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1. 탐구주제 : 게놈프로젝트
2. 탐구하게 된 동기
최근 5월말 경에 세계를 떠들썩하게 만든 미국 대통령 빌 클린턴의 공식기자회견이 있었으니, 그 유명한 인간 게놈에 대한 분석작업완료였다. 또한 요즘 일반인들이 생물학 및 생명 공학에 관하여 가장 많이 접하는 말이 게놈 프로젝트이다. 이렇게 게놈프로젝트는 누구나 한번쯤은 들어보았을 것이다. 하지만, 이에 따른 기초 지식에 대해서 잘 아는 사람이 별로 없고 언급하는 곳이 그리 흔치 않다. 그래서 이번 조사를 계기로 게놈 프로젝트에 대해 자세히 알아보려고 한다.
3. 탐구를 통하여 알아보고 싶은 점
게놈 프로젝트에 대한 구체적인 내용.
게놈 프로젝트에 대한 계획.
게놈 프로젝트 완료에 따른 우리에게 미칠 영향.
게놈 프로젝트에 대한 찬성의견과 반대의견.
인간복제가 가능한가.
4. 탐구 실행 방법
인터넷이나 신문기사에서 찾아서 게놈프로젝트에 대한 정보를 수집하고 한 곳에 모아 정리한다.
인터넷 : 엠파스, 야후.(백과사전, 뉴스기사)
신문기사 : 조선일보, 국민일보, 대한매일, 야후뉴스.
5. 탐구 내용과 결과 정리
휴먼게놈프로젝트란?
휴먼게놈이란 것은 인간의 세포 속에 간직하고 있는 전체 유전정보를 의미합니다. 인간의
유전정보는 세포핵 속에 있는 23쌍의 염색체 속에 들어 있습니다. 하나의 염색체 속에는 엄
청난 길이의 DNA사슬이 중충적으로 얽혀 있습니다. 그것은 마치 우리가 몇 가닥의 새끼줄
을 여러 번 겹쳐 꼬아 동아줄을 만드는 것과 흡사합니다.
그리고 생물의 유전정보는 이러한 DNA속에 있는 A T G C 네 가지 염기의 배열순서로
기록돼 있습니다. 휴먼게놈 프로젝트(Human Genome Project)란 인간의 23쌍의 염색체 속
에 집약되어 있는 이러한 DNA사슬의 염기배열 순서를 모두 밝혀내고자 하는 연구프로그램
입니다. 여기서 게놈이란 무엇을 뜻하는 것일까?
게놈(genome)이란?
…(생략)
생물이 살아가기 위해서 필요한, 최소한도의 유전자 군을 가지고 있는 염색체의 1세트. 알이나 정자에 포함되어 있는 단 상성(n)의 염색체, 또는 거기에 포함되는 유전자 전체가 게놈이다. 똑같은 게놈을 중복해서 가진 체세포 핵에는 상동 염색체가 2개씩 있고, 감수분열 때에 접합해서 2가염색체를 이루어, 염색체의 교차와 분리가 일어난다. 상동이 아닌 게놈을 가진 생물에서는 2가염색체가 생기지 않아, 정상적인 감수분열이 이루어지지 않기 때문에 배우자가 생기지 않게 되어, 생식불능이 되는 수가 많다. 이와 같은 성질을 이용하여 게놈이 같은가를 알아보아 생물 종간의 관계나 조상의 종을 밝혀내는 연구는 게놈 분석이라 한다.
??게놈??이란 용어는 ??gene??과 ??chromosome??의 합성어인 ??GENOME??을 독일식으로 발음한 것이다. 따라서 ??게놈 프로젝트??란 DNA서열을 밝혀내려는 것이다.
게놈 프로젝트는 다양한 생물체에 대해서 연구 중에 있다. 1995년 감기 바이러스연구 완료된 것을 시점으로 이미 37종의 미생물 체에 대한 게놈 프로젝트가 끝난 상황이며, 현재 가장 관심을 끌고 있는 인간게놈프로젝트는 미국, 일본, 영국, 프랑스 등의 국가에서 공동으로 연구 중인데 2003년에 완료 될 예정이다.
