플라스틱은 20세기 문명의 가장 유용한 도구이면서 동시에 가장 처치 곤란한 쓰레기로 자리 잡았다. 금속처럼 재활용도 어렵고 목재나 종이처럼 잘 썩지도 않는다는 점이 문제다. 더 큰 문제는 한 번 쓰고 버리는 일상 생활용품에 플라스틱 소재가 광범위하게 사용되면서 매일 엄청난 양의 플라스틱 쓰레기가 생긴다는 점이다. 일회용 플라스틱 제품 사용을 줄이려는 노력에도 불구하고 플라스틱 쓰레기는 점점 더 쌓이고 있다. 따라서 과학자들은 플라스틱 쓰레기를 좀 더 유용한 물질로 재활용하기 위해 많은 연구를 해왔다. 철, 알루미늄, 유리처럼 유용하게 재활용할 수 있다면 쓰레기 배출도 줄이고 자원 낭비도 줄일 수 있기 때문이다. 그러나 수많은 시도에도 불구하고 현재까지 플라스틱 쓰레기의 상당수는 재활용되지 못하고 소각된다. 미국 렌슬러 공대 헬렌 자 교수 연구팀은 박테리아를 이용해 처치 곤란한 플라스틱 쓰레기인 폴리에틸렌을 분해해 유용한 물질을 만드는 연구를 시도했다. 연구팀이 사용한 세균은 뜻밖에도 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)이었다. 녹농균은 토양에 흔한 박테리아 중 하나로 인체에서 다양한 감염을 일으키기 때문에 악명이 높다. 최근에는 항생제 내성까지 키워 더욱 골치 아픈 세균으로 진화했다. 하지만 녹농균은 사실 폴리에틸렌을 분해할 수 있는 효소를 지니고 있다. 일부 박테리아들은 분해가 까다로운 폴리머를 분해해 영양분으로 활용하는 재주가 있는데, 녹농균의 경우 그 대상에 폴리에틸렌이 포함된다. 그런데 불행하게도 우리가 버리는 폴리에틸렌 쓰레기인 비닐봉지나 페트병의 경우 녹농균이 먹기에는 너무 질기고 단단하다. 따라서 폴리에틸렌 쓰레기는 자연에서 쉽게 분해되지 않는다. 연구팀은 폴리에틸렌을 녹농균이 먹기 편한 형태로 만들기 위해 고온 고압 환경에서 가공했다. 이후 녹농균을 이렇게 가공한 폴리에틸렌 위에서 배양했다. 연구팀은 단순히 분해만 하는 것이 아니라 다른 유용한 물질을 만들기 위해 녹농균에 유전자를 삽입했다. 연구팀이 삽입한 유전자는 거미줄 단백질을 만드는 유전자였다. 거미줄은 같은 두께의 철사만큼 튼튼하면서 무게는 1/6 수준으로 가벼워 차세대 생물학적 소재로 주목받고 있다. 무엇보다 인체에서 생분해되는 성질 때문에 의료용 소재로 연구되고 있지만, 적당한 가격에 대량 생산이 어려워 아직 상용화되지 못하고 있다. 이번 실험에서 연구팀은 폴리에틸렌 쓰레기를 최종적으로 거미줄 단백질을 많이 포함한 솜 같은 형태의 원료로 만들었다. 박테리아를 이용해 처치 곤란한 플라스틱 쓰레기를 줄이고 덤으로 유용한 물질을 생산할 수 있는 가능성을 보여준 셈이다. 박테리아는 여러 단계를 거쳐야 하는 복잡한 화학적 과정을 대신할 수 있는 미니 화학 공장으로 주목받고 있다. 플라스틱 쓰레기를 유용한 물질로 바꾸는 복잡한 과정도 박테리아의 도움을 받으면 한결 쉽게 해낼 수 있다. 물론 이런 연구 결과가 결실을 얻기 위해서는 경제성과 함께 대량의 플라스틱 쓰레기 처리가 가능하다는 점을 보여줘야 한다. 업사이클링 제품 역시 가격 경쟁력을 지녀야 한다. 이 모든 조건을 다 만족시키기 위해서는 앞으로 많은 연구와 투자가 필요하다. 박테리아가 플라스틱 쓰레기의 해결사 역할을 할 수 있을지 미래가 주목된다. 고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

의정부지검 고양지청 형사2부(부장 김재남)는 경기 고양시와 양주시에서 다방 업주 2명을 잇달아 살해한 혐의로 구속송치된 이영복(57)을 재판에 넘겼다고 30일 밝혔다. 검찰은 경찰로부터 사건을 넘겨받은 뒤 통합심리분석과 국과수로부터 회신받은 유전자 감정 결과 분석 등 면밀한 보완 수사를 벌여왔다. 그 결과 이씨는 지난해 11월 12일 교도소에서 출소한 후 수중에 돈이 없자, 금품을 노리고 지난해 12월 30일 일산과 지난 5일 양주시에 여성 혼자있는 다방에서 연쇄살인을 한 혐의를 받는다.이씨는 첫 범행 후 식당 등지에서 금품을 훔치며 도피자금을 마련했고, 양주의 다방에서는 술값으로 가진 돈 대부분을 탕진하자 이를 되찾기 위해 다방 업주를 성폭행 시도하다 살해한 뒤 현금을 빼앗아 달아난 사실을 확인했다. 검찰은 성폭행 혐의를 추가 했다. 검찰은 “이씨에게 죄에 상응하는 형이 선고될 수 있도록 공소 유지에 최선을 다하고, 피해자 유족의 보호 지원에도 노력하겠다”고 말했다.

어린 시절 성장 호르몬 치료를 받은 사람들이 알츠하이머 치매 초기 증상에 해당하는 인지 장애를 겪고 있다는 연구 결과가 나왔다. 이는 알츠하이머가 일반적으로 아밀로이드 베타 단백질이나 타우 단백질이 뇌에 침착되면서 발생하는 것으로 알려졌지만 의학적 치료로 인해 후천적인 형태로 발생할 수도 있음을 의미하는 것이어서 의학계는 비상한 관심을 보인다. 영국 런던대(UCL) 프리온 질병 연구소, 퀸 스퀘어 신경학 연구소, 국립 치매 연구소, 국립 신경 및 신경외과병원 공동 연구팀은 어린 시절 인간 뇌하수체 유래 성장 호르몬 치료를 받은 5명이 알츠하이머 초기 및 진행성 인지 장애를 겪고 있다고 밝혔다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘네이처 메디슨’ 1월 30일자에 실렸다. 성장호르몬 치료는 1958년 미국 모리스 라벤 박사가 성장호르몬 결핍증 진단을 받은 17세 남자 청소년에게 사체에서 추출한 인간 뇌하수체 유래 성장호르몬을 투여해 효과를 처음 보고하면서 시작됐다. 이후 1959년부터 1985년까지 영국에서는 1848명이 사체의 뇌하수체에서 추출한 인간 성장 호르몬(c-hGH) 치료를 받았다. 그렇지만 이후 일부가 프리온에 오염된 c-hGH를 투여받고 ‘인간 광우병’으로 불리는 크로이츠펠트 야코프병(CJD)으로 사망한 후 지금은 전 세계에서 사용되지 않고 있다. 현재는 유전자 재조합에 의한 성장 호르몬이 개발돼 안전하게 처방되고 있다. 사망자들에 대한 사후 부검 결과, 일부의 뇌에서 아밀로이드 베타 단백질 응집이 발견됐다. 그렇지만 사망 전 알츠하이머가 발병했는지는 CJD 증상 때문에 명확히 확인되지 못했다. 앞서 연구에 따르면 당시 사용됐던 c-hGH에는 여전히 측정할 수 있는 아밀로이드 베타 단백질이 추출됐으며, 생쥐에게 투여하면 알츠하이머가 발병해 전염 가능성이 제기돼 왔다. 현재 사용 금지된 성장호르몬제로 감염연구진 “알츠하이머 전염 가능성 확인” 이에 연구팀은 영국에서 어린 시절 c-hGH를 투여받았는데 CJD에 걸리지 않은 8명을 무작위로 추출해 분석했다. 그 결과, 5명은 알츠하이머 진단 기준에 부합하는 초기 치매 증상을 보였다. 증상이 나타난 시기는 38~55세로 비교적 이른 때 발현됐으며, 두 개 이상의 인지 영역에서 일상생활 수행에 영향을 미칠 정도로 심각한 진행성 장애를 보였다. 한 명은 42세에 처음 증상이 나타나 경도 인지장애 수준이었으며, 또 다른 한 명은 주관적 인지 장애 증상만 있었다. 남은 1명은 증상이 나타나지 않았지만, 알츠하이머 진단을 위한 바이오마커 분석 결과, 알츠하이머 발병 우려가 매우 높은은 것으로 조사됐다. 또 연구 기간에 사망한 두 명의 환자를 대상으로 광범위한 부검을 실시한 결과, 실제로 알츠하이머병의 원인으로 꼽히는 아밀로이드 베타 단백질의 응집이 확인됐다. 이에 연구팀은 알츠하이머도 잠재적으로 전염될 가능성이 높으며, CJD와 마찬가지로 알츠하이머도 유전성과 함께 드물게 후천적 형태를 가질 수 있다고 설명했다. 연구를 이끈 존 콜링 UCL 의대 교수는 “이번 연구 대상이었던 환자들이 투여받았던 c-hGH는 더 이상 사용되지 않고, 수년에 걸쳐 반복적으로 노출된 후 증상이 나타났기 때문에 알츠하이머의 의인성 전염은 드문 것이 사실”이라면서 “일상적인 치료나 일상생활과 같은 다른 상황에서 알츠하이머병이 전염될 수 있다는 증거는 아직 없다”라고 말했다. 그렇지만 콜링 교수는 “아밀로이드 베타 단백질의 전염이 확인된 만큼 다른 의학적 치료 및 절차를 통한 우발적 전염을 막으려는 조치를 검토해야 할 것”이라고 조언했다.

환경오염이 내장비만을 촉진하고 각종 대사질환, 심혈관질환을 유발한다는 연구 결과가 나와 눈길을 끌고 있다. 부산대 융합의과학과 연구팀은 환경오염 노출에 대한 생체 스트레스 반응을 분석해 내장 조직에 지방이 유입되고 축적되는 원리를 규명했다고 29일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의과학 분야 국제 학술지 ‘테라노시스’에 실렸다. 현대인은 미세먼지, 미세 플라스틱, 항생제 남용, 화학첨가물 등 자연발생적이거나 인위적으로 만들어진 수많은 오염물질에 노출되고 있다. 이런 다양한 환경 유해인자가 심혈관계 질환을 일으킬 수 있다는 지적은 많지만 명확한 발병 메커니즘은 규명되지 않았다. 연구팀은 환경인자에 반응하는 소화기 스트레스 연계성이 높은 염증성 장 질환 환자 데이터를 바탕으로 스트레스 유전자군의 변화를 예측했다. 또 단세포 분석을 통해 각종 오염물질이 환자의 장 상피 조직과 장간막에 지방이 과도하게 유입되는 현상을 일으킨다는 것을 확인했다. 이는 환경오염 인자에 노출된 인체 세포는 세포 소기관인 리보솜을 통해 스트레스를 감지하고 대응하는데, 리보솜의 독성 스트레스 반응이 장내에서 과도한 지방 유입을 일으켜 만성 염증과 대사 증후군 원인으로 작용한다는 설명이다. 연구팀은 생쥐와 오가노이드 모델로 추가 연구를 진행해 리보솜 스트레스 반응이 지질 인자의 비정상적 구성을 일으키며, 저밀도 콜레스테롤 수용체를 통해 장 및 장간막으로 혈중 콜레스테롤을 증가시킨다는 사실도 밝혀냈다. 연구를 이끈 문유석 부산대 교수는 “이번 연구는 환경 스트레스가 내장지방의 축적과 만성 염증을 일으켜 심혈관계 질환과 대사 관련 질환을 일으킨다는 사실을 처음 규명했다는 데 의미가 크다”라면서 “소화기 조절을 바탕으로 심혈관계 질환 예방을 할 수 있는 방법을 개발하는 데 도움이 될 것”이라고 설명했다.

전 프랑스 프로축구 선수이자 코치였던 미셸 파봉의 아들 마티외 파봉(31)이 프랑스 선수 최초로 미국프로골프(PGA) 투어 우승을 차지했다.파봉은 28일 미국 캘리포니아주 샌디에이고의 토리파인스 골프클럽 사우스 코스(파72·7765야드)에서 열린 PGA 투어 파머스 인슈어런스 오픈(총상금 900만 달러) 대회 마지막 날 4라운드에서 버디 5개와 보기 2개를 묶어 3언더파 69타를 쳤다. 최종 합계 13언더파 275타를 기록한 파봉은 2위 니콜라이 호이고르(덴마크)를 1타 차로 따돌리고 우승 상금 162만달러(약 21억6000만원) 주인공이 됐다. 아버지로부터 축구 유전자를 물려받은 파봉은 하지만 프로 골프 무대에선 순탄치 않은 길을 걸어왔다. 2013년 프로로 전향해 유러피언투어 하부 투어를 거쳐 지난해 DP월드투어를 통해 PGA 투어 회원 자격을 얻었다. 파봉은 3개월 전인 지난해 10월 스페인에서 열린 DP월드투어 악시오나 에스파냐 오픈 정상에 오르며 1부 투어 첫 우승을 달성했다. DP월드투어 상위 랭커 자격으로 31세에 PGA 투어 신인으로 출전한 것이다. 프랑스 선수가 PGA 정규 투어 대회에서 우승한 것은 파봉이 처음이다. 한국의 김성현(26)은 최종 합계 2언더파 286타, 공동 50위로 대회를 마쳤다. 이 대회는 현지 시간 28일에 열리는 미국프로풋볼(NFL) 플레이오프 경기 TV 중계와 겹치는 것을 피하기 위해 현지 시간 토요일에 최종 라운드를 치렀다.

손발이 굽는 유전병 ‘샤르코 마리 투스 병’ 치료 길이 열렸다. 26일 의료계에 따르면 염수청 서울대학교 국제농업기술대학원 교수와 최병옥 삼성서울병원 신경과 교수의 공동 연구팀은 희귀난치성 신경질환인 샤르코마리투스병 2Z(CMT2Z)의 발병 기전과 환자 맞춤형 유전자 치료법을 세계 최초로 규명 및 개발했다. 연구팀은 이러한 성과를 지난 16일 국제학술지인 ‘Brain’(IF: 14.5)에 온라인 공개했다. 샤르코 마리 투스병은 1886년 이 병을 처음 설명한 의사 3명의 이름을 딴 신경질환으로, 인구 10만명당 19명에만 발병하는 희귀질환이다. MORC2 유전자 돌연변이로 발생하는 샤르코 마리 투스병의 대표 증상은 보행 장애, 발 모양 변형 및 감각소실 등이다. 증상이 매우 심하면 뇌 장애도 발생하고 휠체어에 의존하여 생활하게 되는데 지금까지 치료제는커녕 발병 원인조차 제대로 알지 못했다. 샤르코 마리 투스병은 삼성그룹 일가가 앓은 것으로 일반에 잘 알려져 있다.공동 연구팀은 CMT2Z의 발병기전을 연구하기 위해서 MORC2 변이를 가진 동물 모델을 제작하고, 변이를 가진 환자의 유도만능줄기세포도 만들었다. 이를 바탕으로 CMT2Z 변이가 단백질 합성 감소를 유도하고 활성산소 중 가장 파괴적인 것으로 알려진 하이드록실 라디칼(hydroxyl radical)을 증가시켜 신경 손상을 유발함을 밝혀냈다. 또 MORC2 유전자 기능을 회복시키기 위해서 신경 특이적 바이러스를 적용한 유전자 치료제를 개발했다. 연구팀은 동물 실험에서 한 번의 주사 치료로 신경과 근육의 기능이 정상 수준으로 회복되는 결과를 확인했다. 이어 CMT2Z 환자에서 유래된 유도만능 줄기세포를 사용한 실험에서도 동일한 치료 결과를 확인, CMT2Z 환자를 치료할 수 있는 맞춤형 유전자 치료제 가능성을 세계 최초로 제시했다. 현재 유전자 치료제는 9종이 개발돼 시판 중이지만 1회 투여 비용이 수억에서 수십억원에 이른다. 이번 연구 성과에 대해 염수청 교수는 “이번 연구를 통해 샤르코마리투스병 2Z의 발병기전을 최초로 밝히고 환자를 치료할 유전자 치료제를 세계 최초로 제시했다”고 말했다. 최병옥 교수는 “CMT2Z 유전자 치료제의 최적화를 통해 CMT2Z 환자에게 환자 맞춤형 치료와 경제적 부담이 적은 유전자 치료의 기회를 제공할 것”이라고 기대했다. 연구진은 짧게는 5년 내 치료제 상용화를 목표로 하고 있다.

2017년 교제하던 여성이 출산하면서 아빠가 된 송모(50)씨는 홀로 딸을 키워야 하는 처지가 됐다. 아이의 엄마가 출산 이후 말도 없이 사라져서다. 뒤늦게 알고 보니 아이의 엄마는 법률상 다른 남자와 이미 혼인한 상태였다. 현행법상 ‘혼인 외 자녀’(부모가 혼인하지 않은 상태에서 출생한 아이)의 친부가 된 송씨는 출생신고조차 할 수 없었다. 자녀의 출생신고를 위해 2020년 소송을 제기한 송씨는 유전자 검사를 통해 친자를 확인받고서도 2심까지 가서야 딸을 호적에 올릴 수 있었다. 이미 네 살이 된 송씨의 딸은 그간 출생신고를 하지 못해 ‘유령아동’으로 취급받았고 의료보험은 물론 각종 사회 복지망에서 비켜서 있어야만 했다. 이처럼 유령아동을 만드는 가족관계등록법을 보완하고자 정부가 ‘혼인 외 관계’에서 출산한 아이의 친부에게도 출생신고를 허용하는 ‘임시 출생신고’ 제도 도입을 검토 중인 것으로 파악됐다. 제도가 도입되면 송씨와 같은 아빠들은 유전자 검사를 통한 친자 확인 이후 소송을 제기하기만 해도 아이의 출생신고를 할 수 있게 된다. 소송 결과를 기다리느라 수년간 아이의 출생신고가 한없이 늦어지는 일이 사라질 것으로 보인다. 24일 서울신문 취재를 종합하면,법무부는 최근 가족관계등록법 개정을 위한 연구 용역 결과를 보고받고 임시 출생신고 제도 도입을 검토하고 있다. 연구 용역 보고서에서 최준규 서울대 교수 연구팀은 “출생신고가 되지 않은 자녀가 친부와 유전자가 일치한다는 게 확인되면 곧바로 임시 출생신고를 할 수 있도록 해야 한다”고 제안했다. 법무부 관계자는 “가족법 특별위원회에서 임시 출생신고를 포함해 다양한 법률 개정안을 논의 중”이라고 밝혔다. 2015년 이전까지는 혼인 외 관계에서 출산한 아이의 아빠가 자녀의 출생신고를 하는 것은 아예 불가능했다. 반면 친모는 출생신고가 가능하다. 아이 엄마가 아이만 남긴 채 종적을 감춰도 아빠는 자녀를 세상에 존재하는 아이로 만들어 줄 수 없었다는 얘기다. 2015년 가족관계등록법이 개정되면서 유전자 검사를 받고 법원에서 판결을 받으면 출생신고가 가능해졌지만, 아이 엄마의 이름·주민등록번호 등을 알 수 없는 경우이거나 아이 엄마가 행방불명인 경우만 해당했다. 그 후 2021년 아이 엄마가 ‘출생신고에 협조하지 않는 경우’에는 소송과 유전자 검사를 거쳐 출생신고를 할 수 있도록 법이 개정됐지만, 판결이 나기까지 최대 수년이 걸렸다. 그간 ‘서류상으로 존재하지 않는 아이’는 건강보험 등 사회 복지망에서 제외됐다. 통계청에 따르면 2022년 기준 송씨처럼 남성 홀로 아이를 키우는 미혼부는 5889명이다. 앞서 헌법재판소는 ‘혼인 외 출생자의 신고는 친모가 해야 한다’는 현행 가족관계등록법이 헌법에 맞지 않는다고 불합치 결정을 내린 바 있다. 출생 등록을 기본권으로 본 것이다. 하지만 국회가 가족관계등록법을 개정하기 전까지는 현실은 크게 달라지지 않을 것으로 보인다. 이런 상황에서 임시 출생신고 제도가 도입되면 혼인 외 관계에서 출산한 아이가 유령아동이 되거나 복지망 혜택을 받지 못하는 일은 줄어들 것으로 보인다. 설재순 전국여성법무사회 여성법연구위원장은 “출생신고에 걸리는 기간이 단축돼 아이가 더 빨리 복지의 혜택을 받거나 교육 기회를 얻게 되면 아빠 입장에서는 아이를 지켜낼 힘을 받게 되는 것”이라고 강조했다. 다만 임시 출생신고 도입 외에도 소송이나 유전자 검사의 간소화 등이 필요하다는 의견도 나온다. 정훈태 변호사는 “과거보다 소송 절차가 간소화됐지만 혼인 외 관계에서 출산한 아이에 대한 친권을 친부가 인정받으려면 여전히 소송을 거쳐야 한다”며 “유전자 검사 결과만 일치하면 소송 없이도 가족관계등록부에 등록해 주는 식으로 제도 개선이 필요하다”고 말했다.

2017년 교제하던 여성이 출산하면서 아빠가 된 송모(50)씨는 홀로 딸을 키워야 하는 처지가 됐다. 아이의 엄마가 출산 이후 말도 없이 사라져서다. 뒤늦게 알고 보니 아이의 엄마는 법률상 다른 남자와 이미 혼인한 상태였다. 현행법상 ‘혼인 외 자녀’(부모가 혼인하지 않은 상태에서 출생한 아이)의 친부가 된 송씨는 출생신고조차 할 수 없었다. 자녀의 출생신고를 위해 2020년 소송을 제기한 송씨는 유전자 검사를 통해 친자를 확인받고서도 2심까지 가서야 딸을 호적에 올릴 수 있었다. 이미 네 살이 된 송씨의 딸은 그간 출생신고를 하지 못해 ‘유령아동’으로 취급받았고 의료보험은 물론 각종 사회 복지망에서 비켜서 있어야만 했다. 이처럼 유령아동을 만드는 가족관계등록법을 보완하고자 정부가 ‘혼인 외 관계’에서 출산한 아이의 친부에게도 출생신고를 허용하는 ‘임시 출생신고’ 제도 도입을 검토 중인 것으로 파악됐다. 제도가 도입되면 송씨와 같은 아빠들은 유전자 검사를 통한 친자 확인 이후 소송을 제기하기만 해도 아이의 출생신고를 할 수 있게 된다. 소송 결과를 기다리느라 수년간 아이의 출생신고가 한없이 늦어지는 일이 사라질 것으로 보인다. 24일 서울신문 취재를 종합하면,법무부는 최근 가족관계등록법 개정을 위한 연구 용역 결과를 보고받고 임시 출생신고 제도 도입을 검토하고 있다. 연구 용역 보고서에서 최준규 서울대 교수 연구팀은 “출생신고가 되지 않은 자녀가 친부와 유전자가 일치한다는 게 확인되면 곧바로 임시 출생신고를 할 수 있도록 해야 한다”고 제안했다. 법무부 관계자는 “가족법 특별위원회에서 임시 출생신고를 포함해 다양한 법률 개정안을 논의 중”이라고 밝혔다. 2015년 이전까지는 혼인 외 관계에서 출산한 아이의 아빠가 자녀의 출생신고를 하는 것은 아예 불가능했다. 반면 친모는 출생신고가 가능하다. 아이 엄마가 아이만 남긴 채 종적을 감춰도 아빠는 자녀를 세상에 존재하는 아이로 만들어 줄 수 없었다는 얘기다. 2015년 가족관계등록법이 개정되면서 유전자 검사를 받고 법원에서 판결을 받으면 출생신고가 가능해졌지만, 아이 엄마의 이름·주민등록번호 등을 알 수 없는 경우이거나 아이 엄마가 행방불명인 경우만 해당했다. 그 후 2021년 아이 엄마가 ‘출생신고에 협조하지 않는 경우’에는 소송과 유전자 검사를 거쳐 출생신고를 할 수 있도록 법이 개정됐지만, 판결이 나기까지 최대 수년이 걸렸다. 그간 ‘서류상으로 존재하지 않는 아이’는 건강보험 등 사회 복지망에서 제외됐다. 통계청에 따르면 2022년 기준 송씨처럼 남성 홀로 아이를 키우는 미혼부는 5889명이다. 앞서 헌법재판소는 ‘혼인 외 출생자의 신고는 친모가 해야 한다’는 현행 가족관계등록법이 헌법에 맞지 않는다고 불합치 결정을 내린 바 있다. 출생 등록을 기본권으로 본 것이다. 하지만 국회가 가족관계등록법을 개정하기 전까지는 현실은 크게 달라지지 않을 것으로 보인다. 이런 상황에서 임시 출생신고 제도가 도입되면 혼인 외 관계에서 출산한 아이가 유령아동이 되거나 복지망 혜택을 받지 못하는 일은 줄어들 것으로 보인다. 설재순 전국여성법무사회 여성법연구위원장은 “출생신고에 걸리는 기간이 단축돼 아이가 더 빨리 복지의 혜택을 받거나 교육 기회를 얻게 되면 아빠 입장에서는 아이를 지켜낼 힘을 받게 되는 것”이라고 강조했다. 다만 임시 출생신고 도입 외에도 소송이나 유전자 검사의 간소화 등이 필요하다는 의견도 나온다. 정훈태 변호사는 “과거보다 소송 절차가 간소화됐지만 혼인 외 관계에서 출산한 아이에 대한 친권을 친부가 인정받으려면 여전히 소송을 거쳐야 한다”며 “유전자 검사 결과만 일치하면 소송 없이도 가족관계등록부에 등록해 주는 식으로 제도 개선이 필요하다”고 말했다.

국내 연구진이 유전자 가위의 움직임을 실제 가위처럼 실시간으로 볼 수 있는 기술을 개발해 눈길을 끌었다. 한국원자력연구원 첨단방사선연구소 가속기동위원소연구실 연구팀은 방사성 동위원소 지르코늄-89(Zr-89)를 이용해 크리스퍼 유전자 가위의 영상화에 성공했다고 23일 밝혔다. 이번 연구 결과는 약물 전달 분야 국제 학술지 ‘저널 오브 컨트롤드 릴리스’ 1월호 표지 논문으로 실렸다. 지난해 12월 미국식품의약국(FDA)은 세계 최초로 크리스퍼 유전자 가위를 치료제로 승인했다. 크리스퍼 유전자 가위는 3세대 유전자 가위로 동식물의 유전자에서 손상된 DNA를 잘라내고 정상 DNA로 교체해 질병을 치료하는 기술이다. 유전자 가위는 길잡이 역할을 하는 가이드 RNA와 표적 부위를 인식하고 잘라내는 효소 단백질로 구성돼 있다. 연구팀은 크리스퍼 유전자 가위 중 하나인 크리스퍼-캐스12a 단백질과 의료용 방사성 동위원소인 지르코늄-89를 접목한 새로운 바이오 소재를 개발했다. 크리스퍼-캐스12a는 크리스퍼-캐스9보다 크기가 작아 더 정교한 유전자 편집이 가능한 기술이다. 유전자 가위는 분자 크기가 크고, 구조가 복잡해 다른 물질과 결합하기 어렵다. 그러나, 연구팀은 의료용 동위원소 지르코늄-89는 반감기가 3.3일로 체내에 오래 머물지 않아 안전하고, 생체 물질 추적이 쉬울 뿐만 아니라 다른 물질과 결합하기 쉽다는 특징에 착안했다. 이에 연구팀은 적절한 배양 온도, 시간 등 최적의 조건을 찾아 유전자 가위 기능을 유지하면서 지르코늄-89와 결합하는 데 성공했다. 연구팀은 간경화 치료를 위해 간경화에 악영향을 주는 콜라겐 증식을 억제하도록 고안된 크리스퍼 유전자 가위를 활용했다. 유전자 가위와 지르코늄-89를 결합한 뒤 체내에서 잘 전달되도록 지질 나노입자로 둘러싸 캡슐화해 정맥주사로 간에 전달했다. 연구팀은 이 과정을 PET(양전자 단층 촬영) 영상으로 확인하면 유전자 가위의 작용 여부를 알 수 있다. 연구팀에 따르면 이번 기술을 활용하면 암과 같은 질환의 진단과 치료가 가능할 뿐만 아니라 약의 이동과 치료 효과를 즉시 파악할 수 있다. 연구를 이끈 박정훈 원자력연구원 가속기동위원소개발실 실장은 “이번에 개발한 소재는 지르코늄-89에서 나오는 감마선을 추적해 유전자 가위가 어디로 이동하는지 영상으로 확인할 수 있는 특징이 있다”라면서 “특정 DNA로 찾아가는 유전자 가위의 정확한 위치를 파악해 치료 효과를 높일 수 있고 신약 연구개발에도 활발히 사용될 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다.

작년 초 중국 정부는 농업 강국을 강조하면서 식량 생산을 늘리기 위한 여러 가지 조치를 발표했습니다. 14억 인구를 지닌 인구 대국인 만큼 식량을 안정적으로 자급하는 문제는 당연히 국가적 최우선 과제일 것입니다. 하지만 그 내용을 뜯어보면 대두처럼 특정 곡물에 대한 수입 의존도가 높은 중국 정부의 고민이 담겨 있습니다. 중국의 곡물 생산량은 6억 5000만 톤 이상으로 최근 안정적으로 유지됐으나 가축 사료용으로 주로 쓰이는 대두의 경우 80%를 수입에 의존하고 있습니다. 대두는 중국인이 가장 좋아하는 고기인 돼지고기의 안정적인 생산을 위해 꼭 필요합니다. 문제는 수입의 대부분을 미국과 브라질에 의존하고 있다는 것입니다. 덕분에 미중 갈등이 높아지는 상황에서도 중국은 미국산 농산물의 최대 수입국 자리를 지키고 있습니다. 중국 입장에서는 식량 안보를 위해 이 문제를 극복해야만 하는 상황입니다. 중국과학학술원(CAS) 연구팀은 이 문제에 대해 다소 기발한 아이디어를 제시했습니다. 바로 석탄을 이용해 대체 사료를 만드는 것입니다. 물론 석탄을 섞어 가짜 사료를 만들겠다는 이야기가 아닙니다. 석탄에서 메탄올을 추출한 후 이 메탄올을 이용해 자랄 수 있는 효모를 키우는 이야기입니다. 효모 가운데는 독성 물질인 메탄올을 발효하는 능력을 지닌 것들이 있습니다. 연구팀은 이 중에서 피치아 파스토리스(Pichia pastoris)라는 효모를 선택했습니다. 하지만 자연적으로 존재하는 효모만으로는 목적을 달성하기 어렵기 때문에 유전자를 삽입해 메탄올 대사 능력을 더 높였습니다. 이렇게 만든 유전자 조작 효모는 메탄올을 열심히 대사해 단백질과 기타 필요한 영양소로 만듭니다. 연구팀은 메탄올에서 단백질로 전환 효율이 지금까지 보고된 것 중 제일 높은 67.21%에 달한다고 보고했습니다. 대두를 대체할 고단백 사료의 가능성을 보여준 것입니다. 이 연구는 학술지인 바이오 기술 및 바이오 연료(Biotechnology for Biofuels)에 발표됐습니다. 그런데 사실 가축을 키우는데 들어가는 막대한 사료와 다른 자원을 줄여보려는 연구는 중국만 하는 게 아닙니다. 이미 전 세계 육지의 1/4 정도가 농업 및 축산업을 위해 사용되는데, 앞으로 더 많은 육류를 공급하기 위해 숲과 초지를 개간하고 농지를 만들기는 어렵기 때문입니다. 온실가스 배출은 물론 농약과 화학비료, 축산 폐수 등으로 인한 환경 오염 문제도 심각하고 농지와 방목지 확보를 위해 파괴되는 산림의 양도 막대합니다. 이 문제를 해결하기 위해 서방 국가에서는 아예 가축을 키우지 않는 배양육 연구가 활발합니다. 동물 복지 문제를 생각하면 더 나은 대안이기 때문입니다. 하지만 배양육이 진짜 고기보다 월등히 비싸다는 문제가 있어 가까운 미래에 일반 육류를 대체할 수 있을 것 같지는 않아 보입니다. 석탄이나 다른 원료로 제조한 인공 사료 역시 경제성이 걸림돌이 될 가능성이 높습니다. 일단 석탄을 원료로 메탄올로 전환하는 과정 자체가 대두보다 비쌀 가능성이 높은 데다, 효모를 키우고 이 효모를 다시 사료로 전환하는 과정도 그렇게 저렴하지 않을 것이기 때문입니다. 더구나 막대한 양의 석탄을 채굴하고 가공하는 과정도 친환경적이지 않을 것입니다. 결국 대체육이나 대체 사료 모두 경제성과 친환경 두 마리 토끼를 잡지 못하면 대중화는 쉽지 않아 보입니다. 그래도 환경 문제, 전 세계적인 육류 수요가 증가, 지정학적 불안에 의한 식량 안보 문제가 제기되면 관련 연구는 더 활발하게 진행될 것입니다. 역시 식량 안보 문제에서 자유롭지 않고 사료를 대부분 수입하는 우리나라도 관심을 가져야 할지 모릅니다. 고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

최근 법원이 미성년 아동을 상대로 성범죄를 저지른 30대에 무죄 판결을 내리자 경남지역 시민사회단체가 강하게 반발하고 나섰다. 창원성폭력상담소 등은 22일 창원지법 앞에서 ‘미성년자 성폭력 사건 무죄 판결 규탄 및 엄중 처벌 촉구를 위한 기자회견’을 열고 “어이없는 무죄 판결에 피해자 가족과 여성 폭력 피해자 상담소 및 지원단체는 분노한다”고 밝혔다. 이날 회견에는 경남여성단체연합과 경남여성복지상담소·시설협의회 등이 동참했다. 이들은 “재판 과정에서 피해자 국선 변호인 의견서를 통해 피해자 진술에는 직접 경험하지 않고서는 진술할 수 없는 내용들이 포함됐다는 전문가 의견서를 제출했다”며 “하지만 재판부는 이 사건 유일한 증거인 피해자 진술을 증거로 채택하지 않았다”고 지적했다. 이어 “피해자가 13세 미만이라는 점을 피고인이 인식하지 못했다며 무죄를 판결한 것은 피고인에게 면죄부를 주는 꼴”이라며 “우리 사회가 더 이상 이러한 성 착취 범죄를 용인하지 않는다는 것을 보여줘야 하며 가해자는 반드시 처벌받는 것을 명확히 해야 한다”고 강조했다. 그러면서 “재판부는 성폭력 가해자 행위와 그 파급력에 대해 제대로 심리해 온당한 판결을 해야 한다”고 규탄했다. 앞서 30대 A씨는 지난해 5월 채팅 애플리케이션으로 만난 B양을 채찍으로 수십차례 때리고 성폭행한 혐의로 기소됐다. 하지만 재판부는 최근 A씨에 무죄를 선고했다. B양의 진술에 신빙성이 없고 B양의 몸에서 A씨의 유전자(DNA)가 검출되지 않았다는 이유다. 이에 검찰은 “B양의 진술과 압수한 범행도구, 범행 수법 등을 종합하면 죄가 충분히 입증된다고 판단된다”며 항소했다.

미국과 중국 연구팀은 성인이 우유 섭취를 늘리면 제2형 당뇨병 위험이 감소한다고 밝혔다. 이런 효과는 특히 유당 분해 효소인 락타아제가 생성되지 않는 유당불내증이 있는 성인에게 뚜렷하게 나타나는 것으로 확인됐다. 이 연구에는 미국 알버트 아인슈타인 의대, 페닝턴 의·생명 연구센터, 하버드대 의대, 브리검 여성병원, 존스 홉킨스대 공중보건대, 텍사스 보건과학대, 캘리포니아 샌디에이고대(UCSD), 중국 쑤저우대 의대 소속 의학자, 보건학자, 식품영영학자, 면역학자 등이 참여했다. 이번 연구 결과는 생명과학 및 의학 분야 국제 학술지 ‘네이처 메타볼리즘’ 1월 23일자에 실렸다. 락타아제(LCT) 유전자의 단일 염기 다형성 rs4988235의 유전자형에 따라 성인이 돼서 락타아제 발현이 유지되는지가 결정된다. 락타아제 지속성의 AA/AG 유전자형을 가진 사람은 성인이 돼서도 우유 같은 유제품을 쉽게 소화할 수 있지만, 락타아제 비지속성의 GG 유전형을 가진 사람은 유당불내증을 앓기 쉽게 된다. 사람은 영유아기에는 모두 우유를 소화하기 쉽게 유당분해효소 유전자를 갖고 있지만 차츰 나이가 들면서 유당분해효소가 비활성화되는 경우가 있다. 우유를 소화하지 못하는 유당불내증은 동양인에게서 많으며, 한국인 75%가 유당불내증이 있는 것으로 알려졌다. 연구팀은 히스패닉과 라틴계의 건강 증진 및 악화 인자를 확인하기 위한 코흐트 연구인 ‘히스패닉/라티노 커뮤니티 건강연구’(HCHS/SOL)에 참여한 1만 2653명의 남녀를 대상으로 유전자형, 장내 미생물, 혈중 대사물질 수치를 6년 동안 추적 관찰했다. 동시에 참여자들을 대상으로 24시간 동안 섭취한 음식 성향에 대해 설문 조사했다. 그 결과, 우유 섭취량이 하루 1컵이 늘어날 때마다 락타아제 비지속성이 있는 사람들은 성인 당뇨 발병 위험이 약 30% 감소하는 것으로 나타났다. 연구팀은 영국 바이오뱅크에 참여한 16만 7172명을 대상으로 우유 섭취량과 락타아제 유전자형, 2형 당뇨 위험 사이 연관성을 재조사했다. 우유 섭취는 유당 불내증을 가진 개인의 장내 미생물의 변화를 가져오는 것으로 밝혀졌다. 특히 우유 섭취를 통해 유용한 장내 미생물인 비피도박테리움의 종류와 숫자가 늘어나면서 2형 당뇨 위험을 줄인다고 연구팀은 설명했다. 또 우유 섭취는 분비 사슬아미노산(BCAA)이나 트립토판 대사 산물 같은 2형 당뇨 위험을 낮춰주는 혈중 대사 산물의 수준이 높게 만든다고 덧붙였다. 유당 불내증이 없는 사람도 우유 섭취가 2형 당뇨 발병 위험을 낮춰주는 것으로 조사됐지만 통계적 유의성이 나타나지는 않았다. 유당 불내증 환자의 경우는 우유를 한 번에 마시는 것보다 조금씩 나눠 마시거나 데워 마시는 것이 좋다. 유당을 제거한 락토프리 우유나 식물성 우유를 마시는 것도 도움이 된다. 연구를 이끈 미국 알버트 아인슈타인 의대 역학 및 공중보건학과 퀴빈 퀴 교수는 “이번 연구는 유당 불내증을 가진 사람의 경우 우유 섭취를 늘리면 성인 당뇨 위험을 낮출 수 있음을 확인했다”라고 말했다.

춥고 건조한 행성이지만, 화성에는 지구처럼 물이 존재한다. 대부분은 땅속 깊은 곳에 얼음으로 존재하거나 남극과 북극에 있는 빙하에 있는 것으로 추정되지만, 미래 화성 식민지를 건설할 때 꼭 필요한 물은 현지에서 공급할 수 있는 셈이다. 그 덕분인지 화성을 무대로 한 SF 소설이나 영화에서는 적어도 물 문제로 고생하지는 않는다. 하지만 미 항공우주국(NASA)의 과학자들은 문제가 그렇게 단순하지 않다고 입을 모은다. 화성에 얼음 형태의 물이 존재하는 것은 분명하지만, 여러 가지 나쁜 물질이 섞여 있어 마실 수 있는 물로 정수하기가 쉽지 않다. 과학자들이 특히 우려하는 물질은 과염소산염(perchlorate, ClO4-)이다. 과염소산염은 지구에서도 자연적으로 생성되며 불꽃놀이용 폭발물, 기폭제, 성냥, 윤활유, 비료 등 다양한 화학 제품을 생산하는데 사용된다. 용도를 생각하면 사람이 먹으면 안 될 것처럼 생각되는데, 실제로도 발암성을 지닌 독성물질이다. 그런데 화성은 과염소산염이 풍부한 환경이라 화성에서 얻은 물 역시 과염소산염 농도가 높을 수밖에 없다. 물론 필터를 이용해 정수하면 되지 않느냐고 말할 수 있지만, 정수처리를 위해 들어가는 물과 에너지, 주기적으로 교체해야 하는 필터 등을 생각하면 화성 표면에 정수 시스템을 들고가는 것은 현실적이지 않은 방안이다. NASA 에임스 연구센터의 과학자들은 지구 미생물을 대안으로 제시했다. 지구 박테리아 가운데는 독성 물질인 과염소산염을 분해해 에너지원으로 사용하는 것들이 있기 때문이다. 다만 과염소산염 분해 미생물은 강력한 방사선이 쏟아지는 거친 화성 환경에서 살아남기 어렵다는 문제가 있다. 연구팀은 이미 우주 비행에서 뛰어난 생존력이 확인된 박테리아인 바실루스 서브틸리스 168 균주(Bacillus subtilis strain 168)에 과염소산 분해 효소를 만드는 유전자인 pcrAB와 cld를 삽입하는 방식으로 이 문제를 극복했다. 당장 이 미생물을 태운 우주선을 보내 화성 표면에서 테스트하긴 어렵지만, 모의 환경에서 테스트를 통해 추가적인 에너지나 자원 투입 없이 과염소산염을 제거할 수 있다는 점을 증명하면 물이 귀한 화성에서 큰 도움이 될 것으로 예상된다. 박테리아는 스스로 분열해 증식하기 때문에 생산 설비를 증설할 필요도 없고 고장나도 새로운 박테리아로 대체하면 그만이다. 에너지 역시 태양 에너지나 화학 에너지를 사용하기 때문에 현지에서 충분히 조달할 수 있다. 과학자들이 미래 화성 식민지의 조력자로 박테리아에 주목하는 이유다. 고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

여기, 버려진 아기와 태어나려는 아기가 있다. 버려진 아기는 ‘발견자’인 청소 용역의 손에 숨이 달려 있다. 태어나려는 아기는 ‘주문자’의 취사선택에 따라 운명이 결정될 참이다. 가치 판단의 가장 상단에 있어야 할 인간의 존엄과 생사가 DNA의 ‘등급’과 ‘유불리’에 따라 이렇게 손쉽게 결정되고 폐기되는 세계. 그것은 ‘재난’의 다른 이름이다. 소설가 강영숙(56)의 새 장편소설 ‘분지의 두 여자’ 속 인물들은 그 안에서 저마다의 사투를 벌인다. 무능한 남편을 떠나 딸을 위해 돈을 버는 샤오에게 세계는 ‘가능성이란 없는 곳’이다. 하루 열두 시간씩 일해 번 돈 300만원을 잃은 그는 대리모 제안을 받아들인다. 샤오에게 생명을 잉태하는 일이란 1년간 허드렛일로 버는 돈의 세 배를 벌 수 있는 ‘십 개월짜리 단기 직업’일 뿐이다. 서울에 있는 대학들에서 내몰리다 북쪽 도시 B시에서 교수직을 얻은 진영은 그곳에서 이제 막 대학생이 된 딸을 사고로 잃는다. 상실감과 고통 끝에 그가 스스로 찾은 구원은 대리모가 돼 새 생명을 품는 일. 나이는 많지만 교수라는 이력, 별다른 병력이 없음을 드러내는 유전자는 수요자의 ‘간택’을 받는다.소설은 이렇듯 서로 다른 배경에서 나고 자란 두 여자가 저마다의 이유로 대리모가 되며 서로 교차하게 되는 지점까지 이른다. 이 과정에서 샤오와 진영이 품고 있던 태아가 세상으로 나오기 직전 돌발 상황이 벌어진다. 이 예기치 못한 사건은 생명을 탄생케 하는 과정에서도 인간의 존엄을 묵살하고 소외시키는 시스템이 엄존하고 있음을, 그 앞에서 우리는 한없이 무력해질 수밖에 없다는 사실을 차갑게 상기시킨다. 소설에서는 ‘삶이 곧 재난’임을 드러내는 징후가 곳곳에 나타나며 내내 불안감이 엄습한다. 진영이 사는 분지 지형의 북쪽 도시 B에는 겨울철이면 스모그가 기승을 부리고 미군 기지가 옮겨간 땅 표면 위로는 계속 기름띠가 올라온다. 샤오가 일하는 삼계탕집 사장이 운영하는 양계장에서는 조류인플루엔자의 창궐로 땅을 파고 죽은 닭을 버리는 살풍경이 일상처럼 벌어진다. 하지만 이야기는 우리가 서 있는 곳에 절망만 도사리고 있지는 않다는 사실을 일깨우며 희망의 기미를 희미하게나마 비추고 타인의 안녕을 위해 다시 두 손 모으게 한다. 이야기의 한 축을 차지하는 청소 용역 오민준을 통해 작가는 버려진 아기를 자신도 모르게 집에 데려온 그가 겪는 내적 갈등과 변화, 종국의 선택에 독자들을 주목하게 한다. 작가는 이에 대해 “오민준이 아기를 어떻게 하는지, 그 과정에서 무엇을 보게 되는지가 작가인 내게는 매우 중요했다”고 말했다. 오민준의 고뇌는 우리가 마지막까지 상실해선 안 될 가치가 무엇인지, 결국 회복해야 할 마음은 무엇인지, 작가가 독자에게 내내 묻는 질문이기도 하다. 소설은 또렷한 결말을 내놓는 대신 이 묵직한 질문 속에서 묵상하게 함으로써 어떻게 우리가 삶의 온기를 지키고 이어 갈 수 있는지를 환기한다.

지난 연말 과학 저널 ‘네이처’는 올해 주목해야 할 연구 중 가장 먼저 ‘인공지능(AI) 연구의 질주’를 꼽았다. 네이처의 예측대로 연초부터 놀라운 AI 연구 성과들이 쏟아져 나와, 2024년이 AI가 인간을 뛰어넘는 ‘티핑 포인트’의 해가 되는 것 아니냐는 목소리까지 나오고 있다. 구글 딥마인드와 미국 뉴욕대 컴퓨터과학과 공동 연구팀은 복잡한 기하학 문제를 인간 이상의 능력으로 풀어낼 수 있는 수학 인공지능 ‘알파지오메트리’(AlphaGeometry)를 공개했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 1월 18일자에 실렸다. 기계학습 기반 AI 시스템으로는 수학 증명 문제를 풀어내는 게 쉽지 않다. 기계학습은 컴퓨터가 특정 작업을 수행하는 방법을 익힐 수 있도록 하는 빅데이터가 반드시 있어야 한다. 그렇지만 기하학 증명 문제는 AI를 훈련할 수 있는 자료가 거의 없다. 이에 연구팀은 사람이 만들어 놓은 데이터가 필요 없는 방법을 사용했다. 알파지오메트리는 기본적인 기하학 정리와 증명법을 바탕으로 복잡한 문제를 스스로 풀고 학습해 훈련하는 신경 언어모델을 활용했다. 연구팀은 알파지오메트리에게 2000~2020년 국제수학올림피아드에 출제된 기하학 문제 중 30개를 풀도록 했다. 그 결과 알파지오메트리는 25개의 문제를 완벽하게 증명했다. 알파지오메트리의 풀이를 본 수학자들은 국제수학올림피아드 금메달리스트 수준이라고 평가했다. 특히 2004년 국제수학올림피아드에서 출제된 문제에 대해서는 기존에 알려지지 않았던 새로운 방식의 증명을 내놨다. 연구팀은 알파지오메트리가 현재는 기하학 분야 문제 해결에 국한돼 있지만, 다른 수학 영역에까지 적용이 가능할 것으로 예측했다. 알파지오메트리 개발을 이끈 트리우 트린 구글 딥마인드 연구원은 “이번 연구는 AI 개발의 핵심 목표인 복잡하고 논리적인 문제를 인간이 보여 준 최고 실력에 근접하는 수준으로 해결할 수 있음을 보여 줬다는 데 의미가 있다”고 말했다.한편 미국 위스콘신·매디슨대 생화학과, 화학·생명공학과 공동 연구팀은 인간의 개입이 전혀 없이 단백질을 설계할 수 있는 AI 로봇을 개발했다고 17일 밝혔다. 이 연구 결과는 화학 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 화학공학’ 1월 12일자에 발표됐다. 생체 내 거의 모든 화학반응은 단백질로 이뤄진 효소로 진행된다. 또 수많은 질병은 유전자 오류로 인해 잘못된 단백질 생산이나 구조 이상 때문에 생긴다. 그래서 단백질의 구조와 기능을 이해하는 것은 생화학, 생물물리학뿐만 아니라 생물학, 의학 연구에서 핵심 과제라고 할 수 있다. DNA 유전 암호를 해석하면 단백질을 구성하는 아미노산 순서는 알 수 있지만 단백질의 3차원 구조를 예측하고 새로운 단백질을 만들어 내는 것은 쉽지 않은 일이다. 이번 연구팀은 단백질을 빠르게 설계할 수 있는 AI 플랫폼인 ‘단백질 경관 탐색을 위한 자율주행 머신’(샘플)을 개발했다. 연구팀은 샘플이 내열성 강한 단백질 효소 4종을 설계하도록 했다. 그 결과 인간 과학자가 6~12개월 걸린 단백질 효소 개발을 샘플은 단 몇 주 만에 설계해 냈다. 연구를 이끈 필립 로메로 위스콘신·매디슨대 교수(구조 생물학)는 “이번 AI 로봇은 신약 개발이나 신물질 발견에 걸리는 시간과 비용을 획기적으로 줄여 줄 것으로 기대한다”고 말했다.

가정집에 침입해 아이들을 흉기로 위협하고 추행한 뒤 달아났던 남성이 유전자정보(DNA) 대조 분석으로 18년 만에 덜미를 잡혔다. 다른 성범죄로 수감됐던 이 남성은 출소하기 하루 전 과거 범죄가 들통나면서 다시 감옥신세를 지게 됐다. 서울남부지검 여성아동범죄조사부(부장 최재아)는 성폭력 범죄의 처벌 및 피해자보호 등에 관한 법률 위반(특수강제추행 등) 등의 혐의를 받는 A(42)씨를 전날 구속했다고 17일 밝혔다. 검찰에 따르면 A씨는 2006년 서울의 한 가정집에 침입해 당시 9세와 11세 아동을 흉기로 위협하고 추행한 혐의를 받는다. 2013년 6월 시행된 개정 성폭력범죄의 처벌 등에 관한 특례법에 따르면 시행일 전 공소시효가 완성되지 않은 13세 미만자에 대한 성범죄에는 공소시효가 적용되지 않는다. 대검찰청은 이 사건 현장에서 발견돼 보존됐던 DNA와 A씨가 2022년 저지른 다른 성범죄 사건에서 나온 DNA가 일치한다는 사실을 확인해 이를 영등포경찰서에 통보했다. 2010년 제정된 ‘디엔에이 신원 확인 정보의 이용 및 보호에 관한 법률’에 따라 대검찰청과 국립과학수사연구원은 각각 형 확정자, 구속피의자 또는 범죄 현장에서 DNA를 채취해 보관하고 있다. 경찰은 미제 사건으로 분류됐던 2006년 사건을 다시 조사해 지난 5일 서울남부지검으로 송치했다. 이후 검찰은 다른 성범죄로 수감 중이던 A씨가 17일 형기 만료로 출소할 예정이라는 사실을 확인했고, 지난 12일 구속영장을 청구했다. 서울남부지법은 A씨가 도망갈 염려가 있다고 보고 구속영장을 발부했다.

중국 연구진이 인간과 유사해 의학 실험에 광범위하게 이용되는 붉은털원숭이를 복제해 2년 넘게 생존시키는 데 성공했다. 16일(현지시간) 영국 BBC 방송 등에 따르면 중국 과학원대학교(UCAS) 연구진은 세계 최초로 체세포 복제를 통해 태어난 포유동물인 ‘복제 양 돌리’ 때와 기본적으로 같은 방법을 이용, 붉은털원숭이 복제에 성공했다. 복제 양 돌리는 지난 1996년 양의 체세포에서 채취한 유전자를 핵을 제거한 암컷 양의 난자와 결합한 뒤 이를 다른 암컷 양의 자궁에 이식하는 방법을 통해 태어났다. 이와 관련해 연구진은 복제된 붉은털원숭이가 2년 전 태어났으며 건강한 상태를 유지하고 있다고 밝혔다. 또 이는 복제 성공을 의미하는 것이라고 전했다. 연구진은 이번에 113개의 배아를 사용했고 이 가운데 11개가 이식됐다면서, 임신에 성공한 것은 2개이며 이 가운데 하나가 태어났다고 설명했다. 지난 2018년 짧은 꼬리 원숭이 복제는 성공한 적이 있으나, 붉은털원숭이 복제는 이번이 처음이다. 연구진은 복제 방법인 ‘영양막 치환술’(trophoblast replacemement)에서 착안해 원숭이 이름을 ‘Re Tro’로 지었다고 한다. 주로 아시아 지역에 서식하는 붉은털원숭이는 인간과 유전적 유사성으로 인해 주로 감염과 면역실험 대상이 되고 있다. 연구진은 붉은털원숭이 복제 성공이 의약품 실험 기간 단축으로 이어질 것으로 기대한다고 말했다. UCAS의 파룽 루 박사는 “모든 윤리적 승인을 받은 뒤 이번 연구를 했다”면서 앞으로는 배아 사용량을 줄이면서 더 많은 복제 붉은털원숭이를 만드는 것이 목표라고 밝혔다. 그러나 동물복지 단체인 영국의 동물학대방지협회(RSPCA)는 동물의 고통이 환자가 얻을 수 있는 즉각적인 이익보다 더 크다면서 깊은 우려를 표했다. RSPCA 대변인은 실험에서 고통받고 힘들어할 수많은 동물과 매우 낮은 성공률에 대해 심각한 우려를 표시한다면서 영장류는 실험용 도구가 아니라 지능과 지각이 있는 동물이라고 강조했다. UCAS의 이번 연구 논문은 국제학술지인 네이처 커뮤니케이션스에 게재됐다.

중국 연구진이 치사율 100%에 달하는 치명적인 코로나19 변이 바이러스를 실험실에서 제조하는데 성공했다고 밝혔다. 미국 뉴욕포스트 등 외신의 16일(이하 현지시간) 보도에 따르면, 중국군 관계자가 포함된 현지 연구진은 2017년 말레이시아에 서식하는 천갑산에게서 발견한 코로나바이러스를 변형시켜 돌연변이인 ‘GX_P2V’를 제조했다. 이후 해당 변이바이러스를 쥐에게 감염시킨 결과, 실험 쥐 4마리는 모두 8일 이내에 죽었다. 변이 바이러스에 감염된 쥐들은 죽기 며칠 전부터 빠르게 체중이 줄고 구부정한 자세를 보였다. 또 극도로 느리게 움직였으며 죽기 직전 눈이 하얗게 변하는 특이한 증상을 보였다. 이후 연구진은 추가로 8마리의 쥐럴 더 감염시킨 뒤 안락사하고 장기를 분석했다. 그 결과 높은 수치의 바이러스 RNA가 뇌와 폐, 눈을 포함한 주요 장기에서 확인됐다. 특이한 점은 폐에서 발견된 바이러스의 양은 서서히 감소하는 추세였던 반면, 뇌에서는 바이러스 양이 증가하는 모양새를 보였다는 사실이다.연구진은 “이번 발견은 감염의 후기 단계에서 심각한 뇌 감염을 유발하고, 이것이 쥐들의 주요 사망 원인일 수 있다는 사실을 암시한다”고 설명했다. 이번 실험에 쓰인 쥐들은 사람에게 있는 ACE2(에이스투) 단백질을 발현시킨 형질 변형 쥐로, 유전적으로 사람과 매우 닮은 실험 쥐들이다. 에이스투 단백질은 바이러스가 감염되는 데 중요한 역할을 하는 상피세포 표면의 수용체다. 뉴욕포스트는 “이번 연구는 코로나19 관련 바이러스에 감염된 쥐의 사망률이 100%로 보고된 최초의 연구”라며 “다만 해당 변이 바이러스가 인간에게 어떤 영향을 미칠 지에 대해서는 명확히 확인되지 않았다”고 전했다. “끔찍한 연구…미친 짓 빨리 그만두게 해야” 해당 연구결과가 공개된 뒤 전문가들은 우려와 비판을 쏟아냈다. 영국 유니버시티칼리지런던 유전학 연구소의 역학 전문가인 프랑수아 발루는 “이번 연구는 끔찍하다. 과학적으로도 완전히 무의미하다”면서 “인간화(化)한 쥐를 무작위로 바이러스에 강제 감염시키는 것에서 배울 수 있는 것은 없다”고 지적했다. 이어 “특히 이번 논문에서 이 연구가 어떤 수준의 생물학적 안전성 수준에서 수행됐는지 밝히지 않아 우려된다”고 덧붙였다.실제로 중국의 코로나바이러스 연구 상당수는 종종 공기를 통해 전염이 가능한 잠재적인 감염병 병원체를 처리하기에는 부적절한 생물학적 안전 수준(BSL-2)에서 수행된다. 전 스탠포드의학교수인 젠나디 글린스키 박사도 “이런 광기는 너무 늦기 전에 멈춰야 한다”고 지적했다. 미국 콜드스프링하버연구소 생물학센터의 저스틴 키니 부교수는 “중국 과학자들이 의도적으로 바이러스의 병원성이나 전염성을 강화하지 않았기 때문에, 논문에 기술될 연구는 유전자를 조작해 감염성을 높이는 ‘기능획득’(Gain of function) 연구에 속하지는 않은 것으로 보인다”고 전했다. 앞서 세계보건기구(WHO)는 코로나19 바이러스가 박쥐에서 발원해 천갑산을 중간 숙주로 거쳐 사람에게 전파된 것으로 보인다고 밝힌 바 있다. 한편 이번 연구결과는 지난해 10월 논문 공유 플랫폼 바이오아카이브(BioRxiv)에 실렸다.

지난 연말 과학 저널 ‘네이처’는 올해 주목해야 할 연구 중 가장 먼저 ‘인공지능(AI) 연구의 질주’를 꼽았다. 네이처의 예측대로 연초부터 놀라운 AI 연구성과들이 쏟아져 나와, 2024년이 AI가 인간을 뛰어넘는 ‘티핑 포인트’의 해가 되는 것 아니냐는 목소리까지 나오고 있다. 구글 딥마인드와 미국 뉴욕대 컴퓨터과학과 공동 연구팀은 복잡한 기하학 문제를 인간 이상의 능력으로 풀어낼 수 있는 수학 인공지능 ‘알파지오메트리’(AlphaGeometry)를 공개했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 1월 18일자에 실렸다. 기계학습 기반 AI 시스템으로는 수학 증명 문제를 풀어내는 쉽지 않다. 기계학습은 컴퓨터가 특정 작업을 수행하는 방법을 익힐 수 있도록 하는 빅데이터가 반드시 있어야 한다. 그렇지만 기하학 증명 문제는 AI를 훈련할 수 있는 자료가 거의 없다. 이에 연구팀은 사람이 만들어 놓은 데이터가 필요 없는 방법을 사용했다. 알파지오메트리는 기본적인 기하학 정리와 증명법을 바탕으로 복잡한 문제를 스스로 풀고 학습해 훈련하는 신경 언어모델을 활용했다. 연구팀은 알파지오메트리에게 2000~2020년 국제수학올림피아드에 출제된 기하학 문제 중 30개를 풀도록 했다. 그 결과 알파지오메트리는 25개의 문제를 완벽하게 증명했다. 알파지오메트리의 풀이를 본 수학자들은 국제수학올림피아드 금메달리스트의 수준이라고 평가했다. 특히 2004년 국제수학올림피아드에서 출제된 문제에 대해서는 기존에 알려지지 않았던 새로운 방식의 증명을 내놨다. 연구팀은 알파지오메트리가 현재는 기하학 분야 문제 해결에 국한돼 있지만, 다른 수학 영역에까지 적용이 가능할 것으로 예측했다. 알파지오메트리 개발을 이끈 트리우 트린 구글 딥마인드 연구원은 “이번 연구는 AI 개발의 핵심 목표인 복잡하고 논리적 문제를 인간이 보여준 최고 실력에 근접하는 수준으로 해결할 수 있음을 보여줬다는 데 의미가 있다”라고 설명했다. 인간 없이 단백질 설계 가능한 AI로봇 개발인간 1년 걸린 설계, AI로봇 단 몇 주 만에 한편, 미국 위스콘신-매디슨대 생화학과, 화학·생명공학과 공동 연구팀은 인간의 개입이 전혀 없이 단백질을 설계할 수 있는 AI 로봇을 개발했다고 17일 밝혔다. 이 연구 결과는 화학 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 화학공학’ 1월 12일자에 발표됐다. 생체 내 거의 모든 화학반응은 단백질로 이뤄진 효소로 진행된다. 또 수많은 질병은 유전자 오류로 인해 잘못된 단백질 생산이나 구조 이상 때문에 생긴다. 그래서, 단백질의 구조와 기능을 이해하는 것은 생화학, 생물물리학뿐만 아니라 생물학, 의학 연구에서 핵심 과제라고 할 수 있다. DNA 유전 암호를 해석하면 단백질을 구성하는 아미노산 순서는 알 수 있지만, 단백질의 3차원 구조를 예측하고 새로운 단백질을 만들어 낸다는 것은 쉽지 않은 일이다. 구글 딥마인드는 2018년 단백질 구조를 예측하고 만들어 내는 인공지능 ‘알파폴드’를 내놨다. 알파폴드는 2020년 코로나19 바이러스 단백질 구조를 예측하고, 2022년에는 인간 단백질 98.5%를 포함한 단백질 구조 데이터베이스를 공개해 학계를 놀라게 했다. 이번 연구팀은 단백질을 빠르게 설계할 수 있는 AI 플랫폼인 ‘단백질 경관 탐색을 위한 자율 주행 머신’(샘플·SAMPLE)을 개발했다. 연구팀은 샘플이 내열성 강한 단백질 효소 4종을 설계하도록 했다. 그 결과, 인간 과학자가 6~12개월 걸린 단백질 효소 개발을 샘플은 단 몇 주 만에 설계해냈다. 연구를 이끈 필립 로메로 위스콘신-매디슨대 교수(구조 생물학)는 “이번 AI 로봇은 신약 개발이나 신물질 발견에 걸리는 시간과 비용을 획기적으로 줄여줄 것으로 기대한다”라고 말했다.

니콜라스 코페르니쿠스는 5세기 전 태양이 지구를 중심으로 회전하는 것이 아니라 지구가 태양을 중심으로 공전한다는 천동설을 주장한 천문학자였다. 진정한 르네상스맨이었던 그는 수학자, 엔지니어, 작가, 경제 이론가 및 의사로도 활동했다. 1543년 폴란드 프롬보르크에서 사망한 코페르니쿠스는 지역 대성당에 안장되었다. 그 후 몇 세기 동안 그의 무덤의 위치는 역사 속으로 사라졌고, 아무도 그 정확한 위치를 알 수 없었다. 코페르니쿠스는 어떤 사람이었나? 코페르니쿠스는 1473년 폴란드의 중부 도시 토룬에서 태어났다. 그는 지역 상인에게서 태어난 네 자녀 중 막내였다. 아버지가 죽은 후 코페르니쿠스의 외삼촌이 그의 교육을 책임졌다. 코페르니쿠스는 18살인 1491년부터 1494년 사이에 크라쿠프 대학교에서 공부했고, 나중에는 이탈리아로 유학하여 볼로냐, 파도바, 페라라에서 공부했다. 의학, 교회법, 수리천문학, 점성술을 공부한 코페르니쿠스는 30살인 1503년에 집으로 돌아왔다. 그 후 그는 바르미아의 주교후(主敎侯)였던 영향력 있는 외삼촌 루카스 바첸로데 밑에서 일했다. 코페르니쿠스는 수학 연구를 계속하면서 의사로 일했다. 당시에는 천문학과 음악이 모두 수학의 한 분야로 간주되었다. 이 기간 동안 그는 두 가지 영향력 있는 경제 이론을 공식화했다. 1517년 그는 화폐수량론을 발전시켰는데, 이 이론은 나중에 존 로크와 데이비드 흄에 의해 다시 심화되었고, 1960년대 밀턴 프리드먼에 의해 대중화되었다. 1519년 코페르니쿠스는 화폐의 유통과 가치 평가를 다루는 화폐 원리인 그레셤의 법칙으로 알려진 개념도 도입했다. 코페르니쿠스의 우주 모델 과학에 대한 코페르니쿠스의 공헌의 초석은 그의 혁명적인 우주 모델이었다. 지구가 우주의 고정된 중심이라고 주장하는 일반적인 프톨레마이오스 모델과 달리 코페르니쿠스는 지구와 다른 행성들이 태양을 중심으로 회전한다고 주장했다. 나아가 코페르니쿠스는 행성 궤도의 크기를 태양과 지구 사이의 거리로 표현하여 비교할 수 있었다. 그러나 코페르니쿠스는 자신의 연구가 교회와 동료 학자들에게 어떻게 받아들여질지 두려워했다. 그의 대작〈천구의 운동에 관하여>는 1543년 그가 사망하기 직전에야 출판되었다. 이 저작의 출판은 우주에 대한 우리의 이해에 획기적인 전환을 위한 발판을 마련했으며, 코페르니쿠스가 죽은 지 20여 년 후에 태어난 갈릴레오와 같은 미래의 천문학자들을 위한 길을 열었다. 코페르니쿠스는 어디에 묻혔나?프롬보르크 대성당은 100명이 넘는 사람들의 마지막 안식처 역할을 하고 있으며, 이들 무덤들은 대부분 이름이 없다. 16세기와 17세기까지 거슬러올라가는 코페르니쿠스의 유해 찾기 시도는 여러 번 실패를 거듭했다. 또 다른 실패한 한 사례는 1807년 아일라우 전투 이후 프랑스 황제 나폴레옹에 의해 이루어졌다. 수학에 밝았던 나폴레옹은 코페르니쿠스를 박식가, 수학자, 천문학자로 높이 평가했다. 나폴레옹은 근대 천문학의 문을 연 위대한 천문학자 코페르니쿠스의 무덤이 어디에 있는지조차 알 수 없다는 사실에 크게 놀랐다. 2005년에 폴란드 고고학자 그룹이 마침내 본격적인 수색에 착수했다. 프롬보르크 대성당의 참사원 위원을 지냈던 코페르니쿠스가 재임 기간 동안 자신이 담당했던 대성당 제단 근처에 묻혔을 것이라고 보는 역사가 예지 시코르스키의 주장에 따라 제단 근처를 조사했다. 이 제단은 현재 성십자가 제단으로 알려진 성 바츠와프 제단이다. 이 제단 근처를 집중적으로 발굴한 결과, 60~70세 남성의 불완전한 해골을 포함해 13개의 해골이 발견되었고, 그중 한 해골이 코페르니쿠스의 것으로 확인되었다. 법의학이 밝혀낸 ‘코페르니쿠스’제단 근처에서 발견된 문제의 두개골은 얼굴 재구성의 기초가 되었다. 형태학적 연구 외에도 DNA 분석은 역사적 유물이나 고대 유물을 식별하는 데 자주 사용된다. 재구성된 두개골의 얼굴은 코페르니쿠스와 비슷했지만, 이것으로 완전한 증거가 될 수는 없었다. 코페르니쿠스로 추정되는 유해의 경우 치아 상태가 잘 보존돼 있어 유전자 식별이 가능했다. 그러나 그 DNA를 비교할 만한 대상이 없었다. 코페르니쿠스의 친척에 대해서는 알려진 바가 없었다. 그러나 2006년 과학사에서 있을 법하지 않은 괴이한 사건이 일어났다. 코페르니쿠스의 새로운 DNA 참고자료가 발견된 것이다. 그것은 코페르니쿠스의 머리카락으로, 코페르니쿠스가 수년 동안 사용했던 천문학 장서의 책갈피 사이에 끼어져 있었던 것이다. 이 책은 17세기 중반 스웨덴의 폴란드 침공 이후 전쟁 전리품으로 스웨덴으로 반출되었다. 현재 웁살라 대학교 구스타비아눔 박물관에 소장되어 있었다. 책을 면밀히 조사한 결과, 책의 주요 사용자인 코페르니쿠스의 것으로 추정되는 머리카락 몇 올이 발견되었다. 결과적으로 이 머리카락은 무덤에서 회수된 치아 및 뼈 물질과의 유전적 비교를 위한 참고자료로 평가되었다. 머리카락은 발견된 해골의 치아와 뼈에서 나온 DNA와 비교한 결과, 치아의 미토콘드리아 DNA와 골격 샘플은 모두 머리카락의 DNA와 일치하여 그 유해가 실제로 코페르니쿠스의 것임을 강력히 시사했다. 고고학 발굴, 형태학적 연구 및 고급 DNA 분석을 포함한 다학제적 노력을 통해서도 역시 설득력 있는 결론에 도달했다. 프롬보르크 대성당의 성십자가 제단 근처에서 발견된 유해는 코페르니쿠스의 것일 가능성이 확정적이다. 이 기념비적인 발견은 과학사에서 가장 영향력 있는 인물 중 한 사람의 마지막 안식처를 밝혀낸 것일 뿐만 아니라, 역사적 데이터를 뒷받침하는 현대 법의학의 개가로 평가되고 있다. 코페르니쿠스의 유해는 아무 묘비도 없이 무명으로 묻혔다가 사망한 지 5세기 만에 최고의 예우를 갖춰 ‘영웅’으로 재안장됐다. 대성당측은 코페르니쿠스의 사망 467주기 다음날 치러진 장례에서 코페르니쿠스의 지동설에 대한 가톨릭 교회의 탄압에 대해서도 유감을 표시했다. 폴란드 국민들은 코페르니쿠스를 국민영웅으로 칭송하는 추모행사를 갖기도 했다. 새로 세워진 검은 화강암의 묘비에는 지동설을 표시하는 태양계의 도형을 새겨넣어 500년 전 그의 업적을 기렸다. 살아 생전에는 자기 학설도 발표하지 못했던 조심스러운 영웅의 부활답다고나 할까. 이광식 과학 칼럼니스트 joand999@naver.com