병에 걸리지 않고 건강하게 오래 사는 ‘불로장생’은 인류가 꿈꿔 온 오랜 소망입니다. 신하들에게 불로초를 찾아오게 한 중국의 진시황뿐만 아니라 중세시대 연금술사들이 만들어 내고자 했던 ‘철학자의 돌’도 불로장생을 위한 인간의 열망을 드러낸 사례입니다. 오스카 와일드의 ‘도리언 그레이의 초상’, 브램 스토커의 ‘드라큘라’ 등 문학작품들도 영원한 젊음에 대한 갈망을 드러낸 것이라는 평가를 받습니다. 17세기 독일 의학자인 안드레아스 리바비우스는 젊은이의 피를 노인 혈관에 직접 연결해 수혈하면 회춘이 가능하다는 주장을 펴기도 했습니다. 혈액형이라는 문제를 고려하지 않아서 수많은 사람이 이렇게 젊음을 찾다가 죽음에 이르렀습니다. 실제로 2014년 미국 스탠퍼드대 연구팀이 ‘병체결합’이란 방법으로 젊은 쥐와 늙은 쥐의 혈관을 하나로 연결해 늙은 쥐가 젊어지는 것을 발견했습니다. 또 지난 4월 이 연구팀은 신생아의 제대혈에서 수집한 혈장을 늙은 쥐에게 주입해 기억력과 판단력 등 뇌 기능이 전반적으로 향상됐다는 연구 결과를 발표하기도 했습니다. 노화와 젊음의 열쇠는 ‘텔로미어’라고 부르는 염색체 말단 부위에 있다고 합니다. 텔로미어의 길이가 짧아질수록 노화가 진행되기 때문에 짧아지는 속도를 늦추거나 길게 연장시키면 오래 살 수 있다는 설명도 됩니다. 남은 수수께끼는 여성과 남성의 평균수명 차이였는데, 한 국제 공동연구진이 남성의 평균수명을 10년 정도 더 늘릴 수 있는 유전자를 발견하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 16일자에 발표했습니다. 이 연구진에는 미국 뉴욕 알베르트 아인슈타인 의대, 하버드대 인간진화생물학과, 버몬트대 의대, 메릴랜드대 의대, 워싱턴대 공중보건대, 프레드 허친슨 암연구센터, 국립보훈병원, 프랑스 파리남부대 의대가 참여했습니다. 연구팀은 많은 동물에서 몸집과 수명이 밀접한 관계가 있다는 사실에 주목했습니다. 그래서 사람에게서도 몸을 자라게 만드는 물질, 즉 성장호르몬에 관심을 가졌죠. 그 결과 연구팀은 ‘d3-GHR’이라는 성장호르몬 수용체 유전자가 남성의 평균수명을 10년 정도 늘리는 데 도움을 주는 핵심 유전자라는 것을 알게 됐습니다. 연구팀은 841명을 대상으로 성장호르몬 수용체 유전자를 분석했는데 장수하는 남성 가운데 d3-GHR 유전자에 돌연변이를 가진 사람이 많다는 것을 발견한 것이죠. 성장호르몬 수용체는 성장호르몬 신호를 증폭시켜 키를 크도록 만드는 역할을 하는데 이 수용체에 돌연변이가 생기면 성장 속도가 더뎌집니다. 대신 장수할 수 있게 되는 것이지요. 이런 유전자는 여성에게도 있지만 별다른 영향을 미치지 않는다고 합니다. 이처럼 성장호르몬과 장수와의 연관성을 찾은 연구는 처음이라고 합니다. 요즘 우리 남녀 청소년들의 평균 키는 매년 증가세를 보이고 있어 작은 키를 가진 아이들의 부모는 고민이 큽니다. 좀더 지켜봐야 하나, 성장호르몬 주사라도 맞혀야 하나 이런 고민입니다. 아이에게 성장호르몬 주사를 놓는 선택을 하는 경우도 많죠. 그렇지만 이번에 연구를 주도한 질 아츠몬 알베르트 아인슈타인대 교수는 “나라면 성장호르몬 주사를 반대할 것”이라고 단호하게 말합니다. 오래 살 수 있는 기회를 왜 부모가 앞장서서 굳이 차 버리냐는 의미인 것 같기도 합니다. edmondy@seoul.co.kr

‘히어로즈’라는 미국 TV시리즈(미드)를 기억하시나요. 2006년 미국 NBC에서 제작해 시즌5까지 나왔는데, 국내에서도 상당한 인기를 끌었습니다. 전 세계에서 자신이 특별한 능력을 가졌다는 것을 발견하고, 그 능력 때문에 삶이 바뀌는 평범한 사람들의 이야기를 속도감 있게 풀어낸 SF 작품입니다.초능력자들이 나오는 영화에 열광하는 이유는 정의가 사라진 사회와 그런 현실에서 길을 잃은 평범한 개인들이 초현실적 상황에서 탈출구를 찾고자 하는 것은 아닐까, 이런 생각이 들기도 합니다. 만약 내일 아침 갑자기 초능력을 갖게 된다면 어떤 능력이 좋을까요. 예전 외국의 한 인터넷 사이트에서 이와 비슷한 설문조사를 본 적이 있습니다. 결과를 보니 많은 사람들은 강한 힘보다, 날아다니는 능력보다 남의 생각을 읽는 독심술을 원했습니다. 사회생활을 하면서 다른 사람의 의도와 생각을 파악하는 것이 쉽지 않다는 것을 절감하기 때문이 아닐까 싶습니다. 또 엄청난 힘과 능력이 생기면 지구를 구하러 다녀야 하기 때문에 피곤해질 수도 있을 것 같습니다. 저 역시 독심술을 절실히 원하는 사람 중 하나입니다. 아이들의 기분을 읽을 수 있다면 훨씬 육아가 편해지지 않을까요. 그런데 최근 한 다국적 연구진이 미국계 바이오기업인 23앤미(23andme)와 손을 잡고 타인의 감정과 생각을 읽는 데 도움을 주는 유전자를 발견했다고 합니다. 영국 케임브리지대 자폐증 연구센터와 프랑스 파리7대학 인간유전 및 인지기능연구소, 파스퇴르연구소가 주도한 이번 연구의 결과는 국제학술지 ‘분자 정신건강의학’ 최신호에 실렸습니다. 20년 전 케임브리지대 인지과학 연구팀은 타인의 눈을 보고 무엇을 생각하고 있는지를 맞히는 ‘시각 측정’이라는 심리측정법을 개발했습니다. 이 방법으로 실험한 결과 우리 중 일부는 독심술 능력이 무척 발달해 있으며 여성이 남성보다 점수가 높다는 사실이 알려졌습니다. 연구팀은 바이오기업 23앤미의 전 세계 고객들 중 8만 9000명을 대상으로 시각 측정과 함께 유전자 검사를 실시했습니다. 이번 검사에서도 여성의 평균 점수는 남성보다 훨씬 높았으며 자폐 증상이 있는 사람의 점수는 평균 이하로 나타났다고 합니다. 유전자로 분석하면 이런 독심술 능력은 3번 염색체와 깊은 연관이 있으며 특히 ‘LRRN1’ 유전자가 영향을 미쳤습니다. 극단적으로 생각하면 유전자 편집을 통해 타인의 감정을 읽는 능력을 개발할 수도 있다는 이야기입니다. 연구자들은 독심술 능력이 있는 사람들이 타인의 감정에 대한 공감능력도 뛰어나다고 밝혔습니다. 독심술은 눈을 통해 타인의 마음과 생각을 읽어 내게 유리하게 이용하려는 능력만이 아닙니다. 타인의 감정을 읽고 그 감정에 공명하는 데서 시작합니다. 그렇게 공감하는 겁니다. 현대사회에서 개인의 생존에 매달리다 보면 타인에 대한 관심이 상대적으로 낮아지는 것은 어쩔 수 없습니다. 한국사회는 유독 타인에 대한 배려와 공감능력이 떨어진다는 지적을 받습니다. 해외에서 내놓은 독심술 연구에서, 건강한 사회를 위해 타인의 아픔과 즐거움을 함께 나눌 수 있는 공감능력에 주목해 봅니다. edmondy@seoul.co.kr

우리는 살면서 꽤 많은 사람을 만난다. 출퇴근 버스와 지하철 안, 오가는 거리에서 그리고 텔레비전이나 영화 등을 통해서 말이다. 그리고 누군가와 닮은 사람을 보면 신기해한다. 왜냐하면 지구상에 똑같은 사람은 단 한 명도 없다는 걸 알기 때문이다. 어느 누구도 외모, 성격, 태도, 가치관 등이 똑같은 경우는 없다.비슷할 것 같은 부모 형제도 다르다. 물론 유전적으로 동일한 일란성 쌍둥이는 예외이지만. 동물이나 식물도 마찬가지이다. 우리에게 친숙한 개나 고양이, 다양한 종류의 가축들, 더 나아가 야생의 동물들은 물론 대다수의 식물, 심지어 곰팡이와 버섯까지 같은 종이라도 동일한 개체는 없다. 세균이나 단세포 진핵생물은 제외하더라도 매우 많은 종류의 생물들은 모두 조금씩이라도 다르다.왜 그럴까. 정답은 생물들의 유성생식 때문이다. 유성생식을 하면 생물 개체들은 다양한 특징을 나타내게 된다. 반면 무성생식을 하는 세균이나 단세포 진핵생물은 복제품처럼 똑같은 개체가 존재한다. 유성생식은 암컷의 난자와 수컷의 정자가 수정돼 자손이 태어나는 번식 방법이다. 난자와 정자가 수정하면서 부모의 염색체(유전물질)가 자손에게 전달된다. 사람은 아버지로부터 가장 큰 염색체인 1번에서 가장 작은 염색체인 22번까지, 그리고 성염색체를 포함해 23종 23개 염색체가 전달되고 어머니에게서도 마찬가지로 23종류 23개 염색체가 전달된다. 23개 염색체에는 약 2만 1000개의 유전자를 비롯한 모든 유전정보가 담겨 있다. 정자와 난자가 수정돼 태어난 아기는 아버지와 어머니에게서 전부 23종류 46개의 염색체를 가지게 된다. 아이는 나중에 배우자와 만나 자손을 낳을 때 23종류 23개의 염색체를 전달한다. 이 아이가 태어날 때 아버지와 어머니로부터 받은 1번 염색체 중에서 1개가 선택되고 2번 염색체 중에서 1개가 선택되는 등 이렇게 23번 염색체까지 선택이 이루어진다. 그러니까 이 아이가 자손에게 전달할 수 있는 염색체의 조합은 2의 23제곱개로 약 840만 가지의 생식세포가 생길 수 있다. 여기에다 배우자도 같은 수의 생식세포가 생길 수 있으니까 정자와 난자가 만나 생긴 자손의 유전적 다양성은 적어도 70조(840만×840만) 가지가 된다. 그러니까 형제자매라도 유전적으로 동일할 가능성은 많아야 70조분의1로 사실상 0에 가깝다. 유성생식 과정을 통해 이렇게 다양한 유전적 조성을 갖게 되면 생물들은 다양한 환경에 대비할 수 있다. 가장 잘 알려진 것은 기생생물과의 싸움이다. 사람을 비롯한 수많은 동식물은 많은 종의 세균과 미생물이 서식하는 숙주이다. 이 기생생물들은 매우 빠르게 다양한 변이를 만들어 낸다. 이에 대응해 숙주인 동식물이 살아남으려면 다양한 면역 관련 세포를 만들 유전적 다양성이 필요하다. 남미의 한 양서류는 기생충이 창궐하면 유성생식, 기생충이 잦아들면 무성생식을 하는 것으로 밝혀졌다. 또한 유성생식을 통해 생존에 적합하지 않은 유전자를 가진 자손은 자연 도태됨으로써 생존에 부적합한 유전자를 솎아 내는 효과도 있다. 이런 이점 때문인지 무성생식을 하는 동물인 담륜충도 외부의 유전자를 몸 내부로 받아들여 자신의 유전적 조성을 다양하게 만든다. 또한 세균도 다른 세균과 활발하게 유전자를 교환해 유전적 다양성을 만들고 있다. 말도 많고 탈도 많았던 역사 국정교과서가 폐지됐다. 순전히 생명과학의 관점, 즉 생물의 존속에 다양성이 매우 중요하다는 점을 반추해 보면 이는 타당한 것 같다. 왜냐하면 다양성은 강한 콘텐츠를 만드는 유용한 수단이고 그것이 교과서라 하더라도 마찬가지일 것 같기 때문이다.

최근 로봇, 빅데이터, 사물인터넷, 인공지능 등 4차 산업혁명이 농촌으로 확산되고 있다. 하지만 농업의 전문화와 첨단화를 이끌 젊고 유능한 인재는 부족하다. 자유무역협정(FTA) 등으로 시장 개방이 확대되고 고령화가 심화돼 농업과 농촌의 여건은 점점 어려워지고 있다. 귀농 인구가 증가 추세에 있다고는 하나 30대 이하 젊은 귀농인은 전체의 9.6%에 불과하다. 이들이 농업에 활력을 불어넣기에는 아직 역부족으로 보인다. 나는 한국농수산대학 졸업생이다. 학교에서 평생의 반려자를 만나 부부가 함께 느타리버섯을 생산하는 30대 창업농이다. 필자는 경찰에 뜻을 품고 다른 대학 경찰행정학과에 다니다가 군에서 한국농수산대학에 대해 알게 됐다. 군대에서 상관의 입학 권유가 있었는데 농업에 비전을 가지고 전문 농업경영인의 꿈을 꾸게 됐다. 제대 후 2006년 한국농수산대학 특용작물학과 버섯 전공으로 입학했다. 부모님께서도 버섯을 재배하셔서 재배사 3개 동의 영농기반을 갖추고 있었지만 대학 합격 오리엔테이션 바로 전날 화재로 인해 시설이 전소되고 말았다. 졸업 후 전남 해남에 내려오니 전소된 재배사밖에는 없었다. 초기 자본금이 부족했다. 기존 재배법보다 더 적은 자본으로 생산시설을 갖출 수 있는 발효재배 방법을 고안해 발효 기계까지 자체 제작했다. 4년 동안 다양한 재배 방법을 연구해 현재 재배사를 5동으로 늘리고 LED 시스템 공법을 도입해 안정적인 버섯농업을 시작할 수 있었다. 대학에서 농업기술과 현장기술, 농장경영에 대해 체계적인 교육을 받을 수 있었던 것이 꿈을 키우는 데 큰 도움이 되었지만 현장에 정착하는 데에는 어려움이 많았다. 특히 졸업 후 사실상 영농 창업을 새롭게 시작해야 했기 때문에 창업자금이 턱없이 부족했다. 해남에 내려와서 영농자금을 다양하게 알아봤지만 받을 수 있는 돈은 농업후계자융자자금 1억원뿐이었고 그것으로는 간신히 토지밖에는 구입할 수가 없었다. 가장 어려웠던 건 영농 창업 직후 수지타산을 맞춰 안정적인 소득을 확보하는 것이었다. 비용을 줄이려고 기존 병 재배 방식을 포기하고 발효재배 방식을 선택했지만 실패를 거듭해 오롯이 빚더미에 앉고 말았다. 하지만 포기하지 않았다. 기술센터와 선배 농가에 도움을 청하고 팜파티, 버섯전시회, 버섯염색체험 등 다양한 체험 프로그램도 운영했다. 재기를 위한 노력은 마침내 빛을 발했다. 창업 후 3년째부터 안정적인 소득이 나오기 시작했다. 그 결과 지난해 2억 5000만원의 매출액을 올리는 어엿한 전문 농업경영인으로 성장할 수 있었다. 나처럼 많은 젊은이들이 한국농수산대학에 지원해 농업을 꿈꾸고 도전했으면 한다. 농업으로 성공하고 싶다면 기술센터, 선도농가에 적극적으로 배움을 청하는 자세가 중요하고 지역의 농업인들과도 조화를 이루어야 한다. 또한 ‘6차 산업화’ 노력으로 다양한 소득원을 창출하는 노력도 기울이길 당부하고 싶다. 정부에서도 이들이 안정적으로 정착할 수 있도록 지원책을 마련해야 한다. 농업 재배기술, 농장 경영 능력을 키워 나갈 수 있도록 멘토·멘티 프로그램, 교육 컨설팅 프로그램을 확대 운영해 줬으면 한다. 또한 많은 이들이 혜택을 볼 수 있도록 한국농수산대학의 입학생도 늘어나길 바란다. 일본, 유럽 등 해외 사례처럼 청년농업인에게 생활안정자금을 지원해 준다면 영농 조기 정착에 큰 도움이 될 것으로 생각한다. 젊음과 열정만으로는 영농기반이 없는 청년들이 농촌에 정착하기 어려운 것이 현실이다. 하지만 최근 한국농수산대학 출신 졸업생들의 성공 사례는 농업에 도전할 만한 가치가 있다는 희망의 메시지를 전달하고 있다. 보다 많은 젊은이들이 농업에 관심을 가지고 창업해 우리 농업을 젊게 만들기를 기대해 본다.

하루 30~40분씩 일주일에 5일 정도 조깅하면 9년은 더 오래 살 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 조깅은 일반적으로 시속 8km 정도의 속도로 달리는 것을 말한다. 미국 브리검영대 운동과학부 래리 터커 교수팀이 미 건강영양연구(NHANES)에 참가한 20~84세 성인남녀 5823명의 조사자료를 분석해 위와 같은 결과를 국제 학술지 ‘예방의학’(Preventive Medicine) 최신호에 발표했다. 이번 연구는 운동을 규칙적으로 하는 사람들은 세포 노화 속도가 느릴 수 있다는 것을 보여줬다. 하지만 세포 노화를 지연하는 효과를 충분하게 보려면 운동 강도가 높아야 한다고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 이번 연구에서 정기적으로 운동을 격렬하게 했던 사람들은 운동을 적당하게 했던 이들보다 세포 수준에서 각각 9년과 7년까지 수명 연장에 차이가 있다는 것을 확인했다. 여성의 경우 일주일에 5일은 하루 30분 동안 조깅을 해야 하고, 남성은 같은 기준으로 하루 40분까지는 조깅을 해야 세포 노화를 지연하는 혜택을 볼 수 있다는 것이다. 그렇지만 운동을 이만큼 하면 심지어 주름과 흰머리가 늘어나는 것도 예방할 수 있다고 연구팀은 설명한다. 젊을 때는 신체 전반의 세포가 튼튼해서 피부는 부드럽고 탱탱하고 머리카락은 윤기가 흐르고 풍성하며 신체 활력이 넘치지만, 세월이 흐르면 세포의 힘이 약해져 손상이 진행돼 겉으로 주름이나 흰머리 등이 나타나는데 이를 늦출 수 있다는 것이다. 이에 대해 터커 교수는 “당신이 40세라고 해서 생물학적으로도 40세라는 의미는 아니다. 우리는 모두 실제 나이보다 어려 보이는 사람들을 봐 왔다”면서 “우리가 신체적으로 더 활동할수록 우리 몸의 생물학적인 노화는 줄어드는 것”이라고 설명했다. 또한 이번 연구에서는 운동량이 많았던 사람들은 그렇지 않은 이들보다 훨씬 긴 텔로미어를 가진 것으로 나타났다. 텔로미어는 구두끈 끝이 풀리지 않도록 플라스틱으로 싸매는 것처럼, 세포의 염색체 말단부가 풀리지 않도록 보호하는 부분을 말한다. 이 말단부는 세포가 한 번 분열할 때마다 점점 풀리며 그 길이도 조금씩 짧아지고 이 때문에 세포는 점차 노화해 죽게 되는 것이다. 이런 텔로미어의 길이는 나이와 밀접한 상관관계가 있다. 또 텔로미어가 길수록 염색체가 닳아서 질병에 걸리는 것을 막을 수 있다. 즉 텔로미어가 더 길다는 것은 더 젊게 보이고 젊게 느낀다는 것이다. 텔로미어는 노화를 일으키는 원인과 세포가 얼마나 재생할 수 있는지를 안내하는 역할을 한다. 세포는 재생을 통해 신체 조직을 젊고 건강하게 유지한다. 그런데 어떤 사람들은 운동해도 노화를 늦추기 어렵다고 한다. 미국 캘리포니아주립대 로스앤젤레스캠퍼스(UCLA) 연구팀은 어떤 사람들은 신체 활동 수준이나 생활 방식과 관계없이 일찍 사망할 수 있다고 주장하고 있다. 이들은 연구를 통해 5%의 사람들은 유전적으로 더 빨리 늙도록 프로그램돼 있어 다른 사람들보다 더 젊을 때 사망하는 것을 발견했다. 또한 인종에 따라서 세포 노화 속도는 다를 수 있다고 한다. UCLA 연구팀에 따르면, 남미인들은 다른 어떠한 민족보다 천천히 늙는다. 연구팀은 이들 남미인은 노화 속도가 훨씬 느린 세포를 갖고 있어 명백하게 더 건강하다고 주장한다. 미국 질병통제예방센터(CDC)에 따르면, 미국에 사는 남미인들의 평균 수명은 82세로, 백인들(평균 수명 79세)보다 평균적으로 3년을 더 산다. 하지만 신체 활동은 수명을 연장할 수 있는 다른 여러 혜택과 관계돼 있다. 터커 교수는 “우리는 규칙적인 신체 활동이 사망률을 줄이고 수명을 연장하는 데 도움이 된다는 것을 알고 있으며, 이제 우리는 그 이점의 일부가 텔로미어의 보존으로 인한 것임을 알고 있다”고 말했다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

뼈 염분·칼슘 제거에 20일 소요 머리카락·혈액보다 DNA 적고 부패로 골수 없으면 감식 불가 세월호가 침몰했던 해역을 수중수색한 지 26일 만인 지난 5일 희생자 유해로 추정되는 사람뼈 한 점이 나왔다. 그러나 유전자 감식을 통해 신분을 확인하기까지 한 달 정도가 소요되는 것으로 알려지면서 그렇게 오래 걸리는 이유에 대한 궁금증이 커지고 있다. 최영식 국립과학수사연구원장은 이에 대해 “뼈는 유전자 감식을 통한 친자 확인 과정이 혈액이나 머리카락 등보다 훨씬 복잡하고 어려우며, 뼈가 있다고 해서 무조건 DNA가 검출되는 것도 아니다”라고 8일 밝혔다. 그는 특히 “뼈 안에 골수가 남아 있어야 하고, 그중에서도 DNA 확인에 적합한 조직을 찾아내야 한다”며 “염분 제거 등 전처리 과정을 포함하면 한 달이 결코 긴 시간이 아니다”라고 말했다. 구강상피세포, 혈액, 머리카락 등으로 하는 친자 확인은 하루 이틀이면 충분하지만 그와는 차원이 다를뿐 아니라 아예 신원 확인이 불가능할 수도 있다는 얘기다. 국과수에 따르면 뼈에서 DNA를 확보하기 위해서는 칼슘 성분을 제거한 뒤 정제 작업을 거쳐야 하는데 칼슘 제거 작업에만 길게는 20일 이상이 걸린다. 국과수 관계자는 “딱딱한 뼈에서 칼슘을 빼내 말랑말랑하게 만들어야 DNA 추출 등 실험이 가능한데, 이 과정이 뼈의 상태에 따라 2~3주가 걸린다”고 설명했다. 유병언 전 세모그룹 회장이 2014년 6월 백골로 발견됐을 때도 DNA 검출에 4주가 걸렸다. 국과수는 3년간 바다에서, 특히 미생물이 많이 사는 펄 속에 뼈가 묻혀 있었을 경우 부패 가능성이 높아 유전자 감식이 안 될 수 있다고 우려했다. 국과수 관계자는 “뼈에는 DNA양이 많지 않아서 상태가 좋지 않으면 검출이 안 될 수도 있다”며 “다만 일반 유전자 감식 과정에서 쓰이는 염색체 내 핵이 다 파괴된다 해도 모계에서 유전되는 미토콘드리아는 상당 기간 보존되기 때문에 이를 통해 친자 관계를 확인해 볼 수 있다”고 말했다. 국과수는 DNA 대조를 위해 시신 미수습 희생자 가족들의 구강상피세포 등을 확보했다. 세월호 현장수습팀은 이날도 단원고 학생들이 머문 세월호 4층 객실을 수색했지만 유해 추가 발견에는 실패했다. 세종 강주리 기자 jurik@seoul.co.kr

세계 최고령 다운증후군 할아버지가 지난 15일(현지시간) 케이크에 놓인 77개의 생일 촛불을 힘차게 불어껐다. 최근 영국 메트로 등 현지언론은 서머싯에 위치한 양로원에 살고 있는 케니 크리지의 믿기 힘든 사연을 전했다. 그가 태어난 것은 77년 전으로 사산될 것이라는 의사의 예상을 뒤집고 무사히 세상의 빛을 봤다. 그러나 평범한 아기와 외모부터 달랐던 그의 질환은 다운증후군. 염색체 질환인 다운증후군은 21번 염색체가 1개 더 많아 생기는 것으로 심장질환, 백내장, 간질, 호흡기 감염 등 수많은 질병에 노출돼 건강한 아기들보다 평균수명이 훨씬 짧다. 현재는 의료기술의 발달로 다운증후군 환자의 평균 수명이 50대까지 늘어났지만 그가 태어난 당시만 해도 12세 수준. 크리지 할아버지가 이렇게 장수를 누리게 된 배경은 가족들의 사랑과 헌신 덕이다. 조카딸인 마리 쇼턴은 "지금이야 장애인을 존중해주고 동등하게 대접해주려 노력하지만 과거는 달랐다"면서 "당시 할아버지의 부모는 주위의 편견 및 차별과 맞서 싸웠다"고 밝혔다. 이후 그를 마지막까지 애지중지 보호했던 모친마저 90세 나이에 세상을 떠나면서 할아버지는 조카 집에서 살게 됐고 5년 전 현재의 양로원으로 이사했다. 　 양로원 직원은 "할아버지는 항상 웃으며 사람들을 안고 뽀뽀한다"면서 "정말 행복한 삶을 살고 있으며 건강에도 전혀 문제가 없다"고 밝혔다. 이어 "지금도 달콤한 음식을 즐기며 사람들과 농담하고 하모니카 부는 것을 즐긴다"고 덧붙였다. 한편 역대 최고령 다운증후군 환자는 미국 미네소타 출신의 버트 홀브룩으로 지난 2012년 83세를 일기로 세상을 떠났다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

인간처럼 다운증후군을 갖고 태어난 침팬지가 역사상 두 번째로 확인됐다. 지난 21일(현지시간) UPI통신 등 외신은 일본에 사는 침팬지 카나코의 22번 염색체가 정상보다 1개 더 많은 삼중 염색체(trisomy)로 확인됐다고 보도했다. 인간만 앓는다고 여겨지는 다운증후군은 염색체 질환이다. 인간은 염색체 23쌍(46개)을 갖고 있는데 이중 21번 염색체가 1개 더 많아 3개가 존재하면 다운증후군의 원인이 된다. 이와 달리 인간 유전자에 가장 가깝다는 침팬지는 총 24쌍(48개)의 염색체를 갖고 있으며 이중 22번 염색체가 1개 더 많은 경우 다운증후군으로 진단받는다. 지난 1992년 수용시설에서 태어나 현재 구마모토 야생연구소에 살고 있는 카나코는 암컷으로 생후 156일 만에 아픈 어미와 떨어진 후 사육사 손에 컸다. 연구팀에 따르면 카나코는 생후 1년 동안 감기, 열, 설사, 오른쪽 눈 부위가 부어오르는 여러 증상을 앓았다. 이후 카나코는 이빨 발육 저하, 선천성 심장질환 등 전반적인 성장발달 저하 현상을 보였다. 특히 7살 무렵에는 백내장으로 완전히 시력을 잃기도 했다. 흥미로운 점은 지난 1969년 처음으로 학계에 보고된 다운증후군 침팬지가 2살이 되기 전에 죽은 반면 카나코는 24살이 된 지금까지 살아있다는 사실이다. 연구에 참여한 사토시 히라타 박사는 "인간에게서 발견되는 다운증후군 증상이 카나코에서도 공통적으로 발견됐다"면서 "침팬지의 22번 염색체는 인간의 21번 염색체에 해당하기 때문에 유전자적 차이를 규명하면 난치병을 치료하는데 도움을 줄 수 있다"고 설명했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

남성형 탈모의 유전적인 원인이 구체적으로 밝혀지게 될까. ‘국내 1000만 탈모인’들에게 한 줄기 빛과 같은 연구 성과가 나와 관심이 쏠리고 있다. 영국 에든버러대 연구진이 남성형 탈모와 관련한 유전자 위치 200여 곳을 알아냈다고 국제학술지 ‘플로스 제네틱스’(Plos Genetics) 최신호(2월 14일자)에 발표했다. 연구진은 탈모에 관한 게놈 전체의 공동 연구를 수행하고 있는 UK 바이오뱅크(UK biobank)와 협력해 40~69세 남성 5만2000명의 게놈과 건강에 관한 자료를 조사했다. 그 결과, 남성형 탈모와 관련한 유전자 위치 287곳을 정확하게 알아낼 수 있었다. 유전자 위치는 유전자가 염색체상에 차지하는 위치를 말하며 학계에서는 흔히 유전자 자리(gene locus)라고 칭한다. 또한 이번 연구에서는 개인이 탈모로 머리가 빠지는 정도를 예측하는 데 도움이 되는 특정 유전자 지표도 발견했다. 이뿐만 아니라 “남성형 탈모에 관한 대다수의 유전적 신호는 어머니에게서 물려받는 X 염색체에서 유래한 것이었다”고 연구를 이끈 사스키아 하허나르스 박사과정 연구원은 밝혔다. 또한 공동 연구자인 윌리엄 데이비드 힐 박사는 “이번 연구는 탈모 발생 시기를 조사한 것은 아니므로 앞으로 그 시기를 확인할 수 있으면 더 강력한 유전적 신호를 이해할 수 있을 것”이라고 말했다. 끝으로 연구 책임자인 리카르도 마리오니 박사는 “우리는 여전히 한 사람의 탈모 유형에 관한 정확한 예측에 많은 시간을 쓰고 있다”면서 “그렇지만 이번 결과로 한 걸음 더 나아가게 될 것”이라고 말했다. 이어 “이번 결과는 탈모의 유전적인 원인에 관한 이해도를 높이게 될 것”이라고 덧붙였다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

똑같은 유전자를 가지고 있는 일란성 쌍둥이가 있다. 1년 동안 한 명은 우주에서, 또 한 명은 지구에서 생활한다면 이들의 신체 상에는 어떤 차이가 발생했을까? 최근 미 항공우주국(NASA)의 인간 연구 프로그램(Human Research Program)이 흥미로운 첫 보고서를 발표했다. 연구 주제는 바로 우주인 스콧 켈리(52)와 그의 형 마크와의 신체 변화 비교다. NASA 소속 우주인 스콧은 지난 2015년 3월 지구를 떠나 340일 간 국제우주정거장(ISS)에 머물다 귀환했다. 이 기간 중 그는 지구를 무려 5440바퀴나 돌았으며 각종 실험을 성공적으로 진행했다. 그의 임무 중 대중의 가장 큰 관심을 불러일으킨 것은 같은 기간 지상에 있었던 쌍둥이 형 마크와의 신체 비교였다. 귀환 직후 NASA 측은 스콧의 척추가 늘어나 형보다 키가 5cm나 더 커졌다고 발표해 화제를 모은 바 있다. 이에 대해 스콧은 “(우주에 있는 동안) 골밀도가 감소했으며 근육은 위축됐다. 그리고 혈액 순환에도 문제가 있어 심장에 무리를 줬다”고 밝혔다. 이어 “심리적인 스트레스는 말할 것도 없고 매일 지구에서보다 10배 이상의 방사선에 노출됐으며 이는 내 여생에서 치명적인 암 발생 위험을 높였다”고 덧붙였다. 　 　 　 　　 이번 NASA의 보고서는 쌍둥이 형제간의 DNA 분석에 집중됐으며 유전자 발현(Gene expression), DNA 메틸화(methylation), 생물학적 지표 등에서 의미있는 차이가 있음이 확인됐다. 특히 연구팀이 가장 놀란 것은 텔로미어(telomeres)의 차이다. 텔로미어는 신발끈 끝이 풀어지지 않도록 플라스틱으로 싸매는 것처럼, 세포의 염색체 말단부가 풀어지지 않도록 보호하는 기능을 갖고 있다. 이 말단부는 세포가 한 번 분열할 때마다 점점 풀리면서 그 길이가 조금씩 짧아지고, 그에 따라 세포는 점차 노화된다. 때문에 텔로미어는 수명 유전자, 장수 유전자 등으로 불리며, 텔로미어의 길이가 길수록 노화의 속도가 느리기 때문에 오랫동안 젊음을 유지할 수 있고 수명이 늘어날 수 있음을 뜻한다. 연구팀은 흥미롭게도 지구로 귀환한 스콧의 텔로미어가 지상에 있던 형보다 더 길어진 것을 확인했다. 연구에 참여한 수잔 베일리 박사는 "우주에 있던 스콧의 텔로미어가 길어진 것은 우리의 예측과 정반대였다"면서 "귀환한 후 얼마 지나지 않아 그의 텔로미어는 다시 원래대로 돌아왔다"고 설명했다. 이어 "극미중력 상태에서의 생활, 우주에서의 스트레스 등이 그 원인으로 풀이된다"면서 "다만 켈리 형제의 이번 사례를 일반화시키기에는 아직 무리가 있으며 추가적인 연구가 진행될 것"이라고 덧붙였다. 　　 NASA 측이 우주인의 신체변화를 연구하는 이유는 있다. 2030년 대에 화성에 사람을 보내는 프로젝트를 추진 중이기 때문으로 쌍둥이 만큼 좋은 연구자료는 없다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

세계적인 패션 모델 한느 가비 오딜르(30)가 좀처럼 털어놓기 어려운 비밀을 공개했다. 벨기에 출신으로 패션 브랜드 ‘말버리’의 광고에 등장해 낯이 익은 오딜르는 미국 일간 USA 투데이와의 인터뷰를 통해 태어날 때 남성과 여성의 성징을 모두 갖고 있었다며 자신이 이처럼 비밀을 털어놓는 것이 금기를 깨는 데 도움이 되길 희망한다고 밝혔다. 그는 사내 아이들에게서 흔히 발견되는 XY염색체들을 여자 아이들이 갖고 태어나게 만드는 안드로겐 불감성 증후군(androgen insensitivity syndrome, AIS)을 갖고 태어났으며 ‘인터섹스’였다고 털어놓았다. 몸 속에 있는 남성의 성기가 암을 유발할 수 있다는 의사의 권유를 받고 10세 때 이를 제거하는 수술을 받았으며 18세 때는 여성 성기를 복원하는 수술을 받았다고 덧붙였다. 24일 오딜르의 인터뷰를 전한 영국 BBC는 국제연합(UN)에 따르면 이처럼 ‘인터섹스’로 태어난 이들이 세계 인구의 1.7%에 이를 것으로 추정한다고 소개했다. 오딜르는 “당장 내 인생에서 가장 중요한 것은 금기를 깨는 것”이라며 “나이로나 시절로나 지금 이 순간 그 문제에 대해 얘기할 완벽한 권리를 가져야 한다”고 말했다. 이어 “(남성 성기 제거) 수술을 받은 뒤 소년이 될 수 없다는 것을 알게 됐고 뭔가 잘못 됐음을 알고 있었다”고 털어놓았다. 또 이런 일련의 과정 때문에 스트레스를 받지만 다른 부모들이 자녀들에게 쓸데없는 수술을 강요하지 않도록 만들기 위해 이를 공론화하고자 한다고 설명했다. 그러면서 “‘인터섹스’로 태어난다는 것은 사실 그렇게 큰 일은 아니다”고 강조한 뒤 “처음부터 그들이 그렇게 솔직했더라면 자신이 한 일 때문에 트라우마가 생겨 힘들었을 것”이라고 덧붙였다. 남편이며 역시 모델인 존 스위어텍은 아내가 이렇게 비밀을 털어놓은 것이 “믿기지 않을 만큼 자랑스럽다”고 밝혔다. “한느와 그의 가족(과 많은 다른 이들)에게 주어진 정보와 선택의 기회는 부족했지만 스스로의 몸에 대해 마음을 솔직하게 털어놓을 수 있는 기회를 인터섹스 어린이들에게 제공하기 위해 그들을 옹호하겠다는 그녀의 결심에 깊은 감명을 받았다“고 말했다. 임병선 선임기자 bsnim@seoul.co.kr

“하루에 적어도 7시간은 자고 해초를 먹고 커피 몇 잔을 마시면 젊음을 유지하는 열쇠가 될 수 있다. 하지만 탄산음료를 너무 많이 마시면 담배를 피우는 것만큼 빨리 나이 들어 생물학적으로 5세 정도 더 늙는다” 이는 텔로미어와 이를 만드는 효소 텔로머라아제의 기능을 밝혀 노벨상을 받았던 한 저명한 생물학자의 최신 조언이다. 영국 일간 데일리메일은 19일(현지시간) 세계적인 분자생물학자 엘리자베스 블랙번 캘리포니아대 샌프란시스코캠퍼스 교수가 같은 대학 교수 엘리사 에펠 박사와 함께 출간한 신간 ‘텔로미어의 효과’(The Telomere Effect)를 통해 공개한 젊음 유지 비결이다. 이는 두 교수가 전하는 젊음을 유지하는 비결로 요즘 유행하는 다이어트(식이요법)나 생활습관 개선에 의존하지 않고 텔로미어에 관한 자신들의 다년간 연구로 알 수 있었던 교훈을 공개한 것이다. 여기서 텔로미어는 구두끈 끝이 풀리지 않도록 플라스틱으로 싸매는 것처럼, 세포의 염색체 말단부가 풀리지 않도록 보호하는 부분을 말한다. 이 말단부는 세포가 한 번 분열할 때마다 점점 풀리며 그 길이도 조금씩 짧아지고 이 때문에 세포는 점차 노화해 죽게 되는 것이다. 이미 텔로미어는 암과 심장질환, 치매, 그리고 당뇨병 등 모든 주요 노화 관련 질환과 관련이 있는 것이 밝혀지고 있다. 그런데 이런 텔로미어의 길이를 급격히 줄이는 요인으로 만성적인 스트레스와 다이어트의 요요현상, 흰 빵과 설탕 섭취 등이 지목되고 있다는 것. 물론 텔로미어의 마모를 막는 방법이 없는 것은 아니다. 블랙번 교수는 “지중해식 식사를 하고 비타민이 풍부한 해초를 먹으며, 몇 잔의 커피를 마시면 다시 텔로미어를 유지해 생명 연장에 도움이 된다”고 설명했다. 또한 “텔로미어 연구로 얻게 된 여러 노화 관련 질병을 예방하는 데 도움이 되는 교훈은 일상에서 사람들이 합리적인 행동을 하는 데 도움이 될 수 있다”면서 “이런 교훈을 학술지에 묻어두기 보다 공유하는 것이 중요하다고 생각했다”고 말했다. 사진=ⓒ 포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

최근 외신 하나가 눈길을 끌었다. 현재 치료가 불가능한 암을 앓고 있는 영국의 14세 소녀가 아버지의 반대를 이겨내고 자신이 원하던 대로 미래의 치료를 기약하며 냉동인간이 됐다는 것이다. 미국에서만 100명 이상이 영국의 소녀처럼 미래를 기다리며 냉동 상태로 보관돼 있다고 한다. 생물은 생명현상을 나타내야 한다. 그래야 살아 있다고 할 수 있다. 생명현상은 물질대사와 번식 활동을 포함한다. 동물은 물질대사를 위해 숨 쉬고 소화하고 심장이 뛰며 배설을 한다. 그렇다면 생명을 유지하고 있는 냉동인간은 살아 있는 걸까 아니면 살아 있지 않은 걸까? 박테리아는 가히 적응의 달인이라 할 정도 다양한 환경 속에서 생존할 수 있다. 그런데 필수적인 영양물질이 부족하게 되면 이런 박테리아도 살기 어려워진다. 일부 박테리아는 이런 상황에서 특수한 구조인 내생포자를 형성해 ‘죽은’ 상태를 만든다. 마치 냉동인간 같은 환경을 만들어 내는 것이다. 내생포자는 세포 내 모든 구조는 없어진 상태에서 염색체만 여러 겹의 벽으로 둘러싸인 구조로, 웬만한 환경 조건에 노출돼도 이겨낼 수 있다. 심지어 끓는 물에서도 살아날 수 있을 정도다. 박테리아는 이 상태로 수백 년을 견딜 수 있다. 그러다가 유리한 환경에 노출되면 물을 흡수해 대사를 시작하면서 생명 현상을 나타낸다. 또 박테리아는 죽은 상태로 공기의 흐름을 타고 최상층 대기에서 며칠에서 몇 주일까지 머무를 수 있다. 고공 정찰 비행기나 고(高)고도에 띄운 열기구를 통해 채집하거나 아시아에서 불어온 바람이 도착한 아메리카 대륙의 높은 산에서 얻은 공기 시료에서 이러한 박테리아들이 흔히 발견된다. 죽어 있던 박테리아는 채집돼 낮은 고도로 내려온 후 일정 시간이 지나면 다시 생명의 특징을 나타낸다. 꽃은 수정이 일어나는 속씨식물의 기관이다. 수정된 세포는 나중에 식물이 되는 배를 형성하는데 이 배와 영양물질을 공급할 배젖을 단단한 껍질로 둘러싸면 종자가 형성된다. 종자는 형성되는 과정에서 물의 함량이 종자 무게의 5~15%로 감소하는데 이 정도면 어떤 생명현상도 일어날 수 없다. 그러나 이러한 종자의 ‘휴면’ 상태는 불리한 조건을 이겨내는 데에 유리하다. 땅속에 묻혀 있으면서 적절한 환경 조건이 만족될 때까지 종자는 얼마든지 견딜 수 있다. 한 야자수 종자는 2000년을 견딘 후 발아한 것으로 알려져 있다. 일부 과학자들이 편형동물들을 밀폐된 통에 넣고 낮은 농도의 산소에 노출시킨 후 이들의 변화를 관찰했다. 이들 편형동물은 서서히 움직임이 줄어들다 완전히 멈췄는데 이때는 물리적인 자극을 주더라도 반응하지 않았다. 이후 산소의 농도를 증가시켰더니 이 동물들은 소생해 ‘휴면’ 상태에서 깨어났다. 2005년 발표된 한 논문에서는 생쥐가 낮은 농도의 황화수소 기체를 마시게 한 연구 결과가 보고됐다. 이 기체를 마신 생쥐는 활동이 느려졌고 호흡과 심장박동도 감소했다. 또 체온이 일정하게 유지되지 않아 체온조절능력이 사라진 것으로 추론했다. 이후 이 기체를 제거하자 생쥐의 모든 기능이 정상으로 돌아왔다. 황화수소 기체를 마신 뒤 생쥐는 ‘활동 유예상태’에 있었던 것이다. 앞서 언급한 것과 같이 ‘죽은’, ‘휴면’, ‘활동 유예상태’ 등의 단어로 표현된 생물들의 상태는 생물이 생명은 유지하고 있지만 살아 있지 않을 수 있음을 의미한다. 즉 생물은 항상 살아 있는 것이 아닐 수도 있다는 것이다. 요컨대 ‘생명을 유지한다는 것’과 ‘살아 있다는 것’은 다를 수 있다. 요즘 들어 민주주의도 생물과 비슷한 것 아닌가란 생각이 든다. 매주 토요일마다 촛불로 살아 움직이며 생명현상을 나타내고 있는 민주주의의 힘을 보여주는 주권자 국민들이야말로 민주주의에 무한한 생명력을 제공하는 원동력 아닌가 하는 생각에 깊은 외경심이 든다.

의료기술이 발달한 지금도 여성이 남성보다 더 장수하는 것은 일반적인 사실이다. 우리나라 역시 마찬가지인데 지난해 경제협력개발기구(OECD) 조사에 따르면 한국 남성과 여성의 기대 수명은 각각 78.5년과 85.1년으로 6.6년의 차이가 나는 것으로 조사됐다. 그렇다면 왜 여성이 남성보다 오래사는 것일까? 최근 미국 듀크 대학 등 공동연구팀은 여성이 남성보다 오래 사는 '해묵은 궁금증'을 풀어낼 단초를 논문으로 발표했다. 이 논문의 핵심 내용은 산업화 이전부터 현재까지 남성과 여성 모두 기대수명이 대폭 늘어났지만 흥미롭게도 성별 수명 차이는 줄어들지 않았다는 것. 연구팀은 한발 더 나아가 이같은 현상이 인간에만 해당되는 것이 아니라 다른 영장류도 비슷하다는 조사결과를 내놨다. 이번 연구는 18세기 부터 현재까지 총 100만 명 이상의 출생과 사망 데이터를 비교 분석해 이루어졌다. 또한 연구팀은 지난 50년 간의 야생 영장류 6종의 출생과 사망 데이터도 비교 조사했다. 그 결과 지난 200년 간 스웨덴인의 평균수명은 30대 중반에서 80대 이상으로 대폭 증가한 것으로 나타났다. 또 1900년 대 미국인들의 평균 수명은 47세 정도였지만 오늘날은 79세로 역시 대폭 늘어났다. 이 연구결과에서 흥미로운 점은 성별 간의 수명 차이다. 연구팀에 따르면 1800년 대 태어난 스웨덴 여성이 남성보다 평균 3~4년을 더 살았으며 현재도 그 차이는 거의 변화가 없는 것으로 나타났다. 즉 200년의 세월 동안 남녀 모두 45년 정도 수명이 늘었지만 남녀 간 수명 차이는 여전하다는 것. 또한 이같은 남녀 간 수명 차이는 인간과 같은 영장류 가문에서도 비슷한 것으로 나타났다. 이처럼 여성(암컷)이 남성(수컷)보다 오래 사는 것은 과학적인 데이터로 증명됐지만 여전히 그 이유는 명확하게 단정할 수 없다. 이에 대해 연구팀은 유전적인 이유를 가설로 세웠다. 연구를 이끈 수잔 알버츠 교수는 "남성은 유전적으로 X 염색체가 하나만 있는 반면 여성은 두 개가 있다"면서 "X 염색체에 유해한 유전적 변이가 나타나면 여성과 달리 남성은 이를 보충할 수 없다"고 해석했다. 이어 "음주와 운전 등 남성이 여성보다 더 위험한 행동을 하는 것도 그 이유가 될 수 있다"고 덧붙였다. 　　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

달콤씁쓸한 레드와인과 흡연을 모두 포기할 수 없는 사람이라면 다음의 연구결과에 주목할 필요가 있겠다. 독일 잘란트대학교 연구진은 비흡연자 20명을 대상으로 시간차를 두고 담배 3개비를 피우게 한 뒤, 이 과정에서 담배의 화학물질이 혈액과 혈관을 타고 몸 전체에 어떤 영향을 미치는지를 관찰하는 질험을 진행했다. 연구진은 이들 중 절반에게는 담배를 피우기 한 시간 전 레드와인을 마시게 했다. 혈중 알코올 농도는 0.75%를 넘지 않도록 했다. 이후 실험참가자 모두의 혈액과 소변 샘플을 채취해 정밀분석한 결과, 흡연만 했을 때에는 담배의 자극적인 화학성분으로 인해 혈관 및 림프관을 덮는 내피세포와 혈소판, 단핵구(혈액과 조직을 돌아다니며 세균이나 이물질을 소화하고 분해하는 거대한 백혈구) 등이 손상을 입는 것으로 나타났다. 하지만 흡연 전 레드와인을 마신 실험참가자 그룹에게서는 세포 손상이 관찰되지 않았다. 뿐만 아니라 흡연 전 레드와인을 마신 사람과 마시지 않은 사람에게서는 텔로머레이스 효소 활성화에서도 차이를 보였다. 텔로머레이스는 염색체 말단에 있는 텔로미어를 신장시키는 효소로, 텔로미어의 길이가 짧아질수록 노화가 빨라지고 각종 질병에 걸릴 위험이 높은 것으로 알려져 있다. 레드와인을 마시지 않고 곧바로 흡연한 그룹은 텔로머레이스의 활동력이 56% 감소한 반면, 레드와인을 마신 뒤 흡연한 그룹은 텔로머레이스의 활동력이 20%만 감소했다. 이러한 결과는 레드와인에 풍부한 ‘페놀’성분이 산화질소 형성을 촉진해 혈관을 젊게 유지해주는 효과를 가져오기 때문인 것으로 연구진은 분석했다. 페놀 성분은 항산화효과가 뛰어나고 충치를 예방하는데에도 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 연구진은 “레드와인에 든 천연 성분이 담배의 유해한 물질이 혈관과 혈액을 타고 몸 전체로 퍼지면서 세포를 파괴하는 것을 방지해주는 역할을 한다”면서 “다만 이러한 효과는 과도한 흡연자 보다는 흡연량이 많지 않은 간헐적 흡연자에게서 더욱 쉽게 관찰된다”고 설명했다. 다만 이번 연구결과는 젊고 건강한 비흡연자를 대상으로 했다는 점에서, 나이가 많거나 건강상 이미 문제가 있는 만성흡연자에게서도 같은 효과가 적용되는지에 대해서는 확인되지 않았다. 또 흡연을 한 뒤 음주를 한 사람이나 음주만 한 사람 모두에게서 텔로머레이스 활동력이 떨어진 것이 확인된 만큼, 흡연과 음주가 건강에 유익하지 않다는 것을 유념해야 할 것으로 보인다. 자세한 연구결과는 미국 내과 저널(The American Journal of Medicine) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

수전 서랜던과 닉 놀테가 주연한 1992년 영화 ‘로렌조 오일’은 ‘부신백질이영양증’(ALD)이라는 불치병에 걸린 아들을 낫게 하는 방법을 찾기 위해 동분서주한 아우구스토 오도네와 미카엘라 부부의 실화를 바탕으로 했다. 국내 연구진이 역분화줄기세포(iPSC) 기술을 활용해 영화의 소재로 쓰인 ALD의 원인을 최초로 밝혀냈다. ●원인 몰라 2년 내 식물인간 돼 사망 줄기세포기반 신약개발연구단 김동욱 단장(연세대 의대 교수)과 유제욱 연세대 의대 교수 공동연구팀은 ALD 환자에게서 체세포를 떼어내 처음으로 역분화줄기세포를 만들고 이 줄기세포를 이용해 질병의 발병 과정과 핵심 물질을 찾아내는 데 성공, 기초과학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 25일자에 발표했다. ALD는 염색체 이상으로 인해 몸속에서 긴사슬지방산이라는 물질이 분해되지 않고 뇌로 들어가 염증을 일으켜 신경세포를 파괴하는 희귀질환이다. 보통 10세 이하 남자아이에게서 주로 발생하고 첫 증세가 나타난 지 6개월 만에 시력과 청력을 잃고 2년 내에 식물인간이 돼 사망하게 된다. 지금까지는 긴사슬지방산이 어떻게 뇌 염증을 유발하는지 정확한 메커니즘이 밝혀지지 않아 치료제를 개발하는 데 어려움을 겪었다. 연구팀이 ALD 환자의 체세포에서 역분화줄기세포를 만들어 세포 변화를 관찰한 결과 이들 세포는 긴사슬지방산을 분해하지 못하고 축적하는 것을 알 수 있었다. 또 연구팀은 ALD 환자의 뇌에 염증이 발생하는 직접적인 원인은 긴사슬지방산이 아니라는 것도 밝혀냈다. 긴사슬지방산이 분해되지 못하고 축적되면서 과다 생성된 ‘25-HC’이란 물질이 뇌에 염증을 일으킨다는 것이다. ●뇌 염증 원인 찾아 치료제 개발 기대 실제로 연구팀은 실험용 생쥐에게 25-HC를 과다 투입하면 ALD 현상이 나타나고 이 물질을 차단하면 뇌 염증이 줄어드는 것도 관찰했다. 김동욱 교수는 “이번 연구를 통해 ALD의 핵심 증상인 뇌 염증이 25-HC에 의해 생긴다는 것을 확인한 만큼 이를 차단하는 물질을 찾으면 효과적인 ALD 치료제로 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

100여년 동안 생물학의 대표 실험동물로 활용한 ‘아프리카발톱개구리’의 유전체가 해독됐다. 앞으로 암이나 선천성 기형 등 질병 연구에 도움이 될 것으로 전망된다. 20일 울산과학기술원(UNIST)에 따르면 권태준 생명과학부 교수(제1저자)를 비롯해 미국, 일본 등 7개국 60명의 공동연구진이 아프리카발톱개구리 유전체와 4만여개의 유전체 염색체를 규명한 성과를 국제 학술지 네이처에 발표했다. 2009년부터 7년간 진행된 연구다. 아프리카발톱개구리는 체외수정으로 한번에 지름 1㎜ 크기의 알을 수백 개씩 낳는다. 유전자의 기능 발현을 조절하기도 어렵지 않아 사람을 포함한 척추동물의 발생 과정에서 중요한 유전자를 연구하는 발생학, 세포생물학, 생화학 등 여러 분야에서 활용됐다. 2012년 노벨 생리의학상을 받은 존 고든의 실험에도 아프리카발톱개구리가 활용됐다. 그러나 아프리카발톱개구리의 유전체 해독은 까다롭다. 인간이나 다른 동물은 부모로부터 하나씩의 염색체 그룹을 물려받아 2개의 염색체 그룹(2배체)을 가지지만, 이 개구리는 부모에게서 두 개씩 염색체 그룹을 받아 4개 염색체 그룹(4배체)을 가져 분석이 복잡했다. 이에 따라 공동연구진은 2010년 해독된 ‘서양발톱개구리’를 이용해 분석을 시도했다. 2개 염색체 그룹을 가진 서양발톱개구리를 4개 염색체 그룹의 아프리카발톱개구리와 비교해 염색체 그룹 수(배체수) 변화에 따른 차이를 분석했다. 공동연구진은 이 방법으로 두 개구리의 조상이 약 4800만년 전에 2배체로 된 2개의 종으로 분화됐다가 다시 1700만년 전에 합쳐지면서 현재 아프리카발톱개구리가 탄생했다는 사실을 밝혀냈다. 권 교수는 “합쳐지는 과정에서 모든 유전자가 살아남을지 사라질지 선택의 기로에 놓이게 된다”며 “아프리카발톱개구리는 신호전달, 대사, 구조 형성에 작용하는 유전자는 앞선 두 종의 것이 모두 유지됐고, 면역체계나 DNA 손상복구에 관여하는 유전자는 한쪽만 살아남은 것으로 확인됐다”고 말했다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr

암을 치료하는 세 가지 대표적인 방법은 수술과 약물요법, 방사선치료입니다. 칼로 암세포를 도려내면 그만일 것 같지만, 암세포는 그리 만만하지 않습니다. 빠른 속도로 주변 세포를 침범해 들어가기 때문에 수술이 불가능할 때가 많습니다. 주변 조직으로 암세포가 전이된 환자에게는 주로 약물치료를 하게 됩니다. 1세대 ‘화학항암제’는 효과가 좋지만 주변 조직까지 손상시키는 부작용이 있습니다. 그래서 ‘세포독성항암제’라고 불렀습니다. 2세대 ‘표적항암제’는 암세포를 먹여 살리는 주변 혈관이나 암세포 분열 신호를 포착해 억제하는 기능을 합니다. 하지만 저격수 역할을 하는 표적항암제도 완벽하진 않습니다. 투약할 수 있는 대상자가 일부이고, 오랜 기간 사용하면 화학항암제처럼 내성이 생기는 문제도 따릅니다. 이번에는 다른 방식이 나왔습니다. 몸의 면역기능이 암세포를 공격하게 할 수 있다면 효과가 어떨까. 3세대 항암제로 불리는 ‘면역항암제’입니다. 면역치료라고 하면 ‘몸의 면역기능을 높이는 것 아니냐’고 되묻는 분이 많은데 면역항암제는 기능이 좀 다릅니다. 면역항암제는 회피기능을 가진 암세포를 면역세포가 찾아내도록 돕습니다. 주변 조직 손상 위험이 거의 없고, 기억 능력이 있어 반응이 있는 환자에게 장기간 사용할 수 있습니다. 어렸을 때 수두 예방 접종을 받으면 평생 수두에 걸리지 않는 것과 같은 이치입니다. 치료 방법을 찾지 못해 애를 태웠던 췌장암 환자들에게도 좋은 소식이 들려왔습니다. 췌장암은 5년 생존율이 10%에도 못 미칠 정도로 악성도가 높은 병입니다. 수술 후 재발률이 높고 증상이 없어 늦게 병을 발견하기 때문에 환자의 75%는 이미 수술할 수 없는 상태로 병원에 오게 됩니다. 그런데 2014년 처음으로 국산 면역항암제가 식품의약품안전처에서 판매허가를 받았습니다. 바이오기업 젬백스앤카엘에 따르면 ‘리아백스주’는 암세포에 붙어 있는 ‘텔로머레이스’를 면역세포가 인식하도록 돕는 기능을 합니다. 텔로머레이스는 염색체 끝에 달린 효소로, 세포 노화를 억제하는 기능을 하지요. 특히 암세포에서 과발현돼 괴물처럼 무한으로 증식합니다. 삼성서울병원 응급의학과장으로 일했던 송형곤 젬백스앤카엘 바이오사업부 사장은 25일 인터뷰에서 “면역세포가 암세포를 찾아낼 수 있도록 뚜껑을 열어준다고 생각하면 된다”며 “아무래도 기존 항암제와 같은 부작용이 적다는 게 가장 큰 장점”이라고 설명했습니다. 지난 9일 서울에서 열린 세계소화기암학회 학술대회에서는 진전된 연구결과가 나오기도 했습니다. 말기 췌장암 환자 50여명을 대상으로 한 응급임상시험에서 일부 환자의 종양 크기가 기존 7㎝에서 4.4㎝로 일부 줄어드는 효과가 관찰됐습니다. 일부 환자는 생존기간이 크게 늘어나기도 했습니다. 기대여명이 3개월 미만인 환자를 대상으로 한 임상시험이어서 여론의 관심이 집중됐습니다. 그러나 이 약을 개발한 회사조차 확대해석을 경계했습니다. 췌장암을 100% 억제하는 만병통치약은 아니라는 겁니다. 적용 대상 환자도 현재는 소수입니다. 송 사장은 “‘이오탁신’ 농도가 기준치 이상인 환자를 대상으로 하는 약이고, 환자의 기대여명을 일부 늘려주는 효과가 나타난 것이지 모든 암세포를 사멸시키는 만병통치약은 아니다”라며 “다만 기존 항암제와 같은 부작용이 거의 없어 환자의 삶의 질을 높이면서 오랜 기간 생존할 수 있게 해 장점이 많은 것”이라고 강조했습니다. 치료 효과가 완벽하게 입증된 것은 아니기 때문에 현재는 젬시타빈이라는 화학항암제와 함께 사용해야 합니다. 현재 전국 16개 대학병원에서 임상시험이 계속 진행되고 있습니다. ●면역세포가 암세포 찾아내도록 도와 대형 다국적제약사들도 효과가 좋은 면역항암제를 개발하기 위해 열띤 경쟁을 하고 있습니다. 흑색종과 폐암 치료에 사용하는 키트루다와 옵디보, 여보이 등 3개의 다국적제약사 신약이 현재 국내에서 판매되고 있습니다. 이런 항암제는 면역세포인 T림프구가 암세포를 ‘친구’가 아닌 ‘적’으로 인식하도록 합니다. 면역항암제의 도움을 받은 T림프구는 암세포를 기억하기 때문에 영구적으로 특정 암세포를 공격할 수 있게 됩니다. 키트루다 등의 면역항암제 임상시험을 진행하고 있는 조병철 연세암병원 폐암센터 교수는 “화학항암제나 표적항암제에 비해 독성이 매우 적어 투약을 받으면서 정상적인 생활을 영위하는 게 가능하다”며 “여보이는 치료 시 20%의 환자가 10년 이상 생존한다는 고무적인 연구결과를 보여주기도 했다”고 덧붙였습니다. T림프구가 암세포를 인식하지 못하도록 하는 물질 ‘PD-L1’ 양성 폐암 환자에서 사망률이 30% 감소했다는 연구결과도 있습니다. ●타깃 명확하게 확인 안돼… 임상환자 대부분 물론 리아백스주처럼 한계도 있습니다. 면역항암제는 1회 치료비가 500만~1000만원이나 될 정도로 고가여서 임상시험을 통해 치료받는 환자가 대부분입니다. 모든 타깃이 명확하게 확인된 것은 아니어서 사용해도 치료 효과를 볼 수 없는 환자조차 이런 고가의 면역항암제를 사용하기도 합니다. 조 교수는 “국내에서 면역항암제를 자비로 상용하기에는 부담이 너무 크다”며 “임상시험에 참여하는 게 거의 유일한 방법”이라고 지적했습니다. 면역항암제는 전이성 폐암 환자의 20%에서만 치료 효과가 확인됐습니다. 환자들의 기대가 크지만 아직 모든 경우의 수를 밝혀내진 못한 상황입니다. 조 교수는 “환자를 선별할 수 있는 바이오마커 발굴을 위해 제약사와 정부, 학계의 집중적인 투자가 필요하다”며 “만약 이런 투자가 성공적으로 이뤄지면 바이오산업의 새로운 돌파구가 될 수도 있다”고 지적했습니다. 학계도 한계를 극복하려고 여러 시도를 하고 있습니다. 여러 면역항암제를 함께 투약해 효과를 알아보는 시도가 가장 활발합니다. 표적이 다른 항암제를 섞어 사용할 경우 치료 효과를 높일 수 있을 것이라는 설명입니다. 조 교수는 “현재 연세암병원에서도 좀 더 많은 환자들에게 높은 반응이 나타나는지 연구하기 위해 많은 임상시험이 진행되고 있다”며 “특히 승인받은 키트루다, 옵디보 등 다른 종류의 면역항암제를 병용투여하는 연구에 집중하고 있다”고 설명했습니다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

A씨는 임신이 되기는 하는데 자연유산이 계속돼 걱정이 많았다. 세 차례 연속 자연유산이 돼 병원을 방문한 결과 ‘습관성 유산’이라는 진단을 받았다. 연구자들의 노력과 과학기술의 발전으로 이런 환자에게 도움을 줄 수 있는 검사법이 최근 등장했다. 바로 ‘착상전 유전진단’이다. 착상전 유전진단은 착상되기 전의 배아 상태에서 유전질환이나 염색체 이상이 있는지 진단해 정상으로 진단된 배아만을 자궁에 이식하는 방법이다. 착상전 유전진단을 시행하는 경우는 크게 두 가지가 있다. 첫 번째는 유전병 유전자를 가진 부부가 유전병 위험을 낮추기 위해 배아 단계에서 미리 검사하는 것이고, 두 번째는 부부 중 한 사람이라도 염색체 이상이 있는 경우 배아도 염색체 이상이 생기면서 습관적으로 유산이 되거나 기형아 위험이 높아지기 때문에 배아에서 염색체를 미리 검사하는 것이다. 임신이 된 뒤에도 기형을 사전에 진단하기 위해 초음파 검사나 양수 검사를 시행하지만 이미 임신 주수가 많이 지난 경우에는 중절이 불가능하다. 또 습관성 유산은 대부분 임신 초기에 발생하기 때문에 산전 진단을 할 수 있는 시기까지 임신을 유지하기 어렵다. 이에 비해 임신 초기 산전 진단보다 더 빠른 시기, 즉 착상이 되기 전 배아 상태에서 유전진단을 하면 정상적인 배아만을 자궁에 이식해 임신에 성공할 수 있다. 이를 위해서는 시험관아기 시술이 반드시 필요하다. 시험관아기 시술을 하면 체외에서 배아를 배양하기 때문에 발달 중인 배아에서 세포 한 개를 채취한 뒤 유전진단을 할 수 있다. 진단 결과는 그 다음날 확인할 수 있고, 정상 유전자를 갖는 것으로 진단된 수정란만 자궁에 이식한다. 그렇다면 단 몇 개의 세포만으로 어떻게 유전자나 염색체가 정상인지 검사할 수 있을까. 여기에도 과학의 힘이 발휘된다. ‘중합효소 연쇄반응’(PCR)이라는 기법을 이용하면 극소량의 DNA를 추출해도 양을 증폭시킬 수 있다. 과거에는 특정 유전자 돌연변이 부위에 PCR로 유전자를 증폭해 이상 여부를 진단했다. 그런데 최근에는 전체 유전체를 증폭시키는 기법이 등장해 다양한 염색체·유전자 이상을 동시에 진단할 수 있게 됐다. 염색체의 특정 부위에 부착할 수 있는 ‘탐침자’를 고정시킨 마이크로칩을 이용해 염색체 이상을 진단할 수도 있다. 더 나아가 ‘차세대 염기 서열분석’(NGS)이라는 방법이 개발돼 착상전 유전진단에 사용하고 있다. 하나의 플랫폼을 통해 수십만 개에서 수십억 개의 서로 다른 염기서열 분석 반응을 동시에 진행하거나 판독할 수 있다. 대량의 유전 정보를 얻을 수 있는 장점이 부각되는 방식이다. 착상전 유전진단을 해야 하는 경우는 주로 단일 유전자 질환과 염색체 이상이 나타날 때다. 따라서 단일 유전자 질환인지 여부를 정확하게 진단해야 하고 구체적인 가계도와 가능한 한 많은 가족 구성원에 대한 유전정보가 필요하다. 원인이 여러 가지 복합적일 수 있는 질환에서는 시행이 불가능하다는 점이 한계로 지적된다. 염색체 일부가 잘리고 위치가 바뀌는 등 구조적 이상이 있는 환자는 난자나 정자가 비정상적인 염색체를 갖고 배출된다. 이것이 습관성 유산으로 이어질 수 있다. 나이가 많아지면 염색체 이상이 있는 난자가 배란될 확률이 높은 것으로 알려져 있어 이로 인한 임신 실패나 유산을 예방하기 위해 시행한다. 다만 적은 수의 세포를 이용한 진단이므로 진단 오류가 있을 수 있고, 착상전 유전진단을 시행해 임신이 됐다고 하더라도 반드시 산전 진단으로 확진을 해야 한다.

그리스 철학자 아리스토텔레스는 개똥벌레가 영롱한 아침이슬에서 생겨났을 것이라 했고, 가톨릭의 한 추기경은 오리가 조개껍질에서 태어난다고도 했다. 심지어 데카르트도 생물을 만드는 데에는 많은 것이 필요하지 않아 자연스레 생물이 형성된다고 생각했다. 뉴턴은 혜성 꼬리에서 식물이 나왔을 것이라고 했다. 이렇게 무생물로부터 특정 생물이 생긴다는 주장을 ‘자연발생설’이라고 한다. 이런 생각들이 말도 안 된다는 것을 요즘은 초등학생들도 안다. 그렇지만 오래된 고깃덩어리에서 구더기가 나오고 창고 한 구석에 말아 둔 넝마에서 생쥐가 나타나는 것은 어떻게 설명할 수 있을까. 생물은 자연발생을 할까? 그렇지 않다. 이 답을 얻기 위해 많은 과학자들이 연구를 했는데 프랑스의 과학자 파스퇴르가 결정적 증거를 제시했다. 그는 백조 목처럼 구부러진 긴 관이 연결된 플라스크를 만들었다. 이 플라스크와 관이 없는 플라스크에 각각 고기 국물을 넣고 팔팔 끓였다. 며칠 후 관이 없는 플라스크에서는 세균과 곰팡이가 자라 고기 국물이 썩었지만 관을 부착한 플라스크에서는 고기 국물이 처음 그대로였다. 고기 국물을 끓일 때 생긴 수증기가 관 아래쪽에 물로 응결돼 세균을 비롯한 미생물들이 통과할 수 없었기 때문이다. 외부로부터 생물들의 침입을 원천적으로 차단했더니 생물들이 출현하지 않았다는 사실과 함께 생물의 자연발생설이 틀렸음을 명확하게 보여 준 실험이었다. 던져 둔 고깃덩어리에서 구더기가 생기는 것 같은 현상은 눈으로 볼 수 없는 세균, 포자, 씨, 알, 애벌레 등이 붙어서 성장해 눈으로 관찰할 수 있을 정도로 큰 생물체가 된 것이다. 그럼 자연발생설은 전혀 의미가 없는 것일까? 지난주는 햇과일과 햇곡식으로 조상들에게 차례를 지내는 추석이었다. 우리는 부모에게서, 부모는 또 그 부모에게서 태어났다. 이렇게 계속해 거슬러 올라가 추적하다 보면 약 20만년 전의 호모 사피엔스 조상, 약 600만년 전의 다양한 호미닌 종들의 조상, 유인원의 조상, 영장류의 조상, 포유류의 조상, 양서류의 조상, 바다동물의 조상, 동물의 조상, 진핵생물의 조상, 결국 약 37억년 전의 세균 조상에까지 이르게 된다. 이 조상 세균들도 조상이 있었을 것이라 추측하는데 과학자들은 이 조상을 원시세포라 명명했다. 그렇다면 이 원시세포는 어떻게 생겨났을까? 46억년 전에 막 탄생한 지구는 수많은 운석이 떨어지고 지각활동이 활발한 ‘뜨겁고 격렬한’ 행성이었다. 그러다가 39억년 전 이후 운석의 충돌이 멈췄고 지구는 암모니아, 수소, 황화합물, 메탄, 이산화탄소와 질소 등 가스로 가득 차게 됐다. 이런 조건에서 생명체가 나타날 수 있을까? 1953년 밀러는 원시지구 성분을 사용한 실험에서 생물을 구성하는 많은 종류의 단순한 유기분자를 합성할 수 있었다. 그 결과는 2008년에 더 발전된 분석기술에 의해 다시 확인됐고, 생물 합성이 심해 열수구에서 일어났을 가능성도 설득력 있게 제기됐다. 지구로 떨어진 탄산질 운석을 분석해 보면 단순한 유기분자들이 발견된다. 이는 생물을 구성하는 유기분자가 지구 내에서만 생기는 특별한 것이 아님을 의미한다. 작고 간단한 유기분자는 단백질, 핵산 등 크고 복잡한 거대 분자 합성에 쓰이고 이 거대 분자들은 인지질 막 속에 모여 원시세포를 형성했을 것이다. 이런 가상 시나리오는 많은 연구자들의 실험 결과를 통해 증거로 축적되고 있다. 게다가 염색체를 이용해 세균을 합성하는 현대의 연구들은 물질의 합성에서 생명의 탄생이 연결될 수 있음을 강하게 시사한다. 결론적으로 ‘자연발생설’도 초기 지구에서 최대 수억년 동안 이루어진 화합물의 합성과 원시세포 탄생이라는 측면에서는 참이라 할 수 있다. 현재의 지구에서 생물의 자연발생은 불가능하지만 원시의 지구에서는 가능했다고 볼 수 있다는 말이다. 생물의 출현을 위해서는 적어도 한 번의 자연발생은 반드시 일어날 수밖에 없는 일이다.