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[먹을까? 말까?(129)]가공식품 보존료, 암 위험과의 연관성 제기
- 가공식품에 흔히 사용되는 식품 보존료가 암 위험과의 연관성이 제기됐다. 프랑스 연구진이 수행한 대규모 코호트 분석에서 식품 보존료(방부제)를 많이 섭취할수록 암 발생 위험이 소폭 높아질 수 있다는 결과가 제시됐다고 사이테크데일리가 전했다. 다만 연구진은 이번 분석이 보존료가 암을 직접 유발한다는 인과관계를 입증한 것은 아니라고 선을 그으면서도, 관련 규제와 관리 기준을 재검토할 필요성을 시사했다. 국제 의학 학술지 BMJ에 1월 7일(현지시간) 게재된 연구에 따르면, 산업적으로 가공된 식품과 음료에 널리 사용되는 일부 보존료에 대한 장기간 노출이 특정 암 발생과 연관성을 보일 수 있는 것으로 나타났다. 연구진은 "이번 결과는 과학적 논의에 의미 있는 근거를 추가하는 수준"이라며 "소비자 보호 관점에서 현행 사용 기준을 면밀히 들여다볼 필요가 있다"고 밝혔다. 식품 보존료는 부패를 방지하고 유통기한을 연장하는 데 필수적인 역할을 한다.실험실 연구에서는 일부 보존료가 세포나 DNA에 손상을 줄 수 있다는 가능성이 제기돼 왔으나, 일상적인 섭취가 실제 사람의 암 위험과 연결된다는 명확한 근거는 제한적이었다. 이번 연구는 이러한 공백을 보완하기 위해 2009년부터 2023년까지 수집된 식이·건강 데이터를 바탕으로, 성인의 장기 보존료 섭취와 암 발생 위험의 연관성을 추적했다. 연구 대상은 프랑스의 '누트리네트-상테(NutriNet-Santé)' 코호트에 참여한 15세 이상 10만5260명(평균 연령 42세)으로, 추적 기간 평균 7.5년 동안 암 병력이 없는 상태에서 24시간 식이 기록을 반복 제출했다. 연구진은 건강 설문과 공식 의료·사망 기록을 통해 2023년 말까지 암 발생 여부를 확인했다. 분석 대상에는 구연산, 레시틴, 아황산염, 아스코르빈산, 아질산나트륨, 소르빈산칼륨, 질산칼륨 등 17종의 보존료가 포함됐다. 이들은 미생물 증식을 억제하는 비(非)항산화 보존료와, 산화를 억제하는 항산화 보존료로 구분해 평가됐다. 보존료는 일일섭취허용량(Acceptable, ADI)을 초과할 경우 위장장애, 알레르기 반응, 두통, 아동의 과잉행동 등 건강에 영향을 줄 수 있다는 보고도 있다. ADI는 평생 매일 섭취해도 건강에 유해한 영향이 나타나지 않는 1일 최대 섭취량을 의미하며, 체중 1kg당 mg(mg/kg 체중/일) 단위로 표시된다. 세계보건기구(WHO)는 식품 보존제(식품첨가물)의 안전성을 평가할 때 단독으로 기준을 정하지 않는다. WHO와 유엔식량농업기구(FAO)가 공동으로 운영하는 JECFA(식품첨가물전문가위원회)의 과학적 평가 결과를 바탕으로 일일섭취허용량(ADI, Acceptable Daily Intake)을 제시한다. 예를 들어 아질산나트륨(Sodium nitrite, E250)의 ADI는 0-0.07mg/kg, 질산나트륨·질산칼륨(E251·E252)의 ADI(질산염 기준)는 0-3.7mg/kg, 이산화황, 아황산염, 메타중아황산칼륨 등(E220-E228)의 ADI(이산화황 기준)는 0-0.7mg/kg 등이다. 와인이나 말린 과일, 가공 식품에 아황산염 계열 보존료를 사용하면 천식 환자에게 민감한 반응을 일으킬 가능성이 있다. 연구 결과 추적 기간 동안 총 4226명이 암 진단을 받았으며, 이 가운데 유방암 1208건, 전립선암 508건, 대장암 352건이 포함됐다. 개별 물질별 분석 결과, 17종 가운데 11종은 암 발생과 유의미한 연관성이 관찰되지 않았고, 전체 보존료 섭취량과 총 암 발생 간에도 뚜렷한 상관관계는 확인되지 않았다. 연구진은 "위험 증가는 특정 성분에 국한된 것으로 보인다"고 설명했다. 그럼에도 연구진은 이번 연구가 장기간에 걸친 정밀 식이 자료와 식품 데이터베이스를 연계한 대규모 분석이며, 일부 보존료의 잠재적 발암 영향을 시사한 기존 실험 결과와도 일관된 흐름을 보인다고 평가했다. 이에 따라 "식품 보존과 암 위험 간의 이익·위험 균형을 고려해 보존료 안전성 재평가에 참고 자료가 될 수 있다"고 진단했다. 연구진은 제조업체에 불필요한 보존료 사용을 줄일 것을 촉구하는 한편, 소비자에게는 신선하고 최소한으로 가공된 식품을 선택할 것을 권고했다. 정책적 측면에서는 보존료가 식품 가격 안정과 유통 효율성에 기여하는 이점이 분명하지만, 장기적 건강 영향에 대한 불확실성을 고려해 보다 균형 잡힌 관리가 필요하다는 지적도 제기됐다. 전문가들은 향후 보존료 사용 한도 강화, 표시 의무 확대, 성분 공개 강화 등 규제 개선 논의가 이어질 가능성을 언급하며, 트랜스지방이나 나트륨 관리 사례처럼 국제적 감시 체계 구축도 검토할 수 있다고 전망했다. 다만 개인 차원에서는 이미 과학적 근거가 축적된 가공육과 알코올 섭취 감소 등 기존 공중보건 권고를 실천하는 것이 우선이라고 덧붙였다.
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- 생활경제
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[먹을까? 말까?(129)]가공식품 보존료, 암 위험과의 연관성 제기
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[글로벌 핫이슈] '오마하의 현인' 공식 퇴임⋯버핏이 남긴 1조 달러 제국의 운명
- 반세기 넘는 세월 동안 자본주의의 가장 정결한 복음을 전파해온 '오마하의 현인' 워런 버핏(95)이 마침내 경영 일선에서 물러났다. 1965년 쓰러져가던 섬유업체 버크셔 해서웨이를 인수한 이래, 그는 단순한 수익률을 넘어 '가치 투자'라는 철학적 이정표를 전 세계 투자자들의 가슴에 심어왔다. 월스트리트의 탐욕 대신 메인스트리트의 상식을 선택했던 한 시대의 거인이 퇴장하면서, 이제 시장의 시선은 1조 달러(약 1400조 원) 규모의 거대 함선을 이어받을 후계자 그레그 아벨(63)과 버핏 없는 버크셔의 생존 가능성으로 향하고 있다. 전설적인 투자자 워런 버핏 버크셔 해서웨이 최고경영자(CEO)가 2025년 12월 31일(현지 시각)을 끝으로 CEO직에서 공식 퇴임한다. 1965년 경영권을 장악한 지 60년 만이다. 버핏은 이사회 의장직은 유지하되, 실질적인 경영 지휘봉은 2026년 1월 1일부로 그레그 아벨 비보험 부문 부회장에게 넘겨준다. 버핏은 재임 기간 동안 버크셔의 주가를 5,500,000% 이상 끌어올리는 경이로운 기록을 세웠다. 같은 기간 스탠더드앤드푸어스(S&P) 500 지수 수익률(39,000%)을 압도하는 수치다. 현재 버크셔는 시가총액 1조 달러를 돌파하며 세계에서 11번째로 가치 있는 기업으로 우뚝 섰다. 신임 CEO 그레그 아벨은 2018년부터 에너지, 철도 등 비보험 부문을 총괄해온 인물로, 버핏의 신뢰를 한 몸에 받아온 전략가다. 하지만 그는 버핏이 남긴 3820억 달러(약 550조 원)에 달하는 막대한 현금 더미를 어떻게 활용할 것인가라는 해묵은 과제와, 성장 정체 우려라는 시험대에 오르게 됐다. [미니해설] 거인의 퇴장과 제국의 계승: 버크셔는 '버핏 없이' 영원할 수 있는가 ① 114달러에서 1,500억 달러까지…'자본가'의 일생 워런 버핏의 전설은 1942년, 11살의 소년이 저축한 114.75달러로 시티즈 서비스(Cities Service) 주식을 사면서 시작됐다. 그는 2018년 주주 서한에서 당시를 회상하며 "나는 자본가가 되었고, 기분이 좋았다(I had become a capitalist, and it felt good)"고 적었다. 그의 투자 철학은 단순하지만 강력했다. "아는 것에만 투자하라"는 원칙 하에 코카콜라, 아메리칸 익스프레스 등 실물 경제의 근간이 되는 기업들을 사들였다. 버핏은 1996년 주주들에게 "대부분의 투자자에게 주식을 소유하는 가장 좋은 방법은 수수료가 최소화된 인덱스 펀드를 통하는 것"이라고 조언하며 대중적인 투자 지침을 제시했다. 비록 기술주에 대해서는 보수적이었으나, 2016년 애플 투자를 결정하며 시대의 변화에 유연하게 대응하는 승부사 기질을 보이기도 했다. 현재 애플은 버크셔 포트폴리오의 20% 이상을 차지하는 최대 보유 종목이다. ② '위기 시 구원투수'이자 '기부의 상징' 2008년 금융위기 당시 버핏은 미국 경제의 최후 보루였다. 골드만삭스, GE 등 벼랑 끝에 몰린 기업들이 그에게 손을 내밀었고, 그는 막대한 자금을 투입해 시스템 붕괴를 막았다. 당시 그는 헨리 폴슨 재무장관에게 "정부가 은행에 직접 자금을 투입해 시스템을 안정시켜야 한다"고 제안하며 위기 극복의 단초를 제공했다. 그의 영향력은 부의 축적에만 머물지 않았다. 2010년 '기부 약속(The Giving Pledge)'을 출범시키며 재산의 사회 환원을 선포했다. 지금까지 60억 달러 이상(약 8조 6000억 원)을 기부한 그는 "돈은 나에게 전혀 유익하지 않고 아무런 효용이 없지만, 전 세계 사람들에게는 엄청난 효용을 가질 수 있다"는 명언을 남기며 노블레스 오블리주를 몸소 실천했다. ③ 후계자 그레그 아벨의 과제 '현금 더미'와 '성장판' 버핏의 경영권을 물려받는 그레그 아벨은 스승보다 훨씬 더 '실무형' 관리자로 평가받는다. 그는 이미 2018년부터 버크셔의 비보험 사업을 총괄하며 능력을 검증받았다. CFRA 리서치의 애널리스트 캐시 세이퍼트는 "그레그의 관리 스타일이 조직을 더 체계적으로 만들 것"이라며 "그것이 성과에 도움이 된다면 투자자들은 박수를 보낼 것"이라고 분석했다. 그러나 아벨 앞에는 만만치 않은 도전이 놓여 있다. 우선 3820억 달러(약 550조 원)에 달하는 유동성을 처리하는 문제다. 버핏조차 적당한 인수 대상을 찾지 못해 쌓아둔 이 자금에 대해 주주들은 배당 지급이나 자사주 매입 압박을 가할 가능성이 높다. 또한 아지트 자인(74) 부회장을 비롯한 핵심 경영진의 고령화와 토드 콤스 등 주요 인력의 이탈에 따른 조직 안정화도 시급한 과제다. ④ 버핏 없는 버크셔, '시스템'으로 증명할 때 시장의 우려에도 불구하고 버크셔의 펀더멘털은 견고하다. 철도(BNSF), 보험(Geico), 에너지 등 경기 흐름과 함께 움직이는 강력한 현금 창출원들이 버티고 있기 때문이다. 체크 캐피털의 매니징 디렉터 크리스 발라드는 "버크셔의 사업들은 거의 스스로를 돌볼 수 있을 정도"라며 "버핏의 부재는 임박한 단계에 접어들었을 뿐, 우리는 여전히 펼쳐질 새로운 단계를 기대하고 있다"고 신뢰를 보냈다. 버핏은 떠나지만, 그가 구축한 분권화된 경영 문화와 장기 투자 원칙은 버크셔의 DNA로 남았다. 버핏은 퇴임 후에도 매일 사무실로 출근해 조언을 건넬 계획이다. '오마하의 현인'이 60년간 공들여 지은 이 거대한 성곽이 주인이 바뀐 뒤에도 시장의 풍파를 견뎌내며 자본주의의 상징으로 남을 수 있을지, 전 세계 투자자들의 이목이 네브래스카주 오마하로 쏠리고 있다. '관리의 아벨', 버핏의 제국을 '시스템'으로 재편하다 워런 버핏이라는 거대한 서사(敍事)가 막을 내린 자리에, 그레그 아벨(63)이라는 정교한 시스템이 들어섰다. 버핏이 특유의 직관과 통찰로 '예술'에 가까운 투자를 집행해왔다면, 아벨은 철저한 실무 장악력과 수치에 기반한 '공학적' 경영을 지향한다. 40만 명에 달하는 직원과 1조 달러의 자산 가치를 지닌 버크셔 해서웨이의 지휘봉을 잡은 그가 보여줄 '아벨주의(Abelism)'는 버핏의 유산을 보존하는 동시에, 비대해진 제국을 현대적 관리 체계로 최적화하는 과정이 될 전망이다. 버크셔 해서웨이의 새로운 수장 그레그 아벨이 취임과 동시에 조직 효율화에 박차를 가하고 있다. 아벨 CEO는 최근 넷젯(NetJets)의 CEO 아담 존슨을 소비자·서비스·소매 부문 총괄 책임자로 임명하며, 버크셔의 방대한 자회사를 크게 세 가지 핵심 축으로 재편했다. 아벨은 기존에 자신이 직접 챙기던 제조, 유틸리티, 철도 사업은 계속 관리하되, 소비자 부문을 존슨에게 위임함으로써 경영 효율성을 높였다. 이는 버핏 시절의 '완전 분권화' 모델을 유지하면서도, 보고 체계를 명확히 하여 관리의 사각지대를 없애겠다는 전략으로 풀이된다. 월가는 아벨이 보여줄 '적극적인 관리자'로서의 행보에 주목하고 있다. CFRA 리서치의 애널리스트 캐시 세이퍼트는 "그레그의 관리 스타일이 조직을 좀 더 체계적으로 다듬어줄(button things up) 것으로 기대한다"며 "이러한 변화가 실적 향상으로 이어진다면 시장은 열광할 것"이라고 평가했다.
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[글로벌 핫이슈] '오마하의 현인' 공식 퇴임⋯버핏이 남긴 1조 달러 제국의 운명
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[퓨처 Eyes(116)] 생명의 설계도는 '책'이 아닌 '입체 퍼즐'이었다⋯인간 게놈 '4D 지도' 완성
- 인간의 몸을 구성하는 세포의 핵 속에는 생명의 모든 정보를 담은 설계도, DNA가 들어있다. 인류는 지난 2003년 '인간 게놈 프로젝트'를 통해 이 설계도의 글자(염기서열)를 모두 읽어내는 데 성공했다. 그러나 과학자들에게는 여전히 풀리지 않는 난제가 있었다. 설계도의 글자는 다 읽었지만, 정작 이 설계도가 좁은 세포 핵 안에서 '어떻게 접혀 있는지', 그 입체적인 형태를 몰랐던 것이다. 마치 가구 조립 설명서의 글자는 읽었으나, 조립된 가구의 완성된 입체 모습은 모르는 것과 같았다. 2025년, 마침내 그 수수께끼가 풀렸다. 노스웨스턴대학교 펑 위에(Feng Yue) 교수가 주도하는 국제 공동 연구팀 '4D 뉴클레옴 프로젝트(4D Nucleome Project)'가 인간 유전자의 3차원 입체 지도를 완성해 국제학술지 '네이처(Nature)' 최신호에 발표했다. 이것은 단순한 지도가 아니다. 시간이 흐름에 따라 역동적으로 변하는 '4D 영상 지도'다. 2m 실을 테니스공에 넣는 '압축의 미학' 우리 몸속 세포 하나에 들어있는 DNA를 일자로 펼치면 그 길이는 약 2m에 달한다. 반면 세포의 핵은 지름이 머리카락 굵기의 수백 분의 일에 불과할 정도로 작다. 2m짜리 긴 끈을 이 좁은 공간에 넣기 위해서는 고도의 '포장 기술'이 필요하다. DNA는 무질서하게 구겨진 것이 아니라, 히스톤 단백질을 감고 코헤신(cohesin) 단백질을 이용해 특정한 규칙에 따라 실타래처럼 감기고, 고리를 만들며 차곡차곡 접혀 있다. 우리가 교과서에서 흔히 보는 막대 모양의 'X자 염색체'는 세포가 분열할 때 이동을 위해 일시적으로 꽉 뭉쳐진 상태일 뿐이다. 평소 세포 속 DNA는 거대한 도서관의 책장처럼, 혹은 아주 복잡하지만 질서 정연한 오리가미(종이접기)처럼 존재한다. 연구팀은 이번에 인간 배아 줄기세포와 포피 섬유아세포를 정밀 분석해, DNA가 꼬이고 접히는 핵심 지점이 14만 곳이 넘는다는 사실을 밝혀냈다. 14만 개의 'DNA 루프'…유전자의 스위치 역할 이번 연구의 핵심 성과는 14만 개에 달하는 '염색질 루프(Chromatin Loops)'의 발견이다. 루프란 끈을 동그랗게 말아 만든 고리를 의미한다. 그렇다면 DNA는 왜 하필 고리 모양으로 접혀 있을까? 이를 이해하기 위해선 '전등 스위치'의 원리를 떠올리면 쉽다. 방의 전등(유전자)을 켜려면 벽에 있는 스위치(조절 부위)를 눌러야 한다. 전등과 스위치는 멀리 떨어져 있지만 벽 속의 전선으로 연결돼 있다. DNA도 마찬가지다. 유전자를 작동시키는 조절 부위는 유전자 본체와 물리적으로 멀리 떨어져 있는 경우가 많다. 이때 DNA가 고리(루프) 모양으로 접히면, 멀리 있던 조절 부위와 유전자가 물리적으로 딱 맞닿게 된다. 즉, "DNA가 접히는 순간 유전자의 스위치가 켜진다"는 것이다. 연구팀은 줄기세포에서 14만 1365개, 섬유아세포에서 14만 6140개의 루프를 확인했다. 이 루프들이 정확한 모양으로 접혀야만 필요한 유전자가 제때 활성화되어 세포가 정상 기능을 수행한다. 반대로 루프가 잘못 접히면 스위치가 고장 난 것처럼 유전자가 작동하지 않거나, 켜지지 말아야 할 유전자가 켜지면서 암이나 각종 유전 질환이 발생하게 된다. AI 닥터, 게놈의 3차원 모양을 예측하다 이번 연구가 독자들의 주목을 끄는 또 다른 이유는 인공지능(AI) 기술의 결합이다. 연구팀은 방대한 실험 데이터를 바탕으로 '딥러닝 모델'을 훈련시켰다. 이를 통해 복잡한 실험 과정 없이도 환자의 DNA 염기서열(글자 정보)만 입력하면, AI가 "이 사람의 DNA는 3차원 공간에서 이런 모양으로 접힐 것"이라고 예측하는 기술을 확보했다. 이 기술의 의학적 가치는 막대하다. 많은 질병이 유전자 글자 자체의 오타(돌연변이)뿐만 아니라, 유전자가 위치한 '공간적 구조의 문제'에서 기인하기 때문이다. 펑 위에 교수는 "질병과 연관된 유전자 변이의 대다수는 단백질을 만들지 않는 '비부호화 영역(Non-coding regions)'에 위치한다"고 지적했다. 과거에는 '정크 DNA'(쓰레기 DNA) 취급을 받았던 이 영역들이 사실은 DNA를 어떻게 접을지 결정하는 중요한 '접기 안내선' 역할을 수행하고 있었음이 드러난 것이다. '구조'를 고쳐 병을 낫게 한다 이번 '3차원 게놈 지도'의 완성은 의학계에 세 가지 중요한 시사점을 던진다. 첫째, 생물학적 관점이 1차원에서 3차원으로 확장됐다. 유전자가 단순히 '있다/없다'를 넘어, '어디에 위치하고 누구와 접촉하는지'가 중요해졌다. 둘째, 원인 불명이었던 질병의 매커니즘이 규명됐다. 백혈병이나 뇌종양 같은 암세포는 DNA 구조가 정상 세포와 달리 엉망으로 꼬여 있다는 사실이 확인됐다. 마지막으로 신약 개발의 패러다임이 바뀐다. 기존 약물이 특정 단백질을 공격하는 방식이었다면, 미래의 치료제는 꼬인 DNA를 풀어주거나 올바르게 접히도록 유도하는 '구조 교정' 방식이 될 전망이다. 펑 교수는 이를 "후생유전학적 억제제(epigenetic inhibitors)"를 이용한 치료라고 설명하며, 암과 발달 장애 치료의 새로운 돌파구가 될 것으로 내다봤다. 2025년, 인류는 생명이라는 거대한 건축물의 설계도를 평면도가 아닌, 살아 움직이는 3D 입체도로 손에 넣게 됐다.
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[퓨처 Eyes(116)] 생명의 설계도는 '책'이 아닌 '입체 퍼즐'이었다⋯인간 게놈 '4D 지도' 완성
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[신소재 신기술(213)] 플라스틱병, 진통제로 되살아나다⋯미생물 공정의 도전
- 플라스틱 폐기물을 일상 의약품으로 전환하는 새로운 생물공정 기술이 제시됐다. 영국 연구진이 플라스틱병의 주원료를 미생물을 이용해 일반 진통제로 널리 쓰이는 파라세타몰(아세트아미노펜)로 전환하는 데 성공하면서, 화석연료 의존적인 의약품 생산 구조에 변화를 가져올 가능성이 제기되고 있다. 21일(현지시간) 어스닷컴에 따르면 영국 에든버러대 스티븐 월리스 교수 연구팀은 플라스틱병에 사용되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)를 분해해 얻은 화합물을 대장균(E. coli)에 공급한 뒤, 이를 파라세타몰로 전환하는 데 성공했다고 밝혔다. 실험실 조건에서의 전환 수율은 약 92%에 달했다. 연구 결과는 국제 학술지 네이처(Nature)에 게재됐다. 파라세타몰은 세계보건기구(WHO)가 지정한 필수의약품으로, 전 세계에서 가장 널리 사용되는 진통제 중 하나다. 현재 산업용 파라세타몰의 대부분은 석유화학 공정을 통해 생산되며, 핵심 원료 역시 원유에서 추출된다. 연구진은 이러한 기존 구조를 벗어나 폐플라스틱을 원료로 활용할 수 있음을 실험적으로 입증했다. 연구팀은 먼저 폐PET를 미세 조각으로 분쇄한 뒤, 비교적 온화한 화학 반응을 통해 미생물이 흡수할 수 있는 수용성 분자로 전환했다. 이후 특정 대사 경로가 결핍된 대장균을 유전적으로 설계해, 해당 플라스틱 유래 분자를 영양원으로 삼지 않으면 생존할 수 없도록 했다. 이 과정에서 세포 내부의 인산염을 이용한 비효소적 화학 반응이 핵심 역할을 했다. 특히 이번 연구의 주목할 만한 점은 '로센 전위(Lossen rearrangement)'로 알려진 화학 반응이 효소가 아닌 살아 있는 세포 내부에서 자연스럽게 진행됐다는 점이다. 이 반응을 통해 생성된 파라아미노벤조산(PABA)은 미생물이 엽산과 DNA를 합성하는 데 필수적인 물질이다. 연구진은 여기에 토양 미생물과 곰팡이에서 유래한 유전자를 추가 도입해, PABA가 최종적으로 파라세타몰로 전환되도록 경로를 확장했다. 최적의 실험 조건에서는 플라스틱 기반 분자에서 파라세타몰로 전환되는 전 과정이 하루 이내에 완료됐다. 이는 기존 플라스틱 재활용이 저부가가치 소재로의 '다운사이클링'이나 단순 소각에 머물러 왔던 것과 대비된다. 연구진은 이 기술이 상용화될 경우 플라스틱 폐기물을 의약품 원료로 재활용함으로써 화석연료 의존도를 낮추고 탄소 배출을 줄이는 데 기여할 수 있을 것으로 보고 있다. 다만 실제 산업 적용을 위해서는 대규모 발효 공정에서의 안정성, 경제성, 생애주기 평가(LCA) 등을 면밀히 검증해야 한다는 점도 분명히 했다. 수천 톤 규모의 배양 시스템으로 확장할 경우 온도·산소 공급·불순물 관리 등 공정 제어가 핵심 과제가 될 전망이다. 또한 미생물 기반으로 생산된 파라세타몰이 기존 석유화학 공정 제품과 동일한 순도와 안전성을 충족하는지에 대한 규제 당국의 검증도 필요하다. 연구진은 이번 실험에 사용된 대장균이 폐쇄된 실험 환경에서만 운용되는 안전한 균주이며, 외부 환경에 방출될 가능성은 없다고 설명했다. 또 해당 경로에서 생성되는 파라세타몰은 화학적으로 기존 제품과 동일해, 임상적 평가 기준 역시 같다는 점을 강조했다. 이번 연구는 폐기물로 인식돼 온 플라스틱을 필수 의약품의 원료로 재정의할 수 있음을 보여주는 사례로 평가된다. 연구진은 "화학과 생물학을 분리된 영역이 아닌 통합된 도구로 활용할 때, 폐기물 문제와 의약품 공급이라는 두 과제를 동시에 해결할 실마리를 찾을 수 있다"고 밝혔다.
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[신소재 신기술(213)] 플라스틱병, 진통제로 되살아나다⋯미생물 공정의 도전
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[우주의 속삭임(161)] 소행성 베누 시료서 생명 핵심 성분 검출⋯NASA, 태양계 기원 새 단서 확보
- 미국 항공우주국(나사·NASA)은 2일(현지시간) 소행성 베누(Bennu)에서 채취한 시료 분석을 통해 생명 기원의 핵심 단서가 될 수 있는 당류와 미지의 유기 고분자 물질, 그리고 초신성 기원의 성간 먼지가 대량으로 포함돼 있다는 사실을 새롭게 확인했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)와 네이처 아스트로노미(Nature Astronomy)에 3편의 논문으로 동시에 공개됐다. NASA의 소행성 탐사선 오시리스-렉스(OSIRIS-REx)가 지구로 전달한 베누 시료에서는 생명체에 필수적인 당 성분인 리보스(ribose)와 포도당(glucose)이 검출됐다. 일본 도호쿠대 후루카와 요시히로 교수 연구진은 5탄당 리보스와 함께, 외계 물질에서 처음으로 6탄당 포도당이 발견됐다고 밝혔다. 이들 당류는 생명 존재 자체를 의미하지는 않지만, DNA와 RNA, 단백질 형성의 기본 요소가 태양계 전반에 광범위하게 존재했음을 시사하는 결정적 증거로 평가된다. 리보스는 RNA의 핵심 구성 성분으로, 정보 전달과 생화학 반응을 담당하는 분자의 골격을 이룬다. 앞서 DNA와 RNA를 구성하는 5종의 핵염기와 인산염이 이미 베누 시료에서 확인된 가운데, 이번 리보스 검출로 RNA를 형성하는 모든 기본 요소가 베누에 존재했다는 사실이 입증됐다. 연구진은 베누 시료에서 디옥시리보스가 발견되지 않은 점에 주목하며, 초기 태양계 환경에서는 DNA보다 RNA가 생명 기원의 핵심 분자로 작용했을 가능성이 크다는 'RNA 월드(RNA World)' 가설을 뒷받침한다고 설명했다. 또 베누 시료에서는 생명체의 주요 에너지원으로 사용되는 포도당도 확인됐다. 이는 현재의 생명체 에너지 대사에 필수적인 물질이 생명 탄생 이전의 태양계 환경에도 이미 존재했음을 의미한다. 두 번째 논문에서는 베누 시료에서 지금까지 한 번도 보고된 적 없는 '껌(gum)'과 유사한 고분자 유기물질이 발견됐다는 사실이 공개됐다. 미국 NASA 에임스연구센터의 스콧 샌퍼드 박사와 UC버클리의 잭 게인스포스 박사가 주도한 이 연구에 따르면, 해당 물질은 질소와 산소가 풍부한 고분자 구조를 지닌 유기물로, 초기 태양계에서 베누의 모천체가 가열되는 과정에서 형성된 것으로 추정된다. 이 물질은 한때 부드럽고 유연했으나 현재는 굳어진 상태로, 얼음과 광물 입자 표면에 층층이 침착돼 있었다. 연구진은 이 유기물이 생명 발생에 필요한 화학 반응의 전구 물질 역할을 했을 가능성에 주목하고 있다. 샌퍼드 박사는 "이 물질은 태양계 형성 초기, 극히 이른 시점에 일어난 물질 변화의 흔적으로 보인다"며 "말 그대로 '시작의 시작'에 해당하는 사건을 보여준다"고 설명했다. 전자현미경과 X선 분광 분석 결과, 이 물질은 지구의 폴리우레탄과 유사한 화학 구조를 일부 지닌 것으로 나타났다. 다만 일정한 규칙성을 갖는 인공 고분자와 달리, 베누의 유기물은 불규칙적이고 복합적인 결합 구조를 띠는 것으로 확인됐다. 연구진은 이를 '우주 플라스틱(space plastic)'에 비견하며, 향후 추가 분석을 통해 보다 정밀한 화학적 기원을 규명할 계획이다. 세 번째 논문에서는 베누 시료에서 태양계 형성 이전 별에서 생성된 '성간 입자(presolar grains)'가 다량 포함돼 있다는 점이 새롭게 밝혀졌다. NASA 존슨우주센터의 응우옌 앤 박사 연구팀은 베누 시료에서 초신성 폭발로 만들어진 먼지의 비율이 기존에 분석된 어떤 우주 암석보다 최대 6배 이상 높다고 보고했다. 이는 베누의 모천체가 초신성 잔해가 특히 풍부한 원시 원반 영역에서 형성됐음을 시사한다. 동시에 베누의 모천체는 과거 물에 의한 광범위한 변질 작용을 겪었음에도 불구하고, 일부 영역에서는 초기 상태가 거의 보존된 성간 물질과 유기물이 함께 남아 있었던 것으로 확인됐다. 응우옌 박사는 "수용성 변질에 쉽게 파괴되는 성간 규산염과 유기물이 동시에 보존됐다는 점은 매우 이례적"이라며 "베누의 시료가 태양계 형성 당시 물질의 다양성을 고스란히 보여준다"고 강조했다. 이번 연구는 태양계 초기 물질 순환, 생명 기원 물질의 우주적 분포, 그리고 생명 탄생의 조건을 입체적으로 재구성할 수 있는 결정적 단서를 제공했다는 평가를 받는다. NASA는 베누 시료 분석이 향후 다른 천체 탐사와 외계 생명 탐색 연구의 과학적 기준점이 될 것으로 기대하고 있다. 오시리스-렉스 임무는 NASA 고다드우주비행센터가 총괄 관리했으며, 애리조나대가 과학을 주도했다. 우주선 제작과 운용은 록히드마틴이 맡았고, 항법은 고다드와 키네틱스 에어로스페이스가 담당했다. 시료 보관·분석은 NASA 존슨우주센터에서 이뤄지고 있으며, 캐나다우주국(CSA), 일본 우주항공연구개발기구(JAXA) 등 국제 협력도 함께 진행되고 있다.
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- 포커스온
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[우주의 속삭임(161)] 소행성 베누 시료서 생명 핵심 성분 검출⋯NASA, 태양계 기원 새 단서 확보
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[신소재 신기술(208)] AI, 박테리아 유전체 학습으로 '완전히 새로운 단백질' 창조
- 인공지능(AI)이 박테리아 유전체 데이터를 학습해 지금껏 알려지지 않은 새로운 단백질을 만들어내는 데 성공했다. 미국 스탠퍼드대 연구팀은 박테리아 유전자 배열이 특정 기능을 중심으로 군집한다는 점에 착안해 '에보(Evo)'라는 새로운 AI 게놈 언어모델을 개발했다. 연구 결과는 국제학술지 네이처(Nature) 최신호(2025년 11월 20일자)에 실렸다. 연구팀은 박테리아 유전체 수백만 건을 학습시켜, 염기서열의 규칙성과 유전자 간 상관관계를 인식하도록 했다. 에보는 대형 언어모델(LLM)처럼 특정 염기서열을 입력받으면 그다음 염기를 예측하고, 그 결과를 기반으로 새로운 유전자 조합을 생성한다. 팀은 기존 단백질의 일부분을 입력하자 에보가 나머지 서열을 80~85% 정확도로 완성하는 능력을 확인했다. 더 나아가 완전히 새로운 유전자를 생성하도록 훈련하자, 실험 결과 생성된 단백질 중 일부가 실제 생물학적 기능을 수행했다. 예를 들어 연구팀은 박테리아 독소 유전자를 입력한 뒤 이에 대응하는 항독소 유전자를 생성하도록 에보를 훈련시켰다. 테스트 결과, 생성된 항독소 중 절반이 실제 독성을 완화했고, 두 종류는 박테리아의 생장을 완전히 회복시켰다. 이들 항독소는 기존 단백질과 25% 미만의 유사도를 보여 '자연계에 존재하지 않는 단백질'로 평가됐다. 또한 연구진은 CRISPR 시스템을 억제하는 단백질 생성 실험에서도 17%가 실제 기능을 수행했으며, 일부 단백질은 기존 구조 예측 소프트웨어가 해석하지 못할 정도로 새로운 형태를 보였다. 스탠퍼드대 연구팀은 "Evo는 단백질의 3차원 구조를 고려하지 않고도 유전자 수준에서 기능적 단백질을 만들어낼 수 있음을 보여줬다"며 "이는 진화가 작동하는 핵심 단계인 '핵산 수준'에서 단백질 생성을 재현한 사례"라고 설명했다. 이번 연구는 AI가 단백질 설계뿐 아니라 유전자 진화 과정을 이해하고, 생물학적 창조력을 확장할 수 있는 가능성을 열었다는 점에서 주목받는다. 다만 연구진은 "포유류처럼 복잡한 유전체에는 적용이 쉽지 않다"며 "현재 단계에서는 박테리아 수준의 단순한 유전자 구조에서만 실험적으로 검증됐다"고 밝혔다. 이번 성과는 AI가 단백질 구조 예측(알파폴드) 단계에서 나아가, 생명체의 새로운 진화 가능성을 탐색하는 '유전체 기반 단백질 생성 시대'를 열었다는 평가를 받고 있다.
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- IT/바이오
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[신소재 신기술(208)] AI, 박테리아 유전체 학습으로 '완전히 새로운 단백질' 창조
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[먹을까? 말까?(120)] 인공감미료 '수크랄로스', 체내서 DNA 손상 물질 생성 확인
- 인공감미료 수크랄로스가 인체 내에서 DNA를 손상시킬 수 있는 물질을 생성한다는 연구 결과가 나왔다. 일부 시판 제품에서도 소량의 해당 물질이 검출돼 안전성 논란이 확산할 전망이다. 28일(현지시간) 어스닷컴에 따르면 노스캐롤라이나주립대(NCSU)와 노스캐롤라이나대(UNC) 공동연구팀은 실험실 환경에서 사람 장(腸) 조직과 인체 세포를 활용해 수크랄로스 섭취 후 생성되는 부산물의 영향을 조사했다. 연구 결과, 수크랄로스-6-아세테이트(sucralose-6-acetate)가 DNA 절단 및 염색체 이상을 유발하는 '유전독성(genotoxic)' 물질로 확인됐다. 논문 교신저자인 수전 시프먼 교수는 "수크랄로스-6-아세테이트는 인간 DNA를 손상시킬 수 있는 물질로 판단된다"고 밝혔다. 연구진은 해당 물질이 장 점막 장벽의 전기저항을 낮춰 투과성을 높였으며, 염증 반응 증가와 약물대사 효소 저해 신호도 확인했다고 설명했다. 수크랄로스-6-아세테이트는 수크랄로스 제조 과정 또는 인체 대사 과정에서 생성되는 불순물로, 연구팀은 일부 제품에서 0.67% 수준의 잔류량을 확인했다고 밝혔다. 동물실험에서는 지방조직에 잔류하는 정황도 포착됐다. 시프먼은 "시중에서 판매되는 수크랄로스에서 섭취 및 대사되기 전에도 미량의 수크랄로스-6-아세테이트가 검출될 수 있다는 사실을 발견했다"고 말했다. 동물실험에서 수크랄로스를 투여받은 쥐는 아세틸화 대사산물을 생성하고, 투여 중단 후에도 지방에 수크랄로스가 잔류하는 것으로 나타났다. 해당 대사물에는 소변과 대변에서 검출된 수크랄로스-6-아세테이트가 포함됐다. 실험 결과 해당 화합물은 DNA 가닥 파열을 유발하는 염색체 손상 유발 물질(클라스토제닉)로 확인됐다. 염색체 손상을 검출하는 별도의 미세핵 검사에서도 동일한 효과가 확인됐다. 미세핵은 염색체가 손상될 때 형성되는 작은 DNA 함유체이다. 실험 결과 노출 후 미세핵 수가 증가한 것으로 나타났다. 유럽 규제기관들은 유전독성 물질에 대해 1인당 하루 0.15㎍(마이크로그램) 수준의 노출 한도 기준을 적용하고 있다. 연구팀은 "수크랄로스로 감미한 음료 한 잔만으로도 이 기준을 초과할 수 있다"며 추가 관리가 필요하다고 주장했다. 다만 이번 결과는 세포 및 조직 기반 실험에 국한된 것으로, 인체 전체 노출 수준과 장기적 영향은 추가 검증이 요구된다. 미국 식품의약국(FDA)은 1998년 수크랄로스를 승인했으나, 당시 심사자료에는 수크랄로스-6-아세테이트에 대한 최신 분자독성학적 평가가 포함되지 않았다. 전문가들은 "정밀 분석 기술 발전에 따라 기존 안전성 평가가 재검토될 가능성이 있다"며 "장기간 섭취자 대상 역학조사 및 실제 노출량 추적 연구가 필요하다"고 지적했다. 이번 연구는 국제학술지 '독성학 및 환경보건 저널 Part B(Journal of Toxicology and Environmental Health, Part B)'에 게재됐다.
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- 생활경제
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[먹을까? 말까?(120)] 인공감미료 '수크랄로스', 체내서 DNA 손상 물질 생성 확인
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소니·AMD, 차세대 '플레이스테이션 6' GPU 기술 공개
- 소니와 AMD가 차세대 콘솔 개발을 위한 핵심 그래픽 기술 '프로젝트 애머시스트(Project Amethyst)'를 공개했다고 IT전문매체 엔가젯, 톰스 하드웨어 등 다수 외신이 9일(현지시간) 보도했다. 양사는 향후 '플레이스테이션 6(PS6)'로 알려진 차세대 콘솔과 AMD의 차세대 GPU 아키텍처 'RDNA 5'에 적용될 것으로 보이는 신기술을 공동 개발 중이다. 이번 협업은 소니의 마크 서니(Mark Cerny) 수석 아키텍트와 AMD 컴퓨팅·그래픽 사업부 수석 부사장 잭 훙(Jack Huynh)이 약 9분간의 영상 대담을 통해 공개됐다. 두 인물은 인공지능(AI) 기반 렌더링과 광선추적(ray tracing) 성능을 획기적으로 향상시킬 새로운 GPU 구조 '뉴럴 어레이(Neural Arrays)'와 '래디언스 코어(Radiance Cores)'를 중심으로 기술 비전을 설명했다. AMD는 기존 GPU에서 각 컴퓨트 유닛(CU)이 독립적으로 작동하던 구조를 개선해, 뉴럴 어레이를 통해 연산 유닛 간 데이터 공유를 가능케 했다. 이를 통해 GPU는 한 번에 화면의 '큰 덩어리(large chunk)'를 처리할 수 있게 되며, AI 렌더링 효율이 대폭 향상될 것으로 예상된다. 잭 훙 부사장은 "단순한 연산력 증강만으로는 현대적 그래픽 요구를 충족할 수 없다"며 "뉴럴 어레이는 GPU 전반을 하나의 신경망처럼 연결해 새로운 수준의 머신러닝 성능을 실현할 것"이라고 밝혔다. 또 다른 핵심 기술인 래디언스 코어는 실시간 광선·경로 추적(ray/path tracing)을 전담하는 새로운 하드웨어 블록이다. 이는 엔비디아(NVIDIA)의 RTX 시리즈에 탑재된 RT 코어와 유사한 구조로, 광선 시뮬레이션에 필요한 연산을 셰이더 코어와 분리해 처리 속도를 높인다. 그 결과, 실시간 광원 반사·음영 표현 등 사실적인 그래픽 구현이 가능해질 전망이다. 양사는 또한 PS5와 PS5 프로에서 사용된 '델타 컬러 압축(Delta Color Compression)' 기술을 확장한 '유니버설 컴프레션(Universal Compression)' 시스템을 개발 중이다. 이는 텍스처뿐 아니라 그래픽 파이프라인 전체 데이터를 압축할 수 있어 GPU 메모리 대역폭과 전력 소모를 동시에 줄이는 것이 목표다. 소니와 AMD가 개발 중인 이 기술들은 현재 시뮬레이션 단계에 있으며, 향후 몇 년 내 차세대 콘솔과 그래픽 카드에 순차적으로 탑재될 예정이다. 서니 아키텍트는 "아직 초기 단계지만, 새로운 렌더링 아키텍처는 플레이스테이션의 몰입형 그래픽 경험을 한층 강화할 것"이라고 말했다. 전문가들은 이번 협업이 단순한 콘솔용 기술을 넘어 AMD의 차세대 GPU 전반에 반영될 것으로 보고 있다. 특히 'FSR 레드스톤(Redstone)'과 같은 머신러닝 기반 업스케일링 기술과 결합될 경우, PC 그래픽카드에 버금가는 수준의 실시간 경로추적 성능을 구현할 수 있을 것으로 예상된다. 소니는 지난 세대 PS5에서 레이트레이싱을 지원했지만, 엔비디아나 최신 AMD GPU 대비 성능 격차가 존재했다. 그러나 프로젝트 애머시스트를 통해 차세대 콘솔은 실시간 경로추적, 고속 업스케일링, 효율적인 메모리 관리 등에서 획기적 도약을 이룰 것으로 전망된다. 차세대 ‘플레이스테이션 6’의 출시 시기는 아직 구체적으로 공개되지 않았지만, 마크 서니는 “몇 년 내 미래 콘솔에서 이 기술들이 구현될 것”이라고 예고했다. 업계에서는 이 프로젝트가 차세대 가정용 콘솔뿐 아니라 휴대형 기기(핸드헬드) 버전에도 적용될 가능성이 높은 것으로 보고 있다. 이번 발표로 소니와 AMD의 협력은 단순한 콘솔용 GPU 개발을 넘어, 차세대 게임 그래픽 표준을 새로 쓰는 전환점으로 평가받고 있다.
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- IT/바이오
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소니·AMD, 차세대 '플레이스테이션 6' GPU 기술 공개
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[퓨처 Eyes(105)] 막스 플랑크 연구소, 노화와 만성 염증의 연결고리 규명
- 독일 쾰른의 막스 플랑크 노화생물학 연구소 연구팀이 나이가 들면서 만성 염증이 늘어나는 핵심 분자 과정을 규명했다. 우리 몸의 세포 하나하나에서 에너지를 만드는 '에너지 공장' 역할을 하는 미토콘드리아가 복제 과정에서 오류를 일으킨 '결함 DNA'를 세포질로 방출해 염증 반응을 촉발하는 현상을 최초로 분자 수준에서 확인한 것이다. 특이하게도 미토콘드리아는 세포의 중심 설계도(핵 DNA)와는 다른, 자신만의 독자적인 DNA(mtDNA)를 가지고 있다. 이번 연구는 이 mtDNA 복제와 수선을 조절하는 핵심 효소 'MGME1'이 손상될 때, 선천 면역 신호체계를 맡은 'cGAS–STING–TBK1 경로'가 비정상으로 활성화해 조직 노화와 만성 염증을 재촉한다는 사실을 명확히 밝혔다. 이번 연구는 노년기 건강을 위협하는 여러 질병의 근본 원인을 이해하고 새로운 치료 전략을 모색하는 중요한 실마리를 제공할 전망이다. 해당 연구 결과는 '미토콘드리아 DNA로의 리보뉴클레오타이드 편입이 염증을 유발한다(Ribonucleotide incorporation into mitochondrial DNA drives inflammation)'는 제목으로 세계적인 과학 저널 '네이처(Nature)' 최신호에 실렸다. 세포 구성 요소의 미세한 균열, 노화의 시작 기대 수명이 늘면서 인류는 전례 없는 장수를 누리고 있지만, 이는 신체의 생물학적 구조가 더 오랜 시간 작동하며 각종 스트레스와 손상에 노출된다는 뜻이다. 특히 노년기에 접어들면 뚜렷한 원인 없이 이어지는 만성 염증이 건강을 위협하는 주된 요인이다. 과학계는 이 현상의 배후를 추적해 왔으며, 이번 발견은 그중 가장 유력한 원인으로 세포 소기관인 미토콘드리아를 지목했다. 세포가 정상 기능을 하려면 RNA와 DNA의 구성 요소인 리보뉴클레오타이드(rNTP)와 디옥시리보뉴클레오타이드(dNTP)의 정교한 균형이 필수다. DNA라는 집을 짓는 과정에 비유하면, dNTP는 설계도에 맞는 정확한 규격의 벽돌이고, rNTP는 모양은 비슷하지만 RNA를 만들 때 쓰는 다른 종류의 벽돌과 같다. 세포의 주 에너지원인 ATP나 신호 전달에 중요한 GTP 등이 바로 이 rNTP에 속하며, dNTP는 DNA 중합효소가 새로운 DNA 가닥을 만들거나 수선하는 데 쓰는 재료다. 과학계는 이 두 벽돌의 공급 불균형이 어떻게 mtDNA라는 집을 부실하게 만들고 노화에 영향을 미치는지에 대한 해답을 찾아왔다. '결함 DNA'의 탄생…미토콘드리아의 치명적 오류 미토콘드리아는 독립적으로 자신의 DNA(mtDNA)를 복제한다. 연구팀은 이 과정에서 생기는 문제가 만성 염증의 도화선이 된다는 가설을 세우고, 그 핵심 원인을 mtDNA 복제 과정에서 불필요한 DNA 조각을 제거하는 효소인 'MGME1'에서 찾았다. 이 효소는 DNA 복제 현장에서 잘못 사용된 부품이나 부스러기를 치우는 '품질 관리 감독관'과 같은 역할을 한다. 분석 결과, 이 감독관(MGME1)의 기능이 떨어지면 세포 내에 써야 할 벽돌(dNTP)은 부족해지고 엉뚱한 벽돌(rNTP)만 많아지는 불균형이 생겼다. 이러한 불균형은 MGME1 결핍뿐 아니라, 다른 미토콘드리아 효소인 YME1L의 손실이나 항암제 성분인 5-플루오로우라실 노출 같은 다른 스트레스 상황에서도 비슷하게 나타났다. 결국 미토콘드리아는 급한 대로 엉뚱한 벽돌(rNTP)을 가져다 mtDNA를 만들었고, 그 결과 구조가 불안정한 '부실공사 DNA'가 탄생했다. 미토콘드리아는 스스로를 보호하기 위해 이 '불완전한 복제본'을 집 밖, 즉 세포질로 내다 버렸다. 실제로 방사선 조사나 약물로 노화를 유도한 인간의 세포와 노화한 쥐의 여러 조직에서 젊은 조직보다 월등히 높은 rNTP/dNTP 비율이 나타났다. 면역계의 오작동, 단기 방어가 만성 공격으로 우리 몸은 세포질로 방출된 결함 mtDNA를 '침입자'로 인식한다. 그 결과, 마치 바이러스가 침입했을 때처럼 세포의 '비상경보 시스템' 역할을 하는 cGAS–STING–TBK1 경로를 강력하게 자극한다. 원래 미토콘드리아 안에 있어야 할 mtDNA 조각이 집 밖에 돌아다니자, 우리 몸의 면역계는 이를 바이러스의 침입으로 오해하고 경보를 울리기 시작하는 것이다. 이 경보 시스템은 본래 외부 감염에 맞서는 단기 방어 체계지만, 결함 mtDNA가 계속 밖으로 나오면서 경보가 멈추지 않으면 오히려 우리 몸을 공격하는 만성 염증으로 바뀐다. 이렇게 만성 염증 상태에 빠진 노화 세포는 주변 세포들에게까지 "위험하다"는 신호를 계속 보내는 분비 표현형(secretory phenotype)을 띤다. 이는 마치 한 집이 계속 비상벨을 울려 온 동네를 불안하게 만드는 것처럼, 주변 세포들까지 염증 상태로 만드는 현상이다. 이러한 만성 염증은 주요 장기의 기능을 떨어뜨리며, 특정 유형의 암, 알츠하이머병 같은 신경퇴행성 질환의 발생 위험을 높이는 핵심 동인으로 꼽힌다. 새로운 치료 전략의 부상…'미토콘드리아 쓰레기' 제어 이번 발견은 새로운 치료법의 가능성을 보여준다. 연구팀은 SAMHD1 효소를 억제하거나 디옥시리보뉴클레오사이드를 직접 보충해 세포 내 올바른 벽돌(dNTP) 재고를 인위적으로 높이면, mtDNA 부실공사가 줄고 염증 반응도 완화된다는 사실을 실험으로 증명했다. 아직 mtDNA에는 자체적인 벽돌 재고 관리 시스템이 밝혀지지 않았지만, 과학 기술로 이를 인위적으로 조절할 길이 열린 셈이다. mtDNA 내 '뉴클레오타이드 균형'을 조절하여 염증의 근원을 차단하는, 이른바 '미토콘드리아 쓰레기(Mitochondrial Trash)' 제어 기술이 건강 수명, 나아가 인간의 전체 수명 연장의 중요한 돌파구가 될 전망이다.
