무중력 상태서 노화촉진 원인 규명
정상ㆍ돌연변이 초파리 1000마리 우주서 움직임 기록
1만3000개 유전자 변화 살펴…미세중력 적응법 기초
미국과 소련간에 치열한 우주경쟁이 벌어지던 우주개발 초기 단계에서는 누가 더 오래 우주에 체류하는가를 둘러싼 경쟁도 벌어졌다.
우주공간에서 우주비행사의 신체변화에 대한 연구가 구체적으로 이뤄지지 않던 1970년 소유즈 9호를 탑승한 소련의 우주비행사 2명은 약 18일간의 우주비행 기록을 세우게 된다. 하지만 비행을 마치고 지구로 귀환한 우주인은 일어서기도 어려울 정도로 근육이 약해지는 심각한 신체상의 이상 현상을 겪었다.
왜 그런 현상이 일어났으며 또 무중력 상태에서 오랜 시간을 생활하게 되면 우주인의 신체에는 어떤 현상이 발생하는 것일까. 앞서 설명한 예처럼 우주정거장 미르에서 오랜 시간 체류했던 우주인들은 1년 뒤 약 20%의 근육 단백질이 감소하고 뼛속의 칼슘이 한달 평균 1%씩 줄어드는 것으로 보고됐다. 이 뿐 아니라 생체시계 이상에 의해 노화도 촉진되는 것으로 나타났다. 이같은 신체변화는 단기간 우주에 머무는 경우에는 크게 문제가 되지 않지만 달 기지를 건설하거나 화성탐사를 위해 장기간 우주에 머물러야 하는 우주인들에게는 치명적일 수 있기 때문에 과학자들은 우주인 신체변화에 대해 지속적으로 연구하고 있다.
동물실험은 우주인의 신체변화 연구에 유용하게 사용돼 왔다. 일례로 1957년 11월3일 스푸트니크 2호에 탑승한 개 `라이카'와 토끼, 생쥐 등이 우주선에서 무사히 귀환해 안전성이 입증됐으며, 이후 1961년 4월 세계 최초의 우주인인 유리 가가린이 탄생할 수 있었다.
우리나라도 내달 8일 한국 최초의 우주인이 우주에서 동물실험을 진행한다. 우주인은 가로 17cm, 세로 4cm, 높이 8cm의 작은 컨테이너 안에 깨알 만한 초파리 약 1000마리를 넣고 국제우주정거장(ISS)에 올라가게 된다. 모두 20개의 칸막이가 있는 이 컨테이너에는 중력반응에 정상적으로 반응하는 정상 초파리와 비정상적으로 반응하는 돌연변이 초파리가 있어 우주환경에서의 신체변화를 관찰하게 된다. 실험은 ISS에 머무는 동안 아침에 컨테이너를 꺼냈다가 저녁에 다시 빛을 차단할 수 있는 곳에 보관해 초파리가 우주환경에서 인위적인 낮과 밤을 지낼 수 있도록 한뒤 매일 5분씩 정상 초파리와 돌연변이 초파리의 움직임을 동영상으로 촬영, 데이터를 기록하는 방식으로 진행된다. 이후 지구로 돌아온 뒤 초파리의 유전자를 분석해 유전자 변이나 이상을 조사할 계획이다.
실험 제안자인 건국대 조경상 교수는 이번 `우주환경에서 초파리를 이용한 중력반응 및 노화 유전자 탐색' 실험을 통해 중력을 감지하는 초파리의 유전자와 우주환경에 머물다 돌아온 초파리의 노화 유전자를 찾을 수 있을 것으로 기대하고 있다.
초파리의 수명은 60일 정도 되는데 8일 동안 우주에서 체류하게 되면 평균 수명 70세인 사람이 10여년 동안 우주에서 체류한 것과 같은 실험효과를 얻을 수 있어 인간이 장기간 우주에서 체류할 때 신체에 어떤 문제가 발생하고 그 원인이 무엇인지 판단하는데 유용한 데이터를 얻을 수 있을 것으로 보고 있다.
특히 이번 우주 초파리 실험은 1만3000개의 유전자가 중력에서 어떻게 반응하는지를 살펴볼 수 있다는 측면에서 무중력이 근육이나 뼈, 혈액 등 주로 생체의 외형적인 변화를 일으킨다는 지금까지의 결과와는 다른 연구결과를 얻을 수 있다는 점에서 의미가 있는 것으로 평가된다. 이와 함께 무중력 상태에서 초파리의 노화촉진이 빨리 진행되는 원인을 규명할 수 있다는 점에서 앞으로 미세 중력에 대한 적응방법을 개발할 수 있는 전기가 될 것으로 기대된다.
정리=박상현기자 psh21@
자료제공=한국항공우주연구원
정상ㆍ돌연변이 초파리 1000마리 우주서 움직임 기록
1만3000개 유전자 변화 살펴…미세중력 적응법 기초
미국과 소련간에 치열한 우주경쟁이 벌어지던 우주개발 초기 단계에서는 누가 더 오래 우주에 체류하는가를 둘러싼 경쟁도 벌어졌다.
우주공간에서 우주비행사의 신체변화에 대한 연구가 구체적으로 이뤄지지 않던 1970년 소유즈 9호를 탑승한 소련의 우주비행사 2명은 약 18일간의 우주비행 기록을 세우게 된다. 하지만 비행을 마치고 지구로 귀환한 우주인은 일어서기도 어려울 정도로 근육이 약해지는 심각한 신체상의 이상 현상을 겪었다.
왜 그런 현상이 일어났으며 또 무중력 상태에서 오랜 시간을 생활하게 되면 우주인의 신체에는 어떤 현상이 발생하는 것일까. 앞서 설명한 예처럼 우주정거장 미르에서 오랜 시간 체류했던 우주인들은 1년 뒤 약 20%의 근육 단백질이 감소하고 뼛속의 칼슘이 한달 평균 1%씩 줄어드는 것으로 보고됐다. 이 뿐 아니라 생체시계 이상에 의해 노화도 촉진되는 것으로 나타났다. 이같은 신체변화는 단기간 우주에 머무는 경우에는 크게 문제가 되지 않지만 달 기지를 건설하거나 화성탐사를 위해 장기간 우주에 머물러야 하는 우주인들에게는 치명적일 수 있기 때문에 과학자들은 우주인 신체변화에 대해 지속적으로 연구하고 있다.
동물실험은 우주인의 신체변화 연구에 유용하게 사용돼 왔다. 일례로 1957년 11월3일 스푸트니크 2호에 탑승한 개 `라이카'와 토끼, 생쥐 등이 우주선에서 무사히 귀환해 안전성이 입증됐으며, 이후 1961년 4월 세계 최초의 우주인인 유리 가가린이 탄생할 수 있었다.
우리나라도 내달 8일 한국 최초의 우주인이 우주에서 동물실험을 진행한다. 우주인은 가로 17cm, 세로 4cm, 높이 8cm의 작은 컨테이너 안에 깨알 만한 초파리 약 1000마리를 넣고 국제우주정거장(ISS)에 올라가게 된다. 모두 20개의 칸막이가 있는 이 컨테이너에는 중력반응에 정상적으로 반응하는 정상 초파리와 비정상적으로 반응하는 돌연변이 초파리가 있어 우주환경에서의 신체변화를 관찰하게 된다. 실험은 ISS에 머무는 동안 아침에 컨테이너를 꺼냈다가 저녁에 다시 빛을 차단할 수 있는 곳에 보관해 초파리가 우주환경에서 인위적인 낮과 밤을 지낼 수 있도록 한뒤 매일 5분씩 정상 초파리와 돌연변이 초파리의 움직임을 동영상으로 촬영, 데이터를 기록하는 방식으로 진행된다. 이후 지구로 돌아온 뒤 초파리의 유전자를 분석해 유전자 변이나 이상을 조사할 계획이다.
실험 제안자인 건국대 조경상 교수는 이번 `우주환경에서 초파리를 이용한 중력반응 및 노화 유전자 탐색' 실험을 통해 중력을 감지하는 초파리의 유전자와 우주환경에 머물다 돌아온 초파리의 노화 유전자를 찾을 수 있을 것으로 기대하고 있다.
초파리의 수명은 60일 정도 되는데 8일 동안 우주에서 체류하게 되면 평균 수명 70세인 사람이 10여년 동안 우주에서 체류한 것과 같은 실험효과를 얻을 수 있어 인간이 장기간 우주에서 체류할 때 신체에 어떤 문제가 발생하고 그 원인이 무엇인지 판단하는데 유용한 데이터를 얻을 수 있을 것으로 보고 있다.
특히 이번 우주 초파리 실험은 1만3000개의 유전자가 중력에서 어떻게 반응하는지를 살펴볼 수 있다는 측면에서 무중력이 근육이나 뼈, 혈액 등 주로 생체의 외형적인 변화를 일으킨다는 지금까지의 결과와는 다른 연구결과를 얻을 수 있다는 점에서 의미가 있는 것으로 평가된다. 이와 함께 무중력 상태에서 초파리의 노화촉진이 빨리 진행되는 원인을 규명할 수 있다는 점에서 앞으로 미세 중력에 대한 적응방법을 개발할 수 있는 전기가 될 것으로 기대된다.
정리=박상현기자 psh21@
자료제공=한국항공우주연구원
