지난 2001년, 인간의 모든 DNA의 정보를 담고 있는 인간 게놈 지도가 완성되었다. 이에 따라서 줄기세포, 나노, 바이오, 생명공학 연구가 본격적으로 활성화되면서 인류는 유전자 재배열 및 복제 기능으로 새로운 생명을 ‘디자인’ 할 수 있는 세상이 열릴 것으로 전망하였다.

특히 세계 최대 유전체 분석기업인 미국의 일루미나는 100달러 정도의 저비용으로 유전자 검사를 실시하고 이를 통해 특정 질환을 미리 알아 내는 서비스를 개발하였다. 이젠 유전자 검사를 통해 자신의 유전자에서 발병률이 높은 질병을 미리 알아내고 이에 대한 예방관리도 가능한 시대가 되면서 무명장수 시대가 열릴 것이라고 전망되고 있다.

모든 생물종들은 자연선택의 진화를 거듭해왔으며 자연에 맞춰 생존하는 종만이 진화할 수 있다고 했다. 그렇지만 이제 인류는 과학기술로 이런 지구생태계의 진화에 관여하는 신의 영역까지 차지하게 될 것이라고 보았다.

사람들은 인공심장, 인공 관절 및 각종 보철물 등을 몸속에 삽입하고 생명을 연장할 수 있으며 인간의 혀보다 만 배 더 세밀한 바이오 전자 혀, 전자 코를 개발해 낼 수 있다고 여겼다.

이어서 3D 프린터로 인공 귀까지도 만들어 내어 많은 사람들이 고통 받고 있는 질병의 약 70%가 예방 가능하게 되어 예방의학이 선택이 아니라 필수가 될 것이라고 예측하였다.

이런 시기에 우리나라에서도 2004년 2월, 국가과학기술위원회 기술예측위원회(위원장 황우석 서울대교수)가 ‘2030년 과학기술 예측조사’ 발표하여 흥미를 끌었다, 앞으로 15∼20년후 인류의 오랜 소망인 `무병장수시대'가 오고 국내에서 유인 우주선 개발이 완료돼 값싸게 우주를 관광할 수 있는 `우주 여행시대'가 열린다고 보았다.

더욱이 2020년께 이른바 나노미터(㎚:10억분의 1ｍ) 크기의 `혈관 청소용 로봇(나노로봇)'이 등장, 자동차 정비공이 자동차를 수리하듯 사람의 몸속 혈관에서 혈관을 깨끗이 청소하고 손상된 부위를 수리하게 된다고 전망하였다. 그리고 `스마트 약'으로 불리는 나노캡슐은 몸안을 헤엄치고 다니다가 특정 질병의바이러스를 만나면 약물을 방출해 격퇴하게 될 것이라고 했다.

2025년께 등장하는 알약 형태의 `바이오 칩'은 재택 의료서비스를 현실화되고 이 알약을 먹은 사람의 건강상태를 체크해 무선으로 병원으로 전송되기 때문에 맞춤식 재책 의료서비스가 상용화 될 것이라고 했다. 더욱이 장기가 노화돼 더 이상 제 구실을 못하게 된다고 판단되면 자신의 줄기세포로 배양한 새 장기로 대체할 수 있게 되는 이른바 `무병장수 시대'가 열린다는 것이다.

1953년 왓슨과 크릭에 의해 발견된 이중나선 DNA는 이제 유전물질의 실체이자 모든 생명현상의 근본 정보로서 확실한 지위를 얻게되었다. 2001년 인간지놈프로젝트가 성공하면서 곰팡이, 곤충, 식물, 가금류등 다양한 생물종의 유전자 정보를 해독하려는 연구가 집중되고 있다.

그러나 유전자 정보 해독이 생명공학의 장미빛 미래를 가져온다고 단언하기에는 아직까지 많은 문제점이 가로 놓여 있다. 유전체의 양적 정보는 만으로는 생명현상을 이해하고 질병치료나 생물산업에 적용시키기는 어렵기 때문이다.

그렇지만 유전자 재조합 효소의 발견 이후 시작된 유전공학기술의 급속한 발전은 미생물, 식물, 동물간의 장벽을 허물어버렸고, 동시에 농업, 축산, 의약, 미생물로 구분되는 전통적 생물 산업시장의 간극도 없애버렸다.

형질전환 식물의 경우 근두암종병 박테리아의 플라스미드 벡터나 유전자 총을 이용한 유전자 변형방법으로 사용할 수 있게 되었다. 식물조직배양 기술의 개선과 더불어 앞으로도 다양한 품종에서 생산량이 높고 병충해에 강하게 유전적으로 변형된 농산물과 원예작물을 개발할 수 있게 된 것이다. 특히 최근에는 예방백신과 같은 고가의 의약품이나 생리활성 물질을 함유한 유전자 변형작물의 개발이 높은 부가가치를 창출하고 있어 미래의 생물산업에서도 큰 비중을 차지하게 될 것으로 보인다.

21세기에 가장 기대되는 분야는 손상된 조직이나 장기를 회복시키는 재생의료 기술이다. 특히 줄기세포는 재생의료의 총아로 각광을 받게 될 것이다. 즉 줄기세포공학은 모든 장기를 구성하는 조직으로 분화할 수 있는 만능세포인 배아 줄기세포에 관련된 기술이다.

줄기세포관련 기술은 계속 배양할 수 있는 배양기술과 필요할 때 원하는 조직세포로 분화를 유도 시킬 수 있는 분화기술로 나뉜다.

최근에는 이 세포를 조작하는 기술이 급속히 진전되면서 거부반응이 없는 장기이식에 적용되고 있다. 이런 줄기세포 치료기법이 개발되면 다양한 난치병으로 고생하는 수천만 명의 생명을 구할 수 있게 될 것이다.

하지만 배아 줄기세포는 인간의 생명이 될 수 있는 수정란을 파괴 시켜서 만든다는 점에서 각종 종교단체에서는 강력한 항의를 하고 있어 윤리적인 제약이 불가피하게 요구되고 있다.

최근에는 고가의 조혈촉진제나 혈액응고제를 생산할 수 있는 소나 돼지를 개발함으로써 엄청난 부가가치를 창출해내고 있다. 즉 이종간 조직이식이 거부반응이 거의 없는 형질전환이 이뤄지면서 돼지에서 생산되는 인체를 활용하여 장기이식이 가능해지고 있다.

이러한 유전자 변형기술이 발전되면서 유전자 치료가 크게 확대되면서 많은 질병이 특정 유전자 부위의 돌연변이에 의해 유발되는 경우 아데노바이러스나 레트로바이러스를 벡터로 활용하여 인체에 정상 유전자를 도입할 수 있게 된다. 이런 방식이 암이나 면역질환 등의 치료에 실제로 응용될 수 있어 큰 성과를 기대할 수 있게 되었다. 물론 아직까지는 바이러스 벡터의 안전성문제는 있지만 지속적인 연구를 통해 효과적인 유전자 치료기술이 개발될 것으로 기대된다.

이런 현대의학의 발전으로 인간의 수명이 연장되고 특정 장기의 손상이나 기능 저하를 치료할 수 있는 기술이 개발되어 치매, 심근경색, 척추손상, 소아당뇨, 간경화 등은 특정 조직이나 장기의 손상이나 기능 저하로 인한 질병을 치료할 수 있게 될 것이다.

의약학 분야는 안전한 유전자치료법의 개발로 적어도 유전자 이상에 의해서 발생되는 대부분 질병은 정복될 수 있을 것으로 전망된다. 더욱이 바이오 인포메틱스, 나노 생명공학의 발전로 개인별 유전자 다형성의 특성을 고려하는 인간 유전체학의 도움으로 질병의 발병위험성을 예측 진단하는 의료기술이 급성장 하게 될 것이다.

환자 개개인에게 최적의 효과를 얻을 수 있는 맞춤형 신약이 개발될 수 있으며 특히 줄기세포공학과 복제기술이 개발되면서 부작용이 거의 없는 장기이식이 실현될 수 있어 인간수명의 연장에 크게 기여할 것으로 기대된다.

농업 원예 분야에서 식물형질전환 기술이 개발되어 병충해에 큰 저항력을 지니고 동시에 높은 생산량을 가진 슈퍼 농작 원예작물이 탄생하게 될 것이다. 이는 식량부족 문제를 해결하고 동시에 농약 사용의 필요성이 감소됨에 따라 먹거리 위기를 극복하는데 큰 도움이 될 것이다.

또한 예방백신이나 중요한 영양소가 포함되어 있는 안전성이 확인된 유전자조작 기능성 건강식품도 등장하게 되어 국민건강 보호에 이바지하게 되고 동시에 의료비용의 절감되는 효과도 기대할 수 있게 될 것이다.

축산 수산 분야는 형질전환 기술과 동물 복제기술을 통해 중요한 가축과 어류의 생산성과 품질을 높이고 고가의 의약 생리활성 물질을 생성하는 유전자 변형 가축을 개발힐 있어 고부가가치 축산업으로 진보할 수 있게 될 것이다.

미생물 환경 안전성평가 분야는 미생물의 유전체학 정보의 축적을 통해 새로운 효소나 생리활성물질을 개발함으로써 새로운 항생 물질이나 신기능 생물소재, 환경정화 미생물 및 환경정화제의 개발이 활발하게 이뤄져 지구환경 개선에도 이바지 할 것으로 기대된다.

더욱이 DNA칩을 비롯한 첨단기술이 안전성 독성평가 문제를 해결할 수 있는 열쇠를 얻게 되어 신약개발이나 지구 환경 개선에 획기적인 성과를 기대할 수 있게 될 것이다.

이와 같이 유전자조작기술은 각 분야에 적용돼 각종 애로사항을 극복해 내는 수단으로 활용될 수 있어 새로운 세상이 열린다고 전망된다. 더욱이 기후위기나 전염병 팬데믹이라는 무서운 환경위기를 극복하는데 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.