폐암은 매년 한국인 암사망률 1위로 꼽히고 있다. 조기발견시 생존률이 80%로 높지만 초기에 특별한 자각증상이 없고 엑스레이, 컴퓨터단충촬영(CT), 자기공명영상(MRI) 같은 영상진단에 의존하다보니 조기진단률은 20%에 불과하다. 이 때문에 많은 연구자들이 혈액 검사 같은 방법으로 조기진단할 수 있는 바이오마커를 찾고 있지만 쉽지 않은 상황이다. 국내 연구진이 폐암을 조기진단할 뿐만 아니라 5년 생존률까지 예측할 수 있는 새로운 단백질을 발견해 주목받고 있다. 울산대 의대 폐암연구센터, 서울아산병원 연구팀은 폐암환자와 암세포와 정상세포를 비교해 폐암을 진단하고 생존률을 예측할 수 있는 바이오마커로 활용 가능한 단백질을 찾아냈다고 20일 밝혔다. 이번 연구결과는 세포생물학 분야 국제학술지 ‘세포 사멸 및 분화’ 17일자에 실렸다. 바이오마커는 몸 속 세포, 혈관, 단백질, DNA, RNA 등을 이용해 체내 변화를 알아내는 생화학적 지표를 말한다. 현재 폐암 조기진단을 위해 제시된 물질들이 존재하기는 하지만 다른 질환에서도 나타나기 때문에 폐암만을 진단할 수 있는 특이성과 민감성이 떨어져 실제 임상에서는 거의 사용되지 않고 있다. 연구팀은 폐암환자 104명의 폐암조직과 정상조직에서 차이를 보이는 단백질을 찾아나섰다. 그 결과 트림28(TRIM28)이라는 단백질이 폐암조직에서는 정상조직보다 79.8%나 높게 나타나는 것을 확인했다. 또 트림28은 림(RLIM) 단백질을 분해하고 종양억제단백질까지 분해시킨다는 것을 연구팀은 확인했다. 101명의 폐암환자의 폐암 조직과 정상조직에서 트림28과 림단백질과 5년 생존률의 상관관계를 분석한 결과 트림28 발현량이 높고 림단백질이 농도가 낮은 환자들은 그렇지 않은 환자들에 비해 5년 생존률이 급격히 낮아진다는 사실이 확인됐다. 또 연구팀은 트림28이 많이 만들어지도록 조작한 세포모델과 생쥐모델을 관찰한 결과 폐암의 증식과 전이가 심해진다는 것을 확인했다. 이창환 울산대 의대 교수는 “이번 연구는 폐암 형성에 중요한 역할을 하는 단백질을 찾아냄으로써 폐암 조기진단에만 활용할 수 있는 바이오마커가 될 수 있음을 보여줬다는데 의미가 크다”라며 “폐암의 발병과 진행 메커니즘에 대한 이해를 높임으로써 진단시약 및 신약개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 외과 수술 같은 환자 부담을 줄이고도 간단히 머리에 쓰는 것만으로도 뇌졸중을 치료할 수 있는 기술을 제시해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 바이오닉스연구센터 연구팀은 모자나 머리띠처럼 간단하게 착용해 뇌졸중 치료를 할 수 있는 무선 저강도 집속초음파 뇌 자극기를 개발했다고 20일 밝혔다. 이번 연구결과는 의공학 분야 국제학술지 ‘IEEE 의생명공학처리기술’(IEEE Transactions on Biomedical Engineering)에 실렸다. 뇌졸중은 뇌혈관이 막히거나 터져셔 뇌에 산소와 영양소 공급이 부족해 뇌조직 대사에 이상을 일으켜 운동장애, 감각장애, 언어장애, 기억상실 같은 증상을 일으키는 뇌혈관질환의 일종이다. 심할 경우 사망에 이르고 사망하지 않더라도 신경장애를 일으키는 경우가 많다. 뇌졸중 환자의 뇌신경 재활을 위해 운동요법이나 뇌신경자극 같은 다양한 기술이 개발되고 있다. 저강도 집속초음파 자극기술은 수술 없이 초음파를 원하는 뇌부위에 정확하게 쪼임으로써 신경세포를 활성하거나 억제하는 신경손상 질환 재활 치료기술로 주목받고 있다. 그렇지만 기존 초음파 뇌 자극기는 무겁고 고정돼 있는 경우가 많아 사용에 한계가 있었다. 이에 연구팀은 약 20g의 가벼운 착용형 저강도 집속초음파 뇌 자극기를 개발했다. 연구팀은 이번 개발된 기술을 뇌졸중을 유발시킨 뇌에게 착용시키 뒤 운동능력의 변화를 관찰했다. 연구팀은 뇌에서 운동관장 부분에 426㎪(킬로파스칼) 압력의 초음파를 가했다.그 결과 사용 3일 후 초음파 치료를 하지 않은 생쥐와 비교했을 때 운동능력이 눈에 띠게 향상됐으며 재활 7일 후에는 정상쥐와 비슷한 운동능력을 갖는 것이 확인됐다. 김형민 KIST 박사는 “이번 연구는 외과 수술 없이 초음파 기기를 간단하게 착용하는 것만으로도 뇌신경 재활이 가능하다는 것을 보여줬다”라며 “추가 연구를 통해 초음파 자극을 통해 신경조절의 분자적, 세포적 메커니즘을 밝혀 안전성과 치료효과를 보완하는 작업이 필요하다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

올 한 해는 코로나19로 인해 사람들의 이동은 물론 산업활동이 줄면서 오염물질 배출도 적어졌다고 합니다. 평소 맑은 하늘을 보기 어려운 중국과 인도에서 푸른 하늘을 찍은 사진이 화제가 됐던 적도 있습니다. 그렇지만 세계기상기구(WMO)의 ‘2020년 지구기후 잠정 보고서’에 따르면 코로나19에도 불구하고 대기 중 이산화탄소 농도는 계속 상승했으며 올해는 역대 가장 따뜻한 3년 중 하나가 될 것이라고 합니다. 몇 년 전부터 여름 폭염과 겨울 혹한이라는 극한 날씨가 반복되고 있습니다. 바닷물 온도도 높아지면서 태풍, 허리케인 같은 열대저기압 강도는 점점 세지고 발생 횟수도 많아지고 있습니다. 대형 산불과 홍수도 일상화되고 있습니다. 모든 것이 지구온난화 때문입니다. 40도에 육박하는 무더위와 영하 20도 가까이 내려가는 강추위가 지구온난화 때문이라고 말하면 “사람이나 동식물 모두 변하는 환경에 적응해 살아남을 것”이라는 근거 없는 낙관론을 펼치는 이들이 있습니다. 과연 지구에 사는 생물들이 현재와 같은 기후변화 속도에 적응해 살아남을 수 있을까요. 노르웨이 국립과학기술대 생물학과, 생물다양성역학연구센터 공동연구팀이 그에 대한 해답을 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 15일자에 발표했습니다. 결론부터 말하자면 “지구 생태계의 진화는 현재 기후변화 속도를 따라가지 못한다”고 합니다. 연구팀은 생물학 관련 다양한 연구에 많이 사용되는 제브라피시를 이용해 온도적응성과 진화에 대한 실험을 실시했습니다. 제브라피시는 성체가 5㎝ 정도의 열대어로 유전체가 완전히 해독돼 있으며 사람과 70~80% 정도의 연관성을 가진 것으로 밝혀져 환경생태학, 독성학, 동물행동학 등 분야 연구에서 활용되고 있습니다. 연구팀은 4년 동안 6세대에 걸쳐 약 2만 마리의 제브라피시를 키우면서 고온 적응력을 갖게 되는지를 관찰했습니다. 이번 연구는 온도 저항성에 초점을 맞춰 척추동물을 대상으로 한 가장 큰 규모의 인공진화실험입니다. 연구팀은 수온 상승에 잘 견디는 제브라피시를 만들어 수온상승에 대한 진화 적응력을 측정했는데 한 세대당 수온상승 적응한계는 0.04도에 불과한 것으로 나타났습니다. 연구팀에 따르면 현재 지구 온도 상승속도가 지나치게 빨라 한 세대가 3개월 정도인 제브라피시도 적응하지 못하는 상황이라고 지적했습니다. 진화는 주어진 환경에 가장 잘 적응한 개체가 그렇지 못한 개체보다 더 많이 번식하고 세대를 거듭해 나가면서 유전 특성이 변화하는 것을 말합니다. 세대가 짧은 동물도 기후변화에 적응하지 못하는 상황에서 30년이라는 비교적 긴 세대기간을 가진 인간이 기후변화에 적응해 진화한다는 것은 더욱 어려울 수 있다고 해석할 수 있을 것입니다. 현재는 코로나19 대응에 모든 사람의 관심이 쏠려 있습니다. 인류가 당면한 가장 시급한 문제이기 때문에 당연한 일입니다. 백신 접종도 시작되고 치료제까지 나오면 코로나19와의 전투에서 인류는 승리할 것입니다. 그렇지만, 지구온난화라는 더 큰 전쟁이 우리 앞에 있습니다. 지금 당장 행동에 나서지 않으면 전투에서는 이기고 전쟁에서는 패배해 인류가 지구상에서 사라지는 미래가 현실이 되지 않을 것이라고 누가 장담할 수 있을까요. edmondy@seoul.co.kr

우리 속담에 “친구 따라 강남간다”는 우리 속담이 있다. 자기는 하고 싶지 않지만 친한 사람이나 주변 사람들에게 끌려 덩달아 하게 되는 경우를 일컫는다. 요즘 부모들은 자녀가 공부를 잘하는 것에만 관심을 갖고 있을 뿐 친구 관계에는 무관심한 경우가 많다. 청소년심리학에 따르면 청소년기에는 부모보다 또래 친구에 더 많은 영향을 받다. 또래 집단과 비슷한 행동을 하도록 하는 보이지 않는 ‘또래 압력’이라고 한다. 지금까지 또래 압력은 음주, 가출 같은 청소년 비행을 부추기는 부정적 요소로 알려져 있다. 그런데 국내 연구진이 또래 압력이 긍정적 효과를 나타낼 수도 있다는 것을 밝혀냈다. 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 미국 버지니아공대(버지니아텍) 공동연구팀은 사회적 가치 판단을 하는 뇌 영역이 또래 친구들의 위험기피 선택을 볼 때 활성화된다는 사실을 발견했다고 16일 밝혔다. 친구의 위험기피 선택을 보고 더 높은 사회적 가치를 부여하고 이를 모방할 가능성이 높다는 설명이다. 위험을 피하는 친구의 행동을 따라할 가능성이 높다는 것이다. 이 같은 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 연구팀은 절반은 비행행동 경험이 없는 청소년, 나머지 절반은 음주, 흡연, 마리화나 같은 불법 약물을 사용한 경험이 있는 청소년으로 모두 78명의 실험대상자를 뽑았다. 연구팀은 이들에게 기능적 자기공명영상장치(MRI)에서 위험 기피와 위험 선호 중 하나를 고르는 간단한 도박실험을 했다. 위험기피 선택지를 고르면 확실히 25달러를 받을 수 있고 위험선호 선택지를 고르면 50%의 확률로 55달러를 받던지 1달러만 받게 했다. 일부 선택을 하기 전 또래들이 두 옵션 중 어떤 것을 선택했는지 볼 수 있도록 했다. 실험 결과 일반 청소년 그룹은 비행 청소년 그룹과 달리 다른 참가자들의 위험기피 선택을 보고 본인도 위험기피 선택을 하는 경우가 많았으며 뇌의 복내측 전전두엽이 활성화되는 것이 관찰됐다. 반면 비행 청소년들은 위험선호 선택을 많이 했고 다른 참가자들의 위험 기피 결정에도 영향을 받지 않았다. 비행행동을 보인 적 없었던 청소년들의 뇌는 또래의 안전한 선택을 봤을 때 더 크게 반응하고 또래의 선택에 더 큰 가치를 부여한다는 설명이다. 안전함을 선호하거나 위험기피 성향을 가진 또래들이 청소년 위험행동의 보호요인으로 작용할 수 있다는 것이다. 이 때문에 청소년기에 비행행동에 빠지지 않도록 돕는 것이 필요하며 청소년기에 비행행동을 한 사람은 성인이 된 뒤 알콜 중독 등 각종 중독환자가 될 확률이 높은 것으로 알려졌다. 정동일 UNIST 교수는 “지금까지는 또래 압력이 부정적 영향을 미치는 것으로만 알려져 있었지만 이번 연구는 또래 압력이 청소년을 위험행동으로부터 지키는 긍정적 역할을 할 수도 있다는 것을 보여주고 있다”라고 말했다. 정 교수는 “또래 압력이 뇌신경발달이 활발하게 일어나는 청소년기에 위험행동이 어떻게 일어나는지, 어떻게 습관이 형성되는지 이해할 수 있게 해준다”라며 “약물중독, 비행 같은 사회문제를 효과적으로 해결할 수 있는 방법을 찾는데도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

파리를 ‘좀비’처럼 만드는 능력을 가진 신종 균류 2종이 덴마크에서 발견됐다고 영국 가디언 등 해외 언론이 15일 보도했다. 덴마크 코펜하겐대학과 자연사박물관 공동 연구진의 연구결과에 나오면 새로운 균류 종인 ‘스트롱웰시 티그리네’(Strongwellsea tigrinae)와 ‘스트롱웰지 아세로사’(Strongwellsea acerosa)는 덴마크에 서식하는 파리 2종에게 특히 큰 변화를 유발하는 것으로 확인됐다. 일반적으로 숙주는 균류나 바이러스에 감염되면 죽기 마련이지만, 신종 균류에 감염될 경우 숙주는 마치 좀비처럼 며칠 동안 계속 살아가며 정상적인 생명활동을 한다. 예컨대 다른 파리와 어울리는 행동부터 생식기와 근육, 지방 등 다양한 신체 부위에서 에너지를 소비하는 활동 등을 이어간다. 균류에 감염된 후에도 정상적인 활동을 하는 동안, 다른 개체에게 균이 전파되고, 전염성은 더욱 빨라지고 강해진다. 균류의 이러한 행동 양식은 병원균이나 바이러스 등이 성공적인 전염 또는 전파를 위해 살아있는 숙주를 적극적으로 전염행위에 참여시키는 ‘활성 숙주 전염’(AHT)의 전형적인 형태다.연구진은 “활성 숙주 전염방식은 감염된 개체가 건강한 개체에게 접근할 수 있는 매우 효과적인 방법”이라면서 “이 신종 곰팡이들이 암페타민과 유사한 마약성 물질을 생성해 파리의 에너지 수준을 최대로 끌어올리고 유지시킨 덕분에 감염 후에도 며칠 동안 살아남을 수 있는 것”이라고 설명했다. 이어 “감염된 파리의 몸 안에는 문제의 균류를 제외한 어떤 것도 남아있지 않으며, 며칠 동안 먹지 않고도 비정상적으로 살아간다”면서 “좀비 파리를 만드는 신종 균류는 매우 작은 로켓처럼 활동하며, 어뢰형태의 모양을 가지고 있다. 파리에 달라붙는 순간부터 복부로 이동해 증식을 시작하며, 한 마리의 파리에게 수천 개의 포자를 방출한다”고 덧붙였다. 연구에 참여하지 않은 미국 웨스트버지니아대학 산림병리학과 전문가 메튜 케이슨 박사는 “신종 곰팡이가 마약 화합물을 생산해낸다는 추측에 동의한다”면서 “이번 발견은 활성숙주전염과 관련한 수수께끼를 해결하는데 매우 중요한 단서가 될 것이며, 곤충을 파괴하는 곰팡이를 연구함으로서 신약을 개발하는데도 도움이 될 것”이라고 기대했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 무척추동물 병리학 저널(Journal of Invertebrate Pathology) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

암모니아는 요소비료를 만들거나 폭탄 제조에 필요한 질소화합물, 플라스틱, 의약품 등 화학산업 곳곳에 사용되는 세계 10대 화학물질 중 하나다. 최근에는 수소에너지 대량생산은 물론 저장 수단으로 암모니아에 대한 관심이 높아지고 있는 상황이다. 이에 국내 연구진이 온실가스를 많이 배출하는 기존의 암모니아 제조 공정 대신 공해 유발 없이 쇠구슬을 굴리는 것만으로 암모니아를 합성할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 백종범 교수팀은 기존의 화학적 합성법 대신 쇠구슬들이 부딪치는 물리적 힘만으로 암모니아를 합성하는 기술을 개발했다고 14일 밝혔다. 이번 연구 결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’ 12월 15일자에 실렸다. 산업계에서 널리 쓰이는 암모니아를 만들 때 여전히 20세기 초반 만들어진 ‘하버보슈법’이 쓰이고 있다. 문제는 400~500도의 고온과 200기압의 고압이라는 까다로운 조건에서 합성되며 이 과정에서 이산화탄소가 많이 발생한다는 점이다. 이에 연구팀은 복잡하고 큰 설비 없이 45도라는 저온과, 대기압과 거의 비슷한 1기압에서 암모니아를 손쉽게 생산할 수 있는 기술을 만들었다. 연구팀은 용기에 쇠구슬과 촉매인 철가루를 넣고 회전시키면서 질소 기체와 수소 기체를 차례로 주입하면 빠르게 회전하는 쇠구슬에 부딪혀 활성화된 철가루 표면에서 질소 기체가 분해되고 여기에 수소가 붙어 암모니아가 만들어진다는 것을 발견했다. 이번 기술을 활용하면 하버보슈법과 비교해 200분의1 수준의 압력과 10분의1 수준의 온도 조건만으로도 암모니아 수득률을 25%에서 82.5%까지 높일 수 있다. 수득률은 반응물 대비 생성물을 얻는 효율로 수득률이 높을수록 효율적이고 경제적이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19에 걸리면 완치가 되더라도 뇌졸중이나 운동장애, 각종 염증성 질환 등 광범위한 신경학적 합병증에 평생 시달릴 수 있다는 연구 결과가 나왔다. ●영구적 신경학적 장애 가능성 미국 보스턴대 의대 부설 보스턴종합병원 연구팀은 코로나19 양성반응을 보여 병원에 입원했다가 완치 후 퇴원한 환자들을 조사한 결과 대부분이 다양한 형태의 신경학적 합병증에 시달리고 있다고 14일 밝혔다. 연구팀에 따르면 코로나19 바이러스는 신경계도 공격을 하기 때문에 겉보기에는 이상이 없더라도 영구적으로 신경학적 장애에 시달릴 가능성이 높다. 이 같은 연구 결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘신경 임상학’ 12월 10일자에 실렸다. 연구팀은 지난 4월 15일~7월 1일 사이에 코로나19 양성반응을 보여 보스턴종합병원에 입원한 74명에 대해 추적조사와 신경학 검사를 실시했다. 조사 대상자의 평균연령은 64세이지만 10대 후반 청소년도 포함돼 있었다. 74명 모두 양성반응으로 입원하기는 했지만 중환자실에서 집중치료를 받을 정도로 심각한 상황은 아니었다. 연구팀에 따르면 코로나19 감염 이후 18명은 뇌졸중, 15명은 발작 증세, 26명은 극심한 망상이 나타나는 섬망증, 5명은 근골신경통, 10명은 운동장애에 시달렸다. 이 중 3명은 운동장애로 인해 넘어지면서 뇌진탕을 일으켜 심각한 뇌손상을 입어 인지기능 이상을 보였으며, 또 다른 1명은 인체 면역체계가 뇌를 스스로 공격하는 자가면역성 뇌염에 걸린 것으로도 확인됐다. ●기저질환 없는 청소년도 위험 연구를 이끈 프리아 아난드 보스턴대 의대 교수(신경감염학)는 “좀더 많은 규모의 환자에 대한 분석이 필요하지만 이번 연구는 코로나19가 다른 감염병들과는 달리 뇌신경계를 직접 공격하기 때문에 기저질환을 갖고 있지 않은 사람은 물론 청소년까지도 신경학적 합병증을 유발시켜 영구적 장애를 일으킬 수 있음을 보여 주고 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중생대 지구를 장악했던 거대 동물 공룡들이 한 순간 사라지게 된 것은 백악기 말 화산폭발과 함께 운석충돌이 주요 원인으로 알려져 있다. 화산폭발과 운석충돌 때문에 거대한 먼지구름이 지구를 휘감으며 온도를 떨어뜨리고 그로 인한 기후변화 때문에 멸종했다는 설이 유력하다. 공룡의 멸종은 포유류의 등장과 인류의 등장을 가져온 일대 사건이다. 현생 인류가 탄생한 5만년 전쯤 한반도에서도 거대 운석충돌이 있었다는 직접적 증거가 확인됐다. 한국지질자원연구원 국토지질연구본부 지질연구센터 연구팀은 지난 1월부터 경상남도 합천군에 위치한 직경 약 7㎞의 적중-초계분지의 현장조사 및 분석을 실시한 결과 5만년 전 한반도에도 운석이 떨어졌다고 14일 밝혔다. 이 같은 분석결과는 지질학 분야 국제학술지 ‘곤드와나 리서치‘에 실렸다. 구석기 시대에 해당하는 5만년 전 한반도 남부지역에 살았던 구석기인은 엄청난불덩어리가 하늘에서 떨어지는 모습을 관측했을 것으로 추정된다.적중-초계분지는 한반도 남동쪽에 위치한 약 7㎞ 직경의 그릇모양 지형이다. 운석충돌의 흔적이 여러 차례 발견됐지만 직접적 증거는 찾지 못했다. 연구팀은 분지 내 지역에서 142m 깊이의 시추코어 조사와 탄소연대측정 결과를 통해 적중-초계분지가 운석충돌로 만들어진 운석충돌구라는 사실을 밝혀냈다. 운석이 충돌할 때는 강한 충격파가 발생해 지하에 거대한 웅덩이를 만드는데 충격파의 영향으로 기존 암석과 광물 속에 변화가 발생한다. 연구팀은 적중-초계분지의 퇴적층 분석을 통해 운석충돌에 의한 충격파로 만들어진 미시적 광물변형 증거와 거시적 암석변형을 확인한 것이다. 이 같은 증거는 동아시아 지역에서는 처음 발견된 증거이다. 또 분지의 호수퇴적층 속에서 발견된 숯을 이용한 탄소연대측정 결과 5만년 전 발생한 것으로 추정했다.연구팀은 5만년 전 적중-초계분지 운석충돌구 직경을 4㎞라고 가정할 경우 직경 200m의 운석이 떨어진 것으로 보고 있다. 당시 폭발력은 1400메가톤(MT)에 해당한다. 1MT은 TNT폭탄 100만t을 폭발시켰을 때의 폭발력으로 일본 히로시마에 떨어졌던 원자폭탄의 500배에 해당한다. 연구를 주도한 임재수 지질연 박사는 “이번 연구는 그동안 지질학계의 미스터리로 남아있던 적중-초계분지가 한반도 최초 운석충돌구로 확인했다는데 의미가 크다”라며 “추가 연구를 통해 적중-초계분지의 운석충돌 시기에 대한 정확하고 명확하게 규명할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 주말 국내 코로나19 일일 확진자 숫자가 1000명을 넘으며 연말 ‘코로나19 3차 대확산’이 현실화되고 있다. 사회적 거리두기 3단계 격상을 피할 수 없다는 목소리까지 나오고 있는 가운데 코로나19는 완치가 되더라도 뇌졸중이나 운동장애, 각종 염증성 질환 등 광범위한 신경학적 합병증에 평생 시달릴 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 보스턴대 의대 부설 보스턴종합병원 연구팀은 코로나19 양성반응을 보여 병원에 입원했다가 완치 후 퇴원한 환자들을 조사한 결과 대부분이 다양한 형태의 신경학적 합병증이 시달리고 있다고 14일 밝혔다. 연구팀에 따르면 코로나19 바이러스는 신경계도 공격을 하기 때문에 겉보기는 이상이 없더라도 영구적으로 신경학적 장애에 시달릴 가능성이 높다. 이 같은 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘신경 임상학’(Neurology Clinical Practice) 10일자에 실렸다. 연구팀은 지난 4월 15일~7월 1일 사이에 코로나19 양성반응을 보여 보스턴종합병원에 입원한 74명에 대한 추적조사와 신경학 검사를 실시했다. 조사대상자 74명의 평균 연령은 64세이지만 10대 후반 청소년도 포함돼 있었다. 74명은 모두 코로나19 양성반응을 보인 뒤 입원하기는 했지만 중환자실에서 집중치료를 받을 정도로 심각한 상황은 아니었으며 감염 이전부터 만성 두통과 같은 가벼운 신경학적 증상을 갖고 있는 사람은 47명으로 확인됐다.연구팀에 따르면 코로나19 감염 이후 18명은 뇌졸중, 15명은 발작증세, 26명은 극심한 망상이 나타나는 섬망증, 5명은 근골신경통, 10명은 운동장애가 발생했다. 이 중 3명은 운동장애로 인해 넘어지면서 뇌진탕을 일으켜 심각한 뇌손상을 입었으며 또 1명은 인체 면역체계가 뇌를 스스로 공격하는 자가면역성 뇌염에 걸린 것으로도 확인됐다. 연구를 이끈 프리아 아난드 보스턴대 의대 교수(신경감염학)는 “좀 더 많은 규모의 환자에 대한 분석이 필요하지만 이번 연구는 코로나19가 다른 감염병들과는 달리 뇌신경계를 직접 공격하기 때문에 기저질환을 갖고 있지 않는 사람까지도 신경학적 합병증을 유발시켜 영구적 장애를 일으킬 수 있음을 보여주고 있다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

암모니아는 비료, 플라스틱, 의약품 등 화학산업 곳곳에 사용되는 세계 10대 화학물질 중 하나이다. 국내 연구진이 온실가스를 많이 배출하는 기존의 암모니아 제조공정 대신 공해 유발 없이 쇠구슬을 굴리는 것만으로 암모니아를 합성할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 백종범(사진 가운데) 교수팀은 기존의 화학적 합성법 대신 쇠구슬들이 부딪치는 물리적 힘만으로 암모니아를 합성하는 기술을 개발했다고 14일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’ 15일자에 실렸다. 산업계에서 널리 쓰이는 암모니아를 만들 때 여전히 20세기 초반 만들어진 ‘하버-보슈법’이 쓰이고 있다. 문제는 400~500도의 고온과 200기압의 고압이라는 까다로운 조건에서 합성되며 이 과정에서 이산화탄소가 많이 발생한다는 점이다. 이에 연구팀은 복잡하고 큰 설비 없이 45도라는 저온과 대기압과 거의 비슷한 1기압에서 암모니아를 손쉽게 생산할 수 있는 기술을 만들었다. 연구팀은 용기에 쇠 구슬과 촉매인 철가루를 넣고 회전시키면서 질소기체와 수소기체를 차례로 주입하면 빠르게 회전하는 쇠구슬에 부딪혀 활성화된 철가루 표면에서 질소기체가 분해되고 여기에 수소가 붙어 암모니아가 만들어진다는 것을 발견했다. 이번 기술을 활용하면 하버-보슈법과 비교해서 200분의 1 수준의 압력과 10분의 1 수준의 온도 조건만으로도 암모니아 수득률을 25%에서 82.5%까지 높이는데 성공했다. 수득률은 반응물 대비 생성물을 얻는 효율로 수득률이 높을수록 효율적이고 경제적이다. 백종범 교수는 “이번 연구는 100년 가까이 사용되는 암모니아 생산 공정의 단점들을 개선해 고온, 고압 설비 없이 각종 산업현장에서 암모니아를 간단히 생산해 사용할 수 있도록 해 저장, 운송에 쓰이는 비용을 획기적으로 절감할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“어서 말해보시게. 내가 왕이 될 상인가.” 2013년 영화 ‘관상’에서 수양대군(이정재 분)이 당대 천재 관상가 내경(송강호 분)과 만났을 때 건낸 유명한 대사이다. 관상은 얼굴의 상(相)을 보고 길흉화복과 운명을 읽는 점술의 일종이다. 서양에서도 18세기 프랑스 해부학자 프란츠 조셉 갈이 두개골의 크기와 형태 같은 상을 보고 성격과 심리적 특성 등을 읽을 수 있다는 골상학을 만들었다. 코난 도일의 셜록 홈즈 시리즈에도 등장할 정도로 서양인들에게는 20세기 초까지도 유행하기도 했다. 골상학이나 관상 같지는 않지만 현대 의학에서도 의사들이 환자를 진료할 때 얼굴 상태를 보고 1차적으로 건강상태를 파악하고 있기도 하다. 그런데 미국 펜실베니아주립대 인류학과, 스탠포드대 의대 화학시스템생물학과, 유전학과, 발달생물학과, 하워드 휴즈 의학연구소, 퍼듀대 생물학과, 피츠버그대 의대 구강생물학과, 인간유전학과, 인류학과, 웨이크포레스트의대 분자의학부, 정밀의학센터, 신시내티대 인류학과, 벨기에 루벵 가톨릭대(KU 루벵) 전기공학과, 인간유전학과, 신경과학과, 루벵대학병원(UZ 루벵) 영상의학연구센터, 영국 카디프대 치과대, 호주 머독 아동연구소 공동연구팀이 특정 유전적 신호가 얼굴의 특정 영역에서 그대로 나타난다고 12일 밝혔다. 얼굴을 관찰함으로써 유전적 결함을 파악할 수 있다는 것으로 일종의 ‘현대판 골상학’이라고도 할 수 있을 것이다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 유전학’ 9일자에 실렸다. 연구팀은 1991~1992년 영국 에이번 지역 임산부와 그들로부터 태어난 아이들 3566명에 대한 집단 장기추적조사인 ‘에이번 종단 코흐트연구’(Avon Longitudinal Study of Parents and Children) 자료와 4680명의 미국인에 대한 자료를 활용했다.연구팀은 자료로 확보된 피실험자들의 세밀한 얼굴 사진을 디지털화해 얼굴을 63개 부분으로 나누고 7000개 이상의 지점을 정한 다음 인공지능기술을 활용해 얼굴 형태와 유전자를 조합 분석한 결과 특정 유전자와 연관된 얼굴 부위가 203개라는 것을 찾아냈다. 또 신체 기형과 관련된 유전자가 표현되는 곳도 61개 부위가 있다는 것이 새로 확인됐다. 특정 유전적 신호가 얼굴의 특정 영역에 그대로 표현되는 만큼 인공지능 기술로 얼굴을 인식해 질병을 사전에 파악할 수 있게 된다는 것이다. 또 태아 얼굴로 출생 후 나타날 수 있는 안면이나 신체 이상을 사전에 파악할 수도 있을 것으로 보인다. 연구팀은 이와 함께 이번 연구를 조금 더 발달시키면 범죄 용의자의 DNA 일부만으로도 얼굴을 재구성하는 과학적 몽타주 기법도 가능할 것으로 전망하고 있다. 이번 연구를 이끈 페터 클라스 벨기에 KU루벵 교수(임상유전학)는 “이번 연구는 DNA가 얼굴 발달에 중요한 역할을 한다는 점에서 시작해 실제로 유전자와 얼굴 형태를 1대 1로 대조할 수 있는 기술을 개발해 질병여부나 신체이상 여부를 사전에 빠르게 파악할 수 있도록 도움을 받을 수 있을 것으로 보인다”라며 두개골 발달과 관련된 유전자와 신체 이상과 관련된 유전자가 밀접하게 연관돼 있으며 얼굴 구조의 유전학을 통해 얼굴의 진화도 이해할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

점심 식사를 하러 식당에 들어갔다가 메뉴판을 보고 뭘 먹을지 고르지 못하는 이들이 의외로 우리 주변에 많다. 이런 사람들은 요즘 같이 사회적 거리두기 상황에서 음식을 배달시키려고 할 때도 한참 동안이나 고민에 빠지거나 여행을 떠나려고 할 때 어디를 가야할지 망설이는 경우도 있다. 이렇게 결정을 제대로 내리지 못하는 사람들을 ‘결정장애’가 있다고 말한다. 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 행동경제학과 연구팀은 결정장애는 지나치게 많은 선택지 때문에 뇌가 과부하에 걸리기 때문에 나타나는 현상이라는 연구결과를 내놓은 바 있다. 이번에는 뇌신경과학자들이 결정장애가 뇌 특정 신경망 활성이 낮아지면서 나타나는 현상이라는 분석결과를 내놔 주목받고 있다. 스페인 카잘 연구소, 미국 뉴욕대 랑곤의료센터 신경과학연구소, 독일 프리드리히 알렉산더대 생리학·병리학연구소, 하인리히 하이네대 의대 의료심리학교실, 라이프치히 분자약학연구소 신경치료교실 공동연구팀은 의사결정은 별세포라고도 불리는 성상세포와 뉴런간 연결이 약하기 때문에 나타나는 현상이라고 11일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’ 8일자에 실렸다. 심리학자와 뇌과학자들은 목표지향적 행동에 있어서 의사결정(decision-making)은 최적의 선택을 위해 모든 조건의 장단점을 고려해 결정을 내리는 행위로 다양한 뇌 영역이 관여하는 것으로 보고 있다. 의사결정은 전두엽 피질에서 관여하고 있는데 별세포가 주요 역할을 하는 것으로 알려졌다. 그렇지만 성상세포와 다른 뇌 신경세포가 어떻게 의사결정에 관여하는지 정확한 작동방법은 파악하지 못하고 있다. 피라미드 세포로 불리는 흥분신경세포와 다른 신경활동을 억제하는 역할을 하는 억제 중개신경세포 활성을 조절해 의사결정에 관여하는 것으로 추정하고 있었다. 연구팀은 광유전학 기술을 이용핸 생쥐 행동실험을 실시했다. 별세포를 자극하거나 억제하면서 길찾기 같은 특정 상황에서 생쥐가 어떤 행동을 보이는가를 관찰한 것이다. 그 결과 내측 전두엽 피질의 별세포가 신경망의 억제와 흥분을 조절해 의사결정에 관여한다는 사실을 확인했다. 특히 별세포의 억제성 신경전달물질인 ‘가바’(GABA)가 전두엽 피질에서 감마파의 활동을 조절함으로써 작업기억을 비롯한 인지기능과 의사결정에 영향을 미친다는 설명이다. 실제로 생쥐의 뇌에 빛을 쬐어 가바의 활성이 높여 감마파 발생을 낮출 경우 미로에서 길 찾기를 어려워하고 갈래길에서 결정을 못내리는 것으로 확인됐다. 뇌 속 별세포의 활성을 조절함으로써 결정장애를 개선할 수 있다고 연구팀은 설명했다. 거트루드 페루아 스페인 카잘 연구소 교수는 “이번 연구는 결정장애라는 행동을 유발시키는 근본 원인을 파악함으로써 뇌의 인지기능에 대한 이해도를 한층 높였다는데 의미가 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

표적치료나 면역증강치료 등 다양한 항암치료 기술이 개발되고 있지만 여전히 외과수술과 이후 화학적 항암치료가 많이 활용되고 있다. 문제는 항암치료 과정에서 환자들의 고통과 불편함이 심하다는 것이다. 국내 연구진이 항암치료의 고통을 줄이고 효율성을 높이면서 치료 후 부작용까지 최소화시킬 수 있는 빛치료 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구센터, 서울대 화학생물공학부, 고려대 화공생명공학과 공동연구팀이 주사를 한 번만 맞고 여러 차례 빛치료로 부작용 없이 암을 제거할 수 있는 암 표적성 광치료제를 개발했다고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘ACS 나노’에 실렸다. 빛치료 기술은 암세포를 파괴하는 광민감제를 주사해 암 조직에만 축적시킨 뒤 레이저 같은 빛을 쬐어 선택적으로 암세포만 파괴할 수 있는 치료법이다. 광민감제는 체내 투여후 레이저 광선을 쏘면 체내 산소와 결합해 암 세포를 파괴하는 물질로 방사선 치료나 일반 화학적 암치료법보다 부작용이 적다는 장점이 있다. 문제는 광민감제는 1회 사용만 가능하기 때문에 시술할 때마다 투여해야 하며 치료 후 몸 속에 남아있는 광민감제는 피부나 눈에 쉽게 축적되면서 부작용을 일으키기 때문에 환자들은 일정기간 햇빛이나 실내조명을 피하는 격리생활을 해야 한다. 이에 연구팀은 암 조직으로만 이동해 스스로 조립되는 펩타이드 물질을 활용했다. 연구팀은 고리형 펩타이드를 골격으로 하고 광민감제와 빛에 대한 활성을 조절하는 소광제를 적절히 결합시켜 암 조직에서만 반응하는 펩타이드 기반 광민감제를 개발했다. 이번에 개발한 광민감제는 암세포 주변에 저장된 뒤 암세포만을 표적으로 오랜 기간 천천히 방출되도록 설계됐다. 이 때문에 광민감제를 한 번만 주사 맞고 부작용 없이 오랜 동안 레이저를 이용한 항암 빛치료가 가능해지는 것이다. 연구팀은 암을 일으킨 생쥐를 대상으로 실험한 결과 광민감제 한 번 주사만으로 2~4주 동안 지속적으로 방출되면서 종양이 파괴되는 것이 관찰됐다. 또 반복적인 빛 노출에도 정상 조직이나 주요 장기에 문제가 생기는 독성이 발견되지 않았으며 반복적 시술로 암 조직이 완벽히 제거되는 것이 관찰됐다. 김세훈 KIST 센터장은 “이번 기술은 암 주변에 주사 한 번으로 추가적인 보조제 없이 독성 없이 장기간 반복적인 광치료로 암을 완벽하게 제거할 수 있다는 점에서 주목할만하다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19가 전 세계를 휩쓴 지 거의 1년 만에 예방 백신이 개발돼 영국에서 지난 8일 세계 최초로 백신 접종이 이뤄졌다. 한국에서도 내년 상반기부터 코로나19 백신 접종이 시작될 것으로 보인다. 1년 가까이 코로나19에 밀리던 인류가 본격적인 반격에 나선 것이다. 코로나19의 위세에 눌려 잊고 있었지만 겨울이 되면 나타나는 계절성 독감의 위력도 무시할 수 없다.미국 질병통제예방센터(CDC)에 따르면 지난겨울(2019~2020) 미국에서는 3800만명이 독감에 걸리고 2만 2000명이 사망했다. 2017~2018년 독감 대유행기에는 미국인 4500만명이 감염되고 6만 1000명이 사망했다. 지난 10월 국회 보건복지위원회 소속 더불어민주당 신현영 의원이 통계청 사망통계 데이터를 통해 최근 10년간 독감 사망률을 분석, 공개한 자료에 따르면 국내 독감 사망자 수도 2009년부터 매년 꾸준히 증가하는 추세를 보이고 있다. 이 때문에 코로나19만큼 계절성 독감의 정복도 시급하다. 독감 백신은 거의 매년 변이를 일으켜 유행하는 바이러스가 달라지기 때문에 세계보건기구(WHO)에서 세계 각지 바이러스 유행 정보를 종합해 다음해에 유행할 바이러스 종류를 예측 발표하면 각 제조사에서 이에 맞춰 백신을 만든다. 3가, 4가 백신이라고 하는 것은 예방할 수 있는 바이러스 종류와 범위를 이야기하는 것이다.과학자들은 다른 감염병 백신처럼 모든 독감 바이러스를 차단할 수 있는 ‘종합 독감 백신’(universal influenza vaccine) 개발에 나서고 있지만 지금까지는 성공하지 못했다. 이 같은 상황에서 미국 마운트 시나이 아이칸의대, 국제보건·신종병원균연구소, 티슈 암센터, 백신혁신·접근센터(CVIA), 신시내티대 의대 소아과, 신시내티 아동병원, 듀크 임상의학연구소, 듀크대 의대 인간백신연구소, 시카고대 의대, 글락소스미스클라인(GSK) 벨기에 연구소, 오스트리아 자연자원생명과학대 생명공학과 공동 연구팀은 다양한 종류의 독감 바이러스에 면역반응을 유도할 수 있는 종합 독감 백신을 개발해 사람을 대상으로 한 소규모 임상 1상 시험에 성공했다고 9일 밝혔다. 이러한 연구 결과는 의과학 분야 국제학술지 ‘네이처 메디슨’ 8일자에 실렸다. 연구팀은 독감 바이러스 표면에 돌기처럼 솟아 있는 헤마글루티닌(HA) 단백질의 줄기 부분을 표적으로 하는 백신 후보물질을 만들었다. HA 단백질 줄기 부분은 변이를 많이 일으키지 않으면서도 다양한 변종 바이러스의 특성을 갖고 있는 것으로 알려져 있다. HA 단백질 줄기 부분을 타깃으로 한 백신은 만들기가 어려워 지금까지 나온 백신들은 HA 단백질 머리 부분을 대상으로 했다. 이에 연구팀은 HA 단백질 줄기 부분을 안정화시킬 수 있는 머리 부분 단백질을 따로 만들어 결합시킨 ‘키메라 HA 단백질’을 만들고 이를 A형 독감 바이러스와 결합시킨 종합 독감 백신을 개발했다. 연구팀이 미국 내 거주하는 성인 남녀 65명을 무작위로 선정해 종합 백신 후보물질의 안전성과 면역유전성 평가를 위한 임상 1상 시험을 실시한 결과 다양한 독감 바이러스에 면역반응을 보였으며 백신 효과도 최소 18개월 지속된 것으로 확인됐다. 플로리언 크레이머 아이칸의대 교수(백신개발·바이러스학)는 “종합 독감 백신은 새로운 독감 바이러스와 변종까지 막을 수 있어 코로나19에 버금가는 피해를 입히는 독감 대유행 가능성을 차단할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19와 함께 보낸 2020년도 이제 20여일밖에 남지 않았습니다. 지난해 말 중국에서 심각한 폐렴을 일으키는 괴질이 발생했다는 소식이 들려왔을 때만 해도 전 세계가 불안과 공포에 사로잡혀 한 해를 날려 버릴 것이라고는 상상조차 하지 못했습니다. 이 때문에 연초에 세운 금연, 금주, 다이어트 등 목표를 코로나19에 걸리지 않고 무사히 한 해를 보내는 것으로 수정한 사람이 많을 것입니다. 1월 1일이 되면 많은 사람이 거창한 목표를 세우고 반드시 지키겠다고 굳은 결심을 하지만 작심삼일이 되는 경우가 많습니다. 캐나다 칼턴대 심리학과 팀 파이킬 교수는 사람의 뇌는 현재의 정서적 만족도를 높일 수 있는 방식으로 작동하기 때문에 새해 결심을 지키기 어려운 것으로 정하고 결국 작심삼일로 끝내게 되는 일이 많다는 연구 결과를 내놓기도 했습니다. 쉽게 실천할 수 있는 일이나 작은 노력만으로도 바꿀 수 있는 것들에는 만족감을 느낄 수 없기 때문에 그동안 하지 못했던 것, 해 보고 싶은 것들을 상상한다는 것이지요. 즉, 시작부터 실패 가능성을 내포하게 된다는 말입니다. 또 새해 소원을 빌고 결심을 할 때 느끼는 행복감이나 만족감이 미래에도 지속될 것이라고 생각한다고 합니다. 스웨덴 스톡홀름대, 린셰핑대 공동 연구팀은 새해 결심을 작심삼일로 흐지부지 끝내지 않고 끝까지 추진해 나갈 수 있는 방법을 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 10일자에 발표했습니다. 연구팀이 제시한 방법은 매우 간단하지만 성공률은 상당히 높다고 합니다. 연구팀은 1066명의 남녀노소를 대상으로 새해 결심을 조사하고 1년 동안 실천 여부를 관찰했습니다. 연구팀은 또 실험 대상자를 세 그룹으로 나눈 뒤 첫 번째 집단에는 새해 결심을 실천하기 위한 지원금을 무제한 지원하고 두 번째 집단엔 지원금을 일부만 제공, 세 번째 집단은 지원금을 전혀 주지 않았습니다. 1년 뒤 추적 조사한 결과 새해 결심 실천 여부에 지원금의 유무나 규모는 전혀 영향을 미치지 못했다고 연구팀은 밝혔습니다. 새해 결심의 성공 여부는 의외로 언어적 요소에 좌우된다고 합니다. ‘올해 ○○○을 그만두겠다’거나 ‘○○○을 하지 않겠다’고 결심한 사람보다는 ‘이번에 ○○○을 시작하겠다’고 결심한 사람들의 새해 결심 성공률이 높다는 것입니다. 새로운 습관이나 새로운 삶의 방식을 조금씩 적용해 나가겠다는 ‘접근 목표’를 제시하는 사람들이 어떤 행동을 피하거나 그만두겠다는 ‘회피 목표’를 제시한 사람보다 성공적이라는 설명이지요. 다이어트를 위해 앞으로는 단 음식을 그만 먹겠다거나 패스트푸드를 피하겠다고 결심하는 것보다는 하루에 과일을 세 번 이상 먹고 저녁에는 무조건 채소 위주의 식사를 하겠다고 정하는 것이 다이어트 결심을 지속시켜 준다는 말입니다. 2021년 신축년 새해에는 백신과 치료제로 코로나19에 대한 걱정을 날려 버리고 작심삼일이라도 예전처럼 다이어트나 외국어 공부, 규칙적인 운동, 금연 같은 뻔한 새해 결심을 할 수 있는 시기가 빨리 왔으면 좋겠습니다. edmondy@seoul.co.kr

내년 한 해, 최대 10억 회분 제조 전망 미국 제약사 모더나는 4일 내년 1분기 전 세계에 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) 백신 1억∼1억2500만회분을 공급할 것으로 예상했다고 밝혔다. 로이터 통신에 따르면 이중 미국으로는 8500만∼1억회분이 제공되고, 나머지인 1500만∼2500만회분은 다른 나라로 전달된다. 내년 한 해 동안 전 세계에서 제조되는 분량은 5억∼10억회분일 것으로 모더나는 전망했다. 모더나가 개발해온 코로나19 백신(mRNA-1273)은 임상시험에서 예방 효과가 94.5%로 나타나 또 다른 미 제약사 화이자와 함께 선두를 달리는 중이다. “예방효과 연령 상관없이 3개월 간다” 모더나의 코로나19 백신이 연령과 무관하게 1차 접종 후 119일(2차 접종후 90일)까지 예방효과가 유지되는 것으로 나타났다. 모더나 코로나19 백신 ‘mRNA-1273’의 임상 1상 지속성 데이터가 공개됐다. 이 논문은 ‘코로나19 바이러스 백신 mRNA-1273 접종 후 반응 지속성’(Durability of Responses after SARS-CoV-2 mRNA-1273 Vaccination)이란 제목으로 국제학술지 ‘뉴 잉글랜드 저널 오브 메디슨’(NEJM)에 지난 3일(현지시간) 게재됐다. 이 논문에 따르면 모더나 코로나 백신 1차 접종 후 119일, 2차 접종후 90일까지 연령과 무관하게 중화항체와 면역원성이 유지되는 것으로 확인됐다. 면역원성이란 바이러스 감염성을 없애거나 낮추는 중화항체 증가 비율을 말한다. 국립 알레르기·전염병 연구소(NIAID) 연구팀은 건강한 성인 34명을 대상으로 28일 간격으로 모더나 백신(용량 100μg)를 2회씩 접종했다. 이후 34명을 18~55세, 56~70세, 71세 이상 연령군으로 나눠 중화항체 보유량을 확인했다. 그 결과 연구진의 예상대로 시간이 지남에 따라 중화항체 보유랑이 소량 감소하긴 했지만 모든 참가자들이 두 번째 접종 3개월 후에도 중화항체 보유량이 높은 수준으로 유지하고 있는 것으로 나타났다. 연구팀은 임상1상 중 심각한 부작용은 발견되지 않았다고 밝혔다. 백신과 관련된 것으로 보이는 부작용 역시 접종 57일 이후에 발생하지 않았다. 연구팀은 이번 연구를 토대로 모더나 백신 용량 100μg 기준으로 임상3상을 진행하고 있다. 한편 이날 뉴욕 증시에서 모더나 주가는 장 마감 후 2%가량 내린 주당 154.4달러를 나타냈다. 김채현 기자 chkim@seoul.co.kr

이름만 들었을 때는 무시무시한 ‘킬러고래‘(killer whale·범고래)는 전 세계 해양을 거주지로 삼고 있는 해양 포유류이다. 그런데 2000년대 들어 북미 지역을 활동무대로 하고 있는 범고래들이 잇따라 폐사하고 있어 이 일대에서는 멸종위기종 또는 멸종위협을 받고 있는 것으로 평가받고 있다. 이에 북미지역 연구자들이 처음으로 범고래의 폐사 원인에 대한 정밀분석 연구를 실시한 결과 킬러고래를 죽이는 킬러의 정체가 밝혀졌다. 캐나다 농업부 동물건강센터, 국립어업해양연구센터, 미국 코넬대, 해양대기관리청(NOAA) 국립해양어업센터, 알래스카 수의병리센터, 메릴랜드 해양포유류병리센터, 캘리포니아 데이비스대 수의학부, 워싱턴주 해양포유류관리센터, 캐스캐디아 연구소, 일리노이대 동물병리학과, 포틀랜드주립대, 오레곤주립대 공동연구팀은 북동태평양과 하와이 지역에서 살고 있는 범고래들의 잇단 폐사 주요 원인은 다름 아닌 ‘인간’의 활동 때문이라고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 3일자에 실렸다. 연구팀은 2004년부터 2013년까지 북동태평양과 하와이에서 폐사하거나 이유없이 죽은 53마리의 범고래와 그 이외의 지역에서 2001~2017년 사이에 사망한 35마리의 범고래 사인에 대한 분석을 실시했다. 분석결과 사망원인을 비교적 정확하게 파악할 수 있었던 것은 북동태평양과 하와이 인근에서 죽은 범고래 53마리 중 22마리로 확인됐다. 주요 사망원인은 감염병과 선천적 기형으로 인한 것으로 나타났으며 특히 성체로 성장하기 이전에 사망한 것들은 감염병, 외상, 영양실조 때문인 것으로 나타났다. 성체 범고래의 사망원인은 폐혈증과 외상이 주요 사망원인으로 분석됐다. 예를 들면 범고래 한마리는 어망과 낚시 갈고리로 인한 부상 때문에 생긴 패혈증으로 사망했으며 또 다른 범고래 두마리는 선박에 충돌하면서 생긴 외상으로 인한 후유증으로 사망한 것으로 조사됐다. 이와 함께 사람으로 인한 직접적인 원인이라고는 할 수 없지만 지구온난화로 인해 범고래의 먹을거리인 연어나 오징어의 개체수가 감소하면서 영양실조에 걸리는 것도 주요 사망원인으로 꼽을 수 있다고 연구팀은 설명했다. 스테픈 레버티 캐나다 농업부 수석연구원(브리티시 컬럼비아대 교수)는 “이번 연구는 범고래의 생애시기와 상관없이 폐사의 근본적 원인은 사람이라는 것을 명확히 보여주고 있다”라며 “인간의 활동이 해양동물의 생존에 직접적인 영향을 미치는 만큼 늦었지만 지금이라도 해양생태계 보존을 위한 근본적 대책과 행동을 고민해야 할 때”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아이가 막 태어나서 부모와 눈을 마주치고 옹알댈 때 많은 부모들은 아이들과 다양한 대화를 시도한다. 그렇지만 점점 시간이 갈수록 아이의 눈을 마주치고 대화하는 시간은 줄어들고 책을 읽어주는 일도 거의 없어지는 경우가 많다. 그런데 신경과학자와 심리학자로 구성된 연구팀은 영유아기와 아동기에 부모와 대화를 많이하고 언어에 많이 노출시키는 것이 뇌신경 발달에 도움이 되며 나중에 머리가 좋아질 수 있다는 연구결과를 내놨다. 미국 스탠포드대 심리학과, 세인트루이스 워싱턴대 생물학 및 의생명과학과, 신경과학과, 밴더빌트대 심리학 및 인간발달학과 공동연구팀은 영유아시절 언어 노출이 많이 된 아이들이 뇌신경망 형성이 더 잘 발달해 언어와 정서발달에 도움이 된다고 5일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘신경과학’ 1일자에 실렸다. 초등학교에 입학하기 전까지 아이들은 양육자와 교류를 하면서 언어를 배우게 된다. 어린이집이나 유치원에 다닌다고 하더라도 아이들은 부모와 같은 양육자들과 많은 시간을 보내며 대화를 한다. 이 때 아이들은 어른들의 말을 듣고 단순히 따라하는 것이 아니라 자신이 생각하고 말하고자 하는 것과 어른들의 말을 대조하면서 언어능력을 키워간다. 실제로 부모의 어휘 사용량이 아이들의 언어능력을 좌우한다는 연구결과들도 있었지만 언어노출이 아이들이 두뇌회로를 어떻게 형성하는지는 명확히 밝혀지지 않은 상태이다. 일반적으로 소리를 받아들이고 이해하는 청각처리 신경망은 뱃 속에 있을 때부터 발달하기 시작하지만 복잡한 문장과 단어의 의미를 이해하는 것은 유아기 때부터 발달하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 생후 5~8개월된 영아의 가정 내 언어 노출정도를 녹음, 녹화해 기록하고 아이들이 잠자는 동안 기능성 자기공명영상(fMRI)장치를 이용해 언어 관련 뇌신경망 활동과 형성을 측정했다. 그 결과 가정에서 양육자들이 아이들과 얼마나 대화를 시도하느냐에 따라 뇌신경망 형성에 차이를 보이는 것으로 나타났다. 양육자들이 아이들과 대화를 많이 하고 책을 읽어주는 등의 시도가 많은 경우 언어와 기억에 관여하는 뇌부위의 신경망 형성이 강화되는 반면 양육자들이 아이들과 대화를 하지 않고 방치되거나 양육자와 대화보다는 TV 등 영상매체에 노출되는 경우는 언어영역 신경망 형성이 약한 것으로 확인됐다. 연구팀은 이번 연구결과에 대해 오해하지 말아야 할 점은 어려서 외국어에 노출시킨다고 해서 언어영역의 신경망 강화에 도움이 되지는 않는다고 강조했다. 영유아기나 아동기처럼 모국어에 대한 뇌신경망이 충분히 형성되지 않은 상황에서 외국어에 노출될 경우 오히려 언어기능은 물론 정서 발달에 문제가 생길 가능성이 더 크다고 지적했다. 이안 고틀립 스탠포드대 교수는 “이번 연구는 영유아기에 양육자와의 교감이 중요하다는 점을 강조하고 있다”라며 “아동의 뇌기능 발달에 있어서 초기 생활의 중요성과 주 양육자와의 관계가 중요한 만큼 가정 뿐만 아니라 지역이나 정부기관에서도 관심을 가져야 할 부분”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“진단장비 작고 가벼워 휴대 용이…정확도 기존 PCR과 같은 수준”장비 상업·상용화엔 추가 연구 필요 국내 연구진이 코로나19 감염 여부를 현장에서 단 17분 안에 정확하게 진단할 수 있는 초고속 ‘나노PCR’(nanoPCR) 장비를 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단(단장 천진우 연세대 교수)은 3일 천 단장과 이재현 연구위원(연세대 고등과학원 교수)팀이 하버드의대 이학호 교수팀과 함께 나노자성물질을 이용해 코로나19 바이러스를 17분 안에 정확히 검출하는 현장진단(POC) 기술을 개발했다고 밝혔다. 현재 국내에서는 코로나19 확진 검사에 정확도가 높은 실시간 ‘역전사 유전자 증폭’(RT-PCR) 방식을 채택하고 있다. 그러나 현행 RT-PCR 방식은 검체 채취에서 바이러스 검출 확인까지 4시간 이상 걸리는 게 현실이다. 이 때문에 신속 대응이 어렵고, 고가의 대형 장비를 갖춘 병원이나 연구소 등으로 바이러스 검체를 운송해 진단해야 하기 때문에 시간과 비용도 많이 든다.연구진은 이런 한계를 극복하기 위해 플라스모닉 금속 물질과 자성을 띠는 물질을 결합해 30~40㎚(나노미터 :10억분의 1ｍ) 크기의 ‘마그네토 플라스모닉 나노입자’(MPN)를 개발했다. MPN은 빛 에너지를 빠르게 열에너지로 바꿔주는 나노입자다. 나노PCR 기계에 바이러스 검체 샘플과 MPN 등을 섞은 용액을 넣고 빛을 가하면 용액이 가열되면서 유전물질 증폭 과정이 시작된다. 처음 6분가량 샘플에 빛을 가하면 온도가 섭씨 42도까지 올라가는데, 이 과정에서 RNA과 DNA로 변화하는 역전사 반응(RT)이 일어난다. 이후 초고속으로 섭씨 60~90도 사이 온도를 올렸다 내리는 작업을 진행해 유전자를 증폭시킨다. 기존 RT-PCR에서는 이 과정에 2시간 이상이 걸리지만 나노PCR에서는 5분 이내에 가능하다는 것이 연구팀의 설명이다. 천 단장은 “MPN 혼합 용액이 녹아있는 튜브가 플라스모닉 효과에 의해 균일하게 데워진다”며 “일반 PCR은 온도가 올라갔다 내려가는 사이클 1회에 2∼3분이 걸려 유전자 증폭에 총 2시간가량 걸리지만 나노 PCR에서는 사이클 40회를 진행하는 데 5분가량 걸린다”고 말했다. 증폭이 끝나면 기계 내에 있는 자석을 활용해 샘플에 자기장을 건다. 이때 검은색의 MPN 입자는 자기장에 끌려 아래로 가라앉고 바이러스의 유전물질은 초록색을 띠는 형광을 내며 위로 떠 오른다. 형광을 띠면 검체 속에 코로나19 바이러스가 있다는 뜻이다. 연구진은 MPN이 자성을 띠고 있어 샘플 내 유전 물질과 나노입자를 자동으로 분리하기 때문에 소량의 DNA로도 정확하게 코로나19 바이러스를 검출할 수 있다고 설명했다. 연구진이 나노PCR을 이용해 코로나19 확진자 75명과 대조군 75명 검체를 검사한 결과, 정확도는 99% 이상, 민감도는 3.2 copies/㎕로 기존 RT-PCR 방식과 비슷한 것으로 나타났다. 나노 PCR은 장치 크기(15×15×18.5㎝)가 작고 무게가 3㎏으로 가볍다. 휴대가 용이해 실험실이나 연구소뿐만 아니라 어디서든 활용할 수 있다.다만 이제 막 개발된 단계이기에 아직 현장 사용은 어려운 상태다. 장비를 상업화하거나 상용화하려면 추가 연구 개발이 필요하다는 것이다. 천 단장은 “PCR 구동 방법을 개량하고 소형화해 코로나19를 현장에서 손쉽고 신속하게 진단하는 PCR 기술을 개발했다”며 “코로나19뿐 아니라 향후 다양한 바이러스 전염성 질병 진단에 유용한 플랫폼으로 활용될 것으로 기대한다”고 말했다. 이 연구 결과는 이날 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’(Nature Biomedical Engineering)에 게재됐다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

한국식품연구원 전통식품연구단과 국립산림과학원 산림산업연구과 공동연구팀은 국내 자생 참나무를 이용해 외국의 스카치위스키, 브랜디, 버번처럼 숙성시킬 수 있는 전통주 숙성용 소재와 숙성 증류주를 개발했다고 2일 밝혔다. 이번 연구 결과는 식품과학 분야 국제학술지 ‘푸드’에 실렸다. 연구팀은 한반도에서 자생하는 참나무인 갈참나무, 굴참나무, 떡갈나무, 상수리나무, 신갈나무, 졸참나무 6종을 대상으로 숙성통 가공 가능성, 증류주 숙성 중 화학적 변화 등을 분석했다. 그 결과 숙성통을 만들었을 때 시스오크락톤, 트란스오크락톤 등의 성분 증가와 전통주를 담아 숙성시켰을 때 자연스러운 색 변화가 위스키, 브랜디와 비교했을 때 더 우수한 것으로 확인됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr