한국은 1990년대 이후 식생활이 서구화되면서 쌀 소비량이 급격히 감소하고 있다. 농학 측면에서 보면 쌀은 밀, 옥수수, 보리, 콩과 함께 5대 핵심 곡물이며, 사료 및 에너지 곡물에 포함되는 옥수수, 보리, 대두를 제외한 식량곡물로 밀과 쌀로 분류된다. 이 때문에 식량 주권 확보 차원에서 쌀 자급력을 오히려 높여야 한다는 목소리가 나온다. 그렇지만, 온난화로 인한 기후변화로 추위와 더위가 번갈아 가며 발생하는 만큼, 벼의 기후 내성 확보가 필요하다. 이런 상황에서 중국 과학원 식물학연구소 식물 분자 생리학 연구실, 시스템·진화 식물학 연구실, 중국과학원대, 중국 농업대 국립식물유전자연구센터, 국립 쌀연구소 공동 연구팀은 쌀의 냉해 내성에 도움을 주는 ‘COLD6’ 유전자를 찾았으며, 이를 활용해 분자 설계를 한다면 냉해 저항성을 가진 쌀 품종 육성이 가능할 것이라고 1일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘분자 세포’(Molecular Cell) 10월 31일 자에 실렸다. 냉해 피해는 쌀 생산량 확보에 있어서 주요 도전 과제다. 기후 변화로 인해 이미 1500만 ㏊ 이상의 쌀 재배 면적이 냉해 영향을 받고 있으며, 저온 피해는 24개국에서 수시로 발생하는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 많은 농학자는 분자 설계를 통해 냉해 내성이 향상된 쌀 품종을 개발하는 연구를 하고 있다. 쌀 내부에 있는 온도 감지 복합체가 칼슘이온(Ca2+) 신호 전달을 유도해 세포의 냉해 내성을 부여하는 것은 알려졌지만, 실제로 구현하는 방법은 찾지 못했다. 연구팀은 쌀 세포에서 ‘냉해 내성 다양성 6’(COLD6)과 ‘오스모틴 유사 단백질’(OSM1)로 구성된 냉해 인지 복합체를 분리해 내는 데 성공했다. 쌀의 냉해 인지 센서가 세포에서 온도 인식을 유도하기 위해 칼슘이온과 결합하는 것으로 알려져 왔지만, 이번 연구에서 세포막에 있는 COLD6-OSM1 결합체가 칼슘신호 전달을 넘어 신호 분자인 ‘2’,3‘-cAMP’ 생성을 유도해 저온에 대한 방어 반응을 시작한다는 것을 발견했다. 정상 조건에서는 COLD6가 세포막에서 ‘쌀 G단백질 α 서브유닛’(RGA1)과 상호작용하지만, 냉해 조건에서는 OSM1이 COLD6에 물리적으로 결합해 RGA1을 배제한다. 이 과정은 OSM1의 증가와 함께 2’,3‘-cAMP 수준을 높여 쌀의 냉해 내성을 높인다. 이런 신호 전달 메커니즘은 다른 작물에도 적용돼 냉해 내성을 높일 수 있을 것으로 연구팀은 전망했다. 연구팀에 따르면 COLD6의 대립 유전자 변이가 성장 온도에 대한 지리적 적응에 중요한 역할을 한다. 실제로 재배 지역별 쌀의 분자적 증거와 일치하고, 상당수 재배된 대립 유전자는 남아시아와 동남아시아의 야생 쌀에서 유래된 것으로 분석됐다. 연구를 이끈 강종 식물학연구소 교수(식물 분자생리학)는 “이번 연구로 냉해 저항성 쌀 품종 육종을 위한 분자 설계가 가능해졌다”라며 “냉해 저항성 쌀 품종이 개발된다면 냉해에도 수확량을 안정화할 수 있어 식량 위기에 효과적으로 대처할 수 있을 것”이라고 말했다.

갑자기 참을 수 없을 정도로 극심한 고통이 찾아오는 급성췌장염은 담석이나 만성음주가 주요 원인으로 발생하는 질병이다. 한국과 미국 공동연구진이 급성 췌장염을 효과적으로 치료할 수 있는 방법을 찾아냈다. 미국 국립보건원(NIH)과 연세대 치과대학 공동연구팀은 급성 췌장염이 발생했을 때 나타나는 칼슘신호 이상을 유발시키는 유전자를 발견하고 그 역할을 규명했다고 29일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학 분야 국제학술지 ‘가스트로엔테올로지’에 실렸다. 급성 췌장염은 담석이나 알코올 때문에 췌장의 샘꽈리세포에서 분비하는 여러 소화효소가 분비되기 전에 세포질 내에서 활성화돼 세포를 분해시키면서 나타난다. 특히 췌장의 샘꽈리세포 안으로 칼슘이온이 과도하게 유입되면 칼슘 자체 독성 때문에 세포가 파괴되는데 특별한 치료제가 없기 때문에 복통을 완화시키기 위한 진통제나 항생제가 투여될 뿐이다. 많은 연구자들이 칼슘이온 유입을 막기 위해 칼슘이온 통로를 없애는 방법을 생각해 냈지만 칼슘이온 통로가 없는 생쥐로 실험을 했기 때문에 치료제 개발이 쉽지가 않았다.연구팀은 칼슘이온 통로 자체가 아닌 이온 통로를 열고 닫는 역할을 하는 단백질에 주목했다. 특히 급성 췌장염이 걸릴 경우 조직 손상을 막는 단백질 ‘사라프’(SARAF)가 분해돼 없어진다는 것을 발견했다. 연구팀은 실제로 급성 췌장염 환자의 세포조직을 분석한 결과 사라프 유전자 발현량이 눈에 띄게 줄어든 것을 확인했다. 연구팀은 사라프 유전자를 만들지 못하도록 변형된 생쥐는 사라프를 많이 만들어내는 생쥐에 비해 급성 췌장염 진행 속도도 빠르고 증상이 심각한 것을 확인했다. 사라프 유전자가 없는 생쥐는 정상 생쥐보다 췌장의 부종이 더 크고 혈액 내 아밀라아제 양이 더 늘어난 것이 발견됐다. 신동민 연세대 교수는 “이번 연구결과는 췌장 샘꽈리세포에서 사라프가 분해되지 않도록 안정화시키거나 보충해줄 수 있다면 급성 췌장염을 쉽게 치료할 수 있다는 것을 보여주고 있다”라며 “칼슘신호 통로 자체가 아닌 신호조절을 통해 췌장염 증상을 완화시키는 전략을 통해 췌장염 치료제 개발에 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전문가의 논문은 관련분야는 물론 사회적으로도 많은 영향을 미치게 될 것이므로 만약 그 논문이 조작된 것이라면 우리에게 미치는 폐해는 이루 말할수 없을 것이다.그렇지만 최근 외국에서 전자파에 대한 논문이 조작되었다는충격적인 발표가 있었다. 지난 7월24일 뉴욕타임스는 미국 에너지부(DOE) 산하 로렌스 버클리연구소의 세포생물학자인 로버트 리버디가 전자파 발생과 암과의 관계에 대한 결정적 증거로 제시해온 2편의 논문이 조작되었다고 보도했다. 미 연방당국 조사관들은 리버디가 자신의 결론과 일치하지 않는 자료를 삭제했고,조작된 논문으로 330만달러의 연구지원비를 받았다고 전했으며 연구원직 사임 및 자신의 연구논문을 취소하는 데 동의했다고 덧붙였다.미 보건후생부는 “리버디가 생의학 연구를 수행하던 중 연구자료의 조작을 통해 과학적 범죄행위를 저질렀으며 조작된 자료에 근거하여 전자파가 인체에 유해하다는 주장을 하였다”고 공고했다. 그 동안 미국 최고의 권위를 자랑하는 국립과학원(NAS)이 전력선의 전자파가 인체에 유해하다는 증거를 찾지 못하였다고 수차례 발표하였음에도 불구하고 1992년 리버디가 문제의 논문에서 전자파가 세포막의 칼슘 흡수를 변형함으로써 생물학적 영향을 유발시킨다는 자료를 발표하여 가전제품 사용에있어 전자파 발생을 지나치게 걱정하게 되고 고압선 주변에 사는 주민들과전력사업자의 마찰이 계속되는 사회적 폐해를 가져 온 것이다. 문제의 논문 2편 중 하나는 ‘세포시스템과 시변 전자파의 생물학적 상호작용’이란 제목으로 뉴욕과학아카데미 연보에 발표되었고 다른 하나는 ‘전자파에 노출된 임파구의 칼슘신호’란 제목으로 유럽생화학연합(FEBS)의 논문집에 발표되었다.익명을 요구한 한 조사관은 “만약 그가 그러한 조작된 결과를 발표하지 않았다면 그 누가 그의 논문에 관심을 가졌겠는가”라고 반문하기도 했다. 고압전기선에서 발생한 전자파와 암과의 관계에 대하여 오랫동안 연구한 메릴랜드대학 물리학 교수인 로버트 박은 리버디의 자료 조작에 대하여 일반적으로 발생한 발암 원인의 책임을 전력산업계에 전가하려는 사람들의 관심을끌기 위하여 있을 수 있는 사안이라고 말했으며 전자파 유해성을 주장하는사람들이 물리적 효과를 찾으려 온갖 노력을 했을 때 그들이 얻을 수 있었던 것이 리버디 논문의 ‘칼슘반응신호’였으나 그것이 조작으로 발표됨으로써 고압전기선에서 발생하는 전자파가 인체 유해성과는 무관하다는 의견이 과학자들 사이에서 공감대가 형성되어 가고있는 실정이다. 또한 미 국립암연구원 및 소아백혈병 최고 권위의 전문가들이 2년 전 대규모의 심도있는 연구에서 고압전기선에서 발생하는 전자파에 노출된 어린이들의 모든 병력을 추적한 결과 이 전자파와 백혈병과는 아무런 연관성을 발견하지 못했다고 했다. 이러한 일련의 상황에 비춰볼 때 고압전기선에서 발생하는 전자파문제에 대해 다시한번 생각케 하며,관련분야 전문가들을 당황하게 만든 사건인 것 같다.따라서 현 단계에서는 고압전기선에서 발생하는 전자파 문제에 대하여 일부 부정적인 주장을 부각시켜 국민을 불안하게 만드는 것보다 세계보건기구(WHO)의 국제적인 연구에 동참함은 물론 우리나라에서도 국내 실정에 알맞은연구를 수행하여 객관적으로 신뢰할 수 있는 연구결과를 국민에게 보여주어전자파 문제를 바르게 알리는 것이 무엇보다도 중요하리라고 생각한다. [백영기 한전 계통사업단장]

◎“기초의학은 끝없는 탐구의 학문”/세포내 이온이동통로 규명… 작년 노벨상 세포내의 단일이온측정법을 개발해 수많은 병리학적 메커니즘을 규명해 낸 업적으로 지난해 노벨의학상을 받은 독일 생리학자 에르빈 네허박사(48·괴링겐 막스프랑크연구소장)가 대한생리학회의 초청으로 내한했다. 『기초의학분야에는 영원한 ▲승도 영원한 제자도 없지요.생명체에 대한 물리학적·화학적 원리를 규명하는 생리학은 쉽게 결실을 거두는 학문이 아니기 때문에 꾸준히 탐구하는 자세가 필요합니다』 16일 상오 롯데호텔에서 열린 대한생리학회의 초청연사로 나와 「세포내의 이온통로」라는 주제로 특강을 마친 네허박사의 첫 마디이다. 『제 연구는 1천분의 1㎜의 미시세계에서 이온이 세포안팎으로 이동하는 양을 전류이동량을 통해 측정,이온이동으로 일어나는 세포내의 신호전달체계를 규명해 낸 것입니다.그 결과 이온통로조절 기능에 결함이 생겼을 때 질병이 발생하게 된다는 사실이 밝혀졌고 이로 인해 당뇨병이나 간질,신경근육질환의 발생 메커니즘이 차츰베일을 벗게 된 거지요』 실제로 네허박사가 발견한 원리를 응용해 많은 치료제가 개발되고 있으며 그 대표적인 것이 심장병이나 고혈압치료제로 쓰이는 「칼슘길항제」. 임상실험결과 이온통로에서의 장애가 각종 질병을 유발한다는 보고서가 계속 나오고 있어 더 많은 치료제개발이 기대되고 있다. 『앞으로는 이온통로뿐만 아니라 세포내의 모든 신호전달체계에 대해서 폭넓게 연구할 생각입니다.특히 「칼슘신호」가 세포안에서 수정하는 역할에 대해 관심이 큽니다』 뮌헨대학에서 원래 물리학을 전공했던 그는 영국생리학자 헉슬리가 발견한 「신경활동전압」에 흥미를 느껴 본격적으로 생리학을 연구하기 시작했다고 한다. 최근 10년사이 미국인이 노벨의학상을 너무 많이 독점하는 것 같지 않느냐는 질문에 『학문에는 국경이 있을 수 없다』는 말로 대답을 대신했다.