방송일시 : 9월 29일(목) 밤 8시 30분
진행 : 원상필 앵커
출연 : 김학주 한동대 교수 / 김석중 툴젠 이사
캐스터 : 유정인
Q. 크리스퍼 유전자가위 기술 소개
혹시 CRISPR 혁명, CRISPR 파괴자. 이런 표현을 들어보신적 있으신가요? 아직 생소하실 수 있지만 생명 과학 분야의 권위있는 잡지인 Science나 Nature에서 최근 유전자가위 기술에 대하여 이렇게 제목을 넣고 기사를 쓸 만큼 유전자가위를 이용하여 유전정보를 원하는 대로 교정하는 기술은 현재 생명과학 분야에서 가장 주목 받는 혁신 기술 입니다. 유전정보를 읽는 기술이 빠르게 발전하면서 인간의 유전체를 백만원을 조금 넘는 비용이면 읽어낼 수 있는 시대가 되었습니다. 이를 통해 우리는 인간, 동물, 식물들의 유전정보를 빠르게 읽어낼 수 있게 되어서 여러 유전자의 기능에 대한 이해가 빠르게 축적되고 있습니다. 이에 따라 다양한 방식으로 유전체 정보를 활용하는 사업이 만들어져 시장을 만들어 가고 있습니다. 또한 멀지 않은 미래에는 유전정보를 읽고 해독하는 수동적인 분석 기술에서 자유롭게 유전정보를 교정하여 부가가치를 창출하는 능동적인 기술로의 패러다임 전환(Paradigm shift)이 예측되고 있습니다. 이를 위해서는 유전정보를 원하는 대로 변화 시키는 기술이 필요하게 되고 이러한 의미에서 지금 가장 주목을 받고 있는 혁신 기술이 유전자교정 기술입니다.
유전자가위는 세포 내에서 원하는 유전자를 정확히 자를 수 있도록 만들 수 있는 효소 시스템을 말합니다. 그리고 이런 유전자가위를 이용하면 세포내의 유전정보를 자유롭게 바꾸어 볼 수 있는 유전자교정이 가능합니다. 이러한 기술은 지난 15~20년간 지속적으로 연구되어 왔으나 특히 3세대 유전자가위라고도 불리는 CRISPR 유전자가위가 2012년~2013년 사이 발명되고 발표되면서 유전자교정 분야는 세계적으로 주목받는 분야가 되었습니다. CRISPR 유전자가위는 매우 쉽게 만들어 쓸 수 있으면서도 굉장히 효율적이고 정확하게 원하는 유전자를 자르는 기능을 보이고 있기 때문에 생명과학 연구의 모든 분야에서 빠르게 확장되어 오고 있습니다. 유전자교정 기술은 축적 되어있는 유전정보의 이해를 바탕으로 생명과학에서 기초연구, 산업바이오 분야 그리고 치료제나 농축산 분야에서 정말로 빠르게 사용되면서 학계에서는 기초 및 응용 연구만이 아니라 기업들에서의 개발 및 상품화가 동시 다발적으로 이루어지는 특징을 보이고 있습니다.
Q. 유전자 편집에 주목하는 이유
유전자 분석은 정확하고 생산성 높은 치료방법이라고 생각합니다. 유전정보를 잘 읽고 분석하여 이해하게 되면서 이제 이를 직접적으로 활용하는 기술에 대한 관심과 필요가 높아지는 것은 자연스러운 것 같습니다. 또한 최근 인구 노령화가 진행됨에 따라 질병 예방의 중요성이 더욱 부각되고 있습니다. 국가에서도 건강보험 재정 절감을 위해 유전자 분석과 원격진료를 통해 예방의학 쪽에 더 힘을 실으리라 봅니다.
미국에서 지난 2008년 5월 GINA(유전자차별금지법)가 통과됐는데 유전자 정보를 고용이나 인사, 건강보험 계약 조건에 이용하면 안 된다는 조항입니다. 이를 뒤집어 이야기하면 그 나머지 분석 서비스는 가능하다는 것인데 의료계, 보험업계 등 기득권의 견제를 물리치고 유전자를 연구할 수 있는 배경이 마련되었다고 생각합니다. 유전자의 기능, 정보, 주소(빨리 접근할 수 있는 방법)와 관련된 연구가 급물살을 타게 될 것입니다. 2013년경부터는 유전자가위 등 유전자를 편집할 수 있는 도구들이 등장했는데 그 덕분에 유전자 정보와 기능들에 대한 연구가 더 쉬워졌습니다. 이제 시장이 시작된 단계라고 보고 있습니다.
Q. 안전성에 대한 검증
이 부분에 대해서는 두 가지를 말씀 드릴 수 있을 것 같습니다. 먼저 암이 유전자의 돌연변이에 의해 발생하는 것은 사실이지만 대부분의 돌연변이는 암을 일으키지 않는다는 것이죠. 유전정보의 돌연변이는 우리 세포들에서 항상 일어나고 있지만 암이 그리 많이 발생하지는 않습니다. 이는 우리가 가진 유전체는 매우 큰데 실제 돌연변이가 들어가서 건강에 문제가 되는 경우는 아주 제한적이라는 점을 말해줍니다. 그리고 암이 유전자의 돌연변이에 의해 발생한다는 것을 이해한 후에 많은 연구를 통해 우리는 어떤 유전자에 돌연변이가 들어가면 암이 생기는 지에 대해 상당히 잘 이해하고 있습니다. 따라서 당연히 돌연변이가 들어갔을 때 암이 발생할 수 있는 유전자를 유전자교정 치료의 대상 유전자로 사용하면 안 되겠죠.
두 번째는 유전자교정 기술의 정확도입니다. 유전자가위가 얼마나 정확하게 작동하지를 분석하였던 연구들을 보면 유전자 가위는 매우 정확하여서 거의 원하는 위치만을 자른다는 것을 보여 주었습니다. 하지만 가끔은 원래 유도한 유전자가 아닌 유전체의 다른 위치를 자르기도 하고 그 결과로 돌연변이가 생길 수 있습니다. 하지만 이렇게 가끔 의도하지 않은 곳을 자르더라도 이렇게 의도하지 않게 자르는 부분도 예측가능하고 관찰 가능합니다. 그렇기 때문에 유전자교정 치료에 사용되는 유전자가위는 여러 단계의 분석을 통해 암 발생 같은 안전성의 문제를 일으킬 가능성이 없는 것을 확인하는 과정을 꼭 수행하게 됩니다.
Q. 향후 유전자가위의 적용 범위 및 툴젠의 사업 잠재력
유전자교정 기술은 생명과학 전반에 새로운 수준을 더하는 혁신기술이기 때문에 확장성이 매우 높습니다. 저는 정말 다양한 분야에서 세상이 바뀌는 결과물들이 나올 것이라고 생각합니다. 하지만 당장 산업의 측면에서는 치료제, 식량종자의 개량, 유전자교정 동물 개발 등이 먼저 접근되고 있습니다. 저희 또한 치료제 분야와 유전자교정 동식물 분야에서의 자체 및 공동연구개발을 활발히 늘려가고 있습니다. 치료제 분야에서는 보통 유전자치료 기술과의 접목을 통한 희귀유전질병 치료와 세포치료기술과의 접목을 통한 암 치료제가 주요한 선도 프로그램들입니다. 이러한 프로그램들이 성공적인 임상을 보이면 훨씬 다양한 질병에 대한 치료제들로 개발되어 갈 것으로 예측할 수 있습니다. 동식물 분야에서는 주요 기업들이 이미 유전자교정 기술에 뛰어 들고 있으며 또한 이미 다양한 식량 작물 및 산업동물에서 적용이 되고 있습니다. 해외 Global Seed Company 중 한곳에서는 2020년이면 우리 식탁에 유전자교정 기술을 통해 개량된 종자로 생산되는 작물들이 식탁에 올라갈 것으로 예측하고 있습니다. 유전자교정 기술은 특히 종자개량 분야에서 소비자의 관점에서 중요한 특징을 강화시키는 방식의 개량을 통해 빠르게 시장에 진입될 것으로 예측하고 있습니다. 예를 들어 영양소가 보강되거나 상대적으로 몸에 좋지 않은 물질이 저하된 식량을 생산할 수 있고 알레르기를 일으키는 물질을 저하하는 등의 특징들이 만들어지고 있습니다.
Q. 녹십자셀과의 제휴 추진 소개
최근에 면역세포를 이용하여 암을 치료하는 분야가 높은 관심을 받고 있습니다. 사용되는 면역세포의 종류도 다양하고 또 기술도 다양한데 그중 가장 유명한 것은 CAR-T라고 불리는 형태입니다. CAR-T는 CAR라고 불리는 인공 유전자를 넣은 T세포입니다. T 세포는 면역세포의 일종인데 다른 세포를 잘 죽이는 세포입니다. CAR는 항체의 기능처럼 생각하시면 되는데 암에서만 관찰되는 표적을 찾아가는 기능을 하고 그런 표적을 만나면 T 세포를 활성화 하는 기능을 합니다. 그래서 CAR-T는 CAR로 암을 찾아가고 T세포가 암세포를 죽이는 형태의 치료제입니다. CAR-T는 최근 백혈병에 대해 매우 높은 치료효과를 보여 높은 기대를 받고 있습니다.
이러한 성공을 확장해 가기 위해 생산단가를 낮추거나 백혈병 외 다른 암 특히 고형암으로 치료대상을 넓혀가는 등의 개선이 필요한 상황인데 이 부분에 있어서 유전자교정 기술과의 접목이 활발하게 이루어지고 있습니다. 실제로 해외에서는 유전자교정 전문 기업과 CAR-T 전문 기업의 제휴가 1~2년 전부터 매우 활발하게 이루어 졌습니다. 실제 2년 전에는 2세대 유전자가위 기업인 Cellectis가 CAR-T 세포의 생산단가를 획기적으로 낮출 수 있는 유전자교정을 적용한 CAR-T 시스템을 개발하여 Pfizer에 총 3조원 수준의 공동개발 계약을 하면서 유전자교정 CAR-T에 대한 관심이 매우 높습니다. 저희도 T 세포에서 유전자교정을 잘 하기 위한 연구를 수행하여 오면서 상당히 효율적인 시스템을 만들게 되었고 CAR-T의 기능을 향상하기 위한 유전자를 교정하고 그 기능을 보여주는 일들을 하고 있습니다.
이러던 차에 CAR를 넣은 T 세포는 아니지만 환자의 T 세포로 암을 치료하는 immunecell-C라는 제품을 작년에 출시하고 좋은 결과를 보이고 있는 녹십자셀과 유전자교정을 통해 치료효과를 높인 T 세포 치료제를 개발하는데 대한 공동 목표를 가지고 연구개발을 시작하게 되었습니다.
Q. 동식물 유전자 변이에 대한 우려를 잠식시킬 방안
유전자교정 기술을 가지고 육종을 하는 과정에서 다양한 방식이 사용될 수 있지만 현재 가장 많이 사용되는 방식은 그 생명체가 원래 가지고 있던 유전자를 잘라주고 이를 통해 들어가는 돌연변이가 들어가서 좋은 특징을 만들어 내는 것입니다. 이런 과정에서는 외부의 유전자가 들어가거나 하지는 않고 원래 있던 유전자에 아주 작은 돌연변이가 들어가는 결과물이 만들어지게 됩니다. 실제로 DNA에 잘라지는 손상이 생기고 그 위치에 돌연변이가 들어가는 것은 자연적으로 항상 일어나고 있는 일이기 때문에 자연적으로 발생하는 돌연변이와 유전자교정이 만드는 돌연변이 그리고 전통적인 육종방식에서 활용하는 돌연변이는 그 모양에서 구분이 되지는 않습니다. 그래서 유전자교정으로 돌연변이를 도입하는 방식은 충분한 시간을 주면 자연적으로 언젠가 발생할 돌연변이를 의도적으로 만들어내는 기술로 표현되기도 합니다.
이에 비해 흔히 말하는 GMO는 한 생명체가 가지고 있는 유전자를 다른 생명체로 옮기는 방식을 사용합니다. 따라서 그 결과물이 가지고 있는 유전정보의 모양은 자연적으로 발생할 수 없는 모양을 갖습니다. 결과물의 모양을 보면 유전자교정기술은 GMO와는 매우 다르다고 할 수 있습니다.
유전자교정 기술은 최신 기술이고 기존 기술과의 차별성에 대한 이해가 받아들여지는데 시간은 걸리겠지만 그 결과물의 안전성에 대한 시험들이 지속적으로 이루어지고 확보되면서 사회적 수용성이 높아질 것으로 보고 있습니다.
(자세한 내용은 방송을 통해 확인하실 수 있습니다)
한국경제TV에서 방송되는 '스타 장외주식'은 장외주식 플랫폼, 와우스타 사이트 내의 실시간 채팅을 통해 시청자의 궁금증을 바로 해소하는 쌍방향 토크 프로그램이다. 한국경제TV 강기수 부국장과 전 애널리스트 출신 원상필 교수가 진행을 맡고 있으며, 한동대 김학주 교수, 동부증권 김지수 과장과 박한PB, JWC투자컨설팅 조종욱 대표, 골든브릿지투자증권 박선림 과장 등이 패널로 함께하며 상장 전의 유망 기업을 소개하고 있다. 그 외에도 주목받고 있는 비상장기업 CEO를 초대해 주력 사업에 관한 이야기를 들어보는 '대표를 만나다', 새로운 산업 트렌드를 한발 앞서 점검하는 ‘트렌드 인사이트’, ‘벤처캐피탈에게 듣다’ 등의 다양한 코너로 꾸며진다. 매주 월~목 밤 8시 30분 생방송으로 진행된다.
벤처스탁팀(wowstar@wowtv.co.kr)