애완동물을 복제하는 사람들

복제 개에서 현대의 매머드에 이르기까지, 복제 양 돌리가 첫 잠정적 단계를 밟은 이후로 복제는 먼 길을 왔습니다. 1996년 7월 5일, 업계 전체에 영감을 주고, 과학자들에게 멸종 위기에 처한 종을 돕는 새로운 방법을 제공하고, 당시에는 거의 상상할 수 없었던 방식으로 의학을 변화시킬 양 한 마리가 태어났습니다.

그러나 이것은 평범한 양이 아니었습니다. 그녀의 세계 진출은 획기적이었습니다. 그녀는 스코틀랜드 미들로시안의 로슬린 연구소에서 실시한 실험의 일환으로 다른 양의 유선에서 채취한 세포를 사용하여 복제되었습니다. 그들은 그녀의 이름을 가수 Dolly Parton의 이름을 따서 Dolly라고 지었습니다.

그 시점에서 과학자들은 1950년대 영국 생물학자인 John Gurdon 이 아프리카 발톱 개구리 를 복제하는 방법을 발견한 이래 복제(다른 생명체의 유전적으로 동일한 사본을 만드는 과정)에 손을 댔습니다. 많은 시도에도 불구하고 더 큰 포유류에서 위업을 반복하는 것은 어렵고 거의 불가능한 작업임이 입증되었습니다.

그러나 많은 과학적 돌파구와 마찬가지로 Dolly를 만든 실험은 우연 이었습니다. Roslin Institute의 과학자들은 핵 이식이라는 복잡한 과정을 사용하여 양을 복제하려고 시도했습니다. 그들은 전기를 사용하여 유선 세포의 핵을 두 번째 양의 난자 세포로 옮겼습니다. 이 난자 세포에는 이제 돌리의 어머니의 모든 DNA가 들어 있었고 실험실에서 자라서 배아가 되었습니다. 다만, 이런 일은 일어나지 않아야 했다. 그 당시 아무도 성체 세포의 DNA가 새로운 배아를 일으킬 수 있다고 생각하지 않았습니다. 전체 실험은 Roslin Institute 팀이 배아 세포를 사용하여 수행하기 전에 이 기술에 대한 테스트 실행을 의도했습니다.

"양 돌리의 복제는 성체 세포의 핵에 있는 모든 DNA를 본질적으로 재프로그래밍할 수 있다는 것을 세상에 보여주었고, 그래서 그것이 다시 배아 세포처럼 행동하기 시작하여 새로운 동물을 탄생시켰습니다."라고 Robin Lovell은 말합니다. 런던의 Francis Crick Institute의 줄기 세포 생물학 및 발달 유전학 연구소를 이끌고 있는 Badge. 예기치 않게 배아를 만든 Roslin Institute 과학자들은 일반 대중과 많은 세계 언론을 놀라게 하고 궁극적으로 Dolly를 낳은 세 번째 양 안에 넣었습니다.

돌리는 평생을 스코틀랜드의 로슬린 연구소에서 보냈습니다.  그녀는 폐 질환과 관절염이 발병한 후 겨우 6살 반에 사망했습니다(Credit: Getty Images).

불길한 예측은 이미 며칠 만에 이루어졌으며 대부분 인간 복제의 암울한 가능성에 중점을 두었습니다. 어떤 사람들은 복제가 사별한 부모를 위해 잃어버린 자녀를 대체 할 수 있는 방법을 제공할 수 있다고 제안하기도 했으며, TIME지는 "또 다른 당신이 있습니까?"라는 도발적인  제목 으로 돌리의 도착을 환영했습니다 .

그러나 지구 반대편에서 일본의 한 줄기세포 생물학자는 스코틀랜드에서 일어난 사건을 예리한 관심으로 관찰하고 있었습니다.

 

재생 의학의 부상

 

1996년 Shinyi Yamanaka는 자신의 경력이 표류하고 있다고 느꼈습니다. 그는 외과의사로서 불행한 기간을 견뎌냈고, 동료들은 그가 수술실에서 너무 오래 걸린다는 이유로 그를 일본어로 장해를 뜻하는 말장난으로 자마나카(Jamanaka)라는 별명을 붙였다고 합니다.

이제 Yamanaka는 오사카 시립 대학 의과 대학에서 지루한 일을 하며 대부분의 시간을 쥐를 돌보는 데 보냈다. 과학자들이 양을 복제하는 데 성공했다는 기사를 읽었습니다.

그는 성체 세포가 이런 방식으로 재프로그래밍될 수 있다는 사실에 매료되었고, 전사 인자(DNA에 결합하고 특정 유전자를 켜거나 끄는 단백질)를 추가하면 모든 성체 세포를 배아와 같은 상태로 다시 프로그래밍할 수 있는지 궁금해하기 시작했습니다. .

10년의 연구 끝에 Yamanaka는 처음에는 마우스로, 그 다음에는 인간 세포에서 그의 목표를 달성했습니다. 그의 기술은 피부 또는 혈액 세포가 4가지 전사 인자의 칵테일을 추가함으로써 신체의 모든 유형의 세포로 전환될 수 있는 만능 상태 로 재프로그래밍되도록 했습니다. Yamanaka는 나중에 2012년 노벨 생리의학상을 수상 할 정도로 획기적인 것으로 간주되었습니다 .

Yamanaka의 업적이 주목을 받은 이유는 과학자들이 환자의 혈액 샘플을 채취하여 실험실에서 자신의 체내 세포와 동일하게 행동하는 오가노이드(완두콩 크기의 작은 버전)를 만들 수 있게 했기 때문입니다. 이들은 신약, 백신을 테스트하거나 인간 발달과 관련된 기본 프로세스 중 일부를 단순히 이해하는 데 사용할 수 있습니다.

과학자들은 또한 유전 질환이 있는 환자를 위한 잠재적인 의학적 응용에 대해 흥분하고 있습니다. Lovell-Badge는 "잠재적으로 환자의 세포를 채취하여 유전적 결함을 교정한 다음 해당 세포를 사용하여 환자의 손상된 조직을 복구할 수 있습니다."라고 말합니다. "그래서 이것은 분명히 정말 중요한 발견이었습니다."

한국의 수암 생명공학 연구재단은 애완견 주인뿐만 아니라 최고의 작업견을 대체하고자 하는 단체를 위해 개를 복제합니다(제공: Getty Images).

복제 이면의 기술은 보다 직접적인 의학적 응용을 가지고 있습니다. 오리건 건강 과학 대학 배아 세포 및 유전자 치료 센터 의 과학자들은 돌리의 복제와 관련된 몇 가지 단계를 사용하여 희귀 미토콘드리아 질병을 앓고 있는 여성이 이 장애를 자녀에게 전염시키는 것을 방지하는 데 도움을 주었습니다. 어머니의 난자의 핵을 다른 여성의 건강한 난자 세포로 옮기면 손상된 미토콘드리아의 대부분 또는 전체가 남을 수 있습니다. 이 기술은 이후 " 세 사람 아기 "라고 불립니다.

 

애완 동물 복제

 

Dolly를 만든 과학자들에게 그들의 작업에서 가장 즉각적인 유산은 연구 센터의 생존이었습니다. 1996년에 Roslin Institute는 재정 상태가 불안정했고 정부 예산 삭감에 직면했습니다.

돌리는 생명줄로 판명되었습니다. 뒤이은 과학 및 언론의 광풍은 1998년 복제 기술에 대한 지적 재산을 구입한 텍사스에 기반을 둔 회사 ViaGen의 관심을 끌었으며, 새로운 자금을 조달할 수 있을 때까지 연구소가 생존할 수 있는 충분한 자금을 제공했습니다.

초기에 회사의 주요 목표는 복제를 사용하여 가축 사육을 개선하는 것이었습니다. 이 과정은 특히 황소와 같은 고부가가치 가축에 대해 오늘날에도 여전히 진행되고 있습니다. 복제는 또한 정상적인 번식의 유전적 추첨을 우회하고 실험실에서 만들어진 바람직한 유전적 변화를 세대에서 세대로 전달하는 데 사용됩니다. 일부 연구자들은 또한 박테리아 감염 결핵 및 살모넬라증과 같은 일부 일반적인 질병에 저항하는 동물을 만들기 위해 복제와 게놈 편집을 결합하는 방법을 찾고 있습니다.    

그러나 지난 6년 동안 애완동물 복제라는 새로운 산업이 등장했습니다. 2015년에 ViaGen은 사랑하는 고양이나 개를 복제하려는 애완동물 소유자에게 서비스를 제공하기 시작했습니다. 가격이 저렴하지는 않습니다. 회사는 고양이를 복제하는 데 35,000달러(22,800파운드), 개에 50,000달러(38,000파운드)를 청구하지만 수요는 있습니다. ViaGen은 지금까지 복제한 애완동물의 정확한 수를 공개하지 않지만 ViaGen의 고객 서비스 관리자인 Melain Rodriguez는 그 숫자가 수백 마리라고 말했습니다.

Rodriguez는 "처음 시작한 이후로 너무 많이 성장했으며 매년 점점 더 많은 애완 동물을 복제하고 있습니다."라고 말합니다. "우리는 매주 강아지를 낳습니다. 우리는 광고를 많이 하지 않고 입에서 입으로 전해지는 광고가 많습니다."

관련된 재정적 지출 때문에 Rodriguez는 회사 고객의 90%가 나중에 복제할 여유가 있을 경우를 대비하여 단순히 애완동물의 세포를 보존하기로 선택했다고 설명합니다. 복제가 여전히 엄청나게 복잡하다는 사실 때문에 높은 비용이 발생합니다. 개의 경우 전체 프로세스가 8개월, 고양이의 경우 1년이 걸립니다.

털북숭이 매머드는 정확한 복제품이 아니라 "북극 코끼리"에 가깝습니다(제공: Alamy)

"사람들은 '왜 그렇게 비싸요?'라고 묻습니다. 전체 프로세스에 복잡한 단계가 너무 많기 때문에 저는 그들에게 말합니다."라고 Rodriguez는 말합니다. "애완동물 고객에게는 분명히 정서적인 이유가 있습니다. 그들은 애완동물과 가진 강한 정서적 유대감을 계속 이어갈 수 있기를 원합니다."

이후 이 산업은 전 세계 다른 곳으로 확장되었습니다. 한국의 수암바이오텍은 개 복제 서비스를 제공하고 중국의 시노젠은 서비스를 제공합니다.

그러나 많은 과학자들은 전체 전제에 대해 여전히 불편합니다. Lovell-Badge는 모든 동물이 유전자와 환경의 산물이기 때문에 동물 복제에 대한 "정당화"가 없다고 주장합니다.

하버드 의과대학 유전학 교수인 조지 처치는 "사람들은 자신을 알고 특정 속임수 등을 알고 있는 애완동물을 정말로 원한다"고 말했다. "그런 의미에서 민중의 비통함을 조금은 악용한 것 같다."

 

멸종된 종을 되살리다

 

Dolly의 복제 이후 몇 년 동안, 핵심적인 질문은 과학자들이 이 기술을 인간에게까지 확장할 수 있는지 여부와 불러일으킬 많은 도덕적, 윤리적 문제였습니다.

그러나 2013년 인간 배아 복제 에 성공했지만, 인간 전체를 만드는 과정은 대중의 반발 때문에 시도된 적이 없다. 중국 과학자들은 2018년 1월 에 첫 번째 영장류 인 긴꼬리원숭이 Zhong Zhong과 Hua Hua를 복제했지만 현재 이 작업이 더 많은 영장류 종으로 계속될 것이라는 제안은 없습니다.

대신, 대부분의 자금은 복제를 사용하여 멸종 위기에 처한 동물을 부활시키는 데 사용됩니다. 자이언트 판다와 북부 흰 코뿔소(지구에 단 두 마리의 동물만 남아 있음)를 복제하기 위한 노력이 진행 중이며, 지난 2년 동안 ViaGen은 검은발 족제비 와 Przewalski의 말 을 복제했습니다. 멸종 위기에 처해 있습니다.

교회는 약 4,000년 전에 마지막으로 살았던 종인 털북숭이 매머드를 되살리기 위한 가장 야심찬 프로젝트를 주도하고 있습니다. 그의 멸종 위기에 처한 회사 Colossal은 이미 1,100만 파운드(1,450만 달러)의 자금 을 조달 하여 아시아 코끼리의 피부 세포를 채취하고 복제 기술을 사용하여 이를 매머드 DNA로 재프로그래밍하여 코끼리-매머드 잡종을 만드는 것과 관련된 아이디어를 지원하기 위해 모금했습니다.

유도만능줄기세포(Induced pluripotent stem cell), 줄기세포로 전환된 일반 세포는 인간 복제에 응용될 수 있다(Credit: Alamy).

처치는 극북의 툰드라를 활성화하는 데 도움이 되는 역할을 할 수 있는 "북극 코끼리"에 가깝다고 설명합니다. 그는 "현대 코끼리와 매머드의 가장 좋은 특징을 가진 북극 코끼리를 만들고 싶어하는 아주 좋은 이유를 생각할 수 있었습니다."라고 말했습니다. "그리고 그것은 기후 변화와 복원과 관련이 있을 것입니다. 북극 초원."

그러나 여러 가지 과제가 있습니다. 이 프로젝트에는 매머드 유전자를 보유할 수 있도록 아시아 코끼리 피부 세포를 편집하는 것과 결과 배아를 운반하고 낳을 대리모를 찾는 것이 포함됩니다. -배지. "태어난 후에는 어떻게 됩니까? 암컷 코끼리는 '도대체 내가 무엇을 낳았습니까?'라고 생각할 것입니다. 매머드 아기는 코끼리와 어떻게 상호작용할까요?"

오늘날 존재하는 많은 종들이 직면한 생존 문제를 고려할 때 멸종된 동물을 소생시키는 것이 적절한지, 그리고 지구의 기후와 생태계가 지구의 기후와 생태계가 근본적으로 달랐던 시기에 매머드가 마지막으로 존재했는지에 대한 질문도 제기되었습니다. 21 세기.

Lovell-Badge는 매머드가 살 수 있는 환경을 조성하고 적절한 식이 요구 사항을 보장하는 것이 어려울 수 있다고 지적합니다. . "글쎄요? 매머드에게 좋을까?"

 

미래

 

그러나 복제는 향후 수십 년 동안 더 냉정한 응용 프로그램이 될 수도 있습니다.

지난 1월, 메릴랜드 의과대학 외과의들은 말기 심장병을 앓고 있는 남성에게 돼지 심장을 이식했습니다. 그것은 팀이 장기가 거부될 가능성을 줄이기 위해 10가지 인간 유전자 변형을 가지고 있었습니다.

이 환자는 슬프게도 두 달만 더 생존했지만, 전 세계의 의사들은 이를 전 세계의 장기 이식 부족 문제를 해결할 수 있는 잠재적인 방법으로 인식했습니다.

유럽에서 장기 기증률이 가장 낮은 국가 중 하나인 독일에서 뮌헨의 혁신적인 의료 모델 센터 소장인 Eckhard Wolf는 유전적으로 동일한 돼지의 복제 및 번식을 시도하고 있습니다. 아이디어는 장기를 쉽게 적출하여 소위 인간으로의 이종이식에 사용할 수 있는 적절한 개체군을 확보하는 것입니다. 장기이식재단(Organ Transplantation Foundation)에 따르면 현재 독일에는 다른 치료법이 없는 장기부전 진단을 받은 사람이 약 8,500명 있습니다.

복제는 과학적 연구에 유용할 수 있는 유전적으로 동일한 동물을 생산하지만 일부 전문가는 이에 대해 윤리적인 우려를 제기했습니다(제공: Getty Images)

Wolf는 과감한 조치가 필요하다고 말합니다. 그는 "상황이 매우 시급하다"고 말했다. "예를 들어, 심장이식 대기자 명단에 있는 환자 중 절반 정도만이 이식을 받을 수 있습니다. 돼지는 장기의 크기와 기능이 인간에 비해 상대적으로 적합하기 때문에 기증자로서 여러 이점이 있습니다. 유전공학은 돼지에서 잘 확립되어 있으며 돼지 사용은 인간이 아닌 영장류보다 윤리적으로 더 많이 받아들여지고 있습니다."

Wolf는 복제를 사용하여 실험실 조건에서 세포에 여러 유전적 변형을 가하고, 돼지 배아 클론을 생성하기 전에 장기 거부 및 감염의 위험을 최소화하는 것을 목표로 합니다. 모든 것이 순조롭게 진행된다면 3년 안에 임상을 시작할 계획이다.

그러나 모든 사람이 이식 목적으로 동물을 사용하는 것에 대해 그렇게 긍정적인 것은 아닙니다. 독일의 동물 권리 운동가들은 이것이 본질적으로 돼지를 장기 공장의 지위로 격하시킨다고 주장하는 반면 독일의 동물 복지 협회는 이 프로젝트가 윤리적으로 의심스럽다고 설명했습니다.

전 세계의 상상력을 사로잡은 실험이 시작된 지 25년 이상이 지난 지금, 복제는 Dolly가 태어났을 때와 마찬가지로 관련성 있고 논란의 여지가 많은 주제입니다.