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- 2010년 12월 초, NASA "중요한 천체생물학적 발견"에 관한 기자회견
- 15년 전, 생체분자에 인(P) 대신 비소(As) 함유 박테리아 보고서 전 세계적으로 주목
- 두 건의 연구에서 울프-사이먼과 그녀의 연구팀의 핵심 연구 결과 반박돼
- 외계 박테리아의 DNA와 다른 생체 분자에서 비소 검출됐다는 주장은 실험 중 오염 때문
- Science지, 거의 15년 만에 이 논란의 여지가 있는 논문 공식 철회 결정

"외계 미생물" 논란 종식
"사이언스", 비소를 사용하는 박테리아 관련, 논란 많은 과학 논문 마침내 철회

15년 전, 생체 분자에 인 대신 비소를 함유한 박테리아에 대한 보고가 전 세계적인 반향을 일으켰다. 캘리포니아 모노 호수에서 발견된 이 미생물들은 필수 영양소인 인 없이도 생존할 수 있는 것으로 나타났다. 이는 지구 생물에게는 불가능한 것으로 여겨졌다. 당시 NASA가 강조했듯이, 이는 외계 생명체의 생존 전략을 시사할 수 있다. 이제 "사이언스"는 논란이 많은 이 과학 논문을 철회했다. 그 배경에는 무엇이 있을까? 

▲ 캘리포니아 모노 레이크의 연구진은 인 대신 비소를 DNA에 통합할 수 있는 박테리아를 발견했다. 2011년에는 그렇게 생각되었다. © HG: Octagon/ CC-by 3.0

2010년 12월 초, 미국 항공우주국(NASA)은 "중요한 천체생물학적 발견"에 대한 기대를 모았던 기자회견을 발표했다. 이 기자회견의 주제는 외계 행성에 외계 생명체가 존재한다는 증거가 아니라, 캘리포니아 모노 호수에서 발견된 생명체에 대한 것이었다. 애리조나 대학교의 펠리사 울프-사이먼이 이끄는 연구팀은 독성 비소를 섭취할 뿐만 아니라 DNA, 단백질, 세포벽에 인 대신 비소를 결합하는 박테리아를 최초로 발견했다. 연구진은 이 박테리아가 인 대신 비소를 DNA, 단백질, 세포벽에 결합한다고 보고했다.

모노 호수에서의 발견

놀라운 점은 인이 모든 육상 생물의 필수 영양소로 여겨진다는 것이다. 인이 없다면 생명체도 존재할 수 없다. 그러나 GFAJ-1 박테리아는 이러한 주장을 반박하는 듯했다. 울프-사이먼과 동료들은 "이 생물은 분명히 이중적인 능력을 가지고 있다. 인이나 비소 중 어느 하나와 함께 자랄 수 있다"고 설명했다. 이러한 대체 대사의 발견은 외계 생명체의 가능성에 새로운 빛을 던졌다.

울프-사이먼은 "지구의 생물이 이처럼 예상치 못한 일을 할 수 있다면, 우리가 이전에 본 적 없는 다른 생명체는 또 무엇을 할 수 있을까? 바로 그것이 우리가 지금 알아내야 할 것이다"고 말했다. NASA의 에드 와일러는 다음과 같이 덧붙였다. "생명의 정의가 확장되었다. 태양계와 그 너머에서 생명의 증거를 찾으려면 더 넓고 다양한 방식으로 생각해야 한다. 그리고 이전에는 알지 못했던 종류의 생명체에 대해서도 생각해야 한다.“

오염 때문일까?

하지만 이 발견이 발표된 직후, "비소 기반 생명체"에 대한 의구심이 제기되기 시작했다. "과학계는 회의적인 반응을 보이며 비소를 함유한 핵산의 가능성과 실험 수행 방식에 대해 심각한 의문을 제기했다"고 "사이언스" 편집자 발다 빈슨과 홀든 소프는 최근 블로그 게시물에서 설명했다. 따라서 "사이언스" 저널은 울프-사이먼과 그녀의 연구팀이 작성한 과학 논문을 게재했고, 다른 연구팀의 여러 논평도 함께 실었다.

2012년에 마침내 공식 발표되었다.

두 건의 연구에서 연구진은 울프-사이먼과 그녀의 연구팀의 핵심 연구 결과를 반박했다. 이 연구에 따르면 GFAJ-1 박테리아는 독성 비소에 내성을 가지고 있어 안전하게 흡수할 수 있다. 그러나 미생물은 인을 이 중금속으로 대체할 수 없다. 부분적으로도 마찬가지다. "외계" 박테리아의 DNA와 다른 생체 분자에서 비소가 검출되었다는 주장은 실험 중 오염 때문이었다.

▲ 비소가 함유된 배양 배지에 있는 GFAJ-1 박테리아. © NASA/ Jodi Switzer Blum

틀린 결론이지만, 사기는 아니다

이로써 울프-사이먼과 그녀의 팀이 내린 중요한 결론은 틀렸다는 것이 분명해졌다. 그들의 "외계" 미생물은 특히 회복력이 강한 극한환경생물이었지만, 인 또한 필요했다. 그럼에도 불구하고 "사이언스"지는 처음부터 연구를 철회하지 않았다. 당시 소위 철회는 연구팀이 의도적으로 데이터를 부정행위하거나 조작한 것으로 입증되었을 때만 이루어졌다.

하지만 비소 박테리아 스캔들의 경우는 달랐다. 빈슨과 소프는 "사이언스지에서는 저자들의 과학적 부정행위나 사기에 대한 논의나 징후가 전혀 없었다"고 강조했다. 하지만 최근 몇 년 동안 GFAJ-1 박테리아에 관한 과학 논문이 반박에도 불구하고 계속해서 인용되고 있다는 사실이 드러나면서 의문이 제기되고 있다. 더욱이 논문 철회 기준도 변경되었다.

15년 만의 철회

따라서 Science지는 출판된 지 거의 15년 만에 이 논란의 여지가 있는 논문을 공식 철회하기로 결정했다. Science 편집진은 "이번 철회를 통해 우리는 논문 게재에 있어 우리가 담당했던 역할에 대한 책임을 인정하고 받아들인다"고 밝혔다.

그러나 Wolfe-Simon과 동료들은 이러한 접근 방식을 비판하며, "우리는 이번 철회를 지지하지 않는다. 과학 논문의 결론, 특히 그 결론이 기존 증거에 의해 얼마나 잘 뒷받침되는지에 대한 논쟁은 과학 과정의 정상적인 부분이다"며 "과학적 지식은 이러한 과정을 따라 발전하며, 종종 예상치 못하게, 때로는 수십 년에 걸쳐 진행된다"고 강조했다.

참고: Science, 2025; doi: 10.1126/science.adu5488

[더사이언스플러스=문광주 기자]

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