사람의 뇌에는 1000억개의 신경세포가 있다. 신경세포끼리 만나는 작은 부위를 ‘시냅스’라고 부르며 그 수는 100조개에 달한다. 시냅스에는 20~40㎚의 틈이 있는데 이 간극에 화학물질을 분비해 신호를 전달한다. 전체 신경전달물질은 60여종에 이르며 그중 ‘도파민’은 비교적 잘 알려진 물질이라고 할 수 있다. 도파민은 세로토닌, 옥시토신, 엔도르핀과 같이 기분을 좋게 하는 물질로 알려져 있다. 또 동기 유발과 집중력 유지에 중요한 역할을 한다. 도파민이 부족하면 의욕을 상실해 우울증이 생길 수 있다. 운동 조절과 관계된 ‘흑질-선조체 뇌회로’에 도파민이 부족해지면 행동이 느려지고 손발 떨림, 근육강직 등의 징후를 특징으로 하는 파킨슨병이 생길 수 있다. 이런 질환에는 도파민을 증가시키는 약물을 투여해 증상을 완화할 수 있다. ‘중뇌-변연계 뇌회로’ 상에 도파민이 지나치게 증가하면 환청, 망상, 현실감 상실 등과 같은 정신병 증상이 나타난다. 조현병이나 양극성 장애에서 이런 증상이 나타날 수 있다. 이때 도파민 수용체를 차단하는 약물을 투여하면 정신 증상을 비교적 잘 조절할 수 있다. 각종 중독도 도파민과 관련이 있는데 병의 기전은 좀더 복합적이다. 중독을 일으키는 마약, 술, 도박, 인터넷 등은 뇌 속의 도파민 용량을 극도로 높인다는 공통점이 있다. 이런 자극이 만성화하면 뇌 속 보상회로가 도파민 대량 분비에 적응해 도파민에 반응하는 수용체의 양이 점차 감소한다. 삶 속의 평범한 활동으로 유도되는 도파민 양으로는 삶의 동기를 부여하기에 턱없이 부족한 상태에 이르게 되고, 결국 중독 행위를 반복하게 되는 병적 상태에 이르게 된다. 이렇게 변화된 뇌를 정상화하기 위해서는 상당한 시간이 필요하고 정신건강의학과 전문의의 치료가 필수적이다. 최근 에이다 에번로스차일드 미국 미시간대 교수는 생쥐의 도파민 신경세포의 활성을 늘려 주면 잠자리를 준비하는 본능적 행동이 현저히 줄고 수면 시간도 감소하는 것을 확인해 학술지 네이처 뉴로사이언스에 보고했다. 우리가 피곤한 상태에서도 잠들지 않고 공부를 하거나 야근을 하고 놀 수 있는 것은 다 도파민 덕분일지도 모르겠다. 박소영 독일 뤼베크대 교수는 섭취하는 음식이 체내 도파민에 변화를 일으켜 의사결정에 영향을 줄 수 있다는 사실을 미국 국립과학원회보에 보고했다. 각각 탄수화물과 단백질 위주의 아침 식사를 한 사람들을 관찰한 결과 탄수화물 식사군의 혈액에는 세로토닌 생산에 필요한 ‘트립토판’ 수치가 높았고 단백질 식사군은 도파민 생산에 필요한 ‘타이로신’이 많았다. 두 종류의 피험자들은 ‘최후통첩게임’도 했다. 컴퓨터에 나타난 상대방이 10유로의 돈을 8대2 비율로 나눠 갖자고 제안하고 실험 참가자는 제안을 받아들이거나 거절할 수 있다. 단, 승낙하면 제안대로 돈을 갖고 거절하면 컴퓨터와 사람 모두 돈을 갖지 못하도록 했다. 그 결과 단백질 식사군은 부당한 제안도 쉽게 받아들이는 경향을 보였다. 도파민 수치가 높아지면 눈앞의 이익을 더 중요하게 여기는 경향을 보여 준다는 것이다. 도파민의 역할과 기능 이상을 보면 ‘과유불급’이라는 말이 새삼스럽게 느껴진다. 즐거움과 동기를 유발하고 의지를 불태울 수 있도록 하는 도파민도 과할 때는 우리의 마음과 정신을 무너뜨릴 수 있는 위협으로 작용할 수 있다. 어느 한쪽으로 치우치지 않고 중도를 지키는 것이 우리 뇌와 정신 건강을 유지하는 데에도 유익하다는 것을 다시 한 번 생각해 본다.

지난해 기준 한국 학생들의 1일 학습시간은 8시간 55분으로 경제협력개발기구(OECD) 회원국 중 1위다. 이런 상황에도 불구하고 공부하고 기억해야 할 것들은 점점 늘어나 ‘자는 동안에도 공부한 것들을 기억할 수 있었으면’하는 생각을 하는 학생들이 많다. 실제로 뇌파를 조절해 자는 동안에 기억력을 높일 수 있는 방법이 나왔다. 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성연구단 신희섭 단장팀은 수면 중 나오는 뇌파를 조절해 기억력을 2배 가까이 높일 수 있다는 사실을 발견하고 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 7일자에 발표했다. 수면 중에 나타나는 3가지 종류의 뇌파를 동시에 발생시키면 학습된 내용을 오랫동안 기억할 수 있게 할 수 있다는 것이다. 사람을 포함한 동물은 잠자는 동안 수면방추파라는 뇌파가 발생한다. 숙면을 돕는 것으로 알려진 수면방추파는 학습 기억을 강화하는 데도 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 대뇌피질의 서파와 해마에서 발생하는 SWR파도 학습과 기억에 관여하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 3가지 뇌파가 상호작용할 경우 기억을 오래가게 만들 수 있을 것이라는 데 착안했다. 일단 생쥐의 두개골을 열어 뇌에 광케이블을 꽂은 뒤 빛으로 특정 뇌파가 발생하도록 수술했다. 연구팀은 30초간 특정 소리를 들려주다가 마지막 2초 동안 강한 전기충격을 가함으로써 공포기억을 심었다. 그다음 생쥐들을 세 그룹으로 나눠 잠을 자는 동안 한 그룹은 3가지 뇌파가 생기도록 유도하고 다른 그룹은 수면방추파만 유도하고 나머지는 아무런 조작을 하지 않았다. 그 결과 3가지 뇌파가 동시에 유도한 그룹의 생쥐들은 다른 생쥐들에 비해 공포기억이 오래가는 것이 확인됐다. 또 광케이블을 이용해 뇌신경세포의 활성도를 낮추면 공포기억을 사라지게 할 수 있다는 사실도 알게 됐다. 신 단장은 “이번 연구는 장기기억 형성에 관여하는 여러 종류의 뇌파 간 상호작용을 구체적으로 밝혀냈다는 데 의미가 크다”며 “모자나 헤어밴드 형태로 뇌파를 조정할 수 있다면 생쥐들처럼 뇌에 칩을 심지 않고도 학습기억을 오래가도록 만들 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 말린 귤껍질 추출물로 항암치료 보조제를 개발하는 데 성공했다. 한국한의학연구원 한의기술응용센터 연구팀은 한약재로 많이 쓰이는 귤껍질인 ‘진피’를 이용해 암 환자에게 나타나는 근육 소실과 체중 감소를 완화하는 항암치료 보조제를 개발하고 특허를 등록했다고 29일 밝혔다. 진피는 한의학에서 비장과 위장 등 소화기를 보강하는 데 쓰이며 항염증, 항산화, 항비만 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 췌장암이나 위암, 식도암 같은 소화기계 암 환자의 80% 이상이 식욕 감퇴, 체중 감소와 같은 문제가 발생하고 특히 체중 감소가 원인이 돼 사망하는 경우도 20%에 이른다. 연구팀은 생쥐에게 암 세포를 주입해 대장암을 유발한 뒤 체중 감소, 식욕 감퇴 등의 증상을 유도했다. 이어 진피 추출물을 매일 1회씩 17일간 투여한 결과 암이 발생하지 않은 생쥐 체중의 90% 수준까지 회복된 것이 확인됐다. 또 혈액 속에 나타나는 염증 물질과 근육분해 효소가 절반 이상 감소했다. 마진열 센터장은 “이번 연구를 통해 진피 추출물은 암으로 인한 근육 소실을 억제하고 체중을 유지하는 효능을 확인함으로써 암환자의 체력 저하를 막고 항암제 치료 효율을 높일 수 있는 항암보조제로 상용화를 추진할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

알프스는 유럽을 동서로 관통하는 산맥입니다. 길이만 얼추 1200㎞에 달합니다. 알프스에 기댄 나라만 해도 독일, 스위스 등 8개국에 이르지요. 그 가운데 가장 너른 면적을 차지하고 있는 나라가 오스트리아입니다. 음악의 나라로 알려진 오스트리아가 실은 ‘알프스의 중심’이었던 셈입니다. 그 옹골찬 산군들 사이로 길이 나 있습니다. 허리춤에 줄곧 경이로운 풍경을 매달고 가는 산악도로입니다. 한 발짝만 삐끗해도 수천 길 아래로 곤두박질칠 만큼 스릴도 넘치지요. 하이라이트는 저물녘이었습니다. 여태 단 한 번도 보지 못한 빛깔의 하늘이 산악도로 위에 펼쳐져 있었습니다. 이 경이로운 시간 동안만큼은 오스트리아 최고봉도, 수천만 년의 시간이 담긴 빙하도 풍경의 가장 높은 자리를 내줘야 했습니다. 그 거친 풍경들이 잘츠부르크 남서쪽에 있습니다. 그러니 최소한 이 일대에서만큼은 잘츠부르크가 고풍스러운 음악 도시는 아닌 거지요. 오스트리아 알프스에는 3000m가 넘는 고봉들이 수두룩하다. 우리 백두산이 2744m 정도인 것에 견주면 산맥의 규모가 얼마나 대단한지 짐작할 수 있다. 그 가운데 3000m급 봉우리들이 266개에 이른다는 알프스의 핵심 지역이 바로 호에타우에른 국립공원이다. 오스트리아뿐 아니라 중부 유럽에서 가장 넓고 자연경관이 잘 보존된 국립공원으로 꼽힌다. 영화 ‘사운드 오브 뮤직’의 포스터에 등장하는 오스트리아의 최고봉 그로스글로크너산(3798m)도 이 공원에 속해 있다. 알프스의 산자락들이 펼쳐내는 풍경도 근사하지만 더 멋진 건 거친 풍경 속으로 난 길이다. 구름 사이로 달리는 미로(美路), ‘호흐알펜슈트라세’다. 국립공원 안에 조성된 관광도로로 ‘그로스글로크너 하이 알파인 로드’라 불리기도 한다. 알프스산맥의 고봉과 고봉 사이를 뱀처럼 휘감으며 달린다. 유(U)자형 유턴 구간만 36개. 작은 커브까지 포함하면 수를 헤아리기 힘들다. 36개 유턴 구간마다 표지판을 세워뒀다. 번호와 고도 등의 간단한 정보가 담겼다.산악도로의 실제 거리는 42㎞다. 여기에 곁가지처럼 뻗은 길까지 포함하면 길이는 모두 48㎞로 늘어난다. 도로는 5월 초부터 10월 말까지만 개방된다. 일년 중 절반은 눈 덮인 겨울이다. 기원전부터 있었다는 산악도로는 예전엔 소금과 금, 섬유 등이 오가던 교역로였다. 1970년대 초반까지만 해도 이 도로 주변의 금광에서 세계 10%에 이르는 금을 생산했다고 한다. 도로가 포장된 건 1935년이다. 1차 세계대전 뒤 극심한 경제 불황을 극복하기 위해 시행된 대규모 토목공사 덕이었다. 당시 동원된 인부는 얼추 3000명. 안내판은 “이들이 설맹(snow blind)과 심각한 화상(sun burn)에 시달렸다”고 적고 있다. 지금은 이 도로를 따라 수많은 모터사이클과 자동차, 자전거 등이 달린다. 유료 관광객만 한 해 100만명. 통행료를 내지 않는 자전거 마니아들까지 포함하면 얼추 곱절 가까이 더 늘지 싶다.산악도로 주변엔 모두 6개의 휴게소가 있다. 휴게소마다 전시관도 갖췄다. 테마는 모두 다르다. 도로 건설 과정이나 알프스의 생태, 빙하의 형성 과정 등을 엿볼 수 있다. 작지만 제법 알차게 꾸며져 있다.첫 번째는 고도 2260m의 하우스 알파인 나투어샤우다. 주변 풍경도 빼어나지만, 무엇보다 작은 박물관이 인상적이다. 호에타우에른 국립공원의 기반암과 생태 환경 등을 알려주고 있다. 휴게소를 나서면 굽은 고갯길이 시작된다. 경남 함양의 지안재를 빼닮았다. 구절양장처럼 굽은 호흐알펜슈트라세 중에서도 폭이 유난히 좁고 거칠다. 현지에선 자이트빙클이란 이름으로 알려졌다. 어지간한 관광 안내 책자마다 빠짐없이 등장할 만큼 명소다. 자이트빙클을 지나면 길이 갈라진다. 왼쪽은 곁가지처럼 뻗은 길이다. 이 길 끝에 두 번째 휴게소인 에델바이스 스피체(2571m)가 있다. 자동차로 오를 수 있는 가장 높은 휴게소다. 오른쪽 길은 본선이다. 고갯마루에 망루처럼 서 있는 푸셔라케 주변에 세 번째 휴게소가 조성돼 있다. 네 번째는 호흐 토어라 불리는 터널 끝에 있다. 터널 가운데에서 잘츠부르크주와 케른텐주가 경계를 이룬다. 다섯 번째 쇠네크-레르헨발트를 지나면 마침내 산악 관광도로의 종착지인 카이저 프란츠 요제프 회에다. 마지막 휴게소이자 하이라이트이기도 하다. 오래전 오스트리아의 황제가 방문했다고 해서 이 같은 이름을 얻었다. 고도 2369m의 휴게소에서 바라보는 풍경이 옹골차다. 오스트리아 최고봉인 그로스글로크너산 등 수많은 고봉이 파도처럼 일어섰다. 그로스글로크너의 거대한 체구가 주는 고도감과 중압감은 사람이 만든 렌즈로는 담아내기 벅차다.산 아래로는 파스테르체 빙하가 흐른다. 오스트리아 최대 빙하다. 지구온난화로 해마다 길이가 짧아져 현재 8.4㎞ 정도 남았다고 한다. 휴게소 뒤의 산자락을 5분 정도 오르면 빌헬름 스와로브스키 전망대에 닿는다. 산악 염소인 아이벡스, 마못 등의 동물들을 어렵지 않게 관찰할 수 있다. 호흐알펜슈트라세에선 매우 독특한 자연의 시간과 마주할 수 있다. 특히 저물녘의 해넘이가 인상적이다. 여태껏 보지 못한 색감의 하늘이 펼쳐진다. 덧대고 뺄 것 없이 딱 자연이 붓질한 풍경화다. 산이 높으면 골 또한 깊다. 계곡물이 만든 폭포 역시 규모가 남다를 터. 