1. 심슨 유전자의 정체

사람들은 《심슨가족》을 보면서 흔쾌히(?) 웃습니다. 일반 대중이 왜 웃는지는 잘 모르겠지만 하여튼 많이 웃습니다. 만약에 심슨 가족이 전부 머리가 비상하다면 어땠을까요? 사람들이 많이 웃었을까요?

그렇다면 심슨가족의 아빠심슨은 왜 그리 멍청할까요?
영화에서는 안 나왔지만 TV판중 한 편에는 이에 대한 이유가 나와 있습니다. 심슨가족의 남자들은 어렸을 때는 굉장히 똑똑했지만 8살을 최고 정점으로 그 이후 점점 멍청해지는 것입니다. 이러한 지능지수의 변화가 심슨 유전자의 발현으로 나타난다는 것입니다. 심슨유전자는 여자에게는 발현되지 않는다고 합니다. 아니 발현되는데 똑똑한 상태에서 멍청해지는 현상이 나타나지는 않는다는 것입니다.

그렇다면 심슨 유전자는 어떤 메커니즘으로 작동하는 것일까요??

우선 심슨 유전자는 남자에게만 발현됩니다. 그렇다면 성염색체와 연관되어 있겠죠.

Y염색체에 위치하고 있는 것이라면 여자 심슨들에게는 발현되지 않을 것입니다. 그래서 Y염색체에 위치하지는 않는다는 것을 알 수 있습니다. 그렇다면 X염색체 위에 있는 것일까요? X염색체는 여자와 남자 모두에게 존재합니다. 따라서 X염색체 위에 위치할 가능성이 존재합니다.
그런데 심슨 유전자는 아빠에게서 자식들에게 유전되는 것인데 딸의 X염색체 중에 하나는 아빠에게서 물려받았다고 하더라도 아들의 X염색체는 아빠에게서 물려받을 수 없으므로 X염색체에 존재할 가능성은 없습니다.

분명 성염색체와 연관되어 있을텐데 성염색체 위에 존재하지 않는다면 어떤 메커니즘이 존재하는 것일까요?

일단 결론적으로 심슨 유전자는 상염색체(일반적인 염색체) 위에 존재할 것입니다. 이 유전자가 어떤 역할을 하게 되는지는 모르지만 이 유전자는 어렸을 때부터(태아때부터) 발현되어 어린 심슨 가족들을 똑똑하게 만들어 주는 것 같습니다. 태아의 뇌세포를 분화시키는 호메오 세포^[각주:1]의 성능을 매우 강화시켜서 뇌세포들이 일찍 활성화가 되는 것일 가능성이 높아보입니다.

하지만 남자 심슨들이 나이가 들면서 뭔가 문제가 발생하는 것으로 보입니다. 어떤 문제일까요?
남자 심슨가족들의 뇌세포의 생성을 막거나^[각주:2] 사멸하도록 만드는 것일까요? 아니면 뇌세포들 사이에 신호 전달을 막도록 되는 것일까요?

남자 심슨가족들이 성인이 된 이후에도 멍청해진다(판단능력이 약해진다) 뿐이지 특별한 운동능력이나 기억력 등에는 아무런 이상이 없는 것으로 봐서 뇌세포 생성이 정지하는 것은 아니라는 것을 알 수 있습니다. 뇌세포 생성이 정지한다면 나이가 많아짐에 따라서 뇌세포가 줄어들 경우에 나타나는 현상들이 나타나야 하니까요.
그렇다면 심슨 유전자가 하는 일이 뇌세포들 사이에 신호 전달을 막도록 하는 것일까요? 이것도 가능성이 없는 것이 반사신경 등은 정상적으로 작동한다는 것입니다. 그럼 도대체 뭐가 잘못????

남자 심슨가족들을 살펴보면 모든 것이 정상이고 논리적인 판단력만 문제가 있음을 알 수 있습니다. 논리적인 판단력은 전두엽의 일부분에서 주로 처리하는 것으로 알고 있습니다. 따라서 심슨 유전자는 이 부위에 문제가 생기는 것이라 추정할 수 있습니다. 다시 말해서 심슨 유전자는 약 8세가 되었을 때 뇌의 특정한 전두엽 부위에서 호메오 유전자의 활동이 끝난다고 봐야 합니다. 호메오 유전자에 의해 새로운 뇌세포가 생기지 않으므로 나이를 먹을수록 뇌세포가 서서히 줄어들어서 점점 더 이상해 지는 것이죠.

이러한 명령은 상염색체의 심슨 유전자에 의해서 발현되지만, 발현되는 키는 아들만 갖는 Y염색체에 있다고 생각됩니다. 그래서 아들들만 멍청해지는 것이죠. Y염색체가 없는 딸들은 멍청해지지 않는 것입니다.

최종결론으로 심슨 유전자는 상염색체 위에 존재하고, 처음에는 뇌의 발달을 촉진하다가 Y염색체의 도움을 받아서 전두엽에 위치한 호메오유전자를 죽이는 유전코드라는 것입니다. ^^

그럼 심슨 유전자들은 판단력을 파괴하는 것이니까 나쁜 것일까요? 뭐 꼭 그렇지도 않은 것 같습니다.
영화나 TV시리즈를 살펴보면 판단력이 약해진 대신 참을성과 강인한 육체를 갖는 것을 볼 수 있습니다.

ps. 추가사항

2. 오토바이를 타고 유리벽 안을 회전하는 것은 가능할까?

영화 《심슨가족》을 보면 권력의 야욕을 갖는 한 정부의 고위관료(톰행크스)가 심슨가족이 사는 마을을 거대한 하나의 원형 유리돔으로 덮어 버립니다. 그래서 사람들은 갇혀서 생필품 부족으로 서로 싸움을 합니다. (전기 에너지는 원자력 발전소가 있어서 전혀 걱정할 필요가 없어 보입니다. 심슨가족의 아빠가 근무하는 곳이죠.) 이 위기에서 아빠 심슨이 멋진 오토바이 타기 솜씨를 선보이면서 마을을 구해냅니다. (아빠 심슨이 위기에 몰아넣은 장본인이기도 합니다만..^^)

영화 최후의 장면에서 심슨 아빠가 아들과 함께 오토바이를 타고 원형 돔 벽을 올라가서 폭탄을 그 위에서 폭파시켜 마을을 구합니다. 여기서 원리적으로는 원형 돔을 오토바이를 타고 도는 것 자체가 안 될 것 같지만.... 마찰력 등에 의해서 가능하다고 생각해 봅시다. 이 때 오토바이의 속도가 얼마나 되었어야 할까요?

여러 가지 변수가 존재해서 명확히 속도를 계산할 수 없습니다만, 확실한 것은 최고점에 있을 때 (아들 바트가 폭탄을 구멍으로 던질 때) 속도의 최소값은 구할 수 있다는 것입니다.
원형 구를 떨어지지 않고 돌 수 있는 조건을 충족시켜야 하기 때문입니다.
이 조건은 중력≤관성력 을 만족해야 합니다. 여기서 관성력이란 것은 일반적으로 이야기되는 원심력을 말하는 것입니다. (과학에서는 원심력이란 말을 사용하지 않죠.)

계산을 간단하게 하기 위해서 중력상수 g를 10 ㎨ 이라고 하고, 마을을 덮은 유리구의 반지름을 1 km라고 한다면 (오토바이와 아빠 심슨과 바트와 폭탄의 무게의 총합을 m이라 하면 ) 중력은 mg이고, 관성력은 mv²/r 이므로

가 됩니다.
이 수치는 360 km/h의 속도이고, 바트가 폭탄을 구멍으로 던져 넣었을 때도 오토바이가 유리구에서 떨어지지 않았으므로 이보다 훨씬 빨랐었다는 것을 알 수 있습니다. 구의 크기가 절반인 지름 1km의 크기였다고 하더라도(이미지를 가만히 살펴보면 유리구의 지름이 1 km보다 훨씬 크다는 것을 알 수 있습니다.) 70 m/s의 속도(=254 km/s)보다 훨씬 빠른 속도라는 것입니다.

구멍의 크기 확인

자... 여러분은 바트가 되어 저 속도에서 반지름 2 m도 채 안 되는 구멍으로 가방을 던져넣을 수 있겠습니까? (좀 더 쉬운 문제로 200 km/h보다 훨씬 빠른 속도로 가는 오토바이 위에서 가방을 (땅에 정지하고 있는 사람이 볼 때) 똑바로 위로 던저올릴 수 있겠습니까?)

아니 그보다 저런 곳에서 저런 속도로 오토바이를 운전하실 수 있으시겠습니까? ^^?

여러분은 유리벽을 오토바이를 타고 올라가는 것이 가능하다고 생각하십니까?
아니면 불가능하다고 생각하십니까?

(사실 라디오키즈 님의 영화번개에서 두 번째로 《심슨가족》을 보면서 이런 생각을 하고 있었답니다. ^^;)