컴퓨터가 0과 1로 모든 정보를 표현하듯이, DNA는 아데닌adenine, A, 시토신cytosine, C, 구아닌guanine, G, 티민thymine, T이라는 물질로 구성되어 있다는 것을 알게 되었다. 그래서 모든 생물체는 ACGT라는 네 가지 DNA 코드를 기본 단위로 삼는다.
PCR의 원리는 한 개의 DNA를 효소와 A, C, G, T 조각 DNA를 넣어서 증폭시키는 것으로 한 번 반복될 때마다 2n의 수만큼 증폭할 수 있는 방법으로, 현대 분자생물학에 없어서는 안 될 중요한 기술이다.
과학자들이 흔히 이야기하는 것 중의 하나는 ‘보이는 것이 곧 믿는 것’이다.
과학자들은 어렵게 배양한 세포들이 죽지 않고, 무한한 생명을 가질 방법에 대해서 계속 고민을 해왔다.그래서 과학자들이 주목한 것은 암이었다. 암 조직은 죽지 않고 계속 세포분열이 일어나기 때문에, 다른 초대배양세포보다는 오랫동안 배양하는 것이 상대적으로 용이하기 때문이다. 최초로 분리된 암세포는 자궁경부암 세포로, ‘헬라세포Hela cells’라고 불리고 있으며, 아마도 생명과학을 하는 사람들은 모두가 아는 유명한 세포다.
이렇게 빛에 의해 다른 색을 띠는 유전자가 발현되는 현상을 동물에게 적용한 연구로, 빛에 의해 녹색이 붉은색으로 변하는 동물인 카에데 쥐Kaede mouse가 탄생하기도 했다.
미국의 유전학자 조지 처치George Church는 유전적으로 유사한 코끼리에 유전자 편집을 적용하여 메머드를 복원하겠다는 야심찬 계획을 발표해 전 세계의 관심을 받기도 했다. 영화 〈쥬라기 공원〉이 현실이 될 수 있을 것 같은 이야기가 실제로 진행되고 있다고 보면 된다.
눈에 보이지 않아도 사실 인류는 동물과 언제나 함께하고 있었으며 서로의 삶을 공유해왔다. 그리고 동물에 대한 사회적 인식이 더 나아질 미래에는 더욱더 공존하는 삶을 살게 될 것이다.
과학과 공학은 기초 원리를 탐구하느냐, 기술을 강조하느냐의 차이다. 쉽게 말해 떨어지는 사과를 보고 아이작 뉴턴처럼 근본 원리를 파헤치는 것은 과학, 떨어지는 사과를 받기 위해 기계를 개발하는 것은 공학이라고 할 수 있다.
즉 생명과학은 기초과학에 해당하며, 생명공학은 생명과학에서 정립한 기초 이론을 응용해 기술적으로 적용한 것을 의미한다.
한의학에서는 당뇨병을 열기가 몸 안의 음식을 태우고 자주 갈증이 난다는 뜻의 소갈병消渴病이라고 부르는데, 『조선왕조실록』에 따르면 세종대왕 또한 소갈병을 앓았던 것으로 전해진다. 당시 당뇨병 치료법은 기름진 음식을 삼가고 채식을 위주로 하는 식이 조절이 전부였다고 한다.
당뇨병 환자를 죽음의 공포로부터 건져낸 인슐린의 발명, 난임 부부들의 품에 아기를 안겨준 시험관 시술, 자녀에게 결코 물려주고 싶지 않을 유전병 인자의 제거 그리고 코로나19 바이러스 백신의 개발까지······. 이 모든 의학적 성취 뒤에는 동물이 존재한다.
외부의 유전자를 다른 생명체에 집어넣어서 특정 결과가 발생되도록 하는 기술이 바로 앞서 이야기한 트랜스제네시스 기술이다.
생식세포 연구가 누적이 되어 1978년에는 영국의 생리학자 로버트 에드워즈Robert Edwards에 의해 여성의 몸 밖에서 수정을 이뤄낸 최초의 시험관 아기 루이스 브라운Louise Brown이 태어났다.
오늘날에는 없어서는 안 될 과학기술이며 그 공로를 인정받아 2010년 노벨 생리의학상을 수상했지만, 당시에만 하더라도 상당히 큰 윤리적 및 종교적 논란을 일으켰다.
흔히 접할 수 있는 콜리플라워, 브로콜리, 양배추, 케일, 콜라비도 모두 야생 겨자를 개량해 만들어진 식물이며, 한라봉, 천혜향, 레드향, 황금향, 청견도 마찬가지다.
수의학은 동물의 해부학, 생리학 등 의학을 기본으로 환자를 치료하고 질병을 예방하는 것이 학문의 주된 줄기이다.
사람과 동물에서 서로 전염되는 질병을 인수공통전염성 질병이라고 한다. 인류가 지구라는 한정된 공간에서 채집과 포획을 거쳐 산업을 발달시키고 미개척지를 개발하는 동안, 동물과 인간은 서로의 삶에 영향을 주고받아 왔다.
이런 일련의 변화는 그동안 동물들의 서식지를 파괴하고 종의 감소를 부추겼지만, 이제 와 되짚어보면 인간에게도 그 고통이 부메랑처럼 되돌아오는 것 같다.
바로 동물의 질병이 인간에게 전염되어 예상치 못한 피해를 주는 인수공통전염성 질병을 통해서 말이다.
인수공통전염성 질병으로 인한 가장 최근의 심각한 피해는 코로나19이다.
실험동물의 생사를 바탕으로 일상으로 돌아온 우리들은 그 희생을 기리고 감사하는 마음을 가져야 한다. 그것이 수많은 종을 이용하고 보호하는 단 하나의 종으로서의 자세라고 생각한다.
유전자와 그 기능에 대한 이해는 과학의 발전과 인류 삶의 개선을 위해 필수적이라고 할 수 있다.
수의학은 동물의 질병을 이해하고 치료 및 예방하는 것에 국한되어 있지 않으며, 인류의 보건 및 건강을 넘어 결국 생태계 보전을 향하고 있다.
결국 수의학에는 인류의 보건을 증진하고 모든 생물과 어우러져 살아가는 생태계 보전의 의미가 궁극적으로 내포되어 있다고 할 수 있다.
동물들은 여전히 자신들의 질병과 고군분투하고 있다. 대개는 자연면역 획득이나 죽음으로 종결되는 외로운 싸움이다.
수의사의 고유한 의무로서 동물과 인간의 공존을 지향하는 것, 이들이 수의학에 대해 내가 강의하고 싶은 내용이다. 2023년 9월장구
유전자와 그 기능에 대한 이해는 과학의 발전과 인류 삶의 개선을 위해 필수적이라고 할 수 있다. 생명공학의 발달과 그 기초가 되는 분자생물학의 역사적인 수확들은 오늘날 인류의 미래를담보해주었다. 그런 의미에서 이를 바탕으로 한 수의학은 동물의 질병을 이해하고 치료 및 예방하는 것에 국한되어 있지 않으며, 인류의 보건 및 건강을넘어 결국 생태계 보전을 향하고 있다.
동물 질병의 치료 및 예방이 수의학의 기본이라고 할 수 있다. 그뿐만 아니라 수의학은 사람이나 척추동물 사이에서 자연적으로 감염되는 전염병인 인수공통전염병의 예방 및 방역을 위한 학문이기도 하다.
광범위한 의미에서 보면 수의학은 환경위생, 식품위생, 환경 생태계 보존 등 공중보건의 향상이 목적이기도 하다. 결국 수의학에는 인류의 보건을 증진하고 모든 생물과 어우러져 살아가는 생태계 보전의 의미가 궁극적으로 내포되어 있다고 할 수 있다.
생물학의 역사 속에서 분기점이라 불릴만한 놀라운 연구는 분자생물학에서 이루어졌다. 바로 1953년 미국과 영국의 분자생물학자 제임스 왓슨James Watson과 프랜시스 크릭Francis Crick이 밝혀낸 ‘DNA의 이중나선 구조’ 연구다. 이 사건은 분자생물학이 앞으로 우리 삶에 가져올 변화를 예견하는 신호탄이었다.1 이에 대한 공로로 이들에게는 1962년 노벨 생리의학상이 주어졌다.
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분자생물학생물체의 생명 과정을 이루는 다양한 분자들의 구조와 기능을 연구하며, 이들의 상호 작용, 제어 과정을 이해하고 생물학적 현상을 밝히는 학문. 질병의 원인과 기전을 연구하는 등 응용 분야에도 기여한다. 전염병 발생 시, 바이러스의 구조를 밝히고 신속하게 진단하여 백신 개발로 이끌 수 있는 바탕에는 분자생물학을 바탕으로 한 생명공학 기술이 존재한다.
트랜스제네시스(transgenesis)한 생물종의 유전자를 다른 종의 생명체에 넣어 특정 결과를 발생하도록 하는 기술. 생물체의 특정 유전자가 어떠한 역할을 하는지 이해하고자 할 때 사용된다. 유전질환을 지닌 동물을 통해 새로운 치료 후보 물질의 효능과 안전성을 확보하곤 하는데, 이때 유전질환이 발생하도록 외부에서 질환 유전자를 생물체에 넣어주는 기술로 이용된다.
DNA생물 정보를 담고 있는 분자. 아데닌(A), 시토신(C), 구아닌(G), 티민(T)이라는 네 가지의 염기로 구성된 이중나선 구조의 고분자화학물을 말한다. 모든 생물체는 ACGT라는 DNA 코드를 기본 단위로 삼고 있으며, 이 코드가 무한 반복되어 무작위적으로 섞여 있다. 이러한 DNA의 염기 서열을 해독해 각 염기 서열을 알아내는 것을 시퀀싱이라고 한다. 이 시퀀싱을 통해 유전체의 정보를 해독하고, 유전자의 역할과 기능, 질병 유발 메커니즘, 진화 과정 등을 연구할 수 있다.
만능세포여러 종류의 세포와 조직으로 분화되어 형성될 수 있는 잠재력을 가진 세포. 만능세포를 이용하여 원하는 세포를 만들 수 있다면, 매번 원하는 조직에서 세포를 분리하지 않아도 된다. 배아줄기세포라는 이름으로 더 잘 알려져 있다. 배아줄기세포는 착상 직전 단계 세포인 배아 단계에서 얻어진다.
종두법인류 최초의 백신이자, 우두(牛痘)를 사람에게 접종하는 일종의 예방접종법. 1796년 영국의 의학자 에드워드 제너(Edward Jenner)에 의해 목장에서 일하는 사람들이 천연두 바이러스에 감염되지 않는다는 사실로부터 착안되었다. 최초의 종두법은 소의 바이러스에 감염된 사람의 고름을 채취해 직접 접종하는 방식이었다. 종두법의 시행으로 오늘날 천연두 바이러스는 인류가 처음이자 마지막으로 종식시킨 전염병으로 기록되어 있다.
오가노이드(organoid)장기유사체, 미니장기나 유사장기라고도 부른다. 배아줄기세포, 유도만능줄기세포 등을 시험관에서 배양하거나 재조합해 같은 조직을 구현한 것이다. 동물은 물론 인체 장기의 구조와 기능을 하도록 만들 수 있다. 인공 장기를 만들거나, 직접 바이러스나 미생물을 주입하지 않아도 간접적으로 실험이 가능하여 임상실험에 앞서 약물 효능 평가에 사용할 수도 있다.
인실리코(in silico)가상 실험에서의 컴퓨터 시뮬레이션, 모델링, 데이터 분석의 수행. 실제 실험실이나 생명체 대신 컴퓨터를 기반으로 한 가상환경에서의 연구 수행을 말한다. 단일세포에서 유전자를 추출해 그 특성을 컴퓨터에 저장하는데, 이 자료들은 최근 인공지능 기술과 결합되면서 점차 정확도가 높아지고 있다. 이제 유전정보를 입력하는 것만으로 동물실험에 대한 결과를 예측할 수 있는 수준이 되어, 인실리코 분석 연구는 이제 일부에서 동물실험을 거치지 않아도 인정될 만큼 높은 정확도를 보인다.
원헬스(One Health)사람과 동물, 환경의 건강이 하나의 사이클 안에 있고, 상호 의존성이 있다고 보는 개념이다. 사람ㆍ동물ㆍ환경의 연관성과 복잡한 상호작용을 고려하여 인수공통감염병 예방 및 통제 등 위기의 영향을 완화하고, 전체적인 건강과 안녕을 개선하는 것을 말한다.
"지구는 하나의 거대한 생명체다. 사람과동물, 환경이 함께 건강할 때 비로소 살아있을 수 있다."
