KoNIBP 재단법인 국가생명윤리정책원 (KOREA NATIONAL INSTITUTE FOR BIOETHICS POLLICY)

 #기사: Scientists create chimeric monkey with two sets of DNA

참고자료1: Live birth of chimeric monkey with high contribution from embryonic stem cells

참고자료2: Scientists made a mouse embryo that’s 4% human – the highest level of human cells in an animal yet

참고자료3: Scientists take ‘pioneering steps’ toward growing human kidneys in pigs참고자료4: Interspecies Chimerism with Mammalian Pluripotent Stem Cells

참고자료5: Nonhuman Primate Models in Biomedical Research: State of the Science and Future Needs

  중국 연구팀이 원숭이 두 마리의 세포가 섞인 원숭이 키메라*를 탄생시켰습니다. 연구팀은 이번 연구**가 의학 연구와 멸종 위기에 처한 종 보존에 도움이 될 것이라고 밝혔습니다.

연구 공동 저자인 미겔 에스테반(Miguel Esteban) 박사는 원숭이 키메라 형성으로 뇌(줄기 세포)연구에 기여할 수 있어 기쁘고 이번 연구로 향후 신경계 질환을 모델링 하는 데 도움을 줄 것것이라고 말했습니다. 또한 그는 "원숭이 키메라가 두 종류의 비인간 영장류 사이에서도 이루어진다면, 하나의 종이 멸종 위기에 놓이더라도 종 보존이 가능할 것이며, 멸종 위기종의 생식 세포를 투입한다면, 해당 종은 번식할 것"이라고 예견했습니다.

*키메라((chimera))란?

키메라(chimera)는 암염소 뜻이 있는 그리스어 키마이라(Khimaira)의 영어식 발음으로 그리스·로마 신화에 등장하는 괴물 키마이라에서 유래됨. 어원과 같이 서로 다른 종의 유전자를 결합하는 기술을 ‘키메라’라고 함. 동물 키메라를 만들려는 시도는 수십 년 전에 시작되었는데 1984년에 영국 케임브리지에 있는 동물 생리학 연구소의 연구원들은 염소와 양의 키메라를 두 종(種)의 배아를 섞어 만들었다고 보고함. 그 후, 2021년에 인간-원숭이 키메라 배아가 만들어진 바 있고, 올해에는 돼지 배아에 인간 줄기세포를 주입한 키메라 배아를 생성시킴 (KoNIBP 생명윤리 언론동향 브리프 No.11 참조)

**Live birth of chimeric monkey with high contribution from embryonic stem cells 초록

포유류의 만능줄기세포(pluripotent stem cells)가 착상 전 배아세포와 유사한 다분화성(pluripotency)을 가지고 있다는 것을 공식적으로 입증하는 방법은 동종 세포를 이용한 초기 배아 보완을 통해 키메라 동물을 생성하는 것입니다. 이러한 순수한 다분화성은 설치류에서는 잘 입증된 바 있지만 기증 세포가 숙주 배아의 발달 상태가 일치하지 않아 인간이 아닌 영장류를 포함한 다른 종에서는 키메라를 얻지 못했습니다. 본 연구에서는 원숭이의 순수 배아줄기세포를 확립하기 위한 다양한 배양 조건을 체계적으로 검토하고 키메라 배아 배양을 최적화하는 절차를 개발했습니다. 이 접근법을 통해 유산된 태아와 기증 세포에 기여도가 높은 살아있는 키메라 원숭이를 생성했습니다. 엄격한 특성화 파이프라인을 통해 기증 세포가 키메라 원숭이의 다양한 조직(골반 및 태반을 포함)에 효과적으로(최대 90%) 통합되었음을 확인했습니다. 본 연구 결과는 영장류의 순수 다분화성(native pluripotency)과 비인간 영장류의 유전공학 연구에 중대한 영향을 줍니다.

⚫ 원숭이 키메라의 탄생 과정

연구팀은 7일 된 원숭이 배아에서 세포를 채취했습니다. 그리고 9개의 줄기세포를 배양해 세포들이 다양한 신체 장기로 분화할 수 있도록 했습니다. 그런 다음, 4~5일 된 원숭이 배아에 세포를 주입했습니다. 이때 줄기세포의 영향을 받아 생성된 조직을 확인하기 위해 녹색 형광 단백질을 주입하였습니다.

배아는 암컷 원숭이에 이식돼 12번의 임신과 6번의 출산이 이루어졌습니다. 연구에 따르면, 이 중 살아서 태어난 원숭이 한 마리와 유산된 태아 한 마리는 몸 전체에 걸쳐 줄기세포에서 자라난 세포를 가진 ‘키메라 원숭이’인 것으로 확인됐습니다.

⚫ 원숭이 키메라를 향한 다양한 반응

University of Texas Southwestern Medical Center 분자 생물학 교수 준 우(Jun Wu)는 "이 연구는 중요한 연구이지만, 키메라들이 생성될 수 없다는 점을 고려했을 때 이를 획기적인 발전으로 보기는 어렵다."고 말했습니다. 또한 그는 "키메라를 생성하는 데 사용된 줄기세포가 후손에게도 유전이 되는지 알 수 없다"고 전했습니다. 이러한 유전 관련 사실은 의학 연구에 있어 원숭이의 질병 모델을 생성하고 파악하는 데 필요한 사항입니다. 한편, 우 교수는 이 연구에 참여하지는 않았지만, 과거 인간-동물 키메라 연구를 진행한 바 있습니다.

연구에 따르면, 키메라 원숭이의 조직에 나타난 줄기세포 비율은 21%에서 92%까지로 다양했으며, 평균은 67%였습니다. 이 비율은 특히 뇌 조직에서 높게 나타났습니다.

이스라엘의 바이츠만과학기술원(Weizmann Institute of Science)의 줄리아나 한나 교수는 이 연구를 "매우 뛰어나며 중요한 가치를 시사하는 연구"라고 언급했습니다. 또한 "기존에 생물학자들이 쥐를 모델로 연구를 진행해 오던 것처럼, 이 연구는 원숭이 변형 모델을 정밀화하여 연구를 진행하는 데 도움을 줄 것입니다. 이 작업은 아주 느리고 어렵겠지만 분명 중요한 가치를 가질 것입니다."라고 전했습니다.

□ 키메라 연구에 대한 윤리적 고민

⚫‘인간-원숭이 키메라’ 연구로의 확장 가능성

(First live birth of a chimeric monkey is a technical feat, but pushes ethical boundaries 참고)

이번 연구 결과는 광범위한 ‘인간-원숭이 키메라’ 연구의 가능성을 열어주었습니다. Knoepfler는 이 형태의 연구에 대해 "유익한 지식을 얻을 수 있지만, 윤리적으로 복잡하다"고 말했습니다. 덧붙여 그는 "인간-원숭이 키메라 배아를 얼마 동안 성장시킬 수 있고, 얼마 동안 연구할 수 있을까요?", "키메라에 인간의 뇌세포가 광범위하게 나타나는 문제를 어떻게 피하거나 허락할 수 있을까요?"라며 물음을 던졌습니다.

⚫ 인간과 유사한 외양 발생

(KoNIBP 생명윤리 언론동향 브리프 No.11 - <키메라 장기 생산의 윤리적 문제> 참고)

인간-비인간 동물의 키메라 배아 기술로 생성된 개체의 경우 동물의 신체적 측면에서 인간의 외모가 발생할 수 있다는 주장이 있습니다. 이는 인간-비인간 동물 사이에 생물학적 경계를 모호하게 하는 것으로, 개체의 도덕적 지위뿐만 아니라 더 나아가 인간의 도덕적 지위를 혼란스럽게 만들 수 있다는 문제를 제기합니다.

⚫ 비인간 동물에게서 인간 의식의 발달

(KoNIBP 생명윤리 언론동향 브리프 No.11 - <키메라 장기 생산의 윤리적 문제> 참고)

인간과 비인간 동물의 경계가 무너지는 것은 의식의 측면에서도 제기되었습니다. 만약 동물의 뇌에 인간 세포가 존재하고 그로 인해 인간과 같은 의식이 생긴다면, 의식이 있는 비인간 동물을 인간과 같은 존재로 보아야 하는지에 대한 윤리적 문제가 발생할 수 있습니다.

⚫동물-인간 키메라에 대한 각국(일본∙미국)의 규제 현황

(인간-원숭이 잡종 배아 첫 탄생…장기 이식 연구 기대와 생명윤리 우려(종합) 참고)