네덜란드에서 살아 생전 여러 기증 정자를 자기 것으로 바꿔치기한 의혹을 받아온 한 유명 의사의 치부가 세상에 드러날 전망이다. 미국 CNN 등 외신 보도에 따르면, 지난 13일(현지시간) 네덜란드 법원은 현지 유명 불임센터에서 인공수정으로 태어난 원고 22명이 친부를 확인해달라는 소송을 인정, 피고 얀 카르바트 의사의 DNA 정보와 대조하는 것을 승인했다.원고인단 22명은 모두 피고가 운영했던 불임센터에서 인공수정 시술을 받은 여성들에게서 태어났다. 문제의 의사는 지난 2017년 89세의 나이로 사망했으며 오래 전부터 받아온 의혹에 대해서는 세상을 떠나는 날까지 부인한 것으로 알려졌다. 하지만 이번에 법원은 피고가 자신의 정자를 사용했다고 볼 충분한 증거가 있다고 판단, DNA 감정을 허용하도록 명령했다. 이미 피고인 카르바트의 아들의 DNA를 분석한 결과, 불임치료로 태어난 47명과 생물학적인 관계가 있는 것으로 밝혀졌다. 네덜란드에서 방영됐던 한 다큐멘터리 프로그램에 따르면, 얀 카르바트는 최대 200명의 친부일 가능성도 제기된 상황이다. 결국 2017년 재판에서 이러한 주장이 인정돼 피고인 카르바트의 DNA가 회수됐다. 생전 그는 수십 년간 불임치료 전문의로 일하며 병원과 클리닉을 거쳐 로테르담에 개인 클리닉을 개업했다. 2009년 폐원 당시 법적으로 기증자 1인당 자녀 최대 10명을 넘길 수 없다는 것을 어긴 사실과 허술한 관리 체제 등 비리가 드러나 논란이 있었다. 그리고 해당 불임센터를 통해 태어난 사람들의 외모가 그와 비슷하다는 점에서 이런 의혹이 오랫동안 제기돼온 것으로 알려졌다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

최근 호주 시드니대 연구진이 생태학 분야 국제학술지 ‘생물보존’에 전 세계 곤충종 41%가 개체수 감소를 경험하고 있고 3분의 1 정도는 멸종위기에 놓여있다는 논문을 발표했다. 특히 많은 생물학자들은 꽃가루를 옮기는 역할을 하는 벌의 급격한 개체수 감소에 대한 우려를 표하고 있다. 금세기 말에는 벌 구경이 어려울 수도 있다는 극단적인 분석도 나오고 있는 상황이다. 사실 벌이나 나비의 개체수가 감소할 경우 생태계 전체가 파괴될 가능성도 배제할 수 없다. 벌의 개체수 감소는 살충제 같은 화학물질의 과다사용과 함께 지구온난화로 인한 해충 증가 등이 원인으로 꼽히고 있다. 특히 유럽에서는 ‘바로아 진드기’라는 해충이 벌집을 파괴해 벌의 장기적 생존을 위협하는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 벌을 키우는 양봉가들은 바로아 진드기 침입을 감시해 막는 방법을 고민하고 있다. 과학자들이 바로아 진드기의 침입 상황을 정확히 파악해 꿀벌과 벌집을 보호할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 스위스 로잔연방공과대(EPFL) 신호처리 제5연구실(LST5)은 지역 양봉가들과 함께 인공지능(AI)를 활용해 침입한 진드기의 숫자를 계산하는 애플리케이션(앱)을 개발했다. 양봉가들은 벌통 아래에 대놓은 나무판에 죽은 진드기 수를 세어 얼마나 감염됐는지를 파악하는데 이 방법은 정확도가 떨어진다는 단점이 있다. 진드기의 크기가 1㎜에 불과하고 나무판에 떨어져 있는 먼지나 오염물질들이 섞여 구분하기가 쉽지 않기 때문이다. 더군다나 벌집이 한 두개가 아니라 많은 벌집을 갖고 있는 경우는 이런 방법은 사실상 무용지물이라고 할 수 있다. EPFL LST5 장 필립 티란 교수팀은 AI를 활용한 웹 기반 애플리케이션으로 진드기 숫자를 셀 수 있는 시스템을 만들었다. 벌을 키우는 사람들은 여전히 벌집 아래에 나무판을 대놓아야 하지만 예전처럼 일일이 육안으로 관찰해 진드기 숫자를 셀 필요가 없게 됐다. 그저 나무판을 찍어 온라인 사이트에 올리기만 하면 된다. 연구자들은 진드기를 구분해낼 수 있는 앱을 개발하기 위해 머신러닝 기법을 활용해 나무판 위에서 진드기와 다른 오염물질을 구분해 인식할 수 있도록 학습시켰다. 또 양봉가들이 보내준 사진들이 선명하지 않고 역광 상태에서 찍혀 이미지를 인식하기 쉽지 않다는 문제점을 연구진은 맞닥뜨렸다. 이를 위해 연구팀은 화질 선명도를 높이고 역광에서도 진드기만을 구분해 낼 수 있도록 컴퓨터를 학습시키는 한편 벌집마다 QR코드를 부여해 각 벌집마다 시간별, 장소별 죽은 진드기의 숫자, 현재 남아있을 것으로 예상되는 진드기 숫자, 다음 침투 장소 등을 예측할 수 있는 프로파일을 만들 수 있게 했다. 그 결과 앱은 죽은 진드기를 나무판에서 재빨리 인식하고 몇 초만에 벌집 하나 당 진드기가 몇 마리 죽었으며 그를 통해 얼마나 벌집에 남아있는지를 빠르게 인식할 수 있게 했다. 연구팀이 개발한 AI 시스템은 벌의 생존을 위협하는 진드기의 확산 정도 등을 손쉽게 전국단위로 파악할 수 있게 해준다. 티란 교수는 “지금까지는 진드기의 숫자를 정확히 알 수 없기 때문에 과도한 양의 살충제가 투입돼 벌들의 괴사를 부르는 등 문제가 심각했다”며 “이번 기술을 통해 벌과 벌집을 구할 수 있는 자료 확보는 물론 바로아 진드기의 확산 정도, 그리고 잠재적으로 진드기에 내성이 있는 벌을 찾는데도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

서양 속담에 ‘일찍 일어나는 새가 먹이를 먹는다’라는 말이 있다. 근면 성실을 독려하기 위한 것이 있겠지만 아침형 인간이나 저녁형 인간은 유전적 차이가 있기 때문에 쉽게 바꾸기는 어렵다. 이 때문에 요즘은 ‘일찍 일어나는 새가 피곤하다’같은 패러디까지 나오고 있다. 그런데 과학적으로는 아침 일찍 일어나 잠이 부족할 경우는 동맥경화 위험이 높아져 심혈관계 질환이나 치매 위험도 높아질 수 있다는 충격적인 연구결과가 나왔다. 미국 하버드대 의대 매사추세츠종합병원 시스템생물학센터, 하버드대 부설 브리검여성병원 심혈관과, 하버드대 부설 베스 이스라엘 디컨네스 의료 센터(BIDMC), 오스트리아 빈 의대, 오스트리아 과학원 분자의학연구센터, 스위스 로잔대 의학및생물학부 공동연구팀은 수면 부족으로 인한 만성피로가 체내 염증을 유발시켜 혈전을 증가시킴으로써 각종 심혈관질환에 시달릴 수 있다는 연구결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 14일자에 발표했다. 연구팀은 생후 8~12주 되는 생쥐들을 대상으로 유전자 변형을 통해 동맥경화를 유발시킨 다음 두 그룹으로 나눈 뒤 한 그룹은 7~9시간 잠을 잘 수 있도록 하고 나머지 그룹은 잠을 자는 중간에 불빛을 비추고 시끄러운 소음 유발하거나 심한 진동을 일으켜 잠을 충분히 잘 수 없도록 하고 잠든지 얼마되지 않아 깨웠다. 이후 수면 부족 생쥐와 그렇지 않은 생쥐와 비교했을 때 체중이나 콜레스테롤 수치에는 변화가 없는 것으로 나타났지만 혈관을 관찰한 결과 잠을 충분히 잔 생쥐들의 혈전은 줄어들거나 그대로인데 반해 수면을 방해받거나 일찍 일어난 생쥐들의 동맥에는 혈전이 더 크게 만들어졌다. 실제로 동맥에 형성된 혈전의 크기는 잠을 제대로 못 잔 그룹이 충분히 잔 그룹보다 30% 이상 컸다고 연구팀은 밝혔다.충분히 잠을 자지 못한 생쥐들의 혈액 속에는 염증 유발의 원인인자인 단백구와 호중구가 충분히 잠을 잔 생쥐들보다 2배 이상 많았다. 또 잠을 제대로 못 잔 생쥐들은 각성과 식욕, 감정 조절기능이 있는 시상하부에서 분비되는 수면 관련 호르몬인 하이포크레틴이 잠을 잘 잔 생쥐보다 적은 것으로 조사됐다. 하이포크레틴은 혈중 콜레스테롤과 위산분비, 각성 등을 좌우하는 호르몬으로 기면발작 증상이 있는 사람들이나 수면장애를 겪는 사람의 하이포크레틴 수치는 낮은 것으로 알려져 있다. 필립 스위스키 하버드대 의대 교수는 “이번 연구는 수면 부족이 염증성 백혈구 생성을 증가시키고 혈관내 혈전을 크게 만들어 체내에 각종 염증을 유발시킴으로써 각종 혈관질환이나 심장마비를 일으킬 수 있다는 것을 보여주고 있다”며 “충분한 수면이야말로 체내 염증을 줄이고 혈관 건강에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 한편 미국 콜로라도대 의대 소아과 연구진도 “수면 부족이 유아들에게 자폐증 발병 가능성과 증상을 악화시킬 수 있다”는 연구결과를 의학 분야 국제학술지 ‘소아과학’ 11일자에 발표하기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

100년 전과 비교했을 때 ‘암’은 예전처럼 금방 죽을 병으로 인식되고 있지는 않다. 점점 관리 가능한 질병의 범주에 포함되고 있지만 수많은 연구자들의 분투에도 불구하고 여전히 완전 정복은 멀어보이기만 한다. 그런데 암 발병 패턴을 보면 여성과 남성의 차이가 나타날 때가 많다. 물론 간혹 담배를 피우지도 않고 공기질이 나쁜 곳에서 거주하는 것도 아닌데 폐암에 걸리거나 음주를 하지 않는데도 간암에 걸리는 여성들이 있기는 하지만 폐암이나 간암은 남성들에게 더 많이 나타난다. 최근 캐나다와 미국 연구진이 다양한 암조직과 종양세포를 분석한 결과 남성과 여성에게서 특징적으로 나타나는 암들은 생활방식 차이보다는 성에 따라 달라진다는 사실을 밝혀냈다. 캐나다 온타리오 암연구소, 토론토대 의학생물물리학과, 약학및독성학과, 벡터AI연구소, 미국 캘리포니아 로스앤젤레스(UCLA) 인간유전학과와 의대 비뇨기과, 존슨비교암센터, 정밀보건연구소 공동연구진은 2000개의 종양세포(tumor)와 28종의 암(cancer)에 대한 유전체 분석결과 생물학적인 성(性)이 암의 원인이 되는 변이에도 영향을 미친다는 사실을 규명했다고 세계적인 과학저널 ‘네이처’가 13일자에 보도했다. 이들의 연구결과는 생물학 분야 논문 출판 전 공개사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxiv) 최신호에 실렸다.종양은 과잉증식해 장기를 침범해 영향을 미치는 조직을 말하는데 이 중 번식력이 강하고 발생 장기와는 다른 주변 장기까지 침투해 생명을 위협하는 것을 악성종양, 흔히 암이라고 부른다. 실제로 양성 종양은 암에 비해 성장속도가 느리고 어느 정도 자라라면 더 자라지 않고 주위 정상조직에도 침투하지 않는다. 폐암과 간암의 경우 흡연이나 음주여부의 차이를 보정한 다음에도 여성보다는 남성에게서 더 흔하게 발병되는데 정확한 원인은 알려지지 않았다. 이 때문에 많은 종양학자들은 지금까지 ‘발병하는 암의 종류에 따른 남녀의 차이는 거의 없다’는 통념이 지배해왔다. 그렇지만 2014년 미국 국립보건원(NIH)에서 “전임상 연구를 할 때 반드시 암컷 동물이나 여성의 세포주를 포함시키라”는 성차 고려 연구지침을 권고하면서부터 일부 뇌종양이나 진행성 흑색종 같은 암에서 성편향성이 있다는 연구결과가 발표되기도 했다. 연구팀은 지금까지 알려져 있는 대부분의 종양과 암세포의 단백질 코딩 유전자와 유전자 발현을 제어하는 DNA 변이까지 광범위한 분석을 실시했다. 그 결과 생물학적 남성에서 발생되는 암 유발 변이는 생물학적 여성에게서 발견되는 변이의 갯수와 종류까지 통계학적으로 현저하게 차이를 보인다는 사실을 확인했다. 연구팀의 분석에 따르면 4285개의 성편향 유전자가 암의 종류와 전이를 결정한다. 남성과 여성에게서 나타나는 암의 종류가 다르기 때문에 항암제 개발 과정에서도 이런 성차를 고려해야 효과적인 치료가 가능할 것이라고 연구진은 입을 모으고 있다. UCLA 폴 부트로스 유전학 교수는 “이번 연구를 통해 종양의 변이를 유발하는 근본적 원인 중 하나가 생물학적 성차라는 사실을 알게 됐다”면서 “임상시험은 물론 전임상시험에서도 반드시 성차를 고려한 연구가 진행돼야 하는 이유를 보여주는 것이며 성차에 따른 암발병을 정확히 이해한다면 예방과 치료 전략을 더 효과적으로 짤 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘종의 기원’으로 유명한 영국 생물학자 찰스 다윈은 1872년 ‘인간과 동물의 감정 표현에 대하여’라는 획기적인 책을 펴냈다. 이 책은 출간되자마자 베스트셀러가 됐지만 학계에선 주목받지 못한 채 오랫동안 기억에서 거의 지워지다시피 했다. 그 책에서 다윈은 이렇게 주장하고 있다. ‘인간과 동물이 기쁨, 슬픔, 또는 분노처럼 기본적인 감정을 느낄 때 유사한 형태의 표정을 짓는다.’ 인간과 동물이 유사한 감정을 가진다는 이 명제는 정치적인 이유로 오랜 기간 잘못된 주장으로 치부됐다. 그 외면의 가장 큰 바탕은 당대까지도 유력했던 아리스토텔레스의 이론 때문이었다. ‘인간은 이성적인 존재이고 동물은 본능에 따르는 만큼 근본적인 차이를 갖는다.’하지만 이제 아리스토텔레스의 주장은 거의 설득력을 잃어 가는 추세다. 독일 동물행동학의 선구자인 뮌스터대 동물행동학연구소 노르베르트 작서 소장도 책에서 이렇게 강조한다. “동물들도 인간처럼 생각하고 기뻐하고 화 낼 줄도 알며 슬픔과 두려움을 느끼고 사랑하고 미워한다.” 동물도 이성을 가졌다니 생뚱맞게 들릴 수도 있는 주장이다. 하지만 각종 실험과 사례들을 통해 드러내는 인간과 동물의 유사성은 충분히 설득력을 갖는다. 진원류에 속하는 상당 종들은 공평함의 의미를 알고 있으며 다른 개체들의 감정을 공유하면서 필요에 따라서는 무리에 속한 일원을 위로하기도 한다. 심지어 갈등이 벌어지면 해결책과 타협점을 모색하기도 한다. 몇몇 동물들은 도구를 만들고 스스로 목표를 설정하며 새로운 것을 고안해 다음 세대들에게 전달하면서 문화적 전통을 형성한다. 대형 유인원이나 돌고래, 코끼리는 인간처럼 자의식을 가진 것으로도 추정된다. 그렇다면 모든 동물들이 학습할 수 있는 능력을 가졌다는 주장은 어떨까. 책에서는 실제로 동물들의 다양한 학습 능력과 형태가 소개된다. 새끼 오리들은 부화하자마자 누구를 따라갈 것인지를 학습하고 금화조들은 부모를 통해 어떤 짝짓기 대상을 선택할지를 배운다. 버빗원숭이들은 어떤 경고음이 표범을 경계하라는 소리인지 배우며 비둘기들은 학습한 기호를 바탕으로 마치 대화하듯 정보를 교환한다. 동물 역시 자기를 인식하는 능력을 갖고 있다는 주장도 흥미롭다. 인간이 연인을 사랑하거나 헤어졌을 때의 긍정적인 감정과 부정적인 감정도 느낄 수 있다고 한다. 개의 질투 감정 실험은 대표적인 예다. 개 주인에게 일부러 자기 개를 무시하게 한 다음 그 개와 똑같이 생긴 인형과 함께 놀도록 했다. 그러자 개는 주인과 인형 사이에 거칠게 끼어들어 주인의 관심을 끌려 애썼다. 심지어 인형에게 공격적인 태도를 보이거나 끙끙대는 소리를 내기도 했다. 노르베르트 작서는 이 밖에 여러 실험과 사례 연구를 통해 개들이 어떻게 감정을 이입하는지, 쥐들이 어떻게 알츠하이머병에서 벗어나는지, 앵무새와 까마귀가 ‘사람과’에도 크게 떨어지지 않는 지적 능력을 갖고 있는 것에 대해서도 보여 준다. 저자는 이 같은 동물의 모든 행동을 진화의 산물로 본다. 지구상의 모든 동물이 자연선택에 의해 자신의 유전자를 다음 세대에 전달하기 좋은 행동을 한다는 말이다. 그렇다면 ‘번식 성공’이라는 최종 목적에서 동물과 인간은 결국 같다고 볼 수 있지 않을까. 하지만 인간에게는 동물들에게 없는 ‘법’과 ‘도덕 윤리’라는 테두리를 세워 그 안에서 동물과 달리 살려고 노력한다. 책은 인간적인 동물들의 이야기를 통해 인간다운 것과 동물 같은 것의 차이에 대해 질문을 줄기차게 던진다. 어찌 보면 인간의 오만함에 대한 경고로도 비친다. 그 말미는 이렇다. “우리가 수년 전에 그저 상상만 했던 것들을 넘어설 정도로 동물과 인간 사이의 공통점이 갈수록 늘어나 둘 사이의 거리를 좁히고 있다.” 김성호 선임기자 kimus@seoul.co.kr

바다의 포식자로 불리는 메갈로돈의 멸종시기가 기존 예측보다 100만 년 더 앞선다는 연구결과가 나왔다. 라이브사이언스 등 과학전문매체의 13일 보도에 따르면 기존 학계는 지금까지 발견된 화석의 흔적으로 미뤄 봤을 때, ‘괴물 상어’로 불리는 메갈로돈(Otodus megalodon)이 약 260만 년 전 플리오세 말기에 갑자기 자취를 감춘 것으로 추정했다. 하지만 미국 사우스캘리포니아의 찰스턴칼리지 척추동물 고생물학자인 로버트 보에세네커 교수 연구진은 메갈로돈의 멸종 시기는 기존 예상보다 약 100만 년 더 앞선 시기로 보인다고 주장했다. 연구진이 캘리포니아와 멕시코 등지에서 발견된 메갈로돈의 화석을 분석한 결과, 멸종시기를 결정하는데 이용되는 연대측정방법이 매우 복잡하고, 이것의 결과는 주변 암석의 성질에 의해 달라질 가능성이 있는 것으로 확인됐다. 이러한 이유 탓에 메갈로돈의 멸종 시기는 기존의 약 260만 년 전에서 약 100만 년 더 앞선 360만 년 전이라고 볼 수 있으며, 연구진은 이 거대한 괴물 상어를 사라지게 한 원인 중 하나가 이보다 더 작지만 사냥에 요령이 있는 바다생물 즉 백상아리(White sharks, 학명 Carcharodon carcharias)일 가능성이 있다고 판단했다. 백상아리는 악상어과의 바닷물고기로. 백상아리속 가운데 오늘날까지 남아있는 유일한 종이다. 몸길이는 6.5m내외지만 화석종 가운데는 12m이상 되는 것도 발견된다. 상어 가운데서도 뱀상어와 함께 가장 난폭한 종으로 분류된다. 백상아리가 지구상에 나타난 것은 600만 년 전이며, 지구 전역으로 서식지를 확대한 것은 400만 년 전으로 알려져 있다. 이 시기는 메갈로돈이 지구상에서 갑작스럽게 사라진 시기와 불과 40만 년 차이밖에 나지 않으며, 연구진은 두 종(種)이 공존한 40만 년 이라는 시간이 백상아리가 지구 전역에 서식지를 확장하는 동시에 메갈로돈의 멸종에 관여하기에 충분한 시간이라고 설명했다. 다만 백상아리가 메갈로돈 멸종의 정확한 원인이라고 지목할 수는 없으며, 메갈로돈이 당시 갑자기 바다에서 사라진 것이 해양생물의 대량 멸종과 같은 '대격변'의 결과라기보다는 메갈로돈을 포함한 많은 종이 멸종되고 동시에 백상아리와 같은 새로운 종이 나타나는 특정한 시기적 환경과 연관이 더 깊다고 덧붙였다. 이번 연구결과 논문은 생물학과 의학 분야 오픈 액세스 저널인 ‘피어(Peer) J’ 최신호인 12일자에 실렸다. 피어 J는 생명환경과학 저널(The Journal of Life and Environmental Sciences)로도 불린다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

두 차례 올림픽과 세 차례 세계선수권 육상 여자 800m를 제패한 캐스터 세메냐(28·남아공)의 성(性) 정체성 논란은 언제까지 계속돼야 하는 것일까? 영국 일간 타임스는 국제육상경기연맹(IAAF) 변호인들이 다음주 국제스포츠분쟁재판소(CAS) 심리에서 세메냐가 여자 선수로 분류됐지만 “생물학적 남성”이며 남자 선수로 분류돼야 한다고 진술할 것이라고 최근 보도했다. IAAF는 절대 그런 일 없을 것이라고 반박했다. 세메냐로 대표되는, ‘성적 발달이 다른(differences of sexual development·DSD)’ 선수들을 남성으로 분류하지 않고 있다고 밝혔다. 연맹은 13일(현지시간) 성명을 통해 “오히려 반대로 법적 성별을 의심 없이 받아들여 여자 종목에 출전하도록 허용하고 있다”며 “다만 DSD 선수가 남자 수준의 테스토스테론 수치를 보이거나 뼈와 근육이 커지고 강해지며 남자 수준으로 헤모글로빈이 늘어난다면 형평성에 문제가 있게 된다. 따라서 공정한 경쟁이 이뤄지려면 국제대회에 나서는 이들 선수는 테스토스테론을 여자 수준으로 낮추려는 노력이 필요하다”고 지적했다. 지난해 11월부터 IAAF는 400m부터 1마일까지 트랙 종목에 출전을 원하는 이들 선수는 적어도 6개월 전에 테스토스테론 수치를 처방치 이하로 유지하도록 의무화하는 규정을 시행하려다 세메냐와 남아공육상연맹이 CAS에 제소하는 바람에 이 결과가 나오는 다음달 26일까지 시행을 보류했다. 이에 따라 DSD 선수들은 규정이 변경되는 날짜로부터 6개월 동안 대회에 출전하지 못하게 돼 세메냐는 올 시즌 실외 대회 대부분을 뛰지 못하게 됐다. 올해 세계육상선수권은 9월 27일 카타르 도하에서 막을 올린다. 세메냐는 이전에도 IAAF에 의해 성별 검사를 받으라는 요청을 받은 일이 있었는데 그 결과는 아직도 공표되지 않았다고 방송은 전했다. 임병선 선임기자 bsnim@seoul.co.kr

유전물질인 DNA의 염기서열 변화 없이 유전자 기능이 변화해 후대에 유전되는 현상을 후성유전이라고 부른다. 최근들어 쌍둥이 사이에 나타나는 각종 생물학적 차이부터 시작해 암의 발병까지 다양한 생체 현상이 후성유전학적으로 설명되고 있어 주목받는 연구분야이다. 그러나 후성유전이 어떤 방식으로 발현되는지에 대해 정확히 알려져 있지 않다. 한국생명공학연구원 유전체맞춤의료연구단, 카이스트 생명과학과 공동연구진은 후성유전 핵심인자로 밝혀진 히스톤 단백질의 화학적 변화를 조절할 수 있는 원리를 발견했다고 12일 밝혔다. 이번 연구는 히스톤 단백질의 변이를 표적으로 하는 물질 개발에 큰 기여를 할 것으로 기대되고 있다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘핵산 연구’ 최신호에 ‘주목할 논문’으로 선정돼 실렸다. 세포 핵 내부에는 염기성 단백질인 히스톤과 DNA 등으로 구성돼 있다. 히스톤 단백질은 DNA를 감싸고 있으면서 유전자 발현을 조절하는데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 특히 히스톤 꼬리의 화학적 변화에 따라 각기 다른 단백질 생산을 유도하기 때문에 DNA 복제에서도, 후성유전학에서도 중요하다. H2A, H2B, H3, H4는 대표적인 히스톤 단백질로 이 중 히스톤 H3에 의한 메틸화라고 부르는 촉매반응은 유전체 발현, 유전체 전체 안정성 유지, 재조합 조절 같은 핵심적인 유전체 기능 조절에 깊이 관여한다. 히스톤 H3가 비정상적으로 변이될 경우 유전자 발현 이상을 일으켜 암을 유발하고 항암제 내성을 일으키기도 한다. 연구팀은 세포에서 분리해낸 히스톤 H3단백질에 메틸화 조절효소를 이용해 체내에서 일어나는 히스톤 단백질 변성을 시험관에서 재현해 내는데 성공함으로써 히스톤 H3 단백질의 메틸화 반응이 효소의 구조적 변성에 의한 것이라는 분자적 원리를 밝혀냈다. 연구팀 관계자는 “이번 연구로 히스톤 H3 단백질의 메틸화를 제어함으로써 세포 분화나 암세포 분화, 역분화를 조절해 질병을 치료하는 약물이나 원천기술을 개발할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

화생방 무기 중 방사성물질로 만들어지는 핵무기는 국제적으로 제조와 생산이 엄격하게 규제되고 있다. 그렇지만 생물학 무기는 물론 화학무기도 ‘화학무기금지조약’으로 국제적으로 규제되고 있지만 핵무기에 비해 손쉽게 만들 수 있어 가난한 나라나 테러리스트들에게 활용될 가능성도 높아 ‘가난한 나라의 핵무기’라고 불리고 있다. 실제로 광신적 종교집단이나 테러리스트들은 화학무기를 이용한 테러를 계획하는 경우가 많다. 이들 무기에 대해 신속하고 효과가 높은 방호체계를 갖추는 것이 중요하다. 국내 연구진이 기존 제독 촉매보다 효과적인 제독제를 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 물질구조제어연구센터 백경열 박사팀은 지르코늄(Zr) 나노입자를 이용해 독성물질을 거의 완벽하게 제독할 수 있는 촉매 대량합성 기술을 개발했다고 12일 밝혔다. 민군융합기술 연구의 일환으로 진행된 이번 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘응용 촉매 B:환경’ 최신호에 실렸다.현재 사용되고 있는 제독제는 활성탄을 기반으로 하고 있다. 문제는 독성물질이 흡착된 제독제를 제거하는 재처리 과정에서 2차 오염문제가 발생할 가능성이 크다는 점이다. 또 활성탄 기반 제독제는 복잡한 유기물 합성 과정 때문에 대량생산이 어렵다는 단점도 있다. 연구팀은 나노미터 수준의 지르코늄 입자로 구성된 ‘UiO-66’라는 소재를 이용해 100㎚(나노미터) 크기의 금속유기물 골격체(MOF)를 합성했다. 이번애 개발된 MOF 촉매는 기존 활성탄 촉매보다 부피는 6분의 1 수준이고 표면적은 넓어 반응효율은 100배 우수한 것으로 나타나 세계 최고 수준의 제독 성능을 보였다. 또 연구팀은 양자화학으로 계산해 촉매반응 메커니즘을 해석함으로써 기존 제독 촉매가 일회성 사용에 그쳤던 원인도 밝혀냈다. 백경열 박사는 “이번에 개발한 촉매는 화학물질의 독성을 근본적으로 제거할 수 있어 기존 활성탄 기반 제독제와 함께 사용할 경우 완벽에 가깝게 화학무기 독성을 없앨 수 있을 것”이라며 “실증화 작업을 거쳐 차세대 방호복, 방독면 개발은 물론 독성이 강한 산업폐기물 처리에도 적용할 수 있을 것으로 본다”고 설명했다.유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

스위스연구진, 대변이식으로 장내미생물 균형 연구 계획 우리 몸 속에 살고 있는 또 다른 생명체인 장내미생물이 소화기능은 물론 각종 면역기능을 좌우한다는 것은 잘 알려져 있다. 이 때문에 장내미생물의 균형을 맞춤으로써 알레르기 같은 면역기능 장애로 발생하는 질병과 소화불량 같은 질환을 치료하려는 시도들이 늘고 있다. 최근 들어서는 장내미생물이 사람의 뇌에도 영향을 미칠 수 있다는 연구결과들이 속속 나오고 있다. 유럽 연구진이 동물실험이 아닌 사람의 몸 속 장내미생물을 분석해 이같은 상관관계를 밝혀낸 대규모 실험결과를 발표해 주목받고 있다. 벨기에 루벤대 의학연구소, 신경과학과, 브뤼셀대, 브뤼셀자유대 생물공학과, 네덜란드 그로닝엔대 의대 유전학과, 노르웨이 오슬로대 면역학과 공동연구팀이 소화기관을 비롯해 체내에 존재하는 각종 미생물의 분포와 변화가 인간의 정신건강에 상당한 영향을 미친다는 사실을 밝혀내고 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 미생물학’ 5일자에 발표했다. 지금까지 생쥐를 이용한 실험에서 장내미생물이 행동에 영향을 미칠 수 있음이 밝혀졌고 소규모의 사람을 대상으로 한 분석에서도 우울증 환자의 장내미생물 분포가 정상인과 다르다는 사실은 알려져 있었다. 그렇지만 이번처럼 대규모의 사람을 대상으로 장내미생물과 정신건강의 관계를 분석해 미생물이 분비하는 화학물질이 인간의 기분에 영향을 미칠 수 있다는 사실을 보여준 것은 처음이다. 연구팀은 우울증과 장내미생물의 관련성을 확인하기 위해 장내미생물 검사를 받았던 벨기에인 1054명의 샘플을 면밀히 분석했다. 특히 이들 중 173명은 우울증 진단을 받거나 삶의 질 검사에서 낮은 점수를 받은 사람들이다. 이에 연구팀은 이들과 다른 사람들의 장내미생물 분포를 비교 분석했다. 그 결과 코프로코쿠스와 디알리스터라는 종류의 장내미생물이 연령이나 성별과 상관없이 삶의 질이 높은 사람들에게는 풍부했지만 우울증 환자들에게서는 전혀 나타나지 않은 것을 확인할 수 있었다. 또 우울증 환자들의 장내미생물 분포를 확인한 결과 설사와 복통을 일으키며 만성과민대장증후군을 유발시키는 크론병과 관련된 미생물들이 많은 것으로 나타났다. 특히 이들 미생물은 장내에서 염증반응을 유발시키는 것으로 잘 알려져 있다. 또 연구팀은 1064명의 네덜란드 사람들에게서 채취한 시료를 검사한 결과 마찬가지로 우울증 환자의 장내미생물에는 코프로코쿠스와 디알리스터가 없는 것으로 조사됐다. 연구팀은 장내미생물이 만들거나 분해할 수 있는 물질 중에서 신경계에 영향을 미칠 수 가능성이 큰 56종을 분류해 냈다. 이를 통해 코프로코쿠스는 도파민 분비와 관련이 있는 것으로 분석됐다. 실제로 스위스 바젤대에서는 건강한 사람의 변을 이식해 우울증 환자들의 비정상적인 장내미생물 분포와 숫자를 늘리고 균형잡으려는 임상계획이 진행되고 있다. 이번 연구를 주도한 예로엔 라스 루벤대 의대 교수는 “이번 연구는 많은 장내미생물이 만들어 내는 물질로 인해 신경세포의 기능 변화가 나타날 수 있음을 보여준 것”이라며 “소화기관에서 만들어진 화합물이 어떻게 신경세포나 뇌에 영향을 미치는지 정확한 메커니즘을 알기 위해서 추가 연구를 진행할 계획”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

불과 몇 년 전까지만 해도 실험적인 연구 정도로만 여겨졌던 인공지능은 어느덧 인터넷 검색 엔진부터 음성 인식, 스마트폰 카메라까지 우리 생활에 깊숙이 파고들고 있습니다. 비록 일부 영역에서는 많은 사람이 직장을 잃지 않을까 걱정하는 시각도 있지만, 인간이 더 똑똑한 하인을 부릴 수 있게 됐다는 기대도 적지 않습니다. 지루하고 반복적인 단순 작업을 인공지능이 대신한다면 인간은 더 창의적이고 생산적인 작업에 집중할 수 있을 것입니다. 그리고 과학 연구에서 그런 기대가 점차 현실이 되고 있습니다. 노스캐롤라이나 주립대학 및 콜로라도 대학의 연구팀은 인공지능을 이용해서 유공충(foraminifera)의 화석을 자동으로 분류하는 시스템을 개발했습니다. 유공충은 해양 먹이사슬의 기초를 형성하는 작은 플랑크톤으로 종에 따라 독특한 형태의 껍데기를 만드는 것으로 잘 알려져 있습니다. 유공충의 껍데기는 당시 바다의 환경과 기온, 화학적 구성 등 중요한 정보를 지니고 있기 때문에 해양 생물학자들에게 특히 중요한 연구 대상입니다. 이를 통해서 석유 같은 자원 탐사는 물론 고대 바다의 환경을 재구성할 수 있습니다. 문제는 보통 1mm 남짓 크기를 지닌 유공충을 현미경으로 보고 하나씩 수작업으로 종(species)을 분류하는 일이 매우 많은 시간과 인력이 투입된다는 점입니다. 고급 두뇌 인력인 과학자들이 창의적인 연구보다 단순 수작업에 집중하는 모순이 발생합니다. 연구팀은 서로 다른 방향에서 나오는 LED 광원과 현미경에 부착된 카메라를 이용해서 유공충마다 16개의 사진을 찍어 다양한 이미지를 확보한 후 이를 콘볼루션 신경망 (convolutional neural network, CNN)에 입력해 학습시켰습니다. 그 결과 6종의 유공충을 분류하는데 있어 과학자만큼 뛰어난 분류 정확도를 확보했습니다. 유공충을 자동으로 분류하면 유공충의 종류에 따른 해양 환경 역시 빠르게 파악할 수 있어 앞으로 관련 연구에 큰 도움이 될 것으로 기대됩니다.연구팀에 따르면 분류 과정에 인공지능을 도입하는 것은 또 다른 장점이 있습니다. 사람에 따른 차이가 없다는 것입니다. 여러 사람이 눈으로 보고 주관적으로 판단하는 경우 검사자에 따라 분류가 조금씩 달라지는 문제가 있습니다. 그렇다고 한 사람이 모두 다 하기에는 작업량이 너무 많습니다. 이 과정을 인공지능으로 자동화하면 모두 같은 기준으로 분류하기 때문에 연구자들은 더 균일한 결과를 얻을 수 있습니다. 연구팀은 2019년 1월에 미 국립 과학재단 (National Science Foundation (NSF))에서 연구 자금을 지원받아 이 연구를 더 확장할 계획입니다. 연구팀의 목표는 35종의 유공충을 완전히 자동으로 분류하고 분석할 수 있는 인공지능 기반 연구 도구를 개발하는 것입니다. 이를 통해 해양 자원 탐사는 물론 현재와 고대 바다의 환경 변화 등 여러 가지 연구가 더 빨라질 수 있을 것으로 기대됩니다. 다른 분야와 마찬가지로 과학 연구 역시 데이터의 양이 급격히 증가하면서 사람이 모두 수작업으로 분류하거나 분석하는 일이 어려워지고 있습니다. 인공지능은 과학자의 똑똑한 비서로 지루한 반복작업 대신 더 창의적인 연구 과제에 집중할 수 있도록 도와줄 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

2만 6500년 전부터 지구상에 생존해 온 것으로 추정되는 신종 절지동물이 발견돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 스페인 알칼라대학의 곤충학자인 알베르토 샌드라 및 동굴탐험가 크레그 와그넬 등 일행은 캐나다 밴쿠버섬의 한 석회동굴에서 지금까지 발견된 적이 없었던 신종 절지동물을 확인하고 연구를 시작했다. 연구진에 따르면 학명이 ‘Haplocampa wagnelli’로 명명된 이 절지동물은 마지막 최대 빙하기(Last Glacial Maximum) 시기부터 지구상의 동굴 등지에서 서식해 온 것으로 추정된다. 마지막 최대 빙하기는 대체로 약 2만 7000~2만 1000년 전으로, 당시 기간동안 해수면은 현재 대비 평균 약 130m 낮았던 것으로 알려져 있다. 이 절지동물은 마지막 최대 빙하기 동안 동굴 안에서 생존했고, 퇴빙기가 되자 멀리 아시아 지역까지 흩어져 종(種)을 유지해 온 것으로 추정된다. 비교적 밝은 빛깔을 띠는 길쭉한 몸이 특징인데, 일반적으로 동굴 생활에 적응된 다른 절지동물과 달리, 이 절지동물은 오로지 작고 긴 다리와 더듬이, 두툼한 몸통을 가지고 있다. 연구진은 이러한 신체적 특징을 미뤄 봤을 때, 이번에 신종 절지동물이 동굴이나 지하뿐만 아니라 토양 위에서도 서식했을 것으로 보고 있다. 또 신종 절지동물이 한국과 일본, 시베리아 등지에서 발견된 또 다른 절지동물과 친척뻘일 것으로 추정했다. 즉 한국과 일본 등지에서 먼저 서식하다가 캐나다 인근까지 서식지를 확대했을 가능성이 있다는 것. 자세한 연구결과는 불가리아 학술전문 출판사인 펜소프트가 발행하는 ‘지하생물학 저널’(Subterranean Biology) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

도시에 살기 위해 진화 중입니다/메노 스힐트하위전 지음/제효영 옮김/현암사/369쪽/1만 7000원지구의 지배자는 누가 뭐래도 인간이다. 온갖 자원을 캐내 쓰고, 식량 대부분을 먹어 치운다. 밀림 속 오지나 깊은 바닷속을 제외하고, 인간은 지구 곳곳을 뒤덮은 채 살아간다. 단일 생물종이 지구를 이렇게 완전히 차지한 사례는 인간이 처음이다. 누군가는 ‘공룡도 지구를 지배했다’고 반박할 수 있겠다. 그러나 우리가 생각하는 공룡은 수천 종의 동물을 통칭한다. 인간, 즉 ‘호모사피엔스’ 종이 지금 지구에 미치는 영향에는 비교하기 어렵다. 인간이 만들고, 집중적으로 살고 있는 도시를 자연과 상반되는 개념으로 여기는 이유도 바로 여기에 있다. 인간이 원래 거주하던 동식물을 몰아내고 도시를 만들면서 생태계를 모두 파괴해 버렸다고 생각하기 쉽다. 합당한 지적이긴 하나 도시를 잘 둘러보라. 의외로 많은 동식물이 우리 주변에 살고 있다. 비둘기, 개미, 이름 모를 풀들을 비롯해 수많은 동식물이 인간과 함께 안정적인 일상을 영위하며 순조롭게 번식한다. 강력한 지구의 지배자들과 더불어 살아갈 수 있는 이 힘은 바로 진화에서 나왔다.네덜란드 레이던대 진화생물학 교수인 메노 스힐트하위전의 신간 ‘도시에 살기 위해 진화 중입니다’는 도시에서 진화한 동식물을 추적하고, 이 과정에 얽힌 재밌는 이야기를 풀어낸다. 우선 도시보다 시골에 더 많은 생물이 살고는 있지만, 오히려 생물종 수는 도시가 더 많았다는 게 이채롭다. 도시는 애초부터 생물이 번성하기 좋은 지리적인 특성이 있는 데다 여러 이주민이 들고 나는 일이 잦기 때문이다. 또 도시 경계와 맞닿은 외곽 지역의 좋은 서식지가 점차 사라지고, 도시 곳곳에 생물이 서식하기에 알맞은 곳이 군데군데 생겨나면서 도시에 더 많은 생물종이 살게 됐다고 설명한다. 이들은 인간의 생활양식에 맞춰 진화했다. 예컨대 산업혁명으로 대기오염이 심해지자 하얀 날개 대신 어두운 날개의 회색가지나방이 많아졌다. 그러다 공기가 다시 맑아지자 밝은 색 날개의 나방이 늘어났다. 국화과 잡초인 ‘상크타’는 민들레처럼 씨앗을 날리면서 번식하는데, 도시에 서식하는 상크타의 씨앗이 시골보다 더 무거웠다. 그래야 보도블록을 피해 땅에 바로 낙하하기 때문이다. 유럽 찌르레기는 과거보다 날개가 좀더 둥그레졌는데, 도시에서 방향을 빨리 전환하거나 신속하게 날아오르기 위해서였다. 우리가 흔히 보는 비둘기는 아연과 같은 중금속 오염 물질이 체내에 유입되면 깃털로 보내 중금속을 제거한다. 짙은 색 비둘기 날개를 조사해 보니 밝은 색 비둘기보다 아연의 양이 25% 더 많았다. 특이한 점은 이들 동식물의 변화 속도가 과거보다 훨씬 빠르고, 도시마다 유사한 형태로 적응하는 모습을 보인다는 사실이다. 인간이 만들어 낸 생태계에서 가장 큰 영향력을 발휘하는 것은 인간임을 따져 볼 때 너무나도 당연한 이야기일 수 있다. 도시의 변화가 점차 빨라지므로 이에 맞춰 진화의 속도도 훨씬 빨라진다. 또 전 세계 도시마다 적용되는 기술이 비슷해지고 생활양식도 비슷해지면서 함께 사는 동식물도 유사한 종이 많아진다. 그래서 저자는 도시 속에 살아가는 동식물에 관한 책임 역시 우리에게 있다고 강조한다. 예컨대 외래종 생물을 모조리 잡초와 해충으로 여기고 모두 없애려는 노력은 오히려 생태계를 파괴하는 행위가 될 수 있다고 지적한다. 그리고 인간 중심의 급격한 변화에서 조금만 더 이들을 배려해 줘야 한다고 덧붙인다. 일본 롯폰기 힐스에 마련된 옥상 정원, 30층 높이를 덩굴 식물로 덮은 싱가포르의 오아시스 호텔 다운타운, 두 개의 타워에 거대한 숲을 조성한 밀라노의 수직 숲 건물들이 이런 사례다. 저자는 이를 가리켜 ‘다윈의 조언이 담긴 건축 가이드라인’이라고 명명한다. 정원사처럼 굴지 말고, 조경하듯 생물종을 선별하지 말고 자연스럽게 채워지도록 그냥 내버려 둘 것, 무조건 외래종을 배척하거나 토종을 고집하지 말 것, 그리고 굳이 통로를 만들어 도시 내 자연을 연결하기보다 곳곳에 특색 있는 환경이 유지되도록 제대로 분리할 것. 지금 생태학적 도시 설계와 다소 어긋나 보이는 제안일 수 있다. 그러나 도시 동식물과의 공존을 위해 눈여겨볼 제안임은 분명하다. 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr

2004년 영화 ‘이터널 선샤인’에서 짐 캐리와 케이트 윈슬렛은 이별을 앞둔 연인으로 등장한다. 이들은 이별을 앞두고 서로에 대해 완전히 잊기 위해 기억 삭제 시술을 받게 된다. 기억이 지워진 상태에서 나타나는 사건들을 통해 사랑의 본질에 대해 묻는 내용으로 2015년 재개봉되면서 더욱 화제를 모으기도 했다. 영화에서처럼 많은 사람들은 자신들의 흑역사나 공포스러웠던 장면, 트라우마로 남은 순간을 지워버리고 싶어 한다. 또 대인공포증, 고소공포증, 광장공포증 같이 이유없는 공포증상으로 사회생활이 어려운 사람들도 공포증을 유발하는 원인을 찾아 없애버리고 싶어한다. 국내 연구진이 공포기억을 지워주는 ‘이레이저’, 일명 지우개 효소를 발견해 주목받고 있다. 카이스트 생명과학과, 기초과학연구원(IBS), 미국 존스홉킨스 의대, 뉴욕대, 컬럼비아 의대 공동연구팀은 뇌의 흥분성 신경세포에서 특정 효소를 제거함으로써 공포기억을 지울 수 있다는 사실을 발견했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 1월 28일자에 실렸다. 기억의 생성과 소멸은 신경생물학 분야에서 중요한 연구 주제이다. 이는 사람이 살아가는데 있어서 심각한 문제를 초래하는 각종 공포증이나 외상후스트레스장애(PTSD) 등의 문제를 해결하는데도 도움을 줄 수 있기 때문이다. 흔히 기억의 소멸은 단순히 기억을 지우는 차원이 아닌 공포자극을 불러일으키는 원인 기억을 또다른 학습으로 억제하는 기제로 알려져 있다. 연구팀은 생쥐에게 강한 소리자극과 전기자극을 함께 가해 공포기억을 학습시켰다. 그 다음 뇌의 흥분성 신경세포에서만 나타나는 이노시톨 대사효소라는 물질을 제거하면 공포기억이 사라진다는 사실을 연구진은 확인했다. 이노시톨은 포도당과 유사한 물질로 체내에서도 일부 합성되지만 음식으로 섭취되는 중요한 영양분으로 세포 지질막을 구성하고 인산화된 형태로 세포의 각종 활성을 조절한다. 이노시톨 대사효소는 이노시톨을 인산화시켜 세포 성장과 에너지 대사조절을 하는 중요한 물질이지만 뇌에 미치는 영향은 거의 밝혀지지 않은 상태이다. 연구팀은 이노시톨 대사효소가 생쥐의 편도체에서 공포기억의 소거 반응을 전달하는 신호전달계의 활성화를 조절한다는 사실을 확인했다. 이노시톨 대사효소가 제거될 경우 공포기억에 무덤덤해지게 된다는 것이다. 김세윤 카이스트 교수는 “이번 연구는 대형 사고나 트라우마로 인해 겪게 되는 PTSD, 고소공포증을 비롯해 광장공포증, 대인공포증 같은 각종 사회공포증 등에 대한 이해를 높이고 새로운 치료방법을 찾아내는데 도움을 주게 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

줄기세포 업체 파미셀이 개발한 알코올성 간경변 치료제의 조건부 판매가 좌절됐다. 파미셀은 의약품 허가 신청을 심사하는 식품의약품안전처의 판단이 잘못됐다며 이의신청을 하겠다고 밝혔다. 이런 소식이 알려지자 코스닥 시장에 상장된 이 업체의 주가는 전 거래일보다 30% 가까이 하락했다. 파미셀은 7일 홈페이지를 통해 알코올성 간경변 줄기세포치료제 ‘셀그램-LC’의 조건부 허가가 반려됐다며 사과했다. 셀그램-LC는 과도한 음주 등으로 손상된 간조직의 섬유화를 개선하고 간기능을 회복시키는 의약품이다. 파미셀은 이 의약품의 전임상과 임상 1상, 임상 2상 시험을 끝내고 지난 2017년 식약처에 조건부 품목 허가를 신청했지만 2년 2개월만인 지난 1일 반려 통보를 받았다고 밝혔다. 조건부 허가는 임상 2상 시험 자료를 근거로 의약품 시판을 허가하는 제도다. 희귀질환이나 암, 생명을 위협하거나 한번 발생하면 쉽게 호전되지 않는 ‘중증의 비가역적 질환’ 등에 쓰는 의약품이 조건부 허가를 받을 수 있다. 파미셀은 식약처가 과도한 잣대를 들이댔다며 공개적으로 불만을 나타냈다. 식약처 담당 심사관이 제도 취지에 맞지 않는 ‘치료적 확증의 결과’ 또는 ‘임상 3상 시험이 100% 성공할 것이라고 판단할 수 있는 자료’를 제출할 것을 요구했다는 것이다.파미셀은 이런 요구가 불가능하다고 설명하고 추가자료와 임상 시험을 진행한 전문가 의견도 제시했지만 식약처 심사관이 받아들이지 않았다고 주장했다. 파미셀은 적극적으로 이의 신청을 거쳐 셀그램-LC가 조건부 허가를 받도록 노력하겠다고 밝혔다. 관계 법령에 따라 조건부 허가가 반려된 업체는 60일 이내에 이의 신청을 할 수 있다. 파미셀은 “심사관이 제도의 법규 취지에 맞지 않는 왜곡된 시각에서 접근해 출발이 잘못되었으며 이런 결론을 통보한 것에 대해 식약처에 정보공개를 청구하고 잘못된 부분을 바로 잡겠다”고 밝혔다. 이 업체는 대한간학회에 임상 3상 시험도 의뢰하겠다고 했다. 김현수 파미셀 대표는 “국내에서 한해 5000명의 알코올성 간경화 환자가 사망한다”며 “이들에게 희망을 주려면 더 노력했어야 하는데 (식약처가) 너무 완강하게 치료의 확증적 결과를 요구했기 때문에 조건부 허가의 문턱을 넘을 수 없었다”고 설명했다. 앞서 식약처는 2016년 ‘생물학적제제 등의 품목허가·심사 규정’을 개정해 안전성 및 치료 효과가 확인된 세포치료제에 대해 조건부 허가 대상을 확대했지만 지금까지 조건부 허가를 받은 줄기세포 치료제는 아직 없다. 한편 부정적인 이슈가 불거지면서 파미셀의 주가는 큰 폭으로 떨어졌다. 전 거래일 1만 6550원으로 거래를 마쳤으나 이날 오전 10시 30분 현재 1만 1600원으로 29.9% 하락했다. 파미셀은 아주대병원 혈액종양내과 교수 출신인 김현수 대표가 지난 2002년 설립한 회사다. 2011년 세계 최초로 줄기세포 치료제인 ‘하티셀그램 AMI’(급성심근경색 치료제)를 품목 허가를 받았다. 줄기세포치료제 외에 화장품과 실험기자재 등도 제조 판매하고 있다. 오달란 기자 dallan@seoul.co.kr

30여개 원소 성질 따라 배치한 주기율표 화학을 예측 가능한 학문으로 만들어줘 최소 160번까지 원소 발견 계속될 듯 새 원소 이름은 발견자나 국가 이름 붙여“수(소), 헬(륨), 리(튬), 베(릴륨), 붕(소), 탄(소), 질(소), 산(소), 플(루오르), 네(온), 나(트륨)….” ●현재까지 알려진 원소는 118종 중·고등학교에서 화학을 처음 접하는 사람들이라면 누구나 한번 거쳐가야 할 관문이 있다. 바로 학생들에게 화학은 암기 과목이라는 잘못된 고정관념을 갖게 만든 ‘원소 주기율표’다. 주기율표는 원소들을 원자번호 순서대로 배치하되 반복되는 화학적 성질에 따라 배열한 것으로 현재까지 알려진 원소는 자연계에 존재하는 98종과 인공적으로 합성된 20종을 합쳐 118종이다. 우리가 알고 있는 주기율표는 러시아 화학자 드미트리 멘델레예프(1834~1907)가 1869년 당시 알려진 30여개의 원소들을 이용해 만든 것이다. 그 이전에도 원소들을 성질에 따라 배열한 ‘원시 주기율표’가 있었지만 멘델레예프의 주기율표는 원소들의 알려진 원자량을 원소 성질에 따라 배치해 만들어진 것이다. 특히 멘델레예프 주기율표를 보면 미발견 원소들의 원자량과 성질을 정확하게 예측할 수 있다는 장점이 원시 주기율표와의 가장 큰 차이점이다. 화학은 수학, 물리학, 생물학 같은 다른 자연과학보다 과학적 체계를 갖춘 것은 늦었지만 20세기 들어 현대 물리학의 양자론과 결합돼 양자화학이 만들어지고 새로운 합성법들이 개발되면서 눈에 띄게 발전했다. 이런저런 물질들을 혼합해 만드는 연금술 수준에서 화학을 예측 가능한 학문으로 만들어 주고 20세기를 ‘화학의 세기’가 될 수 있도록 한 것도 주기율표의 공이다. 이 때문에 유엔은 멘델레예프가 주기율표를 발표한 지 150년이 되는 것을 기념해 올해를 ‘국제 주기율표의 해’로 지정했다. 올해는 새로운 원소 발견을 검증하고 이름을 짓는 권한을 갖는 국제순수응용화학연합(IUPAC) 창립 100주년이 되는 해이기도 하다. 지난주 과학저널의 양대 산맥인 ‘네이처’와 ‘사이언스’는 주기율표와 화학의 발전을 나란히 커버 스토리로 다뤘다. 멘델레예프의 주기율표가 등장한 초창기에는 화학자들이 새로운 원소 발견을 주도했지만 자연계에 존재하는 원소들이 사실상 모두 발견된 이후 최근에는 물질을 구성하는 근본 원리와 힘에 대한 호기심 때문에 물리학자들이 인공원소 발견을 이끌고 있다. 원자번호 100번대가 넘어가는 인공원소들은 자연상에 존재하는 시간이 매우 짧아 활용 가치가 낮기 때문에 화학자들의 관심에서 벗어나고 있다. 그러나 물리학자들에 따르면 최소 원자번호 160번 원소까지 발견할 수 있을 것으로 보여 새로운 원소들은 앞으로도 계속 발견될 것으로 기대되고 있는 상황이다. 새로운 원소의 이름은 발견자나 발견한 국가가 붙이도록 돼 있다. 현재 주기율표 118개의 원소 중 나라 이름이 붙은 것은 31번 갈륨(Ga·프랑스의 옛 라틴어 이름인 갈리아), 32번 저마늄(Ge·독일), 44번 루테늄(Ru·러시아), 84번 폴로늄(Po·폴란드), 87번 프랑슘(Fr·프랑스), 95번 아메리슘(Am·미국), 113번 니호늄(Nh·일본)이다. 이처럼 주기율표에 이름을 올리는 것은 노벨과학상 수상에 버금가는 영광으로 받아들여지고 있다. ●“주기율표, 물질의 성질 알려주는 보물지도” 이덕환 서강대 화학과 교수는 “화학은 물질의 성질을 알려주는 ‘보물지도’인 주기율표를 바탕으로 물질의 변환, 분석, 합성을 다루는 학문”이라며 “주기율표를 통해 자연의 오묘한 규칙성을 이해하는 것이 아니라 원소 이름이나 외우는 암기 과목으로 취급받는 것은 입시 위주 교육의 폐해”라고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리나라 법은 14세 미만의 미성년자에겐 형사책임능력을 묻지 않는다. 아직 성숙하지 못해 사물변별능력과 의사결정능력이 성인에 미치지 못하다는 이유에서다. 그렇다면 반대로 노화로 인해 뇌 기능이 약화된 노인에게는 형사책임을 물을 수 있을까? 형사적으로 미성년자의 ‘미성숙한 뇌’와 노인의 ‘노화된 뇌’의 차이는 무엇일까? 4일 법무부에 따르면 김봉수 전남대학교 법학전문대학원 교수가 연구한 ‘노령화 등으로 인한 뇌기능 및 신체활동능력 저하에 따른 범죄현황과 형사·행정적 대응 방안’에는 이 같은 논의가 담겨 있다.대검찰청의 범죄분석 자료를 살펴보면 2017년 기준 전체 범죄자 가운데 30대·40대 범죄자는 2011년 이후 꾸준히 감소하지만, 50대·60대 비율은 지속적으로 증가하고 있다. 나아가 노인 흉악범죄는 2011년 5.2%에서 2016년 12.5%로, 노인 폭력범죄는 동시기 6.2%에서 11.2%로 증가했다. 고령운전자의 교통사고도 2014년 2만 275건에서 2016년 3만 5702건으로 급증했고, 사고 원인의 60% 이상이 고령운전자의 ‘주의력 저하’인 것으로 나타났다. 노인범죄가 늘어나는 이유로 김 교수는 우선 노인들의 ‘분노와 원한’을 가장 주요하게 꼽았다. 김 교수는 지난 2008년 발생한 숭례문 방화사건을 예시로 들면서 노년기에 두드러진 심리적 불안정과 사회적 고립이 범죄에 영향을 미칠 수 있다고 분석했다. 또한 노인부양부담에 따른 사회적 갈등과 가족기능 약화, 경제적 빈곤 등 사회환경적 요인도 노인범죄 증가에 영향을 미칠 수 있다고도 밝혔다. 특히 생산가능인구가 부양해야 할 노인인구의 비율을 나타내는 노인부양지수는 2000년 10.1%에서 2007년 13.8%로 증가했고, 2020년에는 21.7%로 급증할 것으로 예상된다. 그렇다면 노인범죄가 형사책임대상에서 면제될 수 있을까. 우리나라 현행법은 형사미성년자와 심신장애인, 그리고 농아자에 대한 형사책임능력을 면제하고 있다. 특히 형사미성년자에 대한 책임능력을 묻지 않는 이유로 김 교수는 ▲14세 미만의 미성년자는 위법한 행위를 비난하기에 필요한 정도 내지 책임을 물을 수 있을 정도로 성숙하지 않았고 ▲형사미성년자를 교육 내지 보호의 대상으로 보겠단는 국가의지의 표명으로 형법 제9조를 이해해야 하고 ▲개인적 발육상태를 고려하지 않고 일반적으로 14세 미만의 형사책임능력을 부정하는 것은 입법 당시의 추세와 명확성 확보를 위한 입법자의 결단으로 봐야 한다고 꼽았다. 그러면서 이 모든 이유들의 공통점은 ‘미성년자를 성인수준의 정신적·지적 능력으로 보지 않는다는 점’이라고 설명한다. 그러나 노인은 미성년자와 다르게 봐야 한다는 것이 김 교수의 설명이다. 노인범죄에 대한 형사책임을 면제해야 한다는 측에선 노인의 ‘노화된 뇌’와 형사미성년자의 ‘미성숙한 뇌’가 기능적으로 유사하기 때문에 범죄에 있어서도 동일하게 취급해야 한다고 주장한다. 하지만 김 교수는 유사성만을 가지고 형사책임능력을 면제해주는 것은 타당하지 않다고 말한다. 범죄는 뇌의 물리적 능력이 아니라 인격체인 인간에게 사회가 부여하는 규범적 능력이기 때문이다. 또한 생물학적 기반이 유사하더라도 심라학적 요소, 즉 사물변별능력과 의사결정능력 면에선 미성년자보다 월등하기 때문이라는 이유도 있다. 다만 양형판단에 있어서는 ‘고령’이라는 점이 감형 사유가 될 수는 있다고 봤다. 현행 형법 및 법원조직법에 규정된 양형조건에도 피고인의 나이는 행위자 관련 요소에 포함돼 있다. 나아가 형사책임을 면제하진 않더라도, 형사절차 및 형집행 단계에선 배려와 차별화된 취급이 필요하다며 노인부 법원, 노년원, 노인교도소 등 노인전담 조직을 갖추고, 노인에 대한 재사회화 및 보호관찰제도 등도 강화해야 한다고 제안했다. 나상현 기자 greentea@seoul.co.kr

“아프니까 청춘이다”는 말은 아픔과 청춘이라는 단어를 억지로 붙인 인과관계가 성립하지 않는 언어유희일 뿐이며 “아프냐 나도 아프다”라는 말은 공감능력은 있지만 치유해주고자 하는 의지가 없는 말이라는 농담이 있다. 사실 사람은 인생의 3분의 1을 잠자는데 보내는 것으로 알려져 있지만 잠은 뇌와 함께 여전히 생물학 분야에서 수수께끼로 남아있는 분야이다. 특히 어떤 유전적 힘이나 분자적 작용이 수면을 유도하는지, 수면이 인체에 어떤 효과를 가져다 주는지에 대해 명확히 밝혀지지 않았다. 그런데 미국 신경과학자들이 아프면 다른 직접적인 치료법만큼이나 잠을 자는 것이 도움이 된다는 연구결과를 발표했다. 또 병에 걸리면 잠이 많아지는 이유도 인체의 면역시스템이 작동하기 때문이라는 사실이 밝혀졌다. 미국 펜실베니아대 의대 하워드휴즈 의학연구소 연구진은 초파리 실험을 통해 수면을 유도하는 ‘NEMURI’라는 단일 유전자를 발견하고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 1일자에 발표했다. 네무리는 수면을 유도해 인체 고유의 면역 치료기능을 활성화시켜 몸 속에 침투한 병원균들과 싸우도록 뇌에서 분비되는 것으로 알려졌다. 연구팀은 초파리에게서 네무리 유전자를 제거한 결과 파리들은 잠을 자지만 계속 흥분 상태로 남아있으면서 똑같은 시간을 잠들더라도 수면부족에 시달리고 병원균에 쉽게 감염된다는 사실을 확인했다. 또 초파리들에게 병원균을 감염시킨 뒤 절반은 네무리 유전자를 활성화시켰고 나머지는 내버려뒀는데 네무리 유전자가 활성화된 초파리들이 빨리 치유되고 생존율도 높아지는 것이 관찰됐다. 연구팀에 따르면 네무리는 일종의 항균 단백질로 초파리의 말초신경에 침투했을 가능성이 높은 미생물을 죽이고 수면을 증가시켜 체내 면역시스템을 최대한 가동시키는 기능을 갖고 있는 것으로 분석했다. 특히 네무리는 잠자는 동안 많이 분비되는 것으로도 확인됐다. 연구팀은 네무리 유전자가 면역기능과 수면효과의 연결고리라고 판단하고 병에 걸리면 일반적인 치료와 함께 충분히 잠을 자는 것이 회복에 도움이 될 것이라고 충고했다. 아미타 세갈 교수는 “잠과 치유효과는 밀접하게 연관돼 있을 것이라는 추측은 많았지만 이번 연구는 수면과 면역시스템을 직접 연관이 있으며 아플 때 잠이 어떤 효과를 가져다주는지를 보여주고 있다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

식물의 형태를 관찰하고 그리는 건 내게 늘 새로운 발견의 시간이다. 기존에 알려지지 않은 신종과 기록이 없는 미기록종을 그릴 때엔 물론이고, 우리 가까이에 늘 존재해 온 과일과 채소를 그릴 때에도 마찬가지다.작년 이맘때 우리나라에서 육성한 딸기의 씨앗을 그리며 생각했다. ‘ 딸기의 씨앗이 이렇게나 많았다니!’ 보통 때 같으면 씻어 한입에 물어 먹던 딸기를 수시간 째 그리느라 가만히 들여다보고 씨앗을 세었을 때, 딸기 열매의 표면에는 이백개가 넘는 씨앗이 달라붙어 있었다. 딸기를 먹을 때에 톡톡 터지는 식감을 주는 까만 그 무언가는 규칙적으로 배열된 이백여개의 씨앗으로서 존재하고 있던 것이다. 흥미로운 건, 식물이 내 입에 들어오는 순간 이들은 내게 그저 음식일 뿐이지만, 형태를 가만히 관찰할 때 이들은 단순히 식용을 위한 존재가 아닌, 산과 들에서 사는 살아 있는 하나의 생물로 느껴진다는 것이다. 내가 과일과 채소 기록하기를 유난히 좋아하는 건 이 이유가 아닐까 생각했다.몇 년 전 나는 노르웨이의 수도인 오슬로시와 함께 ‘도시 식량 도감’이라는 제목으로 미래의 주요 식용 생물들을 그렸다. 그때 그렸던 식물 중엔 딸기도 있었다. 노르웨이의 식물 연구는 우리에겐 낯설지만, 이곳에는 스발바르 시드 볼트라는 인류의 미래를 위한 식용 식물 씨앗 저장고가 있을 정도로 식용 작물에 대한 연구가 활발하게 진행 중이다. 이곳에서 선정한 미래의 주요 작물인 딸기는 우리가 늘 먹는 딸기와는 다른 야생 딸기였지만, 이것이 의미하는 바 딸기는 과일의 역할을 넘어 생물학적으로 영양학적으로 중요한 식물이라는 것이다. 장미과 식물인 딸기는 고대 로마인에 의해 처음 재배되기 시작했다. 이들은 딸기를 ‘프라가’라 불렀는데, 속명 프라가리아의 어원이기도 한 이 단어는 ‘향기로운 것’이란 뜻이다. 그래서 이름만 보면 향기가 유난히 많이 나는 식물인 것 같지만 사실 이 향기가 많이 나는 고대 로마인의 딸기와 우리가 먹는 딸기는 다른 종이다. 이들이 재배했던 건 그 재배로 끝이 나고, 17세기 프랑스 육군 공무원이 칠레에서 일하다 발견한 야생 딸기, 칠로엔시스로부터 지금의 딸기로 발전된다. 프랑스로 옮겨 가 심어진 이 ‘칠로엔시스’의 암꽃과 ‘버지니아나’라는 종의 수꽃이 우연히 혼식되어 새로운 종, 우리가 먹는 딸기와 비슷한 밭 딸기가 생겨나고, 이것으로 딸기 산업이 본격적으로 시작된다. 중요한 전환점은 늘 우연으로부터 시작한다. 후에 딸기는 생과뿐만 아니라 빵과 과자, 음료 등 모든 요리의 레시피로 이용되며 인류에게 유용한 식재료로서 세계적인 과일로 발전한다. 긴 역사 동안 수많은 육종가들 덕에 딸기가 지금의 맛과 형태로 진화할 수 있었지만 그중에는 식물세밀화가의 역할도 한몫을 했다. 프랑스의 원예가이자 식물학자이자 교수였던 앙투안 니콜라 뒤센은 당시 프랑스에서 육성된 딸기의 역사와 특성을 묶어 1766년 ‘딸기의 박물학’이란 책을 출간했다. 작년 봄 파리자연사박물관 내 서점에서 딱 한 권 남아 있던 손때 묻은 이 책을 발견하고 바로 집어 들었을 때의 쾌감을 잊을 수 없다. 뒤센 그림 특유의 자로 잰 듯한 네모칸 안에 연필과 펜으로 쓱쓱 그린 프랑스의 야생 딸기와 교배종들. 딸기 열매만을 붉은빛으로 채색해 둔 이 기록은 유럽의 야생 딸기 원종들과 당시 개인 육종가들에 의해 우후죽순 개량된 딸기 품종을 정리했다는 데에 의미도 있었지만, 그것을 바탕으로 품종별 특성과 재배 방법을 식별하고 우량종을 선발할 수 있었다는 데에서 딸기 연구 역사에 큰 역할을 했다. 물론 책에는 원예가였던 뒤센이 스스로 육성한 품종에 대한 이야기도 포함돼 있다. 최근 우리나라에서 재배, 육성된 딸기의 맛이 세계에 알려지기 시작하며 ‘우리나라 딸기 전성시대’를 열어 가기 시작했다. 수출량은 급속도로 늘어 가고, 외국인들 사이에서 한국에 가면 꼭 먹어야 한다는 음식 목록에 딸기가 있다. 소비량이 늘어난 만큼 재배농가도 늘고, 아이들은 주말이면 가족과 딸기 농장에 가 수확 체험을 한다. 이쯤에서 나는 무얼 할 수 있을까. 뒤센이 그랬듯, 이 딸기들을 기록하는 일이 내가 할 수 있는 전부일 것이다. 내가 살고 있는 지금, 이곳에서 하필 딸기가 부흥하는 건 어쩌면 딸기를 그려야 하는 운명일지도 모른다는 생각을 했다. 아리향을 시작으로 설향, 매향, 죽향…. 우리나라에서 육성한 이 딸기들을 하나씩 그려 나가고 싶다.

공룡은 중생대 말 지구에 운석들이 떨어져 그 영향으로 지구에서 완전히 사라졌다고 알려져 있습니다. 과연 공룡들은 완전히 멸종한 걸까요. 과학자들은 지금도 주변에서 공룡을 흔히 볼 수 있다고 이야기합니다. 도심에서 흔히 볼 수 있는 비둘기는 물론 닭이나 까치 같은 새들이 다름 아닌 공룡이라는 것입니다. 중생대 말 대부분의 공룡은 사라졌지만 그중 한 갈래가 살아남아 현재 1만종이 넘는 조류로 진화했다는 것이지요. 새가 공룡의 후손이라는 것을 알려 주는 증거들은 상당히 많습니다. 현생 조류의 조상인 초기 공룡들은 두 발로 걸어다녔고 날개로 진화할 수 있었던 긴 앞발, 뼈 속의 공기 주머니, 파충류보다는 현생 조류의 알과 비슷한 공룡알, 중온동물, 깃털로 둘러싸인 몸 등이 대표적입니다. 그중 가장 결정적인 증거는 바로 깃털입니다. 현생 조류의 조상인 초기 공룡들도 새들처럼 온몸이 깃털로 덮여 있었다고 합니다. 그렇지만 이 깃털들은 비행 목적이 아닌 보온이나 배우자를 유혹하기 위한 수단이었다고 생각돼 왔었습니다. 또 공룡들이 어떻게 날 수 있게 됐는지에 대해서도 명확히 알려져 있지 않았습니다. 그런데 중국 과학원 난징 지질학·고생물학연구소, 산둥성 린이대, 미국 노스캐롤라이나주립대, 노스캐롤라이나 자연사박물관, 유전자 분석전문 기업 앰비오팜 공동연구팀은 현재 살고 있는 조류와 여러 파충류의 유전체, 7500만~1억 6000만년 전에 살았던 깃털공룡들의 유전체를 분석한 결과 공룡의 깃털을 구성하는 핵심 단백질들이 시간이 지나면서 가벼워지고 신축성을 갖도록 진화해 날 수 있게 됐음을 밝혀냈습니다. 이 같은 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 1월 28일자에 실렸습니다. 모든 척추동물들은 ‘케라틴’ 단백질을 갖고 있습니다. 사람에게는 털·피부·손발톱을 만드는 알파케라틴이 있고, 파충류·양서류·조류에게는 베타케라틴이 발톱과 부리·깃털을 형성합니다. 과학자들은 현생 조류와 파충류의 유전체를 분석한 결과 현생 조류들은 알파케라틴을 거의 상실했으며 베타케라틴이 더욱 많아지면서 탄력 있고 가벼운 깃털을 갖게 됐다는 것을 밝혀냈습니다. 또 연구팀은 ‘안키오르니스 헉슬리아이’라는 1억 6000만년 전에 살았던 닭 크기 깃털공룡의 깃털 유전체를 분석한 결과 그 이전에 살았던 깃털공룡들보다 베타케라틴 단백질의 양이 상당히 늘어났다는 사실을 밝혀냈습니다. 연구팀은 1억 3000만년 전에 살았던 ‘슈부이아 데세르티’라는 깃털공룡의 유전체도 분석했는데 안키오르니스보다 알파케라틴은 더 줄고 베타케라틴의 양은 늘어났다는 사실을 발견했습니다. 여전히 날지는 못하고 날갯짓을 하며 뛰어다니는 수준이었지만 현생 조류 중 날지 못하는 새에 가까워졌다는 설명입니다. 이번 연구에 참여한 진화생물학자들은 깃털공룡의 형태뿐만 아니라 유전적 변화가 날지 못하는 공룡을 날 수 있도록 진화시켜 다양한 새로 진화하게 된 것이라고 설명하고 있습니다. 만약 중생대 말 공룡이 모두 멸종했다면 지금 우리는 치킨의 맛을 알지 못했을 겁니다. 그리고 설 명절, 오랜만에 만나는 친척 아이들에게 이런 재미있는 공룡 이야기들을 풀어 놓는다면 똑똑한 삼촌, 이모, 고모로 보이지 않을까요. 아이들이 가장 좋아하는 이야기는 다름 아닌 공룡 이야기이니까요. edmondy@seoul.co.kr