사약 속 성분인 비소 먹는 생명체 발견… 학자들 설왕설래
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김은진 기자 (eun209@skkuw.com)
김이 모락모락 나는 흰 쌀밥에 △살충제로 끓인 국 △플라스틱 무침 △고무줄 볶음… 너무 끔찍한 반찬이라고 생각하는가? 그런데 실제로 우리가 먹을 수 없다고 여겼던 것을 먹고 사는 생명체가 발견돼 세상을 놀라게 했다.
생명체가 살아가는 데 필요한 6대 필수 원소에는 산소(O), 수소(H), 인(P), 질소(N), 탄소(C), 황(S)이 있다. 지구 상에 존재하는 생명체는 이들을 이용해 △단백질 △지방 △DNA의 핵산쪹을 형성하기 때문에 생명을 유지할 수 있다. 그런데 작년 12월, 미항공우주국(이하 NASA)에서는 살충제와 제초제로 이용되는 비소(As)라는 유해성 원소를 인 대신 먹고 사는 박테리아 ‘GFAJ-1’이 지구 상에서 최초로 발견됐다고 발표했다.
NASA의 연구원은 미국 캘리포니아의 모노 호(Mono Lake)에서 GFAJ-1을 발견했다. 알칼리성인 모노 호에는 비소가 다량 함유되어 있다. 이러한 사실을 바탕으로 연구진은 인의 양을 평소보다 100분의 1만큼 줄인 후 비소가 많은 환경에서 GFAJ-1을 배양했다. 그 결과 GFAJ-1은 무리 없이 자랐다. 생명체가 생활하는 데 필요한 양보다 훨씬 적은 양의 인을 넣어줬음에도 GFAJ-1이 생명을 유지했기 때문에 연구진들은 GFAJ-1이 인 대신 비소를 먹고 자란다고 결론지었다.
연구 결과는 발표와 동시에 과학저널 사이언스(Science)지에 실렸으며 전문가들은 이를 ‘우주 생물학 분야에서 획기적인 연구 결과’라 평가했다. 비소는 생명체의 활동에 해를 준다고 여겨졌는데 GFAJ-1은 오히려 이를 이용해 생명 활동을 했기 때문이다. 또 지금까지 지구 생명체 중 필수 6대 원소 외의 원소로 대사활동을 한 경우가 없었는데 GFAJ-1이 최초로 다른 물질로 대사활동을 했으므로 기존의 생명체에 대한 틀을 깼다고 볼 수 있다. 나아가 외계 생명체에 대한 생각을 확장시켰다는 의견도 있다. 지금까지는 6대 원소를 보유한 행성에서만 탐사가 시행됐는데 GFAJ-1의 발견은 탐사의 범위를 넓혔기 때문이다.
그러나 이 연구 결과에 대해 아직은 논란이 뜨겁다. 우선 연구 방법이 잘못되었다는 주장이 제기됐다. 기존에는 인이 포함된 생체분자의 구조를 밝히기 위해서 질량분석기와 같은 장비를 이용했는데, 이번 연구에서는 그렇지 않았다는 것이다. 또한 GFAJ-1은 비소로 대사활동을 할 때 액포의 크기가 1.5배 정도 커지는데, 이것은 독성물질인 비소를 가둬두기 위해서이지 비소를 영양분으로 이용하려는 것은 아니라는 주장이다. 액포란 세포질에서 더 이상 쓸모가 없어진 물질들을 받아들여 가수분해하거나 무해한 물질로 바꾸는 작용을 하는 세포 기관으로 이른바 ‘만능 창고’ 역할을 한다. 즉, GFAJ-1은 비소를 섭취해 실질적인 대사 활동에 사용하기보다는 액포에 비소를 저장하고 생활한다는 것이다.
이러한 논란에 대해 우리 학교 이종호 교수(생명)는 “미지의 물질을 밝히는데 어떻게 알고 있는 지식의 범주 내에서 다르다고 말할 수 있겠는가”라며 전문가들이 기존의 지식을 바탕으로 비판하는 것에 대해 우려를 표했다. 또 “다소 논란은 있지만 획기적인 발견”이라며 “관심을 갖고 더 연구를 해봐야 할 것”이라고 설명했다.
이렇듯 새로운 발견에는 많은 논란과 걱정이 뒤따르기 마련이다. 그렇지만 비판과 고찰을 통해 과학은 느리지만 꾸준히 발전해왔다. 비소생명체 GFAJ-1도 마찬가지다. 이 교수는 “우리는 지구 상에 존재하는 미생물의 1%만을 알고 있을 뿐, 나머지 99%에 대해서는 알지 못한다”며 “이 연구로 인해 새로운 생명체를 바라보는 시야가 넓어질 수 있을 것”이라고 설명했다. GFAJ-1의 발견이 우리가 여태까지 몰랐던 미지의 생명체의 가능성을 넓혔다는 것이다. 따라서 앞으로 우리에게 필요한 건 GFAJ-1과 같이 새로운 생명체에 대한 관용의 문을 열어두는 것이 아닐까.