같은 설명서로 왜 다른 부품이 만들어질까

우리 몸의 세포는 거의 다 똑같은 설명서를 한 권씩 들고 있어요. 이 설명서가 바로 DNA예요. 눈을 만드는 세포나 심장을 뛰게 하는 세포나, 손에 쥔 책은 글자 하나까지 같답니다. 그런데 참 이상하죠. 같은 책을 읽는데 어떤 세포는 눈이 되고 어떤 세포는 심장이 돼요.

비결은 책 전체를 다 읽지 않는 데 있어요. 눈이 될 세포는 눈에 필요한 쪽만 펼쳐 읽고, 심장이 될 세포는 심장 쪽만 읽어요. 나머지 쪽은 덮어 두는 거예요. 그러니까 세포한테 정말 중요한 건 '무엇이 적혀 있느냐'만이 아니라 '어느 쪽을 읽고 어느 쪽을 덮느냐'예요. 이 덮고 펼치는 일을 누가 하는지, 오랫동안 아무도 몰랐어요.

1밀리미터짜리 벌레가 던진 수수께끼

미국의 생물학자 빅터 앰브로스는 1990년대 초에 아주 작은 벌레를 들여다보고 있었어요. 예쁜꼬마선충이라는, 길이가 1밀리미터쯤 되는 흙 속 벌레예요. 쌀 한 톨보다도 한참 작죠. 그런데 이 작은 몸도 자라면서 단계를 차곡차곡 밟아요. 사람으로 치면 아기에서 어린이, 어린이에서 어른으로 넘어가는 순서 같은 거예요.

앰브로스가 본 건 순서가 엉킨 돌연변이 벌레였어요. 어떤 벌레는 앞 단계 모습을 계속 반복하고, 어떤 벌레는 단계를 건너뛰었어요. 마치 자명종이 고장 나서 알람이 안 울리거나, 거꾸로 1분마다 울려 대는 것 같았죠. 그래서 앰브로스는 이 단계를 조절하는 유전자, 그러니까 '시계' 노릇을 하는 부분을 찾아 나섰어요.

답은 글자 없는 작은 쪽지였어요

그때 모두가 기대한 답은 이런 거였어요. 어떤 유전자가 단백질이라는 부품을 만들고, 그 부품이 시계 역할을 한다. 단백질은 세포 안에서 실제로 일하는 일꾼이라, 보통 유전자의 임무는 이 일꾼을 만들어 내는 거예요.

그런데 1993년, 앰브로스가 찾아낸 건 일꾼이 아니었어요. 단백질을 전혀 만들지 않는, 아주 짧은 RNA 조각이었어요. RNA는 원래 DNA 설명서를 베껴 적어 단백질 공장으로 가져가는 심부름꾼이에요. 그런데 이 조각은 심부름은 안 하고, 길이도 보통의 백분의 일 정도로 짧았어요. 사람들은 처음에 '이게 무슨 쓸모가 있겠어' 하고 넘겼죠.

이 작은 조각이 하는 일은 놀랍도록 단순했어요. 다른 심부름꾼 RNA에 가서 찰싹 달라붙는 거예요. 요리로 비유하면 이래요. 요리사한테 가는 조리법 쪽지가 있는데, 그 위에 작은 포스트잇 한 장이 딱 붙어요. 글자가 가려지니 요리사는 그 요리를 만들 수 없어요. 재료는 그대로 있는데 만들어지지 않는 거죠. 이렇게 특정 부품 만드는 걸 조용히 막는 작은 조각, 그게 바로 마이크로RNA예요. 앰브로스가 세상에서 처음 찾아낸 거였어요.

작은 발견이 큰 그림을 바꾼 이유

처음엔 이 벌레만의 특이한 일인 줄 알았어요. 그런데 나중에 보니 사람을 포함한 거의 모든 동물이 마이크로RNA를 수백 종류씩 가지고 있었어요. 앞에서 말한 '어느 쪽을 덮을까'를 정하는 일꾼 중 하나가 바로 이 작은 조각이었던 거예요. 세포가 책 전체를 펼쳐 둔 채로도, 작은 쪽지들을 붙였다 뗐다 하면서 읽을 쪽을 고르고 있었던 셈이죠.

이게 왜 중요하냐면요. 이 작은 쪽지가 엉뚱한 데 붙거나 떨어지면, 덮여 있어야 할 쪽이 열리고 열려야 할 쪽이 닫혀요. 그러면 세포가 자기 역할을 잊고 멋대로 자라기도 하는데, 암 같은 병이 그렇게 시작되기도 해요. 그래서 마이크로RNA는 지금 병을 이해하고 치료법을 찾는 연구에서 빼놓을 수 없는 단서가 됐어요. 이 공로로 빅터 앰브로스는 함께 연구한 동료 게리 러브컨과 2024년 노벨 생리의학상을 받았어요.

정리

우리 세포는 똑같은 설명서를 들고도 어느 쪽을 덮느냐에 따라 전혀 다른 모습이 돼요. 빅터 앰브로스는 1밀리미터짜리 벌레에서, 그 '덮는 일'을 하는 작은 RNA 조각을 처음 발견했어요. 단백질을 만들지 않고 다른 쪽지에 붙어 글자를 가리는, 쓸모없어 보였던 마이크로RNA 말이에요. 작아서 무시당하던 조각이 알고 보니 생명이 자기 자신을 조율하는 손길이었고, 그 발견이 2024년 노벨상으로 이어졌어요. 가장 작은 것을 끝까지 들여다본 눈이, 가장 큰 그림을 바꿔 놓은 셈이에요.