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  • 2030男 통풍 급증 주범은 치맥이라고?

    40~50대 남성이 많이 겪는 통풍(痛風)이 젊은층에서도 가파르게 증가하고 있다. 전반적인 영양 상태가 좋아졌을 뿐만 아니라 ‘치맥’으로 대표되는 술과 육류 섭취의 증가가 원인으로 지목된다. 27일 건강보험심사평가원에 따르면 통풍으로 병원을 찾은 환자는 2012년 26만 5065명에서 지난해 39만 5154명으로 5년 새 49% 증가했다. 환자의 90% 이상(36만 3528명)이 남성이다. 같은 기간 20대 남성은 1만 882명에서 1만 9842명으로 82% 늘었으며, 30대 남성은 3만 7965명에서 6만 3221명으로 67% 증가했다. 환자 수는 40~50대가 많았지만 증가세는 젊은층에서 두드러졌다. 통풍은 체내에서 퓨린이라는 물질의 대사 산물인 요산의 농도가 짙어져 관절의 연골이나 힘줄, 주위 조직에 달라붙으면서 생기는 대사성 질환이다. 주로 엄지발가락 부위에 염증을 유발해 극심한 통증을 동반한다. 심해지면 관절의 변형과 불구로 이어져 신장 질환은 물론 고지혈증이나 중풍을 일으키기도 한다. 퓨린은 소고기, 돼지고기, 닭고기 등 육류에 많이 들어 있다. 젊은층에서 통풍 환자가 느는 것도 이 때문이다. 근육량을 늘리려고 육류 단백질을 집중적으로 섭취하면 통풍의 위험이 커진다. 정재현 고려대 구로병원 류마티스내과 교수는 “맥주와 기름에 튀긴 치킨엔 퓨린 성분이 많아 통풍 환자는 ‘치맥’을 주의하는 게 좋다”며 “통풍 예방을 위해선 절주하고, 술을 마신다면 요산 배출을 위해 수분 섭취를 늘려야 한다”고 조언했다. 민나리 기자 mnin1082@seoul.co.kr
  • 식물 노화 속도 조절 유전자 네트워크 발견

    식물 노화 속도 조절 유전자 네트워크 발견

    국내 연구진이 시스템 생물학 기법을 활용해 식물 노화와 관련된 유전자 간 상호작용을 분석하고 핵심 유전자를 찾아냈다.기초과학연구원(IBS) 식물노화·수명연구단 황대희 부단장팀은 애기장대라는 식물에서 노화 속도 조절에 관여하는 유전자를 찾고 이 유전자들의 관계를 네트워크로 분석하는 데 성공했다고 24일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호에 발표됐다. 식물의 노화 정도와 형태는 다양한 종류의 유전자가 어떻게 연결되는가에 따라 달라지는데 지금까지 분자유전학적 방법으로 노화 현상을 이해하는 데 한계가 있었다. 이에 연구팀은 유전자나 단백질 간 상호작용을 시간에 따라 분석할 수 있는 기법을 활용했다. 단백질 합성에 관여하는 RNA에 형광 처리를 해 그 밝기에 따라 유전자 발현을 시각적으로 보여 줄 수 있는 이 방법으로 식물 노화에 관여하는 유전자 49종의 상호 관계를 연계 분석했다. 그 결과 다른 유전자들과 가장 상호작용을 많이 하는 유전자 3종을 골라내는 데 성공했다. 이 유전자 3종은 노화를 촉진시키는 활성산소와 살리실산 반응을 억제하는 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. 연구팀은 이들 3종 유전자 중 하나라도 없을 경우 잎이 말라가는 황화현상이 빨라지고 활성산소가 정상 식물보다 급격히 증가하면서 조기 노화 상태를 보인다는 사실을 확인했다. 황대희 부단장은 “식물 노화에 관련된 다양한 유전자들이 시간 변화에 따라 어떻게 네트워크를 구성하고 노화 속도를 조절하는지에 대해 알게 됨에 따라 노화를 늦추거나 촉진시키는 방법을 개발하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [와우! 과학] 혈액형 A형에 더 심한 감염 일으키는 대장균 있다

    [와우! 과학] 혈액형 A형에 더 심한 감염 일으키는 대장균 있다

    혈액형에 따라 성격이 다르다는 이야기에는 특별한 과학적 증거가 없지만, 일부 질병은 특정 혈액형에서 더 잘 생길 수 있다. 예를 들어 몇 년 전 과학자들은 방글라데시에서 유행했던 장독성원소 대장균(enterotoxigenic Escherichia coli, ETEC) 감염이 혈액형이 A형인 환자에서 특히 더 심한 증상을 일으켰다는 사실을 발견했다. 이 병원성 대장균은 여행자 설사(travelers' diarrhea)의 가장 흔한 원인균으로 모든 사람에서 설사와 장염 증세를 일으킬 수 있지만, A형인 경우 더 심한 장염을 일으켜 심한 경우 마치 콜레라와 비슷한 심각한 설사와 탈수를 유발할 수 있다. 하지만 그 정확한 이유는 알지 못했다. 미국 워싱턴 의대와 존스 홉킨스 대학, 미 국립 보건원 (NIH) 및 해군의학연구소의 연구팀은 그 이유를 알기 위해 네 개의 연구에 참여한 106명의 자원자를 대상으로 장독성원소 대장균의 인체 감염 반응을 조사했다. 자원자들은 심각한 감염 없이 쉽게 치료되긴 했지만, A형인 경우 치료가 필요한 수준의 증상이 나타날 가능성이 높았다. A형 대상자의 경우 10명 중 8명이 치료가 필요했던 반면 다른 혈액형은 절반 정도만 치료가 필요했고 나머지는 증상이 경미하거나 없었다. 그 이유는 이 장독성원소 대장균이 적혈구 표면의 A형 당분자에 잘 붙는 단백질을 만들기 때문이다. 혈액형이란 결국 적혈구 표면의 항원에 따라 결정되는 것인데, 이 항원에 잘 달라붙는 세균이 있다면 조직 침투 시 훨씬 잘 증식해 더 심한 감염을 일으킬 수 있다. 이와 같은 발견은 장독성원소 대장균을 비롯해 장염을 일으키는 세균의 예방 및 치료에 도움을 줄 것으로 기대된다. 예를 들어 박테리아가 달라붙지 못하게 방해하는 약물이나 해당 물질에 대한 백신이 심한 감염을 차단할 수 있다. 이 연구는 A형 혈액형을 지닌 경우 더 심한 장독성원소 대장균 관련 장염이 생길 수 있음을 보여준다. 하지만 사실 다른 혈액형이라고 해서 장염이 생기지 않는 것도 아니다. 여행자 설사를 비롯해 감염성 질환 예방을 위해서는 혈액형과 관계없이 개인위생에 주의할 뿐 아니라 물과 음식을 조심해서 먹는 습관이 필요하다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com  
  • [유용하 기자의 사이언스 톡] 사회적 고립·불면증, 당신의 뇌를 바꾼다

    [유용하 기자의 사이언스 톡] 사회적 고립·불면증, 당신의 뇌를 바꾼다

    2주 동안 혼자 지낸 생쥐 새로운 생쥐 오자 공격 성향 특정 유전자·단백질량 급증 # 미셸 공드리, 레오 카락스, 봉준호 감독이 2008년에 만든 ‘도쿄!’라는 연작영화가 있습니다. 그중 봉 감독이 만든 ‘흔들리는 도쿄’ 편에는 은둔형 외톨이 ‘히키코모리’가 등장합니다. 영화에서 히키코모리들은 마지막에 자신만의 세상을 깨고 바깥으로 나옵니다. 그렇지만 현실에서 그들이 자신의 성을 뚫고 나오는 경우는 많지 않다고 합니다. 실제 일본에서는 평균 12년 정도 히키코모리로 사는 경우가 많다는 통계도 있습니다. # 2002년 영화 ‘인섬니아’는 알 파치노가 극단적인 스트레스로 인해 불면증에 빠진 형사로 등장합니다. 불면증이 심해지면 기억력 저하, 면역력 상실은 물론 우울증까지 유발시킨다고 합니다. 이런 불면증은 영화 주인공처럼 외부적 요인으로 인해 생체리듬이 깨지면서 나타나는 증상 중 하나입니다.최근 과학자들이 히키코모리나 왕따 같은 사회적 고립이나 불면증 같은 생체리듬 교란이 뇌를 바꾼다는 충격적인 연구 결과를 발표했습니다. 미국 캘리포니아공과대학(칼텍) 생물학 및 생명공학부, 하워드휴즈 의학연구소 공동연구팀이 사회적 고립이 뇌에 감정과 행동에 관여하는 유전자와 단백질을 과다하게 만들어 내 공격성을 증가시키고 감정적 반응속도까지 늦춰 공감능력을 떨어뜨린다는 연구 결과를 생물학 분야 세계적 학술지 ‘셀’ 17일자에 발표했습니다. 연구팀은 생쥐들을 둘로 나눠 한쪽은 여러 마리가 우리 안에서 함께 생활하도록 하고 다른 한쪽은 한 마리만 우리에 넣고 다른 생쥐들과 접촉하지 못하도록 고립시킨 뒤 2주를 지내도록 했습니다. 2주가 지난 뒤 각각의 우리에 새로운 생쥐를 넣어 어떤 행동을 보이는지 관찰했습니다. 그 결과 여러 마리가 함께 지낸 생쥐들은 외부에서 다른 생쥐가 오더라도 잘 어울렸지만 고립돼 생활한 생쥐는 새로운 생쥐를 공격하는 모습을 보였다고 합니다. 연구팀은 이 생쥐들의 뇌를 조사한 결과 홀로 생활한 생쥐는 다른 생쥐와는 달리 편도체와 시상하부에서 만들어지는 Tac2 유전자와 NkB라는 단백질 양이 급증했다고 합니다. 이들 유전자와 단백질을 억제하는 약물을 주입하면 고립됐던 생쥐도 공격성이 줄고 일반 생쥐들과 비슷해지는 것이 관찰됐다고 합니다. 또 영국 글래스고대, 아일랜드 왕립외과대, 스웨덴 카롤린스카의학연구소 공동연구팀은 생체시계 혼란이 인지기능을 떨어뜨리고 정신질환을 유발시키는 등 뇌를 변화시켜 삶의 질을 떨어뜨린다는 연구 결과를 의학분야 국제학술지 ‘랜싯 정신의학’ 15일자에 발표했습니다. 연구팀은 영국인 약 50만명의 생체정보를 담고 있는 바이오뱅크 정보 중 2013~2015년 9만 1105명의 남녀(37~73세)를 대상으로 생체리듬을 측정한 자료와 정신건강 상태를 스스로 평가하도록 하는 설문조사를 바탕으로 분석했습니다. 그 결과 생체시계가 파괴된 사람은 이전보다 기분 변화가 심하고 신경질적으로 변하고 우울증과 조울증 발생률도 높아졌다는 것을 연구팀은 알게 됐습니다. 정신적으로 문제가 있으니 당연히 행복감도 떨어졌겠지요. 이런 연구결과들을 볼 때마다 ‘닭이 먼저냐, 달걀이 먼저냐’는 문구를 떠올릴 것입니다. 사회적 고립이나 생체시계 교란과 정신적 문제의 선후 관계가 명확하지 않으니까 말입니다. 많은 사람들이 과학을 통해 여러 문제들이 해결되기를 기대합니다. 그렇지만 과학은 명확하게 인과관계를 설명해 주기보다는 두 요인 간 상관관계를 밝혀내는 경우가 더 많습니다. 명확한 인과관계를 알아내기 위해서는 더 많은 연구가 필요하지요. 생체시계를 혼란에 빠뜨리는 원인은 인공조명이나 과다한 야근, 불필요한 스트레스 등이며 고립 원인 역시 여러 사회적 요인이 있습니다. 이런 문제들은 사회적, 제도적 해결이 과학적 방법보다 더 근본적인 것 아닐까요. edmondy@seoul.co.kr
  • [과학계는 지금]

    ●대장균 이용해 60종 나노재료 합성 카이스트 생명화학공학과 이상엽 특훈교수와 중앙대 화학과 박태정 교수 공동연구팀은 기존 물리적, 화학적 방법으로 합성할 수 없는 새로운 나노재료를 대장균을 이용해 생물학적으로 합성하는 데 성공하고 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 22일자에 발표했다. 연구팀은 유전자 재조합 대장균을 이용해 주기율표에 나와 있는 35개 원소로 이뤄진 60가지의 다양한 나노재료를 친환경적으로 합성할 수 있는 기술을 개발했다. 이번에 합성된 60종의 나노재료들은 입자, 막대, 판상형 등 다양한 모양을 가지고 있다. ●분자 단위 물질 비추는 나노등대 연세대 전기전자공학과 김동현 교수팀은 일반 광학현미경에 장착해 분자 단위의 생체물질을 보다 명확히 관찰할 수 있도록 해 주는 나노등대 기술을 개발했다. 이번 연구결과는 광학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 옵티컬 머티리얼스’ 22일자 표지논문으로 실렸다. 연구팀은 현미경에 금속 나노칩을 부착해 등대처럼 거의 모든 부분에 빛을 쪼일 수 있는 다채널 광변조 시스템을 만들었다. 특히 이번 기술은 연구실에서 흔히 사용하는 일반 현미경에 쉽게 접합시킬 수 있기 때문에 바이러스나 단백질은 물론 특정 세포 안에서 움직이는 단분자들을 손쉽게 관찰할 수 있게 해 준다.
  • “브로콜리 성분, 치매 유발 단백질 제거 효과”

    “브로콜리 성분, 치매 유발 단백질 제거 효과”

    브로콜리에 풍부하게 들어있는 성분인 설포라판(sulforaphane)에 알츠하이머 치매를 일으키는 성분을 제거하는 효과가 있다는 실험 결과가 나왔다.서울대 농업생명과학대 이기원 교수와 김지영 연구교수팀은 20일 설포라판을 유전자변형 치매 쥐에 투여하는 실험을 통해 아밀로이드-베타(Aβ)와 타우(τ) 단백질을 제거하고 기억력 손상을 예방한다는 사실을 규명했다고 밝혔다. 이 두 단백질은 알츠하이머 치매를 일으키는 성분으로 알려졌다. 설포라판은 브로콜리, 양배추, 방울다다기양배추, 콜리플라워 등 채소에 많이 들어있는 성분으로 자폐 환자의 행동과 정신분열 환자의 기억력을 개선하는 등 뇌 기능에 영향을 준다는 연구가 발표돼 주목받고 있다. 연구진은 실험에서 유전자변형으로 만든 치매 쥐에게 두 달 동안 주 6일 설포라판(10㎎/㎏)을 먹이고 기억을 담당하는 뇌 부위인 해마에서의 아밀로이드-베타 단량체와 중합체,타우 단백질의 양 변화를 측정했다. 그 결과 아밀로이드-베타 단량체는 60% 이상, 중합체는 30% 이상 감소했으며, 타우 단백질과 인산화된 타우단 단백질도 70∼80% 줄어든 것으로 확인됐다. 연구진은 또 설포라판의 작용 메커니즘도 밝혀냈다. 설포라판이 아밀로이드-베타와 타우 단백질 제거에 관여하는 ‘CHIP’ 단백질을 유도하기 때문이라는 것이다. 실제로 설포라판을 섭취한 유전자변형 치매 쥐의 해마에서는 CHIP 단백질이 증가했다.설포라판은 또 치매 쥐의 기억력 손상도 막아주는 것으로 나타났다. 설포라판을 먹은 쥐와 먹지 않은 쥐로 공포조절 실험을 한 결과 설포라판을 먹은 쥐는 공포 기억이 유지되는 반면 설포라판을 먹지 않은 쥐는 공포 기억이 손상된 것으로 확인됐다. 김지영 교수는 “설포라판이 들어 있는 십자화과 채료를 이용한 레시피를 개발하고 식사나 간식에 브로콜리 등 채소 등장하는 식문화가 많들어지면 좋겠다”고 말했다. 한국연구재단 기초연구사업 지원으로 수행된 이 연구 결과는 국제학술지 ‘몰레큘러 뉴트리션 & 푸드 리서치(Molecular Nutrition & Food Research,5월 13일)에 게재됐다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr
  • [와우! 과학] 뉴런 손실 막는 유전자 발견…“치매 예방 도움”

    [와우! 과학] 뉴런 손실 막는 유전자 발견…“치매 예방 도움”

    알츠하이머병이나 파킨슨병 같은 신경퇴행성 뇌질환을 유발할 수 있는 단백질 축적을 막는 데 도움이 되는 유전자를 과학자들이 발견했다. 미국 과학전문 매체 사이언스데일리는 16일(현지시간) 국제 연구팀이 하나의 특정 유전자가 부적절한 단백질의 비정상적인 생성을 막기 위해 오류를 교정하고 교정하는 데 있어 안전장치처럼 작동하는 것을 발견했다고 전했다. 미국 캘리포니아대 샌디에이고캠퍼스의 수전 애커먼 교수와 그녀의 동료들은 ‘Ankrd16’(ankyrin repeat domain 16)으로 명명된 특정 유전자가 소뇌피질에 있는 특이한 형태의 신경세포인 푸르키니에 세포의 오류를 교정해 뉴런의 소실을 막는 것을 확인했다. 연구팀에 따르면, 이런 뉴런에 Ankrd16이 부족하면 아미노산 세린이 부적절하게 활성화해 세린이 단백질에 결합해 응집을 일으킨다. 이에 대해 애커먼 교수는 “쉽게 말하면 Ankrd16은 부적절하게 활성화된 세린을 포획해 세린이 단백질에 부적절하게 통합되는 것을 막는 일종의 스펀지 역할을 하는 것”이라고 설명했다. 일반적으로 푸르키니에 세포에서는 Ankrd16이 부족해 오류 수정이 취약하다. 하지만 Ankrd16을 늘리면 뉴런 소실을 막을 수 있다는 것이다. 연구팀은 “Ankrd16과 같은 변경유전자(주요 유전자의 발현을 여러 가지 정도로 변경하는 유전자)는 소수에 불과해 신경퇴행성 질환의 근본적인 원인을 이해하려면 이를 기반으로 하는 메커니즘을 이해하는 것이 중요하다”고 지적했다. 한편 이번 연구 성과는 세계적 학술지 네이처 최신호(16일자)에 실렸다. 사진=미국 캘리포니아대 샌디에이고캠퍼스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 만성적 외로움이 공격성 유발…이유는 뇌 변화 탓

    만성적 외로움이 공격성 유발…이유는 뇌 변화 탓

    만성적인 외로움이 뇌 생성 화학물질에 변화를 줘 공격성과 두려움을 유발한다는 사실을 과학자들이 밝혀냈다. 미국 캘리포니아공과대(캘텍) 연구진은 쥐를 대상으로 한 실험연구에서 장기간(2주) 격리된 쥐들은 뇌에서 두려움과 관련한 특정 단백질을 더 많이 생성하는 것을 발견했다. Tac2/NkB로 알려진 이 물질은 동물들이 위협에 훨씬 더 오래 반응하도록 한다. 그런데 겁을 먹거나 위협적인 자극을 받은 쥐들에게 이 물질의 분자를 표적으로 삼는 약물 ‘오사네탄트’를 주사하자 행동이 반대로 변한 것이다. 이는 사별로 스트레스를 받는 사람들이나 폭력적인 행동이 증가한 독방 수감자들을 위한 신약을 개발하는 희망을 안겨준다고 연구진은 말한다. 사실 오사네탄트는 조현병과 심각한 우울증의 잠재적 치료제로 개발됐다. 이 약물은 임상시험에서 사람에게 안전한 것으로 확인됐지만, 효과는 없었다. 공동저자인 데이비드 앤더슨 박사는 “이번 연구는 독방 감금뿐만 아니라 사별 스트레스 또는 다른 유형의 스트레스에서 사회적 고립의 영향과 관련한 다른 정신질환을 치료하기 위해 이 약물을 재사용할 가능성을 제기한다”고 말했다. 또 그는 “사회적 고립은 쥐들에게 극도의 스트레스를 주는 경험이 돼므로 쥐는 외로움을 분석하는 데 훌륭한 동물 모델이 된다”면서 “쥐는 불안할 때 일반적으로 다양한 부정적 자극에 훨씬 더 크게 반응하고 이런 행동은 오랫동안 이어진다”고 말했다. 연구진은 이번 결과가 만성 외로움이 뇌를 난해한 방법으로 변하게 하는 메커니즘(기전) 중 하나를 밝혀준다고 말했다. 이번 연구는 Tac2/NkB가 초파리의 공격성을 높여 사회적 고립을 초래하는 것을 처음 발견한 초기 연구 이후 진행됐다. 또 이 연구는 뇌 가소성(brain plasticity)으로 알려진 현상인 뇌가 환경 변화에 적응하는 능력을 강조한다. 기존 연구에서는 장기적인 외로움이 사람들의 뇌에 변화를 일으켜 다른 사람들과의 관계를 덜 맺게 할 수 있는 것으로 나타났다. 한편 이번 연구 결과는 세계적 학술지 셀(Cell) 최신호에 게재됐다. 사진=ryanking999 / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • ‘와인 떫은맛’ 타닌산 심혈관질환 치료한다

    ‘와인 떫은맛’ 타닌산 심혈관질환 치료한다

    국내 연구진이 와인의 떫은맛을 내는 타닌산(酸)을 이용해 심혈관질환을 효과적으로 치료할 수 있는 방법을 찾아냈다.카이스트 화학과 이해신 교수와 한국화학연구원 부설 안전성평가연구소 김기석 박사 공동연구팀은 타닌산을 이용한 정맥주사만으로도 약물을 심장 조직까지 제대로 전달할 수 있는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다. 이번 연구는 생명공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 최신호에 실렸다. 관상동맥경화증이나 심근경색 등 심혈관계 질환은 국내 사망원인 2위다. 이를 치료하기 위한 화학물질이나 치료용 단백질이 개발되고 있지만 정맥주사로 투여됐을 때 심장까지 가는 과정에서 효율이 급격히 떨어진다는 단점이 있다. 이 때문에 카테터나 스텐트 삽입 또는 외과수술을 통한 치료가 많아 환자들의 불편은 여전하다. 이에 연구팀은 과일껍질이나 견과류, 카카오, 와인 등에 존재하는 타닌산을 치료용 단백질, 펩타이드 같은 약물과 혼합해 입자화하는 기술을 개발했다. 일종의 분자 수준의 코팅법이다. 타닌산과 치료용 단백질을 혼합한 약물은 치료용 단백질만 주사했을 때와는 달리 5일 이상 혈관 내에서 순환하면서 치료 효과를 보이는 것으로 확인됐다. 또 연구팀은 심근경색을 유발시킨 생쥐에게 이번 방법을 적용해 본 결과 정맥주사만으로도 심근경색 부위가 작아졌고 정상에 가깝게 증상이 호전되는 것을 볼 수 있었다. 이 교수는 “이번 기술은 약물을 심장까지 효율적으로 전달하는 기술로 기존에 나와 있는 약물들도 개량해 사용할 수 있는 획기적인 방법”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 와인 속 탄닌이 심장질환을 치료한다고?

    와인 속 탄닌이 심장질환을 치료한다고?

    국내 연구진이 와인의 떫은 맛을 내는 탄닌산(酸)을 이용해 심혈관질환을 효과적으로 치료할 수 있는 방법을 찾아냈다.카이스트 화학과 이해신 교수와 한국화학연구원 부설 안전성평가연구소 김기석 박사 공동연구팀은 탄닌산을 이용해 정맥주사만으로도 약물을 심장조직까지 효과적으로 전달할 수 있는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다. 이번 연구는 생명공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 최신호에 실렸다. 관상동맥경화증이나 심근경색 등 심혈관계 질환은 국내 사망원인 2위를 기록한다. 이를 치료하기 위한 화학물질이나 치료용 단백질이 개발되고 있지만 정맥주사로 투여됐을 때 심장까지 가는 과정에서 효율이 급격히 떨어진다는 단점이 있다. 이 때문에 카테터나 스텐트 삽입이나 외과수술에 여전히 의존하고 있어 환자들의 불편은 여전하다.이에 연구팀은 과일껍질이나 견과류, 카카오, 와인 등에 존재하는 탄닌산을 치료용 단백질, 펩타이드 같은 약물과 혼합시켜 입자화하는 기술을 개발했다. 일종의 분자수준에서 코팅법이다. 탄닌산과 치료용 단백질을 혼합한 약물은 치료용 단백질만 주사했을 때와는 달리 5일 이상 혈관 내에서 순환하면서 치료효과를 보이는 것으로 확인됐다. 또 연구팀은 심근경색을 유발시킨 생쥐에게 이번 방법을 적용해본 결과 정맥주사만으로도 심근경색 부위가 작아졌고 정상에 가깝게 증상이 호전되는 것을 볼 수 있었다. 이해신 카이스트 교수는 “지금까지 심장질환 치료약물은 많이 나왔음에도 불구하고 약물을 심장까지 효율적으로 전달하지는 못했다”라며 “이번 기술은 약물을 심장까지 효율적으로 전달하는 기술로 기존에 나와있는 약물들도 개량해 사용할 수 있는 획기적인 방법”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 희미해진 옛 추억, RNA가 찾아줄까요

    희미해진 옛 추억, RNA가 찾아줄까요

    달팽이에 감각 반응 학습시켜 RNA 뽑아 일반 개체에 이식 자극 주자 훈련 때와 같은 반응 “치매로 잃은 기억 회복 희망” 요즘 영화 ‘데드풀’로 상한가를 달리는 라이언 레이놀즈와 ‘원더우먼’ 갈 가도트가 출연한 2016년 영화 ‘크리미널’은 죽은 CIA 요원의 기억을 범죄자에게 이식하면서 벌어지는 사건들을 다룬 첩보 스릴러 작품이다. 고 이예춘과 아들 이덕화씨가 함께 출연한 것으로 유명한 1974년 작 ‘공포의 이중인간’에도 일제시대 일본군이 숨겨 놓은 대량의 다이아몬드를 찾기 위해 일본군 장교의 시체를 살려 내고 그 기억을 빼내 다른 사람에게 이식하려는 내용이 있다. 이들 외에도 ‘토탈리콜’, ‘코드명J’, ‘매트릭스’, ‘인셉션’ 등 수많은 SF 영화와 소설에 단골로 등장하는 소재가 바로 다른 사람의 기억을 이식하거나 삭제하는 기술이다.뇌과학이 발달하면서 가까운 미래에는 사람의 기억을 컴퓨터나 클라우드에 업로드하고 내려받을 수 있는 기술이 등장해 사실상 ‘영생’을 누릴 수 있게 될 것이라는 예측까지 나오고 있다. 그런데 컴퓨터 같은 외부 기기의 도움 없이 주사 방식으로 ‘기억’을 손쉽게 옮길 수 있다는 연구 결과가 나와 주목된다. 이번 연구가 사람에게 적용되는 시점이 된다면 고통스러운 기억으로 인해 발생하는 외상후스트레스장애(PTSD) 같은 뇌신경 질환을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 아름다운 추억을 점점 잃어 가는 치매 환자들에게 기억을 되찾을 수 있게 해줄 수 있을 것으로 기대된다. 미국 로스앤젤레스 캘리포니아대(UCLA)의 통합생물학및생리학과와 의대 뇌연구소 공동연구팀은 한 바다달팽이의 기억을 다른 바다달팽이에게 주사해 옮기는 실험에 성공하고 미국신경과학회가 발행하는 온라인 국제학술지 ‘e뉴로’ 5월 14일자에 발표했다. 이번 연구를 주도한 데이비드 글랜즈먼 교수는 2014년에도 동물실험을 통해 잃어버린 기억을 되살릴 수 있는 방법을 찾아내고 생명과학 분야 학술지 ‘e라이프’에 발표해 주목받은 바 있는 세계적 석학이다. 중추신경계에 뉴런이 약 1000억개가 있는 사람에 견줘 바다달팽이는 중추신경계 뉴런이 2만개에 불과하지만 세포 형태와 분자적 신호전달 체계는 인간과 비슷하다. 연구팀이 실험동물로 결정한 이유다. 연구팀은 바다달팽이 14마리를 7마리씩 두 그룹으로 나눠 한 그룹에는 찬물에 담가 두거나 바늘로 찌르는 등의 방법으로 감각뉴런이 방어 반응을 보이도록 학습시켰다. 그다음 훈련받은 달팽이의 RNA를 뽑아낸 뒤 훈련받지 않은 일반 바다달팽이에게 주사하고 하루 동안 방치했다. 주사 전에는 찬물을 끼얹거나 바늘로 찔러도 아무 반응을 보이지 않던 이 달팽이들은 자극을 주자 훈련받았던 달팽이들과 똑같이 30초간 수축하는 모습을 보였다. 연구에 참여한 알렉시스 베데카라츠 박사는 “이번 연구는 RNA 속에 기억이 저장되고 이를 통해 기억이 다른 개체에 전달될 수 있음을 보여 준 것”이라고 강조했다.RNA는 DNA가 갖고 있는 유전정보에 따라 필요한 단백질을 합성할 때 작용하는 생체 고분자 화합물이다. 또 활동성이 높기 때문에 다른 DNA나 RNA와 쉽게 결합하기 때문에 생체 내에서 다양한 역할을 수행할 수 있다. 이 때문에 RNA의 생체 내 기능에 대해 모두 밝혀지지는 않은 상태다. 그러나 지난달 말 한국 연구진이 “장기기억은 두 신경세포 사이의 시냅스에 저장된다”는 70년 전 캐나다 심리학자 도널드 헵의 주장을 실험적으로 확인하고 논문으로 발표했다. 이 때문에 뇌과학계에서는 기억 저장소가 RNA인지, 시냅스인지에 대해 치열한 공방이 벌어질 것으로 예상된다. 글랜즈먼 교수는 “만약 기억이 시냅스에 저장된다면 우리 실험이 성공했을 리가 없다”고 주장했다. 또 그는 “이번 연구가 일생 동안 축적된 기억을 이식하는 데 곧바로 활용될 수 있을 것이라고는 확신할 수 없지만 기억 저장에 대해 좀더 정확히 알아 갈수록 가능성은 높아진다”며 “그렇게 된다면 가까운 미래에는 RNA를 활용한 주사든 이식이든 다양한 방법을 통해 치매로 사라진 기억들을 깨우고 회복시킬 수 있을 것”이라고 설명했다. 현재 글랜즈먼 교수팀은 다양한 RNA 중에서 기억을 전달하고 저장하는 데 관여하는 RNA들을 찾아내는 연구를 진행하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [와우! 과학] ‘이터널션샤인’ 현실화…달팽이→달팽이 ‘기억 이식’ 성공

    [와우! 과학] ‘이터널션샤인’ 현실화…달팽이→달팽이 ‘기억 이식’ 성공

    미셸 공드리 감독의 영화 ‘이터널 선샤인’(2005)은 남자 주인공이 헤어진 연인의 기억만을 골라 지우기로 결심하면서 벌어지는 감정의 변화를 그린 영화다. 영화는 특정 기억을 골라 지우는 등 뇌에 저장된 기억을 자유자재로 변화시킬 수 있는 기술이 존재한다는 설정으로 시작된다. 지금까지 기억을 삭제하거나 삽입, 이식하는 것은 먼 미래 혹은 영화 속 소재로만 여겨져 왔지만, 최근 미국의 한 연구진이 동물을 대상으로 기억을 이식하는 실험에 성공했다고 밝히면서 학계의 관심이 쏠리고 있다. 캘리포니아대학 연구진은 군소갯민숭달팽이(Aplysia Californica)의 RNA를 같은 종류의 다른 달팽이에게 주입한 결과, 원래의 달팽이가 가지고 있던 기억이 다른 달팽이에게로 이식되는 것을 확인했다고 밝혔다. RNA는 핵산의 일종으로, 유전정보전달물질이다. 유전자 본체인 DNA가 가지고 있는 유전정보에 따라 필요한 단백질을 합성할 때 직접적으로 작용한다. RNA는 DNA에 담겨져 있는 정보를 이용해 DNA의 일부분을 복사한 가닥이라고 볼 수 있으며, 특히 특정 RNA를 보충하면 기억력 등을 회복하는데도 도움이 되는 것으로 알려져 있다. 연구진은 RNA를 이식한 달팽이에게 특정 자극에 대해 방어 반응을 보이도록 훈련시켰고, 또 다른 달팽이에게는 이러한 훈련을 전혀 시키지 않았다. RNA를 이식하는 작업이 이뤄진 후, 이식받은 달팽이에게 특정 자극을 주자 마치 과거에 훈련을 받았던 것처럼 A와 같은 방어 반응을 보이는 것을 확인했다. 이러한 결과는 RNA에 기억이 저장되며, 기억이 저장된 RNA를 다른 개체에 주입함으로써 기억을 이식할 수 있다는 사실을 보여준다고 연구진은 설명했다. 일반적으로 기억은 꿈보다는 뇌의 시냅시스에 저장된다는 것이 학계의 일반적인 이론이다. 하지만 이번 연구는 기억이 시냅시스가 아닌 RNA에 저장된다는 것을 입증한 사례로도 평가받는다. 연구를 이끈 캘리포니아대학 데이비드 글랜즈먼 교수는 “이러한 연구 결과는 알츠하이머병이나 외상 후 스트레스 장애(PTSD)의 증상을 완화시키는데 도움이 될 것”이라고 기대했다. 자세한 연구결과는 국제 학술지 이뉴로(eNeuro) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [이대호의 암 이야기] 분야 넘나드는 연구로 암 정복 실현될까

    [이대호의 암 이야기] 분야 넘나드는 연구로 암 정복 실현될까

    최근 재미있게 봤던 방송 프로그램 중 하나가 ‘알쓸신잡’(알아두면 쓸데없는 신비한 잡학사전)이다. 방송에 나오는 잡학 지식이 우리가 알고 있어야 하는 것인지 의문이 들기도 했지만 한편으로 출연자들이 쏟아내는 다양한 지식에 감탄하기도 했다. 많은 사람들은 연구자들을 오직 자기 분야에만 몰두하는 사람이라고 생각한다. 정말 그럴까. 최근 발표된 연구 결과들을 살펴보면 암 연구가 이제는 단순히 세포나 동물실험 등 하나의 분야에만 몰두하는 연구가 아니라는 것이 잘 나타난다. 암 연구자들은 사회과학연구인 ‘소셜네트워크 연구법’을 암 연구에 적용하고 있다. 세포 안에서는 많은 유전자와 단백질이 끊임없이 상호작용해 기능한다. 연구자들은 이런 상호작용 중 특별하고 이상한 변화를 보인 유전자나 단백질을 찾고 그 변화만 집중 연구했다. 그러나 이런 변화도 정상세포처럼 다양한 상호작용을 통해 성장이나 전이를 일으키고 약제에 대한 효과나 내성도 일으킨다는 사실을 알게 됐다. 이젠 개별 이상을 넘어서 시스템 차원에서 접근해야 한다는 사실을 알게 된 것이다. 이를 ‘시스템 생물학’이라고 한다. 최근 미국 애리조나대 연구진은 사회관계도처럼 암 세포 안에서도 일종의 지도를 만들 수 있고 나아가 보다 효과적인 치료법을 제시할 수 있다고 밝혔다. 사회 전체와 개인이 맺는 관계가 신체와 세포가 맺는 관계로, 세포와 유전자가 맺는 관계로 서로 치환될 수 있다는 것이다. 인공지능(AI)과 딥러닝(심화학습) 기술도 이미 의학연구와 임상현장에 적용하고 있다. 최근 학술지 ‘플로스 원’에 발표된 한 연구에 따르면 일부 컴퓨터 영상분석 기술이 인간보다 수행능력이 더 우수했다. 심부전은 해당 기술의 진단 정확도가 97%로 두 명의 병리과 의사가 보여 준 정확도 74%와 73%보다 훨씬 높았다. 또 컴퓨터단층촬영(CT) 영상에 이 기술을 적용했더니 폐결절의 악성 및 양성 여부를 2명의 영상전문가보다 5~8% 정도 더 잘 구별했다. 자기공명영상촬영(MRI)에서도 영상의학과 전문의가 미처 발견하지 못한 전립선암을 70% 정도 더 찾기도 했다. 딥러닝 기술은 암 연구에서 이미 주류 연구 분야의 하나다. 지난달 미국 시카고에서 열린 미국 암연구협회 연례회의에서는 대학이나 연구소 소속의 유명한 암 연구자가 아닌 구글에서 일하는 연구자가 나와 인공지능과 딥러닝 기술을 접목한 병리 판독결과를 보여 줬다. 암을 효과적으로 치료하기 위해서는 보다 좋은 영상자료를 얻고 이를 통해 보다 정확하게 판독해야 한다. 그러나 현실은 말처럼 쉽지 않다. 가장 큰 이유는 종양이 갖고 있는 이질성 또는 다양성 때문이다. 같은 환자에게서 얻는 종양 조직조차 모양과 범위가 다르다. 치료에 대한 반응도 차이를 보인다. 영국 맨체스터대에서는 화성을 연구하기 위해 천문학자들이 개발한 영상촬영법과 분석기술을 종양을 찾는 데 썼다. 종양도 화성처럼 매우 다양하고 복잡한 모습을 갖고 있고 치료에 따라 변하기 때문이다. 이 기술은 암 치료효과 판정능력을 4배 높였다. 암 연구자들이 다른 과학자들이 개발한 기술에 무임승차한 셈이다. 과거에는 한 분야 기술을 다른 분야에 적용하는 것이 쉽지 않았다. 이제는 분야를 넘나드는 기술들이 많아지고 있다. 학제 간 소통도 보다 원활하게 이뤄지고 있다. 그리고 학문 간 소통, 즉 ‘통섭’을 통한 연구 성과들이 점점 더 많이 보고되고 있다. 아마도 앞으로는 ‘쓸데없는 지식’이라는 말은 없어져야 할 것 같다.
  • 입덧도 유전? 두유 먹으면 임신 잘 된다?

    입덧도 유전? 두유 먹으면 임신 잘 된다?

    커피 등 카페인 섭취는 ‘NO’ 우리 주변에는 임신과 관련한 속설을 믿는 사람들이 많다. 그렇지 않아도 챙겨야 할 것들이 많은데 속설 때문에 근심과 걱정에 시달리기도 한다. 14일 김희선 일산백병원 산부인과 교수에게 임신과 관련한 여러 속설의 진실을 물었다.Q. 산모는 2명분의 식사를 해야 한다고 하는데. A. 사람마다 생활습관 차이가 있긴 하지만 보통 임신하지 않은 여성은 보통 2200㎉, 임신 여성은 2500㎉의 열량을 섭취하면 된다. 임신 때 더 섭취해야 하는 열량은 300㎉ 내외이기 때문에 2명분 식사를 할 필요는 없다. 오히려 임신 중 과도한 체중 증가는 임신부뿐 아니라 태아에게도 영향을 미칠 수 있어 적절한 운동과 영양소가 골고루 포함된 규칙적인 식사를 하는 것이 훨씬 더 중요하다. Q. 두유를 먹으면 임신이 잘 된다는 얘기도 있다. A. 두유를 많이 먹는다고 해서 임신 확률이 높아진다는 과학적 근거는 없다. 우유와 같은 유제품에는 태아의 발달에 필수적인 단백질과 뼈대 형성에 필요한 칼슘이 많이 포함돼 있다. 두유는 우유와 달리 당분이 상대적으로 많이 포함돼 있다. 당분은 임신 중에 늘려야 하는 영양소가 아니기 때문에 오히려 너무 많이 먹지 말아야 하며 적절하게 섭취하면 된다. Q. 임신 중 커피, 콜라는 마시지 말아야 하나. A. 카페인은 태반을 통과하고 특히 임신 중기 이후에는 카페인을 분해하는 데 드는 시간이 임신을 하지 않았을 때보다 3배나 더 걸리는 문제가 있다. 또 커피, 콜라, 홍차, 각종 이온 음료에 들어 있는 카페인은 저체중아, 자연유산, 조산, 선천성 기형 등의 위험과 관련성이 있다고 알려져 있다. 미국 산부인과학회에서는 하루 200㎎ 이하의 카페인을 섭취하면 안전하다고 설명한다. 시중에서 팔고 있는 유명브랜드 커피의 카페인 함량은 평균 40~60㎎로 하루 한두잔은 허용된다는 것이다. 다만 카페인은 혈관을 수축시키고 철분 흡수를 방해하는 작용이 있어 임신 중에는 되도록 섭취하지 않는 것이 좋다. Q. 임신 사실을 모르고 술을 마시면 위험한가. A. 임신 사실을 모르는 상태에서 마신 술에 대해 걱정하는 분들이 의외로 많다. 임신 중에는 금주가 원칙이지만 습관성이 아닌 가벼운 술 한잔 정도는 모르고 마셨다고 해도 크게 걱정할 필요는 없다. 태아에게 이상을 일으키는 최소량은 아직 알려져 있지는 않다. 하지만 알코올이 태반을 자유롭게 통과하고 태아에게는 알코올 분해 효소가 없기 때문에 적은 양이라도 누적이 된다면 태아에게 이상이 생길 수 있다. Q. 입덧도 유전되나. A. 입덧은 유전과 연관성이 없다. 만약 입덧이 유전된다면 첫째 임신과 둘째 임신의 입덧 증상과 강도가 비슷해야 하지만 실제로는 그렇지 않은 경우가 대부분이다. 특정 질환에 의한 입덧인 경우는 유전과 관련이 있을 수도 있다. 따라서 다른 산모에 비해 입덧이 심하다면 내과적 질환이 없는지 점검을 받아야 한다. Q. 입덧이 심할 때는 어떻게 대처하는 것이 좋을까. A. 입덧이 심해도 태아는 필요로 하는 영양분을 모체에서 다 얻기 때문에 체중이 조금 빠지더라도 크게 걱정할 필요는 없다. 입덧을 줄이기 위해서는 우선 휴식과 증상을 유발하는 자극 노출을 피해야 한다. 물을 자주 마시면서 적당한 수분 공급을 해주고 소량의 음식이라도 자주 먹는 것이 좋다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr
  • 내 아이 아토피, 장내 미생물 탓

    특정 미생물 부족하면 유발 수유 방식에 따라서도 영향 심한 가려움증을 동반한 만성 염증성 피부질환인 아토피는 한국에선 영유아 5명 중 1명이 앓고 있다는 통계도 있지만 발병 원인이 명확하지 않아 치료도 증상 완화에 초점이 맞춰져 있다. 국내 연구진이 장내 미생물(마이크로바이옴) 중 특정 유전자가 부족할 경우 아토피가 생긴다는 사실을 밝혀내 주목받고 있다. 홍수종 울산대 의대 서울아산병원 소아청소년과 교수, 김봉수 한림대 생명과학과 교수 공동연구팀은 장내 미생물의 불균형이 아토피 피부염을 유발시키거나 악화시킨다는 것을 규명했다고 14일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘알레르기와 임상 면역학’ 최신호에서 ‘에디터스 초이스 논문’으로 실렸다. 장내 미생물이 인체 면역현상과 밀접한 관계가 있다는 사실은 많이 알려져 있었지만 아토피 피부염과의 관계는 처음으로 확인했다. 연구팀은 생후 6개월 된 건강한 영아 66명과 아토피를 앓고 있는 영아 63명의 분변을 채집해 ‘전장 메타게놈 염기서열분석법’을 활용해 장내 미생물을 분석했다. 또 모유 수유와 혼합 수유 방법에 따른 장내 미생물의 차이도 함께 조사했다. 그 결과 수유 방식에 따라 장내 미생물의 종류가 달라지며 아토피 피부염을 앓는 영아들의 장내 미생물 양은 정상 영아보다 적다는 사실을 연구팀은 확인했다. 영아들은 수유가 주요 영양분 섭취 방법인데 아토피 피부염을 앓는 아이들은 당단백질의 일종인 ‘뮤신’을 분해하는 미생물이 장속에 훨씬 적게 존재한다는 사실도 밝혀냈다. 장내 미생물이 정상적으로 정착하기 위한 영양분을 얻지 못해 불균형 상태를 이루게 되고 결국 아토피 피부염으로 연결된다는 설명이다. 홍 교수는 “장내 미생물과 아토피 피부염 발생의 상관관계가 밝혀진 만큼 장내 미생물을 활용한 아토피 피부염 치료와 예방법을 개발하는 연구를 진행할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 개구리 멸종 부르는 ‘개구리 흑사병’ 한국에서 시작됐다

    개구리 멸종 부르는 ‘개구리 흑사병’ 한국에서 시작됐다

    영국, 미국, 칠레, 한국 등 전 세계 20개국 국제연구진이 개구리들을 멸종에 이르게 만드는 ‘개구리 흑사병’의 발원지가 한반도라는 사실을 밝혀냈다.영국 런던 임페리얼칼리지 공중보건대를 포함해 20개국 38개 연구기관 58명이 참여한 국제공동연구진은 양서류 집단 폐사와 개체 감소의 원인인 항아리곰팡이가 한국에서 유래됐음을 확인하고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 11일자에 발표했다. 이번 연구에는 서울대 생명과학부 브루스 왈드만 교수도 참여했다. 항아리곰팡이는 피부를 구성하는 케라틴 단백질을 먹이로 삼고 있기 때문에 피부로 숨을 쉬는 양서류가 항아리곰팡이에 감염되면 질식사하거나 심장마비로 사망하게 된다. 또 항아리곰팡이는 숙주 없이 물속에서도 살아남기 때문에 감염된 개구리와 접촉하지 않더라도 주변 개구리들을 모두 감염시킬 수 있어 감염 지역 내 양서류 절반 가까이를 사라지게 만들기도 한다. 이 때문에 세계동물보건기구(OIE)는 항아리곰팡이를 국제 신고의무 질병으로 지정하고 있다.공동연구팀은 아시아, 아프리카, 아메리카, 유럽, 오세아니아 등 전 세계 곳곳의 개구리에서 추출한 항아리곰팡이의 게놈을 분석했다. 그 결과 한국 무당개구리에서 채취한 항아리곰팡이가 유전적 기원을 갖고 있는 것으로 확인됐다. 한국에서 비롯된 항아리곰팡이가 유전적 다양성이 풍부하고 병원성도 강해 가장 치명적이라는 게 연구팀의 설명이다. 정작 한국에선 항아리곰팡이가 치명적이지 않은데, 그 이유는 한국 개구리들이 오랜 시간 면역력을 갖도록 진화됐기 때문으로 분석됐다. 사이먼 오핸런 임페리얼칼리지 공중보건대 교수는 “한국의 항아리곰팡이가 해외 교역이나 군수물자 수송과정에서 전 세계로 확산되면서 유전적 변형을 거쳐 다양한 형질을 갖게 된 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [건강을 부탁해] 고콜레스테롤, 알츠하이머 위험 높인다 (연구)

    [건강을 부탁해] 고콜레스테롤, 알츠하이머 위험 높인다 (연구)

    높은 콜레스테롤 수치와 치매 사이에 연관관계가 있다는 내용의 연구결과가 발표됐다. 영국 캐임브리지대학, 스웨덴 룬드대학 공동 연구진은 영국 전역에서 치매를 앓고 있는 환자 약 85만 명을 대상으로 조사한 결과, 이중 62%가 언어능력과 판단력, 실행기능 등 복합적인 인지기능의 점진적 저하로 일상 능력에 장애가 초래되는 알츠하이머병으로 나타났다. 일반적으로 치매의 주요 원인 질환으로는 알츠하이머 병, 혈관성 치매 등을 들 수 있으며, 그중 일반적으로 알려져 있는 알츠하이머병은 치매를 유발하는 가장 주된 원인이다. 연구진은 알츠하이머를 앓는 환자의 뇌 세포막 샘플을 다량의 콜레스테롤에 노출시켜본 결과, 알츠하이머를 유발하는 단백질인 아밀로이드 베타가 떼를 지어 군생하는 것을 확인했다. 아밀로이드 베타는 알츠하이머 환자의 뇌에서 발견되는 아일로이드 플라크의 주성분으로, 알츠하이머병에 결정적으로 관여하는 아미노산 단백질을 의미한다. 일반적으로 건강한 뇌에서는 아밀로이드 베타가 매우 소량만 발견되는데, 콜레스테롤이 섞인 분자와 결합하자 처음에는 약간 끈적임을 보이더니 점차 합쳐져 일종의 ‘아밀로이드 베타 덩어리’로 형성되는 것이 확인됐다. 연구진은 “실험 결과 콜레스테롤에 노출되면 뇌에서 알츠하이머를 유발하는 단백질 플라크를 형성하는데 영향을 미친다는 것을 확인했다”면서 “독성 단백질 덩어리를 제거함으로서 치매를 치료하는 방법을 찾는데 도움이 될 것”이라고 설명했다. 이어 “일부 사람들은 콜레스테롤로 인해 뇌에 영향을 받을 수 있는 유전자를 가졌을 것으로 보인다”면서 “다음 과제는 뇌에서 어떻게 콜레스테롤을 제거할 수 있는지의 방법을 찾는 것”이라고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처 케미스트리‘(Nature Chemistry) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr
  • [장수철의 생물학을 위하여] 맛있는 지방과 평양냉면

    [장수철의 생물학을 위하여] 맛있는 지방과 평양냉면

    누군가 ‘삼겹살은 서민을 대표하는 먹거리’라고 주장해도 이의를 제기할 사람은 아마 거의 없을 것이다. 친구들과 삼겹살에 소주 한 잔을 곁들이면 세상에 부러울 것이 하나 없다. 불판 위에서 지글지글 익어 가는 삼겹살은 먹음직스러움을 넘어 정겨워 보이기까지 한다. 한국을 찾은 외국인들도 이런 삼겹살의 매력에 매료되곤 한다.삼겹살을 굽다 보면 기름이 흘러나오는 것을 볼 수 있다. 삼겹살을 먹은 뒤 후식을 먹으며 얘기를 나누다 보면 이 기름은 불판 위에서 하얗게 굳는다. 이것이 지방이다. 더 정확히 말하면 포화지방이다.인간에게 에너지를 공급하는 분자들의 에너지원은 탄소와 수소의 결합을 유지하는 전자에 있다. 이 전자가 가지고 있는 에너지를 ATP로 전환해 에너지원으로 이용한다. 그러니까 당연히 탄소와 수소의 결합이 많으면 많을수록 에너지가 풍부하다. 탄수화물처럼 지방도 에너지원으로 적합한 구조를 가지고 있는데, 탄소와 수소의 결합이 더 많은 지방이 에너지 효율은 더 높다. 동일한 무게의 탄수화물과 지방의 열량을 측정하면 4대9 비율로 지방이 훨씬 더 많다. 화학 구조를 알면 지방을 더 잘 이해할 수 있다. 지방은 글리세롤 1개에 지방산 3개가 결합한 구조다. 지방산은 많은 탄소와 수소를 갖고 있다. 탄소는 전자 4개와 결합할 수 있다. 지방산을 살펴보면 앞뒤에 있는 탄소들이 서로 결합하고 남은 전자를 수소와 결합하는 데 사용한다. 이때 탄소는 다른 탄소와 결합하면서 전자 2개를 사용하고 나머지 전자 2개를 수소 2개와 각각 결합하는 데 사용한다. 이처럼 탄소 원자 하나에 결합한 수소의 수가 최대인 2개이면 포화됐다고 말한다. 이런 포화지방산을 가진 지방을 포화지방이라 한다. 반면 지방산에 있는 일부 탄소들은 앞뒤 탄소와의 결합에 이중결합을 포함해 더 많은 3개의 전자를 쓰고 남은 하나만 수소와 결합한다. 이러한 불포화지방산을 가진 지방을 불포화지방이라 한다. 불포화지방은 포화지방보다 탄소와 수소의 결합이 적기 때문에 에너지 함량도 작다. 포화지방은 탄소와 수소의 결합 속성 덕분에 곧게 뻗은 3개의 포화지방산 꼬리가 글리세롤에 붙어 있는 구조를 가진다. 그래서 포화지방 분자들이 모이면 차곡차곡 포개진다. 그래서 실온에서 고체 형태를 띠게 된다. 몸속에 포화지방이 많아지면 혈관에 차곡차곡 쌓여 심혈관 건강에 해로운 것은 당연한 일이다. 반면 불포화지방은 분자가 포개지기에는 불편한 꼬리 구조를 갖고 있어 실온에서도 굳지 않고 액체 형태를 띤다. 탄수화물과 지방의 양에 따른 맛의 변화를 관찰한 실험이 있었다. 그 결과 탄수화물은 맛을 크게 느끼는 농도가 정해져 있지만, 지방은 농도가 증가하는 것에 비례해 거의 끝없이 맛을 느끼게 된다는 것으로 밝혀졌다. 지방은 신체에서 에너지를 저장하는 데 이상적인 분자 구조를 갖고 있다. 탄수화물이든 단백질이든 과하게 섭취하면 지방으로 바뀌어 저장된다. 그래서 살은 쉽게 찌고 다이어트는 어려운 것이다. 몸속에 저장된 지방을 줄이려면 에너지 소모를 최대한으로 높여야 한다. 산소가 있을 때 몸에서 에너지 소모가 크게 높아지기 때문에 유산소운동을 하라는 것이다. 숨차게 뛰지 말고 산소를 충분히 마시면서 걸어야 지방을 효과적으로 태워 없앨 수 있다. 먹을 것이 귀했던 인류의 조상들은 아마 조금만 섭취해도 많은 양의 에너지를 공급하는 탄수화물과 지방을 선호했을 것이다. 그 맛을 느끼고 섭취했던 조상들만이 생존에 유리했을 것이다. 그 조상들의 유전자가 후세인 우리에게까지 전달됐을 것이다. 마블링이 환상적인 소고기는 맛도 환상적이다. 마블링은 소가 성장하면서 생성한 포화지방이 단백질 곳곳에 들어가 있는 상태다. 건강을 고려하면 경계해야 하는 대상이다. 그래도 가끔은 너무 먹고 싶다. 평양냉면과 함께라면 더더욱 그렇다.
  • 미국. 캐나다, 한국에서 확산되는 ‘광록병’ 인간감염 위험 없다

    미국. 캐나다, 한국에서 확산되는 ‘광록병’ 인간감염 위험 없다

    광우병은 변형 프리온 단백질 때문에 소의 뇌가 스펀지처럼 변해서 제대로 걷지도 못하고 입에 거품을 물면서 쓰러져 결국 사망에 이르게 하는 전염성 질환이다.사슴과 엘크, 무스처럼 사슴류에게도 이와 유사한 ‘광록병’이라는 것이 있는데 최근 광록병에 걸린 사슴들이 미국 22개주와 캐나다, 한국, 노르웨이, 핀란드에서도 발견됐다는 소식이 전해져 충격을 주고 있다. 보건 당국에서는 사람에게 전염 가능성에 촉각을 세우고 있다. 이 같은 가운데 미국국립보건원(NIH) 산하 국립 알러지 및 감염병연구소(NIAID) 연구팀은 만성소모성질환(CWD), 일명 광록병이 종을 뛰어 넘어 감염시킬 가능성은 없다는 연구결과를 의학 분야 국제학술지 ‘바이러스학’ 최신호에 발표했다고 4일 밝혔다. 1967년 미국 콜로라도의 사슴 목장에서 처음 발견된 CWD의 정확한 명칭은 ‘만성 소모성 질환’으로 사슴, 엘크, 무스와 같은 사슴류에서 주로 발견되며 중추신경계에 손상을 일으켜 결국 폐사되는 질병이다. 뇌가 스폰지처럼 변해 구멍이 뚫리는 신경질환인 전염성 해면양뇌증(TSE) 일종이며 광우병 증상과 비슷하기 때문에 흔히 ‘사슴 광우병’이나 ‘광록병’으로 더 잘 알려져있다. 미국은 올해 1월 기준으로 22개주에서 CWD 사례가 보고됐으며 해당 지역에서 감염률은 사슴 10마리당 1마리 꼴로 나타나 지역 주민들을 불안에 떨게 만들고 있다. 연구팀은 다람쥐 원숭이와 짧은 꼬리원숭이 14마리에게 CWD에 감염된 사슴과 엘크 등에서 추출한 물질을 주입한 뒤 감염시킨 뒤 광록병의 잠복기인 11~13년 동안 정밀 관찰하고 RT-QUIC라는 분석법으로 뇌 조직을 검사하고 혈청검사를 실시한 결과 종간(種間) 감염 가능성에 대한 증거를 전혀 찾을 수 없었다. 브랜트 레이스 NIH 박사는 “실험 대상이 된 원숭이들의 경우는 인간을 감염시키는 프리온 단백질에는 감염되지만 광록병을 일으킨 바이러스에는 감염되지 않았다”며 “이번 연구로 종간 감염 가능성은 없지만 광록병에 걸린 동물의 고기나 뿔, 내장, 혈액과 같은 부산물을 섭취해서는 안된다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 김성태 드루킹 특검 수용안 거부하고 단식투쟁…우원식 “황당” 정청래 “쇼는 금물”

    김성태 드루킹 특검 수용안 거부하고 단식투쟁…우원식 “황당” 정청래 “쇼는 금물”

    김성태 자유한국당 원내대표는 3일 ‘드루킹 특검’ 관철을 위해 무기한 노숙 단식 투쟁을 선언했다. 우원식 더불어민주당 원내대표가 이날 오전 드루킹 특검을 받는 대신 남북정상회담 합의문 국회 비준과 추가경정예산(추경) 처리에 협조해 달라는 조건부 수용안을 제시한 것을 거부한 것이다. 이에 우 원내대표는 “자유한국당이 국회 정상화를 위한 제 노력에 오로지 드루킹 특검 관철을 위한 무제한 단식 투쟁으로 화답했다. 참으로 황당하고 유감이다”라고 말했다. 그는 “국회의 산적한 현안이 있음에도 일방적으로 요구를 관철하기 위해 무제한 단식 투쟁에 돌입하는 것은 매우 유감”이라며 “국회의 책무를 저버린 배신행위이고 남북관계와 평화를 깨는데 목을 매는 제1야당의 행태에 분노를 금할 수 없다”고 지적했다. 정청래 전 의원은 이날 자신의 SNS에 ‘단식 선배 정청래가 단식 후배 김성태에게’로 시작하는 글을 게시했다. 정 전 의원은 “단식은 힘든거다. 2주간은 지방질을 태우고 2주 후부터 단백질을 태운다. 2주 후부터 정말 힘들다. 진정성이 없으면 못한다. 쇼를 위한 단식은 금물이다. 못 버틴다”며 과거 세월호 참사 당시 단식 투쟁에 참여했던 자신의 경험을 떠올렸다. 그는 이어 “정말 힘들면 중단하라. 중단의 명분찾다가 큰일난다. 특검도 좋지만 당신 몸을 생각하라”고 덧붙였다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr
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