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얘들이 폭발물 냄새는 기막히게 찾아내요~

국립축산과학원, 스타 마약탐지견 ‘네오’ 체세포 복제견, 경찰청 폭발물탐지견으로 인계

2017.3.30

마약, 액체폭탄, 시한폭탄… 듣기만 해도 두려운 단어들이다. 각국 정부에서 강력하게 규제를 하는 물품이며, 동시에 국제공항에서는 기내 반입을 방지하기 위해 가장 신경을 써서 솎아내는 위험성 물품들이기도 하다. 하지만 이러한 물품들을 인간의 능력만으로 모두 잡아내는 데에는 상당 부분 한계가 있다.

여기서 우리에게 가장 큰 도움을 주는 존재는 무엇일까? 바로 전문 훈련을 받은 특수목적견이다. 인천국제공항 등지에서 보안 유니폼을 입고 순찰을 도는 마약탐지견·폭발물탐지견은 민감한 후각 등을 활용, 우리들이 보다 안전하고 쾌적한 여행을 할 수 있도록 도와주는 고마운 벗이다.

입출국시 주요 위험물품들을 가려내는 중요한 관문인 인천국제공항.
입출국시 주요 위험물품들을 가려내는 중요한 관문인 인천국제공항.
 

그런데, 이 특수견들을 전문적으로 훈련시켜 현장에 투입하는 데에는 생각보다 큰 비용이 들어간다고 한다. 한편, 일반견을 특수목적견 용도로 훈련을 시키더라도, 최종 합격률은 30%에 불과하다는 소식이다. 고로 나머지 70%는 국가적 손실이 되는 셈이다.

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정부3.0 특수목적견 복제생산과 보급사업.(사진제공=국립축산과학원)


■ 특수목적견 복제생산과 보급 사업

이러한 사회적 비용의 한계점을 보완하고자 등장한 것이 바로 ‘동물 유전자 복제 기술’이다. 오늘날, 국가 안보와 인명 구조 차원에서 특수목적견에 대한 과학적 연구의 필요성이 꾸준히 대두되고 있다. 농촌진흥청은 이에 따라 2012년도부터 ‘정부3.0 특수목적견 복제생산과 보급사업’을 시작했다. 2015년에는 전 세계 최초로 체세포 복제 수정란 배반포 단계 체외배양에 성공한 바 있으며, 이후로도 연구를 지속해 오늘날까지 타 기관으로 꾸준히 복제견들을 인계해오고 있다.

앞서 국립축산과학원에서 2014년도에 인계한 복제견 두 마리는 농림축산검역본부 검역탐지견으로 활동 중이며, 또 다른 복제견 두 마리는 인천·평택에서 관세청 마약탐지견으로 활동 중이다.

우수한 원본견의 특질을 물려받은 이들은, 주어진 상황에 대해 뛰어난 적응력과 훈련에 대한 빠른 습득능력을 보이고 있다. 관세청에 분양된 복제견 2두는 실제로 2015년도에 진행된 ‘관세청장배 탐지견 경진대회’에서 각각 우수상·장려상을 따내기도 했다.

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특수목적견 네오 복제견 2두 경찰청 보급 모습.(사진제공=국립축산과학원)


이어 올해 3월, 농촌진흥청 국립축산과학원은 관세청의 마약탐지견 ‘네오’의 체세포 복제로 태어난 복제견 2마리를 경찰청 폭발물탐지견으로 인계하기로 결정했다.

관세청 소속 마약탐지견 네오*는 현재는 은퇴한 상태지만, 현역 시절 관세청 역사상 최다 마약 적발건수(마약류 68건, 588g 적발)를 기록한 전설의 영웅 탐지견이다. 스포츠계 유명인으로 빗대자면, 우리나라의 피겨요정 김연아, 산소탱크 박지성 등에 견줄 수 있겠다.

래브라도 리트리버* 출신 특수견 중에서도 유달리 두각을 나타냈던 네오. ‘특수목적견 복제생산과 보급사업’은 그의 능력을 보다 널리 효과적으로 사용하는 데 도움을 주고 있다.

현재 총 35종의 우수 원본견 체세포를 보존하고 있는 국립축산과학원은, 현재도 특수목적견 유전체 연구·맞춤형 사료개발 연구 등을 꾸준히 수행하고 있다. 셰퍼드·비글 등 각 기관의 업무에 적합한 종으로 총 48마리를 인계해왔으며, 이번 3월의 네오 복제견 인계로 총 50마리를 달성했다.

* 네오의 종인 래브라도 리트리버(Labrador Retriever)는 1903년 영국 애견협회에서 공인된 캐나다 출신의 견종이다. 친절하고 외향적인 성품을 지녔으며, 우수한 지능과 높은 적응력·인내심을 지녀 경비견, 경찰견 등에 적합하다.

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경찰청에 인계된 복제견 2두의 모습.(사진제공=국립축산과학원)


이 과학 복제기술은 국가적 예산 절감에도 획기적인 도움을 주고 있다. 앞서 언급했듯, 일반견을 특수목적견 용도로 양성한 뒤 선발을 할 경우, 최종 합격률은 30%에 불과하다. 그런데 최근 도입한 복제견 시스템을 사용할 경우, 괄목상대할 합격률 상승을 보여 무려 65% 가량의 특수목적견 양성 비용 절감 효과를 보인다는 소식이다.

농촌진흥청 동물바이오공학과 이승훈 연구사는 국립축산과학원이 연간 약 15마리 내외를 기관의 필요에 따라 보급하고 있다는 소식을 알리며, “특수목적견 복제견의 경우 분양을 받은 기관의 만족도도 높고, 업무를 잘 수행한다는 소식이 들려온다.”고 밝혔다. 한편, 앞으로는 배양 기술의 성공률을 꾸준히 끌어올리는 것이 관건임을 밝혔다.

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경찰청에서 역할을 수행하게 될 네오의 복제견들.(사진제공=국립축산과학원)


■ 복제동물은 어떻게 만들어질까?

위에서 소개한 유전자 복제견 기술은 대표적인 줄기세포 기술들 중 한 가지 사례로 꼽힌다. 줄기세포는 체세포 분열을 통해 끊임없이 증식을 할 수 있고, 최후로 분화된 고유 기능을 가진 세포로 분화할 수 있는 세포다. 이 점이 과학·의학계에 상당히 큰 매력요인으로 작용해, 각 분야에서 활발한 연구가 진행되고 있다. 그렇다면, 줄기세포 기술은 인류에게 어떤 도움을 줄 수 있을까?

이를 알아보기 위해 필자는 줄기세포 전문가인 대구 영남대학교 의과대학 송인환 교수의 자문을 구했다. 이하 내용은 줄기세포에 관한 일문일답.

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무궁무진한 연구 가능성을 품은 줄기세포 기술.


Q. 줄기세포의 정의는?

A. 사람은 200여 종류의 고유기능을 수행하는 수 조 개의 세포로 이뤄져 있지만, 그 발단은 한 개의 세포에서 시작된다. 즉, 부모로부터 받은 정자와 난자가 수정되어 만들어진 ‘접합자’가 세포분열을 통해 수를 늘려가면서 동시에 고유의 기능을 가진 세포로 분화되어간다.

한편, 사람은 살아가는 동안 매일 수많은 세포가 죽어나가고, 그 자리를 새로운 세포가 메워준다. 일반적인 생물학적 개념에서 세포의 수가 증가하는 ‘세포증식’과 고유의 기능을 가진 세포로 발전되는 ‘세포분화’는 서로 반대의 성질이어서, 고유 기능을 가진 ‘분화’된 세포는 증식능력을 상실하게 된다.

그렇다면 매일매일 소실되는 여러 종류의 세포들을 보충해주는 생명유지의 마술은 무엇일까? 그 핵심 열쇠가 바로 줄기세포이다. ‘끝없이 분열할 수 있으면서도 다른 기능을 가진 여러 종류의 세포로 분화할 수 있는 능력을 가진 세포.’ 이것이 바로 줄기세포이다. 첨언하자면, ‘암세포’는 끊임없이 분열은 하지만 ‘분화능력’이 없어 고유한 세포기능을 가진 세포로 분화하지 못하므로 줄기세포가 아니며, 인체 기능에 도움이 되지 않는 불량세포로 분류된다.

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배아줄기세포와 성체줄기세포.


Q. 줄기세포의 종류는?

A. 줄기세포는 크게 ‘배아줄기세포’와 ‘성체줄기세포’로 나눌 수 있다. 성체줄기세포는 우리 몸 대부분의 장기에서 발견되며, 새로운 세포를 공급해 장기의 정상적 기능을 유지시키는 역할을 수행한다. 이미 분화가 진행된 단계의 줄기세포이므로 암으로 변화될 가능성이 없어 실제로도 질병치료에 다방면으로 활용되고 있다.

‘배아줄기세포’는 접합자*가 세포분열을 하는 초기단계에서 일부세포를 때어낸 것인데, 분화의 영역은 넓은 장점이 있지만 암세포로 변할 수 있어 위험성이 높으므로 실제 치료목적으로는 사용하지 않으며, 이에 대한 해결책이 필요하다.

* 접합자(zygote): 배우자의 유성생식으로 인해 만들어진 생식세포.

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동물 유전자 복제의 대표적 사례인 복제양 돌리.


Q. 동물 유전자 복제의 방법은?

A. 동물 복제는 배아줄기세포 형성과정을 응용한 방법이다. 배란된 난자의 핵을 실험관 내에서 제거하고, 복제하고자 하는 동물의 세포핵을 넣어 접합자 상태를 만든다. 이후 이를 대리모에 이식해 복제동물의 형질을 가진 새끼를 생산한다. 이런 기본적인 방법 이외에도, 유전공학 기술의 발달 덕에 분화가 끝난 세포를 접합자 상태로 ‘역분화*’시키는 방법들도 개발되고 있다.

* 역분화(dedifferentiation): 세포나 조직의 분화가 역전되는 현상으로 성숙한 세포가 분열활동을 다시 계속하는 경우.

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전국민적으로 안보와 사회질서에 도움이 될 유전자 기술.(사진제공=국립축산과학원)


■ 마무리하며

이상으로 복제견 네오를 통해 유전자 복제 기술과 줄기세포에 대해 살펴봤다. 국립축산과학원은 앞으로도 각 기관의 복제 요청이 있을 경우, 우수원본견의 유전자를 복제해 인계할 예정이다. 생명체와 관련된 세포를 다룬다는 점이 어려우면서도 민감한 사안이지만, 그만큼 관련 학계에서는 사회적·윤리적 규범을 지키기 위한 방안을 꾸준히 개발 및 보완하고 있다.

폭발물탐지견·마약탐지견 등을 배양해 국가의 안보와 사회질서에 도움을 주고, 불치병 등을 앓는 환자들에게 신체재활 등의 기회를 부여하는 줄기세포 기술. 이 영역이 지속적으로 바람직한 방향으로 발전되어, 앞으로도 우리의 삶에 보다 꾸준히 도움을 주게 되기를 바라본다.


대한민국 정책기자단 송민재 papu2004@naver.com


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