왕년의 액션배우 실베스터 스탤론이 주연한 영화 ‘람보’(1982)는 많은 사람들이 액션영화로 기억하고 있지만 내용은 베트남전 참전군인의 외상후장애스트레스(PTSD)를 다루고 있다. 영화는 주인공 람보가 군 전역 후 우연히 옛 전우를 찾았다가 경찰에 체포되면서 과거 포로수용소에서 받은 고통을 떠올리며 벌어지는 사건을 다루고 있다. 이처럼 PTSD에 시달리는 사람들은 비슷한 상황에 놓이면 또 다시 극심한 공포감, 분노감 등에 시달리게 된다. 국내 연구진이 이 같은 공포상황을 반복적으로 떠올리며 경험하게 되는 원인을 밝혀냈다. 한국뇌연구원 뇌발달질환 연구그룹 연구팀은 심각한 사고나 재해, 폭력 등을 경험한 사람들이 비슷한 환경에서 반복적으로 트라우마를 느끼는 것은 대뇌 후두정피질의 작용 때문이라고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘분자 뇌’(Molecular Brain) 2월호에 실렸다. 엄청난 규모의 사고나 자연재해, 전쟁, 폭력 등을 경험한 사람은 오랜 시간 반복적인 고통을 느끼는 PTSD에 시달린다. 대구 지하철 화재, 세월호 참사, 동남아시아 쓰나미 같은 재난을 겪고 살아남은 생존자들은 사건발생 장소와 비슷한 환경을 접하기만 하더라도 트라우마가 재발해 만성적인 정신적 고통을 겪는다.연구팀은 생쥐에게 특정 소리와 함께 전기충격을 가하는 청각공포기억을 심어준 뒤 새로운 환경에 같은 소리를 들려주고 반응을 살펴보는 실험을 실시했다. 일종의 파블로프의 개와 같은 조건화학습 기억실험을 한 것이다. 그 결과 공포기억이 재발하는데는 후두정피질이 관여한다는 사실을 처음 밝혀냈다. 후두정피질은 뇌 뒤쪽 정수리에 있는 두정엽의 일부로 공간적 추론, 의사결정 판단 같은 인지기능을 수행하는 핵심부위로 알려져 있다. 실제로 일반 생쥐는 새로운 장소에서도 똑같은 공포반응을 보였지만 약물이나 광유전학적 방법으로 빛을 이용해 후두정피질의 활성을 억제할 경우 새로운 환경에서 공포기억이 떠오르지 않아 트라우마에 시달리지 않는 것이 관찰됐다. 그렇지만 이번 실험에서는 원래 공포기억이 심어진 장소에 갔을 때 트라우마가 재발하는 것은 억제하지는 못했다. 연구팀 관계자는 “PTSD나 공포증 환자의 치료가 어려운 이유는 공포기억의 재발이었는데 이번 연구로 여기에 후두정피질이 관여하고 있음을 밝혀냄으로써 공포기억 재발을 막는 치료전략을 마련하는데 도움을 줄 수 있다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

정맥주사 렘데시비르 우한서 임상500명 열흘 투약 뒤 28일 후 체크워싱턴주 환자 투약해 하루뒤 호전 에볼라 치료 실험용, “낙관은 금물”‘신종플루·타미플루’ 같은 관계 아냐너무 심각한 중국 상황에 기대 커져 신종 코로나바이러스 감염증의 확산세가 좀처럼 꺽이지 않으면서 각국이 ‘백신 개발’에 뛰어들고 있다. 특히 중국 내에서 환자를 돌보던 의사들도 감염돼 사망하는 등 방역 체계 자체가 흔들리면서 신종 코로나 백신은 더욱 절실해지는 상황이다. 뉴욕타임스(NYT)는 6일(현지시간) “중국 국가위생건강위원회가 신약인 렘데시비르(Remdesivir)의 임상 시험을 진행하고 있다”고 보도했다. 이 약물은 길리어드사이언스가 에볼라 치료제로 개발하다 중단한 것으로 아직 허가는 나지 않은 제품이다. NYT는 이어 “원숭이와 생쥐에 투여했을 때는 신종 코로나에 효과가 있었다”며 “에볼라 감염 환자 임상에서도 부작용은 없었다”고 했다. 길리어드 측은 “우한에서 두 번 임상이 진행되고 투약 대상은 500여명”이라며 “반대로 대조군에는 위약을 투여하게 된다”고 전했다. 렘데시비르는 정맥 주사로 투여한다. 다만, 열흘간 약을 맞은 다음 28일 후 차이점을 조사하는 방식이어서 결과는 빨라도 다음달에 나올 것으로 보인다.해당 약물은 지난달 31일 뉴잉글랜드저널오브메디슨(NEJM)에 발표된 미국 워싱턴주의 첫 확진자에 대한 논문에서 가능성을 인정받았다. 1주일간 입원한 환자의 상태가 위중해지면서 렘데시비르를 주입했는데 부작용 없이 이튿날 증세가 호전됐다는 내용이다. 중국에서도 해당 약물을 연구실에서 테스트한 결과 신종 코로나 바이러스가 배양 세포를 감염시키지 못하도록 만들었다는 소식이 나왔다. 다만, 실험용 약품이라는 점에서 안정성이나 효과를 낙관할 수만은 없는 상태다. 또 해당 약품을 빠르고 충분하게 생산할 수 있을지도 아직은 장담할 수 없다. 신종 코로나 감염 상황이 워낙 중대하고 심각하다는 점에서 렘데시비르가 급부상했지만 사실 신종플루에 대응하는 타미플루처럼 딱 들어맞는 치료제가 될 가능성은 높지 않다는 게 대체적인 평가다. 러시아 보건당국이 지난 5일 임상을 제외하고 개발에만 최소 8~10개월 가량이 걸릴 것이라고 밝힌 것은 궁극적으로 타미플루와 같은 백신을 만들어야 하기 때문이다. 한국도 8억원을 들여 한국형 백신 개발에 착수하겠다는 입장을 밝혔지만 기간은 알수 없다.최근 중국 CGTN은 저장 대학의 연구팀이 신종코로나 치료에 효과가 있는 약물 두 가지를 발견했다고 보도했고, 영국 스카이 뉴스도 임페리얼 칼리지 연구팀이 신종 코로나 백신 개발에 드는 시간을 획기적으로 줄이는 방식을 만들었다고 했다. 하지만 역시 곧바로 적용할 수 있는 것은 아니다. 그럼에도 신종 코로나 중증 환자의 치사율이 11%에 이르는 상황에서 백신의 빠른 현장 투입은 절실한 상황이다. 중국 정부의 도시 봉쇄 대책에도 7일 중국 내 신종 코로나 확진자는 3만 1116명, 사망자는 636명에 달했다. 우한에서 신종 코로나가 퍼지고 있다는 것을 처음으로 알렸다가 오히려 괴담 유포자로 몰렸던 의사 리원량(34)이 세상을 떠나는 등 환자를 돌보다 바이러스에 감염되는 의료진도 늘고 있다. 이경주 기자 kdlrudwn@seoul.co.kr

