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●유전자 기능 조절 가능해진다
마이크로 RNA 연구는 최근 생물학에서 주목받기 시작한 새로운 분야다.
인간게놈프로젝트가 완료된 후에도 해명되지 않은 생명의 신비에 마이크로 RNA가 각 유전자의 기능에 핵심적인 역할을 수행하고 있다는 사실이 규명됐기 때문이다. 원래 RNA(리보핵산)는 DNA가 자체 유전정보를 바탕으로 단백질을 만드는 과정에 사용되는 중간자 정도로 여겨져 왔다. 그러나 2000년대 초부터 단백질의 발현 과정에서 세포의 기능을 총괄한다는 사실이 드러나면서 학계의 관심을 모으기 시작했다.
특히 단백질 합성과정에 참여하는 ‘RNA 간섭현상’은 암과 유전질환 등을 치료하는 데 응용이 가능한 것으로 알려지고 있다. 유전자의 단백질 합성을 막는 역할을 하는 RNA를 만들어 몸 속에 주입하면 특정 유전자의 발현을 억제하면서 암이나 유전질환, 에이즈 등을 예방하거나 치료하는 것이 가능하다는 것이 과학자들의 설명이다.
또 핵을 가지고 있는 진핵세포에서 응용이 가능하기 때문에 식물 유전자기능 연구에 적용하면 병충해 예방이 가능한 새 품종도 만들어낼 수 있다.
한국에서는 서울대 생명과학부 김빛내리 교수가 RNA 분야의 거장으로 꼽힌다. 김 교수는 세포 분화와 발생, 대사를 조절하는 마이크로 RNA가 형성되는 주요 단계를 규명해 ‘네이처’,‘셀’ 등 세계 유수의 과학저널에 여러 편의 논문을 발표했다.
●유전자 선택 합성 통해 우량 박테리아 생성
지난해 미국의 생명공학벤처업체인 세레라 제노믹스의 크레그 벤터 박사가 논란을 일으킨 인공미생물 역시 올해 주목받는 분야다. 벤터 박사는 지난해 ‘미코플라스마 라보라토리움’이라는 인공생명체를 만들었다고 밝힌 바 있다. 그는 실험실에서 각종 화학물질을 합성해 381개의 유전자를 가진 염색체를 만든 다음 이 염색체를 ‘미코플라스마 게니탈리움’이라는 박테리아(전립선염균)에 이식하는 방식으로 새로운 ‘종’을 만들어냈다. 특히 염색체가 바뀐 박테리아는 유전적 특성이 완전히 달라진 상태에서 자기복제를 하게 되고, 개체수도 늘릴 수 있다. 벤터 박사는 아직까지 이 인공생명체를 공개하지 않고 있지만, 과학자들은 충분히 가능성이 높은 것으로 보고 있다.
인공생명체가 관심을 모으는 것은 유전자를 어떻게 합성해 이식하느냐에 따라 인간이 원하는 특성을 가진 박테리아를 만들어낼 수 있기 때문이다. 벤터의 연구 역시 온실가스는 전혀 배출하지 않으면서 햇빛을 바이오 에너지로 전환할 수 있는 생명체를 만들기 위해 시작됐다.
●미니 블랙홀 존재 입증될까?
입자물리학자들이 고대해온 유럽입자물리연구소(CERN)의 거대강입자가속기도 올여름 완공된다. 한국도 공동연구에 참여하고 있는 이 가속기를 이용하면 가설적으로만 존재해온 초대칭 입자와 힉스 입자의 실존 여부를 확인할 수 있을 전망이다. 이 입자들의 존재가 확인되면 초끈이론과 표준모형이 옳다는 결론을 낼 수 있지만, 반대로 존재를 찾지 못하면 새로운 이론의 등장이 예상된다. 또 실험 과정에서 강한 에너지 입자들이 부딪칠 때 순간적으로 만들어지는 ‘미니 블랙홀’을 관찰할 수 있을지도 관심을 모으고 있다.
한계가 가까워진 반도체 소자의 대체재를 찾는 일도 시급하다. 현재 사용하는 반도체 트랜지스터는 크기가 작아지면서 전류의 크기가 작아져 트랜지스터로 작동할 수 없는 문제를 안고 있다. 이에 따라 나노기술 및 바이오 기술을 이용해 차세대 반도체 소자를 찾기 위한 작업이 한창이다. 세계적인 기업들이 속속 뛰어들고 있는 가운데 국내에서도 서울대 서광석 교수가 일본 기업 제품보다 우수한 갈륨비소계 나노트랜지스터를 개발한 상태다.
박건형기자 kitsch@seoul.co.kr