[성공예감] 29억 원 유전자 가위, 이렇게 작동합니다 – 조가연 이사(가우스벤처스)

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인터뷰 자료의 저작권은 KBS라디오에 있습니다.
전문 게재나 인터뷰 인용 보도 시,
아래와 같이 채널명과 정확한 프로그램명을 밝혀주시기를 바랍니다.
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- 혈액질환 치료를 위한 유전자 가위 치료제 미국 판매 승인
- 캐시우드는 ‘유전자 편집’을 시총 1조 달러 성장 가능한 기술이라고 표현
- 이중 나선형 구조의 DNA에서 원하는 부분을 찾아내 효소를 통해 치료하는 것을 유전자 가위(유전자 편집)라고 칭해
- 1980년대에 유전자 재조합을 통해 당뇨병 치료제인 인슐린을 합성해
- 3세대 유전자 가위인 ‘크리스퍼’는 캐스9 효소를 활용해 상용화
- 2020년 크리스퍼 유전자 가위의 개발자 2명이 노벨 화학상 수상
- 유전자 가위는 생명의 코드를 다시 쓰는 도구라고 불려
- 유전자 재조합하는 GMO 기술과 유전자 자체를 편집하는 유전자 가위 기술은 달라
- 크리스퍼 치료제의 약값은 약 29억 원 예상
- 유전자 편집 기술 분야에서 한국도 선도 국가

■ 프로그램명 : 성공예감 이대호입니다
■ 방송시간 : 12월 27일(수) 09:05-10:53 KBS1R FM 97.3MHz
■ 진행 : 이대호
■ 출연 : 조가연 이사(가우스벤처스)

◇이대호> 성공예감 이대호입니다. 미래생활사전 시간으로 넘어가 보겠습니다, 미래생활사전. 항상 우리가 엄청난 기술 트렌드를 여기서 배우게 되는데. 오늘은 유전자 편집 기술에 대해서 이야기를 들어볼 겁니다. 이 유전자를 어떻게 자르고 붙인다라는 건지, 이것으로 먹거리부터 치료제까지 어떻게 만든다라는 건지, 유전자를 자르고 붙이면 과연 윤리적인 문제나 안전성 우려는 없을까. 입체적으로 한번 들어보시죠. 미래생활사전 가우스벤처스의 조가연 이사와 함께합니다. 안녕하세요.

◆조가연> 네, 안녕하세요.

◇이대호> 일단 2023년, 조가연 이사님한테 들은 기술 트렌드만 해도 어마어마합니다. 굉장히 많은 기술들이 세상을 떠들썩하게 했는데. 조가연 이사님이 꼽기에 최고의 기술은 뭡니까? 올해 한 해?

◆조가연> 최고로 논란이 됐던 기술은 누가 뭐라고 해도 생성형 AI가 꼽힐 것 같고요.

◇이대호> 챗GPT 같은.

◆조가연> 네. 이건 단순히 AI나 IT 영역에만 한정된 것이 아니라 금융이나 산업이나 심지어 소재 기술 같은 곳에도 적용이 되면서 생성형 AI, 특히 오픈 AI가 만든 챗GPT로 대표되는 이런 것들이 좀 대중화되던 시기였던 게 중요했던 것 같고요. 그리고 소위 민간 영역으로 우주항공 기술들이 많이 발전이 되면서 뉴스페이스 시대, 그리고 민간 항공과 어떤 새로운 모빌리티를 바치고 있는 신재생 에너지 기술도 많이 이야기가 됐습니다. 그리고 사실 이걸 기술이라고 하기는 조금 섣부르지만 기대감을 불러일으켰던 초전도체 이야기도 있었고요.

◇이대호> 초전도체.

◆조가연> 그리고 바이오 의료 분야에서는 특히나 최근에 이달에 연말 기대감을 좀 가지고 왔던 게 우리가 꿈의 치료제라고 불렸던 유전자 편집 치료제가 이야기 될 것 같습니다. 지난달에 특히 유전자 가위 치료제가 판매 승인이 나면서 특히나 연말에 좀 이제는 유전자 편집이 좀 우리 대중화 또는 상용화되는 시점이 됐다라는 기대감이 나오고 있고요. 많이 이야기가 되고 있는 캐시우드, 돈나무 언니라고 이야기되는 어떤 캐시우드에서도 시총 1조 달러로 성장이 가능한 소위 넥스트 테슬라 기술이 무엇이냐라고 이야기할 때 한 2년 전부터는 유전자 편집 기술을 가지고 있는 회사들이 올라올 것이다라고 얘기를 해 왔었습니다. 그런 점에서 올해에도 특히 그리고 내년에 시작할 때에도 이런 유전자 편집 또는 유전자 가위와 관련된 기술, 치료제들이 조금 전망이 좋지 않을까라는 이야기들이 나오고 있습니다.

◇이대호> 유전자 편집. 이게 동영상 편집도 아니고. 그렇죠? 음성 편집도 아니고. 영상 편집처럼 진짜 이게 자르고 붙이고 할 수 있다라는 거예요? 우선 좀 개념부터 알려주세요.

◆조가연> 그러니까 없는 걸 만드는 것이 아니라 있는 것 중에서 얘기하신 것처럼 글에도 오타가 있으면 교정을 해야 되잖아요. 그런 것처럼 잘못된 또는 문제가 있는 유전자 부위를 삭제하거나 교정한다라고 이해를 하시는 게 가장 정확할 것 같고요. 그럼 유전자라고 하는 게 뭐냐라고 얘기를 해 보면 부모 세대에서 자녀 세대로 보통 유전된다, 어떤 특징들이 유전된다라고 얘기를 하죠. 그럴 때 그 유전되는 정보의 기초 단위이자 소위 사람이나 동식물이 어떤 생체 활동을 할 때 그 생체 활동을 가능하게 하는 모든 근원적인 부분이라고 이해를 하시면 좋겠습니다. 그러니까 제가 이런 피부 색깔과 이런 머리색을 가지고 부모님의 얼굴 모양들을 가지고 오는 것도 이 유전자 DNA의 역할이고 또 어떤 세포가 만들어지고 살이 다쳤을 때 이걸 또 복원하고 어떤 간이나 신장의 역할을 하는 것들을 생체 역할을 정상적으로 할 수 있도록 그 기능을 암호화하고 있는 것도 보통 유전자 DNA라고 얘기를 하거든요. 모든 생명체의 기초적인 생명 활동 작용이다라고 보시면 제일 좋을 것 같고요. 그러면 유전자 편집이라고 하는 것은 우리가 가지고 있는 유전자의 부위 중에 어떤 문제가 되는 부분 또는 타고날 때부터 정상적인 기능을 할 수 없도록 돌연변이가 있다거나 결함이 있는 부분을 찾아내서 그러니까 인식을 해서 그 부분을 삭제를 하거나, 문제가 되지 않도록 삭제를 하거나 교정을 하거나 아니면 그 부위에 정상 유전자 또는 그 기능을 대체할 수 있는 유전자를 집어넣는 것이 유전자 편집이다라고 보시면 좋을 것 같습니다. 아까 동영상이나 글을 얘기하셨는데 동영상도 잘못 찍힌 부분이 있으면 그 부분을 정교하게 잘라내야 되고요. 글 같은 경우도 원하지 않는 부분이나 오타가 있다면 정교하게 고쳐야 되는데 그것과 똑같이 특정한 유전자만 골라서 편집하고 즉, 제거하고 교정한다라고 보시면 제일 좋겠습니다.

◇이대호> 우리의 몸을, 우리 몸속에 있는 유전자를, DNA를. 글 수정하듯이, 원고지나 동영상 편집하듯이 싹뚝싹뚝 잘라낼 수 있다. 일단 개념은 비슷합니다. 조금 더 디테일한 기술은 뒷부분에 좀 여쭤보겠고요. 우선 그러면 저는 이게 드는 질문이 이걸 그럼 왜 하기 시작했을까요? 물론 필요에 따라서 개발이 되고 있을 텐데요.

◆조가연> 유전자를 치료한다라는 개념은 훨씬 더 거슬러 올라가서 이전부터 있었습니다. 그러니까 환자의 유전체 구성에 어떤 변화를 줘서 유전적인 결함들 또는 후천적으로 생성된 돌연변이 같은 문제들을 교정을 하자. 그게 질병의 원인을 가장 근원적으로 치료하는 방식이다라는 접근에서 시작을 했고요.

◇이대호> 예를 들어서 우리 집안에 어떤 위암의 집안 내력이 있는데 그 관련된 유전자를 찾아서 그걸 잘라내자, 돌연변이. 아니면 피부를 많이 노화시키는 이 유전자만 찾아서 잘라내자, 이런 식으로.

◆조가연> 그러니까 이게 비유가 적확할지는 모르겠지만 계속해서 피부 트러블이 발생을 할 때 겉에 보이는 피부층에 연골을 바르는 것보다는 그 피부 문제를 유발시키는 어떤 정확한 유전자 그 원인이 있다면 그것을 고치자라고 하는 게 유전자 치료의 첫 번째 아이디어였고요. 기본을 보자면 사람을 포함해서 모든 생명체는 세포를 가지고 있고 당연히 그 세포 안에는 부모로부터 물려받은 염색체들과 그 안에 유전 정보를 담고 있는 DNA, 소위 얘기하는 DNA 유전자들이 들어가 있습니다. 그리고 여기서 조금 이해를 하시면 좋을 게 DNA가 일종의 문장이라면 그 DNA를 구성하고 있는 염기라고 하는 것은 4가지 자음과 모음이라고 이해를 하시면 좋거든요. 그러니까 DNA가 우리가 그 과학 책에서 보시면 나선 형태로 두 가지 끈이 이렇게 꼬여져 있는 모습들을 많이 보셨을 텐데.

◇이대호> 책이 많이 나오는 그림.

◆조가연> 맞습니다. 그 꼬여져 있는 이중 나선이 일종의 문장의 연속이다라고 보시면 그 문장들을 구성하고 있는 염기라고 하는 것들은.

◇이대호> 자음과 모음 같은 것.

◆조가연> 4가지 자음과 모음이 약 30억 쌍이 모여서 이중 나선을 만들고 있다라고 이해하시면 좋을 것 같아요.

◇이대호> 30억 쌍.

◆조가연> 예. 그렇기 때문에 우리가 편집이라고 할 때 그 문장을 잘라낸다라고 얘기를 했던 게 DNA 문장 속에 문제가 있는 부분. 문제가 있는 그 단어 염기를 삭제하거나 교정한다라고 얘기를 드리면 제일 좋을 것 같습니다. 그래서 그 DNA를 교정을 하는 것이 우리가 지금 얘기하고 있는 유전자 편집 또는 유전자 가위라고 하는 것들이고요. 동영상을 편집하고 글을 편집하듯이 DNA 이중나선 구조 속에서 원하는 또는 문제가 되는 특정 염기, 염기 서열만 제거하고 교정하자 그렇게 한다면 우리가 사후적으로 어떤 문제가 되는 부분에 연구만 받을 게 아니라 가장 근원적인 문제를 제거할 수 있다라는 접근법에서 시작을 했습니다.

◇이대호> 이걸 이렇게 설명해 주시니까 확 와 닿네요. 이거 진짜 해당 분야 만약에 박사님들 나오셨으면 이렇게 설명 못하셨을 텐데. 그런데 우리가 유전자 편집 기술. 뭔가 자르고 붙이는 그래서 유전자 가위라고도 표현을 하지 않습니까. 물론 진짜 가위 갖다 자르지는 않겠죠. 유전자 가위라고 부르는 이유는 뭘까요.

◆조가연> 일단 유전자 편집의 첫 시작이 문제가 되는 또는 돌연변이가 발생한 그 유전자 염기를 잘라내는 것에서 시작을 했습니다. 그렇기 때문에 잘라내기 위해서는 그 유전자 부위를 정확하게 절단할 수 있는 그 절단의 역할을 하는 효소가 필요한 거고요. 그렇기 때문에 이 유전자 편집을 다른 말로 유전자 가위 기술이라고 부르기도 합니다. 우리가 종이를 자른다라고 생각을 해보시면 종이에 그냥 가위를 대고 막 싹뚝싹뚝 자를 수도 있지만 아주 밑그림을 잘 그려서 그 밑그림을 따라서 자를 수도 있잖아요. 그게 조금 더 어쩌면 그 정교할 수 있고요. 그렇기 때문에 DNA 문장, DNA 이중 나선이 꼬여 있는 그 문장 속에서 어디를 잘라야 가장 정확하게 잘 자를 수 있는가가 숙제이고요. 그걸 할 수 있도록 그 원하는 위치를 표시해 주는 역할과 그 원하는 그 위치가 표시됐을 때 잘 자를 수 있는 분해 효소 이 두 가지를 묶어놓은 게 하나의 유전자 가위다라고 보시면 좋겠습니다. 그래서 그 DNA 나선에 있는 염기서열 글자들이 바뀐다면 DNA가 우리 생체 활동의 근원이기 때문에 우리의 세포 활동이나 생체 활동도 바뀌게 되거든요. 이걸 통해서 기능이 문제가 있던 것들을 고치자라고 하는 게 유전자 편집 또는 유전자 가위라고 하는 치료제가 등장하게 된 배경입니다.

◇이대호> 무엇을, 어디를 자를 것인가 이게 되게 핵심인 거고 글로 따지면 아버지 가방에 들어가신다를 어디를 띌 것이냐가 완전 천양지차를 가르듯이 정말 중요한 거. 이게 진짜 혁신적인 기술이 되겠네요.

◆조가연> 이론상으로는 유전자에 문제가 있는 것은 인식만 한다면 유전자 가위로 교정할 수 있다라는 게 이론상으로는 지금 거의 만능으로 교정할 수 있다라는 얘기를 하고 있고요. 생각해 보면 기존의 치료법이라고 하는 것은 만약에 우리가 두통이 많이 발생하면 그 두통을 통증을 유발하는 그 전달물질이라고 하는 것들을 제거하면서 두통약을 먹었던 경우가 많이 있었었거든요. 그런데 유전자 치료다 또는 유전자 편집이다라고 한다면 더 근본적으로 들어가서 아예 나의 DNA 염기 서열 속에서 특정한 통증을 일으키는 근원적인 문제가 있는 게 있다면 우리가 그걸 알고 있다면 그걸 잘라내자 그리고 잘라내는 것으로 부족하다면 거기에 새로운 것을 집어넣자라고 하는 게 그 최근의 개념입니다. 그렇기 때문에 기존의 의학에서는 좀 치료가 어려웠던 난치성 질환. 특히나 DNA 이상이나 변이 때문에 발생했던 선천적인 유전병 또는 후천적으로 유전자가 돌연변이가 일으켜지면서 만들어졌던 암이나 각종 종양 같은 것들 이런 것들을 문제가 되는 유전자만 제거를 하고 정상적으로 기능을 하도록 편집하는 기술로 유전자 편집 기술이 나왔고 그렇기 때문에 더 근원적인 질병 치료법이다라는 점에서 우리가 일각에서는 꿈의 치료제다 또는 혁신적인 치료제다라는 이야기를 하고 있습니다.

◇이대호> 그래서 이론적으로는 치료를 할 수 있는 그런 토대가 만들어졌다는 말씀을 해 주셨고. 정말 꿈의 치료제가 나올 것 같기는 한데. 그 뒷부분에 더 들어봐야 되겠고 이게 언제부터 시작된 거예요, 이런 기술이 유전자 편집이.

◆조가연> 유전자 편집이라고 하는 것은 그 개념이 등장한 건 1980년대 그리고 지금처럼 대중화가 된 것은 2010년대에 들어와서일 텐데요. 사실 더 거슬러 올라가서 유전자 편집 이전에는 유전자 조작이라고 하는 초기 기술이 있었습니다.

◇이대호> 우리 콩.

◆조가연> 네, GMO로 많이 이야기되는 유전자 조작 이것을 좀 더 정교하게 말하면 유전자 재조합 기술이라고 부르는데요. 사실 이미 유전자 재조합을 통해서 우리가 먹을 수 있는 약이 등장한 게 1980년대이고 그 대표 격이 소위 당뇨병 치료제인 인슐린이거든요. 기존에는 과거에는 인슐린이 그 사람에게서 정상적으로 분비되지 않기 때문에 인슐린을 맞아야 되는데 그 인슐린을 구할 데가 없으니까 돼지나 소 같은 이런 가축의 인슐린들을 많이 가져왔었습니다. 당연히 이게 동물이다 보니까 사람이 맞았을 때 어떤 면역 체계가 좀 다르기도 하고 기능이 떨어지기도 했었는데 이 유전자 재조합 기술을 통해서 처음으로 인간의 인슐린을 인공적으로 합성을 했는데요. 이게 어떻게 가능했냐라고 본다면 우리 몸 안에 인슐린을 분비시키도록 그 명령을 내리는 DNA 유전자가 존재를 합니다. 그러면 사람에게서 특히 건강한 사람에게서 그 인슐린 유전자를 분비시키도록 만드는 그 DNA 유전자 부분을 잘라내고요. 그리고 이걸 배양을 해야 되다 보니까 가장 배양이 잘 되는 세균, 대장균에게 집어넣습니다. 그러면 대장균은 스스로 원래 본인이 세균이 번식을 해야 되니까 번식을 하면서 사람의 DNA로부터 가져온 그 인슐린 분비를 역할을 충실하게 하는 거죠. 그러면 우리는 나중에 그 조작된 DNA를 가지고 있는 대장균으로부터 사람의 인슐린을 배양시키고 사람의 인슐린만 잘 분리 정제해서 당뇨병 환자에게 투여할 수 있도록 가공을 했던 게 그게 1980년대에 등장했던 소위 합성된 DNA 유전자 재조합으로 만들어낸 인슐린이었습니다.

◇이대호> 이게 80년대부터 개념이 등장을 한 거고 2000년대부터 본격화된 거고 사실 길다 보면 긴 거고 또 짧다 보면 짧은 역사인 거고요. 그리고 우리가 유전자 편집을 하기 위해서 유전자 가위 같은 거 필요하다. 앞에서도 무엇을 어디를 자르느냐 중요하다라고 말씀을 드렸는데 가위가 잘 들어야 되잖아요. 이 가위 잘 안 들면 머리도 삐뚤삐뚤 자르게 되고 반듯하게 잘 잘려야 되는데. 이게 어디 종이 자르듯이 싹뚝 잘 잘릴까요.

◆조가연> 두 가지죠. 잘 보고 잘라야 되고 또 가위가 한 번에 잘 정확하게 잘 들어야 되고요. 두 가지일 텐데. 자르려고 하는 그 유전자의 염기 서열 부분. 즉 유전자 문장 속에서 그 정확한 단어의 부분을 찾아내는 그 인식 정확도를 높이는 것도 중요합니다. 그래야 내가 의도하지 않았던 다른 유전자 부위를 자를 위험이 없어지는 거고요.

◇이대호> 엉뚱한 거 자르면 큰일 나니까요.

◆조가연> 예. 그리고 내가 자르려고 했던 것만큼 잘 절단할 수 있는 소위 절단 효소의 기능도 중요합니다. 그래야 유전자를 실제로 편집할 수 있는 성공률이 높아진다라고 얘기를 하고 있는데요. 그래서 비유하자면 종이를 잘 자르기 위한 절취선 역할을 해 주는 유전자를 찾아가는 그 가이드 RNA 또는 길잡이 RNA라고 하는 그 부위가 있고요. 또 그 부위에 잘 가서 잘 잘라낼 수 있는 절단 효소라고 하는 그 두 부분이 얼마나 잘 발전했느냐에 따라서 유전자 가위 또는 유전자 편집 기술도 1세대, 2세대, 3세대 이렇게 나뉘고 있습니다. 소위 인식하는 부위의 물질이 무엇이냐에 따라서 이름을 많이 붙이는데요. 1세대라고 하면 영어로는 징크핑거라고 하는 기술이었고요. 2세대가 탈렌이라고 불렸던 기술이고 그리고 지금 이 상용화, 대중화의 기점을 만들어낸 3세대가 아마도 뉴스에서 들어보셨을 크리스퍼 가위 기술이라고 부르는 게 현재의 3세대입니다.

◇이대호> 1, 2, 3세대까지 왔고 이게 그 유전자 가위도 결국은 우리가 종이로 가위를 그냥 자르면 삐뚤삐뚤해지는데 절취선을 먼저 그어놓고 자르면 잘 자를 수 있듯이 이 개념도 똑같은 거네요. 그래서 이게 가위로 자르는 거라기보다는 절단 효소 어떤 화학적인 걸로.

◆조가연> 그렇죠. 효소라고, 단백질. 몸 안에 있던 단백질이나 우리가 일부를 자를 수 있도록 만들어온 단백질이 가서 잘라낸다라고 보시면 좋겠습니다.

◇이대호> 그래서 그 절단 효소를 우리가 편의상 유전자 가위 이렇게 부르는 거고요. 길잡이 RNA도 있다. 재미있습니다. 그런데 아까 그 DNA를 인식하는 물질 이름에 따라서 1세대가 징크핑거, 2세대가 탈렌, 3세대가 크리스퍼. 이거 햄버거 이름 같기는 한데, 이름들이 어렵습니다. 물론 이거 박사님들이 지으신 거겠죠.

◆조가연> 사실 3세대 크리스퍼만 기억해도 충분히 최근에 나오는 뉴스를 이해하시는 데는 문제가 없을 것 같은데요. 그냥 간단하게 말씀드리면 2000년대에 등장했던 1세대 유전자 가위 같은 경우는 잘라내기 위한 부위를 인식하는 그 단백질을 개구리 유전자를 연구하다가 찾았다고 합니다. 그래서 개구리 유전자에서 발견된 그 이름을 따와서 징크핑거라고 붙였다라고 하고요. 당시에는 우리 몸속에서 유전자 부위, 특히 염기를 인식할 수 있는 부위가 한 10개 정도에 불과했다고 하고 또 이게 정확하게 인식이 안 돼서 원치 않는 부위를 잘라내는 위험도 좀 높았다라고 이야기를 하고 있습니다. 그리고 약 한 10여 년 뒤에 등장한 2세대 같은 경우는 인식 가능한 염기 서열 부위가 늘어났지만 여전히 이것도 제작하고 실제로 생산을 하고 대량으로 사용하기에는 상당히 어려웠다라고 얘기를 하고 있고요. 1세대와 2세대 유전자 가위를 만드는데 제작비가 건당 거의 2만 달러 정도 들었다라고 하니까 그러니까 연구실 수준이었다라고 이야기를 하고 있는 상황입니다. 지금 같은 경우는 2012년도에 처음으로 등장한 소위 크리스퍼 유전자 가위 기술이라고 하는 것은 기존보다 훨씬 더 인식률이 높아졌고요. 이것은 자르고자 하는 부위까지 찾아가는 역할, 그 역할을 하는 게 DNA의 어떤 암호를 전달해주는 RNA가 여기 들어가 있고요. 예전에 우리 코로나 백신 이야기할 때 RNA 백신 이야기를 많이 들으셨죠. 그 RNA가 DNA 염기서열 부위를 찾아가는 가이드 역할을 하고 있고요. 그리고 거기에 가서 잘라내는 가위 역할을 하고 있는 그 절단 효소가 카스나인이라고 불리는, 카스나인이라고 불리는 단백질이 하고 있다라고 이해하시면 될 것 같습니다.

◇이대호> 이게 3세대까지 왔으면 당연히 어떤 기술이든 1세대, 2세대, 3세대, 세대를 거치면서 뭔가 발전했다라고 표현을 하잖아요. 그 단계를 좀 어떻게 표현할 수 있을까요?

◆조가연> 1세대와 2세대는 찾아가는 역할, DNA 염기까지 찾아가는 역할을 단백질이 했습니다. 단백질은 그 구조상 RNA보다는 훨씬 더 크기가 크기 때문에 어떤 인식 정확도나 제작 비용이 좀 높았다라고 보시면 좋을 것 같고요. 지금 많이 사용되고 있는 크리스퍼 캐스나인 유전자 가위 같은 경우는 세대 인식 가능한 DNA V가 이론상으로는 무한합니다. 물론 실제 성능 차이는 좀 있다고 하지만 이론상으로는 무한하고요. 그리고 내가 찾고 싶은 DNA에 맞게 그 가이드 길잡이 RNA만 조금씩 바꾸면 얼마든지 만들 수 있다. 그렇기 때문에 이제는 연구실 수준이 아니라 상용화 수준까지 올라왔다라고 이야기를 하는 기점이 된 이유이기도 합니다. 실제로 제작 비용을 보면 과거 1, 2세대보다는 지금의 크리스퍼 캐스나인 같은 경우는 건당 거의 한 30달러면 만든다라고 하고요. 우리 돈으로 한 3만 5000원, 4만 원 정도면 만드는 거죠. 그리고 과거에 비해서 조금만 숙련이 되신다면 대부분의 연구자분들이 상대적으로 쉽게 하루 이틀 사이에 제작할 수 있다라고 하는 게 연구하시는 분들의 이야기긴 합니다. 그렇다 보니까 유전자 편집 기술을 가지고 어떤 상용화된 제품을 만들기 위한 기점을 제공한 게 지금의 3세대라고 이야기를 하고 있습니다.

◇이대호> 3세대까지 오면서 가격이 아까 그 2세대만 하더라도 유전자 가위 하나 만드는데 한 3000만 원 가까이 들었다면, 2만 5000달러. 이제는 건당 30달러, 한 4만 원대로 유전자 가위를 만들 수 있다. 물론 그걸 어떻게 투입하느냐, 어떻게 활용하느냐는 다른 이야기겠습니다만. 그리고 아까 그 단백질에서 조금 더 RNA 형식으로 더 작아졌다라는 건, 가위가 옛날에는 그 엿 자르는 가위였다면 이제는 핀셋처럼 더 작아지고 정교해졌다 이렇게 인식을 해도 되는 거예요?

◆조가연> 눈이 좋아졌다라고 보시면 될 것 같습니다. 그러니까 과거에는 내 눈에 맞지 않는 안경을 가지고 가위질을 했다면 지금은 훨씬 더 정교한 그 안경을 가지고 내가 자르려는 부위를 정확하게 찾아갈 수 있다라고 이해를 하시는 게 조금 더 맞을 것 같습니다.

◇이대호> 유전자 가위에 눈이 달려 있는 것처럼요. 그러면 이 유전자 가위라는 것 자체는 아까 그 절단 효소라고도 표현 내려줬는데, 이거 어떻게 만드는 겁니까?

◆조가연> 사실 없던 그 물질들은 아니고요. 찾아보니 원래 자연계, 특히 세균에게 이미 존재하던 시스템을 사람이 활용할 수 있도록 적용을 했다라고 보시면 좋을 것 같습니다. 이 크리스퍼라고 하는 그 이름이 원래 세균에게는 일반적으로 존재하는 염기서열 이름이 크리스퍼라고 하는 염기서열이고요. 서열이고요. 그리고 뒤에서 절단해 주는 캐스라고 하는 그 절단 효소가 세균 염기 서열 크리스퍼 근처에 존재하는 단백질들이 이 캐스라고 하는 효소인데요. 과거에 우리가 코로나19 때 우리 몸의 면역 체계를 미리 활성화시키기 위해서 바이러스의 조각을 집어넣어서 백신을 만들었던 기억이 있으실 겁니다. 우리가 많이 들었죠.

◇이대호> 코로나19 백신.

◆조가연> 네, 그 당시를 생각해 보면 그것처럼 바이러스 같은 외부의 DNA를 미리 집어넣어서 기억해 뒀다가 나중에 똑같은 애가 들어왔을 때 빠르게 몸에 면역 체계가 활성화될 수 있도록 만드는 게 그때 백신의 개념이었는데, 세균이나 박테리아도 동일했던 겁니다. 바이러스 같은 외부의 DNA가 들어오면 그 바이러스의 DNA를 조금 잘라두고요. 그 잘라둔 조각을 그 세균이나 박테리아가 본인의 서열 내에 그러니까 본인의 크리스퍼 안에 집어넣어뒀습니다. 저장해 둡니다. 그리고 나중에 똑같은 DNA를 가진 바이러스가 들어왔을 때 내가 저장해뒀고 기억하고 있으니 길잡이 역할을 하는 RNA가 먼저 나가서 그 DNA를 빠르게 인식하고 그리고 내가 가지고 있는 그 절단 효소 캐스라고 하는 단백질이 가서 외부의 DNA를 잘라내는 거죠. 파괴하는 거죠. 이렇게 세균이나 박테리아가 가지고 있던 면역 체계 시스템이었는데 이걸 발견하고서 이거를 우리가 사람의 인체에 적용해 볼 수 있겠다라고 가져왔던 게 지금의 크리스퍼 유전자 가위 기술이라고 보시면 좋겠습니다.

◇이대호> 조금 전에 주창훈 님이 종이로 가위를 자른다라고 제가 이야기를 잘못한 것 같습니다. 가위로 종이를 자른다고 해야 되는데. 사실 어려운 이야기 들을 때는 머리가 좀 과열이 됩니다. 양해를 부탁드립니다. 그리고 유종선 님이 착착 설명 잘하신다라고 또 칭찬을 해주셨고요. 너무 감사합니다. 서아리 님이, 와우, 영화 같은 일이라고. 사실 이게 뭔가 상상 속에 있었던 것 같긴 한데 현실이 돼가고 있는 거고 엄청난 일이 발전을 하고 있는 건데. 이쯤 되면 우리가 흔히 쓰는 말 있지 않습니까? 야, 이 정도면 노벨상 감 아니냐. 이분들 노벨상 좀 줘야 되는 거 아닙니까?

◆조가연> 이미 받으셨고요, 네. 2020년도에 노벨 화학상을 받았습니다. 이제 특히나 크리스퍼 유전자 가위. 즉, 3세대 유전자 가위를 개발했던 원 기술자 2명에게 공동 수여가 됐는데요.

◇이대호> 혹시 그분 이름이 크리스퍼입니까?

◆조가연> 그렇지는 않습니다. 거슬러... 크리스퍼라고 하는 그 이름은 세균에 원래 있던 그 이름을 가져왔기 때문에 개발자의 이름은 아니고요. 이게 처음 발표된 게 2012년입니다. 지금으로부터 한 11년 전에 사이언스지에 그 스웨덴 대학교의 교수와 미국 대학교의 교수팀이 공동으로 개발해서 우리가 유전자 가위라고 하는 것으로 사람의 DNA 중에서 원하는 부위를 자를 수 있는 기술을 개발했다라고 당시 공개를 했습니다. 그리고 세계 최초로 입증을 하면서 거의 발표와 동시에 21세기의 가장 혁명적인 생명과학 도구다라고 평가가 되고 그 이후로 사실 거의 매해마다 주요한 대학이나 매거진에서 선정하는 혁신 기술 10대 혁신 기술이 항상 거의 이름이 올랐었거든요. 그렇다 보니까 시간이 지나서 2020년도에 노벨화학상이 최초로 여성 2명에게 공동 수여가 됐고. 선정된 이유를 그 위원회가 발표한 이유를 보면 유전자 가위라고 하는 것은 생명의 코드를 다시 쓰는 도구이다라고 이야기를 했습니다. 그만큼.

◇이대호> 생명의 코드를 다시 쓴다.

◆조가연> 생명의 코드라고 하는 게 다시 말하면 DNA 유전자인 거죠. 그러니까 이것을 다시 쓰는 도구가 유전자 가위인 것 같다라고 평가를 하면서 당시 처음으로 2명의 여성 개발자에게 수여가 됐습니다.

◇이대호> 그렇죠. 이건 노벨상을 안 받을 수가 없는 기술인 것 같은데요. 그리고 유전자 가위 이야기를 했는데, 이게 과연 유전자 편집을 위해서만 쓰이는 그런 기술일까. 다른 데도 쓰일 수 있을까요?

◆조가연> 앞서서 세균 박테리아도 유전자가 있던 것처럼 모든 동식물 생명체에는 유전자가 있습니다. 그렇기 때문에 의료 분야가 아니어도 농업이든 축산업이든 앞서 말씀드린 세균에도 적용이 가능한 기술이긴 하고요. 생각해 보면 농업 같은 경우도 워낙 기후 변화가 많다 보니까 추운 데서는 자라지 못하는 농작물의 유전자를 편집해서 추운 곳에서도 잘 자랄 수 있게 그리고 사실 중금속 같은 이런 것들이 축적되어서 몸에 누적되는 게 저희가 가장 두려워하는 것 중에 하나인데 중금속을 흡수하는 유전자를 제거한 어떤 농작물 품종을 개량할 수도 있고요. 그리고 감염병에 취약한 것들이 이제 축산업 분야에서는 가장 걱정인데 감염병을 전달하는, 옮기는 유전자를 제거해서 가축을 만든다거나 면역력을 높인다거나 또는 사람에게 장기 이식을 하기 위해서 면역 저항력을 조금 낮춘 장기 이식 전용 동물을 만든다거나 하는 것에도 얼마든지 이 유전자 편집 또는 유전자 가위 기술이 적용될 수 있습니다.

◇이대호> 적용될 수 있는 것과 어디 연구실이나 농장에서 혹시 실제로 그렇게 적용한 것도 있나요?

◆조가연> 일본과 미국 같은 경우는 상당히 많이 출시되어 있고요. 대표적으로 일본 같은 경우는 한 바이오 회사에서 토마토의 유전자를 편집을 했습니다.

◇이대호> 토마토요?

◆조가연> 네, 토마토 안에 우리가 잠을 잘 잘 수 있도록 수면을 유도하는 가바라고 하는 물질이 많이 들어가 있는데요.

◇이대호> 가바라는 물질.

◆조가연> 네, 이 물질의 함량을 한 5배 정도 높인 토마토를 개발해서 시판을 하고 있고요. 그리고 동물 같은 경우는 화장품이나 제약업계에서 가장 많이 쓰이고 있는 게 특정한 유전자를 제거한 실험용 쥐를 많이 쓰는데 이런 경우에는 너무나 많이 적용되어서 사용되고 있고 거의 대부분 제약 업계, 화장품 업계 등에서는 활용되고 있는 기술 중에 하나입니다. 그리고 아프리카 같은 경우는 말라리아 같은 이런 감염 질병이 모기를 통해서 매개되면서 많이 문제가 되는데 모기 유전자를 편집해서 말라리아 병원균을 아예 옮기지 못하도록 만든 모기도 연구가 되고 있는 상황입니다.

◇이대호> 장난 아닌데요, 활용 범위가. 이미 또 일종의 토마토에서도 쓰이고 있는 거고요. 불안 감소, 수면 유도할 수 있는 가바 물질이 많이 들어 있는 토마토. 비쌀 것 같긴 합니다. 신송섭 님이 이게 GMO 방식. 그러니까 유전자 조작 방식과는 다른 건가요라는 질문 주셨거든요.

◆조가연> 지금 이야기하고 있는 유전자 편집 같은 경우는 다른 유전자를 가져오는 게 아니라 어떤 콩이면 콩 또는 사람이면 사람. 원래 자기가 가지고 있던 유전자 안에 가위가 들어가서 유전자의 어떤 특징을 바꾸기 위해서 편집하거나 문제가 되는 부분을 잘라내거나 하는 역할을 하는 거고요. 기존에 우리가 알고 있는 GMO는 유전자 편집이라기보다는 유전자 조작 또는 유전자 재조합 방식에 가깝습니다. 원래 있는 유전자를 건드리는 게 아니라 다른 종의 유전자를 가지고 와서 넣는 거죠. 그리고 넣는 것도 조금은 정교한 부분이 조금 떨어진다라고 이해를 하시면 좋을 것 같은데요. 예를 들어서 내가 옥수수의 크기를 키우고 싶어서 옥수수보다 큰 농작물의 유전자를 가져와서 집어넣기도 하고요. 장미의 색깔을 바꾸고 싶어서 다른 색깔 꽃에 유전자를 가져와서 장미에 넣기도 하고요. 그렇기 때문에 이거는 외래 유전자가 들어왔다라고 보시면 좋고 그리고 유전자 편집보다는 조금 더 내가 원하는 결과물을 만들어낼 때까지 시간이 오래 걸린다라고 보시면 되겠습니다.

◇이대호> 그러니까 GMO. 유전자 조작 방식과는 다르다. 유전자 가위, 유전자 편집은 그냥 그 안에 있던 걸로만 하는 것이다 이렇게 또 설명을 간명하게 잘해 주십니다. 그러면 이걸로 우리가 기대를 하는 거, 어떤 치료제가 나올까, 새로운 신약이 나올까 하는 거잖아요. 이게 나와 있나요?

◆조가연> 이게 나온 게 지난달에 허가, 시판 허가가 나오면서 지금 좀 연말에 화제가 된 건데요. 주로 이런 유전자 편집 치료제들은 선천적인 유전성 질환 또는 후천적으로 돌연변이가 생겨서 만들어진 그 항암 분야에 많이 쓰이고 있었습니다. 이제 그랬는데 지난달에 시판 허가가 난 경우에는 선천적으로 유전적인 질환을 가지고 있는 희귀 혈액질환에 쓰이는 약이고요. 미국과 스위스의 바이오 회사가 공동으로 개발된, 개발한 크리스퍼 카스나인이 처음으로 적용된 그리고 적용돼서 시판까지 이루어진 혈액질환 치료제입니다. 영국과 미국에서 지난달과 이번 달에 희귀의약품으로 사용이 승인이 됐고요. 유럽 같은 경우도 지금 긍정적으로 보고 있어서 아마도 내년 상반기에는 승인이 나지 않을까 하고 있습니다. 다시 얘기드리면 유전자 가위 기술이 적용된 치료제로는 전 세계에서 처음으로 판매해도 됩니다라는 허가가 난 사례이고요. 그것 때문에 이제는 이 유전자 편집 기술이 어떤 실험실의 기술이 아니라 정말로 우리 일상 속에 들어오기 시작했다라고 하는 그 첫 번째 기점이 되고 있습니다. 참고로 이 약을 개발한 스위스 회사 같은 경우는 그 크리스퍼 카스나인을 처음으로 개발해서 노벨 화학상을 받았던 2명의 연구자 중에 1명이 공동 창업한 회사이기도 합니다.

◇이대호> 유전성 희귀 혈액질환에 대해서 유전자 편집 어떤 치료제를 미국 FDA가 사용 승인을 했다. 그래요, 그럼 이거 쓸 수 있는 거네요. 그런데 혹시나 우리 청취자분들도 많이 걱정을 하시는데 이게 혹시 부작용이나 어떤 문제는 없을까라는 생각 당연히 해 볼 수 있겠죠.

◆조가연> 이번에 시판 허가가 난 그 혈액 질환 치료제 같은 경우는 일단 임상에서 몇 가지 이상 사례. 두통이라든지 좀 근골격 쪽에 통증이 있다든지 백혈구 수치가 조금 떨어진다든지라는 그 문제는 있었지만 치료 목적이라고 하는 것을 해칠 정도의 중대한 부작용은 없었다, 안정성 문제는 없었다는 것을 입증을 했고 그 덕분에 치료제가 시판 허가가 난 거고요. 다만 12세 이상의 환자를 대상으로 조건부 판매이긴 합니다. 만약에 이게 시판 허가를 받았지만 판매하다가 환자에게서 어떤 문제가 있다면, 안정성에 문제가 있다면 사용 중지가 되는 조건을 전제로 허가가 되긴 했습니다.

◇이대호> 그래서 조건부로 승인을 한 것이다. 그러면 이 유전자 편집 기술로 신약이 나왔다. 정말 많은 사람들이 이 약을 쓸 수 있을까요? 문제는 항상 신약은 가격이 너무 비싸잖아요. 이건 얼마입니까?

◆조가연> 아까 이제 크리스퍼 자체를 만드는 건 20~30달러다라고 했지만.

◇이대호> 그러니까 절단 효소를 만드는 데는 한 4~5만 원이면 된다 했는데 그걸 적용을 하는 게 문제니까.

◆조가연> 맞습니다. 그래서 사실 지금 예상하고 있는 이 치료제의 약값은 한 200만 달러에서 220만 달러. 우리 돈으로 한 26~29억 원 정도가 이야기되고 있고요.

◇이대호> 약 하나에.

◆조가연> 네.

◇이대호> 29억.

◆조가연> 사실 그냥 왜 이렇게 비싸냐. 원가 대비 왜 이렇게 비싸냐라고 이야기하실 수 있지만 생각해 보면 그 편집하는 유전자를 몸 밖에서 편집을 하거든요, 이게. 이 치료제 같은 경우는 몸 밖으로 꺼내서 편집을 하는데 그러려면 골수에서 줄기세포를 뽑아야 되고 그 줄기세포에서 그 문제가 되는 유전자 부위를 또 걸러내야 되고 몸 밖에서 유전자를 편집한 다음에 몸에 집어넣기 위해서 또 화학 치료를 해야 되고 또 이게 가능하게 할 기간 동안 병원 치료도 해야 되고 하는 것들 때문에 아직은 약값이 상당한 부담이긴 합니다.

◇이대호> 이게 약 29억 원이 든다라는 건 한 알에 29억입니까 아니면 한 번 다 치료하는 데 29억입니까? 이게.

◆조가연> 보통 원샷 치료제라고 하는데요. 사실은 이 질환, 혈액질환을 가지고 있었던 환자들은 기존에는 이게 유전자의 결함이기 때문에 근원적으로 치료를 받지 못했고요. 평생 건강한 사람에게서 수혈을 받고 그 수혈을 받기 위해서 계속 평생 동안 면역을 관리하는 약을 먹어야 했었습니다. 그런데 이 유전자 치료제 같은 경우는 지금 시판된 경우에는 원샷 치료제이고요. 딱 한 번만 이 유전자 편집 치료를 받으면 최소한 1년, 길게는 거의 건강하게 살아있는 동안에는 추가로 다른 약물 치료를 받을 필요가 없다라고 얘기를 하고 있습니다.

◇이대호> 이게 주사예요?

◆조가연> 외부로 뽑아서 정맥으로 투여하기 때문에 투여하는 것은 주사 형태이긴 합니다.

◇이대호> 그러니까 몸에서 뽑아서 다시 몸 안으로 집어넣는.

◆조가연> 네, 그러니까 그 유전자 가위가 두 가지 방법이 있는데요. 몸 안에 있는 유전자를 빼서 밖에서 교정해서 집어넣는 경우가 있고요. 그리고 유전자 가위 자체를 몸 안에 집어넣는 경우도 있는데 어쨌든 집어넣으려면 지금은 주사 형태로 집어넣고 있습니다.

◇이대호> 뽑아냈다가 다시 집어넣는다. 이게 산업적으로 엄청나게 발전을 하고 있을 텐데 이게 대부분 아까 스위스 기업이라고 하셨고 그렇죠.

◆조가연> 미국과 스위스 기업의 공동 개발입니다.

◇이대호> 공동 개발. 우리나라에도 유전자 편집한다는 회사가 있지 않나요?

◆조가연> 한국도 생각보다는 유전자 편집 기술 분야에서는 선두 국가들 중에 하나로 꼽히고 있고요. 특허라든지 연구개발 논문도 상당히 많이 나오고 있는 상황입니다. 국내 같은 경우도 상장사 한 곳이 유전자 편집 기술을 호주 회사에 기술 이전했다라고 밝혔던 사례가 있고요. 그리고 바이오 스타트업들 중에서도 앞서 말씀드렸던 노벨화학상을 받았던 기술 같은 경우는 뒤에서 자르는 그 절단해 주는 가위 역할이 카스나인이라고 하는 단백질이었는데 카스나인이 아니라 10, 11, 12 같은 다른 절단 효소를 가지고서 유전자 치료제를 개발하고 있는 회사들도 있습니다. 그렇게 해서 특허 문제를 피해가고 있고요.

◇이대호> 이것도 특허 있으니까.

◆조가연> 네.

◇이대호> 얼마 전에 우리나라 상장사도 이게 특허 문제가 좀 걸려서 안 좋은 일들이 좀 있더라고요.

◆조가연> 그래서 지금 많이 연구되고 있는 것은 카스나인의 특허 문제 때문에 크리스퍼 카스나인이 아니라 10, 11, 12 또는 다른 새로운 단백질을 발굴해내는 것이 숙제이고 그리고 유전자 편집 같은 경우도 1, 2, 3세대까지 개발되어 왔기 때문에 차세대 유전자 편집 가위를 만드는 기술도 주목을 받고 있습니다.

◇이대호> 그러니까 기업끼리 이거는 우리가 만든 유전자 가위니까 쓰지 마. 이런 식으로 특허를 걸어놓는 거고 그걸 빠져나가기 위해서 또 다른 가위를 저마다의 방식으로 만드는 거고요. 그게 핵심인 거네요, 그러면.

◆조가연> 맞습니다.

◇이대호> 이게 아까 한 번 치료하는 데 29억 정도가 든다라고 이야기를 했는데.

◆조가연> 물론 보험 적용이 되고 하면 그 가격은 떨어질 것 같지만 현재 이야기되고 있는 예상 가격은 그렇습니다.

◇이대호> 그렇죠. 일단 이 시장이 커져야 되고 이 기업들도 더 많이 개발을 해야 되고 그래야지 단가도 떨어지고 많은 사람들이 혜택을 볼 수 있는 거잖아요. 이 유전자 편집 기술이 앞으로 이 시장은 어떻게 펼쳐질까요?

◆조가연> 사실 그동안 그 유전자 편집 기술을 가지고서 정말로 치료제가 나올 수 있냐 이게 가능하냐에 대한 회의감도 있긴 했거든요.

◇이대호> 그렇죠, 10년 전까지만 하더라도 이게 그냥 꿈 같은 얘기였는데.

◆조가연> 그런데 이번에 시판을 기점으로 상당히 좀 빠르게 발전하지 않을까라는 전망을 좀 하고 있고요. 그리고 심지어 AI 같은 경우도 유전자 기술에 기여를 하고 있습니다. 그러니까 우리가 잘 찾아가기 위한 숙제가 있는데 의도하지 않은 유전자를 편집하지 않고 안전하게 우리가 원하는 부위까지 갈 가능성도 AI나 이런 딥러닝 모델을 가지고서 예측을 하고 있고요. 그리고 이게 얼마나 잘 잘릴지 편집 효율을 예측한다거나 그리고 우리가 어떤 걸 잘라야 더 효과적인지 어디를 자를지 찾아주는 역할도 많이 발전되어 있는 AI가 기여를 하고 있는 상황입니다. 그렇기 때문에 아마도 내년에는 좀 더 전망을 좋게 해볼 수 있지 않을까라고 바라보고 있고요.

◇이대호> 저희가 얼마 전에는 GLP-1이라고 하는 그 살 빠지는 약. 뱃살에다 주사 놓으면, 일주일에 한 번씩 놓으면 살이 빠진다는 그 약에 대해서도 이야기를 다뤘는데 뭐 그런 게 있어. 야, 신기하다라는 게 또 10년 전에는 꿈 같은 기술이네 했던 게 하나, 둘씩 현실이 되고 있고 또 이번에는 유전자 편집 기술 이게 신약으로서 시판이 되고 있고 그 역사와 그 방법까지도 또 미래까지도 같이 정리해서 들어봤습니다. 항상 명쾌하게 설명해 주셔서 고맙습니다. 가우스 벤처스의 조가연 이사였습니다. 고맙습니다.

◆조가연> 감사합니다.

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