국내 연구진이 암세포의 증식과 성장, 생존을 촉진하는 ‘못된’ 체내 단백질을 찾아냈다. 연세대 의대 의생명과학부 연구팀은 항암 면역 작용을 하는 것으로 알려진 인터페론에 의해 발현되는 바이페린이라는 단백질의 암 대사 조절 기능과 작용 메커니즘을 규명했다고 16일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘임상 연구 저널’에 실렸다. 암 세포는 정상 세포와 달리 영양분 결핍, 저산소 같은 상황에서도 증식하고 성장하고 다른 조직으로 전이되면서 살아 남을 수 있도록 대사작용을 변화시킨다. 지금까지 암 대사는 ‘PI3K/AKT’라는 생물학적 경로를 통해 조절되는 것으로 알려져 있다. 또 최근에는 항암 면역 반응을 일으키는 다발성 사이토카인으로 알려진 인터페론에 의해 활성화되는 ‘JAK/STAT’ 경로도 암 대사 조절에 관여하는 것으로 밝혀졌지만 명확한 작용 메커니즘은 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 인터페론 유발성 단백질 중 바이페린의 암 대사 조절 기능과 작용 메커니즘을 분석했다. 연구팀은 위암, 폐암, 유방암, 신장암, 췌장암, 뇌암 등 다양한 유형의 암 조직을 분석한 결과 바이페린 발현이 높게 나타났고 바이페린 발현량이 높을수록 암 환자의 생존율은 낮아지는 것을 확인했다. 이에 연구팀은 바이페린 발현량을 조절한 암세포주를 만들어 분석했다. 그 결과 바이페린은 인터페론 뿐만 아니라 저산소, 영양분 결핍 상황에서도 활성화돼 암세포의 에너지 대사와 지방산 합성을 촉진해 암세포가 증식하고 생존할 수 있게 하는 것을 확인했다. 특히 항암제 내성을 갖고 다양한 암세포로 분화가 가능한 암 줄기세포에서 바이페린 단백질이 발현되면서 대사 변화를 촉진하고 암 줄기세포의 특성을 강화시키는 것으로 나타났다. 연구팀은 생쥐 실험을 통해서도 바이페린이 암 조직 성장을 촉진시킨다는 것을 재확인했다. 연구를 이끈 서준영 연세대 의대 교수는 “항암 면역 작용을 일으키는 것으로 알려진 인터페론에 의해 발현되는 바이페린 단백질이 암 줄기세포와 암세포의 대사를 변화시켜 암 증식과 성장, 생존을 촉진한다는 것을 밝혀냈다”며 “이번 연구 결과를 바탕으로 암 대사 자체를 변화시켜 암을 제거할 수 있는 새로운 치료제 개발이 가능할 것”이라고 말했다.

최근 며칠 동안은 ‘진짜 겨울이구나’라는 것을 실감할 정도로 영하 10도를 밑도는 추위에 많은 눈까지 내렸다. 평소에도 운동하기 싫어하는 사람에게는 날씨가 너무 춥거나 더워지면 운동을 피하기 좋은 핑계거리가 생긴다. 그런데 최근 미국과 독일 생물학자와 의생명과학자들이 ‘운동하기 싫어’하는 생각을 떠오르게 만드는 원인을 찾아냈다. 거꾸로 생각하면 이 원인을 바꾸면 즐겁게 운동을 할 수 있게 만들 수 있다는 것이다. 미국 펜실베니아대 의대, 펜실베니아주립대, 독일 프랑크푸르트 괴테대를 중심으로 한 15개 연구기관이 모인 공동 연구팀은 장내 미생물이 장-뇌 경로에 영향을 미쳐 운동 동기를 만들어 낸다고 16일 밝혔다. 이번 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’ 12월 15일자에 실렸다. 운동은 뼈와 근육을 강화시키고 체중 조절, 정신건강 증진은 물론 당뇨, 고혈압, 고지혈증 같은 다양한 대사성 질환, 심혈관계 질환 위험을 줄이고 암 발생 위험도 낮추는 등 다양한 효과를 갖고 있다. 그렇지만 운동을 하겠다는 개인적 동기를 조절하는 메커니즘은 아직 완벽하게 이해되고 있지 않다. 단순히 운동을 위한 개인 의지 정도로만 파악되고 있을 뿐이다. 상대와 경쟁을 하는 운동이나 즐거움을 느끼기 위한 레크레이션 운동 모두에서 참여를 자극하는 중요한 요소는 신체활동을 통해 나타나는 쾌감을 얼마나 느끼는가에 달려 있다. 이는 운동에 의해 유도되는 뇌의 신경화학적 변화에 따라 촉발되는 것으로 알려져 있다. 이와 관련해 연구팀은 생쥐 실험을 통해 운동 동기를 촉발시키는 원인을 조사했다. 그 결과, 장내 미생물 의존성 엔도카나비노이드 대사산물이 TRPV-1 유발 감각뉴런을 자극시켜 운동 중에 복부 선조체에서 도파민 수치를 상승시킨다는 것을 발견했다. 쉽게 말하면 장내 미생물이 운동할 때 뇌를 자극해 즐거움을 더 많이 느끼게 만들어 운동을 계속 하고 싶다는 욕구를 일게 만든다는 것이다. 실제로 연구팀은 이번에 확인된 장-뇌 연결망을 자극하면 생쥐가 계속 운동을 하고 싶어하고 운동 성과도 그렇지 않은 생쥐에 비해 높다는 것을 관찰했다. 연구를 이끈 크리스토프 타이스 펜실베니아대 의대 교수(미생물학)는 “이번 연구는 장내 미생물이 뇌를 자극해 운동을 통한 쾌락을 더 많이 느끼게 만든다는 사실을 확인한 것”이라며 “운동 성과의 개인별 차이는 물론 운동에 대한 동기 자극도 장내 미생물을 조절함으로써 가능하다”라고 설명했다.

가습기 살균제 제조 업체들에 대한 2심 재판이 진행되고 있는 가운데 독성학자들이 살균제 성분을 코로 흡입할 경우 폐에 심각한 영향을 미칠 수 있다는 연구 결과를 발표해 2심 결과가 뒤집힐 가능성이 커졌다. 한국화학연구원 부설 안전성평가연구소, 경북대 응용화학공학부, 국립환경과학원 공동 연구팀은 방사성 동위원소 영상화 기법을 활용해 가습기 살균제 성분의 흡입 경로에 따른 폐 손상 가능성을 재확인했다고 12일 밝혔다. 이번 연구 결과는 환경학 및 독성학 분야 국제학술지 ‘국제 환경학’ 12월호에 실렸다. 연구팀은 생쥐를 대상으로 방사성 동위원소인 탄소-14로 표지된 클로로메틸이소티아졸리논(CMIT)·메틸이소티아졸리논(MIT)을 비강과 기도 노출 후 폐 손상 여부를 실험했다. 기존 연구에서는 CMIT/MIT를 생쥐의 기도 노출을 통해 폐 조직의 섬유화 손상을 확인했다. 기도 노출은 기도에 시험 물질을 천천히 떨어뜨린 다음 호흡과정을 통해 폐로 전달되는 방식을 관찰하는 것이다. 이는 비강을 거치지 않는 노출 방식으로 흡입에 의한 호흡기계 영향을 확인하기에는 한계가 있었다.연구팀은 CMIT/MIT를 비강과 기도에 노출한 다음 짧게는 5분에서 길게 7일까지 주요 조직의 방사능 농도를 정량화하고 흡입 노출 경로별로 세포 검사와 조직 병리 검사를 통해 폐 손상 유발 여부를 관찰했다. 그 결과 모든 호흡기 경로에서 CMIT/MIT가 호흡기 전체에 빠르게 이동해 확산된다는 것을 확인했으며 폐는 염증성 손상과 섬유화 손상이 발생한다는 것을 확인했다. 안전성평가연구소 인체유해인자 흡입독성연구단 이규홍 단장은 “이번 연구는 가습기 살균제에 사용된 CMIT/MIT가 호흡기 노출을 통해 폐까지 도달하고 이로 인해 질환을 유발할 수 있다는 것을 체내 분포와 독성연구 결과로 종합 분석해 입증했다는데 의미가 크다”며 “CMIT/MIT가 함유된 제품이 호흡기 이외의 장기에도 영향을 줄 수 있는 근거로 건강영향 평가의 필요성을 제기한 것”이라고 설명했다.

사람 몸속의 미생물 숫자 39조개소장·대장 등 소화기관에 집중돼암·치매·아토피 등 영향 이미 증명 우울증 유발 미생물 13개 발견해민족·인종 등 특징 무관 영향 끼쳐섬유질 섭취 적은 아기 질병 노출2022년도 얼마 남지 않은 요즘, 이전과 달리 코로나19로 인한 사회적 거리두기도 없어 늘어난 송년회 일정 때문에 힘겨워하는 사람들이 많다. 성인들의 송년회에서는 술이 빠지지 않는다. 술을 못하는 사람들까지도 분위기에 휩쓸려 과음하는 경우가 적지 않다. 그런데 술자리를 가진 다음날 배탈이나 설사로 고생하는 사람이 의외로 많다. 알코올로 인해 장내 수분 흡수가 제대로 되지 않아 발생하는 증상이다. 연말 잦은 음주는 장내 미생물의 조성을 바꾸고 균형을 깨뜨려 건강에 악영향을 미칠 수 있다. 장내 미생물이라고 하면 일반인들은 여전히 유산균 음료나 건강기능식품을 떠올리는 경우가 많다. 그렇지만 장내 미생물은 유전자 가위와 함께 최근 생물학 분야에서 가장 주목받고 있는 연구 주제 중 하나이다.사람 몸에 있는 미생물 숫자는 인간 세포 수와 비슷하거나 약간 많은 39조개. 대부분 소장, 대장 같은 소화기관에 집중돼 있다. 이들 소화기관에 있는 미생물을 장내 미생물이라고 한다. 장내 미생물은 단순히 소화에만 관여하는 것이 아니다. 비만은 물론 대장암을 포함한 여러 암, 치매나 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환, 아토피 피부염 같은 자가면역질환에도 영향을 미친다는 다양한 증거가 나오고 있다. 이 같은 상황에서 네덜란드 로테르담 에라스무스 메디컬센터, 암스테르담대, 암스테르담대 대학병원, 영국 옥스퍼드대 공동 연구팀은 장내 미생물이 우울증의 발병과 증상에 영향을 미친다는 것을 유전학적으로 규명했다고 11일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 12월 7일자에 실렸다. 이와 별도로 암스테르담대 심리학과 연구팀을 중심으로 한 네덜란드, 프랑스 공동 연구팀도 유사한 연구 결과를 같은 날짜, 같은 학술지에 발표했다. 에라스무스 메디컬센터 연구팀은 1054명의 성인 남녀를 대상으로 장내 미생물과 우울증 발병 여부를 비교한 결과 우울 증상과 관련한 13개의 장내 미생물을 발견했다. 암스테르담대 심리학과 연구팀도 암스테르담에 거주하는 18~70세의 다양한 인종 및 민족의 남녀 3343명을 대상으로 장내 미생물 종류와 분포를 조사하고 인구통계학적 데이터와 정신건강학 데이터를 비교 분석했다. 그 결과 연구팀은 민족이나 인종에 상관없이 우울증을 유발시키는 장내 미생물을 찾아냈다. 이들에 따르면 해당 미생물들은 글루탐산, 세로토닌, GABA와 같이 우울증과 관련된 신경 내 화학전달물질 합성에 관여한다. 한편 미국 조지아주립대 의생명과학연구소 연구팀은 수유 기간에 섬유질이 적은 음식을 섭취한 엄마의 젖을 먹은 아이는 장내 미생물의 균형이 깨져 성장하면서 각종 질병에 시달리기 쉽다고 11일 밝혔다. 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 호스트 앤드 마이크로브’ 12월 8일자에 실린 연구 결과다. 연구팀은 새끼를 갓 낳아 수유 중인 어미 생쥐들을 두 집단으로 나눠 실험했다. 연구팀은 한쪽 어미 생쥐들에게는 섬유소가 풍부한 음식을 중심으로 균형 잡힌 식단을 제공했고 다른 집단에는 소위 ‘정크푸드’처럼 영양 불균형이 있는 음식을 제공한 뒤 새끼 생쥐의 장내 미생물을 관찰한 것이다. 연구 결과 섬유소가 적은 정크푸드를 먹은 어미의 젖을 먹고 자란 새끼 생쥐들은 장내 미생물이 영구적으로 변형돼 체내 염증과 비만으로 인해 자기면역질환을 비롯한 다양한 질병에 시달리는 것이 관찰됐다.

날씨가 추워져 실내 생활이 많아지는 겨울이 되면 온몸이 찌뿌둥하고 없던 근육통이 생기는 경우도 적지 않다. 또 이유 없는 만성 통증에 시달리는 사람들도 있다. 이런 사람들에게 희소식이 있다. 통증 환자라면 녹색 빛에 자주 노출시키는 것이 통증을 줄이는데 도움이 될 것이라는 연구 결과가 나왔다. 중국 푸단대 뇌과학연구소, 의학 신경생물학 연구소 공동 연구팀은 녹색광이 신체 통증을 완화시켜주는데 도움이 된다고 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘사이언스 중개의학’ 12월 8일자에 실렸다. 통증은 조직 손상이나 손상 가능성이 있을 때 발생하는 감각이다. 통증 전달과정에 이상이 생겨 지속적인 자극이 발생할 경우 만성 통증으로 발전하게 된다. 만성 통증의 원인은 다양하기도 하고 원인이 명확하지 않은 경우가 많아 치료도 쉽지 않다. 또 진통제를 지속적으로 사용할 경우는 내성이 생기기도 쉽다. 이런 상황 속에 통증을 연구하는 과학자들은 내성 발생 없이 만성 통증을 완화하기 위해 빛을 이용한 광치료법에 주목하기 시작했다. 실제로 녹색광 LED를 이용하면 신경 손상이 있는 생쥐의 통증을 줄이는데 도움이 됐다는 연구 결과가 나온 적도 있다. 이 때문에 만성 요통에서 편두통, 섬유근육통 등 다양한 근육 통증을 완하하는데 저강도의 빛을 이용하는 치료법이 사용되기도 하고 있다. 문제는 녹색광이 어떻게 통증을 완화시키는데 도움을 주는지 메커니즘을 명확히 알 수 없다는 점이다. 임상에 활용하기 위해서는 정확한 작동 기전을 파악할 필요가 있기 때문이다.연구팀은 관절염을 유발시킨 생쥐를 이용해 실험한 결과 녹색광이 통증 완화에 도움을 주는 것을 다시 한 번 확인했다. 또 포유류의 눈에서 빛을 감지하는 역할을 하는 망막의 막대형 광수용체와 원뿔형 광수용체의 반응을 관찰했다. 그 결과 광수용체가 녹색광에 노출되면 복외측슬상핵(vLGN)이라는 뇌 영역에서 프로엔케팔린이라는 호르몬을 발현시키는 신경세포를 활성화시킨다는 것을 확인했다. 이를 통해 통증을 완화시킨다는 설명이다. 연구를 이끈 시준 웽 푸단대 뇌과학연구소 교수는 “이번 연구 결과는 녹색광이 신경망 세포에 자극을 줘 통증을 완화시킨다는 점을 확인한 것으로 간단하고 안전하며 경제적인 광진통제를 개발하는데 도움이 될 것”이라고 설명했다.

