‘유전자 가위’를 연구한 두 여성 과학자

2020년도 노벨 화학상은 프랑스의 과학자 에마뉘엘 샤르팡티에(Emmanuelle Charpentier, 1968-)와 캘리포니아 대학의 제니퍼 도드나(Jennifer A. Doudna, 1964-) 교수가 수상한 바 있다. 두 과학자는 모두 여성이며, ‘유전자 가위’(CRISPR/Cas9)에 대한 선구적인 연구로 수상자가 되었다.

왼쪽은 캘리포니아 대학에서 세포생물학, 분자생물학, 화학 분야의 석좌교수인 제니퍼 도드나이고, 오른쪽은 미생물학, 유전학, 생화학자인 에마뉘엘 샤르팡티에이다. 프랑스 과학자인 샤르팡티에는 현재 독일 막스플랑크 연구소 병원생물(Infection Biology) 연구부 책임자이다.

지난 날, 생명과학자들은 유전물질인 DNA를 마음대로 바꾸는 것은 불가능할 것이라고 생각했다. 그러나 두 여성 과학자는 박테리아의 염색체를 구성하는 DNA 일부(유전자)를 잘라내어 다른 박테리아의 염색체에 연결함으로써, 새로운 성질을 가진 박테리아로 만드는 방법을 선구적(先驅的)으로 개발했다. 이때 목적하는 유전자만 선택적으로 잘라내는 것을 일명 ‘유전자 가위’(genetic scissor)라 한다.

유전자 가위라고 하지만, 이 가위라는 것은 긴 염색체 가닥 중에 지정된 일부를 끊어낼 수 있는 특수한 효소를 말한다. 선택한 유전자만을 잘라내어 다른 생명체의 염색체에 끼워 넣도록 하는 이 혁신적인 방법은 2012년에 개발되었다. 유전자 가위 기술의 발견은 순식간에 유전자공학(생명공학) 발전에 혁명을 일으켰다.

유전자 가위(Cas-9이라 불리는 특수 효소)를 이용한 유전자 재조합(유전자 편집, 유전자 조작) 기술의 등장은 동식물의 품종개발 기술에도 중요한 도구가 되지만, 유전자 이상(異狀) 때문에 발생하는 각종 유전병과 암을 근본적으로 치료할 수 있는 길을 열고 있다.

유전자 가위와 유전자 재조합에 대해 연구하는 과학자는 대단히 많다. 독자들 중에는 “유전자 가위를 연구한 과학자에게 왜 노벨 화학상을 수여했나?” 하는 의문을 갖는 사람이 있을 것이다. 오늘날 생물학과 화학은 엄밀하게 구분하기 어렵도록 연관되어 발전하고 있다. 유전물질인 DNA는 유기화학물질이다. 그러므로 생명체의 유전자에 대한 연구일지라도 화학 영역이기도 한 것이다. (유전자 가위에 대한 보다 자세한 내용은 본사 블로그에서 ‘유전자가위’ 또는 ‘크리스퍼’를 입력하여 찾아보자. 다수의 내용이 실려 있다.) — YS