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[IT뉴스]"과학은 미래세대 위한 것...유전자가위로 기후위기 돌파"

온카뱅크관리자

2025-10-20 10:27:34

<div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> 김진수 KAIST 교수 
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 최근 만난 김진수 KAIST 교수. 김 교수는 과거 툴젠을 창업하고 최근에는 그린진, 엣진을 창업했다. KAIST 제공
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 “딸이 행복하게 늙어가길 바랍니다. 딸 아이가 90대가 되는 세기 말, 지구가 불타는 지옥이라면 돈이 아무리 많아도 불행하겠죠. 제가 평생 다뤄온 '유전자교정' 기술을 질병 치료에서 기후위기 대응 기술로 확장하려는 이유입니다. 과학자의 사회적 책임이라 생각하고 깃발을 들겠습니다."
 추석 연휴 전 서울 금천구 그린진 본사에서 만난 김진수 KAIST 교수(61)는 새로운 목표를 밝히며 눈을 반짝였다. 이제 막 연구의 첫발을 내딛는 연구 초년생 같았다.
 김 교수는 유전자가위 분야 세계적인 권위자다. 생명과학의 패러다임을 바꾼 3세대 유전자가위 기술인 '크리스퍼 캐스9(CRISPR-Cas9)'을 서울대 교수 시절이던 2012년 가장 먼저 진핵세포 단계에서 실험하고 특허를 출원했다. 크리스퍼 캐스9은 교정이 필요한 DNA 염기를 정확히 찾아가 잘라내는 기술이다. 이 같은 연구성과로 김 교수는 2014년 3월 기초과학연구원(IBS) 유전체교정 연구단 단장에 선정됐다. 
 크리스퍼 유전자가위가 전세계에서 주목받던 2018년부터 그는 국내에서 특허권과 연구비 논란을 겪으며 수사와 재판을 거쳐야 했지만 결국 ‘수천억 가치의 특허를 빼돌렸다’는 주요 혐의에서 1·2심 그리고 2022년 말 3심에서도 모두 무죄를 받았다. 
 지난한 재판을 치르는 동안 경쟁하던 과학자들은 2020년 크리스퍼 캐스9으로 노벨상을 받았다. 2022년 IBS 단장직을 그만두고 싱가포르국립대 초빙교수로 한국을 떠났던 그는 올해 초 연구비 확보를 전제로 정년과 관계없이 연구할 수 있는 '정년 후 교수 제도'로 KAIST에 부임했다. 그리고 지난 9월 자신이 창업한 '툴젠' 주식 8만5000주를 KAIST에 기부했다. 현재 가치는 약 58억원이다. 
 그에게 한국으로 돌아온 이유를 묻자 "할일이 많이 남아서"라고 답했다. 김 교수는 "연구비만 확보하면 나이와 관계없이 계속 일할 수 있는 '정년 후 교수 제도'를 시행하는 KAIST에서 유전자교정 분야의 훌륭한 후배들과 기력이 남아 있을 때까지 연구를 계속 해나가고 싶다"고 말했다. 유전자가위는 최근 세계적으로 난치병 치료 실마리로 떠오르고 있지만, 김 교수가 한국에서 도전하려는 최대 과제는 기후위기다. 
 김 교수는 최근 난치 유전질환 치료제로 떠오르는 유전자가위 기술로 기후위기 해결에 도전한다. "대규모 산불, 가뭄과 폭우 같은 극한 기후 사례를 지켜보며 겁났어요. '전시 상황'같은 기후위기를 과학자가 해결해야 한다고 생각했어요. 과학자는 100년, 200년 나아가 1000년 후를 내다봐야 하잖아요. 과학자의 본질은 장기적 시야에 있거든요. 제 연구가 장기적인 해결책이 될 수 있겠더라고요."
 유전자가위와 기후위기 해결의 연결고리는 식물의 광합성이다. 식물의 엽록체는 공기 중 이산화탄소를 흡수해 광합성을 하고 탄수화물을 만든다. 동물은 이 식물을 섭취해 미토콘드리아에서 에너지를 생산한다. 이 과정에서 배출된 이산화탄소를 다시 식물이 흡수하는 순환이 이어진다. 김 교수는 "유전자가위로 광합성 효율과 이산화탄소 흡수 효율을 높인 작물이나 나무 품종을 개발하면 곡물 생산성이 크게 오르고 탄소 포집 효과를 높일 수  있다"며 "유전자가위가 기후위기와 식량안보 문제를 해결할 가능성이 있다는 것"이라고 했다.  
 또 김 교수의 기술을 이용하면 유전자가위로 지속가능항공유(SAF) 원료로 쓸 수 있는 작물의 생산성을 높일 수 있다. 한국이 미래 항공 연료 강국으로 도약하는 데 중요한 발판이 될 수 있는 것이다. 
 김 교수는 이미 ‘2세대 유전자 가위’로 불리는 탈렌을 변형한 새 유전자 교정 기술로 식물 속 엽록체와 미토콘드리아의 유전자를 직접 교정하는 데 성공하고 연구결과를 ‘네이처 플랜트’, '셀' 등에 발표했다. 그는 "엽록체와 미토콘드리아가 지구 탄소순환의 연결고리로 이 고리를 조절해 지구의 탄소 흐름을 바꿀 수 있다고 말했다. 
 김 교수는 유전자가위처럼 한국이 가장 잘하는 분야에서 전 세계를 선도해야 한다고 강조했다. 2016년 미국 매사추세츠공대(MIT) 테크놀로지 리뷰가 10대 기술 중 하나로 유전자가위를 이용한 유전자교정 기술을 선정하며 '핵심 연구진'이 서울대 연구팀이라고 적시했다. 그는 "2010년대 중반까지 한국은 유전자가위 연구에서 선도국이었다”며 "현재 미국에서 ‘카스제비(CASGEVY)' 같은 유전자가위 치료제가 출시되고 일본에서 유전자 교정 어류가 판매되고 있지만 한국에선 ‘유전자조작물(GMO)’로 분류해 연구가 상용화로 이뤄지지 못했다"고 말했다. 
 2012년 10월 서울대 연구팀은 크리스퍼 캐스9이 세균 단계를 넘어 다세포 생물에도 적용 가능한 실험을 성공해 크리스퍼 캐스9 응용 확장을 이끌었다는 평가를 받는다. 툴젠은 서울대 연구팀으로부터 해당 기술을 이전 받았다. 
 김 교수의 연구 가치는 앞으로 더 커질 전망이다. 현재 미국에서 노벨상 수상자 그룹과  브로드연구소(MIT·하버드 합작)가 크리스퍼 캐스9 원천기술 발명자를 가리는 특허소송을 진행 중이다. 이 소송에서 승자인 곳과 툴젠은 소송을 시작해 선 발명자로 인정받겠다는 계획이다.
 또 김 교수는 툴젠 이름으로 기존 원천 특허와 달리 원천기술에서 파생된 구체적인 기술인 'Ribonucleoprotein(RNP)'을 2013년 한국, 일본, 미국 등에서 특허 출원했다. RNP는 크리스퍼 캐스9을 구성하는 가이드 RNA와 캐스9을 세포 밖에서 미리 결합시켜 하나의 복합체로 만들어 세포에 주입하는 방식이다. RNP는 독성이 적고 세포를 표적하는 정확도가 높다. RNP는 크리스퍼 테라퓨틱스, 에디타스 메디슨 등 해외 바이오기업이 실험적 유전자 교정 플랫폼에 활용하고 있다. 김 교수는 "카스제비 개발 그리고 미국에서 인간에 이식돼 6개월 동안 건강하게 유지돼 화제인 이종장기 개발에서도 RNP가 쓰였다"고 했다. 미국에서 특허 등록이 완료되면 RNP 상용화가 되면 로열티를 확보할 수 있다.  
 김 교수는 한국을 다시 유전자교정 분야의 선도국으로 우뚝 세우겠다며 자신감을 내비쳤다. 그리고 후배들에게 '행복한 과학자의 삶'을 꼭 보여주고 싶다고 밝혔다. "과학자가 불안정한 직업으로 인식되며 미래 세대가 과학자를 직업으로 선택하지 않는다고 봅니다. 저도 그런 모습을 보여준 것 같아 미안한 마음이 커요. 한국에서 새로운 연구를 선도하며 후배들에게 행복한 과학자로 기억되길 바랍니다."
 다음은 김 교수와의 일문일답.
 Q. 국내 송사 문제는 마무리됐나. 긴 시간이었겠다. 
 "그렇다. 2022년 말 3심에서 특허를 빼돌렸다는 주요 혐의에서는 무죄를 받았지만 일부 혐의에서는 '선고유예'를 받았다(대법원 2심 판결 확정). 서울대에서 외상으로 한 거래를 IBS 단장 때 갚은 점이 문제가 됐다. 서울대에서부터 함께 연구한 사람들과 IBS에서 그대로 같은 연구 주제를 연구하다 보니 오해가 있었다. 일정 기간이 지나면 재판 기록 자체가 사라지는 선고유예지만 선고유예 중에 재판 당사자는 국내 대학이나 국가 연구기관에 취직할 수 없다. 지난해 11월부터 일할 수 있게 되면서 올해 KAIST로 왔다."
 Q. 이후 그린진, 엣진을 연달아 창업했다. 
 "유전자 교정으로 미토콘드리아 질환을 치료하는 기술을 개발하는 스타트업 '엣진', 식물 엽록체를 교정해 광합성 효율을 늘려 탄소저감에 활용하는 스타트업 '그린진'을 창업했다. 두 회사는 크리스퍼 캐스9보다 탈렌, 징거핑거 등 다른 유전자가위 기술을 많이 사용한다. 크리스퍼 캐스9은 미토콘드리아, 엽록체 앞에서 맥을 못 춘다. 크리스퍼 캐스9에서 잘라낼 유전자를 식별하는 가이드 RNA가 이중막을 가진 세포소기관인 미토콘드리아와 엽록체에 침투하기 어렵기 때문이다."
 Q. 기후위기에 관심을 가지게 됐다는 점이 놀랍다. 
 "유전자 교정 기술로 탄소 저감뿐 아니라 식량 안보 문제에도 해결책을 내고 싶다. 지금은 음식물이 남아돌아 식량 위기의 필요성을 못 느끼는 사람이 많다. 하지만 기후변화가 심해질수록 급격히 전 세계 식량 생산이 불안정해질 수 있다. 식량 안보가 국가 생존의 핵심 문제가 되는 것이다. 올해 초 노벨상 수상자들도 식량 위기 문제를 해결하기 위해 농업 혁신이 시급하다는 내용의 성명서를 발표한 이유다."
 Q. 여전히 하고 싶은 연구가 많은 것 같다. 
 "창업하고 기부하는 저를 보며 가족들이 '차라리 집을 사지'라고 하기도 한다. 나는 큰 돈을 들여 집을 사는 것을 선호하지 않는다. 돈이 부동산에 묶여 있는 것보다 그 돈으로 새로운 연구를 하고 싶다. 과학자는 좀 더 멀리 내다볼 줄 알아야 한다고 생각한다. 물론 연구를 한다고 당장 지구의 큰 문제를 해결할 수 있지는 않다. 하지만 나 한 명이 뛰어들어 연구를 하다 보면 성공 가능성이 올라가고 다른 과학자들도 뛰어들지 않겠나. 해봐야 아는 것 같다. 
 Q. 과학 연구에 기부한 계기는 무엇인가.  
 "거액을 기부해 과학 연구를 돕는 미국의 문화가 한국에 정착되길 바라서다.  과거 미국 하워드휴스의학연구소(HHMI)에서 3년 일한 적 있다. 미국의 최고 부자였던 하워드 휴즈가 세상을 떠나며 전 재산을 HHMI에 기부했다. 덕분에 미국 생명과학자들은 장기적은 연구비를 지원받고 자유롭게 연구할 수 있게 됐다. 나도 한국에 돌아가면 기부를 해 이런 연구소를 만들고 싶다고 생각했다. 내 기부금이 그 출발점이 될 수 있을까 한다. 창업한 회사에 투자한 돈이 미래에 수천억원이 될 지도 모른다(웃음)."
 Q. 국내에서 몇 년간의 송사를 겪었고 해외에서 러브콜을 보낸 연구기관도 많았는데, 한국에 돌아온 이유가 무엇인가. 
 "재판 진행 중 언론을 피하고 연구도 적극적으로 하지 못했다. 그런데 인간은 망각의 동물이라고 하지 않나. 어려움을 금세 잊은 것 같다. 오히려 한국에서 새로운 여건에서 다른 도전을 해보고 싶었다. 함께 일한 훌륭한 후배들도 한국에 많이 남아 있고 한국 연구자들과 할일이 더 있다고 생각한다."
 Q. 한국은 최근 이공계 인재 해외 유출이 큰 화두다.
 "국가석좌교수제, 정년후연구제도 등이 석학을 국내에 머무르게 할 수 있는 좋은 제도라고 본다. 그렇지만 이런 정책은 다음 세대 과학자들이 한국에 남아 있게 하는 정책과 함께 가야한다. 처우 향상만이 답은 아니다. 그 끝은 어디인가. 과거 처우가 더 안 좋았을 때도 '이공계 위기'가 아니었다. 지금은 이공계 위기다. 이공계를 졸업하고 공부를 계속하고 싶어도 교수 되는 건 어렵고, 설령 교수가 되도 미래가 불확실해 보이기 때문이다. 불안정한 게 싫은 거다." 
 Q. 그럼 국가가 안정적으로 연구할 수 있게 만들어주기만 하면 되는 건가. 
 "절대 아니다. 국가가 어떻게 무조건 지원할 수 있나. 최근 케이팝 성공 사례를 보면 국가가 아이돌 양성에 어떤 투자를 했나. 민간기업이 투자한 것이다. 과학 분야에서도 과학기술을 기반으로 한 기업이 잘 돼야 한다. 기업이 일자리를 많이 만들고 이공계 위기가 해소되고 또 다시 기업이 생겨서 일자리를 만드는 성공 사례가 많이 나와야 한다. 국내에서도 스타 기업이 나오고 있지 않나. 이런 사례가 많이 나올 수 있도록 도와야 한다."
 Q. 어떤 과학자로 기억되고 싶나.
 "서울대에서 훌륭한 학생을 많이 길렀지만, 과학자의 삶이 행복한 삶이라는 것을 보여주지 못한 것 같다. 달라지고 싶다. 이렇게 연구하면 과학자가 행복할 수 있다는 것을 꼭 보여주고 싶다. 장기적인 비전을 갖고 여유를 가지고 연구를 할 계획이다. 
 [이채린 기자 rini113@donga.com]
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