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과학하고 앉아있네 9: 김우재의 초파리 사생활 엿보기 : 초파리, 진화론과 분자생물학을 통합하다 | 초파리로 읽는 유전학의 역사
김우재 ㅣ 동아시아
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2018년 05월 02일
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128page/130*190*13/191g
  • ISBN
9788962622270/8962622270
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  • “초파리, 진화론과 분자생물학을 통합하다” 캐나다 오타와대학 김우재 교수 초파리로 읽는 유전학의 정수 듣는 재미에서 읽는 즐거움으로, 더욱 논리적이고 풍부한 지적 경험. 초파리는 생물학의 두 갈래를 극적으로 통합한 가교, 판문점 역할을 한다. 그렇기 때문에 초파리는 생물학사에서 매우 중요한 모델생물이다. 초파리 연구의 대부 격인 토마스 헌트 모건의 제자들은 ‘초파리’를 가지고 유전체 분석을 통한 종(種)분화 연구, 염기 서열 분석을 통한 유전자 분석 연구 등을 진화생물학과 실험생물학 두 분야를 넘나들며 광범위하게 수행했다.
  • 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 통...
  • 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
  • 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. 12-13쪽 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. 18쪽 우생학은 유전학이 잘못 응용된 케이스였어요. 과학이 섣부르게 응용학문으로 발전했을 때 나타나는 가장 악독한 케이스지요. 나치는 우생학을 인종청소를 하는 과학적 근거로 사용을 했습니다. 미국은 이민법이라는 법률로 다른 인종을 받아들이지 않았고, 그리고 저소득층의 여성들을 불임시술을 시켰어요. 이 법을 제정하는 데에 근거가 된 것이 우생학이었습니다. 아주 최악의 학문이지요. 26-27쪽 어떤 부분이 유전이고, 어떤 부분이 환경이냐 하는 것은 어려운 문제입니다. 사실 복잡한 행동일수록 유전자의 영향을 덜 받습니다. 대부분 그래요. 특히 인간의 사고와 같은 건 거의 영향을 안 받는다고 봐요. 인간은 원래 읽고 쓰게 진화하는 동물이 아니거든요. 그러니까 우리가 읽고 쓰는 능력은 전적으로 완전한 환경의 선물인 거예요. 이건 안 배우지 않으면 할 수 없어요. 이건 문화가 만든 거죠. 48쪽 김 ─ 초파리 수컷이 수컷들끼리 자라면 혼자 자란 수컷보다 섹스를 오래 한다는 걸 연구해요. 이걸 롱거 메이팅 듀레이션longer mating duration이라고 해요. 제가 이름 붙였어요. 원래 롱거 섹스 듀레이션longer sex duration이라고 붙였거든요. 그러니까 약자로 LSD가 되잖아요? 원 ─ 그러네요. LSDlysergic acid diethylamide는 유명한 마약이죠? 환각제. 김 ─ 이 유머를 교수님이 싫어하는 거예요.(웃음) 그래서 LSD가 될 뻔했던 논문이 LMD가 됐어요. 너무 안타까워요. 초파리 유전학자들은 이름 짓는 것을 좋아합니다. 그래서 돌연변이 중에 이름이 희한한 게 많아요. 빈센트 반 고흐도 있고, 베토벤도 있어요. 못 듣는 초파리들은 베토벤이에요. 91쪽 한국사회에 필요한 건 과학이 대중화되는 것도 아니고 대중이 과학화되는 것도 아니에요. 원래 과학이 가지고 있었던 정신을 그대로 가진 과학이 되면 돼요. 그런데 한국사회에는 그런 과학이 없어요. 과학의 과학화가 가장 중요하지, 대중을 계몽하는 게 먼저가 아니라 생각해요. 제가 하는 행동들은 과학이 ‘과학스러운 것’들을 그대로 대중에게 보여주는 일이라 생각해요. 대중은 제 이야기를 잘 들어줍니다. 그런데 과학자들은 잘 안 들어요. 정치인들은 아예 귀가 없는 것 같고요.(웃음) 110쪽
  • 김우재 [저]
  • 초파리 유전학자로 어린 시절부터 꿀벌이나 개미 등 사회성 곤충에 관심이 많았다. 연세대학교 생물학과를 졸업, 동물행동학을 연구하고자 했으나 한국에선 개미나 꿀벌을 연구하는 과학자가 되기 어렵다는 사실을 깨닫고, 전공을 바꿔 포항공과대학교(POSTECH)에서 분자바이러스학으로 석사와 박사학위를 받았다. 이후 박사후연구원으로 미국에서 초파리 행동유전학을 연구하기 시작했다. 초파리 행동유전학의 창시자인 시모어 벤저의 제자 유넝 잔에게 사사했으며, 현재 캐나다 오타와대학교에서 사회적 행동의 분자적 기제와 신경회로를 연구하고 있다. 본업인 행동유전학 연구에 매진하고 싶지만, 가끔 한국사회의 과학이 부패한 권력과 영혼 없는 관료사회에 유린당할 때, 혹은 박정희식 경제발전 패러다임을 벗어나 건강하게 자리잡는 데 도움이 되는 일이 있을 때 글을 써서 의견을 낸다. 저서로 《4차 산업혁명이라는 유령》, 《과학하고 앉아 있네 9-김우재의 초파리 사생활 엿보기》(이상 공저) 등이 있다. 과학자로서 평생을 걸고 마지막으로 이루어야 할 목표를 위해 다른 삶을 준비 중이다. 여전히, 초파리로 세계정복을 꿈꾸고 있다.
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