세포의 시간을 되돌릴 수 있는 특정 유전자를 발견한 과학계

약 400만 년 전, 지구의 최초로 탄생한 인류, 오스트랄로 피테쿠스. 
우리의 위대한 조상 오스트랄로 피테쿠스는 지구라는 거대한 생태 피라미드 아래에서 철저한 약자였습니다. 
언제 어디서 공격받을지, 누구에게 사냥당할지 모르는 공포감에 살고자 하는 욕망은 더욱 강해질 뿐이었죠. 
다행히 인류는 머지않아 해결 방법을 강구해냈고,

결국 다른 동물들은 쉽사리 할 수 없는 무리를 만들어 사회를 만들었고, 결국 수백만 년이 흐른 지금 우리는 지구의 생태 피라미드 속에서 상위 포식자 자리를 탈환하는 데 성공하였습니다. 
고작 400만 년 만에 최하위에서 최상위까지 빠르게 올라오는 데 성공한 우리 인류. 
하지만 여전히 우리 위에서 우리를 가지고 노는 상위 포식자가 있었으니 바로 시간이었죠. 
현생에서 아무리 강하고 아무리 강인한 신체를 가지고 있는 인간일지라도 시간 앞에서는 그 누구도 살아남을 수 없었습니다.

하지만 여기서 포기했다면 지금의 인류는 없었을 테죠. 
인류는 끊임없이 생명이라는 것에 대해 연구하며 노화라는 것을 알아냈고, 머지않아 우리의 시간을 결정하는 금단의 영역에까지 발을 내딛는 데 성공합니다. 
그리고 몇몇 학자들은 얼마 지나지 않아 결국 인류는 노화를 정복할 것이라고 하죠. 
그렇다면 과연 우리는

죽지 않고 오래도록 살 수 있을까요? 오늘 밤 구석에서 알아볼 과학 우리는 죽지 않고 오래 살 수 있을까? 지금 바로 시작합니다. 
사실 생명이라는 것이 굉장히 신기하긴 합니다. 
몸집에 따라 다르긴 하지만 70킬로그램의 성인에게는 평균 38조 개의 세포가 있고, 그 38조 개의 세포가 200여 종류로 나뉜다고 하죠. 
하지만 그 종류에 상관없이 모든 세포는 단 하나의 세포 수정란에서 만들어지는데요. 
대략 지름 0.1mm,

무게 0.0004그램짜리 세포 하나가 고작 266일이 지났더니 생명이 되었고, 고작 20년 남짓이 지났더니 무려 38조개의 세포를 가지게 된 것입니다. 
이런 놀라운 사실이 밝혀지기 전까지 대부분의 과학자들은 생명이 자연적으로 태어난다는 자연 발생설을 철썩같이 믿었습니다. 
생명력이라는 신비한 힘에 의해 살아있는 생명체가 저절로, 아무 이유 없이 만들어진다는 주장이었죠.

실제 17세기, 공기가 여러 성분의 기체임을 최초로 밝혀 가스라는 이름까지 붙여준 벨기에의 화학자 겸 의사 얀 티스타 햄먼트는 미랄 한 줌을 항아리에 넣은 다음, 더러운 헌옷으로 덮어놓고 3주 정도 기다리면 쥐가 탄생한다고 주장하기도 했습니다. 
그것도 새끼가 아니라, 다 자란 암수 한 쌍이 생긴다고 말이죠. 
이처럼 실험을 중시한 과학의 선구자도 자연 발생설을 굳게 믿는 시대였습니다. 
하지만 182

14년, 프랑스의 생물학자 앙리 디트르셰가 생명체를 이루는 기본 요소가 세포라는 것을 밝혀내며 굳건했던 자연 발생설이 흔들리기 시작 그는 식물 조직을 질산 용액에 넣고 가열하면서 세포들이 뿔뿔이 흩어지는 모습을 포착했는데요. 
이 논문을 바탕으로 수많은 추가 실험들이 계속되었고, 머지 않아 세포 내 핵의 존재와 그 역할을 밝혀내게 됩니다.

그리고 이 개념은 동물에게까지 확장되는데요. 
이후 1858년, 독일의 병리학자 루돌프 피르호는 세포는 이미 존재하며, 살아있는 세포에서만 생길 수 있다는 생물 속생설을 주장했고, 3년 뒤인 1861년, 루이 파스테르가 실험으로 이를 증명하면서, 당대까지 생명과학을 주름잡던 자연발생설은 처참히 무너지게 됩니다. 
그리고 1962년, 영국의 생물학자 존 거던이 핵을 제거한 개구리의 난자에 올챙이의 체세포에서 분리한 핵을 주입해, 올챙이와 유전적으로 동일한 개구리를 탄생시키는 데 성공하며, 자연 발생설의 숨통을 끊어놓게 되죠.

게다가 1996년, 정확히 동일한 원리를 적용해 그 유명한 복제양 돌리까지 탄생하게 됩니다. 
이후 계속해서 돼지와 고양이, 단봉, 낙타 등 여러 종의 동물들이 복제에 성공했고, 결국 이 관심은 인간에게까지 이어지는데요. 
그리고 바로 여기서 영생에 대한 힌트 역시 찾아볼 수 있었죠.

복제와 영생이라니 뜬금없어 보이는 이 조합은 생각보다 밀접한 관계를 가지고 있었는데요. 
특정 난자에 체세포에서 분리한 핵을 주입해 수정시키면, 수정란은 시간을 가지고 분할을 하며 어엿한 생명체의 모습을 가지게 됩니다. 
그리고 그것이 바로 생명체의 복제이죠. 
그런데 여기서 우리가 주목할 만한 부분이 있습니다. 
만약 수정에 성공한 수정란을 우리가 아픈 신체 일부분의 세포로 대체할 수는 없을까요?

수정란은 어떤 세포로도 분화가 가능한 만능 세포이기 때문에, 만약 우리 신체의 일부분이 파괴되었다면 그곳을 이 수정란으로 대체할 수는 없을까요? 여기서 나온 것이 바로 그 유명한 줄기 세포였습니다. 
1998년, 미국의 생물학자 제임스 톰스는 인간의 배아를 배양하는 과정에서, 즉 수정란이 아이가 되어가는 과정에서 줄기세포를 분리하는 데 성공했는데요. 
이 기술은 앞서 말했듯 기초 연구는 물론이고 신약 개발과 검사, 그리고 조직과 장기 이식 등에 활용될 잠재력이 워낙 커서 큰 기대를 모았.

하지만 아무리 그 능력이 뛰어나다고 한들 줄기세포를 분리하는 과정에서 인간의 배아를 파괴해야 하기 때문에, 즉 아기의 생명을 앗아가야 하기에 윤리적으로 큰 문제가 되었습니다. 
차선책으로 앞선 복제양 돌리의 사례처럼, 난자에 체세포에서 추출한 핵을 넣어 줄기세포를 만들려는 시도를 하기도 하였지만, 왜인지 번번이 실패할 뿐이었죠. 
줄기세포에서 가장 중요한 세포 분화를 일으키는 일부 물질이 핵과 함께 제거되는 것이 실패 원인으로 지목되었습니다. 
그렇게 인간의 영생에 대한 욕심은 끝이 나는 줄 알았으나,

2005년 미국 하버드 대학교 연구진이 배아 줄기세포에 세포의 시간을 되돌리는 능력이 있다는 것을 밝혀냈는데요. 
쉽게 말해 배아 줄기세포에는 이미 세포 분화가 완료된 세포를 다시 세포 분화 전의 상태로, 다시 말해 세포가 역할을 얻기 전후로 시간을 되돌릴 수 있는 능력이 있다는 것이 이는 꺼져가던 영생에 대한 불씨를 다시 한 번 활활 타오르게 만드는데요. 
배아 줄기세포를 얻는 것에 윤리적인 문제가 있다면, 왜 배아 줄기

세포가 그런 능력을 지녔는지 알면 되는 것이 아닐까요? 다시 말해, 배아 줄기세포 중 어떤 유전자가 그런 놀라운 일을 키는지 알기만 한다면, 굳이 배아 줄기세포를 채취하지 않더라도, 그 유전자만으로 세포의 시간을 되돌릴 수 있는 것이 아닐까요? 이 연구 결과를 계기로 많은 연구진들은 배아 줄기세포에서 역분화 물질을 찾기 결국 2006년, 일본 교토대학의 야마나카 신야 교수와 그 연구진들이 해당 유전자를 발견하는 데 성공합니다. 
그리고 그들은 이렇게 만들어진 세포를 유도만능 줄기세포로 이름 지었죠.

게다가 연구에서 그치지 않고, 2017년, 일본에서는 눈 안쪽 망막 중심부에 있는 황반부의 변성이 일어나 시력 장애가 생기는 질환인 황반 변성을 성공적으로 치료해내며, 이 기술은 많은 주목을 받게 됩니다. 
나아가 파킨슨병 환자의 뇌에 세포를 이식해 치료하는 데에도 성공하며, 이제 우리 인류는 세포의 시간마저도 되돌릴 수 있게 되었죠. 
결국, 다시 말해, 고작 100년이 조금 넘는 시간 만에, 우리는

세포의 시간을 되돌릴 수 있는 특정 유전자를 발견하였고, 실제 시간을 되돌리는 데에도 성공했습니다. 
아직까지 머나먼 이야기로 들렸던 노화의 치료가 성공적으로 진행된 셈이었죠. 
현재는 특정 질환을 치료하는 데에만 사용되고 있지만, 만약 연구가 계속되어 세포의 생산과 활용에 숙해진다면, 우리는 노화된 세포에 이 세포를 투입해 다시 어린 시절로 돌아가는 것이 가능해지지 않을까요?

이번 내용은 출판사 더 퀘스트에게 지원받은 도서 생물학의 쓸모를 재구성해봤는데요. 
보통 아무리 과학에 관심이 있는 사람일지라도 실생활에 바로 적용이 되지 않는 기술이라면 흥미가 떨어지기 마련입니다. 
아무리 흥미롭고 놀랍고 혁신적인 발견일지라도 우리가 누리지 못하면 결국 쓸모 없다고 생각할 수 있다. 
하지만 이번 도서는 그런 생각을 가지고 있던 사람들을 마치 적역이라도 하는 듯 우리가 외면해 왔던 생물학이 현재 꽤나 높은

수준으로 발달해 있으며, 생각보다 우리의 실생활에 가까이 와 있다는 것을 알려주었는데요. 
과학을 좋아하고 사랑하는 저조차 이런 생각을 해 왔던 만큼 신선한 충격을 받게 되어 여러분들도 이번 도서를 함께 읽어보시면 좋을 것 같다는 생각에 구독자 이벤트를 진행하게 되었습니다. 
이벤트 참여 방식은 간단합니다. 먼저 방구석 과학 채널을 구독해 주시고

영상의 댓글에 간단한 소감과 이메일을 적어주시면 됩니다. 
더 퀘스트 출판사에서 좋은 마음으로 저희 채널에 도서를 지원해 주시는 만큼 여러분들도 이벤트에 참여하셔서 도서 받아가시면 좋을 것 같습니다. 
인류의 탄생 순간부터 지금까지 인류가 꾸준하게 열망하고 있는 단 한 가지 영생. 
과학기술이 발달함에 따라 인간의 기대수명은 비약적으로 상승했지만 여전히 영생까지는 거리가 먼 것이 사실입니다.

하지만 모든 행동에 있어 쓸모없는 발견이란 없는 법 사소한 발견 하나가 현대 과학을 만들었고, 지금도 그 사소한 발견을 시작으로 엄청난 과학적 발전을 도모하고 있는 중입니다. 
그 결과 차세대 만병통치학이자 영생의 길을 열어줄 유도만능 줄기세포를 발견하기도 하였죠. 
비록 이 역시 아직까지는 우리의 실생활과 멀어 보이지만 줄기세포의 권위자인 가톨릭 관동대학교 의생명공학과 김한수 교수는 이렇게 말했습니다.

비행기로 하늘을 날고 우주선으로 우주를 개척하는 것처럼 꿈을 현실로 만들어 왔듯이 인류는 줄기세포 치료도 상용화시킬 것으로 기대합니다.