세기의 복서 무하마드 알리, SF 영화 백투더퓨처 주인공 마이클 제이폭스의 무릎을 꿇린 질병은 다름 아닌 ‘파킨슨병’이다. 파킨슨병은 알츠하이머에 이어 두 번째로 발병률이 높은 퇴행성 뇌질환으로 꼽히며 근본적 치료법도 없는 상태이다. 국내 연구진이 파킨슨병으로 인해 발생하는 운동 이상증을 정상 수준으로 회복시킬 수 있는 방법을 찾아내 화제가 되고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 연구팀은 도파민 신경세포에서 ‘오글루넥당화’가 도파민 신경세포 기능과 사멸에 관여한다는 사실을 밝혀내고 이를 활성화시키면 파킨슨병의 대표적인 증상인 근육마비나 경련 같은 운동 이상증세를 완화시킬 수 있다고 12일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘브레인’ 9일자에 실렸다. 파킨슨병에 걸리면 뇌 속 도파민 신경세포가 죽어 인체 운동과 근육 움직임에 관여하는 물질인 도파민 분비가 줄어든다. 이 때문에 현재는 도파민을 보충해 운동이상을 치료하는 대증적 요법으로 파킨슨병에 대응하고 있다. 그렇지만 도파민 신경세포 자체가 죽기 때문에 근본적 치료는 아니다. 연구팀은 오글루넥당화 활성화를 통해 도파민 신경세포 조기 사멸을 억제할 수 있다는 사실을 확인했다. 오글루넥당화가 신경세포 조기사멸의 원인으로 꼽히는 단백질 인산화를 차단하기 때문이다. 실제로 연구팀은 파킨슨병을 유발시킨 생쥐에게 오글루넥당 분해를 억제하는 약물을 투여하고 관찰한 결과 도파민 신경세포가 일찍 죽는 현상이 억제되고 운동이상 증상이 완화되는 것을 확인했다. 김재익 UNIST 교수는 “오글루넥당화는 그동안 신경세포와 신경계에서 중요한 역할을 할 것으로 추정돼 왔는데 이번 연구는 오글루넥당화가 도파민 신경세포에 미치는 영향을 새롭게 밝혀냈다”라며 “오글루넥당화가 과인산화를 억제한다는 것을 증명함으로써 단백질 과인산화로 나타나는 파킨슨병 뿐만 아니라 알츠하이머 치료의 새로운 가능성을 보였다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

토끼나 생쥐 같은 동물은 번식율은 높지만 생애 주기가 짧은 반면 오소리나 박쥐, 인간을 제외한 영장류 같은 동물들은 번식보다는 생존 기간을 길게 하기 위해 더 많은 에너지를 사용한다. 이처럼 번식률은 낮지만 더 오래 사는 동물들을 ‘슬로우 리빙 애니멀’이라고 부른다. 이런 슬로우 리빙 애니멀들이 인간에게 전염될 수 있는 각종 병원균들의 저수지라는 연구결과가 나왔다. 영국 엑서터대 생태보존연구센터, 환경 및 지속가능성연구소 공동연구팀은 번식률은 낮지만 더 오래 사는 느리게 사는 동물들이 사람에게 치명적 감염병을 옮길 수 있는 질병의 저수지가 될 가능성이 높다는 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 생태·진화’ 10일자에 발표했다. 코로나19는 박쥐에게서 유래돼 천산갑을 중간숙주로 해 사람에게 전염된 것으로 알려져 있다. 2000년대 초반 전 세계를 휩쓸었던 중증급성호흡기증후군(사스) 역시 박쥐에게서 유래돼 박쥐는 바이러스의 저수지라고 불린다. 연구팀은 숙주와 장기간 공존하는 감염성 질병에 초점을 맞춰 동물의 인구학적 능력을 수학으로 분석했다. 어떤 종의 동물이 병원체와 장기간 공존할 가능성이 높은지에 대해 조사한 것이다. 동물의 감염병에 대한 인구학적 능력은 숙주가 높은 수준의 감염상태를 유지하면서도 오랜 동안 생존이 가능한 상태를 말한다. 분석 결과 느리게 사는 종들은 지속적 감염에 대한 더 높은 인구통계학적 능력을 갖고 있으며 이 때문에 다른 종으로 질병을 감염시킬 가능성도 높아지게 된다는 것을 확인했다. 감염병에 대한 인구통계학적 능력이 높은 동물들이 인간과 접촉하는 계기가 높아지면 인간은 이전에는 겪을 수 없었던 새로운 질병에 쉽게 노출될 수 있다는 설명이다. 최근 들어 인수공통감염병이나 동물유래 감염병이 인간에게 확산되고 있는 이유도 그 때문이다. 이와 반대로 인구통계학적 능력이 낮은 동물종은 새로운 질병에 감염됐을 때 생존이 어려워 멸종할 수 밖에 없다는 것이다. 야생동물들이 갖고 있는 질병들은 실제로 멸종 위기에 처한 종이나 생물다양성이 낮은 동물종들의 생존에 위협이 되고 있다고 연구팀은 지적했다. 또 인간의 무분별한 개발로 인해 사람과 야생 동물간 접촉이 잦아질 경우 이전에는 볼 수 없었던 치명적 감염병이 인류에게 확산되면서 인류를 멸종 위기까지 몰아넣을 가능성도 충분하다고 연구팀은 강조했다. 데이비드 호지슨 엑서터대 생명과학과 교수(생태사 진화학)는 “이번 연구는 바이러스나 박테리아 같은 병원체 자체 특성 뿐만 아니라 숙주의 인구사회학적 특성이 감염병에 있어서 중요하다는 것을 보여준다”라며 “생애 주기가 짧은 숙주와 긴 숙주 사이에서 나타나는 면역체계의 차이도 새로운 질병에 감염됐을 때 앓는 정도와 재감염 여부에 영향을 미친다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

공간감각이 둔해 몇 차례 가본 길이나 장소를 제대로 기억하지 못하고 처음 가본 것처럼 헤매는 사람들을 두고 ‘길치‘라고 부른다. 공간감각이 공간기억으로 연결되지 못하기 때문에 나타나는 행태이다. 길치도 음악감각이 떨어지는 음치처럼 노력해도 쉽게 고쳐지지 않는 경우가 많다. 그런데 뇌에 빛을 비추는 단순한 방법만으로도 ‘길치’에서 벗어날 수 있다는 흥미로운 연구결과가 나왔다. 영국 런던대 의생명연구소, 신경과학과, 노르웨이 국립과학기술대(NTNU) 시스템 신경과학연구소, 독일 막스플랑크 생물사이버네틱스연구소, 프랑스 파스퇴르연구소 공동연구팀은 뇌에 빛을 쪼여 GPS 세포라고 불리는 장소세포를 재조정할 수 있다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 7일자에 실렸다. 사람을 포함해 대부분 동물의 뇌에는 장소를 인지하거나 길 찾기를 담당하는 ‘장소세포’가 있다. 뇌 속 위성항법장치(GPS)라고도 불리는 장소세포는 그동안 공간정보만 처리하는 것으로 알려졌지만 최근에는 감각이나 기억에도 관여하는 것으로 확인되기도 했다. 연구팀은 생쥐실험을 통해 길을 제대로 찾지 못하는 길치 쥐라도 장소세포를 빛으로 자극하면 위치에 대한 기억을 재활성화시킬 수 있음을 확인했다. 연구팀은 장소세포가 단순히 공간에 대한 기억 뿐만 아니라 뇌 속 정보들을 탐색해 찾게 만들어주는 역할을 한다는 사실을 증명한 것이다. 연구팀은 생쥐의 신경세포를 조작해 뇌 신경세포가 활성화될 때 빛이 발생해 쉽게 파악할 수 있도록 했다. 그 다음 디지털 홀로그램으로 특정 경로를 기억하도록 설탕물로 보상을 했다. 연구팀은 홀로그램과 똑같은 실제 미로에 생쥐를 갖다 놓은 뒤 길을 찾도록 했다. 가상현실과 실제가 똑같았지만 처음에 생쥐는 길을 찾지 못하고 우왕좌왕하는 모습을 보였다. 이후 연구팀이 레이저를 이용해 장소세포를 자극한 결과 생쥐는 실제 미로에서도 손쉽게 길을 찾아내는 것이 관찰됐다. 이번 연구를 주도한 신경과학자 마이클 하우저 런던대 교수는 “이번 연구는 장소세포라는 특정 신경세포를 이용해 기억이 뇌에 저장되는 방식을 좀 더 정확하게 알 수 있게 해주고 있다”라며 “기억이 저장되는 방식에 대한 새로운 사실과 이해도를 높여 통해 치매나 알츠하이머 같은 기억관련 장애를 치료할 수 있는 새로운 방법을 찾는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 학습과 기억, 인지기능과 관련한 새로운 신경회로와 유전자를 발견했다. 경희대 의대, 충남대 생명과학과, 한국뇌연구원 퇴행성뇌질환연구그룹 연구팀은 뇌에서 인지, 학습, 기억의 메커니즘에 관여하는 새로운 신경회로와 원인 유전자를 발견했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘분자 정신과학’에 실렸다. 연구팀은 뇌 고삐핵에서 인지장애와 관련한 유전자 GNG8를 발견했다. 뇌 고삐핵은 정서나 혐오 같은 감정조절과 수면에 관여하는 부분으로 알려져 있었을 뿐 인지기능과 관련한 구체적인 관련성은 밝혀지지 않았다. 연구팀은 앞서 뇌 고삐핵에서 ‘삼돌이’라는 유전자가 활성화되지 않을 경우 자폐증으로 이어질 수 있다는 사실을 밝혀내기도 했다. 삼돌이는 신경계에서 발현되는 사이토카인 유전자로 자폐증 관련 핵심인자로 보고됐다. 연구팀은 삼돌이처럼 뇌 고삐핵에서 특이적으로 발현되는 GNG8라는 유전자가 인지장애와 밀접한 관계를 갖고 있음을 밝혀냈다. 연구팀은 유전자 가위기술을 이용해 GNG8 유전자를 제거한 생쥐를 대상으로 수동회피검사와 수중미로검사를 실시한 결과 장기기억과 공간학습 같은 인지관련 장애가 발생한다는 것을 확인했다. 연구팀은 이같은 인지기능 저하가 뇌 고삐핵에서 기억과 학습을 조절하는 대표적인 신경전달물질인 아세틸콜린과 그 합성효소가 현저히 적게 생성되기 때문에 나타나는 결과라고 설명했다. 아세틸콜린이 적게 합성되면 학습과 기억에 관여하는 뇌 부위인 해마의 장기강화 효과가 눈에 띄게 감소한다. 실제로 알츠하이머 치매도 베타아밀로이드 단백질이 뇌에 쌓이면서 아세틸콜린이 생성이 적어지면서 나타나기 때문에 기억력 손상 완화를 위해 아세틸콜린분해효소 저해제가 사용되기도 한다. 연구팀은 생쥐에게 아세틸콜린 신호전달을 강화하는 화합물을 투여할 경우 장기기억과 공간학습 장애가 회복되는 것이 관찰됐다고 밝혔다. 심인섭 경희대 의대 교수는 “이번 연구는 인지결핍을 동반하는 발달장애의 새로운 원인 유전자를 밝혀냈으며 기존의 중격-해마 기억회로 이외에 내측 고삐핵-대뇌다리사이핵 신경회로도 학습과 기억을 관장하는데 중요한 역할을 환다는 것을 새롭게 규명했다는데 의미가 크다”라고 말했다. 심 교수는 “이번 연구는 지적장애, 발달장애, 정서장애 분야의 새로운 치료법을 개발하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

무게 1.4~1.6㎏, 부피 1300~1500㎖의 신체기관. 포도당의 75%, 심장에서 보내지는 산소의 15%를 소비하는 기관. 바로 ‘뇌’다. 뇌는 척수와 함께 생명체의 모든 신경을 조절하는 중추신경계다. 인간 개인의 정체성을 형성하는 사고, 감정, 기억, 인식, 마음 같은 작용 대부분이 뇌 없이는 결코 일어날 수 없다. ‘우리는 우리 뇌다’라는 말이 나오는 이유이기도 하다. 최근 20년 동안 뇌와 관련한 지식이 기하급수적으로 증가하고 있음에도 여전히 뇌는 많은 부분이 베일에 싸여 있다. 이 때문에 ‘인간의 뇌는 소우주’라고 불리기도 한다. 인간이 보이는 독특한 행동양식들이 뇌의 특정 작용 때문이라는 재미있는 연구 결과들이 쏟아져 나왔다. 미국 존스홉킨스대 신경과학부, 심리·뇌과학과, 신경과학연구소, 미네소타대 신경과학부 공동연구팀은 똑같은 선택지라도 상황에 따라 음식의 선호도를 달라지게 만드는 뇌 부위를 발견하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 11월 5일자에 발표했다. 연구팀은 우리 안쪽에 발판을 밟으면 생수나 설탕물이 나오는 장치를 설치하고 생쥐에게 각각의 용액이 나오는 곳을 기억하도록 훈련시켰다. 그다음 물을 주지 않아 갈증을 느끼도록 만든 뒤 어떤 선택을 하는지 관찰했다. 그 결과 생쥐 대부분이 갈증을 느낄 때는 설탕물보다는 생수를 선택했으며 이후 갈증이 해결된 뒤에는 생수가 아닌 설탕물을 마시는 것이 확인됐다.연구팀은 뇌파 분석을 통해 음식 선택을 할 때는 보상과 관련된 전뇌의 ‘배쪽창백핵’이라는 부위가 작동한다는 사실을 확인했다. 실제로 달콤한 초콜릿 케이크와 딱딱하고 오래된 빵을 놔뒀을 때 생쥐들은 대부분 초콜릿 케이크를 선택하지만 배쪽창백핵을 자극할 경우 케이크보다 딱딱하고 오래된 빵을 선택하는 것이 관찰됐다. 연구를 이끈 신경과학자 패트리샤 자낙 존스홉킨스대 의대 교수는 “이번 연구는 단순히 어떤 것을 먹을 것인가를 선택하는 데 작용하는 것뿐만 아니라 중독 증상이나 지나친 의사결정 장애를 겪는 사람들을 치료하는 데도 도움이 될 수 있을 것”이라고 말했다. 사람들은 자신의 취향에 딱 맞는 음악을 들었을 때 ‘소름 끼친다’라거나 ‘전율을 느꼈다’는 표현을 하곤 한다. 생존에 전혀 도움이 되지 않아 보이는 음악이 인류의 시작과 함께 지금까지 이어지는 이유와 음악을 들을 때 희열을 느끼는 이유는 오랫동안 과학계의 수수께끼로 남아 있었다. 프랑스 부르고뉴 프랑슈콩테대 통합임상신경과학연구실, 브장송대 메디컬센터 신경이미지연구센터 공동연구팀은 뇌파측정(EEG)을 통해 음악을 들으면서 전율을 느끼는 것은 뇌의 보상 체계, 감정 처리와 관련된 ‘안와전두피질’, 신체 움직임에 관여하는 중뇌의 ‘운동보조영역’, 청각정보 처리에 관여하는 ‘우측 측두엽’이 복합적으로 작용하면서 나타나는 신체 반응이라고 4일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘최신 신경과학’ 11월 3일자에 실렸다. 연구팀은 음악을 좋아해 악기를 한두 개 정도 다룰 수 있으며 음악을 즐겨 듣는 18~73세의 정신적·신체적으로 건강한 남녀 18명을 대상으로 실험했다. 실험에 참가한 이들은 모두 음악을 듣거나 연주하면서 전율을 느낀 경험을 갖고 있는 사람들이었다. 연구팀은 실험 참가자들이 좋아하는 음악 90곡 중 하이라이트만 모아 15분짜리 음악으로 편집해 들려주면서 고밀도 뇌파를 측정했다. 또 참가자들에게 음악을 들으면서 즐거움을 느낀 정도와 전율을 느끼는 순간을 기록하도록 했다. 그 결과 참가자들은 전체적으로 305번의 전율을 느꼈으며, 전율의 지속 시간은 평균 8.75초가량인 것으로 보고됐다. 전율을 느꼈다고 보고할 당시 뇌파 측정 결과를 보면 뇌의 다양한 영역이 복합적으로 작용했으며 뇌의 활동이 갑작스럽게 폭발적으로 증가한 것으로 확인됐다. 티에리 뮐린 브장송대 메디컬센터 교수는 “음악을 들을 때 감동과 함께 전율을 느끼는 것은 민감한 청각 기능과 함께 다음에 무슨 선율이 나올 것인가를 기대하고 예측할 때 가능하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

고층빌딩이나 높은 산에서 불야성을 이루고 있는 서울 시내 풍경을 보노라면 자신도 모르게 탄성이 나옵니다. 실제로 한국을 찾은 외국인들이 가장 놀라워하는 것 중 하나도 서울의 야경이라고 합니다. 1879년 토머스 에디슨이 미국 뉴저지 멘로파크 연구소에서 백열전구를 공개했을 때만 해도 지금 같은 도시의 밤풍경은 상상도 못 했을 것입니다. 이후 다양한 인공조명이 발명돼 인간의 활동 시간을 획기적으로 늘리는 데 지대한 영향을 미쳤지만 최근 들어 야간 인공조명으로 인한 문제들이 점점 불거지고 있는 상황입니다. 우선 영국 엑서터대 환경·지속가능성연구소, 생태보존센터, 프랑스 집단생물학연구센터, 국립농업연구소, 몽펠리에대 공동연구팀은 126건의 관련 연구를 메타분석한 결과 야간 인공조명이 동물은 물론 식물들의 호르몬 수치, 번식 주기, 생존에 악영향을 미친다고 4일 밝혔습니다. 메타분석은 비슷한 주제로 연구된 문헌들을 통계적으로 통합하거나 비교해 새로운 결론을 도출해 내는 연구 방법입니다. 이 같은 연구 결과는 생태학 분야 국제학술지 ‘네이처 생태학·진화학’ 11월 3일자에 실렸습니다. 인공조명 때문에 생체주기를 조절하는 역할을 하는 멜라토닌 수치가 감소하고 야행성 동물들의 활동 시간이 줄어든다고 합니다. 주행 중인 자동차 불빛으로 날아들었다가 죽는 곤충들도 늘고 있으며, 인공조명을 햇빛으로 착각해 각종 이상 행동을 보이는 동물들도 증가했다고 합니다. 식물은 인공조명 때문에 계절에 맞지 않게 싹을 틔우거나 꽃을 피우기도 한다고 합니다. 벌과 나비 같은 곤충도 인공조명으로 생체리듬이 교란되면서 식물 가루받이를 제때 하지 못하는 경우도 늘고 있다고도 합니다. 생태계 교란을 일으키는 인공조명이 영향을 주는 범위와 빛의 강도가 최근 10년 동안 전 세계적으로 매년 2% 이상씩 꾸준히 증가하고 있다는 점이 더 큰 문제입니다. 미국 북텍사스보건국, 텍사스대 사우스웨스턴메디컬센터 정신의학교실, 뇌과학연구소, 일본 쓰쿠바대 통합수면의학연구소 공동연구팀은 빛공해로 인한 수면 부족이 각종 중독 증상을 촉발한다는 충격적인 연구 결과를 신경과학 분야 국제학술지 ‘e뉴로’ 11월 2일자에 발표했습니다. 연구팀은 밤과 낮 생체주기가 12시간인 암수 생쥐를 두 집단으로 나눠 한 집단은 정상 생체주기를 유지하도록 하고, 다른 집단은 8시간만 자도록 해 수면 부족을 유도했습니다. 그다음 코카인이 섞인 식사와 일반 식사를 동시에 제공한 뒤 선호도를 관찰한 결과 수면 부족을 겪은 생쥐들이 코카인에 쉽게 중독된다는 사실을 확인하게 됐습니다. 수면 부족으로 인한 중독 증상은 뇌 속 시상하부 ‘오렉신’이라는 물질 때문이라고 연구팀은 설명하고 있습니다. 수면이 부족하면 오렉신이 증가하는데 오렉신은 잠 부족을 다른 방식으로 충족시키려고 하기 때문에 갖가지 중독에 빠지기 쉬워진다는 것이지요. 2015년 미국 의학협회는 인공조명이 암, 당뇨, 심혈관질환 발병 가능성을 높일 수 있다고 지적하며 인공조명 노출을 줄이라는 권고를 내놓은 바 있습니다. 어둠에 대한 인간의 원초적 두려움을 없애 준 인공조명은 이제 부메랑이 돼 인간은 물론 생태계 전체를 위협하는 존재가 됐습니다. 과학자들의 지적처럼 이제는 인공조명을 지구온난화로 인한 기후변화와 비슷한 관점에서 관리해야 하는 것 아닌가 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 실험실에서 사람의 폐포를 만들어 코로나19 바이러스 감염 과정을 정확히 밝혀내는데 성공했다. 카이스트 의과학대학원, 국립보건연구원 국립감염병연구소, 기초과학연구원(IBS) 혈관연구단, 서울대병원, 벤처기업 지놈인사이트와 영국 케임브리지대 공동연구팀은 3차원 미니 장기기술을 이용해 실험실에서 사람의 폐포 세포를 만들어 내는데 성공하고 이를 활용해 코로나19 바이러스가 사람의 폐 세포를 파괴하는 과정을 정밀하게 규명했다고 26일 밝혔다. 이번 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 스템셀’에 실렸다. 미국 존스홉킨스대에서 운영하는 코로나19 감염자 현황에 따르면 26일 현재 확진자 수는 4300만 9311명으로 지난 18일 4000만 명을 넘어선지 열흘이 못 된 상황에서 300만 명의 환자가 더 늘었다. 미국의 총감염자 수는 863만 6165명으로 가장 많은 것으로 나타났다. 지난 24일 미국에서는 하루에 8만 8973명의 신규 확진자가 발생해 하루 최대 코로나19 환자 발생을 기록했다. 이 같은 가운데 코로나19 바이러스를 정밀 타격할 수 있는 치료제나 예방백신을 개발하기 위해서는 바이러스가 몸 속에 들어와서 어떤 과정으로 감염을 시키는지 정확히 파악할 수 있어야 한다. 많은 과학자들이 정확한 코로나19 감염 메커니즘을 밝혀내고자 하지만 생쥐를 이용해서는 코로나19 바이러슥 감염이 쉽지 않고 실험실 수준에서 활용할 수 있는 사람의 폐포 모델도 존재하지 않아 한계가 있었다.연구팀은 이 같은 문제를 해결하기 위해 폐암과 같이 폐질환 관련 수술이나 검사시에 채취한 사람의 폐조직을 이용해 실험실에서도 사용할 수 있는 장기간 안전한 3차원 폐세포 모델을 만들었다. 이렇게 만든 폐포 실험결과 코로나19 바이러스에 노출되면 6시간 내에 급속한 바이러스 증식이 발생해 세포 상태에서는 완벽하게 감염된 것으로 확인됐다. 코로나19 바이러스 입자 하나가 세포 하나를 감염시키기에 충분한 만큼 급속한 바이러스 증식으로 몸 전체에 코로나19 바이러스 퍼져나가는 것이 가능하다는 것도 확인했다. 연구팀에 따르면 폐세포의 선천 면역반응이 활성화되는 것은 사흘 가량의 시간이 걸리는데 감염 이후 사흘이 지나면 세포 가운데 일부분은 고유의 기능을 급격히 상실되는 것이 관찰됐다.주영석 카이스트 교수는 “이번에 개발한 3차원 인체 폐배양모델을 활용하면 코로나19 바이러스를 포함한 다양한 호흡기 바이러스 감염 연구에 유용하게 사용될 수 있을 것”이라고 말했다. 주 교수는 “특히 동물이나 인체 다른 장기에서 만들어낸 세포 모델이 아니라 바이러스에 직접 공격을 받아 영향을 받는 사람의 폐세포를 직접 연구에 활용할 수 있기 때문에 정확한 메커니즘을 파악할 수 있을 뿐만 아니라 치료제 개발에도 이용될 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

비만한 사람이나 당뇨 환자들은 골절상을 당하기 쉽기 때문에 조심해야 한다는 이야기를 많이 듣는다. 체내 염증이 쉽게 발생하고 일반인들이라면 가벼운 부상으로 지나갈 일도 비만환자나 당뇨환자들은 큰 부상으로 이어지기 쉽다. 국내 연구진이 당뇨나 비만 같은 대사질환에 동반하는 골질환의 단초를 발견했다. 연세대 치과대 연구팀은 뇌 시상하부 신경세포에 존재하는 일차섬모가 에너지 대사와 골항상성에 중요한 역할을 하는 세포소기관이라는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구결과는 의과학 분야 국제학술지 ‘임상추적’(Journal of Clinical Investigation)에 실렸다. 코점막이나 폐표면, 난관 등에 있는 운동성 섬모와 달리 운동성이 없는 일차섬모는 그동안 별다른 기능 없이 퇴화된 흔적기관으로만 알려져 있었다. 그렇지만 최근 감각기관에서 다양한 감각을 전달하기 위한 수용체로써 세포 안팎을 연결해주는 ‘세포의 안테나’로 주목받고 있다. 연구팀은 앞선 연구를 통해 뇌 시상하부 복내측핵에 존재하는 특정신경세포가 에너지 대사에 중요하며 이 신경세포 표면에 유난히 긴 일차섬모가 존재한다는 것을 확인했다. 이에 연구팀은 해당 신경세포에서만 일차섬모가 만들어지지 않는 생쥐를 만들고 일차섬모의 역할을 조사했다. 그 결과 일차섬모가 결손된 생쥐모델에서 심한 비만이 나타났으며 이는 산소소비량 감소와 에너지 소비가 되지 않는 등 에너지 대사위축 현상이 다각도로 나타났기 때문으로 확인됐다. 일차섬모가 없는 생쥐들은 교감신경 활성이 떨어지면서 식욕억제 호르몬 렙틴에 대한 민감성을 잃으면서 과섭취로 이어졌고 자율신경 이상으로 인한 골밀도 조절에도 어려움을 겪는 것으로 확인됐다. 김기우 연세대 치과대 교수는 “이번 연구는 교감신경활성에 관여하는 일차섬모가 에너지대사와 뼈항상성 유지에 필수적이라는 것을 밝혀냈다”라며 “중추신경계를 통한 에너지대사와 골밀도의 동시조절 가능성을 제시함으로써 비만이나 당뇨 등 대사질환과 동반되는 골질환을 표적으로 하는 약물개발의 단서가 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

생쥐들이 천장을 운동장 삼아 뜀박질하던 시절이 있었다. 한밤중 ‘우당탕탕’ 소리에 놀라 이불 속을 파고든 기억이 아련하다. 부엌 한쪽 시렁에 얹어둔 음식이 감쪽같이 사라지자 어머니는 “고양이 한 마리 들여야겠네”라고 결심한 듯 말하셨다. 책상 아래에 고양이 집을 들인 지 며칠도 안 돼 신기하게 ‘천장 운동회’가 멈췄고, 부엌의 음식물들도 온전하게 자리를 지켰다. 1970년대 말 개혁개방을 추진한 중국의 ‘작은 거인’ 덩샤오핑은 유명한 말을 남겼다. ‘검은 고양이든 흰 고양이든 쥐만 잘 잡으면 좋은 고양이다.’ 이른바 ‘흑묘백묘(黑猫白猫)론’이다. 경제 부흥에 이념은 중요치 않다는 것으로 중국식 실용주의의 대명사가 됐다. 그 시절 고양이의 용도는 쥐 잡는 데 그쳤다. 친한 후배 한 명이 페이스북에 종종 흑묘백묘와의 동거 행각 흔적을 남기고 있다. 사진 속 그는 남부럽지 않은 부자의 얼굴이다. 웃을 일 별로 없는 그를 요즘 웃게 만드는 유일한 존재가 흑묘백묘라고 한다. 어제부터 실시하는 2020 인구주택총조사에서 처음으로 ‘반려동물을 키우냐’는 문항이 포함됐다. 반려동물 사육인구가 1500만명에 이르는 사회변화상을 반영한 것이다. 이제 고양이가 쥐를 잡고 개가 집을 지키는 시대가 아니다. stinger@seoul.co.kr

‘코로나는 감기와 비슷하다’, ‘마스크는 필요할 때만 쓰면 된다’는 등의 비과학적 망언을 일삼던 도널드 트럼프 미국 대통령이 얼마전 코로나19에 감염됐다. 이 소식은 코로나는 세계에서 가장 힘있는 사람도 과학적 근거에 기반한 방역수칙을 지키지 않는 경우 위험해질 수 있다는 것을 보여주는 사례가 됐다. 최근 과학자들이 유인원은 물론 개나 고양이, 양, 염소, 소, 돼지 등 사람과 가깝게 지내는 동물까지 포유류는 대부분 코로나19에 감염될 가능성이 높다는 연구결과를 내놨다. 영국 런던대(UCL) 구조·분자생물학과, 말레이시아 국립대 생물정보학과 공동연구팀은 포유동물의 절반 가까이가 코로나19 유발 바이러스인 ‘SARS-CoV-2’에 취약하다는 연구결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 5일자에 발표했다. 연구팀은 사람 이외의 215종의 다양한 동물을 대상으로 코로나19 바이러스가 숙주에 침투할 때 활용하는 스파이크 단백질과 결합하는 ACE2 단백질의 결합 안정성을 확인했다. 코로나19가 신체에 효과적으로 침투하기 위해서는 표면의 스파이크 단백질이 숙주 체내의 ACE2 단백질과 안정적으로 결합될 수 있어야 하는 만큼 두 단백질 사이의 결합 안정성에 따라 바이러스의 감염 가능성이 달라지는 것이다. 분석 결과 침팬지, 고릴라, 오랑우탄, 보노보 같은 유인원과 양은 물론 개, 고양이 같이 사람들과 생활공간을 공유하는 동물은 코로나19 바이러스에 감염되기 쉽다는 것으로 분석됐다. 특히 사람들과 접촉이 잦은 26종의 포유동물들은 감염 가능성이 더 높은 것으로 확인됐다. 사람이 동물을 감염시킬 뿐만 아니라 동물이 사람에게 바이러스를 전파할 수도 있다는 의미이다. 이번 연구결과는 생쥐, 마카크 원숭이, 고양이, 개, 밍크, 사자, 호랑이 등 기존의 실험실 연구에서 확인한 코로나19 감염 결과와 일치한다. 또 조류나 어류, 파충류는 코로나19 바이러스에 감염될 위험은 포유동물에 비해 눈에 띄게 낮은 것으로 조사됐다. 연구팀은 이번 분석 결과 가축에 의해 사람들이 감염될 수 있을 뿐만 아니라 코로나19 바이러스가 멸종위기에 처한 포유동물을 위협하는 한 요인이 될 수 있다고 지적했다. 이와 함께 동물들은 인간과 달리 박쥐처럼 아무런 영향을 받지 않고 바이러스만 보유하고 있는 ‘병원균의 저수지’ 역할을 하며 인간을 재감염시킬 가능성도 완전히 배제할 수 없다고 연구팀은 밝혔다. 조앤 산티니 UCL 교수(미생물학)는 “이번 연구는 동물 뿐만 아니라 사람에게 재감염되는 것을 막기 위해서 반려동물이나 농장에서 키우는 동물들에 대한 대규모 감시가 필요하다는 것을 보여주고 있다”라며 “동물의 감염을 막기 위해서는 그동안 사람들이 수행해 왔던 것과 방역법과 크게 다르지 않고 일단 감염된 사람이나 동물은 격리조치가 필요하다”라고 조언했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

살짝 스치기만 해도 온몸의 살갗이 벗겨지는 듯한 통증을 느끼는 신경병성 만성통증 환자들이 있다. 중증 환자들은 진통제로도 고통이 쉽게 사라지지 않아 하루하루의 삶이 힘들다고 호소하기도 한다. 국내 연구진이 이런 병적 통증의 발병 메커니즘을 밝혀내 주목받고 있다. 정지훈 경희대 한의대 학술연구교수가 주도하고 서울대 의대 연구진이 참여한 공동연구팀은 신경 손상으로 인한 만성통증은 뇌의 통증 조절 시스템이 오작동하면서 극심한 통증을 유발하고 만성화된다고 29일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 25일자에 실렸다. 신경 손상으로 인한 신경병성 통증이 느껴지는 메커니즘은 말초와 척수 수준에서 밝혀지기도 했지만 이를 바탕으로 한 통증 억제 방법은 실제 환자에게서는 효과를 보지 못하고 있다. 통증이 만성화되면 말초나 척수신경을 넘어 뇌의 역할이 커진다는 사실이 알려지면서 관련 연구가 활발해지고 있다. 이에 연구팀은 생쥐에게 신경병성 통증을 유발시키도록 조작하고서 일반 생쥐의 뇌의 활동과 변화를 측정했다. 그 결과 극심한 만성통증을 겪는 생쥐는 통증 감각 조절에 관여하는 중뇌의 ‘수도관 주위 회색질’(PAG)이라는 영역의 활성도가 현저하게 떨어진다는 것이 관찰됐다. 일반 생쥐는 중뇌 PAG에서 ‘대사성 글루타메이트 수용체 5’라는 물질이 지속적으로 활성화돼 있다는 것도 확인됐다. 즉 뇌의 통증조절 기능이 정상 작동하기 위해서는 이 물질이 지속적으로 활성을 유지해야 한다는 설명이다. 연구팀은 만성통증을 겪는 생쥐에게 대사성 글루타메이트 수용체 5의 활성을 높이면 강력한 진통효과를 발휘해 만성통증이 개선되는 것이 관찰됐고 반대로 일반 생쥐에게서 대사성 글루타메이트 수용체 5 활성을 차단하면 신경병성 통증을 겪는 생쥐처럼 극심한 통증을 느끼는 것으로 확인됐다. 정 교수는 “이번 결과는 신경병성 통증을 비롯한 다양한 통증의 만성화 기전을 이해하는 데 도움을 줘 새로운 치료법을 개발하는 데 이바지할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

살짝 스치기만 해도 온 몸의 살갗이 벗겨지는 듯한 통증을 느끼는 신경병성 만성통증 환자들이 있다. 중증 환자들은 진통제로도 고통이 쉽게 사라지지 않아 하루 하루의 삶이 힘들다고 호소하기도 한다. 국내 연구진이 이런 병적 통증의 발병 메커니즘을 밝혀내 주목받고 있다. 경희대 한의대, 서울대 의대 공동연구팀은 신경 손상으로 인한 만성 통증은 뇌의 통증 조절 시스템에 오작동하면서 극심한 통증을 유발하고 만성화된다고 29일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 25일자에 실렸다. 신경손상으로 인한 신경병성 통증이 느껴지는 메커니즘은 말초와 척수 수준에서 밝혀지기도 했지만 이를 바탕으로 한 통증 억제방법은 실제 환자에게서는 효과를 보지 못하고 있다. 더군다나 통증이 만성화되면 단순히 말초나 척수신경을 넘어 뇌에서 역할이 커진다는 사실이 알려지면서 관련 연구가 활발해지고 있다. 이에 연구팀은 생쥐에게 신경병성 통증을 유발시키도록 조작한 뒤 일반 생쥐와 뇌의 활동과 변화를 측정했다. 그 결과 극심한 만성통증을 겪는 생쥐는 통증 감각 조절에 관여하는 중뇌의 ‘수도관 주위 회색질’(PAG)이라는 영역의 활성도가 현저하게 떨어진다는 것이 관찰됐다. 일반 생쥐는 중뇌 PAG에서 ‘대사성 글루타메이트 수용체 5’라는 물질이 지속적으로 활성화돼 있다는 것도 확인됐다. 즉 뇌의 통증조절 기능이 정상 작동하기 위해서는 이 물질이 지속적으로 활성을 유지해야 한다는 설명이다. 연구팀은 이에 만성통증을 겪는 생쥐에게 대사성 글루타메이트 수용체 5의 활성을 높이면 강력한 진통효과를 발휘해 만성통증이 개선되는 것이 관찰됐고 반대로 일반 생쥐에게서 대사성 글루타메이트 수용체 5 활성을 차단하면 신경병성 통증을 겪는 생쥐처럼 극심한 통증을 느끼는 것으로 확인됐다. 연구를 수행한 정지훈 경희대 한의대 교수는 “이번 결과는 신경병성 통증을 비롯한 다양한 통증의 만성화 기전을 이해하는데 도움을 줘 새로운 치료법을 개발하는데 기여할 것”이라며 “통증 이외에 조현병, 우울증, 각종 중독증상, 다양한 퇴행성 신경질환의 메커니즘을 이해하는데도 도움을 줄 것으로 기대한다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난주 ‘놀면 뭐하니’라는 연예프로그램에서 신예 걸그룹 ‘환불원정대’의 매니저로 등장한 가수김종민이 내비게이션을 보고도 길을 제대로 찾지 못하는 장면이 나와 시청자들의 웃음보를 터뜨리게 만들었다. 우리 주변에서도 몇 차례 가본 길이나 장소도 제대로 찾지 못하는 등 공간감각이 다소 떨어지는 이른바 ‘길치’라고 부르는 이들을 종종 만날 수 있다. 이는 공간감각이 공간기억으로 연결되지 못하기 때문인데 국내 연구진이 공간기억을 형성하는 메커니즘을 발견해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학운영단 연구팀은 기억에 관여하는 뇌 부위인 해마 속에 과립세포, 이끼세포 등이 장소를 학습하는데 핵심적인 역할을 한다고 29일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제하술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 해마는 새로운 장소에 갔을 때 환경과 위치정보를 인식해 학습하고 기억하는 기능을 하는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 낯선 공간에 가면 처음에는 익숙하지 않고 특정 장소를 찾아가는데 어려움을 겪지만 이후 익숙해지면 주변 지표들을 일일이 확인하지 않아도 길을 헤메는 일은 줄어들게 된다. 이처럼 장소나 공간에 대해 인식하고 기억하는데 관여하는 세포를 장소세포라고 한다. 장소세포의 존재가 알려지면서 뇌의 공간 탐색과 기억에 대한 많은 연구가 활발하게 이어지고 있다. 그렇지만 여전히 장소세포가 어떻게 변화하고 생성되는지에 대해서는 명확히 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 생쥐를 공간훈련장치인 트레드밀에서 27일 동안 다양한 환경변화를 주면서 훈련을 시켰다. 훈련을 하는 동안 뇌의 해마 내부 영역인 ‘치아이랑’을 구성하는 뇌세포인 이끼세포와 과립세포 변화를 관찰했다.그 결과 해마 속 과립세포와 이끼세포가 다양한 신경네트워크를 통해 장소를 학습하고 기억하게 된다는 사실을 확인했다. 새로운 공간환경에 놓여지면 과립세포와 이끼세포가 사물의 위치나 거리(간격) 정보를 형성하게 되고 이후 공간에 익숙해지면서 사물의 위치, 거리정보를 나타내는 세포들은 사라지고 장소 자체를 기억하는 장소세포가 만들어지고 그 숫자가 늘어난다는 설명이다. 장소정보가 장소 기억으로 전이되는 것이다. 또 이끼세포는 과립세포가 위치정보를 공간의 위치 기억으로 변화시키는데 중요한 역할을 한다는 사실을 연구팀은 밝혀내기도 했다. 연구를 주도한 세바스찬 로열 박사는 “이번 연구는 장소, 공간기억에 있어서 해마의 역할을 이해하는데 중요한 의미를 갖는다”라며 “기억상실, 알츠하이머, 인지장애 같은 해마 손상과 관련된 뇌질환을 이해하고 치료 예방하는데 도움을 줄 수 있을 뿐만 아니라 인공지능 기반 신경공학 발전에도 기여할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

피곤에 찌들어 있고 기운이 없을 때 복용하면 반짝 기운을 나게 만들어주는 피로회복제나 자양강장제의 성분표를 보면 주성분이 타우린이다. 타우린은 항산화 효과, 피로회복, 콜레스테롤 감소, 혈압 안정 등 효과가 있는 아미노산의 일종으로 어패류나 오징어에 많이 포함돼 있는 것으로 알려져 있다. 그런데 국내 연구진이 타우린이 알츠하이머를 예방하고 치료하는데도 도움이 된다는 사실을 밝혀내고 실제 효과를 영상진단기술을 통해 확인해 주목받고 있다. 한국원자력의학원 RI응용부 연구팀은 알츠하이머 치료제로써 타우린의 효능을 영상진단으로 평가하는데 성공했다고 24일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 23일자에 실렸다. 타우린이 알츠하이머 질환 치료에 효과가 있는 것으로 알려져 있지만 실제 뇌신경 보호효과를 명확하게 확인하지 못해 치료효과 평가에 어려움을 겪어왔다. 기존에도 알츠하이머 치료 후보물질의 효능 연구는 약물 투여 후 나타나는 행동변화나 사후 조직검사를 통한 병리학적 분석에 국한돼 있었고 살아있는 동물에 대한 약효 분석은 직접 평가하지 못했다. 연구팀은 알츠하이머 질환의 원인으로 알려진 베타아밀로이드 단백질이 쌓이면 학습과 기억에 관여하는 뇌신호 전달물질인 글루타메이트를 감소시킨다는 것을 확인했다. 이후 알츠하이머 치료 효과가 있는 것으로 알려진 타우린을 알츠하이머 생쥐에게 베타아밀로이드 단백질 침착이 시작되는 시점부터 7개월간 투여하고 ‘글루타메이트 양전자방출단층촬영(PET)’을 실시했다. 그 결과 타우린을 투여한 알츠하이머 생쥐는 그러지 않은 생쥐와 비교해 베타아밀로이드 침착으로부터 뇌 속 신호전달체계인 글루타메이트 보호 효과가 있는 것이 관찰됐다. 특히 살아있는 생쥐을 분자영상기법으로 알츠하이머 치료 후보약물의 생물학적 효과를 확인했다는 점에서 주목받고 있다. 최재용 박사는 “이번 연구는 분자영상기법을 알츠하이머 치매 치료제 후보물질에 적용해 임상시험 전 생물학적 효과를 조기에 평가하는데 성공해 신약개발에 있어서 경제적으로나 시간을 줄일 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 21일 늦은 밤, 질병관리청은 다음날 전국 초중고생과 임신부를 대상으로 시작할 예정이었던 무료 독감 예방접종을 일시 중단한다고 긴급 공지했습니다. 독감 백신 유통과정에서 적정 냉장온도가 유지되지 않았다는 것을 파악했기 때문입니다. 독감 백신은 접종 직전까지 2~8도라는 적정온도가 유지돼야 합니다. 최적 보관온도보다 높은 상태에 노출되면 백신의 단백질 함량이 줄어들어 백신의 예방효과가 뚝 떨어집니다. ‘트윈데믹’ 우려가 커지는 가운데 바이러스에 상대적으로 취약해 무료 백신접종 대상자인 영유아, 아동·청소년, 임신부, 노년층은 무료 접종 재개를 기다려야 할지 유료 접종을 받아야 할지 혼란에 빠졌습니다. 여기서 궁금한 것은 체했을 때 소화제 먹는 것조차 조심스러운 임신부들에게 백신을 접종하는 것은 괜찮을까 하는 점입니다. 최근 의과학자들이 답변을 대신할 수 있는 연구결과를 내놨습니다. ●바이러스 몸 전체로 퍼져 태아에게 심각 호주 왕립 멜버른 공과대(RMIT), 모내시대, 남호주대, 라트로브대, 아일랜드 트리니티칼리지 더블린대 의대, 트리니티 의생명과학연구소, 성 제임스병원, 쿰 여성·아동 대학병원 공동연구팀은 임신부가 독감에 걸리면 일반 환자들처럼 바이러스가 호흡기에만 영향을 미치는 것이 아니라 바이러스가 몸 전체로 퍼지면서 산모 본인은 물론 태아에게 심각한 합병증을 유발한다고 23일 밝혔습니다. 이 같은 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 22일 자에 실렸습니다. 연구팀은 임신한 생쥐와 임신하지 않은 암수 생쥐를 A형 독감 바이러스에 노출시키고 생체 반응을 관찰했습니다. 그 결과 임신하지 않은 생쥐는 바이러스가 폐에만 집중됐지만 임신한 생쥐에게선 바이러스가 호흡기뿐만 아니라 혈관을 타고 몸 전체에 퍼져 곳곳에 염증이 발생한 것이 확인됐습니다. 염증이 생긴 혈관들은 기능 약화로 혈류량이 정상 상태의 20~30% 수준으로 떨어진 것으로 조사됐습니다. 이 때문에 독감에 걸린 임신부 생쥐는 폐렴과 함께 전신 염증 같은 패혈증 유사 증상이 쉽게 발생했으며 유산, 조산의 위험도 높아졌고 새끼들이 태어나더라도 성장 장애를 겪는 것으로 확인됐습니다. ●과도한 면역반응 발생해 합병증 시달려 독감이 산모와 태아에게 심각한 합병증을 유발할 수 있다는 사실은 잘 알려져 있었지만 정확한 메커니즘은 밝혀지지 않았습니다. 임신 중에는 산모의 면역체계가 억제되면서 병원균이 침투했을 때 쉽게 합병증이 생긴다는 정도였지요. 그런데 이번 연구로 임신부가 독감에 걸리면 체내에서 과도한 면역 반응이 발생해 각종 합병증에 시달린다는 사실이 새로 밝혀진 것입니다. 코로나19 감염환자들이 확진 이후 급격히 증상이 악화되는 것처럼 독감에 걸린 임신부의 체내에서도 사이토카인 폭풍이 발생하는 것입니다. 독감 백신은 임신부에게 바이러스와 싸울 수 있는 항체를 외부에서 제공함으로써 사이토카인 폭풍 발생을 억제해 주는 역할을 해 준다고 볼 수 있습니다. 연구를 이끈 스타브로스 셀레미디스 RMIT 교수는 “독감 바이러스와 코로나19 바이러스는 분명히 다르지만 유사점도 있는 만큼 이번 연구는 호흡기 바이러스가 어떻게 염증과 체내 과잉 면역 반응을 유발하는지에 대한 통찰력을 제시함으로써 코로나19를 연구하는 과학자들에게 귀중한 자료로 활용될 수 있을 것”이라고 말했습니다. edmondy@seoul.co.kr

한국식품연구원(원장 박동준) 식품기능연구본부 이창호 박사팀은 산사 추출물이 코르티코스테론이라는 호르몬을 억제해 스트레스나 우울증을 줄일 수 있다고 16일 밝혔다. 이번 연구 결과는 식품영양학 분야 국제학술지 ‘분자 영양학 및 식품연구’에 실렸다. 장미과 산사나무에서 열리는 산사 열매의 추출물은 중국이나 유럽 등에서 혈액순환장애, 심장질환을 완화하는 민간요법으로 쓰이고 한의학에서도 복통, 구토, 만성장염 등 치료에 사용한다. 연구팀은 생쥐에게 코르티코스테론을 장기 투여해 불안, 인지기능 저하 같은 사람의 우울증과 비슷한 증상을 유도하고 산사 추출물을 투여한 뒤 변화를 관찰했다. 그 결과 산사 추출물이 체내 활성산소나 산화효소 증가를 억제함으로써 불안과 인지기능 저하 같은 우울증 증상이 완화하는 것이 관찰됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인간 주변 곳곳에 있는 쥐가 코로나19 숙주가 될 수 있다는 경고가 나왔다. 다만 일상에서 쥐 때문에 코로나19에 감염될 가능성은 희박하다는 반론도 제기됐다. 4일(현지시간) 미국 워싱턴포스트(WP)에 따르면 미국 콜로라도대 연구진은 흰발생쥐(deer mouse)를 상대로 한 실험실 연구에서 이 같은 결론을 얻었다. 연구진은 쥐들의 코를 통해 많은 양의 코로나19 바이러스를 주입한 결과 이 쥐들이 다른 동물들에게 바이러스를 전파했고, 감염된 다른 동물들도 제3의 동물 집단에 코로나19를 전염시켰다고 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국, 캐나다, 멕시코에 흔하게 돌아다니는 쥐가 코로나19 바이러스의 저장고 역할을 하고, 나아가 사람도 전염시킬 수도 있다는 우려로 해석된다. 그러나 현 시점에서 실험실 밖 일상에서 쥐 때문에 코로나19에 감염될 가능성에 대해선 학자들의 의견이 조금씩 다르다. 연구를 주도한 박쥐 바이러스 전문가 토니 스콘츠는 “통계적으로 희박하지만 확률이 0%라고는 보지 않는다”고 말했다. 반면 연구에 참여하지 않은 엘리노어 칼슨 매사추세츠대 교수는 “자연에서 흰발생쥐가 코로나19 바이러스를 보유한다는 증거는 지금까지는 전혀 없다”고 밝혔다. 칼슨 교수는 코로나19 감염자가 많은 양의 바이러스를 바닥에 쏟고 쥐가 거기에 감염되는 사례가 연속적으로 일어나기 어려운, 확률 낮은 연쇄반응이라는 점에서 실험실 밖에서의 이러한 감염이 연구진 주장보다는 덜 우려스럽다고 덧붙였다. 많은 전염병 학자들은 코로나19 바이러스가 박쥐에서 인체로 넘어와 팬데믹(세계적 대유행)을 일으켰다고 보고 있다. 최근에는 미국 뉴욕동물원에서 사육사들이 고양이들에게 코로나19를 옮겼다는 등 사람에서 동물로 바이러스가 전파되는 반대 경로도 보고되고 있다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

미국 에머리대 의대 인간유전학과, 조지아대 심리학과 공동연구팀은 운동이 뇌와 척수를 연결해 주는 뇌줄기(뇌간)에서 신경을 안정시켜 주는 ‘갈라닌’이라는 호르몬 분비를 촉진시켜 스트레스 해소에 도움이 된다고 2일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘신경과학’ 9월 1일자에 실렸다. 연구팀은 생쥐들에게 일주일 동안 전기 충격을 가해 스트레스를 받도록 했다. 스트레스를 받은 생쥐들을 두 그룹으로 나눈 다음 한 그룹은 규칙적으로 쳇바퀴 돌리기 운동을 하도록 하고, 다른 집단은 운동시간을 거의 주지 않은 뒤 불안행동을 관찰했다. 그 결과 규칙적으로 운동을 한 생쥐는 운동을 하지 않은 생쥐와 비교했을 때 체내에서 갈라닌 호르몬 수치가 증가하고 혈중 스트레스 호르몬 수치가 낮아지는 것이 확인됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

스위스 연구팀, 바이러스에 열 노출 실험고온 적응 마치자 소독제로도 제거 안돼 美선 사람 콧속 세포 면역력 입증 연구도“뇌 침투 차단 위해 항바이러스 능력 진화”코로나19가 전 세계를 휩쓴 것이 벌써 9개월에 접어들었다. 많은 연구자가 코로나19를 정복하고자 치료제와 백신 개발에 뛰어들고 있어 이르면 연말이나 내년 초에 어느 정도 성과를 보일 것이라는 분위기다. 러시아가 지난달 세계 최초로 코로나19 백신 개발을 선언했지만, 안전성과 효능에 대한 의구심 때문에 러시아산 백신을 쓰겠다는 나라는 없는 상황이다. 미국에서는 임상 3상 시험이 끝나기 전에 개발 중인 백신 사용을 승인할 수 있다는 이야기도 나오고 있다. 코로나19 바이러스 변종들이 만들어지고 있어서 백신이나 치료제가 나오더라도 효과가 제한적일 수 있다는 우려가 있다. 이 같은 상황에서 스위스 로잔연방공과대(EPFL) 건축토목환경학부, 바젤대 열대·공중보건연구소, 스위스 연방 수질과학기술연구소 공동연구팀은 지구온난화가 바이러스의 진화를 촉진시키고 바이러스가 따뜻한 기후에 적응하게 되면 각종 항바이러스제에 저항성을 가져 정복은 더 어려워진다는 연구 결과를 환경분야 국제학술지 ‘환경과학기술’ 9월 2일자에 발표했다. 매년 봄과 여름에 영유아 장염과 수족구, 바이러스성 뇌수막염을 일으키는 엔테로바이러스는 물론 많은 병원성 바이러스는 열과 햇빛에 취약하다. 독감 같은 바이러스성 질병에 걸린 환자가 있으면 식기를 펄펄 끓는 뜨거운 물에 담가 소독하거나 칫솔을 자외선으로 살균하는 이유이기도 하다. 코로나19 확산 초기에 날씨가 더워지면 확산세가 줄어들 것이라는 기대를 했던 것도 같은 이유에서다. 연구팀은 장 바이러스라고도 알려진 엔테로바이러스 4종을 플라스크에 넣고 열과 햇빛에 서서히 적응시킨 뒤 항바이러스제와 소독제로 많이 사용되는 염소(Cl)에 노출시켰다. 그 결과 따뜻한 온도와 빛에 적응한 바이러스는 항바이러스제와 소독제로도 쉽게 제거되지 않는 것이 확인됐다. 연구를 주도한 안나 카라탈라 EPFL 박사(환경화학)는 “이번 연구는 지구온난화로 인해 지구 평균온도가 상승할 경우 바이러스도 함께 진화해 현재 쓰이는 항바이러스제나 바이러스 제거제로는 없앨 수 없음을 보여 주고 있다”면서 “따뜻한 기온에 적응한 바이러스는 본래보다 독성은 약해지더라도 전염력은 더 강해질 것”이라고 말했다. 바이러스만 사람을 공격하기 쉽게 진화할까. 과학자들은 사람도 적응력이 빠른 동물이기 때문에 바이러스에 대응해 진화하게 될 것이며 지금까지 알려지지 않은 새로운 대응책을 찾아낼 것이라고 보고 있다. 실제로 미국 듀크대 의대 분자유전학·미생물학과, 면역학과, 듀크 인간백신연구소 공동연구팀은 콧속 냄새를 감지하는 세포가 독감 바이러스를 퇴치할 수 있는 능력을 갖추고 있을 것이라는 새로운 연구 결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 9월 1일자에 제시했다. 연구팀은 생후 6~12주 된 암컷과 수컷 생쥐를 ‘B형 독감’ 바이러스에 노출시킨 뒤 몸 각 부분에서 세포를 떼어내 현미경으로 관찰하고 RNA 염기서열 분석을 했다. 그 결과 상기도(입, 목)와 하기도(폐) 세포에서는 바이러스가 쉽게 번식하고 바이러스양이 많아졌지만 같은 상기도인 콧속, 특히 후각신경 세포는 독감 바이러스에 감염되지 않고 감염되더라도 바이러스를 빠르게 제거하는 것으로 확인됐다. 니컬러스 히턴 듀크대 의대 교수(분자바이러스학)는 “후각신경 세포가 다른 인체 세포들보다 더 우수한 항바이러스 능력을 갖추게 된 원인에 대해서는 추가 연구가 필요하지만, 바이러스가 코를 통해 뇌로 침투하는 것을 차단하기 위해 진화한 것으로 보인다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

성장기 아이가 있는 가정의 부모들의 고민은 학업 성적과 함께 성장일 것이다. 또래 아이들보다 키가 작으면 키가 자라지 않는 이유가 뭔지 알아보고 해결하기 위해 병원을 다닌다든지, 키 크는데 도움이 되는 영양제를 먹이기도 한다. 심지어는 성장호르몬 주사 처방을 받기도 한다. 그렇지만 이런 방법으로도 부모들 생각만큼 키가 쑥 크지 않는 경우가 많다. 그런데 아동, 청소년들이 키가 잘 자라지 않는다면 부모들이 알지 못하는 다른 이유가 있을 수도 있다. 다름 아닌 스트레스이다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌·인지과학전공 연구팀은 뇌 시상하부 내 실방핵에서 만들어진 인슐린이 성장호르몬 생성에 도움이 된다는 것을 발견했다고 27일 밝혔다. 실방핵은 시상하부를 구성하는 여러 신경핵 중 하나로 호르몬 분비를 통해 삼투압, 식욕, 스트레스에 대한 신체반응 등 조절을 매개하는 것으로 알려져 있다. 이런 실방핵에서 만들어지는 인슐린은 스트레스를 받으면 분비되지 않기 때문에 성장호르몬 생성을 막아 성장을 저해할 수 있다는 것이다. 이 같은 연구결과는 임상의학 분야 국제학술지 ‘JCI 인사이트’에 실렸다. 인슐린이라고 하면 주로 췌장에서 분비되고 혈당 조절에 관여하는 호르몬이다. 그렇지만 췌장 이외에 시상하부를 비롯한 다양한 뇌 영역에서도 소량의 인슐린을 합성하는 것으로 알려져 있다. 그렇지만 뇌에서 생성된 인슐린은 어느 부분의 신경세포에서 만들어지고 생리적 역할은 무엇인지 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 조직이나 세포의 특정 단백질의 항원항체반응을 통해 광학기기로 관찰하는 면역조직화학 기법으로 뇌 인슐린을 분석한 결과 시상하부 내 실방핵에 있는 소세포성 신경분비세포에서 기인한다는 것을 처음으로 발견했다. 연구팀은 뇌에서 생성되는 인슐린을 억제하는 바이러스를 만들어 성인 생쥐의 시상하부 실방액에 주입했다. 그 결과 여러 호르몬 중 성장호르몬만 분비가 억제되는 것을 관찰했다. 이 발견을 바탕으로 갓 태어난 어린 생쥐의 시상하부 실방핵에 인슐린 발현을 억제하는 바이러스를 주입하자 뇌하수체 성장호르몬 생성이 억제돼 성장이 지연되는 것을 확인했다. 또 어린 쥐에게 스트레스를 주면 시상하부 실방핵 내 인슐린 발현이 억제되면서 뇌하수체 성장호르몬 생성이 억제돼 성장이 지연되는 것을 추가로 관찰했다. 김은경 DGIST 교수는 “이번 연구는 뇌에서 만들어지는 미량의 인슐린이 어떤 생리적 기능을 하는지에 대해 알려주는 성과”라며 “뇌 인슐린은 이번에 밝혀진 것처럼 성장을 좌우하는 것 이외에 또 다른 신체 기능 조절에 관여할 것으로 보이는 만큼 추가 연구를 진행할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr