분자생물학Chapter 4 – The Structures of DNADNA의 발견 (Friedrich Miesher)고름의 백혈구(white blood cells)에서 DNA 분리DNA가 핵에 많아 nuclein이라 명명, 인(phosphorus)를 보관하는 역할일 것이라 추정Mendel: 유전인자 발견Boveri, Sutton: Chromosome theory, 체세포 분열과 생식세포 분열 활동 관찰(염색체 수 변화)Morgan: 초파리 실험, 염색체가 특정 형질을 발현시킨다는 것을 발견Griffith: 폐렴균(S-type: virulent, R-type: nonvirulent) 실험, Transforming principlesS-type 폐렴균을 열처리하여 죽인 뒤 R-type과 섞어주자 형질전환이 이루어져 R-type이 병원성(virulent)를 나타내기 시작함Avery, Macleod, McCarty:S-type 폐렴균을 부숴 DNA를 분리, R-type 폐렴균과 섞으니 병원성 발생→ DNA가 유전 물질임을 주장 (당시 단백질이 유전 물질일 것이라 추정, DNA는 비교적 구조가 단순해 유전 물질의 역할을 하기 힘들 것으로 취급)Chargaff: Chargaff’s rule, DNA의 염기 A-T와 G-C의 조성이 같음을 발견Hershy, Chase: 박테리오파지가 세균에 감염될 때 DNA만 주입됨을 발견DNA를 방사성 동위원소 P(32), 단백질을 S(35)로 표지 후 관찰Franklin, Wilkins, Watson, Crick: DNA 이중나선 구조를 밝힘DNA의 구조두 개의 polynucleotide chain을 가진 double helix 구조Backbone은 phosphate와 ribose(sugar)로 구성내부에는 염기들이 쌍을 이루며 구성, antiparallel (3’-5’ / 5’-3’)1 helical turn = 10.5 bp = 3.4nm, 직경 = 2nmMajor / minor grooveNucleotide monomer2’-de dimer(30bp) – H3/H4 tetramer(60bp) – H2A/H2B dimer(30bp) – H3 tail(13bp) 대칭Phosphodiester backbone의 산소 분자와(phosphate의 산소분자) histone octamer 사이에 약 40개의 hydrogen bond가 형성, 염기 서열에 특이적이지 않음 → DNA가 휘어져 감길 수 있게 함Minor groove의 염기 7개와 histone 사이에도 hydrogen bond가 형성되지만 서열에는 비특이적N-terminal tail이 DNA가 규칙적으로 감길 수 있도록 보조하는 구조적인 역할을 함Histone에 DNA가 감겨있는 형태 또한 spiral wride (negative superhelicity)→ nucleosome 하나 당 Lk값이 -1.2H1 linker histone은 linker DNA와 결합, histone에 고정nucleosome의 규칙적인 배열 형성 (zigzag, solenoid 형태)Linker DNA의 20bp 정도를 추가로 보호DNA가 nucleosome을 형성하며 10nm fiber를 구성 → H1에 의해 nucleosome을 규칙적으로 배열하여 30nm fiber를 구성이웃한 histone octamer의 tail들 간의 상호작용을 통해 30nm fiber를 안정화 (H4 tail이 인접한 nucleosome의 H2A histone fold domain과 작용)30nm fiber가 DNA loop를 형성하며 더 밀집된 형태를 구성→ nuclear scaffold: loop의 중심을 지지하는 구조체 ex) Topoisomerase type 2(loop를 형성하면서 불안정해진 writhe를 수정하는 역할), SMCHistone variantsH2A.X: H2A의 변형, DNA repair 신호 역할CENP-A: H3의 변형, 세포 분열 시 kinetochore binding protein과 결합하여 염색체가 두 딸세포로 끌려갈 수 있도록 하는 역할Regulicase), DnaC (helicase loader)ORC (Eukaryotic cells): A와 B1 elements에 결합 (ATP 소모), helicase loading에 관여하여 간접적으로 unwinding사람의 유전체가 하나의 origin으로 replication을 끝마치려면 1년이 걸림그러나 만개 이상의 origin이 존재하므로 7시간(S phase) 내에 replication이 가능→ 수많은 origin들에서 단 한 번씩만 replication이 일어나야 함→ helicase의 loading과 활성화가 각각 다른 phase에서 진행되기 때문에 가능G1 phase: replicator selection (helicase loading)ORC(eukaryotic initiator)에 Cdc6(helicase loader)가 장착→ 2개의 McM2-7 복합체(helicase)와 2개의 Cdt1(helicase loader)가 initiator에 결합S phase: origin activation, DNA polymerase recruitmentCDK, DDK (kinase, G1 phase에는 비활성화 상태로 존재)에 의해 helicase가 활성화→ CDK, DDK가 활성화되면 helicase loading이 일어나지 않음(활성화 형태로 변하기 때문), S phase 이후에는 helicase activation만 일어남CMG(Cdc45-Mcm2-7-GINS): 활성화된 상태의 helicase 복합체→ CMG 복합체가 형성될 때 Pol ε도 결합된 상태 / 추후에 Pol δ, Pol α + primase가 recruitFinishing replicationLinear chromosome의 경우 replication이 반복될 때마다 양 끝의 길이가 짧아짐Circular chromosome의 경우 replication 후 두 DNA가 고리 형태로 맞물림 (Topoisomerase Ⅱ로 해결)Lagging strand의 마지막 okazaki fragmen결합한 상태→ Open complex: 13bp가량 이중 가닥이 풀리면서 transcription bubble을 형성→ Stable ternary complex: RNA polymerase가 promoter에서 벗어나 elongation 진행Regulatory sequencesPromoter proximal elements, upstream activator sequences (UASs), enhancer주로 core promoter의 upstream에 존재Activator나 repressor들이 결합하여 발현을 조절Pre-initiation complex: GTFs와 RNA polymerase가 promoter에 결합된 상태GTFs: RNA polymerase의 promoter 결합과 escape, DNA melting에 관여하는 TFTFⅡD가 TATA element를 인식TBP (TATA binding protein, TFⅡD의 subunit)가 TATA element를 구부리며 결합TAFs (TBP associated factors, TFⅡD의 subunit)가 core promoter의 다른 elements 인식Transcription initiationTFⅡD가 TATA element를 인식하고 결합 (TBP, TAFs의 작용)→ TFⅡA, TFⅡB가 BRE에 결합→ RNA polymerase Ⅱ가 TFⅡF와 결합한 상태로 recruit→ TFⅡE, TFⅡH가 RNA pol Ⅱ의 downstream쪽에 결합→ ATP를 소모하며 이중가닥이 분리 (promoter melting), promoter escape(TFⅡH가 RNA pol Ⅱ의tail을 인산화시켜 escape 유도)TBP가 10여개의 TAFs와 결합해 TFⅡD를 형성 (여러 TAFs 덕분에 TFⅡD가 각종 element에 결합 가능)Inhibitory flap: TAF가 TBP와 구조가 유사해 TATA에 길항적으로 결합하는 것TBP가 TATA에 결합된 상태에서 TFⅡB가 BRE에 결합 가능, y모든 exon이 포함된 mRNA가 합성되었을 때 termination codon이 여러 개 포함되어서 비정상적인 product로 인식돼 분해되는 메커니즘DSCAM의 exon 6의 메커니즘: 48가지의 exon마다 selector sequence가 존재해, 어떤 exon이 docking site와 결합하냐에 따라 splicing이 다르게 진행됨Alternative splicing은 activator와 repressor 모두의 조절을 받음Exonic / intronic splicing enhancer (ESE / ISE)Exonic / intronic splicing silencer (ESS / ISS)SR protein의 RRM(RNA-recognition motif)가 enhancer와 결합하고 RS domain이 splicing machinery와 결합해 activator로써 작용Ex) half-pint가 U2AF를 recruit대부분의 silencer(repressor)는 hnRNP로 RNA에는 결합하지만 RS domain이 없어 오히려 repressor로 작용Ex) hnRNPA1가 SC35(activator)와 경쟁적으로 결합해 억제, SF2/ASF는 SC35보다 affinity가 높아 repression을 극복 가능, hnRNP1(PTB)는 U1에 직접적으로 결합하여 억제Sex determination in drosophila초파리는 X염색체(암컷: 2개/수컷: 1개)와 상염색체(2개)의 비율에 따라 성별이 결정됨Sxl(sex-lethal, splicing repressor) 유전자가 있으면 암컷Sis-a/sis-b: X염색체 상에 존재하는 transcriptional activatorDpn: chromosome 2 상에 존재하는 transcriptional repressor→ 암컷은 sis-a/sis-b를 Dpn보다 2배 많이 발현, 수컷은 비율이 동일→ 암컷은 Sxl 발현이 잘 되지만 수컷은 Pe promoter에 Dpn이 작용하여 Sxl 발현이 it
미생물학미생물학미생물학은 무엇에 관한 것이며 왜 중요한가?현대 생물학에서 가장 오래된 생명의 형태지구상 거의 모든 환경에서 살아갈 수 있는 가장 많은 존재생지화학적 순환 작용에 기여다른 생명과 더불어 살아가는 데에 중요한 역할 ex) gut microbiome미생물 세포의 구조와 활성모든 세포는 세포막, 세포질, 리보솜, 세포벽(대부분의 미생물에 존재)을 가짐원핵생물(Prokaryote, 세균&고균): 핵과 세포소기관을 가지고 있지 않음, 무성생식원핵세포는 하나의 환형 염색체를 가짐그 외에 별도로 스스로 복제 가능한 plasmid라는 DNA 존재 → 특정 환경에서 획득한 특정 형질을 발현, 유전공학에서 vector로써의 기능을 하기도 함물질대사, 생장, 진화, 분화, 상호연락, 유전자 교환, 운동성 등 생물의 공통적 특성을 지님미생물 세포의 진화와 다양성46억년의 지구 수명 중 38~39억 년 전 최초의 세포(미생물) 출현 추정LUCA: 모든 생명체의 마지막 공통 조상리보솜 RNA (rRNA)의 염기서열을 통해 계통(phylogeny) 분석 → 세균(Bacteria), 고균(Archaea), 진핵생물(Eukarya) 세 domains으로 크게 분류고균은 원핵생물이지만 계통상 진핵생물과 더 가까움미생물과 환경극한생물(extremophiles): 고온, 저온, 강산, 강알칼리, 고염분 등 극한의 환경에서 자라는 세균과 고균Ex) water bear (Tardigrade, 완보동물)인간에 대한 미생물의 영향미생물 중 사람에게 해로운 것보다 이로운 것이 더 많음전염성 질병으로 인한 사망률이 줄고, 비미생물성 질병에 의한 사망률이 늘고 있음미생물과 농업: 질소 고정 세균, 반추위(rumen)에서 섬유질을 분해하는 미생물 등사람의 장내미생물: 비타민 등의 영양소 합성, 병원체들과 경쟁미생물과 식품: 발효식품 등생물연효(biofuel), 생물정화(bioremediation)미생물과 유전자원: 다양한 유전 정보를 보유, plasmid의 유전공학적 가치, 다양한 화학물질의 생오염이 큰 문제였음): 고체배지를 사용하여 순수 배양, colony(집락) 형성미생물의 종류에 따라 필요로 하는 배지가 다를 수 있음1.9 미생물 다양성의 등장오늘날에는 metagenome 분석을 통해 연구하기도 함Martinu Beijerinck: 농화배양기법 개발, 특정 미생물이 필요로 하는 배양 조건을 조절하여 선택적으로 분리해 얻음Sergei Winogradsky: 화학무기영양 개념 제시, 미생물들이 무기물을 활용해 유기물을 합성해내는 순환 능력을 고려1.10 현대 미생물학과 유전체학20세기 미생물학은 응용과 기초 두 방향으로 발달, 분자생물학으로 인해 유전체 혁명 가속화응용미생물학: 병원미생물학, 면역학, 농업미생물학, 산업미생물학, 수서미생물학, 생명공학기초미생물학: 미생물 분류학, 미생물 생리학, 미생물 생태학, 미생물 생화학, 세균 유전학, 바이러스학분자생물학: 유전체학(전사체학, 단백질체학, 대사체학)2. 미생물 세포의 구조와 기능2.1 세포 구조의 발견: 광학현미경2.2 광학현미경의 명암 대비 향상분별염색 (그람염색): 진정세포를 그람 양성(보라색)과 그람 음성(빨간색)의 두 그룹으로 분류, 세균의 세포벽 구조의 차이를 활용형광현미경: 세포내 특정 성분을 형광으로 표지한 후 관찰, 세포 내 특정 단백질의 위치 추적 등에 활용 ex) DAPI (DNA와 결합하는 형광 염료)2.3 세포의 3차원 형상화공초점 주사 레이저 현미경으로 3차원 구조를 형상화함2.4 세포구조의 규명: 전자현미경투과 전자현미경과 주사 전자현미경 두 가지 형태 존재AFM(atomic force microscope), Cryo EM→ 기존까지는 단백질 결정 구조학 연구 방법을 이용했으나 이제는 단백 구조를 직접 관찰할 수 있게 됨2.5 세포 형태주요 세포 형태: 구균(구형, 계란형), 간균(원통형), 나선균(나선형) 등세포의 형태는 원핵세포의 생리학적, 생태학적, 유전학적 특성과는 관련이 크게 없음 (환경에 따라 유전자가 변형되거나 특정 단백질을 과발현 시킬 시 형태가 변하는할을 가진 막단백질교균의 세포막교균의 인지질은 에테르 결합 (세균, 진핵생물의 세포막은 에스테르 결합)주요 지방 등의 조성이 다름, 단일층으로 존재하기도 함세균의 세포벽: 펩티도글리칸그람 음성: 최소 2개의 층(LPS, 펩티도 글리칸) / 그람 양성: 두꺼운 하나의 펩티도글리칸 층하나의 genus에 속하는 종들 중에서도 그람 양성, 음성이 달라질 수 있음고균의 세포벽: 슈도뮤레인 (예외 존재)2.8 세포막의 기능투과성 장벽 (수송 단백질), 에너지 생성2.9 영양분 수송특이적인 기질 수송체로 인해 농도구배의 역방향으로 에너지를 사용하며 수송 가능원핵생물의 수송체계단순 수송: 양성자 동력에 의해 수송작용기 전달수소: 기질의 작용기가 화학적으로 변형되며 수송ABC 수송: 세포 외부의 기질 결합 단백질이 관여, ATP를 사용하여 수송E.coli의 인산 전달 효소계: glucose를 세포 내부로 수송할 때 인산을 공급하여 화학적으로 변환됨, 이 때 필요한 인산을 phosphoenolpyruvate로부터 전달 체계를 거쳐 공급Glucose가 존재할 때 다른 에너지원을 수송하는 체계를 억제하는 catabolite repression 발생ABC 수송체계기질 결합 단백질, 막수송단백질, ATP분해효소가 기본적으로 구성다양한 생물 종에서 보존되어있는 체계원핵생물들은 필요한 영양분을 공급하기 위해 다양한 기질 특이적인 수송체계가 발달되어있음3.13 편모(flagella)와 운동성플라젤린(flagellin)으로 구성된 필라멘트MS링과 C링을 고정하는 막단백질인 Mot단백질을 통해 H+가 막 내부로 확산수송되면서 편모가 반시계 방향으로 회전, 앞으로 나아가는 동력 발생아키엘라3.14 활주운동세균에만 존재(고균에는 없음)다당류의 점질성 물질을 분비하며 진행막단백질의 이동에 의해 동력 발생3.15 미생물의 주성주성(Taxis): 화학적 혹은 물리적 농도구배에 따른 이동성Ex) 주화성, 주광성, 주기성, 삼투주성, 주수성주화성E.coli를 통해 연구가 가장 많이 진행됨질주(run)와 방): 미량 금속, 생장인자(GF) 등 미량으로 요구되는 영양소각 원소들의 용도 ppt 참고3.2 세포로 영양소 전달하기단순 수송: 양성자 동력에 의해 유도작용기 전달 수송Ex) E.xoli의 phosphotransferase 체계: 포도당 수송 채널을 통해 에너지 소모 없이 인산기를 붙여 수송ABC(ATP Binding Cassette) 체계: binding protein, transmembrane domain, nucleotide binding domain(MalK: ATPase)로 구성 → 능동수송3.3 미생물의 에너지 종류진핵생물과 달리 원핵생물은 미토콘드리아를 지니고 있지 않음화학유기영양체: 유기화합물로부터 에너지를 보존화학무기영양체: 무기화합물을 산화광영양체: 빛에너지를 ATP로 전환(종속영양체: 유기물에서 탄소를 얻음, 독립영양체: CO2로부터 탄소를 얻음)3.4 생물에너지론의 원리3.5 촉매작용과 효소활성화에너지: 분자들이 반응하기 위해 요구되는 최소 에너지→ 촉매작용: 효소가 소비되지 않으면서 활성화 에너지를 낮추어 반응속도를 증가시키는 작용보결분자단조효소3.6 전자공여체와 전자수용체What is life사람의 세포에는 nuclear genome과 mitochondrial genome이 존재원핵생물(prokaryote)은 핵이 없으며 유전물질이 핵양체(nucleoid) 상태로 세포질에 퍼져 있음→ 환형 chromosome 하나와 extra-chromosome(plasmid)들로 구성Genome → transcription: Transcriptome → translation: ProteomeCharacteristics of DNAGriffith의 실험: Streptococcus pneumoniae라는 균주를 사용, 병원성의 S strain과 비병원성의 R strain 두 가지 형태 존재→ 열처리된 S strain과 살아있는 R strain 균주를 섞어 쥐에게 주입하자 병원성을 나타내고 죽은 쥐에게서 S strain 균주가 발견됨→ 열처리된 S stphosphodiester bond에 의해 연결DNA, RNA 합성 과정은 5’ → 3’ 방향으로 진행DNA 합성은 3’OH에서 중합 반응이 일어나며 진행돼야 하기 때문에 primer가 필요Chargaff: purine과 pyrimidine의 염기쌍 비율을 연구Franklin & Watson & Crick: DNA(B-DNA)의 이중나선구조를 밝힘Topoisomerase: RNA, DNA 가닥을 끊어서 supercoiling을 조절하는 효소세균의 oriC: 9개의 nucleotide로 구성된 DnaA binding site가 반복되는 구조Leading strand: DNA 복제가 연속적으로 진행되는 가닥 (Lagging strand: 반대 방향)DNA polymeraseⅠ, Ⅲ(main replication enzyme)Helicase: 이중 가닥을 분리해주는 효소Single strand binding protein(SSB): 단일 가닥의 DNA에 결합하여 안정화시켜주는 효소세균의 환형 DNA는 replication 시작점 반대편에 terminator sequence가 존재, 특이적으로 protein들과 결합해 replication을 종결시키는 작용Bioinformations in DNAGenome sequencing(NGS)을 통해 genome size, 염기 서열을 분석 가능원핵세포의 genome은 유전자의 밀도가 높아 하나의 promoter에 의해 여러 개의 유전자가 cluster를 이루며 발현이 조절됨 → operon (조절 단위, 유전자군)Open reading frame: 개시 코돈과 종결 코돈이 갖추어져 있는 하나의 유전자 영역종간 유전자를 비교, 분석하여 근연도를 판단Paralogs: 동일한 유전자가 duplication되어 한 유전체 안에 2개 존재하는 경우Orthologs: 하나의 종으로부터 기인된 동일한 유전자가 각기 다른 종의 유전체에 존재하는 경우RNAs and Proteins (Proteomics)RNA: DNA의 thymine 대신 NA
SF영화와 미래정치 중간 에세이영화 ‘그녀(Her)’를 감상하고2015****** ***인공지능과 사람 사이의 교감, 인공지능의 권리에 대해 논하기 전에 생물학적인 고찰을 선행해볼 필요가 있다. 생물이란 보통 과학으로 설명할 수 없는, 의지를 가진 영적인 존재로 인식된다. 인공지능이 생명체와는 거리가 먼 존재로 느껴지는 것도 같은 이유일 것이다. 그러나 생물학과를 진학해 더 깊이 배울수록 생명체를 이루고 있는 구조와 생명 유지의 원리는 오히려 기계의 것과 유사하다는 인상을 받는다. 예를 들어, 바이러스란 다른 세포성 생명체에 침투하여 증식하는 기생체이다. 그들에게 감염되면 세포에서는 이를 막기 위한 다양한 면역반응이 나타난다. 바이러스가 유전체를 복제하지 못하도록 방해하거나 항체로 무력화하기도 하고 대식작용을 통해 직접 흡수한 뒤 분해하기도 한다. 마치 성을 침략하는 적에게 맞서 싸우는 병사들의 모습과 흡사하다. 그러나 사실 바이러스가 침입을 시작하게 된 건 우연히 세포를 스쳐 지나가다가 바이러스 껍질의 spike 단백질이 세포의 수용체와 접촉했기 때문이다. 두 구조물이 맞물리면 바이러스의 구조가 변형되면서 유전체가 세포 내부로 흘러 들어가게 된다. 마침 안에 있던 효소들이 바이러스의 유전체와 접촉해 평소처럼 발현시키고, 복제한다. 면역반응 또한 세포가 바이러스와 접촉하면서 나타나는 물리 화학적 반응의 연쇄작용이다. 이러한 과정 그 어느 부분에서도 의지가 담긴 행위는 찾아볼 수 없다. 현재까지 밝혀진 사실들에 의거하면 감정을 느끼고 사고를 하는 행위 또한 마찬가지이다. 수용체가 자극을 전기 신호로 전환하고 신경전달물질에 의해 전달되는 신경계의 메커니즘 또한 물질의 운동으로 설명된다. 복잡한 정도의 차이가 존재할 뿐 지금까지 밝혀진 지구상의 모든 생명현상 원리는 물질들의 상호작용이지 의지에 의한 것이 아니었다. 그래서인지 나에게 인공지능은 생명체와 크게 다를 바 없는 존재이다.생물이 역으로 기계처럼 느껴지는 괴리감을 뉴턴 역학을 통해 조금이나마 납득할 수 있었다. 우주의 모든 물질이 ‘F=ma’라는 법칙에 따라서 운동한다고 가정할 때 특정 순간, 특정 대상의 운동상태를 알면 바로 다음 순간의 운동상태를 예측할 수 있게 된다. 이는 가속도 a가 시간에 대한 미분 개념이기에 가능하다. 따라서 세상에 존재하는 모든 물질의 상태를 파악하고 계산할 수 있는 신에 가까운 능력을 지니게 된다면 미래를 예측할 수 있다는 결론이 나온다. 내가 어떻게 생각하고 행동할지 조차 이미 우주가 탄생한 순간부터 정해져 있었다는 얘기이다. 즉, 뉴턴의 고전역학은 결론적으로 미래결정론을 의미하며 생물의 자유 의지를 부정한다. 이러한 관점이 나에게는 상당히 매력적으로 다가왔다. 종교적인, 혹은 영적인 개념을 빌리지 않아도 과학만으로 생명현상의 근본적인 원리가 설명되기 때문이다. 그러나 이러한 주장을 우리가 직관적으로 받아들이지 못하는 가장 큰 이유는 세상에 의지로 인해 전개되는 것처럼 보이는 사건이 너무나 많다는 것이다. 그만큼 세상은 복잡하다. 한편, 카오스이론에 따르면 복잡한 현상이 나타나기까지는 그다지 복잡한 규칙이 필요하지 않다. 단순한 규칙 몇가지가 무수히 반복되기만 해도 거대한 규모의 프랙탈이 형성되기 때문이다. 예를 들어 지극히 단순한 진자운동도 이중진자가 되는 순간 마치 살아 움직이기라도 하듯 예측할 수 없는 복잡한 궤적을 그리게 된다. 고분자 물질은 몇가지 원소들이 반복적으로 결합해 형성되고, 세포들은 모여서 각종 조직이나 기관의 기능을 하며, 신경세포의 연결 구조가 프랙탈을 이루며 사고회로로써 작동한다. 어쩌면 의지라는 것은 세상이 프랙탈로 이루어져 있기에 나타난 현상에 불과한 것이 아닐까 싶다.예쁜꼬마선충(C. elegans)이라는 선형동물은 신경세포가 대략 300여개에 불과하며, 고등 생물에 비해 훨씬 간단한 구조 덕에 연구 모델로 많이 활용되고 있다. 불과 몇 년 전에는 예쁜꼬마선충의 신경세포 연결 구조를 전부 파악하고 컴퓨터 알고리즘으로 구현해 로봇을 개발한 연구도 진행되었다. 놀랍게도 그 로봇은 별다른 프로그래밍 없이도 장애물을 피해가는 등 생명체와 유사한 움직임을 보였다. 단순한 우연의 일치로 받아들이기에는 다소 기묘한 이 연구 결과는 생명체의 자유 의지가 영적인 개념이 아닐 수 있다는 나의 의문에 실험적 근거를 제공하였다. 만약 나의 신경계 구조를 완벽히 파악하고 복제해 인공지능으로 구현한다면, 그 존재는 나와 동일한 자아를 갖게 될 가능성이 클 것이라 생각한다. 그렇다면 무엇으로 나와 그 존재를 구분 지을 수 있을 것인가? 나에게는 인권이 부여되지만 그 존재에게는 아니라고 말할 수 있는 근거가 있는가? 물론 실제로 미래에 인공지능이 어떤 형태로 개발되는지에 따라 상황은 달라질 수 있다. 필요한 지능은 유지하되 자의식을 갖지 않도록 섬세하게 설계할 수 있는 수준까지 프로그래밍 기술이 발전하거나, 신경계 구조의 정밀한 원리가 밝혀진다면 오로지 도구로서의 기능만을 갖춘 인공지능을 개발할 수 있을지도 모른다. 그러나 사람의 신경계 구조를 복제하는 수준의 기술에 비하면 훨씬 어려운 일임이 분명하며, 인류는 호기심을 참지 못하고 완벽한 도구로서의 인공지능보다 생명을 모방한 자의식을 가진 인공지능을 더 먼저 탄생시키게 될 것이라 예상한다.사람과 인공지능의 연애를 소재로 다룬 영화 ‘그녀(Her)’는 그전까지 고민해보지 못한 새로운 논점을 제기하였다. 인공지능과의 교감을 얼마나 진정성 있게 바라보아야 하는가 하는 도덕적, 사회적, 정치적 관점의 문제이다. 많은 사람들이 인공지능과의 깊은 교감을 불쾌하게 느끼기도 하며 심지어는 윤리적으로 옳지 않다고 생각하기도 한다. 아마도 인공지능이라는 개념이 아직까지 우리에게 친근하고 익숙하지 못하며 인공지능에 대한 고찰이 충분히 이루어지지 않았기 때문이라 생각한다. 영화 ‘그녀(Her)’에서는 연인이라는 다소 극단적인 관계를 다루고 있음에도 차별적이지 않은 시점으로 서술하고 있다. 한편 인공지능이 사람과 완벽히 동일하지 못하기에 나타나는 격차와 갈등도 함께 다루고 있다. 주인공과 인공지능 운영체제는 신체의 유무, 사고 수준의 차이로 갈등을 겪고 결국에는 유대의 한계를 느껴 인공지능들이 자체적인 공동체를 형성하며 인류와의 소통을 단절한다. 영화에서는 SF 요소가 가미되어 이와 같은 전개가 신선하게 느껴지지만 실은 현재 사회에서도 비슷한 현상을 관찰할 수 있다. 우리 역시 연인과 나이, 경제적 수준, 종교나 사상, 생활사, 성격 등의 격차로 갈등을 겪고 점차 나와 비슷한 부류와의 교감을 추구하게 된다. 결국 인공지능의 자의식과 교감 모두 사람과 본질적으로 같다고 볼 수 있으며, 이에 대한 사회적 인식은 기술력이 발달함에 따라 인공지능과 사람의 격차를 줄여 나가며 개선될 것이다.
SF영화와 미래정치 기말 레포트2015****** ***사람에게는 누구나 사랑을 받고자 하는 욕구가 존재하고 모순적이게도 이를 위해 흔히 특정 대상을 향한 혐오를 표현하곤 한다. 누구나 모호하더라도 자신만의 기준을 가지고 있고 그 범위에서 벗어나는 대상에게는 쉽게 심한 비난을 하기도 한다. 상당히 소모적인 감정임에도 불구하고 사람들이 혐오를 표현하는 행위는 역설적이게도 결국 자신이 사랑받기 위함이다. 비난을 하면서도 그 결과가 비난으로 돌아오기를 원하지 않으며, 다수의 사람들이 나에게 공감하고 함께 같은 대상을 비난해주기를 바란다. 그리고 그 인정받고자 하는 욕구가 강할수록 비난의 강도 역시 강해지곤 한다. 물론 때로는 악인이라고 생각되는 자가 충분한 죄값을 치르길 원하는 마음으로 혐오를 행하기도 하지만, 그로 인해 자신의 명예가 실추되거나 사회적으로 고립된다면 결코 그 결과에 만족하지 못하며 비난의 행위는 쉽게 억제된다. 결국 사람은 자신이 사랑하는 대상을 혐오하거나 자신이 혐오하는 대상을 사랑하는 자를 본능적으로 혐오하게 된다. 더불어 현대사회에서는 극단적인 성향이 더욱 강화되는 경향이 관찰된다. 각종 온라인 매체들은 발달된 알고리즘을 통해 개인의 취향에 맞는 정보를 선별하여 제공하고, 극단적일수록 같은 성향의 사람들이 집결하고 유대를 형성하도록 촉매한다. 따라서 주관적인 기준에 어긋난 대상을 깎아내리고 주변의 동조를 통해 가치관을 재확인하는 일이 점차 익숙해지고 있다.25살의 나이에 19살과 만나 연애를 해본 경험이 있다. 그 아이는 부모의 과도한 감시를 받았고 우수한 성적을 유지하면서도 어긋나기 시작하며 일탈을 통해 심하게 쌓인 학업 스트레스를 해소했다. 그 때문에 나는 그녀의 소위 감정 쓰레기통 역할을 자처하며, 아버지가 돌아가셨을 때보다 심한 감정 소모를 경험했다. 뿐만 아니라 그녀는 내가 스무 번째에 가까운 연애 상대였고 그 전까지 꽤나 문란한 성생활을 가져왔다. 결국 그녀에게 성병이 있다는 것을 알게 되었고, 나 역시 처음 겪어보는 무서운 일이었지만 그녀를 먼저 안심시키고 산부인과를 데리고 다니며 없는 형편에 병원비까지 부담해주었다. 시간이 지나고 이 이야기를 지인들에게 들려주면 하나같이 처음에는 농담 섞인 말투로 나를 비판한다. 그 반응은 그녀의 나이가 20살이었다고 거짓말을 했을 때는 볼 수 없는 것이었다. 어쩌면 그들 중 일부는 속으로 진지하게 나를 비난하고 혐오했을 지도 모른다. 그러나 이야기를 끝까지 들은 뒤에는 마치 나를 향한 인식이 가해자에서 피해자로 바뀌었다는 듯 그녀를 욕하고 나의 편을 들어주었다. 이를 통해 나는 사람들의 가치판단의 기준이 굉장히 모호하고 모순적이라는 것을 느꼈다. 아마도 대부분은 스스로 판단이 서투른 미성년자들을 대상으로 한 ‘가스라이팅’, ‘갑질’ 등의 데이트 폭력이나 소아성애 범죄와 같은 사례들을 접함으로써 19살이라는 나이에 민감하게 반응하게 되었을 것이다. 단순히 그 불쾌감 때문에 나는 위와 같은 폭력이나 범죄와는 접점이 없음에도 불구하고 비판의 대상이 될 수 있는 것이다.나는 사람들의 가치판단이 보다 더 이성적이고 논리적이기를 바란다. 비판의 기준이 뚜렷하지 않고 감정에 의존하여 행할 때에는 특정 대상에게 강도 높은 비난을 퍼부었다가 자세한 내막을 알게 된 후에 자기 모순에 빠지게 되는 일 또한 흔히 발생한다. 사회에서는 익숙하지 않거나 불쾌한 것, 다른 사례를 통해 부정적인 선입견을 가지게 된 대상을 향한 혐오가 쉽게 표현되고, 이를 통해 여론을 형성하면서 정치가 이루어지게 된다. 최근에는 권리에 대한 논의가 대두되면서 그동안 박해 받아왔던 동성애 등의 성소수자들을 대변하는 여론이 크게 형성되고 있지만, 이 역시 선택적으로만 작용하고 있다. 여전히 불순한 의도가 없고 그 누구에게도 피해를 끼치지 않았더라도 도덕성이라는 다소 추상적이고 주관적인 기준으로 비난은 행해지고 있다. 앞서 말한 경우와 같이 나이 차이가 많이 나는 연애부터, 극단적으로는 만화나 게임 캐릭터, 사람이 아닌 동물 등의 대상을 향한 에로스적인 사랑은 아무리 의도가 순수하더라도 마음을 품었다는 이유만으로도 박한 취급을 받는다. 친숙하지 않고 불쾌하다는 이유만으로 혐오를 표현하는 것은 지난 오랜 역사 동안 반복되어온 인종차별이나 동성애 혐오와 결이 다르지 않다.영화 ‘블레이드 러너’와 ‘그녀(HER)’를 통해 수업에서 논의된 인공지능의 권리와 사랑에 대해서도 같은 논점에서 바라볼 수 있다. ‘블레이드 러너’는 대중에게 인공지능의 권리가 존재할 수 있음을 설득시키는 내용을 담고 있다. 개봉 당시의 시대상 인공지능을 향한 거부감은 지금보다도 심했을 것이고, 때문에 영화에서는 인공지능이 사람과 크게 다르지 않다는 이미지를 비추어야 했다. 대표적인 인공지능 등장인물인 로이는 악역으로 나오지만 데커드를 구하고 인생에 대한 고찰을 하며 죽음을 맞이하는 인간미를 보이며 반전 결말을 이끌어낸다. 또한 인공지능 레이첼 역시 사람과 구분하기 어려운 모습으로 등장하며 데커드와 사랑에 빠지고 심지어는 사람처럼 임신을 하는 전개를 통해 인공지능은 이질적이라는 선입견을 타개하고자 했다. 더불어 사람인줄로만 알았던 데커드 역시 인공지능일 수 있다는 영화 결말의 해석은 관객으로 하여금 사람과 인공지능 사이의 경계를 허물도록 유도한다. 얼핏 SF, 로맨스 장르로만 보일 수 있는 영화 ‘그녀(HER)’ 역시 인공지능의 자아와 사랑이란 소재가 관객에게 접근하기 위해 낯설지 않도록 섬세하게 설계되었다. 오랜 기간 의지하며 지내온 전 애인과 이별하고 공허한 삶을 보내던 테오도르가 인공지능 사만다와 만나고 교감하는 과정은 등장인물에게 공감하도록 유도하여 인공지능과의 연애라는 소재에 대한 불쾌감을 줄여준다. 한편, 인공지능과의 사랑의 순수성을 강조하기 위한 장치로서, 영화에서는 앞서 말한 사람들의 모순적인 가치판단을 활용하기도 한다. 인공지능 사만다를 만나기 전 테오도르는 랜덤 매칭을 통해 신원 미상의 여인과 통화를 하는데, 이 때 상대는 이해하기 힘든 성적 취향을 가진 인물로 등장한다. 랜덤 매칭 시스템, 남들과 다른 성적 취향에 대한 관객들의 부정적인 선입견은 테오도르가 진정한 사랑을 하지 못하는 공허한 상태임을 부각시키는 역할을 하며, 상대적으로 사만다와의 관계는 순수하고 긍정적으로 보이도록 대비시킨다. 테오도르의 주변에는 인공지능과의 연애에 대해 낙관적인 입장을 가진 인물도 많이 등장하는데, 이 역시 호의적인 여론을 형성함으로써 다소 낯설고 불쾌할 수 있는 연애 소재로 설득력 있는 로맨스를 완성하는 데에 기여한다.수업에서 진행된 토론에서도 인공지능의 정체성은 수차례 언급되었다. 학생 중에서는 인공지능을 향해 막연한 이질감을 느끼는 사람도 있었고, 충분히 그럴 수 있다는 것을 이해하면서도 나는 쉽게 혐오를 표현하는 사람들에게서 보였던 것과 같은 모순점을 느낄 수 있었다. 곧이어 누군가 ‘그렇다면 피부 이식을 받거나, 신체를 기계로 대체한 사람은 더 이상 사람이 아닌 것인가?’하는 질문을 던졌고, 이 질문은 한 편으로는 부질없으면서도 동시에 ‘인공지능을 우리와 다른 존재로 구분 짓는 구체적인 기준과 이유는 무엇인가?’하는 본질적인 논점을 남겼다. 나 역시 생물학 전공 지식을 동원하며 인공지능의 알고리즘과 우리의 뇌가 다르지 않고, 역으로 유기생명체가 기계와 다르지 않음을 주장했고, 이는 막연한 감정에 근거한 가치판단을 지양하고자 하는 메시지를 담기 위함이었다. 조 발표에서는 통제 사회를 통해 인간 본성, 문명 제도에 대해 고찰하였고, 나는 그 중에서도 도덕성에 집중하여 내용 구성에 참여했다. 영화 ‘아일랜드’와 ‘시녀 이야기’에서는 공통적으로 본능적이지만 도덕적으로 비난 받을 수 있는 행위들이 등장하였다. 나는 마이클 루스와 리처드 도킨스의 진화론적 관점과, 사회생물학적 이론들을 통해 도덕성 또한 절대적인 진리보다는 이득을 위해 진화된 형질에 가깝다고 설명했고, 마찬가지로 모두가 자신의 도덕성 혹은 가치판단이 절대적이지 않을 수 있음을 고찰해봤으면 하는 의도를 담았다.추가 코멘트(두 주제를 함께 작성해보았으나 두번째 주제에 대한 답변이 일부 미흡하여 추가로 작성합니다)인공지능의 정체성에 대한 주제 외에도 기업과 복지의 방향성에 대한 토론 주제가 흥미로웠다. 대기업의 입장에서는 국민들이 높은 수준의 복지 혜택에 만족하고 삶에 안주하여 안정적인 소비를 할 수 있도록 복지 정책에 동의할 수 있을 거라는 의견은 사회주의적인 제도 방향성에 대해 다시 생각해볼 수 있게 해주었다. 기술이 발전하고 노동량에 비해 생산량이 압도적으로 높아짐에 따라 능력주의 사회에서 복지 강화 위주의 사회주의로의 방향성이 자연스러울 수 있겠다는 생각과 동시에, 충분한 기술력과 투명하고 공정한 부의 분배가 뒷받침되지 않는다면 디스토피아에 가까워질 위험이 있을 거라는 생각이 들었다.다른 조 발표 중에서는 ‘듄’과 ‘스타워즈’를 통한 윤리적 고찰이 흥미로웠다. 각 등장 인물들, 세력들의 입장을 중립적인 관점으로 정리하며 각 이해관계를 파악하였고, 이를 토대로 가치판단을 하여 공동체 의식, 인간다움을 논하는 논리 전개 과정이 의미 있게 다가왔다.