과학기술의 발달에도 불구하고 여전히 정복하지 못한 질병 중 하나가 ‘암’이다. 암 치료법은 계속 발전하고 있지만 환자의 생존을 위협하는 것은 합병증으로 대표적인 것이 ‘암 악액질’이다. 암 악액질은 체중과 근육이 급격히 감소하는 질환으로 전체 암 환자의 80% 가량에서 나타나며 암 관련 사망의 약 20%와 관련 있다. 그러나 이를 근본적으로 치료하는 약물은 없다. 이런 상황에서 한국과학기술연구원(KIST) 천연물유효성최적화연구센터는 장내 미생물 생태계를 조절해 암 악액질을 개선할 수 있는 천연물 후보물질을 발굴하고 그 작용 메커니즘을 처음으로 규명했다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘마이크로바이오옴’에 실렸다. 연구팀은 4000여 종의 천연물 라이브러리를 분석한 결과 마이켈리올라이드(MCL)가 암 악액질 개선 효과를 보인다는 사실을 확인했다. 이를 근거로 대장암과 췌장암을 일으킨 생쥐에게 MCL을 투여한 결과 종양 크기에는 영향을 주지 않지만 근육량은 34%, 근력은 31% 증가하는 것을 확인했다. 암세포를 직접 공격하지 않고도 암으로 인한 근육 감소를 억제할 수 있다는 것이다. MCL은 암으로 인해 저하된 면역세포인 T세포 기능을 회복시키고 염증성 사이토카인 분비를 억제해 근육 파괴를 유도하는 염증 반응을 줄이는 것으로 나타났다. 또 항생제로 장내 미생물을 완전히 제거한 생쥐에게서는 MCL 효과가 나타나지 않는다는 것을 확인했다. 연구팀은 MCL이 장내 유익균인 포카이콜라 불가투스를 선택적으로 증가시킨다는 것을 확인하고 해당 균주가 생성하는 대사물질을 분석해 근육 합성을 촉진하고 염증 반응을 억제하는 신종 사이클로펩타이드 11종도 밝혀냈다. 연구를 이끈 이충구 KIST 박사는 “이번 연구는 암세포를 직접 표적으로 하는 기존 치료 접근에서 벗어나 장내 미생물과 면역 체계를 조절해 암 악액질을 개선할 수 있는 새로운 치료 전략을 제시했다는 점에서 의미가 있다”며 “추가 연구를 통해 암 환자의 생존율과 삶의 질을 높일 수 있는 혁신 신약 개발에 나설 것”이라고 밝혔다.

몸무게 70㎏ 성인의 장에는 약 38조 개의 미생물이 산다. 무게로 따지면 0.2㎏ 정도에 불과하지만 인체 세포 수와 거의 맞먹는 규모다. 최근 과학계에서는 장내미생물이 단순히 소화를 돕는 수준을 넘어 면역세포 발달과 분화, 대사 조절, 장벽 기능은 물론 뼈의 밀도, 인간 행동에까지 영향을 미친다는 연구 결과들을 속속 내놓고 있다. 이런 가운데 국내 연구진이 장내 미생물이 심장 건강에도 영향을 줄 수 있다는 연구를 제시했다. 광주과학기술원(GIST) 의생명공학과, 전남대 치의학전문대학원 공동 연구팀이 장내미생물이 만드는 천연 대사물질 ‘유로리틴 A’가 손상된 미토콘드리아를 회복시켜 치명적 난치성 심장질환으로 꼽히는 ‘박출률 보존 심부전’의 진행을 억제한다고 3일 밝혔다. 이 연구 결과는 의과학 분야 국제 학술지 ‘실험 및 분자 의학’에 실렸다. 심장은 수축해 혈액을 온몸으로 내보내고 이완해 다시 혈액을 받아들이는 일을 반복하는 장기인데 심부전은 이런 심장 기능에 이상이 생겨 몸에 필요한 혈액을 충분히 공급하지 못하는 질환이다. 박출률 보존 심부전은 심장 근육이 두꺼워지거나 딱딱해져 이완 과정에서 혈액을 충분히 받아들이지 못하는 것이 특징인 난치성 질환으로 전체 심부전의 절반가량을 차지하며 비만, 당뇨, 고혈압 등 대사질환과 밀접한 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 박출률 보존 심부전이 진행되면 심장세포에서 에너지를 생산하는 미토콘드리아가 손상되고 이를 제거하는 기능까지 저하돼 손상된 미토콘드리아가 세포 내에 축적된다는 점에 주목했다. 손상된 미토콘드리아가 쌓이면 심장세포의 에너지 생산이 줄고 염증과 섬유화가 촉진돼 심장 기능은 더욱 악화된다. 이에 석류, 딸기, 호두 등에 들어 있는 성분이면서 장내 미생물이 만들어 내는 대사물질로 노화와 근육질환 연구에서 미토콘드리아 기능 개선 효과가 확인된 유로리틴 A를 이용해 생쥐 실험을 했다. 연구팀은 생쥐에게 고지방 식사를 제공하면서 혈관 기능을 저하시키는 ‘엘-네임’이라는 물질을 함께 투여해 비만과 고혈압을 동반한 박출률 보존 심부전을 유발시켰다. 박출률 보존 심부전이 발생한 생쥐에게 유로리틴 A를 투여한 결과 저하됐던 심장 이완 기능은 약 32% 개선됐으며 심장 비대는 약 9.4%, 심근 섬유화는 유로리틴 A를 투여하지 않은 심부전 생쥐보다 약 42% 감소했다. 연구팀에 따르면 유로리틴 A는 손상된 미토콘드리아를 선택적으로 제거하는 세포의 청소 기능인 미토파지를 활성화해 미토콘드리아 구조와 에너지 생산 기능을 회복하는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 오창명 GIST 의생명공학과 교수는 “이번 연구는 장내미생물 유래 대사물질인 유로리틴 A가 손상된 미토콘드리아를 제거하는 과정을 촉진하고 장내미생물과 지질 대사를 함께 조절해 박출률 보존 심부전을 완화할 수 있음을 보여줬다”며 “심장세포의 미토콘드리아 기능과 장내미생물-세라마이드 대사를 동시에 조절하는 새로운 박출률 보존 심부전 치료 전략을 제시했다는 데 의미가 있다”고 말했다.

클래리베이트 HCR 발표… 국내 종합대학 ‘톱 3’ 입증 경희대학교가 연구의 질과 영향력을 세계적으로 인정받는 ‘2025 세계 상위 1% 피인용 우수 연구자(HCR)’ 4명을 배출하며 국내 종합대학 중 3위의 성과를 기록했다. 이는 경희대의 학술적 위상이 국제적으로 급상승하고 있음을 명확히 입증하는 결과다. HCR은 글로벌 학술 정보 분석 기업인 클래리베이트가 논문 피인용 횟수 상위 1% 연구자를 선정하는 권위 있는 지표다. 올해는 전 세계 6868명, 국내 76명이 이름을 올렸다. 이번 선정 결과를 통해 경희대는 사회과학, 교차 분야, 컴퓨터 과학 등 다양한 학문 분야에서 고른 연구력을 입증했다. 사회과학 분야에서는 스마트관광의 선구적 연구자인 구철모 교수와 정보기술 기반 관광 행동 연구를 이끄는 정남호 교수(스마트관광원)가 동시에 선정됐다. 또한, 장내미생물 연구 등 융합 분야에서 성과를 낸 배진우 교수(생물학과)가 교차 분야(Cross-Field)에 이름을 올렸다. 컴퓨터 과학 분야에서는 무선 네트워크 자원관리 및 머신러닝 분야의 권위자인 홍충선 고황명예교수(컴퓨터공학부)가 우수 연구력을 인정받았다. 김진상 경희대 총장은 “이번 HCR 선정 결과는 경희대의 연구 경쟁력이 글로벌 수준에 도달했음을 보여준다”며 “앞으로도 우수 연구자를 영입하고 융합 연구를 적극 지원해 세계적인 연구 탁월성을 창출하도록 노력할 것”이라고 밝혔다.

최근 의학과 생명과학 분야에서 가장 ‘핫‘한 연구 분야 중 하나는 ‘장내 미생물’이다. 장내 미생물은 신체적, 정신적 건강에 광범위한 영향을 미치는 것으로 알려졌다. 면역 체계 조절과 방어 기능, 영양분 생산과 대사 조절, 정신 건강 등 다양한 분야와 밀접한 관련이 있다. 중국 난징의대 부속 뇌병원 정신건강과, 영상의학과, 신경정신과학 연구소, 미국 조지 메이슨대 시스템 생물학부, 러시아 모스크바 의료 유전학 연구센터 공동 연구팀은 장내 미생물의 특정 세균 군(群)과 불면증 사이에 밀접한 관계가 있다고 14일 밝혔다. 특정 유형의 장내 미생물은 불면증 위험을 높이거나 낮출 수 있으며, 불면증 자체가 특정 유형의 세균의 증감에 영향을 미친다는 설명이다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘일반 정신과학’ 8월 13일 자에 실렸다. 다양한 연구에서 장내 미생물이 수면 특성에 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈지만, 불면증에 어떤 영향을 미치는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 이전에 발표된 전장 유전체 분석 연구에서 불면증이 있는 38만 6533명의 데이터와 MiBioGen 국제 컨소시엄의 1만 8340명, 네덜란드 장내미생물 프로젝트의 8208명에게서 얻은 장내 미생물 데이터를 비교 분석했다. 분석 결과, 특정 장내 미생물과 불면증 사이에 연관성이 있다는 것이 확인됐다. 14개의 세균 군이 불면증을 일으키는 데 결정적이고, 8개 세균 군은 불면증을 억제하는 데 영향을 미치는 것으로 나타났다. 불면증은 7개 세균 군의 풍부함을 43~79% 감소했으며, 12개 세균 군은 65%에서 4배 이상 증가한 것으로 확인됐다. 특히 Odoribacter류의 박테리아는 불면증 위험과 유의미하게 연관된 것을 확인했다. 이에 연구팀은 프로바이오틱스, 프리바이오틱스, 분변 미생물 이식 등의 장내 미생물을 변화시켜 불면증 치료하는 것이 도움이 될 것이라고 설명했다. 푸관 장 중국 난징의대 교수(정신건강과)는 “이번 연구 결과는 불면증과 장내 미생물의 인과적 영향을 뒷받침하는 것으로 나타났다”며 “불면증과 장내 미생물은 면역 조절, 염증 반응, 신경전달물질 방출, 기타 분자 및 세포 경로를 포함하는 복잡한 양방향 관계를 보여준다”고 말했다.

적게 먹는 것은 여러 가지 건강상 장점이 있다. 평상시 먹는 것보다 적게 먹으면 체내 염증 반응이 줄어들고, 살이 찐 사람은 체중 조절에도 도움이 된다. 실제로 세계보건기구(WHO)는 매일 500㎉ 덜 먹으면 일주일에 체중을 0.5㎏ 정도 뺄 수 있고, 6개월 동안 지속하면 처음 체중의 10%까지 줄일 수 있다고 조언한다. 실제로 전 세계 장수 마을에 사는 사람들은 대부분 소식을 한다. 칼로리 섭취를 장기간 줄이면 많은 동물의 수명이 연장되는 것이 확인되기도 했다. 그런데, 적게 먹는 것이 어떻게 노화를 늦춰주는지 명확히 밝혀지지 않았다. 이런 상황에서 중국 푸젠 샤먼대 생명과학부, 동물연구 실험실, 약학부, 의학·생명과학부, 창저우 리피드올 테크놀로지, 베이징대 부속 제3병원, 다롄 화학물리학 연구소, 베이징대 기초의과학부, 베이징 유전학·발달생물학 연구소 공동 연구팀과 푸젠 샤먼대, 다롄 화학물리학 연구소, 미국 텍사스대 사우스웨스턴 메디컬센터 공동 연구팀은 장내미생물에 의해 만들어지는 ‘리토콜산’이라고 불리는 분자가 지방의 소화를 돕고 칼로리 제한에 도움을 주는 분자라는 것을 발견했다고 27일 밝혔다. 리토콜산이 선충과 초파리의 수명을 연장하고, 늙은 생쥐를 다시 원기 왕성하게 할 수 있다는 것이다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 12월 18일 자에 각각 두 편의 논문으로 실렸다. 칼로리 제한은 선충류, 파리, 생쥐, 일부 영장류를 포함한 다양한 동물의 수명을 연장할 수 있다는 사실이 여러 연구에서 밝혀졌다. AMPK라는 단백질은 칼로리 제한으로 켜지고, 칼로리 제한에 영향을 도움을 주는 것으로 나타났다. 문제는 칼로리 섭취량을 절반 이상 줄인다면 지속적인 허기와 근육량 감소, 체온 조절의 어려움, 감염 위험 증가가 나타난다. 연구팀은 생쥐에게 칼로리를 제한할 때 수치가 증가한 200개 이상의 화합물을 자세히 분석해, AMPK를 활성화할 수 있는 화합물을 찾았다. 그 중 특히 눈에 띄는 것은 담즙 내 발견뇌는 화학 물질 중 하나인 리토콜산이었다. 이에 연구팀은 선충류, 초파리, 생쥐에게 리토콜산을 먹였다. 그 결과, 리토콜산을 섭취한 초파리와 선충은 그렇지 않은 개체들보다 훨씬 더 오래 살았다. 리토콜산이 생쥐의 수명에 영향을 미치는지는 명확하게 드러나지 않았지만, 리토콜산을 먹은 생쥐는 악력, 근육 구성, 기타 다양한 측면에서 더 젊다는 것이 확인됐다. 연구팀은 리토콜산 수용체 역할을 하는 TULP3라는 또 다른 단백질을 발견했다. 연구를 이끈 솅카이 린 샤먼대 교수는 “일본 장수 마을에 사는 100세 이상 노인들의 혈액에서 고농도의 리토콜산이 발견됐다”라며 “담즙의 리토콜산과 유사 화합물이 칼로리 제한에 도움을 준다는 사실을 바탕으로 체중 조절에 도움을 주는 신약을 개발할 수 있을 것”이라고 말했다.

18~19세기에 활동했던 프랑스 법관이자 미식가인 장 앙텔름 브리야사바랭은 “당신이 먹은 것이 무엇인지 말해주면 당신이 어떤 사람인지 말해 주겠다”라는 말을 남겼다. 음식 취향을 보면 그 사람의 사회경제적 위치를 알 수 있다는 뜻이다. 현대 과학은 먹는 음식을 통해 한 사람의 건강까지 파악할 수 있게 해준다. 당연한 이야기 같지만 건강한 음식을 먹는 사람은 건강하고, 그렇지 못한 사람은 신체적, 정신적 건강이 악화할 수밖에 없다. 최근 과학자들이 음식 속 미생물이 인간 체내 미생물에도 상당 부분 영향을 미친다는 사실을 밝혀내 눈길을 끈다. 이탈리아, 스페인, 아일랜드, 네덜란드, 독일, 오스트리아, 영국 7개국 23개 대학과 연구기관으로 구성된 국제 공동 연구팀은 2533종의 음식 메타 게놈을 시퀀싱 해 음식 마이크로바이옴(체내미생물) 데이터베이스를 개발했다고 1일 밝혔다. 메타 게놈은 생물체 집단에서 추출한 모든 유전 정보의 집합으로 군(群) 유전체학으로도 불린다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘셀’ 8월 30일 자에 실렸다. 미생물은 우리가 먹는 음식 속에도 존재한다. 음식 속 미생물은 인간의 장내미생물에도 영향을 미치지만 이와 관련한 연구는 많지 않다. 음식 속 미생물 연구는 실험실에서 하나씩 배양해서 분석해야 했지만, 이 과정은 지나치게 시간이 오래 걸리고, 모든 미생물을 쉽게 배양할 수 없다는 문제도 있다. 이에 연구팀은 각 음식 표본 속 모든 유전 물질을 동시에 시퀀싱 할 수 있는 메타 게놈 방법을 활용했다. 메타 게놈은 인간 체내 미생물이나 환경 표본을 분석할 때 사용됐지만 음식 분석에 사용된 것은 이번이 처음이다. 연구팀은 50개국 2533개 음식 관련 메타 게놈을 분석했고, 이 가운데 1950개는 새롭게 시퀀싱 된 것이다. 이들 메타 게놈은 다양한 음식 형태에서 유래됐으며 65%는 유제품, 17%는 발효 음식, 5% 발효 육류였으며, 신선한 육류, 생선, 과일, 채소도 포함됐다. 연구팀은 이번에 분석한 메타 게놈을 기존에 연구된 약 600개의 식품 미생물 군집과도 비교했다. 그 결과, 1만 899개의 음식 관련 유전 물질로 구성돼 있고, 절반 정도는 이전에 알려지지 않은 것들이다. 이들은 1036개 세균과 108개 균류로 분류됐다. 유사한 음식은 유사한 유형의 미생물을 보유하는 경향이 있는 것으로 나타났다. 예를 들어 서로 다른 발효 음료의 미생물 군집은 발효 육류의 미생물과 비교했을 때 더 유사하다는 설명이다. 락토바실루스를 비롯한 젖산 생성 세균은 유제품에 많이 존재했지만, 그 구성은 다양한 것으로 확인됐다. 네덜란드산 블루치즈에는 이탈리아산 폰티나 및 모짜렐라 치즈와는 다른 락토바실루스 종들이 서식하고 있었으며, 커피, 콤부차, 보이차의 미생물은 알코올성 음료의 미생물과 유사했다. 연구팀은 음식 마이크로바이옴이 건강에 미치는 영향을 확인하기 위해 이번에 확인된 1만 899개 음식 게놈과 인간의 장과 입에서 채취한 1만 9883개의 마이크로바이오옴과 비교했다. 그 결과, 성인 장내 미생물의 약 3%, 어린이의 장내 미생물의 8%, 신생아 장내 미생물의 50%가 식품 마이크로바이옴과 일치하는 것으로 나타났다. 이번 연구를 이끈 니콜라 세가타 이탈리아 트렌토대 교수(미생물학)는 “발효 식품과 비발효 식품의 다른 미생물이 맛과 부패 속도를 다르게 한다”라면서 “음식 마이크로바이오옴 연구를 통해 새로운 특성을 가진 새로운 종류의 식품 개발은 물론 음식 보존, 안전성 등이 미생물과 어떻게 연결되는지 더 잘 알 수 있게 된다”고 말했다.

인구 고령화는 전 세계적으로 나타나고 있는 현상이다. 그중 한국의 고령화 속도는 가장 빠른 것으로 알려져 있다. 오래 살 것인가, 건강하게 살 것인가 둘 중 하나를 선택할 수 있는 것은 아니지만 고령화 사회로 진입하면서 삶의 질이 수명보다 더 중요하다는 목소리가 높아지고 있다. 그런데, 식단 조절만으로도 노화를 늦출 수 있다는 재미있는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 미국 스탠퍼드대 의대 미생물·면역학과, 예방의학 연구센터, 인간 장내미생물 연구센터, 시애틀 아동 연구소, 코넬대 의대, 민간 생물 연구 기업인 트루다이그노스틱, 샌프란시스코 챈 주커버그 바이오허브 공동 연구팀은 8주라는 짧은 기간 채식을 하는 것만으로 노화 속도를 늦출 수 있다고 1일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘BMC 의학’ 7월 29일 자에 실렸다. DNA 메틸화는 DNA 속 사이토신 염기에 메틸기를 붙여, 해당 부분의 유전자가 발현되지 않도록 막는 현상이다. 진핵세포가 유전자 발현을 조절할 때 쓰는 방법으로 DNA 메틸화 패턴은 같은 사람의 체내에서도 조직에 따라 달리 분포되고, 나이에 따라 메틸화 패턴이 달라지기도 한다. 유전자 발현을 변화시키지만, DNA 자체는 변화시키지 않는 후성유전학적 메커니즘이다.연구팀은 단기 채식 식단이 생체 분자적 영향을 조사하기 위해 18세 이상의 일란성 쌍둥이 22쌍을 무작위로 선발해 절반으로 나눴다. 실험 참여자의 평균 연령은 40세, 평균 체질량지수(BMI)는 세계보건기구(WHO) 기준으로 과체중에 해당하는 26㎏/㎡이었다. 연구팀은 한 그룹에는 8주 동안 육식 중심 식단을 섭취하도록 하고, 다른 집단은 채식 식단을 제공했다. 8주가 지난 뒤 참가자들의 혈액을 채취해 식단이 DNA 메틸화 수준에 미치는 영향과 생물학적 나이를 조사했다. 그 결과, 육식 중심 식단 그룹은 생물학적 나이 추정치가 실험 전과 비교해 변화가 없거나 오히려 증가한 것으로 확인됐다. 반면, 채식 식사를 8주 동안 섭취한 집단은 전체적인 생물학적 나이 추정치가 감소하고, 심장, 간은 물론 호르몬, 염증, 대사 시스템의 나이도 줄어든 것도 관찰됐다. 이와 함께, 채식 중심의 식사를 한 사람들은 육식 중심 식단 그룹에 비해 체중도 평균 2㎏ 감소한 것으로 나타났다. 노화는 인간에게 나타나는 자연스러운 현상이다. 안티 에이징은 노화를 역행해 젊어지기 위한 것이 아니라 건강하게 늙기 위한 하나의 방법이라고 생각해야 한다는 것이 이번 연구의 의미다.

몸에서 자연적으로 알코올이 생성되는 희소질환을 앓고있는 남성이 음주운전 혐의를 벗었다. 지난 22일(현지시간) AFP통신 등 외신은 이날 벨기에 법원이 음주운전 혐의로 기소된 40대 남성에게 무죄를 선고했다고 보도했다. 문제의 음주운전 사건은 지난 2022년 4월 일어났다. 당시 신원이 공개되지 않은 벨기에 남성은 운전 중 경찰의 음주운전 단속을 받았고, 그 결과 알코올 농도가 리터당 0.91㎎으로 측정됐다. 이는 벨기에의 법정 허용치를 약 4배 정도 넘는 수준으로 결국 그는 음주운전 혐의로 기소됐다. 여기에 그가 양조장 직원이라는 점, 또한 지난 2019년에도 역시 음주운전으로 벌금형과 운전면허 정지처분을 받은 바 있다는 사실이 드러나며 가중처벌이 예상됐다. 그러나 놀랍게도 지난 22일 벨기에 법원은 “피고가 술에 취한 상태가 아니었다는 사실이 인정된다”면서 그에게 무죄를 선고했다. 그가 음주운전에도 무죄를 선고받은 이유는 자동양조증후군(ABS)이라는 희소질환을 앓고있다는 사실이 입증됐기 때문. ABS는 빵이나 감자, 콩과 같이 탄수화물 함량이 높은 음식을 섭치할 시 장내미생물이 이를 에탄올로 분해해 혈액 내 수치를 높인다. 증상 역시 만취 상태와 비슷해 구토와 현기증, 방향 감각 상실 등을 유발하는데, 특히 전세계에 공식적으로 보고된 ABS 환자가 20명 안팎일 정도로 극히 희소한 질환이다. 안세 게스키에르 변호사는 “의뢰인이 양조장에서 일한 것은 불행한 우연일 뿐”이라면서 “각기 다른 세 명의 의사로부터 ABS 진단을 받아 술에 취한 것이 아님을 입증했다”고 밝혔다. 이어 “이번 법원에 판결에 만족하지만 아직 검찰의 항소가 남아있어 재판이 끝난 것은 아니다”라고 덧붙였다.

미국과 중국 연구팀은 성인이 우유 섭취를 늘리면 제2형 당뇨병 위험이 감소한다고 밝혔다. 이런 효과는 특히 유당 분해 효소인 락타아제가 생성되지 않는 유당불내증이 있는 성인에게 뚜렷하게 나타나는 것으로 확인됐다. 이 연구에는 미국 알버트 아인슈타인 의대, 페닝턴 의·생명 연구센터, 하버드대 의대, 브리검 여성병원, 존스 홉킨스대 공중보건대, 텍사스 보건과학대, 캘리포니아 샌디에이고대(UCSD), 중국 쑤저우대 의대 소속 의학자, 보건학자, 식품영영학자, 면역학자 등이 참여했다. 이번 연구 결과는 생명과학 및 의학 분야 국제 학술지 ‘네이처 메타볼리즘’ 1월 23일자에 실렸다. 락타아제(LCT) 유전자의 단일 염기 다형성 rs4988235의 유전자형에 따라 성인이 돼서 락타아제 발현이 유지되는지가 결정된다. 락타아제 지속성의 AA/AG 유전자형을 가진 사람은 성인이 돼서도 우유 같은 유제품을 쉽게 소화할 수 있지만, 락타아제 비지속성의 GG 유전형을 가진 사람은 유당불내증을 앓기 쉽게 된다. 사람은 영유아기에는 모두 우유를 소화하기 쉽게 유당분해효소 유전자를 갖고 있지만 차츰 나이가 들면서 유당분해효소가 비활성화되는 경우가 있다. 우유를 소화하지 못하는 유당불내증은 동양인에게서 많으며, 한국인 75%가 유당불내증이 있는 것으로 알려졌다. 연구팀은 히스패닉과 라틴계의 건강 증진 및 악화 인자를 확인하기 위한 코흐트 연구인 ‘히스패닉/라티노 커뮤니티 건강연구’(HCHS/SOL)에 참여한 1만 2653명의 남녀를 대상으로 유전자형, 장내 미생물, 혈중 대사물질 수치를 6년 동안 추적 관찰했다. 동시에 참여자들을 대상으로 24시간 동안 섭취한 음식 성향에 대해 설문 조사했다. 그 결과, 우유 섭취량이 하루 1컵이 늘어날 때마다 락타아제 비지속성이 있는 사람들은 성인 당뇨 발병 위험이 약 30% 감소하는 것으로 나타났다. 연구팀은 영국 바이오뱅크에 참여한 16만 7172명을 대상으로 우유 섭취량과 락타아제 유전자형, 2형 당뇨 위험 사이 연관성을 재조사했다. 우유 섭취는 유당 불내증을 가진 개인의 장내 미생물의 변화를 가져오는 것으로 밝혀졌다. 특히 우유 섭취를 통해 유용한 장내 미생물인 비피도박테리움의 종류와 숫자가 늘어나면서 2형 당뇨 위험을 줄인다고 연구팀은 설명했다. 또 우유 섭취는 분비 사슬아미노산(BCAA)이나 트립토판 대사 산물 같은 2형 당뇨 위험을 낮춰주는 혈중 대사 산물의 수준이 높게 만든다고 덧붙였다. 유당 불내증이 없는 사람도 우유 섭취가 2형 당뇨 발병 위험을 낮춰주는 것으로 조사됐지만 통계적 유의성이 나타나지는 않았다. 유당 불내증 환자의 경우는 우유를 한 번에 마시는 것보다 조금씩 나눠 마시거나 데워 마시는 것이 좋다. 유당을 제거한 락토프리 우유나 식물성 우유를 마시는 것도 도움이 된다. 연구를 이끈 미국 알버트 아인슈타인 의대 역학 및 공중보건학과 퀴빈 퀴 교수는 “이번 연구는 유당 불내증을 가진 사람의 경우 우유 섭취를 늘리면 성인 당뇨 위험을 낮출 수 있음을 확인했다”라고 말했다.

최근 며칠 동안은 ‘진짜 겨울이구나’라는 것을 실감할 정도로 영하 10도를 밑도는 추위에 많은 눈까지 내렸다. 평소에도 운동하기 싫어하는 사람에게는 날씨가 너무 춥거나 더워지면 운동을 피하기 좋은 핑계거리가 생긴다. 그런데 최근 미국과 독일 생물학자와 의생명과학자들이 ‘운동하기 싫어’하는 생각을 떠오르게 만드는 원인을 찾아냈다. 거꾸로 생각하면 이 원인을 바꾸면 즐겁게 운동을 할 수 있게 만들 수 있다는 것이다. 미국 펜실베니아대 의대, 펜실베니아주립대, 독일 프랑크푸르트 괴테대를 중심으로 한 15개 연구기관이 모인 공동 연구팀은 장내 미생물이 장-뇌 경로에 영향을 미쳐 운동 동기를 만들어 낸다고 16일 밝혔다. 이번 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’ 12월 15일자에 실렸다. 운동은 뼈와 근육을 강화시키고 체중 조절, 정신건강 증진은 물론 당뇨, 고혈압, 고지혈증 같은 다양한 대사성 질환, 심혈관계 질환 위험을 줄이고 암 발생 위험도 낮추는 등 다양한 효과를 갖고 있다. 그렇지만 운동을 하겠다는 개인적 동기를 조절하는 메커니즘은 아직 완벽하게 이해되고 있지 않다. 단순히 운동을 위한 개인 의지 정도로만 파악되고 있을 뿐이다. 상대와 경쟁을 하는 운동이나 즐거움을 느끼기 위한 레크레이션 운동 모두에서 참여를 자극하는 중요한 요소는 신체활동을 통해 나타나는 쾌감을 얼마나 느끼는가에 달려 있다. 이는 운동에 의해 유도되는 뇌의 신경화학적 변화에 따라 촉발되는 것으로 알려져 있다. 이와 관련해 연구팀은 생쥐 실험을 통해 운동 동기를 촉발시키는 원인을 조사했다. 그 결과, 장내 미생물 의존성 엔도카나비노이드 대사산물이 TRPV-1 유발 감각뉴런을 자극시켜 운동 중에 복부 선조체에서 도파민 수치를 상승시킨다는 것을 발견했다. 쉽게 말하면 장내 미생물이 운동할 때 뇌를 자극해 즐거움을 더 많이 느끼게 만들어 운동을 계속 하고 싶다는 욕구를 일게 만든다는 것이다. 실제로 연구팀은 이번에 확인된 장-뇌 연결망을 자극하면 생쥐가 계속 운동을 하고 싶어하고 운동 성과도 그렇지 않은 생쥐에 비해 높다는 것을 관찰했다. 연구를 이끈 크리스토프 타이스 펜실베니아대 의대 교수(미생물학)는 “이번 연구는 장내 미생물이 뇌를 자극해 운동을 통한 쾌락을 더 많이 느끼게 만든다는 사실을 확인한 것”이라며 “운동 성과의 개인별 차이는 물론 운동에 대한 동기 자극도 장내 미생물을 조절함으로써 가능하다”라고 설명했다.

최근 생물학계에서 가장 주목받고 있는 주제 중 하나는 장내미생물이다. 장 내 영양소 흡수와 분해에 관여하는 장내미생물이 다양한 질병과 연관성이 있다는 것이 밝혀지고 있는 가운데 국내 연구진이 한국인과 외국인의 장내 미생물의 차이점을 분석했다. 한국생명공학연구원 생물자원센터 연구팀은 사람의 장에 서식하는 장내 미생물 중 하나인 ‘아커만시아 뮤시니필라’ 균주의 특징을 밝혀내고 한국인과 외국인의 것을 비교해 한국인에게서 채취한 것이 경쟁우위가 있다는 것을 규명했다고 11일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘장내 미생물’(Gut Microbes)에 실렸다. 장내 미생물은 크론병, 궤양성 대장염 같은 염증성 장질환, 영아산통, 대장암, 직장암 같은 각종 질환에 관여할 뿐만 아니라 염증 신호 전달체계에도 영향을 미쳐 아토피 피부염, 우울증, 치매, 비만, 당뇨 같은 질병의 발생에도 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 특히 아커만시아는 체내 장 건강 유지에 중요하며 비만, 대사증후군, 제2형 당뇨(성인당뇨) 같은 대사장애를 개선하고 항암제와 병용 투여할 경우 치료효과가 높아진다는 연구 결과들이 속속 나오면서 주목받고 있다. 문제는 아커만시아 균주의 치료 효과가 균주가 어디서 유래되는가에 따라 달라진다는 연구 결과들도 있는데 그 원인을 정확히 밝혀내지는 못하고 있다. 연구팀은 건강한 한국인의 분변에서 아커만시아 균주를 확보하고 외국인에게서 확보한 균주와 전장 유전체 비교분석을 실시했다. 그 결과 한국인에게서 유래된 아커만시아 균주에서만 설파타제라는 효소의 활성 조절 유전자가 있다는 것이 밝혀졌다. 설파타제는 장내 병원균 생장을 막고 병원균이 먹이로 삼고 있는 점액 ‘뮤신’을 효과적으로 분해함으로써 그 부산물을 주변 유익균에 먹이로 제공하는 것이다. 연구팀은 실질적 효과에 대한 분석을 위해 추가 연구를 진행 중이다. 이번 연구를 이끈 이정숙 한국생명공학연구원 박사는 “차세대 프로바이오틱스 균주로 주목받고 있는 아커시만의 치료 효능은 균주별로 상이한데 대부분 연구가 해외 것으로 진행돼 왔다”며 “이번 연구 결과를 바탕으로 한국인 맞춤형 차세대 프로바이오틱스 개발과 장내 미생물 치료제 개발에 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다.

흔히 자폐증이라고 불리는 자폐스펙트럼 장애는 영유아에게서 많이 나타나는 난치성 신경발달장애이다. 타인에 대한 관심 부족과 정서적 상호작용 부족 때문에 사회적 관계형성이 어렵고 반복된 행동과 제한된 관심 등이 대표적인 특징이다. 자폐증은 유전이나 환경적 요인 등 다양한 원인 때문에 발생하는 것으로 알려져 있지만 확실한 원인은 알려져 있지 않다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 최근 급증하고 있는 미세플라스틱이 자폐스펙트럼 장애를 일으키는데 중요한 요인이라는 사실을 처음 밝혀내 주목받고 있다. 한국원자력의학원 방사선의학연구소 연구팀은 미세플라스틱이 모체로부터 유전돼 자폐스펙트럼 장애를 유발시킬 수 있다는 것을 처음으로 규명했다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 환경과학 분야 국제학술지 ‘인바이러먼트 인터내셔널’ 2월호에 실렸다. 연구팀은 태아기, 수유기, 청소년기, 장년기, 노년기 등 전 연령대의 생쥐에게 폴리에틸렌 미세플라스틱을 2~12주간 섭취하도록 했다. 폴리에틸렌은 폴리프로필렌과 함께 가장 많이 생산되는 플라스틱 종류로 열에 강해 주방용품이나 페트병의 원료로 쓰일 뿐만 아니라 각질제거와 세정효과를 위해 스크럽 제품에도 사용되고 있다. 연구팀은 미세플라스틱에 노출된 쥐의 행동실험과 뇌조직 분석, 장내미생물 분표 등 다양한 방법으로 분석했다. 특히 사회성 실험으로 알려진 3챔버테스트를 통해 미세플라스틱을 섭취한 생쥐들은 모든 연령대에서 사회성이 감소하고 강박적이고 반복적 행동이 증가하는 등 자폐스펙트럼 장애를 겪는 사람과 같은 모습이 관찰됐다. 3챔버테스트는 3개의 연결된 방에 낯선 쥐와 친한 쥐를 함꼐 넣은 뒤 어느 쪽으로 더 많이 움직이는지를 관찰해 상호작용 및 사회성 지수를 측정하는 동물행동 실험법이다. 실제로 사회성 지수는 미세플라스틱을 섭취한 생쥐는 일반 생쥐의 절반에도 못 미친 것으로 나타났다. 특히 2주간 미세플라스틱에 노출된 임신한 생쥐에게서 태어난 새끼쥐는 미세플라스틱이 유전돼 생후 4주만에 자폐스펙트럼 장애 증상이 나타나는 것이 관찰됐다. 뇌조직 분석 실험에서도 미세플라스틱이 파편 형태로 뇌에 축적된 것이 확인됐으며 자기공명분광법(MRS) 측정에서도 미세플라스틱이 뇌의 해마와 전두엽 피질에서 학습과 관련한 대사물질을 교란시키는 것이 관찰됐다. 뇌 유전자는 물론 장내미생물 분포도 자폐스펙트럼 장애 환자와 동일하다는 것을 연구팀은 확인했다. 연구를 주도한 김진수 박사는 “플라스틱 사용이 급증하면서 배출되는 폐기물이 먹이사슬을 거쳐 사람의 몸 속에 들어와 축적된다는 사실은 여러 연구들에 의해 밝혀졌다”며 “이번 연구는 체내에 들어온 미세플라스틱이 자폐스펙트럼 장애 유발 원인이라는 사실을 밝혀낸 것으로 추가연구를 통해 다른 난치성 질환에 미치는 영향을 이어갈 것”이라고 설명했다.

타미플루는 독감 치료제로 잘 알려져 있는 항바이러스제이다. 타미플루는 대표적인 시알산 합성저해제인데 장 염증과 염증성 대장암을 억제하는 효과가 있다는 것을 국내 연구진이 처음 밝혀내 화제가 되고 있다. 한국생명공학연구원 질환표적구조연구센터, 감염병연구센터 연구진은 시알산 합성저해제가 장내 유해균의 증식을 억제해 장내 미생물 불균형으로 나타나는 염증성 대장암 발생을 억제할 수 있다고 3일 밝혔다. 이번 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘마이크로바이오옴’에 실렸다. p53 유전자는 세포 이상증식을 억제하고 암세포 사멸을 유도하는 기능을 갖고 있어서 항암 유전자로 알려져 있다. 그런데 p53 유전자에 돌연변이가 생기면 비정상적으로 분열이 반복되면서 암세포로 바뀌는 것으로 알려져 있다. 실제로 p53 돌연변이는 대장 내 만성염증을 일으키고 장 상피세포를 손상시켜 대장암 발병의 중요 원인이라는 연구들이 많다. 장내 미생물 불균형도 대장암 유발의 원인 중 하나로 꼽힌다. 연구팀은 생물학 실험에 많이 쓰이는 제브라피쉬를 이용해 p53 돌연변이가 장 염증을 동반한 장내 미생물 불균형을 증가시켜 염증성 대장암을 일으킨다는 사실을 확인했다. p53 돌연변이가 장내 유기화합물 중 하나인 시알산 농도를 비정상적으로 높이고 이것이 유해균인 에로모나스의 과다증식을 유발시켜 장내 미생물 불균형을 일으키고 장염증, 심할 경우 염증성 대장암으로 발전된다는 것이다.연구팀은 이 같은 메커니즘을 이용해 시알산 분해효소 저해제 중 가장 널리 알려진 타미플루로 장내 시알산 농도를 조절하면 유해균 에로노모나스 세균의 증식을 억제하고 장내 염증반응을 획기적으로 줄일 수 있다는 사실도 확인했다. 이정수 생명연 질환표적구조연구센터 박사는 “이번 연구는 장내미생물 불균형으로 장 염증과 대장암이 발생할 수 있으며 시알산 대사 조절로 불균형을 조절할 수 있다는 것을 확인했다”며 “시알산 분해 효소 저해제를 이용해 염증성 장 질환과 염증성 대장암의 신개념 치료제 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.

국내 연구진이 사람의 장내 미생물에서 만들어지는 물질로 대장암을 억제할 수 있다는 사실을 규명해 주목받고 있다. 한국생명공학연구원 줄기세포융합연구센터 연구진은 장내 미생물 생산물질이 대장암 성장을 촉진시키는 단백질을 분해해 세포사멸을 유도해 치료할 수 있다고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘국제미생물생태학회지’(ISME) 1월 1일자에 실렸다. 마이크로바이오옴은 특정 환경에 존재하는 미생물과 미생물의 유전정보를 의미하는데 장내 미생물로 알려진 사람의 장내 마이크로바이오옴은 장 질환은 물론 비만, 당뇨, 아토피, 우울증, 노화 등 다양한 질환에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 특히 대장암과 장내 미생물의 관계를 파악하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있다. 최근 서구화된 식습관과 앉아서 생활하는 시간이 길어지는 등의 이유로 한국인의 대장암 발병률은 급격히 증가하고 있다. 대장암은 조기 발견시 완치율이 90%가 넘지만 늦게 발견하면 다른 장기로 전이가 쉬워 완치율이나 생존율이 급격히 낮아진다. 이에 연구팀은 장내 미생물이 만들어 내는 프로피오네이트라는 물질이 대장암과 밀접한 연관이 있는 EHMT2 효소단백질을 분해시켜 대장암 세포를 사멸시킨다는 사실을 확인했다. 특히 EHMT2 저해제와 프로피오네이트를 동시에 활용하면 대장암 세포를 더 효과적으로 사멸시킬 수 있다는 사실을 3차원 세포배양 모델로 확인하기도 했다. 생명공학연구원 조현수 박사는 “이번 연구는 장내 미생물의 대장암 성장 억제 메커니즘을 밝혀내 유익한 장내미생물의 항암효과를 확인한 것”이라며 “장내미생물에 기반한 새로운 개념의 대장암 치료기술 개발에 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”라고 설명했다.

미국 럿거스대 의대, 뉴욕대 랭곤메디컬센터, 스웨덴 예테보리대 공동연구팀은 항생제에 과다 노출돼 소아당뇨 발병 위험이 큰 신생아에게 산모의 분변을 이식하면 영아의 장내미생물이 정상 회복되고 당뇨발병 위험도 낮아진다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 호스트 앤드 마이크로브’ 7월 21일자에 실렸다. 소아당뇨로 알려진 1형 당뇨는 자가면역으로 인한 췌장기능 이상에 따라 주로 어린 시절 발병한다. 연구팀은 생후 10일 이내 새끼 생쥐를 항생제에 과다노출시켜 소아당뇨를 일으킨 다음 1주일이 지난 뒤 어미 생쥐의 분변을 이식시키고 변화를 관찰했다. 그 결과 분변이식을 받은 새끼는 그렇지 않은 생쥐에 비해 1형 당뇨 발병 위험이 기준 이하로 낮아지는 것이 확인됐다.

기후변화 때문인지 예년보다 장마가 늦게 시작했습니다. ‘장마철은 습하지만 선선하다’는 말도 올해는 맞지 않는 것 같습니다. 장마철인데도 낮 기온은 30도를 훌쩍 넘고 습도까지 높아 체감온도는 더 높습니다. 이렇게 덥고 습하다 보니 평소 찬 음식을 좋아하지 않는 사람들까지도 얼음물이나 아이스크림을 찾는 경우가 많습니다. 여름에는 찬 음식을 가까이하고 더운 날씨 때문에 음식물이 상하기도 쉬워 장에 탈이 나는 사람들이 많습니다. 그런데 김치나 요구르트 같은 발효식품들이 건강한 여름을 나도록 도와줄 수 있다는 흥미로운 연구 결과가 나왔습니다. 미국 스탠퍼드대 의대 미생물학·면역학교실, 생명공학과, 예방의학연구센터, 화학·시스템생물학과, 인간 장내미생물연구센터, 비영리연구기관 챈 주커버그 바이오허브 공동연구팀은 발효식품이 유익한 장내 미생물을 늘리고 체내 염증을 억제해 장 건강에 도움을 준다고 14일 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 생물학 분야 권위지 ‘셀’ 7월 13일자에 실렸습니다. 연구팀은 성인 남녀 36명을 두 집단으로 나눴습니다. 10주 동안 한 그룹에는 식이섬유가 풍부한 식단을, 다른 집단에는 발효식품 중심 식단을 제공하고 장내 미생물과 면역체계 변화를 관찰했습니다. 식이섬유가 풍부한 식단에는 콩류, 견과류, 통곡밀, 야채, 과일 등이 포함됐고 발효식품 중심 식단에는 김치, 그 밖의 발효 채소류, 요구르트, 발포성 발효우유인 케피어, 숙성된 코티지치즈, 발효 채소즙, 설탕을 넣은 녹차나 홍차를 발효시킨 콤부차 등이 제공됐습니다. 연구팀은 실험 시작 3주 전, 식이요법 마지막 10주째, 식이요법 끝나고 4주가 지난 뒤 실험 참가자들의 혈액과 대변을 채취해 분석했습니다. 연구팀은 장내 미생물 중 유익균의 종류와 수, 혈액 내 염증 단백질 수치에 특히 주목했습니다. 그 결과 발효 식품 섭취 집단은 장내 미생물 대부분을 유익균이 차지하고 있었으며 혈액 내 19개 염증 단백질 수치도 3분의1 수준으로 떨어진 것이 관찰됐습니다. 특히 류머티스 관절염, 성인당뇨(2형 당뇨), 우울증 등의 원인으로 알려진 인터루킨6 수치가 매우 낮게 나온 것으로 확인됐습니다. 식이섬유가 풍부한 식단을 섭취한 사람들도 장내 미생물 중 유익균의 수가 늘기는 했지만 발효식품 섭취 그룹보다는 적었고, 혈액 속 염증 단백질 수치는 유의미한 변화가 관찰되지 않았습니다. 식이섬유가 풍부한 식품으로 구성된 식단도 훌륭하지만, 체내 염증 수치를 줄이고 스트레스를 감소시키는 데는 발효식품이 더 도움이 된다는 것입니다. 짧은 시간 내에 장내 미생물 균형을 맞추고 체내 염증 수치를 낮추려면 발효식품 섭취가 효과적이라고 연구팀은 조언했습니다. 연구를 이끈 저스틴 소넨버그 스탠퍼드대 의대 교수는 “발효식품 중심의 식단만으로도 장내 미생물의 분포를 좋은 방향으로 바꿀 수 있으며 많은 질병의 원인으로 꼽히는 체내 염증을 줄이고 면역체계도 강화시킬 수 있는 것으로 보인다”고 말했습니다. 지각 장마가 조만간 끝나고 폭염과 열대야가 기승을 부릴 것이라는 예보가 나오고 있습니다. 날이 더울수록 찬 음식이 간절해질 것입니다. 건강한 여름을 보내려면 차가운 음식보다는 발효식품을 조금 더 가까이하는 것이 좋지 않을까요.

코로나19 상황이 1년 반이 넘도록 계속되면서 각종 플라스틱 쓰레기가 급증하고 있다. 전문가들 사이에서는 지금과 같이 플라스틱 사용량이 급증할 경우 폐기물 처리나 재활용 프로세스가 감당하지 못하는 상황에 이를 수 있다는 우울한 전망들이 나오고 있다. 실제로 스웨덴 스톡홀름대, 노르웨이 국립지구기술연구소, 노르웨이과학기술대(NTNU), 독일 헬름홀츠 극지해양연구센터 알프레드 베게너 연구소, 헬름홀츠 환경연구센터, 라인 베스트팔렌 아헨대 환경연구소 공동연구팀은 현재와 같은 속도로 전 세계가 플라스틱을 배출할 경우 2~3년 뒤에는 플라스틱 쓰레기가 심각한 수준으로 생태 환경을 파괴해 더이상 원상복구가 어려운 ‘불가역적’ 상황에 도달하게 된다는 분석 결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 7월 2일자에 발표했다.각종 플라스틱 쓰레기와 미세플라스틱은 사하라 사막, 에베레스트산은 물론 북극까지 지구상 모든 곳에서 발견되고 있다. 연구팀의 분석에 따르면 현재 전 세계 플라스틱 배출량은 분해 및 재활용 시스템의 처리 한계에 턱밑까지 올라온 상태이다. 제대로 처리되지 못한 플라스틱 폐기물들은 자연에 버려지고 풍화현상으로 잘게 부서져 미세플라스틱이나 나노플라스틱 입자가 되기 쉽다. 이런 미세·나노플라스틱은 지속적으로 자연에 축적되고 결국은 생태 환경을 회복 불가능한 불가역적 상태로 만든다고 연구팀은 강조했다. 미세플라스틱은 환경에 축적되기 쉽다. 동물들이 자신도 모르게 섭취·흡입해 체내 독성을 일으킬 우려도 크다. 이 모든 과정이 인류에게는 치명적인 결과로 돌아오게 된다고 연구팀은 설명했다. 연구팀의 분석에 따르면 지난 10년 동안의 플라스틱 배출 속도가 유지될 경우 2025년경이 되면 전 지구 배출량은 연간 1800만~4600만t에 이르게 된다. 더군다나 이 같은 배출량은 코로나19가 전 세계로 확산돼 플라스틱 사용량이 급증한 2020년 이후는 계산되지 않았다는 것이 더 큰 문제이다. 연구를 이끈 스웨덴 스톡홀름대 매튜 맥리드 교수(환경오염 동역학)는 “이번 연구에 따르면 폐기물 처리 프로세스나 인프라가 잘 갖춰진 나라에서조차 재활용이나 분해가 불가능한 불가역성 플라스틱 쓰레기 증가율을 따라갈 수 없는 상황이 되고 있다”고 지적했다. 맥리드 교수는 “획기적인 처리 방법 개발과 함께 사용을 줄이지 않을 경우 플라스틱 쓰레기는 지구온난화와 함께 인류에 치명적인 영향을 미칠 것”이라고 덧붙였다. 이런 위기감이 고조되고 있는 가운데 지구온난화의 주요 원인 중 하나인 메탄을 내뿜는 소들이 플라스틱 제거에 도움을 줄 수 있다는 흥미로운 연구 결과도 발표됐다.오스트리아 자연환경·생명과학대 환경생물공학연구소, 국립 공업생물공학연구센터, 국립 물리·재료과학연구소, 인스브루크대 공동연구팀은 소의 장에 있는 박테리아 중 하나가 플라스틱을 쉽게 분해할 수 있는 것으로 확인됐다고 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 생물공학 분야 국제학술지 ‘최신 생명공학기술’ 7월 2일자에 발표됐다. 연구팀은 소, 양 같은 반추동물의 위와 장에 있는 다양한 종류의 미생물들은 식물의 섬유소들을 분해해 소화를 돕는다는 점에 주목했다. 연구팀은 소의 네 개 위 중에서 두 번째 위 ‘벌집위’ 속 장내 미생물을 추출해 페트(PET)로 알려진 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 생분해성 플라스틱 PBAT, 식물성 물질로 만든 재생 가능한 PEF 세 종류의 플라스틱과 섞은 뒤 관찰했다. 연구 결과, 장내 미생물과 섞인 플라스틱 조각들은 분해 속도가 훨씬 빠르고 완벽하게 분해됐다. 특히 PET도 쉽게 분해시키는 것이 관찰됐고, 플라스틱 분해 능력이 있는 것으로 알려진 단일 미생물에 섞은 것보다 다양한 종류의 미생물에 노출시키는 것이 플라스틱 분해력을 높인다는 점을 연구팀은 확인했다. 이를 통해 소의 장에서 추출한 미생물이 플라스틱을 빠르고 확실히 분해시켜 플라스틱 쓰레기를 줄이는 데 도움을 줄 수 있을 것이라고 연구팀은 예측했다.

2019년 늦가을 중국에서 시작된 코로나19는 순식간에 전 세계로 확산됐다. 교통수단의 발달로 하루 이틀이면 전 세계 원하는 곳 어디든 갈 수 있게 된 영향이 컸다. 외국 여행이 코로나19 같은 바이러스뿐만 아니라 항생제 내성을 가진 장내미생물과 유전자까지 옮기는 계기가 될 수 있다는 연구가 나왔다. 코로나19 대확산 이후 ‘0’으로 수렴됐던 외국 여행 수요가 코로나 종식 후 다시 늘어난다고 하더라도 여전히 경계를 늦춰서는 안 된다는 뜻이다. 미국 세인트루이스 워싱턴대 의대 부설 게놈과학·시스템생물학센터, 병리·면역학과, 분자미생물학과, 의생명공학과, 네덜란드 마스트리히트대 의대 의료미생물학과, 암스테르담대 의대, 에라스무스대 메디컬센터 의료미생물학·감염과, 암스테르담 국제보건발전연구소 공동연구팀은 외국 여행객들이 항생제 내성(AMR) 유전자를 가진 장내미생물을 갖고 귀국하는 경우가 늘고 있다고 9일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 의생명과학분야 국제학술지 ‘게놈 의학’ 6월 7일자에 실렸다. 연구팀은 2013년 11월부터 2016년 7월까지 18세 이상 네덜란드 성인 남녀를 대상으로 한 ‘여행 후 다항성박테리아 운반’(COMBAT) 연구 데이터를 활용했다. 연구팀은 특히 동남아시아, 남아시아, 북아프리카, 동아프리카 등 4개 지역을 여행했던 190명을 무작위로 선정해 여행 전후 장내미생물 군집과 유전자 변화를 조사했다. 이번 연구에서 주목한 지역들은 열악한 위생 상태와 의료 상황 때문에 항생제 내성균이 많이 발견되는 이른바 ‘핫스폿’(hot spot)이다.사람은 약 39조개의 미생물을 갖고 있는데 대부분 대장이나 소장 등 소화기관에 집중돼 있다. 이들 소화기관에 있는 미생물을 ‘장내미생물’이라고 부른다. 장내미생물은 영양소 분해나 소화를 돕는 역할을 하는 정도로만 알려져 있었지만 최근 다양한 연구를 통해 비만, 대장암을 포함한 다양한 암종과 면역계질환, 치매나 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환, 우울증, 양극성장애 같은 신경정신질환에도 상당한 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 실제로 장내미생물에는 인체에 유익한 것과 유해한 것들이 모두 존재하고 있다. 최근에는 항생제 오남용과 항생제가 포함된 각종 화학물질로 키운 농축산물을 통해 항생제 내성을 가진 유해한 장내미생물도 늘고 있는 추세다. 연구팀은 여행 전후로 실험대상자들의 장내미생물을 메타게놈 염기서열 분석법으로 조사하고 지금까지 알려진 AMR 유전자 자료들과 비교했다. 그 결과 여행자들 대부분 출국 전에는 없었던 AMR 유전자를 가진 장내미생물들이 여행 이후 발견됐다. 이렇게 발견된 AMR 유전자는 56종이었으며 그중에는 항생제 내성이 강해 어떤 항생제도 통하지 않는 고위험 AMR 유전자도 10종이 포함돼 있었다. 특히 동남아시아 지역으로 여행을 다녀온 실험대상자들에게서 고위험 AMR 유전자가 가장 많이 발견된 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 AMR 유전자는 여행 이후에 발견된 만큼 해외여행이 바이러스뿐만 아니라 항생제 내성 장내미생물을 전달하고 확산시키는 수단이라고 지적했다. 연구를 이끈 네덜란드 마스트리히트대 의대 존 펜더스 교수(의료미생물학)는 “백신접종으로 집단면역이 형성돼 코로나19가 사실상 종식되면 다시 여행자들이 늘어날 텐데 이때 보건학적으로 가장 우려되는 점은 항생제 내성 박테리아의 빠른 확산”이라면서 “이번 발견은 항생제 내성 박테리아 확산 차단을 위한 공중보건정책을 수립할 때 큰 도움이 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

네덜란드 흐로닝언대 의대, 흐로닝언대 부속병원 공동연구팀은 육류, 가공식품, 술, 당분이 나쁜 장내미생물 군집을 만들어 체내 염증을 유발시킨다는 연구 결과를 의학 분야 국제학술지 ‘거트’ 4월 14일자에 발표했다. 연구팀은 장 질환자 554명, 장 질환이 없는 일반인 871명을 대상으로 장내미생물 분포와 숫자, 평소 식단을 분석했다. 그 결과 감자튀김, 마요네즈, 청량음료, 패스트푸드 등 가공식품과 육류, 당분이 많이 들어 있는 식품, 술 등은 장질환뿐만 아니라 당뇨, 관절염, 심혈관질환 등 염증성 질환의 발병 가능성을 높이는 것으로 확인됐다. 반면 견과류, 등푸른 생선, 과일, 야채, 콩류, 와인, 커피, 요구르트 등은 장내미생물의 종류와 숫자를 풍부하게 만들어 체내 염증을 완화시키는 것으로 조사됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 노스캐롤라이나주립대 수의과학대 공중보건·병리생물학과, 식품영양과학과, 분자과학혁신연구센터 공동연구팀은 ‘프로바이오틱 락토바실러스균’이 담즙산을 조절해 유익한 장내미생물의 생존을 촉진시킨다고 3일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원이 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 2월 2일자에 실렸다. 간에서 만들어지는 담즙산은 쓸개즙의 주요 성분으로 특히 지방과 비타민의 흡수를 도와주는 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 프로바이오틱균들 중에서 ‘김치유산균’으로 잘 알려져 있는 락토바실러스가 담즙산 분비를 적절히 조절하고 독성을 줄여 소화를 촉진시킬 뿐만 아니라 유익한 장내미생물이 장에서 더 오래 생존할 수 있도록 도와준다는 것을 확인했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr