유전자

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지난 2일 우리나라가 최초로 글로벌혁신지수(Global Innovation Index) 10위권에 진입했다. 지식재산권 분야 유엔 산하 국제기구인 세계지식재산기구(WIPO)는 우리나라를 혁신 국가 10위로 꼽았다. 중국 14위, 일본 16위를 앞서는 쾌거다.

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사람 등 생물의 세포 속 핵 안에는 23쌍의 염색체가 들어있다. 그 안에는 실같이 생긴 물질이 실타래처럼 얽혀있는데 이 실처럼 생긴 물질이 DNA다. 일부 바이러스의 RNA를 제외하면 모든 생물은 이 DNA 속에 유전정보를 담고 있다.

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바이러스가 침투한 세포 안에서는 당단백질인 인터페론이 생성된다. 인터페론은 바이러스 감염과 증식을 억제하는 능력을 지니고 있다. 그런 만큼 유전공학을 통해 인공적으로 대량 생산돼 B형 간염과 같은 바이러스성 질병 치료에 사용돼왔다.

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그동안 과학자들은 코로나19를 유발하는 신종 바이러스(SARS-CoV-2)의 들쭉날쭉한 전파 능력에 대해 의문을 품어왔다. 미국 뉴욕, 이탈리아와 같은 특정 지역에서 바이러스가 더 빨리 전파됐다는 것. 과학자들은 그동안 의문을 풀기 위한 연구를 진행해왔고, 확산 속도를 급속히 빨라지게 하는 유전자를 발견했다.

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외상이나 독극물 감염 등을 제외하면, 인간이 걸리는 질병은 크게 세 가지 원인으로 나눌 수 있다. 첫 번째는 다른 생명체가 몸속에 들어오면서 생긴다. 세균이나 원생동물, 곰팡이, 기생충 등에 감염되는 경우다. 과거엔 주요한 사망 원인이었으나 항생제나 항진균제 등 다양한 약품이 개발되면서 현재는 대부분 치료할 수 있다. 사실상 인류가 우위를 점하고 있는 경우다.

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오랜 기간 사람과 함께 살아온 가축 중에서 개를 빼놓을 수 없다. 1만 2000 년 전 이스라엘 고분에서는 사람의 뼈에 섞여 개 뼈가 나왔을 정도다. 함께한 시간이 긴 만큼 사람과 닮은 모습도 많이 보인다. 과학자들은 표정을 읽어내는 능력에서부터 유전자 구성에 이르기까지 다양한 유사성을 찾아내고 있는 중이다. 최근 들어 밝혀지고 있는 새로운 사실은 사람과 개의 몸에서 유사한 독성 화학물질이 발견되고 있다는 것이다.

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유전공학에 혁신을 불러온 ‘크리스퍼 유전자 가위(CRISPR-Cas9)’가 널리 사용되면서 유전자 편집이 쉽고 저렴해졌다. 현재 유전자 가위 기술은 의학을 비롯한 여러 분야에 활용되고 있으나 농산물 품종 개량을 위한 용도로는 제한적으로 사용된다. 유전자 변형(GMO) 식품에 대한 대중의 불신이 크고, 각국 정부의 엄격한 규제가 있기 때문이다.

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데니소바 인(Denisovan)은 8만~3만 년 전까지 시베리아와 우랄알타이 산맥, 동남아 등에 생존했다고 추정되는 화석 인류를 말한다. 2008년 7월에 시베리아의 알타이 산맥에 위치한 데니소바 동굴에서 30~50세 가량으로 추정되는 손가락뼈와 어금니 화석이 발견되면서 그 존재가 알려졌다.

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뉴질랜드 오타고 대학 연구팀이 호수를 채우고 있는 탁한 물을 대상으로 그 안에 떠돌고 있는 생물 유전자를 분석했다. 그리고 괴물 ‘네시’가 거대한 뱀장어였을 가능성이 크다는 연구 결과를 공개했다.

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생물은 살아가면서 환경에 적응하고 발전해나간다. 이 과정을 진화(evolution)라고 하는데 그동안 다윈을 비롯한 과학자들은 이 진화 과정이 이미 정해져 있어 예정된 수순에 따라 생물이 진화하고 있다고 판단해왔다. 이에 따라 박물관에서 배포하고 있는 인류의 진화과정과 관련된 그림들을 보면 침팬지가 침팬지와 사람의 중간 단계인 호미니드(hominids)로 발전하고, 호미니드는 다시 현생 인류(homo sapience)로 발전해나가는 모습을 볼 수 있다.