2004년 줄기세포는 처녀생식…‘스너피’는 진짜복제

조사위 최종 결과 발표하는 정명희 교수 10일 오후 서울대 문화관 중강당서 열린 ‘황우석 교수팀 줄기세포 논란‘관련 서울대 조사위원회 최종 결과 기자회견에서 정명희 조사위원장이 "황우석 교수팀에는 줄기세포가 없다"고 발표하고 있다 (서울=연합뉴스)

서울대, 최종조사 발표…“황교수팀 체세포복제 줄기세포없다”
2004년, 2005년 논문 모두 의도적 조작…과학계와 대중 기만한 행위
황교수팀, 3년간 2천개 이상 난자 제공받아

황우석 파문 최종 발표. 서울대학교 조사위원회 정명희 위원장이 10일 서울대 문화관에서 황우석교수의 연구에 대한 최종 조사결과를 발표하고 있다. /백승렬/사회/과학/ 2006.1.10 (서울=연합뉴스) [e-mail]

서울대 조사위원회는 황우석 교수팀의 2004년 사이언스 논문도 2005년 논문처럼 조작됐고 황 교수가 주장하는 ‘줄기세포 원천기술’도 독창성을 인정하기 어렵다고 최종 결론을 내렸다.

황우석 교수팀의 2004년 사이언스 논문에 쓰이고 현재 냉동보관중인 1번 줄기세포는 체세포 복제가 아닌 처녀생식에 의한 것이라고 조사위는 밝혔다. 이는 황 교수팀도 처녀생식인지 몰랐고 조사위에 의해 밝혀졌다고 밝혔다. 그러나 복제개 ‘스너피'에 대해서는 체세포 제공개인 타이의 체세포에서 복제됐다는 사실을 공식 확인했다.

또 황 교수팀에서 사람 난자의 배반포 형성에 성공했다는 점은 평가할 수 있지만 독보적인 기술로 평가받기는 어렵다고 결론내렸다. 아울러 황 교수팀에 2002년 11월부터 지난해 11월까지 3년 간 4개 병원에서 129명으로부터 2061개의 난자가 채취돼 제공된 것으로 드러났다.

조사위는 황 교수팀의 의도적 조작이 과학계와 일반대중을 기만한 행위라며 황 교수의 바꿔치기 주장을 인정하지 않았다. 조사위는 “아무리 바꿔치기를 주장한다 하더라도, 현재 가지고 있는 처녀생식 1번 줄기세포주의 존재를 설명할 수 없고, 그 유전자분석결과를 조작한 사실을 덮을 수는 없다”고 밝혔다.

조사위는 논문 조작을 황 교수가 직접 지시했는지 여부에 대해서 “조사위는 과학적 사실을 검증하는 일을 했고 조작에 대한 황 교수의 지시 여부는 검찰에서 밝힐 부분”이라고 밝혔다.

조사위는 황 교수가 체세포 핵치환 기술을 보유한 것은 사실이나 이는 영국의 뉴캐슬대학 연구실 등도 보유하고 있는 기술로, 황 교수만의 독창적 기술로 볼 수 없다고 밝혔다.

서울대 조사위는 이런 내용을 담은 최종 보고서를 10일 오전 서울대 문화관 중강당에서 정명희 위원장 주재로 기자회견을 통해 발표했다. 아래는 황우석 교수 연구의혹관련 서울대 조사위원회의 최종결과 보고 기자회견 전문이다. <한겨레> 온라인뉴스부

[다운로드]조사보고서

계속되는 황우석 지지. 황우석교수 지지자들이 황 교수연구 결과 최종 결과를 발표하는 10일 서울대학교 정문 앞에서 황교수를 지지하는 피켓을 들고 시위를 하고 있다. (서울=연합뉴스) [e-mail]

■ 서울대 조사위 최종결과 보고 전문

황우석 교수팀의 사이언스 논문에 대해 제기된 의혹들을 조사하기 위하여 구성된 서울대학교 조사위원회는 2005년 사이언스 논문뿐 아니라 2004년 논문의 진위문제도 조사하게 되었고, 복제개 스너피의 진위, 난자수급, 황교수팀 연구실의 기술현황 등에 관한 분석과 조사를 수행하였습니다.

조사위원회가 2005년 12월 15일부터 2006년 1월 9일까지 밝혀낸 사실들에 대한 최종결과를 보고 드리겠습니다. 방대한 데이터와 보충자료들을 제외한 결과보고서는 별도로 공개하겠습니다. 조사결과를 요약하여 말씀드리겠습니다.

발표 전 의견 나누는 정명희,노정혜 조사위원. 10일 오후 서울대 문화관 중강당서 열린 '황우석 교수팀 줄기세포 논란'관련 서울대 조사위원회 최종 결과 기자회견에서 정명희 조사위원장과 노정혜 서울대 연구처장이 최종결과 발표 전 대화를 나누고 있다./황광모/사회/과학/ 2006.1.10 (서울=연합뉴스) [e-mail]

1. 2005년 사이언스 논문

2005년 논문은 환자맞춤형 인간체세포복제 줄기세포주 11종을 만들었다고 보고하였다. 그러나 사실은 2개의 줄기세포를 가지고 11개 줄기세포의 데이터를 만들어 냈고, 그 2개의 줄기세포도 체세포복제가 아닌 수정란 줄기세포였다는 것은 두 차례의 중간발표를 통해 이미 보고한 바와 같다.

황교수팀이 논문 제출 후에 만들었다고 주장하는 줄기세포들도 전부 체세포복제가 아닌 수정란 줄기세포들임이 확인되었다. 2005년 논문의 데이터들은 DNA지문분석, 테라토마 및 배아체 사진, 조직적합성, 핵형분석 등이 모두 조작되었고, 이 데이터들이 어떤 방식을 통해 조작되었는지는 보고서에 적시하였다. 결론적으로 황교수팀은 환자맞춤형 줄기세포주를 가지고 있지 않았으며, 그것을 만들었다는 어떤 과학적 근거도 가지고 있지 않다.

2. 2004년 사이언스 논문

체세포복제를 통한 인간배아줄기세포주의 확립을 보고한 2004년 사이언스 논문속의 세포사진 및 DNA지문분석에 대해 의혹이 제기되어 조사를 시작하였다.

조사위는 확보된 1번 줄기세포(NT-1)와 테라토마조직, 난자 및 체세포 공여자(동일인)의 DNA지문을 분석하였다. 1번 줄기세포주는 황교수팀이 동결 또는 배양상태로 보관중인 세포주 20개, 특허출원을 위해 한국세포주은행에 기탁된 1개, 서울대학교 문신용교수 연구실과 미즈메디병원에 보관중인 것 각각 1개 등, 총 23개의 샘플을 각각 3개의 연구기관에 보내 분석을 의뢰하였다. 세 연구기관은 모두 같은 분석결과를 보내왔다.

분석결과 테라토마조직과 1번 줄기세포중 세포주은행과 문신용교수 연구실, 미즈메디병원이 보관중인 1번 세포주는 모두 동일한 지문을 보였다. 황교수팀이 보관중인 20개 세포주중 9개는 이들과 동일한 지문이었으나, 11개는 미즈메디병원의 수정란줄기세포 5번으로 확인되었다. 1번 줄기세포의 DNA지문은 논문에 보고된 지문과 전혀 달랐고, 황교수팀이 공여자라고 알려준 A씨의 혈액에서 얻은 DNA의 지문은 논문과는 일치하나, 1번 줄기세포와는 달랐다. 따라서 1번 줄기세포는 논문에 제시된 공여자의 체세포핵치환으로 만들어진 줄기세포주가 아니었다.

1번 줄기세포가 미즈메디병원이 가지고 있는 수정란 줄기세포들과도 달랐으므로, 그 출처에 대한 의문을 풀기 위해 조사위원회는 논문에 제시된 공여자와 비슷한 시기에 난자를 제공한 두 사람의 혈액을 추가로 확보하여 조사하였다. 그 중 한사람(공여자 B)이 1번 줄기세포와 관련이 되는 것이 확인되었다. B씨의 미토콘드리아와 1번 줄기세포의 미토콘드리아가 동일한 DNA 염기서열을 보이는 것으로 보아 B씨가 난자제공자임은 확실하다.

그러나, B씨의 체세포핵의 DNA지문은 사용한 48가지의 표시자중 40개가 줄기세포와 일치하고, 나머지 8개는 동일하지 않았다. 만약 1번 세포가 체세포복제에 의한 줄기세포라면 48개가 모두 정확히 일치하여야 하나, 8개가 다르다는 사실은 1번 세포가 체세포복제에 의한 줄기세포가 아니라는 것을 의미한다. 8개 표시자 모두 공여자 B의 체세포에서는 다른 대립인자이지만, 1번 세포주에서는 같은 대립인자이다. 이러한 사실을 종합할 때, 1번 줄기세포는 공여자 B의 난자가 탈핵이 되지 않은 상태에서 주변의 세포(극체)와 융합하여 처녀생식(단성생식)이 되면서 만들어진 줄기세포일 가능성이 높다.

그럼에도 불구하고 2004년 논문에는 1번 줄기세포주의 DNA지문이 공여자 A와 일치한다고 보고하였고, 현재 보관중인 1번 세포주 어느 것도 공여자 A와 일치하는 것은 찾을 수 없으므로, 조사위는 2004년 사이언스에 보고되고 특허가 출원된 1번 세포주는 체세포복제 줄기세포주가 아니라는 결론을 내렸다. 이 외에도 2004년 논문의 세포사진들이 미즈메디병원의 수정란 줄기세포 사진들이라는 지적들이 있었는데 조사결과 그러한 지적들이 사실임을 확인하였다. 따라서, 2004년 사이언스논문도 줄기세포주의 DNA지문분석결과가 조작되고 세포사진들도 조작된 것이라는 결론에 도달하였다.

3. 복제개 스너피의 진위

2005년 네이처에 발표한 복제개 스너피에 대해서도 DNA 지문 분석을 수행하였다. 스너피와 스너피의 체세포 제공견인 타이, 그리고 대리모 개에서 혈액을 채취하고, 난자제공견의 체세포조직을 얻어 각각 3개 기관에 분석을 의뢰하였다. 근친교배와 복제개 사이의 차이를 구분해 주는 27종의 표지자에 대한 분석과 미토콘드리아의 유전자 분석 결과, 스너피는 타이의 체세포에서 복제되었음을 확인하였다. 자세한 내용은 보고서에 적시하였다.

4. 난자사용에 관한 문제

황교수팀의 컴퓨터 파일과 노트, 미즈메디병원외 3개 병원의 난자제공관련 기록, 관련자들의 면담 등을 통해 확인된 바, 2002년 11월부터 2005년 11월까지 3년간 4개 병원에서 129명으로부터 2,061개의 난자가 채취되어 황교수팀에 제공되었다. 2005년과 2004년 논문을 위한 연구의 개시일이 불명확하고 기록이 불충분하여 각 논문을 위해 각각 몇 개의 난자가 제공되었는지는 정확히 집계하기 어렵다.

그러나 2005년 논문이 185개의 난자를 사용하였다고 보고한데 반해, 실험노트에 따르면, 적어도 273개가 사용되었다 (2004년 9월 17일 - 2005년 2월 7일 사이 집계).

2004년 논문과 관련하여, 황교수는 연구원의 난자제공사실을 몰랐었다고 한데 반해, 난자공여 연구원의 진술에 의하면 난자공여는 본인이 원했고 황교수가 승인하였으며, 황교수가 동행한 상태에서 2003년 3월 10일 미즈메디병원에서 노성일 원장의 시술로 이루어졌다는 진술을 들었다. 2003년 5월에도 황교수팀은 당시의 여성연구원들에게 난자기증 의향을 묻는 서식을 나누어 주고 서명을 받았다는 사실을 8명의 전현직 연구원들의 진술을 통해 확인하였다.

취재진에게 둘러싸인 정명희 서울대 조사위원장. 10일 오후 서울대 문화관 중강당서 열린 ‘황우석 교수팀 줄기세포 논란‘관련 서울대 조사위원회 최종 결과 기자회견에서 정명희 조사위원장이 발표를 시작하자 내외신 기자들이 취재경쟁을 벌이고 있다./황광모/사회/과학/ 2006.1.10 (서울=연합뉴스) [e-mail]

5. 황교수팀의 기술에 대한 평가

체세포복제 배아줄기세포는 크게 나누어 핵이식, 배반포형성, 줄기세포주 확립의 세 단계를 거쳐 이루어진다. 줄기세포주를 확립한 후 환자의 치료에 이용하기 위해서는, 원하는 조직세포로의 분화와 아울러 환자 체내에서의 기능발휘가 성공적으로 이루어져야 하며, 암발생 등의 부작용이 없어야 한다.

5-1. 핵이식: 돼지와 소 등 동물난자를 이용한 핵이식은 국내외적으로 황교수팀이 가장 활발한 실험을 수행하고 있는 것으로 판단되며, 황교수팀을 비롯한 국내 축산관련 대학과 연구소에는 약 100여명의 숙달된 핵이식 전문인력이 있는 것으로 추산된다. 핵이식된 난자를 이용해 동물을 복제하는 기술은 최근 개의 복제에 성공한 것 등을 감안하면 국제적인 경쟁력을 가지고 있다고 판단된다. 사람의 난자에 핵이식을 하는 기술 중 쥐어짜기에 의한 탈핵방법은 효율성은 높으나 이미 동물난자에는 오랫동안 사용된 기술로서 독창적 신규성을 인정받기 어렵다.

5-2. 배반포 형성: 황교수팀의 기록에 의하면 핵이식에 의한 배반포형성의 성공률을 약 10%로 집계하고 있다. 그러나 실험노트의 데이터를 확인한 결과 대부분 상태가 양호하지 않은 배반포들이었다. 기록 중에는 비교적 상태가 양호한 배반포가 만들어진 경우가 일부 확인되고 있어, 황교수팀이 핵이식조건을 개선하여 사람난자의 배반포형성에 성공하였다는 점은 평가할 수 있다. 다만, 현재 이 기술은 이미 보유하고 있는 연구실들이 있어, 더 이상 독보적이라는 평가를 내리기는 어렵다.

5-3. 줄기세포주 확립: 배반포로부터 줄기세포주를 확립하는 단계에 대한 황교수팀의 연구기록들을 보면, 줄기세포가 확립되었다는 것을 판정할 만한 과학적 근거를 전혀 찾을 수 없다. 줄기세포주가 확립되었다고 판정하기 위하여는 테라토마 형성, 배아체에서의 분화능력 등이 입증되어야 한다. 그러나 황교수팀에서는 세포의 콜로니가 처음 육안으로 관찰된 시점에서 이를 줄기세포주라 기록하고 있으며, 그 이후 이를 줄기세포라고 입증하는 실험을 수행한 기록이 전혀 없다.

이상의 결과들을 종합하면, 황교수팀은 2005년 논문에서 주장한 환자맞춤형줄기세포뿐 아니라, 2005년 논문의 기반이 되는 2004년 논문의 체세포복제 줄기세포주도 가지고 있지 않습니다. 또한 체세포 복제 줄기세포주가 만들어졌다는 어떤 입증자료도 가지고 있지 않습니다. DNA지문분석결과 공여자 A씨의 유전자와 1번 줄기세포가 일치하지 않음에도 불구하고, 일치하는 것으로 데이터를 조작하여 2004년 논문을 쓴 것입니다.

이러한 행위는 과학계와 일반대중을 모두 기만하는 행위로 밖에 볼 수 없습니다. 아무리 바꿔치기를 주장한다 하더라도, 현재 가지고 있는 처녀생식 1번 줄기세포주의 존재를 설명할 수 없고, 그 유전자분석결과를 조작한 사실을 덮을 수는 없습니다.

이번 논문조작과 그 은폐에 관여한 연구자들에 대한 학계의 처분은 이미 드러난 조작사실 만으로도 중할 수밖에 없습니다. 그러나, 이들이 아니더라도, 우리나라에 이미 좋은 기술을 가지고 있는 여러 연구자들이 있고, 그들의 줄기세포연구가 이미 세계적으로 인정을 받고 있습니다. 또한 줄기세포연구의 성공을 담보할 생명과학분야의 연구력도 이미 국제적인 수준에 도달하여 있습니다.

이러한 사실들로 미루어 볼 때, 이번의 불미스러운 사건은 우리나라 과학계에는 큰 영향을 주지 못한다고 판단하고 있습니다. 오히려, 이번 일이, 잘못을 수정하고 더 견고한 연구를 할 수 있는 디딤돌이 되어, 우리나라 생명과학과 과학기술의 발전에 큰 기여를 할 것이라 확신합니다. 오류를 지적하여 본 조사를 촉발시킨 젊은 과학자들은 우리 모두의 희망입니다. 그동안 조사위원회의 활동을 격려해 주시고, 여러모로 도와주신 모든 분들께 감사를 드립니다. 경청하여 주셔서 고맙습니다.

■ 정명희 조사위원회 위원장 일문일답

발표 후 퇴장하는 정명희 조사위원장. 10일 오후 서울대 문화관 중강당서 열린 ‘황우석 교수팀 줄기세포 논란‘관련 서울대 조사위원회 최종 결과 기자회견에서 정명희 조사위원장이 발표를 마친 뒤 회견장을 떠나고 있다./황광모/사회/과학/ 2006.1.10 (서울=연합뉴스) [e-mail]

황우석 교수의 논문 조작의혹을 조사한 서울대 조사위원회 정명희 위원장은 10일 오전 기자회견을 열어 최종 조사결과를 발표했다. 아래는 조사위의 발표문 낭독 뒤에 이어진 취재진과의 일문일답 내용이다.

-영롱이에 대한 조사결과를 포함 안했는데 조사위가 회피한 것 아닌가?
=회피하지 않았다. 영롱이의 진위 여부를 판단하는 관건은 영롱이의 모체 체세포를 확보하는 것인데 현재 두 곳에서 영롱이 체세포를 확보했지만 황우석 교수쪽의 비협조로 조사하지 못했다. 황 교수 자신의 말로 `그 체세포가 영롱이의 모체의 조직인지 확실치 않다'고 했고 이런 상황에서 결과를 낸다면 혼란을 가중한다고 판단, 조사하지 않았다.

-계대배양 단계에서 줄기세포가 바뀐 흔적이 있었나. 바뀌었다면 김선종 연구원 같은 전문가는 알았을텐데….
=그 부분 고심이 많았다. 모든 노력 했는데 진상을 밝힐 수 없었다. 우리의 한계를 넘어가는 것이다. 수사기관이 잘 살필 것이다. 이에 대한 정황은 보고서에 기록했다.

-2004년 1번 줄기는 처녀생식에 의한 것이라고 했는데, 처녀생식 검증하려면 모계·부계 유전자 검사를 해야 한다고 하는데 이에 대한 검사는 했는지?
=보통 DNA 동일성 확인을 위해 17개 표시자만 쓰는데 우리는 48개 표시자를 썼다. 유례가 없다. 이 가운데 8개 유전자 변화가 일어났다. 체세포가 아닌 것은 확실하고 돌연변이라고 생각할 수도 없다. 지금 결론으로 정확한 정체를 이야기할 수 없으나 처녀생식일 가능성이 아주 높다.

-2004년 논문에서 황교수팀도 처녀생식 가능성 배제할 수 없다고 밝혔다.
=처녀생식 가능성만 지적했지 처녀생식의 산물인지는 본인들도 몰랐다. 조사위의 과학적 업적 가운데 하나가 이를 처녀생식이라고 밝힌 것이다. 황교수팀은 줄기세포 허위로 보고하는 데만 신경을 쓴 것 같다. 처녀생식인지는 몰랐고 그와 관련한 어떤 실험도 없었다.

-공동저자 교신저자로 활동했던 교수들이 논문 조작과 은폐에 어느 정도 가담했는가?
=개인문제라 발표하지 않았다. 2004년 논문에 저자가 15명, 2005년 논문은 25명 모두 40명 저자를 철저히 조사했다. 공저자들이 어떤 역할을 했는지 보고서에 자세히 기술했다. 다만 관련자들 진술이 엇갈리는 부분은 기록만 남겼다. 추후 수사기관이 밝힐 것이다.

-2004년 논문도 조작됐다는데 황 교수가 직접 지시했나?
=그 내용은 확실히 모른다. 보고서에 정황은 기록했다.

-(지시에 대한 황 교수의) 구체적 진술이 있나?
=우리는 과학적 진실만 밝힐 수 있다. 진술을 통해 본인이 이야기하지 않는 것은 밝힐 수 없다.

-황 교수가 줄기세포 바꿔치기 주장하고 있고 조사위가 비전문가라고 주장하는데?
=분명히 말해 우리 조사위에선 바뀌치기라는 말을 이해하기 힘들다. 줄기세포 있었다는 증거가 없고, 한때 있었다는 증거도 없는데, 처음부터 한쪽이 없었는데 어떻게 바꿔치기 할 수 있나?

-<뉴스위크>에 따르면 황교수팀 핵치환기술은 세계적적으로 평가할 만하고 독보적 기술이라고 하는데...
=핵치환 기술 자체는 많은 실험실이 할 수 있고 지금도 하고 있다. (황 교수팀의) 핵치환기술을 인정하지 않는 것은 아니다. 그것의 결과로 스너피 복제로 나타났다. 다만 2004년, 2005년 논문의 핵심 주장인 맞춤형 줄기세포는 없다는 것이다. 언제까지 기반기술을 가지고 자랑할 것이냐

-배반포 형성 일부를 확인했다고 하는데 어느 정도인가?
=10% 정도 일 것이다. 외부 사람이 볼때 10%인데 본인들은 또 다를 수 있다. 황 교수팀 기록은 10%로 되어 있다.

-미즈메디가 줄기세포 배양을 담당했는데 줄기세포 없다면 미즈메디의 배양능력에 문제가 있는 것 아니냐?
=콜로니 상태로 나아가지 못한 것은 핵 이식 줄기세포가 더 자라지 않았기 때문이다. <한겨레> 온라인뉴스부 박종찬 기자

취재진 질문 받으며 출근하는 서울대 총장. 서울대 수의대 황우석 교수팀의 줄기세포 조작과 관련해 조사활동을 벌여온 서울대 진상조사위원회의 최종결과 발표를 앞둔 10일 오전 정운찬 서울대 총장이 취재진의 질문을 받으며 서울대 대학본부로 출근하고 있다./황광모/사회/과학/ 2006.1.10 (서울=연합뉴스) [e-mail]

■ 황교수 ‘논문조작’ 사건 관련 용어 설명

서울대 조사위원회가 10일 황우석 교수팀의 2004년, 2005년 논문이 허위라는 결론의 최종 보고서를 발표했다. 황 교수 논문의 진위논란이 장기화되면서 그동안 언론에 자주 등장했지만 아직도 낯선 줄기세포 관련 용어를 짚어본다.

◇처녀생식에 의한 돌연변이 = 처녀생식에 의한 돌연변이라는 것은 난자에 핵을 제거하지 않은 상태에서 그대 로 전기충격을 가하면 난자가 정자가 들어온 것으로 착각, 수정된 2n 상태로 된다 는 것이다. 이는 난자에서 핵을 제거해 체세포에서 떼어낸 핵을 넣어 전기충격을 주는 체세 포복제와는 다른 것이다. 이 같은 처녀생식은 다른 말로 `단성생식'이라고도 하고 `단위발생'이라고 한다. 처녀생식도 동물의 줄기세포 제조 방법으로 사용되고 있다. 난자의 핵만으로 수정된 처녀생식 유래 줄기세포는 기증자의 체세포와 유전자가 일치하지 않는다. 같은 사람의 몸 안에 있더라도 난자는 체세포와 핵 속 유전자 물 질이 서로 다르기 때문이다.

◇ 줄기세포(stem cell) = 줄기세포란 신체 내에 있는 모든 세포나 조직을 만들어 내는 기본적인 세포를 말한다. 줄기세포 자체는 아직 분화가 결정되지 않은 `미분화 세포'다. 즉 난자와 정자가 수정돼 처음 생긴 수정란은 분열을 거듭하고 세포수가 많아지게 되는데 이 과정에서 어떤 세포가 다리가 되는지, 뇌는 어떤 세포인지 등이 정해지지 않은 시기를 말한다. 이게 결정돼 특정한 세포로 진행될 때 이를 분화라고 한다. 우리 몸의 근육·뼈·내장·뇌·피부 등 신체 각 기관조직으로 전환될 수 있는 분화능력을 가진 줄기세포는 사람의 배아를 이용해 만들 수 있는 `배아줄기세포(복수기능 줄기세포)'와 혈구세포를 끊임없이 만드는 골수세포와 같은 '성체줄기세포(다기능 줄기세포)'로 나뉜다.

◇ 배아줄기세포 = 배아줄기세포에서 `배아(embryo)'는 생식세포인 정자와 난자가 만나 결합된 수 정란을 의미하며 일반적으로 수정된 후 조직과 기관으로 분화가 마무리되는 8주까지 의 단계를 가리킨다. 배아는 보통 5-7일 동안 세포분열을 거쳐 100-200여개의 세포로 구성된 `배반포 기배아(blastocyst)'로 발생돼 자궁에 착상하게 되며 계속해서 세포분열과 분화 과 정을 통해 인간 개체로 발생하게 된다. 배아줄기세포는 착상 직전 배반포기배아나 임신 8-12주 사이에 유산된 태아에서 추출한 줄기세포를 의미하는 것으로, 인간으로 발생하는 세포이기 때문에 인체를 구 성하는 모든 세포로 분화가 가능하다. 이 과정에서 줄기세포의 분화를 억제시켜, 210여개 장기로 발달할 수 있는 능력을 가진 원시세포를 유지시켜 준 상태를 배아줄기세포주(stem cell line)라고 한다.

◇ 성체줄기세포 = 성체줄기세포는 배아줄기세포와 달리 사람의 피부나 골수, 탯줄혈액(제대혈) 등에서 얻을 수 있다. 성체줄기세포는 혈액을 구성하는 백혈구나 적혈구 세포처럼 정해진 방향으로만 분화하는 특성이 있다는 게 과학자들의 설명이다. 하지만 최근에는 뇌에서 채취한 신경 줄기세포를 근육세포, 간세포, 심장세포로 전환할 수 있음이 알려지면서 성체줄기세포를 이용해 다양한 질병을 치료할 가능성도 밝혀지고 있다. 성체줄기세포를 이용한 임상시험은 척수마비환자 등을 대상으로 활발히 진행되고 있다. 임상실적만 놓고 보면 배아줄기세포에 비해 훨씬 앞서가고 있는 형국이다. 특히 성체줄기세포는 면역거부반응 문제를 어느 정도 해결한 데다 안전성 측면에서도 큰 문제가 없어 앞으로 임상적용이 더 확산될 전망이다. 그러나 성체줄기세포는 줄기세포만큼 오래 살아있지 못하는 데다 채취되는 양이 매우 적어 실험실에서 수많은 계대배양을 통해 증식을 유도해야 하는 단점 때문에 임상에서 성공을 장담하기 어렵다는 주장도 있다. 반면 배아줄기세포는 그 수가 충분하기 때문에 몇 번의 배양만으로도 충분한 개체를 확보할 수 있다.

◇ 테라토마(teratoma) = 테라토마는 비정상적으로 분화된 세포를 말하는데 종양학에서는 `기형종'이란 의미를 가지고 있다. 보통 암의 경우는 외형상 혹처럼 보이지만 테라토마는 손톱이 나기도 하고, 털이 생기기도 하는 등 기형적 형태로 관찰된다. 줄기세포의 경우 무한정 증식하는 암과 같은 특성을 갖고 있기 때문에 이를 면역결핍증상을 유발한 쥐(스키드마우스)에 주입하면 테라토마가 만들어져야 정상이다. 보통 실험에서는 스키드마우스에 줄기세포를 주입한 뒤 약 100일 정도를 관찰하면 된다. 황 교수팀의 2005년 논문에는 2~4번 줄기세포의 테라토마 사진이 올라 있다.

◇ 스테이닝 = 스테이닝은 테라토마 조직이나 줄기세포 DNA를 화학물질로 염색해 사진을 찍는 일을 말한다. 쉽게 말해 사진 촬영을 위한 염색 작업으로 보면 된다. 황 교수팀의 논문에는 2, 3번 줄기세포의 스테이닝 사진, 부속서에는 2~12번 11개의 줄기세포 스테이닝 사진이 각각 실려 있다.

◇ 계대배양 = 보통 실험실에서 세포를 배양할 때는 원래 배양접시에 있던 모세포에서 세포를 떼어내 새로운 배양접시에서 배양하는 방법으로 세포를 증식시킨다. 이처럼 세포를 떼어 낸 다음 1차, 2차, 3차 등의 식으로 배양하는데 이를 `계대배양'이라고 한다. 황 교수팀의 경우 5~6일마다 계대배양을 한 것으로 알려지고 있다. 하지만 대부분의 세포들은 계대배양을 계속할 경우 어느 정도 배양이 되다가 더 이상 증식되지 않고 죽게 된다. 즉 생명이 유한한 것처럼 대부분의 세포는 무한정 계대배양할 수 있는 것이 아니라 어느 정도 이상 계대배양이 되지 않는 것이다. 그러나 일부는 계속해서 계대 배양할 수 있는 세포가 생기기도 하는 데 이러한 세포를 세포주(cell line)라고 부른다. 이들 세포주는 상업적으로 판매되기도 하며 시험관에서 계속 배양이 가능하다.

◇ 젓가락 기술 = 사람의 난자는 동물의 난자에 비해 막이 훨씬 더 끈적끈적하다. 이 때문에 막을 뚫고 난자핵을 제거하거나 체세포의 핵을 집어넣는 일은 동물난자의 경우보다 훨씬 어렵다. 그래서 외국의 과학자들은 황 교수를 만날 때마다 인간의 난자를 가지고 어떻게 핵이식을 할 수 있는지를 종종 물었다. 황 교수팀이 만들어낸 `젓가락 기술'은 난자에 구멍을 내서 핵을 짜내고, 여기에 체세포를 이식해 복제배아를 만드는 과정 전체를 말한다. 비누 방물처럼 터지기 쉬운 난자를 미세한 실험도구로 조작하는 기술이 마치 젓가락으로 조그만 쌀 한 톨을 집는 것처럼 섬세하다고 해서 붙은 이름이다.

류현성 김길원 기자 [e-mail] (서울=연합뉴스)