정해진 서울대 해양학과 교수팀은 “산호 속에서 서식하는 미세조류인 ‘심바이오디니움’이 식물의 성질뿐 아니라 동물의 성질도 동시에 갖고 있다는 사실을 밝혀냈다.”고 22일 밝혔다. 결과적으로 심바이오디니움을 번식시켜 급속히 줄어드는 산호를 되살릴 수 있는 방법을 찾아낸 것이다. 산호는 지난 수십년 동안 전체의 20% 이상이 사라졌다. 연구 결과는 국제학술지 미국립과학원회보(PNAS) 최신 호에 실렸다. 심바이오디니움은 산호, 말미잘, 해파리, 조개 등 다양한 해양 생물 안에서 공생하며 영양분을 공급해 주는 공생 미세조류다. 산호는 질소, 인 등 조류와 미생물이 자라는 데 필요한 영양분의 공급이 차단된 빈영양화 지역에 분포돼 있기 때문에 심바이오디니움이 없으면 생존하기 어렵다. 교수팀은 빈영양화 지역에 있는 심바이오디니움의 영양분 공급 경로를 추적해 심바이오디니움이 세균이나 다른 생물을 잡아먹고 번식할 수 있는 동물성을 가졌다는 사실을 처음 확인했다. 정 교수는 “온난화로 하얀 석회질만 남는 백화 현상이 일어난 산호에 심바이오디니움을 공급하면 산호초가 사라지는 것을 막을 수 있다.”고 설명했다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

기본적인 질문을 하나 던져 보자. “잘못된 논문은 왜 철회해야 하는가?” 당연한 얘기지만 잘못됐기 때문이다. 특히 과학에서 잘못된 논문을 바로잡는 것은 과학의 학문적 특성과 관련해서도 중요한 의미가 있다. 과학은 본질적으로 지식을 쌓아가는 분야다. 하나의 사실이 밝혀지면 이를 기반으로 또 다른 연구가 이뤄지고, 새로운 사실이 밝혀진다. 과학저널의 역사는 수백년에 이른다. 최초의 과학저널은 영국의 ‘왕립학회 철학회보’(Philosophical Transactions of the Royal Society)로, 1665년에 만들어졌다. 최초의 논문 철회 역시 이 저널에서 이뤄졌다. 1746년 벤저민 윌슨은 이 저널에 “1746년 발표한 ‘라이덴병’에 관한 논문은 벤저민 프랭클린의 최근 연구결과에 따르면 틀린 것으로 보이는 만큼 철회한다.”고 1756년에 썼다. 언급된 프랭클린은 바로 그 미국의 정치가이자 과학자인 프랭클린이고, 등장한 연구는 피뢰침의 발명으로 이어진 연을 이용한 번개 실험이었다. 과학적으로 완벽하다고 여겨지는 이론이나 실험이 추후에 잘못된 것으로 밝혀지는 사례는 무수히 많다. 천동설과 지동설, 창조론과 진화론이 그랬고 인체에 대한 신비 등 셀 수 없이 많은 분야가 과학적 발전에 따라 새롭게 쓰여진다. 위대한 과학자들 역시 잘못된 주장으로 역사에 오명을 남긴다. ●과거의 잘못된 논문 다 철회해야 하나 최근 해외 과학계에서는 ‘과거의 잘못된 논문은 무조건 철회해야 하는가?’에 대한 논란이 뜨겁다. 서로 다른 분야에서 노벨상을 두 차례나 받은 최초의 사람. 화학자이자 반전운동가 라이너스 폴링(1901~1994)이 1953년에 미국립과학원회보(PNAS)에 발표한 ‘DNA의 3중 나선구조’ 논문에 대한 얘기다. 폴링은 일찍부터 화학에 관심을 가졌고 특별한 재능을 보였다. 대학 졸업 전에 이미 원자의 전기적 구조와 분자의 화학결합에 대한 새로운 이론을 머릿속에 갖고 있었다. 졸업 후에는 유럽에 머물며 보어(1922년 노벨 물리학상), 슈뢰딩거(1933년 노벨 물리학상) 등 세계적인 석학들 속에서 꿈을 키웠다. 폴링은 1927년부터 오리건대의 화학 교수를 지내면서 분자의 구조가 물질의 화학적, 물리적 특성은 물론 인체내의 생리적 기능도 결정한다는 사실을 알아채기 시작했다. 결국 오랜 기간의 연구 끝에 폴링은 각 원자들이 모여 적절한 방법으로 서로 결합해 분자를 이루고, 분자가 모여 물질이 될 수 있는 원자의 가장 기본적인 결합 방법을 규명했다. 이 공로로 그는 1954년 노벨 화학상을 수상했다. 폴링의 업적은 여기에서 그치지 않는다. 그는 원자와 분자구조에 대한 자신의 이론을 기반으로 단백질, 변성된 단백질, 엉긴 단백질 등 다양한 형태의 단백질 구조를 규명했다. 아미노산, 폴리펩티드 등 현재 알려진 단백질의 구조분석 기법이 바로 폴링에서 시작된 것이다. 현대 의약학의 아버지인 셈이다. 폴링에게 노벨상을 안겨 준 또 다른 업적은 핵무기와 관련이 있다. 1940년대 원자폭탄 개발을 위한 맨해튼 프로젝트를 진행하던 오펜하이머는 폴링에게 화학부문 책임자를 맡아 달라고 요청했지만 폴링은 이를 거절했다. 전쟁이 끝나자 폴링은 적극적인 반핵운동을 시작됐다. 폴링은 1955년 51명의 노벨상 수상자와 함께 전쟁종식 및 핵실험 금지 서명운동을 시작했고, 1958년 49개국 과학자 1만 1000여명의 서명을 받은 청원서가 유엔 사무총장에게 전달됐다. 이해 폴링은 ‘더 이상의 전쟁은 없어야 한다’는 책을 통해 과학이 전쟁의 도구가 되어 가는 과정을 고발했다. 이 같은 운동의 결과로 폴링은 1962년 노벨 평화상을 수상했다. 폴링은 노벨상을 두 차례 수상한 네명의 인물(나머지 셋은 마리 퀴리·존 바딘·프레데릭 생어) 중 한명이자 과학과 다른 분야에서 상을 수상한 최초의 인물이며, 두 차례 모두 단독 수상한 유일한 인물이다. ●“과거의 오류도 의미 있어 철회 반대” 폴링은 두 차례 부정적인 논란의 중심에 섰다. 가장 유명한 것이 현재까지 학계의 의견이 갈리고 있는 ‘비타민C 과다섭취’ 요법이다. 비타민C 신봉자였던 폴링은 1973년 직접 연구소를 차려 비타민C를 연구했고, 많이 먹을수록 건강해진다고 주장했다. 심지어 항암효과가 뛰어나며 필요량의 수백배를 섭취하면 20년에 이르는 경이적인 수명 연장이 이뤄질 것이라고 발표했다. 폴링은 94세로 세상을 떠나 충분히 장수했지만 그의 연구소가 진행한 비타민C 관련 임상실험들은 추후에 과장되거나 조작됐다는 것이 입증됐다. 폴링이 이를 알았는지 여부는 확실치 않다. 이보다 앞선 논란은 ‘20세기 과학계 최고의 경쟁’으로 불렸던 DNA에 관한 얘기로, 앞서 언급한 논문 오류 사건이다. 단백질과 분자 구조를 입증한 폴링은 DNA 구조 규명에서도 가장 앞서 있었다. DNA 구조를 발견한 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭 역시 폴링을 가장 강력한 경쟁자로 꼽았고, 폴링의 연구기법을 이용했다. 하지만 폴링은 DNA가 3중나선이라고 믿었고, 이 같은 믿음을 토대로 1953년 2월 PNAS에 논문을 실었다. 그러나 다음해 4월 왓슨과 크릭이 ‘2중 나선 DNA’ 논문을 네이처에 발표하면서 폴링의 주장은 불과 두달 만에 틀린 것으로 판명됐다. 폴링 역시 자신의 연구가 잘못된 정보에 기반했으며, 오류를 인정했지만 왓슨과 크릭의 노벨상에 대해서는 “너무 젊다.”면서 불쾌감을 감추지 않았다. 지난 5월, 논문철회 및 조작 감시사이트인 리트렉션 워치는 아직까지 PNAS에 그대로 실려 있는 폴링의 논문을 어떻게 처리해야 하는지에 대해 화두를 던졌다. PNAS는 “너무나 당연히 틀렸다는 것은 모두가 알고 있는 논문”이라는 이유로 지금까지 폴링의 논문에 대해 특별한 조치를 취하지 않았다. 전세계에서 583명의 전문가들이 참여한 투표에서 47.17%는 ‘그냥 내버려 둬야 한다’, ‘잘못된 논문이라고 명시해 남겨둔다’가 36.88%였다. 반면 ‘온라인에는 남겨둔 채 철회됐다고 기재한다’(14.58%)와 ‘아예 철회하고 삭제한다’(1.37%)는 소수에 머물렀다. 로이터헬스 대표인 이반 오랜스키는 “잘못된 논문을 무조건 철회하는 것이 중요한 것이 아니라, 그 나름의 의미를 되새기는 것도 중요하다는 교훈을 보여 주는 사례”라고 평가했다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

독일에서 척추 뼈 하나까지 완벽하게 ‘살아있는’ 새끼 공룡의 화석이 공개돼 학계의 관심을 한 몸에 받고 있다. 1억 3500만년 전 유럽에서 살았던 것으로 추정되는 이 공룡의 화석은 지난 2009년 독일 남부의 한 채석장에서 발견됐으며 보존 비율이 98%에 달해 학자들을 놀라게 했다. 이 화석의 주인 이름은 시우루미머스(Sciurumimus)로, 육식성에 두발로 보행한 수강아목의 공룡으로 추정된다. 몸에 난 잔털까지 확인할 수 있는 만큼, 유럽에서 발견한 공룡화석 중 가장 완벽한 보존 상태를 보인 이 공룡은 몸길이가 72㎝에 불과하며 생김새는 티라노사우르스와 유사하다. 알에서 깨어난 지 1년 정도 후에 죽었으며, 큰 두개골과 안쪽으로 숨겨진 짧은 다리, 부드러운 피부가 특징이다. 크게 벌리고 있는 입 사이로 작고 날카로운 이빨이 보이며, 긴 꼬리와 배 등을 보아 온 몸이 털로 뒤덮여 있었을 것으로 추정된다. 이를 발견한 독일 바이에른 고생물·지질학 수집연구소의 올리버 라후트 박사 연구팀은 “지금까지 가장 완벽하게 보존된 티라노사우르스의 화석 보존비율은 80%정도였지만, 이 화석은 98%에 달한다.”면서 “몸에 난 털로 보아 실러러소르(coelurosaurs)와 관련이 있는 것으로 보인다.”고 설명했다. 새의 조상으로 여겨지는 작은 공룡인 실러러소르는 티라노사우르스 등 육식 공룡으로부터 진화했으며, 몸에 난 털이 훗날 새의 깃털로 진화했다고 알려져 있다. 라후트 박사는 “이 화석의 발견은 고생물학적 관점에서 매우 중요한 가치가 있다.”고 강조했다. 한편 이 화석과 관련한 연구결과는 미국국립과학학술원회지(PNAS·Proceeding of the National Academy of Science) 최신호에 실렸다 송혜민기자 huimin0217@seoul.co.kr

손현 한양대 의대 교수팀이 우울증 증상을 일으키는 새로운 유전자를 발견했다. 손 교수는 “뇌의 해마 신경세포에 있는 ‘뉴리틴’이라는 유전자가 우울증에 직접적인 영향을 미친다는 사실을 규명했다.”고 25일 밝혔다. 연구 결과는 국제저널 ‘미국립과학원회보’(PNAS) 6월 호에 실렸다. 교수팀은 단백질 유전자인 뉴리틴이 신경세포에서 자극을 수용·전달하는 신경돌기의 성장을 촉진시킨다는 사실에 착안, 뉴리틴이 우울증과 연관이 있다는 가설을 세웠다. 이어 흰쥐에 35일간 만성 스트레스를 가해 우울증을 유발시킨 뒤 4년간 행동유형 분석과 해부학적 연구를 병행했다. 그 결과 우울증이 나타나면 대뇌의 해마 영역에서 발현되는 뉴리틴이 감소하고, 우울증 치료제 성분인 ‘플록세틴’을 투여하면 뉴리틴이 다시 정상으로 돌아오는 사실을 확인했다. 또 유전자 발현 기술을 이용해 흰쥐의 해마에서 뉴리틴이 많이 발현되도록 하자 신경돌기가 발달하고 시냅스 돌기 밀도가 증가하면서 우울증이 완화됐다. 손 교수는 “실험은 뉴리틴이 적당히 발현되도록 하면 우울증을 예방 또는 치료할 수 있다는 점을 밝혀냈다는 데 중요한 의의가 있다.”고 설명했다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

재능이 없어도 컴퓨터 프로그램으로 만든 노래를 청취자의 반응에 따라 조정하면 완벽한 대중음악(팝송)을 만들어 낼 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 18일 미국국립과학원회보(PNAS)에 발표된 연구에 따르면 대중의 취향은 일종의 자연 선택에 대한 역할을 해 음악의 매력을 높인다. 이는 문화와 예술이 생물학적인 진화와 비슷한 과정으로 다듬어진다는 이론을 지지하는 것이다. 논문 저자인 임페리얼 칼리지 런던(ICL)의 진화발달생물학과 아만드 르로이 교수는 “소비자의 선택이 대중음악을 끊임없이 전진시키는 원동력이 맞는지에 관심을 둬왔다.”면서 “이는 음원을 내려받는 청취자의 수많은 선택이 일종의 창조를 하는 것”이라고 말했다. ‘다윈 튠’이라 불린 이번 실험은 TV나 라디오에서 히트하는 음악을 만드는데 있어서 소비자의 선택이 얼마나 중요한지 알아보기 위한 목적으로 시작됐다. 실험은 신시사이저 비트와 멜로디, 종소리와 윙윙거리는 소리,경고음 등의 노이즈를 무작위로 생성하는 프로그램을 사용해 길이 8초짜리 음원을 만들었다. 그 음원을 온라인을 통해 모집한 약 7000명의 네티즌들이 듣고 1점(“도저히 못 듣겠다.”)에서 5점(“곡이 좋다.”)까지 매기도록 했다. 이후 “도저히 못 듣겠다.”고 평가된 음원은 바로 삭제하고 나머지 등급을 받은 음원은 서로 무작위로 재결합해 새로운 음원을 생성하고 다음 세대에 다시 평가받도록 했다. 이로써 “곡이 좋다.”고 평가된 곡이 오랫동안 “살아남을” 수 있었으며 약 2,500세대를 거친 결과 음원은 단순한 소음에서 매력적인 음악으로 변해 있었다고 한다. 연구진에 따르면 대략 600세대가 지나면 평균적으로 선호도가 급격히 증가하고 이후 일종의 평형 혹은 정체 상태로 정착하는 것도 발견했다. 연구에 참여한 같은 대학의 공동 저자 밥 맥캘럼은 “1명의 청취자가 작업하는 것이었다면 더 좋은 음원을 만들어 낼 수 있었을 것이지만, 더 진화론적인 환경을 조성하기 위해 많은 청취자들의 반응을 통해서도 같은 음악을 만들 수 있는지 알고 싶었다.”고 말했다. 이어 그는 “학생들과 일반인들의 귀중한 참여로 이번 결과가 가능했다고 자신 있게 말할 수 있다.”고 덧붙였다. 한편 다윈튠 프로젝트는 현재도 홈페이지를 통해 이어지고 있다. 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

과거 지구 상에 존재했던 거대 잠자리와 같은 커다란 곤충이 사라진 원인이 조류의 등장 때문이라는 연구 결과가 나왔다. 미국 캘리포니아대학 산타크루즈 캠퍼스 연구진은 지구 상에서 거대 곤충이 사라진 이유가 대기 중의 산소량 감소보다 조류의 등장이 더 큰 영향을 미쳤다고 4일 미국 국립과학원회보(PNAS)에 발표했다. 곤충은 지구 상에서 가장 작은 생물 중 하나지만 3억년 전에는 매우 거대했다. 그 예로 ‘메가네우라’라는 거대 잠자리는 날개를 펼칠 때 그 너비가 약 70cm나 됐다. 이는 현생 까마귀보다 조금 작은 정도라고 연구를 이끈 매튜 클라팜 교수는 설명했다. 선사 시대의 곤충이 비정상적으로 성장한 원인은 대기 중에 산소가 30% 이상 포함돼 있었기 때문으로 알려졌다. 현재 대기 중 산소가 21%인 것에 비하면 숨을 들이마실 때마다 더 많은 에너지를 얻을 수 있어 거대한 몸으로도 쉽게 움직일 수 있다는 것이다. 클라팜 교수는 약 3억 2000년 전부터 나타난 곤충 화석 1만 500점 이상을 조사해 날개 폭에 대한 데이터베이스를 구축했다. 그는 “산소 농도의 상승과 함께 곤충의 몸집이 커졌으며 산소 농도가 떨어지면 소형화했다.”고 말했다. 그런데 약 1억 5000만년 전 쥐라기에 상황이 달라졌다. 공룡과 함께 새가 등장하면서 날개를 가진 곤충의 거대화도 그치고 말았다. 산소 농도가 더욱 상승했음에도 말이다. 이에 대해 클라팜 교수는 “산소는 곤충 크기의 중요한 제한 요인이 되지만 조류가 진화하면서 곤충의 크기는 새에 의해 국한됐다.”고 설명했다. 그렇다면 왜 거대한 곤충은 새들에게 지고 말았던 것일까. 클라팜 교수는 “비행하는 생물의 운동 능력은 크기에 달려있으며 몸집이 작을수록 기동성이 뛰어나다.”고 설명한다. 이는 커다란 곤충이 새의 표적이 되면 쉽게 도망칠 수 없었거나 이들 새가 곤충의 먹이를 소비했을 수도 있다는 것이다. 클라팜 교수는 “잠자리는 육식성으로 자신보다 작은 곤충을 먹이로 삼았다.”면서 “쥐라기에 조류와 거대 잠자리는 같은 먹이를 놓고 서로 경쟁했을 수도 있다.”고 말했다. 하지만 이상하게도 익룡이 곤충의 크기에 영향을 미친 증거는 발견되지 않았다. 익룡은 조류 이전에 등장한 하늘을 나는 파충류로 이들 거대 곤충을 포식하고 있었던 것으로 추정하고 있다. 클라팜 교수는 “익룡이 나타난 뒤 곤충의 크기는 산소 농도의 예상 범위 내에서 거대화했다.”면서 “조류와 달리 익룡은 비행 중 빠른 움직임을 보일 수 없었던 것으로 추정된다.”고 설명했다. 만약 조류가 나타나지 않았다면 오늘날 곤충은 지금보다 훨씬 컸을 수도 있다. 클라팜 교수는 현재 산소 농도에 근거해 “가장 큰 곤충은 3배 이상 더 커질 수 있다.”면서 “모든 곤충이 지금보다 3배 이상 커지진 않지만 성장 한계점이 상승해 대형화했을 가능성이 높다.”고 말했다. 사진=자료사진(위키피디아) 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

미국 서부 태평양에서 잡힌 참다랑어가 지난해 3월 일본 후쿠시마 원전에서 누출된 방사능에 오염된 것으로 밝혀졌다. 방사능 물질이 참치에 의해 멀리 이동한 첫번째 사례로 기록됐다. 미국 스토니브룩스대 연구진은 후쿠시마 원전 사고 5개월 뒤인 지난해 8월 샌디에이고 부근 해역에서 잡힌 참다랑어 15마리를 조사한 결과 모두 체내 함유 세슘-134와 세슘-137 수치가 전년보다 10배가량 높은 것으로 밝혀졌다고 28일 미국립과학원회보(PNAS) 온라인판에 발표했다. 이는 미국과 일본 정부가 정한 식품 안전 기준치보다는 훨씬 낮은 것으로 사람이 먹어도 인체에 해를 끼칠 수준은 아니다. 태평양 참다랑어는 몸길이 3m, 무게 450㎏까지 나간다. 이들은 일본 근해에서 산란하고 동쪽으로 이동해 미국 캘리포니아주와 멕시코 바하 칼리포르니아주 근해의 무리에 합류한다. 학자들은 몸집이 큰 참치가 물질대사로 방사능을 제거할 수 없었던 것에 놀라움을 표했다. 연구진은 참다랑어 몸에서 나온 방사능 물질을 비교하기 위해 후쿠시마 사고 이전에 캘리포니아 남부로 이동한 참다랑어를 잡아 분석했다. 그 결과 세슘-134 성분은 검출되지 않았고 1960년대 이후 두 차례 실시된 핵무기 시험의 잔류물인 세슘-137이 바탕준위(background level)로 검출됐을 뿐이다. 우즈홀 해양연구소 관계자는 “이 방사능의 출처는 의심의 여지 없이 후쿠시마”라고 말했다. 연구진은 참다랑어들이 방사능에 오염된 해역의 크릴 새우나 오징어 등을 잡아먹으면서 방사능 세슘을 흡수했을 것으로 추정했다. 이기철기자 chuli@seoul.co.kr

3만 7000년 전의 암각화가 남부 프랑스에서 발견돼 인류가 남긴 최고(最古) 벽화의 기록을 다시 쓰게 됐다. 유럽과 미국의 연구진이 유라시아 최고의 유적지인 프랑스 남부의 아브리 카스타네 지역에서 2007년 처음 발견한 이 암각화는 순록 사냥꾼들의 사냥막 바위 천장에 새긴 것으로, 초기 오리냐크인의 일상 생활에 대한 풍부한 정보를 담고 있다. 14일(현지시간) 사이언스 데일리와 라이브사이언스 닷컴에 따르면 지난 15년간 발굴 작업을 벌인 연구진은 이 암각화를 새긴 석회석 덩어리와 함께 동물 이빨·조개 껍데기·상아·동석(凍石) 구슬 등에 구멍을 뚫어 만든 개인 장신구, 동물이나 기하학적 도형이 묘사된 채색화 등을 발굴했다고 미국 국립과학원회보(PNAS) 최신호에 발표했다. 이들은 탄소 연대 측정법을 이용해 발굴된 유물들의 연대가 3만 7000년 전인 것으로 확인했다고 밝혔다. 이는 지금까지 가장 오래됐다고 알려진 3만~3만 6000년 전의 쇼베 동굴벽화보다 앞선 것이다. 연구진은 1.5t의 석회석 덩어리에 새긴 암각화가 바닥에서 2m 정도 높이에 돌출한 천장에서 발견됐으며, 말 그림과 여성의 생식기를 표현한 것으로 보이는 둥근 형상 등을 담고 있다고 밝혔다. 연구진에 참여한 미 뉴욕대 인류학 교수 랜달 화이트는 “초기 오리냐크인들은 현대인과 비슷하게 활동한 것으로 보인다.”면서 “비교적 복잡한 사회적 정체성을 가졌던 초기 오리냐크인들은 개인의 장식품을 통해 소통했으며, 조각이나 붉은색과 검은색의 동물 그림, 기하학적 도형 등을 남겼다.”고 말했다. 아프리카를 떠나 최초로 유럽에 정착한 오리냐크인은 유라시아 지역에서 2만 8000년 전까지 존속한 것으로 알려져 있다. 박찬구기자 ckpark@seoul.co.kr

오늘날 인류의 선조가 100만년 전부터 불을 사용한 것을 증명하는 흔적이 남아프리카 동굴에서 발견됐다. 이는 지금껏 알려진 최초의 불 역사보다 30만년이나 이른 시점으로 알려져 주목을 받고 있는 것. 이같은 소식은 캐나다 토론토대학 등의 연구팀이 2일자 미국 과학잡지인 ‘미국 국립과학원 회보’(PNAS) 인터넷판을 통해 발표하면서 알려졌다. 연구진은 남아프리카 북부의 한 동굴에 나타난 흔적에서 지층을 상세히 조사해 100만년 전 존재한 식물의 숯과 불에 탄 뼛조각을 발견했다. 또한 같은 지층 가운데 불에 그을린 바위가 넓은 범위에 걸쳐 분포돼 있는 것 등으로 미뤄볼때 동굴 내부에서 연소가 이뤄진 것이며 바람 또는 빗물에 흔적이 흘러들어온 것은 아니라고 판단했다. 이에 연구진은 원시인 호모 에릭투스가 생활의 일부에 불을 사용하기 시작했던 것으로 추정하고 있다. 또한 연구진은 “불의 사용은 인류 진화의 큰 전기였을 것”이라면서 “불을 둘러싸고 타인과 교류하는 것은 인간의 가장 중요한 특징일지도 모른다”고 언급했다. 그동안 인류 최초로 불을 사용한 시기로 추정한 것은 중국 베이징의 한 지방에서 발견된 증거를 기준으로 40만년 전에서 25만년 전으로 알려져 있었다. 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

유한한 삶을 사는 인간은 이미 오래 전부터 불멸을 꿈꿔왔다. 불로불사의 약을 원했다는 진시황제부터 불멸을 소재로 한 각종 소설과 영화까지, 죽지 않는 것은 모든 인간이 꿈꾸는 소망이자 이룰 수 없는 꿈 중 하나였다. 하지만 과학이 발전하면서, 불멸은 더 이상 꿈이 아닌 현실이 되어가고 있으며, 일부 과학자들은 불멸의 실현 열쇠가 값비싼 ‘마술 물약’이 아닌 편형동물에 있다고 주장하고 있다. 호수나 연못 웅덩이에 사는 편형동물인 플라나리아 벌레는 반으로 잘라져도 머리가 다시 자라며 심지어 머리에 새로운 뇌가 생겨나기도 한다. 이 벌레를 20조각으로 자르면 20마리의 플라나리아가 생겨나고, 각각 모두 최초의 플라나리아와 동일한 형태와 성질을 갖는다. 영국 노팅엄대학 연구팀은 이 같은 사실을 이용해 단 한 마리의 플라나리아를 2만 마리까지 늘리는데 성공했다. 최초의 한 마리가 2만 마리로 재탄생 한 것이다. 연구를 이끈 애직 아부바커(Aziz Aboobaker)는 “플라나리아 벌레는 영원히 죽지 않는다고 본다.”면서 “이를 이용해 나이가 들어도 건강한 신체를 가지거나, 질병으로 손상된 세포 역시 재생할 수 있는 방법을 찾을 수 있을 것으로 기대한다.”고 밝혔다. 이 같은 확신은 플라나리아 벌레의 뇌와 머리를 재생시키는데 필수적으로 작용하는 말단 소립(염색체 팔의 말단에 있는 것으로, 노화와 연관이 있다), ‘Smed-prep’라는 유전자와 연관이 있다. 연구팀은 플라나리아 벌레의 몸 어디를 절단하던, 어느 곳에서나 새로운 뇌와 머리가 재생되는 반면 또 다른 편형동물인 지렁이는 절단 즉시 죽는다는 사실을 주시하고 이를 비교한 결과, 두 동물 사이의 차이점이 재생에 필수적 유전자에 있음을 깨달았다. 아부바커 박사와 연구팀은 “다음 목표는 ‘불멸의 동물’들이 어떤 메커니즘으로 죽지 않고 영원히 재생하는지를 조금 더 자세히 알아보고 이를 이해하는 것”이라고 밝혔다. 한편 이번 연구결과는 미국 국립 과학원 저널(the journal Proceedings of the National Academy of Sciences : PNAS)최신호에 실렸다. 사진=잘라진 뒤 머리와 뇌, 눈이 새로 생겨나는 플라나리아 송혜민기자 huimin0217@seoul.co.kr

무려 3만년 이상 된 극지식물이 화려하게 부활했다. 러시아 토양생리화학과 생물학연구소의 데이비드 기리친스키 연구팀은 시베리아 동북부 지역의 콜리마강 저지대에서 3만 2000년 전의 얼어붙은 상태의 석죽과 ‘실레네 스테노필라’(패랭이꽃)의 열매를 발견, 이를 꽃 피우고 열매를 맺도록 하는 데 성공했다고 미국 뉴욕타임스와 영국 BBC방송이 20일(현지시간) 보도했다. 연구 결과는 미 국립과학원회보(PNAS) 최신호에 소개됐다. 지금까지 부활시킨 가장 오래된 고대 식물은 이스라엘 마사다에서 발견된 2000년 전 야자 씨앗이며, 중국에서 발견된 1300년 전 연꽃 씨앗의 꽃을 피워내기도 했다. 러시아 연구팀은 콜리마강 저지대 지하 38m 지층의 얼룩다람쥐의 볼 속에서 동결(凍結) 상태의 수많은 씨앗과 열매를 발견했다. 방사선 연대측정 결과 이들 식물의 연대는 3만 2000년 전으로 밝혀졌다. 연구팀은 처음에는 씨앗을 이용해 되살리려고 노력했으나 실패한 뒤, 열매에서 확보한 태반조직을 떼어 내 시베리아와 같은 영하 10도의 추운 환경에서 조직 배양했다. 태반조직이 싹을 틔우자 이를 일반 토양에 옮겨 심은 결과 꽃이 피고 열매까지 맺었다. 연구팀은 몇 년 안에 죽는 대부분의 식물과는 달리 1300년 전의 연꽃이나 패랭이꽃처럼 생명력이 강한 종들은 DNA를 보존하거나 수리하는 자체 메커니즘을 갖고 있다면서 이번 사례를 통해 사람이 어떻게 DNA를 수리해 암을 예방할 수 있을지 등을 연구할 수 있을 것이라고 밝혔다. 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr

국내 연구진이 사람의 몸속에서 발생한 암세포와 싸우는 물질의 존재를 발견했다. 이에 따라 기존 항암제의 가장 큰 문제점으로 꼽히는 부작용과 내성이 없는 새로운 암 치료제 개발로 이어질지 주목되고 있다. 김성훈 서울대 약대 교수는 “체내에 존재하는 GRS라는 물질이 암세포를 사멸시키는 현상을 발견했다.”고 17일 밝혔다. 연구는 서울대 의약바이오컨버전스 글로벌프런티어사업 연구단의 주도로 진행됐으며, 결과는 미국립과학원회보(PNAS) 최신 호에 실렸다. GRS는 지금까지 정상 세포 내에서 단백질 합성에 관여하는 효소로만 알려져 왔다. GRS는 생체활동을 위해 단백질이 합성되는 과정에서 20가지 아미노산 중 가장 간단한 구조를 가진 ‘아미노산 글리신’이 원활하게 사용될 수 있도록 활성화시키는 역할을 맡고 있다. 연구단은 연구를 통해 체내에 암세포가 생기면 이를 감지한 면역세포의 GRS가 세포 밖으로 분비돼 암세포를 직접 공격한다는 사실을 밝혀냈다. 실제 쥐 실험에서 GRS를 정제해 암을 가진 쥐에 투여했을 때 강력한 치료 효과가 있음이 입증됐다. 연구 결과는 기존에 인체 내의 면역반응과 전혀 상관없는 것으로 여겨져 온 단백질 합성 효소들이 암과 같은 위험 요소가 발생하면 면역 기능 강화에 활용되는, 새로운 면역 체계가 존재함을 의미하고 있다. 김 교수는 “기존의 화학적 합성에 의한 항암제들과 달리 GRS는 인체 내의 자연 항암물질이기 때문에 다양한 암 치료에 부작용 없이 사용할 수 있다.”면서 “현재 국내 제약사, 바이오벤처들과 협력해 GRS를 실제 항암제로 개발하는 작업을 진행 중”이라고 설명했다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

국내 연구진이 고가의 의약품 원료로 사용되는 인간 유래 항체를 대체할 수 있는 인공 항체를 개발했다. 가격이 100분의1 수준에 불과하고 만들기도 쉬워 의약품 개발 기간을 절반 이하로 줄일 수 있을 전망이다. 김학성 한국과학기술원(KAIST) 생명과학과 교수는 “김동섭 바이오 및 뇌공학과 교수와 공동으로 항체 대신 단백질을 재설계해 대장균에서 인공 항체를 대량 생산할 수 있는 방법을 개발했다.”고 13일 밝혔다. 연구 결과는 미국립과학원회보(PNAS) 최신 호에 실렸다. 면역 기능을 하는 항체는 치료제뿐 아니라 분석·진단 등 생명공학 및 의료 분야에서 광범위하게 활용된다. 그러나 동물세포 배양 등 복잡한 생산 공정을 통해 제조되기 때문에 1㎎에 100만원에 이를 정도로 가격이 비싸다. 또 대부분의 항체가 해외 선진국의 특허로 등록돼 있어 사용하기 위해서는 막대한 로열티를 지불해야 한다. 연구진은 먹장어나 칠성장어 등 무악류에 존재하는 단백질이 항체는 아니지만 항체처럼 면역 작용을 한다는 점에 착안했다. 항체에 비해 조작이 쉬운 단백질을 연구 소재로 삼은 것이다. 이는 항원과의 결합력, 생산성, 면역원성, 구조 설계성 등이 높아 이상적인 인공 항체로 평가된다. 현재 의약계에서 사용 중인 항체를 그대로 대체할 수 있으며 대장균에서 대량 생산이 가능해 가격도 현재의 100분의1에 불과하다. 특히 목적에 따라 자유롭게 구조 설계가 가능해 현재 항체를 이용한 신약 개발이 10년 이상 소요되는 데 비해 5년 정도면 단백질 신약을 개발할 수 있을 것으로 보인다. 김 교수는 “항체의 세계시장 규모는 연간 192조원에 이른다.”면서 “로열티 없는 국내 신약 개발에 획기적인 계기가 될 것”이라고 강조했다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

해외 연구팀이 ‘세계에서 가장 오래된 음악’의 기원을 찾아내는데 성공했다고 영국 일간지 데일리메일이 7일 보도했다. 영국 브리스톨대학교, 중국 베이징의 서우두사범대학교 연구팀은 1억 6500만 년 전 선사시대 때 살았던 귀뚜라미(여칫과)가 만들어 낸 소리가 세계에서 가장 오래된 음악이며, 연구팀은 이 소리를 만들어 내던 선사시대 여칫과 곤충의 날개가 고스란히 보존된 화석을 중국 북동부에서 발견했다고 밝혔다. 과학자들은 선사시대에 최초로 신체의 일부를 이용해 커다란 소리를 낸 동물로 원시 귀뚜라미나 양서류 등이 있으며, 당시 귀뚜라미는 현재의 여치와 매우 유사하다고 설명했다. 이 동물들은 날개나 이빨 등을 부딪치거나 비벼서 소리를 만들었지만, 그들이 만드는 ‘노래’가 실제로 어떠했는지는 아직 연구 중이다. 지금까지 발견된 곤충 화석 중, 소리를 만들어 내는 기관까지 완벽하게 보존된 것은 없었다는 점에서 이번 화석은 가치를 더하고 있다. 특히 여칫과의 이 곤충 중 지금까지 알려지지 않은 새로운 종이 포함된 것으로 밝혀져 학자들의 관심이 쏠리고 있다. 연구팀은 “이번 발견은 1억 6500만년 전 시대에도 순음(Pure Tone)을 이용한 동물들 사이의 대화가 가능했다는 것을 증명하며, 특히 여칫과의 새 종(種)인 ‘Archaboilus’는 자신이 만들어 내는 음악을 짝을 찾는데 적극 이용했을 것”이라고 설명했다. 한편 이번 연구결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 송혜민기자 huimin0217@seoul.co.kr

▶원문 및 사진 보러가기 아직 지구상에 공룡이 출현하기 이전인 약 265만년 전 살던 희귀한 고대 파충류가 브라질에서 발견돼 학계 주목을 받고 있다. 브라질 피아우이 연방대학 고생물학 연구팀은 구글 지도를 통한 현지 조사 중 팜파스 평원 일대에 있는 한 농장에서 지면 위로 노출된 파편을 발견한 뒤 현지로 이동해 고대 파충류 두개골을 발굴했다고 미국국립과학원회보(PNAS)에 발표했다. 연구팀에 따르면 이번에 발굴된 화석은 공룡 시대, 즉 중생대 이전에 살던 원시성 파충류의 것으로, 두개골의 크기로 보아 몸집은 오늘날 표범과 같은 맹수 정도로 추정되며 날카로운 검치를 사용해 먹이를 사냥했던 것으로 추정된다. 또한 이 파충류는 발굴 지역명인 팜파스와 그리스어로 ‘살인자’를 뜻하는 스포네우스를 합성해 팜파스포네우스 빅카이(Pampaphoneus biccai)로 명명됐다. 공룡처럼 보이지만 공룡이 아닌 이들 파충류는 오늘날 포유류와 유사한 특성을 가지고 있어 포유류형 파충류 즉 안테오사우르스로 분류되며 공룡과도 흡사해 디노케팔리안으로 다시 나뉜다. 이들 디노케팔리안은 고생대 말인 페름기에 지구상에 분포한 육식성 육상 동물로 남아프카의 안테오사우르스 마그니피쿠스, 러시아의 타토노포니우스가 대표적으로 알려졌다. 연구를 이끈 후안 카를로스 시스네로스 박사는 “이번 발견은 판게아 대륙 일대에 육식성 디노케팔리안이 널리 분포했다는 증거를 나타낸다”고 말했다. 즉 연구팀은 초기 판게아 초대륙이 갈려져 형성된 북부의 로라시아대륙과 남부 곤드와나대륙으로 이들 파충류가 나뉘었을 것으로 보고 있다. 한편 이들 고대 파충류는 공룡이 출현한 시기보다 약 40만년 전 지구상에 널리 분포한 육식성 동물로 페름기말 지구 대멸종을 통해 이들을 포함한 거의 모든 동식물이 자취를 감춘 것으로 알려졌다. 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

개미나 흰개미와 같이 계급 사회가 고도로 분화돼 벌집을 지키는 ‘병정벌’을 보유한 꿀벌 집단이 최초로 확인돼 학계 주목을 받고 있다. 영국 서식스대학 연구팀은 ‘자타이’ 벌로 알려진 브라질의 한 꿀벌 종류에게서 도둑벌 등 침입자를 저지하는 역할을 하는 일명 ‘병정벌’의 존재를 확인했다고 11일 영국 데일리메일 등 외신이 보도했다.  테르라고니스카 앵거스툴라(Tetragonisca angustula)라는 학명을 가진 이 꿀벌은 침 없는 벌로 현지 양봉업계에서 흔히 볼 수 있다. 연구팀은 브라질 파젠다 아레투지나의 한 농장에 있는 자타이벌을 지속적으로 관찰한 결과 병정벌의 존재를 입증했다. 연구팀에 따르면 이 병정벌들은 다른 일벌보다 보초 역할에 장시간을 들인다. 이들은 벌집 근처를 항시 비행하며 관처럼 된 입구에서 경비를 선다. 한 벌집 군에 약 1만마리의 일벌이 있다면 이들 병정벌은 각각의 한 벌집에 한 마리 정도밖에 존재하지 않는다. 또한 이들 병정별은 다른 일벌들보다 몸집이 약 30% 정도 커 비교적 머리가 작아보이지만, 6개의 다리는 더 크고 두껍다. 이는 이들 병정벌이 자신의 벌집을 습격하는 도둑벌들과 싸울때 일벌보다 유리한 신체조건을 가지고 있다는 것을 보여준다. 레스트리멜리타 리마오(Lestrimelitta limao)라는 학명을 가진 도둑벌은 일반적으로 이들 꿀벌의 벌집을 습격해 식량을 빼앗아 간다. 만약 도둑벌 무리가 한꺼번에 벌집을 습격한다면 순식간에 벌집을 파괴할 수 있겠지만 도둑벌은 습격할 벌집을 찾기 위해 정찰병을 보낸다. 바로 이들 병정벌은 염탐 온 도둑벌을 싸워 물리치는 것이다. 이 병정벌들은 벌침도 없고 체구도 더 작지만 도둑벌의 몸에 매달려 날개를 물어 날지 못하게 하는 방법으로 벌집을 방어한다. 연구를 이끈 프란시스 레트닉스 교수는 “이들 침없는 벌은 무방비 상태가 아니다.”면서 “자타이벌은 브라질에서 발견되는 가장 일반적인 꿀벌 중 하나지만 그 정교한 방어(기술)은 매우 놀라울만 하다.”고 말했다. 한편 이번 연구는 미 국립과학원회보(PNAS) 최신호에 상세히 실렸다. ▶ 도둑벌 공격하는 병정벌 영상 보러가기  사진=데일리메일 캡처 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

영화속 스파이더맨이 사용하는 거미줄과 비슷한 강도의 섬유를 대량 생산하는 길이 열려 학계의 주목을 받고 있다. 와이오밍대학 연구팀 등 미국 과학자들은 거미줄만큼 강한 실을 뽑아낼 수 있는 유전자 변형 누에를 만드는 데 성공했다고 3일(현지시각) 미 국립과학원회보(PNAS)에 발표했다. 영국 BBC 등 주요 외신 보도에 따르면 연구팀은 누에의 몸에 거미줄을 만드는 유전자를 이식하는 방법으로 거미줄처럼 강한 실을 생산할 수 있는 유전자 변형 누에를 탄생시켰다. 그간 거미줄은 무게 대비 강도가 강철보다 강하다고 알려졌지만 성질이 사나워 누에처럼 함께 키울 수 없어 대량으로 생산할 수 없었다. 하지만 이번 유전자 변형 누에의 탄생으로 거미줄만큼 강한 실크의 대량 생산에 길이 열렸다. 한편 실제 거미줄은 방탄복 제조 등에 사용되는 초고분자 화학 섬유 ‘케블라’(Kevlar) 보다 강도가 강하며 이미 상처 치료용 붕대나 인공 인대, 힘줄 등 의학 분야에도 그 사용 가능성 입증돼 향후 다양한 분야에 응용될 것으로 기대를 모으고 있다. 사진=영화 스틸컷 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

인간을 포함한 포유류와 파충류, 조류, 양서류 등 모든 동물의 보행 기원은 ‘살아있는 화석’으로 불리는 폐어(肺魚)로부터 시작됐다는 주장이 제기돼 관심을 끌고 있다. 미국 시카고대학 연구팀은 최근 아프리카 폐어인 프로톱테루스(Protopterus)에 속하는 한 물고기(P. annectens)의 행동을 특수 수조에서 관찰한 결과, 이들이 지느러미의 일종으로 흔적만 남은 ‘사지’를 일으켜 몸을 앞으로 밀고 나가는 것을 확인하고 이를 미국 국립과학원회보(PNAS) 최신호에 발표했다. 폐어는 육지에서 숨을 쉬는 능력을 갖추게 된 고대 물고기의 현존 자손 중 하나로 오늘날엔 아프리카와 남아메리카, 호주에서 발견되고 있다. 연구팀은 특수 수조를 통해 ‘프로톱테루스 안넥텐스’를 관찰한 결과 “걷는 능력이 뒤 떨어진 것처럼 보였지만, 영상 판독 결과 이 폐어는 통상적으로 뒷지느러미를 동시에 이용해 사람이 두 발을 모아 뛸 때처럼 튀어 오르거나 양쪽 지느러미를 번갈아 이용해 걷기도 한 것으로 확인됐다.”고 밝혔다. 또 연구팀은 아프리카 폐어가 앞 지느러미를 사용하지 않는 이유는 아직 확실치 않지만, 뒷지느러미만을 사용해도 충분할 것이라면서 폐어가 작은 뒷지느러미만으로 온몸을 지탱할 수 있었던 것은 공기로 가득 찬 폐의 부력 덕분인 것으로 보인다고 말했다. 끝으로 연구팀은 “연구 결과는 보행의 기원에 관련된 단계를 보여준다. 폐어에서 우리가 발견한 것은 물 밑바닥을 걷는 물고기가 얼마나 쉽게 네발 동물같은 형태를 보이게 되는가 하는 것”이라고 말했다. 이는 네발 동물이 손발가락 달린 네 다리를 갖고 실제로 땅에 첫발을 딛기 수백만 년 전에 이미 동물이 육지에서 살도록 적응하는 데 필요한 많은 과정을 이미 끝냈을 가능성이 있다고 연구팀은 덧붙였다. ▶ 걷고 뛰는 물고기 영상 보러가기  사진=BBC 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr

현대 물리학의 토대를 마련한 알베르트 아인슈타인은 “서른 살 이전에 과학에서 획기적인 업적을 내지 못하면 영원히 불가능하다.”고 말했다. 특수상대성 이론을 발표할 당시 그의 나이는 26세였다. 하지만 ‘젊은 천재의 번뜩이는 아이디어가 과학 발전의 원동력’이라는 그의 지론은 오늘날에는 적용되지 않는다. 현재 물리학 천재의 전성기는 마흔여덟 살이나 된다. 도대체 무엇이 달라졌을까. 미 오하이오주립대 브루스 와인버그 교수와 노스웨스턴대 벤저민 존스 교수 등 경제학자는 7일(현지시간) 미 국립 과학원회보(PNAS)에 발표한 논문에서 “노벨상을 받을 만큼 위대한 과학적 발견은 이제 더 이상 젊은 사람들에 의해 만들어지지 않는다.”고 단언했다. 와인버그 교수팀은 1901~2008년 사이의 물리학·화학·생리 의학 분야의 노벨상 수상자 525명을 추적해 이들의 업적이 어느 시기에 이뤄졌는지를 조사했다. 그 결과, 노벨상 초창기인 1901년부터 1905년까지는 세 분야 수상자의 3분의2가 40세 이전에 노벨상 수상 연구를 진행했고, 20%는 30세 이전에 성과를 거뒀다. 1934년까지만 해도 40세 이전의 업적으로 노벨상을 받은 학자가 무려 78%나 됐다. 그러나 시간이 갈수록 노벨상 수상 업적을 이룬 나이는 늦어져 2000년 이후에는 30세 이전 업적으로 노벨상을 받은 사례가 전무했다. 40세로 기준을 넓혀도 젊은 층의 수학적 아이디어가 중요한 물리학 분야에서만 전체의 19%가 상을 받았을 뿐이다. 와인버그 교수는 “물리·화학·생리 의학 분야에서는 이제 더 이상 결정적인 돌파구를 마련해 연구 단계를 끌어올리는 젊은 과학자의 이미지를 찾아보기 어려워졌다.”고 근거를 제시하기도 했다. 연구팀은 그 이유로 기초지식 습득에 걸리는 시간이 늘어났다는 점을 들었다. 실제 20세기 초에는 노벨상 수상자의 대부분이 25세 이전에 박사학위를 받아 연구를 시작했지만, 1990년대 이후에는 25세 이전에 박사학위를 받기조차 어려워졌다. 게다가 새로운 사실을 발견하기가 더 어려워진 데다 입증에도 더 오랜 시간이 걸린다는 점도 지적됐다. 박건형기자 kitsch@seoul.co.kr

▶원문 및 사진 보러가기 세상에서 가장 큰 바이러스가 발견돼 학계의 주목을 받고 있다. 10일(현지시간) 영국 BBC 뉴스 등 외신에 따르면 과학자들은 일반바이러스보다 10~20배 이상 크며 기존 세계 최대 바이러스로 기록된 미미바이러스보다도 큰 바이러스를 확인했다. 미국립과학원회보(PNAS) 최신호에 소개된 이 바이러스는 지난해 4월 칠레 중앙 라스크루케스 해안 일대에서 발견됐다. 이 바이러스는 지금까지 발견된 바이러스 중 가장 크며 칠레에서 발견됐다는 의미로, 메가바이러스 칠렌시스(Megavirus chilensis)라는 이름이 붙여졌다.　 이 거대 바이러스는 지름이 무려 0.7마이크로미터(µm) 정도 크기로 전자현미경이 아닌 광학현미경으로 관찰할 수 있다. 바이러스는 세포나 박테리아와 달리 자가 복제를 할 수 없지만 숙주에 침투해 증식한다. 특히 메가바이러스는 자신과 비슷한 크기의 박테리아 등을 먹이로 삼는 아메바를 숙주로 삼는다고 과학자들은 밝혔다. 연구를 이끈 프랑스 엑스마르세유대학 장-미셸 클레버리 교수는 “이 메가바이러스가 바이러스 연구의 새로운 방향을 제시할 것”이라고 기대했다. 윤태희기자 th20022@seoul.co.kr