지난해 12월 말 중국 우한에서 시작된 코로나19가 전 세계적으로 무서운 기세로 확산되고 있다. 한국에서는 신규 확진자 숫자는 점점 감소세를 보이고 있지만 아직 안심할 단계는 아니다. 코로나19 확산 초기에는 어린이 청소년 환자는 거의 발생하지 않았지만 3월 5일 기준 한국의 경우 전체 확진자 5766명 중 9세 이하 환자 38명, 10대 환자는 257명으로 전체 5.2%를 차지하고 있다. 이 같은 가운데 미국 존스홉킨스대 공중보건대, 중국 선전질병통제예방센터, 하얼빈공대 공동연구팀은 아동 청소년이 코로나19에 감염될 가능성(감수성)이 어른과 동일하다고 6일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 의학분야 출판전 논문공개 사이트인 ‘메드아카이브’(medRxiv) 3일자에 실렸다. 지금까지는 10대 이하 아동청소년은 코로나19 바이러스에 감염됐을 때도 심각한 증상으로 발달할 가능성이 다른 연령대보다 훨씬 낮다고 알려져 있었다. 문제는 어린이 청소년이 감염되지 않았기 때문인지 실제로 효과적으로 바이러스를 물리쳤기 때문인지는 불분명했다. 연구팀은 지난 1월 14일부터 2월 12일까지 코로나19에 감염된 확진환자 391명과 이들과 접촉한 밀접접촉자 1286명을 추적해 분석했다. 그 결과 바이러스에 노출됐던 10세 미만의 어린이들은 다른 연령대와 동일한 감염률을 보였으며 밀접접촉 아동의 7~8%가 코로나19 양성반응을 보이는 것으로 확인됐다. 또 가족 중 일부가 바이러스에 감염돼 밀접접촉을 하게되면 다른 상황에서 밀접접촉했을 때보다 감염가능성은 6배 가량 높아지는 것이 확인됐다. 저스틴 레슬러 존수홉킨스대 교수(전염병학)는 “어린이들이 감염될 가능성은 어른과 같지만 중증 상태로 옮겨갈 가능성은 낮다”라면서 “아이들이 바이러스를 다른 사람에게 쉽게 전염시키는 통로가 되고 있는지에 대해서는 여전히 의문”이라고 말했다. 레슬러 교수를 포함한 연구진은 이번 연구는 휴교와 같은 봉쇄조치가 바이러스 확산을 늦출 수 있는 만큼 선택의 여지가 없음을 보여준다고 말했다. 홍콩대 전염병학자 벤 코울링 교수는 “이번 연구는 아동 청소년들이 코로나19 감염에 성인들만큼 취약하다는 첫 번째 명백한 증거”라면서도 “학교에서 발병 사례가 관찰되지 않았다고 해서 아이들이 코로나19에 쉽게 감염되지 않는다고 결론내릴 수 없다는 것을 보여준다”고 평가했다. 한국의 휴교령이 아동, 청소년 사이에서 코로나19 확산을 막을 수 있는 효과적인 방법이라는 것이 전염병학자들의 공통적 의견이다.이번 연구결과에 대해 케이틀린 리버스 존스홉킨스 교수(전염병학)는 “코로나19 확산을 막기 위해서 휴교령이 필요하다는 사실을 보여주는 핵심자료”라는 의견을 자신의 트위터에 올리기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1492년 콜럼버스가 서인도제도를 발견한 뒤 유럽으로 가져온 여러 물품 중 담배는 불과 수 십 년 만에 전 세계인의 기호품으로 자리잡게 됐다. 100여년 뒤인 1609년 일본을 통해 조선으로 건너온 담배도 비슷한 과정을 거치며 순식간에 모든 사람을 사로잡았다. 개혁군주로 알려진 정조는 “조선을 담배의 나라로 만들겠다”고 말할 정도로 담배 사랑이 대단했다. 그렇지만 최근 의학이 발달하면서 담배가 폐암이나 후두암 등을 일으킬 뿐만 아니라 각종 질병 유발에 직간접적으로 관여한다는 것이 밝혀지면서 흡연 공간과 흡연자 수는 점점 줄어들고 있는 추세이다. 그렇지만 길거리나 집 안에서 피우는 담배 때문에 간접흡연에 대한 피해는 여전하다는 목소리가 있다. 세계적으로도 흡연으로 800만명이 매년 사망하고 있으며 이 중 100만명은 간접 흡연 때문인 것으로 분석되고 있다. 그런데 과학자들이 간접 흡연 뿐만 아니라 3차 흡연 피해도 심각하다고 지적하고 나섰다. 미국 예일대 화학·환경공학과, 에너지·대기·기후·보건문제(SEARCH)센터, 독일 막스플랑크 화학연구소 공동연구팀은 흡연자와 비흡연자가 밀폐된 공간에 같이 있을 경우 비흡연자도 한 번에 10개피의 담배를 한 번에 피우는 것과 비슷한 3차 흡연 피해를 입는다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 4일자(현지시각)에 실렸다. 지금까지는 간접흡연(2차 흡연)에 대한 위험성 연구는 많았지만 담배를 피우는 곳에 같이 있지 않더라도 흡연자가 옆에 있을 때 발생하는 3차 흡연에 대한 피해는 많이 연구되지 않았다. 연구팀은 2017년 1~2월 독일 마인츠에 있는 복합영화관을 대상으로 상영시간이 비슷한 영화가 상영되는 상영관 내 환기구에 화학물질을 정밀 측정할 수 있는 질량분석기를 설치해 공기질을 정밀하게 관찰했다. 해당 영화관은 15년 이상 영화관 전체가 금연구역으로 설정된 곳이었다.그 결과 연구팀은 벤젠, 포름알데히드, 니코틴 같은 담배 속 화학물질 35가지를 검출했다. 특히 영화가 상영되는 중에 이들 독성화학물질의 수치는 급격히 올라간 것이 관찰됐다. 연구팀은 성인들만 입장할 수 있는 R등급 영화가 상영되는 상영관은 온가족이 볼 수 있거나 아이들이 주요 관객인 G등급 영화가 상영되는 상영관보다 담배 속 독성화학물질의 수치는 최대 200%나 차이를 보였다고 밝혔다. R등급 영화 상영관에서는 관객들 각각이 담배 10개피를 한꺼번에 피운 정도인 것으로 분석됐다. 기존에도 흡연자가 살고 있는 집은 흡연자가 집을 비우더라도 담배 관련 화학물질이 2개월 이상 남아있고 흡연자가 담배를 끊더라도 옷이나 머리카락, 몸에 들러붙은 담배 관련 화학물질이 6개월 뒤에도 검출되는 등 흡연자에 의한 3차 흡연피해가 제기돼 왔다. 이번 연구를 통해 연구팀은 흡연자와 밀폐된 공간에 함께 있는 경우 그의 몸이나 옷, 머리카락에 붙은 화학물질이 서서히 증발하면서 비흡연자에게 피해를 주는 것이라고 설명했다. 드류 젠트너 예일대 교수(도시대기환경학)는 “간접 흡연 뿐만 아니라 흡연자가 한 공간에 같이 있는 것만으로도 담배 속 유해물질을 비흡연자가 흡입하게 되는데 흡연자와 달리 유해화학물질만을 직접 흡입하는 것이기 때문에 더 위험할 수 있다”라며 “유일한 해결책은 흡연률을 낮추는 것 밖에 없다”라고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 코로나19 바이러스를 무력화시킬 수 있는 방법을 찾아낸데 이어 중국 연구진이 코로나19 바이러스가 체내 침투하는 과정을 규명해냈다. 과학계에서는 전 세계 연구진이 코로나19 유발 바이러스에 관한 정보를 속속 파악함에 따라 예방백신이나 치료제 개발에도 속도가 붙을 것으로 기대되고 있다. 중국 서호고등과학원 산하 생물학연구소, 서호대 생명과학부, 칭화대 구조생물학연구혁신센터 공동연구팀은 초저온전자현미경(cryo-EM)을 이용해 코로나19 바이러스가 스파이크단백질을 이용해 사람의 세포를 통과하는지를 관찰하는데 성공했다고 5일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘사이언스’가 5일자 긴급 논문으로 실었다. 스파이크단백질은 코로나바이러스가 숙주 세포 안으로 침투할 때 활용되는 물질로 지난달 전체 구조가 밝혀진 바 있다. 코로나19 바이러스가 사람 몸 속에 들어오기 위한 열쇠가 스파이크단백질이라고 하면 대문의 자물쇠는 ‘안지오텐신전환효소2’(ACE2)이다. 이 둘이 정확하게 결합해야 코로나바이러스는 사람 몸 속에 침투해 활동하게 되는 것이다. 중국 연구진은 이 ACE2의 전체 구조와 스파이크단백질과 결합부위를 초저온전자현미경으로 규명해 낸 것이다. 이번에 활용된 초저온전자현미경 기술은 단백질이나 미생물, 세포를 급속 냉동시켜 세포손상을 최소화시킨 뒤 원자 수준으로 3차원 구조를 분석하는 기술이다. 이 기술을 개발한 세 명의 과학자는 2017년 노벨화학상을 수상한 바 있다.분석 결과 코로나19 바이러스(SARS-CoV-2)는 사스 코로나바이러스(SARS-CoV)에서 유래한 변종으로 유사한 형태로 인체를 감염시킨다는 것을 확인했다. 그렇지만 코로나19 바이러스는 사스보다는 스파이크단백질과 ACE2의 결합력이 다소 떨어져 사스보다 덜 치명적이라는 것도 확인됐다. 키앙 주 서호대 교수(구조생물학)는 “이번 발견은 코로나19를 일으키는 바이러스에 대한 이해와 함께 감염 과정의 분자적 원리에 대한 중요한 통찰력을 제공한다”라며 “코로나19 바이러스의 스파이크단백질과 ACE2에 대해 이해를 통해 바이러스 감염력을 억제할 수 있는 치료제나 중화항체를 개발하는데 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

바이러스, 비만한 생쥐 몸서 오래 생존 다른 비만 생쥐로 옮겨갈 때 변이 심해항바이러스성 단백질 생성 못 해 ‘위험’세계보건기구(WHO)는 지난달 말 과체중이나 비만으로 전 세계에서 매년 최소 280만명이 사망하면서 ‘전염병’ 수준에 도달했다고 밝혔다. 선진국은 물론 개발도상국과 중진국 등까지 전 세계 성인 인구의 50% 이상이 비만 상태다. 비만은 체내에 지방이 과다하게 쌓여 있는 상태로 고혈압, 당뇨, 지방간 등은 물론 우울증의 원인이 된다. 대장암이나 췌장암, 유방암, 전립선암 발병 가능성도 높인다. 지난해 네덜란드 라이덴대 의대 연구팀은 체지방률과 뇌의 형태, 구조가 밀접한 연관성을 갖고 있어 비만이나 과체중인 사람은 정상 체지방률을 가진 사람에 비해 인지능력이 떨어지고 치매 위험까지 높다는 연구 결과를 발표하기도 했다. 지난 세기 말 WHO는 “비만은 21세기 인류가 극복해야 할 중요한 질병”으로 규정하기도 했다. 최근 코로나19가 전 세계적으로 유행하고 있는 가운데 비만이 사람의 면역계와 바이러스에 대한 방어체계를 약화시켜 바이러스성 질병의 독성과 감염력을 높일 수 있다는 연구 결과가 발표됐다. 미국 세인트주드아동연구병원 감염질병과 및 테네시대 보건과학센터 통합의생명과학과 공동연구팀은 비만이 인플루엔자 바이러스의 독성과 변이를 촉진시킨다고 4일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 미국 미생물학협회에서 발행하는 오픈 액세스 국제학 술지 ‘엠바이오’(mBio) 3월 3일자에 실렸다.이전 연구들에 따르면 비만인 사람이 내쉬는 호흡 속에 인플루엔자 바이러스가 더 많이 포함돼 있고 바이러스의 생존 기간도 더 길다. 생쥐나 영장류 실험에서도 비만인 동물의 경우 인플루엔자 바이러스가 폐속으로 더 깊고 넓게 퍼지는가 하면 몸속에 남아 있는 시간도 더 길다. 연구팀은 비만 동물의 체내 환경이 인플루엔자 바이러스를 더 빠르게 변이시킬 수 있다고 가정하고 실험을 했다. 연구팀은 마른 생쥐와 비만 생쥐를 3일 동안 인플루엔자 바이러스에 노출시킨 뒤 바이러스 복제 시간을 측정했다. 또 이 생쥐들의 몸속에서 바이러스를 추출해 마르거나 비만한 또 다른 생쥐들에게 각각 주입해 3일간 바이러스 복제 과정을 관찰했다. 바이러스가 한 숙주에서 다른 숙주로 확산되는 과정을 모사한 것이다. 그 결과 바이러스는 비만 생쥐에게 더 오래 남아 치료 기간이 오래 걸리는가 하면 비만 생쥐에서 다른 비만 생쥐로 옮겨 갈 때 바이러스 변이가 더 심하게 나타났다. 이 같은 현상은 마른 생쥐에서 다른 생쥐로 전염될 때는 거의 관찰되지 않았다. 연구팀에 따르면 마른 생쥐끼리 바이러스가 전염될 때보다 비만 생쥐에서 옮겨 가는 인플루엔자 바이러스의 병독성이 더 강한 것으로도 확인됐다. 일반적으로 생물과 무생물의 중간에 해당하는 바이러스가 숙주인 동물에 침입하면 동물세포는 방어작용으로 항(抗)바이러스성 단백질인 ‘인터페론’을 만들어 낸다. 비만 생쥐는 면역계가 취약해 이 같은 인터페론 생성 반응이 약해지기 때문에 인플루엔자 바이러스의 변이가 심해지고 독성도 강해진다고 연구팀은 보고 있다. 스테이시 슐츠 체리 세인트주드 어린이병원 교수(감염·면역학)는 “이번 발견은 매년 인플루엔자 바이러스가 조금씩 변이를 일으켜 완벽하게 대응하는 것을 어렵게 만드는 이유를 설명해 주고 있다”며 “비만은 공중 보건에 지속적인 위협이 될 수 있는 만큼 적극적인 대책이 필요하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

약 1억 년 전 동굴 속에 살았던 고대 바퀴벌레가 '영원한 무덤'속에 봉인된 채 발견됐다. 최근 슬로바키아, 중국, 러시아 등 국제공동연구팀은 미얀마에서 발견된 ‘호박’(琥珀) 속에서 9900만년 된 바퀴벌레 한쌍을 발견했다는 연구결과를 발표했다. 현재와 크게 달라 보이지 않는 이 고대 바퀴벌레는 백악기 시대 어둠에 완전히 적응한 생명체다. 동굴 밖 세상에서는 티라노사우루스 등 공룡들이 주름잡고 있을 동안 이 바퀴벌레는 빛이 거의 들지않는 어둠의 세계를 돌아다닌 셈. 잘 알려진대로 6600만년 전 소행성 충돌로 인해 공룡을 포함한 지구상 동식물 약 4분의 3이 사라졌다. 이번에 연구진들은 현미경 등을 통해 이 바퀴벌레의 외관과 해부학적 특징을 분석해 새로운 속(屬)과 종(種)으로 파악했다. 연구에 참여한 슬로바키아 과학 아카데미 수석연구원 피터 브르산스키 박사는 "오래 전 지하세계에 살았던 바퀴벌레의 역사를 새로 쓴 발견"이라면서 "동굴이라는 특별하고 어두운 환경에 완벽하게 적응한 동굴성 생물의 가장 오래된 사례"라고 의미를 부여했다. 이어 "지금까지 동굴에 사는 바퀴벌레의 역사는 약 6500만년 전 시작된 신생대 시대로 알려졌으나 이번 발견을 통해 훨씬 더 거슬러 올라가게됐다"고 덧붙였다. 그렇다면 동굴에 사는 바퀴벌레가 어떻게 호박에 갇혀 오랜시간 봉인됐을까? 바퀴벌레의 영원한 무덤이 된 호박은 나무의 송진 등이 땅 속에 파묻혀서 수소, 탄소 등과 결합해 만들어진 광물을 말한다. 곧 동굴과 나무가 서로 어울리지 않는 셈. 연구팀은 "아마도 동굴 입구에 나무들이 있었고 그 뿌리에서 나온 송진이 바퀴벌레를 가뒀을 것"이라면서 "이 바퀴벌레 종이 공룡도 죽인 대량멸종사건에서 살아남았는지는 명확치 않으며 멸종되지 않았을 가능성도 배제할 수 없다"고 밝혔다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

기후변화 등의 영향으로 2100년까지 세계 모래해변의 절반이 사라질 것이라는 충격적인 연구 결과가 나왔다. 이탈리아 등 유럽 공동연구진이 1984년부터 2015년까지 30년간 전 세계 해안선의 변화를 관측한 방대한 위성사진 자료를 분석해 위와 같이 밝혔다. 연구를 이끈 이탈리아 소재 유럽위원회 공동연구소의 미켈리스 보스도커스 박사는 “이 결과는 세계 모래해변의 약 50%가 심각한 침식 위험에 처해있음을 보여준다. 기후변화와 해수면 상승의 현재 추세에 따르면 세계 모래해변의 절반은 이번 세기말까지 사라질 것”이라면서 “이런 상황은 관광에 크게 의존하는 작은 지역사회에서 더 심각할 것”이라고 지적했다. 연구진에 따르면, 모래해변은 세계 해안선의 3분의 1 이상을 차지하며, 휴양과 관광을 통해 경제적인 수익을 창출해서 여러 면에서 가치가 높다. 모래해변은 또 태풍이나 사이클론으로부터 해안지대 주거지를 보호해주는 방패막이가 돼 환경적으로도 큰 가치가 있다. 하지만 인간 활동으로 개발에 따른 침식과 기후변화에 따르는 해수면 상승 탓에 이런 해변에 있는 기반 시설과 주민들을 위협한다. 특히 몇몇 국가는 다른 국가들보다 심각한 타격을 입을 것으로 예상됐다. 서아프리카에 있는 감비아나 기니비사우 같은 나라에서는 모래해변의 60% 이상이 사라질 수 있다는 것이다. 전체적으로, 가장 심한 타격을 입을 수 있는 국가는 호주인데 약 1만2000㎞에 달하는 모래해변이 위협을 받는 것으로 전해졌다. 이밖에도 캐나다와 칠레, 멕시코, 중국 그리고 미국이 큰 영향을 받을 것이며, 삼면이 바다로 둘러싸여 있는 우리나라 역시 예외가 될 수 없다.연구진은 최첨단 컴퓨터 모형화 시스템을 사용해 현재 심각 수준에 있는 많은 모래해변이 두 가지 기후변화 시나리오상에서 어떻게 악화할지를 예측했다. 인간 활동 같은 물리적 요인에 의한 변화와 기후변화에 의한 해수면 상승과 함께 폭풍에 의한 침식이 해안선에 미칠 영향도 분석한 것이다. 이들 연구자가 예측에 사용한 두 시나리오는 온실가스 저감 정책이 상당히 실행되는 경우(RCP4.5) 현재 추세가 유지되는 경우(RCP8.5)다. 연구진은 또 가능성이 희박하긴 하지만 지금이라도 전 세계에서 온실가스 배출량을 적정 수준으로 줄이기 위해 노력하면 예측된 해변 손실의 최대 40%까지 막을 수 있다고 제시했다. 이에 대해 연구논문을 검토한 영국 랭커스터대학의 수저너 일릭 박사는 “온실가스 배출량을 높은 수준에서 중간 수준으로 줄이면 2050년까지 22%, 2100년까지 40%의 해안선 후퇴를 막을 수 있다는 예측이 나온 것만으로도 상당히 고무적인 일”이라고 설명했다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 네이처의 자매지인 ‘네이처 기후변화’ 최신호(2일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

코로나19(신종코로나바이러스 감염증)로 인해 전세계가 몸살을 앓고 있다. 세계보건기구(WHO)에서도 팬데믹(대유행) 가능성을 조심스럽게 제시하고 있는 등 현재의 상황이 진정되기까지는 시간이 걸릴 것으로 전문가들은 예상하고 있다. 2009년 신종플루로 WHO가 대유행을 선언했을 때 과도한 대응과 대중의 공포로 사회적, 경제적 비용이 늘어났던 경험 때문에 코로나19 대유행 선언에 조심스럽다는 해석이다. 그런데 과학자들이 코로나19가 대유행 상태가 되지 않고 진정세를 보이더라도 대기오염으로 인한 팬데믹이 인류를 괴롭힐 것이라는 연구결과를 발표했다. 독일 막스플랑크 화학연구소, 요하네스 구텐베르크대 의대, 마인츠 국립심혈관연구센터, 사이프러스 국립기후대기연구센터, 사우디아라비아 킹사우드대, 영국 런던 위생·열대의학대학원 공동연구팀은 대기오염이 전쟁, 테러 같은 폭력이나 말라리아, 뇌염, 에이즈 등 감염성 질환, 흡연보다 전 세계인의 수명을 줄이는 가장 큰 원인이 될 것이라는 연구결과를 영국심장학회에서 발행하는 국제학술지 ‘심혈관 연구’ 3일자에 발표했다. 연구팀은 평균 기대수명을 낮추는 것으로 알려진 각종 요인이 기대수명에 미치는 영향을 예측할 수 있는 수학적 모델을 개발했다. 그 결과 초미세먼지(PM2.5) 같은 대기오염이 전 세계인의 평균 기대수명을 3년 가량 줄이는 것으로 확인됐다. 또 흡연 2.2세, 에이즈 0.7세, 모기나 진드기, 벼룩 같은 곤충으로 인해 전염되는 말라리아, 뇌염 등 감염성질환 0.6세, 전쟁, 테러 등 모든 형태의 폭력 0.3세를 줄이는 것으로 예측됐다. 이 모델을 활용해 분석한 결과 2015년에는 대기오염으로 880만명이 추가 사망한 것으로 조사됐다. 기대수명 단축요인으로 대기오염은 말라리아의 19배, 폭력사태의 9배, 알콜중독의 45배, 약물남용의 60배 이상인 것으로 분석됐다.연구팀은 대기오염이 호흡기 감염, 만성폐쇄성폐질환(COPD), 폐암, 심장질환, 뇌혈관질환, 고혈압과 당뇨 같은 비감염성 질환 6개 질병에 미치는 영향도 분석했다. 그 결과 심장질환과 뇌혈관질환이 수명단축의 주요 원인인 것으로 확인됐다. 연구팀에 따르면 대기오염으로 인한 추가 사망자의 75%가 60세 이상 연령대에서 나타나고 아프리카와 남아시아 같은 저소득 국가에서의 기대수명이 더 많이 줄어드는 것으로 조사됐다. 화석연료 배출량을 제거해 대기오염을 줄이면 전 세계의 기대수명은 1년, 인간이 만든 배출물을 모두 제거하면 2년 정도 늘어날 것이라고 연구팀은 추산했다. 토마스 뮌젤 독일 요하네스 구텐베르크대 의대 교수는 “이번 연구를 통해 대기오염이 공중보건에 미치는 영향이 예상보다 훨씬 크고 전 세계적인 현상이기 때문에 ‘대기오염 팬데믹’이라고 불러야 할 것”이라며 “의학계는 물론 정책입안자들은 대기오염이 심혈관질환의 주요 원인이라는 것을 깨닫는 것이 중요하다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

30년 전 지구에 떨어진 운석에서 지구 밖에서 온 것으로 추정되는 단백질이 처음으로 발견됐다는 연구 결과가 나왔다. 2일(현지시간) 미국 폭스뉴스 등에 따르면, 미 하버드대 등 공동연구진은 1990년 북아프리카 국가인 알제리에 떨어진 한 운석에서 지금까지 지구에서 볼 수 없었던 구조를 지닌 유기체를 발견했다.연구진이 ‘액퍼086’(Acfer 086)라는 이름의 질량 173g짜리 운석을 첨단 장비로 분석한 결과, 단백질 추정 물질이 검출됐다. 이들 연구자는 이 물질에 헤몰리신(hemolithin)이라는 이름을 붙였다.연구진에 따르면, 헤몰리신은 아미노산의 일종인 글리신의 끝부분을 철과 산소 그리고 리튬이 덮고 있는 구조를 지니고 있다. 이번 연구에서 연구진은 헤몰리신의 구성 성분도 자세히 살폈다. 분석 결과, 헤몰리신은 구조적으로 지구상 단백질과 비슷하긴 하지만 수소와 중수소(동위원소)의 비율은 지구상 어떤 단백질과도 같지 않은 것으로 나타났다. 오히려 이 비율은 태양계 가장 바깥쪽에서 먼지와 얼음이 둥근 띠 모양으로 결집돼 있는 거대한 집합소인 오르트 구름에서온 장주기 혜성들과 비슷한 것으로 전해졌다. 이에 대해 연구진은 “이는 이 단백질이 외계에서 온 것일 수도 있음을 시사한다”면서도 “물질의 구조를 고려하면 약 46억 년 전 원시 태양계의 원반에서 형성됐을 가능성도 있다”고 설명했다. 한편 이번 연구 결과는 미국 코넬대가 운영하는 출판 전 논문 투고 사이트 ‘아카이브’(Arxiv)에 먼저 공개됐으며, 미국 국립과학원회보(PNAS)에 제출돼 동료 심사 중인 것으로 알려졌다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

치매는 노년층에서 주로 나타나는 퇴행성 뇌질환으로 ‘존엄하게 나이들 수 있는 권리’를 앗아가는 무서운 질병이다. 치매는 여러 요인으로 발생하지만 50~70%는 알츠하이머가 원인이다. 알츠하이머는 뇌에 베타-아밀로이드 단백질이 비정상적으로 축적되면서 나타나는 것으로 알려져 있는데 과학자들이 베타-아밀로이드만 빨아들여 없애는 일종의 뇌 속 청소기를 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 분자인식연구센터, 카이스트 신소재공학과, 미국 아르곤국립연구소 공동연구팀은 알츠하이머 치매를 일으키는 원인물질로 지목받고 있는 베타-아밀로이드 단백질만 빨아들여 제거하는 일종의 ‘치매 치료용 나노청소기’를 개발했다고 3일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’ 표지논문으로 실릴 예정이다. 베타-아밀로이드 단백질이 과다하게 뭉치게 되면 뇌신경세포를 파괴하고 사멸시켜 알츠하이머를 유발시키기 때문에 많은 연구자들은 베타-아밀로이드 단백질 생성이나 응집을 차단하는 물질을 개발하려는 노력을 기울이고 있지만 아직까지는 효과가 뚜렷한 약물이 개발되지는 않은 상태이다. 이에 연구팀은 베타-아밀로이드 단백질만을 원천적으로 흡입해 제거하는 방법에 주목했다. 연구팀은 거대한 구멍을 갖는 나노입자를 만들고 몸 속에서 안정적으로 존재하면서 베타-아밀로이드 단백질하고만 선택적으로 결합할 수 있는 미니항체를 부착시킨 ‘나노 청소기’를 개발했다. 이번에 개발된 나노청소기는 베타-아밀로이드 단백질만 효과적으로 흡착해 비정상적 응집을 80% 이상 차단해 신경독성을 완화하는 것으로 확인했다. 연구팀은 알츠하이머를 유발시킨 생쥐를 이용한 실험에서도 베타-아밀로이드 단백질 응집을 효과적으로 억제한다는 것이 관찰됐다. 이준석 KIST 박사는 “이번에 개발한 나노청소기를 이용하면 베타-아밀로이드 뿐만 아니라 알츠하이머를 유발시키는 또 다른 물질인 타우 단백질도 제거할 수 있을 것”이라며 “응용범위를 확장하면 몸 속 다양한 유해물질을 선택적으로 제거할 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다. 한편 카이스트 화학과 연구팀은 공기 중 산소를 이용해 알츠하이머를 일으키는 베타-아밀로이드 단백질 독성을 줄일 수 있는 화학적 도구를 만드는데 성공했다고 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 연구팀은 알츠하이머 환자의 뇌 속에서는 베타-아밀로이드 단백질이 구리 이온과 강하게 결합하면서 신경독성을 일으킨다는데 착안했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 수면과학자들이 하루 6~8시간의 수면 권고 시간을 채우지 못하더라도 잠자는 습관이 규칙적이라면 뇌졸중이나 심장마비 등 심혈관질환 발병 가능성이 눈에 띄게 낮아진다는 연구 결과를 내놨다. 미국 하버드대 의대, 브리검여성병원 원격의료센터 공동연구팀은 잠을 자는 시간이 적더라도 일정한 시간에 규칙적으로 자고 깊이 잠들면 심혈관질환 위험이 줄어든다는 연구 결과를 의학 분야 국제학술지 ‘미국심장학회 저널’ 3일자에 발표했다. 연구팀은 ‘다인종 동맥경화연구조사’(MESA)에 등록된 사람 중 심혈관질환 병력이 없는 45~84세 남녀 1992명을 골라냈다. 이들의 인종적 구성은 백인(38%), 흑인(28%), 히스패닉(22%), 중국계 미국인(12%)이다. 연구팀은 이들에게 수면 상태를 기록하는 활동추적기를 착용하고 잠들도록 해 5년 동안 수면 시간과 심혈관질환 발병률을 추적 조사했다. 그 결과 수면 시작 시간이나 일어나는 시간이 불규칙하거나 깊이 잠들지 못하고 자주 깨는 이들은 규칙적인 수면 패턴을 가진 사람들에 비해 심혈관질환에 걸릴 위험이 2배 이상 높다는 사실을 확인했다. 티아니 황 브리검여성병원 교수는 “뇌졸중이나 심장마비 예방을 위해 식사 조절이나 운동, 수면 시간 등에만 신경을 쓰는 경향이 있다”며 “건강한 삶을 위해서는 잠이 중요하고, 잠의 양만큼이나 질이 중요하다는 것을 연구가 보여 주고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

무서운 속도로 확산세를 보이며 전 세계를 불안감에 몰아넣고 있는 코로나19(신종코로나바이러스 감염증)에 감염되더라도 주요 증상으로 알려진 발열증상이 나타나지 않는 경우도 많고 감염자가 2~3명을 전염시킬 수 있다는 분석결과가 미국과 중국 연구진에 의해 발표됐다. 미국 에모리대 의대, 미시건 앤아버대 의대 감염병분과 공동연구팀은 의학논문검색 데이터베이스인 ‘펍메드’(PubMed)에 올라온 코로나19와 관련한 약 400건 이상 논문을 분석한 결과를 미국의학회에서 발생하는 국제학술지 ‘JAMA’ 지난달 28일자에 발표했다. 연구팀에 따르면 코로나19의 기초감염 재생산지수(R0)가 현재로서는 2~3 수준으로 일부 연구자가 주장하는 것처럼 3을 넘지는 않는 것으로 보고 있다. R0는 감염자 한 사람이 병원균을 갖고 있는 동안 직접 전염을 일으킬 수 있는 평균 인원을 말하는 수치이다. 지난 1일 질병관리본부의 정례브리핑에서도 중국측 연구를 바탕으로 “1.4~2.5 사이로 대개 2 정도”라고 밝힌 것과 일치하는 수준이다. 최근 사례보고를 분석한 결과 연구팀은 코로나19의 잠복기가 세계보건기구(WHO)와 미국질병통제예방센터(CDC)에서 처음 밝혀 많은 나라에서 적용하고 있는 14일보다 긴 최대 24일인 경우도 많다고 밝혔다. 또 코로나19의 감염경로는 주로 기침이나 재채기와 같은 비말을 통한 것이라고 밝혔다. 대변이나 혈액에서도 코로나19 바이러스가 발견되기는 했지만 아직까지는 이를 통한 감염사례는 거의 나타나지 않고 있다고 지적했다. 연구팀은 만약 화장실에서 바이러스가 확산될 수 있다는 것이 확인된다면 지금과는 다른 종류의 방역대책이 필요해진다고도 덧붙였다. 카를로스 델 리오 에모리대 의대 교수(백신센터장)는 “과거 사스나 메르스 때처럼 의료진에 의한 병원내 감염이 발생하지 않도록 하는 것이 중요하며 빠른 진단기술 확보와 안전하고 면역력 강한 백신 개발을 위해 전 세계 연구자가 힘을 모아야 할 때”라고 말했다. 한편 중국 코로나19 특별대응팀도 지난해 12월부터 지난달 1월 29일까지 중국에서 발생한 코로나19 확진환자 1099명을 분석한 결과를 의학분야 국제학술지 ‘뉴잉글랜드 저널 오브 메디슨’ 지난달 28일자에 발표하기도 했다. 연구팀은 30개 성 552개 병원에 입원한 코로나19 확진환자들에 대한 각종 정보를 분석한 결과 환자의 평균 연령은 47세이며 환자의 41.9%가 여성으로 코로나19 발생 초기 70~80%가 남성이었던 것과는 전혀 다른 양상을 보여주고 있다. 확진환자의 1.9% 정도만 박쥐나 천산갑 같은 야생동물과 직접 접촉했던 것으로 나타났으며 코로나19 발원지인 우한지역 이외 환자들의 72.3%가 우한지역민들과 접촉해 감염됐던 것으로 확인됐다. 코로나19에 감염됐을 때 가장 흔한 증상은 발열(입원 직전 43.8%, 입원 후 88.7%)과 기침(67.8%)였으며 설사 증상은 3.8%로 많지 않은 것으로 확인됐다. 그러나 연구팀에 따르면 확진판정 이후 입원할 때까지도 발열이 없거나 컴퓨터단층촬영(CT)나 X선촬영을 통해 폐기능 이상이 발견되지 않은 경우도 많았다고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

살아있는 생명체는 어떤 방식으로든 잠을 자기 마련이다. 사람도 일생의 3분의 1 정도의 시간을 보낸다는 잠은 생명을 유지하고 살아가는데 필수적일 뿐만 아니라 깨어있는 동안 고갈된 신경전달물질을 보충해 활발한 뇌 활동을 가능케 해준다. 이 때문에 일리아드와 오딧세이의 작가 호메로스는 ‘잠은 눈꺼풀을 덮어 선한 것, 악한 것, 모든 것을 잊게 하는 것’이라고 했고 돈키호테의 저자 세르반테스는 ‘수면은 피로한 마음의 가장 좋은 약’이라고 말했다. 일반적으로 6~8시간 정도가 가장 최적 수면시간이라고 알려져 있는데 체질이나 개인적 차이 때문에 잠을 많이 못자는 사람들도 많다. 미국 연구자들이 오래 잠을 못 자더라도 규칙적으로 잠을 잔다면 심혈관질환 발병 가능성이 눈에 띄게 낮아진다고 밝혀 주목받고 있다. 미국 하버드대 의대, 브리검여성병원 원격의료센터 공동연구팀은 잠을 자는 시간이 적더라도 일정한 시간에 규칙적으로 자고 깊이 잠들면 심혈관질환 위험이 줄어든다는 연구결과를 의학분야 국제학술지 ‘미국심장학회 저널’ 3일자에 발표했다. 연구팀은 ‘다인종 동맥경화연구조사’(MESA)에 등록된 사람들 중 심혈관질환 병력이 없는 사람 1992명을 골라냈다. 이들은 45~84세 남녀로 인종적 구성은 백인(38%), 흑인(28%), 히스패닉(22%), 중국계 미국인(12%)으로 이뤄졌다. 연구팀은 이들을 대상으로 잠자는 동안 수면상태를 기록하는 활동추적기를 차고 잠자도록 해 5년 동안 수면시간과 심혈관질환 발병률을 추적조사했다. 그 결과 수면 시작시간이나 일어나는 시간이 불규칙하거나 깊이 잠들지 못하고 자주 깨는 등 수면 패턴이 불규칙할 경우 규칙적인 수면패턴을 가진 사람들에 비해 심혈관 질환에 걸릴 위험이 2배 이상 높다는 사실을 확인했다. 연구팀은 또 규칙적 수면패턴을 갖고 있는 사람에게는 연간 1000명당 8명 정도가 심장관련 질환이 발병하겠지만 불규칙한 수면패턴을 갖고 있는 사람은 연간 1000명당 20명 정도의 환자가 나타날 것으로 분석했다. 티아니 황 브리검여성병원 교수는 “일반적으로 뇌졸중이나 심장마비를 예방하기 위해서는 식사조절이나 운동에만 초점을 맞추고 잠에 대해 이야기할 때도 몇 시간을 자는데만 신경쓰는 경향이 있다”라면서 “건강한 삶을 살기 위해서는 잠이 중요하고 잠의 양만큼이나 질이 중요하다는 것을 이번 연구에서 보여주고 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 소설가 잭 런던의 대표작 ‘야성의 부름’에 등장하는 늑대개 벅은 “시각이나 소리, 냄새가 아니라 다른 어떤 감각으로” 먹이를 추적하는 것으로 묘사되고 있다. 흔히 냄새를 잘 맡는 사람을 보면 ‘개코 같다’라고 말할 정도로 개는 동물 중에서 냄새에 민감하고 후각이 잘 발달한 것으로 알려져 있다. 이 때문에 잭 런던의 묘사는 문학적 표현에 불과한 것으로 이해돼 왔다. 그런데 최근 개코가 냄새 뿐만 아니라 미세한 열(熱) 변화까지도 감지해낼 수 있다는 연구결과가 발표되면서 잭 런던의 묘사를 과학적으로 뒷받침하게 됐다. 스웨덴 룬드대 생물학과, 헝가리 MAT-ELTE 동물행동비교연구그룹, 에오트보스 로란드대 동물행동학과, 독일 브레멘대 생태·진화생물학과 공동연구팀은 개코가 사람 코보다 1억 배 정도 예민할 뿐만 아니라 미세한 체열까지도 감지할 수 있는 기능이 있다고 1일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 지난달 29일자에 실렸다. 복사열을 감지할 수 있는 동물은 침염수비단벌레(Black fire beetle)의 비단벌레류와 방울뱀 같은 일부 뱀, 포유류 중에서는 흡혈박쥐에 불과한데 이들의 열감지능력은 대부분 먹이 사냥에 활용된다. 많은 포유류는 콧부리라고 불리는 코끝 피부는 맨질맨질하고 부드러운데 개의 콧부리에는 많은 신경이 분포돼 있으면서 축축하고 주변온도보다 항상 차갑게 유지되고 있다. 연구팀은 이 같은 개 콧부리 특징이 냄새 뿐만 아니라 열까지 감지할 수 있게 해줄 것이라는 가설을 세우고 연구를 시작했다.연구팀은 케빈, 델피, 찰리라는 이름을 가진 세 마리의 반려견에게 특정 온도의 물체를 느끼도록 한 뒤 1.6m 떨어져 있는 곳에 있는 두 개의 물체 중 똑같은 온도를 가진 물체를 고르도록 하는 실험을 했다. 개들이 선택해야 하는 물체는 표면을 만져야 차이를 감지할 수 있을 뿐이고 모양이나 냄새로는 구분할 수 없도록 준비했다. 그 결과 세 마리 모두 미세한 온도차를 인식하고 정확하게 똑같은 온도를 가진 물체를 선택하는 것을 확인했다. 또 연구팀은 1.5~10살의 골든 리트리버 5마리, 보더콜리 4마리, 오스트레일리안 셰퍼드 1마리, 차이니스 크레스티드 1마리, 잡종견 2마리를 대상으로 기능성 자기공명영상(fMRI) 기술로 온도에 따라 변하는 뇌의 활동부위를 관찰했다. 그 결과 온도 변화에 따라 좌측 체성감각피질이 변화한다는 사실을 확인했다. 이는 흡혈박쥐가 온도변화를 감지할 때 활성화되는 뇌 부위와 같다고 연구팀은 설명했다. 안나 발린트 룬드대 박사(동물행동학)는 “개의 열감지 능력은 조상격인 회색늑대에게서 물려받았을 것으로 보이며 시각이나 청각, 후각이 손상된 개가 여전히 손쉽게 사냥할 수 있는 이유를 설명해주고 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

특발성 폐섬유증(IPF)는 허파꽈리라고 불리는 폐포 벽에 만성염증 세포들이 침투하면서 폐를 딱딱하게 만들어 폐기능이 저하되면서 사망하게 되는 질환이다. 문제는 발병 원인도 밝혀지지 않았기 때문에 치료방법도 사실상 없는 상태여서 증상이 발견된 이후 환자들 대부분이 3~5년 내에 사망하게 무서운 질병이다. 영국 레스터대 보건과학과, 스페인 라 라구나대 의생명과학연구소를 중심으로 한 영국, 스페인, 미국, 캐나다, 태국, 아이슬란드 6개국 64개 연구기관으로 구성된 국제공동연구팀은 치료제도 없고 치명적인 폐질환인 IPF를 유발시키는 핵심유전자 3개를 발견했다고 1일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 의학 분야 국제학술지 ‘미국 호흡기 및 중환자집중진료’ 지난달 28일자에 실렸다. 연구팀은 IPF 환자 4124명과 일반인 2만 465명을 대상으로 DNA 전체를 정밀 분석하는 전장유전체 분석을 실시했다. 그 결과 IPF 환자와 일반인들 DNA는 1000만개 이상의 차이를 보였는데 연구팀은 이 가운데 IPF 증상과 직접적인 연관이 있는 DNA 3개를 발견했다. 3개 중 하나는 최근 또다른 연구에서 폐의 섬유화 과정을 촉진시키는 주요 원인으로 지목받기도 한 것이다. 루이스 웨인 영국 레스터대 교수(유전역학)는 “영국에서만 매년 IPF로 사망하는 사람이 백혈병으로 인한 사망자보다 많음에도 불구하고 정확한 원인이나 발병 메커니즘이 밝혀지지 않아 치료에 어려움을 겪어왔다”라며 “이번 연구로 발견된 3개의 유전자를 타겟으로 하는 치료방법이 개발된다면 IPF로 인한 사망자 수를 획기적으로 줄일 수 있게 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 10년여 간의 추적연구 끝에 혈액검사로 당뇨병 발생 가능성을 예측하는 바이오마커를 규명했다. 이로써 향후 당뇨 위험도가 높은 환자를 미리 파악해 대처하는 등 선제적 대응이 가능해질 것으로 보인다. 최성희 분당서울대학교병원 내분비내과 교수, 조남한 아주대학교병원 예방의학교실 교수, 구유정 충북대학교병원 내분비내과 교수, 김윤지 메디플렉스 세종병원 내분비내과장 등 공동연구팀은 한국인유전체역학조사사업(KoGES) 안성 코호트 자료를 토대로 40세 이상 성인 912명의 데이터를 연구한 결과, 염증성 사이토카인(Cytokine)이 당뇨병 발생에 유의한 관련성이 있다고 발표했다. 질병관리본부 국립보건연구원의 지원으로 수행된 이번 연구는 미국내분비학회(ENDO) 공식 저널로 내분비 분야 권위지인 임상 내분비학 · 대사 저널(Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism) 11월호에 소개됐다. 사이토카인은 세포에서 분비되어 신체의 면역 체계를 제어하고 자극하는 신호물질로, 특정 사이토카인은 염증을 유발하여 과다 분비되면 급성 및 만성 염증을 유발하는 효과가 있다고 알려져 있다. 연구팀은 염증성 사이토카인인 ‘레티놀결합단백질-4(RBP4)’가 증가하면 정상인에서 당뇨병으로의 진행이 5.48배 증가했고, 반대로 항염증 사이토카인인 아디포넥틴이 감소하면 정상인에서 당뇨병으로의 진행이 3.37배 증가함을 확인했다. 마찬가지로 염증성 사이토카인인 ‘레지스틴’이 증가하면 당뇨병 전단계에서 당뇨병으로의 진행을 3배 가까이 증가시킨다는 사실도 함께 확인됐다. 연구 책임을 맡은 최성희 교수는 “전 세계적으로 당뇨병의 유병률이 증가하고 있고 이에 따른 만성 합병증 관련 사망과 이환이 점차 늘고 있어 당뇨병의 발생을 예측하기 위한 바이오마커는 중요하다”면서, “이번 연구 결과를 활용해 보다 적극적인 당뇨병 예방 조치를 취하고 당뇨병으로의 이환을 예방함으로써 증가하고 있는 사회경제적 의료비 부담 경감에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다. 또한 구유정 교수는 “염증성 사이토카인이 높다면 건강한 식습관을 가지고 생활 습관 개선, 적극적인 체중 감량을 시행하고, 만성염증 유발 요인들을 조기에 조절하여 당뇨병으로의 진행을 예방할 수 있겠다”며 “이번 연구 결과를 토대로 좀 더 과학적 근거를 배경으로 실제 진료 현장에서 적극적인 예방 요법에 활용할 수 있을 것이라 기대한다”고 말했다. 당뇨병의 유병률은 국내는 물론 세계적으로 급격히 증가하는 추세로, 국제 당뇨병 연맹에 따르면 현재 4억 명 가량인 당뇨병 환자는 2045년에 이르러서는 6억 명에 달할 것으로 예측되고 있다. 당뇨병은 신체 각 기관에 손상과 기능 부전을 초래하고 크고 작은 혈관의 합병증을 유발해 사회적 비용과 사망률을 크게 높이는 심각한 질환이다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

지난달 말까지만 해도 2월이 되면 전 세계적으로 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증)가 한풀 꺾일 것이라는 기대감이 컸다. 그렇지만 한국에서는 신천지라는 특정 종교집단을 중심으로 확진환자가 급격하게 늘고 이란, 이탈리아에서도 대규모 환자가 발생하는 등 장기화 조짐이 보이고 있다. 세계보건기구(WHO)는 ‘팬데믹’(대유행)을 선언할 정도는 아니라면서도 현재와 같은 확산세에 대해서는 불안감을 감추지 못하고 있는 상황이다.●스페인 독감·에이즈·신종플루 때 ‘팬데믹’ 선언 WHO는 사람들이 면역력을 갖추지 않은 새로운 질병이 예상을 넘어 세계적으로 확산될 때 팬데믹을 선언한다. 질병의 심각성이나 위험성과는 상관없이 지리적으로 얼마나 확산되는가가 팬데믹 선언의 관건이다. 20세기 이후 발생한 팬데믹은 1918년 스페인 독감, 1981년 에이즈, 2009년 신종인플루엔자뿐이다. 2002~2003년 29개국에서 774명의 사망자와 8096명의 감염 환자를 발생시켜 전 세계인을 공포에 떨게 만든 사스(중증급성호흡기증후군)에 대해서도 팬데믹이 선언되지 않았다. 지난해 12월 말 발생 이후 무서운 속도로 확산되면서 팬데믹 턱밑까지 온 새로운 감염병과의 전쟁에서 승리하기 위해 생물학자, 의학자뿐만 아니라 컴퓨터과학자, 통계물리학자까지 다양한 분야의 과학자들이 나서고 있다. 우선 미국 버몬트대 컴퓨터과학과, 노스이스턴대 네트워크과학연구소, 해양·환경과학과, 보건학과, 미시건대 복잡계연구센터, 캐나다 라발대 물리학과, 이탈리아 복잡계과학연구재단 등의 공동연구팀은 코로나19를 비롯해 에볼라, 홍역, 신종플루 등 감염병들은 다른 감염병들과 상호작용하거나 사회적 네트워크에 영향을 받으면서 확산 속도나 위험도를 높인다고 26일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘네이처 물리학’ 2월 25일자에 실렸다. ● 네이처 물리학 “면역 약화·문화적 인식 영향” 연구팀은 통계물리학적 기법으로 하나의 감염병이 다른 감염병과 상호작용하면서 확산 속도를 높일 수 있다는 사실을 확인했다. 감기를 유발하는 코로나바이러스에 감염돼 이미 면역체계가 약화된 상태에서는 코로나19 바이러스가 쉽게 침투할 수 있을 뿐만 아니라 2차, 3차 감염도 용이하게 만든다는 것이다. 이와 함께 사회적, 문화적 인식과 네트워크가 감염병 확산에도 영향을 미친다는 사실을 2005년과 2017년 푸에르토리코 뎅기열 유행 사례를 통해 확인하기도 했다. 국내에서도 감소세를 보이던 코로나19가 예상치 못한 신천지라는 종교집단으로 인해 대유행 상태로 접어들게 된 것도 이를 통해 설명할 수 있다. 로랑 에버트 뒤프렌 버몬트대 교수(통계물리학·비선형역학)는 “계절성 독감이 유행하는 때 발생한 코로나19를 기존의 단일 감염병 확산 모델로 해석하는 것은 확산 속도의 예측 정확도를 떨어뜨릴 수 있다”며 “새로운 질병이 등장했을 때는 다른 질병을 일으키는 바이러스뿐만 아니라 사회적 현상까지도 고려해 분석해야 할 필요가 있다”고 밝혔다. 이와 함께 생물학 분야 국제학술지인 ‘네이처 미생물학’ 2월 24일자에는 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립알레르기감염병연구소(NIAID) 바이러스연구실 연구팀이 사람에게 치명적인 코로나바이러스들을 신속하게 검출해 낼 수 있는 방법을 제시했다. 이와 함께 연구팀은 코로나19가 사스를 유발한 코로나바이러스와 유사한 특성을 갖고 있지만 사람을 쉽게 감염시키는 다른 단백질들을 갖고 있다는 사실도 밝혀냈다.●네이처 미생물학 “사람 감염 쉬운 단백질 있어” 연구팀은 이번에 개발한 기술을 활용해 사스, 메르스, 코로나19 등 사람에게 치명적인 질환을 일으키는 베타 코로나바이러스를 검사했다. 그 결과 베타 코로나바이러스는 3종류의 계통으로 분류할 수 있었는데 사스 코로나바이러스는 계통1, 메르스 코로나바이러스는 계통2에 속하는 것으로 나타났다. 코로나19는 계통1에 속하지만 다른 계통1 바이러스들과 달리 계통2와 계통3 바이러스에만 있는 물질 일부를 함께 갖고 있는 것으로 확인됐다. 사스와 비슷한 강도를 갖고 있으면서 숙주를 더 빠르게 감염시킬 수 있는 능력을 갖게 된 이유를 밝혀낸 것이다. 빈센트 먼스터 수석연구원(바이러스생태학)은 “최근 20년 동안 코로나바이러스 몇 종이 종간 장벽을 뛰어넘어 인간에게 침투해 치명적인 호흡기 질환을 유발시켰으며 이번 코로나19도 마찬가지”라며 “이번 연구로 코로나바이러스의 기능과 관련한 데이터를 확보함으로써 새유발 질병이 발생하더라도 신속하게 대응할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) 때문에 전국의 초중고등학교 3월 개학이 일주일 늦춰졌습니다. 코로나19 확산 초기와 달리 10대 이하 아동, 청소년들의 감염 사례들도 속속 나타나면서 부모들의 걱정은 더해집니다. 이 때문에 사람이 많이 모이는 곳에 가지 못하도록 하다 보니 학교 가는 때가 늦춰졌다고 해도 아이들은 즐거움이나 기쁨보다는 답답함이 더한 것 같습니다. 더군다나 학교뿐만 아니라 학원도 휴원하는 곳이 늘어나면서 친구들도 만나지 못하고 하루 종일 집 안에만 있어야 하니 지루함을 이해할 만도 합니다. 많은 전문가들이 최악의 경우는 4월에 정점에 이를 것이라고 예측하고 있지만 바이러스라는 존재가 사람들의 생각처럼 움직이는 것은 아니기 때문에 종료 시점이 더 늦어질 수도 있지만 더 빨라질 수도 있겠지요. 봄꽃 가득하고 나뭇잎이 짙어지는 시기까지는 계속되지 않았으면 하는 바람을 실은 연구 결과 하나를 소개할까 합니다. 멕시코 소노라공과대(ITSON), 소노라대 심리·커뮤니케이션학과 공동연구팀은 자연을 자주 접하는 아이들이 지속가능성과 친환경적 생각을 자연스럽게 갖게 되고 행복감까지 높다는 연구 결과를 실험심리학 분야 국제학술지 ‘프런티어스 인 사이콜로지’ 2월 26일자에 발표했습니다. 연구팀은 북서 멕시코 지역에 거주하는 9~12세의 남녀 어린이 296명을 대상으로 평소 야외에서 뛰어노는 횟수와 한 번 나가서 노는 시간을 조사한 뒤 자연에 대한 생각, 생태환경적 행동, 절제력, 이타심, 배려심, 행복감에 대한 설문조사를 했습니다. 설문조사 항목들은 ‘사람은 자연계의 일부라고 생각한다’거나 ‘나는 빈 병을 분리해서 버린다’와 같이 아이들의 수준에 맞게 적절히 조정됐습니다. 연구팀은 한 달에 네 번 이상이거나 일주일에 두 번 이상 자연에 나가 뛰어노는 아이들이 그렇지 않은 아이들에 비해 생태보호와 지속가능성에 대한 인식은 물론 이타성과 절제력, 배려심이 우수했으며 행복감은 두 배가량 높은 것으로 나타났습니다. 아이들이 자연 속에서 뛰어놀고 자신이 자연의 일부임을 자연스럽게 인식하게 되면서 교실에서 배우지 않더라도 환경, 생태보호의 필요성과 중요성에 대해 체득하게 된다는 것입니다. 또 자연을 접하면서 일상에서 겪는 스트레스를 해소하면서 행복감은 높아질 수밖에 없다는 것입니다. 부수적인 효과이지만 행복감이 높은 아이들은 학업성취도도 자연스럽게 높아지게 된다고 연구팀은 설명했습니다. 이런 여러 긍정적 효과 때문에라도 아이들이 자연에서 더 많은 시간을 보내도록 하는 것이 필요하다고 조언하고 있습니다. 연구를 이끈 라우라 베레라 에르난데스 ITSON 박사(환경심리학)는 “이번 연구는 어려서부터 자연에서 뛰놀게 하면 인간의 삶이 자연과 긴밀하게 연관돼 있음을 인식하게 되면서 ‘미래 지구의 관리인’으로서 책임감과 함께 행복감을 느끼도록 한다는 것을 보여 주고 있다”고 말했습니다. 많은 아동심리학자와 신경정신과 전문의들은 마음껏 놀아 본 아이들이 창의력과 사회성도 높고 나중에 행복한 어른이 된다고 입을 모읍니다. 하지만 부모들은 ‘아이들을 더 놀게 해줘야지’라는 마음을 먹더라도 곧바로 실행에 옮기지 못하고 망설입니다. 그런 망설이는 모습은 아이를 통해 자신의 소망을 이루려는 부모의 욕심 때문일까요, 아이들까지도 경쟁에 내몰지 않으면 안 되도록 만들어진 사회 시스템 때문일까요. 다른 것 같지만 결국 둘 다 ‘어른들이 문제’란 결론입니다. edmondy@seoul.co.kr

5~6년 전까지만 해도 혼자 밥을 먹거나 커피나 술을 마시는 것은 주위 시선 때문에 쉽지 않은 일이었다. 그렇지만 최근 1인 가구 숫자가 급속히 늘어나면서 혼자 식사를 하는 ‘혼밥’이나 혼자 술을 마시는 ‘혼술’이 어색하지 않은 분위기이다. 이 같은 혼밥 인구 증가는 한국 뿐만 아니라 전 세계적인 추세여서 인문사회학자들 뿐만 아니라 과학자들도 혼밥 문화가 개인과 사회에 미치는 영향 분석에 나서고 있다. 혼밥, 혼술과 같은 자발적 고립이 아니라 히키코모리나 왕따 같은 타의에 의한 사회적 고립 현상도 적지 않다. 2018년 미국 캘리포니아공과대(칼텍), 하워드휴즈 의학연구소 공동연구팀은 사회적 고립이 뇌에서 감정과 행동에 관여하는 유전자와 단백질을 과다하게 만들어 공격성을 증가시키고 감정적 반응속도까지 늦춰 공감능력을 떨어뜨릴 수 있다는 연구결과를 생물학분야 국제학술지 ‘셀’에 발표하기도 했다. 여기에 미국 마운트 시나이 아이칸의대 연구진은 아동, 청소년기에 사회적 고립은 장기적으로 뇌신경세포(뉴런)의 기능적, 구조적 변화를 일으킨다는 사실을 밝혀내고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 21일자에 발표했다. 연구팀은 사람의 청소년기에 해당하는 생쥐를 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 다른 생쥐들과 접촉을 할 수 없도록 개별 우리에 넣어두고 나머지 그룹은 다른 생쥐들과 같이 지내도록 하면서 성인기가 될 때까지 행동과 뇌신경세포 변화를 추적 관찰했다. 그 결과 사회적 고립을 경험한 생쥐들은 일반적인 생쥐들보다 외부 자극에 수동적으로 반응한다는 것이 관찰됐으며 자극에 반응하는 전두엽 부위의 뇌신경세포 숫자나 활성이 현저하게 감소한 것이 관찰됐다. 연구팀은 해당 부위 뉴런을 증가시키면 고립됐던 생쥐의 행동이 일반 생쥐들처럼 바뀐다는 사실도 확인했다. 모리시타 히로후미 마운트 시나이 아이칸의대 교수(정신과·신경과학)는 “이번 연구는 청소년기에 사회적 고립을 겪게 되면 뉴런의 변화로 인해 장기적으로 성인이 된 뒤에도 사회적 교류에 어려움을 겪을 뿐만 아니라 조현병을 포함한 각종 정신장애를 겪을 가능성이 높다는 것을 보여준다”라고 말했다. 히로후미 교수는 “사회적 관계에서 결핍이나 청소년기 트라우마가 어떻게 신경발달 또는 정신적 장애를 일으키는지 이해하게 해줌으로써 이를 극복할 수 있는 치료법을 찾는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

20세기 초중반 항생물질이 발견돼 항생제로 활용되면서 인류는 많은 세균성 질병을 정복할 수 있었다. 그렇지만 항생제의 지나친 남용으로 치료불가능한 변종 박테리아, 일명 슈퍼박테리아가 등장하고 있는 상황이다. 많은 연구자들은 슈퍼박테리아로 인해 발생하는 질병을 막을 수 있는 또다른 항생제를 찾고 있다. 이 같은 상황에서 미국과 캐나다 과학자들이 인공지능(AI)를 활용해 치료 불가능한 변종 박테리아를 포함한 광범위한 박테리아에 대응할 수 있는 항생물질을 발견해 주목받고 있다. 미국 매사추세츠공과대(MIT) 의공학연구소, 컴퓨터과학·인공지능 연구실, 보건 인공지능클리닉, 하버드-MIT 브로드 연구소, 하버드대 유전학과, 캐나다 맥매스터대 감염병연구소 공동연구팀은 인공지능의 기계학습을 통해 결핵은 물론 치료불가능한 것으로 알려진 다양한 변종 박테리아에 대항할 수 있는 새로운 유형의 항생제 ‘할리신’(halicin)을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 20일자에 실렸다. 이번에 개발된 할리신은 항생제 개발 과정에 인공지능을 일부 활용한 것이 아니라 사람이 전혀 개입하지 않은 상태에서 분자 빅데이터만을 활용해 인공지능만으로 완전히 새로운 종류의 항생물질을 찾아냈다는데 과학자들은 주목하고 있다. 최근들어 항생제에 대한 내성균이 점점 늘어나고 있어 항생제 내성균을 잡는 슈퍼 항생제가 개발되지 않을 경우 2050년까지 내성균 감염으로 전 세계적으로 연간 1000만명 이상의 사망자가 발생할 것이라고 연구자들은 추측하고 있다. 이 때문에 많은 과학자들이 신개념 항생제 개발에 나서고 있다. 연구팀은 우선 분자와 원자의 특성과 기능을 인공지능에 학습시켰다. 그 다음 기존 항균물질 라이브러리에 포함된 300여개의 항균물질, 동식물, 미생물에서 확인된 800여 종의 자연물질을 포함한 2335개의 항균능력을 가진 분자가 대장균 성장을 억제할 수 있는 물질을 찾아내도록 신경망을 훈련시켰다. 연구팀은 이렇게 훈련된 인공지능을 다시 브로드연구소가 보유한 ‘약물용도 재지정 허브’ 데이터에 적용해 대장균 억제에 효과적이며 기존 항생제와는 다른 분자구조를 가진 물질만 찾도록 했다. 그 결과 약 100개의 새로운 슈퍼항생제 후보를 거르는데 성공했다. 그 중에서 가장 효과적으로 보이는 것은 당뇨치료제에 포함된 분자구조를 가진 물질로 연구팀은 영화 ‘2001 스페이스 오디세이’에 등장하는 인공지능 컴퓨터 ‘할’의 이름을 따 할리신이라고 명명했다. 연구팀은 이 물질을 이용해 생쥐실험을 한 결과 ‘클로스트리디오이데스 디시필’과 ‘아시네토박터 바우마니’에 대해 효과를 보이는 것을 확인했다. 클로스트리디오이데스 디피실은 대장 속에 사는 대표적인 병원성 미생물로 독소를 만들어 장을 심하게 망가뜨려 처음에는 설사증상으로 시작해 심할 경우는 사망에 이르게까지 하는 것으로 알려져 있지만 현재 나와있는 항생제로는 효과가 없는 것으로 알려져 있다. 또 아시네토박터 바우마니는 대표적인 슈퍼박테리아로 역시 현재 나와있는 항생제로는 잡을 수 없는 것으로 알려져 있다. 연구팀에 따르면 할리신은 세포막을 가로질러 이동하는 양성자의 흐름을 차단함으로써 박테리아의 항생제 내성을 차단할 수 있을 뿐만 아니라 동물실험에서 독성도 거의 나타나지 않은 것으로 확인됐다. 연구팀은 사람에 대한 임상시험이 필요하겠지만 할리신 이외에도 항생제 내성균에 대항할 수 있는 여러 종류의 항생물질을 발견할 수 있을 것으로 보고 있다. 제임스 콜린스 MIT 의공학과 교수는 “이번 연구는 잠재적 약물의 특성을 발견하고 약효를 예측하는데 인공지능이 효과적으로 활용될 수 있음을 보여주고 있다”라며 “할리신을 찾아낸 것처럼 AI를 활용해 암이나 퇴행성 신경질환 치료제도 개발할 수 있을 것”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

현대중공업그룹이 차세대 함정의 전기추진체계 기술 개발에 나선다. 한국조선해양과 현대중공업은 최근 경남 창원의 한국전기연구원 본원에서 한국전기연구원, 한국선급과 함께 차세대 첨단함정의 ‘전기추진체계 기술 공동연구’를 위한 상호협력(MOU)을 체결했다고 21일 밝혔다. 각 사는 차세대 함정의 전기추진체계 적용 연구, 수상함정 육상기반시험설비(LBTS) 구축, 함정 전기추진체계 국내 연구회 발족 등 다양한 분야에서 협력을 이어가기로 했다. 전기추진체계란 발전기로부터 공급한 전력을 이용해 추진 모터를 구동하는 것이다. 기관 구성이 단순해 정비성이 우수하고 통합된 전력 사용으로 첨단 무기와 시스템 적용해 유리하다. 기존 기계식 추진체계나 하이브리드 추진체계보다 이산화탄소 배출량과 연료비용도 줄일 수 있다. 소음과 진동을 최소화해 함정 생존성과 대잠능력도 높일 수 있다. 현대중공업그룹은 공동연구의 결과를 한국형 이지스구축함(KDDX) 등 한국 해군의 차세대 전투함정에 적용하는 것도 검토하면서 시스템 개발에 활용할 예정이다. 남상훈 현대중공업 특수선사업본부장은 “차세대 함정의 유력 추진체계 중 하나인 전기추진체계 기술 연구를 선도적으로 착수한 데 의미가 있다”면서 “대한민국 해군 함정이 더 발전할 수 있도록 관련 기술을 개발해 나갈 것”이라고 말했다. 오경진 기자 oh3@seoul.co.kr