집에서 만들어 먹는 음식이 아닌 이상 즉석식품이나 각종 가공식품들에는 어쩔 수 없이 음식이 상하지 않게 하거나 색감을 좋게 하거나 맛을 높이기 위해 식품첨가물이 들어가기 마련이다. 인체에 무해하다고는 하지만 식품첨가물이 간접적인 경로를 통해 건강에 영향을 미칠 수도 있다. 국내 연구진이 가공식품 속 들어가는 식품첨가제가 자칫 자폐증을 유발시킬 수도 있다는 연구결과를 내놨다. 한국뇌연구원 신경회로연구그룹 연구팀은 가공식품 속 유통기한을 늘리기 위해 사용되는 식품첨가물인 프로피온산이 장내 미생물의 불균형을 유발시켜 자폐증을 유발시킬 가능성을 높인다고 11일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘몰레큘러 브레인’에 실렸다. 최근 들어 과학계에서는 장내 미생물에 대한 다양한 연구들을 하고 있다. 장은 ‘제2의 뇌’라고 불리며 장에서 흡수된 물질이 혈관을 따라 이동해 멀리 떨어진 뇌까지 영향을 줄 수 있다는 ‘장-뇌 연결축’이라는 개념이 제시되기도 했다. 연구팀은 자폐증을 앓고 있는 아이들이 과민성대장증후군 같은 장관련 질환을 앓는다는 점과 프로피온산을 투여한 쥐가 자폐 유사증상을 보인다는 기존 연구결과에 주목했다. 프로피온산(PPA)는 가공식품 속 유통기한을 늘리는데 사용되는 식품첨가물로 각종 통조림에 포함돼 있다. 연구팀은 생쥐의 신경세포(뉴런)를 배양한 뒤 PPA를 투여하고 해마 신경세포의 형태와 단백질 발현량을 관찰했다. 그 결과 세포내 불필요한 단백질과 세포소기관을 분해하는 자가포식 작용이 제대로 이뤄지지 않아 세포내 노폐물이 축적되고 결국 시냅스 형성에 중요한 역할을 하는 수상돌기 가시가 줄어들면서 뇌 발달이 더뎌진다는 것을 확인했다. 또 PPA가 투여된 세포에서는 세포외 신호조절 효소 경로가 과도하게 활성화된다는 것도 관찰했다.결국 식품첨가물로 사용되는 프로피온산이 체내에 과도하게 유입될 경우 장내 세균의 종류와 숫자에 영향을 미치고 이것이 신경세포에까지 영향을 미쳐 뇌발달이 한창인 아동에게 영향을 미쳐 자폐유사증상을 유발할 수 있다는 설명이다. 문지영 박사는 “이번 연구는 장내 미생물이 뇌에 미치는 여러 영향 중 하나를 밝혀낸 것으로 프로피온산이 뇌에 미치는 영향을 파악함으로써 관련 질환 치료에도 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

일본팀, 클로자핀 N옥사이드 주입·관찰48시간 Q뉴런 활성화, 동면상태와 유사美팀, 하루 음식 안 주고 신진대사 낮춰생쥐 신경회로서 Q뉴런의 활성화 확인“장기 동면상태에선 이식 장기 손상 막고발병 후 조직 손상 최소화 등 이익 크다” SF영화 역사상 최고의 걸작으로 꼽히는 ‘2001 스페이스 오디세이’(1968)에서 시작해 ‘멜 깁슨의 사랑이야기’(1992), 실베스터 스탤론 주연의 ‘데몰리션맨’(1993), ‘바닐라 스카이’(2001), 에일리언 시리즈, 그리고 2016년 말 개봉한 ‘패신저스’까지 공통점은 뭘까. ‘냉동인간’ 혹은 ‘인공동면’(冬眠)을 소재로 하고 있다는 점이다. SF에서는 수십~수백 광년이 떨어진 곳까지 우주여행을 하거나 불치병에 걸려 과학기술이 더 발전한 먼 미래에 깨어나 치료받기 위한 소재로 쓰인다. 그렇지만 SF에서는 전혀 다른 원리를 갖고 있는 냉동인간과 인공동면을 혼동해 사용하는 경우가 많다. 겨울잠이라고 불리는 동면은 에너지를 아끼기 위한 것이 주요 목적이고 냉동인간은 특정 목적 때문에 생체조직이 상하지 않도록 특수 처리한 상태에서 초저온으로 냉동시켜 장기 보존하는 것이다. 냉동인간 기술을 활용해 사업을 하는 기업들이 전 세계적으로 서너곳이 있지만 냉동만 가능할 뿐 조직 손상 없이 해동시키는 방법은 아직 알고 있지 못하다. 인공동면이나 냉동인간 기술이 성공한 사례는 없다는 말이다. 그렇지만 과학계에서는 냉동보존 기술의 첫 단계로 곰이나 개구리 등 겨울잠 자는 동물들의 동면 원리를 알아내기 위해 끊임없이 노력하고 있다. 이런 가운데 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 6월 11일자에는 설치류를 대상으로 동면과 비슷한 상태를 유발시킬 수 있는 신경세포 회로를 발견했다는 연구 결과 2편이 실려 주목받고 있다.사람은 추운 곳에 오래 노출될 경우 저체온증으로 서서히 의식을 잃고 사망하는 경우가 많다. 그렇지만 겨울잠을 자는 동물들은 날씨가 추워져 먹을 것을 구하기 어려워지면 에너지 소비를 낮춰 체온을 떨어뜨리고 심장도 거의 움직이지 않는 상태로 한철을 보내게 된다. 많은 과학자들이 동면은 뇌 시상하부의 ‘시각교차전(前)구역’이라는 부위에서 온도조절 작용 때문이라고 추측했을 뿐 정확한 메커니즘은 밝혀내지 못한 상태였다. 일본 쓰쿠바대 의대, 국제통합수면의학연구소, 이화학연구소(리켄) 망막재생연구소, 리켄 세포기능역학연구소, 니가타대 뇌연구소, 쓰쿠바 고등연구협회 공동연구팀은 생쥐에게 ‘클로자핀 N옥사이드’라는 화학물질을 주입한 결과 뇌 시상하부에 있는 Q뉴런이라는 지금까지 잘 알려지지 않은 부분이 활성화되면서 48시간 이상 동면 상태와 비슷하게 신진대사 활동이 느려지고 체온이 떨어지는 것을 확인했다. 또 광유전학 기술로 Q뉴런을 자극할 경우에도 동면 상태가 유도되는 것을 관찰했다. 유도동면에서 깨어난 뒤 생쥐들에게서 이상행동이나 조직이나 장기손상은 관찰되지 않았다고 연구팀은 밝혔다. 미국 하버드대 의대 신경생물학과, 신경과학부, 영상·데이터분석센터, 베스 이스라엘 디코니스 의료센터(BIDMC) 내분비·당뇨·대사질환과, 샌디에이고 소재 의료기업 뉴로포토메트릭스 공동연구팀은 일본 연구팀처럼 약물을 주입하는 대신 24시간 동안 음식과 물을 주지 않아 신진대사 활동을 낮춘 뒤 생쥐의 신경회로를 관찰한 결과 역시 Q뉴런이 활성화된다는 사실을 확인했다.이번 연구를 주도한 신경생물학 분야의 세계적 권위자 마이클 그린버그 하버드대 의대 교수는 “인간에게 장기적인 동면 상태를 유도하는 것은 이식을 위해 장기를 손상 없이 보존할 수 있게 해주거나 질병 발생 후 조직손상을 최소화시키는 등 잠재적으로 의학적 이점이 큰 기술”이라며 “이번 연구는 신경회로 자극을 통해 인공동면 유도 가능성을 보여 줬다는 데 의미가 크다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

올 초 코로나19가 확산되기 시작할 무렵 많은 사람들은 날씨가 더워지면 기세가 꺾일 것이라고 기대했었습니다. 코로나19는 그런 기대감은 헛된 것이라고 비웃듯 더운 중동이나 아프리카에서도 무서운 속도로 퍼지고 6월 시작과 함께 폭염이 찾아온 국내에서도 사라질 기미는 안 보입니다. 오히려 더운 날씨 때문에 마스크 착용 같은 개인 방역이 느슨해지면서 더 확산되고 있는 분위기입니다. 결국 코로나19의 유일한 해결책은 예방백신과 치료제 개발입니다. 백신은 특정 감염병에 대해 인공적으로 면역을 얻기 위해 병원균을 약화시키거나 죽인 뒤 적당한 생물학적, 화학적 처리를 통해 만든 약물입니다. 백신의 연구개발 기간은 상당히 길어 사람들에게 사용되기까지는 오랜 시간이 걸립니다. 게다가 대부분의 백신은 ‘콜드 체인’이라는 시스템을 통해 차갑게 유지돼야 합니다. 신선식품처럼 2~8도에서 냉장보관되지 않으면 변질하거나 백신 단백질이 분해돼 쓸모없어집니다. 기온이 높거나 냉장 시설이 갖춰지지 않은 저개발국가에서 백신의 효과가 떨어지는 이유입니다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 이런 이유로 생산된 백신의 약 50%가 사용 전에 폐기되고 있을 뿐만 아니라 같은 이유로 2018년 기준 전 세계 영유아 1940만명이 백신접종을 받지 못해 사망하거나 장애를 겪게 됐다고 합니다. 그런데 영국 배스대 화학과, 보건과학부, 생물·생화학과, 화학공학과, 케임브리지대 생화학과, 뉴캐슬대 의대, 프랑스 유럽싱크로트론연구시설(ESRF), 미국 퍼듀대 약학부 공동연구팀은 인체에 무해한 무기물질을 이용해 100도까지 가열하거나 상온에서 최대 3년까지 보관해도 약효가 안 떨어지는 ‘백신 내열성 기술’을 개발했다고 10일 밝혔습니다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 6월 9일자에 실렸습니다. 이번에 개발된 기술은 백신 단백질을 인체에 무해하고 온도 저항성을 가진 무기물질 ‘실리카’로 코팅하는 것입니다. 연구팀은 ‘엔실리케이션’이라고 부르는 이 방법을 현재 사용되고 있는 파상풍 백신에 적용했습니다. 연구팀은 영국 배스에서 약 482㎞ 떨어져 있는 뉴캐슬까지 엔실리케이션 처리한 파상풍 백신과 일반 파상풍 백신을 보통우편으로 보냈습니다. 백신은 실온에 노출된 상태로 이틀이 걸려 배송됐습니다. 뉴캐슬대 의대 연구진은 이들 파상풍 백신을 받아 생쥐에게 주사하고서 관찰했습니다. 엔실리케이션 백신을 접종받은 생쥐에게서는 면역반응이 나타났지만 일반 백신을 접종받은 생쥐에게서는 면역반응이 형성되지 않았다고 합니다. 연구팀은 디프테리아와 백일해 백신을 대상으로도 추가 엔실리케이션 실험을 하고 이후 여러 백신에도 적용할 예정이라고 밝혔습니다. 엔실리케이션 기술은 열대 지역에 몰려 있는 저소득 국가에서도 백신을 안전하게 사용할 수 있게 만들어 많은 질병을 정복할 수 있게 해줄 것으로 보입니다. 역사학자 아널드 토인비는 ‘역사의 연구’에서 “역사는 도전과 응전을 통해 발전해 왔다”고 했습니다. 이는 질병과의 전쟁에도 적용될 것입니다. 역사를 살펴보면 예상치 못한 신종 감염병들이 인류 생존을 위협하기도 했지만 결국 감염병을 극복하는 방법을 찾아냈습니다. 이번 코로나19와의 전쟁에서도 반드시 인류는 그 해결책을 찾아내 이길 것입니다. edmondy@seoul.co.kr

2000년 전에 이미 아르키메데스는 기하학을 배우다 어려워하는 톨레미 1세에게 기하학에는 왕도가 없다고 선언했다. 하지만 여전히 공부법에 대한 비법을 전하는 글과 책이 쏟아져 나오고 많이 팔린다. 이 가운데 나름 많이 팔리는 책들의 특징을 몇 가지 살펴보자. 우선 책 제목이다. 제목이나 부제에 특별함을 강조하는 수식어, 예를 들면 ‘기적의’, ‘울트라’, ‘최고’, ‘최상위’, ‘완벽’ 등이 붙는다. 여기에 소수의 사람들만 쓰는 비법임을 강조하기 위해 ‘서울대 상위 1%’, 아니면 ‘하버드 0.1%’ 등과 같은 숫자도 종종 사용된다. ‘뇌 과학’, ‘메타인지’, ‘몰입’ 등과 같은 전문 용어를 사용하기도 한다. 그렇다면 공부법이나 학습법에 대한 책은 누가 쓸까. 학교나 학원에서 학생들을 가르친 경험이 있는 교사들이 가장 많다. 소위 명문학교에 자녀를 입학시킨 부모들도 있고 명문 대학의 합격생을 포함해 사법시험과 같이 어려운 관문을 통과한 나름대로의 성취를 이룬 사람들도 있다. 그렇지만 공부법이나 학습법을 연구하는 학자들이 쓴 책은 극소수이다. 책 구성 방식에서 볼 수 있는 일반적인 특징은 자신이 경험하거나 관찰한 사례, 특히 성공 사례를 제시한 다음 이를 일반화하는 것이다. 즉 자신이 발견하거나 제시한 방법대로 공부한 사람들이 이런저런 성공을 거두었는데, 노력하면 누구나 그렇게 될 수 있다는 것이다. 그렇지만 이런 주장은 조심스럽게 받아들여야 한다. 성공한 사람이 쓴 방법이 모두에게 적용된다는 보장이 없기 때문이다. 사실 사례 제시는 좋은 증거가 아니다. 주장하려는 사람이 자신에게 유리한 사례를 고르기 때문이다. 더 좋은 증거는 많은 사람을 대상으로 특정한 방법을 사용하게 한 다음 성공한 사람과 실패한 사람의 수를 비교하는 것이다. 그런데 베스트셀러에서 볼 수 있는 많은 공부법은 이런 엄밀한 검증을 거치지 않은 게 대부분이다. 공부법과 관련된 주장의 타당성을 쉽게 살펴볼 수 있는 방법은 다음과 같다. 먼저 주장을 펼친 사람들이 그 분야의 전문가들인지 살펴봐야 한다. 가르치거나 성공한 경험만으로는 부족하다. 특별한 사례에 불과하고 특별할수록 여러 사람에게 적용될 가능성이 낮기 때문이다. 학계에서 인정받는 이론적 근거가 있는지, 충분히 많은 참여자를 대상으로 한 연구 결과가 있는지 등을 참고해야 한다. 실제로 공부법을 연구하는 필자가 강조하고 싶은 비법은 연습이다. 사람들이 성공하지 못하는 이유는 있지도 않은 특별하고 비밀스러운 방법을 몰라서가 아니다. 그보다는 충분히 좋은 방법을 지속적으로 사용하지 못하기 때문이다. 명상을 연구하는 심리학자 래리 로젠버그가 가르쳐 주는 집중하는 방법은 단순하기 그지없다. 1. 가능하면 한 번에 한 가지 일만 하라. 2. 그 한 가지 일에 완전히 몰두하라. 3. 그 일 외에 딴생각이 들면 다시 하던 일로 돌아가라. 4. 세 번째 단계를 수천 번 반복하라. 5. 집중하지 못하는 이유를 찾아보라. 로젠버그는 한 번에 한 가지 일만 하는 것도 어렵다고 알려준다. 다행히 그 어려움을 극복하는 비법을 알려주는데, 바로 엄청난 연습이다. 많은 사람은 몇 번 혹은 몇십 번 하다 그만두고 만다. 한 번, 한 번에 마음을 담아 수백, 수천 번을 해야 한 가지 일을 온전히 할 수 있게 된다. 이 방법을 공부에 적용해 보자. 정해진 시간과 장소에서 정해진 시간 동안 집중해서 공부하라. 잘되면 짧은 휴식으로 성공을 축하하라. 딴짓을 했으면 정신을 차리고 다시 하던 공부로 돌아가라. 정신 차리는 일을 수천 번 반복하라. 이런 일이 너무 자주 일어나면 그 이유에 대해 스스로 생각해 보고, 아무리 생각해도 이유를 찾을 수 없으면 전문가의 도움을 받아라. 로젠버그가 언급한 ‘수천 번’은 사실 마음가짐 혹은 태도라 할 수 있다. 즉 실패해도 다시 시작하기를 포기하지 않겠다는 태도이다. 이 태도만 있으면, 사실상 실패는 불가능하다. 다시 일어나서 지속할 수 있기 때문이다. 그리고 지속적으로 추구하면 그만큼 우리 각자의 삶의 흔적이 선명해진다. 의미 있는 깨달음과 결과물은 일관성 있고 선명한 삶에 덧붙여지는, 새로운 세계로의 초대장이다.

1980년대 천문학 역사에 큰 획을 그었던 발견을 담고 있는 데이터 창고에서 천문학자들이 일련의 시간여행을 계속했으며, 이는 오랫동안 풀리지 않고 있는 우주의 미스터리를 해결하기 위한 것이라고 한다. 일단의 연구진이 하와이의 마우나 케아에 있는 케크 천문대와 미 항공우주국(NASA)의 찬드라 X-선 천문대가 보유하고 있는 오랜 데이터를 뒤졌는데, 이는 엄청난 양의 빛을 방출하는 퀘이사, 곧 활동 은하핵에 관한 데이터들이다. 그들이 관측한 것은 아인슈타인 고리라 불리는 것으로, 퀘이사와 지구 사이의 거대 질량체의 중력에 의해 휘어진 빛의 고리이다. 이 같은 고리는 휘어진 빛으로 인해 일종의 렌즈 기능을 하여 '중력 렌즈'라 일컬어지기도 한다. 따라서 거대 질량체의 후면에 있는 은하 등이 크게 확대되어 보인다. 질량이 시공간을 휘게 한다는 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 따른 현상으로, 아인슈타인 고리라는 이름을 얻었다.그러나 연구팀은 최초로 발견된 아인슈타인 고리인 '1131 + 0456'보다 더 오래된 아인슈타인 고리를 발견하는 데는 실패했다. 1131 + 0456는 1987년 뉴멕시코의 초대형 전파망원경 네트워크(VLA)를 사용하여 최초로 관찰된 것으로, 발견 당시에는 해당 천체까지의 거리나 적색이동(멀리 떨어진 물체가 방출하는 빛의 파장이 늘어나서 스펙트럼상에서 붉은 쪽으로 치우쳐 보이는 현상) 값은 알려지지 않다. 그러나 이번 새로운 연구를 통해 연구팀은 해당 천체까지의 거리를 결정할 수 있었는데, 그 값은 지구로부터 100억 광년 거리로, 적색이동 z = 1.849였다.　​ 이 같은 결과를 산출한 연구자는 공동저자인 캘리포니아 패서디나 소재 NASA 제트추진연구소의 선임 연구원 대니얼 스턴과 영국 케임브리지 대학 천문학연구소의 도미니크 월턴 STFC 어니스트 러더퍼드 팰로이다. 스턴 박사는 성명에서 “아인슈타인 고리가 처음 발견되었을 때는 베를린 장벽이 여전히 서 있을 무렵이었고, 우리 논문에 제시된 모든 데이터는 지난 2000년의 데이터”라고 밝혔다. “우리가 더 깊이 파고들자, 그렇게 유명하고 밝은 빛을 내는 천체인데도 측정한 거리가 없다는 사실에 놀랐다”고 말하는 스턴 박사는 “중력 렌즈를 이용해 거리를 측정하는 것은 우주 팽창 과정이나 암흑물질을 연구하는 모든 추가 연구에 필요한 첫 번째 단계”라고 덧붙였다. 이 연구는 6월 1일 ‘천체물리학 저널 레터스’에 게재되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

과학자들이 인간의 세포를 부분적으로 투명하게 만드는 실험 연구에 성공했다. 미국 캘리포니아대 어바인캠퍼스 등 공동연구진은 오징엇과에 속하는 한 연체동물의 특정 단백질을 이용해 인간의 신장 세포를 부분적으로 투명하게 만들었다고 밝혔다. 이 연구에서 이들 연구자는 오징어의 일종인 캘리포니아 화살꼴뚜기(학명 Doryteuthis opalescens)의 피부 조직에 있는 리플렉틴이라고 부르는 특정 단백질을 추출했다. 그러고 나서 이 단백질을 실험실에서 배양해 유전적으로 조작한 인간 배아 신장 세포에 주입하는 실험을 진행했다. 그 결과, 인간의 세포가 부분적으로 투명해졌다는 것이다.이에 대해 연구진은 이 기술은 앞으로 살아있는 인간의 세포나 조직 안에서 어떤 일이 일어나는지를 지금보다 명확하게 관찰하는 데 활용할 수도 있다고 설명했다. 연구진이 이용한 리플렉틴 단백질은 오징어나 문어 같은 두족류가 포식자 등의 위협을 회피할 때 사용하는 것이다. 이들 연체동물은 이 단백질로 색소포와 백색소포로 불리는 피부 조직의 층과 층 사이의 공간을 넓히거나 좁혀 빛의 파장을 조절해 피부를 투명하게 하거나 색을 바꿀 수 있다.특히 이들 연구자가 주목한 캘리포니아 화살꼴뚜기는 다른 두족류처럼 포식자를 피할 때 이를 활용해 몸을 위장하지만, 암컷의 경우 수컷의 접근을 막는 데도 사용하는 것으로 유명하다. 수컷은 투명할 때 몸속에 흰색 정소가 외부로 드러나는 데 암컷은 자신의 피부를 이와 유사하게 만들어 접근하는 수컷들을 단념시킨다는 것이다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’(Nature Communications) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 연구진이 퇴행성 뇌질환 치료에 단초를 마련할 것으로 기대되는 세포소기관 소통조절에 관여하는 단백질을 찾아냈다. 한국뇌연구원, 서울대, 포스텍 공동연구팀은 세포소기관인 미토콘드리와 소포체를 연결하는 막인 ‘MAM’을 만드는데 관여하는 단백질을 발견했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 세포 안에는 다양한 세포 소기관이 존재하면서 막으로 된 접촉부위를 통해 소통한다. 특히 세포내 에너지 공장이라고 불리는 미토콘드리아와 단백질을 만들어 세포 곳곳에 전달하는 소포체를 연결하는 MAM에 위치한 단백질은 세포 내 지질대사와 자가포식 등 기능을 조절하는 것으로 알려져 있다. 미토콘드리아와 소포체가 만나면 MAM이 만들어져 칼슘 이동통로가 되는데 이 때 미토콘드리아로 칼슘이 과도하게 유입될 경우 미토콘드리아의 기능이 떨어지면서 각종 질병이 발생한다. 특히 퇴행성뇌신경질환 환자들의 유전자 변성이 해당 부위에서 많이 발견되고 있다. 연구팀은 MAM 단백질 구조를 분석하는데 필요한 새로운 방법을 고안해 인간 세포에서 MAM을 구성하는 115개의 단백질을 발견했다. 또 대면적 3차원 전자현미경으로 세포내 MAM 부위를 3차원으로 관찰한 결과 FKBP8 단백질이 MAM에서 칼슘수송에 필수 요소라는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구로 퇴행성뇌신경질환 공통 원인으로 알려진 미토콘드리아의 칼슘 증가현상을 조절할 수 있는 단백질을 발견함으로써 알츠하이머병, 파킨슨병 등의 치료제 개발에 도움이 될 수 있을 것으로 평가받고 있다. 정민교 한국뇌연구원 박사는 “이번 연구결과는 세포소기관 사이의 네트워크가 제대로 이뤄지지 않으면 질병이 발생하는데 이에 관여하는 단백질을 정확하게 밝혀냄으로써 미토콘드리아 손상을 지연하거나 막을 수 있는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

재미 한인과학자가 환자의 체세포를 신경세포로 바꿔 뇌에 이식하는 방식으로 파킨슨병 치료에 성공해 주목받고 있다. 주인공은 김광수(66) 미국 하버드대 의대 교수이다. 김 교수가 주도한 매사추세츠종합병원, 보스턴아동병원, 다나파버-하버드대 암센터, 코넬대 의대, 한국 한양대 공동연구팀은 환자의 피부세포를 만능줄기세포로 유도한 뒤 신경전달물질인 도파민을 생성할 수 있는 전구세포를 만들어 60대 파킨슨병 환자의 뇌에 주입한 결과 운동능력을 회복했다고 2일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘뉴잉글랜드 저널 오브 메디슨’에 실렸다. 연구팀은 파킨슨병을 앓고 있는 69세의 의사이자 발명가인 조지 로페즈라는 자원자에게 2017년과 2018년 두 차례에 걸쳐 환자 자신의 체세포로 만든 도파민 신경세포를 뇌에 이식했다. 수술 후 2년 동안 자기공명영상(MRI), 양전자방출단층촬영(PET) 등 다양한 검사를 통해 파킨슨병 증상이 완화된 것을 확인했다.환자 자신의 세포를 이용했기 때문에 면역거부반응이 나타나지 않았으며 복용하는 도파민약의 양을 줄일 수 있게 됐고, 환자는 스스로 신발끈을 다시 묶을 수 있을 뿐만 아니라 수영, 자전거 같은 신체활동도 원활하게 할 수 있을 정도로 운동능력을 회복한 것으로 알려졌다. 일본 야마나카 신야 교수가 처음으로 유도만능줄기세포(iPSc) 기술을 개발한 뒤 황반변성증 환자가 iPSc를 이용해 세포치료를 받은 적이 있지만 병의 호전이 관찰되지 않았다. 이번 연구는 iPSc를 이용해 뇌질환 환자치료에 처음으로 시도했을 뿐만 아니라 실제적 증상의 완화를 이끌어 낸 것으로 평가받고 있다. 이 때문에 과학계에서는 iPSc 기술이 여러 종류의 난치병 치료에 쓰일 수 있다는 가능성을 제시한 것으로 보고 있다.신경생물학, 줄기세포 분야에서 세계적인 석학으로 김 교수는 서울대 미생물학과를 졸업하고 카이스트 생물공학과에서 석박사를 마친 뒤 미국으로 건너가 코넬대 의대, 테네시대 의대 교수를 거쳐 하버드대 의대 교수로 재직 중이다. 김 교수는 “안정성과 효능성 입증을 위해 더 많은 환자를 대상으로 임상시험을 수행하기 위해 미국 식품의약국(FDA) 승인을 받으려 필요한 절차를 밟고 있는 중”이라며 “10년 정도 후속 연구를 더 진행하면 맞춤형 세포치료가 파킨슨병 치료에 보편적 방법으로 자리잡게 될 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 27일 국가안보전략연구원(조동호 원장)의 제1회 전파(前派)포럼 ‘문재인 정부 대북정책 무엇을 남길 것인가‘ 속기록 마지막 다섯 번째다. 워낙 분량이 많아 다섯 차례로 나눠 매일 오전 11시 30분 올려왔다. 발언의 취지가 흐트러지거나 빗나갔다면 전적으로 정리자의 책임이다. 조동호 원장 문재인 정부에서 하나만 남긴다면 뭘까? 이혜정 중앙대 교수 핵 위협은 어느날 갑자기 올지 모르는 위협이다. 우발적이거나 오해에 의한 위협을 줄이는 레거시를 가져가면 되고 그보다 더 중요한 것이 상시적인 긴장을 낮추는 군사합의다. 적어도 긴장을 낮추고, 코리아리스크 낮추는 것을 언론과 학자들이 인정해줘야 한다. 그런데 거기에는 누가 이뤘다는 크레딧이 붙여지지 않는다. 군사합의서에서 재래식 수준의 군축을 시작, 군비 통제를 하는 것을 평가해줘야 한다. 최강 아산정책연구원 부원장 북한이 바라보는 미국을 움직일 수 있는 힘을 가져야 한다. 돌파하려면 확실히 하던가. 그런데 지난 3년간 안했다. 그러니 북한도 남한을 안 바라본다. 북한이 바라보는 미국을 움직일 수 있는 카드가 뭔지, 급할수록 돌아가라는 말이 있듯 한국의 입지를 확보하려면 미국과 조율을 강화해야 한다. 한국이 이 얘기를 하면 미국이 듣는구나, 중국이 움직이는구나 그런 걸 보여줘야 한다. 김대중 전 대통령이 보여줬던 한 템포 쉬어가기였는데 그래서 (북한과) 통했다. 통미통북을 해야한다. 그런 프레임을 강화시켜 놓는 것이 장기적으로 가는 길이다. 어찌 보면 대북문제에서 주변부 쪽에 가 있는 것을 본류에 들어갈 수 있게 만드는 길이다. 김기정 교수가 올해를 돌파의 해라고 했는데, 뭘? 대화 재개가 돌파인가 문제 해결이 돌파인가? 과연 지금이 돌파의 시기인가? 서주석 차관이 안보태세 잘 되고 있다고 하셨는데, 과연 그런지 의문이다. 올해 추경 두 차례 하면서 1조 5000억원 깎였고 더 깎일 것이고 F-35 정찰프로그램 연기될 것이고 등등에 훈련 축소까지, 연합훈련도 여름에 별로 안하고 넘어갈 것 같고, 그런데 우리가 신뢰할 수 있는 대비태세를 유지하고 있나? 2017년 문 정부가 보여준 입장이 지금 우리에게 필요한 것 아닐까? 그것이 대화의 물꼬를 트는 계기가 될 수 있다.조동호 원장 이제 북미관계로 넘어가자. 어떻게 보나. 트럼프 재선은. 방위비와 전작권 등에다 미중 갈등까지. 최강 부원장 미중갈등이 크다. 갈수록 어려워진다. 그런데 모호함을 취할수록 더 배제를 받지 않는다. 어려운 숙제이긴 한데 묘수를 찾아야 한다. 중국은 우리가 이윤을 창출할 수 있는 시장이었는데 이제 경쟁자다, 특히 첨단산업에서. 그러면 힌트를 줄 수 있지 않을까? 대선에서는 북한이 큰 문제가 아니다. 트럼프는 전혀 얘기 안한다. 코로나와 미중이 변수라서. 방위비 잘 관리해 왔다. 이 정도면. 13억 달러까지 내려온 것 같은데 15억 달러인가. 53%까지면 상당히 방어한 것이다. 이 정도면 타결해 볼 만하다. 그런데 반대 급부로 뭘 얻을지. 손에 잡히는 결과물을 갖고 얘기해야 하지 않을까. 트럼프가 자랑하길 좋아하니 자랑거리를 주면서 실제로 받아올 것을 고민해야 한다. 김기정 연세대 교수 김정은이 놓인 전략적 좌표, 국내정치적 구도가 역시 점점 무게추가 안보로, 핵무기를 포기하는 순간 생존할 수 없다는 쪽으로 기울어지는 듯하다. 지난해 하반기 이렇게 정해졌는데 올해 무엇을 할 것인지 등등. 그런데 코로나 때문에 6개월 정도, 정책을 제안하는 시점도 늦어지고 타이밍을 놓치는 것도 있다. 그런데 아무것도 하지 않는 것이 옵션이 될까? 이런 고민도 할 것이다. 김정은이 두 그룹 사이에 끼어 있듯 두 가지 주장이 있다. 한 쪽은 미국과 관계에서 손상을 입더라도 비용을 부담하더라도, 남북 돌파를 통해 다시 북미관계를 움직여야 한다는, 2018년부터 노딜 이후까지 있었던 주장이다. 지금 남쪽 정부는 미국과 부담을 갖자는 쪽과, 워킹그룹으로 조율하자는 쪽으로 나뉜 것 같다. 같다. 남북관계에서 뭔가 만들어야 한반도의 정치적인 것들이 재작동할 기회가 주어지지 않을까. 전 그걸 ‘돌파’라고 보고. 코로나 이전부터 구상이 되고 실천의 방법을 찾고 있었는데. 하반기에 구체적 실천이 어떻게 나타나겠느냐는 골격이 나올텐데, 코로나 때문에 인도주의적인 지원문제까지 포함하면 북한이 수용할 수 있는 조건을 잘 관찰하면서 구체적으로 제안하는 모양새가 되지 않을까. 미중관계가 코로나 이후 격돌 양상이다. 선택 강요받는 것이 가장 괴로운 외교적 조건일 것 같다. 물론 잘 헤처나가리라 보는데 이런 때 한국 외교의 공간 넓히는 것도 필요하다. 국제정치의 새로운 거버넌스가 흔들리고 있고 새로 만들어지는 과정에 한번 중점적으로 고려하고 실천에 옮겨야 하는 것 중 하나가 중견국가간 협력 체제, 그게 한국외교의 기동성을 넓혀갈 수 있지 않을까 생각한다. 김성한 고려대 국제대학원장 어제까지의 정부 당국 발언을 종합하면 방위비 분담금 협상은 미국 대선 이후까지 끌고, 불가피해지는 한미 관계 경색의 빈 공간을 한중관계, 시진핑 방한 이런 것에 공을 들여서 한중관계 개선, 남북관계 개선에 총력을 기울인다는 것으로 보인다. 개인적으로 걱정이 많다. 제가 틀릴 수도 있고, 수정될 수도 있겠지만 방위비는 조속히 타결을 해야 한다. 나쁘지 않은 딜이다. 반대급부로 미국과 어떤 협상을 해야 하는지는 반중생산동맹이 아니라 어떤 전략적 생산동맹 조정이 필요하다. 중국과의 관계를 미국과의 관계에서어느 한 쪽을 선택하도록 강요받지 않는 상황으로 내몰리지 않는 것이 지상목표가 돼야 한다. 차세대 반도체, AI, 양자컴퓨터 등 새롭게 미국이 글로벌 서플라이 체인을 짜려고 한다. 한국을 어디에 위치시킬지 초미의 관심사다. 그런 쪽으로 협상을 할 수 있어야 하고, 욕심을 더 낸다면 이런 상황에 북한이 한반도 상황 악화시키거나 하면 미국에게도 좋을 게 없고 재선 가도에 도움이 안되니까, 최소한 연락사무소 개설이라도 이뤄낼 수 있는 방향으로 유도하는 것이 좋지 않을까. 서주석 국방연구원 책임연구위원 선택을 강요받을 수도 있지만, 그럴수록 우리 입지도 강화될 수 있다. 한미, 한중 양쪽에 내세울 수 있는 것을 만들어야 한다. 방위비 분담은 우리가 그동안 정말 크게 변화했는데, 국력도 커지고 국격도 높아지고, 일정한 역할의 확대를 미국과 같이 하게 될 것이라고 생각한다. 비핵화나 남북관계 개선에서 우리 운신의 폭을 넓히는 계기가 돼야하지 않나 싶다. 조동호 원장 모두들 수고 많으셨다. 임병선 기자 bsnim@seoul.co.kr

개인의 이성이 어떻게 국가를 바꾸는가(김용운 지음, 맥스미디어 펴냄) 서구 사회에서는 일찍이 자리잡았음에도 한국에서는 입지가 좁았던 ‘이성’에 대한 사유를 담았다. 저자는 한국사에서 되풀이된 정치·외교적 위기의 원인을 우리 민족의 원형에 대한 성찰과 이성적 사유 부족에 있다고 분석하면서, 이성 교육이 철학, 과학, 수학, 예술 등의 분야에서 융합적으로 이루어져야 한다고 말한다. 380쪽. 2만원.과학이라는 발명(데이비드 우튼 지음, 정태훈 옮김, 김영사 펴냄) 과학혁명의 실존 여부에 대한 질문에 답하는 저작. 영국 요크대 역사학과 교수인 저자는 근대 과학이 튀코 브라헤가 신성을 관찰했던 1572년과 뉴턴이 ‘광학’을 출간한 1704년 사이 발명됐다면서 콜럼버스, 코페르니쿠스 같은 주요 인물들의 활약, 사실·증거·자연법칙·실험 등 오늘날 애용되는 과학 용어들의 정립을 살핀다. 1016쪽. 4만 3000원.성스러운 한 끼(박경은 지음, 서해문집 펴냄) 종교와 음식에 관한 39편의 이야기를 모은 교양서. 땅속의 벌레를 죽일지 모른다는 이유로 감자나 양파 같은 뿌리채소를 먹지 않는 자이나교도, 맥도날드 피시버거의 출발이 된 가톨릭의 전통 등 경향신문에서 오랫동안 문화기자를 했던 저자가 수년간 직접 취재하고 맛본 이야기를 썼다. 308쪽. 1만 6000원.냉전의 지구사(오데 아르네 베스타 지음, 옥창준 옮김, 에코리브르 펴냄) ‘냉전’은 어떻게 전 지구적 현상이 됐을까. 미국, 소련은 유럽사의 확장판이 아니라 각각 자유와 정의라는 보편적 가치를 담보한 ‘제국’이며, 냉전은 제국주의가 이들 제국 간 경쟁으로 바뀌는 시대의 변화라는 논지를 편다. 이들과 제3세계의 서로에 대한 적극적인 개입이 냉전을 전 지구적으로 확산시켰다. 814쪽. 3만 9500원.귤의 맛(조남주 지음, 문학동네 펴냄) 밀리언셀러 ‘82년생 김지영’을 쓴 조남주 작가의 청소년 소설. 중학교 영화 동아리에서 만난 네 명의 단짝 소녀들이 고등학교에 입학하기까지 성장담이다. 어린 소녀들은 집단 따돌림, 아픈 동생, 가족 간 갈등과 경제난 등 어려운 상황 속에서 아파하며 서로를 보듬는다. 208쪽. 1만 1500원.소방관의 선택(사브리나 코언해턴 지음, 김희정 옮김, 북하우스 펴냄) 생사의 순간, 최선의 결정을 내리는 법은 무엇일까. 현직 소방관이자 심리학자인 저자가 20년의 현장 경험과 10년간의 심리학 연구 성과를 책에 담았다. 그는 우리가 중요 결정을 내릴 때 분석적이기보다는 직관에 의존하는 경향이 높다고 말하며 이에 맞는 훈련법과 현장 매뉴얼, 사후 평가 방법을 소개한다. 396쪽. 1만 6500원.

고슴도치를 구하려 했던 걸까 아니면 잡아먹으려고 했던 걸까. 북유럽 국가에서 촬영된 영상 하나에 세계 각국에서 다양한 의견이 쏟아지고 있다. 일단 영국 데일리메일과 인도 인디아투데이 등은 길 한복판에 멈춰선 고슴도치가 까마귀 덕에 목숨을 구했다고 전했다. 20일(현지시간) 라트비아 오그레 지역을 지나던 운전자가 차도에 웅크린 고슴도치 한 마리를 발견했다. 고슴도치를 밟고 지나칠 수도 없는 노릇이었기에 난감했던 그때 어디선가 까마귀 한 마리가 날아왔다.까마귀는 마치 '움직여!'라고 말하듯 몸을 말고 있는 고슴도치를 부리로 쪼아댔다. 그러자 꿈쩍도 하지 않던 고슴도치가 쪼르르 발걸음을 옮겼다. 그렇게 몇 차례 까마귀가 부리로 쪼아댄 덕에 고슴도치는 도로 옆 수풀로 무사히 몸을 피했다. 이 장면을 목격한 운전자는 “나는 방금 새 한 마리가 ‘길을 건너야 죽지 않는다’고 고슴도치를 쪼아대는 걸 봤다”며 해당 영상을 공유했다. 하지만 영상을 본 사람들은 저마다 다른 의견을 내놨다. 한 사람은 “까마귀가 뭔가 불길한 계획을 세우고 있었던 게 아닐까”라며 의혹을 제기했다. 까마귀가 고슴도치를 잡아먹기 위해 수를 쓴 것이라는 주장이다. 또 다른 사람도 “까마귀가 고슴도치를 구했다는 건 당신 생각일 뿐”이라면서 “까마귀는 다른 새의 새끼도 잡아먹는다”고 거들었다.까마귀의 선의를 곡해하지 말라는 의견도 있었다. 루베르튀르라는 이름의 누리꾼은 “까마귀 지능은 매우 높다. 고슴도치를 죽이는 데 시간을 낭비할 만큼 멍청하지 않다는 말”이라고 주장했다. 이어 “까마귀는 그저 고슴도치를 살리려 했을 뿐”이라고 옹호했다. 이에 대해 동물단체 ‘펫 헬프풀’ 관계자는 까마귀가 고슴도치와 장난을 치고 있었을 가능성이 크다고 설명했다. 관계자는 “2010년부터 동네 까마귀를 관찰했는데, 까마귀들은 일단 천적이 아니라는 것만 파악되면 고양이나 개와도 쉽게 친해졌다”고 밝혔다. 까마귀가 매우 영리하며 다른 동물과 우호적이라는 말도 덧붙였다. 실제로 고양이나 강아지를 놀려먹거나 독수리 등 맹금류를 살살 약 올리는 까마귀의 모습은 자주 눈에 띈다.학계 전문가들은 앵무새와 까마귀가 인간과 영장류, 고래류를 제외한 동물 중 가장 지능이 높다고 여긴다. 특히 뉴칼레도니아까마귀는 야생에서 식물이나 나뭇가지를 도구로 사용해 먹이를 잡는다고 말한다. ‘베티’라는 이름의 뉴칼레도니아까마귀가 부리가 닿지 않는 깊은 관 속에 잠긴 먹이를 꺼내기 위해 철사를 구부려 갈고리 모양으로 만든 연구 사례는 유명하다. 심지어 까마귀 지능이 7살 어린이와 비슷하다는 주장도 있다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

고령화 사회로 빠르게 진입하면서 각종 만성질환과 퇴행성질환이 늘어나고 있다. 특히 관절염은 45세 이상 성인에게서 나타나는 가장 흔한 만성질환으로 알려져 있다. 최근에는 20~30대 젊은 층에서도 관절염으로 고생하는 이들이 나오고 있다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 치료가 쉽지 않은 관절염을 회복시킬 수 있는 유전자를 발견해 주목받고 있다. 가톨릭대 의과대, 서울대, 한국생명공학연구원 공동연구팀은 관절염 회복을 돕는 유전자 3개를 발견했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초의학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 클리니컬 인베스티게이션’에 실렸다. 뼈와 뼈가 만나는 관절부위에 여러 원인으로 손상되거나 염증이 발생하는 관절염은 상태가 악화됐다가 호전되기를 반복하고 치료가 쉽지 않다. 과학계에서는 관절염을 포함해 염증 악화의 원인인 자가면역반응을 억제하는 약물에 대한 연구가 활발하다. 그렇지만 염증 치료제는 정상적인 면역체계에도 손상을 입히는 경우가 발생해 바이러스 감염에 쉽게 노출되는 부작용도 있었다. 연구팀은 류머티스 관절염을 앓은 뒤 자연치유된 생쥐의 관절조직을 채취해 3만개 이상의 유전체를 RNA서열분석해 관절염 증상에 영향을 미치는 85개의 후보 유전자를 선별해 냈다. 이들 후보 유전자를 대상으로 면역학적 실험을 실시한 결과 그동안 관절염과 연관성이 알려지지 않았던 인테그린(Itgb1), 알피에스-3(RPS3), 이와츠(Ywhaz)라는 핵심유전자 3개를 최종 찾아냈다. 이들 3개 유전자는 관절조직과 염증억제에 관여하는 조절T세포라는 면역세포에서 나타나 항염물질을 만들어 내면서 관절염 회복에 관여한다는 것을 연구팀은 확인했다. 이들 3종의 유전자는 병든 면역세포에 작용해 염증성 사이토카인 생성을 억제하고 질병을 자연적으로 회복시키는 것으로 분석됐다. 특히 이와츠 유전자는 류머티스 관절염을 앓는 생쥐 관절에 주사하면 증상과 통증이 눈에 띄게 줄어드는 것으로 확인됐다. 연구팀은 65명의 류머티스 관절염 환자의 소변을 분석한 결과 치료제에 쉽게 반응하는 환자들은 항류머티스 약물을 투여하면 이와츠 농도가 늘어났지만 약물 투여에도 이와츠 농도가 늘어나지 않고 오히려 감소하는 것이 관찰됐다. 이에 연구팀은 이와츠 유전자로 부작용이 적은 치료제를 만들거나 간단한 피검사나 소변검사로 관절염 치료를 미리 예측할 수 있는 바이오마커로 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 김완욱 가톨릭대 의대 교수는 “이번 연구는 관절염이 인체 내에서 어떻게 자연치유될 수 있는지를 보여주는 첫 사례라는 의미가 크다”라며 “관절을 보호하고 회복시키는 핵심적인 자연치유물질을 발굴했을 뿐만 아니라 이번에 발굴된 유전자 중 하나는 간단한 혈액검사나 소변검사를 통해 관절염 회복을 사전에 예측할 수도 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 플라스틱 분해효소를 가진 식물성 플랑크톤을 개발해 주목받고 있다. 한국생명공학연구원 세포공장연구센터 이용재, 김희식 박사팀은 유전자 형질전환을 통해 해양 생태계를 파괴하는 주범으로 지목받고 있는 플라스틱을 분해할 수 있는 식물성 플라스틱을 만들었다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 미생물학 분야 국제학술지 ‘마이크로바이얼 셀 팩토리즈’에 실렸다. 사람의 삶에 편리함을 가져다주는 플라스틱은 바다나 강으로 유입되면서 바닷새나 고래, 바다거북 등 동물이 먹이로 착각해 삼켜 문제가 생기는 경우가 많아지고 있다. 페트병 같은 플라스틱이 바다로 흘러들어가 햇빛이나 바닷물에 의해 미세플라스틱으로 분해되면서 어패류나 작은 물고기들도 삼켜 먹이사슬을 통해 플라스틱 생물농축이 일어나 사람의 몸 속에 농축될 수 있다. 연구팀은 식물성 플랑크톤이 수생 생태계에서 1차 생산자로 전체 먹이사슬에 중요한 역할을 한다는 점에 착안했다. 이에 페트분해효소 아미노산 서열을 식물플랑크톤에 적합하도록 유전자를 합성해 ‘클라미도모나스 레인하티’라는 녹조류에 적용했다. 연구팀은 이렇게 만들어진 플라스틱 분해 식물성 플랑크톤을 현재 판매되고 있는 음료수 페트병과 함께 넣어 실험한 결과 페트병들이 4주만에 인체에 무해한 화학물질로 완전히 분해되는 것을 확인했다. 또 전자현미경으로 페트병이 분해되는 과정을 관찰하는데도 성공했다. 김희식 박사는 “이번 연구는 플라스틱을 분해하는 녹색미세조류를 처음으로 개발함으로써 플라스틱에 의한 환경오염을 해결할 수 있는 새로운 패러다임을 제시했다는데 의미가 크다”라며 “먹이사슬을 통한 미세플라스틱의 생물 농축을 원천 차단할 수 있게 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국식품연구원(원장 박동준) 식품기능연구본부 최상윤 박사팀은 옥수수 수염 추출물이 과도한 당 섭취로 인한 체내 당 독소 축적을 막아 준다는 것을 확인하고 이를 이용한 기능성식품 소재를 개발했다고 27일 밝혔다. 당을 과도하게 섭취할 경우 독성유발물질인 메틸글리옥살이 과도하게 만들어져 혈관손상, 피부염증, 인슐린저항성 등이 발생한다. 연구팀은 옥수수 수염 추출물은 메틸글리옥살의 과잉 축적을 억제할 수 있는 ‘글리옥살레이즈-1’이라는 효소를 활성화시킨다는 사실을 확인했다. 당을 과잉 섭취시킨 생쥐에게 옥수수 수염 추출물을 6주간 섭취시켰을 때 신장과 혈액 속에서 글리옥살레이즈-1 활성이 증가하면서 메틸글리옥살 농도는 줄어드는 것이 관찰됐다. 연구팀은 이번 연구 결과를 바탕으로 옥수수 수염 추출물에 대한 특허를 출원했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

멸종위기종인 북대서양긴수염고래가 지구 반대쪽의 남반구에 서식하는 남방긴수염고래에 비해 몸집이 더 작고 건강상태도 양호하지 못하다는 연구결과가 나왔다. 긴수염고래는 북대서양긴수염고래와 북태평양긴수염고래, 그리고 남방긴수염고래 등 세 종류로 나눠지며, 모두 몸길이가 10m를 훌쩍 넘어 20m에 달하는 개체가 있을 정도로 큰 몸집을 자랑한다. 덴마크 오르후스대학 연구진은 북대서양과 남반구에서 각각 긴수염고래가 주로 서식하는 지역에서의 서식환경을 집중적으로 관찰하고, 고래의 몸 크기를 비교했다. 그 결과 북미대륙과 유럽-아프리카 대륙 사이의 북대서양에서 서식하는 북대서양긴수염고래는 남반구에 주로 서식하는 남방긴수염고래에 비해 몸집이 더 작고 건강상태도 좋지 않은 것으로 확인됐다. 연구진에 따르면 북대서양긴수염고래의 건강을 해치는 주요 원인 중 하나는 해당 지역을 많이 오가는 선박과의 충돌 및 이로 인한 부상이다. 낚시 도구 중에서도 바닷가재나 게를 잡기 위해 어부가 던져놓은 통발과 밧줄이 북대서양긴수염고래의 건강을 갉아먹는 요인 중 하나로 꼽힌다. 깊은 바다까지 흘러 들어간 통발에 몸이 걸린 북대서양긴수염고래가 통발에서 빠져나오기 위해 지나치게 많은 에너지를 소비하고, 결국 사냥할 힘이 부족해 성장과 건강에 영향을 미친다는 것. 이밖에도 지구온난화로 바다의 수온이 오르자 이 고래의 주요 먹이인 크릴 등 요각류의 개체 수가 급격하게 줄어든 것 역시 이 고래에게 부정적인 영향을 미친 것으로 파악됐다. 연구진에 따르면 북대서양긴수염고래가 하루 평균 섭취하는 크릴의 양은 약 900㎏에 달하지만, 이 고래들은 먼 거리를 헤엄치기에 충분한 에너지를 섭취하지 못하고 있는 실정이다. 이러한 상황은 북대서양긴수염고래의 개체 수 확보에도 어려움을 안겼다. 2018~2019년, 멸종위기에 처해있는 북대서양긴수염고래가 낳은 새끼는 7마리에 불과하다. 양질의 먹이를 섭취하지 못하다 보니 남방긴수염고래에 비해 늦게 성적 성숙에 도달하고, 암컷이 새끼를 낳는 시기도 점차 늦어지고 있다. 연구진은 논문 소개 플랫폼 ‘유레칼러트’(EurekAlert)와 한 인터뷰에서 “남방긴수염고래의 개체 수가 1만~1만 5000마리 정도로 추정되는 반면, 북대서양긴수염고래의 개체 수는 410마리에 불과하다”면서 “지구온난화로 인해 달라진 먹이 환경과 선박과의 잦은 충돌로 생긴 트라우마가 북대서양긴수염고래의 번식에 악영향을 미치고 있다”고 지적했다. 이어 “이러한 상황을 바꾸기 위해서는 해당 지역을 지나는 대형선박들이 뱃길을 바꾸거나 속도를 늦춰야 하고, 최대한 소음을 줄이려는 노력이 필요하다. 또 게나 바닷가재를 잡을 때에는 밧줄이나 통발 등을 사용하지 않는 것이 중요하다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 해양생물학 분야의 저명학술지인 해양생태학(Marine Ecology Progress Series) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 뇌의 도파민 특정 유전자 스위치가 켜지면 약물 중독에 쉽게 빠지게 된다는 사실을 밝혀냈다. 포스텍 생명과학부, 한국뇌연구원, 대구경북과학기술원(DGIST), 미국 마운트시나이 아이칸의대 신경과학과, 존스홉킨스대 심리·뇌과학과, 존스홉킨스대 의대 신경과학연구소 공동연구팀은 코카인 같은 약물 중독에 신경세포의 특정 도파민 수용체가 중요한 역할을 한다고 26일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘생물 정신의학’에 실렸다. 약물 중독은 특정 약물을 강박적으로 찾고 사용하는 행동을 보이는 정신질환으로 치료가 어렵고 오랜 시간이 지난 뒤에도 재발 가능성이 높다. 특히 마약류 같은 중독성 약물은 뇌의 보상회로 속 도파민 농도를 증가시키고 도파민 수용체를 활성화시켜 쉽게 중독을 일으키는 것으로 알려져 있다. 문제는 중독에 유독 쉽게 빠지는 사람이 있는데 이런 현상에 대한 정확한 신경생물학적 메커니즘은 아직 밝혀지지 않은 상태이다. 연구팀은 생쥐들을 이용해 코카인을 스스로 투여할 수 있는 장치에 넣은 뒤 전기생리학적, 광유전학 기법으로 실험을 실시했다. 그 결과 중독에 취약한 생쥐들은 일반 생쥐들과 2909개의 유전자가 차이를 보인다는 사실을 확인했다. 중독 취약 생쥐들은 기분과 감정을 조절하는 영역인 대뇌 보상회로 중격의지핵에 있는 콜린성 뉴런이라는 신경세포에서 ‘DRD2’라는 유전자가 과도하게 발현되는 것으로 관찰됐다. 콜린성 뉴런에서 DRD2가 쉽게 켜지고 발현량도 급증하는 생쥐는 똑같은 코카인에 노출되더라도 쉽게 중독된다는 설명이다. 구자욱 한국뇌연구원 박사는 “이번 연구는 뇌 중격의지핵 신경세포 중 1~2% 정도에 불과한 콜린성 중간뉴런의 도파민 신호전달체계가 중독 행동에 중요한 역할을 한다는 점을 밝혀냈다는데 의미가 크다”라며 “추가 연구를 통해 약물 중독 환자에 대한 새로운 치료전략을 제시할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

호주 사막에서 작은 들개 크기의 야생 고양이 한 마리가 커다란 왕도마뱀을 사냥해 입에 물고 있는 모습이 카메라에 포착됐다고 데일리메일 호주판 등 현지매체가 전했다. 보도에 따르면, 시드니대 엠마 스펜서 연구원은 지난 18일 트위터에 이런 모습이 담긴 사진을 공유했다. 이 사진은 리트윗을 거듭해 소셜 사이트인 레딧닷컴에도 소개돼 많은 네티즌을 깜짝 놀라게 했다. 한 네티즌은 “들고양이는 앞으로 30세대에 걸쳐 호랑이처럼 커질지도 모른다”고 했고 또 다른 네티즌들은 들고양이와 마주쳤던 경험을 공유했다. 대다수 네티즌은 야생동물에게 영향을 미치는 들고양이를 더욱더 철저하게 관리해야 한다고 요구했다.사진 속 들고양이는 주변 사물과 비교해도 일반적인 개체보다 훨씬 커 보인다. 이에 대해 스펜서 연구원은 들고양이가 사진 속 개체만큼 크게 자란 모습을 보는 사례는 점점 더 흔해졌다면서도 이 들고양이는 작은 딩고 정도 크기로 보인다고 설명했다. 딩고는 호주 들개로 보통 몸길이 86~100㎝, 몸무게 12~24㎏에 달한다. 반면 들고양이의 경우 어떤 수컷은 7㎏에 달한다. 따라서 사진 속 들고양이는 5~6㎏ 내외로 추정된다. 이 고양이에게 먹이가 된 도마뱀은 굴드왕도마뱀으로 큰 개체는 6㎏에 달하지만 사진 속 개체의 크기는 아직 덜 자란 것처럼 보인다. 공유된 사진은 2년 전인 2018년 호주 중부 심프슨 사막 북쪽 끝에 있는 에타부카 보호구역에 설치된 많은 야생동물 관찰 카메라 가운데 한 대에 촬영됐다. 스펜서 연구원을 비롯한 동료 연구자들은 퀸즐랜드 주정부 기관인 퀸즐랜드 생물보안과(Biosecurity Queensland)와 함께 심프슨 사막에서 죽은 동물들을 연구하기 위해 이들 카메라를 설치해 놨고 이번에 카메라를 회수해 데이터를 확인하면서 이런 장면을 발견한 것이다. 스펜서 연구원은 들고양이가 이렇게 큰 포식자를 사냥한 모습을 보고 충격을 받았다고 밝혔다. 그녀는 또 이 도마뱀은 힘이 세고 속도가 빨라 들고양이들에게 도전적인 존재이지만, 사진 속 들고양이가 도마뱀을 죽였다는 것은 의심의 여지가 없다고 말했다.들고양이는 죽은 동물을 먹기는 하지만 살아있는 먹이를 더 좋아한다. 하지만 다른 동물이 먹다 남긴 도마뱀이 발견되는 사례는 극히 드물어 사진 속 고양이가 도마뱀을 사냥했을 가능성이 큰 것으로 전해졌다. 들고양이는 어류와 양서류 그리고 곤충은 물론 조류와 유대류에 이르기까지 모든 동물을 사냥할 수 있는데 문제는 먹지 않더라도 재미로 사냥하는 습성이 있다.현재 호주에는 이런 들고양이가 약 560만 마리나 살고 있고 매년 야생동물 고유종 30억 마리가 이들 고양이에게 죽고 있다고 생물보안과의 매슈 젠틀 수석연구원은 설명했다. 젠틀 연구원은 들고양이가 훨씬 더 큰 먹이를 잡아먹는 모습이 목격된 사례는 사실 이번이 처음은 아니라고 밝혔다.젠틀 연구원에 따르면, 같은 해 들고양이가 새끼들을 먹이기 위해 소형 캥거루 종인 왈라비를 사냥한 비슷한 장면이 촬영되기도 했다. 한편 이들 연구자는 들고양이가 200년 전 호주에 들어온 뒤 지금까지 포유류 34종을 멸종하게 한 직접적 원인이 됐다고 추정한다. 또 이런 들고양이 탓에 멸종 위기에 처한 야생동물이 123종에 달한다고 밝히고 있다. 사진=엠마 스펜서/트위터 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

초파리는 여러모로 신기한 곤충이다. 작은 크기에도 불구하고 과일 썩는 냄새를 기막히게 잘 포착하고 인간에게 쉽게 잡히지 않을 만큼 비행 능력도 뛰어나다. 과학자에게 초파리의 뛰어난 감각 기관과 생각보다 복잡한 행동을 할 수 있는 작은 뇌는 흥미로운 연구 대상이다. 쥐 같은 다른 실험동물보다 단순한 뇌를 지니고 있지만, 크기에 비해 복잡한 행동이 가능해 뇌의 기능을 연구하는데 제격이기 때문이다. 호주 맥쿼리 대학 연구팀은 호주에 서식하는 퀸즐랜드 초파리(Queensland Fruit Fly, 학명·Bactrocera tryoni)이 뛰어난 후각을 이용해서 천적을 피할 수 있는지 연구했다. 퀸즐랜드 초파리는 실험용으로 자주 사용되는 초파리(학명’Drosophila melanogaster)의 먼 친척으로 호주에서는 과일의 해충이다. 연구팀은 자연 상태의 천적인 거미 3종과 개미 1종, 그리고 천적 관계가 아닌 다른 곤충의 냄새를 자극으로 주고 퀸즐랜드 초파리의 행동을 관찰했다. 초파리의 행동은 단순 움직임, 먹이 찾기, 짝짓기, 알 낳기 등 네 가지 형태로 나눠 그 활동 정도를 세부적으로 기록했다. 연구 결과 흥미롭게도 퀸즐랜드 초파리가 천적의 종류에 따라 다르게 행동한다는 사실이 밝혀졌다. 예를 들어 밤에 주로 사냥하는 천적의 냄새가 나면 퀸즐랜드 초파리는 움직임을 줄여 천적에 포착될 가능성을 줄인 반면 낮에 주로 사냥하는 천적을 만나면 빠르게 움직여 자리를 피했다. 어떤 형태의 천적이든 냄새가 나면 퀸즐랜드 초파리는 먹이 구하기, 짝짓기, 알 낳기를 모두 중단하고 생존을 모색했다. 이 연구에서 가장 흥미로운 사실은 실험에 사용된 퀸즐랜드 초파리가 모두 실험실 환경에서 키운 것으로 자연 상태에서 천적과 마주친 적이 없었다는 것이다. 따라서 퀸즐랜드 초파리의 행동은 학습이 아니라 유전자에 의한 것으로 추정된다. 퀸즐랜드 초파리 입장에서는 본능으로 각인된 천적에 대한 두려움인 셈이다. 연구팀은 유전자가 행동을 조절하는 상세한 기전은 밝히지 못했지만, 학습이 아닌 유전자로 천적에 대한 행동을 조절하는 것은 매우 타당한 생존 전략이다. 물론 초파리도 학습은 가능하지만, 짧은 수명을 지닌 작은 곤충이 부모나 동료로부터 생존 기술을 배우는 일은 불가능하다. 그렇다고 천적에 잡혀보면서 시행착오를 통해 어떻게 하면 피할 수 있는지 배울 수도 없는 노릇이다. 이 연구는 작은 뇌를 지닌 초파리에게도 천적에 맞춰 대응할 수 있는 자신만의 방법이 있다는 사실을 보여준다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

2027년까지 청주 오창에 건설되는 다목적 방사광 가속기의 효율적 활용과 파급효과 극대화를 위한 다양한 지원시설이 구축될 전망이다. 23일 충북도에 따르면 현재 구상중인 시설은 6개 정도다. 도는 370억원을 투입해 가속기와 기업들을 연결하는 거점 역할을 할 가속기 활용지원센터 건립을 추진할 예정이다. 이 센터는 현장과 미래의 가속기 수요예측 역할도 하게 된다. 74억원을 들여 가속기 실험을 통해 확보되는 대용량 데이터를 처리하고 분석하는 가속기 DNA센터 건립도 계획에 포함됐다. 숙박시설, 국제회의장, 식당 및 영화관 등으로 구성된 연면적 6000㎡ 규모의 국제관 건립도 추진된다. 국제관 사업비는 210억원이다. 가속기 전문인력 양성과 공동연구 지원 등을 담당하게 될 가속기 전문인력 양성센터와 33만8000㎡에 달하는 가속기 연관 산업단지 조성도 진행될 예정이다. 도는 가속기가 건립되는 오창 테크노폴리스산업단지 잔여부지를 산단 후보지로 잡았다. 도는 계획대로 산단이 조성되면 이곳에 의료, 제약, 반도체, 전기전자, 자동차, 철강 관련 기업 등을 입주시킨다는 계획이다. 과학자들이 모여 사는 사이언스 아카데미 빌리지 조성도 추진된다. 도는 10만㎡ 부지에 100여동을 짓는 것으로 가닥을 잡았다. 사업비는 366억원이다. 입주시기는 2025년 이후가 될 전망이다. 빌리지는 주택과 함께 휴게시설, 레포츠시설, 실험실, 공동연구실 등으로 꾸며진다. 도 관계자는 “도비와 시비로 사업비를 해결하는 것으로 계획을 잡았는데, 정부 공모사업 등을 통해 국비를 확보할수 있는 게 있는지 살펴볼 생각”이라며 “중소기업 빔라인 이용료 지원과 청년 연구자 기초연구 활용 지원 등 모든 지원사업을 합치면 18개에 총 사업비가 3289억원”이라고 설명했다. 가속기는 ‘방사광’이란 빛으로 물질의 미세구조를 관찰하는 초정밀 거대현미경이다. 다양한 분야에서 활용돼 ‘기초과학의 꽃’으로 불린다. 과기부는 2022년 착공해 2027년까지 가속기를 완공한다는 계획이다. 사업비는 국비 8000억원, 지방비 1980억원 등 총 9980억원이다 청주 남인우 기자 niw7263@seoul.co.kr

정신없이 바쁜 일상, 뇌에서 받아들이기 어려울 정도로 쏟아져 나오는 각종 정보들로 현대인들은 스트레스 상황에 항상 노출돼 있다. 최근에는 코로나19 사태가 장기화되면서 ‘코로나 블루’(코로나 우울증)를 호소하는 목소리도 많아지고 있다. 스트레스가 심해지면 불안, 우울, 강박 증상 등이 나타나는 경우도 많은데 극심한 스트레스, 특히 외상성 스트레스는 뇌의 구조 자체를 바꿔 공격성을 높이고 분노조절장애에 시달리게 만들 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립정신건강연구소(NIMH), 국립의과학연구소(NIGMS), 국립당뇨·소화기·신장병연구소(NIDDKD), 군의관의과대, 미네소타대 신경행동발달연구센터 공동연구팀은 외상성 스트레스가 공격성을 높이고 분노조절장애를 가져올 수 있다고 21일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌과학분야 국제학술지 ‘저널 오브 뉴로사이언스’ 20일자에 실렸다. 트라우마라고도 부르는 외상성 스트레스는 충격적인 사건이나 자연재해으로 인해 자신이나 타인에 대한 물리적 위협을 경험하거나 목격한 다음 겪게 되는 심리적 외상을 말한다. 많은 사람들이 트라우마는 자신과 상관없는 일로 생각하지만 살다보면 크고 작은 외상성 스트레스를 겪게 된다. 직장이나 학교에서 경험이나 믿고 있던 지인에게서 배신, 가까운 사람의 질병 등 다양한 요인이 트라우마를 남기는 경우가 많다. 외상성 스트레스를 받게 되면 신체적, 심리적 변화가 나타나는데 지금까지는 단순히 충격적인 사건의 후유증 때문으로 인식돼 왔다. 그런데 연구팀은 외상성 스트레스는 감정과 사회적 행동에 관여하는 편도체 자체에 변형을 일으키고 편도체와 뇌의 다른 부위가 연결된 두 개의 통로에 변화를 유발시킨다는 것을 생쥐실험으로 확인했다.연구팀은 수컷 생쥐들을 좁은 공간에 여러 마리를 넣어놓는다든지 음식 주는 시간과 양을 불규칙하게 하는 등 스트레스를 준 뒤 뇌를 관찰했다. 그 결과 스트레스를 받은 생쥐는 그렇지 않은 생쥐에 비해 편도체와 편도체 회로가 달라지고 다른 생쥐들에 대한 공격성이 더 늘어난 것이 확인됐다. 연구팀은 빛을 이용해 뇌 심부를 자극하고 편도체 회로 한 쪽이 활성화되는 것을 억제하고 차단한 결과 공격적인 행동을 줄이는데도 성공했다. 연구팀은 과도한 스트레스로 인해 공격성이 증가하거나 분노조절장애를 겪는 사람에게도 이 같은 뇌심부 자극을 적용해 같은 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 연구를 이끈 NIMH 시냅스발달·가소성연구분과의 제이콥 노드먼 박사는 “이번 연구는 개체들이 견뎌낼 수 있는 수준을 넘어서는 과도한 스트레스는 우울감 뿐만 아니라 공격성까지 자극해 개인적으로나 사회적으로 문제가 될 수 있다는 것을 보여주고 있다”라며 “뇌의 깊은 부분을 자극함으로써 스트레스로 인해 자극되는 뇌 경로를 차단한다면 공격성이나 시도 때도 없이 터져나오는 분노를 줄일 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr