유전자 편집 아기를 넘어서: 인간 진화를 조작할 수 있는 가능한 경로

2016년에 저는 워싱턴 DC에서 열린 대규모 언론인 회의에 참석했습니다. 주요 연설자는 Jennifer Doudna였는데, 그녀는 불과 몇 년 전에 CRISPR를 공동 발명했습니다. CRISPR는 유전자를 변형하는 혁신적인 방법으로, 사용하기 매우 쉬워 생물학 연구실을 휩쓸었습니다. Doudna는 이 발견으로 인류는 자신의 근본적인 분자적 특성을 바꿀 수 있는 능력을 얻었다고 설명했습니다. 그리고 그 능력에는 가능성과 위험이 모두 수반되었습니다. 그녀가 가장 두려워했던 것 중 하나는 “어느 날 아침 일어나서 첫 번째 CRISPR 아기에 대한 기사를 읽는 것”이었습니다. 처음부터 의도적으로 변형된 유전자를 가진 아이였습니다.

유전공학을 전문으로 하는 저널리스트로서—이상할수록 더 좋다—저는 다른 두려움을 가졌습니다. CRISPR 아기는 세기의 이야기가 될 것이고, 다른 저널리스트가 특종을 잡을까봐 걱정했습니다. 유전자 편집은 바이오테크 분야에서 가장 큰 주제가 되었고, 중국의 한 팀이 원숭이의 DNA를 변형하다 맞춤형 돌연변이를 도입하면, 더욱 혁신적인 제품이 나올 가능성도 멀지 않은 듯했습니다.

만약 누군가가 편집된 아기를 만든다면, 그것은 도덕적, 윤리적 문제를 제기할 것이고, Doudna가 나에게 말했던 가장 심각한 문제 중 하나는 그렇게 하는 것이 “인간의 진화를 바꾸는 것”이라는 것입니다. 아기로 성공적으로 발달한 배아에 가해진 모든 유전자 변형은 생식 세포라고 알려진 것을 통해 그 자체의 모든 자녀에게 전달됩니다. 어떤 과학자가 그런 시도를 할 만큼 대담할까요?

자연선택이 제 역할을 다할 때까지 10만 년을 기다릴 이유가 뭐죠? 몇 백 달러짜리 화학 물질만 있으면 10분 만에 배아에 이런 변화를 심어볼 수 있습니다.

4주 후, 저는 그가 이미 그렇게 했다는 것을 알게 되었습니다. 그가 온라인에 올린 데이터를 발견했을 때, 그 데이터에는 두 개의 유전자 편집된 인간 태아(즉, 임신 중인 “CRISPR 아기”)의 유전적 프로필과 인간을 HIV에 면역이 되게 하는 것이 그의 계획에 대한 설명이 있었습니다. 그는 CCR5어떤 사람들에게는 HIV 감염을 예방하는 것으로 알려진 변형이 있습니다. 스프레드시트의 숫자가 팔의 털을 곤두세우는 일은 드물지만, 일부 기후학자는 최신 북극 기온을 보고 같은 생각을 할지도 모릅니다. 역사적이고 무서운 일이 이미 일어난 것처럼 보였습니다. 우리의 이야기 같은 날 그 소식을 전하면서, 저는 유전적으로 맞춤화된 인간의 탄생은 의학적 혁신과 인간 능력 강화의 미끄러운 경사로의 시작 사이에 있는 무언가가 될 것이라고 감히 말했습니다.

그의 행동으로 인해 그는 나중에 3년 징역형을 선고받았고, 그의 과학적 관행은 철저히 비난을 받았습니다. 그가 쌍둥이 소녀(그리고 나중에 밝혀진 세 번째 아기)에게 한 편집은 실제로 그의 데이터에 따르면 거의 통제 불능의 방식으로 부주의하게 강요된 것이었습니다. 그리고 저는 언론과 학계의 비평가 무리 중 한 명이었고, 그들은 매일 쏟아지는 기사와 폭로를 통해 그와 그의 자문단을 프로메테우스 수준의 고문으로 몰아붙였습니다. 바로 이번 봄, 캘리포니아 대학교 버클리의 유전자 편집 전문가인 표도르 우르노프는 X를 맹렬히 비난하며 그를 과학적 “방화광”이라고 부르고 그를 JRR 톨킨의 소설에 나오는 악마인 발록과 비교했습니다. 그만큼 반지의 제왕. 그의 범죄는 단순히 의학적 잘못이 아니라, 당신, 나, 그리고 그를 존재하게 한 바로 그 과정을 감히 조종한 것처럼 보일 수도 있습니다.

인류의 운명에 대해 글을 쓰는 미래학자들은 온갖 변화를 상상했습니다. 우리 모두에게 유전적 좋은 것들이 가득한 보조 염색체가 주어지거나, 어쩌면 우리는 똑같은 클론 무리의 일원으로서 삶을 살아갈지도 모릅니다. 아마도 우리는 줄기세포를 통해서만 번식하기 때문에 섹스는 시대에 뒤떨어질 것입니다. 아니면 다른 행성에 있는 인간 식민지 주민들은 너무 오랫동안 고립되어서 그들만의 종이 될 것입니다. 하지만 허의 아이디어에 대한 중요한 점은 그가 가까이 있는 과학적 현실에서 그것을 끌어냈다는 것입니다. 일부 유전자 돌연변이가 끔찍하고 희귀한 질병을 일으키는 것처럼, 당뇨병, 심장병, 알츠하이머병, HIV와 같이 일부 사람들에게 흔한 질병에 저항할 수 있는 능력을 부여하는 다른 유전자 돌연변이가 발견되고 있습니다. 충분한 시간이 주어진다면, 그러한 유익한 초능력과 같은 특성이 나머지 인류에게 퍼질 수도 있습니다. 하지만 자연 선택이 제 역할을 하기까지 왜 10만 년을 기다려야 합니까? 화학 물질에 수백 달러를 투자하면 10분 만에 배아에 이러한 변화를 도입할 수 있습니다. 즉, 이론상 이런 변화를 이루는 가장 쉬운 방법입니다. 시작할 세포는 단 하나뿐입니다.

인간 배아 편집은 세계 대부분 지역에서 제한되어 있으며, 법학자들이 조사한 대부분 국가에서 편집된 아기를 만드는 것은 엄연히 불법입니다. 하지만 기술의 발전으로 배아 문제는 무의미해질 수 있습니다. 이미 태어난 사람들(어린이와 성인)의 몸에 CRISPR를 추가하는 새로운 방법을 통해 그들도 쉽게 변화를 받을 수 있습니다. 실제로 125년 후 인간 게놈이 어떻게 될지 궁금하다면, 많은 사람들이 현재 인구의 일부에서만 발견되는 여러 가지 희귀하지만 유용한 유전자 돌연변이의 수혜자가 될 가능성이 있습니다. 이러한 돌연변이는 흔한 질병과 감염으로부터 우리를 보호할 수 있지만, 결국 키, 신진대사 또는 인지와 같은 다른 특성에서도 솔직한 개선을 가져올 수 있습니다. 이러한 변화는 유전적으로 사람의 자손에게 유전되지 않지만, 널리 퍼진다면, 그 역시 인간이 주도하는 자기 진화의 한 형태가 될 것입니다. 컴퓨터 지능의 출현이나 우리 주변의 물리적 세계의 엔지니어링만큼이나 큰 일입니다.

저는 허의 비평가들이 그의 방법에 이의를 제기하는 반면, 기본적인 계략은 불가피하다고 보는 것을 알고 놀랐습니다. 2005년에 “게놈 편집”이라는 용어를 만드는 데 도움을 준 우르노프에게 1세기 후에 인간 게놈이 어떻게 될지 물었을 때, 그는 기술이 발전함에 따라 초능력 유전자를 이용한 개량이 성인과 배아에 널리 도입될 가능성이 크다는 데 기꺼이 동의했습니다. 하지만 그는 인간이 올바른 방식으로 일을 할 것이라고 반드시 믿지는 않는다고 경고했습니다. 어떤 그룹은 다른 그룹보다 먼저 건강상의 이점을 얻을 가능성이 큽니다. 그리고 상업적 이익은 결국 이 추세를 도움이 되지 않는 방향으로 이끌 수 있습니다. 알고리즘이 그의 학생들의 코를 부자연스럽게 휴대전화 화면에 붙여 두는 것과 비슷합니다. 그는 “100년 후에 인간 게놈이 어떻게 될지에 대한 저의 열정은 절제와 지혜가 부족한 우리의 역사 때문에 완화되었다고 말하고 싶습니다.”라고 말했습니다. “디스토피아를 쓰기 시작하려면 올더스 헉슬리가 될 필요는 없습니다.”

일찍 편집하기

베이징 시간으로 오후 10시경, 허의 얼굴이 텐센트 화상 회의 앱에 나타났다. 2024년 5월, 제가 그를 처음 인터뷰한 지 거의 6년 후, 그는 높은 천장과 벽에 와이드스크린 TV가 있는 로프트 같은 공간에 나타났다. 우르노프는 허와 이야기하지 말라고 경고했는데, “버니 메이도프에게 윤리적 투자에 대한 의견을 묻는 것”과 같을 것이기 때문이었다. 하지만 저는 그와 이야기하고 싶었다. 그는 여전히 인류 유전자의 광범위한 개선이라는 아이디어를 홍보할 의향이 있는 몇 안 되는 과학자 중 한 명이기 때문이다.

물론, 모든 사람이 그 아이디어에 대해 부정적인 것은 그의 잘못입니다. 그의 실험 이후, 중국은 유전자 편집된 인간 배아를 자궁에 “이식”하는 것을 공식적으로 범죄로 만들었습니다. 자금원은 증발했습니다. “그는 이러한 반발을 일으켰고, 많은 사람들의 연구를 중단시켰습니다. 그리고 처음에는 많은 사람들이 없었습니다.”라고 실험실에서 인간 배아를 편집했다고 보고한 미국 팀 중 두 개 중 하나를 공동으로 이끄는 오리건 건강 과학 대학의 생식 의사인 폴라 아마토는 말합니다. “그리고 홍보는 아무도 스캔들이거나 우생학적으로 여겨지는 것과 연관되기를 원하지 않습니다.”

2022년 감옥에서 나온 후, 중국 생물물리학자는 과학계에 복귀하려 시도하면서 거의 모든 사람을 놀라게 했습니다. 처음에는 DNA 기반 데이터 저장 및 근위축증이 있는 어린이를 위한 “저렴한” 치료법에 대한 아이디어를 떠올렸습니다. 하지만 2023년 여름에 그는 소셜 미디어에 근위축증에 대한 연구를 재개할 계획이라고 게시했습니다. 유전자 편집으로 배아를 바꾸다“임신을 위해 인간 배아를 이식하지 않을 것”이라는 단서와 함께. 그의 새로운 관심사는 APP 또는 아밀로이드 전구체 단백질이라는 유전자였습니다. 이 유전자의 매우 희귀한 버전 또는 “대립 유전자”를 소유한 사람들은 거의 알츠하이머병에 걸리지 않는 것으로 알려져 있습니다..

영상 통화에서 그는 APP 유전자가 현재 그의 연구의 주요 초점이며, 이를 어떻게 바꿀지 결정하고 있다고 말했습니다. 그는 이 작업이 인간 배아가 아닌 쥐와 신장 세포에서 수행되고 있으며, 분자를 깨지 않고 DNA의 개별 문자를 뒤집을 수 있는 염기 편집이라는 업데이트된 형태의 CRISPR을 사용한다고 말합니다.

“우리는 소수의 운 좋은 사람들로부터 아마도 대부분의 사람들로 보호적 대립유전자를 확장하고 싶을 뿐입니다.” 그는 나에게 말했다. 그리고 만약 당신이 난자가 수정되는 순간에 조정을 한다면, 당신은 단지 한 개의 세포만 바꾸면 그 변화가 배아에서 자리 잡고, 결국 사람의 뇌의 모든 곳에서 자리 잡을 수 있을 것이다. 출생 후에 개인의 뇌를 편집하려는 것은 “사람을 달에 보내는 것만큼 어렵다”고 그는 말했다. “하지만 만약 당신이 배아에 유전자 편집을 한다면, 그것은 집으로 운전하는 것만큼 쉽다.”

그는 미래에 인간 배아는 모든 심각한 유전적 질환에 대해 “분명히” 교정될 것이라고 말했습니다. 그러나 그들은 또한 건강을 개선하기 위해 “아마도 20~30개”의 편집으로 구성된 “패널”을 받을 것입니다. (SF 영화를 봤다면 가타카그것은 그러한 수정이 일상적인 세상에서 일어납니다. 영화의 주인공인 우주 조종사가 되고 싶어 하는 사람에게 낙인을 찍히게 됩니다.) 그 중 하나는 DNA의 한 글자를 바꾸는 것을 포함하는 APP 변형을 설치하는 것입니다. 다른 것들은 당뇨병, 그리고 아마도 암과 심장병을 예방할 것입니다. 그는 이러한 제안된 수정을 “유전자 백신”이라고 부르고 미래의 사람들은 오늘날 자신을 죽일 가능성이 가장 큰 많은 것들에 대해 “걱정할 필요가 없을 것”이라고 믿습니다.

그는 이 미래를 가져올 사람일까요? 작년에 그의 재활을 향한 한 걸음으로, 그는 우한의 3선 기관인 우창 이공대학의 유전자 센터 책임자로 취직했습니다. 하지만 그는 전화 통화 중에 이미 그 자리를 떠났다고 말했습니다. 그는 무엇이 분열의 원인인지 말하지 않았지만, 언론의 보도가 쏟아지면서 “사람들이 압박감을 느꼈다”고 언급했습니다. 한 프랑스 금융 신문의 기사에서, 레 에코스제목이 “GMO 아기: 중국 프랑켄슈타인의 비밀.” 그는 이제 중국과 미국의 후원자들의 자금 지원을 받아 자신의 개인 연구실에서 연구를 수행한다고 말합니다. 그는 신생 기업에 대한 초기 계획이 있습니다. 이름과 위치를 알려줄 수 있을까요? “물론 아니죠.” 그는 빙긋 웃으며 말했습니다.

실험실이 없고 단지 개념만 있을 수도 있습니다. 하지만 무시하기 힘든 개념입니다. 미국에서 일곱 번째로 높은 사망 원인인 정신 도둑 알츠하이머병을 예방하기 위해 자녀에게 유전자 변형(게놈의 길이를 따라가는 30억 개의 유전자 중 하나의 유전자 문자 교환)을 하시겠습니까? 여론 조사에 따르면 미국 국민은 배아에 질병 저항 특성을 추가하는 것에 대한 윤리에 대해 거의 균등하게 나뉘어 있습니다. 그러나 상당수의 소수는 더 나아갈 것입니다. 2023년에 발표된 조사에 따르면 과학 거의 30%의 사람들이 배아를 편집하면 그 아이가 명문 대학에 진학할 확률이 높아진다는 걸 알게 됐습니다.

그가 연구하고 있다고 주장하는 유전자 변형의 이점은 아이슬란드 유전자 사냥 회사인 deCode Genetics에서 발견했습니다. 26년 전인 1998년에 설립자인 Kári Stefánsson이라는 의사는 아이슬란드의 의료 기록과 DNA를 얻을 수 있는 허가를 받았습니다. 시민들이 참여하여 deCode가 최초의 대규모 국가 유전자 데이터베이스 중 하나를 축적할 수 있게 되었습니다. 현재 여러 개의 유사한 대규모 바이오뱅크가 운영되고 있으며, 그중 하나는 영국에 있으며, 최근 50만 명의 자원봉사자의 유전체 시퀀싱을 마쳤습니다. 이러한 바이오뱅크를 통해 컴퓨터화된 검색을 통해 사람들의 유전적 구성과 실제 차이(수명, 걸리는 질병, 심지어 맥주를 얼마나 마시는지 등) 간의 관계를 찾을 수 있습니다. 그 결과 인간 DNA의 모든 가능한 차이가 측정 가능한 모든 특성에 얼마나 강하게 영향을 미치는지에 대한 통계적 지수가 생성됩니다.

2012년, deCode의 유전학자들은 이 기술을 사용하여 APP 유전자의 작은 변화를 연구했고, 이 유전자를 가진 사람들은 알츠하이머병에 걸리는 경우가 드물다는 것을 알아냈습니다. 그들은 그 외에는 건강해 보였습니다. 사실, 그들은 노년에 특히 예리해 보였고 더 오래 사는 것처럼 보였습니다. 실험실 테스트 결과, 이 변화가 질병의 특징인 비정상적인 단백질 덩어리인 뇌 플라크의 생성을 줄인다는 것이 확인되었습니다.

“이것은 우리가 종으로서 누구인지에 대한 본질에 관한 것이 되기 시작했습니다.”

Kári Stefánsson, deCode Genetics 창립자 겸 CEO

진화가 작동하는 한 가지 방법은 한 아기의 DNA에 작은 변화나 오류가 나타나는 것입니다. 그 변화가 그 사람의 생존과 번식에 도움이 된다면, 그것은 종에서 더 흔해질 경향이 있습니다. 결국 여러 세대에 걸쳐, 심지어 보편적으로 나타날 수도 있습니다. 이 과정은 느리지만 과학에서는 볼 수 있습니다. 예를 들어, 2018년에 연구자들은 인도네시아의 토착 그룹인 바자우족이 잠수하여 음식을 수집하는 사람들이 더 큰 비장과 관련된 유전적 변화를 가지고 있다는 것을 확인했습니다. 이를 통해 그들은 더 많은 산소화된 적혈구를 저장할 수 있는데, 이는 그들의 삶에 있어서 이점입니다.

APP 유전자의 변이가 엄청나게 유익한 것처럼 보이지만, 그것은 생식 연령을 훨씬 지난 노인들에게 이로운 변화입니다. 따라서 자연 선택이 쉽게 작용할 수 있는 이점은 아닙니다. 하지만 우리 그것에 대해 행동할 수 있습니다. 기술 지원 진화는 이런 모습일 것입니다. 우리가 유용하다고 생각하는 변이를 포착하여 퍼뜨리는 것입니다. “아마도 그러한 향상이 이루어질 방법은 인구를 살펴보고, 향상된 능력을 가진 사람들을 살펴보는 것일 것입니다. 그게 무엇이든 말입니다.” 이스라엘 의학 유전학자 에프라트 레비-라하드는 작년 유전자 편집 회담에서 이렇게 말했습니다. “당신은 이미 정보를 가지고 있는 인구에 이미 존재하는 변이를 사용하게 될 것입니다.”

이미 인구에 존재하는 유리한 DNA 변화에 초점을 맞추는 한 가지 이점은 그 효과가 사전에 검증되었다는 것입니다. deCode가 찾아낸 사람들은 80대와 90대였습니다. 그들에게는 다른 점이 없어 보였습니다. 다만 이상할 정도로 맑은 정신을 제외하고는요. deCode의 바이오뱅크 컴퓨터 화면에서 본 그들의 삶은 일종의 장기 자연 실험이었습니다. 하지만 과학자들은 이 변종을 배아에 넣는 것에 대해 전적으로 확신할 수 없었습니다. 특히 다른 알츠하이머 위험 유전자와 같이 이미 존재하는 다른 유전적 요인에 따라 이점이나 단점이 다를 수 있기 때문입니다. 그리고 무슨 일이 일어나는지 보기 위해 연구를 하는 것도 어려울 것입니다. APP의 경우 최종 증거가 나오기까지 70년이 걸릴 것입니다. 그때쯤이면 관련 과학자들은 모두 죽었을 것입니다.

작년에 스테판손과 이야기를 나누었을 때, 그는 APP의 변화와 같이 “큰 효과를 내는 희귀한 변이”를 가진 게놈을 변경하는 것에 대한 찬반 입장을 모두 밝혔습니다. “우리 모두는 죽을 때까지 구슬을 간직하고 싶어합니다. 의심의 여지가 없습니다. 그리고 버튼을 눌러 이 돌연변이를 가진 사람들이 가진 종류의 보호 장치를 설치할 수 있다면 바람직할 것입니다.”라고 그는 말했습니다. 하지만 출생 전에 이러한 편집을 할 수 있는 기술이 존재하더라도 그렇게 하는 데 따른 위험을 가늠하는 것은 거의 불가능해 보인다고 그는 말합니다. “당신은 그 사람뿐만 아니라 그들의 모든 후손에게 영원히 영향을 미칩니다. 이러한 돌연변이는 추가 선택과 추가 진화를 가능하게 하므로 이는 종으로서 우리가 누구인지에 대한 본질에 대한 것이 되기 시작했습니다.”

모든 사람을 편집합니다

일부 유전공학자들은 이론적으로는 쉬운 일이지만 배아 편집은 항상 이러한 심각한 불확실성 때문에 제약을 받을 것이라고 믿습니다. 대신 그들은 살아있는 성인의 DNA 편집이 희귀 질병을 치료하는 데 사용될 뿐만 아니라 이를 원하는 사람들에게 향상된 능력을 부여하는 데 사용될 만큼 쉬워질 ​​수 있다고 말합니다. 그렇게 된다면 개선을 위한 편집은 소비자 기술이나 의학적 유행처럼 빠르게 퍼질 수 있습니다. 종종 그의 예측으로 찾는 하버드 유전학자 조지 처치는 “생식 세포가 될 것이라고 생각하지 않습니다.”라고 말합니다. “살아 있는 80억 명의 우리가 일종의 시장을 구성합니다.” 수년 동안 처치는 자신이 “유명하거나 악명 높은 향상 표”라고 ​​부르는 것을 유통시켜 왔습니다. 그것은 APP를 포함하여 사람들에게 초능력을 부여하는 유전자 변이와 수영장에서 떠 있을 수 없다고 불평하는 가족에서 발견된 매우 단단한 뼈로 이어지는 또 다른 유전자 변이를 집계한 것입니다. 이 표는 일부 사람들이 처치가 HIV 보호 CCR5 그는 변종 유전자를 CRISPR 아기로 편집하는 데 영감을 얻었습니다.

처치는 매우 심각한 질병에 대한 새로운 유전자 치료법이 입증되면 이미 태어난 사람들의 향상과 개선으로 이어질 것이라고 믿습니다. 그는 “당신은 끊임없이 조정하고 피드백을 받을 것입니다.”라고 말합니다. 인간은 성장하는 데 너무 오랜 시간이 걸리기 때문에 생식 세포로는 하기 어려운 일입니다. 성인 신체의 변화는 유전되지 않지만 처치는 그것이 유전의 한 형태로 쉽게 간주될 수 있다고 생각합니다. 그는 철도, 안경, 휴대전화, 그리고 이 모든 기술을 만들고 사용하는 방법에 대한 지식이 이미 세대 간에 모두 전달되었다고 지적합니다. 그는 “우리는 무기적인 것조차도 분명히 물려받고 있습니다.”라고 말합니다.

생명공학 산업은 이미 희귀하고 유익한 변종의 효과를 모방하는 방법을 찾고 있습니다. 예를 들어, 새로운 종류의 심장 약물은 유전자의 희귀한 변이의 효과를 모방합니다. PCSK9콜레스테롤 수치를 유지하는 데 도움이 됩니다. 미국과 짐바브웨의 소수 사람들에게서 처음 발견된 이 변이는 유전자의 활동을 차단하고 평생 매우 낮은 콜레스테롤 수치를 제공합니다. 몇 주 또는 몇 달마다 복용하는 이 약물은 PCSK9 단백질. 하지만 한 바이오테크 회사는 사람의 간세포(콜레스테롤 대사 부위)의 DNA를 편집하여 동일한 효과를 영구적으로 도입하려고 시도하기 시작했습니다.