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 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.

2005~2017년 시즌12까지 이어 가며 한국에서도 큰 인기를 끈 미국 드라마 ‘본즈’의 주인공은 법인류학자다. ‘뼈로 푸는 살인 사건’이라는 주제처럼 ‘뼈 박사’인 주인공은 수사당국에서 풀지 못해 미궁에 빠진 사건을 첨단기술로 뼈를 분석해 해결한다. 그렇다면 몇백 년, 몇천 년 전 뼈로도 당시 상황을 읽어 낼 수 있을까. 답은 ‘가능하다’이다. 생물인류학 가운데 ‘뼈대학’(골학) 또는 ‘인골 고고학’이라는 분야가 바로 그런 역할을 한다. 인골 고고학은 뼈에 남은 흔적으로 개인의 병력과 생애사를 복원함으로써 그 시대를 살았던 이들의 삶을 짐작게 한다고 해서 ‘뼈 전기학’이라고도 불린다. 저자는 대학에서 생물인류학을 전공하고 국방부 유해발굴감식단 감식관, 치과대 연구교수를 거쳐 현재 역사학과 교수로 재직 중인 현실 속 진짜 ‘닥터 본즈’다. 이 책은 뼈를 분석해 역사의 빠진 고리를 찾는 ‘역사 탐정’인 저자가 유적 발굴 과정에서 겪은 일들을 흥미진진하게 보여 준다. 저자는 지난 9월 세계유산 목록에 등재된 가야고분군 중 ‘창녕 송현동 고분군 15호분’을 처음 발굴했을 때 상황을 긴박감 있게 풀어내며 책을 시작한다. 발굴된 4명의 유골을 해부학, 법의학, 법치의학, 유전학, 고병리학 등 첨단 기법을 총동원해 분석한 결과 순장됐다는 사실을 밝혀내는 과정은 모험소설을 읽는 듯한 느낌을 준다. 순장 당시 16~17세, 약 155㎝ 키로 추정되는 소녀가 ‘송현이’라는 이름으로 부활할 수 있었던 것도 인골 고고학 덕이라는 것이다. 예전 국민학교를 다녔던 세대는 학교가 공동묘지 위에 세워졌다는 괴담을 흔히 들을 수 있었다. 저자에 따르면 현재 은평뉴타운이 들어선 서울 은평구 진관동의 경우 조선시대 평민들이 묻혀 있던 공동묘지 위에 학교가 세워졌다고 한다. 눈을 뗄 수 없는 에피소드들을 따라가다 보면 ‘한 사람은 하나의 세계’라는 말을 실감하게 된다. 유적지에서 발굴된 뼛조각은 금은보화 유물보다는 눈길이 덜 가겠지만 한 사람의 생애를 반영하는 물질이자 시대를 읽을 수 있는 중요한 기록이라고 저자는 강조한다.

추석 연휴 막바지인 다음주 과학에 관심이 있는 세계인의 이목은 북유럽 국가인 스웨덴으로 집중된다. 매년 10월 초 열리는 노벨 과학상 수상자 발표 때문이다. 올해는 10월 2일 생리의학상을 시작으로 3일 물리학상, 4일 화학상 수상자가 공개된다. 노벨상 수상자 발표 한 달 전부터 각종 과학 관련 시상식이 이어지면서 분위기는 한껏 고조된다. 지난 14일 이그노벨상, 21일 ‘예비 노벨 생리의학상’인 래스커상에 이어 27일 오전(현지시간) 미국 과학진흥협회(AAAS)가 제12회 ‘황금거위상’ 수상자를 발표했다. 미국은 제2차 세계대전 종전 후 기초과학의 중요성을 인식하고 정부 차원에서 많은 투자를 했다. 하지만 1980년대 신자유주의 영향으로 당장 성과를 내놓지 못하고 쓸모없어 보이는 연구만 하는 기초과학에 정부가 투자해야 하냐는 비판의 목소리가 나왔다. 짐 쿠퍼 하원의원은 AAAS와 함께 2012년 기초과학 연구가 당장은 쓸모없고 돈 먹는 하마처럼 보이지만 황금알을 낳는 거위 같은 역할을 한다는 취지에서 정부의 과학 예산을 받아 연구하는 기초과학 분야 연구자 중 인류에 공헌한 이들을 선정해 시상하는 ‘황금거위상’을 만들었다. 올해는 가성비 높고 휴대성까지 높인 차세대 염기서열 분석의 기초를 제시한 과학자들과 박테리아를 이용해 해충에 강한 식물을 만든 연구자, 닭을 효과적으로 번식시킬 수 있는 기초연구로 식량난 극복의 초석을 마련한 과학자에게 수상의 영광이 돌아갔다. 미국 캘리포니아 샌타크루즈대(UCSC) 마크 애크슨 교수, 데이비드 디머 명예교수, 하버드대 대니얼 브렌턴 명예교수는 ‘나노포어 시퀀싱’이라는 3세대 염기서열 분석의 기초를 제시한 공을 인정받았다. 나노포어 시퀀싱은 나노 크기의 작은 구멍에 단일 가닥의 DNA나 RNA 시료를 통과시킬 때 염기마다 다른 전류의 흐름을 나타낸다는 점에 착안해 염기서열을 측정하는 기술이다. 1989년 데이비드 디머 교수가 처음 아이디어를 내고 브렌턴 교수가 개념을 확장한 뒤 애크슨 교수가 합류해 기술로 구현했다. 과학계의 회의적 반응에도 불구하고 30년 넘는 연구를 통해 2014년 1000달러짜리 휴대용 크기의 기기로 상용화하는 데 성공해 결핵, 에볼라, 지카, 코로나19 등 각종 감염병 현장에서 폭넓게 쓰이고 있다. 현대 식물 생명공학 창시자 중 한 명으로 꼽히는 농업기업 신젠타 소속 메리 델 칠턴 박사도 수상자로 선정됐다. 칠턴 박사는 박테리아로 유전자를 변형시켜 해충에 강한 식물을 만든 업적을 인정받았다. 1970년대 칠턴 박사는 박테리아가 자기 DNA를 식물로 옮길 수 있다는 사실을 밝혀내고 이를 응용한 ‘아그로박테리움 매개 형질 전환’(AMT) 기술을 개발했다. AMT 기술은 옥수수, 대두, 면화에 널리 사용되고 있다. 특히 해충 저항성 특성을 가진 면화는 살충제 사용량을 1994년 이후 2019년까지 약 66% 감소시켰고 작물 수확량과 수익을 증대시키는 데 이바지했다. AMT는 3세대 유전자 가위로 알려진 크리스퍼 캐스9을 식물에 전달할 때도 사용되는 등 생명공학 연구에서 다양하게 활용되고 있다. 가금류 유전학자로 잘 알려진 폴 시걸 버지니아공과대 명예교수는 전 세계 주요 단백질 공급원인 닭을 사육하고 번식시키는 현대적 방법의 기초를 제시한 공로를 인정받아 수상자로 꼽혔다. 시걸 교수는 1957년 처음 닭의 계통 연구를 시작해 지금까지 약 65년 동안 면역 기능, 생식 생물학, 게놈 진화 등 닭과 관련한 대부분의 기초 연구 결과를 내놨다. 시걸 교수의 연구는 전 세계 가금류 연구자에게 교과서처럼 받아들여지고 있으며 닭이 전 세계 곳곳의 주요 식량 공급원이 될 수 있게 했다는 평가를 받고 있다.

추석 연휴 막바지인 다음 주 과학에 관심이 있는 세계인의 이목은 북유럽 국가인 스웨덴으로 집중된다. 매년 10월 초 열리는 노벨과학상 수상자 발표 때문이다. 올해는 오는 10월 2일 생리의학상을 시작으로 3일 물리학상, 4일 화학상 수상자가 공개된다. 노벨상 수상자 발표 한 달 전부터 각종 과학 관련 시상식이 이어지면서 분위기는 한껏 고조된다. 지난 14일에는 패러디 노벨상으로 유명한 이그노벨상, 21일에는 ‘예비 노벨 생리의학상’ 래스커상에 이어 27일 오전(현지시간) 미국 과학진흥협회(AAAS)는 제12회 ‘황금거위상’ 수상자를 발표했다. 미국은 제2차 세계대전 종전 후 기초과학의 중요성을 인식하고 정부 차원에서 많은 투자를 했다. 하지만 1980년대 신자유주의 영향으로 당장 성과를 내놓지 못하고 쓸모없어 보이는 연구만 하는 기초과학에 정부가 투자해야 하냐는 비판의 목소리가 나왔다. 짐 쿠퍼 하원의원은 미국 과학진흥협회(AAAS)와 함께 2012년 기초과학 연구가 당장은 쓸모없고 돈 먹는 하마처럼 보이지만 황금알을 낳는 거위 같은 역할을 한다는 취지에서 정부의 과학예산을 받아 연구하는 기초과학 분야 연구자 중 인류에 공헌한 이들을 선정해 시상하는 ‘황금 거위상’을 만들었다. 황금알 낳는 거위 ‘기초과학’27일 ‘제12회 황금 거위상’ 수상자 발표 올해는 가성비 높고 휴대성까지 높인 차세대 염기서열 분석의 기초를 제시한 과학자들과 박테리아를 이용해 해충에 강한 식물을 만든 연구자, 닭을 효과적으로 번식시킬 수 있는 기초연구로 식량난 극복의 초석을 마련한 과학자에게 수상의 영광이 돌아갔다.미국 캘리포니아 산타크루즈대(UCSC) 마크 애크슨 교수, 데이비드 디머 명예교수, 하버드대 다니엘 브랜튼 명예교수는 ‘나노포어 시퀀싱’이라는 3세대 염기서열 분석의 기초를 제시한 공을 인정받았다. 나노포어 시퀀싱은 나노 크기의 작은 구멍에 단일 가닥의 DNA나 RNA 시료를 통과시킬 때 염기마다 다른 전류의 흐름을 나타낸다는 점에 착안해 염기서열을 측정하는 기술이다. 1989년 데이비드 디머 교수가 처음 아이디어를 내고 다니엘 브랜튼 교수가 개념을 확장한 뒤 마크 애크슨 교수가 합류해 기술로 구현했다. 과학계의 회의적 반응에도 불구하고 30년 넘는 연구를 통해 2014년 1000달러짜리 휴대용 크기의 기기로 상용화하는 데 성공해 결핵, 에볼라, 지카, 코로나19 등 각종 감염병 현장에서 폭넓게 쓰이고 있다.현대 식물 생명공학 창시자 중 한 명으로 꼽히는 농업기업 신젠타 소속 메리 델 칠튼 박사도 수상자로 선정됐다. 칠튼 박사는 박테리아로 유전자를 변형시켜 해충에 강한 식물을 만든 업적을 인정받았다. 1970년대 칠튼 박사는 박테리아가 자기 DNA를 식물로 옮길 수 있다는 사실을 밝혀내고 이를 응용한 ‘아그로박테리움 매개 형질 전환’(AMT) 기술을 개발했다. AMT 기술은 옥수수, 대두, 면화에 널리 사용되고 있다. 특히 해충 저항성 특성을 가진 면화는 살충제 사용량을 1994년 이후 2019년까지 약 66%를 감소시켰고 작물 수확량과 수익은 증가하는 데 이바지했다. AMT는 3세대 유전자 가위로 알려진 크리스퍼-캐스9을 식물에 전달할 때도 사용되는 등 생명공학 연구에서 다양하게 활용되고 있다.가금류 유전학자로 잘 알려진 폴 시겔 버지니아공과대 명예교수는 전 세계 주요 단백질 공급원인 닭을 사육하고 번식하는 현대적 방법의 기초를 제시한 공로를 인정받아 수상자로 꼽혔다. 시겔 교수는 1957년 처음 닭의 계통 연구를 시작해 지금까지 약 65년 동안 면역 기능, 생식 생물학, 게놈 진화 등 닭과 관련한 대부분의 기초 연구 결과를 내놨다. 시겔 교수의 연구는 전 세계 가금류 연구자에게 교과서처럼 받아들여지고 있으며 닭이 전 세계 곳곳의 주요 식량 공급원이 될 수 있게 했다는 평가를 받고 있다.

크리스마스 트리로 알려진 한라산의 대표 구상나무가 가려진다. 제주특별자치도 세계유산본부(본부장 김희찬)는 올해 한라산 구상나무의 유전학적 기준목을 선정한다고 5일 밝혔다. 구상나무의 모양이 정확히 크리스마스 트리 형태를 지닌 기준이 되는 나무들을 찾는다. 유전체인 게놈(Genom) 지도를 만들기 위해 한라산에서 자생하는 대표적인 구상나무를 선발하는 것으로 생물주권과 유전다양성 보전의 기반을 마련하려는 시도라 할 수 있다. 유전체 분석은 내년부터 서울대, 충남대의 전문가들이 참여해 공동으로 추진한다. 올해는 유전체 분석의 일환으로 서울대와 함께 구상나무 군락별 유전다양성 분석을 위한 공동연구를 하고 있다. 김종갑 세계유산본부 한라산연구사는 “숲 안보다 숲 밖이나 독립수로 나온 나무만 크리스마스트리 형태의 삼각형 모양을 지니는데 나무도 건강하고 젊어야 기준목으로 선정될 자격이 있다”며 “구상나무는 살아 100년, 죽어 100년이라는 말이 있지만, 금방 죽을 나무를 기준목으로 선정할 수는 없으며 보다 팔팔하고 젊은 나무를 선정하게 될 것”이라고 선발 기준을 설명했다.선정기준은 한라산의 구상나무를 기준표본으로 1920년에 최초로 신종을 발표한 어니스트 헨리 월슨(E. H. Wilson)의 기재문에 기록된 대상목의 형태를 기준으로 국내외 수목도감에 표현된 구상나무의 형태와 수령, 자생지 환경이나 접근성 등을 종합해 정립할 계획이다. 한라산 자생지에서 선정기준에 부합하는 구상나무 후보목 10개체, 예비후보목 5개체를 선발하고 생육정보를 취득한다. 이후 분류, 유전, 생태분야 전문가와 일반인으로 구성된 선정위원회에서 서면과 현장심사를 거쳐 기준목을 최종 결정한다. 현재 한라산에는 총 12만그루 정도 구상나무가 식생하고 있는데 크리스마스 트리 형태를 띠고 있는 나무는 몇 만 그루 밖에 안될 것으로 추정하고 있으며 그 가운데서도 정확한 크리스마스 트리 형태를 지닌 나무는 많지 않을 것으로 보고 있다. 김 연구사는 “기본적으로 유전자 분석을 통해 나무를 복원할 방법을 찾지 못하고 있는 상황에서 게놈지도가 만들어지면 종 보전을 위한 유전학적 접근이 가능할 것으로 전망된다”면서 “기후변화에 강한 나무를 보존하기 위한 기초작업으로 매우 중요한 의의를 지닌다”고 강조했다. 한라산 구상나무는 주로 해발고도 1600~1700m에 많이 분포하는데 그 가운데서도 윗세오름 위쪽과 성판악 진달래밭 위쪽에 특히 건강한 구상나무 숲이 형성돼 있다. 김희찬 제주도 세계유산본부장은 “100년 전에는 영국 식물학자인 윌슨이 한라산에서 구상나무를 확인해 세상에 알렸지만, 이제는 우리가 구상나무 기준목으로 유전적 구조를 밝혀 연구를 활성화하고 생물주권의 근거를 마련하겠다”고 말했다.

인간은 나면서부터 ‘생로병사’의 필연적 굴레를 벗어날 수 없다. 과학기술이 발달하면서 연구자들은 영생불멸까지는 아니더라도 큰 병 없이 건강하게 나이를 먹는 방법을 찾고 있다. 생물체가 지닌 유전정보의 집합체인 유전체(게놈)를 분석해 생명 현상을 분석해 보려는 ‘인간 게놈 프로젝트’가 시작된 것도 이런 이유 때문이다.사실 인간의 생로병사는 DNA나 게놈, 단백질, 세포들이 단독으로 결정하지 못한다. 그런데도 과학자들이 이런 환원주의적 연구에 노력을 기울이는 것은 이들 단위의 기능을 명확히 알아야 다른 조직이나 물질과 상호작용을 할 때 나타나는 현상을 좀더 명확히 파악할 수 있기 때문이다. 이런 차원에서 과학 저널 ‘네이처’ 7월 20일자에는 ‘인체 생체 세포 지도’와 관련한 논문 3편이 실렸다. 같은 날 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’와 분석과학 분야 국제학술지 ‘네이처 메소드’에도 논문 1편씩이 실렸다. 이번에 발표된 5편의 논문에 참여한 연구자들은 모두 100여명으로 ‘인간 생체분자 지도 프로그램’(HuBMAP)에 참여하고 있는 이들이다. 사람은 세포 조직과 세포 간 상호 작용이 장기와 조직의 기능을 결정한다. 또 서로 다른 세포들의 조직과 특성, 조합이 조직의 성장과 기능, 노화에 영향을 미친다. HuBMAP은 성인 신체 내 존재하는 모든 세포의 지도를 작성해 세포의 변화를 파악하기 위해 구성된 국제 공동 연구 컨소시엄이다. 지금까지 HuBMAP은 단일 세포 수준에서 조직과 기관 내 RNA, 단백질, 대사산물을 포함한 세포 분자 구성 요소의 공간 지도를 그리는 데 도움이 되는 도구 개발에 초점을 맞췄다.연구팀은 그동안 개발한 분석 기법을 활용해 인간 세포 지도를 만드는 데 성공한 것이다. 이번 연구는 크게 세 가지 성과로 나눠 볼 수 있다. 우선 마이클 스나이더 스탠퍼드대 의대 유전학 교수가 이끄는 팀은 소화부터 면역체계까지 관여하는 복잡한 신체 기관인 장을 분석했다. 연구팀은 소화기관을 8개의 부위로 구분해 분석한 결과 부위별로 세포 구성에 큰 차이를 보인다는 사실과 함께 장의 상피 세포에서 새로운 형태를 발견했다. 특히 이번에 발견된 세포 아형들은 면역 반응에 관여하는 것들로 확인됐다. 마티아스 크레츨러 미국 미시간 앤아버대 의대 교수가 주도한 팀은 건강한 성인남녀의 신장 45개와 각종 질병을 앓고 있는 환자의 신장 48개를 분석했다. 그 결과 신장에 직접적 영향을 미치지 않는 것으로 알려진 질병이라고 할지라도 병을 앓게 되면 신장 세포에 변화를 일으켜 궁극적으로 신장 기능에 영향을 미칠 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 또 신장의 여러 부위에서 51종의 세포 유형과 네트워크 형태를 규명했다. 이를 통해 신장 기능의 복구, 결함 여부와 급성 및 만성 신장 질환을 앓게 될 경우 세포의 변화를 관찰하는 데도 성공했다. 마이클 앤절로 스탠퍼드대 병리학 교수가 주도한 팀은 임신부들을 대상으로 모체·태아 경계면에서 66개의 표본을 채취해 약 50만개의 세포와 558개의 혈관을 분석해 임신 전반기 태반 지도를 만드는 데 성공했다. 연구팀은 이번 태반 지도를 통해 임신 6~20주에 걸쳐 태반과 면역 세포 간 상호작용이 어떤 방식으로 이뤄지는지를 파악할 수 있을 것으로 기대한다. 과학계는 이번 연구에 대해 “세포 상태의 공간적 위치를 정의함으로써 질병에 대한 이해를 한 단계 더 높이게 됐다”고 평가했다.

국제 연구진이 정자와 난자의 수정이 아닌, 줄기세포를 이용한 합성 ‘인간 배아’를 만들었다고 발표했다. 생성된 배아는 뇌와 심장 등 기본적인 신체 장기가 생겨나기 직전인 ‘배엽형성’ 단계로 배아기 2주차 세포 분열과 증식을 거듭해 세포층을 형성하는 단계다. 미국 캘리포니아공대와 영국 케임브리지대의 막달레나 제르니카-괴츠 교수 연구팀은 최근 미국 보스턴에서 열린 국제줄기세포연구학회(ISSCR) 연례 회의에서 ‘인간 합성 배아’ 연구 결과를 공개했다. 제르니카-괴츠 교수는 “우리는 (배아 줄기)세포의 재프로그래밍으로 인간 배아와 유사한 모델을 만들어 낼 수 있다”라며 학술지 게재 승인 절차를 마쳤다고 밝혔다. 불임클리닉 환자가 기증한 줄기세포 배합만으로 인간 발달의 가장 초기 단계의 배아를 생성하는 데 성공한 연구진은 이번 연구가 선천적 유전 질환과 유산, 난임 등의 치료에 새로운 돌파구가 될 수 있을 것으로 전망했다. 그러나 일부 생명윤리 전문가들은 정부가 이러한 과학적 연구를 규제해야 할 필요성이 있다고 목소리를 높였다. 현재 미국·영국 및 기타 많은 국가들의 경우 합성 배아의 생성이나 분석을 감독하는 법률이 없는 실정이다. 제르니카-괴츠 교수는 연구 목적이 생명 창조가 아니라는 점을 분명히 했다. 그는 “우리는 배아가 수정과 착상 후 때때로 발달하지 못하는 이유를 파악해 이로 인한 손실을 차단하고자 한다”며 “임신이 왜 실패하는지를 발견하는 데 매우 중요한 실험”이라고 강조했다.연구에 참여한 로저 스터메이 영국 맨체스터대 연구원도 “우리는 이 단계의 인간 발달에 대해 거의 알지 못하지만, 이는 시험관 시술 과정에서 수정란 착상에 가장 많이 실패하는 시기”라고 설명했다. 합성 배아가 단기간 내에 임상적으로 사용될 가능성은 없다. 발달 초기 단계를 넘어설 잠재력이 있는지 명확하지 않기 때문이다. 또 현행법상 연구실에서 배아를 배양할 수 있는 기한은 최대 14일까지로 그 이후에는 기증된 배아를 연구해야 하거나 임신부 검사 촬영본을 관찰해야 한다. 현재 대부분 국가는 줄기세포로 제작된 인공 배아의 자궁 이식을 허용하지 않고 있다. 가디언은 “이 연구가 진행된 영국은 물론 다른 대부분 국가에서 사실상 법의 범주를 벗어난 인공 배양 연구가 진행 중이며, 이는 심각한 법적·윤리적 문제를 제기한다”고 지적했다. 영국 프랜시스 크릭 연구소의 줄기세포 생물발달유전학 책임자 로빈 러벌-배지는 “이같은 모델들이 정상 배아와 매우 비슷하게 만든다는 게 전반적인 의도라면 정상 배아와 똑같이 다뤄져야 한다”며 “현재는 법률상 그렇지 않아 사람들이 걱정하고 있는 것”이라고 말했다.

연예 프로그램을 보다 보면 간혹 고음을 내지 못하는 출연자가 나와 시청자와 관람객들의 웃음을 끌어내는 장면이 나온다. 실제로 멋진 목소리를 가졌는데도 마이크를 들고 노래를 부르기만 하면 고음을 내지 못해 웃음을 참을 수 없게 만드는 경우가 종종 있다. 아이슬란드 유전체학 기업 디코드 제네틱스와 레이캬비크 아이슬란드대, 레이캬비크대, 싱가포르 난양공대, 스페인 바르셀로나대, 카탈루냐 고등연구소(ICREA) 공동 연구팀은 성별 관계없이 고음을 내는 데 관여하는 유전자 변이를 발견했다고 15일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 6월 10일자에 실렸다. 과학자들은 사람들의 언어 장애를 유발하는 변이를 확인해 목소리에 대한 유전적 영향을 추정했지만 어떤 유전자가 관여하고 목소리에 어떻게 영향을 미치는지 명확히 밝혀지지 않았다. 일반적으로 사람의 목소리는 신체 크기와 호르몬에 의해 부분적으로 영향을 미친다. 이 때문에 여성의 목소리가 남성의 목소리보다 고음을 나타내는 경향을 보인다. 그렇지만 중요한 것은 유전학이다. 연구팀은 쌍둥이를 포함해 1만 4144명을 대상으로 디코드 제네틱스 유전자 연구를 실시했다. 연구팀은 골밀도부터 정신 건강까지 4시간에 걸친 집중 검사를 했다. 이와 함께 실험 참가자의 음성을 녹음한 다음 목소리 주파수와 유전자 데이터베이스를 비교분석을 했다. 그 결과 ABCC9이라는 유전자의 변이가 나이와 성별에 상관없이 고음에 관련이 있다는 사실을 확인했다. ABCC9 유전자는 콜라겐과 엘라스틴이라는 단백질의 기능에 영향을 미치며 이 단백질들은 성대를 진동시키는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 고음 변이를 가진 사람들이 심장 질환을 앓을 가능성이 높다는 사실도 발견했다. 콜라겐 단백질이 많거나 엘라스틴 단백질에 결함이 있으면 성대와 심장 근육이 굳어져 문제를 발생시킬 수 있기 때문이다. 연구를 이끈 디코드 제네틱스의 유전학자이자 언어학자인 로샤 시그니 기슬라도티르 박사는 “대규모 집단에서 목소리 높낮이에 실제로 영향을 미치는 유전적 변이를 발견한 것은 처음”이라며 “목소리의 생물학적 메커니즘에 대한 새로운 사실을 알게 돼 추가 연구를 통해 언어 장애나 목소리 치료에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.

맥주와 예술은 무슨 관계가 있을까. 맥주를 비롯한 술에 취해 있을 때 예술의 영감이 살아난다는 것일까. 화학자와 예술품 복원가들은 맥주를 만들고 남은 부산물이 그림을 더 사실적으로 만드는 데 도움을 줬다는 분석 결과를 내놨다. 덴마크 코펜하겐대, 왕립 덴마크 학회, 국립미술관, 국립혈청연구소, 슬로베니아 류블랴냐대 화학 및 화학공학과 공동 연구팀은 19세기 초 ‘덴마크 회화의 황금기’(Danish Golden Age of painting)가 맥주 덕분이라고 2일 밝혔다. 연구자들에 따르면 1800~1850년까지 덴마크 회화의 황금기가 공교롭게도 덴마크에 맥주의 열풍이 불 때와 맞물려 있다. 이런 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 5월 24일자에 실렸다. 덴마크 회화의 황금기에 활동했던 화가들은 사실적 장면과 부드러운 빛을 결합한 것으로 유명하다. 캔버스에 그림을 그리기 위해서는 물감이 잘 묻어나도록 매끄럽고 흡수성 있는 표면을 만들기 위해 ‘프라이밍’ 작업을 해야 한다. 요즘 화가들은 젯소라는 아크릴 폴리머를 이용하지만 200년 전까지만 해도 다양한 물질로 프라이밍 작업을 했다. 덴마크 회화의 아버지로 불리는 크리스토퍼 빌헬름 에케르스베르크나 크리스텐 쾨브케 같은 화가들이 활동하던 시기에 덴마크에서는 맥주 양조업이 활기를 띠고 있었다. 당시 덴마크 지역 식수 부족과 위생상 문제로 덴마크에서는 맥주 생산과 소비가 엄청났다. 이에 따라 맥주를 만들고 남은 곡물 찌꺼기와 효모 같은 부산물이 늘어나 캔버스용 프라이머로 사용했을 것이라고 추정되고 있다. 그렇지만 실제로 맥주 부산물이 쓰였는지 증거는 아직 발견되지 않고 있었다. 이에 연구팀은 에케르스베르크와 쾨브케의 회화 10점에 대한 화학 분석을 했다. 이들이 분석에 활용한 샘플은 연필심 지름 정도의 작은 물감 조각으로 연구팀은 이를 질량 분석했다. 그 결과 그림에서 떨어져 나온 물감 조각에는 일반적으로 맥주를 만들 때 많이 쓰는 보리, 메밀, 밀, 호밀, 효모 등에서 나온 단백질이 다량 발견됐다. 연구팀은 양조업자들이 맥주 생산 후 부산물을 덴마크 왕립 미술 아카데미 같은 기관에 판매했고 예술가들은 이것들을 받아 프라이밍 작업에 활용한 것으로 보인다고 설명했다. 연구를 이끈 엔리코 카펠리니 덴마크 코펜하겐대 교수(진화유전학)는 “이번 연구 결과를 활용하면 문화재 보존학자들은 그림을 오랫동안 원작과 같은 형태로 보관하고 전시하며 진품과 위작을 구별하는 데도 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.

지난해 노벨생리의학상은 네안데르탈인 염기서열 분석으로 고유전체학을 개척한 독일 막스플랑크 진화인류학 연구소 스반테 페보 박사에게 돌아갔다. 페보 박사 덕분에 손상된 고대 DNA도 해독할 수 있게 되고 심지어 치아나 뼈 화석이 없더라도 흙더미에서도 고대 DNA를 찾아 분석할 수 있게 됐다. 이번에도 막스플랑크 진화인류학 연구소는 영국의 페스트균 기원을 밝혀내는 데 성공했다. 영국 프랜시스 크릭 연구소 고(古)유전체 연구실, 옥스퍼드대, 리버풀존무어스대, 이스트앵글리아대, 프랑스 엑스마르세유대, 스페인 바야돌리드대, 독일 막스플랑크 진화인류학연구소 공동 연구팀은 쥐벼룩으로 감염되는 페스트균이 신석기 후기~청동기 시대에 영국으로 확산됐을 가능성이 높다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 5월 31일자에 실렸다. 페스트균은 2500~5000년 전인 후기 신석기 시대와 청동기 시대에 걸쳐 유라시아 곳곳에서 발견됐지만 유럽의 끄트머리 영국에서는 발견된 적이 없었다. 그동안 과학자들은 4800년 전 아시아에서 중서부 유럽으로 확산된 뒤 유럽 대륙과 섬나라인 영국까지 퍼졌을 가능성을 염두에 두고 있었지만 명확한 증거를 찾아내지 못했다. 17세기 영국 대도시에 페스트가 창궐했을 때 아이작 뉴턴은 고향 집으로 내려가 미적분을 만들어 내고 만유인력의 법칙을 생각해 낼 수 있었다. 17세기 당시 영국을 공포에 떨게 한 페스트 기원에 대해서도 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 영국 서머셋과 컴브리아 지역에 있는 청동기 시대 매장지 2곳에 묻힌 34명의 유골 샘플을 분석했다. 연구팀은 유골의 치아에 구멍을 뚫고 내부 연조직 ‘치수’(齒髓)를 추출해 페스트균 감염 여부를 조사했다. 연구팀은 치수의 DNA를 분석한 결과 사망 당시 10~12세로 추정되는 아동 2명과 35~45세로 추정되는 여성 1명에게서 페스트균 감염을 확인했다. 또 방사성 탄소연대 분석을 실시한 결과 세 사람은 모두 같은 시기에 살았다는 사실도 밝혀냈다. 연구팀은 약 4000년 전 유럽 대륙에서 영국으로 페스트균이 확산됐다는 증거를 발견한 것이다. 그렇지만 이후 쥐벼룩을 통해 전파되는 페스트균에서 흔히 볼 수 있는 유전자 2개(yapC, ymt)는 발견되지 않았다. 이를 통해 당시 페스트균은 쥐벼룩이 아닌 다른 방식으로 전염됐다는 것을 보여 주는 것이라고 연구팀은 설명했다. 이번 연구를 이끈 영국 프랜시스 크릭 연구소 고유전체 연구실장 폰투스 스코글런드 박사(인구유전학)는 “이번 연구를 통해 과거 병원균의 확산 및 진화 상황뿐만 아니라 어떤 유전자가 감염병 확산에 핵심 역할을 했는지도 파악할 수 있게 됐다”고 설명했다. 한편 영국 사우샘프턴대 고생물학자들은 이스트서식스 헤이스팅스 박물관에 소장된 공룡 화석들을 분석한 결과 중생대 백악기에 영국에도 다양한 종류의 척추 공룡들이 서식했다는 사실을 밝혀냈다. 이 연구는 생명과학 및 의학 분야 국제학술지 ‘피어 제이’(Peer J) 5월 31일자에 실렸다. 연구팀은 그동안 하나의 종으로 알려진 공룡 이빨 화석들을 분석한 결과 1억 2500만~1억 4000만년 전 영국에 다양한 척추 공룡들이 있었다는 사실을 새로 밝혀냈다. 이번 연구들은 고생물학, 고인류학 분야에서 다양한 분석 기술을 활용해 과거 지구와 생물체의 진화 과정을 정밀하게 파악할 수 있게 된 대표적 사례라고 과학계는 평가하고 있다.

美주도 인간 범게놈 분석 연구단세계 인류 47명 유전체 서열 분석기존 구조적 변이 정보 2배 늘어인류 질병 해방 큰 발걸음 내디뎌 70년 전인 1953년 4월 25일 과학저널 ‘네이처’에 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭이 발표한 이중 나선 모양의 DNA 구조에 관한 논문이 실리면서 세포를 넘어 유전자 단위의 생물학 연구는 필연적이었다. 이는 생물체가 지닌 유전정보의 집합체인 게놈(유전체)을 분석해 생명 현상을 파헤쳐 보자는 시도로 이어졌다. 1990년 미국 국립보건원(NIH)과 에너지부(DOE) 주도로 ‘인간 게놈 프로젝트’가 시작됐다. 인간 유전체를 구성하는 30억쌍의 DNA 염기서열 전체를 해독함으로써 인간의 생로병사를 결정짓는 유전자 지도를 작성하겠다는 거대 프로젝트였다. 인간게놈프로젝트는 2001년 2월 12일 초안이 발표되고 2년 뒤인 2003년에는 인간게놈 지도가 완성됐다. 첫 번째 게놈지도는 인간 유전자 92%만 해독됐다. 연구자들은 지금까지도 나머지 8%를 채워 가고 있기는 하지만 애초에 한 사람의 게놈을 분석한 ‘단일 게놈지도’이기 때문에 인간의 유전적 다양성을 대표하기 어렵다는 문제점이 꾸준히 제기돼 왔다.이런 상황에서 ‘인간 범(汎)게놈 분석 연구단’은 유전적으로 다양한 사람에게서 얻은 게놈을 분석해 보다 완전한 인간게놈 지도를 만들었다. 이들의 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’에 3편, 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’에 1편의 논문으로 실렸다. 4편의 논문은 모두 5월 11일자로 발표됐다. 4편의 논문 중 개괄적 내용을 담은 논문은 미국 예일대 의대 유전학과를 중심으로 미국, 독일, 이탈리아, 덴마크, 캐나다, 영국, 스페인, 아랍에미리트(UAE), 일본 9개국 59개 연구기관이 참여했다. 또 인간 게놈 중 돌연변이나 변이가 나타나는 원리에 관한 연구는 미국 시애틀 워싱턴대 의대를 중심으로 한 미국의 6개 연구기관이, 인간 말단 동원 유전체의 재조합 관련 연구는 미국 테네시대, 국립보건원(NIH) 산하 국립인간게놈연구소, 이탈리아 게놈연구센터 과학자들이 참여했다. 마지막으로 새로운 게놈 그래픽 작성은 캘리포니아 산타크루즈대(UCSC) 게놈연구소, 하버드대 의대, 독일 하인리히 하이네대 연구진이 주도했다. 이번 연구팀은 전 세계적으로 조상과 인종이 다양한 47명의 게놈을 분석했다. 한 사람은 한 쌍의 염색체를 갖고 있기 때문에 94개의 서로 다른 게놈 서열을 분석한 것과 같다. 이번 연구로 2000년대 초반 완성한 인간게놈 지도에 1억 1900만개의 염기쌍과 1115개의 중복 유전자 정보가 추가됐다. 이번에 새로 발견된 부분이 포함된 인간게놈 지도에는 기존의 것보다 구조적 변이 관련 정보가 2배 넘게 증가해 인간 게놈 내 유전적 다양성에 대한 보다 완전한 그림을 만들 수 있게 됐다는 평가를 받고 있다. 연구팀은 2024년 중반까지는 게놈 분석 대상자 수를 350명까지 늘려 700개의 게놈 서열을 분석하는 것을 목표로 하고 있다. 연구에 참여한 토비아스 마샬 독일 하인리히 하이네대 의학부 교수는 “이번 연구는 생물정보학 기술의 발달로 가능했다”며 “이전에는 알 수 없었던 수천개의 복잡한 유전자 변이를 이해함으로써 인류를 질병으로부터 해방하기 위한 큰 발걸음을 내디뎠다”고 말했다. 베네딕트 페이튼 미국 UCSC 교수(생물공학)는 “기존 게놈 지도가 유전적 다양성을 반영하지 못해 임상에서 적용하기 힘들다는 지적에 따라 이번에는 좀더 다양한 인종과 유전적 배경을 가진 사람을 분석한 만큼 질병 치료에 더 효과적으로 적용될 수 있을 것”이라고 설명했다.

제주 한림읍 월령리 선인장마을의 선인장은 어디에서 온 것일까. 제주특별자치도 세계유산본부는 학술조사 용역을 통해 천연기념물이자 국내 유일의 선인장 자생지인 제주 월령리 선인장 종을 밝혀냈다고 20일 밝혔다. 용역조사 결과 월령리 선인장은 외부형태학적, 유전학적 계통 분류를 통해 해안선인장[학명: Opuntia stricta(기원: 북아메리카)]으로 확인됐다. 관상용으로 많은 종이 재배되고 있는 선인장류 중 유일한 자생종으로 알려진 월령리 선인장은 그동안 크루시오 난류를 타고 남방에서 밀려와 바닷가의 모래땅이나 바위틈에 기착한 것으로 보는 견해가 있었다. 지구 정반대편인 멕시코를 포함한 북미에서 온 셈이다. 해안선인장(O.stricta)의 경우 대개 1m 미만으로 자라며, 엽상경은 주로 난형, 꽃 및 열매 색은 각각 황색, 자주색의 특징을 갖는다. 도는 지난해 문화재청으로부터 국비 3500만원을 지원받아 총 5000만원의 예산을 투입해 지난해 9월부터 올해 2월 23일까지 학술조사 용역을 실시했다. 또한 도내에서 자생하는 손바닥선인장에 대한 유전자 분석 결과, 월령리 및 비양도 개체와 동일종이었으며, 애월·보목 선인장은 남아메리카 기원 분류군(O. monacantha)에 속하는 것으로 나타났다. 고영만 제주도 세계유산본부장은 “천연기념물 문화재 지정 이후 처음으로 실시된 조사 용역을 통해 제주 월령리 선인장 군락의 선인장 종의 기원을 밝히는 기회가 됐다”며 “앞으로도 선인장 군락 관리방안을 수립해 지속적으로 관리해 나가겠다”고 말했다.

초등학생이나 중학생 자녀가 있는 부모들의 걱정 중 하나는 공부와 함께 아이의 키이다. 잘 먹는데도 생각만큼 키가 크지 않을 경우 걱정은 더 커진다. 그래서 성장 클리닉에 가거나 키 크는 데 도움이 된다는 이런저런 건강보조제까지 먹인다. 각종 광고에서도 아이들 키를 키우는 데 도움이 된다는 제품을 심심찮게 볼 수 있을 정도로 성장 관련 시장은 점점 커지고 있다. 이런 상황에서 과학자들이 아이들 키를 결정하는 유전자 풀을 좁히는 데 성공했다. 미국 하버드대 의대 유전학과, 보스턴 아동병원 소아청소년과, MIT-하버드 브로드연구소 공중유전학, 덴마크 코펜하겐대, 덴마크 공과대 보건기술학과, 호주 퀸스랜드대 분자생명과학연구소, 영국 퀸메리런던대 공동 연구팀은 성장판 그 자체보다는 성장판 속 세포가 뼈의 길이와 모양을 결정하기 때문에 키에 대한 중요한 요소라고 밝혔다. 연구팀은 연골 세포 성숙에 영향을 미치는 잠재적 키 유전자를 확인했고 이것들이 성인이 됐을 때 키에 영향을 미칠 수 있다는 것을 확인했다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 유전학’ 4월 15일자에 실렸다.연구팀은 키와 관련된 유전자를 찾아내기 위해 6억개에 가까운 생쥐의 연골세포, 특히 성장판 세포를 분석했다. 성장판 세포 속에 있는 수많은 유전자 중에서 세포 성장과 성숙에 영향을 미치는 핵심 요인을 스크리닝했다. 그다음 인간 키에 대한 ‘전장 유전체 연관 분석’(GWAS) 데이터와 비교했다. 사람의 GWAS에서 키 유전자가 위치한 게놈을 구분할 수 있지만 키 결정에 중요한 역할을 하는 유전자를 정확히 찾아내기는 쉽지 않다. 그래서 두 데이터를 비교한 것이다. 그 결과 연구팀은 성장판 성숙과 뼈 형성에 관여해 키 결정에 중요한 역할을 하는 유전자 145개를 찾아냈다. 이들 유전자가 부재하거나 활성화가 되지 않을 경우 키가 자라지 않게 된다는 설명이다. 연구를 이끈 보스턴 아동병원 소아청소년과장인 노라 렌탈 하버드대 의대 교수는 “이번 연구는 성장판의 생물학에 대해 더 많이 이해할 수 있게 도와줘 골격과 아이의 성장에 더 빨리 개입할 수 있게 해줄 것”이라며 “특히 유전적으로 문제가 생겨 키가 자라지 않는 골격 이형성증 환자 치료법 찾는 데도 도움이 될 것으로 기대된다”라고 말했다.

유명 미래학자이자 전 구글 소속 과학자인 레이 커즈와일 박사가 “인류는 8년 안에 불멸에 이를 방법을 찾을 것”이라고 예측했다.  커즈와일 박사는 전 세계에서 손꼽히는 인공지능 전문가이며, 챗GPT 등을 포함해 AI 관련 예측 147개 중 86%가 현실이 된 높은 ‘적중률’을 자랑하는 미래학자이자 음악가다. 최근 커즈와일 박사는 유명 유튜브 채널에 출연해 “우리 인류는 유전학과 나노기술 및 로봇 공학 등의 기술 발전과 확장을 목격하고 있다”면서 “특히 나노봇은 인간의 혈관을 통과할 수 있게 되고, 이런 기술이 7년 내 인류를 한계 없이 살 수 있게 할 것”이라고 예측했다.  나노봇은 나노 기술(NT)과 로봇 기술의 접합으로 등장한 극소 단위의 로봇 또는 이와관련된 기술 및 학문 분야다. 10억 분의 1m 단위의 크기를 가진 기계적 혹은 전기 기계적 장치를 이용한다.  커즈와일 박사의 주장에 따르면, 나노봇은 노화로 인해 손상되는 세포와 조직을 고치고, 암과 같은 질병에 대한 저항력을 갖게 할 수 있다. 2030년이 되면 인류는 나노봇의 ‘기적’을 이용해 질병으로부터 자유로운 삶을 영위할 수 있다는 것이 커즈와일 박사의 예측이다. 그는 또 인간이 자신의 의식을 디지털 형태로 업로드하는 방식을 이용해 불멸을 이룰 가능성도 있다고 내다봤다.  커즈와일 박사는 “디지털 형태의 데이터를 뇌에 ‘이식’하게 되면, 우리는 더 많은 신피질(합리적이고 분석적인 사고와 언어 능력 등 지능을 담당하는 뇌 영역)을 갖게 될 것이고, 더 유머러스해질 것이며, 음악 등을 더 잘하게 될 것”이라고 말했다.  이어 “미래에는 기계가 인류를 지배하기보다는, 인류의 삶을 더 좋게 만들어줄 인간-기계의 합성이 탄생할 것”이라고 예측했다. 한편, 커즈와일 박사의 ‘미래 예측’ 적중률은 80%를 넘어선다고 알려져 있다.  커즈와일 박사는 1990년 당시 “세계 최고의 체스 선수가 2000년이 되면 컴퓨터에게 패배할 것”이라고 예측했다. 실제로 이와 비슷한 시기인 1997년 당시 IBM 슈퍼컴퓨터 ‘딥 블루’와 체스 챔피언 가리 카스파로프가 세기의 대결을 펼쳤고, 카스파로프는 이 경기에서 졌다. 이는 컴퓨터가 세계 체스 챔피언과 겨루어서 거둔 첫 번째 승리다.  1999년에는 “2023년에는 1000달러 짜리 노트북이 인간 두뇌의 컴퓨팅 성능과 저장 용량을 갖게 될 것”이라고 내다봤고, 이어 2000년이 되면 모든 사람들이 인터넷을 사용하고, 2009년이 되면 스마트폰이 대중화될 것이며, 2020년에는 증강현실, 2030년에는 가상현실이 대중화 될 것이라고 예상했다.  미래에 대한 커즈와일 박사의 예상은 상당수 놀라울 정도로 적중했다.  영국 일간지 데일리메일은 “커즈와일 박사가 근미래에 일어날 것이라고 본 147개의 예측 중 86%가 현실이 됐다”고 전했다.

1827년 3월 26일 오후 4시 진눈깨비가 내리는 우중충한 날씨였는데 갑자기 천둥과 함께 번개가 쳤습니다. 어두운 실내가 갑자기 밝아지는 순간 침대에 누워 있던 한 남성이 머리를 들고 주먹을 쥔 오른손을 하늘로 뻗었다가 곧 툭 떨어뜨리며 눈을 감았습니다. 56세로 생을 마친 위대한 작곡가 루트비히 판 베토벤의 마지막 모습입니다. 베토벤은 생전에 교향곡, 협주곡, 실내악, 피아노 소나타, 바이올린 소나타, 소품, 오페라, 성악곡까지 다루지 않은 음악 장르가 없었습니다. 그래서 악성(樂聖)이라고 부르는 것이겠지요. 이 위대한 작곡가는 20대 초반부터 복통과 청각 장애, 황달, 폐렴 등 각종 질병에 시달린 것으로 알려져 있습니다. 여전히 수수께끼로 남아 있는 베토벤의 사인을 찾기 위해 많은 연구자가 나서고 있습니다. 과거에는 매독이나 납 중독 때문에 죽었다는 주장도 있었고 최근에는 만성 간질환 때문이라는 연구도 있었지만 정확하진 않습니다. 이런 상황에서 유전학, 인류학 분야 최고 연구기관인 독일 막스플랑크 진화인류학 연구소가 베토벤 사인 규명에 나섰습니다. 독일, 영국, 벨기에, 미국, 호주, 에스토니아 6개국 공동 연구팀은 베토벤의 유전체(게놈) 분석을 통해 그의 직접적인 사인이 무엇인지 밝혀냈습니다. 이번 연구에는 막스플랑크 진화인류학 연구소 이외에 영국 케임브리지대, 앨런 튜링 연구소, 독일 본 대학병원, 튀빙겐대, 본 베토벤하우스, 벨기에 루벤 가톨릭대, 앤트워프대, 미국 유전자 검사기업 패밀리 트리 DNA, 미국 새너제이주립대, 호주 오스트레일리아국립대, 에스토니아 타투대 소속 고고학자, 유전학자, 음악학자, 역사학자 등이 참여했습니다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 3월 23일자에 실렸습니다. 연구팀은 영국과 독일, 오스트리아, 미국 등 공공기관이나 개인이 소장하고 있는 베토벤 머리카락 8종을 기증받아 고인류 게놈분석법으로 분석했습니다. 그중 하나는 19세기 독일 작곡가 페르디난트 힐러가 얻은 그 유명한 ‘머리카락 한 줌’(lock of hair)도 포함됐습니다. 이와 함께 연구팀은 벨기에, 독일, 오스트리아 등 유럽에 거주하는 베토벤 후손의 DNA를 채취해 비교했습니다. 분석 결과 베토벤의 청각 장애나 위장 문제를 일으킨 원인에 대해서는 찾지는 못했지만 사망하기 몇 년 전 B형 간염 바이러스에 감염된 증거를 발견했습니다. 기록에 따르면 베토벤은 1821년 여름에 발작을 일으켰는데 이번 분석에 따르면 이는 간질환으로 인한 황달 때문으로 예측됐습니다. 이 때문에 베토벤의 직접적인 사망 원인은 간경화라고 연구팀은 주장했습니다. 또 벨기에에 살고 있는 베토벤 친지들에게서는 베토벤의 머리카락에서 발견된 Y 유전자를 찾을 수 없었다고 합니다. 가계도에서 나타난 베토벤 혈통과 실제 유전적 혈통이 불일치한다는 것입니다. 연구팀에 따르면 베토벤의 부계 쪽에서 혼외 사건이 있었음을 의미한다고 설명했습니다. 요하네스 크라우스 독일 막스플랑크 진화인류학 연구소 교수(생화학·고유전학)는 “베토벤뿐만 아니라 과거 유명인들의 게놈을 공개적으로 분석할 수 있다면 그들의 계보나 건강 상태, 사망 원인 등을 좀더 명확하게 밝혀내 역사 속 빠진 부분을 채울 수 있을 것”이라고 설명했습니다.

인류 최악의 참사로 기록된 체르노빌 원자력 발전소 사고 후 모두가 떠난 그 자리에 여전히 많은 개들이 그들 만의 삶을 이어가고 있는 것으로 나타났다. 4일(현지시간) AP통신 등 외신은 체르노빌 출입금지구역 주위에 살고있는 302마리의 개들을 대상으로 한 첫번째 유전학 연구결과가 발표됐다고 보도했다. 체르노빌 원전 방사능 누출사고는 지난 1986년 4월 26일 구 소련(현재 우크라이나)의 키예프시 남방 130km 지점에서 일어났다. 이 사고로 인한 피폭(被曝)과 방사능 휴유증 등으로 수십 만 명의 사상자를 낳았으며 사실상 피해 집계가 불가능할 만큼 체르노빌은 인류 역사상 최악의 재앙으로 기록됐다. 사고 이후 주변 지역이 방사능에 오염되면서 인근 30km가 출입금지구역(CEZ)으로 지정돼 민간인은 물론 군 병력조차도 접근이 차단됐다.이렇게 오랜 시간 인적이 끊겼지만 놀랍게도 동물들은 환경 변화에 적응하며 끈질기게 살아남았다. 최근 미국 국립인간유전체연구소 등 공동연구팀은 체르노빌 원전 주변에 살고있는 개 302마리의 유전자를 분석한 연구결과를 과학저널 '사이언스 어드밴시스'(Science Advances) 최신호에 발표했다. 이번에 연구대상이 된 개들은 대부분 사고 당시 주민들이 대피하는 과정에서 버려진 반려견들의 후손들로 전해졌으며, 폐쇄된 발전소 안팎, 15km이내, 45km이내에 사는 세 그룹이다. 곧 방사선 노출이 가장 높은 지역과 중간 지역, 낮은 지역 등에 해당되는데 연구팀은 지난 2017년 부터 이들 개들로부터 혈액을 채취해 연구해왔다. 1차 분석결과 일반적으로 발전소 개들은 체르노빌 주거 지역의 개와 유전적으로 구별되는 것으로 드러났다. 또한 두 그룹 사이에 유전적 흐름은 거의 없는 것으로 나타나 거의 교배가 이루어지지 않았음을 시사했다. 이에대해 연구팀은 발전소 주변의 물리적 보안 장벽이 두 그룹을 분리는데 도움을 줄 수 있다고 지적했다. 또한 체르노빌의 개들은 다른 순종 개들이나 다른 자유 교배 집단과도 유전적으로 구별된다고 연구팀은 분석했다. 그러나 연구팀은 이같은 방사능 환경이 체르노빌 개들에게 어떤 독특한 유전적 영향을 미쳤는지 분석하기에 아직 이르다고 밝혔다. 연구에 참여한 유전학자 일레인 오스트란더는 "이번 연구는 장기간의 방사선 노출이 개들에게 어떤 영향을 미쳤는지를 알기위한 첫번째 단계의 결과"라면서 "중요한 돌연변이를 찾기 전에 이 개들이 누가 누구인지를 밝히는 것이 먼저"라고 밝혔다. 이처럼 연구팀이 체르노빌 개에 주목하고 있는 것은 인간도 이같은 환경에 놓였을 때 어떻게 살아갈 수 있는지에 대한 답을 주기 때문이다. 오스트란더는 "어떻게 최악의 환경에서 15세대에 걸쳐 개들이 살아남았는지 의문이었다"면서 "방사능 사고가 포유류 전체에 미치는 영향을 분석할 수 있는 좋은 사례"라고 밝혔다. 이어 "향후 DNA에 어떤 변화가 있는지, 돌연변이를 일으켰는지, 진화한 것은 무엇인지 등에 대한 연구가 진행될 것"이라면서 "이를통해 인간도 가장 열악하고 황폐한 환경에서 살아남는 방법에 대한 새로운 비결을 얻을 수 있을 수 있을 것"이라고 내다봤다. 한편 이에앞서 지난해 스페인 오비에도대 등 공동연구팀은 체르노빌 출입금지 구역 내에 서식하는 청개구리를 조사한 결과 돌연변이 유전자를 가진 것으로 보인다는 연구결과를 발표한 바 있다.연구팀은 지난 2016년부터 3년 동안 체르노빌 출입금지 구역과 외곽 지역에 서식하는 청개구리(Hyla orientalis) 200여 마리를 채집해 조사했다. 그 결과 출입금지 구역 등 방사능이 강한 곳에 사는 청개구리들이 그렇지 않은 곳에 사는 청개구리에 비해 피부색이 검게 짙어진 것으로 나타났다. 원래 밝은 녹색 피부가 특징인 청개구리가 방사능에 오염된 지역에 살면서 유독 검은 빛깔이 띠게 된 셈. 연구팀은 방사능 지역 청개구리가 검게 변한 이유를 멜라닌 색소에서 찾았다. 연구를 이끈 게르만 오리사올라 박사는 “멜라닌은 개구리를 포함한 많은 유기체에서 어둡거나 검은 색을 띠게하는 원인”이라면서 “멜라닌은 다양한 유형의 방사선으로 인한 손상을 보호하는 역할을 한다”고 설명했다. 곧 원전에서 방사능이 누출되면서 자연스럽게 멜라닌의 보호를 받는 청개구리가 살아남았고 이후 자연선택에 의해 나름의 진화를 거친 셈이다. 

생태시민으로 살아가기(이나미 지음, 알렙) 정치학자로서 생태주의를 포함한 다양한 대안 담론을 연구해 온 저자가 위기의 시대에 필요한 개념으로 ‘생태시민성’을 내놓는다. 국내외 구체적인 역사적·실천적 사례와 다양한 이론 그리고 사상들을 탐구한 저자는 이제 ‘데모크라시’에서 ‘에코크라시’로 이동해야 한다고 강조한다. 264쪽. 1만 3000원.유전자 로또(캐스린 페이지 하든 지음, 이동근 옮김, 에코리브르) 부모를 고를 수 없는 것처럼 부모가 물려준 환경이나 유전자도 선택할 수 없다. 그런 의미에서 유전자는 사회적 평등에 중요한 역할을 할 수 있다. 사회 불평등을 이해하는 데 유전학이 중요하다고 강조한 저자는 이를 통해 사회를 변화시킬 여러 방법을 제안한다. 416쪽. 2만 3000원.어른의 말센스(히키타 요시아키 지음, 송지현 옮김, 더퀘스트) 일본 최대 광고회사의 카피라이터로 일하며 정치가와 경영자의 연설문 필자로도 유명한 저자가 소개하는 말 잘하는 방법. 고객을 설득해야 하는 보험설계사, 잘 팔리는 카피를 찾는 기획자 등 다양한 직군을 상담한 경험을 토대로 18가지 고민에 대한 3단계 해결책을 제시한다. 312쪽. 1만 7800원.부자와 미술관(최정표 지음, 파람북) 미국은 19세기까지만 해도 문화 변두리에 불과했지만, 부자들이 적극적으로 나서면서 메트로폴리탄 미술관, 보스턴 미술관, 시카고 미술관 등 세계 최고 미술관을 세울 수 있었다. 경제·문화적 관점으로 30여곳의 미술관들을 순례하고 분석했다. 동부 편과 중·서부 편 2권으로 구성했다. 296쪽. 1만 8000원.트러스트(에르난 디아스 지음, 강동혁 옮김, 문학동네) 20세기 초 월스트리트의 거물을 주인공으로 한 소설, 소설을 반박하기 위해 쓴 자서전, 자서전을 대필한 작가의 회고록 그리고 거물의 아내가 쓴 일기. 하나의 이야기를 4개의 형식으로 변주하며 무엇이 진짜인지 찾아 나간다. 차곡차곡 쌓인 이야기의 끝에서 놀라운 진실을 마주한다. 488쪽. 1만 7000원.김호연의 작업실(김호연 지음, 서랍의날씨) 밀리언셀러 ‘불편한 편의점’ 작가 김호연이 밝히는 글쓰기의 태도와 소설 쓰기 노하우. 22년 경험을 통해 글쓰기 루틴의 중요성을 소개하고, 이를 발휘할 수 있는 고정 공간인 작업실, 작업실에서 쓸 글감을 떠올리는 산책, 집필의 근육이 되는 독서를 소설 쓰기의 친구라고 강조한다. 224쪽. 1만 6000원.

20세기 들어 생활 환경이 개선되고 의학과 과학기술이 발달하면서 사망률이나 기대 수명, 질병 후 생존 결과 등이 이전 세기에 비해 훨씬 나아졌다. 그런데도 다양한 인구 집단 간 건강 격차는 여전히 유지돼 심각한 국제 보건 문제가 되고 있다. 원인은 후성유전학적 메커니즘에 따른 환경과 유전자 간 상호작용 때문으로 알려져 있다. 이에 미국 조지아공과대 생명과학부, 국립보건원(NIH) 산하 국립 소수자 보건·건강 불균형 연구소 공동 연구팀은 인종에 따른 사망률을 조사한 결과 아시아인, 흑인이 백인보다 사망률이 낮은 것을 확인했다고 25일 밝혔다. 이런 연구 결과는 보건 과학 분야 국제 학술지 ‘플로스 국제공중보건’ 2월 24일자에 실렸다. 연구팀은 의과학 분야 대표적인 빅데이터인 영국 바이오뱅크에 2006~2010년에 40~69세 남녀 50만명 중 대부분인 49만 610명의 아시아인, 흑인, 백인의 건강 데이터를 분석했다. 연구팀은 키, 몸무게, 혈압 등 물리적 측정, 생활방식, 혈액 및 소변 바이오 마커, 영상의학 자료, 유전자, 사망 등록 기록에 대한 데이터를 정밀 분석했다. 그 결과 백인 집단은 아시아인과 흑인 집단보다 모든 원인에 있어서 사망률이 높게 나타났다. 또 아시아와 흑인 여성들은 아시아와 흑인 남성들보다 사망 위험이 더 낮은 것으로 나타났다. 그렇지만 백인의 사망률에서는 남녀 성별차가 나타나지 않았다. 정리하자면 아시아, 흑인 여성들의 사망률이 가장 낮아 오래 살았고 그다음으로 아시아, 흑인 남성으로 나타났으며 백인은 남녀 모두 사망률이 높은 것으로 조사됐다. 질환별 사망률을 살펴보면 허혈성 심장질환으로 인한 사망률은 아시아인이 가장 높았고, 코로나19로 인한 사망률은 흑인이, 호흡기 및 흉부 관련 암으로 인한 사망률은 백인이 가장 높았다. 연구팀에 따르면 특정 질환에 대한 바이오마커는 민족성, 사망률과 연관성이 높은 것으로 조사됐다. 아시아인은 정신 건강이 취약하고 주요 사망률의 원인이 되기도 하며 기생생물에 의한 질병과 염증이나 조직손상 관련 질병에서는 흑인이 취약한 것으로 조사됐다. 연구를 이끈 킹 조던 조지아공대 교수(생물통계학·통계유전학)는 “이번 연구처럼 인구 특성 연구는 건강 격차와 불균형을 공중 보건 차원에서 개입하기 위한 근거를 제시한다”고 말했다. 조던 교수는 “최근 질병 사망률이 전반적으로 감소 추세를 보이고 있지만 여전히 많은 질병에서 사망률의 인종적 격차는 줄지 않고 있다”며 “이번 연구로 소화기 암, 코로나19, 관상동맥질환, 심혈관질환 등 질병별 사망률과 전체적 사망률의 인종적 차이를 설명하는 많은 혈액 바이오마커, 환경, 행동 위험 요인을 파악할 수 있었다”고 덧붙였다.