모든 사람이 그런 것은 아니지만 나이가 들수록 주변 환경 변화에 빠르게 대응하지 못하는 경우가 많다. 세월이 지나면서 겪어온 여러 경험들이 사고의 유연성을 막는다는 것이 심리학자들의 설명이다. 그런데 실제로 아이들을 늦게 나은 부모들이 젊은 부모들보다 육아방식에 융통성이 떨어진다는 연구결과가 나왔다. 인간 세계의 이야기가 아닌 곤충 세계에 한정된 실험결과이기는 하지만 말이다. 영국 엑서터대 생태·진화·생명과학센터 연구팀은 나이든 딱정벌레 부모들은 젊은 부모들보다 새끼들을 키울 때 유연성이 떨어진다고 9일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘동물 행동’(Animal Behaviour) 최신호(6일자)에 실렸다. 연구팀은 딱정벌레 중 생쥐나 새 같은 작은 동물의 사체에 새끼를 낳고 키우는 송장벌레(Burying beetle)를 관찰했다. 연구팀은 젊은 암컷들은 사체의 크기에 따라 새끼의 수와 전체 무게를 조절하고 새끼를 키우는 방식을 바꾸지만 나이든 암컷들은 여러 생존 조건들을 무시하고 더 많은 새끼를 낳는데만 집중한다는 것을 발견했다. 송장벌레 새끼들이 자라는 동물 사체 크기는 먹잇감과도 관련이 있다. 사체가 작을수록 새끼들의 가용한 먹을거리가 적다는 것을 의미한다. 보통 식량이 풍부할 때는 더 많은 새끼를 낳고 부족할 때는 적게 낳는데 나이든 암컷 송장벌레들은 다시 번식할 기회를 얻지 못할 것이라는 판단에서 상황에 관계없이 모든 것을 투자하는 것으로 연구팀은 해석했다.연구팀은 송장벌레들이 사용할 수 있는 사체의 크기를 다양하게 변화시키면서 암컷들의 반응을 관찰했다. 그 결과 젊은 암컷들은 작은 사체에서는 새끼 낳는 숫자를 줄이는 것이 관찰됐지만 나이든 암컷들은 사체의 크기와는 관계없이 새끼 숫자를 최대화시키는 것이 확인됐다. 일반적으로 양육 환경이 좋지 않을 때는 새끼를 많이 낳아 종의 번식에 위협을 받는 것보다는 미래의 생식기회를 생각해 에너지 소모를 줄인다. 그렇지만 이번 연구에 따르면 나이대에 따라 생식과 양육방식이 달라진다는 것이다. 연구팀은 나이든 암컷들은 미래의 생식기회가 많지 않기 때문에 종의 번식과 생식이 가능할 때 최대한 시도하는 것이라고 추정했다. 닉 로일 교수(행동생태학)는 “유연성이라는 개념은 유기체들이 급격한 환경변화에 적응하는데 필수적인 능력”이라며 “연령대에 따라 달라지는 유연성이 양육이나 생식에서 관찰된 것은 이번이 처음”이라고 설명했다. 로일 교수는 “이번 연구로 자연계에서 나타나는 유연성 변화가 생물들이 환경 변화에 적응하는데 어떤 영향을 미치는가 이해하는데 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 암 세포를 거품처럼 터트려 자연적으로 사멸하도록 해 암을 치료하는 기술을 개발했다. 성균관대 화학공학과, 한국과학기술연구원(KIST) 공동연구팀은 초음파를 쬐면 기포가 만들어지는 나노물질로 암세포막을 파괴해 암조직이 괴사하도록 하는 기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 최신호 표지논문으로 실렸다. 많은 연구자들이 세포괴사 현상인 ‘네크롭토시스’를 암치료에 활용하려고는 했지만 화학적이나 생물학적으로 이 현상을 유도하기가 쉽지 않아 치료제 개발까지 이어지지는 못했다. 연구팀은 물리적으로 암세포를 터트려 네크롭토시스를 유도하기 위해 액체상태의 과불화펜탄을 탑재시킨 자기조립형 고분자를 만들었다. 이 고분자를 암세포로 침투시킨 뒤 초음파를 쬐어주면 과불화펜탄이 기체로 변하면서 부피가 팽창해 암세포막이 터지면서 괴사하는 것이다. 연구팀은 대장암을 유발시킨 뒤 암조직이 폐로 전이된 생쥐에게 면역항암제와 함께 나노버블을 함께 투여한 결과 면역항암제만 투여했을 때보다 종양의 무게가 97% 수준으로 감소되는 것이 관찰됐다. 이와 동시에 종양 내 암세포를 공격하는 면역세포도 증가했고 대장암은 물론 전이된 폐암조직까지 성장이 억제되는 것이 발견됐다. 박재형 성균관대 교수는 “이번 연구는 네크롭토시스 현상을 이용해 항암 면역치료 연구의 실마리를 제시했다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

무서운 속도로 확산되고 있는 코로나19를 대응하기 위해 치료제나 예방백신을 개발하기 위해 전 세계 과학자들이 다양한 연구에 착수하고 있다. 신약개발에서는 약물 안정성을 확인하기 위한 동물 대상 임상실험이 필수적이다. 국내 연구진도 동물실험을 위한 영장류 실험에 곧 착수할 계획이다. 신약개발을 위해서는 약물 후보물질을 발굴하고 세포실험, 동물실험을 거쳐 사람을 대상으로 한 임상시험까지 거치다보면 시간이 오래걸린다. 실제로 2016년 유행했던 메르스 치료제도 아직 개발 중인 것을 봐도 그렇다. 코로나19 치료제나 예방백신 개발도 올해 안에는 어렵다는 관측이 나오고 있는 상황이다. 이 때문에 국내에서는 미국 식품의약국(FDA)에서 허가받아 안정성이 입증된 약물 중 코로나19에도 효능이 있을 것으로 보이는 것을 찾아내는 ‘약물 재창출 연구’가 추진되고 있다. 과학기술정보통신부는 파스퇴르연구소, 한국화학연구원 등 관련 연구기관들을 총동원해 기존 약물을 대상으로 세포 실험을 실시하고 있다. 여기에 원숭이 같은 영장류와 생쥐를 대상으로 치료효과를 검증하는 실험도 곧 착수할 계획이라고 6일 밝혔다. 한국생명공학연구원 산하 영장류센터는 기존 약물의 코로나19 치료효과를 검증하기 위해 4월 초까지 코로나 감염모델 개발을 진행 중이다. 또 다양한 유전자변형마우스 개발을 하고 있는 국가마우스표현형분석사업단에서는 한국화학연구원과 함께 코로나 감염모델 마우스 5종을 개발 중에 있다. 감염모델 동물은 질병 발생 원인과 메커니즘, 치료방법이나 백신 연구를 위해 선천적으로 쉽게 감염이 되도록 한 동물을 말한다. 정병선 과기부 제1차관은 6일 충북 오창에 위치한 생명공학연구원 영장류센터를 방문해 연구 진행상황을 점검했다. 정 차관은 이 자리에서 “코로나19에 대한 국민 우려가 크다”라며 “과학계가 그동안 연구개발을 통해 확보한 기술역량을 바탕으로 코로나19 치료약물 재창출 연구결과를 신속히 도출해달라”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

바이러스, 비만한 생쥐 몸서 오래 생존 다른 비만 생쥐로 옮겨갈 때 변이 심해항바이러스성 단백질 생성 못 해 ‘위험’세계보건기구(WHO)는 지난달 말 과체중이나 비만으로 전 세계에서 매년 최소 280만명이 사망하면서 ‘전염병’ 수준에 도달했다고 밝혔다. 선진국은 물론 개발도상국과 중진국 등까지 전 세계 성인 인구의 50% 이상이 비만 상태다. 비만은 체내에 지방이 과다하게 쌓여 있는 상태로 고혈압, 당뇨, 지방간 등은 물론 우울증의 원인이 된다. 대장암이나 췌장암, 유방암, 전립선암 발병 가능성도 높인다. 지난해 네덜란드 라이덴대 의대 연구팀은 체지방률과 뇌의 형태, 구조가 밀접한 연관성을 갖고 있어 비만이나 과체중인 사람은 정상 체지방률을 가진 사람에 비해 인지능력이 떨어지고 치매 위험까지 높다는 연구 결과를 발표하기도 했다. 지난 세기 말 WHO는 “비만은 21세기 인류가 극복해야 할 중요한 질병”으로 규정하기도 했다. 최근 코로나19가 전 세계적으로 유행하고 있는 가운데 비만이 사람의 면역계와 바이러스에 대한 방어체계를 약화시켜 바이러스성 질병의 독성과 감염력을 높일 수 있다는 연구 결과가 발표됐다. 미국 세인트주드아동연구병원 감염질병과 및 테네시대 보건과학센터 통합의생명과학과 공동연구팀은 비만이 인플루엔자 바이러스의 독성과 변이를 촉진시킨다고 4일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 미국 미생물학협회에서 발행하는 오픈 액세스 국제학 술지 ‘엠바이오’(mBio) 3월 3일자에 실렸다.이전 연구들에 따르면 비만인 사람이 내쉬는 호흡 속에 인플루엔자 바이러스가 더 많이 포함돼 있고 바이러스의 생존 기간도 더 길다. 생쥐나 영장류 실험에서도 비만인 동물의 경우 인플루엔자 바이러스가 폐속으로 더 깊고 넓게 퍼지는가 하면 몸속에 남아 있는 시간도 더 길다. 연구팀은 비만 동물의 체내 환경이 인플루엔자 바이러스를 더 빠르게 변이시킬 수 있다고 가정하고 실험을 했다. 연구팀은 마른 생쥐와 비만 생쥐를 3일 동안 인플루엔자 바이러스에 노출시킨 뒤 바이러스 복제 시간을 측정했다. 또 이 생쥐들의 몸속에서 바이러스를 추출해 마르거나 비만한 또 다른 생쥐들에게 각각 주입해 3일간 바이러스 복제 과정을 관찰했다. 바이러스가 한 숙주에서 다른 숙주로 확산되는 과정을 모사한 것이다. 그 결과 바이러스는 비만 생쥐에게 더 오래 남아 치료 기간이 오래 걸리는가 하면 비만 생쥐에서 다른 비만 생쥐로 옮겨 갈 때 바이러스 변이가 더 심하게 나타났다. 이 같은 현상은 마른 생쥐에서 다른 생쥐로 전염될 때는 거의 관찰되지 않았다. 연구팀에 따르면 마른 생쥐끼리 바이러스가 전염될 때보다 비만 생쥐에서 옮겨 가는 인플루엔자 바이러스의 병독성이 더 강한 것으로도 확인됐다. 일반적으로 생물과 무생물의 중간에 해당하는 바이러스가 숙주인 동물에 침입하면 동물세포는 방어작용으로 항(抗)바이러스성 단백질인 ‘인터페론’을 만들어 낸다. 비만 생쥐는 면역계가 취약해 이 같은 인터페론 생성 반응이 약해지기 때문에 인플루엔자 바이러스의 변이가 심해지고 독성도 강해진다고 연구팀은 보고 있다. 스테이시 슐츠 체리 세인트주드 어린이병원 교수(감염·면역학)는 “이번 발견은 매년 인플루엔자 바이러스가 조금씩 변이를 일으켜 완벽하게 대응하는 것을 어렵게 만드는 이유를 설명해 주고 있다”며 “비만은 공중 보건에 지속적인 위협이 될 수 있는 만큼 적극적인 대책이 필요하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

치매는 노년층에서 주로 나타나는 퇴행성 뇌질환으로 ‘존엄하게 나이들 수 있는 권리’를 앗아가는 무서운 질병이다. 치매는 여러 요인으로 발생하지만 50~70%는 알츠하이머가 원인이다. 알츠하이머는 뇌에 베타-아밀로이드 단백질이 비정상적으로 축적되면서 나타나는 것으로 알려져 있는데 과학자들이 베타-아밀로이드만 빨아들여 없애는 일종의 뇌 속 청소기를 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 분자인식연구센터, 카이스트 신소재공학과, 미국 아르곤국립연구소 공동연구팀은 알츠하이머 치매를 일으키는 원인물질로 지목받고 있는 베타-아밀로이드 단백질만 빨아들여 제거하는 일종의 ‘치매 치료용 나노청소기’를 개발했다고 3일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’ 표지논문으로 실릴 예정이다. 베타-아밀로이드 단백질이 과다하게 뭉치게 되면 뇌신경세포를 파괴하고 사멸시켜 알츠하이머를 유발시키기 때문에 많은 연구자들은 베타-아밀로이드 단백질 생성이나 응집을 차단하는 물질을 개발하려는 노력을 기울이고 있지만 아직까지는 효과가 뚜렷한 약물이 개발되지는 않은 상태이다. 이에 연구팀은 베타-아밀로이드 단백질만을 원천적으로 흡입해 제거하는 방법에 주목했다. 연구팀은 거대한 구멍을 갖는 나노입자를 만들고 몸 속에서 안정적으로 존재하면서 베타-아밀로이드 단백질하고만 선택적으로 결합할 수 있는 미니항체를 부착시킨 ‘나노 청소기’를 개발했다. 이번에 개발된 나노청소기는 베타-아밀로이드 단백질만 효과적으로 흡착해 비정상적 응집을 80% 이상 차단해 신경독성을 완화하는 것으로 확인했다. 연구팀은 알츠하이머를 유발시킨 생쥐를 이용한 실험에서도 베타-아밀로이드 단백질 응집을 효과적으로 억제한다는 것이 관찰됐다. 이준석 KIST 박사는 “이번에 개발한 나노청소기를 이용하면 베타-아밀로이드 뿐만 아니라 알츠하이머를 유발시키는 또 다른 물질인 타우 단백질도 제거할 수 있을 것”이라며 “응용범위를 확장하면 몸 속 다양한 유해물질을 선택적으로 제거할 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다. 한편 카이스트 화학과 연구팀은 공기 중 산소를 이용해 알츠하이머를 일으키는 베타-아밀로이드 단백질 독성을 줄일 수 있는 화학적 도구를 만드는데 성공했다고 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 연구팀은 알츠하이머 환자의 뇌 속에서는 베타-아밀로이드 단백질이 구리 이온과 강하게 결합하면서 신경독성을 일으킨다는데 착안했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

5~6년 전까지만 해도 혼자 밥을 먹거나 커피나 술을 마시는 것은 주위 시선 때문에 쉽지 않은 일이었다. 그렇지만 최근 1인 가구 숫자가 급속히 늘어나면서 혼자 식사를 하는 ‘혼밥’이나 혼자 술을 마시는 ‘혼술’이 어색하지 않은 분위기이다. 이 같은 혼밥 인구 증가는 한국 뿐만 아니라 전 세계적인 추세여서 인문사회학자들 뿐만 아니라 과학자들도 혼밥 문화가 개인과 사회에 미치는 영향 분석에 나서고 있다. 혼밥, 혼술과 같은 자발적 고립이 아니라 히키코모리나 왕따 같은 타의에 의한 사회적 고립 현상도 적지 않다. 2018년 미국 캘리포니아공과대(칼텍), 하워드휴즈 의학연구소 공동연구팀은 사회적 고립이 뇌에서 감정과 행동에 관여하는 유전자와 단백질을 과다하게 만들어 공격성을 증가시키고 감정적 반응속도까지 늦춰 공감능력을 떨어뜨릴 수 있다는 연구결과를 생물학분야 국제학술지 ‘셀’에 발표하기도 했다. 여기에 미국 마운트 시나이 아이칸의대 연구진은 아동, 청소년기에 사회적 고립은 장기적으로 뇌신경세포(뉴런)의 기능적, 구조적 변화를 일으킨다는 사실을 밝혀내고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 21일자에 발표했다. 연구팀은 사람의 청소년기에 해당하는 생쥐를 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 다른 생쥐들과 접촉을 할 수 없도록 개별 우리에 넣어두고 나머지 그룹은 다른 생쥐들과 같이 지내도록 하면서 성인기가 될 때까지 행동과 뇌신경세포 변화를 추적 관찰했다. 그 결과 사회적 고립을 경험한 생쥐들은 일반적인 생쥐들보다 외부 자극에 수동적으로 반응한다는 것이 관찰됐으며 자극에 반응하는 전두엽 부위의 뇌신경세포 숫자나 활성이 현저하게 감소한 것이 관찰됐다. 연구팀은 해당 부위 뉴런을 증가시키면 고립됐던 생쥐의 행동이 일반 생쥐들처럼 바뀐다는 사실도 확인했다. 모리시타 히로후미 마운트 시나이 아이칸의대 교수(정신과·신경과학)는 “이번 연구는 청소년기에 사회적 고립을 겪게 되면 뉴런의 변화로 인해 장기적으로 성인이 된 뒤에도 사회적 교류에 어려움을 겪을 뿐만 아니라 조현병을 포함한 각종 정신장애를 겪을 가능성이 높다는 것을 보여준다”라고 말했다. 히로후미 교수는 “사회적 관계에서 결핍이나 청소년기 트라우마가 어떻게 신경발달 또는 정신적 장애를 일으키는지 이해하게 해줌으로써 이를 극복할 수 있는 치료법을 찾는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

20세기 초중반 항생물질이 발견돼 항생제로 활용되면서 인류는 많은 세균성 질병을 정복할 수 있었다. 그렇지만 항생제의 지나친 남용으로 치료불가능한 변종 박테리아, 일명 슈퍼박테리아가 등장하고 있는 상황이다. 많은 연구자들은 슈퍼박테리아로 인해 발생하는 질병을 막을 수 있는 또다른 항생제를 찾고 있다. 이 같은 상황에서 미국과 캐나다 과학자들이 인공지능(AI)를 활용해 치료 불가능한 변종 박테리아를 포함한 광범위한 박테리아에 대응할 수 있는 항생물질을 발견해 주목받고 있다. 미국 매사추세츠공과대(MIT) 의공학연구소, 컴퓨터과학·인공지능 연구실, 보건 인공지능클리닉, 하버드-MIT 브로드 연구소, 하버드대 유전학과, 캐나다 맥매스터대 감염병연구소 공동연구팀은 인공지능의 기계학습을 통해 결핵은 물론 치료불가능한 것으로 알려진 다양한 변종 박테리아에 대항할 수 있는 새로운 유형의 항생제 ‘할리신’(halicin)을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 20일자에 실렸다. 이번에 개발된 할리신은 항생제 개발 과정에 인공지능을 일부 활용한 것이 아니라 사람이 전혀 개입하지 않은 상태에서 분자 빅데이터만을 활용해 인공지능만으로 완전히 새로운 종류의 항생물질을 찾아냈다는데 과학자들은 주목하고 있다. 최근들어 항생제에 대한 내성균이 점점 늘어나고 있어 항생제 내성균을 잡는 슈퍼 항생제가 개발되지 않을 경우 2050년까지 내성균 감염으로 전 세계적으로 연간 1000만명 이상의 사망자가 발생할 것이라고 연구자들은 추측하고 있다. 이 때문에 많은 과학자들이 신개념 항생제 개발에 나서고 있다. 연구팀은 우선 분자와 원자의 특성과 기능을 인공지능에 학습시켰다. 그 다음 기존 항균물질 라이브러리에 포함된 300여개의 항균물질, 동식물, 미생물에서 확인된 800여 종의 자연물질을 포함한 2335개의 항균능력을 가진 분자가 대장균 성장을 억제할 수 있는 물질을 찾아내도록 신경망을 훈련시켰다. 연구팀은 이렇게 훈련된 인공지능을 다시 브로드연구소가 보유한 ‘약물용도 재지정 허브’ 데이터에 적용해 대장균 억제에 효과적이며 기존 항생제와는 다른 분자구조를 가진 물질만 찾도록 했다. 그 결과 약 100개의 새로운 슈퍼항생제 후보를 거르는데 성공했다. 그 중에서 가장 효과적으로 보이는 것은 당뇨치료제에 포함된 분자구조를 가진 물질로 연구팀은 영화 ‘2001 스페이스 오디세이’에 등장하는 인공지능 컴퓨터 ‘할’의 이름을 따 할리신이라고 명명했다. 연구팀은 이 물질을 이용해 생쥐실험을 한 결과 ‘클로스트리디오이데스 디시필’과 ‘아시네토박터 바우마니’에 대해 효과를 보이는 것을 확인했다. 클로스트리디오이데스 디피실은 대장 속에 사는 대표적인 병원성 미생물로 독소를 만들어 장을 심하게 망가뜨려 처음에는 설사증상으로 시작해 심할 경우는 사망에 이르게까지 하는 것으로 알려져 있지만 현재 나와있는 항생제로는 효과가 없는 것으로 알려져 있다. 또 아시네토박터 바우마니는 대표적인 슈퍼박테리아로 역시 현재 나와있는 항생제로는 잡을 수 없는 것으로 알려져 있다. 연구팀에 따르면 할리신은 세포막을 가로질러 이동하는 양성자의 흐름을 차단함으로써 박테리아의 항생제 내성을 차단할 수 있을 뿐만 아니라 동물실험에서 독성도 거의 나타나지 않은 것으로 확인됐다. 연구팀은 사람에 대한 임상시험이 필요하겠지만 할리신 이외에도 항생제 내성균에 대항할 수 있는 여러 종류의 항생물질을 발견할 수 있을 것으로 보고 있다. 제임스 콜린스 MIT 의공학과 교수는 “이번 연구는 잠재적 약물의 특성을 발견하고 약효를 예측하는데 인공지능이 효과적으로 활용될 수 있음을 보여주고 있다”라며 “할리신을 찾아낸 것처럼 AI를 활용해 암이나 퇴행성 신경질환 치료제도 개발할 수 있을 것”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

체내 미생물 수십조 개 대·소장 분포 소화·정신질환 영향… 질병 치료 이용 인류 위치에 따라 미생물 구성 달라 생존·적응 차원… 발효 식품으로 공유 많은 사람들이 ‘장내 미생물’이라고 하면 여전히 ‘유산균 음료’를 떠올리는 경우가 많다. 그렇지만 생물학과 의학 분야에서 장내 미생물은 비만은 물론 대장암을 포함한 여러 암, 치매나 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환에도 영향을 미치는 요인으로 각광받으면서 그야말로 ‘장내 미생물 연구’가 봇물처럼 쏟아져 나오고 있다.실제로 장내 미생물은 인체 마이크로바이옴(microbiome) 중에서 가장 주목받고 있는 분야다. 마이크로바이옴은 미생물총(叢)을 의미하는 ‘마이크로바이오타’와 유전체를 의미하는 ‘게놈’이 합쳐져 만들어진 합성어다. 인간과 동식물, 토양, 바다, 호수, 대기 등 모든 생태환경에서 서식하거나 공존하는 미생물과 유전정보 전체를 포함하는 개념으로 ‘제2의 게놈’이라고 불리기도 한다. 마이크로바이옴 연구는 유전자 증폭, 염기서열 분석 같은 생명공학 기술 발전으로 촉발됐다. 기존에는 개별 미생물 분석 연구가 주를 이루었다면 이제는 인체, 동식물, 환경과 미생물 간 상호작용을 파악하는 마이크로바이옴학 연구가 활발해지고 있다. 마이크로바이옴에 대한 관심이 본격화된 것은 2006년 미국 워싱턴대 제프리 고든 교수가 비만 쥐의 분변과 마른 쥐의 분변을 무균 쥐에게 각각 주입한 결과 비만 쥐의 분변을 주입받은 생쥐가 쉽게 비만해진다는 사실을 ‘네이처’에 발표하면서다.사람의 몸에 있는 미생물 수는 인간 세포 수보다 비슷하거나 약간 많은 39조개로 대부분 대장이나 소장 등 소화기관에 집중돼 있다. 이들 장내 미생물을 모두 모아 놓더라도 체중의 1~3%에 불과하다. 그렇지만 사람이 분해할 수 없는 영양소를 분해해 소화할 수 있도록 도와주는 기본적인 역할 이외에도 면역계 질환, 퇴행성 뇌질환, 우울증, 양극성장애 등 정신질환을 유발하는 신경정신질환에도 영향을 미친다는 연구 결과들이 최근 속속 공개되면서 장내 미생물과 건강에 대한 연구가 가속화되고 있다. 과학계에서는 장내 미생물의 기능을 파악하는 것을 넘어 장내 미생물을 이용해 질병을 치료하고 건강을 유지하는 방법에 대한 연구를 진행하고 있다. 장내 미생물을 활용해 인류의 진화 과정을 파악하는 등 연구의 폭은 점점 확장되고 있다. 미국 노스캐롤라이나주립대 응용생태학과, 노스웨스턴대 인류학과, 노트르담대 생명과학과, 독일 막스플랑크 진화인류학연구소 공동연구팀은 아프리카에서 시작된 인류가 세계 곳곳으로 퍼져 나가 적응할 수 있었던 것은 장내 미생물 덕분이라는 연구 결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘생태와 진화의 최전선’(Frontiers in Ecology and Evolution) 19일자에 발표했다. 연구팀은 인간과 원숭이(유인원), 고릴라, 오랑우탄, 침팬지 같은 비인간 영장류의 장내 미생물을 비교했다. 그 결과 유인원이나 비인간 영장류와 달리 인간은 지리적 위치와 생활양식에 따라 장내 미생물 구성과 기능에 상당한 차이를 보인다는 점을 확인했다. 로버트 던 노스캐롤라이나주립대 석학교수(생태·진화학)는 “인류 조상들이 전 세계로 퍼져 나가면서 생존을 위해서는 이전에 살던 곳과 다른 음식물을 소화시킬 수 있어야 하고 새로운 질병도 견딜 수 있는 면역력을 갖춰야 했다”면서 “생존과 적응을 위해 장내 미생물의 종류와 분포, 숫자를 변화시켰을 것”이라고 말했다. 던 교수는 “발효음식과 맥주, 와인 같은 발효음료들이 변화된 장내 미생물을 집단 공유하는 수단이 됐을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전 세계를 공포에 떨고 만들고 있는 코로나19(신종코로나바이러스 감염증)의 원인물질은 감기를 유발시키는 코로나바이러스의 변이이다. 감기라고 생각하면 쉽게 생각할 수 있지만 코로나19는 중국에서만 1600명 이상의 사망자를 내고 있다. 바이러스는 사람들의 눈에 보이지 않기 때문에 ‘보이지 않는 테러리스트’라고 불리며 많은 공포영화 소재로도 등장하고 있다. 사람이 앓는 질병 중에 많은 부분이 바이러스 때문에 발생하기 때문에 바이러스는 박멸의 대상으로 보는 경우가 많다. 그런데 미국 연구진이 최악의 바이러스로 치료가 어려운 최악의 암을 잡을 수 있다는 연구결과를 내놔 주목받고 있다. 미국 예일대 의대 신경외과, 국립보건원(NIH) 산하 국립알러지·감염병연구소(NIAID) 바이러스학실험실, 앨버니의대 면역학·세균감염과 공동연구팀은 교모세포종이라는 뇌종양을 에볼라바이러스를 이용해 치료하는 방법을 찾아냈다고 17일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미생물학 분야 국제학술지 ‘바이러스학’에 실렸다. 뇌종양은 뇌에 암세포가 발생한 질환을 말하는데 특히 뇌조직에 풍부하게 존재하는 신경교세포에 발생해 급속히 진행하는 암은 교모세포종이라고 한다. 교모세포종은 다른 암에 비해 치료하기가 쉽지 않다는 문제가 있다. 암세포는 정상세포와 달리 바이러스 같은 외부 침입자에 대해 방어하는 면역반응을 만들어 내지 못한다는 점에 연구팀은 주목했다. 연구팀은 에볼라 바이러스를 그대로 사용하면 오히려 더 치명적일 수 있기 때문에 여러 종류의 바이러스를 조합해 환자에게 바이러스 고유의 독성을 보이거나 감염되지 않도록 하고 암세포만 공격할 수 있도록 한 ‘키메라 바이러스’를 만들었다. 특히 뮤신 유사 당단백질(MLD)를 활용해 에볼라가 인체 면역계에 파괴되지 않고 암세포만 공격할 수 있도록 했다. 연구팀은 교모세포종을 유발시킨 생쥐에게 에볼라를 포함하고 있는 키메라 바이러스를 주사한 결과 교모세포종 세포만 선택적으로 공격해 없앤 것을 확인했다. 연구팀은 MLD 당단백질을 가진 바이러스는 복제 속도가 느리고 면역기능을 갖추지 못한 암세포에만 선택적으로 붙어 공격하는 것이라고 설명했다. 앤서니 반 덴 폴 예일대 의대 교수는 “이번 연구는 세계에서 가장 치명적인 바이러스를 이용해 치명적 뇌암 중 하나를 치료하겠다는 것”라며 “추가적인 연구가 필요하겠지만 감염 가능성을 제거하고 바이러스 고유의 특성을 살린다면 외과 수술과 함께 교모세포종 종양을 효과적으로 제거하고 재발까지 막을 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

어라운드이펙트가 유아물의 정형을 깬 ‘더 헤더스(The Headers)’를 탄생시켜 주목을 받고있다. 어라운드이펙트의 ‘더 헤더스’는 개성 있는 캐릭터가 인상적이다. 기린, 얼룩말, 코끼리, 코뿔소, 돼지, 생쥐로 구성된 동물 캐릭터들은 몸통 부분이 생략된 미니멀 디자인과 비현실적인 배색으로 ‘대가리들’이라는 별명이 붙었다. ‘더 헤더스’에서 일관되게 추구하는 목표는 인간과 캐릭터의 ‘교감’이다. 단순히 보는 재미를 넘어 마음을 나누는 재미를 구현하려는 것이 핵심이다. 캐릭터를 탄생시킨 어라운드이펙트 백종석 대표는 “단순함, 독특함, 따뜻함이 캐릭터들의 미적 특징이자 콘텐츠의 특징”이라고 설명했다. 실제로 AR 게임으로 제작되고 있는 더 헤더스는 슈팅게임의 일종이지만 누군가를 공격하는 대신 비눗방울을 쏘아서 더러워진 친구들을 깨끗이 씻어주는 내용이다. VR 게임 더 헤더스 역시 친해진 캐릭터의 마음을 이해하고 그 관계에 대한 책임을 져야만 게임을 지속할 수 있다. 여섯 캐릭터는 가장 먼저 VR 게임으로 대중과 만났다. 어라운드이펙트는 지난해 경기콘텐츠진흥원 주최로 열린 ‘글로벌 디벨로퍼스 포럼’(GDF 2019)에 참가해 컨트롤러 없이 맨손 동작만으로 캐릭터들을 움직이는 획기적인 방식의 게임을 선보여 뜨거운 반응을 끌어냈다. 어린이들은 VR 공간 속에서 캐릭터들을 만지고 길들이는 체험을 하고 간단한 게임을 진행하면서 즐거워했다. 또한 귀엽고 화려한 색상의 캐릭터들은 어린이 뿐만 아니라 어른의 감성도 자극시켰다. 캐릭터와 교감하면서 관계를 형성하는 스토리는 성인들의 공감을 얻기에 충분했다. 또한 더 헤더스 AR, VR 게임은 2019년 열린 중국 상해 ARCore Awards, 영국 런던의 IR 컨퍼런스에 이어, 올해 2월 미국 마이애미에서 열린 Kidscreen summit에 진출해 글로벌한 관심을 얻는 데 성공하는 등 창업 1년 만에 글로벌 콘텐츠 시장을 누비고 있다. 한편 어라운드이펙트는 올해 AR, VR 게임 출시를 앞두고 있으며 캐릭터들의 좌충우돌 스토리를 담은 ‘애니메이션 더 헤더스’를 각종 매체에 공개할 예정이다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

전 세계 연구진이 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) 치료제나 예방백신 개발에 박차를 가하는 가운데 중국에서만 약 80건의 임상시험이 진행되는 것으로 확인됐다. 반가운 소식이지만 오히려 ‘기대는 금물’이라는 우려가 나온다. 임상시험의 기본적인 기준조차 충족하지 못한 것이 많아 환자에게 도움이 되지 않을 것이라는 지적이다. 16일 세계적인 과학저널 ‘네이처’는 세계보건기구(WHO)의 수석 과학자 소미아 스와미나탄 박사의 말을 빌려 이같이 밝혔다. 네이처에 따르면 중국 내 임상시험 전반을 등록 관리하는 중국임상시험등록센터에는 현재 약 80건의 코로나19 치료제 개발을 위한 임상시험이 등록돼 있으며 계속 늘어나는 추세다. 여기에는 중국 전통 중의학부터 시작해 줄기세포를 이용한 치료법까지 다양하다. 80여건의 임상시험 중 15건이 중의학 전통약물에 대한 것이며 이 중에서 가장 큰 규모로 시도되고 있는 것은 당개나리 열매를 건조시킨 ‘연교’ 추출물을 활용한 ‘샹황롄’이라는 일종의 감기약이다. 코로나19의 직접적인 피해를 입고 있는 중국으로서는 새로운 치료법을 찾고자 다양한 방법이 시도되는 것이 바람직한 일이겠지만 과학계에서는 우려의 목소리도 적지 않다. 스와미나탄 박사는 “코로나19처럼 알려진 치료법이 없는 새로운 질병일수록 신중하게 시행된 임상시험을 거친 치료제나 방법만이 효과가 있는 것으로 인정받아야 한다”면서 “임상시험이 엄격한 잣대로 제대로 설계돼 진행되지 않는다면 연구자의 노력이 헛수고로 돌아갈 수 있을 뿐만 아니라 환자에게 나타나는 부작용도 적지 않을 것”이라고 말했다. 이 때문에 과학자들은 기존에 항바이러스 효과와 안전성은 검증된 약물을 활용한 ‘약물재창출’ 방법이 도움이 될 것이라고 보고 있다. 실제로 에이즈치료제나 말라리아치료제, 에볼라바이러스 치료제 등이 코로나19 확진환자 치료에 활용돼 효과를 보고 있다. 미국 연구진은 시험관 실험과 생쥐, 원숭이 실험을 통해 에볼라 치료제인 ‘렘데시비르’가 코로나바이러스가 원인인 메르스와 사스 치료에 효과가 있음을 확인했다는 연구 결과를 지난 14일 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 발표하기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 연구진이 미국 바이오업체 길리어드에서 개발한 에볼라 치료제인 ‘렘데시비어’가 코로나바이러스 치료제로 광범위한 효과가 있다는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 렘데시비르가 여러 종류의 코로나바이러스 효과가 있다는 과학적 결과가 나옴에 따라 현재 전 세계를 휩쓸고 있는 코로나19(신종코로나바이러스감염증)을 잡는데도 도움을 줄 수 있을 것으로 보고 있다. 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립알레르기·감염병연구소(NIAID) 바이러스실험실와 로키마운틴 수의과학분소, 미국 바이오업체 길리어드 사이언스 생물학분과, 컬럼비아대 공중보건대 감염·면역센터 공동연구팀은 원숭이 실험을 통해 렘데시비르가 메르스를 유발하는 코로나바이러스(MERS-CoV)에 대한 항바이러스 효과를 보였다는 연구결과를 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 14일자에 발표했다. 이에 앞서 중국과학원(CAS) 우한감염병연구소를 중심으로 한 중국연구팀은 렘데시비르와 말라리아 치료제 클로로퀸이 코로나19 치료에 효과가 있다고 발표하기도 했다. 이 밖에도 에이즈치료제로 알려진 로피나비르(칼레트라)도 코로나19에 효과가 있다고 보고 일부 환자 치료에 쓰이고 있기도 하다. 정맥주사제 렘데시비르는 당초 에볼라바이러스 치료제로 개발됐지만 별다른 효과를 보이고 있지 못하지만 지난달 19일 미국에서 처음으로 코로나19 확진판정을 받은 환자에게 투여돼 효과를 봤다는 사실이 의학전문지 ‘뉴잉글랜드저널 오브 메디슨’에 발표되기도 했다. 연구팀은 시험관 실험과 생쥐, 히말라야원숭이(rhesus macaque)를 이용해 코로나바이러스에 대한 렘데시비르의 효과를 검증했다. 연구팀은 우선 생체 바깥 시험관 실험에서 렘데시비르가 메르스를 유발하는 코로나바이러스(MERS-CoV)의 복제를 효과적으로 억제한다는 사실을 확인했다. 연구팀은 그 다음에는 생쥐를 이용해 실험한 결과 사스(중증급성호흡기증후군)를 유발하는 바이러스(SARS-CoV)도 차단한다는 것을 확인했다.이에 연구팀은 추가로 수컷 히말라야 원숭이 9마리에게 메르스 바이러스를 감염시켜 렘데시비르의 효과를 검증하는 실험을 실시했다. 연구팀은 6마리에게는 렘데시비르를 주사하고 나머지 3마리는 일반적 치료를 실시했다. 그 결과 렘데시비르를 투여받은 원숭이는 근육통과 발열, 기침과 같은 코로나바이러스에 감염됐을 때 나타나는 임상적 징후가 눈에 띄게 적었고 폐에서 바이러스 복제가 줄어들어 폐렴이나 폐손상이 거의 나타나지 않은 것이 관찰됐다. 특히 접종 12시간 뒤부터 항바이러스효과를 드러내고 6일 후에는 코로나바이러스가 완전히 사라지는 등 치료효과도 빠르게 드러난다는 사실을 확인했다. 이번 연구를 이끈 NIAID 분자발병학팀의 에미 드 위트 박사는 “이번 연구결과는 렘데시비르가 사스, 메르스 등 코로나바이러스감염증을 효과적으로 차단한다는 것을 처음 실험적으로 확인했다는데 의미가 크다”라며 “사람을 대상으로 한 추가적 임상시험이 필요하겠지만 최근 코로나19 환자에게 투여돼 효과를 보이고 있다는 보고들을 보면 다양한 종류의 코로나바이러스에 효과가 있음을 알 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

요 귀여운 녀석들이 옥신각신하는 장면을 카메라에 담으려고 닷새를 꼬박 런던 지하철 플랫폼 바닥에 배를 깔고 엎드린 채 기다렸단다. 바닥에 딱 붙는 앵글을 잡기 위해서였다. 두 마리는 처음에 각자 갈 길을 가다 승객이 떨어뜨린 음식 쪼가리를 갖겠다고 멱살을 잡는 것처럼 보였다. 물론 잠깐 다투고 다시 각자 갈 길을 갔단다. 영국 사진작가 샘 롤리가 드잡이를 벌이는 두 마리 검정 생쥐를 포착한 이 사진이 올해의 야생동물(WPY) 사진전 루믹스(LUMIX) 사람들의 선택 부문을 수상했다고 BBC가 12일(현지시간) 전했다. 사실 국제적으로도 널리 알려진 WPY 경쟁 부문은 지난해 10월 선정이 완료됐지만 런던 자연사박물관을 찾아 전시회를 지켜본 이들이 투표해 여러 부문 대상을 수상하지 못한 작품 가운데 가장 많은 사랑을 차지한 작품들을 뽑았다. 2만 8000명 가량이 롤리의 ‘역에서의 옥신각신’을 선택해 ‘나머지 중 최고’로 뽑았다. 브리스톨에서 BBC의 자연사 영화를 만드는 팀의 연구자로 일하고 있는 그는 “보통 엄청난 양의 사진을 찍는데 운이 좋아 이 장면을 건졌다. 플랫폼 바닥에서 닷새를 보냈는데 아마도 언젠가는 뭔가가 일어날 것이라고 믿었다”고 말했다. 무엇보다 도시에 사는 야생동물의 생태를 카메라에 담는 데 열정을 갖고 있다고 했다. 아울러 척박한 환경인데도 이들 동물들이 보여주는 놀라운 지속성에 존경의 마음을 품는다고 털어놓았다. “예를 들어 이 지하철 생쥐들은 햇볕을 보지 못하고 풀들에 베이는 느낌을 알지도 못한 채로 태어나 일생을 지하에서 보낸다. 어떻게 보면 아주 절망적인 상황인데 몇달, 어쩌면 일이년을 살다 죽는다. 생쥐는 아주 많고 먹을 거리는 아주 적어 부스러기 같은 것을 놓고도 다툼을 벌인다.” 아울러 함께 관람객의 사랑을 받은 작품들을 아래에 소개한다.그리고 56회 WPY 응모작들은 현재 전문가 패널의 심사를 진행 중에 있으며 대상 수상자는 오는 10월 결정돼 공개된다고 방송은 전했다. 임병선 기자 bsnim@seoul.co.kr

현대인들은 서서 움직이는 시간보다는 의자에 앉아 있는 시간이 길고 불규칙한 식습관까지 더해져 변비나 설사, 과민성대장증후군 같은 소화기 질환에 고생하는 경우가 많습니다. 이 때문에 장 건강에 도움을 준다는 ‘프로바이오틱스’(probiotics)를 규칙적으로 복용하는 사람들도 흔히 볼 수 있습니다. 물론 프로바이오틱스를 복용하고 오히려 설사나 변비가 생겼다거나 장에 가스가 차는 것 같다는 부작용을 호소하는 이들도 있지만 꾸준히 먹는 이들도 있는 것을 보면 효과가 아주 없는 것은 아닌 모양입니다. 최근 들어 장내 미생물이 장 건강 이외에 아토피 피부염이나 건망증을 줄이는 데도 도움이 된다는 연구 결과들까지 나오면서 장 건강에 대한 관심은 더 높아지고 있습니다. 이런 상황에서 미국과 이스라엘 과학자들이 ‘프리바이오틱스’(prebiotics)가 암 치료에도 도움을 줄 수 있다는 동물실험 결과를 내놔 주목받고 있습니다. 미국 샌퍼드버넘프레비스(SBP) 의학연구소, 네브래스카 링컨대 식품공학과, 캘리포니아 어바인대(UC어바인) 분자생물학과, 이스라엘 테크니온공과대 통합암연구센터 공동연구팀은 프리바이오틱스가 면역계를 강화시켜 암세포의 성장을 늦추는 등 암 퇴치 능력을 높여 준다는 실험 결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 2월 11일자에 발표했습니다. 프리바이오틱스는 장 속 유해균을 억제함으로써 프로바이오틱스의 생장과 활성을 유도하는 성분입니다. 프리바이오틱스는 미생물인 프로바이오틱스를 잘 자라도록 하는 장내 환경을 개선해 주는 요소이자 프로바이오틱스의 먹을거리라고 생각하면 됩니다. 연구팀은 생후 6~8주 된 수컷 생쥐들에게 피부암인 흑색종과 결장암 세포를 이식해 암을 발생시켰습니다. 연구팀은 암을 이식받은 생쥐들을 두 집단으로 나눠 한 그룹에는 2주 동안 물과 음식에 프리바이오틱스인 뮤신과 이눌린을 섞어 제공하고 나머지 집단에는 일반 식단만을 제공하면서 암세포의 크기 변화와 성장 속도를 관찰했습니다.그 결과 프리바이오틱스를 섭취한 생쥐들은 그렇지 않은 생쥐들보다 암 세포의 성장 속도가 느려질 뿐만 아니라 크기도 작아진 것이 관찰됐다고 합니다. 또 프리바이오틱스를 섭취한 생쥐들의 면역 시스템도 이전보다 강화됐다고 연구팀은 밝혔습니다. 활성화된 면역계가 암 조직을 공격한 것으로 연구팀은 보고 있습니다. 이런 연구 결과를 소개하면 간혹 어떤 제품이나 음식을 먹어야 하느냐고 문의하시는 분들이 있습니다. 마치 대단한 효과가 있는 약이나 식품이 있는데도 알려 주지 않는 것이라고 생각하는 모양입니다. 생물학이나 의학 분야 기초 연구들은 특정 물질이나 현상에 대해 더 잘 이해하기 위한 동물실험을 합니다. 그렇기 때문에 해당 연구 결과를 사람에게 바로 적용하는 경우는 거의 없습니다. 이번 연구 역시 프리바이오틱스가 암세포 성장에 어떤 영향을 미치는지에 대한 이해를 높이기 위한 것이라고 연구진은 분명히 밝히고 있습니다. 사람은 종양의 특성뿐만 아니라 유전적 배경이나 생활환경도 동물과 다릅니다. 뻔한 이야기이지만 암을 비롯해 각종 질병을 이겨낼 수 있는 면역력을 키우기 위한 과학자들의 조언은 부모가 아이들에게 하는 말과 크게 다르지 않습니다. 육류보다는 과일과 채소를 중심으로 음식을 골고루 먹고 열심히 운동하는 것이 건강유지와 면역력 강화를 위한 최선의 방법입니다. edmondy@seoul.co.kr

매년 2월 둘째주 월요일은 세계뇌전증협회와 세계뇌전증퇴치연맹이 지정한 ‘세계 뇌전증의 날’이다. 올해는 10일이 뇌전증의 날이었는데 과거 간질이라고 부르며 잘못된 정보로 뇌전증환자를 부정적으로 바라보는 것을 개선해 환자의 권익을 향상시키기 위한 날이다. 때마침 과학자들이 뇌전증의 대표적인 증상인 발작 위험을 실시간으로 감시할 수 있는 기술을 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단, 한양대, 중국 저장대, 중국과학원(CAS) 물리및화학기술연구소, 미국 일리노이 어바나-샴페인대 공동 연구팀이 뇌의 다양한 영역에서 칼륨(K) 이온농도 변화를 동시에 측정하는 고감도 나노센서를 개발해 뇌전증을 유발시킨 생쥐의 발작정도를 실시간으로 관찰하는데 성공하고 나노분야 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’ 11일자에 발표했다. 국내에도 약 36만명의 환자가 있는 것으로 추정되는 뇌전증은 뇌 신경세포가 일시적 이상으로 과도한 흥분상태에 이르러 의식을 잃거나 발작 증상을 일으키고 뇌 기능의 일시적 마비증상을 보이는 뇌질환이다. 임신 중 영양상태, 출산시 합병증, 머리를 다치거나 독성물질, 뇌수술로 인한 후유증, 독성물질 등 원인이 다양해 정확한 발병 메커니즘은 여전히 확실치 않다. 일반적으로 뇌 신경세포가 흥분상태에 이르면 칼륨이온이 바깥으로 방출되면서 이완되는데 뇌전증 환자들의 신경세포에서는 칼륨이온이 바깥으로 나오지 못해 흥분상태가 그대로 유지돼 발작과 경련이 일어나는 것이다. 뇌전증을 비롯해 다양한 뇌질환의 정확한 진단을 위해서는 뇌 속 칼륨이온 농도 변화를 추적관찰하는 것이 필요하지만 살아있는 생물체의 뇌 속 신경세포의 변화를 측정하기가 쉽지 않다는 문제가 있었다. 연구팀은 칼륨이온과 결합하면 녹생 형광을 내는 물질을 수 나노미터(㎚) 크기의 구멍을 가진 실리카 나노입자 안에 넣는 기술을 개발했다. 이 나노입자 표면을 세포막에 있는 칼륨채널과 유사한 구조를 갖도록 코팅해 세포막을 쉽게 통과할 수 있도록 했다. 이렇게 만들어진 고감도 칼륨농도측정 나노센서는 형광세기에 따라 칼륨이온 농도를 측정할 수 있다. 실제로 연구팀은 살아있는 생쥐의 해마, 편도체, 대뇌피질에 나노센서를 주입한 뒤 해마에 전기 자극을 가해 발작을 일으킨 뒤 칼륨이온 농도 변화를 측정했다. 그 결과 손가락이나 발가락 같은 말단 부위에서 경련이 나는 부분발작이 일어날 때는 뇌 해마, 편도체, 대뇌피질 순으로 농도가 증가했다. 반면 전신발작 때는 3개 부위에서 칼륨농도가 동시에 증가하고 지속시간도 길어진 것이 확인됐다. 연구팀 관계자는 “이번 연구결과는 뇌전증에 의한 발작 정도를 실시간으로 측정할 수 있을 뿐만 아니라 뇌의 여러 영역에서 칼륨이온 농도를 동시에 관찰할 수 있는 방법을 개발했다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

왕년의 액션배우 실베스터 스탤론이 주연한 영화 ‘람보’(1982)는 많은 사람들이 액션영화로 기억하고 있지만 내용은 베트남전 참전군인의 외상후장애스트레스(PTSD)를 다루고 있다. 영화는 주인공 람보가 군 전역 후 우연히 옛 전우를 찾았다가 경찰에 체포되면서 과거 포로수용소에서 받은 고통을 떠올리며 벌어지는 사건을 다루고 있다. 이처럼 PTSD에 시달리는 사람들은 비슷한 상황에 놓이면 또 다시 극심한 공포감, 분노감 등에 시달리게 된다. 국내 연구진이 이 같은 공포상황을 반복적으로 떠올리며 경험하게 되는 원인을 밝혀냈다. 한국뇌연구원 뇌발달질환 연구그룹 연구팀은 심각한 사고나 재해, 폭력 등을 경험한 사람들이 비슷한 환경에서 반복적으로 트라우마를 느끼는 것은 대뇌 후두정피질의 작용 때문이라고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘분자 뇌’(Molecular Brain) 2월호에 실렸다. 엄청난 규모의 사고나 자연재해, 전쟁, 폭력 등을 경험한 사람은 오랜 시간 반복적인 고통을 느끼는 PTSD에 시달린다. 대구 지하철 화재, 세월호 참사, 동남아시아 쓰나미 같은 재난을 겪고 살아남은 생존자들은 사건발생 장소와 비슷한 환경을 접하기만 하더라도 트라우마가 재발해 만성적인 정신적 고통을 겪는다.연구팀은 생쥐에게 특정 소리와 함께 전기충격을 가하는 청각공포기억을 심어준 뒤 새로운 환경에 같은 소리를 들려주고 반응을 살펴보는 실험을 실시했다. 일종의 파블로프의 개와 같은 조건화학습 기억실험을 한 것이다. 그 결과 공포기억이 재발하는데는 후두정피질이 관여한다는 사실을 처음 밝혀냈다. 후두정피질은 뇌 뒤쪽 정수리에 있는 두정엽의 일부로 공간적 추론, 의사결정 판단 같은 인지기능을 수행하는 핵심부위로 알려져 있다. 실제로 일반 생쥐는 새로운 장소에서도 똑같은 공포반응을 보였지만 약물이나 광유전학적 방법으로 빛을 이용해 후두정피질의 활성을 억제할 경우 새로운 환경에서 공포기억이 떠오르지 않아 트라우마에 시달리지 않는 것이 관찰됐다. 그렇지만 이번 실험에서는 원래 공포기억이 심어진 장소에 갔을 때 트라우마가 재발하는 것은 억제하지는 못했다. 연구팀 관계자는 “PTSD나 공포증 환자의 치료가 어려운 이유는 공포기억의 재발이었는데 이번 연구로 여기에 후두정피질이 관여하고 있음을 밝혀냄으로써 공포기억 재발을 막는 치료전략을 마련하는데 도움을 줄 수 있다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　 누구나 알고, 결말까지 뻔히 아는 얘기, 그런데 참 재미있는 얘기가 쥐와 고양이의 추격전이다. 늘 치즈 덫으로 생쥐 제리를 꼬여 골탕 먹이려 하지만 오히려 당하기만 하는 고양이 톰, 철천지 원수 같은데 묘하게 정이 통하는 두 앙숙 얘기다. 　그 ‘톰과 제리’가 10일(이하 현지시간) 탄생 80주년을 맞는다며 영국 BBC가 탄생 비화, 아카데미를 일곱 차례나 수상한 내력, 냉전 시대 제작비를 아끼려고 체코슬로바키아 프라하에서 몰래 만들었던 뒷얘기를 전해 눈길을 끈다. 　두 캐릭터를 고안해낸 것은 메트로 골드윈 메이어(MGM) 영화사의 애니메이션 제작자인 빌 한나(2001년 사망)와 조 바버라(2006년 사망)였다. 경쟁사의 ‘포키 피그’와 ‘미키마우스’ 등이 엄청난 성공을 거두자 MGM에서는 뭐라도 만들어보라고 채근했다. 바버라가 이전에도 수없이 되풀이된 얘기지만 다시 해도 재미있을 것 같다고 했다. 　그렇게 해서 1940년 첫 편 ‘집에서 쫓겨난 톰(Puss gets the Boot)’을 내놓았는데 톰의 원래 이름은 제스퍼, 제리의 이름은 징크스였다. 다시 말해 ‘톰과 제리 1편’도 아니었다. 하지만 제법 인기를 끌어 오스카 단편 에니메이션 후보로 이름을 올렸다. 하지만 두 사람의 이름은 크레딧에 올라가지도 않았다. 　두 사람 모두 찰리 채플린의 무성영화를 보고 자란 세대여서 대화 없이도 충분히 재미를 안길 수 있다고 생각했다. 스콧 브래들리가 작곡한 음악은 동작에 어울렸고, 톰이 인간처럼 질러대는 비명은 한나 목소리를 녹음했다. 　그 뒤 20년 동안 둘은 100편 넘게 제작했다. 한 편을 만드는 데 몇 주가 걸렸고 5만 달러씩이 들어 일년에 몇 편 만들면 고작이었다. 둘이 손으로 그려 작업했고 배경을 잘 묘사해 아카데미상을 일곱 차례나 받았다. 　1960년대 제작비 삭감 압력을 받아 둘이 회사를 떠났고, 몇년 뒤 MGM은 다시 톰과 제리를 만들기로 했다. 시카고 출신 진 데이치는 뽀빠이 시리즈 몇 편을 제작했던 프라하에서 만들면 제작비를 아낄 수 있다고 생각했다. 체코인들의 이름은 미국식으로 바꿔 크레딧에 올려 공산주의에 부역한다는 인상을 주지 않으려 애썼다. 　하지만 체코인들은 캐릭터 구축에 실패했고, 그가 만든 13편은 그야말로 엉망진창, 나중에 그는 원작을 훼손했다는 이유로 살해 협박까지 받았다. 다음 바통을 넘겨받은 이가 워너브러더스의 루니 튠즈(Looney Tunes)로 유명한 척 존스였다. 그가 맡자 톰의 눈썹이 더 짙어졌고, 얼굴이 더 뾰족해졌다. 그렇게 1953년부터 1957년까지 34편의 단편을 만들었다. 　1960년대 초 한나와 바버라는 텔레비전이 오히려 나은 플랫폼이라고 여겨 에피소드 분량은 늘리고, 예산은 적게 들이는 제작 기법으로 허클베리 하운드, 요기 베어, 플린트스톤, 톱 캣, 스쿠비 두 등을 흥행시켜 여유가 생기자 1970년대 다시 톰과 제리로 눈을 돌렸다. 예전 작품들이 방송 편성 준칙에 견줘 “너무 폭력적이었다”고 반성하며 많이 달라진 모습을 보였다. 　늘 하반신만 나오는 톰의 첫 번째 여주인 매미 투 슈즈가 흑인 하녀로 과장된 남부 억양을 쓰는 것이 인종적 편견을 드러낸다는 지적이 많았다. 또 숯검댕이 얼굴이나 아시아계와 아메리카 원주민을 폄하하는 발언도 거슬린다. 해서 1960년대 텔레비전에 방영될 때 존스 팀이 매미 대신 새로운 캐릭터를 그려넣기도 했다. 오늘날에도 최악의 에피소드는 재배급이나 스트리밍 플랫폼에도 올라가지 못한다. 2014년 아마존 프라임 인스턴트 비디오는 “인종적 편견”을 유의하라고 경고문을 넣었다.　 종종 뉴스에도 뜬금 없이 등장한다. 2016년 이집트 고위 당국자가 중동의 폭력을 부추기는 데 이 만화가 역할을 한다고 비난했고, 이란 최고지도자가 미국과의 관계를 이 시리즈에 빗댄 것도 최소 두 차례였다. 　바버라는 세상을 떠나기 일년 전에 단편 크레딧에 마지막으로 이름을 올렸는데 평생을 함께 단짝과 나란히 하지 않은 것은 처음이었다. 　MGM으로부터 판권을 넘겨 받은 워너브러더스는 올해 성탄절 전에 라이브액션 에니메이션 영화 톰과 제리를 선보일 계획이다. 클로이 모레츠와 한국계 배우 켄 정이 출연 계약에 서명한 것으로 알려져 있다. 　애니메이션 역사가인 제리 벡은 80년 동안 이 시리즈가 생명력을 잃지 않는 비결을 캐릭터가 갖고 있는 보편적인 연결성 덕이라고 짚었다. “사람들은 늘 인생을 피곤하게 만드는 사람이 있기 때문에 덩치가 작은 제리를 스스로와 연결짓곤 한다. 직장 상사든, 집주인이든, 정치든 무엇이건 말이다. 우리는 자신의 삶을 살려고 노력할 뿐인데 누군가는 늘 날 훼방 놓으려 한다.” 정말 그런가 싶다. 임병선 기자 bsnim@seoul.co.kr

정맥주사 렘데시비르 우한서 임상500명 열흘 투약 뒤 28일 후 체크워싱턴주 환자 투약해 하루뒤 호전 에볼라 치료 실험용, “낙관은 금물”‘신종플루·타미플루’ 같은 관계 아냐너무 심각한 중국 상황에 기대 커져 신종 코로나바이러스 감염증의 확산세가 좀처럼 꺽이지 않으면서 각국이 ‘백신 개발’에 뛰어들고 있다. 특히 중국 내에서 환자를 돌보던 의사들도 감염돼 사망하는 등 방역 체계 자체가 흔들리면서 신종 코로나 백신은 더욱 절실해지는 상황이다. 뉴욕타임스(NYT)는 6일(현지시간) “중국 국가위생건강위원회가 신약인 렘데시비르(Remdesivir)의 임상 시험을 진행하고 있다”고 보도했다. 이 약물은 길리어드사이언스가 에볼라 치료제로 개발하다 중단한 것으로 아직 허가는 나지 않은 제품이다. NYT는 이어 “원숭이와 생쥐에 투여했을 때는 신종 코로나에 효과가 있었다”며 “에볼라 감염 환자 임상에서도 부작용은 없었다”고 했다. 길리어드 측은 “우한에서 두 번 임상이 진행되고 투약 대상은 500여명”이라며 “반대로 대조군에는 위약을 투여하게 된다”고 전했다. 렘데시비르는 정맥 주사로 투여한다. 다만, 열흘간 약을 맞은 다음 28일 후 차이점을 조사하는 방식이어서 결과는 빨라도 다음달에 나올 것으로 보인다.해당 약물은 지난달 31일 뉴잉글랜드저널오브메디슨(NEJM)에 발표된 미국 워싱턴주의 첫 확진자에 대한 논문에서 가능성을 인정받았다. 1주일간 입원한 환자의 상태가 위중해지면서 렘데시비르를 주입했는데 부작용 없이 이튿날 증세가 호전됐다는 내용이다. 중국에서도 해당 약물을 연구실에서 테스트한 결과 신종 코로나 바이러스가 배양 세포를 감염시키지 못하도록 만들었다는 소식이 나왔다. 다만, 실험용 약품이라는 점에서 안정성이나 효과를 낙관할 수만은 없는 상태다. 또 해당 약품을 빠르고 충분하게 생산할 수 있을지도 아직은 장담할 수 없다. 신종 코로나 감염 상황이 워낙 중대하고 심각하다는 점에서 렘데시비르가 급부상했지만 사실 신종플루에 대응하는 타미플루처럼 딱 들어맞는 치료제가 될 가능성은 높지 않다는 게 대체적인 평가다. 러시아 보건당국이 지난 5일 임상을 제외하고 개발에만 최소 8~10개월 가량이 걸릴 것이라고 밝힌 것은 궁극적으로 타미플루와 같은 백신을 만들어야 하기 때문이다. 한국도 8억원을 들여 한국형 백신 개발에 착수하겠다는 입장을 밝혔지만 기간은 알수 없다.최근 중국 CGTN은 저장 대학의 연구팀이 신종코로나 치료에 효과가 있는 약물 두 가지를 발견했다고 보도했고, 영국 스카이 뉴스도 임페리얼 칼리지 연구팀이 신종 코로나 백신 개발에 드는 시간을 획기적으로 줄이는 방식을 만들었다고 했다. 하지만 역시 곧바로 적용할 수 있는 것은 아니다. 그럼에도 신종 코로나 중증 환자의 치사율이 11%에 이르는 상황에서 백신의 빠른 현장 투입은 절실한 상황이다. 중국 정부의 도시 봉쇄 대책에도 7일 중국 내 신종 코로나 확진자는 3만 1116명, 사망자는 636명에 달했다. 우한에서 신종 코로나가 퍼지고 있다는 것을 처음으로 알렸다가 오히려 괴담 유포자로 몰렸던 의사 리원량(34)이 세상을 떠나는 등 환자를 돌보다 바이러스에 감염되는 의료진도 늘고 있다. 이경주 기자 kdlrudwn@seoul.co.kr

보고 듣고 말하고 맛보고 느끼는 인간 오감의 어느 하나만 제대로 작동하지 못한다면 어떻게 될까. 손가락에 작은 가시가 박혔을 때의 불편함이나 감기로 코가 막히는 것은 물론 냄새를 맡지 못하게 되면 도무지 음식 맛을 느낄 수 없다는 것은 누구나 한 번쯤 겪어봤을 일이다. 선천적으로나 후천적으로 오감에 문제가 생긴 이들의 불편함은 일반인들은 상상할 수 없을 수준일 것이다. 최근에는 각종 소음과 이어폰 사용이 늘어나면서 청각기능이 떨어지고 심할 경우 청력을 잃는 경우도 종종 생긴다고 한다. 생물학자들이 이같은 후천적 청력상실을 막을 수 있는 화학적 귀마개 기술을 개발해 주목받고 있다. 미국 아이오와대 생물학과, 세인트루이스 워싱턴대 이비인후과 공동연구팀은 청력 손실을 막을 수 있는 수용체를 확인했으며 이를 활용해 청각에 심각한 영향을 미칠 수 있는 소음을 미리 차단해 청력손실을 막을 수 있다고 7일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 3일자에 실렸다. 이번에 발견한 수용체는 신경세포에 있는 분자의 일부로 내유모세포(inner-ear hair cells)에서 증폭된 소리정보를 뇌의 청각피질로 전달하는 기능을 하는 것으로 확인됐다. 청각기능이 정상적으로 작동하기 위해서는 유모세포에서 신경세포로 음을 잘 전달할 수 있어야 한다. 연구팀은 유모세포에서 신경세포로 신호를 전달하는 역할을 하는 수용체 중 일부라도 ‘GluA2’라고 불리는 단백질이 부족해지면 신경세포가 손상되면서 청력손실을 일으킨다는 사실을 확인했다. 이에 연구팀은 생쥐를 이용해 GluA2 감소 수용체를 차단하는 약물을 투약한 결과 쥐가 소음에 노출되더라도 청력을 잃지 않는다는 것을 확인했다. 내유모세포와 신경세포 사이에서 발생할 수 있는 문제를 사전에 차단해 청각손상을 막아주는 일종의 ‘화학적 귀마개’를 씌운 것이다. 연구팀이 시도한 화학적 귀마개는 큰 소리로 인한 피해를 막아줄 뿐 일상적 소리를 차단하거나 교란시키지는 않는 것으로 알려져 있다. 이번 연구결과를 군(軍)에서 관심을 갖고 있는 것으로 알려졌다. 전투임무 수행 중 폭발음과 총성 등 큰 소음에 자주 노출되는 군인들은 전쟁 후 외상후스트레스장애 뿐만 아니라 청각손실 같은 신체적 손상도 입는 경우가 많기 때문이다. 스티븐 그린 아이오와대 교수(신경과학)는 “영구적 청력 손상은 우리가 안전하다고 생각한 수준의 소음에 의해서도 발생할 수 있으며 현재 기술로는 청각 신경세포나 유모세포를 재생할 수 없기 때문에 소음 노출에 항상 주의해야 한다”라고 말했다. 그린 교수는 “이번에 개발한 화학적 귀마개는 일상적으로 소리를 듣는데는 문제를 일으키지 않으면서도 청각세포에 영향을 미치는 소음을 차단해줄 수는 있지만 아직 사람에게 적용하기 위해서는 추가연구가 필요하다”고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2002년부터 774명이 사망한 사스, 2012년부터 858명이 죽은 메르스에 이어 신종 코로나바이러스 감염증도 동물에 의한 감염으로 분석되면서 ‘인간의 자연침략’ 자체를 재고하자는 목소리가 나온다. 뉴욕타임스(NYT)에 29일 게재된 칼럼 ‘우리가 우한 유행병을 만들었다’에 따르면 중국 당국은 우한 화난시장 등에서 사스 때 금지했던 박쥐, 사향쥐, 거북이, 대나무 쥐와 함께 온갖 조류의 판매를 재허용했다. 해당 조치가 신종 코로나 확산에 중대한 영향을 미쳤다는 의미다. 낙타가 숙주인 메르스나 박쥐가 옮긴 사스 외에 1961년 볼리비아 마추포바이러스는 생쥐가, 1976년 미국에서 퍼진 HIV바이러스는 침팬지가 옮겼다. 1981년 쥐가 옮긴 미국의 한타바이러스, 1994년 홍콩 조류독감, 원숭이가 숙주인 2014년 서아프리카의 에볼라 등도 있다. 가속화하는 산림 파괴도 전염병 창궐에 한몫한다. 지난해 브라질에서 불법 벌목 등으로 9개월 만에 아마존 열대우림 중 8200㎢(서울시 면적의 13.5배)가 없어졌다는 보도도 나왔다. “전염병이 핵폭탄이나 기후변화보다 훨씬 위험할 수 있다”던 마이크로소프트(MS) 창업주 빌 게이츠의 2017년 경고가 힘을 받는 이유다. 이경주 기자 kdlrudwn@seoul.co.kr