"비소 기반 미생물 발견..생명체 개념 확장"<NASA>
`생명체 6대 원소' 통념 파괴..외계생명체 후보지도 확대
(워싱턴=연합뉴스) 성기홍 특파원 = `생명체의 필수 6대 원소'인 탄소(C), 수소(H), 질소(N), 산소(O), 인(P), 황(S)이 아니라 비소(As)를 기반으로 한 박테리아가 존재할 수 있다는 사실이 최초로 미국에서 확인됐다.
미국 항공우주국(NASA) 우주생물학 연구소와 애리조나 주립대학 연구진은 2일(미 동부시간) "비소 성분이 아주 많은 캘리포니아주 동부 모노 호수(Mono Lake)의 침전물 속에서 신종 박테리아(GFAJ-1)를 발견해 배양하는데 성공했다"고 발표했다.
연구진은 "이 박테리아는 단지 비소를 먹는데 그치지 않고 독성원소인 비소를 박테리아의 DNA로 융합시켰다"고 밝혔다.
비소를 기반으로 한 박테리아의 발견은 생명체가 생존을 유지하는데 필요한 요소들에 대한 전통적인 개념을 허무는 것이며, 우주에서 생명체가 발견될 수 있는 잠재적인 장소가 확대될 수 있다는 것을 의미한다.
NASA 연구팀은 "이번 발견은 과학자들이 지구상 생명체의 다양성에 관해 얼마나 제대로 몰랐는지를 나타내는 것이며, 다른 행성이나 달에서 외계 생명체를 찾기 위해 탐색해야 하는 곳들이 늘어나는 것을 드러내는 것"이라고 말했다.
지금까지 NASA는 외계 생명체를 찾기 위해 지구와 동일한 원소 기반을 가지고 있고, 탄소, 수소, 질소, 산소, 인, 황 등 생명체 필수 6대 원소가 있는 행성에서만 탐색작업을 펼쳐왔다.
애리조나 주립대학 연구원 에리얼 안바르는 발표문을 통해 "우리가 알아온 생명체는 특정한 화학 원소들을 필요로 하고 다른 원소들을 배제했다"며 하지만 이번 연구로 다른 대안이 있을 수 있고 생명체들이 다양할 수 있음이 나타났다고 말했다.
이 연구팀은 자연발생적으로 생성될 수 있는 박테리아가 생존하는데 필수적인 원소인 인(P) 성분은 아주 소량이지만 비소 성분이 가득 차 있는 캘리포니아 모노 호수에서 미생물 배양에 성공했다.
이번 연구결과는 이날 과학저널 `사이언스'에도 동시에 게재, 발표됐다.
이번 연구의 핵심은 지구상에서 최고 독성 물질중 하나로 알려진 비소가 일부 생명체가 생존할 수 있는 물질이 될 수 있음을 나타내는 것이다.
탄소, 수소, 질소, 산소, 인, 황 등 6대 원소는 단백질과 지방, DNA의 핵산을 형성하는 요소로 알려져왔지만, 다른 원소들은 왜 필수요소가 되지 않는지에 대한 이론적 이유는 없었으며 단지 과학자들이 6대 원소 외에 다른 원소를 기반으로 하는 생명체를 발견하지 못했기 때문이라고 전문가들은 말했다.
이 연구에 참여한 NASA 우주생물학 연구소의 울프-사이먼 박사는 "우리의 발견은 생명체가 우리가 일반적으로 추정하고 상상하는 것보다 훨씬 융통성이 있는 것이라는 사실을 드러낸다"고 말했다.
울프-사이먼 박사는 "지구의 어떤 것이 이렇게 예측하지 못한 것을 할 수 있다면, 우리가 못 본 생명체는 다른 어떤 것을 할 수 있겠는가"라고 반문하며 "이제 우리가 이를 찾아나설 때"라고 말했다.
< 편집 : 송지영 >sjy02@yna.co.kr 연합뉴스 | 입력 2010.12.03 11:23
http://media.daum.net/foreign/cluster_list.html?clusterid=244773&newsid=20101203050629032&clusternewsid=20101203050629032
* 필수원소 ‘인’ 없어도 생존… 우주 생물 가능성 높아졌다
'우주 생명체'에 대한 전 세계인의 관심을 불러일으킨 미 항공우주국(NASA·나사)의 중대 발표는 생명체의 생존 요건에 대한 획기적인 발견인 것으로 드러났다. 생명체가 살아가는 최소한의 요건이 기존에 알려진 것과 전혀 다를 수 있고 전혀 다른 생명체가 존재할 수 있다는 것이 나사의 연구 결과다. 즉, 지구 상의 생명체에 대한 지식으로는 우주인 또는 우주 생명체에 대해 완벽히 이해할 수 없다는 새로운 사실이 밝혀진 셈이다. 때문에 이번 발견은 하늘의 별을 바라보기 시작한 이후 수천년간 인류가 꿈꾸고 찾아온 우주 생명체가 '상상 이상의 모습'일 수 있다는 근거로 평가되고 있다.
나사 우주생물학 연구원 펠리사 울프 사이먼 박사와 애리조나 주립대(ASU) 공동 연구진은 2일(현지시간) 과학저널 사이언스에 발표한 논문에서 생명체의 필수 원소 중 하나로 알려진 인(P) 대신 독성을 가진 비소(As)를 기반으로 살 수 있는 박테리아를 발견했다고 밝혔다. 비소가 태양계 위성을 비롯한 행성에 널리 분포돼 있지만 생명체 생존에 악영향을 미치기 때문에 오히려 생존 요건에서 배제돼 왔다는 점을 감안하면 우주 생명체 발견의 가능성이 획기적으로 높아진 셈이다. 나사는 지난달 29일 홈페이지를 통해 "외계 생명체에 대한 증거를 찾는 데 영향을 미칠 우주생물학적 발견에 대해 기자회견을 열겠다."고 공지했다. 이에 따라 전 세계 네티즌과 과학계가 이를 '우주 생명의 발견'으로 추측해 한층 기대감을 부풀려 왔다.
사이언스에 발표된 논문은 '인 대신 비소를 사용해 살 수 있는 박테리아'라는 제목으로 지구와 전혀 다른 환경에서 살 수 있는 생명체의 존재 가능성을 입증했다. 1950년대 왓슨과 크릭이 DNA의 구조를 발견한 이후 급속히 발전한 현대 생물학은 지구 상의 모든 생명체가 탄소(C), 수소(H), 질소(N), 산소(O), 인(P), 황(S) 등 6가지의 '생명체 필수 원소'를 기반으로 살아간다는 사실을 확인했다. 따라서 지난 수십년간 우주생물 탐사는 생물이 살기 위해서는 6가지 원소를 모두 보유하고 있어야 한다는 점에 초점을 맞췄다.
그러나 이번 연구에서 울프 사이먼 박사는 미국 캘리포니아 동부 모노 호수의 침전물 속에서 발견한 박테리아 GFAJ-1을 인 대신 비소를 넣은 배양액으로 배양하는 데 성공했다. 특히 연구진은 질량 분석을 포함한 여러 가지 연구를 통해 GFAJ-1이 단백질, 지질, 핵산, DNA 등에서 배양액에 포함된 비소가 인을 완전히 대체해 생체 활동에 사용하고 있다는 사실을 찾아냈다.
울프 사이먼 박사는 원소주기율표에서 인 바로 밑에 위치하면서 화학적으로 유사한 성질을 갖고 있는 비소와 인이 교환 가능할 것이라는 가설을 지난해 1월 국제천문학 저널에 발표한 이후 이를 입증할 수 있는 생명체를 찾아왔다. 나사는 '원소를 따라가라(follow the elements)'라는 우주생물학 연구팀을 구성해 이 가설을 입증하는 데 전폭적인 지지를 보내왔다. 울프 사이먼 박사는 사이언스에서 "이번 발견은 우리가 알고 있는 생명체가 추정해왔거나 상상할 수 있는 것보다 훨씬 큰 융통성을 가질 수 있음을 알려줬다."면서 "생물학 교과서가 다시 쓰여야 할 것"이라고 강조했다. 공동 연구에 참여한 폴 데이비스 ASU 교수는 "이 박테리아는 거대한 빙산의 일각에 불과하다."면서 "아예 필수 구성 요소가 필요치 않은 생물이 존재할 수 있다는 점을 입증하면서 생물학에 새로운 영역이 열렸다."고 말했다.
전문가들은 이번 연구 결과가 우주 환경에서 생물체 존재 가능성을 획기적으로 높인 것으로 보고 있다. 비소가 인과 달리 태양계는 물론 우주 공간에서 광범위하게 발견되는 원소인 까닭에서다. 실제로 토성의 위성인 타이탄을 비롯한 태양계의 위성에서도 비소는 중요한 구성 요소로 밝혀진 적이 있다.
박건형기자 kitsch@seoul.co.kr 서울신문 | 입력 2010.12.03 05:06
http://media.daum.net/foreign/cluster_list.html?clusterid=244773&newsid=20101203050629032&clusternewsid=20101203050629032
* 전문가들 “지구에 ‘그림자 생물권’ 존재 가능” 흥분
2일(현지시간) 미국 항공우주국(NASA)가 독성물질인 비소(As)를 활용해 생존하는 신종 박테리아의 존재를 공식 발표하면서 학계가 술렁이고 있다. 전통적 생명체의 개념을 뒤엎는 획기적인 이번 발견에 일각에선 기존 개념에서 완전히 벗어난 '그림자 생물권'이 지구에도 존재할 가능성을 염두에 두고 이들을 찾아야 할 것이라고 주장하고 나섰다.
리즈메트로폴리탄 대학 존 엘리엇 박사는 이번 연구결과에 대해 "벽돌 하나를 들어 높은 담장 밖으로 던져 넘긴 획기적인 사건"이라면서 "통념을 뛰어넘어 우주에 생명체가 살아 있음을 알려주는 것"이라고 평가했다. 캐임브리지 대학의 사이콘 콘웨이 모리스 교수도 "과소평가된 생명체의 다양성을 보여주는 놀라운 결과"라고 의미를 부여했다.
미국 애리조나스테이트대학(ASU)의 폴 데이비스 교수는 시카고에서 열린 미국과학진흥협회(AAAS) 심포지엄에서 "그림자 생명체가 비소 성분이 들어 있는 호수나 들끓는 심해 열수구에 숨어 있을 수 있다"면서 "화성까지 갈 것도 없이 이들은 바로 우리 코앞에, 어쩌면 우리 코 안에 살고 있을 수도 있다"고 말했다.
그는 지구상에서 생명체의 발생이 한 차례 이상 일어났을 가능성이 있으며 바로 이런 '제2의 창세기'의 자손들이 오늘날까지 '그림자 생물권'을 이루며 살아남았지만 생화학적 구조가 너무도 달라 아직 포착되지 않았을 가능성이 있다고 주장했다. 그는 만일 이런 것이 존재한다면 DNA와 RNA를 기반으로 할 것이며 약간 다른 유전자 암호와 다른 아미노산을 갖고 있을 것으로 추정했다.
그는 이들이 생태적으로 고립돼 있다면 사막이나 소금호수 등 기압이나 온도, 적외선 수치가 높은 지역에서 찾아야 할 것이며 모노 호(湖)처럼 비소 농도가 높은 곳도 염두에 둬야 한다고 말했다. 그는 또 지구와 화성 사이에서는 암석이 오갈 때 이에 묻어 생명체의 교류가 있었을 가능성도 있다면서 "지구상에서 생명체가 단 한 차례 이상 발생했다면 우주 전체에서도 마찬가지일 것"이라고 강조했다.
플로리다 주립대의 스티브 베너 교수는 외계 생명체가 어떤 모습일 지 알아보기 위해서는 이를 직접 만들어봐야 한다고 주장했다. 생명체처럼 움직이는 새로운 분자를 만들어낼 수 있다면 우리 주변에서 이런 것을 찾아야 한다는 것이 그의 지론이다. 베너 교수는 자신의 연구팀이 실제로 인공 생명체 비슷한 것을 만들어 냈다면서 "이는 다윈론적 진화가 가능한 최초의 인공적인 화학 시스템"이라고 말했다.
그는 4개가 아닌 6개의 알파벳으로 구성된 DNA 이중나선구조를 갖고 있는 이것이 비록 자생능력이 없어 먹이를 줘야 하는 존재이지만 진화하고 있는 것은 분명하다고 강조했다. 그는 "생명체에 관한 우리의 개념이 지나치게 지구중심적"이라면서 "우리가 자생능력이 있고 다윈론적 진화가 가능한 화학 시스템이라 해서 이것이 보편적인 생명체의 개념을 의미하지는 않는다"고 말했다.
유지현 기자/prodigy@heraldm.com 헤럴드경제 | 입력 2010.12.03 11:08
http://media.daum.net/digital/view.html?cateid=1046&newsid=20101203110810001&p=ned
* 생화학적 개념을 송두리째 뒤엎는 "비소(As)를 먹는 세균"
http://bric.postech.ac.kr/trend/news/view_kisti.php?id=179894