The Science Times

인공지능업체인 딥마인드는 지난주 “인체에 존재하는 거의 모든 단백질과 효모, 초파리, 쥐 등을 포함한 가장 널리 연구되고 있는 20종의 유기체에서 발견되는 수십만 가지 또 다른 단백질의 형태(shape)를 예측할 수 있게 됐다.”고 밝혔다. 또 수개월 안에 1억 개 이상의 단백질 구조를 예측할 수 있다고 자신하고 있다.

이때까지 사람이 잠을 자거나 멈추지 않고 가장 먼 거리를 달린 것은 딘 카르나제스라는 마라토너가 2005년에 세운 기록이다. 울트라 마라톤 선수로서 타임지가 선정한 ‘세계에서 가장 영향력 있는 100인’ 중 한 명으로 선정되기도 한 그는 80시간 동안 560㎞를 계속 달렸다. 이 거리를 사람의 몸길이로 환산하면 대략 32만4,000배다. 그런데 이번 연구 결과 초파리는 자기 몸길이의 약 600만 배를 쉬지 않고 갈 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 이는 사람이 북극에서 적도까지의 거리인 1만㎞를 쉬지 않고 달리는 것과 같다.

난자 세포가 다른 세포보다 매우 큰 것은 난자 세포를 도와주는 간호사 세포가 있기 때문이다. 이 과정에서 강력한 물리학적 메커니즘이 동원된다. MIT 대학 생물학자들과 수학자들이 수행한 초파리에 대한 새로운 연구는 수정 전 난모 세포가 현저하고 빠르게 성장하는 과정을 잘 보여준다.

왜 하필 ‘초파리’일까. 초파리는 인간과 매우 닮았다. 인간과 닮은 동물이나 곤충 연구는 유전학에서 중요한 요소다. 목 박사는 조금 더 쉽게 설명하고자 사람의 뇌 사진을 보여줬다. 사람의 뇌에서 볼펜 점 하나를 찍어보자. 그만큼이 초파리 뇌다. 이렇게 작은 초파리 뇌이지만 인간의 뇌 구조를 거의 다 갖추고 있다.

미국은 2차 세계대전 직후 독일로부터 입수한 V2 로켓으로 초파리를 이용한 우주 동물 실험을 진행했다. 이어서 히말라야 원숭이 등의 다양한 생명체가 미소 양국에 의해 우주로 보내졌다. '라이카'는 인간이 위성 궤도로 보낸 최초의 동물이다.

사과와 같은 과일 근처에 금방 모여드는 초파리(fruit flies)가 있다. 별 볼 일 없어 보이는 작은 곤충이지만 유전학자들에게는 매우 중요한 연구 소재다. 이는 이 초파리가 침염색체(salivary chromosome)라는 거대한 염색체를 지니고 있기 때문이다. 보통 염색체보다 100~200배 이상 큰 이 침염색체에는 1000여 개의 염색체가 나란히 붙어 있어 현미경으로 관찰하기가 매우 수월하다. 그런 만큼 초파리 유전자들을 모두 밝혀내 생물의 기원, 그리고 진화 과정을 밝혀내려는 연구가 활발하게 진행돼 왔다. 그리고 최근 과학자들이 중생대 초파리 유전자를 복원하는데 성공했다.

동물왕국의 연인들은 어떻게 알맞는 짝을 찾을까. 여기에는 생화학적 도움이 필요한데, '진화'가 동물들로 하여금 올바른 짝을 발견하도록 하는 예기치 않은 '지도'가 발견됐다. 미국 록펠러대 연구진은 초파리를 이용해 과일 주위에 몰려드는 수많은 파리들로부터 수컷초파리들이 어떻게 자기 종들을 골라내는지를 조사했다. 과학저널 ‘네이처’(Nature) 11일자에 발표된 이 연구 결과는 진화가 동물들이 영속적으로 존속하도록 하기 위해 어떻게 작용하는지에 대한 오랜 믿음을 뒤집어 눈길을 모은다. 과학자들은 동물들이 같은 종을 식별하도록 돕는 화학물질(페로몬)을 탐지하고 처리하는 감각기관을 포함한 말초 신경계 여러 조직이 진화 과정을 통해 변화되어서 동물들이 아무 하고나 교배를 하지 않는다고 생각해 왔다.

초파리가 유사성 검색을 수행하는 명쾌하고 효율적인 방법을 가지고 있다는 사실이 발견돼 미래 컴퓨터 검색 알고리듬에 대한 새로운 전망을 제시하는 한편 뇌 계산법을 컴퓨터에 적용할 수 있는 원리가 증명됐다.

2일 스웨덴 카롤린스카의대 노벨위원회는 생체시계의 비밀을 밝혀낸 미국의 과학자 3명에게 2017년 노벨 생리·의학상을 수여한다고 밝혔다. 3명의 수상자는 미국 메인대의 유전학자 제프리 C 홀(Jeffrey C Hall, 72) 교수, 브랜데이스대의 마이클 로스바시(Michael Rosbash, 73) 교수, 록펠러대의 마이클 영(Michael W Young, 68) 교수 등 3명의 유전학자들이다.

웽웽거리며 실내를 떠도는 파리를 잡아보려고 시도해보라. 사람보다 파리가 훨씬 더 빠르다는 것을 알게 될 것이다. 그러나 아주 작은 뇌를 갖고 있는 이 미물이 어떻게 사람을 그처럼 잘 피할 수 있는 것일까. 이와 관련 최근 국제 단파 라디오 방송인 BBC 월드 서비스의 크라우드사이언스(CrowdScience) 팀에 질의가 들어왔다. 그리고 17일 그 의문에 대한 답이 공개됐다. 사람이 파리의 시각적인 능력을 따라갈 수 없다는 것.