#휴식을 취할 때나 취미활동으로 음악감상을 할 때는 시끄럽거나 전위적인 음악을 듣는 사람이라도 일이나 공부를 할 때 배경음악은 잔잔하거나 잘 조화된 음악을 틀어놓는 경우가 많다. 엇박자가 나거나 음이 조화를 이루지 않는 음악은 신경을 거슬리게 만들어 일이나 공부에 집중할 수 없기 때문이다. #아이에게 큰 소리로 화를 낸 것도 아닌데 하루 종일 시무룩한 표정을 하고 있는 경우가 있다. 나중에 아이에게 물어보면 평소와 달리 냉정한 목소리로 말을 해 소리를 지른 것보다 더 상처를 받았다는 것이다. 부모는 기억을 못하는데 아이들은 부모의 미세한 음성 변화까지 인식할 수 있는 것일까. 그렇지만 실제로 사람들은 가까운 이들의 미세한 음성 변화만으로도 정확하게 기분을 파악하는 경우가 많다. 최근 과학자들이 뇌의 청각회로는 부드러운 음성이나 잘 조화된 음악에 민감하게 반응하도록 진화됐다는 사실을 밝혀냈다. 미국 컬럼비아대 주커만 마음·뇌·행동연구소, 매사추세츠공과대(MIT) 뇌인지과학과, 프랑스 파리 과학인문학대(PSL) 인지과학과, 하버드대 음성·청각 생명과학공학프로그램, 국립보건원(NIH) 산하 국립신경질환·뇌졸중연구소 공동연구팀은 다른 영장류들과는 달리 인간의 뇌에는 조화로운 음률을 가진 소리에 더 민감하게 반응한다고 12일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 원숭이와 건강한 성인남녀를 대상으로 일련의 음악과 목소리를 들려주면서 기능성 자기공명영상(fMRI)으로 소리에 대한 뇌의 반응을 관찰했다. 연구팀이 원숭이와 사람들에게 들려준 음악은 화성적으로 잘 조화된 음악과 적절한 높낮이를 가진 중저음의 목소리, 톤이 없는 소리와 소음을 각각 들려줬다. 연구팀은 사람과 원숭이 뇌의 청각피질이 동일하게 반응했지만 사람의 뇌는 원숭이와는 달리 특정 음, 특히 조화로운 음악과 목소리에 민감하게 반응한다는 사실을 발견했다. 연구팀은 추가 실험을 통해 사람의 뇌는 소리의 크기와는 상관없이 음의 조화, 음색에 따라 민감하게 반응한다는 사실을 밝혀냈다. 베빌 콘웨이 NIH 박사는 “이번 연구결과는 언어와 음악에 내재된 소리의 특징 중 하나임 화음이 인간 두뇌의 정보처리 방식을 근본적으로 변화시켰을 것이라는 점을 보여주고 있다”라면서 “이번 연구는 그동안 원숭이를 이용한 많은 실험에서 특히 청각적 과제를 수행하도록 하는 것이 어려웠던 이유도 훌륭하게 설명해주고 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“사람과 동물의 차이는 무엇인가‘라는 질문을 던지면 말을 할 줄 아는 것, 예술을 이해하고 즐길 수 있다는 것, 생각을 통해 학문을 발전시킬 수 있다는 것 등 다양한 답을 내놓을 것이다. ‘도구의 사용’도 그 중 하나일 것이다. ‘호모 하빌리스’나 프랑스 철학자 앙리 베르그송이 처음 이야기한 ‘호모 파베르’도 도구를 사용하는 사람, 손재주 있는 사람이란 뜻과 함께 도구를 사용해 새로운 것을 창조해 낼 수 있는 것이 동물과 인간의 중요한 차이라는 것을 강조하는 지점이다. 그런데 최근 인류학자들이 원숭이들도 도구를 사용해 새로운 것을 만드는 것까지는 아니더라도 자신들의 필요에 따라 도구를 활용할 수 있었다는 증거를 발견했다. 브라질 상파울로대 실험심리학과, 네오트로피컬 영장류연구그룹, 영국 런던대 인류학연구소, 스코틀랜드대학연합 환경연구센터, 영국내 독립연구자들로 구성된 공동연구팀은 3000년 전부터 ‘꼬리감는 원숭이’(capuchin monkey)들도 돌을 이용해 도구를 만들어 사용해왔으며 그 기술도 진화했다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 에콜로지앤에볼루션’ 25일자에 실렸다. 카푸친원숭이로 알려진 꼬리감는 원숭이는 중남미에서 서식하며 몸길이는 43㎝, 꼬리길이는 46㎝ 정도의 잡식성 동물이다. 과거에는 애완용이나 서커스 볼거리로 인기가 있었지만 지능이 높다는 사실이 밝혀짐에 따라 최근에는 영장류의 지적능력을 실험하는데 주로 활용되고 있다. 원숭이, 침팬지, 수달은 모두 야생에서 돌을 사용해 견과류나 조개류를 깨는 것으로 잘 알려져 있다. 또 지금까지는 인간 이외의 동물 중에서 돌을 도구로 사용했다는 고고학적 기록은 침팬지가 유일한 것으로 알려져 있었다. 연구팀은 브라질 동부 세라 다 카피바라 국립공원 내 바이싸오 다 페드라 후라다 계곡에 있는 ‘카주 BPF2’라는 지역을 발굴했다. 카주 BPF2는 야생 꼬리감는 원숭이들과 음식, 사용한 도구 등 유적이 대량 발견된 곳이다. 연구팀은 방사성 탄소연대 측정, 돌 도구 분석(stone-tool analysis)을 통해 연대를 분석했다. 그 결과 꼬리감는 원숭이들은 최소한 3000년 전, 지금으로부터 450세대 이전부터 돌을 도구로 사용해왔음이 밝혀졌다. 연구팀이 주목한 부분은 원숭이들이 시간이 지남에 따라 연장으로 돌의 사용방식을 진화시켜왔다는 것이다. 이 같은 도구 사용의 진화는 세 차례 정도 있었는데 3000년 전후부터 2500년까지는 작고 가벼운 석기를 사용했으며 2500년 전부터 300년 전까지는 초기보다는 더 크고 무거운 돌을 이용해 작은 곤충이나 동물을 사냥하고 과일 등을 채취했다는 것이다. 최근 100년 사이에는 초기보다는 무겁지만 중기 때 사용한 돌 도구보다는 좀 더 작고 가벼운 것을 사용했다고 연구팀은 설명했다. 토모스 프로티트 영국런던대 인류학 박사는 “이번에 발견된 꼬리감는 원숭이들 이외 다른 집단들은 캐슈넛이나 음식별로 다른 돌과 다른 크기의 크기와 종류의 도구를 사용했을 가능성도 크다”라며 “이번 연구는 인간 이외의 종에서 오랫동안 도구 사용를 사용해왔음을 보여주는 첫 번째 사례”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

무분별한 벌목과 인간이 만들어 낸 지구온난화로 인한 기후변화 때문에 지구에 살고 있는 생물의 터전인 숲이 사라지고 있다. 최근 영국과 스웨덴 생물학자들은 식물 멸종 속도가 포유류, 양서류, 조류 등 동물의 멸종 속도보다 2배 빠르다는 연구결과가 발표한 바 있다. 지난달 프랑스에서 열린 유엔 환경계획 산하 ‘생물다양성과 생태계를 위한 정부간 과학정책기구’(IPBES) 제7차 총회에서 채택된 ‘전지구 생물다양성 및 생태계서비스 평가에 대한 정책결정자를 위한 요약보고서’에 따르면 지난해 지구 전체에서 벨기에 면적에 버금가는 3만 6000㎢의 숲이 파괴됐다. 브라질 국립우주연구원에 따르면 지난해 파괴된 아마존 열대우림은 서울시 면적의 13배에 달하는 7900㎢이다. 숲의 파괴는 사람들에게도 심각한 영향을 미치지만 직접적 삶의 터전으로 삼고 있는 동물들은 그 피해가 더 심각하다. 미국 듀크대 진화인류학과, 영장류 장내미생물 연구프로젝트(PMP), 미네소타대 컴퓨터과학공학과, 버지니아공과대(버지니아텍) 어류·야생환경보존과, 생명과학과, 에모리대 환경과학과, 스토니브룩대 인류학과, 영국 임페리얼칼리지런던 생명과학과 공동연구팀은 삶의 환경이 바뀌면 동물들의 장내미생물이 변화되면서 생존 자체를 위협할 가능성이 크고 결국 멸종 위험성을 높인다고 14일 밝혔다. 이번 연구결과는 영국왕립학회에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘바이올로지 레터스’ 13일자에 실렸다. 연구팀은 농경지와 목초지로 조성하기 위해 매년 수천 ㎢의 숲이 개간되고 있는 마다가스카르 섬에 살고 있는 12종 128마리의 여우원숭이 장내미생물의 변화를 관찰했다. 연구팀은 특히 마다가스카르에만 살고 있는 시파카 여우원숭이와 마다가스카르와 마요트에만 사는 갈색 여우원숭이에 주목했다. 갈색 여우원숭이는 주로 과일을 먹고 시파카 여우원숭이는 잎을 주식으로 삼는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 장내미생물이 건강상태를 결정하는만큼 장내미생물 상태와 분포의 변화가 종의 생존에 영향을 미친다고 가정했다. 그래서 연구팀은 이들 원숭이의 변을 채집해 장내미생물을 결정하는 것으로 알려진 ‘16S rRNA’ 유전자를 분석했다. 그 결과 서식 영역에 따라 장내 미생물이 눈에 띄게 차이가 난다는 사실을 확인했다. 특히 일부 여우원숭이들은 뻣뻣한 잎을 소화시키기 쉽게 하기 위해 다른 종에서는 발견할 수 없는 장내미생물을 갖고 있는다는 사실을 발견한 것이다. 갈색 여우원숭이는 섬의 어느 곳에 서식하든 간에 비슷한 종류의 장내미생물을 갖고 있었지만 잎을 주식으로 삼는 시파카 여우원숭이의 장내미생물은 서식지가 조금만 차이가 나더라도 확연하게 다르다는 것을 확인했다. 연구팀은 서식지가 파괴돼 섬 내 다른 곳으로 이동하더라도 적응하기 어려운 이유는 해당 지역에서 자라는 식물의 특정 섬유소를 소화시킬 수 있는 장내미생물을 갖고 있지 못하기 때문이라고 분석했다. 리디아 그린 듀크대 박사(생태학)는 “섭취하는 음식이 제한적인 동물들에게 있어서는 서식지 환경파괴는 음식물 제공이 완전히 차단되는 것과 마찬가지 상황”이라며 “무분별한 개발과 벌목으로 산림이 파괴하는 것은 해당 지역에서 사는 동물 전체의 생태계 먹이사실을 붕괴시키는 것과 마찬가지”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난해 11월 말 허젠쿠이 중국 남방과기대 교수가 크리스퍼 유전자 가위를 이용해 후천성면역결핍증(AIDS)에 걸리지 않도록 유전자 편집을 한 쌍둥이 아기가 태어나게 했다고 발표해 전 세계 과학계가 발칵 뒤집혔다. 이후 중국 과학계 내에서도 비판과 자성의 목소리가 터져나오는 한편 생명과학계에서는 인간의 존엄성을 침해하지 않는 연구 지침을 마련하기 위한 모임을 갖는 등 움직임이 있었다.유전자 편집 기술 연구가 위축되는 것 아니냐는 우려도 있었지만 유전자 가위를 이용한 난치병 치료와 유전자 가위 기술의 정확도를 높이기 위한 연구는 꾸준히 이어지고 있다. 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 13일자에는 생명과학자들의 주목할만한 연구 두 편이 한꺼번에 실렸다. 우선 중국과학원 선전고등기술연구원, 중산대, 남중국농업대, 미국 매사추세츠공과대(MIT), 매사추세츠종합병원, 하버드-MIT 브로드연구소 등 공동연구팀은 크리스퍼 유전자 가위를 이용해 마카크 원숭이의 ‘Shank3’(섕크3) 유전자를 편집해 사람에게 나타나는 자폐증과 다른 신경발달장애와 관련된 증상을 그대로 재현하는데 성공했다. 자폐스펙트럼 장애는 소아 1000명당 1명꼴로 나타나는 발달장애로 타인과 상호관계가 형성되지 않고 정서적 유대감을 형성하기 어려운 것이 특징이다. 많은 연구자들이 자폐증을 치료할 수 있는 약물 개발에 나서고 있지만 모두 실패해 현재는 행동·심리 치료법이 유일하다. 자폐증 치료약물 개발에 나선 연구자들은 생쥐를 이용해 전임상실험을 했지만 생쥐와 사람의 신경학적 구조의 차이 때문에 치료제 개발로 이어지지 않았다. 이런 문제를 극복하고자 연구팀은 영장류를 이용해 치료제 개발의 단초를 마련하려고 시도했다.섕크3 유전자는 뇌의 선조체라는 부분에 위치해 있다. 선조체는 습관적 행동, 계획, 관계형성은 물론 자전거를 타거나 수영하는 법 같은 신체 기억을 형성하는데 도움을 주는 영역이다. 연구팀은 크리스퍼 유전자 가위를 이용해 섕크3 유전자에 변이를 일으킨 마카크 원숭이 배아를 착상시킨 뒤 섕크3 유전자 변이를 가진 마카크 원숭이를 태어나게 했다. 이렇게 태어난 마카크 원숭이는 자폐스펙트럼 장애를 가진 사람과 같이 강박적이고 반복적인 행동을 했고 다른 원숭이들과 상호작용이 적게 나타나는 것을 관찰됐다. 연구팀은 이들 마카크 원숭이의 뇌를 자기공명영상(MRI)으로 촬영한 결과 뇌 신경세포와 선조체 등에서 기능적 연결성이 감소되는 등 자폐스펙트럼 장애를 가진 사람의 뇌 활동 패턴과 일치하는 것으로 확인됐다. 연구팀은 자폐증 치료 후보 물질들을 투여해 약물 치료가 자폐스펙트럼 장애에 미치는 영향을 추가 연구할 계획이라고 밝혔다. 저후이후이 중국 선전고등기술연구원 교수는 “생물학 분야에서 생쥐 모델은 여전히 중요하지만 자폐증과 같은 신경장애 분야에서는 영장류를 이용한 실험모델이 더 효과적이라고 생각한다”며 “이번 연구는 자폐증의 신경생물학적 메커니즘에 대한 명확한 이해와 함께 효과적인 치료제나 유전자 치료법을 찾는데 도움이 될 것”이라고 말했다. 한편 미국 컬럼비아대 생화학·생물물리학과, 약리학과 공동연구팀은 크리스퍼-캐스 유전자 가위의 정확도를 높이고 오류 가능성을 낮출 수 있는 ‘인터그레이트(INTEGRATE)’라는 방법을 개발해 ‘네이처’ 13일자에 발표했다. 기존의 크리스퍼 유전자 가위는 가이드RNA가 원하는 유전자(DNA) 지점까지 찾아간 뒤 절단효소로 목표지점을 정확하게 잘라낸 뒤 이어붙이거나 새로운 유전자를 삽입하는 방식으로 유전자를 편집한다. 문제는 ‘잘라내고 이어붙이고 삽입하는’ 과정에서 오류가 발생할 가능성이 적지 않다는 것이다. 이 때문에 연구팀은 콜레라균에서 발견한 ‘점핑 유전자’를 이용해 가이드RNA가 원하는 위치까지 새로운 DNA를 끌고간 다음 바꾸고자 하는 DNA에 덮어씌우는 방식으로 유전자를 편집하는 ‘크리스퍼 유전자 접착제’ 기술이라고 설명하고 있다. 이 방식은 오류 발생 가능성을 기존 방식보다 획기적으로 낮춤으로써 유전자 치료나 작물 재배에 곧바로 적용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘퀸’의 리더 프레디 머큐리, 영화 ‘사이코’의 주연 앤서니 퍼킨스, 1950~60년대 대표적인 미남 배우 록 허드슨은 모두 후천선면역결핍증(에이즈)으로 인한 후유증으로 사망했다. 1980년대에는 ‘20세기 흑사병’으로 알려지면서 치료가 불가능한 질병으로 알려졌지만 최근 과학기술과 의학의 발달로 다양한 치료방법이 등장하면서 관리 가능한 질병이 되가고 있으며 미국 농구선수 매직 존슨처럼 실제로 완치된 사람들까지 나오고 있는 상황이다. 그렇지만 질병을 사전에 차단하고 예방할 수 있는 백신은 아직까지 나오고 있지 않다. 이런 가운데 네덜란드 암스테르담대 감염·면역연구소, 바이오메디컬 영장류연구센터(BPRC), 서울대 약대, 미국 스크립스연구소 통합구조·계산생물학과, 듀크대병원 외과, 영국 옥스포드대 생화학과, 임페리얼칼리지런던 의대, 이탈리아 IRCCS 산라파엘과학연구소, 스페인 카를로스3세 왕립보건연구소 공동연구팀은 에이즈를 유발시키는 인간면역결핍바이러스(HIV) 단백질의 대표적인 구조를 설계하는데 성공해 치료용 항체를 유도해 낼 수 있게 됨으로써 백신 개발 가능성을 높이게 됐다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호(5월 30일자)에 실렸다. 에이즈 치료 항체 개발이 어려운 이유는 HIV 단백질이 지속적으로 다양하게 변이된다는 점 때문이다. HIV의 외부 단백질이 사람의 면역세포에 결합해 침투하는 과정을 저해하는 치료법이 제시되기도 했지만 역시 변이가 잦아 치료제나 백신 개발로 이어지지는 못했다. 연구팀은 2017년까지 알려진 6000여개 이상의 HIV 외피 단백질의 변이를 모두 분석해 외피 단백질을 대표하도록 설계된 단백질 ‘ConM’(콘엠)을 설계하고 단백질 3차원 구조를 밝혀냈다.콘엠 단백질을 백신으로 사용할 경우는 변이가 잦은 HIV 외피 단백질을 광범위하게 중화시킬 수 있는 항체를 유도할 가능성이 큰 것으로 연구팀은 생각했다. 실제로 연구팀은 이번에 설계한 콘엠 단백질을 토끼와 짧은꼬리원숭이에 주입해 에이즈 치료 항체를 유도하는데 성공함으로써 백신 개발 가능성을 규명하기도 했다. 교신저자로 참여한 서울대 약대 한병우 교수는 “이번 연구는 인간 면역세포 침투에 있어서 가장 중요한 역할을 하는 HIV 외피 단백질을 백신으로 개발함으로써 다양한 변이 외피 단백질들을 중화시킬 수 있는 항체를 유도할 수 있게 해줄 것”이라며 “이번에 개발한 방법론은 에이즈처럼 변이가 심해 치료법 개발이 쉽지 않은 독감 바이러스, 에볼라 바이러스, C형 간염 바이러스 단백질에도 적용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘7년의 밤’, ‘28’, ‘종의 기원’. ‘한국의 스티븐킹’ 소설가 정유정(53)을 알린 작품들이다. 그렇다고 정유정을 어두운 소설을 쓰는 사람으로 기억한다면? 틀렸다. 등단작인 ‘내 심장을 쏴라’, 이어 출간한 ‘내 인생의 스프링캠프’는 세상 찌질하지만 미워할 수 없는 인물들의 좌충우돌 이야기다. 정유정을 어두운 소설을 쓰는 어두운 사람으로 상상한다면? 더 더 틀렸다. 그의 노래방 18번은 하이디의 노래 ‘진이’다. 노래방에서 “이~ 시~ 간이간이간이~”를 부르는 사람의 활력을 떠올리면, 딱 맞다. 신작 제목이 ‘진이, 지니’인 이유다.지난 22일 서울 합정동 은행나무출판사 사옥에서 만난 작가는 ‘부글부글 끓어오른다’는 표현을 자주 썼다. ‘진이, 지니’는 속에서 이야기가 부글부글 끓어오르는 작가가 한달음에 써내려간 작품이다. 줄거리와 개요, 주인공의 이름과 제목까지 한자리에서 정해졌단다. 소설은 침팬지 사육사 ‘진이’가 야산에서 보노보를 구조하는 데서 시작한다. 자신의 이름을 변주한 ‘지니’라는 이름마저 지어준 보노보를 품에 안고 산길을 빠져나가던 그 순간, 불의의 교통사고를 당한다. 웬걸, 깨어나 보니 손처럼 발을 쓰고, 얼굴엔 털이 부숭부숭하다. 보노보 ‘지니’의 몸에 사람 ‘진이’의 영혼이 들어간거다. 사고 현장 근처에서 노숙을 하던 청년 백수 민주의 도움을 받아 제 몸으로 돌아가려는 진이의 사흘이 이야기의 골자다. 스릴러 작가가 뜻밖에 판타지를 만났다. 이는 ‘20세기 대표 지성’ 버트런드 러셀의 문장 ‘시간의 어떤 순간에는 아무것도 존재하지 않는다’를 만난 데서 시작한다. 그 문장은 30년 전, 중환자실에서 암투병을 이어가던 어머니의 마지막 사흘로 자신을 소환시켰다. 그 시각 어머니는 의식 없이 심장만 뛰었다. “간호사복 입고 옆에 앉아서 사흘을 꼬박 지켜봤어요. ‘엄마, 어디 가 있어?’ 이런 생각이 들더라고요. 나 같으면 어디로 갈까. 저는 제 과거나 미래가 아닌, 인류의 태고적 조상들이 살던 사바나 밀림으로 가보고 싶었어요.” 상상 속 영장류들의 밀림에서 만난 게 ‘보노보’다. 친숙한 침팬지가 아니라 왜 보노보일까. “침팬지는 수컷 중심 사회에, 서열 중심이에요. 근데 보노보는 모계 중심에 연대에 의존하는 사회예요. 제가 상상한 사육사 진이 캐릭터랑 잘 맞더라고요.” 보노보의 DNA가 인간과 98.7%가량 일치한다는 설명에 이르러서는 흡사 소설가가 아니라 동물 연구자와 얘기하는 느낌이다. 그가 이렇게 ‘보노보 박사’가 된 데는 최재천 이화여대 에코과학부 교수의 힘이 컸다. 그의 전작을 재밌게 읽었다는 최 교수는 메일 한 통에 일본 교토대 영장류 센터, 구마모토 보노보 생추어리에 갈 수 있는 기회를 만들어줬다. 그렇게 취재에 쏟은 기간만 6개월이다. 소설의 시작도 어머니였듯, 소설의 한복판에도 어머니가 담겼다. 소설 속 진이와, 진이 엄마의 대화는 작가와 생전 어머니의 모습 거의 그대로란다. 어머니는 진이 엄마가 그렇듯, 당신보다 딸의 삶을 더 사랑해서 무서울 수 밖에 없었던 ‘보노보 맘’ 그 자체였다. 그랬던 어머니의 죽음은, 작가가 평생을 죽음의 의미에 매달리는 계기가 됐다. “사육사 진이를 통해서는 인간 죽음의 의미를, 보노보 지니를 통해서는 생명의 의미를, 백수 청년 민주를 등장시켜서는 삶의 의미를 짚어보고 싶었어요. ‘그럼에도 불구하고’ 포기하지 않고 살아가야 하는 이유요.” 소설을 쓰면서 당장에 상실의 트라우마가 치유될 순 없지만, 적어도 견딜 수 있는 힘은 얻었다는 그다. 막판 딴지 몇 가지. “그래도 독자들은 정유정에게서 스릴러를 기대하지 않을까요?” “저는 문단도 독자도 의식하지 않아요. 의식하는 순간 ‘변한다’고 생각하고요. 대신 제가 쓰고 싶은 이야기를 독자가 좋아하게 써야죠. 소위 말하는 ‘어그로’라 할까요?” “단편을 쓸 계획은 없나요?” “현재로선 없어요. 거기 쏟을 에너지를 장편에 쏟아요.” 칼처럼 날아드는 우문현답. 작가의 부글부글 끓어오르는 이야기를 담기에, 아무래도 단편이라는 그릇은 좁아 보였다. 이슬기 기자 seulgi@seoul.co.kr

인류와 가장 가까운 영장류로 꼽히는 ‘보노보’(Bonobo) 세계에도 아들을 '성공'시키기 위한 뜨거운 모성은 있었다. 최근 독일 막스플랑크 진화인류학연구소는 보노보(Bonobo)의 어미는 자신의 수컷 새끼와 짝짓기를 할 암컷을 직접 중매서는 것은 물론 보초까지 선다는 흥미로운 연구결과를 발표했다. 피그미침팬지로도 불리는 보노보는 인간과 98.7%의 DNA 일치율을 보일만큼 우리와 가장 비슷한 종이다. 인간 사회에서도 많은 엄마들이 자식들의 사생활과 일에 적극적으로 관여해 '헬리콥터맘'이라는 말도 있지만 보노보 정도는 아니다. 왜냐하면 엄마 보노보는 아들의 성생활에도 관여하기 때문이다. 막스플랑크 진화인류학연구소는 콩고민주공화국에 사는 야생 보노보를 관찰했으며 이를 탄자니아와 우간다 등지에 사는 야생 침팬지와 비교했다. 두 집단 모두 엄마들이 아들들의 싸움을 돕는 모습을 보였지만 유일하게 보노보는 자식의 짝짓기에도 관여했다. 연구팀에 따르면 엄마 보노보는 집단에 있는 '며느리감'을 물색하고 그중 가장 생식력이 높은 암컷을 골라 아들과 짝짓기를 유도한다. 특히나 다른 수컷이 아들과 짝지워 준 며느리에 구애하면 엄마는 다리를 잡아 끌어낼 정도로 이를 방해한다. 이렇게 엄마에게 물심양면 지원을 받은 아들 내외는 놀랍게도 그렇지 않은 커플에 비해 3배나 더 새끼를 낳을 확률이 높았다. 엄마의 이같은 행동은 보노보 집단이 모계사회이기 때문으로 풀이된다. 다른 동물집단과 마찬가지로 보노보 사회도 최고위 수컷들이 생산력이 좋은 암컷들을 독점하는데 엄마가 직접적으로 개입해 아들의 자손 생산을 돕는 것이다. 연구를 이끈 마틴 서벡 박사는 "우리도 엄마 보노보가 손주를 얻는데 그렇게 강하고 직접적인 영향을 미치는 것을 보고 놀랐다"면서 "엄마 보노보는 아들이 사회에서 가장 좋은 자리를 차지할 수 있도록 자신의 지위를 이용한다"고 설명했다. 이어 "이에반해 딸들에 대한 엄마의 도움은 없었는데 이는 딸들은 남지않고 지역사회로 떠나기 때문"이라고 덧붙였다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘커런트 바이올로지’(Current Biology) 최신호에 게재됐다.　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

‘살아있는 화석’이라 불릴 정도로 수억 년 간 지구상에 존재해 온 원시 물고기의 비밀이 새롭게 드러났다. 최근 영국 브리스톨 대학 등 국제공동연구팀은 실러캔스의 두개골과 뇌의 진화 과정을 밝힌 연구결과를 유명 과학지 네이처 최신호에 발표했다. 다소 낯선 이름의 실러캔스(Coelacanth)는 100년 이상 사는 것으로 추정되는 원시 물고기다. 특히 실러캔스는 4억 년 전 처음 지구상에 출현해 공룡과 함께 살다가 멸종된 것으로 추정돼 왔으나 지난 1938년 남아프리카 코모로 섬 근해에서 포획돼 세상을 놀라게 했다. 또한 실러캔스는 어류와 포유류 양쪽 모두의 유전자를 가지고 있는 것으로 알려져 육상 척추동물이 어떻게 진화했는지 밝혀주는 살아있는 화석이다. 이번에 연구팀이 주목한 것은 실러캔스의 독특한 두개골 구조와 뇌 크기다. 실러캔스는 원시어류의 화석에서만 관찰되는 두개골내 관절에 의해 두개골이 두 칸으로 갈라져있다. 특히 뇌는 두개골 내에서 단 1%의 공간을 차지할 만큼 콩알만큼 작다. 지금까지 학자들을 아리송하게 만든 것은 실러캔스의 두개골이 어떻게 자라고 뇌는 또 왜 이렇게 작은 지에 대한 이유였다.이를 알아보기 위해 연구팀은 최첨단 영상장비를 사용해 실러캔스의 내부를 손상시키지 않고 그 안을 시각화했다. 그 결과 실러캔스의 두개골내 관절은 독특한 척삭(Notochord)의 발달과 관계가 깊은 것으로 분석됐다. 척삭은 척수의 아래로 뻗어있는 연골로 된 줄 모양의 물질이다. 실러캔스의 경우 척삭이 뇌와 척수의 아래로까지 확장됐다. 연구를 이끈 존 롱 교수는 "물고기에서는 보통 척삭이 뇌 아래 작은 막대기 수준으로 퇴화한다"면서 "이에반해 실러캔스는 척삭이 뇌보다 무려 50배 이상 극적으로 커졌다"고 설명했다. 이어 "척삭이 퇴화되지 않고 남으면서 실러캔스의 독특한 두개골을 형성한 것 같다"면서 "우리 인간처럼 두뇌가 급격히 팽창하는 영장류에 비하면 실러캔스의 뇌 성장 과정은 매우 이례적"이라고 덧붙였다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

곰은 다른 곰의 얼굴 표정을 보고 정확히 따라 할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 이는 감정을 드러내 소통하는 포유류가 인간을 비롯한 일부 영장류밖에 없다는 주장에 의문을 제기한 것이다. 영국 포츠머스대 연구진은 말레이시아 보존센터에 있는 거대 울타리에서 사는 야생 말레이곰 22마리(만 2~12세)를 대상으로 한 행동분석 연구를 통해 이런 사실을 발견했다고 네이처 자매지 사이언티픽 리포츠 최신호에 발표했다. 이 연구를 위해 연구진은 야생에서 단독 생활을 하지만 우연히 만나면 장난 치길 좋아하는 말레이곰을 조사 대상으로 삼았다. 특히 이들 곰이 서식하는 시설은 곰들이 서로 교류할 것인지 아닌지를 선택할 수 있을 만큼 거대해 연구에도 적합한 것으로 전해졌다.연구진은 2년여간의 현장 연구를 통해 이들 곰이 우연히 마주한 수많은 사례 중 상대방에게 이빨을 드러내거나 드러내지 않는 뚜렷한 표정 두 가지의 일치 여부를 분석했다. 그 결과, 총 21마리의 말레이곰은 상대와 서로 얼굴을 마주했을 때 놀이 상대가 입을 벌리면 따라 하는 것으로 나타났다. 특히 이 중 13마리는 1초 안에 상대와 비슷한 표정을 지었다. 연구를 이끈 머리나 다빌라-로스 박사는 “다른 이의 표정을 정확히 따라 하는 행동은 인간의 소통 방식 중 하나”라고 말했다. 또 이들 곰은 서로 우연히 마주했을 때 힘겨루기와 같은 거친 놀이보다 상대의 얼굴 표정을 모방하는 온화한 놀이를 두 배 이상 많이 하는 것으로 나타났다. 연구에 참여한 데리 테일러 박사과정연구원은 “이런 미묘한 표정 흉내는 두 곰이 더 거칠게 놀 준비가 돼 있다는 신호를 보내거나 사회적 유대감을 강화하도록 돕는 것일 수 있다”고 설명했다. 말레이곰은 대체로 단독 생활을 하는 종이므로, 이번 연구는 이들 곰이 단독 생활을 선호한다는 믿음에 의문을 제기한다. 왜냐하면 이들 곰은 지금까지 더 많은 사회적인 동물에서만 알려진 복잡한 의사소통 방식을 보여주기 때문이다. 테일러 연구원은 또 “말레이곰은 야생에서 발견하기 어려운 종이므로 알려진 것이 거의 없다. 열대우림에 살고 거의 모든 먹이를 먹으며 짝짓기 기간 외에 다 자란 개체들은 서로 거의 교류가 없기 때문”이라고 설명했다. 이어 “이런 점이 바로 이번 결과를 매우 흥미롭게 하는 것이다. 이들은 우연히 마주칠 때 미묘하지만 정확하게 소통할 수 있는 수줍은 종”이라고 덧붙였다.사진=포츠머스대, 사이언티픽 리포츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

‘존중받을 권리’를 빼앗아가는 노년층의 치명적 질환인 ‘치매’. 치매를 유발시키는 원인은 베타아밀로이드 단백질의 축적이나 신호전달물질인 가바(GABA)의 과생성 때문으로 알려졌다. 가바는 포유류 중추신경계에 있는 억제성 신호전달물질인데 과생성될 경우 기억력 저하나 인지장애를 유발시킬 수 있는 물질이다. 이 때문에 최근에는 가바의 양을 줄여 치매를 개선하고 치료하는 방법이 개발되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 치매DTC융합연구단 박기덕 박사와 반응성교세포연구단 이창준 박사 공동연구팀은 가바의 양을 줄여 치매환자의 기억력 저하와 인지장애를 개선할 수 있는 치료제를 개발했다고 24일 밝혔다. 특히 이번에 개발된 약물은 장기 복용시 가바의 양이 다시 증가해 인지장애가 재발하는 것을 막아줄 수 있다는 장점까지 갖고 있는 것으로 알려졌다. 연구팀은 치매환자와 마찬가지로 기억력과 인지장애를 유발시킨 생쥐에게 이번에 개발한 약물을 장기간 투여한 결과 인지기능 개선 효능이 눈에 띄게 나타났고 주사가 아닌 경구투여를 하더라도 뇌에 빠르게 전달됨으로써 생체독성이나 다른 신경계에 부작용이 없는 것으로 확인됐다. 기존에 개발한 가바치료제의 경우는 복용 후 초기 1주일 동안은 인지기능이 회복되는 것이 확인됐지만 복용기간이 4주를 넘어가면 다시 가바가 과생성돼 처음과 비슷한 상태의 인지기능 장애를 겪는 것으로 나타났다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 최신호에 실렸다. 또 국내 바이오벤처기업에 기술이전돼 신약개발을 위해 영장류를 이용한 전임상 시험이 진행 중에 있으며 올 하반기 중에 사람을 대상으로 한 임상시험 승인절차 신청할 계획이다. 박기덕 박사는 “이번에 개발된 치료후보물질은 과거 임상시험에서 단기적 효능을 보였음에도 치료약물로 승인되지 못한 실패원인을 규명하고 한계를 극복했다”라며 “특히 약물 효능은 물론 뇌 투과율, 인체 안전성이 뛰어나 치매에 의한 인지장애를 장기간 동안 지속적으로 개선시킬 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘사촌이 땅을 사면 배가 아프다.’ 표준국어대사전은 이 속담을 ‘남이 잘되는 것을 기뻐해 주지는 않고 오히려 질투하고 시기하는 경우를 비유적으로 이르는 말’이라고 설명한다. 하지만 사촌이 땅을 샀을 때 진짜 배가 아플 수도 있다. 몸과 마음은 연결돼 있기 때문이다. 약 100년 전 하버드 의대 생리학교실의 주임 교수였던 월터 캐논은 스트레스와 연관돼 나타나는 생리적 반응의 기전을 밝혀냈다. 캐논 교수 연구에 따르면 심박동 증가, 발한, 동공 확장 등과 같은 현상은 흉부 교감신경 뉴런이 활성화돼 부신 수질을 자극해 분비되는 물질에 의해 일어난다. 이 물질은 에피네프린과 노르에피네프린 등으로, ‘투쟁 또는 도피’에 대비하기 위한 일종의 예비 반응이다. 이런 반응은 각 기관의 기능에 영향을 준다. 장의 연동 운동을 억제해 소화가 안 되고 복통이 일어날 수도 있다. 사촌이 땅을 사면 정말 배가 아플 수 있는 건 이런 이유에서다. 반대로 부교감신경은 평온한 휴식 상태에서 더욱 활성화돼 심박동 속도를 늦추고 호흡을 안정시키며 장운동을 촉진하고 동공을 수축시킨다. 최근 연구 결과에 따르면 뇌와 부신 수질이 직접 연결될 수도 있다. 미국 피츠버그 의대의 피터 스트릭 교수는 이를 증명하려고 영장류를 대상으로 뉴런의 축삭돌기에서 세포체 방향으로 거슬러 올라가는 추적 물질을 주사했다. 그 결과 전두엽의 운동 피질, 감각 피질 영역, 내측 전전두엽 등에서 추적 물질이 발견됐다. 운동·감각 피질은 어떻게 움직여야 하는지 결정하는 데 중요한 기능을 한다. 내측 전전두엽은 우울증과 관련이 많은 뇌 영역이다. 이런 연구 결과는 뇌에서 일어나는 일이 직접적으로 신체의 스트레스 반응을 일으키는데 기여하고 있음을 시사한다. 몸과 마음, 그리고 뇌의 연결 관계는 ‘사촌이 땅을 사면 배가 아픈’ 것 정도로 그치지 않는다. 스트레스는 심장, 혈압, 신진대사에 광범위한 영향을 준다. 소위 ‘만병의 근원’이다. 마음과 뇌의 건강을 챙겨야 신체도 건강해질 수 있다는 것은 이제 부정할 수 없는 사실이 됐다. 이런 연결성을 생각할 때 신체의 신호는 마음과 뇌의 건강 상태를 반영하는 ‘바로미터’라고 할 수 있다. 이에 대한 면밀한 연구가 필요하다. 최근 개정된 ‘정신질환 진단 및 통계 편람분류 제5판’(DSM-5)은 ‘신체 증상 장애’라는 진단명을 사용한다. 이 진단명은 ‘신체 질환의 원인이 발견되지 않으나 이와 유사한 증상을 유발하는 정신질환’으로 정의한다. 질병 불안 장애, 통증 장애, 신체 이형 장애 등 뇌과학적으로 규명해야 할 질환들이 아직 많다. 흔히 우리는 ‘몸과 마음은 하나’라고 말한다. 하지만 뇌과학이 발달하면서 ‘몸과 뇌는 하나’라는 말로 바꿔야 할 때가 된 것 같다. 몸과 뇌의 연결성에 대한 연구가 활발히 진행돼 몸과 뇌 모두의 총체적인 건강을 이뤄가길 기대한다.

이른바 ‘좀비사슴병’이나 ‘사슴광우병’으로 불리는 만성소모성질병(CWD)이 미국 전역으로 확산하고 있는 가운데 한 저명한 전문가가 앞으로 몇 년 안에 인간에게 전염되는 사례가 나올 수 있다고 경고하고 나섰다. 18일(이하 현지시간) 미 NBC뉴스 등 현지언론 보도에 따르면, 오랜기간 광우병을 연구해온 마이클 오스터홀름 미네소타대 교수가 지난 7일 미네소타 주의회 청문회에 출석해 이같이 밝혔다. CWD는 광우병과 마찬가지로 변형 단백질인 프리온(프라이온)에 의해 유발되는 것으로, 이 병에 걸린 사슴과 엘크, 그리고 무스 같은 사슴류는 몸의 균형을 유지하는 조정 감각을 잃어 비정상적으로 행동하며 체중 급감과 마비 증세 등을 보이다가 결국 죽음에 이른다. 프리온은 박테리아나 바이러스와 달리 수년간 자연환경에서 파괴되지 않고 타액이나 배설물 등을 통해서도 전염될 수 있는 것으로 알려졌다.그런데 이 병이 지난 11일 기준으로 미 24개주와 캐나다 2개주로 급속히 확산하고 있다는 미 질병통제예방센터(CDC)의 발표가 나오자 인간 감염에 관한 우려가 심화하고 있는 것이다.이에 대해 저명한 광우병 전문가로 미네소타대 산하 감염병연구정책센터(CIDRAP)의 센터장이기도 한 오스터홀름 교수는 주의원들에게 “감염된 고기를 섭취한 것과 연관한 CWD의 인간 감염 사례가 앞으로 몇 년 안에 문서화될 것”이라면서 “인간 감염자 수가 상당할 가능성이 있으며 단편적인 사례에 그치지 않을 것”이라고 지적했다. 또 오스터홀름 교수는 CWD를 1980년대와 1990년대 영국 전역으로 확산한 광우병으로 150명이 넘는 사망자를 냈던 사례와 비교했다. CWD는 1967년 미 콜로라도주(州) 북부의 한 야생동물보호시설에서 보호하던 한 노새사슴에서 처음 발견됐으며 1960년대 후반까지는 이런 보호 사슴들에게만 나타났다. 물론 CWD는 지금까지 인간에게 감염됐다는 문서로 만들어진 사례는 없지만, 지난해 캐나다에서 발표된 한 연구는 이 병이 원숭이 등 영장류를 포함한 다른 동물들에게도 전염될 수 있다는 것을 보여준다. CDC에 따르면, 인간 전염 가능성이 가장 높은 경로는 인간 광우병이 발병한 방식과 마찬가지로 감염된 고기를 섭취하는 것이다. 이에 대해 오스터홀름 교수는 지난해 발표된 공공야생동물연합 보고서를 인용해 매년 사냥꾼 가족 1만5000명이 CWD에 감염된 고기를 먹는 것으로 추정된다고 밝히면서도 CWD의 확산으로 그 수는 매년 20% 증가하고 있다고 설명했다. 또한 이 전문가는 인간이 CWD에 감염될 가능성이 있느냐는 질문에 이를 유전자라는 룰렛 테이블에 던지는 것으로 비유했다. 끝으로 그는 “사람들은 이 병의 심각성을 이해해야만 한다”면서 “우리는 첫 번째 감염 사례가 나올 때까지 기다릴 수 없다”고 말했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

한 해가 저물어가는 세밑이 되면 관행적으로 ‘다사다난’했다는 표현을 쓰곤 합니다. 2018년 무술년(戊戌年)도 돌이켜 보면 여러 사건 사고가 많았던 해였습니다.돌아오는 2019년은 12지의 마지막 열두 번째 동물인 돼지의 해 ‘기해년’(己亥年)입니다. 돼지는 신화나 민속신앙에서는 재산이나 복을 부르는 동물로 받아들여지고 있습니다. 삼국시대 이전에는 하늘에 제사를 지낼 때 제수로 사용됐다고 합니다. 요즘도 개업식에서 돼지머리를 상 위에 올려놓고 절을 하는 것은 이런 풍습에서 비롯된 것입니다. 그런데 다른 한편에서 돼지는 탐욕스럽고 더럽고 게으르고 멍청한 동물로 취급당하기도 합니다. 우리가 돼지라고 부르는 동물은 가축화된 멧돼지입니다. 멧돼지가 가축화된 것은 신석기 시대에 해당하는 8000~9000년 전으로 거슬러 올라갑니다. 한반도에서는 2000년 전부터 돼지를 기르기 시작했다고 합니다. 멧돼지는 잡식성으로 무엇이든 잘 먹고 야생에서도 20~30마리가 함께 사는 습성이 있어 우리에 가둬 키우기가 좋고 성장속도가 빠르며 기후에 대한 적응력이 좋습니다. 사람들이 가축으로 키울 수 있었던 최적 조건을 갖춘 것이지요. 지금도 돼지는 주로 고기를 얻기 위해 길러지지만 20세기 중반에 접어들면서 돼지를 다른 용도로 활용할 수 있다는 점이 알려지게 됐습니다. 100년 전까지만 해도 불치병으로 알려진 당뇨를 치료하는데 돼지가 쓰인 것이 첫 사례입니다. 지금은 당뇨 환자들에게 합성인슐린이 사용되고 있지만 1970~80년대까지만 해도 인슐린은 소, 개, 돼지에게서 얻었습니다. 돼지는 사람의 인슐린과 한 개의 아미노산만 다를 정도로 거의 비슷하다고 합니다. 최근 돼지는 이종장기이식 활용 가능성에 관심이 집중되고 있습니다. 사람의 장기는 시간이 지나면서 기능이 약해지기도 하고 손상이 되기도 합니다. 태어날 때부터 장기에 문제가 있는 경우도 있습니다. 이때 사람의 장기를 이식받는 것이 가장 좋겠지만 수요가 충분치 않기 때문에 과학계에서는 동물의 장기를 사람에게 이식하는 방법이 연구되고 있는 것입니다. 사람과 가장 비슷한 영장류를 활용하는 것이 좋겠지만 개체수도 적고 다른 동물들은 인체 거부반응이 심해 쉽지 않다고 합니다. 이 때문에 사람의 장기와 크기, 기능이 비슷하고 성장 속도도 빨라 인공장기 공급원으로 최적의 조건을 갖춘 돼지를 이용한 다양한 연구가 진행되고 있습니다. 실제로 지난 6월 농촌진흥청과 건국대병원 공동연구팀은 바이오 이종이식용 돼지의 각막을 원숭이에게 이식한 뒤 407일간 정상기능을 유지하는 것을 확인했다는 연구결과를 발표했습니다. 이달 초 독일 뮌헨대 연구팀은 돼지 심장을 이식한 개코원숭이가 기존 57일을 훌쩍 넘어선 195일간 생존했다고 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 발표했습니다. 이렇듯 인간과 함께한 오랜 세월 동안 돼지는 인류에게 많은 이로움을 가져다줬습니다. 사실 돼지가 지저분하다는 편견도 돼지의 생활습성과 생태를 이해하지 못한 인간이 잘못 만든 사육환경 때문에 생긴 것입니다. 아는 만큼 사랑하게 되고 이해할 수 있게 됩니다. 타인에 대한 편견이나 반목도 상대를 제대로 알지 못하기 때문에 생기는 것입니다. 2019년은 다른 사람에 대해 좀 더 이해하고 포용할 수 있는 한 해, 아낌없이 주는 돼지만큼은 아니더라도 내 이익만큼이나 다른 사람의 이익과 권리도 중요하다는 것을 이해하는 한 해가 됐으면 합니다. edmondy@seoul.co.kr

‘인류세(世)’라는 단어를 아시나요. 지질시대를 연대로 구분할 때 ‘세’라는 단어를 붙이는데 신생대 제4기인 홍적세, 신생대 마지막 시기인 충적세(현대)를 잇는 시대가 바로 인류세입니다. 쉽게 말하자면 20세기까지 이어진 충적세와는 전혀 다른 지질시대가 도래했다는 의미이지요. 18세기 시작된 과학기술의 발전으로 인류는 풍족하고 편리한 삶을 살게 됐지만 무분별한 자원의 남획과 이용으로 생태계가 파괴되고 지구온난화라는 만성질환과 맞닥뜨리게 됐습니다. 2000년대 초반부터 이야기되기 시작한 인류세의 특징은 사람에 의한 생태환경 변화, 즉 자연 파괴입니다. 결국 이 때문에 인류 전체가 종말이라는 절벽을 향해 달려가고 있다는 의미이기도 합니다. 지난해 1월 12개국 28개 연구기관과 국제환경보호단체 ‘국제보전기구’가 참여한 국제공동연구팀은 사람 때문에 야생에 있는 고릴라, 침팬지, 보노보, 원숭이 등 영장류 300여종이 멸종위기에 있다는 연구결과를 발표하기도 했습니다. 2015년 세계적인 과학저널 ‘네이처’에는 2200년쯤이 되면 양서류 41%, 조류 13%, 포유류 25%가 멸종하게 될 것이라는 예측을 내놨습니다. 이 때문에 과학자들은 사람을 포함한 지구 생물 75% 이상이 사라지는 ‘6번째 대멸종’이 언제든 일어날 수 있다는 경고장을 내놓기도 했습니다. 사람 때문에 생태계가 파괴되고 있다는 우울한 연구결과가 하나 더 발표됐습니다. 영국 런던대, 임페리얼칼리지, 서섹스대, 런던 자연사박물관, 유엔 환경국제보전모니터링센터, 미국 콜로라도대 자연사박물관, 중국 국립농업대, 독일 통합생물다양성연구센터, 라이프치히대 공동연구진은 사람들이 경작지를 늘리고 도시를 확대시키면서 많은 곳에서 지역의 독특한 생물종들이 사라지고 어디서나 볼 수 있는 생물들로 채워지고 있다는 분석 결과를 발표했습니다. 사람 때문에 생물 다양성이 줄어들고 있다는 이번 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 바이올로지’ 4일자에 실렸습니다. 연구팀은 81개국 500명 이상 연구원들이 참여한 ‘변화하는 지구환경에서의 생태다양성 확인 프로젝트’(PREDICTS)에서 조사한 데이터를 활용해 인간이 농경지나 도시를 확장할 때 지역 고유의 동식물 변화를 분석했습니다. 연구팀은 약 2만종에 가까운 동식물들 가운데 사람들이 거주지를 확장할 때 함께 늘어나는 종은 극소수이며 특정 지역에서만 볼 수 있는 고유 생물종들은 사라지고 있다는 사실을 확인했습니다. 연구를 주도한 팀 뉴볼드 영국 런던대 교수는 “사람들의 거주지가 늘어날수록 지역적 특색을 보여 주는 생물종들은 사라지고 도시의 비둘기, 농촌지역 집쥐처럼 흔히 볼 수 있는 종들로 대체되는 경향이 강하다”고 말했습니다. 생물 종다양성이 줄어들면 생태계 먹이피라미드가 무너지면서 인간의 거주환경을 악화시킬 수 있다는 설명입니다. 이번 연구결과는 생물다양성이 왜 중요한가를 보여 주는 대표적 사례입니다. 지구 생태계라는 큰 틀에서 보면 작은 영역을 차지하는 동식물이라도 생태계의 건강 유지를 위해 반드시 필요한 존재입니다. 우리가 보기에는 길가에 아무렇게나 피어 있는 이름 모를 하찮은 풀꽃이라도 그것의 삶에는 ‘지구 생태계 유지’라는 커다란 의미를 갖는다는 사실을 잊어서는 안 될 것입니다. edmondy@seoul.co.kr

“우리가 겪고 싶지 않은 고통을 피하기 위해 동물에게 그 이상의 고통을 강요하는 것은 인간의 이기적인 발상일 뿐이다” 동물권단체 케어가 ‘영장류자원지원센터’에 대해 “185억 원을 들인 동물학대 시설 건립을 규탄한다”는 입장을 지난 7일 냈다. 케어는 “인간과 유전자가 99%가 일치하는 영장류에 대한 실험은 윤리적으로 정당화될 수 없다”고 주장했다. 한국생명공학연구원은 지난 6일 정읍시 입암면 접지리에 자리한 영장류자원지원센터에서 준공식을 하고 본격 운영에 돌입했다. 2014년부터 185억원이 투입된 영장류자원지원센터는 7만3424㎡ 부지에 사육동 10개 동과 본관동·검역동 각 1개 동 규모(총 연면적 9739㎡)로 건립됐다. 사육동은 SPF(특정 병원성 미생물에 감염되지 않은 상태) 마카카 속 원숭이 등 영장류 자원 3000마리를 대량으로 사육할 수 있는 환경을 갖췄다. 영장류는 전염병 연구와 신약 개발, 알츠하이머성 치매, 파킨슨씨병, 뇌졸중 등 뇌질환 실험에 이용되어 왔다. 케어는 “세계적으로 실험동물사용을 최소화하려는 노력이 줄을 잇고 있다. 화장품산업을 비롯한 여러 산업 분야에서 동물실험이 감소하는 추세”라며 “특히 영장류에 대한 실험은 전 세계적으로 금지하는 추세에 있다”고 주장했다. 실제로 미국 국립 보건원(NIH)은 2015년부터 생의학 실험에 쓰이는 침팬지에 대한 지원을 중단했다. EU는 2013년에 영장류 시험을 법으로 금지했다. 오스트리아, 호주, 스웨덴, 네덜란드, 뉴질랜드, 영국 역시 영장류 실험을 법으로 금지했다. 영장류자원지원센터는 현재 1090마리의 영장류를 확보한 상태이며, 향후 대량 번식 체계를 구축해 3000마리까지 늘려 관련 연구기관에 공급할 계획이다. 이에 케어는 “한국은 영장류자원지원센터를 정부가 주도해서 만들었다”며 “질병에 관한 연구를 하기 위해서는 건강한 영장류에게 질병을 유발시켜야 한다. 그 과정에서 실험동물은 극심한 고통을 겪게 된다. 모든 동물실험은 그 어떤 논리로도 정당화될 수 없다”고 비판했다. 이어 “세계적으로 약 1억5000만 마리, 국내에서는 2017년 약 308만 마리가 동물실험으로 희생됐다”며 “실험에 이용되는 동물의 숫자를 줄여나가야 함에도 동물 대체실험 연구소가 아닌, 실험동물을 대량으로 생산하는 시설을 건립하는 것은 동물실험의 과용을 부추기는 것일 뿐”이라고 덧붙였다. 끝으로 케어는 “현재 여러 분야에서 실험 효과의 정확성과 안정성에서 동물실험을 능가하는 대체실험법이 개발되고 있다”며 “우리나라도 세계적 추세에 발맞추어 국외 기관과 협력체계 구축을 통해 더 많은 대체시험법을 도입하고, 국내에서도 자체적인 대체시험법 개발을 위한 정부의 적극적인 지원이 필요한 시기”라고 강조했다. 문성호 기자 sungho@seoul.co.kr

특정 지역의 여러 학교 학생들이 급식을 먹은 뒤 집단 설사나 식중독을 일으켜 보건당국에서 역학조사를 실시한다는 뉴스를 간혹 들을 수 있습니다.역학조사는 질병이 발생했을 때 개별 환자에 대한 관찰조사를 바탕으로 통계적 분석을 거쳐 법칙성을 찾아내는 일입니다. 집단 식중독이 발생했을 경우 환자들의 혈액을 채취하고 먹었던 음식을 수거해 실험실에서 세균이나 바이러스를 검사하고 환자 발생 분포와 빈도, 발생시간 등을 그래프로 만드는 등 전염 경로와 확산 속도를 파악해 대응 방안을 마련하는 것이 역학조사의 일반적인 과정입니다. 이런 현대 역학조사를 처음 만들어 낸 것은 19세기 중엽 영국 런던의 뒷골목을 휩쓸던 콜레라 확산을 막기 위해 고군분투한 존 스노(1813~1858) 박사입니다. 그 이후 역학은 공중보건에 중요한 수단이 됐습니다. 역학은 감염자 파악과 그와 접촉한 사람에 대한 시공간 정보를 확보하는 것이 핵심이라고 합니다. 문제는 최근 들어 교통수단의 발달로 개인의 활동반경이 커지고 도시가 확대되면서 불특정 다수와 감염자가 접촉할 기회가 늘어나고 있다는 것입니다. 이 때문에 에볼라 바이러스나 메르스, 중증급성호흡기증후군(SAS)처럼 갑자기 나타나 순식간에 확산되는 경우 역학조사가 쉽지 않다고 합니다. ●도시발달로 역학 조사 어려워져 영국 글래스고대 수의대 생물다양성연구소, 바이러스연구센터, 모어던연구소 공동연구팀이 인공지능(AI)의 한 분야인 머신러닝(컴퓨터가 스스로 방대한 데이터를 분석해서 미래를 예측하는 기술)을 이용해 에볼라 같은 치명적 바이러스의 원인숙주가 무엇인지 찾아낼 수 있는 알고리즘을 개발, 이런 문제를 해결할 수 있게 됐다고 합니다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 최신호에 실렸습니다. 바이러스 전파 원인을 미리 알 수 있다면 그에 대한 사람들의 접촉을 제한하거나 백신 개발 같은 대응책을 발빠르게 마련해 피해를 최소화할 수 있게 됩니다. 마치 영화 ‘마이너리티 리포트’에서처럼 전염병이 발생하기 전에 발병원인을 차단할 수 있게 되는 것이지요. ●알고리즘 숙주 예측 정확도 72% 연구팀은 우선 인간을 감염시킬 수 있고 원인숙주가 비교적 명확하게 알려진 수백 개의 바이러스에 대한 역학 데이터와 게놈 정보를 수집했습니다. 연구팀은 이렇게 수집된 바이러스의 RNA 게놈 정보를 바탕으로 영장류, 설치류 등 11개 동물 그룹 중 어느 집단이 바이러스의 숙주가 될 가능성이 높은지 예측할 수 있는 머신러닝 알고리즘을 만들었습니다. 원인 바이러스와 확산 경로가 알려진 전염병 데이터를 바탕으로 알고리즘을 테스트한 결과 바이러스의 숙주를 72%의 정확도로 예측했다고 합니다. 또 연구팀은 이번 알고리즘을 이용해 아프리카 남부지역 풍토병이면서 치사율이 높은 에볼라 바이러스의 원인숙주를 분석했습니다. 그 결과 지금까지 알려진 것처럼 에볼라 바이러스 원인숙주는 과일박쥐 같은 설치류가 아니라고 합니다. 이번 AI 알고리즘에 따르면 우간다와 코트디부아르에서 발견된 두 종류의 에볼라 바이러스 모두 박쥐가 아닌 영장류에게서 옮겨졌을 가능성이 높다는 결과가 나왔답니다. AI가 질병의 원인을 밝혀내고 대응책을 마련하는 ‘의사 탐정’ 역할까지 하게 된다는 이번 연구 결과를 보고 있노라니 문득 AI가 인간이 할 수 있는 모든 일을 대신해 사람이 할 수 있는 일은 완전히 사라져 인간 존재의 의미까지 사라지는 것이 아닐까 하는 걱정이 들기도 했습니다. edmondy@seoul.co.kr

자신을 몰래 찍는 카메라를 발견했을 때 고릴라는 어떻게 반응할까. 답부터 말하자면 그들은 ‘호기심’이 왕성했고 ‘집요’했다. 5일(현지시간) 영국 일간 데일리메일에 따르면, 최근 네덜란드 겔더란트주 아른헴에 위치한 로열 버거 동물원에서 재미난 장면이 포착됐다. 다른 영장류들에 비해 호기심이 적다고 알려진 고릴라들이 자신들을 관찰하기 위해 설치해놓은 카메라에 놀라울 정도로 높은 관심을 가진 것이다. 영상에는 유리 상자 안에 담긴 카메라를 발견한 고릴라들의 반응이 담겼다. 고릴라들은 유리 상자를 똑똑 두드리는가 하면 유리 안에 있는 카메라를 좀 더 자세히 관찰하는 듯한 모습을 보이기도 한다. 특히 한 고릴라는 카메라를 꺼내려는 듯 유리 상자를 두 손으로 잡은 후 마구 흔들기까지 한다. 동물원 측은 “유인원의 훌륭한 지능과 호기심이 다시 한번 입증됐다”면서 “이 멋진 비디오는 값을 매길 수 없다”며 놀라워했다. 고릴라가 마치 사람처럼 카메라를 열심히 관찰하는 모습은 그들도 사람처럼 감정적인 삶을 산다는 것을 증명한다고 매체는 덧붙였다. 사진·영상=ODN/유튜브 영상팀 seoultv@seoul.co.kr

국내에서 원숭이를 비롯한 영장류를 가장 많이 키우는 곳은 어디일까. 전국 각지에 있는 동물원을 생각하기 쉽지만 정답은 ‘아니다’. 바로 동학농민운동의 발상지이면서 내장산으로 유명한 전라북도 정읍이다. 한국생명공학연구원은 6일 전북 정읍시 입암면에 7만3424㎡ 부지에 연면적 9739㎡의 12개 건물로 이뤄진 ‘영장류자원지원센터’ 준공식을 개최한다고 5일 밝혔다. 2014년부터 4년간 185억원이 투입돼 사육동 10개, 검역동 1개, 본관동 1개로 지어진 영장류자원지원센터는 약 3000마리의 영장류 자원을 사육하게 된다. 영장류는 메르스나 SAS 같은 국가재난형전염병 연구나, 신약개발, 뇌과학 연구 등에 있어서 사람을 대상으로 한 임상시험 이전에 필요한 동물실험에 필수 자원으로 국내 수요는 급증하고 있는 추세다. 그러나 현재 한국은 영장류를 전량 수입에 의존하고 있는 상황이다. 더군다나 최근에는 생물자원을 활용해 생기는 이익을 공유하는 취지의 국제협약인 ‘나고야 의정서’ 채택으로 생물자원의 반입과 반출관리가 강화되고 생산국의 수출쿼터제, 항공수송 중단사태 등으로 수입여건이 악화되고 있다. 더군다나 영장류 수입이 어려워 외국에 영장류를 대상으로 한 실험을 의뢰할 경우 기술 유출의 가능성도 높다.영장류자원지원센터는 이 같은 문제를 해결하기 위해 영장류 자원을 도입한 뒤 자체 대량번식 체계를 구축해 영장류 자원을 국산화하는 것이 궁극적 목표이다. 현재 센터는 1090마리의 영장류를 확보한 상태로 3000마리 규모로 사육, 운영할 목표를 갖고 있다. 3000마리를 사육하게 되면 2022년 50마리 공급을 시작으로 2025년까지는 국내 영장류 실험 수요의 50%를 책임질 계획이다. 김장성 생명연구원 원장은 “영장류자원지원센터 건립은 영장류 자원의 국산화를 이끌어 내 수입비용 절감은 물론 검역절차 등으로 인해 최소 2달 이상 걸리는 영장류 도입기간을 크게 절약할 수 있을 것”이라며 “더군다나 특정 병원성 미생물에 감염되지 않은 SPF 영장류 자원을 대량생산함으로써 노화, 뇌과학, 신약개발, 재생의학 분야의 전임상 연구를 지원하게 된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

문재인 대통령이 방북길에 오른 지난 18일. 포털사이트 인기 검색어에 ‘문재인’ ‘김정은’ 등이 1, 2위에 올라도 시원찮을 마당에 ‘퓨마’가 아주 짧은 시간이지만, 당당히 1위를 차지해 화제였다. 대전의 한 동물원에서 퓨마 한 마리가 탈출했고 4시간 만에 사살됐다. 뽀롱이라 불리던 이 퓨마는 사람을 해칠 위험이 있다는 이유로 사살됐는데, 적절한 대응인가를 두고 설왕설래 말이 많다. 이 동물원은 지난해에도 북극곰 한 마리가 췌장암으로 폐사하는 등 동물원이라고 하기에는 열악한 곳이었다. 제대로 건사도 못 하면서 왜 동물들을 왜 가두어 두는 걸까, 동물원 자체에 대한 갑론을박도 여전하다. 동물 학대는 동물원에서만 일어나는 일은 아니다. 미국의 저널리스트 엘리자베스 헤스의 ‘님 침스키’는 인간이 지적 만족, 혹은 실험을 위해 마음대로 유인원들을 학대한 것을 고발한 책이다. 침팬지 님은 “인간화된 침팬지에게 소통 기술을 가르칠 수 있으면 인간이 언어를 습득하는 과정이 밝혀지리라는 희망”을 안고 시작된 실험, 이른바 ‘프로젝트 님’의 실험 도구였다. 1973년 11월 19일 미국 영장류연구소에서 태어난 님은 엄마 캐럴린의 손에서 자라지 못하고, 출생 10일 만에 뉴욕의 한 가정으로 입양됐다. 실험 도구였으되 처음부터 그런 것은 아니다. 님은 대리모의 끔찍한 사랑을 받으며 자랐고, 님도 그를 곧잘 따랐다. 님은 사람의 옷을 입고, 사람이 먹는 음식을 먹으며, 어려운 배변 훈련을 거쳐 (가끔) 화장실을 이용하기도 했다. 낚시를 즐겼고, 가족을 위해 설거지를 하기도 했다. 생후 2개월부터 배운 수어(수화) 덕에 주변 사람들에게도 남다른 사랑을 받았다. 물론 야성을 이기지 못해 주변 사람들을 피곤하게 만들 때도 많았다. 문제는 돈이었다. 연구비가 고갈되자 영장류연구소는 실험을 중단했고, 님은 자신이 태어난 곳으로 돌아가야만 했다. 사실 영장류연구소는 님 외에도 여러 침팬지를 사람들에게 입양했었다. 하지만 님처럼 오래 버틴 침팬지는 없었다. 무려 4년 가까운 시간 동안 침팬지 님과 인간 가족은 행복했다. 님 외의 침팬지들은 대개 폭력성 등의 이유로 파양됐고, 님보다 먼저 사육장으로 돌아와야만 했다. 사랑했던 사람들로부터 버림받은 것은 서막에 불과했다. 님은 이 시설 저 시설로 떠돌아다녀야만 했다. 그중에는 ‘불길한 의학 연구 실험실’도 있었다. 결국에는 님을 포함한 침팬지들이 영장류 생체실험을 하는 한 연구소에 팔렸다. 불행 중 다행이랄까. 님을 포함한 일부 침팬지가 동물보호 운동가들에게 구출돼 동물보호소로 옮겨졌다.1973년에 태어난 님은 2000년에 죽음을 맞이했다. 놀라지 마시라. 보통의 침팬지는 50년을 산다. 님은 고작 스물일곱 해를 살았으니, 살아생전 님이 받은 극도의 스트레스를 짐작하고도 남는다. 님은 사람 옷을 입었고, 같은 음식을 먹었으며, 설거지를 할 줄 알았으며, 수어를 배웠다. 그렇게 사람과 함께 평생 살았다고 인간이 됐을까. 님은 단지 인간의 편의와 실험정신(?)에 희생된 한 마리 가여운 침팬지였다. 저자는 묻는다. 인간을 인간되게 하는 것은 무엇일까. 인간과 더불어 세계를 나누고 있는 뭇 생명에게 인간은 인간답게 행동하고 있는가. 부끄러움에 책장을 덮을 수 없는 책 ‘님 침스키’의 일독을 권한다. 장동석 출판평론가·뉴필로소퍼 편집장

습관이란 ‘어떤 행위를 오랫동안 되풀이하는 과정에서 저절로 익혀진 행동 방식’이라고 할 수 있다. 좋은 습관이든 나쁜 습관이든 우리는 수많은 습관 속에서 살고 있다. 수시로 스마트폰을 켜서 메시지를 확인하기도 하고, 자신도 모르게 손톱을 물어뜯기도 하며, 다리를 떨기도 한다. 우리의 의식이 알아채지 못한 채 이뤄지는 수많은 행동은 일일이 열거하기 어려울 것이다. 그럼 뇌과학으로 밝혀진 습관의 비밀은 어떤 것이 있을까.우선 습관을 과학적으로 연구하기 위해서는 정확하고 측정 가능한 정의가 필수적이다. 에이드리언 헤이스 미국 존스홉킨스대 교수는 다음과 같이 습관을 연구하고자 했다. 우선 행동은 크게 두 가지로 구별할 수 있다. 목적 달성에 가까운 방향으로 이끌어 주는 ‘목적지향 행동’과 목적과 관계없이 발생하는 ‘습관 행동’이다. 예를 들어 퇴근길에 슈퍼마켓에 들렀다 집에 가려고 생각했는데 아무 생각 없이 집으로 바로 와버렸다면 목적 지향 행동을 하지 못하고 습관 행동이 발생한 것이다. 허기진 실험쥐를 미로에 넣고 먹이를 일정한 장소에 넣어 주면 실험쥐는 쉽게 그 장소를 찾게 된다. 그런데 충분한 먹이를 먹은 상태에서 같은 미로에 넣어 주면 실험쥐는 습관화된 장소를 찾아가지만 정작 먹이를 먹지 않는다. 이런 현상 역시 습관 행동이 나타난 것이다. 습관은 어떻게 형성되는 것일까. 목적지향 행동을 반복하면 습관 행동으로 바뀐다. 새로운 행동을 학습하는 과정 초기에는 목적지향 행동이 이뤄지다가 습관 행동으로 전환돼 의식의 판단 없이 행동할 수 있게 된다. 우리는 일반적으로 목적지향 행동을 주로 하며 살고 있을 것으로 생각한다. 하지만 목적지향 행동은 반복적인 연습의 과정을 통해 습관 행동으로 전환시키기 위한 일시적인 현상일 때가 많다. 실제로는 습관 행동이 우리가 하는 대부분의 행동을 차지하고 있다. 습관이라는 형태로 ‘세트 메뉴화’된 행동은 의식이 관여되지 않은 상태에서도 작동 가능한 장점이 있다. 그럼으로써 의식은 다른 중요한 판단을 하는 데 활용돼 ‘멀티태스킹’이 가능하게 된다. 설치류 뇌의 등쪽 내측 선조체(영장류에서는 미상핵)는 목적지향 행동을, 등쪽 외측 선조체(영장류에서는 조가비핵)는 습관 행동을 만들어내는 데 관여한다. 이 회로들이 서로 경쟁적으로 작용해 최선의 행동을 만든 결과가 습관이다. 이것을 바꾸는 것은 대체로 쉽지 않고 수많은 의식적 반복행동을 통해서만 새로운 습관이 형성된다. 우리는 걷기와 말하기부터 글씨를 쓰고, 키보드를 두드리고, 신발 끈을 묶고, 전화를 받고, 비디오게임을 하는 것에 이르기까지 수없이 많은 습관화된 행동으로 하루하루를 살고 있다. 그 덕분에 우리는 습관이라는 ‘자동항법장치’를 켜고 살면서 중요한 사안의 결정에만 효율적으로 뇌기능을 동원하게 되는 것이다. 머지않아 습관에 대한 더 깊은 이해를 통해 더 나은 습관들을 만들어 낼 수 있는 날이 올지도 모르겠다.