돌연변이 초파리가 너무나 중요하다?! 발생과정으로 알아보는 초파리의 비밀! (중동고등학교 안주현 과학교사 2부)

지금 왼쪽에 아랫줄 배통통 사진 여러분 찾으실 수 있죠 이제 배통통 예쁜 14스테이지네 어 근데 [웃음] 찾았어요 인사할 시간도 맞습니다 여러분의 시간을 낭비해 드릴 느리지만 쿨한과 랩 미팅입니다 반갑습니다 교수님들 안녕하세요 반갑습니다 세 아 이게 이제 본격적인 우리의 관심 제가 이제 주로 관심을 가졌던 당 드립니다 지금 왼쪽에서 오른쪽으로 갈수록 소위 말하는 노화가 진행되고 있습니다 노화 오른쪽으로 갈수록 점점점점 발생이지 맞아요 정확한 포인트입니다 지금 보시면 이게 껍질을 벗겼고 때문에 내부에서 일어나는 변화가 이렇게 겉으로도 보이고 있는 거고요 이건 전자현미경 사진인데 표면을 보는 주사 전자현미경으로 찍은 사진입니다 보면은 왼쪽에는 굉장히 그냥 매끄러워 보이는 알이 있는데 오른쪽으로 갈수록 뭔가 몸에 구획이 점점점점 나눠져 있고네 노화가 돼서 주름이 생기듯이 변해 가는데 잘 보면 굉장히 역동적인 변화가 일어나고 있다는 걸 알 수가 있어요 왜냐면 첫 번째에서 두 번째 넘어갈 때는 그냥 적당히 구역만 나눠진 줄 알았는데 세 번째부터 뭔가 소용돌이처럼 구부러진 현상이 일어났죠네 번째로 넘어가면 구부러진게 더 길어지면서 체절이라고 부를 수 있는 구조가 희미하게 나타나기 시작합니다 오른쪽에 보이죠네 그다음 사진 보면은 조금 더 체절이 분명해지고 그다음에 이렇게 지금 꼬리가 머리쪽으로 이렇게 감겨 있는 모습인데 꼬리가 점점 짧아지고 다 이게 되게 재밌는 건데 세 번째네 번째 다섯 번째를 보시면 세 번째에는 꼬리가 머리까지 가지 않았거든요네 번째에는 오히려 꼬리 부분이 머리까지 가서 닿을 정도로 올라갔어요 그리고 나서 그다음 꼬리가 다시 내려오죠 발생이 진행되면서 안에 배이 형성되고 있는데 즉 층층이 내부에서 뭔가 이제 자리를 잡아가고 있는 거예요 그러면서 겉으로 드러나는 변화들이 저렇게 드러나는 겁니다 그리고 나서 그다음 여섯 번째 오면 제가 제일 좋아하는 단계이 와중에 또 좋아하는 단계가 있어요 진짜 약간 우리 오늘 가스 라이팅 나가고 있는 느낌이야 예쁜 라이팅 제일 좋아하는 단계 스테이지 14 14 단계인데 아 다시 빨리 사진 보여주세요 이거 같이 봐야 된단 말이에요네 어 맞아요 저분 아 정확한 포인트 지으셨다 배가 통통하고 절이 체이 거의 완성 어 너무 귀엽잖아요 그니까 사실 이게 더 촘촘한 단계가 있는데 그중에 대표적인 단계를 가져와서 그런데 저 단계가 바로 제가 타게팅한 유전자 연구대상 유전자가 가장 활발하게 나타났던 그 단계입니다 저 배가 통통한 저 모습만 보면 마음이 설리지구 잘 먹어요 아 번데기 옛날엔 잘 먹었는데 초파리 연구하고 나서 잘 못 먹습니다 아 좋 왜냐면 내부에서 무슨 일이 일어나는지 봤기 때문에 아무튼 빨리 사진 보여 주세요 저를 잘 봐야 되는게 저 배통통 단계가 왜 중요하냐면 체절이 거의 완성이 됐어요 그 이전 단계란 비교하면 그니까 곤충은 절지 동물이 아아 그래서 몸에 체절 있는게 굉장히 중요한 얘네의 특징인데 체절 규칙성이 확립이 되어 있는 단계란 말이에요네 저게 확보가 되면 이제 아까 이제 농담처럼 얘기했지만 내부의 내장 기관들이 지자리 찾을 수 있어요 발생해 되게 중요한게 뭐냐면 정확한 시기에 정확한 장소에서 정확한 사건이 일어나야지 개체가 나올 수 있어요 그게 발생의 핵심입니다 그 시기를 비겨 나가거나 아니 장소가 벗겨 나가거나 아니면 그 사건이 일어나지 않거나 뭔가 희미하게 일어나 버리면 정상적인 개체로 나타날 확률이 너무 떨어지죠 근데 하물며 저렇게 발생 초반에 초기의 자리를 잡는 동안에 돌연변이가 일어나서 뭔가 문제가 생기면 완전히 그 이후 발생 과정이 망가지는 거예요 그래서 초기 발생이 잘못될 경우에는 개가 온전하게 자손으로 태어날 확률이 현저하게 줄어들게 됩니다 이거는 사실 사람도 마찬가지고요 다도 마찬가지죠 그래서 발생 초기 유전자들이 그래서 그렇게 중요한 거예요 어 어 아네 그렇게 볼 수어 왜냐면 그 이전의 사건들은 주로 체내에서 일어나기 때문에 우리가 육안으로 볼 수 없거든요 근데 그 이후 이제 체절이 확립된 저 시기부터는 뭔가 이상이 있는 경우에 확인하기가 좋죠 어 사실은 발생하기 되게 재밌네 발생학의 역사를 보면 생물학의 역사랑 같이 연결이 되는데 생물학의 역사에서 초반에 등장했던 것들을 보면 뭐 분류학 있고 발생학 굉장히 초반에 연구가 많이 됐거든요 왜냐면 눈에 보이잖아요네 에 보이는 거는 연구 대상으로 삼기가 쉽죠 발생학 초반에 연구 대상으로 많이 사용했던 동물 중에 대표적인게 개구리 개구리랑 도롱이 개구리랑 도롱룡 정말 큰 장점이 뭐냐면 일단 알이 크고요 그다음에 체외 수정을 하잖아요 체외 수정을 하고 심지어 우무질 쌓여서 투명하니까 아내가 잘 보이죠 그래서 어렸을 때 아마 개구리야 이렇게 채집해서 집에서 빌러 보신 분들은 처음에는 그냥 쪼꼬맣고 동그랬는데 시간이 지나서 난할이 일어나서 몇개로 계속 하구가 쪼개지는 것도 보실 수 있고요 시간이 지나면 낭이 되면서 점점 길어졌다가 꼬리가 생기면서 올챙이가 되고 그다음에 이제 꼬리가 점점 짧아지고 뒷다리 앞다리 개구리 이렇게 되는 거 보셨는데 눈으로 볼 수 있다는게 굉장히 중요하죠 그래서 개구리 갖고 처음에 연구했던 초기 발생한 연구에는 재밌는 것들이 많은데 뭐가 있냐면 그중에 알이 수정란은 하나였는데 점점 하구가 쪼개지면서 어느 순간에는 어느 부위에 있던 애는 머리가 되고 어느 부위에 있던 애는 앞다리가 되고 어느 부위에는 뒷다리가 되고 요렇게 점점점점 운명이 결정되거나 운명이란 용어를 실제로 생물학적으로 쓰는데 그 운명이 언제 결정되는 지가 너무 궁금했던 거예요 궁금하지 않아요 왜냐면 수정자는 하나였지 그다음에 나날이 일어나서 쪼개지면 그때는 다 똑같이 동등한 세포들이 말이에요 우리가 소위 줄기 세포라는 말 쓰잖아요 그러니까 운명이 결정되지 않은 앞으로 뭐든지 될 수 있는 가능성을 가진 마치 신생아 같은 아이죠 그래서 뭘 했냐면 배아를 이렇게 놓고 구역별로 그 특정시기의 어느 부분을 조금 손상을 시켜 보는 거예요 그리고 나서 그 상태로 발생이 진행될 때 어떤 식으로 되는지 보거나 아니면 여기 있는 걸 떼다가 여기다 붙여 보거나 아니면 발생 중인데 데 약간 뭔가 실 같은 걸로 이렇게 묶거나 보거나 여러 가지 조작들을 겉에서 이제 할 수가 있었던 거예요 왜냐면 개구리 안는 일단 크고 잘 보인다는 장점이 있으니까 근데 그런 식으로 해서 결국 집념의 과학자들이 뭘 완성하냐 배화의 발생 운명 지도를 완성합니다 즉 배화 전체의 어떤 그림으로 표현할 수 있는데 마치 우리 지구본에 나라를 곳곳에 표시하듯 발생적인 개구리 배아를 놓고 예를 들어이 부분은 나중에 뭐 뇌가 될 거 나중에 눈이 될 때 나중에 뒷다리가 될 때 나중에 꼬리 될 때 이렇게 점점 점점점 어떻게 변해 갈지를 표시할 수 있게 된 거예요 어 섹터를 나누게 됐구나 맞습니다 그거를 이제 아예 초기 아래에서 그 표시를 다 해놓을 수 있고 실제로 그렇게 되는지 봤더니 그렇게 되는 걸 확인을 한 거죠 오 그리고 나서 뭘 했냐면 운명 결정 시기가 궁금하다고 했잖아요 그러니까 이제 지도는 완성이 됐으니 마치 지구로 치면 대한민국이 지금 여기 붙어 있는데 요걸 떼다가 유럽 옆으로 붙여 그래도 얘가 대한민국으로 발생이 될까 아니면 유럽에 붙였으니까 유럽으로 발생이 될까 궁금하잖아요 그 그런 것도 직접 해 봐요 예를 들어 머리가 될 부분이 있고 꼬리가 될 부분이 있는데 꼬리가 될 부분에 이제 정를 따다가 그지 머리 부분에 갖다 놓으면 얘는 머리가 될지 꼬리가 될지 궁금하잖아요 해봤더니 어느 시기에 떼서 붙이면 걔는 머리가 되고 어느 시기에 떼서 붙이면 꼬리가 되는 걸 발견을 했어요 그 얘기는 얘가 넌 이제 앞으로 꼬리가 될 거야라고 운명이 정해지는 시기가 그 사이 언제쯤에 있었던 거죠 그걸 여러분 반복하다 보면 알 수 있겠아요 그래서 그 알 수 있겠죠 고리로도 하고 도도 하고 이런 걸 막 해봤어요 그리고 나서 이제 치킨 닭으로 해봅니다 발생도 해보고요 많은 걸 해봐요 세포의 운명이라는 것이 꼭 항상 어떤 변형만 있지 않고요 이런 부분도 있습니다 이거는 에이팝토시스 토시스 부르는 세포 자살이라고 합니다 이거는 이제 프로그램되어 있는 셀 데세 그니까 예정되어 있는 세포의 죽음이에요 그래서 대표적인 예시 두 가지가 있는데 윗줄에 있는게 올챙이에서 개구리로 넘어갈 때 꼬리가 사라지잖아요 꼬리가 점점 짧아지는데 사실 꼬리를 구성하는 세포들이 죽어 나가는 겁니다 어 그래서 이제 꼬리가 사라져요 아가미 세포도 죽는 건가요 어 예 예 사라지는 사라지죠 사라지죠 맞아요 맞아음 이렇게 또 훅 들어온다고 잘했어요 그다음에 방금 보여줬던 사진에서 아랫단에 있는 건 사람한테 일어나는 일인데 이거는 배화 상태에서 일어납니다 사람의 초기 배아를 보면요 손 발 이렇게 머리 이런 부분들이 처음에 자리를 잡고 형성이 되기 시작할 때 온전한 손가락이 하나씩 구분지 않고요 저렇게 마치 물갈기 럼 개구리나 아니면 이런 친구들에 있는 갈기처럼 맞아요 손가락 사이사이가 이렇게 붙어 있어요 근데 그게 이제 아이가 점점 주수가 증가하면서 저 부분들에 있는 세포들이 죽습니다 점점점점 온전한 손가락이 되어 가요 그래서 그 흔적으로 우리가 지금 손가락을 이렇게 펼쳐 보면 여기 연결되는 그 부분들이 날개 같은 부분들이 있죠 맞아요 이게 원래 이제 배화 상태에서는 위에까지 쭉 붙어 있었던 거죠 이만큼이 죽어 갖고 사라진 겁니다 오 자 근데 그렇게하고 하고 나서 시들해지는 순간이 옵니다 왜냐하면 그렇게 막 하더라도 그 정체가 뭔지를 모르겠는 거예요 그니까 운명이 결정되는 건 알겠어 왜 어떻게 뭐 때문에 결정이 되는지는 여전히 미스테리 한 거죠 그 당신는 그 그죠네 그래서 발생하게 시대가 저물어 가고 뭐가 급부상하게 되냐면 이제 유전의 시대가 옵니다 유전자의 존재에 대해서 막 몽글몽글하게 되고요 그다음에 이제 아직은 분자 생물학이란 용어는 나타나지 않았지만 뭔가 생물에서 다음 자손으로 전해지는 뭔가의 입자나 물질 있는 거 같다 거기서부터 시작돼서 여러분이 잘 알고 계실 것만 같은 분자생물학의 역사가 시작이 되게 됩니다 뭐 DNA 있네 없네 요자 물질이 DNA 단백질이나 이렇게 왔다 갔다 하던 시계를 거쳐서 어 DNA 맞네 확인하고 그다음에 1953년에 DNA 이중나선 구조 이렇게 확립이 되고 어서 이제 폭발적으로 막 이제 유전학 연구가 되기 시작을 했거든요 그리고 나서 발생은 잠시 저 뒤로 잊혀져 있었어요 어 잠시 왜냐면 너무나 눈에 보이는 획기적인 것들이 많이 나왔어 얼마나 좋았어요 그동안 눈에 보이지 않던 것들에 대한 어떤 생명의 신비를 풀 어 막 막 DNA 연구할 때만 해도 내가 우리가 모든 거를 알 수 있을 것 같아 이것만 봐도 생명의 비밀이 모두 풀렸다 어 발생학 따위 따위는 좀 아니야 거기까 너무 났어 약간 약간 약간 그렇긴 하지만 어쨌든 막 흘러가면서 이제 굉장히 또 그쪽으로 발전 하겠는데 근데 어느 순간에 그니까 과학의 다연 분야도 그럴 거 같은데 한 분야만 독보적으로 갈 순 없잖아요 이게 가다 보면 결국 어디랑 접점이 계속 생기게 됩니다 그러다 보면은 어 이거 옛날에 어디서 뭔가 있었는데라는 지점이 오죠 그죠 그거를 막 찾아 찾다 보면은 어 이거 옛날에 100년 전에 누가 연구 했었어 이런게 나오는 거지 그래서 그렇게 막 타고 올라가다 보니까 결국 만난 지점이 어디냐면 발생하기에 와 그까 발생학 하고 유전학 하고 분자생물학 확 하다가 다시 이제 뭔가 유전자라는 기본 베이스를 깔았으니 유전자를 가지고 이제 뭘 만들어 낼 수 있는 즉 발생이라는 거에 대해서 다시 한번 생각해 볼 여지가 열린 거죠 아 그니까 그래서 유전학과 발생하기 만나게 됩니다 유전 발생하게 되고 그걸 제가 전공했던 뭐 명칭 혹시 궁금하실까 봐 그냥 살짝 넣어 놓긴 했는데 뭐 저런 거는 그냥 특별히 여기서 중요한 거 같진 않고요 오른쪽에 있는 사진만 같이 보면 좋겠습니다 오른쪽이 유충이 깨어서 나온 거예요 왼쪽에는 아래에서 유충으로 변했는데 공통된 지점들을 보면 지금 왼쪽에 아랫줄 배통통 사진 여러분 찾으실 수 있죠 이제 배통통 예쁜 14 스페이지랑 그 오른쪽에 있는 어 근데 찾았어요 야 았어요 와 진짜 선생님 진짜 강이가 짱이에요 이것이 교육의 힘이에요 여러분들 다 찾을 수 있어요 배통통 스테이지 저기가 바로 14단계 저기 보면은 체절이 완성됐다 그랬잖아요 저 체절이 어디까지 가냐면 오른쪽에 있는게 유충이 그든 위에 있는게 이제 견제 명령으로 찍은 3령 유충이 아래쪽에 있는게 아까 제가 예쁘다고 극찬했던 3명 유충의 실제 사진이에요 잘 보면 아래 사진은 실물이라 반사 때문에 잘 안 보이지만 위에 전자 사진 보시면 체이 그대로 살아 있죠 살아 있어요 저 대통령에서부터 유충까지 그대로 넘어온 거예요 그래서 절의 개수가 똑같아요 너무 신기하죠 어 그죠 그죠 그리고 저 배에 보면은 잘 보면 저 돌기 같은게 체절 마디마디마다 있는데 저것도 사실은 굉장히 확대해 보면 아까 성질이란 비슷하게 강모라 해서 굉장히 짧은 털들이 빽빽하게 나 있는 거거든요 저게 모든 면에 있지 않고 마디마디마다 저렇게 띠처럼 둘러 있 저게 왜 있냐면 라바가 기어다녀야 되잖아요 그니까 저게 라바의 배면에 있는 겁니다 아 바닥에 마차를 렇게 가야 되잖아요 너무 귀엽죠 저거 이렇게 막 꿈틀꿈틀 한서 가는 거 생각해 보세요 그러니까 야 이제 귀엽기 시작한다 그지 그리고 가서 밑에 그리고 밑에를 보세요 얼마나 하얗고 통통하고 예뻐요 저기 하얗기 실처럼 보이는 경이요 신경 그리고 아래 유층 그 사진 보면은 왼쪽이 머리고 오른쪽이 이제 꼬리 쪽입니다 참고로 궁금하실까 봐 아 궁금 감사합니다 아 궁금할 뻔했는데 미 미리 알려주셨네요 아 왼쪽에 머리 오른쪽에 꼬리 아 오늘 너무 좋다 아 재밌죠 아 여기 너무 좋다 딴 데보다 더 재밌지 아 예 너무 좋아요 빨리 넘어가죠 다 하단 보여주고 싶단 말이야 빨 넘어가네요 자 자 여기 보면은 여러분이 다 아시는 배통통 배통통 단계예요 왼쪽이 아까 체절이 완성됐고 그대로 옮겨 왔다라고 했는데 오른쪽에 이제는 성체 있니다 성체에서 저 체이 고대로 옮겨온 걸 볼 수 있어요 더 잘 보이시하고 색깔까지 딱딱 맞춰 놨습니다 머리가 지금 붉은 색이자아요 그리고 나서 이제 초록색 그 세개 있는게 가슴 체절 있니다 그래서 T1 T2 T3고 돼 있는데가 이제 가슴 흉부의 약자예요 소스라고 해서 t 원이 첫 번째 단계 가슴에 첫 번째 체절 두 번째 체절 세 번째 체절이고 그다음에 저 무슨 색이라고 해야 되나요 약간 그 연한 갈색 저게 지금 복부인 복부는 업두 이이라고 해서를 약자로 쓰는데가 1번부터 8번까지 쫙 있잖아요 네 절은 총 가슴 세개 그다음 배절 여덟 개 렇게 이루어져 있습니다 오 신기하네 하네요 여기서 한 당에 더 나가서 여러분들이 이제 발생의 전문가가 될 수 있는데 뭘 볼 수 있냐면 머리에서는 생겨나는 구조물이 지금 뭐가 있냐면 눈이 있고요 그다음에 입 뭐 주둥이 곤충이 있고 그다음에 앞에 더듬이 달려 있죠 그다음에 가슴 무위에 잘 보면 다리 여섯 개가 아무데나 달려 있는게 아니라 T1 그니까 첫 번째 채널에 보면은 첫 번째 다리가 나와 있어요네 T2 두 번째 마디에 보면 두 번째 달이 나와 있고요 T3 보면은 세 번째 달이 나와 있어요 저렇게 착착착 분화가 되어 있단 말이에요 너무 신기하죠 자 그리고요 날개 어디서 나왔는지 한번 찾아보세요 날개 T2 어 전문가가 되었습니다네 이렇게 하는 겁니다 그리고 a 부분부터는 이제 배라고 했는데 배도 사실은 겉으로 보기에는 모든 마디가 되게 같은 것처럼 보이실 수 있지만 내부 구조를 보면 또 차이가 있을 수도 있겠죠 그다음에 이제 끝부분 마지막 부분에 오면 이제 학문이나 생식기 구조가 있기 때문에 이제 그것도 나는 특색입니다 아 근데 여기까지 보면 우리가 무슨 생각을 할 수 있냐면 어 맞아요 중요한 부분네 최저로 나눠져서 구분이 쉽고요 구분이 쉬운게 왜 중요하냐면 저분이 되게 중요한 거 말씀하셨는데 우리가 보기에 구분이 쉬운 것도 쉬운 건데 초파리 자체도 부분 부분에서 어떤게 발생할지 자기네들도 결정하기가 쉬운 거예요 어 자 우리가 초등학교 때 차력을 가지고 뭔가 만들던 장면을 상상해 보세요 원래 차력 덩어리 잖아요 네 저는 생각나는게 저는 이제 개를 만들었거든요 강아지를 만드는데 갑자기 막 처음부터 붙잡고 내가 강아지의 막 귀에 막 눈에 이런 거부터 만들지 않잖아요 우리 처음에 어떻게 하냐면 머리가 배 그지 머리가 될 부분 몸통이 될 부분 하고 그다음에 이제 다리 뭔가 모양 대충 잡고 머리도 점점더 세부적으로 잡아 가잖아요 발생도 마찬가지로 물론 사람이 하는 건 아니지만 안에서 유전자간의 뭔가 작용들이 일어나야 되는데 그게 막 두서 없이 막 일어나 버리면 혼란이 일어나기 쉽고 혼란이 일어나면 생존의 가능성이 낮아져요음 발생이 일어나야지 이게 나오잖아요 그러니까 체계적으로 특정 시간에 다 같이 약속된 사건들이 일어나게 되려면 큰 구역부터 나눠 가는 거예요 그래서 체절이 중요합니다 그래서 체절 구분이 반드시 일어나야 되고 그게 그래서 R 발생 단계에서 굉장히 중요한 사건이에요 와 잘 찾아주셨습니다 자 이제 우리가 뭘 찾아볼 거냐면요 야생형 초파리를 한번 볼 건데요 WT 이제 야생형 약자입니다 와일드 타입이고요 주요 특징네 가지를 한번 잡아 봤어요 하나씩 보면 눈 아까도 얘기했지만 크고 빨간 눈이고 겹 눈이에요 너무 확대하면 징그러 울까 봐 저 정도만 했는데 굉장히 그물 구조로 되어 있습니다네 그리고 윗줄에 오른쪽은 보면 아까 말씀드렸듯이 평형곤 달려 있고 그다음에 몸 색깔 보시면 이제 어 저거를 무슨 색으로 해야 할까 저는 항상 고민스러운데 그냥 생물학자들은 황갈색으로 황갈색네 얘기를 하더라고요 어쨌든 노랑 초파리는 황갈색 몸이 특징이고 그다음에 아래줄에 왼쪽을 보면 털이 있습니다네 아 초파리는 몸에 털이 굉장히 많거든요 근데 털도 사실은 역할이 있어요 감각에 관련된 역할들이 있는데 특히나 몸에 저렇게 털이 많으면 뭐 감각도 예민해서 좋기도 하고 그다음에 이제 물 같은게 떨어져도 물을 이게 다 털이 이렇게 막아줄 수 있으니까 사실 방수 효과도 있죠 그런데 초파리의 특징적인게 등 털인데 등털 중에 지금 저기 초점이 맞춰져 있는 가장 끝 긴 털을 보시면 저 두 가닥이 엑스자 형태로 교차되어 있는게 야생형 있니다 어 어 지금은 이제 옆이라 잘 안 보이죠 이다가 이제 윗면 사진 보여 드리면 잘 보일 겁니다 그다음에 오른쪽 끝에 있는 사진이 바로 날개인대 날개가 아까 두상이라 말씀드렸는데 두쌍이 이제 자리 앉아 있을 때는 이렇게 포개져서 위에서 내려다 보면 그냥 하나처럼 보이는게 야생형 초파리의 특징입니다네 이걸 이렇게 말씀드리는 이유는 만약에 돌연변이가 나타났다 형태 돌연변이가 나타났다고 했을 때 이런 부분들을 잘 살펴보면 얘 어디 돌연변이가 나타났는지를 일단 일차적으로 확인하기가 쉽겠죠네 그래서 우리 다음 사진을 한번 볼까요 네 아이 좋습니다 여러분이 지금 보시고 계시는 사진이 대표적인 형태 도연 변인들 있데요 왼쪽에 이제 초파리 역사에서 초파리 업계에서 가장 유명하고 가장 오래된 발견된지 가장 오래된 최초의 도련 면입니다 오 눈이 눈 색깔이 하네 하얗죠 힘는 도면입니다 너무 예쁘죠 쟤는 이제 화이트 유전자가 부족하거나 없거나 하기 때문에 이제 빨간 색소가 만들어지지 않아서 이제 화이트 돌연변이라고 합니다 돌연변이의 이름을 붙일 때에는 보통 이제 저렇게 그게 사라졌을 때 나타나는 특징을 가지고 이름을 붙이거든요 그러다 보니까 아이러니한게 뭐냐면 화이트 돌연변 있는 화이트 유전자를 가지고 있지 않아요 레드가 빠진 거죠 그죠 그러니까 오히려 빨간눈 녀석들은 화이트 유전자를 가지고 있는 겁니다 그렇게 생각을 해야 돼요 어 이것도 좀 재밌지 않나요오 두 번째 도란 변이는 어디가 좀 이상한지 찾을 수 있으실까요 날개 날개 날개가 이렇게 위로 올라가 있는데요 어 오 역시 상님 훌륭하십니다 날개가 이상한게 맞고요 제 날개 도련 면인데 날개가 어떤 모양으로 되어 있냐면 지금 앉아 있을 때 원래 일자로 예쁘게 탁 포해 져야 되는데 쟤는 커브형으로 컬리 도면이라고 해요 우리가 컬을 잡는다고 하잖아요 약간 그런 거구나 머리 곱슬인 사람하고 직모인 사람하고 제가 가져왔어요 어머음 두분 두 분은 잘 보이실 것 같고요 어디 한번 보시죠 날개가 진짜 육안으로 봐도 커브드 윙이 굉장히 잘 보이는 얘네 다 커브드 그래요 얘네가 다 날개가 벌어져 있는 애들이라고 합니다네 아래쪽에 벽위에 올라가고 있는 애들 보시면 오 그래요 어 맞아 오 맞아요 오 봐봐요 그래서 얘네는 뭐 흰날개 돌연변이 혹은 구분 날개 돌연변이 이렇게 부르는데 날개가 이렇게 돼 있어 그죠 그죠 신기하죠 그래서 아마 야생형 비해서는 잘 날기는 어렵겠죠 그 날기는 하지만 당연히 이제 저항 같은 것도 더 많이 받을 거고요음 그렇습니다 마음에 드시죠 마음에 드시죠 제가 너무 강요하나요 아닙니다 아닙니다 아닙니다 수며 들고 있어요 초여 들고 있거든요고네며 들고 있어요 그다음에 아까 사진 중에 이제 마지막 돌연변이 한번 보시면 어디가 이상한지 금방 아마 찾으실 수 있을 거예요 어 날개가 이상하죠 쟤는 이제 흔적 날개 돌연변 있데요 날개가 있기는 하지만 저 정도의 날개라면 날기는 어렵겠죠 쟤네는 날지 못합니다 쟤도 가져왔어요 아 그 그래서 얘네는 다 바닥에 붙어 있구나 맞습니다 얘네는 그래서 날지는 못하고요 다 바닥에 했어요 어 그죠 날지를 못해요 점점 초 파리한테 감정이 하게 되는 거 보니까 럽 좀여 조면 들었어요 안스러워 안쓰러워 맞아 맞아 그 기어서 올라갈 수는 있기는 한데 날지는 못합니다 사실 초파리 돌연변이가 진짜 많아요 그래서 10만 종 이상이다 뭐 더 많이 만들어지고 인위적으로 많이 만들 수 있기 때문에 괜찮은데 지금 보여 드리는 거는 눈 색깔의 대표적인 돌연변이입니다 지금 윗줄에 맨 왼쪽에 있는게 티면 이제 야생 형인 거 다들 아시겠죠 그리고 그 바로 오른쪽에 있는게 아까 봤던 힘든 도연 변입니다음 화이트 돌연변이인 지금 보면 화이트 돌연변이의 또 다른 변이들이 그 눈 색깔이 굉장히 많죠 어 그래서 하얀색 그다음에 약간 미색 그다음에 주황색 살구색 루비색 커피색 이름이 다 다 다르게 있고요 그다음 좀 얼룩이 덜룩이 그이 있어요 겹눈 구조에 이상이 생겨서 색소가이 불균등하게 있는 경우에 그렇고 겹눈 구조가 굉장히 러프하게 발생되거나 겹눈 구조가 무너져서 되게 매끈하게 발생되는 경우도 있습니다 그니까 굉장히 많은 종류의 파리들이 있는데 어쨌든 눈에 어떤 관련된 부분에 이상이 생겼다면 화이트 유전자에 연관되어 있는 뭔가 다른 유전자의 역시 이상이 있구나라는 걸 볼 수가 있겠지요 그래서 다음 노란 변이도 이제 좀 특징적인 돌연변이라는 사진으로 보시면 좀 약간 불편하신 분들 계실 수도 있는데 어쨌든 왼쪽에 있는 거는 눈이 없는 돌연변이에네 이름이 이제 아이 센트라고 해서 그 눈이 없습니다 그래서 실제로 보면은 머리가 굉장히 작 작아 보이는데 실제로 머리 크기가 이제 작아진 건 아니고 눈이 없기 때문에 이제 작아 보이는 거고요 그다음에 오른쪽 보시면 아까 제가 털 얘기했었는데 오른쪽 사진에서 왼쪽 초파리가 이제 털이 길게 나 있는 애들이 이제 야생형 이겠죠 지금 등판이 어차피 다 털이긴 한데 그중에 특징적으로 긴 털들이 있어요 특히 맨 아래에 있는 털은 끝부분이 이렇게 크로스로 자로 이렇게 교차가 되어 있는게 야생형 이거든요 오른쪽 돌연변이를 보면 털이 짧아요 저것도 굉장히 중요하고 대표적인 돌연변이 중에 하나입니다 오 또 다른 털 돌연변이는 털이 이제 불에 그슬린 것처럼 이렇게 좀 뭐라고 해야될까요 좀 꼬불꼬불하게 짧아진 이런 돌연변이들 있고요 근데이 돌연변이 하나하나 하나 마다가 왜 중요하냐면 사실 의미가 있는게 옛날에는 이제 이런 것들 하나하나를 가지고 유전자의 기능 연구를 했어요 즉 유전자에 대해서 하나도 모를 시기에는 무작위로 돌연변이를 발생시킨 다음에 어디에 이상이 생겼는지 보는 거예요 예를 들어 어떤 이제 엑스를 처리하거나 뭘 먹여 가지고 돌연변이를 많이 만들었는데 그중에 어떤 애를 보니까 눈이 없어음 그러면 개가 손상된 부위는 눈에 관련된 부위 있구나 뭐 눈의 색소이다 형태이든 뭐 그런 식으로 하나하나 연구를 해서 전체 이제 토파이 유전자 지조를 완성을 했거든요 이제 그런 측면이 있고 그다음에 이제 그 이후 시기에는 돌연변이가 왜 중요하냐면 돌연변이의 기능 연구를 해야지만 그 유전자 자체가 정상일 때 어떤 기능을 하는지 알게 됩니다 즉 형태에만 사실 관심이 있는게 아니라 형태도 중요한데 기능도 중요하잖아요 왜냐하면 저렇게 눈에 잘 보 있는 도연 변이들은 어디까지나 그냥 드물고 내부에서 일어나는 돌연변이들이 있거든요 예를 들면 요즘에 많이 활용하고 있는 건 사람의 질병 관련된 질환이나 질병 관련된 유전자를 초파리에 어떻게 이제 넣었을 때 개한테서 어떤 변화가 일어나고 그다음에 거기에 다시 어떤 처리를 했을 때 어떻게 회복이 되건 혹은 악화가 되건 이런 것들을 알아보거나 그니까 결국은 수도없이 많은 돌연변이들이 지금도 실험실에서 만들어지고 있는 거예요 근데이 초파리가 초반에 유전학 연구에 많이 쓰였던 이유 중에 또 하나 대표적인 이유가 여기서 나오게 되는데 조면이 만든기 굉장히 쉽습니다 오 만드는 방법 자체가 굉장히 쉬워서 초기부터 돌연변이 연구가 가능했던 대표적인 종이에요 그래서 초파리를 그렇게 연구들을 하시는구나네 일단은 가장 기본적인 방식으로는 교배를 하면 유전자가 이제 섞이게 되겠죠 왜냐면 이제 우리가 기본적으로 알고 있듯이 목에서부터 온 유전자랑 부계에서부터 유 유전자랑 거의 이제 반마이 와서 우리가 수정란이 되는 걸로 알고 있잖아요 그러다 보니까 엄마한테는 아빠한테는 어떤 유전자가 있으면 교배를 거듭하다 보면 어떤 자손은 우리가 이제 확 적으로 계산을 할 수 있잖아요 그러면 어쨌든 내가 원하는 라인의 초파리를 몇 세대에 거 거쳐서 만들 수 있는 거죠 그래서 교배를 통해 만드는 방법이 하나 있고요 두 번째는 이제 교수님들 댓글에서 여러분 말씀하셨듯이 엑스레이나 자외선 같은 걸 조사하게 되면 조배를 만들 수 있 그렇죠 그 사람한테도 그렇게 되니까네 하지만 이거의 단점은 장점은 대량으로 무작위 생성할 수 있다는 건데 단점은 무작위로 만들어진다는 겁니다 뭐 어떻게 우리가 무슨 돌연변이가 생길지 아예 감을 못 잡는 거죠 맞습니다 그래서 초창기 연 에는 일단은 많은 노벨을 만들어서 유전자의 기능이나 역할을 빨리빨리 규명해야 했기 때문에 엑스레이로 일단 많이 만들어서 하나하나 분석하는 연구들이 옛날 과거에 많이 했었는데 이후에는 이제 교배나 다른 타게팅을 제대로 해서 내가 원하는 유전자를 이제 자손에게 넣고 그래서 그걸 가지고 기능 연구를 하는 방식으로 많이 변하게 됩니다 그 중간 과정 중에 이제 엑스레이도 있었고 그다음에 EMS고 해서 특장 화학 물질을 먹이면 미안하지만 그걸 먹은 아이들에게서는 돌연변이 자손들이 나오는 화학 물질 들이 있었어요 그걸 먹이면 역시 도연이가 생성되는데 그것도 이제 좀 랜덤하게 그런 방식이 예전에 많이 쓰였고 요즘에는 사실 최근에 크리스퍼캐스나인 많이 들어보셨을 텐데 유전자의 방식으로 이제 초파리뿐만 아니라 많은 생물들의 유전자를 조작해서 그 유전자를 가진 생물을 만들어 낼 수 있죠 초파리는 유전자 가위가 나오기 전에 그니까 크리스퍼가 나오기 전에도 이미 그게 가능했어요 어떻게 가능했죠 이것도 역시 교배를 이용한 방식이긴 한데 타겟을가 유전자와 그 타겟을 발현시킬 수 있는 유전자를 하나는 두 개 하나는 모개로 설정을 하게 되면 둘이 교배를 해서 그 두 개가 만나면 즉 타겟이라 타겟을 자극하는 인서가 서로 만나게 되면 그걸 동시에 가진 자선은 그 유전자를 무조건 발현시키고 되는 스킬이 있어요 오 그게 실험 기법적으로는 그래서 초파리 연구가 유정학 연구에 진짜 많이 쓰였어요 그렇 원하는 방식대로 라인을 만들 수 있거든요 한 번에 만들어 내지 못해도 일단은 1단계에서 이거 이런 유전자를 가진 애를 만들고 그다음 세대에선 다른 애랑 해서 만들고 만들고 하면 지금 단일 도연 변이가 아니라 2중 돌연변이 3중 돌연변이 계속 만들어낼 수 있는 거예요 여러 개의 변의를 동시에 가진 것들을 와 어 매드 드라이버 교수님 기가 막힌 파리 기의 완 두콩이네 맞 그러니까 이게 공장처럼 만들어내는게 가능한 거죠 그러다 보니까 힘든 순간들이 와요 왜냐하면은 식구도 많이 먹어리는게 힘들듯이 이거 아까 말씀드렸듯이 어떻습니까 이거 한 반병을 만들기 위해서 수많은 노동이 필요했지 않겠죠 그 수많은 라인들을 만들고 나면 걔네를 유지시키기 위해서 또 꾸려야 되니까 더 많이 만들어야 되고 사실 이거는 하면 되는데 부동산에 문제도 있지 않겠습니다 아 그렇죠 얘네도 실험을 하기 위해서 부동산이 필요하네 그럼요 물론 다른 생물보다 덜 공간을 차지하긴 하지만 얘네도 결국 너무 많은 관병이 있다 보면 관리하기도 어렵고 힘들잖아요 그 그 그렇죠 그러다 보니까 무작전 그렇다고 막 많이 만들어내는 건 아니고 연구에 필요한 라인을 만들고 그다음에 필요가 없어지면 스타이고 해서 최소한만 남기고 이제 폐기 하고 이런 식으로 이제 유지를 보통 하는 편이죠 와 자 그래서 이제 초파리를 왜 연구에 많이 사용하냐 이런 얘기로 자연스럽게 넘어가서 지금 그런 말씀을 드리고 있는데 생활사 짧고 자손도 많이 낳고 그다음에 이제 방금 말씀드린 것처럼 돌연변이가 굉장히 많아서 연구하 굉장히 좋죠 그리고 그다음 이유는 이제 다음 슬라이드 보여 주시면 얘기가 나올 텐데 이겁니다 그림에서 직관적으로 느껴지는게 바로 그건데 왼쪽에 있는 건 사람이죠 인간의 내부 구조를 보여주고 있어요 그래서 뭐 소화계 신경계 한게 그다음에 여러 가지 기관 구조들 이런게 있는데 오른쪽 보면 초파리도 마찬가지죠 즉 공통된 점이 진짜 많습니다 물론 육안으로만 보면 에이 뭐 이게 초파리 지금 황성 님만 봐도 너무 다른데 이게 무슨 뭘 어떻게 그렇다고 막 생각하실 수 있는데 유전적으로 분석을 해 봤을 때 보통 60% 이상의 인간하고 유전자를 같게 동일한 유전자를 가지고 있다고 하고 특히 인간의 질환 관련된 질병 관련된 유전자는 한 75% 정도 유사성을 가지고 있다고 거 그래서 굉장히 굉장히 굉장히 굉장히 연구에 많이 이용되고 있는 또 다른 이유 중에 하나입니다 그래서 최근에 노벨상받은 연구 중에는 초파리를 이용해서 옛날에는 초파리 자체나 아니면 아까 발생학이나 유전학적인 기초연구 수준에서 뭔가 한 걸 가지고 노벨상을 많이 받았었는데 최근에 받은 노벨 상들 연구를 보면 초파리를 정말로 그냥 모델 생물로 이용을 했고 궁극적으로는 어떤 사람의 뭔가로 연관시키는 연구들이 많이 나오고 있습니다음 노벨상 초파리로 몇 번이나 받았나 여섯 번 받았습니다 우와 그거 앞으로도 가능성이 계속 열려 있죠 너무 재밌지 않았어요 간만에 진짜 고정 세션 하나 만들어 주 만들겠습니다 저희가 주기적으로 모시는 세트들이 있거든요 공룡 이집트 여기에 초파리가 들어가겠네요 근데 너무 좋지 않아요 안될 그거 초파 있니다 벌써 나오기 나오기 시작했어 아 초파 좋네네 오늘은 그러면은 여기까지 하고요 어 잠깐만요 마지막 사진 보여주시면 안 돼요이 약간 그래도 수미 상관이 돼야 되지 않겠습니까 앞 우 하소를 시작했으니까 아이 오 야 우와 이거 보여주세요 이거 아 여러분 너무 예쁘지 않습니까 와 이거를 이렇게 했다고 너무 예쁘죠 일단 왼쪽에 사진 세트는 항송 님이 너무 잘하실 것 같은 그럼요 인트 갤럭시 너무 예쁘죠 저 우주의 저런 이제 역동적이고 예쁜 모습들이 너무 좋은데 오른쪽 세트는 뭐냐면 세포 분열 과정을 찍은 겁니다 와 저 안에 우주 있다 어때요 우주 맞죠 저 진짜 생명 안에 우주가 있고 그러니깐요 우리 안에 여러분 안에 다 우주가 있습니다 아 그럼요 우주 속에는 모든게 있습니다 우리가 사랑하는 곳이 우주기 때문에 생각 속에 우주가 있는 겁니다 아 요건 양보 못 하겠는데 어 요건 요건 양보 못 하겠는데 인사할 시간도 많습니다 여러분의 시간을 낭비 드릴 느리지만 코란과 랩 미팅이었습니다 감사합니다 교수님들 감사합니다 감사합니다