합성생물학은 어디까지?

합성생물학은 생물학의 거침없는 신세계는 어디까지 일까? 2010년 5월 갑부이자 생명공학의 분야에서 최대 거물인 새로운 인공 생명체의 탄생을 알렸다. 바로 제이크레이그 벤터로 그는 7년 전 유전자 코드 정보로 정상 기능하는 생명체를 만든 최초의 인물이 되었다. 벤터와 그의 팀은 DNA를 이용해서 뉴클레오타이드라는 100만 개가 넘는 코드화된 유전자 정보의 새로운 유전자 염기서열을 조합했다. 일명 박테리아를 잡아먹는 '파이 - 엑스 174'라는 바이러스의 DNA 염기서열을 바라보며, 그는 내심 컴퓨터상의 이 코드 정보를 토대로 진짜 DNA를 만들어 낼 수도 있겠다고 생각을 했다. 그리고 파이 - 엑스174의 게놈 코들르 바탕으로 바이러스 제조에 착수했다. 나중에 그는 같은 방법으로 좀 더 크고 복잡한 생명체의 DNA를 만들어 냈다. 벤터가 이끄는 팀은 인공 박테리아 세포의 제조법을 알아내 자신들이 만든 인공 DNA 게놈을 박테리아 세포 안에 삽입을 하고 자신들이 합성한 유기 생명체가 드디어 움직이고, 섭취하며, 스스로 복제하는 모습을 지켜보았다. 벤터는 이 과정을 지켜보며 다가올 일을 인식하지 못하는 대다수 인류에게 경종을 울리려고 했다. 이를테면 그는 2009년 인터뷰에서 다음과 같이 주의를 환기시켰다. 일단 우리가 승인받은 게놈을 활성화를 하면 이 일은 아마도 사람들의 생명과에 영향을 줄 것이다. 벤터는 자신의 신기술을 '합성게놈학'이라고 정의했다. 합성게놈학은 디지털 생물학이라는 컴퓨터 디지털 세계로 시작해 매우 특수한 목적을 지닌 새로운 DNA 구성체를 만드는 일이다. 예를 들면 생명 법칙을 알아낼수록 우리가 자기학습 로봇공학과 자기 학습 컴퓨터 시스템을 개발할 수 있게 될 거라는 의미를 말한다. 그야말로 매우 빨리 학습하는 신시대의 서막을 열리는 것이다. 그는 말을 이었다. 미래에 이런 기술은 인간의 모든 일상ㅇ르 완전하게 바꾸어 놓을 수도 있습니다. 오늘날 일부에서는 벤터가 진행을 한 새로운 박테리아 생성을 가리켜 4D 프린팅이라고 불리운다. 2D 프린팅은 우리가 매일 하는 일이다. 즉 컴퓨터 키보드상에서 '출력' 명령을 내려 구식의 잉크젯 프린터에서 기사 등을 출력하는 일을 말한다. 근래에는 제조업자와 건축가, 예술가 등 많은 사람이 3차원 제품의 제조를 위해 컴퓨터 생성 디자인을 이용한 3D 프린팅에 나서고 있다. 그들이 3D 프린터 장치에 장전하는 재료는 플라스틱에서부터, 탄소, 흑연, 심지어 식자재에 이르기까지 다양하다. 4D 프린팅에서 제조업체는 다음의 중요한 단계를 밟는다. 이른바 자기조립 또는 자기복제라고 하는 과정까지 한다. 이는 인간에서 시작된 아이디어를 컴퓨터상에서 처리해 완료하고 이것을 3D 프린터로 보내 스스로 복제와 변환이 가능한 결과물을 얻는 과정을 말한다. MIT의 스카일러 티비츠는 고체 재료를 사용해 자칭 '스스로 증식하는 프로그램화한 물질'이라는 복잡한 물질을 만든다. 벤터를 비롯한 수백 명의 합성생물학자는 이러한 4D 프린팅의 가장 좋은 사례가 생명체의 구성 요소인 DNA를 이용해 생명체를 만드는 일이라고 주장을 한다. 벤터가 이끄는 팀이 처음으로 파이 - 엑스 174 바이러스 게놈을 만들 당시, 그는 합성된 게놈이 국가안보와 국민건강에 미치는 영향에 대해 대규모로 분석을 의뢰했다. 결과 보고서는 새로운 과학으리 적절한 관리에 걸림돌이 되는 다음의 두 가지 문제를 지적했다. 첫 번째는 합성생물학 연구가 너무 저렴해지고 쉬워진 탓에 정통적 훈련을 받은 생물학자가 더는 일선에서 근무를 하지 않고 있었다는 점이다. 이는 새로운 분야의 윤리, 전문적 기술 표준, 안전 문제에 대해 공유된 합의점이 없다는 사실을 의미했다. 두 번째는 미국과 선진국 정부기관이 규제하는 일부 사례에서 기존 규제 기준이 너무 오래된 터라 실정에도 맞지 않고, 상당수 젊은 실무자에게도 알려지지 않았다는 점이다. 벤터의 연구진은 합성생물학의 비용이 계속 하락하면서 이 분야에 대한 관심을 고조되는 것은 물론, 자신들이 제기한 윤리적이고 실리적인 현안이 갈수록 수면으로 떠오를 것으로 내다봤다. 예측은 생각보다 더 잘 들어맞았다. 생물학의 또 다른 분야로 유전자 기능을 활성화하는 방법인 기능획득 연구에서 새로운 돌파구를 마련하는 동시에 합성게놈학 분야에서 더 많은 새로운 가능성, 도전, 국가안보 위협이라는 당면 과제도 더불어 떠안았다. 과학계는 이른바 '인간 중심의 진화'와 상대적으로 양성 세균에 질병을 퍼뜨릴 위험한 능력을 부여 하는 실험의 장점을 둘러싸고 논쟁을 벌이기 시작한다. 이러한 상황에서 글로벌 생물학 테러와 생물보안 수립은 여저히 불투명한 상태로 남아 있고 중대한 위협과 그에 따른 최선의 댜응 방안도 구태의연한 개념에 사로잡혀 있다.