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

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

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.

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

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

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

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

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.

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 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

미국 하버드대학연구진이 임신 가능성을 높여주는 음식과, 반대로 임신 가능성을 떨어뜨리는 음식의 목록을 발표했다. 연구진이 세계적인 학술지인 미국산부인과학저널(American Journal of Obstetrics & Gynecology)에 발표한 음식들은 여성의 혈류량 증가 및 생식기관의 건강을 돕고, 남성 정자의 운동성과 정자 생산량 증가에 도움을 주는데 탁월한 효과가 있다고 연구진은 설명했다. 연구진이 지난 10년간 연구 끝에 발표한 임신에 도움이 되는 음식의 목록은 다음과 같다. 1. 연어 연어에는 오메가3 지방산이 풍부해 여성의 혈류량을 높이고 생식기관의 건강을 지키는데 도움을 준다. 연어의 오메가3 지방산은 자궁경관 점액의 분비를 높이고, 체내 호르몬이 원활하게 분비되는데에도 긍정적인 영향을 미친다. 2. 시금치 시금치에는 비타민B 함량이 매우 높아 원활한 배란기를 유지하는데 도움을 준다. 특히 시금치에 든 엽산은 건강한 임신 및 임신 유지를 위해서 꼭 필요한 영양소로 알려져 있다. 여기에 철분이나 칼슘도 풍부해서 태아의 뇌나 척추 등 신체 성장에도 긍정적인 영향을 미친다. 3. 전곡(Whole grain) 정제되지 않은 곡물을 뜻하는 전곡에는 임신에 필수적인 비타민B, 비타민B9, 비타민B12 등이 다량 함유돼 있다. 이중 비타민B12sms 여러 연구를 통해 임신과 매우 밀접한 연관이 있다는 사실이 밝혀진 바 있다. 섬유질 역시 중요한 요소로서, 섬유질은 여성이 과도한 에스트로겐 분비로 혈당량에 문제가 생기는 것을 막아주는데 효과가 있다. 4. 콩 콩에는 엽산과 섬유질이 풍부하고 양질의 단백질이 다량 함유돼 있어 임신에 도움을 준다. 하버드대 연구진이 1만 7500명 이상의 여성을 대상으로 조사한 결과 불임 여성의 39%는 동물성 단백질의 섭취량이 평균 이상인 것으로 나타났다. 하지만 콩과 같은 식물성 단백질을 많이 섭취한 여성의 경우 불임의 위험이 덜한 것으로 밝혀졌다. 5. 다크 초콜릿 다크 초콜릿은 남성의 생식능력을 높이는데 도움이 된다고 연구진은 설명했다. 다크 초콜릿 안에는 아미노산뿐만 아니라 아르기닌-글루탐산염 등 정자의 개수와 정자의 운동성 등을 향상시키는데 도움이 되는 성분이 다량 함유돼 있다. 여기에 노화방지제도 풍부해서 환경오염 등에 노출돼 생식능력이 떨어진 남성들이 임신 가능한 정자를 생산해내는데 긍정적인 영향을 미친다. 이와 반대로 연구진은 다양한 연구자료를 바탕으로 ▲튀긴 음식 ▲탄산음료 등이 여성과 남성 모두의 임신가능성을 낮추는 음식이라고 소개했다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

배우 권율이 ‘라스’에 출연해 사전 인터뷰를 통해 밝힌 같은 소속사 배우 윤계상-이제훈-조진웅과 관련한 이야기에 대해 적극 해명한다. 또 절친이기에 꺼낼 수 있는 윤계상의 과한 다이어트를 폭로하며 입담을 뽐낼 예정이다.2일 방송될 고품격 토크쇼 MBC ‘라디오스타’(기획 김구산, 연출 한영롱)는 같은 소속사이자 절친한 네 명의 배우 권율-한예리-최원영-고성희가 함께하는 ‘사람이 좋다’ 특집으로 꾸며진다. 권율은 과거 절친한 배우 윤계상의 1+1(원 플러스 원)으로 타 방송에 출연했던 과거를 청산하고 이번엔 당당하게 ‘라디오스타’ 제 1열에 착석했다. 그는 시작부터 현 소속사의 계단 한 칸 정도는 기여하고 있다고 밝히면서 “제가 그런 사람입니다”라며 입담에 시동을 걸기 시작했다. 권율이 당황한 건 다름 아닌 같은 소속사 배우이자 절친인 윤계상과 관련한 자신의 발언. 그는 자신이 한 윤계상 관련 사전 인터뷰와 관련해 MC들과 진실공방을 벌이며 적극 해명하는 모습으로 큰 웃음을 안겼다. 권율은 이후에는 윤계상의 ‘무 탄수화물 단백질 과식’ 다이어트 식단까지 폭로해 스튜디오를 웃음 바다로 만들었다고. 그는 다이어트를 하는 윤계상이 식사를 하는 장면을 목격한 후 감탄(?)한 이유를 밝혀 모두를 폭소케 했다. 권율은 윤계상 뿐 아니라 ‘이제훈과의 여행은 피곤하다’, ‘조진웅 결혼식 사회가 불편했다’ 등 같은 소속사 동료들과의 일화를 얘기한 것과 관련해서도 적극 해명에 나서며 진땀을 뻘뻘 흘려 스튜디오를 웃음바다로 만들었다고. 권율은 이름을 개명하는데 큰 역할을 한 인물이 ‘종교지도자’라고 언급했는데, 이와 관련해 또 다시 해명을 해 MC들이 웃음을 참지 못하게 만들었다. 그 밖에도 권율은 차범근 축구교실 1세대라고 밝히며 볼 좀 차는 ‘아이돌’을 지목해 시선을 집중시키기도 했다. 권율은 화를 내는 순간에도 자신의 감정을 체크하는 습관을 고백해 모두를 놀라게 했다. 이 같은 습관에는 남다른 ‘배우 철학’이 담겨 있는 것으로 전해져 관심을 모은다. 윤계상-이제훈-조진웅까지 자신이 한 얘기에 줄줄이 해명에 나서는 배우 권율의 ‘해명 방송’은 오늘(2일) 수요일 밤 11시 10분 방송되는 ‘라디오스타’를 통해 확인할 수 있다. 이보희 기자 boh2@seoul.co.kr

국내 기초과학 연구의 구심점으로 자리잡고 있는 기초과학연구원(IBS) 연구자들이 잇따라 세계적인 연구 성과를 내놔 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS)은 유전체 교정 연구단 김진수 단장팀과 복잡계 자기조립 연구단 김기문 단장팀이 각각 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 자매지에 논문을 발표했다고 27일 밝혔다. 김진수 단장팀은 DNA 한 가닥만 정밀하게 잘라 낼 수 있는 ‘아데닌 염기교정 유전자 가위’를 이용해 생쥐의 돌연변이 유전자를 정상 유전자로 교체하는 등 난치성 유전질환 치료 가능성을 입증했다. 아데닌 염기교정 유전자 가위를 실제 동물 모델에 적용해 처음 성공을 거둔 사례다. 이 연구 결과는 생명공학 분야 ‘네이처 바이오테크놀로지’ 28일자에 발표됐다. 김진수 단장은 “이번 연구는 돌연변이 유전자를 정밀하게 교정하는 방식의 유전자 치료 가능성을 보여 준 것”이라고 말했다. 김기문 단장팀은 생체 같은 복잡한 환경에서 특정 단백질의 기능을 보다 쉽게 관찰할 수 있도록 세포핵, 세포질, 세포 표면, 세포 내 특정 소기관을 영역별로 나눠 특정 부분만 형광 염색할 수 있는 기술을 개발해 기초과학 및 공학 분야 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 27일자에 발표했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전남 장흥에는 풀만 먹여 소를 키운다는 목장이 있다. 소에 대한 글을 쓰고 있던 나는 마침 이 목장에서 주최한 세미나에 참석했다. 의구심을 품었던 나는 질문했다. “결국은 더 비싼 소를 팔기 위한 것 아닙니까?” 강연자는 당황하지 않고 최고 품질의 소를 생산하려는 것은 맞으나 등급 판정에 연연하지 않는다 했다.풀만 먹고 자란 소를 부위별로 시식하는 행사에 다시 초대받았다. 소고기에선 배합 사료를 먹인 소와 다른 낯선 짙은 육향, 건초 삭는 냄새가 느껴졌다. 문뜩 이 소의 내장 맛이 궁금했다. 목장주는 흔쾌히 시식회를 열겠다 했고 우리 세대가 알지 못하는 여물 먹인 옛날 소의 맛을 간접적으로나마 맛볼 기대감에 흥분됐다. 시식회 당일 목장엔 언론 관계자들이 모였다. 당일 도축한 소의 내장만을 받아 날로 먹거나 구워서 먹었다. 평가는 나뉘었다. 역시 질기다는 의견이 많았고 맛이 깊다, 다르다는 조심스러운 견해도 나왔다. 속속 관련 기사가 쏟아졌다. 이미 주목을 받고 있던 목장은 가치가 상승했다. 이날 난 목초 생산지의 의문을 제기했고 어떤 글도 써 내지 못했다. 아직 아는 것이 없었기 때문이다. 그 후 난 자청해 목장을 찾았고 며칠을 묵기로 했다. 어느 날은 축사 한구석에 소가 맥없이 쭈그리고 앉았다. 소는 태어나서부터 28개월을 함께 지낸 다른 소가 떠나자 여물도 물리고 구슬피 울고 있었다. 팔려 가던 소가 유독 몸부림쳐 내보내는 데 애를 먹었다는 목장주도 맘이 편치 않았다. 목장은 축사에서 먹이고 재우는 계류식과 초지에 풀어놓는 방목형의 장점만을 취했다. 축사엔 항상 마른 풀이 깔렸고 먹이는 풀은 섬유질 풍부한 유기농 라이그래스와 단백질, 칼슘 함량이 높은 목초 알팔파를 먹여 살을 찌운다. 목초를 먹은 소의 똥은 냄새가 안 나고 잘 말라 논, 밭 거름으로 쓴다. 초식 동물인 소는 염분 보충이 필수다. 축사엔 일반 소금보다 세 배 비싼 신안 토판염이 늘 비축돼 있다. 배합 사료는 일절 먹이질 않는다. 소는 풀을 먹고 소화하는 동물이라는 당연한 사실이 새삼스러웠다. 풀을 먹은 소는 초지로 나와 마음껏 뛰논다. 목장을 거닐면 소들이 다가왔다. 손을 뻗으면 소를 만질 수 있었다. 하루는 지축을 뒤흔드는 소리에 놀라 보니 소들이 무리 지어 뛰고 있었다. ‘소가 뛴다!’ 이곳에서 저 끝까지 소가 ‘우두두두’ 달리는 장관이 눈앞에 펼쳐졌다. 어미가 뛰니 새끼는 껑충 뜀으로 쫓는다. 반도 못 가 돌아오는 어미를 다시 쫓아 뒤뚱거린다. 아름다운 모습에 눈물이 맺혔다. ‘이 소는 행복하다.’ 소는 냄새에 민감해 침이 묻은 풀을 먹지 않는다. 새벽부터 끼니마다 마른 풀을 먹이는 목장주의 엄지와 검지엔 딱지처럼 굳은살이 박였다. 어떤 농장은 물통에 소똥이 빠져도 며칠씩 그냥 두니 물이 썩는다. 소가 밟고 지나가면 다른 소가 그 물을 마신다. 여긴 달랐다. 물통이 반짝거렸다. 수시로 닦고 새 물을 채운다. 축사 뒤편에 놓여 방문객에게는 잘 보이지도 않는 물통이었다. “소를 내 손으로 다 받았네, 처음 있던 놈이 어느새 다섯 번 새끼를 낳았어. 그놈이 열두 번까지 새끼를 낳아 주면 다 받을 거야. 그게 꿈이야.” 우린 함께 웃었다. 서로 맘이 닿았다. 만남은 새롭다, 스침은 섣부르다. 눈을 가리고 오해를 남긴다. 깊이 보면 조금 더 안다. 현재를 살아가는 우리에게 가장 중요한 만남이 곧 이뤄진다. 우린 소망한다. 모두의 염원을 담아 더 깊이 다가가길. 그리고 기다린다.

줄기세포를 유전자 조작 없이 폐암 치료에 활용하는 방법이 국내 연구팀에 의해 개발 되었다. 한국연구재단은 강동우 (가천대 의과대학 교수) 연구팀이 골수 줄기세포의 표면에 나노항암약물을 결합하여 폐종양을 제거하는 치료 전략을 제시했다고 밝혔다. 줄기세포는 폐종양 부위를 추적해서 찾아가는 능력이 뛰어나다. 이 점을 이용하여 그동안 줄기세포의 유전자를 조작하거나 내부에 항암제를 주입하여 암세포 치료제로 적용하려는 연구가 많이 진행되었으나, 아직까지 승인된 치료제는 없다. 이는 유전자 조작으로 인하여 줄기세포가 또 다른 암을 유발할 위험성과 항암약물이 주입되었을 때 줄기세포의 암세포 추적 능력이 현저히 저하되기 때문이다. 연구팀은 줄기세포를 약물 전달체로 활용하되, 유전자를 조작하는 대신 나노항암약물을 줄기세포의 표면에 결합시켰다. 여러 줄기세포 중에서 골수 유래 중간엽 줄기세포 표면의 CD90 단백질에 나노항암제를 결합하였고, 이로서 줄기세포의 암 추적 기능을 안정적으로 유지하면서도 항암효과를 극대화하였다. 개발된 줄기세포-나노약물 결합체는 정맥 투여 후 3일 내로 폐종양에 집중되고, 12시간 내에 암세포를 사멸하기 시작하였으며, 암세포 제거 후 줄기세포 또한 상호적으로 사멸되었다. 줄기세포 1개 당 폐암세포 3개 정도가 제거되었다. 인간폐암이 생성된 생쥐에 실험하였을 때에도 폐종양의 크기가 현저히 줄어들어 치료 효과를 입증하였다. 강동우 교수는 “줄기세포의 암추적 능력을 이용하면 기존 항암제에 비해 100배나 적은 약물만으로도 탁월한 폐종양 제거가 가능하며, 치료기간 동안 환자가 항암 부작용을 전혀 느끼지 못할 수준으로 치료가 가능하다”며 “향후 이들 줄기세포 나노약물 코팅 기술을 이용하면 췌장암, 뇌암 등 다양한 난치성 종양치료의 임상적 성공 가능성이 높아질 것”이라고 연구의 의의를 설명했다. 이 연구 성과는 국제학술지인 어드밴스드 사이언스(Advanced Science)의 5월호 표지 논문(frontispieces)으로 게재된다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

동물은 식이행동, 즉 먹는 행위를 통해 다른 유기물을 섭취·소화해 영양분을 얻고 생명을 유지한다. 태어나자마나 누가 가르쳐 주지 않아도 뭔가를 먹을 수 있다는 것은 신비롭게 느껴지기까지 한다. 대부분의 행동이 뇌의 활동으로부터 발생하고 조절되듯이 식이행동도 뇌의 작용에 의해 일어난다. 우리 몸에 에너지가 부족한지 과잉인지 뇌는 어떻게 알아내 음식을 그만 먹거나 더 먹도록 명령을 내리는 걸까. ‘렙틴’이라는 물질은 식이행동을 조절하는 주요 인자다. 1994년 더글러스 콜먼 교수와 제프리 프리드먼 교수는 고도비만 생쥐에게서 ‘ob’라는 유전자에 돌연변이가 있다는 사실을 발견하고 ob 유전자가 지방세포에서 만드는 단백질을 렙틴으로 명명했다. ‘얇다’는 뜻의 그리스어 ‘렙토스’에서 유래된 용어다. 렙틴이 부족한 생쥐에게 렙틴을 투여했더니 먹는 양이 줄어들고 정상 체중으로 돌아왔다. 렙틴 유전자 이상이 원인인 고도 비만 환자에게 렙틴을 투여해 체중 감량 효과를 확인하는 증례보고도 이어졌다. 콜먼 교수와 프리드먼 교수는 렙틴을 발견한 공로로 2010년 미국의 노벨상이라고 불리는 래스커상을 수상했다. 그러나 대부분의 비만환자에게 렙틴을 투여해도 효과가 미미하다는 것이 문제다. 비만한 사람에게서는 렙틴이 결여된 것이 아니라 오히려 증가돼 있다. 이것을 ‘렙틴 저항성’이라 하는데 렙틴이 결합하는 수용체에 변화가 생기거나 세포 내 렙틴 신호전달체계의 문제가 발생해 일어난다. 렙틴 저항성을 회복하려면 가공식품을 적게 먹고 식이섬유를 많이 먹으면서 운동량을 늘리고 잠을 충분히 자는 것이 중요하다. 중성지방은 렙틴이 뇌 속으로 전달되는 것을 가속화한다. 탄수화물을 적게 먹고 단백질 섭취를 늘리는 것이 도움이 된다. 반대로 식이행동 문제 중에는 비정상적으로 잘 먹지 않으려고 하는 ‘신경성 식욕부진’이라는 질병이 있다. 신경성 식욕부진 환자에게서는 식욕을 촉진하는 그렐린 양이 비정상적으로 높아 ‘그렐린 저항성’ 가설이 나오고 있다. 렙틴과 그렐린 모두 뇌 시상하부의 ‘궁상핵’이라는 부위에 작용한다. 이곳에 있는 식욕증진세포는 그렐린에 의해 활성화되고 식욕억제세포는 렙틴에 의해 활성화된다. 궁상핵의 뉴런들은 최종적으로 뇌실곁핵의 ‘Y1 수용체’(식욕증진)나 ‘MC4 수용체’(식욕억제)에 신호를 보내 식욕을 조절하게 된다. 최근 MC4 수용체에 작용하는 물질이 발견돼 네이처지에 보고됐다. 스타브로울라 코우스테니 미국 컬럼비아대 교수팀은 뼈를 합성하는 세포인 조골모세포가 분비하는 ‘리포칼린2’라는 물질이 뇌실곁핵의 MC4 수용체에 작용해 식욕을 억제한다는 것을 발견했다. 비슷한 시기에 사이언스지에는 지방세포에서 분비되는 ‘유리딘’의 역할이 보고됐다. 셔러 텍사스주립대 교수팀은 음식을 먹으면 렙틴이 증가하고 금식하면 유리딘이 증가하는 현상을 발견했다. 혈중 유리딘이 증가하면 체온과 산소 사용량을 낮춰 에너지 소비를 최소화하고 렙틴의 분비를 억제해 식욕이 늘도록 조절하는 것이다. 지방세포는 뇌 안에서 식욕을 쥐락펴락하는 중요한 내분비 기관이기도 한 것이다. 다이어트 결심 한번쯤 안 해본 사람이 없을 정도로 현대인에게 비만과 건강한 식이행동은 중요한 화두임과 동시에 어려운 문제다. 다행히 뇌과학은 비만이나 비정상적 식이행동에 대한 이해를 급속히 넓혀가고 있다. 아직은 밝혀지지 않은 미지의 부분도 많지만 언젠가 퍼즐이 좀더 맞춰져 누구나 건강하게 먹고 건강하게 지낼 수 있는 뇌과학적 해결책을 찾길 기대해본다.

최근 개봉한 영화 ‘램페이지’에는 생명체의 크기, 성격, 지능들을 조절할 수 있는 유전적 정보를 바꾸는 기술이 잘못됐을 때 나타나는 최악의 상황을 보여 준다. 인류는 오래전부터 생명체의 다양한 특징을 변형하는 것을 꿈꿔 왔다. ‘걸리버 여행기’ 같은 소설이나 미신처럼 전해 오는 바닷속 ‘크라켄’ 같은 괴생명체들은 인류가 상상해 온 생명체 형질 변화에 대한 막연한 상상이 만들어 낸 결과물들이다.의생명과학의 발전으로 생명체의 크기, 성격, 지능, 근육, 수명 등은 유전정보를 지닌 DNA의 차이에 따라 달라진다는 것이 속속 증명되고 있다. 반려동물로 키우는 강아지도 개라는 같은 종이지만 크기와 생김새는 제각각이다. 아주 오래전 개를 기르기 시작하며 사람들은 취향과 목적에 맞는 개를 선택적으로 교배했고, 지금과 같은 다양한 종류의 개들이 존재하게 됐다. 개의 크기도 마찬가지다. 과학자들은 작은 개와 큰 개들 사이의 DNA를 비교해 ‘IGF-1’이라는 성장 호르몬 단백질이 큰 개와 작은 개에게서 다르게 나타난다는 것을 알게 됐다. 현대 의생명과학 연구는 머지않은 미래에 우리가 생각하는 생명체의 다양한 특징을 결정하는 유전자와 조절 메커니즘을 찾아낼 것이다.그렇다면 유전자의 염기서열이나 발현 기작을 조절해 생명체의 특징을 다양하게 바꿀 수 있지 않을까 하는 질문이 자연스럽게 생긴다. 더군다나 최근 발명된 유전자 가위 ‘크리스퍼-캐스9’ 덕분에 조만간 가능해질 것으로 생각되어진다. 크리스퍼-캐스9은 박테리아가 자신을 감염시키는 바이러스인 박테리오 파지 DNA를 절단해 감염을 막는 면역시스템으로 발견됐다. 박테리오 파지만이 가지고 있는 DNA의 염기서열을 정확하게 인식해서 절단하는 크리스퍼-캐스9의 특성은 특정 유전정보가 담겨 있는 DNA 염기서열을 정확히 자르는 가위로 사용될 수 있다는 가능성을 보여 줬다. 최근까지 많은 과학자들이 크리스퍼-캐스9을 이용해 생명체 특성과 연관 있는 유전자를 편집하며 기대했던 특성이 나타날 수 있다는 것을 여러 동물ㆍ식물실험에서 확인했다. 또 유전자의 차이에 의해 나타나며 기존 방법으로는 치료 불가능했던 선천성 질환들도 유전자 가위를 이용한 유전자 편집으로 치료 가능하다는 것을 보여 주는 연구 결과들도 속속 발표되고 있다. 앞서 언급했던 영화에 등장하는 하얀 거대 고릴라나 괴수 늑대, 악어 역시 유전자 가위로 만들어질 수도 있다. 근육 형성에 관여하는 미오스타틴 발현을 억제해 근육이 풍부한 돼지나 소를 만들어 더 좋은 육질의 가축 생산이 가능해질 날도 머지않은 것으로 보인다. 이렇듯 유전자 편집 기술의 비약적 발전은 사회적으로도 많은 영향을 미칠 것이다. 이 때문에 미국을 포함한 선진국들은 유전자 편집 기술에 대한 가이드라인을 만들려고 하고 있다. 그러나 유전자 편집 자체를 부정적으로 보는 시선도 여전히 많다. ‘램페이지’도 과장이 심하긴 하지만 잘못된 유전자 조작의 경고일 수 있다. 가장 대표적인 것은 유전자 조작된 음식을 식탁에서 막자는 운동이다. 기존 유전자 조작 농산물들은 대개 종자를 유전적으로 심하게 변형시킨 뒤 좋은 특성을 가진 품종만을 고르는 작업으로 탄생했다. 따라서 1~2개의 특정 유전자가 아닌 여러 유전자가 변화된 농산물이 만들어지곤 했다. 그래서 좋은 특성을 갖기도 하지만 생각지도 못한 다른 특성이 나타날 수도 있다. 하지만 유전자 가위는 기존에 사용돼 온 방식보다 부작용이 훨씬 적다. 유전자 편집 기술의 사용을 모두 허용하지는 않더라도 여러 분야에서 이 기술을 빠르게 적용할 필요는 있다. 예쁜 강아지를 얻기 위한 노력으로 현재의 다양한 종류의 개를 만들어 온 선택교배 방법보다도 유전자 가위를 이용한 유전자 편집으로 만들어질 개들은 훨씬 다양하고 여러 질병에서도 좀더 자유로워질 수 있을 것이다.

