돌리 (양)
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1. 개요
돌리(Dolly)는 1996년 스코틀랜드 에든버러 대학교 로슬린 연구소에서 체세포 핵이식 기술을 사용하여 태어난 양이다. 돌리는 성체 포유류의 체세포에서 복제된 최초의 동물로, 핀 도셋 품종의 젖샘 세포를 사용하여 만들어졌다. 돌리의 탄생은 1997년 대중에 공개되어 큰 화제를 모았으며, 과학계와 대중에게 복제 기술의 가능성을 제시했다. 돌리는 여섯 마리의 새끼를 낳았지만, 2003년 폐 질환으로 안락사되었으며, 현재는 박제되어 스코틀랜드 국립 박물관에 전시되어 있다. 돌리의 복제는 생명공학 발전에 크게 기여하여 다양한 동물의 복제를 가능하게 했으며, 줄기세포 연구에도 영향을 미쳤다. 동시에 인간 복제에 대한 윤리적 논쟁을 촉발시키기도 했다.
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| 돌리 (양) | |
|---|---|
| 기본 정보 | |
 | |
| 다른 이름 | 6LLS (코드명) |
| 종 | 집양 (핀-도셋) |
| 성별 | 암컷 |
| 출생일 | 1996년 7월 5일 |
| 출생지 | 로슬린 연구소, 미드로디언, 스코틀랜드 |
| 사망일 | 2003년 2월 14일 |
| 사망지 | 로슬린 연구소, 미드로디언, 스코틀랜드 |
| 사망 원인 | 안락사 |
| 안장 장소 | 스코틀랜드 국립박물관 (유해 전시 중) |
| 국적 | 영국 (스코틀랜드) |
| 알려진 정보 | 최초의 포유류 체세포 복제 |
| 자녀 | 6마리의 새끼 양 (보니, 쌍둥이 샐리, 로지, 세쌍둥이 루시, 다아시, 코튼) |
| 이름 유래 | 돌리 파튼 |
| 웹사이트 | 돌리 더 쉽의 삶 |
| 상세 정보 | |
| 다른 이름 | 6LLS (코드명) |
| 생물종 | 히츠지 |
| 품종명 | (정보 없음) |
| 생년월일 | 1996년 7월 5일 |
| 생탄지 | 로슬린 연구소 |
| 사망일 | 2003년 2월 14일 |
| 사망지 | 로슬린 연구소 |
| 국적 | (정보 없음) |
| 사육자 | (정보 없음) |
| 체장 | (정보 없음) |
| 체중 | (정보 없음) |
| 기타 | (정보 없음) |
| 기타 정보 | |
| 언어 | en |
2. 탄생 배경 및 복제 과정
돌리는 스코틀랜드 에든버러 대학교(University of Edinburgh)의 로슬린 연구소와 생명공학 회사 PPL 테라퓨틱스가 공동으로 진행한 연구 결과이다.[3]
이언 윌머트(Ian Wilmut) 박사는 로슬린 연구소에서 가축 우량종 연구를 하다가 다 자란 동물의 복제 가능성을 알게 되었다. 윌머트는 양의 난자 핵을 제거하고 다른 양의 젖샘 세포 핵을 이식했다. 이후 세포 성장주기를 맞추고 전기 충격으로 핵과 난자를 융합했다. 수정란을 대리모 암양 자궁에 착상하는 과정은 276번 실패 후, 277번째에 성공하여 1996년 7월 5일 돌리가 태어났다.[62]
돌리는 난자 제공, DNA 제공, 대리모 세 마리 양에게서 태어났다.[8] 유선 세포를 사용해 복제되었으며, 신체 특정 부위 세포로 전체 개체를 재생할 수 있음을 증명했다.[7] 윌머트는 돌리 파튼의 이름을 따서 돌리라고 지었다고 밝혔다.[7]
돌리는 1997년 2월 22일 대중에 알려졌고,[7] 언론의 주목을 받았다. ''Science''지는 돌리를 올해의 과학적 돌파구로 선정했다.[13]
2. 1. 복제 과정
돌리는 체세포 핵이식 기술을 사용하여 만들어졌다. 6년생 핀 도셋(Finn Dorset) 양의 유선 세포를 채취하여 핵을 제거한 다른 양의 난자와 결합시켰다. 전기 자극을 통해 세포 융합을 유도하고, 수정란을 대리모 암양의 자궁에 착상시켜 돌리를 탄생시켰다.[62] 277번의 시도 끝에 성공하여, 복제 과정의 낮은 효율성을 보여주었다.[62]돌리는 성체 세포핵을 핵을 제거한 수정되지 않은 난자에 이식하는 방식으로 만들어졌다. 이 잡종 세포는 전기 충격으로 분열을 자극받고, 배반포가 되면 대리모에 착상되었다.[9]
돌리 복제 과정은 다음과 같다.
| 단계 | 과정 |
|---|---|
| 1 | 암양(A)의 유선에서 유선세포를 채취하여, 정상 혈청 농도의 1/20로 배양한다. 이를 통해 세포의 전능성이 회복된다. |
| 2 | 암양(B)의 자궁에서 수정란을 채취하여, 핵을 제거한다. |
| 3 | 핵을 제거한 수정란에, 앞서 처리한 유선세포를 하나만 삽입하고, 전기 자극을 가하여 세포 융합을 유도한다. |
| 4 | 융합된 세포를 대리모 암양(C)의 자궁에 이식한다. |
이언 윌머트(Ian Wilmut) 박사는 양의 난자를 얻어 핵을 제거한 뒤, 다른 양의 젖샘 세포를 추출해 핵을 옮겨 심는 작업을 했다. 결국 세포의 성장주기를 맞추고, 전기충격을 가하는 방법으로 핵과 난자를 융합시키는데 성공했다. 수정란을 대리모 암양의 자궁에 착상을 시도했으나 276번의 실패 끝에 277번째 수정란이 착상에 성공했다.[62]
2. 2. 복제 이유
이언 윌머트 박사는 소나 돼지보다 양이 값이 싸고 다루기 쉬워 복제 실험에 적합하다고 판단했다.[62] 윌머트 박사의 복제 연구는 초기에는 우량 가축 생산 연구의 일환으로 시작되었으나, 성체 동물 복제 가능성을 확인하는 중요한 계기가 되었다.[62]돌리 복제 연구 자금은 PPL 테라퓨틱스와 영국 농림부에 해당하는 환경, 식량 및 농촌 지역부(Department for Environment, Food and Rural Affairs)가 지원했다.[3]
3. 생애
돌리는 미들로디언의 로슬린 연구소(Roslin Institute)에서 생애를 보냈다.[14] 그곳에서 돌리는 웨일스산 숫양(Welsh Mountain ram)과 교배하여 총 여섯 마리의 새끼 양을 낳았다. 1998년 4월에 태어난 첫 번째 새끼 양은 보니(Bonnie)이다.[4] 이듬해 돌리는 쌍둥이 새끼 양 샐리(Sally)와 로지(Rosie)를 낳았고, 2000년에는 세쌍둥이 새끼 양 루시(Lucy), 다르시(Darcy), 코튼(Cotton)을 낳았다.[15] 2001년 말, 네 살이 된 돌리는 관절염을 앓기 시작하여 걷는 데 어려움을 겪었다. 이는 항염증제로 치료되었다.[16]
돌리는 1998년 보니를 포함해 모두 여섯 마리의 새끼를 출산했으나, 보통의 양들보다 짧은 6년 6개월 만인 2003년 2월 14일에 죽었다.[60] 1999년부터 돌리의 체내 세포들이 늙은 동물들에게서 나타나는 노화 조짐을 보이는 것이 발견되었으며,[61] 결국 폐선종이 발견되자 연구진은 돌리가 더는 고통받지 않도록 안락사하기로 결정했다. 네이처는 20세기 과학사에 기념비적인 돌리를 추모해 이례적으로 부고 기사를 냈으며, 돌리는 박제되어 에든버러의 왕립 박물관에 전시되어 있다.[60]
4. 죽음과 박제
돌리는 1998년 새끼 암양 보니를 포함해 모두 여섯 마리를 출산했다. 그러나 보통의 양들보다 짧은 6년 6개월 만인 2003년 2월 14일에 죽었다.[60] 폐선종이 발견되자 연구진은 돌리가 더는 고통받지 않도록 안락사하기로 결정했다. 네이처는 20세기 과학사에 기념비적인 돌리를 추모해 이례적으로 부고 기사를 냈다.[60]
부검 결과 돌리는 양에게서 상당히 흔한 질병인 양 폐 선암종(ovine pulmonary adenocarcinoma)에 걸린 것으로 나타났다.[18] 로슬린 과학자들은 돌리가 복제양이라는 사실과의 연관성은 없다고 밝혔으며, 같은 양떼의 다른 양들도 같은 질병으로 죽었다고 말했다.[17]
돌리가 죽은 후, 그 시체는 박제되어 현재 에든버러에 있는 스코틀랜드 국립 박물관에 전시되어 있다.[26]
4. 1. 조기 노화 논란
1999년 네이처(Nature)지에 돌리의 세포 내 염색체에 있는 텔로미어가 짧아서 태어날 때부터 노화되어 있었다는 연구 결과가 발표되었다.[54] 유전 정보의 근원이 6살 양이었으므로, 돌리는 탄생 시 이미 유전적 나이가 6살이었다고 추정되었다. 그러나 존 토마스(John Thomas)는 대부분의 복제 동물이 실제로는 일반적인 길이의 텔로미어를 가지고 있으며, 연속적으로 복제를 할 때마다 텔로미어는 실제로 길어진다는 점을 지적했다.2002년 1월에는 돌리가 5살 때 비정상적으로 어린 나이에 관절염을 앓기 시작했다는 보고가 있었다. 이는 선천적인 노화로 설명할 수도 있지만, 리버풀대학교 수의학과의 다이 그로브-화이트(Dai Grove-White)는 "관절염은 복제 때문이라고 말할 수도 있고, 그렇지 않다고 말할 수도 있다. 우리가 아는 한, 돌리는 문을 뛰어넘을 때 다리를 다쳐 관절염이 악화되었다."라고 말했다.
이러한 돌리의 관절염 발병은 복제 방식이 포유류에게 적합하지 않다는 우려를 낳았고, 현재로서는 인간 복제 실험이 미숙하고 비윤리적이라는 전문가 및 일반 대중의 합의를 이끌어냈다.
2016년 과학자들은 돌리와 같은 세포주에서 복제된 4마리를 포함하여 복제된 13마리의 양에게 결함이 없음을 보고했다. 복제의 장기적인 건강 결과를 검토한 최초의 연구에서 저자들은 일부 경미한 골관절염 외에는 만성 비전염성 질환의 증거를 찾지 못했으며, "따라서 우리 집단에서 체세포 핵 이식(SCNT)에 의한 복제가 고령 자손의 건강에 장기적으로 나쁜 영향을 미친다는 증거를 찾을 수 없었다"고 결론지었다.[24][25]
5. 과학적 의의 및 영향
돌리는 수정란이 아닌 성체 세포에서 복제된 최초의 포유류로, 생명공학 분야에 획기적인 사건이었다.[62] 이전에도 여러 나라에서 쥐, 양, 토끼 등을 복제했지만, 돌리는 완전히 자란 다른 포유동물의 체세포를 복제했다는 점에서 특별한 의미를 지닌다.[62] 이는 뛰어난 능력을 가진 동물을 복제하거나, 더 나아가 사람의 세포를 이용해 복제 인간을 만들 가능성을 열었다.[62]
돌리는 성체세포핵이식 기술을 사용하여 만들어졌다. 이 기술은 성체 세포의 세포핵을 핵을 제거한 난자에 이식한 후, 전기 충격으로 분열을 유도하여 배반포를 만들고 대리모에 착상하는 방식이다.[9] 돌리의 탄생은 성숙한 체세포의 핵 속 유전자들이 전능성 상태로 되돌아가 동물의 어떤 부분으로도 발달할 수 있는 세포를 만들 수 있음을 증명했다.[12]
돌리의 존재는 1997년 2월 22일에 대중에게 알려져 언론의 큰 주목을 받았다.[7] ''Science''지는 돌리를 올해의 과학적 돌파구로 선정했다.[13] 돌리가 최초의 복제 동물은 아니었지만, 성체 세포에서 복제된 최초의 동물이었기 때문에 언론의 주목을 받았다.[13]
5. 1. 윤리적 논쟁
돌리는 수정란이 아닌 완전히 자란 포유동물의 체세포에서 복제된 최초의 포유류이다.[62] 이는 인간 복제가 현실로 나타날 수 있음을 의미했고, 종교계와 인권단체는 복제 연구에 대해 적극 반대했다.[62] 광범위한 토론 끝에 여러 나라에서 복제 연구 관련 법규를 제정했다.[62]돌리가 태어난 뒤, 대한민국을 비롯한 세계 각국에서 20종이 넘는 동물 복제에 성공하며 생명 공학은 빠른 속도로 발전했다.[63] 그러나 복제 과정에서 발생할 수 있는 문제점, 특히 조기 노화와 같은 문제들이 제기되면서 복제 기술, 특히 인간 복제에 대한 윤리적 논쟁은 계속되고 있다.
복제 기술은 멸종 위기 동물 보호, 애완동물 복제, 더 나아가 매머드와 같은 선사 시대 동물 복원 등 여러 가능성을 제시하고 있다.[55] 하지만 유전 질환 제거, 줄기세포 이식 적합성 확보,[56] 수명 연장, 면역력 및 지능 향상 등을 위한 유전자 조작은 여전히 논란의 대상이다. 세계보건기구(WHO)는 유전 의학 및 생명 윤리적 관점에서 이러한 유전 형질 개선을 부정하고 있다.[57]
5. 2. 생명공학 발전 기여
돌리는 생명공학 발전에 큰 기여를 했다. 돌리 탄생 이후 1997년 쥐를 시작으로, 1998년 소, 1999년 염소, 2000년 돼지, 2002년 고양이 등 20종이 넘는 다양한 동물의 복제가 성공하여,[63] 생명공학 기술의 빠른 발전을 이끌었다.복제 기술은 멸종 위기에 처한 종을 보존하거나 멸종된 종을 복원하는 데 사용될 수 있다.[37] 2009년 1월에는 2000년에 공식적으로 멸종된 피레네아이베리아아이벡스를 복제하는데 성공했다.[38] 비록 태어난 아이벡스는 폐의 문제로 곧 사망했지만, 이는 멸종된 동물을 복제한 최초의 사례로 큰 의미를 가진다.[38]
돌리의 복제 성공은 줄기세포 연구에도 큰 영향을 미쳤다.[42] 특히, 일반 세포를 유도만능줄기세포(iPS)로 재프로그래밍하는 기술 개발에 중요한 계기가 되었다.[44]
2018년 1월에는 돌리를 만들었던 기술을 이용하여 영장류인 마카크 원숭이 복제에 성공했다. 중중(Zhong Zhong)과 화화(Hua Hua)라는 이름의 이 원숭이들은 2017년 말에 태어났다.[45][46][47][48] 2019년 1월에는 중국 과학자들이 유전자 편집 기술인 크리스퍼-카스9를 이용하여 5마리의 유전자 편집 원숭이를 복제했다.[49][50]
이처럼 복제 기술은 멸종 위기 동물 보호, 애완동물 복원, 질병 연구 등 다양한 분야에 활용되고 있다.[55]
5. 3. 대한민국 상황
대한민국은 돌리 탄생 이후 생명윤리 및 안전에 관한 법률을 제정하여 인간 복제를 금지하고 있다.[62] 황우석 박사의 줄기세포 논문 조작 사건 이후에는 배아 연구에 대한 규제가 더욱 강화되었다. 더불어민주당은 생명윤리 및 안전에 관한 법률 개정을 통해 인간 복제 금지, 배아 연구 제한 등 엄격한 규제를 유지하면서도, 생명공학 기술의 발전과 윤리적 가치의 조화를 추구하고 있다.6. 대중문화에 미친 영향
돌리는 "세계에서 가장 유명한 양"으로 불릴 정도로 대중적인 인지도를 얻었다.[62] 복제 양 돌리는 여러 대중문화 작품에 영감을 주었다.
벨기에 작가 도미니크 고블레는 2003년에 복제 양 돌리에 대한 단편 만화 "2004년 영국 시골에서 돌리의 출현"(2004 Apparition de Dolly dans la campagne anglaise)을 발표했다.[51]
소규모 게임 개발 회사 https://www.pozirk.com/about/ 포지르크 게임즈는 복제 양 돌리가 악당 과학자들에게 쫓기는 내용의 플래시 게임인 "https://www.pozirk.com/dolly-the-sheep-flash-game/ 돌리 더 쉽"(Dolly The Sheep)을 개발했다.[52]
잼루콰이의 곡 「버추얼 인사니티」는 돌리 탄생과 관련된 기술 발전과 윤리적 문제에 대한 의문을 제기하여 예언적인 곡으로 평가받았다.[58]
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