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손바닥소설로 읽는 과학이야기 44. 『나는 지금 너를 읽고 있어』
종합 과학작가 박재용 (2020-06-29)

여러 가지 일을 처리하면서도 여인의 눈은 남자를 보고 있었다. 여인은 조용히 말했다. 

너는 섹스는 키스처럼, 키스는 섹스처럼 해. 그래서 나는 때로 밤새 너와 키스만 하고 싶기도 했어. 

너의 등을 바라보고 있으면 등에 난 잔털이 보여. 그게 좋아 아주 가까이서 그 잔털을 보며 손가락 끝으로 닿을 듯 말 듯 스치면 그 감촉이 좋아 등에 난 점을 세어보는 것도 좋아 니 등엔 점이 29개가 있어 가장 큰 점은 왼쪽 날개 죽지 밑에 있지 그 살짝 솟아오른 점 주위론 더 작은 돌기들이 모두 9개가 있어. 난 그 돌기마다 이름을 붙였어. 

난 너의 발꿈치도 좋아해 거기 가늘게 난 균열들. 손톱 끝으로 살살 긁으면 떨어져 나오는 각질들. 각질들을 조심스레 모아 하나씩 혀끝에 올리고 맛을 봐. 약간 시큼하고 조금 딱딱하지만, 조심스레 이빨을 쓰면 부드럽게 끊어져. 삼키기가 아쉬워 혀 위에 올려놓고 이리저리 굴리다 보면 어느새 사라져. 각질도 녹더라. 

난 너의 모든 부분이 다 좋아. 너와 자고 난 침대는 치우지 않아. 먼저 머리카락을 모두 모아. 내가 일부러 염색하는 것 아니? 항상 빨간색으로 염색하는 건 너의 머리카락과 구분하기 위해서지. 머리카락을 다 찾으면 조심스레 침대보 위를 솔로 쓸어서 한곳에 모아. 너의 각질, 너의 눈썹, 너의 먼지. 그리곤 다시 침대보를 샅샅이 살펴. 너의 침, 너의 정액. 침대에 묻은 얼룩을 찾아선 그 부분만 잘라내. 
너와 자고난 침대보는 다시 쓸 수 없어. 너의 체취가 묻은 나머지 부분도 곱게 접어 진공팩 안에 넣어. 드레스룸 한 켠엔 너와 자고난 침대보가 차곡차곡 쌓여있지. 우리의 역사야. 

남자는 미동도 하지 않고 가만히 있었다. 여인은 아주 세련된 손놀림을 보이고 있었다. 전문가다운 모습은 감탄스럽기까지 했다. 

그리고 더 중요한 사실. 나의 너의 세포를 배양했지. 너의 피부 조각에서 나온 세포 중 하나가 살아있더라고. 물론 정액에 있는 정자라면 더 쉬웠겠지. 하지만 정자엔 염색체가 절반밖에 없잖아. 난 너의 염색체 전부를 다 가지고 있는 세포가 필요했어. 너와 있는 동안에도 온전한 너가 그리웠던 걸까. 

물론 너를 다시 만들진 않을 거야. 난 알지 너의 클론을 만들어봤자 그게 너가 아니란걸. 내가 너와 만나기 전 너가 마주친 모든 것들이 현재의 너를 만든 거잖아. 그 전체를 재현하기 전엔 클론이 너가 될 순 없지. 너가 아닌 널 보는 건 참을 수가 없어. 

아냐 사실 만들고 싶었어. 난 처녀 생식을 시도했었어. 내 난자에서 핵을 빼고 네 세포의 핵을 집어넣었지. 다른 여자의 난자를 쓰고 싶진 않았어. 배란촉진제 클로미펜를 맞았지. 얼굴이 붉어지고, 온몸의 근육이 욱신댔어. 가슴이 아프고, 구토도 밀려왔지만 그게 대수겠어. 하지만 쉽지 않더라. 난자 몇 개를 얻어 네 세포핵을 주입했고, 실패했지. 다시 클로미펜을 맞고 난자를 얻고 세포핵을 주입하고, 실패하고. 몇 번을 반복했는지 몰라. 

결국 난 역분화줄기세포를 만들기로 결심했어. 그 또한 쉽지 않았지. Sox2유전자와 Klf4유전자 Oct-3/4유전자를 넣기 위해 레트로바이러스를 이용하고 싶지 않았어. 그 과정에서 바이러스 유전자가 섞일 수 있으니까. 그래서 난 플라스미드를 이용했지. 너의 세포에 플라스미드를 넣기 위해 Xfect 나노 입자를 이용했어. 가장 어려웠던 건 Oct-3/4의 발현을 통제하는 일이었어. 너무 많이 발현되어도 너무 적어도 실패하더라고. 

그래도 내 난자를 이용해서 처녀 생식을 하려고 할 때보단 나았어. 이건 최소한 난자가 없어서 못하진 않으니까. 수천 번의 실험 끝에 결국 성공했지. 그 세포를 내가 얼마나 아꼈는지 넌 모를 거야. 역분화줄기세포 그 하나를 안절부절 하며 배양하고, 다시 몇 개의 세포를 여러 배양접시에 나눠 남아 다시 배양하고, 그 과정이 혹시나 잘못될까봐 한 달 내내 불안했지. 그 세포들을 안전하게 보관하려고 셀 컬쳐 인큐베이터도 세 대나 샀어. 혹시나 해서 무정전 전원장치도 샀지. 부모님이 물려주신 유산이 이렇게나 고마운 건 또 처음이었어. 이제 인큐베이터 세 곳이 너의 세포로 꽉 차 있어. 네 번째 인큐베이터도 사야겠어. 

클론을 만들려고 몇 번 시도를 했어. 역분화세포에 자극을 주어 포배기까지 가는 건 되더라. 물론 그도 쉽지 않았지. 그런데 포배기 이후는 지금으로선 무리인가봐. 원래는 포배기 때 내 자궁에 착상시켜볼까 했는데 그걸 도와줄 사람을 구하는 건 불가능이지 않겠어. 내가 직접 내 자궁에 착상시킬 순 없고 말야. 그래서 지금 모아둔 세포로 뼈세포를 만들고 뉴런을 만들고 근육세포를 만들었어. 티슈는 그럭저럭 되는데 기관을 만드는 건 많이 어렵네. 어떻게든 해보려고 하지만 이건 돈으로 될 문제가 아닐 것 같아. 

여인은 일을 멈추고 잠시 한숨을 쉬었다. 그러다 다시 남자를 향해 살짝 웃어 보였다. 몇 달에 걸쳐 계획을 세우고 며칠을 잠을 설치며 준비한 일이었다. 이제 마무리만 남았다. 피곤이 몰려왔지만 멈출 때가 아니었다. 

그래서 지금 이 일을 하고 있어. 난 너의 뇌 전체를 다 읽을 거야. 그 속의 사소한 하나하나를 다 읽고 싶어. 완전히는 불가능하지. 사라진 단기 기억은 너의 뇌 속에 존재하지 않으니까. 하지만 너의 뇌가 선택한, 너에게 소중했던 장기기억들. 모두 읽어낼 거야. 난 너가 지금보다 더 변하지 않았으면 좋겠어. 네가 나를 가장 사랑하는 바로 그 시점에서의 너를 가지고 싶어. 지금이 바로 그때야. 

조금 더 기다리고 싶었어. 살아있는 너와 좀 더 오래 만나고 사랑하고 웃고 떠들고 싶었지. 하지만 시간이 없다는 걸 깨달았어. 몇 달 전부터 나는 너와의 사랑이 임계점에 도달하리란 걸 느끼고 있었어. 그 임계점이 지나면 너는 조금씩 내게서 멀어질 수밖에 없을 거야. 나와 만나던 누구나 그랬지. 내가 주는 사랑에 감사하고 즐거워하다가 시간이 지나면 질려버리는 걸 항상 지켜봤지. 난 그걸 견딜 수가 없어. 그래서 지금 이 순간을 저장하기로 한 거야. 더 이상 멀어지지 않게 가장 나와 가까운 그 상태를 저장하기로 했어. 아프진 않았을 거야. 저녁에 마신 술에 수면제를 탔고, 너가 자고 있을 때 급속 냉동을 했으니 말야. 

얼린 건 꼭 저장 때문만은 아니야. Cryo-EM으로 너의 뇌 상태를 읽어야 해서이기도 해. 이제 시간을 두고 너의 뇌세포 모든 상황을 읽어내서 컴퓨터로 옮길 거야. 그리고 그 속에 담긴 너의 기억을 볼 거야. 너의 기억 속 나의 모습을 보고 싶은 거야. 너를 안는 나를 너의 눈으로 보고 싶어. 너가 얼마나 사랑스러운 느낌으로 나를 안았는지 그 감정을 감상하고 싶어. 

여인은 두꺼운 강화 유리창 너머 극저온실에 남자를 옮겼다. 이미 오래전부터 그곳에 보관되어 있던 세 남자가 새로운 멤버를 반기고 있다고 그렇게 그녀는 믿고 있었다. 

아 서로 인사해. 나의 사랑들. 나와 함께 영원히 함께 할 사랑들. 

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야마나카 신야 

야마나카 신야(1962년 9월 4일 ~ )는 일본의 의학자이며 줄기세포 연구자이다. 교토 대학 iPS 세포 연구소 소장·교수, 캘리포니아 대학교 샌프란시스코 그래드스톤 연구소 선임연구원, 일본 학사원 회원이다.

2012년에 ‘성숙하고 특화된 세포들이 인체의 세포 조직에서 자라날 수 있는 미성숙 세포로 재프로그램할 수 있다는 것을 발견’한 공로로 존 거든과 함께 노벨 생리학·의학상을 수상했다. 일본인으로서는 19번째 노벨상 수상자이자 일본의 두 번째 생리학·의학상 부문 수상자이다.

역분화줄기세포

유도만능줄기세포(誘導萬能 - 細胞, 영어: induced pluripotent stem cell, iPS cell/iPSC) 또는 역분화 줄기세포는 다능성이 없는 성인의 피부세포와 같은 체세포에 역분화를 일으키는 4가지 특정 유전자를 도입한 후 발현시키거나 역분화를 일으키는 4가지 유전자가 도입된 세포에서 만들어진 역분화 유도 단백질을 추출하여 이를 다시 체세포에 주입함으로써 배아 줄기세포와 같은 다능성을 갖는 줄기세포를 만들 수 있는데 이를 유도 다능성 줄기세포 또는 역분화 줄기세포라고 한다.

2006년 일본 교토대 야마나카 신야 교수팀은 생쥐의 피부 섬유아세포에 몇 가지 유전자를 도입하여 배아줄기세포처럼 만능성을 가진 줄기세포를 만드는데 성공했다. 이듬해인 2007년에 야마나카 교수팀은 성인의 피부세포에 유전자를 도입하여 유도만능줄기세포를 만드는데 성공하였다. 

장기기억 

Long-term memory (LTM) is the stage of the Atkinson–Shiffrin memory model where informative knowledge is held indefinitely. It is defined in contrast to short-term and working memory, which persist for only about 18 to 30 seconds. Long-term memory is commonly labelled as explicit memory (declarative), as well as episodic memory, semantic memory, autobiographical memory, and implicit memory (procedural memory).

Long-term memory, unlike short-term memory, is dependent upon the synthesis of new proteins. This occurs within the cellular body, and concerns the particular transmitters, receptors, and new synapse pathways that reinforce the communicative strength between neurons. The production of new proteins devoted to synapse reinforcement is triggered after the release of certain signaling substances (such as calcium within hippocampal neurons) in the cell. In the case of hippocampal cells, this release is dependent upon the expulsion of magnesium (a binding molecule) that is expelled after significant and repetitive synaptic signaling. The temporary expulsion of magnesium frees NMDA receptors to release calcium in the cell, a signal that leads to gene transcription and the construction of reinforcing proteins. For more information, see long-term potentiation (LTP).

One of the newly synthesized proteins in LTP is also critical for maintaining long-term memory. This protein is an autonomously active form of the enzyme protein kinase C (PKC), known as PKMζ. PKMζ maintains the activity-dependent enhancement of synaptic strength and inhibiting PKMζ erases established long-term memories, without affecting short-term memory or, once the inhibitor is eliminated, the ability to encode and store new long-term memories is restored.

Also, BDNF is important for the persistence of long-term memories.

The long-term stabilization of synaptic changes is also determined by a parallel increase of pre- and postsynaptic structures such as axonal bouton, dendritic spine and postsynaptic density.[40] On the molecular level, an increase of the postsynaptic scaffolding proteins PSD-95 and HOMER1c has been shown to correlate with the stabilization of synaptic enlargement.

The cAMP response element-binding protein (CREB) is a transcription factor which is believed to be important in consolidating short-term to long-term memories, and which is believed to be downregulated in Alzheimer's disease.

Cryo-EM

Transmission electron cryomicroscopy (CryoTEM), commonly known as cryo-EM, is a form of cryogenic electron microscopy, more specifically a type of transmission electron microscopy (TEM) where the sample is studied at cryogenic temperatures (generally liquid-nitrogen temperatures). Cryo-EM is gaining popularity in structural biology.

The utility of transmission electron cryomicroscopy stems from the fact that it allows the observation of specimens that have not been stained or fixed in any way, showing them in their native environment. This is in contrast to X-ray crystallography, which requires crystallizing the specimen, which can be difficult, and placing them in non-physiological environments, which can occasionally lead to functionally irrelevant conformational changes.

Recent advances in detector technology and software algorithms have allowed for the determination of macromolecular structures at near-atomic resolution by cryo-EM. These include viruses, ribosomes, mitochondria, ion channels, and enzyme complexes. As of 2018, cryo-EM can be applied to structures as small as hemoglobin (64 kDa) and with resolutions up to 1.8 Å. Cryo-EM structures currently represent just over 2.5% of structures deposited in the Protein Data Bank, although this number is rapidly increasing as more and more cryo-EM structures are published each year. An application of cryo-EM is cryo-electron tomography (cryo-ET), where a 3D reconstruction of the sample is created from tilted 2D images.

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박재용(오래된 공부 못하는 학생, 과학 작가, 사단법인 ESC 회원 )
글쓴이의 아주 주관적이고 편파적인 시선으로 과학의 역사 곳곳에 드러난 혹은 숨은 여러 사건을 바라보고 이를 엽편소설 형식으로 씁니다. 소설이니 당연히 팩트가 아닌 점도 있습니다. 감안하고 읽어주세요.
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