지구 생명체는 어디서 유래했을까. 지구 생명체의 기원이 지구 내부가 아니라 우주 공간 어딘가에서 시작돼 소행성, 운석, 혜성 등을 타고 지구로 전달됐을 것이라는 ‘범종설’을 지지하는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 일본 해양연구개발기구(JAMSTEC) 생물지구화학 연구센터, 홋카이도대, 게이오대, 규슈대 등이 참여한 공동 연구팀은 일본의 소행성 탐사선 하야부사 2호가 소행성 ‘류구’에서 채취해 보내온 표본에서 지구 생물체의 DNA와 RNA를 구성하는 핵염기인 아데닌, 구아닌, 사이토신, 티민, 우라실 5종을 모두 검출했다고 발표했다. 이번 발견은 초기 태양계 형성 과정에서 화학적 특성과 생명 탄생에 대한 새로운 통찰을 제공한다는 측면에서 매우 중요하다. 이 연구 결과는 천문학 분야 국제 학술지 ‘네이처 천문학’ 3월 17일 자에 실렸다. 핵염기는 지구 생명체의 근간이 되는 DNA와 RNA의 필수 구성 요소다. 지구 환경에 오염되지 않은 외계 물질에서 핵염기를 검출하면 생명체가 존재하지 않는 환경에서 이런 화합물이 어떻게 형성되고 태양계로 운반될 수 있는지 이해하는 데 도움이 된다. 기존에 진행된 소행성 류구의 시료 분석에서 우라실의 존재가 보고된 바 있고, 운석이나 근지구 소행성인 ‘베누’의 시료에서는 이보다 더 다양한 종류의 염기들이 발견되기도 했다. 연구팀은 하야부사 2호가 수집한 류구 시료 2개를 분석한 결과, 양쪽 샘플 모두에서 아데닌, 구아닌, 사이토신, 티민, 우라실 5종의 표준 핵염기를 모두 검출했다. 이어 이 결과를 기존 머치슨 운석, 오르게유 운석, 소행성 베누에서 회수한 시료들과 비교 분석했다. 그 결과, 핵염기의 상대적 함량에서 유의미한 차이가 나타났다. 류구에는 퓨린 계열 핵염기인 아데닌, 구아닌과 피리미딘 계열의 핵염기인 사이토신, 티민, 우라실이 거의 비슷한 비율로 포함돼 있었다. 반면 머치슨 운석은 퓨린 계열이 더 많았고, 베누와 오르게유 샘플에서는 피리미딘 계열이 더 풍부한 것으로 나타났다. 이런 차이는 각 모(母)천체가 거쳐온 서로 다른 화학적, 환경적, 진화적 역사를 반영하는 것으로 해석된다. 박윤수 한국천문연구원 은하진화연구센터 선임연구원은 “이번 연구는 태양계 외곽에서 유입된 얼음 물질에 포함된 암모니아가 태양계 내에서 생명 기원 물질이 화학적으로 형성되는 데에 큰 영향을 줄 수 있다는 의미”라고 설명했다.

중국에서 인류 최초의 새로운 유전자 서열이 발견됐다는 소식이 전해지면서 학계의 관심이 쏠리고 있다. 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)의 7일(이하 현지시간) 보도에 따르면, 지난해 중국 장쑤성(省) 타이저우의 한 병원에서 p혈액형을 가진 환자가 확인됐다. 의료진은 해당 환자의 유전자 염기 서열을 미국 국립생명공학정보센터의 생물정보 데이터베이스인 젠뱅크에 제공했고, 지금까지 단 한 번도 알려지지 않았던 새로운 유전자 서열이라는 통보를 받았다. 이번 사례는 전 세계 어디에서도 발견된 적 없는 새로운 유전자 염기서열이 발견됐다는 사실과, 해당 염기서열이 극히 드문 p형 혈액형을 가진 사람에게서 발견됐다는 사실 등이 겹치면서 관심이 쏟아졌다. 일반적으로 유전자 염기서열이란 DNA의 기본단위인 뉴클레오타이드의 구성성분 중 하나인 핵염기를 순서대로 나열한 것을 의미한다. 새롭게 발견된 염기서열은 인간 유전자 데이터베이스에서 일련번호 ‘OR900206’을 할당받았다. 새로운 염기서열이 확인된 p형 혈액형은 1927년 발견된 희귀 혈액형이다. 100만 분의 1 빈도로 발생하며, 중국 내에서 p형 혈액형을 가진 사람은 단 12명에 불과하다. p형은 P형 혈액형 그룹의 일부이며, P형 혈액형 그룹은 적혈구 표면의 항원에 따라 p1, p2, P1k, P2k, p 등 5가지 유형으로 세분된다. 이 중에서도 P1k, P2k, p형은 p1, p2형에 비해 극히 드물게 나타나는 것으로 알려졌다. 새로운 유전자 염기서열을 발견한 현지 수혈 전문가인 차오궈핑 박사는 “P형은 기존 ABO와 Rh 혈액형 시약으로는 구별되지 않아 놓치기 쉽다”면서 “p형은 같은 종류의 피만 수혈받을 수 있고, 특히 임신 중일 경우 잘못된 수혈이 유산 등을 초래할 수 있다”고 설명했다. 이어 “희귀 혈액형을 조기에 발견하는 것은 수혈과 관련 잠재적 위험에 더 잘 대비할 수 있게 한다”고 덧붙였다.

형형색색 사진 속 물질이 실제로 내 ‘유전 정보’가 들어있는 체내 보관함이라면 기분이 어떨까? 마치 유명 미술작품을 연상시키는 인간 DNA 이미지가 공개돼 화제를 모으고 있다. 영국 일간지 데일리메일의 6일(현지시간) 보도에 따르면, 해당 장면을 포착한 이들은 미국 하버드 메디컬 스쿨 시스템생물학과(systems biology) 팽 인 교수와 동 대학원생 랄프 정맨이다. 뼈대(Backbone chain)와 핵염기(Nucleobase)로 구성되어 있는 DNA는 생물의 유전 정보를 보관하는 물질로 평균 크기가 2㎚(나노미터·10억분의 1미터)에 불과해 아무리 성능 좋은 현미경이라고 해도 정확한 모습을 포착하기 어렵다. 따라서 기존에는 엑스레이로 촬영된 생체분자 회절 패턴을 분석해 해당 수치를 3D 모델링 화하는 방식을 취해왔다. 그동안 우리가 봐온 DNA 이미지는 정확히 말하자면 생체분자의 엑스선 흔적이었던 것이다. 그러나 팽 인 교수는 오랜 연구 끝에 ‘DNA-PAINT’라는 새로운 촬영법을 개발했다. 이는 핵산과 RNA를 구성하는 단위체인 뉴클레오타이드(nucleotide)가 특정 세포 구조를 인식하는 ‘항체’와 결합한다는 점에서 착안됐다. 즉, 이 항체에 다양한 색깔에 염료를 섞어 DNA에 반응시키면 해당 이미지처럼 형형색색의 신비로운 화면이 포착되는 것이다. 참고로 이 기법으로 촬영할 수 있는 범위는 최대 10㎚(나노미터)까지 가능하다. 해당 촬영법에 대해 하버드대 휘스(Wyss) 생물공학 연구소 ‘돈 잉버’ 박사는 “체내 세포 추적 에 있어서 새로운 비전을 보여줬다”며 “인체 질병 모니터링 분야에서 주목할 만한 기술이 될 것”이라고 전했다. 사진=데일리메일 캡처　 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr