동물실험을 대체하고 실제 세포의 반응을 관찰할 수 있는 ‘장기칩’(organ on a chip) 기술 개발이 활발한 것으로 나타났다. 1일 특허청에 따르면 최근 10년(2009~2018년)간 장기칩 관련 국내 특허 출원건수는 402건에 달한다. 장기칩은 전자회로가 놓인 칩 위에 특정 장기를 구성하는 세포를 배양해 장기의 기능과 특성뿐 아니라 역학적, 생리적 세포 반응을 실험하는 기술이다. 2009년 14건에 불과했으나 2013년 유럽연합(EU)이 윤리 문제로 동물실험을 거친 화장품의 제조·판매를 금지하면서 급증하고 있다. 2013년 25건에서 4년만인 2017년 77건으로 3배 이상 증가했다. 화장품·신약 개발이 활발해지면서 연간 약 400만 마리의 실험동물이 희생되고 있다. 더욱이 인체와 동물의 질병 양상과 독성 반응 등의 차이로 동물실험은 예측가능성 면에서 한계를 드러내고 있다. 기술별로는 세포를 3차원으로 배양하고 증식시키는 배양기술이 전체 23%(93건)로 가장 많았다. 장기칩을 통해 인체 내 약물 반응을 신뢰성있게 예측하기 위해 장기별 입체 구조와 생리적 특성을 그대로 구현하는 세포 배양은 필수적이다. 이어 3차원 세포배양 관련 소재와 장치에 관한 출원이 각각 20%(79건), 18%(74건)를 차지했다. 칩 위에 구현된 센서장치 관련 출원이 12%(49건), 장기칩을 이용한 약물 시험방법 관련 출원이 10%(36건)로 뒤를 이었다. 출원인은 내국인이 79%(319건), 외국인이 21%(83건)로 나타났다. 대학이 전체 49%(198건)를 차지한 가운데 외국기업 20%(82건), 중소기업 15%(60건), 연구기관 9%(35건) 순으로 국내 대학과 외국기업의 출원 비중이 높았다. 미국 등에서 특정 질병 모델의 장기칩이 상용화된데 비해 국내는 기초 연구단계에 머물고 있는 것으로 분석됐다. 신원혜 바이오심사과장은 “장기칩 기술은 동물실험의 윤리성 논쟁 및 맞춤형 의약 등 신약개발의 핵심기술로 치열한 경쟁이 예상되기에 적극적인 권리화가 요구된다”고 말했다. 대전 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

계명대 약학대학 제약학과 서영호(46) 교수팀의 논문이 세계적 과학저널 네이처 자매지 ‘Scientific Reports’(Impact Fact: 4.011)에 실렸다. 서 교수팀은 치매 진단용 광학영상 조성물로 사용되고 있는 아밀로이드 베타(amyloid- b) 탐침제의 구조를 기반으로 중추신경계로 이행이 가능한 히스톤 탈아세틸화 효소(histone deacetylase, 이하 HDAC) 저해제를 개발했다. 이러한 히스톤 탈아세틸화 효소 (HDAC)는 암, 치매, 마약중독 등의 표적단백질 중 하나로 알려 있다. 히스톤 탈아세틸화 효소(HDAC)는 염색질의 구성물질 구조변화를 유도하여 유전자의 전사 조절을 유도하는 효소로 알려져 있으며, 구조적으로 총 18개의 동위효소로 나뉘게 된다. 현재 모든 동위효소에 대한 연구가 활발히 진행 중인데, 특히, 이러한 히스톤 탈아세틸화 효소(HDAC)는 다양한 중추신경계 질병의 표적 단백질로서의 그 가치가 높게 평가되고 있다. 서 교수는 아밀로이드 베타(amyloid- b) 탐침제 구조를 기반으로 중추신경계로 이행이 가능한 신규 물질을 합성하고, 다양한 생물학적 실험법을 통해서 이 약물이 효과적으로 뇌종양 세포의 성장 및 전이를 억제함을 확인했다. 또한, 이번에 개발한 신규 화합물은 기존 히스톤 탈아세틸화 효소(HDAC) 저해제인 SAHA에 비해서 30배가량 더 효과적으로 중추신경계로 이행이 가능함을 동물실험을 통해서 입증했다. 이 신규 화합물은 뇌종양, 치매, 파킨슨병, 신경변성질환, 뇌염증 등의 다양한 중추신경계 관련 질병 치료에 적응할 수 있는 큰 장점을 가지며, 향후 중추신경계 관련 질병 치료제로 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 본 논문의 제 1저자인 계명대 대학원 약품화학전공 최명아(28·여)씨는 서 교수의 지도 아래 약물의 설계 및 합성연구를 주도하였으며, 공동저자인 박선유, 채혜윤, 송유진 학생과 치란지브 샬마 박사는 약물의 합성, 컴퓨터 도킹 및 생물학적 활성 평가 등을 수행하였다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

아침에 일어나 머리를 감고 나면 수 십 가닥의 머리카락이 세면대에 빠져 있는 것을 볼 수 있다. 그런데 그렇게 빠지는 머리카락을 더욱 안타깝게 쳐다볼 수 밖에 없는 사람들이 있다. 바로 탈모 환자들이다. 남성 외모 고민 1순위가 탈모이며 국내 탈모 인구는 1000만명이라는 통계가 있을 정도로 성인 4~5명 중 1명은 탈모로 고생하고 있다. 여성들에게는 탈모가 많이 발생하지 않지만 호르몬의 변화나 스트레스 등으로 인해 여성 탈모 환자들도 늘고 있는 추세이다. 이 때문에 머리에 직접 바르는 탈모약부터 먹는 탈모약이 개발돼 판매되고 있고 레이저 등을 활용해 모낭을 살리거나 머리카락을 심는 시술도 인기를 끌고 있다. 그렇지만 먹는 약의 경우 각종 부작용이 나타날 우려가 크고 머리를 심거나 레이저치료법은 비용에 비해 효과가 크지 않다는 단점이 있다. 이런 상황에서 중국과 미국 연구진이 간단한 전기자극만으로 탈모를 치료하는 방법을 제시해 주목받고 있다. 미국 위스콘신 메디슨대 재료공학과, 방사선학과, 중국 청두 국립전자과학기술대 전자박막·통합디바이스연구소, 심천대 의생명공학부 공동연구팀은 야구모자 형태의 미세전기자극 장치로 머리카락이 나는 모낭을 활성화시켜 탈모를 치료하는 방법을 개발했다고 22일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국화학회에서 발행하는 재료과학 분야 국제학술지 ‘ACS 나노’에 실렸다. 연구팀은 걷거나 뛰거나 몸의 움직임으로 에너지를 모으는 에너지 하베스트 기술 중 하나인 압전장치를 이용해 피부를 비롯한 인체 자극이 거의 없이 모낭을 자극할 수 있는 장치를 개발했다. 이번에 개발한 장치는 야구모자와 비슷한 형태와 무게를 갖고 있기 때문에 무게나 부피가 큰 배터리와 전자장치가 필요하지 않다는 장점이 있다. 연구팀은 이 장치를 이용해 탈모 증상이 나타나도록 유전자 변형시킨 생쥐를 대상으로 실험을 실시했다. 연구팀은 이 장치를 이용해 7주 동안 매일 하루 12~30분 정도씩 저전류 치료를 실시한 결과 먹는 탈모치료제와 거의 비슷한 효과를 나타냈으며 먹는 약으로 인해 나타날 수 있는 부작용은 발견하지 못했다. 연구팀에 따르면 두피 바깥 층의 잠든 모낭을 자극시켜 머리카락을 자라도록 한다고 설명했다. 단 탈모 증상이 나타난지 오래돼 모낭이 완전히 사라진 경우에는 저전류치료가 효과를 보지 못하고 초기 탈모 환자에게 효과가 높다고 밝혔다. 연구팀은 동물실험을 끝내고 곧 사람을 대상으로 한 임상시험에 돌입할 계획이다. 주동 왕 미국 위스콘신 메디슨대 교수는 “먹는 탈모치료제는 성기능 장애, 우울증, 불안감 증가 같은 부작용을 일으킬 수 있지만 이번에 개발한 기술은 인체에 자극을 주지 않는 약한 전기펄스를 이용해 모낭의 기능을 회복하게 해준다는 것이 핵심”이라며 “간단하고 사용하기 쉽기 때문에 치료비용을 낮출 수 있을 뿐만 아니라 인체 부작용도 최소화시킬 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

동물 윤리 대논쟁/최훈 지음/사월의책/436쪽/2만 2000원 인간의 병을 치료하는 신약을 만들고자 행하는 동물실험은 정당한가. 동물원에서 동물을 가둬놓고 구경하는 일은 옳은 일인가. 애완동물을 키우는 일은 또 어떤가. 이런 대답이 가능하겠다. “동물실험으로 얻는 이익이 막대한데, 그 정도 희생은 감안해야 하지 않을까?” “동물원 없이 동물을 사진으로 봐야 하나. 아니면 사자를 보려고 아프리카까지 가야 하는 건가?” “애완동물에게 따뜻한 집도 제공하고 먹이도 주고 사랑으로 잘 보살펴주는데, 그게 나쁜가?” 최훈 강원대 교양학부(철학) 교수의 신간 ‘동물 윤리 대논쟁’은 이런 생각들을 바늘처럼 콕콕 찔러댄다. 육식이라든가, 동물 학대 정도만 생각했지 동물 윤리 문제를 깊이 생각해본 적 없는 이들에게 아주 당혹스러운 책이라고나 할까. 저자는 2012년 ´철학자의 식탁에서 고기가 사라진 이유´로 동물권과 채식에 관한 주장을 내놓고, 2015년 ‘동물을 위한 윤리학’으로 동물 윤리 담론을 한 단계 끌어올렸다는 평가를 받았다. 전작에서 동물의 도덕적 지위와 육식의 정당성을 따져본 저자는 이번 책에서 한발 더 나아간다. ‘동물을 둘러싼 열 가지 철학 논쟁’이라는 부제목대로, 동물실험, 동물 장기의 인간 이식, 동물원, 애완동물 등 동물 윤리 관련 총체적인 논쟁을 벌인다. 문제마다 철학적 논증을 거쳐 결론에 이르는 점이 돋보인다. 예컨대 동물실험에 관해서는 ‘동물에게 해를 가하는 일이니 나쁘다’는 식으로 주장하지 않는다. 동물실험을 찬성하는 가장 큰 이유는 동물실험이 성공한다는 가정을 세워두고, 이에 따라 인간에게 막대한 이익이 된다고 믿기 때문이다. 그러나 사실 실패한 사례도 많다. 1950년대 입덧 치료제로 개발됐지만, 복용한 산모에게서 기형아가 1만여 건이나 태어나 사회적 논란이 된 탈리도마이드를 비롯해 합성 에스트로겐, 티클리트, 렉사르, 쎄레브렉스 등을 거론한다. 이런 약물은 동물에는 부작용을 보이지 않지만, 인간에게 치명적인 부작용을 일으키는 긍정오류의 사례다. 이런 사례들이 우리가 성공 사례만 보고 믿는 이른바 ‘정상 과학’의 신화 속에 가려진 ‘이상 현상’이고, 이를 동물 윤리를 외면하게 하는 패러다임의 위기로 본다. 그리고 우리가 할 일은 이 패러다임을 벗어나 대체 가능한 게 무엇인지 진지하게 고민하는 일이라고 주장한다. 동물원 환경이 열악해 동물들이 고통받으니 풀어줘야 한다는 식의 감성적인 주장을 하지 않는다. 저자는 동물원의 목적을 오락, 교육, 연구와 종 보전으로 세분하고 나서 이들의 불합리함을 하나하나 반박한다. 저자의 주장을 따라가면 결국 야생과 최대한 비슷한 환경을 조성해 줄 수 있다는 가정하에서만 동물원이 운영될 수 있으며, 그마저 오락의 목적으로만 가능하다는 결론을 마주한다. 애완동물에 관한 논증은 아주 날카로운 데다가, 1000만 반려동물 시대에 아주 뜨거운 논쟁을 부를 수도 있다. 저자는 애완동물에 관해 프루와 워치니안스키의 ‘장난감 모형’과 ‘피보호자 모형’, 여기에 제3의 모형인 ‘반려모형’을 든다. 특히 최근에 주목받는 ‘반려동물’이라는 표현에 관해 “구입하거나 분양을 받는 존재, 탄생 때부터 죽을 때까지 주인에게 의존하고 주인의 선택에 일방적인 관계임에도 ‘반려’라고 부를 수 있느냐?”라고 꼬집는다. 실제로 인간이 원하는 형질을 만들고자 선택적 교배를 해 태어난 애완동물은 태어날 때부터 각종 질병에 시달린다. 이런 고통을 알면서도 태어나게 하는 인간이 위선적이지 않는지 되묻는다. 동물 학대 반대 운동에 관해서도 “동물이 학대받는 현실에만 주목하고 애완동물 자체가 윤리적으로 왜 그른지 반성하지 않는다”며 일침을 날린다. ‘동물은 동물답게 살아갈 때가 가장 행복하다’는 동물권을 초반에 탄탄하게 깔아두고 철학적 논증이 이어진다. 이를 토대로 우리가 그동안 별로 깊게 생각해보지 않았던, 혹은 외면했던 동물 윤리 문제들에 관해 다시금 생각하게 된다. 우리가 동물을 정말 좋아하고, 사랑했는지, 아니면 민감한 문제는 외면했는지 돌아보게 될 것이다. 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr

건국대 수의대 “동물 희생 줄이자” 모형 실습 도입동물권 단체 “환영하지만 근본적 해결책 필요해”동물복지에 대한 관심이 높아지는 가운데 건국대 수의과대학이 동물사체를 이용하던 해부 실습에 모형을 국내 최초로 도입한다. 대학교에서 이뤄지는 동물실험, 실습 과정에서 학대 논란이 꾸준히 제기돼 온만큼 동물권단체들은 환영의 뜻을 밝혔다. 3일 건국대 수의과대학은 올 2학기부터 실습 교육에 동물 모형을 활용한다. 도입한 모형은 개·고양이의 해부학적 구조와 조직 질감·혈액순환을 재현한 모델 7종이다. 윤헌영 건국대 교수는 “2006년 미국의 한 수의과대학에서 동물 활용 실습을 거부한 학생들에게 모형 실습기회를 제공한 것을 보고 놀란 기억이 있다”면서 “(이러한 예처럼) 희생은 줄이고 반복적이면서도 정교한 교육기회를 제공하기 위한 조치”라고 설명했다. 현행법상 대학 등 교육기관은 실험동물법 적용 대상에서 제외돼 동물실험 등에서 별다른 제재를 받지 않고 있다. 하지만 동물권단체들은 그 과정에서 동물학대가 공공연히 이뤄지고 있다고 주장하고 있다. 실제로 지난달 경북대 수의학과에서 동물의 임신과 분만을 다루면서 발정기인 개를 강제로 교미 시키는 등 비윤리적 실험이 이뤄지고 있다는 폭로가 나오기도 했다. 그러나 동물을 활용한 실험은 꾸준히 증가 추세다. 농림축산검역본부에 따르면 난해 362개 기관에서 동물실험으로 사용한 동물은 총 372만 7163만마리에 이른다. 1년 전보다 20.9% 증가한 수치다. 실험에 사용된 동물들의 70% 이상은 경미한 수준을 넘은 고통과 스트레스를 경험한 것으로 조사되기도 했다. 이에 이지연 동물해방물결 대표는 “건국대처럼 자발적으로 동물을 사용하지 않겠다는 결정은 바람직하다”면서도 “단순히 한 사례로만 그치지 않기 위해서는 법을 개정해 사각지대를 없애 동물의 권리를 적극적으로 보호해야 한다”고 밝혔다. 이근아 기자 leegeunah@seoul.co.kr

불규칙한 식사습관이나 채소보다는 육류 위주의 식단, 하루 종일 앉아있는 생활습관 등 때문에 항상 속이 불편하거나 변비로 고생하는 이들이 많다. 장에 좋다는 건강보조식품을 먹고 채소 중심의 식단을 꾸미고 물을 마셔도 나빠진 장 건강이 금새 회복되는 것 같지는 않다. 그런데 국내 연구진이 벌레를 이용해 장질환 개선효과를 빠르게 측정하고 장 건강에 도움이 되는 물질을 발굴했다고 해서 화제가 되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 천연물연구소 천연물인포매틱스연구센터 연구진은 생물학 실험에서 흔히 쓰이는 ‘예쁜꼬마선충’이라는 벌레를 이용해 장건강을 개선시킬 수 있는 후보물질을 발굴하는데 성공했다고 1일 밝혔다. 이번 연구결과는 농학 분야 국제학술지 ‘농업·식품화학 저널’에 실렸다. 많은 현대인들이 만성 장질환에 시달리고 있는데 이를 개선하기 위한 다양한 식품과 의약품 개발이 활발하다. 상용화를 위해서는 이들 물질의 장질환 치료효능과 잠재적 독성을 빠르게 검증할 수 있어야 한다. 식품이나 의약품 상용화를 위해서는 사람을 대상으로 하는 임상시험 이전에 동물실험, 흔히 전임상실험이라고 해서 생쥐나 원숭이 등 포유동물을 이용해 효능평가와 독성실험을 한다. 문제는 포유동물을 이용할 경우 시간과 비용이 너무 많이 든다. 이에 연구팀은 포유동물 대신 예쁜꼬마선충이라는 벌레를 이용해 후보물질의 장질환 개선효과를 평가하는 방법을 개발했다. 예쁜꼬마선충이라는 귀여운 이름을 갖고 있는 곤충은 흙 속에서 사는 1㎜ 정도 크기의 투명한 벌레이다. 900여개의 체새포, 300여개의 신경세포, 2만개 정도의 유전자로 구성돼 있으며 꼬마선충 유전자 중 40%가 인간에게도 있는 것으로 알려져 세포사멸, 노화 등 연구에 활용되고 있다.실제로 연구팀은 사람들의 장건강에 악영향을 미치는 유해 장내 세균을 벌레에 주입하면 투명하게 보이던 장이 불투명하게 보이게 되고 수명도 급격히 줄어드는 것을 관찰했다. 연구팀은 장 건강에 도움을 줄 것으로 보이는 여러 식품과 천연물 소재를 벌레에 주입해 장 건강 회복을 관찰하는데도 성공했다. 이를 통해 브로콜리, 케일, 배추 등 채소의 소화과정에서 나타나는 천연물 대사물질인 ‘3,3-다이인돌릴메탄’이라는 물질이 장누수 증후군과 염증성 장질환 개선에 도움을 주는 것을 밝혀냈다. 강경수 KIST 박사는 “이번 연구는 장내미생물과 질병과의 상관관계를 규명해낸 기초적 연구뿐만 아니라 장질환 개선용 식품이나 의약품을 개발할 수 있는 산업원천 기술로도 다양하게 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

