발견한 기술들이라는 점에서 논문을 먼저 살펴보고 특허를 나중에 살펴보기로 한다. 아울러 논문과 특허분석이기 때문에 오류가 있을 수도 있다는 점을 알려드리는 바이다. 차후 유료 보고서로 디자인 출간하여 판매할 예정이다.

글 싣는 순서 

I부 – ‘3세대 유전자 가위(CRISPR/Cas9)’ 논문/특허기술 전쟁
1장. 크리스퍼/카스(CRISPR/Cas)란 
2장. 논문 분석
2-1. UCB(버클리대), 제니퍼 다우드나 교수 팀의 논문 분석(2012)
2-2. MIT, 펭 장 교수 팀의 논문 분석(2013)
2-3. 서울대, 김진수 교수 팀의 논문 분석(2013)
3장. 특허분석/특허전쟁
3-1. 다우드나 교수, 원핵생물 대상, 최초 특허출원(2012)과 출원서 공개(2014)
3-2. 김진수 교수(툴젠), 인간세포 대상, 최초 특허출원(2012)과 출원서 공개(2014)
3-3. 장 교수, 인간세포 대상, 초고속 심사 신청, 2014년 4월에 특허를 획득
3-4. 미국 특허심판원 다우드나+장 교수의 양쪽 기술을 모두 인정(2017.02)
3-5. 다우드나 교수의 그간의 노력
3-6. 유럽특허청(EPO), 최초 연구자 다우드나 교수의 특허를 승인(2017.05)
3-7. 중국 국가지식산권국(SIPO), 다우드나 교수의 특허를 승인(2017.06)
3-8. 크리스퍼 논문/특허 분쟁 관련 주요 내용

4장. Discussion

[참고] Genome editing: 유전체 교정인가 편집인가?(23 Jul 2015)


우리말로 조작(Manipulation)이냐, 변형 혹은 수정(Modification)이냐, 편집 혹은 교정(Editing)이냐가 관건인데, 앞서 살펴 본대로 제니퍼 다우드나 교수 팀의 논문(2012)이나 펭 장 교수 팀의 논문(2013)이나 김진수 교수 팀의 논문(2013)이나 이를 혼용해서 쓰고 있다는 점이다. 2012~2013년의 논문들이니 혼용을 해서 썼겠지만, 앞으로는 글로벌적으로 합의를 해서 표준 용어를 사용할 필요가 있다.

Editing은 번역할 때 발생하는 국내 문제로 영어 용어에는 논란이 되지 않겠지만, 7,000어의 글로벌 언어에서는 향후 나라마다 문제가 될 수도 있다. 그러한 점에서 국내의 표준 용어에 대해서는 2015년 7월 23일에, 김진수 교수를 비롯한 Genome editing 기법을 개발하거나 사용해 학술 논문을 발표한 국내 연구책임자들이 작성한 <Genome editing: 유전체 교정인가 편집인가?>을 참조할 필요가 있다. 다음 아래 내용은 김진수 교수의 허락을 받아 본 보고서에 참고로 삽입하고 공개하는 바이다. 

CRISPR_Cas9
▲ 출처: Pixabay

[참고] Genome editing: 유전체 교정인가 편집인가? 

최근 생명과학계는 물론이고 언론에서도 genome editing 기법이 큰 관심을 불러일으키고 있습니다. Genome editing은 CRISPR-Cas9과 같은 programmable nuclease(유전자가위)를 이용해 인간 및 동식물의 유전자에 맞춤 변이를 도입하는 실험기법으로 유전자의 기능을 밝히기 위한 연구수단으로서 널리 사용되고 있을 뿐 아니라 최근에는 유전질환과 암, AIDS 등 다양한 난치성 질환의 치료 방법으로서도 주목 받고 있습니다. 

또한 이 기법을 동식물에 적용하여 고부가가치 농작물, 가축을 만들거나 해충을 박멸하기 위한 연구가 전세계적으로 활발히 진행되고 있습니다. 이와 같이 genome editing은 생명과학 실험실에서만 활용되는 실험기법에 그치지 않고 21세기 인류의 삶에 지대한 영향을 미치는 신기술이 될 것으로 기대되고 있습니다. 미래창조과학부에서도 이러한 가능성에 주목하여 올해 미래기술영향 평가의 대상으로 genome editing을 선정하였습니다. Genome editing의 사회적 파급효과를 고려할 때 이는 매우 시의적절한 시도라고 평가합니다. 

우리는 genome editing 기법을 다양한 생명과학 연구에 직접 활용하고 있는 학자들로서 정부와 언론의 관심에 대해 적극 환영하는 입장입니다만 일반인들의 오해를 불러 일으키는 용어가 일부 언론에서 사용되는 경향에 대해 우려의 뜻을 전하고자 합니다. 

Genome editing은 2000년대 중반 이후 등장한 학술용어로서 국내 언론은 이를 “유전자/유전체 교정(校訂)”, “유전자/유전체편집(編輯)”, “유전자가위 기술” 등 다양하게 번역하여 소개하고 있습니다. 우리는 이러한 용어 가운데 “유전자/유전체 편집”이라는 용어가 사실에 부합하지도 않을 뿐만 아니라 일반인들의 오해를 불러 일으킬 수 있다는 점에 우려합니다. 예를 들어 “중국 과학자들이 인간의 배아를 편집했다”, “인간 유전자를 편집한다”, “유전자편집 과일, 슈퍼마켓 덮치다”라는 표현이 국내 언론에 등장하여 일반인들의 오해를 불러 일으키고 있습니다. “유전자 편집”은 독자들의 주목을 끌기 위해 일부 언론이 사용한 표현입니다만 국내 학계에서는 이를 사용하지 않고 있을 뿐만 아니라 과학자들의 의도를 왜곡하고 사실관계를 훼손하는 과장된 표현입니다. 

무엇보다 “유전자/유전체 편집”은 genome editing을 오역한 것으로서 사실과 다릅니다. 사전을 찾아 보면 editing은 1. 편집(編輯), 2. 교정(校訂), 두 가지로 번역됩니다. 문제는 편집과 교정의 의미가 매우 다르다는데 있습니다. 편집을 국어사전에서 찾아 보면, “일정한 계획 아래 여러 가지 재료를 모아 엮어서 책이나 신문, 잡지 따위를 만드는 일”이라고 설명합니다. 이는 명백히 genome editing에 해당하지 않습니다. 유전자를 이것 저것 모아 취합해 새로운 유전체를 만든다면 synthetic biology, 즉 합성생물학에 해당합니다. 

Genome editing은 유전자를 제거하는 knockout, 유전자 염기서열 일부를 교체하는 knockin으로 구성됩니다. Knockout 하는 경우 불과 1-10 여 개의 염기를 제거하거나 삽입하고 knockin 하는 경우에도 단일염기의 변이를 유도하거나 최대 1만 개 염기쌍으로 구성된 유전자를 유전체의 특정 장소에 삽입하는 데 사용됩니다. 인간의 유전체가 32억쌍의 염기로 구성되어 있으므로 1만 개 염기쌍으로 구성된 유전자를 삽입하는 극단적인 경우에도 불과 32만분의 1에 해당하는 변이를 초래하는 것입니다. 이는 ppm 단위의 극소적인 변이라고 할 수 있습니다. 단일염기를 삽입하여 유전자를 녹아웃하는, 보다 일반적인 경우에는 32억분의 1에 해당하는 변이로서 parts per billion(ppb) 입니다. 이를 두고 유전체를 편집했다고 하는 것은 지나친 과장이자 오류입니다. 

반면 editing의 또 다른 번역어인 “교정”은 주어진 텍스트에서 일부를 수정하는 것을 의미합니다. 500쪽의 두꺼운 책 한 권에서 한 글자 또는 한 문장을 바꾼다면 수십만 분의 일 내지는 수만 분의 일을 수정하는 것입니다. 이는 교정이지 편집이라고 할 수 없습니다. Genome editing은 genome이라는 1백만 쪽 이상 되는 방대한 책에서 한 글자 내지는 기껏해야 한 문장을 바꾸는 것입니다.

둘째, “유전자 편집”이라는 표현은 연구자들의 의도를 왜곡하고 훼손합니다. 국내외 연구자들이 혈우병과 같은 유전질환의 잠재적 치료법으로서 genome editing 기법을 사용합니다. 유전병의 원인이 되는 돌연변이를 원상복구하자는 것입니다. 이는 유전자의 교정이지 편집이 아닙니다. 

셋째, “유전자 편집”이라는 용어는 일반인들에게 genome editing을 이용한 치료제와 이 기술을 이용해 만든 가축, 농작물 등에 대해 불필요한 오해와 반감을 불러 일으킬 수 있습니다. 이 기술의 작용원리와 결과에 대해 정확히 파악할 수 없는 일반인들은 “인간의 유전자를 편집한다”는 표현을 두고 마치 일제시대 만주의 731부대에서 자행한 비인도적 생체실험을 연상할 수도 있습니다. “유전자 편집된 가축, 과일”이라는 표현도 일반인들의 거부감을 불러 일으킬 것이 자명합니다. 이러한 오해로 인해 발생하는 불필요한 사회적 갈등과 이를 해소하기 위해 드는 사회적 비용은 막대할 것입니다. 

GMO는 과학 용어를 사려 깊게 번역해 사용하는 것이 얼마나 중요한지 보여 주는 좋은 사례입니다. GMO는 현재 “유전자변형 작물”로 번역되고 있지만 과거에는 “유전자조작 작물”로 번역되어 한동안 사용되었습니다. 한자어는 다르지만 조작이라는 단어가 주는 부정적인 느낌이 GMO에 대한 일반인의 거부감에 일조했음을 부인할 수 없습니다. 

GMO를 둘러싼 사회적 갈등은 우리 사회에만 국한된 것은 아니지만 특히 한국에서 GMO에 대한 일반인의 반발과 이를 반영한 정부의 규제는 구미 선진국, 남미, 중국에 비해 훨씬 엄중하고 심각합니다. 이로 인해 소비자와 생산자, 종자회사, 정부와 언론, 과학자들은 불필요한 사회적 부담과 피해를 함께 감당하고 있습니다. 

과학기술은 국가 경제를 발전시키고 사회를 변화시키는 원동력이지만 실험실에서 개발된 연구 성과가 실제 실험실 밖 세상에서 널리 활용되기 위해서는 일반인들의 이해와 지지를 얻는 것이 무엇보다 중요합니다. Genome editing 기술이 우리 사회에서 오해와 갈등을 불러 일으키지 않고 순조롭게 수용되기 위해서는 올바른 용어의 사용이 그 첫걸음이 된다는 점에서 우리는 국내 언론과 학계에 “유전자/유전체 편집”이라는 잘못된 표현을 자제해 주실 것을 요청 합니다.  

Genome editing은 학술용어로서 이의 번역어는 실제 이 기법을 개발하고 활용하는 학자들의 의견을 존중하는 것이 합당합니다. 우리는 이에 대한 대안으로 “유전자/유전체 교정”이 사실에 부합하고 실제 이 기법을 사용하는 연구자들의 목적과 일치하는 용어라고 판단합니다만 이 용어가 녹아웃에는 적절하지 않고 기술친화적이라는 지적도 일리 있다고 생각합니다. Editing에 편집과 교정, 두 가지 중의적인 의미가 있으니 이를 번역하지 말고 “유전자 에디팅”으로 사용하자는 의견도 있고 “유전자 첨삭(添削)”이라는 용어도 대안이 될 수 있습니다. 

따라서 genome editing에 대한 폭넓은 관심과 그 파급효과를 고려할 때 몇 명의 전문가 또는 비전문가가 모여서 용어를 정하는 것 보다는 일반인, 기자, 학자들이 참여하는 자리를 마련해 공론화하는 것이 바람직하다고 제안합니다. 이번 미래부의 미래기술영향평가는 그 첫걸음이 될 수 있다는 점에서 관계당국과 언론의 협조를 구합니다. 

2015년 7월 23일
Genomeediting기법을 개발하거나 사용해 학술 논문을 발표한 국내 연구책임자 일동 (무순)

  • 연세대학교 생화학과 이한웅
  • 연세대학교 의과대학 김동욱
  • 충남대학교 생명과학과 김철희
  • 생명공학연구원 유권
  • 서울대학교 생명과학부 이준호
  • 서울대학교 생명과학부 김빛내리
  • 서울대학교 수의과대학 이병천
  • 서울대학교 수의과대학 장구
  • 서울대학교 농생대 한재용
  • 서울대학교 농생대 박태섭

 

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아스팩미래기술경영연구소(주) 대표, (전)국가과학기술심의회 ICT융합전문위원회 전문위원, 국토교통부 자율주행차 융복합미래포럼 비즈니스분과 위원, 전자정부 민관협력포럼 위원, 국제미래학회 과학기술위원장