비만은 암과 고혈압, 고지혈증 등 각종 대사질환을 일으키는 것으로 알려져 있다. 최근에는 비만한 사람이 코로나19 바이러스와 독감 바이러스에 더 쉽게 감염된다는 사실이 밝혀지기도 했다. 그렇지만 일부 질병에서는 비만이 오히려 좋은 영향을 미친다는 ‘비만의 역설’이 종종 보고돼 왔다. 그런데 이번에는 국내 연구진이 비만이 성병 바이러스 감염을 차단해준다는 새로운 ‘비만의 역설’을 발견했다. 카이스트 의과학대학원, 건양대병원 공동 연구팀은 비만이 성병을 유발하는 2형 헤르페스 바이러스 감염에 대해 저항성을 보인다는 사실을 확인하고 그 메커니즘을 규명했다고 6일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’에 실렸다. 2형 헤르페스 바이러스는 성병을 일으키는 바이러스로 여성이 남성보다 더 높은 감염률을 보이는 것으로 알려져 있다. 여성 생식기 내에는 젖산균을 포함한 공생미생물이 서식하고 있는 것으로 알려져 있는데 비만 여성과 마른 여성은 질내 공생미생물 조성이 다른 것으로 알려져 있다. 연구팀은 생쥐 실험을 통해 암컷 생쥐의 생식기 내에는 장에서 유래한 것으로 보이는 미생물들이 섞여 있는 것을 확인했다. 또 장에서 유래된 것으로 보이는 질내 유입균들은 아미노산 일종인 아르기닌을 활발하게 생산하고 있는 것이 관찰됐으며 이것들이 바이러스 초기 감염 예방에 중요한 역할을 한다는 것도 밝혀냈다. 연구팀은 아르기닌이 생식기 내 감마델타 T세포의 항바이러스 면역반응을 강화하고 적응 면역세포가 활성화되는 시기보다 이른 시기에 바이러스 감염과 전파를 억제한다는 사실도 밝혀냈다. 연구팀은 이를 통해 성병 예방을 위한 항바이러스 프로바이오틱스 개발과 아르기닌을 활용해 바이러스 예방을 할 수 있는 보조제 및 치료제 개발 실마리가 될 것으로 기대하고 있다. 연구를 이끈 이흥규 카이스트 교수는 “이번 연구는 비만이 특정 감염성 질병에 도움이 될 수 있다는 사실을 밝혀냈다는데 의미가 크다”며 “이번 연구 결과를 근거로 한 분자 메커니즘을 응용해 항바이러스제 개발에 나설 것”이라고 설명했다.

공감은 다른 사람의 사고나 감정을 자기 내부로 옮겨 타인의 체험과 동질적 심리 과정을 만드는 일이다. 쉽게 말하면 ‘나는 당신의 상황을 알고 당신의 기분을 이해한다’는 식으로 다른 사람의 상황이나 기분을 함께 느낄 수 있는 능력이다. 세계적 미래학자 제러미 리프킨은 ‘공감의 시대’라는 책을 통해 공감은 인간의 생존에 있어서 중요한 수단이라고 평가하기도 했다. 그렇지만 최근에는 공감 능력이 떨어지는 이들도 적지 않게 눈에 띈다. 공감 능력을 갖도록 하고 어떤 방식으로 공감 능력이 형성되는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 공감 능력을 형성하는 뇌 신경회로에 관한 연구 결과를 내놔 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단 연구팀은 생쥐를 이용해 우뇌의 뇌파 동기화가 공감 기능을 유도한다고 5일 밝혔다. 이번 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 12월 2일자에 실렸다. 이번 연구는 공감 능력 장애를 보이는 자폐스펙트럼장애, 사이코패스, 조현병 같은 정신신경질환 치료 연구에 기여할 것으로 기대된다. 생쥐는 공포를 느끼면 동작을 멈춘다. 연구팀은 상자 모양의 실험 장치 속에 생쥐 두 마리를 넣고 한 쪽 생쥐에게만 전기 충격을 주고, 다른 쪽 생쥐는 이를 관찰하게 했다. 생쥐의 공포 공감 능력은 상대의 고통 관찰 시 동작을 멈추는 행동의 정도와 공포 기억 회상 정도로 나타난다. 생쥐의 공포 공감능력은 인간의 공감 패턴과 비슷한 것으로 알려져 있다. 광유전학적 기법과 뇌파 측정을 통해 생쥐가 공포 공감을 할 때 관여하는 우뇌 신경회를 발견했다. 생쥐 우뇌 대뇌피질-편도체 간에 연결된 신경회로를 억제하자 생쥐의 관찰 공포 행동이 감소하고 신경회로를 강화하면 관찰 공포 행동이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 연구팀은 이를 통해 우뇌의 대뇌피질-편도체 상호 간에 연결된 뇌신경회로가 공감 기능에 관여한다고 설명했다. 또 생쥐의 관찰 공포 행동 중에 우뇌의 대뇌피질-편도체에서 5~7㎐ 진동수의 뇌파 동기화가 관찰됐다. 즉 해당 주파수의 뇌파를 억제하면 관찰공포 행동이 모두 억제된다는 것이다. 대뇌피질-편도체 뇌파의 근원은 해마 세타파라는 사실도 연구팀은 밝혀냈다. 뇌 해마 영역에서 관찰되는 세타파는 인지, 정서, 선천적 공포 불안장애 등 뇌기능과 관련돼 있는 것으로 알려져 있다. 연구를 이끈 신희섭 IBS 명예연구위원은 “이번 연구는 공감 능력 조절 메커니즘을 뇌신경 회로, 뇌파 수준에서 처음으로 규명했다”며 “추가 연구를 통해 공감 기능에 관여하는 유전자 및 유전자, 새로운 신경회로를 찾아내 뇌기능 장애 동물모델에 적용해 정신질환 치료에 기여할 것”이라고 설명했다.

국내 연구진이 면역세포의 일종인 T세포를 활용해 알츠하이머 치매를 치료할 수 있는 메커니즘을 밝혀내 주목받고 있다. 경희대 한의과대, 동아대 건강관리학과 공동 연구팀이 조절 T세포를 이용한 알츠하이머 치매 치료 메커니즘을 밝혀내고 치매 특이적 조절 T세포 주입을 통한 새로운 치료 전략도 제시했다고 2일 밝혔다. 이번 연구 결과는 진단치료의학 분야 국제학술지 ‘테라노스틱스’에 실렸다. 알츠하이머는 뇌에 아밀로이드 베타 단백질이나 타우 단백질이 응집돼 쌓이면서 기억력 퇴행과 행동 장애 등을 유발시키는 퇴행성 뇌질환이다. 특히 치매의 70% 정도가 알츠하이머가 원인인 것으로 알려져 있다. 문제는 알츠하이머 치매를 근본적으로 치료할 수 있는 방법이 없다는 점이다. 조절 T세포는 대표적 면역세포로 면억억제를 유도하는 세포로 자가면역질환에 활용하기 위한 연구가 많이 진행되고 있다. 최근에는 조절 T세포가 중추신경계 면역 균형을 유지하는 역할도 한다는 연구결과가 나오면서 퇴행성 뇌질환 치료 물질로도 주목받고 있다. 연구팀은 치매 환자 뇌에 분포하는 아밀로이드 베타를 항원으로 하는 특이 조절T세포를 체외에서 생산하는 공정을 개발하고 이를 알츠하이머를 유발시킨 생쥐에게 주사하는 실험을 했다. 그 결과 특이 조절T세포를 1회 정맥 주사하는 것만으로도 인지기능 개선과 아밀로이드 베타축적이 줄고 뇌대사가 개선되는 효과를 확인할 수 있었다.이와 함께 특이 조절T세포는 기존 조절T세포보다 뇌로 이동하는 세포 수를 월등히 늘리고 뇌에 존재하는 미세아교세포 활성화를 억제해 신경염증을 줄이기도 했다. 배현수 경희대 교수는 “이번 연구는 알츠하이머 치매에 대한 조절 T세포의 강력한 치료효과를 확인했고 알츠하이머 이외의 퇴행성 뇌질환에 대한 조절 T세포의 효과에 대해서도 확인했다는 점에 의미가 크다”고 설명했다.

고기능성 참깨 ‘밀양74호’ 국내 개발비섭취 쥐 집단보다 기억력 4.5배↑ 개선뇌세포 재생은 비섭취 쥐보다 1.8배 향상치매치료제 섭취군과 유사 수준 기억력 향상‘기억력·항산화’ 리그난, 오미자·아마 3~4배 ↑특허 등록…“기술이전으로 보급 확대할 것”농촌진흥청 국립식량과학원이 항산화와 기억력 향상에 효과가 있는 리그난 성분 함량이 높은 참깨 ‘밀양74호’를 국내에서 처음으로 개발했다고 밝혔다. 오명규 농진청 남부작물부장은 23일 정부세종청사에서 열린 브리핑에서 “효과 검증을 위해 진행한 동물실험에서 일반 참깨보다 기억 능력 향상 효과가 뛰어난 것으로 확인했다”면서 “특히 치매치료제 ‘도네페질’ 섭취군과 유사한 수준의 장기기억 능력 향상 효과가 있었다”고 말했다. 치매치료제인 장기 복용이 불가능하지만 밀양74호 참깨로 만든 참기름 등은 꾸준한 섭취가 가능하다는게 농진청 판단이다. 국산 참깨는 병충해와 불리한 기상조건으로 생산량이 급감해 국산 소비 대부분을 중국, 인도 등 외국산에 의존하고 있다. 씨앗 색깔이 갈색인 밀양74호는 크기가 작아 일반 참깨와 확연히 구분된다. 물과 병충해에 강할 뿐만 아니라 리그난 함양이 3~4배 이상 높아 품질과 기능면에서 고기능성 참깨로 인정 받았다. 오 부장은 “국산 참깨 생산량이 급감해 자급률이 8.2%까지 떨어졌다”면서 “국산 참깨 소비를 촉진하고 국내 참깨 산업 활성화에 이바지하고자 기능성 성분인 리그난이 일반 참깨보다 4배 많은 밀양74호를 개발하게 됐다”고 설명했다. 밀양74호의 리그난 함량은 1g당 17.0㎎으로 일반 품종 ‘건백’의 4.1㎎보다 4.1배 많다. 리그난은 아마, 오미자 등에도 함유돼 있는데 밀양74호는 오미자나 아마씨보다 3~4배 더 리그난이 많이 포함돼 있다고 농진청은 전했다. 오 부장은 “6주 동안 생쥐에게 매일 밀양74호로 만든 참기름을 먹였더니 물과 병충해에 강한 ‘건백’ 참깨로 짠 참기름 쥐 집단보다는 2.4배, 아무런 처리를 하지 않은 쥐 집단보다는 4.5배 이상 장기 기억 능력 향상 효과가 있음을 확인했다”면서 “뇌세포 재생도도 밀양74호 참기름을 섭취한 쥐 집단에서 ‘건백’ 참기름 섭취 집단보다 1.8배 빠른 것으로 관찰됐다”고 말했다. 농진청은 밀양74호 품종과 기억력 개선 효능에 대한 권리를 각각 특허권으로 보호되고 있고 이를 생산·판매하기 위해서 한국농업기술진흥원의 기술이전을 받은 뒤에 재배해야 한다고 밝혀 보급화에는 상당 시일이 걸릴 것으로 예상된다.기능성이 강화된 만큼 가격도 일반 참깨로 잔 참기름보다 상대적으로 높게 책정될 예정이다. 농진청은 “농가 일부에만 보급돼 있어 가격 형성이 돼 있지 않지만 백화점에서 판매되는 수준과 비슷하게 500㎎에 2만~3만원 정도에 판매될 예정”이라면서 “성인 체중 60㎏ 기준 하루에 티스푼으로 5㎖ 섭취시 인지기능 개선 효과를 볼 수 있다”고 말했다. 오명규 부장은 “국내 최초 고기능성 품종인 밀양74호 품종은 병충해에 강하고 노지 재배도 충분히 가능해 가공업체와 연결해 보급이 잘 될 수 있도록 하겠다”면서 “기능성이 높은 참기름뿐만 아니라 제과, 제빵 등 다양한 제품으로 개발해 국내 참깨 산업 발전에 도움을 주고 기술 이전을 통해 보급을 확대하고 원료곡 생산단지 조성을 위한 기술지원도 확대할 것”이라고 강조했다.

한의에서는 ‘일침, 이약, 삼뜸’(一針, 二藥, 三灸)이라는 말이 있다. 침 한 번 맞는 것이 약 두 번 먹는 것이나 뜸을 세 번 뜨는 것과 똑같다는 말로 침이 가장 효과가 좋다는 의미이다. 한의학 연구자들이 침을 이용해 불면증과 카페인 중독을 완화시켜 줄 수 있다는 연구 결과를 내놔 주목받고 있다. 한국한의학연구원 한의과학연구부는 침 치료의 수면장애 완화 효과를 확인하고 카페인에 의한 세포 소기관의 스트레스를 완화시킬 수 있다는 효능을 규명했다고 23일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의과학 분야 국제학술지 ‘생의학 및 약물치료’에 실렸다. 경혈을 자극하는 것은 우울증, 불면증, 불안증 같은 다양한 정서질환을 완화시키는데 도움이 된다고 알려져 있다. 특히 불안, 불면에는 경혈 자극이 효과가 높다는 것은 임상시험에서도 확인된 바 있다. 그렇지만 관련 의료기기를 개발하거나 임상 처방을 위해서는 과학적 치료 근거를 더 확보할 필요가 있다. 이에 연구팀은 생쥐에게 고함량 카페인을 투여해 과도한 각성 상태를 유도한 다음 신문혈(神門穴)에 해당하는 부위를 전침자극하는 실험을 했다. 신문혈은 손목 안쪽 주름의 내측 가장자리 끝에 위치한 부위로 뇌의 기능, 운동감각, 정서를 조절하는 것으로 알려져 있다. 실험 결과 수면에 영향을 주는 뇌 세포 내 소기관인 소포체의 스트레스를 줄이고 수면과 각성 패턴 변화, 운동성 회복 등이 확인됐다. 소포체에 스트레스, 카페인 섭취 같은 환경적 요인이 과하게 가해질 경우 면역반응, 신경전달물질 불균형 같은 문제를 일으켜 수면 장애로 연결될 수 있다. 연구를 이끈 서수연 박사는 “알코올이나 커피처럼 일상에서 쉽게 접할 수 있지만 남용할 경우 부작용이 큰 물질”이라며 “이번 연구에서 확인한 것처럼 침 치료는 부작용이 적은 비약물 치료법으로 이를 활용하면 다양한 원인에 의해 생기는 불면을 지속적으로 관리할 수 있을 것”이라고 말했다. 서 박사는 “불면 치료기기나 전자약 개발의 기초 근거로 활용할 수 있을 것으로 기대한다”며 “침 치료의 항상성 제어 기전에 관한 다양한 과학적 근거를 보여주는 연구를 이어갈 것”이라고 덧붙였다.

올해 가장 주목받았던 드라마는 ‘이상한 변호사 우영우’일 것이다. 드라마의 주인공은 자폐스펙트럼 장애를 갖고 있는 변호사 우영우이다. 자폐스펙트럼 장애는 정확한 분자 진단법이 없어 조기 진단이 늦어 주로 아동기에 발견되는 경우가 많고 적당한 치료법도 없다. 이런 상황에서 경희대, 대구경북과학기술원(DGIST), 서울대 의대, 한국기초과학지원연구원, 인하대병원, 건국대, 고려대, 미국 존스홉킨스대 의대 공동 연구팀은 자폐스펙트럼 장애를 유발시키는 세포 특이적 분자 네트워크를 밝혀냈다고 16일 밝혔다. 이번 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘분자 정신의학’에 실렸다. 자폐스펙트럼 장애는 사회적 의사소통과 상호작용 관련 행동에 문제가 생겨 행동 패턴, 관심사나 흥미, 활동 범위가 제한적이고 반복적인 행동을 보이는 신경발달 장애이다. 영화나 드라마와 달리 대부분의 자폐스펙트럼 장애를 겪는 이들은 행동 장애와 함께 다른 발달 장애가 동반되는 경우도 많다. 연구팀은 생쥐에게 자폐스펙트럼 장애를 유발시킨 다음 뇌의 전전두엽 조직을 추출해 질량분석법 기반 정량단백체 및 대사체 통합 분석을 실시했다. 이를 근거로 기존에 알려진 자폐스펙트럼 장애 환자의 증상 및 유전자 데이터를 비교 분석했다. 그 결과 흥분성 뉴런에서 물질대사와 시냅스 등 뇌신경 세포의 네트워크에 문제가 있다는 사실을 확인했다. 연구팀 관계자는 “이번 연구에서 활용한 다중오믹스 통합 분석기술은 특정 자폐 유전자로 유도된 분자 수준의 세포 분화와 생체정보 등에 이르는 통합네트워크 발굴을 가능케 해줬다”며 “자폐스펙트럼 장애의 핵심 네트워크를 밝혀냄에 따라 이를 이용한 추가 연구를 통해 치료 타겟을 발굴할 것”이라고 말했다.

잡티 하나 없는 맑고 투명한 피부를 만들기 위한 노력은 남녀 구분이 없다. 깨끗한 피부 형성에 도움이 된다는 다양한 피부미용 보조기구들이 나오고 있다. 그렇지만 마치 용접 방호마스크처럼 크고 불편하다. 국내 연구진이 사용이 번거로운 마스크형 피부관리 기구 대신 반창고처럼 붙여 사용할 수 있는 장치를 개발했다. 카이스트 신소재공학과, 세브란스병원 피부과 공동 연구팀이 멜라닌 생성을 억제시켜주는 면(面) 발광 마이크로LED 피부 패치를 개발했다고 10일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의료재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 헬스케어 머티리얼즈’ 11월호에 실렸다. 또 이번 연구 결과는 연구에 참여한 이건재 카이스트 신소재공학과 석좌교수가 교원 창업한 바이오벤처 기업에 기술이전돼 내년 3월 출시할 예정이다. 멜라닌은 피부 내 존재하는 색소로 자외선이나 스트레스 같은 외부 요인으로 비정상적 합성이 될 경우 기미, 주근깨, 검버섯 같은 형태로 나타난다. 최근 피부질환 치료나 미용을 위한 LED 기기들이 많이 나오고는 있지만 LED를 피부에 밀착할 수 없어 광(光)손실이나 발열 문제가 발생해 원하는 효과를 기대할 수 없다. 이에 연구팀은 1000개 이상의 마이크로LED를 가로, 세로 각각 4㎝ 크기의 플라스틱 기판 위에 설치하고 빛의 확산을 위한 실리카 입자를 코팅했다. 이를 통해 피부에 밀착해 붙일 수 있는 넓은 면적으로 면 발광 마이크로LED 패치를 만들었다. 면 발광 마이크로LED 피부 패치는 사람의 머리카락 100분의1 두께의 작은 LED칩을 만들어 피부 부착이 가능하도록 한 것이다. 100마이크로미터(㎛) 크기의 LED는 유연성을 갖고 발열을 줄여 피부에 붙이더라도 발열 없이 장시간 구동이 가능하다.연구팀은 인간 피부세포와 생쥐 등 피부에 면 발광 마이크로LED 패치를 붙여 빛을 쬐어본 결과 멜라닌 생성 억제 효과가 우수하다는 것을 확인했다. 이건재 카이스트 교수는 “이번에 개발한 기술은 광효율, 신뢰성, 수명 등 여러 측면에서 우수하며 기존 광치료 기기와 달리 부작용은 줄이고 치료효과를 극대화할 수 있어 다양하게 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

과학기술의 발달로 많은 질병이 정복되고 있다. 그렇지만 암과 치매는 여전히 인간을 괴롭히고 있다. 특히 이들 질병은 진단과 치료 또는 관리를 위해 많은 시간과 비용이 투입된다. 국내 연구진이 암 진단과 치료까지 원스톱으로 가능한 물질을 개발해 주목받고 있다. 한국생명공학연구원 바이오나노연구센터, 경희대 치대 공동 연구팀은 몸 속 깊은 곳에 숨어있는 암세포까지 정밀진단한 뒤 열을 이용해 치료까지 가능한 나노바이오 융합소재를 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 진단의학 분야 국제학술지 ‘테라노스틱스’에 실렸다. 암은 내시경 검사나 CT, MRI, PET 같은 영상촬영 이후 의심부위에 대한 조직검사를 시행해 진단하는 것이 일반적이다. 만약 이렇게 발견된 암은 외과수술, 방사선 치료, 항암 화학요법으로 치료한다. 최근에는 표적 항암치료, 면역 항암치료법도 개발되고 있지만 적용 대상이나 효과가 제한적이라는 단점이 있다. 이 때문에 최근에는 분자영상과 나노의약 기술의 발전으로 질병 진단과 함께 치료를 동시에 가능케 하는 ‘테라그노시스’ 기술에 대한 관심과 연구가 활발하다. 이런 상황에서 연구팀은 암세포를 발견하면 형광 신호, 자기 신호로 정밀진단을 할 수 있고 근적외선 파장의 빛을 열에너지로 변환시켜 암 조직을 없애는 광열치료도 가능한 나노바이오 소재를 개발했다.연구팀은 체내 신경전달물질인 도파민을 기반으로 형광물질을 만들어 망간염(鹽)과 결합시켜 자성을 띄도록 했다. 이 물질을 체내에 투입했을 때 암조직처럼 산성환경과 만난다면 형광이미지와 자기공명 이미지가 동시에 나타나 암 조직을 더 정밀하게 진단할 수 있다. 이렇게 발견된 암 부위에 근적외선을 쪼이면 빛 에너지를 받은 나노 복합체가 열 에너지를 방출해 고형암 조직을 태우며 암세포 성장을 억제하고 사멸시키는 것이다. 연구팀은 생쥐를 이용한 실험에서도 암세포를 발견하고 치료까지 할 수 있다는 사실을 확인했다. 교신저자로 연구에 참여한 이창수 생명공학연구원 박사는 “이번 연구는 암의 진단과 치료를 동시에 수행해 영상진단과 정밀치료에 드는 비용과 시간을 획기적으로 낮출 수 있도록 한 것”이라며 “후속 연구를 통해 다양한 종류의 암에 대응하고 인체 적용 가능성을 높일 것”이라고 말했다.

일본 연구진이 머리카락을 만드는 모낭 조직을 생쥐의 줄기세포로 만드는 실험에 성공했다. 사람에게 적용할 수 있는 방법을 찾는다면, 탈모 환자 자신의 세포로 배양한 머리카락을 이식하는 길이 열릴 것으로 기대된다. 일본 요코하마 국립대 후쿠다 준지 교수 연구진은 생쥐 배아 줄기세포 유형 2가지를 이용해 모낭 오가노이드를 만들고 털까지 자라게 했다고 NHK 방송 등이 22일 보도했다. 오가노이드는 줄기세포를 실제 장기와 같은 입체 구조와 세포 구성, 기능을 지니도록 배양한 작은 덩어리로, 미니 장기라고도 불린다.배아가 발달할 때는 피부의 외피인 표피층과 결합조직인 간엽 사이에 상호작용이 일어나면서 모낭의 형태가 형성된다. 사람의 신체조직이 발생하는 과정을 보면 내배엽과 외배엽, 중배엽이 분화하고 중배엽에서는 간엽이 분화한다. 간엽을 구성하는 중간엽 세포는 다시 조혈과 뼈, 연골, 결합 조직 등을 만든다. 과학자들은 지난 수십 년에 걸쳐 동물 모델 등을 사용해 모낭 생성의 메커니즘(기전)을 실행하려 했지만 실패를 거듭해 왔다. 후쿠다 교수 연구진은 시험관에서 표피와 간엽의 상호작용 조절을 통해 미세환경을 재프로그램(reprogram) 함으로써 온전한 모낭의 형태와 구조를 지난 '모낭 오가노이드'를 만들었다. 연구진은 “상호 작용하는 두 배아세포인 표피와 간엽 세포의 간격을 조절하는 방법을 통해 온전한 모낭의 형태를 만들 수 있었다”고 밝혔다. 모낭 오가노이드에서는 23일 만에 3㎜의 모발이 자랐다. 심지어 5㎜ 정도까지 자란 털을 생쥐 피부에 이식하면 정착하는 것으로 나타났다. 그후 털은 일단 빠졌지만 3주 정도 지나면 새로운 털이 다시 자랐다. 연구진은 이 모낭 생성 기술로 탈모 치료제 개발에 도전한다는 계획이다. 준지 교수는 “사람의 줄기세포로도 모낭을 만들 수 있다면 모발 이식 수술에 적용할 수 있어 획기적인 치료법이 될 것이다. 나중엔 머리카락이 생기는 모습도 재현할 수 있고 흰머리가 생기는 메커니즘을 해명하는 데도 응용할 수 있다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴스’ 10월 21일자에 실렸다.

엄청난 피해를 입힌 대지진이 발생하고 나면 지진 이전에 새나 박쥐, 생쥐 같은 동물들이 이상 행동을 보였다는 ‘세상에 이런 일이’식의 이야기를 쉽게 들을 수 있다. 과학자들에 따르면 동물들이 지진 같은 대형 자연재해 발생을 사전에 인지한다는 것은 아직 과학적으로 증명되지 않았다. 그럼에도 불구하고 분명한 것은 사람이 아무리 시력이 좋고 귀가 밝아도 동물의 입장에서 본다면 ‘그런 것을 감각이라고 할 수있나’라고 콧방귀를 뀔 수준이라는 점이다. 박쥐가 초음파를 이용해 동굴 속 장애물을 피해 나는 것은 너무도 유명하다. 생쥐 같은 설치류, 돌고래도 초음파로 의사소통을 한다. 황금색 거미줄을 만드는 네필라 클라비페스라는 거미는 8개 다리에 달려 있는 감각기를 통해 4m 떨어져 있는 곳에서도 미세한 진동을 알아차린다. 화려한 색깔의 갯가재는 서로 다른 민감한 12종의 수용체를 갖고 있어 편광까지 볼 수 있다고 한다. 불과 100년 전만 해도 동물의 감각 세계에 대한 인간의 지식은 ‘0’에 가까웠다. 동물생태학, 동물행동학, 신경과학 등 과학기술의 발달 덕분에 동물들의 신비한 감각 세계 비밀을 벗겨 나갈 수 있게 된 것이다. 저자인 마틴 스티븐스 영국 엑서터대 교수는 동물 감각과 진화에 대한 세계적 연구자이다. 동물 감각과 관련해 120편이 넘는 논문과 2권의 교과서를 썼다고 하면 머리를 끄덕이게 된다. 덕분에 최신 연구성과를 책 곳곳에서 볼 수 있다. 저자는 동물의 놀라운 감각이 히어로 영화 속 주인공들처럼 갑자기 갖게 된 것이 아니라 수백만년에 걸쳐 진화된 생존의 결과물이라고 설명한다. 그런데 최근 가속화되는 기후변화와 심각한 환경파괴가 동물의 감각을 교란시키고 훼손시킨다는 게 저자의 지적이다. 저자는 그 어떤 동물도 갖지 못한 인간의 ‘의식’이 해법의 단초라고 말한다. 진화의 산물인 의식으로 우리 인간이 동물에게 치명적 고통을 준다는 점을 인식하고 지구 생태계의 행복을 위해 무엇을 할 것인지 고민하고 행동하라는 것이다.

최근 장내 미생물이 장 건강뿐만 아니라 각종 면역체계와 뇌건강에까지 영향을 미친다는 사실이 알려지면서 장내 미생물에 대한 관심이 높아지고 있다. 이런 가운데 국내 연구진이 처음으로 사람의 장을 흉내낸 인간 장 오가노이드를 이용해 새로운 유산균을 찾아냈다. 한국생명공학연구원 연구팀은 인간 장 오가노이드를 이용해 장 발달 촉진과 크론병, 궤양성 대장염 같은 염증성 장질환을 막아줄 수 있는 유산균을 새로 발견했다고 17일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 및 의학분야 국제학술지 ‘장내 미생물’(Gut microbes)에 실렸다. 오가노이드는 폐, 간, 뇌를 비롯해 사람 장기의 복잡성과 기능성을 근접하게 모방하기 위해 만들어진 3차원(3D) 다세포 및 줄기세포 유래 미세조직이다. 최근에는 약물개발이나 새로운 치료법을 개발할 때 동물 실험 대신 오가노이드를 이용하는 경우가 많다. 출생 직후 장 성숙은 생후 2년 동안 벌어지는데 장 상피장벽과 면역체계의 확립, 미생물 군집형성과 안정화를 포함해 장의 장상적 발달과 생리기능에 중요한 역할을 한다. 장 상피 기능을 강화하기 위해서는 적절한 양으로 숙주에게 건강상 이점을 주는 살아있는 미생물인 프로바이오틱스, 포스트바이오틱스를 투여해야 한다. 그렇지만 기존 연구에서는 종양에서 유도한 세포나 생쥐 모델을 사용하기 때문에 인간의 정상적 장 상태를 모사하기 힘들고 그로 인해 프로바이오틱스 조절능력을 정확히 파악하지 못하고 있다. 연구팀은 전분화능 줄기세포를 이용해 장 오가노이드를 만들어 다양한 프로바이오틱스 균주 배양액으로 처리해 반응을 살폈다. 그 결과 리모실락토바실러스 루테리 DS0384가 장의 성숙과 발달에 특히 탁월한 효과가 있다는 것을 확인했다. 특히 다른 루테리 균주와 비교해서 루테리 DS0384에서 나오는 NCG라는 물질이 장 오가노이드 성숙과 발달에 효과가 있다는 것이다. 연구팀은 루테리 DS0384 균주와 대사산물을 아기 생쥐에게 먹여본 결과 실제로 장이 건강하게 발달하고 기능도 우수한 것으로 관찰했다. 이와 함께 루테리 DS0384는 유용한 물질을 생산할 뿐만 아니라 산성이나 담즙에도 강해 장까지 살아서 가고 장내 부착 및 정착능력이 높아 실제 유산균 개발까지 쉽게 연결될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 연구를 이끈 손미영 생명연 박사는 “이번 연구는 인간 전분화능 줄기세포로 만든 장 오가노이드가 인체 유용 미생물 발견에 활용될 수 있음을 보여주고 있다”며 “새로 발굴된 루테리 유산균이 유아의 장 발달과 염증성 장 질환을 사전에 예방할 수 있음도 확인했다”고 말했다.

21세기 접어들면서 가장 눈부시게 발전한 연구 분야는 다름 아닌 뇌과학 분야이다. 뇌과학 연구가 활발하면서 그동안 베일에 싸여있던 뇌 작동 메커니즘이 하나 둘씩 풀리고 있다. 그렇지만 우리가 알고 있는 부분보다 모르는 부분이 더 많다. 이 같은 상황에서 뇌신경과학자들이 마치 SF에서나 볼 수 있는 것처럼 육체에서 분리해 따로 떼어놓은 뇌세포로 컴퓨터 게임을 작동시킬 수 있다는 사실을 확인했다. 호주 합성생물학기업 코티컬 랩스, 허드슨 의학연구소, 모나쉬대 재료과학과, 인공지능·데이터과학과, 터너 뇌·정신보건연구소, 모나쉬 의생명영상학센터, 멜버른대 의생명공학과, 영국 런던대(UCL) 신경학연구소, 캐나다 고등과학연구소 공동 연구팀은 실험용 접시에 담은 인간과 생쥐의 뇌세포가 단순한 컴퓨터 게임을 할 수 있다는 것을 확인했다. 접시에 담긴 뇌세포조차 시간이 지남에 따라 행동을 수정하는 지능을 나타낼 수 있다는 의미이다. 이 같은 놀라운 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 10월 13일자에 실렸다. 연구팀은 배양접시에 쥐의 뇌 세포와 인간 뇌 세포를 추출해 뇌 세포의 움직임을 읽을 수 있는 미세전극 배열 위에서 배양했다. 연구팀은 이들 뇌세포에 약한 전기자극을 가해 예전 오락실에서 볼 수 있는 ‘퐁’이라는 공 주고받기 게임을 할 수 있는지 실험했다. 특히 게임을 진행하면서 뇌 세포내 신경세포(뉴런)이 상호작용을 통해 세포를 변화시킬 수 있는지 관찰했다. 그 결과 게임을 처음 시작할 때는 전기자극을 통해 컴퓨터 화면에 공이 어느 쪽에 있고 얼마나 떨어져 있는지 신호를 가했는데 시간이 지날수록 신경세포간 상호작용을 통해 스스로 게임을 진행하는 놀라운 현상을 발견했다. 일반적으로 동물을 이용해 뇌신경, 또는 행동실험을 할 때는 보상, 처벌을 통해 학습을 시키기 때문에 뇌의 상호관계와 발달정도를 정확히 파악하기 어려웠다. 연구팀은 한 발 더 나아가 뇌 세포가 있는 배양접시에 농도가 다른 에틸알코올을 가해 약물이나 알코올이 뇌에 미치는 영향을 관찰했다. 알코올이 가해지면 뇌세포의 게임 능력이 현저하게 떨어지는 것이 확인됐다. 사람이 술을 마시면 뇌 활동이 둔감해지는 것과 같은 원리라는 것이다. 연구팀은 이번 연구 결과가 신약개발 과정에서 동물실험 없이 뇌 독성이나 작용메커니즘을 파악하는데 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 또 인공지능(AI) 기술 개발에도 활용될 수 있을 것으로 예상하고 있다. 연구를 이끈 코티컬 랩스의 최고과학책임자(CSO) 브랫 케이건 박사는 “이번 연구는 뇌가 어떻게 작동하는지, 뇌전증이나 치매 같은 뇌질환이 어떻게 발생하게 되는지 이해시켜주는 새로운 통찰력을 제시하고 있다”라고 말했다. 케이건 박사는 또 “그동안 인공지능 연구자들은 실리콘 기반의 칩을 이용해 인간의 뇌와 비슷한 전자뇌를 만들려는 시도를 했는데 이번 연구를 통해 실리콘 기반 시스템과 실제 인간의 뇌세포는 전혀 다른 방식으로 작동한다는 것을 알 수 있다”고 덧붙였다.

국내 연구진이 자기장을 이용해 혈액에서 바이러스나 박테리아 같은 질병 원인을 제거하는 기술을 개발했다. 동물실험을 통해 다제내성균(항생제 내성균)과 사람의 분변에 존재하는 박테리아 135종을 이 기술로 99% 이상 제거할 수 있음을 확인했다. 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 연구팀은 자성을 가진 나노입자 표면을 혈액세포막으로 감싼 ‘혈액세포막-자성나노입자’를 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 연구 결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘스몰’에 실렸다. 가수 신해철을 사망에 이르게 한 원인으로 알려진 패혈증은 미생물, 바이러스, 균류에 감염되면서 온 몸에 염증반응이 나타나 주요 장기에 장애를 일으키는 증상이다. 또 코로나19 감염 후 증상을 악화시키는 것도 사이토카인 폭풍이라는 과도한 면역 반응이 원인이다. 패혈증이나 사이토카인 폭풍 등에 대응할 수 있는 항생제, 항바이러스제, 백신 등은 개발된 상태이지만 항생제 내성을 가진 새로운 슈퍼박테리아나 코로나19 같은 새로운 병원균까지는 신속 대응이 어렵다. 이 때문에 효과적이고 많은 병원균에 적용할 수 있는 범용적 감염증 치료법이 필요하다. 이에 연구팀은 혈액세포 중 적혈구와 백혈구 세포 표면에서 병원체와 결합하는 혈액세포막을 자기력을 갖는 나노입자 표면에 덮는 방식으로 혈액세포막-자성나노입자를 개발했다. 병원체 포집은 혈액세포막을 이용하고 이것을 몸 밖으로 빼내는데는 자성나노입자를 이용하는 것이다. 이 기술을 이용한 혈액 정화치료 효과는 여러 종류의 항생제에 내성을 갖고 있어 항생제 치료가 어려운 다제내성균에 감염시킨 생쥐로 확인했다. 병원균에 감염된 생쥐에게 이번에 개발한 물질을 투입한 뒤 자석을 이용해 회수하는 방식으로 치료를 하면 몸 속 병원균을 효과적으로 제거할 수 있다는 것이다. 실제로 기존 항생제로는 치료가 어렵다고 알려진 메타실린 내성 황색포도상구균, 카바페넴 내성 대장균 치료 효과를 확인했다. 치료 받은 생쥐는 모두 일주일 뒤 면역체계가 정상화되고 생존에도 성공했다. 연구팀은 이번 기술을 패혈증이나 중환자실 내 2차세균 감염환자 치료와 병행해 사용할 경우 효과가 클 것으로 기대했다. 연구를 이끈 강주헌 UNIST 교수는 “이번에 개발된 기술은 인체가 갖고 있는 면역대응 원리를 흉내내 많은 종류의 감염원을 사전 진단 없이 일괄적으로 제거할 수 있다는 장점이 있다”며 “앞으로 나타날 항생제 내성균 감염이나 새로운 감염병 유행에 신속하게 대응할 수 있을 뿐만 아니라 반복적으로 혈액 정화를 한다면 병원균 감염에 따른 장기부전 치료에도 도움이 될 것으로 기대된다”고 말했다.

서울 영등포구는 오는 10월 1일 영등포공원 야외무대에서 영등포볼런티어 오케스트라와 함께 ‘호두까기 인형’ 그림자극 공연을 개최한다고 23일 밝혔다. 영등포볼런티어 오케스트라는 음악 재능이 있는 주민들이 재능 기부에 뜻을 모아 매년 정기 공연과 게릴라 콘서트, 소규모 연주회 등을 개최해 지역 주민에게 힐링의 순간을 안기고 자원봉사 문화를 선도한다. 호두까기 인형은 독일 작가 호프만의 동화 ‘호두까기 인형과 생쥐대왕’을 모티브로, 러시아 작곡가 차이코프스키가 발레 음악으로 만든 작품이다. 이번 공연에서는 클래식 음악과 함께 참신한 그림자극을 곁들여 작품에 대한 이해를 한층 더 돕고 감수성도 풍부하게 자극한다.영등포구자원봉사센터 주관으로 개최되는 이번 공연에는 관내 생활 동호인 및 지역 예술인이 참여해 지난 5개월 간 갈고닦은 실력을 한껏 발휘한다. 이번 공연은 10월 1일 오후 7시부터 8시 30분까지, 영등포공원 야외무대에서 200여명을 대상으로 진행된다. 구민뿐만 아니라 공연에 관심이 있는 누구나 참여해 색다른 매력의 클래식 공연을 즐길 수 있다. 한편 영등포볼런티어 오케스트라는 오는 12월 예정된 하반기 정기연주회를 비롯해 관내 경로당, 요양원 등을 찾아 소규모 공연을 개최해 지역 내 사회적 약자를 배려한 문화 힐링에도 앞장설 예정이다. 공연 관련 문의는 자치행정과나 영등포구자원봉사센터로 연락하면 자세하게 안내받을 수 있다. 최호권 영등포구청장은 “가을 밤, 색다르게 준비한 ‘호두까기 인형’을 통해 클래식이 주는 감동과 여운을 느끼며 힐링의 시간을 보내시길 바란다”고 전했다.

얼마 전 종영한 ‘이상한 변호사 우영우’ 때문에 자폐스펙트럼증후군에 대한 관심이 높아졌다. 자폐스펙트럼증후군은 질병 이름처럼 증상의 범위가 무척 넓다. 자폐스펙트럼증후군 환자 중에는 드라마 주인공처럼 특정 분야에 재능을 보이는 아스퍼거증후군을 보이는 경우도 있지만 많지 않다. 자폐스펙트럼증후군은 치료가 쉽지 않은 질병으로 알려졌지만 국내 연구진이 유년기에 자폐를 조기 진단하고 집중적 약물 치료를 하면 증상을 완화시킬 수 있다는 가능성을 보이는 연구를 내놨다. 기초과학연구원(IBS) 시냅스 뇌질환연구단, 카이스트 생명과학과, 경북대 치과대 공동 연구팀은 자폐 조기 진단과 유년기 치료의 중요성을 보이는 연구 결과를 21일 발표했다. 이 같은 연구 결과는 기초과학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’와 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’에 잇따라 실렸다. 자폐스펙트럼장애는 전 세계 인구의 약 2%에서 나타나는 뇌 발달장애 중 하나로 사회적 상호작용 결여, 행동의 강박적 반복 등이 대표적 증상이다. 주로 어린시절 시작돼 성인기까지 이어지는데 원인이나 치료법은 아직 밝혀지지 않았다. 연구팀은 생쥐에게 MYT1L이라는 유전자에 변이를 만들어 자폐를 유발시켰다. MYT1L 유전자가 변이된 생쥐는 다른 생쥐와 교류하지 않고 우리 안에서 이유없이 여기저기 뛰어다니는 등 사람과 비슷한 자폐 증상을 보였다. MYT1L에 문제가 생긴 어린 생쥐는 뇌 전전두엽에서 흥분성 시냅스의 숫자와 신호전달이 눈에 띄게 감소됐다. 시냅스는 흥분성, 억제성 두 가지 종류로 구성돼 있는데 두 시냅스의 균형이 깨지면 뇌에 문제가 발생한다. MYT1L 결손 생쥐는 청소년기에는 자폐 증상이 일시적으로 완화됐다가 성인이 되면서 억제성 시냅스의 숫자와 신호전달이 폭발적으로 증가했다. 유년기와 성년기의 자폐가 다른 메커니즘으로 발생한다는 것이다. 연구팀은 자폐증상을 유발시키는 뇌의 변화가 유년기에 시작된다는 점에 착안해 또 다른 자폐 유발 유전자인 ‘ARID1B’ 단백질 이상으로 자폐증을 유발시킨 어린 생쥐에게 흥분성 시냅스를 억제하는 약물 ‘플루옥세틴’을 생후 3주 동안 투여했다. 그 결과, 유년기에 약물 치료를 받은 돌연변이 생쥐는 성체가 되서도 일반 생쥐와 비슷한 수준의 사회성과 행동을 보이는 것이 관찰됐다. 시냅스의 수와 신호전달 양상도 정상화된 것이 관찰됐다. 연구를 이끈 김은준 IBS 단장은 “이번 두 건의 연구로 성장과정에서 나타나는 자폐 발생 메커니즘을 규명하고 유년기에 집중 약물치료를 받으면 추가로 약물 투여를 않더라도 평생 자폐증상이 완화될 수 있음을 확인했다”며 “자폐증상은 다양한 유전자가 원인이 되는 만큼 다른 유전자로 인한 자폐증도 유년기 진단과 약물치료로 완화될 수 있는지, 사람에게도 적용이 가능한지 후속연구를 진행할 것”이라고 설명했다.