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  •  무중력 우주에서 근육 키운 쥐 화제… 인류의 우주탐사에 기여한 동물들은?
  • 장진희 기자
  • 2020-09-13 13:38:59
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‘멍멍’ ‘찍찍’ 우주비행사, 인류의 꿈 실현 도와요

50여 년 전 달에 발을 내딛은 인류의 다음 목표는 ‘문 빌리지(moon village·달 마을)’ 건설이다. 과연 인류는 달을 비롯한 우주에서 무탈하게 잘 먹고 잘 살 수 있을까.

지구와 물체가 서로 당기는 힘인 중력이 없고 물과 대기가 존재하지 않는 우주에서 인류가 살아남을 수 있을지에 대한 연구는 현재 진행형이다. 국제우주정거장(ISS)에서 오래 생활한 우주인들에게서는 일반적으로 근력이 떨어지고 뼈의 밀도가 감소하는 증상이 나타난다.

우주에서 탄탄한 근육을 유지하며 건강하게 지내기 위해 진행한 실험이 최근 성공을 거뒀다. ISS로 보낸 암컷 쥐가 우주에서 근육질이 되어 지구로 돌아왔다. 인간도 무중력인 우주에서 근육을 키울 수 있을지 관심이 쏠린다. 우주에서 생명체가 살 수 있다는 가능성을 확인하기 위해 지구 밖으로 날아간 동물로는 또 무엇이 있을까? 동물복지에 대한 인식이 부족하던 시절, 우주 실험 중 희생된 동물도 적지 않지만 인류의 우주 탐사에 도움을 준 것은 사실이다.​


유전자를 조작한 쥐(왼쪽)가 그렇지 않은 쥐보다 근육이 많이 붙어있는 모습. 이세진 박사 제공​


중력 없어도 근육은 ‘불끈불끈’

지구에서 우리 몸은 중력에 저항하며 근육과 뼈를 단단하게 유지한다. 중력이 약한 우주에서는 근육은 얇아지고 뼈는 물렁해진다. 미국 비영리의학연구소인 잭슨연구소의 이세진 박사팀이 무중력 상태에서 근육이 감소하는 것을 막을 수 있다는 사실을 최근 확인했다고 미국 CNN 방송이 전했다.

이 박사팀은 근육량을 유지하는 실험을 진행하기 위해 암컷 쥐 40마리를 지난해 12월 민간우주기업 스페이스X의 우주선에 태워 ISS로 보냈다. 쥐들은 올해 초 무사히 지구로 돌아왔다. 알려진 것과 다르게 이들 중 8마리는 지구에 있을 때보다 근육량이 뚜렷하게 늘어난 것으로 나타났다.

어떻게 이 같은 변화가 가능했을까. 연구진은 근육 생성을 방해하는 단백질인 ‘마이오스타틴’이 작용하지 못하도록 쥐 16마리의 유전자를 조작했다. 그 결과 아무런 조치를 하지 않은 24마리의 근육과 뼈 중량은 최대 18%까지 감소했지만, 유전자를 조작한 쥐의 근육량은 그대로 유지되거나 오히려 늘어난 것으로 확인됐다. 부작용이 발생할 수 있어 인간에 바로 적용하기는 어렵지만, 미래에 우주비행사나 근육이 감소하는 질병을 가진 사람들에 도움을 줄 수 있을 것으로 보인다고 연구진은 설명했다.


소련의 우주개 라이카가 우주로 보내지기 직전의 모습. 위키미디어 제공


우주 탐사 일등공신은 바로 우리!

인류 최초의 우주비행사는 소련(옛 러시아)의 유리 가가린이다. 가가린보다 4년 앞선 1957년 우주로 날아간 용감한 생명체가 있다. 세계 최초의 ‘우주개’ 라이카가 그 주인공이다. 라이카는 지름 2m, 무게 504㎏의 소련 인공위성 스푸트니크 2호에 실려 지구 궤도로 향했다. 소련은 인간을 우주에 보내기 전 라이카를 보내 우주에서 맥박, 호흡, 체온 등이 어떻게 변하는지 관찰했다. 안타깝게도 라이카는 로켓 안에서 가속도와 뜨거운 온도를 견디지 못하고 궤도에 오른 지 몇 시간 만에 숨졌다.


NASA 우주선에 탑승한 침팬지 햄(사진)은 무중력 상태에서 계기판을 조종했다. 위키피디아 제공


1959년에는 원숭이 에이블과 베이커가 미국 항공우주국(NASA·나사)의 우주선을 타고 상공(높은 하늘) 450㎞까지 날아갔다가 무사히 돌아왔다. 이때부터 우주인의 안전 귀환에 대한 연구가 본격화됐다. 수컷 침팬지 햄은 1961년 NASA의 머큐리-레드스톤 2호 우주선을 타고 우주로 갔다. 햄은 무중력 상태에서 계기판을 조작하는 실험을 성공적으로 수행했다. 이후 프랑스는 1963년 뇌파 측정 장치를 단 고양이를 우주로 보냈고, 세계 각국은 쥐, 기니피그, 개구리, 거미, 초파리 등 다양한 종의 생물을 우주로 보내 실험을 지속하고 있다.


쥐의 수정란이 우주에서 배반포 단계까지 성장했다. CAS 제공


우주에서 ‘2세’ 탄생할 수 있을까?

인류의 꿈은 점점 더 원대해진다. 달을 넘어 화성을 식민지로 만들겠다는 기업가도 있다. 우주에서 정착하고 살기 위해서는 ‘자손 번식’이 가능한지 알아봐야 한다. 중국 과학자들이 우주에서 포유류의 수정란(수정이 이뤄진 난자)이 자랄 수 있는지 실험해 그 가능성을 엿봤다.

2016년 중국과학원(CAS)은 우주에서 포유류인 쥐의 수정란 일부가 80시간 뒤 세포 분열을 거듭해 배반포 단계까지 성장하는 것을 확인했다. 포유류의 수정란은 배반포가 되면 자궁에 착상(자궁벽에 붙어 영양분을 흡수함)한다. 이 같은 실험은 쥐와 같은 포유류인 인간도 우주에서 아기를 임신하고 낳아서 기를 수 있을 것인지를 연구하는 데 도움을 줬다.​

▶어린이동아 장진희 기자 cjh0629@donga.com

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