아이들이 집 안팎에서 사고를 치면 부모들은 “너 때문에 흰머리가 는다”고 푸념하곤 한다. 나이에 비해 흰머리가 많은 사람들은 유전 때문일 수 있지만 신체적, 정신적 스트레스가 심할 경우 흰머리가 느는 경우도 있다. 미국 앨라배마 버밍엄대 생물학과, 국립보건원(NIH) 산하 인간게놈연구소, 국립암연구소, 메릴랜드대 의대 공동연구팀은 나이에 비해 흰머리가 많거나 갑자기 새치가 늘어나는 것은 인체 외부의 자극 때문에 면역시스템이 활성화되기 때문이라는 연구 결과를 국제학술지 ‘플로스 바이올로지’ 3일자(현지시간)에 발표했다. 연구팀은 검은색 털을 가진 생쥐들에게 생명에 지장을 주지는 않을 정도의 약한 바이러스와 박테리아를 주입하거나 다양한 형태의 스트레스를 가한 뒤 털의 색깔 변화를 관찰했다. 그 결과 외부에서 균이 침입하거나 스트레스를 받을 경우 선천적 면역시스템이 작동하는 동시에 털 색깔이 연해지면서 회색으로 변한다는 사실을 확인했다. 또 털 색깔이 바뀐 생쥐들의 RNA 상태와 배열을 분석했더니 털과 피부 색깔을 결정하는 유전자에도 변화가 나타난다는 것을 발견했다. 외부 자극에 대응하기 위한 인체 방어시스템의 작동으로 일어나는 일종의 부작용이라고 할 수 있다. 병을 오래 앓는 환자의 경우 머리색이나 안색이 변하는 것도 이 같은 원리 때문이라고 연구팀은 설명했다. 멜리사 해리스 앨라배마대 교수는 “머리카락뿐만 아니라 피부 색소를 통제하는 유전자가 면역시스템 작동에도 관여한다는 사실을 보여 주는 연구 결과”라며 “모발이나 피부 색소 변화로 건강 상태를 진단할 수도 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“잠 못 이루는 불면의 밤, 쌀겨를 드세요.” 국내 연구진이 쌀을 도정하고 나서 남는 쌀겨(미강)가 빨리 잠들게 하고 숙면을 돕는다는 연구 결과를 발표했다. 한국식품연구원 기능성식품연구본부 조승목 박사팀은 미강의 수면 증진 효과와 작용 메커니즘을 규명하고 최근 식품의약품안전처로부터 개별인정형 건강기능식품으로 인정받았다고 30일 밝혔다. 지금까지는 식약처가 인증한 수면질 개선 기능성 원료로는 감태 추출물이 유일했다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘분자 영양 및 식품연구’와 ‘영양학’에 실렸다. 연구팀은 불면증이 있는 18세 이상 성인 남녀 50명을 두 그룹으로 나눈 뒤 한 그룹에게는 미강 주정 추출물 1000㎎을, 다른 그룹에게는 일반 영양제 1000㎎을 복용하도록 한 뒤 수면 효율, 총 수면 시간, 숙면 정도, 잠드는 시간 등을 측정했다. 그 결과 미강 주정 추출물 복용 그룹이 다른 그룹보다 수면 전체 상태가 개선되는 것을 확인했다고 연구팀은 밝혔다. 연구팀은 생쥐 실험을 통해 미강의 이같은 수면 유도 효과가 각성 효과를 나타내는 히스타민 수용체를 억제하기 때문이며 감마오리자놀을 비롯한 파이토스테롤 성분 때문이라는 것을 확인했다. 파이토스테롤은 동물성 콜레스테롤과 구조는 비슷하게 생겼지만 식물 성분에서 유래해 호르몬 조절 등 신체에 유익한 기능을 하는 것으로 알려진 물질이다. 식품연구원은 이번 연구성과를 바탕으로 오는 8~9월 중에 연구소 기업을 설립하고 올 하반기 중에 건강기능식품을 출시할 예정이다. 조 박사는 “미강의 수면질 개선 효과는 현재 수면에 도움을 주는 것으로 알려진 쥐오줌풀인 밸러리안보다 효과가 1.5배 정도 우수한 것으로 나타났다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 기초과학 연구의 구심점으로 자리잡고 있는 기초과학연구원(IBS) 연구자들이 잇따라 세계적인 연구 성과를 내놔 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS)은 유전체 교정 연구단 김진수 단장팀과 복잡계 자기조립 연구단 김기문 단장팀이 각각 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 자매지에 논문을 발표했다고 27일 밝혔다. 김진수 단장팀은 DNA 한 가닥만 정밀하게 잘라 낼 수 있는 ‘아데닌 염기교정 유전자 가위’를 이용해 생쥐의 돌연변이 유전자를 정상 유전자로 교체하는 등 난치성 유전질환 치료 가능성을 입증했다. 아데닌 염기교정 유전자 가위를 실제 동물 모델에 적용해 처음 성공을 거둔 사례다. 이 연구 결과는 생명공학 분야 ‘네이처 바이오테크놀로지’ 28일자에 발표됐다. 김진수 단장은 “이번 연구는 돌연변이 유전자를 정밀하게 교정하는 방식의 유전자 치료 가능성을 보여 준 것”이라고 말했다. 김기문 단장팀은 생체 같은 복잡한 환경에서 특정 단백질의 기능을 보다 쉽게 관찰할 수 있도록 세포핵, 세포질, 세포 표면, 세포 내 특정 소기관을 영역별로 나눠 특정 부분만 형광 염색할 수 있는 기술을 개발해 기초과학 및 공학 분야 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 27일자에 발표했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

40~50대에 나타나는 갱년기 우울증은 배우자와 사별, 실질, 질병과 같은 주변 환경의 변화나 여성의 경우 폐경으로 인한 호르몬 변화로 인해 발생하는 신경정신과 질환인데 심할 경우 자살에 이르기도 한다.한의학에서는 침이나 뜸을 이용해 갱년기 우울증을 치료한다. 국내 연구진이 이처럼 경험적으로만 활용되던 갱년기 우울증 치료 침의 과학적인 작용 메커니즘을 밝혀내 화제다. 한국한의학연구원 임상의학부 류연희 박사팀은 침 치료를 통한 갱년기 우울증 개선 효과를 동물실험으로 밝혀내고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호에 발표했다.연구팀은 난소를 제거해 여성호르몬이 분비되지 않도록 한 생쥐에게 여성질환에 특히 효과가 있는 혈(穴)인 ‘삼음교’에 해당하는 부위에 침 자극을 준 뒤 행동평가, 미로탈출 실험, 강제수영장치 등 실험을 했다. 사람에게 삼음교는 안쪽 복사뼈 중심에서 세 치(약 10㎝) 올라간 부위에 있는 혈자리로 구역질, 구토, 식체, 생리통, 불임, 자궁출혈 등 치료에 도움을 주는 부위다.그 결과 침을 맞은 생쥐들이 그렇지 않은 생쥐들보다 우을증 완화 효과가 뚜렷하게 나타났다. 연구팀은 뇌 해마 부위에서 우울증과 스트레스 등을 억제하고 완화시키는데 관여하는 뇌유래신경영양인자(BDNF)와 신경펩티드Y(NPY)라는 물질이 늘어나는 것도 확인했다. 침치료를 받은 생쥐들은 우울증 치료를 위해 사용하는 항우울제를 복용했을 때와 똑같은 효과를 나타내는 것으로도 밝혀졌다. 류연희 박사는 “이번 연구는 그동안 임상적으로만 효과가 입증됐던 침 치료에 과학적이고 논리적 근거를 제공해줬다는데 의미가 크다”며 “갱년기 우울증 뿐만 아니라 뇌기능 항상성 파괴로 발생하는 다양한 정서질환에 침 치료를 적용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 지난 70년 동안 학습과 기억을 설명하는 핵심 가설을 세계 최초로 실험적으로 증명해 냈다.강봉균 서울대 생명과학부 교수팀이 시냅스를 종류별로 구분해 내는 기술을 개발하고 이를 활용해 뇌에서 기억이 저장되는 저장소를 찾아내 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 27일자에 발표했다. 1949년 캐나다 신경심리학자 도널드 헵은 학습 내용과 강도에 따라 뇌에 있는 부위별 수상돌기 말단에 있는 시냅스끼리 물질교환 빈도와 세기가 달라지면서 기억으로 자리잡게 된다는 가설을 발표했다. 지난 70년 동안 뇌와 학습의 관계를 가장 잘 설명하는 가설로 받아들여졌지만 실험적으로는 증명되지 못했었다. 뇌에는 셀 수 없이 많은 신경세포가 있고 하나의 신경세포에는 수 천개의 시냅스가 있다고 알려져 있어 시냅스 하나 하나를 구분해 분석하기가 쉽지 않았기 때문이다. 연구팀은 하나의 신경세포에 있는 수 천개의 시냅스를 서로 다른 형광색으로 각각 표지해 종류별로 구분할 수 있는 ‘듀얼-eGRASP’라는 기술을 개발했다. 연구팀은 기억을 담당하는 뇌 부위로 알려진 해마에 주목하고 생쥐에게 공포기억을 학습시킨 뒤 듀얼-eGRASP로 시냅스를 분석했다.그 결과 시냅스의 수상돌기 가시의 밀도와 크기가 증가한 부위를 찾아냈다. 기억저장 시냅스를 찾아낸 것이다. 연구팀은 전기생리학적 실험을 통해 기억저장 시냅스들이 구조적 변화 뿐만 아니라 기능적으로도 다르게 작동한다는 사실을 확인했다. 연구팀은 이번 연구로 알츠하이머 치매 같은 퇴행성 뇌질환, 불안장애, 강박장애, 약물중독 등도 뇌 신경세포간 네트워크 변화를 관찰할 수 있게 됨에 따라 새로운 개념의 치료방법을 찾아낼 수 있을 것이라고 기대하고 있다. 강봉균 교수는 “이번 연구는 시냅스를 종류별로 구분할 수 있는 새로운 기술을 개발하고 이를 활용해 기억의 저장소를 찾아냄으로써 헵 가설을 실험적으로 증명했다는데 큰 의미가 있다”라고 설명했다. 강 교수는 “시냅스 중에서 학습에 의해 변하는 기억저장 시냅스를 찾아냄으로써 치매나 외상후스트레스장애 같은 기억 관련 질병 치료방법 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

줄기세포를 유전자 조작 없이 폐암 치료에 활용하는 방법이 국내 연구팀에 의해 개발 되었다. 한국연구재단은 강동우 (가천대 의과대학 교수) 연구팀이 골수 줄기세포의 표면에 나노항암약물을 결합하여 폐종양을 제거하는 치료 전략을 제시했다고 밝혔다. 줄기세포는 폐종양 부위를 추적해서 찾아가는 능력이 뛰어나다. 이 점을 이용하여 그동안 줄기세포의 유전자를 조작하거나 내부에 항암제를 주입하여 암세포 치료제로 적용하려는 연구가 많이 진행되었으나, 아직까지 승인된 치료제는 없다. 이는 유전자 조작으로 인하여 줄기세포가 또 다른 암을 유발할 위험성과 항암약물이 주입되었을 때 줄기세포의 암세포 추적 능력이 현저히 저하되기 때문이다. 연구팀은 줄기세포를 약물 전달체로 활용하되, 유전자를 조작하는 대신 나노항암약물을 줄기세포의 표면에 결합시켰다. 여러 줄기세포 중에서 골수 유래 중간엽 줄기세포 표면의 CD90 단백질에 나노항암제를 결합하였고, 이로서 줄기세포의 암 추적 기능을 안정적으로 유지하면서도 항암효과를 극대화하였다. 개발된 줄기세포-나노약물 결합체는 정맥 투여 후 3일 내로 폐종양에 집중되고, 12시간 내에 암세포를 사멸하기 시작하였으며, 암세포 제거 후 줄기세포 또한 상호적으로 사멸되었다. 줄기세포 1개 당 폐암세포 3개 정도가 제거되었다. 인간폐암이 생성된 생쥐에 실험하였을 때에도 폐종양의 크기가 현저히 줄어들어 치료 효과를 입증하였다. 강동우 교수는 “줄기세포의 암추적 능력을 이용하면 기존 항암제에 비해 100배나 적은 약물만으로도 탁월한 폐종양 제거가 가능하며, 치료기간 동안 환자가 항암 부작용을 전혀 느끼지 못할 수준으로 치료가 가능하다”며 “향후 이들 줄기세포 나노약물 코팅 기술을 이용하면 췌장암, 뇌암 등 다양한 난치성 종양치료의 임상적 성공 가능성이 높아질 것”이라고 연구의 의의를 설명했다. 이 연구 성과는 국제학술지인 어드밴스드 사이언스(Advanced Science)의 5월호 표지 논문(frontispieces)으로 게재된다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

동물은 식이행동, 즉 먹는 행위를 통해 다른 유기물을 섭취·소화해 영양분을 얻고 생명을 유지한다. 태어나자마나 누가 가르쳐 주지 않아도 뭔가를 먹을 수 있다는 것은 신비롭게 느껴지기까지 한다. 대부분의 행동이 뇌의 활동으로부터 발생하고 조절되듯이 식이행동도 뇌의 작용에 의해 일어난다. 우리 몸에 에너지가 부족한지 과잉인지 뇌는 어떻게 알아내 음식을 그만 먹거나 더 먹도록 명령을 내리는 걸까. ‘렙틴’이라는 물질은 식이행동을 조절하는 주요 인자다. 1994년 더글러스 콜먼 교수와 제프리 프리드먼 교수는 고도비만 생쥐에게서 ‘ob’라는 유전자에 돌연변이가 있다는 사실을 발견하고 ob 유전자가 지방세포에서 만드는 단백질을 렙틴으로 명명했다. ‘얇다’는 뜻의 그리스어 ‘렙토스’에서 유래된 용어다. 렙틴이 부족한 생쥐에게 렙틴을 투여했더니 먹는 양이 줄어들고 정상 체중으로 돌아왔다. 렙틴 유전자 이상이 원인인 고도 비만 환자에게 렙틴을 투여해 체중 감량 효과를 확인하는 증례보고도 이어졌다. 콜먼 교수와 프리드먼 교수는 렙틴을 발견한 공로로 2010년 미국의 노벨상이라고 불리는 래스커상을 수상했다. 그러나 대부분의 비만환자에게 렙틴을 투여해도 효과가 미미하다는 것이 문제다. 비만한 사람에게서는 렙틴이 결여된 것이 아니라 오히려 증가돼 있다. 이것을 ‘렙틴 저항성’이라 하는데 렙틴이 결합하는 수용체에 변화가 생기거나 세포 내 렙틴 신호전달체계의 문제가 발생해 일어난다. 렙틴 저항성을 회복하려면 가공식품을 적게 먹고 식이섬유를 많이 먹으면서 운동량을 늘리고 잠을 충분히 자는 것이 중요하다. 중성지방은 렙틴이 뇌 속으로 전달되는 것을 가속화한다. 탄수화물을 적게 먹고 단백질 섭취를 늘리는 것이 도움이 된다. 반대로 식이행동 문제 중에는 비정상적으로 잘 먹지 않으려고 하는 ‘신경성 식욕부진’이라는 질병이 있다. 신경성 식욕부진 환자에게서는 식욕을 촉진하는 그렐린 양이 비정상적으로 높아 ‘그렐린 저항성’ 가설이 나오고 있다. 렙틴과 그렐린 모두 뇌 시상하부의 ‘궁상핵’이라는 부위에 작용한다. 이곳에 있는 식욕증진세포는 그렐린에 의해 활성화되고 식욕억제세포는 렙틴에 의해 활성화된다. 궁상핵의 뉴런들은 최종적으로 뇌실곁핵의 ‘Y1 수용체’(식욕증진)나 ‘MC4 수용체’(식욕억제)에 신호를 보내 식욕을 조절하게 된다. 최근 MC4 수용체에 작용하는 물질이 발견돼 네이처지에 보고됐다. 스타브로울라 코우스테니 미국 컬럼비아대 교수팀은 뼈를 합성하는 세포인 조골모세포가 분비하는 ‘리포칼린2’라는 물질이 뇌실곁핵의 MC4 수용체에 작용해 식욕을 억제한다는 것을 발견했다. 비슷한 시기에 사이언스지에는 지방세포에서 분비되는 ‘유리딘’의 역할이 보고됐다. 셔러 텍사스주립대 교수팀은 음식을 먹으면 렙틴이 증가하고 금식하면 유리딘이 증가하는 현상을 발견했다. 혈중 유리딘이 증가하면 체온과 산소 사용량을 낮춰 에너지 소비를 최소화하고 렙틴의 분비를 억제해 식욕이 늘도록 조절하는 것이다. 지방세포는 뇌 안에서 식욕을 쥐락펴락하는 중요한 내분비 기관이기도 한 것이다. 다이어트 결심 한번쯤 안 해본 사람이 없을 정도로 현대인에게 비만과 건강한 식이행동은 중요한 화두임과 동시에 어려운 문제다. 다행히 뇌과학은 비만이나 비정상적 식이행동에 대한 이해를 급속히 넓혀가고 있다. 아직은 밝혀지지 않은 미지의 부분도 많지만 언젠가 퍼즐이 좀더 맞춰져 누구나 건강하게 먹고 건강하게 지낼 수 있는 뇌과학적 해결책을 찾길 기대해본다.

우리 사회에는 타인의 작은 고통에도 함께 아파하고 걱정하는 사람이 있는가 하면 타인의 감정을 전혀 이해하지 못하고 끔찍한 사건을 저지르는 사이코패스가 함께 존재한다. 국내 연구진이 이처럼 개인에 따라 공감 능력에 차이가 나는 이유를 밝혀냈다. 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성연구단 신희섭(?사진?) 단장팀은 생쥐 실험으로 대뇌에서 공감 능력을 조절하는 유전자와 작동 원리를 밝혀내고 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 20일자에 발표했다. 이번 연구는 공감 능력 조절 메커니즘을 유전자 수준에서 처음으로 밝혀내 공감 능력 장애 현상이 나타나는 자폐증, 조현병은 물론 사이코패스, 소시오패스 같은 각종 정신질환 치료 연구에 도움이 될 것으로 기대된다. 연구팀은 공포를 느끼면 동작을 멈추는 행동을 보이는 생쥐를 실험했다. 공감 능력을 가진 생쥐라면 다른 생쥐가 고통받는 모습을 보고 동작을 멈추게 될 것이라는 아이디어를 착안한 것. 연구팀은 서로 다른 생쥐 18종을 대상으로 이 같은 ‘관찰 공포 실험’을 진행했다. 이 가운데 한 종의 생쥐그룹만 공포 공감 행동이 뚜렸했고 , 연구팀이 게놈을 분석한 결과 ‘Nrxn3’라는 유전자가 변이돼 있다는 사실을 확인했다. 또 다른 종의 생쥐들에게도 Nrxn3 유전자를 변이시키자 공포 공감 능력이 높아진다는 것을 알게 됐다. 연구팀은 이와 함께 감정조절에 관여하는 전두엽 전대상피질에 있는 ‘억제성 SST 뉴런’이 공포 감정을 느끼는 데 핵심 역할을 한다는 사실도 밝혀냈다. 신 단장은 “이번 연구로 동정심, 이타심 같은 여러 형태의 공감 능력 차이를 결정하는 기본적 신경회로와 작동 원리를 이해하게 됐다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 치매 발병 원인의 절반 이상을 차지하는 알츠하이머를 개선하고 기억력도 되찾을 수 있는 방법을 찾아내 화제가 되고 있다.경북대 진희경(왼쪽) 수의대 교수·배재성(오른쪽) 의대 교수 공동연구팀은 뇌에서 염증을 일으키는 단백질을 억제하는 물질을 찾아내고 구체적인 작용 메커니즘을 규명해 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 16일자에 발표했다. 알츠하이머는 베타 아밀로이드 단백질이 뇌에 축적되면서 신경세포를 손상시켜 발생하는 질환으로 알려져 있다. 이 때문에 그동안 많은 연구가 베타 아밀로이드를 제거하는 데 초점이 맞춰져 있지만 사람을 대상으로 하는 임상시험 단계에서 번번이 실패했다. 연구팀은 알츠하이머 환자의 신경세포에서 ‘스핑고신 키나아제1’(SphK1)이라는 효소가 줄어드는 점에 착안해 베타 아밀로이드 단백질이 아닌 뇌에서 발생하는 염증 현상에 주목했다. 연구팀은 알츠하이머를 유발시킨 생쥐로 실험을 해 SphK1 효소가 많을수록 뇌 염증과 베타 아밀로이드 단백질이 줄어들고 기억력이 향상되며 베타 아밀로이드 단백질이 더이상 축적되지 않는다는 사실을 확인했다. 또 알츠하이머 환자의 뇌조직과 신경세포에서도 SphK1이 줄어들어 있고 염증을 억제하는 물질이 제대로 분비되지 않는다는 것을 알게 됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

임신중 진통제를 복용하는 것이 훗날 태어날 아기의 생식능력에 부정적인 영향을 미칠 수 있다는 연구결과가 나왔다고 영국 BBC가 15일 보도했다. 이전 연구에서는 임신부가 이부로펜 계열의 진통제를 먹을 경우 특히 여자아이의 미래 생식능력에 영향을 미친다는 사실이 입증된 바 있다. 영국 에딘버러대학 연구진은 이러한 사실이 여자아이에 국한된 것이 아니며, 임신부의 진통제 복용은 훗날 남자아이에게도 부정적일 수 있다고 설명했다. 또 현재 임산부 중 3분의 1가량이 임신중 진통제를 복용하는 것으로 조사됐다고 전했다. 연구진은 태아에게서 채취한 고환 및 난소 세포 샘플을 채취한 뒤, 진통제 계열인 이부로펜과 파라세타몰에 노출시키고 변화를 추적 관찰했다. 동시에 실험용 쥐의 샘플 세포를 이용해 유사한 실험을 했다. 실험실에서 이들 샘플 세포에 진통제 약을 일주일간 노출시키자, 난자와 정자를 만들어내는 생식세포가 눈에 띠게 줄어드는 것을 확인했다. 남자아이의 고환 세포가 진통제에 노출될 경우 정자를 생산하는데 가장 중요한 영향을 미치는 세포의 수가 4분의 1로 줄어들었다. 이전 연구에서는 임산부의 난소가 파라세타몰 계열의 해열·진통제를 일주일간 노출될 경우 난자를 만들어내는 세포가 40% 줄어든다는 사실이 확인된 바 있다. 또 다른 계열인 이부로펜의 경우 같은 기간 노출됐을 때 세포의 수는 50%까지 줄어들었다. 쥐 실험의 경우, 연구진은 태아의 고환 조직 샘플을 생쥐에게 이식한 뒤 진통제 효과를 시험했다. 이 샘플이 자궁에서 발달하는 동안 고환이 어떻게 성장하고 기능하는지를 관찰했다. 사람과 동등한 용량의 파라세타몰로 치료한 지 하루가 지나자 이식한 조직의 정자 생성 세포수가 17% 감소했다. 1주일 후에는 세포 수가 3분의 1 가량 줄어든 것을 확인했다. 연구진은 이러한 결과가 이부로펜 또는 파라세타몰 등의 진통제 성분이 DNA 구조를 변형시키기 때문인 것으로 추측했다. 쥐를 대상으로 한 이전 연구에 따르면, 임신중 투여된 진통제는 암컷 자손의 생식세포를 감소시키는 것으로 밝혀졌었다. 이는 후대에 여성의 출산율과 출산력에 영향을 미칠 수 있다. 연구진은 “우리는 여성이 임신 중 진통제를 먹기 전에 보다 신중해야 한다는 것을 강조해야 하며 불가피할 경우 가능하면 단시간 적은 농도의 약을 복용케 하는 것이 중요하다”고 설명했다. 자세한 연구결과는 미국 국립환경보건학연구소(NIES) 학술저널 ‘환경보건 국제학술지 ‘환경 보건 관점’(Environmental Health Perspectives) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

남들 몰래 꽃 속에서 살금살금 봄놀이를 즐기던 귀여운 생쥐의 모습이 포착됐다. 12일(이하 현지시간) 영국 일간 데일리메일에 따르면, 도싯주 본머스 지역에 사는 사진가 마일스 허버트(52)는 자신의 집 근처에서 멧밭쥐(harvest mouse)들이 몇 분간 튤립 속에서 놀고 있는 한때를 촬영했다. 쥐를 발견하고 조용히 환호성을 지른 그는 “마치 꽃에서 태어난 듯 그안으로 쏙 들어간 생쥐들이 귀여웠다”며 “사랑스러운 작은 생물들이 바쁘게 일상을 보내는 것을 지켜보는건 항상 즐겁다”고 말했다. 이어 “멧밭쥐는 유럽에서 가장 작은 포유동물인데 긴 꼬리를 가지고 있다. 휘감기 쉬운 꼬리로 어딘가에 매달리거나 균형을 잡을 때, 음식을 먹을 때 고정 장치로 사용한다”며 “꽃꿀과 수술을 먹는 것을 좋아하는 쥐들이 꽃 안 팎으로 기어오르며 봄을 즐기는 듯 했다”고 덧붙였다. 한편 허버트가 공개한 사진을 본 네티즌들은 “오늘 유일하게 나를 웃게 만든 사진이다”, “온 몸에 꽃가루가 묻어 귀엽게 기침을 할 것 같다”, “쥐는 안 좋아하지만 이 녀석들은 인정”이라는 반응을 보였다. 사진=데일리메일 안정은 기자 netineri@seoul.co.kr

국내 연구진이 세포의 자가 소화작용이라고도 불리는 ‘자가포식’ 기능을 높여 당뇨병을 치료할 수 있는 새로운 화합물을 발견했다. 이명식 연세대 의대 의생명과학부 교수팀은 한국화학연구원에서 받은 7520개 후보물질을 분석한 결과 ‘MSL’이라는 새로운 화합물이 자가포식을 활성화해 당뇨병 치료를 돕는다는 사실을 확인했다고 12일 밝혔다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 자가포식은 기능을 상실한 미토콘드리아 등 세포 소기관과 변성 단백질, 축적된 지방을 스스로 분해해 세포 내부 항상성과 세포 생리 기능을 유지하는 과정이다. 학계에서는 자가포식 현상에 이상이 생기면 당뇨병이나 암 등의 질병이 생긴다는 보고가 나왔다. 이에 따라 연구팀은 자가포식을 활성화하면 당뇨병을 치료할 수 있을 것이라는 가설을 세우고 최근 MSL이라는 자가포식 증진물질을 발굴했다. 연구팀에 따르면 MSL은 자가포식을 활성화해 세포 내 쌓인 지방과 비정상적인 미토콘드리아를 제거하고 염증반응도 억제하는 것으로 확인됐다. 연구팀은 MSL이 유전적으로 식욕이 증가한 비만 생쥐의 당뇨병을 치료하는 효과가 있다는 사실도 동물실험을 통해 밝혀냈다. 특히 MSL을 화학적으로 변형해 활성도를 높인 ‘MSL-07’은 유전적인 식욕 증가로 인한 당뇨병뿐 아니라 고지방식이에 의해 유발된 당뇨병 치료에도 효과를 나타내는 것으로 동물실험에서 확인됐다. 이 교수는 “새로운 자가포식 증진물질인 MSL은 비만 관련 당뇨 질환 치료 약물로 활용될 가능성이 많다”고 말했다. 정현용 junghy77@seoul.co.kr

삼성이 치매, 난치암 치료 연구 등에 500여억원을 투자한다. 삼성전자는 올해 상반기 지원할 ‘미래기술육성사업’으로 치매, 난치암 치료 연구 등 31개 과제를 선정했다고 5일 밝혔다. 선정 과제에는 앞으로 5년간 총 501억원의 연구비가 지원된다. 2013년 시작된 삼성미래기술육성사업은 기초과학, 소재기술, 정보통신기술(ICT) 등 3개 연구 분야에서 해마다 세 차례 과제를 선정해 연구비를 지원하는 프로그램이다. 기초과학 분야에서는 치매 치료 분야인 ‘기억 자리 재배치 현상의 매커니즘과 역할 규명’(한진희 카이스트 생명과학과 교수) 등 10개가 선정됐다. 한 교수는 생쥐 실험을 통해 같은 경험을 해도 기억이 뇌의 같은 위치에 저장되지 않고 유동적으로 재배치되는 현상을 증명, 뇌세포 소멸로 기억을 잃는 치매 환자에게 새 치료법 가능성을 제시했다는 평가를 받았다. 소재 기술 분야에서는 장수환 울산대 교수의 ‘맞춤형 항암 치료항체 개발’ 과제 등 10건이 포함됐다. 장 교수는 일부 난치암 환자가 여러 치료를 통해 암세포를 죽이는 자가항체를 생산해 암을 극복한다는 사실에 주목하고 이 자가항체를 이용한 항암 치료제를 개발하는 연구를 해 왔다. ICT 분야에서는 ‘환자맞춤형 보행 및 수술 시뮬레이션’(서울대 이제희 교수) 등 11건이 선정됐다. 삼성은 이번 과제를 포함해 총 414개 과제, 5230억원을 지원했다. 이재연 기자 oscal@seoul.co.kr

외국에서 청량음료를 살 때는 이상한 물체가 들어있지 않은지 꼭 확인하는 게 좋을 것 같다. 코카콜라에서 죽은 생쥐가 나왔다는 고발 영상이 SNS(사회관계망서비스)를 타고 빠르게 번지고 있다. 고발자는 아르헨티나 코르도바주의 프레이레에 사는 남자 디에고 페레이라다. 남자는 "패트병 안에 무언가가 있다고 문제를 제기했지만 회사는 그럴 리가 없다는 말만 되풀이하고 있다"고 영상을 공개한 이유를 설명했다. 3분 20초 분량의 영상은 1.5리터짜리로 보이는 코카콜라 1병을 앞에 둔 촬영자(페레이라)의 자기소개로 시작된다. 그는 "아르헨티나 프레이레에 사는 디에고 페레이라"라고 실명을 밝히고 영상을 촬영하게 된 사유를 간단히 설명한다. 그러면서 그는 패트병을 오픈하지 않았다며 플라스틱 마개가 있는 부분을 꼼꼼하게 보여준다. 그의 설명대로 병은 밀폐된 상태다. 하지만 병속엔 무언가 둥둥 떠 있는 게 보인다. 페레이라는 "이제 그 무언가가 무엇인지 보자"면서 병을 들고 정원으로 나간다. 잠시 후 노란색 양동이를 들고 다시 나타난 그는 마개를 따고 콜라를 양동이에 붓기 시작한다. 콜라가 다 빠져나간 뒤 병을 보면 충격적이다. 병에는 죽은 생쥐가 선명하게 드러난다. 페레이라는 "지금 얼마나 지독한 냄새가 나는지 모른다"면서 "이제 지금 우리가 마시는 것이다. 더 맛있으라고 이런 걸 집어넣은 것이냐"고 말한다. 그는 "코카콜라에 항의했더니 공장이 얼마나 청결한지 직접 와보라. 절대 그런 일은 있을 수 없다고 하더라"면서 어이없어 한다. 영상이 공개되자 여론은 발칵 뒤집혔다. 누리꾼들은 "우리가 지금까지 저런 음료를 마신 거냐" "이런 일이 벌써 몇 번째냐. 도대체 바뀔 기미가 안 보인다"는 등 회사를 질타하고 나섰다. 현지 언론에 따르면 아르헨티나는 세계에서 청량음료를 가장 많이 소비하는 국가다. 국민 1인당 청량음료 소비량은 연 131리터에 이른다. 사진=영상 캡처 남미통신원 임석훈 juanlimmx@naver.com

한국과 미국 공동연구팀이 코에 약을 뿌려 뇌염을 일으키는 바이러스를 제거해 치료하는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한양대 생명공학과 이상경 교수와 미국 예일대 의대 전염병학교실 프리티 쿠마 교수 공동연구팀은 세포 내 특정 단백질 생산을 억제하는 ‘siRNA’를 코에 뿌려 뇌로 쉽게 전달될 수 있는 치료방법을 개발하고 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 호스트 앤 마이크로브’ 지난달 30일자에 발표했다. 이 연구결과는 4월호 표지논문으로 선정됐다. 아직까지 뇌염 치료제는 개발되지 않은 상태이며 혈관과 뇌 사이의 장벽 때문에 혈관주사로 약물을 투여하더라도 뇌까지 약이 전달되지 않는다. 연구팀은 뇌염을 유발시킨 생쥐에게 뇌염 바이러스 활동을 억제하는 siRNA를 콧속에 뿌리자 뇌염이 상당히 진행된 상태에서도 치료효과가 있다는 것을 확인했다. 이 교수는 “이번 연구를 통해 혈액보다 코를 통해 뇌로 약물을 전달하는 것이 뇌염 바이러스를 좀더 쉽게 치료할 수 있다는 사실을 알게 됐다”며 “뇌 질환에 대한 기초연구 및 치료제 개발에 많이 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난해 우리나라 65세 이상의 인구가 전체의 14%를 넘으면서 공식적으로 ‘고령사회’에 접어들었다. 유엔의 기준에 따르면 65세 이상 인구가 7%면 고령화사회, 14%를 넘으면 고령사회 그리고 20%를 넘게 되면 초고령사회라고 한다. 노인 인구 급증에 따라 최근 치매에 대한 관심이 높아지고 있다. 치매는 암과 함께 국민이 가장 두려워하는 양대 질환이 됐다. 치매는 어떻게 생기며 뇌에서는 어떠한 변화가 일어나는 것일까. 알츠하이머병은 치매와 동의어처럼 쓰이고 있지만 치매를 일으키는 원인 질환 중 하나다. 중앙치매센터 자료에 따르면 치매 환자의 71%가 알츠하이머병으로 인한 치매이고 17%는 혈관성질환에 따른 치매다. 이런 이유로 알츠하이머병에 대한 연구가 더욱 활발히 진행되고 있다. 이번 칼럼에서는 알츠하이머병을 중심으로 알아보고자 한다. 치매가 걸리기 전부터 우리 뇌에는 ‘아밀로이드베타’라는 물질이 축적되기 시작한다. 아밀로이드베타 중에서도 ‘아밀로이드베타 42’는 뇌에 독성을 나타내 신경세포 신호 전달에 이상을 일으킨다. 치매에 걸린 뇌조직에서 특징적으로 관찰되는 두 가지 소견 중 하나가 바로 이 아밀로이드베타가 점차 뭉쳐지면서 큰 덩어리를 이루는 ‘노인반’이다. 두 번째 특징적인 소견은 죽은 신경세포의 잔재인 ‘신경섬유덩어리’다. 정상적인 상태에서는 신경세포인 뉴런에서 골격 역할을 하는 ‘미세소관’이 ‘타우단백질’에 의해 안정화된다. 타우단백에 변성이 일어나 미세소관에서 떨어져 나가면 미세소관이 불안정해져 흩어지고 세포가 죽게 된다. 이런 변화가 순차적으로 일어나면서 기억력장애 등의 증상이 시작되고 서서히 알츠하이머병으로 진행된다. 안타까운 점은 질병의 진행 과정이 점차 밝혀지고 있으나 아직 이런 원리를 치료에 활용하진 못하고 있다는 것이다. 최근 아밀로이드베타의 축적을 막을 수 있는 치료제 개발에 잇따라 실패하면서 새로운 치료법 개발의 필요성이 높아지고 있다. 비약물적으로 아밀로이드베타를 줄이는 방식이나 타우단백질을 타깃으로 하는 치료법 등에서 새로운 가능성을 찾아볼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 리후에이 차이 미국 매사추세츠 공대(MIT) 교수팀은 생쥐 실험에서 40㎐의 빛으로 뇌신경을 자극해 아밀로이드베타의 양을 줄이는 방법을 발견하고 네이처지에 보고했다. 완전히 새로운 접근법으로 아밀로이드베타를 감소시킬 수 있는 가능성을 열어 주었다는 점에서 높이 평가받고 있다. 한편 뇌 속에 축적된 아밀로이드베타가 잠을 자는 동안 효과적으로 배출된다는 사실이 동물실험을 통해 밝혀지면서 치매와 수면의 관계에도 관심이 높아지고 있다. 사람을 대상으로 한 연구 결과도 나왔다. 프라샨티 베무리 미국 메이요클리닉 교수팀은 70세 이상 노인 283명을 조사해 주간 졸림증이 있는 환자군이 대조군에 비해 아밀로이드베타 양이 유의미하게 높다는 사실을 발견했다. 연구 결과는 미국 의사협회 학술지 ‘신경학’에 보고했다. 건강한 수면 습관을 갖는 것이 아밀로이드베타의 축적을 막을 수 있는 예방법이 될 수 있다는 것을 지지하는 중요한 연구 결과임이 틀림없다. 우리나라 치매환자 증가 속도는 매우 가파르다. 현재 61만명을 넘었고 2025년 100만명, 2043년 200만명에 이를 것으로 추산된다. 이런 상황에서 치매에 대한 국가적인 관심과 노력은 반가운 일이다. 새로운 예방법과 치료법 개발을 위한 기초의학 연구가 활성화돼 치매를 관리 가능한 질병으로 인식할 날이 오길 기대한다.

사람들이 보이는 행동과 특성, 성격은 유전자(본성) 때문인지, 환경(양육)에 따른 결과인지에 대해서는 고대부터 현대까지 철학자는 물론 과학자들에게도 숙제로 남아있다.이런 상황에서 미국 생물학자들이 환경결정론에 무게를 싣는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 미국 솔크생물학연구소 유전학연구실 연구팀은 어미 양육태도와 환경에 따라 새끼의 DNA가 변한다는 연구결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 23일자에 발표했다. 연구팀은 이번 연구에 앞서 2005년에 포유류 뇌에 있는 특정 유전자가 유전정보를 게놈의 한 지점에서 다른 지점으로 이동시킨다는 사실을 확인했다. ‘점프 유전자’로 이름붙인 L1유전자는 유전정보를 새로운 위치로 복사하거나 붙여넣기를 하는 것으로 연구팀이 밝혀냈다. 연구팀은 생쥐를 이용해 어미와 새끼간 친근감이 유전자에 어떤 영향을 미치는지 관찰했다. 연구팀은 어미 쥐가 새끼 쥐를 얼마나 많이 핥아주고 돌봐주는지를 살펴보고 새끼 쥐에게서 L1 유전자 발현 정도를 확인했다. 그 결과 좀 더 세심한 보호를 받은 생쥐의 해마에서 L1 유전자의 발현이 적게 나타났으며 두뇌의 유전적 다양성이 더 풍부한 것을 발견했다. 제대로 돌봄을 받지 못한 새끼의 해마에서는 복사된 L1 유전자가 더 많이 발견됐다. L1 유전자가 많이 나타난다는 것은 똑같은 유전자가 복사돼 여러 곳에 붙여넣어짐으로써 뇌 구조나 뇌신경회로가 단순해진다는 설명이다. 연구팀은 L1 축적이 뇌의 해마에서 많이 나타나고 뇌의 다른 부위나 신체조직에서는 나타나지 않는다는 것도 발견했다. 해마는 환경 자극에 민감하고 감정, 기억 등에 관여하는 것으로 알려진 뇌 부위다.연구자들은 이번 연구결과를 통해 어린 시절 환경이 사람의 뇌 발달에 어떤 영향을 미치는지에 대해서 좀 더 자세히 알 수 있게 해줄 것으로 기대하고 있다. 또 뇌 유전자의 변화나 미세조정이 긍정적으로 작용할 수도 있지만 우울증, 조현병 같은 신경정신질환은 물론 사이코패스 같은 정신장애에도 영향을 미칠 수 있다고 보고 있다. 트레이시 베드로시안 박사는 “그동안 많은 사람들이 DNA는 안정적이며 변하지 않는 것으로 알고 있었지만 이번 연구로 DNA도 환경 변화에 따라 달라질 수 있음을 알 수 있게 됐다”며 “변화된 DNA가 기능적으로 어떻게 달라지는지에 대해서는 추가 연구를 통해 밝혀낼 예정”이라고 설명했다. 그렇지만 미국 컬럼비아대 의대에서 뇌를 연구하고 있는 카이스트 출신 한국인 과학자 송새라 박사와 캘리포니아 샌디에고대(UC샌디에고) 의대에서 아동 뇌질환을 연구하는 조셉 그리슨 교수는 “L1은 설치류의 뇌에서 활발하게 나타난다”며 이번 연구결과를 사람에게 직접 연관시켜 이해하는 것은 무리라고 평하기도 했다. L1 관련 활성요소들이 설치류 게놈에서는 3000~4000개 정도 나타나지만 인간 게놈에서는 80~100개에 불과하다는 것이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

노화가 진행되면서 사람들은 ‘기력이 없다’ ‘기운이 없다’는 느낌을 많이 받는다. 기력이 떨어지고 기운이 없다고 느끼는 것은 근육량이 감소하면서 근력이 약화되기 때문이다.근육량이 감소하면 낙상사고와 신체활동 장애를 일으키고 기초대사율까지 떨어져 당뇨와 비만, 골다공증, 각종 심혈관질환 같은 2차 질환을 앓을 가능성도 높아진다. 이에 국내 연구진이 노인성 근감소증을 완화시킬 수 있는 치료물질을 개발하고 이를 바이오기업에 기술이전했다. 한국생명공학연구원 노화제어연구단 권기선 박사팀과 서울대병원 재활의학과 정선근 교수 공동연구팀은 생쥐실험을 통해 인두염이나 구내염 치료제, 구강청정제로 많이 사용되는 세릴피리디늄(CPC)이 근육 개선효과가 뛰어나다는 사실을 발견했다고 22일 밝혔다. 연구팀은 이번 연구결과와 관련해 국내에 특허 등록을 하고 중국, 일본, 미국, 유럽연합(EU)에 특허출원을 했다. 연구팀은 기존에 이미 사용되고 있는 약품의 농도나 양을 바꿔 다른 질환 치료에 적용하는 ‘신약 재창출’ 기법을 활용했다. 협심증 치료제였던 비아그라를 발기부전 치료에 사용하게 된 것도 신약 재창출 기법을 통해서다. 연구팀은 이 같은 방법으로 가글용으로 많이 쓰이는 CPC가 근력개선에 효과가 있다는 사실을 확인했다. 또 연구팀은 루시페라아제라는 발광효소를 이용해 근육 분화정도를 정량적으로 확인할 수 있는 근육근원세포주를 만들었다. 이를 활용해 CPC를 투여받은 생쥐가 다른 늙은 생쥐들보다 20~25% 정도 근력과 근육량이 개선되는 것을 확인했다. 유전자를 변형시켜 근육이 약해지고 퇴화, 변형되는 근이영양증과 근위축증을 유발시킨 생쥐도 CPC를 투여받은 뒤 근육기능이 개선되는 효과가 관찰됐다. 권기선 박사는 “노인성 근감소증과 관련한 국내외 연구는 아직 초기단계에 머물러 치료제가 개발되지 못한 상태인데 이번 연구는 치료제 개발을 위한 새로운 대안을 제시했다는데 의미가 크다”며 “기존에 쓰이던 약물에서 새로운 기능을 찾는 신약 재창출 기법을 활용했기 때문에 치료제로 개발되더라도 인체 부작용이 없을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

노화가 진행되면서 사람들은 ‘기력이 없다’ ‘기운이 없다’는 느낌을 많이 받는다. 기력이 떨어지고 기운이 없다고 느끼는 것은 근육량이 감소하면서 근력이 약화되기 때문이다. 근육량이 감소하면 낙상사고와 신체활동 장애를 일으키고 기초대사율까지 떨어져 당뇨와 비만, 골다공증, 각종 심혈관질환 같은 2차 질환을 앓을 가능성도 높아진다.이에 국내 연구진이 노인성 근감소증을 완화시킬 수 있는 치료물질을 개발하고 이를 바이오기업에 기술이전했다. 한국생명공학연구원 노화제어연구단 권기선 박사팀과 서울대병원 재활의학과 정선근 교수 공동연구팀은 생쥐실험을 통해 인두염이나 구내염 치료제, 구강청정제로 많이 사용되는 세릴피리디늄(CPC)이 근육 개선효과가 뛰어나다는 사실을 발견했다고 22일 밝혔다. 연구팀은 이번 연구결과와 관련해 국내에 특허 등록을 하고 중국, 일본, 미국, 유럽연합(EU)에 특허출원을 했다. 연구팀은 기존에 이미 사용되고 있는 약품의 농도나 양을 바꿔 다른 질환 치료에 적용하는 ‘신약 재창출’ 기법을 활용했다. 협심증 치료제였던 비아그라를 발기부전 치료에 사용하게 된 것도 신약 재창출 기법을 통해서다. 연구팀은 이 같은 방법으로 가글용으로 많이 쓰이는 CPC가 근력개선에 효과가 있다는 사실을 확인했다. 또 연구팀은 루시페라아제라는 발광효소를 이용해 근육 분화정도를 정량적으로 확인할 수 있는 근육근원세포주를 만들었다. 이를 활용해 CPC를 투여받은 생쥐가 다른 늙은 생쥐들보다 20~25% 정도 근력과 근육량이 개선되는 것을 확인했다. 유전자를 변형시켜 근육이 약해지고 퇴화, 변형되는 근이영양증과 근위축증을 유발시킨 생쥐도 CPC를 투여받은 뒤 근육기능이 개선되는 효과가 관찰됐다.권기선 박사는 “노인성 근감소증과 관련한 국내외 연구는 아직 초기단계에 머물러 치료제가 개발되지 못한 상태인데 이번 연구는 치료제 개발을 위한 새로운 대안을 제시했다는데 의미가 크다”며 “기존에 쓰이던 약물에서 새로운 기능을 찾는 신약 재창출 기법을 활용했기 때문에 치료제로 개발되더라도 인체 부작용이 없을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

쥐도 궁지에 몰리면 고양이를 문다는 속담은 역시 사실인 듯싶다. 실제 쥐 한 마리가 자신에게 다가오는 고양이에게 덤벼드는 놀라운 순간이 카메라에 포착돼 화제가 되고 있다. 영국 일간 데일리메일은 20일(이하 현지시간) 지난 18일 말레이시아에서 위와 같은 장면이 촬영된 영상을 소개하며 실제 톰과 제리가 나타났다고 전했다. 톰과 제리는 우둔한 고양이 ‘톰’과 꾀 많은 생쥐 ‘제리’가 등장하는 미국의 만화 영화로, 제리는 언제나 자신을 괴롭히는 톰을 골탕 먹인다. 현지 페이스북에 처음 공개돼 조회 수 5만 회 이상을 기록했다는 이 영상에서 쥐는 자신을 뒤따라오던 고양이에게 펄쩍펄쩍 뛰며 공격하는 모습을 보인다. 고양이 역시 그런 쥐의 행동이 뜻밖인지 뒷걸음질 치다가 그만 자리를 피하고 마는 것이다. 이에 대해 네티즌들은 “크기가 다가 아니지”, “쥐가 광견병에 걸린 것 같다”, “바로 근처에 새끼들이 있는 게 틀림없다”, “그래 한 번 싸워보자” 등 다양한 반응을 보였다. 사진=데일리메일/유튜브 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr