서울대학교 의과대학 환경보건센터가 환경유해물질의 노출이 소아기 성장 발달에 미치는 영향에 대한 연구를 진행한다. 해당 연구는 임신 중 산모를 모집해 출생한 아동들의 성장기 별로 신체적, 신경학적 발달에 영향을 주는 환경 위험요인을 찾기 위한 것으로, 인간에서 일어나는 각종 질병의 원인을 논리적으로 규명하고 검증하는 방법 중 가장 과학적인 방법으로 여겨지는 ‘코호트’ 연구로 진행된다. EDC 코호트 연구는 인과적 논증 과정의 가장 마지막 단계에 적용하는 역학적 연구 방법으로, 특정 요인에 노출된 집단과 노출되지 않은 집단을 추적하고 연구 대상 질병의 발생률을 비교하여 요인과 질병 발생 관계를 조사하는 방식이다. 서울의대 환경보건센터는 2008년부터 2010년 사이에 서울 및 경기도 내 산모를 모집하여, 산모의 임신 중 소변 및 채혈 검사를 통해 환경 위험요인의 노출에 관한 조사를 실시했다. 더불어 2012년에서 2015년 사이 모집된 약 726명의 아이를 2세, 4세, 6세, 8세 각 연령별로 추적 조사하고 있다. 추적률은 2, 4세에 추적된 726명의 어린이 가운데 80.9%가 8세에 추적되면서 상당히 높은 편으로 평가되고 있다. 추적조사를 통해서는 각 연령별로 혈액 및 소변 샘플에서 측정된 환경 위험요인의 노출 수준을 파악하며, 부모 설문으로 사회 인구학적 특성 및 생활습관 등의 자료를 수집하고 있다. 또한 신경행동학적 발달을 종합적으로 평가하고자 소아정신과 전문의 및 임상심리전문가가 국내외 검증된 도구를 이용해 자폐스펙트럼 장애와 주의력결핍/과잉행동장애, 인지기능 등을 평가하고 있다. 홍윤철 환경보건센터 센터장은 “본 연구는 임신 중부터 유아기 동안의 환경 위험요인을 파악하고, 이 위험요인과 신체 및 신경학적 발달 수준의 영향을 평가하는 것이 목적이다”라며 “이러한 환경 위험요인의 노출 수준과 유전학적인 요인의 연관성 분석 또한 진행되고 있다”라고 설명했다. 이어 “국외 연구결과의 경우 생활 방식이나 유전적 요인의 차이로 국내에 적용하기 어렵기에 이번 국내 EDC 코호트 연구를 통한 자료 수집이 매우 가치 있다고 볼 수 있다”라고 덧붙였다. 한편 본 연구의 가설 및 진행의 개요는 유력한 국제 저널인 국제역학저널(International Journal of Epidemiology) 2018년 8월 자에 소개되었다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

지난달 말 세계 최초로 유전자 편집 아기를 탄생시켜 윤리적 비난을 받은 중국 과학자, 1970~80년대 미국 캘리포니아를 두려움에 떨게 만든 연쇄살인범을 검거하도록 한 데이터 과학자, 네안데르탈인 엄마와 데니소바인 아빠 사이에서 태어난 자손을 찾아낸 인류학자…. 세계적인 과학저널 ‘네이처’는 올해 전 세계 과학계를 뒤흔든 10명의 과학자를 선정해 19일 발표했다. 리치 모나스터스키 네이처 수석 편집장은 “이번에 선정된 인물들은 올해 가장 기억될만한 과학적 이야기꺼리를 만들어 냈을 뿐만 아니라 현재 우리가 어디에 있고, 어디로부터 출발했고, 어디로 가는지에 대한 어려운 질문을 만나도록 한 과학자들”이라고 강조했다.네이처는 약관에 불과한 중국과기대 출신 물리학자 위안 차오(Yuan Cao) 박사를 올해의 첫 번째 인물로 꼽았다. 네이처는 22살에 불과한 차오 박사가 꿈의 신소재 그래핀을 마음대로 조작할 수 있는 ‘그래핀 조련사’라고 소개했다. 그는 그래핀의 ‘마법 각도’를 개발해 냄으로써 저항 없이 그래핀의 전도도를 높일 수 있는 방법을 찾아냄으로써 새로운 물리학 분야를 개척했다고 평가받고 있다. 차오 박사의 연구는 보다 효율적인 에너지 사용과 전송에 도움을 줄 것으로 기대되고 있다.두 번째 올해의 인물로는 독일 막스플랑크 진화인류학및진화유전학연구소 비비안 슬론 박사가 꼽혔다. ‘인류의 역사학자’ 슬론 박사는 2012년 러시아 시베리아 알타이 산맥 데니소바 동굴에서 발굴한 소녀의 화석 유전자를 분석한 결과 네안데르탈인 엄마와 데니소바인 아빠 사이에서 태어난 이종교배 인류라는 사실을 밝혀냈다. 슬론 박사의 연구는 약 40만년 전 완전히 다른 종으로 분리된 것으로 알려진 네안데르탈인과 데니소바인이 서로 교류를 했다는 사실을 처음으로 밝혀낸 것이다.세 번째는 지난 11월 말 전 세계 과학계를 충격으로 빠뜨린 ‘유전자 편집 아기’를 탄생시킨 중국의 유전학자 허젠쿠이이다. 네이처는 그를 ‘크리스퍼 불한당’이라고 부르면서 유전자 편집기술로 넘지 말아야 할 선을 넘었다고 비판했다. 중국 선전 남방과기대 교수로 유전자 편집 연구를 해온 허젠쿠이는 홍콩에서 열린 국제학술회의에서 ‘유전자 편집으로 쌍둥이 여자아이 2명이 에이즈 유발 HIV 바이러스에 면역력을 갖도록 했다’고 발표해 전 세계를 충격에 빠지게 했다. 그의 발표 이후 과학계는 물론 중국 정부에서도 그의 연구를 비판하고 나서는 등 곤란에 빠진 상태다. 네이처는 그의 연구가 역설적으로 유전자 기술의 미래와 가야할 길에 대해 고민하게 만들었다고 평가했다.영국 임페리얼칼리지런던 소속 물리학자 제스 웨이드 박사는 과학계에서 여성의 위치를 재조명한 ‘다양성 챔피언’으로 소개되며 올해의 인물로 꼽혔다. 웨이드 박사는 남성보다 여성은 과학분야에서 활약이 덜하다는 편견을 깨기 위해서 온라인 백과사전 ‘위키피디아’에 여성과학자 페이지를 하루에 한 개씩 만들어 현재 400개에 이르는 여성과학자 페이지를 만들었다. 웨이드 박사는 여성 과학자 페이지 만들기라는 온라인 활동 뿐만 아니라 오프라인에서도 여성 과학자의 업적을 알리기 위한 노력을 이어나갈 계획이라고 네이처는 소개했다.‘지구 감시자’ 발레리 메송-델모트 프랑스 기후환경과학연구소 박사는 기후 변화에 관한 정부간 패널(IPCC) 부의장으로 기후변화의 물리적 과학분석을 담당하고 있다. IPCC 발족에 있어서도 핵심적인 역할을 한 메송-델모트 박사는 지난 10월 한국 송도에서 열린 IPCC 총회에서 지구온난화가 생태계를 변형시키고 많은 산호초를 파괴함으로써 인류의 생존과 지구환경에 치명적이라는 사실을 다시금 확인하도록 이끌었다.말레이시아 에너지, 과학, 기술, 환경 및 기후변화부(MESTECC) 장관 비 인 예오(Bee Yin Yeo)는 정치인으로는 유일하게 ‘환경을 위한 강력한 힘’이라는 표제로 ‘올해의 과학인물’로 선정됐다. 영국 케임브리지대 화학공학 석사출신인 비 인 예오 장관은 2010년부터 정치인으로 활동했다. 비 인 예오 장관은 지난 7월 초부터 MESTECC를 맡아 2030년까지 현재 2%에 불과한 신재생에너지 발전비율을 20%까지 높이겠다고 발표하고 전력시장과 발전비율 변화에 박차를 가하고 있다. 네이처는 비 인 예오 장관의 이런 행보에 대해 ‘환경의 미래를 생각하는 대범한 움직임’이라고 평가했다.네덜란드 라이덴천문관측소의 천문학자 안소니 브라운 박사는 ‘별 지도 작성자’로 올해의 과학인물로 선정됐다. 네이처는 지난 4월 25일 오전 10시(국제시)는 천문학자들에게 ‘크리스마스’ 같은 날이라고 소개하며 이날 유럽우주국(ESA)의 가이아 위성이 우리 은하계에 있는 별들을 관찰해 13억개에 이르는 별들의 밝기와 색깔, 밀도 등의 정보를 이용해 3차원 지도를 만들어 발표한 것이다. 브라운 박사는 이 가이아 프로젝트를 이끈 인물이다.1970~80년대 미국 캘리포니아주 일대에서 벌어진 40여건의 강간사건과 10여건의 살인을 저지른 ‘골든스테이트 킬러’ 사건은 영원한 미제사건으로 묻힐 뻔했다. 그렇지만 ‘DNA 탐정’ 바바라 레이-벤터(Barbara Rae-Venter)에 의해 42년만에 당시 경찰이었던 범인이 잡혔다. 북부 캘리포니아에 거주하는 레이-벤터는 은퇴한 특허변호사임에도 불구하고 오픈 데이터를 활용해 DNA를 정밀 분석해 범인을 찾아낼 수 있었다. DNA를 활용해 DNA대조라는 과학적 방법을 이용해 범인을 체포할 수 있도록 한 레이-벤터는 올해의 중요 과학 인물로 꼽히게 된 것이다.유럽연합(EU) 연구혁신총국장을 역임한 로버트 얀 스미츠(Robert-Jan Smits) 유럽정치전략센터(EPSC) 오픈액세스및혁신 수석어드바이저는 EU내 국가에서 공적자금으로 수행된 연구결과물은 2020년까지 모든 사람들이 자유롭게 이용할 수 있는 오픈액세스 학술지에 투고하거나 오픈액세스 플랫폼에 등록하도록 한 ‘플랜S’ 프로젝트를 이끌었다. 지금까지 네이처나 사이언스로 대표되는 폐쇄적인 학술지 시스템이 아닌 오픈액세스 기반 학술활동을 장려해 더 자유로운 연구활동이 이어질 것이라고 네이처는 전망하기도 했다.지난 6월 27일 일본 소행성 탐사선 ‘하야부사-2’가 지구에서 2억 8000만㎞ 떨어진 소행성 ‘류구’에 안착하는 프로젝트를 이끈 마코토 요시카와 일본항공우주개발기구(JAXA) 하야부사-2 프로젝트책임자가 ‘소행성 헌터’로서 올해의 과학계 인물로 선정됐다. 2014년 일본 가고시마현 다네가시마 우주센터에서 발사한지 3년 반만에 류구에 안착한 하야부사-2는 류구 표면의 지형과 화학성분, 중력장 등을 관찰해 지구를 향해 날아드는 소행성에 대한 정보를 알아낼 예정이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘에메랄드색 눈을 가진 페르시아 고양이’, ‘근육질이 풍부한 소’.우리 주변에는 다양한 종의 생물들이 존재하고 같은 종들도 서로 다른 생김새를 갖고 있다. 이런 형질의 차이는 부모에게 물려 받은 DNA에 저장된 유전 정보의 차이 때문이다. DNA에 저장된 유전 정보는 DNA를 이루고 있는 염기서열로 결정된다. 인간은 46개의 염색체에 약 30억개 정도의 염기서열 DNA가 존재하는데, 불과 몇 십년 전만 해도 이런 막대한 양의 염기서열 분석은 거의 불가능했다. 최근 개발된 ‘차세대 염기서열 결정기술’과 이를 분석하는 방법의 발달로 한 달 안에 개인의 유전 염기서열을 분석하는 것이 가능해졌다. 또 이런 기술의 발전은 개인 유전 염기서열 분석 비용도 절감시켜 한 사람의 유전 염기서열 분석에 불과 100만원 안팎의 비용만 든다. 이런 식의 개인 염기서열 분석을 통해 개인이 살아가는 동안 나타날 수 있는 질병과 형질을 예측할 수 있는 가능성이 열린 것이다. 하지만 아직까지 생명체에 있는 유전 염기서열 정보가 어떤 기능을 하는지 완전히 이해하지 못하고 있기 때문에 앞으로 좀 더 많은 연구가 진행되면 생명체의 정확한 형질, 질병 예측, 더 나아가서는 질병의 맞춤형 치료 등이 가능할 것이다.최근 미국 ‘네뷸라지노믹스’라는 기업이 개인 유전 염기서열 분석을 무료로 해준다고 발표했다. 네뷸라지노믹스 대표인 데니스 그리신은 소비자들의 유전 염기서열 분석을 무료로 해주는 대신 이 정보를 연구자들에게 제공해 유전 염기서열의 작용 메커니즘과 맞춤형 의학 발전을 위해 사용하는 것을 사업 모델로 한다고 밝혔다. 개인의 모든 유전 정보는 블록체인 방식으로 저장돼 유출의 가능성도 없게 만든다고 홍보하고 있다. 이 회사 공동 설립자가 하버드대학의 유전학 교수인 조지 처치 박사인 점을 감안하면 사회적으로 상당한 파장을 가져 올 것 같다. 인류 집단을 대상으로 유전 염기서열과 생명체에서의 작용 메커니즘 연구를 하려면 형질 요소, 질병 가능성, 환경적 요인 등 막대한 정보가 필요하다. 네뷸라지노믹스를 비롯한 많은 유전 염기서열 분석 회사들은 분석 서비스 외에 자신들이 확보한 데이터를 이용해 많은 연구자와 공동 연구를 진행하고 있다. 결국 더 많은 정보를 가진 회사가 더욱 신빙성 있는 결과를 도출해 내게 될 것이기 때문에 네뷸라지노믹스의 사업 방향은 가까운 시일에 많은 결과와 이익을 창출할 가능성이 높다. 빅데이터 분석법, 인공지능을 이용한 효율적 분석이 더해지면 유전 염기서열 분석 비용은 지금보다 더 낮아지게 돼 네뷸라지노믹스의 이익이 훨씬 높아질 가능성도 있다. 현재 한국에서도 일부 기업이 유전 염기서열 분석 서비스를 하고 있고 한국형 유전 염기서열의 기본 가닥이 잡혔다. 앞으로 다가올 맞춤형 의학과 선도적인 의생명 과학 연구를 수행하기 위해서는 한국에도 네뷸라지노믹스처럼 도전하는 회사가 생겨야 하지 않을까 하는 생각이다. 다만 한 가지 걱정은 개인 유전 정보를 영리 목적의 회사에서 관리할 때 유출 위험이 커지고 좋지 않은 방향으로 사용되어질까 하는 것이다. 하지만 구더기가 무서워서 장을 담그지 않을 수는 없으니 우리도 더 늦기 전에 유전 염기서열 분석, 맞춤형 의학에 더 많은 투자를 해야 하지 않을까.

최근 들어 주의력결핍 및 과잉 행동장애(ADHD), 분노조절장애 등에 시달리는 사람들이 늘고 있다. 또 충동성으로 인한 각종 분노 범죄나 약물 중독 같은 일도 적지 않다. 많은 학자들은 이런 일의 근원을 찾는 데 몰두하는 가운데 국내 연구진이 이런 충동성 행동을 조절하는 신경회로를 처음으로 발견하는 데 성공했다. 고려대 생명과학과 백자현 교수팀은 동기, 학습, 감정에 관여하는 뇌의 편도체에서 도파민 관련 신경세포를 특이적으로 활성화시켜 충동성이 조절되는 것을 관찰했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호(22일자)에 실렸다. 충동성은 심사숙고라는 과정 없이 결과에 대해 생각하지 않은 채 기분에 따라 즉각적으로 행동하려는 것으로 정의된다. 충동성이 심해질 경우 중독관련 질환, 인격장애, 충동조절장애 같은 여러 종류의 정신질환으로 이어질 수 있다. 실제로 한국의 경우 ADHD는 2010~2013년 3년 동안 3배 가까이 증가했고 미국에서도 최근 15년 동안 3배가량 증가했다. 또 국내에서는 분노조절장애로 진료받은 환자는 2015년 5390명, 2016년 5920명, 2017년 5986명에 이르는 것으로 나타났다. 연구팀은 유전자 조작 생쥐와 빛을 이용해 특정 세포의 활성을 조절하는 광유전학 방법을 이용해 뇌의 어떤 부위에서 충동적 행동을 조절하는지 분석했다. 그 결과 D2 도파민 수용체가 충동성 조절에 핵심역할을 한다는 것을 밝혀냈다. 도파민은 뇌신경세포의 흥분 전달물질로 운동, 인지, 동기 부여에 영향을 줘 D1~D5까지 다섯 종류가 있다. 실제로 생쥐실험을 통해 D2형 도파민 수용체가 부족한 생쥐는 충동적 행동이 증가한다는 것을 확인했다. 반면 도파민 관련 신경세포를 활성화시키면 D2형 도파민 수용체가 활발해져 충동적 행동이 70% 정도 감소된다는 것을 발견했다. 백자현 교수는 “이번 연구는 지금까지 밝혀지지 않았던 새로운 충동성 조절 신경회로를 규명했다는데 의미가 있다”며 “자기통제능력의 결여로 인한 중독, 인격장애, 분노조절 장애 같은 현대 사회에서 특이하게 나타나는 각종 정신질환의 치료 타겟을 정하는데 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

가마솥에 들어간 듯한 무더운 여름이 지나고 아침, 저녁으로 옷 속을 파고 드는 서늘한 기운에 소스라치게 놀라게 됩니다. 이틀 전은 24절기 중 서리가 내리기 시작하고 단풍이 짙어진다는 상강(霜降)이었습니다. 쾌청한 날씨는 계속되지만 밤 기온은 점점 낮아지기 시작하는, 계절상으로는 늦가을에 접어들었다는 신호이기도 합니다.추운 겨울이 한 걸음씩 소리없이 다가오고 있지만 요즘은 그야말로 바깥 운동하기에 최적의 날씨입니다. 운동의 장점과 효과는 귀에 못이 박이도록 들었지만 저를 포함해 많은 현대인들이 실천해 옮기지는 못하고 있습니다. 규칙적인 운동은 신체 각 부위의 근육을 발달시켜 모세혈관의 밀도를 높이고 심장 용량과 크기를 증가시킬 뿐만 아니라 폐활량도 늘려줍니다. 신진대사가 활발해지면서 당뇨 같은 성인질환을 예방해주고 피로에 대한 내성도 키워주지요. 여기에 인간의 공격 본능과 외부 환경에서 오는 각종 스트레스를 해소시켜 마음까지 편안하게 해줍니다. 최근 미국 연구진이 운동이 운동을 하는 본인의 신체적, 정신적 건강에 도움을 줄 뿐만 아니라 자손들의 건강에도 긍정적 영향을 미친다는 후성유전학 연구 결과를 발표해 주목받고 있습니다. 미국 오하이오주립대 의대, 매사추세츠대 의대, 조슬린당뇨센터, 하버드대 의대 부설 브리검여성병원 공동연구팀은 운동을 하는 수컷 쥐들이 기운 없이 축 처져 있는 쥐들보다 건강한 새끼를 낳고 새끼들이 튼튼하게 성장한다는 사실을 밝혀냈습니다. 이번 연구 결과는 미국당뇨학회에서 발행하는 국제학술지 ‘당뇨’ 22일자에 실렸습니다. 임신 중에 비만에 시달린 여성에게서 태어난 아이들이 성인이 됐을 때 비만이나 심혈관 질환에 걸리기 쉽다거나 고지방식을 즐기는 수컷 쥐의 자식들에게서 2형 당뇨병의 증상이 나타난다든지 등 부모의 나쁜 식습관이나 건강상태가 자손에 영향을 준다는 것은 잘 알려져 있습니다. 그렇지만 이번처럼 부모의 긍정적 생활습관이 자식들의 건강 유지에 도움을 준다는 연구는 찾아보기 쉽지 않습니다. 연구팀은 수컷 생쥐들을 두 집단으로 3주 동안 고지방식을 먹이면서 한 그룹은 쳇바퀴 운동을 할 수 있도록 하고 나머지 그룹은 먹기만 하도록 했습니다. 운동을 한 생쥐들은 하룻밤에 평균 6㎞ 정도를 달린 것으로 나타났습니다. 연구팀은 3주 동안의 관찰이 끝난 뒤 각 그룹의 생쥐들에게서 정자를 채취해 난자와 수정시켜 새끼들을 얻었습니다. 연구팀은 이렇게 얻은 두 그룹의 새끼 생쥐 모두에게 육체활동 없이 고지방식만 먹이면서 1년을 관찰했습니다. 그 결과 운동을 열심히 한 수컷 생쥐의 자식들은 혈당 증가에 대한 반응도 즉각적이었고 인슐린 수치도 낮아 당뇨 같은 성인질환의 징후가 거의 나타나지 않았다고 합니다. 연구팀은 정자 속의 작은 RNA 분자가 부모의 신진대사 기능을 그대로 유전시키는 핵심 요인이 아닐까 조심스럽게 추정하고 있습니다. 물론 이번 연구 결과가 사람에게도 적용될 수 있는지는 추가 연구와 분석이 필요하겠지만 적절한 신체운동이 건강에 도움을 준다는 사실은 명백해진 듯 싶습니다. 단풍도 절정에 이르고 있는 요즘 가까운 야산이라도 걷는 운동을 하는 것은 어떨까요. 운동 후에는 가을 풍경이 잘 보이는 커다란 통유리로 된 카페에 앉아 따뜻한 커피 한 잔과 함께 평소 읽고 싶었던 책 한 권을 읽는 여유를 잠시나마 갖는다면 주중에 쌓인 스트레스가 사라지지 않을까요. edmondy@seoul.co.kr

DNA 검사 공개… 대선출마 의지 피력“그렇다. 그녀는 원주민(인디언) 혈통이다. 그러나 그것이 트럼프의 인종차별적 공격을 멈추게 하진 못할 것이다.”(워싱턴포스트) 2016년 대선 당시 도널드 트럼프 미국 대통령의 ‘저격수’를 자처했던 엘리자베스 워런 민주당 상원의원이 15일(현지시간) 자신이 원주민 혈통임을 증명하는 DNA 분석 결과를 공개했다. 이로써 워런 의원이 2020년 대선에서 트럼프 대통령의 대항마로 나서겠단 의지를 분명히 했다는 평가가 지배적이지만 일각에서는 “우리(미국인) 모두 다양한 인종, 민족 배경을 가졌는데, 워런 의원이 굳이 DNA 검사까지 해 가며 트럼프의 인종차별적 공격에 대응했다”는 비판도 나온다. 앞서 트럼프 대통령은 워런 의원이 원주민 혼혈이 아니면서 하버드대 로스쿨 입학부터 펜실베이니아대를 거쳐 하버드대 로스쿨 교수를 역임하게 되기까지 ‘소수민족 특혜’를 받았다고 주장했다. 트럼프 대통령은 워런 의원에 대해 원주민 혼혈 애니메이션 캐릭터인 ‘포카혼타스’라고 조롱해 인종차별 논란까지 빚었고, 지난 7월 한 중간선거 지원 유세에서는 “만약 워런이 DNA 검사를 받아 인디언이라는 것을 보여 주면 100만 달러를 자선단체에 기부하겠다”고 말한 바 있다. 미 언론들은 이날 워런 의원이 자신의 웹사이트에 동영상과 함께 카를로스 부스타만테 스탠퍼드대 유전학 교수가 지난 8월 그녀로부터 제공받은 샘플로 작성한 DNA 검사 결과 보고서를 공개했다고 전했다. 이 보고서에는 워런 의원 가계도에서 6~10대를 거슬러 올라가면 원주민이 있다는 내용이 담겨 있다. 그동안 워런 의원은 자신이 원주민인 체로키와 델라웨어 부족의 먼 후손이라고 말해 왔다. 워런 의원은 이날 트위터에 “트럼프 대통령은 국립원주민여성인력센터에( 100만 달러·약 11억원) 수표를 보내라”고 올렸다. 그러자 트럼프 대통령은 “나는 그렇게(100만 달러를 기부하겠다고) 말하지 않았다. 내 말을 다시 읽어 보라. 내가 직접 그녀의 DNA 검사를 했을 때 입증되면 그렇게 하겠다는 말이었다”는 트윗을 올려 응수했다. 최훈진 기자 choigiza@seoul.co.kr

“그렇다. 그녀는 원주민(인디언) 혈통이다. 그러나 그것이 트럼프의 인종차별적 공격을 멈추게 하진 못할 것이다.”(워싱턴포스트) 2016년 대선 당시 도널드 트럼프 미국 대통령의 ‘저격수’를 자처했던 엘리자베스 워런 민주당 상원의원이 15일(현지시간) 자신이 원주민 혈통임을 증명하는 DNA 분석 결과를 공개했다. 이로써 워런 의원이 2020년 대선에서 트럼프 대통령의 대항마로 나서겠단 의지를 분명히 했다는 평가가 지배적이지만 일각에서는 “우리(미국인) 모두 다양한 인종, 민족 배경을 가졌는데, 워런 의원이 굳이 DNA 검사까지 해 가며 트럼프의 인종차별적 공격에 대응했다”는 비판도 나온다. 앞서 트럼프 대통령은 워런 의원이 원주민 혼혈이 아니면서 하버드대 로스쿨 입학부터 펜실베이니아대를 거쳐 하버드대 로스쿨 교수를 역임하게 되기까지 ‘소수민족 특혜’를 받았다고 주장했다. 트럼프 대통령은 워런 의원에 대해 원주민 혼혈 애니메이션 캐릭터인 ‘포카혼타스’라고 조롱해 인종차별 논란까지 빚었고, 지난 7월 한 중간선거 지원 유세에서는 “만약 워런이 DNA 검사를 받아 인디언이라는 것을 보여 주면 100만 달러를 자선단체에 기부하겠다”고 말한 바 있다. 미 언론들은 이날 워런 의원이 자신의 웹사이트에 동영상과 함께 카를로스 부스타만테 스탠퍼드대 유전학 교수가 지난 8월 그녀로부터 제공받은 샘플로 작성한 DNA 검사 결과 보고서를 공개했다고 전했다. 이 보고서에는 워런 의원 가계도에서 6~10대를 거슬러 올라가면 원주민이 있다는 내용이 담겨 있다. 그동안 워런 의원은 자신이 원주민인 체로키와 델라웨어 부족의 먼 후손이라고 말해 왔다. 워런 의원은 이날 트위터에 “트럼프 대통령은 국립원주민여성인력센터에( 100만 달러·약 11억원) 수표를 보내라”고 올렸다. 그러자 트럼프 대통령은 “나는 그렇게(100만 달러를 기부하겠다고) 말하지 않았다. 내 말을 다시 읽어 보라. 내가 직접 그녀의 DNA 검사를 했을 때 입증되면 그렇게 하겠다는 말이었다”는 트윗을 올려 응수했다. 최훈진 기자 choigiza@seoul.co.kr

소파 방정환 선생이 1922년 ‘어린이의 날’을 처음 만들고 ‘어린이’라는 단어를 사용하기 전까지 아이들은 그냥 몸집이 작은 어른 정도로 취급됐습니다. ‘어린이’라는 단어 속에는 어린아이들을 하나의 온전한 인격체로 존중해 줘야 한다는 존대의 의미가 있습니다. 그렇지만 요즘 뉴스를 보면 어린이와 청소년들을 막 대하는 눈살 찌푸려지는 사건들이 너무나 많이 발생하는 것 같습니다.●트라우마도 유전되나… 34명 중 변형된 정자 22명, 알고 보니 학대당한 경험 아이들을 왜 소중하게 여기고 보호해야 하는지에 대해서는 과학적으로도 많은 연구 결과들이 있습니다. 최근 미국과 캐나다 연구진이 학대를 당한 아동들은 트라우마가 DNA에 각인돼 학대의 기억이 본인뿐만 아니라 후손들에게까지 전달될 수 있다는 연구 결과를 내놔 충격을 주고 있습니다. 캐나다 브리티시 컬럼비아대 의대와 미국 하버드대 공중보건대 공동연구팀의 이러한 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘중개 정신의학’ 최신호에 실렸습니다. 연구팀은 성인 남성 34명의 정자를 채취해 ‘DNA 메틸화 반응’을 살폈습니다. 후성유전학 분석에서 쓰이는 DNA 메틸화는 쉽게 말하면 DNA의 염기서열 자체는 바꾸지 않으면서 유전자의 활성 정도를 변화시켜 겉으로 드러나는 성질을 다르게 만드는 것입니다. 분석 결과 22명의 정자 DNA가 특이하게 변형된 것을 발견했습니다. 알고 보니 이들 22명은 모두 어린 시절 어른들로부터 학대를 받은 경험이 있는 것으로 조사됐습니다. 연구팀은 정자와 난자가 만나는 수정은 엄청난 유전자 변화를 가져오기 때문에 학대로 인한 상처가 유전되는지에 대해서는 좀더 장기적인 추적이 필요하지만 지금까지 알려진 여러 후성유전학적 결과를 보면 부모의 상처가 자식에게 전달될 가능성은 충분히 크다고 보고 있습니다. ●폭력은 뇌가 기억한다… 물리적 폭력 이상으로 감정·언어적 폭력에 큰 상처 또 2015년 캐나다 맥길대 심리학과 연구팀은 1986년부터 2012년까지 여름캠프에 참가한 5~13세 저소득층 남녀 어린이 2292명을 대상으로 양육 상태를 추적 조사했습니다. 그 결과 많은 아이들이 폭력에 노출돼 있는데 특히 협박, 조롱, 무시, 창피 등 감정적 폭력이 물리적 폭력과 방치보다 더 많은 것으로 나타났습니다. 흔히 물리적 폭력이 감정적 폭력보다 더 해로울 것으로 생각합니다. 그렇지만 연구팀에 따르면 물리적 폭력이나 감정적, 언어적 폭력 모두 똑같은 뇌 부위가 반응하며, 뇌에 미치는 영향은 감정적, 언어적 폭력이 물리적 폭력과 비슷하거나 더 심하다고 합니다. 어른들은 이런저런 이유로 아이들에게 상처를 줄 때가 많습니다. 어린이는 나무와 같아서 믿어 주는 만큼 성장합니다. 상처받고 스트레스에 찌든 아이들이 많은 사회의 미래가 과연 밝을까요. 우리 사회의 미래를 위해서라도 ‘아이들은 꽃으로도 때려서는 안 되는’ 것입니다. 정치권이나 경제계 등에서는 출산율 저하를 단순히 미래 노동력 감소라는 차원에서 접근하고 있습니다. 사람의 일자리를 빼앗는다는 반론도 있지만 노동력 감소는 로봇이나 인공지능(AI)으로 대체될 수 있을 것입니다. 사실 노동력 감소라는 차원의 접근은 사회라는 커다란 기계를 유지하기 위해서 ‘인간’이라는 부품이 빠져나가서는 안 된다는 기계론적 사고방식의 다른 표현입니다. 사람을 인격체가 아닌 사회를 구성하는 톱니바퀴나 수단으로 생각하는 사회에서 저출산 문제는 ‘백약이 무효’일 수밖에 없을 겁니다. edmondy@seoul.co.kr

끔찍한 아동학대가 피해아동 뿐만 아니라 피해아동이 훗날 낳을 후손에게까지 악영향을 미칠 수 있다는 사실이 연구를 통해 밝혀졌다. 미국 하버드대학과 캐나다 브리티시컬럼비아대학 공동 연구진이 성인 남성 34명을 대상으로 연구를 진행한 결과, 어릴 때 아동학대를 경험한 남성의 정자 DNA에는 학대를 경험한 적이 없는 사람과 달리 특정한 ‘흔적’이 남는다는 것을 확인했다. 실험참가자 34명 중 22명은 어린 시절 아동학대를 경험한 사람들이었다. 연구진은 이들의 정자 샘플 DNA에 메틸화 반응 화학처리를 해 DNA의 차이를 조사했다. DNA 메틸화 반응이란 환경에 따라 세포 내 유전자 표현형이 달라지는 것으로, 후생유전학 연구에 주로 활용되는 검사다. 연구진이 실험참가자들의 DNA 메틸화 패턴을 살핀 결과, 학대 경험이 있는 사람과 없는 사람의 정자 DNA의 분자 단위 12곳에서 분명한 물리적 차이가 있다는 것을 확인했다. DNA의 특정 부분에서는 아동학대 경험자와 그렇지 않은 사람 사이에 최대 29%의 물리적 차이가 있다는 사실도 밝혀졌다. 이러한 결과는 곧 DNA를 그대로 물려받아 태어나는 후대에게까지 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미한다. 다만 이러한 차이가 구체적으로 무엇을 의미하는지, 훗날 후대에게 직접적으로 어떤 영향을 미치는지에 대해서는 정확히 밝혀내지 못했다. 뿐만 아니라 실험참가자가 34명의 소규모라는 점 역시 보완해야 할 문제점으로 지적됐다. 연구를 이끈 브리티시컬럼비아대학의 마이클 코버 박사는 “DNA 메틸화 반응은 범죄현장에 남아있는 용의자의 DNA를 분석해 용의자의 나이나 신체 특징 등을 추정하는데도 활용된다”면서 “이번 발견은 특정 남성이 과거 어린 시절 아동학대를 당했을 확률이 얼마나 되는지 등을 추정하는데 도움이 될 것”이라고 설명했다. 한편 미국 비영리단체의 조사에 따르면 미국에서는 10초마다 한 번씩 아동학대가 발생하고 있으며, 아동학대에서 살아남아 성인이 된 사람 중 80%가 한 번쯤 우울증 등 정신질환에 노출된 적이 있는 것으로 나타났다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

사람의 두개골 속에 생기는 모든 종류의 종양을 뇌종양이라고 하는데 자라는 아이들에게서 나타나는 소아 뇌종양은 아이들의 성장 속도만큼이나 빠르게 자라 악성인 경우가 대부분이다. 더군다나 소아에게서 나타나는 뇌종양에는 난치성 뇌전증(간질)이 뒤따른다는 특징이 있는데 아직까지 정확히 그 원인이 밝혀지지 않은 상태다. 국내 연구진이 난치성 뇌전증을 일으키는 소아 뇌종양의 근본 원인과 뇌전증 발생 원리를 밝혀내고 의학 분야 국제학술지 ‘네이처 메디슨’ 17일자(현지시간)에 실렸다. 이번 연구를 통해 외과 수술로도 쉽게 치료되지 않는 소아 뇌종양 환자의 난치성 뇌전증을 근본적으로 치유할 수 있는 길이 열릴 것으로 기대되고 있다. 소아 뇌종양 환자에게서 나타나는 뇌전증은 일반 뇌전증 환자에게 사용되는 항뇌전증 약물에 반응하지 않기 때문에 난치성으로 분류되고 현재로서는 별다른 치유법이 없는 상황이다.연구팀은 소아 뇌종양 환자의 뇌 조직과 뇌종양을 유발시킨 동물을 이용해 분자 유전학적 분석을 실시했다. 우선 뇌전증이 동반된 소아 뇌종양 중 일종인 신경절 교세포종 환자의 종양조직을 분석한 결과 신경줄기세포에 ‘비라프’(BRAF V600E)라는 유전변이가 발생했다는 것을 확인했다. 또 동물에게서도 똑같은 신경절 교세포종을 유발시킨 뒤 관찰한 결과 소야 뇌종양 환자와 똑같은 증상을 보인다는 것을 알아 냈다. 즉 태아의 뇌 발달 과정 중에 신경줄기세포에 ‘비라프’ 돌연변이가 나타나면 난치성 뇌전증이 동반된 소아 뇌종양이 발생한다는 설명이다. 또 연구팀은 현재 피부암과 갑상선암 표적 항암제로 사용되는 비라프 저해제를 동물에게 주입한 결과 난치성 뇌전증이 치료되는 것도 확인했다.연구팀은 이번 연구결과를 바탕으로 카이스트 교원창업기업 ‘소바젠’을 통해 소아 뇌종양 난치성 뇌전증 치료약 개발에 나설 계획이다. 이번 연구를 이끈 1저자 고현용 카이스트 연구원은 “소아 뇌종양 환자의 신경줄기세포에서 발생한 돌연변이가 난치성 뇌전증 발생의 핵심역할을 한다는 것을 처음으로 밝혀낸 것”이라며 “난치성 뇌전증을 근본적으로 치료할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

암과 치매, 그리고 심장질환 같은 노인병을 치료하기 위해 전 세계 수십 개의 신생기업이 연구용으로 젊은 성인들에게서 피를 얻기 위해 애를 쓰고 있는 것으로 전해졌다. 이에 대해 영국 유니버시티칼리지런던(UCL)의 유전학자 데임 린다 파트리지 교수는 이런 실험은 장난이 아니며 현대 의학에서는 가장 유망한 사업 중 하나로 손꼽힌다고 주장했다. 7일(이하 현지시간) 영국 일간 데일리메일 등 외신에 따르면, 지난 5일 세계적 학술지 네이처에 자료 분석 보고서를 발표한 파트리지 교수는 이런 연구가 젊은 피가 암과 치매, 그리고 심장질환과 같은 질병이 없는 삶을 살게 할 수 있다고 말했다. 파트리지 교수의 연구는 젊은 피를 수혈받은 나이든 쥐들은 노화수반병이 생기지 않았고 날카로운 인지 기능을 유지했지만, 나이든 피를 수혈받은 젊은 쥐들은 역효과를 일으키는 것을 보여줬다. 이에 대해 파트리지 교수는 이를 입증하기 위해 신체적 건강을 지켜주는 분자를 확인하려면 동물 시험을 통해 혈액을 더 면밀하게 연구할 필요가 있다고 말했다. 파트리지 교수와 그녀의 연구진은 “혈액은 실질적으로 가장 접근하기 쉬워 흔히 조사되는 (신체의) 조직이지만, 동물 시험에서는 흔히 이용되지 않는다”면서 “건강 위험에 관한 혈액 기반 바이오마커와 노화 특징 등을 알아내는 것이 중요하다”고 말했다. 파트리지 교수의 연구는 미국 샌프란시스코의 신생기업 ‘암브로시아’의 연구와 시험 중 일부다. 이 기업은 페이팔 창업자인 피터 틸의 후원을 받고 있으며 참가자들에게 연구 비용의 일환으로 8000달러(약 900만 원)를 받고 젊은 피를 수혈해주는 임상시험을 진행하고 있는 것으로도 유명하다. 암브로시아의 임상시험에는 지금까지 약 70명이 참가했으며, 최연소 참가자의 나이는 만 30세로 알려졌다. 이들은 만 16~25세 사이의 자원봉사자들에게서 나온 혈액의 주성분인 혈장을 투여받았다. 이에 대해 연구진은 특정 질병에 관한 지표로도 알려진 여러 주요 질병의 바이오마커가 개선됐다고 지적했다. 여기에는 혈중 콜레스테롤 수치가 10% 감소한 것도 포함된다. 콜레스테롤 수치가 높으면 심장질환이 생길 수 있는 것으로 알려졌다. 또다른 효과는 태아성암항원(CEA·carcinoembryonic antigen)으로 불리는 단백질이 20% 감소했다는 것이다. 이는 암 종양이 증식하면서 만들어져 이 수치가 높으면 위암이나 대장암, 췌장암 또는 폐암을 의심할 수 있다. 이밖에도 젊은 피는 치매 환자의 뇌에서 형성되는 독성 단백질 베타 아밀로이드의 수치를 5분의 1까지 낮추는 데 도움을 줬다. 특히 알츠하이머병 초기 증상을 보이던 만 55세 환자는 단 한 번의 수혈 이후 상태가 호전되기 시작했다. 이보다 증세가 심하고 나이가 좀 더 많은 여성 환자 역시 비슷한 효과를 보인다고 암브로시아는 보고했다. 과학자들은 오랫동안 젊은 피가 미치는 영향을 연구해 왔고 다양한 결과를 얻었다. 지난해 11월 미국 캘리포니아대 버클리캠퍼스 연구진은 수혈 치료로 근육 조직을 복구할 수 있다는 사실을 발견했다. 이들 연구자는 수혈 뒤 뇌와 간 모두에 이점이 있다는 것 또한 알아냈다. 같은 달 미국의 연구회사 알카헤스트는 나이든 쥐에게 젊은 사람의 혈액을 투여하는 시험에서 유사한 발견을 했다고 보고했다. 젊은 피를 투여받은 나이든 쥐들은 인지 능력이 높아져 젊은 쥐들처럼 행동하는 것으로 나타났다. 미국 스탠퍼드대 연구진은 이미 3년 전 같은 연구에서 같은 발견을 했지만, 대신 어린 쥐의 피를 사용했다. 하지만 지난 2016년 7월 캐나다 오타와병원 연구진은 상반된 결과를 발표했다. 이들 연구자는 혈액 기증자가 젊은 여성인 경우 환자의 생존율이 떨어지는 것과 관련이 있다고 지적했다. 사진=dolgachov / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

연예인들이 나오는 토크쇼를 보다 보면 자신의 나이가 실제와는 다르다고 깜짝 고백해 팬들을 놀라게 만드는 경우가 있습니다. ‘아르헨티나여, 날 위해 울지 말아요’라는 곡으로 잘 알려진 에바 페론은 정치적 이유로 실제 나이보다 어리다고 주장했었습니다. 월트 디즈니가 가난한 생활에서 벗어나기 위한 수단으로 군대에 가기 위해 실제보다 나이가 많은 것으로 속였다는 사실은 잘 알려져 있습니다.스포츠 분야에서는 좀더 좋은 성적을 위해 나이를 오히려 올리는 경우도 많습니다. 중국 체조 대표팀이 2000년 호주 시드니올림픽 당시 만 14세에 불과한 여자 체조선수의 나이를 16세로 속여 출전시킨 사실이 뒤늦게 적발돼 단체전 동메달을 박탈당한 것이 대표적입니다. 국제축구연맹(FIFA)은 경기에 참가하는 축구선수들의 정확한 생물학적 나이를 체크하기 위해 손목뼈 검사를 수시로 실시하고 있다고도 합니다. 뼈나이를 측정하는 손목 스캐닝은 비교적 간단하게 생물학적 나이를 확인할 수 있는 방법이지만 오차 범위가 커서 신뢰도가 떨어진다고 알려져 있습니다. 이 때문에 연구자들은 정확한 나이를 파악할 수 있는 다양한 방법들을 고민하고 있습니다. 최근 유럽 과학자들은 환경 등 후천적인 요인으로 인한 DNA 변화를 찾는 후성유전학적 방법으로 연령을 파악하는 방법을 개발하는 데 주력하고 있습니다. 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 4일자에 따르면 연구자들이 신뢰성 높은 증거 기반 검사법인 후성유전학적 기법을 개발하는 이유는 현재 유럽 각국에서 사회문제로 나타나고 있는 ‘난민’ 대책에 도움을 주기 위해서입니다. 현재 유엔에서는 회원국들에게 “18세 미만의 난민들에게는 특별한 보호와 지원을 제공해야 한다”는 규정을 지키도록 권고하고 있습니다. 일부 난민들이 이런 관용적 혜택을 누리기 위해 ‘실제 나이보다 어리다’고 주장하면서 유럽 각국 정부는 최우선적으로 도움을 받아야 하는 대상자를 결정하는 데 어려움을 겪고 있다고 합니다. 일부 극렬 매체들은 이런 사례들만 모아 보도하면서 대중들의 난민들에 대한 혐오증과 폭력까지 부추기고 있는 것이 상황이랍니다. 연구자들은 ‘후성유전학 시계’라는 분자 검사를 이용해 기존 방법보다 좀더 정확하고 빠르게 생물학적 나이를 파악할 수 있다고 주장하고 있습니다. 미드 ‘CSI’에서 흔히 봤던 장면처럼 입안을 면봉으로 슥 문지르는 것만으로도 분석이 가능하다고 합니다. 이런 후성유전학적 기법으로 나이를 예측할 때 오차는 1~2년에 불과하다고 합니다. 기존 뼈 스캔을 통한 해부학적 검사에서 나타나는 오차 범위는 3~4년이기 때문에 훨씬 신뢰성이 높다고 볼 수 있습니다. 물론 후성유전학 시계 검사법으로도 어떤 사람의 나이가 17살 11개월인지 18살인지를 정확히 예측하지 못한다는 한계는 분명히 있습니다. 새로운 과학적 기법을 사용할 때는 항상 윤리적 문제가 동반될 수밖에 없습니다. 후생유전학 기법을 활용한 난민 나이 측정에 대해서도 다른 한편에서는 과학의 이름으로 자칫 한 사람의 삶을 송두리째 바꾸는 상황이 벌어질 수도 있는 만큼 검사 대상자의 완벽한 동의와 프라이버시 보호가 반드시 수반돼야 한다고 주장하고 있습니다. 사실 유럽에서는 범죄자 대상 DNA 검사를 할 때도 개인의 질병 여부 같은 은밀한 정보는 수집할 수 없도록 하고 있습니다. 범죄자에게도 허용되는 인권을 우리와 다른 타자라고 해서 허용하지 않겠다고 한다면 모순 아닐까요. edmondy@seoul.co.kr

유골 화석, 빅데이터로 DNA 게놈 분석 혈연 관계·집단적 이동 등 고대사 파악 네안데르탈-데니소바인 혼혈 자녀 존재 유전자 1.7% 현 인류와 일치…교류 시사‘고고학자’라는 단어를 들으면 많은 사람들은 페도라 모자를 눌러쓰고 낡은 크로스백을 맨 채 유적을 찾아 유럽, 아프리카, 아시아 등 세계 전역을 종횡무진 누비는 영화 속 주인공 ‘인디아나 존스’를 떠올린다. 19~20세기 중반까지만 해도 고고학자들은 보물 사냥꾼인 인디아나 존스까지는 아니지만 유물을 찾기 위해 먼지를 뒤집어쓰고 몸을 움직이는 현장 작업자 같은 분위기였던 것이 사실이다. 그렇지만 최근 많은 고고학자들은 현장 작업도 하고 있지만 인공위성이나 컴퓨터 프로그램, 각종 실험기구에 둘러싸여 있는 과학자의 모습에 더 가깝다. 실제로 고고학계에서는 발굴된 유물의 DNA 분석을 통해 과거를 추적하는 ‘DNA 고고학’이라는 분야가 주목받고 있다. DNA 고고학은 유적지에서 발굴되는 유기체의 DNA를 분석해 과거 유전적 특징을 과학적으로 규명함으로써 혈연, 민족 간 유연관계, 집단이나 문화의 이동에 대한 고고학적 정보를 자연과학적으로 분석하는 분야다.DNA 고고학은 고고유전학(Archaeogenetics)이나 고유전학(Paleogenetics)이라는 이름으로 불리기도 하지만 엄격하게 구분하자면 고고유전학은 고고학적 해석을 위해 분자유전학적 기술을 접목시킨 것이고 고유전학은 유전학적 입장에서 생물의 진화와 과거 생물의 특징에 대한 연구다. DNA 고고학에서는 빅데이터 처리나 시뮬레이션 같은 첨단 과학기술도 자주 활용된다. 오래된 고대인의 뼈나 유품에서 미량의 DNA 조각을 채취해 분석할 경우 방대한 게놈 정보가 나온다. 방대한 데이터를 비교, 분석해 고인류의 복잡한 관계망을 파악할 수 있게 해 주는 알고리즘과 빅데이터 처리기술은 고고학에 새로운 장을 열어 줬다. 실제로 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 23일자에 실린 독일 막스플랑크 진화인류학연구소, 인류사연구소, 캐나다 토론토대, 러시아 국립과학아카데미 고고학 및 민족지학연구소, 국립노보시비르스크대, 영국 옥스퍼드대 국제공동연구팀의 연구결과만 봐도 DNA 고고학 연구가 얼마나 활발하게 이뤄지고 있는지 알 수 있다. 연구팀은 일반인들이 보기에는 작고 길쭉한 돌맹이처럼 보이는 크기 1~2㎝의 뼛조각들에서 DNA를 추출해 유전자 시퀀스를 분석했다. 그 결과 ‘데니소바 11’로 이름 붙여진 뼛조각의 주인은 네안데르탈인 엄마와 데니소바인 아빠 사이에서 태어난 딸로 사망 시 나이는 13살쯤이라는 사실이 밝혀졌다. 현생 인류는 호모사피엔스 1종만 존재하고 있지만 5만~6만년 전까지만 해도 유럽과 서아시아 지역에 살았던 네안데르탈인, 시베리아와 동남아시아 지역에 살았던 데니소바인 등 최소 3종의 인류(호미닌)가 함께 공존했다. 그러다 네안데르탈인은 5만년 전부터, 데니소바인은 4만년 전부터 서서히 사라져 멸종하게 됐다. 이 때문에 고인류학계에서는 각 인류 종간 분리시기와 교배 여부는 인류 진화를 설명하기 위한 중요한 연구 주제였다.2016년에 막스플랑크 진화인류학연구소 연구진은 시베리아 남부 알타이산맥 동굴에서 발굴한 네안데르탈인 화석 유전자를 분석한 결과 현생인류와 네안데르탈인의 교배가 최소 10만년 전에 이뤄졌다는 사실을 ‘네이처’에 발표하기도 했다. 연구팀은 네안데르탈인과 현생인류 사이에 교배가 있었다면 네안데르탈인과 동시대를 살았던 데니소바인과의 교배도 있었을 것이라는 가정에서 연구를 시작했다. 네안데르탈인과 데니소바인은 약 39만년 전 유전적으로 분리돼 다른 종이 됐다. 연구팀은 엄마 네안데르탈인 유전자를 분석해 러시아 데니소바 동굴 부근으로 이동한 초기 네안데르탈인보다 서유럽에 살고 있었던 후기 네안데르탈인 유전자와 더 가깝다는 사실도 밝혀냈다. 데니소바 11의 미토콘드리아 DNA를 분석한 결과 이 혼혈소녀는 현생인류와 1.7% 정도의 유전적 일치도를 갖고 있는 것으로도 나타났다. 데니소바 11이 태어나기 이전 데니소바인, 네안데르탈인과 현생인류의 조상 간 교류가 있었음을 짐작하게 하는 대목이다. 스반테 파에보 독일 막스플랑크연구소 박사는 “이번 단일 게놈분석만으로도 현생인류의 친척들 간 교류가 생각보다 더 잦았다는 것을 추정할 수 있다”며 “현생인류는 호모사피엔스의 단일 순수혈통이 아니라 인류의 다양한 친척종들과 교배해 유전자가 섞여 있는 종이라는 것을 알 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

진화론을 이야기할 때 항상 빠지지 않는 단어가 ‘자연 선택’이다. 진화 과정에서 승자는 자연에 가장 잘 적응하는 개체나 자연에서 살아남을 수 있는 특정 형질을 가진 개체다. 최근 국제학술지 ‘네이처’에 흥미로운 연구 결과가 발표됐다. 자연 선택이 몇 주 만에도 일어날 수 있다는 것이다.미국 하버드대 연구진은 카리브해의 작은 섬에 사는 도마뱀의 다리 길이와 발바닥 넓이 등을 조사했다. 며칠 뒤 기록적인 두 차례의 허리케인이 지나갔다. 연구진은 다시 그 섬을 찾았다. 그런데 도마뱀들의 앞발이 길어지고 뒷발은 짧아졌으며 앞뒤 발바닥 면적은 넓어졌다. 짧은 몇 주 동안 도마뱀이 환경에 적응하면서 바뀐 게 아니다. 그 특성을 갖고 있는 도마뱀만 강력한 허리케인 속에서 살아남은 것이다. 만약 모든 도마뱀의 다리 길이와 발바닥 면적이 같다면 공룡처럼 사라졌을 것이다. 진화 과정과 자연 선택은 암세포에서도 나타난다. 대부분의 이상 세포는 적절한 기능을 못 해 사라진다. 산소, 영양 부족에 적응하지 못하거나 세포의 수리 기능 덕분에 회복된다. 몸 안의 면역세포가 그 이상 세포를 없애 버리기도 한다. 그러나 이상 세포는 끊임없이 나타나고, 돌연변이 등을 통해 변화하면서 다양한 후손을 남긴다. 이런 이상 세포의 변화와 다양성이 몸 안의 자연 선택을 이겨 나갈 수 있게 한다. 암 치료 전략은 몸의 잃어버린 자연 선택 기능을 회복하거나 강화하는 방향으로 이뤄진다. 암세포는 성장 과정에서 스스로 혈관 형성을 유도하는데, ‘항혈관억제제’로 암 성장을 막을 수 있다. 암세포가 아예 죽도록 유도하는 약제도 있다. 암세포가 ‘면역 관문’을 활성화하면 면역 기능의 감시를 피할 수 있는데, ‘면역 관문 억제제’는 이를 다시 비활성화시켜 면역 기능을 회복시킨다. 지난 수십 년간 많은 암 연구자들이 관심을 가진 분야는 자연 선택을 극복하기 위해 암세포가 보이는 다양성, 즉 암세포를 발전시키는 다양한 유전자 변화였다. 그러나 최근에는 나쁜 돌연변이가 축적되지 않도록 만드는 유전자 변화인 ‘음성 자연 선택’도 암 진행에 중요하다는 사실이 알려졌다. 쉽게 말해 종의 진화와 유지에서 돌연변이가 계속 축적되고 확산되면 다양성 측면에서는 유리하지만, 중요한 기능을 가진 유전자에 계속 돌연변이가 발생하면 오히려 불리할 수도 있다는 것이다. 스페인 연구진은 26종의 암에 걸린 7500명 이상 환자들의 유전자 분석을 시행한 결과 음성 자연 선택에 매우 중요한 필수 암 유전자와 면역 단백질 부위 유전자를 확인했다. 또 이들이 암세포의 기능 유지와 면역회피 반응에 관여한다는 사실까지도 확인했다. 최근의 암 연구는 진화, 자연 선택과 같이 암과 관련 없는 분야의 업적으로 새로운 길을 찾고 있다. 스페인 연구진의 성과도 집단유전학과 의학유전학, 전산생물학, 시스템생물학 전문가들이 함께 모여 이룬 것이다. 학제 간 연구와 협동이 하나의 연구 성과보다 중요하다는 사실을 보여 준다.

초·중·고등학교의 방학이 시작됐습니다. 요즘은 점수나 등수가 표시되는 경우가 많지 않다고는 하지만 방학식과 함께 선생님이 나눠주는 성적표가 방학의 즐거움을 반감시키는 것은 분명합니다. 아이들 성적이 직전 학기보다 떨어진 것 같다고 생각되면 부모들은 ‘누굴 닮아서 공부를 못하느냐’고 타박을 하기도 합니다. 이런 말에는 학업 능력에는 유전적 요인이 강하게 작용할 것이라는 생각이 내포돼 있습니다. 교육계나 생물학계에서도 학습 능력이 타고나는 것인지, 환경적 요인이 더 크게 작용하는지에 대해 여전히 결론을 내리지 못하고 있는 상황입니다. 미국, 네덜란드, 호주, 에스토니아, 덴마크, 영국, 스위스, 싱가포르, 중국, 캐나다, 스웨덴 11개국 210여개 연구기관이 참여한 국제공동연구팀은 100만명이 넘는 사람들의 학력과 유전자를 분석한 결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 유전학’ 7월 24일자에 발표했습니다. 연구팀은 15개 유럽 국가에 거주하는 30세 이상 남녀 110만명을 대상으로 학력 수준과 유전자를 비교 분석한 겁니다. 학업 성적과 수학 능력, 학업 기간과 유전자의 상관관계를 분석한 연구로는 역대 최대 규모라고 합니다. 그 결과 연구팀은 학업 능력과 관련해 차이를 보이는 유전자 1271개를 찾아냈습니다. 이번에 발견한 유전자들 중 일부는 알츠하이머, 양극성 장애, 조현병 등 각종 신경, 정신질환과 연관이 있는 것으로도 분석됐습니다. 연구팀은 이번에 발견된 유전자들의 차이만으로 특정 개인이 대학에 진학할 수 있는지, 성적을 잘 받을 수 있는지 예측하기는 어렵다고 설명하고 있습니다. 오히려 가구 소득이나 다양한 환경적 요인들을 변수로 해 인구 집단의 평균적 행동을 예측하거나 분석하는 사회과학적 연구에 활용도가 더 높을 것으로 보고 있습니다. 실제로 이번에 발견된 1271개의 유전자로는 개인 학업 성취도의 3~4% 정도밖에 설명할 수 없다고 합니다. 그렇지만 인구통계학적 변수와 함께 사용해 특정 집단의 학업성취도를 설명할 때는 11~13%의 설명이 가능한 중요한 변수로 쓰일 수 있다고 합니다. 영국 옥스퍼드대 길 맥빈 유전학 교수 역시 이번 연구에 대해 “1200여개의 유전자가 학습과 밀접한 관련을 갖고 있다는 결론만으로 인간의 미래 삶을 예측하거나 성공 여부를 판단할 수는 없다”며 “사람의 행복과 성공은 학업 성적으로만 결정되는 것은 아니기 때문”이라고 말했습니다. 뇌 과학자들은 뇌는 다양한 경험이나 지속적인 자극, 환경에 따라 달라질 수 있다는 ‘뇌 가소성’을 이야기하고 있습니다. 공부를 잘하고 못하는 것은 유전자가 아니라 노력에 따라 달라진다는 말입니다. ‘왜 너는 공부를 못하느냐’며 유전자 탓을 하면서 아이들에게만 공부하라고 강요하지 말고 방학 때만이라도 부모들이 자발적으로 스마트폰과 TV를 끄고 아이들과 함께 책을 읽고 이야기하며 고민을 나누는 시간을 조금이라도 가지면 말랑말랑한 아이들의 뇌는 금세 ‘공부 뇌’로 바뀔 수 있지 않을까요. edmondy@seoul.co.kr

“당시 사망한 백제왕은 무왕밖에 없어” 기존 여성 치아 발견 등 주장 뒤집어 “소왕릉 주인은 선화공주?” 추가 조사백제시대 왕릉급 무덤인 전북 익산 쌍릉(사적 87호) 대왕릉에 묻힌 주인공이 백제 제30대 임금 무왕(재위 600~641)일 가능성이 커졌다. 문화재청 국립부여문화재연구소는 지난 4월 익산 쌍릉 대왕릉 내부에서 발견한 인골을 분석한 결과 “최소 50대에서 60~70대 남성으로 키는 161~170.1㎝이며 620~659년에 사망한 것으로 조사됐다”고 밝혔다. 대왕릉과 소왕릉으로 구성된 쌍릉은 향가 ‘서동요’의 배경 설화인 서동설화의 주인공 백제 무왕과 그의 부인 선화공주의 무덤으로 여겨져왔다. 이번 분석 결과를 토대로 대왕릉 피장자의 정체를 무왕으로 본 통설에 힘이 실리게 된 셈이다. 이상준 국립부여문화재연구소장은 “정강뼈 방사성탄소연대 측정 결과 사망연도로 산출된 620~659년 사이에 사망한 백제 왕은 무왕밖에 없다”면서 “그 외에도 무덤 구조와 규모, 유물의 품격, 당시 시대상황 등을 고려했을 때 대왕릉의 주인이 무왕일 가능성이 크다”고 말했다. 무왕의 출생연도는 알려지지 않았지만 600년에 즉위해 641년에 사망했다고 기록돼 있다. 연구소는 대왕릉의 주인을 파악하기 위해 고고학과 법의인류학, 유전학, 생화학, 암석학 등 관련 전문가들을 총동원해 인골을 분석했다. 인골함에서 확인된 인골은 모두 102개로, 겹치는 뼈조각이 없어 모두 한 개체에서 나왔을 가능성이 크다는 것이 법의인류학 분석을 맡은 가톨릭의대 응용해부연구소의 견해다. 이우영 가톨릭의대 교수는 “팔꿈치 뼈의 각도, 목말뼈의 크기, 넙다리뼈 무릎 부위의 너비 등으로 봤을 때 성별은 남성일 확률이 높다”면서 “넙다리뼈의 최대 길이를 이용해 간접적으로 키를 추정한 결과 약 161~170.1㎝로 확인된다”고 설명했다. 인골의 주인보다 훨씬 후대인 19세기 성인 남성의 평균 키가 161.1㎝인 점을 고려하면 비교적 건장한 편이다. 삼국사기에서 무왕을 ‘풍채가 훌륭하고, 뜻이 호방하며, 기상이 걸출하다’고 묘사한 부분과 일부 들어맞는다. 나이는 최소 50대에서 60~70대 노년층으로 봐도 무리가 없다는 분석이다. 이 교수는 “목 갑상연골에 골화(骨化)가 많이 진행됐고, 골반뼈 결합면의 표면에 거칠고 작은 구멍이 많다”면서 “남성 노년층에서 발병하는 등과 허리가 굳는 증상이 있었을 것으로 보인다”고 말했다. 앞서 2016년 국립전주박물관이 일제강점기 쌍릉 조사 당시 대왕릉에서 수습한 유물을 정리하는 과정에서 찾은 치아 4점을 분석한 결과 20~40세 여성의 것이고, 무덤 내부에서 신라 토기가 출토됐다는 결과를 공개하면서 일각에서 대왕릉의 피장자가 무왕이 아니라는 주장이 제기됐다. 이번 인골 분류 과정에서 추가로 발견한 치아 2점에 대해 이 교수는 “전주박물관이 당시 의견서에 치아만으로 성별을 구별하고 나이를 추정하는 것은 어려운 작업임을 밝혔다”면서 “유골과 치아를 종합적으로 검토해야 결과를 확신할 수 있다”고 설명했다. 대왕릉과 180m 떨어진 소왕릉의 진짜 주인공이 누구인지는 앞으로 밝혀야 할 과제로 남았다. 이 소장은 “현재는 대왕릉 조사에 집중하고 소왕릉 발굴은 내년부터 추진할 예정”이라면서 “소왕릉에서 인골 등 피장자를 추측할 수 있는 자료가 나오면 향후 대왕릉 피장자와의 관계를 규명할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 조희선 기자 hsncho@seoul.co.kr

정자와 난자 수정 당시 기온에 따라 갈색 지방 비율이 달라져갈색 지방 많은 사람은 비만 위험, 각종 대사질환 발병률 낮아유럽 연구진이 서늘한 환경에서 생활한 남성이 낳은 자식들이 비만이나 각종 대사질환에 강하다는 사실을 확인했다. 스위스 취리히연방공과대(ETH), 취리히대학병원, 바젤대, 영국 바브라함 연구소, 웰컴트러스트 생어 연구소, 킹스칼리지런던대 공동연구팀이 정자와 난자가 수정되기 전에 낮은 온도에서 활동한 남성의 정자가 갈색 지방조직이 많은 자손을 낳는다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 의과학 분야 국제학술지 ‘네이처 메디슨’ 최신호에 실렸다. 포유류는 갈색지방조직과 백색지방조직을 갖고 있다. 세포 소기관인 미토콘드리아가 풍부한 갈색지방조직은 에너지를 소비해 체내 열을 만들어 내는 역할을 하기 때문에 갈색지방조직이 많은 사람들은 비만 위험은 물론 고지혈증, 고혈압 등 대사성 질환 발병률도 낮은 것으로 알려져 있다. 연구팀은 우선 취리히대학병원에 있는 성인 환자 8400명의 컴퓨터 단층촬영(CT) 영상과 체질량지수(BMI), 기본적인 환자 신상데이터를 비교분석했다. 그 결과 7~11월에 태어난 사람이 1~6월에 태어난 사람들보다 갈색지방 조직이 훨씬 많은 것으로 밝혀졌다. 7~11월에 태어난 사람들의 경우 정자와 난자의 수정이 된 시기가 비교적 추운 날씨였기 때문이라는 것이다. 연구팀은 이같은 상관관계를 실제 실험으로 검증하기 위해 생쥐를 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 23도라는 비교적 따뜻한 환경에서 짝짓기를 하도록 하고 다른 그룹은 8도 정도의 추운 온도에서 짝짓기를 하도록 했다. 연구팀은 이후 태어난 새끼들을 분석한 결과 짝짓기 전후의 온도가 수컷의 정자에 큰 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈다. 즉 온화하고 포근한 기온에서 생활하고 짝짓기한 수컷보다는 다소 추운 환경에서 생활하고 짝짓기한 수컷의 새끼들이 갈색지방 조직을 더 많이 갖고 태어나는 것으로 확인됐다. 또 갈색지방조직이 많은 새끼들은 성장한 뒤에도 과체중이나 비만으로 인한 대사장애를 겪지 않는 것으로 나타났다. 크리스티앙 볼프람 ETH 보건연구소 교수는 “이번 연구결과는 특정한 환경요인이 정자의 DNA에 영향을 줄 수 있다는 후성유전학적 사실을 새로 확인한 것”이라면서도 “건강한 아이를 낳기 위해 ‘차가운 물에서 수영하거나 추운 곳에서 관계를 가져야 하는가‘라고 묻는다면 좀 더 연구가 필요하다고 답할 수 밖에 없다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘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

국내 연구진이 시스템 생물학 기법을 활용해 식물 노화와 관련된 유전자 간 상호작용을 분석하고 핵심 유전자를 찾아냈다.기초과학연구원(IBS) 식물노화·수명연구단 황대희 부단장팀은 애기장대라는 식물에서 노화 속도 조절에 관여하는 유전자를 찾고 이 유전자들의 관계를 네트워크로 분석하는 데 성공했다고 24일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호에 발표됐다. 식물의 노화 정도와 형태는 다양한 종류의 유전자가 어떻게 연결되는가에 따라 달라지는데 지금까지 분자유전학적 방법으로 노화 현상을 이해하는 데 한계가 있었다. 이에 연구팀은 유전자나 단백질 간 상호작용을 시간에 따라 분석할 수 있는 기법을 활용했다. 단백질 합성에 관여하는 RNA에 형광 처리를 해 그 밝기에 따라 유전자 발현을 시각적으로 보여 줄 수 있는 이 방법으로 식물 노화에 관여하는 유전자 49종의 상호 관계를 연계 분석했다. 그 결과 다른 유전자들과 가장 상호작용을 많이 하는 유전자 3종을 골라내는 데 성공했다. 이 유전자 3종은 노화를 촉진시키는 활성산소와 살리실산 반응을 억제하는 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. 연구팀은 이들 3종 유전자 중 하나라도 없을 경우 잎이 말라가는 황화현상이 빨라지고 활성산소가 정상 식물보다 급격히 증가하면서 조기 노화 상태를 보인다는 사실을 확인했다. 황대희 부단장은 “식물 노화에 관련된 다양한 유전자들이 시간 변화에 따라 어떻게 네트워크를 구성하고 노화 속도를 조절하는지에 대해 알게 됨에 따라 노화를 늦추거나 촉진시키는 방법을 개발하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 하버드대학 연구진이 이미 멸종된 포유류 동물인 매머드와 코끼리를 결합한 새로운 종(種)의 동물을 탄생시킬 것으로 알려졌다. 영국의 선데이텔레그래프의 최근 보도에서 하드대학이 조만간 매머드와 코끼리의 DNA가 섞인 혼종동물(hybrid animal)을 만들 구체적인 계획을 발표할 예정이라고 보도했다. 연구진은 지난 11년 간 이 혼성동물을 만들기 위한 사전 작업에 몰입해 왔으며, 지속적인 연구 끝에 구체적으로 배아를 만들고 이를 인공 자궁에서 키우는 방안에 대한 상세한 계획을 발표할 예정이다. 연구진은 그동안 멸종된 매머드의 DNA를 분석해 왔다. 연구진이 활용한 것은 북극에서 영하의 온도에 1만 년 이상 보존돼 있던 것으로, 이 DNA에는 세부적인 유전자 44개가 보존돼 있었다. 새로 ‘만들어질’ 이 동물은 기존의 매머드나 코끼리보다 몸집이 더 작을 수 있고, 밀렵꾼들의 포획에서 자유로울 수 있도록 엄니는 존재하지 않을 것으로 예상된다. 선데이텔레그래프에 따르면 현재 하버드대학 연구진이 가장 큰 난관으로 여기는 것은 몸집이 상당한 혼종동물을 키워낼 인공 자궁의 개발이다. 연구진은 지난 11년 간의 연구 끝에 쥐를 이용한 실험에서 인공자궁의 능력을 테스트했고 가시적인 성과를 거둘 수 있었다고 밝혔다. 연구에 참여하고 있는 조지 처치 유전학 교수는 “나의 목표는 매머드의 유전자까지 되살려내서 그것이 현실에서 살아 움직이도록 하는 것”이라면서 “우리에게는 부활시킬 수 있는 44개의 매머드 유전자가 있다”고 전했다. 이어 “만약 우리가 이 혼성동물을 야생으로 데리고 나온다면, 이것은 단순히 (기존 코끼리와 달리) 추위에 잘 견디는 코끼리 또는 단순히 매머드 유전자에 국한된 동물을 뛰어넘을 것”이라고 덧붙였다. 사진=123rf.com 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr