0~97세 뇌세포 130만개 변화 분석24세부터 안정기, 60세엔 재활성화노인성 치매, 아교세포 염증서 시작 사람의 뇌는 생애 초기부터 노년기에 이르기까지 발달적 변화를 겪는다. 이런 변화는 인지 능력, 행동, 질병에 대한 취약성에도 영향을 미치는 것으로 알려졌다. 생애 단계별로 유전자 발현 양상을 분석하면 뇌의 변화가 어떤 방식으로 일어나는지 파악할 수 있고 정상 노화 과정과 뇌신경질환 발병 과정을 연구하는 데도 유용하다. 미국 마운트 시나이 아이칸 의대를 중심으로 한 공동 연구팀은 0세부터 97세까지 정상인 284명의 배외측 전전두엽에 있는 뇌세포 핵 130만개에서 유전자 활동을 읽어 태어나서 늙을 때까지 어떻게 변해 가는지를 개별 세포 단위로 분석한 지도를 완성했다. 이 연구 결과는 9월 24일 자 ‘네이처’ 3편, ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 3편, ‘네이처 의학’, ‘네이처 유전학’에 각각 1편 등 총 8편의 논문으로 발표됐다. 전전두엽은 문제 해결, 계획 수립, 정서 조절 같은 핵심 인지 기능에 관여하는 동시에 나이가 들면서 나타나는 기능 저하에 민감한 뇌 영역이다. 그래서 뇌과학자들에게는 가장 이상적인 연구 대상으로 꼽히기도 한다. 이번 연구는 알츠하이머병 같은 퇴행성 뇌질환의 메커니즘을 규명하는 것을 목표로 하는 ‘사이크에이디’(PsychAD) 프로그램의 일환으로 수행됐다. 연구팀은 사이크에이디 프로그램에 참여한 사망 기증자 1494명의 뇌에서 확보한 630만건 이상의 유전자 발현 프로파일을 활용했다. 특히 첫 번째 논문에서 연구팀은 분석 대상 중 뇌질환 진단이 없는 신경학적으로 정상인 기증자 284명의 뇌에서 세포핵 130만 7674개를 하나씩 분석했다. 기증자의 나이는 생후 0세부터 97세까지 다양했다. 분석 결과, 전전두엽의 유전자 발현은 ▲발달기(0~19세)의 활발한 재구성 ▲중년기(40~59세)의 안정 ▲노년기(60세 이상)의 선택적 재활성화라는 세 단계를 거치는 것으로 나타났다. 나이에 따라 유전자 발현 수의 차이는 뚜렷했다. 발달기에는 8223개가 변했지만 청년기(20~39세)에는 27개, 중년기에는 단 1개에 그쳤다. 그러다 노년기에 다시 735개가 움직였다. 연구팀은 검정력 분석을 통해 중년기의 유전자 발현 정지가 표본 부족 때문이 아니라는 점을 확인했다. 연구팀에 따르면 24세를 변곡점으로 발달기의 활발한 재편이 끝나고 상대적 안정기로 들어서게 된다. 60세 이후 전전두엽에서 활동이 달라진 유전자 735개 중 426개는 신경세포를 돌보는 아교세포에서, 246개는 신경세포에서 나타났다. 노화에 더 잘 버틴 쪽은 신경세포였다. 한번 만들어지면 분열하지 않아 갈아 끼울 수 없는 신경세포는 종류를 가리지 않고 DNA 수선 유전자를 활성화하며 버텼고 아교세포에서는 면역·염증 스트레스가 재활성화됐다. 아교세포에서 활성화된 유전자들은 알츠하이머 위험 유전자와 겹치는 것으로 나타났다. 결국 노인성 치매는 신경세포가 아니라 아교세포에서 시작될 가능성이 크다는 것이다. 또 24시간 리듬을 타는 유전자도 20~59세에서는 64개였지만 60세 이상에서는 단 1개만 남았다. 노인의 수면 리듬이 무너지는 현상을 세포 단위로 보여 준 첫 사례다. 이 밖에 이번에 발표된 다른 논문들은 뇌신경질환을 앓았던 사람들의 뇌를 다뤘다. 기증자 1494명의 뇌세포 630만 개를 분석해 알츠하이머와 파킨슨병, 조현병 등 8개 뇌질환을 처음으로 한자리에 놓고 비교한 결과 치매와 파킨슨병은 신경세포 발달·시냅스 유전자에서 유독 닮아 있다는 사실을 밝혀냈다. 또 다른 논문들에서는 유전적 위험이 어느 세포에서 작동하는지를 유럽·아프리카·아메리카계에 걸쳐 추적함으로써 기존 방식으로는 보이지 않던 유전자와 질병의 연결 관계를 수천 건 찾아냈다.

일반적으로 기생충은 숙주를 병들게 한다. 기본적으로 숙주에 도움이 되면 공생 관계이고 피해를 주는 경우를 기생이라고 분류하기 때문에 당연하지만, 의외로 숙주의 수명을 늘려주는 기생충도 존재한다. 그것도 조금 늘리는 정도가 아니라 몇 배 늘어나게 만든다. 하지만 이는 숙주가 아니라 기생충을 위한 생존 전략이다. 2021년 독일 요하네스 구텐베르크대학의 과학자들은 서유럽에 서식하는 개미 중 하나인 ‘템노토락스 닐란데리’(Temnothorax nylanderi)를 연구하던 중 이 개미의 장내에 기생하는 ‘촌충’과 관련된 특이한 사실을 발견했다. 기생충에 감염된 일개미 가운데 절반이 3년 이상 생존한 것이다. 일개미의 수명이 보통 1~2년 정도인 점을 생각하면 뜻밖의 결과였다. 과학자들은 기생충이 숙주를 조종해 여왕개미처럼 오래 살 수 있게 해주지만, 대신 매우 게으르게 만든다는 사실을 발견했다. 이 기생충의 종숙주는 바로 딱따구리인데, 딱따구리가 개미집을 공격할 때 쉽게 도망치지 못하고 잡아먹히게 만들기 위해서다. 오래 살게 만드는 것도 역시 최종 숙주인 딱따구리에 잡아먹힐 기회를 오래 보전하기 위한 기생충의 소름 돋는 숙주 조종 능력이다. 작은 기생충이 숙주의 행동은 물론 수명까지 조절하는 비결을 알아내기 위해 요하네스 구텐베르크대 마인츠 유기체 및 분자 진화 연구소의 수잔 포이치크 교수 연구팀은 마인츠 인근 레네베르크 숲에서 이 개미를 잡아와 자세히 분석했다. 연구팀은 감염된 일개미, 감염되지 않은 일개미, 그리고 여왕개미를 해부해서 뇌와 지방체 (fat body)를 조사했다. 지방체는 복부에 있는 조직으로, 곤충에서 신진대사와 면역 체계 등 여러 가지 중요한 역할을 담당한다. 연구팀은 RNA 시퀀싱을 사용하여 뇌와 지방체에서 어떤 유전자가 활성화되어 있는지 분석하고 기생충인 촌충의 유전체 및 전사체 데이터(유전 물질과 활성화된 유전자에 대한 데이터)를 조사했다. 조사 결과 기생충은 호르몬으로 개미의 행동을 조정하는 대신 유전자 스위치를 켜고 끄는 후생유전학(epigenetics)적 기능을 매우 정교하게 조절하는 것으로 나타났다. 예를 들어 기생충에 감염된 일개미들은 지방체에서 여왕개미와 유사한 특징을 보이는 데, 덕분에 여왕개미처럼 수명이 증가했다. 반면 기생충은 뇌에서는 여왕개미와 다른 유전자를 조절했다. 감염된 일개미는 행동, 먹이 섭취, 사회적 반응에 영향을 미칠 수 있는 신호 전달 분자인 여러 신경 펩타이드와 그 수용체의 발현이 감소했다. 이는 게으른 일개미를 만들어 종숙주인 딱따구리가 둥지를 공격할 때 쉽게 도망치지 못하게 만드는 핵심 기전이다. 작은 개미의 장 속에 기생하는 더 작은 기생충이 어떻게 개미의 행동과 수명을 원하는 대로 조절할 수 있는지는 사실 지금까지 미스터리였는데, 이번 연구는 그 이유를 밝혔다는 점에서 의의가 있다. 물론 이유를 알아냈어도 여전히 놀라운 일임에는 틀림없다.

사람들마다 뇌가 늙는 속도는 일정하지 않다. 최근 많은 연구가 가리키는 전환점은 40대 중반에서 50대 초반으로 우리가 아직 ‘한창’이라고 여기는 그 나이다. 게다가 기억력이 예전 같지 않다고 느끼는 순간 뇌에서는 이미 십수 년 전부터 변화가 진행 중이었을 가능성이 크다. 이런 상황에서 미국 샌디에이고 캘리포니아대(UCSD) 의대, 어바인 캘리포니아대(UC어바인) 의대, 서던캘리포니아대 의대, 세인트루이스 워싱턴대 의대, 소크 생명과학 연구소, 캘리포니아대 의대, 뉴욕 게놈 센터, 컬럼비아대 의대 공동 연구팀은 학습과 기억에 결정적인 역할을 하는 뇌 영역인 해마의 면역세포 네트워크가 중년을 기점으로 급격하고 대대적인 재편 과정을 겪는다고 밝혔다. 연구팀은 노화가 퇴행성 뇌질환에서 흔히 관찰되는 만성 신경염증으로 이어지는지를 설명할 수 있는 잠재적 메커니즘을 보여준다고 설명했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘사이언스’ 7월 24일 자에 실렸다. 연구팀은 UC어바인 뇌은행과 미국국립보건원(NIH) 뉴로바이오뱅크에 신경학적으로 건강한 정상인이 사후에 기증한 뇌 표본을 활용했다. 연구팀은 40명의 해마 조직을 20~40, 40~60, 60~80, 80~100세 네 연령군에 따라 남녀 각각 5명씩 배치해 분석했다. 연구팀은 세포핵 하나에서 유전자 발현과 크로마틴 접근성을 동시에 측정해 후성유전체를 분석하는 방식으로 29만 5033개 핵에서 18개 세포 유형을 구분했고, 세포핵 하나에서 DNA 메틸화와 3차원 게놈 접촉을 동시에 측정해 2만 2240개의 핵과 13개 세포 유형을 구분해 냈다. 유전자 발현은 세포가 현재 무엇을 하고 있는지 알려주지만 후성유전학적 흔적은 세포가 어디에서 왔는지에 대한 정보를 갖고 있다. 두 접근법을 결합하면 유전자 발현 데이터만으로는 드러나지 않는 노화된 인간 뇌 면역세포의 정체성과 계통의 변화를 포착할 수 있다는 장점이 있다. 분석 결과, 뇌의 1차 면역세포인 미세아교세포가 대략 50세에서 75세 사이에 걸쳐 점진적으로 감소하고 그 자리를 염증 신호가 높아진 세포들이 대체하는 것으로 나타났다. 이렇게 새로 자리 잡은 염증 세포들은 말초 혈액에서 유래한 면역세포의 특성과 비슷한 성질을 보였다. 연구팀에 따르면 미세아교세포는 배아 발생 단계에서 만들어져 사람의 일생 내내 스스로 재생을 반복하며 유지된다고 여겨져 왔지만 이번 연구로 미세아교세포 수명에 대한 이런 통념에 의문이 제기됐다. 또 뇌를 보호하는 혈액-뇌장벽을 유지하는 세포들도 나이가 들면서 기능이 저하된다는 사실을 확인했다. 또 여러 종류의 뇌세포에서 노화와 함께 게놈의 3차원 구조가 광범위하게 무너지는 현상도 확인했다. 연구를 이끈 빙 렌 컬럼비아대 교수는 “이번 연구는 뇌 세포의 점진적이고 구조적 붕괴가 유전자 조절 방식과 세포 정체성의 변화 등과 밀접하게 연결돼 있다는 것을 보여준다”며 “이번 연구 결과가 인간 뇌 노화의 근본적 특징일 가능성이 크다”고 설명했다.

2008년 아프리카 밀림에서 우연히 찍힌 흐릿한 사진 속에는 나뭇잎에 절반쯤 가려진 검은 원숭이가 보였다. 과학자들은 사진 속 원숭이가 아프리카에서 발견된 다섯 번째 원숭이 신종이라는 사실을 밝혀내고 학명을 붙였다. 그렇지만 이름을 얻는 순간 멸종위기에 처했다는 충격적인 사실이 확인됐다. 콩고민주공화국 루쿠루 야생동물연구재단, 루마니 국립공원, 미국 예일대, 예일 피바디 박물관 척추동물 연구부, 플로리다 애틀란틱대, 뉴욕 시립대(CUNY), 뉴욕 자연사 박물관 공동 연구팀은 콩고 열대우림에서 지금까지 알려지지 않았던 아프리카 원숭이 신종을 확인했다고 밝혔다. 이번 발견은 현대 영장류학에서도 손꼽히는 보기 드문 발견으로 평가받지만 멸종위기에 처한 것으로 알려졌다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 7월 16일 자에 실렸다. 이번에 발견된 원숭이는 콩고민주공화국 동중부, 로마미강과 콩고강 사이 외딴 하천 지대에서 발견됐다. 이 지역은 중앙아프리카에서 생물학적으로 가장 중요한 지역 중 하나로 꼽힌다. 윤기 나는 검은 털에 어깨를 감싸는 망토 같은 털, 길게 늘어진 꼬리, 입과 코 주위를 감싼 선명한 주황빛 크림색 반점까지 가진 이 원숭이는 현지에서는 ‘리크웰리’로 불렸으며 이번에 ‘콜로부스 콩고엔시스’라는 학명이 새로 붙었다. 지난 75년 동안 아프리카에서 확인된 신종 원숭이는 이번이 다섯 번째에 불과하다. 콩고엔시스는 중앙아프리카에서 수십 년에 걸친 과학적 탐사가 이뤄졌음에도 기록에 거의 남지 않았다. 콩고엔시스는 근연 콜로부스 원숭이들보다 작아 약 6.8㎏에 불과하고 항문 주위의 흰색 무늬가 이 종을 구별 짓는 특징이다. 유전학적 분석 결과 콩고엔시스와 가장 가까운 근연종은 1200㎞ 떨어져 있는 서중부 아프리카에 사는 ‘콜로부스 사타나스‘로 약 400만~500만 년 전에 갈라져 나온 별개의 진화 계통이라는 점이 확인됐다. 해부학적으로도 콩고엔시스의 두개골과 피부는 다른 콜로부스 원숭이들과 비슷하지만 차이를 보여 별개의 종으로 확정할 수 있었다. 콩고엔시스는 다른 아프리카 콜로부스 원숭이들과 음향학적으로도 차이를 보였다. 깊고 울림이 큰 포효 같은 울음소리는 근연 종과 비슷하면서도 다른 음향을 보였다. 루마미 국립공원 완충지대에 있는 여러 마을의 주민과 사냥꾼들에 따르면 콩고엔시스는 좀처럼 모습을 드러내지 않아 보기 힘든 동물로 나타났다. 2018년부터 2022년까지 약 1700㎢ 범위에서 114차례 목격된 것으로 나타났는데 콜로부스 종 원숭이 치고는 이례적으로 서식범위가 좁은 것으로 확인됐다. 연구팀은 극도로 좁은 서식 범위, 작은 개체군 규모, 커지는 사냥 압력, 계속되는 서식지 파괴 때문에 콩고엔시스를 국제자연보전연맹(IUCN) 적색 목록에 ‘위기’ 등급으로 분류할 것으로 제안했다. 그러면서 세상에 알려지기도 전에 멸종할 위험이 극도로 크다고 경고했다. 연구를 이끈 콩고 루쿠루 야생동물연구재단의 보전과학자 존 하트 박사는 “이번 연구 결과는 이미 과학적으로 탐사된 지역에서도 완전히 새로운 종이 여전히 존재한다는 것을 보여줌으로써 중앙 콩고 분지가 생물다양성의 보고라는 점을 제시한다”고 말했다.

사람들은 매일 오감을 통해 수많은 정보를 경험하고 받아들이지만 어떤 정보는 오랫동안 남는 반면 어떤 것은 돌아서면 잊어버리기도 한다. 오래 남는 기억은 학습과 경험 축적의 기반이 되고 노화로 인한 치매 같은 인지 저하와도 밀접한 연관이 있다. 기초과학연구원(IBS) 기억 및 교세포 연구단, 한국뇌연구원 공동 연구팀은 기억을 오래 유지하는 핵심은 뇌 속 ‘별세포’에 있다는 사실을 확인했다. 연구팀은 별세포 내 단백질 ‘Ank2’가 장기 기억 유지에 필수적인 역할을 하며 별세포 신호만 선택적으로 조절해 기억을 더 오래 유지할 수 있다는 것을 동물실험으로 밝혀냈다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 7월 7일 자에 실렸다. 뇌과학이 발전하면서 기억 연구도 활발하지만 대부분 정보를 전달하는 신경세포(뉴런)를 중심으로 진행됐고 뇌 속 다른 세포들의 역할은 충분히 규명되지 않아 기억의 장기 유지와 관련한 메커니즘은 명확히 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 신경세포 주변 환경을 조절하고 항상성을 유지하는 별세포에 주목했다. 별세포는 뉴런 보조 세포로만 알려졌다가 최근 시냅스 기능 조절, 신경회로 유지에 적극 관여한다는 사실이 속속 밝혀지고 있다. 연구팀은 별세포에서만 Ank2를 제거한 생쥐로 기억 행동 실험을 했다. 그 결과, Ank2 제거 생쥐는 최근 기억은 정상 유지됐지만 2주 뒤 측정한 장기 기억은 눈에 띄게 감소한 것이 확인됐다. 또 Ank2가 없는 별세포는 구조가 단순해지고 기억을 저장하는 신경세포 집단인 엔그램 신경세포와의 물리적 접촉도 크게 줄어든 것으로 나타났다. 학습과 기억 형성에 핵심인 장기강화 유지 능력의 저하도 관찰됨으로써 별세포가 단순히 신경세포 보조 역할을 넘어 기억을 장기간 안정적으로 유지하는 데 직접 관여한다는 점을 파악할 수 있었다. 연구팀은 분자 단위로 기억 유지 과정을 분석했는데 Ank2가 별세포 내 칼슘 신호 전달에 중요한 역할을 하는 것을 확인했다. Ank2가 제거되면 세포 내 칼슘 신호가 약화되고 이에 따라 신경세포 간 연결을 강화하고 기억 형성을 돕는 핵심 단백질인 뇌유래신경영양인자(BDNF)에 반응성이 줄었다. 연구팀은 광유전학 기법으로 별세포 내 BDNF 관련 신호 경로를 자극하자 기억이 오래 유지되는 것을 관찰하기도 했다. 연구를 이끈 고우현 IBS 기억 및 교세포 연구단 박사는 “이번 연구 결과는 그동안 신경세포 중심으로 살펴본 기억 연구의 관점을 확장했다는 점에서 의미가 크다”며 “노화나 우울증으로 인한 인지 저하나 알츠하이머 같은 다양한 기억 관련 뇌 질환 연구와 치료의 새로운 방향을 제시할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

사람의 성인 뇌는 평균 무게 1.2~1.5㎏에 불과하지만 인간을 인간답게 만드는 신체 기관이다. 진화적 관점에서 인간의 뇌는 진화 후기에 뇌 자체 크기는 물론 신체 대비 크기 면에서도 급격한 증가를 겪었다. 뇌의 폭발적 증가 이유에 대해서는 여러 가설이 있지만 그중 하나가 ‘뇌 지연 가설’이다. 인간과 뇌가 큰 다른 영장류의 경우 일반적으로 신체 크기가 먼저 증가하고 뇌 크기는 나중에 커졌다는 것이다. 영국 옥스퍼드대 실험심리학과 연구팀은 일부 영장류 혈통에서 더 큰 신체 크기로의 진화가 더 큰 뇌로 진화보다 선행했다는 ‘뇌 지연’ 가설을 증명했다. 인간의 경우는 뇌 크기가 실제 예상되는 기준선을 넘어 계속 성장했다는 점도 밝혀냈다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행한 국제 학술지 ‘플러스 원’ 7월 2일 자에 실렸다. 연구팀은 뇌 지연 가설을 검증하기 위해 1999년 31쌍의 영장류 표본으로 영장류의 뇌 및 신체 크기에 대한 진화 타임라인을 분석한 연구를 다시 정밀 분석했다. 당시에는 주로 영장류 화석의 연대 측정에서 도출된 타임라인과 해부학적 특성에만 의존했다. 이후 분자 유전학 기술의 발달로 등장한 ‘분자 유전학적 분기 연대’ 기술로 더 정확한 진화 타임라인을 확보하고 축소주축(RMA) 회귀분석이라는 통계 분석을 사용했다. 또 뇌 크기, 신체 질량, 사회적 집단 크기 간의 진화적 선후 관계를 규명하기 위해 경로 분석, 소벨 매개분석을 실시했다. 연구팀은 이를 이용해 1999년 분석에 사용했던 것과 동일한 데이터셋을 재분석했다. 최신 분기 연대와 RMA 회귀분석을 적용한 결과, 인류를 포함한 일부 영장류 혈통에서 뇌 크기는 신체 크기 증가보다 뒤처졌지만 다른 영장류 혈통과 비교해 예상되는 신체와 뇌 크기 간 기준선 관계까지 따라잡는 현상에 대한 증거를 발견함으로써 ‘뇌 지연 효과’가 존재한다는 것을 확인했다. 연구팀은 인류와 침팬지, 고릴라, 오랑우탄 같은 대형 유인원, 구세계와 신세계에 서식하는 원숭이를 포함하는 ‘인류형 영장류’는 단순히 뇌 크기가 신체 크기 증가에 버금가게 커지는 것을 넘어 지속적으로 커지는 초과 성장 양상을 보임으로써 더 높은 인지 수준에 진입했다고 밝혔다. 뇌가 초과 발달한 영장류는 포식자에 대항하기 위한 보호 전략으로 대규모 사회 집단을 형성하도록 진화한 것으로 보인다고 설명했다. 사회적 유대는 복잡한 인지적 요구를 필요로 하기 때문에 결과적으로 뇌 크기는 더 커지게 됐다. 또 커진 뇌의 에너지 수요를 감당하기 위해 초기 영장류처럼 나뭇잎 위주 식단에서 벗어나 과일, 씨앗, 견과류 등 영양 밀도가 높은 식단으로 전환했으며 인류는 약 250만 년 전부터 고기 섭취를 시작하면서 뇌는 더욱 폭발적으로 커지게 됐다. 연구를 이끈 로빈 던바 옥스퍼드대 명예교수는 영장류 행동 전문가로 생물인류학, 진화심리학 분야 석학이다. 던바 교수는 “이번 연구는 뇌 지연이 진화적 한계를 뚫고 한 차원 높은 인지적 등급으로 도약하기 위한 필수적인 생태적, 신경학적 메커니즘이었음을 증명했다”고 밝혔다. 그는 “포유류, 특히 몸집이 큰 영장류에서는 신체 크기와 뇌 크기 성장이 분리될 수 있는 만큼 현재 진화생물학 등에서 널리 쓰이는 대뇌화 지수(EQ)를 지능의 기준으로 삼는 관행은 오류를 만들 수 있다”고 경고했다.

반려견이나 반려묘를 키우는 사람이 많다. 특히 반려동물을 처음 키우는 이들은 동물이 무슨 말을 하고 싶어 하는지 궁금할 때가 많다. 국내 연구진이 동물의 몸짓을 단어처럼 읽고 이해하는 인공지능(AI)을 개발해 눈길을 끈다. 카이스트 뇌인지과학과 연구팀은 동물의 행동 데이터를 언어처럼 학습해 자폐를 일으킨 생쥐의 사회적 행동 결함을 스스로 찾아낼 수 있는 AI 모델 ‘비헤이버트’(BehaVERT)를 개발했다고 1일 밝혔다. 이번 연구 결과는 컴퓨터 비전 분야 국제 학술지 ‘인터내셔널 저널 오브 컴퓨터 비전’(IJCV)에 실렸다. 연구팀은 생쥐의 코, 귀, 척추, 사지, 꼬리 등 신체 부위의 골격 좌표를 자연어 단어에 해당하는 ‘토큰’으로 변환한 다음 자연어 처리에 널리 사용되는 BERT 기반 트랜스포머 모델에 입력해 학습시켜 행동의 의미를 이해하는 ‘비헤이버트’를 구현했다. 연구팀은 모두 생명과학 전공자로 인공지능을 직접 익혀 행동 분석에 특화된 모델과 학습 전략을 설계했다는 점도 눈길을 끈다. 그 결과, 비헤이버트는 단순히 동물의 행동을 분류하는 것을 넘어 시간의 흐름 속에서 행동의 의미를 스스로 학습하는 것으로 나타났다. 특히 사회적 상호작용, 다개체 행동, 3차원 움직임 분석, 자폐 행동 분석 등 다양한 분야의 국제 표준 벤치마크 5종에서 기존 최고 수준의 성능을 넘어선 것으로 확인됐다. 또 비헤이버트는 다른 인공지능과 달리 자신이 어떤 행동에 주목해 판단을 내렸는지 연구자에게 알려주는 ‘해석 가능성’까지 갖췄다. 실제로 Shank3B 유전자를 제거해 자폐를 유발한 생쥐와 정상 생쥐를 구분하는 과정에서 비헤이버트는 입과 입을 맞대는 접촉에 집중한 것으로 나타났다. 이는 자폐 생쥐가 접근 행동은 정상적으로 수행하지만 실제 사회적 상호작용에는 결함을 보인다는 기존 연구 결과와 정확히 일치하는 부분이다. AI가 사전에 생물학적 지식을 학습하지 않았더라도 행동 관찰만으로 자폐 행동의 핵심 특징을 스스로 발견한 것이라고 연구팀은 설명했다. 이번 연구는 동물 행동을 언어처럼 분석하는 새로운 AI 접근법을 제시한 것으로 평가된다. 특히 AI가 단순한 행동 분류를 넘어 행동의 의미를 이해하고 생물학적으로 중요한 단서를 찾아낼 수 있음을 보여줌으로써 신약 개발, 정신질환 연구, 행동유전학 분야를 위한 차세대 ’행동 파운데이션 모델‘의 가능성을 열었다. 연구를 이끈 김대수 교수는 “동물의 움직임에도 언어와 같은 구조가 존재할 수 있다는 질문에서 연구가 시작됐다”며 “비헤이버트는 단순히 행동을 분류하는 것을 넘어 행동의 의미까지 이해할 수 있는 새로운 AI 모델로 다양한 생명과학 분야에서 새로운 발견을 이끄는 핵심 연구 도구가 될 것으로 기대한다”고 밝혔다.

쥐를 통해 전염되는 페스트는 인류 역사상 가장 치명적인 감염병이다. 6세기 유스티니아누스 역병, 14세기 흑사병은 당대 인구의 상당 부분을 앗아갔을 정도였다. 페스트의 원인균은 그람음성균인 예르시니아 페스티스이며 이는 가까운 친척뻘 세균인 예르시니아 슈도투베르쿨로시스에서 진화적 시간 척도로 보면 비교적 최근에 갈라져 나온 것으로 알려졌다. 지금까지 페스트 같은 인수공통감염병의 대유행은 신석기 농업 혁명의 산물이라는 통념이 있었다. 사람들이 한 곳에 모여 살면서 인구 밀도가 높아지고 가축을 기르며 설치류가 인간 거주지에 적응하면서 역병이 퍼질 조건이 갖춰졌다는 것이다. 이를 ‘신석기 역학 전환’ 가설이라고 부른다. 그런데 인구 밀도가 높은 주거 환경과 가축화 등이 팬데믹의 필수 조건이 아니라는 증거가 나왔다. 덴마크 코펜하겐대, 글로브 연구소 고대 환경 유전학 연구센터, 영국 옥스퍼드대, 케임브리지대, 런던대(UCL), 존 래드클리프 병원, 미국 산타크루즈 캘리포니아대(UC 산타크루즈), 캐나다 서스캐처원대, 앨버타대, 러시아 이르쿠츠크 국립대, 모스크바 인류학·민속지학 연구소, 중국 티베트고원 연구소 공동 연구팀은 약 5500년 전 시베리아 남동부 수렵채집 집단의 고대 DNA 분석을 통해 지금까지 알려진 가장 오래된 페스트의 증거이며 이 질병의 기원에 대한 실마리를 찾았다고 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 6월 18일 자에 실렸다. 앞선 연구들에서 페스트 유발 세균인 예르시니아 페스티스를 선사시대 유럽에서 확인했으며 최대 약 5300년 전까지 거슬러 올라간다고 밝혔다. 이번 연구팀은 시베리아 남동부 바이칼호에서 흘러나오는 앙가라강 유역에 있는 네 곳의 후기 신석기 시대 공동묘지에서 발굴된 사람 뼈를 분석했다. 이 지역은 ‘바이칼 고고학 프로젝트’로 수십 년간 집중 연구된 곳으로 8500~3500년 전의 매장 유적들이 풍부하다. 이들 지역은 청동기 후기 직전까지 수천 년간 수렵, 채집 생활을 거의 그대로 유지했던 것으로 알려졌다. 연구팀은 후기 신석기 시대로 추정되는 46명의 유골 중 어금니, 작은 어금니 뿌리의 치아 시멘트질에서 고대 DNA를 추출했다. 시멘트질은 치아 뿌리를 감싸는 조직으로 다른 뼈 부위보다 혈류를 타고 들어온 병원체 DNA가 잘 보존돼 있다. 연구팀은 이렇게 채취한 DNA를 ‘샷건 시퀀싱’ 분석했다. 시료 속 DNA를 무작위로 잘라 닥치는 대로 읽어내는 기술로 인간 DNA뿐 아니라 그 안에 섞인 미생물과 병원체 DNA까지 한꺼번에 포착할 수 있다. 그 결과 18명에게서 예르시니아 페스티스가 다른 병원체들보다 높은 수준으로 검출됐다. 시기적으로 두 번의 대유행이 있었는데 그 간격은 4~6세기였다. 1차 유행은 약 5520~5265 cal BP, 2차 유행은 5315~4235 cal BP로 나타났다. cal BP는 방사성탄소 연대를 나이테 등으로 보정한 ‘보정연대’로 기준점은 1950년이다. 대략 5500년 전으로 생각하면 된다. 연구팀은 고대 유전체에서 ‘혈통 공유 구간’을 분석해 유골들 사이의 친족 관계를 추정해 가계도로 구성했다. 그 결과 페스트는 작은 가족 집단을 단위로 퍼졌으며 이는 이 질병이 ‘사람 간 전파’됐다는 것을 보여준다. 오늘날 우리가 아는 선페스트는 쥐벼룩이 사람을 물어 옮기는데 폐페스트처럼 감염자의 기침을 통해 비말, 에어로졸로 확산됐을 것이라는 점이다. 또 눈에 띄는 것은 단일한 한 차례의 유행이 아니라 서로 다른 시간대에 사망했음을 의미했다. 균의 최초 출발점은 야생 마멋으로 추정됐다. 바이칼 지역에서 마멋은 페스트의 주요 자연 숙주로 고기와 모피를 얻으려 마멋을 사냥하고 해체하다가 감염되는 사례가 기록으로 다수 남아 있다. 야생 설치류에서 사람으로 넘어온 뒤 사람 사이에서 호흡기로 확산됐다는 시나리오다. 코로나19의 확산 과정과 비슷했다는 것이다. 가장 빠르게 진행된 감염은 8~11세의 어린이에게서 주로 나타났다. 친족으로 추정되는 4~9세의 어린 소녀 셋이 한 무덤에 묻힌 사례도 있었고, 조카와 이모가 페스트에 감염돼 한 무덤에 묻힌 것도 확인됐다. 이에 대해 연구팀은 죽은 이를 정성껏 묻어준 생존자가 있었다는 점은 당시 공동체가 죽은 가족을 돌보는 사회적 행위를 했다는 것을 의미한다고 설명했다. 이와 함께 지금까지 가장 오래된 페스트 시료는 모두 북유럽에서 보고됐지만 페스트의 조상 쪽 균주가 이번에 발견돼 페스트의 기원이 중앙아시아와 동북아시아일 것이라는 가능성에 무게가 실렸다. 연구를 이끈 로더릭 맥클라우드 영국 옥스퍼드대 박사는 “이번 연구는 야생 설치류에서 넘어온 페스트 균에 감염된 사람들이 호흡기를 통해서 감염병을 확산했고 특히 어린이 사망자가 많았음을 보여주며 이런 팬데믹은 일회성이 아니라 수백 년 간격을 두고 다시 발생했음을 제시한다”고 설명했다. 맥클라우드 박사는 “특히 지금까지 알려진 것처럼 인구 밀도 증가·가축화·정주 같은 신석기적 변화가 인수공통 대유행의 필수 조건이 아니었음을 보여주고 그에 따라 페스트를 유럽 후기 신석기 인구 감소의 ‘특별한 원인’으로 보던 해석에도 재검토가 필요하다”고 덧붙였다.

블라디미르 푸틴 러시아 대통령의 두 딸이 발다이 숲속 대통령 관저에서 대부분의 시간을 보낸다는 주장이 나왔다. 영국 매체들은 이 보도를 근거로 푸틴 대통령이 암살 우려 속에 가족을 더 안전한 곳으로 모으는 것 아니냐는 해석을 내놨다. 영국 데일리 익스프레스와 더선은 8일(현지시간) 러시아 텔레그램 기반 독립 매체 ‘모젬 오브야스니트’(We Can Explain)가 7일 공개한 보도를 인용해 푸틴 대통령의 두 딸 마리아 보론초바와 카테리나 티호노바가 발다이 대통령 관저 단지에 머무는 것으로 알려졌다고 전했다. 모젬 오브야스니트는 푸틴 대통령의 두 딸이 최근 공개 무대에 나서는 빈도를 높이고 러시아 정치·경제 엘리트층에서 존재감을 키우고 있다고 분석했다. 이 매체는 소식통을 인용해 두 사람이 대부분의 시간을 발다이에 있는 대통령 관저 ‘돌기예 보로디’에서 보낸다고 주장했다. 발다이 관저는 러시아 북서부 노브고로드주 발다이 호수 인근 숲속에 있는 푸틴 대통령의 주요 거처로 알려져 있다. 모젬 오브야스니트는 이곳에 푸틴 대통령의 오랜 연인으로 거론돼 온 전 리듬체조 선수 알리나 카바예바와 다른 자녀들도 머무는 것으로 전해진다고 덧붙였다. 다만 크렘린은 관련 의혹을 공식 확인하지 않았다. 공개 무대 나온 두 딸, 실제 거처는 발다이? 푸틴 대통령은 오랫동안 두 딸의 신원을 공개적으로 언급하지 않았다. 공식 석상에서도 딸들의 이름을 직접 부르지 않았다. 그러나 최근 두 사람은 러시아 주요 행사와 산업 분야에서 점차 전면에 등장하고 있다. 장녀 마리아 보론초바는 의학·유전학 분야에서 활동해 왔고 차녀 카테리나 티호노바는 기술·혁신 분야에서 영향력을 넓혀 온 인물로 알려졌다. 모젬 오브야스니트는 두 사람이 상트페테르부르크 국제경제포럼 등 정권 핵심 행사에 등장하며 ‘혁신’과 ‘미래 산업’의 얼굴로 포장되고 있다고 지적했다. 익스프레스와 더선은 두 딸의 공개 행보와 발다이 관저 체류 의혹이 푸틴 대통령의 신변 우려와 맞물려 주목받고 있다고 전했다. 우크라이나 전쟁 장기화와 드론 공격 위협이 이어지면서 푸틴 대통령이 가족 보호에 더 신경 쓰고 있다는 해석이다. 영국 매체들은 푸틴 대통령이 암살 가능성을 우려해 두 딸과 손주들을 고도로 경비되는 관저 단지로 옮긴 것 아니냐는 의혹도 제기했다. 그러나 원출처인 모젬 오브야스니트 보도는 “두 딸이 대부분의 시간을 발다이 관저에서 보낸다”는 취지에 가깝다. “암살 우려 때문에 가족을 불러들였다”는 표현은 영국 대중지들이 더 강하게 해석한 대목으로 보인다. 전쟁 장기화 속 커지는 ‘푸틴 가족’ 관심 푸틴 대통령 가족을 둘러싼 관심은 러시아 내부 정치와도 맞물린다. 푸틴 대통령이 장기 집권 체제를 이어가는 가운데 두 딸이 공개 행사와 기업 활동에서 존재감을 키우자 후계 구도와 권력 주변부 변화 가능성을 둘러싼 관측도 나온다. 모젬 오브야스니트는 푸틴 대통령이 과거 딸들을 철저히 숨겼지만, 이제 두 사람이 러시아 주요 포럼에 등장하고 수십억 루블 규모 사업과 연결된 인물로 떠올랐다고 주장했다. 이 매체는 전쟁 기간이 오히려 두 딸에게 더 많은 기회와 이익을 안겼다는 비판도 제기했다. 다만 러시아는 푸틴 대통령 가족 관련 정보를 극도로 제한해 공개한다. 크렘린은 사생활 보호를 이유로 가족 문제를 거의 언급하지 않고 독립 매체의 관련 보도에도 공식 반응을 내놓지 않는 경우가 많다. 이번 보도 역시 러시아 독립 텔레그램 매체와 영국 대중지를 통해 제기된 의혹에 가깝다. 그럼에도 푸틴 대통령의 두 딸이 공개 행보를 넓히는 시점에 발다이 관저 체류 의혹까지 나오면서 전쟁 장기화 속 러시아 권력 핵심부의 가족 문제가 다시 국제적 관심사로 떠올랐다.

노화는 세포 손상이 축적되고 기능 저하가 점진적으로 진행되다가 사망에 이르는 일련의 과정입니다. 나이가 같더라도 분자 수준에서 노화 속도는 사람마다 다릅니다. 이런 차이와 관련된 생체지표를 찾는 것은 과학자들의 오랜 관심사였습니다. 기존에는 시간이 지남에 따라 개인의 DNA에 나타나는 비유전적 변화인 후성유전학적 변형을 분석하는 방법을 통해 노화와 수명을 예측하려고 했지만 정확도가 많이 떨어진다는 한계가 있습니다. 이런 상황에서 미국 하버드대 의대, 브리검 여성 병원을 중심으로 러시아, 스위스, 캐나다, 일본, 독일 6개국 19개 대학과 연구기관으로 구성된 공동 연구팀은 인간, 설치류, 영장류 등 여러 포유류 종과 조직 유형에 따라 분자적 나이를 정확하게 추정할 수 있는 ‘분자 시계’를 개발했습니다. 이번 연구 결과는 노화를 늦추는 새로운 안티 에이징 기술 개발에도 도움을 줄 것으로 보입니다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 5월 28일 자에 실렸습니다. 연구팀은 생쥐, 들쥐, 마카크 원숭이, 인간을 대상으로 25개 이상의 세포 조직 유형에서 채취한 약 1만 1000개의 유전자 전사체를 분석했습니다. 연구 결과, 노화에 따른 전사체 변화는 종과 세포 유형을 초월해 똑같이 나타났으며 이를 통해 포유류 노화를 나타내는 여러 생체지표를 확인할 수 있었습니다. 노화 세포에서는 세포 분열 능력의 저하(세포 노쇠), 염증, 세포 사멸과 관련된 유전자들의 발현이 증가한 것으로 나타났습니다. 반면 상처 치유, 세포 분화, 세포외(外) 기질 합성과 관련된 유전자들은 노화가 진행될수록 종과 세포 유형을 가리지 않고 발현이 줄어드는 경향을 보였습니다. 연구팀은 이런 데이터를 바탕으로 여러 조직과 종에 걸쳐 적용 가능한 ‘다조직-다종 분자 시계’를 개발했습니다. 이 모델은 실제 연대기적 나이를 평가할 수 있고 예상 사망 시기를 예측하는 두 가지 기능을 동시에 수행할 수 있으며 정확도도 기존 2세대 후성유전학적 시계에 필적하는 성능으로 확인됐습니다. 연구를 이끈 바딤 글라디셰프 하버드대 의대 교수는 “이번 연구 결과는 세포 노화 과정이 어떤 과정으로 진행되고 어떤 요소에 영향을 받는지 정확히 파악하는 데 도움을 줄 것”이라고 설명했습니다.

많은 사람이 건강하게 나이 드는 것을 원한다. 노화를 늦추고 건강하게 살기 위해서는 규칙적인 운동과 건강한 식습관이 중요하다는 점은 잘 알려져 있다. 최근에는 명상, 사회적 유대감, 충분한 수면, 비타민 D 보충 등 다양한 생활 습관 개선이 유전자 수준에서 노화 수준을 늦출 수 있다는 연구도 더해지고 있다. 이런 가운데 문화예술 생활을 즐기는 것이 노화 지연에 도움이 된다는 재미있는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 영국 런던대(UCL) 역학·보건의료 연구소 연구팀은 독서, 음악 감상, 미술관이나 박물관 방문 같은 문화예술 활동에 규칙적으로 참여하는 것이 생물학적 노화 속도를 늦출 수 있다고 밝혔다. 이 연구 결과는 노인 의학 분야 국제 학술지 ‘노화 혁신’(Innovation in Aging) 5월 12일 자에 실렸다. 연구팀은 영국 가구 종단 연구(UK Household Longitudinal Study) 데이터를 활용해 전국 대표 표본으로 무작위 선정한 성인 남녀 3556명의 설문 응답 데이터와 혈액 표본을 분석해 생물학적 나이와 노화 속도를 추정했다. 이어 참가자들의 예술, 문화 활동 참여도를 유전자 코드를 바꾸지 않으면서 생물학적 노화에 영향을 주는 DNA의 화학적 변화와 비교했다. 그 결과 문화, 예술 활동에 더 자주, 더 다양하게 참여한 사람일수록 노화 속도가 느리고 DNA 변화로 추정한 생물학적 나이도 더 젊은 것으로 나타났다. 이는 운동에서 관찰된 효과와 비슷한 것으로 확인됐다. 주 1회 예술 활동을 하는 사람은 거의 참여하지 않는 사람보다 노화 속도가 4% 느린 것으로 나타났다. 이는 주 1회 이상 운동하는 사람과 전혀 운동하지 않는 사람 사이의 차이와 동일한 수치다. 이런 연관성은 40세 이상 중장년층에서 더 뚜렷하게 나타났으며 체질량지수(BMI), 흡연 여부, 교육 수준, 소득 등 변수를 보정한 후에도 같은 결과를 얻었다. 연구에는 후성유전학 시계 7종이 사용됐는데 이는 나이와 관련된 DNA 변화(DNA 메틸화)를 측정한다. 각각의 시계는 게놈의 서로 다른 부위에서 메틸 분자가 뉴클레오타이드에 부착되는 메틸화를 측정한다. 가장 최근에 개발된 후성유전학 시계인 ‘DunedinPoAm’과 ‘DunedinPACE’는 노화 속도를 추정하며 점수가 높을수록 노화 관련 질환 위험이 높은 것으로 알려졌다. 분석 결과 DunedinPACE 기준으로 보면 연 3회 이상 예술 활동에 참여한 경우 노화 속도가 2% 느렸고, 월 1회 이상은 3%, 주 1회 이상은 4% 느린 것으로 나타났다. 이런 노화 속도는 흡연자와 비흡연자 사이 차이와 비슷한 수준이다. 생물학적 나이를 추정하는 데 쓰이는 후성유전학 시계인 PhenoAge에서도 문화, 예술 활동에 주 1회 이상 참여한 사람이 거의 참여하지 않는 사람보다 평균 1년 더 젊게 나타났다. 운동의 경우는 주 1회 이상 운동하는 사람은 평균 약 0.5년 더 젊은 것으로 나타나 운동보다 더 효과적인 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 데이지 펜코트 UCL 교수는 “이번 연구 결과는 예술이 생물학적 차원에서 건강에 미치는 영향을 처음 보여주는 것으로 예술·문화 활동이 운동과 마찬가지로 건강 증진 행동으로 인정받아야 한다는 근거를 제공한다”며 “다양한 예술 활동이 노화를 늦출 수 있는 것은 스트레스를 줄이고 염증을 낮추며 심혈관질환 위험을 개선하며 신체적·인지적·감정적·사회적 자극 등 건강에 기여하는 서로 다른 성분을 갖고 있기 때문일 수 있다”고 설명했다.

지구가 탄생한 후 지금까지 5번의 대멸종이 있었다. 그중 가장 최근에 발생한 다섯 번째 대멸종은 중생대 말 백악기에 발생한 공룡 대멸종 사건으로 잘 알려져 있다. 백악기 말 대멸종 사건의 직접 원인은 현재 멕시코 유카탄 반도 북부 해안 지역인 칙술루브에 떨어진 소행성 때문이다. 소행성 충돌로 기후 변화, 대화재 등 각종 재앙이 연쇄적으로 발생하면서 지구 전체 종의 76%가 사라졌다. 그런데 눈길을 끄는 것은 앞선 네 번의 대멸종에서도 그렇고 마지막 멸종에서도 식물들은 살아남은 것들이 많았다. 이유가 뭘까. 벨기에 겐트대 식물 생명공학 및 생물정보학과, 생물학과, 생명과학연구소(VIB) 식물 시스템 생물학 연구센터, 자연·산림 연구소(INBO), 남아프리카공화국 프레토리아대 생화학·유전학·미생물학과, 중국 난징 농업대 원예학부 공동 연구팀은 자연적으로 일어나는 유전체의 우연한 중복이 꽃피는 식물인 ‘현화식물’ 상당수가 극단적 환경 격변에서도 살아남게 했을 가능성이 크다고 10일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘셀’ 5월 8일 자에 실렸다. 많은 생물은 부모 각각으로부터 물려받은 두 쌍의 염색체를 갖는다. 그러나 현화식물의 많은 종은 무작위적인 전장유전체 중복 때문에 추가적인 염색체 세트를 갖는 경우가 있다. 바나나 대부분은 염색체 세트가 3쌍이고 밀은 최대 6쌍을 갖기도 한다. 이렇듯 전장유전체 중복은 식물에서 자주 발생하는데 유전체가 커지면 유지하는 데 더 많은 영양분이 필요하고 유해한 돌연변이가 생길 위험성이 높아지며 생식능력에도 영향을 미칠 가능성이 크다. 그래서 야생에서 중복된 유전체가 세대를 거쳐 유지되거나 전달되는 경우는 찾아보기 힘들다. 그러나 유전체 중복은 유전적 변이를 늘리고 유전자가 새로운 기능으로 진화할 기회를 제공함으로써 고온, 건조한 식물 스트레스 환경을 더 잘 견디게 해주기도 한다. 연구팀은 현화식물 470종의 유전체를 분석해 데이터 세트를 구축했다. 이어 과거 전장유전체 중복이 일어났다는 표지가 되는 유전자 블록을 분석한 뒤 식물 화석 44점의 자료와 대조해 중복 사건 발생 시점을 추정했다. 그 결과 시간이 흘러도 유지되는 유전자들은 주요 환경 격변기에 발생한 전장유전체 중복에서 시작된 것으로 나타났다. 여기에는 6600만 년 전 소행성 충돌로 촉발된 대멸종, 생태계가 붕괴된 여러 차례의 지구 한랭기, 약 5600만 년 전 급격한 지구 온난화가 나타난 팔레오세-에오세 최고온난기가 포함됐다. 이에 대해 연구팀은 극한 환경 조건에서는 배수체 식물이 우위를 점했을 수 있으며 더 크고 복잡한 유전체를 유지하는 것처럼 평소에는 불리하게 작용하는 특성이 오히려 유리해질 수 있다고 설명했다. 연구를 이끈 이브 반 더 피어 벨기에 겐트대 교수는 “안정적 환경에서 전장유전체의 중복은 진화의 막다른 골목으로 여겨지는 경우가 많지만 대멸종과 같은 혹독한 환경에서는 예상치 못한 이점을 가져다 줄 수 있음을 이번 연구는 보여줬다”고 밝혔다. 반 더 피어 교수는 “이번 연구 결과는 배수성이 흔하게 나타남에도 불구하고 수백만 년에 걸쳐 식물 유전체에 실제로 남는 경우는 소수에 불과한 이유를 보여준다”며 “오늘날 식물이 기후변화에 어떻게 반응할지에 대한 단서도 제공한다”고 덧붙였다.

학창 시절 세계사 수업 시간에 서로마 제국의 붕괴는 훈족과 게르만족의 연쇄적인 대이동이 원인이라고 배웠다. 정말 그럴까. 얼마나 많은 이들이 한꺼번에 로마 제국으로 밀려들었기 때문에 대제국이 붕괴하게 된 것일까. 그런데 과학은 서로마 제국의 ‘진짜’ 붕괴 이유를 설명해냈다. 독일, 스위스, 스페인, 프랑스, 영국, 이탈리아, 오스트리아, 세르비아 8개국 28개 대학과 연구기관, 공공기관으로 구성된 국제 공동 연구팀은 서로마 제국의 붕괴 이후 중부 유럽의 가족 구조와 인구학적 변화로 이전까지는 유전적으로 구별됐던 집단들이 혼합되며 새로운 사회가 출현했다고 밝혔다. 이로 인해 이때부터 현대 중부 유럽과 유사한 유전적 지형이 형성됐다는 사실을 확인했다. 독일 마인츠 요하네스 구텐베르크대, 바이에른주 인류학 박물관, 바이에른 유물 및 유적 보존 사무소, 라이프니츠 고고학 연구소, 튀링겐주 문화재 보존 및 고고학 사무소, 프라이부르크 알베르트 루드비히대, 뮌헨 루드비히 막시밀리안대, 튀빙겐대, 스위스 프리부르대, 연방 생물정보학 연구소, 스페인 폼페우 파브라대, 프랑스 파리 시테대, 영국 런던대(UCL), 왕립 인류학 연구소, 이탈리아 페라라대, 오스트리아 빌라흐 시립 박물관 및 기록 보관소, 세르비아 국립 고고학 연구소 등 연구자들이 참여했다. 이번 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 4월 30일 자에 실렸다. 서기 4세기부터 7세기는 중부 유럽이 고대 후기에서 중세 초기로 전환하는 시기였다. 이 때는 서로마 제국 멸망, 기독교 확산, 중부 유럽 지역 전체의 정치적 지형 변화 같은 거대한 사회적 사건들이 발생했다. 그렇지만 당시 평범한 개인들의 삶에 대해서는 명확히 알려지지 않았다. 연구팀은 독일 남부 지역 고대 묘지에서 발굴된 258개의 고대 로마 및 중세 초기의 것으로 보이는 유전체를 분석했다. 연구 결과, 서로마 제국 말기에 이 지역에는 두 개의 유전적으로 뚜렷한 집단이 거주하고 있는 것으로 확인됐다. 하나는 북방 혈통을 가진 사람들이었고 다른 쪽은 유럽 전역과 심지어 아시아에서 온 혈통까지 포함돼 매우 다양한 유전적 배경을 가진 로마 정착민들이었다. 서로마 제국의 붕괴는 많은 집단의 이동성을 높였고 새로운 사회의 출현으로 이어졌는데, 유전적 다양성에도 불구하고 서로 다른 지역 집단들은 서로 섞였으며 동일한 물질문화를 공유했다. 연구팀에 따르면 당시 남성의 기대 수명은 43.3세, 여성은 39.8세로 나타났다. 여성의 기대 수명이 짧았던 이유는 출산 때문인 것으로 추정됐다. 재미있는 것은 이 지역 어린이의 81.8%는 최소한 한 명의 조부모와 함께 지낸 것으로 확인됐다. 연구팀은 기독교의 확산으로 인해 핵가족과 평생 일부일처제가 강조됐다는 점에 주목했다. 로마 제국을 포함해 고대 사회는 씨족 중심의 대가족 사회였지만 이번 연구는 5~7세기를 기점으로 핵가족화가 급격히 진행됐으며 근친혼을 엄격히 금지하고 일부일처제를 장려한 기독교의 확산은 방대한 씨족 세력을 약화하고 부부 중심의 작은 가족 단위를 사회 기본 세포로 만드는 결과를 이끌어 냈다. 연구팀은 서로마 제국은 거대 군단이 한꺼번에 밀려들어와 붕괴한 것이 아니라 로마 제국 말기 시스템이 약해진 틈을 타서 다양한 혈통의 소가족들이 빈자리를 채우며 서서히 섞여 들어갔다고 설명했다. 서로마 제국 붕괴와 현대 유럽의 형성은 정복이 아닌 혼합의 과정이었다는 것을 의미한다. 연구를 이끈 요아힘 버거 독일 마인츠 요하네스 구텐베르크대 교수(인류학·인구 유전학)는 “이번 발견은 유럽의 친족 시스템 기원을 포함해 고대 후기에서 중세 초기로의 전환에 대한 통찰을 제공한다”고 설명했다. 버거 교수는 “이 전환기를 기존 역사학계에서 설명하는 것처럼 단순히 게르만족이라는 야만인들이 로마 제국 영토로 대규모 이동해 갈등이 생기고 제국 멸망으로 이어졌다는 단선적인 시각으로 봐서는 안 된다”며 “데이터는 대규모 이주보다는 가족이나 친족 기반의 소규모 집단 단위로 이주가 발생했음을 보여준다”고 덧붙였다.

우리 운명은 우리가 결정한다. 나는 나의 주인이다. 인간의 ‘자유의지’는 근대 이후 인류사회를 규정하는 원칙 가운데 하나로 자리잡고 있다. 하지만 ‘자유의지 따윈 없다’며 근대성을 부정하는 듯한 책이 나왔다. 그것도 저자가 과학자다. 그렇다면 인간을 인간이게 하는 것은 도대체 무엇이란 말인가. 근대 이전처럼 모든 것을 ‘신의 섭리’에 맡기는 결정론으로 돌아가야 한다는 말일까. 신경과학 분야 세계적인 석학인 로버트 새폴스키 미국 스탠퍼드대 생물학과 및 의과대 신경학과 교수는 우리가 순간 순간 내리는 결정은 스스로 통제할 수 없음을 유전학, 신경생물학 연구 결과로 제시하며 자유의지에 대한 ‘환상’을 깨라고 강조한다. ‘자유의지란 없다’는 사실을 인정할 때 비로소 개인에게 부당한 책임을 씌우지 않을 수 있고, 그런 사회가 더 좋은 세상을 위한 건설적이고 현실적인 해법을 내놓을 수 있을 것이라고 생각하기 때문이다. 전작인 ‘행동’에서 인간이 왜 최선 또는 최악의 행동을 하는지, 그런 행동에 영향을 미치는 요인은 무엇인지를 신경생물학적 측면에서 분석했던 저자는 이 책에선 인간의 행동과 생각을 결정하는 문제로 논의를 확장한다. 그는 최신 연구를 바탕으로 “우리의 몸과 마음은 통제할 수 없는 생물학과 통제할 수 없는 환경이 상호작용한 결과”라고 주장한다. 새폴스키 교수는 스트레스에 따른 당질코르티코이드 분비는 뇌의 판단을 더 충동적으로 만들고 도덕적 의사결정이 필요할 때 자기중심적이고 이기적인 결정을 내리게 한다는 연구 결과를 내민다. 또 우리가 특정 행동을 의식적으로 선택했다고 믿는 시점 이전에 이미 뇌의 보조운동영역은 활성화돼 움직임을 지시하는 신경신호를 보낸다는 점도 제시한다. 저자는 “이런 논의에 불쾌감을 느낀다면 가장 가능성 높은 이유는 당신이 운 좋은 사람 중 하나라는 점”이라며 “자의가 아닌 것에 의해 인생에서 성공을 거뒀지만 자유의지에 따른 선택이라는 신화로 자신을 가릴 수 있을 만큼 특권을 누리고 있기 때문”이라고 꼬집는다.

삼국시대 신라의 왕실과 지방 귀족들 사이에서는 근친혼이 성행했으며 부모와 자식이 함께 순장됐다는 사실이 유전체 수준에서 처음 입증됐다. 서울대 생명과학부, 과학데이터혁신연구소, 영남대 박물관, 세종대 역사학과, 독일 막스 플랑크 진화인류학 연구소 고유전학과 공동 연구팀은 경상북도 경산 임당·조영 유적지에서 발굴된 78명의 고유전체(aDNA)를 분석한 결과 신분의 높낮이와 무관하게 공동체 내혼(內婚) 문화가 뿌리내리고 있었다는 것을 밝혀냈다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 4월 9일 자에 실렸다. 경상북도 경산 임당·조영 유적지는 4~6세기 약 100년에 걸쳐 조성된 1600기 이상의 고분을 포함하고 압독국(押督國)의 지배 가문 후손들이 묻힌 것으로 추정된다. 진한 지역 소국들 중 하나인 압독국은 신라 초기에 복속된 것으로 알려졌다. 경북 임당·조영 유적 78명 인골 분석게놈 전체 데이터, 생물정보학으로 분석연구팀은 44개 고분에서 출토된 78명의 인골에서 게놈 전체 데이터를 확보하고 생물정보학 도구를 사용해 친족 관계를 정밀 분석했다. 그 결과 1촌 11쌍, 2촌 23쌍, 3촌 이상 20쌍 등 54쌍의 혈연 쌍이 확인됐으며, 이를 토대로 적어도 2촌 관계로 연결된 10개 가계도와 3촌 관계로 연결된 3개 집단을 재구성하는 데 성공했다. 이는 단일 지역 사회로서는 이례적으로 빽빽한 친족 네트워크라고 연구팀은 설명했다. 동형접합 연속 구간(ROH) 분석으로 근친혼의 핵심 증거가 밝혀지기도 했다. ROH는 부모가 혈족 관계일수록 자녀 유전체에 긴 동형접합 구간이 늘어난다는 사실을 바탕으로 한다. 묘주 가문의 여성 한 명(IMD003)은 DNA 분석 결과, ROH 총합이 319.22cM에 달해 부모가 1촌 이내 관계였다는 것이 확인됐다. 이는 신라 왕실과 지방 귀족의 근친혼을 언급한 ‘삼국사기’의 기록과도 일치하는 것으로, 문헌 기록을 유전체 분석으로 처음 확인한 사례다. 이와 함께 동일한 ROH 신호가 순장자에서도 나타나 사회 계층을 가리지 않고 근친혼 관행이 있었던 것으로 밝혀졌다. 또 부모-자식이 함께 순장된 사례가 3건이나 확인됐는데 이에 대해 연구팀은 특정 가계가 대를 이어 순장자로 동원된 ‘순장 세습’ 구조가 존재했을 가능성도 있다고 분석했다. 또 연구팀은 여성들이 자기 혈족과 함께 매장된 사례도 다수 확인했다. 실제로 IBD 네트워크 분석에서 성인 남성과 여성의 친족 연결 수와 강도 분포에 통계적 차이가 발견되지 않았다. 이는 유럽의 고대 사회에서 흔히 발견되는 여성이 결혼하면 남편 가문에 편입되는 ‘여성 외혼제’ 구조와는 대비되는 결과다. 여성이 결혼 후에도 혈족 집단 내에 남아 있었음을 시사하는 것으로, 실제로 아버지와 딸, 손녀가 함께 매장된 사례도 확인돼 여성의 혈족 공동 매장이 확인됐다. “삼국시대 남부엔 조몬인 없었다”신라인 DNA, 일본 열도 계통과는 달랐다집단유전학 분석에서 임당·조영 고대인은 현대 한국인 집단과 가장 가까운 것으로 나타났으며 삼국시대 다른 한반도 유적과도 동질적인 것으로 조사됐다. 또 qpAdm 조상 모델링 결과 서요하 청동기와 중국 남부 만기 신석기 두 계통의 혼합으로 밝혀졌고, 조몬 관련 유전자는 전혀 나타나지 않아 일본 열도 이주민의 흔적은 없었다. 연구를 이끈 정충원 서울대 생명과학부 교수(집단유전학)는 “성별 편향 없는 근친혼이 이루어진 사회의 보기 드문 고유전학 사례”라며 “이번 연구는 한국 삼국시대 고대인의 근연 개인들에 대해 게놈 전체 구성을 분석한 최초의 사례”라고 설명했다. 이어 “유전체 데이터를 통해 고대 유럽에서 관찰되는 부계 거주 체계와 구별되는 독특한 가족 구조의 증거를 제시할 수 있었다”고 덧붙였다. 정 교수는 “한반도에 대한 추가적인 고고유전체학 연구가 고대 동아시아의 인구 역학과 가족 구조에 관한 더 많은 정보를 밝혀줄 것으로 기대한다”고 전했다. 교신저자로 참여한 우은진 세종대 역사학과 교수도 “이번 연구의 가장 큰 의미는 고대 한국 사회를 친족과 혼인 관행의 관점에서 고유전체 분석을 통해 직접 복원했다는 점”이라며 “이번 연구를 바탕으로 친족 관계를 중심으로 한 인구 구성의 원리뿐 아니라 집단의 이동성, 건강과 질병, 사회생물학적 정체성이 어떤 방식으로 상호작용하여 장례 문화에 반영되었는지를 함께 밝히는 연구를 진행할 계획”이라고 밝혔다.

비타민 B1(티아민)이 배변 주기를 조절한다는 새로운 연구 결과가 나와 주목받고 있다. 티아민이 풍부한 식품이나 비타민 B1 보충제가 변비·설사 같은 장 문제를 개선할 수 있다는 기대감이 커지고 있다. 국제학술지 뉴로가스트로엔테롤로지(Neurogastroenterology)에 최근 실린 논문에 따르면, 음식이 소화관을 통과하는 속도인 ‘장 운동성’을 연구하던 중 비타민 B1 대사와 관련된 여러 유전자 변이가 발견됐다. 통곡물, 육류, 생선, 콩류 등에 풍부한 비타민 B1은 인체에서 다양한 역할을 하는 필수 영양소다. 과학자들은 아직도 이 비타민의 기능을 연구 중이다. 장과 장내 미생물에서 비타민 B1의 역할은 이제 막 밝혀지기 시작했다. 연구진은 이번 발견으로 비타민 B1이 배변 빈도를 조절하는 역할을 한다는 사실을 처음 알아냈다고 밝혔다. 앞으로 추가 연구를 통해 이것이 확인되면, 비타민 B1 보충제나 티아민이 풍부한 음식으로 변비나 설사를 개선할 수 있을 것으로 기대된다. 스페인 바스크 연구기술연합의 유전학자 마우로 다마토는 “장 운동성 문제는 과민성대장증후군, 변비 등 흔한 장 질환의 핵심 원인”이라며 “이번 연구로 비타민 B1의 중요성을 확인했으니, 이제 실험실 실험과 임상 연구로 검증할 차례”라고 말했다. 연구팀은 특히 티아민을 활성화하고 운반하는 데 관여하는 유전자에 영향을 주는 두 가지 유전자 변이를 발견했다. 영국 바이오뱅크에 참여한 9만 8449명을 분석한 결과, 비타민 B1 섭취량과 배변 빈도 사이에 강한 연관성이 나타났다. 다만 두 유전자 변이를 모두 가진 사람들은 효과가 크게 달랐다. 이는 비타민 B1 대사가 배변 빈도와 장 운동을 조절하는 데 도움이 된다는 것을 보여준다. 최근 다른 연구들도 비타민 B1 보충제가 장 염증 치료에 효과적일 수 있다는 결과를 내놨다. 2020년 임상시험에서는 고용량 비타민 B1을 20일간 복용한 염증성 장질환(IBD) 환자들의 만성 피로 증상이 개선됐다. 연구진은 “앞으로 비타민 B1 보충이 유전적으로 취약한 사람들의 장 운동 장애와 과민성대장증후군 증상을 완화할 수 있는지 연구할 것”이라며 “이를 통해 개인 맞춤형 질병 관리가 가능해질 것”이라고 말했다.

영화 ‘쥬라기 공원’은 호박 속에 갇힌 모기의 배 속에 남아있는 피에서 공룡의 DNA를 추출해 복원하는 것으로 시작된다. 영화에서처럼 고대 늑대의 위장에서 멸종한 동물의 DNA를 완벽하게 분석하는 데 성공했다는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 스웨덴 스톡홀름 고유전학 연구센터, 스톡홀름대 동물학과, 고고학·고전학과, 국립 자연사 박물관 집단분석과, 영국 카디프대 생명과학부, 덴마크 코펜하겐대 생물학과, 러시아 북동연방대 맘모스 박물관 공동 연구팀은 고대 늑대의 위장 속에 남아 있던 털코뿔소의 유전체(게놈)를 분석하는 데 성공했다고 16일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘게놈 생물학과 진화’ 1월 14일 자에 실렸다. 털코뿔소는 약 1만 7000년 전 플라이스토세에 유라시아 북부에 서식했던 코뿔소 종으로, 길고 두꺼운 털로 덮여 있어 시베리아의 춥고 혹독한 기후에서도 살 수 있었다. 빙하기가 끝날 때까지도 유전적으로 매우 건강한 상태를 유지했던 것으로 밝혀져 있으며, 개체 수가 서서히 줄어들어 멸종한 것이 아니라 갑자기 개체군이 붕괴하며 멸종한 것으로 알려져 고생물학자들에게는 미스터리로 남아있다. 연구팀은 시베리아 동북부 투마트 지역 인근 영구 동토층에서 꽁꽁 언 상태의 고대 늑대 미라를 발견했다. 늑대를 부검하던 중 위 속에서 완벽하게 보존된 조직 조각을 발견했다. 연구팀은 방사성 탄소 연대 측정한 결과, 해당 조직은 약 1만 4400만 년 전의 것으로 확인됐다. DNA 분석한 결과, 조직은 털코뿔소였으며 지금까지 발견된 것 중 연대가 가장 늦은 표본으로 밝혀졌다. 연구팀에 따르면 오래된 DNA는 시간이 지나면서 손상되기도 하고 포식자 몸 속에서 소화 과정을 거치면서 남은 양도 적고, 늑대의 DNA와 섞여 분석이 쉽지 않은 경우가 많은데, 이번에 발견된 털코뿔소의 조직 표본은 예외적인 사례다. 연구팀은 이번에 발견된 투마트 털코뿔소의 유전체를 1만 8000년 전과 4만 9000년 전 표본과 비교해 시간이 지남에 따라 유전적 다양성, 근친교배 수준, 돌연변이 수를 조사했다. 그 결과, 멸종 직전까지도 유전적 퇴화의 징후는 발견되지 않았다. 이는 털코뿔소가 멸종 직전까지도 비교적 크고 안정적인 개체군을 유지했다는 의미다. 이와 함께 수만 년 동안 근친교배 수준에도 변화가 없어 개체수가 줄어들 때 나타나는 유전적 징후도 발견되지 않았다. 이 때문에 연구팀은 털코뿔소의 멸종이 긴 시간에 걸쳐 서서히 진행된 것이 아니라, 빙하기 말 급격한 지구 온난화로 인해 매우 빠르게 일어났다고 추정했다. 연구를 이끈 에다나 로드 스웨덴 고유전학 연구센터 박사는 “인간이 시베리아 북동부에 처음 진출한 뒤에도 털코뿔소는 약 1만 5000년 동안 생존할 수 있는 개체수를 유지했다”며 “사냥보다는 기후 온난화가 멸종의 주된 원인으로 보인다”고 말했다. 로드 박사는 “이번 연구는 멸종 직전 살았던 개체의 유전체를 복구함으로써 멸종 원인에 대한 중요한 단서를 얻을 수 있었다는 데 의미가 크다“며 “멸종 위기종 보호에도 중요한 정보를 제공하는 연구 결과”라고 덧붙였다.

새해가 되면서 “또 이렇게 나이가 드는구나”하는 생각하는 이들이 있다. 그런데, 한 살 더 먹을 때마다 체력이 예전 같지 않다는 느낌을 받기도 한다. 실제로 나이가 면역 반응에도 상당한 영향을 미친다는 연구가 나왔다. 미국 소크 생물학 연구소 분자·시스템 생리학 연구실, 하워드 휴스 의학 연구소, 통합 유전학·바이오인포메틱스 실험실, 시애틀 워싱턴대 의대 비교의학과 공동 연구팀은 나이에 따라 동물이 감염에 반응하는 방식을 바꾼다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 1월 15일 자에 실렸다. 면역 체계는 감염에 대한 신체의 첫 번째 방어선이다. 신체는 최소한의 손상으로 감염과 싸우기 위해 면역 반응을 조절하기도 한다. 그러나, 생애 초기에는 잠재적으로 유익한 염증 반응도 나이가 들수록 만성 염증, 자가 면역 질환, 조직 손상을 유발할 수 있다. 이를 ‘적대적 다중 반응’(antagonistic pleiotropy)이라고 부른다. 연구팀은 나이가 질병 내성에 미치는 영향을 이해하기 위해 젊은 생쥐와 나이 든 생쥐에게 인간 패혈증의 주요 원인균인 두 가지 세균으로 감염시키는 다중 미생물 패혈증 실험을 했다. 그 결과, 같은 감염량을 투여했음에도 생쥐들은 나이에 따라 서로 다른 질병 경로를 보였다. 젊은 쥐는 심장 비대, 다기관 울혈 증상이 많이 나타났지만, 나이 든 생쥐는 반대 현상을 나타내며 심장이 더 작아지는 증상이 나타났다. 분자 분석 결과, 젊은 생쥐에서 심장을 패혈증 유발 손상으로부터 보호하는 단백질인 ‘FoxO1’과 ‘MuRF1’이 나이 든 생쥐에게서는 오히려 결과를 악화시키는 것으로 나타났다. 연구팀이 해당 단백질들을 차단하자 노령 생쥐의 생존율은 향상됐지만 젊은 생쥐들에게는 건강을 악화시키는 요인으로 작용했다. 연구를 이끈 자넬 아이레스 소크 생물학 연구소 교수는 “이번 연구는 인체 면역 시스템이 나이별로 복잡하게 반응한다는 사실을 보여준다”며 “현재 패혈증 치료는 주로 면역 활성 억제를 목표로 하고 있는데, 이는 노년층 환자에게는 이점이 될 수 있지만 젊은 층에는 해로울 수도 있는 만큼 새로운 나이 맞춤형 치료법을 개발할 필요가 있다”고 말했다.

학습에 관여하는 뇌의 영역서일 시작에 앞서 ‘제동 장치’ 역할회피나 거부 행동과는 달라보상과 스트레스도 구별우울증·번아웃 치료에 도움인위적 조작에는 신중해야 2026년이 시작된 지 보름이 지났다. 새해가 되면 운동, 다이어트, 외국어 공부, 금연, 금주 등 저마다 그럴듯한 계획을 세운다. 대부분 작심삼일로 끝나곤 한다. 사실 신년 계획이란 게 대부분 머릿속으로는 해야지 해야지 하면서도 이런저런 이유로 미뤄뒀던 일들이다. 이런 ‘귀차니즘’이 발동하는 이유는 일을 끝내고 싶은 마음이 부족하기 때문이 아니라 첫걸음을 내딛는 것에 대한 뇌의 저항 때문이라는 연구 결과가 나왔다. 일본 교토대 고등 인간 생물학 연구소, 인간 행동 진화 기원 연구센터, 일본 학술진흥회 공동 연구팀은 보상과 동기 부여, 학습에 관여하는 뇌 영역인 복측선조체와 이와 연결된 복측창백핵이 과제를 시작하려는 의욕을 약화하는 ‘동기 부여 브레이크’로 작동한다고 밝혔다. 연구팀에 따르면 이 회로의 활성을 억제하면 목표 지향적 행동을 할 수 있게 된다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘커런트 바이올로지’ 1월 10일 자에 실렸다. 동기 부여 브레이크는 조현병이나 주요 우울 장애 같은 특정 신경 정신 질환을 앓는 사람에게 주로 관찰되는 것으로, 불안 장애가 있는 사람들에게서 보이는 위험 회피 경향으로서 과제 거부 행동과는 다르다. 연구팀은 수컷 마카크 원숭이 2마리를 대상으로 두 가지 의사 결정 과제를 수행하는 실험을 했다. 첫 번째 실험에서는 과제를 마치면 음료를 보상으로 받았고, 다른 과제에서는 보상과 함께 얼굴에 강한 바람을 쏴 스트레스를 줬다. 연구팀은 원숭이들이 화면 중앙의 한 지점에 시선을 고정해야 과제를 시작할 수 있도록 훈련했다. 이를 통해 연구팀은 원숭이가 과제를 시작하지 못하는 빈도를 측정해 동기 부여 정도를 파악했다. 그 결과, 원숭이들은 스트레스 가능성이 클 때 과제를 시작하지 않으려는 모습을 보였다. 연구팀이 화학 유전학적 방법으로 복측선조체에서 복측창백핵으로 전달되는 신호를 억제하면 보상만 주어지는 과제에 대해서는 변화가 없었지만, 스트레스를 주는 과제도 수행하려는 의지가 눈에 띄게 높아졌다. 화학 유전학은 특정 뇌신경 세포(뉴런)에 인공 수용체를 삽입한 뒤, 해당 수용체에만 작용하는 약물을 투여해 뉴런의 활성을 조절하면서 변화를 관찰하는 방법이다. 연구팀은 동물 행동 관찰과 전기생리학적 자료를 분석한 결과, 복측선조체가 스트레스를 주는 상황을 감지하고 복측창백핵의 행동하지 말라는 신호를 보냄으로써 동물의 행동 가능성을 낮추는 것을 확인했다. 연구팀은 우울증에서 나타나는 의욕 저하나 무기력증의 핵심이 복측창백핵이라는 사실을 밝혀냈다. 추가 연구를 통해 사람에게서도 같은 결과가 확인된다면 우울증 환자의 치료에도 도움이 될 것으로 기대된다. 연구를 이끈 아에모리 켄이치 교토대 교수는 “뇌의 ‘귀차니즘 시스템’은 지나친 부지런함과 과로로 인한 번아웃을 막아주는 효과도 있는 만큼 동기 부여 억제에 관여하는 뇌 부위를 인위적으로 조절하는 데는 신중할 필요가 있다”고 설명했다.

영국 연구진이 다크초콜릿에 함유된 천연 화합물 테오브로민이 생물학적 노화를 늦출 수있다는 사실을 밝혀냈다. 혈중 테오브로민 수치가 높은 사람일수록 실제 나이보다 생물학적으로 더 젊게 나타났다. 12일(현지시간) 과학 전문 매체 사이언스데일리에 따르면, 영국 킹스칼리지런던 연구팀은 다크초콜릿과 노화 속도 사이에 연관성을 규명한 이러한 연구 결과를 최근 국제학술지 ‘에이징’에 발표했다. 연구팀은 영국 참가자 509명과 독일 참가자 1160명의 데이터를 분석했다. 참가자들의 혈액 내 테오브로민 농도를 측정한 뒤 혈액 샘플에서 확인된 생물학적 노화 지표와 비교했다. 생물학적 나이는 살아온 연수가 아니라 신체 기능 상태를 보여주는 지표다. DNA 메틸화를 기반으로 측정되는데, 이는 나이가 들면서 DNA에 생기는 작은 화학적 표지를 의미한다. 분석 결과 혈중 내 테오브로민 수치가 높을수록 실제 나이보다 생물학적 나이가 젊게 나타났다. 연구팀은 코코아나 커피에 포함된 다른 대사물질들도 비슷한 패턴을 보이는지 조사했다. 하지만 테오브로민만이 이러한 특정한 연관성을 보였다. 킹스칼리지런던 수석 연구원이자 유니버시티칼리지런던 임상유전학 의사인 라미 사드 박사는 “이제 이러한 연관성이 왜 나타나는지 원인을 밝히는 것이 다음 과제”라며 “음식 성분이 우리 몸의 유전자 발현에 어떤 영향을 주는지 알아내면, 노화는 물론 각종 질환 연구에도 중요한 단서가 될 것”이라고 말했다. 연구팀은 현재 테오브로민이 단독으로 효과를 내는지, 아니면 다크초콜릿의 다른 유익 성분인 폴리페놀과 함께 작용하는지 조사하고 있다. 다만 연구팀은 이번 결과가 고무적이지만 다크초콜릿 섭취를 무작정 늘리는 것은 바람직하지 않다고 덧붙였다. 초콜릿에는 설탕과 지방 등 다른 성분도 포함돼 있어, 테오브로민이 신체와 어떻게 상호작용하며 노화에 어떤 영향을 미치는지 완전히 이해하려면 추가 연구가 필요하다는 설명이다.