맑은 하늘을 본 지가 언제인가 싶을 정도로, 한반도 상공은 연일 미세먼지를 뒤집어쓰고 있다. 미세먼지에서 초미세먼지로 강도를 높이고 있는데, 근심은 단지 호흡기 문제로 끝나지 않는다. 미국 몬태나대학과 멕시코 바예데멕시코대학 등의 연구팀이 멕시코시티에 거주하는 생후 11개월 아이부터 만 40세의 성인까지 203명을 장기간 조사한 결과 초미세먼지에 노출된 젊은이들의 뇌에서 알츠하이머병을 유발하는 비정상적 단백질 2종 등을 발견했다고 밝혔다. 초미세먼지에 많이 노출된 사람들에게서 알츠하이머병이 조기 진행되고 있다는 것이다. 연구진은 대기오염을 줄이는 방법밖에는 없다고 결론을 내놓았다.스웨덴 스톡홀롬복원력센터 요한 록스트룀 소장과 사진작가이자 영화제작자 마티아스 클룸이 함께 쓴 ‘지구 한계의 경계에서’는 망가질 대로 망가진 환경을 새롭게 복원하고, 그 기저 위에서 인류가 번영하는 길이 무엇인지 담아낸 책이다.아프리카 일부에 몰려 있던 인류가 지구 전반으로 퍼진 것은 약 1만년 전부터 지구가 간빙기에 접어들었기 때문이다. 인간이 살기 좋은 ‘홀로세’가 온 것이다. 홀로세가 시작되면서 “우리는 갑자기 숲, 초원, 어자원, 포유류, 박테리아, 공기의 질, 얼음 덮개, 기온, 담수의 이용 가능성, 비옥한 토양 따위가 두루 안정적인 균형을 갖춘” 환경을 누리게 됐고, 이때를 틈타 각종 “재화·서비스의 원천”을 손에 넣었다. 하지만 인간은 자연이 준 천혜의 조건을 자기들 마음대로 뒤바꾸었다. 특히 산업혁명 때부터 본격적으로 시작된 인간의 지구 파괴 역사는 1950년대부터 가속됐다. 결과는 말 안 해도 안다.지구 파괴의 역사 중 가장 가공스러운 세 가지는 기후변화, 질소와 인의 과부하, 생물다양성 손실이다. 이 중 가장 심각한 것은 대기오염 등을 포괄하는 기후변화다. 2014년 대기 중 이산화탄소 농도가 400에 다다르면서 지구 온도는 2도 상승했다. 지구 온도가 2도 상승하면 해수면이 높아지고, 결과적으로 인류가 그토록 자랑스러워하는 거대 도시 중 일부는 침수 위기를 걱정해야 한다. 2015년에는 지구 탄소배출량이 400억t 고지를 넘어섰는데, 이 속도라면 세기 말에 지구 온도는 4도 이상 올라간다. 도시는 고사하고 인류의 생존을 장담할 수 없는 수준이다. 우리는 어떻게 해야 할까. 저자들은 “인류의 막대한 영향력을 강조하기 위해 만들어 낸 비공식적 개념, 인류세를 통해 인류가 지구에 가하는 압박의 규모를 이해하는 데에서부터 출발해야 한다”고 강조한다. 간략하게 정리하면 안전한 지구 한계 내에서 살아가려면 안전한 지구 한계가 정확히 어디인지 알아야 한다는 것이다. “기후변화, 성층권 오존층의 파괴, 생물다양성 손실, 화학물질에 의한 오염, 해양 산성화, 담수 소비, 토지 이용의 변화, 질소와 인에 의한 오염, 대기오염 혹은 에어로졸 부하” 등 9가지가 저자들이 말하는 “지구 한계” 개념이다. 이를 모든 인류가 인지하도록 교육함으로써 인류에게 닥칠 재앙을 피해야 한다고 주장한다. 지구 한계 내에서 혁신을 추구하는 것만이 인류의 미래를 보장하는 길이라는 것이다. 물론 어려운 일이다. 인간의 탐욕을 끝이 없으니 그 탐욕을 꺾을 수 있는 삶의 철학이 무엇인지 함께 고민해야 할 때다. 장동석 출판평론가·뉴필로소퍼 편집장

식량부터 약용까지, 다방면으로 쓰이는 바퀴벌레를 한 해 60만 마리씩 번식시키는 중국의 한 농장이 현지 언론에 소개됐다. 홍콩 사우스차이나모닝포스트의 19일 보도에 따르면 현재 중국 대륙에는 바퀴벌레만을 전문적으로 번식하고 사육하는 공장이 다수 있으며, 이렇게 ‘만들어진’ 바퀴벌레는 사람에게 쓰이는 치료제나 가축용 사료 등으로 활용되고 있다. 이중 규모가 가장 큰 곳은 쓰촨성(四川省) 시창시(西昌市)에 위치한 A농장으로, 세계 최대 규모를 자랑한다. 쓰촨 정부 발표에 따르면 이곳에서는 연간 60억 마리의 바퀴벌레를 생산하고 있으며, 대부분은 약용으로 사용된다. 수 십 억 마리의 바퀴벌레를 번식시키고 관리하는 것은 인공지능(AI) 시스템이다. 온도와 습도를 조절하는 것은 물론이고, 각각의 바퀴벌레에게 먹이를 주고 몸집을 측정한 뒤 분류하는 것도 인공지능의 역할이다. 사우스차이나모닝포스트는 “AI는 중국의 많은 분야에 변화를 가져왔는데, 안면인식 시스템뿐만 아니라 바퀴벌레 농장에도 영향을 미쳐 바퀴벌레 생산성을 향상시키는데 큰 역할을 했다”고 평가했다. 해당 시스템을 관리하고 있는 장웨이 박사는 “AI를 이용해 바퀴벌레를 생산하고 관리하는 것은 전 세계 어디에서도 찾아보기 힘든 독특한 방식”이라고 설명했다. 바퀴벌레는 지구상에 공룡에 서식했던 시기에서부터 살아남은 곤충으로 급격한 환경 변화에서도 살아남을 수 있는 생명력과 번식력을 가졌다. 이러한 바퀴벌레는 오래 전부터 중국에서 치료제로 사용돼 왔다. 여전히 일부 중국 남부 지역에서는 열병이 난 갓난아기에게 바퀴벌레와 마늘을 섞어 만든 자가치료제를 먹이면 낫는다는 속설이 존재한다. 중국 정부는 오랜 전통을 바탕으로 바퀴벌레 치료제를 양지로 끌어내기 위해 애써왔다. 20년에 가까운 연구 끝에 바퀴벌레에게서 치료제로 사용할 만한 단백질 및 화학적 성분을 발견하고 추출해 내는데 성공했다. 중국의과학원(CAMS)의 한 전문가는 “바퀴벌레로 만든 약은 만병통치약이 아니다”라면서도 “하지만 대형 병원과 전문가들은 바퀴벌레 약이 일부 증상에는 효능을 보인다는 사실을 입증했다”고 설명했다. 사우스차이나모닝포스트에 따르면 현지에서는 바퀴벌레를 이용해 만든 물약 100㎖가 50위안(한화 약 8500원)에 판매된다. 인터넷에는 해당 약을 먹는데 큰 거부감이 없으며 실제로 몸이 아플 때 먹었더니 효과가 있었다는 내용이 넘친다. 인기가 많다보니 바퀴벌레 농장의 수입도 적지 않다. 쓰촨성 당국의 발표에 따르면 A농장의 연간 수입은 43억 위안, 한화로 7295억 원에 달한다. 한편 이와 관련해 베이징 중국과학원의 주차오둥 교수는 “만약 해당 농장에서 키우는 바퀴벌레 수 십 억 마리가 지진과 같은 자연재해나 건물 내 결함 혹은 직원의 실수로 외부로 유출된다면 엄청난 재앙이 닥칠 것”이라고 경고했다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 치매 발병 원인의 절반 이상을 차지하는 알츠하이머를 개선하고 기억력도 되찾을 수 있는 방법을 찾아내 화제가 되고 있다.경북대 진희경(왼쪽) 수의대 교수·배재성(오른쪽) 의대 교수 공동연구팀은 뇌에서 염증을 일으키는 단백질을 억제하는 물질을 찾아내고 구체적인 작용 메커니즘을 규명해 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 16일자에 발표했다. 알츠하이머는 베타 아밀로이드 단백질이 뇌에 축적되면서 신경세포를 손상시켜 발생하는 질환으로 알려져 있다. 이 때문에 그동안 많은 연구가 베타 아밀로이드를 제거하는 데 초점이 맞춰져 있지만 사람을 대상으로 하는 임상시험 단계에서 번번이 실패했다. 연구팀은 알츠하이머 환자의 신경세포에서 ‘스핑고신 키나아제1’(SphK1)이라는 효소가 줄어드는 점에 착안해 베타 아밀로이드 단백질이 아닌 뇌에서 발생하는 염증 현상에 주목했다. 연구팀은 알츠하이머를 유발시킨 생쥐로 실험을 해 SphK1 효소가 많을수록 뇌 염증과 베타 아밀로이드 단백질이 줄어들고 기억력이 향상되며 베타 아밀로이드 단백질이 더이상 축적되지 않는다는 사실을 확인했다. 또 알츠하이머 환자의 뇌조직과 신경세포에서도 SphK1이 줄어들어 있고 염증을 억제하는 물질이 제대로 분비되지 않는다는 것을 알게 됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr