글로벌 건강 &웰니스 기업 아이사제닉스 코리아가 KLPGA 프로골퍼 전수빈 선수를 후원한다고 13일 밝혔다. 이날 오전 강남구 삼성동 한국지사에서 전수빈 선수와 공식 뉴트리션 후원사 협업식을 진행했다. 전수빈 선수는 큰 키에서 나오는 강력한 아이언 샷을 주무기로, 골프 필드뿐 아니라 방송과 잡지 등에서도 활발한 활동을 펼치는 밀레니얼 세대 골퍼다. 2013년 KLPGA 입회했으며, 2013년 관정배 대학대항 골프대회 프로부문 여자 개인전 우승, 2014년 KLPGA 보성CC 카스코배 점프투어 5차전 2위, 2015년 KLPGA 카이도골프 삼대인 드림투어 15차전 2위 등에 오른 바 있다. 또한 JTBC ‘SG골프 더매치’, THE GOLF 채널의 ‘세상에 없는 골프수업2’ 등 방송활동도 꾸준히 진행 중이다. 아이사제닉스 코리아 박용재 사장은 “이번 후원을 계기로 골프인들 사이에 아이사제닉스에 대한 인지도가 높아지기를 기대한다”며 “전수빈 선수가 아이사제닉스 제품을 통해 건강하게 선수 생활을 이어 나갈 수 있도록 지원하겠다”고 말했다.전 선수는 “평소 운동 전후 물 대신 앰페드하이드레이트 오렌지를 마시며, 대회 전 체중조절이 필요한 시기에는 아이사린 쉐이크로 한끼 식사를 대체한다”고 건강관리법을 공개했다. 앰페드하이드레이트 오렌지는 비타민B군과 C, 아연 등을 공급해줘 빠른 수분과 전해질을 공급해주는 스포츠 이온음료이며, 아이사린 쉐이크는 뉴질랜드 청정지역의 방목한 소의 우유에서 추출한 유청 단백질을 비롯해 비타민, 미네랄, 식이섬유, 탄수화물, 지방 등 각종 필수 영양 성분이 이상적인 비율로 조합돼 균형잡힌 영양을 공급해주는 제품이다. 배구 선수 출신이자 사업가인 前 광주광역시배구협회장 전갑수 회장의 딸이기도 한 전수빈 선수는 다양한 기부 활동을 펼치는 아버지의 뜻을 따라 꾸준히 기부도 하고 있다. 아이사제닉스 코리아는 전수빈 선수와 공동으로 기부 행사를 준비 중이며, 행사를 통해 모금된 수익을 기부할 계획이다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

국내 연구진이 다양한 알츠하이머 발병 원인을 한번에 처리할 수 있는 방법을 찾아 알츠하이머 치매의 새로운 치료제 개발 가능성을 높였다. 임미희 카이스트 화학과 교수가 주도하고 백무현 카이스트 화학과 교수, 이주영 서울아산병원 교수가 참여한 공동연구팀은 알츠하이머 발병 원인을 모두 억제 가능한 치료 방법을 찾아내고 동물실험을 통해 효과를 입증하는 데 성공했다고 11일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘미국 화학회지’에 실렸다. 연구팀은 방향족 저분자 화합물의 산화, 환원 반응을 이용해 알츠하이머의 원인으로 알려진 활성산소종, 베타아밀로이드 단백질, 구리 같은 금속이온을 동시에 조절할 수 있다는 것을 증명했다. 산화 정도가 다른 물질을 합성해 알츠하이머의 여러 원인 인자를 한꺼번에 조절할 수 있다는 것이다. 연구팀이 개발한 저분자 화합물을 이용하면 활성산소종에 대한 항산화 작용은 물론 베타아밀로이드, 금속-베타아밀로이드 단백질의 응집과 섬유 형성을 감소시킬 수 있다는 것을 확인했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 다양한 알츠하이머 발병원인을 한 번에 처리할 수 있는 방법을 찾아 알츠하이머 치매의 새로운 치료제 개발 가능성을 높였다. 임미희 카이스트 화학과 교수가 주도하고 백무현 카이스트 화학과 교수, 이주영 서울아산병원 교수가 참여한 공동연구팀은 알츠하이머 발병 원인을 모두 억제 가능한 치료 방법을 찾아내고 동물실험을 통해 효과를 입증하는데 성공했다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘미국 화학회지’에 실렸다. 알츠하이머는 치매를 일으키는 대표적 퇴행성 뇌질환으로 치매 원인의 50% 정도를 차지하고 있다. 알츠하이머 유발 원인으로 다양한 요소들이 제시됐지만 이들 사이의 정확한 메커니즘은 아직 밝혀지지 않은 상태이다. 알츠하이머는 활성산소종, 베타아밀로이드 단백질, 구리 같은 금속 이온 때문에 생기는 것으로 알려져 있는데 개별적으로 질병을 유발시키기도 하지만 상호작용을 통해 악화시키는 경우가 많다. 금속이온이 베타아밀로이드가 응집, 축적되는 속도를 빠르게 하고 활성산소종들을 과다하게 생성해 신경독성을 유발해 알츠하이머를 악화시키게 될 수 있다는 것이다. 이 때문에 많은 연구자들은 복잡하게 얽힌 여러 원인을 동시에 공격할 수 있는 치료방법과 치료제 개발에 나서고 있다. 그런 가운데 이번 연구팀은 방향족 저분자 화합물의 산화, 환원 반응을 이용해 알츠하이머의 여러 원인을 동시에 조절할 수 있다는 것을 증명했다. 산화 정도가 다른 물질을 합성해 알츠하이머의 여러 원인 인자를 한꺼번에 조절할 수 있다는 것이다. 연구팀이 개발한 저분자 화합물을 이용하면 활성산소종에 대한 항산화 작용은 물론 베타아밀로이드, 금속-베타아밀로이드 단백질의 응집과 섬유형성을 감소시킬 수 있다는 것을 실험적으로 증명했다. 연구팀은 알츠하이머를 유발시킨 생쥐에게 방향족 저분자 화합물을 주입한 결과 뇌 속에 축적된 베타아밀로이드 단백질 응집이 줄어들고 손상된 인지능력과 기억력이 향상되는 것을 확인했다.임미희 카이스트 교수는 “이번 연구는 아주 단순한 방향족 저분자 화합물의 구조변화를 통해 산화환원 정도를 조절해 여러 원인인자를 동시에 조절할 수 있을 뿐만 아니라 간단히 치료제를 디자인할 수 있다는 장점이 있다”라며 “이번 기술을 신약 개발의 디자인 방법으로 사용한다면 비용과 시간을 훨씬 단축시켜 최대의 효과를 가질 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

툭 튀어나온 눈과 매직핸드(머니퓰레이터)처럼 돌출된 입… 위 그림 속 생물은 3억년 전 고생대 석탄기 바다에 산 ‘털리 몬스터’(Tully Monster)로 불리는 생물이다. 1958년 미국의 아마추어 화석 수집자 프랜시스 털리가 처음 화석을 찾아내 이런 별칭이 붙었고, 그후 일리노이주 메이슨 크릭에서만 1800여개가 발견됐다. 하지만 이 생물은 지금까지 무척추동물인지 아니면 척추동물인지 확인되지 않았다. 지난 2016년, 예일대 연구진이 털리 몬스터 화석 몇천 점을 해부학적으로 조사해 이 생물에는 척추동물과 같은 장기가 있다고 결론 내렸지만 직접적인 증거라고 할 수는 없었다. 그래서 최근 위스콘신대 연구진이 이 논쟁을 끝내기 위해 화석에 남은 화학성분을 분석하기로 했다. 왜냐하면 화학성분에 의한 분석은 해부학적 분석보다 더욱더 직접적인 증거가 되기 때문이다. 분석 결과, 툴리 몬스터는 척추동물로 볼 수 있는 화학성분을 갖고 있는 것으로 확인됐다. 따라서 이 성과는 툴리 몬스터의 정체를 둘러싼 지금까지의 논쟁에 큰 영향을 줄 것으로 보인다. 그렇다면 대체 어떤 화학성분이 이 종이 척추동물인지를 확인하는데 결정적인 영향을 한 것일까. 그 답은 뜻밖에도 오늘날 세계를 살고 있는 우리에게도 꽤 익숙한 성분이었다. 털리 몬스터를 분류하는 열쇠가 된 성분은 바로 단당류인 키틴과 단백질의 일종인 케라틴이었다. 키틴은 곤충의 뿔이나 게의 껍질 등 주로 무척추동물의 딱딱한 부분에 존재하는 성분이고, 케라틴은 인간의 손톱이나 머리카락를 비롯해 비늘이나 부리 같이 척추동물의 딱딱한 부분에 주로 존재하는 성분이다. 모두 같은 역할을 생명체에 제공하지만, 키틴은 다당류이고 케라틴은 단백질의 일종이라서 양측의 분자 구조는 크게 다르다. 따라서 화석에 키틴 유래 화석성분이 포함돼 있으면, 털리 몬스터는 무척추동물이고 케라틴 유래 화석성분이 포함돼 있다면 척추동물의 직접적인 증거가 될 수 있는 것이다. 분석에는 현미라만분광기(Micro Raman Spectroscopy)가 쓰였다. 현미라만분광기는 관찰 대상에 레이저를 조사해 산란광을 검출하는 현미경적인 성질과 산란광 패턴으로부터 대상의 화학결합 종류나 결정격자의 왜곡을 직접 검지하는 검지기의 기능이 더해졌다. 분석 결과, 화석에서 검출된 것은 다당이 아니라 단백질 유래 화석성분으로 확인됐다. 이로 인해 털리 몬스터에는 키틴이 아니라 케라틴을 지닌 척추동물과 같은 종류라는 결론을 내릴 수 있었다.다른 기존 연구에서는 털리 몬스터가 척추동물일 경우 현존하는 종 중에서 가장 가까운 종은 칠성장어목 생물이라는 결과도 나와 있다. 칠성장어가 속한 원구류는 협의의 어류에서도 벗어난 존재(장어는 어류)이며, 어류·양서류·파충류·조류·포유류 등 다른 척추동물이 가진 턱이 없는 이질적인 존재이다. 이는 원구류가 척추동물의 턱 획득 전에 다른 계통으로 분기한 것을 의미한다.이를 통해 척추동물은 턱보다 먼저 척추를 획득하고 있었다는 것을 알 수 있다. 털리 몬스터의 입이 이상하게 생긴 것도 칠성장어처럼 턱이 없어 다른 계통의 입을 획득하고 있었던 것일지도 모른다. 이번 연구 성과는 위스콘신대의 빅토리아 맥코이 조교수 등이 정리해 국제학술지 ‘지구생물학’(Geobiology) 최신호(4월28일자)에 게재했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

해양수산부와 극지연구소는 극지 생물의 유전자원을 활용해 기존 항생제에 내성을 가진 슈퍼 박테리아를 억제하는 새로운 항생제 개발에 나선다고 6일 밝혔다. 극지연구소는 2018년부터 2년간 사전연구 결과 극지 균류의 효소가 저온에서의 화학 반응을 위해 다양한 대사물질과 결합한다는 사실을 확인했다. 일반적인 효소가 비타민이나 단백질과 같은 대사물질과 결합하면서 특정 물질에만 반응하는 것과 다른 모습이다. 극지 생물이 기온이 매우 낮고 1년 중 6개월은 밤만 지속되는 특수 환경에서 진화 과정을 거치면서 독특한 유전 형질을 보유한 것으로 추정된다. 이처럼 다양한 대사물질과 결합하는 극지 생물의 습성을 활용하면 슈퍼 바이러스를 억제할 항생제 개발이 가능할 것으로 기대된다. 이에 따라 해수부는 올해부터 2024년까지 5년간 125억원을 투입해 극지 생물의 유전자원을 활용한 새로운 항생제 후보물질 개발에 나선다. 이번 연구에는 극지연구소, 한국해양과학기술원, 선문대, 이화여대, 중앙대, 충남대, 부경대, 민간 제약회사 등이 참여한다. 올해부터 2022년까지는 새로운 항생물질 생산기술의 국내 특허 출원을 목표로 저온성 효소의 구조와 기능을 분석하고, 항생물질을 생산하는 새로운 극지 미생물을 탐색하는 데 주력할 계획이다. 유은원 해수부 해양개발과장은 “사람의 손길이 닿지 않은 극지는 무한한 잠재력과 가치를 지닌 공간”이라며 “극지 유전자원의 실용화 연구를 통해 국민이 체감할 수 있는 성과를 창출하겠다”고 말했다. 세종 임주형 기자 hermes@seoul.co.kr

현재 개발 중인 코로나 19 치료제 가운데 가장 주목을 끄는 약물은 본래 에볼라 치료제로 개발되었다가 실패한 렘데시비르(Remdisivir)다. 렘데시비르가 실제로 코로나 19 환자의 사망률을 줄일 수 있는지는 아직 확실하지 않지만, 치료 기간을 단축하고 회복을 빠르게 한다는 연구 결과가 발표된 후 관심이 집중되고 있다. 하지만 렘데시비르에 대한 연구는 사실 이제 시작 단계다. 과학자들은 렘데시비르를 비롯해 현재 테스트 중인 치료 약물의 작용 기전을 밝혀 더 효과적인 치료법을 개발하기 위해 노력하고 있다. 중국 과학원 산하의 SIMM(Shanghai Institute of Materia Medica) 연구소가 이끄는 중국 연구팀은 렘데시비르가 코로나 19 치료에 효과가 있다는 연구 결과가 나오기도 전에 이 약물이 SARS-CoV-2 바이러스를 억제하는 기전을 연구했다. 렘데시비르가 동물 모델에서 코로나바이러스를 억제한다는 보고가 있었기 때문이다. 연구팀이 집중한 것은 렘데시비르의 목표 물질인 RNA 의존 RNA 중합효소(RNA-dependent RNA polymerase, 약자 RdRp)다. 렘데시비르는 본래 범용 RNA 바이러스 치료제로 개발된 약물로 주사제로 투여하면 체내에서 활성 물질인 GS-441524로 대사된다. 이 물질은 아데노신(Adenosine)과 유사한 물질로 RNA 바이러스의 중합효소와 결합해 정상적인 바이러스 증식을 방해한다. 코로나바이러스에서는 RNA 의존 RNA 중합효소의 작용을 방해해 증식을 억제한다. 연구팀은 저온 전자현미경 (Cryo-EM)을 통해 이 과정을 연구했다. 연구팀은 연구를 시작한 지 불과 46일만에 여러 개의 단백질 서브 유닛으로 구성된 RdRp 복합체의 3차원적 구조와 렘데시비르가 결합하는 과정을 확인하고 이를 저널 사이언스에 발표했다. (사진 참조) 렘데시비르가 실제로 코로나 19를 억제할 수 있음을 보여준 것이다. 현재 코로나 19 치료제 개발의 주요 목표는 바이러스가 세포 내로 침투하는 경로인 ACE2 수용체와 바이러스 증식에 필요한 중합효소인 RdRp이다. 렘데시비르의 의의는 RdRp를 억제하는 약물을 개발했다는 것이다. 다만 바이러스 증식을 일부 억제한다고 해도 환자의 생존 가능성이 높아진다는 보장은 없다. 렘데시비르 단독 요법으로 생명을 구할 수 있는지는 현재 진행 중인 임상 시험 결과가 나와야 알 수 있다. 만약 렘데시비르가 회복을 조금 빠르게 할 뿐 사망률을 낮추지 못한다면 어떻게 될까? 설령 그렇다고 해도 아직 실망하기에는 이르다. 이번 연구 결과를 토대로 렘데시비르보다 더 효과적으로 RdRp를 차단하는 약물을 개발하거나 ACE2 수용체처럼 다른 목표를 차단하는 약물을 개발해 같이 사용하면 치료 효과를 높일 수 있기 때문이다. 서로 작용 기전이 다른 항생제나 항바이러스제를 동시에 사용해서 치료 효과를 높이는 방법은 이미 널리 사용되고 있다. 코로나 19 역시 예외가 아닐 수 있다. 코로나 19는 여전히 큰 위협이지만, 이런 연구를 통해 인류는 효과적인 치료제와 백신을 개발할 수 있을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

과학자들은 꽤 오래전부터 바이러스의 존재를 간접적으로 인지하고 있었다. 그러던 중 성장에 제약이 있는 담배를 관찰하다가 잎에 흰색 무늬들이 모자이크 형태로 나타나는 것을 발견했다. 1883년 한 과학자는 이런 증상을 나타낸 식물의 수액을 다른 식물에 뿌린 뒤 관찰했다. 예측대로 건강했던 식물은 담배모자이크병에 걸렸다. 이를 통해 담배모자이크병 증상을 나타낸 식물의 수액 내에 전염성을 가진 병원체가 있을 것으로 추측했다. 이후 또 다른 과학자는 이 병에 걸린 식물의 수액을 추출해 세균이 통과하지 못하는 필터로 걸러 냈다. 필터를 통과한 액체를 건강한 담배에 뿌렸더니 이 담배 역시 병에 걸렸다. 세균보다 작은 이 입자는 바이러스로 명명됐다. 바이러스는 많은 시도에도 불구하고 생물 밖에서 배양되지 않았다. 나중에 담배모자이크병을 유발하는 입자를 결정화해 그 모양이 원통형임을 관찰할 수 있었다.담배모자이크바이러스의 발견 이후 수많은 바이러스가 관찰됐는데 이들의 크기는 20~200나노미터(㎚)고 모양은 공, 다면체, 막대, 복잡한 구조 등 다양하다. 그렇지만 바이러스의 구성은 단순하다. DNA나 RNA로 이뤄진 유전물질과 단백질로 구성돼 있다. 바이러스는 배지에서 배양되지 않기 때문에 과학자들은 바이러스를 숙주세포에 접종해 증식시킬 수밖에 없었다. 바이러스는 끊임없이 증식을 하면서 숙주세포에 손상을 가하거나 세포를 죽임으로써 질병 증상이 나타나게 된다. 그래서 바이러스성 질병을 이기기 위해서는 바이러스의 증식회로 과정을 상세히 밝혀내는 것이 중요하며 이는 알려진 증식회로의 각 단계를 차단할 수 있는 약을 개발하기 위한 노력으로 이어져 왔다. 어떤 바이러스든 숙주세포에 결합해야 한다. 바이러스 입자가 세포 안으로 들어가야 하며, 세포 내에서 바이러스 유전체는 자신의 유전체와 단백질 껍질을 복제하고 생산한다. 필요하다면 단백질에 가공이 일어나고 마지막으로 유전체와 단백질 껍질이 결합한다. 그러면 바이러스 입자의 수가 늘어난다. 그래서 바이러스 증식회로의 각 단계를 표적으로 삼아 차단하는 것이 방법이다. 예컨대 에이즈를 일으키는 HIV 치료를 위해서 각각의 단계를 억제하는 약이 30가지 정도 개발돼 사용되고 있다. 한 가지 약만 투여할 경우 HIV 변이들이 내성을 나타내기 때문에 3종 이상의 약을 동시에 투여해 HIV의 증식을 낮춰 치사율 100%인 에이즈를 극복하는 성과를 거두게 됐다. 코로나19 치료제 개발을 위해 미국 국립보건원(NIH)은 80여 건의 후보약물에 대한 심사를 수행하고 있다. 코로나19도 마찬가지로 증식회로와 관련해 REGN3048은 수용체와의 결합 단계, 아르비돌은 세포막과 바이러스의 융합 단계, 클로로퀸은 바이러스 입자의 세포 내 유입 단계, 렘데시비르·아비간·이버멕틴은 유전물질인 RNA 복제 단계, 칼레트라는 단백질 가공 단계 등을 각각 억제할 가능성이 있어 이들의 약효를 시험 중이다. 우리는 전대미문의 위협과 마주하고 있다. 인류 역사 속에서 우리의 조상은 눈에 보이지 않는 병원균에 대한 공포를 이성의 힘으로 극복해 왔다. 그런 노력으로 인해 현재 우리가 존재할 수 있게 됐다. 또한 우리는 바이러스의 존재와 특징, 증식 과정 그리고 질병이 유발되는 방식을 알고 있다. 인류는 코로나19와의 싸움에서도 결국 이길 것이다.

물관리 비용 등 경제성 해결은 과제로 척박한 환경의 사막에서도 벼농사가 가능할까. 우리나라 농촌진흥청이 농업기술 협력 사업의 하나로 진행한 아랍에미리트(UAE)에서의 시험재배 결과를 보면 벼농사 가능뿐 아니라 국내보다 벼 수확량도 40% 많은 것으로 나타났다. 다만 생산한 쌀의 가치보다 물관리를 비롯해 생산 비용이 더 많아 경제성이 부족하다는 점은 과제로 남았다. 농진청은 자체 개발한 건조지역용 벼 ‘아세미’ 품종을 UAE 사막에서 시험 재배해 다음달 5일 수확을 앞두고 있다고 29일 밝혔다. 2018년 한국과 UAE 정상회담에서 논의된 농업기술 협력 사업으로 시작된 농진청의 ‘사막에서 벼 키우기’는 국내 시험재배, 적합한 품종 선별 등을 거쳐 지난해 본격화됐다. 국내 시험재배 이후 UAE 사막 1890㎡ 규모의 땅에 부직포를 깔고 관수시설을 매립하는 등 물 빠짐을 최소화하는 환경을 조성했다. 이 땅에 아세미 품종을 파종한 건 지난해 11월이다. 사막에서 6개월 동안 자란 벼의 예상 수확량은 1000㎡당 763㎏이다. 국내에서 재배했을 때보다 40% 증가한 양이다. 사막지역의 풍부한 일사량이 도움이 됐고 적절한 양분 투입과 물관리에 따른 결과라고 농진청은 분석했다. 농진청은 생산된 쌀의 단백질 함량과 완전미 비율 등 쌀의 품질을 수확 이후 분석할 계획이다. 이번 시험재배로 농진청이 개발한 건조지역용 벼인 아세미 품종은 건조지역뿐 아니라 사막에서의 재배 가능성도 확인됐다. 김경규 농진청장은 “우리 기술과 경험을 바탕으로 사막에서 벼 재배 가능성을 확인했다”고 말했다. 하지만 쌀 생산액은 ㏊당 약 565만원인 반면 같은 크기에 물을 대기 위해 바닷물을 제염처리한 비용만 2000만원에 달했다. 사막에서 벼농사를 지을수록 오히려 손해를 보는 것이다. 농진청은 지하수를 활용하거나 파종 시기를 변경해 밭작물까지 이어 짓는 방안 등이 대안이 될 것으로 보고 있다. 농진청은 코로나19 상황이 호전되는 대로 UAE 정부와 협의해 2차 시험재배를 준비한다. 홍인기 기자 ikik@seoul.co.kr

한성기업은 수산 유래 단백질인 ‘씨프로틴’을 내세운 신상품 ‘바다에서왔닥’ 2종을 출시했다. 씨프로틴은 닭가슴살 같은 도축육 단백질이나 대두단백질과 구분해 수산 유래 단백질을 지칭하기 위해 한성기업이 만든 용어다. 한성기업은 최근 운동과 건강에 관심이 많은 소비자가 늘어나는 것에 착안해 수산물 단백질을 활용한 신상품을 준비했다. 바다에서왔닥은 100% 알래스카 명태 연육으로 만든 고단백 식품이다. 무지방과 저콜레스테롤로 살 빼는 이들의 먹는 부담을 줄였다. 한성기업 관계자는 “운동을 통해 외모를 가꾸려는 소비자를 고려해 저분자 물고기 콜라젠을 넣어 다이어트뿐만 아니라 이너뷰티를 위해서도 신경 썼다”며 “레몬과 허브페퍼의 은은한 맛이 자극적이지 않아 다이어트 식단으로 추천한다”고 말했다. 김태곤 객원기자 kim@seoul.co.kr

방사광가속기(放射光 加速器). 보통 사람에겐 참으로 낯설고 생경하다. 무슨 기계장치인 것 같긴 한데 한 글자씩 뜯어봐도 제대로 된 뜻을 유추하기조차 힘들다. ‘문송한’(문과 출신이라 죄송한) 처지라면 더더욱 그러겠다. 한국정보통신기술협회 용어 설명에 따르면 ‘전자를 총으로 쏘아 빛의 속도에 가깝게 가속시키는 장치로 원자와 분자분광학, 표면과 계면 연구, 엑스(X)선 회절과 산란 연구, 단백질 결정 구조 분석, 광화학 반응 따위의 연구에서 이용된다’고 한다. 선뜻 이해되지 않는다. 그런데 전국이 들썩거린다. 포항, 나주, 춘천, 청주 등이 각각 영남과 호남, 강원, 충청을 대표하며 자기네들 지역에 ‘방사광가속기’를 가져다 놓기 위해 총력을 기울이고 있다. 이미 21대 총선 때 해당 지역 후보들마다 공약 한 귀퉁이에 빼놓지 않고 이를 언급했다. 기초·광역단체장은 물론 지역의 학계, 기업, 시민사회 등까지 모두 나서는 총력전이다. 방사광가속기 관련 기술의 시작과 쓰임을 보면 이러한 현상이 조금씩 이해된다. 방사광가속기는 물체의 구조를 연구하는 기초과학에서부터 신소재개발, 유전공학, 신의약개발 등 응용과학에 이르기까지 여러 분야에서 활용된다. 특히 난치에 시달리는 인류를 구제했던 각종 신약들, 예컨대 신종플루 치료제인 타미플루, 발기부전 치료제인 비아그라, 백혈병 치료제인 글리벡 등이 모두 방사광가속기의 덕을 입고 개발됐다. 이뿐 아니다. 지난해 여름 일본이 수출 규제 품목으로 지정한 반도체 관련 소재인 극자외선(EUV)용 포토레지스트 또한 방사광가속기를 통해 기술 경쟁력을 확보했다. 알려진 경제적 효과는 더욱 어마어마하다. 정부는 2027년까지 1조원을 들여 저장링 둘레가 280ｍ인 3세대 가속기보다 큰 저장링 둘레 약 700ｍ의 가속기를 만들겠다는 계획을 밝혔다. 전문가들은 방사광가속기를 유치할 경우 6조 7000억원의 생산유발 효과와 2조 4000억원의 부가가치 효과, 13만 7000명의 고용창출 효과가 나타날 것이라고도 전망했다. 한마디로 바이오, 에너지, 반도체, 자동차 등 미래 먹을거리를 책임질 ‘꿈의 신성장 산업’의 핵심 요체다. 신성장동력으로서의 지속성, 경제성 등을 감안하면 사활을 걸고 덤빌 만하다. 지역 균형발전, 산업발전 연속성, 전국 접근성 등 각자 내세우는 장점은 서로 다르니 치열한 경쟁은 불가피하겠다. 단단한 지반을 가진 입지 환경과 교통 접근성 등을 감안해 다음달 6∼7일 부지선정평가위원회의 평가를 거쳐 최종 입지를 발표할 예정이다. 어느 지역에 있든 한국의 국가 경쟁력을 높이기 위한 소중한 밀알이 되기를 바랄 따름이다. youngtan@seoul.co.k

햇볕에 삶은 고사리 말려 돼지뼈 육수에 끓여 겉보기엔 걸쭉한 죽, 구수하고 깊은 맛에 매력 풍부한 식이섬유로 포만감… 다이어트 딱이야 고사리 육개장은 제주 토속 음식이다. 4, 5월에 채취한 고사리를 삶아 햇빛에 잘 말렸다가 돼지뼈를 우린 육수에 메밀가루를 넣고 길게 찢은 고사리를 넣어 걸쭉하게 끓여 낸다. 여기에다 고춧가루와 매운 청양고추를 가미하기도 한다. 고사리가 쫄깃하게 씹히는 식감은 흡사 질 좋은 소고기를 씹는 듯하다. 겉보기엔 죽처럼 보이지만 구수하고 깊은 맛을 낸다. 예로부터 제주 경조사 때 먹었으며 보양식으로도 즐겨 먹는다. 가정에서도 흔히 고사리 육개장을 만들어 먹는다. 우선 고사리는 독성을 빼기 위해 잘 삶아야 한다. 보통 끓는 물에 5분 정도 삶으면 되지만 늦게 딴 고사리는 더 삶아야 한다. 삶은 고사리는 물에 담그면 고사리의 향이 떨어질 수 있어 최대한 헹구지 않고 물기를 빼고 식힌다. 돼지 등뼈는 한 번 끓인 물을 버린 뒤 새로 물을 부어 생강, 대파, 마늘, 소주 등을 넣어 삶는다. 삶은 등뼈에 붙은 고기와 삶은 고사리를 잘게 찢어 돼지고기 육수에 고기와 고사리를 넣고 약한 불로 고사리의 형태가 거의 남지 않을 정도로 푹 끓인다. 여기에 메밀가루로 농도를 조절해 죽처럼 걸쭉하게 끓여 낸다. 메밀가루 대신 밀가루나 보릿가루를 넣기도 한다. 중국인 관광객들 사이에 제주에서 꼭 맛봐야 할 음식으로 꼽히고 건강식을 즐기는 일본인 관광객도 즐겨 찾는다. 일본에 사는 이유미(39·제주올레 일본지사장)씨는 제주에 오면 꼭 고사리 육개장을 먹는다. 이씨는 “일본에서도 봄이면 고사리를 튀겨서 먹거나 절임, 우동에 얹어서 별식으로 먹지만 제주 야생고사리만큼 진한 향과 맛은 안 난다”고 말했다. 제주 음식 콘텐츠를 개발하는 베지근연구소 김진경 총괄디렉터는 26일 “고사리가 연하고 향이 진하면 밥에 넣어 해먹어도 좋고 푹 데친 고사리에 들깻가루와 쪽파, 으깬 두부를 넣고 간장과 들기름으로 버무린 고사리 들깨무침도 봄철 입맛을 돋운다”고 말했다. 김 총괄디렉터는 “제주사람들은 예로부터 돼지고기와 고사리를 함께 볶아 즐겨 먹었다”면서 “국물 없이 바싹 볶은 고사리 돼지고기 지짐을 빵에 넣어 모차렐라 치즈를 뿌려 그릴에 구우면 고사리 돼지고기 파니니 샌드위치도 만들 수 있다”고 말했다. 고사리는 식이섬유가 풍부해 쉽게 포만감을 주는 음식으로 다이어트에도 도움을 준다. 또 비타민 A, 칼슘, 철분, 칼륨 성분이 풍부해 체내의 나트륨을 배출시켜 혈압 및 혈중 콜레스테롤 수치를 낮춰 혈액순환을 원활하게 해 주는 효과도 있다. 여기에다 단백질, 비타민 B1, B2, C와 미네랄 등이 많이 들어 있다. 제주시에서 고사리 육개장만 전문적으로 파는 음식점이 성업 중이고 낮에는 대기표를 받고 최소 30여분을 기다려야 하는 등 관광객들이 별미로 찾는다. 포장 판매도 하고 급속 냉동한 고사리 육개장을 전국 택배도 해 준다. 제주 황경근 기자 kkhwang@seoul.co.kr

방역당국이 코로나19 치료제와 백신 개발이 쉽지 않은 상황이라며 “가장 큰 위험신호는 방심”이라고 긴장 태세 유지를 거듭 당부했다. 권준욱 중앙방역대책본부 부본부장은 25일 충북 오송 질병관리본부에서 열리 정례브리핑에서 “코로나19 대응에서 가장 큰 위험신호는 방심”이라며 “치료제, 백신 개발이 녹록지 않다”고 진단했다. 이어 “현재까지 치료 효과가 입증된 코로나19 치료제는 없다”고 강조한 뒤 “회복기 혈장 또는 일부 후보 치료제에 대한 부작용마저 지적되고 있어 방역당국으로서는 조금 실망스러운 상황”이라고 말했다. 혈장 치료는 감염병에서 완치한 사람의 혈액에 바이러스를 무력화하는 ‘중화항체’가 형성된다는 점을 이용한 치료법이다. 완치자의 혈액에서 중화항체 담긴 혈장을 분리해 마치 수혈하듯 환자에게 주입한다. 뚜렷한 치료제가 없는 신종 감염병 치료에 시도되지만, 의료계 일각에서는 과학적 근거가 없는 데다 큰 효과를 내지도 못하는 한계가 있다고 지적한다. 더군다나 중화항체에 대해서도 풀리지 않는 부분이 많다. 방역당국에서 회복기 환자 25명을 조사한 결과 전원 중화항체가 생긴 것으로 확인됐지만 방어력은 확인되지 않고 있다. 권 부본부장은 “중화항체가 방어력을 갖췄을 가능성이 높다고는 해도 어쨌든 확실한 상황은 아니다”라며 “이 항체가 얼마나 지속할지, 감염이 된 후에 얼마나 형성되는지 등을 아직은 정확하게 알고 있지는 못한다”고 말했다. 이어 “치료제나 백신 등을 조기에 확보할 수 없는 상황이므로 사회적 거리두기에 적극적으로 협조해달라”며 “지역사회에서 (신규 확진자 수가) 비록 몇 건에 불과하다고 해도 그것은 빙산의 일각일 수 있다”고 덧붙였다. 현재 국내에서는 기존 약물의 적응증(치료범위)을 코로나19로 확대하는 약물재창출 연구 7건이 진행 중이다. 기업이 주도하는 3종, 정부가 지원하는 4종 등이다. 이와 별도로 국립보건연구원이 기업과 협업해 완치자 혈액에 기반한 항체·혈장치료제 개발도 진행 중이다. 이로써 국내에서는 약물재창출과 항체·혈장치료제 등을 모두 포함해 코로나19 치료제 20여건이 연구 중이다. 백신 연구는 10여건이 진행되는 것으로 알려져 있다. 백신과 관련해선 국립보건연구원에서 후보물질을 발굴하는 한편 민간기업에서 백신이 개발될 경우 이를 평가하기 위한 방법도 개발 중이다. 방역당국은 어떠한 백신이 효과가 있을지 불확실하므로 핵산, 재조합 단백질, 바이러스 전달체 백신 등 다양한 방식에 모두 가능성을 열어두고 민·관 협력 형태로 추진하고 있다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

멕시코에 있는 한 해변의 밤바다 일부가 푸르게 물든 모습이 SNS상에 공개돼 화제다. 24일(이하 현지시간) 엘 우니베르살 등 현지언론에 따르면, 지난 20일 서남부 게레로주 아카풀코의 한 해변에서 신비로운 발광 현상이 포착됐다.트위터를 통해 공유되고 있는 사진과 영상은 푸에르토 마르케스라는 이름의 해변이 해안선을 따라 푸른색 형광 빛으로 밝게 빛나는 모습을 담고 있다. 현지 관광청은 이번 발광 현상이 해변으로 몰려든 생물발광 플랑크톤 떼가 일으킨 생물화학적 반응으로 인해 나타난 결과라고 밝혔다.현지 저명한 해양생물학자인 엔리케 아얄라 두발 박사도 현지언론과의 인터뷰에서 “SNS를 통해 빠르게 확산한 이 해변의 모습은 최근 이런 해변에서 사람들의 활동이 줄었기 때문”이라면서 “생물발광은 대부분의 경우 루시페린이라는 발광 단백질과 분자산소 그리고 아데노신 3인산(ATP)이 작용한 생화학적 반응의 결과로 생긴 빛”이라고 설명했다.문제는 일부 게시물에서 한 남성이 밤바다로 입수해 헤엄치는 모습이 고스란히 담겼다는 데 있었다. 현재 멕시코에서는 코로나19의 확산을 막기 위해 전국의 해변에서 입수가 금지돼 있지만, 문제의 남성이 이를 어기자 비난이 쏟아졌다. 한 트위터 사용자는 “어떻게 생각하는가? 또다시 사람이 문제인 것인가?”라면서 “우리는 이해할 수 없는 것인가?”라고 썼다. 그러고 나서 이 사용자는 “아카풀코의 푸에르토 마르케스에서 식물성 플랑크톤들이 만들어낸 자연의 광경은 인상적이다. 이는 이 바다에서 이들 미생물에 의해 발생한 현상”이라면서 “나쁜 점은 항상 사람이 모든 것을 망치기 위해 그곳에 있다는 것”이라고 지적했다.아르투로 마르티네스라는 이름의 페이스북 사용자는 아키풀코에서는 지난 60년간 생물발광 플랑크톤들이 나타나지 않았다고 밝혔다. 그는 “한 친구는 ATV(4륜 오토바이)를 탄 관광객들이 해변을 망쳤기 때문에, 플랑크톤들이 나타나지 않아 왔다고 생각한다”고 말했다.아키풀코의 해변에서는 생물발광 플랑크톤들이 나타날 때까지 60년이 걸렸지만, 이 화제의 광경은 사실 멕시코의 다른 지역에서 정기적으로 목격된다. 오는 5월부터 9월까지는 킨타나로오주 올보쉬 섬의 해안에서 이런 발광 현상이 간혹 목격되며 오는 8월부터 이듬해 3월까지는 오악사카주 차카후아 국립공원에 있는 호수 5곳에서도 물이 푸른 빛을 내뿜을 때가 있는 것으로 전해졌다. 사진=트위터 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

인간 뇌를 모방하는 핵심 전자칩의 개발이 생체 전자공학의 급격한 발전 덕분에 순조롭게 진행되고 있다. 이른바 ‘뉴로모픽 컴퓨팅 칩’으로 불리는 이 핵심 연산장치는 인간 뇌의 뉴런(신경세포)들과 이들을 연결하는 부위인 시냅스(연접부)들의 구조를 모방해 기계학습을 수행하면 기존 컴퓨터에서는 할 수 없던 복잡한 의사결정을 인간 수준으로 해낼 수 있다. 하지만 지금까지 기술로는 이 칩을 가동하는데 최소 1V 안팎의 전압이 필요했다. 이는 인간 뇌가 필요로 하는 전압인 80㎷와 비교하면 압도적으로 높은 전압이다. 하지만 뉴로모픽 컴퓨팅 칩의 최종 목표는 인간의 뇌를 완전히 대체할 수 있을만큼 발전하는 것이므로, 이렇게 높은 전압은 바람직하지 못하다. 그런데 미국 매사추세츠대 애머스트캠퍼스 연구진은 자신들이 개발하고 있는 뉴로모픽 컴퓨팅 칩을 가동하는 데 필요한 전압을 실제 뇌 수준인 40~100㎷까지 낮추는 데 성공했다고 밝혔다. 이런 성과 덕분에 이 전자칩은 실제 뇌를 재현하기 위한 마지막 관문을 돌파했다고 할 수도 있다. 또 적정 전압의 획득으로 손상됐거나 오래된 뇌세포를 대체하는 이른바 ‘뇌 바꾸기’도 실현 가능할 것이다. 그렇다면 도대체 무엇이 이번 저전압화를 가능하게 했던 것일까. 그 열쇠를 쥐고 있던 것은 뜻밖에도 세균에 있었다. 의사 시냅스의 구조 뉴로모픽 컴퓨팅 칩의 개발에 있어 가장 어려운 문제는 시냅스를 재현하는 것이다. 시냅스의 역할은 보통 전자회로의 스위치에 있는 온·오프 기능과 비슷하지만 다른 한편으로 흐르는 전류가 많거나 적음에 따라 스위치로 기능하는 유연성을 갖는다. 기존 전화회로로는 이런 성질을 재현하기가 어려웠지만, 최근 10여년간의 급격한 기술 발전 덕분에 뉴로모픽 컴퓨팅 칩은 실제 시냅스와 같이 유연한 전류 조절을 재현하는 의사 시냅스를 탑재하는 데 성공한 것이다. 저전압화 실현에 핵심이 된 부분은 금속 환원 미생물(혐기성 세균)인 지오박터 설퍼레두신스가 만들어내는 단백질로 된 나노와이어다. 이는 단면의 지름이 1나노미터 정도의 극미세선을 말한다. 생물 호흡의 본질은 체내에서 생긴 잉여 전자를 버리는 데 있다. 산소를 이용하는 호기성 호흡의 경우 체내 전자를 산소에 부여해 이산화탄소로 대체 방출한다. 반면 금속을 이용하는 혐기성 호흡은 체내에서 생긴 잉여 전자를 금속에 버리는 방식으로 호흡한다는 것이다. 연구진이 주목한 단백질 나노와이어는 혐기성 세균이 전자를 버리기 위해 금속(자연계에서는 광석)과 자신의 신체 일부를 연결하는 데 쓰인다. 이들 연구자는 의사 시냅스 사이를 이 혐기성 세균에서 채취한 나노와이어들로 채웠다. 그리고 의사 시냅스 전후 회선에 전압이 가해지면 나노와이어에 전자가 흐르고 주위에 부유시킨 은 이온을 은으로 바꿔 의사 시냅스 사이에서 은 덩어리가 생기게 했다. 분자 상태의 은이 모이면서 의사 시냅스는 접속돼 간다. 전기를 통하게 함으로써 수중의 은 이온(Ag+)이 단백질 나노와이어로부터 전자를 받아 은 덩어리를 형성하고 그 덩어리가 성장하면서 회로가 연결된다. 그리고 전기가 끊기면 집적된 은 덩어리는 다시 은 이온이 돼 수중에 녹아 연결이 끊어지는 것이다. 즉 혐기성 세균이 가지는 자연계 최소의 전선은 은과 은 이온으로부터 전자를 주고 받는 역할을 통해 생체 촉매와 같은 기능을 했다는 것이다. 생물이 지니는 촉매 작용은 매우 효율적이고 의사 시냅스의 작동에 필요한 전압을 극적으로 줄이는 과정으로 이어졌다. 따라서 이 연구를 통해 만들어진 신경 연결은 기존 기술의 비세포적 성질과 단백질 나노와이어로 이어진 세포적 성질 양측 모두를 지닌 이른바 하이브리드 뇌라고 할 수도 있다. 비세포성 뇌 만들어내나 이 연구로 생체 전압 수준의 제어가 실현돼 손상된 신경을 비세포성 전자회로로 대체할 수 있게 됐다. 배양한 세포와 달리 비세포성 회로는 거부 반응이 일어나기 어렵기 때문이다. 또 적정 전압은 대체할 신경을 중추신경으로 확대할 수도 있다. 뇌는 매우 생물학적인 조직이지만 신경 연결의 구조를 모방할 수 있으면 세포를 사용하지 않아도 모방할 수 있다. 손상됐거나 오래된 뇌세포를 이런 전자칩으로 대체할 수도 있다. 또 최신 연구에서는 쥐의 손상된 뇌를 인간의 피부세포에서 배양한 뇌세포를 사용해 대체하는 실험에도 성공했다. 이런 잠정적인 대체 기술을 통해 뇌를 모든 전자회로로 대체하는 미래도 가능해질 것이다. 어쩌면 그 때가 오기 전에 세포가 만들어내는 감정과 전자회에서 발생하는 감정의 차이가 무엇인지를 생각하기 시작해야 할지도 모른다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 네이처의 자매지인 네이처 커뮤니케이션스 최신호(20일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

면역항암치료 효과 여부를 제대로 예측해주는 국내 바이오기업의 진단 기술이 임상시험 중에 500억원 규모로 미국 기업에 팔린다. 신생 바이오 업체인 ㈜이노베이션(대표 김승구)은 임상시험 단계에 있는 ‘면역관문억제제(면역항암제) 동반진단법’ 기술을 500억원 규모에 미국의 바이오텍 업체 METAVAGEN와 라이센스-아웃(License Out)계약을 체결했다고 24일 밝혔다. 암 조직의 면역염색을 통한 기존의 동반진단법은 면역관문억제제가 고가임에도 불구하고 예측성이 낮아 실효성에 적지 않은 문제가 제기되어 왔다. 국립암센터로부터 원천기술을 이전받아 이노베이션이 본격 개발에 나선 면역관문억제제 동반진단법은 혈액 내 특정 단백질을 이용하여 면역관문억제제의 항암 반응성을 예측하는 기술로, 항암 반응성 검사에서 높은 신뢰도를 보인 것으로 조사됐다. 이노베이션은 면역관문억제제 동반진단법을 시장에 진출시키기 위해 현재 진단키트 개발 및 국내외 임상을 위해 대규모 투자를 진행 중이다. 동시에 이번 계약으로 이노베이션은 METAVAGEN과 미국 임상시험을 위한 공동 연구 및 FDA 승인 절차를 진행하며, 임상 통과 등 관련 절차가 끝나면 500억원대를 받고 동반진단키트 생산 및 유통 등 글로벌 독점적 사업권을 METAVAGEN에 넘기게 된다. 임상시험은 3상까지 거쳐야 하는 약제품과는 달리 체외진단의료기기로 분류되는 동반진단키트의 경우 한 번으로 끝나기 때문에 빠르면 올해 안에 마무리될 것으로 전망된다. 업계에서는 임상시험 중인 국내 진단 기술을 미국 업체가 전격 계약을 체결한 것은 그만큼 진단 기술의 독보적 우위성과 향후 시장의 발전 가능성에 주목한 것으로 평가한다. METAVAGEN은 암 치료 및 예방 분야에 인지도가 높고 현재 미국식품의약국(FDA) 자문위원인 토마스 제퍼슨 대학의 스캇 월드만 교수팀이 주요 연구진으로 구성된 미국의 바이오텍 기업이다. 이노베이션 김 대표는 “이번 METAVAGEN과의 글로벌 사업권 계약은 이노베이션의 동반진단법이 글로벌 시장에서 잠재적 가치를 인정받은 것”이라면서 “두 회사가 공동 개발을 통해 면역관문억제제의 환자 반응성을 효과적으로 검증하게 되면 비싼 면역관문억제제가 남용되는 것을 막아 암 환자 개인과 국가의 건강보험재정에도 현실적으로 도움이 될 것”이라고 말했다. 김태곤 객원기자 kim@seoul.co.kr

카야니코리아㈜(지사장 장윤성)가 지난 20일 피부관리를 위한 히알루론산 건강기능식품 ‘카야니 HL5 헬스 리빙 히알루론산’(이하 HL5, 에이치엘파이브)을 출시했다고 밝혔다. 카야니코리아㈜가 야심차게 선보이는 신제품 HL5 건강기능식품은 하루 1포 섭취로 120mg의 히알루론산을 비롯해 5,000mg의 콜라겐, 코엔자임큐텐과 프락토올리고당, 사과식초를 부원료로 제공한다. 액상 형태의 포로 제작돼 휴대와 섭취가 간편하고, 체내 흡수가 빠르다는 점도 해당 제품의 대표적인 특징으로 꼽힌다. 본 제품의 주원료에 해당하는 히알루론산은 피부, 관절액, 연골 등에 다량 분포돼 있으며, 스스로의 무게의 300~1,000배에 달하는 물을 함유할 수 있다. 이에 히알루론산을 섭취하면 피부의 보습과 탄력을 관리하는 데 도움이 되는 것으로 알려져 있다. 아울러 HL5는 복합적 스킨케어 솔루션으로 개발된 만큼 건강하고 탄탄한 피부를 가꾸는 데 도움이 되는 콜라겐도 들어 있다.카야니코리아는 본 제품과 더불어 ‘카야니 바디 체인지팩’도 선보이는 중이다. 해당 제품은 기존 건강기능식품인 유산균 제품 ‘프로바이오틱스 플러스(Probiotics Plus)’, 단백질 제품 ‘피트 20(FIT20)’, HL5를 하나로 묶은 토탈 솔루션으로, 장내 환경부터 근육과 피부까지 지속적이고 건강한 아름다움에 초점을 두고 있다. 카야니코리아 장윤성 지사장은 “HL5를 출시함으로써 카야니의 두 번째 건강기능식품 제품군 ‘바디 체인지팩’을 완성했다”며 “복합적 상승효과를 누릴 수 있는 구성, 휴대 및 섭취의 간편함 등 기존 카야니의 기조를 강화하고 전 세대에 어필할 수 있는 제품군이 될 것으로 전망한다”고 말했다. 한편 카야니코리아는 웰빙 라이프를 선사하는 미국 뉴트리션 및 스킨케어 유통회사다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

국내 연구진이 알츠하이머 치매로 인한 인지기능 저하를 막고 원래대로 되돌릴 수 있는 단백질을 찾아냈다. 카이스트 생명과학과, 바이오및뇌공학과, 서울대 의과학대학 공동연구팀은 뇌 속에 존재하는 신경 펩타이드 중 하나인 ‘소마토스타틴’이 뇌 인지기능을 높일 수 있다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 22일자에 실렸다. 지난해 기준 국내 65세 이상 노인 10명 중 1명은 치매를 앓고 있는 것으로 확인됐다. 치매는 알츠하이머나 알콜, 외상 등 다양한 원인으로 발생하는데 기억력 손실, 인지기능과 운동기능을 떨어뜨려 일상생활을 어렵게 만든다. 최근 고령 인구가 늘어나면서 치매 환자들도 점점 늘고 있는 추세이지만 마땅한 치료방법은 없다. 연구팀은 알츠하이머 치매 환자의 뇌 척수액을 분석한 결과 일반인에 비해 소마토스타틴의 양이 현저하게 적다는 점에 주목했다. 소마토스타틴은 사람을 포함한 포유류들의 중추신경계에 존재하는 물질로 정보처리 정도를 조율한다. 소마토스타틴은 대뇌 피질에서 흥분성 신경세포 활성을 억제하는 ‘가바’를 분비하는 신경세포에서 나오는 것으로도 알려져 있다. 뇌 기능 관련 연구에 있어서 지금까지는 가바에만 주목해 소마토스타틴의 역할에 대해서는 많이 밝혀져 있지 않았다. 연구팀은 생쥐에게 뇌 시각피질과 뇌척수액에 소마토스타틴을 직접 주입해 시각정보 인지·식별능력 향상 여부를 파악한 결과 실제로 시각정보 인지능력이 눈에 띄게 향상된 것을 확인했다. 연구팀은 주사전자현미경을 이용해 뇌 신경망 변화를 관찰한 결과 실제로 소마토스타틴이 주입된 생쥐는 인지관련 신경망이 일반 생쥐와 똑같이 회복된 것도 확인했다. 이승희 카이스트 생명과학과 교수는 “이번 연구에서 그 기능을 확인한 소마토스타틴은 생체 내 독성이 없어 뇌나 뇌 척수액에 안전하게 주입할 수 있다는 장점을 갖고 있어서 사람을 포함한 포유류 인지기능 조절 약물에 적용할 수 있다”라며 “소마토스타틴과 비슷한 기능이나 구조를 가진 인공 단백질 합성체를 개발해 치매나 파킨슨병 등 퇴행성 뇌질환 치료제 개발에 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

날씨가 따뜻해지는 봄이 되면 춘곤증 때문에 꾸벅꾸벅 조는 사람들이 늘어난다. 추운 겨울이 끝나고 날씨가 포근해지면서 나타나는 현상이라고 알려져 있지만 어떤 메커니즘으로 잠이 쏟아지는지는 밝혀내지 못했다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부 연구팀은 기온의 변화에 따라 신경전달물질의 신호 체계가 바뀌면서 수면 패턴도 달라진다는 사실을 확인했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘커뮤니케이션즈 바이올로지’에 실렸다. 전 생애에 있어서 3분의 1 시간을 보낸다는 잠은 환경의 영향을 많이 받는다. 밝기와 습도, 소음 같은 외부 환경 뿐만 아니라 영양 상태 같은 신체적 조건에 따라서도 수면 시간과 질은 달라지게 된다. 기온 역시 수면에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나로 꼽힌다. 봄이나 가을처럼 이전 계절과 달리 기온이 크게 변동하는 환절기에는 졸음이 쏟아지거나 무더운 여름철이 되면 낮 동안 나른하고 밤에는 잠을 못 이루는 열대야 수면 패턴도 기온 때문에 수면이 영향을 받는 현상이다. 연구팀은 사람처럼 기온에 따라 수면패턴에 영향을 받는 초파리를 대상으로 실험을 실시했다. 연구팀은 칼륨 이온 통로 단백질 중 하나인 셰이커 유전자에 돌연변이를 일으킨 형질전환 초파리를 활용해 무더운 여름과 비슷한 환경을 만든 뒤 수면 패턴을 관찰했다. 셰이커 유전자가 만드는 단백질은 뇌 속 칼륨이온이 지나는 통로를 만드는데 이 단백질이 결핍되면 신경세포를 과도하게 활성화시켜 수면을 억제하게 된다. 이 때문에 셰이커 유전자에 돌연변이가 생기면 다른 초파리에 비해 잠을 덜 자게 된다. 실험 결과 기온이 높아지면 억제성 신경전달물질 ‘가바’(GABA)를 만들어내는 신경세포와 수면을 촉진하는 신경세포(dFSB)들을 연결해주는 시냅스가 사라져 수면패턴이 달라진다는 것을 확인했다. 가바를 전달해 수면을 억제하기 어려워지므로 더 잘 자게 된다는 설명이다. 또 연구팀은 살아있는 초파리 뇌의 칼슘이온 이미징 기법을 이용해 관찰한 결과 수면촉진 신경세포를 조절하는 신호가 기온 변화에 따라 달라진다는 것도 확인했다. 21도보다 낮은 기온에서는 가바가, 29도 이상의 높은 온도에서는 도파민이 수면촉진 신경세포의 활동을 제어한다는 것이 관찰됐다. 임정훈 UNIST 교수는 “이번 연구는 기온이라는 환경요인이 수면이라는 행동을 어떻게 이끌어내는지 신경유전학적으로 설명했다는데 의미가 크다”라며 “춘곤증이나 여름철 열대야 현상 등으로 인한 수면패턴의 변화를 이해하고 발생할 수 있는 수면장애를 해소할 실마리가 될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

DGIST는 뉴바이올로지전공 문대원 석좌교수, 에너지공학전공 인수일 교수 공동연구팀이 산화금속 나노입자를 접합시킨 항체를 이미지화시켜 마이크로미터 이하의 공간 분해능으로 단백질을 관찰하는 ‘다중 단백질 질량분석 바이오 이미징 기술’을 개발했다고 20일 밝혔다. 바이오 이미징 기술은 세포에서 일어나는 현상을 영상으로 볼 수 있게 만드는 기술이다. 질병의 조기 진단이나 신약개발 등에 필요한 핵심 기술로써 생명공학, 물리, 화학, 기계 전자와 같은 여러 분야의 융합이 필수적이다. 현재 주로 사용되는 바이오 이미징 기술은 형광 물질을 단백질에 입혀서 관찰하는 방법인데, 광학 기술의 한계 때문에 동시에 관찰 가능한 단백질은 3~4가지 정도로 분석의 한계가 있었다. 이에 DGIST 연구팀은 SIMS 분석법(Secondary Ion Mass Spectrometry, 2차 이온 질량 분석법)을 적용해 세포막에 존재하는 여러 종류의 단백질을 관찰하는데 성공했다. SIMS 분석법은 가속 이온을 이용해 주로 반도체 제조를 위한 극미량의 불순물 분석에 활용되는 기술인데, 최근에는 바이오 이미징 기술에 적용하려는 연구가 활발하다. 하지만 가속 이온의 파괴적인 특성 때문에 지질 분자 이미징 정도만 가능했고, 단백질 이미징은 불가능해 SIMS 분석법을 통한 바이오 이미징 연구가 제한적이었다. 연구팀은 SIMS 분석법이 수십 종의 산화금속을 분석하고 이미징 할 수 있다는 데 착안했다. SIMS 분석 시 감도가 매우 높은 수십 나노미터(nm) 크기의 산화금속 나노입자를 항체에 접합시킨 후, 이 항체를 단백질(항원)과 결합시켰다. 그런 다음 SIMS 분석을 통해 단백질에 결합된 산화금속 나노입자를 300 나노미터 분해능으로 이미징 해 세포막에 존재하는 여러 종류의 단백질을 동시에 볼 수 있게 했다. 연구팀은 실제 알츠하이머 모델 실험쥐의 해마 조직에 적용해 보았고, 알츠하이머 병에 관여하는 것으로 보고된 7종의 단백질 이미지를 동시 관찰할 수 있었다. 또한 알츠하이머 병이 진전되면서 여러 단백질들의 분포가 어떻게 변화하는지 규명했다. DGIST 문대원 석좌교수는 “이번에 개발한 기술을 통해 기존 형광 분광 이미징 기술보다 이미지화 할 수 있는 단백질 분자의 수를 증가시켰으며, 금속 산화물 나노입자의 높은 SIMS 감도를 활용해 시료 손상을 최소화해 세포막에서의 단백질 상호 작용 관찰을 가능하게 했다”며 “여러 단백질이 관여하는 복잡한 질병 기전 연구에 기여할 새로운 바이오 이미징 기술이 될 것이다”고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제과학저널 ‘ACS Applied Materials & Interfaces’에 지난 15일자 표지논문으로 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

따스한 봄바람이 느껴지는 계절이지만, 코로나19 여파로 ‘사회적 거리두기’, ‘철저한 생활방역’이 일상이 되면서, 가급적 외출은 삼가고 집에서 머무는 시간이 길어졌다. 이와 더불어, 사상 첫 초‧중‧고교 온라인 개학이 결정되면서 아이들 또한 집에서 보내는 시간이 많아졌다. 이에 국내 전문가들은 야외활동의 제약을 받고 실내생활이 길어지는 생활 패턴이 장기활 될 경우, 자칫 몸의 균형과 면역력을 떨어뜨리기 쉽기 때문에 규칙적인 생활을 유지하고 균형 잡힌 영양소 섭취를 통해 면역력을 키워야 한다고 강조했다. 특히, 성장기인 아이들은 실내 활동이 많아질수록 성장과 면역력에 중요한 칼슘, 비타민D가 부족할 수 있어 이러한 영양소를 고루 갖춘 ‘우유’ 섭취를 권장했다. 우유 한 잔에는 필수 영양소를 비롯해 칼슘, 단백질, 비타민D 등 다양한 영양소가 들어 있으며, 성장기 아이들에게 꼭 필요한 영양소를 충분히 제공하는 대표적인 식품이다. 또한 우유에는 면역에 관여하는 세포나 항체를 만드는 데 도움을 주는 단백질을 풍부하게 함유하고 있다. 우리 몸의 기본 면역력을 담당하는 면역 글로불린, 면역력을 강화해 주는 대표 물질인 라이소자임, 신체의 방어기전에서 중요한 역할을 하는 락토페린, 면역 조절 기능을 가진 우유 속 펩타이드는 체내 면역체계를 활성화하고 세균 활성을 억제한다. 이와 관련해, 강북삼성병원 가정의학과 강재헌 교수는 “성장기 아이들의 건강한 성장을 위해서 가장 중요한 영양소는 단백질과 칼슘이다. 단백질은 뼈와 근육의 주재료이기 때문에 성장기 아이가 자라는데 필수적이다. 또한 뼈와 치아를 구성하며 키 성장에 직접 관여하는 필수 영양소로 칼슘을 꼽을 수 있는데, 대표적인 칼슘 함유 식품으로 우유, 치즈, 요구르트 등과 같은 유제품을 들 수 있다”라고 전했다. 덧붙여, “라이소자임, 락토페린이 풍부한 우유는 면역력 향상에 도움이 된다. 라이소자임은 세균의 세포벽을 가수분해하여 세균을 사멸하며, 락토페린은 바이러스와 세균으로부터 우리 몸을 보호하고 몸의 면역력을 높여 장내 유익균을 늘려주는 효과가 있다”라고 설명했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr