화성 연쇄 살인 사건 [1]-[2], 대구 개구리소년 실종 암매장, 이형호 군 살인사건. 한국을 뒤흔든 3대 미제 사건이다. 소중한 생명의 목숨을 잔인하고 기이한 방법으로 앗아가고서도 해결되지 않는 사건들은 시민들을 분노하게 만들었다. 이들 미제사건의 공통점은 현장에 남아 있는 증거로도 범인을 특정하기 어려웠다는 점이다. 이춘재 연쇄 살인 사건의 경우, 신체에서 유래한 증거를 보유하였음에도 불구하고 기술적 한계로 인해 용의자를 특정하는데 어려움이 있었다. 또한 비교할 수 있는 데이터가 부족한 것도 해결해야 할 문제이다. 이러한 문제를 극복하고 사건의 수사망을 효과적으로 좁힐 수 있다면 얼마나 좋을까? 지금부터 소개될 Y-STR 분석은 유전자를 분석함으로써 범죄자의 ‘성씨’를 파악할 수 있는 방법에 대한 내용이다. [3]-[4]
Y 염색체의 비밀과 STR 분석
범죄 수사 시 범인을 찾기 위해 흔히 사용되는 DNA 분석은 인권 침해적 요소가 있기에 문제가 생기기도 한다. 이에 대한 대안인 STR(Short Tandem Repeat)법은 유전정보를 포함하지 않고, 식별력을 높이기 위해 20개의 분석 항목에 따라 각각의 산출값을 구해 범인을 추정하는 방법이다. 대상으로 하는 유전자의 종류에 따라 상염색체 분석으로 본인 및 가족 관계 분석이 가능한 A-STR, 성염색체 중 Y를 분석하여 부계 가족 관계 및 성범죄 분석에 사용되는 Y-STR, 성염색체 중 X를 분석하는 X-STR로 나뉜다. 우리는 앞서 언급한 Y-STR에 주목할 예정이다.
Y 염색체는 특별하다. 남성에게만 존재하는 염색체이기 때문이다. 따라서 아버지의 성을 따라가는 우리나라의 경우, Y 염색체 상의 유전적 지표의 역추적을 통해 조상을 추적하는 것이 가능해진다. 범죄자의 혈흔 혹은 정액 등에서 분석된 유전자형과, 인근 주민들(특히 같은 성씨가 몰려 사는 시골의 경우 유리)의 성씨에 따른 염색체 제공을 요구하여 비교한다면 수사망을 좁히는데 도움이 될 것이다.
STR 분석 절차
STR 분석은 일반적인 핵산증폭 후 분석하는 과정과 거의 동일하다. 우선 시료를 확보한 뒤 시료 속에 포함되어 있는 유전자를 최대한 높은 순도로 정제해 낸다. 이후, DNA 양 및 품질 검사를 실시하여 현재 시료가 충분한 정보를 제공해줄 수 있을지 사전 예측한다. 이 과정을 통과하면 PCR을 이용하여 DNA를 증폭시킨다. Single Nucleotide Polymorphism (SNP) 문제가 발생하지 않는 영역을 잘 선별하여 프라이머를 디자인해서 염기서열을 증폭시키면, 많은 양의 유전자 서열정보로 그림 1과 같은 비교 분석이 가능하다.
Y-STR의 한계
사건 현장이 용의자의 거주구역과 인접한 경우라면, 그리고 Y-STR 분석을 통해서 증거를 얻을 수 있을 정도의 충분한 유전자 시료를 얻을 수 있다면 매우 효과적인 분석법이 된다. 하지만 Y-STR은 일반적인 STR보다는 용의자를 정확하게 특정하는 능력은 떨어지기 때문에, 용의자를 선별하기 보다는 용의자 범위를 압축시키는 효과가 더 크다고 볼 수 있다.
STR은 지문만큼이나 개인 식별력이 높다고 한다. 그렇기 때문에 이미 범죄자 등으로부터 확보해서 등록한 유전자 DB에 STR 정보가 등록되었다면, 용의자를 찾아서 특정하는 것이 어렵지 않다. [5] Y-STR은 같은 부계 (거의 대부분은 같은 성씨는 같은 부계일 가능성이 높음)라는 것을 확인하는데 충분한 정보를 제공할 수 있지만, 아버지와 자식의 Y-STR이 같을 가능성이 높기 때문에 용의자 개인을 특정하는데는 어려움이 있다. 실제 Y-STR로 검거된 사람이 Y-STR의 해상력 한계로 인해 무죄로 풀려난 사실도 있다. [6] 그렇다 하더라도, 한 거주지에서 해당 Y-STR을 가진 집안을 찾아낼 수 있다면 그만큼 범죄자 추적의 효율이 올라가게 된다.
또 다른 제약점은 성씨가 유전되지는 않는다는 점이다. 개명, 입양 등 혈연관계가 아닌 여러 가지 다른 상황에 의해 인위적으로 성씨가 붙여지는 경우 Y-STR법은 쓸모 없어진다. 같은 맥락으로 비교 대상이 많지 않은 희귀 성씨의 경우도 Y-STR 분석을 통해 범인을 특정할 수 없다. 다만, 사건을 해결하기 위한 결정적 수단으로 사용될 수 있다는 점에서 여전히 의의가 있다고 생각한다.
정자윤 | Chemsitry & Biology | 지식더하기
참고자료
[1] 조선일보, 2020. '화성 연쇄살인사건' 수사 30년만에 종결… "이춘재 14명 연쇄 살해 확인"(종합). 조선일보 2020. 7. 2 게재, 2021. 5. 9 방문. [2] ‘이춘재 연쇄 살인 사건’으로 사건명칭이 변경되었다. 비록 공소시효가 만료되었지만, 경찰이 미제 사건 해결을 위해 보관중인 DNA 샘플을 지속 분석하여 대조하던 중, 2019년 당시 무기수로 복역중인 이춘재가 용의자로 특정되었다. 심문 결과 이춘재가 총 10차에 걸친 사건에 대해 자신이 진범임을 자백하였다. 30년 넘게 해결되지 않았던 점과 본 기사 주제와의 연관성을 감안해서, 현재는 진범이 밝혀졌지만 대표적인 ‘미제 사건’으로 포함시켰다. [3] LG Science Land, 2010. 과학이야기: 유전자분석으로 범인의 성씨를 알 수 있다고? 2021. 5. 9 방문 (https://www.lgsl.kr/story/detail/sto/sto/66/INSC2010010004) [4] 대한민국 해양경찰청 블로그, 2020. 해양상식: DNA와 증거물 그리고 신원확인. 2021. 5. 9 방문 (https://m.blog.naver.com/kcgnmpa/221969746123)
[5] Myers, P. (2007) Tandem repeats and morphological variation. Nature Education 1(1):1 [6] 뉴시스, 2020. Y-STR 유전자가 뭐길래?...12년 중형서 무죄로 바뀐 판결. 2021. 5. 9 방문 (https://mobile.newsis.com/view.html?ar_id=NISX20200529_0001041767#_enliple)
첨부한 이미지 출처
https://2wordspm.com/
