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

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

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

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

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

국내 연구진이 대사 장애로 인한 비만을 일으키는 장 호르몬을 빛으로 억제해 치료하는 기술을 개발했다. 가톨릭대 바이오메디컬화학공학과 연구팀은 대사성 질환인 제2형 당뇨로 인한 비만 환자에게서 지방축적을 유발시키는 장호르몬을 분비하는 세포를 제거할 수 있는 표적 광(光)응답제를 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료공학 분야 국제학술지 ‘바이오 머티리얼즈’에 실렸다. 지방 축적을 유발시키는 장 호르몬인 ‘GIP’는 십이지장 내 지방이나 탄수화물에 반응하는 호르몬으로 K세포에 의해 분비된다. 이 때문에 GIP가 비만 대사성질환 치료를 위한 가장 적절한 대상이지만 아직 GIP를 억제할 수 있는 약물은 개발되지 않은 상태이다. 연구팀은 K세포에만 반응하는 지방산과 광응답제를 접합시켜 K세포를 선택적으로 제거할 수 있는 표적 광응답제를 만들었다. 이번에 개발한 광응답제는 GIP 분비를 촉진하는 십이지장 표면의 K세포를 찾아가 활성산소를 만들어 내도록 설계됐다. 연구팀은 고지방식을 섭취하도록 해 비만과 당뇨를 유발시킨 생쥐에게 이번에 개발한 광응답제를 투여한 다음 십이지장에 빛을 쬐는 실험을 실시했다. 지방산과 결합된 광응답제는 그렇지 않은 광응답제보다 K세포에 쉽게 결합된다는 것을 확인했다. 또 표적 광응답제에서 만들어진 활성산소가 K세포를 없애 GIP 농도를 낮춰 생쥐의 몸무게와 체지방량을 감소시킨 것도 관찰했다. 현재 십이지장 표면을 태워 K세포를 제거하는 ‘십이지장 점막 재표면술’이라는 방법이 있기는 하지만 표적 광응답제를 투여한 뒤 내시경을 통해 빛을 쬐는 것이 훨씬 안전한 방법이라는 점을 연구팀은 강조했다. 나건 가톨릭대 교수는 “이번 연구는 주로 암 치료에 사용되던 광역학치료를 비만 대사성질환에 접목하려는 시도로 내시경을 이용해 원하는 부위에만 국소적으로 빛을 쬐어 정상세포는 놔두고 암세포만 죽일 수 있게 될 것”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사람은 6가지 대표적인 감정을 7000여 종류의 표정으로 나타낸다고 알려져 있다. 지금까지 동물은 감정을 얼굴로 표현하지 못한다고 알려졌지만 독일 생물학자들이 사람 외의 동물들도 표정을 통해 감정을 드러낸다는 사실을 새로 밝혀냈다. 독일 막스플랑크 신경생물학연구소 나딘 고골라 박사팀은 루트비히 막시밀리안 뮌헨대 시스템신경과학부, 막스플랑크국제연구학교(IMPRS) 분자생명과학부와 함께 동물들도 행복하고 기분 나쁘고 불안한 감정을 얼굴로 표현할 수 있다는 사실을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 3일자에 발표했다. 연구팀은 9마리 생쥐의 머리에 광섬유를 설치한 뒤 다양한 맛의 음료를 맛보도록 하면서 얼굴의 미세한 변화를 관찰해 촬영하는 한편 ‘2광자 현미경’으로 뇌신경세포의 활동을 관찰했다. 특히 연구팀은 생쥐 얼굴의 미세한 변화를 파악하기 위해 인공지능(AI)의 기계시력 기술을 활용했다. 그 결과 생쥐들도 인간과 비슷하게 행복감, 혐오감, 고통, 분노, 두려움이라는 5가지 감정 상태를 표정으로 나타낸다는 사실을 확인했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

요즘 유럽과 미국 상황을 보면 코로나19가 금세 사라질 것 같지는 않습니다. 더군다나 더운 지역에서도 코로나19 확진환자가 나오고 있어 과학자들도 기온, 습도와 코로나19 바이러스의 활성에 대한 확실한 연관성을 밝혀내지 못한 상황입니다. 안타깝지만 날씨가 따뜻해진다고 해서 바이러스의 기세가 꺾일 것이라고 단정하기도 어려울 것 같습니다. 코로나19의 기세가 쉽게 누그러질 것 같지 않다 보니 소셜네트워크서비스(SNS)나 메신저를 통해 ‘코로나19에 걸리지 않는 법’ 등 비슷한 제목들로 갖가지 방법이 공유되곤 합니다. 대개는 과거 증거 중심 의학이 발달하지 않았던 시대에 쓰였던 민간요법들로 과학적 근거가 부족한 것이 많습니다. 얼마 전 경기도 성남의 한 교회에서 신도들의 입에 소금물을 뿌려 코로나19 확진환자를 속출하게 한 황당한 사건도 소금이 살균 효과가 있고 면역력을 키우는 데 도움이 된다는 민간요법적 사고방식 때문입니다. 건강에 도움이 된다는 생각에 죽염이나 천일염을 매일 조금씩 먹는 것도 마찬가지입니다. 재미있는 것은 배울 만큼 배운 사람들도 이런 비과학적 행동을 하는 경우가 많다는 것입니다. 독일 본대학병원 실험면역학연구소, 종양학연구소, 선천면역연구소, 율리우스 막시밀리안 뷔르츠부르크대 시스템면역학연구소, 레겐스부르크 대학병원 미생물학연구소, 에어랑엔 대학병원, 함부르크-에펜도르프의대 메디컬센터, 호주 멜버른대 감염·면역학연구소 공동연구팀은 세계보건기구(WHO) 하루 권장 섭취량인 5g 이상 소금을 섭취하면 오히려 면역 기능이 약해져 병원균에 쉽게 감염된다는 연구 결과를 의학 분야 국제학술지 ‘사이언스 중개의학’ 26일자에 발표했습니다. 연구팀은 생후 7~10주 된 암수 생쥐 6마리를 두 그룹으로 나눠 사흘 동안 한쪽엔 저염식을 제공하고 다른 한쪽에는 고염식을 제공했습니다. 소금 섭취량에 따라 사람에게 어떤 변화가 나타나는지 파악하기 위해 연구팀은 20~50세의 건강한 남녀 10명을 두 그룹으로 나눈 뒤 한 그룹에게는 일주일 동안 미네랄 함량이 풍부하다고 알려진 소금을 하루 6g씩 추가 섭취하도록 했습니다. 그 결과 고염식을 섭취한 생쥐들은 병원균에 훨씬 쉽게 감염됐으며 소금을 추가 섭취한 사람들도 면역 기능이 약해지고 체내 염증 수치가 높아지는 것이 관찰됐습니다. 소금을 추가 섭취한 생쥐와 사람의 혈액에서도 과립구의 활동이 둔화해 있는 것이 확인됐습니다. 과립구는 감염성 질병과 외부 물질로부터 신체를 보호하는 면역계 세포인 백혈구의 대부분을 차지하는 물질입니다. 또 연구팀은 생쥐들에게 리스테리아균을 감염시키고 요로감염증을 유발한 뒤 질병의 진행 과정도 살펴봤습니다. 고염식을 섭취한 생쥐들은 그렇지 않은 생쥐들보다 체내 병원균이 100~1000배 더 많이 있었고 치료 기간도 더 길어졌다고 연구진은 밝혔습니다. 한국인들의 하루 소금 섭취량은 WHO 권장 섭취량을 훌쩍 넘는 10~12g이랍니다. 소금이나 설탕은 많이 먹을수록 미각 중추를 둔감하게 해 섭취량이 점점 늘어나 건강을 해치기 십상입니다. 과유불급입니다. 소금은 음식의 맛을 더해주는 조미첨가물일 뿐 면역력을 높이거나 건강에 도움을 주는 만병통치약이 아닙니다. 근거가 부족한 비합리적 방법에 의존하는 것은 과학의 시대, 더군다나 요즘처럼 감염병이 기승을 부리는 때를 버티는 현대인의 올바른 생활태도는 아닌 것 같습니다. edmondy@seoul.co.kr

한국식품연구원(원장 박동준) 천연물대사연구단은 프로바이오틱스 ‘락토바실러스 플란타럼 KF511’ 균주가 담배 연기 등으로 인해 발생하는 호흡기 손상을 막을 수 있음을 확인했다고 18일 밝혔다. 연구팀은 생후 6주 된 수컷 생쥐에게 담배 연기 추출물과 폐조직 손상 물질을 코로 흡입시켜 호흡기를 손상시켰다. 연구팀은 이들 생쥐를 두 그룹으로 나눠 한쪽은 프로바이오틱스 KF511을 3주 동안 섭취하도록 하고 다른 그룹은 투여하지 않은 뒤 변화를 관찰했다. 그 결과 프로바이오틱스를 섭취한 생쥐들은 염증 유발 단백질이 감소하고 폐조직에서도 섬유화와 기관지 폐쇄 현상이 줄어드는 등 호흡기 손상이 완화된 것이 확인됐다. 연구팀은 KF511 균주의 인체 안전성 검증 실험을 한 뒤 호흡기 건강에 도움을 줄 수 있는 건강기능식품과 의약품 개발에 돌입할 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

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

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

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

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

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

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

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

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

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