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1. 베스트 라이프 천연치료 원리 - 유전자 치료(Gene Therapy)
유전자 치료(Gene Therapy)
Ⅰ. 인체와 유전
유전자의 신비는 인간이 달세계를 정복한 것 이상으로 놀라운 것이다. 최첨단 의학 분야에서 연구하는 학자들은 주저하지 않고 말하기를 21세기는 유전 공학 시대가 될 것이라고 하며 질병 문제에 있어서도 유전자 치료시대라고 말한다.
1865년 멘델(G. J. Mendel)이 “식물 잡종에 관한 연구”를 발표하면서 유전학이 시작되었으며 1900년 데브리스(Devries), 체르맥(Tshermak), 그리고 코렌스(Correns) 등 세 사람의 식물학자들이 이를 확인하면서 근대 유전학의 기초가 놓이게 되었다. 그 이후 유전공학은 눈부신 발전을 거듭해 왔으며 농업, 공업, 의학, 여러 산업 등 거의 모든 분야에서 그 진가를 발휘하고 있다. 그야말로 세기가 바뀌는 오늘날 다가오는 21세기를 유전 공학 시대, T림프구 시대, 엔도르핀 시대라고 말하는데 이 모든 것들이 다 유전자 치료와 관련된 첨단 의학 분야이다.
일찍이 엘렌 화잇은 인체에 미치는 유전적 영향에 대하여 여러 가지로 언급했는데 그 대표적인 내용들은 다음과 같다.
1. 부절제한 식욕
“흥분케하는 식욕에 방종 하는 자들은 저들의 타락된 식욕과 정욕을 저들의 자녀들에게 물려주는데 이러한 것들을 대항하기 위해서 엄청난 도덕적 힘이 요구된다.”
2. 육식으로 오는 병약함
“질병이 그대의 자녀들에게 전가되었다. 그리고 육식을 자유롭게 한 것이 어려움을 더욱 증가시켰다. 돼지고기를 먹는 것이 체내에 있는 체액을 더욱 더 나빠지게 하였다. 그대의 자녀들은 태어나기 전부터 생기를 빼앗겼다.”
3. 질병
“일반적으로 부절제한 사람들이 자녀들을 낳으면 저들의 성향과 악한 성벽들을 저들의 자녀들에게 물려주게 된다. 그 자신의 타락한 몸의 피를 통해서 자녀들에게 질병을 물려준다.”
4. 사악함과 어리석은 기질
“슬픈 일이지만 사악함, 질병, 어리석은 기질들이 아버지에게서 아들에게 유전으로 물려지며 한 세대에서 다른 세대로 전가되어 세상에 고뇌와 고통이 편안하게 된다.”
5. 불행과 타락한 정욕
“수천의 사람들이 원칙을 무시하며 살아간다. 이러한 사람들이 저들의 불행과 타락한 정욕을 저들의 자녀들에게 물려준다. 이 얼마나 처참한 유산인가? 수천만의 사람들이 원칙을 떠나 살면서 저들의 저속한 정욕을 저들의 자녀들에게 물려주고 저들이 사는 사회를 더럽히고 있다.”
6. 혈액 속의 독극물
“부모들이 독물이 가득한 약물을 들여 마시는 것은 저들 자신의 몸에만 범죄 하는 것이 아니라 저들의 자녀들에게도 죄를 범하는 것이다. 약물을 사용하므로 더럽혀진 피, 핏속에 들어가 혈관 속에 들어 있는 독극물들이 저들의 자녀들에게 전가되어 비참한 유산으로 저들의 체내에 머물러 있는데 이것이 인류를 퇴화하게 만든 이유 가운데 하나이다.”
7. 정신적, 도덕적 해악
“담배와 술은 이것들을 사용하는 자들을 무감각하게 하고 저들을 더럽힌다. 이러한 것들이 주는 악이 여기서 끝나는 것이 아니다. 이러한 자들은 성급한 성질과 오염된 피, 연약해진 지성, 나약해진 도덕성을 저들의 자녀들에게 물려준다.”
위의 인용문들을 보면 유전적 영향은 선택의 여지가 없는 유산들뿐만 아니라 삶의 방향을 바꾸면 얼마든지 개선될 수 있는 유산들도 포함한다. 자녀들은 유전적 영향을 선택할 수 없으나 부모들은 자녀들에게 유익하고 축복된 것들을 물려 줄 수 있도록 생활이나 성격을 개선할 수 있는 것으로 사료된다. 어머니의 건강 생활이 자녀들에게 어떤 영향을 주는지 다음 인용문들은 지적하고 있다. “많은 여성들은 결코 어머니가 되지 말았어야 했다. 저들의 부모에게서 물려받은 연주창(scrofula)으로 가득 차 있으며 저들의 혐오스런 삶을 통해서 증가되고 있다.” “어머니가 영양 있고 건강적인 전곡(全穀)을 충분히 먹지 아니하므로 쇠약하게 되었다면 양질의 피의 양이 부족하게 될 것이다. 그녀의 혈액순환이 원만하지 아니 할 것이요 또한 그러한 사람이 낳은 자녀들 역시 어머니와 같은 자녀가 될 것이다.” “많은 자녀들이 저들의 어머니가 먹고 옷 입는 일에 대한 그릇된 습관으로 생긴 연주창의 피를 저들의 혈관 속에 가지고 태어났다. 유행을 따라 옷을 입고 다니는 여인들은 저들의 자녀들에게 건장한 신체를 물려줄 수 없다.”
II. 유전자와 생명의 신비
A. 움직이는 교향곡인 인체
매일 매순간 인체 세포는 죽어가고 새것으로 대체된다. 7년 정도의 시간이 지나면 현재 가지고 있는 인체의 체세포나 화학 물질이 완전히 바뀌게 된다. 지금 이 시간에도 머리털이나 손톱이 계속 자라나고 있으며 소화 기관의 내벽 세포들은 날마다 새것으로 교환된다. 적혈구는 매 초마다 250만개가 새로 생겨나고 120일정도 활동하다가 죽는다. 피부세포는 비교적 견고하여 수년 동안 지탱하기도 한다. 인체의 어느 부분도 가만히 있는 것이 없으며 각자의 임무를 수행하면서 우렁차게 울려 퍼지는 교향곡처럼 끊임없이 움직이고 있다. 그런데 인체의 세포와 체질은 바뀌는 데 왜 얼굴의 모습은 똑같이 유지되는가? 인체의 100조억개의 세포 하나하나가 똑같은 유전인자를 가지고 똑같은 영향을 받으면서 활동하고 있기 때문이다.
B. DNA의 비밀
최근에 이르기까지 세포 내부 구조에 대한 연구가 활발하게 진행되지 못하다가 1953년 왓슨(James Watson)과 클릭(Francis Click)이 세포의 핵에서 DNA(deoxyribonucleic acid)의 정체를 밝혀내므로 세포 내부 구조에 대한 연구에 전환점을 이루게 되었다. 그 이후 불과 반세기도 되지 않았으나 유전 공학은 하루가 다르게 비약적인 발전을 거듭하고 있다.
DNA가 없이는 생명이 없다. 모든 살아 있는 세포는 사람이나 동물이나 박테리아나 바이러스에 이르기까지 그들의 생명의 존재, 기능, 재생 능력에 있어서 DNA에 의존한다. 세포의 핵 속에 존재하는 DNA는 두 개의 다핵산체가 나선형 사다리처럼 꼬여 있으며 이 나선형 사다리에 30억 개의 분절들이 포도 열매처럼 주렁주렁 매달려 있다. DNA 분자의 길이는 9피트 정도이며 작은 거미줄 두께의 1/1000에 지나지 않는다. 인체의 DNA분자를 모두 이어 놓으면 지구와 달 사이의 거리를 8,000번 이상 왕복하는 거리가 된다. 이 DNA 안에 생명체의 염색체와 유전자들이 있는데 이 유전자(gene, 새로운 삶을 준다)와 염색체(chromosome)를 합하여 게놈(genome)이라고 부르기도 한다.
C. 생명은 하나의 세포로부터
인체의 유전자의 형성은 74일간의 감수 분열(meiosis)을 거치면서 난자에 착상될 준비가 갖추어지는 정자에서부터 시작된다. 정자는 23개의 X(여성 염색체)나 Y(남성 염색체)의 염색체를 가지게 되며 자기보다 1,000배나 더 큰 난자를 만나 하나의 세포를 이루게 된다. 한 번에 2억5천~5억 개의 정자가 난자를 둘러싸게 되지만 하나의 정자가 효소 불꽃을 일으키면서 난자 세포막 속으로 들어가게 되면 난자를 둘러싸고 있는 칼슘 이온들이 파장을 일으키면서 효소 반응을 촉진시키고 다른 정자가 들어오는 것을 막아 준다.
정자의 머리에는 DNA로 채워져 있으며 수정시 정자에 있는 23개의 염색체와 난자에 있는 23개의 염색체가 서로 쌍을 이루는 46개의 염색체가 완성되고 난자의 핵과 정자의 핵이 용해되면서 한 단위의 DNA를 가진 하나의 독특한 세포가 완성된다. 약 21일이 지난 후 이 세포는 자궁 내에 착상되고 수란관 내에서 세포 분열을 거듭하면서 오장육부를 가진 사람이 생겨난다. 세포마다 크기가 달라지고 기능도 달라진다. 그러나 인체의 다른 모든 기관이나 조직들은 기능이 다르다 할지라도 그들의 조상은 하나이다. 말하자면 세포마다 대략 10만개의 유전자를 가지고 있는데 100억조 개의 인체 세포들이 다 똑같은 유전자를 가지고 있으며 세포마다 유전자의 활동 인자와 비활동 인자의 차이가 있으므로 각기 다른 모양과 기능을 가지게 된다.
III. 유전자 정보의 경이
인체의 세포마다 46개의 염색체를 가지고 있으며 10만개의 유전자를 보유한다. DNA는 4개의 핵산 물질(adenine, cytosine, guanine, thymine)을 포함하는 20여 가지의 다른 아미노산으로 이루어진 단백질 고리로 구성되어 있으며 30억 개 이상의 분절을 가지고 있다. DNA는 유전 정보 보유자이며 세포핵에 존재하고, 세포질에 있는 RNA(ribonucleicacid)를 통하여 유전 정보를 전달한다.
유전 공학자에 의하면 인체의 유전자들은 64부호로 된 글자를 이용하여 자기들끼리 의사를 전달한다고 한다. 유전자 언어가 있다는 말과 같다. 지구상에 존재하는 모든 인류는 종족이나 인종에 관계없이 유전자 부호가 똑같다고 한다. 각 부호의 기본 단위를 코돈(codon)이라고 하며 3개의 코돈을 만들어 낸다. 이 부호들 중에서 61개는 각 아미노산에 관련되어 있고 3개의 코돈은 마무리를 해 주는데 vAA, vAG, vGA 등이 있다.
현대 유전자 연구에 현저한 기여를 한 학자들이 있는데 콜린스(Francis Collins, NIH 분자 생물학 연구 소장)와 앤더슨(W. French Anderson, 남 캘리포니아 주립 대 유전자 치료 연구 소장)이다. 이들 연구팀은 인체의 유전자에는 각 개인의 일생일대의 병력 사항이 모두 기록되어 있다는 사실을 확인하였다. 클린턴 대통령의 이발사가 대통령의 머리 한줌을 유전 공학자에게 넘겨주었다. 머리카락의 세포에 있는 유전자를 조사한 결과를 대통령에게 보고했는데 대통령은 너무나 정확하게 자기의 건강 기록과 인생 기록이 나타나 있는 것을 보고 깜짝 놀라지 않을 수 없었다. 미국의 일부 생명보험 회사들은 보험 가입자의 세포핵 조사에서 유전자에 나타난 건강 상태의 기록에 따라 보험금액을 결정하기도 한다. 한국에서도 지존파 사건이 터졌을 때 조선일보 사설에서 범죄자 색출 및 관리를 위해 유전자은행을 만들 것을 제안하기도 하였다. 또한 콜로라도 대학교의 유전 공학자인 카레이(Gregory Carey)는 유전자에 인간의 선악 간에 모든 도덕적 기록들이 남아 있다는 사실을 확인하였다.
그림 6 자신을 복제하는 DNA
정상 세포에서 유전자 정보는 DNA-RNA-단백질 순으로 전달되며 유전자 복제와 전이가 일어나게 된다. DNA는 자신의 복제에 관여하고 다른 종류의 물질에 DNA 유전자 정보를 전달하는 역할을 한다. RNA는 DNA로부터 유전 정보를 받아서 RNA판형으로부터 단백질을 형성한다. 췌장의 베타 세포에서 생성되는 인슐린의 경우 베타 세포핵의 DNA가 RNA에게 정보를 전달하고 RNA가 받은 정보를 리보솜(ribosome)에게 전달하여 제품을 생산 하게 되는데 이것이 인슐린이다. 베타 엔도르핀의 경우에도 뇌 세포핵의 DNA가 RNA에게 명령하고 RNA는 리보솜에게 정보를 전달하면 생산품이 베타 엔도르핀이 된다. 이러한 유전자 복제가 1/100초라는 짧은 시간에 체내에서 일어나고 있다. 인체 내의 100조억개의 세포에서 이와 같은 놀라운 일이 일어나는데 이것의 총 사령관은 유전자이다. 인체 생성의 총사령관인 유전자는 질병의 치료에 결정적인 영향을 끼치게 된다.
그림 7 DNA 이중나선
이제 유전자 치료에 대하여 이해를 돕기 위하여 DNA의 구조에 대하여 잠시 살펴보기로 하겠다. DNA의 물리적 구조를 이루고 있는 분자 사다리는 나선형처럼 꼬여 있는데 두 개의 당-인산염의 사슬이 얽혀 있다. 두 개의 사슬을 사다리 모양으로 이어주는 가로장은 뉴클레오티드 염기 또는 그냥 염기라고 부르며 서로 반대되는 분자로 구성되고 있다. 이 사다리가 서로 꼬여 있기 때문에 이중 나선이라고 부른다. 염기에는 네 종류가 있는데 A(adenine), T(thymine), G(guanine), C(cytosine)가 그것이다. 이 사슬은 한쪽 사슬에 A염기가 있으면 반드시 상대편에 T염기가 있고 C염기가 있으면 그 상대편에 G염기가 있다. DNA의 나선형 분자 사다리 또는 이중 나선의 하나의 분자를 글자 하나로 생각한다면 한 사람의 DNA는 그 분량이 32권으로 된 브리테니카 대영 백과사전을 13질이나 만들어 낼 수 있다. 이와 같은 이중 나선의 DNA가 유전자의 신비를 이루고 있다.
1960년대 초에 유전 암호가 해독되기 시작하였다. G, A, T, C로 표현된 염기의 네 개의 알파벳이 여러 가지 모양으로 어떤 종류의 단백질을 결정한다. 하나의 아미노산을 규정하는 데는 겨우 3개의 염기 곧 3개의 분자만 있으면 된다. 그리고 DNA구조에 대한 연구는 DNA 복제의 비밀도 밝혀내게 되었다. 복제 과정에서 DNA를 구성하는 두 개의 사슬이 원래의 사슬에 A는 T, C는 G의 형태로 결합해 가면서 최종적으로 원래의 DNA와 똑같은 구성과 순서의 염기 배열을 가진 두 개의 DNA로 나타나게 된다. 유전 암호의 해독이 가능해지자 학자들은 유전자 복제를 통하여 유전자를 조작할 수 있는 연구 개발에 박차를 가하게 되었다. 이러한 근거로 유전자 치료에 대한 연구와 관심이 고조되고 혁명적인 치료 기술이 선을 보이기 시작하였다. 이 유전자는 반드시 일정한 법칙에 의하여 움직이며 보이지 않는 어떤 힘에 의하여 작용한다.
IV. 유전자와 질병
DNA의 만리장성 쌓기라고 불릴 만큼 방대한 연구 과제인 인간 게놈(genome) 프로젝트는 총 비용이 30억 달러를 소요할 것이며 서기 2005년 9월 30일까지 완성될 계획으로 진행 중에 있다. 이 프로젝트의 최종 목표는 인간의 세포의 DNA에 들어 있는 10만개의 유전자의 위치를 파악하여 이 안에 있는 30억 개의 분절에 포함된 유전 암호를 하나씩 해독하여 서열을 정리하여 유전자의 완벽한 지도를 만드는 것이다. 워싱톤 대학의 분자 생물학 과장인 리로이 후드는 예견하기를 “30년 만에 우리는 수많은 질병의 소인이 되는 100여개의 유전자를 식별해 냈다. 환자의 향후 건강 이력을 보여주는 유전자 지문은 채취할 수 있고 유전자로 인한 모든 장애를 예방할 수단도 찾게 될 것이다.”라고 하였다. 인간 게놈 학회의 회장인 윌리엄 해즐틴도 말하기를 “질병을 미리 예측하는 시대에 접어들었다. 의학은 치료의 학문에서 예방의 학문으로 변모하고 있다”고 하였다. 1996년 중반 현재 6,000개 이상의 유전자가 확인되었으며 이 가운데 상당수가 질병 유전자로 연구자들의 관심을 끌고 있다.
새로운 유전자가 밝혀지고 유전자가 병에 미치는 영향이 더 많이 확인되면서 유전자 치료에 대한 가상 시나리오가 머지않아 일반화 될 것임에 틀림없다. 예를 들면 병원에 찾아온 환자의 입에 담당 의사는 면봉을 집어넣어 볼 안쪽에 있는 점액을 채취하여 이 샘플을 진찰실에 설치된 유전자 진단 컴퓨터에 넣는다. 몇 분 후에 프린터에서 유전자 목록이 출력되고 의사는 유전자 지도에 대입시켜 이 기록을 판독하게 되고 환자의 현재의 상태와 예상되는 발병 가능성을 집약하여 처방과 예방에 대한 조언을 하게 된다. 유전자 치료란 기존의 세포에 밝혀진 정보에 따라 유전자를 심어 암을 비롯한 다양한 질병들을 예방 또는 치료하는 기술이다. 체세포의 핵 속에 감겨 있는 게놈은 인체의 청사진이요 생명의 설계도이다.
컬버(Kenneth W. Culver)는 유전자 치료에 대하여 정의하기를 환자의 세포 속의 신진 대사의 선천적 결함을 교정하기 위하여 또는 세포 속의 새로운 기능을 제공하기 위하여 정상 기능을 가진 유전자를 주입하는 것이라고 하였다. 최근에는 유전자 치료에 대한 정보를 소개하는 문헌들이 앞을 다투어 소개되고 있어서 이 부분에 관심을 가진 연구자들에게 행운이 찾아 온 것이다.
다니엘 코헨과 그의 연구진들이 만들어낸 유전자 지도에 나타난 몇 가지 질병들을 소개 하면 다음과 같다. 세포핵 속에 있는 23쌍(X축과 Y축)의 염색체 분절들의 이상 상태에 따라 질병이 달라진다.
덴마크 코펜하겐 대학교 유전학 연구 결과 발표에 의하면 어린이 야뇨증(enuresis)은 염색체 13쌍의 변형에 관련된다는 사실을 발표한 적이 있다(Nature Genetic 저널). 지금까지 야뇨증은 주로 심리적 요인(정신적 압박이나 정신적 불안 등)에 있다고 생각해 왔는데 이런 증상까지도 유전자의 이상에 있다는 사실을 밝힌 것이다.
프렌치 앤더슨은 유전자 치료에 대하여 예견하기를 “20년 안에 유전자 치료법은 의술에 혁명을 일으킬 것이다. 사실상 모든 병에 대해 주요 치료법의 하나가 될 것이다”라고 하였다.
노벨상 수상자 제임스 왓슨도 인간 게놈 프로젝트 시행을 심의하는 의회에서 말하기를 “우리는 운명이 별에 달려 있다고 생각하곤 했다. 이제 우리는 운명이 상당 부분 유전자에 있다는 것을 안다”고 하였다.
다음 그림 8은 허피스(herpes) 유전자를 뇌암 치료에 이용하는 것을 보여준다. 유전자 치료의 잠재력은 사실상 무한한 것처럼 보이며 모든 질병에 대한 궁극적인 해답을 보여줄 수 있는 것처럼 생각된다. 그러나 인간 과학은 언제나 한계점이 있기 마련이다.
유전자 치료법이 아무리 발전한다 해도 고장 난 유전자 치료에만 그치고 그 원인 제거에 관심을 갖지 않는다면 이 첨단 의학도 치료 의학의 문제점을 그대로 답습할 수밖에 없을 것이다. 대증 요법은 질병 퇴
치의 완전한 해답이 되지 못한다. 완전한 질병 치료는 인간 회복에서
해답을 찾을 수 있기 때문에 전 존재적인 인간 회복은 창조의 능력에 의존할 수밖에 없다. 그리고 이러한 창조적 변화를 일으키는 힘이 사랑이며 이 사랑은 곧 인격적인 능력이라고 성경은 말한다(요일4: 8). 인간의 유전자에 창조적 변화를 가져오는 것이 사랑의 관계이며 사랑이신 하나님과 살아 있는 개인적 관계를 회복하는 것이 진정한 변화를 가져오게 할 것이다.
그림 8 허피스 유전자의 뇌암 치료 이용
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작성자 :
paul kim
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2012-04-01 10:35
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