생명공학 발전으로 강화된 보전 노력 – 백코뿔소가 최신 수혜자

전체 종을 구하는 생명공학

생명공학 덕분에 멸종위기종 보전 활동이 새로운 동력을 얻었습니다. 생명공학. The scientists and conservationists consortium ‘BioRescues’ has recently achieved the world’s first pregnancy of a rhinoceros after an embryo transfer.

이것은 특히 코뿔소와 같은 대형 동물에서 흔히 나타나는 낮은 번식률을 가진 종들의 보전 환경을 완전히 바꾸어 놓습니다. BioRescue는 Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research와 협력하여 수십 년에 걸친 연구 끝에 코뿔소 배아를 이식하는 방법을 개발했습니다. 이 돌파구는 남부 백코뿔소 암컷을 대상으로 성공했으며, 말이나 소와 같은 가축에서는 흔하지만 코뿔소에 대해서는 최근에야 숙달된 기술입니다.

하지만 주요 목표는 현재 살아 있는 암컷 개체가 2마리뿐인 북부 백코뿔소입니다. 일반적으로 이는 케냐 서식지에서 밤낮으로 보호하더라도 종의 필연적인 멸종을 의미했을 것입니다.

출처: BioRescue

하지만 BioRescue는 액체 질소에 보관된 12마리의 북부 백코뿔소 세포와 30개의 북부 백코뿔소 배아를 생산·보존했습니다. 남부 백코뿔소에 대한 배아 이식 성공 이후, 이 30개의 북부 배아를 동물원에 있는 남부 대리 어미에게 이식할 수 있습니다.

불행한 지연 & 희망적인 전망

증명 개념으로 사용된 대리 어미는 이식된 배아로 성공적으로 임신하여 70일째까지 임신 상태를 유지했습니다. 그러나 코뿔소 우리에 내린 폭우로 인해 클로스트리디아 세균 포자가 발생, 임신한 코뿔소가 사망했습니다. 사후 검증 결과 임신은 95% 확률로 만삭에 이를 수 있었으며, 사망 원인은 배아 이식과 무관한 것으로 밝혀졌습니다.

이는 BioRescue가 최소 1년 앞당겨 새로운 북부 백코뿔소 새끼를 탄생시킬 수 있음을 의미합니다. 또한 현재 야생에 남아 있는 두 마리 개체가 젊은 개체들에게 사회적 행동을 가르칠 수 있게 됩니다.

“우리는 새끼가 Najin과 Fatu와 함께 수년간 살아가며 그 종의 사회적 행동을 배웠으면 합니다.”

따라서 대리 어미의 사망은 비극이지만, 북부 백코뿔소를 멸종 위기에서 구하려는 긴급한 노력에 방해가 되어서는 안 됩니다.

보전 노력 확대

세포 생명공학의 진보는 멸종 위기 종을 위한 바이오뱅크 구축을 보전 노력의 핵심 요소로 만들었습니다. 앞서 본 바와 같이 이는 백코뿔소와 같은 개체군을 멸종으로부터 구하는 데 활용될 수 있습니다. 또한 유전적 다양성을 보존하여 미래 개체군의 근친 교배와 질병 취약성을 감소시키는 데에도 사용할 수 있습니다.

상황에 따라 간단히 냉동 정자를 보관하는 대형 바이오뱅크일 수도 있고, 난자·배아·기타 조직을 보관하는 보다 복잡한 바이오뱅크일 수도 있습니다. 샘플이 복잡할수록 과정도 복잡해지며, 냉동 정자는 인공 수정만 필요하지만 난자와 배아는 각 종에 맞는 효율적인 IVF 및 배아 이식 프로토콜을 이해해야 합니다.

생식 치료는 기존 개체군이 더 빠른 속도로 증식하도록 하는 핵심 요소가 될 수 있습니다. 안타깝게도 “예를 들어, 전 세계 40 000종의 척추동물 중 약 0.25%만이 생식 생물학적으로 충분히 이해되고 있습니다”. 따라서 특히 고우선 순위 멸종 위기 종에 대한 이해를 높이는 노력이 필요합니다.

(이 기술들과 그 한계에 대한 상세한 종합은 “Biotechnologies for wildlife fertility preservation” 기사에서 확인할 수 있습니다.)

종 복원

과학자들은 더 나아가 멸종된 종을 부활시키는 방안을 고민하고 있습니다.

BioRescue는 2019년에 마지막 개체가 사망한 수마트라 코뿔소를 대상으로 같은 시도를 검토하고 있습니다. 2022년 베를린의 Max Delbrück Center는 그의 피부 세포에서 줄기세포와 미니뇌를 성공적으로 배양했습니다.

이 연구의 목표는 샘플을 진정한 줄기세포로 전환하는 것입니다. 이후 이를 정자와 난자로 분화시켜 체외수정에 활용할 수 있습니다. 실험실에서 배양된 배아는 다른 종의 대리 코뿔소 어미에게 이식되어 수마트라 코뿔소를 “부활”시킬 수 있습니다.

이 접근법은 최근 흥미를 끈 종들보다 훨씬 더 확장될 수 있습니다.

인류는 선사시대부터 수많은 동물 종의 멸종을 초래해 왔습니다. 과도한 사냥은 털복숭이 매머드와 같은 종 멸종의 주요 원인으로 꼽히며, 이러한 멸종은 툰드라나 호주와 같은 생태계를 영구적으로 손상시켜 남은 종이 빈 생태적 지위를 채우지 못하고 있습니다.

The company Colossal는 2억 2,500만 달러의 자금을 받아 “디-멸종” 개념을 현실화하려 하고 있습니다. 냉동 매머드 시신의 DNA와 CRISPR 유전자 편집 기술을 활용해 아시아 코끼리 유전체를 역사적 매머드와 유사하게 변형하려는 것이 목표입니다. 이 회사의 과학적 추진은 유전체 시퀀싱, 칩 기반 DNA 라이브러리, 유전체 편집, 줄기세포 공학 분야의 선구자 George Church가 이끌고 있어, 생각보다 멀리 있지는 않을 것으로 보입니다.

출처: Colossal

따라서 공룡 DNA가 없고 가까운 친척도 없기 때문에 “쥬라기 공원” 시나리오는 실현 가능성이 낮지만, 향후 수십 년 안에 “매머드 파크”는 현실이 될 수 있습니다. 그리고 다른 종들도, Colossal은 타스마니아 호랑이와 도도새에 대한 디-멸종 프로젝트도 검토하고 있습니다.

보전 투자

1. Rhino Bond

Also called the Wildlife Conservation Bond (WCB), this five-year, $150 million sustainable development bond is backed by the World Bank’s 국제부흥개발은행 (IBRD)의 지원을 받습니다. 이 채권은 남아프리카공화국의 검은코뿔소 보전 활동을 강화하는 것을 목표로 합니다.

이 채권의 수익률은 보전 활동의 성공 여부에 따라 결정됩니다. 코뿔소 개체수가 그대로이거나 감소하면 투자자는 만기에 원금만 돌려받습니다. 보전 활동이 성공해 개체수가 4% 넘게 증가하면 글로벌환경기금(GEF)이 이자를 지급합니다.

출처: World Bank

세계은행과 글로벌환경기금(GEF)의 지원, 국제기구의 감독, 크레디트스위스와 씨티의 채권 발행이 결합되면서 ‘코뿔소 채권’은 매우 독특한 금융상품이 되었습니다. 투자자는 안전하고 적정한 수익을 추구하면서 멸종위기종 보호에도 기여할 수 있습니다. 흰코뿔소에도 이와 유사한 방식을 적용할 수 있을 것입니다.

생태계와 자연보전에 초점을 맞춘 다른 유형의 ‘녹색 채권’도 있으며, 그중 다양한 상품이 Green Finance Institute에 정리되어 있습니다.

출처: Green Finance Institute

좀 더 투기적인 관점에서는, 관광 수입과 야생동물 기금을 안정적인 채권형 소득으로 전환하는 방식으로 멸종위기종이나 개별 동물을 ‘영리 목적으로 소유’하는 모델도 미래에 등장할 수 있습니다.

일부 기업은 이미 이러한 방향으로 나아가고 있습니다. 예를 들어 Nature Investment Group(NIP)은 아프리카에서 지속가능한 토지 기반 경제 모델에 투자해 인근 지역의 토지와 야생동물 보전을 개선하는 한편, 관광·임업·농업·탄소 포집 등 투자와 자연보전을 결합한 영리 사업에도 투자합니다.

2. Ginkgo Bioworks

이 회사는 특정 용도에 맞춘 생물체를 주문형으로 생산합니다. 또한 다양한 연구 프로그램과 파트너십을 통해 적용 분야를 폭넓게 확장했습니다.

• 칸나비노이드
• mRNA 백신 생산 및 핵산 의약품
• 식품 단백질
• 생물학적 비료 생산 (바이엘과 협력)
• 장 질환 치료용 프로그래밍 가능 미생물
• 미세플라스틱 생물학적 정화
• 바이오보안 및 병원체 탐지
• 폐기물 및 오염물질 재활용

회사는 개발 과정에서 선급금을 받고, 완성된 제품에서 발생하는 로열티를 받는 방식으로 수익을 창출합니다.

이 회사는 새로운 생물체를 설계하고 새로운 동식물을 개발하는 기술 혁신을 선도해 왔습니다. 이러한 역량은 대형 동물뿐 아니라 식물과 미생물군까지 멸종위기종을 증식하는 새로운 방법을 개발하고 보전 활동에 기여하는 데 유리한 기반이 됩니다.

3. Zoetis

Zoetis는 Pfizer (PFE )에서 분사해 동물 건강에 집중하는 기업입니다. 그 결과 여러 동물 종, 특히 가축의 생식과 번식에 관한 깊은 전문성을 갖추고 있습니다.

Zoetis 같은 기업의 가축 번식 연구에서 얻은 지식은 현재 자연보호 활동가들이 코뿔소와 같은 야생동물을 인공 번식시키는 데 활용되고 있습니다.

4. Elanco

Elanco는 반려동물, 가축, 어류 등 다양한 동물을 대상으로 하는 수의학 제품 기업입니다. Zoetis와 마찬가지로, 멸종위기종에 맞게 조정할 수 있는 제품을 보유해 보전 활동의 좋은 파트너가 될 수 있습니다.

기타 생명공학 기업

일부 생명공학 기업은 주로 여성 건강에 초점을 맞춰 생식 분야에서 빠르게 혁신하고 있습니다. 대표적인 기업으로는 Organon (OGN)와 INVO Biosciences (INVO).

줄기세포 및 유전자 편집 기술을 개발하는 다른 관련 기업들도 있습니다. 앞서 살펴본 것처럼 이 기술들은 머지않아 멸종한 종을 되살리거나 소수만 남은 멸종위기종에 유전적 다양성을 더하는 데 활용될 수 있습니다. 대표적인 기업으로는 Lineage Cell Therapeutics (LCTX )  (LCTX), Editas Medicine (EDIT )  (EDIT), 그리고 CRISPR Therapeutics (CRSP )  (CRSP).