[eBook]과학하고 앉아있네 9 : 김우재의 초파리 사생활 엿보기

저 : 김우재, 원종우출판사 : 동아시아발행일 : 2019년 07월17일 | 종이책 발행일 : 2018년 05월02일

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완전초파리 과학자 김우재 교수에게 듣는 유전학의 정수

1. 성선택의 결정적 순간을 포착하다

유전자는 인간과 동물을 어디까지 결정할까?
유전자는 생김새도 만들고, 일정 수준의 행동양식도 조종한다. 그뿐만 아니라 특정 질병에 관해서는 발병 여부와 발병 시기까지 결정한다. 초파리의 행동에도 유전자가 관여하는 부분이 있다. 수컷 초파리는 암컷에게 이렇게 구애를 한다. ‘암컷을 쫓아다니는 오리엔테이션(orientating)→짧은 스킨십으로 유혹하는 태핑(tapping)→쫓아다니는 구애행동인 채이스(chase)→날개를 움직여 만든 소리로 노래하기(singing)→교미(attemptin copulation)’의 과정을 밟는다. 이런 초파리 구애행동의 각 과정은 모두 유의미한 유전학적 연구 모델로 설정이 가능하다. 특히 암컷이 수컷의 노래를 듣는 과정은 동물이 어떻게 소리를 구분하는지를 밝히는 데에 일조하고 있는데, 유전자가 망가져서 음치가 된 수컷 초파리는 암컷이 절대 받아들이지 않는다.
캐나다 오타와대학의 김우재 교수는 스스로를 ‘초파리 야동 전문가’라 부른다. 하루에도 수천 번 초파리가 교미를 하는 모습을 카메라로 촬영하여 데이터를 얻는다. 김우재 교수가 초파리 교미를 연구하는 이유는 교미 자체가 바로 성선택(sexual selection)이고, 성선택이야말로 자신의 유전물질을 대물림하기 위해 유전자가 행동을 결정하는 결정적 행위이기 때문이다. 김우재 교수가 《네이처뉴로사이언스》에 실은 「어떻게, 어떤 일들이 일어나면 초파리 수컷이 섹스를 오래하는가」 같은 논문의 주제는 황당해 보이지만, 유전자와 환경이 동물의 행동양상을 어떻게 바꾸는지 밝히는 결정적 발견이다. 김우재 교수는 초파리 성선택 분야 연구에서 손꼽히는 과학자이며, 이 분야 데이터를 독점하고 있는 세계에서도 주목하는 과학자다.
수컷 초파리의 10퍼센트는 수컷 초파리의 꽁무니를 쫓으며 오리엔테이션을 한다. 수컷의 10퍼센트는 동성애 성향을 갖는다는 것인데, 이런 결과는 동성애가 유전적 질환이 아니라 자연스러운 변이의 일종이라는 결정적 근거가 된다. 그런데 이런 발견들이 언론을 거치면 ‘동성애는 유전적 결함 때문에 생긴다’로 와전된다. 김우재 교수 스스로가 가장 경계하는 것이 바로 이런 해석이다. 유전학자들은 유전자가 행동을 어떻게 조절하는지 연구하는 사람들이지만, 유전자는 모든 것을 결정하지 않는다고 스스로 되새김질 한다. 그리고 유전자보다 환경에 영향을 받는 행동이 무엇일까를 항상 먼저 고민한다. 대한민국 대표 유전학자, 완전초파리 과학자 ‘완초’ 김우재 교수가 들려주는 유전학은 어떤 이야기일까.

2. 초파리, 진화생물학과 분자생물학을 통합하다!
초파리는 유전학뿐만 아니라 발생학, 진화와 같이 생물학 연구 전반에 걸쳐 널리 이용되는 모델생물이다. 생물학은 크게 두 가지 갈래가 있다. 이론과 현상을 논거로 들어 공통의 조상으로부터 다양한 생물들이 어떻게 등장했는지를 연구하는 진화생물학이 하나고, 실제 실험실에서 실험을 통해 생물의 생리현상을 밝히는 실험생물학이 다른 하나다. 『종의 기원』 찰스 다윈과 『이기적 유전자』의 리처드 도킨스는 진화생물학을 대표하는 과학자이고, ‘멘델의 유전법칙’의 멘델이나 DNA의 구조를 밝힌 왓슨&크릭은 실험생물학을 대표하는 과학자다. 비슷하게 보이겠지만, 이 두 갈래는 생물을 대하는 근원적 질문이 다르기 때문에 오랜 시간 첨예하게 대립했다.
절대 섞일 수 없을 것만 같던 두 진영은 ‘초파리’를 매개로 극적으로 타협한다. 초파리 연구의 대부 격인 토마스 헌트 모건의 제자들은 ‘초파리’를 가지고 유전체 분석을 통한 종( ...

목차 TOP

부족한 강연을 내어놓기에 앞서
초파리는 인간과 많이 닮았다?
유전학의 흑역사, 우생학
유전되는 것은 무엇일까?
생물학의 두 가지 갈래
생물학의 두 갈래를 통합한 초파리
돈이 안 되는 기초과학?
더 많은 개체를 남긴 유전자가 더 많이 살아남는다
상식적인 과학, 상식적인 사회

본문중에서 TOP

한국 과학이 한국의 훌륭하고 건강한 과학자들에 의해 잘 발전할 수 있기를 항상 바란다. 그것은 한때 내 꿈이었고, 여전히 큰 미련으로 남아 있기 때문이다. 하지만 외부인이 해줄 수 있는 한계란 거기까지다. 다만 바라기를 한국의 다음 대통령은 과학자가 되기를. 그런 시대가 올 때까지 한국의 과학이 살아남을 수 있기를. 그리고 아이들이 초파리를 보고 유전학을 떠올릴 수 있는 나라가 되기를.
(/ pp.12~13)

초파리는 1900년도쯤에 모델생물이 되었습니다. 초파리가 모델생물이 되면서부터 유전학은 체계화되기 시작했어요. 과학의 면모를 갖추게 된 거죠. 1970년대에 시모어 벤저라는 과학자가 등장합니다. 그런데 시모어 벤저는 원래 초파리와는 아무 상관이 없었던 사람이에요. 박테리아에 감염하는 T4라는 바이러스를 연구하던 사람이었지요. 그 분야에서 잘나가던 과학자가 갑자기 분자생물학의 전성기에 바이러스 연구를 관두고 초파리 연구에 뛰어들었어요. 시모어 벤저는 마음속에 품고 있었던 질문이 하나 있었다고 해요. ‘과연 유전자와 행동을 연결시킬 수 있는가’, ‘유전자가 진짜로 행동을 조절하는가’라는 질문이었습니다.
(/ p.18)

우생학은 유전 ...

저자소개 TOP

김우재 [저]

김우재 교수는 바쁘다. 늘 궁금한 것을 찾고 문제를 제기하고 의견을 내는 사람이기 때문이다. 그런 집요함이 우리나라에서는 인기 종목이라고 할 수 없는 초파리 연구로 그를 끌어들이고, 나아가 촉망받는 국제적 학자로 자리매김하도록 이끌었을 것이다.
생물학에 대한 그의 애정과 초파리 연구에 대한 자부심은 그와 대화를 나눠본 사람이라면 누구나 느낄 수 있다. 그런 그인 만큼 머지않은 미래에 그가 초파리를 통해 생명과 인간의 비밀을 더욱 깊이 파헤치리라는 것을 의심하기는 어려운 일이

전체선택

원종우 [저]

무엇으로도 규정되기를 원하지 않았고, 하고 싶은 일과 할 수 있는 일을 했을 뿐인데 철학도, 록 뮤지션, 대중음악 운동가, 칼럼니스트, 정치사회 논객, 음모론 전문가, 다큐멘터리 작가, 과학 커뮤니케이터 등 온갖 경력이 붙었다. 그러던 가운데 세계 30여 개국을 여행했고 캐나다, 영국, 오스트리아에서 도합 7년을 살았다.
지금은 팟캐스트 〈파토의 과학하고 앉아있네〉를 만들고 있는데, 2019년 말 현재 누적 1억 다운로드를 기록 중이다. 한편으로는 김어준의 〈뉴스공장〉 과학 코너를 맡고 있고, 이런저런 TV 프로그램에 출연하고 있으며, 한국과학창의재단 이사의 감투도 쓰게 되었다. 원체 다양한 분야에 호기심이 많아 ...

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