제주도 신화 관련 책을 쓰면서 강림 이야기를 한 적이 있다. ‘신과 함께’로 워낙 많이 알려져 있기에 사람들은 그를 아주 멋진 저승차사로만 떠올린다. 물론 염라대왕조차 탐내서 스카우트할 정도로 강림은 강력한 힘을 지니고 있다. 그러나 강림이 원래부터 그렇게 뛰어난 인물은 아니었다. 마을의 원님이 죽음의 비밀을 알아내기 위해 저승으로 가서 염라대왕을 데리고 오라는 명령을 내렸을 때 강림은 당황했다. 무려 열여덟 명의 첩을 거느린 강림이었지만, 저승으로 가는 길을 알아낼 능력은 없었기 때문이다. 결국 그는 ‘시집오고 장가갈 때 한 번 본 후 다시 돌아본 일이 없는’ 자신의 부인을 찾아가 이불을 뒤집어쓰고 ‘눈물이 한강수가 되도록’ 펑펑 운다. 부인은 한심한 남편을 원망할 법도 하지만, 결국 강림을 도와 저승으로 가는 길을 알려 준다. 펑펑 우는 것은 강림뿐이 아니다. 중앙아시아에서 중국을 거쳐 제주와 일본에 이르기까지 많은 영웅 서사 속의 주인공들이 눈물을 흘린다. 영웅이 되기 전엔 그렇게 운다. 일본 신화의 영웅 스사노오는 머리가 여덟 개 달린 뱀을 퇴치하고 이즈모 지역의 주신이 되지만, 어렸을 때는 어머니와 누나의 땅으로 가겠다면서 ‘수염이 다 자라도록’ 울었다. 중국 서남부 윈난성에 전해지는 이족의 영웅 서사에 등장하는 즈거아루도 울보 영웅이다. 즈거아루는 어렸을 때 어머니의 젖을 먹기 싫다며 울어 댄다. 너무 울어서 어머니는 즈거아루를 내다 버린다. 바이칼 지역에 전승되는 영웅 서사의 주인공 게세르도 그렇다. 한두 번 울고 마는 것이 아니라 집으로 데려오기만 하면 엉엉 울어서 내다 버리기를 반복한다. 영웅과 눈물은 어울리지 않아 보이지만, 아직 미성숙한 영웅일 때 그들은 그렇게 울었다. 그러나 엉엉 울던 그들이 울음을 그칠 때, 영웅적 면모를 보여 주기 시작한다. 어린 게세르는 울음소리가 얼마나 컸는지 지하세계의 나쁜 영령들이 깨어날 정도였다. 하지만 게세르는 피를 마시러 찾아온 생쥐와 말벌, 모기들을 모조리 작게 만들어 쫓아 버린다. 엉엉 울던 어린아이가 울음을 그치는 순간 영웅으로 변모하는 것이다. 스사노오도 마찬가지다. 그가 눈물을 멈추고 누이인 아마테라스가 다스리는 영역에 다녀온 후 머리가 여덟 개 달린 야마타노오로치를 퇴치하는 영웅이 된다. 즈거아루 역시 버려졌다가 돌아온 후 천둥신과 요괴를 제압하는 모험을 완수하고, 하늘에 뜬 여러 개의 해와 달을 쏘아 떨어뜨려 인간을 재앙에서 구해 주는 영웅이 된다. 그러니까 그들이 흘린 눈물은 아직 미성숙한 영웅의 표지다. 강림은 어린 애가 아니라 ‘열여덟 명의 각시를 거느린 영걸’이었지만 그의 정신세계는 아직 모험을 감당해 낼 정도로 성숙하지 않았다. 그래서 강림도 눈물을 흘린다. 그런 그들을 영웅으로 만드는 것은 그들 곁에 있는 지혜로운 여성들이다. 강림에게는 저승 가는 길을 일러 준 큰부인이, 게세르에게는 용감한 아내 알마 메르겐이, 즈거아루에게는 용의 계보에 속하는 어머니가 있었다. 즈거아루 신화와 같은 구조를 보여 주는 우즈베키스탄 신화의 영웅 알파미시에게는 치기 어린 소년을 영웅으로 만들어 주는 누이 칼디르가치가 있었고, 유라시아의 동쪽 끝에 거주하는 허저족의 영웅 서사 이마칸에도 버려진 남동생을 영웅으로 키워 내는 누이들이 있다. 용맹스럽지만 아직 단련되지 않은 울보 영웅들을 지혜와 용기를 겸비한 진짜 영웅으로 키워 내는 것은 그들 곁의 여성들이다. 그 여성들은 영웅의 ‘조력자’가 아니라 ‘제조자’다. 강인한 힘과 깊은 지혜가 만났을 때 영웅은 눈물을 멈추고 적에 의해 망가진 마을 공동체를 다시 세운다. 신화 속 영웅의 눈물은 미성숙한 상태에서 흘리는 것일 뿐이다. 여성의 지혜를 만나 성장한 뒤 자신이 이끌어야 할 부족 앞에 선 영웅은 이제 울지 않는다. 정치인의 눈물이 수시로 뉴스에 보이는 지금 신화 속 영웅의 눈물에 대해 다시 생각해 본다.

인류의 오랜 소망은 ‘불로장생’이다. 최근 의학과 과학기술의 발달로 백세시대가 코 앞으로 다가왔다. 그렇지만 중요한 것은 단순히 오래 사는 것이 아니라 건강하게 오래사는 건강수명이다. 이 때문에 건강수명 연장을 위한 연구도 활발하다. 이런 가운데 과학자들이 포도씨 속에 포함된 물질이 노화방지에 효과가 있어 건강하게 나이들도록 도와줄 수 있다는 동물실험 결과를 내놔 주목받고 있다. 중국과 미국 공동연구팀은 포도씨 속에 포함된 천연화합물인 플라보노이드 물질이 건강을 증진시키고 수명 증가 효과가 있다고 밝혔다. 이번 연구팀에는 중국 과학기술원대학 상하이 영양보건연구소, 상하이교통대 의대 보건과학연구소, 빈주의과대 노화의학연구소, 광저우 재생의학연구소, 미국 벅 노화연구소, 로렌스버클리국립대, 메이요클리닉, 시애틀 워싱턴대 연구진이 참여했다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 메타볼리즘’ 12월 7일자에 실렸다. 화학물질이나 방사선에 노출되거나 나이가 들면 세포는 노화되기 마련이다. 이 같은 노화된 세포가 체내에 축적되면 신체의 기능들이 점점 쇠퇴해 작동하지 않게 되면서 심혈관질환이나 각종 퇴행성신경질환 등에 시달리게 된다. 연구팀은 다양한 식물의 추출물을 인체세포에 주입해 노화에 미치는 영향을 살펴봤다. 연구팀은 다양한 천연물 중 포도씨 추출물, 특히 프로시아디닌C1(PCC1)이 노화세포를 제거하고 세포의 노화를 예방하는데 도움이 되는 것으로 확인됐다. 코코아, 초콜릿, 녹차, 포도 등에서 많이 발견되는 폴리페놀 성분으로 지방질 산화를 억제하고 자유라디칼을 제거해 심혈관 보호에 도움을 주는 것으로 알려져 있었다. 연구팀은 사람으로 치면 75~90세에 해당되는 생후 24~27개월 된 늙은 생쥐 91마리를 두 그룹으로 나눠 한 집단에만 8주 동안 격주로 PCC1을 주사했다. 8주가 지난 뒤 세포상태와 추적조사를 실시한 결과 PCC1를 주사한 생쥐들의 체내 노화세포 분포가 그렇지 않은 생쥐들보다 줄어들었으며 노화로 인해 나타나는 각종 질병은 60% 이상 줄었으며 수명도 9~10% 정도 긴 것으로 확인됐다. 이번 연구를 이끈 선 유 중국과기원대 교수는 “PCC1이 노화를 막고 수명을 연장시키는 정확한 메커니즘과 사람에게 적용 가능한지 여부는 추가 연구를 통해 확인해봐야겠지만 이번 연구는 천연물 속에 포함된 PCC1이 노화 관련 질환 치료제로 활용가능성을 보여주고 있다”라고 설명했다.

음주를 하지 않아도 지방간이 생기는 경우가 있다. 비알콜성 지방간질환인데 간 내 중성지방이 과다하게 축적되면서 생기는 것이다. 비알콜성 지방간질환은 전 세계적으로 24%의 유병률을 갖는 만성간질환으로 환자의 10~29%가 10년 내 간경변으로 바뀌고 간경변 환자의 4~27%는 간암으로 진행되는 질환이다. 국내 연구진이 세포의 자가포식 기능을 이용해 비알콜성 지방간질환을 완화시킬 수 있는 방법을 찾아냈다. 한국식품연구원 노화대사연구단 연구팀은 오토파지라고 불리는 세포의 자가포식 기능을 활성화시켜 비알콜성 지방간질환을 치료할 수 있는 유전자 조절인자를 규명했다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘오토파지’에 실렸다. 자가포식은 성장인자 결핍, 저산소증, 영양분 결핍 같이 스트레스 조건에서 오래되거나 손상된 세포를 스스로 잡아먹어 제거함으로써 세포내 항상성을 유지하는 작용이다. 자가포식은 세포의 젊은 상태를 유지하는 것으로 이 기능이 손상되는 경우 암, 신경퇴행성질환, 대사장애와 같은 질환을 유발할 수 있고 수명과도 연관돼 있을 것으로 추정되면서 자가포식에 대한 연구가 활발하다. 오토파지는 지방구 분해, 산화스트레스, 염증을 감소시켜 지방간을 완화시킬 수 있는 것으로 알려져 있지만 명확한 메커니즘은 밝혀지지 않고 있다. 연구팀은 생쥐에게 장시간 고지방식을 섭취시켜 비만과 지방간을 유발시킨 뒤 세포와 세포소기관의 변화를 관찰했다. 그 결과 비만으로 인한 비알콜성 지방간질환은 자가포식 기능의 활성 감소 때문에 발생하며 이는 자가포식 관련 유전자 발현이 감소되기 때문으로 확인됐다. 식품연구원 황진택 식품기능연구본부장은 “이번 연구는 비알콜성 지방간질환에서 자가포식 활성 저하가 관련 유전자 발현 감소라는 것을 확인했고 이에 관여하는 인자를 직접 밝혀냈다는데 의미가 크다”라며 “마이크로RNA를 이용해 자가포식 기능을 활성화시키는 방식으로 비알콜성 지방간질환을 완화시킬 수 있을 것으로 기대되고 있다”라고 말했다.

사회관계망서비스(SNS)에서 구충제를 복용하고 암을 치료했다는 소식이 심심찮게 등장하고 국내에서도 한 연예인이 암치료를 위해 구충제를 복용했다는 소식이 들리기도 했다. 그렇지만 의학자들은 구충제 복용은 암치료에 도움이 되지 않는다는 입장이었다. 국내 연구진이 암세포가 증식·전이되고 구충제가 암세포막을 파괴할 수 있다는 사실을 밝혀내 주목받고 있다. 광주과학기술원(GIST) 생명과학부 연구팀은 세포 신호전달에서 중요한 역할을 하는 ‘리피드 래프트’라는 물질이 정상세포보다 암세포에 더 많이 존재하며 암세포를 증식·전이시키고 항암제 내성을 일으킨다고 15일 밝혔다. 이와 함께 구충제가 이 물질을 파괴하는 특성을 갖고 있다는 사실을 함께 규명했다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘임상 및 중개의학’에 실렸다. 연구팀은 암세포막에 리피드 래프트가 많을수록 무한 자가복제능력과 다양한 형질의 세포로 분화해 암재발과 전이, 항암치료 내성을 유발시키는 암 줄기세포가 증가한다는 사실을 밝혀냈다. 이 때문에 난치성 암을 극복하기 위해서는 리피드 래프트를 활동을 억제하거나 제거해야 한다는 것이다. 연구팀은 미국식품의약국(FDA) 승인을 받은 구충제 ‘밀테포신’이 암세포막의 리피드 래프트를 파괴한다는 것을 밝혀냈다. 연구팀은 세포실험과 간에 암이 전이된 생쥐를 이용해 밀테포신을 활용한 리피드 래프트 표적치료 실험을 했다. 그 결과 구충제 밀테포신이 암세포 생존신호를 방해하고 암재발 능력을 낮출 수 있다는 것을 확인했다. 임상시험을 거치지는 않았지만 동물실험을 통해 난치성 암 치료에 대한 실험적 근거를 제시했다는 평가를 받고 있다. 연구를 이끈 남정석 GIST 교수는 “이번 연구는 암세포의 생존신호를 조절하는 리피드 래프트의 역할을 새로 밝혀냈고 난치성 암을 극복할 수 있는 새로운 치료전략의 가능성을 열었다”라고 말했다.

과학기술의 발달로 암 치료기법도 날로 환자친화적으로 바뀌고 있다. 그렇지만 여전히 암 치료에 있어서 많이 사용되는 것은 외과수술, 화학요법, 방사선 요법이다. 다른 치료법도 마찬가지지만 방사선 요법 역시 암조직 이외 정상조직의 손상을 최소화하려고 하지만 그 영향을 정확히 파악하기는 어려웠다. 국내 연구진이 자기공명영상(MRI)을 이용해 치료효과를 한 눈에 파악할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국원자력의학원 방사선의학연구소, 조선대병원 영상의학과, 경희대 임피던스영상신기술연구센터 공동연구팀이 MRI의 도전율을 이용해 방사선 항암치료 이후 조직변화를 영상화하고 정량화할 수 있는 방법을 찾았다고 8일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 종양학 분야 국제학술지 ‘캔서스’에 실렸다. 도전율은 물체에 전류가 흐르는 정도를 알려주는 물리량으로 사람의 몸은 조직 구성 이온 농도와 이동도에 따라 생체 내 도전율이 다르게 나타나는 것으로 알려져 있다.이전에도 MRI를 활용해 방사선 항암치료 효과를 평가하는 방법이 있었지만 민감도가 낮아 치료효과를 정확히 알 수는 없었다. 이에 연구팀은 MRI 기반 도전율 영상을 이용해 방사선 치료효과를 파악할 수 있는 방법을 찾아냈다. 방사선 치료는 조직성분의 이온화를 유발해 방사선을 쪼인 조직은 그렇지 않은 조직보다 이온이 많이 생성되고 그로 인해 도전율이 눈에 띄게 증가한다. 실제로 뇌암을 유발시킨 생쥐를 이용해 방사선 조사선량과 노출시간을 변화시키면서 도전율 변화를 영상으로 관찰했다. 그 결과 도전율 차이에 따라 암의 크기와 정상조직 변화를 한 눈에 파악해 이전보다 방사선 항암치료의 효과를 쉽게 파악할 수 있었다. 박지애 원자력의학원 박사는 “이번 연구를 통해 방사선 치료에 대한 정량화와 주변 정상조직의 손상 등을 영상을 통해 손쉽게 파악할 수 있게 됨에 따라 암 환자의 치료과정을 상세히 모니터링해 향후 치료방향을 정하는데도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.

가을에 피는 봄. 잠시 그렇게 붙드는 순간이 있다. 굳이 찾으려 하지 않는데도 다가오는. 아직 온기가 느껴지는볕 때문일까. 서늘한 가을 끝이 익숙해지고 아직 푸르기만 한 은행나무에 볕이 깊게 파고드는 즈음. 소담하면서 다채롭던 백일홍은 색을 내려놓은 채 갈변하고, 장미는 마지막 꽃 한 송이로 버티고 있다. 고운 천일홍도 조금씩 바래 가는데 구절초와 쑥부쟁이, 감국, 소국은 요즘 한창이다. 그사이 제비꽃들이 이곳저곳에 피어나 낯설게 눈길을 사로잡는다. 봄에 만나던 모습과 어찌 그리 다르던지, 어깨싸움 할 듯 왕성하게 피어나던 것과 달리 크기도 작고 흩어져 있으니 잠시 얼굴 보이곤 사라지기 바쁘다. 내년 봄을 위해 마지막 힘을 다한 것이겠지. 한때 목청껏 울어대는 수탉이 하루를 깨우고, 20마리 넘게 복닥거리는 닭장. 문을 열어 주면 부산스레 암탉을 몰고 다니던 풍경이 일상이었는데, 허물지 못한 빈 닭장으로 덩그러니 남아 있다. 닭 사료 넣어 주지 않으니 아침저녁으로 달려오던 참새 떼도 사라지고, 풀방구리 드나들듯 다니던 생쥐도 보이지 않는다. 그저 고양이들이 물고 와 놀라게 할 뿐이다. 빈자리에서 적막함이 자라는 것인지 유난히 조용한 날, 마당을 정리하려 연장을 챙기는데 후르르 전신줄에 가슴 노란 딱새 한 마리 날아와 까닥까닥거린다. 벅적거리던 때에도 왔으련만 기억은 희미하고 이제 한가하게 바라보니. 네가 진정 이곳 텃새구나. 한여름 무성하던 호박 넝쿨은 한두 차례 서리에 귀신 형상이 됐다. 줄기는 비루하게 변하고 까실한 너른 잎은 손대자마자 바스라지는 초라함으로 허물어진다. 더 추워지기 전에 정리하자 나서 보니 호박 덩굴은 환삼 덩굴에 까마중까지 얽혀 열심히도 자랐었네. 몸은 굳어 가고 움직임이 둔해지니 서툰 낫질에 땀만 차오른다. 굳이 기른다고 애쓰지 않았어도 늙은 호박 여남은 개 거두니, 구순 다 된 모친이 보고 좋아라 하신다. 한겨울 호박죽 넉넉히 먹겠구나 하신다. 날이 선선하니 흘린 땀은 금세 사라지는데, 함께하던 손길이 그저 바라만 보는 눈길이 되니 안쓰러움이 길어지시네. 저녁 되어 쉬자니 오늘도 홍시 두 개를 접시에 담아주신다. 여전히 따스하게 다가오는 손길, 봄으로 남는 여운이다.

국내 연구진이 인체줄기세포를 이용한 마이크로로봇으로 뇌종양이나 알츠하이머 같은 뇌신경계 질환을 치료할 수 있는 방법을 개발해 주목받고 있다. 대구경북과학기술원(DGIST) 로봇공학전공, DGIST-스위스취리히연방공과대(ETH) 마이크로로봇연구센터, 가톨릭대 서울성모병원 이비인후과 공동연구팀은 사람의 줄기세포를 이용해 외부 자기장으로 움직일 수 있는 마이크로로봇을 만들고 줄기세포 치료제를 뇌로 쉽게 이동시킬 수 있는 방법도 찾았다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 헬스케어 머티리얼스’에 실렸다. 줄기세포치료제는 다양한 질병에 대해 부작용이 적다는 장점이 있기는 하지만 체내 깊숙한 곳에 위치한 환부나 신체부위에 정확한 양을 정확하게 전달하기 쉽지 않다는 한계가 있다. 또 줄기세포치료제가 전달되는 과정에서 체내에서 흡수되거나 사라지는 양이 많아 치료 효율성이 떨어지고 치료비용이 비싸다. 게다가 뇌신경계에 치료가 필요한 경우는 뇌혈관 특유의 혈액-뇌 장벽 때문에 전달효율이 떨어지기도 한다. 혈액-뇌 장벽은 뇌 속에 세균이나 이물질이 쉽게 침투하는 것을 막기 위한 뇌혈관의 특성이다. 이에 연구팀은 사람의 콧 속 작은 뼈인 하비갑개에서 추출한 줄기세포로 외부 자기장으로 움직일 수 있는 마이크로로봇을 개발했다. 생체접합성이 높은 ‘사람유래 줄기세포 기반 자성마이크로로봇’은 외부에서 자기장을 이용해 무선으로 목표지점까지 빠르고 정확하게 약물을 전달할 수 있다는 장점이 있다. 실제로 생쥐를 이용해 실험한 결과 쥐의 혈액-뇌장벽을 우회하는 후각경로를 통해 마이크로로봇이 대뇌피질까지 정확하게 도달해 줄기세포치료제를 전달하는 것을 확인했다. 연구에 참여한 DGIST 로봇공학전공 최홍수 교수는 “이번 연구결과는 뇌 조직 내 약물 전달이 쉽지 않다는 문제를 줄기세포 마이크로로봇 기술로 해결한 것”이라며 “특히 이번에 개발한 기술은 기존의 수술법보다 효과적이고 안전하기 때문에 알츠하이머, 파킨슨병, 뇌종양 등 다양한 난치성 뇌신경계 질환 치료에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.

경영학자나 사업가들은 한결같이 ‘창업을 하는 것보다 유지해 나가는 것이 더 힘들다’고 말한다. 기업뿐만 아니라 역사적으로도 수성(守成)에 실패해 대제국들이 순식간에 사라지는 경우가 많다. 국내 과학자들이 미시적 차원에서 ‘창업은 쉽지만 수성은 어렵다’는 말의 과학적 원리를 밝혀내 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성연구단, 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 공동연구팀은 초소형 무선 뇌신호 측정시스템을 개발하고 이를 이용해 동물실험을 한 결과 경쟁 상황에서 목표물을 얻기보다 지키는 행동에 더 많은 에너지가 투입되기 때문에 수성이 쉽지 않다는 사실을 규명했다고 12일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생체공학 분야 국제학술지 ‘바이오센서스 앤드 바이오일렉트로닉스’에 실렸다. 대표적인 사회적 상호작용인 경쟁은 인지, 사고, 사회적 행동에 관여하는 뇌의 내측 전전두엽과 관련이 있다고 알려졌을 뿐 신경과학적으로 정확히 규명되지 않았다. 이에 연구팀은 우선 블루투스 무선통신과 신호분석칩을 장착해 초소형 무선 뇌신호 측정 시스템을 개발했다. 새 기기는 크기가 2㎝ 이내에 무게도 3.4g에 불과해 실험동물이 자유롭게 움직이는 동안 발생하는 뇌신호를 실시간 측정이 가능하다. 연구팀은 장시간 굶긴 생쥐 두 마리에게 이번에 개발한 시스템을 장착한 뒤 먹이 경쟁 실험을 했다. 우리 한쪽 끝에 먹이를 놔두고 다른 끝에서 생쥐 두 마리를 동시에 풀어놓고 경쟁을 벌이는 과정에서 발생하는 뇌신호를 측정했다. 그 결과 먹이를 빼앗거나 지킬 때 내측 전전두엽이 활발하게 움직인다는 점을 관찰하고 경쟁에 관여하는 뇌 부위가 내측 전전두엽이라는 사실을 확인했다. 특히 먹이를 놓고 경쟁할 때보다 먹이를 쟁취한 뒤 지키는 과정에서 뇌는 더 격렬하게 움직이는 것이 관찰됐다. 경쟁 이후 자신의 것을 유지하려고 할 때 에너지가 더 많이 쓰인다는 설명이다. 연구를 이끈 신희섭 IBS 명예연구위원은 “자유롭게 행동하는 동물 간 경쟁에서 중요한 행동유형을 발견하고 그에 대한 뇌신호를 관찰한 것은 이번이 처음”이라며 “경쟁 이외의 다양한 사회성 연구에 확대 적용이 가능할 것”이라고 밝혔다.

폐와 림프절에 장기 ‘면역 기억’ 저장고령자도 유사 반응 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증)에 대한 장기 면역은, 기억 B세포(memory B cells)가 신종 코로나바이러스의 항원결정기를 얼마나 잘 기억하는지에 달렸다. 수개월만 지나면 약해지기 시작하는 혈액 순환 항체와 달리 기억 B세포는 훨씬 더 오래 살면서 신종 코로나가 다시 침입했을 때 즉각 중화항체를 만들어낸다. 코로나19 백신 접종자 가운데 상당수가 ‘돌파 감염’을 피하지 못하는 현실도, 현재의 백신이 장기 면역 기억을 충분히 유도하지 못하기 때문이다. 미국 록펠러대 연구진은 최근 신종 코로나에 감염됐을 때 만들어지는 기억 B세포가 장기 면역력 형성에 탁월한 효능을 보인다는 연구 결과를 저널 ‘네이처’에 발표했다. 이 연구팀은 또 신종 코로나 감염 시 생기는 기억 B세포가 mRNA 백신을 맞았을 때보다 중화 작용을 더 잘하는 항체를 생성한다고 보고했다. 항체·B세포 생성 ‘배중심’, 최소 6개월 지속 확인 신종 코로나에 감염됐다가 회복하면 폐와 주변 조직에 장기 면역 기억이 저장된다는 연구 결과가 또 나온 것이다. 한번 코로나에 감염됐던 면역 기억이 폐와 그 주변 림프절의 T세포, B세포에 저장된다는 것이다. 미국 컬럼비아 의대의 도나 파버 미생물학 면역학 교수 연구팀이 수행한 이 연구 결과는 저널 ‘사이언스 이뮤놀로지(Science Immunology)’ 논문 게재를 앞두고 지난 7일(현지 시각) 온라인판에 먼저 실렸다. 이 연구엔 라호야 면역학 연구소의 셰인 크로티 교수와 알레산드로 세테 교수도 참여했다. 파버 교수팀은 신종 코로나 감염 회복자의 폐 연관 림프절에 6개월 뒤까지 배중심이 존재한다는 걸 확인했다. 주목할 부분은, 고령 감염 회복자에게도 배중심이 이렇게 장기간 유지된다는 것이다. 배중심은 병원체에 감염됐을 때 T세포 의존 항원에 반응해 림프절, 비장 등에 일시적으로 형성되는 미세구조를 말한다. 항체를 만드는 형질세포와 기억 B세포가 배중심 내에서 생성돼야 재감염에 대한 방어 기전이 작동한다.연구팀은 또 신종 코로나를 식별하는 배중심 B세포와 낭포성 헬퍼 T세포가 폐 연관 림프절에 함께 있다는 것도 밝혀냈다. 이 유형의 T세포는 B세포의 분화를 촉진한다. 신종 코로나 감염자에게, 심지어 고령 감염자까지 장기간 배중심이 유지된다는 게 입증되기는 처음이다. 배중심의 B세포가 이렇게 장기간 존재하면 많은 순환 항체가 오래 유지되고 면역 반응도 계속 성숙해진다. 신종 코로나의 출현은 면역학자에게 역설적인 기회를 제공했다. 고령자가 새로운 병원체에 어떻게 반응하는지 연구할 수 있게 된 것이다. 연구팀은 신종 코로나에 감염됐다가 회복한 4명의 조직 샘플을 비감염자와 비교 분석했다. 11세부터 74세까지 연령차가 있는 이들은 지난해 코로나19 백신이 나오기 전에 다른 원인으로 사망한 사람들인데 생전에 자신의 장기와 조직을 기증했다. 파버 교수팀은 혈액이 아닌 조직 면역이 형성되는 과정을 연구하기 위해 지난 10여 년간 이런 샘플을 개발해 왔다. 분석 결과, 40세를 넘으면 새로운 병원체와의 만남을 기억하는 T세포가 많이 생성되지 않는 것으로 나타났다. 파버 교수는 “나이가 들면 대부분 (이미 형성돼 있는) 기억 세포에 의존해 면역 방어가 이뤄진다”라면서 “현재 우리가 겪고 있는 것과 같이 완전히 새로운 병원체(신종 코로나)를 만나는 일은 거의 없기 때문”이라고 설명했다.“새로운 병원체에 대한 강한 면역 기억, 고령자에게도 형성” 이번 연구에선 새로운 병원체에 대한 강한 면역 기억이 고령자에게도 형성되는 것으로 드러났다. 이는 고령자가 코로나19 백신을 맞으면 생각했던 것보다 더 효과적인 면역 반응을 일으킬 수도 있음을 시사한다. 파버 교수는 “나이가 들면 면역계도 쇠퇴하는 것으로 알고 있지만, 어떤 사람은 70대에도 장기간 강하게 지속하는 면역 기억 반응이 나타난다”라면서 “젊었을 때의 면역계가 나이가 들어도 부분적으로 유지된다는 걸 보여준다”라고 강조했다. 이번 연구 결과를 잘 활용하면, 신종 코로나의 자연 감염으로 생성되는 면역 기억 유형을 촉진하는 방법으로 코로나19 백신의 디자인과 접종 절차 등을 개선할 수 있을 거로 기대된다. 파버 교수는 “이번 연구 결과를 보면, 백신이 폐와 관련 림프절 내의 면역 기억 세포를 표적으로 삼아야 바이러스에 대한 방어력을 강화할 수 있다”라면서 “이는 감염력이 없는 바이러스를 비강에 분사하는 것과 같은 방법으로 달성할 수 있다”라고 지적했다. 그는 “이전의 인플루엔자 감염 생쥐 실험에서 호흡기 감염을 최적으로 방어하려면 폐의 기억 T세포가 필요하다는 걸 확인했다”라면서 “이번 연구는 인간도 똑같을 수 있다는 걸 강하게 시사한다”라고 덧붙였다.

고대 최대 제국이었던 로마, 6세기 말 중국을 통일한 수나라, 중세 유럽을 위협한 몽골 등 한 시대를 호령했던 거대 제국들도 결국 수성(守成)에 실패해 역사 속으로 사라졌다. 많은 이들이 성공을 꿈꾸며 호기롭게 창업하지만 오랫 동안 지켜 ‘100년 기업’ ‘백년 가게’를 이어나가는 경우는 많지 않다. 국내 과학자들이 이런 사례에서 흔히 쓰이는 ‘창업은 쉽지만 수성은 어렵다’는 옛 말의 과학적 원리를 밝혀내 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성연구단, 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 공동연구팀은 초소형 무선 뇌신호 측정시스템을 개발하고 이를 이용해 동물실험을 한 결과 경쟁상황에서 목표물을 얻기보다 지키는 행동에 더 에너지가 많이 투입되기 때문에 수성이 쉽지 않다는 사실을 규명했다고 12일 밝혔다. 이번 연구결과는 생체공학 분야 국제학술지 ‘바이오센서스 앤 바이오일렉트로닉스’에 실렸다. 경쟁은 대표적인 사회적 상호작용으로 인지, 사고, 사회적 행동에 관여하는 대뇌 전두엽 안쪽 내측 전전두엽이 관련이 있다고 알려져 있을 뿐 신경과학적으로 정확히 알려져 있지는 않다. 또 동물실험을 통해 경쟁의 과학적 원리를 찾아내야 하는데 기존의 뇌 신호 측정도구는 유선인데다가 무거워서 한계가 있고 최근 무선 시스템을 갖춘 기기들은 신호간섭 때문에 여러 동물을 이용하는 사회성 실험에는 적용이 어려웠다. 이에 연구팀은 우선 블루투스 무선통신과 신호분석칩을 장착해 기존의 한계점을 극복한 초소형 무선 뇌신호 측정 시스템을 개발했다. 이번에 개발한 기기는 가로, 세로, 폭이 각각 1.5㎝, 1.5㎝, 2㎝, 무게 3.4g으로 작고 가벼워 동물행동에 제약이 없어 실시간 동시 측정이 가능하다.연구팀은 장시간 굶긴 생쥐 두 마리에 이번에 개발한 시스템을 장착한 뒤 먹이 경쟁 실험을 했다. 작은 우리의 한 쪽 끝에 먹이를 놓고 다른 끝에서 두 마리의 생쥐를 동시에 풀어놓는 방식이었다. 연구팀은 하나의 먹이를 두고 두 생쥐가 경쟁을 벌이는 과정에서 뇌 신호를 측정했다. 그 결과 먹이를 빼앗거나 지킬 때 내측 전전두엽이 활발하게 움직인다는 점을 관찰하고 경쟁에 관여하는 뇌 부위가 내측 전전두엽이라는 사실을 확인했다. 특히 뇌 활동은 먹이를 놓고 경쟁할 때보다 먹이를 쟁취한 뒤 지키는 과정에서 더 활발하게 움직이는 것이 관찰됐다. 정복보다는 수성을 할 때 뇌 에너지가 더 많이 투입된다는 것을 보여주는 것이다. 연구를 이끈 신희섭 IBS 명예연구위원은 “자유롭게 행동하는 동물간 경쟁에서 중요한 행동유형을 발견하고 그에 대한 뇌신호를 관찰한 것은 이번이 처음”이라며 “경쟁 이외 다양한 사회성 연구에 확대 적용이 가능할 것”이라고 밝혔다. 조일주 KIST 단장도 “이번 연구의 또 다른 중요한 성과는 행동에 따른 뇌신호 변화를 실시간으로 관찰할 수 있는 장치를 개발했다는 것”이라며 “약물전달, 빛 자극 등 다양한 기능을 추가해 뇌 작동원리 규명은 물론 뇌질환 정복에도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

대형 온라인 쇼핑몰에서 주문한 택배 속에서 살아있는 생쥐가 배달되는 충격적인 사건이 발생했다. 지난 15일 중국 저장성 항저우에 거주하는 류 모 씨는 대형 온라인 쇼핑몰 톈마오(天猫)를 통해 생수 한 상자를 주문했지만 이튿날 받아본 상자 속에 살아있는 생쥐가 들어있었다고 신문방 등 다수의 언론이 보도했다. 류 씨는 평소 주문 후 24시간 내에 직배송하는 시스템으로 유명세를 얻은 해당 업체의 vip고객으로 알려졌다. 이날 역시 평소 자주 주문했던 텐마오 입점 업체를 통해 생수 한 박스를 주문한 그는 이튿날 집으로 배달된 상자를 개봉했다가 검은 물체를 보고 깜짝 놀랐다. 상자 안 생수들 사이에 살아있는 쥐가 있었기 때문이다. 류 씨는 “대형 온라인 유통 업체를 믿고 평소 자주 여러 가지 생필품을 주문했기 때문에 처음에는 상자 속 검은 물체가 살아있는 쥐일 거라고는 생각하지 못했다”고 말했다. 그는 곧장 해당 업체 고객 서비스 센터를 통해 항의했다. 업체 측은 류 씨에게 문제의 물건 구입비용 전액을 환불 조치, 추가 피해 보상비용으로 20위안(약 3600원)을 지급하겠다는 입장을 전했던 것으로 알려졌다. 단, 피해보상 비용 전액은 해당 쇼핑몰 적립금 형태로 수령할 수 있다는 입장이다. 류 씨는 해당 업체의 보상 비용이 턱 없이 낮다는 점에서 적립금 형식인지 여부는 큰 관심이 없다는 입장이다. 그는 “처음부터 보상을 받을 수 있는지 여부는 관심이 없었다”면서 “그저 생수 택배 상자 안에 어떻게 생쥐가 들어갈 수 있었던 건지, 상품이 대부분 입점 업체로부터 직배송 된다고 알고 있는데 그 과정에서 쥐가 들어간 것인지 그 과정을 확인하고 싶다”고 했다. 류 씨에게 택배를 배송했던 담당 택배 기사 왕 모 씨는 사건과 관련해 “(나도)이미 배송을 시작할 때 포장된 상태의 박스를 받기 때문에 그 안에 어떤 물건이 들어가 있는지 확인할 수 없다”면서 “택배 상자 안에 쥐가 있는지 여부는 어떻게 확인하고 볼 수 있겠느냐. 평범한 생수 상자라고 생각했고, 상자 외부에 테이프로 모두 밀봉돼 있기 때문에 배송 과정에서 고의로 이 물질을 넣을 수는 없다”고 항변했다. 이와 관련, 류 씨는 문제의 택배 상자 속 생쥐를 사진을 촬영해 SNS 등에 공유했다. 류 씨가 공유한 사진을 현지 누리꾼들에 의해 확산, 큰 이목이 집중된 분위기다. 한 누리꾼은 “생수를 구매하면 생쥐 두 마리를 덤으로 주는 이벤트였느냐”면서 “먹는 음식 장사에서 위생과 청결에 신경 좀 쓰자”며 비판했다. 한편, 사건에 대한 논란이 확산하자 해당 온라인 업체 측은 “류 씨에게 불편을 드린 것에 대해 사과한다”면서 “이미 사건에 대한 문제를 합리적으로 해결하고, 배송 과정에서 문제가 있을지 모르는 택배 상하차 창고에 대한 대대적인 조사를 실시할 것”이라는 입장을 밝혔다.

폴란드 크라쿠프 야기에우워대 동물학·의생명연구소, 화학부, 영국 브리스톨대 생리·약리·신경과학부 공동연구팀은 달고 기름진 음식 위주의 고지방식단은 신체시계를 망가뜨려 과식과 비만을 유발한다고 8일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘생리학저널’ 9월 7일자에 실렸다. 연구팀은 생쥐를 두 집단으로 나눠 한 집단은 지방이 전체 식단에서 10% 이하인 일반 식사를, 다른 집단은 식단의 70%가 달고 기름진 음식으로 채워진 고지방식을 4주 동안 제공한 뒤 뇌와 신체 호르몬 변화를 분석했다. 그 결과 고지방식을 장기간 섭취한 생쥐들은 포만감을 조절하는 뇌 속 시계가 망가지면서 비만으로 이어지는 것을 확인했다. 특히 뇌 속 신체시계에 문제가 생기면 신체가 지방을 쉽게 축적하도록 변한다고 연구팀은 설명했다.

약물을 삼키거나 주사를 했을 때 위치를 알려주고 작용속도까지 전달할 수 있는 다기능 약물전달체 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 카이스트 생명화학공학과, 중앙대 화학과, 가천대 바이오나노과학과 공동연구팀은 중금속 흡착 단백질을 이용한 금속 나노입자 생합성기술을 개발하고 이를 활용한 위치 영상화 가능 약물전달체를 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 화학회에서 발행하는 재료과학 분야 국제학술지 ‘ACS 어플라이드 머티리얼즈 앤드 인터페이시스’에 실렸다. 현재 금속 나노입자를 합성할 때 쓰이는 방법으로는 생체 독성이 있어 동물이나 사람에게 사용하기 어렵다. 이런 문제를 해결하기 위해 단백질을 미생물 내에서 과발현시켜 금속 나노입자를 생합성시키는 기술이 개발됐지만 나노입자를 만들기 위해 미생물이 받아들일 수 있는 금속의 종류나 농도가 제한된다. 이에 연구팀은 대장균에 중금속 흡착 단백질을 만들 수 있는 유전체의 일종인 플라스미드를 형질전환시켜 삽입한 뒤 단백질을 과발현시켰다. 그 다음 과발현된 단백질을 하이드로젤의 일종인 알지네이트 젤에 포집해 활성을 안정화시키는데 성공했다. 중금속 흡착 단백질을 포집한 알지네이트 젤은 다양한 종류의 금속 이온을 30분 이내로 빠르게 고농도로 흡착, 환원시켜 금, 은, 자성 나노입자, 양자점 나노입자 등 다양한 종류의 금속 나노입자를 고농도로 생합성할 수 있다는 것이 확인됐다. 연구팀은 항암제 같은 약물과 중금속 흡착 단백질을 알지네이트 젤에 동시에 포집한 뒤 높은 형광을 나타내는 양자점 나노입자를 젤 내부에 합성함으로써 형광으로 위치 추적이 가능하도록 했다. 또 약물이 장시간에 걸쳐 서서히 방출되는 서방형 다기능 약물 전달체를 만들 수 있다는 것을 제시했다. 실제로 연구팀은 항암제와 녹색 형광을 드러내는 카드뮴 셀레나이드, 파란색 형광을 보이는 유로피움 셀레나이드로 이루어진 양자점을 동시에 포집한 약물전달체를 실험용 생쥐에게 먹인 뒤 약물 전달체의 위치를 영상으로 추적할 수 있다는 사실도 확인했다. 카이스트 생명화학공학과 박현규 교수는 “이번에 개발된 물질은 독성 걱정 없이 고속, 고농도로 다양한 금속 나노입자를 생합성할 수 있고 동시에 약물의 서방형 방출이 가능하기 때문에 위치 추적이 가능한 약물전달체에 응용할 수 있다”고 설명했다.

국내 연구진이 고지혈증 치료에 사용되는 약물을 이용해 면역체계를 활성화시켜 암을 치료하는 방법을 찾아 화제가 되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구단 김인산 단장과 삼성서울병원 소화기외과 조용범 교수 공동연구팀은 현재 고지혈증 치료에 사용되는 스타틴을 치료가 어려운 변이암 치료에 적용할 수있는 방법을 찾았다고 24일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학 분야 국제학술지 ‘암 면역치료 저널’에 실렸다. 과학기술이 발달하면서 암이 더 이상 불치의 병이 아닌 관리가능한 질병으로 받아들여지고 있지만 치료가 어려운 것이 사실이다. 암 치료법으로 가장 많이 쓰이는 것은 외과수술, 방사선 치료, 화학항암제 등이다. 환자의 불편함을 줄이기 위해 여러 항암치료법이 개발되고 있다. 2세대 항암치료법인 표적치료, 최근에는 인체 면역체계를 활용해 암을 제거하는 방법인 3세대 항암치료법 면역치료가 대표적이다. 항암 면역치료는 정상세포 손상없이 암세포만 제거할 수 있으며 인체 면역체계를 활용하기 때문에 약물 부작용이 적고 치료경과도 좋다. 그렇지만 암의 잦은 변이로 인해 평균 30% 미만 환자에게만 효과가 있다는 한계가 있다. 또 전체 발생 암 중 4분의 1은 RAS 단백질 중 하나인 KRAS 변이로 인해 발생하고 이들 암 중에는 폐암, 대장암, 췌장암 등 암 환자의 예후가 나쁘고 치사율도 높은 것으로 알려져 있다. 이에 연구팀은 고지혈증 치료에 사용되는 스타틴이 콜레스테롤 뿐만 아니라 여러 지질대사 산물 생성을 막는다는데 착안했다. 연구팀은 생쥐에게 암을 유발시킨 뒤 항암제와 스타틴을 정맥주사했다. 실험 결과 스타틴은 암 조직 주변 면역세포를 활성화시킬 수 있는 다양한 신호를 방출시켜 대표적인 면역세포인 T세포를 활성화시켜 암을 선택적으로 공격했다. 또 스타틴도 KRAS 변이암을 선택적으로 죽이고 기존 항암면역치료시 내성을 만드는 암 면역환경을 바꿔 항암 면역치료 효과도 높이는 것으로 확인됐다. 연구팀은 스타틴이 암치료에 실제로 사용되기 위해서는 추가적인 임상연구를 통해 최적의 용법과 암 조직에 효과적으로 전달할 수 있는 방법을 추가로 연구해야한다고 밝혔다. 김인산 KIST 단장은 “이번 연구는 임상에서 이미 사용되고 있는 약물에서 새로운 치료기능을 찾아내는 약물 재창출의 또하나 사례”라며 “특히 인체의 면역시스템을 활성화시켜 변이암 세포 사멸을 유도하려는 것으로 기존 항암 면역치료제 한계를 극복하도록 돕는다는 점이 주목할만한 부분”이라고 설명했다.

몇 년 전 일까지도 생생하게 기억하던 사람들도 나이가 들면서 기억력이 예전같지 않고 자꾸 ‘깜박깜박’하는 경우가 잦아진다. 나이들면서 인지기능이 떨어지는 것을 막기 위해 규칙적인 운동이나 독서가 권장되고 있지만 뇌기능의 퇴화를 예방하거나 막을 확실한 방법은 아직까지 없다. 그런데 한국인 과학자가 포함된 영국 케임브리지대, 리즈대, 이탈리아 신경과학연구소, 플로렌스대, 일본 고베약학대, 네덜란드 왕립 신경과학연구소, 싱가포르 국립대병원, 캐나다 웨스턴대, 체코 실험의학연구소 공동연구팀은 생쥐실험을 통해 노화로 인해 발생하는 기억력 감퇴를 줄이고 예방할 수 있는 방법을 찾았다고 23일 밝혔다. 케임브리지대 뇌치료센터의 한인 과학자 양수정 박사가 제1저자 겸 교신저자로 참여해 연구를 주도했다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘분자 정신의학’ 최신호에 실렸다. 뇌신경가소성은 뇌가 새로운 것을 배우고 적응하며 기억을 유지할 수 있게 돕는 능력인데 나이가 들면서 뇌신경가소성이 서서히 저하된다. 특히 뇌신경가소성이 내외부적 요인으로 인해 급격하게 저하될 경우는 각종 퇴행성 뇌질환을 앓을 가능성이 높아지는 것으로 알려져 있다. 이 같은 상황에서 연구팀은 뇌 신경세포인 뉴런을 둘러싸고 있는 ‘뉴런주위망’(PNNs) 속 화학 성분을 변화시키면 신경가소성이 회복되고 노화에 따른 기억력 감퇴를 늦추거나 막을 수 있다는 사실을 생쥐실험으로 밝혀냈다. 연구팀은 생후 20개월된 생쥐와 생후 6개월된 생쥐의 기억력과 판단력을 측정한 결과 인간처럼 나이가 들수록 인지기능이 퇴화된다는 것을 확인했다. 연구팀은 20개월 된 생쥐의 PNNs 속 화학 성분을 변화시킨 다음 미로찾기를 비롯한 각종 인지능력 측정을 한 결과 6개월된 생쥐와 비슷한 수준으로 회복된 것을 관찰했다. 연구에 참여한 제임스 포셋 케임브리지대 교수는 “이번 연구는 생쥐를 대상으로 진행됐지만 인간의 뇌 속 분자와 구조가 설치류와 비슷한 점이 많다는 점에 주목해야 한다”며 “이번 방법을 이용하면 사람에게서 나타나는 노화로 인한 기억력 감퇴도 예방하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다.

급격한 기후변화 때문에 인류를 비롯한 현존 생물체 대부분이 사라지는 ‘여섯 번째 대멸종’에 대한 우려가 크다. 지구라는 행성이 탄생한 뒤 지금까지 다섯 번의 대멸종 사건이 있었다. 가장 심각했던 것은 고생대 페름기에서 중생대 트라이아스기로 넘어가던 때에 발생한 세 번째 대멸종으로 지구 생물종의 95%가 사라져 버렸다. 그렇지만 사람들에게 가장 익숙한 대멸종 사건은 다섯 번째 대멸종이다. 6600만년 전 중생대 백악기 말에 발생한 다섯 번째 대멸종의 원인으로 기후변화, 운석충돌, 화산폭발 등이 지목되고 있지만, 어느 것이 결정적이고 치명적이었는지는 여전히 논란이 계속되고 있다. 어쨌든 이 사건으로 공룡을 비롯한 지구상 존재하던 생물체 75%가 순식간에 소멸됐다.‘멸종’이라는 단어가 인간을 비롯한 현존하는 생명체들에게는 종말론적으로 느껴지겠지만 새로 나타날 미지의 생명체에게는 희망의 단어일 수도 있다. 실제로 고생대 말 발생한 대멸종 덕분에 공룡 시대가 열렸고, 공룡들이 사라진 덕분에 ‘포유류의 시대’가 열렸으며, 인간도 등장해 지금에 이를 수 있게 됐다. 미국 콜로라도 볼더대 지질과학과, 콜로라도 자연사박물관 공동연구팀은 다섯 번째 대멸종을 전후해 등장한 작은 크기의 포유류, 일명 ‘호빗 생물’ 3종을 새로 발견하고 고생물학 분야 국제학술지 ‘계통 고생물학’ 8월 18일자에 발표했다. 이번에 발견된 3종의 호빗 포유류는 포유류 진화가 공룡 멸종 이후 매우 빠르게 진행됐다는 것을 보여 주는 증거로 받아들여지고 있다. 연구팀은 서로 다른 세 종류의 고생물들 아래턱뼈와 이빨 일부분을 발굴하는 데 성공했다. 아래턱뼈와 이빨은 고생물의 특성과 생활방식, 신체 크기 등을 파악할 수 있는 중요한 단서다. 연구팀은 비슷한 시기에 등장한 것으로 알려진 원시 포유류 29종의 이빨과 아래턱뼈를 해부학적으로 비교한 결과 새로운 종이라는 것을 알 수 있었다. 이들 3종의 동물은 백악기 말 공룡이 멸종한 직후부터 신생대의 시작인 팔레오기 팔레오세 초기에 북미 지역에 등장했다. 이번에 발견된 포유류들의 성체 크기는 생쥐부터 집고양이 정도로 확인됐다.고대 유제류의 일종으로 말, 코끼리, 소, 하마 같은 발굽이 있는 포유류들의 원시 조상인 세 종류의 고생물은 각각 미니코누스 제아니내, 코나코돈 헤팅게리, 베오르누스 호네이로 명명됐다. 특히 베오르누스 호네이는 다른 것들과 달리 독특한 형태로 튀어나온 어금니 때문에 J R R 톨킨의 ‘반지의 제왕’ 프리퀄인 ‘호빗’에 등장하는 베오른이라는 호빗족 인물과 비슷하다고 해서 이름 붙여졌다. 이들의 가장 큰 특징은 이전 생물들과 달리 독특한 이빨 구조로 돼 있다는 점이다. 기존 원시 포유류과 비교했을 때도 작은 어금니 크기가 더 크고 사람의 어금니 위쪽처럼 이빨 법랑질 융기를 가진 것으로 밝혀졌다. 연구팀은 이런 이빨 구조를 근거로 이들 호빗 포유류가 육류뿐만 아니라 질긴 식물까지도 쉽게 먹을 수 있는 잡식성이었던 것으로 파악했다. 연구를 이끈 재린 에벌 콜로라도대 교수(척추고생물학)는 “이번 연구는 그동안 원시 포유동물이 거의 발견되지 않았던 북미 서부 지역에서 새로운 종을 찾아냄으로써 공룡이 멸종한 직후 처음 수십만 년 동안 기존에는 볼 수 없었던 포유동물들이 세계 곳곳에서 폭발적으로 나타났으며 급속한 진화를 통해 지금에 이르고 있다는 것을 다시 한번 알 수 있게 해 줬다”고 말했다.

나라꽃 무궁화의 추출물이 뼈 건강에 유용하다는 연구 결과가 나왔다. 또 전통지식에 근거해 ‘애기땅빈대’를 활용한 기능성 화장품이 이달 출시되는 등 식물의 자원화가 성과를 내고 있다.12일 산림청 국립산림과학원에 따르면 꽃잎 색이 붉은 무궁화 품종인 ‘난파’의 가지 추출물에서 골다공증이나 류머티즘 관절염 등 뼈 질환 예방·개선 효과가 확인됐다. 생쥐에서 추출한 대식세포에 처리해 파골세포로의 분화 억제력을 분석한 결과 난파 가지 추출물(10㎍/㎖)이 42%를 감소시켰다. 고농도(100㎍/㎖)에서는 감소율이 94%에 달했다. 가지치기로 버려지던 부산물을 다양하게 활용할 수 있다는 점에서 새로운 소득원으로 주목된다.한편 환경부 국립생물자원관은 자생식물인 ‘애기땅빈대’ 추출물을 활용한 기능성 화장품을 이달 출시한다. 애기땅빈대는 선조들이 무좀 등에 사용한 식물로 땅 위에 붙어 퍼진 잎 모양이 빈대처럼 보여 이름이 붙여졌다. 전통지식에 착안한 유용성 연구를 통해 자외선과 미세먼지로 손상된 피부 세포장벽을 복원하고 두드러기를 감소시키는 효과를 확인했다. 생물자원관은 애기땅빈대의 소재 표준화와 안정적인 공급을 위한 대량 재배 조건 등을 마련한 뒤 지능형 농장(스마트팜) 시설을 활용한 재배를 지원할 계획이다.

미국 럿거스대 의대, 뉴욕대 랭곤메디컬센터, 스웨덴 예테보리대 공동연구팀은 항생제에 과다 노출돼 소아당뇨 발병 위험이 큰 신생아에게 산모의 분변을 이식하면 영아의 장내미생물이 정상 회복되고 당뇨발병 위험도 낮아진다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 호스트 앤드 마이크로브’ 7월 21일자에 실렸다. 소아당뇨로 알려진 1형 당뇨는 자가면역으로 인한 췌장기능 이상에 따라 주로 어린 시절 발병한다. 연구팀은 생후 10일 이내 새끼 생쥐를 항생제에 과다노출시켜 소아당뇨를 일으킨 다음 1주일이 지난 뒤 어미 생쥐의 분변을 이식시키고 변화를 관찰했다. 그 결과 분변이식을 받은 새끼는 그렇지 않은 생쥐에 비해 1형 당뇨 발병 위험이 기준 이하로 낮아지는 것이 확인됐다.

시험을 앞두고 벼락치기로 열심히 외운 문제가 나왔는데도 기억이 나지 않아 시험을 망친 기억이 누구나 한 번쯤은 있을 것이다. 열심히 공부하고 외웠는데도 기억이 나지 않는 경우가 있는가 하면 잊혀진 줄만 알았던 기억이 갑자기 떠오른 경우도 있다. 국내 연구진이 이런 독특한 기억 형성에 대한 원리를 밝혀내 주목받고 있다. 카이스트 생명과학과 연구팀은 수많은 뇌신경세포(뉴런)와 이들 사이의 시냅스 연결로 구성된 복잡한 신경망에서 기억을 형성하는 뉴런이 선택되는 원리를 규명했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 1949년 캐나다 신경심리학자 도널드 헤브는 두 뉴런이 시간상 동시에 활성화되면 뉴런간 시냅스연결이 강화되는 시냅스 가소성이 생길 것이라는 아이디어를 제시했고 이후 실험을 통해 학습, 경험 등으로 특정 시냅스가 장기강화(LTP)가 일어난다는 것이 증명됐다. 수업을 들은 직후 배운 것을 한 번 훑어보는 것만으로도 기억이 오래 지속될 수 있기 때문에 학습에서 복습이 강조되는 것이다. LTP가 기억의 핵심이라는 것은 알려져 있지만 LPT가 기억을 인코딩하는 뉴런을 어떻게 정하는지 아직까지 규명되지 않았다. 실제 경험과 학습은 기억이라는 형태로 뇌에 저장돼 필요할 때 불러오게 되는데 이 같은 기억은 뇌 전체 중에 극히 적은 수의 뉴런들에 인코딩되고 저장된다고 알려져 있다. 그런데 기억 담당 뉴런이 정해져 있는 것인지, 아니면 특정 과정에 의해 선택되는지는 불확실했다. 연구팀은 광유전학 기술을 이용한 생쥐 실험으로 이 같은 비밀을 파헤쳤다. 연구팀은 생쥐의 뇌 편도체 부위 중 자연적 학습조건에서는 LPT가 생기지 않는 시냅스를 자극하거나 차단함으로써 기억을 인코딩하는 뉴런이 달라지는지를 본 것이다.연구팀은 생쥐에게 기억과 관련없는 시냅스를 미리 자극해 LTP가 형성되기 쉽게 만든 뒤 공포체험을 시키면 공포기억이 원래 기억에 관여하는 시냅스가 아닌 자극된 시냅스에 장기기억이 만들어진다는 것을 확인했다. 또 공포기억이 형성된 뒤 광유전학 기술로 해당 시냅스 연결을 약하게 만들면 기억이 형성되지 않는다는 것을 확인했다. 연구팀에 따르면 시냅스 강도를 인위적으로 조작하면 기억이 새겨지는 뉴런이 바뀔 수 있다는 것이다. 한진희 카이스트 생명과학과 교수는 “이번 연구는 LTP에 의해 뉴런들 사이에서 새로운 연결패턴이 만들어지고 경험이나 학습에 연관된 특이적 세포집합체가 뇌에 새롭게 만들어짐을 보여줌으로써 기억형성원리를 규명한 것”이라며 “기억이 뇌에 어떻게 형성되는지를 알려줌으로써 치매는 물론 조현병 같은 기억형성 관련 질환을 치료하는 단초를 제공할 수 있을 것”이라고 설명했다.

국내 연구진이 최근 주목받는 메타버스 기술에 적용가능한 인공감각 시스템을 개발하는데 성공했다. 카이스트 바이오및뇌공학과, 고려대 전자정보공학과, 한양대 신소재공학부 공동연구팀은 메타버스, 가상(VR)·증강(AR)현실에 적용할 수 있는 인간 피부-신경모사형 인공감각 인터페이스 시스템을 개발했다고 12일 밝혔다. 이번 연구결과는 전자공학 분야 국제학술지 ‘네이처 일렉트로닉스’에 실렸다. 사람은 다양한 유형의 촉각 수용기를 통해 압력, 진동, 마찰 등 정보를 조합해 촉각을 느끼기 때문에 메타버스나 가상증강현실은 물론 인공피부, 로봇형 의수나 의족에 활용되는 인공감각 시스템을 개발하려는 시도는 많이 있었지만 실제 사람의 감각기관처럼 만들기는 쉽지 않았다. 연구팀은 압력은 전기신호로 바꿀 수 있는 압전재료와 압전 저항성 재료를 조합해 전자피부를 만들었다. 연구팀이 개발한 전자피부는 피부내 압력을 감지할 수 있는 ‘늦은 순응 기계적 수용기’와 진동을 감지하는 ‘빠른 순응 기계적 수용기’를 동시에 흉내낼 수 있다. 연구팀은 이런 복합 촉각센서 전자피부를 실제 신경패턴에 기반한 신호변환 시스템과 연결시켰다. 연구팀은 이 과정에서 생체 내 반응을 최대한 흉내내기 위해 실제 감각신경에서 나타나는 신호를 측정해 함수화하는 방법을 사용했다.연구팀은 이렇게 만든 시스템을 생쥐에게 적용한 결과 인공 감각 시스템에서 발생한 신호가 왜곡없이 생체 내에 전달되고 근육반사 작용 같은 생체감각 관련 현상을 구현할 수 있다는 것을 확인했다. 또 지문구조로 만든 감각시스템을 20여 종류의 직물과 접촉시킨 뒤 인공지능 심층학습 기법으로 직물의 질감을 99% 이상 분류할 수 있고 학습된 신호를 바탕으로 사람과 동일하게 예측이 가능하다는 것을 확인했다. 카이스트 바이오및뇌공학과 박성준 교수는 “이번 연구는 실제 신경신호의 패턴학습을 바탕으로 감각시스템을 구현했다는데 의미가 크다”라며 “기존보다 좀 더 현실적인 감각을 표현할 수 있을 뿐만 아니라 다른 감각 시스템들과 결합해 더 큰 시너지 효과를 낼 수 있을 것”이라고 설명했다.