생물계는 박테리아로 알려진 세균, 진핵생물, 고세균 크게 세 영역으로 나뉜다. 고세균의 경우 세균처럼 핵이 없는 원핵생물이지만 유전적 특징이 달라 세균과는 전혀 다른 제3의 생물계로 분류된다. 고온, 고압, 고염도 등 극한 환경, 특히 원시 지구와 유사한 환경에서도 잘 자라기 때문에 고세균이라는 이름이 붙여졌다. 국내 연구진이 고세균의 생존과 관련해 중요한 사실을 새로 발견했다. 충북대 미생물학과 이성근 교수팀은 서해 바닷물에서 고세균의 군집과 활성을 조절하는 바이러스를 분리해내 그 존재를 확인하는데 성공하고 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 16일자에 발표했다. 고세균은 열수구, 유황온천 같은 극한환경부터 일반환경까지 다양한 곳에서 서식한다. 특히 해양 생태계 전체 미생물의 약 30%를 차지하고 있으며 해양에서의 탄소, 질소 순환에 핵심적 역할을 해 지구온난화를 일으키고 오존층을 파괴하는 아산화질소를 발생시키는 대표적인 미생물로 알려져 있다. 이를 밝혀내기 위해 해양 고세균을 분리하려고 하지만 배양이 쉽지 않아 연구가 극히 드문 상태이다. 더군다나 고세균의 군집과 활성을 조절하는 바이러스의 존재가 주목받았지만 바이러스의 실체에 대해 구체적으로 밝혀지지는 않았다.연구팀은 서해 바닷물에서 특정 계절에 눈에 띄게 개체수가 증가하는 2종류의 해양 고세균에 주목했다. 이를 토대로 바닷물에서 고세균에 영향을 미치는 바이러스를 분리하는데 성공했다. 분리한 바이러스를 분석한 결과 해양 고세균이 바이러스에 감염되면 질소의 산화작용이 멈추고 유기물이나 비타민B12 등의 물질을 방출하는 것으로 확인됐다. 특히 일반적인 바이러스는 숙주세포를 녹여 영향을 미치는데 고세균 바이러스는 증식하면 혹처럼 튀어나와 분리되는 출아법으로 방출된다는 사실도 밝혀졌다. 이성근 교수는 “이번 연구는 바닷물에 많은 고세균을 감염시키는 바이러스의 존재를 처음으로 발견해 지구 물질 순환을 이해하는 기반을 마련한데 의미가 크다”라며 “극한 환경에서 존재하는 것으로 알려진 레몬 형태의 바이러스를 이번에 발견해 기후변화 예측에도 선도적으로 기여할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

일회용 플라스틱 빨대 사용량이 줄어드는 것은 환경 보호에 도움이 되는 일임에 틀림없지만 일각에서는 예외를 허용하지 않으면 누군가 위험에 빠질 수도 있다는 우려가 제기된다. 빨대가 없이는 물이나 음료 등을 마실 수 없는 장애인과 어린 아이들이 대표적이다. 실제 일회용 빨대 대신 금속 빨대를 사용하다 사망한 사례가 지난 11일(현지시간) 뉴욕타임즈(NYT)에 보도됐다. NYT는 런던에서 남서쪽으로 약 2시간 거리에 있는 본머스에서 발표된 검시 보고서를 인용해 장애를 갖고 있던 엘레나 스트러더스가드너가 금속 빨대 때문에 사망했다고 전했다. 지난해 11월 22일 그녀는 집 안에서 넘어졌는데 하필 그곳에 금속 빨대가 고정된 채 꽂혀있는 유리병(메이슨자)이 있었다. 빨대가 그녀의 왼쪽 눈을 관통하며 뇌손상을 입은 그는 곧장 병원으로 옮겨졌으나 결국 이튿날 세상을 떠났다. 영국은 2020년 4월부터 일회용 빨대 사용을 전면 금지하기로 했다. 그러나 돌봄 노동자들과 장애인 인권 운동가 등은 이러한 법안 마련에 기여한 환경단체와 정부에 대해 비판의 목소리를 높이고 있다. 빨대를 사용하지 않고는 음료를 마실 수 없는 사람들이 있음에도 일회용 빨대의 대체품인 단단한 빨대(금속 빨대 등)가 가져올 위험에 대해 고려하지 않았다는 것이다. 장애학 박사과정을 밟고 있는 킴 사우더는 자신의 블로거를 통해 “스트러더스가드너씨의 이야기는 우리에게 경고의 메시지를 준다”면서 “우선 금속 빨대는 뚜껑에 이를 고정할 수 있는 장치가 있는 병과는 함께 사용해선 안될 것”이라고 강조했다. 그는 이어 “환경론자들이 ‘재사용이 가능’하다고 여기는 상품들이 어떤 위험성을 지니는지 파악할만큼 보편적인 것이 됐는지는 모르겠다”면서 “일회용 빨대를 금지하는 정책이 달성한 가장 큰 성과는 장애인에게 이토록 편협할 수 있다는 것을 보여준 그 대담함”이라고 말했다.영국뿐 아니라 미국의 캘리포니아와 시애틀 등에서도 일회용 빨대 사용이 금지되며 빨대없이는 음료를 마실 수 없는 장애인들이 불편을 겪고 있다. 세계적인 커피 프렌차이즈인 스타벅스도 2020년까지 전 세계 2만 8000개 매장에서 초록색 플라스틱 빨대를 없애겠다고 공언한 바 있다. 그러나 그런 정책을 추진하고 있는 스타벅스도 2016년 스테인리스 빨대를 리콜한 사례가 있다. 재사용이 가능한 텀블러에 부착된 스테인리스 빨대 때문에 미국에서 3명의 아동이, 캐나다에서 1명의 아동이 다치면서다. 치과의사들은 금속이나 유리 빨대를 올바르게 사용하지 않으면 치아에 손상을 줄 수도 있다고 경고한다. 뉴욕에서 스마일스NY 코스메틱 앤 임플란트 치과를 운영하는 티모시 체이스 박사는 “이러한 빨대들을 치아로 깨무는 것은 치아는 물론 건강에도 좋지 않다”면서 “박테리아 감염 위험을 예방하기 위해서는 재사용이 가능한 빨대를 깨끗하게 사용하는 것이 중요하다”고 설명했다. 이런 가운데 재사용 빨대를 제작·판매하는 에코매니악의 사장 크리스티나 트리파니는 “스트러더스가드너의 사건은 굉장히 불행한 일”이라면서도 “그러나 그 사건이 일회용 빨대 사용 금지를 위한 운동에 영향을 미치지 않기를 바란다”고 말했다. 미국의 시장조사업체의 조사에 따르면 실제 미국인들이 하루에 사용하는 일회용 플라스틱은 1700~3900만개에 이른다. 재활용되지 않은 막대한 양의 일회용 빨대는 매립되거나 바다로 흘러들어 해양 생물들의 생명을 위협하고 있다. 트리파니는 “물론 현재 가장 인기가 있는 재사용 빨대는 금속 빨대지만 장애인와 어린이는 실리콘 빨대를 사용하는 게 대안이 될 수 있다”고 덧붙였다. 트리파니의 회사는 금속뿐 아니라 종이, 유리, 대나부, 실리콘 소재의 재사용 빨대를 판매하고 있다. 민나리 기자 mnin1082@seoul.co.kr

냉장고 안에 있는 식품들, 얼마나 보관하고 있었는지 확인해 보자. 그중에서도 우유는 보관 온도와 장소에 영향을 많이 받는 식품 중 하나로, 30도를 넘는 요즘 같은 날씨에는 유통기한·소비기한, 냉장고 보관 등에 특별히 유의해야 한다. 1. 우유의 유통기한과 소비기한 식품의약품안전처에 따르면, 식품 유통기한은 제품이 만들어진 날로부터 소비자에게 판매가 허용되는 기간이며, 소비기한은 식품이 올바르게 보관될 경우 섭취할 수 있는 기간을 일컫는다. 유통기한이 지난 제품을 버리는 경우가 많은데, 소비기한을 제대로 지키면 보관 기간을 연장할 수 있다. 우유도 여기에 해당한다. 우유자조금관리위원회는 “우유는 제품에 따라 유통기한이 약 열흘에서 2주 사이이며, 소비기한은 우유를 개봉하지 않고 냉장 보관(섭씨 0~4도) 한 경우, 최대 45일까지 보관 가능하다”라고 전했다. 2. 소비기한 남은 우유, 마셔도 될까 보통 상한 우유를 구별할 때 우유의 쿰쿰한 냄새와 우유 속 하얀 덩어리를 보고 확인한다. 특히 냄새는 우유가 상했는지 바로 알 수 있는 방법으로, 신선한 우유 냄새 대신 쿰쿰한 냄새가 난다면 부패가 진행되고 있음을 의심할 수 있다. 그러나 위 방법으로도 우유의 상태를 정확히 알 수 없다면 물을 활용하면 된다. 우유를 차가운 물에 몇 방울 떨어뜨렸을 때 우유가 물속에 가라앉으면 신선한 상태이며, 물에 닿을 때 뿌옇게 퍼져 나가면 상한 것이다. 3. 우유의 맛을 지키는 냉장고 위치 우유를 맛있게 먹으려면 냉장고 안에서 가장 맛있는 온도를 지켜야 한다. 미국 낙농협회에 따르면, 우유를 보관할 때 냉장고의 온도는 섭씨 약 4도를 넘지 않아야 한다. 박테리아가 가장 활발하게 증식하는 온도가 섭씨 4도에서 60도 사이이기 때문이다. 그러나 냉장고 안에는 모든 공간의 온도가 동일하지 않다. 냉장고 위쪽에서 아래쪽으로 내려갈수록 온도가 낮아지므로 식품별 보관 위치에 신경 써야 한다. 선반 위쪽은 오래 보관해도 괜찮은 음료, 스낵 등의 가공식품, 아래쪽은 육류, 생선 등의 신선식품들을 두는 것이 알맞다. 또한, 물기가 많은 것과 물기가 적은 것을 구분하는 것도 식품을 오래 보관하는 데 도움이 된다. 우유의 경우, 선반 위쪽보다는 비교적 온도가 낮은 아래쪽에 보관하는 것이 좋으며, 요거트와 치즈 등의 유제품 또한 아래쪽에서 더욱 오래 보관할 수 있다. 가장 주의해야 할 점은 우유를 냉장고 문에 보관하지 않는 것이다. 미국 낙농협회는 “냉장고 문은 온도가 가장 높은 곳으로, 조미료와 소스 보관에 적합하다. 문을 열 때마다 상온의 영향을 가장 많이 받기 때문”이라며, “냉장고의 내부 온도를 안정적으로 유지하기 위해 냉장고 문을 너무 자주 열지 않는 것도 중요하다”라고 전했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

갈매기가 항생제도 소용없는 슈퍼박테리아를 사람에게 옮길 수 있다는 연구결과가 나왔다고 영국 BBC, 가디언 등 해외 언론이 9일 보도했다. 호주 웨스턴오스트레일리아 주에 있는 머독대학 연구진이 2015~2017년 호주 전역에 서식하는 은갈매기 562마리의 배설물을 분석한 결과, 이중 20%가 병원균을 옮기며 여기에는 항생제에 내성을 가진 대장균(E. Coli) 등이 포함돼있는 것으로 확인됐다. 히 퍼스 지역에서 서식하는 한 갈매기에서는 약제 내성이 있는 박테리아에 대한 최후의 수단으로 알려진 콜리스틴에도 저항하는 대장균이 발견됐다. 연구진은 갈매기가 공중이나 지상에서 배설하는 대변을 사람이 무심코 만진 뒤, 음식을 섭취하거나 얼굴을 만질 때 몸 안으로 들어가 감염을 유발하는 것으로 추측했다. 가장 큰 문제는 사람과 접촉률이 비교적 높은 조류인 갈매기가 옮기는 병원균이 항생제로도 죽지 않는 슈퍼박테리아의 성질을 가지고 있다는 사실이다. 연구를 이끈 샘 아브라함 박사는 “이번 연구를 통해 호주 전역의 갈매기가 슈퍼버그 또는 항생제 내성을 가진 동시에 사람에게 전염될 수 있는 박테리아를 옮긴다는 것을 알게 됐다”면서 “항생제 내성은 인류의 건강에 매우 큰 영향을 미치는 만큼, 이는 매우 심각한 문제로 여겨진다”고 설명했다. 이어 “특히 갈매기들이 자주 출몰하는 지역에서 논 뒤 씻지 않은 손을 입에 대거나 해당 지역에서 음식을 먹을 경우 위험이 더욱 높아질 수 있다”고 덧붙였다. 과거 포르투갈과 프랑스, 러시아 등지에서도 유사한 사례가 나왔지만, 관광객이 많은 호주에서 콜리스틴 저항 대장균이 발견된 것은 이번이 처음이다. 세계보건기구(WHO)가 항생제 내성 슈퍼박테리아 문제를 세계 보건에 대한 10대 위협 중 하나로 경고한 가운데, 이번 연구결과는 내성균 관련 국제학술지인 항균화학요법저널(Journal of Antimicrobial Chemotherapy) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

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

국제우주정거장(ISS)은 인류가 지닌 최첨단 기술이 집약된 구조물이다. 하지만 그렇다고 해서 내부 환경이 SF 영화에서 나오는 우주선처럼 깔끔한 것은 아니다. 좁은 공간에서 여러 사람이 함께 생활하는 데다 환기는 당연히 생각도 할 수 없다. 아무리 최신의 생명 유지 장치와 청결을 유지하기 위한 시스템이 있어도 곰팡이와 박테리아가 번성하는 것을 100% 막기 어렵다. 필연적으로 우주정거장 곳곳에 곰팡이가 생긴다. (사진 참조) 과학자들은 이 곰팡이와 박테리아가 단지 제거가 어려울 뿐 아니라 사실 생존 능력이 놀랄 만큼 강하다는 사실을 발견했다. 이 생명체들은 방사선이 높은 우주에서 오랜 시간 노출되다 보니 방사선 내성 능력이 비약적으로 높아졌다. 2019년 우주생물과학 콘퍼런스(2019 Astrobiology Science Conference)에는 인간보다 200배 정도 방사선 내성이 강한 슈퍼 곰팡이를 연구한 결과가 발표됐다. 독일항공우주연구소(DLR)의 미생물학자 마르타 코르테장 박사과정 연구원은 국제우주정거장에서 분리한 두 종의 곰팡이 에스페르길루스(Aspergillus·누룩곰팡이속)와 페니실리움(Penicillium·푸른곰팡이속) 포자가 얼마나 방사선에 강한지 조사했다. 그 결과 이 곰팡이 포자는 1000Gy(gray, 방사선 흡수량의 단위)의 X선과 500Gy의 중이온 (heavy ion), 그리고 3000J(Joule)의 자외선에서도 생존할 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 통상 사람은 한 번에 5Gy 이상의 방사선에 노출되면 사망한다. 이 곰팡이들은 포자라는 점을 고려해도 인간보다 200배 정도 강한 방사선을 견딜 수 있는 것이다. 이렇게 방사선에 강한 곰팡이들은 미래 유인 우주 탐사에서 큰 위협이 될 수 있다. 지구 자기장의 보호를 받지 못하는 유인 화성 탐사의 경우 우주비행사는 상당한 방사선을 받으며 면역력이 약해질 수 있지만, 곰팡이는 이런 환경에서도 잘 살기 때문에 심각한 감염을 일으킬 위험이 있다. 따라서 장거리 유인 우주 탐사에 앞서 이에 관한 연구와 대비책이 필요하다. 하지만 연구팀은 우려와는 반대로 이 곰팡이가 우주 개척에 도움이 될 수도 있다고 보고 있다. 강력한 방사선 내성 생물을 배양하면 우주에서 필요한 영양분과 유기물을 얻는 데 유용하기 때문이다. 사람은 방사선 차폐가 잘 된 우주선과 우주 기지에서 생활하고 방사선 내성 미생물과 곰팡이가 든 배양 탱크는 적당히 관리해도 된다면 상당한 비용을 절감할 수 있다. 어쩌면 인류의 후손은 방사선 내성 슈퍼 곰팡이를 감사하게 여길지도 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

동물을 관람하는데서 그치지 않고 직접 만져보며 교감할 수 있는 동물체험 농장(Petting Zoo)은 국내외에서 학부모와 아이들의 큰 사랑을 받는다. 하지만 최근 해외의 한 농장에서 동물을 직접 만진 어린아이가 세균 탓에 사망하는 사건이 발생한 것으로 알려져 주의가 요구된다. 과학전문매체 라이브사이언스의 1일 보도에 따르면 지난달 28일, 미국 샌디에이고카운티 보건복지부는 지난 8일부터 15일까지 패팅 동물원에서 동물을 만졌던 2~13세 어린이 4명이 대장균에 감염된 사실이 확인됐다고 공식 발표했다. 발표에 따르면 4명 중 3명은 적절한 치료 끝에 건강을 회복했지만, 이름이 밝혀지지 않은 2세 남자아이는 감염 확진 뒤 치료를 받던 중 결국 숨졌다. 4명의 아이들은 시가 독소 생성 대장균(Shiga toxin producing E.coli)에 감염됐다. 식중독을 일으키는 대표적인 병원성 대장균으로 알려져 있다. 대부분은 이 균에 노출됐다 하더라도 적절한 치료를 받으면 회복하지만, 감염자 중 5~10%는 급격한 신장 손상 등으로 사망한다. 현지 의료진에 따르면 대장균 박테리아는 대체로 인체에 무해하지만, 일부 변형균들은 용혈성요독증후군(HUS)으로 발전할 수 있고, 이는 장기 손상을 불러온다. 혈구가 파괴되고 신장 기능이 정지되며 심하면 사망에 이를 수도 있다. 이번에 시가 독소 생성 대장균에 감염됐거나 이로 인해 사망한 아이들은 지난 5월에 샌디에이고 카운티에서 열린 동물체험에 참가했으며, 동물을 만지는 과정에서 대장균에 노출된 것으로 확인됐다. 전문가들은 정상적이고 건강한 동물들도 사람에게 병을 유발하는 세균을 옮길 수 있다고 설명했지만, 육안만으로는 어떤 동물이 세균을 퍼뜨리는지 분별하기는 어렵다. 현지 보건 당국은 “체험 동물농장에서 동물과 직접 접촉한 후에는 곧바로 손을 씻고, 손이 입에 닿지 않도록 조심해야 한다. 또 동물과 가까이에서 음식을 먹거나 음료를 마시는 행동도 피해야 한다”고 권고했다. 한편 미국에서는 2017년에도 이와 이유사함 사고가 발생했다. 미네소타의 한 동물농장을 방문했던 남매가 시가 독소 생성 대장균에 감염된 뒤 한 명은 중태에 빠지고 또 다른 한 명은 급성 신부전과 뇌 및 심장 신경계 손상으로 결국 사망했다. 사진=자료사진(123rf.com) 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

‘콩 심은 데 콩 나고, 팥 심은 데 팥 난다’는 말은 부모에게서 자녀가 많은 것을 물려받아 따라하게 된다는 것을 의미한다. 사실 생물학적 관점으로 보면 유전학을 정확히 정의한다고도 할 수 있다. 실제로 유전학은 생명체의 생명현상과 특징을 결정하는 모든 인자가 자손에게 그대로 전달된다는 발견으로 시작됐다.유전적으로 전달되는 많은 유전적 표현형을 인위적으로 바꾸는 것이 최근 의생명 과학의 발전으로 가능해지고 있다. 다시 말해 콩을 심어도 유전적 변형을 가하면 팥이 나오는 게 가능하다는 것이다. 유전을 결정하는 인자가 DNA상에 있기 때문에 유전적 표현형은 DNA의 변형을 통해 가능하다. 자연적인 DNA 염기서열의 변화인 돌연변이가 생기고, 이러한 돌연변이가 표현형의 변화를 야기한다. 이런 변화는 질병을 일으키기도, 때로는 진화로 이어지기도 한다. 유전적 변형을 위한 연구는 최근 들어 유전자 가위 기술 덕분에 가속화되고 있다. 실제로 유전자 가위를 이용한 유전적 변형은 염기서열 변화, 특정 유전자 제거 등에 사용되고 있다. 유전자 가위는 이름에서 알 수 있듯이 DNA를 잘라서 유전적 변형을 만드는 것이다. 하지만 최근 연구에 따르면 DNA를 자르지 않고도 염기서열의 변화를 할 수 있는 메커니즘이 발견됐다. 이 연구 결과는 그동안 유전자 가위의 DNA 절단으로 인한 원치 않는 부작용을 최소화할 수 있다는 측면에서 앞으로의 연구에 따라 좋은 유전자 변형 도구로 사용될 것으로 기대된다. 또 얼마 전 박테리아와 곰팡이에서 발견된 효소가 인간의 혈액형을 바꿀 수 있다는 연구 결과도 발표됐다. 이 연구에 의하면 인간의 혈액을 A형, B형으로 결정하는 혈액세포 속 항원이 박테리아와 곰팡이 효소에 의해 분해될 수 있다. 분해된 뒤에는 혈액형이 O형으로 변화될 수 있음이 밝혀졌다. 이 발견은 유전적 변형 없이도 표현형이 변화될 수 있는 가능성을 보여 주었다. 유전자 가위의 새로운 방법이 이와 유사하게 사용될 수도 있다. 이 경우에는 유전자 자체를 변화시키지 않고 유전자 발현만을 조절하는 방법의 개발이 있다. 불과 몇 달 전 발표에 의하면 유전자 가위에 지금까지 알려진 사람 세포에 있는 각종 단백질을 조합해 박테리아에서 발견된 유전자 가위와 거의 유사한 효과를 낼 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 단백질 재조합 기술을 통해 새로운 유전자 가위들이 많이 만들어지면 지금까지는 생각하지 못했던 유전자 조작과 유전자 발현 조절이 가능해질 것으로 기대된다. 수많은 질병과 노화 현상이 궁극적으로 DNA에 쌓이는 돌연변이와 유전자 발현의 변화로 나타나는 것이기 때문에 앞서 말한 연구들 덕분에 가까운 미래에는 질병에 시달리지 않는 세상이 열리지 않을까 기대된다. 필자의 친구가 대학원 시절 “우리는 아마 질병과 노화로 죽게되는 마지막 세대가 될지도 몰라”라고 한 이야기가 실제로 일어날지도 모른다는 생각이 들 정도다. 의생명 과학의 발전은 실제로 우리가 생각하는 것보다 훨씬 빠르게 우리의 삶 속으로 다가오고 있다. 급속도로 발전한 컴퓨터, 정보통신기술(ICT)도 우리가 느끼지 못하는 사이에 다가와 당연한 듯 사용되고 있다. 아마 불과 10~20년 뒤에는 의생명 과학이 ICT처럼 우리의 삶과 너무도 밀접하게 있을 것 같다.

최근 미국에서 한 10대 소녀가 이른바 ‘살 파먹는 박테리아’로 알려진 세균에 감염돼 긴급 수술을 받고 가까스로 목숨을 건진 사연이 전해졌다. CNN 등 현지언론은 인디애나주(州)의 한 12세 소녀가 이달 초 플로리다주(州)의 한 해변에서 가족과 함께 휴가를 보내다가 식인 박테리아에 감염돼 다리 근육 일부를 절제하는 수술을 받아야만 했다고 보도했다. 해변에서의 하루가 평생동안의 고통으로 변하고만 것이다. 안타까운 사연의 주인공은 카일리 브라운. 소녀는 최근 가족과 함께 휴가차 플로리다 데스틴을 방문했다. 해변에서 즐겁게 지내고 난 다음 날 아침 소녀는 잠에서 깰 때 다리 아랫부분에서 심한 통증을 느꼈다. 실제로 소녀의 어머니 미셸 브라운은 현지언론과의 인터뷰에서 “딸은 오른쪽 다리 종아리가 아프다면서 잠에서 깼다”고 회상했다. 하지만 소녀와 가족들은 딸의 다리에 근육 경련이 일어난 것 일뿐이라고 여기고 휴가를 이어갔다. 그런데 그다음 날이 되자 소녀는 통증이 너무 심해 혼자서는 도저히 걸을 수 없는 수준이 되고 말았다. 이 때문에 카일리는 이날 어머니 등에 업혀 다녀야만 했으며 점차 다리가 붓고 열도 나 가족들은 남은 일정을 취소했다. 그때 가족은 인디애나로 향하기 전 병원에 예약을 위해 연락했고 담당 의사는 한시라도 빨리 인근 병원 응급실로 데려가라고 말했던 것으로 알려졌다. 이에 따라 가족들은 서둘러 딸을 데리고 병원으로 향했다. 거기서 이들은 카일리가 괴사성 근막염에 걸려 다리의 근육 일부를 절제해야 한다는 얘기를 듣고 놀랄 수밖에 없었다. 괴사성 근막염은 감염 부위가 매우 빠른 속도로 확산하는 치명적인 질병으로 3명 중 1명은 사망에 이르는 것으로 알려졌기 때문이다. 이에 따라 의료진은 긴급 수술을 통해 소녀의 감염 부위를 잘라내야만 했다. 이에 대해 어머니는 “당시 신속한 대응과 적극적인 치료가 없었다면 내 딸은 죽었을 것”이라고 회상했다. 괴사성 근막염은 A군용혈연쇄구균이나 비브리오패혈균 등 세균에 의해 발병하는 것으로 알려졌다. 이 같은 세균은 물속에서 발견되는 경우가 많아 상처를 통해 체내에 들어간다. 카일리의 경우 플로리다 출발 전 스케이트보드로 다리에 상처가 났는데 이를 통해 감염된 것으로 추정된다. 실제로 미국질병통제예방센터(CDC)는 이 같은 감염성 질환을 막기 위해 신체에 상처가 있으면 물가나 온수 욕조 또는 수영장 안에 들어가는 것을 피하라고 권고한다. 사진=WXIN 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

올해로 18회째를 맞는 ‘2019 한국 로레알-유네스코 여성과학자상’ 수상자로 이미옥(55) 서울대 약대 교수가 선정됐다. 로레알코리아와 유네스코한국위원회, 여생명과학기술포럼은 ‘제18회 한국 로레알-유네스코 여성과학자상’ 학술진흥상 수상자로 이 교수를 선정하고 신진 여성과학자에게 주어지는 펠로십 수상자로는 김필남(39), 이수현(37) 카이스트 바이오및뇌공학과 교수, 정현졍(37) 카이스트 생명과학과 및 나노과학기술대학원 교수, 진윤희(30) 연세대 생명공학과 연구교수를 선정하고 서울대 교수회관에서 시상식을 열었다고 28일 밝혔다. 학술진흥상 수상자에게는 상장과 함께 연구지원비 2000만원, 펠로십 수상자에게는 상패와 함께 연구지원비 500만원씩 수여됐다. 학술진흥상 수상자인 이미옥 교수는 지난 25년간 내분비생리, 약리 핵심조절인자인 호르몬 핵 수용체의 활성화 기전을 밝히고 대사질환의 발병 메커니즘을 규명하는데 전력해왔다. 그 과정에서 지방간을 포함한 대사질환 치료목적의 티오우레아 화합물에 대해 기술이전을 하기도 했다.펠로십 수상자인 김필남 교수는 생명체 내 기계공학적, 물리학적 힘, 구조물의 역할을 밝혀내는 새로운 개념의 융합학문 분야를 만들어내기 위한 시도를 지속적으로 해와 선도적 연구를 수행해온 공로를 인정받았다. 이수현 교수는 기억을 되살릴 때 나타나는 단백질 분해 현상이 기억 메커니즘에서 필수적이라는 점을 처음으로 밝혀내는 등 신경과학 발전에 기여해온 것을 높이 평가받았다. 정현정 교수는 나노소재로 질병을 진단하는 기술을 주도해왔으며 특히 항생제 내성을 갖는 슈퍼박테리아 감염을 신속하고 정확하게 진단할 수 있는 기술을 개발해왔다. 진윤희 교수는 약물전달 메커니즘을 바탕으로 한 치료용 세포를 제작하는 도전적 연구를 수행하고 있다는 점에서 높은 평가를 받아 이번에 수상자로 선정됐다. 한국 로레알-유네스코 여성과학자상은 2002년부터 한국 여성과학계의 진흥과 발전에 기여한 공로자를 포상하기 위해 유네스코한국위원회, 여성생명과학기술포럼과 공동으로 우수 여성과학자를 선정해 시상했다. 지금까지 총 74명의 수상자를 배출했으며 올해부터 펠로십 분야는 1명 더 추가한 4명을 선정했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘퓨리팟 P1’은 올해 라스베이거스에서 열린 세계최대가전대회(CES)에서 공기청정기 분야 ‘기술혁신상’을 받았다. 퓨리팟 P1은 오존이 발생하지 않으며 가시광선을 사용해 안전성을 높였다. 광촉매 기술을 통해 초미세먼지뿐만 아니라 유해가스(VOC·휘발성 유기화합물), 세균, 박테리아 등을 분해한다. 일반적인 공기청정기의 초미세먼지 제거, 살균 기능뿐 아니라 탈취능력도 좋다. 오랜 사용에도 성능 저하가 없는 워터탱크를 장착해 자연 가습 효과도 낸다. 필터 교환이 필요 없어 추가 유지비용이 들지 않는 장점이 있다. 이 제품은 네이버 스마트스토어, 옥션, 지마켓, 위메프, 11번가 등의 온라인마켓에서 판다. 김태곤 객원기자 kim@seoul.co.kr

살균얼음정수기 ‘세니타’는 내장된 전극 살균기에서 만들어진 전기분해 살균수가 유로 및 얼음을 생성하는 제빙노즐과 저수조까지 살균한다. 물이 흐르는 유로를 타고 전기분해 살균수가 흘러 저수조 내부까지 유입해 살균하는 방식이다. 세니타는 기존 청호나이스 정수기의 필터보다 정수량을 약 40% 증대한 ‘AT’ 필터를 적용해 풍부한 물과 얼음을 만든다. ‘AT-프리카본필터’, ‘AT-RO 멤브레인필터’, ‘AT-포스트카본필터’의 3개 필터 4단계 필터링 시스템으로 안심하고 마실 수 있다. RO 멤브레인 필터는 0.0001마이크로미터 기공 크기의 초정밀 분리막을 적용해 중금속, 박테리아, 유기화학물질, 불소, 질산성 질소 등 유해 이온성 물질까지 없애준다. 김태곤 객원기자 kim@seoul.co.kr

까마귀 한 마리가 양 날개를 땅에 디딘 채 서 있는 듯한 모습을 담은 영상이 인터넷상에 공개돼 화제다. 흡사 그 모습이 고릴라처럼 보이기 때문. 영국 일간 데일리메일 등 외신은 25일 최근 일본 나고야에서 촬영돼 트위터에 공유돼 화제를 모은 이같은 영상을 소개했다. 20일 공유돼 지금까지 조회 수가 937만 회를 넘어선 영상은 화제의 까마귀가 머리를 좌우로 돌리며 주변을 살피며 이같이 놀라운 자세로 서있는 듯한 모습을 보여준다.실제로 그 모습을 촬영해 트위터에 올린 케이타로 심프슨은 “아침부터 충격을 줘 고맙다”면서 “심장에 좋지 않다”고 말하며 당시 얼마나 놀랐는지 소감을 전하기도 했다. 화제에 오른 게시물에는 수많은 사람이 반응을 보였다. 24만 명이 ‘좋아요’(추천)를 누르고 11만 명이 이를 ‘리트윗’(공유)했다. 댓글도 1100개 이상 달렸는데 대부분 네티즌은 혼란과 두려움이 뒤섞인 반응을 보였다. 그런데 미국 워싱턴대학의 까마귀 전문 조류학자 케일리 스위프트 박사는 영상 속 새는 큰부리까마귀라고 밝히면서 이 새의 부리는 머리에서 큰 부분을 차지한다고 말했다. 또 스위프트 박사는 해당 까마귀는 햇볕을 쬐는 데 있어 완벽하게 정상적인 행동을 보이지만, 게시자가 까마귀의 다리가 없는 것처럼 보이는 위치에서 촬영했을지도 모른다고 설명했다.그뿐만 아니라 그는 “어쨌든 이렇게 햇볕을 쬐는 행동은 새들 사이에서 흔하다. 때로는 몸을 따뜻하게 하기 위한 것이지만, 더울 때도 이런 행동을 보인다”면서 “이 경우 깃털을 관리하기 위한 것으로 일광욕을 하면 깃털을 손상하는 박테리아와 진드기를 줄일 수 있다”고 말했다. 이어 “일부 사람의 주장처럼 이 까마귀가 다리를 잃었다면 살아남을 수 없었다”고 덧붙였다. 데이브 슬러거라는 이름의 또다른 네티즌은 해당 까마귀가 피곤하거나 배고팠을 것이라고 주장했다. 그는 “영상에서 매우 뚜렷하게 보이는 가슴 뼈는 근육의 손실을 나타낼 수 있다”면서 “지치거나 굶주린 새들도 종종 이렇게 날개를 아래로 축 늘어뜨린다”고 말했다. 사진=케이타로 심프슨/트위터 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

전갈은 위협적인 생김새와 독침으로 유명하다. 물론 사람에게 피해를 주는 경우는 드물지만, 독을 지녔다는 사실 때문에 대부분의 사람들이 기피하는 동물이다. 하지만 일부 과학자들은 이 독 때문에 일부러 오지에 숨어 있는 전갈을 찾아다니며 연구한다. 여기에 신물질과 신약의 후보가 숨어 있기 때문이다. 천연적으로 존재하는 생물 독은 여러 가지 독특한 생리적 특징을 지니고 있어 신약 개발의 좋은 소재가 된다. 멕시코 국립대학과 스탠포드 대학의 연구팀은 멕시코 동부에 서식하는 작은 전갈인 디플로센트러스 멜리치(Diplocentrus melici)의 독을 연구했다. 연구팀은 이 전갈에서 0.5 마이크로리터의 독을 추출했는데, 공기 중에 노출된 후 붉은색과 파란색의 물질로 변하는 것을 관찰했다. 각각의 물질을 분석한 결과 이 물질은 벤조퀴논(benzoquinone) 계통의 화학 물질로 밝혀졌다. 스탠포드 대학의 리처드 제어 교수는 이 화학물질을 실험실에서 합성해 박테리아에 대한 항생 능력이 있는지 확인했다. 추출한 전갈 독이 너무 소량이라 그대로 실험에 사용하기 어렵고 어차피 약물로 개발하기 위해서는 실험실에서 비슷한 화학 물질을 합성해 대량으로 생산할 수 있어야 하기 때문이다.실험 결과 두 가지 벤조퀴논은 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)과 결핵균(Mycobacterium tuberculosis)을 효과적으로 억제하는 것으로 나타났다. 특히 다제 내성 결핵균에 효과적인 것으로 나타나 새로운 결핵 치료제 개발에 희망을 보여줬다. 물론 실제 약물 개발까지는 많은 단계가 남아 있지만, 후보 물질이 많을수록 신약 개발의 가능성이 높아지는 만큼 희망적인 소식이라고 할 수 있다. 황색포도상구균과 결핵균 모두 이제는 많은 항생제에 노출되어 내성을 지닌 경우가 점점 많아지고 있다. 특히 여러 항생제에 내성이 있는 다제 내성균의 출현으로 약물을 혼합하거나 교체해도 제대로 치료가 어려운 경우가 늘어나는 추세다. 이 문제를 극복하기 위해 항생제 남용을 줄이는 한편 새로운 항생제를 개발하기 위한 노력이 진행 중이다. 전갈을 비롯해 자연계에 존재하는 수많은 생물의 독에 이 문제에 대한 해결책이 숨어 있을 수도 있다. 페니실린을 만든 푸른곰팡이처럼 언젠가 전갈이 수많은 생명을 구할지도 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

사람의 건강과 안녕은 자신이 섭취한 음식과 밀접한 연관이 있다. 식사와 영양에 관심이 있는 사람이라면 한 번쯤 ‘당신은 당신이 먹은 음식으로 이루어진다’(You are what you eat)는 말을 들어 보았을 것이다. 한국을 비롯한 여러 아시아 국가에도 이와 유사한 ‘의식동원’(醫食同源·음식을 먹는 것과 병을 치료하는 것은 인간이 건강을 유지하도록 하므로 그 근원이 같다는 뜻)이라는 표현이 있다. 하지만 음식을 연구와 분석 대상으로 삼기에는 상당한 어려움이 있다. 특정 음식 섭취가 건강에 어떠한 영향을 미치는지 연구한다고 가정해 보자. 인종·문화·국가별 생활양식이 다르고, 식재료 가공과 조리 방법이 달라서 일관된 자료를 수집하기 어렵다. 게다가 사람은 보통 한 끼니에 여러 종류의 음식을 먹는다. 따라서 어떤 음식이 건강에 영향을 미친 것인지 파악하기 어렵다. 특히 이런 연구를 하려면 수년에서 수십년 이상의 기간이 걸리는데, 그동안 사람들이 한 가지 음식만 먹고살 리는 없다. 실제로 특정 식사가 건강에 효과적인지 연구로 입증한 사례는 매우 드물다. 아직 갈 길이 멀지만 최근 디지털 헬스케어와 빅데이터 등 기술 발전으로 식사와 영양에 대한 이해가 조금씩 높아지고 있다. 특히 당뇨병·비만과 식사의 연계성에 대한 연구가 활발하다. 최근 발표된 인상적인 연구를 보면 연구자들은 당뇨병이 없는 수백명의 참여자에게 표준화된 음식을 제공하면서 5분마다 혈당을 측정할 수 있는 연속혈당측정 센서를 사용해 일주일간의 혈당 변화를 관찰했다. 그 결과 특정 음식에 대한 각 개인의 혈당 반응은 상당한 차이를 보였다. 이는 같은 음식을 먹더라도 어떤 사람은 혈당이 많이 올라가지만, 어떤 사람은 혈당에 큰 영향을 미치지 않을 수 있음을 의미한다. 연구자들은 빅데이터 분석으로 개인의 장내 세균을 구성하는 박테리아 종류가 개인별 차이를 일으키는 중요한 요인임을 확인했다. 그리고 다양한 요소를 고려해 개인의 혈당 변화를 정확하게 예측할 수 있는 알고리즘을 만들고, 혈당 변화를 개선할 수 있는 맞춤 식사를 제안했다. 아직 여러 한계로 혈당 변화 이외의 다른 임상 지표 변화에 대한 개인별 맞춤 식사 연구는 폭넓게 이루어지지 않았다. 장기간의 맞춤 식사가 실제로 당뇨병이나 다른 질환에 대한 예방 효과가 있는지, 이미 만성질환이 있는 사람들에게도 맞춤 식사가 효과적인지, 맞춤 식사가 약제나 다른 치료 방법보다 얼마나 효과적인지, 비용 대비 효과는 어떠한지 등에 대한 연구 역시 부족하다. 하지만 관련 분야에서 의미 있는 진전이 계속 이뤄지고 있어 주목된다. 한국인의 음식 문화를 고려한 고유의 맞춤 식사를 제안할 수 있는 연구가 꼭 필요하다. 누구나 큰 비용을 들이지 않고도 실천할 수 있는 ‘한국인을 위한 개인별 맞춤 식사 가이드’의 제작은 필자의 큰 꿈이기도 하다. 이를 통해 국민 건강에 기여할 수 있기를 소망한다.

어릴 적 우리 집 뒤엔 관악산이 있었고 주말이면 아버지는 어린 나를 데리고 산에 올랐다. 너무 어릴 때의 기억이라 그저 아버지와 관악산에 자주 갔었다는 것과 아버지와 손을 잡고 내려오던 산에선 향기로운 꽃향이 났었다는 것, 그 산에는 동그란 잎이 여러 개 달린 가지의 나무가 많았다는 기억만이 어렴풋이 머릿속에 남아 있다. 초등학교 때 이사 가기 전까지 종종 우리 가족은 산에 올랐고, 부모님은 내가 기억하는 그 나무를 아카시아라고 가르쳐 주었다. 우리가 먹는 꿀이 바로 이 아카시아로부터 나는 것이라는 것까지도. 그때 왜 그렇게 산에 아카시아가 많은지 궁금했지만 굳이 묻지는 않았다. 그저 아주 오래전부터 이곳에 살던 것이겠지. 생물 존재의 이유를 찾는 것은 의미 없다 생각했다. 아카시아 이름에 관한 의문도 품지 않았다. 그러나 대학에 진학해 수목학 수업을 들으며 1900년대 초에 도입돼 1970년대까지 전쟁이 끝나 황폐해진 산을 복구하기 위해 자라는 속도가 빠른 아카시아를 도심의 산에 심었다는 것을 알게 됐다. 무엇보다 그 나무의 이름이 내가 부르던 아카시아가 아닌 아까시나무라는 것은 꽤나 충격이었다.아까시나무. 관악산을 뒤덮고 있던 향기로운 그 꽃향의 나무는 아까시나무였고 아카시아는 전혀 다른 식물이었다. 둘 다 콩과이긴 하지만 우리 산에 많은 아까시나무는 북아메리카 원산의 흰 꽃을 피우는 식물이고, 아카시아는 호주와 아프리카 원산의 노란 방울 모양의 꽃이 핀다. 요즘 플라워 디자인용 절화로 많이 이용하는 미모사나무가 바로 아카시아속 식물 중 하나다. 우리나라에서 이름부터 잘못 불린 아까시나무는 1891년 우리나라에 처음 들어와 100년이 넘는 지금까지 많은 오해와 편견 속에 지내왔다. 해방 이후 산에 나무가 없어 흙만 보여 붉은 산이라 불리던 우리나라의 산에 1970년대까지 생장 속도가 빠른 이들을 식재해 왔으나 1980년대 이후에 일제의 잔재라거나, 다른 식물의 생육을 방해한다거나, 뿌리가 관을 뚫고 들어간다는 등의 잘못된 이론으로 한동안 우리 숲에 유해한 나무로 인식돼 왔다. 오해를 풀자면, 이들은 일제 식민지 정신을 새기기 위해 심어진 식물도, 일본 원산의 식물도 아니다. 북아메리카 원산으로 세계적으로 이미 관상용이나 사방 조림용으로 많이 식재되던 종이다.그리고 햇빛을 좋아해 이미 숲을 이룬 곳은 들어가지 못하고, 콩과 식물에 있는 뿌리혹박테리아가 땅에 질소를 공급해 땅을 비옥하게 만들어 다른 나무의 생육을 방해한다는 건 틀린 이야기이고, 뿌리가 땅속으로 얕게 퍼져나가는 형태라 묘지의 관 깊이까지 들어가지 못하기 때문에 관을 뚫는다는 것도 걱정할 필요가 없다. 오히려 뿌리가 왕성하게 자라 토양을 잡아주면서 산사태를 막아준다. 게다가 이들은 꿀을 만들어 주는 대표적인 밀원식물이다. 우리나라 꿀의 80%가 아까시나무 꿀인데, 그동안의 오해로 아까시나무 개체수가 줄면서 우리나라 양봉업계에 위기가 불기도 했다. 이러한 사실을 깨닫고 산림청은 2016년부터 아까시나무 조림 사업을 다시 시작했고, 이들 기능성을 사람들에게 알리는 데에도 애쓰고 있다. 불과 수십년 만에 ‘우리 강산 푸르게 푸르게’를 실현시킨 우리나라 곳곳의 아까시나무, 그 외의 또 다른 식물들, 산림 인재와 기술 등을 바탕으로 우리는 이제 한국을 넘어 세계 곳곳에 나무를 심고 있다. 몽골, 중국, 카자흐스탄 등 세계의 산림 관계자들이 우리나라에 와 사막과 도시를 숲으로 만들 기술을 배우고자 하고, 우리는 북한과 협력해 북한 산림을 푸르게 만들 계획도 갖고 있다. 격년 주기로 아시아·태평양 지역의 산림 관계자들이 모여 산림 과제와 해결 방안을 도모하는 회의인 아태산림주간이 올해 우리나라에서 열린다는 건 그래서 더 의미가 있을지도 모르겠다. 지난주 이 회의에서 진행할 세밀화 강의를 위해 들렀던 산림청에서 직원 중 한 분이 몽골 사막 조림 사업 이야기를 하며 “우리가 당연히 해야 하는 일이기 때문에 하는 것”이라 했던 게 기억에 남는다. 식물, 동물과 같이 살아 있는 생물을 다루는 일이란 국경을 넘어야 한다. 우리가 할 수 있는 일로 우리와 이어진 어느 땅이 푸르러진다면 그보다 더 값진 일이 있을까. 먼 훗날 사막에서 숲으로 변할 몽골에서, 미래의 어느 아이가 이 숲의 나무는 언제 누가 심었는지 궁금해한다면 좋겠다. 그러면 누군가 아이에게 먼 옛날 어느 먼 곳의 사람들이 이곳에 와 나무를 심어 주었다고 이야기하겠지. 지금 우리가 보는 저 산의 아까시나무도 수십년 전 누군가 심은 수고와 희망의 씨앗이었음을 우리 모두 기억했으면 한다.

나무·균류·박테리아 다양한 공생 유지 이산화탄소 배출량 계속 늘어난다면 온대지역·아한대지역 산림에 치명적 균류와 공생하는 나무종 10% 사라져몇 년 전부터 ‘계절의 여왕’ 5월은 신록을 만끽할 수 있는 때가 아닌 무더위가 시작되는 여름의 초입이 됐다. 올해도 어김없이 초여름을 방불케 할 정도로 낮 최고기온이 30도 안팎으로 오르락내리락하는 5월이지만 회색 빌딩숲을 벗어나 나무가 울창한 산림에 가면 맑은 공기와 함께 녹음이 짙어지는 수목의 모습이 몸과 마음을 상쾌하게 만들어준다. 그런데 지구온난화가 지금과 같은 추세로 계속된다면 숲과 나무, 땅속 미생물들 분포까지 변화시켜 울창한 나무가 있는 숲은 점점 보기 어려워질 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 스탠퍼드대 생물학과, 퍼듀대 산림자원학과, 스위스 취리히연방공과대(ETH) 환경시스템과학과, 중국 베이징임업대, 영국 옥스퍼드대 동물학과를 중심으로 전 세계 181개 연구기관 200여명의 과학자로 구성된 ‘글로벌 산림 생물다양성 이니셔티브’(GFBI) 연구진은 세계 곳곳의 산림지대 110만곳에 있는 2만 8000여종, 약 3100만그루의 나무가 숲 속 균류, 박테리아와 어떻게 공생 관계를 유지하고 있으며 지구온난화가 지속될 경우 자연은 어떻게 변하게 될 것인지를 예측하는 생물 법칙을 만들어 내 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 16일자에 발표했다. 숲 속에 있는 나무들 뿌리와 잎 주변에는 다양한 종류의 균류와 박테리아가 영양분을 교환하면서 함께 공생하지만 연구팀은 식물의 뿌리 속에 사는 수지상균근균(arbuscular mycorrhizal fungi)과 뿌리 바깥에서 존재하는 외생균근균(ectomycorrhizal fungi), 질소고정박테리아 세 종류에 주목했다. 연구팀은 전 세계 약 3100만그루의 나무 위치와 세 종류의 공생균 및 박테리아, 기후, 토양 성분, 식생, 지형 등 다양한 변수를 인공지능 기계학습 알고리즘에 넣고 분석했다. 그 결과 질소고정박테리아는 온도와 토양의 산도(pH)에 좌우되며, 수지상균근균과 외생균근균은 낙엽이 썩는 속도와 같은 유기물 분해율에 영향을 받는다는 사실이 확인됐다. 이 때문에 외생균근균은 온대 지역, 한대 지역 등 고위도 지역의 숲에서, 수지상균근균은 열대 지역 숲에서, 질소고정박테리아는 온대 지역 이하 저위도 지역에서 많이 발견된다. 연구팀은 이번에 발견한 공생 원칙을 공생생물학의 선구자인 영국 셰필드대 동식물과학과 명예교수의 이름을 따 ‘리드 법칙’이라고 이름을 붙였다. 그러나 최근에는 리드 법칙에서 벗어나 수지상균근균이 점점 고위도 지역 숲에서 발견되고 있는데 이는 기후변화 때문인 것으로 분석됐다. 연구팀은 리드 법칙에 따라 이산화탄소 배출량이 현재와 같은 추세로 계속 이어진다면 균류와 공생하는 나무 종의 10%가 사라질 수 있다고 예측했다. 특히 고위도 지역으로 올라갈수록 균류와 공생하는 나무들이 많아 지구온난화는 온대 지역과 아한대 지역의 산림에 치명적일 수 있다. 더군다나 수목종이 사라지면 토양과 나무가 저장하고 있던 이산화탄소가 대기 중에 배출되면서 지구온난화가 가속되는 악순환이 나타날 수 있다고 연구팀은 설명했다. 이번 연구를 주도한 커비어 피이 미국 스탠퍼드대 생물학과 교수는 “이번 연구는 숲 속 나무와 균류, 박테리아들이 다양한 공생 형태를 유지하며 일정한 규칙을 따르고 있음을 보여준 첫 연구”라면서 “이번에 만든 공생 법칙에 따르면 현재와 같은 지구온난화 추세가 지속될 경우 숲의 공생 관계가 깨지고 결국 인간의 생존에까지 영향을 미칠 수 있음을 명확히 보여주고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

요즘 일교차와 미세먼지가 이어지는 탓에 감기에 노출되기 쉽다. 오락가락한 날씨 속에서 우리 가족의 건강을 지키려면 무엇이 필요할까? 전문가들은 우유와 유제품 섭취를 통해 면역력을 키워야 한다고 전했다. 을지대학교 가정의학과 오한진 교수는 “우유는 면역체계를 강화시키므로 성장기 어린이나 외부 박테리아, 바이러스 등에 노출되기 쉬운 학생 및 청소년들에게도 꼭 필요하다. 임신을 원하는 여성들이나 노인들도 우유를 섭취하면 건강을 유지하는 데 도움이 된다”고 조언했다. 최근에는 프로바이오틱스에 대한 관심도 높은 편이다. 프로바이오틱스는 장의 환경을 개선시켜주는 유익균으로, 소화 능력과 장내 기능을 활성화시키며, 특히 국내 연구를 통해 면역력을 높이는 역할을 하는 것으로 알려졌다. 오세종 전남대 교수는 “프로바이오틱스의 일종인 락토 바실러스 GG 유산균을 요거트의 형태로 섭취하는 것이 면역력을 키우는 좋은 방법임을 확인했다”며, “서울과 경기에 거주하는 5세~7세의 건강한 어린이 322명을 대상으로 요거트 제품을 4주 동안 섭취시킨 후 건강 상태를 조사한 결과, 대조군과 비교해 질병 발생(감기, 미열, 복통, 설사)이 2.6배 낮은 것으로 밝혀졌다”고 전했다. 면역력을 높이는 영양소와 프로바이오틱스는 그릭 요거트, 케피어, 아이슬란딕 스퀴르 등 우유 발효식품을 통해 건강하게 섭취할 수 있다. 미국 낙농협회에 따르면, “그릭 요거트에는 단백질, 인, 칼슘, 아연, 리보플라빈 등 7가지 필수 영양소가 들어있어 유당불내증을 앓는 사람들도 우리 몸에 필요한 우유 영양소들을 충족할 수 있다”며, 하루 3번씩 섭취할 것을 권장했다. 그밖에도 요거트가 주는 이점은 다음과 같다. 요거트에는 뼈 건강에 도움이 되는 칼슘과 비타민 D가 많다. 특히 칼슘과 비타민 D는 청소년기의 골밀도를 높여 키 성장에 도움을 주고, 폐경기 여성들의 경우 부족한 칼슘 섭취량을 충족시킬 수 있다. 미국 영양학회와 미국 국립 골다공증 재단의 ‘골밀도 발달과 생활습관’ 연구 결과를 보면, “소아기 및 청소년기의 뼈 건강은 식습관과 생활습관에서 오는 영향이 크다. 특히 뼈 건강을 위해 칼슘과 비타민 D 섭취가 중요한데, 우유 및 요거트와 같은 유제품이 칼슘과 비타민 D의 제1 식품 공급원이며, 칼륨과 인도 풍부하다”고 전했다. 중년층의 건강을 위협하는 요인 중 하나인 당뇨병 또한 우유 섭취로 예방이 가능하다. 우유에 들어있는 공액리놀레산, 부티레이트 등과 같은 지방산은 장내 환경을 개선시킬 뿐 아니라, 당뇨병의 위험률을 낮추는 데 도움을 주는데, 요거트와 같은 유제품 또한 효과가 있는 것으로 밝혀졌다. 미국 낙농협회가 57만 명의 제2형 당뇨병 환자들 중 요거트를 섭취한 사례를 분석했을 때, 하루에 ⅓컵 또는 ½컵씩 꾸준히 요거트를 섭취한 이들은 당뇨병 위험 요인이 14% 감소했다. 위 사례는 요거트뿐만 아니라 우유와 유제품을 200g씩 꾸준히 먹었을 때에도 제2형 당뇨병 위험률이 3% 낮아진 것으로 나타나, 우유 및 유제품 속 지방산이 제2형 당뇨병에도 유익하게 작용하는 것이 입증됐다. 다만, 시중에 파는 제품의 경우 당분이 높을 수 있다. 요거트를 선택할 때는 당분과 첨가물 함량이 낮은 제품 또는 수제 요거트가 건강에 이롭다. 이와 관련해 우유자조금관리위원회 관계자는 “집에서도 쉽게 수제 요거트를 만들 수 있다. 샐러드의 드레싱으로 먹거나 과일, 시리얼 등과 함께 하면 든든하고 영양가 높은 한 끼 식사가 될 수 있다”며 수제 요거트 레시피를 전했다. 수제 요거트를 만드는 방법은 다음과 같다. 우유 1ℓ를 80℃로 중탕한 뒤, 시중에 파는 요거트나 유산균 100㎖을 넣고 다시 중탕한다. 요거트를 담은 그릇을 밀봉한 후 균이 번식하기 좋은 40∼42℃ 밥솥에 넣고 5시간 동안 발효시키면 된다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

국내 연구진이 파상풍, 식중독, 각막염, 폐렴 등을 일으키는 원인 물질인 그람양성균을 빠르게 찾아낼 수 있는 형광물질을 개발했다. 포스텍 화학과 장영태 교수팀은 그람양성균을 빠르고 정확하게 파악할 수 있는 형광 분자인 ‘BacGO’를 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학분야 국제학술지 ‘안게반테 케미’ 최신호에 실렸다. 그람균은 체내에서 독소를 만들어 내 각종 질병을 유발시키는 박테리아로 과학자들은 1884년 그람염색법이라는 세균 염색기술을 활용해 그람균을 구분해 내는 방법을 개발했다. 그람염색법은 박테리아 분류를 위해 필수적인 기술이지만 여러 단계를 거쳐야 하고 복잡하기 때문에 실제 의료현장에서는 분석결과를 받아보기까지는 많은 시간이 걸린다는 단점이 있다. 이 때문에 형광 탐침들이 많이 개발되기는 했지만 세균 분류 능력이 떨어지거나 검출속도가 늦어진다는 문제가 있었다. 연구팀은 폐렴, 파상풍, 식중독, 각막염 등의 질병을 일으키는 그람양성균에 펩티도글리칸층에 있는 다당사슬에 주목했다. 연구팀은 다당사슬과 잘 결합하는 붕산을 이용해 그람양성균을 선별할 수 있는 형광분자를 골라냈고 이를 이용한 형광탐침을 개발했다. BacGO로 이름붙여진 이 기술을 활용하면 다양한 그람양성균을 모두 골라낼 수 있는 것으로 확인했다. 실제로 연구팀은 각종 환경 박테리아들이 모여있는 폐수 찌꺼기를 처리하는 폐수 처리과정에서 박테리아 비율을 모니터링할 수 있을 뿐만 아니라 각막염에 걸린 생쥐를 대상으로 박테리아 감염여부를 진단할 수 있다는 것을 확인했다. 장영태 교수는 “이번에 개발한 BacGO 기술은 그동안 활용된 그람염색법과 달리 최소한의 염색과정으로 다양한 그람양성균을 살아있는 상태로 탐지할 수 있다”며 “그동안 사용돼 온 그람양성균 형광탐침을 대체할 수 있을 뿐만 폐수모니터링, 박테리아 감염 진단 등 다양한 환경과 의료현장에서 사용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

바이러스는 생물과 무생물의 중간에 있는 존재다. DNA나 RNA로 유전 정보를 저장하고 후손을 퍼트리며 진화하는 것은 다른 생물체와 똑같지만, 반드시 다른 세포의 자원을 이용해서 증식하는 존재이고 스스로는 대사를 하지 않기 때문에 중간적 존재로 보는 것이다. 아무튼 바이러스는 숙명적으로 박테리아나 진핵세포에 감염되어야 존재할 수 있다. 그런 만큼 대부분의 박테리아에 바이러스는 천적이나 다름없다. 바이러스는 박테리아의 자원을 이용해서 유전자를 복제하고 필요한 물질을 만든 후 박테리아를 파괴하고 빠져나온다. 하지만 항상 그렇듯이 여기에도 예외는 존재한다. 미국 펜실베이니아 주립대학의 토마스 우드 교수와 동료들은 흔한 박테리아 중 하나인 대장균(E. coli)을 연구하던 중 흥미로운 사실을 발견했다. 연구팀은 SW1이라는 바이러스가 세균을 죽이는 과정이 모든 대장균에서 동일하게 일어나지 않는다는 점을 확인했다. 연구결과 놀랍게도 일부 대장균 균주가 SW1 바이러스에 내성이 있을 뿐 아니라 아예 박테리아 유전자에 이 바이러스를 보유하고 있다는 사실이 밝혀졌다. 바이러스 유전자는 종종 숙주인 박테리아나 진핵세포의 DNA와 합쳐져 장기간 후손에게 전달된다. 연구팀이 확인한 대장균 균주 속 SW1 바이러스는 오래전 박테리아 유전자와 합쳐져 박테리아를 해치는 대신 같이 공생해 나간다. 연구팀이 가장 놀란 부분은 이 대장균이 다른 대장균에 SW1 바이러스가 없다는 사실을 발견하면 바이러스를 방출해 상대를 제거한다는 점이다. 이 공생 관계를 통해 숙주인 대장균은 경쟁자를 제거하고 바이러스는 새로운 숙주를 더 쉽게 찾을 수 있으니 서로 이득을 보는 셈이다. 본래 먹고 먹히는 관계였던 바이러스와 박테리아 사이의 뜻밖의 공생 관계다. 연구팀은 이 대장균이 어떻게 상대방의 SW1 바이러스 보유 여부를 확인하는지는 알아내지 못했다. 하지만 선택적으로 세균을 파괴하는 바이러스 조절 방법을 알아낸다면 의학적으로 유용하게 활용될 가능성이 있어 앞으로 연구 결과가 주목된다. 이번 연구는 저널 'Cell Reports'에 발표됐다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com