-미국암학회 "화학요법 이후 최대 발견" 항암치료의 새 장을 열어줄 치료제가 공개됐다고 영국 일간 데일리메일 등 외신들이 31일(현지시간) 보도했다. ‘미국암학회’(ASCO)는 최근 시카고에서 열린 ASCO 연례 컨퍼런스에서 이 같은 성과를 발표했다. 전문가들에 따르면 이번 치료제는 '화학요법 이후 항암치료계의 최대 발견'이다. ‘면역요법’ (Immunotherapy) 이라 일컫는 이 치료법은 인간 면역체계가 암 세포를 인식하고 공격할 수 있도록 보조하는 것을 골자로 한다. 본래 인간 면역체계는 각종 종양에 맞서 싸우도록 되어있다. 그렇지만 암과 같은 악성 종양은 ‘위험하지 않은’ 조직으로 위장한 채 증식을 계속한다. 면역요법은 면역계가 이러한 위장에 속지 않고 암을 인식해 공격하게 해준다는 것이 전문가의 설명이다. 자세히 설명하면 다음과 같다. 면역세포의 일종인 T세포는 센서 역할을 하는 단백질 PD-1과 경보기 역할을 하는 단백질 B7.1을 통해 비정상 세포를 찾아내고 공격한다. 과학자들은 그동안 T세포가 암세포를 공격하지 않는 이유를 연구했다. 그리고 최근 암 세포 표면에서 발견되는 단백질 PD-L1이 PD-1 및 B7.1에 융합하여 그 기능을 마비시킨다는 사실을 알아냈다. 면역요법 치료제는 PD-L1의 융합 작용을 막아 T세포가 정상적으로 기능하게 해준다. 치료제는 이필리무밥(ipilimumab)과 니볼류맙(nivolumab) 2종으로 동일한 작용을 하며, 병행하여 사용했을 때 치료 확률이 커지는 것으로 알려졌다. 실제 치료는 몇 주에 한 번 꼴로 치료제를 소량 투여하는 방식으로 이루어지며 1년 총 치료비는 1억 7000만 원 정도다. 영국의 경우 보건의료당국 승인을 받았고 유럽 각지에서는 사용 승인 대기 중이다. -'위장'한 암세포 찾아서 공격 이 요법은 폐암, 피부암 등 가장 치명적인 암 질병에 효과가 있으며 그 외에도 치료가 극도로 어렵다고 알려진 신장암 방광암 두경부암 등에도 효과를 보였다. 영국 피부암 환자 950명을 대상으로 한 임상치료에서는 60%에 달하는 환자의 종양이 크게 축소되거나 통제 가능한 수준으로 호전되었다. “사실상 정상적인 삶을 되찾은 것”이라고 치료를 지켜본 의사는 전했다. 전문가들은 기타 암 질환의 경우에도 적어도 절반 이상 환자에게 효과가 나타날 것으로 기대하고 있다. 이 치료법으로 목숨을 구한 전직 여교수의 사례도 알려졌다. 영국 여성 비키 브라운은 2006년 피부암을 진단받고 2013년에는 시한부 선고를 받았으나 같은 해 8월 임상치료에 참가해 불과 몇 주일 만에 완치되었다. 그녀는 “기적의 치료제 같았다”며 당시 소감을 밝혔다. 연구진은 이 치료법을 가능한 한 빠르게 확대 실시해야 한다고 주장한다. 발진이나 메스꺼움, 피로감 등의 부작용이 있지만 그 정도는 화학요법보다 심하지 않다는 것이다. 1970년대까지만 하더라도 화학요법은 보편적인 항암 치료법이 아니었다. 극도의 피로, 구토와 탈모를 유발하며 각종 감염에 취약하게 만드는 까닭에 현재도 많은 환자들이 화학치료를 중도 포기하곤 한다. 미국 예일 암센터 로이 허스트 교수는 “향후 5년 이내에 면역요법이 화학요법을 대신해 표준 암 치료법으로 자리 잡을 수 있다”며 “거대한 발견이다, 항암치료의 패러다임 전환이 찾아왔다”고 전했다. 사진=ⓒ포토리아 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

영화 ‘스파이더맨’에서 주인공이 고층 건물 사이를 마음대로 날아다니고, 열차를 끌어당길 수 있는 것은 손에서 발사되는 인공 거미줄 덕분이다. KAIST 기계공학과 유승화 교수팀은 미국 MIT·플로리다 주립대·터프츠대 연구팀과 공동으로 컴퓨터 모델링을 이용해 스파이더맨의 거미줄과 비슷한 인공 생체섬유 개발에 성공했다고 1일 밝혔다. 이번 연구 성과는 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 지난달 28일자 온라인판에 실렸다. 거미줄은 똑같은 두께의 강철보다 강도가 5배나 높고 케블라 섬유보다도 훨씬 질기다. 거미들은 누에처럼 고치를 만들지 않고, 같은 공간에 있으면 서로를 잡아먹기 때문에 사육을 통해 대량으로 거미줄을 얻기는 힘들다. 이 때문에 박테리아 유전자에 거미줄 단백질을 삽입해 생체섬유를 만들려는 시도는 많았지만 대부분 실패했다. 연구팀은 컴퓨터 모델링으로 실제 거미줄을 형성하는 것과 비슷한 단백질을 찾아냈다. 박테리아의 유전자를 조작해 단백질을 삽입한 뒤 거미의 실 분비기관과 유사하게 만든 방적기계로 인공 거미줄을 생산하는 데 성공했다. 연구팀은 또 거미줄 분석을 통해 거미줄 단백질이 물속에서 안정성을 갖는 ‘친수성’ 영역과 물과 쉽게 결합되지 않는 ‘소수성’ 영역이 교차되면서 강도와 인성이 높은 생체섬유가 된다는 것을 발견했다. 유 교수는 “이번 연구를 통해 거미줄의 합성 원리를 밝혀내고, 자연에서 만들어지는 것과 비슷한 생체섬유 제작이 가능하다는 것을 알게 됐다”며 “생체 적합성을 갖기 때문에 인체 내에서도 부작용이 발생하지 않아 의료용으로 많이 쓰일 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

특정 백혈병 치료제가 다운증후군이나 취약X증후군과 같은 지적장애와 관련한 뇌세포의 발달 문제를 예방할 수 있는 것으로 나타났다. 미국 미시간대(UM) 생명과학연구소(LSI) 연구팀이 미국식품의약국(FDA) 승인 백혈병 치료제인 닐로티닙(nilotinib)과 베이프티닙(bafetinib)이 다운증후군과 취약X증후군과 같은 지적장애와 관련한 뇌의 신경세포 말단 부분에서 이상증식을 막는 효과가 있다고 밝혔다. 다운증후군과 취약X증후군은 유전자가 원인이라고 흔히 볼 수 있는 지적 장애인데 최근 연구에서는 이 두 장애가 서로 밀접한 관련성이 있을 수 있다고 지적되기 시작했다고 연구를 이끈 빙 예 박사과정 연구원은 설명했다. 그는 자신의 실험실에서 동료 김정환 박사후연구원과 대학원생인 가브리엘라 스턴 연구원과 함께 이번 연구를 진행했다. 이런 관련성은 흔히 ‘디스캠’(Dscam)이라는 약자로 불리는 다운증후군 세포 접착 분자(Down syndrome cell-adhesion molecule)라는 단백질이 비정상적으로 증가해 뇌에 이상을 일으킨다는 것이다. 　 디스캠이라는 유전자 정보로부터 만들어지는 단백질은 신경세포가 발달 초기 단계에 필요하지만, 이 디스캠 수준이 계속 높은 상태일 때 문제가 발생했다. 신경세포 말단이 오래 증식해 근처 신경세포와 잘못 연결된다는 것이다. 현재 이는 동물 실험으로 밝혀진 현상이다. 동물 실험에서 장애의 배경을 검증하는 작업이 계속되고 있어 이번 치료제의 효과도 동물 실험을 통해 새롭게 밝혀졌다. 이번 연구에 따르면, 디스캠 수준이 높은 상태로 지속하면 파리의 신경세포 말단은 평소보다 50% 증가한다. 반면 닐로티닙이나 베이프티닙을 투여한 파리에서는 15%밖에 늘어나지 않았다. 취약X증후군이라는 유전자 이상을 일으킨 파리 실험에서는 신경세포의 성장 신경섬유가 평소보다 약 3분의 1이 길어졌지만 약을 투여한 파리는 보통보다 3%만 길어지는 데 그쳤다. 연구팀은 앞으로 뇌의 질병을 가진 쥐를 대상으로 실험을 진행한다. 하지만 인간의 경우는 신경체계와 뇌가 훨씬 복잡하므로 디스캠 관련 문제는 아직 충분히 알려지지 않았다. 임상 시험 단계는 아직 멀었지만, 동물 실험처럼 이런 항암제에 뜻밖의 효과가 발견될 가능성도 있다. 한편 이번 연구결과는 국제학술지 ‘이라이프(eLife)’ 19일 자에 실렸다. 사진=이라이프 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

냉해에 5배나 강하면서도 정상적인 생육이 가능한 벼 생산 핵심 기술을 우리나라 연구팀이 세계 최초로 개발해 눈길을 끌고 있다. 식물의 냉해 스트레스를 막을 수 있는 유전자원을 발견함에 따라 향후 냉해 예방을 통한 농작물의 생산성 향상에도 긍정적인 영향을 미칠 것으로 전망된다. 1일 해양수산부에 따르면 해수부 산하 극지연구소 이형석 박사팀과 연세대 김우택 교수팀은 최근 5년간 남극의 춥고 척박한 땅에서 꽃을 피우는 볏과 식물 ‘남극좀새풀’을 연구했다. 남극좀새풀이 세포 손상 방지 효과가 높은 결빙 방지 단백질 유전자를 가진 것을 포착하고 저온 적응 핵심 유전자(DaCBF7)를 분리하는 데 성공했다. 연구 결과(논문명 ‘남극좀새풀 DaCBF7 유전자를 활용한 내냉성 벼 연구’)는 식물학 전문 학술지인 ‘플랜트 사이언스’ 홈페이지에 게재됐다. DaCBF7 유전자는 저온에서도 냉해를 입지 않도록 식물체에 다양한 생리적 변화를 일으키는 핵심 유전자다. 연구팀은 해당 유전자를 일반 벼에 도입해 심각한 냉해를 미칠 수 있는 온도인 4도에서 8일간 배양하는 내냉성 실험을 진행한 결과 저온에서 생존 능력이 현저히 향상되는 등 냉해에 5배나 강한 것을 확인했다. 일반 벼는 11%만 살아남았지만 형질전환 벼는 평균 54%, 최고 79%의 생존율을 보였다. 특히 일반 벼의 생육조건인 28도에서도 생장 속도에 전혀 차이가 없었다. 그동안 겨울철 추위에 강한 밀과 보리의 유전자를 작물에 도입한 사례가 있었지만 유전자 도입 이후 성장이 느려지거나 개체가 작아지고 꽃이 피는 시기가 늦어지는 등 작물 생산성이 줄어드는 부작용이 나타났다. 이형석 박사는 “극지식물의 유전자원을 활용해 냉해 피해를 입기 쉬운 농작물의 생산성 향상에 기여할 수 있는 잠재적 가치를 확인했다”고 말했다. 세종 강주리 기자 jurik@seoul.co.kr

비정상적으로 발현된 암세포는 일반 세포와는 달리 생명력이 강해 외과수술 후에도 다량의 항암제와 방사선 치료가 필요하다. 하지만 과다한 항암제 투여는 암세포뿐만 아니라 정상 세포까지 파괴한다. 탈모나 구토, 빈혈 같은 부작용이 그래서 나타난다. 국내 연구진이 적은 양의 항암제만으로도 암세포를 죽게 만드는 단백질을 찾아냈다. 항암 치료의 부작용을 최소화할 수 있는 치료제 개발에 청신호가 켜진 것이다. 아주대 의대 김유선 교수팀은 항암제 저항성을 가진 암세포까지 죽일 수 있는 세포사멸 단백질 ‘RIP3’를 찾고, 이를 강화하는 방법까지 개발했다고 1일 밝혔다. 이번 연구 성과는 세계적 과학저널 ‘네이처’의 자매지인 ‘셀 리서치’ 온라인 최신호에 실렸다. 김 교수팀은 유방암 환자와 정상인 사이에서 RIP3 발현이 차이가 나고, 유방암 환자 중에서도 RIP3가 많이 발현되는 사람의 경우 치료 효과와 생존율이 높다는 점에 착안했다. 연구진은 이에 따라 RIP3 단백질을 인위적으로 늘릴 경우 항암 치료 효과가 높아질 것으로 봤다. 연구진은 생쥐에게 유방암이 생기게 한 뒤 두 그룹으로 나눠 한쪽에만 RIP3가 많이 발현될 수 있도록 약물을 주입했다. 이어 두 그룹 모두에 항암제를 주입했는데 RIP3가 발현되도록 한 그룹이 그렇지 않은 그룹보다 암 치료 효과가 높은 것으로 나타났다. 김 교수는 “이번 연구는 단백질을 이용해 암세포 자살을 유도하는 새로운 메커니즘을 찾아냈다는 데 의미가 있다”며 “RIP3 조절로 항암제 반응성을 높이는 것은 물론 새로운 개념의 암 치료제 개발에도 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

-미국암학회 "화학요법 이후 최대 발견" 항암치료의 새 장을 열어줄 치료제가 공개됐다고 영국 일간 데일리메일 등 외신들이 31일(현지시간) 보도했다. ‘미국암학회’(ASCO)는 최근 시카고에서 열린 ASCO 연례 컨퍼런스에서 이 같은 성과를 발표했다. 전문가들에 따르면 이번 치료제는 '화학요법 이후 항암치료계의 최대 발견'이다. ‘면역요법’ (Immunotherapy) 이라 일컫는 이 치료법은 인간 면역체계가 암 세포를 인식하고 공격할 수 있도록 보조하는 것을 골자로 한다. 본래 인간 면역체계는 각종 종양에 맞서 싸우도록 되어있다. 그렇지만 암과 같은 악성 종양은 ‘위험하지 않은’ 조직으로 위장한 채 증식을 계속한다. 면역요법은 면역계가 이러한 위장에 속지 않고 암을 인식해 공격하게 해준다는 것이 전문가의 설명이다. 자세히 설명하면 다음과 같다. 면역세포의 일종인 T세포는 센서 역할을 하는 단백질 PD-1과 경보기 역할을 하는 단백질 B7.1을 통해 비정상 세포를 찾아내고 공격한다. 과학자들은 그동안 T세포가 암세포를 공격하지 않는 이유를 연구했다. 그리고 최근 암 세포 표면에서 발견되는 단백질 PD-L1이 PD-1 및 B7.1에 융합하여 그 기능을 마비시킨다는 사실을 알아냈다. 면역요법 치료제는 PD-L1의 융합 작용을 막아 T세포가 정상적으로 기능하게 해준다. 치료제는 이필리무밥(ipilimumab)과 니볼류맙(nivolumab) 2종으로 동일한 작용을 하며, 병행하여 사용했을 때 치료 확률이 커지는 것으로 알려졌다. 실제 치료는 몇 주에 한 번 꼴로 치료제를 소량 투여하는 방식으로 이루어지며 1년 총 치료비는 1억 7000만 원 정도다. 영국의 경우 보건의료당국 승인을 받았고 유럽 각지에서는 사용 승인 대기 중이다. -'위장'한 암세포 찾아서 공격 이 요법은 폐암, 피부암 등 가장 치명적인 암 질병에 효과가 있으며 그 외에도 치료가 극도로 어렵다고 알려진 신장암 방광암 두경부암 등에도 효과를 보였다. 영국 피부암 환자 950명을 대상으로 한 임상치료에서는 60%에 달하는 환자의 종양이 크게 축소되거나 통제 가능한 수준으로 호전되었다. “사실상 정상적인 삶을 되찾은 것”이라고 치료를 지켜본 의사는 전했다. 전문가들은 기타 암 질환의 경우에도 적어도 절반 이상 환자에게 효과가 나타날 것으로 기대하고 있다. 이 치료법으로 목숨을 구한 전직 여교수의 사례도 알려졌다. 영국 여성 비키 브라운은 2006년 피부암을 진단받고 2013년에는 시한부 선고를 받았으나 같은 해 8월 임상치료에 참가해 불과 몇 주일 만에 완치되었다. 그녀는 “기적의 치료제 같았다”며 당시 소감을 밝혔다. 연구진은 이 치료법을 가능한 한 빠르게 확대 실시해야 한다고 주장한다. 발진이나 메스꺼움, 피로감 등의 부작용이 있지만 그 정도는 화학요법보다 심하지 않다는 것이다. 1970년대까지만 하더라도 화학요법은 보편적인 항암 치료법이 아니었다. 극도의 피로, 구토와 탈모를 유발하며 각종 감염에 취약하게 만드는 까닭에 현재도 많은 환자들이 화학치료를 중도 포기하곤 한다. 미국 예일 암센터 로이 허스트 교수는 “향후 5년 이내에 면역요법이 화학요법을 대신해 표준 암 치료법으로 자리 잡을 수 있다”며 “거대한 발견이다, 항암치료의 패러다임 전환이 찾아왔다”고 전했다. 사진=ⓒ포토리아 방승언 기자 earny@seoul.co.kr

주부 A(61)씨는 요즘 들어 건망증이 심해져 다리미 사용 후 전원 플러그를 뽑지 않거나, 외출을 할 때마다 차 키를 찾지 못해 헤매는 일이 잦아졌다. 무엇을 꺼내려고 냉장고 문을 열었는지 생각이 나지 않고, 어제 나눈 대화 내용도 가물가물하다. A씨는 단순한 건망증일까, 치매일까. 보통 노인에게 나타나는 기억력 감소는 자연적인 노화 현상으로, 경험 일부를 잊어버리고 자신이 잊어버린 사실을 스스로 안다. 또한 일상생활에 지장이 없다. 반면 치매 환자는 뇌 손상이 원인이어서 경험한 것 전체를 잊어버리고 일상생활에도 지장을 받는다. 예를 들어 주말 저녁 7시에 식사하러 오시라는 며느리의 전화를 받은 두 명의 할머니가 있다면, 건망증이 있는 할머니는 약속 시간을 잊어도 며느리에게 다시 전화를 걸어 저녁 몇 시에 오라고 했느냐고 묻는다. 그러나 며느리가 전화한 것 자체를 기억하지 못하고 주말 저녁에 식사 준비를 하는 할머니는 치매를 의심해 볼 필요가 있다. 건망증은 시간이 지나면 다시 생각나거나 힌트를 얻어 사건을 유추할 수 있지만, 치매는 일반적으로 다시 기억나지 않으며 언어능력, 지남력(시간과 장소, 상황이나 환경 따위를 올바로 인식하는 능력) 등 다른 인지기능에 장애가 생긴다. 치매는 크게 뇌 부위에 있는 신경세포가 많이 줄고 베타아밀로이드 단백질이 축적돼 나타나는 알츠하이머 치매와 뇌혈관이 막히거나 좁아져 뇌 세포가 손상돼 생기는 혈관성 치매로 나뉜다. 이 중 알츠하이머 치매가 전체 치매 환자의 약 70%를 차지한다. 알츠하이머 치매가 오면 아주 가벼운 기억장애로 시작해 언어장애, 인지장애, 판단장애가 나타난다. 반면 혈관성 치매는 인지 능력이나 정신 능력이 조금 나빠졌다가 한동안 정체기가 지속되고, 또 갑자기 조금 나빠졌다가 정체되는 등 계단식으로 증상이 진행된다. 알코올성 치매는 균형을 잡는 소뇌의 세포가 먼저 파괴된다. 치매는 시간이 지날수록 점점 악화해 치료가 어렵다고 알려졌으나 치매의 10% 정도는 치료가 가능하다. 노인 우울증, 뇌의 경막을 통과하는 정맥이 손상된 경막하 출혈, 비타민 B12가 결핍돼 생기는 결핍성 질환, 알코올성 치매는 원인을 치료하면 치매 증상도 치료할 수 있다. 그러나 적절한 시기에 치료하지 못하면 뇌에 구조적 변성이 발생해 치료해도 증상이 좋아지지 않을 수 있다. 알츠하이머 치매도 약물로 치료하지만, 현재까지 허가된 치매 치료제는 원인을 치료하는 약물이 아니라 인지기능 악화 속도를 완화해 주는 약물이다. 허가된 약물 성분은 아세틸콜린 분해효소 억제제인 도네페질·리바스티그민·갈란타민과 메만틴 등이 있으며, 이 중 도네페질은 혈관성 치매에도 사용할 수 있다. 아세틸콜린 분해효소 억제제는 뇌 세포 파괴로 뇌신경 전달 물질인 아세틸콜린이라는 물질이 분해돼 감소하는 것을 막아 준다. 한 가지 약을 사용했을 때 효과가 없고 반응이 감소하거나 심한 부작용이 나타나면 다른 약물로 전환하는데, 이 약물들은 오심, 구토, 설사 등의 위장관계 부작용을 일으킨다. 특히 리바스티그민 성분을 체중 50㎏ 미만인 환자에게 투여하면 더 많은 이상 반응이 발생할 수 있어 주의해야 한다. 도네페질 성분 역시 저체중인 80세 이상 여성 환자에게 이상 반응을 자주 일으켜 1일 5㎎ 이상 투여해선 안 된다. 치매 약이 병을 근본적으로 치료하지 못한다고 낙심할 일은 아니다. 전 세계에서 치매를 극복하고자 노력을 쏟고 있어서다. 미국은 치매 관련 법을 제정하고 연구 투자를 늘렸으며, 일본도 후생노동성을 중심으로 치매 대책 5개년 계획을 수립했다. 우리나라도 2012년 치매법을 제정하고 중앙치매센터를 설립해 치매 환자와 가족을 지원하는 한편 연구개발 인프라를 구축하고 있다. 글로벌 기업들은 연이은 실패를 딛고 많은 제품을 개발하고 있다. 치매 환자의 뇌에서 발견되는 베타아밀로이드 단백질 생성을 억제하는 약물, 이 단백질의 응집을 억제하는 약물, 신경 전달물질인 아세틸콜린, 도파민의 양을 증가시키는 약물, 현삼이나 백두옹 등 생약추출물, 줄기세포를 이용한 치매 치료제 개발도 국내외에서 활발히 이뤄지고 있다. 현재 식품의약품안전처에서 임상시험을 승인받은 성분은 모두 26개로, 이 중 16개 성분에 대한 임상시험이 진행되고 있다. 2014년을 기준으로 전체 신약 후보 물질 3107개 가운데 340개가 치매 치료제다. 10개 중 1개꼴이다. 식약처 관계자는 “알츠하이머 치매를 근본적으로 치료해 주는 약물이 곧 사용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 치매를 진단할 때는 우선 환자의 병력을 청취하고 치매 원인을 알아보고자 간기능, 신기능, 갑상선, 당뇨 등 기저질환이 있는지 검사한다. 그러고 나서 뇌의 구조나 기능을 확인하고자 컴퓨터단층촬영(CT), 자기공명영상(MRI) 검사를 한다. 이렇게 다양한 검사를 하는 이유는 신체 질환이 뇌 기능에 영향을 미칠 수 있고, 동반 질환이 환자의 상태를 급격히 악화시키거나 이차적인 치매를 발생시킬 위험이 있어서다. 하지만 검사 비용이 비싸 부담이 될 수 있으므로 담당 의사와 상의해 어떤 검사가 필요한지 알아보고 결정하는 게 좋다. 가까운 보건소나 지역 치매지원센터를 방문해도 치매 검진을 받을 수 있다. 전문가들은 건강한 식사, 적절한 신체활동, 인지활동과 활발한 사회활동으로 치매를 예방할 수 있다고 조언한다. 오메가3 등의 좋은 지방이나 비타민, 항산화 식품으로 식단을 꾸리고 지나친 음주나 흡연은 피하는 것이 좋다. 조깅, 산책, 집안일 등 신체 활동도 꾸준히 해야 한다. 건강한 생활습관을 유지하면서 정기적으로 치매 조기 검진을 받고 발병 시 적극적으로 치료를 해야 치매 악화를 막을 수 있다. 세종 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr ■도움말 식품의약품안전처

‘유산소 운동 종류’ 유산소 운동 종류가 화제인 가운데 체중이 증가하는 뜻밖의 이유가 화제다. 조지타운 대학교 메디컬 센터 정신의학과의 로버트 히데이야 교수는 미국의 폭스뉴스가 체중이 늘어나는 뜻밖의 이유 5가지와 그 대책을 소개했다. 체중이 늘어나는 뜻밖의 이유 첫 번째는 우울증이다. 많은 항우울제가 체중 증가를 유발한다. 만일 당신이 우울하고 그 때문에 약을 복용하고 있다면 2.3kg~6.8kg이 늘어날 것으로 각오해야 한다. 히데이야 교수는 “몇 년에 걸쳐 차츰차츰 이정도 불어난다”고 말한다. 약을 먹지 않는다 해도 우울증 환자는 체중이 늘게 마련이라는 증거가 있다. 두 번째는 잘못된 처방약을 먹고 있는 것이다. 체중 증가를 유발하는 약은 피임약, 호르몬 요법제, 스테로이드, 심장병과 고혈압에 먹는 베타차단제, 타목시펜 같은 유방암 약, 일부 류머티스성 관절염약, 일부 편두통 및 역류성 식도염약 등 매우 다양하다. 체중이 늘어나는 뜻밖의 이유 세 번째는 느린 소화다. 변비를 포함한 소화 문제도 체중 증가의 원인이 될 수 있다. 체중이 늘어나는 뜻밖의 이유 네 번째는 특정 영양소가 부족한 것이다. 비타민D, 마그네슘, 철분 등이 부족하면 면역계가 손상된다. 또한 신체 에너지 수준이 떨어지고 신진대사 방식이 바뀐다. 그러면 건강한 생활양식을 선택하기 어려워진다. 히데이야 교수는 “이런 사람은 에너지 부족을 보충하기 위해 카페인, 단 것, 단당류를 섭취할 가능성이 커진다” 면서 “달리기나 운동을 하기에는 체력이 부족하다는 느낌을 갖게 될 수도 있다”고 말했다. 체중이 늘어나는 뜻밖의 마지막 이유는 늙어가는 중이다. 프라댕리드 교수는 “우리는 40, 50대가 되면 20대 때만큼 칼로리를 연소하지 못한다”면서 “따라서 음식을 적게 먹고 운동을 더 많이 해야 한다”고 말했다. 이어 “체중을 장기적으로 유지하는 데는 다이어트보다 운동이 더 중요하다는 연구 결과가 있다”고 덧붙였다. 프라댕리드 교수는 “살코기, 치즈, 콩 등 지방함량이 적은 단백질 식품을 먹으면 칼로리를 더 효과적으로 태울 수 있다”면서 “이에 비해 신체는 탄수화물을 더 늦게 연소하며 이를 저장하려는 경향이 있다”고 말했다. 지방이 적은 단백질을 먹고 탄수화물을 적게 먹는 것은 체중 증가를 막는 좋은 방법이다. 한편, 유산소 운동 종류로는 ‘걷기’ ‘자전거 타기’ ‘등산’ ‘수영’ 이 있다. 유산소 운동 종류, 유산소 운동 종류, 유산소 운동 종류, 유산소 운동 종류, 유산소 운동 종류, 유산소 운동 종류 사진 = 방송 캡처 (유산소 운동 종류) 뉴스팀 seoulen@seoul.co.kr

특정 백혈병 치료제가 다운증후군이나 취약X증후군과 같은 지적장애와 관련한 뇌세포의 발달 문제를 예방할 수 있는 것으로 나타났다. 미국 미시간대(UM) 생명과학연구소(LSI) 연구팀이 미국식품의약국(FDA) 승인 백혈병 치료제인 닐로티닙(nilotinib)과 베이프티닙(bafetinib)이 다운증후군과 취약X증후군과 같은 지적장애와 관련한 뇌의 신경세포 말단 부분에서 이상증식을 막는 효과가 있다고 밝혔다. 다운증후군과 취약X증후군은 유전자가 원인이라고 흔히 볼 수 있는 지적 장애인데 최근 연구에서는 이 두 장애가 서로 밀접한 관련성이 있을 수 있다고 지적되기 시작했다고 연구를 이끈 빙 예 박사과정 연구원은 설명했다. 그는 자신의 실험실에서 동료 김정환 박사후연구원과 대학원생인 가브리엘라 스턴 연구원과 함께 이번 연구를 진행했다. 이런 관련성은 흔히 ‘디스캠’(Dscam)이라는 약자로 불리는 다운증후군 세포 접착 분자(Down syndrome cell-adhesion molecule)라는 단백질이 비정상적으로 증가해 뇌에 이상을 일으킨다는 것이다. 　 디스캠이라는 유전자 정보로부터 만들어지는 단백질은 신경세포가 발달 초기 단계에 필요하지만, 이 디스캠 수준이 계속 높은 상태일 때 문제가 발생했다. 신경세포 말단이 오래 증식해 근처 신경세포와 잘못 연결된다는 것이다. 현재 이는 동물 실험으로 밝혀진 현상이다. 동물 실험에서 장애의 배경을 검증하는 작업이 계속되고 있어 이번 치료제의 효과도 동물 실험을 통해 새롭게 밝혀졌다. 이번 연구에 따르면, 디스캠 수준이 높은 상태로 지속하면 파리의 신경세포 말단은 평소보다 50% 증가한다. 반면 닐로티닙이나 베이프티닙을 투여한 파리에서는 15%밖에 늘어나지 않았다. 취약X증후군이라는 유전자 이상을 일으킨 파리 실험에서는 신경세포의 성장 신경섬유가 평소보다 약 3분의 1이 길어졌지만 약을 투여한 파리는 보통보다 3%만 길어지는 데 그쳤다. 연구팀은 앞으로 뇌의 질병을 가진 쥐를 대상으로 실험을 진행한다. 하지만 인간의 경우는 신경체계와 뇌가 훨씬 복잡하므로 디스캠 관련 문제는 아직 충분히 알려지지 않았다. 임상 시험 단계는 아직 멀었지만, 동물 실험처럼 이런 항암제에 뜻밖의 효과가 발견될 가능성도 있다. 한편 이번 연구결과는 국제학술지 ‘이라이프(eLife)’ 19일 자에 실렸다. 사진=이라이프 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리나라의 성인 사망 원인 1위인 암은 세포의 성장과정을 무시하고 무제한 증식하는 비정상적 세포 때문에 발생한다. 세포의 성장과 사멸을 조절하는 것은 마이크로 RNA라는 물질이다. 유전질환도 20% 이상이 RNA 결함 때문에 발생하는데, 그 핵심에 마이크로 RNA가 있다. 국내 연구진이 이처럼 질병 발병 여부를 좌우하는 물질인 마이크로 RNA가 만들어지는 과정을 세계 최초로 밝혀냈다. 암이나 유전질환의 치료 가능성을 한층 높인 것이다. 기초과학연구원(IBS) RNA연구단 김빛내리(서울대 생명과학부 중견석좌교수) 단장 팀은 마이크로 RNA를 만드는 단백질 복합체인 ‘드로셔 단백질’의 구조와 기능을 규명하는 데 성공했다고 28일 밝혔다. 마이크로 RNA 분야의 세계적인 석학으로 꼽히는 김 단장은 이번 연구 결과를 생명과학분야 권위지 ‘셀’ 28일자 온라인판에 발표했다. 1993년 처음 발견된 마이크로 RNA는 동식물 세포에 포함된 물질로, 사람의 몸에도 2000여 종류가 들어 있다. 특히 몸속에서 필요한 단백질을 만드는 과정에 관여해 특정 유전자가 과도하거나 부족하지 않도록 조절하는 역할을 한다. 세포의 분화와 성장, 사멸을 조절하는 물질이기 때문에 마이크로 RNA가 제대로 작동하지 않을 경우 당뇨나 암 등 각종 질병이 발생할 수 있다. 2002년 마이크로 RNA 생성 과정을 밝혀내 주목받기 시작한 김 단장은 2003년에는 세계 최초로 마이크로 RNA를 만드는 드로셔 단백질을 처음 발견했다. 이후 12년 만에 처음으로 드로셔 단백질의 구조와 기능을 밝혀내는 데 성공했다. 연구진은 드로셔 단백질이 1개의 드로셔와 2개의 DGCR8 분자로 구성돼 있음을 규명했다. 드로셔는 마이크로 RNA를 만드는 재료물질을 자르는 역할을 하고, DGCR8은 드로셔가 재료를 정확히 잘라 낼 수 있도록 도와주는 물질이라는 것도 입증했다. 김 단장은 “마이크로 RNA로 단백질 합성을 인위적으로 조절할 수 있게 된다면 암이나 유전질환 등의 치료에도 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　■체지방의 두 얼굴을 보다 　옛날에는 얼굴이 허여멀겋고, 턱선이 겹친 데다, 배를 불룩 내민 사람을 보면 “신수(身數)가 좋아보인다”고들 부러워 했습니다. 그도 그럴 것이 남들은 피죽도 못 먹어 피골이 상접한 판에 잘 먹고, 잘 살아 그런 풍모를 갖췄다면 부러울 밖에요. 그러나 세상 일이 상전벽해이듯 건강의 문제도 예전과는 보는 눈이 크게 달라졌지요. 아이들을 대상으로 조사를 했더니 비만한 아이들이 그렇지 않은 아이들보다 가정 환경이 더 열악한 것으로 나타나더군요. 예전의 뚱뚱함이 이제는 신수 좋은 게 아니라 살기 어려운 사정을 반영하는 추세로 바뀌고 있다고 봐도 크게 틀리지 않은 세상이 된 것이지요. 이런 인식의 변화는 그 중심에 체지방이 자리잡고 있습니다. 　체지방이란 몸 속에 저장된 지방을 아우르는 총칭입니다. 지방이 허벅지에 있든, 배에 있든 몽땅 뭉뚱그려 체지방이라고 하지요. 요즘 헬스클럽이나 사우나에 가면 대부분 ‘인바디검사’를 위해 체지방 측정기를 설치해 두고 있습니다. 그걸 이용해 누구든 체지방을 어렵지 않게 측정해 볼 수 있습니다. 　■체질량지수가 바로 체지방의 실체 　이런 체지방을 지수화한 것이 바로 BMI(Body Mass Index)로 불리는 체질량지수입니다. 이와는 달리 체지방률을 말하기도 합니다. 체중에 대한 체지방의 비율이지요. 보통 남자의 경우 체지방률이 15∼20%, 여성은 20∼25% 정도라고 보는 게 일반적입니다. 아무래도 여성의 체지방률이 높은데, 이는 임신과 출산을 거쳐야 하는 신체적 기능 때문에 생래적으로 남성보다 많은 지방을 축적하려는 특성을 가졌기 때문입니다. 이에 비해 BMI는 보다 정교하게 비만 정도를 구분합니다. 자신의 체중(㎏)을 신장(m)의 제곱으로 나눈 값이 바로 체질량지수입니다. 　의료계에서는 이를 비만도 판정에 적용하는데, 이 값이 20∼25이면 정상, 25∼29.9는 과체중(1도 비만), 30∼40이면 비만(2도 비만)으로 보며, 특히 이 값이 35 이상이면 고도비만으로 간주합니다. 최근에는 의료계에서 이런 기준을 강화하는 추세입니다. 비만 인구가 폭발적으로 늘어나는 데다 비만이 건강을 심각하게 위협한다는 판단 때문입니다. 최근 세계보건기구(WHO)는 아시아-태평양 지역에 대해 서구권과는 다른 권고기준치를 제시했는데, 이에 따르면 체질량지수가 18.5 미만이면 저체중, 18.5∼22.9는 정상, 23.0∼24.9는 과체중, 25.0∼29.9는 경도비만, 30.0∼34.9는 중등도 비만, 35.0 이상이면 고도비만으로 구분하고 있습니다. 　 　BMI는 산출도 간단합니다. 예를 들어, 키 1.75m(175㎝), 체중 65㎏인 사람은 ‘65÷(1.75×1.75)〓21.22’, 즉 BMI가 21.22로 정상 수준의 비만도를 보이고 있다고 이해하면 됩니다. 만약 키 1.75m에 체중이 78㎏이라면 같은 수식(78÷3.0625=25.47)에 따라 25.47이라는 BMI 값을 얻는데, 이는 WHO 분류기준에 따르면 가벼운 비만에 해당합니다. 　 　■남성은 배, 여성은 피부로 몰리는 체지방 　이런 체지방은 크게 내장지방과 피하지방으로 나누는데, 수치나 몸에 쌓이는 양태는 개인차가 클 뿐 아니라 식이 및 운동량에 따라 금방 달라지기도 합니다. 또 남성은 주로 내장에 지방이 축적되고, 여성은 피하에 쌓이는 등 성별에 따른 특성도 다릅니다. 그러니 모두 같은 기준을 적용해 일률적으로 좋다, 나쁘다고 말하는 건 옳지 않습니다. 예컨대 같은 남성이라도 키가 크고, 근육이 잘 발달했으며, 골격이 건장하다면 그렇지 않은 사람과는 당연히 적정 체지방량도 달라야 한다는 뜻입니다. 　체지방이 나쁘다고 말하는 것은 당뇨병은 물론 고혈압, 고지혈증 등 심혈관계 질환의 위험을 높이기 때문입니다. 이와 관련한 의료계의 경고는 충분히 일리가 있습니다. 체중이 늘어난다고 당장 당뇨병이 되고, 고혈압과 고지혈증을 유발하는 건 아닙니다. 사실, 체중이 늘어 가장 먼저 충격을 받는 곳은 근골격계입니다. 　흔히 말하는 ‘똥배’를 가진 사람은 대부분 배를 앞으로 내미는 자세를 하는데, 이는 복부를 적절하게 잡아주고, 눌러줘야 할 복근이 불러오는 배를 감당하지 못해 계속 배가 앞으로 밀려나오고 덩달아 척추가 뒤로 휘면서 발생하는 체형 변화의 단계지요. 이런 똥배를 가진 사람은 당연히 척추와 무릎, 고관절에도 상상보다 많은 부하가 걸려 정상인보다 더 빨리, 더 심각하게 손상이 나타납니다. 그 뒤의 결과는 뻔하지요. 바로 척추 부위의 디스크가 삐져나오거나 터지는가 하면, 퇴행성 관절염에 노출되는 것이지요. “그까짓 체중 좀 늘었다고 그렇게까지야…”라고 생각한다면 잘못입니다. 사람이 걸을 때 무릎에 가해지는 체중 부하는 자기 체중의 2∼3배, 달릴 때는 최고 6배에 이르는 충격이 가해진다는 점을 감안하면 제아무리 탄력이 좋아 말랑말랑한 연골이라도 이걸 감당하기가 쉽지 않지요. 　 　■과체중이 만드는 치명적인 질환들 　체지방이 많다는 건 그만큼 당뇨에 노출되기 쉽다는 뜻인데, 이 당뇨는 고혈압이나 뇌졸중과도 밀접한 관계가 있습니다. 당뇨란 췌장의 인슐린 분비 기능에 문제가 있거나 인슐린의 기능이 약해져 생기는 병으로, 체내의 당분을 충분히 흡수, 활용하지 못해 생깁니다. 인슐린이 당분을 감당하지 못하면 남은 당분이 피에 섞여 혈관을 타고 떠도는데, 이런 상태에서는 피가 맑지 못하고 탁한 것은 물론 종국에는 혈관 손상을 초래하게 됩니다. 바로 동맥경화입니다. 고혈압과 뇌졸중은 이렇게 시작됩니다. 　이런 정도라면 체지방이 정말 고약하다고들 믿으시겠지만, 이건 어디까지나 체지방이 과다하게 많았을 때 생기는 문제들입니다. 그러니 체지방 자체를 적대시할 일은 아니지요. 체지방은 없어서 좋은 게 아니라 적정치를 유지할 때 신체 기능이 가장 좋습니다. 예컨대, 사람의 활동 에너지는 상당 부분 체지방을 태워서 만듭니다. 그러니 소위 말하는 힘이나 완력이라는 게 체지방의 산물이라고 봐도 틀리지 않은 말입니다. 또 체온을 조절하고, 내장조직을 보호하기도 하지요. 　그 뿐이 아닙니다. 인간의 성적 욕구를 자극하는 호르몬도 상당 부분이 체지방에서 만들어집니다. 만약 사람에게 체지방이라는 게 없고 골격과 근육, 피부로만 형체가 만들어진다면 그 몰골은 상상하기도 싫겠지요. 여기에서 보듯 사람의 체형을 보기 좋게 만드는 것도 바로 체지방의 중요한 기능 중 하나입니다. 이런 경우도 있지 않습니까. 뚱뚱하던 사람이 갑자기 살을 빼면 얼굴이 깡말라 잔주름이 자글자글해 보이는 경우 말입니다. 이 정도면 체지방을 오로지 적대시하기만 해서는 안 될 것임을 알 수 있을 것입니다. 　 　■몸이 보내는 반응에 민감해야 　사람 몸이라는 게 워낙 치밀하고 민감한 유기체여서 무엇이든 과하거나 부족하면 즉각 반응을 하고, 신호를 보냅니다. 체내에 수분이 부족하면 갈증을 느끼게 해 빨라 물을 마시라고 독촉하고, 염분이 부족하면 평소에는 짜다고 느꼈던 음식이 당기도록 자극합니다. 배가 고프다는 건 초보적 에너지로 활용할 영양분, 즉 단백질이나 탄수화물, 지방을 먹어달라는 신호라고 해석하면 됩니다. 범주를 확대해보면, 상처가 난 부위가 아픈 것은 상처 부위에서 벌어지고 있는 인체의 면역 및 치유기능이 작동하고 있다는 증거이기도 하지만 또다른 관점에서는 통증 부위에서 전쟁이 벌어지고 있음을 감안하라는 신호이기도 합니다. 　 　그러니 아무리 건강에 신경 못 쓰고 살더라도 체중이나 혈압, 맥박 등 기초적인 바이탈의 기준 정도는 항상 염두에 두고 생활할 필요가 있으며, 이보다 더 중요한 것은 이상이 감지되면 미루지 말고 병원을 찾아야 한다는 점입니다. 바람직하기로야 가족력 등을 근거로 가능한 문제에 선제적으로 대처하는 것이지만 그게 어디 쉽습니까. 구체적인 징후가 나타나지 않으면 어디에서 무슨 문제가 나타날 것인지를 예측한다는 게 쉽지도 않거니와 그러고 싶어도 워낙 바쁘니 엄두를 못 내고 살 수밖에 없지요. 그러니 몸에 이상이 생겨서 나타나는 징후, 즉 몸이 보내는 신호나 놓치지 말고 살자는 것입니다. 　예를 들어볼까요. 심근경색은 극히 예외적인 상황이 아니면 대부분 가슴의 흉통으로 신호를 보냅니다. 흉통도 통증의 단계가 많아 처음에는 가벼운 답답증으로 시작했다가 나중에는 마치 가슴을 쥐어짜는 듯한 통증으로 발전합니다. 그 다음 수순은 뻔하지요. 뇌졸중도 마찬가지입니다. 처음에는 간헐적인 두통이나 어지럼증, 언어의 어눌함이나 보행 등 동작 이상 등으로 나타나 나중에는 감당할 수 없는 결과로 이어지는 게 상례입니다. 　■체형의 문제를 넘어서는 체지방 관리 　이런 문제를 생각하면 체지방을 적정선에서 관리하는 것이 단순한 체형의 문제가 아님을 알 수 있을 것입니다. 비단 몸의 문제만은 아닙니다. 대부분의 세상 일이 ‘과유불급(過猶不及)’인데, 몸도 그렇습니다. 약을 생각해 봅시다. 병을 치유해 고통을 더는 게 약인데, 이걸 정해진 용량에 못 미치게 먹으면 치료 기간이 길어지거나 치료 효과가 떨어집니다. 약이 부족해서 생기는 문제는 이 정도지만 과하면 치명적인 독성 등 부작용에 노출되게 됩니다. 몸에 좋다는 비타민(지용성)도 과하면 부작용을 낳는데, 다른 약이야 말해 무엇하겠습니까. 그러니 체지방이 기준을 벗어나 있다면 기를 쓰고 운동을 하고, 식이요법도 해서 그걸 안정권으로 끌어들여 놔야 합니다.아니, 다 세상 잘 살자는 것인데, 체지방 때문에 ‘잘 사는’ 일이 훼손되어서는 안 되는 일 아니겠습니까. 　jeshim@seoul.co.kr

“말려서 먹으면 새우 맛이 나고, 쪄서 먹으면 옥수수처럼 담백합니다. 벨기에와 프랑스에서는 이미 식품으로 판매되고 있습니다.” 새로운 식품 원료인 곤충 ‘갈색거저리 애벌레’에 대한 맛의 평가다. 곤충이 우리 식탁의 먹거리로 오를 수 있는 길이 열렸다. 주인공은 곤충 2종을 새로운 식품원료로 인정받게 한 윤은영(43) 농촌진흥청 농업연구사다. 윤 연구사는 국내 최초로 갈색거저리 애벌레과 흰점박이꽃무지 애벌레를 과학적인 성분 분석과 인체 안전성을 증명해 식품의약품안전처에서 식품 원료 인정을 받아냈다. 윤 연구사는 미래 대체식량인 곤충을 상품화시킴으로써 지난달 ‘과학의 날’에 국무총리 표창을 받았다. 윤 연구사는 “갈색거저리 애벌레는 단백질과 불포화지방산이 많고, 비타민, 무기질, 칼슘, 아연 등도 풍부하다”면서 “예로부터 먹어왔던 번데기와 메뚜기 외에 식품 영양가치와 인체 안전성을 인정받아서 식품으로 등록한 것은 처음”이라고 설명했다. 다만 ‘한시적 식품’으로 인정받은 것이어서 제조나 유통에 제약이 있다. 윤 연구사는 “다양한 일반식과 환자식 메뉴를 내놨고 지금은 기능성 건강식품으로도 개발하고 있다”면서 “곤충은 짧은 기간에 개체를 늘릴 수 있어 경제성도 뛰어나고, 환경에 크게 영향을 받지 않는다는 점에서 효용 가치가 높다”고 말했다. 세종 김경두 기자 golders@seoul.co.kr

겨우내 축사에서 생활하던 400여 마리의 한우가 대관령 초원으로 외출을 나왔다. 강원 평창군 대관령에 있는 국립축산과학원 한우연구소는 27일부터 180여 일 동안 한우를 대관령 420ha 초지에 구역별로 놓아 기르는 순환방목을 시작했다. 축사를 나온 한우들은 경사가 진 초지를 힘차게 뛰어다니는가 하면 싱싱한 풀을 뜯으며 봄을 만끽했다. 주로 암소 위주로 이뤄지는 방목은 산지 풀밭을 이용해 인력과 생산비를 크게 아낄 수 있는 장점이 있다. 축사 내에서 배합사료와 볏짚을 먹이면 번식용 소는 하루 3300원 정도 들지만,방목 사육을 하면 2500원으로 줄일 수 있기 때문이다. 한우를 방목하면 생산비도 많이 낮출 수 있을 뿐 아니라 연한 풀을 먹음으로써 단백질과 비타민,무기질 등의 영양소를 고루 섭취할 수 있다. 신선한 공기를 마시고 싱싱한 풀을 먹어 골격이 발달하고 가둬 기를 때 번식기관에 지방이 쌓여 발생할 수 있는 난산의 위험부담도 덜 수 있다. 풀을 베는 인건비나 기계 사용료가 필요 없으며 소똥은 초지로 되돌아가 작물이 자라는 데 도움이 된다. 이날 대관령에 방목한 한우는 겨울이 시작하는 11월 다시 축사로 돌아간다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

국내 연구진이 신약이나 백신 개발에 도움을 줄 수 있는 단백질 나노 결합기술을 개발했다. KAIST 화학과 정용원 교수팀은 여러 가지 모양과 크기의 형광 단백질 나노 조립체를 만들 수 있는 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 연구는 자연과학분야 권위지인 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 온라인판 최신호에 실렸다. 여러 종류의 단백질이 결합된 단백질 조립체는 신약과 백신 기능을 높일 수 있을 것으로 기대되고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 18일 미국 국립과학원(NAS)과 국립의학원(NAM)은 ‘인간 유전체 조작’에 대한 주요 가이드라인을 제시했다. 세계 과학계를 주도하는 미국, 그중에서도 리더 역할을 하는 과학자들이 모인 두 단체에서 이런 발표를 한 것은 사실상 전 세계 과학자들에게 가이드라인을 제시한 것과 같다. 이 때문에 세계적인 과학저널인 ‘네이처’는 이 소식을 긴급 뉴스로 알렸다. 미국 과학계가 인간 유전체 실험에 대한 가이드라인을 서둘러 발표한 것은 중국 과학자들 때문이었다. 지난달 말 중국 중산대 과학자들이 인간 수정란에서 빈혈을 일으키는 유전자를 제거하고 정상 유전자로 바꾸는 데 성공했다는 연구결과를 국제학술지 ‘단백질과 세포’에 발표했던 것. 중국 연구진은 동식물 세포에서 특정 유전자만 찾아 잘라내는 효소인 ‘크리스퍼 유전자 가위’ 기술로 불임 클리닉으로부터 얻은 수정란 86개에서 빈혈을 일으키는 변이 유전자를 잘라내고 정상 유전자를 자라게 한 것이다. 이렇게 유전자를 바꾼 수정란을 착상시키면 태어나는 아이는 빈혈이 생기지 않는다는 것. 중국 과학자들은 “치료 목적”이라고 이야기하고 있지만, 과학계에서 금기시해 왔던 ‘인간 유전자 조작’을 통해 원하는 인간을 만들 수 있는 상황까지 이르게 됐다는 게 많은 과학자들의 생각이다. 그렇다면 유전자 조작을 통해 질병을 치료할 수 있는 기술은 어디까지 와 있는 걸까. 히포크라테스 시대부터 인류는 질병을 정복하기 위해 끊임없이 노력을 해 왔다. 1950년대 이후 분자생물학이 급속히 발전하면서 질병의 대다수가 유전자 이상에 의해 발생한다는 사실이 밝혀지고 있다. 이 때문에 많은 과학자들은 증상을 치료하는 것이 아니라 유전자 자체를 치료해 질병을 없애려고 시도하면서 ‘유전자 치료’가 시작됐다. 인체는 유전자로부터 정보를 받아 생산된 단백질이 정상적으로 기능을 수행하면 ‘건강한 상태’이고, 유전자에 이상이 생겨 비정상적 단백질을 생산하면 ‘병든 상태’가 된다. 유전자 치료는 이상이 생긴 세포에 정상 유전자를 삽입하거나, 비정상적 유전자를 제거해 정상 유전자로 교체하는 형태로 이뤄진다. 1990년 미국에서 선천성면역결핍증 환자를 대상으로 인류 첫 유전자 치료가 시도된 이후 다양한 질환에 시도되고 있다. 현재는 암과 같은 악성 종양에 대한 치료가 가장 많이 시도되고 있다. 현재 유전자 치료 분야에서 가장 주목받고 있는 기술은 ‘유전자 가위’ 기술이다. 말 그대로 ‘가위’를 이용해 DNA를 자르고 붙이는 편집을 가능케 하는 유전체 교정기법이다. 유전병의 원인이 되는 사람의 유전자는 1만개에 이르고, 신생아의 1% 정도가 유전적 질환을 갖고 태어난다. 이런 경우 배아 상태에서 유전자 가위로 치료해 유전질환을 원천 봉쇄하자는 것이다. 유전자 가위 기술은 유전병 치료뿐만 아니라 특정 병균에 강한 식물이나 동물 품종도 만들어 낼 수 있어 생명공학 분야에서는 그야말로 ‘마법 지팡이’인 셈이다. 2003년 1세대 유전자 가위인 ‘징크 핑거 뉴클레이즈’가 나온 이후 2011년 말에는 2세대 유전자 가위인 ‘탈렌’, 2013년 초에는 3세대 ‘크리스퍼 유전자 가위’ 기술이 개발됐다. 3세대 가위는 김진수 기초과학연구원(IBS) 유전체 교정연구단장(서울대 화학과 교수)이 미국 연구진과 함께 개발해냈다. 3세대 크리스퍼 유전자 가위 기술은 ‘Cas9’이라는 단백질과 가이드 RNA로 구성돼 있다. 크리스퍼 유전자 가위는 인간과 동식물 세포에서 특정 유전자의 DNA 일부를 잘라 문제되는 유전체를 교정할 수 있는 효소다. 크리스퍼 유전자 가위는 Cas9 단백질은 그대로 두고 필요한 DNA의 위치로 데려가는 가이드 RNA만 교체할 수 있기 때문에 상대적으로 저렴하고 대량생산이 가능한 것은 물론 진정한 맞춤형 치료가 가능하다는 장점이 있다. 크리스퍼 유전자 가위는 이론상으로는 완벽한 유전자 치료방법이지만, 원하는 유전자를 정확히 제거할 수 있는지 측정할 방법이 없어 안전성 문제가 끊임없이 제기돼 왔다. 이에 김진수 단장은 인간 유전체 중 한군데에서만 작용하는 정교한 유전자 가위를 만드는 데 성공했고, 이 정교한 가위로 인간 DNA를 처리한 다음 크리스퍼 유전자 가위로 잘리는 표적과 비표적 염기서열을 찾는 방법까지 개발해 안전성 논란을 불식시켰다. 이 기술은 지난 2월 생명과학 및 화학분야 권위지인 ‘네이처 메소드’에 ‘2015년 기대되는 중요한 실험 방법’ 중 하나로 소개되기도 했다. 원하는 유전자를 잘라 없애거나, 붙여 넣는 이 기술이 비정상적인 유전자만 쏙쏙 골라내 정상 유전자로 바꿔 인류를 ‘질병에 대한 공포’에서 벗어나게 해줄 것이라는 기대감과 동시에 부모가 원하는 ‘맞춤형 아기’를 생산하는 등 유전자 조작으로 또 다른 차별을 만들어내는 재앙이 될 것이라는 불안감도 만만치 않다. 실제로 미래창조과학부도 기술의 중요성만큼 사회적·윤리적 논란 가능성이 크다고 판단하고 매년 시행하는 기술영향평가의 올해 대상기술로 선정한 상태다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

암세포를 사냥하는 ‘킬러 T세포’의 실제 모습이 처음으로 영상으로 공개됐다. 영국 케임브리지대 길리안 그리피스 교수팀은 ‘킬러 T세포’로 불리는 세포독성 T세포가 어떻게 암세포들을 죽이는지 보여주는 영상을 제작했다. 이는 T세포와 암세포의 현미경 슬라이스를 합치는 과정을 3D 저속 촬영 기법을 써 만든 것이다. 킬러 T세포는 혈액의 백혈구를 구성하는 림프구 안에 있는 면역세포 중 하나로, 체내에 생긴 종양이나 침입한 바이러스를 사멸시킨다. 이런 T세포는 한 숟가락 분량의 혈액 속에 500만 개 정도가 있으며, 크기는 머리카락 10분의 1밖에 안 된다. 이런 수많은 T세포가 체내 곳곳을 감시해 암세포를 찾아내는데 막과 같은 촉수로 세포 표면을 직접 확인한다. 국제 학술지 ‘면역력 저널’(journal Immunity) 19일 자에 실린 논문에 포함된 이 영상에는 주황색과 녹색으로 보이는 덩어리가 T세포이며, 푸른색 덩어리는 암세포이다. 이후 이 T세포는 푸른색 암세포에 직접 구멍을 뚫어 그 속에 세포 독소로 알려진 빨간색으로 보이는 독성 단백질을 주입시켜 사멸시킨다. 하지만 이런 T세포도 약점이 있었다. 바로 PD1이라는 일종의 ‘브레이크 버튼’인데 암세포는 지금까지 이 버튼을 눌러 T세포의 기능을 약화하는 전술을 사용해왔다. 그래서 과학자들은 PD1에 보호막을 씌우는 방식으로 암세포가 브레이크 버튼을 누르지 못하도록 한 ‘면역관문억제제’를 개발했다. 그 결과, T세포는 다시 암세포를 활발하게 공격하고 피부암(악성 흑색종) 등에도 극적인 효과를 미치는 것으로 나타났다. 최근 3세대 항암제로 불리는 이런 면역 항암제가 속속 개발되면서 암 치료는 기존 수술요법과 항암제 요법, 방사선 요법에 이어 면역요법이 점차 주목받고 있다. 사진=유튜브 캡처(https://youtu.be/ntk8XsxVDi0) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

문어의 피부는 '눈' 역할도 한다는 흥미로운 사실이 처음으로 밝혀졌다. 최근 미국 캘리포니아 대학교 산타바바라 캠퍼스 연구팀은 문어가 피부를 통해 빛을 감지할 수 있다는 연구결과를 발표했다. 그간 문어와 오징어를 비롯한 두족류(頭足類)는 다른 동물들보다 한 차원 높은 '위장 기술'로 학계의 주목을 받아왔다. 이번에 연구 대상이 된 문어 역시 주위 사물, 온도를 인식하자 마자 주변과 거의 유사한 색으로 몸을 변화시킨다. 이같은 피부 변화를 통해 놀랍게도 문어는 서로 신호(소통)를 주고 받기도 한다. 이번 연구에서는 더욱 놀라운 사실이 드러났다. 문어의 피부가 눈 역할도 한다는 것으로 심지어 뇌의 중추신경계를 거치지도 않는다. 물론 문어의 피부 눈이 일반적인 의미의 눈처럼 뚜렷이 사물을 본다는 것은 아니다. 빛의 증가와 변화를 피부만 가지고도 감지한다는 것으로 이는 연구팀의 실험 결과 밝혀졌다. 실험 방법은 이렇다. 먼저 연구팀은 뇌에서 분리된 문어의 피부 조직에 빛을 비춰 그 반응을 지켜봤다. 그 결과 문어의 피부가 뇌와 소통하지 못하더라도 크로마토포레스(chromatophores)라 불리는 세포가 확장했다. 문어의 피부는 크로마토포레스로 이루어져 있는데 각각의 세포는 빨간색, 검은색, 노란색 색소 주머니를 가지고 있다. 이 크로마토포레스가 수축 혹은 팽창하면서 문어의 피부색이 변한다. 또한 연구팀은 문어의 피부에서 감광성(感光性) 망막 색소를 합성하는 단백질 옵신(opsins)과 로돕신(rhodopsin)을 검출했다. 로돕신은 눈의 망막에 있는 간상세포(눈의 망막에서 빛을 감지하는 세포)에 함유된 붉은빛을 감지하는 단백질이다. 연구를 이끈 토드 오클리 박사는 "문어는 뇌의 도움없이 피부 자체만 가지고도 빛의 변화를 감지해 위장한다는 사실이 밝혀진 것" 이라면서 "문어가 가진 이 '슈퍼 파워'의 비밀은 바로 옵신" 이라고 설명했다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘실험생물학 저널’(Journal of Experimental Biology) 20일자에 게재됐다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

광주과학기술원(GIST) 권인찬 교수와 미국 버지니아주립대 공동 연구팀은 요산을 분해해 인체에 무해한 물질로 바꿔 주는 요산분해효소를 오래 지속시키는 기술을 개발하는 데 성공했다고 21일 밝혔다. 이 기술은 약물 전달 분야 학술지 ‘저널 오브 컨트롤드 릴리스’ 최신호에 실렸다. 국내 특허 출원도 됐다. 인구 고령화와 식습관의 변화로 국내 통풍 환자는 250명 중 1명꼴로 발생하며 매년 13%씩 증가하고 있다. 연구진은 사람의 혈액 단백질인 알부민을 요산분해효소와 결합해 기존의 약보다 효과가 7배 이상 오래 지속되는 물질을 개발했다.

술 마신 다음날 해장음식으로 유명한 홍합이 맞춤형 약물전달 물질로도 활용될 전망이다. 포스텍 화학공학과 차형준 교수팀은 “홍합접착단백질의 원리를 이용해 특정 조건에서만 약물을 내보낼 수 있는 나노입자를 만들었다”고 20일 밝혔다. 이번 연구는 화학분야의 세계적 권위지인 ‘안게반테 케미’ 최신호 표지 논문으로 실렸다. 홍합은 파도가 거센 곳의 바위에도 단단히 붙어 있을 정도로 강한 접착력을 갖고 있다. 이는 ‘금속·카테콜 결합’이라는 화학적 결합 덕분이다. 금속·카테콜 결합은 다른 화학결합보다 결합력이 강해 응용해 의료용 소재로 활용하려는 시도가 많았다. 그렇지만, 실제 신물질 합성으로 이어진 것은 처음이다. 연구팀은 금속·카테콜 결합이 주변 pH(수소이온농도) 변화에 따라 형태가 바뀌면서 단단하게 결합한다는 점에 착안, 특정 pH에서만 물질을 밖으로 내보낼 수 있는 나노입자를 만들었다. pH는 산성과 알칼리성 정도를 결정한다. 이 접착성 단백질 나노입자로 약물을 싸서 인체에 주입하면, 세포의 특정 pH에서만 약물을 내보낼 수 있게 된다. 이 때문에 정상세포와 다른 환경인 암세포 등에서만 선택적으로 터지는 맞춤형 약물이나 기능성 화장품 제조 등에도 이용될 수 있을 것으로 기대된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

문어의 피부는 '눈' 역할도 한다는 흥미로운 사실이 처음으로 밝혀졌다. 최근 미국 캘리포니아 대학교 산타바바라 캠퍼스 연구팀은 문어가 피부를 통해 빛을 감지할 수 있다는 연구결과를 발표했다. 그간 문어와 오징어를 비롯한 두족류(頭足類)는 다른 동물들보다 한 차원 높은 '위장 기술'로 학계의 주목을 받아왔다. 이번에 연구 대상이 된 문어 역시 주위 사물, 온도를 인식하자 마자 주변과 거의 유사한 색으로 몸을 변화시킨다. 이같은 피부 변화를 통해 놀랍게도 문어는 서로 신호(소통)를 주고 받기도 한다. 이번 연구에서는 더욱 놀라운 사실이 드러났다. 문어의 피부가 눈 역할도 한다는 것으로 심지어 뇌의 중추신경계를 거치지도 않는다. 물론 문어의 피부 눈이 일반적인 의미의 눈처럼 뚜렷이 사물을 본다는 것은 아니다. 빛의 증가와 변화를 피부만 가지고도 감지한다는 것으로 이는 연구팀의 실험 결과 밝혀졌다. 실험 방법은 이렇다. 먼저 연구팀은 뇌에서 분리된 문어의 피부 조직에 빛을 비춰 그 반응을 지켜봤다. 그 결과 문어의 피부가 뇌와 소통하지 못하더라도 크로마토포레스(chromatophores)라 불리는 세포가 확장했다. 문어의 피부는 크로마토포레스로 이루어져 있는데 각각의 세포는 빨간색, 검은색, 노란색 색소 주머니를 가지고 있다. 이 크로마토포레스가 수축 혹은 팽창하면서 문어의 피부색이 변한다. 또한 연구팀은 문어의 피부에서 감광성(感光性) 망막 색소를 합성하는 단백질 옵신(opsins)과 로돕신(rhodopsin)을 검출했다. 로돕신은 눈의 망막에 있는 간상세포(눈의 망막에서 빛을 감지하는 세포)에 함유된 붉은빛을 감지하는 단백질이다. 연구를 이끈 토드 오클리 박사는 "문어는 뇌의 도움없이 피부 자체만 가지고도 빛의 변화를 감지해 위장한다는 사실이 밝혀진 것" 이라면서 "문어가 가진 이 '슈퍼 파워'의 비밀은 바로 옵신" 이라고 설명했다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘실험생물학 저널’(Journal of Experimental Biology) 20일자에 게재됐다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr