19세기 말부터 유럽 열강은 세계 곳곳에 식민지 확보에 열을 올렸다. 아프리카 역시 유럽의 제국주의적 침략의 대상이 됐다. 1937년 덴마크 작가 카렌 블릭센의 자서전을 원작으로 1985년 시드니 폴락 감독, 로버트 레드포드, 메릴 스트립 주연의 영화 ‘아웃 오브 아프리카’는 아프리카의 아름다운 풍광을 그려낸 대표적인 영화다. 그러나 19세기 말 아프리카는 아름다움도 있었지만, 여전히 맹수들의 위협이 남아 있는 공간이기도 했던 것으로 확인됐다. 미국 일리노이대 게놈 생물학 연구소, 시카고 필즈 자연사 박물관, 루스벨트대, 일리노이 어바나-샴페인대 생태·진화·행동학과, 동물과학과, 인류학과, 케냐 나이로비대 공중보건·약리학·독성학과, 케냐 자연사 박물관 골(骨) 연구과 공동 연구팀은 시카고 필즈 박물관 내 차바 사자 박물관 표본에서 수집된 사자들의 털 DNA를 분리해 염기서열을 분석한 결과, 사람을 많이 잡아먹은 식인 사자였다고 15일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘커런트 바이올로지’ 10월 11일 자에 실렸다. 1898년 케냐 차바 강 주변에서 두 마리의 수컷 사자가 9개월 동안 케냐-우간다 철도 구간 중 차바 강 교량 건설자를 중심으로 최소 28명, 비공식적으로는 135명의 인간을 잡아먹었다. 사자가 사람을 공격하는 일은 간혹 있었지만 짧은 기간에 그렇게 많이 살육한 것은 처음이라 원주민들은 사자들을 ‘고스트’와 ‘다크니스’라고 부르며 지옥에서 온 악마의 소행으로 믿었다. 당시 교량 건설 프로젝트 토목 기사인 영국의 존 패터슨 대령이 사자들을 사살하면서 죽음의 행진은 멈췄다. 이 이야기는 1952년 ‘브와나 악마’라는 제목의 영화로 제작돼 흥행했고, 1996년 나온 발 킬머와 마이클 더글러스 주연의 영화 ‘고스트 앤 다크니스’로 만들어져 인기를 끌었다. 패터슨은 1925년 사자의 유해를 시카고 필드 자연사 박물관에 팔았다. 연구팀은 19세기 말 케냐를 공포에 몰아넣은 고스트와 다크니스의 먹잇감을 알아보기 위해 표본 치아에서 발견된 털들에서 미토콘드리아 DNA를 추출하고 염기서열을 분석했다. 과거 살았던 동물의 식단을 복원하기 위해 치아를 분석한 것은 사실은 처음이다. 분석 결과, 고스트와 다크니스는 부분적으로 부서진 송곳니가 있었고 시간이 지남에 따라 사냥한 먹이의 털들 일부가 쌓여 있는 구멍을 발견했다. 치아 구멍에서 털 조각들과 DNA를 추출했는데, 기린, 오릭스, 수달, 누, 얼룩말, 인간 6종을 잡아먹었다는 사실을 확인했다. 차바 사자들은 케냐와 탄자니아 등 다른 동부 아프리카 사자의 DNA와 일치했으며, 잡아먹은 기린은 케냐 동남부에 있던 마사이 기린 하위 종으로 확인됐다. 연구팀이 놀란 것은 누의 털을 발견한 것이었다. 차바 사자들이 사람을 잡아먹은 지역과 누의 방목지는 50마일(약 80㎞) 떨어져 있었기 때문이다. 역사적 기록에 따르면 고스트와 다크니스는 차바 지역을 떠나 약 6개월 동안 활동을 중단한 뒤 다시 교량 건설자들의 캠프를 공격했다. 그 6개월 동안 누의 서식지로 이동했던 것으로 분석된다. 연구를 이끈 리팬 말히 일리노이 어바나-샴페인대 교수는 “유전체학을 바탕으로 과거 사자의 생태와 식단, 아프리카 지역에서 식민지화가 삶과 토지에 미친 영향을 분석했다”라며 “이번에 활용된 방법론은 수백 년에서 수천 년 전 고대 육식동물의 부서진 치아에서 나온 털이나 피부 일부는 과거에 관한 새로운 탐구의 길을 열어준다”고 말했다.

대지진이나 대규모 화산폭발 또는 소행성 충돌과 같은 재앙에서 인류가 멸종하지 않도록 도와줄 ‘불멸의 저장 장치’가 공개됐다. 영국 인디펜던트 등 외신의 18일(이하 현지시간) 보도에 따르면, 영국 사우샘프턴대학 연구진은 인간의 게놈(생물이 가진 전체 유전 정보)을 5D 메모리 크리스털(5D optical data storage crystal)에 저장하는데 성공했다. 사우샘프턴대학 광전자연구센터(ORC) 연구진은 수십억 년 동안 지속될 수 있는 혁신적인 데이터 저장 방식을 이용해 멸종 위기에 처한 식물과 동물의 유전 정보를 기록할 수 있게 됐다고 밝혔다. 일반적으로 데이터 저장 장비는 시간이 지나면서 성능이 저하되므로, 새로운 기기에 옮겨 저장하는 등 꾸준한 ‘업데이트’가 필요하다. 그러나 연구진이 개발한 5D 메모리 크리스털은 고온이나 저온, 고압 등 극한의 환경에서도 수십억 년 동안 데이터 손실없이 360테라바이트 분량의 정보를 저장할 수 있다. 5D 메모리 크리스털 저장 장비는 2014년 ‘세계에서 가장 내구성 있는 데이터 저장장치 부문’에서 기네스 세계 기록을 획득하기도 했다. 사우샘프턴대학 연구진은 해당 장비에 대해 “지구상에서 화학적·열적으로 내구성이 가장 뛰어난 재료 중 하나은 용융 석영과 유사하다”고 설명했다. 용융 석영은 수정이나 규석의 분말을 융해시켜 만든 것으로, 주 성분이 유리이며 연화점이 높고 팽창 계수가 낮은 것이 특징이다. 일반적으로 천연 석영을 고온에서 용융하여 제조한다. 연구진은 “5D 메모레 크리스털 저장 장치는 얼음과 불, 최대 1000℃의 고온과 저온의 극한을 견딜 수 있다. 또 1㎠ 당 최대 10t의 직접 충격을 견딜 수 있고, 우주 방사선에 장시간 노출되어도 기능에 변화가 없다”고 설명했다. 현재 연구진은 이 저장매체가 최대 138억 년 동안 데이터를 저장할 수 있을 것으로 보고 있다. 인간 게놈 데이터를 ‘불멸의 저장장치’에 넣은 방법은?연구를 이끈 사우샘프턴대학의 피터 카잔스키 교수는 초고속 레이저를 이용해 해당 크리스털에 정밀하게 데이터를 새겼다. 이 과정에서 ‘5D’ 기술이 적용됐는데, 이는 2D 형태인 종이나 자기 테이프의 표면에만 정보를 표시하는 것과 달리, 두 개의 광학적 차원과 세 개의 공간 좌표를 사용해 저장장치 전체에 정보를 기록하기 때문에 ‘5D 메모리’ 라는 이름이 붙었다. 카잔스키 교수는 “5D 메모리 크리스털은 식물과 동물 같은 복잡한 유기체의 게놈 정보를 영구 저장소에 구축할 수 있는 가능성을 열어준다”면서 “5D 메모리 크리스털을 설계할 때, 그 안에 담긴 데이터가 먼 미래에 인류를 찾는 지능체(생물의 종 또는 지능을 가진 기계)에 의해 데이터가 해석(검색)될 수 있는지를 고려했다”고 설명했다. 이어 “크리스털에 표면에는 내부에 어떤 데이터가 저장돼 있고 어떻게 사용될 수 있는지를 설명해 놓았다”면서 “다만 이 저장장치는 참고할만한 것이 전혀 존재하지 않을 만큼 먼 미래에 발견될 수도 있다”고 덧붙였다. 현재 인류의 게놈 정보를 담은 ‘불멸의 저장장치’인 5D 메모리 크리스털은 오스트리아 할슈타트에 있는 소금 동굴 내에 있는 ‘타임캡슐’에 저장돼 있다. 인류 지식용 저장 장치도 마련한편, 앞서 미국의 한 비영리 단체도 5D 메모리 크리스털에 인류 역사 개요를 저장했다고 밝혀 화제를 모은 바 있다. 지난 1월 미국의 아치 미션 재단은 사우샘프턴대학이 개발한 5D 메모리 크리스털에 6000만 페이지에 달하는 인류 지식을 저장한 뒤 스위스 플럼스 산속 금고 깊숙한 곳에 보관했다고 밝혔다. 여기에는 위키백과와 로제타 언어 아카이브의 모든 콘텐츠가 저장됐으며 향후 세계 문화, 예술, 문학, 과학, 스포츠, 역사 등의 10만권의 책과 수백만장의 사진과 일러스트가 추가될 예정이다. 노바 스피백 아치 미션 회장은 “우리 생애에 우주 에너지 폭발과 인간이 불러올 핵전쟁, 생물학적 종말 등 재앙적인 일이 일어날 가능성이 늘어나고 있다. 지구에 정말 나쁜 일이 발생하면 지구의 보험 정책, 즉 백업이 될 것”이라며 “이 프로젝트는 우리의 모든 지식, 역사, 예술, 과학 등을 구하는 일이며 이를 결코 잃어서는 안된다”고 밝혔다.

대지진이나 대규모 화산폭발 또는 소행성 충돌과 같은 재앙에서 인류가 멸종하지 않도록 도와줄 ‘불멸의 저장 장치’가 공개됐다. 영국 인디펜던트 등 외신의 18일(이하 현지시간) 보도에 따르면, 영국 사우샘프턴대학 연구진은 인간의 게놈(생물이 가진 전체 유전 정보)을 5D 메모리 크리스털(5D optical data storage crystal)에 저장하는데 성공했다. 사우샘프턴대학 광전자연구센터(ORC) 연구진은 수십억 년 동안 지속될 수 있는 혁신적인 데이터 저장 방식을 이용해 멸종 위기에 처한 식물과 동물의 유전 정보를 기록할 수 있게 됐다고 밝혔다. 일반적으로 데이터 저장 장비는 시간이 지나면서 성능이 저하되므로, 새로운 기기에 옮겨 저장하는 등 꾸준한 ‘업데이트’가 필요하다. 그러나 연구진이 개발한 5D 메모리 크리스털은 고온이나 저온, 고압 등 극한의 환경에서도 수십억 년 동안 데이터 손실없이 360테라바이트 분량의 정보를 저장할 수 있다. 5D 메모리 크리스털 저장 장비는 2014년 ‘세계에서 가장 내구성 있는 데이터 저장장치 부문’에서 기네스 세계 기록을 획득하기도 했다. 사우샘프턴대학 연구진은 해당 장비에 대해 “지구상에서 화학적·열적으로 내구성이 가장 뛰어난 재료 중 하나은 용융 석영과 유사하다”고 설명했다. 용융 석영은 수정이나 규석의 분말을 융해시켜 만든 것으로, 주 성분이 유리이며 연화점이 높고 팽창 계수가 낮은 것이 특징이다. 일반적으로 천연 석영을 고온에서 용융하여 제조한다. 연구진은 “5D 메모레 크리스털 저장 장치는 얼음과 불, 최대 1000℃의 고온과 저온의 극한을 견딜 수 있다. 또 1㎠ 당 최대 10t의 직접 충격을 견딜 수 있고, 우주 방사선에 장시간 노출되어도 기능에 변화가 없다”고 설명했다. 현재 연구진은 이 저장매체가 최대 138억 년 동안 데이터를 저장할 수 있을 것으로 보고 있다. 인간 게놈 데이터를 ‘불멸의 저장장치’에 넣은 방법은?연구를 이끈 사우샘프턴대학의 피터 카잔스키 교수는 초고속 레이저를 이용해 해당 크리스털에 정밀하게 데이터를 새겼다. 이 과정에서 ‘5D’ 기술이 적용됐는데, 이는 2D 형태인 종이나 자기 테이프의 표면에만 정보를 표시하는 것과 달리, 두 개의 광학적 차원과 세 개의 공간 좌표를 사용해 저장장치 전체에 정보를 기록하기 때문에 ‘5D 메모리’ 라는 이름이 붙었다. 카잔스키 교수는 “5D 메모리 크리스털은 식물과 동물 같은 복잡한 유기체의 게놈 정보를 영구 저장소에 구축할 수 있는 가능성을 열어준다”면서 “5D 메모리 크리스털을 설계할 때, 그 안에 담긴 데이터가 먼 미래에 인류를 찾는 지능체(생물의 종 또는 지능을 가진 기계)에 의해 데이터가 해석(검색)될 수 있는지를 고려했다”고 설명했다. 이어 “크리스털에 표면에는 내부에 어떤 데이터가 저장돼 있고 어떻게 사용될 수 있는지를 설명해 놓았다”면서 “다만 이 저장장치는 참고할만한 것이 전혀 존재하지 않을 만큼 먼 미래에 발견될 수도 있다”고 덧붙였다. 현재 인류의 게놈 정보를 담은 ‘불멸의 저장장치’인 5D 메모리 크리스털은 오스트리아 할슈타트에 있는 소금 동굴 내에 있는 ‘타임캡슐’에 저장돼 있다. 인류 지식용 저장 장치도 마련한편, 앞서 미국의 한 비영리 단체도 5D 메모리 크리스털에 인류 역사 개요를 저장했다고 밝혀 화제를 모은 바 있다. 지난 1월 미국의 아치 미션 재단은 사우샘프턴대학이 개발한 5D 메모리 크리스털에 6000만 페이지에 달하는 인류 지식을 저장한 뒤 스위스 플럼스 산속 금고 깊숙한 곳에 보관했다고 밝혔다. 여기에는 위키백과와 로제타 언어 아카이브의 모든 콘텐츠가 저장됐으며 향후 세계 문화, 예술, 문학, 과학, 스포츠, 역사 등의 10만권의 책과 수백만장의 사진과 일러스트가 추가될 예정이다. 노바 스피백 아치 미션 회장은 “우리 생애에 우주 에너지 폭발과 인간이 불러올 핵전쟁, 생물학적 종말 등 재앙적인 일이 일어날 가능성이 늘어나고 있다. 지구에 정말 나쁜 일이 발생하면 지구의 보험 정책, 즉 백업이 될 것”이라며 “이 프로젝트는 우리의 모든 지식, 역사, 예술, 과학 등을 구하는 일이며 이를 결코 잃어서는 안된다”고 밝혔다.

2019년 연말 중국에서 시작된 코로나19는 지구촌 곳곳에 빠른 속도로 확산해 약 3년 동안 전 세계를 공포에 떨게 했다. 코로나19 바이러스의 기원에 대해 초기에는 실험실에서 인공적으로 만든 것이라는 추정도 있었지만, 많은 과학자는 실험실 유래설은 근거 없는 것으로 보고 있다. 그렇다면 코로나19라는 인류의 대재앙은 어디에서 시작됐을까. 7개국 연구자들로 구성된 연구팀에 따르면 코로나19는 중국 우한의 수산물 시장이 확실한 것으로 밝혀졌다. 프랑스, 미국, 캐나다, 영국, 호주, 네덜란드, 포르투갈 7개국 23개 대학과 연구기관 과학자들로 구성된 국제 공동 연구팀은 2019년 말 코로나19 팬데믹 원인인 SARS-CoV-2가 발생했을 가능성이 높은 중국 우한 화난 수산물도매시장에서 발견된 야생 동물 목록을 제시했다. 이 연구에는 프랑스 소르본대 생태환경과학연구소, 미국 애리조나대, 스크립스연구소, 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA), 툴레인대, 퍼브라이트대, 메릴랜드대, UC 샌디에이고, 유타대 의대, 캐나다 서스캐처원대, 영국 에든버러대, 임페리얼 칼리지 런던, 글래스고대, 호주 시드니대, 네덜란드 에라스뮈스 메디컬센터, 루벤 가톨릭대, 포르투갈 리스보아 노바대 연구자들이 참여했다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘셀’ 9월 20일 자에 실렸다. 연구팀은 중국 질병예방통제센터(CDC)가 2020년 1월 1일 화난 수산물 도매시장의 바닥, 벽, 기타 표면에서 수집한 시료와 며칠 뒤 야생 동물을 판매하는 매장에서 동물 이동에 사용된 우리, 카트는 물론 하수구, 배수구에서 수집한 800개 이상의 표본, 초기 코로나19 환자에게서 채취한 표본 등에서 얻은 메타 전사체 데이터를 새로 분석했다. 메타 전사체 시퀀싱 기술은 표본에 존재하는 모든 유기체의 RNA 서열을 얻기 위한 기술이다. 중국 CDC 연구팀은 시퀀싱 데이터를 공개하고, 2023년에 과학 저널 ‘네이처’에 관련 데이터를 분석한 연구 결과를 발표했지만, 코로나19를 촉발한 동물 종을 정확히 밝혀내지는 못했다. 이에 이번 연구팀은 관련 데이터를 재분석한 결과, 코로나19 바이러스는 화난 수산물 도매시장 내 야생 동물이 판매되는 구역에서 발견됐으며, 특히 너구리(raccoon dogs)와 사향 고양이(civet cats)에서 발견됐다. 연구팀에 따르면 이 동물들은 2002년 사스를 유발한 코로나바이러스가 인간으로 전이시킬 때도 등장했다. 코로나19 바이러스의 다양한 변종들이 처음부터 화난 시장에 있었던 것으로 확신했다. 이 밖에도 시장에서 판매되던 회백색 대나무쥐(Hoary bamboo rat), 고슴도치류인 말레이호저(Malayan porcupines)에게서도 코로나19 바이러스 양성반응을 발견했다. 또, 연구팀은 팬데믹 초기에 보고된 원시 코로나19 바이러스 게놈의 진화 분석을 수행해 인간을 감염시켰을 가능성이 가장 높은 바이러스의 조상 유전자형을 추론했다. 그 결과, 화난 시장에서 등장하기 이전까지는 코로나19 바이러스에 감염된 인간이 매우 적거나 아예 없는 것으로 나타났다. 결국, 화난 시장의 동물에서 인간으로 전이가 됐으며, 그것이 코로나19의 시작이라는 말이다. 화난 시장에서 판매되던 야생동물은 중국 CDC팀이 표본을 수집하기 전에 모두 제거됐기 때문에 해당 동물들이 감염됐다는 직접적 증거는 없지만, 다양한 환경 샘플에서 동물들의 DNA와 RNA와 일치했으며 코로나19 바이러스도 함께 발견됐다고 연구팀은 설명했다. 이는 화난 시장에서 코로나19 감염된 동물이 있었다는 시나리오에 힘을 실어주는 것이라고 덧붙였다. 마이클 워로비 애리조나대 교수는 “중국 CDC에서 수집한 데이터를 새롭고 철저한 방식으로 분석함으로써 팬데믹 시작에 대한 방대한 다른 여러 증거와 일치하는 것을 확인했다”라며 “바이러스로 가득한 야생동물을 잡아 인간과 접촉하게 한다면 코로나19 팬데믹과 같은 상황이 다시 벌어질 수 있다”고 경고했다. 크리스티안 앤더슨 미국 스크립스 연구소 박사도 “이번 연구는 모든 증거가 같은 시나리오를 가리키고 있다”며 “코로나19 바이러스에 감염된 동물이 2019년 11월 중순에서 말 사이에 화난 시장으로 유입돼 팬데믹을 촉발했다”라고 말했다.

벨기에, 의료비 본인부담상한제日, 지역별로 청소년 의료비 지원 해외 주요 국가에서는 아동·청소년에게 무상으로 의료를 제공하거나 의료비 상한제 등을 통해 일정 금액 이상은 부담하지 않도록 하는 경우가 많다. 영국은 유전자검사를 활성화해 희귀질환을 조기 진단하고 치료법을 연구하는 데 중점을 두고 있다. 미국은 제약사에 대한 광범위한 지원을 통해 치료제 개발을 적극적으로 유도한다. 보편적 의료보장제도가 발달한 유럽은 아이들에게 무상의료를 제공하는 국가가 많다. 독일과 스웨덴은 각각 18세 미만과 20세 미만에 대해 의료비 본인부담금을 전액 면제하고 있다. 벨기에는 소득에 따라 연간 의료비가 일정액을 넘으면 국가가 부담하는 본인부담금 상한제를 운영하는데, 19세 미만은 소득에 상관없이 연간 650유로(약 96만원) 초과분을 면제한다. 일본은 지역에 따라 약간 다르지만 대부분 건강보험으로 보장되지 않는 아동·청소년 의료비 지원제도를 구축하고 있다. 도쿄도는 고등학교 졸업 때까지 가정 소득에 상관없이 외래진료와 입원치료, 약제비 등을 보조한다. 오사카부는 중학교 졸업 때까지 가정 소득에 따라 의료비 전액 또는 일부를 지원한다. 영국은 희귀질환 조기 진단과 치료법 연구 등을 위해 2021년 이후 태어난 신생아는 유전자검사를 하도록 하고 있다. 또 ‘신생아 게놈 프로젝트’를 통해 부모 동의로 유전자 정보를 수집한 뒤 조기 진단 시 치료가 가능한 200가지의 희귀질환을 찾는다는 목표를 세웠다. 이와 함께 2022년 3억 4000만 파운드(약 6000억원) 규모의 ‘희귀의약품기금’을 출범시켰다. 이를 바탕으로 희귀질환 환자에게 신약을 제공하고 임상 자료를 수집해 치료법이 비용 대비 효과적인지 등을 분석한다. 미국의 경우 희귀질환 환자를 위한 의료비 지원 사업은 별도로 없지만 진단 및 치료제 개발을 위해 다양한 지원을 하고 있다. 1983년 제정된 희귀질환법을 통해 제약사의 치료제 개발 과정에서 세금을 감면하고 특허수수료 면제와 시장독점권 인정 등의 혜택을 준다. 또 식품의약국(FDA)과 국립보건원(NIH)이 1987년 설립된 비영리단체 ‘희귀질환기구’에 희귀질환과 치료제 등에 대한 정보를 광범위하게 제공한다. 미국은 보편적인 의료보장제도가 없지만 일정 소득 이하의 희귀질환 환자에 대해선 연방정부와 주정부가 파트너십으로 운영하는 프로그램인 ‘메디케이드’를 통해 지원한다. 특히 아동의 경우 ‘아동 건강보험 프로그램’을 통해 지원하는데, 2021년 기준 680만명의 어린이가 이 프로그램을 이용했다.

18~19세기에 활동했던 프랑스 법관이자 미식가인 장 앙텔름 브리야사바랭은 “당신이 먹은 것이 무엇인지 말해주면 당신이 어떤 사람인지 말해 주겠다”라는 말을 남겼다. 음식 취향을 보면 그 사람의 사회경제적 위치를 알 수 있다는 뜻이다. 현대 과학은 먹는 음식을 통해 한 사람의 건강까지 파악할 수 있게 해준다. 당연한 이야기 같지만 건강한 음식을 먹는 사람은 건강하고, 그렇지 못한 사람은 신체적, 정신적 건강이 악화할 수밖에 없다. 최근 과학자들이 음식 속 미생물이 인간 체내 미생물에도 상당 부분 영향을 미친다는 사실을 밝혀내 눈길을 끈다. 이탈리아, 스페인, 아일랜드, 네덜란드, 독일, 오스트리아, 영국 7개국 23개 대학과 연구기관으로 구성된 국제 공동 연구팀은 2533종의 음식 메타 게놈을 시퀀싱 해 음식 마이크로바이옴(체내미생물) 데이터베이스를 개발했다고 1일 밝혔다. 메타 게놈은 생물체 집단에서 추출한 모든 유전 정보의 집합으로 군(群) 유전체학으로도 불린다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘셀’ 8월 30일 자에 실렸다. 미생물은 우리가 먹는 음식 속에도 존재한다. 음식 속 미생물은 인간의 장내미생물에도 영향을 미치지만 이와 관련한 연구는 많지 않다. 음식 속 미생물 연구는 실험실에서 하나씩 배양해서 분석해야 했지만, 이 과정은 지나치게 시간이 오래 걸리고, 모든 미생물을 쉽게 배양할 수 없다는 문제도 있다. 이에 연구팀은 각 음식 표본 속 모든 유전 물질을 동시에 시퀀싱 할 수 있는 메타 게놈 방법을 활용했다. 메타 게놈은 인간 체내 미생물이나 환경 표본을 분석할 때 사용됐지만 음식 분석에 사용된 것은 이번이 처음이다. 연구팀은 50개국 2533개 음식 관련 메타 게놈을 분석했고, 이 가운데 1950개는 새롭게 시퀀싱 된 것이다. 이들 메타 게놈은 다양한 음식 형태에서 유래됐으며 65%는 유제품, 17%는 발효 음식, 5% 발효 육류였으며, 신선한 육류, 생선, 과일, 채소도 포함됐다. 연구팀은 이번에 분석한 메타 게놈을 기존에 연구된 약 600개의 식품 미생물 군집과도 비교했다. 그 결과, 1만 899개의 음식 관련 유전 물질로 구성돼 있고, 절반 정도는 이전에 알려지지 않은 것들이다. 이들은 1036개 세균과 108개 균류로 분류됐다. 유사한 음식은 유사한 유형의 미생물을 보유하는 경향이 있는 것으로 나타났다. 예를 들어 서로 다른 발효 음료의 미생물 군집은 발효 육류의 미생물과 비교했을 때 더 유사하다는 설명이다. 락토바실루스를 비롯한 젖산 생성 세균은 유제품에 많이 존재했지만, 그 구성은 다양한 것으로 확인됐다. 네덜란드산 블루치즈에는 이탈리아산 폰티나 및 모짜렐라 치즈와는 다른 락토바실루스 종들이 서식하고 있었으며, 커피, 콤부차, 보이차의 미생물은 알코올성 음료의 미생물과 유사했다. 연구팀은 음식 마이크로바이옴이 건강에 미치는 영향을 확인하기 위해 이번에 확인된 1만 899개 음식 게놈과 인간의 장과 입에서 채취한 1만 9883개의 마이크로바이오옴과 비교했다. 그 결과, 성인 장내 미생물의 약 3%, 어린이의 장내 미생물의 8%, 신생아 장내 미생물의 50%가 식품 마이크로바이옴과 일치하는 것으로 나타났다. 이번 연구를 이끈 니콜라 세가타 이탈리아 트렌토대 교수(미생물학)는 “발효 식품과 비발효 식품의 다른 미생물이 맛과 부패 속도를 다르게 한다”라면서 “음식 마이크로바이오옴 연구를 통해 새로운 특성을 가진 새로운 종류의 식품 개발은 물론 음식 보존, 안전성 등이 미생물과 어떻게 연결되는지 더 잘 알 수 있게 된다”고 말했다.

영국의 한 연구팀이 개의 실명을 유발하는 유전성 질환인 진행성 망막 위축증(PRA)을 일으키는 유전적 돌연변이를 확인했다. 이와 관련해 유전자 검사법을 개발한 연구팀은 앞으로 사전 검사를 통해 유전 차단이 가능해질 것이라고 주장했다. 22일 영국 케임브리지대 캐서린 스탠버리 박사팀은 과학 저널 유전자(Genes)에서 목양견 종인 잉글리시 셰퍼드에서 PRA를 유발하는 유전적 돌연변이를 확인하고 이에 대한 DNA 검사법을 개발했다고 밝혔다. PRA은 눈 뒤쪽에 있는 빛에 민감한 망막 세포에 점진적인 변성을 일으키는 유전성 질환으로, 태어날 때 시력은 정상이지만 4~5세가 되면 완전히 실명하며 현재 치료법은 없다. 연구팀은 보호자들이 반려견이 중년이 될 때까지 PRA를 앓고 있다는 사실을 깨닫지 못한다며 이때는 이들이 이미 번식해 결함이 있는 유전자를 강아지에게 물려줬을 수 있다고 지적했다. 연구팀은 최근 PRA 진단을 받은 잉글리시 셰퍼드 견주의 의뢰에 연구에 착수해 PRA가 있는 잉글리시 셰퍼드 6마리와 PRA가 없는 20마리의 DNA 표본을 확보하고 전체 게놈 염기서열을 분석해 PRA 유발 유전자 돌연변이를 조사했다. 그 결과 PRA가 있는 개들은 10번 염색체 한 쌍에 있는 망막 관련 유전자(FAM161A)에 모두 돌연변이가 있는 것으로 나타났다. 열성인 이 유전자는 부모 개 모두로부터 돌연변이 유전자를 물려받을 경우에만 실명을 유발하는 것으로 알려졌다. 해당 돌연변이를 가진 수컷과 암컷이 교배할 경우 새끼 4마리 중 한 마리는 PRA에 걸릴 수 있다는 것이다. 연구팀은 개 품종은 근친 교배가 많기 때문에 교배하는 개체들이 친척 관계 경우가 많다며 이 때문에 열성 유전질환도 발생 확률이 훨씬 높다고 설명했다. 연구팀은 이 유전병에 걸릴 수 있는 개를 번식시키지 않도록 돕기 위해 PRA 유발 돌연변이 DNA 검사법을 개발했다. 연구팀은 누구나 검사 장비를 구매해 입 안쪽에서 채취한 DNA 표본을 실험실로 보내 검사할 수 있도록 할 예정이라고 밝혔다. 스탠버리 박사는 “개가 시력을 잃기 시작하면 치료법이 없어 완전히 실명하게 된다”며 “이제 DNA 검사를 통해 PRA를 가진 강아지가 태어나는 것을 막음으로써 이 질병을 완전히 없앨 수 있게 됐다”고 전했다. 또한 연구팀은 PRA는 잉글리시 셰퍼드를 포함한 많은 견종에서 발생하며 사람의 실명을 유발하는 망막색소변성증과 유사하다며 개에 관한 이 연구가 인간 버전의 질병을 밝히고 향후 유전자 치료 표적을 찾는 데 기여할 것이라고 내다봤다.

맘모스라고 불리는 매머드는 코끼리와 비슷한 형태를 가진 포유류로 약 480만 년 전부터 약 4000년 전까지 존재했다. 최근 연구에 따르면 알래스카 지역에서는 기원전 약 3750년까지 존재했던 것으로 알려졌다. 이 때문에 선사시대 사람들은 매머드를 사냥해 식량으로 이용하기까지 했다. 미라 상태로 남아있는 경우도 많아서 복원 연구가 가장 활발한 동물이기도 하다. 이런 가운데, 덴마크, 미국, 스페인, 스웨덴, 러시아, 호주 6개국 33개 대학과 연구기관 연구자로 구성된 국제 공동 연구팀은 고대 DNA 표본을 이용해 5만 2000년 된 매머드의 게놈과 염색체의 3D 구조를 복원하는 데 성공했다고 13일 밝혔다. 이 연구에는 덴마크 코펜하겐대, 미국 베일러 의대, 라이스대, 네브래스카대 의대, 노스이스턴대, 텍사스 서던대, 매사추세츠공과대(MIT)-하버드 브로드 연구소, 캘리포니아 산타크루즈대(UC산타크루즈), 오레곤 보건과학대, 일리노이 어바나-샴페인대, UC어바인, 텍사스 샌안토니오 동물원, 휴스턴 동물원, 하버드대 의대, MIT, 스페인 국립 게놈분석센터, 바르셀로나 자유대, 바르셀로나 과학기술연구소, 스웨덴 고유전학센터, 스웨디시 자연사박물관, 스톡홀름대, 러시아 SB RAS 분자·세포 생물학 연구소, SB RAS 세포 및 유전학 연구소, 사하공화국 과학아카데미, 북동 연방대, 호주 서호주대, 노르웨이 NTNU 대학 박물관 생물학자, 의학자 등이 참여했다. 이번 연구는 생물학 분야 국제 학술지 ‘셀’ 7월 12일 자에 실렸다. 게놈의 3차원 구조는 많은 정보를 제공하지만, 고대 DNA 표본은 매우 작고 짧은 조각으로 구성돼 있다. 이에 연구팀은 인간 게놈의 3D 구조를 매핑하는 방식으로 고대 DNA 표본을 고대 게놈 조립을 시도했다.연구팀은 5년에 걸쳐 수십 개의 매머드 표본을 조사해, 2018년 북동 시베리아에서 비정상적으로 잘 보존된 표본을 찾아냈다. 연구팀은 매머드 게놈 구조를 재구성하기 위해 매머드 귀 뒤 피부에서 DNA를 채취했다. Hi-C라는 지도 작성법을 사용해 DNA 조각의 상호작용을 분석했다. 연구팀은 Hi-C 분석에서 얻은 물리적 정보를 DNA 시퀀싱과 결합해 상호작용하는 DNA 부분을 정확히 식별해 냈다. 그다음 현재 코끼리 게놈을 구조체(템플릿)로 사용해 매머드 게놈 지도를 복원해 분석했다. 그 결과, 매머드는 현존하는 아시아 및 아프리카코끼리와 동일한 28개의 염색체를 가진 것으로 확인됐다. 그렇지만, 매머드 피부 세포는 가장 가까운 친척인 아시아 코끼리 피부 세포와는 다른 유전자 활성화 패턴을 갖고 있으며, 이는 매머드 피부의 털과 추위 내성에 관련된 유전자인 것으로 조사됐다. 연구팀은 이번에 활용한 방법으로 매머드 복원뿐만 아니라 고대 이집트 미라를 연구하고 복원하는 데도 활용될 수 있을 것으로 기대한다. 연구를 이끈 올가 더드첸코 미국 베일러 의대 교수(유전학)는 “이번 연구는 미라나 화석에서 발굴하는 DNA 조각만 있으면 Hi-C 기술로 전체의 대략적 모습을 제공할 수 있음을 보여준다”라고 말했다.

기상청은 올여름은 강수량이 많고 기온도 높을 것이라는 예보를 내놨다. 날씨가 덥고 습하면 평소 찬 음식을 좋아하지 않는 사람들까지도 아이스크림을 비롯한 찬 음식을 찾는다. 이처럼 여름에는 찬 음식을 가까이하고 더운 날씨 때문에 음식물이 상하기도 쉬워 장에 문제가 생기는 경우가 잦아 유산균 음료나 장을 위한 건강기능식품을 섭취하는 경우도 많다. 장 건강을 좌우하는 것은 다름 아닌 장내 미생물이다. 주로 소화기관에 있는 장내 미생물은 비만, 대장암을 포함한 여러 암, 치매, 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌 질환, 아토피 피부염 같은 자가면역질환에도 영향을 미친다는 연구 결과들이 계속 나오고 있다. 이 때문에 장내 미생물을 ‘제2의 게놈’이라고 부르기도 한다. 장내 미생물이 뇌와 밀접하게 연관돼 있다는 ‘장-뇌 축’ 이론은 2000년대 초부터 나왔고, 건강한 사람과 치매 환자의 장내 미생물 구성이 서로 다른 것으로 밝혀지기도 했다. 이런 상황에서 장내 미생물이 자폐 스펙트럼 장애(ASD)와도 연관 있다는 연구 결과가 새로 나와 눈길을 끈다. 중국 홍콩 마이크로비아타 I-센터(MagIC), 홍콩중문대 의대 공동 연구팀은 장내 미생물 군집의 특정 세균과 비(非)박테리아 성분, 기능이 남자아이와 여자아이의 ASD에 영향을 미친다는 연구 결과를 생물학 분야 국제 학술지 ‘네이처 미생물학’ 7월 9일 자에 발표했다. 장내 미생물 군집과 ASD와 관계는 이전에도 연구들이 있었지만, 단순히 일반인과 ASD 환자의 장내 세균 구성에만 초점을 맞췄다. 고세균, 곰팡이, 바이러스 같은 장내 미생물의 또 다른 요소와 기능이 미치는 영향은 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 중국 내 5개 코호트에서 1~13세의 남녀 어린이 1627명을 무작위로 선택해 대변 표본을 선택했다. 연구팀은 이와 함께 식단, 다른 질환 여부 등 추가 요인을 함께 분석했다. 그 결과, ASD 환아들은 일반 아이들과 비교하면 장내에서 고세균 14종, 박테리아 51종, 곰팡이 7종, 바이러스 18종, 미생물 유전자 27종, 대사 경로 12개가 변한 것이 관찰됐다. 연구팀은 이 중 31개의 미생물로 ASD를 예측할 수 있는 인공지능 알고리즘을 만들었다. 이 알고리즘은 발병 이전 ASD 예측률도 높은 것으로 확인됐다. 한편, 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 의대, UCLA 스트레스·회복력 신경생물학 연구센터, 서던캘리포니아대 신경 이미징 및 정보학 연구센터 공동 연구팀은 의학 분야 국제 학술지 ‘네이처 정신과학’에 스트레스 대응이나 마음 챙김, 감정 표현 같은 심리적 요인에도 장내 미생물이 영향을 미친다는 연구 결과를 발표했다고 10일 밝혔다. 연구팀은 건강한 성인 남녀 116명을 대상으로 회복탄력성과 감정 표현에 대한 설문조사를 실시했다. 설문조사에서 회복탄력성 점수에 따라 두 집단으로 나눈 뒤, 뇌 자기공명영상(MRI) 촬영과 대변 표본을 받아 분석했다. 그 결과, 회복탄력성이 높은 사람들은 낮은 사람들보다 불안감과 우울감을 덜 느끼고, 감정 조절과 관련된 뇌 영역의 활동이 활발하고 인지력도 더 높다는 것이 확인됐다. 이와 함께 회복탄력성이 높은 집단의 장 내 염증이 적었고 장 내벽도 두터웠으며, 유익한 장내 미생물도 많았던 것으로 나타났다.

인류 최악의 참사로 기록된 체르노빌 원자력 발전소 사고 이후 인간들이 모두 떠난 그 자리에 여전히 많은 동물들은 방사능으로 오염된 지역에 적응하며 살고있다. 최근 핀란드 위배스퀼래 대학 연구팀은 체르노빌 출입금지구역(CEZ)에 사는 새의 생태를 분석한 연구결과를 ‘실험생물학학회’ 연례학술대회에서 발표해 관심을 모았다. 체르노빌 원전 방사능 누출사고는 지난 1986년 4월 26일 구 소련(현재 우크라이나)의 키예프시 남방 130㎞ 지점에서 일어났다. 이 사고로 인한 피폭(被曝)과 방사능 휴유증 등으로 수십 만 명의 사상자를 낳았으며 사실상 피해 집계가 불가능할 만큼 체르노빌은 인류 역사상 최악의 재앙으로 기록됐다. 사고 이후 주변 지역이 방사능에 오염되면서 인근 30㎞가 출입금지구역(CEZ)으로 지정돼 민간인은 물론 군 병력조차도 접근이 차단됐다.이번 연구는 높은 수치에 방사능에 오염된 출입금지구역과 오염도가 적은 곳에 사는 박새(Parus major)와 알락딱새(Ficedula hypoleuca)를 비교 분석 대상으로 삼았다. 방사능으로 오염된 지역에 사는 새의 경우 번식과 식단, 장내 미생물 군집에 차이가 있을 것이라 가설을 세우고 연구를 시작한 것. 이후 연구팀은 새들의 행동을 모니터링하고 배설물 샘플을 수집해 분석한 결과, 흥미로운 결과가 나왔다. 방사능에 오염된 지역에 사는 두 종의 새들 모두 오염도가 적은 곳에 사는 새들과 비교해 번식 생태나 둥지 건강에 큰 차이가 발견되지 않았기 때문. 다만 몇가지 유의미한 차이는 드러났는데 방사능에 오염된 지역에 사는 새끼들은 더 다양한 곤충을 식단으로 접했다. 또한 배설물을 분석한 결과 건강에 중요한 영향을 미치는 장내 미생물군의 차이가 나타났다. 방사능 지역에 사는 새의 경우 그렇지 않은 새와 비교해 장내 미생물군에 존재하는 박테리아 종류에는 별다른 차이가 없었으나 그 비율에는 영향을 받은 것으로 나타났다. 연구를 이끈 사멜리 피르토 연구원은 “야생동물이 방사능 오염으로 인한 결과는 아직 널리 알려지지 않았다”면서 “방사능 오염은 생물체가 대처해야 하는 추가적인 스트레스 요인을 만들어내며 아직 이해되지 않는 수많은 결과를 초래한다”고 설명했다. 이어 “이번 연구결과는 방사능으로 오염된 지역의 조류 생태학을 이해하는데 흥미로운 정보를 제공할 것”이라고 덧붙였다. 한편 체르노빌 원전 주위의 동식물을 대상으로 한 연구는 그간 꾸준히 이어져왔다. 앞서 지난 3월 미국 뉴욕대학 연구팀은 체르노빌 지역에서 토양 샘플, 썩은 과일 등에서 지렁이 모양의 아주 작은 선형동물인 20종의 선충을 수집해 분석한 결과 방사능에 오랜시간 노출됐음에도 특정 선충의 경우 게놈이 손상되지 않았다는 것이 밝혀졌다. 이는 선충이 수십 세대의 진화를 거쳐 방사성 물질에 면역력을 가진 것으로 풀이된다.또한 지난 2022년 스페인 오비에도대 등 공동연구팀은 체르노빌 출입금지 구역 내에 서식하는 청개구리를 조사한 결과 돌연변이 유전자를 가진 것으로 보인다는 연구결과를 발표한 바 있다. 논문에 따르면 출입금지 구역 등 방사능이 강한 곳에 사는 청개구리들이 그렇지 않은 곳에 사는 청개구리에 비해 피부색이 검게 짙어진 것으로 나타났다. 이외에도 체르노빌 지역에 사는 늑대는 일반 늑대에 비해 면역체계가 크게 변화한 것으로 나타나 암과 싸우는 능력이 진화한 것으로 보인다는 연구결과와 체르노빌 인근에 서식하는 제비의 날개에서 발견된 박테리아는 감마 방사선에 저항하는 능력이 더 강하다는 사실이 밝혀지기도 했다.

인류 최악의 참사로 기록된 체르노빌 원자력 발전소 사고 이후 인간들이 모두 떠난 그 자리에 여전히 많은 동물들은 방사능으로 오염된 지역에 적응하며 살고있다. 최근 핀란드 위배스퀼래 대학 연구팀은 체르노빌 출입금지구역(CEZ)에 사는 새의 생태를 분석한 연구결과를 ‘실험생물학학회’ 연례학술대회에서 발표해 관심을 모았다. 체르노빌 원전 방사능 누출사고는 지난 1986년 4월 26일 구 소련(현재 우크라이나)의 키예프시 남방 130㎞ 지점에서 일어났다. 이 사고로 인한 피폭(被曝)과 방사능 휴유증 등으로 수십 만 명의 사상자를 낳았으며 사실상 피해 집계가 불가능할 만큼 체르노빌은 인류 역사상 최악의 재앙으로 기록됐다. 사고 이후 주변 지역이 방사능에 오염되면서 인근 30㎞가 출입금지구역(CEZ)으로 지정돼 민간인은 물론 군 병력조차도 접근이 차단됐다.이번 연구는 높은 수치에 방사능에 오염된 출입금지구역과 오염도가 적은 곳에 사는 박새(Parus major)와 알락딱새(Ficedula hypoleuca)를 비교 분석 대상으로 삼았다. 방사능으로 오염된 지역에 사는 새의 경우 번식과 식단, 장내 미생물 군집에 차이가 있을 것이라 가설을 세우고 연구를 시작한 것. 이후 연구팀은 새들의 행동을 모니터링하고 배설물 샘플을 수집해 분석한 결과, 흥미로운 결과가 나왔다. 방사능에 오염된 지역에 사는 두 종의 새들 모두 오염도가 적은 곳에 사는 새들과 비교해 번식 생태나 둥지 건강에 큰 차이가 발견되지 않았기 때문. 다만 몇가지 유의미한 차이는 드러났는데 방사능에 오염된 지역에 사는 새끼들은 더 다양한 곤충을 식단으로 접했다. 또한 배설물을 분석한 결과 건강에 중요한 영향을 미치는 장내 미생물군의 차이가 나타났다. 방사능 지역에 사는 새의 경우 그렇지 않은 새와 비교해 장내 미생물군에 존재하는 박테리아 종류에는 별다른 차이가 없었으나 그 비율에는 영향을 받은 것으로 나타났다. 연구를 이끈 사멜리 피르토 연구원은 “야생동물이 방사능 오염으로 인한 결과는 아직 널리 알려지지 않았다”면서 “방사능 오염은 생물체가 대처해야 하는 추가적인 스트레스 요인을 만들어내며 아직 이해되지 않는 수많은 결과를 초래한다”고 설명했다. 이어 “이번 연구결과는 방사능으로 오염된 지역의 조류 생태학을 이해하는데 흥미로운 정보를 제공할 것”이라고 덧붙였다. 한편 체르노빌 원전 주위의 동식물을 대상으로 한 연구는 그간 꾸준히 이어져왔다. 앞서 지난 3월 미국 뉴욕대학 연구팀은 체르노빌 지역에서 토양 샘플, 썩은 과일 등에서 지렁이 모양의 아주 작은 선형동물인 20종의 선충을 수집해 분석한 결과 방사능에 오랜시간 노출됐음에도 특정 선충의 경우 게놈이 손상되지 않았다는 것이 밝혀졌다. 이는 선충이 수십 세대의 진화를 거쳐 방사성 물질에 면역력을 가진 것으로 풀이된다.또한 지난 2022년 스페인 오비에도대 등 공동연구팀은 체르노빌 출입금지 구역 내에 서식하는 청개구리를 조사한 결과 돌연변이 유전자를 가진 것으로 보인다는 연구결과를 발표한 바 있다. 논문에 따르면 출입금지 구역 등 방사능이 강한 곳에 사는 청개구리들이 그렇지 않은 곳에 사는 청개구리에 비해 피부색이 검게 짙어진 것으로 나타났다. 이외에도 체르노빌 지역에 사는 늑대는 일반 늑대에 비해 면역체계가 크게 변화한 것으로 나타나 암과 싸우는 능력이 진화한 것으로 보인다는 연구결과와 체르노빌 인근에 서식하는 제비의 날개에서 발견된 박테리아는 감마 방사선에 저항하는 능력이 더 강하다는 사실이 밝혀지기도 했다.

인체는 유전자로부터 정보를 받아 생산된 단백질이 정상적으로 기능을 수행하면 ‘건강한 상태’이고, 유전자에 이상이 생겨 비정상적 단백질을 생산하면 ‘병들고 아픈 상태’가 된다. 유전자 치료라는 것은 이상이 생긴 비정상 유전자를 제거하고 정상 유전자로 교체하거나 삽입하는 형태로 이뤄진다. 유전자 치료 분야에서 가장 주목받고 있는 것은 유전자 가위를 이용한 유전자 편집 기술이다. 말 그대로 ‘가위’처럼 유전자를 자르고 붙이는 것을 가능하게 하는 유전체 교정 기법이다. 단순히 유전병 치료뿐 아니라 특정 병원균에 강한 식물이나 동물 품종도 만들어 낼 수 있기 때문에 생명공학 분야에서는 그야말로 ‘마법 지팡이’로 받아들여지고 있다. 유전자 가위 기술 중 가장 흔히 알려진 것은 ‘크리스퍼’다. 캐스9(Cas9)이라는 단백질과 가이드 RNA로 구성돼 인간과 동식물 세포에서 특정 유전자의 DNA 일부를 잘라 문제가 되는 유전체를 교정한다. 그런데 미국과 일본 과학자들이 크리스퍼 유전자 가위보다 훨씬 쉽고 정교하게 유전자 편집이 가능한 ‘RNA 브리지’라는 새로운 기술을 개발했다. 미국 팔로알토아크(Arc) 연구소, 캘리포니아버클리대(UC버클리) 생명공학과, UC샌프란시스코(UCSF), 스탠퍼드대 의대 생화학과, 일본 도쿄대 화학·바이오 테크놀로지학과, 생명과학과, 이나모리 과학연구소 소속 과학자들이 참여한 이번 연구는 과학 저널 ‘네이처’ 6월 27일자에 두 편의 논문으로 실렸다. 특히 이번 연구를 주도한 UC버클리는 하버드대, 매사추세츠공과대(MIT)와 함께 유전자 편집 기술 연구에서 선두를 달리고 있는 곳으로 평가받는다. 생물학에 혁명을 일으킨 것으로 평가받는 크리스퍼 캐스9 유전자 가위를 개발하고, 2020년 노벨 화학상을 공동 수상한 제니퍼 다우드나 교수도 UC버클리에 재직 중이다. ‘RNA 브리지’는 사용자가 지정한 게놈 위치에 긴 DNA 서열을 삽입하거나 뒤집고 제거할 수 있다. 기존 유전자 가위 기술처럼 복잡한 단계를 거치지 않고, 단일 단계의 기술이기 때문에 더 정확하고 효율적으로 대규모 게놈 편집이 가능하다는 장점이 있다고 연구팀은 밝혔다. 대규모 게놈 재배열은 보통 DNA의 분해와 재조합을 촉진하는 재조합 효소와 DNA 일부를 다른 곳으로 옮기는 전위 효소에 의해 수행된다. 이 효소들이 특정 부위를 찾아 곧바로 삽입 또는 교체될 수 있도록 프로그래밍할 수만 있다면 게놈 편집을 한 번에 끝낼 수 있을 것이라는 생각에 초점을 맞췄다. UC버클리 팀은 재프로그래밍을 통해 반복 사용할 수 있는 재조합 효소 제작 기술을 개발했다. 이 재조합 효소는 DNA를 원하는 편집 부위로 이동시키고, 편집을 쉽게 만들어 주는 다리 역할을 하는 RNA로 구성된다. 브리지 RNA는 삽입 대상이 되는 DNA의 서열을 정하는 영역과 삽입 부위를 지정하는 영역을 따로 갖고 있지만 한 번에 서열과 삽입 위치를 정확히 찾아갈 수 있도록 재프로그래밍이 가능하다는 장점이 있다. 도쿄대 연구팀은 이렇게 만들어진 RNA 브리지의 재조합 효소의 구조와 작용 메커니즘을 극저온 전자 현미경으로 분석해 RNA 브리지의 효과를 확인했다. 연구를 이끈 패트릭 슈(기능성 유전체학) UC버클리 교수는 “이번에 개발한 기술은 기존 방식보다 더 정확하고 효율적으로 유전자 편집을 수행할 수 있다는 장점이 있어 더 많은 응용 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 슈 교수는 “이번에는 박테리아에서 게놈 편집만 확인했지만 추가 연구를 통해 동식물을 포함한 다양한 종과 세포 유형에서의 실행 가능성과 안전성을 검토할 것”이라고 덧붙였다.

개인정보 등 담은 민감한 데이터암호화 통해 해킹 막는 근본 개념성범죄자 등 접근금지 알림 가능금융 신용점수·맞춤 의료에 적용데이터를 보호하고 자유롭게 해독보적 기술에 성공한 대한민국세계에서 인정받는 것 보고 싶어 인공지능(AI)이 발전하려면 수많은 데이터가 필요하다. 많은 데이터는 민감한 개인정보를 담고 있어 사용이 자유롭지 않고 암호화돼 있다. 데이터를 활용하려고 암호를 푸는 과정에서 해킹의 위험에 노출된다. 데이터를 암호화해 계산해도 원래 값과 같게 만드는‘동형(同形)암호’ 개념이 1978년 나온 이유다. 많은 계산량으로 속도가 느려 외면받았으나 최근 연산 기술의 발달로 빠르게 적용되고 있다. 현재 최고의 동형암호 기술은 국내 스타트업 크립토랩이 갖고 있는 ‘혜안’(HEAAN)이다. 혜안을 2016년 개발하고 크립토랩을 세운 천정희(55) 서울대 수리과학부 교수를 지난달 30일 서울대 산업수학센터에서 만나 암호와 수학의 세계에 대해 들었다.-국내에서 혜안이 쓰인 사례는. “2021년 개발한 ‘코동이’(코로나 동선 안심이) 앱에 쓰였다. 사용자의 이동경로를 위성항법장치(GPS)로 추적해 스마트폰에 암호화해 저장한다. 확진자와 동선이 겹치는지를 실시간으로 확인할 수 있다. 당시 경기도, 서울대 등이 채택했다. 접근금지에도 쓸 수 있다.” -좀더 자세히 설명하면. “성범죄, 스토킹 등의 피해자가 접근금지명령을 요청할 때 정부가 피해자 정보를 가져간다. 피해자들은 이 과정에서 가해자에게 정보가 전달될 수 있다고 걱정한다. 피해자가 어디에 있건 위치정보를 암호화해 가해자와의 거리를 계산하면 된다. 결과는 피해자의 스마트폰에서 암호를 풀어 확인할 수 있다. 위험 상황이 발생하면 피해자가 능동적으로 가해자를 피할 수 있는 방식이다. 개인정보보호위원회와 한국인터넷진흥원(KISA)이 2022년 개최한 ‘개인정보 보호·활용 기술개발 스타트업 챌린지’에서 우수상을 받았다.” -민감한 개인정보는 금융과 의료 분야에 많다. “250만명의 국민연금 정보와 코리아크레딧뷰로(KCB)의 신용정보를 결합·분석해 국민연금을 성실하게 낸 사람은 대출 연체 발생률이 낮다는 결과를 얻었다(2021년부터 국민연금 성실 납부 기간에 따라 신용점수가 최대 41점 오른다). 세계 최초로 대규모 데이터를 동형암호로 분석한 사례다. 이후 여러 금융회사에서 문의는 오는데 진도가 느리다. 실리콘밸리에 있는 금융사라며 창업자들의 개인정보 분석에 동형암호를 쓸 수 있느냐고 물어 온 적도 있다. 혜안은 2017년 미국 올랜도에서 열린 ‘국제 게놈 정보보호 경연대회’(iDASH)에서 1등을 하면서 유명해졌다. 당시 분석이 2위보다 30배 빨랐다. 건강관리기업 마크로젠에 올해부터 3년간 동형암호 기술을 공급한다. 유전자 정보 분석을 통해 맞춤형 의료 서비스를 제공하는 것이 목표다. 마크로젠이 오늘 첫 입금을 해 줬다. 크립토랩의 첫 수익이자 동형암호 사업화의 세계 첫 번째 사례다.” -교수와 사업가를 병행하고 있다. “교수에게는 절대적 권한과 책임이 있다. 교수를 도와줄 사람은 별로 없고 교수한테 뭔가를 원하는 사람이 있는 편이다. 사업을 하고 나니 모두가 다 나를 도와줄 사람이다. 혜안을 누군가에게 주고 싶었는데 10년 이상 개발에 집중할지 확신이 들지 않았다. 수학적으로 생각한 것을 경영자에게 전달하는 과정도 힘들었다. 기술이 발전하면 산업이 될 줄 알았는데 산업은 완전히 다른 영역이더라. 기술개발 이후 산업화 과정까지 곳곳이 비어 있다. 아직까지는 크립토랩에서 기술을 개발하는 것이 중요하다. 지금 이 순간 최선책을 찾는, AI 용어로 ‘그레이디언트 디센트’(경사하강법)인데 나중에도 내가 사업을 할지는 모르겠다.” -크립토랩 지사가 있던데. “지난해 실리콘밸리에 세웠다. 신기술에 대한 수용성은 미국이 높다. 국방부 등 공공 분야의 드라이브도 세다. 드론, GPS 등 혁신적 기술개발을 주도한 국방고등연구계획국(DARPA)이 동형암호를 이용한 데이터 보호 프로그램 개발을 진행하고 있는데 여기에 인텔과 팀을 이뤄 참여하고 있다. 미국 기업과 ‘프라이빗 AI’(기업 고객의 데이터를 개인정보 노출 없이 처리해 활용하는 AI) 사업화를 논의 중이다. 프랑스에는 연구 지사가 있다.” -2017년 창업 이후 가장 힘들었던 때는. (천 교수는 한참을 생각했다) “늘 지금인 것 같다. 그래서 다시 돌아가고 싶지 않다. 힘들다는 것과 하기 싫다는 것은 다르다. 힘든데 많이 배우고 재미있다. 사업을 안 했으면 많이 아쉬웠을 거 같다. 사업을 시작하고 나서 사람들에 대한 관심도 많아졌다. 세상을 넓게 볼 수 있는 기회를 가졌다는 점이 감사하다.” -강의는 계속 하나. “2학년에게 정수론을 가르친다. 원래 전공이 순수수학이다. 정수론이 어디에 쓰이는지 설명하니 학생들이 좋아한다. 강의 중 동형암호 혜안에 대해 특강도 한다.” -‘수포자’(수학포기자)란 말도 있는데 수학은 본인에게 어떤 의미인가. “수학이 어려운 건 왜 배우는지 몰라서다. 수학은 물리적 실체가 없는데 생각을 통해 결론이 나올 수 있도록 하는 도구다. 블록체인은 현물이 없지만 사이버 세상에서 가치가 유지된다. 그 근간이 암호고 암호를 만드는 건 수학이다. 수학은 사이버 세상에서 질서를 유지해 주는 키다.” -그럼 수학만 잘해도 됐을 텐데 왜 암호를. “1997년 박사 학위를 받고 한국전자통신연구원(ETRI)에 들어갔다. 암호 연구하면 돈 많이 준다고 해서(당시 ETRI 연봉은 삼성보다 높았다). 5년 외도했으니 모은 돈으로 원래 하던 순수수학하려고 미국으로 떠났다. 가 보니 내가 했던 것이 더 재밌더라. 지도교수는 나한테 암호를 물었다. 내가 수학이 세상에서 어떻게 활용되는지에 관심이 있다는 걸 알았다.” -그래서 다시 암호로 돌아왔나. “지도교수가 순수수학에서는 나보다 몇 단계 위이지만 암호는 내가 몇 단계 위다. 자기가 많이 하고 열심히 한 걸 잘하는 거다. 자꾸 배우려 하지 말고 내가 잘하는 분야에서 새로운 걸 만들어야 되겠다고 생각했다. 우리나라 사람들은 배우려는 자세가 너무 많다. 학생도 정부도 우리가 새로운 걸 해야 될 때다. 새로운 걸 하면 힘들지만 재미있다. 다른 사람들이 쫓아온다.” -동형암호의 발전 가능성은. “특정 정보에서 민감한 개인정보는 굉장히 적을 수 있지만 이를 골라낼 수 없어 결국 대부분의 데이터는 동형암호화될 거라고 생각한다. 동형암호는 데이터를 보호하고 자유롭게 해 세상에 기여하는 기술이다. 우리나라가 어떤 원천기술에서 성공한 나라가 되는 것을 보고 싶다. 적어도 지금 서울이 동형암호의 메카가 돼 가고 있다.” ●천정희 교수는 한국과학기술원(KAIST) 수리과학과에서 정수론으로 박사 학위를 받았고 2003년부터 서울대 수리과학부 교수로 재직 중이다. 지난해 세계암호학회 석학회원에 선정됐다. 한국인으로는 2017년 김광조 KAIST 교수 이후 두 번째다. 세계암호학회가 밝힌 선정 사유는 ‘대수적 공격과 완전동형암호에 대한 탁월한 성과를 이뤘으며 아시아태평양 지역 암호학계 발전에 기여한 점’이다. 한국을 대표하는 암호학자로 인정받아 2022년 한국과학기술한림원 정회원에 선정되고 녹조근정훈장을 받았다.

미국 마이애미대 의대, 마이애미 실베스터 종합 암센터 공동 연구팀은 혈액-뇌 장벽(BBB)을 통과할 수 있는 나노 입자를 개발했다고 8일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 5월 7일 자에 실렸다. 2차 종양은 유방암, 폐암, 대장암 같은 고형암에서 흔하게 나타나는 증상으로 암이 뇌로 전이되는 현상이다. 종양이 뇌에 침범하면 혈액-뇌 장벽으로 인해 약물 치료가 쉽지 않아, 2차 종양은 예후가 좋지 않은 경우가 많다. 혈액-뇌 장벽은 혈액으로 운반될 수 있는 병원균이 뇌에 침입하는 것을 차단하는 역할을 한다. 연구팀은 전통적 화학 항암제인 시스플라틴을 변형해 약물이 염색체와 게놈을 구성하는 핵 DNA가 아니라 세포 에너지 공장이라고 불리는 미토콘드리아의 DNA를 공격하도록 만들었다. 미토콘드리아 외막뿐만 아니라 혈액-뇌 장벽도 쉽게 통과할 수 있다는 장점도 있다. 연구팀에 따르면 이번에 개발한 나노 입자는 생분해성 고분자로 만들어 인체에 해가 되지 않고, 암세포의 에너지 공장을 직접 공격하기 때문에 다른 건강한 세포를 파괴하지 않고 종양만 선택적으로 제거할 수 있다. 연구를 이끈 샨타 다르 마이애미대 의대 교수(생화학·분자생물학)는 “이번에 개발한 암 치료용 나노 입자의 궁극적 목표는 단 한 번으로 원발성 종양과 뇌 전이 종양을 동시에 제거하는 것”이라며 “이번 연구에서도 알 수 있듯이 나노 의학은 암 치료의 새로운 미래”라고 말했다.

중국 당국에 앞서 신종 코로나바이러스의 게놈(유전체) 서열을 전 세계에 공개했던 중국 과학자가 당국의 연구실 폐쇄 조치에 반발해 철야 농성을 벌이고 있다. AP통신은 1일(한국시간) 저명 바이러스학자 장융전 푸단대 교수 겸 상하이 공공위생임상센터 교수가 전날 온라인 게시물을 통해 자신과 자신의 연구팀이 갑자기 연구실에서 쫓겨난다는 통보를 받았다고 밝혔다. AP는 그가 2020년 초 처음 게놈 서열을 공개 발표한 이후 겪은 좌절과 강등, 축출 등 탄압 조치 가운데 가장 최근의 일이라고 전했다. 그러면서 중국 정부가 코로나19 바이러스의 기원과 관련한 조사를 피하기 위해 과학자들에게 지속해 압력을 가하고 통제하고 있음을 보여준다고 통신은 지적했다. 장 교수의 글은 웨이보(중국판 SNS)에 올라왔다가 삭제됐으며, 그는 매체와 통화에서 “ 전화 통화가 불편하다”고 토로했다. 신황하 등 현지 매체들은 장 교수가 연구실 폐쇄에 항의하면서 연구실 문 앞 바닥에서 잠을 청하며 밤샘 농성을 이어갔다고 전했다.앞서 홍콩 사우스차이나모닝포스(SCMP)의 당시 보도에 따르면 장 교수는 상하이 공공위생임상센터의 한 실험실에서 근무하던 2020년 1월 온라인 플랫폼을 통해 게놈 서열 정보를 공개한 이후 석연치 않은 이유로 실험실 폐쇄 조치를 당한 바 있다. 이 실험실은 나중에 다시 문을 열었지만, 장 교수는 이후에도 각종 불이익을 받아야 했던 것으로 전해졌다.

콤부차는 차를 우린 물에 유익균을 넣어 발효시킨 음료다. 톡 쏘는 탄산과 새콤달콤한 맛이 있고, 혈압을 낮추고 암을 예방하며 대사성 질환과 간 보호 효과까지 있다고 알려지면서 최근 인기가 높아지고 있는 음료다. 미국 노스캐롤라이나대 채플힐 캠퍼스 분자생물학 및 유전학과, 생물학과, 세포생물학 및 생리학과, 통합 생명·게놈과학과 연구팀은 콤부차의 효과가 콤부차 내 미생물이 만드는 독특한 대사 과정 때문이라고 30일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 유전학’ 3월 29일 자에 실렸다. 콤부차에 대한 다양한 효과가 알려지면서 인기를 끌고 있는데, 막연히 프로바이오틱 미생물 때문으로만 알려져 있을 뿐 명확히 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 콤부차 내에 있는 유익균을 실험 곤충인 ‘예쁜 꼬마선충’에게 섭취하도록 한 다음 신진대사에 미치는 영향을 분석했다. 그 결과, 콤부차에 포함된 효모와 박테리아가 예쁜 꼬마선충의 장에 서식하면서 단식 중에 발생하는 것과 유사한 대사 변화를 일으키는 것을 확인했다. 연구팀에 따르면 프로바이오틱 미생물은 지방 대사에 관여하는 유전자 발현을 변화시켜 지방을 분해하는 물질은 더 많이 만들어 내고, 중성지방 생성은 억제해 체내 지방 저장량을 감소시킨다. 이는 콤부차의 유익균들이 숙주의 몸에 충분한 영양분이 있을 때도 공복과 같은 상태를 유발한다는 것이다. 예쁜 꼬마선충에서 관찰된 이런 현상은 사람이 콤부차를 섭취했을 때 나타나는 건강상 이점과 일치한다는 것이다. 연구를 이끈 롭 도웬 교수는 “이번 연구에서 밝혀낸 콤부차에서 발견되는 프로바이오틱 미생물이 지방 축적을 억제하고 중성지방 수치를 낮추고 지질을 저장하는 소기관의 크기를 줄인다는 사실은 눈길을 끈다”라고 말했다. 도웬 교수는 “이번 연구 결과를 바탕으로 보완적 건강 관리 접근 차원에서 콤부차 섭취를 권장할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

LG가 인류의 영원한 숙제인 알츠하이머와 암의 원인 규명에 나선다. LG AI연구원은 세계적인 유전체(게놈) 비영리 연구기관인 미국 잭슨랩과 알츠하이머 및 암의 발병 원인과 진행 과정을 분석하고 치료제 효과까지 예측하는 인공지능(AI) 모델을 개발하는 본계약을 체결했다고 11일 밝혔다. 잭슨랩은 유전자 변형 실험용 생쥐를 직접 설계하고 생산할 수 있는 유전체 전문 연구기관으로 알츠하이머와 암 등 질병과 관련된 다양한 유전적 변이와 돌연변이 유전자 등 방대한 연구 자료를 보유하고 있다. 양사는 우선 LG의 생성형 AI인 엑사원에 잭슨랩이 보유한 알츠하이머의 유전적 특성과 생애주기별 연구 자료를 학습시켜 질병 원인을 분석하고 치료 효율성을 높인다는 계획이다. 특히 암 진단과 치료 분야에 활용될 AI 모델도 공동 개발한다. 특수한 검사를 진행하지 않더라도 사진으로 암을 신속하게 진단하고 치료 효과를 예측하는 멀티모달(시각, 청각 등 다양한 방식을 통한 정보 교환) 생성형 AI 모델과 개인별 유전체 정보 특성에 맞는 맞춤형 항암 치료 선택지를 의사에게 제안하는 대화형 생성 AI 모델 등이다. 배경훈 LG AI연구원장은 “LG의 미래성장 동력인 바이오 분야에서도 AI 기술로 의미 있는 성과를 거둘 수 있도록 연구개발을 적극적으로 이어 나갈 것”이라고 말했다.

인류 최악의 참사로 기록된 체르노빌 원자력 발전소 사고 후 모두가 떠난 그 자리에 여전히 많은 동물은 생존을 위한 ‘초능력’을 키운 것으로 드러났다. 지난 9일(현지시간) 영국 인디펜던트 등 외신은 체르노빌 출입금지구역 주위에 살고있는 벌레를 분석한 결과 방사성 물질에 면연력을 가진 선충이 발견됐다고 보도했다.체르노빌 원전 방사능 누출사고는 지난 1986년 4월 26일 구 소련(현재 우크라이나)의 키예프시 남방 130㎞지점에서 일어났다. 이 사고로 인한 피폭(被曝)과 방사능 휴유증 등으로 수십 만 명의 사상자를 낳았으며 사실상 피해 집계가 불가능할 만큼 체르노빌은 인류 역사상 최악의 재앙으로 기록됐다. 사고 이후 주변 지역이 방사능에 오염되면서 인근 30㎞가 출입금지구역(CEZ)으로 지정돼 민간인은 물론 군 병력조차도 접근이 차단됐다. 이렇게 오랜 시간 인적은 끊겼지만 놀랍게도 동물들은 환경 변화에 적응하며 끈질기게 살아남았다. 이번에 미국 뉴욕대학 연구팀은 체르노빌 지역에서 토양 샘플, 썩은 과일 등에서 지렁이 모양의 아주 작은 선형동물인 20종의 선충을 수집해 분석했다. 선충은 간단한 유전적 구성을 가지고 있으며 빠르게 번식해 척추동물이 한 세대를 거치는 동안 수십 세대의 진화를 할 수 있다.분석 결과는 놀라웠다. 방사선에 지속적으로 노출됐음에도 불구하고 특정 선충의 경우 게놈이 손상되지 않았다는 것이 밝혀졌기 때문. 연구를 이끈 매튜 록맨 교수는 “이번 연구결과는 체르노빌이 안전한 지역이 됐다는 의미는 아니다”면서 “일부 선충류의 경우 정말 회복력이 있고 극한의 조건을 견딜 수 있다는 것을 의미한다”고 설명했다. 특히 연구팀은 이번 결과를 통해 손상된 DNA의 복구가 개인마다 어떻게 다를 수 있는지에 대한 단서를 제공할 것으로 분석했다.한편 체르노빌이 남긴 역설적인 과학 유산은 이뿐 만이 아니다. 앞서 지난 2022년 스페인 오비에도대 등 공동연구팀은 체르노빌 출입금지 구역 내에 서식하는 청개구리를 조사한 결과 돌연변이 유전자를 가진 것으로 보인다는 연구결과를 발표한 바 있다. 논문에 따르면 출입금지 구역 등 방사능이 강한 곳에 사는 청개구리들이 그렇지 않은 곳에 사는 청개구리에 비해 피부색이 검게 짙어진 것으로 나타났다. 또한 체르노빌 지역에 사는 늑대는 일반 늑대에 비해 면역체계가 크게 변화한 것으로 나타나 암과 싸우는 능력이 진화한 것으로 보인다는 연구결과와 체르노빌 인근에 서식하는 제비의 날개에서 발견된 박테리아는 감마 방사선에 저항하는 능력이 더 강하다는 사실이 밝혀지기도 했다.

“럭비와 축구를 좋아하는 평범한 아이였는데….” 22살 나이에 치매 진단을 받은 남성의 사연이 소개됐다. 그의 모친은 “24시간 돌봄이 필요한 아들을 위해 일을 그만 뒀다”라며 고펀드미에 기부 페이지를 만들었다. 미국 일간 뉴욕포스트는 최근 영국에서 최연소 치매 환자로 등록된 안드레 야르함(22)의 사연을 보도했다. 그의 어머니 샘 페어본(47)은 20대 아들을 70대 노인처럼 대해야 한다며 매일 아들의 옷을 골라주고, 샤워할 때도 도와주고 있다고 말했다. 처음 증상이 나타난 건 2022년 11월. 샘 페어본은 “말이 많았던 아들이 질문을 하면 서너 단어로만 대답했고, 매우 천천히 움직였다. 뭔가를 하라고 하면 멍한 표정만 짓고 가버렸다”라고 당시를 회상했다. 자동차회사에 취직한 지 6개월째였던 안드레는 일을 그만뒀고, MRI 검사를 통해 치매에 걸렸다는 사실을 알게 됐다. 안드레 뇌는 전두측두엽이 위축돼 있었고, 현재 정확한 원인을 파악하기 위해 게놈(한 생물이 가지는 모든 유전 정보) 검사를 받고 있다. 샘 페어본은 “의사들은 아들이 나아질 가능성이 희박하다며 기대수명이 짧아질 가능성이 높다고 했다. 우리는 그 시간을 최대한 즐기려고 한다”라며 안드레의 버킷리스트를 이뤄주기 위해 모금활동을 진행하고 있다.전체 치매 환자 중 9%가 초로기 치매 중앙치매센터에서 발표한 ‘대한민국 치매현황 2022’에 따르면 전체 치매 환자 97만명 중 65세 미만의 초로기 치매 환자는 약 8만명으로 전체의 9%에 달한다. 초로기 치매는 기존 노인성 치매보다 빠르게 진행되기 때문에 무엇보다 조기진단과 적절한 치료가 중요하다. 현재까지 알려진 원인으로는 알츠하이머 치매, 혈관성 치매, 전두측두엽치매, 알코올성 치매 등이 있는데 알츠하이머 치매와 가족성 알츠하이머(유전성)치매가 가장 많은 비중을 차지한다. 또한 전두측두엽 치매와 같이 노년기 치매에서는 발병 빈도가 적은 치매가 초로기 치매에서는 높은 비율로 나타나고 있다. 초로기 치매가 노인성 치매보다 진단이 어려운 이유는 노인성 치매의 증상과 다르기 때문이다. 치매의 주요 증상인 기억력 저하가 아닌 초로기 치매는 성격변화, 이상행동, 판단력 또는 실행능력 저하, 언어장애 등 다양한 증상이 첫 증상으로 나타난다. 따라서 젊은 나이일지라도 중요한 사항을 잊거나, 능숙하게 하던 일을 잘 하지 못하거거나, 예전보다 감정기복이 심해지고 쉽게 화가 나는 등의 증상이 지속 될 경우 신경과 전문의와의 진료를 통해 원인 질환을 감별하고, 그에 알맞은 약물 또는 비약물적 치료를 시작해야 한다.

인간 행동이 유전자의 영향을 받는지, 환경에 더 좌우되는지는 철학, 심리학, 생물학 등 다양한 분야에서 중요한 연구 주제였습니다. 공부를 잘하는 데 지능지수처럼 유전적 영향이 큰지, 노력과 환경의 영향을 더 많이 받는지에 대한 논쟁과 결을 같이합니다. 유전 결정론은 인간 행동이 유전자와 유전적 요소에 의해 결정된다는 관점입니다. DNA에 내장된 정보가 성격, 지능, 성향, 질병에 대한 취약성까지 결정한다는 것이지요. 반면 환경 결정론은 한 개인이 자라면서 겪는 사회적, 문화적, 경제적 요건이 인간 행동에 더 큰 영향을 미친다는 것입니다. 과거와 달리 요즘은 행동을 유발하는 데 유전적 요인과 환경적 영향이 복잡하게 상호작용한다는 연구 결과들이 속속 발표되고 있습니다. 최근에는 뇌에서 행동을 조절하는 유전자 또한 상황에 따라 반응하는 조절 네트워크 내에서 작동한다는 사실이 밝혀지기도 했습니다. 미국 일리노이대 어바나샴페인 캠퍼스의 게놈 생물학 연구소, 곤충학과, 작물과학과, 럿거스대 사회학과 공동 연구팀도 인간 행동의 원인을 좀더 정확히 알기 위해서는 환경적 영향 분석을 유전자 연구에 통합하는 방법 개발이 필요하다는 진단을 내놨습니다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 2월 28일자에 실렸습니다. 게놈 분석 기술의 발전은 행동은 물론 유전자 발현까지도 유전과 환경 모두에서 영향을 받는다는 점을 잘 보여 주고 있습니다. 사실 무수히 많은 형질이 어떤 유전자와 관련돼 있는지 실험적으로 규명하는 것은 쉽지 않습니다. 그나마 최근에는 전장 유전체 연관분석(GWAS) 기술 덕분에 생물체 형질과 관련 있는 유전자 위치를 유전체 전반에 걸쳐 확인하고 탐지할 수 있습니다. 그렇지만 환경 변수를 통제하기가 어려운 인간은 GWAS만으로 유전과 환경의 상호 관계를 쉽게 밝혀 낼 수 없습니다. 이에 연구팀은 초파리의 공격성에 관한 연구를 통해 유전자·환경 상호작용의 복잡한 본질을 폭넓게 이해하기 위해 환경 데이터를 통합한 확장 GWAS 구축이 필요하다고 제안했습니다. 또 동물 연구에서 얻은 통찰력을 인간 연구에 더 적극적으로 적용해야 한다고도 지적했습니다. 동물 실험은 유전자와 환경이 어떤 방식으로 뇌 유전자 조절 네트워크를 구축하고 그에 따른 행동을 유발하는지 보여 줄 수 있다는 말입니다. 인간 행동과 관련한 유전자·환경 상호작용의 복잡성과 그 이면을 이해하기 위해서는 자연과학자인 생물학자와 인문·사회과학의 다학제 간 협력이 중요하다고 연구팀은 밝혔습니다. 행동에 대한 유전적 영향과 환경적 영향을 연결하는 분자 메커니즘을 밝혀 내기 위해서는 뇌 오가노이드(인공 장기)와 새로운 형태의 뇌 영상 기술도 필요하다고 강조했습니다. 진 로빈슨 일리노이대 어바나샴페인 교수(곤충 사회행동학)는 “행동의 원인 연구는 건강과 질병에 있어 유전과 환경의 관계를 더 잘 이해하는 데 도움이 된다”며 “우생학이나 인종 차별 같은 유전학의 결정론적 사고와 관련된 위험도 줄일 수 있는 만큼 좀더 정밀한 연구법이 필요하다”고 말했습니다.