Getty Images Bank
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20세기는 ‘DNA(디옥시리보핵산) 시대’였다. 1866년 그레고어 멘델이 완두콩 실험 결과를 발표한 이후 유전자의 실체를 찾기 위한 과학자들의 경쟁이 벌어졌다. 1953년 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭이 DNA 나선구조를 규명하면서 세상은 기대에 부풀어 올랐다. DNA는 ‘생명의 비밀’로 여겨졌고, 염기 서열과 각 부분의 기능을 밝히면 질병 진단, 신약 개발, 맞춤형 치료 등에서 엄청난 도약을 할 수 있을 것으로 믿었다. 반면 RNA(리보핵산)는 DNA의 유전학적 지시를 단순히 전달하는 역할만 하는 ‘DNA의 조력자’ 정도로 여겨졌다. 하지만 2003년 ‘인간 유전체 프로젝트’로 32억 쌍의 인간 DNA 염기 서열이 다 밝혀지고도 기대했던 도약이 없자 과학자들은 RNA로 눈을 돌렸다.

[책마을] RNA는 어떻게 21세기 생명과학 중심에 섰나
21세기는 ‘RNA 시대’다. 2000년 이후로 RNA와 관련된 획기적 발전을 이끈 과학자들이 노벨상을 10개나 받은 것만 봐도 그렇다. 최근 국내에 번역 출간된 는 RNA 연구로 1989년 노벨화학상을 받은 토머스 체크가 쓴 RNA에 대한 러브송이다. 저자는 1982년 RNA 분자가 스스로 스플라이싱(이어맞추기)할 수 있다는 혁신적 사실을 밝혀냈다. 이는 RNA가 단순히 유전 정보 운반체를 넘어 촉매 기능까지 수행할 수 있음을 최초로 증명한 발견이다. RNA가 능동적인 생명의 조율자, 촉매제, 변혁의 주체임이 밝혀지면서 21세기 생물학, 의학, 생명공학의 혁신을 이끄는 핵심 요소로 자리 잡았다. 지난 수십 년간 학계에선 DNA에 가려 심복으로 여겨진 RNA야말로 생물학의 가장 큰 수수께끼를 풀기 위한 핵심임을 밝혔다.

이 책은 저자를 비롯한 그런 과학자들이 반세기 동안 이어온 발견의 여정을 뒤쫓는다. 1부에서는 RNA가 어떻게 ‘바이럴’하게 퍼졌는지, 어떻게 주요 연구 대상으로 떠올랐는지를 다룬다. RNA의 놀라운 힘을 처음으로 엿본 초창기 실험에서부터 RNA가 세포 반응을 촉매할 수 있다는 저자 자신의 패러다임을 바꾸는 발견, 저자의 연구팀이 촉매제로 작용하는 RNA인 리보자임을 발견하는 과정을 담았다. 리보자임은 ‘효소란 당연히 단백질’이라는 굳건해 보였던 자연법칙을 위반하는 존재다. 이 연구 성과로 저자는 노벨상을 받았고, 이때부터 RNA는 단순히 수동적인 역할이 아니라 중요한 물질로서 새롭게 인정받기 시작한다.

2부에선 RNA가 자연의 한계를 넘어 생명을 증진하고 연장하는 방식을 최신 생명공학 기술을 아울러 이야기한다. RNA가 크리스퍼를 통한 유전자 편집으로 질병 치료에 기여하며, 노화 과정뿐만 아니라 생명의 샘으로 알려진 텔로미어와도 깊은 관련을 맺고 있음을 알게 된다. 이뿐만 아니라 RNA는 지구 생명체의 기원에 관한 비밀도 품고 있다. RNA는 DNA처럼 정보를 저장할 수 있으나 정보 저장은 RNA의 능력 중 극히 일부로, DNA와 달리 살아 있는 세포 내에서 능동적인 역할을 수행한다. 다른 RNA 분자를 꼬아 잇는다거나 단백질을 조합하는 등 효소처럼 움직일 수 있다. 또 줄기세포가 활동성을 유지하게도 하며, 염색체 말단에 DNA를 구축해 노화를 방지하기도 한다.

이런 장점을 지닌 RNA는 결국 DNA의 그림자를 벗어나 어마어마한 잠재력을 드러낸다. 이 책은 어렵게 느껴질 수 있는 RNA의 원리를 다양한 비유로 설명해 과학을 잘 모르는 독자도 이해하기 쉽게 쓰였다. 코로나 때 수백만 명을 살린 혁신적 mRNA(메신저리보핵산) 백신, RNA를 통한 난치병 치료, 혁신적 신약 개발의 최전선을 엿볼 수 있다.

설지연 기자 [email protected]