게놈 프로젝트는 크게 두 가지 방법이 있는데, 하나는 인간의 DNA를 10배로 준비해서 작은 단위의 절편으로 자른 다음, 이 절편들을 순서대로 맞추어 늘어놓고 순서대로 서열을 읽는 방법과, 다른 하나는 인간의 DNA를 무작위로 자른 절편의 서열을 무조건 읽은 후 그림 조각 맞추듯이 서열을 끼워 맞추는 방법이다.
게놈 프로젝트 진행상황과 몰고 올 변화는 무엇인지 알아보자.
[인간 게놈 프로젝트] 국립휴먼게놈연구소 제인 피터슨 박사
미 국립보건원 산하 국립휴먼게놈연구소(NHGRI)는 전 세계인의 이목을 집중시키고 있는 휴먼게놈프로젝트의 사령탑이다. NHGRI의 대규모 염기서열 분석팀 책임자인 제인 피터슨 박사를 만나 프로젝트 진행상황을 들어봤다.
▶게놈프로젝트는 어느 정도 진행됐나.
현재 유전자은행(진 뱅크)에는 초안을 작성하기 위한 인간유전체 정보가 수집되고 있는데 80% 정도 달성됐다. 인간 유전 체의 DNA는 수많은 반복서열이 존재하기 때문에 오차를 줄이기 위한 검증작업이 진행중이다. 다음달 15일 전체 유전 체의 90%에 해당하는 28억쌍의 염기서열을 포함한 초안(워킹드래프트)을 발표할 예정이다.
▶정보는 어떻게 공개되는가.
초안을 비롯한 모든 정보는 국립생물공학연구소(NCBI)의 웹사이트를 통해모든 사람이 자유롭게 이용할 수 있다. DNA 조각에 대한 정보와 유전체 소재도 이용이 가능하도록 하는 시스템 구축작업을 진행하고 있다.
▶단백질의 구조를 포함한 장기적인 후속연구 계획은.
인간유전체의 DNA 염기서열을 완성하는 것이 최우선 목표다. 인간유전자 연구에 관련이 깊은 쥐 유전체 연구에 주력하고 추가되는 모델동물에 대한 유전체 해독작업이 진행될 것이다. 그밖에 인간 유전 체에서 1,000개의 염기에 하나 정도씩 존재하는 SNP(단일염기변이)를 찾아내 이를 공개할 계획이다. 바이오칩을 포함한 관련기술 개발, 모델동물의 유전 체 정보를 비교하는 비교생물학 연구와 함께 유전정보의 합법성 및 윤리문제, 생물정보학 관련 인력 양성 및 교육훈련 등에도 투자할 예정이다.
▶게놈프로젝트에서 생산된 유전정보의 특허문제가 쟁점화 되고 있는데.
국가주도의 게놈 프로젝트에서 얻어진 유전정보에 대해서는 전혀 특허출원을 하지 않았다. 이러한 기초데이터를 이용, 다음단계의 기능 연구를 통한 특허출원은 개별 연구자의 몫이다.
▶염기서열 분석기술을 한국 등 제 3국에 기술이 전할 계획은.
연구자들을 통한 공동연구 등을 통해 HGP에 협조할 의향만 있다면 얼마든지 기술이전을 받을 수 있다.
게놈 프로젝트가 우리에게 미칠 영향 및 의견
암과 같은 각종 질병(특히, 유전병)의 퇴치는 물론이고, 대머리, 이상비만과 같은 외모를 조기에 치료할 수도 있을 것이며, 경찰은 범죄 현장에서 한 방울의 혈흔을 이용하여 범인을 색출해 낼 수 있을 것이고, 각 개인은 자신의 장기가 손상하였을 때를 대비하여 각 개인에게 맞는 장기를 인공적으로 만들어 놓을 수도 있으며, 감기 약을 지을 때조차 자신의 몸에 부작용이 없는 자신만의 약을 만들어서 복용하게 될 것이며, 장차 자신의 몸에 어떠한 병적 위험이 닥칠 것인지를 미리 알아서 이에 대비할 수도 있을 것이다.
결론은 위와 같이 반드시 찬성 쪽인 것만은 아니라는 것이다. 미 정부에서는 이미 이 문제에 대해서 `게놈프로젝트`의 총 사업비 중 5%를 투자하여 충분한 검증을 해 오고 있다. 특히, `게놈프로젝트`의 종료와 함께 더욱 활기차게 될 전망이나 아직 우리나라에서는 이에 대한 논의가 미미한 실정이다. `게놈프로젝트`종료에 우려하는 주요 논제들은 윤리적, 법적, 사회적인 측면에서 폭넓게 나오고 있으며 이 중 주요 논제는 다음과 같다.
① 얻어지는 유전정보를 이용한 개인 자료의 철저한 보호다. 이는 `게놈프로젝트`에 자신의 DNA를 분석용으로 제공했던 사람뿐 아니라, 앞으로 밝혀지는 개개인의 정보로서, 개인의 신상을 위해서 반드시 보호되어야 한다. 실제 작년 미국에서 신입사원 채용이나, 보험가입시 유전적으로 간암을 일으킬 요인이 많을 것이라는 것을 안 회사가 고용 및 접수를 거부한 사례도 있었다. 또한 개인정보나 유전정보를 상업적으로 이용할 시에는 많은 윤리적인 논란거리가 제공될 것이다.
② 정치적, 사회적 악용을 막는 것이다. 유전자간에 분명히 존재할 인종적 차이점을 이용하여 제 2의 인종차별이 나올 수도 있으며, 같은 민족 간에도 계층이 형성될 우려가 있다.
③ 정상과 비정상 구분의 모호성이다. 유전적 다양성을 옳고 그름으로 판단하여, 다양성을 무시하고, 흑백논리로 발전해 버릴 가능성이 있다는 것이다.
④ 유전자의 무분별한 변형 및 향상이다. 예를 들어 사는데는 지장이 없으나 있을지도 모를 부작용을 감안하고 키를 크게 한다든지, 머리를 금발로 만든 다든지 하는 경우가 해당된다. 또한, 신체적인 병이나 문제점을 판단할 수 있는 기준마저 모호하며, 이는 국가별로도 매우 다양하다.
⑤ 유전정보가 효용 있는 곳에 제대로 사용되는 가이다. 인류의 번영을 위해 사용되어야 할 유전정보가 생물을 살상하는 생물학적 무기개발에 이용되는 것을 들 수 있다.
⑥ 유전자를 이용한 생물체 혹은 인류의 통제다. 이는 생물체의 행동과 생각을 유전자가 제어, 조절함으로 유전자를 조작 시 이를 이용한 특정 부류의 생명체와 인류를 통제할 수도 있다는 가능성이다.
인간을 복제하는 일이 가능한가?
1997년에 세계 전역에서 `돌리`라는 양이 주요 뉴스로 다루어진 적이 있다. 돌리의 어떤 면이 그토록 특별하였는가? 그 양은 암컷 양의 젖샘메서 채취한 다 자란 동물의 세포에서 성공적으로 복제된 최초의 포유류였다. 따라서 돌리는 그 세포를 채취한 양보다 어리기는 해도 그 양의 "쌍둥이"가 되었다. 돌리가 등장하기 전에도 과학자들은 수십 년 동안 태아의 세포에서 동물을 복제해 왔다.
하지만 다 자란 포유류의 세포를 다시 프로그래밍 하여 그 동물과 유전적으로 완전히 동일한 동물을 만들어 내는 것이 가능하다고 생각한 사람은 거의 없었다. 다 자란 동물의 세포에서 복제하면 그 후손의 생김새를 미리 알 수 있다.
돌리를 복제한 과학자들의 목표는 가축을 개량하여, 젖을 통해 분비되는 약을 생산하는 소중한 자원으로 활용하려는 것이었다. 그 과학자들이 이룩한 성공에 관한 보도는, 과학 잡지인[자연] 1997년 2월호에 "태아 상태의 포유류와 다 자란 포유류의 세포에서 나온 생육 가능한 후손"이라는 제목 아래 처음으로 실렸다. 대중 매체는 금세 그 보도와 그것이 지니는 의미에 대단한 관심을 나타냈다. 2주 후에[타임]지의 표지에는 돌리의 사진과 함께 "언젠가 또 다른 내가 존재하게 될 것인가?"라는 표제가 실렸다. 바로 그 주에 영문판[뉴스위크]지 표지에는 "복제 인간을 만들 수 있는가?"라는 연속 기사가 게재되었다.
돌리 이래로, 과학자들은 개개의 동물을 수십 마리나 복제했는데, 모두 다 자란 동물의 세포에서 복제하였다. 동일한 과학 기술을 이용하여, 성인이 된 사람을 보게 할 수도 있는가? 일부 생물학자는 가능하다고 말한다. 이미 그렇게 한 예가 있는가? 아직은 없다. 돌리를 복제한 연구팀을 이끈 영국의 과학자 이언 윌머트가 지적하는 바에 따르면, 현재 복제 작업은 자연 생식 과정보다 태아 사망률이 약 열 배나 높은 "매우 비효율적인 작업"이다.
일부 사람들은 `만일 어떤 사람이 그러한 과학 기술을 완성하여, 이를테면 히틀러를 여러 명 복제한다면 어떻게 될까?`하고 염려합니다. 그러한 두려움을 불식시키기 위해 윌머트가 지적하는 바에 따르면, 복제된 아이는 원래의 사람과 유전적으로는 동일한 쌍둥이이겠지만 복제된 사람은 환경의 영향을 받게 되며 자연 상태에서 태어난 쌍둥이처럼 각자 독특한 성격을 갖게 될 것이다.
6. 탐구를 통하여 알게 된 점
게놈 프로젝트가 우리에게 아주 좋은 것을 해준다는 것을 알았다. 특히 장기이식이 있고 질병을 고칠 수 있어서 생명도 늘어나게 해주어서 좋다고 할 수 있다. 하지만 이에 따른 부작용이 많다는 것을 알았다. 나는 이렇게 많은 부작용이 일어나는지 상상도 못하였다. 이중엔, 제2의 인종차별과 나쁜 술 같은 것을 먹어도 신장이식을 하면 된다고 생각할 수도 있는 것 등 여러 가지 부작용이 있는 것을 이 탐구 보고서를 쓰면서 많이 알게되었다.
7. 탐구를 통하여 느낀 점
내 생각에도 인간복제는 잘못되었다고 생각한다. 만약 인간복제를 해서 장기이식이나 질병을 고치려면 복제를 당한 사람은 그냥 이유 없이 당연히 장기나 질병에 필요한 것을 내 주어야 한다는 것이다. 이것은 죽을 수도 있는 문제이다. 복제를 당한 사람도 생각이 있고 살고싶은 마음은 사람과 같을 것이다. 이렇게 된다면 복제를 당한 사람은 죽어도 된다는 것인가? 또, 미래에는 지구에 비해 인구의 수가 늘어나서 땅이 없을 지경까지 나타난다고 한다. 그런데도 1명이 태어나는 것을 복제시켜서 1명을 더 늘려 2명이 지구에 나타나게 한다는 것은 지구에 땅이 없을 지경이 일어나는 시기를 앞당기게 되는 것이라고 생각한다. 그래서 나는 이런 일이 잘못되었다고 생각하고 당장 그만 두어야 한다고 생각한다.
8. 참고 문헌
출처: HTTP://myhome.shinbiro.com/~ghdud99/reading/reading16.HTM →게놈에 대한 평가
HTTP://my.dreamwiz.com/ghdvy →홍영표 홈페이지 (Genome의 세계)
HTTP://bric.postech.ac.kr/bbs/daily/krnews/tin002-44/062.html →야후뉴스 기사
HTTP://www.genomelife.com/ →게놈프로젝트 사이트
HTTP://bric.postech.ac.kr/bbs/daily/krnews/tin0024-5/011.html →대한매일 기사
▶인간게놈의 해독방법에서 다국적팀과 셀레라는 차이가 있다. 다국적 팀(가운데 그림)은 책의 각장을 분리하여 그 한 페이지를 선택해 읽음으로써 전체를 파악하는 방법을 택하였다.
▶셀레라(아래그림)는 임의로 책을 자른 다음, 각 조각을 해석하고 조각을 맞추는 방법을 사용했다.
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