생명공학과 특허

 6. 생명공학분야의 이슈

1) 인간게놈 프로젝트(human genome project)

(1) 의의

게놈(genome)이란 생명체의 특성을 결정짓는 유전인자들의 총집합을 말합니다. 인간게놈 프로젝트(HGP)란 약 30억 염기쌍으로 추정되는 인간게놈의 서열을 밝히는 작업을 말합니다.


(2) 인간게놈 지도의 완성

인간 유전정보인 게놈 분석을 둘러싸고 경쟁을 벌여온 인간게놈프로젝트(HGP)와 셀레라게노믹스사는 지난 2000년 6월 26일 유전자 염기 서열 규명작업의 대강을 완료했다고 공동 발표했습니다. 인간 염색체의 일부 중심체와 종말체를 제외한 모든 염기서열이 밝혀졌던 것입니다.

한편, 2001년 2월 11일 인간게놈프로젝트(HGP)와 셀레라 제노믹스는 인간 게놈지도를 완성했다고 발표했습니다. 과학자들이 완성된 게놈지도를 분석한 결과 인간의 유전자 수는 10만 개 정도일 것이라는 지금까지의 추측과 달리 과실파리의 두 배가 조금 넘는 2만6천-4만 개 정도(약 3만여개)에 불과한 것으로 나타났습니다. 이상과 같은 결과는 2001년 2월 15일자 네이처 및 2001년 2월 16일자 사이언스에 게재되어 있습니다.


(3) 포스트 게놈 시대-인간게놈 서열정보의 활용

현재 인간게놈 지도에 관한 정보는 셀레라 게노믹스 ( http://celera.com), 국제 인간게놈계획 (http://www.nhgri.nih.gov/genome_sequence.html), 미 사이언스지 (http://sciencemag.org), 영 네이처지 (http://www.nature.com/nature)의 웹사이트에서 각각 일정한 조건하에서 얻을 수 있습니다. 예를 들면, 셀레라 사의 웹사이트(www.celera.com)의 경우에는 학문적 사용자(academic users) 및 비영리적 연구자(nonprofit reseachers)는 인간 게놈 지도에 대한 정보를 무상으로 얻을 수 있습니다. 산업계 연구자들은 사이언스지에 발표된 결과를 확인하는 목적인 경우에 한하여 무상으로 얻을 수 있으며, 그 외 상업적 목적으로 사용하고자 하는 자는 셀레라 사와 먼저 협의하여야 얻을 수 있습니다. 이상과 같은 인간게놈지도 정보는 앞으로 약 3만여 개로 알려진 인간 유전자의 기능을 밝혀내는 데 중요한 역할을 할 것으로 예상되고 있습니다.

인간의 게놈이외에 현재까지 Drosophila, H.pylori, S.cerevisiae, C. elegans, Arabidopsis thaliana 및 벼(rice) 등의 중요 생물체의 게놈정보가 밝혀졌습니다.


2) 체세포핵이식기술에 의한 생명복제

(1) 복제양 돌리의 탄생

1997년 2월 영국의 로슬린연구소의 윌머트 박사팀은 성장이 끝난 암양의 체세포를 이용하여 유전적으로 동일한 돌리를 생산함으로써 생명 복제에 성공했음을 발표하였습니다. 이는 분화가 완료된 세포를 인공적으로 역분화시켜 전능상태로 만들어 체세포를 공여한 성숙동물과 동일한 개체를 세계 최초로 만든 것이였습니다.


(2) 복제양 ‘돌리’의 특허출원 기술내용

1996년 3월 영국특허청에 관련 특허 2건을 최초 출원하였으며 이를 근거로 특허협력조약 (Patent Cooperation Treaty)절차에 따라 우리나라를 포함하여 미국, 일본 등 세계 100여개 국가에 특허출원 중에 있습니다. 2000년 1월에 영국특허청에서 세계 최초로 특허를 받았으며, 조만간 미국에서 특허 받을 것으로 알려지고 있습니다. 국내에는 1998년 2월 25일 2건이 특허출원 되었으며 1999년 6월 25일 공개되었고 현재까지 심사는 청구되지 않은 상태에 있습니다. 「복제양 돌리」 관련 특허기술은 핵이식을 위한 휴지기(休止期)의 세포 모집단에 관한 기술과 핵이식용 세포질체 수용체로서의 불활성화 난모세포에 관한 기술로 나누어집니다.

영국 등록특허 제2318578호「핵이식을 위한 휴지기의 세포 모집단」은 배양 양분인 혈청량을 10%에서 0.5%로 낮추는 "혈청기아배양"으로 체세포의 세포주기를 휴지기 상태로 만들어 공여체 세포의 핵을 준비하여 배를 재구성하는 기술에 관한 것이고, 영국특허 제2318792호「핵이식용 세포질체 수용체로서의 불활성화 난모세포」는 불활성화 상태의 난모세포에 휴지기상태의 체세포 핵을 치환하고 난모세포의 세포질에 노출시켜 적응시킨 후 염색체의 배수성(倍數性)을 유지하면서 세포분열을 활성화하여 배(胚)를 재구성하는 기술에 관한 것입니다.

본 발명의 요지는 재구성된 배가 태아로서 발생하려면 이식된 핵의 발생시계(developmental clock)가 재조정되어야하기 때문에 체세포의 세포주기를 휴지기 상태로 만들었으며, 공여체의 핵과 수용체의 세포질의 세포주기가 서로 공조관계에 있는가 하는 것도 중요하기 때문에 상기의 배의 재구성단계를 거쳤다는 것입니다.


(3) 동물복제 기술개발의 파급효과

복제양 돌리의 제조에 사용된 체세포핵이식에 의한 동물복제 기술은 앞으로 이식용 장기 생산, 치료용 생체물질 생산, 특정 유전형질 동물의 대량생산, 멸종 종들의 보전 등에 크게 기여할 할 것으로 보입니다.


(4) 인간복제의 가능성?

필요성 : 인간복제기술이 가장 절실한 예로는 다른 어떠한 방법으로도 아기를 가질 수 없는 불임부부의 경우가 될 것입니다.

법적인 문제 : 현재 세계 각 국은 복제양 돌리의 제조에 사용된 체세포핵이식에 의한 동물복제 기술을 인간복제에 사용하는 것을 다양한 방식으로 금지하고 있습니다. 미국의 경우에는 대통령 직속의 생명윤리위원회를 설치하여 인간복제에 대한 연구를 잠정적으로 금지하는 조치를 취해놓고 있는 상태입니다.

기술적인 문제 : 한편, 기술적으로는 복제양 돌리의 제조에 사용된 기술의 성공 확률이 약 1/300로 매우 낮다는 것입니다. 적어도 인간을 대상으로 하기 위하여는 100%의 성공을 확신할 수 있어야 할 것으로 여겨집니다. 그리고, 100%의 성공 확률을 가지기 위하여는 인간 체세포의 핵이 인식된 배아를 가지고 실험을 해야 하는데, 인간배아를 가지고 하는 실험은 일정기간 이후에는 법적으로 금지되어 있었습니다.
그러나, 최근 영국은 연구목적의 인간 배아 복제를 허용하였고, 미국도 뒤를 이어서 시험관에서 만들어진 인간 배아에 대하여 연구목적의 복제를 허용하는 조치를 취하였습니다. 이에 따라 인간 배아 복제에 관하여도 기술이 급진전할 것으로 여겨집니다.


(5) 체세포핵이식 기술에 의한 동물복제에 대한 오해

동물복제라고 하면 완전히 처음부터 끝까지 시험관내에서 동물이 복제되는 것으로 오해하기 쉬운데 일단 체세포핵이 이식된 배아는 일정기간 시험관에서 생육한 후 대리모의 자궁으로 옮겨져 생육하게 되는 것입니다.
두 번째, 복제된 동물은 완전하게 체세포공여체와 유전적으로 동일하다고 하지만 100% 동일한 것은 아닙니다. 세포질에 존재하는 미트콘드리아 DNA에 존재하는 유전자는 모계 유전을 따르기 때문입니다. 다만, 그 비율이 아주 작기 때문에 유전적으로 동일하다고 말해도 큰 차이는 없다고 할 수 있습니다.

작성자 : 김병재 변리사