새로운 생분자 기술로 중세 우크라이나 치석에서 기장 발견

by 빌뉴스 대학교Vilnius University
 

오스트리프Ostriv 매장지에서 발굴된 인간 치아 치석에 박힌 밀리아신 생체 분자miliacin biomolecule 모식도. 이 분자는 수수 식물에 특이적이며, 기장을 주재료로 한 식사를 할 때 치석에 축적된다. 이미지 제공: 알렉산드라 코작 박사

이번 연구는 최초로 인간 치석에서 수수 섭취의 미량 흔적을 직접 확인함으로써 중세 식단에 대한 전례 없는 통찰력을 제공하고, 고대 식생활을 재구성하는 데 고고학자들이 활용할 수 있는 도구를 확장했다.

빌뉴스Vilnius 대학교, 나라 국립 문화재 연구소, 요크 대학교, 프론티어 연구소Frontier Laboratories Ltd., 그리고 키이프 고고학 연구소 연구진은 우크라이나 중부 중세 오스트리프 공동묘지Ostriv cemetery(10~12세기)에서 발굴된 인간 치석에 첨단 분석 기술인 열탈착 가스 크로마토그래피-질량 분석법thermal desorption gas chromatography–mass spectrometry (TD-GC/MS)을 적용했다.

그 결과, 분석 대상 31명 중 8명에서 수수(Panicum miliaceum)에 풍부하게 함유된 분자 바이오마커molecular biomarker인 밀리아신miliacin을 검출하는 데 성공했다.

이는 전 세계에서 인간 치석을 통해 수수 섭취를 직접적으로 입증한 최초의 분자적 증거다.

이번 연구 결과는 학술지 '사이언티픽 리포트Scientific Reports'에 발표되었다.

동위원소 분석이 놓치는 부분까지 감지하다

"이번 연구 결과는 아주 미량의 기장조차도 치석에 분자 흔적을 남긴다는 것을 보여준다"고 나라 국립문화재연구소 공동 주저자인 쇼다 신야Shinya Shoda 박사는 말했다.

"이는 과거의 미묘한 식습관을 감지할 수 있는 완전히 새로운 길을 열어줍니다."

기존의 안정 동위원소 분석은 개인의 단백질 섭취량 약 20% 이상을 기장이 차지할 때만 기장 섭취 여부를 확인할 수 있다.

따라서, 특히 계절적이거나 상황에 따라 변하는 식단에서 흔히 나타나는 소량 또는 간헐적인 기장 섭취는 종종 간과된다.

이번 연구에서는 밀리아신 신호가 뚜렷하게 나타난 몇몇 사람에게서 δ¹³C 값이 낮게 나타났는데, 이는 기존 동위원소 분석으로는 이들이 기장과 같은 C4 식물을 섭취했음을 간과했을 가능성을 시사한다.

다시 말해, 기존 동위원소 분석 방식으로는 이들이 기장을 전혀 섭취하지 않았다고 결론지을 수 있지만, 분자적 증거는 이들이 기장을 섭취했음을 분명히 보여준다. 이는 기존 방식으로는 이처럼 미묘한 식단 신호를 얼마나 쉽게 놓칠 수 있는지를 보여준다.

고대 식단을 재구성하는 새로운 도구

이전에는 불가능한 미량 시료(마이크로그램 단위)에 TD-GC/MS를 성공적으로 적용한 것은 방법론적으로 중요한 진전이다.

이 접근법은 효율적이고, 최소한의 파괴만 가하며, 다양한 고고학적 맥락에 폭넓게 적용할 수 있다.

공동 주저자인 기에드레 모투자이테 마투제비치우테Giedrė Motuzaitė Matuzevičiūtė 교수는 "이 기술을 통해 고고학적 기록에서 거의 찾아볼 수 없는, 잘 알려지지 않은 식물성 식품들을 분석할 수 있게 되었다"고 말했다.

"이는 사람들 일상적인 식단과 지역 환경 및 문화적 변화에 어떻게 적응했는지에 대한 더 명확한 그림을 제공합니다."

중세 공동체에 대한 통찰

키예프 루스Kievan Rus의 문화권에 속하며 슬라브족과 발트족 공동체의 영향을 받은 오스트리프 중세 주민들은 다양한 식습관을 보였다.

몇몇 개인에게서는 어린 시절 기장에 대한 노출이 거의 없었음에도 밀리아신이 검출되었는데, 이는 아마도 이주나 식량 공급 변화와 관련하여 성인이 되어서 기장 섭취를 시작했음을 시사한다.

"치석은 사람 치아에서 흔히 발견되는 생물학적 물질입니다. 다른 생분자 고고학 기법과 결합하여 치석 매트릭스에서 특정 식물 종을 찾아내는 것은 과거 인구의 영양 섭취를 이해하는 새로운 가능성을 열어줍니다."

키이우 고고학 연구소 인류학자 알렉산드라 코자크Aleksandra Kozak 박사는 말한다.

이 연구는 고대 식물 이용을 밝히는 데 치석 분석의 혁신적인 잠재력을 보여준다.

이 새로운 방법론은 시간, 지리, 사회적 정체성에 따른 식단 다양성에 대한 우리의 이해를 재정립할 수 있을 것이다.

또한 이 연구는 다양한 사회에서 새로운 작물 섭취로의 식단 변화 과정을, 그것이 보편화하기 전에 이해하는 데 매우 중요할 것이다.

"이 연구는 경제적, 의학적 중요성을 지닌, 그동안 제대로 연구되지 않은 다른 식물들 생분자를 밝혀내는 데에도 엄청난 잠재력을 지닙니다." G. 모투자이테 마투제비치우테 교수 말이다.

More information: Shinya Shoda et al, Thermal desorption GC/MS on human dental calculus detected minute millet consumption in medieval Ukraine, Scientific Reports (2025). DOI: 10.1038/s41598-025-31019-9 

Journal information: Scientific Reports 
Provided by Vilnius University 
 
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기장이고 나발이고, 동위원소고 나발이고, 아무리 산성 토양이라도 거의 유일하게 무덤에 남는 인체 흔적이 이빨, 개중에서도 어금니인데,

그 대부분을 한국 고고학은 발굴현장에서 조사도 없이 다 확인도 없이 덮어버리고 흙더미에 버렸다! 

믿기는가?