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- 포커스온
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[퓨처 Eyes(105)] 막스 플랑크 연구소, 노화와 만성 염증의 연결고리 규명
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[기후의 역습(169)] 기후변화가 낳은 이색 조류⋯텍사스서 '푸른어치-녹색어치' 희귀 잡종 첫 확인
- 기후변화로 인한 서식지 확장 속에서 두 종의 어치(jay bird)가 처음으로 교배해 자연 상태에서 잡종이 태어났다는 사실이 확인됐다. 미국 텍사스주 샌안토니오 교외의 한 주택 정원에서 관찰된 이 새는 '녹색어치(green jay)'와 '푸른어치(blue jay)'의 자손으로, 약 700만 년 전 계통이 갈라진 두 종 사이에서 태어난 최초의 사례로 기록됐다. 해당 내용에 대해서는 어스닷컴, 사이테크데일리, 퍼퓰러 사이언스 등 다수 외신이 보도했다. 텍사스대 오스틴캠퍼스 생물학자들은 해당 개체의 DNA를 분석한 결과, 어미는 녹색어치, 아비는 푸른어치로 밝혀졌다. 연구진은 “두 종 모두 기후 변화에 따른 서식지 확장 끝에 겹쳐진 지역에서 교배가 이뤄진 것으로 보인다”며 “기후변화가 직접적으로 야기한 척추동물 잡종의 첫 사례”라고 평가했다. 녹색어치는 원래 중앙아메리카 열대 지역에 주로 분포해 1950년대까지만 해도 남텍사스 국경을 간신히 넘는 수준이었다. 반면 푸른어치는 미국 동부 전역에 분포했지만 휴스턴 인근까지만 서식지가 확장돼 두 종은 사실상 마주칠 일이 없었다. 그러나 수십 년간의 기후 변화로 녹색어치는 북쪽으로, 푸른어치는 서쪽으로 서식 범위를 넓히면서 두 종의 분포가 샌안토니오 일대에서 겹치게 되었다. 이번 사례는 온라인에 올라온 사진을 토대로 연구진이 개체를 확인하고 포획한 뒤 혈액 샘플을 채취해 유전적으로 검증하면서 밝혀졌다. 연구진은 이미 1970년대 인공 교배 실험에서 두 종 사이 잡종을 얻은 전례가 있지만, 이번처럼 자연 상태에서 발생한 사례는 처음이라고 강조했다. 전문가들은 이번 발견이 조류학적 흥미를 넘어 기후변화가 생태계에 미치는 구체적 영향을 보여주는 사례라고 설명한다. 포식자와 먹이, 번식 습성에 따라 종 간의 경계가 새롭게 설정되고, 일부는 새로운 잡종 개체군이 등장할 가능성도 배제할 수 없다는 것이다. 브라이언 스톡스 텍사스대 대학원생은 "잡종화는 우리가 생각하는 것보다 자연계에서 훨씬 빈번하게 일어날 수 있지만, 대부분은 관찰되거나 보고되지 않는다"며 "소셜미디어와 유전자 분석 기술 발달 덕분에 이번처럼 드문 사례를 기록할 수 있었다"고 말했다. 과학자들은 잡종 개체가 단발성 현상에 그칠지, 새로운 집단 형성으로 이어질지는 알 수 없다고 본다. 다만 이번 발견은 기후 변화로 서식지 지도가 재편되면서 예상치 못한 생태학적 상호작용이 나타날 수 있음을 보여주는 상징적 장면으로 받아들여진다. 이번 연구 성과는 학술지 '에콜로지 앤드 이볼루션(Ecology and Evolution)'에 게재됐다.
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- ESGC
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[기후의 역습(169)] 기후변화가 낳은 이색 조류⋯텍사스서 '푸른어치-녹색어치' 희귀 잡종 첫 확인
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[퓨처 Eyes(102)] 프랑스 몽펠리에대, '종간 복제' 개미 생식 전략 세계 최초 규명
- 자연의 법칙을 거스르는 듯한 기이한 생존 전략이 개미 세계에서 발견됐다. 한 여왕개미가 자신의 종과 전혀 다른 종, 두 종류의 자손(잡종 일개미)을 낳는다는 사실이 밝혀지면서 기초 생물학을 송두리째 뒤엎고 있다. 이는 마치 한 어미가 낳은 알에서 사자와 호랑이가 각각 태어나는 것과 같은, 기존 생물학의 상식을 근본부터 뒤흔드는 현상이다. 이 놀라운 발견은 사라진 한 개미 종의 행방을 좇던 프랑스 몽펠리에대 연구팀의 끈질긴 추적 끝에 드러났으며, 벨기에 프리대 블뤼셀의 데니스 포니에 박사는 이를 두고 "종의 경계가 허물어진 현상으로, 생물학 규칙을 새로 쓰는 순간"이라고 평가했다. 사라진 아비, 1000km 밖에서 발견된 잡종 일개미의 비밀 이번 연구의 발단은 지중해에서 발견된 한 무리의 '잡종' 개미였다. 예비 유전자 자료 분석 결과, 이베리아 수확개미(Messor ibericus)가 다른 종인 메소르 스트룩토르(Messor structor)와 교배해 잡종 일개미를 만들고 있다는 강력한 증거가 나왔다. 하지만 여기에는 풀 수 없는 모순이 있었다. 잡종 군체가 발견된 이탈리아 시칠리아섬은 교배 상대인 메소르 스트룩토르의 가장 가까운 서식지에서 무려 1000km나 떨어져 있었기 때문이다. 이 연구를 이끈 프랑스 몽펠리에 대학교의 진화생물학자 조나탕 로미기에 박사는 "우리는 이 종에 매우 특이한 점이 있다는 강한 의심을 품었지만, 솔직히 말해 그것이 얼마나 기이할지는 상상조차 하지 못했다"라며 "바로 이 역설 때문에 우리는 이 사례를 더 면밀히 조사하게 됐다"라고 말했다. 상식으로는 불가능한 이 상황은 연구팀을 더 깊은 미스터리의 세계로 이끌었다. 연구팀은 이 수수께끼를 풀기 위해 5년이라는 긴 시간 동안 유럽 전역의 120개 이상 개미 군체를 연구하고, 수백 마리 개미의 유전체(게놈)를 정밀 분석하는 대규모 연구에 착수했다. 그리고 마침내 실험실에서 한 여왕개미가 낳은 알에서 털이 많은 종과 털이 거의 없는 종, 즉 두 다른 종의 개미가 부화하는 것을 지켜보며 '종간 복제'라는 큰 충격을 주는 진실과 마주했다. 생존 위한 기묘한 해법, 다른 종의 정자를 '가축화'하다 심층 분석 결과, 이베리아 수확개미 여왕은 필요에 따라 전혀 다른 방식으로 알을 발달시키는 능력을 갖게 된 것으로 밝혀졌다. 여왕개미의 번식 전략은 크게 두 갈래로 나뉜다. 첫째는 종족 보존을 위한 길이다. 미래에 자신의 대를 이을 새로운 여왕개미를 생산해야 할 때, 여왕은 같은 종의 수컷과 교미하여 '순수 혈통'의 이베리아 수확개미 여왕을 낳는다. 이는 일반 생물의 번식 방법과 같다. 둘째는 군체 유지를 위한 길이다. 군체의 노동력을 책임질 일개미가 필요할 때, 여왕은 다른 종인 메소르 스트룩토르의 정자를 이용해 수정란을 만든다. 이렇게 태어난 자손은 두 종의 유전자가 섞인 '잡종' 암컷 일개미가 되며, 이들이 군체 전체의 99%를 차지하는 핵심 노동력이 된다. 두 종은 본래 같은 종이었으나 500만 년 전에 분화했다. 놀라운 사실은 이베리아 수확개미 여왕이 진화 과정에서 스스로 일개미를 생산하는 능력을 상실했다는 점이다. 연구진은 여왕과 일개미 유전자 간의 이기적 상충 관계에서 그 원인을 찾는다. 로미기에 박사는 이메일에서 "우리는 이것이 여왕과 유충 사이의 진화 갈등에서 비롯된 것으로 의심한다"라며 "소위 '이기적' 유전 요소가 다음 세대로의 전달을 보장하기 위해 유충의 발달을 여왕이 되는 쪽으로 치우치게 만든다(여왕은 번식하지만 일개미는 대부분 불임이기 때문)"라고 썼다. 결국 자신의 노동력을 스스로 만들 수 없게 된 여왕은 생존을 위해 다른 종의 힘을 빌리는, 즉 '정자 기생'이라는 극단적인 선택을 할 수밖에 없게 된 것이다. 이베리아 수확개미 여왕, 다른 종 수컷 정자 복제해 '성 가축화' 하지만 다른 종의 수컷을 끊임없이 찾아다니는 것은 매우 비효율적이고 불안정한 방식이다. 이베리아 수확개미는 이 문제에 대한 상상을 초월하는 해법을 진화시켰다. 바로 다른 종 수컷의 정자를 '복제'하여 필요할 때마다 꺼내 쓰는 것이다. 연구팀은 이 전례 없는 현상을 동물계 최초의 사례로 기록될 '성 가축화(sexual domestication)'라고 이름 붙였다. 로미기에 박사는 "인류가 가축을 길들인 것과 마찬가지로, 그들은 한때 야생에서 이용했던 이 수컷들의 번식을 결국 통제하게 된 것"이라며 "이러한 수컷의 가축화는 다른 종 수컷의 정자만으로 그를 복제할 수 있는 능력을 통해 가능해졌다"라고 말했다. 이 복제 과정의 핵심은 '웅성생식(androgenesis)', 즉 유전 물질이 수컷에게서만 오는 번식 방식에 있다. 여왕개미는 자신의 몸 안에 저장해 둔 메소르 스트룩토르의 정자를 이용해 수컷을 복제할 때, 자신의 유전 정보가 담긴 핵 DNA를 알에서 스스로 제거한다. 껍데기만 남은 알에 정자의 DNA가 들어가 발달하면서, 유전자로 볼 때 아비와 거의 동일한 복제 수컷이 태어나는 것이다. 이렇게 태어난 복제 수컷은 털이 거의 없는 메소르 스트룩토르의 외형을 그대로 가졌지만, 엄밀히 말해 자연 상태의 메소르 스트룩토르와는 유전 면에서 다르다. 세포핵 DNA는 아버지의 복제본이지만, 세포 기관인 미토콘드리아 DNA는 어미인 이베리아 수확개미의 것을 미량 물려받기 때문이다. 이처럼 자신의 알을 이용해 다른 종의 유전체를 번식시키는 새로운 생식 방식에 연구팀은 '외종생식(外種生殖, 제노패리티-Xenoparity)'이라는 학술 용어를 붙였다. 로미기에 박사는 "'제노(xeno-)'는 '외래의, 이상한, 다른'을 뜻하고, '-패러스(-parous)'는 '생산하다, 낳다'를 뜻한다"고 설명했다. 진화의 양날의 검, 번영과 멸종의 갈림길 이 독특한 전략은 이베리아 수확개미에게 엄청난 성공을 가져다주었다. 덴마크 코펜하겐 대학교의 야코부스 J. 붐스마 교수는 이 현상을 "자연 선택이 빚어낸 진화에 따른 적응"이라 평가하며, 개미 사회가 만들어낸 독특한 '두 종의 슈퍼오가니즘(superorganism)'이라고 표현했다. 더 강건한 잡종 일개미를 만드는 것은 엄청난 경쟁 우위를 제공했고, 이 덕분에 이베리아 수확개미는 서식지를 지중해 전역으로 광범위하게 확장할 수 있었다. 성가신 짝짓기 상대를 찾아다닐 필요 없이, 안정적으로 강력한 노동력을 확보하고 스스로 번식 파트너까지 만들어내는 완벽한 체계를 구축한 것이다. 하지만 이 영리한 전략에는 치명적인 약점이 숨어있다. 붐스마 교수는 이메일에서 "메소르 스트룩토르의 자연 수컷이 닿을 수 있는 범위를 훨씬 벗어나 퍼져나간 후, 이베리아 수확개미 여왕은 스스로의 힘으로 이 외래 수컷들을 복제하도록 진화했다"라며 "이는 체계를 안정시켰지만, 대부분의 유전 다양성을 잃는 대가를 치렀다. 따라서 길게 보면(수백만 년 후) 이 개미는 멸종할 가능성이 높다(거의 모든 무성생식 종이 그러하듯)"라고 경고했다. 복제에 의존하는 번식은 당장의 생존에는 유리하지만, 환경 변화나 새로운 질병에 대응할 유전의 유연성을 잃게 만들어 종 전체를 위기로 몰아넣을 수 있는 '위험한 도박'인 셈이다. 생물학 교과서를 새로 쓸 발견, 남겨진 과제들 연구팀의 다음 목표는 여왕개미가 어떻게 자신의 유전 물질을 선택적으로 제거하는지, 그 정확한 세포 수준의 원리를 밝히는 것이다. 미국 UC 리버사이드의 제시카 퍼셀 교수는 "암컷 생식 기관에서 일어나는 사건의 정확한 순서와, 여왕이 각 알의 결과(예: 수정란이 일개미가 될 것인가, 아니면 자신의 유전 코드가 제거되어 수컷을 생산할 것인가)를 어느 정도까지 통제할 수 있는지를 알아내는 것은 이 놀라운 체계에서 가능한 많은 앞으로의 연구 방향 중 하나"라고 이메일에서 밝혔다. 이 자연적인 복제 원리를 이해한다면, 다른 종에서 인공으로 복제를 유도하려는 과학 연구에도 중요한 통찰을 제공할 수 있을 것으로 기대한다. 이베리아 수확개미의 기묘한 이야기는 생존을 위한 생명의 경이로운 적응력과 동시에 종의 정의, 생식 장벽, 개별성의 개념에 근본이 되는 질문을 던지며, 기술 면에서는 자연에서 발견된 정자 기반 복제 원리를 인간의 생명과학, 농업, 보존 분야에 응용할 가능성도 열어주고 있다.
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- 포커스온
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[퓨처 Eyes(102)] 프랑스 몽펠리에대, '종간 복제' 개미 생식 전략 세계 최초 규명
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[퓨처 Eyes(100)] 中 연구진, 세계 최초 다색 발광 식물 개발⋯'살아있는 램프' 시대 여나
- 스스로 빛을 내는 반딧불이나 심해어처럼 자연의 '생물 발광(Bioluminescence)' 현상은 인류의 상상력을 자극해왔다. 스스로 빛을 내는 식물로 가로등을 대체하고 도시를 밝히는 미래는 공상 과학 영화의 단골 소재였다. 최근 중국 과학자들이 유전자를 조작하는 대신, 빛을 저장하는 특수 입자를 식물에 주입해 세계 최초로 다채로운 색상의 빛을 내게 하는 데 성공하며 이러한 상상이 현실에 한 걸음 더 다가섰다. 최근 학술지 '매터(Matter)'에 발표된 이번 연구는 저렴하고 안전한 방식으로 식물을 '살아있는 램프'로 바꿀 수 있는 새로운 길을 열었다는 평가를 받는다. '유전자 변형' 한계 넘은 발상의 전환 과거 과학계는 식물이 빛을 내도록 유전자 자체를 바꾸는 '유전 공학' 기술에 집중했다. 주로 식물성 플랑크톤 등에서 발견되는 생물 발광 유전자를 식물 DNA에 삽입하는 이 방식은 빛이 희미하고 비용이 많이 들었으며, 조작된 유전자가 자연 생태계로 퍼져나갈 수 있는 '유전자 변이'의 위험성을 안고 있었다. 유전 공학의 대안으로 빛을 내는 입자를 주입하는 '소재 공학' 연구 역시 있었지만, 초기 단계에 머물렀다. 반딧불이의 발광 효소인 '루시페레이스'에서 추출한 나노 입자를 사용한 경우, 빛이 약했을 뿐만 아니라 30분 만에 급격히 어두워지는 뚜렷한 한계를 보였다. 중국 화남농업대학 연구팀은 발상을 전환해 새로운 해법을 찾았다. 바로 야광 장난감이나 안전 표지판 등에 널리 쓰이는 '무기 잔광 입자'다. 이 입자는 햇빛이나 LED 조명 등 외부의 빛 에너지를 흡수해 저장했다가 어두운 곳에서 서서히 방출하는 성질을 가졌다. 연구팀은 이 입자를 식물의 잎에 직접 주입하는 간편한 방식을 고안했다. 이 기술은 복잡한 유전자 조작 없이 10분 남짓한 시간 안에 식물을 발광체로 만들 수 있다. 비용 또한 식물 하나당 10위안(약 2000원)에 불과해 대량 생산과 상용화 가능성을 크게 높였다. 연구를 이끈 슈팅 리우 제1 저자는 "우리는 실험실에서 이미 다루는 재료를 사용해 영화 '아타바'의 비전을 실현하고 싶었다"며 "가로등을 대체하는 빛나는 나무를 상상해 보라"고 말했다. '적혈구 크기' 입자, 다육식물서 최적 해법 찾아 연구의 성공은 적절한 입자 크기를 찾는 것과 이를 효과적으로 흡수할 식물을 발견하는 데 달려있었다. 연구팀은 입자의 최적 크기가 약 7마이크로미터(μm), 즉 사람의 적혈구 하나와 비슷한 너비라는 것을 밝혀냈다. 이보다 작은 나노 입자는 식물 조직 내에서 쉽게 퍼졌지만 빛이 약했고, 더 큰 입자는 빛은 훨씬 밝았지만 크기 탓에 멀리 이동하지 못하는 딜레마가 있었다. 이 난제를 해결해 준 것은 뜻밖에도 다육식물 '에케베리아 메비나'였다. 스킨답서스나 청경채 같은 일반 잎 식물과 달리, 다육식물은 조밀하면서도 균일한 내부 조직 구조를 갖고 있었다. 바로 이 구조가 입자들이 뭉치지 않고 잎 전체로 빠르고 고르게 퍼져나갈 수 있는 이상적인 '통로' 역할을 한 것이다. 리우는 "정말 예상치 못한 결과였다. 입자들이 단 몇 초 만에 확산되었고, 다육식물 잎 전체가 빛났다"고 밝혔다. 이렇게 빛 에너지를 가득 머금은 다육식물은 최대 2시간 가까이 밝은 빛을 유지했다. 다육식물은 책을 읽을 수 있을 만큼의 빛을 냈다. 안전성·다양성 확보…살아있는 '컬러 램프' 구현 안전성 또한 중요한 과제였다. 연구팀은 입자 표면을 '인산염'으로 코팅해 식물 조직 내에서 거부 반응 없이 안정적으로 머무는 '생체 적합성'을 높였다. 실제로 입자를 주입한 식물은 며칠이 지나도 엽록소, 당, 단백질 수치가 정상적으로 유지돼 생명 활동에 아무런 지장이 없는 것으로 확인됐다. 나아가 연구팀은 다양한 종류의 인광체를 섞어 녹색뿐만 아니라 적색, 청색, 청자색 등 여러 색상의 빛을 자유자재로 구현했다. 56개의 다육식물을 벽처럼 배열해 주변의 책을 읽을 수 있을 만큼 밝은 빛을 내는 시연에 성공했으며, 자외선(UV)을 이용해 잎사귀에 원하는 글자나 그림을 일시적으로 새기는 것도 가능함을 보여주었다. 지속가능한 도시의 빛…친환경 건축 청사진 제시 이번 연구는 지속 가능한 도시 설계와 친환경 건축에 새로운 청사진을 제시한다. 식물이 내뿜는 빛은 시간이 지나면 사라지지만, 햇빛을 받으면 얼마든지 재충전된다. 정원이나 산책로, 실내 디자인에 화학 전지나 전력 공급 없이 활용할 수 있는 친환경 조명의 무한한 가능성을 연 셈이다. 다만 연구팀은 해당 물질이 식물에 미치는 장기적인 안전성에 대해서는 계속 연구를 진행 중이라고 밝혔다. 리우는 "완전히 인간이 만든 마이크로 스케일의 재료가 식물의 자연 구조와 이토록 완벽하게 결합할 수 있다는 것이 정말 놀랍다"며 "그들이 통합되는 방식은 거의 마법과 같고, 특별한 종류의 기능성을 창출한다"고 연구의 의의를 설명했다.
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[퓨처 Eyes(100)] 中 연구진, 세계 최초 다색 발광 식물 개발⋯'살아있는 램프' 시대 여나
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[퓨처 Eyes(99)] 스웨덴 린셰핑대, 원자 한 겹 '2차원 금' 세계 최초 개발
- 인류의 역사를 관통하며 부와 권력의 상징으로 여겨졌던 금(金). 그 영원할 것 같던 가치의 근원이 이제 원자 단위에서 새롭게 쓰이고 있다. 스웨덴 린셰핑 대학교 연구진이 주축이 된 국제 공동 연구팀이 두께가 원자 한 겹에 불과한 2차원 형태의 금, '골딘(Goldene)'을 세계 최초로 합성하는 데 성공했다. 이 이름은 탄소 원자 한 층 물질인 '그래핀(graphene)'의 명명법을 따라 '금(gold)'과 접미사 '-ene'을 결합한 것이다. 이는 2004년 '꿈의 신소재' 그래핀의 등장 이후 재료과학계에 또 하나의 거대한 이정표를 세운 것으로 평가된다. 물질을 극한의 두께로 제어할 때 그 본성이 어떻게 변모하는지를 극명하게 보여주는 이번 발견은 전자, 에너지, 의료 등 미래 산업의 패러다임을 바꿀 잠재력을 품고 있다. 난제 중의 난제, '2차원 금'을 향한 도전 물질을 원자 한 겹 수준으로 얇게 펴면, 3차원 덩어리 상태에서는 볼 수 없었던 놀라운 특성들이 나타난다. 원자들의 궤도가 바뀌면서 전자의 움직임이 자유로워지고 전기적 특성을 마음대로 조절할 수 있게 되며, 빛과 상호작용하는 능력이 극대화된다. 또한, 거의 모든 원자가 표면에 노출되면서 촉매 반응의 효율이 비약적으로 상승한다. 인류가 원자 두께의 금에 주목하는 이유다. 하지만 금속 원자는 평평하게 퍼지기보다 서로 뭉쳐 구슬 같은 입자를 형성하려는 성질이 매우 강해, 지지대 없이 독립적으로 존재하는 2차원 금속판을 만드는 것은 오랫동안 재료과학계의 난제로 남아있었다. 연구팀은 이 난제를 해결하기 위해 완전히 새로운 접근법을 고안했다. 마치 샌드위치처럼 서로 다른 원자층이 겹겹이 쌓인 'MAX상(MAX phase)'이라는 특수한 세라믹 결정 구조에서 해법을 찾은 것이다. MAX상은 M(전이금속), A(A족 원소), X(탄소 또는 질소) 원자로 구성된 층상 세라믹 물질로, 특정 층만 선택적으로 제거하기 용이한 구조를 가지고 있다. 연구팀은 먼저 티타늄(Ti), 규소(Si), 탄소(C)로 이루어진 결정(Ti₃SiC₂)에 금을 코팅한 뒤 670°C의 고온으로 가열했다. 그러자 금 원자들이 결정 내부로 스며들어 규소 원자의 자리를 밀어내고 차지하면서, 티타늄-탄소 층 사이에 원자 한 겹의 금 층이 삽입된 새로운 물질(Ti₃AuC₂)이 탄생했다. 샌드위치 속 금 꺼내기…'선택적 식각'의 묘수 이번 연구의 수석 저자인 린셰핑 대학교의 라르스 훌트만 재료과학자는 "좋은 소식은 원자 한 개 두께의 금 층을 얻었다는 것이고, 나쁜 소식은 그것이 모체 결정 내부에 갇혀 있었다는 것"이라며 당시의 상황을 설명했다. 연구의 가장 핵심적인 과제는 이 샌드위치 구조에서 금 층은 손상시키지 않으면서 주변의 티타늄-탄소 층만을 깨끗하게 제거하는 것이었다. 연구팀은 이를 위해 '무라카미 시약'이라는 고전적인 식각액을 활용했다. 이 시약은 특정 조건에서 티타늄과 탄소에는 강하게 반응해 녹여내지만, 금에는 거의 영향을 주지 않는다는 특성을 지닌다. 하지만 공정은 생각처럼 간단하지 않았다. 식각액의 농도가 너무 강하면 골딘 구조 전체가 나노입자로 부서져 버렸고, 너무 약하면 공정이 한없이 길어지며 오히려 골딘 판이 손상되었다. 연구팀은 수많은 실험 끝에 낮은 농도의 식각액을 사용하되, 식각 과정 동안 골딘이 말리거나 덩어리로 뭉치는 것을 막기 위해 계면활성제를 투입하는 최적의 조건을 찾아냈다. 부피가 큰 양쪽성 분자인 CTAB과 황(S)을 포함해 금과 잘 결합하는 시스테인 같은 분자로 구성된 계면활성제는 갓 노출된 골딘 표면에 달라붙어 교통 통제관처럼 서로 뭉치지 않고 평평한 구조를 유지하도록 도왔다. 또한, 빛이 금을 녹일 수 있는 시안화물을 생성하는 부가 반응을 막기 위해 모든 공정은 철저히 빛이 차단된 암실에서 진행됐다. 베일 벗은 골딘, 새로운 물질의 증거들 이렇게 탄생한 골딘을 전자 현미경으로 관찰한 결과, 연구팀은 마침내 원자 한 겹 두께의 독립적인 금 판을 확인했다. 그 크기는 수 나노미터에서 최대 100나노미터에 불과했지만, 이는 분명 지지체 없이 스스로 존재하는 최초의 2차원 금이었다. 흥미롭게도 골딘의 원자 구조는 일반적인 3차원 금과 미묘한 차이를 보였다. 이웃한 금 원자 사이의 거리가 일반 금보다 약 9% 더 짧아진 것이다. 이는 원자들이 2차원 평면에 갇히면서 서로 더 강하게 결합했음을 의미하는 구조적 증거다. 관찰된 표면의 자연스러운 물결무늬와 가장자리 말림 현상은 그래핀에서도 나타나는 2D 구조 고유의 불안정성을 반영한다. X선 광전자 분광법 분석에서도 골딘의 전자가 일반 금보다 약 0.88전자볼트(eV) 더 높은 결합 에너지를 갖는다는 사실이 밝혀졌다. 이는 골딘이 단순히 얇은 금박이 아니라, 덩어리 금과는 완전히 다른 고유한 전자 환경을 지닌 새로운 물질임을 명확히 입증하는 결과다. 원소 분석 결과 역시 티타늄이나 탄소 같은 불순물이 없는 순수한 금 원자 층임이 확인되었고, 시뮬레이션에서는 골딘이 상온에서도 구조적으로 안정할 수 있음이 증명됐다. 반도체부터 암 치료까지…무한한 가능성의 문 골딘의 등장은 다양한 산업 분야에 혁신을 예고한다. 기존에도 금은 뛰어난 전도성과 안정성 덕분에 차세대 반도체 및 포토닉스 소자 등 전자, 광학, 센서, 의료 분야에서 핵심 소재로 사용되어 왔다. 골딘은 모든 원자가 표면에 노출된 구조 덕분에 기존의 금 나노입자보다 훨씬 적은 양으로도 월등한 촉매 효율을 낼 수 있다. 이는 CO₂ 전환이나 고부가가치 화합물 합성 등 친환경 화학 공정의 비용을 획기적으로 낮출 수 있음을 의미한다. 태양광 부품에 적용하면 빛을 수확하는 효율을 높일 수 있고, 암세포에 선택적으로 붙어 빛을 열에너지로 바꿔 종양만 정밀하게 파괴하는 광열 치료의 효과를 극대화할 수도 있다. 이는 곧 값비싼 금의 사용량을 줄이면서도 성능은 향상시켜, 귀금속의 채굴 및 정제 과정에서 발생하는 환경 부담까지 덜 수 있다는 뜻이다. 연구팀은 층상 결정 내부에 단일 원자층의 금을 가둔 뒤, 주변부를 섬세하게 녹여내면서 동시에 계면활성제로 금을 보호해 평평한 상태를 유지하는 독창적인 방법론을 확립했다. 이는 금으로 만든 최초의 독립적인 2차원 물질이자, 오랜 시간 과학자들의 희망 목록에만 머물러 있던 개념을 마침내 현실의 물질로 구현해낸 쾌거다. 만약 그래핀처럼 넓은 면적으로 안정적인 합성이 가능해진다면, 차세대 양자소자, 나노광학 분야까지 그 파급력은 상당할 것이다. 다만 현재는 나노미터 수준의 미세한 크기로만 제작이 가능해, 향후 수율과 안정성 확보라는 기술적 난제를 해결하는 것이 상용화의 핵심 과제로 남아있다. 그래핀이 탄소 소재의 역사를 새로 썼듯, 골딘은 금속 소재의 새로운 장을 열 준비를 마쳤다. 한편 이번 연구는 네이처 신세시스(Nature Synthesis) 저널에 게재되었다.
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[퓨처 Eyes(99)] 스웨덴 린셰핑대, 원자 한 겹 '2차원 금' 세계 최초 개발
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[퓨처 Eyes(95)] 최고 정밀도 인간 게놈 지도 공개⋯'정크 DNA'·구조 변이 비밀 풀었다
- 인간 게놈 프로젝트가 완성된 지 22년 만에 인류 역사상 가장 방대하고 정밀한 인간 유전 변이 목록이 나왔다. 전 세계 1,084명의 유전체를 긴 DNA 조각으로 정밀하게 연결하고 비교한 이번 연구는 그간 베일에 싸여 있던 '구조 변이'의 실체를 대거 밝혔다. 구조 변이란 DNA 설계도에서 글자 하나가 바뀌는 작은 오류가 아니라, 문단 전체가 통째로 빠지거나 다른 곳에 복사되는 것처럼 유전 정보의 큰 덩어리가 변하는 현상이다. 또한 쓸모없다고 여겨졌던 '정크 DNA'와 스스로 복제해 이동하는 '점핑 유전자'의 새로운 기능을 확인했다. 과학계는 이번 성과가 난치성 질환 진단의 새로운 문을 열고 정밀 의료의 미래를 앞당길 획기적인 전환점이 되리라 기대를 모으고 있다. 코네티컷 대학교의 바버라 멜로니 분자세포생물학 교수는 "기념비적인 논문"이라며 "오랫동안 접근이 어려웠던 진단 사례들을 해결할 문을 열었다"고 평가했다. 국제 공동 연구팀은 지난 23일 과학 저널 '네이처(Nature)'에 두 편의 논문을 내고 이 같은 연구 결과를 발표했다. 연구팀은 최신 장문 염기서열 분석 기술을 써서 5개 대륙 26개 인구 집단을 대표하는 1,019명과, 이와는 별개로 5개 대륙 28개 인구 집단에서 확보한 65명의 게놈을 고해상도로 분석했다. 이는 2003년 인간 게놈 프로젝트 초안 발표, 2022년 최초의 '틈 없는(gapless)' 인간 게놈 완성, 2023년 '판게놈(pangenome)' 발표에 이은 또 하나의 중요한 이정표다. 판게놈은 한 사람의 유전 정보가 아닌, 여러 인종과 집단의 유전 정보를 합쳐 인류 전체의 다양성을 보여주는 일종의 '종합 게놈 지도'다. 이번 연구는 여기서 한발 더 나아가 인간 게놈 데이터에서 기존에 빠져 있던 92%를 채우며 유전체 지도의 완성도를 크게 높였다. 네이처에 이번 주 게재된 두 편의 논문은 유럽계 중심의 기존 유전체 분석을 넘어, 보다 다양한 인류 집단의 유전적 다양성을 조명하는 중요한 진전을 이뤘다. 첫 번째 논문에서 국제 공동연구팀은 다섯 대륙 26개 인구 집단을 대표하는 1,019명의 유전체를 분석했다. 연구진은 각 염기서열이 수만 개의 염기쌍으로 이루어진 '롱 리드(long read)' 데이터를 활용해 정밀도를 높였다. DNA는 이중나선 구조로, 염기쌍 하나는 그 사다리의 가로막대 하나에 해당한다. "기존의 100개 염기쌍 안팎의 짧은 읽기로는 서로 유사하게 생긴 유전체 영역들을 정확히 구분하기 어렵다"고 이번 연구에 참여한 바르셀로나 유전체조절연구소(CGR)의 박사과정 연구원 헤수스 에밀리아노 소텔로-폰세카는 설명했다. "반복서열이 많은 유전체에서는 이런 문제가 특히 심각하지만, 2만 염기쌍 수준의 장기 읽기를 사용하면 각 염기서열을 유전체 상의 고유한 위치에 정확히 할당할 수 있다"고 그는 전했다. 이번 연구에서 밝혀진 새로운 유전체 변이의 절반 이상은 이러한 반복 영역에서 발견됐다. 특히 그중 많은 수가 '점핑 유전자(jumping genes)'로 알려진 전이인자(transposon)에서 유래한 것으로 분석됐다. 전이인자는 유전체 내 여러 위치로 '이동'하면서 자신의 염기서열을 복사·붙여넣는 기능을 갖고 있다. 이들이 어디에 착지하느냐에 따라 유전체를 불안정하게 만들거나, 유해한 돌연변이를 유발해 암 등 질환을 일으킬 수 있다. 공동저자인 CGR의 독립 연구원 베르나르도 로드리게스-마르틴은 라이브 사이언스와 이메일 인터뷰에서 "이번 연구는 일부 전이인자가 조절 서열을 '탈취'해 자신들의 활성을 증폭시킬 수 있음을 보여준다"고 밝히며, "이는 이들의 돌연변이 유발 메커니즘을 이해하는 데 중요한 단서를 제공한다"고 설명했다. 특히 이번 연구에서는 일부 점핑 유전자가 특정 조절 분자인 '비암호화 장기 RNA(long noncoding RNA)'와 결합함으로써, 보통보다 훨씬 많은 복제본을 만들어내는 메커니즘도 포착됐다. 유럽분자생물학연구소(EMBL) 코르벨 연구실 출신의 로드리게스-마르틴 박사는 "이처럼 점핑 유전자가 조절 분자와 ‘동승’하는 방식은 매우 이례적인 생물학적 전략"이라며 "우리에게도 놀라운 발견이었다"고 밝혔다. 정밀도 높인 '원투 펀치' 분석 기술 이번 연구의 핵심 성과는 유전 정보의 큰 덩어리가 변하는 '구조 변이'에 대한 이해를 크게 넓힌 데 있다. 특히 과거 '정크 DNA'로 불리며 별다른 기능이 없다고 알려졌던 반복 서열에서 유전체 변이의 절반 이상이 발견돼, 그 생물학적 중요성을 새롭게 조명했다. 이러한 성과는 옥스퍼드 나노포어(Oxford Nanopore)와 퍼시픽 바이오사이언스(Pacific Biosciences)의 기술을 조합한 덕분이다. 옥스퍼드 나노포어의 기술은 DNA의 매우 긴 조각을 한 번에 읽어 전체적인 뼈대를 잡는 데 쓰였고, 퍼시픽 바이오사이언스의 기술은 각 글자(염기)를 아주 정확하게 읽어내 정밀도를 높이는 데 활용됐다. 코네티컷 대학교 보건센터의 크리스틴 벡 수석 저자 겸 유전학자는 이 '원투 펀치' 전략 덕분에 과거의 기술 장벽을 넘어 빠져 있던 게놈 영역을 밝힐 수 있었다고 설명했다. 연구팀은 각 개인의 염기서열을 부모에게서 함께 물려받는 유전자 묶음인 '하플로타입(haplotypes, 일배체형)'으로 나눈 뒤, 이를 기준 게놈과 비교해 질병을 유발할 수 있는 구조 변이를 찾아냈다. 암·당뇨병 등 질병 핵심 유전자 첫 해독 연구팀은 당뇨병, 척수성 근위축증 같은 질병과 연관된 가장 복잡한 유전 영역 일부를 완벽하게 해독했다. 대표적인 예로 면역 반응의 핵심인 '주조직적합성복합체(MHC)' 영역이 있다. MHC는 우리 몸의 세포가 '나'인지 아니면 외부에서 침입한 '적'인지를 구별하는 신분증 역할을 하는 중요한 부분이다. 이 영역의 유전 정보는 암, 제2형 당뇨병, 바이러스 감수성의 개인차와 관련이 깊다. 또한, 척수성 근위축증 치료제 표적인 SMN1 및 SMN2 유전자의 서열과, 녹말 음식 소화를 돕는 아밀라아제 유전자 묶음도 완전히 해독했다. 세포 분열의 중심 역할을 하는 '동원체(centromere)'의 숨겨진 특징도 드러났다. 동원체는 세포가 분열할 때 염색체가 양쪽으로 정확하게 나뉘도록 밧줄(방추사)을 거는 고리 같은 역할을 한다. 이 고리를 이루는 '알파 위성 배열'이 개인에 따라 그 길이가 최대 30배까지 차이 날 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 벡 박사는 이런 동원체 변이가 다운 증후군, 에드워즈 증후군, 파타우 증후군과 같은 삼염색체성 질환, 즉 특정 염색체를 3개 갖는 염색체 이상을 일으킬 수 있다고 설명했다. '단일 염기' 넘어 '구조 변이'로…정밀 의료의 새 길 이번 연구 결과는 정밀 의료에 중대한 영향을 미친다. 서던캘리포니아 의과대학의 찰스턴 치앙 의학 집단 유전학자는 "이번 연구는 개인의 질병 위험도를 더 명확히 정의하는 데 근본 구실을 한다"고 말했다. 그는 과거 유전병 진단 연구가 대부분 DNA 글자 하나만 바뀌는 작은 변이(단일 염기 다형성, SNP)를 찾는 데 집중해, 이번 연구에서 다룬 '문단' 단위의 큰 변화(구조 변이)를 지나쳐왔다고 지적하며, 이번 연구가 이를 보완할 초석을 마련했다고 평가했다. "유전 다양성 보고는 아프리카"…편중된 연구에 경종 연구의 또 다른 뜻은 샘플의 다양성에 있다. 이번 연구에서 아프리카계 혈통 샘플에 가장 많은 구조적 다양성이 나타났는데, 이는 인류 유전적 다양성의 가장 깊은 원천이 아프리카에 있다는 기존 이론을 뒷받침한다. 멜로니 교수는 전통적으로 유럽계에 치우쳤던 기준 게놈을 생각할 때 이 발견이 꼭 필요하다고 덧붙였다. 물론 치앙 박사는 표본 크기가 여전히 적다는 점을 지적하며, 전 세계 인구 전체를 대표하려면 더 많은 분석이 필요하다고 말했다. 그럼에도 그는 "우리 분야가 유전 변이 데이터 생성 쪽에서 나아가고 있는 명백한 방향"이라며 "오랫동안 논의해 온 생각들이 하나씩 실현되고 있다"고 기대를 나타냈다.
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[퓨처 Eyes(95)] 최고 정밀도 인간 게놈 지도 공개⋯'정크 DNA'·구조 변이 비밀 풀었다
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[퓨처 Eyes(94)] 운명을 바꾼 0.1%의 DNA⋯영국 '세 부모 아기' 8명, 유전병 대물림 끊었다
- 영국에서 유전병을 끊기 위해 획기적인 기술을 통해 세 명의 부모로부터 태어난 아기 8명이 건강하게 자라고 있어 학계의 주목을 받고 있다. 영국 뉴캐슬 대학에서 개발한 세 명의 유전 물질을 이용한 획기적인 생식 기술 덕분에, 치명적인 유전병의 대물림을 끊고 태어난 아기 8명이 건강하게 자라고 있다. 이 기술로 태어난 아이들 모두 심각한 유전 질환 없이 정상적인 발달 단계를 밟고 있어, 유전병으로 고통받던 가족들에게 새로운 희망을 안겨주고 있다. 대물림되는 고통…'세포 발전소'가 멈추는 병 우리 몸의 거의 모든 세포 안에는 생명 활동에 필요한 에너지를 만드는 '세포의 발전소', 미토콘드리아가 있다. 하지만 이 발전소에 유전 결함이 생기면 몸은 충분한 에너지를 얻지 못해 심장 박동 이상, 뇌 손상, 발작, 실명, 근육 약화 등 심각한 복합 장애를 겪는다. 약 5000명 가운데 1명꼴로 나타나는 이 질환은 오직 어머니를 통해서만 유전되는데, 어떤 아이들은 태어난 지 며칠 만에 사망하기도 한다. 영국의 키토 가족은 이 병의 고통을 생생히 증언한다. 어머니 캣의 막내딸인 14세 포피는 미토콘드리아 질환으로 휠체어에 의지하며, 튜브를 통해 음식을 섭취하고 말을 하지 못한다. 캣은 "딸은 있는 그대로 사랑스럽지만, 이 병이 얼마나 파괴적인지 깨닫는 순간들이 있다"고 말한다. 언니인 16세 릴리 역시 미래에 자신의 자녀에게 병을 물려줄 수 있다는 불안감을 안고 살았다. 릴리는 "나와 내 아이들 같은 미래 세대가 평범한 삶을 살 수 있다는 희망이 생긴 것"이라며 이 기술의 뜻을 강조했다. 부모의 설계도에 건강한 에너지를…'0.1%의 재구성' 이러한 비극의 대물림을 끊기 위해 영국 뉴캐슬 대학교 연구진이 개발한 기술이 바로 '수핵 이식'이라고도 부르는 '전핵 치환술(pronuclear transfer)'이다. 이 기술은 비유하자면, 설계도(부모의 핵 DNA)는 훌륭하지만 발전소(미토콘드리아)가 고장 난 집에, 발전소가 튼튼한 새 집의 동력 시스템을 옮겨오는 것과 같다. 연구진은 먼저 예비 엄마의 난자와 기증자의 난자를 각각 아버지의 정자로 체외수정시킨다. 수정 후 약 10시간이 지나면, 두 수정란에는 머리카락 색과 키 등 아이의 모든 유전 정보가 담긴 '전핵'이라는 설계도가 만들어진다. 연구진은 이 두 수정란에서 전핵을 조심스럽게 꺼내고, 건강한 미토콘드리아, 즉 '튼튼한 발전소'를 가진 기증자의 수정란에 예비 부모의 전핵을 옮겨 심는다. 이렇게 탄생한 아이는 외모와 성격을 결정하는 핵심 유전 정보(99.9%)는 생물학적 부모에게서 물려받고, 세포 에너지 공급을 담당하는 미토콘드리아 DNA(약 0.1%)만 기증자에게서 받는다. 세계 첫 도전, 윤리 논쟁 넘어 마침내 '성공' 영국은 이 기술의 과학 토대를 마련했을 뿐만 아니라, 2015년 의회 투표를 통해 세계 최초로 임상 적용을 허용했다. 물론 과정이 순탄하지는 않았다. 미토콘드리아의 0.1% DNA 역시 다음 세대로 유전되기 때문에, 인류의 유전 정보에 영구 변화를 가한다는 점에서 윤리를 둘러싼 논란이 뜨거웠다. 유전자를 마음대로 바꾸는 '맞춤형 아기'의 등장을 우려하는 목소리도 높았다. 하지만 이 기술이 특정 유전병으로 고통받는 가족에게 유일한 희망이 될 수 있다는 공감대가 커지면서 마침내 문이 열렸다. 뉴캐슬 대학교의 더그 턴불 교수는 "세계 최고의 과학, 이를 뒷받침한 입법, 그리고 국민보건서비스(NHS)의 지원이 있었기에 영국만이 이 일을 해낼 수 있었다. 질병 없는 8명의 아이가 태어난 것은 정말 멋진 결과"라고 평가했다. 뉴잉글랜드 의학 저널에 발표된 보고서를 보면, 지금까지 모두 22가족이 뉴캐슬 불임 센터에서 이 시술을 받았고, 그 결과 쌍둥이 한 쌍을 포함해 남자아이 4명, 여자아이 4명이 태어났다. 현재 한 명은 임신 중이다. NHS에서 희귀 미토콘드리아 질환 서비스를 책임지는 보비 맥팔런드 교수는 BBC와의 인터뷰에서 "오랜 기다림과 두려움 끝에 아기를 품에 안은 부모들의 안도와 기쁨을 보는 것은 정말 멋진 일"이라며 "아기들이 살아있고, 잘 자라며, 정상으로 발달하는 모습을 볼 수 있어 기쁘다"고 말했다. 시술을 받은 한 어머니는 익명으로 "수년간의 불확실성 끝에 이 치료법이 우리에게 희망을, 그리고 마침내 아기를 선물했다"며 "생명력과 가능성으로 가득 찬 아이를 보며 감사함에 벅차오른다"는 소감을 전했다. '세 부모 아기' 남은 과제와 새로운 희망 시술 안전성 또한 입증됐다. 태어난 8명의 아기 가운데 5명에게서는 결함 미토콘드리아 DNA가 전혀 나타나지 않았다. 나머지 3명에게서 5~20% 수준의 결함 DNA가 나타났으나, 이는 질병을 유발하는 것으로 알려진 임계치인 80%를 크게 밑돈다. 일부 아이에게서 고지혈증, 부정맥, 간질 같은 합병증이 나타났지만 모두 치료됐고 자연적으로 사라졌으며, 시술과의 연관성은 아직 밝혀지지 않았다. 모나쉬 대학교의 메리 허버트 교수는 "이번 결과는 낙관할 근거를 제시하지만, 치료 결과를 더욱 개선하려면 미토콘드리아 기증 기술의 한계를 더 잘 이해하기 위한 연구가 꼭 필요하다"고 강조했다. 미토콘드리아 질환 환자 지원 단체인 '릴리 재단'의 리즈 커티스 설립자는 "수년간의 기다림 끝에, 이제 우리는 8명의 아기가 모두 미토콘드리아 질환 징후 없이 태어났다는 것을 안다"며 "고통받는 많은 가족에게 유전의 고리를 끊을 수 있는 첫 번째 진정한 희망"이라고 말했다. 연구팀은 이 시술이 장기적으로 미치는 영향을 면밀히 파악하기 위해 아이들의 건강 상태를 꾸준히 추적 관찰할 계획이다.
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[퓨처 Eyes(94)] 운명을 바꾼 0.1%의 DNA⋯영국 '세 부모 아기' 8명, 유전병 대물림 끊었다
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[퓨처 Eyes(92)] 신약 개발 '수년'을 '수주'로⋯세포 속 'AI 진화 엔진' 나왔다
- 호주 과학자들이 살아있는 세포를 '인공지능(AI) 엔진'처럼 활용해 신약 개발 기간을 획기적으로 단축하는 기술을 개발했다. '프로테우스(PROTEUS)'라 불리는 이 기술은 인체와 유사한 포유류 세포 안에서 원하는 기능을 가진 분자만 골라 빠르게 진화시키는 방식이다. 수년이 걸리던 신약 후보 물질 탐색을 몇 주 만에 끝낼 수 있어, 과학계의 큰 주목을 받고 있다. 프로테우스(PROTEUS)는 '선택 기반 단백질 진화(PROTein Evolution Using Selection)'의 약자로, 이 시스템은 유전자 치료로부터 질병 치료 단백질에 이르기까지 모든 것을 설계하는 방식을 바꿀 수 있다. 메디컬익스프레스에 따르면 기존에도 진화의 원리를 이용해 원하는 분자를 만드는 '지향적 진화(directed evolution)' 기술은 있었지만, 주로 구조가 단순한 박테리아나 효모에서만 가능했다. 인체처럼 복잡한 포유류 세포에서 이 기술을 구현한 것은 프로테우스가 세계 최초다. 신약 개발은 물론 유전자 치료 분야의 패러다임을 바꿀 기술로 기대를 모은다. AI처럼 문제 푸는 '유전자 택배상자' 프로테우스의 핵심은 '키메라 바이러스 유사 소포'라는 특별한 '유전자 택배상자'에 있다. 연구팀은 인체에 무해하도록 바이러스의 유전자를 조작해, 원하는 유전 정보(돌연변이 후보)를 세포 안으로 안전하게 배달하는 시스템을 만들었다. ZME 사이언스에 따르면 이 소유전자 택배상자는 포유류 세포에 침투할 수 있는 알파바이러스인 셈리키 포레스트 바이러스(Semliki Forest Virus)의 변형된 버전을 기반으로 한다. 셈리키 포레스트 바이러스는 생물학 연구에서 바이러스 생활주기 및 바이러스 신경병증 모델로 광범위하게 사용되어 왔다. 연구팀은 셈리키 포레스트 바이러스에서 감염을 유발할 수 있는 단백질 껍질인 바이러스 캡시드를 제거하고 완전히 다른 바이러스의 외피 단백질로 대체했다. 이러한 하이브리드 설계 덕분에 PROTEUS는 인체에 무해하게 안전하고 견고하게 작동할 수 있었다. 택배상자가 세포 안에 들어가면, 그 안의 유전 정보가 세포의 생존과 기능에 어떤 영향을 주는지 시험이 시작된다. 이 중 특정 질병을 억제하는 등 연구팀이 원하는 '정답'에 가까운 기능을 보이는 유전자만 살아남아 다음 진화 단계로 넘어간다. 수백만 개의 후보군이 이런 과정을 거치며 가장 뛰어난 성능을 가진 분자만 남게 된다. 마치 AI가 수많은 데이터 속에서 최적의 답을 찾아내는 것과 같은 원리다. 실험으로 증명된 강력한 성능 연구팀은 프로테우스의 성능을 여러 실험으로 증명했다. 특정 항생제(독시사이클린)를 무력화하는 단백질을 만드는 데 단 4번의 진화 주기만으로 성공했다. 약물에 반응해 유전자를 켜고 끄는 '유전자 스위치'의 성능 개선 실험에서는 더욱 놀라운 결과를 보였다. 기존 스위치를 30번 진화시켜, 약물에 6배나 더 민감하게 반응하는 새로운 버전을 개발한 것이다. 특히 이 새로운 스위치는 복잡한 포유류 세포에서만 작동해, 기존 기술의 한계를 명확히 뛰어넘었음을 입증했다. 암 신호 감지하는 '나노바디'도 뚝딱 가장 주목받는 성과는 암 발생의 중요 신호를 감지하는 바이오센서를 만든 것이다. 연구팀은 항체의 크기를 줄인 '나노바디(nanobody)'를 진화시켜, 암세포의 특징 중 하나인 DNA 손상을 정확히 찾아내도록 했다. 기존 나노바디는 세포핵 안의 목표물(종양 억제 단백질 p53)을 잘 찾지 못했지만, 35번의 진화를 거친 나노바디는 암세포 안에서 목표물을 정확히 찾아내 밝은 빛을 내는 데 성공했다. 이러한 실험은 안전한 환경을 위해 아기 햄스터의 신장 세포(BHK-21)에서 진행됐다. 여기서 만들어진 고성능 분자들은 이후 인간 세포 환경에서도 뛰어난 성능을 발휘하는 것으로 확인됐다. 열린 기술, 밝은 미래를 향하다 이번 연구 성과는 국제 학술지 '네이처 커뮤니케이션스'에 실렸으며, 프로테우스 기술은 전 세계 연구자들이 쓸 수 있도록 오픈 소스로 공개됐다. 연구를 주도한 호주 시드니 대학교의 그레그 닐리 교수는 "프로테우스는 우리 몸에 최적화된 분자를 만들어, 기존 기술로는 불가능했던 신약 개발을 가능하게 한다"고 말했다. 같은 대학의 크리스토퍼 데네스 박사 또한 "이제 우리는 해결하기 어려운 유전 문제를 세포에 제시하고, 세포가 어떻게 해답을 찾는지 실시간으로 관찰할 수 있게 됐다"고 그 뜻을 설명했다. 프로테우스는 앞으로 질환이나 인체 조직에 따라 특화된 맞춤형 치료제 개발의 문을 활짝 열 것으로 보인다. 인류의 건강한 미래를 앞당길 이 '세포 속 AI'의 활약에 전 세계의 이목이 쏠리고 있다.
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[퓨처 Eyes(92)] 신약 개발 '수년'을 '수주'로⋯세포 속 'AI 진화 엔진' 나왔다
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[퓨처 Eyes(91)] 바이러스인가 세포인가⋯생명의 정의 뒤흔드는 '스쿠나아르카에움' 발견
- 기존 생명의 규칙을 깨는 새로운 생물체가 발견됐다. 과학계가 '생명'의 경계를 다시 그려야 할지도 모른다. 생명과 무생물을 넘나드는 이 유기체는 바이러스도 아니고 완전한 세포도 아니면서, 두 가지 특성을 모두 지녀 학계의 큰 관심을 끌고 있다. 캐나다와 일본 공동 연구팀이 발견한 이 유기체 '스쿠나아르카에움 미라빌레(Sukunaarchaeum mirabile)'는 바이러스처럼 숙주에 기생하지만, 세포처럼 스스로 유전 정보를 복제하는 능력을 가졌고, 생명과 비생명의 정의에 근본적인 질문을 던진다. 캐나다 댈하우지 대학교 하라다 료 분자생물학자가 이끄는 연구팀은 거의 우연히 이 생물체를 발견했다. 연구팀은 해양 플랑크톤 '키타리스테스 레기우스(Citharistes regius)'의 게놈을 연구하다, 기존에 알려진 어떤 생물과도 다른 독특한 DNA 고리를 찾아냈다. 분석 결과 이 유기체는 고세균(Archaea) 영역에 속하는 것으로 나타났다. 고세균은 겉모습은 박테리아와 비슷하지만, 유전적으로는 완전히 다른 생물 그룹이다. 과학자들은 지구의 모든 생명체를 크게 세균, 고세균, 진핵생물(인간과 동식물 포함) 세 영역으로 나누는데, 놀랍게도 인간은 세균보다 고세균과 더 가깝다. 기존 상식 파괴한 '초소형 유전체' 스쿠나아르카에움의 가장 놀라운 특징은 유전 정보의 총량, 즉 게놈(Genome)의 크기가 극도로 작다는 점이다. 이 생물의 게놈은 DNA를 이루는 글자인 '염기쌍'이 23만 8000개에 불과하다. 이는 지금까지 알려진 가장 작은 고세균의 게놈(49만 염기쌍)의 절반에도 미치지 못하는 크기다. 이렇게 축소된 게놈은 자신을 복제하는 데 필요한 기구 말고는 거의 아무것도 담고 있지 않아 강박적인 복제에의 집중을 드러낸다. 이 유기체는 스스로 에너지를 만들거나 대부분의 대사 기능을 수행하지 못하고 생존과 증식을 위해 숙주에 의존한다는 점에서 바이러스와 비슷하다. 하지만 일반적인 바이러스와 달리, 생명 활동의 핵심인 리보솜과 메신저 RNA를 스스로 만드는 유전자를 가졌다. 생명체의 모든 정보는 DNA라는 거대한 설계도에 담겨있다. 이 설계도 원본(DNA)에서 필요한 부분만 복사한 사본이 메신저 RNA이며, '단백질 공장'인 리보솜은 이 사본을 보고 생명 활동에 필수적인 단백질을 만들어낸다. 바이러스는 이 공장과 사본을 모두 숙주에게서 훔쳐 써야 하지만, 스쿠나아르카에움은 스스로 공장을 짓고 사본을 만들 능력이 있는 셈이다. 생명의 정의, 경계에 서다 연구팀은 생물학 논문 사전 공개 사이트 '바이오아카이브(bioRxiv)'에 게재한 논문에서 "이 유기체의 게놈은 극도로 축소돼 인식 가능한 거의 모든 대사 경로가 없으며, 주로 DNA 복제, 전사, 번역 같은 복제 핵심 기제를 암호화하는 정보만 담고 있다"고 밝혔다. 여기서 전사는 DNA 설계도를 메신저 RNA로 복사하는 과정, 번역은 메신저 RNA 정보를 이용해 단백질을 만드는 과정을 뜻한다. 연구팀은 이어 "이는 숙주에 대한 전례 없는 수준의 대사 의존성을 시사하며, 최소한의 세포 생명과 바이러스의 기능상 구분에 도전하는 조건"이라고 설명했다. 과학계에서는 통상 스스로 번식하고 성장하며 에너지를 만드는 단세포 생물 이상을 생명으로 정의했다. 이 때문에 숙주 없이는 아무 활동도 못 하는 바이러스는 생명과 무생물 사이의 회색지대에 있는 존재로 여겼다. 스쿠나아르카에움의 등장은 이 회색지대의 폭을 더욱 넓혔으며, 생명과 비생명의 경계에 있는 존재라는 평가가 나온다. "세포 진화의 비밀 풀 열쇠 될까" '스쿠나아르카에움'의 존재는 자연이 인간의 엄격한 정의를 따르지 않는다는 점을 보여준다. 또한 이번 발견은 세포 생명체와 바이러스의 경계가 생각보다 훨씬 더 넓고, 아직 알려지지 않은 생물학적 다양성이 있다는 점을 알려준다. 연구팀은 논문을 통해 "스쿠나에르카에움의 발견은 세포 생명의 기존 경계를 허물고, 미생물 상호작용 안에 있는 아직 밝혀지지 않은 광대한 생물학적 신비를 드러낸다"고 강조했다. 또한 "공생 시스템을 추가로 탐사하면 훨씬 더 특별한 생명 형태를 드러내 세포 진화에 대한 우리의 이해를 새롭게 바꿀 수 있을 것"이라고 덧붙였다.
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[퓨처 Eyes(91)] 바이러스인가 세포인가⋯생명의 정의 뒤흔드는 '스쿠나아르카에움' 발견
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미국 제약사 일라이 릴리, 유전자 편집 스타트업 버브 테라퓨틱스 인수
- 미국 제약회사 일라이 릴리가 유전자 편집 스타트업 버브 테라퓨틱스(이하 버브)를 인수했다. 로이터통신 등 외신들에 따르면 일라이 릴리는 17일(현지시간) 버브를 주당 10.5 달러, 약 13억 달러(약 1조 7898억 원)에 인수한다고 밝혔다. 인수가격은 버브의 전거래일 종가에 67.5%의 프리미엄이 붙은 가격이다. 이 거래엔 약 10억 달러(약 1조 3765억 원)의 선불금이 포함되어 있으며 특정 임상 마일스톤을 달성하면 3억 달러(약 4131억 원)를 추가 지급한다. 일라이 릴리는 이미 지난 2년 동안 버브와 여러 파트너십 계약을 체결하여 포트폴리오를 확장해 왔다. 특히 두 회사는 이미 심장병 환자의 고콜레스테롤을 줄이기 위한 유전자 편집 치료법을 개발하기 위해 협력하고 있다. 버브는 평생 한 번만 투여하면 되는 치료법을 통해 죽상경화성 심혈관 질환(ASCVD)의 원인을 해결하도록 설계된 유전자 편집 의약품 파이프라인을 개발하고 있다. 이 회사의 주요 프로그램인 'VERVE-102'는 콜레스테롤 수치 및 심혈관 건강과 관련된 유전자인 PCSK9를 표적으로 하는 최초의 생체 내 유전자 편집 의약품이다. 이 치료법은 일반 인구 250명 중 1명에게 영향을 미치는 ASCVD의 하위 유형인 이형접합 가족성 고콜레스테롤혈증(HeFH) 환자와 조기 관상동맥 질환자 모두에게 적용될 수 있다. VERVE-102는 초기 임상시험에서 평가 중이며 미국 식품의약국(FDA)으로부터 신속심사 대상으로 지정되었다. 유전자 편집으로 혈관 질환의 치료가 성공을 거두게 된다면 이 시장은 일대 혁신의 발판을 마련하게 된다. 현재 콜레스테롤 억제제인 스타틴에 이어 PCSK9 항체 주사제가 시장을 주도하고 있지만 여러 제약사에서 새로운 치료제에 눈길을 돌리고 있다. 유전적으로 고콜레스테롤은 가진 사람은 평생 스타틴을 복용하거나 PCSK9 주사를 맞아야 한다. 그러나 단 한 번의 DNA 편집으로 질환 유발 유전자를 제거할 수 있다면 게임 체인저가 될 자격이 충분하다. 릴리 그룹의 루스 지메노 부사장은 "VERVE-102는 광범위한 환자 집단을 대상으로 하는 최초의 생체 내 유전자 편집 치료법이 될 잠재력을 가지고 있으며 심혈관 질환 치료 패러다임을 만성 치료에서 일회성 치료로 전환할 수 있다"고 말했다. 일라이 릴리는 이미 주력제품인 비만치료지 '젭바운드'의 특허만료에 대비하고 있다. 젭바운드는 10년이상 이후에 특허만료되기 때문에 그때까지 시장투입 전망이 서지 않고 있는 치료약에 대한 투자를 강화해왔다. 앞서 일라이 릴리는 올해 1월 스코피온 테라퓨틱스가 개발중인 암치료제에 최대 25억 달러(약 3조 4432억 원)를 지불하는데 합의했다. 또한 5월에는 진통제에 강점을 가진 사이트원 테라퓨딕스를 최대 10억 달러에 매수키로 했다.
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- IT/바이오
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미국 제약사 일라이 릴리, 유전자 편집 스타트업 버브 테라퓨틱스 인수
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[퓨처 Eyes(88)] RNA, 스스로 복제하다⋯생명 기원 미스터리 풀 실마리
- 인류의 기원은 어디일까. 우리는 과연 어디에서 왔을까. 수천년 동안 인류의 지적 호기심을 자극해온 이 바탕이 되는 질문에 과학이 한 걸음 더 다가섰다. 최근 과학자들이 실험실 환경에서 생명 탄생의 가장 초기 단계로 여기는 리보핵산(RNA)의 자가 복제 과정을 일부 재현하는 데 성공하면서, 지구 최초의 생명체가 어떻게 등장했는지에 대한 수수께끼를 푸는 데 중요한 실마리를 제공하고 있다. 이는 약 40억 년 전 단백질이나 DNA(디옥시리보핵산) 보다 먼저 RNA가 생명 활동의 중심이었으리라는 'RNA 세계' 가설에 힘을 싣는 연구 결과로 주목받는다. 생명의 설계도이자 일꾼, RNA 대부분의 진화생물학자는 지구가 약 4억 년 동안 'RNA 세계'였다고 본다. 이 가설의 핵심은 생명의 시작이 정교한 DNA나 단백질이 아닌 상대적으로 단순한 구조의 RNA에서 비롯됐다는 것이다. RNA는 오늘날 우리 몸 속에서 유전 정보를 전달하거나 단백질을 만드는 데 관여하는 물질이다. RNA는 DNA처럼 유전 정보를 저장하는 능력과 단백질처럼 화학 반응을 돕는 효소 기능을 일부 함께 수행한다는 점이 중요하다. 즉, RNA는 정보 저장과 기능 수행이라는 생명의 두 가지 핵심 역할을 혼자 해낼 수 있는 다재다능한 분자다. 과학자들은 이런 RNA가 스스로 복제하며 점차 복잡한 생명 시스템으로 진화했을 것으로 추정하고 있다. 유니버시티 칼리지 런던(UCL) 제임스 애트워터 박사는 RNA를 두고 "이것이 생물학을 움직인 분자였다"고 표현하며 그 중요성을 강조했다. 하지만 이 RNA 세계 가설에는 큰 어려움이 있었다. 첫째, 현재 살아있는 생물에게서 이 '최초 RNA 복제자'의 명확한 흔적을 찾기 어렵다는 점이다. 둘째, 초기 지구와 비슷한 환경에서 RNA가 스스로 복제하는 과정을 실험실에서 성공적으로 재현하지 못했다는 점이다. RNA 분자는 DNA처럼 두 가닥이 서로 꼬인 이중 나선 구조를 이룰 수 있는데, 이 RNA 이중 나선은 DNA와 견주어 결합력이 훨씬 강하다. 이 때문에 두 가닥을 분리해 각각을 바탕으로 새로운 RNA 가닥을 만드는 복제 과정이 매우 어렵다. 마치 단단히 붙은 테이프 두 장을 떼어 복사본을 만들려는 것과 비슷하다. 풀리지 않던 RNA 복제의 수수께끼 영국 유니버시티 칼리지 런던(UCL)과 케임브리지 MRC 분자생물학 연구소 공동 연구팀은 이러한 어려움을 극복하기 위해 RNA에 대한 새로운 접근을 시도했다. 연구팀은 국제 학술지 '네이처 케미스트리'에 발표한 논문에서 특정 조건으로 RNA의 부분 자가 복제를 이끄는 데 성공했다고 밝혔다. 연구팀이 주목한 것은 '트리뉴클레오타이드', 즉 세 개의 RNA 문자(핵산의 기본 단위인 뉴클레오타이드가 세 개 이어진 것)로 이루어진 짧은 RNA 조각인 '삼중항 RNA'였다. 애트워터 박사는 "우리가 사용한 삼중 뉴클레오타이드라고 불리는 RNA의 삼중항 또는 세 글자 구성 요소는 오늘날 생물학에서는 찾을 수 없지만, 훨씬 쉬운 복제를 가능하게 한다. 가장 초기 형태의 생명체는 우리가 알고 있는 어떤 생명체와도 상당히 달랐을 것이다"라고 설명했다. 오늘날 세포 안에서 단백질을 만드는 정보 단위가 세 개의 염기(코돈)로 이루어진다는 점을 생각하면 이 삼중항 RNA의 역할은 흥미롭다. 애트워터 박사는 "생물학이 과거에 RNA를 복사하는 방식과 오늘날 생물학이 RNA를 사용하는 방식 사이에 관계가 있을 수 있다"고 언급했다. 실험실에서 찾은 생명 탄생의 조건 연구팀의 실험 과정은 초기 지구의 특정 환경 변화를 따랐다. 먼저, 복제의 바탕이 될 긴 RNA 가닥과 많은 양의 삼중항 RNA 조각들을 물에 넣고 용액을 산성으로 만든 뒤 80°C까지 가열했다. 뜨거운 온도와 산성 조건은 긴 RNA 가닥의 이중 나선 구조를 풀어 헤쳐 단일 가닥으로 만들고, 이 단일 가닥에 상보적인 삼중항 RNA 조각들이 달라붙도록 이끈다. 마치 긴 사다리의 한쪽 면에 짧은 가로대 조각들이 붙는 것과 같다. 이렇게 삼중항 RNA 조각들이 달라붙으면 원래 RNA 가닥들이 다시 서로 강력하게 결합하는 것을 막는 효과가 있다. 다음으로, 연구팀은 이 용액을 알칼리성으로 바꾸고 영하 7°C로 빠르게 냉각해 얼렸다. 물이 얼면서 RNA와 삼중항 RNA 조각들은 얼음 결정 사이의 좁은 액체 공간에 높은 농도로 모인다. 바로 이 조건에서 RNA 효소(화학 반응을 돕는 RNA)가 활성화해, 주형 RNA 가닥에 붙어 있던 삼중항 RNA 조각들을 마치 구슬을 꿰듯 하나로 길게 이어 새로운 RNA 가닥을 만든다. 연구팀이 녹인 뒤 수소 이온 농도(pH)와 온도를 조절하자 RNA는 거듭 복제됐다. 애트워터 박사는 "우리가 설계한 변화하는 조건이 예를 들어 밤낮의 온도 변화나 뜨거운 암석이 차가운 대기와 만나는 지열 환경과 같이 자연스럽게 생길 수 있다"고 말했다. 그는 또한 " 오늘날 지구에서 그 재료들을 찾을 수 있다. 아이슬란드 온천은 우리가 실험실에서 사용하는 것만큼 산성인 것을 포함해 다양한 이온 농도(pH)를 가질 수 있다"고 덧붙이며, 이런 과정이 자연적인 담수 환경 예를 들어 지열 활동이 활발한 연못이나 호수에서 일어났을 가능성을 내비쳤다. 소금물은 어는 과정을 방해해 이 과정에 알맞지 않다고 한다. 한 걸음 다가선 생명의 기원, 남은 과제들 이번 실험으로 연구팀은 약 180개 문자로 이루어진 RNA 효소 가닥 가운데 약 17%인 최대 30개 문자까지 성공적으로 복제했다. 이는 완전한 자가 복제에는 이르지 못하지만, RNA가 스스로 복제할 수 있는 가능성을 실험으로 보여준 중요한 성과다. 연구팀은 사용한 RNA 효소의 효율을 높이면 완전한 복제도 가능할 것으로 기대한다. MRC 분자생물학 연구소 필리프 홀리거 박사는 "생명은 정보를 통해 순수 화학과 분리된다. 이 정보는 유전 물질에 암호화된 분자 기억으로 한 세대에서 다음 세대로 전달된다. 이 과정이 일어나려면 정보가 복사, 즉 복제되어 전달되어야 한다"고 강조하며 이번 연구의 뜻을 설명했다. 정보의 복제와 전달이야말로 생명 현상의 바탕이기 때문이다. 또한 이번 연구에서 사용한 삼중항 RNA의 역할을 두고 위스콘신-매디슨 대학교 재커리 애덤 박사는 "RNA 뉴클레오타이드 삼중항은 모든 세포에서 번역 때 매우 특정한 정보 기능을 수행한다"며, "이 논문은 RNA 뉴클레오타이드 삼중항이 살아있는 세포가 나타나기 전에 했을 수 있는 순전히 화학 역할, 즉 비정보 기능을 가리킬 수 있다는 점에서 흥미롭다"고 평가했다. 이는 삼중항 RNA가 정보 전달 기능 이전에 구조나 화학 역할을 먼저 했을 가능성을 보여준다. 연구팀은 과거 자연 복제에 가장 많이 관여했을 삼중항들이 가장 강하게 결합하며, 최초 유전 코드가 이런 삼중항 세트로 이루어졌으리라는 또 다른 흥미로운 연결고리도 내놓았다. 물론 이번 연구 결과가 생명 기원의 모든 궁금증을 풀어주는 것은 아니다. 아직 부분 복제에 머물고 있으며, 초기 지구의 복잡하고 다양한 환경 조건을 실험실에서 완벽히 재현하기에는 한계가 있다. 그럼에도 이번 성과는 지구의 오랜 RNA 세계가 실제로 자가 복제 능력을 가졌을 수 있다는 구체적인 증거를 보여주며, 생명 탄생이라는 궁극적인 물음을 향한 과학 탐구에 중요한 이정표를 세웠다고 할 수 있다. 인류의 오랜 궁금증을 풀려는 과학자들의 여정은 앞으로도 계속될 것이다.
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- 포커스온
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[퓨처 Eyes(88)] RNA, 스스로 복제하다⋯생명 기원 미스터리 풀 실마리
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[글로벌 핫 이슈] '겹악재 쓰나미' 팀 쿡, '애플 신화' 최대 위기⋯2025년 넘을 수 있을까?
- 팀 쿡 애플 최고경영자(CEO)의 '최악의 해' 위기가 이어지고 있다. 2025년 들어, 애플 팀 쿡 CEO는 그야말로 사방에서 위협받고 있다. 팀 쿡 CEO를 둘러싼 악재가 끊이지 않고 있는 것. 도널드 트럼프 미국 대통령부터 판사, 규제당국, 연방 의회는 물론 애플의 과거 핵심 인물까지 나서 전방위로 애플을 압박하는 양상이다. 월스트리트저널(WSJ)은 지난 23일(이하 현지시간) 애플이 어려운 한 해를 보내고 있다고 보도했다. 또 다른 매체 더 힐은 24일 트럼프 대통령이 아이폰 제조업체의 해외 생산에 대한 압박을 강화하면서 최근 몇 주 동안 트럼프 대통령과 팀 쿡 CEO의 관계는 악화됐다고 전했다. 트럼프는 지난 23일 애플이 인도 제조에 대한 의존도를 공개적으로 비난한 지 불과 몇 주 만에 애플이 더 많은 제조 시설을 미국으로 이전하지 않을 경우 25%의 관세를 부과하겠다고 위협했다. 관세 위협은 쿡이 트럼프 1기에서 관세 면제를 얻어냈을 때 유지했던 우호적인 관계에서 급격한 단절을 의미하는 것으로 볼 수 있다. 트럼프發 리스크 현실화⋯정치·무역 장벽 높아져 최근 트럼프 대통령은 "아이폰을 미국에서 생산하지 않으면 25%의 관세를 물리겠다"고 경고하며, 애플을 미국 제조업 부흥 정책의 중심 표적으로 삼았다. 트럼프 대통령의 이번 조치는 단순한 정치 압박을 넘어, 실제로 애플의 세계 공급망과 수익성에 직접 타격을 줄 수 있는 중대한 변수다. 보도에 따르면 트럼프 대통령은 이날 애플(AAPL, 주가 3.02% 하락↓)을 겨냥해 아이폰을 미국에서 생산하라는 새로운 요구를 지시하며, 이에 따르지 않을 경우 25% 관세 부과 가능성을 경고했다. 트럼프 대통령의 측근으로 알려진 로라 루머는 소셜미디어 엑스(X)를 통해 "팀 쿡, 어서 일어나 보시죠"라며 쿡 CEO가 트럼프 행정부 무역 공세의 정조준 대상이 됐음을 공개적으로 알렸다. 그러나 트럼프 대통령의 관세 위협만이 문제가 아니다. 팀 쿡 CEO는 현재 미국 판사들의 명령, 유럽연합(EU)과 전 세계 규제 당국의 조사, 연방 의회와 주 의회의 입법, 그리고 아이폰 개발 주역이었던 조니 아이브 같은 내부 출신 인물의 도전까지 동시에 맞닥뜨리고 있다. 여기에 인공지능(AI) 분야에서 경쟁사들이 애플을 앞서가고 있어, 기술 주도권 경쟁에서도 위기감이 높아지고 있다. 이러한 위협들은 팀 쿡 CEO가 당면한 여러 어려운 과제 가운데 일부다. AI 경쟁 뒤쳐지고 옛 동료마저 '도전장' 특히 애플의 전 아이폰 디자인 설계 책임자인 조니 아이브가 오픈AI와 손잡고 '아이폰 이후' 시대를 겨냥한 인공지능(AI) 기기를 개발하기 시작했다는 소식은, 애플 내부에서도 "10년 뒤에는 아이폰이 필요 없을 수도 있다"는 위기감을 일으키고 있다. 지난주 조니 아이브는 오픈 AI에 합류해 소비자들이 화면에서 벗어날 수 있는 차세대 기기 개발에 나서기로 했다. 그가 자신의 신생 기업 아이오(io)를 오픈AI에 65억 달러(약 8조 8809억 원)에 매각한 뒤, WSJ은 그 핵심 목표가 인간이 하루 종일 검은 사각형(화면)만 보는 현재의 컴퓨터 사용 방식을 바꾸는 인공지능(AI) 기반 기기를 내놓는 것이라고 전했다. 이후 오픈AI는 직원들에게 1억 대의 인공지능(AI) '반려' 기기 생산을 목표로 한다고 밝혔다. 신생 기업이 내놓을 새로운 컴퓨터 기기의 파급력을 현재로서는 가늠하기 어렵지만, 이 사업을 이끄는 인물이 아이폰 등 애플의 여러 인기 제품을 탄생시킨 조니 아이브라는 점에서 가볍게 볼 수 없는 도전 과제다. 애플의 에디 큐 수석 부사장은 이달 한 법정 소송에서 "믿기 어렵겠지만 10년 뒤에는 아이폰이 필요 없을지도 모른다"고 증언하기도 했다. 애플이 몇 주 뒤 열릴 연례 개발자 회의에서 인공지능(AI) 관련 획기적인 기술을 선보일 가능성은 낮아 보인다. 팀 쿡 CEO 역시 최근 애플 실적 발표에서 회사가 현재 보유한 기술이 애플의 "높은 품질 기준"을 아직 채우지 못하기 때문에 더욱 개인에게 맞춘 시리(Siri) 비서는 아직 나오지 않았다고 말했다. 애플이 인공지능(AI) 분야에서 첫 번째가 될 필요는 없을지도 모른다. 애플은 최초의 MP3 플레이어, 스마트폰 또는 태블릿을 만들지 않았다. 기다렸다가 최고의 제품으로 각 시장을 차지했다. 문제는 기기에서 성공했던 전략이 인공지능(AI) 분야에서도 통할 것인가이다. '캐시카우' 서비스 사업도 곳곳 '암초' 애플의 서비스 사업은 여전히 높은 수익성을 유지하고 있지만, 최근 미국 법원이 앱스토어 수수료 정책을 두고 "팀 쿡 CEO가 잘못된 선택을 했다"고 지적하며 강하게 비판했고, EU 등 다른 나라 규제기관도 비슷한 압박을 하고 있다. 애플은 서비스 사업에서 수십억 달러의 수익을 올리고 있으며, 총이익률은 하드웨어(약 40%)에 비해 훨씬 높은 70%를 넘는다. 한 판사는 최근 판결문에서 애플이 앱 개발자들이 앱스토어 구매에 대한 높은 수수료를 피할 수 있도록 하라는 자신의 금지 명령을 무시했다고 명시했다. 그는 판결문에서 "팀 쿡 CEO는 자신의 명령을 무시하라는 조언을 듣고 잘못된 선택을 했다"고 밝혔다. 유렵연합 규제 당국은 애플이 다른 나라에서도 이와 비슷하게 바꾸기를 원하며, 전 세계 규제 당국도 이를 따를 수 있다. 미국 연방 의원들과 주 의원들은 애플에 사용자 나이 확인을 의무화하는 법안으로 앱스토어를 압박하고 있다. 이 조치가 가져올 최종 영향은 불분명하지만, 청소년들의 지출을 줄이거나 부모가 스마트폰에서 청소년들의 사용을 더욱 완전히 막을 수 있는 권한을 줄 수도 있다. 한편, 구글이 애플에 해마다 200억 달러(약 27조 3140억 원)를 지급하는 '기본 검색엔진' 계약도 반독점 소송으로 위태롭다. 알파벳(구글 모회사)의 반독점 소송을 감독하는 판사는 이 검색 대기업이 사파리 웹브라우저의 기본 검색엔진 지위를 유지하는 대가로 애플에 해마다 약 200억 달러(약 27조 3140억 원)를 주는 관행을 멈추라고 요구할 수 있으며, 이 금액은 애플에 거의 전액 순이익이 된다. 최대 고민은 '중국 공급망'⋯탈중국 전략 '글쎄' 믈론 이 모든 문제는 팀쿡 CEO의 가장 큰 업적인 중국내 애플 공급망을 위협하는 문제에 비하면 그 중요도가 상대적으로 낮을 수 있다. 무엇보다 팀 쿡 CEO가 가장 고심하는 지점은 중국 중심의 공급망 문제다. 트럼프 대통령은 미국 안에서 아이폰 생산을 원하지만, 현실적으로 애플 부품과 조립 공정 대부분은 여전히 중국에 기대고 있다. 인도로 일부 생산 시설을 옮겼으나, 그 규모는 아직 미미하다. 트럼프 대통령의 요구에도, 여전히 중국에 집중된 아이폰 생산을 옮기기 위해 애플이 할 수 있는 일은 많지 않다. 더 많은 아이폰의 최종 조립을 인도로 바꾸고 있지만, 기기 내부의 많은 부품은 여전히 히말라야산맥 건너편(중국)에서 온다. 이러한 전략은 애플에게 미국으로 보내는 두 나라에서 조립한 기기에 대해 서로 다른 관세를 활용해 차익을 얻을 수 있는 약간의 운신 폭을 제공한다. 트럼프 대통령은 미국산 아이폰을 원한다. 만약 아이폰을 미국에서 생산한다면, 기기 한 대 가격이 3000달러(약 409만 원)를 넘어 소비자와 시장 모두에 부담이 될 수 있다. 그런 기기는 3000달러가 넘을 수 있으므로 그가 원하는 것을 얻기는 어렵다. 팀 쿡 CEO는 백악관과 긴밀히 소통하며, 미국 텍사스에서 인공지능(AI) 서버 생산을 늘리는 등 전략적인 양보 방안을 내놓고 있지만, 트럼프 대통령은 더 많은 미국 내 생산과 일자리 만들기를 요구하고 있다. 팀 쿡 CEO는 다른 제품의 생산을 미국으로 옮겨 그를 달래려 할 수도 있으며, 미국의 스콧 베선트 재무장관이 지난 23일 행정부가 애플이 더 많은 반도체를 미국에서 만들기를 바란다고 말했을 때 팀 쿡 CEO에게 아이폰 문제에서 한숨 돌릴 기회를 줬을 가능성도 있다. 애플은 이미 텍사스에서 인공지능(AI) 서버 생산을 돕겠다고 발표했지만, 트럼프 대통령은 분명이 더 많은 것을 기대하고 있다. 백악관과 자주 통화하고 지난주 직접 만난 점을 고려하면, 팀 쿡 CEO는 다음 화해 방안을 협상하고 있는 것으로 보인다. 올해는 팀 쿡 CEO와 애플에 있어서 관세 압박, 법적·정치적 도전, 인공지능(AI) 경쟁, 공급망 다시 짜기 등 모든 위협이 한꺼번에 몰려온 '중대한 전환점'이 되고 있다. 주가는 최고점 대비 25% 떨어졌고, 투자자들도 팀 쿡 CEO의 지도력과 애플의 미래를 걱정하고 있다. 팀 쿡 CEO는 과거에도 장기 전략과 위기관리 능력으로 수많은 도전을 이겨냈지만, 2025년의 위기는 그 어느때보다 여러 요인이 얽혀 있고 해결이 쉽지 않은 국면임이 분명해 보인다. 이러한 위협들은 오랫동안 애플의 상징이자 투자자들이 다른 어떤 회사보다 먼저 시가총액 3조달러(약 4089조 9000억 원)를 넘어서도록 이끈 힘이었던 막대한 이익율을 잠식할 수 있다. 주주들은 여전히 팀 쿡 CEO에게 가장 중요한 존재다.
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[글로벌 핫 이슈] '겹악재 쓰나미' 팀 쿡, '애플 신화' 최대 위기⋯2025년 넘을 수 있을까?
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