과학에서 인간과 동물의 잡종보다 사람들을 놀라게 하는 것은 거의 없다. 다른 짐승의 융합체인 신화에 나오는 그리스 생물의 이름을 딴 키메라라는 이름의 이 부분 인간, 부분 동물 배아는 우리를 '인간'으로 만드는 것에 대한 우리의 이해를 변화시키기 위해 등장했다.

이론적으로 만기까지 키메라는 인간 장기를 대체하기위한 끝없는 자원이 될 것이다. 그들은 인간 발달의 초기 단계에 대한 창으로서 과학자들이 정자가 난자를 만난 후 처음 수십 일 동안의 미스터리를 조사할 수 있도록 한다. 그들은 우리의 두뇌가 초기 아키텍처를 구축하는 방법을 파악하여 신경망이 왜 그렇게 강력한 지, 그리고 배선이 어떻게 잘못될 수 있는지에 대한 오래된 질문을 잠재적으로 해결할 수 있다.

이 모든 문제? 배아는 인간의 일부이다. 동물 내부에서 자라는 인간의 심장이나 간에 대한 생각은 우스꽝스럽지만 어떤 사람들에게는 참을 수 있다. 잡종 배아 내부에서 뇌를 만드는 인간 뉴런 (잠재적으로 의식으로 이어짐)은 공포 시나리오이다. 수년 동안 과학자들은 인간 세포와 진화론적 측면에서 상대적으로 멀리 떨어진 쥐와 돼지의 세포를 혼합하여 정신적으로 "인간화 된"키메라의 가능성을 줄임으로써 윤리적 경계를 유혹해 왔다.

이번 주 과학자들은 선을 넘었다.

Salk Institute for Biological Studies의 저명한 줄기세포 생물학자인 Juan Carlos Izpisua Belmonte 박사가 이끄는 연구에서 팀은 인간-원숭이 잡종 배아의 첫 번째 조사 사례를 보고했다.

반사적 떨림은 제쳐두고 이 연구는 기술적인 순회 공격이다. 과학자들은 잡종 배아가 자궁 밖에서 20일 동안 발달하는 것을 관찰할 수 있었는데, 이는 이전의 어떤 시도보다 훨씬 더 길었다. 타임 라인을 맥락에 넣으면 원숭이 임신 기간의 약 20%이다.

100번이 넘는 시도 중 3번만이 그 시점을 지나 살아남았지만, 생존 가능한 배아에는 놀랍도록 많은 양의 인간 세포가 포함되어 있었다. 이는 전체 세포 집단의 약 1/3이다. 더 발전할 수 있다면, 이러한 인간의 기여는 이론적으로 인간 원숭이 태아의 신체와 아마도 마음의 생물학적 구조를 실질적으로 형성할 수 있다.

나는 이것을 충분히 강조할 수 없다. 이 기술은 아직 원숭이의 행성에 생명을 불어넣을 수 있는 기술이 없다. 엄격한 규정은 또한 처음 몇 주 동안 키메라 배아의 성장을 금지한다. Izpisua Belmonte가 미국보다 윤리 규정이 훨씬 적은 중국 연구소와 협력했다는 사실을 알 수 있다.

하지만 선을 넘었고 돌아갈 수 없다. 다음은 그들이 수행한 작업, 수행한 이유 및 향후 유사한 테스트를 정당화하거나 제한해야 하는 이유이다.

그들이 한 일

팀이 인간-원숭이 배아를 만드는 방법은 이전의 절반 인간 키메라 시도와 유사하다.

방법은 다음과 같다. 그들은 유도 만능 줄기세포 (iPSC)라고 불리는 프로그램이 해제된 또는 "되 돌린"인간 줄기세포를 사용했다. 이 세포는 종종 피부 세포에서 시작하여 줄기세포 단계로 돌아가도록 화학적으로 처리되어 심장, 폐, 뇌 등 거의 모든 유형의 세포로 성장할 수 있는 초능력을 다시 얻는다. 다음 단계는 수정되고 건강한 원숭이 알인 원숭이 성분을 준비하는 것이다. 이는 페트리 접시에서 6일 동안 발달한다. 이 시점에서 배아는 자궁에 착상할 준비가 되어 전체 발달 과정이 시작된다.

여기가 키메라 잽이 들어오는 곳이다. 팀은 작은 바늘을 사용하여 각 배아에 25개의 인간 세포를 주입하고 다른 날 동안 배아를 먹였다. “최근까지 실험은 거기서 끝났을 것이다.”라고 Hank Greely 와 Nita Farahany 박사 두 명의 저명한 생명 윤리학자가 함께 전문가 테이크를 작성했지만 연구에 참여하지 않았다.

하지만 팀은 더 나아갔다. 생물학적 속임수를 사용하여 배아는 자궁과 마찬가지로 페트리 접시에 부착된다. 인간 세포는 인공적인 "이식"후에도 살아남았으며 놀랍게도 원숭이 세포에서 멀리 떨어져 물리적으로 그룹화되는 경향이 있었다.

이상한 분리로 인해 팀은 인간 세포가 다른 종의 세포와 잘 어울리지 않는 이유를 더 자세히 조사했다. 팀은 빅 데이터 접근 방식을 사용하여 인간 세포의 유전자가 원숭이 숙주와 어떻게 대화하는지 조사했다. 놀랍게도 원숭이 배아에 인간 세포를 추가하면 둘 다 근본적으로 변했다는 것이다. 두 종류의 세포는 정상적인 환경에서처럼 행동하는 대신 물리적으로 분리된 경우에도 서로 영향을 미쳤다. 예를 들어, 인간 세포는 원숭이 세포와 그 세포를 둘러싼“구슬”이 서로 대화하는 데 사용하는 생화학적 메신저를 조정했다.

즉, 기름과 물과는 달리 인간과 원숭이 세포는 외부에서 너무 많이 휘두르지 않고도 다른 사람의 생물학을 전달하고 변화시키는 것처럼 보였습. 인간 iPSC는 원숭이 세포처럼 행동하기 시작했지만 원숭이 배아는 약간 더 인간이 되었다.

좋아, 그런데 왜?

팀이 "안전한"돼지나 쥐 대신에 원숭이 잡종을 선택한 주된 이유는 원숭이와의 유사성 때문이었다. 저자들이 주장하듯이, 진화론적 관점에서 유전적으로 더 가까워지면 키메라를 더 쉽게 형성할 수 있다. 결과적으로 생성된 배아는 또한 초기 인간 발달을 연구하고 대체를 위한 인간 조직과 기관을 구축할 수 있게 한다.

Izpisua Belmonte는 "역사적으로 인간-동물 키메라의 생성은 효율성이 낮았다."고 말했다. “인간 영장류와 인간이 아닌 영장류 사이에 키메라를 생성하는 것은 이전에 사용된 모든 종보다 진화 타임 라인을 따라 인간과 더 밀접한 관련이 있는 종으로, 우리는 키메라 생성에 대해 진화적으로 부과된 장벽이 있는지 여부에 대한 더 나은 통찰력을 얻을 수 있다. 극복할 수 있는 수단이다.”

논쟁의 여지가 있는 미래

그 주장은 어떤 사람들에게는 설득력이 없다.

장기 대체 측면에서 원숭이는 돼지에 비해 매우 비싸고 (인지적으로 진보된) 기증자이며 후자는 인간 장기 성장을 위한 주요 연구 숙주였다. 인간의 필요에 맞게 유전자를 조작하기는 어렵지만 돼지는 장기 '기증자'로 더 사회적으로 받아들일 수 있다. 많은 사람들이 햄이나 베이컨을 먹지 않는다. 반면 원숭이에서 인간형 조직을 추출하는 개념은 매우 불편하다.

인간-원숭이 잡종은 신경 발달을 연구하는 데 특히 도움이 될 수 있지만, 그것은“동물 뇌의 인간 세포”문제에 직접적으로 부딪친다. 그러한 배아가 용어에 포함되지 않더라도 인간 세포가 신경망에 연결된 잠재적으로 생존 가능한 동물 태아의 뇌를 연구할 준비가 된 사람을 상상하기 어렵다.

과학자들을 움츠리게 만드는 연구의 '쇠 망치'측면도 있다. Greely와 Farahany는“특정 영역 또는 [동물의] 장기에 세포를 직접 이식하면 연구자들이 세포가 어디에 어떻게 통합될 수 있는지 예측할 수 있다. 이것은 주입된 인간 세포가 쓸개와 같은 "지루한"영역 또는 뇌와 같은 "민감한"영역에 도달하는지 예측할 수 있음을 의미한다. 그러나 현재의 기술로는 인간 세포가 결국 어디로 이동하여 성장할 수 있는지 확실하지 않다.

그럼에도 불구하고 인간-원숭이 배아는 연구를 위해 중단된 조직을 사용하는 것에 대한 윤리적 문제를 우회한다. 이 하이브리드 배아는 우리가 낙태 논쟁에 빠지지 않고 얻을 수 있는 초기 인간 발달에 가장 가까운 모델을 제시할 수 있다.

그들의 논평에서 Greely와 Farahany는 논란의 여지가 있는 분야로 나아 가기 전에 고려해야 할 네 가지 주요 측면을 제시했다. 무엇보다 동물 복지는“인간이 아닌 영장류에게는 특히 사실”이다. 그들은 정신적으로 우리와 가깝기 때문이다. 일부는 노력 자체에 불편할 수 있으므로 주입된 iPSC의 기초를 형성하는 인간 기증자의 동의가 필요하다. 장기 기증자와 마찬가지로 사람들은 충분한 정보를 받아야한다.

셋째와 넷째, 사람들이 인간의 조직이나 장기를 동물과 혼합하는 아이디어를 강력히 반대할 수 있기 때문에 공개 담론이 절대적으로 필요하다. 지금은 인간 원숭이 배아의 수명이 짧다. 그러나 기술이 발전하고 다른 키메라를 사용한 이전의 유사한 실험을 바탕으로 이 사업의 다음 단계는 배아를 살아있는 동물 숙주의 자궁에 이식하여 더 성장할 수 있도록 하는 것이다.

지금은 인간-원숭이 배아에 대한 적색선이며 기술은 아직 없다. 그러나 CRISPR 아기의 놀라움이 우리에게 무엇이든 가르쳐 준 것은 사회로서 우리는 선을 넘어서고 자하는 고독한 늑대를 낙담하면서도 준비해야한 다는 것이다.

“우리는 그 가능성에 대해 생각하기 시작해야한다.”고 Greely와 Farahany는 말했다. 이 연구를 통해 우리는 "이러한 미래의 실험은 이제 최소한 그럴듯한 것"이라는 것을 알고 있다.

이미지 출처: 인간-원숭이 키메라 배아, 사진: 쿤밍 과학 기술 대학교, Weizhi Ji