버드나무 껍질을 의학적으로 사용한 것은 기원전으로 거슬러 올라갈 정도로 역사가 길다. 통증을 완화시키고 열을 떨어뜨리는 효과가 있다는 정도로만 이해되고 이용됐던 것이다. 그렇지만 버드나무 껍질 주성분이 살리실산이며 이를 약으로 만든 것이 바로 ‘아스피린’이다. 아스피린은 20세기로 넘어오기 직전인 1897년 독일 바이엘사에서 처음 만들어진 최초의 합성의약품이다. 아스피린은 20세기 중반까지만해도 해열, 소염진통 효과만 강조돼 감기몸살 치료에 쓰여왔다. 이후 아스피린이 피를 묽게 해 심혈관질환 위험을 낮춰주는 것으로 알려졌으며 최근에도 다양한 연구를 통해 그 효과가 하나 둘씩 밝혀지고 있다. 지난해 말 미국국립암연구소 연구진은 65세 이상 남녀 14만 6152명을 대상으로 10년 넘는 장기 추적조사 연구를 실시한 결과 저용량 아스피린을 일주일에 3번 이상 복용하는 사람은 전혀 복용하지 않는 사람보다 암 사망위험은 15%, 그 밖의 사망 위험들도 19% 낮춘다는 결과를 미국 의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘JAMA 네트워크 오픈’에 발표하기도 했다. 올 초에는 미국 시티오브호프연구소 연구팀이 생쥐를 이용한 실험에서 아스피린이 대장암의 진행과 재발을 차단할 수 있다는 연구결과를 의학분야 국제학술지 ‘발암’(Carcinogenesis)에 발표해 화제가 되기도 했다. 그런데 이번에는 왠만한 감기나 질병에도 약 먹는 것을 피하는 산모들에게도 아스피린은 출산에 도움을 줄 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 델라웨어 크리스티아나 케어 헬스시스템, 미국립아동보건·인간발달연구소(NICHD)의 국제여성아동보건연구네트워크 연구팀은 임신 6주~36주의 임산부가 매일 저용량 아스피린을 복용하는 것이 조기출산 위험을 낮출 수 있다는 연구결과를 세계적인 의학저널 ‘랜싯’ 24일자에 발표했다. 조산은 임신기간을 기준으로 20주부터 36주 6일까지의 분만을 이야기하며 전체 분만의 6~15%에 이르며 국내에서도 매년 약 5만 명의 조산아가 태어나는 것으로 알려져 있다. 신생아 사망의 80% 정도가 조산 때문이며 조산아에게서는 각종 신경계 발달장애나 호흡기 관련 합병증 등이 쉽게 나타날 수 있어서 의학계에서도 조산율을 낮추기 위한 다양한 시도들이 진행되고 있다. 연구팀은 인도, 파키스탄, 잠비아, 콩고민주공화국, 과테말라, 케냐의 7곳을 무작위로 선정해 처음 임신한 1만 1976명의 임산부를 대상으로 임상시험을 실시했다. 임상시험에 참여한 임산부들은 조산의 기준이 되는 임신 20주가 넘은 이들로 선정됐다. 연구팀은 이들을 두 그룹으로 나눠 한 집단은 매일 81㎎의 아스피린을 먹도록 했고 다른 그룹은 일반 비타민제를 제공했다.그 결과 임신 37주 전에 조산하는 여성은 아스피린 복용 그룹에서는 11.6%, 비타민을 먹은 그룹에서는 13.1%로 나타났고, 임신 34주 전 조산하는 비율은 아스피린을 복용한 그룹에서는 3.3%, 그렇지 않은 그룹에서는 4%로 나타났다. 또 생후 7일 이내에 사망하는 신생아의 비율도 아스피린을 복용한 그룹은 1000명당 45.7명, 그렇지 않은 그룹은 1000명당 53.6명이라고 연구팀은 밝혔다. 연구팀은 저용량 아스피린을 복용하는 여성들은 그렇지 않은 여성들보다 조산 가능성이 평균 11% 정도 낮다고 설명했다. NICHD 마리온 코소-토머스 박사(소아과학)는 “추가적인 임상연구가 더 필요하겠지만 저개발국가 임산부들의 조산율을 낮추는데 있어서 저용량 아스피린은 상당한 도움을 줄 수 있을 것으로 기대하고 있다”라고 말했다. 그러나 많은 전문가들은 아스피린 복용으로 조산율을 낮출 수는 있겠지만 산모나 아이에게 또다른 건강상 위험을 유발할 수 있는지에 대한 추가 연구가 필요하다고 지적하고 있다. 또 아스피린은 만병통치약이 아니며 건강한 사람이 아스피린을 장기 복용할 경우 건강에 도움이 되기보다는 위장출혈이나 위염 등을 유발할 수 있는 만큼 복용에 신중해야 한다고 강조했다. 실제로 미국 심장학회와 심장병학회는 저용량 아스피린 복용 대상을 심장병이나 뇌졸중 발병 위험이 높은 사람으로 제한 권고했으며 미국임상종양학회에서도 아스피린 복용은 개인 건강상태를 고려해 의사와 상의해 결정해야 한다고 조언하기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

낯선 곳에서도 지도 한 장만을 들고 길을 잘 찾는 사람이 있는가 하면 몇 번이나 갔던 곳도 매번 새로운 곳을 가는 듯 낯설어 하는 사람들도 있다. 이는 공간지각력이나 공간기억력이 떨어지기 때문이다. 그런데 손전등만 있으면 이런 사람들의 공간기억력을 순식간에 높여줄 수 있는 기술이 있다면 믿을 수 있을까. 아직 동물실험 단계이지만 국내 연구진이 빛을 머리에 비추는 것만으로도 공간기억력을 향상시킬 수 있는 방법을 찾아냈다. 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단 사회성뇌과학그룹 연구팀은 외과 수술 없이 비침습적 방법으로 머리에 손전등 정도의 빛을 비추는 것만으로도 뇌신경세포 내 칼슘농도를 조절해 공간기억능력을 향상시키는 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 칼슘은 세포 이동, 분열, 유전자 발현, 신경전달물질 분비, 항상성 유지 등 세포기능에 폭넓게 관여하는 주요 물질이다. 세포가 제 기능을 수행하기 위해서는 세포 내 칼슘농도가 적절하게 조절되야 하는데 만약 그 양이 부족해지면 인지장애, 심장부정맥 등 다양한 질환으로 이어지게 된다. 이번 연구에 교신저자로 참여한 허원도 IBS 초빙연구위원(카이스트 생명과학과 교수)은 이전 연구에서 세포에 빛을 비춰 세포 내 칼슘 농도를 조절할 수 있는 ‘옵토스팀원’ 기술을 개발했다. 옵토스팀원은 빛으로 세포기능을 조절하는 광유전학 기술로 쥐의 머리에 청색 빛을 비춰주면 광수용체 단백질들이 결합되면서 세포 내로 칼슘을 유입시키는 기술이다. 두개골을 여는 등의 외과수술은 아니지만 옵토스팀원 기술을 이용하기 위해서는 체내 광섬유를 삽입하는 과정을 거쳐야 한다. 이번 연구에서는 옵토스팀원에서처럼 광섬유를 심는 정도의 수술도 하지 않고 광수용체 단백질 유전자를 변형시킴으로써 빛에 대한 민감도를 55배 증가시킨 ‘몬스팀원’ 기술을 개발했다. 빛에 대해 민감하게 반응하는 유전자 덕분에 수술 없이 살아있는 쥐의 머리에 손전등 정도의 빛을 비추는 것만으로도 뇌 신경세포 내 칼슘농도 증가 시키고 공간기억력을 향상시키는데 성공했다. 특히 이번 기술은 머리뼈 근처 뇌 피질 뿐만 아니라 뇌 깊숙한 곳에 있는 해마와 시상에 있는 뇌신경세포의 칼슘농도 증가도 이끌어 낸다는 것을 확인했다. 연구팀은 생쥐들에게 공간공포실험을 실시한 결과 몬스팀원 처리를 받은 생쥐들이 그렇지 않은 생쥐들보다 공포기억력이 더 오래간다는 사실을 관찰할 수 있었다. 허원도 교수는 “이번 기술은 뇌세포 칼슘 연구와 뇌인지 과학연구 등에 다양하게 적용될 수 있을 것”이라며 “수술 없이 살아있는 동물의 뇌신경세포를 조절하는 것 뿐만 아니라 향후 세포 수준을 넘어 개체 수준까지 칼슘에 의한 신경행동학적 변화를 규명하는 연구에 활용될 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

많은 현대인들은 앉아서 생활하는 시간이 많아지고 불규칙한 식습관과 각종 스트레스로 인해 장건강을 위협받고 있다. 이 때문에 장내 유산균 증식과 유해균을 억제하는 등 장건강에 도움을 장건강에 도움을 준다는 프로바이오틱스를 복용하는 이들이 늘고 있다. 생물학자들이 프로바이오틱스가 장 건강에 도움을 줄 뿐만 아니라 항생제 내성을 일으키는 박테리아와의 전쟁에서 최종병기가 될 수 있다는 것을 밝혀내 주목받고 있다. 영국 버밍엄대 미생물학·감염학 연구소, 버밍엄의대, 호주 시드니대 감염병·미생물학센터, 웨스트미드 의학연구소 공동연구팀은 프로바이오틱스 음료가 항생제 내성 박테리아에 대항하는데 도움을 줄 수 있을 것이라고 18일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 15일자에 실렸다. 연구팀은 대장균, 살모넬라균, 폐렴간균 등 사람의 장 속에서 흔히 발견되는 박테리아에 대응하기 위한 방법을 찾고 있던 중 ‘플라시미드’에 주목했다. 플라시미드는 세균의 세포 내에 복제돼 독자적으로 증식할 수 있는 염색체 이외의 DNA 분자를 말한다. 세균의 생존에는 필수적이지는 않으며 다른 종의 세포 내로 전달될 수 있다는 특징을 갖고 있다. 플라시미드는 항생제 내성 유전자를 세균들에 확산시키는 역할을 한다. 연구팀은 항생제 내성 플라시미드가 복제되는 것을 차단하면 항생제 내성 문제를 간단히 해결할 수 있을 것으로 봤다. 강력한 항생제를 사용해서도 막기 어려운 세균 감염을 일반적인 항생제로도 치료할 수 있다는 말이다. 연구팀은 쉽게 구할 수 있는 유산균음료 같은 형태의 프로바이오틱스 ‘피큐어 플라스미드’(pCURE plasmids)를 만들었다. 이 플라스미드는 항생제 내성 플라스미드가 복제되는 것을 차단하고 항생제 내성균을 없앰으로써 항생제 내성을 치료하는 것이다. 또 피큐어 플라스미드는 항생제 내성 플라스미드가 분해되면서 발생시키는 유독물질이 정상 세포를 공격하는 것을 막는 역할도 하는 것이다. 연구팀은 생쥐를 이용한 실험에서 피큐어 플라스미드가 항생제 내성균을 효과적으로 제거한다는 사실을 확인했다. 연구팀은 추가 동물실험을 통해 안정성을 확인한 다음 사람을 대상으로 한 임상시험을 진행할 계획이다. 크리스토퍼 토머스 영국 버밍엄대 교수(분자유전학)는 “항생제 내성을 극복하기 위해서 가장 좋은 방법은 항생제 사용을 줄이는 것이겠지만 이미 발생한 항생제 내성에 대한 대응 방법도 찾아야 할 필요가 있다”며 “프로바이오틱스가 항생제 내성을 일으키는 박테리아의 유전자에 영향을 미칠 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2012년 개봉한 한국영화 ‘연가시’는 사람의 뇌에 침투해 물 속에 뛰어들도록 유도해 익사시키는 기생충 때문에 벌어지는 재난상황을 보여주고 있다. 연가시는 가상의 기생충이지만 실제로 포유동물의 뇌에 침투해 행동을 조종하는 기생충이 있다. 바로 ‘톡소플라스마 곤디’이다. 톡소플라스마에 감염되는 생쥐는 겁을 상실하고 고양이에게 덤벼들거나 쫓아다니다가 결국 잡아먹히게 된다. 스위스 제네바대 유전·진화학과, 기초신경과학과, 제네바의대 미생물·분자의학, 제네바 바이스 생물신경공학센터, 캐나다 토론토대 써니브룩연구소 공동연구팀은 톡소플라스마에 감염되는 쥐는 고양이에 대한 두려움을 상실하는 것 이외에도 다양한 행동과 신경기능에도 영향을 미친다고 17일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 15일자에 실렸다. 톡소플라스마는 쥐 뿐만 아니라 사람도 감염시킨다. 반려묘의 배설물에 의해 전염되는 경우가 많은데 고양이를 많이 키우는 유럽인들에게서는 3명 중 1명이 감염돼 있는 것으로 알려져 있다. 면역기능이 정상적인 사람에게는 별 다른 증상이 나타나지 않지만 면역력이 약화된 임산부가 감염될 경우는 심하면 유산이 되기도 한다. 또 일부에서는 조현병, 파킨슨병, 양극성 장애 같은 정신질환은 물론 교통사고와 자살시도의 원인이 된다는 주장도 있다.연구팀은 톡소플라스마에 감염된지 5~10주 지난 쥐와 감염되지 않은 쥐를 대상으로 ‘고공 십자미로’ 실험을 했다. 고공 십자미로는 벽이 없는 좁은 십자형 길을 이용한 일종의 고소공포증 실험도구이다. 그 결과 감염된 쥐는 일반 생쥐보다 십자 미로 위에서 오랜 시간을 보내고 모험적 행동을 시도하는 것이 관찰됐다. 보통 생쥐들은 사람이 손을 가까이 가져가면 피하거나 방어적 행동을 보이는데 톡소플라스마 감염 생쥐는 오히려 손에 몸을 비비는 등의 행동을 보이기도 했다. 지금까지는 생쥐가 톡소플라스마에 감염되면 고양이의 오줌냄새에 성적 이끌림을 느껴 고양이에게 다가간다고 알려져 있었지만 연구팀은 고양이 오줌 뿐만 아니라 기니피그 오줌이나 여우 오줌에도 관심을 보이는 것을 확인함으로써 기존 연구의 오류를 발견했다. 연구팀은 톡소플라스마에 감염된지 10~12주 된 쥐의 뇌를 ‘격자 시트광 현미경’으로 분석했다. 격자 시트광 현미경은 빛을 나눠 쏨으로써 살아있는 세포에 가하는 손상을 줄이면서 정밀하게 관찰할 수 있는 장치이다. 분석 결과 톡소플라스마는 시각 정보를 처리하는 대뇌피질에 물혹을 유발시킨다는 사실을 확인했다. 즉 톡소플라스마가 신경에 염증을 일으켜 생쥐들에게 이상행동을 유발시킨다는 설명이다.도미니크 솔다티-파브르 제네바의대 교수(미생물학)는 “이번 연구를 통해 톡소플라스마 감염은 설치류들에게 두려움과 위험회피성향을 줄이고 모험적이고 호기심을 늘리는 일종의 행동조증을 유발시키는 것을 확인했다”라며 “톡소플라스마에 사람이 감염될 경우 신경염증이 발생해 미묘한 행동변화를 보일 수는 있지만 실험실 생쥐 같은 증상을 보이지는 않을 것”이라고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

세포 깨우면 회복… 근본적 치료 기대영화 ‘백투더퓨처’의 배우 마이클 J 폭스, 유명 권투선수 무하마드 알리, 교황 요한 바오로 2세 등이 앓았던 파킨슨병은 도파민 신경세포의 활동이 줄어들어 잠들면 발생한다는 사실을 국내 연구진이 처음으로 밝혀냈다. 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단 인지교세포과학그룹, 서울아산병원, 한국과학기술연구원(KIST), 충남대 의대, 한국뇌연구원, 분당서울대병원 공동연구팀은 뇌 속에 있는 별모양의 신경세포인 별세포가 도파민 신경세포를 잠들게 하면 파킨슨병이 유발된다는 사실을 밝혀내고 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 10일자에 발표했다. 파킨슨병은 손발이 심하게 떨리거나 운동 능력이 저하되는 퇴행성 뇌질환으로 나이가 들수록 발병 확률이 높아진다. 지금까지는 운동에 관여하는 도파민 신경세포가 죽으면서 파킨슨병이 발생한다는 것이 정설이었다. 그런데 이번에 국내 연구팀이 동물실험을 통해 별세포에서 ‘가바’라는 물질이 과다하게 분비돼 도파민 신경세포 활동을 둔화시켜 도파민 분비가 제대로 되지 않으면 파킨슨병이 생긴다는 것을 밝혀낸 것이다. 연구팀은 파킨슨병을 유발시킨 생쥐로 별세포가 가바를 분비하지 못하도록 하는 실험을 한 결과 도파민이 정상적으로 분비되면서 운동 기능 이상 같은 파킨슨병 증상이 완화되는 것을 관찰했다. 또 연구팀은 정상적인 생쥐의 머리에 광섬유를 심어 도파민 신경세포를 빛으로 제어하는 광유전학 실험도 했다. 실험 결과 도파민 신경세포를 잠들게 하면 파킨슨병에 걸린 것처럼 몸이 떨리고 걸음이 불안정해지는 것이 관찰됐고 도파민 신경세포를 깨우면 다시 정상으로 돌아온다는 사실을 재확인했다. 연구팀은 이번 결과를 활용하면 파킨슨병을 근본적으로 치료할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

유전자 치료는 잘못된 유전자를 정상 유전자로 바꾸거나 치료 효과가 있는 유전자를 투입해 특정 질병에 대한 예방을 하는 방법이다. 질병의 근본 원인을 제거하거나 개선함으로써 재발 가능성을 낮출 수 있다는 점에서 주목받고 있어 제약, 바이오업계에서도 관심을 갖고 개발에 박차를 가하고 있다. 유전자 가위기술을 이용해 유전자를 편집하는 방법도 있지만 가장 널리 쓰이는 것은 흔히 감기바이러스로 알려진 아데노 연관 바이러스(AAV)를 이용해 유전자를 세포로 전달하는 방법이다. 그런데 최근 미국 연구진이 바이러스를 이용한 유전자 치료법이 오히려 암 발생 위험을 높일 수 있다는 동물실험 결과를 발표했다. 미국 필라델피아 아동병원, 캐나다 퀸스대 의대 공동연구팀은 동물실험을 통해 유전자 치료에 쓰이는 AAV가 악성 종양을 만들어 낼 수 있다고 7일 밝혔다. 이같은 연구결과는 지난달 미국 올랜도에서 열린 ‘미국 혈액학회 연례 컨퍼런스’에서 보고됐다. 유전자 치료에서는 세포를 쉽게 감염시키는 바이러스의 특성을 이용해 정상 유전자를 바이러스에 실어 표적 세포로 전달하는 방법을 사용한다. AAV는 세포 핵에 유전자를 전달한 뒤에 소멸되거나 많은 사람들이 아데노 바이러스에 면역력을 갖고 있기 때문에 인체에 별다른 영향을 미치지 못하는 것으로 알려져 왔었다. 그러나 여러 연구팀들이 생쥐를 이용한 실험에서는 AAV 방식 유전자 치료가 간암을 유발한다는 점을 확인한 바 있다. 연구팀은 생쥐보다 큰 개를 이용한 실험을 실시했다. 연구팀은 A형 혈우병을 유발시킨 개 9마리에게 AAV 유전자 치료법을 실시했다. 9마리 중 7마리는 별 다른 문제 없이 혈우병 증상이 개선되는 것이 확인됐지만 이 중 2마리에게는 치료 3년 후 혈액 응고인자의 수치가 급격히 높아지기 시작하고 7~8년이 지난 뒤에는 정상 수치의 4배를 웃도는 것으로 나타났다.연구팀은 실험에 참여한 개들의 간 샘플을 채취해 분석한 결과 비정상적 수치를 보인 2마리 이외에도 4마리의 개에서 세포 성장에 영향을 미치는 유전자가 과다하게 발현돼 있는 것을 확인했다. 암세포는 정상세포보다 성장속도가 지나치게 빨라 나타나는 비정상적인 상태이다. 연구팀은 간 뿐만 아니라 신경세포나 근육세포에서도 비정상적 성장 세포가 발견될 가능성도 있다고 밝혔다. 그러나 해당 컨퍼런스에서는 바이러스를 이용한 유전자 치료 기법이 암 유발 가능성도 높일 수 있지만 염색체 속으로 침투해 들어가면서 치료효과는 더 오래 지속될 것이라는 연구결과도 함께 보고됐다. 데니스 사바티노 필라델피아 아동병원 교수(소아과학)는 “이번 연구는 동물을 대상으로 한 실험이기 때문에 사람에게도 마찬가지 결과가 나온다고 확신할 수는 없겠지만 AAV를 이용한 유전자 치료를 받는 사람들은 치료 시작 이후 5년 동안 암 검사를 정기적으로 받는 것이 필요하다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

과학과 의학기술의 발달로 20년 전 21세기 들어서면서부터 ‘100세시대’에 대한 기대가 커지고 있다. 유병(有病) 100세가 아닌 무병(無病) 100세를 위해서는 암과 치매를 정복하는 것이 무엇보다 중요하다. 암의 경우 조기진단 방법과 다양한 치료기술이 등장하면서 관리 가능한 질병으로 점점 자리 잡고 있는 분위기이다. 그렇지만 치매, 특히 알츠하이머 치매는 뇌 속 베타아밀로이드나 타우 단백질이 쌓이면서 발생한다고 추정하고 있을 뿐 정확한 발병원인을 규정하지 못하고 있다. 이 때문에 확실한 치료방법도 나오지 않고 있는 상황이다. 그럼에도 불구하고 연구자들은 다양한 방법으로 노년의 존엄한 삶과 무병 100세 시대를 위해 치매 정복 방법을 찾고 있다. 미국과 호주 연구진이 이번에는 다른 질병들처럼 백신을 이용해 치매를 예방할 수 있다는 가능성을 제시했다. 미국 분자의학연구소 분자면역과, 캘리포니아 어바인대(UC어바인) 생명과학부, 기억손상·신경장애연구소, 줄기세포연구센터, 네브라스카대 약대 제약학과, 호주 플린더스대 공동연구팀은 백신을 이용해 알츠하이머 치매의 원인으로 지목받고 있는 베타아밀로이드 단백질과 타우 단백질이 쌓이는 것을 막거나 해당 단백질 덩어리를 제거하기 위한 면역요법을 개발 중이라고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘알츠하이머 연구와 치료’에 실렸다. 미국과 일본 제약사가 공동 개발 중이던 ‘아두카누맙’이라는 약물이 치매 환자의 인지저하를 지연시키는 효과가 있는 것으로 알려졌었지만 임상시험 중 성공가능성이 낮다는 중간 평가 때문에 지난해 3월 임상시험을 중단했다가 최근 초기 알츠하이머 치매 환자에게 효과가 있다고 다시 확인돼 올 초 미국 식품의약청(FDA)에 승인신청을 하겠다고 밝히기도 했다. 그러나 고농도의 치료제를 자주 복용할 때만 효과가 있다고 알려져 승인이 돼더라도 실질적 치료나 예방효과가 있을 것인지에 대해서 의학계에서는 여전히 의문을 갖고 있다. 이에 연구팀은 우선 생쥐에게 베타아밀로이드 단백질과 타우 단백질이 뇌에서 응집되도록 유도했다. 그 결과 생쥐들은 알츠하이머 치매를 앓는 사람들과 똑같은 증상이 나타나는 것이 관찰됐다. 연구팀은 이들 알츠하이머 치매 생쥐들에게 베타아밀로이드 단백질과 타우 단백질을 타겟으로 다중치료 기반 면역치료제, 일종의 백신을 접종했다. 그 결과 베타아밀로이드와 타우 단백질이 쌓이는 속도가 점차 줄어들면서 응축된 단백질 크기도 줄이는 것이 관찰됐다. 이에 고무된 연구팀은 조만간 사람을 대상으로 한 임상시험에 돌입할 계획이다. 하이예크 데이브타이언 UC어바인 연구교수는 “이번 연구결과는 알츠하이머 치매를 예방하고 치료하기 위해서는 하나의 원인물질만 공략하는 것이 아니라 다중 타겟에 대한 공략이 필요하다는 것을 보여주고 있다”라면서 “알츠하이머 예방을 위한 여러 약물들이 개발되고는 있지만 임상시험에서 실패하는 경우가 많은 만큼 여러 방법을 계속 찾을 수 밖에 없다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인류 정착 후 질병·농작물 피해 등 ‘골치’ 19세기부터 의학·생물학 연구 활용 시작 사람과 유전자 90% 같고 번식 잘돼 선호 “동물권 지적에도 장점 많아 대체 어려워”2020년은 60 갑자의 서른일곱 번째, 십이지 동물 중 첫 번째인 쥐의 해 ‘경자년’(庚子年)이다. 경자년을 ‘하얀 쥐의 해’라고 부르고 있는데 이는 십간(十干)의 ‘경’(庚)이 쇠의 기운을 상징하고 방향으로는 서쪽, 오방색 중 흰색(白)을 의미하기 때문이다. 쥐는 재물, 다산, 풍요를 기원하는 상징으로 여겨져 쥐해는 풍요롭고 희망이 가득하며 기회가 많은 때이고 이 해에 태어난 사람은 먹을 복이 많아 평생 먹고살 걱정을 않는 좋은 운명을 타고난다고 믿어졌다. 그러나 불과 200년 전까지만 해도 현실 속 쥐는 사람에게 결코 이로운 동물이 아니었다. 쥐는 약 3600만년 전 신생대 2기에 해당하는 ‘에오세’에 지구상에 나타나 포유류 쥐목(설치류)에 속하는 동물이다. 남극을 제외한 전 세계 모든 지역에서 약 1800종이 살고 있으며 한반도에는 이 중 12종의 쥐가 사는 것으로 알려졌다. 생명력이 왕성해 포유류의 3분의1을 차지하고 있다. 인류가 농사와 정착생활을 시작한 이후 쥐는 사람들의 골칫거리였다. 농작물 피해, 저장곡물 손실, 목조건물 손상 등 각종 피해의 원흉으로 지목받아왔다. 쥐가 공포와 혐오의 대상으로 인류 역사 전면에 등장한 것은 중세에 들어서면서이다. 부스럼으로 시작돼 온몸의 피부가 검게 변하며 죽게 되는 ‘흑사병’의 매개체가 다름 아닌 쥐였다. 1347년부터 4년 동안 유럽을 휩쓸었던 페스트는 당시 유럽인구 7500만명 중 3분의1을 사라지게 한 것으로 알려졌다. 20세기 들어 거의 사라진 페스트가 지난해 말 중국에서 환자가 발생하면서 의학계를 긴장시키기도 했다. 인간에게 해로운 동물이기만 했던 쥐가 인류의 생명을 구하는 존재로서 역할을 하게 된 것은 19세기 후반부터이다. 의학과 생물학 연구가 활발해지면서 사람을 대상으로 실험할 수 없었던 과학자들이 주목한 것이 바로 ‘쥐’였다. 국내에서 관련 법률에 따라 실험 가능한 동물은 마우스, 래트, 기니피그, 햄스터, 저빌(모래쥐), 토끼, 개, 돼지, 원숭이, 기타 동물(어류, 조류 등)로 한정돼 있다. 식품의약품안전처가 최근 발표한 ‘2019 식품의약품 통계연보’에 따르면 2018년 국내에서 사용된 실험동물 220만 1748마리 중 설치류가 215만 5105마리(약 98%)를 차지한다. 쥐 없이는 의학, 생물학 연구가 어렵다고 봐야 할 수준이다. 실험용으로 사용되는 쥐의 대부분은 생쥐라고 불리는 마우스와 쥐라고 통칭하는 래트이다. 마우스는 크기가 약 25g 정도의 작은 쥐이고 래트는 평균 250g, 큰 것은 1㎏까지 나가는 큰 쥐이다. 일반인이 보기에는 똑같은 쥐일 수 있지만, 실험분야는 엄격히 구분되어 있다.이처럼 쥐가 다른 동물들에 비해 연구자들이 선호하는 이유는 여러 가지가 있다. 우선 쥐는 번식력이 좋고 임신기간이 짧다는 장점이 있다는 것이다. 쥐를 비롯한 대부분 설치류 임신기간이 3주 내외로 짧은 데다가 새끼를 한 번에 적게는 5마리에서 많게는 13마리까지 낳는다. 또 쥐는 사람과 유전적으로 약 90%가 일치하기 때문에 인간의 질병과 노화를 연구하는 데 자주 사용될 수밖에 없다. 쥐들은 몸집이 작아서 사육공간이 클 필요가 없으며 다른 실험동물들보다 연구자들이 한손으로 들어 조작하는 등 실험통제가 가능하다. 관리비용도 적게 들어 일반 실험용 쥐 가격은 1만원 안팎이다. 하지만 특정 질환을 실험하기 위해 유전자 편집된 일부 실험쥐는 수천만원에 이르는 것으로 알려졌다. 또 대학이나 병원 등에서 노화나 암 등 질환연구에 많이 사용하는 특수관리 된 생쥐의 가격 역시 보통 40만~50만원대로 알려져 있다. 다른 실험동물보다 키우기 쉽고 유지비용이 적게 든다고는 하지만 관리는 까다롭다. 온도는 21~23도, 습도는 40~70%를 유지해야 하고 소음관리는 물론 12시간 간격으로 조명을 켜고 꺼주면서 생체리듬 조절까지 해줘야 한다. 김형진 한국생명공학연구원 실험동물자원센터장은 “최근 동물권에 대한 목소리가 높아지면서 실험에 동물 사용을 줄이려는 움직임이 있기는 하지만 실험동물로서 생쥐의 장점이 워낙 많아서 다른 동물이나 인간 장기 유사체인 오가노이드로 기술 등으로 대체하기가 쉽지 않다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

경자년(庚子年) 흰쥐의 해가 밝았다. 12년마다 돌아오는 쥐의 해 중에서도 올해가 특별히 흰쥐의 해로 불리는 까닭은 육십갑자를 이루는 10간(干) 중 경(庚)과 신(辛)이 백색을 상징하기 때문이다. 흰쥐는 다른 쥐들보다 지혜롭고, 생존 적응력이 뛰어나 뭇 쥐의 우두머리로 꼽힌다. 쥐는 12지(支)의 첫 번째 자리를 차지한다. 쥐가 열두 동물 가운데 맨 앞자리에 놓인 연유로는 여러 이야기가 전해진다. 그중 발가락 개수를 기준으로 삼았다는 설이 유력하다. 음양 사상에 따라 홀수 발가락과 짝수 발가락을 가진 동물이 번갈아 나오도록 배치했는데 쥐는 앞발가락이 4개, 뒷발가락이 5개로 음양을 겸비한 유일한 동물이어서 가장 앞에 서게 됐다는 얘기다. 하지만 어릴 적 들었던 다음과 같은 민간 설화가 기실 더 친숙하다. ‘옛날옛적 옥황상제가 하늘의 문에 빨리 도착하는 동물 순으로 지위를 주고자 경주를 벌였다. 소는 경주에서 우승하기 위해 열심히 훈련했다. 그러나 몸집이 작은 쥐는 정정당당한 경쟁으로는 소를 이길 수 없다고 판단해 꾀를 냈다. 경기 당일 소의 등에 몰래 올라탄 쥐는 소가 결승선에 다다르기 직전 재빨리 뛰어내려 1등을 차지했다.’ 영민하고 민첩한 쥐의 긍정적인 이미지를 보여 주는 설화와 기록은 이외에도 여럿이다. ‘삼국사기’에는 쥐 8000마리가 평양을 향해서 갔다는 기록과 눈이 내리지 않았다는 점을 적시해 다음해의 흉년을 미리 암시하는 쥐의 예지력을 칭송했다. ‘쥐가 배에 없으면 침몰한다’, ‘쥐가 천장에서 소란을 피우면 집안에 좋지 않은 일이 있다’는 속설 등은 위험을 감지하는 쥐의 남다른 능력을 잘 보여 준다. 함경도에서 전승되는 서사 무가 ‘창세가’에는 쥐가 사람보다도 뛰어난 지혜를 갖춘 동물로 등장한다.먹이를 찾아 쉴 새 없이 움직이는 쥐의 습성은 부와 번영을 상징하는 근거로 제시된다. 부지런하고 준비성이 철저하기 때문에 ‘쥐띠는 굶어 죽지는 않는다’는 말도 있다. 번식력과 생존력이 탁월한 쥐는 다산과 풍요의 아이콘으로 통한다. 임신기간이 21일 정도로 짧아 1년에 6~7번 출산하고, 한 번에 6~9마리의 새끼를 낳는다. 지혜롭고, 근면하고, 예지력까지 갖춘 덕에 열두 동물 중에서 유일하게 ‘서생원’이라는 관직까지 받았지만 실제로 쥐는 대대로 우리 실생활에서 환대보다는 홀대받는 존재였다. 동서고금을 막론하고 사람들에게 병을 옮기고, 곡식을 축내고, 책이나 가구를 갉아먹는 등 인류에 끼친 피해가 너무 큰 탓이다. 쥐의 몸에 기생하는 벼룩이 옮기는 흑사병은 14세기 유럽 인구의 3분의1을 죽음으로 내몰 정도로 치명적인 전염병이었다. 쥐를 간신이나 수탈자, 혹은 도둑으로 묘사하는 속담이나 설화가 많은 것도 이 때문이다. ‘옹고집전’은 사람의 손톱과 발톱을 먹은 쥐가 사람으로 둔갑해 주변인을 괴롭히는 오싹한 내용을 담고 있다. 다산 정약용은 ‘들쥐는 구멍 파서 어린 낟알 숨겨 두고/ 집쥐는 온갖 물건 안 훔치는 것이 없어/ 백성들은 쥐등쌀에 나날이 초췌해 가고/ 기름 말라 피 말라 피골까지 말랐다네’라고 한탄했다. 왜소하고, 소란스러운 쥐의 특징을 부정적인 의미로 사용하는 속담은 차고 넘친다. ‘쥐꼬리만 하다’, ‘쥐뿔도 없다’, ‘태산명동 서일필’(큰 산이 떠나갈 듯하더니 쥐 한마리) 등이 대표적이다.쥐를 박멸하기 위한 인류의 전쟁은 역사가 깊다. 1809년 빙허각 이씨가 가정살림을 기록한 ‘규합총서’에도 ‘정월 첫 진일과 매달 경인, 임진일과 북단일에 쥐구멍을 막으면 다시는 안 뚫는다’처럼 쥐를 없애는 여러 가지 속신이 담겨 있다. 1970년대에는 쥐꼬리 하나당 연필 한 자루를 나눠주며 대대적인 쥐잡기 운동을 펼치기도 했다. 그럼에도 전 세계 역사에서 쥐가 박멸된 적은 한 번도 없다. 쓰레기가 늘어나고, 기후온난화 등 도시 환경이 변화하면서 미국 뉴욕, 프랑스 파리, 일본 도쿄 등 대도시를 중심으로 오히려 쥐의 개체수가 급증하는 추세다. 그렇다고 쥐가 인간에게 피해만 끼치는 건 아니다. 인간의 노화나 질병 치료, 신약 개발에 쥐 실험은 필수적이다. 스스로를 희생해 인간의 삶에 기여하는 이타적인 존재가 바로 쥐다. 생쥐가 실험 대상으로 처음 등장한 건 1650년이다. 이후 1800년대 중반부터 과학자들이 실험동물로 쥐를 본격 사육하기 시작했다. 최근 고령화가 급속히 진전되면서 고령실험쥐에 대한 요구도 커지고 있다.실생활에선 쥐가 혐오와 척결의 대상이지만 문화예술 분야에선 꾀 많고, 귀여운 캐릭터로 자주 등장한다. 고양이 톰을 골탕 먹이는 생쥐 제리처럼 말이다. 월트 디즈니를 대표하는 만화주인공 미키마우스도 1928년 탄생 이후 여전히 큰 인기를 누리고 있다. 그뿐인가. 영어로 쥐를 뜻하는 ‘마우스’(mouse)는 컴퓨터 보급이 대중화되면서 현대인의 필수품이 된 지 오래다. 쥐는 최초의 포유류로, 약 3600만년 전 지구상에 나타난 것으로 추정된다. 인간과 쥐의 인연은 농업이 시작된 2만 3000년 전으로 거슬러 올라간다. 그로부터 지금까지 인류에게 쥐는 애증의 대상이자 불가근불가원의 관계다. 쥐가 인류에게 미치는 해악을 최소화하면서 평화롭게 공존할 방법은 없는 걸까. 이순녀 선임기자 coral@seoul.co.kr <참고 자료> -김종대 중앙대 교수, ‘쥐, 근면함과 예지력을 갖춘 동물’ -김재호 과학칼럼니스트, ‘최초의 포유류 쥐: 먹이 대신 탐험을 즐기다’

연말연시가 되면 평소보다 외식이 많아진다. 외식을 하게 되면 자신도 모르게 과식을 하는 경우가 많다. 이 때문에 많은 사람들이 새해가 되면 ‘꼭 다이어트에 성공하고 말테다’라고 굳은 결심을 한다. 결심과는 달리 한밤 중 TV 앞에서 치킨이나 피자를 맛있게 먹거나 영화관에서 커다란 통에 짭짜름하면서도 고소한 팝콘을 집어먹으며 콜라를 마시는 자신을 보며 깜짝 놀랄 때가 있다. 사실 음식에 대한 충동은 인류의 시작과 함께 나타났다고 보는 이들이 많다. 수렵 채집 시절이나 음식이 부족하던 옛날 음식이 있으면 무조건 많이 먹어야 한다는 생각이 뇌에 새겨져 진화돼 왔다는 것이다. 그렇지만 이런 음식에 대한 충동성과 관련한 정확한 인체 메커니즘은 지금까지 밝혀지지 않고 있었다. 이 같은 상황에서 미국 남가주대 생명과학과, 정신·행동과학과, 신경과학과, 조지아대 식품영양학과, 펜실베니아대 의대 정신과, 시카고 일리노이대 심리학과, 시애틀 워싱턴대 병리학과 공동연구팀은 음식에 대한 충동성에 관여하는 뇌의 특정 회로를 발견하는데 성공했다고 27일 밝혔다. 과식으로 인한 비만을 해결하는데도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대되고 있는 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 행동의 결과에 대해 생각하지 않고 순간적으로 반응하도록 하는 충동은 뇌의 보상시스템이 과도하게 반응함으로써 나타나는 것으로 약물이나 도박 중독이나 쇼핑중독처럼 일종의 충동조절장애로 나타난다는 것이다. 그렇지만 과식이나 폭식 같은 음식에 대한 충동은 조금 다를 것이라고 과학자들은 봐왔다. 연구팀은 뇌의 시상하부에서 분비되는 멜라닌응집호르몬(MCH)가 식탐에 관여하는 것으로 보고 생쥐실험을 실시했다. 우선 연구팀은 우리 안에 있는 쥐가 발판을 누르면 달고, 기름지며 맛있는 음식을 먹을 수 있도록 했다. 대신 한 번 먹은 뒤 20초가 지나야 다시 발판을 누를 수 있는데 너무 빨리 누르면 20초를 더 기다리도록 했다. 연구팀은 우리 안에 두 개의 다른 색깔 발판을 마련해 놓고 하나의 발판은 누르는 즉시 맛있는 음식이 주어지는 대신 한 번 밖에 못 누르도록 했고 다른 하나의 발판은 누른 뒤 30초 뒤 음식을 먹을 수 있지만 여러 번 누를 수 있도록 했다. 연구팀은 두 가지 실험을 하면서 학습과 기억에 관여하는 것으로 알려진 시상하부부터 해마까지 뇌의 활동을 측정했다. 그 결과 첫 번째 실험에서는 일단 음식을 맛본 생쥐는 20초를 기다리지 못하고 계속 발판을 눌렀으며 두 번째 실험에서는 여러 번 음식을 먹을 수 있는 발판 대신 즉시 음식을 주는 발판을 눌러대는 것이 관찰됐다. 연구팀은 음식에 대한 충동성이 일어날 때 시상하부에서 MCH가 해마쪽으로 이동하는 것을 확인하고 MCH를 인위적으로 늘리고 줄이는 실험을 병행했지만 MCH의 양은 음식에 대한 충동성에 영향을 미치지 못하는 것으로 조사됐다. 음식에 대한 충동, 식탐은 MCH의 양이 아닌 MCH를 생산해 내는 시상하부의 뇌세포와 회로를 활성화시키면 음식에 대한 충동이 증가하는 것으로 확인됐다. 스콧 카노스키 남가주대 교수(인간진화생물학)는 “음식에 대한 충동은 배고픔이나 보상심리 작동과는 전혀 다른 시스템”이라며 “이번 연구결과를 활용하면 억지로 식욕을 줄이거나 맛있는 음식을 덜 먹지 않고도 과식을 막아 다이어트에 성공할 수 있도록 도와주는 방법을 찾을 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

연말연시가 되면 이런저런 모임들로 다른 때보다 외식할 기회가 많아진다. 외식 메뉴들은 달고 짜고 매운 자극적인 맛의 음식이나 기름진 음식이 주를 이룬다. 통상 입에서 단 음식은 건강에 좋지 않다. 당뇨, 고혈압, 심근경색, 동맥경화 같은 대사질환의 원인으로 꼽히기도 한다. 최근 미국 연구진은 고열량의 기름진 음식이 뇌신경세포의 활동에도 문제를 일으킨다는 연구 결과를 내놨다. 미국 뉴욕 올버니의대 신경과와 올버니대학병원 신경과학·실험치료과 공동 연구팀은 기름진 음식이나 정크 푸드가 여성의 뇌신경세포 생성과 재생을 막는다고 26일 밝혔다. 이번 연구 결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘e뉴로’ 최신호(24일자)에 실렸다. 연구팀은 생후 8주가 지난 암수 생쥐 40마리를 2개 집단으로 나눠 한 그룹에는 고지방 식단만 섭취하도록 하고 다른 그룹에는 일반적 식사를 제공했다. 18주가 지난 뒤 관찰한 결과 고지방 식사를 한 집단의 생쥐들은 암수 모두 체중이 늘고 당뇨 증상이 나타났다. 그런데 고지방식사를 한 암컷 생쥐들은 일반식을 먹은 암컷 생쥐들보다 기억과 감정을 조절하는 뇌 해마 부분의 신경세포 숫자가 줄어든 것은 물론 새로 만들어진 신경세포도 없을 뿐만 아니라 손상됐을 때 복구되지도 않는 것이 확인됐다. 반면 수컷 생쥐들은 기름진 식사를 하건 일반적 식사를 하건 뇌 신경세포의 성장과 발달에는 전혀 영향을 미치지 않는 것으로 조사됐다. 여성이 기름진 음식을 자주 섭취하면 쉽게 짜증을 내거나 우울감을 느끼는 등 감정조절에 어려움을 겪거나 기억력 감퇴를 겪을 수 있다고 연구팀은 설명했다. 생쥐는 사람과 유전적 유사성이 80% 이상에 이르고 세대교체 기간이 짧아 연구 결과를 빠르게 확인할 수 있어 생쥐 실험을 통해 나온 연구 결과를 사람에게도 적용할 수 있는 것으로 알려져 있다. 연구를 주도한 크리스틴 줄로아가 올버니의대 교수(신경과학)는 “이번 연구 결과는 여성들에게 알츠하이머 치매나 우울증 같은 신경질환을 유발시키는 새로운 원인을 찾아냈다는 데 의미가 크다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

매년 연말이 되면 올해 가장 주목받은 뉴스를 선정해 발표하곤 한다. 과학계에서는 일반인들을 대상으로 설문조사를 거쳐 전문가들이 올해의 뉴스나 올해 주목받은 연구들을 뽑는다. 전문가의 입장이 아니라 일반인들의 관점에서 가장 좋아했던 연구결과들은 다르지 않을까. 세계적인 과학저널 ‘사이언스’는 ‘연구자나 전문가가 아닌 대중들이 가장 좋아했던 올해의 과학뉴스 10선’을 선정했다. 이것들은 사이언스 홈페이지에 올라온 과학뉴스들 중 독자들이 가장 많이 관심을 가진 뉴스들로 잃어버린 대륙, 암흑물질로 만든 총알, 우주 소, 인간 길들이기 등이 포함됐다.사이언스는 가장 먼저 ‘인간이 가장 먼저 길들인 것은 다름 아닌 인간’이라는 소식이라고 밝혔다. 이탈리아, 스페인, 독일, 스위스 4개국 11개 연구기관이 이달 5일 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 발표한 연구결과이다. 사람은 고양이, 개, 소, 말 등 많은 동물들을 길들여 사람의 친구로 삼았는데 연구자들에 따르면 인간이 가장 먼저 길들인 것은 다름 아닌 ‘사람’ 그 자체라는 것이다. 연구진은 유전학적 증거를 분석한 결과 연구진은 인간 스스로 공격성을 줄이는 방향으로 스스로를 길들여 더 우호적이고 협력적인 방향으로 진화하게 됐다는 사실을 밝혀내 화제가 됐다.대중들이 두 번째로 관심을 많이 가진 연구는 ‘우드 와이드 웹’(Wood Wide Web) 였다. 우드 와이드 웹은 일종의 ‘나무들의 인터넷’으로 미국, 독일, 중국, 영국 생태학자들이 지난 5월 15일 ‘네이처’에 발표한 연구이다. 이들에 따르면 나무들은 땅 위에서는 독립적으로 보이지만 땅 속에서는 나무 뿌리와 토양 사이 수 백만 종의 곰팡이와 박테리아들과 네트워크를 이뤄 영양분과 신호를 주고받는다. 기후변화로 인해 가뭄이 잦아지고 있는 만큼 산림이 어떤 역할을 할 수 있을 것인지를 보여주는 중요한 연구라는 평가를 받았다.지난해 6월 발견된 ‘우주 암소’(The Cow)라는 별칭이 붙은 ‘AT2018cow’ 폭발은 올해까지 여전히 풀리지 않는 수수께끼로 남았다. AT2018cow는 전형적인 초신성보다 10~100배 밝고 관측 2주만에 완전히 사라져버려 과학자들의 궁금증을 더했다. 지난 1월 ‘천체물리학 저널’에는 우주 암소는 갓 태어난 블랙홀이거나 초밀도 중성자 별일 가능성이 있다는 연구결과가 실리기는 했지만 여전히 신비한 ‘수수께끼’로 남아있게 됐다.실험실 생쥐도 숨바꼭질을 할 수 있으며 사람과 장난을 칠 정도라는 연구결과에 대해서도 많은 사람들이 관심을 가졌다. 지난 9월 13일 ‘사이언스’에는 독일 훔볼트대 생물학과 연구진이 실험실 쥐에게 숨바꼭질을 가르치는데 성공했으며 사람과 장난할 수 있을 정도라는 재미있는 연구결과가 발표됐다. 보통 실험실에서는 먹이를 주는 등 보상행위를 통해 특정 행동을 하도록 훈련시키는데 이번에는 부모와 아이들이 하듯 사회적 상호작용을 통해서만 숨바꼭질을 가르치는데 성공했다는데 많은 사람들이 주목했다.해외여행을 나가면 외국어를 잘 하는 사람들도 현지인들의 언어 속도에 당황하는 경우가 많다. 이탈리아 사람들이나 스페인 사람들은 말을 더 빨리 하는 것 같고 독일어는 또박또박 천천히 하는 느낌이 든다. 그렇지만 아주대 불어불문학과 오윤미 교수가 포함된 국제공동연구팀은 지난 9월 5일자 ‘사이언스 어드밴시즈’에 언어가 다르고 아무리 빠른 것처럼 느껴지더라도 정보전달 속도는 초당 39.15비트로 일정하다는 연구결과를 발표했다. 실제로 이 속도를 넘어가면 인간의 뇌에서 정보처리가 불가능하다고 밝혔다.흔히 잃어버린 대륙이라고 하면 ‘아틀란티스’를 떠올리는 경우가 많다. 그렇지만 네덜란드, 노르웨이, 남아프리카공화국, 스위스, 영국, 호주의 지질학자들이 지난 9월 3일자 지구과학 분야 국제학술지 ‘곤드와나 리서치‘에 발표한 연구에 따르면 약 1억 4000만년 전에는 유럽 일대에 ‘대 아드리아’(Greater Adria)라는 대륙이 존재했다는 사실을 밝혀냈다. 그런데 이 대륙의 실체를 확인할 수 없는 이유는 가상의 대륙 아틀란티스처럼 바다 속에 가라앉은 것이 아니라 유럽 남부 지각 밑에 깔려 있기 때문이다.대중들이 열광한 과학 뉴스 중 하나는 미국 캘리포니아 샌디에고대(UC샌디에고) 연구진이 후성유전학 시계를 이용해 개의 나이를 사람의 나이로 환산하는 방법을 발견해 낸 것이다. 이 연구는 미국 콜드스프링하버 연구소에서 운영하는 생물학 분야 출판 전 논문공개 사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxi) 11월 4일자에 실렸다. 연구팀은 생후 4주~16살의 래브라도 레트리버 품종 개 104마리를 대상으로 게놈 메틸화를 사람의 것과 비교한 결과 개의 노화시계는 처음에는 사람보다 빨리 가다가 이후에는 더 천천히 움직인다는 사실을 밝혀냈다. 이 밖에도 미국 케이스 웨스턴 리저브대 물리학과와 지구환경행성학과 연구진이 거대 암흑물질의 경우 사람의 몸을 암흑물질 탐지기로 사용할 수 있다는 아이디어를 내놨다는 뉴스에 사람들이 관심을 보였다. 영국 브리스톨대 기계공학과, 스페인 팜플로나 공립대 공동연구팀이 개발한 영화 스타워즈처럼 영상과 소리, 촉감이 동시에 느껴지는 3D 가상현실 영상 기술도 독자들이 주목한 올해의 연구로 선정됐다. 이스라엘 와이즈먼연구소 연구진이 지난 11월 27일자 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’에 발표한 연구도 주목받았다. 이들은 대장균의 유전자를 편집해 식물처럼 이산화탄소를 흡수해 생존할 수 있는 기술을 개발함으로써 지구온난화 주범 이산화탄소를 흡수해 의약품이나 주요 화학물질로 전환시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

연말연시를 맞아 술자리가 잦아지면서 숙취로 고생하는 직장인이 많다. ‘다시는 술 안 마시겠다’고 굳은 결심을 하지만 어느새 술잔을 기울이는 자신을 보며 자괴감을 느끼곤 한다. 그런데 과학자들이 이런 행동은 의지 부족 때문이 아니라 알코올 소비를 부추기는 뇌 속 물질 때문이라는 연구 결과를 발표했다. 미국 노스캐롤라이나대 정신과학과, 약학과, 신경과학센터, 알코올연구센터 공동연구팀은 뇌 편도체 중심핵(CeA)의 특정 신경전달물질이 알코올 과소비와 중독 증상을 촉진시킨다고 15일 밝혔다. 연구 결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘신경과학 저널’ 12일자에 실렸다. 감정과 정서 관련 정보를 처리하는 뇌 편도체 중심핵이 알코올 소비와 중독 행동을 일으키는 데 중요한 역할을 한다는 사실은 알고 있었지만 정확한 작동 메커니즘은 알지 못했다. 연구팀은 광유전학이라는 기술을 이용해 생쥐 실험을 한 결과 편도체 중심핵에 있는 뉴로텐신이라는 신경전달물질이 알코올 섭취를 촉진한다는 사실을 새로 밝혀냈다. 편도체 중심핵을 자극해 뉴로텐신이 분비되면 생쥐들은 알코올을 찾게 되고 점점 더 많은 술을 마시게 된다는 것이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

연말연시가 되면서 술자리가 잦아 숙취로 고생하는 직장인들이 많다. 깨질 것 같은 두통과 메스꺼움을 일으키는 숙취 때문에 ‘다시는 술 안 마시겠다’ ‘또 마시면 성을 갈겠다’라고 굳은 결심을 하곤 하지만 어느새 술잔을 기울이고 있는 자신을 보며 자괴감이 드는 경우가 많다. 그런데 과학자들이 이런 행동은 의지부족 때문이 아니라 알콜 소비를 부추기는 뇌 속 특정 신경전달물질 때문이라는 연구결과를 발표했다. 미국 노스캐롤라이나대 정신과학과, 약학과, 신경과학센터, 알콜연구센터 공동연구팀은 뇌 편도체 중심핵(CeA)의 특정 신경전달물질이 알콜 과소비와 중독증상을 촉진시킨다고 15일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘신경과학 저널’ 12일자에 실렸다. 감정과 정서 관련 정보를 처리하는 뇌 편도체 중심핵이 알콜 소비와 중독 행동을 일으키는데 중요한 역할을 한다는 사실을 알고 있었지만 정확한 작동 메커니즘은 알지 못했다.연구팀은 광유전학이라는 기술을 이용해 생쥐실험을 한 결과 편도체 중심핵에 있는 뉴로텐신이라는 신경전달물질이 알콜 섭취를 촉진한다는 사실을 새로 밝혀냈다. 광유전학은 빛을 이용해 특정 세포나 조직을 활성화시키거나 자극해 반응을 살피는 생물학 연구방법이다. 연구팀은 빛을 이용해 편도체 중심핵을 자극해 뉴로텐신 분비를 촉진시키면 생쥐들은 알콜을 찾게 된다는 사실을 확인했다. 또 알콜을 접하게 되면 뉴로텐신 분비가 좀 더 쉽게 되면서 다음번에는 더 많은 알콜을 찾게 된다는 것도 확인했다. 이에 연구팀은 생쥐의 유전자를 변형시켜 뉴로텐신 분비를 억제시키거나 뉴로텐신 분비가 늘어나지 않도록 해놓으면 편도체 중심핵을 자극하더라도 알콜을 찾지 않을 뿐만 아니라 알콜을 자주 섭취하더라도 섭취량이 늘어나지 않고 중독증상도 나타나지 않는다는 것을 확인했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

연말연시가 되면서 술자리가 잦아 숙취로 고생하는 직장인들이 많다. 깨질 것 같은 두통과 메스꺼움을 일으키는 숙취 때문에 ‘다시는 술 안 마시겠다’ ‘또 마시면 성을 갈겠다’라고 굳은 결심을 하곤 하지만 어느새 술잔을 기울이고 있는 자신을 보며 자괴감이 드는 경우가 많다. 그런데 과학자들이 이런 행동은 의지부족 때문이 아니라 알콜 소비를 부추기는 뇌 속 특정 신경전달물질 때문이라는 연구결과를 발표했다. 미국 노스캐롤라이나대 정신과학과, 약학과, 신경과학센터, 알콜연구센터 공동연구팀은 뇌 편도체 중심핵(CeA)의 특정 신경전달물질이 알콜 과소비와 중독증상을 촉진시킨다고 15일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘신경과학 저널’ 12일자에 실렸다. 감정과 정서 관련 정보를 처리하는 뇌 편도체 중심핵이 알콜 소비와 중독 행동을 일으키는데 중요한 역할을 한다는 사실을 알고 있었지만 정확한 작동 메커니즘은 알지 못했다. 연구팀은 광유전학이라는 기술을 이용해 생쥐실험을 한 결과 편도체 중심핵에 있는 뉴로텐신이라는 신경전달물질이 알콜 섭취를 촉진한다는 사실을 새로 밝혀냈다. 광유전학은 빛을 이용해 특정 세포나 조직을 활성화시키거나 자극해 반응을 살피는 생물학 연구방법이다. 연구팀은 빛을 이용해 편도체 중심핵을 자극해 뉴로텐신 분비를 촉진시키면 생쥐들은 알콜을 찾게 된다는 사실을 확인했다. 또 알콜을 접하게 되면 뉴로텐신 분비가 좀 더 쉽게 되면서 다음번에는 더 많은 알콜을 찾게 된다는 것도 확인했다. 이에 연구팀은 생쥐의 유전자를 변형시켜 뉴로텐신 분비를 억제시키거나 뉴로텐신 분비가 늘어나지 않도록 해놓으면 편도체 중심핵을 자극하더라도 알콜을 찾지 않을 뿐만 아니라 알콜을 자주 섭취하더라도 섭취량이 늘어나지 않고 중독증상도 나타나지 않는다는 것을 확인했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 암 사망률 1위이면서 세계적으로도 가장 많이 발생하는 것이 바로 폐암이다. 전 세계에서 매년 약 100만명 이상이 폐암으로 사망하는 것으로 알려져 있는데 이유는 조기진단이 쉽지 않다는 이유 때문이다. 특별한 자각 증상이 없기 때문에 폐암 판정을 받는 사람들은 대부분 암이 말기로 진행되거나 다른 장기로 전이된 상태에서 발견되는 경우가 많다. 실제로 조기진단과 치료기술은 꾸준히 발전하고 있지만 완치율은 30% 이하에 머물고 있다. 이런 상황에서 국내 연구진이 폐암의 발생과 증식에 관여하는 핵심단백질만 골라서 없앨 수 있는 나노물질을 개발하는데 성공했다. 울산대 의대 서울아산병원, 서울시립대 화학공학과 공동연구팀은 폐암 발생과 증식에 관여하는 ‘USE1’이라는 단백질을 타겟으로 하는 간섭RNA 나노구조체를 만들어 동물에게 실험한 결과 항암효과를 확인했다고 10일 밝혔다. 암 치료는 외과수술, 방사선치료, 화학항암제 등으로 주로 이뤄지고 있지만 최근에는 면역치료제나 유전자치료제를 이용한 치료도 늘어나고 있다. 특히 유전자치료제는 질병의 원인단백질이 만들어지지 않도록 단백질 유전자를 차단하는 방식이어서 환부만 정확하게 제거할 수 있다는 장점이 있다. 치료과정에서 발생할 수 있는 유전적 변형을 막기 위해 DNA보다 중간체인 RNA를 차단하는 방식이 선호되고 있다. 즉 RNA와 결합하는 짧은 RNA를 이용한 RNA간섭현상을 일으켜 질병 유발 단백질을 합성하는 것을 막는 것이다. 문제는 RNA가 구조적으로 불안정하기 때문에 체내에서 쉽게 분해돼 환부까지 도달하기가 쉽지 않다는 것이다.연구팀은 폐암유발단백질인 USE1을 타겟으로 한 짧은가닥의 간섭RNA를 디자인하고 이를 표적부위까지 도달할 수 있는 나노입자로 합성했다. 복제효소를 이용해 RNA가 중간에 분해되지 않고 폐암유발단백질까지 도달할 수 있도록하고 표적에 도달하면 자기조립되는 방식으로 나노구조체를 합성하도록 한 것이다. 연구팀은 사람의 폐암세포주에 이번 나노구조체를 주입한 결과 폐암세포가 작아지는 것을 확인했다. 연구팀은 또 실제 사람의 폐암조직을 떼어 생쥐에게 이식해 폐암이 발병하도록 한 다음에 이번에 개발한 간섭RNA 나노구조체를 투여하는 실험도 했는데 세포실험 때처럼 폐암세포의 크기가 작아지는 것이 관찰됐다. 이창환 울산대 의대 의생명과학교실 교수(종양생물학)는 “이번에 개발한 RNA나노구조체는 기존 유전자 치료제의 불안정성과 낮은 치료효율, 잠재적 독성, 고비용이라는 단점을 극복하고 탁월한 항암효과를 보여줬다”라며 “폐암 유전자 치료의 임상적 적용과 효과적 치료를 앞당기는데 기여할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

태아가 초미세먼지(PM2.5)에 노출되면 출생 이후 장애를 가질 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 전북대학교 국성호·송미정 교수팀은 임신 중 초미세먼지 노출에 따른 태아의 생후 동안 조혈 줄기세포 발달과 노화 기전을 밝힌 연구 결과를 담은 논문을 발표했다고 5일 밝혔다. 연구팀은 최근 2년 동안 임신한 실험용 생쥐를 초미세먼지에 노출한 뒤 증상을 연구했다. 그 결과 초미세먼지에 노출된 임신 생쥐에서 태어난 자손 생쥐가 늙어감에 따라 골수 증식성 장애를 가질 확률이 36%에 달한다는 사실을 발견했다. 또 자손 생쥐의 말초혈액을 통해 침투한 초미세먼지가 미세환경 노화를 먼저 유발한 뒤, 점차 골수 내 조혈 줄기세포 노화를 유도하는 것으로 나타났다. 이 연구는 초미세먼지가 태아 출생 이후에 미치는 영향을 동물모델로 제시해 높은 평가를 받고 있다. 초미세먼지는 말초혈액으로 침투해 인체 모든 장기에 영향을 주는 1급 발암물질이다. 한국의 초미세먼지 오염도는 경제협력개발기구(OECD) 회원국 중 칠레에 이어 두 번째로 높다. 국성호 교수는 “이번 연구는 중국 베이징의 연평균 초미세먼지 농도(50㎍)를 기준으로 했다”며 “우리나라는 상대적으로 농도가 낮지만, 연구를 통해 초미세먼지가 태아의 생후에 충분히 영향을 미칠 수 있다는 가능성을 확인했다”고 밝혔다. 이어 “이번에는 초미세먼지가 태아에 미치는 영향을 주로 연구했는데, 앞으로 청년과 중년, 노년 등 연령에 따른 영향과 반응의 정도에 대한 연구도 진행할 계획”이라고 덧붙였다. 세계적 혈액종양내과 분야 권위 학술지인 ‘루케미아(Leukemia)’는 최근 이러한 내용을 담은 논문을 온라인판에 게재했다. 이번 연구는 한국연구재단과 미래창조과학부, 한국안정성평가 연구소의 지원을 받아 진행됐다. 전주 임송학 기자 shlim@seoul.co.kr

바람이 스쳐지나가기만 해도 자지러질 듯이 아프다는 통풍, 날씨가 흐리기만 해도 온 몸이 욱신거리게 하는 관절염, 이전의 기억을 서서히 잃어 존엄한 삶을 망가뜨리는 치매. 이들의 공통점은 바로 ‘염증’이다. 실제로 체내 염증 반응 조절이 제대로 되지 않아 발생하는 질병은 전 세계 사망률 1위인 암을 비롯해 알츠하이머, 세균감염으로 인한 패혈증까지 다양하다. 이 때문에 많은 의료현장에서 염증 반응을 추적해 진단하는데 활용하고 있다. 그러나 현재 사용되는 위상차 영상 정보로는 염증성 질환 조기 진단에 한계가 있다. 이런 상황에서 국내 연구진이 체내 염증 반응을 실시간으로 빠르게 확인할 수 있는 새로운 영상화 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구단, 서울대 의대 공동연구팀은 각종 질병의 원인인 체내 염증현상을 영상으로 관찰하고 추적할 수 있는 기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘바이오머티리얼즈’에 실렸다. 각종 염증성 질환은 인플라마좀이라는 특정 단백질이 활성화되면서 나타나는 것으로 알려져 있다. 기존에는 체내에서 인플라마좀 활성화를 시공간적으로 분석할 뿐 실시간 변화를 측정하기 어려웠고 일부에서는 유전자 조작을 통해 실시간 관찰을 가능케 했지만 환자를 대상으로 적용하기 어려운 연구목적에만 쓰여왔다. 연구팀은 염증 단백질이 아닌 염증 발생 초기에 중요한 역할을 하는 효소인 ‘캐스페이즈-1’이라는 물질에 주목했다. 연구팀은 이 물질에 닿으면 빛을 낼 수 있는 형광물질을 개발해 형광 신호의 강도 변화를 실시간으로 관찰할 수 있도록 했다. 이 형광물질은 독성이 없고 체내에서 빠르게 분해돼 생체 적합성이 뛰어나다나는 장점이 있다. 실제로 알츠하이머, 대장염, 암 등 다양한 염증성 질환을 앓도록 만든 생쥐에게 이번에 개발한 형광물질을 투여하는 실험을 실시한 결과 질병의 실시간 변화를 관찰할 수 있었다. 또 염증성 질환의 증상이 외부로 나타나기 전에 조기에 진단하는데도 성공했다. 권익찬 KIST 박사는 “이번 연구를 활용하면 체내 염증효소의 변화를 실시간으로 관찰하고 염증성 질환의 조기 진단과 치료제 개발, 효능 평가에도 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr