미 보스턴 아동병원 연구진, 저널 ‘네이처’에 논문 미국에서 털은 물론 신경세포 등을 갖춘 온전한 피부 조직을 배양하는 데 성공해 관심을 모으고 있다. 미국 보스턴 아동병원 과학자들이 마침내 털이 나는 온전한 피부 조직을 오르가노이드(organoids)에서 배양하는 데 성공했다. 오르가노이드는 유도만능줄기세포에서 배양한 소형 유사 장기나 조직을 말한다. 관련 논문은 6일 권위 있는 과학 저널 ‘네이처’에 실렸다. ‘과학계 난제’ 피부세포 배양…모낭·신경에 근육·지방도 형성 온전한 피부 세포 배양은 그 동안 과학계의 난제 중 하나였다. 피부 세포는 단순히 살갗 조직뿐만 아니라 모낭과 신경, 지방 등 여러 소기관이 있어야 체온 조절, 촉각 등의 기능을 온전히 수행할 수 있기 때문이다. 이러한 소기관이 없는 피부는 이식에 성공하더라도 일단 외관적으로도 문제가 되기 때문이다. 여러 소기관을 갖추고 제대로 된 기능을 갖춘 피부 세포를 배양하는 연구에 전 세계의 과학자들과 제약회사 등이 40년 넘게 도전했지만 아직 성공한 연구 사례가 없었다. 이번 연구를 주도한 카를 쾰러 박사는 “진피층과 상피층을 동시에 길러내는 배양법을 발견했다”면서 “두 피부층이 오르가노이드에서 서로 신호를 주고받으며 모낭, 지방세포, 신경세포 등이 형성됐다”라고 설명했다.연구팀은 2018년 생쥐의 줄기세포에서 털이 나는 피부 조직을 만드는 데 성공한 바 있다. 이번 연구는 성인의 피부에서 떼어낸 세포를 배아세포로 역분화시켜 유도만능줄기세포를 만드는 것에서 시작했다. 이것으로 길러낸 오르가노이드에서 진피와 상피가 함께 발달했고, 70일이 지나자 모낭이 싹트기 시작했다. 오르가노이드는 또한 촉각을 전달하는 신경뿐 아니라 피부 근육이나 지방과 비슷한 것도 형성했다. 최근 연구에서 피부의 지방은 상처 회복에 중요한 역할을 하는 것으로 보고됐다. 촉각 세포로 불리는 ‘메르켈 세포(Merkel cell)’도 오르가노이드에 생겼다. 표피 기저층의 예민한 부위에 존재하는 이 세포는 피부암의 일종인 ‘메르켈 세포암’과 관련이 있다. 이 세포 배양 기술이 암 치료 연구에도 활용될 수 있다는 뜻이다. 연구팀은 생쥐 모델에 이 기술을 시험해 상당히 고무적인 결과를 얻었다. “모낭은 무제한 만들 수 있다”… 문제는 ‘비용과 시간’ 그러나 이 기술을 탈모 치료에 적용하는 것에 대해선 신중한 입장을 보인다. 쾰러 박사는 “이식용 모낭을 거의 무제한으로 생산할 수 있는 기술을 갖췄다”면서도 “하지만 면역 거부 반응을 피해 개인 맞춤형 모낭을 만들려면 1년 이상이 걸릴 것으로 보이고 비용도 상상을 뛰어넘을 것”이라고 강조했다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

“Today Apple is going to reinvent the phone.”(오늘 애플은 전화기를 재발명할 것입니다.) 2007년 1월 미국 샌프란시스코에서 열린 ‘맥월드 콘퍼런스·엑스포’ 기조연설자로 나선 애플 CEO 스티브 잡스는 검은색 터틀넥 셔츠, 청바지, 운동화 차림으로 사람들 앞에서 이렇게 선언했습니다. 잡스의 선언 뒤 등장한 스마트폰은 더이상 통화나 문자만 하는 장치가 아니게 됐습니다. 애플의 아이폰은 휴대전화 개념과 시장 판도를 바꿔버렸습니다. 터치스크린 기능을 탑재하고 통화뿐만 아니라 음악을 내려받아 들을 수 있고 인터넷 검색까지 할 수 있는 아이폰을 처음 손에 쥐었을 때의 놀라움은 아직도 생생합니다. 스마트폰이 등장한 지 불과 13년밖에 안 됐지만 이제는 전 세계 성인 누구나 1대씩은 가지고 있을 정도로 대중화됐습니다. 물론 스마트폰의 과다 사용 때문에 나타나는 스마트폰 중독 같은 부작용이 사회적 문제가 되고 있기도 합니다. 스마트폰 화면에서 나오는 블루라이트(청색광) 때문에 생기는 건강 문제도 있습니다. 스마트폰 화면뿐만 아니라 컴퓨터, 태블릿PC 등 전자기기 디스플레이에서 방출되는 청색광에 오래 노출되면 안구건조증이 생기고 심할 경우 망막이나 수정체가 손상될 수도 있다고 합니다. 중국 중국과학기술대학 의대 뇌기능 및 질환연구소, 제1부속병원 안(眼)연구센터, 허베이대 생물·식품·환경학부, 쿤밍동물연구소 동물모델·인간질병메커니즘연구소, 안후이대 의대 기초의과학부, 상하이 고등뇌과학연구소, 줄기세포 및 재생연구소 공동연구팀은 밤에 2시간 이상 청색광에 지속적으로 노출될 경우 우울증에 빠지기 쉽다고 3일 밝혔습니다. 이번 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지인 ‘네이처 뉴로사이언스’ 2일자에 실렸습니다. 연구팀은 사람으로 치면 성인에 해당되는 생후 2~4개월 된 생쥐 20마리를 대상으로 오전 8시부터 오후 8시까지는 깨어 있고 나머지 시간은 잠을 자도록 훈련을 시켰습니다. 연구팀은 이 중 10마리는 3주 동안 잠들기 전 두 시간 동안 450㎚ 파장의 청색광에 노출시켜 깨어 있는 시간이 14시간이 되도록 했습니다. 나머지 10마리는 청색광에 노출시키지 않고 낮과 밤이 12시간씩 균형을 이루도록 했습니다. 청색광에 지속적으로 노출된 생쥐들은 일반 생쥐에 비해 미로나 밀폐된 공간에서 빠져나오는 탈출행동이 감소하고 설탕물이나 당분 함유 음식도 선호하지 않고 움직임이 줄어드는 등 전형적인 우울 증상이 늘어나는 것으로 확인됐습니다. 연구팀은 생쥐들이 청색광으로 인한 우울증에서 빠져나오는 데는 청색광에 전혀 노출되지 않는 상태가 3주 이상 이어져야 한다는 것도 확인했습니다. 어두운 밤, 인공 조명은 망막의 특정 유형 광수용체와 측좌핵 같은 뇌 부위와의 연결을 차단시키기 때문이라고 연구팀은 해석했습니다. 이불 속에 들어가 잠들기 전 ‘잠깐만’이라고 스마트폰을 만지작대다 보면 1~2시간은 금세 지나가는 경험을 누구나 했을 것입니다. 잠들기 어렵다고 스마트폰을 들었다가는 불면증은 물론 우울증까지 올 수 있으니 자제할 필요가 있을 것 같습니다. edmondy@seoul.co.kr

고령화 사회로 빠르게 진입하면서 각종 만성질환과 퇴행성질환이 늘어나고 있다. 특히 관절염은 45세 이상 성인에게서 나타나는 가장 흔한 만성질환으로 알려져 있다. 최근에는 20~30대 젊은 층에서도 관절염으로 고생하는 이들이 나오고 있다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 치료가 쉽지 않은 관절염을 회복시킬 수 있는 유전자를 발견해 주목받고 있다. 가톨릭대 의과대, 서울대, 한국생명공학연구원 공동연구팀은 관절염 회복을 돕는 유전자 3개를 발견했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초의학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 클리니컬 인베스티게이션’에 실렸다. 뼈와 뼈가 만나는 관절부위에 여러 원인으로 손상되거나 염증이 발생하는 관절염은 상태가 악화됐다가 호전되기를 반복하고 치료가 쉽지 않다. 과학계에서는 관절염을 포함해 염증 악화의 원인인 자가면역반응을 억제하는 약물에 대한 연구가 활발하다. 그렇지만 염증 치료제는 정상적인 면역체계에도 손상을 입히는 경우가 발생해 바이러스 감염에 쉽게 노출되는 부작용도 있었다. 연구팀은 류머티스 관절염을 앓은 뒤 자연치유된 생쥐의 관절조직을 채취해 3만개 이상의 유전체를 RNA서열분석해 관절염 증상에 영향을 미치는 85개의 후보 유전자를 선별해 냈다. 이들 후보 유전자를 대상으로 면역학적 실험을 실시한 결과 그동안 관절염과 연관성이 알려지지 않았던 인테그린(Itgb1), 알피에스-3(RPS3), 이와츠(Ywhaz)라는 핵심유전자 3개를 최종 찾아냈다. 이들 3개 유전자는 관절조직과 염증억제에 관여하는 조절T세포라는 면역세포에서 나타나 항염물질을 만들어 내면서 관절염 회복에 관여한다는 것을 연구팀은 확인했다. 이들 3종의 유전자는 병든 면역세포에 작용해 염증성 사이토카인 생성을 억제하고 질병을 자연적으로 회복시키는 것으로 분석됐다. 특히 이와츠 유전자는 류머티스 관절염을 앓는 생쥐 관절에 주사하면 증상과 통증이 눈에 띄게 줄어드는 것으로 확인됐다. 연구팀은 65명의 류머티스 관절염 환자의 소변을 분석한 결과 치료제에 쉽게 반응하는 환자들은 항류머티스 약물을 투여하면 이와츠 농도가 늘어났지만 약물 투여에도 이와츠 농도가 늘어나지 않고 오히려 감소하는 것이 관찰됐다. 이에 연구팀은 이와츠 유전자로 부작용이 적은 치료제를 만들거나 간단한 피검사나 소변검사로 관절염 치료를 미리 예측할 수 있는 바이오마커로 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 김완욱 가톨릭대 의대 교수는 “이번 연구는 관절염이 인체 내에서 어떻게 자연치유될 수 있는지를 보여주는 첫 사례라는 의미가 크다”라며 “관절을 보호하고 회복시키는 핵심적인 자연치유물질을 발굴했을 뿐만 아니라 이번에 발굴된 유전자 중 하나는 간단한 혈액검사나 소변검사를 통해 관절염 회복을 사전에 예측할 수도 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국식품연구원(원장 박동준) 식품기능연구본부 최상윤 박사팀은 옥수수 수염 추출물이 과도한 당 섭취로 인한 체내 당 독소 축적을 막아 준다는 것을 확인하고 이를 이용한 기능성식품 소재를 개발했다고 27일 밝혔다. 당을 과도하게 섭취할 경우 독성유발물질인 메틸글리옥살이 과도하게 만들어져 혈관손상, 피부염증, 인슐린저항성 등이 발생한다. 연구팀은 옥수수 수염 추출물은 메틸글리옥살의 과잉 축적을 억제할 수 있는 ‘글리옥살레이즈-1’이라는 효소를 활성화시킨다는 사실을 확인했다. 당을 과잉 섭취시킨 생쥐에게 옥수수 수염 추출물을 6주간 섭취시켰을 때 신장과 혈액 속에서 글리옥살레이즈-1 활성이 증가하면서 메틸글리옥살 농도는 줄어드는 것이 관찰됐다. 연구팀은 이번 연구 결과를 바탕으로 옥수수 수염 추출물에 대한 특허를 출원했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 뇌의 도파민 특정 유전자 스위치가 켜지면 약물 중독에 쉽게 빠지게 된다는 사실을 밝혀냈다. 포스텍 생명과학부, 한국뇌연구원, 대구경북과학기술원(DGIST), 미국 마운트시나이 아이칸의대 신경과학과, 존스홉킨스대 심리·뇌과학과, 존스홉킨스대 의대 신경과학연구소 공동연구팀은 코카인 같은 약물 중독에 신경세포의 특정 도파민 수용체가 중요한 역할을 한다고 26일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘생물 정신의학’에 실렸다. 약물 중독은 특정 약물을 강박적으로 찾고 사용하는 행동을 보이는 정신질환으로 치료가 어렵고 오랜 시간이 지난 뒤에도 재발 가능성이 높다. 특히 마약류 같은 중독성 약물은 뇌의 보상회로 속 도파민 농도를 증가시키고 도파민 수용체를 활성화시켜 쉽게 중독을 일으키는 것으로 알려져 있다. 문제는 중독에 유독 쉽게 빠지는 사람이 있는데 이런 현상에 대한 정확한 신경생물학적 메커니즘은 아직 밝혀지지 않은 상태이다. 연구팀은 생쥐들을 이용해 코카인을 스스로 투여할 수 있는 장치에 넣은 뒤 전기생리학적, 광유전학 기법으로 실험을 실시했다. 그 결과 중독에 취약한 생쥐들은 일반 생쥐들과 2909개의 유전자가 차이를 보인다는 사실을 확인했다. 중독 취약 생쥐들은 기분과 감정을 조절하는 영역인 대뇌 보상회로 중격의지핵에 있는 콜린성 뉴런이라는 신경세포에서 ‘DRD2’라는 유전자가 과도하게 발현되는 것으로 관찰됐다. 콜린성 뉴런에서 DRD2가 쉽게 켜지고 발현량도 급증하는 생쥐는 똑같은 코카인에 노출되더라도 쉽게 중독된다는 설명이다. 구자욱 한국뇌연구원 박사는 “이번 연구는 뇌 중격의지핵 신경세포 중 1~2% 정도에 불과한 콜린성 중간뉴런의 도파민 신호전달체계가 중독 행동에 중요한 역할을 한다는 점을 밝혀냈다는데 의미가 크다”라며 “추가 연구를 통해 약물 중독 환자에 대한 새로운 치료전략을 제시할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

당뇨환자들은 매일 혈당 수치를 확인하기 위해 손가락 끝을 바늘로 찔러 혈액을 채취한다. 혈액 한 방울이라고는 하지만 바늘이 피부를 뚫고 들어가는 통증을 매일 겪는 불편함이 있다. 국내 연구진이 혈액 대신 눈물로 간단히 혈당 검사를 할 수 있는 방법을 개발해 주목받고 있다. 정의헌 광주과학기술원(GIST) 의공학과 교수와 이동윤 한양대 생명공학과 교수 공동연구팀은 포도당 농도에 따라 색깔이 달라지는 나노입자를 이용한 혈당 검사 콘택트렌즈 기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’에 실렸다. 현재 당뇨환자들이 사용하는 혈당측정기는 손가락 끝에서 혈액 한 방울로 혈당을 검사하는 방식인데 주사기로 혈액을 뽑는 방법보다 단순하고 간편해졌지만 여전히 바늘을 사용하기 때문에 통증과 바늘에 대한 거부감으로 당뇨 관리가 쉽지 않다는 문제가 있다. 연구팀은 눈물 속 포도당과 혈액 속 포도당 농도는 매우 밀접한 관계가 있다는데 착안했다. 연구팀은 포도당 농도에 따라 가시광선 내 반사광이 달라지는 나노입자와 포도당 산화효소를 이용해 콘택트렌즈를 만들었다. 연구팀은 다양한 농도의 포도당 용액을 만들어 용액과 반응한 콘택트렌즈의 색깔 변화를 분석함으로써 눈물 내 포도당 농도 예측 모델을 만들었다. 연구팀은 당뇨를 유발시킨 생쥐로 이번에 개발한 당뇨 측정 콘택트렌즈를 실험했다. 그 결과 혈액을 채취하지 않고 당뇨 측정 콘택트렌즈만으로도 혈당을 정확하게 예측할 수 있다는 것을 확인했다. 정의헌 GIST 교수는 “이번 연구결과는 주사바늘로 피부를 뚫는 침습적 방법 대신 광학기술로 눈물 속 포도당 농도를 측정해 혈당을 비교적 정확하게 예측함으로써 환자의 불편함을 줄일 수 있게 됐다는데 의미가 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

정신없이 바쁜 일상, 뇌에서 받아들이기 어려울 정도로 쏟아져 나오는 각종 정보들로 현대인들은 스트레스 상황에 항상 노출돼 있다. 최근에는 코로나19 사태가 장기화되면서 ‘코로나 블루’(코로나 우울증)를 호소하는 목소리도 많아지고 있다. 스트레스가 심해지면 불안, 우울, 강박 증상 등이 나타나는 경우도 많은데 극심한 스트레스, 특히 외상성 스트레스는 뇌의 구조 자체를 바꿔 공격성을 높이고 분노조절장애에 시달리게 만들 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립정신건강연구소(NIMH), 국립의과학연구소(NIGMS), 국립당뇨·소화기·신장병연구소(NIDDKD), 군의관의과대, 미네소타대 신경행동발달연구센터 공동연구팀은 외상성 스트레스가 공격성을 높이고 분노조절장애를 가져올 수 있다고 21일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌과학분야 국제학술지 ‘저널 오브 뉴로사이언스’ 20일자에 실렸다. 트라우마라고도 부르는 외상성 스트레스는 충격적인 사건이나 자연재해으로 인해 자신이나 타인에 대한 물리적 위협을 경험하거나 목격한 다음 겪게 되는 심리적 외상을 말한다. 많은 사람들이 트라우마는 자신과 상관없는 일로 생각하지만 살다보면 크고 작은 외상성 스트레스를 겪게 된다. 직장이나 학교에서 경험이나 믿고 있던 지인에게서 배신, 가까운 사람의 질병 등 다양한 요인이 트라우마를 남기는 경우가 많다. 외상성 스트레스를 받게 되면 신체적, 심리적 변화가 나타나는데 지금까지는 단순히 충격적인 사건의 후유증 때문으로 인식돼 왔다. 그런데 연구팀은 외상성 스트레스는 감정과 사회적 행동에 관여하는 편도체 자체에 변형을 일으키고 편도체와 뇌의 다른 부위가 연결된 두 개의 통로에 변화를 유발시킨다는 것을 생쥐실험으로 확인했다.연구팀은 수컷 생쥐들을 좁은 공간에 여러 마리를 넣어놓는다든지 음식 주는 시간과 양을 불규칙하게 하는 등 스트레스를 준 뒤 뇌를 관찰했다. 그 결과 스트레스를 받은 생쥐는 그렇지 않은 생쥐에 비해 편도체와 편도체 회로가 달라지고 다른 생쥐들에 대한 공격성이 더 늘어난 것이 확인됐다. 연구팀은 빛을 이용해 뇌 심부를 자극하고 편도체 회로 한 쪽이 활성화되는 것을 억제하고 차단한 결과 공격적인 행동을 줄이는데도 성공했다. 연구팀은 과도한 스트레스로 인해 공격성이 증가하거나 분노조절장애를 겪는 사람에게도 이 같은 뇌심부 자극을 적용해 같은 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 연구를 이끈 NIMH 시냅스발달·가소성연구분과의 제이콥 노드먼 박사는 “이번 연구는 개체들이 견뎌낼 수 있는 수준을 넘어서는 과도한 스트레스는 우울감 뿐만 아니라 공격성까지 자극해 개인적으로나 사회적으로 문제가 될 수 있다는 것을 보여주고 있다”라며 “뇌의 깊은 부분을 자극함으로써 스트레스로 인해 자극되는 뇌 경로를 차단한다면 공격성이나 시도 때도 없이 터져나오는 분노를 줄일 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 알츠하이머 치매 환자의 혈액에서만 늘어나는 유전자를 발견했다. 앞으로 혈액 한 방울만으로도 치매 여부를 조기 진단할 수 있을 것으로 기대된다. 한국뇌연구원 퇴행성뇌질환연구그룹은 알츠하이머 환자의 혈액에서만 특이하게 증가하는 유전자를 발견했다고 19일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘국제분자과학저널’ 특별호에 실렸다. 사람의 몸은 생존에 필요한 안정적 상태인 항상성을 유지하기 위해 신진대사 활동을 한다. 특히 세포 내 단백질은 수명이 다하거나 문제가 생기면 세포 소기관에 의해 분해되는데 이 과정이 제대로 이뤄지지 않을 경우 불필요한 단백질이 세포 속에 쌓여 치매, 암 등 각종 질환이 생긴다. 연구팀은 유전자 전사체 분석기법을 통해 알츠하이머 환자의 유전자 발현 정도를 분석했다. 그 결과 체내 단백질 분해 조절에 관여하는 E2 효소에 속하는 ‘Ube2h’라는 유전자가 혈액 속에서 급격히 늘어난다는 사실을 발견했다. 연구팀은 알츠하이머 질환을 일으킨 생쥐의 혈액과 뇌조직에서도 Ube2h 유전자가 증가했다는 것을 확인했다. 또 정상 세포에서는 Ube2h 유전자를 과발현시키더라도 지금까지 알츠하이머 발병 원인으로 알려진 타우단백질, 베타아밀로이드 단백질의 발생과 증가에는 영향을 미치지 않는다는 것도 밝혀냈다. 이는 Ube2h가 알츠하이머 치매 발병 여부를 확인할 수 있는 새로운 물질이라는 것을 의미한다. 주재열 뇌연구원 박사는 “이번에 발견한 유전자를 정확하고 신속한 치매 진단과 치료 타깃으로 활용할 수 있을 것”이라고 기대했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 알츠하이머 환자의 혈액에서 특이적으로 증가하는 유전자를 발견해 치매 조기진단 기술 개발에 도움을 줄 것으로 기대되고 있다. 한국뇌연구원 퇴행성뇌질환연구그룹은 알츠하이머 환자의 혈액에서 특이적으로 증가하는 유전자를 발견하고 이를 활용한 진단기술을 개발할 수 있다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘국제분자과학저널’ 특별호에 실렸다. 인체는 생존에 필요한 안정적 상태인 항상성을 유지하기 위해 지속적으로 단백질을 만들고 분해한다. 세포 내 단백질은 수명이 다하거나 문제가 생기면 세포 소기관에 의해 분해되는데 이 과정이 제대로 이뤄지지 않을 경우 불필요한 단백질이 세포 속에 쌓여 암을 비롯한 각종 질환이 생긴다. 연구팀은 유전자 전사체 분석기법을 통해 알츠하이머 환자의 유전자 발현량을 분석했다. 그 결과 체내 단백질 분해 조절에 관여하는 E2 효소에 속하는 ‘Ube2h’라는 유전자가 혈액 속에서 특이하게 늘어난다는 사실을 확인했다. 연구팀은 알츠하이머 질환을 일으킨 생쥐의 혈액과 뇌조직에서도 Ube2h 유전자가 증가했다는 것을 발견했다. 또 연구팀은 정상세포에서 Ube2h 유전자를 과발현시키더라도 알츠하이머 발병 원인으로 알려진 타우단백질이나 베타아밀로이드 단백질의 발현에는 영향을 미치지 않는다는 것도 밝혀냈다. 이는 Ube2h가 알츠하이머 치매 발병여부를 확인할 수 있는 새로운 물질이라는 것을 의미한다.주재열 뇌연구원 박사는 “이번 연구는 차세대 염기서열 분석법을 활용해 알츠하이머 치매에 특이적으로 변화하는 유전자를 발견하고 이를 빅데이터화해 활용하려는 것”이라며 “이번에 발견한 유전자를 정확하고 신속한 치매진단과 치료 타겟으로 활용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

BBC 훈련 재개 매뉴얼 입수해 공개오는 18일부터 단계적 팀훈련 돌입일부 고위험군 선수들 우려 드러내선수협 “실험용 생쥐 원하지 않아 ”6월 리그 재개를 추진하고 있는 잉글랜드 프로축구 프리미어리그(EPL)가 오는 18일부터 팀 훈련 단계적 허용을 앞두고 훈련 중 거리두기 매뉴얼을 마련해 눈길을 끈다. 영국 BBC는 12일 EPL 선수와 감독 등에게 발송된 훈련 재개 관련 공식 문건을 입수해 12일 공개했다. 우선 훈련 시간은 75분까지 제한된다. 훈련 세션이 종료될 때마다 코너 플래그와 공, 콘, 골대, 지면 등을 소독해야 한다. 선수간 접촉을 최소화하기 위해 훈련 중 태클도 금지된다. 선수들이 그룹을 이룰 때는 5명을 넘어서는 안된다. 의무실이나 체육관 외의 장소에서 모이는 것도 금지다. 선수들은 훈련 전 체온을 재고 문진표를 작성해야 한다. 또 일주일에 두 차례 검사를 받는다. 증상이 있는 없은 양성 반응이 나오면 7일 이상 격리된다. 훈련장을 오가며 카풀을 해서도 안된다. 구단 차량이나 대중교통 이용도 금지다. 이렇듯 EPL은 리그 재개를 위해 방역에 안간힘을 쓰고 있지만 선수들은 여전히 불안해 하고 있다. 잉글랜드프로축구선수협회(PFA)는 고위험군 선수들에 대한 위험도 평가와 예방 조치가 필요하다고 주장했다. PFA가 천식 등 기저질환이 있는 선수와 영국에서 사망률이 백인보다 높게 나타난 흑인 등 소수 인종 선수들을 중심으로 의견을 수렴했더니 이들이 리그 재개에 큰 우려를 드러냈다는 것이다. 고든 테일러 PFA 회장은 “선수들은 실험용 생쥐가 되길 원하지 않는다”면서 “모든 스포츠가 마찬가지”라고 말했다. 홍지민 기자 icarus@seoul.co.kr

진중권 전 동양대 교수는 민경욱 미래통합당 의원이 지지자들과 함께 사전선거 조작을 주장하는 것과 관련 “저 동네는 희망이 안 보인다. 저렇게 망하고도 정신을 못 차리면 대책이 없는 것”이라며 “웃을 기분 아닌데, 자꾸 웃기면 짜증이 난다”라고 일침했다. 진중권 전 교수는 11일 페이스북에 “참패를 했으면, 반성하고 원인을 찾고 대책 마련하기에도 시간이 부족할 텐데 그 와중에 무슨 정열이 남아돌아 ‘민경욱 대통령!’ 코미디를 하고 있다”면서 “민주당이 20년은 집권하겠다”고 말했다. 민경욱 의원은 이날 국회에서 ‘4.15 총선 개표조작 진상규명과 국민주권회복 대회’를 열고 “서울 서초을 선거 투표지가 놀랍게도 경기 분당을에서 발견됐다”고 주장했다. 이 자리에는 민 의원을 비롯해 김문수 전 경기도지사, 공병호 전 미래한국당 공천관리위원장 등이 참석했다. 중장년층 지지자들은 “민경욱 대통령” 구호를 외쳤다. 진 전 교수는 이와 관련 “선관위에 투표용지 관리 잘 하라고 하고 끝낼 일을. 태산명동에 서일필(중국의 태산이 울리도록 야단법석을 떨었는 데 결과는 생쥐 한 마리가 튀어나온 격)”이라며 “이번 건은 의혹 제기의 전제조차도 갖추지 못했다”고 비판했다. 김유민 기자 planet@seoul.co.kr

국내 연구진이 다양한 알츠하이머 발병원인을 한 번에 처리할 수 있는 방법을 찾아 알츠하이머 치매의 새로운 치료제 개발 가능성을 높였다. 임미희 카이스트 화학과 교수가 주도하고 백무현 카이스트 화학과 교수, 이주영 서울아산병원 교수가 참여한 공동연구팀은 알츠하이머 발병 원인을 모두 억제 가능한 치료 방법을 찾아내고 동물실험을 통해 효과를 입증하는데 성공했다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘미국 화학회지’에 실렸다. 알츠하이머는 치매를 일으키는 대표적 퇴행성 뇌질환으로 치매 원인의 50% 정도를 차지하고 있다. 알츠하이머 유발 원인으로 다양한 요소들이 제시됐지만 이들 사이의 정확한 메커니즘은 아직 밝혀지지 않은 상태이다. 알츠하이머는 활성산소종, 베타아밀로이드 단백질, 구리 같은 금속 이온 때문에 생기는 것으로 알려져 있는데 개별적으로 질병을 유발시키기도 하지만 상호작용을 통해 악화시키는 경우가 많다. 금속이온이 베타아밀로이드가 응집, 축적되는 속도를 빠르게 하고 활성산소종들을 과다하게 생성해 신경독성을 유발해 알츠하이머를 악화시키게 될 수 있다는 것이다. 이 때문에 많은 연구자들은 복잡하게 얽힌 여러 원인을 동시에 공격할 수 있는 치료방법과 치료제 개발에 나서고 있다. 그런 가운데 이번 연구팀은 방향족 저분자 화합물의 산화, 환원 반응을 이용해 알츠하이머의 여러 원인을 동시에 조절할 수 있다는 것을 증명했다. 산화 정도가 다른 물질을 합성해 알츠하이머의 여러 원인 인자를 한꺼번에 조절할 수 있다는 것이다. 연구팀이 개발한 저분자 화합물을 이용하면 활성산소종에 대한 항산화 작용은 물론 베타아밀로이드, 금속-베타아밀로이드 단백질의 응집과 섬유형성을 감소시킬 수 있다는 것을 실험적으로 증명했다. 연구팀은 알츠하이머를 유발시킨 생쥐에게 방향족 저분자 화합물을 주입한 결과 뇌 속에 축적된 베타아밀로이드 단백질 응집이 줄어들고 손상된 인지능력과 기억력이 향상되는 것을 확인했다.임미희 카이스트 교수는 “이번 연구는 아주 단순한 방향족 저분자 화합물의 구조변화를 통해 산화환원 정도를 조절해 여러 원인인자를 동시에 조절할 수 있을 뿐만 아니라 간단히 치료제를 디자인할 수 있다는 장점이 있다”라며 “이번 기술을 신약 개발의 디자인 방법으로 사용한다면 비용과 시간을 훨씬 단축시켜 최대의 효과를 가질 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인간 뇌의 신경 줄기세포는 초기 뇌를 발달시킬 뿐만 아니라 평생 활성 상태를 유지한다. 이런 신경 줄기세포가 끊임없이 새로운 신경세포(뉴런)를 만들어내는 덕분에 뇌는 새로운 요구에 끊임없이 적용하고, 손상된 조직의 복구에 필요한 신경세포를 수시로 확충할 수 있다. 문제는 불시에 나타나는 돌연변이가 뇌 신경 줄기세포의 분열을 방해한다는 것이다. 이렇게 신경 줄기세포가 제대로 기능하지 못하면 뇌의 학습과 기억 능력이 감퇴한다. 이런 뇌 신경 손상이 어떤 생리적 경로를 거쳐 발생하는지는 지금까지 거의 밝혀진 게 없다. 이와 관련해 스위스 취리히대(UZH) 뇌 연구소의 제바스티안 예스베르거 교수가 이끄는 국제연구팀이 뇌의 신경 발달을 제어하는 지질 대사 효소를 처음으로 발견했다고 미국고등과학협회(AAAS)가 운영하는 비영리 뉴스 매체인 유레카얼럿이 7일(현지시간) 보도했다. 연구결과는 뇌의 신경 줄기세포 분열을 치료적 목적으로 조절하는 실마리를 찾아낸 것이다. 특정 지질 대사 효소가 뇌의 줄기세포 활동을 평생 제어한다는 사실이 밝혀진 건 처음이다. 연구팀은 이런 요지의 논문을 8일 저널 ‘셀 스템 셀(Cell Stem Cell)‘에 발표했다. 지방산 합성효소(FASN)는 말 그대로 지방산의 생성에 관여하는 효소다. 하지만 이 효소를 생성하는 특정 유전자 코드에 돌연변이가 생기면 뇌 인지 기능의 결함을 유발한다. 연구팀은 생쥐 모델과 인체 기관을 모방해 배양한 3차원 줄기세포인 인간 뇌 오르가노이드에 실험하면서 FASN의 유전적 변이를 관찰했다. 인지 기능이 손상됐을 때와 똑같은 변이가 FASN에 나타나도록 유전 정보를 조작하자, 생쥐와 오르가노이드 양쪽 모두에서 뇌 신경 줄기세포의 분열이 줄었다. 변이를 일으킨 FASN 효소는 과도한 활성 상태로 변하면서 줄기세포 내의 지방 축적을 늘렸다. 그러자 스트레스를 받은 줄기세포는 분열 능력이 떨어졌다. 아울러 FASN에 돌연변이가 생긴 생쥐도 학습과 기억 기능이 약해졌다는 게 확인됐다. 예스베르거 교수는 “FASN 지질 대사와 줄기세포 분열과 인지 능력이 기능적으로 서로 연관돼 있다는 것을 보여준다고”고 말했다. 이기철 선임기자 chuli@seoul.co.kr

어린 시절 누구나 한 번쯤 열광하고 사랑에 빠지게 만드는 존재. 바로 ‘공룡’이다. 아이들이 공룡에 빠지는 이유는 지금은 사라지고 없어져 마음껏 상상력을 펼칠 수 있기 때문일 것이다. 우리가 과학관이나 박물관에서 볼 수 있는 공룡이나 고생물들은 불완전한 화석을 바탕으로 당시의 모습과 생태를 복원한 것이다. 그렇기 때문에 고생물학자들도 새로운 화석이 발견되면 지금까지의 해석을 보완하거나 기존의 이론이나 가설을 완전히 바꿔야 하는 경우도 종종 있다.●스피노사우루스 돛·꼬리 완벽 형태 찾아 미국 디트로이트 머시대, 예일대, 하버드대, 이탈리아 국립고생물학협회, 밀라노자연사박물관, 밀라노대, 영국 포츠머스대, 레스터대, 모로코 카사블랑카 하산2대학, 독일 브라운슈바이크 주립자연사박물관 공동연구팀은 중생대 백악기 중기에 살았던 육식공룡 스피노사우루스가 악어처럼 수영을 잘하며 물속에 사는 동물들을 잡아먹는 수생공룡이었다는 사실을 새로 밝혀냈다. 이 같은 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 30일자에 실렸다. ‘가시 도마뱀’이라고 불렸던 스피노사우루스는 등에 2m 넘는 부채모양의 돛을 가진 것이 특징이다. 등에 있는 돛의 기능에 대해서는 고생물학자들도 체온을 조절하는 역할을 했을 것이라고만 추측해 왔다. 연구팀은 모로코 남동부에 위치한 고대하천 켐켐강 인근 화석층에서 거의 완벽한 형태의 스피노사우루스 화석을 발견했다. ●수중 생활 적응한 체형… 수생 생물 확인 화석을 분석한 결과 스피노사우루스의 등에 붙어 있는 부채모양 돛은 물속에서 방향조절 기능을 했으며 길고 유연한 꼬리는 현재의 악어들처럼 빠른 속도로 이동할 수 있도록 돕는 역할을 했던 것으로 확인됐다. 니자르 이브라힘 디트로이트 머시대 교수(고생물학·비교해부학)는 “이번 연구결과는 티라노사우루스 등장 이전 가장 강력한 육식공룡이었던 스피노사우루스가 악어처럼 물에서 생활하며 먹이를 사냥했던 수생동물임을 보여 주고 있다”고 말했다. ●중생대 포유류 곤드와나테리어 골격 발굴 한편 미국 덴버 자연사과학박물관, 스토니브룩대, 뉴욕공과대, 카네기 자연사박물관, 루이스빌대, 텍사스 오스틴대, 오하이오대, 맥칼리스터대, 독일 본대학, 호주 모나쉬대, 빅토리아박물관, 마다가스카르 안타나나리보대학 공동연구팀도 곤드와나 대륙에 살았던 최초의 포유류 ‘곤드와나테리어’의 완전한 골격 화석을 처음 발굴해 포유류 진화의 새로운 증거를 찾았다고 ‘네이처’ 30일자에 발표했다. 곤드와나 대륙은 고생대 후기부터 중생대에 걸쳐 남반구에 존재했던 초(超)대륙으로 현재 남아메리카, 아프리카 대륙과 호주, 남극, 인도를 포함하는 것으로 알려져 있다. 북반구에는 북아메리카, 아시아, 유럽 대륙이 붙어 있던 로라시아 대륙이 있었다. ●크기 더 큰 ‘아달라테리움’ 생존 경쟁 유리 곤드와나테리어는 공룡들이 지구를 지배하고 있던 중생대에 등장한 포유류로 알려졌는데 이번에 발견된 화석은 두개골부터 발가락 같은 말단부위 작은 뼈와 연골조직까지 보존된 것이다. 이번에 발굴된 곤드와나테리어는 이전에 발견된 것들과는 전혀 다른 종으로 확인돼 연구팀은 ‘아달라테리움 휴이’라는 학명을 붙였다. 아달라테리움은 몸무게는 약 3.1㎏으로 쥐와 비슷한 모습을 하고 있는 것으로 확인됐다. 중생대 시절 존재했던 포유류들은 현재 생쥐들만큼 작았지만 아달라테리움은 상대적으로 거대 포유류였다고 연구팀은 설명했다. 덴버 자연사박물관 수석큐레이터인 데이비드 크라우스 박사는 “이번 발견은 지구상에 포유류가 처음 나타났을 때의 진화 과정을 설명할 수 있을 뿐만 아니라 포유류가 거대 동물인 공룡과 어떻게 생존경쟁에서 살아남았는지 이해시켜 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

잠자리에 들어서도 스마트폰을 만지작대다가 밤잠을 제대로 못 이루고 아침에 피곤하다는 이들이 많다. 이처럼 늦게 자고 수면시간이 불규칙할 수록 비만 위험이 늘어난다는 연구결과가 나왔다. 더군다나 살이 찌면 쉽게 잠을 못 이루고 깊이 잠들지 못해 비만 위험에 그대로 노출되는 등 악순환이 계속된다는 것이다. 미국 네바다대 생물학과, 펜실베니아대 의대 신경과 공동연구팀은 늦게 자고 수면시간이 불규칙할수록 비만 위험이 높아지며 살이 찔수록 잠자는 시간이 줄고 불규칙해지는 악순환이 이어진다고 26일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 최신호(22일자)에 실렸다. 6시간 미만의 수면시간을 갖는 사람은 비만이나 당뇨에 걸릴 가능성이 높다는 것은 잘 알려져 있다. 실제로 사람과 생쥐, 초파리 등을 이용해 수면이 비만에 미치는 영향에 대해서 일부 알려져 있다. 그렇지만 수면과 식욕과 관계는 명확히 밝혀지지 않은 상태다. 이에 연구팀은 1㎜ 크기의 예쁜꼬마선충이라는 동물을 이용해 실험을 실시했다. 예쁜꼬마선충은 배양하기 쉽고 발생단계가 비교적 단순하기 때문에 세포분화과정을 연구하는데 많이 활용되는 동물이다. 또 신경세포도 302개 정도에 불과하다. 연구팀은 유전자 편집을 통해 예쁜꼬마선충의 수면을 조절하는 신경세포가 활동을 멈추도록 했다. 그 결과 먹고 숨쉬고 짝짓기 등의 기본 기능은 유지하면서도 잠만 못 자는 것으로 확인됐으며 생명체를 움직이기 위한 생체 화학에너지인 APT의 수치가 떨어지는 것이 관찰됐다. 또 연구팀은 예쁜꼬마선충에게서 KIN-29 유전자를 제거하면 잠을 자지 않는 것으로 관찰됐으며 ATP 수치가 정상이더라도 과도한 지방을 축적한다는 것을 확인했다. 지방 분해 메커니즘을 작동시키는 KIN-29 유전자가 수면과도 밀접한 관계를 갖고 있음을 보여준다는 것이다. 연구팀은 이번 연구결과가 수면과 지방 축적 사이에 신경학적으로 밀접한 관계가 있음을 보여주는 것이며 잠을 못 자 비만하게 되는 것 뿐만 아니라 비만해지면서 수면 관련 신경세포가 교란돼 잠을 못 이루게 될 가능성도 있다고 설명했다. 알렉산더 반데르 린덴 네바다대 교수(신경과학)는 “이번 연구는 수면조절과 관련해 뇌와 신체 장기를 연결하는 복잡한 상호작용이 있음을 보여주고 있다”라며 “좀 더 효과적인 수면장애 치료방법을 찾는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 알츠하이머 치매로 인한 인지기능 저하를 막고 원래대로 되돌릴 수 있는 단백질을 찾아냈다. 카이스트 생명과학과, 바이오및뇌공학과, 서울대 의과학대학 공동연구팀은 뇌 속에 존재하는 신경 펩타이드 중 하나인 ‘소마토스타틴’이 뇌 인지기능을 높일 수 있다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 22일자에 실렸다. 지난해 기준 국내 65세 이상 노인 10명 중 1명은 치매를 앓고 있는 것으로 확인됐다. 치매는 알츠하이머나 알콜, 외상 등 다양한 원인으로 발생하는데 기억력 손실, 인지기능과 운동기능을 떨어뜨려 일상생활을 어렵게 만든다. 최근 고령 인구가 늘어나면서 치매 환자들도 점점 늘고 있는 추세이지만 마땅한 치료방법은 없다. 연구팀은 알츠하이머 치매 환자의 뇌 척수액을 분석한 결과 일반인에 비해 소마토스타틴의 양이 현저하게 적다는 점에 주목했다. 소마토스타틴은 사람을 포함한 포유류들의 중추신경계에 존재하는 물질로 정보처리 정도를 조율한다. 소마토스타틴은 대뇌 피질에서 흥분성 신경세포 활성을 억제하는 ‘가바’를 분비하는 신경세포에서 나오는 것으로도 알려져 있다. 뇌 기능 관련 연구에 있어서 지금까지는 가바에만 주목해 소마토스타틴의 역할에 대해서는 많이 밝혀져 있지 않았다. 연구팀은 생쥐에게 뇌 시각피질과 뇌척수액에 소마토스타틴을 직접 주입해 시각정보 인지·식별능력 향상 여부를 파악한 결과 실제로 시각정보 인지능력이 눈에 띄게 향상된 것을 확인했다. 연구팀은 주사전자현미경을 이용해 뇌 신경망 변화를 관찰한 결과 실제로 소마토스타틴이 주입된 생쥐는 인지관련 신경망이 일반 생쥐와 똑같이 회복된 것도 확인했다. 이승희 카이스트 생명과학과 교수는 “이번 연구에서 그 기능을 확인한 소마토스타틴은 생체 내 독성이 없어 뇌나 뇌 척수액에 안전하게 주입할 수 있다는 장점을 갖고 있어서 사람을 포함한 포유류 인지기능 조절 약물에 적용할 수 있다”라며 “소마토스타틴과 비슷한 기능이나 구조를 가진 인공 단백질 합성체를 개발해 치매나 파킨슨병 등 퇴행성 뇌질환 치료제 개발에 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

생명공학의 급속한 발전으로 손상하거나 사멸한 뇌세포를 외부에서 배양한 뇌세포와 바꿀 수 있게 됐다. 게다가 대체할 뇌세포는 반드시 환자와 같은 사람일 필요가 없어졌다. 최근 실험에서도 쥐의 뇌에 인간의 뇌세포를 이식해 장기간 생존시키는 데 성공했었다. 하지만 이식된 인간의 뇌세포가 쥐의 뇌에서 역할을 얻어 양자 간에 신경 연결이 이뤄졌는지는 알려지지 않았다. 그렇지만 이번에 스웨덴 연구진이 뇌졸중에 걸린 쥐의 뇌에 인간의 피부세포에서 이른바 유도만능줄기세포로 불리는 역분화줄기세포(iPS세포)를 생성하고 이를 뇌신경세포로 바꾼 것을 이식했는데 이런 인간의 뇌세포가 쥐의 뇌세포와 신경 연결이 이뤄진 것으로 확인됐다. 또 새롭게 확립된 이종 간의 신경 연결은 쥐의 뇌에 광범위하게 이뤄졌으며, 뇌졸중으로 인해 손실됐던 쥐의 운동능력과 감각기능을 회복시켰다는 사실도 밝혀졌다. 이는 서로 다른 뇌를 결합해 하나의 뇌로 기능하게 하는 데 성공한 최초의 사례가 된다. 이른바 ‘뇌세포 대체’로 불리는 이 기술에 의해 쥐의 두개골 내부에서 인간의 뇌세포 비율을 100%까지 늘릴 수 있을 것이다. 그리고 만일 윤리적인 문제를 극복한다면 인간의 두개골 속을 유전자를 개량한 다른 인공 세포로 채울 수도 있을지 모른다. 그렇지만 우리는 이런 생물을 지금까지와 마찬가지로 쥐 또는 인간이라고 불러도 되는 것일까? 인간의 뇌세포가 쥐의 뇌세포를 대체하다국내 뇌졸중 환자는 연간 60만 명에 달하며 사망원인은 4위일 정도로 위험도가 높다. 살아남더라도 3명 중 1명은 반신마비나 언어장애 등 장애를 평생 갖고 살아야 한다. 현재 뇌졸중에 대해 기대되는 근본적인 치료법은 iPS세포에서 분화시킨 신경세포를 뇌에 이식함으로써 잃어버린 신경 연결을 회복하는 것이다. 하지만 임상시험은 장벽이 높고 이식한 인간의 신경세포가 어떻게 동작하는지는 대부분이 수수께끼에 싸여 있다. 따라서 이들 연구자는 인위적으로 뇌졸중이 유발된 쥐에 인간의 뇌세포를 더함으로써 이식된 뇌가 어떻게 작동하는지를 알아내려고 했다. 실험에 쓰인 쥐는 대뇌피질에 뇌졸중으로 인해 손상을 입은 상태이며 인간의 신경세포가 손상 부분을 덮게 했다. 그리고 이식 실험을 하고 6개월이 지났을 무렵, 쥐의 상황에 현저한 개선을 볼 수 있었다.연구진은 무슨 일이 일어났는지를 확인하기 위해서 쥐의 뇌를 전자현미경이나 그 외의 신경 연결을 시각화하는 기술에 의해 관찰을 시작했다. 그 결과, 이식된 인간의 뇌세포가 쥐의 뇌세포와의 신경 연결을 이루고 있는 것으로 확인됐다. 또 이식된 세포로부터의 신경 축삭은 뇌의 반대편 즉 세포를 이식하지 않은 반구에까지 침식해 광범위한 신경의 연결을 만들고 있었다. 인간의 뇌세포와 생쥐의 뇌세포 연결이 확인된 것은 이번 연구가 세계 최초이다. 하지만 쥐에 일어난 뇌졸중의 개선이 인간의 뇌세포와의 연결에 의한 것인지는 아직 단언할 수 없다. 따라서 이들 연구자는 인간의 뇌세포에 미리 설정해 놓은 활동 스위치를 끄기로 했다. 이식 뇌의 활동 스위치를 꺼 봤다쥐에 이식된 인간의 뇌세포에는 빛에 의한 자극에 의해 활동 스위치를 끄는 구조가 도입돼 있었다. 만일 쥐의 개선이 인간의 뇌세포에 의한 것이라면 인간의 뇌세포 스위치를 끔으로써 쥐는 다시 뇌졸중의 증상을 재발할 것이다. 인간의 뇌세포 활동을 끈 결과, 예상대로 쥐는 뇌졸중 증상을 다시 보였고 운동능력과 감각능력을 상실했다. 이 결과로부터 인간의 뇌세포는 뇌졸중을 일으킨 쥐의 뇌에서 새로운 기능을 획득해 쥐의 건강 상태 개선에 크게 기여하고 있던 것이 밝혀진 것이다. 오래된 뇌세포는 어떻게 처리해야 하나 이번 연구를 통해 이식된 인간의 뇌세포가 뇌졸중으로 인해 발생한 쥐의 뇌 손상을 복구하고 대체한 것으로 확인됐다. 앞으로 이식된 뇌세포가 기억과 지능, 사고, 정신 그리고 성격 등에 어떤 영향을 미치는지 동물실험이나 뇌의 회춘을 바라는 지원자들에 의한 임상시험을 통해 조사할 수 있을 것이다. 또 이번 성과는 죽은 신경세포를 새로운 건강한 신경세포로 대체하는 것이 가능하게 됐음을 의미한다. 인간의 뇌에 대해 항상 신선한 뇌세포를 사용한 대체가 이뤄지게 되면 이론상 뇌와 정신은 불멸이라고 할 수 있다. 단 한 가지, 주의해야 할 것이 있다. 그것은 뇌세포 대체를 진행하는 속도와 대체된 뇌세포의 처리 문제이다. 한 번에 모든 것을 대체하는 것은 단순한 자살이다. 정신의 통일성을 유지한 채 뇌세포 대체를 진행하기 위해서는 한 번의 대체 과정을 최대 몇 %씩 한정할 필요가 있을 것이다. 특히 최신 연구에 의해 밝혀진 뇌 속 의식의 발생원과 같이 3~4㎜ 미세한 조직에 대해서는 세심한 주의가 필요하다. 또 대체된 오래된 뇌세포를 살아있는 채로 보존할지, 의료폐기물로 처리할지도 철학적이고 윤리적인 문제로 발전한다. 오래된 뇌세포를 모아 재구성하면 오래된 당신이 부활하기 때문이다. 그렇게 되면 오래된 인격과 새로운 인격 중 어느 쪽이 더욱더 정당성이 있는 당신이 되는지도 생각할 필요가 있을 것이다. 자세한 연구 결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 4월 6일자에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미국 과학자들이 피부세포로 시각세포를 만들어 앞을 보지 못하는 생쥐들에게 이식해 사물을 인지할 수 있게 하는데 성공했다. 미국 노스텍사스대 의대 시각연구소, 국립보건원(NIH) 산하 국립안(眼)연구소, 노스캐롤라이나 채플힐대 의대 안과, 바이오기업인 나노스코프 테크놀로지, 아이CRO, CIRC테라퓨틱스 공동연구팀은 피부줄기세포로 알려진 섬유아세포를 화학적으로 재구성해 시력과 관련된 광(光)수용체 세포를 만들 수 있다는 것을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 16일자에 발표했다. 노인성 황반변성, 당뇨망막병증 같은 다양한 망막질환은 빛을 감지하는 광수용체 세포가 사라지면서 회복시킬 수 없기 때문에 심할 경우는 시력을 잃을 수 있다. 이 때문에 광수용체를 재생시키는 방법을 찾는 것은 과학계의 중요한 과제 중 하나였다. 그동안 광수용체 재생을 위해 사용한 방법은 피부나 혈액세포를 이용해 줄기세포를 만든 다음 줄기세포를 광수용체로 분화되도록 유도해 이식하는 것이었다. 그런데 연구팀은 줄기세포를 만들어 분화를 유도하는 과정을 건너 뛰고 섬유아세포를 직접 광수용체 중 막대세포로 재프로그래밍한 것이다. 생물학에서 재프로그래밍 또는 리프로그래밍(reprogramming)은 특정 세포를 완전히 새로운 종류의 세포로 바꾸는 것으로 체세포 핵을 치환하거나 유도만능줄기세포(iPS), 세포융합 방법으로 만든다. 유도만능줄기세포는 성인의 세포를 이용해 모든 종류의 세포나 조직으로 분화시킬 수 있지만 이식 준비가 되기까지는 6개월이나 걸린다. 그렇지만 이번에 개발한 재프로그래밍 기술을 활용하면 피부세포를 10일 만에 이식 가능한 광수용체로 만들 수 있다. 광수용체는 막대세포와 원뿔세포 두 종류로 나뉘는데 더 많은 것이 막대세포이다. 막대세포는 빛에 민감해 어두운 곳에서 빛을 인식하는 구실을 하고 망막 주변부에 더 많이 분포한다. 막대세포가 손상되면 빛이 적은 어두운 곳에서는 아예 앞이 보이지 않는 야맹증이 나타나게 된다. 연구팀은 생쥐의 섬유아세포를 유도 광수용체 막대세포(CiPCs)로 전환시킬 수 있는 5종류의 화합물을 만들었다. 연구팀은 이들 화합물을 이용해 만든 CiPCs를 분석한 결과 실제 광수용체 막대세포와 유사하다는 것을 확인했다.연구팀은 망막변성이 일어나 시력을 거의 잃은 14마리의 생쥐의 눈에 CiPCs를 이식한 뒤 빛에 대한 동공반사와 시력을 조사했다. 그 결과 3~4주 뒤 6마리의 생쥐에게서 빛이 약한 환경에서도 동공반응이 개선됐음을 확인했다. 또 시각기능 회복 여부를 알아보기 위해 회피시험을 실시했다. 그 결과 장애물도 쉽게 피하는 것을 확인했다. 또 이식 3개월 뒤에는 광수용체들이 망막 안쪽 뉴런과 시냅스 연결이 된 것도 관찰됐다. 화학적 리프로그래밍으로 만들어 낸 세포가 실제 시각 회복에 도움이 됐다는 것을 보여준 것이다. 사이 샤발라 노스캐롤라이나대 의대 교수는 “이번 연구는 직접적이고 화학적인 재프로그래밍을 통해 망막과 같은 세포를 만들어 낼 수 있음을 보여주는 첫 번째 성과”라며 “이번 기술을 활용하면 중간 단계를 거치지 않기 때문에 세포치료제를 개발하는데 걸리는 시간을 상당히 단축시킬 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

메르스 코로나바이러스 방어실험 성공국내 연구진이 면역증강제와 바이러스의 스파이크 단백질을 활용해 다양한 종류의 백신을 빠르게 만들 수 있는 방법을 개발했다. 이 방법을 이용해 메르스 백신을 개발하고 동물실험에서 효능을 확인했다. 남재환(왼쪽) 가톨릭대 생명공학과 교수와 금교창(오른쪽) 한국과학기술연구원(KIST) 뇌의약연구단 단장 주도로 한국생명공학연구원 국가영장류센터, 전북대, 이화여대, 국제백신연구소가 참여한 공동연구팀은 면역증강제와 세포 안에 효과적으로 침투할 수 있는 스파이크 단백질을 결합시켜 빠르게 백신을 개발할 수 있는 플랫폼을 개발했다고 14일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘안게반테 케미’에 실렸다. 연구팀은 귀뚜라미에 마비증세를 일으켜 죽이는 ‘귀뚜라미 마비바이러스’의 RNA를 활용한 면역증강제와 아연금속으로 만든 RNA 안정제를 혼합한 뒤 코로나바이러스 스파이크 단백질과 결합시켰다. 연구팀은 이런 방식으로 메르스 코로나바이러스(MERS-CoV) 백신을 만들어 생쥐와 히말라야 원숭이에게 접종했다. 그 결과 생쥐는 1회 접종만으로도 치사량의 바이러스 공격에도 100% 방어되는 것이 확인됐고 히말라야 원숭이도 바이러스와 독소의 활성을 차단할 수 있는 중화항체가 체내에서 만들어져 메르스 감염을 억제하는 것이 관찰됐다. 연구팀은 이번에 개발한 백신 플랫폼을 활용해 코로나19 치료용 백신과 살인진드기병으로 알려진 중증열성혈소판감소증후군 예방백신을 개발하고 있다. 금 단장은 “메르스 바이러스에서 효과를 보인 이번 RNA 활용 단백질 기반 백신 플랫폼은 코로나19 백신의 개발 시간을 단축시킬 것”이라고 기대했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 비만을 일으키는 장 호르몬을 빛으로 억제해 치료하는 기술을 개발했다. 가톨릭대 바이오메디컬화학공학과 나건 교수팀은 대사성 질환으로 인한 비만 환자에게서 지방 축적을 유발시키는 장 호르몬을 분비하는 세포를 효과적으로 제거할 수 있는 표적 광(光)응답제를 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료공학 분야 국제학술지 ‘바이오 머티리얼즈’에 실렸다. 지방 축적을 유발하는 장 호르몬인 ‘GIP’는 십이지장 내 지방이나 탄수화물에 반응하는 호르몬으로 K세포에 의해 분비된다. 많은 연구자가 GIP를 억제할 수 있는 약물을 찾아 나섰지만 아직까지 개발된 것은 없다. 이에 연구팀은 GIP를 분비하는 K세포에 주목했다. 연구팀은 K세포에만 반응해 선택적으로 제거할 수 있는 표적 물질을 만들었다. 이번에 개발한 물질은 GIP 분비를 촉진하는 십이지장 표면의 K세포에 붙어 활성산소를 만들어 파괴하도록 설계됐다. 연구팀은 고지방식을 섭취하도록 해 비만과 당뇨를 유발시킨 생쥐에게 이번에 개발한 광응답제를 투여한 다음 십이지장에 빛을 쬐는 실험을 실시했다. 그 결과 표적 광응답제에서 만들어진 활성산소가 K세포를 없애고 GIP 농도를 낮춰 생쥐의 몸무게와 체지방을 감소시킨다는 것이 확인됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr