편광이 가상의 ‘거울 생명’을 존재하기 전에 탐지할 수 있다

스트래스클라이드 대학교와 더럼 대학교 연구진은 자신들이 최초라고 설명하는 ‘거울 생명’ 탐지 방법을 제안했다. 거울 생명은 지구 생물체에서 발견되는 분자의 반전된 형태로 이루어진 가상의 생명체이다. 이 제안은 《로열 소사이어티 오픈 사이언스》(Royal Society Open Science)에 실렸다.

거울 생명이 우려되는 이유

거울 생명은 오늘날 존재하지 않는다. 그럼에도 일부 전문가는 그 창조를 심각한 생물안전 문제로 본다. 이러한 생물체는 지구 생태계에서 예측할 수 없게 행동할 수 있고, 사람과 동물, 식물을 보호하는 자연 방어 체계를 피할 수도 있기 때문이다. 가능성은 낮다고 여겨지지만 결과는 심각할 수 있으며, 과학자들은 거울상 생체분자로 번식하는 생물체를 만들려는 연구를 제한할 것을 권고했다. 이 주제는 영국 정부과학실과 유엔 사무총장 과학자문위원회의 관심을 끌었다.

이 과학은 카이랄성, 즉 분자의 ‘손잡이성’에 기반한다. 왼손과 오른손처럼 일부 분자는 같은 원자가 같은 순서로 연결되어 있지만 3차원 배열이 다른 두 가지 형태로 존재한다. 우리 몸은 두 형태에 매우 다르게 반응할 수 있다. 어떤 약의 한 형태는 효과가 있어도 그 거울상은 효과가 없거나 해로울 수 있다.

지문으로서의 빛

이 방법은 원편광 발광(CPL)에 의존한다. 이는 편광이 회전하는 방향이 물질의 손잡이성을 드러내는 빛 방출이다. 같은 기본 개념 덕분에 현대 3D 영화관 안경이 입체 영상을 만들어 낸다. 연구진은 세포 내부의 특정 구조에 부착하는 특수 형광 프로브를 제안한다. 결합하면 시료가 일반 생명의 손잡이성을 지녔는지 그 반대인지를 보여 주는 특징적인 CPL 신호를 내게 된다.

프로브 하나만으로는 오해를 낳을 수 있으므로, 연구진은 서로 다른 세포 구조를 겨냥한 여러 프로브를 결합해 판독의 신뢰도를 높일 것을 제안한다.

입증된 것과 입증되지 않은 것

이 기술은 일반 생물 시료로 다듬을 수 있으므로 거울 생물체를 만들 필요가 없다. 더럼 대학교의 로버트 팔(Robert Pal) 교수는 이미 현미경, 카메라, 세포 플레이트 리더를 이용한 실험실 규모의 CPL 탐지를 시연했다. 그러나 거울 생명을 위해 설계된 완전한 탐지 방법은 아직 실험으로 입증되지 않았으며, 생물 시료에서 서로 다른 손잡이성을 안정적으로 구별할 수 있음을 보이려면 더 많은 연구가 필요하다.

이 연구를 이끈 스트래스클라이드 대학교의 루이스 매켄지(Lewis MacKenzie) 박사는 이렇게 말했다. “우리는 거울 생명이 내일 나타나리라고 예상하지 않지만, 만약 나타난다면 결과는 심각할 수 있으며, 필요해지기 전에 탐지 방법을 개발하는 것이 합당합니다.”

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