중국 연구팀이 암컷 생쥐 2마리로 새끼 쥐를 출산하는데 성공했다. 암컷과 수컷이 짝짓기를 통해 자손을 퍼뜨리는 포유류의 유성생식 법칙을 깬 것이다.
12일 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP) 등 외신에 따르면 중국 연구팀은 유전자 편집 기술을 통해 두 마리의 암컷 쥐로부터 건강한 새끼 쥐를 출산하는데 성공했다.
중국 과학 아케데미 연구팀은 해당 연구 결과를 11일 미국의 과학잡지인 ‘세포줄기세포(Cell stem cell)’에 게재했다.
암컷의 경우 연구팀은 두 마리의 암컷 중 한 마리에서 난자세포를, 다른 암컷에게서는 반수체 배아줄기세포를 추출했다. 이 두 세포 모두 염색체를 절반으로 줄인 일종의 ‘반쪽’ 생식세포로, 두 세포를 그냥 합치는 것만으로는 배아를 만들 수는 없었다.
연구진은 유전자 편집 기술을 활용해 3세트의 유전자를 삭제하고 다른 유전자들을 조화시키는 방법으로 배아를 만드는데 성공했다. 이렇게 만들어진 210개의 배아에서 29마리의 새끼 쥐가 탄생했고, 잘 성장해 일부는 번식에도 성공했다.
수컷의 경우에도 같은 방법을 사용했다. 한 수컷 쥐에서는 정자를, 다른 수컷 쥐에게서는 반수체 배아줄기세포를 추출해 합쳤다. 이후 핵을 제거한 난자에 이 정자와 반수체 배아줄기세포를 함께 넣은 후, 유전자 편집 기술을 활용해 7세트의 유전자를 삭제해 다른 유전자들을 조화시켜 다른 암컷 자궁에 넣어 출산을 했다.
암컷의 경우보다 조금 더 복잡한 과정이다. 이렇게 해서 총 12마리의 새끼 쥐 출산에 성공했다. 수컷 쥐만의 세포로 새끼 쥐 출산에 성공한 것은 이번이 처음이지만, 이들 새끼 쥐는 모두 며칠만에 죽었다.
이처럼 암수의 수정 없이 생식을 하는 단성생식(단위생식 또는 처녀생식)은 일부 양서류, 파충류, 곤충 및 새, 어류 등 자연에도 존재한다. 그러나 인간을 포함한 모든 포유류에게는 단성생식은 불가능한 것으로 여겨져왔다. 인간을 포함한 모든 포유류는 양성의 개체에서 생긴 난자와 정자가 만나서 수정체를 만드는 ‘유성생식’을 통해 번식한다.
연구팀은 포유류가 단성생식이 어려운 이유에 대해 특정 유전 형질이 부모 중 누구에게서 유래되었는지에 따라 다르게 나타나는 현상인 ‘유전체 각인’ 때문이라고 설명했다. 각인 유전자에 오류가 발생하면 엥겔만 증후군 등 여러 질병으로 이어질 가능성이 크다.
그러나 연구팀은 실험에서 유전자 삭제를 통해 오류가 발생할 수 있는 각인 유전자들을 제거해 새끼가 질병 없이 건강히 살 수 있게 했다.
이번 연구를 진행한 웨이 리 박사는 이번 연구가 이 같은 포유류의 한계를 넘어설 수 있게 할 수 있다고 말했다. 그는 “두 암컷의 단성생식으로 태어난 쥐에서도 유전자 삭제를 통해 결함을 제거할 수 있고 두 수컷 사이 번식 행위도 가능할 것으로 보인다”라고 말했다.
그렇다면 이 방법은 향후 인간에게도 적용될 수 있을까. 테레사 홀름 오클랜드 교수는 당장은 힘들지언정 먼 미래에는 동성 파트너 사이 아이를 가지게 될 수도 있다고 밝혔다.
홀름 교수는 그러나 동성 사이 자녀 출산에는 윤리적인 문제와 함께 안전 문제도 걸려 있으며 이런 문제들이 극복되기 전에는 동성 간 자녀 출산이 억제돼야 할 것이라고 지적하면서 “이번 연구를 통해 동성 커플 사이 건강한 아이를 출산하려는 방법에 대한 여러 연구가 더 많이 이뤄질 것”이라고 말했다.
리 웨이 교수는 생쥐에 이어 원숭이를 상대로도 동성생식 실험을 추진하고 있다고 밝혔다. 리 교수는 이 기술을 인간에게 적용할 것이냐는 질문에 “현재로서는 아니다”라고 말했다. 그러나 앞으로도 사용되지 않을 것이라고 단정할 수는 없다고 덧붙였다.
박세원 객원기자
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