국제 연구진이 정자와 난자의 수정이 아닌 줄기세포를 이용한 합성 인간 배아를 만드는데 성공했다. 이를 두고 논란이 거세지고 있다.
줄기세포는 다양한 신체 조직으로 분화할 수 있는 초기단계를 말하며, 크게 수정란이나 체세포 복제 방식으로 만들어지는 ‘배아줄기세포’와 성숙한 조직과 기관 속에 들어있는 ‘성체줄기세포’로 나뉜다.
지난 14일 영국 일간 가디언에 따르면 미국 캘리포니아공대와 영국케임브리지대의 ‘막달레나 제르니카 괴츠(Magdalena Zernicka-Goetz) 교수의 연구진’이 미국 보스턴에서 열린 국제줄기세포연구학회(ISSCR) 연례 회의에서 해당 연구 결과를 발표했다.
이날 제르니카 괴츠 교수는 회의에서 “우리는 배아 줄기세포의 재프로그래밍으로 인간 배아와 같은 모델을 만들어 낼 수 있다”라고 말했다. 이어 “우리는 배아가 수정과 착상 후 때때로 발달하지 못하는 이유를 파악해 이로 인한 손실을 차단하고자 한다”라며 “임신이 왜 실패하는지를 발견하는데 매우 중요한 실험이다”라고 연구 목적을 밝혔다. 실험에 사용된 배아줄기세포는 불임클리닉 환자에게서 기증받은 것.
인간배아는 정자와 난자의 자연적인 수정을 통한 것이 아니라 인위적으로 핵을 제거한 난자에 복제할 사람의 체세포 핵을 이식하고 이를 실험실에서 배양해 체세포를 제공한 사람과 유전적으로 동일한 배아로 키운 것을 말한다.
제르니카 괴츠 교수는 회의에서 합성 인간 배아가 자연 배아의 14일에 해당하는 발달단계를 약간 넘어서는 정도라고 설명했다. 이는 난자의 난할이 되는 상태인 ‘배반포 단계’에 해당한다. ‘배아 줄기세포’에서 키워낸 모델 구조가 낭배 형성의 초기에까지 이르렀다는 것이다.
수정란은 난할(수정란에서 일어나는 세포분열)을 반복하며 포배를 형성한다. 포베는 속이 빈 공 모양으로 세포가 표면에 한 층으로 배열되어 있다. 낭배기가 되면 포배의 한쪽 세포 표면의 일부가 함입(陷入, 세포층이 안으로 접히는 현상)하여 구형이던 배가 주머니 형태를 하게 된다. 이때를 낭배기라 한다. 낭배형성은 태아 발생 과정에서 세포 분열과 증식을 거듭하며 세포층을 형성하는 단계로 이때 형성된 내배엽, 중배엽, 외배엽이 각 기관으로 발달한다.
연구진의 모델에는 난자와 정자의 전구세포(완전한 형태를 갖추기 전 단계 세포)인 원시 세포가 나타난 것으로 전해졌다.
앞서 지난해 제르니카 괴츠 연구진은 줄기세포로 생쥐 인공 배아를 만들었다는 연구 결과를 학술지 네이처에 발표했으며, 이스라엘 바이츠만 연구소의 과학자들도 쥐의 줄기세포로 초기 단계의 뇌, 심장, 창자를 갖춘 배아를 만들 수 있다는 연구 결과를 학술지 셀에 개제했다.
생쥐 인공 배아는 연구진이 인공 자궁에 주입한 배아 줄기세포, 난황낭(배아를 감싸는 얇은 막) 줄기세포, 태반 줄기세포의 상호작용으로 만들어졌다.
이후 이 같은 연구를 인간 모델로도 적용할 수 있는지를 두고 경쟁이 벌어졌다. 당시 “인간 배아에 대한 지식이 부족해 당장 만들기는 어려울 것”이라는 전망이 많았으나 1년도 되지 않아 인간배아에 성공한 것이다.
다만 가까운 장래에 합성 배아가 임상적으로 사용될 가능성은 낮다. 법적으로 연구실에서 배아를 배양할 수 있는 기한은 14일까지이며, 이후에는 임산부 검사 촬영본을 관찰하거나 기증된 배아를 연구해야 하기 때문.
이번 연구를 통해 만들어진 인공 배아를 두고 법적·윤리적 논란이 거세게 일어날 전망이다. 생명체 초기 발달 단계인 배아를 생명체로 분류할 수 있는지를 두고 찬반이 맞서고 있기 때문이다.
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