우주공간에서 DNA의 구성물이 자연생성돼 떠다닌다!

지난해 캐나다 셔브룩대학 연구팀이 생명체의 우주공간 기원에 관한 새로운 증거를 발견한 데 이어 최근 미항공우주국(NASA) 연구팀도 독자 실험을 통해 비슷한 결론에 이르는 증거를 발견했다. 

NASA 연구팀은 성간우주(interstellar space)를 재현한 진공실에서 DNA 당(sugars)을 만들어내는 데 성공했으며, 후속 연구에서 운석 표본에서 다른 당 파생물을 발견했다고 뉴아틀라스(NewAtlas) 등 해외 과학전문매체들이 최근 보도했다. 연구팀의 관련 논문은 저널 네이처 커뮤니케이션(Nature Communications) 최근호에 게재됐다.

지금까지 우리가 알고 있는 한 지구는 우주에서 유일한 생명체의 고향이다. 그러나 생명체를 이루는 화학적 구성요소(chemical building blocks)가 우주에서 생성돼 쌓이기 시작할지도 모른다는 증거가 나왔다.

지구에서 생명이 정확하게 어떻게 시작되었는지는 여전히 미스터리로 남아 있다. 특히 무생물 물질에서 살아있는 세포로 도약하는 단계가 그렇다. 현재의 주도적인 이론은 온천 표면이나 심해 열수 분출구가 간단한 생물을 낳기에 적합한 조건과 성분을 제공했다는 것이다. 그러나 여전히 수선해야 할 구성상의 허점이 존재한다.

최근 부상한 대안은 지구가 단지 생명이라는 케이크를 위한 오븐에 불과했다는 것이다. 즉, 반죽은 우주공간에서 이뤄졌을지도 모른다. 이것은 믿기지 않게 들릴 수도 있지만, 이에 대한 증거는 증가하고 있다. 생명체의 올바른 구조와 기하를 갖춘 당과 분자의 빛 서명이 우주에서 관측되었고, 생명체에 필수적인 물과 화합물이 운석에서 발견되었다.

새로운 연구는 그 증거를 더한다. NASA의 Ames연구센터의 과학자들은 DNA 당이 성간우주에서 생성될 수 있는지 여부를 알아내기 위해 연구에 착수했다. 연구팀은 알루미늄 물질을 거의 절대 영도(–273.16°C)까지 냉각시킨 후, 심우주의 상태를 재현한 진공실에 넣었다. 그런 다음 연구팀은 성간물질의 성분인 수증기와 메탄올의 가스 혼합물을 첨가했고, 마지막으로 별에서 나오는 방사선을 모방하기 위해 자외선을 진공실에 쪼였다.

극도로 추운 온도 덕분에 알루미늄에 얼음 층이 형성된 것이 발견되었고, 다시 알루미늄은 자외선을 쬐어 데워졌다. 연구팀은 알루미늄 물질을 분석한 결과 DNA의 구성요소 중 하나인 당 분자 2-디옥시리보스¹가 다른 당 파생물들과 함께 만들어진 것을 발견했다.

그러나 이러한 생명에 필수적인 분자들이 심우주 환경을 재현한 실험실에 만들어질 수 있다고 해서 반드시 그 과정이 필연적으로 자연에서 일어난다는 것은 아니다. 그래서 연구팀은 여러 개의 탄산운석 표본을 조사했고, 더 단순한 디옥시당(deoxysugar) 산과 알코올의 흔적을 발견했다. 2-디옥시리보스만큼 복잡한 것은 발견되지 않았지만, 연구팀은 아직 많은 샘플을 검사하지 않았기 때문일 수 있다고 말한다.

이 연구의 책임자 스콧 샌포드(Scoot Sandford)는 "우리는 20년 이상 우주에서 발견되는 화학물질이 생명에 필수적인 화합물을 만들 수 있는지 자문해왔다”면서 “우주는 유기화학자이다. 그것은 아주 커다란 비커와 아주 많은 시간을 가지고 있다. 그리고 결과는 많은 유기물질이며, 그중 일부는 생명체에 유용하다”고 말했다.

운석에서 이들 핵심 분자들을 발견한 것은 지구 생명체의 기원뿐 아니라 그것이 전 우주에 확산될 가능성을 설명하는 데도 도움을 준다. 소행성과 혜성은 이 우주먼지에 노출되어, 행성과 달에 충돌할 때 생명체의 씨를 뿌릴 수 있다.

“우리는 아직 생명체가 우주에서 흔한지 알지 못하지만, 우리는 생명의 구성요소의 존재가 제한 요인(imiting factor)이 아니라는 것을 꽤 확신하고 있습니다.” 라고 이연구의 수석 책임자인 미셸 누보(Michel Nuevo)는 말한다.

1)2-디옥시리보스(2-deoxyribose) : 2-디옥시리보스는 화학식이 H-(C=O)-(CH2)-(CHOH)3-H 인 단당류, DNA의 구성 성분으로 생물학에서 중요한 역할을 한다

#기사출처 : ♠New Atlas ; NASA experiment shows DNA sugars could be floating around in space  ♠Nature Communications ♠ NASA ; Sugar is Sweet, Essential to Life — and It's Probably in Deep Space

<'우주관 오디세이' 저자·인저리타임 편집위원장>(번역도움 : 김판수·부산대 물리학과3>

인저리타임 조송현 pinepines@daum.net 조송현의 기사 더보기

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