국내 연구진이 혈관 협착을 막는 스텐트를 3D프린팅 기술을 이용해 만들고 생체에 적용한 결과 성공적인 결과를 얻어 화제다. 한국기계연구원 나노자연모사연구실과 전남대 의대 공동연구팀은 바이오3D 프린팅 기술을 이용해 금속 대신 생분해성 소재를 이용한 폴리머 스텐트를 만들어 전임상시험에 성공했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘화학공학 저널’ 최신호에 실렸다. 스텐트는 혈액 내 지방성분이 많아져 끈적해지면서 동맥의 혈관 벽이 좁아져 협심증이나 심장마비 같은 증상을 막기 위해 그물망 형태의 관을 혈관 속으로 넣는 장치이다. 일반적으로 코발트 크롬 합금과 같은 금속 소재의 스텐트가 사용되지만 체내에서 부식되거나 부러지는 경우도 있고 혈액들이 뭉쳐 혈관과 협착되거나 염증을 유발할 수 있다는 단점이 있다. 이에 연구팀은 수술용 실이나 뼈 접착제 등 의료목적으로 쓰이는 폴리락틱산이라는 고분자 물질을 3D프린팅 재료로 해 그물 모양의 스텐트 구조를 만들었다. 여기에 혈액 속에 존재해 혈액 응고를 막는 작용을 하는 헤파린이라는 물질을 표면에 코팅했다. 이렇게 헤파린 코팅 생분해성 스텐트는 필요한 형태를 3D프린터로 단시간에 환자맞춤형으로 제작할 수 있다는 장점을 갖고 있다.이렇게 만들어진 스텐트를 이용해 생쥐실험을 한 결과 기존 금속성 스텐트보다 치료효과가 큰 것으로 나타났다. 이번 기술을 응용해 스텐트 표면에 헤파린 이외의 필요한 약물을 코팅할 경우 혈관 세포 부착을 조절하거나 다양한 약물을 전달할 수도 있다. 박수아 기계연구원 박사는 “이번 연구는 3D프린팅 기술로 혈관협착 방지 물질이 코팅된 생분해성 폴리머 스텐트를 적용해 동물실험이 성공했다는데 큰 의미가 있다”라며 “이번 기술은 심혈관 질환 극복에 상당한 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

기계도 오래 쓰면 성능이 떨어지는 것처럼 사람의 몸 역시 오래될수록 여기저기 고장이 난다. 대표적인 부위가 관절이다. 실제로 나이가 들면 뼈와 뼈가 만나는 관절 부위가 손상되거나 염증이 생기는 관절염 증상이 나타나는 경우가 많다. 지금까지는 관절염 진단을 위해서는 엑스레이 사진 판독과 의사의 진단에만 의존했기 때문에 관절염이 어느 정도 진행됐는지 정확하게 파악하기가 쉽지 않았다. 미국 메릴랜드주립대, 코넬대 의대, 울산과학기술원(UNIST) 기계항공및원자력공학부, 한국과학기술연구원(KIST) 공동연구팀은 걸음걸이를 분석해 무릎관절염의 진행 정도를 진단하고 적절한 치료와 재활 방법을 찾을 수 있는 시스템을 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 전기전자공학회에서 발행하는 국제학술지 ‘IEEE 신경시스템과 재활공학’에 실렸다. 기존에는 무릎 관절염을 엑스레이 사진 판독과 의사 소견에 따라 5등급으로 진단했지만 실제 환자들은 등급과는 상관없이 통증을 비롯한 다양한 증상으로 고통을 겪는다. 이 때문에 좀 더 정확하고 객관적인 진단을 위해 동작분석실이라는 장소에서 고가의 장비를 이용해 장시간에 걸친 데이터를 수집해 무릎 내전 회전힘을 측정하는 방법도 있었지만 진단비용이 지나치게 비싸 실제 활용도는 떨어졌다. 연구팀은 로봇시스템과 신경생체역학을 결합시켜 러닝머신만 있으면 사용가능한 시스템을 개발했다. 이 기술을 활용하면 환자가 걷는 동안 운동기구 발판에 가해지는 힘과 발목의 움직임을 측정해 무릎 관절에 가해지는 모든 힘을 실시간 계산해 관절염 정도를 파악할 수 있다. 실시간으로 관절에 가해지는 힘과 내전회전힘을 파악할 수 있기 때문에 환자에게 올바른 걸음걸이 방법을 알려줄 수 있으며 이를 통해 관절염 통증을 줄일 수도 있다고 연구팀은 설명했다. 강상훈 UNIST 교수는 “이번 기술은 무릎관절염 환자들의 움직임을 실시간으로 정밀하게 관찰한 데이터를 바탕으로 비수술적 치료와 환자맞춤형 재활훈련을 제공하는데 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 차세대 태양전지 기술인 페로브스카이트 태양전지와 물질 표면에 빛을 비췄을 때 발생하는 핫전자를 포착하는 기술을 결합시켜 새로운 개념의 태양전지 기술을 개발해 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 나노물질및화학반응연구단과 성균관대 화학공학부 박남규 교수 공동연구팀은 페로브스카이트와 핫전자 포착 기술을 결합한 고효율 태양광 전환소자 개발에 성공했다고 12일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 레터스’ 최신호에 실렸다. 핫전자는 빛 에너지를 흡수했을 때 표면에 생성되는 고에너지 전자로 태양광을 전기에너지로 전환할 때 사용되는 매개체로 알려져 있다. 현재 태양전지 기술은 빛에너지를 전기에너지로 전환할 때 에너지 손실이 상당히 크지만 핫전자를 기반으로 한 태양전지는 에너지 손실을 최소화할 수 있다는 장점이 있다. 현재 기술수준으로는 태양전지 효율을 극대화시키는데 한계에 다다라 핫전자 기술을 이용한 태양전지 개발에 많은 과학자들이 관심을 갖고 있다. 문제는 핫전자는 발생 이후 1조분의 1초만에 사라지고 이동거리가 수십 나노미터(㎚)에 불과해 포집이 쉽지 않다는 점이다. 연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해 페로브스카이트 구조를 가진 물질에서 핫전자가 다른 물질에서 만들어진 것보다 수명과 확산거리가 길다는 사실에 착안했다. 연구팀은 이산화티타늄 박막 위에 금 나노구조체가 놓인 나노 다이오드를 만들고 그 위에 페로브스카이트 소재를 쌓아올린 형태의 태양전지를 만들었다. 여기에 빛을 비추면 페로브스카이트와 금 나노구조체가 각각 핫전자를 만들어 수명과 확산거리가 크게 증폭되는 것을 확인했다. 실제로 금 나노구조체만 있을 때 핫 전자는 발생 후 2.87피코초(피코초=1조분의 1초)만에 사라지지만 페로브스카이트와 결합된 경우는 62.38피코초가량을 머무는 등 핫전자 수명이 22배 이상 길어진 것이 관찰됐다. 박정영(카이스트 화학과 교수) IBS 나노물질및화학반응연구단 부연구단장은 “핫전자는 차세대 친환경 에너지원 개발에 있어 새로운 패러다임을 제시할 것”이라면서 “이번 연구를 바탕으로 핫전자의 소멸과 포집시간을 조절해 같은 양의 빛을 받아도 더 많은 전류를 발생시키는 초고효율 페로브스카이트 기반 핫전자 태양전지를 개발할 계획”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

팔, 다리를 움직이는 인체의 기계적 운동에너지를 전기에너지로 변환시켜 말초신경을 자극함으로써 방광 기능장애로 인해 생기는 요실금을 치료할 수 있는 기술이 개발됐다. 대구경북과학기술원(DGIST) 로봇공학전공 이상훈 교수와 싱가포르국립대 공동연구팀은 인체에서 발생하는 기계적 운동에너지를 전기 신호를 전환해 말초신경을 자극하는 신경조절 장치를 개발했다고 12일 밝혔다. 특히 이번 기술은 말초신경 중 방광 골반신경을 자극해 신경인성 방광으로 인해 나타나는 배뇨장애나 요실금을 치료하는데 도움이 될 것으로 기대되고 있다. 이번 연구결과는 화학분야 국제학술지 ‘나노 에너지’에 실렸다. 신경인성 방광은 신경계 이상으로 인해 발생하는 방광과 요도 기능장애로 인해 요실금이나 변실금 현상이 나타난다. 기존에는 이를 치료하기 위해 신경자극기를 체내에 삽입하는 방식이 쓰였는데 배터리의 주기적 교체와 수술에 따른 환자의 심리적 거부감 등 문제들이 있었다. 연구팀은 이같은 단점을 해결하기 위해 방광골반신경을 자극할 수 있는 소형 신경전극 개발과 함께 인체에서 발생하는 기계적 운동에너지를 전기에너지로 바꿔주는 배터리 없는 장치를 개발했다. 신체 움직임으로 전기에너지를 만들어 내기 때문에 반영구적으로 사용할 수 있으며 장치 삽입도 안정적으로 가능하기 때문에 합병증 위험은 물론 환자의 거부감도 적은 것으로 확인됐다. 이상훈 교수는 “마찰전기를 신경자극 실험에 적용할 수 있을 것이라는 아이디어에서 시작한 이번 연구는 향후 배터리 없는 인체삽입형 신경자극기 개발에 있어 다양하게 활용할 수 있을 것으로 기대된다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리 몸 속 활성산소는 피부에 주름을 만들거나 세포 노화를 촉진시키는 원인으로 알려져 있다. 이 때문에 체내 활성산소 제거는 노화 방지를 위해 필수적이다. 그런데 국내 연구진이 활성산소를 제거해 노화를 막는 방법으로 배터리 수명을 늘리는 방법을 개발했다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 연구진은 활성산소를 제거하는 인체 반응을 모방한 촉매를 개발해 차세대 배터리 기술로 알려진 리튬-공기전지의 성능과 수명을 높이는데 성공했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 화학회에서 발행하는 재료분야 국제학술지 ‘ACS 나노’ 최신호에 실렸다.리튬-공기전지는 현재 널리 사용되는 리튬이온전지보다 에너지 밀도가 3~5배 높은 차세대 배터리이다. 산소를 사용해 전지 무게가 가볍고 친환경적이라는 장점이 있는데 전기를 사용하는 과정에서 나오는 활성산소가 배터리 효율과 전체 용량을 떨어뜨릴 뿐만 아니라 수명도 줄인다는 문제도 함께 갖고 있다. 연구팀은 인체 내 활성산소를 제거하기 위한 항산화효소가 있다는데 착안했다. 체내 항산화효소는 활성산소를 과산화이온과 산소로 바꿔 세포를 활성산소로부터 지킨다. 연구팀은 항산화효소 원리를 모방한 촉매 ‘MA-C60’을 만들어 리튬-공기전지의 양(+)극에 적용했다. 이 촉매는 항산화효소처럼 활성산소를 과산화이온과 산소로 바꿔 활성산소가 일으키는 추가반응을 막아준다. 또 전지 효율 저하를 막아줄 뿐만 아니라 활성산소로 인해 배터리의 수명이 짧아지는 것도 방지해주는 것으로 관찰됐다. 송현곤 UNIST 교수는 “이번 연구는 인체 내에서 일어나는 활성산소 제거 메커니즘을 배터리 기술에 적용한 획기적인 시도라는데 큰 의미가 있다”라며 “리튬-공기전지 개발과 상용화 뿐만 아니라 활성산소에 의해 나타날 수 있는 배터리의 전기화학적 특성을 향상시키는데 많은 도움을 줄 곳으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리나라 성인 남녀 1인당 1개씩은 갖고 있다는 스마트폰을 이용해 뇌신경회로를 조절해 치매나 파킨슨병 같은 뇌신경질환을 치료할 수 있는 방법이 개발됐다. 카이스트 전기및전자공학부와 미국 워싱턴대 마취학및약리학부 공동연구팀이 스마트폰 어플리케이션(앱)을 이용해 약물과 빛을 뇌의 특정 부위에 전달해 신경회로를 정교하게 조절할 수 있는 기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 의공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 6일자에 실렸다. 이번 기술은 신약개발시 장기간 동물실험이 필요할 때나 치매, 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌신경질환을 치료할 때도 활용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 빛을 이용해 특정 뇌신경세포를 자극하는 광유전학 기술이나 약물을 이용해 주변 신경회로에 영향을 주지 않고 뉴런이나 신경을 제어할 수 있는 신경약물학은 현재 뇌신경질환 치료나 연구에 활용되는 전기자극기술보다 효과가 뛰어나다는 장점이 있다. 문제는 사용 기기의 크기가 커 뇌 조직을 손상시키거나 정교하게 제어하기 어렵다는 단점이 있다. 또 광섬유나 약물주입관 때문에 뇌 이식한 다음에는 행동 제약이 생긴다. 이에 연구진은 플라스틱과 같은 중합체로 만들어진 미세유체관과 마이크로 LED를 결합시켜 머리카락 두께의 유연한 탐침을 만들었다. 이 장치를 소형 블루투스 기반 제어회로와 교환 가능한 약물카트리지와 결합시킨 뒤 스마트폰 앱을 이용해 무선으로 제어할 수 있는 2g 남짓한 뇌 이식장치를 만들었다. 연구팀은 이 장치를 생쥐의 뇌 보상회로에 이식하고 도파민 활성물질과 억제물질이 든 카트리지를 결합시켰다. 그 다음 스마트폰 앱을 이용해 도파민을 제어하거나 활성화시켜 쥐의 행동을 조정하는데 성공했다. 또 생쥐의 뇌에 빛에 반응하는 단백질을 주입해 빛에 반응하도록 해 쥐가 특정 장소를 좋아하고 싫어하도록 조종할 수 있음을 확인했다.정재웅 카이스트 전기및전자공학부 교수는 “이번 기술은 기존의 전기자극 방법보다 훨씬 더 정교해 부작용 없는 뇌 제어가 가능하다”라며 “추가 연구를 통해 두개골 내에 완전히 이식할 수 있고 반영구적으로 사용가능한 형태로 디자인할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

산업화 이전 시대보다 1.2도 높아져 2도 상승 땐 100만명당 170명 사망 지구온난화로 바닷물도 뜨거워져 참다랑어 체내 메틸수은 56% 급증#1995년 7월 13일 서울보다 위도상 북쪽에 위치한 미국 시카고에 낮 기온이 41도, 체감온도는 48도까지 오르는 무더위가 찾아왔다. 이날부터 닷새 동안 시카고를 포함한 주변지역에는 40도가 넘는 살인적 폭염이 이어졌다. 이후 40도 이하로 기온이 떨어졌지만 7월 말까지 폭염은 계속됐다. 1979년부터 1992년까지 13년간 미국 전역에서 폭염으로 사망한 사람은 5379명으로 연간 413명 수준이었는데 1995년 7월 한 달 동안 시카고 일대에서만 700여명이 더위로 숨졌다. 1907년 한국 근대 기상관측 이후 가장 더웠다는 지난해 여름 폭염으로 인한 온열질환자도 역대 최고 수준인 4526명이 발생했고 사망자도 48명이나 나왔다. 전년도와 대비해서는 4배, 그 이전 가장 더웠다는 2016년과 비교해서도 2배 이상 늘어난 수치다. 폭염은 태풍이나 집중호우, 추위보다 더 많은 사람이 사망할 정도로 자연재해 중에서는 사람의 건강에 가장 큰 영향을 미치는 기후현상이다. 지난해보다는 덜하지만 올해도 7월 말 장마가 끝나자마자 낮 기온이 30도를 넘는 날들이 계속되고 있다.지난 5일 유럽연합(EU) 집행위원회 산하 코페르니쿠스기후변화서비스(C3S)는 지난 7월 기상자료를 분석한 결과 전 세계 기온이 역대 최고를 기록했다고 발표했다. 지금까지 가장 더웠던 7월은 전 지구적으로 엘니뇨가 발생했던 2016년이었지만 올 7월은 그때보다 더 높다는 것이다. 올 7월은 1981년부터 2010년까지 30년간 7월 평균 기온보다 0.56도 높았고 산업화 이전 시대와 비교해서는 1.2도 높은 수준으로 조사됐다. 매년 여름 발생하는 폭염은 대기 흐름으로 인해 계절적으로 자연스럽게 나타나는 현상이라고 보는 시각도 있지만 많은 과학자들이 2000년대 이후의 여름철 폭염과 겨울철 혹한은 지구온난화 때문이라고 보고 있다. 기후변화에 관한 정부간 협의체(IPCC)는 지구 온도 상승을 산업혁명 이전과 비교해 1.5도 이하로 막도록 각국 정부에 권고하고 있지만 쉽지 않은 상황이다. 과학자들이 지금처럼 지구 온도가 상승해 여름철 폭염이 지속되면 온열 질환으로 사망하는 사람이 얼마나 늘어날지 분석했다. 중국 기상청, 국립질병통제예방센터, 난징 정보과학기술대 등과 폴란드 농업·산림환경연구소, 영국 에든버러대, 독일 에버하르트 칼스대 공동연구팀은 중국 27개 도시를 대상으로 지구 온도가 산업화 이전에 비해 1.5도 상승했을 때, 2도 상승했을 때의 사망률을 예측해 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 7일자에 발표했다. 연구팀은 2100년까지 온도 상승에 따라 온열질환 관련 사망자수를 예측했다. 예측 결과 연구팀은 1.5도 상승할 경우 온열질환 사망자는 100만명당 104~130명, 2도 상승할 경우 100만명당 137~170명에 이를 것으로 추정했다. 온도 상승에 대해 인간의 적응력을 감안하더라도 1.5도 상승 시 인구 100만명당 49~67명, 2도 상승 시에는 100만명당 59~81명에 달한다고 밝혔다. 지구 평균온도가 2도 상승하면 1.5도 상승했을 때보다 매년 최소 2만 9000여명의 사망자가 추가로 발생하는 셈이라고 연구진은 설명했다.기후변화는 사람뿐만 아니라 해양생태계에도 심각한 영향을 미치는 것으로 조사됐다. 미국 하버드대 공학·응용과학대, 공중보건대, 인도 하이데라바드공과대, 캐나다 해양수산부 공동연구팀은 기후변화로 해수온도가 상승하면 참다랑어나 대구 같은 물고기 체내에 메틸수은(MeHg) 축적을 증가시킬 수 있다는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 8일자에 발표했다. 연구팀에 따르면 1969년 이후 해수온도가 꾸준히 상승하면서 대서양 참다랑어 체내 메틸수은 농도가 56%가량 증가한 것으로 나타났다. 아니마 샤터프 하버드대 박사는 “1970~2000년대까지 30년 동안 전 지구적으로 메틸수은 배출이 증가한 부분도 있지만 참다랑어나 대구 같은 물고기 체내 메틸수은 농축이 이례적으로 증가한 것은 결국 지구온난화로 인한 해수온도 상승으로 해석할 수밖에 없다”며 “이번 연구는 해양 온도 변화가 어류의 체내 수은 축적의 중요한 요소라는 것을 알려 주고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“통계 부정확·지역범죄율 관련” 반론도지난 3일과 4일 미국 오하이오주 데이턴과 텍사스주 엘페소에서 총기난사로 80여명에 이르는 사상자가 발생했습니다. 편견에 사로잡혀 벌인 증오범죄들이라는 분석입니다. 총기 소유의 자유가 있는 미국에서 총기 관련 사건은 자주 발생합니다. 미국 럿거스대 형사행정학, 워싱턴대 사회학부, 미시간 앤아버대 사회과학연구소 소속 통계학자들은 2013~2017년 미국질병통제예방센터(CDC) 산하 국립인구동태통계시스템(NVSS)의 사망률 통계와 경찰 관련 사망 사건의 언론보도 및 경찰보고서 전체를 분석해 공권력이 편견에 사로잡혀 있을 때 나타날 수 있는 최악의 결과를 공개했습니다. 연구팀에 따르면 흑인 남성들이 경찰 총격으로 사망할 확률은 1000명 중 1명꼴로 전체 평균 남성의 경찰 총격 사망률인 2000명 중 1명보다 높게 나타났습니다. 또 20~30대 젊은 흑인 남성이 경찰 총격으로 사망할 확률은 전체 백인 남성들에 비해 2.5배나 높은 것으로 조사됐습니다. 이 같은 분석 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 6일자에 실렸습니다. 연구팀은 2013~2017년 경찰이 범죄현장에서 총기를 사용한 것은 미국 전역에서 1만 1456건이었다고 합니다. 이들 사건에서 용의자들의 피부색과 민족을 분류하고 실제 총격을 받은 경우를 분석한 결과 흑인 남녀, 인디언 원주민 남녀, 알래스카 원주민 남녀, 그리고 라틴계 남성들이 백인 남녀보다 훨씬 높다는 것을 확인했습니다. 실제로 인디언 원주민 남성과 여성은 백인 남성과 여성보다 경찰 총격으로 사망할 확률이 1.5배 높고, 라틴계 남성은 백인 남성보다 1.4배, 흑인 여성은 백인 여성보다 1.4배 높은 것으로 나타났습니다. 반면 라틴계 여성은 백인 여성들보다 경찰 총격으로 사망할 확률이 1.2배 낮았습니다. 이 같은 주장에 대한 반론도 있습니다. 메릴랜드대, 미시간주립대의 범죄심리학자와 통계학자들은 지난달 23일자 같은 학술지에 전혀 다른 내용의 논문을 발표했습니다. 이들에 따르면 백인 경찰이 흑인이나 소수민족에게 총을 발사하는 경우가 흑인 경찰이나 히스패닉계 경찰들보다 많다고 볼 수 없다는 것입니다. 경찰관이 개입된 총격 사건에 대한 연방정부의 데이터베이스가 완전하지 못하기 때문에 정확한 통계를 낼 수 없을 뿐만 아니라 경찰관이 관련된 총격 사건은 대부분 지역의 범죄율과 관련이 있다는 것입니다. 백인 범죄율이 높은 곳에서는 백인이 경찰관의 총에 맞을 확률이 더 높다는 것이지요. 그렇기 때문에 흑인이나 소수민족의 사람이 백인 경찰의 총에 더 많이 맞는다는 것은 언론이 만들어낸 착각이라는 말입니다. 통계를 바탕으로 한 연구 결과들이기 때문에 어떻게 보는가에 따라 해석이 제각각일 수는 있을 것입니다. 사실 총기가 아니더라도 공권력이 강박적 편견에 사로잡히면 어떤 결과가 나타나는지 우리도 과거에 충분히 경험한 바 있습니다. 뇌과학에 따르면 우리 뇌는 객관적인 감각보다는 경험과 편견을 선호하고 비합리적 선택을 사후에 정당화하는 데 익숙합니다. 편견에 사로잡히지 않기 위해서는 엄청난 에너지가 필요하다는 말이지요. 그런데 최근 어느 한 나라는 역사적 사실을 직시하지 않고 강박적 편견에 사로잡혀 이웃 나라를 괴롭히고 있습니다. 편견이 불러오는 강박적 사고가 개인뿐만 아니라 사회나 국가, 전 인류를 파국으로 몰고 가는 대표적 사례로 꼽히지 않을까 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

위스키의 미묘한 차이까지 감별할 수 있는 ‘인공 혀’를 과학자들이 개발해냈다. 영국 BBC 등에 따르면, 영국 글래스고대 등 연구진이 서로 다른 참나무통에서 숙성된 같은 종류의 위스키를 99% 이상의 정확도로 감별할 수 있는 장치를 만들어냈다. 또한 이 장치는 위스키의 12년산과 15년산 그리고 18년산 등 생산연도는 물론 복잡한 혼합물에 들어있는 여러 가지 화학물질의 차이까지도 구별할 수 있다.이에 대해 이번 연구의 책임저자인 알래스데어 클라크 글래스고 공대 박사는 “이 장치는 인간의 혀와 비슷하게 작동하므로 우리는 인공 혀라고 부르고 있다”면서 “인간처럼 커피와 사과 주스의 서로 다른 맛을 내는 각각의 화학물질을 식별할 수는 없지만, 복잡한 화학적 혼합물 간의 차이는 쉽게 구별할 수 있다”고 설명했다. 인공 혀는 맛을 느끼는 감각 세포가 몰려있는 세포인 미뢰 역할을 하는 금과 알루미늄으로 된 체스판 패턴의 작은 판 위에 배치된다. 그 위에 위스키를 부어 밑에 있는 각 금속판이 어떻게 빛을 흡수하는지를 조사한다. 금과 알루미늄 조각의 몇몇 색 변화를 측정해 검사 대상인 위스키를 시료별로 측정, 각 자료의 통계 분포도를 작성한다. 또한 이 장치는 값비싼 희귀 위스키가 진짜인지 아니면 가짜인지를 알아낼 수 있어 품질 관리뿐만 아니라 전 세계적으로 급증하고 있는 가짜 양주에 대한 대책으로도 이용할 수 있을 것으로 기대된다. 이뿐만 아니라 휴대가 용이하고 재사용할 수 있어 식품의 안전성 검사와 안전 보장 등 분야에 있어서도 활용할 수 있다. 위스키 업계에서는 급증하는 가짜 때문에 골머리를 앓고 있다. 지난해 위스키 감정과 컨설턴트 서비스를 제공하는 빈티지 위스키 업체 ‘레어 위스키 101’가 2년간 시중에서 구한 가격 1만파운드(약 1400만원) 이상의 희귀 빈티지 스카치위스키 55병에 대해 스코틀랜드대 환경연구센터(SUERC)를 통해 방사성 탄소연대 측정법을 이용한 실험실 조사를 시행했다. 그 결과 그중 21병이 가짜로 밝혀졌고 이에 따른 경제적 손실은 총 63만5000파운드(약 9억3900만원)에 이르는 것으로 전해졌다. 이에 대해 위스키 전문가 모임인 ‘키퍼스 오브 더 퀘익’의 애너벨 메이클 회장은 이번 인공 혀 기술 개발 소식에 업계가 환영할 것이라고 말했다. 메이클 회장은 BBC와의 인터뷰에서 “업계로서는 가짜 위스키 퇴치에 도움이 될 것으로 보이는 것은 무엇이든 환영할 것”이라면서 “감별 작업 중 일부를 이 기술로 대체하면 마스터 블렌더(위스키 제조장인)들 역시 고마워할 것”이라고 말했다. 한편 자세한 연구 결과는 나노물질 분야 대표 국제학술지 ‘나노스케일’(Nanoscale) 최신호(3일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

커피, 담배, 술 중 수면에 가장 악영향을 미치는 것은 무엇일까? 최근 미국 플로리다대틀랜틱대학, 에모리대학, 미시시피메디컬센터, 하버드대학 공동 연구진은 평소 불면증과 수면무호흡 등 관련 질환으로 수면 불균형 증상을 겪는 흑인 785명을 대상으로 14년간 이들의 생활습관과 수면의 질, 수면량 등을 추적 관찰했다. 연구진은 이들에게 잠을 자는 동안 건강상태를 체크할 수 있는 센서가 부착된 밴드를 착용하게 했으며, 특히 양질의 수면을 방해하는 것으로 알려진 커피와 담배, 술과 수면의 연관관계를 분석하는데 집중했다. 그 결과 카페인 성분 탓에 수면 방해가 유발된다고 알려져 있던 커피는 일반적인 인식과 달리 수면의 질과는 큰 관계가 없는 것으로 나타났다. 술은 양질의 수면을 방해하는 요소로 꼽혔다. 연구진은 연구 참여자들의 수면 시간과 술을 마신 시간 등을 분석한 결과, 잠들기 전 4시간 이내에 술을 마시는 경우 수면이 방해받을 위험이 높아지는 것으로 나타났다. 수면을 가장 많이 방해하는 것은 담배인 것으로 밝혀졌다. 수면과 직접적인 관계가 없다고 여겨지는 담배의 경우, 일반 담배 또는 전자담배를 사용한 흡연 모두 불면증과 연관이 있었다. 특히 잠들기 4시간 이전에 피우는 담배일수록 불면증을 유발할 위험이 높았다. 연구진에 따르면 밤에 담배를 피우는 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 평균 42.47분 수면시간이 짧았다. 나이와 성별, 비만도, 학력, 불안증과 스트레스 등 다양한 요소를 감안하더라도, 잠들기 전 술과 담배를 즐기는 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 낮은 수면의 질을 보였다. 연구진은 “흑인은 비히스패닉계 백인에 비해 수면 장애가 있거나 수면 시간이 짧을 가능성이 더 높은 편”이라면서 “이번 연구는 수면 전 담배와 술 등을 자제하도록 권고하는데 도움이 될 것”이라고 설명했다. 이번 연구는 저녁 시간대에 우리 몸이 알코올과 카페인, 흡연을 했을 때 수면에 어떤 영향을 미치는지를 분석한 가장 장기적인 연구 결과로서 학계의 높은 신뢰를 얻었다. 자세한 연구 결과는 세계적인 권위를 자랑하는 국제학술지 ‘수면학지’(Journal Sleep) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

우리 태양 질량의 무려 400억 배가 넘는 것으로 추정되는 거대한 괴물 블랙홀이 발견됐다. 최근 독일 막스 플랑크 천체물리학연구소 등 공동연구팀은 유럽남방천문대의 세계 최대 천체망원경 VLT(Very Large Telescope)로 초거대 타원형 은하인 '홀름버그 15A'의 중심을 분석한 결과 극대질량 블랙홀을 새로 발견했다고 발표했다. 지구에서 7억 광년 떨어진 곳에 위치한 홀름버그 15A 은하는 약 500개 이상의 은하들이 모여있는 ‘아벨(Abell) 85’라는 은하단(銀河團)의 주요 일원이다. 이번에 새롭게 발견된 블랙홀은 홀름버그 15A의 중심에 똬리를 틀고있으며 태양 질량의 400억 배가 넘어 극대질량 블랙홀(Ultramassive black hole)로 분류됐다. 　　 일반적으로 대부분의 은하들은 그 중심부에 우리 태양 질량의 수백 만 배 심지어 수십 억 배가 넘는 거대한 블랙홀을 품고 있다. 우리 은하 역시 예외가 아닌데 실제 중심에는 태양의 400만 배가 넘는 초질량 블랙홀 ‘궁수자리 A*’가 얌전하게 자리잡고 있다. 블랙홀은 우리의 태양 질량과 비교해 ‘체급’을 나누는데 태양보다 수십 만 배 이상 큰 초질량 블랙홀과 태양보다 3배 이상 큰 항성질량 블랙홀로 구분한다. 특히 우주에는 인간의 상상을 훌쩍 뛰어넘는 블랙홀도 존재하는데 태양의 100억 배 이상 질량을 가진 블랙홀을 극대질량 블랙홀이라 부른다. 연구를 이끈 키아누쉬 메르간 연구원은 "지금까지 발견된 블랙홀 중 가장 거대한 것 중 하나"라면서 "우리 태양계 모든 행성의 궤도를 잡아먹고도 남을 정도"라고 밝혔다. 　 한편 역대 발견된 것 중 가장 큰 블랙홀은 'TON 618' 이라고 불리는 퀘이사 중심에 자리잡은 블랙홀이 꼽히는데 태양 질량의 무려 660억 배로 추정된다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘천체물리학저널'(Astrophysical Journal) 최신호에 발표됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

국내 연구진이 골수이식 환자나 골수암 환자의 치료효과를 높일 수 있는 조혈줄기세포의 이동원리를 규명하는데 성공했다. 고려대 생명과학부 연구팀은 조혈줄기전구세포와 골수암 세포의 활성을 조절할 수 있는 물질을 발견했다고 6일 밝혔다. 이번 기술은 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호(2일자)에 실렸다. 인체 면역세포는 주로 골수 안에 존재하는 조혈줄기세포에서 만들어진다. 조혈줄기세포에서 만들어진 조혈전구세포나 미성숙 면역세포는 말초로 이동해 성숙한 면역세포를 만들어내는데 골수에서 말초까지 이동하는 과정에서 여러 종류의 면역세포로 분화되는 것이다. 이 때문에 많은 연구자들은 조혈줄기, 전구세포의 체내 이동 원리를 밝혀내고 이를 이용한 면역질환 치료제 개발에 집중해왔지만 별다른 성과는 없었다. 연구팀은 특정 유전자 발현을 억제하는 단백질의 일종인 ‘폴리콤’이 골수 내 미세환경을 변화시켜 조혈줄기세포나 조혈전구세포가 말초로 이동하는 과정을 돕는다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 생쥐실험을 통해 폴리콤 단백질을 제거한 생쥐의 경우 흉선과 비장에서 면역세포가 급격히 감소하면서 면역결핍 현상이 나타나는 것이 관찰됐다. 또 연구팀은 폴리콤 단백질이 결핍된 생쥐에게 약물을 투여하면 다시 면역세포가 활성화되는 것도 관찰했다. 전태훈 고려대 생명과학부 교수는 “이번 연구는 조혈작용에 핵심적인 조혈줄기세포와 조혈전구세포의 활성을 후성유전적 기법으로 조절할 수 있는 분자적 토대를 마련했다는데 의미가 크다”라며 “유전적 변화를 동반하지 않고 골수 내 미새환경 변화만으로도 내성 완화 등 골수이식환자나 골수암 환자의 치료효과를 높일 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

△ 백광현 차의과학대학교 의생명과학과 교수가 분자생물학 분야 국제학술지 ‘분자과학 국제저널’(International Journal of Molecular Sciences)의 초청 편집장(Guest Editor)에 위촉됐다. 초청 편집장은 학술지에서 특정 주제로 특집호를 만들기 위해 선정되는 편집장이다. 분자과학 국제저널은 2020년 하반기까지 ‘질환과 보건에 관련된 단백질분해조절 효소에 대한 분자학적 연구’라는 주제로 특집호를 발간할 예정이다.

국내 연구진이 일상에서 흔히 볼 수 있는 ‘보글보글’ 거품 구조를 이용해 반도체를 만드는 기술을 개발했다. 울산과학기술원(UNIST) 기계항공 및 원자력공학부 연구진은 거품 구조를 제어함으로써 반도체나 유연액정 등에 사용되는 기판에 미세한 나노패턴을 쉽고 저렴하게 새길 수 있는 방법을 찾았다고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호에 실렸다. 반도체 집적회로를 만들 때 실리콘칩 표면에 만들고자 하는 패턴을 가진 수지를 고정한 뒤 화학처리나 확산처리를 하는 리소그래피 작업이 필수적이다. 이를 위해 전자빔이나 포토 리소그래피 방법을 사용한다. 일본이 포토 레지스트를 수출규제 품목으로 정한 것도 포토 리소그래피 공정의 핵심소재이기 때문에 반도체 선진국인 한국에 치명타를 가할 수 있다는 판단 때문이다. 현재 반도체 패터닝 작업에서 가장 많이 쓰이는 전자빔 리소그래피나 포토 리소그래피 기술은 원하는 패턴을 정확한 위치에 그려낼 수 있지만 공정이 오래걸리고 고가의 장비 사용 때문에 생산 단가가 높아진다는 것이다. 이런 단점을 극복하기 위해 액체를 이용한 패터닝 기술이 연구되고 있지만 많은 변수가 작용하는 액체 제어가 쉽지 않아 아직까지 구체적인 성과는 없었다. 연구팀은 자연계에서 흔히 볼 수 있는 거품 구조에 착안해 기판에 필요한 물질을 섞은 액체를 미세유체장치로 자연 증발시켜 규칙적으로 연결된 2차원 패턴을 손쉽게 만드는데 성공했다. 일반적으로 거품은 공기방울 간 압력 차 때문에 큰 거품이 작은 거품을 흡수해버리는 오스트발트 라이프닝 현상이 나타나 제어가 쉽지 않다. 연구팀은 미세유체장치를 이용해 오스트발트 라이프닝 현상을 제어하는데 성공한 것이다.김태성 UNIST 교수는 “쉽고 저렴하게 몇 분 만에 나노입자나 유기물을 포함한 다양한 물질의 나노패턴을 만들어 낼 수 있는 이번 기술은 전통적인 반도체 패턴 방식인 리소그래피 방식으로는 만들어 내기 어려운 미래형 웨어러블 장치나 센서 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

별도의 실험환경을 조성하지 않고도 마이크로미터의 고해상도 질량분석 이미지를 확보할 수 있는 기술이 개발됐다. DGIST는 이 학교 로봇공학연구소 김재영 리서치펠로우와 문대원 석좌교수팀이 실험 샘플을 별도의 처리 없이 마이크로미터 해상도로 분석할 수 있는 기술을 개발했다고 5일 밝혔다. ‘연속발진 레이저’를 이용해 별도의 실험환경 조성 없이 고해상도의 질량 분석 이미지를 얻을 수 있어, 향후 정밀의료, 의료진단 분야에서의 많은 활용이 기대된다. 연구팀은 시편이 놓이는 현미경 기판 바로 아래 연속발진 레이저를 내장한 렌즈를 장착했다. 이 때, 연속발진 레이저를 시편에 쏴, 탈착(desorption) 시켜 나오는 분자들을 조사해 질량을 측정하게 된다. 벌집모양의 구조를 가진 그래핀은 열전도성이 매우 높고, 빛을 열로 전환이 가능하다. 따라서 연속발진 레이저가 발생시키는 적은 량의 빛으로도 시편 분석에 필요한 충분한 열을 확보할 수 있게 됐다. 추가적으로 이번 기술을 적용할 경우 20배의 높은 배율을 가진 큰 렌즈를 사용해도 시편에 더 가까이 밀착해 관찰 할 수 있을 만큼의 공간 확보가 가능해, 해상도 높은 분석 이미지를 얻는데 유리하다. 이번 연구와 관련해 뉴바이올로전공 문대원 석좌교수는 “이번 기술개발 시편의 전처리 과정을 생략해 분석 준비시간을 많이 줄일 수 있게 됐다”며 “향후 다른 기술과 접목해 의료진단 등 여러 분야 활용이 가능하게끔 발전시키는 것이 계획”이라 밝혔다. 이번 논문은 화학 및 나노기술 분야 국제학술지 ACS 어플라이드 머티리얼즈 & 인터페이스(ACS Applied Materials & Interfaces) 표지논문으로 지난달 31일 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

병든 장기를 새것으로 ‘교체’할 수 있는 미래가 얼마 남지 않았다. 전 세계에서는 다양한 대체장기를 연구하고 있는데, 여기에는 동물의 유전자와 인간의 줄기세포를 이용해 인공장기를 만드는 방법과 3D바이오프린팅 기술을 이용하는 방법 등이 포함돼 있다. 미국 카네기 멜론대학 연구진은 이중 3D 바이오프린팅 기술을 이용해 가장 중요한 인체 장기 중 하나인 심장을 만들 수 있는 새로운 기술의 문을 열었다. 연구진에 따르면 ‘프레쉬’(FRESH, Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels)로 명명된 이 기술은 인체의 주요 성분인 단백질의 콜라겐에서 3D 생체인쇄가 가능한 조직 표본을 얻을 수 있는 기술을 개발했다고 밝혔다. 일반적으로 심장과 같은 인체의 장기는 세포외기질(ECM)로 불리는 구조로 구성돼 있다. 세포외기질은 세포의 구조적 지지와 세포간의 연결을 담당할뿐만 아니라 신호전달을 비롯해 세포와 세포 사이의 소통을 위한 역할, 배아의 발생과 세포의 분화 등에 중요한 영향을 미친다. 지금까지는 세포외기질을 인공적인 방법으로 재구축하는 것이 불가능했지만, 이번 연구를 수행한 연구진은 3D 바이오프린팅 기술과 세포 및 콜라겐을 재료로 이용해 세포외기질을 재현하는 방법을 찾았다고 설명했다. 이를 이용하면 심장 판막이나 심실처럼 실제로 기능이 가능한 심장의 일부분을 프린팅할 수 있으며, 작게는 심장 세포를, 크게는 성인에게 이식이 가능할 정도의 심장을 재현할 수 있다는 것이 연구진의 설명이다. ‘프레쉬’ 3D 바이오프린팅 기법은 콜라겐을 젤로 만든 틀 안에 겹겹이 쌓아 굳힌 뒤 이를 대체장기의 외벽을 감싸는 틀로 활용한다. 이후 장기가 필요한 환자의 해부학적 구조나 건강 데이터를 고려한 세포 등을 프린팅하고, 외부 콜라겐은 체온 정도의 열로 녹이면 3D프린팅한 장기의 손상을 막을 수 있다는 장점도 있다. 전문가들은 10년 안에 세계적인 수준의 병원에서 3D 바이오프린팅 기술이 적용될 것이며, 이는 점차 일상적인 수준으로 확대될 것이라고 예측했다. 자세한 연구결과는 세계적인 국제학술지 ‘사이언스’ 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

스스로 균형을 잡고 장애물을 피하는 인공지능(AI) 자율주행 자전거가 성공적인 테스트를 마쳤다. 중국 칭화대와 베이징사범대, 중국 AI기업인 링시테크놀로지, 싱가포르 국립기술디자인대, 미국 캘리포니아 샌타바버라대 공동 연구진이 개발한 이 기술은 자전거가 사람의 음성 명령을 인식할 뿐만 아니라 타고 있는 사람의 미세한 움직임, 각종 센서와 카메라로 도로 상황을 면밀히 판단해 장애물을 피하고 돌발상황에 대처하는 것이 가능케 한다. 연구진이 유튜브를 통해 공개한 영상은 해당 AI칩 및 컴퓨터와 카메라, 센서 등을 장착한 자전거가 ‘빠르게’ 혹은‘ 왼쪽으로’ 등의 음성명령을 수행하는 모습과, 눈앞의 장애물을 피해 비틀어 주행하는 모습, S자 커브도로를 인지하는 모습 등을 담고 있다. 이 모든 과정은 사람이 탑승하지 않은 상태에서 이뤄졌다. 연구진이 자전거가 스스로 균형을 잡게 만들기 위해 사용한 기구는 자이로스코프다. 자이로스코프는 항공기와 선박 등의 평형상태를 측정하는 기구인데, 이를 자전거에 적용해 스스로 서 있거나 평형상태로 움직이는 등 자율주행을 가능하게 한 것. 특히 이번에 개발된 기술은 단순히 제한된 기술만 스스로 시행하는 것이 아니라, 자율주행 자동차와 마찬가지로 주변의 상황에 따라 적절하게 대처할 수 있는 능력을 가졌다는 점에서 더욱 학계의 관심이 쏠렸다. 연구에 참여하지 않은 영국 공학기술연구소(IET, Institution of Engineering and Technology)의 윌 스튜어트 교수는 “이번 기술은 다목적으로 프로그래밍된 AI 칩에 대한 매우 흥미로운 예라고 볼 수 있다”면서 “자전거를 조종할 때 필요로 하는 다양한 인공지능 기능이 실연됐다”고 전했다. 공동 연구진의 자세한 연구결과는 세계적인 국제학술지 ‘네이처’ 1일자에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

물만 먹어도 살찌는 사람이 있는가 하면 잠들기 전 라면이나 치킨, 피자 같은 기름진 음식을 먹어도 살이 찌지 않는 이들도 있다. 살찌기 쉬운 유전자를 갖고 있는가에 따라 이런 차이를 보이는 것이다. 세계보건기구(WHO)는 2000년대 초 비만을 ‘체내에 과다하게 많은 체지방이 쌓여 있는 상태’로 각종 대사 질환의 원인이 되는 질병으로 분류했다. 비만이 만병의 근원이라는 점에 대해 많은 사람이 알고 있지만 유전적 요인과 생활 방식이 복잡하게 얽혀 있어 관리가 쉽지 않다. 비만 유전자가 있거나 체중 관리가 필요한 사람들에게 가장 효과적인 방법은 운동이지만 어떤 운동이 효과가 있는지는 명확히 알려지지 않았다. 그런데 대만의 국립대만대 공중보건학부, 대만 국립보건연구소, 국립양밍대 뇌과학연구소, 대만보훈병원, 미국 하버드대 의대 베스 이스라엘 디커너스의료센터 공동연구팀은 비만 유전자를 갖고 태어난 사람이라도 조깅, 걷기 같은 운동을 꾸준히 한다면 체중 증가를 막을 수 있다는 연구 결과를 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 제네틱스’ 2일자에 발표했다. 연구팀은 대만바이오뱅크(TWB)에 등록된 30~70세 한(漢)족 성인남녀 1만 8424명을 대상으로 비만도를 파악할 수 있는 체질량지수(BMI), 체지방비율, 허리둘레, 엉덩이둘레, 허리-엉덩이비율 5개 지표와 생활습관, 비만 관련 유전지표를 분석했다. 그 결과 규칙적인 조깅이 체중 관리에 가장 좋은 운동이며 등산, 걷기, 파워워킹, 볼룸댄스, 1시간 이상 요가도 체질량지수를 낮추는 데 도움이 된다고 연구팀은 밝혔다. 반면 자전거 타기, 스트레칭운동, 수영, 기공운동과 DDR로 알려진 댄스게임은 비만 유전자를 갖고 있는 사람들의 체중조절에 도움이 되지 않는 것으로 확인됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

부경대학교 ‘교수창업 1호’인 이동훈 선재하이테크 대표이사(64·부경대 안전공학과 교수) 부부가 31일 부경대에 발전기금 2억 원을 쾌척했다. 이학교 안전공학과 교수인 이대표는 전공 지식(전기안전)을 밑천으로 지난 2000년 직원 5명을 데리고 정전기 제거장치 생산업체인 회사를 창업했다.18년만에 종업원 110명에 연 매출액 300억 원대의 강소기업으로 성장시켰다.회사 경영에 집중하고자 명예퇴직을 하기로한 이교수는 이날 모교(전기공학과 71학번)이자 33년 동안 몸담은 직장인 대학에 감사의 의미를 담아 1억원을 학교 발전 기금을 내놓았다.부인인 이영순 센텀전자㈜대표이사도 1억원을 더 보탰다.이 교수는 1996년 ‘연 X-선을 이용한 정전기제거 장치개발’이라는 SCI급 논문을 국제학술지에 발표, 이 장치를 국내 최초이자 세계 두 번째로 개발했다.정전기 때문에 생기는 제품의 불량을 막아주는 이 장치는 삼성·LG 등의 평면디스플레이(FPD)와 반도체 초정밀 생산 공정에 필수적이다. 이 교수는 그동안 시장을 독점하던 일본 제품을 제치고 수입대체에 성공함은 물론 세계시장을 장악하는 쾌거를 이뤘다. 현재 이 회사는 정전기 제거장치 세계 시장점유율 톱3, 국내시장 점유율 90%의 기업으로 성장했다. 지난해에는 천만불탑 수출기업에 올랐고 지난달에는 부산중소기업인 대상을 받았다. 이 교수는 “오늘의 회사가 있기까지는 ‘부경대’라는 백 그라운드가 큰 힘이 됐다. 이런 고마운 학교에 작은 보답이나마 하고 싶었다.”고 기부 배경을 밝혔다. 부산김정한 기자 jhkim@seoul.co.kr

장수하는 사람들이 공통으로 지닌 특정 유전자가 혈관을 젊게 유지하도록 도울 뿐만 아니라 이를 이용하면 심혈관계 질환을 막는 약을 개발할 가능성이 있다는 연구 결과가 나왔다. 이탈리아 임상보건의료 과학연구소(IRCCS)와 살레르노대 등이 주도한 국제 연구진이 이른바 ‘센터내리언 유전자’(100세인 유전자)로 알려진 장수 유전자를 쥐들에게 주입한 실험에서 해당 유전자가 일반적인 동맥경화증을 예방하는 것을 발견했다고 국제학술지 유럽심장학회지(European Heart Journal) 최신호(10일자)에 발표했다. 30명의 과학자가 서술한 이번 연구 논문에 따르면, ‘BPIFB4’(BPI fold containing family B, member 4)라는 단백질을 인코드하는 유전자의 ‘장수 관련 변이주’(LAV·longevity-associated variant) 즉 ‘LAV-BPIFB4’를 주입한 쥐들에게서 동맥 내벽에 쌓이는 플라크의 양이 줄어든 현상이 확인된 것이다. 플라크는 지방과 콜레스테롤 그리고 칼슘 등의 성분으로 이뤄진 덩어리로 동맥 내벽에 쌓이면 동맥경화증이 생겨 혈압이 점차 높아지고 결국 심장마비나 뇌졸중 등 심혈관계 질환을 유발하는 주된 원인이 되는 것이다. 연구진은 이전 연구에서 100세가 넘게 오래 사는 사람들이 공통으로 ‘LAV-BPIFB4’라는 유전자 변이주를 지니고 있다는 것을 발견하고 이 덕분에 동맥경화증이 생기지 않거나 늦게 나타나는 것을 확인했다. 그리하여 이번 연구에서는 장수 유전자가 없어도 이 유전자의 단백질을 주입하면 혈관을 건강하게 만드는 효과가 있는지를 알아보기 위해 동물 실험을 진행한 것이다. 이에 따라 연구진은 심장질환 위험이 있는 쥐들을 대상으로 유전자를 조작해 LAV-BPIFB4나 정상 유전자가 발현하도록 했었다. 연구에 주저자로 참여한 IRCCS 및 살레르노대 소속 안니벨레 푸카 박사는 “결과는 극히 고무적이었다. 우리는 혈관 내벽인 내피의 기능이 향상하는 것을 관찰했다”면서 “동맥에서 동맥경화를 일으키는 플라크가 감소했을 뿐만 아니라 염증 상태 역시 줄었다”고 말했다. 혈관이 좁아지거나 막히면 가슴 통증과 함께 심장마비나 뇌졸중이 생길 수 있다. 염증은 신체가 동맥 속 플라크를 이물질로 인식한 뒤 그에 관한 면역반응을 일으킬 때 생긴다. 이는 시간이 지나면 혈관을 자극해 플라크가 느슨해져 색전증까지 일으킨다. 색전증은 심장과 뇌에 산소가 풍부한 혈액을 공급하는 것을 더욱 제한할 수 있다. 연구진은 또 실험실에서 인공 배양한 사람의 혈관에 LAV-BPIFB4의 단백질을 주입하는 실험을 진행했다. 그 결과, LAV-BPIFB4 단백질은 혈관을 더 건강하게 하는 긍정적인 효과를 보이는 것으로 나타났다. 연구에 공동저자로 참여한 카르민 베키오네 박사는 “이는 LAV-BPIFB4 단백질을 기반으로 한 약물 개발에 관한 길을 열어준 것”이라면서도 “물론 그렇게 되려면 여전히 많은 연구가 필요하다”고 지적했다. 이와 함께 “하지만 우리는 환자들에게 이 단백질을 투여함으로써 노화에 따른 심혈관 손상을 늦출 수 있다고 생각한다”면서 “즉 어떤 사람이 장수 유전자를 갖고 있지 않더라도 우리는 그와 같은 수준의 보호 효과를 제공할 수 있을 것”이라고 기대감을 드러냈다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr