연자: 구자록 서울대학교 의과대학 교수

일시: 2012.05.24

장소: 서울대학교의과대학 암연구소 2층 이건희홀

제8회 한길모임이 2012년 5월 24일 40명의 회원이 참석한 가운데 진행되었습니다. 오늘 강의는 구자록 서울대학교 의과대학 교수님께서 “세포의 기원과 진화”이라는 주제로 매우 유익한 강의를 해주셨습니다.

오늘 강의내용 요약을 다음과 같이 정리하였습니다.

세포의 기원과 진화
46억년의 지구의 나이 중 첫번째 생명의 출현은 40억년전으로 여겨지고 있다. 이때의 원시지구의 대기에는 산소는 거의 없었고 이산화탄소, 질소, 수소, 황화수소, 메탄 등이 풍부하였는데 이러한 기체들이 태양빛, 우주선, 번개 등에 의해 반응하여 아미노산과 같은 유기화합물이 합성되었고, 이어서 자가 복제가 가능한 물질이 발생하였다. 시간이 지나면서 이러한 유기화합물은 지구상에 나타난 최초의 생명체인 원핵생물로 진화하였다.
  약 35억년전에는 광합성을 하여 산소를 발생시키는 세균이 출현하여 (남세균) 대량으로 번식함으로써, 몇억년이 지난후 지구대기에는 비로소 산소가 풍부해지게 되었다 (지구나이 23억년전). 비교적 간단한 구성으로 이루어진 원핵세포는 다른 원핵세포를 삼켜 공생하게 되고, 소화되지 않은 상태로 남아 있다가 그대로 남아 공생하게 되어 진핵세포로 진화된다는 가설이 세포진화의 정설로 받아들여 지고 있다. 즉, 광합성 색소를 가지고 있는 남세균을 삼킨 세포는 식물세포가 되었고 (남세균의 흔적이 엽록체), 호기성세균을 삼킨 세포는 동물세포로 진화되었다 (호기성세균의 흔적이 미토콘드리아).
  다윈이 생물의 진화를 주장하는 종의 기원을 발표하였을 당시에는 어떻게 삼엽충같은 고대에 존재하였던 생물이 현재의 다양한 생물로 진화하였을까하는 의문이 제기되었지만, 1900년대 초에 캐나다에서 5억3천만년전의 아주 다양한 화석이 발견되어 (생물종이 갑자기 폭발적으로 증가한 이시기를 캄브리아기 대폭발이라고 부름) 생물의 진화론이 힘을 얻게 되었다.
  세포는 생물체를 구성하는 구조적 또는 기능적 단위로서 세포는 핵과 세포질로 구성되어 있다. 세포질에는 에너지를 생산하는 미토콘드리아, 단백질을 생산하는 리보좀 등의 세포소기관이 발달되어 있다. 인체의 경우 274개 종류의 세포가 각각의 장기를 형성하며, 인체몸은 약60-100조개의 세포로 이루어져 있다. 핵속에는 23쌍의 염색체가 들어 있어 (22쌍과 남성은 XY, 여성은 XX염색체) 유전정보를 보존하여 자손에 전달하며, 세포질에서는 핵에서 나온 RNA의 유전정보에 근거한 단백질이 합성되고, 세포벽을 통해 단백질이 분비되거나 외부의 신호나 영양분을 받아들여 세포의 생명현상에 관여한다.
  핵에 존재하는 DNA는 이중나선구조로써 G(구아닌), A(아데닌), T(티민), C(시토신) 유전부호의 조합으로 이루어져 있는데, DNA의 이중나선 구조의 발견은 20세기 최고의 과학적 발견으로 여겨지고 있다. 인간세포는 약30억개의 G, A, T, C 유전부호의 조합으로 이루어져 있고, 이 DNA를 바탕으로 약 2만개가 조금 넘는 유전자로 전사(RNA)되고 세포활동에 필요한 단백질을 합성(번역)하게 된다 (실제로 합성되는 단백질은 백만개 이상으로 보고 있음).
  세포는 개체에서 분리하여 적절한 영양분을 공급하면 체외(시험관)에서 증식시킬 수 있는데 이를 세포배양이라고 한다. 세포는 생물의 일부이기 때문에 세포배양 연구를 통해 생명현상을 해석하는데 매우 유용하게 이용되고 있다. 특히 암환자한테서 얻은 암세포의 경우 체외에서 세포배양을 통해 무한정으로 증식시킬 수 있고, 동결보존 후 다시 해동하여 살려내어 다시 세포를 증식 시킬 수 있는데 이를 암세포주라고 한다. 암세포주는 체외에서 배양하여 항암제 등의 효능평가 암유전자 연구 등에 유용하게 이용된다.

강의 후에는 7층 한국세포주은행에서 살아있는 세포들을 관찰하였으며, 지하1층 세포주 보관 탱크시설도 시찰하였습니다.

훌륭한 강의를 해주신 구자록 교수님께 다시한번 감사합니다.

2012년 6월 21일에는 이원진 중앙일보 사회부문 정책사회부 기자님께서 “즐거운 제사”라는 주제로 강연해주실 예정입니다.