DNA 인간 게놈 프로젝트 - 허버트 보이어와 스탠리 코헨 - DNA 자르는 가위,융합기술로 탄생한 당뇨병 치료제 인슐린
DNA는 1869년 스위스의 생물학자 프리드리히 미셔 (Friedrich Miescher)가 환자의 폐기된 붕대의 고름 속에서 처음 발견되었다.
DNA는 2개의 뉴클레오타이드( DNA나 RNA 같은 핵산을 이루는 단위체로
뉴클레오티드는 염기 하나와 오탄당 하나, 한 개 이상의 인산으로 핵산을 구성할 뿐 아니라 생체 내에서 존재하여 생명현상을 유지하는 데에도 중요한 역할) 가닥이가닥이 결합하여 이중나선 구조를 이루고 있다.
각각의 가닥은 뉴클레오타이드 단량체들의 복합체로 염기와 디옥시 리보오스 그리고 인산염 3가지로 구성되어 있다.
1970년대 세상이 깜짝 놀랄만한 사건이 벌어지는데
DAN를 자르는 재조합 기술을 이용할 수 있게 되었다.
GTGCTAC....... 30 억개를 언제 다 읽지?
ATGC 30억 개를 읽는다는 것?
1970년대의 인간 게놈 프로젝트는?
인간 게놈 프로젝트는 32억 개의 염기 서열 순서를 알아내는 것으로
1970년대에 과학자들이 DNA를 가위로 잘라서 재조합하여 새로운 DNA를 만드는 방법을 알게 되어 인간 게놈 프로젝트가 가능했던 것은
1970년 이후 유전자를 조작하고 분석하는 기술이 발달했기 때문으로 알려져 있다.
DNA를 자르고 붙이는 DNA 재조합 기술 발달로 분자 생물학의 새로운 기술들로 인해 유전병을 치료하거나 식물과 동물, 심지어 미생물의 유전자까지 조작하여 필요한 물질을 생산할 수 있게 되었다.
1972년 11월 하와이에서 열린 학회에서
허버트 보이어와 스탠리 코헨이 학회에서 발표한 연구에 따르면 허버트 보이어가
DNA를 자르는 가위를 연구하고 있었다.
저는 고무밴드 같이 동그란 DNA를 연구하고 있는데 박테리아 속으로 잘 들어가요~~~ 이렇게 설명하면서
저 분야와 내 분야를 융합하면 세상을 놀라게 할 만한 기술이 탄생할 거야.!
라는 생각을 가지고 있었던 차에
학회가 끝나고 해변을 걸으며 이야기를 나눈 보이어와 코헨이 서로 의견을 주고 받고 하는 사이에
'힘을 합쳐 새로운 기술을 만듭시다' 라고 의견이 일치하는데 이르게 된다.
즉석 냅킨메모로 새로운 DNA 조합을 만들어 봅니다.
가위로 자른 부위가 인간 성장 호르몬 정보가 담긴 부분이라면?
소는 소 성장 호르몬, 개는 개 성장 호르몬, 말은 말 성장 호르몬으로
인간만 인간 성장 호르몬을 만들 수 있다는 가설이다.
1973년 미국의 스탠리 코헨과 허버트 보이어는 특정 DNA를 삽입한 생명체를 만드는 데 성공했다.
보이어는 1977년 인간의 유전자를 대장균에 삽입하는 데 성공하여
미생물이 인간의 단백질을 생산하게 된 것이었다.
인간이 자신의 의도에 따라 DNA를 마음대로 재단하는 재조합기술은 도입 초기에 엄청난 논란을
불러일으켜 1975년 과학자 수 백명이 연구의 일시 중지를 호소했으나
이 기술을 이용해 인슐린과 같은 유용한 의약품이 생산되는 등 인류의 복지를 위해 활용되면서
과학계의 연구 일시 중지 호소 논란은 거의 사라지게 되었다.
가위로 잘라 풀을 붙여 고무밴드 안에 넣은 인간 성장 호르몬 정보
고무밴드 안의 정보를 박테리아와 섞는다면?
인간의 정보를 갖게 된 박테리아 탄생가 탄생할 수 있다는 가설이다.
인간을 비롯한 모든 생명체는 DNA에 정보를 저장하기 때문에
인간, 동물, 식물, 곰팡이, 박테리아 등 지구상의 생명체는 정보를 저장하는 DNA가 있다.
인간의 DNA가 생긴 박테리아가 인간 DNA를 자신의 정보로 인식하여
물방울처럼 인간 성장 호르몬은 박테리아가 인간 DNA를 인식한 결과
인간만 만들 수 있는 인간 성장 호르몬 박테리아도 만든다. 는 것을 알게 된다.
DNA 재조합 기술을 활용 박테리아에서 만드는 인간의 호르몬
몇 시간만 지나도 엄청나게 증식하는 박테리아로
바이오 의학, 바이오 신약을 개발하는 단계로 발달하여
인슐린이 만들어지지 않으면 생기는 당뇨병에 대한 연구로 확대되어
500달러로 출범한 회사로 인슐린과 관련된 의약관련 회사가 지금은 만 삼천 명 넘는 직원들이 근무할 정도로 그 분야가 확대되었다.
생명공학의 탄생지로 자리매기한 미국 남 샌프란시스코에서는
융합기술로 탄생한 당뇨병 치료제 인슐린
그로인해 생명공학을 응용한 초융합 시대를 열었다.
박태현 교수의 인류의 운명을 디자인한다. 에 등장하는 바이오테크놀로지
이것은 2000년 DNA의 세상에 획을 긋는 하나의 큰 사건이 된다.
2000년 6월 클린턴 전 대통령의 생방송에서 "오늘 우리는 조물주가 생명을 창조할 때 사용했던 언어를 배우고 있습니다."
당시 영국 총리 토니 블레어도 미국과 동시 생방송으로 인간 게놈 프로젝트를 거의 완성했다고 밝혔다.
인간 게놈 프로젝트는 이중나선 발판에 정보를 담은 DNA로,
DNA 발판의 이름 'ATGC'로 이름 순서가 DNA가 가진 정보로
한 사람의 DNA 발판을 순서대로 읽는 인간 게놈 프로젝트
인간 게놈 프로젝트는 왜 중요할까?
클린턴 전 대통령은 의기양양하게 인간 게놈 프로젝트에 대해 발표하게 되었다.
1998년에 상영된 가타카라는 영화는 유전자로 인간의 운명이 결정되는 암울한 세상을 배경으로 최대 우주 항공사인 '가타카'에서 주인공이 벌이는 분투기를 담은 영화이다.
DNA 발판 이름인 ATGC를 조합해 만든 영화 가타카(GATTACA)
1. 가타카 영화 중 태어난 아이의 발바닥에서 피를 채취하여
2. 피에서 DNA 검출 및 분석
3. 다음으로 분석한 DNA를 읽어 아이의 미래를 예측
4. 이 결과 신경 정신병 가능성 3.4%. 조울증 가능성 2.1%, 집중력 상실 가능성 0.9%, 심장장애 가능성 1.4%로 유전자가 분석되어
DNA로 결정되는 아이의 인생-노심초사하며 결과를 기다리는 부모
2000년 6월 클린턴 전 대통령이 발표한 인간 게놈 프로젝트는 소요 기간이 10년으로
인간 게놈 프로젝트에 드는 시간과 돈이 시간이 흐를수록 급속하게 감소하여
100만 원으로 DNA정보를 읽을 수 있게 되었습니다.
무어의 법칙은
인터넷 경제의 3원칙 중 하나로 마이크로칩 기술의 발전 속도에 관한 것으로 마이크로칩에 저장할 수 있는 데이터의 양이 24개월마다 2배씩 증가한다는 법칙이다.
유전자 분석 비용은 기술 발달로 가격이 급격히 하락하여 100만 원을 내면 누구나 DNA 정보를 읽을 수 있는 시대가 되었다는 의미이다.
예를 들어 가상 시뮬레이션을 살펴보면 유전자 분석 센터를 찾은 여자 주인공이
자신의 남자 친구의 샘플을 가지고 몇 점짜리 신랑감인지를 분석해달라는 것으로 남자 친구와 키스를 한 직후 입술에 묻어 있는 남자 친구의 세포를 샘플로 제시하여 자세한 분석을 포함한 결과를 얻어낼 수 있다는 것이다.
이러한 결과는 현실적으로 해결해야 할 문제?(윤리적 문제)가 있지만 영화로 미래를 엿볼 수 있다는 커다른 장점이 있다.
2011년부터 설립된 다양한 유전자 분석 센터
유전자 분석 시장을 주도하는 '23 000' 기업
침 안에도 들어있는 볼세포
뱉은 침에서 볼 세포를 찾아 세포 속 DNA를 추출, 분석하여 미래를 엿볼 수 있다는 것이다.
현재 기술로는 침만 있으면 유전자 분석이 가능하고 현재 현장에서 쓰이고 있는 PCR 검사(유전자 증폭 방식)는 가장 정확한 코로나 19 검사법이나 분석하는데 약 6시간 정도 걸리고 정확도가 떨어져
또다시개발되는 진단기는 세계 최초로 반도체 기반의 진단키트에 타액(침)만으로
3분안에 무증상자도 가려낼 만큼 민감도가 높다는 게 정부 설명이다.
지난해 해당 제품을 발굴하고 실험실 수준의 검증을 끝낸 상태다.