‘이기적인 유전자’의 저자 리처드 도킨스는 케냐에서 어린 시절을 보냈다. 아프리카의 대자연이 그를 진화생물학자이자 동물행동학자의 삶으로 자연스럽게 이끌었을 것 같지만 그렇지 않다. 도킨스는 집 밖에서 동식물을 관찰하기보다 책 읽기를 좋아하는 아이였다. 그런 그의 인생과 학문적 진로에 영향을 끼친 건 어린이책 ‘닥터 둘리틀’이었다. 도킨스는 “둘리틀 박사는 과학자이자 세계 최고의 자연학자이자 무한한 호기심을 지닌 사색가였다”며 “롤모델이라는 말이 만들어지기 오래전에 이미 그는 나를 자각시킨 롤모델이었다”고 했다. ‘몰입 이론’의 창시자인 미하이 칙센트미하이가 사회과학에 입문한 계기는 1948년 열네 살 때 친구와 벌인 내기였다. 당시 그가 살던 이탈리아 로마에서 우익 극단주의자가 이탈리아 공산당 지도자를 저격하는 사건이 발생했다. 칙센트미하이는 친구 실비오와 누구 동네에 공산당원이 더 많이 사는지를 놓고 말다툼하다 신문 가판대의 주요 일간지 판매량을 조사해 보기로 했다. 이 경험으로 통계학의 원리를 발견하게 된 그는 “서로 갈등을 빚고 있는 이념적 주장들을 적절한 증거로 검증할 수 있다는 생각에 고양됐다”고 회상했다. 세계적 석학들의 지식 프로젝트 모임 ‘에지’ 포럼의 편집자 존 브록만은 어느 날 철학자이자 인지과학자 대니얼 데닛, 하버드대 심리학자 마크 하우저 등과 저녁 식사를 하며 대화를 나누다 천재 과학자들이 어떻게 지금의 자리에 오를 수 있었는지 그 배경과 과정이 궁금해졌다. 브록만은 노벨상 수상자, 과학 베스트셀러 작가, 퓰리처상 수상자 등 26명에게 어렸을 때 과학자의 삶을 추구하도록 이끈 사건이나 자극을 준 계기와 영향을 미친 인물들에 관해 물었다. 스티븐 핑커, 레이 커즈와일, 하워드 가드너 등 쟁쟁한 석학들이 각자의 언어로 풀어쓴 글 26편을 모은 책이 ‘큐리어스’다. 각 분야에서 최고의 경지에 이른 필자들의 강한 개성만큼이나 글의 내용은 다채롭다. 다만 과학자, 사상가로서의 출발점이라는 핵심 주제에서 벗어나 개괄적인 이야기를 나열한 글도 적지 않아 아쉽다. 그럼에도 이들의 어린 시절에는 공통점이 있다. 호기심이다. 세상과 사물에 대한 궁금증으로 끊임없이 질문하고 탐구해 온 이들의 삶을 생생히 엿볼 수 있어 흥미롭다.

한 개체가 다른 개체와 짝을 이뤄 평생을 가는 일부일처제는 지구상에 존재하는 생명체가 자기 종을 유지하기 위해 선택하는 여러 번식법 중 하나입니다. 조류는 90% 이상이 일부일처제를 따를 정도로 압도적이지만 그 외의 포유류 중 일부일처제를 따르는 종은 늑대, 비버, 미어캣 등 5% 미만으로 알려져 있습니다. 그래서 인간이 왜 일부일처제를 도입했는지는 생물학계의 오랜 수수께끼 중 하나로 남아 있습니다. ●일부일처제 쥐 ‘부신’ 조사서 확인 이런 상황에서 미국 컬럼비아대, 뉴욕 맨해튼대, 알베르트 아인슈타인 의대, 캐나다 브리티시컬럼비아대 공동 연구팀은 지금까지 알려지지 않은 호르몬 생성 세포를 발견했으며, 이 세포가 활성화된 동물들은 일부일처제를 선택해 진화했을 것이라는 연구 결과를 내놨습니다. 이번 연구는 과학 저널 ‘네이처’ 5월 16일자에 실렸습니다. 특수 기능을 가진 세포가 동물의 행동을 조절하는 경우가 많이 있는데 정확한 메커니즘이 밝혀지지 않은 것들도 적지 않습니다. 연구팀은 두개골, 치아, 기타 해부학적 특징과 유전적으로도 매우 유사한 올드필드쥐(페로미스쿠스 폴리오노투스)와 사슴쥐(페로미스쿠스 마니쿠라투스)를 비교했습니다. 올드필드쥐는 일부일처제 종이며 부모 모두가 새끼를 정성으로 돌보지만 사슴쥐는 어미 쥐만 새끼를 돌보며 일부다처제 동물입니다. 친척뻘인 두 종이 왜 그렇게 다른 행동을 보이는지 파악하기 위해 과학자들은 ‘신체 호르몬 공장’으로 불리는 부신을 자세히 조사했습니다. 그 결과 올드필드쥐에게서 이전에는 발견되지 않았던 새로운 부신피질층을 찾아냈습니다. 그래서일까요. 일부일처제의 올드필드쥐의 부신은 일부다처제 쥐의 것보다 약 6배 무겁다고 합니다. 또 일부일처제 쥐는 일부다처제 설치류보다 부신피질에 Akrlc18이라는 유전자가 훨씬 많은 것으로 나타났습니다. 이 유전자는 여성 호르몬 중 하나인 프로게스테론을 20α-하이드록시프로게스테론(20α-OHP)으로 전환하는 효소를 발현시키는 것으로 밝혀졌습니다. 연구팀에 따르면 20α-OHP는 일부일처제와 새끼 돌봄을 유도하는 핵심 물질이라고 합니다. 실제로 일부다처제 쥐에게 20α-OHP 호르몬을 투여하면 일부일처제 성향을 보이며, 새끼 양육에도 적극적으로 나서는 것이 관찰됐다고 합니다. ●인간 행동 패턴, 유전자 영향 가능성 한편 올드필드쥐의 부신피질은 비교적 최근이라고 할 수 있는 약 2만년 전부터 진화한 것으로 확인됐습니다. 연구를 이끈 안드레 벤데스키 미 컬럼비아대 교수(진화 유전학)는 “이번에 발견된 호르몬은 사실 수십년 전 인간에게서 처음 발견됐지만, 지금까지 기능을 정확히 알지 못했다”고 말했습니다. 벤데스키 교수는 “이번 연구를 통해 인간의 일부일처제 기원과 부모의 양육 행동이 해당 호르몬 때문이라고 강력하게 추측해 볼 수 있다”고 덧붙였습니다. 이번 연구를 보면서 우리가 흔히 문화적으로 발생한 것으로 알고 있는 수많은 인간 행동이 사실 유전자나 호르몬 때문일 수 있다는 생각이 들었습니다. 리처드 도킨스의 말처럼 인간은 그저 이기적인 유전자나 호르몬의 조종을 받는 존재일지도 모릅니다.

유전자 지배 사회(최정균 지음, 동아시아) 과학책인가 하고 읽다 보면 사회학책 같은 느낌이 드는 희한한 책이다. 인간 유전체학자로 카이스트 바이오및뇌공학과 교수인 저자는 진화와 유전학적 관점에서 가정부터 정치, 경제, 사회 다방면에 현미경을 들이대고 오늘날 한국 사회에 만연한 불평등, 혐오 정치, 능력주의 문화에 강펀치를 날린다. 책은 ‘이기적 유전자’를 연상케 한다. 그렇지만 마지막 장에 이르면 이 책이 리처드 도킨스의 ‘이기적 유전자’를 확실하게 대체했음을 직감하게 될 것이다. 276쪽, 1만 7500원.내 마음을 모르는 나에게 질문하는 미술관(백예지 지음, 앤의서재) 서점에서 미술책을 고르다 보면 크게 두 종류로 나눌 수 있다. 하나는 인터넷에서 찾을 수 있는 이야기를 편집해 모은 것, 다른 하나는 어려운 이론과 용어로 범벅이 된 책. 이 책은 뭔가 다르다. 인생의 수많은 불쾌한 감정을 외면하지 않고 그림에 쏟아부은 뭉크에게서 결핍을 인정하는 용기를 배울 수 있다고 말하는 식이다. 이 책은 그림 앞에 섰을 때 느끼는 말로 표현하기 어려운 감정을 저자 역시 일반인들과 마찬가지 감상자로서 대신 이야기하고 답을 찾지 못했던 인생의 실마리를 찾을 수 있게 돕는다. 292쪽, 1만 9800원.걱정 중독(롤란드 파울센 지음, 배명자 옮김, 복복서가) 현대인의 앞에는 수많은 선택지가 놓여 있다. 그래서 점심 메뉴 하나 고르는 것조차 어려워하는 사람들이 부지기수다. 복잡한 현대사회는 사람들의 불안감을 부추긴다. 불확실성과 무수한 선택지가 결국 걱정과 불안에 사로잡히게 만드는 원인이다. 사회학자인 저자는 통계와 연구 자료 뒤에 존재하는 사람들을 직접 만나 보는 일을 통해 모든 사람을 ‘걱정 인형’으로 만드는 이면에는 단 한 번의 실수만으로도 나락에 떨어질 수 있다는 ‘실패 혐오’가 자리하고 있다고 지적한다. 452쪽, 1만 9500원.경제가 쉬워지는 최소한의 수학(오국환 지음, 지상의책) 많은 학생이 ‘수학을 못하면 문과나 가지’라고 생각한다. ‘수학은 못하지만 돈은 많이 벌겠다’며 경제·경영학과를 선택하는 경우도 있는데 입학해 보면 그렇게 싫어하던 수학을 다시 만나게 된다. 사실 대학 경제·경영학과 학생이 아니더라도 생활인으로 살아가기 위해서는 은행에서 적금 상품을 고르거나, 주식 투자를 고민하거나, 더 많은 연금을 받을 수 있는 방법을 고민할 때도 수학이 필요하다. 어려운 대학 경제 수학이 아니라 중고등학교에서 배운 통계나 함수, 방정식만으로도 경제를 훨씬 쉽게 이해할 수 있게 해 준다. 308쪽, 1만 8500원.

생물학, 의학 연구를 위해서는 생체를 이용한 임상실험이 필수적이다. 그렇지만 최근 동물권 보호의 목소리가 높아지면서 생쥐나 유인원 등을 이용한 실험도 줄어드는 추세다. 대신 신약 개발, 질병 치료, 인공장기 개발 등을 위해 ‘오가노이드’(organoid)나 ‘어셈블로이드’(assembloid)를 활용하는 사례가 늘고 있다. 오가노이드는 배아줄기세포, 성체줄기세포, 유도만능줄기세포 등을 3차원적으로 배양하거나 재조합해 만든 장기 유사체로 미니 장기, 유사 장기로 부른다. 어셈블로이드는 세포 재구성으로 만든 조립형 미니 인공장기다. 오가노이드가 인간 장기의 기능을 완벽히 구현해 내는 데 한계가 있는 점을 극복하기 위해 나온 것이다. 미국 스탠퍼드대 정신과학·행동과학과와 신경학과, 에모리대 인간 유전학과 공동 연구팀은 중증 신경 발달 질환인 티모시 증후군에 대한 유전자 교정 치료법을 개발했으며 뇌 오가노이드와 어셈블로이드로 실험해 효과를 확인했다고 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 4월 25일자에 실렸다.티모시 증후군은 인지 장애, 자폐 스펙트럼 증후군, 뇌전증 등 다양한 신경정신과 증상을 동반하는 질환이다. 신경세포의 칼슘 채널을 암호화하는 ‘CACNA1C’라는 유전자에 문제가 생기면서 나타나는 선천성 유전 질환으로 알려져 있다. 연구팀은 CACNA1C 유전자 일부를 표적으로 한 짧은 가닥의 합성 RNA인 ‘안티센스 올리고뉴클레오타이드’로 돌연변이 유전자 발현을 억제해 티모시 증후군을 치료할 수 있을 것이라는 아이디어를 제시했다. 이 방법을 실험하기 위해서 연구팀은 티모시 증후군 환자 3명의 줄기세포를 이용해 뇌 오가노이드를 만든 뒤 새끼 생쥐의 뇌에 이식했다. 생쥐가 커갈수록 티모시 증후군 환자의 뇌 오가노이드가 생쥐의 뇌와 완벽히 통합되는 것이 관찰됐다. 그다음 연구팀이 안티센스 올리고뉴클레오타이드를 주입한 결과 칼슘 채널 결함이 교정돼 티모시 증후군이 치료된 것이 확인됐다. 연구를 이끈 세계적인 신경과학자 세르지우 파스카 스탠퍼드대 교수는 “이번 연구 결과는 현재 치료 불가능한 신경 퇴행성 질환이나 신경 발달 장애 치료를 위한 신약 개발에 앞서 줄기세포 기반 오가노이드로 검증하는 것이 효과가 있음을 보여 준다”고 말했다.그런가 하면 스위스 로잔 연방공과대(EPFL) 생명공학연구소, 스위스 국립실험암연구소(ISRCEC), 레만 국립암센터, 바젤 로셰 혁신센터 공동 연구팀도 대장 오가노이드를 이용해 대장암 발병 과정을 상세히 파악하는 데 성공했다고 과학 저널 ‘네이처’ 4월 25일자에 발표했다. 오가노이드는 암세포의 움직임을 연구하는 데 많이 사용되고 있지만, 기존 방식으로 만들어진 오가노이드는 다양한 세포 유형과 조직 수준에서 나타나는 현상을 고해상도로 실시간 파악하기에는 어려움이 있다. 연구팀은 새로운 대장암 오가노이드 모델을 개발했다. 이 오가노이드 모델은 청색광을 이용해 원하는 부위에 암세포가 발생하도록 유도할 수 있는 한편 몇 주 동안 고해상도로 실시간 추적 관찰할 수 있다. 연구팀은 대장암 오가노이드를 생쥐에게 이식해 실험한 결과 실제 대장암 진행 과정과 같게 종양을 발달시킨다는 사실을 확인했다. 파스카 교수와 함께 오가노이드 연구의 세계적 석학인 마티아스 루돌프 EPFL 교수는 “오가노이드는 종양 성장과 관련한 복잡한 과정을 연구하는 데 도움이 되며 새로운 치료법 발견 속도도 앞당길 수 있게 해준다”며 “이번 연구는 이전에는 동물 모델에서만 볼 수 있었던 복잡한 과정을 모방할 수 있다”고 설명했다.

“임신하면 늙는다”는 엄마들의 이야기는 사실이었다. 임신이 실제로 여성의 생물학적 노화를 가속화할 수 있다는 연구 결과가 발표됐다. 8일(현지시간) 영국 일간 가디언, 워싱턴포스트 등에 따르면 미국 뉴욕 컬럼비아대학교 메일맨공주보건대 연구진은 임신 경험이 있는 여성이 그렇지 않은 여성보다 생물학적 나이가 더 많으며 여러 차례 임신한 여성의 경우 노화는 더욱 가속화한다는 연구 결과를 발표했다. 이 연구는 과학저널 미국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 연구진은 필리핀에서 여성 825명과 남성 910명 등 총 1735명을 대상으로 임신 이력과 DNA 샘플을 조사했다. 생물학적 나이를 추정하는 유전적 도구인 ‘후성유전학적 시계’를 활용해 실험 참가자들의 생물학적 나이를 계산했다. 그 결과 여성의 임신은 2~3개월의 생물학적 노화와 관련이 있으며, 임신 횟수가 많은 여성은 생물학적 노화가 더 빨라진 것으로 나타났다. 임신에는 유산, 사산, 정상 출산이 이뤄진 임신이 모두 포함됐다. 이러한 결과는 사회경제적 지위, 흡연 이력, 유전적 변이 및 참가자의 주변 환경 등을 모두 고려한 후에도 유효했다. 반면 동일한 건강 조사에서 같은 연령대의 남성들은 생물학적 노화 증가와 임신 횟수 사이의 연관성이 나타나지 않았다. 캘런 라이언 컬럼비아대 노화센터 연구원은 “우리 연구 결과는 임신이 생물학적 노화를 가속화하고 이러한 효과가 젊고 출산율이 높은 여성에게 명백하다는 것을 시사한다”면서 “우리는 노화 과정에서 임신의 역할과 생식의 다른 측면에 대해 아직 밝혀내야 할 것이 많다”고 전했다. 그러면서 “특정 개인의 후성유전적 노화 가속화가 수십 년 후 건강 악화나 사망률 증가에 어느 정도 영향을 끼칠지 모른다”고 덧붙였다. 한편 지난달 미국 예일아동센터, 예일대, 하버드대 연구팀은 국제학술지 ‘세포 대사(Cell Metabolism)’에서 “임신이 노화를 촉진하지만 출산이 이뤄지고 난 후에는 회복된다”고 발표한 바 있다. 연구팀에 따르면 임신은 생물학적 나이를 1~2년 증가시키지만, 출산 3개월이 지나면 오히려 생물학적 나이가 3~8년 젊어진다. 이런 경향은 임신 전 체질량지수(BMI)가 높을수록 약했고, 모유 수유만 한다는 경우에 강했다. 임신 전 몸무게가 작을수록, 출산 후 모유 수유를 고집할수록 몸이 젊어졌다고 해석할 수 있다.

소뇌는 과거의 경험을 바탕으로 행동을 조정하는 학습 방식에 핵심적 역할을 한다. 그렇지만, 과거를 통해 현재의 행동을 바꿀 수 있는 학습이 어떻게 가능한지는 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 세계적인 신경과학 및 의학 연구 기관 중 하나인 포르투갈 샴팔리마우드 연구재단 과학자를 중심으로 한 연구팀이 살아있기는 하지만 기능적으로 변형된 신경세포인 ‘좀비 뉴런’을 우연히 발견했다. 연구팀은 좀비 뉴런과 연관된 등반 섬유의 활동이 연상 학습에 절대적으로 필요하다는 것을 밝혀냈다. 이 연구 결과는 신경과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 신경과학’ 4월 2일 자에 실렸다. 소뇌는 움직임과 균형 조정에 관여해 운동 학습에 중요한 역할을 하며, 행동을 개시하기 전 학습된 미세 움직임을 조절하는 기능을 하는 것으로 알려졌다. 소뇌는 복잡한 길을 걷거나 체육 활동을 하는 데 필수적이다. 또 감각 신호를 특정 행동과 연관시키는 학습 과정에서도 중요하다. 찰랑거리는 컵을 조심스럽게 드는 것처럼 시각 신호를 동작 반응과 연결하는 것도 소뇌의 역할이다. 어떤 행동을 수행하는 데 한 번 실수했다면, 그 실수에 대한 정보는 뇌의 연결 강도를 조정하는 데 사용돼 나중에 비슷한 상황에 놓이면 실수하지 않게 하는 식이다. 연구팀은 오류나 학습 신호가 뇌 내에서 어떻게 학습돼 행동 변화를 유도하는지에 주목했다. 연구팀은 등반 섬유와 운동 기능에 중요한 역할을 하는 소뇌의 푸르키네 세포의 관계를 분석하기 위해 생쥐 실험했다. 연구팀은 ‘눈 깜박임 조건화’ 실험했다. 연구팀은 건강검진에서 안압을 측정할 때처럼 눈에 가볍게 공기를 분사해(에어퍼프) 생쥐가 눈을 깜박이는 동시에, 광유전학 기술로 신경세포에 자극을 가했다. 광유전학은 빛으로 특정 세포를 켜거나 끄는 기술이다. 연구팀은 등반 섬유를 빛으로 직접 자극하자, 공기 펌프를 쐈을 때처럼 눈을 깜박이는 것을 확인했다. 연구팀은 소뇌에 있는 다른 유형의 뇌세포들도 똑같이 눈 깜박임 조건화 실험을 하며 자극했지만, 등반 세포처럼 학습 효과가 나타나지 않는 것을 확인했다. 연구팀은 등반 세포에서 ‘채널로돕신-2’(ChR2)라는 빛에 민감한 단백질이 발현되는 것을 발견했다. ChR2가 활성화된 생쥐에게 에어퍼프 방법으로 눈깜박임을 학습시키려고 했지만, 완전히 학습하지 못한다는 사실을 발견했다. 등반 섬유에 ChR2가 있으면 원래 특성을 잃고 표준 감각 자극에 반응하지 못한다. 결국 동물의 운동 학습 능력을 완전히 차단한다는 것이다. 연구팀에 따르면 이번 연구를 통해 특정 뉴런의 신호 전달을 완전히 차단하지 않고, 특정 뉴런의 활동 패턴을 조절할 수 있음을 확인했다. 이에 연구팀은 기능적으로는 살아있지만, 평소처럼 뇌 회로와 상호작용을 하지 않는다고 해서 ‘좀비 뉴런’이라고 이름을 붙였다. 연구를 이끈 타티아나 실바 박사는 “이번 연구 결과는 등반 섬유 신호가 소뇌 연관 학습에 필수적이라는 강력한 증거”라며 “ChR2 발현이 뉴런의 좀비화로 이어지는 것이 다른 형태의 소뇌 학습에도 적용되는지 추가 연구를 진행할 예정이다”라고 말했다.

콤부차는 차를 우린 물에 유익균을 넣어 발효시킨 음료다. 톡 쏘는 탄산과 새콤달콤한 맛이 있고, 혈압을 낮추고 암을 예방하며 대사성 질환과 간 보호 효과까지 있다고 알려지면서 최근 인기가 높아지고 있는 음료다. 미국 노스캐롤라이나대 채플힐 캠퍼스 분자생물학 및 유전학과, 생물학과, 세포생물학 및 생리학과, 통합 생명·게놈과학과 연구팀은 콤부차의 효과가 콤부차 내 미생물이 만드는 독특한 대사 과정 때문이라고 30일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 유전학’ 3월 29일 자에 실렸다. 콤부차에 대한 다양한 효과가 알려지면서 인기를 끌고 있는데, 막연히 프로바이오틱 미생물 때문으로만 알려져 있을 뿐 명확히 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 콤부차 내에 있는 유익균을 실험 곤충인 ‘예쁜 꼬마선충’에게 섭취하도록 한 다음 신진대사에 미치는 영향을 분석했다. 그 결과, 콤부차에 포함된 효모와 박테리아가 예쁜 꼬마선충의 장에 서식하면서 단식 중에 발생하는 것과 유사한 대사 변화를 일으키는 것을 확인했다. 연구팀에 따르면 프로바이오틱 미생물은 지방 대사에 관여하는 유전자 발현을 변화시켜 지방을 분해하는 물질은 더 많이 만들어 내고, 중성지방 생성은 억제해 체내 지방 저장량을 감소시킨다. 이는 콤부차의 유익균들이 숙주의 몸에 충분한 영양분이 있을 때도 공복과 같은 상태를 유발한다는 것이다. 예쁜 꼬마선충에서 관찰된 이런 현상은 사람이 콤부차를 섭취했을 때 나타나는 건강상 이점과 일치한다는 것이다. 연구를 이끈 롭 도웬 교수는 “이번 연구에서 밝혀낸 콤부차에서 발견되는 프로바이오틱 미생물이 지방 축적을 억제하고 중성지방 수치를 낮추고 지질을 저장하는 소기관의 크기를 줄인다는 사실은 눈길을 끈다”라고 말했다. 도웬 교수는 “이번 연구 결과를 바탕으로 보완적 건강 관리 접근 차원에서 콤부차 섭취를 권장할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

전 세계에 단 7마리 밖에 없는 희귀종인 갈색 대왕판다(자이언트 판다)의 ‘비밀’이 밝혀졌다. 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)의 보도에 따르면 중국과학원 동물학연구소 연구진은 갈색 대왕판다의 유전자를 해독한 결과, 갈색 판다는 색소 침착과 관련된 유전자인 ‘Bace2’의 일부 염기서열이 빠져있다는 것을 확인했다. 연구진은 흰색과 검은색 털을 가진 보통 판다 29마리와 갈색 대왕판다 2마리의 유전자를 비교 분석했다. 여기에는 현재 시안에서 사육되고 있는 갈색 판다인 ‘치자이’와 치자이의 부모, 치자이가 낳은 새끼 판다 등의 유전자도 포함됐다. 또 약 4년 전 발견된 갈색 판다인 ‘단단’과 단단의 가족 유전자도 분석했다. 분석에 이용된 유전자 중 갈색 판다는 치자이와 단단 둘 뿐이다. 분석 결과 갈색 판다는 약 30만 년 전 쓰촨 대왕판다로부터 분리된 것으로 파악됐다. 부모로부터 돌연변이 유전자 사본을 물려받으면서 털 색깔이 달라졌다는 것이다. 다만 연구진은 유전잗 돌연변이의 원인은 찾아내지 못했다. 연구진은 “아마도 쓰촨성의 기후가 다른 친링상맥의 특정 환경과 연결되어 있기 때문인 것으로 추정된다”면서 “한때 근친교배가 유전적 돌연변이의 원인일 수 있다고 여겨졌지만, (갈색 판다는) 근친교배보다는 자연적인 변이의 결과일 가능성이 더 크다”고 설명했다.이 밖에도 갈색 판다의 털에서는 멜라닌 세포에서 생성되는 색소 과립인 멜라노솜의 크기가 일반 판다에 비해 더 작고 개수도 적은 것으로 확인됐다. 치자이와 단단의 털과 일반 판다의 털을 비교 분석한 결과, 갈색 판다의 멜라노솜은 보통 판다보다 평균 55% 작고, 멜라노솜의 개수는 22% 적은 것으로 나타났다. 연구를 이끈 중국과학원 동물학연구소의 웨이푸웬 박사는 “유전자나 염기서열이 누락될 경우 털 색깔이 바뀔 수 있다는 사실을 확인했다. 이는 유전학적 관점에서 완전히 새로운 발견”이라고 밝혔다.앞서 미국 캘리포니아대학 연구진은 2017년 발표한 논문에서 판다의 털 색깔이 흰색과 검은색으로 이뤄진 이유에 대해 “판다의 얼굴 대부분과 목, 배와 엉덩이가 흰색을 띠는 것은 포식자를 피해 새하얀 눈에 파묻혀 몸을 숨기기 위한 것”이라면서 “반면 팔과 다리의 털이 검은색인 것은 열대우림처럼 곳곳이 어둡거나 그늘이 드리워진 장소에서 위장하기 편하도록 진화한 결과”라고 설명한 바 있다. 이어 “판다가 주로 먹는 대나무는 체내 저장이 잘 되지 않고 칼로리도 낮다. 때문에 동면을 취하는 다른 동물들과 달리 판다는 4계절 내내 끊임없이 먹이를 찾아 움직여야 했다. 이것이 판다가 눈(雪)에 숨기 위해 흰색을, 그늘이나 나무에 숨기 위해 검은색 털을 모두 가지게 된 이유”라고 덧붙였다. 갈색 판다, 전 세계 단 7마리…푸바오보다 높은 인기 자랑 갈색 판다의 비밀을 밝힌 연구 결과는 국제 학술지 ‘미국립과학원회보’(PNAS) 최신호(5일)에 실렸다. 갈색 판다가 처음 세상에 공개된 것은 1985년이다. 지금까지 발견된 갈색 판다는 단 7마리 뿐이며, 모두 중국 산시성(省) 친링산맥에 서식한다. 이중 유일하게 사육 중인 치자이는 14살 수컷 대왕판다로, 갈색과 흰색이 섞인 털을 가졌다. 야생에서 처음 발견된 뒤 시안에 있는 루관타이 야생동물보호센터에서 보살핌을 받고 있다. 치자이는 중국인 사이에서 ‘황제’로 불릴 만큼 높은 인기를 자랑한다. 치자이에게는 새끼들이 있지만, 새끼들은 모두 흰색과 검은색 털을 가진 보통 판다다.

셀트리온 창업자의 K리더십정 많고 의리 있는 스타일로 인기남다른 비전·스토리에 ‘개미’ 열광장관·시장 즐비한 제물포고 21회 “친구들·학교 발전에 발 벗고 나서”34세에 대우차 임원 돼 경영 공부 대우 해체 뒤엔 차장 5명과 창업“셀트리온 성공비결은 인재” 강조 서정진 셀트리온 회장은 글로벌 바이오시밀러(바이오의약품 복제약) 시장을 선도하는 셀트리온을 설립하는 과정에서 두터운 열성 팬층을 형성한 창업자(파운더)로 유명하다. 소액주주 개미 투자자들이 서 회장의 비전과 스토리에 열광하며 셀트리온을 코스닥 대장주로 끌어올렸다면, 정 많고 의리 있는 서 회장의 한국적 리더십은 지금의 셀트리온을 있게 한 밑거름이 됐다는 평가다. ●고향 ‘청주 인맥’… 선뜻 후원회장도 서 회장은 지금은 충북 청주시로 통합된 청원군 오창읍 두암리에서 아버지 서병규(93)씨와 어머니 정필순(2013년 작고)씨의 2남 2녀 중 장남으로 태어났다. 청주교대 부설초와 청주중을 다니다 가족과 함께 상경했다. 셀트리온제약 오창공장에서 차로 3분 거리인 고향 집 인근에는 아직도 큰어머니와 일가 식구들이 살고 있다. 서 회장은 청주 출신 후배들과도 긴밀한 교류를 이어 왔다. 인천지검장 시절 인연을 이어 온 청주 출신 김진모(58) 전 검사장이 청주 서원구 국회의원 예비후보로 나서자 선뜻 후원회장을 맡았다. 봉사활동을 계기로 친분을 쌓은 청주 출신 배우 이범수(54)씨는 셀트리온엔터테인먼트 대표이사를 맡기도 했다. 서 회장의 아버지는 산림청 소속 지방공무원, 연탄 배달, 쌀장사, 방앗간 등 다양한 직업을 거쳤다. 아버지 일을 돕던 서 회장은 고교 진학이 늦어져 고교 평준화가 이뤄지지 않았던 인천 제물포고로 진학하게 된다. 호적 생일은 1957년생이지만, 실제 생일은 1956년생인 서 회장은 두 살 어린 1958년생들과 함께 하숙하며 고교 생활을 했다. 학창 시절을 함께 보낸 인천 인맥은 유무형의 자산이 되어 훗날 인천에서 셀트리온을 창업하는 데 밑바탕이 됐다. ●제2의 고향… ‘황금세대’ 제고 21회 서 회장이 제물포고에 입학했던 1974년에는 서울보다 고교 평준화가 늦은 인천으로 우수한 학생들이 몰렸다. 서 회장이 졸업하던 1977년 제물포고 21회는 서울대에 100명 넘는 졸업생을 합격시키며 황금 세대를 이뤘다. 고교 동기로는 권재홍(66) 전 MBC 부사장, 박남춘(66) 전 인천시장, 박양우(66) 전 문화체육관광부 장관, 조호연(66) 씨티씨바이오 회장, 차동민(65) 전 서울고검장, 홍종학(65) 전 중소벤처기업부 장관 등이 있다. 셀트리온 사외이사를 맡았던 이요셉(66) 인일회계법인 고문회계사, 조균석(65) 이화여대 법학전문대학원 교수, 전병훈(67) 해병대 예비역 소장도 모두 동기다. 한 고교 동기는 “제고 21회는 잘된 친구들이 많은 집단인데 그중에서도 서정진 친구는 여러 가지 일에 발 벗고 나서는 훌륭한 친구”라며 “친구들과 학교 발전을 위해서 도움을 주는 좋은 친구”라고 전했다. ●바이오 ‘건대 인맥’… 창업 ‘대우 인맥’ 셀트리온 초기 창업 멤버 중에는 바이오 관련 전공자가 한 명도 없었다. 부족했던 바이오 인맥은 건국대 산업공학과 77학번인 서 회장의 건대 인맥에서 찾았다. 미생물학과 78학번 채정모씨의 소개로 만난 조명환(68·현 한국 월드비전 회장) 건국대 생명과학특성학과 교수는 멘토인 바루크 블럼버그 미국 펜실베이니아대 교수와 토머스 메리건 미국 스탠퍼드대 에이즈 연구소장을 소개했고 이후 넥솔바이오텍 공동 설립에 나서기도 했다. 산업공학과 85학번인 정청래(59) 더불어민주당 의원도 서 회장이 흉금을 터놓는 후배 중 하나다. 서 회장은 1983년 삼성전기에 입사해 1986년 한국생산성본부 전문위원으로 직장을 옮겼다. 이후 대우자동차를 컨설팅한 것을 계기로 1990년 34세의 나이에 대우차 상임경영고문(전무이사대우)으로 임원 생활을 시작했다. 10년 가까운 대우차 임원 생활은 서 회장이 세계 시장을 상대로 창업에 나서는 큰 자산이 됐다. 서 회장은 1999년 말 대우그룹 해체 후 ‘실업자’가 된 다섯 명의 대우차 기획조정실 차장들과 함께 다음 해결책이란 의미의 ‘넥솔’(넥스트 솔루션)을 창업했다. 2009년 셀트리온헬스케어로 이름을 바꾼 넥솔은 자본금 5000만원에 기업경영 자문, 전자상거래, 무역업, 농수산물 가공 판매 등 다양한 사업을 추진했다. 그중 그물망 전략으로 추가했던 바이오 사업(넥솔바이오텍)이 지금의 셀트리온으로 이어졌다. ●한국인 인재가 성공 배경 서 회장은 셀트리온의 성공 바탕에는 인재가 있었다는 이야기를 빼놓지 않는다. 미국 벡스젠에 있다 셀트리온에 합류한 신승일(86) 전 미국 뉴욕 알베르트아인슈타인의과대 유전학과 교수는 당시 에이즈백신 공장 부지를 물색하던 벡스젠을 설득하는 데 큰 힘이 됐다. 국내 최초 식물세포 배양공장을 운영해 온 이현수(82) 전 삼양제넥스 부사장도 셀트리온에 합류해 아시아 최대 동물세포 배양공장을 짓는 데 힘을 보탰다. 홍승서(67·현 로피바이오 대표이사) 전 삼양제넥스 부장은 미국 법인장을 맡아 해외시장을 개척하는 첨병 역할을 했다. 이후 합류한 녹십자 출신 윤정원(58) 사장, 장신재(61) 셀트리온 아시아퍼시픽 PTE 대표이사, 권기성(55) 수석부사장, 이수영(52) 부사장, 양성욱(54) 전무, 임병필(53) 상무,최병욱(53) 상무 등은 연구개발부터 생산 부문까지 셀트리온을 움직이는 중추 역할을 했다.

인간 행동이 유전자의 영향을 받는지, 환경에 더 좌우되는지는 철학, 심리학, 생물학 등 다양한 분야에서 중요한 연구 주제였습니다. 공부를 잘하는 데 지능지수처럼 유전적 영향이 큰지, 노력과 환경의 영향을 더 많이 받는지에 대한 논쟁과 결을 같이합니다. 유전 결정론은 인간 행동이 유전자와 유전적 요소에 의해 결정된다는 관점입니다. DNA에 내장된 정보가 성격, 지능, 성향, 질병에 대한 취약성까지 결정한다는 것이지요. 반면 환경 결정론은 한 개인이 자라면서 겪는 사회적, 문화적, 경제적 요건이 인간 행동에 더 큰 영향을 미친다는 것입니다. 과거와 달리 요즘은 행동을 유발하는 데 유전적 요인과 환경적 영향이 복잡하게 상호작용한다는 연구 결과들이 속속 발표되고 있습니다. 최근에는 뇌에서 행동을 조절하는 유전자 또한 상황에 따라 반응하는 조절 네트워크 내에서 작동한다는 사실이 밝혀지기도 했습니다. 미국 일리노이대 어바나샴페인 캠퍼스의 게놈 생물학 연구소, 곤충학과, 작물과학과, 럿거스대 사회학과 공동 연구팀도 인간 행동의 원인을 좀더 정확히 알기 위해서는 환경적 영향 분석을 유전자 연구에 통합하는 방법 개발이 필요하다는 진단을 내놨습니다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 2월 28일자에 실렸습니다. 게놈 분석 기술의 발전은 행동은 물론 유전자 발현까지도 유전과 환경 모두에서 영향을 받는다는 점을 잘 보여 주고 있습니다. 사실 무수히 많은 형질이 어떤 유전자와 관련돼 있는지 실험적으로 규명하는 것은 쉽지 않습니다. 그나마 최근에는 전장 유전체 연관분석(GWAS) 기술 덕분에 생물체 형질과 관련 있는 유전자 위치를 유전체 전반에 걸쳐 확인하고 탐지할 수 있습니다. 그렇지만 환경 변수를 통제하기가 어려운 인간은 GWAS만으로 유전과 환경의 상호 관계를 쉽게 밝혀 낼 수 없습니다. 이에 연구팀은 초파리의 공격성에 관한 연구를 통해 유전자·환경 상호작용의 복잡한 본질을 폭넓게 이해하기 위해 환경 데이터를 통합한 확장 GWAS 구축이 필요하다고 제안했습니다. 또 동물 연구에서 얻은 통찰력을 인간 연구에 더 적극적으로 적용해야 한다고도 지적했습니다. 동물 실험은 유전자와 환경이 어떤 방식으로 뇌 유전자 조절 네트워크를 구축하고 그에 따른 행동을 유발하는지 보여 줄 수 있다는 말입니다. 인간 행동과 관련한 유전자·환경 상호작용의 복잡성과 그 이면을 이해하기 위해서는 자연과학자인 생물학자와 인문·사회과학의 다학제 간 협력이 중요하다고 연구팀은 밝혔습니다. 행동에 대한 유전적 영향과 환경적 영향을 연결하는 분자 메커니즘을 밝혀 내기 위해서는 뇌 오가노이드(인공 장기)와 새로운 형태의 뇌 영상 기술도 필요하다고 강조했습니다. 진 로빈슨 일리노이대 어바나샴페인 교수(곤충 사회행동학)는 “행동의 원인 연구는 건강과 질병에 있어 유전과 환경의 관계를 더 잘 이해하는 데 도움이 된다”며 “우생학이나 인종 차별 같은 유전학의 결정론적 사고와 관련된 위험도 줄일 수 있는 만큼 좀더 정밀한 연구법이 필요하다”고 말했습니다.

치매는 건강하고 행복한 노년을 방해하는 대표적인 질환이다. 그중 알츠하이머는 치매의 50~70%를 차지하는 원인이다. 대기 오염에 많이 노출될 경우도 알츠하이머가 발생할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 에모리대 연구팀은 교통 관련 대기 오염에 많이 노출된 사람들이 알츠하이머와 관련된 아밀로이드 베타 단백질 응집체가 발생할 가능성이 크다고 밝혔다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘신경학’ 2월 22일 자에 실렸다. 연구팀은 치매 연구를 위해 사망 후 뇌를 기증하기로 동의한 224명의 뇌 조직을 분석했다. 연구팀은 연구 대상자들의 사망 당시 집 주소를 기준으로 교통 관련 대기 오염 노출 정도를 조사했다. 연구팀은 도시 지역 대기 오염 주원인 중 하나인 초미세먼지(PM2.5) 농도에 주목했다. PM2.5는 공기 중에 떠다니는 지름 2.5㎛(마이크로미터) 미만의 오염물질 입자다. 연구 대상자들의 사망 시 평균 나이는 76세로 사망 전 1년 동안 평균 노출 수준은 1.32㎛/㎥이었고 사망 전 3년 평균은 1.35㎛/㎥였다. 연구팀은 대기 오염 정도와 아밀로이드 베타와 타우 단백질 응집을 비교했다. 그 결과, 사망 1년 전과 3년 전 대기 오염에 더 많이 노출된 사람들의 뇌에서 아밀로이드 베타와 타우 단백질 응집이 더 많이 발견됐다. 연구팀에 따르면 사망 전 1년 동안 PM2.5 노출이 1㎛/㎥ 많아질수록 단백질 응집이 2배 늘어났고, 사망 전 3년 동안 더 많이 노출된 사람은 단백질 응집 수치가 87% 더 높았다. 연구팀은 알츠하이머 유발 유전자 변이인 APOE e4가 없는 사람도 대기 오염에 노출되면 알츠하이머 치매 단백질이 늘어나는 것을 확인했다. 연구를 이끈 안케 휴엘스 에모리대 교수(역학·환경보건학)는 “이번 연구 결과는 교통 관련 대기 오염으로 발생하는 미세 입자 물질이 뇌 아밀로이드 베타 단백질 응집을 촉진한다는 것을 보여준다”고 말했다. 휴엘스 교수는 “대기 오염 같은 환경적 요인이 유전학적으로 설명할 수 없는 사람에게도 알츠하이머를 유발하는 요인이 될 수 있다”라고 덧붙였다.

쌀쌀한 날씨에는 커피도 좋지만 향긋한 차 한 잔이 생각나는 경우가 많다. 커피는 일하기 위해 마시는 음료, 차는 차분히 쉴 때 마시는 음료라는 말도 있다. 차는 커피와 달리 카페인 성분이 천천히 흡수되기 때문에 카페인에 민감한 사람들도 마시기 쉽다. 좋은 차 한 잔에서 느껴지는 풍미는 보통 차의 품종에 따라 달라진다고 생각하기 쉽다. 그런데, 중국 푸젠 농림대 원예학부, 우이대 생태·환경공학부, 선전 고등기술연구소 합성 생물학 연구부 공동 연구팀은 차의 맛을 좌우하는 핵심은 품종이 아닌 차 뿌리에 있는 미생물 집합이라고 밝혔다. 연구팀은 차 뿌리의 미생물 집단만 변경시키면 맛 좋은 차를 수확할 수 있다고 덧붙였다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘커런트 바이올로지’ 2월 16일 자에 실렸다. ‘차의 나라’라고 할 정도로 다양한 차가 있는 중국은 차나무 재배를 위한 유전자원을 다수 보유하고 있다. 우수한 차나무 재배를 위한 연구도 활발하다. 연구팀은 분자 유전학적 육종 방식으로는 차의 품질 개선에 한계가 있다고 보고 다른 방법에 눈을 돌렸다. 연구팀은 식물 뿌리에 서식하는 토양 미생물이 식물 내 영양분 흡수와 사용 방식에 영향을 미친다는 이전 연구들에 주목했다. 이에 연구팀은 차나무 뿌리 토양 미생물과 차의 풍미의 상관관계를 조사했다. 그 결과, 차 뿌리의 미생물이 식물의 질소 흡수에 영향을 미치고, 이는 차 맛을 결정하는 데 중요한 역할을 하는 테아닌 생성에 영향을 미친다는 사실을 확인했다. 테아닌은 차나 동백나무, 산다화에만 존재하는 특수 아미노산이다. 연구팀은 이와 함께 차 종류에 따라 서식하는 미생물의 군집이나 종류가 다르다는 사실도 발견했다. 연구팀은 테아닌 함량이 다른 차 품종을 비교해 질소 대사와 테아닌 수치를 높이는 데 효과가 있어 보이는 미생물 군집을 찾았다. 연구팀은 테아닌을 풍부하게 함유한 육계 차에서 발견되는 것과 유사한 합성 미생물 군집 ‘SynCom’을 만들었다. 그다음 SynCom을 다른 차나무 뿌리에 이식한 결과 테아닌 수치가 높아지는 것이 관찰됐다. SynCom은 낮은 질소 조건에서도 질소 고정 효과가 큰 것으로 나타났다. 합성 미생물 군집이 특히 질소가 부족한 토양 조건에서 재배되는 차나무에 효과적이다. 차나무는 재배 과정에서 많은 질소가 필요해, 이번 연구 결과는 화학 비료 사용을 줄이면서도 차나무 품질을 높이는 데 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다. 연구를 이끈 선전 고등기술연구소 젠비아오 양 교수(합성 생물학)는 “이번 연구에서 다양한 품질의 차나무 뿌리에서 질소 대사 관련 미생물 군집이 상당한 차이를 보인다는 것을 밝혀냈다”라고 설명했다. 양 교수는 “이번 연구 결과는 차나무뿐만 아니라 다른 농작물 재배에도 도움이 될 것”이라며 “예를 들어 단백질 함량을 높이는 등 품질 개선 쌀 재배에도 응용될 수 있다”라고 덧붙였다.

과거에는 집에서 키우는 개나 고양이를 애완동물로 불렀지만, 이제는 함께 사는 가족과 같다고 해서 반려동물로 부른다. 이렇듯 동물을 가족처럼 사랑하는 태도는 최근에 생긴 것일까. 기원전이었던 고대 로마 시대에도 동물을 가족처럼 지극히 사랑했다는 증거가 발견됐다. 스위스 베른대 법의학연구소 자연 인류학과, 기후변화 연구센터, 화학·생화학·약학과, 이탈리아 미라 연구소, 밀라노대 선사시대 연구실, 피렌체대 생물학과 공동 연구팀은 고대 로마 시대에 현재 북부 이탈리아 지역에서는 사람이 죽으면 개와 말, 돼지 등과 함께 매장한 것을 확인했다고 15일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 2월 15일 자에 실렸다. 연구팀은 기원전 3세기부터 1세기까지 로마 시대 유적지인 이탈리아 베로나 세미나리오 베스코빌레에서 발굴된 161명의 유골 중에서 동물들의 유해가 함께 묻혀 있는 것을 발견했다. 돼지, 닭, 소처럼 사람들이 먹던 동물의 유골이 있었는데 이는 죽은 자에게 바치는 음식일 가능성이 있다고 판단했다. 그렇지만 일부 유골에서는 개나 말처럼 먹지 않는 동물의 유해가 함께 묻혀있었다. 연구팀은 이런 동물 매장을 설명할 수 있는 패턴을 찾기 위해 매장된 사람과 동물의 인구 통계학적 분석, 식단, 유전학, 매장 조건을 분석했다. 그렇지만 개와 묻힌 아기, 말의 일부분과 묻힌 젊은 남성, 작은 개와 매장된 중년 남성, 여러 마리로 보이는 말의 다른 부분들과 묻힌 중년 여성 같은 식으로 눈에 띄는 상관관계나 일관성을 발견하지 못했다. 이 때문에 연구팀은 특정 가구 집단의 관행이나 가족처럼 아꼈던 동물들과 함께 묻히려 했던 것으로 추정했다. 연구팀에 따르면 이 무덤들 사이에 패턴이 없다는 것은 인간과 동물의 공동 매장에 대한 다양한 해석이 가능하다는 것을 보여준다는 설명이다. 연구를 이끈 스위스 베른대 법의학연구소 마르코 밀레라 박사는 “남아있는 기록이 없어 사람과 함께 동물을 매장한 이유는 여전히 미스터리”라면서도 “고대 문화에서 개나 말 등 동물들은 종교적 상징성을 갖고 있지만, 동시에 특정 개인이 반려동물과 함께 묻히고 싶었기 때문이라는 개인적 선호 성향도 무시할 수 없다”고 말했다. 밀레라 박사는 “인간과 동물의 공동 매장 관행은 다양한 개인적 특성과 사회적 관습의 상호작용으로 결정됐을 수 있다”라고 덧붙였다.

대영박물관 시작은 동식물 표본대항해 시대 자연사 화가의 그림상상을 현실로 만든 생생한 기록저자와 함께 1만점 작품 속 탐험예술·과학 넘나들며 친근감 전해 밸런타인 데이에 주고받았던 밀크 초콜릿은 17세기 영국 런던의 젊은 ‘명의’ 한스 슬론이 처음 발명했다. 슬론은 젊은 시절 자메이카 총독 주치의 자격으로 신대륙에 발을 내디뎠을 때 원주민들이 카카오 열매로 만든 음료를 마시는 것을 봤다. 슬론은 그 음료에 우유를 섞으면 맛이 좋아진다는 사실을 깨닫고 레시피를 만들어 특허출원해 거부가 됐다. 슬론은 엄청난 재산을 바탕으로 가죽 표지로 된 265권의 식물 표본집, 1만 2500개의 식물 표본, 3000점이 넘는 척추동물 표본을 남긴다. 슬론 사후 그의 방대한 표본을 보관하기 위해 설립된 곳이 바로 ‘대영박물관’이다. 29세 스웨덴 박물학자도 슬론의 컬렉션에 대한 소문을 듣고 76세의 슬론을 방문했다. 컬렉션의 방대함에는 감동했지만 정리 방식에 크게 실망해 공개 비판하며 새로운 분류체계를 구축했다. 이 젊은 학자가 바로 생물책 속 ‘종·속·과·목·강·문·계’ 분류체계를 만든 ‘현대 식물학·분류학의 아버지’ 칼 폰 린네다. 15~16세기 대항해 시대에 많은 탐험가가 새로운 교역로와 신대륙 개척에 나섰다. 그렇지만 유럽인들에게 미지의 땅 ‘테라 인코그니타’(Terra Incognita)를 제대로 알린 사람들은 황금에 눈먼 탐험가가 아닌 박물학자와 자연을 생생하게 기록한 자연사 화가들이었다. 요즘은 동식물을 연구하는 사람을 생물학자라고 부른다. 20세기 초까지만 해도 자연사(natural history)를 연구한다고 해서 ‘박물학자’(博物學者)라고 불렀다. 현대 생물학자들은 실험실에서 연구하지만 박물학자들은 현장에 나가 관측과 관찰로 자연을 연구한다. 박물학의 전성시대는 17~20세기 초까지 300여년이다. 이들은 서구 세계에 알려지지 않았던 동식물을 열정적으로 채집하고 기록하면서 박물학 자료들을 어마어마하게 수집했다. 찰스 다윈이나 앨프리드 러셀 월리스, 헨리 월터 베이츠 같은 학자들이 ‘자연 선택’이라는 개념을 통해 진화론을 끌어낼 수 있었던 것도 선배들의 항해 기록과 자연사 그림 덕분이었다. 실제로 저마다의 테라 인코그니타를 개척하려는 열정을 가진 박물학자와 자연사 화가들의 노력으로 분류학과 진화론뿐만 아니라 유전학, 대륙 이동설 등 여러 과학 이론의 토대가 만들어졌다. 영국 런던 자연사박물관 갑각류 큐레이터 출신인 저자는 런던 자연사박물관 내 8000만점의 소장품, 50만점의 미술품, 100만권의 장서 가운데 엄선한 작품들을 실었다. 아직 공개되지 않은 자료들도 포함돼 있어 책을 읽다 보면 어느덧 미지의 세계, 어느 밀림 속을 탐험하고 있는 느낌을 받는다.과학기술의 발전은 기록 방식도 진화하게 한다. 지금은 전자현미경으로 나비 날개에 있는 작은 가루(인분)를 촬영하는가 하면 초당 100번의 날갯짓을 한다는 벌새를 초고속 정지 사진으로도 찍는다. 그렇지만 20세기 이전까지는 자연을 눈에 보이는 그대로 그렸다. 사실 자연과학에서 ‘기록’이란 대상을 얼마나 자연 상태 그대로 구현하는가에 그 핵심이 있다. 근대 박물학자들의 기록과 그림이 과학사적 가치는 물론 예술적 가치까지 높이 평가받는 이유이기도 하고 아직도 동식물 일러스트레이터가 식물학, 동물학에서 중요한 위치를 차지하고 있는 이유이기도 하다. “표본 상태가 완전치 못하더라도 그대로 찍을 수밖에 없는 사진가와 달리, 화가는 그런 상황에도 종이 위에서 조각조각을 결합해 완벽한 표본을 창조할 수 있다.” 지나친 세분화로 대중과 과학이 점점 멀어지고 있는 요즘 이 책은 창조성과 상상력, 관찰력이야말로 과학의 진짜 참모습임을 보여 주며 과학에 친근감을 느끼게 해 줄 것이다.

“오! 커피는 얼마나 맛 좋은가/천 번의 키스보다 달콤하고/무스카텐 술보다 부드러워/나는 커피를 마실 거야/누구든 나를 원한다면/아, 제게 커피를 주세요.” 음악의 아버지 요한 제바스티안 바흐가 작곡한 ‘커피 칸타타’는 바흐의 다른 작품처럼 장중하기보다는 통통 튀는 경쾌함을 느끼게 합니다. 커피가 서양으로 전해지면서 바흐를 비롯한 당대의 명사들은 커피 찬양에 침이 마를 정도로 열광했습니다. 전 세계에서 물만큼이나 많이 소비되는 음료가 커피라는 이야기가 있을 정도로 이제는 일부만 즐기는 기호식품을 넘어 일상적으로 소비하는 식품이 됐습니다. 커피 소비가 증가하면서 커피의 맛과 향을 따지는 사람도 늘고 있습니다. 커피 맛은 여러 요소가 좌우하겠지만 가장 기본이 되는 것은 커피 원두일 것입니다. 기후변화가 커피 원두의 질에도 영향을 미칠 것이라는 예측이 나와 커피 애호가들을 안타깝게 하고 있습니다. 이런 상황에서 이탈리아, 미국, 프랑스 국제 공동 연구팀은 전 세계 커피 생산량의 약 60%를 차지하는 아라비카 커피의 유전체를 완전히 분석하는 데 성공했습니다. 이번 연구에는 이탈리아 생명과학 연구기업 응용유전체학연구소(IGA)와 이탈리아 대표 커피 기업 라바차그룹, 우디네대, 베로나대, 미국 비영리 농업 연구기관 세계커피연구(WCR), 프랑스 몽펠리에대 과학자들이 참여했습니다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 1월 24일 자에 실렸습니다. 커피 종(種)은 약 60가지에 이르지만 상업용으로 주로 재배되는 것은 로부스타 커피의 ‘코페아 카네포라’와 아라비카 커피의 ‘코페아 아라비카’ 2종입니다. 아라비카 커피는 로부스타 커피의 친척뻘인 ‘코페아 유게니오데스’의 교잡으로 만들어진 것으로 알려졌습니다. 이 교배가 아라비카 커피의 독특한 향과 맛을 만들어 내기도 했지만 유전체의 복잡성을 불렀지요. 많은 연구자가 아라비카 커피의 유전체를 일부분 분석했지만 유전적 다양성을 만들어 내는 메커니즘은 명확히 밝혀내지 못했습니다. 그래서 아라비카 커피의 유전체 분석은 육종학과 유전학 연구에서 오랜 숙제로 남았습니다. 연구팀은 최신 시퀀싱 기술로 아라비카 커피의 지금까지 알려지지 않았던 영역을 포함해 그동안 조금씩 알려진 유전체 일부분을 조합, 완전한 유전체 조립(게놈 어셈블리)을 하는 데 성공했습니다. 동시에 커피의 여러 종에서 수집한 174개 표본의 유전체를 분석한 결과 일부 아라비카 커피 품종은 로부스타·아라비카 잡종에 의해 특정 유전체 영역에서 다양성이 증가한 것을 확인했습니다. 그렇지만 아라비카 커피의 유전적 다양성이 생각만큼 복잡하지 않다는 사실도 발견했습니다. 미켈레 모간테 이탈리아 우디네대 교수(식물 유전체학)는 “이번 연구를 통해 아라비카 커피의 독특한 풍미의 비밀을 풀어냈다”며 “동시에 질병 저항성을 갖고 다양한 풍미를 지닌 새로운 커피 품종을 개발하는 데도 도움이 될 것으로 기대한다”고 말했습니다. 이번 연구로 미뤄 볼 때 기후변화 때문에 커피의 향과 맛이 떨어질 것이라는 걱정은 하지 않아도 될 것 같습니다.

설탕은 중세까지만 해도 금보다 비쌌던 물건이었다가 산업 혁명 이후는 누구나 맛볼 수 있게 됐다. 심지어 요즘 웬만한 음식 레시피에 설탕이 포함되지 않은 것이 없을 정도다. 음식의 감칠맛을 더해줄지는 모르겠지만 충치와 비만, 대사질환, 각종 성인 당뇨 원인이다. 게다가 단맛에 빠지면 계속 소비할 수밖에 없도록 뇌를 ‘중독’ 시키기도 한다. 그런데, 이런 당분이 또 다른 문제를 일으킬 수 있다는 지적이 나왔다. 중국과 미국 공동 연구팀은 뇌의 포도당 수치가 높을수록 항생제 내성이 생기기 쉽다고 21일 밝혔다. 이 연구에는 중국 과학원(CAS) 미생물학연구소, 중국과학원대, 충칭 시난대, 베이징 수도의대, 유전학 및 발달 생물학 연구소, 베이징 연합 의대 병원, 베이징 방사선 의학 연구소, 생명과학 연구소, 베이징대, 해군 의학대, 미국 조지아대 의과학자들이 참여했다. 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 미생물학’ 1월 16일자에 실렸다. 곰팡이로 인해 걸리는 질환은 다양하다. 대표적인 것이 무좀이다. 피부 표면에서 발생하는 질환 이외에 곰팡이가 장기나 혈액 속으로 침투해 질병을 일으키기도 한다. 축농증, 구내염, 천식, 폐렴 등이 대표적이다. ‘크립토코쿠스 네오포만스’(Cryptococcus neoformans)라는 곰팡이는 면역력이 저하된 사람의 호흡기를 통해 체내에 들어가 혈액을 통해 전신으로 퍼진 다음 혈액-뇌 장벽을 통과해 수막염, 뇌염 등을 일으킨다. 이 곰팡이 때문에 매년 전 세계에서 약 18만 명이 사망하는 것으로 알려졌다. 곰팡이 관련 질환을 치료할 수 있는 대표적인 항진균제는 ‘암포테리신B’다. 만약 암포테리신B에 대한 내성이 있을 경우는 치료가 쉽지 않다. 이에 연구팀은 어떤 인자가 항진균제 내성을 유발하는지 분석에 나섰다. 연구팀은 생쥐의 뇌 조직과 사람의 뇌척수액을 추출해 수많은 대사산물이 크립토코쿠스 네오포만스와 암포테리신B의 상호 작용에 미치는 영향을 분석했다. 그 결과, 뇌에 존재하는 포도당이 포도당 억제 조절인자인 크립토코쿠스 네오포만스의 ‘Mig1’이라는 단백질과 결합해 항진균제 내성을 유도한다는 것을 규명했다. 또, 생쥐 실험을 통해 Mig1이 암포테리신B의 약효를 제한한다는 것을 확인했다. 연구팀은 곰팡이의 세포막 구성성분 중 하나인 ‘이시톨포스포릴세라마이드’를 억제하는 물질과 암포테리신B를 병용하면 네오포만스로 인해 발생하는 뇌 감염질환 치료 효과가 높아진다는 것을 밝혀냈다. 연구를 이끈 린퀴 왕 CAS 미생물학연구소 교수는 “이번 연구 결과는 당분처럼 숙주 유래 대사산물에 의해 항생제 약물 내성이 발생할 수 있음을 보여준다”라면서 “곰팡이나 세균 질환을 표적으로 하는 효과적인 치료법 개발에 도움이 될 것으로 기대한다”라고 설명했다.

중국 연구진이 치사율이 100%에 이르는 코로나 변종 바이러스 개발에 성공했다는 보고가 나왔다. 미국 뉴욕포스트 등 외신들은 17일(현지시간) “중국 과학자들이 인간화된 쥐에게 100% 치명적인 변이 코로나19 균주를 실험하고 있다”고 보도했다. 베이징화학기술대학, 베이징 PLA종합병원, 난징대 의대 등이 만든 이 바이러스는 GX_P2V로 알려졌다. 연구진은 사람과 유사한 유전적 구성을 가진 쥐를 실험 대상으로 했는데 바이러스에 감염된 쥐가 모두 단 8일 만에 사망했다. GX_P2V는 쥐의 폐, 뼈, 눈, 기관, 뇌를 감염시켰는데 쥐들은 죽기 며칠 전 빠르게 체중이 감소했고 구부정한 자세로 매우 느리게 움직였다. 죽기 이틀 전부터 바이러스가 뇌에서 증가했고 전날에는 눈이 완전히 하얗게 변해 섬뜩한 모습을 보였다. 이 실험에 대해 연구진은 “다른 연구에서 이전에 보고된 결과들을 훨씬 능가한다”고 밝혔다. 이 연구는 코로나19 관련 바이러스에 감염된 쥐의 100% 사망률이 처음 보고된 연구로 알려졌다. 연구진은 바이러스의 행동과 인체 건강에 대한 잠재적 영향을 이해하기 위한 추가 조사가 시급하다고 강조했다. 이에 대해 학계에서는 우려의 목소리가 쏟아졌다. 바이러스가 자칫 유출됐다가는 인류에 끔찍한 재앙이 될 수 있기 때문이다. 영국 유니버시티 칼리지 런던(UCL) 유전학 연구소의 전염병학 전문가인 프랑수아 발루는 이 연구에 대해 “끔찍하고 과학적으로 완전 무의미하다”고 비난했다. 그는 “2016~2019년 우한에서의 연구와 마찬가지로 이 연구는 필수적인 최소한의 안전 봉쇄 및 관행 없이 무모하게 수행됐을 수 있다”고 덧붙였다. 이는 코로나19 바이러스가 중국 우한의 실험실에서 유출됐다는 내용을 비판한 것이다. 미국 스탠퍼드대학교의 은퇴한 의학교수인 겐나디 글린스키 박사는 “너무 늦기 전에 이러한 광기를 막아야 한다”고 경고했다.

중국 과학자들이 체세포를 이용해 지금까지 성공한 적이 없었던 영장류 복제에 성공했다. 중국 과학원(CAS) 신경과학연구소, 상하이 뇌과학 센터, 중국과학원대, CAS 유전학 및 발달 생물학연구소 공동 연구팀은 체세포 복제를 통해 태어난 붉은털원숭이(히말라야 원숭이)가 2년 이상 건강하게 살아있다고 18일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 1월 17일자에 실렸다. 생식세포가 아닌 피부세포 같은 체세포는 생명체가 어떻게 만들어지는지에 대한 유전 정보를 갖고 있지만 새로운 유기체를 만들어 내기는 어렵다. 이 때문에 난자의 핵을 제거한 뒤, 체세포에서 채취한 세포핵을 이식해 복제하는 ‘체세포 핵 이식’ 또는 ‘체세포 핵 치환’ 기술로 생존 가능한 배아를 만들었다. 이런 방식으로 복제된 최초의 동물이 양 ‘돌리’다. 이후 필리핀 원숭이를 비롯해 다양한 포유류 종의 복제가 체세포 핵 치환술로 시도됐다. 그렇지만 대부분의 포유류 종에서 복제 효율이 낮고 태아 때나 갓 태어나서 사망하는 확률이 높았다. 특히 동물 실험에서 많이 활용되는 붉은털원숭이는 체세포 복제에 성공한 경우가 한 번 있었지만, 출생 직후 사망했을 정도로 복제가 어려운 동물로 알려져 있다. 연구팀은 흔히 시험관 아기로 불리는 체외수정(IVF)으로 얻은 붉은털원숭이의 배반포와 체세포 핵이식으로 복제된 붉은털원숭이 배반포의 후성유전학적 데이터를 비교 분석했다. 그 결과, 복제 배아 및 태반은 IVF 배아 및 태반과 비교해 크기와 모양에 이상이 있음을 확인했다. 연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해 발달 중인 복제 배아에 건강한 태반을 제공하는 방법으로 체세포 복제 붉은털원숭이를 태어나게 하는 데 성공했다. 이렇게 태어난 붉은털원숭이는 2년 이상 건강하게 생존하고 있다. 연구팀에 따르면 이렇게 태어난 복제 붉은털원숭이는 한 마리뿐이지만 추가로 더 만들어 낼 예정이며 다른 영장류 복제에도 활용할 계획이라고 밝혔다. 이번 연구를 주도한 CAS 신경과학연구소의 퀴앙 선 수석 연구원(비인간 영장류 실험실장)은 “이번 연구 결과는 영장류 생식 복제 메커니즘에 대한 이해를 높일 뿐만 아니라 복제 효율성을 개선하는 데 도움이 될 수 있다”라고 말했다. 지금까지 이 방법을 사용한 건강한 붉은털원숭이 복제는 단 한 마리만이 보고되었지만, 이 연구 결과는 향후 영장류 복제를 위한 유망한 전략으로 입증될 수 있습니다.

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

1.4㎏에 불과한 뇌는 광대한 우주와 깊은 심해와 함께 여전히 미지의 영역으로 남아있다. 인간의 뇌에는 약 860억 개 신경세포와 신경세포 간 신호를 주고받아 인지, 감정, 기억 등 다양한 뇌 기능을 조절하는 600조 개에 이르는 시냅스가 있다. 알츠하이머 치매 같은 퇴행성 뇌 질환이 발생하거나 노화가 진행되면 시냅스는 감소하는 것으로 알려졌지만 어떤 방식으로 줄어들고 만들어지는지 관찰하기가 쉽지 않았다. 이런 상황에서 카이스트 생명과학과, 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단, 미국 존스홉킨스 의대 공동 연구팀은 기억과 인지에 관여하는 시냅스의 형성과 소멸, 변화를 실시간으로 관찰할 수 있는 기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 이 연구 결과는 과학기술 연구 방법론 분야 국제 학술지 ‘네이처 메소드’(Nature Methods) 1월 8일자에 실렸다. 연구팀은 형광단백질을 시냅스와 결합해 신경세포 간 연결 과정을 실시간으로 관찰할 수 있는 ‘시냅샷’(시냅스+스냅샷) 기술을 개발했다. 시냅샷 기술은 시냅스의 형성과 소멸, 변화 과정을 실시간으로 추적 관찰할 수 있다는 장점이 있다. 연구팀은 이와 함께 초록과 빨강 형광을 띠는 시냅샷 기술을 개발해 두 개의 서로 다른 신경세포와 연결된 시냅스도 쉽게 구별해 관찰할 수 있게 했다. 또 빛으로 분자 기능을 조절할 수 있는 광유전학 기술과 결합해 신경세포 특정 기능을 빛으로 조절하면서 시냅스 변화를 관찰하는 데도 성공했다. 이번 기술을 살아있는 생쥐에게 적용해 시각적 구별 훈련, 운동, 마취 등 여러 상황에서 시냅스 변화를 실시간 관찰하는 것도 성공했다. 연구를 이끈 허원도 카이스트 교수는 “이번에 개발한 시냅샷 기술은 시냅스의 빠르고 역동적인 형성과 변화를 직접 관찰할 수 있게 한 뇌과학 연구 방법론의 혁신”이라면서 “뇌 발달 장애나 퇴행성 뇌 질환을 연구하고 치료법을 개발하는 데도 큰 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다.