교수인 어머니의 도움을 받아 직접 하지 않은 연구를 자신의 실적처럼 꾸며 서울대 치의학전문대학원(치전원)에 합격한 학생이 결국 입학 취소 처리됐다. 27일 교육계에 따르면 서울대는 전직 성균관대 약학대학 이모 교수의 딸 A씨에 대해 치전원 입학 허가를 취소하기로 최종 결정했다. 오세정 서울대 총장은 A씨가 부정한 방법으로 치전원에 입학했다고 본 입학고사관리위원회 등의 판단에 동의해 입학 취소 결정을 최종 승인했다. 교육부와 검찰에 따르면 이 전 교수는 2016년 대학생이던 딸의 연구과제를 위해 제자들에게 동물실험을 지시하고 이듬해에는 실험 결과를 바탕으로 논문을 쓰도록 했다. 실험이 진행되는 동안 A씨는 2~3차례 연구실을 방문해 참관만 했다. 논문은 과학기술논문 인용색인지수(SCI)급 저널에 실렸으며 A씨가 단독저자로 등재됐다. 또 각종 학회에 논문을 제출해 상도 탔다. A씨는 논문과 수상 경력 등을 바탕으로 지난해 서울대 치전원에 합격했다. A씨는 고등학생일 때도 모친의 제자들이 만들어준 학술대회 논문 발표 자료로 우수청소년과학자상을 타고 2014년도 ‘과학인재특별전형’으로 모 사립대에 합격한 것으로 조사됐다. 교육부는 성균관대에 해당 교수의 파면을 요구했고 이 대학은 그를 지난 6월 파면했다. 검찰은 지난 5월 이 전 교수를 업무방해 등 혐의로 구속기소 하고 A씨를 같은 혐의로 불구속기소 했다. 이 전 교수 측은 지난달 열린 첫 공판에서 논문 작성에 대학원생들의 도움을 받은 사실은 인정하면서도 도움을 받았다고 해서 논문을 허위로 보긴 어렵다며 업무방해 혐의를 부인했다. 고혜지 기자 hjko@seoul.co.kr

사람의 대장에 서식하는 세균 중 하나로 가장 먼저 발견된 장내 세균인 ‘대장균’을 이용해 대장암이나 장내 염증을 치료할 수 있는 기술이 개발됐다. 부산대 의과학과, 한국과학영재학교 공동연구팀은 염증성 장질환이나 대장암에서 나타나는 염증을 대장균을 이용해 완화시킬 수 있는 방법을 찾아냈다고 26일 밝혔다. 이번 연구결과는 임상의학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 클리니컬 인베스티게이션·인사이트’ 최신호(22일자)에 실렸다. 염증성 장질환에서는 장 속 염증이 지속적으로 발생하면서 장의 보호벽이 붕괴돼 마이크로바이오타라는 세균총이 침투하기 쉬워지면서 염증이 더욱 악화되는 경우가 많다. 장 속 염증 치료를 위해 소염제나 항생제를 이용할 경우는 부작용이 발생하거나 오래 사용할 경우 내성의 문제가 발생할 가능성이 크다. 이 때문에 생물학적 치료제를 이용하려는 시도도 있지만 복용했을 때 장까지 도달하지 못하고 분해되기 쉽고 장기간 투여시 종양을 키울 수 있다는 단점이 있었다.연구팀은 표피성장인자(EGF)를 만드는 유전자를 대장균에 삽입해 유전자 재조합함으로써 대장균이 표피성장인자를 안정적으로 생산하고 분비할 수 있도록 했다. 특히 대장균으로 궤양부위까지 안정적으로 전달될 수 있도록 해 장관으로 이동하는 동안 분해되는 위험을 줄였다. EGF는 상피세포 성장을 돕는 단백질로 인체 여러 세포와 조직에서 만들어져 분비되는 물질로 피부 궤양 치료를 위한 연고, 화장품은 물론 위궤양 치료 등에도 활용되고 있다. 연구팀은 동물실험을 통해 장 속에서 흔한 대장균을 활용해 표피성장인자를 염증부위에 주입해 크론병과 같은 염증성 장질환과 대장암으로 인한 장벽 손상을 복구할 수 있다는 사실을 확인했다. 특히 생쥐 장내 점막에 유전자 재조합 대장균을 삽입한 결과 표피성장인자를 1개월 이상 지속적으로 분비해 장내 점막의 줄기세포 성장을 촉진시켜 염증성 자극과 조직손상을 완화시킨다는 것을 관찰할 수 있었다. 문유석 부산대 의과학대 교수는 “이번 연구는 생물학적 치료제의 안정성 문제와 화학적 약물 치료의 부작용을 극복함으로써 장내 염증성 질환을 근본적으로 치료할 수 있는 단초를 마련한 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난해에 비해 덜 했지만 사람들을 지치게 만든 폭염과 열대야가 서서히 힘을 못 쓰면서 계절은 가을로 성큼 걸어들어가고 있다. 오곡이 익어가는 풍요의 계절이 몇 년 전부터는 대기정체로 인한 미세먼지가 시작되는 때로 인식되기 시작했다. 정부도 다양한 미세먼지 대책을 내놓고 있지만 아직은 눈에 띄는 효과는 나타나지 않고 있는 상황이다. 그런데 미세먼지를 비롯한 환경오염 물질에 지속적으로 노출될 경우 우울증이나 조현병과 같은 뇌신경질환을 앓게될 가능성이 높다는 연구결과가 나왔다. 미국 시카고대 의대, 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 사회·유전학연구소, 덴마크 오르후스대 경제경영학부, 환경과학부, 스웨덴 카롤린스카연구소 역학·생명통계학과 공동연구팀은 대기질이 열악한 환경에서 오랜 시간을 보낼 경우 우울증, 조현병, 성격장애 같은 정신질환을 앓을 가능성이 급격히 증가한다고 22일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘PLOS 생물학’ 21일자에 실렸다. 연구팀은 2003년부터 2013년까지 미국 건강보험 청구 데이터베이스에 등록된 약 1억 5110만명의 기록과 1979년부터 2002년 사이에 덴마크에서 태어나 10살을 맞은 사람들 140만명의 기록을 분석했다. 미국팀은 개인의 대기오염 노출을 정량화하기 위해 미국 환경보호청(EPA)에서 활용하고 있는 87가지 대기질 측정 수치를 덴마크 팀은 이보다는 적은 14가지 대기질 지표를 사용했다. 특히 연구팀은 환경오염 물질이 사람의 정신건강에 어떤 영향을 미치는지에 대해 주목했다.생쥐를 이용한 기존 연구들에 따르면 초미세먼지나 산화질소, 오존 등 대기오염 물질은 코와 폐를 통해 뇌로 이동하면서 우울증, 강박증과 같은 행동장애를 유발시키는 것으로 알려졌다. 사람에게서 나타나는 조현병이나 우울증 같은 정신질환은 유전적 요인이나 특정 경험 등이 복합적으로 작용해 나타나지만 환경적이나 신경화학적 요인에 의해 나타날 수도 있는 것으로 추정하고 있다. 연구팀은 건강기록과 환경오염 정도를 비교분석한 결과 동물실험에서와 마찬가지로 사람들도 대기오염 물질에 장기간 노출될 경우 양극성 장애, 경계선 인격장애, 조현병, 우울증 같은 정신질환은 물론 뇌전증이나 파킨슨병 같은 신경정신질환을 앓을 가능성이 일반인들에 비해 2배 이상 높은 것으로 확인했다. 아티프 칸 시카고대 의대 박사는 “이번 연구는 삶의 물리적 환경, 특히 대기질이 인간의 신경, 정신과적 장애에 어떤 영향을 미치는지 그대로 보여주고 있다”라며 “미세먼지에 오래 노출됐다고 모두 정신질환을 앓게 된다는 것이 아니라 대기오염물질들이 유전적, 신경화학적 영향을 미쳐 정신과적 질환 발병을 쉽게 만든다는 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

방금 떠올린 것인데도 뭔지 기억이 안나거나, 공부를 할 때 자꾸 까먹을 때 누구나 한 번쯤은 기억력을 좋게 만들어주는 장치나 약이 있었으면 좋겠다는 생각을 한다. 동물실험 수준이지만 국내 연구진이 기억력은 물론 뇌의 특정 부위를 강화시키거나 약화시킬 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 바이오마이크로시스템 연구진은 뇌의 여러 부위에서 발생하는 신경신호를 동시에 측정하고 약물이나 빛을 전달할 수 있는 초소형 브레인 칩을 개발하고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 22일자에 실렸다. 최근 뇌과학 분야가 활발히 연구되면서 뇌의 이해를 높이기 위해 뇌에서 발생하는 신호를 세포 수준에서 정밀하게 측정하려는 시도들이 많아지고 있다. 뇌에 칩을 삽입하거나 영상장치를 이용해 신경신호를 측정하려는 것들이다. 이런 연구들은 신경신호를 통해 생각만으로 기계를 움직일 수 있는 뇌-기계 인터페이스(BMI) 기술 분야에서도 주목할만하다. 연구팀은 이에 머리카락 굵기의 40㎛(마이크로미터) 두께의 초소형 브레인 칩을 개발했다. 이전에도 브레인 칩들이 있었지만 뇌에서 나오는 신호를 읽을수만 있을 뿐 뇌에 신호를 보내는 양방향 소통은 사실상 불가능했다. 또 파킨슨병 환자 같은 퇴행성 뇌질환을 앓는 이들의 뇌 기능을 제어하기 위한 심부자극술 칩이 있었지만 뇌 회로의 정밀 자극이나 측정은 사실상 어려웠다. 연구팀은 이번에 개발한 초소형 브레인 칩을 활용해 기억에 관여된 해마 부위에 빛과 약물을 전달함으로써 뇌 회로를 강화하거나 약화시킬 수 있다는 사실을 확인했다. 기존에 있는 브레인 칩과는 달리 삽입 시 뇌조직 손상이나 이식으로 인한 감염이 눈에 띄게 줄었다는 사실을 조직 면역반응 염색으로 알게 됐다. 또 기존 브레인 칩의 탐침과 비교했을 때 6분의 1~8분의 1 수준으로 작아진 탐침 4개와 32개의 전극이 내장돼 약물이나 빛을 수 초내에 원하는 부위에 직접 전달해 뇌 반응을 이끌어 낼 수 있다는 것도 확인했다. 조일주 KIST 박사는 “이번 기술은 뇌 기능을 정밀하게 조절할 수 있다는 것이 핵심으로 기존 뇌 회로 연구방법의 한계를 극복했다는데 의미가 크다”라며 “이번 기술이 실제 상용화되면 기억력을 강화하거나 나쁜 기억을 지우는 것에도 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

순천향대학교 부천병원이 13~14일 이틀간 개최한 ‘제13회 미래 의대생을 위한 일일병원 체험행사’가 학생과 학부모 120명이 참석한 가운데 성황리에 끝났다. 일일병원 체험행사는 순천향대와 부속 부천병원이 의과대학 진학을 희망하는 중·고등학생에게 실제 의료 현장을 체험할 기회를 제공해 진로 결정에 도움을 주는 사회공헌활동이다. 올해는 에세이 평가를 통해 높은 경쟁률을 뚫은 학생들이 김해와 여수, 부산, 제주 등 전국 12개 시·도에서 참가해 인기였다. 일일병원 체험행사는 다양한 프로그램이 마련됐다. 먼저 참가 학생들은 의학의 역사와 의대 진학 경험담 등 특강을 들었다. 특히 순천향대학교 의과대 학생 2명이 생생한 진학 경험담을 들려줘 참가자들의 관심이 집중됐다. 또 참가 학생들은 ▲모의 복강경 수술 ▲의학 시뮬레이션센터 체험 ▲동물실험 ▲심폐소생술 교육 등 프로그램에 참여하고, 대한심폐소생협회 이수증을 발급받았다. 학부모들은 순천향대 입학사정관에게 듣는 학생부 종합전형 준비 방법 특강을 통해 자녀들의 의대 진학 준비과정을 이해하는 시간을 가졌다. 사춘기 자녀와의 건강한 소통을 비롯해 청소년기의 자세 이상, 대사증후군, 소리 없는 시력 도둑 등 강좌를 들었다. 제주에서 참여한 조천중 최민규 학생은 “오늘 체험행사가 의사와 병원을 이해하는 데 큰 도움이 됐다”며, “수술 잘하는 외과 의사가 돼서 해외 의료봉사를 떠나 어려운 사람들을 돕고 싶다”고 참가 소감을 밝혔다. 민경대 순천향대 부천병원 대외협력부원장은 “지난 13년간 체험행사를 통해 의사 꿈을 키워온 많은 학생이 실제로 의사가 됐다”며, “이 중 순천향대 병원에서 같이 일하고 있는 의사들도 있고 참가한 학생들도 꿈을 이뤄 의료계에서 만나길 기대한다”고 학생들을 격려했다. 이명선 기자 mslee@seoul.co.kr

국내 연구진이 혈관 협착을 막는 스텐트를 3D프린팅 기술을 이용해 만들고 생체에 적용한 결과 성공적인 결과를 얻어 화제다. 한국기계연구원 나노자연모사연구실과 전남대 의대 공동연구팀은 바이오3D 프린팅 기술을 이용해 금속 대신 생분해성 소재를 이용한 폴리머 스텐트를 만들어 전임상시험에 성공했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘화학공학 저널’ 최신호에 실렸다. 스텐트는 혈액 내 지방성분이 많아져 끈적해지면서 동맥의 혈관 벽이 좁아져 협심증이나 심장마비 같은 증상을 막기 위해 그물망 형태의 관을 혈관 속으로 넣는 장치이다. 일반적으로 코발트 크롬 합금과 같은 금속 소재의 스텐트가 사용되지만 체내에서 부식되거나 부러지는 경우도 있고 혈액들이 뭉쳐 혈관과 협착되거나 염증을 유발할 수 있다는 단점이 있다. 이에 연구팀은 수술용 실이나 뼈 접착제 등 의료목적으로 쓰이는 폴리락틱산이라는 고분자 물질을 3D프린팅 재료로 해 그물 모양의 스텐트 구조를 만들었다. 여기에 혈액 속에 존재해 혈액 응고를 막는 작용을 하는 헤파린이라는 물질을 표면에 코팅했다. 이렇게 헤파린 코팅 생분해성 스텐트는 필요한 형태를 3D프린터로 단시간에 환자맞춤형으로 제작할 수 있다는 장점을 갖고 있다.이렇게 만들어진 스텐트를 이용해 생쥐실험을 한 결과 기존 금속성 스텐트보다 치료효과가 큰 것으로 나타났다. 이번 기술을 응용해 스텐트 표면에 헤파린 이외의 필요한 약물을 코팅할 경우 혈관 세포 부착을 조절하거나 다양한 약물을 전달할 수도 있다. 박수아 기계연구원 박사는 “이번 연구는 3D프린팅 기술로 혈관협착 방지 물질이 코팅된 생분해성 폴리머 스텐트를 적용해 동물실험이 성공했다는데 큰 의미가 있다”라며 “이번 기술은 심혈관 질환 극복에 상당한 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리나라 성인 남녀 1인당 1개씩은 갖고 있다는 스마트폰을 이용해 뇌신경회로를 조절해 치매나 파킨슨병 같은 뇌신경질환을 치료할 수 있는 방법이 개발됐다. 카이스트 전기및전자공학부와 미국 워싱턴대 마취학및약리학부 공동연구팀이 스마트폰 어플리케이션(앱)을 이용해 약물과 빛을 뇌의 특정 부위에 전달해 신경회로를 정교하게 조절할 수 있는 기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 의공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 6일자에 실렸다. 이번 기술은 신약개발시 장기간 동물실험이 필요할 때나 치매, 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌신경질환을 치료할 때도 활용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 빛을 이용해 특정 뇌신경세포를 자극하는 광유전학 기술이나 약물을 이용해 주변 신경회로에 영향을 주지 않고 뉴런이나 신경을 제어할 수 있는 신경약물학은 현재 뇌신경질환 치료나 연구에 활용되는 전기자극기술보다 효과가 뛰어나다는 장점이 있다. 문제는 사용 기기의 크기가 커 뇌 조직을 손상시키거나 정교하게 제어하기 어렵다는 단점이 있다. 또 광섬유나 약물주입관 때문에 뇌 이식한 다음에는 행동 제약이 생긴다. 이에 연구진은 플라스틱과 같은 중합체로 만들어진 미세유체관과 마이크로 LED를 결합시켜 머리카락 두께의 유연한 탐침을 만들었다. 이 장치를 소형 블루투스 기반 제어회로와 교환 가능한 약물카트리지와 결합시킨 뒤 스마트폰 앱을 이용해 무선으로 제어할 수 있는 2g 남짓한 뇌 이식장치를 만들었다. 연구팀은 이 장치를 생쥐의 뇌 보상회로에 이식하고 도파민 활성물질과 억제물질이 든 카트리지를 결합시켰다. 그 다음 스마트폰 앱을 이용해 도파민을 제어하거나 활성화시켜 쥐의 행동을 조정하는데 성공했다. 또 생쥐의 뇌에 빛에 반응하는 단백질을 주입해 빛에 반응하도록 해 쥐가 특정 장소를 좋아하고 싫어하도록 조종할 수 있음을 확인했다.정재웅 카이스트 전기및전자공학부 교수는 “이번 기술은 기존의 전기자극 방법보다 훨씬 더 정교해 부작용 없는 뇌 제어가 가능하다”라며 “추가 연구를 통해 두개골 내에 완전히 이식할 수 있고 반영구적으로 사용가능한 형태로 디자인할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

건강한 사람의 ‘젊은 피’가 알츠하이머 환자의 기억 손실을 늦추는데 도움이 된다는 주장이 나왔다. 글로브뉴스와이어 등 미국 현지 언론의 4일 보도에 따르면 캘리포니아에 본사를 둔 스타트업 기업은 젊은 사람의 혈액에 존재하는 단백질 중 알츠하이머와 같은 퇴행성 뇌 질환을 완화시키는 성분이 있을 것이라는 가설을 세우고 연구에 돌입했다. 우선 해당 기업 연구진은 젊고 건강한 쥐의 혈액을 알츠하이머 증상을 가진 늙은 쥐에게 주입하자, 늙은 쥐의 인지능력과 뇌세포의 신경 발생이 활발해지는 것을 확인했다. 연구진에 따르면 지금까지 확인된 혈장 단백질 중 일부는 나이가 들어감에 따라 감소하며, 이는 혈류를 통해 체내에서 단백질이 순환하는 동안 노화와 세포손상이 가속화 될 수 있다. 이러한 혈장 단백질이 꾸준한 양으로 유지될 경우 알츠하이머를 포함해 노화로 인한 질병을 막을 수 있다는게 해당 기업의 주장이다. 이 기업은 동물실험의 긍정적인 결과를 토대로 ‘젊은 피’에 존재하는 단백질 400여 종을 여과시켜 만든 혈장 성분의 약을 개발했고, 최근에는 임상시험 결과를 발표하기에 이르렀다. 치매 초기단계에 있는 알츠하이머 환자들에게 해당 약을 주입한 결과, 치료 시작 후 6개월 동안 인지기능 저하가 거의 없거나 예상보다 훨씬 적다는 사실을 확인했다. 일각에서는 이 스타트업 거업의 치료제가 흡혈귀를 연상케 한다는 지적을 내놓기도 했지만, 해당 기업 측은 확실한 효과를 담은 보고서를 FDA(미국식품의약국)에 제출할 것이라고 밝혔다. 젊은 피를 이용한 알츠하이머 치료제가 실제로 FDA의 승인을 받을 수 있을지 여부는 불투명하다는 것이 전문가들의 의견이다. 또 만약 해당 치료제가 판매 승인을 얻을 정도로 효과를 보인다면, 치료제 제조에 필요한 ‘젊은 피’를 어디서 구할 것인지에 대한 새로운 문제에 직면할 것이라는 예측도 있다고 현지 언론은 전했다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내연구진이 줄기세포를 이용해 3차원 형태의 인공 간 조직을 만드는데 성공했다. 이번 기술은 신약개발에 있어서 필수적인 단계인 간독성 평가시 활용도가 높을 것으로 기대되고 있다. 한국생명공학연구원 줄기세포융합연구센터, 과학기술연합대학원대학교(UST) 기능성지노믹스과, 울산대 의대 공동연구팀은 인체의 거의 모든 신체세포로 분화가 가능한 ‘인간 전분화능 줄기세포’를 이용해 증식시킬 수 있는 3차원 인간 간 모사모델을 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 헤파톨로지’에 실렸다. 간은 인체 여러 장기 중 재생이 가장 잘 되는 장기로 알려져 있지만 몸 바깥에서 간 세포를 증식시키고 성장시키는 것은 매우 어려운 일이다. 이 때문에 많은 연구자들이 줄기세포를 이용해 신약개발 단계에서 활용하기 위해 간 조직을 성장시키기 위한 연구를 진행하고 있다. 그러나 외과 수술을 통해 간 조직을 확보한 뒤 성체줄기세포를 이용하기 때문에 특정 세포만 얻거나 인간 전분화능 줄기세포를 이용하기 때문에 세포덩어리 형태의 증식하지 않고 기능적으로 미성숙했다는 한계를 가지고 있었다. 연구팀은 기존에 나온 기술들을 결합시켜 환자 맞춤형 인간 전분화능 줄기세포를 이용하면서도 인체조직과 유사하고 성장시킬 수 있고 기능적으로도 인간의 간 세포와 거의 유사한 오가노이드를 만들었다. 이번 기술로 개발한 3차원 인공 간 조직은 장기간 증식이 가능하고 동결, 해동이 가능하며 기능적으로 성숙한 간 모델을 만들 수 있다는 특징이 있다. 실제 실험을 통해 오가노이드가 성숙될 수록 인체와 유사한 약물반응을 보여 보다 정확한 간독성 평가가 가능하다는 것도 확인했다. 또 지방간 모델을 만들어 치료제 발굴에도 활용할 수 있다는 것을 검증했다. 생명공학연구원 손명진 박사는 “신약개발 과정을 보면 동물실험에서는 간독성이 없었지만 사람을 대상으로 한 임상에서는 독성을 나타내 문제를 일으키는 경우가 많다”라며 “이번에 개발한 간 유사체를 활용하면 신약개발 효율성을 높일 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

보리 어린잎에 면역세포를 활성화시켜주는 효과가 있다는 사실이 국내 연구진에 의해 밝혀졌다. 한국식품연구원 홍희도 책임연구원은 최근 보리 어린잎에 들어있는 다당 성분이 면역기능을 증강시키고 뼈 건강 개선에 도움이 된다는 효과를 확인했다고 22일 밝혔다. 연구팀은 세포실험과 동물실험을 통해 보리 어린잎에서 분리한 다당 성분이 면역기능 증진 및 뼈 건강 개선에 우수한 효과가 있음을 과학적으로 입증했다. 다당 소재는 면역세포인 대식세포와 수지상세포를 활성화시키고 이들 세포가 분비하는 면역조절물질인 사이토카인의 생성량 농도를 증가시킴으로써 면역기능을 강화하는 것으로 나타났다. 이같은 연구 결과는 국제 학술지에 실렸고 특허도 받았다. 이와함께 적정 원료의 선정 및 전처리, 추출, 건조 등 대량생산을 위한 공정 최적화 연구를 통해 산업화 가능 수준의 시제품 제조공정을 확립했다. 시제품도 성분 및 효능 등 동등성 검토를 거쳐 소재화에 성공했다. 전주 임송학 기자 shlim@seoul.co.kr

치전원, 성균관대 교수 딸 A씨 입학취소 처분 의결대학원위원회 17일 심의 거쳐 최종결정할 예정입학취소 되면 입학 사실 및 학적 자체 소멸서울대가 성균관대 교수인 어머니의 도움으로 이 대학 치의학전문대학원(치전원)에 합격한 학생의 입학취소 절차를 밟고 있다. 11일 서울대에 따르면 이 학교 치전원은 지난달 입학 및 시험위원회를 열고 성균관대 약학대학 이모 교수의 딸 A씨에 대한 입학취소 처분을 의결했다. 치전원으로부터 이런 결정을 통보받고 심의해 온 서울대 입학고사관리위원회도 전날 A씨의 입학을 취소해야 한다고 의견을 모았다. 서울대는 오는 17일 대학원위원회 심의를 거쳐 A씨의 입학취소 여부를 최종 결정할 예정이다. 입학취소 결정이 되면 퇴학과 달리 A씨의 입학사실 및 학적 자체가 소멸된다. 서울대 관계자는 “입학취소 처분 사유는 제출서류 내용을 허위로 기재하거나 위조, 변조 등 기타 부정한 방법으로 지원했다는 것”이라면서 “재판 결과가 나올기까지 오래 걸릴 것으로 예상돼 신속히 결정했다”고 설명했다. 앞서 교육부의 조사 결과 이 교수가 대학원생 제자들을 시켜 A씨의 연구과제와 봉사활동을 대신하게 한 사실이 드러났다. 교육부로부터 수사를 의뢰받은 검찰도 A씨의 치전원 입학 과정에 어머니의 도움이 있었다고 봤다. 검찰에 따르면 이 교수는 2016년 대학생이던 딸의 연구과제를 위해 제자들에게 동물실험을 지시하고, 이듬해는 실험 결과를 바탕으로 논문을 쓰도록 했다. 논문은 SCI(과학기술논문 인용색인지수)급 저널에 실렸다. A씨는 논문과 이를 통한 수상경력 등으로 지난해 서울대 치전원에 합격했다. 검찰은 지난 5월 이 교수를 업무방해 등 혐의로 구속기소하고, 딸인 A씨를 같은 혐의로 불구속기소 했다. 기민도 기자 key5088@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

전파망원경을 비롯해 각종 장비로 깜깜한 우주에서 별(항성)을 찾는 천문학자, 과학기술이 발전하고 있지만 여전히 정복되지 못한 몸속 ‘암세포’를 찾는 의사. 언뜻 생각하기에 천문학자와 의사 둘 사이에는 아무런 공통점이 없어 보인다. 그런데 천문학에서 별을 찾는 방법을 이용해 몸속 작은 암세포를 찾는 기술이 공개됐다. 영국 엑서터대 수학과, 생명과학과, 의대 공동연구팀은 항성과 행성의 형성을 연구하기 위해 만들어진 컴퓨터 코드를 활용해 몸속에서 막 생겨나기 시작한 아주 작은 암세포까지 찾아낼 수 있다고 4일 밝혔다. 이번 연구 결과는 지난달 30일부터 4일까지 영국 랭커스터대에서 열린 영국왕립천문학회 연례학술회의(NAM 2019)에서 발표됐다. 먼 우주에 존재하는 별이나 행성을 찾아내기 위해 천문학에서 가장 중요한 것은 빛을 검출하고 분석하는 것이다. 연구팀은 컴퓨터단층촬영(CT)이나 자기공명영상(MRI) 같은 영상에서도 암 조직은 빛을 낸다는 데 착안했다. 연구팀은 별과 행성을 찾는 데 활용되는 컴퓨터 코드를 몸속에서 미세하게 빛을 내는 ‘작은 우주’ 암조직을 빠르게 찾아낼 수 있도록 바꿨다. 연구팀은 유방암과 피부암 분야에 이번 기술을 우선 적용키로 하고 동물실험을 실시한 결과 암 발생 초기 단계에서도 빠르게 종양조직을 발견할 수 있다는 것을 확인했다. 연구팀은 이번 기술을 활용하면 현재의 영상의학 기술만으로도 조기에 암을 발견할 수 있게 돼 환자들의 생존가능성을 높일 것으로 기대하고 있다. 실제로 영국에서는 매년 약 6만명의 여성이 유방암 진단을 받고 그중 1만 2000명이 사망한다. 찰리 제인스 엑서터대 박사는 “이번 연구는 암과는 전혀 상관없는 천문학 분야 연구 성과가 의학 분야에서도 활용될 수 있음을 보여 줌으로써 ‘기초과학이 왜 필요한가’라는 의문에 대한 답이 될 수도 있을 것”이라고 말했다. edmondy@seoul.co.kr

학교성적, 취업문제, 승진문제, 건강 등 현대인은 태어나면서부터 스트레스에 둘러 싸여 산다고 할 정도로 주변 곳곳에 스트레스 요인들이 산적해 있다. 물론 ‘모든 것을 내려놓고 살아야 한다’라고 이야기하는 사람들이나 책들도 많지만 일반인들에게는 쉽지 않은 일이다. 이렇듯 생활 곳곳에서 발견되는 스트레스는 만성화돼 심각한 개인적, 사회적 문제를 야기시킨다. 암이나 우울증, 조현병 같은 각종 정신질환의 원인이 되기도 하고 싶할 경우 치명적인 퇴행성 뇌질환이나 뇌손상 위험을 높이는 것으로 알려져 있지만 스트레스와 뇌기능 손상 사이의 메커니즘이 정확히 알려져 있지 않다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌·인지과학전공 유성운 교수팀은 만성 스트레스로 인해 성체 해마신경줄기세포가 사멸되는 과정과 자가포식 사멸과정을 조절할 수 있는 방법을 찾아냈다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘오토파지’ 최신호(6월 24일자)에 실렸다. 기존 다수의 동물실험 연구에서도 스트레스를 겪는 동물은 새로운 신경세포를 생성하지 못하다는 사실은 알려져 왔다. 연구팀은 만성 스트레스로 인한 각종 뇌질환이 성체 해마신경줄기세포 사멸로 인해 성체 신경발생 감소가 나타나기 때문이라는 사실을 밝혀냈다. 성체 신경발생은 학습과 기억, 정서조절을 담당하는 해마 부위 신경줄기세포에서 가능한 것으로 퇴행성 뇌질환, 신경발달 질환과 관련이 깊은 것으로 알려져 있다. 자가포식 세포사멸은 세포가 세포 내부 물질을 자기 스스로 먹어치워 제거함으로써 자신을 보호하는 반응이다. 연구팀은 생쥐의 신경줄기세포와 유전자 조작 생쥐를 이용해 세포사멸 유전자 중 하나인 Atg7을 제거하면 신경줄기세포의 사멸이 방지되고 스트레스 증상에도 정상적인 뇌기능을 유지하는 것을 확인했다. 이와 함께 SGK3라는 유전자가 자가포식 세포사멸을 유도한다는 사실을 밝혀내고 이 유전자를 제거하면 신경줄기세포가 스트레스에도 줄어들거나 제거되지 않는다는 것을 입증했다. 유성운 DGIST 교수는 “이번 연구는 만성 스트레스로 의한 신경줄기세포의 자가포식 세포사멸 메커니즘을 명확하게 밝혀냈다는데 의미가 있다”라며 “추가적 연구를 통해 우울증, 치매 등 뇌신경질환 치료방법이나 치료제를 개발할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr