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  • [달콤한 사이언스] 늦게 자고 수면시간 불규칙할수록 비만 위험 높아진다

    [달콤한 사이언스] 늦게 자고 수면시간 불규칙할수록 비만 위험 높아진다

    잠자리에 들어서도 스마트폰을 만지작대다가 밤잠을 제대로 못 이루고 아침에 피곤하다는 이들이 많다. 이처럼 늦게 자고 수면시간이 불규칙할 수록 비만 위험이 늘어난다는 연구결과가 나왔다. 더군다나 살이 찌면 쉽게 잠을 못 이루고 깊이 잠들지 못해 비만 위험에 그대로 노출되는 등 악순환이 계속된다는 것이다. 미국 네바다대 생물학과, 펜실베니아대 의대 신경과 공동연구팀은 늦게 자고 수면시간이 불규칙할수록 비만 위험이 높아지며 살이 찔수록 잠자는 시간이 줄고 불규칙해지는 악순환이 이어진다고 26일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 최신호(22일자)에 실렸다. 6시간 미만의 수면시간을 갖는 사람은 비만이나 당뇨에 걸릴 가능성이 높다는 것은 잘 알려져 있다. 실제로 사람과 생쥐, 초파리 등을 이용해 수면이 비만에 미치는 영향에 대해서 일부 알려져 있다. 그렇지만 수면과 식욕과 관계는 명확히 밝혀지지 않은 상태다. 이에 연구팀은 1㎜ 크기의 예쁜꼬마선충이라는 동물을 이용해 실험을 실시했다. 예쁜꼬마선충은 배양하기 쉽고 발생단계가 비교적 단순하기 때문에 세포분화과정을 연구하는데 많이 활용되는 동물이다. 또 신경세포도 302개 정도에 불과하다. 연구팀은 유전자 편집을 통해 예쁜꼬마선충의 수면을 조절하는 신경세포가 활동을 멈추도록 했다. 그 결과 먹고 숨쉬고 짝짓기 등의 기본 기능은 유지하면서도 잠만 못 자는 것으로 확인됐으며 생명체를 움직이기 위한 생체 화학에너지인 APT의 수치가 떨어지는 것이 관찰됐다. 또 연구팀은 예쁜꼬마선충에게서 KIN-29 유전자를 제거하면 잠을 자지 않는 것으로 관찰됐으며 ATP 수치가 정상이더라도 과도한 지방을 축적한다는 것을 확인했다. 지방 분해 메커니즘을 작동시키는 KIN-29 유전자가 수면과도 밀접한 관계를 갖고 있음을 보여준다는 것이다. 연구팀은 이번 연구결과가 수면과 지방 축적 사이에 신경학적으로 밀접한 관계가 있음을 보여주는 것이며 잠을 못 자 비만하게 되는 것 뿐만 아니라 비만해지면서 수면 관련 신경세포가 교란돼 잠을 못 이루게 될 가능성도 있다고 설명했다. 알렉산더 반데르 린덴 네바다대 교수(신경과학)는 “이번 연구는 수면조절과 관련해 뇌와 신체 장기를 연결하는 복잡한 상호작용이 있음을 보여주고 있다”라며 “좀 더 효과적인 수면장애 치료방법을 찾는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [열린세상] 과학기술로 감염병에서 가장 안전한 나라를/이은우 건양대 교수

    [열린세상] 과학기술로 감염병에서 가장 안전한 나라를/이은우 건양대 교수

    과학기술은 신의 영역을 인간의 영역으로 확대하는 유일한 수단이다. 우리 조상들은 역병이 돌거나 집안에 우환이 생기면 무당굿을 하거나 성황당 같은 곳에 가서 빌었다. 우매한 짓 같지만 그 마음은 충분히 이해할 수 있다. 병마의 원인을 모르면 인간은 속수무책의 나약한 존재가 될 수밖에 없다. 역사상 인류를 공포에 떨게 한 대표적인 전염병은 1918년의 스페인 독감, 1817년 콜레라, 1520년 남미 인디언에 퍼진 천연두, 14세기 유라시아 대륙을 강타한 페스트(흑사병) 등으로 몇천만 명 내지 수억 명의 사람이 희생을 당한 두렵고 아픈 상흔을 인류의 뇌리 속에 깊이 각인시켰다. 원인을 몰라 전염병을 하느님의 징벌로 생각하고 자신의 죄에 대한 가혹한 회개를 실행하고 때로는 다른 사람에게서 신의 응징거리를 찾아내어 가혹한 학살을 저지르기도 했다. 최근 코로나19의 대규모 확산으로 온 나라가 큰 충격에 휩싸여 있다. 시장과 길거리에 마스크를 낀 사람들이 무표정하게 지나가는 모습들이 생경하게 다가온다. 2003년 사스, 2009년 신종플루, 2015년 메르스 사태의 기억이 아직 생생한데, 또 이런 일을 당하니 앞으로 더 큰일이 터질 수도 있겠다는 불안한 생각이 든다. 옛날에는 역병의 원인을 아무도 몰랐지만 지금은 누구나 세균(박테리아)과 바이러스가 역병을 일으키는 원인이며 사람과 이동수단 등의 경로를 통해 전파된다는 사실을 알고 있다. 옛날 페스트는 캐러밴과 몽고기병을 따라, 콜레라는 증기선을 따라 퍼져나갔지만 현대에 들어서는 역병들이 비행기를 타고 초고속으로 전 세계로 퍼져 나가고 있다. 1674년 네덜란드의 레벤후크가 현미경을 제작해 세균을 처음으로 관찰했다. 그러나 19세기에 와서야 미생물이 여러 질병의 원인이 된다는 것을 알게 됐으며 영국의 제너가 천연두 예방을 위한 종두법을 개발(1796년)하고 프랑스의 파스퇴르는 광견병백신을 개발(1885년)해 백신이라 명명하였는데 이러한 모든 것이 바이러스 발견 이전의 성과였다. 세균여과기를 통과한 여과액에서도 감염 인자가 있는 것을 발견했으나 그 원인을 알지 못하다가 1892년 러시아의 이바노브스키가 담배모자이크병에서 최초로 바이러스의 존재를 알아냈다. 이후 대부분의 전염병에 대한 백신이 개발됐고, 20세기 중반까지 백신과 항생제의 적절한 사용으로 많은 질병이 예방되고 치료됐다. 그러나 백신 개발이 어려운 질병이나 새로운 질병, 바이러스의 변이, 항생제 저항성을 가지는 병원체의 출현 등으로 인해 백신 연구는 지금도 진행되고 있고 아직 감염병 문제가 해결되지 않고 있다. 마이크로소프트 창업자 빌 게이츠는 지난 2월 14일 시애틀에서 열린 전미과학기술진흥협회(AAAS) 2020 연차총회 특별연사로 초대돼 ‘질병에 대한 기술적 극복’에 대해 연설했다. 그는 코로나19가 의료시설 등이 취약한 아프리카 등으로 전파되면 대재앙을 초래할 수 있다고 우려했다. 그는 “우리는 인공지능과 유전자 편집 기술과 같은 도구의 발전으로 이 새로운 세대의 건강 솔루션을 만들어 지구상의 모든 사람들이 이용할 수 있는 기회를 갖게 됐다”고 언급했다. 그는 ‘빌 앤드 멀린다 게이츠 재단’을 통해 아프리카 지역 감염병의 퇴치와 예방을 위한 백신의 개발과 보급에 앞장서고 있다. “글로벌 전염병이 핵폭탄이나 기후변화보다 훨씬 더 위험한 재앙을 인류에게 가져올 것이라고 확신한다”는 빌 게이츠의 말에 결기가 느껴진다. 정부도 바이러스나 세균과의 전쟁에서 우리 국민을 어느 나라보다도 더 안전하게 보호할 수 있는, 지금보다 더 좋은 방안을 내 놓아야 한다. 우선 대학, 연구소, 바이오·제약업계, 질병관리본부와 정부가 기초 및 응용 연구, 백신의 개발과 보급, 보건의료체계 등을 포괄하는 과학적인 방역시스템을 구축해야 한다. 빌 게이츠가 말한 ‘질병의 기술적 극복’을 위해, 정부는 감염병 퇴치의 가장 강력한 수단인 첨단과학기술의 확보를 위한 연구개발에도 최우선적으로 그리고 지속적으로 투자해야 한다. 정부가 과학기술을 통해 신의 영역을 인간이 통제할 수 있는 영역으로 확대해 나가야 온 국민이 편안한 마음으로 생업에 종사할 수 있을 것이다.
  • [사설] 허위조작정보를 알면서 보도해 시청자 우롱한 PD수첩

    MBC 시사교양프로그램인 ‘PD수첩’이 서울 시내 약 9억원대 아파트를 매입한 20대를 무주택자인 것처럼 조작해 인터뷰했다가 논란이 일자 사과했다. PD수첩은 지난 11일 방송에서 ‘2020 집값에 대하여 3부’편을 방송하면서 서울 용산구에 전세로 거주하는 20대 여성 김모씨와 인터뷰를 진행하며 “이 집을 샀으면 1억 2000만원이 올랐을 텐데”라는 김씨의 말을 담았다. 김씨가 ‘전세 거주자’로 등장해 ‘집을 사지 못해 후회하는 무주택자’처럼 방송에 내보냈다. 하지만 방송 후 온라인 커뮤니티에서는 김씨가 남긴 것으로 추정되는 단체대화방 캡처를 통해 김씨가 사실은 서울 서대문구 남가좌동에 매매가 9억원대 아파트를 매입했다는 의혹이 제기됐고, PD수첩은 하루 만에 사과했다. 특히 제작진이 김씨가 전세 거주가 아니라는 사실을 알고도 인터뷰내용을 편집해 방영한 것으로 알려져 더 충격을 주었다. PD수첩은 지난 2008년 ‘광우병 파동’과 관련한 보도에서 ▲당시 주저앉는 소들을 광우병에 걸렸고 ▲한 미국인이 광우병으로 사망했으며 ▲한국인이 유전자와 광우병에 걸린 확률에 관한 내용 등이 모두 허위사실로 판명되었으나 2011년에 대법원에서 무죄 판결을 받았다. 보도한 주요 내용이 허위사실이지만, 국민의 관심사인 먹을거리와 관련한 정책에 대해 보도한 것이 공공성이 있다고 인정받았기 때문이다. 그러나 김 모씨의 사례처럼 허위조작된 정보라는 사실을 알고 보도하는 행위는 ‘공공성 있는 보도’라고 보기 어렵다. 따라서 PD수첩의 이러한 조작 행위는 정확한 사실을 전달해야 한다는 언론의 기본 취재윤리를 어긴 것이다. 한때 우리사회의 부조리한 면들을 고발해 많은 시청자의 사랑을 받았던 PD수첩이 잇따라 조작 논란에 휘말리면서 프로그램 존폐 기로에 서게 됐다. MBC는 제작자 징계와 재발방지를 위한 조치를 신속하게 내린 뒤 이를 시청자에게 알려야 한다. 방송통신심사위원회도 왜곡·조작 방송에 대한 엄정한 제재 결정을 내려 시청자를 우롱한 MBC 행태에 경종을 울려야 한다.
  • [달콤한 사이언스] 감기 바이러스 이용한 유전자 치료법 암 발생 위험 높다

    [달콤한 사이언스] 감기 바이러스 이용한 유전자 치료법 암 발생 위험 높다

    유전자 치료는 잘못된 유전자를 정상 유전자로 바꾸거나 치료 효과가 있는 유전자를 투입해 특정 질병에 대한 예방을 하는 방법이다. 질병의 근본 원인을 제거하거나 개선함으로써 재발 가능성을 낮출 수 있다는 점에서 주목받고 있어 제약, 바이오업계에서도 관심을 갖고 개발에 박차를 가하고 있다. 유전자 가위기술을 이용해 유전자를 편집하는 방법도 있지만 가장 널리 쓰이는 것은 흔히 감기바이러스로 알려진 아데노 연관 바이러스(AAV)를 이용해 유전자를 세포로 전달하는 방법이다. 그런데 최근 미국 연구진이 바이러스를 이용한 유전자 치료법이 오히려 암 발생 위험을 높일 수 있다는 동물실험 결과를 발표했다. 미국 필라델피아 아동병원, 캐나다 퀸스대 의대 공동연구팀은 동물실험을 통해 유전자 치료에 쓰이는 AAV가 악성 종양을 만들어 낼 수 있다고 7일 밝혔다. 이같은 연구결과는 지난달 미국 올랜도에서 열린 ‘미국 혈액학회 연례 컨퍼런스’에서 보고됐다. 유전자 치료에서는 세포를 쉽게 감염시키는 바이러스의 특성을 이용해 정상 유전자를 바이러스에 실어 표적 세포로 전달하는 방법을 사용한다. AAV는 세포 핵에 유전자를 전달한 뒤에 소멸되거나 많은 사람들이 아데노 바이러스에 면역력을 갖고 있기 때문에 인체에 별다른 영향을 미치지 못하는 것으로 알려져 왔었다. 그러나 여러 연구팀들이 생쥐를 이용한 실험에서는 AAV 방식 유전자 치료가 간암을 유발한다는 점을 확인한 바 있다. 연구팀은 생쥐보다 큰 개를 이용한 실험을 실시했다. 연구팀은 A형 혈우병을 유발시킨 개 9마리에게 AAV 유전자 치료법을 실시했다. 9마리 중 7마리는 별 다른 문제 없이 혈우병 증상이 개선되는 것이 확인됐지만 이 중 2마리에게는 치료 3년 후 혈액 응고인자의 수치가 급격히 높아지기 시작하고 7~8년이 지난 뒤에는 정상 수치의 4배를 웃도는 것으로 나타났다.연구팀은 실험에 참여한 개들의 간 샘플을 채취해 분석한 결과 비정상적 수치를 보인 2마리 이외에도 4마리의 개에서 세포 성장에 영향을 미치는 유전자가 과다하게 발현돼 있는 것을 확인했다. 암세포는 정상세포보다 성장속도가 지나치게 빨라 나타나는 비정상적인 상태이다. 연구팀은 간 뿐만 아니라 신경세포나 근육세포에서도 비정상적 성장 세포가 발견될 가능성도 있다고 밝혔다. 그러나 해당 컨퍼런스에서는 바이러스를 이용한 유전자 치료 기법이 암 유발 가능성도 높일 수 있지만 염색체 속으로 침투해 들어가면서 치료효과는 더 오래 지속될 것이라는 연구결과도 함께 보고됐다. 데니스 사바티노 필라델피아 아동병원 교수(소아과학)는 “이번 연구는 동물을 대상으로 한 실험이기 때문에 사람에게도 마찬가지 결과가 나온다고 확신할 수는 없겠지만 AAV를 이용한 유전자 치료를 받는 사람들은 치료 시작 이후 5년 동안 암 검사를 정기적으로 받는 것이 필요하다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • ‘포도야? 토마토야?’…포도처럼 열리는 토마토 개발

    ‘포도야? 토마토야?’…포도처럼 열리는 토마토 개발

    포도처럼 열리는 토마토가 국내 연구진에 의해 개발됐다. 원광대학교 생명과학부 박순주 교수 연구팀은 토마토 줄기 마디 길이를 조절하는 유전자를 편집해 포도송이처럼 열리는 토마토를 개발했다고 5일 밝혔다. 이 연구는 미국 콜드 스프링 하버 연구소와 공동으로 진행했다. 특히, 이 토마토는 일반 토마토보다 20일가량 빨리 과실을 맺게 유도해 재배 기간을 줄였고 줄기 마디를 짧게 해서 식물공장의 단위면적당 수확성을 높였다. 연구팀은 토마토에서 유전자 3개의 DNA를 잘라서 꽃피는 시기와 줄기 길이를 적절하게 조절할 수 있는 원천기술을 확보했다. 박 교수는 “이 연구는 실내 재배가 가능한 친환경적인 농작물의 범위를 확대했다는 점에서 의미가 있다”며 “도시농업용 식물공장에서 토마토뿐만 아니라 고추, 가지 등도 같은 방법으로 생산할 수 있고 도시환경개선에도 중요한 역할을 할 것”이라고 말했다. 이번 연구 결과는 생명과학 학술지인 네이처 바이오테크놀로지 온라인판에 실렸다. 전주 임송학 기자 shlim@seoul.co.kr
  • [유용하 기자의 멋진 신세계] 올해 헤드라인을 장식할 과학성과들은

    [유용하 기자의 멋진 신세계] 올해 헤드라인을 장식할 과학성과들은

    ‘새로운 10년’(decade)이 시작되는 2020년에 대해 과학계는 기대와 우려가 크다. 세계 과학기술정책을 보이지 않게 좌지우지하는 미국에서는 오는 11월 대선이 예정돼 있다. 도널드 트럼프 대통령은 취임 이후 기후변화와 지속가능한 생태환경 연구에 대해 애써 무시하는 분위기와 함께 백신에 대한 불신 같은 반과학적 태도까지 보여 트럼프가 재선될 경우 이 같은 분위기는 더 가속화될 것으로 과학자들은 우려하고 있다. 브렉시트를 눈 앞에 두고 있는 영국에서 활동하고 있는 과학자들은 유럽연합에서 제공되는 연구보조금과 연구자들이 이탈해 과학 기반이 약해질 것을 걱정하고 있는 상황이다. 그러나 암흑물질 탐지부터 유전자가위 기술, 생물다양성 확보를 위한 새로운 노력까지 다양한 연구성과가 나오는 놀라운 한 해가 될 것으로도 기대하고 있는 상황이다. ●생물 다양성확보와 기후변화에 대한 티핑포인트 올해는 ‘아이치 전략목표’라고 불리는 세계생물다양성 목표를 달성해야 하는 해인 만큼 멸종위기 종의 생물을 보호하고 지속가능한 발전을 위한 새로운 전략과 성과가 나와야 할 때라고 과학계는 보고 있다. 아이치 전략목표는 2011년부터 2020년까지 생물다양성 확보를 위해 세계 각국이 수행해야 할 20여가지 방안인데 지난 10년 동안 사실상 진척이 전혀 없었다는 비판을 받아왔다. 이 같은 비판에 직면한 세계 각국은 오는 10월 중국 쿤밍에서 열리는 생물다양성 협약을 좀 더 현실성 있게 개정하고 실질적 결과를 도출하도록 압력을 받을 것으로 보인다. 또 온실가스 배출에 있어서도 중국과 함께 G2 국가로 꼽히는 미국이 기후변화 정책에 있어서 어떤 태도 변화를 보일지 결정적 시점이 올해라는데는 많은 전문가들 사이에서 이견이 없다. 트럼프 대통령은 취임 이후 지속적으로 화석연료 배출량 감축에 대해 반대 입장을 보이고 있는 가운데 올 11월 미국 대선에서 트럼프 대통령이 재선될 경우 지구온난화를 막을 수 없게 될 것으로 보인다.얼마전 국내에서도 국가보안기관인 원자력연구원 연구원 모집에 중국유학생이 지원해 최종합격한 것으로 알려져 논란이 된 바 있다. 이 같은 고민은 국내 이외에서도 고민꺼리로 떠오르고 있다. 미국에서도 기술 유출에 우려해 국가안보와 국제경쟁력을 손상시킬 수 있는 정보를 다루는 일부 연방기관에서는 중국과의 교류 및 인재 모집을 제한하겠다고 밝히기도 했다. 개방성을 강조하는 학계에서는 이에 대해 반발하고 있지만 많은 국가들이 학문의 개방성과 국가안보의 균형을 잘 유지할 수 있는 방법을 찾기 위해 골머리를 앓고 있다. ●크리스퍼 유전자 가위를 이용한 임상결과 나올까 크리스퍼 유전자 가위를 이용한 유전자 편집으로 암과 유전자 질환에 대한 실질적 임상결과가 올해 나올 수 있을 것으로 기대되고 있다. 미국 내에서는 크리스퍼 유전자 가위를 이용해 면역세포인 T세포에서 3개 유전자를 비활성화시킨 다음 암환자 몸에 삽입한 결과 암세포 성장을 막고 환자의 수명을 연장시키는데 도움이 된다는 소규모 임상시험 결과를 내놓기도 했다. 미국에서는 크리스퍼 유전자 가위를 이용해 실명 유전자를 갖고 있는 사람들의 시력을 회복시키는 임상시험이 진행되고 있다. 중국에서는 2018년 말 유전자 가위기술을 이용해 유전자 편집된 아기를 탄생시켜 논란이 되기도 했지만 그 이후로도 유전자 가위기술을 이용해 다양한 시도가 되고 있다. 헤모글로빈 유전자를 편집해 겸상세포 장애나 빈혈환자를 치료하려는 시도가 대표적이다.또 최근 DNA 뿐만 아니라 단백질에 대한 분석 방법이 개선되면서 고고학 분야에서 다양한 발견이 올해도 쏟아져 나올 것으로 기대되고 있다. 단백질 분석법을 이용하면 DNA 분석에서 찾을 수 없었던 식습관이나 생활환경 등을 더 손쉽게 파악할 수 있게 된다. ●우주의 수수께끼 풀고 새로운 슈퍼컴퓨터 등장 기대 유령입자로 알려진 중성미자를 발견하기 위해 일본이 지하 1000m 지점에 설치한 실험물리학 시설인 ‘슈퍼카미오칸데’ 의 감도를 높이는 시도가 올 봄 진행될 계획이다. 연구팀은 조만간 중성미자 검출을 위한 수조에 원자번호 64번의 희토류 원소인 가돌리늄을 넣어 탐지 감도를 높이겠다고 밝혔다. 우주탄생의 실마리를 풀어내기 위한 카미오칸데와 슈퍼카미오칸데는 일본에 두 번의 노벨물리학상을 안겨준 실험시설이기도 하다. 일본 과학자들은 슈퍼카미오칸데의 감도를 높이는 한편 지금보다 10배 이상 큰 하이퍼카미오칸데 건설을 올해 시작할 계획이다. 또 세계 최대 지하실험실로 알려진 이탈리아 그랑사소 국립연구소와 미국 스탠포드 지하연구시설에서는 우주의 약 25%를 차지하는 것으로 알려진 암흑물질 후보인 윔프 검출과 관련해 올해 새로운 연구결과를 전해올 것으로 기대되고 있다.슈퍼컴퓨터 분야의 새로운 전환점이 될 것이라고 알려진 엑사스케일 슈퍼컴퓨터가 올해 중국에서 개발될 것으로 예상되고 있다. ‘텐허-3’으로 명명된 엑사스케일 슈퍼컴퓨터는 초당 100경 번 연산이 가능하다. 미국과 슈퍼컴퓨터 개발 경쟁에 나선 중국이 앞서나가는 계기가 될 것으로 보인다. 이 밖에도 미국식품의약청(FDA)는 알츠하이머 치매의 베타아밀로이드 단백질을 타겟으로 하는 약물 ‘아두카누맙’을 처음으로 승인하게 될 것인지도 올해 주목되는 과학 뉴스 중 하나이다. 또 크리스퍼 유전자 가위를 이용해 돼지나 쥐 같은 실험동물에게서 면역 거부반응이 없는 인간 장기를 키우는 이종이식 분야도 성장할 것으로 예상되고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [유용하 기자의 사이언스 톡] “결핵 백신, 정맥주사 맞아야 효과”… ‘네이처’ 신년호가 주목한 연구

    [유용하 기자의 사이언스 톡] “결핵 백신, 정맥주사 맞아야 효과”… ‘네이처’ 신년호가 주목한 연구

    2020년 새해가 밝았습니다. 과학적으로만 따진다면 지구 자전으로 12월 31일에서 1월 1일로 날이 바뀐 것뿐이고 지구가 공전궤도를 따라 움직이면서 반복되는 사계절을 1년 12달로 나누다 보니 새로운 해가 시작된 것처럼 인식될 뿐 특별할 것이 없습니다. 올해는 새 천년의 두 번째 10년인 2010년대를 마감하고 ‘새로운 10년’이 시작되는 때입니다. 2000년대가 시작되고서 지난 20년 동안 과학분야에서는 인공지능(AI) 재등장, 유전자 편집기술 같은 생물학 기술의 발전, 기후변화 가속화 등 많은 일이 있었습니다. 과학계는 새로운 10년이 시작되는 2020년에는 어떤 연구들이 세계인의 눈을 사로잡을 것인지 이런저런 예측들을 내놓고 있습니다. 전 세계 과학계에 미치는 영향을 고려할 때 다양한 과학분야의 성과를 다루는 ‘네이처’와 ‘사이언스’의 2020년 첫 호, 가장 앞 부분을 장식한 연구들을 통해서도 올 한 해, 그리고 앞으로 10년을 조심스럽게 예측해볼 수도 있을 것입니다. ‘네이처’가 올해 첫 호에 앞세운 연구는 다름 아닌 의과학 분야입니다. 미국 국립보건원(NIH) 백신연구센터, 피츠버그대 의대 미생물·분자유전학과, 피츠버그 아동병원 소아과, 라곤의학연구소, 매사추세츠공과대(MIT) 의공학기술연구소, 브로드연구소, 코흐 통합암연구소 공동연구팀은 결핵백신(BCG) 접종방식을 바꾸면 결핵 예방에 더 효과적일 것이라는 연구결과를 발표했습니다. 네이처는 이들의 논문과 함께 분석 리포트를 실었습니다. BCG는 태어나서 가장 먼저 맞는 백신 중 하나로 생후 4주 이내에 접종합니다. 경피용이나 피내용 방식으로 실시하는데 경피용은 피부에 주사액을 바른 다음 바늘식 도장을 눌러 피부에 흡수시키도록 하는 방식이고 과거 ‘불주사’라고 알려진 피내용은 주사기로 접종을 하는 것입니다. 두 방법 모두 피부 밑 피하조직에 주사하는 방식입니다. 연구팀은 히말라야 원숭이를 대상으로 BCG 접종방식과 백신용량을 변화시킨 뒤 관찰했습니다. 연구팀은 원숭이들을 두 그룹으로 나눈 후 한 그룹은 현재 쓰는 것처럼 표준용량으로 피내접종을 하고 다른 한 그룹은 표준용량보다 100배 많은 양을 정맥에 직접 주사한 다음 폐결핵균에 노출시켰습니다. 6개월 뒤 관찰한 결과 정맥주사를 맞은 원숭이들은 대부분 결핵균에 감염되지 않았지만 피내접종을 받은 원숭이들은 10마리 중 8마리가 결핵균에 감염된 것이 확인됐다고 합니다. 물론 동물실험 결과이기 때문에 곧바로 사람을 대상으로 적용할 수 없을 것입니다. 그렇지만 이런 기초연구들이 누적되면서 후진국 질병이라고 하는 결핵을 완전히 퇴치할 수 있게 될 것입니다. 1980~90년대 나온 SF를 보면 2020년이 되면 우주복 비슷한 옷을 입고 날으는 호버보드를 타고 다니며 달이나 화성을 옆집 드나들 듯 할 것으로 생각했었습니다. SF에서 묘사한 것처럼 세상이 변하지는 않았지만 당시로서는 상상할 수 없었던 스마트폰, 영상통화기술, 유전자가위, 여러 분야에서 인간의 능력을 뛰어넘는 AI 등이 등장했습니다. 현실은 어느 날 갑자기 놀라운 과학기술이 ‘짠’하고 나타나기보다 가랑비에 옷 젖듯 서서히, 그러다 어느 순간 새로운 기술로 완전히 바뀐 세상이 우리 곁에 와 있는 경우가 많습니다. 올해는 어떤 연구성과들이 나와 인류의 삶을 바꾸는 동력이 될지 기대됩니다. edmondy@seoul.co.kr
  • 흑사병 옮기던 ‘해롭쥐’… 이젠 인류 생명 구하는 ‘이롭쥐’

    흑사병 옮기던 ‘해롭쥐’… 이젠 인류 생명 구하는 ‘이롭쥐’

    인류 정착 후 질병·농작물 피해 등 ‘골치’ 19세기부터 의학·생물학 연구 활용 시작 사람과 유전자 90% 같고 번식 잘돼 선호 “동물권 지적에도 장점 많아 대체 어려워”2020년은 60 갑자의 서른일곱 번째, 십이지 동물 중 첫 번째인 쥐의 해 ‘경자년’(庚子年)이다. 경자년을 ‘하얀 쥐의 해’라고 부르고 있는데 이는 십간(十干)의 ‘경’(庚)이 쇠의 기운을 상징하고 방향으로는 서쪽, 오방색 중 흰색(白)을 의미하기 때문이다. 쥐는 재물, 다산, 풍요를 기원하는 상징으로 여겨져 쥐해는 풍요롭고 희망이 가득하며 기회가 많은 때이고 이 해에 태어난 사람은 먹을 복이 많아 평생 먹고살 걱정을 않는 좋은 운명을 타고난다고 믿어졌다. 그러나 불과 200년 전까지만 해도 현실 속 쥐는 사람에게 결코 이로운 동물이 아니었다. 쥐는 약 3600만년 전 신생대 2기에 해당하는 ‘에오세’에 지구상에 나타나 포유류 쥐목(설치류)에 속하는 동물이다. 남극을 제외한 전 세계 모든 지역에서 약 1800종이 살고 있으며 한반도에는 이 중 12종의 쥐가 사는 것으로 알려졌다. 생명력이 왕성해 포유류의 3분의1을 차지하고 있다. 인류가 농사와 정착생활을 시작한 이후 쥐는 사람들의 골칫거리였다. 농작물 피해, 저장곡물 손실, 목조건물 손상 등 각종 피해의 원흉으로 지목받아왔다. 쥐가 공포와 혐오의 대상으로 인류 역사 전면에 등장한 것은 중세에 들어서면서이다. 부스럼으로 시작돼 온몸의 피부가 검게 변하며 죽게 되는 ‘흑사병’의 매개체가 다름 아닌 쥐였다. 1347년부터 4년 동안 유럽을 휩쓸었던 페스트는 당시 유럽인구 7500만명 중 3분의1을 사라지게 한 것으로 알려졌다. 20세기 들어 거의 사라진 페스트가 지난해 말 중국에서 환자가 발생하면서 의학계를 긴장시키기도 했다. 인간에게 해로운 동물이기만 했던 쥐가 인류의 생명을 구하는 존재로서 역할을 하게 된 것은 19세기 후반부터이다. 의학과 생물학 연구가 활발해지면서 사람을 대상으로 실험할 수 없었던 과학자들이 주목한 것이 바로 ‘쥐’였다. 국내에서 관련 법률에 따라 실험 가능한 동물은 마우스, 래트, 기니피그, 햄스터, 저빌(모래쥐), 토끼, 개, 돼지, 원숭이, 기타 동물(어류, 조류 등)로 한정돼 있다. 식품의약품안전처가 최근 발표한 ‘2019 식품의약품 통계연보’에 따르면 2018년 국내에서 사용된 실험동물 220만 1748마리 중 설치류가 215만 5105마리(약 98%)를 차지한다. 쥐 없이는 의학, 생물학 연구가 어렵다고 봐야 할 수준이다. 실험용으로 사용되는 쥐의 대부분은 생쥐라고 불리는 마우스와 쥐라고 통칭하는 래트이다. 마우스는 크기가 약 25g 정도의 작은 쥐이고 래트는 평균 250g, 큰 것은 1㎏까지 나가는 큰 쥐이다. 일반인이 보기에는 똑같은 쥐일 수 있지만, 실험분야는 엄격히 구분되어 있다.이처럼 쥐가 다른 동물들에 비해 연구자들이 선호하는 이유는 여러 가지가 있다. 우선 쥐는 번식력이 좋고 임신기간이 짧다는 장점이 있다는 것이다. 쥐를 비롯한 대부분 설치류 임신기간이 3주 내외로 짧은 데다가 새끼를 한 번에 적게는 5마리에서 많게는 13마리까지 낳는다. 또 쥐는 사람과 유전적으로 약 90%가 일치하기 때문에 인간의 질병과 노화를 연구하는 데 자주 사용될 수밖에 없다. 쥐들은 몸집이 작아서 사육공간이 클 필요가 없으며 다른 실험동물들보다 연구자들이 한손으로 들어 조작하는 등 실험통제가 가능하다. 관리비용도 적게 들어 일반 실험용 쥐 가격은 1만원 안팎이다. 하지만 특정 질환을 실험하기 위해 유전자 편집된 일부 실험쥐는 수천만원에 이르는 것으로 알려졌다. 또 대학이나 병원 등에서 노화나 암 등 질환연구에 많이 사용하는 특수관리 된 생쥐의 가격 역시 보통 40만~50만원대로 알려져 있다. 다른 실험동물보다 키우기 쉽고 유지비용이 적게 든다고는 하지만 관리는 까다롭다. 온도는 21~23도, 습도는 40~70%를 유지해야 하고 소음관리는 물론 12시간 간격으로 조명을 켜고 꺼주면서 생체리듬 조절까지 해줘야 한다. 김형진 한국생명공학연구원 실험동물자원센터장은 “최근 동물권에 대한 목소리가 높아지면서 실험에 동물 사용을 줄이려는 움직임이 있기는 하지만 실험동물로서 생쥐의 장점이 워낙 많아서 다른 동물이나 인간 장기 유사체인 오가노이드로 기술 등으로 대체하기가 쉽지 않다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • ‘유전자 편집 아기‘ 중국 과학자 징역 3년형, 세 아기 잘 자라날까?

    ‘유전자 편집 아기‘ 중국 과학자 징역 3년형, 세 아기 잘 자라날까?

    세계 최초로 ‘유전자 편집 아기’를 탄생시켰다고 주장해 논란을 불러일으킨 중국 과학자 허젠쿠이(賀建奎)가 법원에서 징역 3년형을 선고받았다. 광둥성 선전시 법원은 30일 1심에서 허젠쿠이에 대해 불법의료행위죄로 징역 3년과 벌금 300만위안(약 5억원)을 선고했다고 신화통신이 보도했다. 법원은 허씨 등 관련자들에 대해 “생식 목적으로 인간 배아 유전자 편집과 생식 의료활동을 불법으로 했다”고 판시했다. 지난해 11월 중국남방과기대 교수였던 허씨는 에이즈 바이러스에 면역력이 있도록 유전자를 편집해 쌍둥이 여자아이를 탄생시켰다고 주장해 세계 과학계를 충격에 빠뜨렸다. 당시 학자들은 “판도라의 상자가 열렸다”며 연구윤리 위반을 강력히 비난했다. 법원 판결에 따르면 허씨 등은 윤리 심사 자료를 위조해 남자 쪽이 에이즈 바이러스 감염자인 부부를 모집한 뒤 배아의 유전자 편집을 했다. 유전자 편집을 거친 배아를 체내에 삽입한 결과 2명이 임신했으며 3명의 유전자 편집 아기가 태어났다. 하지만 당시 허씨는 세 번째 유전자 편집 아기가 탄생했다는 사실을 숨겼다. 법원은 “피고인들은 의사 자격 없이 명예와 이익을 위해 고의로 연구와 의료 관리 규정을 위반했다”면서 “연구와 의학 윤리의 마지노선을 넘었다”고 지적했다. 또한 무분별하게 유전자 편집 기술을 생식에 응용해 의료관리 질서를 어지럽혔으며 죄질이 나쁘다고 밝혔다. 허씨와 협력한 다른 연구자 장런리(張仁禮)는 징역 2년과 벌금 100만위안, 친진저우(覃金洲)는 징역 18개월에 집행유예 2년과 50만위안의 벌금을 각각 선고받았다. 법원은 비공개로 이번 사건을 심리했으며 피고인 셋 모두 법정에서 죄를 인정하며 뉘우친다고 말했다. 이들은 어쩌면 세 아이의 기대 수명을 단축시킬 수 있는 돌연변이 유전자를 만들었을 가능성도 있다. 이것은 연구윤리 위반보다 어쩌면 더 심각한 재앙을 의미할 수도 있다. 영국 프랜시스 크릭 연구소의 로빈 로벨배지 교수는 BBC 뉴스 인터뷰를 통해 유전자 편집의 결과가 어떤 것이 될지 지금으로선 말하기 어렵다면서 “전에 존재한 적이 없기 때문에 특정한 유전자 돌연변이에 대한 어떤 연구도 없다. 그는 아주 어리석었다. 그는 더 잘 안다고 생각겠지만 기술은 안전하고 효율적일 때만 유전자 편집을 할 수 있다”고 말했다. 장기적 효과는 시간이 지나면 보여지겠지만 광둥성 시설에서 보육되고 있는 것으로 알려진 세 아이가 건강할지와 보살핌을 잘 받을 것인지가 진짜 우려되는 대목이라고 로벨배지 교수는 지적했다. 임병선 기자 bsnim@seoul.co.kr
  • 이것은 꽃다발인가 토마토인가…유전자 가위로 만든 신종 토마토 (연구)

    이것은 꽃다발인가 토마토인가…유전자 가위로 만든 신종 토마토 (연구)

    짧은 뿌리와 가지에 열매가 가득 열리는 신종 토마토가 등장했다. 4차산업혁명의 핵심이자 ‘끝판왕 기술’로 불리는 크리스퍼 유전자가위의 산물이다. 미국 뉴욕 콜드스프링하버연구소(Cold Spring Harbor Laboratory, CSHL)가 공개한 신종 토마토는 토마토의 유전자를 크리스퍼 유전자가위 기술로 편집, 보다 더 빨리 자랄뿐만 아니라 열매 주위의 자잘하고 긴 줄기가 사라진 새로운 모습이다. ‘도시 농업 토마토’(urban agriculture tomatoes)라는 별칭처럼, 연구진은 고층빌딩이 즐비한 도심이나 좁은 공간에서도 손쉽게 토마토를 키울 수 있는 방법을 찾기 위해 크리스퍼 유전자가위 기술을 이용한 실험을 진행해 왔다. 그 결과 생장 기간이 40일 정도이며, 기존 토마토에 비해 모양이 더 작고 한 뿌리에 여러 열매가 주렁주렁 매달려 있어 거대한 꽃다발을 연상케 하는 신종 토마토가 탄생했다. 무엇보다 연구진이 주목하는 것은 일반 토마토에 비해 더 적은 재배면적만으로도 충분히 열매가 무성한 토마토를 키워낼 수 있다는 사실이다. 연구진은 “땅을 파헤치거나 갈아엎지 않고도, 혹은 강이나 개천으로 흘러들어가 오염시킬 수 있는 비료를 사용하지 않고도 토마토를 키울 수 있는 새로운 방법을 찾고 싶었다”면서 “신종 토마토는 도심에서 온실효과를 유발하는 이산화탄소 배출량을 줄여주는데 기여할 뿐만 아니라 사람들이 보다 쉽게 토마토 농작에 다가갈 수 있도록 돕는다”고 설명했다. 신종 토마토가 나오기까지 역경이 없었던 것은 아니다. 과거 연구에 따르면 토마토의 특정 유전자를 ‘가위질’ 할 경우 의도하지 않게 수확량이 적어지거나 맛이 나빠지기도 했다. 연구진은 이러한 특성을 개선하기 위해 작물 줄기의 길이를 조절하는 유전자에 크리스퍼 기술을 도입했고, 이를 통해 줄기를 더욱 짧게 만들어 신종 토마토를 탄생시켰다. 신종 토마토는 도심 한복판에서 농업을 꿈꾸는 도시인뿐만 아니라 먼 우주에 나가있는 우주인의 관심을 끄는데에도 성공했다. 연구진은 “미국항공우주국(NASA) 과학자들 역시 우리의 새로운 토마토에 관심을 보이고 있다”면서 “이번 연구가 키위와 같은 다른 과일 작물에도 시도될 수 있기를 희망한다”고 설명했다. 자세한 연구결과는 생명공학 분야에서 가장 권위 있는 학술지인 ‘네이처 바이오테크놀로지’(Nature Biotechnology) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] 생쥐와 숨바꼭질, 개와 사람의 나이, 유럽 밑에 깔려 있는 잃어버린 대륙

    [달콤한 사이언스] 생쥐와 숨바꼭질, 개와 사람의 나이, 유럽 밑에 깔려 있는 잃어버린 대륙

    매년 연말이 되면 올해 가장 주목받은 뉴스를 선정해 발표하곤 한다. 과학계에서는 일반인들을 대상으로 설문조사를 거쳐 전문가들이 올해의 뉴스나 올해 주목받은 연구들을 뽑는다. 전문가의 입장이 아니라 일반인들의 관점에서 가장 좋아했던 연구결과들은 다르지 않을까. 세계적인 과학저널 ‘사이언스’는 ‘연구자나 전문가가 아닌 대중들이 가장 좋아했던 올해의 과학뉴스 10선’을 선정했다. 이것들은 사이언스 홈페이지에 올라온 과학뉴스들 중 독자들이 가장 많이 관심을 가진 뉴스들로 잃어버린 대륙, 암흑물질로 만든 총알, 우주 소, 인간 길들이기 등이 포함됐다.사이언스는 가장 먼저 ‘인간이 가장 먼저 길들인 것은 다름 아닌 인간’이라는 소식이라고 밝혔다. 이탈리아, 스페인, 독일, 스위스 4개국 11개 연구기관이 이달 5일 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 발표한 연구결과이다. 사람은 고양이, 개, 소, 말 등 많은 동물들을 길들여 사람의 친구로 삼았는데 연구자들에 따르면 인간이 가장 먼저 길들인 것은 다름 아닌 ‘사람’ 그 자체라는 것이다. 연구진은 유전학적 증거를 분석한 결과 연구진은 인간 스스로 공격성을 줄이는 방향으로 스스로를 길들여 더 우호적이고 협력적인 방향으로 진화하게 됐다는 사실을 밝혀내 화제가 됐다.대중들이 두 번째로 관심을 많이 가진 연구는 ‘우드 와이드 웹’(Wood Wide Web) 였다. 우드 와이드 웹은 일종의 ‘나무들의 인터넷’으로 미국, 독일, 중국, 영국 생태학자들이 지난 5월 15일 ‘네이처’에 발표한 연구이다. 이들에 따르면 나무들은 땅 위에서는 독립적으로 보이지만 땅 속에서는 나무 뿌리와 토양 사이 수 백만 종의 곰팡이와 박테리아들과 네트워크를 이뤄 영양분과 신호를 주고받는다. 기후변화로 인해 가뭄이 잦아지고 있는 만큼 산림이 어떤 역할을 할 수 있을 것인지를 보여주는 중요한 연구라는 평가를 받았다.지난해 6월 발견된 ‘우주 암소’(The Cow)라는 별칭이 붙은 ‘AT2018cow’ 폭발은 올해까지 여전히 풀리지 않는 수수께끼로 남았다. AT2018cow는 전형적인 초신성보다 10~100배 밝고 관측 2주만에 완전히 사라져버려 과학자들의 궁금증을 더했다. 지난 1월 ‘천체물리학 저널’에는 우주 암소는 갓 태어난 블랙홀이거나 초밀도 중성자 별일 가능성이 있다는 연구결과가 실리기는 했지만 여전히 신비한 ‘수수께끼’로 남아있게 됐다.실험실 생쥐도 숨바꼭질을 할 수 있으며 사람과 장난을 칠 정도라는 연구결과에 대해서도 많은 사람들이 관심을 가졌다. 지난 9월 13일 ‘사이언스’에는 독일 훔볼트대 생물학과 연구진이 실험실 쥐에게 숨바꼭질을 가르치는데 성공했으며 사람과 장난할 수 있을 정도라는 재미있는 연구결과가 발표됐다. 보통 실험실에서는 먹이를 주는 등 보상행위를 통해 특정 행동을 하도록 훈련시키는데 이번에는 부모와 아이들이 하듯 사회적 상호작용을 통해서만 숨바꼭질을 가르치는데 성공했다는데 많은 사람들이 주목했다.해외여행을 나가면 외국어를 잘 하는 사람들도 현지인들의 언어 속도에 당황하는 경우가 많다. 이탈리아 사람들이나 스페인 사람들은 말을 더 빨리 하는 것 같고 독일어는 또박또박 천천히 하는 느낌이 든다. 그렇지만 아주대 불어불문학과 오윤미 교수가 포함된 국제공동연구팀은 지난 9월 5일자 ‘사이언스 어드밴시즈’에 언어가 다르고 아무리 빠른 것처럼 느껴지더라도 정보전달 속도는 초당 39.15비트로 일정하다는 연구결과를 발표했다. 실제로 이 속도를 넘어가면 인간의 뇌에서 정보처리가 불가능하다고 밝혔다.흔히 잃어버린 대륙이라고 하면 ‘아틀란티스’를 떠올리는 경우가 많다. 그렇지만 네덜란드, 노르웨이, 남아프리카공화국, 스위스, 영국, 호주의 지질학자들이 지난 9월 3일자 지구과학 분야 국제학술지 ‘곤드와나 리서치‘에 발표한 연구에 따르면 약 1억 4000만년 전에는 유럽 일대에 ‘대 아드리아’(Greater Adria)라는 대륙이 존재했다는 사실을 밝혀냈다. 그런데 이 대륙의 실체를 확인할 수 없는 이유는 가상의 대륙 아틀란티스처럼 바다 속에 가라앉은 것이 아니라 유럽 남부 지각 밑에 깔려 있기 때문이다.대중들이 열광한 과학 뉴스 중 하나는 미국 캘리포니아 샌디에고대(UC샌디에고) 연구진이 후성유전학 시계를 이용해 개의 나이를 사람의 나이로 환산하는 방법을 발견해 낸 것이다. 이 연구는 미국 콜드스프링하버 연구소에서 운영하는 생물학 분야 출판 전 논문공개 사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxi) 11월 4일자에 실렸다. 연구팀은 생후 4주~16살의 래브라도 레트리버 품종 개 104마리를 대상으로 게놈 메틸화를 사람의 것과 비교한 결과 개의 노화시계는 처음에는 사람보다 빨리 가다가 이후에는 더 천천히 움직인다는 사실을 밝혀냈다. 이 밖에도 미국 케이스 웨스턴 리저브대 물리학과와 지구환경행성학과 연구진이 거대 암흑물질의 경우 사람의 몸을 암흑물질 탐지기로 사용할 수 있다는 아이디어를 내놨다는 뉴스에 사람들이 관심을 보였다. 영국 브리스톨대 기계공학과, 스페인 팜플로나 공립대 공동연구팀이 개발한 영화 스타워즈처럼 영상과 소리, 촉감이 동시에 느껴지는 3D 가상현실 영상 기술도 독자들이 주목한 올해의 연구로 선정됐다. 이스라엘 와이즈먼연구소 연구진이 지난 11월 27일자 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’에 발표한 연구도 주목받았다. 이들은 대장균의 유전자를 편집해 식물처럼 이산화탄소를 흡수해 생존할 수 있는 기술을 개발함으로써 지구온난화 주범 이산화탄소를 흡수해 의약품이나 주요 화학물질로 전환시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [법서라] 숨진 수사관은 정말 고래고기 때문에 울산에 갔을까?

    [법서라] 숨진 수사관은 정말 고래고기 때문에 울산에 갔을까?

    [편집자주] 전국 최대 법원과 최대 검찰이 몰려 있는 서울 서초동에는 판사, 검사, 변호사뿐만 아니라 그들을 취재하는 기자들도 있습니다. 일반 국민의 눈으로 보는 법조계는 이상한 일이 참 많습니다. 법조의 뒷이야기와 속이야기를 풀어드리는 ‘법조기자의 서리풀 라이프’, 약칭 ‘법서라’를 토요일에 선보입니다.경찰의 김기현 전 울산시장 측근 수사가 청와대의 ‘하명 수사’라는 의혹으로 연일 논란이 뜨거운 가운데, 울산 ‘고래 고기 사건’이 새삼 주목받고 있습니다. 지난 1일 대통령 민정비서관실의 특별감찰반 출신의 한 검찰 수사관(48)이 숨진 채 발견됐습니다. 이 수사관은 지난해 6·13지방선거를 앞두고 김 전 시장 측을 사찰하라는 하명에 따라 울산에 내려갔다는 의혹을 받았습니다. 이에 청와대는 고래 고기 사건을 둘러싼 검찰과 경찰의 갈등 내용을 듣기위해 숨진 수사관 등 특감반원이 울산에 간 것이라고 설명했습니다. 청와대의 설명으로 바로 이 고래 고기 사건이 무엇인지에 대한 궁금증이 증폭되고 있습니다. 불법 포획의 증거로 울산 경찰이 압수한 밍크고래 고기에 대해 울산지검이 ‘근거 부족’을 이유로 유통업자에게 돌려주자, 검·경 간의 갈등으로 번진 것이 바로 고래 고기 사건입니다. ■경찰, 27t의 불법포획 고래 고기 압수···검사가 21t 돌려줘 갈등2016년 4월 울산중부경찰서는 밍크고래를 불법 포획한 유통업자 6명을 검거하고 이들이 창고에 보관중이던 40억원 상당의 고래고기 27t을 압수했습니다. 하지만 울산지검은 압수한 고래고기 중 유통업자들이 불법으로 잡았다고 시인한 6t을 제외하고 나머지 21t은 증거부족으로 되돌려주었습니다. 당시 검찰은 “변호사를 통해서 받은 유통증명서를 토대로 고래고기를 환부했다”고 밝혔습니다. 이 것을 계기로 검찰과 경찰의 날선 대립이 시작됐습니다. 현행법상 고래 포획은 불법입니다. 다만 조업 중에 우연히 그물에 걸려야만 유통이 가능합니다. 당시 경찰은 적법한 포획인지를 판별하기 위해 압수한 고래 고기의 유전자 샘플을 체취해 국립수산과학원 고래연구센터에 검사를 의뢰한 상태였습니다. 이 곳에 적법하게 포획된 고래의 유전자 샘플과 압수한 고래 고기 유전자를 일일이 비교해야 해서 시간이 드는 작업이었습니다. 검찰은 이 검사가 마무리되기 전에 “불법 여부를 입증할 수 없다”고 21t의 고래 고기를 돌려줬습니다. 경찰은 이런 검찰의 환부조치에 거세게 반발했습니다. 게다가 그해 12월 고래연구센터는 유전자 대조 결과 “모두 불법 포획한 고래로 추정된다”는 결과를 내놨습니다. 그러자 경찰은 재수사에 들어갔습니다. 유통업자가 변호사를 통해 제출했던 유통증명서가 가짜인 것을 확인하고 유통업자 A(67)씨를 구속했습니다. 또 불법 포획 여부를 확인하는 유전자 검사 결과가 나오기도 전에 환부 지휘를 내린 검사에 대한 수사에 착수했습니다. 유통업자에게 고래 고기를 돌려받을 수 있도록 거짓 진술을 하게 한 혐의로 A씨의 변호사에 대해서도 수사를 이어갔습니다. 이 변호사는 울산지검에서 해양·환경 사건을 담당했던 검사 출신으로 전관예우 의혹이 일기도 했습니다. 해당 검사는 지난해 12월 경찰에 “기소할 수 없어 고래고기를 돌려줬다”는 서면 답변서를 보냈습니다. 변호사는 경찰 조사에서 혐의를 부인했고, 경찰이 변호사에 대해 신청한 구속영장은 검찰이 법원에 청구하지 않았습니다. 수사는 경찰이 유통업자들을 검찰에 송치하는 선에서 마무리된 상태입니다. ■‘하명 수사’ 논란 황운하 청장이 고래고기 사건 진두지휘이 사건을 진두지휘한 사람이 바로 ‘하명 수사’ 논란의 당사자이기도 한 당시 황운하 울산경찰청장(현 대전경찰청장)입니다. 황 청장은 청와대의 하명 수사에 따라 지난해 6월 울산시장 선거에 개입한 의혹을 받고있습니다. 그는 2017년 8월에 울산경찰청장으로 취임한 뒤 고래 고기 사건을 지휘했고, 경찰의 수사권 독립을 강력하게 주장해 왔습니다. 그래서 일각에선 이 사건이 수사권을 둘러싼 검·경의 해묵은 갈등이 표면화된 사례였다는 분석도 나옵니다. 황 청장은 이 사건을 다룬 책인 ‘검찰은 왜 고래고기를 돌려줬을까’를 지난달 29일 공식 출판하기도 했습니다. 이 사건을 둔 검·경의 주장은 여전히 엇갈립니다. 경찰은 불기소 처분이 됐어도 수사를 계속할 필요가 있는 사건의 압수물은 공소시효가 완성될 때까지 계속 보관할 수 있기 때문에 21t의 고래고기를 되돌려 준 것이 위법하다고 보고 있습니다. 반면 검찰은 사건 처리에 지장이 없는 압수물은 공소시효 완성 전에도 처분할 수 있고 불필요나 압수는 최소화해야 한다는 입장입니다. ■숨진 특감반원 출신 수사관 휴대전화 두고 검·경 갈등 재연 다시 ‘하명 수사’ 의혹으로 돌아가보겠습니다. 숨진 수사관은 정말 이 고래 고기 사건을 청취하러 울산에 갔을까요. 그날의 행적을 밝히기 위해 검찰은 수사관의 휴대전화를 확보해 디지털 포렌식 작업을 진행하고 있습니다. 하지만 이 휴대전화를 두고도 검·경은 신경전을 벌이는 상황입니다. 검찰은 수사관이 사망한 바로 다음날인 지난 2일 이례적으로 유류품을 보관하던 서초경찰서를 압수수색해 휴대전화를 확보했습니다. 경찰은 이에 반발해 지난 5일 휴대전화 분석결과에 대해 영장을 ‘역신청’했지만 검찰은 받아들이지 않았습니다. 고래 고기 사건에서 비화됐던 검·경의 갈등이 재연되는 모양새입니다. ‘하명 수사’ 의혹의 당락에 디지털 포렌식 결과가 지대한 영향을 미칠 것으로 보여집니다. 숨진 검찰 수사관이 청와대의 하명 수사에 따라 선거개입을 위해 울산에 내려간 것인지, 아니면 정말 고래 고기 사건을 청취하러 간 것인지 이목이 집중되는 상황입니다. 이혜리 기자 hyerily@seoul.co.kr
  • 유전자가위로 만든 미생물, 폐목재에서 바이오연료만 뽑아낸다

    유전자가위로 만든 미생물, 폐목재에서 바이오연료만 뽑아낸다

    얼마전 세계기상기구(WMO)는 지난해 온실가스 농도가 역대 최고치를 경신했다는 분석결과를 발표했다. 증가하는 온실가스는 인류 멸종이라는 극단적 결과를 불러올 수도 있다는 우려를 불러일으키고 있다. 석탄, 석유와 같은 화석연료 사용으로 인한 온실가스 증가와 미세먼지 발생 같은 환경문제를 줄이기 위한 대안 중 하나로 바이오연료가 꼽히고 있다. 바이오연료는 현재 휘발유나 경유에 약 30%까지 혼합돼 사용되고 있다. 현재 바이오연료 생산에 주로 쓰이는 원료는 옥수수에서 추출하는 전분, 사탕수수에서 나오는 당, 팜에서 나오는 식물성 오일이다. 문제는 이것들은 식재료로 쓰이는 작물들로 바이오연료 생산에 쓰이면서 곡물가격을 높인다는 지적이 꾸준하게 나오고 있다. 이 때문에 많은 연구자들은 폐목재를 비롯해 식량으로 쓰이지 않는 목질계 바이오매스를 이용한 바이오연료 생산 연구에 주력하고 있다. 그러나 목질계 바이오매스를 바이오연료로 전환하는 공정에서 쓰이는 미생물의 활동이 둔화돼 생산효율이 낮아진다. 국내 연구진이 이런 전환과정에서 낮아지는 생산효율을 개선할 수 있는 방법을 만들어 냈다. 한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터 연구진은 유전자가위를 이용해 목질계 바이오매스에서 고농도의 바이오연료를 생산할 수 있는 미생물을 만들어 내는데 성공했다고 1일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘글로벌 체인지 바이올로지 바이오에너지’(Global Change Biology Bioenergy)에 실렸다.연구팀은 생물학 분야 최신기술이라고 불리는 유전자 가위기술을 활용, 바이오연료 생산 미생물의 유전체를 편집함으로써 자연계에서 발생하는 진화과정을 실험실 내에서 단기간에 효과적으로 발생시킬 수 있는 적응진화공법을 적용했다. 이렇게 유전자 편집된 미생물은 목질계 바이오매스를 이용해 바이오연료를 생산할 때 효율을 저하시키는 아세트산에 대한 저항성이 강해졌다. 이 신규 미생물을 활용하면 기존에 바이오연료를 생산할 때 버려지던 성분에서 이론적 최대수치인 98%의 수율로 바이오연료를 생산할 수 있는 것으로 확인됐다. 또 설탕을 추출한 뒤 버려지는 사탕수수 부산물에서도 바이오연료를 생산해낼 수 있다고 연구팀은 설명했다. 이번에 개발된 미생물은 유전자 가위를 이용한 유전자 편집기술을 활용해 개발됐기 때문에 추가적 변형을 통해 바이오플라스틱, 바이오폴리머 등도 생산가능해질 것으로 기대되고 있다. 이선미 KIST 박사는 “이번 연구결과는 현재 쓰이고 있는 1세대 바이오연료의 한계를 넘어서는 동시에 2세대 바이오연료의 상용화를 앞당길 수 있을 것”이라며 “미생물의 변형에 따라 바이오연료 뿐만 아니라 바이오소재를 생산할 수 있는 바이오리파이너리 플랫폼 균주로 활용될 수 있을 것으로 기대된다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [핵잼 사이언스] 유전자 편집으로 ‘똑똑한 아이’ 출산, 실제로 가능할까?

    [핵잼 사이언스] 유전자 편집으로 ‘똑똑한 아이’ 출산, 실제로 가능할까?

    SF영화 ‘가타카’(1997)는 일명 ‘디자이너 베이비’가 일반화 된 사회의 모습을 단편적으로 그린다. 신의 영역에 도전하는 ‘디자이너 베이비’는 부모가 원하는 맞춤형 아기의 탄생을 가능케 한다는게 이 영화의 설정이다. 그렇다면 영화 속 설정처럼, 실제 현실에서 크리스퍼 유전자가위 기술이 키나 손가락 개수, 지능지수 등을 맞춤으로 설정한 아이를 태어나게 할 수 있을까? 이스라엘 히브리대학 연구진은 “사람들은 디자이너 베이비의 탄생이 과연 올바른지, 윤리적으로 어긋난지에 대해 논쟁하지만, 실제로 이것이 가능한지에 대해서는 알지 못한다”면서 인간의 배아를 선별하는 것에 대한 연구결과를 공개했다. 연구진이 주목한 것은 착상전 유전자 검사(Preimplantation genetic testing; PGT)와 다중유전자위험점수(PRS)다. 착상 전 유전자 검사는 체외 수정으로 얻은 여러 배아에서 세포를 채취하고 유전적으로 분석하는 것을 의미한다. 대부분 착상 전 배아의 기형 판단을 위한 유전자로 활용되는데, 일부 과학자들은 이 기술이 유전자를 편집하는 디자이너 베이비 탄생의 첫 번째 단계라고 본다. 다중유전자위험점수는 어떤 특성(이 연구에서는 키와 IQ)에 한 개인의 전체 유전자가 미치는 영향을 수치화 한 것이다. 히브리대학 연구진은 착상 전 유전자 검사와 유전자 데이터, 컴퓨터 시뮬레이션 모델 및 실제 28개 가구의 부모와 자녀들의 유전자를 분석한 결과, 해당 기술이 영화 속 설정을 현실로 만들기는 어려울 것으로 보인다고 판단했다. 연구진의 분석에 따르면, 배아의 염색체에서 키와 관련한 유전자를 편집할지라도, 실제 키울 수 있는 키는 약 2.5㎝ 정도에 불과한 것으로 나타났다. 예컨대 유전적으로 키가 170㎝ 정도까지 자랄 것으로 예상되는 아이의 유전자를 편집해도, 최대 신장은 ±172.5㎝에 불과하다는 것. 똑똑한 아이를 바라며 지능지수를 편집한 아이의 IQ도 평균 2.5 정도밖에 오르지 못할 것으로 연구진은 예측했다. 연구진은 “유전학의 내재된 불확실성에 따라, 여러 가지 요인들이 키와 IQ에 대한 유전자적 예측 정확도를 흐리게 한다. 예컨대 영양 상태나 양육환경 등의 조건은 아동의 신체 및 인지 발달에 관여하며, 이는 유전자 선별검사나 다중유전자위험점수로는 포착할 수 없다”고 지적했다. 이어 “키가 더 큰, 혹은 더 똑똑한 아이가 될 배아의 순위를 매기는 것은 헛된 일일 수 있다”면서 “많은 부모들이 아이의 외모나 능력을 마음대로 ‘맞춤’하기 위해 유전자 테스트 기법을 사용할 수 있다. 그러나 부모들은 자녀의 키가 얼마나 클 것인지 보다, 질병에 노출되지 않고 건강하게 자라는데 더 많은 걱정을 해야 한다”고 덧붙였다. 다만 연구진은 착상전 유전자 검사 등을 이용해 다운증후군이나 낭포성 섬유증, 근이영양증 등 유전적 특징이 있는 배아를 확실하게 선별할 수 있으며, 부모가 희망한다면 이런 테스트를 거쳐 자녀에게 전염될 수 있는 유전적 질병이 있는지 확인할 수 있다고 설명했다. 연구진은 “부모는 아직 자녀의 키를 ‘맞춤 설정’할 수는 없지만, 유전자 검사나 편집 등을 통해 자녀의 건강을 미리 개선할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 자세한 연구결과는 세계적 권위의 학술지 셀(Cell)의 최신호(21일자)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • 대한병리학회 “조국 딸 1저자 논문 취소”

    대한병리학회 “조국 딸 1저자 논문 취소”

    대한병리학회가 조국 법무부 장관 후보자의 딸 조모씨가 제1저자로 이름을 올린 의학논문을 직권 취소하기로 했다. 5일 병리학회는 문제가 된 논문 ‘출산 전후 허혈성 저산소 뇌병증에서 나타나는 eNOS 유전자의 다형성’의 책임저자인 장영표 단국대 의대 교수로부터 의혹 관련 소명 자료를 제출받았다. 이후 편집위원회와 이사회를 잇달아 개최한 뒤 이 같은 결정을 내렸다. 병리학회는 저자 자격 요건을 충족하는 저자는 장 교수 한 사람이라는 사실을 확인했다고 밝혔다. 또 조씨의 소속이 단국대 의과학연구소로 기재된 것과 관련해 연구 수행 기관과 주된 소속 기관인 고등학교를 병기하는 게 적절했다고 봤다. 이와 함께 해당 논문에 연구 부정행위가 있다고 판단했다. 병리학회는 “당시 규정에는 없었으나 2012년 교육과학기술부 훈령으로 부당한 논문 저자 표시를 연구 부정행위 중 하나로 정했다”고 지적했다. 이어 “이 논문은 연구윤리심의위원회 승인을 받았다고 했으나 승인받지 않은 것으로 확인됐다”고 덧붙였다. 장 교수는 “학회 결정을 따르겠다”고 밝혔다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr
  • 대한병리학회 조국 딸 ‘제1저자’ 의학논문 직권 취소

    대한병리학회 조국 딸 ‘제1저자’ 의학논문 직권 취소

    대한병리학회가 조국 법무부 장관 후보자 딸 조모씨가 제1저자로 이름을 올린 논문을 취소하기로 했다. 이 결정으로 이 논문은 병리학회 학회지에서 빠질 것으로 보인다. 병리학회는 5일 조씨를 이 논문의 제1저자로 등재한 책임저자인 장영표 단국대 이과대학 교수로부터 소명자료를 제출받고 곧바로 편집위원회를 열어 논문 취소 결정을 했다고 밝혔다. 병리학회는 조씨의 제1저자 자격을 확인하고 논문에 조씨의 소속이 당시 재학하던 한영외고가 아닌 단국대 의과학연구소로 적힌 경위, 연구윤리심의(IRB) 승인 여부 등을 살펴봤다. 병리학회는 “본 논문은 연구윤리심의 승인을 허위로 기재했다”면서 “연구 과정 및 결과에 대한 신뢰성을 담보할 수 없다”고 지적했다. 그러면서 “교신저자(장영표 교수)의 소명서에서 저자 역할의 부적절성을 인정했다”면서 “연구부정 행위로 인정돼 논문 취소를 결정했다”고 설명했다. 앞서 조씨는 2008년 한영외고 재학 시절 의학 논문을 썼다. 단국대 의과대학 연구실에서 2주 간 인턴 활동을 하면서 논문을 완성했는데, 다른 교수와 박사 등 6명이 함께 썼지만 제1저자로 조씨가 등재돼 논란이 됐다. ‘출산 전후 허혈성 저산소뇌병증(HIE)에서 혈관내피 산화질소 합성효소 유전자의 다형성’이라는 제목의 이 영어 논문은 2009년 3월 병리학회 학회지에 실렸다. 장 교수는 현재 대한의사협회 중앙윤리위원회에 회부된 상태다. 오세진 기자 5sjin@seoul.co.kr
  • [핵잼 사이언스] 첨단 유전자 가위 기술로 첫 ‘알비노 도마뱀’ 탄생

    [핵잼 사이언스] 첨단 유전자 가위 기술로 첫 ‘알비노 도마뱀’ 탄생

    최첨단 유전자 교정기술인 유전자 가위 기술을 이용한 알비노 도마뱀이 사상 처음으로 탄생했다.  최근 미국 조지아 대학 연구팀은 유전자 편집 기술인 크리스퍼 유전자가위(CRISPR-Cas9)를 사용해 네 마리의 작은 알비노 도마뱀을 탄생시켰다는 논문을 생명과학분야 국제 학술지인 ‘셀 리포트'(Cell Reports) 최신호에 발표했다.  크리스퍼 유전자가위 기술은 DNA 등 세포 내 유전정보를 자르고 붙여 선택적으로 교정하는 기술을 말한다. 특히 지난해 말 중국 남방과학기술대 교수가 이 기술로 유전자 편집된 쌍둥이 아기를 태어나게 했다고 발표해 세계적인 파문을 일으킨 바 있다. 이처럼 과학자들은 포유류와 새, 물고기들을 유전자 가위 기술로 조작한 바 있으나 파충류인 도마뱀이 성공한 것은 이번이 처음이다. 파충류의 경우 언제 수정이 이뤄질 지 예측하는 것이 어렵고 단세포 배아를 꺼내 체외에서 조작하는 것도 힘들어 이 기술을 적용할 수 없었기 때문이다.논문 공동저자인 더글라스 맨케 조지아 대학 유전학부 교수는 "파충류의 경우 포유류나 물고기처럼 쉽게 배아를 조작할 수 있는 좋은 방법이 없다"면서 "우리는 도마뱀의 난소 에 있는 여러 개의 미성숙한 난자에 크리스퍼단백질을 미세 주입하는 방식을 고안했다"고 설명했다.   이같은 과정을 거쳐 연구팀은 난모세포 146개에 유전자 편집을 시도, 흰 피부를 가진 알비노 도마뱀 4마리를 탄생시켰다. 물론 연구팀이 유전자 가위 기술로 알비노 도마뱀을 만들어 낸 이유는 있다. 일반적으로 선천성 유전질환인 알비노(백색증) 인간에게 나타나는 시력 결함의 문제를 이같은 실험동물을 통해 해법을 찾을 수 있기 때문이다. 맨케 교수는 "백색증을 가진 사람들의 경우 망막의 중심부에 있는 중심와(fovea)가 없거나 발달하지 않아 시력이 좋지않다"면서 "쥐는 중심와가 없지만 높은 시력을 가진 도마뱀은 가지고 있다"고 밝혔다. 이어 "도마뱀의 유전자를 분석을 통해 인간의 DNA가 얼마나 유사한 변화로 선천적 결함을 유발하는지 이해할 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr
  • 킬러 세포 능력 극대화시켜 암세포 잡는다

    킬러 세포 능력 극대화시켜 암세포 잡는다

    NK세포로 알려진 자연살해세포는 기존에 알려진 면역세포인 T세포가 갖고 있는 단점을 보완해 질병을 치료하는데 도움을 줄 것으로 기대되는 물질이다. 그렇지만 필요한 외부 유전자를 세포 내부로 도입하는 것이 쉽지 않아 유전자 편집 등의 기술로 항암면역기능을 강화하는데 어려움을 겪고 있다. 그런데 국내 연구팀이 나노기술을 활용해 이 같은 자연살해세포의 단점을 보완하고 기능을 강화시킬 수 있는 방법을 찾아내 주목받고 있다. 차의과학대 의생명과학과 연구팀은 생체재료를 기반으로 한 나노기술을 이용해 암세포에 구멍을 내 죽이는 NK세포의 능력을 극대화할 수 있는 세포치료제 제작기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘바이오머티리얼즈’ 최신호에 실렸다. 인체 내 선천적으로 존재하는 NK세포는 바이러스에 감염된 세포나 암세포를 선택적으로 인식해 즉각 파괴하는 기능을 갖고 있다. 더군다나 다른 면역세포들과 달리 면역거부 반응도 적어 건강한 사람의 세포를 환자에게 이식해 사용할 수도 있다. 그러나 NK세포의 자체방어체계 때문에 암세포만을 더 잘 포착할 수 있도록 하는 ‘암세포 인식강화 유전자’를 삽입하기가 쉽지 않다.연구팀은 기존에 바이러스를 사용하는 방식 대신 자성을 띤 나노입자를 암세포 인식강화 유전자와 결합시켜 삽입함으로써 NK세포 내에 이 유전자가 보다 쉽게 전달될 수 있도록 했다. 연구팀은 고분자 생체재료를 나노입자 위에 겹겹이 쌓는 삼중코팅 방식을 통해 NK세포이 자체방어체계를 피해 보다 효과적으로 세포 내에 전달될 수 있도록 한 것이다. 그 결과 NK세포 표면에 암세포 인식강화 단백질이 정상적으로 만들어지고 악성암세포벽에 구멍을 내 파괴하는 능력이 높아지는 것을 확인했다. 실제로 연구팀은 유방암을 유발시킨 생쥐에게 이번 기술을 적용해본 결과 그렇지 않은 생쥐보다 종양크기가 4분의 1로 줄어든 것을 확인할 수 있었다. 박경순 차의과대 교수는 “이번 기술은 차세대 항암면역세포로 주목받고 있는 NK세포를 자유자재로 엔지니어링할 수 있는 기술을 개발한 것”이라며 “나노입자가 자성을 띄는 물질을 포함하고 있어서 자기공명영상과 광학형광영상기법으로 NK세포 위치나 치료효과를 관찰할 수도 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 자폐증 모델 원숭이도 뚝딱…팔방미인 유전자 가위 ‘진화’

    자폐증 모델 원숭이도 뚝딱…팔방미인 유전자 가위 ‘진화’

    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
  • [식품 속 과학] 식량자원의 확보와 육종 기술의 발달/박선희 한국식품안전관리 인증원 이사

    [식품 속 과학] 식량자원의 확보와 육종 기술의 발달/박선희 한국식품안전관리 인증원 이사

    인류는 먹을거리를 안정적으로 확보하고자 끊임없이 동식물 품종을 개량해 왔다. 그 결과 더 많이 수확할 수 있었고, 더 맛있고 먹기 좋은 품종들이 탄생했다. ‘멘델의 법칙’ 발견으로 육종도 학문으로서 체계적으로 발전하게 됐다. 교잡육종, 돌연변이육종, 유전자 재조합, 표지선발(MAS·Marker Assisted Selection) 등의 기술에 이어 지금은 게놈 편집 기술에 이르고 있다. 전통적인 육종은 자연에서 발생한 돌연변이체에서 좋은 것을 선택하는 것이었다. 이후 방사선을 쪼이거나 화학약품 처리 등을 해 돌연변이를 유발하고, 이 중에서 좋은 것을 선발했다. 이렇게 선발된 우수 품종끼리 교배해 목적에 부합한 것을 만들어 내는 걸 교잡육종이라고 한다. 작지만 맛이 있는 사과와 맛이 없지만 큰 사과를 교배해 크고 맛있는 사과를 만들었다. 다만 이런 기술로는 게놈상 어디에서 변이가 일어나는지 알 수 없고 정확히 조절하는 게 어려워 여간해선 의도대로 되지 않는 게 문제였다. 1990년대에는 유전자 재조합 기술이 등장했다. 종과 무관하게 원하는 특성을 지닌 유전자를 품종 개량하려는 작물에 넣는 방식이다. 이 기술은 제초제 내성이나 병충해 내성을 높여 농업 생산성을 증진하려는 목적으로 이용됐다. 이렇게 개발한 콩, 옥수수, 면화 등이 전 세계 생산량의 90% 이상을 차지하게 됐지만, 안전성 규제 장벽이 높아 다양한 작물에서 실용화하지 못했다. 1990년대 후반에 등장한 게놈 편집 기술은 과거 운에 맡겼던 돌연변이를 계획적으로 일으켜 정확성과 효율성을 비약적으로 개선했다. 쉽게 갈변하지 않는 양송이, 자를 때 눈물이 나지 않는 양파, 쉽게 무르지 않는 토마토, 잘못 보관해도 솔라닌 독을 생성하지 않는 감자, 알레르기 원인 물질을 억제한 계란을 낳는 닭 등 소비자에게 도움이 되는 품종 개발에 응용되고 있다. 물 부족과 지구 온난화로 농업 환경이 갈수록 열악해지면서 이에 대응할 수 있는 품종 개발 요구도 다양해지고 있다. 인류가 풍요롭게 살려면 작물이나 가축을 어디까지 개량해야 하고, 또 개량할 수 있는지 생각해 볼 필요가 있다. 기술 개발이 비약적으로 이뤄지려면 소비자의 이해와 수용성도 필요하다. 이를 위해선 기술에 대한 정확한 이해를 바탕으로 한 정보 교류가 더 체계적으로 이뤄져야 한다.
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