유전공학

1. 개요2. 역사3. 유전공학의 활용 사례

3.1. 키메라 생물3.2. 특정 물질 대량 양산

3.2.1. 인터페론3.2.2. 인슐린

4. 관련 인물5. 관련 서적6. 관련 문서

유전공학이 모든 것을 바꿀 것이다. - 크리스퍼(CRISPR)[1]

1. 개요

遺傳工學 / Genetic Engineering

유전공학은 유전자를 조작하는 학문으로, 분자유전학의 응용학문이다.[2][3]

기본적으로 인간에게 이득을 주는 새로운 부산물을 얻어내기 위해 생물을 유전적으로 변형시키는 것이 주 목적이다.

20세기 이후에 급속히 발달한 분야이고 생물을 인위적으로 조작한다는 특성상 도덕적, 윤리적, 종교적 논란이 매우 활발히 발생한다. 대표적인 예가 인간 복제나 유전자 조작 식품(GMO). 유전공학 연구에서 자주 행해지는 동물 실험 역시 생명윤리, 생명의 존엄성 문제, 동물학대 논란이 많이 발생한다.

2. 역사

유전공학이란 개념이 없었을 뿐이지 선사시대 때 부터 인류는 이미 인위적으로 생물을 변형시켜 왔다. 농작물이나 각종 가축들을 교배, 접목 등을 통해서 육종하여 야생 상태에 비해 인간에게 이로운 형태로 종을 바꾸거나 각종 미생물들을 이용해서 발효 식품을 제조하고 이를 개량하는 것 또한 유전자 조작이라 할 수 있다.

그러나 현대적인 좁은 의미로는 '세포융합', '세포배양', 'DNA 조작', '체외수정', '유전자 치료' 등의 기술을 사용하여 원하는 결과를 얻고자 하는 것을 말한다. 특히 1953년 미국의 제임스 왓슨과 영국의 프랜시스 크릭에 의해 DNA의 구조가 밝혀진 이후 유전물질로 DNA로 확정되었고 그 DNA를 인간이 조작할 수 있는 유전자 가위(Restriction enzyme 제한효소, 가위), PCR(증폭), DNA 연결효소(DNA ligase, 접착제), 생물체 삽입 등의 기술이 개발됨에 따라서 폭발적으로 성장하게 되었다.[4]

3. 유전공학의 활용 사례

3.1. 키메라 생물

그리스 신화에 보면 '키마이라(키메라)'라는 괴물이 나온다. 머리는 사자요, 몸은 양이요, 꼬리는 뱀 [5]인 괴물인데, 여기서 이름을 따서 이종간 유전자 조합 생물을 '키메라 생물'이라고 부른다. 유전적으로 다른 세포가 같은 개체 안에 존재하면 키메라라고 부르는데, 이건 자연적으로도 존재한다. 인공적으로 만든 최초의 키메라 생물은 1973년에 S. Cohen와 H. Boyer가 만든 박테리아 플라스미드.

3.2. 특정 물질 대량 양산

3.2.1. 인터페론

1980년에 최초로 인터페론을 부호화시킨 인간 유전자를 박테리아 속에 집어넣는 데 성공했다. 인터페론은 척추동물에서 생기는 신호단백질의 일종으로 병원체가 침공했을 때 면역세포에서 만들어서 대응하는 단백질. 바이러스 증식도 막는다. 인터페론은 순수 분리하는 게 꽤나 어려운 물질이라서 현대 의학은 인터페론 대량 생산을 매우 중히 여긴다.

3.2.2. 인슐린

1978년 미국의 일라이 릴리사에서 유전자공학의 기술로 성공하였다. 1형 당뇨병 환자에게 사용하는 약품인 인슐린은 이전에는 소나 돼지의 췌장에서 추출하여 의약품으로 사용하였으나 비싸고 사람의 인슐린과는 약간 차이가 있었다. 후에 사람 췌장의 베타세포 유전자에서 해당 DNA를 추출하여 대장균에 집어넣어 발현시켜 양산의 길이 열렸다. 이후 성장호르몬과 함께 대표적인 유전공학에 의해 생산된 의약품으로 거론된다. 현재는 줄기세포를 베타세포로 분화시켜 사람에게 이식하여 치료하고자 하는 시도도 있다.

4. 관련 인물

5. 관련 서적

이기적 유전자

6. 관련 문서

[1] 쿠르츠게작트의 영상.[2] 또한 생명공학의 하위 개념이다.[3] 후술하겠지만 유전공학의 분자유전학적 성격과 기반 때문에 분자유전학자들은 기본적으로 유전공학에서도 종사한다.[4] Principles of Gene Manipulation and Genomics, Primrose 저 Blackwell 출판, 유전자 조작을 영어로 Gene Manipulation라고 한다.[5] 꼬리가 뱀 머리다. ~~양동작전이 가능하다~~