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  • [달콤한 사이언스] RNA 바꿔서 학업성적 높이고 기억력 향상시킨다고?

    [달콤한 사이언스] RNA 바꿔서 학업성적 높이고 기억력 향상시킨다고?

    단백질은 생명체 작동에 있어서 필수적인 단위이다. 단백질 생산을 위해서는 DNA와 RNA의 유기적 조정이 필요하다. RNA는 무수한 종류의 단백질을 만들 때 직접 작용하는 고분자 화합물이고 DNA는 RNA의 작용을 조절하는 역할을 한다. 즉 RNA는 DNA가 갖고 있는 유전정보에 따라 필요한 단백질을 합성하는 역할을 하는 물질이다. 최근 중국과 미국 연구자들이 RNA의 변화가 기억과 학습에 직접적인 영향을 미칠 수 있다는 사실을 확인했다. 미국 시카고대 화학과, 생화학·분자생물학과, 신경생물학과, 생물물리역학연구소, 하워드휴즈의학연구소, 펜실베니아대 의대, 중국 상하이공대 생명과학공학부, 저장대 실험동물센터, 화둥사범대 생명과학부, 난징의대 공동연구팀은 mRNA(메신저RNA)의 화학적 변형 형태인 N6-메틸아데노신(m6A)을 인식하는 특정 단백질이 학습과 기억 형성 과정에 중요한 역할을 한다는 사실을 확인했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 지난달 31일자에 실렸다. 후성유전학(epigenetics)은 DNA나 RNA의 염기서열이 변화하지 않는 상태에서 외부 또는 환경적 요인으로 인해 화학적 변형만으로도 유전자 발현 상태가 달라지는 것을 연구하는 학문이다. 분자적 수준에서 정확히 이해되고 있지는 않지만 DNA 메틸화와 히스톤 단백질의 변형이 원인으로 알려져 있다. 실제로 후성유전학적 변화는 면역계 반응, 신경계 발달, 암, 비만 등 다양한 생물학적 과정에 영향을 미치는 것으로 이해되고 있다. DNA에서 단백질로 정보를 전달하는 역할을 하는 것으로 메신저RNA(mRNA)이다. 포유류의 mRNA에 있어서 가장 일반적인 변형은 m6A으로 신경계에 널리 퍼져 있으면서 신경기능 일부를 조정하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 m6A를 인식하는 ‘Ythdf1’이라는 단백질이 학습과 기억 형성 과정에서 중요한 역할을 한다는 사실을 발견한 것이다. 연구팀은 3세대 유전자 가위기술인 크리스퍼-캐스9을 이용해 생쥐에게서 Ythdf1 단백질을 제거한 뒤 학습과 기억 실험을 했다. 연구팀은 Ythdf1 단백질이 완전히 제거된 생쥐와 일반 생쥐를 대상으로 미로 찾기와 수영 측정, 특정 소리와 함께 전기충격을 가한 뒤 청각 공포기억을 측정했다. 그 결과 Ythdf1 단백질이 제거된 생쥐는 미로찾기는 물론 청각공포 체험을 여러 번 반복시켜도 기억을 하지 못하는 것으로 나타났다. 연구팀은 이 생쥐에게 Ythdf1 단백질을 주입해 다시 똑같은 실험을 한 결과 기억력과 학습 과제 수행 능력이 향상되는 것을 확인했다. RNA 변형 단백질이 기억과 학습능력 향상에 도움을 준다는 설명이다. 송홍준 펜실베니아대 의대 신경과학과 교수는 이번 연구는 유전자 번역 과정이 변화될 경우 신경자극이 어떻게 반응하는지를 보여주는 흥미로운 발견”이라며 “m6A 변형은 학습과 기억 뿐만 아니라 면역계에서도 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있는 만큼 다른 자극에 미치는 영향까지 추가적 연구가 필요하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • “현존하는 호랑이 아종은 고작 6종” (연구)

    “현존하는 호랑이 아종은 고작 6종” (연구)

    현존하는 호랑이 종류가 6종밖에 남지 않았음을 확인한 연구 결과가 나왔다. AFP통신 등 외신은 25일(현지시간) 이날 생물학 분야 학술지 ‘커런트바이올로지’에 이런 내용이 담긴 연구논문이 발표됐다고 전했다. 이 논문에 따르면, 현존하는 호랑이 아종 6종은 벵골호랑이와 시베리아호랑이(아무르호랑이), 남중국호랑이(아모이호랑이), 수마트라호랑이, 인도차이나호랑이, 말레이호랑이다. 지금까지 학자들은 페르시아호랑이(카스피호랑이)와 자바호랑이, 그리고 발리호랑이가 멸종한 이후로도 호랑이 수가 급격히 줄면서 현존하는 호랑이 아종이 얼마나 되는지를 두고 논쟁을 벌였다. 어떤 학자들은 호랑이 아종이 6종이라고 생각했고 또 어떤 학자들은 5종이라고 주장했다. 심지어 일부 학자는 2종밖에 남지 않았다는 주장을 펼치지고 했다. 이처럼 호랑이 아종 수를 두고 논쟁을 벌인 이유는 남은 아종 수에 따라 보호를 위해 들여야 하는 노력이 달라질 수 있기 때문이다. 이에 따라 이번 연구는 서식지 감소와 밀렵 등으로 전 세계에 4000마리도 채 남지 않은 야생 호랑이들을 지금보다 더욱 잘 보호하기 위한 노력에 도움이 될 것으로 보인다. 미국과 러시아, 그리고 중국의 학자들이 참여한 이번 연구진은 호랑이를 유전적으로 구별할 수 있는 6종의 아종으로 분류되는 것을 확인하기 위해 호랑이 개체 32마리의 전체 게놈(모든 유전정보)을 분석했다. 논문에 따르면, 호랑이는 200만~300만 년 전부터 지구상에 존재한 것으로 추정되지만, 현생 개체군의 기원은 약 11만 년 전으로 거슬러 올라간다. 이 시기에 호랑이들은 역사적인 개체군 병목현상(생물 개체 수 감소에 따라 유전자의 다양성이 상실돼 특정 유전자가 집단 내에서 퍼지는 것)을 겪었다. 이번 분석에서는 서로 다른 호랑이 개체군 사이에 번식이 이뤄진 흔적은 거의 없는 것으로 나타났다. 이처럼 유전적 다양성이 낮다는 것은 각 아종이 고유의 진화 역사를 지니고 있다는 것을 보여준다. 이는 또한 호랑이를 재규어 등 다른 대형 고양잇과 동물들과 구분한다. 다른 동물들은 대륙 전역에서 아종 간 교잡이 더 널리 이뤄져 왔기 때문이다. 연구에 참여한 중국 베이징대의 뤄슈진 박사는 “호랑이가 모두 닮은 것이 아니다. 주된 차이점은 체구와 털 색깔 등이 있다”면서 “러시아에 사는 시베리아호랑이는 인도네리아호랑이와 진화적으로 다르고, 말레이시아와 인도네시아의 호랑이도 다르다”고 설명했다. 연구진은 “호랑이 개체 수의 감소 추세를 역전하려면 호랑이 종의 유전적 다양성과 진화의 독창성, 그리고 잠재력을 보존하기 위해 노력을 최대화해야 한다”고 강조했다. 사진=123rf(위), 커런트바이올로지 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] 키 작은 우리 아이 얼마나 클까 알고싶다면...

    [달콤한 사이언스] 키 작은 우리 아이 얼마나 클까 알고싶다면...

    다른 아이들보다 키가 작은 아이를 가진 부모들은 고민이 많다. 혹시 영양이 부족해서 그런 것은 아닐까하고 식단을 다양하게 바꾸기도 하고 줄넘기 같은 운동을 시키기도 한다. 그래도 걱정스러운 부모들은 병원 성장 클리닉을 데리고 가서 성장주사를 처방받기도 한다. 성장 클리닉에 가면 아이가 성장했을 때 예상 키를 부모의 키를 바탕으로 계산하거나 뼈나이와 성장판 검사를 통해 예측하는데 정확치 못하다. 미국 미시간주립대 물리천문학부, 역학 및 생물통계학부, 통계학부, 덴마크 코펜하겐대 생물학부, 중국 국립유전자은행 공동연구팀은 DNA 분석을 통해 아이들이 성장했을 때 키 뿐만 아니라 심장질환, 암 같은 질병 발생을 정확히 예측할 수 있는 방법을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘지네틱스’ 최신호에 발표했다. 연구팀은 대표적인 보건정보 빅데이터인 ‘영국 바이오뱅크’에 등록돼 있는 약 50만명의 성인의 유전정보를 바탕으로 DNA 중 키를 결정하고 질병을 유발시키는 유전자를 찾도록 하는 인공지능(AI) 기술 중 하나인 기계학습 알고리즘을 만들었다. 그 결과 인공지능은 1인치(2.54㎝) 이내의 오차범위에서 키를 정확히 예측했으며 고혈압, 심장질환, 유방암 발병도 정확하게 예측할 수 있음을 확인했다. 기존 유전자 검사는 유방암과 같은 질병 위험도를 측정할 때 유전자나 염색체의 특정 변화를 찾았지만 이번에 개발한 기술은 수많은 유전자 차이와 수 만가지의 변형을 기반으로 정확하게 예측할 수 있도록 했다. 연구팀은 다른 나라의 보건 정보를 포함해 추가로 확보해 컴퓨터의 기계학습 능력을 향상시켜 키와 질병 예측 정확도를 높이는 추가 연구를 진행 중에 있다. 기계학습량이 늘어날 수록 심장질환이나 유방암 등 이외의 좀 더 폭넓은 발병가능성을 예측할 수 있을 것으로 보고 있다. 구스타보 드 로스 캄포스 미시간주립대 교수는 “이번에 개발한 방법은 컴퓨터를 이용해 개인의 유전자 구성을 분석하고 키와 질병 유발 예측인자를 찾아내는 것”이라고 설명했다. 드 로스 캄포스 교수는 또 “50달러(약 5만 6000원) 정도의 비용을 들여 면봉으로 빰 안쪽을 살짝 긁어내는 간단한 방법으로 질병 유발 가능성을 계산하고 성장 가능성을 예측한다면 환자들의 치료비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 더 나은 삶을 살 수 있도록 해줄 것으로 기대한다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • “공직엔 장애 없다”… 장애인 눈높이로 맞춤형 정책 구현

    “공직엔 장애 없다”… 장애인 눈높이로 맞춤형 정책 구현

    세상에는 다양한 사람이 있고 그만큼 다양한 공무원도 필요하다. 행정서비스의 질은 국민의 삶을 제대로 이해하는 공무원이 얼마나 있는지에 달려 있다고 해도 과언이 아니다. 몸이 불편한 주민을 맞춤형으로 도와줄 장애인공무원이 더욱 필요한 이유이기도 하다. 장애 때문에 아무것도 할 수 없다고 좌절하기엔 이르다. 장애인이 활약할 수 있는 공직이 곳곳에 있다. 때마침 인사혁신처도 장애인 공무원 채용을 확대하겠다고 밝혔다. 서울신문은 11일 현직에서 활약 중인 장애인 공무원을 만나 채용제도 전반을 들여다봤다.●“시각장애인, 점자자료 필요 국민에 유익” 서울 서초구 국립장애인도서관의 한 사무실. ‘점자정보단말기’를 만지는 이선호(47) 주무관의 손길이 바빠진다. 이날까지 검수를 마쳐야 하는 점자자료가 쌓여 있어서다. 해당 자료는 영어로 수백 쪽에 이르는 ‘음운론의 이해’. 이 주무관은 이 자료에만 꼬박 며칠을 매달린 끝에 어렵사리 검수를 마칠 수 있었다. 원문을 점자로 처리한 것에 문제가 있는지 검사하고 보고서를 작성하는 게 그의 일이다. 손을 바삐 움직이며 작업을 이어 가다가 갑자기 전화가 걸려왔다. 시각장애인이 도서관에 있는 자료를 어떻게 이용할 수 있는지 묻는 민원이다. 자신도 시각장애 1급인 이 주무관은 도서관에서 제공하는 ‘점자자료 출력서비스’나 ‘국가대체자료 공유시스템’ 등 시각장애인이 활용할 수 있는 정보를 친절하게 설명해줬다. 이 주무관이 처음부터 공직을 원했던 것은 아니다. 대학에서 특수교육을 전공한 그는 점역교정사 자격증을 취득하고 시각장애인 복지관에서 근무했다. 그러다 2013년 국립장애인도서관이 처음 생길 때 대체자료 전문요원을 채용한다는 사실을 알게 돼 전문성을 살려 지원했다. 시쳇말로 ‘어공’(어쩌다 공무원)이 된 그에게 공직에 임하는 태도를 물었더니 이런 답변이 돌아왔다. “제가 시각장애인이기 때문에 장애가 있는 국민이 필요한 것을 더욱 잘 느낄 수 있다고 생각해요. 점자로 된 자료를 요구하는 시각장애인에게 제가 좀 더 많은 도움이 될 수 있겠죠.”●“좀 안 들려도 전문성 발휘엔 장애 전혀 안 돼” 경북 김천혁신도시에 자리잡은 농림축산검역본부에서 만난 유재영(46) 수의연구사는 ‘마이크로피펫’(액체를 옮기는 실험도구)을 쥐고 시료 분석이 한창이었다. 공직에 입문한 지 3년밖에 안 된 ‘새내기’지만 축산학으로 박사학위를 따고 이화여대에서 ‘박사후연구원’(포스트닥터)까지 지낸 인재다. 대학교 1학년 때부터 원인 모를 이유로 청각장애가 시작돼 급속도로 악화했다. 현재는 청각장애 2급 판정을 받고 ‘인공달팽이관’에 의지하고 있다. 일반인처럼 완벽하게 들리진 않지만 그의 전문성을 발휘하는 데엔 아무 지장이 없다. 농림축산검역본부 바이러스과에서 일하는 유 연구사는 ‘수의유전자원은행’(KVCC)을 관리하는 업무를 맡았다. 세균이나 바이러스 등 병원성 미생물로부터 추출한 유전정보를 수집·관리한다. 연구자로서 몇 달을 공들인 연구결과가 나왔을 때 가장 보람이 크다는 그는 지난해 동료와 함께 국내 너구리에서 ‘스타필로코코스’라는 세균을 분리·배양하는 데 성공했다. 매년 2~3편 정도의 논문을 써내는 그도 연구직 공무원이 되기 위해 수차례 도전했다가 낙방한 경험이 있다. 우여곡절 끝에 중증장애인 경력 채용으로 이곳에서 일하게 된 유 연구사는 “장애인에겐 공직에 입문하는 길이 생각보다 넓게 열려 있다”면서 “자신 있게 제대로 준비한다면 일반 공채보다 훨씬 수월하게 공무원의 꿈을 이룰 수 있다”고 말했다. ●인사담당 73% “장애인 근태·대인관계 만족” 공무원 채용에서 장애인을 배려하는 경로는 크게 두 가지다. 하나는 공개채용 장애인 구분 모집이다. 정부는 장애인의 공직 입문을 유도하고자 1989년부터 국가공무원 9급 공채에서 장애인 구분 모집을 실시했고 1996년 7급에도 도입했다. 지방직에도 구분 모집이 있지만 지역별로 채용 규모가 다르고 매해 구분 모집을 하지 않는 곳들도 있다. 지난 6월 최종합격자가 발표된 9급 공채에서 장애인 선발예정 인원은 255명으로 전체(4953명)의 5.1%였다. 오는 11월 최종합격자 발표가 예정된 7급에서는 전체 인원 770명 중 장애인은 43명(5.6%)이다. 인사혁신처는 내년 7·9급 공채에서 장애인 구분 모집 비율을 6.8%까지 늘릴 계획이다. 필기시험에서 장애로 어려움이 있으면 확대 문제지나 별도 시험실 배정, 시험시간 연장, 휠체어 전용 책상 등의 편의를 제공받을 수 있다. 장애인 구분 모집에 응시하려면 ‘장애인복지법 시행령’ 제2조에 따른 장애인이거나 ‘국가유공자 등 예우 및 지원에 관한 법률 시행령’ 제14조 3항에 의한 상이등급 기준에 해당해야 한다. 장애인 구분 모집에선 장애인끼리 경쟁하기 때문에 일반 공채보다 경쟁률이 낮다. 시험을 치르는 데 큰 무리가 없는 경증 장애인이 합격하는 사례가 많다. 장애 정도가 심한 중증 장애인도 공직에 입문할 수 있도록 배려한 제도가 바로 2008년부터 시행된 ‘중증장애인 경력채용제도’다. 중증장애인 경채는 별도의 필기시험 없이 서류 전형과 면접 시험을 통과하면 임용된다. 대신 기관별 수요에 따라 선발예정 인원이 해마다 달라진다. 채용 분야에 따라 기관이 요구하는 학위나 경력 또는 자격증이 반드시 필요하다. 올해 실시된 중증장애인 경채에선 지난 7월 21명이 선발돼 공직 생활을 시작했다. 합격 뒤에도 업무수행을 돕는 보조공학기를 지원하거나 근로 지원인을 붙여준다. 장애인 채용에 대한 공직 사회의 인식도 서서히 변하고 있다. 최근 인사혁신처가 발표한 ‘장애인 인식 조사 결과’에 따르면 대통령경호처를 제외한 49개 중앙행정기관 인사담당자의 65.3%가 “장애인 채용에 적극적”이라고 답했다. 채용된 장애인의 ‘근무 태도’나 ‘대인 관계’에 만족한다고 답한 응답자도 각각 73.5%로 높았다. 이들의 생산성·업무능력에 대해서는 46.9%가 ‘만족한다’고 답했다.●기관 61% 차별 상담창구 없어… 69% “필요” 다만 장애인 공무원의 업무 적응을 위한 전담 인력이 없는 곳이 69.4%나 됐다. 하지만 전담 인력이 필요하다고 답한 기관은 그보다 적은 57.1%였다. 전담 인력이 필요하지 않은 이유에 대해서는 “비장애 공무원과 마찬가지로 인사 고충을 상담할 수 있다”, “별도로 관리하면 오히려 불쾌할 수 있기 때문”이라고 응답했다. 한편 장애인 공무원 차별 문제를 상담할 수 있는 창구가 없는 기관이 61.2%였는데, 이에 대해 필요하다는 응답이 69.4%로 많았다. 중증장애인 경력채용자를 대상으로 자체교육을 시행하는 기관은 총 6곳으로 금융위원회와 국토교통부, 국무조정실, 외교부, 행정중심복합도시건설청, 대통령비서실 등이었다. 글 사진 김천·서울 오경진 기자 oh3@seoul.co.kr
  • 바이오헬스 일자리 10만개 만든다…노동계는 의료민영화 우려에 반발

    바이오헬스 일자리 10만개 만든다…노동계는 의료민영화 우려에 반발

    복지부, ‘스마트 임상’·로봇의사 등 개발 IT 결합한 의사과학자 등 1만여명 양성 민노총 “의료민영화 직결” 본회의 불참 한노총도 “영리화 의도… 규제완화 안돼”최근 고령사회 진입과 건강에 대한 관심이 높아지면서 제약, 의료기기, 화장품 등 ‘바이오헬스’ 산업이 뜨고 있다. 정부가 이 분야에 집중 투자해 양질의 일자리 10만여개를 창출하겠다고 나섰지만 노동계의 반발이 만만찮다. 규제를 완화하는 과정에서 의료 민영화로 이어질 것이라는 우려 때문이다. 대통령 직속 일자리위원회는 11일 제7차 일자리위원회 회의를 열고 2022년까지 바이오헬스·소프트웨어(SW)·지식재산(IP) 분야에서 민간 일자리 10만여개를 만들겠다고 밝혔다. 이를 위해 내년에 예산 6187억원을 투입한다. 바이오헬스 분야 주무부처인 보건복지부는 인공지능(AI)과 유전정보 등 첨단기술을 통해 2022년까지 새로운 일자리 4만 2000개를 만들 수 있을 것으로 내다봤다. 제약회사와 임상시험 대상자를 빠르게 이어 주는 ‘스마트 임상시험’ 기술을 개발한다. 인공지능과 로봇기술이 결합한 ‘한국형 왓슨’(로봇의사) 개발에도 나선다. 국가별 화장품 이용 행태와 피부 특성을 연구하는 사업을 지원하면서 ‘맞춤형 화장품’을 개발하도록 지원한다. 기초과학과 정보통신 기술을 결합한 의사과학자 등 전문가 1만여명도 함께 양성한다. 이를 위해 내년에 투입되는 예산만 1881억원이다.노동계는 반발했다. 민주노총은 지난 10일 성명을 통해 “바이오헬스 안건은 국민건강권 침해, 국민의료비 상승을 불러올 의료 민영화와 직결돼 있다”면서 “일방적인 안건 상정 중단을 요구하고 그렇지 않으면 본회의에 참석하지 않겠다”고 밝힌 바 있다. 실제로 민주노총은 본회의에 참석하지 않았다. 한국노총도 “바이오헬스 분야는 보건의료 분야의 영리화 의도가 일부 있다”면서 “다른 어떤 분야보다 신중하게 규제해야 함에도 정책 기조가 규제완화 방식으로만 이뤄지는 것에 대해 우려된다”고 밝혔다. 이에 대해 이호승 일자리기획단장은 “의료민영화를 추진하지 않겠다는 게 정부 입장”이라면서 “산업 활성화를 위한 규제 혁신과 제도 개선이 의료민영화로 이어지기엔 너무 먼 추론을 거쳐야 한다”고 지적했다. 과학기술정보통신부는 청년고용 효과가 큰 SW 분야에 내년 2900억원을 투입하고 2022년까지 관련 일자리 2만 4000개를 창출하겠다고 밝혔다. 특허청은 발명고와 특성화고 학생에게 취업 교육을 지원하는 등 IP 관련 분야에 내년 1406억원을 투입해 2022년까지 3만 5000개의 일자리를 창출할 계획이다. 오경진 기자 oh3@seoul.co.kr
  • 한국 연구진, DNA 이중나선의 비밀 풀었다

    한국 연구진, DNA 이중나선의 비밀 풀었다

    조로증 등 20여 종 유전성 질환 원인규명 단초국내 연구진이 유전체라고 불리는 DNA 염기서열 전체를 구성하는 3차원 구조에 대한 비밀을 풀어냈다. 순천향대 의생명연구원, 미국 카네기연구소 공동연구팀은 ‘라민’이라는 핵막 단백질이 유전체 3차원 구조를 변화시키는 데 관여해 유전자 발현을 조절한다는 사실을 규명했다고 17일 밝혀냈다. 이번 연구는 세포생물학 분야 국제학술지 ‘몰레큘러 셀’ 최신호에 실렸다. DNA는 생물의 형태와 특성을 결정하는 유전정보를 갖고 있는 핵심 물질이다. DNA는 이중나선 구조라는 독특한 형태로 단단히 꼬이고 접혀있다가 필요한 부분을 펴서 유전정보를 나타내고 전달한다. DNA 염기서열의 이상과 관계없이 이 3차원 구조에 문제가 생기면 유전정보 발현 상태가 달라지면서 다양한 유전질환을 유발시키는 것으로 알려져 있다. 하지만 DNA 3차원 구조를 조절하는 메커니즘이나 물질에 대한 규명은 잘 돼있지 않다. 연구팀은 대용량, 고해상도 유전체 분석기법을 활용해 세포의 핵을 둘러싸고 있는 핵막에 존재하는 라민이라는 물질이 DNA의 특정 부분이 팽창하거나 핵막에서 떨어져 나가는 것을 억제해 DNA 3차원 구조형성과 유지에 중요한 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 세포에 라민 단백질이 없는 경우 DNA 특정 부위의 3차원 구조가 변형되면서 비정상적으로 작동한다는 것도 확인했다. 라민이 없거나 돌연변이는 조로증, 근이영양증, 지방이영양증 같은 20여종의 유전성 질병으로 알려져 있는 만큼 이번 연구로 유전성 질환의 정확한 원인 확인은 물론 치료제 개발에 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 김영조 순천향대 의생명연구원 교수는 “이번 연구는 DNA 3차원 구조형성에서 핵막 단백질의 역할을 처음으로 증명한 것”이라며 “라민의 돌연변이가 없는 정상세포에서도 환경적 요인이나 노화 등으로 인해 라민이 변성되거나 없어지는 현상이 발견되는 만큼 노화로 인한 퇴행성 질환에서 라민과 유전체 3차원 구조의 역할을 밝혀낼 계획”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • DNA 이중나선의 비밀 풀렸다

    DNA 이중나선의 비밀 풀렸다

    국내 연구진이 유전체라고 불리는 DNA 염기서열 전체를 구성하는 3차원 구조에 대한 비밀을 풀어냈다. 순천향대 의생명연구원, 미국 카네기연구소 공동연구팀은 ‘라민’이라는 핵막 단백질이 유전체 3차원 구조를 변화시키는데 관여해 유전자 발현을 조절한다는 사실을 규명했다고 17일 밝혀냈다. 이번 연구는 세포생물학 분야 국제학술지 ‘몰레큘러 셀’ 최신호에 실렸다. DNA는 생물의 형태와 특성을 결정하는 유전정보를 갖고 있는 핵심 물질이다. DNA는 이중나선 구조라는 독특한 형태로 단단히 꼬이고 접혀있다가 필요한 부분을 펴서 유전정보를 나타내고 전달한다. DNA 염기서열의 이상과 관계없이 이 3차원 구조에 문제가 생기면 유전정보 발현 상태가 달라지면서 다양한 유전질환을 유발시키는 것으로 알려져 있음에도 불구하고 DNA 3차원 구조를 조절하는 메커니즘이나 물질에 대해서는 정확히 알려져 있지 않았다. 연구팀은 대용량, 고해상도 유전체 분석기법을 활용해 세포의 핵을 둘러싸고 있는 핵막에 존재하는 라민이라는 물질이 DNA의 특정 부분이 팽창하거나 핵막에서 떨어져 나가는 것을 억제해 DNA 3차원 구조형성과 유지에 중요한 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다.연구팀은 세포에 라민 단백질이 없는 경우 DNA 특정 부위의 3차원 구조가 변형되면서 비정상적으로 작동한다는 것도 확인했다. 라민이 없거나 돌연변이는 조로증, 근이영양증, 지방이영양증 같은 20여종의 유전성 질병으로 알려져 있는 만큼 이번 연구로 유전성 질환의 정확한 원인 규명은 물론 치료제 개발에 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 김영조 순천향대 의생명연구원 교수는 “이번 연구는 DNA 3차원 구조형성에서 핵막 단백질의 역할을 처음으로 증명한 것”이라며 “라민의 돌연변이가 없는 정상세포에서도 환경적 요인이나 노화 등으로 인해 라민이 변성되거나 없어지는 현상이 발견되는 만큼 노화로 인한 퇴행성 질환에서 라민과 유전체 3차원 구조의 역할을 밝혀낼 계획”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [명경재의 DNA 세계] 월드컵과 생물학 혁명

    [명경재의 DNA 세계] 월드컵과 생물학 혁명

    “슈퍼 골키퍼가 오늘 경기의 승리를 이끌어냈습니다.” “손흥민 선수! 오늘 경기에서 속도와 순발력이 탁월했습니다.”최근 한 달간 전 세계인은 ‘월드컵’이라는 축제에 빠져들어 선수들의 움직임 하나하나에 환호하고 좌절을 맛보기도 했다. 각국을 대표하는 내로라하는 선수들은 팀의 승리를 위해 90분 내내 자신의 기량을 최대한 발휘해 최선을 다하는 모습을 보였다. 축구를 포함한 다양한 분야의 운동선수들은 장기간 훈련으로 탁월한 기량을 선보인다. 하지만 모든 사람이 축구 선수, 야구 선수가 되겠다고 마음먹는다고 해서 월드컵이나 메이저리그에서 활약하는 선수처럼 될 수는 없다. 물론 일부에선 얼마나 많은 노력을 했는가에 따라 훌륭한 선수가 되는 것이라고 말하지만 개인이 갖고 있는 유전적 차이 역시 어느 정도 기여한다는 사실은 부인할 수 없다. 유전적 요소와 함께 부단한 노력이 훌륭한 선수를 만드는 것이다. 생물학적 관점에서 보면 유전적 요소는 DNA에 이미 존재하는 정보라 할 수 있고 신체 변화를 위한 노력은 DNA에 저장된 정보를 어떻게 얼마만큼 활용했는가로 이해할 수 있다.이전 칼럼에서도 언급했던 마이오스타틴(Myostatin)은 근육 형성에 필요한 단백질이다. 마이오스타틴의 발현은 DNA 유전정보에 따라 개인별로 다르게 나타날 수 있다. 유전 정보 차이가 있기 때문에 개개인의 운동량이 같다고 해도 생성되는 근육이 다를 수 있다는 이야기다. 하지만 근육을 늘리기 위한 운동량의 차이는 마이오스타틴 등 근육 생성을 위한 생체 내 단백질의 합성량을 변화시킨다. 이런 경우 DNA 유전정보를 얼마나 사용하는가의 차이는 운동량에 의해 결정된다. 각종 약물을 사용해 DNA에 있는 유전정보의 사용량을 증가시킬 수도 있다. 간혹 운동선수들이 도핑테스트에서 적발됐다는 소식을 들을 수 있는데 도핑 금지약물 중 일부는 DNA 유전정보 사용량을 조절하는 기능을 갖고 있다. 약물을 이용해 DNA 유전정보 사용량을 인위적으로 조절하는 행위는 공정한 운동경기에 위배되는 것으로 간주되고 선수 건강에도 악영향을 미치기 때문에 최근까지 철저하게 관리 감독되고 있다. 그렇지만 이제는 DNA의 유전정보를 직접 바꿀 수 있는 시대가 도래했다. 유전자 가위 기술을 이용해 유전정보의 일부를 잘라내거나 새 정보를 집어넣는 것이 가능해진 것이다. 최근에는 유전자 가위에 다양한 단백질을 연결해 편집하고자 하는 유전정보가 있는 부위에 단백질을 보내는 기술들도 등장하고 있다. 이런 유전자 편집을 통해서 아마 머지않은 미래에 우리가 지금 응원하는 ‘손흥민’ 선수가 가지고 있는 최적의 운동 관련 유전정보를 가진 아이가 태어나도록 하거나 손흥민 선수와 같은 기량을 심어주는 날이 올 수도 있다. 그렇게 된다면 유전자 편집을 현재와 같은 도핑테스트 방법으로 잡아 낼 수 있을까? 현재 기술로는 유전자 편집이 끝난 DNA의 유전정보를 구별해 낼 방법이 거의 없다. 유전 정보를 DNA 수준에서 변화시킨 경우에는 이를 도핑하기가 거의 불가능하다는 말이다. 그렇다면 이렇게 유전자가 편집된 운동선수들이 경기를 하도록 놔두는 것은 공정한 것일까? 최근 들어 유전자 가위기술이 가져올 미래의 충격들을 어떻게 준비해야 하는가에 대한 논의가 미국, 유럽 등을 중심으로 이뤄지고 있다. 지금까지 이야기되고 있는 분야는 주로 식량자원과 의료 분야 등이지만 유전자 가위기술의 파급효과는 매우 크기 때문에 이 기술이 활용될 가능성이 높은 다양한 분야의 전문가들이 논의에 참여할 필요가 있다. 필자는 빠르게 발전하는 바이오 의약 분야에 종사하고 있지만 생물학을 통해 앞으로 펼쳐질 사회의 변화는 감히 상상이 가지 않는다. 그렇지만 인류가 지난 50년 동안 겪어온 컴퓨터, 인터넷 같은 IT 혁명을 넘어서는 변화가 우리를 기다리고 있다는 사실은 분명하다.
  • 말라리아도 없애고 심장병도 고치는 ‘유전자 가위’

    말라리아도 없애고 심장병도 고치는 ‘유전자 가위’

    지구상 모든 생명체의 삶과 죽음에는 DNA 유전정보를 담은 게놈(유전체)이 관여하고 있다. 사람은 32억쌍에 이르는 DNA 염기를 갖고 있는데 이 중 하나만 잘못돼도 희귀 유전병이나 암으로 고통을 받게 된다. 과학자들은 이 문제를 해결하기 위한 다양한 방법을 찾아왔지만 번번이 실패했다.그러던 중 최근 인간은 ‘유전자 가위’라는 강력한 도구를 손에 넣게 됐다. 유전자 가위는 DNA에서 문제를 일으키는 염기서열을 찾아 잘라내고 정상적인 유전자를 붙여 넣거나 특정 염기를 다른 염기로 교체하는 일종의 ‘유전자 편집 기술’이다. 현재 쓰이는 3세대 ‘크리스퍼’ 유전자 가위는 1, 2세대보다 만들기 쉽고 가격이 저렴해 많은 과학자들이 다양한 분야에서 활용하며 연구하고 있다. 유전자 가위를 이용한 ‘유전자 드라이브’로 페스트를 비롯해 각종 질병의 매개체가 되는 시궁쥐를 절멸시키는 연구가 진행되는가 하면 간에서 생성되는 콜레스테롤 양을 줄이도록 유전자를 편집해 심근경색을 예방하는 실험이 성공하기도 했다. 미국 캘리포니아 샌디에이고대(UC샌디에이고) 생명과학부 연구팀은 크리스퍼 유전자 가위 기술을 이용해 인류에게 해가 되는 개체군을 절멸시킬 수 있는 유전자 드라이브 기술을 확보했다고 생물학 분야 학술데이터베이스 ‘바이오아카이브’(bioRxiv) 4일자에 발표했다. 유전자 드라이브는 특정 유전자가 세대를 거듭하면서 후손들에게 유전되도록 해 결국 해당 종(種) 전체 개체의 유전형질을 바꾸는 기술이다. DNA의 특정 부분을 크리스퍼 가위로 자른 뒤 원하는 기능의 유전자를 붙인 다음 해당 생물종의 유전체에 심으면 생식과 번식을 반복하면서 특정 유전자가 전체에 퍼지는 원리이다. 이 때문에 많은 연구자들은 질병을 옮기는 유해 곤충을 없애거나 질병을 매개하는 기능 자체를 없애버리는 데 활용하기 위한 연구들을 진행하고 있다. 이미 지카바이러스나 말라리아, 뇌염 등을 옮기는 모기를 멸종시킬 수 있는 유전자 드라이브 기술은 실험실 수준에서 확보한 상태다. UC샌디에이고 연구팀은 페스트나 각종 질병의 매개체인 시궁쥐, 집쥐 등 설치류를 제거할 수 있는 유전자 드라이브를 이번에 구축한 것이다. 일반적인 유전법칙으로는 유전자가 후손에게 전달되는 비율은 50%이지만 이번 기술은 암컷 생쥐의 변이된 유전자를 전달할 수 있는 비율이 73%에 이른다. 그렇지만 호주 캔버라 국립대 게탄 버지오 유전학 교수를 비롯한 또 다른 유전자 가위 연구자들은 “유전자 드라이브가 실험실에서는 완벽하게 작동하겠지만 야생에서는 생각만큼 효과를 못 볼 수 있다”며 “유전자 드라이브가 해당 지역의 설치류 전체에 확산되기 위해서는 많은 시간이 걸릴 것이고 그 정도의 시간이면 종의 저항성도 생겨나 더 걷잡을 수 없는 상황이 될 수도 있을 것”이라고 우려했다. 또 미국 펜실베이니아대 의대, 생명공학기업 프리시전 바이오사이언스 공동연구팀은 크리스퍼 유전자 가위를 이용해 어른 마카크 원숭이의 간에서 ‘PCSK9’이라는 유전자를 편집하는 방식으로 ‘나쁜 콜레스테롤’로 알려진 LDL콜레스테롤 생산을 억제해 혈중 콜레스테롤 농도를 낮추는 데 성공했다고 생명공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’ 10일자에 발표했다. 연구팀은 인체에 무해한 아데노연관바이러스에 크리스퍼 유전자 가위를 탑재시켜 마카크 원숭이의 간으로 전달했다. 유전자 가위를 주입하고 4개월 뒤 6마리의 어른 원숭이 간에서 PCSK9 유전자가 기능을 하지 못하게 되면서 혈중 LDL콜레스테롤이 60% 이상 감소됐다고 연구팀은 보고했다. 연구팀은 PCSK9 유전자를 편집해 치료하는 방법이 동물실험을 통해 검증된 만큼 일부 문제점을 개선하면 PCSK9 차단제를 복용할 수 없는 심장질환 환자들에게도 적용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 제임스 윌슨 펜실베이니아대 유전자치료학 교수는 “이번 연구를 통해 유전자 가위 기술이 인간을 제외한 영장류에서도 효과적으로 작동한다는 사실을 확인하게 됐다”며 “원숭이의 몸에 별다른 문제 없이 콜레스테롤 생성을 억제할 수 있다는 것은 기술의 안정성을 증명하는 것”이라고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 범죄현장의 피 한 방울로 용의자 나이, 질병까지 알아낸다

    범죄현장의 피 한 방울로 용의자 나이, 질병까지 알아낸다

    ‘CSI’ 같은 범죄드라마나 추리소설 뿐만 아니라 실제 범죄현장에서도 혈흔은 수사에 중요한 단서가 된다. 이 때문에 혈흔은 ‘소리 없는 목격자’라고도 부른다. 최근 과학자들이 범죄현장에 남은 핏방울로 용의자의 나이는 물론 앓고 있는 질병까지 알아낼 수 있는 방법을 찾았다.벨기에 루벤대 공공보건학과, 인간유전학과, 병리학 및 진단영상학과, 법의학과 공동연구팀이 DNA메틸화 분석법으로 범죄 현장의 미세한 혈액만으로도 용의자의 나이, 평소 앓는 질병 등을 파악할 수 있게 됐다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 유전학 분야 국제학술지 ‘트렌드 인 지네틱스’ 7월호에 실렸다. 지금까지는 현장에서 발견된 혈액에서 추출된 유전정보를 DNA 데이터베이스와 비교해 범인이나 실종자의 것과 일치하는지에 대한 ‘DNA 지문검사’ 방식이 주로 수사에 활용됐다. 연구팀은 후생유전학 연구에서 활용되는 DNA 메틸화 반응을 분석해 역연령 추정이나 추가적인 임상정보와 연계시키는 것에 착안해 법의학적 관점에서 DNA를 이용해 연령을 추정하고 병력(病歷) 등을 확인할 수 있는 방법을 개발했다. 인체를 구성하고 있는 DNA, RNA, 단백질이 기본적 구조를 변경하지 않고 생활환경 등 후천적 요인으로 결합방법이 변화돼 분자의 기능이나 조절상태가 달라지는 것이 후성유전학이다. 후성유전학에서 주목하고 있는 부분이 바로 DNA 메틸화 반응이다. DNA 메틸화는 환경에 따라 세포 내 유전자 표현형이 달라지는 것으로 최근에는 혈액 내 DNA 메틸화 수치를 검사해 각종 암의 발병 여부를 검진하는데 활용되고 있다. 특히 DNA 메틸화 패턴은 나이에 따라 변화되기 때문에 범죄 현장에서 핏자국을 남긴 사람의 나이까지 정확하게 추정할 수 있다. 연구팀은 피 뿐만 아니라 땀이나 타액을 통해 DNA 메틸화 패턴을 분석해 수사에 활용할 수 있게 됨에 따라 과학수사의 범위가 더 넓고 정확해지게 된다고 설명했다. 그러나 과학계 한 편에서는 “DNA 메틸화는 부분적으로 유전이 가능하기 때문에 용의자 본인의 프라이버시 뿐만 아니라 부모, 형제, 자식들의 문제와도 연관되기 때문에 활용에 엄격한 윤리적 기준이 필요하다”라고 지적하고 있다. 현대 과학기술로는 혈액에서 특정 단백질의 코딩 시퀀스를 분석해 피부색이나 눈의 색깔 등 ‘식별 가능한 정보’를 파악할 수 있는 기술을 확보했지만 많은 국가들이 프라이버시 문제 때문에 활용을 금지하고 있다. 이에 대해 연구를 주도한 마샤 샤바니 루벤대 박사는 “DNA 메틸화 분석기법이 현재는 수사에 활용되고 있지 않지만 점차 타당성과 신뢰성을 확보해나가고 있는 만큼 조만간 범죄수사에 쓰일 수 있을 것”이라며 “과학 윤리학자들이 지적하고 있는 것처럼 프라이버시 문제를 비롯한 어떤 윤리적 경계를 무너뜨리지 않는 방법도 추가로 연구 중”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 롯데푸드, 중앙대와 손잡고 ‘당뇨개선 프로바이오틱스’ 개발 나선다

    롯데푸드와 롯데중앙연구소가 중앙대가 손잡고 당뇨와 스트레스 개선에 도움을 주는 프로바이오틱스 개발에 나섰다. 롯데푸드는 중앙대 의과대학 김원용 교수, 약학대학 황광우 교수와 함께 ‘마이크로바이옴 분석 기술을 이용한 스트레스 및 2형 당뇨병 개선 프로바이오틱스 소재 개발’을 주제로 한 미생물유전체전략연구사업단 연구과제가 농림축산식품부 지원 과제에 선정됐다고 24일 밝혔다. 롯데푸드는 “마이크로바이옴 분석 기술을 이용해 현대인의 가장 심각한 대사질환 중 하나인 당뇨 증상을 완화하면서 스트레스에 의한 증상도 함께 개선하는 고기능성 프로바이오틱스를 개발할 계획”이라고 밝혔다. 2021년까지 약 10억원의 정부지원금을 포함해 모두 20억원의 연구비를 들여서 진행한다. 한편 ‘마이크로바이옴’은 ‘마이크로바이오타’와 ‘유전체’의 합성어로, 우리 몸에 사는 미생물과 그 미생물의 유전정보 전체를 의미한다. 최근 생체대사 조절, 소화력, 아토피·비만·당뇨·암 등 각종 질환과 관련 있다는 사실이 알려지면서 주목을 받고 있다. 롯데중앙연구소 관계자는 “앞으로 마이크로바이옴 기술을 식품에 활용하는 연구가 급부상할 것”이라면서 “다양한 연구 협력을 진행할 계획”이라고 말했다. 김희리 기자 hitit@seoul.co.kr
  • 희미해진 옛 추억, RNA가 찾아줄까요

    희미해진 옛 추억, RNA가 찾아줄까요

    달팽이에 감각 반응 학습시켜 RNA 뽑아 일반 개체에 이식 자극 주자 훈련 때와 같은 반응 “치매로 잃은 기억 회복 희망” 요즘 영화 ‘데드풀’로 상한가를 달리는 라이언 레이놀즈와 ‘원더우먼’ 갈 가도트가 출연한 2016년 영화 ‘크리미널’은 죽은 CIA 요원의 기억을 범죄자에게 이식하면서 벌어지는 사건들을 다룬 첩보 스릴러 작품이다. 고 이예춘과 아들 이덕화씨가 함께 출연한 것으로 유명한 1974년 작 ‘공포의 이중인간’에도 일제시대 일본군이 숨겨 놓은 대량의 다이아몬드를 찾기 위해 일본군 장교의 시체를 살려 내고 그 기억을 빼내 다른 사람에게 이식하려는 내용이 있다. 이들 외에도 ‘토탈리콜’, ‘코드명J’, ‘매트릭스’, ‘인셉션’ 등 수많은 SF 영화와 소설에 단골로 등장하는 소재가 바로 다른 사람의 기억을 이식하거나 삭제하는 기술이다.뇌과학이 발달하면서 가까운 미래에는 사람의 기억을 컴퓨터나 클라우드에 업로드하고 내려받을 수 있는 기술이 등장해 사실상 ‘영생’을 누릴 수 있게 될 것이라는 예측까지 나오고 있다. 그런데 컴퓨터 같은 외부 기기의 도움 없이 주사 방식으로 ‘기억’을 손쉽게 옮길 수 있다는 연구 결과가 나와 주목된다. 이번 연구가 사람에게 적용되는 시점이 된다면 고통스러운 기억으로 인해 발생하는 외상후스트레스장애(PTSD) 같은 뇌신경 질환을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 아름다운 추억을 점점 잃어 가는 치매 환자들에게 기억을 되찾을 수 있게 해줄 수 있을 것으로 기대된다. 미국 로스앤젤레스 캘리포니아대(UCLA)의 통합생물학및생리학과와 의대 뇌연구소 공동연구팀은 한 바다달팽이의 기억을 다른 바다달팽이에게 주사해 옮기는 실험에 성공하고 미국신경과학회가 발행하는 온라인 국제학술지 ‘e뉴로’ 5월 14일자에 발표했다. 이번 연구를 주도한 데이비드 글랜즈먼 교수는 2014년에도 동물실험을 통해 잃어버린 기억을 되살릴 수 있는 방법을 찾아내고 생명과학 분야 학술지 ‘e라이프’에 발표해 주목받은 바 있는 세계적 석학이다. 중추신경계에 뉴런이 약 1000억개가 있는 사람에 견줘 바다달팽이는 중추신경계 뉴런이 2만개에 불과하지만 세포 형태와 분자적 신호전달 체계는 인간과 비슷하다. 연구팀이 실험동물로 결정한 이유다. 연구팀은 바다달팽이 14마리를 7마리씩 두 그룹으로 나눠 한 그룹에는 찬물에 담가 두거나 바늘로 찌르는 등의 방법으로 감각뉴런이 방어 반응을 보이도록 학습시켰다. 그다음 훈련받은 달팽이의 RNA를 뽑아낸 뒤 훈련받지 않은 일반 바다달팽이에게 주사하고 하루 동안 방치했다. 주사 전에는 찬물을 끼얹거나 바늘로 찔러도 아무 반응을 보이지 않던 이 달팽이들은 자극을 주자 훈련받았던 달팽이들과 똑같이 30초간 수축하는 모습을 보였다. 연구에 참여한 알렉시스 베데카라츠 박사는 “이번 연구는 RNA 속에 기억이 저장되고 이를 통해 기억이 다른 개체에 전달될 수 있음을 보여 준 것”이라고 강조했다.RNA는 DNA가 갖고 있는 유전정보에 따라 필요한 단백질을 합성할 때 작용하는 생체 고분자 화합물이다. 또 활동성이 높기 때문에 다른 DNA나 RNA와 쉽게 결합하기 때문에 생체 내에서 다양한 역할을 수행할 수 있다. 이 때문에 RNA의 생체 내 기능에 대해 모두 밝혀지지는 않은 상태다. 그러나 지난달 말 한국 연구진이 “장기기억은 두 신경세포 사이의 시냅스에 저장된다”는 70년 전 캐나다 심리학자 도널드 헵의 주장을 실험적으로 확인하고 논문으로 발표했다. 이 때문에 뇌과학계에서는 기억 저장소가 RNA인지, 시냅스인지에 대해 치열한 공방이 벌어질 것으로 예상된다. 글랜즈먼 교수는 “만약 기억이 시냅스에 저장된다면 우리 실험이 성공했을 리가 없다”고 주장했다. 또 그는 “이번 연구가 일생 동안 축적된 기억을 이식하는 데 곧바로 활용될 수 있을 것이라고는 확신할 수 없지만 기억 저장에 대해 좀더 정확히 알아 갈수록 가능성은 높아진다”며 “그렇게 된다면 가까운 미래에는 RNA를 활용한 주사든 이식이든 다양한 방법을 통해 치매로 사라진 기억들을 깨우고 회복시킬 수 있을 것”이라고 설명했다. 현재 글랜즈먼 교수팀은 다양한 RNA 중에서 기억을 전달하고 저장하는 데 관여하는 RNA들을 찾아내는 연구를 진행하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [와우! 과학] ‘이터널션샤인’ 현실화…달팽이→달팽이 ‘기억 이식’ 성공

    [와우! 과학] ‘이터널션샤인’ 현실화…달팽이→달팽이 ‘기억 이식’ 성공

    미셸 공드리 감독의 영화 ‘이터널 선샤인’(2005)은 남자 주인공이 헤어진 연인의 기억만을 골라 지우기로 결심하면서 벌어지는 감정의 변화를 그린 영화다. 영화는 특정 기억을 골라 지우는 등 뇌에 저장된 기억을 자유자재로 변화시킬 수 있는 기술이 존재한다는 설정으로 시작된다. 지금까지 기억을 삭제하거나 삽입, 이식하는 것은 먼 미래 혹은 영화 속 소재로만 여겨져 왔지만, 최근 미국의 한 연구진이 동물을 대상으로 기억을 이식하는 실험에 성공했다고 밝히면서 학계의 관심이 쏠리고 있다. 캘리포니아대학 연구진은 군소갯민숭달팽이(Aplysia Californica)의 RNA를 같은 종류의 다른 달팽이에게 주입한 결과, 원래의 달팽이가 가지고 있던 기억이 다른 달팽이에게로 이식되는 것을 확인했다고 밝혔다. RNA는 핵산의 일종으로, 유전정보전달물질이다. 유전자 본체인 DNA가 가지고 있는 유전정보에 따라 필요한 단백질을 합성할 때 직접적으로 작용한다. RNA는 DNA에 담겨져 있는 정보를 이용해 DNA의 일부분을 복사한 가닥이라고 볼 수 있으며, 특히 특정 RNA를 보충하면 기억력 등을 회복하는데도 도움이 되는 것으로 알려져 있다. 연구진은 RNA를 이식한 달팽이에게 특정 자극에 대해 방어 반응을 보이도록 훈련시켰고, 또 다른 달팽이에게는 이러한 훈련을 전혀 시키지 않았다. RNA를 이식하는 작업이 이뤄진 후, 이식받은 달팽이에게 특정 자극을 주자 마치 과거에 훈련을 받았던 것처럼 A와 같은 방어 반응을 보이는 것을 확인했다. 이러한 결과는 RNA에 기억이 저장되며, 기억이 저장된 RNA를 다른 개체에 주입함으로써 기억을 이식할 수 있다는 사실을 보여준다고 연구진은 설명했다. 일반적으로 기억은 꿈보다는 뇌의 시냅시스에 저장된다는 것이 학계의 일반적인 이론이다. 하지만 이번 연구는 기억이 시냅시스가 아닌 RNA에 저장된다는 것을 입증한 사례로도 평가받는다. 연구를 이끈 캘리포니아대학 데이비드 글랜즈먼 교수는 “이러한 연구 결과는 알츠하이머병이나 외상 후 스트레스 장애(PTSD)의 증상을 완화시키는데 도움이 될 것”이라고 기대했다. 자세한 연구결과는 국제 학술지 이뉴로(eNeuro) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [명경재의 DNA세계] 유전자 가위로 만드는 예쁜 강아지

    [명경재의 DNA세계] 유전자 가위로 만드는 예쁜 강아지

    최근 개봉한 영화 ‘램페이지’에는 생명체의 크기, 성격, 지능들을 조절할 수 있는 유전적 정보를 바꾸는 기술이 잘못됐을 때 나타나는 최악의 상황을 보여 준다. 인류는 오래전부터 생명체의 다양한 특징을 변형하는 것을 꿈꿔 왔다. ‘걸리버 여행기’ 같은 소설이나 미신처럼 전해 오는 바닷속 ‘크라켄’ 같은 괴생명체들은 인류가 상상해 온 생명체 형질 변화에 대한 막연한 상상이 만들어 낸 결과물들이다.의생명과학의 발전으로 생명체의 크기, 성격, 지능, 근육, 수명 등은 유전정보를 지닌 DNA의 차이에 따라 달라진다는 것이 속속 증명되고 있다. 반려동물로 키우는 강아지도 개라는 같은 종이지만 크기와 생김새는 제각각이다. 아주 오래전 개를 기르기 시작하며 사람들은 취향과 목적에 맞는 개를 선택적으로 교배했고, 지금과 같은 다양한 종류의 개들이 존재하게 됐다. 개의 크기도 마찬가지다. 과학자들은 작은 개와 큰 개들 사이의 DNA를 비교해 ‘IGF-1’이라는 성장 호르몬 단백질이 큰 개와 작은 개에게서 다르게 나타난다는 것을 알게 됐다. 현대 의생명과학 연구는 머지않은 미래에 우리가 생각하는 생명체의 다양한 특징을 결정하는 유전자와 조절 메커니즘을 찾아낼 것이다.그렇다면 유전자의 염기서열이나 발현 기작을 조절해 생명체의 특징을 다양하게 바꿀 수 있지 않을까 하는 질문이 자연스럽게 생긴다. 더군다나 최근 발명된 유전자 가위 ‘크리스퍼-캐스9’ 덕분에 조만간 가능해질 것으로 생각되어진다. 크리스퍼-캐스9은 박테리아가 자신을 감염시키는 바이러스인 박테리오 파지 DNA를 절단해 감염을 막는 면역시스템으로 발견됐다. 박테리오 파지만이 가지고 있는 DNA의 염기서열을 정확하게 인식해서 절단하는 크리스퍼-캐스9의 특성은 특정 유전정보가 담겨 있는 DNA 염기서열을 정확히 자르는 가위로 사용될 수 있다는 가능성을 보여 줬다. 최근까지 많은 과학자들이 크리스퍼-캐스9을 이용해 생명체 특성과 연관 있는 유전자를 편집하며 기대했던 특성이 나타날 수 있다는 것을 여러 동물ㆍ식물실험에서 확인했다. 또 유전자의 차이에 의해 나타나며 기존 방법으로는 치료 불가능했던 선천성 질환들도 유전자 가위를 이용한 유전자 편집으로 치료 가능하다는 것을 보여 주는 연구 결과들도 속속 발표되고 있다. 앞서 언급했던 영화에 등장하는 하얀 거대 고릴라나 괴수 늑대, 악어 역시 유전자 가위로 만들어질 수도 있다. 근육 형성에 관여하는 미오스타틴 발현을 억제해 근육이 풍부한 돼지나 소를 만들어 더 좋은 육질의 가축 생산이 가능해질 날도 머지않은 것으로 보인다. 이렇듯 유전자 편집 기술의 비약적 발전은 사회적으로도 많은 영향을 미칠 것이다. 이 때문에 미국을 포함한 선진국들은 유전자 편집 기술에 대한 가이드라인을 만들려고 하고 있다. 그러나 유전자 편집 자체를 부정적으로 보는 시선도 여전히 많다. ‘램페이지’도 과장이 심하긴 하지만 잘못된 유전자 조작의 경고일 수 있다. 가장 대표적인 것은 유전자 조작된 음식을 식탁에서 막자는 운동이다. 기존 유전자 조작 농산물들은 대개 종자를 유전적으로 심하게 변형시킨 뒤 좋은 특성을 가진 품종만을 고르는 작업으로 탄생했다. 따라서 1~2개의 특정 유전자가 아닌 여러 유전자가 변화된 농산물이 만들어지곤 했다. 그래서 좋은 특성을 갖기도 하지만 생각지도 못한 다른 특성이 나타날 수도 있다. 하지만 유전자 가위는 기존에 사용돼 온 방식보다 부작용이 훨씬 적다. 유전자 편집 기술의 사용을 모두 허용하지는 않더라도 여러 분야에서 이 기술을 빠르게 적용할 필요는 있다. 예쁜 강아지를 얻기 위한 노력으로 현재의 다양한 종류의 개를 만들어 온 선택교배 방법보다도 유전자 가위를 이용한 유전자 편집으로 만들어질 개들은 훨씬 다양하고 여러 질병에서도 좀더 자유로워질 수 있을 것이다.
  • 부모의 무관심이 아이 유전자를 바꾼다

    부모의 무관심이 아이 유전자를 바꾼다

    사람들이 보이는 행동과 특성, 성격은 유전자(본성) 때문인지, 환경(양육)에 따른 결과인지에 대해서는 고대부터 현대까지 철학자는 물론 과학자들에게도 숙제로 남아있다.이런 상황에서 미국 생물학자들이 환경결정론에 무게를 싣는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 미국 솔크생물학연구소 유전학연구실 연구팀은 어미 양육태도와 환경에 따라 새끼의 DNA가 변한다는 연구결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 23일자에 발표했다. 연구팀은 이번 연구에 앞서 2005년에 포유류 뇌에 있는 특정 유전자가 유전정보를 게놈의 한 지점에서 다른 지점으로 이동시킨다는 사실을 확인했다. ‘점프 유전자’로 이름붙인 L1유전자는 유전정보를 새로운 위치로 복사하거나 붙여넣기를 하는 것으로 연구팀이 밝혀냈다. 연구팀은 생쥐를 이용해 어미와 새끼간 친근감이 유전자에 어떤 영향을 미치는지 관찰했다. 연구팀은 어미 쥐가 새끼 쥐를 얼마나 많이 핥아주고 돌봐주는지를 살펴보고 새끼 쥐에게서 L1 유전자 발현 정도를 확인했다. 그 결과 좀 더 세심한 보호를 받은 생쥐의 해마에서 L1 유전자의 발현이 적게 나타났으며 두뇌의 유전적 다양성이 더 풍부한 것을 발견했다. 제대로 돌봄을 받지 못한 새끼의 해마에서는 복사된 L1 유전자가 더 많이 발견됐다. L1 유전자가 많이 나타난다는 것은 똑같은 유전자가 복사돼 여러 곳에 붙여넣어짐으로써 뇌 구조나 뇌신경회로가 단순해진다는 설명이다. 연구팀은 L1 축적이 뇌의 해마에서 많이 나타나고 뇌의 다른 부위나 신체조직에서는 나타나지 않는다는 것도 발견했다. 해마는 환경 자극에 민감하고 감정, 기억 등에 관여하는 것으로 알려진 뇌 부위다.연구자들은 이번 연구결과를 통해 어린 시절 환경이 사람의 뇌 발달에 어떤 영향을 미치는지에 대해서 좀 더 자세히 알 수 있게 해줄 것으로 기대하고 있다. 또 뇌 유전자의 변화나 미세조정이 긍정적으로 작용할 수도 있지만 우울증, 조현병 같은 신경정신질환은 물론 사이코패스 같은 정신장애에도 영향을 미칠 수 있다고 보고 있다. 트레이시 베드로시안 박사는 “그동안 많은 사람들이 DNA는 안정적이며 변하지 않는 것으로 알고 있었지만 이번 연구로 DNA도 환경 변화에 따라 달라질 수 있음을 알 수 있게 됐다”며 “변화된 DNA가 기능적으로 어떻게 달라지는지에 대해서는 추가 연구를 통해 밝혀낼 예정”이라고 설명했다. 그렇지만 미국 컬럼비아대 의대에서 뇌를 연구하고 있는 카이스트 출신 한국인 과학자 송새라 박사와 캘리포니아 샌디에고대(UC샌디에고) 의대에서 아동 뇌질환을 연구하는 조셉 그리슨 교수는 “L1은 설치류의 뇌에서 활발하게 나타난다”며 이번 연구결과를 사람에게 직접 연관시켜 이해하는 것은 무리라고 평하기도 했다. L1 관련 활성요소들이 설치류 게놈에서는 3000~4000개 정도 나타나지만 인간 게놈에서는 80~100개에 불과하다는 것이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [여기는 남미] 페루 나스카서 발견된 신기한 미라…인간 맞나?

    [여기는 남미] 페루 나스카서 발견된 신기한 미라…인간 맞나?

    지난해 페루 나스카라인에서 발견된 미라 '마리아'를 둘러싼 논란이 계속되고 있다. 미라의 게놈(유전정보)을 분석한 일단의 러시아 학자들이 '휴머노이드'라는 결론을 내렸다. 13일(현지시간) 현지 언론에 따르면 러시아의 학자 콘스탄틴 코로트코프는 "미라의 유전체를 분석한 결과 23개 염색체를 가진 것으로 확인됐다"면서 이같이 밝혔다. 그는 "염색체의 위치가 인간과 일치하는지 정밀분석을 진행하고 있다"고 덧붙였다. 시신을 미라화하는 데는 염화카드뮴이 사용됐다는 사실도 러시아 학자들은 밝혀냈다. 염화카드뮴은 향균효과를 가진 물질로 종종 보전처리에 사용된다. 러시아가 상당히 과학적인 설명을 내놨지만 페루는 여전히 미라 '마리아'에 대해 불신의 시각을 거두지 않고 있다. 페루 문화부는 "미라가 발견된 정확한 위치를 모른다"면서 "선사시대의 미라가 아닐 가능성이 매우 높다"고 밝혔다. 익명을 원한 관계자는 "누군가 만들어낸 것이 아닌가 라는 의심을 갖고 있다"면서 "(가짜라면) 당연히 가치를 인정할 수 없다"고 말했다. 미라 '마리아'는 2017년 세계적으로 유명한 페루 나스카라인 주변의 한 무덤에서 발견됐다. 페루를 비롯한 중남미에서 미라가 발견되는 건 종종 있는 일이지만 미라 '마리아'는 논란에 불을 지폈다. 특이한 생김새 때문이다. 미라 '마리아'에겐 손가락과 발가락이 각각 3개뿐이다. 우주인처럼 길쭉한 머리통을 갖고 있다. 현지 언론은 "과학적인 분석이 진행되고 있지만 논란은 오히려 증폭되고 있다"고 보도했다. 사진=유럽프레스 남미통신원 임석훈 juanlimmx@naver.com
  • [명경재의 DNA세계] SF에서 보던 재생의학 가능해질까

    [명경재의 DNA세계] SF에서 보던 재생의학 가능해질까

    “손톱을 자르면 손톱만 자라고, 헌혈을 하고 나면 다시 피가 정상적인 양으로 돌아온다.”어떻게 각각의 조직, 기관들이 다른 조직, 기관이 아닌 원래의 조직, 기관을 만들어 내는 걸까? 사람을 포함한 모든 생명체는 수많은 세포로 이루어져 있다. 많은 세포들은 모두 똑같지 않고, 다른 특징을 가지고 있으며 특정한 조직, 기관을 만들 수 있는 특징을 갖고 있다. 이 같은 다양성 덕분에 우리가 보고 접할 수 있는 생명체가 만들어진다.어떻게 난자와 정자가 만나 만들어진 하나의 세포에서 이렇듯 다양한 세포가 만들어져서 각각 다른 형태의 생명체를 만들어 나갈까? 이 질문은 아주 오래전부터 지금까지 생물학자들의 주된 관심사가 되어 왔다. 난자와 정자 수정 직후에는 세포의 분열이 매우 활발하게 일어난다. 이때는 모든 세포가 거의 같은 모양으로 유지되며 세포 수를 늘리는 것이 주요 목적이다. 척추동물의 경우 낭배가 형성되는 시기가 오면 세포 수를 늘리는 세포분열은 줄어들고 다양한 조직, 기관을 이루는 세포로 변화하는 세포 분화과정에 돌입한다. 이런 변화의 주요 원인은 세포들이 만들어 내는 단백질 발현과 밀접한 연관이 있다. ‘낭배 형성 시기에 무슨 일이 일어나서 세포분열을 지속하던 세포들이 분화를 시작할까’ 하는 질문은 많은 연구자들이 여전히 궁금해하는 생물학 분야의 큰 수수께끼 중 하나다. 최근 줄기세포 연구가 활발히 진행되고 있고 그에 따라 줄기세포를 이용한 치료 가능성에 대한 관심도 높아지고 있다. 줄기세포는 아직 분화가 결정되지 않은 세포들로 다양한 조직, 기관으로의 분화가 가능하다. 낭배 형성이 이루어질 때까지의 세포분열을 활발히 하는 세포들과 비슷한 성질을 지니고 있다. 줄기세포들은 특정한 신호를 외부에서 줄 경우에 다양한 조직으로 분화가 가능하다. 현재 많은 연구도 어떻게 줄기세포를 특정 조직으로 분화시킬수 있는지에 대한 방향을 찾는 것이 주류를 이루고 있다. 줄기세포가 특정 조직으로 분화하는 것도 낭배기 세포가 특정 조직으로 분화되는 것과 마찬가지로 세포 내 단백질 발현 차이로 발생한다. 세포 내 단백질 발현이 세포마다 달라지는 것은 유전자를 구성하고 있는 DNA와 이를 둘러싸고 있는 단백질 때문이다. DNA는 핵산으로 이루어진 이중나선 구조로 되어 있는데 세포 내에서는 각종 단백질이 이를 둘러싸서 크로마틴이라는 형태로 존재한다. DNA를 싸고 있는 단백질 중에 가장 많은 단백질은 ‘히스톤’으로 다섯 가지의 단백질이 DNA의 일정한 크기를 반복적으로 감고 있다. 히스톤 단백질은 인산화, 유비퀴틴화, 아세틸화 같은 많은 변이가 생길 수 있는데 이런 변이를 통해 DNA에 있는 유전정보가 켜지거나 꺼지는 온ㆍ오프 조절이 이루어진다. 히스톤 변이뿐 아니라 DNA 자체의 변이도 유전정보의 온ㆍ오프를 조절한다. 앞서 말한 낭배기 세포나 줄기세포 분화는 대부분 히스톤 단백질, DNA 변이가 어떻게 일어나는지에 따라 결정된다. 분화뿐만 아니라, 암세포나 세포 노화 역시 이런 히스톤 단백질의 변이가 상당 부분 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 인간 게놈 프로젝트를 통해 DNA의 염기서열을 결정한 후 과학자들은 DNA나 히스톤의 변이가 어떻게 일어나는지에 대한 연구를 활발히 진행하고 있다. 하지만 아직까지 우리가 알고 있는 것은 빙산의 일각이다. 전체적인 작용 원리를 알아내는 때가 도래하면 낭배기 세포와 줄기세포들이 특정한 조직, 기관을 만들어 내는 방법도 구체적으로 알아낼 수 있을 것이다. 이런 날이 오면 각종 질병들의 치료가 가능해지게 될 것으로 기대된다. 혹시 그런 날이 오면 가끔 SF 소설이나 영화에 등장하는 것처럼 조직, 기관을 완전히 되살릴 수 있는 것은 물론 영원히 건강하게 살 수 있는 그런 날도 오지는 않을까?
  • ‘인간게놈 지도 발표’ 존 설스턴 별세

    ‘인간게놈 지도 발표’ 존 설스턴 별세

    인간게놈 해독에 기여하고, 세포자멸사를 규명해 2002년 노벨생리의학상을 수상한 영국 과학자 존 설스턴 경이 지난 6일 별세했다. 76세.설스턴 경은 1963년 영국 케임브리지대를 졸업하고, 미국 캘리포니아 소크연구소의 박사후과정을 거쳐 시드니 브레너 박사가 이끄는 케임브리지대 분자생물학 연구실에 합류했다. 1990년 선충의 유전자 지도를 발표했고, 1992년 국제 인간게놈프로젝트를 위해 케임브리지대에 설립된 생어 센터 소장에 임명됐다. 그는 2001년 국제컨소시엄 인간게놈프로젝트(HGP), 미국 생명공학벤처 셀레라 제노믹스와 함께 인간 게놈지도를 발표했다. 인간의 유전정보를 해독한 게놈지도를 완성하면서 질병을 따라다니던 인간을 유전적 변종을 미리 찾아 진단하고 예상할 수 있는 바탕을 마련했다. 설스턴 경은 이런 공로로 그해 엘리자베스 2세 영국 여왕으로부터 기사 작위를 받았다. 이듬해에는 시드니 브레너, 로버트 호비츠 박사와 함께 노벨의학상 수상자로 선정됐다. 이들은 세포가 태어날 때 이미 사망 시점이 지정된 ‘자살세포’라는 유전자를 갖고 있다는 사실을 밝혀냈다. 자살세포 유전자가 작동하지 않아 세포가 사멸할 때를 지나 더 살게 되면 자가면역질환 등을 유발하고, 수명보다 먼저 죽으면 치매 같은 퇴행성 질환을 일으킨다는 설명이다. 이 발견은 죽지 않는 세포를 없애는 방식으로 난치병을 치료할 가능성을 키웠다. 강신 기자 xin@seoul.co.kr
  • 죽은 뒤 유전자 변이 분석, 사망시간 알아낸다

    죽은 뒤 유전자 변이 분석, 사망시간 알아낸다

    포르투갈·美 등 6개국 연구팀 조직별 유전자 발현 차이 확인 “과학수사 한 단계 업그레이드” “지구가 태양 주위를 돈다는 사실도 모를 정도로 천문학 지식 없음. 철학·문학 지식 없음. 식물학 지식은 독성 물질에만 해박, 지질학 지식은 실용적이지만 한정적, 화학 지식 전문가급, 해부학 지식 정확, 걸어다니는 범죄학 사전, 필체 분석과 향수 감별 전문가급, 담뱃재에 대한 지식 상당.”131년 전인 1887년 11월 ‘주홍색 연구’라는 아서 코넌 도일의 작품으로 대중 앞에 나타난 명탐정 셜록 홈스의 특징을 동료 존 왓슨 박사가 관찰해 정리한 내용이다. 주홍색 연구의 배경은 1881년 봄기운이 아직 느껴지지 않던 3월 초순의 어느 날이다. 홈스를 기다리고 있는 것은 외상 하나 없는 드레버라는 남자의 시신과 벽에 피로 쓰여진 복수를 의미하는 독일어 ‘Rache’뿐이었다. 홈스는 돋보기, 줄자와 지식을 동원해 사망시간을 추정해 낸다.과학수사의 원조라고 할 수 있는 홈스의 뒤를 잇는 것은 영국 소설가 리처드 오스틴 프리먼이 창조해 낸 존 이블린 손다이크 박사이다. 변호사이면서 병리학자, 추리소설 사상 최초 전문 법의학자로 범죄현장에 ‘휴대용 실험실’이라고 불리는 녹색 가방을 갖고 다니는 모습이 트레이드마크다. 이 가방에는 현대 과학수사대와 감식반이 갖고 다니는 것과 같은 각종 현장 검증을 위한 실험장비가 들어 있다. 20세기 중반까지만 해도 실제 법과학 활용 수준은 추리소설 주인공들보다 뒤떨어졌다. 1950년대를 지나면서 분자생물학을 비롯한 다양한 과학과 기술 발전으로 법과학 수준도 눈부시게 발전하고 있다.최근 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에는 과학수사 수준을 한 단계 더 높일 수 있는 방법이 발표돼 주목받고 있다.포르투갈, 스페인, 브라질, 영국, 러시아, 미국 6개국 공동연구팀이 사망 후 나타나는 유전자 변화를 관찰함으로써 기존 법과학 방법보다 좀더 정확하게 사망시간을 추정할 수 있다는 연구 결과를 발표했다. 이번 연구는 DNA 변이가 유전자 발현과 특정 질병에 대한 취약성에 어떤 영향을 미치는지 알아보기 위한 ‘GTEx 프로젝트’ 덕분에 가능했다. GTEx 프로젝트는 유전자 변이와 그로 인한 유전자 발현이 특정 신체 조직뿐만 아니라 주변 다른 조직에 미치는 영향을 관찰하기 위한 목적을 갖고 있었기 때문에 가장 먼저 인체 조직과 방대한 유전자 데이터베이스 확보가 필요했다. 이 과정에서 혈액을 제외한 신체조직 대부분은 사후 기증받은 것들이어서 사망시간에 따라 달라진 유전자 발현 상태를 살펴봐야 했다. 그렇게 해야 유전자 변이로 인한 조직의 변화나 특정 질병에 대한 예측이 가능하기 때문이다. 연구팀은 사망 이후 특정 조직에서 나타나는 유전자 발현을 알아보기 위해 GTEx 프로젝트에 기증된 540명의 36개 신체조직 7000여개 시료를 이용해 RNA 염기서열 해독결과를 분석했다. 유전자 발현은 DNA 유전 정보를 이용해 단백질이 합성되는 것을 의미하는데 이 과정에서 DNA 유전정보가 RNA에 복사되는 전사과정을 거친다. 사후 유전자 발현의 변화를 알아보기 위해서는 RNA만 해독하면 되는 것이다. 그 결과 연구팀은 사람이 죽은 뒤에도 인체 조직에서 유전자는 계속 움직여 변화되고 조직에 따라 유전자 발현에 차이를 보인다는 사실을 확인했다. 조직마다 유전자 발현 정도가 다르기 때문에 이를 통해 사망시간을 정확하게 알아낼 수 있다는 설명이다. 스페인 바르셀로나 과학기술연구원 게놈조절센터 소속 로데릭 기고 박사는 “이번 연구로 사망 이후에도 일부 유전자 활동이 활발하다는 사실을 밝혀내 사망 당시 상황을 재구성하거나 정밀한 부검 계획안을 만드는 데 활용하는 등 과학수사를 한 단계 업그레이드시킬 수 있는 가능성을 높였다”고 말했다. 기고 박사는 “이번 연구에서는 24시간 이내 짧은 사후 경과시간 동안의 유전자 변화를 관찰했을 뿐이기 때문에 실제 범죄 분석을 위해 사용되려면 24시간 이후 시체에서의 유전자의 움직임뿐만 아니라 사망원인과 연령별 차이에 따라 어떻게 달라지는지에 대한 추가 연구가 필요하다”고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 야생마는 멸종됐다…몽고야생말, 가축말 후손으로 밝혀져

    야생마는 멸종됐다…몽고야생말, 가축말 후손으로 밝혀져

    세상의 모든 야생말은 이미 멸종했다는 것을 보여주는 연구 결과가 나왔다. 세계적 학술지 ‘사이언스’(Science) 22일자에 실린 연구 논문에 따르면, 지구에 현존하는 최후의 야생마로 대부분 사람이 생각하고 있는 프셰발스키(Przewalski)말은 실제로 가축 말의 후손으로 밝혀졌다. 프셰발스키말은 이전까지 몽고 야생말로 알려져 있었다. 이번 연구에 공동저자로 참여한 미국 캔자스대학 생물다양성연구소의 샌드라 올슨 박사는 “이는 충격이었다”며 “이번 결과는 살아있는 야생말이 이미 지구상에 존재하지 않음을 뜻한다. 매우 안타까운 일”이라고 설명했다. 이 연구는 카자흐스탄 북부에 있는 보타이와 크라스니 야르라는 두 곳에서 진행된 고고학 조사에 근거한다. 연구팀은 이들 유적에서 지금부터 5000년 이상 앞선 가장 오래된 말의 가축화 증거를 발견했다. 그 뿌리를 더욱 깊게 빠헤치기 위해 연구팀은 유적에서 발굴된 치아와 뼈에 근거한 보타이 말 20마리와 유라시아 대륙 전역의 말 22마리의 게놈(모든 유전정보)을 분석했다. 다음으로 연구팀은 이번에 분석한 고대 말의 게놈과 이미 공개된 고매 말 18마리, 그리고 현생 말 28마리의 게놈 데이터를 비교 분석했다. 그 결과 프셰발스키말은 약 5500년 전 카자흐스탄 북부 보타이인들이 기르던 말로 지금까지 알려진 가장 오래된 가축 말의 후손으로 밝혀졌다. 이는 그동안 야생종으로 여겨졌던 프셰발스키말이 사실 야생화 되어진 말이었음을 의미한다. 이들은 가축화에서 벗어난 것이지, 처음부터 야생말은 아니었다는 것이다. 프셰발스키말은 세계자연보존연맹(IUCN)의 적색목록에서 ‘멸종위기종’(Endangered)으로 분류된다. 이 말은 복부가 둥글고 다리가 짧으며 모색이 적갈색 또는 베이지색인 게 특징이다. 선사시대에는 중앙아시아와 유럽, 그리고 중국 등에 널리 서식했다. 1960년대 한 차례 야생 개체가 멸종했다고 판단했지만, 번식과 자연방사 등 여러 프로그램을 통해 개체 수 회복으로 이어졌다. 또한 이번 연구는 오늘날 가축 말의 진정한 기원을 밝히기 위한 새로운 탐구를 촉구한다. 프랑스 국립과학연구소(CNRS)의 루도빅 올랜도 연구원은 “지금까지 연구에서는 가축화된 모든 말이 현재의 카자흐스탄 북부 보타이에서 길들여진 말의 자손임을 시사하지만, 이번 게놈 분석은 예상외의 결과를 가져왔다”고 말했다. 이어 “이는 보타이 말이 현생 가축 말의 조상이 아님을 보여준다”면서 “현생 가축 말의 기원은 다른 곳에서 찾아야 한다”고 덧붙였다. 사진=AFP 연합뉴스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
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