가습기 살균제 제조 업체들에 대한 2심 재판이 진행되고 있는 가운데 독성학자들이 살균제 성분을 코로 흡입할 경우 폐에 심각한 영향을 미칠 수 있다는 연구 결과를 발표해 2심 결과가 뒤집힐 가능성이 커졌다. 한국화학연구원 부설 안전성평가연구소, 경북대 응용화학공학부, 국립환경과학원 공동 연구팀은 방사성 동위원소 영상화 기법을 활용해 가습기 살균제 성분의 흡입 경로에 따른 폐 손상 가능성을 재확인했다고 12일 밝혔다. 이번 연구 결과는 환경학 및 독성학 분야 국제학술지 ‘국제 환경학’ 12월호에 실렸다. 연구팀은 생쥐를 대상으로 방사성 동위원소인 탄소-14로 표지된 클로로메틸이소티아졸리논(CMIT)·메틸이소티아졸리논(MIT)을 비강과 기도 노출 후 폐 손상 여부를 실험했다. 기존 연구에서는 CMIT/MIT를 생쥐의 기도 노출을 통해 폐 조직의 섬유화 손상을 확인했다. 기도 노출은 기도에 시험 물질을 천천히 떨어뜨린 다음 호흡과정을 통해 폐로 전달되는 방식을 관찰하는 것이다. 이는 비강을 거치지 않는 노출 방식으로 흡입에 의한 호흡기계 영향을 확인하기에는 한계가 있었다.연구팀은 CMIT/MIT를 비강과 기도에 노출한 다음 짧게는 5분에서 길게 7일까지 주요 조직의 방사능 농도를 정량화하고 흡입 노출 경로별로 세포 검사와 조직 병리 검사를 통해 폐 손상 유발 여부를 관찰했다. 그 결과 모든 호흡기 경로에서 CMIT/MIT가 호흡기 전체에 빠르게 이동해 확산된다는 것을 확인했으며 폐는 염증성 손상과 섬유화 손상이 발생한다는 것을 확인했다. 안전성평가연구소 인체유해인자 흡입독성연구단 이규홍 단장은 “이번 연구는 가습기 살균제에 사용된 CMIT/MIT가 호흡기 노출을 통해 폐까지 도달하고 이로 인해 질환을 유발할 수 있다는 것을 체내 분포와 독성연구 결과로 종합 분석해 입증했다는데 의미가 크다”며 “CMIT/MIT가 함유된 제품이 호흡기 이외의 장기에도 영향을 줄 수 있는 근거로 건강영향 평가의 필요성을 제기한 것”이라고 설명했다.

순천향대학교(총장 김승우)는 에너지시스템학과 안욱 교수 연구팀이 차세대 전지 시스템 상용화에 가장 큰 걸림돌인 발화 문제, 대용량, 에너지 저장장치의 수명 문제 등을 해결할 수 있는 고효율 전극 기술을 개발했다고 12일 밝혔다. 배터리 시장에서 널리 사용되는 ‘ESS(Energy Storage System)’ 기술은 높은 인화성과 낮은 수명이 문제다. 이같은 문제를 해결하기 위해 수계전해질을 이용하는 차세대 에너지 저장장치인 ‘바나듐 레독스 흐름 전지’에 관한 관심이 매우 높다. 바나듐 레독스 흐름 전지는 리튬이온전지와 비교해 인체 유해성, 인화성, 화학 반응성의 위험도가 낮아 안정적이며, 전지 수명이 20년 이상으로 긴 장점과 전지 용량의 한계가 없어 대용량에너지 저장장치에 유용하다는 장점이 있다. 그러나 상용화를 위해서는 고용량, 고출력의 전지 특성에 필수적인 높은 활성도를 갖는 전극 소재의 개발이 필요하다. 안 교수 연구팀은 한국생산기술연구원 임성남 책임연구원, 부산대학교 강준희 교수 연구팀과 함께 특정 질소 관능기(피리도닉 질소, Pyridonic Nitrogen)가 전해질에 녹아있는 바나듐의 산화·환원(V2+·V3+)에 높은 활성도를 나타내는 가설을 토대로 흑연에 특정 관능기를 부착하는 기술을 개발해 고출력, 장수명의 전지 특성을 나타낸다는 것을 확인했다. 연구 결과는 ‘바나듐 레독스 흐름 전지용 특정 질소 관능기 부착 전기화학 금속 촉매 음극 기술 개발(Superior electrocatalytic negative electrode with tailored nitrogen functional group for vanadium redox flow battery)’이라는 제목으로 해당 분야 최고의 국제학술지인 Journal of Energy Chemistry (IF: 13.599, CHEMISTRY, APPLIED 분야 상위 0.68%, 2021 JCR 기준) 11월호에 게재됐다. 교신저자인 안 교수는 “본 연구를 통해 개발된 전극 촉매 소재는 제조가 비교적 간단하고 고효율의 전극을 제조할 수 있어 바나듐 레독스 흐름 전지에 적용한다면 리튬이온전지와 가격경쟁력이 준수한 수준으로 상용화할 수 있을 것”이라고 설명했다.

사람 몸속의 미생물 숫자 39조개소장·대장 등 소화기관에 집중돼암·치매·아토피 등 영향 이미 증명 우울증 유발 미생물 13개 발견해민족·인종 등 특징 무관 영향 끼쳐섬유질 섭취 적은 아기 질병 노출2022년도 얼마 남지 않은 요즘, 이전과 달리 코로나19로 인한 사회적 거리두기도 없어 늘어난 송년회 일정 때문에 힘겨워하는 사람들이 많다. 성인들의 송년회에서는 술이 빠지지 않는다. 술을 못하는 사람들까지도 분위기에 휩쓸려 과음하는 경우가 적지 않다. 그런데 술자리를 가진 다음날 배탈이나 설사로 고생하는 사람이 의외로 많다. 알코올로 인해 장내 수분 흡수가 제대로 되지 않아 발생하는 증상이다. 연말 잦은 음주는 장내 미생물의 조성을 바꾸고 균형을 깨뜨려 건강에 악영향을 미칠 수 있다. 장내 미생물이라고 하면 일반인들은 여전히 유산균 음료나 건강기능식품을 떠올리는 경우가 많다. 그렇지만 장내 미생물은 유전자 가위와 함께 최근 생물학 분야에서 가장 주목받고 있는 연구 주제 중 하나이다.사람 몸에 있는 미생물 숫자는 인간 세포 수와 비슷하거나 약간 많은 39조개. 대부분 소장, 대장 같은 소화기관에 집중돼 있다. 이들 소화기관에 있는 미생물을 장내 미생물이라고 한다. 장내 미생물은 단순히 소화에만 관여하는 것이 아니다. 비만은 물론 대장암을 포함한 여러 암, 치매나 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환, 아토피 피부염 같은 자가면역질환에도 영향을 미친다는 다양한 증거가 나오고 있다. 이 같은 상황에서 네덜란드 로테르담 에라스무스 메디컬센터, 암스테르담대, 암스테르담대 대학병원, 영국 옥스퍼드대 공동 연구팀은 장내 미생물이 우울증의 발병과 증상에 영향을 미친다는 것을 유전학적으로 규명했다고 11일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 12월 7일자에 실렸다. 이와 별도로 암스테르담대 심리학과 연구팀을 중심으로 한 네덜란드, 프랑스 공동 연구팀도 유사한 연구 결과를 같은 날짜, 같은 학술지에 발표했다. 에라스무스 메디컬센터 연구팀은 1054명의 성인 남녀를 대상으로 장내 미생물과 우울증 발병 여부를 비교한 결과 우울 증상과 관련한 13개의 장내 미생물을 발견했다. 암스테르담대 심리학과 연구팀도 암스테르담에 거주하는 18~70세의 다양한 인종 및 민족의 남녀 3343명을 대상으로 장내 미생물 종류와 분포를 조사하고 인구통계학적 데이터와 정신건강학 데이터를 비교 분석했다. 그 결과 연구팀은 민족이나 인종에 상관없이 우울증을 유발시키는 장내 미생물을 찾아냈다. 이들에 따르면 해당 미생물들은 글루탐산, 세로토닌, GABA와 같이 우울증과 관련된 신경 내 화학전달물질 합성에 관여한다. 한편 미국 조지아주립대 의생명과학연구소 연구팀은 수유 기간에 섬유질이 적은 음식을 섭취한 엄마의 젖을 먹은 아이는 장내 미생물의 균형이 깨져 성장하면서 각종 질병에 시달리기 쉽다고 11일 밝혔다. 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 호스트 앤드 마이크로브’ 12월 8일자에 실린 연구 결과다. 연구팀은 새끼를 갓 낳아 수유 중인 어미 생쥐들을 두 집단으로 나눠 실험했다. 연구팀은 한쪽 어미 생쥐들에게는 섬유소가 풍부한 음식을 중심으로 균형 잡힌 식단을 제공했고 다른 집단에는 소위 ‘정크푸드’처럼 영양 불균형이 있는 음식을 제공한 뒤 새끼 생쥐의 장내 미생물을 관찰한 것이다. 연구 결과 섬유소가 적은 정크푸드를 먹은 어미의 젖을 먹고 자란 새끼 생쥐들은 장내 미생물이 영구적으로 변형돼 체내 염증과 비만으로 인해 자기면역질환을 비롯한 다양한 질병에 시달리는 것이 관찰됐다.

2~3년 전부터 ‘밥상머리 교육’에 대한 관심이 높습니다. 밥상머리 교육은 대단하거나 새로운 것이 아닙니다. 가족이 한자리에 모여 식사를 하면서 자연스럽게 인성, 예절뿐만 아니라 건강한 식습관까지 배울 수 있게 하는 것입니다. 그러나 요즘은 맞벌이 가정이 대부분이고 아이들도 밤늦게까지 공부 일정에 쫓기다 보니 가족이 함께 식사할 기회가 많지 않습니다. 이 때문에 한국의 아이들은 운동량은 물론 과일, 채소 같은 건강한 음식 섭취는 줄고 간단하게 한 끼를 해결할 수 있는 패스트푸드 섭취가 늘었습니다. 한 끼 식사를 즐긴다기보다는 때운다는 느낌이 강합니다. 결국 아동·청소년의 비만율까지 점점 높아지고 있습니다. 미국 휴스턴대 생명과학부, 심리·보건·학습과학과, 버지니아주립대 심리학과 공동 연구팀은 식사 시간 부모와의 상호작용이 아이들의 음식에 대한 생각과 자기 통제력 형성에 영향을 미치며 소아비만도 막을 수 있다고 11일 밝혔습니다. 연구 결과는 문화심리학 분야 국제학술지 ‘식욕’ 12월 8일자에 실렸습니다. ●엄마와 아이의 친밀도 중요 2019년 미국 버팔로대 의대 연구팀은 엄마와 아이의 친밀도가 소아비만 여부를 좌우한다는 연구 결과를 냈고, 같은 해 오클라호마대, 오하이오대 의대 공동 연구팀은 외동보다는 형제·자매가 있는 아이들이 식습관이 좋고 건강지수도 높다는 연구를 발표했습니다. 이런 연구는 국제학술지 ‘비만’과 ‘영양교육과 행동’에 각각 소개됐습니다. 연구자들은 ‘건강한 식습관은 학교나 친구들과의 관계에서보다는 가정, 특히 밥상머리에서 만들어지는 경우가 많다’는 결론을 내렸습니다. 이번 연구 결과 역시 건강한 식습관은 가정에서 자녀와 부모의 상호관계를 통해 형성된다는 점을 재확인했습니다. ●온 가족 함께… 자유로운 대화로 말을 하지 못하는 아기가 배가 고프다는 신호를 보낼 때 엄마들은 젖을 줍니다. 시간을 정해 놓고 우유를 먹이는 게 아닙니다. 이처럼 공복 상태에 식사를 제공하는 것을 ‘반응성 섭식습관’이라고 합니다. 연구팀은 반응식 섭식습관이 비만을 막고 건강한 음식관을 가질 수 있게 돕는다고 주장했습니다. 사람들은 보통 시간에 맞춰 아침·점심·저녁을 먹는 것이 건강에 도움이 된다고 생각합니다. 이렇게 정해진 시간에 식사를 하기 위한 전제 조건은 식사 전 간식을 먹지 않는 것이라고 연구팀은 강조했습니다. 배가 고프든 고프지 않든 무조건 정해진 시간에 일정한 양을 주고 모두 먹게 하는 것은 먹는다는 행위에 대한 부정적 감정을 만들어 폭식증이나 거식증을 유발할 가능성이 크다는 것입니다. 먹는 것은 인간의 핵심 기본 욕구이자 즐거움입니다. 아이들이 먹는 즐거움을 제대로 알게 하려면 아무리 바쁘더라도 일주일에 2~3일 정도는 온 가족이 함께 식사를 하는 것이 중요합니다. 밥상머리에서 일방적으로 어른들만 말하는 분위기라면 가족이 함께 식사하는 기회는 다시 줄어들게 되고 교육적 효과도 없다고 전문가들은 지적합니다. 식사 시간을 자유로운 대화의 분위기로 만든다면 가족 간 친밀도를 높이고 식습관도 개선해 만병의 근원이라는 비만까지 예방할 수 있을 것입니다.

최근 코로나19에 대한 뉴스가 줄어서 그렇지만 코로나19는 여전히 우리 곁에 있다. 코로나19는 감염자의 타액이나 접촉을 통해 확산되는 것으로 알려져 있다. 또 하나 잘 알려지지 않은 감염 경로가 바로 화장실이다. 감염자의 배설물이 에어로졸화 돼 공기 중으로 확산될 수 있다는 것이다. 코로나19 뿐만 아니라 다양한 병원균이 화장실을 통해 퍼진다. 유체역학 연구자들이 새로운 방법을 통해 변기 속 배설물이 어떻게 확산되는지 제대로 확인했다. 미국 콜로라도 볼더대 토목·환경·건축공학과 연구팀은 뚜껑을 닫지 않고 화장실 변기 물을 내리면 에어로졸이 공중으로 빠르게 튀어오른다는 사실을 재확인했다고 10일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 12월 8일자에 실렸다. 변기 물을 내릴 때 물에 녹아 있는 눈에 보이지 않는 작은 입자들이 공기 중으로 방출된다는 사실은 60년 전부터 잘 알려져 있다. 이 때문에 에어로졸화된 입자는 병원균을 운반하는 매개체로 공중 화장실 이용자는 쉽게 감염 위험에 노출되는 것으로 알려져 있다. 대장균, 노로바이러스, 아데노바이러스, 코로나바이러스 등 각종 병원체를 운반할 수 있는 에어로졸 입자 궤적과 속도를 파악하는 것은 소독과 환기 전략을 통해 노출 위험을 완화시키는데 도움이 된다. 그렇지만 아직 에어로졸 입자의 확산 형태와 속도는 명확히 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 변기 위와 변기 속, 변기 바깥에 밝은 녹색 펄스 레이저를 조사하고 두 대의 초고속 카메라를 주변에 설치했다. 연구팀은 일반 화장실과 똑같은 방식으로 뚜껑이 없는 수세식 변기를 설치한 다음 깨끗한 수돗물을 내릴 때 상태를 촬영했다. 분석 결과 변기 물을 내릴 때 에어로졸 입자는 초속 2m의 속도로 빠르게 분출되고 8초 이내에 변기 위 약 1.5m 높이까지 도달하는 것으로 나타났다. 큰 물방울은 공중으로 올라갔다가 곧바로 표면에 가라앉는 경향이 있지만 100만분의1m 크기의 더 작은 입자는 공기 중에 수 분 동안 떠 있다는 것을 확인했다. 에어로졸 입자는 솟아올라 뒤쪽 벽 방향으로 올라가는 것으로 확인됐지만 움직임은 유동적이어서 예측이 어렵다. 연구팀에 따르면 변기 안에 화장지 같은 다른 폐기물이 있을 경우 에어로졸 입자의 속도나 방향 등은 달라질 수 있다고 밝혔다. 연구를 이끈 존 크리말디 교수(수력학·환경유체역학)는 “이번 연구는 화장실 변기에서 물을 내릴 때 육안을 보이지 않는 아주 작은 물방울들이 어떻게 공기 중으로 빠르게 분출되는지 보여주고 있다”라고 말했다. 크리말디 교수는 “수세식 화장실은 변기 속 배설물을 효과적으로 내려보내 제거하는 것이지만 반대로 위쪽으로 입자화시켜 올려 보내기도 한다”며 “이번 연구 결과는 공공 화장실에서 병원균에 대한 노출 위험을 줄이기 위해 개선된 배관 설계나 소독, 환기 전략을 만드는 데 도움이 될 것”이라고 설명했다.

건강을 위해서는 규칙적인 신체활동, 즉 운동을 매일 일정 시간 하는 것이 도움이 된다는 것은 상식이다. 그렇지만 날씨가 추워지면서 가뜩이나 몸을 움직이길 싫어하는 사람들은 운동을 하지 않을 좋은 핑계거리이다. 날이 좋아도, 날이 나빠도 운동하기를 싫어하는 사람도 일상 생활을 하면서 건강을 유지할 수 있는 소위 ‘게으름뱅이를 위한 운동법’에 대한 흥미로운 연구 결과가 나와 주목받고 있다. 호주 시드니대 보건의학부, 영국 글래스고대 심혈관·대사건강학부, 옥스포드대 공중보건학과, 런던대(UCL) 스포츠과학연구소, 덴마크 남덴마크대 스포츠과학부, 캐나다 맥매스터대 공동 연구팀은 일상적인 일을 하면서도 1~2분 동안 숨이 차도록 움직이는 것만으로도 심혈관 질환에 의한 조기 사망 위험을 줄일 수 있다고 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘네이처 메디슨’ 12월 9일자에 실렸다. 연구팀은 건강 관련 빅데이터인 영국 바이오뱅크 참여자 중 여가 시간에 따로 운동을 하지 않는다고 보고한 2만 5241명의 웨어러블 가속도계 데이터를 분석했다. 분석 대상자들의 평균 연령은 61.8세이며 6.9년 동안의 데이터를 추적 조사했다. 분석 결과 연구팀이 ‘활발한 간헐적 신체활동’(VILPA)이라고 이름 붙인 활동을 한 사람들은 암과 심혈관 관련 사망 위험이 상당히 감소했다는 사실을 밝혀냈다. VILPA는 따로 운동 시간을 내는 것이 아니라 버스나 대중교통을 잡기 위해 달리거나 빠른 걸음으로 심부름을 가거나 아이들과 에너지 넘치는 게임을 하는 등 일상 생활 중에서 1~2분 이내로 심장 박동이 빠르게 오르도록 하는 것이다. 연구팀에 따르면 VILPA를 하루에 3~4회 정도, 1회당 1분으로 잡을 때 하루 3~4분 정도만 심박수를 올리는 활동을 하면 암 사망 위험이 운동을 전혀 하지 않는 사람보다 38~40% 감소하고 심혈관 질환 사망 위험은 48~49% 줄어든다. VILPA를 하루 11번까지 한다면 심혈관 질환 관련 사망위험은 65% 감소하고 암 관련 사망위험은 49%까지 줄어드는 것으로 조사됐다. 연구를 이끈 호주 시드니대 엠마누엘 스타마타키스 교수는 “이번 연구는 일상 생활의 일부로 행해지는 부수적 활동 강도를 짧은 시간에 순간적으로 높임으로써 고강도의 인터벌 트레이닝과 유사한 효과를 얻을 수 있다는 것을 보여줬다”고 설명했다.

중국이 코로나19 대유행(팬데믹) 3년 만에 실질적인 ‘위드 코로나’ 조치들을 발표했다. 지난달 25일부터 ‘백지(白紙)시위’가 중국 전역으로 확산된 이후 열흘 남짓 만에 고강도 방역 통제 정책이 대거 후퇴한 것이다. 7일 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면 전날 중국 허난성 주마뎬시의 이례적인 비판 성명이 신호탄이었다. 웨이신(중국판 카카오톡)을 통해 알려진 성명에는 “과도한 방역과 끊임없는 유전자증폭(PCR) 검사로 부정적인 영향이 갈수록 뚜렷해지고 있다”고 진단했다. 이어 “아무리 막아도 코로나19는 더 광범위하게 퍼지고 있고 민생은 파멸적인 타격을 받았으며 공공 재정은 바닥났다. 사회 안정과 법질서는 혼돈에 빠졌다”며 “코로나19 감염자 치사율이 유행성 독감보다 낮다. 이제는 (폐지 여부를) 판단해야 한다”고 지적했다. 공산당 중심의 통제와 상명하복 환경이 강력한 중국에서 지방정부가 중앙 시책을 공개 비판한 상황뿐 아니라 내용도 이례적이었다. 일반 주민뿐 아니라 지방정부도 ‘제로 코로나’ 정책의 한계 상황에 봉착했음을 보여 준다. 이미 세계 각국에서 1년여 전부터 ‘위드 코로나’로 전환하기 시작했지만 중국은 ‘나 홀로 감염자 0명’이라는 실현 불가능한 목표를 세우고 제로 코로나 정책을 고집스럽게 지켰다. 감염자는 물론 밀접 접촉자도 빠짐없이 격리 시설에 수용했고 확진자가 단 한 명만 나와도 지역을 통째로 봉쇄했다. 이러한 극단적인 방역 정책으로 중국 경제는 끝을 모르고 추락했다. 엄격한 통제 사회인 중국에서 지난달부터 시위가 꼬리를 이었다. 애플 최대 하청업체인 폭스콘의 허난성 정저우 공장에서 집단 탈출 사태가 벌어졌고, 급기야 광저우 봉쇄지역인 하이주구에서도 주민들이 들고 일어났다. 이런 상황에서 지난달 24일 신장 위구르자치구의 고층 아파트 화재로 19명의 사상자가 나오자 분노가 극에 달했다. 무엇보다 중국에서 금기어나 다름없는 “시진핑 물러나라! 공산당 물러나라!”라는 구호까지 터져 나왔다. 결국 중국 정부는 14억 중국인의 성난 민심을 확인하고 ‘방역 완화’로 태세 전환에 나설 수밖에 없었다. 중국 국무원의 10개 방역 완화 조치 발표 직후 소셜미디어에는 “홀로 외길을 걷던 중국이 세계적인 조류에 합류했다”, “3년간의 고난이 마침내 끝났다”는 등 환영 일색이었다. 일부 지방정부는 “내년 춘제(음력설)를 고향에서 지내라”는 홍보도 시작했다. 이날 트립닷컴 등 중국 온라인 여행 플랫폼에는 춘윈(춘제 특별수송기간) 항공기 순간 검색량이 160% 증가했다. 그러나 위드 코로나로의 전환에 따른 감염자 급증세는 중국 최고지도부의 숙제로 남았다. 6일(현지시간) 국제학술지 사이언스는 영국 기업 에어피니티의 연구 결과를 인용해 “중국이 제로 코로나를 해제하면 올겨울 최대 2억 7900만명이 감염돼 210만명이 사망할 수 있다”고 예측했다. 중국산 백신의 낮은 유효성 때문에 집단 면역이 형성되지 않은 상태에서 방역을 해제하면 감염 폭증이 불가피하다는 경고다.

날씨가 추워져 실내 생활이 많아지는 겨울이 되면 온몸이 찌뿌둥하고 없던 근육통이 생기는 경우도 적지 않다. 또 이유 없는 만성 통증에 시달리는 사람들도 있다. 이런 사람들에게 희소식이 있다. 통증 환자라면 녹색 빛에 자주 노출시키는 것이 통증을 줄이는데 도움이 될 것이라는 연구 결과가 나왔다. 중국 푸단대 뇌과학연구소, 의학 신경생물학 연구소 공동 연구팀은 녹색광이 신체 통증을 완화시켜주는데 도움이 된다고 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘사이언스 중개의학’ 12월 8일자에 실렸다. 통증은 조직 손상이나 손상 가능성이 있을 때 발생하는 감각이다. 통증 전달과정에 이상이 생겨 지속적인 자극이 발생할 경우 만성 통증으로 발전하게 된다. 만성 통증의 원인은 다양하기도 하고 원인이 명확하지 않은 경우가 많아 치료도 쉽지 않다. 또 진통제를 지속적으로 사용할 경우는 내성이 생기기도 쉽다. 이런 상황 속에 통증을 연구하는 과학자들은 내성 발생 없이 만성 통증을 완화하기 위해 빛을 이용한 광치료법에 주목하기 시작했다. 실제로 녹색광 LED를 이용하면 신경 손상이 있는 생쥐의 통증을 줄이는데 도움이 됐다는 연구 결과가 나온 적도 있다. 이 때문에 만성 요통에서 편두통, 섬유근육통 등 다양한 근육 통증을 완하하는데 저강도의 빛을 이용하는 치료법이 사용되기도 하고 있다. 문제는 녹색광이 어떻게 통증을 완화시키는데 도움을 주는지 메커니즘을 명확히 알 수 없다는 점이다. 임상에 활용하기 위해서는 정확한 작동 기전을 파악할 필요가 있기 때문이다.연구팀은 관절염을 유발시킨 생쥐를 이용해 실험한 결과 녹색광이 통증 완화에 도움을 주는 것을 다시 한 번 확인했다. 또 포유류의 눈에서 빛을 감지하는 역할을 하는 망막의 막대형 광수용체와 원뿔형 광수용체의 반응을 관찰했다. 그 결과 광수용체가 녹색광에 노출되면 복외측슬상핵(vLGN)이라는 뇌 영역에서 프로엔케팔린이라는 호르몬을 발현시키는 신경세포를 활성화시킨다는 것을 확인했다. 이를 통해 통증을 완화시킨다는 설명이다. 연구를 이끈 시준 웽 푸단대 뇌과학연구소 교수는 “이번 연구 결과는 녹색광이 신경망 세포에 자극을 줘 통증을 완화시킨다는 점을 확인한 것으로 간단하고 안전하며 경제적인 광진통제를 개발하는데 도움이 될 것”이라고 설명했다.

또 한 해가 저물어 가고 있다. 아이들은 빨리 한살 더 먹어 어른이 되고 싶어하지만 정작 어른들은 하루, 한 달, 1년이 지나는 것이 아쉽고 붙잡고 싶을 뿐이다. 연말이 되면 약속들도 많아지고 오랜만에 동기 동창을 만날 기회도 늘어난다. 그런데 재미있는 것은 동갑인데도 어떤 이들은 오히려 더 젊어진 것처럼 보이고 또 다른 사람은 1년 동안 확 늙어버린 느낌을 받게 된다. 과연 이들의 생체 나이는 똑같을까. 카이스트 생명과학과 연구팀은 동물의 생체 나이를 정확히 파악할 수 있는 새로운 지표로 RNA 변화를 발견했다고 7일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘지놈 리서치’에 실렸다. 이번 연구는 전 세계적으로 인구 구조의 고령화 추세가 심각해지고 있는 상황에서 노화와 노화 관련 질병을 치료할 단초를 제공했다는 데 주목받고 있다. 연구진은 수명이 짧고 노화 속도가 빨라 노화와 장수 연구에 많이 활용되는 예쁜꼬마선충이라는 동물을 활용해 노화과정에서 RNA의 총체적 변화를 분석했다. RNA는 DNA에 담긴 유전 정보를 단백질로 바꿀 때 쓰이는 물질이다. 그 결과 연구진은 단백질을 생산하지 않는 RNA, 일명 논코딩 RNA가 나이가 들면서 양이 증가하며 단백질을 생산하는 mRNA는 노화 진행과 함께 양이 감소한다는 것을 발견했다. 정밀 분석한 결과 노화한 개체에서는 한 개의 유전자에서 여러 개의 단백질을 만들 수 있는 스플라이싱 중에 RNA 오른쪽 끝 부분에서 뒤쪽이 앞쪽보다 더 많이 쓰이는 경향을 발견했다. 이 같은 현상은 예쁜꼬마선충 뿐만 아니라 또 다른 실험동물인 초파리에서도 똑같이 관찰됐다. 연구를 이끈 이승재 카이스트 생명과학과 교수는 “이번 연구는 RNA 형성의 특정 변화가 노화의 시계로 작동할 수 있다는 것을 밝혀낸 것”이라며 “RNA 노화를 조절할 때 노화를 막고 건강한 장수를 유도할 수 있을 것으로 기대한다”고 설명했다.

비만은 암과 고혈압, 고지혈증 등 각종 대사질환을 일으키는 것으로 알려져 있다. 최근에는 비만한 사람이 코로나19 바이러스와 독감 바이러스에 더 쉽게 감염된다는 사실이 밝혀지기도 했다. 그렇지만 일부 질병에서는 비만이 오히려 좋은 영향을 미친다는 ‘비만의 역설’이 종종 보고돼 왔다. 그런데 이번에는 국내 연구진이 비만이 성병 바이러스 감염을 차단해준다는 새로운 ‘비만의 역설’을 발견했다. 카이스트 의과학대학원, 건양대병원 공동 연구팀은 비만이 성병을 유발하는 2형 헤르페스 바이러스 감염에 대해 저항성을 보인다는 사실을 확인하고 그 메커니즘을 규명했다고 6일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’에 실렸다. 2형 헤르페스 바이러스는 성병을 일으키는 바이러스로 여성이 남성보다 더 높은 감염률을 보이는 것으로 알려져 있다. 여성 생식기 내에는 젖산균을 포함한 공생미생물이 서식하고 있는 것으로 알려져 있는데 비만 여성과 마른 여성은 질내 공생미생물 조성이 다른 것으로 알려져 있다. 연구팀은 생쥐 실험을 통해 암컷 생쥐의 생식기 내에는 장에서 유래한 것으로 보이는 미생물들이 섞여 있는 것을 확인했다. 또 장에서 유래된 것으로 보이는 질내 유입균들은 아미노산 일종인 아르기닌을 활발하게 생산하고 있는 것이 관찰됐으며 이것들이 바이러스 초기 감염 예방에 중요한 역할을 한다는 것도 밝혀냈다. 연구팀은 아르기닌이 생식기 내 감마델타 T세포의 항바이러스 면역반응을 강화하고 적응 면역세포가 활성화되는 시기보다 이른 시기에 바이러스 감염과 전파를 억제한다는 사실도 밝혀냈다. 연구팀은 이를 통해 성병 예방을 위한 항바이러스 프로바이오틱스 개발과 아르기닌을 활용해 바이러스 예방을 할 수 있는 보조제 및 치료제 개발 실마리가 될 것으로 기대하고 있다. 연구를 이끈 이흥규 카이스트 교수는 “이번 연구는 비만이 특정 감염성 질병에 도움이 될 수 있다는 사실을 밝혀냈다는데 의미가 크다”며 “이번 연구 결과를 근거로 한 분자 메커니즘을 응용해 항바이러스제 개발에 나설 것”이라고 설명했다.

올 누적 환자 3927명 매년 증가발병자 12~3월에 47.3% 몰려날로 먹는 굴 등에 감염·전파복통·구토·설사 2~3일간 지속고령자는 탈수로 사망할 수도 날이 추워지면서 겨울철 식중독을 일으키는 대표적인 바이러스인 노로바이러스가 기승을 부리고 있다. 겨울에는 기온이 낮아 식중독 위험이 낮다고 여겨 덜 조심하게 되지만 이 바이러스는 영하 20도에서도 살아남는 ‘독종’이다.질병관리청은 최근 일주일(11월 20~26일)간 전국 208개 표본감시 의료기관에서 신고된 노로바이러스 식중독 환자를 69명으로 5일 집계했다. 2주 전(11월 6~12일) 44명보다 56.8% 증가했다. 올해 1월부터 발생한 누적 환자는 3927명이다. 노로바이러스에 의한 식중독 건수는 해마다 증가하고 있다. 노로바이러스 식중독은 1년 내내 발생할 수 있지만 겨울철에 더 잘 유행한다. 식품의약품안전처의 최근 5년(2017~2021년)간 월별 평균 노로바이러스 식중독 발생 통계를 보면 매년 12~3월에 환자의 47.3%가 집중됐다. ●단 10개 입자로도 감염… 쉽게 전파 이 바이러스는 10개 입자로도 사람을 감염시킬 수 있고 쉽게 전파된다. 노로바이러스에 감염된 식품을 섭취했을 때는 물론 바이러스에 오염된 물건을 만졌다가 다시 입을 만지거나 노로바이러스 식중독 환자와 함께 밥을 먹고 생활용품을 같이 써도 감염될 수 있다. 주로 분변과 구토물을 통해 전염되며 설사 증세를 보이는 유아의 기저귀를 갈다 가족이 감염되는 경우도 많다. 드물게는 구토하는 사람에게서 나온 바이러스 입자가 에어로졸 형태로 퍼져 대규모 감염을 일으킨다는 보고도 있다. 추운 날씨에도 노로바이러스에 의한 식중독이 발생하는 이유로 최성호 중앙대병원 감염내과 교수는 추위에 강한 바이러스의 특성, 개인위생 부주의를 꼽았다. 최 교수는 “감염된 환자의 분변에서 배출된 바이러스가 주변 환경을 오염시키고, 손을 통해 입으로 들어가거나 음식물을 오염시켜 감염되는 경우가 흔한데, 노로바이러스는 얼음이 얼 정도의 온도도 견딜 수 있어 이런 전파 경로가 겨울에도 유지될 수 있다”고 말했다. 또한 “겨울에는 식중독에 대한 경각심이 느슨해져 음식물을 상온에 두거나 깨끗하게 손질하지 않아 음식을 통한 감염 전파 위험이 커진다”고 덧붙였다. 추운 겨울 실내에 밀집해 생활하다 보면 아무래도 여름보다는 대인 간 전파 가능성이 커질 수 있다. 겨울에 날로 먹는 굴 등 어패류에 바이러스가 많아 겨울철 식중독이 잦다는 분석도 있다. 노로바이러스에 감염되면 보통 24~48시간의 잠복기를 거친 뒤 발병한다. 갑자기 배가 아프고 속이 울렁거리면서 구토와 설사를 한다. 설사는 대개 하루 4~8회 정도로 하며, 세균성 이질과 달리 혈액변이나 점액변을 보지는 않는다. 전신 근육통이 있고 기운이 없으며 두통과 38도가 조금 넘는 정도의 미열이 동반되기도 한다. 이런 증상은 보통 2~3일 지속되다 특별한 후유증 없이 대부분 저절로 회복된다. 하지만 고령자나 소아암 환자처럼 면역 기능이 저하된 환자는 증상이 오래가고 후유증이 남을 수 있다. 최상호 서울아산병원 감염내과 교수는 “노인 환자나 면역 저하 환자가 노로바이러스 식중독에 걸리면 구토와 설사를 심하게 하면서 탈수가 되고, 이로 인해 심한 전해질 불균형이 올 수 있으며 드물지만 사망할 수도 있다”고 말했다. ●군대·학교 밀집시설 대규모 전파 주의 전염력이 매우 강해 군대나 식당, 학교에서의 집단 발병 위험이 크지만 아직 예방 백신이나 항바이러스제가 개발되지 않았다. 예전에 감염된 사람도 재감염될 수 있다. 노로바이러스에 감염되면 수분을 충분히 섭취해 탈수를 막고, 증상이 심할 땐 병원 진료 후 수액 요법과 같은 치료를 받아야 한다. 노로바이러스는 다른 식중독 바이러스와 마찬가지로 손을 자주 씻는 것만으로도 충분히 예방할 수 있다. 특히 식당에서 밥을 먹을 때는 중심부까지 완전히 익은 식품만 섭취해야 한다. 덜 익은 소고기 등도 위험하다. 굴 등 어패류도 되도록 익혀 먹어야 하며 조리 기구와 식기는 세척 후 열탕 소독을 해야 한다. 익혀 먹지 않는 쌈 채소 등은 먹기 직전에 씻는 게 좋다. 세척 과정에서 채소류 표면에 원래 분포하고 있던 ‘상재균’ 군집의 평형이 깨져 유해균에 대한 방어 능력이 감소할 수 있어서다. 노로바이러스를 한번 앓았던 사람은 증상이 회복되고서도 최소 2주 이상 음식을 만들어선 안 된다. 이항락 한양대병원 소화기내과 교수는 “특히 단체 급식 시 설사 증상이 있는 조리원은 절대 급식에 참여해선 안 된다”며 “지하수에는 바이러스나 세균이 있을 수 있어 되도록 식수로 쓰지 말고, 정수기 필터를 자주 갈아 주지 않으면 세균이 증식해 더 큰 문제가 생길 수 있으므로 정수기 필터도 철저히 관리해야 한다”고 강조했다. 채소 등을 씻을 때는 염소 소독이 된 수돗물을 사용하는 것이 안전하다. 냉장고도 믿어선 안 된다. 식중독균 중에는 4~5도의 냉장고에서 자랄 수 있는 저온 세균도 있다. 오염된 육류·생우유·아이스크림 등을 통해 감염되는 여시니아 엔테로콜리티카균과 리스테리아 모노사이토제네스균이다. 리스테리아균은 저온은 물론 고염도 음식에도 잘 적응해 성장하기 때문에 식품 제조 단계에서부터 균의 오염을 막는 게 최선의 예방법이다. 냉동고는 세균 증식을 억제할 뿐 사멸시키지는 못한다. 영하 20도에서도 견딜 수 있는 노로바이러스는 말할 것도 없다. 냉동고에 음식을 보관할 때 보관 날짜 정도는 적어 두는 게 좋다. 냉장 보관 땐 닷새, 냉동 보관 땐 6개월을 넘겨선 안 된다. ●1960년대 초반엔 무명의 바이러스 노로바이러스는 1960년대 초반만 해도 무명의 바이러스였다. 1968년에서야 첫 유행이 보고된 미국 오하이오주의 도시 노워크(Norwalk)의 이름을 따서 노워크 바이러스라고 불리다가 2002년에 정식으로 노로바이러스라는 이름을 얻었다. 최상호 교수는 “개발도상국에서는 아직 대장균이나 살모넬라, 시겔라 같은 세균들이 식품 매개 질환의 가장 흔한 원인이지만, 대부분의 선진국에서는 노로바이러스가 가장 흔한 원인균”이라며 “선진국형 구토·설사병이라고 할 수 있다”고 말했다. 노로바이러스가 좋아하고 싫어하는 혈액형이 따로 있다는 보고도 있다. 노로바이러스가 혈액형을 결정하는 항원을 감염의 수용체로 사용하기 때문이라는 주장인데, 특히 B형이 노로바이러스에 아주 강하다고 한다. 2003년 국제학술지 ‘네이처 메디신’에 나온 얘기다.

기후변화로 되살아나는 고대 바이러스동시베리아 영구동토층서…감염력 확인 기후 변화로 시베리아 영구동토층이 녹으면 수만년 전 갇혀 있던 ‘좀비 바이러스’가 깨어나 인간에게 전염될 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 수만 년간 갇혀 있던 병원체가 전염력을 그대로 유지한 채 나올 가능성이 있다는 것이다. 4일 워싱턴포스트(WP) 등에 따르면 프랑스, 러시아, 독일 연구진으로 구성된 연구팀은 지난달 의학 논문 사전 등록 사이트 ‘바이오 아카이브’에 해당 내용을 게재했다. 연구팀은 시베리아 야쿠츠크 지역에서 채취한 7개의 영구 동토 샘플에서 13종의 새로운 바이러스를 발견했다. 이 중 가장 오래된 바이러스는 4만 8500년 전에 묻혔다. 연구진들은 “바이러스는 아직 충분한 전염력을 갖추고 있는 상태”라며 “재활성화 속성을 들어 ‘좀비 바이러스’로 부를 수 있겠다”고 설명했다. 바이러스들은 얼어붙었던 토양이나 강, 2만7000년 전 죽은 시베리아 늑대의 창자 등에서 발견됐으며, 일부는 아직 충분한 전염성을 가지고 있었다. 이에 연구진은 이를 ‘좀비 바이러스’라고 불렀다.2016년 사슴 사체 노출로 ‘얼어있던 바이러스’ 위험성 입증 실제로 지난 2016년 러시아의 북시베리아에서는 폭염으로 영구 동토가 녹으면서 그 안에 있던 사슴 사체가 노출됐고, 이와 접촉한 어린이 1명이 탄저병에 걸려 숨지고 성인 7명이 감염된 바 있다. 이 지역에서 탄저병이 발생한 것은 1941년 이후 처음이었다. 다만 전염 가능성이 남아있다는 것만 밝혀졌을 뿐 인간과 동물에게 어떤 영향을 끼칠지는 알 수 없고, 인가와 비교적 떨어져 있어 아직까지는 위험도가 낮다. 해당 연구 논문의 공동 저자인 장미셸 클라베리 프랑스 엑스 마르세유 대학교 바이러스학 교수는 “찾아볼 때마다 바이러스가 있을 것”이라고 우려하기도 했다.한편 1979년 이후 북극은 지구 전체보다 거의 4배 가까이 빠른 속도로 온도가 상승했다. 만약 이 안에 매장된 어마어마한 이산화탄소와 메탄이 공기 중에 방출된다면 기후 변화가 가속화될 수 있어 전 세계인들의 주의가 요구되고 있다 2017년 호주 태즈매니아대 연구진이 국제학술지 ‘사이언스’에 발표한 논문에 따르면 10년마다 육지생물은 17km, 해양생물은 72km씩 고위도 지역으로 이동하고 있다. 2020년 기상청이 발표한 ‘한국기후변화 평가보고서’는 뎅기열바이러스를 옮기는 열대지방의 흰줄숲모기가 2050년에는 한국에도 토착화할 수 있다고 예상했다. 워싱턴포스트는 “시베리아가 지구에서 온난화가 가장 빠르게 진행되는 지역 중 하나”라면서 “땅속에 얼어붙어 있던 유기체가 노출되는 일도 더 잦아질 수밖에 없다”고 전했다.

공감은 다른 사람의 사고나 감정을 자기 내부로 옮겨 타인의 체험과 동질적 심리 과정을 만드는 일이다. 쉽게 말하면 ‘나는 당신의 상황을 알고 당신의 기분을 이해한다’는 식으로 다른 사람의 상황이나 기분을 함께 느낄 수 있는 능력이다. 세계적 미래학자 제러미 리프킨은 ‘공감의 시대’라는 책을 통해 공감은 인간의 생존에 있어서 중요한 수단이라고 평가하기도 했다. 그렇지만 최근에는 공감 능력이 떨어지는 이들도 적지 않게 눈에 띈다. 공감 능력을 갖도록 하고 어떤 방식으로 공감 능력이 형성되는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 공감 능력을 형성하는 뇌 신경회로에 관한 연구 결과를 내놔 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단 연구팀은 생쥐를 이용해 우뇌의 뇌파 동기화가 공감 기능을 유도한다고 5일 밝혔다. 이번 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 12월 2일자에 실렸다. 이번 연구는 공감 능력 장애를 보이는 자폐스펙트럼장애, 사이코패스, 조현병 같은 정신신경질환 치료 연구에 기여할 것으로 기대된다. 생쥐는 공포를 느끼면 동작을 멈춘다. 연구팀은 상자 모양의 실험 장치 속에 생쥐 두 마리를 넣고 한 쪽 생쥐에게만 전기 충격을 주고, 다른 쪽 생쥐는 이를 관찰하게 했다. 생쥐의 공포 공감 능력은 상대의 고통 관찰 시 동작을 멈추는 행동의 정도와 공포 기억 회상 정도로 나타난다. 생쥐의 공포 공감능력은 인간의 공감 패턴과 비슷한 것으로 알려져 있다. 광유전학적 기법과 뇌파 측정을 통해 생쥐가 공포 공감을 할 때 관여하는 우뇌 신경회를 발견했다. 생쥐 우뇌 대뇌피질-편도체 간에 연결된 신경회로를 억제하자 생쥐의 관찰 공포 행동이 감소하고 신경회로를 강화하면 관찰 공포 행동이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 연구팀은 이를 통해 우뇌의 대뇌피질-편도체 상호 간에 연결된 뇌신경회로가 공감 기능에 관여한다고 설명했다. 또 생쥐의 관찰 공포 행동 중에 우뇌의 대뇌피질-편도체에서 5~7㎐ 진동수의 뇌파 동기화가 관찰됐다. 즉 해당 주파수의 뇌파를 억제하면 관찰공포 행동이 모두 억제된다는 것이다. 대뇌피질-편도체 뇌파의 근원은 해마 세타파라는 사실도 연구팀은 밝혀냈다. 뇌 해마 영역에서 관찰되는 세타파는 인지, 정서, 선천적 공포 불안장애 등 뇌기능과 관련돼 있는 것으로 알려져 있다. 연구를 이끈 신희섭 IBS 명예연구위원은 “이번 연구는 공감 능력 조절 메커니즘을 뇌신경 회로, 뇌파 수준에서 처음으로 규명했다”며 “추가 연구를 통해 공감 기능에 관여하는 유전자 및 유전자, 새로운 신경회로를 찾아내 뇌기능 장애 동물모델에 적용해 정신질환 치료에 기여할 것”이라고 설명했다.

2022년의 마지막 달인 12월이 시작됐다. 눈 깜짝할 사이에 1년이 지났다는 사람들이 많다. 어른들은 12월이 되면 곧 나이를 한살 더 먹어야 한다는 생각에 서글프겠지만 아이들은 마냥 신나기만 한다. 전 세계 어린이들이 손꼽아 기다리는 크리스마스가 곧 돌아오기 때문이다. 이 때문에 부모들은 12월의 시작과 함께 선물을 고민하게 된다. 크리스마스가 없었던 기원전 시대에는 아이들에게 선물을 줄 필요가 없었을까. 그런데 최근 생물학자와 역사학자들의 분석에 따르면 청동기 시대에도 아이들은 장난감을 원했고 부모들은 그런 선물을 마련하기 위해 고민을 했을 것이라는 연구 결과가 나왔다. 스페인 도냐나 생물학연구센터 진화생태학과, 국립자연과학박물관, 우엘바대 실험과학부, 마드리드 콤푸리텐세대 지리·역사학부 공동 연구팀은 약 5000년 전 청동기 시대 현재 스페인과 포르투갈이 있는 이베리아 반도에서 발굴된 올빼미 모양의 석판은 장인이 만든 것이 아닌 어린이가, 어린이를 위한 장난감으로 만들어졌을 것이라고 3일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 12월 2일자에 실렸다. 5500년에서 4750년 사이에 이베리아 반도 전역의 무덤과 유적지에서 약 4000개의 슬레이트 부엉이 명판이 발견됐다. 처음 학자들은 부엉이 명판이 의례적인 의미를 지녔으며 신이나 망자를 기리기 위해 만들어 진 것으로 추정했다.그렇지만 연구팀은 이런 기존 해석을 재검토하기 위해 부엉이 모양의 명판 전체를 분석했다. 연구팀은 두 개의 눈, 깃털 뭉치, 무늬가 있는 깃털, 편평한 안면, 부리, 날개 등을 중심으로 부엉이를 표시하는 6개 특성을 만들었다. 연구팀은 이 부엉이 특성 중 몇 개가 표시되는지에 따라 1~6까지 등급을 매겼다. 연구팀은 다시 4~13세 어린이가 요즘 그린 100의 부엉이 그림과 비교해 유사점을 비교했다. 그 결과 현대 아이들이 그린 그림을 분석한 결과 나이가 들수록 부엉이 그림은 실물과 비슷해지는 것으로 관찰됐다. 발굴된 명판 대부분의 상단에는 두 개의 작은 구멍이 있는 것이 관찰됐다. 이는 목걸이처럼 걸기 위한 구멍이거나 부엉이 깃털을 꽂기 위해 만든 것으로 추정된다. 연구를 이끈 도냐나 생물학연구센터 후안 네그로 박사는 “이번 연구 결과 유적에서 발굴된 명판들은 대부분 어린이들이 만들었다는 것을 알 수 있다”며 “기존 가설처럼 제사 같은 데 활용되기보다는 비실용적, 즉 장난감이나 아이들 선물로 쓰였을 가능성이 크다”고 설명했다.

한국인의 커피 사랑은 전 세계적으로도 유명하다. 성인 1인당 커피 소비량은 2018년 기준 연간 353잔으로 매일 한 잔의 커피를 마시는 셈이다. 세계 평균 소비량 132잔의 2.7배 수준이다. 그런데 그렇게 많은 커피를 만들 때 나오는 커피콩 찌꺼기는 어떻게 처리되는 것일까. 국내 연구진이 커피 찌꺼기를 이용해 오염수를 깨끗하게 처리하는 방법을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 구조용복합소재연구센터, 동국대 화학과 공동 연구팀은 생활 폐기물로 버려지는 커피 찌꺼기와 생분해성 고분자를 결합시켜 구리이온 제거용 나노복합필터를 개발했다고 4일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘수처리공학’(Journal of Water Process Engineering)에 실렸다. 놀랍게도 커피 한 잔을 내릴 때 사용되는 커피콩의 0.2%만 우리가 마시는 커피가 되고 나머지 99.8%는 찌꺼기로 버려진다. 이렇게 버려지는 커피 폐기물의 양은 한국에서만 연간 약 15만t에 달한다. 국회입법조사처의 조사에 따르면 2019년 기준으로 14만 9038t의 커피 찌꺼기가 발생했다. 문제는 커피 찌꺼기를 매립하면 온실가스가 발생하고 소각을 하면 다량의 이산화탄소가 발생해 이래저래 환경문제가 된다. 또 최근 반도체 생산이 증가하면서 그에 따른 폐수 발생량도 늘고 있다. 반도체 폐수 속에는 중금속이 포함돼 있어 신장, 간, 뇌 같은 인체 주요 장기에 치명적 손상을 초래할 수 있다. 연구팀은 커피 찌꺼기가 다공성 구조물질이라는 점에 착안했다. 커피 찌꺼기 입자들이 다공성 구조를 갖고 음전하를 띄고 있다는 점 때문에 양전하를 갖는 폐수 속 중금속을 흡착할 때 활용되곤 했다. 문제는 커피 찌꺼기를 물에 푸는 방식이었기 때문에 오염물질을 흡착한 뒤 다시 커피 찌꺼기를 회수해야 한다는 복잡한 처리 과정이 추가로 필요했다.연구팀은 캡슐커피 안 커피 찌꺼기를 수거해 세척이나 불순물 제거 같은 처리 과정 없이 생분해성 플라스틱 PCL(폴리카프로락톤)과 함께 용매에 녹여 균일하게 복합용액을 만드는데 성공했다. 이 복합 용액을 전기방사해 촘촘하고 균일한 형태의 나노복합필터를 만들었다. 이 나노복합필터는 반도체 폐수에서 4시간 동안 90% 이상 중금속을 제거할 수 있음을 확인했다. 5g 정도의 캡슐커피 하나로 10ℓ의 폐수를 정화할 수 있다. 연구를 이끈 이민욱 KIST 박사는 “이번 연구는 환경오염 원인이 되는 폐기물을 간단하게 처리해 친환경적으로 물 속 중금속을 제거할 수 있는 기술을 개발했다는 점에 의미가 있다”며 “커피 찌꺼기를 표면처리하거나 다른 자연소재를 탐색해 친환경적이면서도 성능이 높은 다양한 필터를 개발할 계획”이라고 설명했다.

국내 연구진이 면역세포의 일종인 T세포를 활용해 알츠하이머 치매를 치료할 수 있는 메커니즘을 밝혀내 주목받고 있다. 경희대 한의과대, 동아대 건강관리학과 공동 연구팀이 조절 T세포를 이용한 알츠하이머 치매 치료 메커니즘을 밝혀내고 치매 특이적 조절 T세포 주입을 통한 새로운 치료 전략도 제시했다고 2일 밝혔다. 이번 연구 결과는 진단치료의학 분야 국제학술지 ‘테라노스틱스’에 실렸다. 알츠하이머는 뇌에 아밀로이드 베타 단백질이나 타우 단백질이 응집돼 쌓이면서 기억력 퇴행과 행동 장애 등을 유발시키는 퇴행성 뇌질환이다. 특히 치매의 70% 정도가 알츠하이머가 원인인 것으로 알려져 있다. 문제는 알츠하이머 치매를 근본적으로 치료할 수 있는 방법이 없다는 점이다. 조절 T세포는 대표적 면역세포로 면억억제를 유도하는 세포로 자가면역질환에 활용하기 위한 연구가 많이 진행되고 있다. 최근에는 조절 T세포가 중추신경계 면역 균형을 유지하는 역할도 한다는 연구결과가 나오면서 퇴행성 뇌질환 치료 물질로도 주목받고 있다. 연구팀은 치매 환자 뇌에 분포하는 아밀로이드 베타를 항원으로 하는 특이 조절T세포를 체외에서 생산하는 공정을 개발하고 이를 알츠하이머를 유발시킨 생쥐에게 주사하는 실험을 했다. 그 결과 특이 조절T세포를 1회 정맥 주사하는 것만으로도 인지기능 개선과 아밀로이드 베타축적이 줄고 뇌대사가 개선되는 효과를 확인할 수 있었다.이와 함께 특이 조절T세포는 기존 조절T세포보다 뇌로 이동하는 세포 수를 월등히 늘리고 뇌에 존재하는 미세아교세포 활성화를 억제해 신경염증을 줄이기도 했다. 배현수 경희대 교수는 “이번 연구는 알츠하이머 치매에 대한 조절 T세포의 강력한 치료효과를 확인했고 알츠하이머 이외의 퇴행성 뇌질환에 대한 조절 T세포의 효과에 대해서도 확인했다는 점에 의미가 크다”고 설명했다.

기후 변화는 농작물 재배 장소를 바꾸고 국경선이나 해안선까지 바꿀 것으로 예상된다. 그런데 놀랍게도 전혀 상관없을 것 같은 분야에도 영향을 미치는 것으로 예측됐다. 다름 아닌 아이의 이름이다. 미국 시애틀 워싱턴대 생물학과, 오하이오대 생명과학과 공동 연구팀은 날씨가 아이 이름에 영향을 미칠 수 있는 만큼 기후변화로 인해 새로운 이름이 인기를 끌 수 있다고 2일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘진화 인간과학’(Evolutionary Human Sciences) 11월 26일자에 실렸다. 현재 영미권에서 가장 인기 있는 이름은 에이프릴(April·4월)이나 오텀(Autumn·가을)이다. 외국에서는 유명인의 이름이나 존경하는 조상의 이름을 따서 아이들 이름을 짓기도 하지만 태어날 당시의 날씨나 계절을 갖고 이름을 짓는 경우도 많다. 물론 동양, 특히 한국에서도 태어난 달이나 계절 등 아이의 사주를 보고 그에 맞는 이름을 짓는 경우가 많다. 가족, 경제, 사회 및 문화적 요인이 이름에 영향을 미칠 수 있다는 것은 기존 다양한 연구를 통해 알려졌다. 또 기온과 같은 물리적 환경이 동물의 행동, 생리행태 등이 바뀐다. 이런 것들을 종합해 환경이 아기의 이름을 짓는다는 독특한 인간 행동에 영향을 미치는지에 대한 연구를 시도한 것이다. 이를 위해 연구팀은 출생 연도와 미국의 51개 주별로 모든 아기의 이름이 등록된 미국 사회보장국(U.S. Social Security Administration)의 빅 데이터를 활용해 1910년부터 2021년까지 사용된 총 3억 5000만 개의 이름을 분석했다. 여자 아이들의 이름은 특히 봄철에 속한 달의 이름을 따는 경우가 많다. 인문학계에서는 봄철이 새로운 삶과 연관되기 때문에 에이프릴, 메이, 준 등의 이름을 주로 사용한다고 보고 있다. 연구팀은 그렇다면 봄 날씨가 처음 나타나는 달의 이름을 지을 것이라고 가정했다. 앨라바마나 텍사스는 3월 중하순에 마지막 서리가 내리지만 매사추세츠나 뉴욕은 5월 또는 그 이후까지 서리가 내린다. 분석 결과, 1910~1950년까지는 준(June)이라는 이름이 가장 인기가 있었지만 1960~2000년대까지는 에이프릴이라는 이름이 많이 나타난 것으로 조사됐다. 1960년대 후반에는 여자아이들의 이름 96%가 에이프릴인 적도 있었던 것으로 분석됐다. 지역별로 본다면 에이프릴은 남부 지역에서 인기가 있었고 준이라는 이름은 북쪽에서 주로 인기가 있었던 것으로 조사됐다. 또 오텀이라는 이름은 낙엽수가 아름다운 북동부 지역에서 인기가 있는 이름인 것으로 조사됐다. 연구팀은 계절이 이름에 미치는 영향을 파악하기 위해 유럽을 비롯한 다른 지역들도 조사했다. 그 결과 미국처럼 가을이라는 계절이 있는 캐나다의 경우는 오텀이라는 이름이 여전히 인기가 있는 것으로 확인됐다. 반면 가을이 덜 극적인 북유럽이나 호주, 뉴질랜드 같은 지역에서는 여름과 관련된 이름이 가을이나 봄 관련 이름보다 더 많은 것으로 조사됐다. 연구팀에 따르면 지구온난화가 계속 진행될 경우 서구에서는 1월(재뉴어리), 2월(페브루어리) 같은 이름이 더 흔해질 수 있다. 연구를 이끈 레이몬드 휴이 시애틀 워싱턴대 교수(진화생리학)는 “이번 연구 결과는 인간의 독특한 행동을 보여주는 결과라고 생각할 수 있지만 실제로는 생물학, 기후학이 현생 인류 활동에 얼마나 깊숙이 자리잡고 있는지를 단적으로 보여주는 것”이라고 설명했다.

코 끝이 시리도록 차가운 바람이 불면서 한동안 잠잠했던 코로나19가 계절성 인플루엔자와 함께 유행할 가능성이 크다는 우려들이 나오고 있다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 천연물에서 코로나19 바이러스를 억제할 수 있는 성분을 찾아 화제가 되고 있다. 한국한의학연구원 한의기술응용센터 연구팀은 한약재로 쓰이던 뽕나무 어린 가지인 상지에서 코로나19 바이러스 감염을 효과적으로 억제할 수 있는 물질을 발굴했다고 30일 밝혔다. 이번 연구 결과는 식품영양과학 분야 국제학술지 ‘뉴트리언츠’와 화학 분야 국제학술지 ‘분자과학 국제저널’에 각각 실렸다. 또 이번에 개발한 기술은 상품화를 위해 민간기업과 기술이전 계약을 체결됐다. 미국 식품의약국(FDA)에서 승인받은 코로나19 치료제는 렘데시비르, 몰누피라바르, 팍스로비드처럼 소분자 형태의 바이러스 RNA 복제 억제제와 항체 같은 거대 분자 기반 바이러스 세포 침투 억제제가 있다. 문제는 렘데시비르, 팍스로비드는 이미 내성 변이 코로나바이러스가 등장했고 항체치료제는 병원에서 정맥주사로 투여해야 한다는 것이다.이에 연구팀은 한의학에서 오랜 동안 약리적 효과를 인정받고 있는 상지에 주목했다. 상지는 뽕나무의 어린 가지이다. 뽕나무는 열매, 잎, 뿌리, 가지 모두 한약재로 사용되고 있다. 연구팀은 상지에서 추출한 ‘멀베로퓨란 G’(mulberrofuran G)와 ‘쿠와논 C’가 코로나바이러스 감염 초기 단계에 인간 숙주세포로 침투과정을 효과적으로 차단한다는 사실을 확인했다. 연구팀에 따르면 멀베로퓨란 G와 쿠와논 C는 스파이크 단백질과 ACE2 수용체에 강하게 결합돼 두 단백질이 만나는 것을 효과적으로 차단한다. 실제로 세포실험을 통해 유사 코로나바이러스는 물론 실제 코로나바이러스가 세포 내로 침투해 들어가는 것을 막아 코로나19 감염 초기단계를 막을 수 있다는 것을 관찰했다. 연구를 이끈 최장기 한의학연구원 박사는 “RNA를 유전물질로 갖는 코로나 바이러스는 변이도 쉽게 발생하고 약제 내성을 갖기도 쉽다”며 “이번 연구를 통해 확인된 상지 추출물을 기존 RNA 복제 억제 치료제와 함께 사용할 경우 코로나19 치료율을 높이고 내성 바이러스 출현도 억제할 수 있을 것”이라고 설명했다.

도마뱀이나 도롱뇽 같은 동물은 사람이나 천적에게 꼬리가 잡히면 스스로 꼬리를 잘라내고 도망친다. 꼬리는 다시 재생되기 때문이다. 사람도 도마뱀처럼 다친 부위가 원래대로 깔끔하게 재생돼 기능을 그대로 유지할 수 있으면 좋겠다는 생각을 갖고 있는 과학자들이 있다. 바로 재생의학 연구자들이다. 재생의학은 세포 및 조직의 손상 속도를 늦추거나 손상된 신체나 기능을 재생, 회복, 대체하는 것으로 알츠하이머, 척추손상, 당뇨 등 난치성 질환의 근본적 치료 대안으로 주목받는 분야이다. ‘어메이징 스파이더맨’ 시리즈에서는 빌런으로 도마뱀처럼 재생능력을 가진 리자드맨이 등장하기는 하지만 SF가 아닌 현실에서는 불가능한 이야기로만 알려져 왔다. 그런데 최근 국내 연구진이 도마뱀의 조직 재생에 관여하는 인자가 사람의 세포 리프로그래밍에도 활용된다는 사실을 발견해 화제가 되고 있다. 한국생명공학연구원, 대구경북과학기술원(DGIST), 포스텍, 서울대, 한국뇌연구원, 한국과학기술연구원(KIST) 공동 연구팀은 인간 세포의 리프로그래밍에 작용하는 데스모플라킨이라는 단백질이 하등 동물의 조직 재생에도 관여한다는 것을 규명했다고 28일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다. 양서류나 물고기 같은 동물 중에서는 신체 일부가 절단되더라도 해당 조직을 그대로 재생할 수 있는 조직 재생능력을 갖고 있지만 사람을 포함한 포유류에서는 이런 능력이 나타나지 않고 있다. 그렇지만 진화적으로 포유류에도 공통된 유전자나 메커니즘을 갖고 있을 것이라고 재생의학 분야 연구자들은 추정하고 있었다. 포유류에서는 조직 재생에 관여하는 세포가 발견되지 않아 현재 재생의학에서는 치료 세포를 이식하는 것에 그치고 있다.재생의학의 핵심은 환자 맞춤형 치료 세포를 만들기 위한 리프로그래밍 기술이다. 대표적인 것이 환자 체세포를 이용해 필요한 세포로 분화시킬 수 있는 유도만능 줄기세포(iPSc)이다. 문제는 유도만능 줄기세포가 무한대로 자라는 특성 때문에 암세포를 비롯한 기형종을 만들 위험이 있다. 이런 단점을 극복한 것이 직접교차분화 기술이다. 분화를 끝낸 세포에 유전자나 화합물 같은 만능성 인자를 첨가해 원하는 세포로 전환하는 기술이다. 연구팀은 직접교차분화 기술의 메커니즘을 분석한 결과 세포의 리프로그래밍에 관련이 있는 단백질이 하등 동물의 재생능력에 영향을 미친다는 것을 밝혀냈다. 지느러미를 손상시킨 제브라 피시에서 데스모플라킨이라는 단백질 발현을 억제하자 지느러미 재생이 억제되되는 것이 관찰됐다. 연구를 이끈 김장환 생명연 박사는 “도마뱀의 재생능력이 왜 포유류에게서 나타나지 않는지는 생명과학자들에게 던져진 오랜 수수께끼였다”며 “이번 연구를 통해 도마뱀의 재생능력과 똑같은 메커니즘이 포유류에도 있을 수 있다는 것을 확인한 만큼 새로운 재생의학적 원천기술 개발이 가능할 것으로 기대된다”고 설명했다.

유전 정보를 갖고 있는 DNA 손상이 반복, 누적되면 악성 암을 비롯한 각종 질병이 발생한다. 국내 연구진이 손상된 DNA 복구 활성을 조절하고 염색체를 안정화시켜 질병 발생은 근본적으로 막을 수 있는 세포 내 방어체계 원리를 찾았다. 조선대 의대 연구팀은 세포 내 씨피아이피라는 단백질이 손상된 DNA 말단 부위를 정확히 잘라내 DNA 복구를 촉진하고 DNA 집합체인 게놈을 안정화시키는 원리를 규명했다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘핵산 연구’에 실렸다. 세포의 비정상적 성장으로 발생하는 암, 특히 악성암은 DNA 손상 때문에 발생한다. 이 때문에 염색체 안정성을 유지하는 DNA 복구시스템 원리 규명이 악성암을 극복하는 핵심 열쇠라고 알려져 있다. 세포가 분열 과정에서 발생한 DNA 손상을 회복하지 못하고 불완전한 유전자 정보를 딸세포에 물려주면 다양한 돌연변이를 가진 암세포가 만들어지기 때문이다. 많은 과학자들이 손상된 DNA를 정교하게 절제해 돌연변이 발생을 최소화하고 염색체를 안정화시키는 정확한 메커니즘을 찾아 나섰지만 아직 구체적 성과는 거두지 못했다. 그런데 연구팀은 DNA 복구에 관여하는 씨티아이피(CtIP) 단백질이 세포내 효소단백질에 의해 변형된 뒤 손상된 DNA 이중나선 말단 부위로 이동해 DNA 복구를 촉진하고 정상적으로 복제가 진행되도록 한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 DNA 복구 조절 실험을 통해 DNA가 손상되면 CtIP 단백질이 세포내 효소단백질에 의해 변형된 다음 손상된 DNA 말단을 정교하게 처리해 돌연변이 발생 없이 DNA를 복구시켜 염색체를 안정화한다는 것을 확인했다. DNA 손상이 심하면 DNA 복제가 정지되는 복제 스트레스가 발생해 악성암의 원인이 되는데 연구팀은 복제 스트레스를 정상으로 회복시켜 돌연변이 발생 억제가 가능하다는 것도 밝혀냈다. 연구를 이끈 유호진 조선대 의대 교수는 “이번 연구는 악성암 발생 주요 원인인 염색체 불안정성을 효과적으로 제어하는 전략 마련에 도움을 줄 것”이라고 설명했다.