임신 중 특정 화학물질에 노출되면 지능이 낮은 아이를 낳을 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 이 특정 물질은 브롬화 난연제의 대표격인 ‘폴리브롬화 디페닐에테르류’(PBDEs)로, 화재 발생 시 지연을 목적으로 주로 플라스틱과 섬유, 그리고 전기·전자제품 등의 방염처리에 쓰이는 내연제(방연제)다. 미국과 캐나다의 공동 연구진은 어머니와 아이 약 3000쌍을 대상으로 한 연구 15건을 검토, 이 중 4건에서 해당 물질에 관한 노출과 아이의 지능지수(IQ) 수준 사이의 연관성을 분석했다. 특히 그중 한 건은 2001년 9월 11일 미국 뉴욕 세계무역센터 테러 때 현장에 있던 임신부들로서 화재 발생 시 PBDEs에 노출됐던 것으로 확인됐다. 그 결과, 임신 중 PBDEs에 관한 노출이 10배 증가하면 태어난 아이의 IQ는 3.7점 떨어지는 것으로 나타났다. 이번 연구에 교신저자로 참여한 미국 캘리포니아주립대 샌프란시스코캠퍼스의 교수인 트레이시 우드러프 박사는 “전체 연구 범위에서 IQ가 몇 점만 떨어져도 조기 개입이 필요한 아이와 평생 동안 개인적이고 경제적인 부담에 직면할 수 있는 가족이 늘어난다는 것을 의미한다”고 말했다. 또 우드러프 박사는 “이번 결과는 직접적인 인과관계를 보여주는 것이 아니라 단순히 강력한 상관관계를 보여주는 것”이라고 설명했다. 그렇지만 연구진은 관련 증거의 견고성과 일관성 같은 요인을 고려했다고 언급했다. 미국 환경청(EPA)에 따르면, PBDEs는 사용이 금지되고 단계적으로 폐기되고 있기는 하지만 장기간 환경에 남아 노출될 수 있다. 이에 대해 우드러프 박사는 “모든 사람이 PBDEs에 노출돼 있는데 이는 잠재적으로 수많은 사람의 IQ가 낮아졌으며 이는 몇 세대에 걸쳐 영향을 미칠 것”이라고 설명했다. 연구진은 이번 논문 배경 주석에서 “지난 40년간 자폐증과 주의력결핍 과잉행동장애(ADHD)와 같은 신경발달장애가 유행처럼 증가했다”면서 “유전학이나 개선된 진단, 또는 알려진 환경 위험 요인만으로 이런 상승을 완벽하게 설명할 수 없다”고 언급했다. 이번 연구에 공동저자로 참여한 캐나다 사이먼프레이저대의 교수인 브루스 랜피어 박사는 “모든 어린이 중에서 IQ가 미세하게 떨어져도 IQ가 70 이하인 어린이 수가 크게 증가한 것일 수 있으며 이는 발달 장애로 간주된다”고 말했다. 이어 “아이들은 PBDEs뿐만 아니라 납과 수은, 대기오염 물질, 농약 등에도 동시에 노출된다”면서 “일부 아이는 상당히 높은 수준의 화학물질에 노출되는데 특히 이런 노출이 종종 집중되는 빈곤 지역일수록 그 영향이 상당할 수 있다”고 덧붙였다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘환경보건전망’(Environmental Health Perspectives) 최신호(8월 3일자)에 실렸다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

최근 기초과학연구원 유전체교정연구단이 참여한 국제 공동연구팀이 돌연사의 주요 원인으로 꼽히는 비후성 심근증을 초래하는 유전자 변이를 인간 배아에서 교정해 정상 유전자로 복구시키는 연구 결과를 ‘네이처’에 발표했다. 이전에도 ‘크리스퍼 유전자 가위’로 인간 배아 유전자 교정을 시도한 사례가 있었으나 유전자 가위의 정확성에 문제가 있었고 교정된 세포와 교정되지 않은 세포가 섞이는 ‘모자이크 현상’이 나타나는 한계도 있었다. 공동연구팀은 크리스퍼 유전자 가위를 구성하는 단백질과 가이드 RNA를 수정 후가 아니라 수정과 동시에 난자에 도입함으로써 이런 문제를 극복했다. 또 자체 개발한 절단 유전체 시퀀싱 방법을 통해 변이 유전자만 교정하고 다른 유전자에는 영향을 미치지 않는다는 사실을 입증했다. 이번 연구는 배아 단계에서 유전자 가위의 효율성과 안전성을 확인하기 위한 목적으로 허용됐으며, 관리 규정에 따라 실험 후 모든 배아는 폐기됐다. 그러나 유전자 가위가 도입된 배아와 도입되지 않은 배아 사이에 배반포 발달에 있어 차이가 없었기 때문에 만약 산모에 착상했다면 변이가 교정된 건강한 아이가 출산될 가능성이 매우 높았다.유전자 가위를 이용해 배아의 변이 유전자를 고치는 방식은 비후성 심근증에 국한되지 않고 대부분의 유전병에 보편적으로 활용될 수 있다. 유전자 가위를 구성하는 가이드 RNA만 맞춤형으로 새로 합성하면 되기 때문이다. 1만여개가 넘는 유전질환의 대물림을 원천 차단할 수 있는 길이 열린 것이다. 배아 유전자 교정은 전 세계 수천만명에 달하는 유전질환자들과 그 가족들에게 희망을 주는 성과임은 분명하나 생명윤리 차원에서 몇 가지 우려와 논란이 있는 것도 사실이다. 첫째, 인간 난자와 배아를 실험에 사용하는 것이 바람직하지 않다는 의견이다. 다른 적절한 대안이 있다면 인간 생식세포를 사용하지 않아야 한다는 데 전적으로 동의한다. 그러나 지난 수년 동안 생쥐와 원숭이 등 다양한 동물 배아 유전자를 교정한 사례가 학술지에 보고됐으나 이들 동물과 인간 유전자는 염기서열이 달라 인간 배아에서 유전자 가위의 안전성과 효율성을 확인할 수 없었다. 더욱이 인간 배아 연구를 통해 이번에 새롭게 알게 된 성과가 많아 네이처에 발표할 수 있었다. 이번 연구를 위해 귀중한 난자를 기증한 해외 여성들에게 진심으로 감사드린다. 둘째, 착상 전 유전자검사(PGD)란 방법이 있는데 굳이 배아 유전자 교정을 할 필요가 있는지에 대한 의문을 제기할 수 있다. 이번 논문에 분명히 밝혔지만 유전자 가위는 PGD의 대안이 아니라 PGD와 함께 사용돼 착상에 적합한 건강한 배아의 비율을 높일 수 있다. 인공수정이 항상 성공하는 것이 아니기 때문에 착상에 적합한 배아의 숫자를 늘리는 것은 큰 의미가 있다. 셋째, 국내 생명윤리법은 인간 배아 연구를 포괄적으로 금지하고 있는데 국내 연구진이 이를 피하기 위해 유전자 가위를 해외 연구진에 제공하고 배아 실험 후 DNA를 들여와 분석한 것이 편법이란 지적도 있다. 연구진은 이에 대해 변호사에게 자문을 한 결과 법적으로 문제 될 게 없다는 답변을 받았다. 2015년 말 미국 국립과학원과 영국 왕립과학원, 중국 과학원은 인간 배아 연구는 허용하되 임상에 적용하는 것은 시기상조라는 성명서를 발표했다. 이번 논문 발표 뒤 하루 만에 유전학 관련 국제학회 11개는 공동성명을 통해 각국 정부가 인간 배아 연구를 금지해서는 안 되고 연구비 지원도 필요하다고 밝혔다. 우리 사회도 이런 국제적 논의에 부합하도록 관련 법과 제도를 정비할 필요가 있다. 연구 활성화와 의료·생명공학산업 발전, 일자리 창출 등을 위해서도 필요하지만 무엇보다 수십만명에 달하는 국내 환자와 가족들이 매일 흘리는 눈물, 후손들이 받게 될 고통을 더이상 외면해서는 안 된다.

　황반은 망막 가운데 부분에 있는 지름 3㎜ 정도의 타원형 반점으로 색깔을 구분하고 물체를 인식하는 등 시력에서 매우 중요한 역할을 하는 눈의 한 부위다. 나이가 들면서 황반의 기능이 떨어지는 황반변성이 생기면 심할 경우 밝고 어두운 것만 겨우 구분할 수 있게 된다.　미국 하버드 의대 하워드휴즈 메디컬센터 유전학 및 안과학 연구팀이 닭의 배아를 분석해 눈이 사물을 어떻게 구분하고 색깔을 인식하는지와 관련한 메커니즘을 밝혀냈다. 이번 연구는 생물학 분야 국제학술지 ‘디벨롭먼털 셀’ 22일자에 발표됐다. 　사람의 망막에는 막대 모양의 간상세포와 원뿔 모양의 원추세포가 있다. 간상세포는 빛을 감지하는 역할을 하고 원추세포는 색깔을 구분하는 역할을 한다. 원추세포에 이상이 있을 경우 색맹이나 색약현상이 나타나는 것이다. 황반은 거의 원추세포로만 구성돼 있는데 닭도 마찬가지인 것으로 알려져 있다. 　연구팀은 닭의 배아세포를 이용해 눈으로 분화되는 과정을 관찰했다. 이 과정에서 비타민 A의 유도체인 ‘레티노산’이 필요하다는 사실을 확인했다. 또 원추세포가 만들어지는 과정에서 ‘RALDHs’라는 효소가 증가한다는 것도 알게 됐다. 레티노산과 RALDHs 효소의 양이 서로 균형을 맞춰 나타나야 좋은 시력을 갖는 눈이 형성된다는 설명이다. 나이가 들면서 황반변성이 나타나거나 시력이 약화되는 것은 이 과정에 문제가 생기기 때문으로 연구팀은 분석했다. 　콘스탄스 셉코 교수는 “이번 연구는 우리 눈이 형상 뿐만 아니라 색깔까지 구분해 내는지에 대한 구체적인 메커니즘을 밝혀낸 첫 번째 연구로 황반변성과 같이 망막에서 나타나는 각종 질병의 치료 방법과 재생의학 분야에서 건강한 사람의 눈을 모델링하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인간의 신약이나 화장품 등을 개발하는데 주로 쓰이는 생쥐(mouse)나 쥐(rat) 또는 유전적 형질 및 인간 수명 연구에 흔히 활용되는 과실파리나 기생충 대신 새롭게 주목받을 것으로 예상되는 동물이 있다. 미국 스탠포드의과대학 연구진이 주목한 것은 쥐리머(mouse lemur)다. 영장목 난쟁이리머과의 이 동물은 마다가스카르에만 서식하며 몸집은 생쥐의 절반 정도다. 세계에서 가장 작은 영장류로도 알려져 있다. 눈이 크고 꼬리가 긴 것이 특징이고, 종마다 조금씩 차이가 있긴 하나 털에 붉은빛이나 갈색, 회색 등이 돈다. 고양이와 다람쥐, 쥐 등을 합친 듯한 귀여운 외모 덕분에 애니메이션 캐릭터로 활용되기도 했다. 쥐리머에도 여러 종(種)이 있는데, 비교적 몸집이 큰 리머는 현재 멸종위기에 처해 있다. 스탠포드대학 연구진은 향후 몇 년 안에 동물실험을 위한 실험용 생쥐나 쥐를 쥐리머로 대체할 수 있을 것으로 예상하고 있다. 특히 이 동물은 각종 암이나 알츠하이머(치매), 뇌졸중 등과 같은 질병을 연구하는데 큰 도움을 줄 것으로 기대를 모은다. 이유는 기존의 실험용 동물에 비해 쥐리머의 생물학적 구조가 인간과 훨씬 유사하기 때문이다. 특히 나이가 든 쥐리머에게서는 치매가 나타나는데, 치매의 증상이나 치매가 발병하는 시기 등이 인간과 매우 닮은 것으로 밝혀졌다. 쥐리머와 관련한 연구를 이끈 마크 크랜스나우 박사는 “지난 30~40년 간 생쥐나 쥐, 과실파리나 기생충 등은 인체 해부 및 임상실험을 대신해 실험실에서 자주 쓰였다. 하지만 쥐리머는 이들을 대체해 영장류의 생물학적 특징과 행동 등을 훨씬 잘 이해할 수 있는 특징을 가졌다”고 설명했다. 이어 “인간을 포함하는 영장류 연구에 있어서 가장 중요한 질문의 답을 쥐리머가 가지고 있을 것”이라고 덧붙였다. 크랜스나우 박사는 2009년부터 폐 질환을 연구할 때 흔히 사용되는 실험용 동물을 대체할 만한 다른 동물을 물색해 왔다. 그는 “쥐리머가 영장류인데다 나이가 들면 치매 증상을 보인다는 것을 알게 됐다. 치매 증상은 다른 동물 종에서는 비교적 드물게 관찰되기 때문에, 쥐리머는 실험용 동물로서 더욱 흥미롭다”고 설명했다. 다만 이미 리머과의 다른 종이 멸종위기에 처해 있는데다 윤리적 이유로 동물실험 반대를 주장하는 동물보호단체의 반발도 예상되는 만큼, 쥐리머를 실험용으로 활용하는 방안이 현실화될 지는 미지수다. 쥐리머와 관련한 연구 결과는 미국유전학협회가 발간하는 학술지인 ‘저널 제네틱스’(journal Genetics) 6월호에 실릴 예정이다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

'세계에서 가장 외로운 달팽이'라는 별칭을 가진 달팽이의 외사랑이 결국 비극(?)으로 끝났다. 지난 17일(현지시간) 영국 BBC 등 현지언론은 달팽이 제레미가 또 짝을 찾지 못한 채 외로운 신세가 됐다고 보도했다. 갈색 정원 달팽이종인 제레미는 현지에서 흔하디 흔한 종이지만 세계에서 가장 유명한 달팽이다. 그 이유는 극히 희귀한 돌연변이이기 때문. 제레미가 국제적인 뉴스가 된 것은 영국 노팅엄대학 진화 유전학자인 앵거스 데이비슨 교수 덕이다. 지난해 가을 데이비슨 교수는 런던의 퇴비 더미서 흔한 갈색 정원 달팽이를 발견했다. 그러나 달팽이 전문가이기도 한 데이비슨 교수의 눈에 이 달팽이는 무엇인가 특별했다. 바로 등의 껍질이 일반적인 달팽이처럼 시계방향이 아닌 반시계 반향으로 나 있었던 것. 확률적으로 보면 100만 분의 1의 해당되는 극히 귀하신 몸. 이에 데이비슨 교수는 달팽이를 제레미로 명명해 키우기 시작했으며 언론들은 ‘왼손잡이 달팽이’라는 재미있는 이름을 붙여 보도했다. 그러나 제레미는 껍질 뿐 아니라 생식기 또한 반대 방향에 위치해 다른 달팽이와 교미하기가 힘들었다. 달팽이는 암컷과 수컷의 성기를 모두 가진 자웅동체지만 알을 낳기 위해서는 짝짓기를 한다. 결과적으로 보면 제레미는 짝을 찾을 확률이 거의 없어 평생 '모태솔로'로 살아야 할 팔자였던 셈이다. 제레미를 위해 공개 구혼에 나선 사람이 데이비슨 교수였다. 지난해 10월 교수는 제레미의 짝을 찾아주는 사람에게 자신의 논문에 이름을 올려주겠다는 선물도 내걸었고 놀랍게도 다음달 '왼손잡이' 달팽이 두 마리가 런던 인근과 스페인 농장에서 날아왔다. 이렇게 해피엔딩으로 끝날 줄 알았던 제레미의 사연은 그러나 눈물 없이는 볼 수 없는 삼각관계 드라마가 됐다. 제레미를 위해 온 두 마리 달팽이가 서로 눈이 맞아 알까지 낳았기 때문이다. 데이비슨 교수는 "마치 친한 친구에게 여자친구를 소개시켜줬다가 서로 눈이 맞은 '잘못된 만남'을 연상시킨다"면서 "결과가 실망스럽지만 제레미를 위해, 또 과학적 연구를 위해 짝을 찾는 노력을 포기하지 않을 것"이라고 밝혔다. 　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

국내 연구팀이 한국인의 유방암과 난소암을 유발하는 새로운 유전자 돌연변이를 규명했다. 박지수 연세암병원 암예방센터 교수와 이승태 연세대 세브란스병원 진단검사의학과 교수팀은 ‘c.5339T>C p.Leu1780Pro변이’를 보유한 한국인이 유방암·난소암 발병 위험이 높다는 사실을 확인했다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘암 연구와 치료’ 최근호에 실렸다 연구팀은 2008년 1월부터 지난해 1월까지 연세암병원에서 유방암이나 난소암을 진단받은 745명과 건강한 1314명의 유전자를 미국 의료유전학·유전체학회 가이드라인을 활용해 분석했다. 그 결과 유방암·난소암 환자 그룹의 유전자 변이 비율이 정상인 그룹보다 41.2배 높았다. 유전자 변이 환자군의 데이터를 분석한 결과 만 40세까지 유방암을 진단받을 확률이 73.6%에 이르는 것으로 확인됐다고 연구팀은 설명했다. 유전자 변이가 없는 사람은 만 40세 이전에 유방암을 진단받을 가능성이 1% 미만이라는 점을 고려하면 매우 높은 수치다. 이 유전자 변이는 유독 한국인에게서 발견되는데 그동안의 유방암, 난소암 관련 유전자 분석 연구는 외국 환자의 데이터를 기반으로 진행돼 변이 성격을 제대로 규명하지 못했다. 박 교수는 “한국인의 유방암·난소암 발병 위험성과 관련한 새로운 유전자 돌연변이를 발견해 검사 정확도를 높일 수 있게 됐다”며 “암 발견과 예방에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

상대적으로 폐쇄적이던 국내 제약업계에 신약 개발을 위한 ‘오픈 이노베이션’(개방형 혁신) 바람이 불고 있다. 오픈 이노베이션이란 기업이 연구개발(R&D) 과정에서 대학이나 다른 기업, 연구소 등 외부의 기술과 지식을 조달하는 경영전략이다. 외부 자원을 유입하는 동시에 내부 자원을 외부와 공유하는 양방향 교류가 이뤄진다는 점에서 한쪽 방향으로의 유입이 이뤄지는 ‘아웃소싱’과 차별화된다.유한양행은 면역항암제 분야를 중심으로 국내외 바이오벤처회사와 R&D 파트너십을 강화하는 오픈 이노베이션을 통해 미국을 비롯한 해외 진출의 발판을 다지고 있다. 2015년에 제노스코, 바이오니아, 제넥신 등 해외 기업과 기술이전·지분투자 등을 통해 혁신신약 파이프라인을 강화한 바 있으며, 지난해에는 미국 바이오업체 소렌토와 R&D를 기반으로 하는 합작 벤처회사 이뮨온시아를 설립하기도 했다. ●R&D 기반 임상연구 벤처도 연내 가동 이를 통해 유한양행은 지난해 제노스코사로부터 기술 도입된 비소세포폐암 표적치료제 ‘YH25448’에 대한 전임상 연구를 완료하고 12월 임상 연구계획을 승인받아 올해 초 임상1상에 진입한 상태다. 이뮨온시아도 지난해 하반기 설립을 완료하고 본격적인 임상연구를 위한 정비에 속도를 내고 있다. 업계에서는 이르면 올해 안으로 첫 후보물질의 임상 돌입이 가능할 것으로 내다보고 있다. 한미약품도 지난해 6월 100억원을 들여 개발 초기 단계의 신약 후보물질을 발굴하고 신생 제약·바이오 벤처에 투자하는 역할을 맡을 한미벤처스를 설립했다. 앞서 한미약품은 미국의 바이오벤처 ‘알레그로에’에 2000만 달러를 투자해 망막질환 치료제 루미네이트를 공동 개발하는 등 협업을 통한 가시적인 성과를 보인 바 있다. 동아ST는 지난해 2월 스웨덴의 바이오벤처 비악티가와 공동연구 및 기술이전 계약을 체결하고 후성유전학 기반 차세대 항암제 개발에 나섰다. 비악티가가 보유하고 있는 선도물질에 대한 최적화연구를 비롯해 전임상, 임상 등 항암 신약개발 과정을 함께 진행해 나간다는 계획이다. 또 5월에는 삼성서울병원, 메디포스트와 미숙아 뇌실 내 출혈(IVH)에 대한 줄기세포치료제를 공동 개발하는 협약을 체결했다. 3개 기관이 IVH 줄기세포치료제를 공동개발하고 동아ST가 IVH 적응증에 대한 전 세계 독점 개발 및 판매권을 갖는다. ●유전성 난청 치료 후보물질 공동 연구 지난 2월에는 연세의료원과 희귀질환인 유전성 난청 치료제 후보물질 도출을 위한 공동 연구 계약을 체결했다. 선도물질의 탐색은 연세의료원에서, 이후 최종 후보물질의 도출은 동아ST에서 맡는다. 최근에는 에이비엘바이오 항체신약 개발을 위한 양해각서(MOU)를 체결하기도 했다. 에이비엘바이오가 보유한 초기 단계의 항체신약 후보물질에 대한 공동 연구와 추가적인 신규 과제의 발굴을 진행하고, 임상개발과 상업화를 담당한다는 내용이 골자다. 대웅제약은 2015년 1월 줄기세포치료제 분야에서는 국내 최초로 강스템바이오텍과 제대혈 동종줄기세포치료제 ‘퓨어스템’에 대한 국내외 판권 및 공동개발 계약을 맺은 데 이어 4월에는 양사가 함께 중국 심양의학원과 협약을 체결해 중국시장 진출 기반을 마련했다. 같은 해 7월에는 독일 의료기기업체 헤라우스 메디컬과 퇴행성 관절염 체료제를, 지난해 6월에는 서울대학교병원과 줄기세포치료제 상용화를 위한 MOU를 각각 체결하기도 했다. ●적혈구 생성인자 제제 올부터 印尼판매 또 지난해 11월에는 국립 인도네시아 대학, 인도네시아 반둥공과대학과 각각 바이오의약품 개발 및 교육 분야 협력에 대한 MOU를 체결했다. 이어 12월 인도네시아 식약청(BPOM)으로부터 적혈구 생성인자 제제인 에포디온의 품목허가를 취득해 올해 1월부터 판매를 시작했다. 이 밖에도 대웅제약은 지난해 10월 경기 용인시에 외부 전문가와 함께 연구를 진행할 수 있는 설비를 갖춘 대웅바이오센터를 추가 개소하는 등 오픈 이노베이션 확대에 박차를 가하고 있다. 녹십자는 2006년부터 제넥신과 지속형 빈혈치료제 GX-E2의 공동 개발을 이어 와 현재 임상2상이 진행 중이다. 지난해 중국, 인도네시아 등지에 기술 수출이 이뤄지면서 국내 제약사와 바이오벤처 사이의 오픈 이노베이션 성공 사례로 평가받고 있다. 레고켐바이오와 공동개발 중인 항응혈제 GC2107도 최근 미국에서 임상1상을 완료했다. 오픈 이노베이션 전략의 일환으로 바이오벤처에 대한 투자도 지속적으로 추진하고 있다. 2005년 면역치료제 개발전문기업 바이오리더스에 투자를 시작한 데 이어 2011년 마크로제닉스, 2013년 아르고스와 유바이오로직스, 최근 싸이퍼롬에 이르기까지 다수의 기업에 투자가 이뤄졌다. 국내 제약사들이 오픈 이노베이션에 잇따라 뛰어드는 이유는 신약 개발의 위험부담 때문이다. 이미 노바티스, 화이자, 로슈 등 세계적 제약사들은 실패의 위험과 R&D 비용을 줄이는 방편으로 오픈 이노베이션을 적극 추진해 왔다. 반면 단순 복제약 위주로 몸집을 키워 왔던 국내 제약업계는 그동안 외부로의 기술이나 전략 유출을 우려해 이를 꺼려 왔다. 그러나 점차 경쟁력 강화를 위한 신약 개발의 필요성이 대두되면서 오픈 이노베이션이 효율적인 방편으로 급부상하고 있다. 신약을 개발할 때는 평균 약 10년 정도의 시간과 조 단위의 대규모 자본이 투입되는 반면 성공 확률이 극히 낮은데, 협업을 하면 투자비용을 줄이는 동시에 성공 확률을 높일 수 있기 때문이다. 제약업계 관계자는 “아무리 규모가 큰 제약사도 모든 분야에서 연구개발을 혼자 진행하는 것은 사실상 불가능하기 때문에 역량을 갖춘 외부 자원을 적절히 활용하려는 시도가 늘고 있다”며 “특히 해외 진출에 있어서 규제 이해도가 높고 인허가 노하우를 갖춘 다국적기업과의 협업이 선호되는 추세”라고 말했다. 김희리 기자 hitit@seoul.co.kr

우리는 누구나 크고 작은 스트레스를 겪으며 산다. 면접시험 등 긴장감이 고조되는 상황에 처하면 자신도 모르게 천천히 심호흡을 하며 마음을 가다듬으려 한다. 정신의학에서는 공황장애와 같은 불안장애 환자에게 복식호흡을 치료법으로 활용하기도 한다. 잠시라도 숨을 쉴 수 없다는 느낌을 갖게 되면 심한 공포감을 느끼게 된다. 그래서 호흡과 뇌기능, 특히 정서 상태는 깊은 관련이 있는 듯하다. 뇌 속에 호흡을 조절하는 부위가 있다는 것이 밝혀진 것은 지금으로부터 25년 전이다. 잭 펠드먼 미국 캘리포니아대 로스앤젤레스캠퍼스(UCLA) 교수는 뇌간에서 호흡을 조절하는 3000여개의 신경세포를 발견해 ‘뵈트징어 복합체’라고 명명했다. 이렇게 호흡중추를 발견했지만 당시만 해도 여전히 한숨, 하품, 킁킁거림, 웃음, 울음 등 다양한 호흡패턴이 어떻게 발생하는지 밝히진 못했다. 또 호흡중추의 신경세포체인 ‘뉴런’들이 뇌의 다른 부위와 어떻게 상호작용하고 있는지 규명하지 못해 호흡과 신체, 정신과의 연관성은 여전히 미스터리였다. 지난해 초 펠드먼 교수는 마크 크라스노 미국 스탠퍼드의대 교수와 호흡중추 내에서 ‘한숨’을 유발하는 뉴런들을 찾아냈다. 최근 크라스노 교수팀은 호흡중추의 뉴런을 유전학적 방법으로 조사해 각성 유도 효과가 있는 뉴런을 밝혀냈다. 이 뉴런들은 호흡중추 내 다른 뉴런들의 신호를 모니터링하면서 빠른 호흡이 감지되면 각성 센터인 ‘청반’이라는 뇌 부위로 신호를 보내 정신이 번쩍 들도록 만든다. 이어서 청반이 자율신경계를 자극하면 심장이 빠르게 뛰고, 입이 바짝 마르며, 호흡이 빨라짐과 동시에 심리적 불안감이 나타난다. 결과적으로 몸과 마음 모두 높은 긴장 상태가 된다. 이 뉴런들의 기능을 좀더 정확히 알기 위해 해당 뉴런을 제거한 생쥐 모델을 만들어 낯선 환경에 노출시키자 생쥐는 ‘쿨하게’ 아무런 반응을 보이지 않았다. 의식적으로 호흡을 천천히 함으로써 이 뉴런들의 활성화를 차단하면 청반의 안정화를 유도할 수 있고 긴장과 스트레스 반응을 최소화할 수 있다는 뜻이다. 생쥐의 두뇌 속 깊은 곳에 모여 있는 신경세포체가 생각하고, 느끼고, 행동하는 것까지 폭넓게 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 사람을 대상으로 호흡과 정서 상태의 관계를 설명하는 연구 결과도 최근 발표됐다. 제이 고트프리드 노스웨스턴대 교수팀은 피험자를 모집해 호흡센서를 부착한 상태로 컴퓨터 화면에 0.1초 동안 나타나는 얼굴 사진의 정서 상태를 판단하거나 기억력을 측정하는 테스트를 진행했다. 그 결과 놀랍게도 공포에 대해 빠르고 정확하게 반응하는 것은 주로 숨을 들이마실 때였다. 긴박한 상황에서 의식적으로 코로 숨을 들이마심으로써 반응속도를 빠르게 할 수 있다는 뜻이다. 반대로 긴장을 늦추고 싶을 때는 날숨을 천천히 내뱉음으로써 공포를 담당하는 부위의 활성도를 낮출 수 있을 것이다. 일반적으로 숨을 쉬는 것은 우리 몸에 산소를 공급하기 위한 행동으로 알려졌다. 하지만 우리는 경험적인 지혜로 숨을 통해 마음을 다스리기도 한다. 숨의 속도와 숨 쉬는 방법을 조절해 긴장을 줄이고 평정심을 유지한다. 심장이 일정한 리듬으로 뛰고 있듯 호흡도 일정한 리듬으로 나타난다. 한 가지 다른 점이 있다면 심장의 리듬은 마음대로 조절할 수 없지만, 호흡은 상당 부분 의식적으로 조절할 수 있다는 점이다. 요즘 부쩍 평정심을 찾고 감정에 치우치지 않는 냉철한 판단을 하는 것이 필요하다는 생각이 든다. 바쁜 일상 속에서 잠시 눈을 감고 깊은 심호흡을 해 보는 것은 어떨까.

‘FABP7’ 유전자 없는 사람이 더 숙면 생체시계 유전자 ‘CRY1’ 돌연변이 땐 수면 장애 발생… 수면 패턴도 불규칙 “불면증, 유전자 치료로 고칠 날 올 것”햇살이 따뜻한 봄이면 시도 때도 없이 졸음이 쏟아지는 춘곤증에 시달리는 사람들이 많다. 춘곤증은 환경변화로 인한 신체 적응과정이다. 이 때문에 1~2주 정도 지나면 사라지는 경우가 많은데 간혹 한 달 이상 지속되는 이들도 있다. 다양한 요인의 스트레스 때문에 불면증과 수면 부족에 시달리는 이들이 늘고 있기도 하다. 실제로 한 통계에 따르면 국내 불면증 환자는 400만명에 이르며 이 가운데 80% 이상은 불면증이 1년 이상 지속돼 수면 치료가 필요한 상태라고 한다. 잠은 생명을 유지하고 살아가는 데 필수적일 뿐만 아니라 고갈된 신경전달물질을 보충해 활발한 뇌 활동을 할 수 있게 도와주기도 한다. 뇌과학의 발달은 잠이 우리 몸과 뇌에 미치는 영향에 대해 많이 알려줬지만 빙산의 일각일 뿐이다. 이 때문에 “만약 잠이 우리 몸에 정말로 중요한 기능을 하지 않는다면 진화가 만들어 낸 가장 큰 실수”라고 말하는 생물학자들도 있다. 이런 가운데 잠의 비밀을 풀어낼 단초를 제공하는 논문들이 잇따라 발표돼 주목받고 있다. 미국과 일본 공동연구진은 포유류의 뇌에 있는 ‘제7형 지방산 결합 단백질’(FABP7)이 수면의 질을 결정한다는 연구결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 5일자에 발표했다. 연구에는 미국 워싱턴주립대 의대, 펜실베이니아대 의대, 위스콘신 매디슨대, 일본 이화학연구소(리켄) 뇌과학연구소, 시가대 의대, 도호쿠대 의대 연구진이 참여했다. 연구팀은 FABP7 유전자를 제거한 생쥐와 일반 생쥐의 수면 패턴을 비교해 본 결과 FABP7 유전자가 없는 생쥐들이 훨씬 숙면을 취한다는 것을 발견했다. FABP7 유전자가 사람의 숙면에 어떤 영향을 미치는지 확인하기 위해 일본 오사카 지방의 한 무역회사에 근무하는 성인 남성 310명의 수면패턴과 DNA 분석을 실시했다. 그 결과 FABP7이 부족하거나 손상된 사람이 깊은 잠을 잔다는 사실을 알게 됐다. 이 현상은 초파리 실험에서도 확인됐다. 또 미국 록펠러대, 코넬대 의대, 터키 빌켄트대 공동연구진은 생체시계 유전자인 ‘CRY1’에 돌연변이가 생기면 수면 장애가 발생하거나 수면 패턴이 바뀐다는 연구 결과를 세계적 권위의 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 6일자에 발표했다. 새벽 늦게 자고 아침에 일어나기 힘들어하는 ‘올빼미형 인간’의 수면패턴과 DNA를 분석한 결과 이는 일종의 수면 지연장애로 판단했다. 연구팀이 터키인 6개 가구의 수면패턴을 분석한 결과 올빼미형 인간들은 CRY1 유전자에 돌연변이가 발생해 있어 늦은 시간에 잠자리에 들었고 수면패턴도 불규칙하다는 사실을 밝혀냈다. 제이슨 가트너 워싱턴주립대 의대 교수는 “잠은 진화 과정에서 동물의 유전자에 새겨진 일종의 문양으로, 이번 연구를 통해 모든 종들이 공통적으로 갖고 있는 수면 메커니즘이 있다는 것을 추정할 수 있다”며 “심한 불면증 환자를 유전자 치료로 고치는 날이 올 것”이라고 말했다. 마이클 영 록펠러대 유전학 교수는 “유전적 문제가 있다고 해서 수면 패턴을 바꿀 수 없는 것은 아니다”라며 “불규칙한 수면 패턴과 습관을 바꾸려는 노력과 잠자리 환경을 개선한다면 수면 문제를 일정 부분 해결할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

현대의 인공지능(AI) 기술은 가히 혁신적이라고 할 만큼 다양한 분야에 적용되고 있다. 현실적인 문제 해결의 도구로서 AI는 이제 장애인을 비롯한 사회적 약자에게까지 편의를 제공할 정도로 발전했다. 이것은 AI의 특성이 반영된 자연스러운 결과다. 인간의 인식·추론·판단을 대체하는 AI 기술은 장애로 인해 부족한 기능을 보완해 줄 수 있기 때문이다.대표적인 예로 유튜브(미국 구글의 동영상 사이트)의 자막 서비스가 있다. 이것은 음성을 자막화하는 기술인데 2009년에 처음 소개된 이래 하루에 약 1500만번 활용될 정도로 저변이 확대됐다. 최근 유튜브는 구글의 기계학습 기법을 활용해 자막 서비스를 한층 강화했다. 박수 소리, 웃음, 노크 소리부터 동물의 울음, 한숨 소리까지 인식해 청각장애인이 영상을 더 잘 이해하고 즐길 수 있는 환경을 제공한다. 또한 이미지나 영상을 설명하는 AI 기술은 시각장애인에게 도움을 줄 수 있다. 이미지 인식 분야는 이미 인간의 인지능력을 능가할 정도로 성숙했다. 이에 따라 이미지를 설명하는 ‘이미지 번역’ 기술 역시 상용화 수준에 근접해 정밀한 상황 묘사로 시각장애인에게 실감 있는 정보를 전달한다. 최근에는 이미지보다 더 복잡한 계산을 요구하는 영상으로까지 확대돼 각종 국제 경진대회가 개최되는 등 활발한 연구개발이 진행되고 있다. 이용자 편의를 위해 영상을 일목요연하게 요약하는 기술도 개발되고 있다고 한다. 한편 2011년 퀴즈쇼 ‘제퍼디’에서 우승했던 미국 IBM의 AI ‘왓슨’은 자폐증 환자를 돕는 기능을 익히고 있다. 과거의 기술이 자폐증의 원인을 규명하고 유전학적으로 치료하는 데 중점을 뒀다면, 현재의 IBM 왓슨은 자폐증 환자와 효과적으로 의사소통을 하는 수준을 지향하고 있다. 예를 들면 자폐증 환자가 구사하는 언어와 표현을 학습해 환자의 의도를 파악한다. 자폐증 환자와 의사소통을 하기 위해 목소리의 억양을 조정하는 등 대상에 최적화된 기술도 제공한다. 사회적 약자를 위한 AI 기술은 우리가 반드시 지향해야 할 기술이다. 이는 AI를 인류에 이로운 방향으로 활용하자는 ‘오픈(Open)AI’의 철학과도 일치한다. 오픈AI는 테슬라 모터스의 최고경영자 일론 머스크와 와이콤비네이터의 샘 올트먼이 출자한 비영리단체다. 오픈AI의 역할은 AI를 악의적으로 이용할 경우에 대비해 모두가 공유할 수 있는 AI 기술을 공개하는 데 있다. 기계가 인간을 지배할 것이라는 막연한 두려움보다는 AI 기술을 활용해 보편적인 공익을 추구하는 문화가 확산돼야 할 것이다.

美·벨기에·아일랜드 연구팀 “인류 코 모양 차이 기후변화 탓” 美·네덜란드 대학연구진도 “지구 더워지면 포유류 몸 작아져” ‘종의 기원’으로 유명한 영국의 진화학자 찰스 다윈은 1835년 남미 갈라파고스 제도를 여행하면서 섬에 사는 핀치새 13종의 부리가 다르다는 사실을 발견했다. 다윈은 핀치새들의 부리 모양이 먹이 종류에 따라 다른 것을 보고 진화에 대한 아이디어를 얻어 자연선택설을 주장하고 비둘기 교배실험 등을 통해 부리 모양 변화가 가능하다는 것을 발견했다.●핀치새 부리모양 연구로 진화론 뒷받침 이후 미국 프린스턴대 진화생물학자인 피터, 로즈메리 그랜트 부부는 1973년부터 지금까지도 갈라파고스 제도의 작은 섬 대프니메이저에서 2000여 마리의 핀치새를 연구하고 있다. 핀치의 몸무게, 깃털 색, 부리 크기, 먹이 종류, 짝짓기 습관과 상대 등을 모두 데이터로 만들어 2009년 다윈의 진화론을 뒷받침하는 연구결과를 발표했다. 이들의 연구결과는 미국 과학저술가 조너선 와이너의 ‘핀치의 부리’라는 책으로 대중들에게 알려지게 됐다. 미국과 스웨덴 국제연구진은 갈라파고스 제도에 사는 핀치새 15종 120마리의 유전체 분석을 통해 ALX1이라는 유전자에서 나타나는 변이 때문에 부리에 변화가 생긴다는 사실을 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 발표해 다윈과 그랜트 부부의 연구를 뒷받침하기도 했다. 진화론의 핵심은 모든 생명체는 환경에 따라 진화한다는 ‘자연선택설’이다. 식생의 변화에 따른 적응이 진화인데 이는 기후변화로 인해 발생한다는 것이다. 지난 16일 미국 공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘PLOS 유전학’에는 사람의 코 모양도 기후변화에 따른 진화의 산물이라는 논문이 실리기도 했다.●지역 혈통별 3D 얼굴 촬영 특징 비교 미국 펜실베이니아주립대, 일리노이 어바나-샴페인대, 벨기에 UZ루벵, 아일랜드 더블린 트리니티칼리지 공동연구진은 추운 고위도 지방과 더운 저위도 지방 사람들의 코 모양이 기후에 따라 달라졌다는 연구결과를 발표했다. 연구진은 남아시아, 동아시아, 서아프리카, 북유럽 혈통을 가진 476명의 3차원(3D) 얼굴 사진을 촬영해 특징을 비교했다. 그 결과 따뜻하고 습한 지역에서 살았던 민족은 콧구멍의 폭이 상대적으로 넓은데 반해 북유럽처럼 춥고 건조한 환경에 사는 민족은 상대적으로 좁은 콧구멍을 가진 것이 발견됐다. 고위도 지방에 사는 사람의 콧구멍이 좁은 이유는 몸에 좋지 않은 차고 건조한 공기를 최소한으로 흡입함으로써 콧속 수분 함량과 온기를 유지하기 위한 것으로 해석됐다. 아슬란 자이디 펜실베이니아주립대 유전학 교수는 “현재 인류의 코 모양 차이는 기후변화에 대한 자연선택으로 결정됐다”며 “그렇지만 현대에 들어와서 기후변화에 대응할 수 있는 다양한 과학과 의학이 등장하면서 기후에 대한 적응 형태가 달라질 수 있다”고 말했다. 또 미국 뉴햄프셔대, 콜로라도칼리지, 미시간대, 네덜란드 델프트공과대 공동연구진도 기후변화와 인류의 변화에 대한 재미있는 연구결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 15일자에 발표했다. 연구진은 지구가 뜨거워질수록 포유류의 몸집은 작아진다는 사실을 밝혀냈다.●포유류 몸집 작아지자 치아도 작아져 지금으로부터 5600만년 전 지구는 갑자기 평균온도가 5~8도 급상승하는 팔레오세-에오세 최고온기(PETM)를 맞게 됐다. 원래 온도로 되돌아가는 데 10만년 이상 걸렸는데 이 과정에서 지구상 수많은 생명체가 사라지고 포유류가 전 세계로 퍼져 나가게 됐다. 살아남은 포유류들은 모두 몸집이 작아진 것으로 추정되고 있다. 연구팀은 몸집과 치아 크기가 직접 연관성을 갖는다는 데 착안했다. PETM 전과 후의 말 치아 화석을 비교한 결과 PEMT 이전보다 이후의 치아화석이 30% 정도 작다는 것을 확인했다. 그 이후 PETM 때만큼은 아니지만 다시 더워진 5300만년 전 에오세 최고온기 2기(ETM2)에도 이전보다 14% 정도 치아의 크기가 작아진 것을 발견했다. 연구팀은 지구온난화기에 몸집이 작아지는 현상은 포유동물들에게서 나타나는 공통적인 진화반응으로 해석했다. 플로리다 자연사박물관 고생물학자 조너선 블로흐 박사는 “이번 연구결과는 기후변화가 포유류의 크기 변화를 가져올 수 있다는 사실을 확인한 것”이라며 “이 연구결과를 바탕으로 지구 온난화를 통해 미래에 동식물에 일어날 수 있는 변화를 예측할 수 있는 동시에 기후변화의 가장 확실한 결과는 포유류의 체격 변화라는 것을 알 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

정부가 2013년부터 4년간 누리과정비 11조∼12조원 정도를 투입해 유치원과 어린이집에 다니는 3~5세를 지원하고 있다. 2016년 10월 현재 이 연령의 유아 70만 4138명 중 만 3세의 98%, 만 4세의 88%, 만 5세의 91%가 유치원·어린이집에 다니고 있다. 이로 인해 우리나라는 유아교육을 보편화하는 데 성공한 나라가 됐다. 동남아 국가들의 부러움을 사고 있을 뿐 아니라 유아교육 정책입안자들이 앞다투어 배우러 오는 나라이기도 하다. 하지만 최근 충격적인 소식이 들렸다. 경기 지역의 일부 유치원·어린이집이 페이퍼컴퍼니를 설립하거나 경비를 개인 선물·의류 구입, 가족여행비로 쓰는 경우가 드러났다. 급식 위생관리가 부실한 경우도 많았다. 전국에 있는 8930개 유치원, 4만 2517개 어린이집의 0.002%에 불과한 극히 일부분에서 일어난 문제점이지만 학부모들은 “아니 돈을 그렇게 많이 벌어?”하며 불신감을 일반화했다. 이런 상황에도 정부가 재정지원을 계속해야 할까? 대답은 ‘그렇다’이다. 규모가 큰 곳 일부를 제외하면 전국 영유아교육기관 거의 대부분은 영세하다. 정부 지원금이 있어야 질 좋은 교재 및 교구를 준비해 교육 수준을 높일 수 있다. 부모들도 교육비 부담이 줄었다며 반긴다. 이 연령대 아이들을 둔 주변 젊은 부모들의 실제 반응이다. 재정운용의 공공성·투명성·책임성은 지속적인 점검에 의해 차차 확보하면 될 일이다. 재정지원이 더욱 중요한 이유는 만 0~2세 영아 때문이다. 후성유전학자·신경범죄학자·정신건강의학자들이 뇌세포를 연구한 결과 생후 1000일에 뇌신경세포가 폭발적으로 연결돼 이 시기의 교육이 중요하다고 하지만, 우리 정부는 이 일의 중요성을 간과한다. 또 정신건강의학자들은 태어나기 전부터 아기들에게 애착을 형성하도록 하는 게 중요하다고 주장한다. 2012년 이후부터 후성유전학자들은 출생 직후부터 만 2세 이전에 뇌에 행복감과 공감이 자리잡는 등 인성이 뿌리내린다고 강조하기 시작했다. 신경범죄학자들 역시 아기 때부터 뇌의 감정조절 장치가 올바른 방향으로 작동하도록 양육해야 미래의 공격성·폭력성을 줄일 수 있다고도 한다. 양질의 초기 교육을 강조하는 실험 결과는 많지만 이 일은 저절로 되는 것이 아니다. 가정에서는 부모와 가족들이 따뜻한 마음으로 보살펴야 하고, 어린이집에서 대부분의 영아기를 보내야 하는 아기들은 대리엄마인 교사들이 이 중요한 일을 해내야 한다. 영아의 발달에 적합한 방식으로 말 걸어주고 호기심을 일으키고 또래와 문제가 발생할 때 감정 조절하는 방법을 이 어른들이 아이들에게 알려주어야 한다. 엄마·아빠·교사, 아니 우리나라 어른들 모두 아기 사랑하는 방법을 배워서 그 방법을 몸에 익혀 실행할 수 있어야만 한다. 그런데 우리나라는 만 0~2세를 위한 그 무엇도 준비되어 있지 않다. 그러니 3~5세 교육처럼 0~2세도 교육부가 담당해 제대로 해보자고 말하고 싶다. 보건복지부가 해도 되지 않겠느냐는 의견도 있겠지만, 교육부가 하는 것이 합당하다. 무엇보다도 1915년부터 유아교사 양성, 교사연수, 장학지도, 0~2세 및 3~5세 영유아들의 발달에 대한 구체적인 연구가 교육부 및 교수들에 의해 계속 진행되어 왔기 때문에 복지부보다는 시행착오를 덜 거치며 이 일을 해낼 수 있다. 부모 교육 및 영아 교육 프로그램을 갖고 있는 교육부와 대학 유아교육학과·보육과·아동학과 교수들이 서로 협력하면서 지속적으로 연구하고, 또 엄마·아빠·교사들을 교육하며 0~2세 아이들을 제대로 키워보자. 저출산으로 아기들이 대폭 줄어든 지금, 우리들은 서로 전공이 다른 이들의 기싸움이나 예산액에 매달리는 부처 이기주의가 언젠가 해결되기를 바라며 기다릴 시간이 없다. 단 한 명의 아이라도 놓칠 수 없기 때문이다.

인간의 뇌는 약 860억개의 신경세포로 이뤄져 있다. 올해 세계 인구가 75억명이라고 하니 우리 뇌에는 세계 인구의 12배에 가까운 신경세포가 살고 있다는 의미다. 이렇게 많은 뉴런이 어떻게 조직화돼 감각, 운동, 사고, 감정을 통합해 기능하는지 불가사의한 일이다. 1920년대 독일 예나대의 정신과 의사인 한스 베르거는 세계 최초로 인간의 뇌에서 일어나는 전기적 작용을 실시간으로 기록하는 ‘뇌파 측정기’를 개발했다. 후두엽에서 생기는 ‘알파파’, 깊은 수면 중 발생하는 ‘델타파’와 렘수면에서 생기는 ‘세타파’, 각성 시기에 뚜렷한 ‘베타파’, 선택적 집중 과정에 나타나는 ‘감마파’에 이르기까지 다양한 뇌 활동의 리듬이 밝혀졌다. 여기서 감마파 영역의 뇌 활동은 인지기능뿐만 아니라 여러 가지 정신질환과도 관련돼 있어 주목할 만하다. 감마파는 대뇌피질의 ‘억제성 신경세포’와 ‘흥분성 신경세포’의 상호작용에서 발생하며, 특히 억제성 신경세포의 기능이 떨어질 때 생성 능력이 감소한다. 뇌 과학은 억제성 신경세포가 정상적으로 작동해야 뇌세포들이 일제히 억제되고 일제히 활성화되는 동기화가 가능하다는 사실을 밝혀냈다. 필자는 이런 관점에서 전두엽 아래쪽의 ‘기저전뇌’에서 특정 억제성 세포군이 대뇌피질의 감마파를 조절하는 데 결정적인 역할을 한다는 것을 밝혀낸 바 있다. 오케스트라처럼 대뇌피질의 신경세포가 리듬을 이뤄 작동하도록 돕는 ‘지휘자 신경세포’가 존재하는 것이다. 미국 매사추세츠공대(MIT) 리후에이 차이 박사팀은 최근 ‘광유전학’을 이용해 치매 치료 가능성을 실험했다. 기억을 담당하는 ‘해마’ 부위의 억제성 신경세포에 빛에 반응하는 단백질 ‘채널로돕신’을 발현시킨 뒤 40㎐의 빛으로 자극을 준 것이다. 예상대로 뇌파에서 40㎐의 리듬이 증가하는 소견이 발견됐고, 치매 유발물질로 알려진 ‘아밀로이드 베타’ 단백질은 유의미하게 감소했다. 더 흥미로운 사실은 뇌 속에서 이물질을 제거하는 ‘미세아교세포’가 함께 활성화됐고 이 세포가 다량의 아밀로이드 베타 단백질을 포식하고 있는 것이 포착된 것이다. 연구팀은 여기서 멈추지 않고 외부 조명으로 40㎐의 뇌파 리듬을 주면 어떤 결과가 나오는지 실험해 보기로 했다. 실험 생쥐를 40㎐로 깜빡이는 조명을 설치한 상자 안에 두고 하루 1시간씩 일주일간 노출시키는 실험을 수행했다. 이 실험에서도 같은 결과가 나왔다. 아직 낙관하기에는 이르지만, 뇌 리듬을 활용해 치매를 비롯한 신경정신과 질환의 치료에 한 걸음 다가갈 수 있는 가능성을 엿본 것이다. 뇌파 리듬은 사람과 첨단 공학기술을 연결해 주는 매개체로 이용되기도 한다. 즉, 뇌파 리듬을 분석해 어떤 행동을 하려는지, 어떤 말을 하려는지 미리 알아낼 수도 있다. 이런 기술을 응용해 뇌와 기계 또는 뇌와 컴퓨터를 직접 연결해 작동시키는 첨단 기술이 개발되고 있다. 드라마나 영화에서 심전도가 1자를 그리면서 ‘삐’ 소리를 내는 장면으로 죽음을 표현하는 것을 흔히 본다. 하지만 심전도가 정상이라도 뇌파가 리듬을 보이지 않고 일자를 그린다면 의학적으로는 뇌사의 증거로 판단한다. 어쩌면 우리는 삶과 죽음을 구별하는 중요한 단서를 리듬에서 찾고 있는지도 모른다. 리듬은 ‘시간’이라는 변수와 ‘반복성’을 주요 요소로 갖고 있다. 다시 말해 시간 축을 향한 반복적인 활동이 바로 건강의 지표일 수 있는 것이다. 우리의 심장과 뇌가 그러하듯 외부 조건의 변화에도 리듬을 잃지 않고 조화롭게 반응할 수 있을 때 비로소 건강하다 할 수 있음을 잊지 말아야 하겠다.

흑인 어머니와 백인 아버지 사이에서 파란 눈의 백인 아이가 태어날 확률은 얼마나 될까? 특히 두 명의 아이가 모두 백인이라면 더욱 놀라운 일이다. 영국 잉글랜드 버팅엄셔주 밀턴케인스 지역에 거주하는 흑인 아내 캐서린 하워스(35)와 백인 남편 리차드(37)는 지난해 3월 딸 소피아가 태어났을 때 무척 놀랐다. 소피아가 먼저 태어난 오빠처럼 하얬기 때문이다. 캐서린은 3년 전 아들 요나를 얻을 당시엔 자신이 희귀한 열성 백인 유전자를 가지고 있다고 믿었다. 그러나 둘째 아이도 완전히 백인일거라고는 생각하지 못했다. 남편 리차드 역시 둘째 아이는 첫째보다 어두운 피부색을 지니고 태어날 것이라 여겼다. 아들 요나가 태어났을때, 캐서린은 "유전학 전문가가 ‘100만분의 1의 확률을 가진 아기’라며 아프리카계통의 산모가 백인아이를 가지는 것은 정말 놀라운 일이라고 말했다"고 밝혔다. 그래서 간호사가 첫 아이를 잘못넘겨줬다고 생각하기도 했다. 이어 그녀는 "그러한 일이 다시 한번 일어날 가능성은 하늘의 별따기와 같다고 들었기에, 딸 소피아가 흰 피부에 파란 눈을 반짝이며 태어났을 때, 두 배의 충격을 받았다"고 설명했다. 두 번은 일어나지 않을 것이라고 확신했던 일이 눈 앞에 펼쳐졌기 때문이다. 캐서린은 나이지리아의 혈통을 가지고 있으며, 가족 중에도 백인유전자를 가진 이가 없다. 오래 전을 거슬러 올라가도 그녀의 가족은 모두 흑인이었다. 그럼에도 가족 중에 백인 유전자를 가진 누군가가 있을 것이라는 가설이 여전히 지배적이다. 분자유전학자 콜린 린치는 "사람들은 부부의 피부색이 섞인 아이를 가졌을거라고 상상할지 모르지만, 거기에는 100만분의 1의 확률로 백인 아이를 가질 수 있는 많은 유전자가 관련되어 있다"며 "여자의 먼 조상중에 백인 유전자가 있을 확률이 있고 '격세 유전'이라고 알려진 진화상의 회귀 때문일수도 있다"고 전했다. 이는 유전자의 재결합 기회나 태아의 유리한 환경상태 등에 의해 직접 조상인 부모보다 상당히 먼 조상에게서 유전될 수 있다는 의미이기도 하다. 이에 대해 남편 리차드는 "유전자 배열은 흥미로운 사실이지만, 아이들의 피부색은 중요하지 않다. 예쁜 아들과 딸 자체가 우리에겐 믿을 수 없는 행운이다. 아이들을 행복하고 건강하게 키우는 것이 가장 중요하다"고 말했다. 안정은 기자 netineri@seoul.co.kr

그녀는 제주 한림(翰林)에 산다. 그녀가 사는 집 마당엔 동백나무와 블루베리나무가 있다. 주먹만 한 열매를 단 하귤나무는 뒤란으로 가는 길목에 서 있다. 마루에 앉아 동백꽃과 담장 너머 마을을 한참 쳐다봤다. 육지에서 보지 못한 홑겹의 동백꽃이 바람에 흔들렸다. 공항에서 한림으로 올 때 갤 듯한 날씨는 어느새 흐릿해졌고 제법 바람도 불고 있었다. 5년 전 이선자(37)·윤민상(38) 부부는 이 집에 정착했다. 그녀는 충북 오창과학도시에서 신혼살림을 시작했다. 계획도시답게 오창은 잘 정리되어 있었고 호수가 있는 공원도 있었다. 녹지도 많은 편이었다. 하지만 인공적인 그 공간이 그녀에겐 답답했다. 2년에 한 번씩 이사를 해야 하는 전세살이도 힘들었다. 그녀는 자연과 더 가깝게 살고 싶었다. 그렇다고 꼭 농부가 되겠다는 마음은 아니었다. 귀농학교에 다니면서, 생명평화결사 운동을 하면서 농촌에서 사는 것이 꼭 농부로 살아야 하는 것은 아니라는 걸 배웠다. 농촌 마을의 구성원으로 사는 것만으로도 충분히 의미 있는 일이고, 생활 방식을 바꾼다면 적게 벌어도 풍요롭게 살 수 있을 거라는 확신이 있었다. 그녀는 자신의 신념을 믿고 제주도로 내려왔다. 하지만 제주 생활은 녹록지 않았다. 연고도 없고, 큰 자본도 없는 그녀에게 제주는 그저 낯선 땅에 불과했다. 돈벌이는 날품팔이일 뿐이었다. 살기 위해 닥치는 대로 일을 해야 했다. 태풍으로 양철지붕 반쪽이 날아갔다. 어마어마한 제주의 바람을 실감했다. 집안 여기저기서 출몰하는 지네도 낯설고 무서웠다. 기름값이 아까워 세 식구는 방 하나에서 먹고 놀고 잠을 자야만 했다. 그러나 무엇보다 그녀에게 힘들었던 것은 육아였다. 제주로 들어올 때엔 세 식구였지만 이듬해 쌍둥이가 태어났다. 세 명의 아이를 키워야 하는데 육아를 도와줄 사람이 아무도 없었다. 그녀는 바다 저편 섬에 와 있었던 것이다. ●첫해에 흙살림 회원에게서 귤밭 500평 임대 받아 그러던 중 흙살림 제주도지부 회원에게서 500평 규모의 귤밭을 임대받았다. 또 그 집에서 농업 인턴을 하면서 고정 수입도 생겼다. 그 후 그녀는 금악리 마을문고에서 저녁에 문고지기 아르바이트도 하고, 비상근직이지만 ‘제주 식생활 교육네트워크’ 사무국장으로도 일했다. 남편도 마을 정미소로, 콩나물 공장으로 일을 나갔다. 생활비도 벌어야 했지만 육아 시간도 확보해야 했다. 밤 시간과 새벽 시간을 나눠 가며 부부는 일과 육아에 매달렸다. 시간이 지나면서 농사는 점점 자리가 잡혀 갔다. 첫해에 500평이던 귤밭은 지난해 6500평으로 늘었다. 그사이 남편 윤씨가 후계농업인 교육을 받고 일부 자금을 융자받아 1000평 규모의 밭도 장만했다. 그녀가 엄마로부터 백과사전 한 질을 선물받은 것은 초등학교 4학년 때였다. ‘지구와 우주’를 읽던 밤 광활한 우주에서 자신이 얼마나 작은 존재인지 어렴풋이 알게 되었다. 그때 시작된 우주와 별에 대한 관심은 고등학교 때까지 이어졌다. 천문 동아리 활동도 하고, 천체에 관한 책도 읽으며 과학자가 되고 싶은 꿈을 키웠다. 그러다 서울대 농대에 들어가 생물학이나 유전학을 배우면서 미시적인 세계에 눈을 뜨게 되었고, 그 신비에 매료됐다. 대학 3학년, 농대 불교동아리 친구들과 인도로 성지순례 배낭 여행을 갔다. 여행 도중 친구가 발을 다쳐서 일주일 정도 한 마을의 스리랑카 절에 머물게 되었다. ‘불가촉천민’(인도의 최하층 신분)들이 사는 아주 가난한 마을이었다. 때아닌 혹한으로 마을에서는 매일 노인과 아이들이 몇 명씩 얼어 죽었다. 오직 살아남기 위해 하루하루를 사는 그들의 모습을 보면서 많은 생각을 했다. 당장 추위와 배고픔에 죽어 가는 사람들이 있는데, 좋은 직장을 구하기 위해 스펙을 쌓고, 돈을 많이 버는 것이 부질없어 보였다. 범지구적인 차원에서 보면 그런 삶은 어리석고, 한 생명으로써도 무의미하다고 생각했다. 그런 고민 속에서 농사의 가치를 다시 보게 되었다. ●스물세 살, 불교귀농학교 다니면서 본격 준비 스물세 살, 인드라망 불교귀농학교에 다니면서 본격적인 귀농을 준비했다. 현실적으로 당장 귀농이 어려웠는데 그때 ‘한살림’과 ‘흙살림’을 알게 되었다. 대학교 4학년 2학기 때부터 3일은 학교에 다니고 3일은 청주 흙살림으로 출근했다. 흙살림에서는 친환경 농산물 인증과 친환경 농업 교육, 친환경 농자재 영업관리 등의 일을 했다. 친환경 농산물 인증 일을 하면서 비무장지대(DMZ) 안의 벼농가들로부터 제주도 귤농장까지 전국의 농가들을 돌아다녔다. 현장을 둘러보고 농민들을 인터뷰하고 영농일지와 생산 계획서들을 검토하면서 농대 4년 동안 학교에서 배운 것과는 비교할 수 없을 만큼 많은 농업 지식을 쌓았다. 출산과 육아로 그만두기까지 5년 동안 흙살림에서의 경험은 농사를 시작한 제주 살이의 자양분이 되었다. 그녀가 흑보리밭 구경을 제안했다. 밭은 겨울 억새가 둘러싸인 언덕에 있었다. 검은 화산회토 사이로 초록빛 보리싹이 올라와 있었다. 자세히 봐야 보이는 실같이 가느다란 싹이었다. 흑보리 농사를 짓게 된 계기가 궁금했다. ●“손 덜 가며 직거래 가능한 작물로 흑보리 골라” “농사와 육아를 같이 하다 보니 이래저래 손이 덜 가면서 직거래를 통해 소득을 높일 수 있는 작물로 4년 전에 고른 것이 흑보리예요. 일반 보리보다 수확이 좀 적긴 하지만 맛이 좋아서 먹어 본 사람들은 거의 매년 재구매를 하거든요.” 2000평이라는 흑보리밭을 보면서 그 크기를 가늠하고 있었다. 서울에서 아파트 평수에만 익숙해 밭이나 논의 크기를 말하면 상상하기 어려웠다. 억새가 시작되는 밭의 끝지점을 보고 있을 때 그녀가 말을 잇는다. “농사라는 게 아주 창의적으로 내가 하고 싶은 걸 해 보고 성공시킬 수도 있지만 가장 기본은 주변의 농사를 따라 배우는 거지요. 제주에서도 우리 동네는 양채류와 보리, 콩 농사가 많아요. 반대편 구좌 쪽은 당근과 무를 주로 심고, 대정은 감자와 마늘. 이런 식으로 농사가 나뉘어요. 제주라고 해도 토질이나 기후조건이 서로 많이 다르니까요. 그래서 우리 동네에서 많이 하는 농사를 기준으로 생각을 시작할 수밖에 없었어요. 주변에서는 맥주보리를 많이 심어요. 그런데 맥주보리는 수매값이 너무 싸서 트랙터, 씨, 비료, 수확 비용 이런 거를 따지고 나면 몇 만평 하지 않는 이상 거의 남는 게 없어요. 조금이라도 소득을 높이기 위해 흑보리를 선택하게 된 거죠. 콩이나 보리 농사는 투자 비용이 많이 들지는 않으니까 크게 부담이 없어요. 대신 큰 돈도 못 벌지요.” 감귤농장은 지난해 6500평으로 늘었지만 수확량은 2015년 4000평 때보다도 줄었다. 택배로 보낸 게 1600박스다. 지난해 10월 태풍에 떨어진 것도 많고, 노린재의 피해도 큰 탓이다. 겨우내 귤을 먹고 싶은 사람들이 많아서 천혜향이나 한라봉 같은 다른 품종 귤들도 같이 하면 좋겠다고 했다. 하지만 그런 건 시설 투자를 많이 해야 한다. 그녀에겐 아직 그럴 여력이 없다. 또 귤시장 자체가 한·중 자유무역협정(FTA)이나 환태평양경제동반자협정(TPP) 같은 국제 무역 체제에 민감하게 영향을 받을 것 같아 섣부르게 투자하기란 쉽지 않는 일이다. ●“단순 가공·추가 비용 안 드는 귤칩도 택해” ‘요보록소보록’ 상표로 올해 새롭게 시작한 것이 귤칩이다. 귤칩은 품위를 맞추지 못한 귤을 가공해서 만든다. 귤잼, 귤주스, 귤정과도 시도해 봤지만 가공 과정이 복잡하고 병이나 설탕, 포장재 등 추가 비용이 들어서 포기했다. 귤칩은 단순 가공이면서 추가 비용도 들지 않고 직거래하기도 좋다. 8000평 규모의 농사와 흑보리, 콩농사, 귤칩까지 할 수 있었던 것은 이들과 함께 농사를 짓는 다른 가족이 있었기 때문이다. 이 두 집은 공식적으로는 아니지만 공동체 형태를 띠고 있다. 일당도 계산하고, 소득도 나눈다. 연매출은 4000만~5000만원에 불과하다. 아직 농사만으로 두 집이 먹고살 만큼 수익이 충분하지 않아서 품을 팔러 가야 한다. 그러나 농사를 매개로 한 공동체적 삶을 실험해 보는 것 자체가 의미 있다고 그녀는 생각한다. 귤 수입이 많으면 요보록소보록 농장 이름으로 목돈을 넣어 놓고 모든 영농자금 지출도 일원화하고 각자 기본소득 형태로 급여를 가져가는 실험을 해 보려고 한다. 이번 겨울엔 귤 판매 수익이 생각보다 적어 일단 그 실험은 어렵게 됐다. 기본소득은 귀농귀촌 적응을 위해서도, 농촌에서 안정된 생활을 위해서도 중요하다. 제주 생활이 안정되기까지 고정 수입을 가질 수 있었던 농업 인턴제도의 도움을 많이 받았던 그녀로서는 그런 신념이 더 확고해졌다. 네다섯 명이 함께 농사를 짓는 것이 그녀에게는 여러 가지로 좋은 모양이다. “그게 품앗이든 두레 형태든 함께 해 볼 수 있는 일이 많아요. 좀 더 큰 규모의 농사도 가능하고, 일도 더 재밌게 할 수 있어요. 혼자 땡볕에서 풀 깎고 약 치는 것과 두어 명이 같이 일하는 것은 효율 측면에서 달라요. 심적으로 의지되는 부분도 크고. 그런 면에서 서로 마음에 담아 두는 일을 만들지 않기 위해 많이 얘기하고 어떤 일이든 구체적으로 정해 놓으려고 해요. 일을 할 때 그 친구들의 상황과 마음을 배려하려는 노력을 하게 되어서 좋아요. 그럼으로써 함께하는 사람의 소중함을 배울 수 있으니까요.” 어릴 적 그녀가 되고 싶었던 몇몇 직업에는 분명 농부도 있었다고 한다. 이제 농부가 됐다. 대학 동기 중 농사짓는 사람은 그녀뿐이라고 한다. 친구들이 ‘행복해 보인다, 멋있다’고 말해 주면 우쭐하기도 하지만 한편으로 자신의 자리를 돌아보게도 된다. 다른 직업을 택할 걸 그랬나, 수백 번 생각해 봤다. 그래도 최선의 선택이었다는 결론에 이른다. 그리고 ‘아직은 잘 가고 있어’라고 스스로를 다독인다. “농부는 사람보다 자연에 가까운 사람이라고 생각해요. 농부가 좋은 것은 비록 몸은 고되지만, 마음은 어디 구속되어 있지 않고, 시간의 얽매임도 없고, 무엇보다 자기 주도적인 삶을 살 수 있는 거죠.” 한림, 그녀의 집 마당엔 아직도 동백꽃이 피어 있을 것이다. 그녀의 삶은 그 동백 꽃잎을 닮았다. 자신의 신념을 좇아 한 길을 걸어온 사람만이 가질 수 있는 빛깔이다. 순수하고 단단한 시간이 묻어 있다. 홑겹이지만 선명하고 붉다. ■글쓴이 소설가 강진 2007년 ‘현대문학’을 통해 단편소설 ‘건조주의보’로 등단. 소설집 ‘너는, 나의 꽃’, ‘피크’(공저), ‘캣캣캣’(공저) 등.

환경부 국립생태원은 5일 식물 ‘애기장대’에서 기후변화 위험요소에 대응하는 식물세포 신호전달 유전자 물질인 인산화 단백질 29종을 찾아냈다고 밝혔다. 이번 발견은 기후변화와 관련한 다양한 유용 유전자 확보와 식물의 기후변화 적응력 향상 완화 기반 마련을 위해 진행한 ‘기후변화에 의한 생물 적응 현상 연구’를 통해 이뤄졌다. 국립생태원 생태보전연구실 박형철 박사와 경상대 정우식 교수팀 공동연구진이 단백질을 분석한 결과 29종 가운데 7종은 최근 독일에서 밝혀낸 종이고, 22종은 이번에 세계에서 처음으로 발견된 것이다. 이들 22종의 단백질은 식물이 외부 상처 등 환경변화에 생명 보호를 위해 저항하는 방어반응이 작동할 때 인산화가 진행됐다. 이 같은 연구 결과 논문은 생명과학분야 국제학술지인 ‘플랜트 바이오 테크놀로지 리포트’ 2016년 12월호에 게재됐다. 연구진은 연구 내용을 구상나무 등 기후변화 취약종 적응과 보전을 위한 유전학적인 연구에 활용할 계획이다. 구상나무는 한라산과 지리산 등 일부 지역에만 서식하는 우리나라 특산종이나 기후변화의 영향으로 개체군이 축소되면서 세계자연보전연맹(IUCN)이 멸종위기종으로 등재했다. 세종 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

GMO 사피엔스의 시대/폴 뇌플러 지음/김보은 옮김/반니/348쪽/1만 6000원 ‘유전자 변형을 뜻하는 GMO(Genetically Modified Organism)라는 약어가 콩이나 옥수수를 수식하는 시대는 이미 지나갔다, 이제 GMO가 인간을 수식하는 시대가 왔다’고 주장하는 책이다. 유전자 변형 인류, 즉 GMO사피엔스의 시대가 먼 미래의 일이 아니라는 것이다. 실제 지난 4월 멕시코에서 미국의 한 연구팀에 의해 세 부모의 유전적 형질을 물려받은 아이가 태어났다는 사실이 최근에야 뒤늦게 알려지기도 했다. 유전병의 비극을 피하기 위해서였다. 생물학자이자 과학작가인 저자는 현재 기술 수준이면 문서 편집하는 것처럼 손쉽게 유전자를 잘라 붙이는 일이 가능해졌다고 이야기한다. 머리를 염색하고, 코를 높이듯 인간이 인위적으로 인간을 창조할 수 있는 ‘맞춤 아기’ 시대가 개봉박두했다는 뜻이다. 저자는 유전자 변형 인간의 시대를 맞아 유전자 변형 기술에 대해 본격적으로 논의해야 한다고 주장하며 다양한 GMO 기술을 소개하고 거기에 담긴 과학적·사회적 본질을 짚는다. SF 영화 ‘블레이드 러너’나 ‘가타카’ 등을 보면 유전자 조작 인류의 시대를 암울하게 그리고 있다. 생명윤리적 이유에서든, 종교적 이유에서든, 과학적 이유에서든 인류는 대체로 GMO에 대한 두려움을 갖고 있다. 복제양 돌리가 성공적으로 태어날 때까지 400번의 실패가 거듭됐다. 맞춤형 아기에게 어떠한 일이 일어날지는 쉽게 예견할 수 없다. GMO사피엔스의 다음 세대에 예상치 못한 사태가 발생할 가능성도 배제할 수 없다. 그럼에도 저자는 과학자 입장에서 작금의 상황을 중립적으로 서술한다. 저자는 “우리 아이들이 완벽한 존재가 되는 환상을 위해 유전학과 분투하는 일은 역설적으로 아이들의 삶을 허무하게 만들고 다양성을 줄이는 결과를 초래한다”면서도 “변화에 마음을 열고, 지식과 열정으로 무장하며 생명공학 혁명이 인류에게 펼친 거대한 긍정적인 영향을 받아들여야 한다”고 말한다. 홍지민 기자 icarus@seoul.co.kr

위궤양, 위식도역류증 치료에 쓰이는 프로톤 펌프 억제제(PPI) 계열의 제산제를 장기 복용할 경우 정자의 수가 감소할 수 있다는 연구결과가 나왔다고 데일리메일이 31일(현지시간) 보도했다. 　네덜란드 에라스무스대학 메디컬센터 연구팀은 PPI 제산제(프레바시드, 프릴로섹 등)를 복용하는 20~30대 남성들을 대상으로 조사와 검사를 진행한 결과 PPI 제산제를 6개월 이상 복용한 남성은 정자가 상당히 줄어들 가능성이 다른 남성에 비해 3배 큰 것으로 나타났다고 밝혔다. 　PPI 제산제를 6개월 이상 복용한 남성은 운동성이 활발한 정자의 수도 적었다. 반면 복용 기간이 6개월 미만인 남성은 대부분 정자가 건강했다. 연구팀은 PPI 제산제가 장내 환경에 변화를 일으켜 건강한 정자의 형성에 중요한 영양소인 비타민B의 결핍을 가져오기 때문에 정자의 수가 감소할 수 있다고 설명했다. 　이에 대해 영국 킹스 칼리지 런던(KCL)의 팀 스펙터 유전학 교수는 PPI 제산제는 비타민B를 만드는 장내 세균총(미생물 집단)을 교란시킨다고 밝혔다. 　스펙터 교수는 PPI 제산제를 며칠 정도 복용하는 경우는 장내 세균총이 그에 적응하지만 오래 복용하면 장내 세균총의 균형을 무너뜨릴 수 있다고 덧붙였다. 　영국의 경우 PPI 제산제 처방이 작년 55만 건을 기록했다. PPI 제산제는 대부분 의사의 처방이 필요하지만, 약국에서 의사의 처방 없이 살 수 있는 종류도 있다. 　PPI 제산제는 한 번에 계속 복용할 수 있는 기간이 최장 4주이지만 몇 달, 심지어 몇 년씩 계속 복용하는 환자들도 적지 않다고 데일리메일은 전했다. 　박기석 기자 kisukpark@seoul.co.kr

우리는 모두 기억 속에서 살고 있다. 현재의 나를 과거의 시간과 이어 주는 것이 바로 기억이다. 기억이 없다면 우리는 단 하루도 제대로 살아갈 수가 없다. 그렇다면 기억은 우리의 뇌 어디쯤에 기록되고 저장되는 것일까. 또 이런 과정은 어떻게 일어나는 것일까. 영국 유니버시티칼리지런던(UCL)의 존 오키프 박사는 실험쥐가 특정 구역에 갈 때 ‘해마’라는 뇌 부위의 세포가 활발하게 활동하는 현상을 발견했다. 그는 이 세포를 ‘위치 세포’라고 명명했고, 공간 기억을 형성하는 주요 세포라는 사실을 규명한 공로로 2014년 노벨 생리의학상을 받았다. 최근 이 위치세포가 단순히 위치뿐만 아니라 맥락을 기억하는 데 중요한 역할을 한다는 사실도 밝혀졌다. 미국 매사추세츠공대(MIT)의 도네가와 스스무 교수는 ‘광유전학’이라는 뇌과학 방법론을 활용해 맥락기억에 대해 흥미로운 실험 결과를 발표했다. 먼저 A 장소를 기억하는 위치세포를 외부의 빛으로 활성화할 수 있도록 광유전학적으로 조작한 쥐를 B 장소로 옮겼다. 이곳에서 빛자극을 통해 A 장소 위치세포를 활성화시킴과 동시에 발판에 약 1초간 약한 전류를 흘려줘 깜짝 놀라게 했다. 이렇게 학습된 실험쥐는 놀랍게도 전류로 인해 놀랐던 곳을 A 장소로 잘못 기억해 A 장소를 회피하고 오히려 B 장소를 선호하는 모습을 보였다. 이 실험은 해마의 위치세포가 맥락을 기억하는 데에도 기여하며, 기억의 오류가 발생할 수 있음을 시사한다. 스스무 교수는 호주에서 있었던 한 사건을 이 실험과 비교해 설명했다. 한 여성이 집에서 텔레비전을 보다가 강도에게 성폭행을 당했다. 이 여성은 한 정신과 의사를 범인으로 지목했다. 하지만 재판 과정에서 그 정신과 의사는 피해 여성이 보고 있던 텔레비전에 생방송으로 출연 중이었던 것으로 밝혀졌다. 충격적인 사건과 동시에 발생한 다른 사건이 기억을 재생할 때 오류를 일으킨 것이다. 이 사건과 도네가와의 실험은 잘못 기억하는 것이 가능하다는 것을 보여 준다. 미국 LA캘리포니아대(UCLA)의 알치노 실바 교수는 기억이 저장될 때 뇌세포와 뇌세포를 연결하는 구조물인 특정 ‘시냅스’에 배정된다고 주장했다. 기억이 무작위로 저장되는 것이 아니라 사건의 사실·느낌·소회, 사물의 색깔·모양·재질·용도 등이 각각 다른 세포, 다른 시냅스에 저장된다는 것이다. 우리의 뇌 속에는 약 1000조 개의 시냅스가 존재한다고 한다. 천문학적인 숫자이지만 ‘한정된 시냅스가 우리 일생의 기억을 담아내기에는 부족하지 않을까’라는 생각이 들 수도 있다. 그러나 70년이라는 기간을 ‘초 단위’로 환산하면 약 22억 초이고 1초에 50만 개의 시냅스가 할당되는 셈이니 기억을 저장한 시냅스가 부족할 일은 없을 것 같다. 뇌과학자들은 놀라운 뇌의 잠재력에 주목하지만 한편으로는 우리의 기억이 완전하지 못하다는 사실에 더 놀라기도 한다. 하지만 분명한 것은 기억을 바탕으로 우리는 매 순간을 살아가고 있다는 점이다. 우리의 뇌는 새로운 시냅스를 만들어 내기도 하고 제거하기도 하면서 기억할 건 기억하고 잊을 건 잊으면서 하루하루 살아가도록 균형을 잡아 주고 있다. 치매, 우울증, 각종 중독이나 자폐증에 이르기까지 뇌 질병은 기억 기능의 문제와 깊숙이 연관돼 있음을 잊지 말아야 한다. 기억에 관한 연구로 노벨 생리의학상을 수상한 에릭 캔들은 이런 말을 남겼다. “삶은 모두 기억이다. 너무 빨리 지나가서 잡을 수 없는 현재의 한순간을 제외하면 말이다.”

개와 더불어 인간에게 가장 사랑받는 반려동물인 고양이는 어떻게 전세계로 퍼져 인류의 마음을 '정복'할 수 있었을까? 최근 프랑스 파리에 위치한 자크 모너 연구소가 고양이의 '전세계 정복 과정'을 밝힌 흥미로운 연구결과를 유명 학술지 네이처(Nature) 최신호에 발표했다. 아직도 가축화가 끝나지 않은 고양이는 그 성격만큼이나 아직도 비밀이 많은 알쏭달쏭한 동물이다. 대표적으로 야생성이 강한 고양이의 가축화 시기를 놓고도 다양한 이론들이 제기될 정도. 현재까지 학계에서 받아들이는 주류 연구결과는 약 4000년 전 고대 이집트인들이 고양이를 길들여 전세계로 수출했다는 것이다. 이번 프랑스 연구팀은 고양이가 전세계로 퍼져나간 기원을 밝히기 위해 유전자 분석을 시도했다. 그 방법은 이렇다. 연구팀은 전세계 각지에서 발굴된 1만 5000년 전 부터 18세기에 이르는 208마리의 고양이에게서 미토콘드리아 DNA 샘플을 수집해 분석했다. 미토콘드리아 DNA는 죽은 세포나 미량의 시료에서도 추출이 가능하며 모계로만 유전돼 가계도를 거슬러 올라가 볼 수 있다. 그 결과 고양이가 전세계로 퍼져나가게 된 것은 2단계 과정을 거쳐 이루어졌음을 알 수 있었다. 먼저 중동지역의 야생 고양이가 퍼져나가 지중해 동부 지역 농가에 자리를 잡았다. 쥐를 잡는데 능숙한 고양이와 식량을 지키기 원하는 인류의 이해가 서로 일치한 것. 이는 곧 고양이 가축화의 시작으로 개의 가축화 과정과도 비슷하다. 두 번 째 단계는 수천 년 후로 이집트산 고양이의 이동이다. 기원전 4세기~서기 4세기의 이집트 고양이 미토콘드리아 DNA는 서기 7~10세기 독일 바이킹 지역에서 발굴된 고양이에서도 확인됐다. 바다를 사이에 두고 멀리 떨어진 곳까지 고양이가 확산될 수 있었던 것은 바로 인류의 항해 덕으로 풀이된다. 연구를 이끈 진화유전학자 에바-마리아 게이글 박사는 "배 안의 식량을 지키기 위해 고양이가 타기 시작했고 이후 고양이는 유라시아, 아프리카 등지로 퍼져나간 것으로 보인다"면서 "더 많은 샘플과 핵 DNA 추출 등 추가적인 연구가 있어야 정확한 고양이의 기원을 알 수 있을 것"이라고 밝혔다. 　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr