원핵생물 생명윤리: 박테리아 작업 윤리

연구실 속 생물윤리: 원핵생물과 함께하는 윤리적 고민

과학자가 실험을 마치고, 수십억 개의 E. coli DH5α 세포를 파괴해 플라스미드 DNA를 추출한다. 손에는 자동살균된 LB 배지 냄새가 남아 있고, 접시들은 폐기물통으로 향한다. 윤리심의위원회 승인도 없고, 서면 동의서도 없다. 러셀과 버처의 3R(대체, 감소, 개선) 원칙은 오직 진핵생물에게만 적용된다. 원핵생물은 여전히 규제 대상이 아니다.

이것은 근본적인 괴리의 반영이다. 과학은 현실 자체가 아니라 현실의 모델에 기반한다. 인간의 감각 한계—보이는 빛의 범위, 자기장 인식 부족—은 생명의 가치를 왜곡한다. 지구의 지자기 선을 따라 움직이는 박테리아는 인간이 경험할 수 없는 능력을 지닌다.

생물량으로 보는 인류중심주의

지구 전체 생물량은 탄소 기준 550기가톤이다 (Bar-On 등, PNAS, 2018). 분포는 다음과 같다:

• 식물: 450 Gt (82%)
• 박테리아: 70 Gt (13%)
• 인간: 0.06 Gt (0.01%)

현대인은 생물권 이미지에서 10메가픽셀 중 단 하나의 픽셀일 뿐이며, 자동살균기 하나를 들고 있다. 야생 포유류는 포유류 생물량의 겨우 4%를 차지한다 (Greenspoon 등, PNAS, 2023); 나머지는 가축(60%)과 인간(36%)이다. 새의 70%는 닭이며, 매년 830억 마리의 육상 동물이 도축된다 (FAO, 2022).

종 멸종률은 배경 수준보다 100~1,000배 높다 (Ceballos 등, 2015). 인간 신체 내에는 인간 세포보다 박테리아 세포가 1.3배 더 많다 (Sender 등, 2016).

생명의 열역학과 최소 유전자군

생명이란 무엇인가? (1944)에서 슈뢰딩거는 '음엔트로피' 개념을 제안했다. 생물은 질서를 소비하고 혼돈을 방출한다. 제레미 엔글랜드(MIT, 2013)는 이를 확장해 '산란 적응 이론'을 제시하며, 에너지 흐름 아래에서 물질이 스스로 조직화되어 효율적으로 에너지를 방출한다는 주장이다.

JCVI-syn3.0(Venter, 2016)은 생존에 필요한 최소한의 유전자 473개를 가진 합성세포다. 그 중 149개(31.5%)의 기능은 아직 알려져 있지 않다. 이런 시스템을 리틱 버퍼로 파괴하는 것은 다시 처음부터 만들 수 없는 기계를 없애는 것이다.

실험용 균주(E. coli, Lactococcus)는 도감화된 존재다. 게놈이 축소되었으며, LB 배지와 37도 환경에 의존한다. 자연에서는 생존 불가능하다. 마치 가축처럼 말이다.

윤리 기준: 지능인지 대사인지?

사고 실험: E. coli는 대사와 진화를 통해 40억 년 전 LUCA로부터 살아남은 생명체지만, 지능은 없다. 반면 챗GPT 같은 대규모 언어모델은 대사 없이도 지능을 보인다.

• 만약 기준이 지능이라면, GPT > 박테리아 > 많은 동물
• 만약 기준이 생명(음엔트로피)이라면, 박테리아 > GPT

역사적으로 윤리는 확장되어 왔다: 아리스토텔레스(노예는 그리스인보다 낮음), 디카르트(동물은 기계), 벤담(고통), 싱어(종별편향), 테일러(생명 중심주의, 1986). 박테리아가 윤리적 고려 대상이 된 것은 2020년대 들어서 비로소 가능해졌다.

반론과 실용적 교훈

생명 중심주의를 극단적으로 받아들이면 행동이 정지된다. 비누 사용은 대량학살, 면역 반응(하루 1000억 개의 호중구)은 살인이다. 생명은 본질적으로 생명을 죽이는 행위를 포함한다.

차이점은 선택이다. 사자는 생존을 위해 죽인다. 과학자는 다음과 같은 선택이 가능하다:

• 배양 용량을 줄이기 (6개 대신 1개의 컬럼)
• 프로토콜 최적화하기
• 실험이 정말 필요한지 되묻기

'불편함'이란 유효하지 않은 것이 아니다. 일몰설은 불편했지만 참이었다. 인류중심주의는 윤리적 관점에서 지구중심설과 같다.

무엇이 중요한가?

• 인간 생물량은 전 세계의 0.01%에 불과하지만, 생명과 죽음에 대한 결정을 주도한다.
• 최소 세포의 유전자 31.5%는 기능이 알려지지 않았다—이해의 공백을 드러낸다.
• 원핵생물에 윤리적 고려를 확장하는 것은 생명 중심주의 이후의 다음 단계다.
• 실천: 실험 프로토콜을 줄이면 규모를 낮추되 과학에는 피해 없음.
• 열역학은 생명을 천연기념물이 아닌 필연적 과정으로 바라본다.

— Editorial Team