[15] 인공자궁 연구에 대하여

** 본 글은 글쓴이의 자의적 판단이 포함되어 있습니다. 이에 따라 받침되는 근거가 부족하고 틀린 내용들이 있을 수 있습니다. 문장에 문법적인 오류가 포함될 가능성도 큽니다. 앞으로 사실 근거에 기반할 수 있도록 더 조사해서 글을 쓰도록 하겠습니다. 감사합니다 :)

발단

예전에 어느 지상파 뉴스에서 초등학생들이 비커에 유정란을 담고 비닐 랩으로 감싸서 병아리를 부화시켰다는 소식을 들은 적이 있었다.

• 위의 영상은 과학 유튜버 유리 셰브첸코(Yuriy Shevchenko)가 유정란에서 수정된 배아를 추출해 껍데기 없이 유리컵에서 부화하는 영상이다.

그 때는 와 신기하다라고만 생각했다. 지금 돌아와서 생각보다 인공적으로 조류나 파충류 같은 알에서 태어나는 동물들이 알 밖에서 부화하는 것이 기술적으로 어렵지 않다면, 포유류도 그렇지 않을까라는 생각이 들어 이번에 찾아보게 되었다.

원리

• 사람의 발생 과정(출처: 윤쌤과학- 비상교육)

난자와 정자가 만나 수정란이 되면, 난할이라 불리는 빠른 세포 분열과정을 겪고 이후 나팔관에서 자궁으로 착상이 된다. 착상이 되면 배아가 된다고 할 수 있고, 이후 계속 체세포 분열과 함께 각 신체의 기관들을 생성하기 위해 분화가 완료되면 태아가 된다고 할 수 있다.

즉, 수정란 -> 배아 -> 태아 -> 신생아로 진화(?) 한다고 할 수 있다.

그렇다면?
보통 우리는 영화 아바타에 나오는 것처럼 투명한 배양튜브 안에 들어있는 거대한 몸을 생각하게 되는데, 실제로 이와 비슷하게 1870년대에 조기에 태어난 미숙아를 대상으로 바깥 세상에서 견디게 하기 위해 인큐베이터라는 것이 제작되었고, 상용화 된지도 오래되었다. 하지만 이에 만족하지 않고 연구자들은 더 나아간 기술을 연구하기 시작하였다. 

2017년에는 미국 필라델피아 아동병원 연구팀은 미숙아 치료를 위한 연구로 태아가 엄마의 자궁 안에서 양수 속에 떠다니는 모습을 시뮬레이션하기 위해 액체로 채워진 투명한 용기를 만들고 혈액에 산소를 공급하는 기계식 태반에 부착했다. 연구진은 미숙한 새끼 양을 4주동안 인공자궁장치를 사용해서 키워내었다. 이 회로에서 4주 동안 연결하면 생리적으로 28~29주 발달한 아기를 출산할 수 있을 것으로 예상한다고 한다. [1]

• 인공자궁장치에 넣은 4일후(왼쪽) 28일후(오른쪽)

다른 흥미로운 연구로는 세포 배양을 통해 생체 자궁을 인공적으로 만들어낸 연구도 있다. [2] WFIRM 연구팀은 2020년 자궁을 적출한 토끼에게 인공자궁을 이식하였고, 이 인공자궁에서 태아가 성장한다는 것을 확인하였다.

여기서 더 나아가 2021년에는 이스라엘 바이츠만 연구소에서 수정당일날 채취한 쥐의 배아[3]를 인공자궁에서 11일동안 성장시켰고, 팔다리, 순환계 및 신경계가 정상적으로 발달하였고, 배아상태에서 태아 단계로 넘어간것을 확인하였다. 연구진은 배아가 커져 기존의 영양액으로 감당이 안되고 혈액을 공급해야하여 중지하였다.

• 인공자궁 역할을 한 유리병. 안에 배아가 있는 것을 볼 수 있다.

정리하자면,

수정란에서 신생아로 가는 과정중에, 수정란-> 배아-> 태아로 넘어가는 과정과 태아 -> 신생아로 가는 과정의 연구들을 살펴보았다. 아직 연구들은 모두 초기 단계이기는 하지만, 소기의 성과가 있었고 개인적으로는 근미래(5년~10년안)에 급격하게 발달 할 수 있는 기술이라고 생각한다.

연구가 계속되고 자본이 투자되어 쥐를 인공자궁으로 수정란에서 출산하는 단계까지 기술을 고도화할 수 있다면, 이후에 만들 수 있는 가치는 임신과정을 생략한 출산이기에 인공자궁기술은 엄청난 가치를 지녔다고 생각한다.

Reference

[1] Scientists successfully grow lambs in artificial womb, offering hope for preemies | CBC News

[2] 美연구팀, 인공 자궁 이용한 토끼 자연 임신에 성공 < 신재생에너지 < Science 2.0 < 기사본문 - 데일리포스트 (thedailypost.kr)

[3] 인공자궁 돌파구 열렸나, 유리병 속 생쥐 태아 심장이 뛰었다 : 과학 : 미래&과학 : 뉴스 : 한겨레 (hani.co.kr)

[4] 저출산 문제 해결할 수 있을까? 인공 자궁 기술 : 스토리 : KISTI의과학향기