호에타우에른 중심부의 크리믈 폭포는 유럽에서 가장 긴 폭포로 꼽힌다. 폭포는 세 번 굽이치며 떨어진다. 380m 높이에서 쏟아져 내리는 폭포수의 기세가 대단하다. 귀를 찢고 심장을 두드리는 듯하다. 암반 위로 떨어진 폭포수는 물안개로 비산한다. 폭포 가까이 가면 물 알갱이가 달라붙기 시작하는데, 채 10초가 되기도 전에 비에 젖은 생쥐 꼴이 된다. 현지인들은 물안개가 알레르기와 천식 치료에 효과가 있다고 믿는다. ‘호에타우에른 헬스’라는 번듯한 이름까지 붙였다. 기를 받고 스트레스도 몰아낸다고 한다. 글쎄, 산의 정기가 몸 안으로 전해지는지는 알 수 없지만, 최소한 스트레스만큼은 단박에 사라진다.폭포수가 일으키는 물보라 끝엔 늘 무지개가 걸린다. 두 번째 폭포 전망대에서 볼 수 있다. 폭포 정상까지는 산자락을 휘휘 돌아가야 한다. 쭉쭉 뻗은 가문비나무들이 수직 세계를 펼쳐놓은 길이다. 거리가 4㎞에 이르는데, 산책로처럼 평탄해 오르기는 그리 어렵지 않다. 마지막으로 키츠슈타인호른산을 덧붙이자. 잘츠부르크에서 가장 높은 산이다. 호에타우에른 국립공원과 달리 곤돌라를 타고 수월하게 오를 수 있다. 산정에 전망대가 조성돼 있다. 정상을 알리는 ‘3029m 톱 오브 잘츠부르크(Top of Salzburg)’ 팻말 너머로 알프스의 산군들이 물결처럼 펼쳐진다. 잘츠부르크 가장 높은 곳에서 굽어보는 여름 알프스의 자태가 웅장하다. 정상까지는 곤돌라를 네 번 갈아타야 한다. 소요 시간은 45분 정도. 발아래로, 머리 위로 아름다운 풍경들이 쉼 없이 이어진다. 3000m 높이에 또 하나의 전망대가 세워져 있다. 호에타우에른 국립공원 전망대다. ‘기펠벨트 3000’이라고도 불린다. 3029m 전망대에서 360m 길이의 인공터널을 지나야 나온다. 터널의 벽면을 이루는 암벽은 차다. 한여름에도 소름이 돋을 정도다. 그 때문에 터널 안엔 줄곧 냉기가 머문다. 터널을 나서면 이 산이 안배한 또 다른 풍경이 펼쳐진다. 마루금을 좁힌 산들이 창처럼 솟았고 산기슭을 따라 산과 같은 이름의 빙하가 흐르고 있다. 빙하 1㎝가 만들어지는 데 걸리는 시간은 20여년 정도라고 한다. 그러니 저 빙하에 갇힌 시간만 수천만년이다. 하지만 지금은 1년에 10m씩 빙하가 사라지고 있다. 바람을 타고 빙하를 건너온 억겁의 시간이 시리고 차다. 글 사진 잘츠부르크(오스트리아) angler@seoul.co.kr

지난 5월 말 생명과학 분야의 권위 있는 학술지 ‘네이처 메서드’에 실린 한 편의 짧은 논문이 큰 화제를 불러일으켰다. 유전자를 수술해 암, 퇴행성질환, 감염성질환, 유전질환 등 다양한 질병 치료에 쓰일 것으로 기대되는 크리스퍼 유전자가위가 생쥐 유전체에 1000개 이상의 오프타깃 돌연변이를 일으킨다는 것이다. 돌연변이는 암의 원인이 될 수도 있다. 병을 치료하려다가 오히려 원치 않는 부작용이 생길 수도 있다. 이 논문은 지난 한 달 동안 트위터에 1100번 넘게 언급될 정도로 큰 주목을 끌었다. 학술 논문이 이렇게 많이 트윗되는 것 자체가 매우 이례적인 일이다. 주식시장에도 큰 영향을 미쳤다. 크리스퍼 유전자가위로 치료제를 개발하기 위해 설립된 미국 생명공학 회사들의 주가가 폭락해 투자자들이 하루 사이에 1000억원 이상의 막대한 손실을 입기도 했다. 논문의 저자들은 생쥐 배아에 크리스퍼 유전자가위를 도입해 실명을 유발하는 유전자 돌연변이를 원천 교정하는 데 성공하였다. 여기까지는 흥미롭고 의미 있는 결과이기는 하지만 이미 생쥐 유전자 수술에 성공한 사례가 많이 있었기 때문에 연구자와 투자자들 사이에서는 그리 놀라운 일은 아니었다. 저자들은 유전자가위의 정확성을 확인하기 위해 실명 유발 유전자가 교정된 생쥐 두 마리와 실명 유전자를 가지고 있는 비교 대상 생쥐 한 마리의 유전체 염기서열을 정밀 분석했다. 그 결과 유전자 교정된 생쥐 유전체에는 존재하지만 비교 대상 생쥐에게는 존재하지 않는 새로운 변이가 1000개 넘게 발견됐다고 보고했다. 그런데 새로운 변이가 발생한 유전체 장소의 DNA 염기서열은 크리스퍼 유전자가위가 인식할 것으로 예상되는 염기서열과는 전혀 달랐다. 그럼에도 불구하고 저자들은 이러한 변이가 크리스퍼 유전자가위에 의해 초래된, 원치 않는 오프타깃 돌연변이라고 주장했다.저자들의 주장은 학계의 기존 연구결과와 상반되는 것으로 많은 과학자들로부터 즉각적 비판을 받았다. 크리스퍼 유전자가위의 정확성은 여러 실험에서 거듭 입증되었기 때문에 저자들의 주장은 비판받을 만했다. 논문의 가장 큰 문제는 학계의 정설에 반하는 주장을 하면서 이를 입증하는 결정적인 증거는 제시하지 않았다는 데 있다. 유전체 염기서열 분석을 통해 유전자 교정된 생쥐에게만 존재하고 비교 대상 생쥐 유전체에서는 발견되지 않은 변이를 찾을 수 있었다면 이를 검증하는 반복실험을 하는 것이 당연한 순서다. 같은 크리스퍼 유전자가위를 생쥐 배아에 도입한 후 DNA를 분리해서 새롭게 찾은 변이 발생 장소에 실제로 크리스퍼에 의한 돌연변이가 유도되는지를 확인했어야 한다. 이런 확인 과정 없이 논문이 발표되었다는 것은 매우 이례적인 일이다. 특히 ‘네이처’ 자매지로 학계에 영향력이 큰 ‘네이처 메서드’에 출판되기에는 부족함이 많은 논문이었다. 또 다른 문제점은 저자들이 적절한 비교 대상 생쥐를 선택했는지 여부가 불분명하다는 점이다. 유전자 교정된 생쥐 두 마리와 비교 대상 생쥐의 유전적 배경이 다를 수 있다는 사실을 저자들이 간과했을 가능성이 있다. 이를 확인하는 것은 어렵지 않다. 비교 대상 생쥐에게는 존재하고 유전자 교정된 생쥐들에게는 존재하지 않는 새로운 변이의 유무를 확인하면 된다. 이런 변이가 수백개 이상 발견되면 비교 대상 생쥐와 유전자 교정된 생쥐들이 유전적으로 서로 다르다는 가설이 입증된다. 그렇다면 저자들이 발견한 새로운 변이들이 크리스퍼 유전자가위에 의한 것이라는 주장은 근거를 상실한다. 크리스퍼와 무관하게 원래부터 생쥐들 사이에 있던 유전적 차이를 오해한 것이라고 볼 수 있다. 과학자가 비범한 주장을 하기 위해서는 비범한 증거를 제시해야 한다. 유감스럽게도 이번 ‘네이처 메서드’ 논문은 놀라운 주장을 하면서 이를 뒷받침하는 결정적 증거를 제시하지 못했다. 실험적 검증과 합리적 논쟁을 통해 오해와 의혹이 해소되기를 기대한다.

지방간은 과도한 음주와 고지방 음식 섭취 등으로 간에 지방이 축적돼 발생한다. 간경변이나 간암 등으로 발전할 수 있는 이 질환은 국내 인구의 20~30% 정도가 갖고 있다. 또 혈중 중성지방은 동맥경화를 유발시켜 협심증, 심근경색, 뇌졸중을 일으킨다. ●레스베라트롤·제니스테인 효능 생활 습관이 야기하는 심각한 질환이 포도와 땅콩 속 천연물질로 완화되기도 한다. 한국식품연구원 대사질환연구단 최상윤 박사팀은 지질 생성을 막는 천연물질인 레스베라트롤과 제니스테인의 화학구조를 변형시켜 지방간과 혈중 중성지방을 억제하는 효과가 있는 물질로 만들었다고 19일 밝혔다. 레스베라트롤은 포도나 땅콩에 포함돼 있으며 제니스테인은 콩류에 함유돼 있는 물질 중 하나다. 연구팀은 고지방식을 먹도록 해 지방간과 고지혈증을 유발한 생쥐에게 이번에 개발한 물질을 12주 동안 투여했다. 정상 생쥐는 간의 무게가 1g 정도인데 지방간이 생긴 쥐의 간은 1.4g까지 증가했다. 이 물질을 먹은 쥐의 간 무게는 1.2g 정도로 줄어 약 86% 정도의 개선 효과가 확인됐다. 또 고지방식 때문에 혈중 중성지방 농도가 170㎎/㎗까지 올라간 생쥐도 새로 개발된 물질을 투여받은 뒤 50~100㎎/㎗로 떨어져 정상 수치를 회복한 것으로 분석됐다. 또 임상시험 전 세포독성실험 결과 유전독성이나 안전성 약리 시험 등에서도 독성이 없었다. ●“경제·안전성 좋아 신약 가능성” 최 박사는 “이번에 개발한 물질은 합성이 비교적 쉬워 경제성도 있고 화학적으로도 안정돼 신약으로 개발될 가능성이 높다”며 “국내 특허등록을 마쳤으며 지방간 치료물질로 상용화시키기 위한 추가 연구를 진행 중”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

벽걸이 에어컨에 매달려 생쥐를 잡아먹는 뱀의 모습이 포착됐다. 미국 워싱턴주에 사는 한국계 미국인 유튜버 ‘더판다틀래블러’는 지난 10일 중국에서 촬영한 영상 한 편을 공개했다.공개된 영상에는 벽걸이 에어컨에 숨어 있던 뱀이 생쥐를 입에 물고는 서서히 에어컨으로 기어올라가는 모습이 담겼다. 영상을 접한 누리꾼들은 언뜻 보고는 “에어컨 호스인 줄 알았다”며 충격을 받은 모양새다. “어디 브랜드 에어컨이기에 쥐까지 잡아주느냐”며 우스갯소리도 나왔다. 해당 영상은 5만 건에 이르는 조회 수를 기록하고 있다. 사진·영상=ThePandaTraveler/유튜브 영상팀 seoultv@seoul.co.kr

19~23일 세계과학영재대회 카이스트 부설 한국과학영재학교(교장 정윤)는 오는 19~23일 부산 영재학교에서 ‘2017 세계과학영재대회’(2017 ISSF)를 개최한다. 올해로 13회를 맞는 ISSF는 세계 각국 과학영재교육기관 학생, 교사, 교장단이 참가하는 대규모 국제 학술·문화교류 행사다. 이번 행사에는 21개국 37개 기관 260여명이 참가해 역대 최대 규모로 진행된다. ‘과학과 미래사회’를 주제로 삼아 학생들의 연구프로젝트 발표, 과학경연활동, 특강, 국제과학영재교육포럼 등을 진행한다. 식품硏, 도토리 비만 예방 확인 한국식품연구원(원장 박용곤) 정민유 박사팀은 도토리의 비만예방 효과를 세포실험과 동물실험으로 확인하고 식품학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 메디컬 푸드’에 발표한다. 갈릭산과 탄닌산 등 생리활성물질이 풍부한 도토리는 묵이나 전으로 만들어 먹었던 전통식재료다. 연구팀은 기름진 음식을 먹도록 해 비만을 유발시킨 생쥐에게 일정 기간 도토리 추출물을 섭취시킨 결과 간과 신장조직의 지방이 줄고 혈중 중성지질과 총콜레스테롤 지수도 눈에 띄게 감소한 것을 확인했다고 밝혔다. ‘바이오인공장기’ 올 기술영향평가 미래창조과학부와 한국과학기술기획평가원(KISTEP)은 올해 기술영향평가 대상기술로 ‘바이오 인공장기’를 선정했다고 13일 밝혔다. 바이오 인공장기 기술은 인간의 손상된 세포나 조직, 장기를 대체하는 기술로 최근 고령화와 건강한 삶에 대한 관심과 함께 주목받고 있다. 미래부는 매년 기술적·경제적·사회적 파급효과가 큰 미래 신기술을 선정해 사회 전반에 미치는 영향을 사전 평가하고 대응방안을 마련하기 위해 기술영향평가를 실시하고 있다.

신경세포가 뇌의 기본 단위라는 사실은 지금은 상식으로 여겨지지만, 스페인의 라몬 이 카할이 처음 신경세포를 염색해 존재를 세상에 알린 것은 불과 100여년 전이다. 신경세포는 우리 몸의 다른 세포와 달리 ‘활동전위’라는 특별한 방식으로 먼 거리까지 신호를 전달할 수 있다. 뇌과학자들은 뇌의 전기 활동을 측정해 뇌세포의 활성을 간접적으로 측정해 왔다. 하지만 이는 뇌과학자들만 이해할 수 있는 암호와 같았다. 자고로 ‘백문이 불여일견’이라 했는데 좀더 직관적으로 뇌의 구조와 기능을 보여 줄 수 있는 방법은 없을까. 최근 뇌과학은 직접적으로 뇌의 3차원 구조와 신경세포의 활성을 시각적으로 확인할 수 있는 방향으로 발전하고 있다. 먼저 ‘뇌 투명화기법’을 이용하는 ‘클래리티’라는 방법론이 있다. 정광훈 미국 매사추세츠공대(MIT) 교수와 칼 다이서로스 스탠퍼드대 교수가 공동 개발한 이 기법은 ‘뇌는 왜 불투명한가’라는 엉뚱한 질문에서 출발했다. 두 전문가는 빛이 뇌를 통과하지 못하는 이유가 뇌의 지방성분 때문임을 알아냈다. 그리고 뇌 속에 존재하는 주요 단백질 성분을 미리 그물구조의 화학 성분으로 단단히 고정하고, 비누 성분의 화학물질을 첨가했다. 결과는 놀라웠다. 엄지손톱만 한 미색의 생쥐 뇌가 통째로 사라진 것이다. 물론 눈에 보이지만 않을 뿐 그 자리에 그대로 있었다. 이렇게 투명해진 뇌 신경세포에 형광단백질을 부착했다. 이어 형광현미경으로 층층이 촬영한 뒤 컴퓨터를 이용해 3차원으로 재구성했다. 그 결과 마치 우주공간을 자유롭게 날아다니듯 뇌 공간 속을 돌아다니면서 뇌세포 하나하나의 연결성을 살펴볼 수 있게 됐다. 뇌의 활성을 직접 눈으로 확인할 수 있는 방법으로 스탠퍼드대의 마크 슈니처 박사가 개발한 ‘미니스코프’라는 방법도 최근 각광받고 있다. 이 방법은 신경세포가 활동전위를 발생시키고 나면 세포 안으로 칼슘이 유입된다는 점을 활용했다. 그는 칼슘이 세포 안으로 들어오면 형광을 나타내도록 만들었다. 이렇게 준비된 실험동물에서 관찰하고자 하는 뇌 부외에 가느다란 원통 모양의 렌즈를 삽입한다. 이 렌즈를 통해 촬영한 영상은 자유롭게 움직이는 실험동물의 두뇌 속 신경세포 활동전위를 직접 눈으로 확인할 수 있게 한다는 점에서 획기적이다. 한편 신경세포의 소기관들은 크기가 너무 작아 일반 현미경으로는 관찰하기 어렵다. 이런 한계를 극복하기 위해 기발한 아이디어를 낸 과학자도 있다. 에드 보이든 MIT 교수팀은 현미경으로 관찰하기 어려울 정도로 작은 관찰 대상을 쉽게 볼 수 있는 방법을 고민하고 있었다. 그러던 중 ‘뇌를 부풀려서 보면 되지 않겠느냐’는 생각에 이르렀다. 어찌 보면 ‘콜럼버스’의 달걀처럼 알고 보면 간단한 아이디어일 수도 있다. 이를 실행에 옮기는 과정에는 훨씬 창의적인 아이디어가 동원됐다. 아기 기저귀에는 물을 흡수해 부피를 늘리는 가루 물질이 있다. 연구팀은 뇌 조직을 고정시켜 부피가 늘어나더라도 세포소기관 사이의 거리는 일정 비율을 유지하도록 한 뒤 기저귀에 사용하는 물질을 뇌 조직에 침투시켰다. 물만 부어 주면 뇌는 부풀어 오르고, 이제 일반 현미경으로도 전자 현미경만큼 높은 해상도로 관찰하는 것이 가능해졌다. 이런 방법론들은 더이상 뇌과학이 눈에 보이지 않는 대상을 연구하는 것이 아니라 눈에 보이는 실체를 탐구하는 것임을 새삼 깨닫게 해 준다. 뇌과학을 통해 뇌 기능의 신비를 밝히고 뇌 질환 극복 방법을 개발해 인류 행복에 기여할 수 있기를 기대한다.

국내 연구진이 실험용 생쥐 대신 1㎜ 크기 벌레로 약물의 독성을 확인하는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 천연물연구소 시스템천연물연구센터 강경수 박사팀이 1㎜ 크기의 투명한 벌레인 ‘예쁜꼬마선충’을 이용해 항암제 독성을 평가하는 방법을 발견했다고 12일 밝혔다. 이번 연구 결과는 약학 분야 국제학술지 ‘환경독성학’ 6월호 표지논문으로 실렸다. 연구팀은 900여개 체세포와 300여개 신경세포, 약 2만개 유전자로 구성된 꼬마선충에 주목했다. 인간 유전자와 40% 정도가 일치돼 세포 사멸이나 노화 같은 생물학적 메커니즘이 인간과 유사하다고 알려져 있다. 연구팀은 꼬마선충에게 항암제 후보물질을 투여한 뒤 크기 변화, 알 개수, 부화 속도, 생식세포 형태 관찰로도 약물의 독성 여부를 판단할 수 있다는 것을 확인했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인간의 신약이나 화장품 등을 개발하는데 주로 쓰이는 생쥐(mouse)나 쥐(rat) 또는 유전적 형질 및 인간 수명 연구에 흔히 활용되는 과실파리나 기생충 대신 새롭게 주목받을 것으로 예상되는 동물이 있다. 미국 스탠포드의과대학 연구진이 주목한 것은 쥐리머(mouse lemur)다. 영장목 난쟁이리머과의 이 동물은 마다가스카르에만 서식하며 몸집은 생쥐의 절반 정도다. 세계에서 가장 작은 영장류로도 알려져 있다. 눈이 크고 꼬리가 긴 것이 특징이고, 종마다 조금씩 차이가 있긴 하나 털에 붉은빛이나 갈색, 회색 등이 돈다. 고양이와 다람쥐, 쥐 등을 합친 듯한 귀여운 외모 덕분에 애니메이션 캐릭터로 활용되기도 했다. 쥐리머에도 여러 종(種)이 있는데, 비교적 몸집이 큰 리머는 현재 멸종위기에 처해 있다. 스탠포드대학 연구진은 향후 몇 년 안에 동물실험을 위한 실험용 생쥐나 쥐를 쥐리머로 대체할 수 있을 것으로 예상하고 있다. 특히 이 동물은 각종 암이나 알츠하이머(치매), 뇌졸중 등과 같은 질병을 연구하는데 큰 도움을 줄 것으로 기대를 모은다. 이유는 기존의 실험용 동물에 비해 쥐리머의 생물학적 구조가 인간과 훨씬 유사하기 때문이다. 특히 나이가 든 쥐리머에게서는 치매가 나타나는데, 치매의 증상이나 치매가 발병하는 시기 등이 인간과 매우 닮은 것으로 밝혀졌다. 쥐리머와 관련한 연구를 이끈 마크 크랜스나우 박사는 “지난 30~40년 간 생쥐나 쥐, 과실파리나 기생충 등은 인체 해부 및 임상실험을 대신해 실험실에서 자주 쓰였다. 하지만 쥐리머는 이들을 대체해 영장류의 생물학적 특징과 행동 등을 훨씬 잘 이해할 수 있는 특징을 가졌다”고 설명했다. 이어 “인간을 포함하는 영장류 연구에 있어서 가장 중요한 질문의 답을 쥐리머가 가지고 있을 것”이라고 덧붙였다. 크랜스나우 박사는 2009년부터 폐 질환을 연구할 때 흔히 사용되는 실험용 동물을 대체할 만한 다른 동물을 물색해 왔다. 그는 “쥐리머가 영장류인데다 나이가 들면 치매 증상을 보인다는 것을 알게 됐다. 치매 증상은 다른 동물 종에서는 비교적 드물게 관찰되기 때문에, 쥐리머는 실험용 동물로서 더욱 흥미롭다”고 설명했다. 다만 이미 리머과의 다른 종이 멸종위기에 처해 있는데다 윤리적 이유로 동물실험 반대를 주장하는 동물보호단체의 반발도 예상되는 만큼, 쥐리머를 실험용으로 활용하는 방안이 현실화될 지는 미지수다. 쥐리머와 관련한 연구 결과는 미국유전학협회가 발간하는 학술지인 ‘저널 제네틱스’(journal Genetics) 6월호에 실릴 예정이다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

환경오염이 심해지면서 요즘은 수돗물도 함부로 마시지 않는 분위기이지만 예전에는 동네마다 있는 약수터에서 맑고 시원한 지하수를 맘껏 마셨다. 약수를 받기 위해 물통을 길게 줄세워 놓는 풍경도 익숙했다. 무더운 여름 등산을 하다가 산 중턱에서 만나는 약수터에서 시원하게 물 한 바가지를 들이켜면 절로 “카~! 물맛 참 좋다”는 감탄이 터져나온다.‘물맛’이라는 것이 있을까. 이는 오랫동안 과학자들이 궁금증을 가졌던 부분이기도 하다. 수천 년 동안 자연철학자들과 과학자들은 물은 무미(無味)하다고 주장해 왔다. 기원전 330년경 그리스의 철학자 아리스토텔레스도 “천연 상태의 물은 그 자체로 무미(tasteless)하며 물맛은 우리가 맛을 느낄 수 있는 기본 조건이자 미각의 기준점일 뿐”이라고 말하기도 했다. 그 이후에도 많은 과학자들이 물맛을 두고 논쟁을 벌여 왔지만 우리 혀에는 물맛을 감지하는 세포가 없기 때문에 물맛이라는 것은 있을 수 없다는 견해가 지배적이었다. 그런데 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 생물학 및 생명공학부와 독일 뒤스부르크 에센대 의대 공동연구진이 포유류의 혀에도 물맛을 감지하는 미각수용체(TRCs)가 있다는 사실을 확인하고 신경과학 분야 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’ 최신호에 발표했다. 곤충과 양서류가 물을 감지하는 신경세포를 갖고 있다는 것은 알려져 있었지만 포유류도 비슷한 세포를 갖고 있다는 증거가 발견된 것은 이번이 처음이다. 포유류 특히 사람의 혀는 최대 200가지의 복합적인 맛을 구별할 수 있지만 순수하게 혀가 인식하는 맛은 짠맛, 신맛, 단맛, 쓴맛, 감칠맛이라고 불리는 우마미(umami) 등 5가지로 알려져 있다. 글루탐산의 맛을 표현하는 감칠맛이 기본 맛에 포함된 것도 2000년에 들어서였다. 매운맛이나 떫은맛은 촉감이나 통감이 섞인 미각이기 때문에 혀가 순수하게 느끼는 맛에 포함되지 않는다. 그런데 혀가 순수하게 느끼는 여섯 번째 맛으로 ‘물맛’이 추가될 가능성이 높아진 것이다. 연구팀은 생쥐를 이용해 물을 감지하는 미각수용체를 찾는 실험을 실시했다. 연구팀은 유전자 변형을 통해 기본 5가지 맛을 느끼는 미각수용체를 차례로 제거하면서 생쥐가 물을 마실 때 특정 뇌 부위와 혀 세포가 어떤 반응을 보이는지 확인했다. 그 결과 물을 마셨을 때 신맛을 감지하는 감각수용체가 격렬하게 반응한다는 사실을 발견했다. 신맛 TRCs가 제거된 생쥐는 물과 투명하고 무미한 실리콘 오일을 구별하지 못하고 마시는 것으로 확인됐다. 즉 물맛을 느끼는 TRCs가 신맛을 느끼는 부분과 상당 부분 겹친다고 연구팀은 설명했다. 실험을 주도한 오카 유키 칼텍 교수는 “물이 혀에 묻어 있는 침을 씻어내는 순간 미각수용체가 반응하는 것으로 봐서는 물이 맛을 느끼는 혀의 감각세포인 미뢰의 pH(산도)를 변화시킴으로써 물맛을 느끼게 하는 것으로 추정된다”며 “물맛이 어떻다고 표현하기는 쉽지 않은 상태”라고 설명했다. 이에 앞서 쥐의 뇌간 영역에서 물에만 반응하는 뉴런을 발견한 파트리시아 디 로렌조 뉴욕주립대 행동신경과학 교수는 “기본적인 맛은 5가지밖에 없다는 지배적 견해에 대한 명쾌한 반론이 제기된 만큼 맛의 정의를 내리는 작업이 다시 시작돼야 할 것”이라고 지적했다. 포유류의 혀에서 물맛을 느끼게 하는 ‘아쿠아포린’이라는 단백질이 만들어진다는 사실을 밝혀낸 듀크대 시드니 사이먼 교수도 “물은 인체의 75%, 지표면의 75% 이상을 이루고 있을 정도로 흔한 물질인데 인간이 물맛을 느끼도록 진화되지 않았다면 그게 더 이상하지 않나”라고 말했다. 그렇지만 여전히 물맛이 여섯 번째 맛이 될 수 있는가에 대해서는 논란이 계속되고 있다. 특히 물맛이 기본 맛이 될 수 없다고 주장하는 과학자들은 “물에서 무슨 맛이 느껴진다는 것은 다른 것을 먼저 맛본 뒤에 경험하는 사후효과(after-effect)일 뿐이지 고유의 맛이라고 볼 수는 없다”며 “신 음식을 먹고 물을 마시면 단맛이 느껴지고 짠 음식을 먹고 물을 마시면 쓴맛이 나는 것과 같은 원리”라고 비판하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중년은 서글픕니다. 자기 행동이 남들에게 피해가 되는지도 모르고 나이와 직급을 권위로 착각한다는 것을 비꼬는 ‘개 같은 아저씨’라는 뜻의 ‘개저씨’는 ‘꼰대’보다 더 강하게 머리를 때립니다. 물론 중년 모두가 그런 것은 아닙니다. 주변을 살펴보면 꽃중년들도 얼마든지 있으니까 말입니다. 사회적으로 위와 아래 세대 사이에 끼어 이리저리 치이는 중년들을 대표하는 또 다른 모습은 불룩하게 튀어나온 ‘배’입니다. 10대, 20대 때 영화배우 뺨치게 멋진 외모를 자랑하던 이들도 40~50대 중장년이 되면 연예인들처럼 노력을 하지 않는 이상 ‘넉넉한’ 체형으로 변하게 됩니다.직장인들의 경우 책상 앞에 앉아 있는 시간이 늘어나고 잦은 야근, 그리고 밤늦게 먹는 시원한 맥주 한 잔과 야식으로 인해 중년 비만이 나타나는 연령대가 좀더 낮아지고 있다는 분석도 있습니다. 이런 현상에 대해 지금까지는 나이가 들면서 신진대사량이 줄어 투입되는 에너지보다 소모되는 에너지가 적기 때문이라고 알려져 있었습니다. 하지만 많은 연구자들이 중년 이후 체중 증가 억제와 운동능력 유지를 위한 연구를 했지만 눈에 띄는 성과를 내지 못하고 있습니다. ●DNA-PK 효소, 중장년 지방 늘려 그런데 최근 미국 국립보건원(NIH) 연구진이 중년이 되면서 체중이 불어나고 체력이 감소되는 새로운 이유를 찾아냈다고 합니다. 중년 비만의 원인을 밝혀낸 것은 NIH 산하 심장·폐·혈액연구센터(NHLBI)의 비만노화연구실에 있는 한국계 수석연구자 제이 정(한국명 정재항) 박사팀입니다. 정 박사는 비만과 노화 연구 분야에서는 세계적 석학으로 알려져 있습니다. 정 박사팀은 중년 비만의 주요 원인이 ‘DNA-PK’라는 효소라는 것을 밝혀냈습니다. 나이가 들수록 활동이 증가하는 DNA-PK는 섭취한 음식물을 지방으로 변환시켜 축적시키는 역할을 한다고 합니다. 또 지방을 태워 에너지로 바꾸는 세포소기관인 미토콘드리아 수를 감소시키기까지 한다고도 합니다. 미토콘드리아가 나이가 들수록 급속히 감소하는 이유도 여기서 찾을 수 있을 것 같습니다. ●소식·운동 늘려야 비만 근본적 해결 연구팀은 생쥐를 두 그룹으로 나눈 뒤 똑같이 고지방 식품을 섭취하도록 하면서 한쪽에만 DNA-PK의 활동을 낮추는 효소차단제를 투여하면서 체중과 운동능력을 관찰했습니다. 그 결과 효소차단제를 투여받은 생쥐들의 체중 증가율이 그렇지 않은 그룹보다 40% 정도 낮았으며 근육세포 내 미토콘드리아 사멸을 막아 심장질환이나 당뇨 발병률도 줄일 수 있다는 것을 확인했다네요. 이번 연구 결과는 모든 것을 유전자 탓으로 돌려도 된다는 말은 아닙니다. 정 박사도 “칼로리 섭취를 줄이고 운동량을 늘리는 기존 처방은 중년뿐만 아니라 노년기의 건강 유지에도 반드시 필요하다”고 말합니다. 충분한 자기 노력 없이 유전자 탓만 한다면 중년 비만을 근본적으로 해결하기는 어렵다는 설명입니다. 몸매뿐만 아니라 정신이나 태도도 꼰대나 개저씨를 벗어나게 만들어 줄 기술은 언제 나올까요. 저부터 기다려 봅니다. edmondy@seoul.co.kr

양가서 결혼 반대 ‘마음고생’…입맛도 전라도로 ‘흡수통일’“영호남 지역감정이 극에 달했던 시절 경남 창녕 출신 촌놈과 전북 부안 출신 촌년이 만나 대화합을 이룬 겁니다.” 홍준표 자유한국당 대선 후보의 부인 이순삼씨는 결혼 당시만 생각하면 한숨이 절로 나온다고 했다. 양가 부모의 극심한 반대에 부딪혀 마음고생이 심했기 때문이다. 이씨는 1970년대 말 당시 경상도 남자와 전라도 여자가 만나 결혼을 한다는 건 상상조차 할 수 없는 일이라는 말도 있었다고 전했다. 그럼에도 두 사람은 그 벽을 뛰어넘었다. 한국판 ‘로미오와 줄리엣’이라는 표현도 나온다. 이씨는 26일 서울신문과의 인터뷰에서 홍 후보가 이씨를 만나기 위해 매일같이 은행에 찾아와 돈을 입금하고 찾았다는 유명한 일화에 대해 “당시엔 창구에 손님이 많아서 몰랐다. 나중에 이야기를 듣고 알았다”고 ‘해명’했다. 또 “홍 후보가 순진하고 착하게 생겼었고, 제 말을 잘 듣겠다는 생각이 들었다”며 그때를 회상했다.처음 만날 때는 홍 후보가 ‘나쁜 남자’였다. 홍 후보는 이씨에게 “나를 만나고 싶으면 도서관으로 찾아오라”고 할 정도로 자존심이 셌다. 연애 기간 5년은 이씨의 뒷바라지가 빛이 난 기간이었다. 시험을 포기하려는 홍 후보에게 이씨는 그야말로 ‘아낌없이 주는 나무’가 됐다. 그러나 결혼한 뒤에는 홍 후보가 이씨 앞에서 ‘고양이 앞 생쥐’가 됐다. 이씨는 홍 후보에게 ‘밤 11시 통금 시간’을 지키라고 명령했다. 어길 경우 밥을 주지 않는 등 호된 처벌이 내려지기도 했다. 말투도, 성장 환경도 다른 두 사람의 만남이다 보니 결혼 생활 초반 충돌도 없지 않았다. 특히 두 사람의 입맛이 달라 다툼이 잦았다. 전라도 음식과 경상도 음식 맛의 차이가 컸기 때문이다. 그러나 지금은 홍 후보가 전라도 입맛으로 흡수되며 ‘입맛의 통일’을 이뤘다. 홍 후보는 “내 입은 전라도 입 아이가”라며 이씨의 음식 솜씨를 칭찬한다고 한다. 1987년 대선 때는 지지하는 후보가 달라 ‘부부 싸움’을 하기도 했다. 호남 출신의 이씨가 당시 김대중 후보를 찍었다는 사실을 안 홍 후보는 “팔은 역시 안으로 굽는다”며 배신감을 느낀 것으로 전해진다. 이씨는 홍 후보와의 40년 인생에서 가장 화려했던 시기를 묻자 “남편이 사회정의를 바로 세웠던 검사 시절”이라고 답했다. 또 가장 힘들었던 때 역시 “남편이 강력범들을 대거 구속시키면서 폭력배들로부터 협박에 시달렸던 검사 시절”이라고 꼽았다. 그러면서 “내 남편은 위기에 강한 남자”라고 강조했다. 이영준 기자 apple@seoul.co.kr

젊은 피가 노화를 막아줄 것이라는 속설은 흡혈귀 전설부터 시작해 오랜 세월 이어져 내려오고 있다. 그런데 실제로 젊은 피를 수혈했을 때 의학적 효과가 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 스탠퍼드대 의대 연구팀은 신생아의 제대혈에서 수집한 혈장을 늙은 생쥐에게 주입한 결과 기억력과 판단력 같은 뇌기능이 전반적으로 향상됐다는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 19일자에 발표했다. 2014년에도 미국 하버드대 의대 연구팀이 젊은 쥐의 혈액을 늙은 쥐에게 수혈해 근육과 뇌가 젊어지는 ‘안티 에이징’ 효과를 확인했다는 연구 결과를 발표한 바 있으나 인간의 혈액이 같은 효과를 보인다는 것은 이번에 처음 확인됐다. 연구진은 신생아의 제대혈에서 수집한 혈장과 노인의 혈액에서 추출한 혈장을 늙은 생쥐의 정맥에 주입한 뒤 미로찾기 능력과 학습능력을 측정했다. 그 결과 신생아 제대혈에서 추출한 젊은 혈장은 늙은 생쥐의 미로찾기 능력과 학습능력을 높이는데 도움을 줬지만 노인의 피를 제공받은 경우는 아무런 효과가 없는 것으로 나타났다. 연구진은 생쥐의 뇌를 해부해 조사한 결과 제대혈 혈장을 공급받은 생쥐는 학습과 기억을 담당하는 해마 부위에서 신경세포(시냅스) 형성을 늘리는 유전자가 많이 발현돼 있다는 사실을 알게 됐다. 노인의 피를 수혈받은 생쥐의 뇌는 해부학적으로도 아무 변화가 없었다. 토니 위스코레이 신경과학과 교수는 “혈장 내 TIMP2가 알츠하이머 치매처럼 노인에게서 많이 나타나는 퇴행성 뇌질환 치료에 도움을 줄 수 있는지와 인간에게도 생쥐와 같은 효과가 있는지에 대해 추가 연구를 진행 중”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리는 누구나 크고 작은 스트레스를 겪으며 산다. 면접시험 등 긴장감이 고조되는 상황에 처하면 자신도 모르게 천천히 심호흡을 하며 마음을 가다듬으려 한다. 정신의학에서는 공황장애와 같은 불안장애 환자에게 복식호흡을 치료법으로 활용하기도 한다. 잠시라도 숨을 쉴 수 없다는 느낌을 갖게 되면 심한 공포감을 느끼게 된다. 그래서 호흡과 뇌기능, 특히 정서 상태는 깊은 관련이 있는 듯하다. 뇌 속에 호흡을 조절하는 부위가 있다는 것이 밝혀진 것은 지금으로부터 25년 전이다. 잭 펠드먼 미국 캘리포니아대 로스앤젤레스캠퍼스(UCLA) 교수는 뇌간에서 호흡을 조절하는 3000여개의 신경세포를 발견해 ‘뵈트징어 복합체’라고 명명했다. 이렇게 호흡중추를 발견했지만 당시만 해도 여전히 한숨, 하품, 킁킁거림, 웃음, 울음 등 다양한 호흡패턴이 어떻게 발생하는지 밝히진 못했다. 또 호흡중추의 신경세포체인 ‘뉴런’들이 뇌의 다른 부위와 어떻게 상호작용하고 있는지 규명하지 못해 호흡과 신체, 정신과의 연관성은 여전히 미스터리였다. 지난해 초 펠드먼 교수는 마크 크라스노 미국 스탠퍼드의대 교수와 호흡중추 내에서 ‘한숨’을 유발하는 뉴런들을 찾아냈다. 최근 크라스노 교수팀은 호흡중추의 뉴런을 유전학적 방법으로 조사해 각성 유도 효과가 있는 뉴런을 밝혀냈다. 이 뉴런들은 호흡중추 내 다른 뉴런들의 신호를 모니터링하면서 빠른 호흡이 감지되면 각성 센터인 ‘청반’이라는 뇌 부위로 신호를 보내 정신이 번쩍 들도록 만든다. 이어서 청반이 자율신경계를 자극하면 심장이 빠르게 뛰고, 입이 바짝 마르며, 호흡이 빨라짐과 동시에 심리적 불안감이 나타난다. 결과적으로 몸과 마음 모두 높은 긴장 상태가 된다. 이 뉴런들의 기능을 좀더 정확히 알기 위해 해당 뉴런을 제거한 생쥐 모델을 만들어 낯선 환경에 노출시키자 생쥐는 ‘쿨하게’ 아무런 반응을 보이지 않았다. 의식적으로 호흡을 천천히 함으로써 이 뉴런들의 활성화를 차단하면 청반의 안정화를 유도할 수 있고 긴장과 스트레스 반응을 최소화할 수 있다는 뜻이다. 생쥐의 두뇌 속 깊은 곳에 모여 있는 신경세포체가 생각하고, 느끼고, 행동하는 것까지 폭넓게 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 사람을 대상으로 호흡과 정서 상태의 관계를 설명하는 연구 결과도 최근 발표됐다. 제이 고트프리드 노스웨스턴대 교수팀은 피험자를 모집해 호흡센서를 부착한 상태로 컴퓨터 화면에 0.1초 동안 나타나는 얼굴 사진의 정서 상태를 판단하거나 기억력을 측정하는 테스트를 진행했다. 그 결과 놀랍게도 공포에 대해 빠르고 정확하게 반응하는 것은 주로 숨을 들이마실 때였다. 긴박한 상황에서 의식적으로 코로 숨을 들이마심으로써 반응속도를 빠르게 할 수 있다는 뜻이다. 반대로 긴장을 늦추고 싶을 때는 날숨을 천천히 내뱉음으로써 공포를 담당하는 부위의 활성도를 낮출 수 있을 것이다. 일반적으로 숨을 쉬는 것은 우리 몸에 산소를 공급하기 위한 행동으로 알려졌다. 하지만 우리는 경험적인 지혜로 숨을 통해 마음을 다스리기도 한다. 숨의 속도와 숨 쉬는 방법을 조절해 긴장을 줄이고 평정심을 유지한다. 심장이 일정한 리듬으로 뛰고 있듯 호흡도 일정한 리듬으로 나타난다. 한 가지 다른 점이 있다면 심장의 리듬은 마음대로 조절할 수 없지만, 호흡은 상당 부분 의식적으로 조절할 수 있다는 점이다. 요즘 부쩍 평정심을 찾고 감정에 치우치지 않는 냉철한 판단을 하는 것이 필요하다는 생각이 든다. 바쁜 일상 속에서 잠시 눈을 감고 깊은 심호흡을 해 보는 것은 어떨까.

‘복면가왕’ 제리가 톰 유재환을 꺾고 다음 라운드에 진출했다. 16일 방송된 MBC ‘일밤-복면가왕’에서는 53대 가왕 ‘노래9단 흥부자댁’에 도전하는 복면가수 8인의 1라운드 듀엣곡 대결이 펼쳐졌다. 첫 번째 대결은 ‘천방지축 고양이 톰’과 ‘날쌘돌이 생쥐 제리’의 무대였다. 톰과 제리는 자전거 탄 풍경의 ‘너에게 난 나에게 넌’을 열창했다. 승자는 남심을 저격하는 청아한 목소리를 자랑하는 제리였다. 패배한 톰의 정체는 작곡가 겸 가수 유재환이었다. 한편 방송 이후 시청자들은 제리가 걸그룹 러블리즈의 멤버 케이라는 추측을 내놓고 있다. 사진=MBC ‘복면가왕’ 캡처 연예팀 seoulen@seoul.co.kr

영유아들과 어린이들에게서 주로 나타나 심한 가려움증을 유발하는 만성 염증성 피부질환인 아토피 피부염은 부모들의 심각한 고민거리다. 아토피는 환경오염이나 식품첨가물, 새집증후군 등 때문에 일어나는 것으로 보이지만 정확한 발병 원인으로 밝혀진 것은 없다. 한국식품연구원 부설 세계김치연구소 최학종 박사팀은 여수 돌산갓김치에서 아토피 개선 효과가 뛰어난 유산균을 분리하고 아토피의 치료 메커니즘도 규명했다고 12일 밝혔다. 이번 연구는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’에 발표되는 한편 민간기업과 기술이전 협상을 벌이고 있는 것으로 알려졌다. 연구팀은 먼저 배추김치와 깍두기, 총각김치, 여수 돌산갓김치 등 다양한 김치에서 여러 종류의 유산균들을 분리했다. 유전자 변형으로 아토피를 유발시킨 생쥐에게 45일 동안 각각의 유산균을 먹이고 치료 효과를 관찰했다. 그 결과 갓김치에서 분리한 ‘와이셀라 시바리아 와이킴(WiKim)28’이 가장 효과가 있었다. 와이킴28 유산균은 아토피의 주요 증상인 가려움과 붓기 같은 증상을 40% 정도 줄였다. 아토피를 일으키는 것으로 알려진 혈중 면역글로불린E(IgE) 생성을 절반 가까이 억제했다. 연구팀은 와이킴28 유산균이 병원균을 인식해 면역세포를 분화하는 관용수지상돌기세포를 자극해 면역 T세포를 활성화시키고 결국 아토피를 개선한다는 치료 메커니즘도 최초로 밝혀냈다. 최학종 박사는 “김치가 아토피에 효과가 있지만 아토피를 앓는 연령대는 대부분 김치 먹기를 어려워하는 영유아”라며 “와이킴28 유산균을 가루 형태로 만들어 아이들도 쉽게 먹을 수 있는 형태로 만들어 치료효과를 높일 수 있을 것으로 기대한다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘FABP7’ 유전자 없는 사람이 더 숙면 생체시계 유전자 ‘CRY1’ 돌연변이 땐 수면 장애 발생… 수면 패턴도 불규칙 “불면증, 유전자 치료로 고칠 날 올 것”햇살이 따뜻한 봄이면 시도 때도 없이 졸음이 쏟아지는 춘곤증에 시달리는 사람들이 많다. 춘곤증은 환경변화로 인한 신체 적응과정이다. 이 때문에 1~2주 정도 지나면 사라지는 경우가 많은데 간혹 한 달 이상 지속되는 이들도 있다. 다양한 요인의 스트레스 때문에 불면증과 수면 부족에 시달리는 이들이 늘고 있기도 하다. 실제로 한 통계에 따르면 국내 불면증 환자는 400만명에 이르며 이 가운데 80% 이상은 불면증이 1년 이상 지속돼 수면 치료가 필요한 상태라고 한다. 잠은 생명을 유지하고 살아가는 데 필수적일 뿐만 아니라 고갈된 신경전달물질을 보충해 활발한 뇌 활동을 할 수 있게 도와주기도 한다. 뇌과학의 발달은 잠이 우리 몸과 뇌에 미치는 영향에 대해 많이 알려줬지만 빙산의 일각일 뿐이다. 이 때문에 “만약 잠이 우리 몸에 정말로 중요한 기능을 하지 않는다면 진화가 만들어 낸 가장 큰 실수”라고 말하는 생물학자들도 있다. 이런 가운데 잠의 비밀을 풀어낼 단초를 제공하는 논문들이 잇따라 발표돼 주목받고 있다. 미국과 일본 공동연구진은 포유류의 뇌에 있는 ‘제7형 지방산 결합 단백질’(FABP7)이 수면의 질을 결정한다는 연구결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 5일자에 발표했다. 연구에는 미국 워싱턴주립대 의대, 펜실베이니아대 의대, 위스콘신 매디슨대, 일본 이화학연구소(리켄) 뇌과학연구소, 시가대 의대, 도호쿠대 의대 연구진이 참여했다. 연구팀은 FABP7 유전자를 제거한 생쥐와 일반 생쥐의 수면 패턴을 비교해 본 결과 FABP7 유전자가 없는 생쥐들이 훨씬 숙면을 취한다는 것을 발견했다. FABP7 유전자가 사람의 숙면에 어떤 영향을 미치는지 확인하기 위해 일본 오사카 지방의 한 무역회사에 근무하는 성인 남성 310명의 수면패턴과 DNA 분석을 실시했다. 그 결과 FABP7이 부족하거나 손상된 사람이 깊은 잠을 잔다는 사실을 알게 됐다. 이 현상은 초파리 실험에서도 확인됐다. 또 미국 록펠러대, 코넬대 의대, 터키 빌켄트대 공동연구진은 생체시계 유전자인 ‘CRY1’에 돌연변이가 생기면 수면 장애가 발생하거나 수면 패턴이 바뀐다는 연구 결과를 세계적 권위의 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 6일자에 발표했다. 새벽 늦게 자고 아침에 일어나기 힘들어하는 ‘올빼미형 인간’의 수면패턴과 DNA를 분석한 결과 이는 일종의 수면 지연장애로 판단했다. 연구팀이 터키인 6개 가구의 수면패턴을 분석한 결과 올빼미형 인간들은 CRY1 유전자에 돌연변이가 발생해 있어 늦은 시간에 잠자리에 들었고 수면패턴도 불규칙하다는 사실을 밝혀냈다. 제이슨 가트너 워싱턴주립대 의대 교수는 “잠은 진화 과정에서 동물의 유전자에 새겨진 일종의 문양으로, 이번 연구를 통해 모든 종들이 공통적으로 갖고 있는 수면 메커니즘이 있다는 것을 추정할 수 있다”며 “심한 불면증 환자를 유전자 치료로 고치는 날이 올 것”이라고 말했다. 마이클 영 록펠러대 유전학 교수는 “유전적 문제가 있다고 해서 수면 패턴을 바꿀 수 없는 것은 아니다”라며 “불규칙한 수면 패턴과 습관을 바꾸려는 노력과 잠자리 환경을 개선한다면 수면 문제를 일정 부분 해결할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

만성간염과 간경화, 간암을 유발하는 것으로 알려진 B형 간염 바이러스(HBV)는 전 세계적으로 약 4억 명이 감염돼 있고 매년 60만 명을 사망에 이르게 한다. 실제로 만성간염 환자의 75% 이상이 HBV 때문인 것으로 알려져 있다. 인터페론을 이용해 치료를 하고 있지만 일단 감염되면 완전히 제거되지 않아 만성간염을 유발시킨다. 게다가 인터페론 주사의 치료효과가 HBV에서는 매우 낮다는 것은 알려졌지만 정확한 원인이 밝혀지지 않은 상태다. 건국대 의학전문대학원 김균환, 박은숙 교수팀은 HBV가 쉽게 낫지 않고 만성간염으로 발전하는 것은 HBV 단백질 중 일부가 사람의 면역시스템을 회피하는 기능을 갖고 있기 때문이라는 사실을 처음으로 밝혀냈다. 이번 연구성과는 의학 분야 국제학술지 ‘거트’ 24일자에 실렸다. 연구팀은 일반적으로 사람이 바이러스에 감염이 되면 이를 제거하는 ‘트림22’라는 항바이러스 단백질이 활성화돼야 한다는 사실에 주목했다. 연구팀은 질량분석법을 사용해 HBV 내부에 있는 ‘HBx’라는 단백질이 트림22 단백질의 발현을 막는다는 사실을 발견했다. 트림22가 활성화되지 못하면서 면역시스템이 제대로 작동되지 않아 만성 간염을 유발시킨다는 설명이다. 연구팀은 HBV에 감염시킨 생쥐와 B형 간염으로 수술한 환자와 일반인의 간세포와 간조직을 비교 분석한 결과 이 같은 사실을 확인했다. 김균환 교수는 “이번 연구결과는 HBV가 인체의 면역반응을 회피해 우리 몸 속에서 계속 살아남게 되는 과정을 분석해 밝혔다”며 “지금까지 쓰여온 인터페론 주사 대신 항바이러스 단백질의 활성을 조절해 B형 간염을 완치할 수 있는 치료제 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr