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

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

중학생 89명, 닷새간 특강 들으며 합숙 “농업생명과학 훌륭한 인재 육성 기대”미래 과학자를 꿈꾸는 청소년들이 서울대 교수의 강의를 듣고 서울대 재학생들의 도움을 받아 실험, 실습을 할 수 있는 제15회 ‘생명공학캠프’가 5일 닷새간 일정으로 막을 올렸다. 서울신문이 주최하고 서울대 농업생명과학대학이 주관하는 이번 행사에는 과학에 관심이 많은 중학생 89명이 참가했다. 캠프는 두 기가 각각 2박 3일 일정으로 참여한다. 이날 1기 학생 44명과 학부모들이 서울대 농업생명과학대학 허영인홀에서 입소식을 가졌다. 2기 학생 45명은 7일 입소한다. 캠프 기간 동안 학생들은 서울대 호암교수회관에서 합숙하며 특강, 실험·실습, 서울대 박물관과 미술관 등 캠퍼스 투어, 현직 과학기자와 함께하는 신문활용교육(NIE)에 참여하게 된다. 이석하 서울대 농업생명과학대학 학장은 입소식 축사에서 “21세기 들어 많은 사람들이 생명공학이 새로운 시대를 주도해나갈 분야라고 예측했으며 실제로 눈부신 성과를 내고 있다”며 “농업은 생명공학에서 가장 주목받고 있는 부분인 만큼 이에 대한 경쟁력을 갖추기 위해서는 훌륭한 인재를 키우는 것이 필요하다”고 말했다. 이 학장은 또 “짧은 일정이지만 이번 캠프가 청소년 여러분의 마음 한 편에 숨겨진 호기심의 불을 댕기는 촉매 역할을 했으면 한다”며 “세계적 수준의 교수님들 특강과 실험 등 다양한 프로그램으로 미래의 훌륭한 과학자가 될 수 있도록 돕겠다”고 덧붙였다. 안용수 서울신문 부사장은 “올해로 15회째를 맞은 생명공학캠프는 서울대와 함께 과학적 재능이 뛰어나고 과학에 관심이 많은 여러분에게 특별한 경험을 선물하기 위해 마련된 자리”라며 “캠프 참가를 통해 얻은 소중한 경험으로 따뜻한 마음을 가진 과학자가 되기를 바라며 서울신문은 앞으로도 지속적으로 여러분의 꿈과 희망을 지원할 것”이라고 말했다. 캠프에 참가할 수 있게 된 것이 너무 기뻐 전날 서울에 왔다는 정우진(14·대전 어은중) 양은 “평소 생명공학 분야에 관심이 많았는데 이번 캠프에서는 특히 단백질을 이용한 약물전달 실험이 가장 기대된다”며 “꼭 참가하고 싶었던 행사인 만큼 많은 것을 배우고 갈 것”이라고 말했다. 김경은(15·진주여중) 양은 “지방에 살다 보니 대학 교수님들의 강의를 듣거나 실험 행사에 참여할 기회가 많지 않아 아쉬웠는데 운 좋게도 서울대 교수님들의 강의를 직접 듣고 실험 지도도 받을 수 있는 기회를 잡게 됐다”며 “다른 지역에 사는 또래들과 2박 3일 동안 함께한다는 점도 기대가 된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

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

‘육류 패티 고집’ 맥도날드도 합류 예정 2만개 美햄버거 식당 식물성 고기 사용 ‘가짜 고기’ 건강에 좋은지는 갑론을박미국인이 가장 많이 먹는 음식인 햄버거 시장에 지각변동이 시작됐다. 식물로 만든 ‘가짜 고기’ 패티로 만든 햄버거가 인기몰이에 나서면서 미국의 2만여 햄버거 식당들이 앞다퉈 식물성 고기 햄버거를 선보이고 있기 때문이다. 또 막 구운 두툼한 고기를 앞세운 미국의 전통 햄버거 체인인 버거킹은 이미 식물성 패티 대열에 합류했으며 미국 최대 햄버거 체인인 맥도날드도 합류를 고민하고 있는 것으로 알려지면서 ‘식물성 고기’에 대한 관심이 급증하고 있다. 시카고 비즈니스는 3일(현지시간) “육류 패티의 햄버거를 고집하던 맥도날드가 식물성 패티 햄버거 출시의 카운트다운에 들어갔다”고 전했다. 맥도날드는 이를 위해 최근 실리콘밸리의 대체 육류 제조업체 ‘임파서블 푸드’와 파트너십을 체결한 것으로 알려졌다. 월스트리트저널(WSJ)도 미국 전역에서 이런 채식 햄버거를 메뉴에 올린 패스트푸드점이 지난 1년 사이에 급증했다고 보도했다. 식물성 패티 간판기업인 ‘비욘드 미트’와 ‘임파서블 푸드’는 자사의 채식버거 패티를 납품받는 식당이 미국 전역에서 2만여곳이라고 밝혔다. 시장조사업체 인마켓에 따르면 지난 4월 채식버거 출시 이후 버거킹을 찾는 사람들의 이동량이 전달보다 17% 늘어난 것으로 나타났다. 이는 평균 2% 감소하던 추세를 뒤집은 것이다. 지난 1년 사이에 미국에서는 버거킹뿐 아니라 TGI 프라이데이, 델 타코, CKE 레스토랑, 레드 로빈 구어메이 버거스 등도 채식 패티를 받아들였다. 시장조사업체 테크노믹이 6000개 업체를 조사한 결과 채식 버거를 메뉴에 올린 곳은 지난 3월 3%에 불과했으나 올해 3월에는 15%까지 증가했다. 비욘드 미트 등 대체 고기 생산업체들은 주가 급등 등 대박 행진을 이어 가고 있다. 비욘드 미트의 기업가치는 60여억 달러(약 7조 1000억원)로 미국 나스닥에 상장된 이후 주가가 4배 이상 급등했다. 임파서블 푸드도 3억 달러(약 3560억원)의 추가 투자를 유치하는 등 2011년 창업 후에 모두 7억 5000만 달러(약 8916억원)를 투자받았다. 채식버거가 인기를 끄는 이유는 환경과 건강을 우선시하는 젊은 세대 때문이라는 분석이 제기된다. 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소는 햄버거 패티와 같은 가공육을 발암물질로 분류하고 있다. 또 축산업은 지구온난화에 따른 기후변화를 촉진하는 온실가스 메탄을 내뿜는 굴뚝이라는 오명을 쓰고 있다. 채식버거가 젊은이들 사이에서 ‘대안적’ 식품으로 자리잡고 있다는 것이다. 하지만 가짜 고기가 건강에 좋은지를 두고 갑론을박도 한창이다. 2016년 하버드대학 연구진은 동물성 단백질 대신 식물성 단백질을 더 많이 섭취한 이들이 사망을 유발하는 각종 질병에 대한 위험도가 낮아졌다고 발표했다. 쉽게 말해 ‘나쁜’ 콜레스테롤을 먹지 않으니 건강에 더 좋다는 의미다. 반면 식품영양전문가 제니 로스보로는 “가짜고기 버거는 일반 고기가 들어간 버거보다 소금 함량이 0.14g 많은 것으로 나타났다”면서 “특히 철분과 비타민B 등 영양소도 빠져 있는 경우도 많았다. 건강에 좋다는 인식이 항상 올바른 건 아니다”라고 경고했다. 학계는 건강에 좋다는 명확한 증거가 없다는 의견이 지배적이다. 진짜 고기 맛을 재현하기 위해 들어가는 수많은 재료가 영양학적이나 화학적 결합에 따른 어떤 문제가 있는지 검증이 필요하다는 것이다. 미국의 한 식품업계 관계자는 “미국의 채식버거 열풍은 다이어트를 생각하는 젊은이들을 중심으로 한 트렌드로 인식된다”면서 “정말 건강에 이로운지는 과학적 검증이 더 필요하다”고 말했다. 글 사진 워싱턴 한준규 특파원 hihi@seoul.co.kr

우리는 모두 하나의 세포에서 출발했다. 수정 직후의 수정란은 맨눈으로 겨우 보일 만큼 작다. 이 작은 세포는 점점 커 가며 머리, 손가락, 발가락을 삐죽 내밀고 움직이다가 마침내 인간의 모습을 갖춘 채로 세상에 태어난다. 그런데 이 세포 덩어리가 어떻게 발달해 심장과 신경계를 갖추고 숨을 쉬기 시작할까? 이렇게 최초의 세포가 한 개체가 돼 가는 과정을 연구하는 학문이 ‘발생학’이다. ‘탄생의 과학’은 발생학이라는 낯선 학문을 누구나 이해할 수 있게 풀어 설명한다. 미국 조지타운대에서 생물학을 가르치는 최영은 교수가 ‘과학동아’에 연재했던 ‘강의실 밖 발생학 강의’를 한 권의 책으로 묶어 냈다. 저자는 인간의 탄생을 ‘신비롭고 경이롭다’고 추상적으로 표현하는 대신 정교한 과학의 언어로 설명하고자 한다. 생명을 단지 놀라운 기적으로만 볼 것이 아니라 그 현상을 올바르게 이해하고 잘못된 통념을 바로잡자는 이야기다. 시작은 수정의 순간부터다. 우리가 알고 있는 ‘정자와 난자의 만남’ 영상을 떠올려 보자. 생명의 신비를 강조하기 위해 웅장한 음악을 깔고 보여 주는 영상은 실제의 모습과는 많이 다르다. 나팔관에서 가만히 정자를 기다리는 난자, 그리고 돌진하는 정자라는 도식은 이미 많은 연구 결과를 통해 반박됐다. 난자와 정자의 역동적인 상호작용을 통해 수정된 세포는 분열을 시작해 배아를 형성한다. 배아는 인생에서 가장 중요한 순간에 비견될 배엽 형성을 거치는데, 이때 세포들의 위치에 따라 어떤 기관의 세포가 될지 운명이 결정된다. 세포들은 주변 세포들과의 ‘소통’을 통해 영향을 받고 특정한 세포로 분화한다. 유전자와 단백질, 세포와 세포들이 바쁘게 상호작용하며 만들어 내는 발생이라는 현상은 생명에 대한 우리의 다른 이해에도 영향을 미쳤다. 과학자들은 배아 안 세포로부터 출발해 줄기세포와 암을, 실험실에서 장기를 배양하는 방법을 연구한다. 탄생의 과학은 자연현상을 다룰 뿐만 아니라 우리 사회의 다양한 정치·사회적 논쟁과도 맞닿아 있다. 세포에서 시작한 발생학 강의는 현실의 임산부들이 겪는 어려움으로, 성의 유동성으로, 줄기세포 치료와 생명 연구 윤리로 매끄럽게 확장된다. 우리가 지금 탄생의 과학을 살펴야 하는 이유다.

중동 국가인 예멘이 수억 마리 메뚜기떼의 공습으로 비상이 걸렸다. 29일(이하 현지시간) 아랍에미리트(UAE) 언론 더내셔널 등은 후티 반군이 장악한 예멘 수도 사나와 그 주변 지역에 대규모 메뚜기떼가 몰려 많은 농장이 피해를 보았다고 전했다. 이번에 창궐한 메뚜기떼는 최근 몇 주 동안 수도를 습격한 대규모 집단으로, 지난 6월 출몰한 집단과 다른 개체들이다.수도 북쪽 함단, 카우란, 바누알하리스의 농부들은 이들 메뚜기떼가 작물을 모조리 먹어치워버렸다고 한탄했다. 이 나라에서 가장 품질이 뛰어난 포도나무를 재배하는 것으로 유명한 농장들의 피해가 특히 심각한 것으로 전해졌다. 함단의 한 농부는 “메뚜기떼가 우리 농장을 공격해 모든 작물을 먹어 치웠다”면서 “우리가 할 수 있는 일이 없어 단지 무력하게 서 있었을 뿐이었다”며 한탄했다.유엔식량농업기구(FAO)에 따르면 이들 메뚜기떼는 사막 메뚜기로, 아프리카에서 번식을 시작한 개체 중 일부가 홍해를 건너 추가 번식을 통해 아라비아반도 전체로 확산하고 있는 집단 중 하나다. 특히 다 자란 메뚜기는 하루에 자기 몸무게에 해당하는 약 2g의 작물을 먹는 데 아무리 작은 소규모 집단이라도 하루에 약 3만5000인분을 먹어치우는 것으로 알려졌다. 메뚜기는 보통 해가 거의 없지만 개체수가 급증해 먹이가 부족해지면 상황이 바뀐다. 메뚜기 한 무리가 먹이를 찾으러 날아오르면 이에 자극받은 인근 다른 무리가 함께 날아올라 합쳐져 대규모 집단을 이루기 때문이다. 이들 메뚜기는 바람을 타면 하루에 150㎞까지 이동할 수 있는 데다가 수명은 약 3개월로 긴 편이고 암컷 한 마리당 알을 300개까지 낳을 수 있어 개체수는 기하급수적으로 늘어난다.이렇듯 메뚜기떼는 농업에 큰 피해를 입히고 있지만, 도시에서는 어른이나 아이 할 것 없이 많은 사람이 이들 메뚜기를 사냥하러 거리로 나선 것으로 전해졌다. 실제로 남성들은 너도 나도 옥상에 서서 그물로 메뚜기들을 잡아 진풍경을 이뤘다. 이에 대해 아머 아흐메드라는 이름의 한 주민은 “메뚜기는 영양가가 높은 음식이며 비타민과 단백질을 많이 함유하고 있다”면서 “우리는 메뚜기를 사냥해 집으로 가져가 기름에 볶아 밥이나 빵과 함께 먹는데 정말 맛있다”고 말했다. 또한 시장에는 메뚜기를 잡아 팔기 위해 나온 상인들로 넘쳐난다. 이들 상인은 메뚜기 1㎏에 겨우 700예멘리알(약 1.25달러)밖에 안 한다며 호객 행위를 한다. 지역 주민들과 상인들은 메뚜기는 단백질의 좋은 공급원이 될 뿐만 아니라 수많은 건강 문제에도 좋은 치료제라고 말했다. 사나 중앙시장의 한 남성은 현지방송에 “우리는 아버지와 할아버지들로부터 메뚜기가 당뇨병 같은 다양한 질병을 치료하는데 이용된다는 얘기를 들어 알고 있다”고 말했다. 한편 예멘 농업관개부는 최근 농작물에 큰 손실을 입히고 예멘의 식량안정에 커다란 위협이 되는 사막 메뚜기떼의 출몰에 대해 경고하며 주의를 당부했다.사진=AFP 연합뉴스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

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

바이오 기업 피플바이오(대표: 강성민)는 지난 14일부터 18일까지 미국 로스앤젤레스에서 열린 알츠하이머협회 국제컨퍼런스(AAIC 2019)에서 자사의 독자적인 알츠하이머 위험도 검사 기술을 선보였다고 26일 밝혔다. 이번 컨퍼런스에서 소개된 피플바이오의 알츠하이머 위험도 검사는 알츠하이머병을 식별하는 뇌 속의 독성 단백질인 올리고머화 베타 아밀로이드를 소량의 혈액으로 간단하게 검사 및 확인 할 수 있다.알츠하이머 위험도 검사는 피플바이오의 원천기술인 MDS™(Multimer Detection System, 멀티머검출시스템)를 근간으로 하며, 알츠하이머병의 증상이 몸 밖으로 나타나기 약 15년 전부터 혈액 검사를 통해 알츠하이머병의 위험도를 확인할 수 있어, 실질적이고 과학적으로 병에 대응하고 예방할 수 있다는 장점을 가지고 있다고 회사 측은 전했다. 강성민 피플바이오 대표는 “알츠하이머병 예방에 초점을 맞춰 연구개발을 진행했으며, 알츠하이머병 등 치매도 이제 다양한 의료기관을 통해서 미리 검사하고 대응할 수 있는 병으로 전환할 수 있는 기회가 될 것이다”라고 말했다. 한편, 이번 ‘AAIC 2019’에는 전 세계에서 약 6000 명에 달하는 최고 수준의 의학, 바이오 전문가와 연구자들이 참가했으며 약 3400건 이상의 과학 발표회가 열렸다. 알츠하이머 협회 국제컨퍼런스(AAIC)는 치매 과학 발전을 위해 전 세계 최대의 연구자들이 최신 연구 결과와 이론을 발표하고 토론하는 연례 포럼이다. 또한, 알츠하이머 협회 국제컨퍼런스(AAIC)는 알츠하이머협회의 연구 프로그램에 속하여, 치매에 대한 새로운 연구방법을 추구하고, 대학 연구 커뮤니티 양성에 힘쓰고 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

요즘 젊은이에게 복날이 꼭 기억해야 하고, 삼계탕을 먹어야만 하는 날일까. 이는 우문(愚問)일 개연성이 높다. `복날 보양식=삼계탕’이라는 전통 보양식 공식이 깨지고 장어, 민어, 전복 등으로 다양화하고 있다. 이마트가 지난 2년간 7∼8월 보양식 매출을 분석한 것만 봐도 백숙용 생닭 비중이 51.6%에서 45.6%로 감소하고 전복은 23.2%에서 25.6%, 장어는 17.2%에서 21.4%로 늘었다. 닭 요리만 따져도 치킨이 대세여서 곳곳에서 ‘치맥’(치킨+맥주)축제가 열리고, 배달업체들은 복날이면 할인 쿠폰을 주며 치킨 판매에 열을 올리는 판이다. 많은 공공기관과 회사에서 초복부터 구내식당에 삼계탕을 내놓고 수많은 사람이 삼계탕을 찾지만 “하루가 멀다 하고 치킨을 시켜 먹는데 복날에 꼭 삼계탕을 먹어야 하느냐”고 묻는 사람이 늘어난 것은 부인할 수 없는 시대적 흐름이다. 하지만 김혜영 우송대 외식조리학부 교수는 25일 “지금도 여름철 음식으로 치킨이 삼계탕을 대체할 수 없다”며 “삼계탕은 국물까지 보양식”이라고 잘라 말했다. 신승미 청운대 호텔조리식당경영학과 교수도 “치킨은 그냥 튀김으로 보양식이 될 수 없다”고 밝혔다.‘삼계탕’이란 이름의 역사는 그리 길지 않다. 1960년대 충남 금산이나 풍기(경북 영주)에서 탄생한 것으로 알려졌다. 두 곳은 인삼의 주요 유통 및 생산지였다. 정부가 1965년 허가제였던 인삼 재배를 자율화하면서 생산량이 크게 늘어나 수삼을 넣을 길이 열렸다. 신 교수는 “여러 정황으로 볼 때 금산이 유력하다”고 추정했다. 이후로 삼계탕은 수도권을 중심으로 전국에서 대중화됐다. 이전에는 닭을 앞세운 ‘계삼탕’이 있었다. 닭은 1920년 조선총독부가 양계산업을 권장해 늘었고 이후로도 대량생산됐지만, 인삼은 자율화 전까지 무척 귀했다. 김 교수는 “닭은 집에서도 한두 마리쯤 쉽게 기를 수 있어 흔한 가축이 됐다”고 설명했다. 양계가 기업화한 지금과 달리 1960~1970년대에는 집에서 닭을 기르는 일이 흔했다. 그때는 족제비가 밤에 허술한 닭장을 비집고 들어와 닭을 잡아먹어 이튿날 아침 난리가 나는 일이 잦았다. 반면 인삼은 귀해서 약간만 넣었기 때문에 닭 중심의 계삼탕이라고 이름 붙인 것은 자연스러운 일이었다. 1950년 ‘삼복더위에 계삼탕을 먹으면 원기가 돋고 연중 질병에도 걸리지 않는다’는 글이 신문 등에 실렸다. 신 교수는 “당시 계삼탕은 백삼(말린 인삼) 가루를 넣어 만든 것으로 수삼을 넣는 삼계탕과 차이가 있다”고 말했다. 수삼은 무더위에 썩기 쉬워 사용이 어렵고 인삼 가루를 약간 넣었을 뿐이니 인삼을 앞세울 수 없었다. 삼계탕이 탄생한 건 재배 자율화에 따른 인삼의 대량생산 때문이다. 서민들도 수삼을 구하기 쉬워졌다. 냉장고의 보급 역시 삼계탕을 대중화했다. 더운 날씨에도 수삼을 썩지 않게 보관할 수 있게 된 것이다. 흔해져도 인삼은 예나 지금이나 건강식품의 대명사다. 이를 강조해 닭보다 이름을 앞에 붙여 ‘삼계탕’이 됐다. 삼계탕은 ‘이열치열’의 보양식이다. 여름으로 접어들면 몸이 뜨거워지지만 몸속 기운은 떨어진다. 몸속이 차가워져 탈이 나기 쉬운데 이때 위장을 따뜻하게 보호하는 게 바로 삼계탕이다. 닭고기 속에 단백질은 물론 카르노신, 앤서린 등이 들어 있어 피로 해소에 효과가 좋다. 인삼과 황기 등은 사포닌 성분이 풍부하다. 마늘 등이 많이 들어가 항암에도 뛰어나다. 김 교수는 “삼계탕은 푹 끓여 소화가 쉽고 몸에 흡수도 잘된다”면서 “어린이는 물론 치아가 시원치 않은 어르신들도 먹기 편한 여름 보양 음식”이라고 말했다.계삼탕, 삼계탕 전에도 닭을 푹 고아 만든 음식은 있었다. 1924년 발간된 조선무쌍신식요리제법에는 이 같은 음식이 기록돼 있다. 신 교수는 “계삼탕 이전에는 백숙과 연계(軟鷄·새끼를 낳지 않은 부드러운 닭)백숙이 있었다. 삼계탕처럼 푹 끓여 먹는 음식”이라고 설명했다. 조선시대로 거슬러 올라가면 닭보다 오히려 값이 싼 꿩을 사용했다고 한다. 물론 지금도 찬반 논란이 거센 개장국(보신탕)이 복달임의 중심 음식이었다고 한다. 김 교수는 “닭이 대량생산된 이후로는 푹 고아 만든 닭 요리가 서민들의 중요한 단백질 공급원이었다. 농경사회에서 여름철 땀을 뻘뻘 흘린 후에 힘을 보충해 준 게 닭 요리, 탕”이라며 “그것도 매일 먹기 어려워 복날만 먹었다”고 전했다. 반면 조선시대 반가에서는 복날 고급 닭 요리를 즐겼다. 참깨를 넣어 시원하게 만든 ‘임자수탕’이나 도라지를 넣어 뜨겁게 끓인 ‘초교탕’ 등이 그것이다. 임자(荏子)는 깨를 말한다. 최근 들어 이 같은 음식은 호텔 등에서 더러 건강 보양식으로 내놓을 뿐 대중화되지 못했다. 최종 승자는 요리법이 간편하고 서민들이 즐겼으며 일본 작가 무라카미 하루키도 ‘한국 최고의 음식’이라고 극찬했다는 삼계탕이다. 요즘은 한방·전복·홍삼·해물 등을 첨가한 삼계탕으로 발전하고 있다. 경제 수준이 높아지면서 소비자의 욕구도 다양해진 것이다. 그래도 삼계탕은 삼계탕이다. 더 나아가 가정간편식(HMR)까지 출시되고 있다. 품을 크게 들이지 않고 보양식을 즐기려는 맞벌이, 싱글족이 늘어난 게 이유로 분석됐다. 롯데마트가 지난 5년간 여름철 3개의 복날 ‘백숙용 닭고기’와 ‘삼계탕 HMR’ 매출 구성비를 조사해 보니 2015년 7.3%에 그쳤던 삼계탕 HMR의 비중이 지난해 26.8%까지 늘었다. 올해 초복 삼계탕 HMR 비중은 30.2%로 커졌다. 신 교수는 “HMR 삼계탕은 전통이 아니어서 좋다는 느낌이 들지 않지만 동남아에 수출도 한다니 마냥 나쁘게 볼 것은 아니다”라며 “먹거리가 매우 다양한 시대지만 외국인들도 좋아한다는 삼계탕은 같이 가야 할 친구이고 꼭 지켜야 할 음식”이라고 말했다. 이어 “지금은 젊은이들이 삼계탕을 즐기지 않지만 부모와 함께 먹었던 그 DNA는 사라지지 않아 좋아하게 될 것”이라고 내다봤다. 대전 이천열 기자 sky@seoul.co.kr 전복삼계탕 대전시 제공 한방삼계탕 대전시 제공

울산과학기술원(UNIST) 연구진이 사고나 질병 등으로 손상된 신경세포를 되살리는 단백질을 발견해 손상된 뇌나 척수 신경을 재생하는 치료제 개발에 새로운 방향을 제시할 것으로 기대된다. 울산과기원 민경태 생명과학부 교수팀은 23일 세포 안에서 소기관들을 연결하는 단백질인 ‘Grp75’(Glucose regulated protein 75)가 손상된 신경을 재생시키는 원리를 규명했다고 밝혔다. 신경세포(neuron)는 인간의 뇌와 몸을 연결해 감각을 받아들이고 운동을 조절하는 역할을 한다. 이 세포는 나뭇가지 모양으로 길게 뻗은 축삭돌기(axon)를 가지고 있으며 이곳이 손상되면 쉽게 재생되지 않는다. 특히 중추신경계인 뇌나 척수를 심하게 다치면 사지 마비 등 장애로 이어진다. 그러나 신경세포 재생 능력에 대한 분자·세포학적 연구나 재생 능력을 회복하는 방법을 제시한 연구는 지금까지 미미했다. 민 교수팀은 신경세포가 손상된 뒤 나타나는 재생 과정을 살피면서 이 과정에서 핵심 역할을 하는 단백질을 찾아냈다. 신경세포가 손상되면 재생을 위한 여러 세포 반응이 나타난다. 먼저 세포 속 소기관인 소포체와 미토콘드리아가 축삭돌기 말단으로 이동한다. 소포체는 찢어진 막을 복구하고, 미토콘드리아는 세포 반응에 필요한 에너지를 제공하는 역할을 하기 위해서다. 이때 필요한 에너지 수요보다 공급이 충분하지 않아 신경세포 재생이 원활하게 이뤄지지 않는다. 민 교수팀은 소포체와 미토콘드리아를 연결하는 단백질인 Grp75에 주목해 이 단백질이 늘어나면 소포체와 미토콘드리아의 상호작용이 늘어나 세포 재생 활동에 도움을 준다는 가설을 세우고 실험했다. 연구진은 좌골신경이 손상된 실험 쥐에 Grp75 단백질의 과발현을 유도해 운동·감각 능력을 회복하는 등 신경세포 재생을 확인했다. 민 교수는 “Grp75 단백질이 많이 만들어지자 소포체와 미토콘드리아 접촉막이 늘어났다”면서 “그 결과 미토콘드리아 에너지 생성 능력이 향상되고, 신경 재생에 필요한 충분한 에너지가 제공됐다”고 설명했다. 그는 “다른 외부 물질을 도입하지 않고 세포 자체 능력을 향상해 신경 재생을 촉진한 연구였다”며 “척수 손상이나 외상성 뇌 손상처럼 중추신경에 손상을 입어 회복이 어려운 환자들을 치료하는데 새로운 실마리를 제공할 것’이라고 기대했다. 민 교수팀의 이 연구내용은 자연과학 분야 학술지인 미국국립과학원회보(PNAS) 23일 자에 실렸다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr

신경세포는 뇌와 몸 각 부분을 연결해 감각을 받아들이고 운동을 조절한다. 특히 신경세포에는 나뭇 가지 모양으로 길게 뻗은 축삭돌기가 있는데 뇌나 척수를 다치면 이 부분이 크게 손상되면서 사지마비나 하반신 마비 같은 심각한 운동장애로 이어진다. 더군다나 한 번 손상된 신경세포는 다시 재생되기가 어렵다는 점이다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부, 대전대 한의과대 공동연구팀은 세포 내에서 소기관들을 연결하는 ‘Grp75’라는 단백질이 손상된 신경을 재생시킬 수 있다는 것을 알아냈다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 23일자에 실렸다. 지금까지 신경세포의 재생 능력에 대한 분자차원이나 세포차원에서 작동원리는 밝혀지지 않았다. 신경세포가 손상되면 세포 속 소기관 중 하나인 소포체와 미토콘드리아가 축삭돌기 말단으로 이동하게 된다. 소포체는 찢어지거나 상처난 막을 복구하고 미토콘드리아는 세포반응에 필요한 에너지를 제공하기 위해서이다. 문제는 세포에서 필요로 하는 에너지 수요보다 공급이 충분치 못해 신경세포 재생이 원활하지 못하다. 연구팀은 소포체와 미토콘드리아를 연결하는 단백질인 Grp75에 주목하고 이 단백질이 늘어나면 소포체와 미토콘드리아의 상호작용이 활발해지면서 세포 재생 활동에 도움을 줄 것으로 예상했다. 실제로 연구팀은 허벅지를 지나는 신경인 좌골신경을 손상시킨 쥐에게 Grp75 단백질이 많아지도록 한 결과 신경세포가 재생되는 것을 볼 수 있었다. 소포체와 미토콘드리아의 접촉막이 늘어나면서 미토콘드리아의 에너지 생성 능력이 커지고 신경 재생에 필요한 충분한 에너지가 제공된 것이다.민경태 UNIST 생명과학부 교수는 “이번 연구는 외부에 특정 물질을 주입하지 않고도 소포체-미토콘드리아 접촉막을 늘림으로써 세포 자체의 치유 능력을 향상시켰다는데 의미가 크다”라며 “척추 손상이나 외상성 뇌 손상처럼 중추신경이 손상돼 회복이 어려운 환자를 치료하는 단초가 될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

동물원 동물들은 무더위를 어떻게 견딜까.서울대공원 동물원은 19일 언론에 동물들의 여름나기 현장을 공개했다. 동물원에 따르면 더위에 약한 시베리아 호랑이들은 얼린 닭고기와 소뼈를 여름철 특식으로 먹는다. 먹성 좋은 반달가슴곰은 동태와 언 과일로 단백질과 비타민을 보충한다. 아시아코끼리는 사육사들이 뿌려주는 냉수로 열을 식히고, 커다란 물웅덩이에서 대형 얼음과 과일을 즐긴다. 사자에게는 사슴뿔, 우족으로 만든 얼음 외에 소고기를 넣은 에뮤(대형 조류)알이 특식으로 제공된다. 점박이하이에나는 거품과 얼음이 가득한 수영장에서 물놀이를 한다. 바나나를 갈아서 얼린 얼음은 호기심 많은 알락꼬리여우원숭이가 좋아하는 특식이다. 서울대공원 관계자는 “동물들이 더위를 이겨내는 최고의 비법은 물과 얼음”이라며 “시원하게 얼린 소고기나 제철 과일 같은 특별식을 제공해 고온 스트레스로 저하된 면역력과 활동성을 끌어올리는 게 중요하다”고 설명했다. 연합뉴스

그리스 신화 속 새벽의 여신 에오스(오로라)는 트로이 왕 라오메돈의 아들 티토노스를 사랑했다. 미소년을 너무나 사랑한 에오스는 제우스에게 티토노스를 ‘영원히 살게 해 달라’고 빌었다. 문제는 ‘늙지 않도록 해 달라’는 부탁은 까먹은 것이다. 결국 영원히 살지만 늙어서 몸을 가눌 수 없어진 티토노스가 보기 싫어진 에오스는 그를 방에 가둬버렸다. 한참을 지나 방을 열어 보니 티토노스는 매미로 변해 있었다. 불로불사(不老不死)는 오랜 인류의 희망이었다. 오래 살 것인가, 건강하게 살 것인가 둘 중 하나를 선택할 수 있는 것은 아니지만 고령화 사회가 되면서 점점 삶의 질이 수명보다 더 중요하다는 목소리가 높아지고 있다. 미국 피츠버그대 의대, 피츠버그 메디컬센터(UPMC) 아동병원, 뉴욕주립대 공동연구팀은 건강하게 사는 것과 오래 사는 것을 분리해 조절하는 분자 스위치를 찾았다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 17일자에 실렸다. 연구팀은 세포분화과정 연구에 많이 쓰이는 ‘예쁜꼬마선충’을 이용해 실험했다. 연구팀은 장수와 번식에 중요한 역할을 하는 ‘TCER1’이라는 단백질에 주목했다. 많은 동물에게서 장수유전자는 감염과 같은 스트레스 요인에 대한 대응력을 갖게 만들기 때문에 TCER1을 제거하면 예쁜꼬마선충들이 금세 죽을 것으로 예상했다. 그런데 DNA를 손상시키는 방사선이나 고온, 박테리아 등에 노출됐을 때 TCER1이 제거된 예쁜꼬마선충들이 일반 예쁜꼬마선충들보다 잘 견뎌 내는 것이 관찰됐다. 나이가 들수록 이동성이 향상되고 퇴행성신경질환을 일으키는 단백질 덩어리도 줄어들었다. 반면 TCER1이 정상 수준보다 많은 예쁜꼬마선충들은 면역 방어 기능이 떨어지면서 질병이나 각종 감염에는 취약해지지만 일반 선충들보다 수명이 길어진다는 것이 확인됐다. 프랜시스 암릿 간디 UPMC 박사는 “이번 결과를 인간에게 그대로 적용할 수는 없겠지만 노화에 대한 분자적 이해를 높이는 데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

노년층의 가장 큰 고민거리는 바로 치매이다. 치매는 여러 가지 요인으로 발생하는데 절반 가까이가 알츠하이머로 인해 나타난다. 알츠하이머 치매는 뇌에 베타아밀로이드라는 단백질이 쌓이면서 나타나는 것으로 알려져 있지만 아직 정확한 분자유전학적 원인이 밝혀지지 않아 치료제가 개발되지 않고 있다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 알츠하이머 발병의 새로운 원인을 밝혀내 주목받고 있다. 카이스트 의과학대학원, 한국과학기술정보연구원(KISTI) 국가슈퍼컴퓨팅본부, 서울대 의대, 연세대 의대 스탠리의학연구소, 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단 공동연구팀은 노화 과정에서 나타나는 후천적 뇌 돌연변이가 알츠하이머의 원인 중 하나라고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 12일자에 실렸다. 기존에 알츠하이머 유전체 연구는 주로 환자의 손과 발에서 채취한 혈액을 이용해 전장유전체 연관분석을 하거나 가족력이 있는 환자들에게서 발견된 일부 유전자들에 대한 분석이 주를 이뤘다. 연구팀은 알츠하이머를 앓다 사망한 52명의 뇌 조직을 제공받아 ‘전장 엑솜 유전체 서열 데이터 분석’ 기술을 통해 알츠하이머에 존재하는 뇌 체성 유전변이를 찾아냈다. 또 뇌 체성 돌연변이가 알츠하이머의 중요원인으로 알려진 신경섬유다발 형성을 비정상적으로 증가시킨다는 사실도 이번에 밝혀졌다. 이정호 카이스트 교수는 “이번 연구는 알츠하이머 원인으로 여겨지는 신경섬유다발 형성에 체성 유전변이가 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 직접적으로 확인했다는데 의미가 크며 앞으로 퇴행성 뇌신경질환 연구에 큰 도움을 줄 수 있게 될 것”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

눈은 카메라와 닮았다. 눈과 카메라에서 용어가 동일한 구조물이 있는데 우리가 흔히 부르는 렌즈가 그것이다. 사람의 수정체는 영어로 렌즈라 부른다. 어원을 살펴보면 1690년대에 광선을 조절하는 유리를 렌즈라 불렀다고 한다. 해부학적인 렌즈는 그 이후 1710년대부터 사용했는데 수정체의 모양이 앞뒤로 볼록하여 렌즈라 부르지 않았을까 추측한다. 수정체는 빛을 굴절시켜 카메라의 필름 역할인 망막에 빛의 초점을 맞추는 역할을 한다. 카메라의 렌즈와 수정체의 차이점은 피사체의 거리에 따라 초점을 맞추는 방식이 다르다는 것이다. 카메라는 렌즈를 이동시켜 초점을 잡는 반면 수정체는 자체 모양이 변하며 굴절력이 변화되어 초점을 잡는다. 이때 모양체 근육의 수축과 이완으로 이를 조절하게 된다. 수정체의 이런 역동적 기능은 카메라렌즈가 아직 따라잡지 못했다. 수정체는 주로 단백질로 이뤄져 있다. 나이가 들면 단백질의 변성이 오고 탄력성이 떨어지게 된다. 젊을 때에는 수정체의 탄력이 뛰어나 가까운 거리의 물체를 볼 때 모양체가 수축하며 수정체가 두꺼워져 초점을 쉽게 맞춘다. 그러나 40대 이상부터 수정체의 탄력성이 저하되면서 초점을 맞추는 데 어려움을 겪게 된다. 근거리에서 시력장애가 나타나고, 시야가 흐려지고 먼 거리와 가까운 거리 물건을 교대로 볼 때 초점 전환이 느려지는 증상이 발생하는데 이것을 노안이라고 한다. 하지만 40대부터 시작하는 이러한 변화를 노안이라 부르는 것은 초고령화시대에 맞지 않다. 노안은 돋보기 안경이나 다초점 안경으로 교정한다. 그러나 많은 사람이 돋보기를 불편해한다. 이런 불편함은 의과학기술의 발달로 이어졌다. 흔히 노안수술이라 부르는 백내장 시 다초점렌즈삽입술이 대표적이다. 노화로 혼탁해진 수정체, 즉 백내장을 제거하고 다초점 인공수정체를 삽입하는 것이다. 기존의 단초점 인공수정체에 비해 초점거리를 이중 또는 삼중으로 맞출 수 있어 돋보기 없이 근거리시력을 얻을 수 있다. 그러나 원래 수정체처럼 스스로 모양을 바꾸어 초점을 맞추는 것이 아니고 빛의 초점을 다중으로 맺히도록 가공한 것이어서 빛전달효율이 떨어질 수밖에 없다. 다수의 기업과 연구소에서 연속초점, 빛손실률 최소화를 향한 광학기술개발이 끊임없이 이루어지고 있다. 다초점 안경의 불편함을 해소하기 위한 자동초점 안경도 개발 중이다. 최근 미국 스탠퍼드대학 연구팀에서 렌즈의 두께를 조절하여 자동으로 초점을 맞출 수 있는 렌즈를 개발했다고 한다. 디지털장비 등의 크기 때문에 하드웨어적으로 아직 미비하나, 수술 없이 자동초점 기능을 얻는다면 획기적일 것이다. 노인이 아닌 젊은 40대부터 시작하는 눈의 노화현상을 극복하는 방안이 조만간 나올 것으로 노안이 오기 시작한 필자 또한 기대하고 있다.

일본의 두 번째 무인 소행성 탐사선 ‘하야부사 2호’가 11일 지구에서 2억 9000만㎞ 떨어진 소행성 류구 표면에 두 번째 터치다운하는 데 성공했다. 하야부사 2호는 지난 2월에도 한 차례 표본 채취를 한 적이 있는데 당시는 땅 위 흙을 모은 데 반해 이번에는 흙속 물질 채취를 시도한다. 하지만 표본 채취에 성공했는지 여부는 알려지지 않고 있다. 이날로 임무를 마친 하야부사 2호는 이제 지구 귀환길에 올라 수집한 류구 표본을 실은 채 내년 말 호주 대륙에 안착할 예정이다. 이렇게 흙속 물질이나 암석을 연구하면 우주 진화의 신비를 규명하는 데 도움이 될 것으로 기대를 모은다. 소행성은 45억년 전 태양계 초기에 형성된 가스와 먼지 덩어리들이 어느 행성에도 합쳐지지 못한 채 지금까지 남아 있는 것들이다. 따라서 태양계 초기의 물질들이 변질되지 않은 채 남아 있을 것으로 추정된다.900m 정도 크기의 류구는 탄소질 성분이 많은 C형 소행성이어서 색이 매우 어둡다. 탄소는 단백질 구성 요소인 아미노산을 비롯한 유기물의 주요 성분이다. 태양계 소행성의 약 4분의 3이 C형 소행성이다. 따라서 이번에 수집한 표본은 태양계와 지구 형성 초기의 비밀을 밝히는 데 중요한 단서를 품고 있을 것으로 기대를 모은다. 아울러 지구의 생명 탄생에 열쇠를 제공한 물, 유기화합물, 귀금속 등의 성분이 발견될 가능성도 있다고 영국 BBC 방송은 분석했다. 하야부사 2호는 지난 4월 무게 2.5㎏의 구리 금속 탄환을 발사해 류구 표면에 지름 20m의 인공 충돌 분지(크레이터)를 만들었다. 이때 충격으로 땅 속에서 빠져나와 주변으로 흩어지는 암석이나 흙을 채취하는 게 이번 탐사의 목표다. 안전한 터치다운을 위해 바위가 없는 지역을 골라 지난 5월 31일 표식을 투하했다. 표식 투하 지점은 충돌분지에서 약 19m 떨어진 곳이다. 지난 2014년 일본 다네가시마 발사장에서 발사된 하야부사 2호는 이날 고도 30m 지점에 도착한 오전 10시 정각부터 터치다운에 들어갔다. 하야부사 2호는 10시 13분 터치다운 지점 바로 위에 도착해 5분간 대기한 뒤 18분에 마지막 터치다운을 시도했다. 성공하자 관제소에서는 안도와 환호가 교차했다. 하야부사 2호는 터치다운과 동시에 작은 발사체를 표면에 발사해 공중에 흩어진 흙 알갱이들을 뿔 모양의 장치에 수집하도록 돼 있다. 터치다운에서 발사, 수집에 이르기까지 걸리는 시간은 단 1초다. 하야부사 2호는 터치다운 직후인 10시 20분 다시 상승 모드로 전환했다. JAXA 관제센터는 10시 1분 터치다운이 성공했음을 확인했다. 소행성 탐사에서는 현재 일본이 미국을 앞지르고 있다. 하야부사 1호가 2010년 세계 최초로 이토카와 소행성의 표본을 갖고 돌아오는 데 성공했다. 임병선 기자 bsnim@seoul.co.kr

국내 젊은 수학자가 같은 약인데도 사람마다 약효가 다르게 나타나는 이유와 동물실험 결과와 사람을 대상으로 한 임상시험 결과가 달라지는 이유를 미분방정식으로 풀어내 화제가 되고 있다. 카이스트 수리과학과 김재경 교수와 글로벌 제약사 화이자의 청 장 박사 공동연구팀은 동물실험과 임상시험간 차이가 발생하는 원인과 사람마다 발생하는 약효의 차이를 보이는 이유를 수학적으로 풀어내고 그 해결책을 마련했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘분자시스템 생물학’ 8일자에 실리고 7월호 표지논문으로도 선정됐다. 이번 연구를 주도한 김 교수는 2016년 화이자가 개발 중인 생체리듬 조절과 관련된 신약 효과를 예측하고 검증하는 연구를 맡아 3년 동안 6000만원씩의 연구비를 지원받기로 알려지면서 이미 화제가 된 바 있다. 보통 신약 개발을 위해서는 약효가 있는 후보물질을 찾은 뒤 쥐나 원숭이 등 동물을 대상으로 한 전임상실험을 실시한다. 전임상실험에서 문제가 없는 경우 사람을 대상으로 한 임상시험을 3차례 실시하고 약으로 만들어져 상용화되는 과정을 거치게 된다. 문제는 동물에서는 약효가 나타났지만 사람에게서 나타나지 않거나 사람마다 효과가 다르게 나타나는 경우가 있어서 신약 개발 과정이 중단되는 경우가 많다. 연구팀은 수면장애와 관련한 치료제 개발에 초점을 맞춰 연구를 실시했다. 수면 장애는 맞춤형 치료 분야에서 의외로 개발 속도가 느리다. 쥐는 사람과 수면시간이 정반대인 야행성 동물이기 때문에 수면시간 조절 치료제가 생쥐에게는 맞더라도 사람에게는 효과가 없는 경우가 많다. 이 같은 현상의 원인을 밝혀내면 신약개발이 중단되지 않지만 이를 해석해 내지 못하면 신약개발에 어려움을 겪게 된다.연구팀은 미분방정식을 이용해 가상 실험과 실제 실험을 결합시켜 비교분석했다. 미분방정식은 고등학교 때 배우는 미분으로 만들어지는 방정식으로 시간에 따라 변화하는 현상을 설명하고 예측되는데 많이 활용된다. 분석 결과 주행성인 사람은 야행성 쥐에 비해 빛 노출 때문에 약효가 더 많이 반감된다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 또 사람마다 약효가 달라지는 원인이 수면시간을 결정하는 생체시계 단백질 ‘PER2’ 발현량이 달라지기 때문이라고 밝혀냈다. PER2 양이 낮에는 증가하고 밤에는 감소하기 때문에 투약 시간에 따라 약효가 바뀐다는 것이다. 연구팀은 이를 바탕으로 웨어러블 기기를 이용해 환자의 수면 패턴과 투약에 따라 수면패턴이 어떻게 달라지는지 추적해 최적화된 투약시간을 찾아내 정상적 수면이 가능하도록 한 ‘환자 맞춤형 시간치료법’을 개발했다.김재경 교수는 “이번 연구는 개인별 맞춤형 치료가 가능하도록 한 시간치료법을 수학적으로 개발했다는데 의미가 크다”라며 “외국에서는 수학이 의약학 분야에서도 활발히 사용되고 있는데 이번 연구를 계기로 국내에서도 수학과 다른 분야와의 통합 연구가 활발해졌으면 한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 각종 대사질환이나 면역질환을 일으키는 생체분자를 빠르게 찾는 방법을 개발했다. 이 기술을 활용하면 질병의 원인은 물론 치료법 개발에도 상당한 도움이 될 것으로 기대된다. 광주과학기술원(GIST) 지구·환경공학부, 한국표준과학연구원, 건양대 공동연구팀은 방사성 동위원소를 이용한 ‘대사적 중수(重水) 표지법’이라는 기술을 활용해 일반시료와 환자시료 사이에서 나타날 수 있는 지질의 상대적 비를 분자적 수준에서 찾아낼 수 있는 방법을 개발했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘분석화학’ 최신호에 실렸다. 지질, 흔히 지방질이라고 부르는 물질은 우리 몸을 구성하는 세포의 세포막을 구성하는 성분이다. 에너지 저장과 신호 전달 기능을 담당하는데 지질의 종류와 양의 변화에 따라 2형 당뇨(성인당뇨), 류머티스 관절염, 알츠하이머, 암 과 같은 다양한 대사질환과 면역질환의 원인이 되기도 한다. 이 때문에 생체 내 지질의 양을 정확하게 측정하는 것을 질병 원인 규명과 치료법 개발에 있어 중요하다. 연구팀은 중수 표지법과 분해능이 높은 질량분석기를 결합해 동위원소 분포를 측정한 다음 정상 상태와 질병 상태에서 얻어진 생체분자들 사이에 상대적인 양을 계산할 수 있는 방법을 개발했다. 또 대용량의 질량분석 데이터를 자동화 처리할 수 있는 프로그램도 개발했다. 연구팀은 암세포 모델인 헬라세포를 중수로 표시한 다음 지방산, 글리세롤지질, 인지질, 스핑고지질 등 100여개의 지질과 섞은 뒤 정밀하게 정량하는데 성공했다. 또 저산소증을 유도시킨 헬라세포와 정상세포에서 얻어진 지질의 상대적 정량을 측정한 다음 저산소증으로 나타나는 트라이아실글리세롤의 농축현상도 확인했다. 김태영 GIST 교수는 “이번 연구는 기존 동위원소 기반 정량법이 특정 생체분자만 정량할 수 있었던 것과 달리 지질 뿐만 아니라 단백질, 당, 핵산, 대사체 등 여러 생체분자를 동시에 정량화시킬 수 있다”라며 “질병으로 인해 나타나는 생체 변화를 시스템적으로 연구할 수 있게 해 질병원인 규명과 새로운 치료법을 개발할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인간의 세포는 모두 30조개 정도지만 인체에 사는 미생물은 39조 마리에 이른다. 이 중 절대 다수를 차지하는 것은 박테리아, 즉 세균이다. 대부분 대장에 살고 있으며 종류는 약 1000종, 무게는 1.5㎏ 남짓이다. 대변에서 수분을 제외한 고형물 중 60%를 차지한다. 인간의 유전자가 2만 1000개에 불과한 반면 체내 세균의 유전자는 최대 300만개에 이르는 것으로 추정된다. 미생물은 인체에 기생한다기보다는 하나의 통합된 초유기체로서 함께 살아간다. 장내 세균은 사람의 생존과 건강에 결정적 역할을 한다. 무엇보다 우리는 음식을 소화하는 데 필요한 효소를 모두 가지고 있지 못하다. 미생물이 단백질·지질·탄수화물 중 많은 부분을 분해한 다음에야 인체는 이들 영양소를 흡수할 수 있다. 우리가 섬유질을 소화할 수 있는 것은 그 덕분이다. 또한 미생물은 일부 비타민B, 비타민K와 장내 염증을 억제하는 화합물 등 인간이 생산하지 못하는 유익한 물질을 만들어 낸다. ‘제2의 장기’라고도 불리는 이유다. 그뿐만 아니라 중추신경계, 면역계, 자율신경계 등을 통해 뇌의 활동에 직접적으로 영향을 미친다. 장은 이미 ‘제2의 뇌’로 불렸는데 이제는 ‘장-장내세균-뇌 축’(gut-microbiome-brain axis)이라는 용어가 생길 정도로 세균의 역할이 중요하게 평가받고 있다. 장내 세균은 바이러스에 대항하는 인체 능력에도 큰 도움을 준다는 최근 연구가 있다. 영국 프랜시스크릭연구소가 ‘셀 보고서’에 발표한 논문에서 건강한 장내 박테리아를 보유한 생쥐는 인플루엔자 바이러스에 감염돼도 80%가 살아남았다. 하지만 사전에 항생제를 투여해 박테리아를 제거한 생쥐의 생존율은 3분의1에 불과했다. 조사 결과 장내 박테리아는 폐의 표면을 구성하는 상피세포에 경계태세를 유지하라는 신호를 보내는 것으로 확인됐다. 면역반응을 조절하는 제1형 인터페론이 계속 생성되도록 유도하는 것이다. 이 물질은 바이러스의 증식을 막는 단백질을 생산하도록 유전자를 자극한다. 폐의 상피세포가 바이러스의 1차 방어막으로서 결정적 역할을 한다는 사실도 이번에 밝혀졌다. 2차 방어막인 면역세포가 바이러스 감염에 대응을 시작하는 데는 이틀 걸린다. 그동안 바이러스는 상피세포에서 증식한다. 감염 후 이틀이 지나자 항생제를 투여한 생쥐의 폐 바이러스 숫자는 그렇지 않은 생쥐의 5배에 이르렀다. 연구팀은 항생제를 투여한 생쥐에게 건강한 생쥐의 대변을 이식하는 실험도 수행했다. 그 결과 인터페론 신호가 회복되고 바이러스 저항력도 다시 살아난 것으로 나타났다. 연구팀은 “장내 박테리아가 신체의 비면역 세포로 하여금 대비태세를 유지하도록 돕는다는 사실을 우리의 실험은 보여 준다”고 밝혔다. 장내 세균은 식품 알레르기를 치료하는 데도 희망을 주는 것으로 나타났다. 지난달 미국의 브리검 여성병원과 보스턴 어린이병원 연구팀이 ‘네이처 의학’에 발표한 논문을 보자. 이들은 음식 알레르기가 있는 2세 이하 유아 56명에게서 4~6개월 간격으로 대변 표본을 계속 채취했다. 이를 건강한 유아 98명의 대변과 비교한 결과 세균의 종류에 차이가 많은 것으로 나타났다. 연구팀은 이 표본들을 달걀에 알레르기를 쉽게 일으키도록 민감하게 만든 생쥐들의 장에 이식했다. 건강한 유아의 대변을 이식한 생쥐들은 알레르기 유아의 것을 받은 생쥐들보다 달걀에 알레르기를 덜 일으켰다. 이어 컴퓨터 모델을 통해 식품 알레르기가 있는 어린이와 그렇지 않은 어린이의 장내 세균 차이를 분석했다. 그 결과 연구팀은 식품 알레르기를 억제할 수 있는 두 종류의 세균 군집을 조합해 낼 수 있었다. 각각 클로스트리디움균이나 박테로이데테스균에 속하는 5, 6종의 박테리아로 구성됐다. 이들 군집을 투여한 생쥐는 달걀 알레르기가 사라진 것으로 나타났다. 다른 종류의 박테리아는 효과가 없었다. 조사 결과 치료용 박테리아 군집은 두 종류의 중요한 면역학적 경로에 작용하는 것으로 나타났다. 면역계를 조절하는 특정한 T세포를 자극한다. 이런 효과는 생쥐와 유아에게서 모두 발견됐다. 공저자 대부분은 청소년 식품 알레르기에 대한 임상시험을 준비 중인 회사(ConsortiaTX)의 창업자다.