소개글
"유전자 편집"에 대한 내용입니다.
목차
1. 서론
1.1. 유전자 편집 기술의 개요
1.2. 유전자 편집 기술의 발전과 응용 분야
1.3. 유전자 편집 기술의 윤리적 쟁점
2. 본론
2.1. 유전자 편집 기술의 작동 원리
2.1.1. CRISPR 기술의 작동 메커니즘
2.1.2. 1세대, 2세대, 3세대 유전자 가위 기술의 특징
2.2. 식물 및 동물에서의 유전자 편집 기술 적용
2.2.1. GMO 작물 개발과 윤리적 고려사항
2.2.2. 동물 실험의 윤리적 문제와 대안 기술
2.3. 인간 대상 유전자 편집 기술의 윤리적 쟁점
2.3.1. 유전자 편집 기술의 치료적 활용과 향상 목적 사용
2.3.2. 배아 및 생식세포 편집의 윤리적 문제
2.3.3. 형평성과 접근성의 문제
2.4. 유전자 편집 기술의 규제와 정책
2.4.1. 국내외 법적 규제 동향
2.4.2. 유전자 편집 기술 개발을 위한 사회적 합의 도출
3. 결론
3.1. 요약 및 시사점
3.2. 향후 전망과 발전 방향
4. 참고 문헌
본문내용
1. 서론
1.1. 유전자 편집 기술의 개요
유전자 편집 기술은 인위적으로 유전자를 편집하여 조작한 후 이를 개체 내에 삽입하여 발현할 수 있도록 하는 기술이다. 조작된 핵산분해효소를 이용한 유전자 편집, 유전자 가위라고도 불리는데 핵산분해효소, 유전자 가위를 통해 원하는 유전자를 잘라 삽입하는 것이 유전자 편집기술의 주요부분이기 때문이다. 기본 원리는 DNA Repair System의 작용 기전으로 볼 수 있다. 다양한 이유로 DNA에는 돌연변이가 일어나게 되는데, 이 과정에서 DNA의 이중나선이 잘려 나가는 손상도 일어날 수 있게 된다. 이를 복구하기 위해서 일어나는 DNA Repair System은 비상동말단연결(NHEJ)와 상동재조합(HR)의 두 가지 방식으로 볼 수 있다. 후자의 경우 손상된 부위와 유사한 서열을 주형으로 사용하여, DNA 공여체를 통해 오류가 포함되지 않게 정확하게 복구하는 방식이다. 이렇게 오류 없이 정확하게 복구된다면 인위적으로 만들어낸 유전자의 발현을 더욱더 효과적으로 일으킬 수 있다. 유전자 편집기술은 현재 4차 산업혁명의 핵심 바이오 기술로 인정받고 있으며, 유전자 편집 시장의 성장과 인류의 난제라고 불리는 글로벌적 문제들의 해결책으로 대두되고 있어 그 중요성이 높아지고 있다.
1.2. 유전자 편집 기술의 발전과 응용 분야
유전자 편집 기술의 발전과 응용 분야는 다음과 같다.
유전자 편집 기술은 현재 4차 산업혁명의 핵심 바이오 기술로 인정받고 있으며, 유전자 편집 시장의 성장과 인류의 난제라고 불리는 글로벌적 문제들의 해결책으로 대두되고 있다. 이에 따라 그 응용 분야가 다양하게 확대되고 있다.
우선 농업 분야에서는 GMO 작물 개발을 통해 제초제 내성이 있는 벼, 품질이 개선된 감자, 가뭄 내성이 높은 잡초, 에틸렌 생성이 감소된 토마토 등이 개발되었다. 또한 작물의 품종 다양성 증가를 위해 국화와 페튜니아 등의 화훼 작물에서도 유전자 편집 기술이 활용되고 있다.
동물 분야에서는 Klotho 유전자가 녹아웃된 노화 모델 돼지가 생산되었다. 이를 통해 인체 노화 기전 연구와 노화 관련 질환의 치료법 개발에 활용할 수 있게 되었다.
의학 분야에서는 암 진단을 위한 CUT-PCR 방법과 유전질환 치료를 위한 유전자 교정 기술이 개발되고 있다. 또한 배아줄기세포와 유도만능줄기세포 등을 활용한 유전자 치료 기술도 진행 중이다. 대표적으로 2015년 영국에서 유전자 편집 기술을 활용해 급성 림프구성 백혈병이 치료된 사례가 있다.
이처럼 유전자 편집 기술은 농업, 축산업, 의학 등 다양한 분야에서 혁신적인 발전을 이루어내고 있다. 그리고 이러한 응용 분야는 앞으로도 지속적으로 확대될 것으로 전망된다.
1.3. 유전자 편집 기술의 윤리적 쟁점
유전자 편집 기술의 윤리적 쟁점은 크게 세 가지로 요약할 수 있다.
첫째, 유전자 편집 기술의 치료적 활용과 향상 목적 사용의 문제이다. 유전자 편집 기술은 유전적 질병을 치료하는데 활용될 수 있지만, 동시에 인간의 신체적, 정신적 능력을 향상시키는데 사용될 수 있다. 이는 불평등의 문제를 야기할 수 있는데, 특정 개인이나 집단이 유전자 편집 기술을 통해 향상된 능력을 가지게 되면 그렇지 않은 사람들과의 격차가 벌어질 수 있기 때문이다. 나아가 이는 사회적 차별과 갈등의 근원이 될 수 있다."
둘째, 배아 및 생식세포 편집의 윤리적 문제이다. 유전자 편집 기술은 인간 배아와 생식세포에 적용될 수 있는데, 이는 해당 개인의 동의 없이 그의 유전자를 변형한다는 점에서 윤리적 문제가 제기된다. 또한 배아와 생식세포에 대한 편집은 해당 개인뿐만 아니라 그의 후손에게까지 영향을 미칠 수 있어 더욱 복잡한 윤리적 문제를 발생시킨다."
셋째, 형평성과 접근성의 문제이다. 유전자 편집 기술은 유전적 질병을 치료하거나 인간의 능력을 향상시킬 수 있지만, 그 혜택이 모든 사람에게 공평하게 분배되지 않을 수 있다. 선진국과 개발도상국 간의 기술 격차, 개인의 경제적 능력에 따른 접근성 차이 등으로 인해 유전자 편집 기술의 혜택이 불균형하게 분배될 수 있다. 이는 윤리적 문제를 넘어 사회적 불평등을 심화시킬 수 있다."
이처럼 유전자 편집 기술은 치료와 향상, 배아와 생식세포, 형평성과 접근성 등 다양한 윤리적 쟁점을 야기한다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해서는 유전자 편집 기술의 발전과 함께 윤리적 기준 마련, 법적 규제, 사회적 합의 등 종합적인 대응이 필요할 것이다.
2. 본론
2.1. 유전자 편집 기술의 작동 원리
2.1.1. CRISPR 기술의 작동 메커니즘
CRISPR 기술의 작동 메커니즘은 다음과 같다.
CRISPR는 1987년 일본의 오사카대 나카다 교수팀이 최초로 발견한 것으로서 세균의 DNA에 보편적으로 존재하는 반복적이고 규칙적인 염기서열을 일컫는 용어이다. 프란시스코 모지카 스페인 알리깐떼대 교수와 함께 여러 연구자들이 연구를 이어가면서 바이러스를 물리치기 위한 미생물의 면역체계를 규명해냈다. 그리고 세균 특이적 바이러스에 감염됐는데도 죽지 않고 살아서 바이러스의 DNA 일부를 잘라내어 자신의 유전체에 차곡차곡 삽입하는 경우를 CRISPR(Clusters of Regularly Inter-Spaced Palindromic Repeats)라고 칭하게 되었다.
CRISPR 영역은 RNA로 전사되어서 잘게 쪼게 진 이후에 세포 내에 있는 Cas9 단백질과 결합함으로 RNA-단백질 복합체를 형성하는 것이다. 이때 같은 바이러스가 다시 세균에 침입하게 되면, CRISPR-Cas9 복합체가 바이러스의 염기서열을 인식해서 결합한 후에 절단함으로 세균을 보호하게 되는 것이다.
샤르팡티에 교수는 CRISPR-Cas9 복합체에 기존부터 존재하던 crRNA(크리스퍼RNA) 외에도 tracrRNA가 존재한다는 것을 알아냈고, 이 tracrRNA가 CRISRP 영역이 전사된 이후에 다시 여러 개의 crRNA로 쪼개지기 위한 결정적인 역할을 한다는 사실을 최초로 규명하게 되었다. 그리고 이것은 CRISPR 작동기작의 퍼즐을 푸는 단초를 제공하게 된 것이다.
샤르팡티에는 2011년에 미국미생물학회에서 다우드나 교수를 만나 공동연구를 시작했는데, crRNA와 tracrRNA의 주요한 부위를 연결해서 single guide RNA(sgRNA)를 만들어냈고, Cas9-sgRNA 복합체가 시험관에서 sgRNA와 상보적인 염기서열을 지니...
참고 자료
안주명, "유전자 편집기술," 융합 Weekly TIP 51 (2013): 3-11.
김용삼, 생체 내 유전체 편집기술 (In vivo Genome Editing) (n.p.: BioIN, n.d.), nn-nn.
오유경, "유전자 전달 기술," NEW & INFORMATION FOR CHEMICAL ENGINEERS 28 no.2 (2010): 189-192.
김연수, 유승신, 유전자치료의 현주소 (n.p.: BioIN, n.d.), nn-nn.
특허청, "바이오 산업혁명, 유전자 편집 기술로 앞당긴다!" 보다 나은 정부, 보도자료 n (2018): 1-3.
김은중, 김무웅, "글로벌 유전자편집 시장현황 및 전망," BioINdustry 134 (2019): 1-11.
"유전자 편집기술 어디까지 왔나?" 헬스코리아뉴스, 2019년 5월 22일 승인, 2021년 6월 21일 접속, https://citation.sawoo.com/ref/generation.
NATURE COMMUNICATIONS, The CRISPR tool kit for genome editing and beyond, 2018.5.15.
류화신, 이민규. (2017). 인간배아 유전자편집 관련 해외 규제 현황 및 국내 생명윤리법의 향후 과제. 생명윤리, 18(2), 39-56.
유지홍. (2019). CRISPR-Cas9 활용에 관한 법적 쟁점 검토. , 53(), 1-26.
심미랑, "유전자가위 특허 관련 법적 쟁점," 한국지식재산연구원 심층분석 보고서 11호 (2019): 1-17.
정유진, 이긍주, 배상수, 강권규. (2018). 토마토 과실에서 CRSPR/Cas9 시스템 이용 LeMADS-RIN 유전자 편집에 의한 에틸렌 생산량 감소. 원예과학기술지, 36(3), 396-405.
진용태, 도옥화, 이긍주.「」201610화훼작물에서 유전자 편집 기술 적용
정유진, 배상수, 이긍주, 서필준, 조용구, 강권규. (2017). 벼에서 CRISPR/Cas9 활용 고빈도 유전자 편집 방법. , 44(1), 89-96.
이대희, 김성근, 우승균. (2018). 크리스퍼 유전자가위와 인공유전자회로를 이용한 질병의 진단과 치료. 한국생물공학회소식지, 25(1), 8-15.
김형범, 김희권. (2015). 유전자가위를 이용한 유전자교정 및 유전자치료. 한국생물공학회소식지, 22(1), 44-48.
박세창. (2017). [농림축산식품부] 노화모델 활용을 위한 Klotho 유전자 녹아웃 돼지 생산 최종보고서 : 농생명산업기술개발사업 최종보고서. 국립중앙도서관 연계자료, (5), 0-0.
김현섭, 「유전자편집기술의 윤리적 문제와 생명윤리법의 재검토」, 『한국의료윤리학회』, 2017
목광수, 「유전자 편집기술에 대한 윤리적 대응 : 동적이며 다층적인 리스크 모델을 중심으로」, 『한국생명윤리학회』, 2017
송승현, 「크리스퍼와 생명윤리」, 『법학논총』, 2021
전방욱, 「유전자 편집에 근거한 유전자치료 연구의 윤리」, 『한국의료윤리학회』, 2016
조은희, 「배아 유전자 치료 왜 이 시점에 쟁점이 되고 있는가」, 『한국생명윤리학회』, 2017
황만성, 「현행 생명윤리법상 유전자편집기술의 법적 쟁점」, 『의생명과학과 법』, 2017
강석기 과학칼럼니스트, 「유전자편집, 임상시대 오나?」, 『Science Times』, 2017.12.27
임웅재, 「김진수 단장 “유전자가위, 불·전기 못잖은 막강한 도구 될 것”」, 『서울경제』, 2017.08.18.
이연지, 「유전자 편집 기술로 백혈병 완치 ‘세계 최초’」, 『이코노믹리뷰』, 2017.02.21
생명윤리및안전에관한법률 제47조, 국가법령정보센터
「유전자 편집(genome editing)」, 『네이버 지식백과 (동물학백과)』, (사진 출처)
김형석(2019). 크리스퍼 유전자 편집기술을 위한 아데노바이러스 벡터 시스템 개발.
한국산업기술대학교 일반대학원 석사학위논문.
이수빈(2018). 유전자 편집 기술의 윤리·법·사회 문제 해결방안. 연세대학교 대학원
의료법 윤리학협동과정 석사학위논문.
과학자가 본 노벨상 vol.3 노벨화학상, ibs 기초과학연구원.
유전자 가위 기술, 동물실험 윤리마저 “싹뚝”, beautynury, 2018.10.23.
유전자 편집의 윤리, 어떻게 바라봐야할까?, 미래과학 <김준력의 의학과 서사>, 2018.2.14.
