많은 직장인이 일을 하다가 자기도 모르게 내뱉는 말 중 하나가 “아, 스트레스받아”일 것이다. 적절한 스트레스는 일이나 공부에 자극이 되지만, 과할 경우는 효율을 떨어뜨리고 정신적, 신체적 피로도를 높인다. 기억이라는 뇌 시스템에서도 마찬가지다. 스트레스를 받거나 감정적 자극을 받은 사건은 더 잘 기억되지만, 과할 경우는 기억을 어렵게 만든다. 캐나다, 네덜란드, 미국 공동 연구팀은 단기간에 과도한 자극이 주어지는 급성 스트레스는 특정 기억 형성을 방해한다고 밝혔다. 이 연구에는 캐나다 토론토 아픈어린이병원(SickKids), 토론토대 의대 생리학과, 분자 유전학과, 심리학과, 토론토 마운트 시나이 병원, 토론토 미시소가대 세포·시스템 생물학과, 캘거리대 뇌 연구소, 네덜란드 암스테르담대 생명과학 연구소, 라이덴대 화학연구소, 미국 시애틀 워싱턴대 약리학과, 정신과학·행동과학과 과학자들이 참여했다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘셀’ 11월 16일 자에 실렸다. 흔히 외상 후 스트레스 장애(PTSD)와 불안장애 스펙트럼을 가진 사람들은 혐오 기억을 지나치게 일반화해 위험한 자극과 안전한 자극을 구별하지 못한다. 이런 기억 현상이 있다는 것은 알지만, 스트레스가 기억 일반화에 어떻게 영향을 미치는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 스트레스가 기억 특이성에 미치는 영향을 살펴보기 위해 생쥐에게 서로 다른 소리와 전기 충격을 줘 기억을 형성하도록 했다. A 소리를 들려주면서 한쪽 발에 전기 충격을 주고, B 소리를 들려줄 때는 전기 충격을 주지 않는 방식으로 조건화한 다음, 생쥐가 각기 다른 소리에 어떻게 반응하는지 측정하는 실험을 한 것이다. 연구팀은 생쥐를 두 집단으로 나눠 한 집단은 조건화 훈련 전에 30분 동안 좁은 공간에 가둬 극심한 스트레스를 가하고, 다른 집단에는 스트레스를 주지 않았다. 그 결과, 실험 전 극심한 스트레스를 받은 생쥐는 어떤 소리를 듣든 얼어붙은 듯한 방어 동결 행동을 보였다. 반면 스트레스를 받지 않은 생쥐들은 전기 충격과 관련된 소리를 들을 때만 동결 행동을 보였다. 이는 스트레스 경험이 특정 기억을 형성하는 데 방해가 된다는 것을 보여주는 것이라고 연구팀은 설명했다. 스트레스를 받은 생쥐의 혈액 속에는 스트레스 호르몬으로 알려진 ‘코르티코스테론’(corticosterone) 수치가 높았기 때문에 연구팀은 코르티코스테론이 기억 형성에 영향을 미치는지 측정했다. 그 결과, 훈련 전에 코르티코스테론을 투여받은 생쥐는 소리에 대한 특정 기억을 형성하지 못했다. 이 생쥐들에게 코르티코스테론 합성을 억제하는 화학 물질인 메티라폰을 투여하면 스트레스를 받은 생쥐들도 특정 기억 형성 능력이 회복되는 것이 관찰됐다. 특정 기억은 뇌에 형성되는 생물학적 구조인 엔그램(Engram·기억흔적) 때문에 가능해진다. 엔그램은 기억에 따라 특정한 방식으로 코딩된 소수의 뉴런(신경세포) 그룹으로 형성된다. 연구팀은 스트레스를 받은 생쥐의 경우는 특정 기억을 형성하도록 돕는 억제성 인터뉴런이 제 역할을 하지 못하게 되면서 일반 기억을 형성하는 엔그램이 더 큰 것으로 나타났다. 이런 변화는 코르티코스테론에 반응해 편도체에서 방출되는 엔도카나비노이드라는 물질에 영향을 받는 것으로 확인됐다. 신경 기억 할당 분야 세계적 석학으로 이번 연구를 이끈 시에나 조슬린 토론토 아픈어린이병원 교수는 “이번 연구로 스트레스가 혐오 기억을 어떻게 형성하는지 알게 됐다”며 “PTSD와 불안증 환자의 새로운 치료법을 개발하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.

반려견들은 물에 들어갔다 나오거나 목욕을 한 뒤에는 몸을 흔들어 물을 털어 낸다. 이 때문에 주위에 서 있다가 반려견이 터는 물에 흠뻑 젖을 때도 있다. 몸에 있는 물을 털어내는 움직임은 그저 몸에 묻은 것을 떼어내려는 무작위적 움직일까, 아니면 주인을 즐겁게 해주기 위한 행동일까. 최근 과학자들이 반려견의 물 털어내기 행동 이유를 밝혀내 눈길을 끈다. 미국 하버드대 의대 하워드 휴스 의학연구소 신경생물학과, 텍사스대 사우스웨스턴 메디컬 센터 정신과학과 공동 연구팀은 젖은 몸 털기 행동을 유발하는 특정 유형의 촉각 수용체와 척수와 뇌를 연결하는 신경세포(뉴런), 이를 연결하는 신경 회로를 찾았다고 15일 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘사이언스’ 11월 8일 자에 실렸다. 몸을 흔들어 물기를 털어내는 반사 행동은 생쥐, 고양이, 다람쥐, 사자, 호랑이, 곰 등 털이 많은 포유류에게서 공통으로 찾아볼 수 있다. 이런 움직임은 발이 닿기 어려운 부위에 있는 물, 벌레, 그 밖의 자극물을 제거하는 데 도움이 된다. 그렇지만 이런 행동의 명확한 이유와 메커니즘은 밝혀지지 않았다. 털로 덮인 피부에는 12가지 이상 감각 뉴런이 있고, 각각의 뉴런은 다양한 감각을 감지하고 해석하는 기능을 갖고 있다. 이에 연구팀은 피부 모낭을 감싸고 있는 ‘C-섬유 저역치 기계 수용체’(C-LTMR)라는 초민감 촉각 수용체에 주목했다. 사람의 경우 C-LTMR는 부드러운 포옹과 쓰다듬기 같은 기분 좋은 촉감과 관련이 있다. 그러나 다른 동물들에게는 피부에 이물질이 닿았을 때 이를 알려주는 역할을 한다. 연구팀은 실험용 생쥐 목뒤 쪽에 기름을 몇 방울 떨어뜨린 다음, 어떤 행동을 보이는지 관찰했다. 그 결과, 모든 생쥐가 10초 이내에 기름방울을 털어내는 행동을 했다. 연구팀은 유전자 편집으로 C-LTMR을 제거한 뒤 똑같은 실험을 했는데, 기름방울 털기 행동이 절반 이하로 줄어드는 것을 관찰했다. 연구팀은 C-LTMR 신호가 어떻게 전달되는지 실험한 결과, 통증, 온도, 촉각을 처리하는 데 관여하는 뇌 팥곁핵(parabrachial nucleus)과 연결되는 것을 확인했다. 연구팀은 빛을 이용해 신경세포를 조절하는 광유전학 기술로 척수 뉴런과 C-LTMR 활동을 관찰했다. C-LTMR 신호가 척수로 가는 길이나 팥곁핵 활동을 차단하면 털기 행동이 58% 이상 감소한다는 사실을 확인했다. 재미있는 것은 털기 행동은 감소했지만, 이물질이 묻으면 벽이나 바닥에 대고 긁는 행동은 정상적으로 해서, 해당 신경 회로들이 개의 물 털기 행동에만 특이하게 작용한다는 점이다. 신경과학자이자 발달생물학자로 이번 연구를 이끈 데이비드 긴티 하버드대 의대 교수는 “젖은 개 털기(wet dog shake) 행동은 정교하게 조율된 운동 반응”이라며 “포유류가 털을 통해 감각에 반응하는 방식을 해독하면 고양이의 피부가 과도하게 경련을 일으키는 피부 실룩거림 증후군이나 사람의 피부 과민증을 비롯해 다양한 질환과 피부 민감성에 관한 비밀을 풀 수 있을 것”이라고 말했다.

AI 딥러닝 통해 유형별 서열 분석자르지 않고도 유전자 조절 가능특정 세포서만 효과적으로 작용유전자 치료제 개발 신기원 기대 올해 노벨과학상을 한 단어로 설명해 보라고 하면 단연 ‘인공지능’(AI)이다. 노벨물리학상은 AI 기계학습의 기초를 마련한 학자들에게, 노벨화학상은 AI로 새로운 단백질을 찾고 단백질의 3차원 구조를 예측하는 방법을 찾아낸 연구자들에게 돌아갔다. 실제로 최근에는 많은 연구 현장에서 AI를 사용하고 있다. 미국 의생명과학 연구기관 잭슨연구소(JAX), 매사추세츠공과대(MIT)-하버드대 브로드연구소, 예일대 공동 연구팀은 AI로 다양한 세포 유형에서 유전자 발현을 정밀하게 조절할 수 있는 수천 개의 새로운 DNA 스위치를 설계했다. 이번에 만든 DNA 스위치는 특정 조직에서 유전자를 원하는 대로 활성화하거나 억제할 수 있게 해 유전자 치료나 생명공학 분야의 혁신을 이끌 것으로 전망된다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 10월 24일자에 실렸다. 최근 과학자들은 크리스퍼 같은 유전자 편집 기술을 이용해 생체 세포 내 유전자를 바꿀 수 있는 방법을 개발했다. 그렇지만 특정 세포 유형이나 조직에서만 유전자를 조절하는 것은 여전히 어려운 문제로 남아 있었다. 한 유기체 내 모든 세포에는 같은 유전자가 포함돼 있지만 특정 기능을 할 때 모든 유전자가 필요한 것은 아니다. 이는 DNA 스위치인 ‘시스조절인자’(CREs) 때문이다. CREs는 전사인자와 결합해 유전자 발현을 조절하는 유전체 서열 부위로 세포 특이적 활성을 갖고 있어 유전자 치료제 개발을 위한 표적으로 주목받고 있다. 사람에게 수천 개의 서로 다른 CREs가 존재한다는 것은 파악했지만 CREs의 작동 방식을 정확하게 이해하지는 못했다. 이에 연구팀은 AI 딥러닝으로 혈액, 간, 뇌 세 가지 유형 세포에서 모든 DNA 서열을 분석하고 조합해 새로운 합성 CREs를 만드는 데 성공했다. 이 과정에서 연구팀은 DNA 내 CREs 서열이 RNA 생성량에 영향을 미칠 수 있다는 사실도 확인했다. 연구팀은 이를 바탕으로 원하는 CREs를 효과적으로 설계할 수 있는 ‘DNA 활성화 계산 최적화’(CODA)라는 AI 플랫폼을 만들었다. CODA를 활용하면 혈액 세포에서는 활성화하지만 뇌나 간 등 다른 부위의 세포에서는 억제되는 CREs를 만들 수 있다. 연구팀은 AI로 설계한 합성 CREs를 생체 세포에 추가해 원하는 세포 유형에서는 잘 활성화되는 대신 다른 세포에서는 활성화되지 않는지를 실험했다. 그 결과 합성 CREs가 자연 CREs보다 훨씬 효과적으로 작동하는 것이 관찰됐다. 또 CODA로 설계한 합성 CREs를 이용해 제브러피시와 생쥐 실험을 한 결과, 부작용 없이 효과적으로 원하는 생체 특성을 얻는 데 성공했다. 실제로 합성 CREs를 통해 제브러피시의 간에서는 형광 단백질을 활성화하지만 다른 세포에서는 활성화하지 않도록 했다. 연구를 이끈 라이언 튜헤이 JAX 교수는 “이번 기술은 신체의 나머지 부분에 영향을 미치지 않고 원하는 조직에서 유전자 발현을 높이거나 낮출 수 있게 해 준다”며 “기초 연구뿐 아니라 유전자 치료의 신기원을 열어 줄 것”이라고 말했다.

코미디나 시트콤을 보다 보면 남자들끼리 서로 시비가 붙었을 때, 좀 더 약해 보이는 남자가 쪼르르 여자 뒤로 숨는 모습이 등장해 웃음을 자아낸다. 그런데, 이런 전략이 실제로 동물들에게서는 갈등을 피하는 수단으로 쓰이는 것으로 나타나 눈길을 끈다. 미국 델라웨어대 정신·뇌 과학과, 통합 신경과학 연구부, 데이터 과학 연구소, 프린스턴대 신경과학 연구소, 에모리대 생물학과, 에모리 국립 영장류센터 사회 신경과학연구부 공동 연구팀은 수컷 생쥐는 다른 수컷 생쥐에게 공격받을 때 암컷 생쥐를 이용해 공격자의 주의를 분산시키고 갈등을 피한다고 18일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 10월 16일 자에 실렸다. 연구팀은 수컷 생쥐 두 마리와 암컷 생쥐 2마리를 우리에 넣고 상호 작용하는 모습을 5시간 동안 관찰했다. ‘수컷 2-암컷 2’로 짝지은 여러 생쥐 집단을 관찰한 결과, 다른 많은 동물처럼 생쥐도 사회적 지위 또는 계층이 나뉘어져 있으며, 거의 모든 집단에서 수컷 한 마리는 다른 수컷에게 상당히 공격적인 것으로 나타났다. 연구팀은 단순한 관찰만으로는 생쥐 간 사회적 상호작용을 관찰하기 쉽지 않기 때문에 공격적 상호작용과 그에 따른 반응을 분석하기 위해 기계 학습 모델링도 사용했다. 연구팀은 3000건 이상의 수컷 생쥐 간 충돌을 관찰했고, 기계 학습 알고리즘은 공격받았을 때 가장 가능성 높은 반응과 이런 행동이 갈등을 해결했는지, 심화시켰는지 조사했다. 그 결과, 공격받은 수컷 생쥐는 암컷 생쥐 중 한 마리에게 달려가 공격을 피하는 것으로 나타났다. 이는 일종의 ‘미끼-전환 전술’의 일종이라고 연구팀은 설명했다. 공격적인 수컷 생쥐는 다른 생쥐를 쫓아가다가, 암컷 생쥐를 만나면 공격적인 상황을 멈춘다는 것이다. 다른 전술을 쓰는 수컷 생쥐도 있었지만 그럴 때는 잠시 공격을 피할 뿐, 결국에는 더 큰 싸움으로 확대되는 것으로 관찰됐다. 그렇지만 ‘미끼-전환 전술’을 사용하는 경우는 공격받은 수컷 생쥐는 공격자 생쥐가 암컷과 만나는 동안 멀리 떨어져 있을 수 있어 더 큰 싸움이 벌어지지 않는 것으로 나타났다. ‘미끼-전환 전술’이 갈등을 완화하는 효과적인 방법일 수 있지만, 공격받는 생쥐에게는 자기 암컷을 상대에게 넘겨준다는 단점이 있다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 조슈아 노이누벨 델라웨어대 교수(뇌과학)는 “인공지능을 활용해 수컷 생쥐가 근처 암컷에게 의지해 상대의 공격을 분산하고 갈등을 완화한다는 사실을 새로 알게 됐다”고 말했다. 노이누벨 교수는 “이번 연구는 인공지능 기계학습이 동물 행동을 연구하는 데도 도움이 된다는 사실을 보여준다”며 “비슷한 방법으로 사회적 계층이 나뉘어 있는 다른 동물 종들도 공격과 갈등을 어떻게 해결하는지 연구할 계획”이라고 덧붙였다.

약 90년 전 멸종한 ‘태즈메이니아 호랑이’(thylacine)가 부활할 가능성이 현실화되고 있다. 최근 호주 멜버른 대학과 미국 생명공학 업체 ‘콜로설 바이오사이언스’는 태즈메이니아 호랑이 복원의 획기적인 진전을 이루었다고 발표했다. 이들 연구팀이 밝힌 획기적인 진전은 108년 된 태즈메이니아 호랑이 표본 샘플에서 DNA 염기서열을 추출했는데, 이것이 원래의 염기서열과 99.9% 동일하다는 주장이다. 또한 연구팀은 이 표본에서 더 취약한 RNA를 추출해 이를 통해 연구팀은 태즈메이니아 호랑이의 어떤 유전자가 특정 조직에서 발현되는지 확인할 수 있었다고 밝혔다. 콜로설 바이오사이언스의 CEO 벤 램은 “태즈메이니아 호랑이가 언제 복원될 지 구체적인 날짜를 정하지는 않았지만 우리 팀이 핵심 연구 분야에서 상당한 진전을 이뤘다”고 평가했다. 콜로설 바이오사이언스의 자문위원이자 멜버른 대학에서 게놈 복원을 이끌고있는 안드레 파스크 박사도 “이 뛰어난 샘플은 태즈메이니아 호랑이의 유전자 발현을 이해할 수 있는 훌륭한 기회를 제공했다”면서 “이를 이용하면 태즈메이니아 호랑이가 어떤 맛을 느끼고 어떤 냄새를 맡고 시력과 심지어 뇌가 어떻게 기능하는지까지 알아낼 수 있을 것”이라고 기대했다. 연구팀은 밝힌 훌륭한 샘플은 멜버른 대학에 오랜시간 방치돼 있던 태즈메이니아 호랑이 표본을 말한다. 이 표본은 110년 전 죽은 태즈메이니아 호랑이의 머리 가죽을 벗겨 에탄올에 담겨있었다. 다만 이렇게 멸종한 태즈메이니아 호랑이의 유전체를 완벽하게 재구성해도 세상에 태어나게 해야하는 또다른 과정은 남아있다. 이를 위해 연구팀은 태즈메이니아 호랑이와 유사한 DNA를 가진 생쥐를 닮은 유대류종 ‘두나트’에서 줄기세포를 채취하고 유전자 편집 기술을 사용한다는 계획이다. 곧 두나트 줄기세포를 태즈메이니아 호랑이 줄기세포로 변환하고 다시 이를 배아로 만들어 이후 암컷 두나트에 이식하면 태즈메이니아 호랑이 새끼가 태어날 수 있다는 복안이다. 그러나 유전자 편집을 통해 멸종 동물 복원을 한다는 점에서 이에대한 반대도 만만치 않으며, 일각에서는 그 돈으로 멸종 위기에 처한 동물의 서식지를 보존하는데 사용하는 것이 더 낫다고 주장하고 있다. 한편 1936년 태즈메이니아 호바트 동물원에 살던 마지막 한마리의 죽음으로 멸종된 태즈메이니아 호랑이는 400만 년 전 출현해 호주 전역에 서식했다. 흥미로운 점은 태즈메이니아 호랑이가 캥거루처럼 주머니에서 새끼를 키우는 유대류(有袋類)라는 사실이다. 호랑이라는 무서운 이름이 붙은 것은 허리에 호랑이같은 줄무늬가 있기 때문이다. 이후 태즈메이니아섬으로 이주한 태즈메이니아 호랑이는 이곳을 터전으로 삼아 번성했으나 비극은 인간이 나타나면서 시작됐다. 19세기 서구인들이 이 섬에 상륙하면서 양을 키우기 시작하자 이를 잡아먹을 수 있는 육식동물인 태즈메이니아 호랑이가 표적이 됐다. 결국 인간들은 닥치는 대로 태즈메이니아 호랑이를 사냥하기 시작했고 곧 씨가 말랐다. 이렇게 비운의 태즈메이니아 호랑이는 지구상에서 완전히 자취를 감춰 이제는 오래된 흑백 영상으로만 그 존재를 보고있다.

약 90년 전 멸종한 ‘태즈메이니아 호랑이’(thylacine)가 부활할 가능성이 현실화되고 있다. 최근 호주 멜버른 대학과 미국 생명공학 업체 ‘콜로설 바이오사이언스’는 태즈메이니아 호랑이 복원의 획기적인 진전을 이루었다고 발표했다. 이들 연구팀이 밝힌 획기적인 진전은 108년 된 태즈메이니아 호랑이 표본 샘플에서 DNA 염기서열을 추출했는데, 이것이 원래의 염기서열과 99.9% 동일하다는 주장이다. 또한 연구팀은 이 표본에서 더 취약한 RNA를 추출해 이를 통해 연구팀은 태즈메이니아 호랑이의 어떤 유전자가 특정 조직에서 발현되는지 확인할 수 있었다고 밝혔다. 콜로설 바이오사이언스의 CEO 벤 램은 “태즈메이니아 호랑이가 언제 복원될 지 구체적인 날짜를 정하지는 않았지만 우리 팀이 핵심 연구 분야에서 상당한 진전을 이뤘다”고 평가했다. 콜로설 바이오사이언스의 자문위원이자 멜버른 대학에서 게놈 복원을 이끌고있는 안드레 파스크 박사도 “이 뛰어난 샘플은 태즈메이니아 호랑이의 유전자 발현을 이해할 수 있는 훌륭한 기회를 제공했다”면서 “이를 이용하면 태즈메이니아 호랑이가 어떤 맛을 느끼고 어떤 냄새를 맡고 시력과 심지어 뇌가 어떻게 기능하는지까지 알아낼 수 있을 것”이라고 기대했다. 연구팀은 밝힌 훌륭한 샘플은 멜버른 대학에 오랜시간 방치돼 있던 태즈메이니아 호랑이 표본을 말한다. 이 표본은 110년 전 죽은 태즈메이니아 호랑이의 머리 가죽을 벗겨 에탄올에 담겨있었다. 다만 이렇게 멸종한 태즈메이니아 호랑이의 유전체를 완벽하게 재구성해도 세상에 태어나게 해야하는 또다른 과정은 남아있다. 이를 위해 연구팀은 태즈메이니아 호랑이와 유사한 DNA를 가진 생쥐를 닮은 유대류종 ‘두나트’에서 줄기세포를 채취하고 유전자 편집 기술을 사용한다는 계획이다. 곧 두나트 줄기세포를 태즈메이니아 호랑이 줄기세포로 변환하고 다시 이를 배아로 만들어 이후 암컷 두나트에 이식하면 태즈메이니아 호랑이 새끼가 태어날 수 있다는 복안이다. 그러나 유전자 편집을 통해 멸종 동물 복원을 한다는 점에서 이에대한 반대도 만만치 않으며, 일각에서는 그 돈으로 멸종 위기에 처한 동물의 서식지를 보존하는데 사용하는 것이 더 낫다고 주장하고 있다. 한편 1936년 태즈메이니아 호바트 동물원에 살던 마지막 한마리의 죽음으로 멸종된 태즈메이니아 호랑이는 400만 년 전 출현해 호주 전역에 서식했다. 흥미로운 점은 태즈메이니아 호랑이가 캥거루처럼 주머니에서 새끼를 키우는 유대류(有袋類)라는 사실이다. 호랑이라는 무서운 이름이 붙은 것은 허리에 호랑이같은 줄무늬가 있기 때문이다. 이후 태즈메이니아섬으로 이주한 태즈메이니아 호랑이는 이곳을 터전으로 삼아 번성했으나 비극은 인간이 나타나면서 시작됐다. 19세기 서구인들이 이 섬에 상륙하면서 양을 키우기 시작하자 이를 잡아먹을 수 있는 육식동물인 태즈메이니아 호랑이가 표적이 됐다. 결국 인간들은 닥치는 대로 태즈메이니아 호랑이를 사냥하기 시작했고 곧 씨가 말랐다. 이렇게 비운의 태즈메이니아 호랑이는 지구상에서 완전히 자취를 감춰 이제는 오래된 흑백 영상으로만 그 존재를 보고있다.

골다공증은 뼈의 양과 밀도가 감소하는 질적 변화로 뼈의 강도가 약해져 쉽게 골절이 일어날 수 있는 상태다. 남성보다는 50대 이후 여성에게서 주로 나타나는 이 증상은 조기 진단을 통해 예방이 가능한 것으로 알려졌다. 이런 상황에서 영국 버밍엄대 의·보건대, 셰필드대 의학·공중보건대, 옥스퍼드대 류머티즘 연구소, 캐나다 토론토대 의·생명 물리학과, 써니브룩 연구소 공동 연구팀은 뼈의 혈관 세포인 내피세포에서 발견된 ‘CLEC14A’라는 단백질이 뼈 형성 세포인 조골세포 기능을 차단한다는 사실을 확인했다고 14일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘커뮤니케이션즈 생물학’ 10월 11일 자에 실렸다. 내피세포는 혈관을 형성해 뼈에 공급되는 산소와 영양소의 흐름을 조절할 뿐만 아니라 미성숙 조골세포를 새로운 뼈가 필요한 부위로 운반하는 역할을 한다. 그런데, 내피세포 외부에 CLEC14A 단백질이 존재하면, 조골세포는 뼈조직을 형성할 수 있을 정도로 성숙하지 못한다. 골다공증과 자가 면역 염증성 관절염에서 제대로 뼈 형성이 되지 않아 손상이 나타난다. 이는 장애, 통증, 극도의 피로감으로 이어져 환자들 삶의 질을 전반적으로 저하하는 것으로 알려졌다. 이에 혈관 세포가 정상적이고 건강한 조건에서 조골세포를 어떻게 조절하는지 이해하는 것은 뼈 형성이 부족한 환자들에게 새로운 치료제와 치료 방법을 개발하는 데 핵심이기 때문에 많은 의과학자가 연구 중이다. 연구팀은 CLEC14A 생성하도록 유전자 조작한 생쥐와 그렇지 않은 생쥐에게서 조골세포를 추출해 시험관 내에서 성숙 기간을 측정했다. CLEC14A 단백질이 없는 생쥐에서 채취한 조골세포는 4일 후에 성숙 단계에 도달하고, 18일 정도가 지나면 뼈조직을 형성하는 것으로 나타났다. 그렇지만, CLEC14A가 존재하는 세포는 8일이 지나서야 성숙 단계에 접어드는 것이 관찰됐다. 연구팀에 따르면 최근 10년 동안 뼈 내에서 ‘H형 혈관’이라는 새로운 형태의 혈관 세포가 발견됐는데, 이번 연구를 통해 CLEC14A 단백질이 H형 혈관 세포 표면에 존재할 수 있음을 밝혀냈다. 연구를 이끈 에이미 네일러 버밍엄대 의대 교수(면역학)는 “이번 연구를 통해 CLEC14A 단백질이 내피세포와 함께 이동하는 조골세포의 형성에 영향을 미친다는 사실을 확인했다”라며 “CLEC14A 단백질이 존재할 때 조골세포는 뼈를 덜 만들고, 제거되면 더 많은 뼈를 형성한다는 것을 알 수 있다”고 말했다. 네일러 교수는 “이번 연구는 골다공증, 만성 염증 질환자들처럼 뼈 형성이 부족한 환자들에게 새로운 치료의 길을 열어줄 것으로 기대한다”고 덧붙였다.

급성 골수성 백혈병은 성인에게서 나타나는 급성 백혈병 중 가장 흔한 형태로 약 65%를 차지한다. 조혈모세포가 악성 세포로 변해 골수에서 증식해 말초 혈액으로 퍼져 나와 전신에 퍼지면서 간, 비장, 림프샘 등을 침범하는 치명적 질병이다. 국내 연구진이 급성 골수성 백혈병을 효과적으로 치료할 수 있는 나노입자를 개발해 눈길을 끈다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 연구팀은 백혈병 암세포만 골라서 사멸을 유도하는 단백질 나노입자를 개발했다고 10일 밝혔다. 이 연구 결과는 나노 과학 분야 국제 학술지 ‘나노 투데이’에 실렸다. 급성 골수성 백혈병은 골수 기능 마비로 심각한 면역기능 저하와 출혈 경향이 나타나고 치료 받지 않는 경우 90%의 환자가 수개월 이내에 사망하는 치명적 혈액암이다. 문제는 기존 화학요법은 부작용이 크고, 고령자에게는 치료 과정에 무리가 있다. 연구팀은 백혈병 세포 표면에 있는 CD13이라는 단백질을 표적으로 삼았다. CD13에 강하게 결합하는 나노 바디와 암세포 사멸을 유도하는 단백질을 단백질 나노입자 표면에 부착해 백혈병 세포만 인지해 선택적으로 빠르게 사멸하도록 유도했다고 연구팀은 설명했다. 이렇게 만들어진 나노입자를 백혈병을 앓게 만든 생쥐에게 투입한 결과, 백혈병 암세포의 성장이 억제되고 선택적으로 제거함으로써 생존율도 두 배 이상 증가했다. 또 암 치료를 통해 나타날 수 있는 부작용도 줄어든 것을 관찰했다. 연구팀은 이번 나노 치료제가 급성 골수성 백혈병에 대한 안전한 표적 치료법 개발의 기초를 제공했으며, 사람에게 적용하기 위해서는 시간이 걸릴 것으로 예상했다. 연구를 이끈 강세병 UNIST 교수는 “이번 연구는 암세포만 선택적으로 제거할 수 있게 해 암 치료의 부작용을 줄일 수 있는 물질을 개발함으로써 백혈병 치료에 큰 진전을 가져올 것”이라고 말했다.

20세기 들어 공중보건이 개선되고 의학 기술이 발달하면서 기대 수명이 10년 단위로 약 3년씩 늘어나는 추세를 보였다. 이 때문에 과학기술과 의학의 발달을 고려한다면 백세시대가 되는 것은 시간문제라는 기대감이 커지기도 했다. 그런데 미국 시카고 일리노이대, 하와이대 부속 쿠아키니 메디컬 센터, 하버드대, 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 공동 연구팀은 인간의 기대 수명 증가 속도가 둔화하고 있다는 연구 결과를 노화 의학 분야 국제 학술지 ‘네이처 노화’ 10월 8일 자에 발표했다. 연구팀은 1990년부터 2019년까지 기대 수명이 가장 높은 홍콩, 일본, 한국, 호주, 프랑스, 이탈리아, 스위스, 스웨덴, 스페인 등 9개 지역과 미국을 비교했다. 그 결과 전 세계적으로 2010년 이후 기대 수명의 증가 속도는 둔화했고 최근 몇 년 동안 태어난 아이들은 100세에 도달할 확률이 상대적으로 낮은 것으로 나타났다. 그나마 2019년에 태어난 아이들이 100세까지 살 수 있는 확률이 가장 높은 곳은 홍콩으로 조사됐다. 홍콩에서는 여아의 12.8%, 남아의 4.4%가 100세까지 살 수 있을 것으로 분석됐다. 반면 미국의 경우는 2019년생 중 100세까지 살 수 있는 예상 비율은 여아 3.1%, 남아 1.3%에 불과했다. 백 세 시대가 열릴 것이라는 기대를 좌절시키는 연구들이 속속 나오고 있지만 현재 전 세계적으로 기대 수명은 20세기 초반과 비교하면 20년 이상 증가했다. 문제는 기대 수명은 늘었지만 그에 따른 건강 수명은 따라가지 못하고 있다는 점이다. 이에 과학자들은 건강한 노년을 보내기 위한 방법을 찾고 있다. 미 생명공학 기업 캘리코 생명과학, 유전체 연구기관인 잭슨연구소(TJL), 펜실베이니아대 의대, 하버드대 의대, 베스 이스라엘 디코니스 메디컬센터 공동 연구팀은 열량 제한과 간헐적 단식을 포함한 식이 제한이 건강과 장수에 영향을 미친다는 것을 밝혀냈다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 10월 10일 자에 실렸다. 연구팀은 유전적으로 다양한 암컷 생쥐 960마리를 다섯 그룹으로 나눈 뒤 식이 제한이 건강과 수명에 미치는 영향을 조사했다. 연구팀은 다섯 개 그룹의 생쥐들에게 음식에 대한 무제한 접근, 주 1일 단식, 주 2일 연속 단식, 기본 섭취량의 20%, 40% 열량 제한이라는 다섯 종의 식단을 각각 제공했다. 그 결과 무제한으로 음식을 섭취한 생쥐 집단을 제외하고는 모든 생쥐의 수명이 연장됐으며 노화 속도 감소는 칼로리 제한 식단을 제공받은 2개 집단에서만 나타났다. 연구팀에 따르면 식습관에 개입하는 것이 건강과 수명 연장에 도움이 되지만 유전자도 핵심적 역할을 하는 것으로 조사됐다. 연구를 이끈 캘리코 생명과학의 안드레아 디 프란체스코 박사(분자생물학)는 “이번 연구에 따르면 수명과 건강에 유전자의 역할이 큰 것으로 나타났지만 식이 제한이라는 후천적 노력도 도움이 될 수 있음을 보여 준다”고 말했다.

최근 물가 폭등 때문에 예전처럼 마음껏 먹기는 쉽지 않지만, 과일이 비타민, 무기질, 식이섬유가 풍부해 건강에 도움을 준다는 사실은 많이 알려져 있다. 체내 염증을 유발하는 활성산소를 제거하고, 몸속 노폐물을 배출하는 효과가 있으며 체내 면역기능을 증진할 뿐만 아니라 풍부한 식이섬유로 장 건강까지 도와준다. 이런 효과 때문에 세계보건기구(WHO)는 과일과 채소를 하루에 최소 400g 정도 섭취할 것을 권장하고 있다. 그런데 과일이 면역력 향상에도 도움이 된다는 조사 결과가 나와 눈길을 끈다. 미국 코넬대 공중보건 및 생태계 보건학과, 수의학부, 몬태나주립대 미생물·세포생물학과, 미주리대 의대, 수의대, 콜로라도 주립대 미생물·면역·병리학과 공동 연구팀은 박쥐 실험을 통해 과일을 많이 섭취하면 면역 반응이 향상된다고 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘플로스 생물학’ 9월 25일 자에 실렸다. 코로나19 팬데믹을 일으킨 바이러스는 박쥐에서 중간 매개체 동물을 거쳐 사람에게 옮겨진 것으로 과학자들은 분석했다. 이 때문에 박쥐는 팬데믹 가능성이 큰 바이러스들을 가진 ‘바이러스 저수지’로 불린다. 이 바이러스들은 박쥐에게 질병을 일으키지는 않지만, 인간에게는 치명적일 수 있다. 코로나19처럼 바이러스가 종(種)간 장벽을 넘어 다른 숙주로 옮겨가는 것을 스필오버(spillover)라고 한다. 스필오버 현상은 면역 반응에 영향을 미칠 수 있는 식량 부족 같은 환경 변화와 밀접한 관련을 갖는다. 앞선 연구에서 박쥐는 다른 포유류보다 바이러스에 대한 항체 반응이 약한 것으로 나타났다. 연구팀은 박쥐와 함께 공진화한 바이러스에 대한 항원-항체 반응을 통해 박쥐의 면역체계를 살펴봤다. 항원은 특정 유형의 면역 반응을 일으키도록 설계됐기 때문에 면역 반응 메커니즘을 알아볼 수 있다. 연구팀은 과일박쥐(fruit bat)로 불리는 큰 박쥐와 생쥐를 항원에 노출했다. 그 결과, 박쥐가 생쥐보다 더 약하고 다양한 항체 반응을 생성하는 것이 확인됐다. 그다음 연구팀은 식단 변화가 A형 인플루엔자와 니파 바이러스와 유사한 바이러스에 대한 항체 반응을 살펴봤다. 과일만 먹은 박쥐는 단백질 보충 식단을 섭취한 박쥐보다 더 높은 항체 반응을 보였고, 결합 항체도 더 확실히 나타났다. 연구를 이끈 레이나 플로라이트 코넬대 수의대 교수(팬데믹 예방학)는 “박쥐의 면역 체계를 이해하면 바이러스 확산과 스필오버 현상을 유발하는 상황을 더 잘 이해하고 향후 예방을 위한 노력을 알 수 있다”라고 말했다.

코로나19 팬데믹을 초래한 바이러스(Sars-CoV-2)를 유출했다는 의혹에 휩싸였던 중국 우한바이러스연구소가 범용 코로나19 백신을 개발했다고 주장했다. 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)의 지난 11일 보도에 따르면 우한바이러스연구소 연구진은 지난 6월 학술지 ACS나노를 통해 발표한 논문에서 기존 모든 주요 코로나 변이와 미래 유행 가능성이 있는 코로나 변이에 대항해 보편적인 보호를 제공할 수 있는 나노 백신(나노 입자 형태의 백신) 후보를 개발했다고 밝혔다. 연구진은 기존 백신이 코로나19 확산을 막고 치명률을 낮추는 데 사용됐지만 그중 어떤 것도 모든 종류의 변이에 대한 광범위하거나 보편적인 보호를 제공하지 못한다고 지적했다. 이어 코로나바이러스 항원결정인자(에피토프)와 혈중 단백질 페리틴을 결합하면 델타, 오미크론 등 다양한 코로나19 변이에 대항하는 비강 내 나노 백신을 만들 수 있음을 발견했다고 밝혔다. 연구진은 또한 생쥐 실험에서 이 나노 백신이 다른 유형의 코로나바이러스에 대해서도 장기적이고 광범위한 보호를 제공할 가능성을 보여줬다면서, 이는 미래 변종 확산과 감염을 예방하는 데 효과적일 수 있다고 말했다. 그러면서 “현재와 미래에 닥칠 Sars-CoV-2 돌연변이로 인한 팬데믹은 광범위한 보호를 제공하는 효과적인 백신의 필요성을 강조한다”며 “우리가 만든 나노 백신이 보편적인 코로나바이러스 백신을 위한 유력한 후보가 될 수 있다”고 덧붙였다. 2020년부터 박쥐 코로나바이러스 연구를 진행해온 우한바이러스연구소는 그간 Sars-CoV-2 바이러스 유출설 의혹에 휩싸여왔다. 우한에서는 2020년 1월 중국에서 가장 먼저 코로나19 환자가 나왔다. 환자가 순식간에 늘자 중국 당국은 그해 1월 23일부터 76일간 우한을 봉쇄했다. 앞서 도널드 트럼프 행정부 시절 미국에서는 우한바이러스연구소에서 사고로 코로나바이러스가 유출됐을 가능성을 제기했고, 조 바이든 행정부에서도 관련 조사가 이뤄졌다. 중국 당국이 반박하는 가운데 여전히 코로나바이러스가 어디서 시작됐는지에 대한 보편적인 의견 통일은 없다. 코로나바이러스는 2003년 중국과 홍콩을 중심으로 세계적으로 수천 명의 목숨을 앗아간 사스(SARS·중증급성호흡기증후군)와 코로나19를 모두 유발했다. 중동호흡기증후군(MERS·메르스)도 코로나바이러스에 의해 발생한다.

치킨, 삼겹살, 갖가지 튀김은 생각만 해도 입맛을 다시게 만드는 음식들이다. 문제는 이런 기름진 음식을 즐겨 먹다 보면 비만과 함께 각종 대사질환에 걸리기 쉽다는 것이다. 그런데 고지방식이 자기뿐만 아니라 자식들의 건강에도 심각한 영향을 미칠 수 있다는 지적이 나왔다. 미국 리버사이드 캘리포니아대(UC리버사이드), 네바다대, 유타대 공동연구팀은 아버지가 건강하지 않은 음식을 즐기고, 고지혈증이 있는 경우 딸이 심혈관질환에 걸릴 위험이 커진다고 밝혔다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘임상 연구 인사이트’ 9월 11일 자에 실렸다. 전 세계적으로 주요 사망 원인인 심혈관질환은 심장과 혈관에 영향을 미치는 여러 질환을 말한다. 고혈압은 심혈관질환을 일으키는 핵심 요소다. 미국에서는 2022년 약 70만 3000명이 심혈관질환으로 사망했다. 이는 성인 5명 중 1명꼴이다. 과거에는 수컷 정자의 역할은 암컷의 난자와 만나 수정되면서 유전자만 전달하는 것으로 생각됐다. 최근 여러 연구를 통해 건강하지 않은 식단, 환경 독소, 스트레스 등 환경의 변화가 정자의 리보핵산(RNA)을 변화시켜 세대 간 유전된다는 것이 밝혀졌다. 이에 연구팀은 수컷 생쥐를 두 집단으로 나눠 한 집단엔 영양성분이 균형 잡힌 음식을 제공하고, 다른 그룹엔 고지방식을 먹여 고지혈증과 고혈압을 일으켰다. 정자에는 유전자 조절과 세포 작용에 관여하는 ‘소형 비조절 RNA’ 분자가 많다. 연구팀은 고지혈증 생쥐와 일반 생쥐의 정자를 비교한 결과 고지방식을 먹은 생쥐들의 정자에서 소형 비조절 RNA 분자가 돌연변이를 일으킨 것을 확인했다. 연구팀에 따르면 이렇게 변형된 소형 비조절 RNA 분자는 수정 직후 배아 줄기세포에서 정상 유전자 발현을 방해한다. 연구팀은 고지혈증 수컷 생쥐를 일반 암컷 생쥐와 교배시켜 새끼를 얻은 뒤 새끼들에게는 저지방 음식을 제공했다. 그런데도 표준 식사를 한 수컷 생쥐의 새끼들보다 동맥경화 발병이 2~3배 높은 것으로 나타났다. 이런 관계는 여성 자손에게만 나타났다고 연구팀은 밝혔다. 장쳉 조우 리버사이드 캘리포니아대 교수(생의학)는 “자녀를 계획하는 남성의 경우 건강한 식단을 섭취하고, 자신의 심혈관질환 위험 요소를 줄이도록 노력하는 것이 필요하다”고 말했다.

식용색소를 이용해 살아있는 동물의 피부 조직을 투명하게 만드는 기술이 개발됐다. 미국 스탠퍼드대 구쑹 훙 교수 연구진은 식용색소로 사용되는 노란색의 타르트라진(FD&C Yellow #5) 용액을 살아있는 생쥐의 두개골과 복부 피부에 주입했다. 일반적으로 빛은 한 물질에서 다른 물질로 이동할 때 휘어지는 굴절과 흩어지는 산란 현상을 일으키는데, 이때 물체의 속을 볼 수 없는 이유는 산란 현상 때문이다. 특히 신체는 이를 구성하는 지방, 세포 내 체액, 단백질 등 구성요소에 따라 빛의 굴절률이 모두 다르고, 이런 물질들이 밀집돼 있기 때문에 빛이 통과할 때 산란 현상이 일어나면서 내부를 볼 수 없게 된다. 연구진은 생체를 구성하는 물질들의 각기 다른 굴절률을 일치시킨다면 조직을 투명하게 만들 수 있을 것이라고 가정하고, 빛을 흡수하는데 가장 효과적인 염료가 다양한 굴절률을 균일하게 만드는 데 도움이 될 것이라는 가설을 세웠다. 이 과정에서 연구진이 노란색의 식용색소인 타르트라진에 주목한 것은 이 색소가 청광색과 자외선을 흡수할 수 있기 때문이다. 연구진은 먼저 닭가슴살을 얇은 조각으로 자른 뒤 타르트라진 용액을 테스트한 결과, 타르트라진 농도가 증가할수록 근육 세포 내 체액의 굴절률이 근육 단백질의 굴절률과 같아질 때까지 커지면서 닭가슴살이 투명해지는 것을 확인했다. 다음 실험에서는 타르트라진 용액을 쥐의 두피에 문질러 흡수시키자, 피부가 투명해지면서 뇌 표면 혈관이 보이기 시작했다. 복부에 발랐을 때에는 단 몇 분 만에 장기와 소화관, 심장 박동의 모습이 드러났다. 투명해진 신체는 용액을 완전히 씻어내자 원상태로 회복됐으며, 피부로 흡수돼 체내로 퍼진 염료는 소변을 통해 배설되는 것을 확인했다. 다만 인간의 신체는 쥐보다 피부가 약 10배 두꺼우며, 이번에 인체 실험은 포함되지 않았다. 연구진은 “가장 중요한 사실은 이 염료가 생명체에 안전하다는 것”이라면서 “다만 쥐보다 두꺼운 사람의 피부를 투명하게 만들기 위해서 어느 정도의 염료가 필요한 지 알 수 없다. 또한 인체에 어느 정도 사용했을 때 안전한지에 대해서도 추가적인 연구가 필요하”고 설명했다. 이어 “이 기술을 인체에 적용할 수 있다면, 의사들은 침습적 생검에 의존하지 않고 조직 검사 등이 가능할 수 있을 것”이라면서 “혈액 채취 시 정맥을 더 잘 보이게 하고, 암을 조기에 발견하고 치료하는 데에도 기여할 수 있을 것”이라고 기대했다. 또 “다음 연구에서는 인체 조직에 가장 잘 작용할 수 있는 염료의 용량을 밝혀내는 것이 목표 중 하나”라면서 “현재 타르트라진보다 더 효율적으로 (피부를 투명하게 하는데) 효율적인 물질에 대한 실험도 진행 중”이라고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 최고 권위의 과학저널인 ‘사이언스’ 최신호(6일자)이 실렸다.

식용색소를 이용해 살아있는 동물의 피부 조직을 투명하게 만드는 기술이 개발됐다. 미국 스탠퍼드대 구쑹 훙 교수 연구진은 식용색소로 사용되는 노란색의 타르트라진(FD&C Yellow #5) 용액을 살아있는 생쥐의 두개골과 복부 피부에 주입했다. 일반적으로 빛은 한 물질에서 다른 물질로 이동할 때 휘어지는 굴절과 흩어지는 산란 현상을 일으키는데, 이때 물체의 속을 볼 수 없는 이유는 산란 현상 때문이다. 특히 신체는 이를 구성하는 지방, 세포 내 체액, 단백질 등 구성요소에 따라 빛의 굴절률이 모두 다르고, 이런 물질들이 밀집돼 있기 때문에 빛이 통과할 때 산란 현상이 일어나면서 내부를 볼 수 없게 된다. 연구진은 생체를 구성하는 물질들의 각기 다른 굴절률을 일치시킨다면 조직을 투명하게 만들 수 있을 것이라고 가정하고, 빛을 흡수하는데 가장 효과적인 염료가 다양한 굴절률을 균일하게 만드는 데 도움이 될 것이라는 가설을 세웠다. 이 과정에서 연구진이 노란색의 식용색소인 타르트라진에 주목한 것은 이 색소가 청광색과 자외선을 흡수할 수 있기 때문이다. 연구진은 먼저 닭가슴살을 얇은 조각으로 자른 뒤 타르트라진 용액을 테스트한 결과, 타르트라진 농도가 증가할수록 근육 세포 내 체액의 굴절률이 근육 단백질의 굴절률과 같아질 때까지 커지면서 닭가슴살이 투명해지는 것을 확인했다. 다음 실험에서는 타르트라진 용액을 쥐의 두피에 문질러 흡수시키자, 피부가 투명해지면서 뇌 표면 혈관이 보이기 시작했다. 복부에 발랐을 때에는 단 몇 분 만에 장기와 소화관, 심장 박동의 모습이 드러났다. 투명해진 신체는 용액을 완전히 씻어내자 원상태로 회복됐으며, 피부로 흡수돼 체내로 퍼진 염료는 소변을 통해 배설되는 것을 확인했다. 다만 인간의 신체는 쥐보다 피부가 약 10배 두꺼우며, 이번에 인체 실험은 포함되지 않았다. 연구진은 “가장 중요한 사실은 이 염료가 생명체에 안전하다는 것”이라면서 “다만 쥐보다 두꺼운 사람의 피부를 투명하게 만들기 위해서 어느 정도의 염료가 필요한 지 알 수 없다. 또한 인체에 어느 정도 사용했을 때 안전한지에 대해서도 추가적인 연구가 필요하”고 설명했다. 이어 “이 기술을 인체에 적용할 수 있다면, 의사들은 침습적 생검에 의존하지 않고 조직 검사 등이 가능할 수 있을 것”이라면서 “혈액 채취 시 정맥을 더 잘 보이게 하고, 암을 조기에 발견하고 치료하는 데에도 기여할 수 있을 것”이라고 기대했다. 또 “다음 연구에서는 인체 조직에 가장 잘 작용할 수 있는 염료의 용량을 밝혀내는 것이 목표 중 하나”라면서 “현재 타르트라진보다 더 효율적으로 (피부를 투명하게 하는데) 효율적인 물질에 대한 실험도 진행 중”이라고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 최고 권위의 과학저널인 ‘사이언스’ 최신호(6일자)이 실렸다.

중국에서 새로 발견된 진드기 매개 바이러스가 인간에게 퍼져 신경계질환을 일으킬 수 있다는 연구 결과가 나왔다. ‘습지 바이러스’(WELV)로 명명된 이 바이러스는 지난 2019년 랴오닝성(省) 진저우시(市)에 거주하는 61세 남성에게서 처음 확인됐다. 당시 해당 남성은 중국 북부 내몽고자치구에 있는 거대한 습지 공원으로 여행을 다녀온지 약 5일 만에 열과 두통, 구토 등의 증상을 보였다. 병원을 찾은 그는 의사에게 “진드기에 물렸다”고 말했고, 이에 의사는 항생제를 처방했지만 증상이 호전되지 않았다. 중국 베이징 미생물 및 유행병 연구소(Beijing Institute of Microbiology and Epidemiology) 등 현지 연구진은 환자의 혈액을 채취해 DNA 및 RNA(리보핵산)을 분석한 결과, 이전에는 본 적이 없는 오르토나이로바이러스의 일종이라는 사실을 확인했다. 오르토나이로바이러스는 진드기 매개 바이러스를 포함하는 그룹이며, 대표적으로 크리미아 콩고 출혈열(CCHF)이 있다. 다만 환자에게서 발견된 오르토나이로바이러스는 이전까지 발견된 것과는 다른 DNA와 RNA구조를 가지고 있었으며, 이에 습지 바이러스(WELV)라는 명칭이 붙었다. 또한 WELV가 콘신나피참진드기(Haemaphysalis concinna)를 통해 전파된다는 사실을 확인했다. 연구진은 “과거에 WELV가 동물이나 인간에게서 발견된 적은 없었다. 해당 남성의 혈액에서 처음 바이러스가 발견됐고, 이후 그가 방문했던 습지 공원을 포함해 중국 북부 지역에 서식하는 진드기와 동물에게서 바이러스를 찾아나섰다”고 전했다. 연구진은 약 1만 4600마리의 진드기 샘플을 수집한 뒤, 해당 진드기들이 서식하는 장소와 종별로 그룹화했다. 그 결과 약 2%가 WELV 유전물질에 대한 양성 반응을 보였다. 또 소수의 양과 말, 돼지, 설치류에게서도 같은 바이러스가 검출됐다. 개나 소 등 동물의 일부는 이 바이러스에 대한 항체를 가지고 있었다. 이는 일부 동물의 면역체계가 이미 해당 바이러스와 접촉한 경험이 있으며, 이에 대한 ‘방어선’을 구축했음을 의미한다. 연구진은 또 증상이 전혀 없는 습지 순찰대원들의 혈액을 분석한 결과, 총 640개의 샘플 중 12개에서 바이러스에 대한 항체가 발견됐다. 습지 공원이 있는 중국 북동부의 병원 4곳에서도 진드기에 물린 뒤 한 달 이내에 발열이 생긴 환자 수백 명에 대한 검사를 실시했고, 이중 20명이 해당 바이러스에 대한 양성 반응을 보였다. 3명은 다른 진드기 매개 질병에 동시에 감염된 반면, 나머지 17명은 WELV에만 감염된 것으로 확인됐다. 주목할만한 점은 WELV에 감염된 환자 중 한 명은 혼수상태에 빠질 정도로 증상이 심각했다는 사실이다. 해당 환자의 뇌와 척수를 둘러싼 체약에서 감염의 진후인 백혈구 수치가 매우 높게 나타났다. 다행히 혼수상태에 빠졌던 환자를 포함해 WELV 양성 반응을 보인 환자들은 4~15일의 입원 치료를 받은 뒤 퇴원해 건강을 회복했다. 다만 연구진은 실험실에서 생쥐와 햄스터의 복부에 해당 바이러스를 주입했을 때, 치명적인 감염 및 뇌 손상 등이 확인됐다. 이는 해당 바이러스가 뇌를 포함한 많은 장기에 도달할 수 있으먀, 신경계에 심각한 감염을 일으킬 수 있다는 의미다. 일부 실험쥐는 바이러스에 감염돼 목숨을 잃기도 했다. 연구진은 “지금까지의 데이터를 종합해 봤을 때, 새롭게 발견된 오르토나이로바이러스의 일종인 WELV는 인간에게 병원성이 있고, 중국 북동부에서 인간과 진드기 및 다양한 동물 사이에서 순환하고 있다는 사실을 확인했다”면서 “WELV 감염의 초기 증상은 비특이적 질병으로 나타나기 때문에, 다른 진드기 매개 질병과의 감별 진단이 필요하다”고 강조했다. 이번 연구는 중국 국립자연과학재단의 지원으로 진행됐으며, 연구 결과는 세계 최고 권위의 의학 전문지인 뉴잉글랜드의학저널(New England Journal of Medicine) 최신호(4일자)에 게재됐다.

중국에서 새로 발견된 진드기 매개 바이러스가 인간에게 퍼져 신경계질환을 일으킬 수 있다는 연구 결과가 나왔다. ‘습지 바이러스’(WELV)로 명명된 이 바이러스는 지난 2019년 랴오닝성(省) 진저우시(市)에 거주하는 61세 남성에게서 처음 확인됐다. 당시 해당 남성은 중국 북부 내몽고자치구에 있는 거대한 습지 공원으로 여행을 다녀온지 약 5일 만에 열과 두통, 구토 등의 증상을 보였다. 병원을 찾은 그는 의사에게 “진드기에 물렸다”고 말했고, 이에 의사는 항생제를 처방했지만 증상이 호전되지 않았다. 중국 베이징 미생물 및 유행병 연구소(Beijing Institute of Microbiology and Epidemiology) 등 현지 연구진은 환자의 혈액을 채취해 DNA 및 RNA(리보핵산)을 분석한 결과, 이전에는 본 적이 없는 오르토나이로바이러스의 일종이라는 사실을 확인했다. 오르토나이로바이러스는 진드기 매개 바이러스를 포함하는 그룹이며, 대표적으로 크리미아 콩고 출혈열(CCHF)이 있다. 다만 환자에게서 발견된 오르토나이로바이러스는 이전까지 발견된 것과는 다른 DNA와 RNA구조를 가지고 있었으며, 이에 습지 바이러스(WELV)라는 명칭이 붙었다. 또한 WELV가 콘신나피참진드기(Haemaphysalis concinna)를 통해 전파된다는 사실을 확인했다. 연구진은 “과거에 WELV가 동물이나 인간에게서 발견된 적은 없었다. 해당 남성의 혈액에서 처음 바이러스가 발견됐고, 이후 그가 방문했던 습지 공원을 포함해 중국 북부 지역에 서식하는 진드기와 동물에게서 바이러스를 찾아나섰다”고 전했다. 연구진은 약 1만 4600마리의 진드기 샘플을 수집한 뒤, 해당 진드기들이 서식하는 장소와 종별로 그룹화했다. 그 결과 약 2%가 WELV 유전물질에 대한 양성 반응을 보였다. 또 소수의 양과 말, 돼지, 설치류에게서도 같은 바이러스가 검출됐다. 개나 소 등 동물의 일부는 이 바이러스에 대한 항체를 가지고 있었다. 이는 일부 동물의 면역체계가 이미 해당 바이러스와 접촉한 경험이 있으며, 이에 대한 ‘방어선’을 구축했음을 의미한다. 연구진은 또 증상이 전혀 없는 습지 순찰대원들의 혈액을 분석한 결과, 총 640개의 샘플 중 12개에서 바이러스에 대한 항체가 발견됐다. 습지 공원이 있는 중국 북동부의 병원 4곳에서도 진드기에 물린 뒤 한 달 이내에 발열이 생긴 환자 수백 명에 대한 검사를 실시했고, 이중 20명이 해당 바이러스에 대한 양성 반응을 보였다. 3명은 다른 진드기 매개 질병에 동시에 감염된 반면, 나머지 17명은 WELV에만 감염된 것으로 확인됐다. 주목할만한 점은 WELV에 감염된 환자 중 한 명은 혼수상태에 빠질 정도로 증상이 심각했다는 사실이다. 해당 환자의 뇌와 척수를 둘러싼 체약에서 감염의 진후인 백혈구 수치가 매우 높게 나타났다. 다행히 혼수상태에 빠졌던 환자를 포함해 WELV 양성 반응을 보인 환자들은 4~15일의 입원 치료를 받은 뒤 퇴원해 건강을 회복했다. 다만 연구진은 실험실에서 생쥐와 햄스터의 복부에 해당 바이러스를 주입했을 때, 치명적인 감염 및 뇌 손상 등이 확인됐다. 이는 해당 바이러스가 뇌를 포함한 많은 장기에 도달할 수 있으먀, 신경계에 심각한 감염을 일으킬 수 있다는 의미다. 일부 실험쥐는 바이러스에 감염돼 목숨을 잃기도 했다. 연구진은 “지금까지의 데이터를 종합해 봤을 때, 새롭게 발견된 오르토나이로바이러스의 일종인 WELV는 인간에게 병원성이 있고, 중국 북동부에서 인간과 진드기 및 다양한 동물 사이에서 순환하고 있다는 사실을 확인했다”면서 “WELV 감염의 초기 증상은 비특이적 질병으로 나타나기 때문에, 다른 진드기 매개 질병과의 감별 진단이 필요하다”고 강조했다. 이번 연구는 중국 국립자연과학재단의 지원으로 진행됐으며, 연구 결과는 세계 최고 권위의 의학 전문지인 뉴잉글랜드의학저널(New England Journal of Medicine) 최신호(4일자)에 게재됐다

사우나는 고온 건조한 공기를 이용해 땀을 흘려 체내 독소를 제거해 건강에 도움을 주는 것으로 알려졌다. 몸이 찌뿌둥할 때 사우나를 하고 나면 개운해지는 경험을 한 사람들이 많을 것이다. 그런데, 사우나처럼 환경에 규칙적인 시간을 보내면 체중 감량과 당뇨 예방에 도움이 된다는 재미있는 연구 결과가 나왔다. 미국 매사추세츠 애머스트대 영양학과 연구팀은 노인과 갱년기 여성이 매일 사우나를 하면 노화로 인해 나타나는 비만과 인슐린 저항성을 낮추는 데 도움이 된다고 5일 밝혔다. 이 연구는 한국계 과학자 정순규 교수가 이끌었다. 이 연구 결과는 지난달 29일부터 7월 2일까지 시카고에서 열린 미국영양학회 연례 콘퍼런스에서 발표됐다. 사람들은 나이가 들면 에너지 연소에 도움이 되는 갈색 지방이 감소하고, 신진대사도 둔화한다. 여성에게 이런 현상은 폐경기 이후 나타난다. 특히 연구팀은 폐경 후 신체 상태를 모사하기 위해 나이 든 암컷 생쥐의 난소를 제거했다. 또, 체중 증가를 유도하기 위해 쥐에게 지방이 45% 함유된 식사를 제공했다. 이 생쥐들을 두 집단으로 나눠 한 집단은 40도로 설정된 사우나에서 매일 30분씩 12주 동안 열 치료를 실시했고, 다른 집단은 열 치료를 하지 않았다. 그 결과, 전신 열 치료를 받은 늙은 암컷 생쥐의 체중이 감소하고, 지방간, 피하 지방 등 지방 축적이 줄고, 혈당 조절에 도움이 되는 인슐린 사용이 개선된 것으로 확인됐다. 또, 열 치료를 받은 생쥐들은 젖산 탈수소효소 수치가 현저히 감소해 노화와 관련된 조직 손상 없이 고지방 식단으로 인한 체중 증가를 완화하는 것으로 확인됐다. 연구팀은 온열 요법이 일으키는 분자 메커니즘을 분석했다. 그 결과, 열은 신체가 에너지를 더 효율적으로 사용하고 지방을 태우는 데 도움이 몇 가지 분자 과정을 촉발한다는 것을 확인했다. 핵심적 역할을 하는 것은 세포막에서 칼슘 이온 채널로 작용하는 ‘TRPV1’이라는 단백질이다. 사우나처럼 몸을 따뜻하게 하는 온열 치료는 TRPV1 활성화와 그에 따른 칼슘 순환이 지방 분해와 연소가 촉진된다. 연구를 이끈 정순규 교수는 “이번 연구는 복부 지방이 증가하고 갱년기 호르몬 변화로 인한 대사 질환 위험이 큰 사람들에게는 사우나, 온수 목욕, 특수 온열 랩을 통해 일상적인 건강관리를 할 수 있음을 알 수 있다”라고 말했다.

남성의 음경에서 미세플라스틱이 최초로 검출되면서 남성 생식력 저하에 대한 우려가 커지고 있다. 미국 마이애미대학 란지스 라마사미 박사 연구진은 발기부전 수술을 받은 남성 5명의 조직 샘플을 채취한 뒤 분석한 결과, 4명의 음경에서 미세플라스틱이 검출됐다. 검출된 미세플라스틱의 죵류로는 폴리프로필렌, PET 등이 가장 많았다. 이는 식품 및 음료 포장, 기타 일상 용품에 흔히 사용되는 플라스틱이다. 5명 중 5명의 음경에서 발견된 미세플라스틱의 크기는 0.5㎜에서 0.002㎜까지 다양했다.연구진은 “발기 시 혈류량이 많아지기 때문에 음경은 미세플라스틱 오염에 특히 취약할 수 있다”면서 “사람들이 먹고 마시고 호흡하는 과정에서 미세플라스틱을 섭취하는데, 매우 작은 미세플라스틱 입자는 혈액에서도 검출된다”고 밝혔다. 이어 “우리는 음경의 평활근에 미세플라스틱이 존재한다는 것을 확인했다. 이는 평활근 기능 장애로도 이어질 수 있다고 의심된다”고 덧붙였다. 최근 고환과 정액에 이어 음경에서까지 미세플라스틱이 검출되면서, 미세플라스틱이 생식에 미치는 잠재적 피해에 대한 더 많은 연구가 필요하다는 목소리가 쏟아졌다. 남성의 정자 수는 수십 년 동안 꾸준히 감소해 왔으며, 이미 많은 연구를 통해 정자 수의 감소가 화학적 오염과 관련이 되어 있다는 사실이 입증됐다. 다만 정자 수 감소의 40% 가량은 여전히 원인을 설명하기 어려운 상태지만, 이번 연구를 비롯해 다수의 연구가 미세플라스틱을 그 원인으로 지목하고 있다. 영국 가디언은 “실제로 최근 생쥐를 대상으로 한 연구에서도 미세플라스틱이 정자 수를 감소시키고 호르몬 장애를 유발하는 것으로 확인됐다”고 전했다.연구를 이끈 라마사미 박사는 “우리 사회는 플라스틱 물병에 담긴 물, 플라스틱 용기에 담긴 테이크아웃 음식, 플라스틱 용기에 담긴 전자레인지 음식을 섭취하는 것이 우리 몸에 있어서는 안 될 것들을 갖게 한다는 사실을 인식해야 한다”면서 “미세플라스틱의 광범위한 확산은 놀라운 일이며 인간 건강에 대한 잠재적인 영향을 이해하는 것이 필수적”이라고 강조했다. 해당 연구결과는 국제발기부전연구저널-성의학저널(IJIR: Your Sexual Medicine Journal) 최신호에 실렸다.

향기가 백 리 밖까지 퍼진다고 해서 붙여진 ‘백리향’은 천연 항산화물질로 불린다. 한의학에서는 사향초라고 불리며, 감기, 기침, 기관지염, 소화불량, 치통, 관절염 등 염증성 질환 치료에 많이 쓰였다. 최근에는 간 기능 개선과 숙취 해소에도 도움을 준다는 연구 결과도 나왔지만, 이전에 비해 활용이 줄었다. 이런 상황에서 백리향 추출물이 남성 갱년기 장애 개선에 도움을 준다는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 한국한의학연구원 한약자원연구센터는 백리향 추출물이 남성 갱년기장애 개선 효능을 입증했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의약학 분야 국제 학술지 ‘생의학 및 약물치료’에 실렸다. 연구팀은 세포실험을 통해 백리향 추출물이 남성 호르몬 생성에 미치는 영향을 조사했다. 남성 호르몬을 생성하는 라이디히세포에 백리향 추출물을 처리한 결과, 테스토스테론의 생성이 유의미하게 증가하는 것이 확인됐다. 백리향 추출물이 테스토스테론 생성에 큰 영향을 미치는 유전자 활동을 증가시켰다. 남성 호르몬 생성 필수 인자인 ‘사이토크롬 P450’ 유전자군 발현이 백리향 처리를 하지 않은 세포와 비교해 150~200% 증가하는 것도 관찰됐다. 또 연구팀은 사람으로 치면 45~60세에 해당하는 생후 50주된 늙은 쥐에게 백리향 추출물을 투여하는 실험을 했다. 그 결과, 남성 호르몬을 생성하는 고환이나 부고환의 무게 증감 없이 처리하지 않은 생쥐에 비해 테스토스테론이 200% 증가하는 것이 발견됐다. 연구를 이끈 박준홍 한의학연구원 박사는 “이번 연구는 한의학 분야에서 친숙한 소재로부터 남성갱년기 치료 효과를 발견했다는 데 의미가 크다”라며“백리향 추출물이 남성 호르몬 생성에 필수 인자인 사이토크롬 P450 유전자군 활동을 현저히 증가시키는 것이 확인된 만큼 추가 연구를 통해 효과적인 치료 물질을 개발할 것”이라고 말했다.

우주 선진국을 중심으로 달 탐사는 물론 화성까지 우주인을 보내겠다는 계획을 세우고 준비 중이다. 우주인을 보내겠다는 계획은 있지만, 인간이 우주에 나갔을 때 어떤 신체적, 정신적 변화가 있을지는 명확히 규명되지는 않았다. 이런 가운데 코넬대 의대, 펜실베이니아 의대 등 연구진과 함께 미국 항공우주국(NASA) 연구팀이 지금까지 항공우주 의학과 우주 생물학 분야에서 가장 방대한 연구 분석 자료를 만들어 내 주목받고 있다. 이들 연구 결과 중 대표 논문은 과학 저널 ‘네이처’에, 그 밖에 여러 논문이 네이처 커뮤니케이션 등 네이처 출판그룹에서 발행하는 다양한 저널의 6월 12일 자에 실렸다. 이번 연구 결과는 ‘우주 오믹스 및 의학 지도’(SOMA) 패키지로 이름 붙여졌다. 이번 연구 결과는 스페이스X의 인스피레이션4 탐사에 참여했던 최초의 민간인 승무원과 국제우주정거장(ISS)에서 최소 180일부터 최장 1년을 보낸 우주인은 물론 일본우주항공연구개발기구(JAXA) 출신 우주인 등 다양한 우주탐사 프로젝트에 참여한 사람들로부터 수집한 각종 표본을 바탕으로 분석된 것이다. 우주 비행은 우주비행사의 분자, 세포, 생리적 변화는 물론 인체에 다양한 생의학적 문제를 일으키는 것으로 알려졌다. 우주 탐험과 관련된 건강 위험을 이해하는 것은 달이나 화성 등에 관한 장기적 탐사를 준비하는 데 필수적이다. 분석에 따르면 사흘 정도의 저 지구 궤도 우주 비행도 광범위한 분자 변화를 초래했고, 그 일부는 장기간 우주 비행에서 발생하는 변화와 유사하다. 여기에는 사이토카인 수치 상승, 텔로미어 연장, 면역 활성화, DNA 손상 반응, 산화 스트레스에 대한 유전자 발현과 변화 등이 포함됐다. 대부분의 변화는 지구로 복귀한 다음 빠르게 원상 복구되지만, 일부 단백질과 유전자 변화는 우주 비행 후 최소 3개월까지 지속되는 것으로 나타났다. 또 다른 연구에서도 단기간 우주 비행만으로도 면역 체계 교란이 심각하게 나타난다는 사실을 확인했다. 또 여성 우주인은 우주비행이 끝나고 지구로 복귀한 다음 남성보다 더 빠르게 원상 복구되는 것이 관찰됐다.코넬대 의대 연구팀에 따르면 우주 비행사들에게 가장 큰 영향을 미치는 것은 지구보다 중력이 약해지는 ‘미세 중력’이다. 연구팀은 미세 중력이 세포에 미치는 영향을 시뮬레이션한 데이터와 ISS에서 거주한 우주인, 생쥐의 데이터를 비교한 결과, 면역에 중요한 역할을 하는 림프구와 단핵구를 포함한 다양한 면역계 세포가 중력 감소에 심각한 영향을 받는 것으로 나타났다. 또 노화 과정에서 발견되는 변화가 우주여행 중에도 나타나는 것으로 조사됐다. 연구팀은 미세 중력 상태에서 나타나는 변화를 억제할 수 있는 물질로는 항산화 및 노화 방지 보충제로 사용되는 케르세틴이라는 사실도 확인했다. 케르세틴은 적양파, 포도, 베리류, 사과, 감귤류에 많이 포함된 물질이다. 연구팀은 “SOMA 데이터를 활용하면 정밀 항공우주 의학을 더욱 발전시킬 수 있을 것으로 기대되고, 우주 비행사의 건강 모니터링 및 위험을 완화할 수 있으며, 달, 화성 등 우주 탐사를 위한 우주인의 선발 기준 등을 정하는 데도 도움이 될 것으로 보인다”라고 말했다.