콘돔과 정관수술에 의존해 온 남성 피임 분야에서 획기적인 전기가 마련됐다. 존 호르몬 조절 방식의 한계로 지목됐던 성욕 감퇴 등 부작용 없이, 정자 생성만을 선택적으로 차단하는 기술이 동물실험을 통해 입증됐다. 10일 학계와 주요 외신에 따르면 미국 코넬대 유전학 연구팀은 신체의 호르몬 체계를 건드리지 않고 정자 생성을 가역적으로 중단시키는 기전을 발견했다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘미국 국립과학원 회보’(PNAS)에 발표됐다. 지금까지 남성용 피임약 상용화의 최대 걸림돌은 호르몬 부작용이었다. 남성 호르몬인 ‘테스토스테론’ 수치를 인위적으로 조절하면 여드름 발생, 체중 증가, 감정 기복은 물론 성욕 감퇴와 같은 부작용이 뒤따랐기 때문이다. 이에 폴라 코언 교수 연구팀은 약 6년에 걸친 연구 끝에 호르몬 대신 생식세포 생성 과정인 ‘감수분열’ 단계에 주목했다. 연구팀은 저분자 화합물인 ‘JQ1’을 활용해 정자 형성에 필수적인 특정 단백질 복합체를 선택적으로 억제했다. 이를 통해 정자가 성숙 단계에 이르지 못하도록 유도함으로써 신체 전반의 호르몬 균형을 유지하면서도 피임 효과를 거두는 데 성공했다. 동물실험 결과는 매우 고무적이었다. 약물을 투여받은 수컷 쥐는 암컷과의 교배 뒤에도 임신이 일어나지 않았다. 특히 약물 투여를 중단하면 약 6주 후부터 정상적인 정자가 다시 생성되는 현상이 확인됐다. 이후 진행된 번식 실험에서도 태어난 새끼 쥐들에게서 신체적·행동적 이상은 발견되지 않았으며, 차세대 번식 능력 또한 정상적인 것으로 나타났다. 연구팀은 이 방식이 매일 복용해야 하는 번거로움을 줄이기 위해 일정 기간 효과가 지속되는 주사제나 피부 부착형 패치 형태로 개발될 가능성이 높다고 내다봤다. 이는 사용자 편의성을 높이는 동시에 복용 망각으로 인한 피임 실패율을 낮추는 이점이 있다. 다만 이번 연구는 동물 실험으로, 연구 초기 단계인 만큼 인간에 대한 임상시험이 추후 이뤄줘야 할 것으로 보인다. 코언 교수는 “이번 연구는 남성이 스스로 가임력을 조절할 수 있는 안전한 가역적 방법의 가능성을 열어준 것”이라며 “호르몬 부작용이라는 거대한 장벽을 넘어선 새로운 피임의 방향을 제시했다”고 설명했다. 연구팀은 향후 2년 내 인체 임상시험 진입을 목표로 바이오 스타트업을 설립하고 후속 연구와 투자 유치에 속도를 낼 방침이다.

호암재단은 혁신적인 업적을 쌓은 ‘2026 삼성 호암상’ 수상자를 선정해 1일 발표했다. 올해 수상자는 총 6명으로 각각 상장, 메달, 상금 3억원을 수여한다. 시상식은 오는 6월 1일 열린다. 과학상 물리·수학부문에는 오성진 미국 캘리포니아대(UC) 버클리 교수가 선정됐다. 수학자인 오 교수는 우주 블랙홀 내부에서 나타나는 불안정성을 수학의 비선형 쌍곡 편미분방정식으로 규명해 난제 해결에 돌파구를 마련했다. 화학·생명과학부문 과학상은 낮은 에너지의 안전한 가시광선만으로도 복잡한 유기 분자의 결합 반응을 유도하는 ‘유기합성 방법론’을 개발한 윤태식 미국 위스콘신대 매디슨 교수에게 돌아갔다. 자외선에 의존하던 기존 광화학의 한계를 극복해 지속 가능한 친환경 화학 시대를 열었다는 평가다. 공학상 수상자는 김범만 포스텍 명예교수다. 김 명예교수는 휴대전화·기지국의 송신기 설계에 널리 활용되는 고효율·고선형·고출력 무선주파수 전력증폭기를 개발했다. 의학상을 받은 에바 호프만 덴마크 코펜하겐대 교수는 인간 난자의 감수분열 과정에서 일어나는 염색체 분리 오류의 원리를 규명해 불임 관련 질환의 치료법 개발에 새로운 가능성을 제시했다. 예술상은 조수미 소프라노에게 돌아갔다. 40년간 뉴욕 메트로폴리탄 오페라, 빈 국립오페라 등 세계 무대에서 ‘신이 내린 목소리’라는 찬사를 받으며 한국 성악의 위상을 높였다. 사회봉사상은 치과 의사로서 전남 소록도에서 30여년 동안 한센인을 진료한 오동찬 국립소록도병원 의료부장이 받았다.

올해 과학 기술계에서 가장 큰 관심을 받았던 뉴스는 ‘우주항공청 개청’으로 꼽혔다. 한국과학기술단체총연합회(과총)는 이를 포함해 이학, 공학, 농수산, 보건의료, 종합(융합) 5개 학술분과와 과학기술정책을 포함한 총 6개 분야에서 각각 2024년을 대표하는 과학기술 10대 뉴스를 19일 발표했다. 이번에 발표한 분야별 10대 뉴스, 총 60대 뉴스는 분야별 전문가로 구성된 선정위원회에서 선정했다. 과학기술인들의 시각에서 선정된 이번 10대 뉴스는 과학기술·산업·경제 발전 기여도, 과학기술 생태계 혁신 기여도, 과학기술 대중화 기여도를 기준으로 골랐다. 과총은 분야별 10대 뉴스 중 대표 뉴스도 1건씩 선정했다. 이학 분야에서는 곤충에도 산소를 전달하는 혈액 세포가 있다는 사실을 발견한 한양대 심지원 교수팀의 ‘초파리 산소전달 기전 규명’, 공학 분야에서는 방대한 데이터를 더 빨리 처리할 수 있는 삼성전자의 차세대 저장 장치 ‘7세대 QLC V낸드 탑재 UFS 개발’, 농수산 분야에서는 농작물 개량의 핵심인 감수분열 과정에서 분자적 메커니즘을 처음 밝혀낸 최규하 포스텍 생명과학과 교수팀의 연구가, 보건의료 분야는 치사율이 50%에 이르는 패혈증 검사를 3일에서 13시간으로 줄인 서울대병원 박완범, 김택수, 김인호 교수와 서울대 권성훈 교수 공동 연구팀의 ‘초고속 항균제 감수성 검사’ 기술 개발이 선정됐다. 종합 분야에서는 한국과학기술정보연구원(KISTI)과 포스텍 환경공학부 국종성 교수 공동 연구팀이 슈퍼컴퓨터를 이용해 탄소중립을 달성하더라도 그동안 축적된 이산화탄소와 심해 열 때문에 기후 변화는 계속 이어질 것이라는 연구 결과가 꼽혔다. 정책 분야의 대표적 뉴스는 지난 5월 개청한 우주항공청이 선정됐다. 위원회는 “우주항공청 개청은 한국이 우주 산업 분야에서 본격적으로 국제 경쟁력을 확보하고자 하는 의지를 반영해 과학 기술계와 산업 전반에 영향을 미칠 것”이라고 진단했다. 과총은 “2024년을 대표하는 과학기술 뉴스는 과학기술계의 도전과 혁신을 보여주는 지표로 주력 분야별 뉴스 선정을 통해 국내 연구자들의 성과를 조명하고, 과학기술이 한국의 미래를 여는 핵심 동력을 보여주고자 했다”라고 밝혔다.

찰스 다윈이 제시한 자연선택 이론 중 중요한 요소가 다름 아닌 성 선택이다. 성 선택은 동물들이 생존하는데 불필요해 보이는 특징들을 발달시킨 것은 생존이 아닌 번식을 위해서라는 이론으로 성 선택은 성간 선택, 성내 선택 두 가지 메커니즘을 갖는다. 성내 선택은 짝짓기를 위해 다른 경쟁자를 제거하기 위해 수컷들끼리 싸움을 벌이는 것이며, 성간 선택은 암컷에 구애하기 위해 수컷들이 신체적 특징을 발달시키는 현상이다. 최근 동물행동학자들이 파리 간 벌어지는 재미있는 성내 선택 현상을 발견해 눈길을 끈다. 미국 메릴랜드대, 뉴욕 주립대(SUNY) 공동 연구팀은 못생긴 파리가 암컷에게 매력적으로 보이기 위해 더 난폭하고 공격적인 태도를 보인다고 밝혔다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘최신 동물행동학’ (Frontiers in Ethology) 10월 21일 자에 실렸다. 자루눈파리(stalk-eyed fly)는 눈이 길쭉한 눈자루 끝에 달려 있어 붙여진 이름으로, 눈이 긴 이유는 구애 행동을 위해서라고 알려져 있다. 눈자루는 머리 부분에 돌출해 끝 쪽에 겹눈을 달고 있는 막대 모양의 부분으로 시각 신경 다발이 들어있는 부분이다. 실제로 암컷 자루눈파리는 눈자루가 긴 수컷을 선호하는 경향이 있다. 그렇지만, 일부 수컷들은 짧은 눈자루를 갖게 하는 X염색체를 갖고 있다. 과학자들은 이런 변이가 성 선택에도 불구하고 왜 사라지지 않는지 의문을 갖고 있었다. 자루눈파리에는 두 가지 유형의 X 염색체가 있는데, 짧은 눈자루를 유발하는 X 염색체는 감수분열 조정자로 수컷 정자에서 과대 표현되는 대립 유전자를 갖고 있기 때문에 의외로 유전 가능성이 높다. 연구팀은 비슷한 길이의 눈자루를 가지고 있지만 유전적으로 다른 유형의 X 염색체를 가진 파리들을 대상으로 행동을 관찰했다. 그 결과, 눈자루의 길이가 눈에 띄게 차이가 날 경우는 싸움이 덜 발생하지만, 눈자루 크기가 비슷한 파리들끼리는 더 싸움이 자주 일어나는 것으로 확인됐다. 특히 짧은 눈자루를 유발하는 X 염색체를 가진 자루눈파리들이 평균적으로 몸집 크기는 더 작지만, 훨씬 공격적인 것으로 나타났다. 연구팀은 이를 통해 짧은 눈자루를 유발하는 X 염색체를 가진 수컷들이 성 선택 과정에서 멸종하지 않는 이유를 파악할 수 있었다. 긴 눈자루는 몸집이 더 크다는 것을 보이기 때문에 눈자루가 길수록 일반적으로는 수컷 경쟁에서 유리하다. 그렇지만 짧은 눈자루를 유발하는 X 염색체를 가진 수컷들은 다른 수컷의 위협을 정확히 평가하지 못하는 경향이 있어서 긴 눈자루를 가진 수컷과도 싸움을 쉽게 벌이는 것으로 추정했다. 물론 몸집 때문에 불리하지만 싸움에서 이기면 원하는 암컷과 짝짓기를 할 수 있게 되기 때문에 자연선택에서 사라지지 않고 남아있는 것으로 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 조세핀 라인하르트 SUNY 교수(집단 유전학)는 “이번 연구는 외모에서 뒤처지는 수컷이 다른 방식으로 매력을 발산함으로써 짝짓기에서 유리한 위치를 차지하려는 성향이 있음을 보여준다”라며 “일종의 이기적 유전자와 짝짓기 행동 사이의 연관성을 파악할 수 있게 해주는 연구 결과”라고 말했다.

반은 수컷이고 반은 암컷인 신비한 새가 콜롬비아에서 발견됐다. 13일(현지시간) 뉴질랜드 헤럴드 등에 따르면, 오타고대 연구팀은 콜롬비아에서 목격된 한 녹색꿀먹이새(학명 Chlorophanes spiza)는 깃털의 절반이 암컷의 녹색이고 나머지는 수컷의 파란색인 암수 특징을 모두 갖는 것으로 확인됐다고 밝혔다. 이 새는 연구 책임자인 해미시 스펜서 교수(동물학과)와 함께 지난해 휴가를 갔던 친구이자 조류 애호가 존 무리요에 의해 처음 발견됐다. 두 사람은 과거 콜롬비아 등 남아메리카 국가에서 흔히 발견됐던 이 새가 개체 수 감소로 목격이 쉽지 않은 데다 특별한 개체를 발견했다는 사실에 흥분을 감추지 못했다.스펜서 교수는 “처음에는 믿기지가 않았다. 깃털은 중앙을 기준으로 불규칙하게 나눠져 있어 덜 자란 수컷으로 의심되기도 했다”고 말했다. 그와 동료 연구원들은 무리요가 촬영한 방대한 사진을 분석하고, 이 새가 ‘자웅 모자이크’(또는 암수 모자이크)라고 불리는 변이 현상에 의해 이같은 깃털을 갖게 됐다고 결론 지었다.이들은 논문을 통해 “본 새의 경우 알을 형성하는 감수분열 과정에서 발생한 변이와 이후 분리된 정자에 의해 이중 수정으로 자웅 모자이크가 나타난 것으로 보인다”고 썼다. 자웅 모자이크는 바닷가재와 게, 거미와 같은 절지동물과 곤충에서 흔히 볼 수 있지만, 성이형(암수가 매우 다르게 보이는 종) 조류에서는 특히 드물게 보고된다.녹색꿀먹이새의 경우 야생에서 발견된 마지막 사례는 약 100년 전이었다. 이에 대해 스펜서 교수는 “우리가 본 새는 왼쪽이 암컷(녹색)이고 오른쪽이 수컷(파란색)”이라고 밝히면서도 “마지막으로 기록된 새는 왼쪽이 수컷(파란색)이고 오른쪽이 암컷(녹색)”이라고 설명했다. 이 새가 번식할 수 있느냐는 질문에는 “아무도 이 새를 포획하지 못했기에 모른다”며 “(꿀먹이새가 속한) 명금류의 대부분이 암컷은 난소가 하나만 있는 반면 수컷은 양쪽에 고환이 있다. 이 새의 생식 기관이 제대로 기능하는지는 알 수 없다”고 답했다. 자세한 연구 성과는 ‘현장 조류학 저널’(Journal of Field Ornithology) 최신호에 실렸다.

전남대학교는 이옥란 응용식물학과 교수 연구팀이 벼 신품종 개발소요 기간을 2년 이내로 단축시킬 수 있는 기술을 개발했다고 4일 밝혔다. 한국인이 좋아하는 이른바 ‘찰진 쌀’은 둥근 단립종으로 자포니카 품종의 쌀이다. 연구팀은 자포니카 품종에서 홑배수체(haploid)를 유도하는 유전인자가 ‘OsMATL2’라는 것을 최초로 밝혔다. 뿐만 아니라 이를 활용해 순계품종을 만드는 기간을 기존 7~8년에서 불과 2년으로 단축했다. 벼는 각각 부계 또는 모계로부터 받은 1세트씩 염색체가 더해져 총 2개의 완전한 염색체를 형성하는데, 홑배수체는 유성생식을 할 때 감수분열을 통해 만들어진 생식세포가 가진 염색체 수만큼 전체 염색체 수를 갖는 작물이다 연구팀이 개발한 벼는 부계로 수정에만 관여하며, 우수 모계 벼 품종과 수정하면 모계 체세포 염색체 수의 절반에 해당하는 염색체가 만들어진다. 이 중 우수한 유전인자를 갖는 라인을 자연배가 또는 화학적 처리로 두배수체(2n) 작물로 만들어 순계품종을 빠르게 만드는데 사용되는 핵심 기술을 개발했다. 기존 기술을 통해서도 벼의 홑배수체 생산할 수 있었지만, 노동 집약적이고 품종에 따른 제한이 있을 수 있다는 단점을 연구팀은 해당 기술로써 극복했다. 연구결과는 식물학분야 저명 학술지인 ‘식물 생리학’(Plant Physiology, IF: 7.4)에 지난달 20일 자 온라인 발표됐으며 현재 국제특허 출원을 마쳤다. 이 연구는 부산대 생명환경화학과 김유진 교수 연구팀과 공동 연구했으며, 제1공동 저자로 전남대의 장진훈 박사와 부산대의 노가영 학생이 참여했다.

선진국을 의미하는 지표 중에 심혈관 질환과 암으로 인한 사망률이 있다.암은 정상 세포가 환경과 반복되는 상호작용 속에서 서서히 변해 가며 생긴 결과다. 젊은 세포는 외부 자극에 의한 손상을 쉽게 회복한다. 그러나 시간이 가면서 지속되는 자극에 의한 세포의 손상 회복 정도는 점점 줄어든다. 그러면 결국 세포는 고장이 나고 일부는 암세포로 바뀔 수 있다. 나이가 들수록 암환자가 늘어날 수밖에 없는 이유다. 이런 현상은 생물의 중요한 특징인 번식과 관련해 걱정을 안겨 준다. 많은 손상을 입은 세포가 그대로 복제돼 자손을 만든다면 그 자손은 만신창이가 될 것이기 때문이다. 이 같은 문제를 해결하기 위해 생물은 나름대로 방법을 고안해 냈다. 세균은 자손을 빠르게 많이 만들고, 사람과 같은 생물들은 생식세포를 이용해 이 같은 문제에 대응했다. 생식세포는 감수분열을 통해 만들어지는데, 감수분열은 염색체의 수를 반으로 줄이는 과정이다. 이를 통해 자손을 유전적으로 최대한 다양하게 만들 수 있다. 다른 유성생식 생물도 그렇지만 사람은 가장 큰 것부터 작은 것까지 1~23번의 번호를 부여한 23개의 염색체 한 벌씩을 부모에게서 각각 물려받아 46개의 염색체를 가진다. 부모는 생식세포에서 감수분열을 통해 46개 염색체 중 23개만 아이에게 전달하게 된다. 물론 나의 배우자도 마찬가지로 배우자가 만든 생식세포에서 감수분열을 통해 46개 염색체 중 23개만 아이에게 전달한다. 부모에게서 전달받은 염색체들을 조합하면 약 800만개의 생식세포가 만들어지는데, 이러한 염색체의 조합은 모두 다르다. 아버지와 어머니의 염색체 사이에서 일부분 교환이 일어나는 것까지 감안한다면 사람의 경우 정자와 난자들은 거의 수십조개의 다른 염색체 조성을 나타내게 된다. 따라서 부모 사이에서 생긴 자손의 유전적 조성은 수십조 곱하기 수십조분의1, 즉 천문학적 확률로 고유한 특징을 갖게 된다. 그래서 동일한 부모 사이에서도 형제끼리 유전적으로 동일할 확률은 0에 가까운 것이다. 이렇게 부모의 유전자를 섞어 다양한 자손을 만들면 어떤 점에서 유리할까. 우선 유전자를 섞는 과정에서 해로운 유전자를 제거할 수 있다. 왜냐하면 나쁜 유전자를 2개 가진 자손은 치명적이기 때문에 태어나는 것 자체가 어려워 사라지게 된다. 거꾸로 유전자를 섞는 과정에서 이로운 유전자들을 모아 자손에게 전달할 수도 있다. 자손들이 변화무쌍한 환경 변화에 다양한 유전자로 맞설 수 있는 준비가 가능하다. 실제로 한 연구에서 40여명의 젊은 사람 각각의 땀을 준비해 이성에게 냄새를 맡게 했다. 냄새에 호감을 표한 사람과 해당 이성의 유전자를 비교한 결과 면역에 관련된 세포의 주조직 적합성 유전자가 매우 다르다는 점을 발견했다. 만약 둘 사이에 자손이 생긴다면 다양한 종류의 면역 관련 세포가 생겨 병원균에 대해 효과적으로 대응이 가능하다는 것을 암시한다. 일부 곤충과 양서류는 기생충이 창궐하면 유성생식을 하고 그렇지 않으면 무성생식을 하는 것과 같다. 하루하루가 다르고 수많은 요소가 섞여 있는 인간 사회는 다양하고 변화무쌍하다. 따라서 문화, 제도, 인종, 사고, 직업 등 모든 면에서 다양성을 많이 갖출수록 다가오는 미래에 대해 더 든든한 준비를 할 수 있을 것이다. 왜냐하면 다양성은 자연이 수억년 동안 검증한 방법이기 때문이다.

양성이 유성생식을 통해 생명체를 만든다. 이 말을 해석하면 다음과 같다. 한 남성과 한 여성이 만나 사랑을 하면 그 사이에서 아기가 태어난다. 인간은 유성생식을 한다. 일단 어머니 몸속에서 만들어지고 태어나 성장한다. 어느 정도 성장하면 우리는 생식세포를 만들 수 있게 되고 이 생식세포로 수정을 하면 자손을 얻게 된다. 이런 여러 단계의 삶을 포괄해 생활사나 유성생식 주기라고 한다. 반복되는 생활사를 통해 부모의 유전자를 담고 있는 염색체 복제본을 전달받는다. 그런데 아버지와 어머니의 염색체를 전달받았다면 내 염색체는 아버지나 어머니보다 두 배 더 많아지는 것이 아닐까. 만일 그런 일이 반복된다면 자손 대대로 염색체 수는 계속 배가 돼 결국 한참 뒤의 후손이 가지고 있는 세포는 온통 염색체로만 채워질 것이라는 생각이 떠오를 수도 있다. 그러나 이런 일은 일어나지 않는다. 염색체 수를 비교하면 사람은 모두 각각 46개의 염색체를 가지고 있다. 염색체의 수는 생물마다 다르지만 모두 쌍을 이룬다. 사람도 거의 동일한 두 개씩 23쌍의 염색체가 존재한다. 정확히는 22쌍의 보통 염색체와 1쌍의 성염색체로 이뤄져 있다. 이때 거의 동일한 두 염색체를 상동염색체라고 한다. 이처럼 두 세트(2n)의 염색체를 갖고 있을 때 염색체의 조성을 이배체라고 한다. 우리 몸을 이루는 60조~100조개의 세포는 거의 다 체세포인데 이들은 모두 이배체다. 우리가 태어나 생존하는 동안 거의 대부분의 세포는 이배체 상태다. 세포는 불멸이 아니다. 그래서 대부분의 염색체를 그대로 복제하는 체세포 분열이 지속돼 우리 몸이 유지되고 있는 것이다.그러나 생식세포는 예외다. 난소와 정소에서 만들어지는 생식세포인 난자와 정자에는 각 번호의 염색체 한 개씩 22개와 성염색체 한 개가 들어 있다. 이처럼 한 세트(1n)의 염색체를 갖고 있는데, 이를 반수체라고 한다. 반수체 생식세포는 감수분열이라는 과정을 통해 만들어진다. 감수분열은 세포분열이 일어나기 전에 염색체를 2배로 복제하지만 분열을 두 번 하기 때문에 염색체의 수가 23개, 반수체가 된다. 이렇게 형성된 난자와 정자는 서로 결합하는 수정 과정을 거쳐 23쌍의 상동염색체인 46개의 염색체를 가진 수정란을 형성한다. 이처럼 수정된 세포로부터 우리가 생겨나고 성장하게 된다. 버섯이나 곰팡이 등 균류는 반수체의 체세포로 구성돼 있다. 이들은 일시적으로 이배체를 형성한 뒤 바로 감수분열이 일어나 반수체가 돼 평생을 산다. 우리와는 완전히 반대다. 식물은 인간과 균류의 종합판이다. 흔히 볼 수 있는 현화식물의 암술과 수술 내에서는 균류처럼 반수체 세포의 증식이 일어나고 이 세포 중의 일부인 정자와 난자가 수정해 이배체인 씨를 만든다. 씨가 자라면 우리가 볼 수 있는 식물이 된다. 그러니까 식물의 생애 대부분도 우리처럼 이배체다. 다만 이 식물이 성숙하면 암술과 수술 내에서 감수분열을 하고 이를 통해 생긴 반수체 생식세포의 숫자가 늘어나는 증식을 한다. 우리는 부지불식간에 사람을 정상이나 기준으로 생각하는 경향이 있다. 우리 외에도 곰팡이나 버섯, 수많은 식물은 다른 방식으로 염색체 수를 일정하게 유지한다. 우리가 접하는 많은 현상이 우리가 알거나 익숙한 방식만으로 생겨나지는 않는다. 그래서 우리는 섣불리 단정 지어 등 돌리지 말고, 나와 다를 수 있음을 이해하려는 노력을 해야 한다.

미혼 직장인들은 가족들이 모이는 설날에 “결혼은 언제 할래? 애인은 있어?”라는 말을 가장 듣기 싫어한단다. 기혼 직장인들은 “애는 언제 가질래? 빨리 낳아야지?”를 꼽았다고 한다. 결혼 연령이 점점 늦어지고 결혼을 해도 아이를 빨리 가질 생각을 안 하며, 갖는다 해도 하나만 갖는 비율이 점점 높아지고 있다. 저출산은 이제 가정의 문제를 넘어 사회와 나라의 미래에 영향을 주는 이슈가 되어버렸다. 삶의 목적과 의미는 사람마다 다르겠지만, 생물학적 개념으로 보면 모든 생명체의 근본적인 목적 중의 하나는 종(species)의 존속이다. 사람의 몸은 다음 세대를 이어갈 준비를 생각보다 훨씬 일찍 시작한다. 정자 또는 난자가 될 원기종자세포는 수정 4주에 접어들면 나타난다. 이 무렵이면 2.0~3.5㎜로 자란 배아는 눈·귀·손·발이 형태도 갖추지 않았지만 원시 심장의 미세한 박동이 막 시작된다. 하지만 심장 박동의 시작과 함께 배아는 후손을 준비하기 위한 정자·난자가 될 세포를 만든다. 지구상의 수많은 사람들은 모두 생김새와 성격 등이 서로 다르다. 같은 부모의 유전자를 물려받은 자식들도 부모와 닮기는 해도 똑같지는 않다. 이유는 무엇일까? 그 신비는 정자와 난자가 형성될 때 거치는 감수분열이라는 생물학적 과정에서 일어난다. 정자와 난자가 만나 수정란을 형성하는데, 정자와 난자가 체세포와 같이 46개의 염색체를 갖고 있다면 수정란은 92개의 염색체를 갖는다. 세대가 바뀔 때마다 염색체의 수는 배가 된다. 따라서 몇 번의 세대를 거치면 몇 백만 개나 되는 염색체가 생긴다. 이런 방법으로는 세대가 이어지지 않는다. 정자와 난자는 체세포가 가진 염색체 수의 ‘절반’만 갖는 감수분열을 해야 한다. 정자가 가진 23개의 염색체와 난자가 가진 23개의 염색체가 합쳐져 수정란은 체세포와 같은 46개의 염색체만 갖는다. 흥미로운 일은 감수분열 때 염색체가 ‘뒤섞인다’는 점이다. 이런 현상 때문에 수정란에서 성장할 자손의 유전적 다양성이 창출된다. 한 남자와 한 여자가 결혼해서 태어날 아이는 이런 유전적 다양성 속에서 많은 가능성을 갖고 있다. 즉, 하나하나가 역사상 ‘유일한’ 사람인 것이다. 흔히 ‘나는 재능이 없어 나를 통해 태어날 아이도 그럴 것’이라고 생각한다. 그러나 태어날 아이가 인류의 미래를 결정할 위대한 인물이 될 수 없다고 누구도 단언할 수 없다. 그래서 아이는 한 가정의 미래이자 희망이기도 하지만, 넓게는 인류의 미래와 희망이기도 한 것이다. 결혼해서 아이를 낳기 위해 생명 탄생이라는 복잡한 과정을 알아야 할 필요는 없다. 모든 과정을 우리 몸이 척척 알아서 진행하기 때문이다. 대학에서 강의를 하는 나도, 세상의 그 어떤 석학도 생명의 탄생에 대해서는 완전히 설명하지 못한다. 어쩌면 그 부분은 종교와 철학의 몫으로 영원히 남을 신비로운 미지의 영역일지도 모른다. 결혼은 사랑하는 두 사람을 닮은, 그러나 결코 똑같지 않은 새로운 생명체를 창조할 수 있는 유일한 과정이다. 젊고 건강하고 아름다운 남녀들이 부디 결혼이 내포한 소중한 의미를 새겨 모든 이에게 공평하게 열려 있는 ‘경이로운 생명 창조의 과정’에 적극 나서기를 기대한다. 기성세대는 결혼 적령기의 남녀에게 사회적 여건을 마련해 주고, 정부는 육아와 교육 부담을 줄여주는 복지정책을 통해 안심하고 아이를 낳을 수 있는 사회를 만들어 주자.

유전자 이상으로 여아에게만 나타나는 희귀한 질병이 있다. 터너증후군(Turner Syndrome)이다. 두개가 정상인 성염색체가 하나밖에 없는 경우이다. 이 질환을 가진 환자는 특이하게도 키가 작고, 사춘기가 되어도 2차 성징이 나타나지 않는다. 포천중문의대 강남차병원 산부인과 차동현 교수는 “치료를 받아도 최종 신장이 평균 150㎝ 정도밖에 자라지 않지만 이 정도만 되어도 조기치료가 성공한 것으로 평가한다.”며 “적절한 치료만 받으면 얼마든지 건강하고, 행복하게 살 수 있는 질환”이라고 강조했다. 터너증후군은 유전성 질환으로, 두 개가 쌍을 이룬 여자의 X 성염색체 가운데 한 개가 없거나, 한 쪽에 결함이 있어 발생한다.“쌍을 이루는 두 개의 성염색체 중 하나에 약간의 결함만 있어도 신체는 정상과 다른 모습을 띠게 됩니다. 간혹 ‘X’나 ‘Y’가 태아에게 전달되지 못해 ‘XX’나 ‘XY’여야 할 곳에 하나의 ‘X’만 존재하게 되며, 따라서 총 염색체 수는 정상에서 1개가 모자란 45개가 되지요. 이런 경우를 ‘45X’라고 하는데, 가장 흔한 원인입니다.” 성세포 감수분열 과정의 이상 정도로만 추정할 뿐 아직 원인은 밝혀지지 않았다. 국내에는 정확한 통계가 없지만 외국의 통계에 따르면 발생 빈도는 신생 여아 2500∼5000명당 1명 꼴이다.“그렇지만 실제 환아는 그리 많지 않습니다. 이 질환을 가진 태아의 80% 정도가 임신 중 자연유산되기 때문입니다. 자연유산된 태아의 염색체를 검사한 결과 전체의 10%가량이 이 질환을 가진 것으로 보고되고 있습니다.” 이 질환자가 보이는 가장 두드러진 증상은 저신장이다. 태어날 때는 평균 신장이 47㎝ 정도로 정상인의 50∼51㎝보다 약간 작다고 느끼는 정도이며, 이후 2∼3세까지는 정상인과 비숫한 성장 추세를 보이나 세살이 넘어가면서 확연히 성장속도가 더뎌진다.“흔히 ‘좀 늦되나보다.’라고 기다리다가 사춘기를 맞지만 유방 등의 2차 성징이 나타나지 않습니다. 그런데도 피하지방은 늘어 성인 환자 중에 비만자가 많은 것도 특징적인 현상이고요.” 난소가 없어 여성호르몬인 에스트로겐이 분비되지 않기 때문에 환자들은 사춘기가 지나도 유방이 생기지 않으며, 무월경과 불임증, 성기 발육부전이 심하다.“환자들의 신체적 특징도 두드러집니다. 출생시 손·발등이 포동포동하고, 가슴이 넓으며, 양쪽 유방이 멀리 떨어져 있습니다. 또 유난히 짧은 목 부위에 주름이 많은가 하면 턱이 작고, 입 천장은 좁고 높게 굴곡이 져있어 발음이 부정확한 경우도 흔합니다. 팔꿈치가 몸통에서 떨어져 있으며,4·5번째 손가락이 짧은 것도 그렇고요.” 가장 정확한 진단은 혈액을 이용해 성염색체의 수와 형태를 확인하는 것이다.“왜소증이나 성기능 발달장애 등 이상 징후가 있을 때 혈액을 채취해 성염색체의 수와 형태를 관찰하는데 결과가 애매할 때는 따로 피부조직을 떼어내 배양한 뒤 염색체 검사를 하기도 합니다.” 이걸로 진단이 끝난 게 아니다. 진단 후에는 심장, 장기와 호르몬검사 등을 통해 초기평가를 한 뒤에 적절한 치료법을 찾게 된다. 따라서 흉부 X선 검사, 심전도와 심장 및 복부 초음파검사, 성장평가, 골 연령 측정, 빈혈·백혈구·소변·혈당검사는 물론 간·신장기능검사까지 거치는 게 일반적인 경로이다. 일반인들이 터너증후군임을 알 수 있는 특이점도 많다. 물론 모든 환자가 갖는 증상은 아니지만 일반인과는 확실히 다른 특징들이다. 우선, 터너증후군 환자는 에스트로겐이 부족해 골절이 잦고 요로감염이 잘 생긴다. 또 심장의 대동맥이 좁거나 기질적인 고혈압을 갖고 있는가 하면 류머티즘 같은 자가면역질환과 갑상선 기능이상도 흔하다. 감염질환인 중이염과 사시, 안검하수가 잘 생기는 것도 손꼽히는 특징이다. 치료는 크게 성장호르몬 투여와 에스트로겐 투여로 나뉜다.“터너증후군에서 성장장애가 초래되는 원인은 아직 밝혀지지 않고 있지만, 분명한 것은 성장호르몬이 부족한 것이 아니라 체내에서 성장호르몬에 대한 저항성이 형성돼 성장이 안 된다는 사실입니다. 따라서 성장호르몬을 주사해 성장을 촉진시키는 치료가 효과적인데, 나이가 어릴수록 투여 효과가 좋습니다.” 환자의 키가 일정 수준이 되면 이때부터는 에스트로겐을 투여, 자궁 내막을 증식시키고 유방 발달을 유도한다. “에스트로겐은 12세 전후부터 투여를 시작하며, 처음에는 저용량으로 시작해 2∼3년에 걸쳐 점차 성인 용량에 이르게 합니다. 에스트로겐 투여량이 성인의 절반 정도가 될 시점에서 생식주기에 영향을 주는 여성호르몬 프로게스테론을 추가하면 월경이 나타나는데, 이로써 환자는 비로소 성 정체성을 갖게 됩니다.” 최근에는 불임 치료가 발달해 꾸준한 여성호르몬 치료로 자궁이 발달된 환자의 경우 체외수정을 통한 임신은 물론 출산도 가능하다. 단, 난자는 생성이 안 되므로 다른 사람으로부터 증여를 받아야 한다. “흔히 터너증후군 환자를 일반인과 구별하려는 경향이 있으나 평균 지능이 일반인과 별로 다르지 않으며, 언어영역에서는 평균 이상인 경우도 많습니다. 단, 공간적 사고를 필요로 하는 수학이나 방향감, 기술적 능력에는 다소 문제가 있을 수 있지만, 이것도 결코 정신지체 수준은 아닙니다. 따라서 환아가 정상아동과 같은 학습능력을 보이는 것도 당연하고요.” 차 교수는 환자가 성장 과정에서 자신의 외모가 주변인과 다소 다르다는 사실을 인식하고 자신감을 잃거나 열등감에 빠지는 것이 문제라고 지적했다. “이 때문에 주변의 배려가 절실합니다. 환자가 성장하면서 자신의 문제점을 인정하고, 적극적으로 자신의 삶을 열어갈 수 있도록 하는 것이야말로 무엇보다 중요한 치료지요.” 그는 이어 환아가 정상인으로 자라기 위해서는 조기치료가 무엇보다 중요하다고 역설했다.“이를 위해서는 유전자검사에 대한 건강보험 지원폭을 넓힐 필요가 있으며, 보호자들도 의지만 가지면 환아가 얼마든지 성숙한 생활인이 될 수 있다는 사실을 믿고 적극적으로 치료에 나서 주기를 바랍니다.” 글 심재억기자 jeshim@seoul.co.kr 사진 도준석기자 pado@seoul.co.kr

벨기에 과학자들이 미성숙 난자를 시험관에서 완전한 난자로 성숙시킨 뒤 인간배아를 복제하는 데 사상 처음으로 성공했다. 이에 따라 치료 목적의 인간 줄기세포 연구에서 커다란 장애물 중 하나가 제거됐다. 난자로 인간배아를 만든 것은 1년 전 황우석 박사 연구팀과 지난달 영국 연구팀에 이어 세번째지만 미성숙 난자로 성공한 것은 이번이 처음이다. 황 박사팀이나 영국팀 모두 불임 여성들로부터 아주 제한된 양의 성숙된 난자를 기증받아 연구에 이용해 왔다. 불임 여성의 몸에서 채취한 난자의 85%를 차지하는 미성숙 난자는 그냥 버려졌고,10∼15%의 성숙 난자만이 연구 목적으로 기증됐기 때문에 이번 실험 성공은 난자 부족 문제를 해결하는 단초를 열었다는 평가를 듣고 있다. 실험을 주도한 요시안 반 데르 엘스트 연구원은 20일(현지시간) 덴마크 코펜하겐에서 열리고 있는 유럽인간재생·태생학회 연례학술회의에서 시험관에서 성숙시킨 미성숙 난자에 체세포 핵을 이식시켜 인간배아를 만들고 이를 감수분열 중기 2단계(metaphase 2)에 해당하는 8∼16세포 단계까지 배양하는 데 성공했다고 발표했다. 엘스트 연구원은 “복제 연구를 위한 난자의 새로운 공급원을 얻게 됐다.”고 밝혔다. 그러나 이번 실험 성공은 줄기세포 채취까지는 이르지 못한 한계를 갖고 있다. 엘스트 연구원은 인공적으로 성숙시킨 난자가 그만큼 사람 몸 안에서 성장한 난자보다 질이 좋지 않기 때문일 것이라고 설명했다. 연구팀은 18개의 성숙시킨 난자에서 핵을 제거하고 다른 사람의 체세포를 이식한 다음 칼슘이온운반체가 담긴 배지(medium)에서 배양해 체세포가 이식된 배아가 분열을 시작하도록 했다. 이 과정에서 11개가 살아남아 전핵(pronucleus)을 형성했다. 이 가운데 5개는 2세포 단계까지 분열하고 그 중 3개는 6∼10세포 단계까지 분열을 계속,1개만이 개개의 세포가 상호접촉을 증가하는 치밀화 단계(compacted stage)에 이르렀다. 그러나 연구팀은 이 배아들이 줄기세포 채취가 가능한 포배기(blastocyst stage)에 이를 수 있도록 계속 기술을 보완할 것이라고 말했다.임병선기자 bsnim@seoul.co.kr

◎진통제 술과 함께 복용하면 간 해독력 저하 바이엘 코리아의 아스피린,종근당의 아스피린정 등 아스피린제제로 만든 52개 해열·진통·소염제는 쇼크나 천식 등을 일으킬 수 있다. 한국얀센의 타이레놀 등 아세트아미노펜성분의 1백42개 해열·진통·소염제를 알코올과 함께 섭취하면 간의 해독작용을 떨어뜨린다.따라서 숙취 후 두통을 없애려고 습관적으로 복용해서는 안된다. 복지부는 지난 1·4분기(1∼3월)에 국·내외로부터 수집한 의약품안전정보를 바탕으로 안전성을 평가한 결과 모두 35개 약물에서 새로운 부작용이 발견돼 5백64개 제품에 이를 추가표시하도록 했다고 15일 발표했다. 한국사노피의 그리빈정 등 그리세오풀빈성분의 먹는 무좀약 7개 제품은 기형아 출산의 원인이 될 수 있다.따라서 이 약을 먹을 경우에는 반드시 피임해야 한다.복용을 중지한 경우에도 여성은 최소한 1개월,남성은 6개월간 피임해야 한다. 복지부는 현대약품의 훌비신정이나 한일약품의 폰지루브이정 등 그리세오풀빈성분의 먹는 항진균제는 동물실험 등에서 난모세포의 감수분열을 지연시키고 염색체의 이상분리를 유발하는 부작용이 보고됐다고 밝혔다. 항생제인 에리스로마이신제제를 복용할 경우 약물이 모유로 옮겨가는 것으로 보고돼 젖을 먹이는 어머니는 신중하게 복용해야 한다.〈조명환 기자〉

◎손상된 쥐유전자 회복 물질 제조/에이즈균 증식막는 성분을 확인/미선 인삼가루·당근 등 섞은 건강보조식품도 시판 세계의학계가 최근 건강식품인 보리연구에 관심을 집중시키고 있다고 세계기술뉴스브리프(산업기술정보원 발행)는 전한다. 보릿잎의 생리활성기능 연구결과 혈압강화 항제양작용은 물론,에이즈와 암의 억제및 손상된 DNA회복 기능까지 있는 것으로 밝혀져 천연약물자원으로 크게 각광받을 것이라는 소식이다. 또 에끼스 분말의 제조 기술도 개발되었다고 알린다. 보리에끼스 분말은 69년 일본의 추원의수박사가 개발한 이래,미국의 두 대학과 공동으로 에이즈치료약 노화방지약으로 개발연구가 한창이다.효모·인삼분말·당근등을 첨가,미FDA로부터 건강보조식품 허가를 받은 제품도 판매되고 있다. ◇보리어린잎 에끼스=심근에 관여하는 트랜스히드록 시게나아제등 20종 이상의 인체 생리에 중요한 효소들이 확인되었다.최근에는 성인병을 비롯한 면역기구에 중요작용을 하는 슈퍼옥사이드 디스뮤타제(SOD)의 존재도 확인되었다. ◇DNA수복작용=기형아 방지에 대한 효과 연구는 캘리포니아대학에서 진행되고 있다.이 에끼스의 당단백을 중심체로 한 고분자물질군인 P4D1를 실험용 쥐의 정자를 만드는 정모세포에 주입,인공적으로 ×선을 쬐어 세포액DNA에 손상을 준 다음 영향을 조사했다.연구결과 P4D1을 주입한 경우 유전자의 재조합이 일어나고 있는 감수분열 전기의 어린핵DNA에 보다 유효하고 회복속도는 3배가량 빨라진다는 것이다.회복속도가 빨라지면 결함이 있는 DNA의 복제가 진행되기 전에 정상적인 DNA로 돌아가기 때문에 회복속도를 촉진하는 방법을 찾아내면,기형발생을 막을수가 있는 연구로 주목되고 있다. ◇항암증 작용=일본의 도쿄이과대학은 보릿잎 에끼스에서 얻은 P4 DI용액을 쥐의 한쪽발에 체중 1㎏당 1㎎을 주사,대조군과 비교했다.조사결과 P4 DI를 주사한 쥐의 발에는 거의 염증을 볼수 없는데 비해 대조군에서는 부풀어 오르고,적색의 부종이 나타났다. ◇에이즈 감염억제=일본 추원건강과학연구소와 미국캘리포니아대학이 공동연구하고 있다.이 에끼스의 단백질이 에이즈바이러스의 활성화를 억제하고 바이러스의 세포감염을 막는 작용이 있다는 것이다. 에이즈 바이러스는 면역기구가운데 임파구 T세포를 집결시켜 거대한 융합세포를 형성시키는데,이때문에 장애가 일어나 면역부전을 가져온다.에이즈바이러스와 T세포를 넣은 배양액에 보릿잎 에끼스를 넣은결과 세포의 융합이 일어나지 않았고 에끼스의 농도가 묽어짐에 따라 융합의 비율이 높아짐이 확인되었다. ◇혈압강하 작용=일본 긴키대학 의학부의 연구결과 보릿잎 에끼스가 60㎜이상으로 혈압 강하 효과가 있는 것으로 밝혀졌다.감나무잎,귤껍질등 민간요법으로 쓰인 10여종의 식물체를 가지고 혈압의 변화를 측정한 결과 보리어린잎 에끼스의 효과가 가장 좋았는데,분자량 1천이하의 분획물에서 60㎜이상의 혈압강하 작용이 있는것으로 나타났다.이 성분은 당을 중핵으로 하는 화합물로 밝혀져 구도식의 해명과 함께 그 합성도 곧 밝혀질 것으로 보인다.