스위스 북동부의 해발 2500m 산티스산 정상을 때린 번개가 프랑스 파리 공학대학원(ENSTA) 공동 연구팀이 만든 대형 레이저빔 피뢰침 기기 쪽으로 방향을 튼 모습이 두 차례 포착됐다. 오헬리앙 우아르 ENSTA 연구팀은 낙뢰의 위협에서 주요 시설을 보호하기 위한 연구에서 번개의 경로를 50m 이상 유도하는 데 처음으로 성공하고 그 결과를 국제학술지 ‘네이처 포토닉스’에 16일(현지시간) 발표했다. ENSTA AFP 연합뉴스

스마트폰, 노트북, 태블릿PC처럼 스마트 기기는 물론 전기차를 오랫동안 안전하게 사용할 수 있도록 하는 배터리 기술을 국내 연구진이 개발했다. 한국기계연구원 나노역학장비연구실, 성균관대 신소재공학부 공동 연구팀은 리튬이온배터리의 성능을 높이는 새로운 배터리 음극 구조를 개발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’에 실렸다. 리튬이온배터리 전극은 고체와 액체의 혼합물인 슬러리를 전극 전체에 골고루 배치할 수 있도록 코팅해 건조하는 방식으로 만들어진다. 슬러리 균일도가 배터리 성능을 좌우하고 전극이 두꺼워질수록 에너지 밀도와 균일도가 낮아지기 때문에 고출력 환경에서 성능을 유지하기 어렵다. 이에 연구팀은 리튬이온배터리의 전극이 두꺼워도 고성능, 고신뢰성을 유지하는 디자인과 공정기술 개발을 위해 음극을 이중층으로 구성했다. 또 이온 전도성과 전기 전도성이 향상된 작은 소재가 용량이 큰 소재 사이사이에 존재할 수 있는 요철형태로 설계했다. 그 결과 이번에 개발된 배터리의 음극 구조는 전극이 두꺼워져도 전극 전체가 높은 에너지 밀도를 유지하면서 균일한 반응 안정성을 가질 수 있어서 성능과 수명 향상에 크게 도움이 될 것으로 예상되고 있다. 현승민 기계연구원 책임연구원은 “이번 기술은 기존 리튬이온배터리 소재와 공정을 그대로 활용하면서도 새로운 디자인 설계만으로 배터리 성능과 수명을 향상시킬 수 있게 됐다는데 의미가 크다”라며 “스마트폰, 노트북 같은 스마트 기기는 물론 고출력 환경에서도 고에너지 밀도가 필요한 전기차, 소프트로봇에 적용할 수 있을 것”이라고 설명했다.

미국의 강이나 호수에서 잡은 민물고기 한 마리를 먹는 건 독성 화학물질로 오염된 물을 한 달간 마시는 것과 같다는 연구 결과가 나왔다. 미 비영리단체 환경실무단(EWG)은 17일(현지시간) 미 듀크대와 함께 2013~2015년 자국 전역에서 수집한 민물고기 500여 마리분에 대한 정부 조사 자료를 사용해 독성 화학물질인 과불화화합물(PFAS) 오염 수준을 분석했다고 밝혔다. PFAS는 프라이팬 코팅재인 테플론을 비롯해 일부 의류와 과자 봉지 코팅재로 쓰는 물질로, 분해에 매우 오랜 시간이 걸려 공기와 토양, 호수, 강, 음식, 식수 등에 쌓여 ‘사라지지 않는 화학물질’로 불린다. 사람 몸에 들어가면 간 손상과 고콜레스테롤, 면역 반응 감소, 각종 암 발병을 포함한 심각한 건강 문제로 이어질 수 있다. 분석 결과, 미국 민물고기에서 검출된 PFAS 중앙값은 ㎏당 9500나노그램(ng)으로 미국 오대양에서 검출된 값(1만 1800ng/㎏)와 맞먹는다. 대푯값으로 평균값 대신 중앙값을 사용하는 이유는 극단적인 값의 영향을 받지 않기 때문이다. 특히 PFAS의 4분의 3가량은 과불화옥탄술폰산(PFOS)으로 확인됐다. PFOS는 수천 가지 PFAS 중 가장 흔하면서도 위험한 물질인다. 연구진은 미국에서 민물고기 한 마리를 먹는 것은 한 달간 PFOS 수치 48ppt(1조분의 1)가 담긴 식수를 마시는 것과 맞먹는다고 계산했다. 미국 환경보호청(EPA)이 지난해 발표한 기준 안전 식수의 PFOS 수치는 0.02ppt인데, 민물고기 한 마리를 먹으려다 식수보다 2400배나 많은 PFOS를 한 번에 먹게 된다는 것이다. 심지어 미국 민물고기에서 검출한 PFAS 중앙값은 시판 물고기(2019~2022년 조사)보다 278배가량 높았다. 연구를 이끈 비영리단체 환경실무단(EWG) 선임 과학자 데이비드 앤디루스는 AFP에 “더는 (미국의) 민물고기가 PFAS에 오염되지 않았다고 생각할 수 없게 됐다. 특히 민물고기를 단백질 공급원으로 소비하는 외딴 지역사회에 미치는 영향이나 사회적·문화적 이유로 인해 우려스럽다”면서 “PFAS의 불필요한 사용을 없애려면 훨씬 더 엄격하게 규제해야 한다”고 촉구했다. 환경 전문가인 패트릭 번 영국 리버풀존무어스대 연구원은 “PFAS는 21세기 인류가 직면한 가장 큰 화학적 위협이다. 이번 연구는 민물고기에서 인간으로 직접 PFAS가 광범위하게 전달되는 최초의 증거를 제시한다”고 지적했다. 그는 이 연구에 참여하지는 않았다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘환경 연구’(Environmental Research) 2022년 12월 28일자에 실렸다. 

공룡이 등장하는 가장 유명한 SF 작품하면 누구나 ‘쥬라기 공원’, ‘쥬라기 월드’ 시리즈를 떠올릴 것이다. 여기에는 다양한 공룡들이 등장하는데 특정 종들은 사람보다 머리가 뛰어난 것처럼 행동한다. 그렇지만 지금까지 고생물학자들의 연구에 따르면 공룡은 몸집에 비해 뇌가 작아 그리 똑똑하지는 않았을 것이라는 생각이 지배적이었다. 그런데 최근 고생물학자들 사이에 큰 파장을 일으키는 연구 결과가 발표됐다.미국 밴더빌트대 심리학과, 생명과학과, 밴더빌트 뇌연구소 공동 연구팀은 일부 공룡의 뇌가 현대 영장류의 뇌처럼 뇌신경망이 빽빽하게 채워져 있어 이전에 생각했던 것보다 훨씬 더 똑똑했을 것이라고 14일 밝혔다. 이는 공룡이 다섯번째 대멸종에 사라지지 않았다면 도구를 사용할 줄 아는 영장류들 이상으로 진화했을 수 있을 것이라는 추측을 가능하게 하는 것이라서 많은 학자들의 주목을 받았다. 이 같은 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘비교 신경학’ 1월 10일자에 실렸다. 지금까지 동물들의 상대적 뇌 크기를 측정하는 ‘대뇌화 지수’(EQ)를 이용해 지능을 추정했다. 이를 통해 보면 티라노사우루스 렉스의 EQ는 2.4, 셰퍼드 개는 3.1, 인간은 7.8 정도이다. 문제는 많은 동물들에 있어서 신체 크기와 뇌 크기는 독립적으로 진화한다는 점이다. 이에 연구팀은 대뇌 피질의 뉴런 밀도에 주목했다. 조류, 파충류, 포유류 등 뇌를 녹인 뒤 뉴런의 숫자를 세어본 것이다. 공룡의 뇌는 남아있지 않기 때문에 공룡 두개골의 컴퓨터 단층촬영(CT) 스캔으로 얻은 뇌질량과 현존하는 새, 파충류의 뇌 관련 데이터베이스를 비교해 공룡의 대량적인 뉴런 숫자를 파악할 수 있는 방정식을 개발했다. 그 결과 육식공룡으로 알려진 수각류 공룡의 뇌는 타조와 같은 현대의 온혈성 조류와 비슷하고 브라키오사우루스 같은 용각류 공룡의 뇌는 현대 냉혈성 파충류 뇌와 비슷한 규칙으로 자란다는 것을 파악했다. 이를 바탕으로 공룡 뇌의 뉴런수를 추정했다. 이를 통해 몽골에서 발굴된 7000만년 전 살았던 6m 크기의 수각류 알리오라무스의 뇌는 73g 안팎이었지만 대뇌피질 신경세포는 10억개 이상으로 꼬리감는원숭이(capuchin monkey)보다 많은 것으로 파악됐다. 또 300g 안팎의 뇌를 가진 티라노사우루스 렉스는 약 33억개의 뉴런을 갖고 있는데 이는 개코원숭이보다 많은 수준이다. 이번 연구를 수행한 신경해부학자 수자나 에르쿨라노 호우젤 교수는 “지금까지 고생물학에서는 공룡의 몸집 크기에 따른 뇌만 생각했을 뿐 지능과 직접 관련 있는 뇌신경연결망을 살펴보지 못했다”면서 “이번 연구를 통해 공룡에 대해 지금까지 우리가 알고 있었던 지식들을 바꾸고 더 정밀하게 만들 수 있을 것”이라고 설명했다.

네덜란드 흐로닝언대, 암스테르담대, 미국 필드 자연사박물관, 스토니브룩대, 애리조나주립대 공동 연구팀은 멸종한 생태계가 원상 복구되기까지는 수백만년이 걸린다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 1월 11일자에 실렸다. 연구팀은 생명다양성의 보고로 알려진 마다가스카르를 대상으로 인간이 이 지역 동물들의 생존에 미친 영향을 파악하고 미래 상황을 시뮬레이션하기 위해 마다가스카르에 살았거나 살고 있는 포유류 249종의 지리적 분포와 진화를 분석했다. 그 결과 멸종 위기에 처한 종은 2010년 56종에서 2021년 128종으로 10년 동안 두 배 이상 증가했다. 또 파괴된 자연을 인간의 손길이 닿지 않은 상태로 되돌리기 위해서는 최소 300만년이 걸린다고 예측했다.

쨍하고 추운 겨울은 별 보기 좋은 때다. 날이 차고 건조할수록 대기가 투명해지기 때문에 다른 계절보다 겨울에 별은 또렷하게 보인다. 과학의 발전 덕에 계절에 상관없이 이제는 1년 365일 우주를 관찰할 수 있게 됐다. 과학자들이 세계에서 가장 큰 거대 전파간섭계 망원경인 ‘알마’(ALMA)를 이용해 비교적 지구와 가까운 우주에서 두 개의 초거대 블랙홀이 자라고 있는 것을 발견했다. 알마는 칠레 아타카마 사막의 해발 5000m에 설치된 66개 전파망원경이 하나의 거대 망원경처럼 작동해 우주를 관측하는 시스템으로, 한국도 연구 컨소시엄에 참여하고 있다. 칠레 폰티피시아 가톨릭대, 미국 우주망원경과학연구소, 코네티컷대 연구팀을 중심으로 7개국 28개 연구기관이 참여한 공동 연구팀은 지구에서 5억 광년밖에 떨어져 있지 않은 게자리에 위치한 ‘UGC 4211’이라는 은하에서 엄청나게 큰 블랙홀 두 개가 활동하는 것을 발견했다고 11일 밝혔다. 한국천문연구원도 참여한 이번 연구의 결과는 천체물리학 분야 국제학술지 ‘천체물리학 저널 회보’(The Astrophysical Journal Letters) 1월 10일자에 실렸다. 이 연구는 12일까지 미국 시애틀에서 열리는 미 천문학회 제241차 학회(AAS 241)에서도 발표됐다. 이번 학회에는 천문학사, 고에너지 천체물리학, 실험 천체물리학 연구들도 발표됐다.연구팀은 알마를 이용해 UGC 4211에서 750광년의 거리를 두고 주변 물질을 강력하게 빨아들이고 있는 블랙홀 두 개를 발견했다. 연구팀은 이번에 발견된 블랙홀들은 두 개의 은하가 병합되면서 나타난 것이며, 매우 가까운 거리에서 활발하게 활동하는 사례는 그동안 거의 발견되지 않았다고 밝혔다. 연구팀에 따르면 은하들의 결합은 우주에서 매우 흔하게 발생하고 있기 때문에 쌍성 블랙홀 현상도 생각보다 흔할 수 있다는 것이다. 연구를 이끈 에세키엘 트레이스테르 폰티피시아 가톨릭대 천문학 교수는 “이번 연구는 은하 중심부에서 성장하는 초거대 블랙홀 쌍이 상당히 많을 것이라고 추측할 수 있게 해 준다”며 “그렇다면 은하의 병합으로 인해 발생한 중력파들을 더 많이 관측할 수 있게 되고 그로 인해 우주의 기원과 별의 탄생에 대해 더 많은 것을 알 수 있을 것”이라고 설명했다. AAS 241에서는 이 연구 결과 외에도 알마를 이용한 성과가 다수 발표됐다.미국 하버드·스미스소니언 천체물리학 연구센터 과학자들은 지구에서 3900광년 떨어져 있는 백조자리에 있는 ‘MWC 349A’를 알마로 관측한 결과 엄청난 크기와 속도의 ‘제트’가 방출되는 것을 관측하는 데 성공했다고 11일 밝혔다. 블랙홀이나 새로 생기는 아기별은 엄청난 양의 에너지를 상하로 방출하는데, 이를 제트라고 한다. 이번 관측 대상인 MWC 349A는 태양 질량의 약 30배에 달하며 독특한 형태를 갖고 있어 ‘괴짜별’로 불린다. 이전에도 MWC 349A는 마이크로파를 방출하는 것으로 알려져 있었지만 관측이 쉽지 않았다. 그런데 이번 관측을 통해 토성을 둘러싼 얼음 고리처럼 MWC 349A 주변에는 기체 고리가 형성돼 있으며 기체 고리의 직경은 50AU(약 75억㎞)인 것으로 확인됐다. ‘천문단위’라고 불리는 AU는 우주 거리를 표시할 때 쓰이는 것으로 지구에서 태양까지의 평균 거리를 1AU(1억 5000만㎞)로 삼고 있다. 또 제트 방출 속도는 초당 500㎞에 이르는 것으로 확인됐다. 1초도 안 돼 서울에서 부산까지 갈 수 있는 속도다. 연구를 주도한 치저우 장 하버드·스미스소니언 천체물리학 연구센터 수석연구원은 “이번 연구 결과는 무거운 별의 생성 원리와 진화를 이해할 수 있게 해 준다”고 설명했다.

네덜란드 흐로닝언대, 암스테르담대, 미국 필즈 자연사박물관, 스토니브룩대, 애리조나주립대 공동 연구팀은 멸종한 생태계의 원상복구되기까지는 수 백만년이 걸린다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 1월 11일자에 실렸다. 연구팀은 생명다양성의 보고로 알려진 마다가스카르를 대상으로 인간이 이 지역의 동물들 생존에 미친 영향을 파악하고 미래 상황을 시뮬레이션하기 위해 마다가스카르에 살았거나 살고 있는 249종의 포유류의 지리적 분포와 진화를 분석했다. 그 결과 멸종위기에 처한 종은 2010년 56종에서 2021년 128종으로 10년 동안 두 배 이상 증가했다. 또 파괴된 자연을 인간의 손길이 닿지 않은 상태로 되돌리기 위해서는 최소 300만년이 걸린다고 예측했다.

2023년 새해가 시작되면서 우주 선진국들을 중심으로 속속 우주 탐사 계획을 내놓고 있다. 지금까지 우주탐사가 주로 과학연구 측면이 강했다면 최근에는 인류의 거주 가능성을 타진하기 위한 부분이 크다. 현재는 무인탐사가 주를 이루고 있지만 인간이 우주선에 탑승하는 유인탐사가 시작될 때 가장 큰 문제는 목적한 곳까지 이동하는 동안 무엇을 먹을 것인가이다. 이 때문에 많은 우주 선진국은 우주인들이 먹는 식품 개발을 위한 연구에도 관심을 크게 갖고 있다. 미국항공우주국(NASA) 존슨우주센터, 과학기술솔루션 기업 JES 테크와 KBR, 지오컨트롤, 텍사스대 의대, 크레이그 벤터 게놈연구소, 캐나다 라발대, 독일 본대학, 국제응용과학대 공동 연구팀은 지금까지 우주비행사들에게 제공된 표준 우주식단보다 더 많은 양의 과일과 야채, 생선을 공급하는 것이 우주여행 동안 건강을 유지하고 성과를 향상시킬 수 있다고 7일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 리포츠’에 실렸다. 장기간 우주 비행은 우주인의 근손실과 같이 건강에 심각한 영향을 미치는 것으로 알려졌다. 이를 보완하기 위해서는 지구에서와 비슷한 환경을 조성하는 것이 가장 좋지만 우주선의 크기로 인해 가져갈 수 있는 것은 제한적이다. 더군다나 식품은 질량, 부피, 저장 수명, 저장 조건 등이 까다롭다. 연구팀은 남자 10명, 여자 6명으로 구성된 실험 참가자를 4개 집단으로 나눈 뒤 제한된 우주 비행 환경을 그대로 모사한 NASA의 우주비행 시뮬레이션 챔버 내에서 45일 동안 우주탐사와 똑같은 환경을 조성한 뒤 생활하도록 했다. 각 집단에 따라 현재 국제우주정거장(ISS)에서 실제 제공되는 우주 표준식단과 이번에 새로 마련한 강화된 우주식단을 각각 제공했다. 강화된 우주식단에는 표준식단보다 더 많은 과일과 채소, 오메가-3가 풍부한 생선이 포함됐다. 지상에서는 하루 6인분 이상의 과일과 야채를 4명의 실험 참가자에게 매일 제공했고 생선은 각각의 참여자에게 매주 2~3인분 분량씩을 제공했다. 이 같은 식단을 공급하면서 수시로 타액, 소변, 혈액, 대변 샘플을 채취하고 인지평가를 실시했다. 그 결과 강화된 우주식단을 섭취한 사람들이 표준 식단을 섭취한 사람들보다 콜레스테롤 수치가 낮고 스트레스 호르몬이라는 코르티솔 수치도 낮게 유지되는 것으로 확인됐다. 또 인지속도, 정확도, 주의력은 더 높고 장내 미생물도 더 건강하고 다양한 것으로 조사됐다. 이번 연구를 이끈 NASA 존슨우주센터 고등식품연구소 수석과학자 그레이스 더글러스 박사는 “강화된 우주 식단이 짧은 우주탐사 임무에서도 건강을 유지하고 임무 수행에 도움을 줄 것이라는 점을 이번 연구를 통해 확인했다”며 “미래 우주탐사 임무에서 음식 자원의 우선순위를 결정하는 데 도움이 될 것”이라고 설명했다.

새로운 한 해가 밝았다. 어린이들이나 청소년, 청년들은 나이 먹는 것이 반갑기만 하다. 그렇지만 중년 이후 성인들은 한살 두살 나이를 먹어가는 것이 서글프기만 하다. 더군다나 체력이 예전 같지 않음을 느낄 때마다 그런 느낌은 더하다. 그래서 나이가 들수록 건강보조식품 섭취가 늘어난다. 그런데 의학자들이 비싼 영양제나 건강보조식품보다 ‘이것’이 건강에 훨씬 도움이 된다는 연구 결과를 내놨다. 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립심·폐·혈액연구소(NHLBI) 심혈관재생의학실험실, 혈관 및 복합유전학실험실, 생물통계학연구실 공동 연구팀은 성인, 특히 중년 이후 남녀는 물을 잘 마시기만 해도 그렇지 않은 사람보다 더 건강하고 심장 및 폐 관련 만성질환을 덜 앓고 오래 산다고 6일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 생명과학 및 의학 분야 국제학술지 ‘e바이오 메디슨’ 1월 2일자에 실렸다. 연구팀은 성인 남녀 1만 1255명의 30년 동안 건강 관련 데이터를 바탕으로 수분 섭취와 밀접한 관계가 있는 혈액 속 나트륨 수치와 수명, 각종 질환 여부의 상관 관계를 분석했다. 특히 혈중 나트륨 수치가 생물학적 노화 현상에 어떤 영향을 미치는가를 살펴보기 위해 수축기 혈압, 콜레스테롤, 혈당, 면역 체계 등 15가지 건강 지표를 살펴봤다. 분석 결과 혈중 나트륨 수치가 높은 성인은 평균 수준의 혈중 나트륨 수치를 보이는 성인들보다 만성 질환에 걸릴 가능성이 높고 생물학적 노화 징후가 빨리 나타나는 것으로 나타났다. 또 혈중 나트륨 수치가 높을수록 사망 연령도 낮아지는 것으로 조사됐다. 특히 혈중 나트륨 수치가 142mEq/ℓ(리터당 밀리그램 당량) 이상인 성인은 정상 범위인 137~142mEq/ℓ의 성인보다 생물학적 노화속도가 10~15% 빠른 것으로 나타났으며 144mEq/ℓ 이상일 경우는 50% 이상 빨라지는 것으로 조사됐다. 또 144.5~146mEq/ℓ인 경우는 조기 사망위험도 정상수치보다 21% 빠르다고 연구팀은 밝혔다. 이와 함께 혈중 나트륨 수치가 142mEq/ℓ 이상인 성인은 심부전, 뇌졸중, 심방세동, 말초동맥 질환, 만성폐쇄성 폐질환, 당뇨, 치매 같은 질병 위험이 최대 64% 증가하는 것으로 조사됐다. 결국 적절한 수분 공급이 노화를 늦추고 무병 장수를 가능하게 한다는 점을 보여주는 사례라는 설명이다. 연구팀은 주스나 커피 같은 음료가 아닌 물을 통해 수분 섭취를 해야하지만 수분 함량이 높은 수박 같은 과일이나 야채로도 보충이 가능하다고 밝혔다. 연구팀은 여성의 경우 하루 6~9컵(1.5~2.2ℓ), 남성은 8~12컵(2~3ℓ)의 수분 섭취가 필요하다고 조언했다. 연구를 이끈 나탈리 드미트리바 NHLBI 박사는 “이번 연구 결과는 규칙적이고 적절한 수분 공급이 노화를 늦추고 질병 없는 삶을 가능하게 해준다는 것을 보여주고 있다”며 “목이 마르지 않더라도 평소에 충분한 수분 섭취가 필요하다”고 설명했다.

눈에 삽입하는 것만으로도 알츠하이머 치매를 조기에 진단할 수 있는 기술이 개발됐다. 한국기계연구원 나노공정장비연구실, 연세대, 연세대의대 용인세브란스병원, 강남세브란스병원 공동 연구팀은 대표적인 퇴행성 뇌질환인 알츠하이머를 조기에 진단할 수 있는 안구 내 삽입형 스마트 인공 수정체 개발에 성공했다고 5일 밝혔다. 이번 연구 결과는 바이오소재 과학 분야 국제학술지 ‘바이오액티브 머티리얼즈’에 실렸다. 연구팀은 눈이 뇌와 직접 연결돼 있다는 점에 착안했다. 연구팀은 단백질, DNA 등으로 몸 속 변화를 알아낼 수 있는 지표인 바이오마커 검출이 가능한 하이드로젤 기반 센싱 모듈을 개발해 인공수정체에 탑재해 인체 삽입형 바이오 센싱 시스템을 개발했다. 항체가 결합된 하이드로젤 패턴이 목표한 바이오마커와의 반응에 의해 수축된다. 수축에 의해 좁아지는 하이드로젤 패턴이 어떻게 변화하는지를 확인함으로써 바이오마커를 검출하는 방식이다. 이번에 개발한 기술은 모아레 신호 기반 바이오마커 검출 방법이다. 모아레 패턴은 규칙적으로 되풀이되는 모양을 여러 번 거듭해 합쳐졌을 때 이런 주기의 차이에 따라 시각적으로 만들어지는 줄무늬이다. 특히 이번에 개발된 모아레 신호 기반 바이오마커 검출 방법은 기존 바이오센서가 사용했던 전기화학적 또는 형광 표지를 사용하지 않고도 바이오마커를 직접 검출할 수 있다. 또 외부 전력이나 광원이 필요 없어 생체 내 삽입하는 센서로 적합하다는 장점이 있다. 이재종 기계연구원 박사는 “이번 연구는 고령화 추세로 인해 사회적 문제가 되고 있는 대표적인 뇌질환인 치매를 포함한 각종 신경질환을 조기 진단해 사회적 비용을 줄일 수 있다는 점에서 의미가 크다”며 “상용화를 위한 추가 연구를 진행할 것”이라고 말했다.

과학기술의 발달로 암 완치율이 높아지면서 암으로 사망하는 사망하는 사람이 점점 줄고 있다. 그렇지만 췌장암은 전체 환자 중 10% 정도만 완치가 가능하고 나머지 90% 이상 환자는 현재 치료방법인 수술과 항암치료에 효과가 없는 경우가 많다. 췌장암은 수술로만 완치를 기대할 수 있지만 혈관 침범이나 전신에 전이되면서 발견돼 80% 환자에서는 완치가 불가능한 상태에서 발견되는 경우가 많다. 이 같은 상황에서 고려대, 서울대, 서울대의대, 서울대병원, 아주대 공동 연구팀은 치료불응성 췌장암 환자들의 발병 원인들을 정밀하게 구분할 수 있는 방법을 찾아냈다고 2일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘네이처 암’에 실렸다. 기존 췌장암 연구는 암세포주를 통한 실험이 주를 이뤄 유전체 변이와 기능 탐색이 대부분이어서 치료 불응성을 가진 환자와 그 원인을 밝혀내지 못했다. 연구팀은 췌장암 환자 150명에게서 암조직과 혈액 시료를 얻어 차세대 염기서열 분석법 기반 유전체 분석과 질량분석기반 단백체 분석을 동시에 실시했다. 그 결과 1만 2000개 체세포 변이 중 췌장암 발병과 상관관계가 있다고 알려진 변이 유전자 7종을 찾았다. 또 이들 변이를 정밀 분석한 결과 췌장암 발병과 관련된 중요한 신호전달경로에 관여한다는 것도 밝혀냈다. 또 조직학적으로도 동일한 췌관선암에서 임상 치료 성적이 다르고 발병 원인이 매우 다른 6가지 췌장암 유형으로 분류할 수 있으며 그에 따라 치료 성적이 3배 이상 차이를 보인다는 것을 규명했다. 이번 발견을 생쥐 실험을 통해 재검증하는데도 성공했다. 연구팀은 이번 연구 결과를 바탕으로 췌장암 유형 6종을 판정하는 기술을 개발해 정밀의료기술 개발기업에 기술 이전했다. 연구를 이끈 고려대 유전단백체연구센터 이상원 교수는 “이번 연구는 세계적으로 가장 치사율이 높은 치료불응성 췌장암에서 기존 치료가 듣지 않는 이유를 유전단백체 분석으로 밝혀냈다는 점에서 의미가 크다”며 “이번 연구 결과를 바탕으로 정밀 진단과 맞춤형 치료방법 개발과 적용에 도움이 될 것”이라고 설명했다.

매끈한 곳은 물론 울퉁불퉁한 철제 벽면과 천장까지 착 달라붙어 빠르게 이동할 수 있는 ‘스파이더맨’ 로봇을 국내 연구진이 개발해 주목받고 있다. 카이스트 기계공학과 연구팀은 철로 이뤄진 벽과 천장을 빠른 속도로 이동할 수 있는 사족 보행 로봇을 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 연구 결과는 로봇공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 로보틱스’ 12월호 표지 논문으로 실렸다. 기존에도 벽을 타고 오르는 로봇이 있었지만 바퀴나 무한궤도를 이용하기 때문에 높이 차이가 있거나 울퉁불퉁한 표면에서는 이동성이 떨어진다. 또 보행 방식의 등반 로봇은 이동 속도가 느리고 다양한 움직임을 표현할 수 없다는 단점이 있다. 보행 로봇의 빠른 이동을 가능하게 하려면 거칠거나 요철이 있는 표면에서도 발바닥의 흡착력이 강해야 하고 동시에 흡착력을 빠르게 끄고 켜 이동이 가능하도록 해야 한다. 연구팀은 전자기력을 빠르게 끄고 켜고 할 수 있는 영전자석과 고무 같은 탄성체에 철가루 같은 자기응답인자를 섞은 자기유변탄성체를 이용해 평탄하지 않은 표면에서도 높은 접착력을 갖고 자석 접착력을 빠르게 조절할 수 있는 발바닥을 만들었다. 연구팀은 자기유변탄성체를 로봇 발바닥에 적용해 발바닥의 자기력을 떨어뜨리지 않고 마찰력을 높였다. 로봇 발바닥의 무게는 169g에 불과하지만 535뉴턴의 수직 흡착력, 445뉴턴의 마찰력을 제공해 무게 8㎏의 사족보행로봇에 충분한 흡착력이라고 평가받고 있다. 즉 수직 방향으로 최대 54.5㎏, 수평 방향으로는 최대 45.4㎏의 외력이 가해져도 발바닥이 철판에서 떨어지지 않는다는 것이다. 또 실험 결과 이번에 개발된 사족 보행 로봇은 초속 70㎝의 속도로 수직 벽을 고속 등반했고 초속 50㎝로 천장에 거꾸로 매달려 보행한다는 것을 확인했다. 연구팀에 따르면 보행형 등반 로봇으로는 세계에서 가장 빠른 속도이다. 또 페인트가 칠해지고 먼지나 녹으로 오염된 물탱크 표면에서도 로봇은 최대 35㎝의 속도로 이동할 수 있으며 벽에서 돌출된 5㎝ 높이의 장애물도 무난히 넘을 수 있다는 것이 실험적으로 증명됐다. 연구를 이끈 박해원 카이스트 교수는 “이번에 개발된 등반 사족 보행 로봇은 배, 교량, 송전탑, 송유관, 대형 저장고, 고층 건물 건설현장 등 철로 이뤄진 대형 구조물을 점검하고 수리, 보수할 때 활용할 수 있을 것”이라며 “추락, 질식 등 위험이 높은 작업을 사람 대신할 수 있어 안 사고 예방에도 도움이 될 것으로 기대한다”고 설명했다.

해양 식물플랑크톤은 고래의 먹잇감이 되는 동물플랑크톤의 먹잇감이 되고 산소를 만들어 내는 역할을 하기도 한다. 지구 온난화가 가속화되면 식물플랑크톤의 숫자가 줄 것으로 예상됐지만 현상 유지나 조금 더 늘어나 기후변화 완충 역할을 하는 것으로 나타나 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 기후물리 연구단, 부산대, 미국 하와이대, 몬태나대, 일본 해양지구과학기술연구원 공동 연구팀은 기후변화로 인한 서식 환경 변화에도 불구하고 바다 식물 플랑크톤의 유기 탄소 생산량은 증가할 것이라고 예측했다. 이는 식물 플랑크톤이 지구온난화로 인한 바다 생태계 교란을 막는 방어막 역할을 한다는 의미이다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 12월 22일자에 실렸다. 식물 플랑크톤은 햇빛이 닿는 바다 표층에 주로 서식하면서 바다 생물의 먹이인 유기 탄소를 합성하고 생물 호흡에 필요한 산소를 만든다. 기존 연구들에서는 지구 온난화가 표층부 바닷물을 데워 영양염을 고갈시켜 식물 플랑크톤 생산성을 감소시켜 해양 생태계를 교란하고 기후에 악영향을 미치는 것으로 전망됐다. 연구팀은 북태평양 해양과학기지 관측자료와 슈퍼컴퓨터 ‘알레프’를 기반으로 한 기후 모델 시뮬레이션을 이용해 식물 플랑크톤의 영양 흡수 조절 능력이 전 지구 해양 생산성에 어떤 영향을 미칠지 분석했다. 영양 흡수 조절 능력을 고려하지 않은 시뮬레이션에서는 2100년까지 식물 플랑크톤 생산성이 전 지구적으로 8% 감소하는 것으로 나타났다. 그 결과 이전 연구 결과와 달리 표층부 수온 상승에도 불구하고 식물 플랑크톤 생산성은 늘어나는 것으로 나타났다. 하와이 해양 시계열 관측(HOT) 프로그램의 일환으로 지난 30년간 수집된 식물 플랑크톤 자료에 따르면 표층 영양염이 고갈된 시기에도 식물 플랑크톤 생산성은 일정한 것으로 나타났다. 열악한 조건에서 식물 플랑크톤은 인(P) 대신 황(S)을 광합성에 사용하며 영양염 부족 환경에 적응하기 때문으로 나타났다. 이런 차원에서 2100년까지 전 지구 표면 온도가 4도 상승한다고 가정했을 때도 플랑크톤 생산성은 전 지구적으로 약 5% 증가하는 것으로 예측됐다. 하지만 식물 플랑크톤이 바다 생태계 변화의 완충작용을 하기는 하지만 인간이 만들어 낸 기후변화에 영향을 받지 않는다는 의미는 아니다. 연구를 이끈 악셀 팀머만 IBS 기후물리 연구단장은 “이번 연구는 바다 식물 플랑크톤이 기후변화에 따른 전 지구적 규모의 바다 생태계 변화에서 완충 작용을 하는 것을 보여주고 있다”며 “해양 생물의 미래를 더 정확히 예측하기 위해서는 식물 플랑크톤이 수온 상승, 해양 산성화 등 여러 요인에 어떻게 반응하는지에 대한 이해가 필요하다”고 설명했다.

김치의 효능은 잘 알려져 있다. 이 때문에 외국에서도 김치의 인기가 대단하다. 이런 가운데 김치가 비만을 막아주고 뇌를 보호해주는 역할을 한다는 연구 결과가 나와 주목받고 있다. 한국식품연구원 산하 세계김치연구소 김치기능성연구단은 김치가 유용한 장내 미생물 증식을 유도해 비만과 비만으로 인한 신경염증을 개선한다고 22일 밝혔다. 이번 연구 결과는 식품 과학 분야 국제학술지 ‘국제 식품 연구’에 실렸다. 장내 미생물은 소장과 대장 등에 주로 서식하면서 소화는 물론 인체 면역체계 조절, 대사조절, 에너지 공급에 관여하는 것으로 알려져 있다. 장내 미생물 불균형이 발생하면 비만, 당뇨, 과민성 대장 증후군 등을 일으킨다. 비만은 만성 염증을 유발시켜 뇌 건강에도 악영향을 끼치고 뇌에서 식욕을 조절하는 부위인 시상하부에 신경염증과 신경세포 사멸, 뇌 혈관 장벽 손상 등이 발생한다. 기존에 김치의 항비만 연구에는 생김치가 아닌 김치 추출물이나 동결건조 김치를 이용해 김치의 기능성 연구에 한계가 있었다. 이에 연구팀은 고지방식을 먹여 비만을 일으킨 생쥐에게 일주일에 6일씩 10주 동안 하루 120㎎의 배추김치를 먹이고 변화를 관찰했다. 그 결과 체지방 31.8%가 감소하고 체중 증가 억제 효과가 있음을 확인했다. 또 비만에 의한 시상하부의 신경염증, 뇌 혈관 장벽 손상 정도도 39% 정도 개선됐다. 이와 함께 체내 염증을 낮추고 대사증후군과 비만을 개선하는 것으로 알려진 ‘아커만시아 뮤시니필라’라는 장내 미생물의 증가도 관찰됐다. 연구팀은 무균 상태의 생쥐에게 아커만시아 뮤시니필라 균을 접종한 뒤 김치를 먹인 결과 김치가 아커민시아 뮤시니필라의 장내 정착을 돕는 것도 확인됐다. 김치가 유용한 장내 미생물의 증식을 유도해 비만과 비만에 의한 신경염증 개선에 도움을 준다는 점을 확인한 만큼 비만과 대사질환 개선을 위한 건강보조식품 개발에 도움이 될 것으로 기대하고 있다. 연구를 이끈 최학종 김치기능성연구단 박사는 “이번 연구는 김치가 비만과 비만 때문에 생기는 신경계 질환에 효과가 있다는 것을 확인했다는 점에 의미가 크다”며 “실제 생김치 섭취로도 김치가 현대인의 각종 질병을 예방하는데 효과적이라는 것을 알 수 있다”고 말했다.

서구식 식생활이 일반화되면서 급증하고 있는 대장암을 예방하려면 식습관을 포함한 생활습관 개선과 함께 주기적인 대장 내시경검사가 중요하다. 다만 검사 전, 물에 섞어 마셔야 하는 장 정결제(장 세척제)의 메스꺼운 맛 때문에 검사를 기피하는 사람들이 있다. 이에 복용 편의를 높인 알약 형태의 장 정결제를 찾는 사람들이 많아졌다. 이 같은 알약 형태의 장 정결제가 용종 발견율도 높인 것으로 나타났다. 21일 의학계에 따르면 서울대학교병원 강남센터 소화기내과 연구팀은 한국팜비오의 알약형 장 정결제 ‘오라팡’과 물에 섞어 마시는 기존 장 정결제 복용 환자를 비교 분석해 국제학술지 ‘소화기학과 간장학 저널’에 발표했다. 연구팀은 2019년 3월부터 2021년 2월까지 대장내시경 검사를 받은 65세 미만 환자 중 물약 폴리에틸렌글라이콜(PEG) 제제를 복용한 9199명과 오라팡을 복용한 7772명을 비교 분석했다. 그 결과, 오라팡의 장 정결도는 97.2%로 PEG 제제의 95%보다 높았다. 특히 연구팀은 용종 발견율에서도 오라팡이 56%로 PEG 제제의 50.8%보다 유의미하게 높았다고 설명했다. 대장암 발달 위험이 높은 선종 발견율도 오라팡이 34.5%, PEG제제가 30.7%로 높았다. 또 내시경에서 쉽게 발견되지 않는 톱니형 용종 발견율에서도 오라팡이 5.2%로 PEG 제제의 3.3%보다 높았다.장 결정제는 대장내시경 시술 전에 장에 든 이물질을 비워내는 약물이다. 보통 대장내시경 검사를 받기 위해서는 검사 전날 밤 물에 가루약을 탄 액체 4ℓ 정도를 마셔야 한다. 단시간에 마셔야 하는 많은 양도 양이지만, 맛이 역해 검사에 어려움을 느끼는 경우가 많다. 오라팡도 총 28개의 알약을 약 3ℓ의 물과 함께 섭취해야 하지만 역한 맛이 없다는 게 가장 큰 장점이다. 한국팜비오 관계자는 “대장암 진단과 예방에 효과적인 것으로 확인됐다”며 “오라팡은 고용량 장 정결제 복용을 힘들어하는 환자에게 대안이 될 수 있을 것”이라고 말했다. 한편 안전성 분석 결과, 부작용 중 하나인 혈액 내 칼슘이 정상치보다 낮아지는 저칼슘혈증 발생 비율은 오라팡이 1.9%로 PEG 제제의 8.9%보다 낮았다. 반면 혈액 내 요산 농도가 높아지는 고요산혈증 발생 비율은 오라팡이 15.9%로 PEG 제제의 9.9%보다 높게 나타났다.

벽이나 천장에서 걸을 수 있는 로봇 개가 나왔다. 한국과학기술원(KAIST)에서 개발한 사족보행 로봇 ‘마블’(MARVEL)은 전자 기기로 가득 찬 기존 로봇 개처럼 보이지만, 철로 된 벽이나 천장에서 이동할 수 있다. 이는 각 발바닥 부분에 필요시 자성을 띠어 부착력을 제공하는 전자석과 견인력을 높이는 자기유변 탄성중합체(MRE)가 탑재돼 있기 때문이다. 이를 통해 마블은 내장 전지에서 나오는 약간의 전기만으로 자신의 발을 자석처럼 바꿔 철로 된 표면에 붙었다가 때는 방식으로 걸을 수 있다.최근 유튜브 등에 공개된 영상에서 마블은 이른바 게코 도마뱀으로 불리는 도마뱀붙이처럼 벽면이나 천장에서 이동한다. 중량은 무려 8㎏가량 나가지만, 이동 속도는 벽에서 시속 1.8㎞, 천장에서 시속 2.52㎞까지 낼 수 있다. 목적에 따라 보폭을 바꿔 10㎝ 너비의 틈이나 5㎝ 높이의 장애물도 극복할 수 있다. 이동 방향을 바꿔 뒤쪽으로도 걸을 수 있다.혹자는 마블이 지금까지 나온 SF 영화 속에서 무고한 사람들을 죽이는 킬러 로봇처럼 보인다고 말할지도 모른다. 그러나 연구진은 마블이 향후 강철로 된 건물이나 교량, 선박, 저장 탱크 등 위험한 환경에서 작업자 대신 파손 부위를 조사하는 산업 분야에서 쓰일 수 있다고 보고 있다. 실제 마블은 실험에서 녹과 먼지가 있는 최대 0.3㎜ 두께의 페인트로 덮인 저장 탱크 곡면 위에 오를 수 있었다. 심지어 화물도 운반할 수 있다. 벽에선 약 2㎏, 천장에선 약 3㎏까지의 화물을 등 부위에 싣고 이동할 수 있었다. 자세한 연구 성과는 국제학술지 ‘사이언스 로보틱스’(Science Robotics) 12월 14일자에 실렸다.

코로나19 확산으로 그 기세가 약해졌지만 매년 늦가을부터 이듬해 봄까지 한반도는 짙은 미세먼지가 자주 발생한다. 미세먼지는 면역력이 약한 노약자에게 호흡기 관련 질환을 유발시키는 것으로 알려져 있다. 그런데 국내 연구진이 미세먼지가 암세포 전이도 촉진시킨다는 사실을 밝혀냈다. 한국생명공학연구원 환경질환연구센터는 미세먼지에 장기간 노출되면 체내 면역을 담당하는 대식세포를 자극해 암세포 전이를 촉진시킬 수 있다고 19일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생화학 분야 국제학술지 ‘실험 및 분자 의학’에 실렸다. 미국 시카고대 에너지정책연구소 분석에 따르면 대기오염은 인류의 수명을 평균 2.2년 단축시켜 흡연(1.9년), 음주나 약물(9개월), 전쟁(7개월), 에이즈(4개월)보다 수명에 더 큰 위협이 된다. 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소도 미세먼지를 1군 발암물질로 규정하고 있다. 미세먼지 위해성이 알려지면서 미세먼지와 암 발병 사이의 상관관계를 파악하려는 연구는 많지만 암 전이와의 연관성에 대한 연구는 적다. 연구팀은 미세먼지에 노출되면 가장 먼저 반응하는 것이 폐의 면역세포, 그중에서도 선천성 면역세포인 대식세포라는 점에 주목하고 미세먼지에 노출된 폐 대식세포 배양액을 암세포와 반응시켰다. 그 결과 대식세포가 미세먼지에 자극받으면 이로 인해 분비되는 단백질이 암세포의 전이 위험성을 높인다는 사실을 밝혀냈다. 암세포의 표피 생장 인자 수용체(EGFR)가 활성화되면서 이동성이 증가하고 EGFR과 결합해 암 증식에 관여하는 것으로 알려진 HBEGF라는 물질이 증가하는 것으로 나타났다. 이 같은 결과는 생쥐를 이용한 동물 실험에서도 확인됐다. 폐암에 걸린 생쥐를 미세먼지 환경에 장기간 노출시키자 암 전이가 증가하고 HBEGF 억제제를 투입하면 전이가 차단되는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 박영준 생명공학연구원 박사는 “이번 연구를 통해 미세먼지가 암 전이에 관여하며 대식세포를 통해 암 전이가 쉽게 되는 환경을 만든다는 것을 확인했다”며 “미세먼지의 심각성을 인식시켜 미세먼지 발생 억제와 대응 강화에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

기존에 외과수술, 화학 항암제, 여기에 방사선 치료만 떠올렸던 암 치료 기술은 표적 항암제, 면역 항암제 등 다양한 치료기술이 나오고 있다. 문제는 똑같은 암을 앓는 환자라도 항암제 효능은 제각각이다. 개인의 생물학적 차이가 원인이기 때문에 환자별로 항암효과를 최대한 높일 수 있는 방법을 찾는 것이 필요하다. 이에 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과, 고려대 컴퓨터학과, 한양대 컴퓨터소프트웨어학부 공동 연구팀은 분자 수준에서 측정한 여러 데이터를 동시에 분석해 환자 맞춤형 항암제의 실제 효과를 정확하게 예측할 수 있는 기술을 개발했다고 19일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명정보학 분야 국제학술지 ‘브리핑스 인 바이인포메틱스’에 실렸다. 전문가들은 암을 대표적인 유전체 관련 질병, 게놈 병으로 본다. 사람마다 가지고 있는 유전체에 계속 변이가 축적되면서 질병이 발생하기 때문이다. 암 조직은 정상 조직과 달리 유전자 발현 양상도 다르다. 유전변이와 유전자 발현 양식은 똑같은 암에 걸린 환자들 사이에서도 상당한 차이를 보인다. 이는 항암제에 대한 반응도 달라지게 한다. 연구팀은 유전체, 전사체, 단백체, 대사체, 후성유전체, 지질체 등 다양한 분자 수준에서 만들어진 생체 데이터를 동시에 분석하는 다중 오믹스 기술을 적용했다. 연구팀은 컴퓨터 네트워크 분석하는 것처럼 암세포에서 파생된 세포주와 항암제, 환자의 유전자를 연결점(노드)으로 해 각 노드를 연결해 연결선(엣지)를 만든 뒤 항암제 반응성, 유전자 변이, 단백질 상호작용에 대한 정보를 확보할 수 있었다. 이렇게 얻은 정보를 인공지능 심층신경망에 학습을 시켜 개별 항암제 효능을 도출해 낼 수 있도록 했다. 연구팀에 따르면 기존 항암제 효과를 예측하는 방법은 항암제 저항성에 주로 초점을 맞춰 실제 항암제가 미치는 효과에 대해서는 다소 소홀했다. 이번 기술은 기존 모델보다 크게 향상된 93% 정도의 정확도로 나타났다. 연구팀 관계자는 “이번 기술은 암 환자에게 적합한 약물의 후보를 제안함으로써 맞춤 항암 치료를 가속화시킬 것”이라고 설명했다.

국내 연구진이 암세포의 증식과 성장, 생존을 촉진하는 ‘못된’ 체내 단백질을 찾아냈다. 연세대 의대 의생명과학부 연구팀은 항암 면역 작용을 하는 것으로 알려진 인터페론에 의해 발현되는 바이페린이라는 단백질의 암 대사 조절 기능과 작용 메커니즘을 규명했다고 16일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘임상 연구 저널’에 실렸다. 암 세포는 정상 세포와 달리 영양분 결핍, 저산소 같은 상황에서도 증식하고 성장하고 다른 조직으로 전이되면서 살아 남을 수 있도록 대사작용을 변화시킨다. 지금까지 암 대사는 ‘PI3K/AKT’라는 생물학적 경로를 통해 조절되는 것으로 알려져 있다. 또 최근에는 항암 면역 반응을 일으키는 다발성 사이토카인으로 알려진 인터페론에 의해 활성화되는 ‘JAK/STAT’ 경로도 암 대사 조절에 관여하는 것으로 밝혀졌지만 명확한 작용 메커니즘은 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 인터페론 유발성 단백질 중 바이페린의 암 대사 조절 기능과 작용 메커니즘을 분석했다. 연구팀은 위암, 폐암, 유방암, 신장암, 췌장암, 뇌암 등 다양한 유형의 암 조직을 분석한 결과 바이페린 발현이 높게 나타났고 바이페린 발현량이 높을수록 암 환자의 생존율은 낮아지는 것을 확인했다. 이에 연구팀은 바이페린 발현량을 조절한 암세포주를 만들어 분석했다. 그 결과 바이페린은 인터페론 뿐만 아니라 저산소, 영양분 결핍 상황에서도 활성화돼 암세포의 에너지 대사와 지방산 합성을 촉진해 암세포가 증식하고 생존할 수 있게 하는 것을 확인했다. 특히 항암제 내성을 갖고 다양한 암세포로 분화가 가능한 암 줄기세포에서 바이페린 단백질이 발현되면서 대사 변화를 촉진하고 암 줄기세포의 특성을 강화시키는 것으로 나타났다. 연구팀은 생쥐 실험을 통해서도 바이페린이 암 조직 성장을 촉진시킨다는 것을 재확인했다. 연구를 이끈 서준영 연세대 의대 교수는 “항암 면역 작용을 일으키는 것으로 알려진 인터페론에 의해 발현되는 바이페린 단백질이 암 줄기세포와 암세포의 대사를 변화시켜 암 증식과 성장, 생존을 촉진한다는 것을 밝혀냈다”며 “이번 연구 결과를 바탕으로 암 대사 자체를 변화시켜 암을 제거할 수 있는 새로운 치료제 개발이 가능할 것”이라고 말했다.

날씨가 쌀쌀해지면서 한동안 잠잠했던 코로나19의 재확산과 함께 계절성 인플루엔자(독감) 유행에 대한 우려가 커지고 있다. 이런 가운데 국내 연구진이 연잎에서 추출한 성분이 독감 예방에 도움이 된다는 연구 결과를 내놔 주목받고 있다. 한국한의학연구원 한의기술응용센터 연구팀은 연잎 유래 성분에서 독감을 일으키는 인플루엔자 바이러스에 대한 강한 억제 효능을 확인했다고 13일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘분자과학 국제 저널’에 실렸다. 연구팀은 이번 연구에 앞서 연잎 추출물이 인플루엔자 바이러스 감염과 증식에 필수적인 뉴라미니데이즈, 헤마글루티닌이라는 단백질을 억제하는 항바이러스 효능이 있다는 점을 확인했다. 헤마글루티닌은 인플루엔자 바이러스가 감염 초기 세포에 부착해 침투하는데 필수적인 단백질이고 뉴라미니데이즈는 감염 후 세포 내에서 복제 증식한 다음 주변 세포를 감염시킬 때 작용하는 단백질이다. 연구팀은 이번에 연잎 추출물의 항바이러스 효능에 직접 역할을 하는 성분이 이소케르시트린이라는 것을 확인했다. 이소케르시트린은 연잎을 비롯한 다양한 천연물에 포함된 플라보노이드 성분 중 하나로 지카, 에볼라, 헤르페스 등 다양한 바이러스에 대한 저항 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 연잎은 한방과 천연물 신약 분야에서 항산화, 항암, 항염, 간보호, 항비만 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 연구팀은 세포 실험으로 이소케르시트린이 낮은 농도에서도 인플루엔자 바이러스 감염 초기에 바이러스가 세포에 부착하고 침투하는 것을 막아주는 것으로 확인했다. 또 바이러스를 죽이는 효과뿐만 아니라 세포 내에서 바이러스가 증식된 이후 배출되는 것도 막아 바이러스 치료 효과가 우수한 것을 관찰했다. 연구를 이끈 마진열 한의학연구원 박사는 “현재 사용되는 독감치료제인 타미플루는 내성 바이러스 출현과 부작용에 대한 문제가 제기되고 있다”며 “이번 연구를 바탕으로 타미플루 내성 인플루엔자 바이러스에 대한 효과와 동물 모델을 사용한 효능 검증을 수행할 것”이라고 말했다.