바이오테크 레볼루션

에이미 웹 (Amy Web) , 앤드루 헤셀 (Andrew Hessel) 지음 | 김보은 옮김

부키 2025년 05월 28일 출간 국내도서 : 2025년 05월 20일 출간

작품소개

책소개

2040년까지 전 세계 GDP의 3분의 1을 차지하면서 바이오산업을 이끌어 갈 합성생물학의 과거, 현재, 미래, 가상 시나리오, 국가 간 패권 전략, 철학과 윤리 등 거의 모든 것을 담았다.
2010년 사람의 손으로 전체 유전체(DNA)를 새롭게 설계하고 화학적으로 합성하여 자연계에 존재하지 않았던 세포 ‘신시아’를 만들어 냄으로써 합성생물학의 시대가 열렸다. 합성생물학은 유전체에 대한 높은 지식과 연구에 기초하여 아예 새로운 유전자 서열을 만들어 생명체를 창조하거나 기능을 근본적으로 재구성한다. 즉 자연계에 전혀 존재하지 않았던 새로운 생명 시스템을 설계 및 창조하는 기술이다. 이미 자연계에 존재하는 유전자를 복제하거나 '편집'하여 기능을 개량하거나 활용하는 ‘유전공학’과 근본적으로 다르다.
2020년 미국 바이오경제의 가치는 9500억 달러(1290조 원) 수준이었지만, 보스턴컨설팅그룹은 2040년까지 전 세계 GDP의 3분의 1이 합성생물학 관련 산업에서 창출될 가능성이 있다고 분석했다.
《바이오테크 레볼루션》은 해일처럼 밀려드는 합성생물학과 인공지능이라는 신기술을 어떻게 이해하고 사용할 것인지 스스로 결정해야 할 시점에 그 지적 기반을 제공하는 책이다.

목차

서문 생명은 확률 게임의 결과여야만 하는가?
1부 기원
1 나쁜 유전자에 ‘아니’라고 말하기: 창조 기계의 탄생
인슐린의 발견 | 생명공학의 탄생 | 생명의 공장 | 나쁜 유전자를 재창작하다
2 출발선에 서기 위한 경쟁
속도는 중요하다 | 암호를 해독하다 | 평화 회담
3 생명의 기본 단위
합성생물학의 시대 | 최초의 기업 | 과학 대 사업
4 신, 조지 처치, 그리고 (대체로) 털이 많은 매머드
부활

2부 현재
5 바이오경제
6 생물학 시대
의학 | 세계 식량 공급 | 더 건강한 지구
7 아홉 가지 위험
위험 1: 이중 용도는 필연이다 | 위험 2: 생물학은 예측할 수 없다 | 위험 3: 개인 DNA의 보안 위기 | 위험 4: 규제는 한심할 정도로 뒤처졌다 | 위험 5: 현재의 법은 혁신을 억압한다 | 위험 6: 이후 다가올 정보 격차는 유전자 격차다 | 위험 7: 합성생물학은 새로운 지정학적 충돌을 일으킬 것이다 | 위험 8: 슈퍼생쥐와 원숭이‐인간 잡종 | 위험 9: 사회는 역정보로 무너질 것이다
8 황금쌀 이야기
벼의 단점 | 거인들과 엄청난 반발 | 황금쌀의 현재 | 과학이 아닌 과학자를 신뢰하는 이유

3부 미래
9 최근에 나온 그럴듯한 결과물
10 시나리오 1: 웰스프링에서 자녀를 만드세요
진행 과정 | FAQ
11 시나리오 2: 노화가 멈추면 일어나는 일
12 시나리오 3: 아키라 골드가 추천하는 2037년 ‘최고의 식당’
최고의 신형 생물반응기 | 넌더리 나는 것들 | 내가 선호하는 배달 음식 조합 | 여러분의 목을 축일 최상의 조합 | 일할 때 마시는 음료
13 시나리오 4: 지표면 아래
14 시나리오 5: 메모
배경 | 테러에 관한 상세 기술 | 치명적인 질병 발생 가능성 | 필요한 조치 | 지원 요청

4부 앞으로 나아갈 길
15 새로운 시작
공통 기반을 찾아라 | 권장 사항 1: 기능 획득 연구를 금지한다 | 권장 사항 2: 생명공학판 브레턴우즈 체제를 확립한다 | 권장 사항 3: 면허를 도입한다 | 미국은 더 나은 과학기술 정책이 절실하다 | 기업: 혼란을 대비하라 | 더 명확하게 과학을 전달하기 | 과학계의 인종차별 문제 | 여러분의 삶, 다시 상상하라

책 속으로

21세기는 인공지능으로 지식을 읽고 편집하고 재작성하는 시대다. 이게 다가 아니다. 우리는 이제 생명을 읽고 편집하고 재작성할 수 있다. 인공지능 의 시대이자 생물학의 시대를 살고 있는 셈이다. 《바이오테크 레볼루션》은 이 두 흐름이 어떻게 함께 진화하고 있는지를 통찰력 있게 보여 준다. 유전자를 설계하고 생명을 재창조하는 합성생물학, 그리고 데이터를 학습해 예측과 결정을 보조하는 인공지능은 서로를 가속화하며 인류 문명의 향방을 근본적으로 바꾸고 있다. 이 책은 그 기술의 진보를 따라가면서도 우리가 무엇을 할 수 있는가에 머물지 않고 무엇을 해야 하는가를 묻는다. -6쪽

합성생물학Synthetic Biology이라고 부르는 이 과학의 목적은 하나다. 새로운, 그리고 아마도 더 뛰어난 생물 암호를 창조하기 위해 세포를 조작하는 것이다. 20세기 생물학자들은 조직, 세포, 단백질의 기능을 이해하기 위해 이들을 분리하는 데 집중했다. 이번 세기에 등장한 새로운 과학자 집단은 생명의 기본단위로 새로운 물질을 만들려 시도하고 있으며, 이미 많은 사람이 초기 단계인 합성생물학 분야에서 성공하고 있다. 공학자들은 생물학에 사용할 새로운 컴퓨터 시스템을 설계하고, 스타트업은 컴퓨터 코드를 생물로 바꾸는 프린터를 판매한다. 네트워크 설계자는 DNA를 하드 드라이브로 사용한다. (...) 생물학자, 공학자, 컴퓨터 과학자, 그 외 많은 사람이 함께 창조 기계를 구축했다. 연구자, 연구실, 컴퓨터 시스템, 정부 기관, 기업이 참여한 이 복잡한 기계는 생명을 새롭게 해석할 뿐 아니라 새로운 형태의 생명을 창조한다. -22쪽

이 책이 하는 약속은 간단하고 직설적이다. 지금 합성생물학에 관한 사고와 전략을 마련하면 기후 변화, 세계적인 식량 불안정, 인류의 장수로 일어나는 즉각적이며 장기적인 실존적 문제의 해결책에 가까워질 것이다. 이후 미지의 바이러스가 창궐할 때 우리가 조작해서 전장으로 보낼 바이러스로 맞설 준비를 지금 할 수 있다. 당장 행동하지 않으면 합성생물학의 미래는 지식재산권과 국가 안보, 끝없는 소송과 무역 전쟁으로 추락할 것이다. 유전학의 발전이 돌이킬 수 없는 해악을 입히는 대신 인류를 돕게 해야 한다. 우리의 미래를 위한 암호가 지금 창조되고 있다. 이 암호를 인식하고 그 의미를 해독하면 인류의 새로운 기원이 시작될 것이다. -27쪽

세포가 초현대적 공장이라면 유전체genome는 유전자를 켜고 끄는 초현대적 운영 체계다. 두 생물체에 특정 형질을 나타내는 유전자가 똑같이 존재해도 스위치가 꺼져 있다면 유전자는 발현되지 않는다. 어떤 유전자의 스위치를 켜고 끌지, 혹은 어느 정도나 발현할지는 복잡한 조절 기전으로 통제한다. -51쪽

세포는 정보를 전달하는 우아한 만능 기계다. 정보를 저장하고 검색하고 가공하는 등 컴퓨터처럼 움직이지만 모두 다르게 보인다. 세포는 또한 완전히 자동화된 최첨단 공장처럼 움직이는데, 각 부서는 원하는 물질을 만들기 위해 특별한 업무를 수행한다. 이런 비유는 생물을 블랙박스처럼 생각하는 인간의 정신 모델에 이의를 제기한다. 우리는 입력값을 인지하고(아마 통제도 할 수 있고) 결과물도 볼 수 있다. 그러나 생물이 창조되는 몸속 과정과 조작 체계는 이해하기 어렵다. 만약 생물의 기본단위인 세포를 조작할 수 있다면 우리는 이 기계를 조종해서 원하는 일을 할 수 있을 것이다. -87쪽

키슬링과 나이트는 각각 미 대륙의 정반대편 해안에서 비슷한 결론에 도달했다. 세포를 프로그래밍할 수 있는 컴퓨터나 공장으로 재해석하면, 그리고 정보의 흐름을 조절할 도구가 있다면, 인류는 더는 자연선택의 필연성을 힘없이 수용하지 않아도 될 것이다. 현대 합성생물학 시대가 시작되었다. -104쪽

브랜드의 테드 강연은 큰 인기를 끌었다. 동시에 오래전에 멸종한 동물을 복구한다는 비전에 놀란 수많은 과학자, 환경보호 활동가, 그 외 다양한 사람들의 분노를 자아냈다. 이건 보통의 복제, 예전에 살았던 무엇인가의 복제품을 만드는 수준이 아니었다. 그보다는 현존과 멸종의 뚜렷한 경계를 흐리는 일이었다. 게다가 처치는 매머드와 비둘기에만 관심 있는 게 아니라고 분명하게 말했다. 그는 네안데르탈인의 DNA를 수정할 계획이며, 이는 다른 인간종의 부활이 아니라 우리 자신을 향상하기 위해서라고 말했다. -131쪽

모더나 백신은 옛날 서부영화에서 ‘지명 수배자! 스파이크로 뒤덮인 이 공을 주목할 것! 발견하면 즉시 사살할 것!’이라고 적힌 생물판 현상 수배 전단지였다. 인간 면역계는 크고 뚜렷한 단서에 집중하는 경향이 있기 때문이다. 모더나사는 유전체 암호에서 유전자 스위치, 전사 중 유전자의 끝을 알리는 핵산 서열, 시작 및 멈춤 지점을 정하는 명령 등 특별한 영역을 찾았다. -152쪽

생명공학은 세계에서 가장 복잡한 산업이다. 단지 세포 과정을 표준화하기가 어렵다거나 연구에 비용이 많이 들고 정확도가 요구되기 때문만은 아니다. 광범위한 테스트를 거쳐야 하는 엄격한 규제는 소비하거나 주입하거나 자연계에 방출되는 생물에 행하는 모든 실험에 적용된다. 철저하게 감독해서 결과물이 실제로 연구자들이 의도했던 기능을 안전하게 수행하도록 해야 한다. 여기에 관련된 기관 목록은 열두 페이지에 달하지만, 아직 이 중 어느 곳도 합의된 규칙이나 단 하나의 기준을 활용하지는 않는다. -170쪽

2017년에 신세틱 지노믹스사는 벤터가 디지털 생물 변환기라고 부른 일종의 생물 프린터를 선보였다. 이것은 로봇 DNA/RNA 합성-조립 장비로 구성된 소파 크기였다. 연구자들은 다양한 유전자 프로그램을 전송해서 단백질, RNA 백신, 박테리오파지(세균 세포를 감염시키는 바이러스) DNA를 만들 수 있다. 제품은 주문자의 연구실에서 제조된다. 다시 말하면 디지털 생물 변환기는 사실상 합성생물학의 모든 설계와 제조 단계를 수행하는 회사를 거실에 넣을 수 있는 크기로 축소한 것이나 마찬가지다. -175쪽

의학의 다음 개척지는 의사 없는 진료가 될 수도 있다. 새로운 기술이 여러분의 집에서 데이터를 분석할 테니 진료 예약을 걱정하거나, 실험실에서 줄 서서 결과가 나올 때까지 오래 기다릴 필요가 없다. 이런 기술은 욕실에 먼저 적용될 텐데, 매일 관리하고 검사할 표본을 채취하는 데 사용할 것이다. 단도직입적으로 말하면 우리는 매일 욕실에서 주요 핵심 표본 두 가지를 접한다. 바로 피부와 배설물인데, 실시간으로 우리의 건강을 관리할 훌륭한 표본이다. -192쪽

2030년 즈음이면 여러분은 식료품점에서 신선하고 영양가가 풍부한 크리스퍼 편집 식품을 살 수 있을 것이다. 매장 아래에서, 어쩌면 가까운 수직 농장에서 재배한 식품을 팔 것이다. 아니면 여러분이 사는 도시에 세운 육류 실험실에서 만든 고기를 판매할 수도 있다. -206쪽

바이러스 돌연변이를 정확하게 예측해서 얻을 이익이 기능 획득 연구(즉 의도적으로 바이러스를 돌연변이 시켜 더 강력하게, 더 전파력이 높게, 더 위험하게 만드는 연구)에서 비롯될 공공의 위험보다 앞서는가? 답은 누구에게 묻느냐에 따라 달라진다. 아니면 어느 기관에 묻는가에 따라 달라질 수 있다. -232쪽

인간-원숭이 키메라라는 개념은 해결해야 할 많은 과제를 남겼으며 윤리적으로 복잡한 문제다. 그 이유를 하나만 들어보자면 어느 시점에 가서는 실험이 허용되지 않을 정도로 인간과 키메라의 경계가 모호해지는 특성을 물려받을 것이다. 아직 우리는 동물-인간 키메라가 살아가는 세상에서 ‘인간’의 특성을 정의할 준비가 되지 않았다. 동물이 너무나 인간다워지면 어떻게 해야 할까? 키메라가 연구소에서 탈출한다면? 탈출한 뒤 야생에서 이종교배에 성공한다면? -265쪽

합성생물학이 발전하고 체외수정 비용이 낮아지면서 시장은 보험사가 체외수정에 보험금을 지급하도록 압력을 넣을 것이다. 결국 예방할 수 있는 돌연변이에 평생 의료비를 쏟기보다는 건강한 배아를 선택하는 편이 비용 면에서도 더 효과적이다. 뛰어난 보험 상품이 있거나 돈을 낼 의지와 능력이 있다면 수십 개, 어쩌면 수백 개의 배아를 만들어서 유전적 장점의 조합이 최상인 배아를 선택할 수 있다. -258쪽

백 명 이상의 노벨상 수상자가 그린피스의 유전자 변형 생물 반대 운동을 규탄하는 공개 편지에 서명했으며, “그린피스와 지지자들은 전 세계 농부와 소비자가 생명공학을 통해 개선한 작물과 식량에 관한 실험을 재검토하고, 권위 있는 과학 단체와 규제 기관의 발표를 인정하며, 모든 ‘유전자 변형 생물’과 특히 황금쌀 반대 운동을 멈출 것을 강력히 촉구한다”라고 선언했다, -292쪽

재생 및 회춘 치료 덕분에 노년층은 교육 기관, 공익 사업 유지 및 구축 분야, 많은 정부 기관에서 일하면서 신규 노동자들을 일자리에서 몰아냈다. 경영진은 문제가 더 심각했다. 개인 기업의 최고경영자는 은퇴하지 않았다. 상장 기업도 마찬가지인데, 언제 자리에서 물러날지 묻지도 않는 친구들로 이사회를 채우고 있었다. –325쪽

기술은 발전하지만 발전을 이끈 국가의 세계적인 야심과 복잡한 문제도 커진다. 러시아는 더 이상 생명공학 기술의 협력자가 아니다. 중국은 세계 과학기술 패권을 쥐기 위해 합성생물학을 국가 우선 정책으로 세웠다. 미국 정부는 과학기술 관리 직원들이 백악관을 들고나면서 일관된 정책을 내놓지 못하고 있다. 생명과학은 벤처투자자, 헤지펀드, 사모펀드에 가장 크고 매력적인 분야로, 현재는 더 많은 투자자가 연구를 후원하고 있다. 오늘날의 아실로마는 상업용 제품을 신속하게 시장에 출시해야 성공하고, 장기 위험 모델링에 대한 편견을 갖기 쉬운 투자사의 수장도 초대해야 한다. -380쪽

중국이 세계의 생명공학 공장이 되는 일에 관심이 없다는 사실은 분명하다. 그보다는 합성생물학과 인공지능 분야에서 세계를 지배하는 초강대국이 되려 한다. 중국은 2030년까지 GDP 규모로 볼 때 세계에서 가장 큰 경제 대국이 될 것으로 예상한다. 2050년이면 가장 많은 특허와 지식재산권을 소유한 국가가 될 것이고, 태어나는 모든 아기의 유전체 서열이 분석되는 최초의 국가가 될 것이다. -389쪽

소비자의 유전자 표본을 수집하고 보관하는 기업이 다른 기업에 매각되면 어떻게 될까? (조상 찾기, 제대혈 보관, 불임 산업에서 이미 일어난 사건이다.) 민간 기업을 사고파는 일은 흔하고, 다른 산업계의 사례를 보면 구매자가 부유한 개인, 사모펀드, 신탁, 다른 기업일 수도 있다. 기업이 인수되는 순간 소비자 정보는 어떻게 될까? -407쪽

출판사 서평

두 번째 창세기가 시작되다
우리는 지금 제2의 창세기를 목도하고 있다.
약 40억 년 전 지구에 처음으로 생명이 창조되었다. 과학자들은 해양 열수구 같은 원시 지구의 고온 지역에서 원핵세포 또는 그보다 더 단순한 원시적 단세포가 우연히 만들어진 것으로 추정한다. 그로부터 40억 년이 흐른 2010년 5월 미국의 J. 크레이그 벤터 연구소는 일명 ‘신시아’라고 불리는 인공 세포 Mycoplasma mycoides JCVI-syn1.0의 배양에 성공했다. 신시아는 이제까지 자연에 존재하지 않았던 유전자를 사람이 새롭게 설계하고 화학적으로 합성하여 생명을 작동시킨 첫 사례였다. 실험을 이끈 크레이그 벤터는 40억 년 전의 첫 생명 창조와 비교해 신시아 실험 성공을 ‘지구 역사상 두 번째 창조’라고 선언했다. 최초의 세포로부터 수십억 년의 진화 과정을 거쳐 가까스로 등장한 인류가 이제는 스스로 생명 창조의 역사를 시작한 것이다.

벤터에 따르면 신시아는 컴퓨터가 부모인 지구 최초의 자기복제 종이었다. 더 정확하게는 과학자 스무 명과 컴퓨터 팀이 부모이고, 인간과 기계가 함께 조합한 수천 개의 선택으로 만들어졌다. 신시아는 “현재 살아 있는 종, 지구 생명체 목록의 일부”라고 벤터는 말했다. 이 연구는 생명체의 기본 원칙을 이해하기 위해 설계되었으며, 이 합성 세포는 지구의 모든 생명체를 연결하는 최후의 보편적 공통 조상의 유사체다. -235쪽

인공 세포 신시아를 만들어 낸 과학 또는 기술을 ‘합성생물학Synthetic Biology’이라고 한다. 부키에서 펴낸 신간 《바이오테크 레볼루션》(원제: Genesis Machine)은 아직 대중에게는 생소하지만, 가까운 시일 내에 인류의 삶과 지구 생태계 전체에 근본적 지각 변동을 가져올 합성생물학의 과거와 현재 그리고 미래를 다룬 책이다. 미래학자 에이미 웹과 합성생물학 연구자인 앤드루 헤셀이 공동 저술한 이 책은 바이오테크 분야에서 과거의 유전공학이 합성생물학으로 점프하여 완전히 새로운 단계로 접어든 과정을 탐색하고 현재의 기술 발전 수준과 미국 및 유럽, 중국, 인도 등 세계 각국의 바이오산업 패권 전략, 미래 가상 시나리오, 생명 창조로 인한 사회 갈등과 철학, 윤리, 법률, 제도와 국제 관계 등 합성생물학에 관한 거의 모든 지식을 꼼꼼히 담아냈다.
《바이오테크 레볼루션》 1부에서는 컴퓨터를 부모로 삼아 합성 생물을 창조하는 합성생물학의 기원과 과학자들이 생명의 암호를 해독하고 조작한 역사를 설명한다. 2부에서는 창조 기계가 만들어 내는 바이오경제의 파급력과 사회적 파장을 다룬다. 바이오 해킹부터 유전자 격차 문제, 즉 유전자 기술로 젊음과 건강을 얻는 부유층과 신기술의 혜택에서 소외되는 빈곤층의 분열처럼 합성생물학이 제기하는 사회적 위험을 다각도로 조명한다. 3부에서는 바이오테크 혁명이 가져올 다양한 미래를 탐색한다. 마지막으로 4부에서는 인류가 창조주와 동격이 되는 시대를 맞이하기 위해 필요한 기술적, 윤리적, 사회적 대안과 정책을 모색한다.

합성생물학이란?
합성생물학 시대의 도래는 인간 유전체에 대한 상세한 탐색과 인공지능 기술의 발전 덕분에 가능했다. 자연과학의 한 분야로 생명 현상을 연구하는 생물학Biology은 생물의 구조, 기능, 발생, 진화, 생태 등을 탐구하면서 생명체의 자기 복제의 핵심에 유전자DNA가 있음을 발견했다. 과학자들은 인간 유전자의 본격적 탐색을 위해 1990년부터 2003년까지 미국 국립보건원과 에너지부의 주도하에 세계 20여 개 나라가 참여한 ‘인간 게놈 프로젝트’를 수행했다. 30억 개 염기쌍으로 구성된 인간의 전체 DNA 서열을 해독하고 모든 유전자의 위치와 기능을 밝혀내는 이 연구 프로젝트 결과로 인간 유전체의 약 99.9% 서열을 해독 완료할 수 있었다. 이는 현대 생명과학, 의학, 바이오산업의 전환점이 되었고 합성생물학이라는 새로운 바이오테크 혁명을 불러온 동인이다.
인간 게놈 프로젝트가 완료되기 전 제한된 유전자 지식 수준에서 이루어졌던 유전공학은 이미 존재하는 유전자를 복제하거나 편집하여 기능을 개량하거나 일부 특성을 추가하는 기술, 한마디로 기존 유전자를 ‘활용’하는 기술이라고 할 수 있다. 이에 반해 합성생물학은 유전체에 대한 풍부한 지식과 연구에 기초하여 자연계에 전혀 존재하지 않았던 새로운 생명 시스템을 얼마든지 ‘설계하고 창조’하는 기술이다. 생명이 만들어지는 일부 과정에 개입하는 기술이 유전공학이라면, 합성생물학은 생명체를 설계하고 부품화하고 조립하고 제조하는 전체 공정을 일괄적으로 수행한다.
유전공학의 대표 사례는 1996년 영국 스코틀랜드의 로슬린 연구소에서 태어난 복제양 돌리Dolly다. 돌리의 탄생은 복사기로 원본을 복사하는 과정과 크게 다르지 않다. 기존 양의 체세포 핵을 그대로 복제하여 태어났기 때문이다. 이와 달리 유전자를 설계하고 새로운 생명을 탄생시키는 합성생물학은 복사가 아니라 새로운 프로그램의 코딩과 3D 프린터 출력에 비유할 수 있다. 컴퓨터 프로그래머가 필요에 따라 전체 프로그램을 짤 수도 있고 일부 기능만 작동하는 프로그램을 만들 수도 있듯이 합성생물학도 꼭 온전한 생명체만 만들 필요는 없다. 생물의 특정 부위나 장기, 기능, 생명 활동 부산물만을 제조할 수도 있다. 예를 들면 인류 진화사 어느 한 페이지에서 사라진 네안데르탈인의 유전자를 만들어 현대인의 신체에 이식하는 것도 이론적으로 가능하다.

네안데르탈인을 부활시키는 것은 어리석어 보일 수도 있다. 그러나 네안데르탈인의 유전자를 몇 개만 빌려와서 우리 몸을 조금만 수정한다면 어떨까? 네안데르탈인에게는 글루텐에 알레르기가 있는 현대인을 고통스럽게 하는 셀리악병이 없다. 그들의 면역계는 현대인과 다르게 반응하므로 류마티스관절염, 다발경화증, 크론병 같은 자가면역 질병을 치료하는 데 관한 통찰을 얻을 수 있다. 또 네안데르탈인의 뼈는 엄청나게 강하므로 골밀도와 관련된 유전자를 빌려다가 수억 명의 여성 노인이 앓는 골다공증을 치료할 수도 있다. -133쪽

인공지능의 발전은 유전공학을 합성생물학 단계로 점프시킨 또 하나의 동력이다. 인공지능이 발전할수록 생물학적 응용법의 시험과 현실화도 늘어났다. 인공지능의 머신러닝을 통해 유전자를 설계하고 시뮬레이션 테스트하는 도구가 더 강력해지고, DNA 프린팅과 조립 기술이 발전하면서 개발자들은 점점 더 복잡한 생명 시스템을 만들 수 있게 되었다.

생물학적 맥락에서 머신러닝은 과학자들이 수많은 패턴을 찾도록 돕는다. (...) 인공지능 시스템을 연구하고 구축하면서 복잡한 문제를 촉발했던 구글의 딥마인드DeepMind 부서는 긴 아미노산 사슬이 접히는 복잡한 패턴을 시험하고 모델링할 방법을 개발하면서 오랫동안 과학자들을 성가시게 했던 문제를 해결했다. 딥마인드 시스템인 알파폴드AlphaFold는 인간과 20종의 모델 생물에서 35만 개 이상의 단백질 구조를 예측하는 성취를 이루었다. 2022년이면 데이터집합에 포함되는 단백질 구조가 1억 3000만 개를 넘어설 것이다. -53쪽

합성생물학 기술로 만들어진 생산물은 이미 현실에서 사용 중이다. 합성 박테리아 세포는 백신 등 약물 제작에 사용되며, 거미 유전자로 만든 합성 실크는 가벼우면서도 인장 강도가 강해 의류와 운동화 등의 소재로 쓰인다. 합성 유전자를 이용해 배양한 동물 고기도 일부 국가에서 승인을 거쳐 판매하고 있다. 닭이나 소를 키우지 않고도 고기를 얻는 것인데 가슴살, 다리살 등 부위별 선택 배양이 이루어진다.
합성생물학은 멸종된 매머드를 되살릴 수도 있고, 신화에나 존재하던 상상 속의 생명체를 새로 만드는 것도 가능하다. 게다가 이 모든 과정을 설계 가능한 엔지니어링 대상으로 다루어 제조, 조립, 자동화에 기반한 생산 공정으로 처리할 수 있다는 점도 합성생물학의 특성 중 하나다.

상상을 초월하는 경제적 투자 가치
소프트웨어를 설계하고 프로그램을 만들듯이, 완전히 새로운 생명을 창조하고 대량 생산하여 거래하는 시장이 활짝 열린다면 그 경제적 가치는 얼마나 될까?
미국 국립과학·공학 아카데미는 2020년 1월 미국 바이오경제의 가치가 국내총생산GDP의 5퍼센트, 9500억 달러(1290조 원) 이상이라고 발표했다. 2020년 5월에 맥킨지 연구는 400개에 이르는 합성생물학 관련 혁신이 지구 경제에 미친 영향을 분석하고, 이 발전이 지금부터 2040년까지 매년 평균 4조 달러(5434조 원)의 가치를 창출하리라고 내다봤다. 이는 합성생물학 산업이 발전하면서 필연적으로 나타날 연관 산업, 서비스, 제품의 경제적 영향은 계산에 넣지 않은 숫자이다.
보다 적극적으로 시장 규모를 예측한 글로벌 컨설팅 기업인 보스턴컨설팅그룹(BCG)은, 2040년까지 전 세계 GDP의 3분의 1이 합성생물학 관련 산업에서 창출될 가능성이 있다고 분석하기도 했다.

합성생물학의 가치 네트워크는 이제 막 생성되기 시작했다. 물론 코로나19 범유행에 대한 대응으로 성장이 빨라졌지만, 아직 각 분야의 기업은 소수에 지나지 않는다. 그러나 이런 상황은 빠르게 바뀌고 있다. 2020년에 투자자들은 합성생물학 스타트업에 80억 달러(10조 8688억 원)를 쏟아부었다. 틱톡을 만든 바이트댄스Bytedance사가 2021년 초에 4000억 달러(543조 원)로 평가된 것에 비해 크게 인상적인 숫자는 아니지만, 합성생물학에 대한 투자 증가 속도가 2018년 이후 매년 두 배로 빨라졌다. (...) 합성생물학 기업의 기업공개(IPO) 중앙값도 치솟고 있다. 2020년의 평균 공모가는 2019년보다 두 배나 높아졌다. -160쪽

컴퓨터 분야에 “동일한 비용으로 집적회로에 올릴 수 있는 트랜지스터 수는 18~24개월마다 두 배가 된다”는 ‘무어의 법칙’이 있다면 합성생물학에는 ‘칼슨의 법칙’이 존재한다. 기술 발전으로 염기서열 분석 및 합성 비용 역시 급격히 낮아진다는 것이다. 미국 국립인간유전체연구소에 따르면 2006년 인간 유전체의 완전한 염기서열 분석 비용은 2000만~2500만 달러(273억~342억 원)가량이었다. 2015년 중반이 되자 완전한 분석 비용은 4000달러(547만 원)까지 낮아졌다. 현재 중국 기업인 BGI사는 유전체 서열 분석 비용으로 100달러(13만 7000원)를 받는다. 인간 유전체 분석 비용이 에어 조던 한 켤레 값에도 미치지 못하는 것이다.
《바이오테크 레볼루션》의 공저자인 앤드루 헤셀은 합성생물학 분야의 선구자이자 합성 바이러스를 개발하는 신생 기업인 휴먼지노믹스사의 사장이다. 공저자 에이미 웹은 싱커스50이 뽑은 세계적 경영 사상가 50인에 선정된 영향력 있는 미래학자이자 미래 전략 수립 기업 퓨처투데이연구소 CEO이다. 학자, 연구자인 동시에 현실 비즈니스 사업가이기도 한 저자들은 바이오경제의 현실과 잠재력, 국제적 역학관계와 국가별 정책을 입체적이고 다면적으로 추적한다. 바이오산업 투자를 계획하는 투자자나 엄청난 잠재력을 지닌 바이오테크 기술을 국가 성장 동력으로 육성해야 할 관계자들에게 많은 시사점을 제공한다.

SF 영화처럼 펼쳐지는 바이오테크 혁명의 파노라마
《바이오테크 레볼루션》의 큰 미덕 중 하나는 복잡한 합성생물학의 원리와 개념, 사회적 파장을 흡인력 있는 스토리로 풀어낸다는 점이다. 책의 3부에서는 합성생물학의 발전으로 인해 지극히 가까운 시일 내에 펼쳐질 새로운 미래의 모습을 마치 잘 만든 SF 영화처럼 보여 준다. 유전자를 맞춤 설계해 태어나는 아기(시나리오 1), 노화가 멈춘 사회에서의 일자리 문제와 세대 갈등(시나리오 2), 고객의 건강 상태나 기호에 따라 최적의 상태로 배양된 식재료가 제공되는 식당과 식생활(시나리오 3), 신종 사이버 생물 테러의 발생과 사회의 대처(시나리오 5) 등 미래 사회의 다양한 풍경이 생생하게 그려진다.

“아기 창조 기업 웰스프링에 오신 것을 환영합니다. 당사는 인공지능 시스템으로 수백만 번의 시뮬레이션을 거쳐 고객을 만족시킬 최적의 유전체를 설계하여 배아를 만들고, 원하는 모체 또는 최고 등급의 인공 자궁에서 출산일까지 안전하게 배양하여 아기를 만들어 드립니다. 건강보험 외에 추가 비용을 내면 업그레이드가 제공됩니다. 현재 기억력, 체질량지수, 골밀도, 폐활량, 인두강 확장, 발가락 사이의 갈퀴(수상 스포츠 관련 행동 개선) 등을 제공 중입니다. 호모 사피엔스보다 신체 기능이 강했던 네안데르탈인의 케라틴 생산 유전자 옵션을 추가하시면 더 부드럽고 단단하며 시간이 흘러도 주름지지 않는 피부와 굵은 머리카락을 아기에게 적용할 수 있습니다.” - 309~316쪽(시나리오1) 요약

책의 마지막 부분(4부)은 미래를 맞기 위해 필요한 실용적이고 현실적인 제안과 사회적 대책들로 구성된다. 바이오산업의 패권을 둘러싼 미국, 중국, 러시아, 인도, 유럽 등 주요국의 자세한 상황과 대응책도 확인할 수 있다. 저자들은 비즈니스적 측면에만 치우치지 않고 합성생물학 기술을 인류 공통의 자산으로 유용하게 성장시키는 데 많은 관심을 쏟는다. 이 신기술을 둘러싸고 국제 사회가 ‘생명공학판 브레턴우즈 협정’을 맺어야 한다고 제안하는 대목에서는 감탄하지 않을 수 없다.

우리가 제안하는 체제(생명공학판 브레턴우즈 체제)는 세계 통화 풀을 감독하고 통제하는 대신에 세계 유전자 정보 풀을 통제할 것이다. 회원국은 블록체인에 기반해 조작할 수 없는 거래명세 원장과 유전자 서열을 기록할 추적 체제, 부품·주문·제품의 표준화에 동의할 것이다. 과학자들이 태즈매니아 호랑이를 복원하든, 크리스퍼로 성인의 콜라겐 생성을 강화하든, 새로운 병원체를 발견하든, 사용하거나 창조한 유전자 정보는 세계가 공유하는 이 체제에 기록될 것이다. 엄격하게 강화한 기준을 충족하는 시설과 제품 검수를 통해 체제에 기록되면서 책임의 사슬이 형성된다. -396쪽

저자들은 합성생물학의 발전이 불가피하다고 전제하며, 우리가 반드시 다뤄야 할 윤리적·정책적 질문을 던진다. 인간의 유전 정보를 특정 기업이 독점 소유할 권리가 있는가? 이해충돌이 예상되는 전통적 집단 예컨대 의사, 환경 단체, 종교인과의 갈등은 어떻게 해결할 것인가? 책은 합성생물학을 둘러싼 이 복잡다단한 논쟁에서 어느 한편에 일방적으로 서지 않는다. 과학으로 문제를 해결하려는 사람들 그리고 그 과학이 불러올 변화에 두려움을 느끼는 이들 모두를 설득하려는 태도를 일관되게 유지한다. 기술의 위험성과 가능성을 균형 있게 다루고 윤리와 정책, 경제와 공공 가치의 경계에서 진지하게 고민한다.
이 책에서 가장 흥미로운 지점은 인류가 생명을 설계하는 ‘신의 역할’을 하게 될 가능성과 그에 따르는 윤리적·사회적 함의를 다룬 부분이다. 결국 저자들은 두 번째 창세기 앞에 선 독자에게 다음과 같은 질문을 던지는 셈이다.
“인간이 조물주와 동격의 위치에 선다면 이 세상은 어떻게 변할 것인가? 그리고 우리는 무엇을 해야 하는가?”

완전히 다른 미래를 상상하라
한국 사회는 지금 미래 전략이 절실한 시점이다. 경제 성장 동력의 고갈, 고령화와 저출생, 기후 위기 등 다양한 도전 앞에서 우리는 해일처럼 밀려드는 합성생물학과 인공지능이라는 신기술을 어떻게 이해하고 사용할 것인지 스스로 결정해야 할 시점에 와 있다. 《바이오테크 레볼루션》은 그 고민에 지적 기반을 제공하는 책이다. 합성생물학이 만들어 갈 세계를 이해하고 싶은 독자는 물론 한국 사회의 미래, 인류라는 생물종의 미래를 고민하는 이들에게 이 책은 풍부하고도 친절한 길잡이 역할을 할 것이다.

작가정보

저자(글) 에이미 웹 (Amy Web)

세계에서 가장 존경받는 기업의 CEO, 방송 제작자와 콘텐츠 제작 책임자, 삼성 장군과 장성들, 은행과 국제기구 경영진을 컨설팅하는 미래학자다. 에이미는 선구적인 미래 예측 및 전략 수립 기업인 퓨처투데이연구소 설립자이자 CEO이며, 지금은 전 세계 수많은 기관이 채택한 데이터에 근거해 기술을 활용하는 미래 예측 방법론으로 지도자들과 그들이 이끄는 단체가 예측하기 힘든 미래를 대비하도록 돕는다. 웹은 뉴욕대학교 스턴경영대학원에서 전략적 예측에 관한 MBA 프로그램을 강의하며, 옥스퍼드대학교 사이드경영대학원의 방문 연구원이기도 하다. 외교협회의 종신회원이며 세계경제포럼의 세계미래위원회와 경영위원회에서 회원으로 일한다. 공상과학의 오랜 팬인 에이미는 할리우드 작가와 영화 제작자, TV 쇼와 광고 제작자에게 과학, 기술, 미래에 관한 컨설팅을 해 주며 친밀한 협력 관계를 맺고 있다. 미국 텔레비전 예술·과학 아카데미 회원으로 블루리본 에미상 심사위원이기도 했다. 유명 저서를 여러 권 낸 작가로 《빅 나인: 9개의 거대기업이 인류의 미래를 지배한다》는 파이낸셜타임즈&맥킨지 비즈니스 부문에서 올해의 책 후보에 올랐고, 싱커스50Thinkers50 어워즈 디지털 사고 부문에서 최종 후보에 올랐으며, 2020년 엑시엄 북어워드 비즈니스와 테크놀로지 부문에서 금메달을 받았다. 또 다른 저서 《시그널스: 반짝하는 것과 롱런하는 것》은 싱커스50 어워즈 레이더 부문을 수상했고, 2016년 잡지 《패스트컴퍼니》 베스트셀러로 뽑혔으며, 2016년 아마존 베스트셀러, 2017년 엑시엄 북어워드 비즈니스와 테크놀로지 부문에서 금메달을 받았다. 포브스는 에이미를 세상을 바꾸는 여성 5인으로 선정했으며, 2020년에는 BBC 100인의 여성, 싱커스50이 뽑은 세계적으로 가장 영향력 있는 경영 사상가 50인에 포함되었다.

저자(글) 앤드루 헤셀 (Andrew Hessel)

합성생물학 분야의 선구자이자 전문가로 개과 동물과 인간 종양학 분야에서 합성 바이러스를 개발하는 신생 기업 휴먼지노믹스사의 사장이다. 국제적 협력 관계를 통해 인간 유전체를 포함한 거대 유전체를 연구하는 생물공학과 유전체프로젝트연구소 회장이자 공동 설립자이기도 하다. 이전에는 오토데스크 라이프사이언스사에서 연구자로 일했다.

번역 김보은

이화여자대학교 화학과를 졸업하고 동대학교 분자생명과학부 대학원을 졸업했다. 가톨릭의과대학에서 의생물과학 박사학위를 받은 뒤 바이러스 연구실에 근무했다. 글밥아카데미를 수료한 후 현재 바른번역 소속 전문번역가로 활동 중이다. 옮긴 책으로는 《페이크와 팩트》 《자신의 존재에 대해 사과하지 말 것》 《의학에 대한 위험한 헛소문》 《인공지능은 무엇이 되려 하는가》 《크리스퍼가 온다》 《집에서 길을 잃는 이상한 여자》 《의사는 왜 여자의 말을 믿지 않는가》 등이 있으며, 《한국 스켑틱》 번역에 참여하고 있다.