우주, 심해, 뇌는 현대 과학이 아직 정복하지 못한 3대 연구 분야다. 뇌는 우리와 가장 가까이 있고 크기도 가장 작지만 여전히 모르는 것투성이다. 뇌는 생명과학이나 의학같이 특정 분야 연구만으로는 그 실체를 파악하기 힘들어 융합 연구가 가장 활발한 분야이기도 하다. 이런 상황에서 뇌 과학 연구에 또 하나의 큰 걸음을 내딛는 연구 결과가 발표됐다. 미국 하버드대, 소크연구소, 브로드연구소, 캘리포니아 샌디에이고대(UCSD), 캘리포니아 버클리대(UC 버클리) 등을 중심으로 한 공동 연구팀은 생쥐 뇌 전체 세포 유형에 대한 가장 포괄적이고 상세한 특성을 분석하고 분류하는 데 성공했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 12월 14일자에 9편의 논문으로 실렸다. 이 연구는 미국 국립보건원(NIH)에서 지원하는 ‘뇌 이니셔티브 셀 센서스 네트워크’(BICCN)가 수행했다. 2027년까지 뇌 지도 완성을 목표로 하는 BICCN은 지난 10월에도 45개 연구기관, 258명의 과학자가 참여해 3000개 이상의 인간 뇌세포 유형을 분류하고, 뇌세포 수준에서 인간과 영장류의 뇌를 구별하는 특징을 규명해 과학 저널 ‘사이언스’, ‘사이언스 어드밴시스’, ‘사이언스 중개 의학’ 등에 21편의 논문으로 발표했다. 포유류의 뇌가 수행하는 복잡한 활동은 다양한 기능적 특성을 가진 수많은 유형의 세포들이 이리저리 모이고 신경 회로에 의해 제어되면서 가능해진다. 뇌의 구조와 작동 원리를 밝히기 위해서 가장 기본적인 단위인 뇌세포 유형을 구분하는 것이 필요한 이유다. 이를 통해 사람의 뇌는 다른 종들과 어떤 차별점을 갖는지 이해할 수 있게 되고, 궁극적으로는 특정 뇌·신경질환이 어떻게 발생하는지 파악해 정복할 수 있게 된다.연구팀은 약 400만개의 뇌세포에 대한 ‘단일 세포 염기서열 분석’과 약 430만개의 세포에 대한 ‘공간 전사체 분석’ 데이터를 조합해 고해상도 지도를 만들었다. 고해상도 뇌 지도에 따르면 뇌세포는 34개 종, 338개 아종, 1201개의 슈퍼 타입, 5322개의 클러스터로 분류됐으며, 뇌 영역에 따라 세포 유형 구성의 특징이 발견됐다. 뇌 뒷부분에 해당하는 등 쪽(dorsal part) 세포들은 다양한 종류가 분포돼 있었으며, 앞부분인 배 쪽(ventral part)은 서로 밀접한 관련이 있는 신경세포 유형들이 더 많이 모여 있는 것으로 확인됐다. 다른 논문에서는 인간, 원숭이, 마모셋, 생쥐의 일차 운동 피질 세포에서 유전자 조절을 비교했다. 놀랍게도 다발성 경화증, 신경성 식욕부진증, 담배 중독과 관련된 유전자 변이가 이들 모두에게서 공통으로 발견됐다. 이는 진화적으로 포유류 전반에 보존된 특징으로 신경학적 질병과 형질에 영향을 주는 유전적 변이를 식별하는 데 도움을 줄 것으로 기대된다. 또 다른 논문들에서는 개별 뇌세포와 신경 회로의 기능, 망막 신경세포의 종류와 진화, 뇌의 구조와 조직에 대한 분석 결과를 발표했다. 다양한 세포 유형과 조직이 신경 장애에 어떤 영향을 미치는지와 포유류 뇌 발달과 진화에 대한 답을 제시했다. 마리아 안토니에타 토스체스 컬럼비아대 교수(진화생물학)는 “이번에 발표된 고해상도 포유류 세포 유형 지도는 세포 단위의 뇌 구조 이해와 뇌 진화 연구에 큰 획을 그었다”고 평가했다. 에드워드 캘러웨이 소크연구소 교수(분자 신경생물학)도 “이번 연구 논문 결과는 특정 세포가 어떤 방식으로 연결되고 제어되는지를 거의 완벽하게 이해할 수 있게 해 줄 것”이라고 말했다.

국내 연구진이 피부 전달률과 체내 지속성을 높인 콜라겐 미세 캡슐 개발에 성공해 주목받고 있다. 연세대, 강릉원주대, 경북대, 연세유업, 동양미래대, 뉴트렉스테크놀러지, 성균관대 공동 연구팀은 콜라겐 섭취량은 줄이고 피부 개선 효과는 높일 수 있는 콜라겐 미세 캡슐을 개발했다고 11일 밝혔다. 이번 연구 결과는 약학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 컨트롤드 릴리즈’ 2024년 1월호에 실릴 예정이다. 사람의 피부는 콜라겐, 히알루론산, 엘라스틴으로 구성돼 있다. 콜라겐의 경우 20대 중반부터 1년에 1%씩 콜라겐 합성이 줄기 시작해 40대 이후부터는 급격히 감소한다. 피부 노화를 방지하기 위해 외부에서 콜라겐을 공급할 수 있다. 실제로 최근 먹는 화장품이라고 하는 ‘이너뷰티’ 시장이 빠르게 성장하고 있다. 콜라겐을 포함해 다양한 이너뷰티 제품들이 건강기능식품 및 건강보조식품의 형태로 출시돼 판매되고 있다. 피부에 전달된 콜라겐 펩타이드는 피부 탄력 유지와 피부 보습 등 피부 개선에 도움을 줄 수 있지만, 경구 투여 후 소화관 내 체류시간이 짧아 많은 양이 제대로 흡수되지 못하고 배출되는 단점이 있다. 연구팀은 이런 문제점을 해결하기 위해 기존 먹는 콜라겐 펩타이드를 이온성 겔화 반응, 정전기 압출을 통해 하이드로겔 내에 탑재할 수 있는 미세 캡슐에 적용했다. 이 기술을 활용하면 소장 부위에 캡슐이 접착돼 서서히 지속해 콜라겐을 방출해 체내 흡수율을 높일 수 있는 장점이 있다. 콜라겐 펩타이드처럼 매우 낮은 분자량, 높은 수용성의 물성을 지니는 물질은 제조공정 시 안정적으로 탑재하기가 쉽지 않다. 연구팀은 이 문제점을 개선하기 위해 피틴산이라는 더 강한 이온성 가교제를 활용해 콜라겐 미세 캡슐을 합성했다. 연구팀은 키토산 농도, 콜라겐 농도, 피틴산 농도, 피틴산 용액의 산성도(pH) 등을 최적화해 70% 이상의 고함량 콜라겐 펩타이드 미세 캡슐을 합성했다. 연구팀은 생쥐실험을 통해 미세 캡슐 형태로 경구투여 시 효과를 확인한 결과, 소장에 더 오래 머무르면서 체외 배출이 서서히 진행되는 것이 관찰됐다. 장 상피세포와 피부 세포에도 독성을 나타내지 않았으며 자외선B에 의한 광노화 억제 효과와 항산화 효과도 확인됐다. 특히 체내 흡수율이 증가하면서 더 많은 양의 콜라겐 펩타이드가 피부로 전달돼 광노화 방지, 항산화 효과, 피부 탄력 유지, 피부 보습 등 피부 개선에 많은 도움을 준다고 연구팀은 설명했다. 이번에 개발된 콜라겐 미세 캡슐 기술은 제품화 단계가 진행 중이어서 2024년 상반기 피부 기능성 건강 발효유 형태로 출시될 예정으로 알려졌다. 연구를 이끈 노영훈 연세대 교수는 “이번 연구는 먹는 콜라겐 펩타이드의 소화관 내 체류 시간 증대와 이를 통한 체내 흡수율, 피부 전달 효과를 획기적으로 늘렸다는 데 의미가 크다”라면서 “분말, 정제, 액상, 젤리 등 다양한 형태로 대량생산과 제품화가 가능해 건강기능식품에도 적용이 가능하다”라고 말했다.

요즘은 대중의 관심이 많이 줄어들었지만, 요즘도 유튜브 동영상에서 주목받는 콘텐츠 중 하나는 ‘먹는 방송’, 소위 ‘먹방’이다. 먹방은 ‘Mukbang’이란 단어로 전 세계에 알려질 정도다. 요즘은 소식 먹방도 인기를 끌지만, 여전히 먹방하면 어마어마한 양의 음식을 먹는 모습이다. 먹방의 인기는 ‘먹는다’라는 인간의 기본적 욕망을 자극하기 때문이라는 분석도 있지만, 많은 사람은 ‘어떻게 저 많은 음식을 먹을 수 있을까’라는 궁금증을 갖는다. 뱃속이 큰 것일까, 아니면 섭식과 관련된 뇌 회로가 다른 것일까. 뇌신경과학자들이 섭식을 중단하는 데 관여하는 뇌 영역과 세포까지 찾아내 주목받고 있다. 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 생리학과, 기초신경과학 연구소, 하워드 휴스 의학연구소 공동 연구팀은 ‘고립로 꼬리핵’(cNTS)이라는 뇌 영역의 특정 신경세포가 섭식의 속도를 조절하고 종료한다고 10일 밝혔다. 이 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’ 11월 22일자에 실렸다. 기존에는 동물이 섭식을 중단하는 원인이 cNTS에 있는 프로락틴 방출 호르몬(PRLH)과 식욕 억제 호르몬인 ‘글루카곤 유사 펩타이드-1’를 생성하는 GCG 뉴런에 기인하는 것으로 알려졌다. 그러나 이 결과들은 모두 실험동물이 마취되거나 잠든 상태에서 나온 것이다. 연구팀은 생쥐가 깨어 있는 동안 cNTS에 있는 단일 뉴런의 신호를 기록하는 방법을 활용해 다양한 고형식, 유동식을 먹이면서 뉴런의 반응을 살폈다. 연구 결과, 생쥐는 먹이를 먹기 시작한 몇 분 내에 GCG 뉴런의 활동이 증가했다. 공기를 위에 주입해도 같은 효과가 관찰돼, GCG 뉴런은 위의 팽창 정도로 섭취량을 파악하고 추적한다는 것을 알게 됐다. 또 레이저로 뉴런을 자극했을 때 생쥐들은 배가 부르다고 인식하는 것으로 관찰됐다. PRLH 뉴런은 위에 음식이 있을 때와 상관없이 입에 음식이 있는지에 반응한다고 연구팀은 밝혔다. 연구팀은 무엇이 PRLH 뉴런을 활성화하는지 알아보기 위해 지방, 설탕, 제로칼로리 감미료, 물을 생쥐에게 먹였다. 그 결과, 물을 제외하고 모든 물질이 PRLH 세포 활동을 촉발하는 것으로 나타났다. 즉 미각이 음식을 먹는 동안 섭식 뉴런을 활성화하는 중요한 요소라는 말이다. 미각이 둔화된 생쥐는 섭식 조절이 제대로 되지 않는 것으로 조사되기도 했다. PRLH 뉴런이 자극되면 생쥐는 먹이 섭취 속도가 느려지는 것이 관찰됐다. 즉, GCG뉴런은 먹는 양, PRLH 뉴런은 먹는 속도를 조절한다는 것이다. 이번 연구 결과는 이런 과정을 통해 인간의 섭식 행동과 장애가 어떻게 발생하는지 설명할 수 있으며 관련 질환을 치료하는 새로운 방법 개발에 도움을 줄 것으로 기대된다. 연구팀은 섭식 행위는 두 가지 경로로 진행된다고 추측했다. 한 가지 경로는 맛있으니 더 먹어야겠다는 신호이며, 다른 경로는 칼로리가 높으니 조금 천천히 먹으라고 명령한다는 것이다. 연구를 이끈 재커리 나이트 UCSF 교수(화학생물학)는 “과식이나 폭식할 때는 섭식 행위를 조절하는 시스템에 장애가 발생한 것으로 볼 수 있다”라면서 “cNTS에는 약 20종의 뉴런이 있으며 뉴런 대부분의 기능을 명확히 알지 못하고 있는 상황”이라고 말했다.

국내 연구진이 유기 염(Organic Salts)을 이용해 바이러스는 물론 박테리아와 각종 세균을 차단할 수 있는 필터를 개발해 주목받고 있다. 한국건설기술연구원 건축연구본부는 유기염을 활용해 환기 및 공조설비에 사용할 수 있는 ‘항바이러스 필터’(오스팜 필터)를 개발했다고 7일 밝혔다. 환기·공조 설비에서 필터는 각종 오염물질과 유해 물질을 포집해 실내 공간을 쾌적하고 건강하게 유지하는 역할을 한다. 환기설비에 쓰는 필터는 상대적으로 입자가 큰 오염물질을 포집하는 프리필터, 미세먼지나 초미세먼지 같은 작은 물질을 포집하는 미디엄 필터로 구분된다. 흔히 헤파 필터라고 부르는 것은 미디엄 필터의 포집 성능이 99.75% 이상인 것이다. 문제는 환경조건에 따라 유해 물질이 필터에 포집된 뒤 표면에서 증식되고, 실내로 유입될 우려가 있다는 점이다. 이 때문에 코로나19 이후 자외선 살균 같은 기능을 추가해 사용하는 경우도 늘고 있다. 기존 환기설비에 적용하기 위해서는 추가적인 변경 작업과 비용이 든다. 이에 연구팀은 유해 물질 증식 억제기능이 있는 유기 염을 고분자 합성수지 필터에 분자 수준 크기로 분산 용해해 항바이러스, 항균, 항곰팡이 성능을 갖도록 하는 기술을 개발했다. 연구팀은 마스크나 부직포 같은 고분자 섬유 소재를 만들 때 쓰는 멜트블로운 공정으로 유기 염과 섬유를 일체화시킨 필터(오스팜 필터)를 만드는 데 성공했다. 멜트블로운은 액체 상태의 고분자 합성수지를 고압으로 분사해 솜사탕 만들 듯 섬유를 만드는 방식이다.이번에 개발한 오스팜 필터는 필터 본연의 포집 성능을 유지하면서 필터 표면에 항바이러스, 항균 성능을 더한 것이다. 기존 장치에도 사용할 수 있으며 필터 생산 비용도 유기 염 생산에 드는 비용만 추가된다. 연구팀은 실험을 통해 오스팜 필터가 오염물질 포집 능력, 항바이러스, 항균, 항곰팡이 성능이 99.9%인 것을 확인했다. 또 생쥐 실험으로 유해성과 피부 독성 검증도 끝내고 현재 교정시설, 공공시설, 종합병원 등 7곳을 대상으로 환기·공조 설비에 대한 실증연구를 수행 중이다. 이들 기술은 민간 기업이 기술이전까지 완료됐다. 연구를 이끈 배상환 박사는 “이번에 개발한 오스팜 필터는 기존 필터를 간단하게 교체하는 것만으로도 고농도 세균과 바이러스, 곰팡이를 차단할 수 있다”라면서 “친환경성, 경제성 측면에서도 우수한 기술”이라고 말했다.

인체 항상성을 유지하는 시상하부를 조절해 체중을 조절할 수 있는 방법을 국내 연구진이 개발했다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌과학과 연구팀은 뇌의 시상하부 기능을 조절해 살을 빼는 새로운 비만 치료 후보물질을 찾았다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘EMBO 분자의학’에 실렸다. 뇌의 시상하부 내 궁상핵은 식욕 조절, 에너지 소비 등에 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 이에 연구팀은 시상하부 궁상핵의 신경세포 내 식욕을 촉진하고 억제하는 신경펩타이드 유전자 발현에 주목했다. 기존 비만 치료제는 식욕억제 원리를 기반으로 하고 있기 때문에 불안증, 구토증세와 함께 중추신경계를 교란하는 등 부작용이 크다. 또 혈당을 낮추면서 체중감소 효과를 보이는 치료제도 개발되고 있지만 주사라는 특성과 비싼 가격으로 접근성이 떨어진다. 연구팀은 시상하부 궁상핵에 존재하는 신경세포 내 식욕을 촉진하는 신경펩타이드와 식욕을 억제하는 신경펩타이드의 유전자 발현을 조절하는 방식을 새로운 비만 치료제 개발의 전략으로 삼았다. 연구팀은 약물 데이터베이스를 활용해 사람의 소장에서 만들어지는 올레산의 천연 대사산물로 식욕, 체중, 콜레스테롤의 자연 조절제인 ‘올레오일에탄올아미드’와 유사한 구조를 지난 2500여 개 저분자화합물 중 항비만 효과가 아직 알려지지 않았던 헥사메틸렌 비스아세타미드(HMBA)를 후보 물질로 선별했다. HMBA는 비정상 세포가 정상 세포로 바뀔 가능성을 보여준 세포분화제다. 연구팀은 고지방식을 계속 먹여 비만을 유발한 생쥐에게 HMBA를 정맥, 복강, 뇌 내실에 투여하는 실험을 했다. 그 결과 식욕을 촉진하는 신경펩타이드가 감소하고, 반대로 식욕을 억제하는 신경펩타이드는 증가하는 것이 관찰됐다. HMBA를 투여받은 비만 생쥐에서 식욕억제, 체내 지방량 감소, 갈색지방의 열 생산 증가, 에너지 소비 증가로 인한 체중감소, 당 대사와 인슐린 민감성 개선 효과를 확인했다. 연구를 이끈 김은경 교수는 “이번 연구는 기존에 알려지지 않은 HMBA의 효능과 신경세포 내에서 조절 메커니즘을 규명해 비만과 당뇨 등의 치료 전략에 새로운 단서를 제공할 수 있을 것”이라고 말했다.

변비는 가장 흔한 소화기 질환으로 국내에서도 식습관 변화로 점차 증가하는 추세다. 여성과 노년층에서 특히 많이 발생하고 있으며, 전체 인구의 약 16.5%가 변비를 앓는 것으로 알려져 있만 변비 때문에 병원을 찾는 사람은 많지 않아 실제 환자는 더 많은 것으로 추정된다. 이런 가운데 장운동을 개선해 변비를 치료해줄 수 있는 장내 미생물이 발견돼 주목받고 있다. 중국 장난대(Jiangnan University), 장난대 보훈병원 소화기내과, 하이난대, 홍콩대 공동 연구팀은 장 운동성을 개선하는 데 도움이 되는 ‘프로바이오틱스 비피도박테리아 롱검’(probiotic Bifidobacteria longum, B.롱검) 유전자를 발견했다고 26일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 호스트 앤 마이크로브’ 11월 22일자에 실렸다. 장운동 장애로 인해 발생하는 변비는 장내 미생물 불균형과 관련이 있다. 이는 유익한 미생물의 수가 감소하면서 나타나는 것으로 알려져 있다. 그래서, 증상 완화를 위해 경구용 프로바이오틱스를 섭취하는 사람들이 점점 늘고 있다. 그렇지만 변비에 대한 프로바이오틱스의 치료 효과는 장내 미생물 분포나 숫자에 따라 달라진다는 문제가 있다. 연구팀은 우선 다양한 B.롱검 균주가 동물의 변비 완화에 도움이 된다는 사실을 확인했다. 변비는 식물 다당류의 일반적 구성 성분이지만 동물, 특히 사람의 장에서는 소화가 잘되지 않는 ‘아라비난’이라는 식이섬유가 원인인 것으로 알려져 있다. 연구팀은 생물학 라이브러리에서 B.롱검 균주 내 abfA 유전자가 아라비난을 쉽게 분해한다는 사실을 확인했다. 0세부터 108세까지 다양한 연령대의 남녀 중국인 354명의 분변에서 185개의 B.롱검 균주를 분리했다. 장내 미생물에 abfA 유전자가 풍부한 사람은 변비에 걸리지 않는다는 사실도 추가로 확인했다. 연구팀은 변비를 일으킨 생쥐에게 abfA 유전자가 있는 B.롱검 균주를 이식한 결과 변비 증상이 완화되는 것도 관찰했다. 연구를 이끈 장지아차오(張家超) 하이난대 교수(미생물학)는 “프로바이오틱 균주가 장 건강에 도움이 된다는 사실은 동물 모델에서는 확실히 나타났지만, 사람을 대상으로 하는 임상실험에서는 결과가 명확하지 않은 경우가 많았다”라면서 “이번 연구는 동물과 인간을 대상으로 하는 교차 검증과 함께 생물학적 분석으로 프로바이오틱 균주의 효과를 확인했다는 점에 의미가 크다”라고 말했다. 장 교수는 “abfA 유전자 클러스터가 사람의 변비에 대한 장내 미생물 치료 표적”이라면서 “이를 활용한 변비 치료 약물이나 장 건강을 위한 건강기능식품 개발이 가능할 것으로 본다”라고 덧붙였다.

소와 양의 고기, 유제품에 포함돼 있는 자연 동물성 지방이자 긴사슬지방산인 ‘트랜스 바세닉산’(TVA)이 암세포를 죽이는 면역세포 능력을 강화한다고 미국 에모리대와 시카고대, 세인트주드 아동연구병원, 일리노이 시카고대, 미시간 앤아버대, 중국 남방과기대 의학원 공동연구팀이 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 11월 23일자에 실렸다. 연구팀은 음식에서 유래하는 약 700개의 대사산물, 235개의 생리활성 분자에 대한 데이터베이스를 구축한 뒤 항암 면역력에 영향을 미치는 후보물질 6개를 골라냈다. 연구팀은 대장암과 피부암을 일으킨 생쥐들에게 이들 6개 물질을 먹인 뒤 암세포 변화를 관찰했다. 그 결과 TVA가 풍부한 음식을 먹은 생쥐에게서 다른 음식을 먹은 생쥐보다 피부암과 대장암 세포의 성장 속도가 늦춰지고 암세포가 줄어드는 것이 관찰됐다.

소와 양의 고기, 유제품에 포함돼 있는 자연 동물성 지방이자 긴사슬지방산인 ‘트랜스 바세닉산’(TVA)이 암세포를 죽이는 면역세포 능력을 강화한다고 미국 에모리대와 시카고대, 세인트주드 아동연구병원, 일리노이 시카고대, 미시간 앤아버대, 중국 남방과기대 의학원 공동연구팀이 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 11월 23일자에 실렸다. 연구팀은 음식에서 유래하는 약 700개의 대사산물, 235개의 생리활성 분자에 대한 데이터베이스를 구축한 뒤 항암 면역력에 영향을 미치는 후보물질 6개를 골라냈다. 연구팀은 대장암과 피부암을 일으킨 생쥐들에게 이들 6개 물질을 먹인 뒤 암세포 변화를 관찰했다. 그 결과 TVA가 풍부한 음식을 먹은 생쥐에게서 다른 음식을 먹은 생쥐보다 피부암과 대장암 세포의 성장 속도가 늦춰지고 암세포가 줄어드는 것이 관찰됐다.

과학기술의 발달로 기대수명이 점점 늘고 있는 현재 사람들을 가장 위협하는 질환은 다름 아닌 ‘존엄한 노년’을 방해하는 퇴행성 뇌신경질환이다. 가장 위협적인 질환은 알츠하이머 치매다. 치매의 50~70% 원인을 차지하는 알츠하이머는 정확한 발병 원인을 밝혀내지 못하고 있어 치료나 예방도 어렵다. 이런 가운데 국내 연구진이 알츠하이머 치매를 가속하는 단백질을 발견했다. 카이스트 화학과, 의과학 대학원, 한국기초과학지원연구원 바이오 융합연구부, 한국생명공학연구원 희귀 난치질환 연구센터 공동 연구팀은 알츠하이머 유발인자의 독성을 촉진하는 세포 내 단백질을 새로 발견했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 11월 20일자에 실렸다. 알츠하이머 환자들의 뇌에서 가장 특징적으로 나타나는 현상은 아밀로이드 베타나 타우 단백질의 응집이다. 이들 응집체가 뇌세포 사멸을 가져온다고 알려져 있지만, 직접적인 상호 관계는 여전히 베일에 가려져 있다. 이 때문에 아밀로이드 베타 단백질 응집을 표적으로 삼는 치료제가 개발되고 있지만 기대만큼 효과는 거두지 못하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 생쥐를 이용한 실험을 통해 알츠하이머에서 과발현되며 원인 미상의 신경세포 사멸을 유발하는 ‘아밀로이드 전구체 C 말단 절단체’라는 단백질이 아밀로이드 베타 단백질의 응집을 촉진한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀에 따르면 아밀로이드 전구체 C 말단 절단체 자체는 물론 이들이 아밀로이드 베타 단백질과 결합한 복합체가 알츠하이머 증상을 심화시키는 것으로 해석한다. 특히 생쥐의 뇌에서 아밀로이드 베타 단백질 응집체가 신경세포 사멸을 유도하고 뉴런 손상, 염증 반응을 일으키는 것이 아밀로이드 전구체 C 말단 절단체에 의해 더 증가하는 현상을 관찰했다. 연구를 이끈 임미희 카이스트 화학과 교수는 “이번 연구는 알츠하이머에서 기존에 알려지지 않은 생체 내 아밀로이드 베타 단백질 응집과 독성 촉진제를 발굴했다는 점에서 의미가 크다”라며 “알츠하이머 진단과 치료에 새로운 표적으로 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

흔히 ‘스트레스는 만병의 근원’이라고 한다. ‘스트레스받는다’라는 말을 입에 달고 사는 사람이 있는가 하면 ‘스트레스받아 죽겠다’라는 말을 쉽게 하는 이들도 많다. 그런데 실제로 아동, 청소년기 스트레스는 낙상이나 뇌진탕 같은 머리 외상보다 더 심각한 영향을 미친다는 충격적인 연구 결과가 나왔다. 미국 오하이오주립대 연구팀은 낙상, 외력으로 인한 충격 등으로 발생하는 외상성 뇌 손상보다 어린 시절 스트레스가 뇌에 악영향을 미치고 심할 경우 유전자에도 영향을 준다고 16일 밝혔다. 이번 연구 결과는 지난 11~15일 미국 워싱턴DC에서 열린 미국 신경과학회 연례 콘퍼런스인 ‘신경과학 2023’에서 발표됐다. 낙상 같은 외부 충격으로 인한 머리 부상은 어린이들에게 흔히 발생하는데 심할 경우 성인이 돼서 기분 장애나 사회적 어려움과 연결될 수 있다는 것은 잘 알려져 있다. 그런데 심리적 충격이나 작은 스트레스라도 지속 기간이 길어질 때, 어떤 결과로 이어지는지는 명확히 밝혀진 바 없다. 연구팀은 갓 태어난 생쥐들을 세 집단으로 나눠 한 집단은 14일 동안 매일 어미와 일시적으로 분리해 극심한 스트레스 상황을 유발한 뒤 뇌진탕과 비슷한 정도의 부상을 가했다. 다른 집단은 머리만 다치게 하고, 또 다른 집단은 스트레스만 줬다. 연구팀은 이렇게 스트레스 단독 처리, 단독 머리 부상, 머리 부상에 스트레스까지 가한 집단으로 처리한 다음 성장한 뒤 스트레스나 머리를 다치지 않은 생쥐들과 비교했다. 그 결과, 외상성 뇌 손상을 입거나 스트레스를 받은 생쥐들은 그렇지 않은 생쥐들보다 성인이 돼서 이상 행동을 더 많이 보이는 것이 관찰됐다. 특히 외상성 뇌손상만 입은 생쥐보다 스트레스만 받은 생쥐들의 행동이 더 이상한 것으로 나타났다. 또 연구팀은 단일 핵 RNA 시퀀싱 기술을 통해 이들 생쥐가 성장했을 때 뇌를 분석했다. 그 결과 스트레스만 받거나 스트레스와 외상성 뇌 손상을 함께 입은 생쥐들의 해마 영역 유전자 변형이 심각한 것으로 나타났다. 어린 시절 스트레스가 기억과 판단 등에 관여하는 해마 부위의 변형을 가져온 것이라고 연구팀은 설명했다. 스트레스에 노출된 생쥐들은 성체가 된 뒤 포식자의 눈에 쉽게 띄는 장소에 자신을 노출하는 모습이 자주 관찰됐다. 자신을 위험에 노출하는 경향이 강해진다는 것이다. 연구를 이끈 캐서린 렌츠 교수(행동 신경학)는 “생애 초기 스트레스는 성인이 돼 각종 신경정신질환이나 약물 남용의 우려를 높인다는 경고는 계속 나왔다”라면서 “동물 실험으로 얻어진 결과이지만 이번 연구는 외상성 뇌손상보다 스트레스가 아동에게 더 심각한 영향을 미친다는 것을 보여준다”라고 말했다. 렌츠 교수는 “유아기 스트레스의 영향은 사회적 지원 등을 통해 완충할 수 있다”라면서 “초기 스트레스 요인을 다루지 못하면 개인적으로 뿐만 아니라 사회적으로도 엄청난 비용이 들 수 있다”라고 덧붙였다.

파란 막대 파란 상자 이보나 흐미엘레프스카 지음/이지원 옮김/사계절/64쪽/1만 8000원 아홉살 생일을 맞은 클라라는 파란 막대를 선물로 받았다. 엄마의 엄마의 엄마의 엄마 때부터 내려오는 물건이라는데 대체 어디에 쓰는 걸까. 에릭 역시 크지도 작지도 않은 파란색 상자를 아홉살 생일 선물로 받았다. 무엇에 쓰는 건지, 어떻게 사용하는 물건인지 도무지 알 수가 없다. 클라라와 에릭은 선물과 함께 받은 낡은 공책에서 앞선 이들의 사용기를 살핀다. 클라라의 엄마와 할머니들, 에릭의 아버지와 할아버지들은 저마다 나름의 방식으로 막대와 상자를 가지고 놀았다. 파란 막대로 애완용 생쥐를 훈련시키기도 하고 눈밭 위에 원을 그리며 놀거나 해시계를 만들어 보기도 했다. 상자도 마찬가지. 상자 안에 거울을 붙여 내면을 비춰 보던 아이도, 모래시계를 만들어 자신만의 시간을 재던 아이도 있었다. 세상에나. 항상 심각한 얼굴의 아버지는 어렸을 적 물을 채워 아프리카코끼리의 스케이트장으로 사용했단다.기상천외한 이야기를 읽은 클라라와 에릭은 이렇게 결심한다. ‘다음 사람에게 물려주기 전에 나도 이걸 가지고 재밌게 놀아야지.’ 우리 주변의 평범한 물건이라도 어떻게 쓰느냐에 따라 개성을 마음껏 드러낼 수 있다. 평범한 막대와 상자를 가지고 저마다의 놀잇감으로 만드는 모습은 아이들의 창의적인 생각을 북돋워 준다. 게임이나 유튜브 등 전자기기에 빠진 아이들에게 필요한 책 같다. 아이에게 건네주고 ‘너라면 어떻게 할래?’ 물어봐도 좋겠다. 2014년 출간했던 책을 개정했다. 한쪽에서는 파란 막대 이야기를, 반대편에선 파란 상자의 이야기를 읽을 수 있다. 책의 한가운데 있는 투사지를 통해 파란 상자 속에 파란 막대가 꼭 맞게 들어가도록 한 장면이 흥미롭다.

니클로사마이드라는 물질은 코로나19를 비롯해 다양한 바이러스성 감염병 치료에 효능이 탁월한 것으로 알려졌다. 문제는 생체이용률이 저조해 약물로 개발되지 못하고 있다. 한국과 미국 연구진이 신약 후보 물질의 약물 전달 효과, 생체이용률을 획기적으로 높일 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국기초과학지원연구원 광주센터, 전북대 의대, 미국 SNJ 파머슈티컬 공동연구팀이 모든 종류의 약물에 대한 생체이용률을 높일 수 있는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. 특히 이번 기술은 먹는 약의 체내 흡수율도 높일 수 있어 치료 효과를 기대할 수 있는 것으로 알려졌다. 이번 연구 결과는 제약학 분야 국제학술지 ‘인터내서널 저널 오브 안티마이크로벌 에이전트’에 실렸다. 생체이용률은 약물이 체내로 흡수되는 효율을 말한다. 생체이용률이 낮은 물질은 소화관을 통해 체내에 흡수되는 효율이 떨어져 먹는 약으로 개발하기 힘들다. 실제로 신약후보 물질 중 70% 정도가 약효는 좋지만, 생체이용률이 15% 미만으로 신약으로 개발되지 못하고 폐기되는 경우가 많다. 이 때문에 많은 과학자가 약물의 생체이용률을 높이는 다양한 방법을 연구하고 있다. 연구팀은 인체 콜레스테롤 항상성 유지를 담당하는 담즙산의 생성과 순환 과정에 착안해 약물 전달체를 개발했다. 담즙산은 체내 흡수가 어려운 소수성 물질을 나노 수준으로 분해해 흡수를 돕는다. 연구팀은 니클로마사이드에 이번 나노 전달체 기술을 적용해 경구용 약물로 만들어 코로나19 바이러스에 감염된 생쥐에게 투여하는 실험을 했다. 그 결과 경구 투여 후 혈액에 남아있는 약물 입자의 양을 관찰한 결과 생체이용률이 38.3%로 나타나 기존의 4.8%보다 8배 정도 높은 것으로 확인됐다. 또 이번 기술을 적용한 니클로마사이드를 투여한 생쥐는 7일 후에도 건강하게 살아있는 모습을 보였지만 니클로마사이드를 그냥 투여하거나 아무것도 투여하지 않은 생쥐는 4일 만에 모두 죽는 것이 관찰됐다. 연구팀 관계자는 “이번 기술은 소수성 저분자 약물은 물론 단백질, 펩타이드 기반의 신약후보 물질도 고효율로 체내에 전달할 수 있도록 해줄 것으로 기대한다”라면서 “항비만 펩타이드, 단백질 치료제 등 다양한 차세대 신약 개발에 대한 응용성이 높은 기술”이라고 설명했다.

알츠하이머 주원인 ‘베타아밀로드’뇌 속 침착 억제에 유산균 효과 탁월고농도 유산균 42% 침착 억제 확인치매 치료제 13%보다 효과 3배 높아발효유·치즈도 32% 이상 침착 억제오래 먹어도 안전… 특허 출원 완료“기술 이전으로 국민 건강 기여할 것”“국내산 우유·치즈 등 소비 확대되길” 농촌진흥청이 28일 최근 우유에서 추출한 토종 항산화 유산균이 치매(알츠하이머) 발생 가능성을 크게 낮추는 연구 결과를 내놓아 눈길을 끌고 있다. 항산화 유산균인 ‘락티카제이바실러스’가 알츠하이머의 대표 원인으로 알려진 베타아밀로이드가 뇌 속에 쌓이는 것을 40% 이상 막아주는 임상 결과를 확인한 것이다. 농진청은 해당 유산균의 특허 등록을 마친 데 이어 발효유와 치즈 등 상품화를 추진하고 있다. 농진청은 지난 25일 정부세종청사에서 열린 브리핑에서 이런 내용이 담긴 연구 결과를 발표했다. 알츠하이머 발병 현상과 원인은 정확하게 알려지지 않았지만 베타아밀로이드라는 작은 단백질이 지나치게 만들어져 쌓이면서 유해한 영향을 미친다고 학술적으로 보고돼 있다. 농진청은 전국 15개 목장 우유에서 유산균을 분리한 뒤 항산화 활성이 높은 우수 유산균을 선발해 경상국립대와 함께 알츠하이머 모델 동물에 급여해 효과를 구명했다. 알츠하이머 모델 쥐를 대상으로 아무 것도 먹이지 않은 집단과 알츠하이머 질환 치료제, 선발 유산균, 선발 유산균을 첨가해 만든 유제품을 각각 3개월간 격일로 먹인 집단을 비교했다.그 결과 아무것도 먹이지 않은 집단은 뇌 조직에 베타아밀로이드 플라크가 침착됐고, 선발 유산균과 이를 함유한 유제품을 먹인 집단에서는 플라크 침착이 크게 줄었다. 특히 선발 유산균을 회당 균 100억개인 고농도로 먹였을 때 먹이지 않은 집단보다 베타아밀로이드 플라크가 최대 41.7% 감소했다. 고농도 유산균을 두 달간 먹인 그룹에서는 단기 기억 개선 효과도 나타났다. 또 선발 유산균이 함유된 발효유와 치즈를 먹인 집단도 각각 31.9%, 36.2% 줄어 유제품도 플라크 침착 억제에 뛰어난 효과가 확인됐다. 알츠하이머 모델 연구의 질환 치료제 사용되는 타크린 처리균은 베타아밀로이드 플라스 생성이 12.7% 감소에 그쳤다. 즉 치료제보다 유산균을 먹인 집단의 치매 예방 효과가 훨씬 뛰어났다는 의미다. 국내 65세 이상 노인의 치매 유병률은 2020년 10.4%에 달하며, 치매 환자의 60~80%가 알츠하이머 질환으로 보고되고 있다고 농진청은 전했다. 특히 노인 치매 등 질병 발달을 예방하거나 감소시키는 활동이 없다면 급격히 발병이 예상되는 상황이다. 임기순 농진청 국립축산과학원 원장은 “최근 미국 식품의약국(FDA)에서 승인을 받은 치료제(아두헬름 등)에도 뇌 단백질의 베타아밀로이드를 제거한다고 알려져 있지만 효과와 안전성 논란이 있는 것으로 알려져 있다”면서 “반면 토종 유산균이나 관련 발효유 제품은 오랜 기간 먹어도 몸에 무리가 없다는 점에서 안전하고 보다 안전한 알츠하이머 예방법으로 활용될 것으로 기대된다”고 밝혔다.실제 연구에 투입된 생쥐의 체중·장기의 조직학·면역학적 분석한 결과, 대조군과 실험군 간 차이가 없는 것으로 확인됐다. 락티카제이바실러스 균은 건강기능식품법상 고시험 기능성 원료인 프로바이오틱스에 해당되며 정 건강기능식품 생산과 발효유, 치즈 제조에 널리 활용되는 유산균의 일종이라고 농진청은 설명했다. 국립축산과학원은 현재 효능을 확인한 선발 유산균 락티카제이바실러스를 특허 출원 완료했으며 발효유, 치즈 등 항산화 유산균을 활용한 유제품 개발에 나섰다. 임 원장은 “연구에 적용된 코티지 치즈는 샐러드와 함께 간식으로 활용하기 적합한 신선 치즈 일종”이라면서 “이번에 개발된 토종 유산균을 활용한다면 국내산 치즈 등 유제품의 소비 확대도 기대되고 기술이전을 통해 축산식품 제조 등에 다양하게 활용해 국민 건강에 기여할 수 있도록 하겠다”고 말했다.

뇌에 생기는 암인 뇌종양은 흔히 치료가 어려운 것으로 알려져 있다. 그중 교모세포종은 가장 흔한 악성 뇌종양으로 외과수술, 화학요법, 방사선요법을 모두 사용해도 평균 생존 기간이 15개월 정도에 불과할 정도로 치료가 어렵다. 그런데 비교적 간단한 방법으로 뇌종양 성장을 억제하고 치료 효과를 높일 수 있다는 사실을 국내 연구진이 밝혀냈다. 카이스트 의과학대학원 연구팀은 고함량 포도당 음료 보충으로 뇌종양 성장을 억제한다는 사실을 확인했다고 16일 밝혔다. 또 이런 효과는 장내 미생물의 특정 균주 변화로 암세포 증식을 억제하는 항종양 면역반응이 나타났기 때문이라는 것도 확인했다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘셀 리포츠’에 실렸다. 최근 많은 연구에서 장내 미생물은 인체와 밀접한 관련이 있으며 악성종양에 대한 항종양 면역반응을 조절하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 실제로 흑색종 같은 암종에서는 효과에서 확인됐지만 뇌종양에서는 이번 처음 확인됐다. 연구팀은 교모세포종 뇌종양을 일으킨 생쥐를 두 그룹으로 나눠 한쪽에는 고함량 포도당 음료를 공급하고 다른 쪽에는 물만 먹이고 생존율을 비교했다. 그 결과 고 포도당 음료를 마신 생쥐가 더 오래 살았다. 연구팀은 또 장내 미생물을 완전히 제거한 무균 생쥐로 똑같은 실험을 진행한 결과 생존율에서 차이를 보이지 않는다는 점을 발견했다. 장내 미생물이 뇌종양 억제에 영향을 미친다는 점을 확인한 것이다. 분석 결과 장내 미생물 중 디설포비브리오나세(Desulfovibrionaceae)가 고 포도당 음료 복용으로 증가하고 이것이 뇌종양 생쥐의 수명을 늘린다는 것이다. 특히 PD-1 항체 물질을 함께 투여할 경우 상승작용이 나타나 암세포에 독으로 작용하는 유전자를 발현시킨다는 말이다.교모세포종 치료에서 면역관문억제제 효과가 미미했던 것을 장내 미생물과 장내 미생물 유래 대사체, 균주 유래 물질의 복합 처리를 통해 항종양 면역기능을 높이고 이를 통해 뇌종양 치료가 가능하다는 것을 보여준 연구라고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 김재호 카이스트 박사는 “이번 연구는 그동안 알려지지 않은 장내 미생물 분석으로 뇌종양 성장을 억제할 수 있는 균주를 확보했다는 데 의미가 크다”라면서 “면역관문 치료제와 장내 미생물 균주의 복합 치료로 뇌종양 억제 가능성을 확인한 만큼 추가 연구를 통해 새로운 항암제 치료제 개발 가능성도 커졌다”라고 말했다.

“Today Apple is going to reinvent the phone.” (오늘 애플은 전화기를 재발명할 것입니다.) 2007년 1월 미국 샌프란시스코에서 열린 ‘맥월드 콘퍼런스·엑스포’ 기조연설자로 나선 애플 CEO 스티브 잡스는 검은색 터틀넥 셔츠, 청바지, 운동화 차림으로 사람들 앞에서 이렇게 선언했다. 스마트폰이 등장한 지 불과 16년밖에 안 됐지만 이제는 전 세계 누구나 하나씩은 가지고 있을 정도로 대중화됐다. 스마트폰의 과다 사용 때문에 나타나는 사용 중독 같은 부작용이 사회적 문제가 되고 있기도 하다. 또 스마트폰 화면에서 나오는 블루라이트(청색광) 때문에 생기는 건강 문제도 있습니다. 스마트폰 화면뿐만 아니라 컴퓨터, 태블릿PC 등 전자기기 디스플레이에서 방출되는 청색광에 오래 노출되면 안구건조증이 생기고 심할 경우 망막이나 수정체가 손상될 수도 있다고 알려졌다. 그런데 블루라이트가 청소년에게 또 다른 변화를 일으킨다는 연구 결과가 나왔다. 터키 앙카라 빌켄트시티 병원 소아 내분비과, 가지대 의대, 가지대 약학대 연구팀은 스마트폰이나 태블릿PC 화면에서 나오는 블루라이트는 청소년의 조기 사춘기 원인이 될 수 있다고 25일 밝혔다. 이번 연구 결과는 21~23일 네덜란드 헤이그에서 열린 제61회 유럽 소아 내분비 연례 콘퍼런스(ESPE 2023)에서 발표됐다. 조기 사춘기는 유전적 요인이나 외상, 종양 등으로 인해 갑상선, 부신, 성선에 문제가 있을 때 발생하는 것으로 알려졌지만 정확한 원인은 확인되지 않았다. 최근 코로나19 팬데믹 기간 사춘기 조기 발병이 증가했다는 보고가 많다. 과학자들은 스마트 기기 사용의 증가로 블루라이트 노출이 하나의 원인이 될 수 있다는 지적을 했지만 명확히 원인이 밝혀진 바는 없다. 연구팀은 생후 21일 된 수컷 생쥐 18마리를 6마리씩 세 집단으로 나눠 정상적 빛 주기와 6시간 또는 12시간 동안 블루라이트에 노출했다. 그 결과 청색광에 노출된 수컷 생쥐들에게서 사춘기의 첫 징후가 훨씬 일찍 나타나는 것이 관찰됐다. 또 청색광에 더 오래 노출될수록 사춘기가 더 일찍 시작됐고 정자 발달이 억제되고 생식 조직이 손상된 것으로 나타났다. 연구팀은 이번 연구에 앞서 블루라이트 노출로 인해 암컷 생쥐의 사춘기가 더 일찍 시작된다는 사실을 확인했다. 연구를 이끈 아일린 키링크 우굴루 빌켄트시티 병원 박사는 “이번 연구는 수컷 쥐의 블루라이트 노출과 사춘기 조기 발생 사이에 직접 관계가 있다는 사실을 처음 확인했다”라며 “현대 생활 방식이 생리적 발달과 장기적 건강에 미치는 영향을 고려해 어린이를 위한 공중 보건 정책을 마련해야 한다”라고 말했다.

술을 많이 마시는 여성의 폭음 습관을 고칠 수 있는 방법이 공개됐다. 24일(한국시간) 호주 멜버른대 플로리 신경과학정신건강연구소의 연구 결과, 여성의 뇌에서 특정 신경펩타이드(CART)를 없애면 폭음하는 습관이 사라졌다. 다만, 남성에겐 해당 사항이 없었다. 연구 결과 따르면 생쥐의 뇌에서 특정 신경펩타이드(CART)를 제거하면 암컷은 술(알코올)을 훨씬 덜 마시는 반면, 수컷은 술을 더 많이 마셨다. 신경 펩타이드는 신경전달물질로 작용하는 작은 폴리펩타이드로서 주로 몇 개에서 수십 개의 아미노산으로 구성되어 있다. 특히 섭식, 수면, 성적 행동, 통증, 기억과 학습 등 다양하고 생리기능을 조절한다. 이는 인간 등 모든 생물종에 존재한다. 이에 연구팀이 CART 신경펩타이드 시스템을 표적으로 삼는 방법을 찾는다면 여성의 지나친 음주를 억제하는 치료법까지도 개발할 수 있을 것으로 예측되고 있다. 질병관리청의 ‘2022 지역건강통계 한눈에 보기’ 자료에 따르면 2020년에는 10.9%였던 고위험 음주율이 지난해 12.6%로 증가한 것으로 나타났다. 고위험 음주가 지속되면 고혈압과 심뇌혈관질환, 각종 암의 위험을 높인다.여성 주 2회·평균 5잔 이상은 ‘고위험 음주’ 또 최근 ‘국민건강영양조사’에 따르면, 여성의 고위험음주율은 1회 평균 음주량이 5잔 이상이며 주 2회 이상 음주하는 분율을 말한다. 남성의 경우 고위험음주율은 1회 평균 음주량이 7잔 이상이며 주 2회 이상 음주하는 분율이다. 한편 국민건강영양조사(국민건강증진법 제16조 의거)란 우리 국민의 건강 및 영양 상태를 보다 정확히 파악하여 국가건강정책을 수립하기 위해 질병관리청에서 수행하는 법정조사이다. 각각 기별로 3년 단위로 이뤄지는데 총 576조사지역, 1만 4000가구를 대상으로 해마다 전국 192개 지역 4800가구를 대표로 선정한다. 신체 계측, 구강·혈액 검사 등 건강검진과 건강 설문, 영양조사 등 약 400개 항목을 전문 조사 수행팀이 이동 검진 차량을 활용해 연중 상시 면접조사를 시행한다.

많은 부모는 자녀가 공부도 잘하고 사회성도 좋기를 바란다. 학습 능력과 기억력은 물론 사회성까지 좌우하는 물질이 발견돼 주목받고 있다. 아직은 이 물질의 영향력은 동물 실험에서만 확인됐지만 사람에게도 적용되는지 연구팀은 추가 연구를 진행할 계획이어서 관심을 끌고 있다. 미국 일리노이 어바나-샴페인대 분자·통합 생물학과, 베크만 고등과학기술원 공동 연구팀은 암 억제 단백질로 알려진 ‘p53’이 학습, 기억, 사회성을 조절하는 핵심이라고 29일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘분자 정신의학’ 9월 28일자에 실렸다. 유전자는 A, C, G, T 등 4종류의 염기를 이용해 긴 서열을 만들어 낸다. 유전자들은 세포가 특정 기능을 가진 단백질을 만들도록 지시하는 역할을 한다. TP53 유전자는 단백질 p53을 생성하도록 지시하는 방식이다. p53 단백질은 다세포 생물의 암 억제자로 역할을 한다. 게놈의 돌연변이를 막고 안정성을 보존하는 역할을 하기 때문에 p53은 ‘게놈의 수호자’라고 불린다. 여기에 돌연변이가 생겨 p53 단백질이 정상적으로 작동되지 못하면 손상을 입은 DNA를 가진 세포는 세포분열을 진행해 암을 유발한다. 연구팀은 생쥐를 이용해 해마 속 p53 수치를 낮춰 행동 변화와 관련 유전자 발현 변화를 조사했다. 그 결과 생쥐의 강박적이고 반복적 행동을 촉진하고 다른 생쥐들과 어울리지 못하며 기억력이 떨어진다는 사실을 확인했다. 장기 강화라고 불리는 해마-뉴런 간 활발한 통신이 이뤄질 때 p53 수치가 상승한다는 것을 관찰했다. 연구팀은 이번 연구를 통해 p53 단백질이 생쥐의 사회성, 반복 행동, 해마 관련 학습과 기억을 조절하는 데 중요하다는 사실을 확인할 수 있었다고 밝혔다. 연구를 이끈 니엔-페이 차이 교수는 “이번 연구 결과는 p53이 자폐 스펙트럼 증후군이나 뇌전증에서 나타나는 불규칙한 뇌세포 활동에 관여하는 핵심 단백질이라는 사실을 처음으로 확인했다는 점에 의미가 크다”라고 설명했다.

국어사전에 모성애는 ‘자식에 대한 어머니의 본능적인 사랑’이라고 풀이돼 있습니다. 어머니를 아버지로 바꾼 게 부성애입니다. 사전의 뜻풀이를 보고 있으면 자연스럽게 궁금증이 생깁니다. 아이가 태어나면 그전에는 없던 모성애와 부성애가 저절로 나타나는 걸까요. 그렇다면 자신이 낳은 아이를 방치하거나 학대하는 부모들은 뭐가 문제일까요. 자신이 낳은 아이도 아닌데 금이야 옥이야 키우는 사람들의 모성애와 부성애는 어떻게 해석해야 할까요. 의문이 꼬리에 꼬리를 물고 이어집니다. 이런 의문은 학자들에게도 마찬가지인 것 같습니다. 동물행동학자들은 여러 동물을 관찰해 진화의 관점에서 인간의 모성애를 추론하고, 뇌신경학자들은 신경망과 호르몬 변화 등으로 모성애의 근원을 찾습니다. 반면 철학자나 사회학자들은 각종 문헌을 연구해 모성애는 본능이나 과학적 근거가 있는 감정이 아니라 근대 이후 만들어진 개념이라는 주장을 펴기도 합니다. 미국 뉴욕대 의대 생물분자의학연구소, 신경과학연구소, 뉴욕대 신경과학센터, 존스홉킨스대 의대 공동연구팀은 동물행동학과 신경과학을 접목한 실험을 통해 아기 울음소리에 반응하는 엄마들만의 독특한 신경 회로, 일종의 모성애 신경망이 있다는 것을 발견했습니다. 이번 연구에는 한국계 과학자인 존스홉킨스대 의대 권형배 교수와 정강훈 박사도 핵심 연구자로 참여했습니다. 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 9월 21일자에 실렸습니다. 인간을 비롯한 많은 동물에게서 아기 울음소리는 아기의 고통을 알리는 매우 강력한 신호입니다. 새끼를 갓 낳은 어미가 아기의 울음소리를 들으면 옥시토신 분비가 활발해지고 뇌 시상하부 활동이 증가하면서 젖 분비로 이어진다고 합니다. 옥시토신은 출산과 수유를 포함해 모체의 생리적 현상과 행동에 중요한 역할을 하는 호르몬으로 알려져 있습니다. 그렇지만 아기의 울음이라는 청각 신호가 어떤 방식으로 옥시토신 분비 뉴런으로 연결되는지는 명확히 밝혀진 바가 없습니다. 이에 연구팀은 생쥐를 이용해 새끼 쥐의 울음소리를 어미 쥐에게 들려주면 어떤 신경이 활성화되는지 측정했습니다. 또 새끼 쥐의 울음소리와 똑같은 주파수의 소리 자극을 주고 어미 쥐의 행동과 신경 활성화 반응을 관찰했습니다. 그 결과 새끼의 울음소리는 물론 똑같은 주파수대의 소리를 들으면 어미의 ‘후측 수질판내 시상’이라는 뇌 부위가 활성화되는 것으로 확인됐습니다. 이 부위는 새끼의 감각 신호를 모체의 호르몬 연결망과 연결해 옥시토신 방출을 조절함으로써 효율적인 육아를 돕는다고 연구팀은 설명했습니다. 후측 수질판내 시상에 문제가 생길 경우 어미는 새끼가 보내는 신호에 무감각해질 수 있습니다. 자식에 대한 부모의 사랑이 과학적 근거가 있는 감정이든 근대 이후 만들어진 개념이든 대부분의 부모는 아이들의 미래를 위해 미국 시인 로버트 프로스트의 표현처럼 ‘한 번도 가 보지 않은’ 새로운 길을 개척해 나갑니다. 그런 전쟁 같은 매일을 보내며 분투하는 세상의 모든 부모는 박수받을 자격이 충분합니다.

다양한 캐릭터가 등장해 상상력 넘치는 이야기를 펼치는 여러 나라의 애니메이션이 추석 연휴까지 잇따라 개봉한다. 일본 애니메이션을 제외하고 모두 전체 관람가다. 긴 연휴에 아이들과 극장 나들이를 즐겨도 좋겠다.돌연변이 닌자 거북이들의 활약을 그린 ‘닌자터틀: 뮤턴트 대소동’①이 14일 먼저 개봉했다. 미국 뉴욕의 하수구로 스며든 수상한 녹색 액체로 인해 새끼 거북 네 마리가 사람처럼 두 발로 걷고 말도 할 수 있게 된다. 15년 후 10대 청소년이 된 거북이들은 인간을 모두 돌연변이로 만들려는 슈퍼플라이의 음모에 맞선다. 어른들에게도 익숙한 ‘닌자 거북이’의 새로운 시리즈로, 묵직한 색감과 클레이 애니메이션을 연상케 하는 질감의 작화가 눈에 띈다. 시리즈의 특징인 화끈한 액션도 볼만하다. 99분.●판타지 청춘 로맨스 ‘여름을 향한…’ 일본 애니메이션 ‘여름을 향한 터널, 이별의 출구’②가 같은 날 선보였다. 소원을 이루어 주는 터널을 발견한 고교생 가오루와 안즈가 저마다의 소원을 이루고자 고군분투하는 판타지 청춘 로맨스극이다. 터널 안에서의 10초가 바깥에서는 무려 6시간에 이른다는 설정이 독특하다. 2000년대를 배경으로 2G폰과 MP3 플레이어, 문자메시지 등 아날로그 감성이 녹아 있다. 83분. 12세 이상 관람가.20일에는 우리에게 익숙한 번개맨의 탄생 비화를 그린 ‘번개맨: 더 비기닝’③, 하루 뒤에는 고양이 아빠와 생쥐 딸의 유쾌한 모험을 담은 프랑스 애니메이션 ‘아르고 원정대: 꼬마 영웅 패티의 대모험’④이 각각 어린이들을 맞이한다. 번개를 맞고 초능력이 생긴 지오가 블랙코퍼레이션의 계략을 눈치채고 이에 맞서는 내용의 ‘번개맨’은 한국 3D 애니메이션 사상 최초 100만 관객을 돌파한 ‘점박이: 한반도의 공룡 3D’ 한상호 감독이 메가폰을 잡았다. 66분.●신화와 액션의 만남 ‘아르고 원정대’ ‘아르고 원정대’는 질투 많은 바다의 신 포세이돈이 자신의 동상을 세우라고 명령하면서 위기에 빠진 도시를 구하고자 생쥐인 패티가 원정대를 부활시켜 모험을 떠나는 이야기다. 아기자기한 캐릭터, 그리스 로마 신화를 배경으로 한 액션이 펼쳐진다. 95분. 원작 소설 주인공을 귀여운 캐릭터로 바꾼 프랑스 애니메이션 ‘80일간의 세계일주’는 연휴 직전인 이달 27일 개봉한다. 걱정 많은 어머니 탓에 세계일주의 꿈을 펼치지 못한 원숭이 파스파르투와 어느 날 갑자기 나타난 자칭 탐험 전문가 개구리 필리어스가 마을 주민들과 내기를 한 뒤 정글, 사막, 동양과 서양을 넘나드는 모험을 펼친다. 82분. ●기발한 추리로 돌아온 ‘엉덩이 탐정’ 추석 연휴에는 엉덩이 탐정(엉탐)이 돌아온다. 28일 개봉하는 ‘극장판 엉덩이 탐정: 미스터리 가면 ~최강의 대결’은 베일에 싸인 세기의 악당 시리어티가 노리는 보물 오파츠를 지키기 위해 국제경찰 원터폴과 수사에 나선 엉덩이 탐정의 활약을 그린다. 기발한 추리, 위기의 순간 입으로 방귀를 뀌어대며 적을 제압하는 ‘엉탐’ 네 번째 극장판이다. 74분. 전체 관람가. 7년 만에 속편으로 찾아오는 ‘드림쏭2’가 다음달 3일 추석 연휴 마무리에 나선다. 버디와 그의 밴드 트루 블루가 인기 스타가 된 이후의 이야기다. 경비견 버디가 가수가 되기까지 여정을 그린 전편에 이어 연예계의 거물 랭이 음흉한 계획을 숨긴 채 버디에게 세계적인 스타 리틀 폭시와의 순회공연을 제안하면서 벌어지는 일을 그렸다. 90분.

다양한 캐릭터가 등장해 상상력 넘치는 이야기를 펼치는 여러 나라의 애니메이션이 추석 연휴까지 잇따라 개봉한다. 아이들 손잡고 연휴동안 극장 나들이를 즐겨도 좋겠다. 돌연변이 닌자 거북이들의 활약을 그린 ‘닌자터틀: 뮤턴트 대소동’이 14일 먼저 개봉했다. 뉴욕 하수구로 스며든 수상한 녹색 액체로 새끼 거북이 4마리가 사람처럼 두 발로 걷고 말도 할 수 있게 된다. 15년 후 10대 청소년이 된 거북이들은 인간을 모두 돌연변이로 만들려는 슈퍼플라이의 음모에 맞선다. 어른들에게도 익숙한 ‘닌자 거북이’의 새로운 시리즈로, 묵직한 색감과 클레이 애니메이션을 연상케 하는 질감의 작화가 눈에 띈다. 시리즈의 특징인 화끈한 액션도 볼만하다. 99분. 전체관람가.일본 애니메이션 ‘여름을 향한 터널, 이별의 출구’가 같은 날 선을 보였다. 소원을 이루어 주는 터널을 발견한 고교생 카오루와 안즈가 저마다의 소원을 이루고자 고군분투하는 판타지 청춘 로맨스극이다. 터널 안에서의 10초가 바깥에서는 무려 6시간에 이른다는 설정이 독특하다. 2000년대를 배경으로 하는 만큼, 2G폰과 MP3 플레이어, 문자 메시지 등 아날로그 감성을 고스란히 녹여냈다. 올해 상반기 인기를 끈 ‘스즈메의 문단속’의 인기를 이어갈지 주목된다. 83분. 12세이상관람가.20일에는 우리에게 익숙한 번개맨의 탄생 비화를 그린 ‘번개맨: 더 비기닝’, 하루 뒤에는 고양이 아빠와 생쥐 딸의 유쾌한 모험을 담은 프랑스 애니메이션 ‘아르고 원정대: 꼬마 영웅 패티의 대모험’이 각각 어린이들을 맞이한다. 번개를 맞고 초능력이 생긴 지오가 블랙코퍼레이션의 계략을 눈치채고 이에 맞서는 내용의 ‘번개맨’은 한국 3D 애니메이션 사상 최초 100만 관객을 돌파한 ‘점박이: 한반도의 공룡 3D’ 한상호 감독이 메가폰을 잡았다. “마리오란 마리오~”라는 유행어로 알려진 마리오가 번개맨과 함께 악당 로봇들과 격투를 펼친다. 66분. 전체관람가.‘아르고 원정대’는 질투 많은 바다의 신 포세이돈이 자신의 동상을 세우라고 명령하면서 위기에 빠진 도시를 구하고자 생쥐인 패티가 원정대를 부활시켜 모험을 떠나는 이야기다. 아기자기한 캐릭터, 그리스 로마 신화를 배경으로 한 액션이 펼쳐진다. 95분. 전체관람가.원작 소설 주인공을 친숙한 캐릭터로 바꾼 프랑스 애니메이션 ‘80일간의 세계일주’는 연휴 직전인 이달 27일 개봉한다. 걱정 많은 어머니 탓에 세계일주의 꿈을 펼치지 못한 원숭이 파스파르투와 어느 날 갑자기 나타난 자칭 탐험 전문가 개구리 필리어스가 마을 주민들과 내기를 한 뒤 세계를 누빈다. 정글, 사막, 동양과 서양을 넘나드는 모험을 원작과 비교해봐도 좋겠다. 82분. 전체관람가.추석 연휴에는 엉덩이 탐정이 돌아온다. 28일 개봉하는 ‘극장판 엉덩이 탐정: 미스터리 가면 ~최강의 대결’은 베일에 싸인 세기의 악당 시리어티가 노리는 보물 오파츠를 지키기 위해 국제경찰 원터폴과 수사에 나선 엉덩이 탐정의 활약을 그린다. 예측하기 어려운 문제를 척척 풀어내는 기발한 추리, 위기의 순간 입으로 방귀를 뀌어대며 적을 제압하는 ‘엉탐’ 네 번째 극장판이다. 74분. 전체관람가.7년 만에 속편으로 찾아오는 ‘드림쏭2’가 다음 달 3일 추석 연휴 마무리에 나선다. 버디와 그의 밴드 트루 블루가 인기 스타가 된 이후의 이야기다. 주인공 버디가 경비견이 아닌 가수가 되기까지 여정을 그린 전편에 이어 이번 편에서는 연예계의 거물 랭이 음흉한 계획을 숨긴 채 버디에게 세계적인 스타 리틀 폭시와의 순회공연을 제안하면서 벌어지는 일을 그렸다. 90분. 전체관람가.