서울대와 국내기업이 세계 최초로 지방줄기세포를 복제해 탄생시킨 복제견 ‘매직’ 과 ‘스템’.

‘황우석 사태’가 터진 지 4년이 다 돼 간다. 그의 논문 조작은 그를 영웅으로 여겼던 수많은 국민의 가슴에 씻기 어려운 상처를 줬다. 그를 믿고 전폭적인 지원을 했던 노무현 정부와 한국의 줄기세포계에도 치명타를 입혔다. 그때 입은 상처는 아직도 망령처럼 한국 국민과 줄기세포계를 맴돈다.

한때 줄기세포를 난치병 치료의 희망으로 여겼던 국민의 시선은 냉소적으로 바뀌었고, 아무리 좋은 연구 성과를 발표해도 믿으려 하지 않는 풍조가 생겼다. 세계 줄기세포계가 큰 걸음을 걷고 있는 사이 한국 줄기세포계는 어디로 가고 있는가?

대통령 직속 국가생명윤리심의위원회는 지난 4월 29일 황우석 사태 이후 3년 만에 ‘황우석 박사 방법’으로 알려진 인간 체세포 복제배아 줄기세포 연구를 승인했다. 연구 책임자는 차병원과 차바이오앤디오스텍 정형민 박사였다. 황우석 박사가 지난해 이 연구를 재개하겠다고 신청했을 때는 연구 책임자의 윤리적 자질을 문제 삼아 허용하지 않았었다.

정부가 정 박사팀에 연구를 허용한 것은 “황우석 박사 방법을 불허함으로써 한국의 줄기세포 연구가 빈사 상태에 빠지고 있다”는 일반 여론과 일부 줄기세포 연구자의 우려를 더 이상 묵살하기 어려워서였다. ‘영웅 황우석’ 때문에 줄기세포를 알게 된 대다수 국민이 ‘한국의 줄기세포=체세포 복제배아줄기세포’라는 인식을 떨치지 못하고 있다는 점이 그런 여론에 힘을 보태는 데 큰 역할을 했다.

체세포 복제배아 연구가 재개되는 과정이야 어떻든 이를 분수령으로 한국의 줄기세포 연구는 다양한 방법의 연구 기반을 다시 마련했다. 줄기세포 연구자들도 정부의 연구 허용을 크게 반겼다. 한양대 의대 김계성 교수는 당시 중앙일보 기고문에서 “다소 늦은 감은 있지만, 줄기세포 연구를 둘러싼 지난 몇 년간 우리 사회가 지나온 어둡고 기나긴 터널을 생각하면 힘든 결정이었다.

다행히 한 단계 성숙한 합의를 바탕으로 이 같은 결과를 도출해 자랑스럽다”고 썼다. 그러면 ‘황우석 방법’ 연구를 다시 허용하기 전까지는 한국의 줄기세포 연구가 개점 휴업 상태였을까? 꼭 그렇지는 않다. 줄기세포에는 복제 배아줄기세포 이외에 수정란 배아줄기세포,

성체줄기세포 등 많은 분야가 있기 때문이다. 줄기세포 연구기관으로는 배아줄기세포 연구기관이 53곳, 동물을 이용한 체세포 복제 연구기관이 6곳에 이른다. 이들 연구기관에서 2007년에 과학기술색인논문(SCI)급 학술지에 게재한 논문이 370건, 2008년엔 454건에 이른다.

정부가 투자한 연구비는 2006년 333억원, 2007년 351억원, 2008년 387억원이다. 논문 수나 연구비가 소폭이나마 꾸준히 증가했다. 교과부 21세기 프런티어연구사업인 세포응용연구사업단은 국제학술지 ‘스템셀’ 2007년 7월호에 게재된 통계를 인용해 인간배아줄기세포 논문 수에서 한국이 세계 4위를 차지했다고 발표했다.

세포응용연구사업단에서 발표한 SCI급 논문만 봐도 2005년 60편에서 2007년 120편으로 늘었다. 그런 측면에서 황우석 사태의 영향으로 한 동안 줄기세포 연구 열기가 식거나 정부 투자가 줄었다고 보기는 어렵다. 굵직한 연구 성과도 나왔다. 지난 5월 차병원 통합줄기세포 치료연구소의 김광수 소장은 임상 적용이 가능한 역분화 줄기세포를 개발해 냈다.

김 소장의 기술은 유전자를 운반하는 바이러스나 화학물질을 사용하지 않는다. 이에 따라 환자 자신의 세포로 안정성과 면역 거부 반응이 없는 뛰어난 줄기세포를 생산하는 길이 열렸다.

희귀 질병 치료 등에 쓰이는 각종 줄기세포를 현미경을 통해 확대한 장면.

부산의대 강수경 교수팀도 지난해 인간 유래 지방기질세포를 이용해 역분화 줄기세포를 만들어 냈다. 이렇게 얻어진 줄기세포는 척수 손상 등 신경계 질환 치료에 유용한 신경세포, 당뇨병을 효율적으로 치료하는 인슐린 생성세포 등으로 분화가 가능하다.

여기서 말하는 역분화 줄기세포란 다 자란 체세포(피부 등 각 장기 세포)의 생체 시계를 거꾸로 돌려 만든 배아줄기세포와 같은 능력을 지니는 줄기세포를 말한다. 2006년 일본 교토대의 신야 야마나카 교수가 처음 쥐 피부세포로 역분화 세포를 만든 후 2007년 말 미국과 일본에서 거의 동시에 인간 세포로 개발돼 현재 세계 줄기세포 연구계를 뜨겁게 달구고 있다.

인간 배아줄기세포로부터 세계 최고 순도(86%)의 도파민 신경세포를 대량으로 생산하는 기술도 지난해 연세대 김동욱 교수와 제일약품 조명수 박사팀에 의해 개발됐다. 그 이전까지는 전 세계적으로 도파민 세포 수율이 60~70%대에 머물렀었다. 도파민 세포는 파킨슨 질환 치료에 사용할 수 있다.

연구팀은 파킨슨 쥐 모델에 이 세포를 이식해 안전성과 유효성을 확인하기도 했다. 이 업적은 국제줄기세포학회 우수 성과로 뽑혀 언론 대상 토론자로 선정되었고, 2년 정도 지나 임상시험을 할 계획도 세워 놓았다. 한편 서울대 의대 노재규 교수는 뇌졸중 환자의 말초 혈액에서 신경세포로 분화 가능한 전구세포를 발견했다.

그는 이를 뇌졸중 쥐에 이식해 신경세포로 분화하고 뇌기능 회복을 촉진한다는 사실도 증명했다. 그 밖에 희소돌기아교세포, 췌장세포, 혈관세포의 대량 생산을 가능케 한 줄기세포 기술들을 개발한 기관도 많다. 현재 국내에는 제대혈과 줄기세포 은행이 8군데 활동하고, 인간배아 줄기세포주 70여 개가 있다.

세포응용연구사업단의 줄기세포은행에 41개, 서울대·현대아산병원·CHA의과학대학에 30여 개로 나타난다. 성체줄기세포를 이용해 임상시험 중인 것도 10여 개에 이른다.

세포응용연구사업단 김동욱 단장은 “황우석 사태 이후 열악한 환경 속에서도 과학자들이 혼신의 노력을 다해 큰 성과를 거뒀다”며 “국내 줄기세포 연구의 침체된 분위기는 ‘황우석 줄기세포’ 가 줄기세포의 전부로 착각했기 때문에 나타나는 착시”라고 말했다.

현재 황우석 방식을 전 세계적으로 연구하는 곳은 10여 곳에 불과하며, 최근 급속히 떠오르는 역분화 줄기세포, 전통적인 줄기세포인 수정란 배아줄기세포, 성체줄기세포를 연구하는 곳은 수천 곳에 이른다. 이런 성과가 있다고 해서 한국의 줄기세포 연구 수준이 세계에서 상위권에 있거나 연구비 투자가 많다는 의미는 아니다.

정부는 2006년 줄기세포 연구 종합추진계획을 수립했었다. 당시 한국의 기술 수준은 세계 정상과 비교해 종합경쟁력 7 위, 국제 공개 특허는 8위권으로 분석됐었다. 한국이 가진 상위 5대 기술로는 ▲수정란으로부터 줄기세포를 만드는 기술 ▲수정란 보존 기술 ▲체세포 핵 이식방법과 장치 ▲동물복제 배반포 기술 ▲복제동물 기술이 꼽혔다.

하위 5대 기술은 ▲역분화 기술 ▲분화세포 이용해 화합물 찾는 시스템기술 ▲줄기세포 이용해 화합물 찾는 기술 ▲성체줄기세포 교차 분화 기술 ▲분화 관련 배양장치 기술로 나타났다. 황우석 박사가 한창 주가를 올릴 때 한국의 줄기세포 기술이 세계 최고로 평가 받던 부분은 황 박사 방식인 인간 체세포 복제 배아줄기세포 한 분야에 불과했다.

하지만 학술지 사이언스 논문조작 사건으로 그나마도 신기루로 끝났다. 그 후로 한국에는 세계 최고로 내세울 만한 핵심 기술이 없다.

2006년 당시 줄기세포 연구종합추진계획을 세울 때도 시험관 아기 시술을 한 뒤 남은 수정란을 이용한 배아줄기세포 수립 기술은 어느 정도 경쟁력이 있었다.

더군다나 세계 과학계의 신뢰를 다시 얻는 것도 숙제다. 한국이 세계에서 가장 많은 종류를 만들었다고 자랑하는 인간 배아 줄기세포마저 정작 해외 연구자들로부터는 제대로 인정 받지 못한다. 한마디로 믿기 어려운 줄기세포라는 말이다.

국내 한 줄기세포 연구자는 “그동안 60여 편의 국제 논문을 투고했는데 심사위원들은 한국이 아닌 외국에 등록된 줄기세포로 똑같은 결과가 나오는가를 입증해 달라고 요구했다.

황우석 사태 이후 국제 신인도가 떨어졌기 때문이다”고 말했다. 김동욱 단장은 “2006년에 7~8위권이던 줄기세포의 국제 경쟁력은 요즈음 10위권 밖으로 밀려난 듯하다”고 말했다. 정부의 지원이 적어 국제 경쟁력을 견인하는 데 한계에 달했기 때문이라고 한다. 실제 연구비를 따져보면 줄기세포 선진국과 한국의 격차는 더 멀어 보인다.

선진국들이 물량공세를 펴지만 한국은 답보 상태에 머물러 있다. 2005년 한국이 줄기세포에 200여억원을 투자했을 때 미국은 연방 차원에서 5억5000만 달러, 캘리포니아주 차원에서만 매년 3억 달러 정도씩 2005~2014년 10년간 총 30억 달러를 투자했다. 이 때문에 캘리포니아에 있는 스탠퍼드대, UC샌프란시스코, UCLA 등은 연구비 특수를 누린다.

대학별로 적게는 800억원부터 많게는 1400억원까지 엄청난 줄기세포 연구비를 주 정부로부터 지원 받는다. 2007년을 기준으로 세계 각국의 줄기세포 연구비를 보면 미국은 10억 달러 이상, 영국은 1억3900만 달러, 일본은 1억2700만 달러인데 반해 한국은 3400만 달러에 머물렀다.

미국, 일본 등 선진국은 줄기세포 연구에 더욱 박차를 가한다. 미국의 줄기세포 연구는 올 초 오바마 정부의 규제 완화로 더욱 활기를 띨 전망이다. 오바마 정부는 부시 정부 때 연방 연구비를 지원하지 않던 배아줄기세포 연구를 허용했다.

줄기세포 연구가 정치 논리나 이데올로기, 종교 논리에 좌우돼선 안 되고, 규제로는 난치병 환자를 치유하는 재생의학 시대를 열 수 없다는 게 주된 이유다. 오바마 정부는 경기 부양책의 하나로 지난 3월 건당 연구비 100만 달러씩 200개 과제를 공모하기도 했다. 이런 움직임은 줄기세포 연구의 선도국인 미국의 위상을 더욱 공고히 할 듯하다.

미국은 올 초 척추손상 환자를 대상으로 줄기세포 치료제 임상연구에 처음으로 들어가는가 하면, 인간 배아줄기세포 등을 가장 먼저 만들어낸 기록을 세웠다. 일본도 맹추격이다. 2006년 교토대 야마나카 교수가 역분화 줄기세포를 쥐에서 처음 만들어낸 뒤 2007년 말 인간 역분화 줄기세포를 미국 위스콘신대 제임스 톰슨 박사와 거의 동시에 세계 처음으로 개발하는 등 저력을 발휘한다.

일본은 세계 선도 그룹에 있는 역분화 줄기세포의 강점을 최대한 살리려고 대대적인 예산을 쏟아 붓고 있다. 올해 역분화 줄기세포 연구 예산은 45억 엔으로 연구 거점 구축, 기술 개발 등에 투입할 예정이다. 일본 다이와증권과 미쓰이스미토모은행 등 민간에서 12억 엔을 투자해 역분화 줄기세포 지적재산관리 회사를 설립했다.

이와 함께 미국 연구기관 또는 업체와 제휴해 역분화 기술의 고도화를 추진한다. 지난해 9월 교토대학은 미국 기업 노보셀과 제휴해 역분화 줄기세포를 인간의 췌장세포에서 분화하는 연구를 하기로 했다. 미국 캘리포니아 주 재생의료연구소(CIRM)와도 연구 협정을 맺는 등 전방위 제휴협력 노력도 아끼지 않는다.

국내 줄기세포 연구자들은 정부의 적극적인 지원이 없으면 재생의학 시대에 대외 기술종속이 멀지 않았다고 입을 모은다. 연구의 걸림돌이 많은데, 연구비 지원은 턱없이 적기 때문이다. 김동욱 단장은 “지금보다는 최소한 두 배 정도 연구비를 더 많이 지원해야 국제 경쟁력을 확보하는 데 도움이 된다”고 강조했다.

정부의 정책 방향 전환도 주문했다. 정형민 박사는 최근 과학기술정책연구원에서 열린 세미나에서 “정부가 연구 관리와 감독에만 초점을 맞출 뿐 연구개발을 위한 지원 검토 등은 미흡하다”고 말했다.

아닌 게 아니라 배아줄기세포 승인 절차가 너무 까다로워 개선을 둘러싼 소모적인 논쟁이 생길 정도다. 정 박사는 또 재생의학과 의료산업이 연계되도록 정부의 다각적인 대책 마련을 주문했다. “줄기세포 생산 시설을 확보하고, 민간 자금 유인과 연구 거점 형성 등이 시급히 이뤄져야 한다.”

[필자는 중앙일보 과학전문기자이자 공학박사다.]

“선진국 따라잡으려면 선택과 집중 전략 필요” Q&A 김동욱 세포응용연구사업단장 “한국 줄기세포 연구의 가장 큰 걸림돌은 황우석 사태 이후 줄기세포에 대한 냉소적인 시각이지요. 이는 연구 열기에 찬물을 끼얹을 뿐 아니라 연구비 증액 등에 악영향을 미쳤습니다.” 교육과학기술부 프런티어사업인 세포응용연구사업단의 김동욱 단장(연세대 의대 교수)의 말이다. 그의 말에서 안타까운 심정이 짙게 배어 나온다. 미국과 일본 등 선진국들은 줄기세포 기술을 선점하려고 기를 쓰는데 한국은 황우석 사태의 후유증을 벗지 못한 까닭이다. 그는 정부로부터 연간 100억원의 연구비를 받는 세포응용연구사업단을 이끌며 황우석 사태 이후 한국의 줄기세포 연구에 대한 국제사회의 신뢰도 향상, 기술개발에 매진해 왔다. “한국은 줄기세포의 국제 경쟁력에서 이미 세계 10위권 밖으로 밀려났어요. 그나마 2007년 인간 배아줄기세포 논문 수가 4위를 차지한 점이 위안이 될 정도입니다. 그동안 힘든 여건에서 연구자들이 열심히 해 왔지만 지원 규모가 늘지 않는 상황에서는 한계가 있습니다.” 그의 항변은 정부 지원 줄기세포 연구비 총액이 선진국에 비해 턱없이 적은 데다, 사회적 냉대까지 겹쳐 거의 밑바닥 수준에 도달했다는 의미다. 비록 매년 줄기세포 연구비 총액과 발표하는 국제 논문 수가 약간씩 늘었지만 획기적인 도약을 하자면 에너지가 턱없이 부족하다. “미국 연방 정부는 말할 것도 없고 하버드대학이나 캘리포니아 주 정부 등이 대대적인 투자에 나섭니다. 그들이 그렇게 많은 투자를 하는 이유가 분명히 있을 겁니다. 그런데도 우리나라는 몇 년 전이나 지금이나 투자가 계속 답보상태라 답답하기만 합니다.” 한국이 선진국과 어느 정도 어깨를 나란히 하자면 “선택과 집중이 필요하다”고 그는 강조한다. 적은 연구비로 외국이 하는 것을 다 하려면 제대로 건질 게 하나도 없다는 것이다. 좋은 성과를 내는 연구팀을 가려서 집중적인 지원이 필요하다는 말이다. 그는 우리나라가 줄기세포를 필요한 세포로 만드는 과정인 “분화” 쪽에 강하다고 평가했다. 현재 정부는 2006년에 이어 줄기세포를 육성하고자 ‘줄기세포 활성화 계획’을 세우고 있다. 매년 줄기세포 진흥을 위한 시행계획을 만든다. 이에 대해 그는 계획에 걸맞게 대대적인 투자가 전제돼야 소기의 성과를 거둘 수 있다고 지적했다. 육성 계획이 말 그대로 계획으로 끝나면 의미가 반감되기 때문이다. 김 교수는 황우석 사태 이후 추락한 국내외 신뢰를 회복하기 위해 동분서주해 왔다. 국내 배아줄기세포주를 검증해 은행을 만들고 국제 줄기세포 포럼 가입, 아시아·태평양 네트워크 구축, 대규모 국제 줄기세포 심포지엄 개최, 복제 양 돌리를 개발한 이언 윌머트 박사와 공동 연구 협약을 맺는 등 그는 다양한 성과를 냈다. “이제 국제사회의 신뢰는 많이 회복했지만 앞으로는 국내의 냉소적 분위기를 극복하고 연구 성과로 승부를 걸어야 합니다. 그러려면 정부와 국민의 지원이 절실해요.” 그의 말 속에 한국 줄기세포계가 나아가야 할 방향이 들어 있는 듯하다.