프랑스 황제 나폴레옹은 1812년 6월 24일 14개국 50만 명의 병사를 이끌고 러시아 제국을 침공했다. 나폴레옹의 예상과는 달리 러시아의 완강한 저항으로 10월 말부터 후퇴하기 시작했고, 12월이 되면서 군대의 극히 일부만 살아남았다. 이 전쟁의 완패로 나폴레옹의 몰락이 시작한 것으로 보인다. 많은 역사 문헌은 나폴레옹 군의 실패가 기아, 추위, 그리고 발진티푸스의 유행 때문이라고 기록했다. 그러나, 프랑스 파리 시테대, 파스퇴르 연구소, 엑스 마르세유대, 에스토니아 타르투대 게놈 연구소, 영국 케임브리지대 동물학과 공동 연구팀은 당시 사망한 병사들의 치아에서 DNA를 채취해 분석했지만, 기존에 알려진 것과 달리 발진티푸스의 흔적은 전혀 발견하지 못했다고 26일 밝혔다. 연구팀은 대신 장티푸스와 재귀열을 유발하는 것으로 알려진 병원체 2종을 확인했으며, 이것이 나폴레옹 군대의 러시아 침공을 무위로 돌린 원인일 것이라고 추정했다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘커런트 바이올로지’ 10월 25일 자에 실렸다. 수 세기 동안 역사가들은 나폴레옹 군대의 몰락에 이바지한 요인들에 대해 설왕설래했다. 당시 종군 의사와 장교들의 기록에 따르면 군대에서 흔했던 전염병인 발진티푸스를 의심했다. 나폴레옹 병사들의 유해에서 발진티푸스의 주요 매개체인 몸니(body louse)가 발견된 것과 발진티푸스를 일으키는 박테리아인 리케차의 DNA가 발견된 것은 이런 추정을 강화했다. 이에 연구팀은 고대 DNA를 분석할 수 있는 새로운 분석 기술을 바탕으로 발진티푸스가 나폴레옹 군대 몰락의 진짜 원인인지 알아보기 위해 러시아 원정에서 사망한 것으로 알려진 나폴레옹 군 병사의 표본을 재분석했다. 연구팀은 리투아니아 빌뉴스의 대규모 공동묘지에 묻힌 병사 13명의 치아에서 DNA를 추출하고 염기서열을 분석했다. 리투아니아 빌뉴스는 프랑스군이 러시아에서 퇴각한 경로에 있었다. 연구팀은 모든 환경 오염을 제거해 세균성 병원체에서 나온 DNA 조각을 분리하고 식별했다. 그 결과, 발진티푸스 병원체 대신 장티푸스 원인균인 살모넬라 엔테리카와 재귀열을 일으키는 보렐리아 리큐렌티스의 흔적을 발견했다. 이 병원균들도 발진티푸스처럼 몸니를 통해 전염된다. 재귀열 감염 환자는 급작스러운 발열, 오한, 두통, 근육통, 관절통, 구토감, 발진 등이 발생한다. 발열은 40도 이상까지 오르기도 하는 질병이다. 연구팀은 1차 세계대전 당시 특히 유행했던 참호열병의 원인균인 바르토넬라 퀸타나는 검출하지 못했다. 연구팀은 이런 결과가 염기서열 분석기술 변화 때문이라고 설명했다. 초기 연구들은 폴리머라아제 연쇄 반응인 PCR에 의존했는데, 오래된 DNA들은 PCR로 검출하지 못할 정도로 작은 조각들로 분해되기 때문에 결과를 검출하지 못한 것도 많다. 연구팀은 나폴레옹 병사들에서 발견된 보렐리아 리큐렌티스 균주는 2000년 전 철기 시대의 고대 영국에서 존재했던 것과 같은 계통에 속한다는 점도 발견했다. 연구를 이끈 니콜라스 라스코반 파스퇴르 연구소 미생물 고유전체학 연구실장은 “이번 연구는 현재 기술로 200년 동안 묻혀 있거나 잘못 알려진 것을 탐지하고 진단해 낼 수 있다는 점을 보여줬다”며 “이번 기술을 통해 다양한 전염병의 역사를 밝혀낼 수 있을 것”이라고 말했다.

지난해 노벨생리의학상은 네안데르탈인 염기서열 분석으로 고유전체학을 개척한 독일 막스플랑크 진화인류학 연구소 스반테 페보 박사에게 돌아갔다. 페보 박사 덕분에 손상된 고대 DNA도 해독할 수 있게 되고 심지어 치아나 뼈 화석이 없더라도 흙더미에서도 고대 DNA를 찾아 분석할 수 있게 됐다. 이번에도 막스플랑크 진화인류학 연구소는 영국의 페스트균 기원을 밝혀내는 데 성공했다. 영국 프랜시스 크릭 연구소 고(古)유전체 연구실, 옥스퍼드대, 리버풀존무어스대, 이스트앵글리아대, 프랑스 엑스마르세유대, 스페인 바야돌리드대, 독일 막스플랑크 진화인류학연구소 공동 연구팀은 쥐벼룩으로 감염되는 페스트균이 신석기 후기~청동기 시대에 영국으로 확산됐을 가능성이 높다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 5월 31일자에 실렸다. 페스트균은 2500~5000년 전인 후기 신석기 시대와 청동기 시대에 걸쳐 유라시아 곳곳에서 발견됐지만 유럽의 끄트머리 영국에서는 발견된 적이 없었다. 그동안 과학자들은 4800년 전 아시아에서 중서부 유럽으로 확산된 뒤 유럽 대륙과 섬나라인 영국까지 퍼졌을 가능성을 염두에 두고 있었지만 명확한 증거를 찾아내지 못했다. 17세기 영국 대도시에 페스트가 창궐했을 때 아이작 뉴턴은 고향 집으로 내려가 미적분을 만들어 내고 만유인력의 법칙을 생각해 낼 수 있었다. 17세기 당시 영국을 공포에 떨게 한 페스트 기원에 대해서도 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 영국 서머셋과 컴브리아 지역에 있는 청동기 시대 매장지 2곳에 묻힌 34명의 유골 샘플을 분석했다. 연구팀은 유골의 치아에 구멍을 뚫고 내부 연조직 ‘치수’(齒髓)를 추출해 페스트균 감염 여부를 조사했다. 연구팀은 치수의 DNA를 분석한 결과 사망 당시 10~12세로 추정되는 아동 2명과 35~45세로 추정되는 여성 1명에게서 페스트균 감염을 확인했다. 또 방사성 탄소연대 분석을 실시한 결과 세 사람은 모두 같은 시기에 살았다는 사실도 밝혀냈다. 연구팀은 약 4000년 전 유럽 대륙에서 영국으로 페스트균이 확산됐다는 증거를 발견한 것이다. 그렇지만 이후 쥐벼룩을 통해 전파되는 페스트균에서 흔히 볼 수 있는 유전자 2개(yapC, ymt)는 발견되지 않았다. 이를 통해 당시 페스트균은 쥐벼룩이 아닌 다른 방식으로 전염됐다는 것을 보여 주는 것이라고 연구팀은 설명했다. 이번 연구를 이끈 영국 프랜시스 크릭 연구소 고유전체 연구실장 폰투스 스코글런드 박사(인구유전학)는 “이번 연구를 통해 과거 병원균의 확산 및 진화 상황뿐만 아니라 어떤 유전자가 감염병 확산에 핵심 역할을 했는지도 파악할 수 있게 됐다”고 설명했다. 한편 영국 사우샘프턴대 고생물학자들은 이스트서식스 헤이스팅스 박물관에 소장된 공룡 화석들을 분석한 결과 중생대 백악기에 영국에도 다양한 종류의 척추 공룡들이 서식했다는 사실을 밝혀냈다. 이 연구는 생명과학 및 의학 분야 국제학술지 ‘피어 제이’(Peer J) 5월 31일자에 실렸다. 연구팀은 그동안 하나의 종으로 알려진 공룡 이빨 화석들을 분석한 결과 1억 2500만~1억 4000만년 전 영국에 다양한 척추 공룡들이 있었다는 사실을 새로 밝혀냈다. 이번 연구들은 고생물학, 고인류학 분야에서 다양한 분석 기술을 활용해 과거 지구와 생물체의 진화 과정을 정밀하게 파악할 수 있게 된 대표적 사례라고 과학계는 평가하고 있다.