분자유전학실험실 (단국대학교 분자생물학과)



 이성욱 ( 2015-10-01 09:26:12 , Hit : 979
 화성의 물에서 생명체를 찾는 것의 어려움

http://mirian.kisti.re.kr/futuremonitor/view.jsp?cn=GTB2015090390&service_code=03  
KISTI 미리안 『글로벌동향브리핑』 2015-10-01  
    
나사의 과학자들은 오늘 한때 완전히 메마르고 생명이 살 수 없는 죽은 행성이라고 생각되었던 화성에서 생명이 살 수 있을지도 모른다는 최상의 증거를 발견했다고 발표했다: 즉 적어도 화성의 일부 지역에서는 액체상태의 물이 흐르고 있다는 것이다. 화성의 적도의 언덕지역과 크레이터에서 흐르는 시냇물에서 생명체에 공급할 수 있는 영양물이 축적되어 있을지도 모른다. 이 화성의 놀라운 지역은 태양계에서 외계생명체를 찾는데 최상의 지역이 될 수 있겠지만 그렇게 쉬운 일은 아닐 것이다. 화성에서 생명체의 신호가 존재할 수 있는 잠재적인 지역을 조사하는 것은 인간을 그곳에 보낼 수 있는 가장 기본적인 정당성을 제공하는 것이다. 하지만 미국 국립과학아카데미와 유럽과학재단 (Europe Science Foundation)의 새로운 공동평가에 의하면 우리는 아직 이러한 준비가 되어 있지 않다.

문제는 로켓의 발사나 예산축소, 정치적 공방이나 대중의 지지의 문제가 아니다. 그보다 문제는 생명 그 자체에 있다. 특히 지구 미생물의 끈질김과 화성 생명체의 잠재적인 깨지기 쉬운 특성일 것이다. 화성에서 생명체를 찾기 가장 쉬운 방법은 플로리다의 케이프 커내버럴 (Cape Canaveral)에서 수입된 박테리아가 화성의 생명체를 오염시킬 수 있다는 점이다. 지구의 미생물로 오염된 화성의 생명권을 보호할 필요는 생명체가 풍부한 화성의 지역에 인간이 진입하거나 착륙하는 것을 막을 수 있을 것이라고 이 평가서의 저자들은 주장했다. 비록 이 세미나는 새로운 것이 아니지만 공식적으로 권위가 있는 연구는 흔한 것은 아니다. 나사는 인간을 2030년에 화성에 보낼 계획이다. 이러한 계획은 극단적인 오염의 위험을 갖고 있으며 나사는 이 문제를 강조하려고 하지 않는다.

역사적으로 화성탐사의 역사에서 이러한 “행성보호”의 문제는 무인탐사체의 발사에서 우선적인 우려사항이었다. 오염의 위험은 인간과 달리 기계에 대해서 문제가 될 수 있다. 무인탐사선은 방사선에 의해 타버릴 수도 있으며 박테리아를 제거하기 위해 강력한 화학물을 발사 전에 사용했다. 하지만 그럼에도 살아남는 미생물이 나사의 행성간 탐사선을 준비하는 무균클린룸에 나타나기도 했다. 아폴로 우주인들은 달에서 박테리아를 발견했다. 하지만 이 박테리아는 아폴로 우주인들이 도착하기 2년 반 전에 달에 착륙했던 무인탐사선인 서베이어 3호(Surveyor 3)의 내부진공상태에서 살아남았다. 만일 외계미생물이 이런 장소에 살았다면 화성에서도 살아남을 수 있을 것이다.

1967년에 실행된 유엔우주공간조약(United Nations Outer Space Treaty)은 지구의 생명체가 외계에 ‘해로운 오염’을 막도록 하고 있으며 국제조직인 우구연구위원회 (COSPAR, Committee on Space Research)는 미국과 유럽, 러시아와 다른 서명국가들이 행성보호 프로토콜을 만들었다. 화성을 보호하기 위해서 2002년 이후 COSPAR은 환경조건이 온난하거나 습해서 화성의 생명체가 살 수 있는 가능성이 있거나 지구의 편모충이 침입해서 살 수 있는 화성의 “특별지역”을 만들어 놓았다. 화성의 환경과 지구 생물학의 근본적인 한계에 대한 급격한 지식의 발전으로 인해서 이 특별지역의 정확한 정의는 2년마다 공식적으로 개정된다. 지난주에 발표된 새로운 공동평가는 나사의 화성탐사프로그램 분석그룹 (Mars Exploration Program Analysis Group)이 COSPAR의 특별구역에 대한 2014년 보고서에서 발견된 사항에 대해 재평가한 것이다.

좀 더 가까운 행성과학자들은 화성을 조사했으며 이들이 관찰해야 할 좀 더 특별지역에 대한 조사를 하고 있다. 특별지역은 화성의 적도와 중위도 지역에 분포되어 있으며 풍화로 인한 협곡과 언덕의 급경사지역과 크레이터 지역이다. 이러한 지역들은 <Nature Geoscience>지가 여름에 일시적으로 물이 흐르고 웅덩이가 생기는 현상을 보고한 곳이다. 특별지역은 또한 동굴과 극지의 빙하지역 밑 그리고 화산활동의 지열발생지역에서도 발견된다. 이러한 지역의 표면 밑 적어도 5미터 지하에 지하수는 얼음의 형태로 유지되고 있으며 이 행성의 광범위한 지역은 새롭게 형성된 크레이터나 최근에 탐사선의 도착으로 인해 발생한 열로 인해 물의 미생물이 살 수 있는 미생물에덴동산이 형성될 수 있다. 특별지역에는 또한 최근에 화성에서 발견된 미스터리한 메탄배출지역의 알려지지 않은 근원지도 존재할 수 있다고 새로운 평가보고서는 지적하고 있다. 지구에서 메탄은 우선 미생물에 의해 배출되지만 화성에서 발생하고 있는 측정가능한 양의 가스는 비생물적인 근원에서 형성될 수 있다.

하지만 현재 프로토콜로는 실행하기 매우 어려운 화성 방문을 필요로 하는 지역인지 아닌지 여부를 알아야 한다. 탐사선이 이 특별지역을 방문하기 전에 완전히 엄격한 무균처리를 할 수 있는 기술을 개발하는 데는 몇 년의 시간이 걸리고 수백만 달러의 비용이 들어갈 것이다. 이 프로토콜은 충분히 엄격하지 않으며 현재 기술은 탐사선의 미생물을 완전히 멸균하는 것이 불가능할 것이며 화성 또는 지구에서 박테리아가 가능한 자기유지를 할 수 있는 조건이 무엇인지 아무도 모르고 있다.

나사가 화성에서 생명체를 찾기 위한 최초의 용감한 도전은 1976년에 화성에 착륙한 쌍둥이 바이킹 착륙선이다. 그 이후 다른 탐사선들은 현재 생명체보다는 화성의 고대생명체를 찾기 위한 노력에 집중하고 있다. 심지어 멸균처리된 무인탐사선은 특별지역에 대한 탐사를 믿을 수 없는 상황에서 미생물이 가득 갖고 있는 인간은 어떨까? 만일 이 지역에 우주인들을 보낼 때 나사는 수천만 달러의 비용을 들여서 보낼 수 있을까? 만일 인간이 그곳에 도착했을 때 생명체가 살 수 있는 지역 또는 생명체가 살고 있는 곳에 산다면 즉각적으로 다른 곳으로 이동하거나 로켓을 발진시켜 다시 돌아오게 될 것인가? 이러한 해답을 찾지 못한 문제들은 현재 화성의 생물권에 대한 발견이 나사에게는 꿈의 실현이 될지 아니면 악몽이 될지 알 수 없게 된다. 화성에서 생명체에 대한 조사에서 설명되지 않는 사실들에 대해서 설명을 하지 못하는 경우에 나사는 생명체를 찾을 수 있는 가장 가능성이 높은 지역을 법적으로 피해야 한다.

칼 세이건 (Carl Sagan)은 태양의 네 번째 행성에서 생명체가 발견된다면 “화성은 화성인이 미생물일지라도 화성인에게 속하는 것”이라고 숙고했다. 이러한 관점에서 이 행성은 신성불가침의 신성지역이 될 것이며 인간이 접근할 수 없는 지역이 될 것이다. 대안적인 관점은 행성보호노력은 헛된 노력일 뿐 아니라 심지어 매우 유아적인 시도이다. 좀 더 이른 시기에 보낸 탐사선으로부터 오염된 가능성뿐 아니라 소행성의 충돌로 인해 화성은 아마도 이미 지구의 미생물의 침습을 겪었을 것이며 좀 더 현지 조건에 적응할 수 있는 생물권에 의해서 격퇴되었을 것이다.

이러한 불확실성 가운데 한 가지는 매우 확실하다고 새로운 평가보고서는 지적했다: “우주인을 화성에 보내면서 행성을 보호한다는 의미는 과학, 공학, 기술, 프로젝트 관리 및 공공정책의 결합으로 해결해야 할 문제”라고 주장했다. 나사와 다른 당국에 대한 이 성명서의 실제 의미는 확실하다: 비록 불편하지만 행성보호문제는 유인우주선이 화성으로 보낼 때는 무시하기에는 너무 중대한 문제이다. 현재 이 문제를 해결해야 할 시간이다.

출처: <네이처> 205년 9월 29일 (Nature doi:10.1038/nature.2015.18450)

http://www.nature.com/news/why-hunting-for-life-in-martian-water-will-be-a-tricky-task-1.18450







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