고혈압이나 스트레스 등 다양한 원인으로 심장 기능이 떨어지면서 몸 전체에 혈액을 제대로 보내지 못하는 ‘심부전’은 환자의 30~40%가 진단 후 1년 내 사망하고 60~70%는 5년 이내에 증상이 악화되거나 급성발작으로 사망할 만큼 치명적인 심장질환이다. 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단 김대형(서울대 화학생물공학부 교수) 연구위원 연구진은 은나노 물질을 이용해 심부전 현상을 치료할 수 있는 ‘소프트 심장 자극기’를 개발했다. 이번 연구 성과는 의학 분야 국제학술지 ‘사이언스 중개의학’ 23일자에 실렸다. 연구진은 미세한 전기가 잘 전달될 수 있도록 하기 위해 은나노 물질을 실처럼 길게 뽑아 은나노선으로 만들었다. 그다음 나노선의 독성을 차단하기 위해 금을 도금하고 심장을 감쌀 때 상처를 주지 않고 탄성을 가질 수 있도록 고무를 둘렀다. 이번에 개발한 자극기는 그물망 형태로 심장 전체를 감싸 전기 자극이 골고루 전달돼 심장의 수축과 이완을 돕도록 했다. 지금도 심장 자극기가 사용되고 있으나 심장 일부에만 전극을 부착하는 형태여서 심장박동을 불규칙하게 만드는 부작용으로 인해 심장마비나 부정맥 등이 발생하는 단점이 있다. 연구진은 인위적으로 심근경색을 유도한 생쥐에게 소프트 심장 자극기를 설치해 실험한 결과 미세한 전기 자극만으로도 심장박동을 정상으로 만드는 데 성공했다. 김 연구위원은 “동물실험과 사람을 대상으로 한 임상시험을 통과해 상용화될 경우 심근경색과 심부전 치료에 획기적 전기를 마련할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

보청기를 착용해도 들리지 않는 고도 난청환자들은 인공와우(달팽이관)를 이식하는 수술을 받는다. 기존의 인공와우 장치는 귀 뒤쪽에 장착해야 하는 불편함과 잦은 배터리 충전, 비싼 유지비 등이 걸림돌이었다. 국내 연구진이 마찰전기를 이용한 인공 달팽이관의 핵심기술을 세계 최초로 개발하는 데 성공했다. 대구경북과학기술원(DGIST) 로봇공학전공 최홍수 교수와 아주대병원 이비인후과 장정훈 교수 공동연구진은 마찰전기를 이용해 음성을 분리하고 배터리 충전이 필요 없는 ‘인공기저막’(TEABM)을 개발해 바이오 소재 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 헬스케어 머티리얼스’ 9일자에 발표했다. 이전에도 인공와우의 단점을 개선하기 위해 소리의 압력에 반응하는 압전물질을 이용한 인공기저막 개발이 시도됐지만 감도가 낮아 청력 향상에 도움이 되지 못했으며 압전물질 생산 공정도 복잡했다. 연구진은 플라스틱의 일종인 폴리이미드 필름과 알루미늄 필름을 붙이는 비교적 간단한 방법으로 이들 사이에서 발생하는 마찰전기가 특정 음성주파수에 반응하도록 한 TEABM을 만들었다. 이번에 개발된 TEABM은 낮은 목소리의 주파수에도 반응하는 등 감도가 기존의 것보다 7배 이상 우수하다는 평가를 받았을 뿐만 아니라 장치를 작동시키기 위한 전원도 필요 없다는 장점을 갖고 있다. 연구진은 실제로 생쥐의 청력을 손상시킨 뒤 이번 장치를 장착해 실험한 결과 청력 복원에 도움이 되는 것을 확인했다. 최 교수는 “이번 연구는 배터리와 복잡한 전기신호 처리회로가 필요 없는 인공달팽이관을 만들 수 있는 핵심기술로, 고도 난청 환자가 정상인과 같은 청력을 가질 수 있도록 도와줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

뇌 과학 연구에서 피할 수 없는 것이 바로 생쥐나 원숭이 같은 살아 있는 실험동물의 뇌 활동을 관찰하는 것이다. 잔인한 듯하지만 뇌에 약물을 주입하거나 전기 자극을 주면서 실시간으로 뇌의 움직임을 관찰하는 게 가능하다면 뇌과학의 발전 속도는 좀 더 빨라질 수 있을 것이다. 국내 연구진이 동물에게 부작용을 일으키지 않고 안정적인 상태에서 장기간 다양한 실험을 할 수 있는 혁신적인 기술을 개발해 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 뇌과학이미징연구단 김성기 단장(성균관대 교수) 연구진은 살아 있는 동물의 뇌를 관찰하면서 약물 주입이나 전극 삽입 같은 실험을 동시에 할 수 있는 ‘두개골 소프트 윈도’ 개발에 성공했다. 이번 연구 성과는 기초과학 및 의학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 10일자에 실렸다. 동물에게 뇌는 가장 중요한 기관이기 때문에 두껍고 단단한 뼈로 둘러싸여 있다. 뇌를 관찰하려면 수술로 두개골에 구멍을 만들어 뼈를 대신할 투명 창문으로 메우는데, 이를 ‘두개골 윈도’라고 한다. 기존의 윈도는 커버글라스라는 딱딱한 재질로 만들었기 때문에 관찰만 가능했다. 뇌 자극 같은 실험을 하려면 다시 수술을 거쳐야 한다. 재수술은 동물에게도 상당한 스트레스로 작용하기 때문에 연구 데이터에 영향을 미칠 가능성이 있다. 수술하다가 죽는 경우도 많은데, 이러면 다른 동물을 이용해 처음부터 다시 연구를 진행해야 하기 때문에 연구 결과 도출에 시간이 오래 걸린다. 소프트 윈도를 의미 있는 발전으로 여기는 까닭이다. ‘ 소프트 윈도’는 부드럽고 투명한 실리콘 물질인 ‘폴리디메틸실록산’(PDMS)을 이용했다. 소프트 윈도 수술을 한 생쥐는 깨어 있는 상태에서도 1시간 이상 혈류의 흐름을 볼 수 있다. 또 25주 이상 뇌를 관찰하고, 약물을 투입하거나 뇌파 및 신경전기신호 모니터링을 하는 것도 가능하다. 연구진은 이 기술을 현재 국내 특허로 등록했고 미국에도 특허 출원한 상태다. 김 단장은 “소프트 윈도는 실험 목적에 따라 다양한 크기로 2~3시간 만에 간단히 만들 수 있다”며 “윈도 어디에나 다양한 용도의 주사를 주입하고, 동물이 살아 있는 상태에서도 장기간 실험·관찰할 수 있다는 장점이 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

절단 전후 구별… 정확도 높아져 줄기세포 치료제 등 활용 기대 국내 연구진이 유전자를 편집할 수 있는 새로운 ‘가위’를 만들어 실험용 생쥐를 이용한 유전자 교정에 성공했다. 유전자나 줄기세포 치료제, 부작용 없는 항암 세포 치료제, 고부가가치 농축산물 품종 개량 등에 널리 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 기초과학연구원(IBS) 유전체교정연구단 김진수 단장(서울대 화학과 교수) 등 연구진과 서울아산병원 아산생명과학연구원 이상욱·성영훈 교수 연구팀은 제4세대 ‘크리스퍼-Cpf1 유전자 가위’를 만드는 데 성공하고 생명과학 및 화학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’ 7일자에 논문 3편을 발표했다. ●유전자 가위는 생명과학 ‘마법의 지팡이’ 인류는 히포크라테스 시대부터 질병을 정복하기 위해 끊임없는 노력을 해 왔다. 1950년대 이후 분자생물학이 급속히 발전하면서 많은 질병들이 유전자 이상으로 발생한다는 것이 밝혀지고 있다. 이 때문에 과학자들은 단순히 증상을 치료하는 것이 아니라 유전자 자체를 바꿔 질병을 없애려 시도하면서 ‘유전자 치료’ 기술을 본격적으로 연구하기 시작했다. 유전자 치료는 이상이 생긴 세포에 정상 유전자를 삽입하거나 비정상적 유전자를 제거해 정상 유전자로 교체하는 형태로 시행된다. 1990년 미국에서 선천성면역결핍증 환자를 대상으로 인류 첫 유전자 치료가 시도된 뒤 암과 같은 악성 종양을 중심으로 유전자 치료 기술 개발이 활발하다. 유전자 치료 분야에서 현재 가장 주목받고 있는 기술은 ‘유전자 가위’ 기술이다. 이 기술은 화학물질로 만들어진 ‘가위’를 이용해 DNA를 자르고 붙이는 편집을 가능하게 만드는 유전체 교정 기법이다. 유전자 가위 기술은 유전병 치료뿐만 아니라 특정 병균에 강한 식물이나 동물 품종도 만들어 낼 수 있기 때문에 생명과학 분야에서는 그야말로 ‘마법 지팡이’로 통한다. 유전자 가위는 2003년 1세대인 ‘징크 핑거 뉴클레이즈’가 나온 이후 2011년 말에는 2세대 유전자 가위 ‘탈렌’, 2013년 초에는 3세대 ‘크리스퍼-Cas9 유전자 가위’ 기술이 나왔다. 특히 크리스퍼-Cas9 유전자 가위는 김 단장이 미국 연구진과 함께 개발해 낸 기술이다. 크리스퍼-Cas9 유전자 가위에서 쓰이는 Cas9은 특정 DNA 염기를 잘라내는 효소 이름이다. 이번에 새로 개발된 크리스퍼-Cpf1 가위는 Cas9 대신 Cpf1이라는 새로운 절단효소를 붙인 것이다. 사실 Cpf1은 지난해 미국 매사추세츠공과대(MIT) 펑 장 교수가 처음 발견해 학계에 보고했지만 원하는 위치에서 정확히 유전자를 자르고 붙일 수 있는지 여부는 아직까지 알려지지 않았고 유전자 가위로도 만들어지지 않은 상태였다. 이 같은 상황에서 김 단장팀은 자체 개발한 유전체 시퀀싱 기법을 사용해 크리스퍼-Cpf1 유전자 가위와 크리스퍼-Cas9의 오작동 확률을 측정한 결과 크리스퍼-Cpf1 유전자 가위가 더 정밀하다는 사실을 처음으로 밝혀냈다. 유전체 시퀀싱 기법은 유전자 가위 처리 전과 후를 한눈에 파악해 잘린 위치를 구별할 수 있는 기술이다. 특히 이번에 신형 유전자 가위의 성능이 확인됨에 따라 4세대 유전자 가위로 연구자들에게 인정받을 수 있을지 주목된다. 연구팀은 크리스퍼-Cpf1 유전자 가위를 사용해 생쥐의 면역체계에 관여하는 ‘폭슨원’(Foxn1)이라는 유전자를 교정하는 데 성공했다. 폭슨 유전자에 이상이 생기면 면역체계 교란이 생겨 각종 질병에 쉽게 걸리고 털이 자라지 않게 된다. 연구진은 크리스퍼-Cpf1 유전자 가위로 이 유전자를 교정해 정상적인 생쥐를 만든 것이다. 김 단장은 “이번에 개발된 크리스퍼-Cpf1 유전자 가위는 크리스퍼-Cas9에 비해 정확성이 높기 때문에 생명공학이나 분자의학의 여러 분야에서 널리 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. ●암 유발·면역 억제 생쥐 만들어내 이와 함께 이상욱·성영훈 교수팀은 크리스퍼-Cpf1 유전자 가위를 이용해 실험 쥐의 특정 유전자 기능을 없애는 ‘유전자 녹아웃’에도 성공했다. 연구팀은 유전자 녹아웃 기술을 이용해 암을 유발하는 생쥐와 면역이 억제된 쥐를 만들어 냈다. 암이나 파킨슨병 등 난치성 질환을 연구하기 위해서는 해당 유전자 변형 동물이 필요한데 국내 대부분의 실험실에서는 시설이나 기술 부족으로 미국이나 일본 등에서 수입해 사용해 왔다. 그렇지만 이번 이 교수팀의 연구 덕분에 한 마리에 수십만원에서 수백만원에 이르는 연구용 유전자 변형 생쥐를 국내에서 자체적으로 생산할 수 있게 됐다. 이 교수는 “생명과학 분야 연구자들의 연구비 중 적지 않은 비용이 동물 모델 수입에 쓰이는데 이번 연구 덕분에 외화 낭비를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 기초 분야 연구가 산업으로 바로 연결될 수 있다는 사실을 보여줬다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

소금 중독은 뇌와 밀접한 관련이 있습니다. 미국의 듀크대 의료센터와 호주 멜버른대학교가 공동으로 수행한 연구에 따르면, 소금 중독을 지배하는 중추는 뇌의 시상하부입니다. 시상하부란, 뇌간 바로 아래 붙어 있는 콩알만 한 조직입니다. 내장 근육이나 혈관처럼 사람의 의지대로 움직일 수 없는 근육은 자율신경이나 호르몬을 통해 조절하는데, 바로 이 조절 역할을 담당하는 기관이지요.연구팀은 동물실험에서 소금 섭취 전후의 시상하부 변화를 집중적으로 관찰했습니다. 그랬더니 소금을 섭취하기 직전에 시상하부의 신경세포가 크게 늘어난 사실을 확인했습니다. 연구팀은 “이같은 변화는 흥분상태가 될 때 나타나는 현상으로, 시상하부에서 욕구를 조절하고 있음을 나타낸다”면서 “이는 마약을 복용할 때 나타나는 현상과 일치하며, 소금이 중독성을 갖고 있음을 보여주는 증거”라고 설명했습니다.　아시다시피 시상하부가 관장하는 도파민은 우울증이나 조울증과 밀접한 신경전달물질입니다. 도파민은 많이 분비되면 조증, 적게 분비되면 우울증을 유발하는데, 마약이나 담배를 피울 때 느끼는 쾌감은 바로 이 도파민의 분비가 촉진되어서 나타난 결과입니다. 그런데 이 도파민 분비가 소금 섭취와도 밀접한 상관성을 가진 것으로 확인됐습니다. 생쥐에게 도파민 차단제를 투여하자 소금을 갈망하는 욕구가 감소한 것입니다. 결국 사람들이 입맛에 길들여진 소금 섭취량을 줄이기가 어려운 것은 담배를 끊기 어렵거나, 마약에서 벗어나기 어려운 것과 똑같은 생리 기전에서 비롯된다는 것입니다.　사람이 짠 맛에 중독된다는 사실은 이로써 입증이 되었는데, 경로를 설명하면 이렇습니다. 짠 음식을 먹으면 미주신경과 척수신경이 이 사실을 뇌에 알립니다. 그 속도가 얼마나 빠르냐 하면 음식이 위에 들어가기도 전에 짠 음식이 들어온다는 사실을 뇌가 알아차립니다. 그러면 뇌의 시상하부에 있는 중독중추에서 쾌락감과 함께 기호 충족반응이 나타납니다. 이 때문에 뇌는 짠 맛의 효용을 기억하며,짠맛에 대한 기대감을 증폭시켜 반복적으로 짠 음식을 찾게 만드는 것이지요.　　●소금과의 전쟁　쉽게 ‘전쟁’이라는 극단적인 용어를 써서 나트륨 섭취량을 줄이자고 하지만, 쉬운 일이 아닙니다. 삼겹살에 등심·안심은 물론이고, 젖갈류와 김치, 깎두기 등 염장 저장식품이 없는 한식 식단은 상상하기 어렵습니다. 시중에서 먹는 양식도 사실은 햄, 베이컨에 스테이크까지 소금 범벅입니다. 중식이라고 다를까요? 싱거운 짬뽕과 짜장면을 만든다면 그 집은 아마 매출이 확 떨어져 곧 망할 지도 모릅니다. 　물론, 필자도 나트륨 섭취량을 줄이려고 노력하고는 있습니다. 하지만 이내 묵은 습관에 빠지고 맙니다. 소금을 적게 넣으면 금방 입맛으로 느껴져 ‘이집 음식이 왜 이래? 주방장 바뀌었나?’ 하는 생각이 들고, 조리된 음식에 간을 더해 먹기도 예사입니다. 그렇게 먹고 나면 으레 물을 켜지만, 맛있게 먹었다고 생각합니다. 어떤 중국음식점은 덜 짜게 하는 대신 음식을 너무 달게 만들기도 하더군요. 소금 피하려고 설탕을 먹게 하는 건 넌센스인데, 어떻게든 좀 덜 짜게 먹으려는 노력이라면 이해는 됩니다.　알아보니, 우리나라와 중국, 일본을 비롯한 동남아 벨트가 세계에서 나트륨 섭취량이 가장 많더군요. 음식을 소금으로 간해서 먹는 이른바 염장문화권이지요. 그러나 서양인들의 짠 맛 식성도 간단치 않습니다. 미주나 유럽에 가서 음식을 먹어보면 너무 짜서 ‘허걱’ 할 때가 종종 있습니다. 그들 역시 소금이라는 보존재를 이용해 음식을 보존하고 만들었으니 큰 틀에서 보면 우리와 별반 다르지 않습니다.　하지만, 그들이 우리와 크게 다른 점이 있습니다. 그들은 나트륨 과다 섭취의 폐해를 우리보다 먼저 간파하고, 이를 줄이기 위해 전방위적으로 노력하고 있고, 성과도 뚜렷하다는 점입니다. 　●부러운 핀란드의 성공 사례　김성권 교수를 통해 파악한 핀란드의 성공 사례는 좋은 귀감이 될 듯 합니다. 핀란드인들은 예전 바이킹의 후손들입니다. 생존을 위해 바다를 지배했고, 그래서 항해에 능숙한데, 항해를 위해서는 배의 식품창고에 상하지 않게 소금으로 간을 한 식품을 잔뜩 실고 떠나야 합니다. 그 나라 사람들 역시 우리처럼 짠 맛에 길들여지지 않을 수가 없었겠지요.　그러다보니 문제가 생길 수밖에 없었습니다. 1970년대의 핀란드 남성 중 심장질환으로 인한 사망자는 인구 10만명당 358명으로 세계에서 가장 많은 그룹에 속했습니다. 또 국민의 절반이 고혈압 환자였습니다. 이런 문제를 심각하게 인식한 핀란드 정부는 1970년대 중반부터 대대적인 나트륨 섭취량 줄이기에 나섭니다. 가공식품에 반드시 나트륨 함량을 표시하도록 했고, 국민들에게는 나트륨 함량이 무었을 의미하는 지를 지속적으로 설명하고 이해를 구했습니다. 그런 활동을 이제 막 시작한 우리보다는 30∼40년이나 빠른 셈이지요.　그 결과, 불과 40년 만에 그 나라 사람들의 나트륨 섭취량이 40%나 줄었습니다. 1979년 핀란드 성인 남성의 나트륨 섭취량은 5160mg이던 것이 2012년에는 3200mg으로, 여성은 4160mg에서 2400mg으로 줄었습니다. 　당연히 국민들의 건강지표도 개선됐습니다. 1970년대에 10만명 당 368명이던 심장질환 사망자수가 2012년에는 89명으로 떨어졌고, 153/92mmHg이던 여성들의 평균 혈압은 127/79mmHg로 좋아졌습니다. 이 수치를 국내 의사들이 봤다면 “위험한 상태입니다. 당장 투약을 하고, 식생활 개선과 운동을 실천해야 합니다”라고 했을 법한 상태에서 “걱정하지 않아도 좋습니다. 약은 필요없고, 더 이상 혈압이 오르지 않도록 주기적으로 관찰만 하면 되겠습니다” 하는 수준으로 바뀐 것이니 국민건강의 관점에서는 상전벽해라고 할만큼 성공을 거둔 것입니다.　우리는 이제 시작입니다. 많이 늦었지요. 이 단계에서 개개인의 나트륨 섭취량을 줄이라고 말하는 것은 자칫 중언부언이 될 것 같아 생략합니다. 대부분은 ‘그래야 한다’고 알고 있으니까요. 대신 아직도 미온적인 정부의 대처에 대해 지적을 하고자 합니다.　정부도 핀란드의 성공 사례를 잘 알고 있을 것입니다. 우리의 문제를 알고 난 뒤 수많은 해외 사례를 참고했을 테니까요. 그렇다면 정책의 1차적인 방향이 무엇이어야 하는 지도 당연히 꿰고 있을 것입니다.　필자나 주변의 많은 보통 사람들 사례가 증명하 듯 단순하게 국민들의 식탁만 겨냥해서는 되는 일이 아닙니다. 앞서 지적했듯이 일반인들이 섭취하는 과잉 나트륨의 상당량은 집밖에서 얻으니까요. 이를 입증하는 조사 결과도 많습니다.그렇다면 정책의 1차 타겟은 당연히 식품산업계와 음식점이 되어야 합니다.　지금처럼 기업의 요구대로 나트륨 함량을 표기만 하는 소극적인 방법에서 벗어나 품목별로 함유 기준치를 엄격하게 정해주는 건 어떨까요? 그 기준치 안에서 함유량의 과다를 업체 임의로 하도록 하되 소비자들이 함량을 보고 선택하도록 하자는 것이지요. 음식점도 마찬가지입니다. 그렇게 해야 정책의 효과가 확실하게 드러날 것입니다.　미국이 최근 유통되는 모든 가공식품에 중성지방 함량을 표기하도록 하자 의사 등 많은 전문가들이 당연하다면서도 실소를 금치 못했습니다. 그걸 이제야 알았느냐는 뜻이지요. 미국이 그걸 몰랐을 리가 없습니다. 단, 기업이 극구 반대를 하니 눈치를 보다가 뒤늦게 그렇게 하기로 한 것입니다.　짠 맛의 중독에서 벗어나려면 모든 정책이 실기를 해서도 안 되고, 권장에 그쳐서도 안 됩니다. 지금이 1950∼1960년대식 계몽만으로 되던 때가 아니거든요. 수많은 우리나라의 고혈압 환자와 콩팥병 환자, 그리고 심장질환자들이 사실은 미온적인 정책의 피해자일 수도 있고, 잠재적인 환자들도 많은데, 언제까지 기업 사정만 고려하고, 업소 민원만 고민할 것입니까.　또, 안정적인 저나트륨 사회가 되면 더 많은 국민들이 안심하고 식재료 사 쓰고, 밖에서 맘놓고 외식을 할테니 기업이나 음식점에 꼭 해가 되는 일만도 아닙니다. 국민 건강과 국가가 부담해야 하는 사회적 비용을 고려하면 그 길은 가지 않을 수 없는 외길이지요.　끝으로, 핀란드인들이 주식으로 삼는 호밀빵의 소금 함량의 변화를 살펴보겟습니다. 우리 정책입안자들이 참고할만 합니다.　1978년 이전의 호밀빵 염도는 2.0%가 넘었습니다. 그러나 정부가 식품산업계의 협조를 구해 본격적으로 소금 덜 먹기 운동을 편 결과, 1980년대에는 1.8%, 1990년대에는 1.5%로 떨어뜨리는데 성공했습니다. 핀란드에서는 지금 염도 0.7%의 초저염 호밀빵이 잘 팔리고 있으며, 무염빵도 많답니다. 그런 빵을 핀란드에서는 대부분 업소에서 만들어 공급합니다. 우리의 짜디 짠 밥상을 생각하면 꿈만 같은 일이지만, 엄연한 현실입니다.　jeshim@seoul.co.kr

쥐에 하루 9시간씩 2년간 실험 휴대전화를 많이 사용하면 전자파로 인해 암이 생길 수 있다는 생각은 지금까지 과학적 근거가 없는 속설로 취급됐다. 그러나 “그렇지 않을 수 있다”는 분석 결과가 최근 미국 정부기관이 실시한 대규모 연구에서 나왔다. 미국 보건복지부 산하 국립독성프로그램(NTP)은 지난 27일 생물학 분야 공개 학술 데이터베이스 ‘bioRxiv’에 “휴대전화 전자파에 노출된 수컷 쥐에게서 뇌종양과 심장종양이 발견됐다”는 예비 분석 결과를 발표했다. 연구진은 집쥐(rat)와 생쥐(mouse) 90마리를 성별로 나눠 유럽에서 사용하는 시분할다중접속(GSM)과 미국과 우리나라 등에서 쓰는 코드분할다중접속(CDMA) 방식을 적용한 900㎒(메가헤르츠)의 전자파에 각각 노출시켰다. 연구진은 생쥐는 10분 노출에 10분 휴식 방식으로 하루 9시간씩 2년 동안 실험했다. 그 결과 전자파에 노출된 일부 쥐에게서 뇌종양의 일종인 악성 신경아교종이 발생했고 심장에서는 신경초종이 발견됐다. 수컷 쥐의 경우 GSM 방식에 노출된 수컷과 CDMA 방식에 노출된 수컷 모두 동일하게 3.3%의 비율로 악성 뇌 신경아교종이 나타났다. 암컷 쥐에서는 각각 1.1%, 2.2%가 발병했다. 그러나 전자파에 노출되지 않은 쥐에게서는 종양이 확인되지 않았다. 또 GSM 방식에 노출된 수컷 쥐 중 2%에서 심장 신경초종이 발병했다. CDMA 방식에 노출된 수컷 쥐는 이보다 3배가 많은 6.6%에서 심장 신경초종이 발생한 것으로 확인됐다. 반면 암컷 쥐와 전자파에 노출되지 않은 생쥐에게서는 종양이 나타나지 않았다. NTP 차장이자 생물통계학자인 크리스토퍼 포티어 박사는 “이번 연구는 예비 연구 결과이기는 하지만 휴대전화의 안전성에 대해 주의를 환기시키기에는 충분하다”고 설명했다. 반면 일부 과학자는 “설치류를 대상으로 한 연구 결과를 사람에게 적용하는 데는 한계가 있고 수컷과 암컷의 발병 차이를 설명하지 못하는 등 정확한 생물학적 메커니즘이 제시되지 않았다”고 비판했다. 세계적인 과학저널 ‘사이언스’에 따르면 이번 연구의 최종 분석 보고서는 2017년에 발표될 예정인 것으로 알려졌다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　국내 연구진이 줄기세포를 이용한 방광암 치료 가능성을 동물실험으로 확인했다. 이홍준(사진) 중앙대병원 의생명연구원 교수, 지병훈 비뇨기과 교수팀은 ‘카르복실 에스터레이즈’(carboxyl esterase)라는 자살 유전자를 탑재한 인간 신경줄기세포를 활용해 새로운 방광암 치료제를 개발했다고 3일 밝혔다. 연구팀에 따르면 새로운 줄기세포 방광암 치료제를 방광암 세포를 가진 생쥐에 주사한 뒤 CPT-11(irinotecan)이라는 전구약을 투여한 결과, 방광암 종양이 83%까지 축소됐다. 　이 교수는 “CPT-11은 단일 제제로는 방광암 치료에 큰 효과가 없지만 신경줄기세포에서 카르복실 에스터레이즈(자살유전자)의 단백질이 분비되면, 이 단백질이 CPT-11을 항암제인 SN-38로 전환시킨다”며 “전환된 항암제는 방광암 세포를 공격해 사멸시키는 것으로 확인됐다”고 말했다. 또 “특히 줄기세포 배양 시 분비되는 자살유전자 단백질만으로도 항암효과가 탁월하고 안전성에도 문제가 없었다”며 “앞으로 방광암 치료에 있어 새로운 치료제로 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 덧붙였다. 이번 논문은 지난달 미국의 암 전문 국제학술지인 ‘분자암치료’(Molecular Cancer Therapeutics) 온라인판에 실렸다. 　방광암은 전체 남성 암 중에서 9번째로 많이 발생하는 암이다. 대부분의 방광암 환자들은 종양 세포가 근육까지 침투하지 않은 ‘비근침윤성 방광암’이다. 비근침윤성 방광암은 근침윤성 방광암과 비교해 치료와 예후는 좋지만 70% 정도가 재발을 경험하는 것으로 알려졌다. 　정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

요즘 아이들은 위생과 청결을 이유로 많은 항균제품을 사용하고 있음에도 아토피나 천식 등 알레르기성 질환을 앓는 비율이 점점 늘고 있다. 이 때문에 할아버지나 할머니들은 ‘옛날에는 흙을 집어 먹어도 건강하게 자랐는데’라는 말을 하곤 한다. 이른바 ‘청결의 역습’이다. 청결의 역습은 실험용 동물에도 적용된다는 연구결과가 나왔다. 미국 미네소타대 미생물학 및 면역학과, 보스턴 아동병원, 클리블랜드 케이스 웨스턴 리저브대 병리학과 공동연구팀은 생물학 및 의학연구실에서 실험용 생쥐를 이용해 개발한 신약물질이 정작 사람을 대상으로 한 임상시험을 통과하지 못하는 이유가 ‘지나치게 청결한 상태’이기 때문이라는 연구결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 20일자에 발표했다. 연구팀은 신약 개발 등에 활용되는 실험용 생쥐가 세균이 거의 없는 멸균상태에 가까운 청정환경에서 사육되고 실험되기 때문에 각종 오염물질에 노출된 사람에게는 맞지 않아 임상시험을 통과하지 못한다고 설명했다. 신약개발 성공률을 높이기 위해서는 엄격하게 통제된 실험실 환경에서 키운 생쥐가 아닌 사람과 비슷하게 일상적인 환경에서 자란 ‘더러운 생쥐’(dirty mice)를 활용하는 것이 필요하다는 것이다. 스티븐 제임슨 미네소타대 교수는 22일 “면역학을 비롯한 많은 생물학 연구과정에서 감염증 발생에 대한 새로운 개념을 정립해 각종 암이나 감염병 치료를 위한 신약, 백신 개발에 적용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2014년 10월 가수 신해철씨가 많은 팬의 안타까움을 뒤로한 채 숨을 거뒀다. 위장관유착박리 수술을 받고 발생한 복막염에 따른 패혈증 때문이었다. 신씨처럼 매년 전 세계에서 거의 2000만명이 패혈증으로 목숨을 잃고 있는 상황에 국내 연구진이 패혈증 치료 물질을 개발해 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 혈관연구단 고규영(카이스트 의과학대학원 교수) 단장팀은 혈관 손상을 막고 혈관을 강화해 패혈증을 치료할 수 있는 표적치료제 ‘앱타’를 개발했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 성과는 기초 및 임상의학 분야 국제학술지 ‘사이언스 중개의학’ 21일자에 실렸다. 세균·박테리아·바이러스 감염, 사고나 외상에 의한 조직 손상으로 발생하는 패혈증은 40~60%의 치사율을 보이는 무서운 질환이다. 그러나 지금까지 나온 치료제는 패혈증을 직접 대상으로 하는 것이 아니라 면역반응을 억제하거나 혈액응고를 막아 증상을 완화하는 수준에 머물러 왔다. 연구팀은 패혈증에 걸리면 혈관이 손상되고 결국 파괴된다는 데 착안, 혈관장벽인 ‘혈관내피세포’에 주목했다. 그 결과 패혈증에 걸리면 혈관내피세포의 지지력이 깨져 혈액과 염증세포가 혈관 밖으로 누출되면서 증상이 악화된다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 실험용 생쥐에 패혈증을 일으킨 뒤 3개 그룹으로 나눠 실험을 했다. 1개 그룹은 아무런 조치를 취하지 않고, 1개 그룹은 앱타만 투여했으며, 다른 그룹은 앱타와 항생제를 함께 투여했다. 80시간 뒤 아무 조치를 취하지 않은 그룹은 모두 사망했다. 앱타만 투여하면 생존율이 30% 정도로 높아졌고, 앱타와 항생제를 함께 투여하면 생존율이 70% 가까이로 늘어난다는 것을 확인했다. 고 단장은 “사람을 대상으로 한 임상시험만 통과하면 다양하게 활용될 수 있을 것”이라며 “메르스(중동호흡기증후군)나 에볼라 같은 신종 감염병으로 인한 사망도 결국 패혈증이 원인이 되는 만큼 앱타와 항생제를 병행 사용하면 감염병으로 인한 사망률이 획기적으로 낮아질 것으로 기대된다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

동물들의 소송/안토니 F 괴첼 지음/이덕임 옮김/알마/288쪽/1만 5000원 비폭력 평화운동의 상징인 마하트마 간디는 “동물을 어떻게 대하는지를 보면 그 나라의 도덕 수준을 알 수 있다”고 했다. 이 책은 세계에서 유일하게 ‘동물 변호사’라는 공식적인 명함을 갖고 활동한 저자가 쓴 동물들의 보호받을 권리에 관한 이야기다. 스위스에서 동물 변호사로 3년간 일한 저자는 총 10장에 걸쳐 이제는 가족과 친구를 대신할 만큼 친근한 이웃이 된 동물의 다양한 문제를 깊이 있게 다룬다. 저자는 왜 고양이는 무릎에 앉히고 생선은 프라이팬에 놓는지, 귀여운 개 종류 비글을 동물 실험 대상으로 사용하는 것에 반대하는 사람들조차 왜 생쥐는 실험 도구로 아무 생각 없이 사용하는지 등 관념적으로 사랑한다고 생각했던 동물에 대한 인간의 모순적인 태도를 지적한다. 이와 함께 역사와 사상에서 동물 존엄성에 대한 기준과 근거를 찾고 이들을 위한 법적 제도의 필요성을 제기한다. 트렌디한 아이템처럼 유행에 휩쓸리는 애완동물, 실험실과 서커스 무대로 무지막지하게 동원되는 개와 호랑이, 치료 수단으로 활용되는 돌고래와 말, 대량 사육되는 가축의 문제점 및 인간의 과도한 사랑 때문에 벌어지는 각종 사건, 사고에 대해 짚어본다. 저자는 “동물을 우리의 필요의 관점이 아닌 동등한 생명체라는 관점에서 마주 본다면 인간의 태도에 문제가 있다는 것을 금세 깨달을 수 있을 것”이라면서 “동물 보호를 위해서는 법적 조치도 시급하지만 무엇보다 우리 인간의 태도와 의식 전환이 이뤄져야 한다”고 강조한다. 이은주 기자 erin@seoul.co.kr

부산대 한의학전문대학원 하기태 교수팀은 한의학에서 다양한 부인과 질환에 처방돼 왔던 ‘작약’이 자궁의 착상력을 높여 불임과 난임을 치료하는 데 효과가 있다는 사실을 밝혀내고 자연과학 분야 국제학술지 ‘플로스 원’ 최신호에 발표했다. 연구진은 자궁내막의 수용력을 조절하는 ‘LIF’라는 물질을 증가시키는 약재들을 조사한 결과 함박꽃 뿌리인 작약이 가장 뛰어나다는 것을 발견했다. 하 교수는 “사람의 세포주와 생쥐실험으로 작약이 자궁내막 세포와 영양막 세포의 결합 가능성을 증가시켜 착상률을 높인다는 사실을 확인했다”고 말했다.

노령자들이 무서워하는 질병 중 하나가 치매다. 치매를 일으키는 원인은 다양하지만 그중에서도 알츠하이머는 전체 치매 원인의 50%를 차지하는 흔한 퇴행성 뇌 질환이다. 그동안 알츠하이머 치매는 ‘베타아밀로이드’라는 단백질 덩어리가 뇌에 축적돼 발생하는 것으로 알려져 왔지만 실제로는 ‘면역계의 오작동’이 원인일 수 있다는 주장이 제기됐다. 미국 하버드의대 보스턴아동병원 베스 스티븐스 교수와 샌프란시스코 캘리포니아대(UC샌프란시스코), 스탠퍼드대, 스탠리 정신의학연구소 공동연구팀은 “면역세포의 과잉 반응에 따른 신경세포의 급격한 감소가 알츠하이머 치매의 직접적인 원인”이라는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 1일자에 발표했다. 이번 연구에는 보스턴아동병원 소속 한국인 연구자 홍소연 박사가 제1저자로 이름을 올렸다. 연구팀은 알츠하이머 치료 후보 물질이 많이 나왔음에도 불구하고 99% 이상이 사람을 대상으로 한 임상시험에서 실패했다는 점에 주목하고, 알츠하이머 치매의 실제 원인이 베타아밀로이드의 축적이 아닌 다른 것일 수 있다는 점에 연구의 초점을 맞췄다. 연구진은 새로운 신경세포(시냅스)가 만들어질 수 있도록 망가진 신경세포를 제거하는 ‘C1q 단백질’과 뇌에 쌓인 노폐물을 먹어 치우는 ‘미세아교세포’가 치매 초기에 갑자기 늘어난다는 사실을 생쥐 실험을 통해 확인했다. 두 물질이 비정상적으로 늘어나면서 정상적인 신경세포까지 제거해 치매 증상이 나타난다는 설명이다. 스티븐스 교수는 “이번 연구는 알츠하이머 치매로 인한 인지능력 쇠퇴의 주요 원인이 기억에 관여하는 시냅스의 상실이라는 것을 밝혀냈다는 데 의미가 있다”며 “알츠하이머 치매의 초기 단계에서 무슨 일이 일어나는지에 대한 의학계의 오랜 궁금증을 풀어 주는 시작점이 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“추출 물질 ‘다이에콜’이 단서…비염·천식 등에도 효과 규명” 남해안과 제주도 해안에서 자라는 해조류인 ‘감태’를 이용해 부작용 없이 아토피 피부염을 치료하는 방법이 발견됐다. 미역과에 속하는 감태는 비타민C, 비타민A는 물론 항산화물질인 플로타닌 성분이 다량 포함돼 있어 불면증 치료, 콜레스테롤 저하, 기억력 증진, 니코틴 배출 등의 효능과 함께 체내 염증 억제에도 도움을 주는 것으로 알려진 해조류다. 가톨릭대 약대 이주영 교수와 한밭대 이봉호 교수 공동연구팀은 감태에서 추출한 ‘다이에콜’이라는 물질이 아토피와 알레르기성 피부염을 치료하는 데 탁월한 효과가 있다는 사실을 밝혀내고 피부과학 분야 국제학술지 ‘피부과학 연구’ 최신호에 발표했다. 연구팀은 아토피성 피부염이 나타날 때 ‘흉선 기질상 림포포이에틴’(TSLP)이라는 물질이 폭발적으로 늘어난다는 사실에 주목했다. TSLP가 증가하면서 과도한 면역 반응을 일으키고 결국 신체의 면역 균형을 무너뜨리면서 아토피를 유발한다는 것이다. 연구팀은 실험용 생쥐에게 집먼지 진드기와 DNCB라는 화학물질을 발라 사람의 아토피와 비슷한 증상이 나타나도록 한 다음 감태에서 추출한 다이에콜을 4주 동안 발랐다. 그 결과 피부가 붉게 변하는 홍반과 각질 현상이 현저하게 줄어들었고 혈청 속 TSLP의 수치도 정상으로 떨어지는 등 아토피가 치료됐다. 이 교수는 “이번 연구의 의미는 감태 속 다이에콜이 스테로이드 연고와 달리 부작용을 최소화하면서 TSLP를 억제해 아토피성 피부염은 물론 비염, 천식 등 다른 알레르기성 질환 치료에도 효과가 있음을 규명한 것”이라고 설명했다. 그는 “치료제로 상용화되기 위해서는 임상시험 등을 거쳐야 하기 때문에 시간이 걸릴 것으로 보인다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

장기간 스트레스를 받아도 우울증에 걸리지 않게 하는 유전자가 발견됐다. 일본 야마구치대 와타나베 요시후미 교수 등이 참여한 연구진이 특정한 유전자를 뇌에서 활성화시킨 쥐를 대상으로 실험한 결과, 장기간 스트레스를 줘도 실험 쥐가 우울증에 걸리지 않다는 것을 확인했다고 국제 학술지 ‘생물정신의학저널’(Journal Biological Psychiatry) 최신호(3월23일자)에 발표했다. ‘SIRT1’으로 명명된 이 유전자는 노화 세포의 사멸을 억제해 장수 효과가 있는 것으로 알려진 단백질 탈아세틸화효소 ‘시르투인’을 만들어내는 장수 유전자로 알려져 있다. 연구팀은 기존 연구를 통해 우울증 환자의 말초 백혈구에 있는 SIRT1 유전자의 발현량이 감소하고 있는 것을 밝혀냈다. 또 다른 연구팀이 우울증 환자에 관한 대규모 유전자 분석을 한 연구에서도 SIRT1 유전자는 우울증과 강력한 연관성이 있는 것이 시사됐다. 하지만 SIRT1의 발현 기능에 이상이 생긴 것과 스트레스 유발성 우울증의 인과관계는 지금까지 밝혀지지 않았다. 이에 대해 이번 연구팀은 유전적 배경이 다른 연구용 검은 생쥐(C57BL/6, 이하 B6)와 알비노 생쥐(BALB/c, 이하 BALB)에 만성 스트레스를 6주 간 부여하고 우울 및 불안 행동을 측정하는 사교성 시험을 시행했다.　그 결과, 알비노 쥐는 상대 쥐와의 접촉을 싫어하는 등 불안과 우울형 행동이 늘어난 것으로 나타났다. 하지만 검은 쥐는 불안과 우울형 행동의 증가가 보이지 않았다. 따라서 이런 두 쥐의 뇌에서 어떤 차이가 있는지 조사한 결과, 스트레스에 약한 알비노 쥐의 해마에서 SIRT1 양이 감소했다. 반면 스트레스에 강한 검은 쥐의 해마에서는 SIRT1 양이 변화하지 않은 것으로 나타났다. 또한 알비노 쥐의 해마에 ‘야생형’(wt·돌연변이형에 대해 정상형을 의미)의 SIRT1과 활성을 저해하는 ‘우성 음성’(Dominant negative)형의 SIRT1을 각각 과잉 발현시켰다. 그 결과, 우성 음성형 SIRT1을 과다 발현시킨 쥐는 불안과 우울형 행동의 증가가 관찰됐으나 야생형 SIRT1을 과다 발현시킨 알비노 쥐는 만성 스트레스를 받은 뒤 불안과 우울형 행동이 사라졌다. 또한 SIRT1 억제제와 활성화제를 알비노 쥐의 해마에 각각 투여한 뒤 행동을 평가한 결과 억제제를 투여한 쥐는 불안과 우울형 행동이 증가했지만, 활성화제를 투여한 쥐에 만성 스트레스를 준 경우는 대조군에서 인정된 불안과 우울형 행동의 증가가 사라졌다. 이 결과에 따라 SIRT1의 기능을 높이는 약물이 스트레스 저항성을 유도하는 것으로 볼 수 있다고 한다. 이에 대해 연구팀은 앞으로 SIRT1 유전자를 대상으로 하는 새로운 항우울제를 개발할 수 있을 것으로 기대한다고 설명했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

소의 간, 생선, 콩, 밤, 은행, 잣, 호두. 이 음식들의 공통점은 비타민B3가 풍부하다는 점이다. 비타민B3가 노화를 늦추고 노화 관련 질병도 막아 준다는 연구결과가 나왔다. 포르투갈 리스본대 분자의학연구소, 스페인 국립암연구센터, 마드리드 고등과학연구소, 프랑스 몽펠리에대 공동연구팀은 G6PD라는 생체 효소가 세포의 항산화 반응을 조절하는 NADPH란 물질을 만들어내는 데 핵심적 역할을 하며, 이 효소는 비타민B3에 의해 유도된다는 사실을 규명했다. 이번 연구성과는 자연과학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 15일자에 발표됐다. ‘나이아신’으로도 불리는 비타민B3는 신경 전달물질을 만들어내고 피부 수분을 유지시키며 혈관을 확장시켜 혈중 콜레스테롤 수치를 저하시키는 등 노화 억제에 관여하는 영양소다. 비타민B3가 부족할 경우 피부염, 식욕부진, 구내염 등이 생기며 심할 경우 위염, 고지혈증, 불면증, 우울증, 기억상실증, 치매 등이 나타나기도 한다. 연구진은 유전자 편집으로 G6PD 효소를 더 많이 갖는 생쥐를 만들었는데, 이 생쥐는 일반 생쥐보다 뇌 기능 및 근육량의 감소와 혈관벽 노화 등이 천천히 진행되고 수명도 14%나 더 길었다. 연구팀은 일반 생쥐들도 두 그룹으로 나눠 한 그룹에는 비타민B3가 풍부한 음식을 제공하고 다른 그룹에게는 일반식을 먹이는 실험을 했다. 그 결과 비타민B3가 많은 음식을 먹은 생쥐들이 그렇지 않은 생쥐들보다 세포 노화가 천천히 진행되고 당뇨나 고혈압 같은 노화 관련 질병도 늦게 나타난다는 사실이 확인됐다. 특히 G6PD를 많이 갖고 있는 생쥐나 비타민B3를 장기간 섭취한 생쥐들은 일반 생쥐들에 비해 암 발생률도 낮은 것으로 나타났다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

암 환자들은 암 조직을 떼어 내는 외과 수술 외에 방사선과 화학적 항암 치료 등을 이용해 치료를 받는다. 최근에는 암 조직만을 목표로 하는 표적 항암 치료제 사용이 늘고 있지만 여전히 화학적 항암제를 많이 쓰고 있다. 문제는 화학 항암제는 암 조직뿐만 아니라 정상 조직까지 공격해 위장 장애, 탈모, 골수 파괴로 인한 빈혈 등의 부작용이 발생한다는 것이다. 특히 항암제로 인한 탈모는 항암 치료 환자 약 65%에서 나타나는 일반적인 부작용인데도 구체적인 메커니즘은 아직 밝혀지지 않은 상태다. 서울대 의대 피부과 권오상 교수팀은 항암제가 사람의 모낭에 어떤 영향을 미치는지에 대한 항암제 원인 탈모 메커니즘을 최초로 규명하는 데 성공했다. 이번 연구 성과는 피부과학 분야 국제학술지 ‘피부과학 탐구’ 3월호 표지 논문으로 실렸다. 지금까지 항암제로 인한 탈모 연구는 모낭을 실험용 접시에 배양하는 방식으로 이뤄져 실질적인 인체 내 반응과 메커니즘을 밝혀내는 데 한계가 있었다. 또 사람을 대상으로 한 실험은 치료 중인 환자를 대상으로 해야 한다는 윤리적 문제에 부딪혔다. 권 교수팀은 우선 유전자 변형을 통해 사람의 모낭을 이식하더라도 면역 거부 반응을 일으키지 않는 면역 결핍 생쥐를 만들었다. 연구팀은 이 생쥐에게 모낭을 이식해 머리카락이 자라도록 한 뒤 항암제를 주사해 모낭이 어떻게 변하는지 생체 내 반응을 관찰했다. 연구진은 탈모증을 일으키는 대표적인 항암제이자 면역억제제인 ‘사이클로포스파마이드’를 사용했다. 그 결과 권 교수는 항암제 용량에 따라 모낭의 생장, 회복, 퇴행기 등 모낭 주기가 변한다는 사실을 밝혀냈으며 기존에 알려진 것과 달리 항암 화학 치료를 받더라도 모낭줄기세포는 영향을 받지 않는다는 것도 확인했다. 연구진은 모낭줄기세포의 활성도를 높이는 방법과 항암제로 인한 영구 탈모 현상의 메커니즘을 찾기 위한 추가 연구를 진행 중이다. 권 교수는 20일 “항암 치료를 하더라도 모낭줄기세포는 보존된다는 사실을 규명해 암 환자의 큰 고민 중 하나인 탈모 현상뿐 아니라 일반인의 탈모 현상도 해결할 수 있는 단초를 마련했다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아빠와 엄마가 단것을 좋아하고 기름진 음식을 즐겨 먹는다면 이런 식습관이 아이에게 고스란히 전달돼 비만과 당뇨를 쉽게 일으킬 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 독일 헬름홀츠연구회 소속 실험유전학연구소와 계산생물학연구소 공동연구팀은 “부모가 햄버거나 피자같이 열량은 높지만 영양가는 낮은 음식을 즐겨 먹는다면 그 식습관이 정자와 난자를 통해 아이에게 전달될 수 있다”는 연구 결과를 유전학 분야 국제학술지 ‘네이처 지네틱스’ 14일자에 발표했다. 연구팀은 유전적으로 동일한 생쥐를 3개 그룹으로 나눠 6주 동안 각각 고지방식, 저지방식, 표준식단으로 먹이를 줬다. 예상대로 고지방식을 섭취한 생쥐들은 비만과 당뇨 현상이 나타났다. 연구진은 각 그룹에서 각각 난자와 정자를 채취해 인공수정을 시킨 다음 정상적인 대리모 생쥐에게 착상시켰다. 이렇게 태어난 새끼 생쥐들이 성장한 후 고지방식을 먹였는데, 비만인 부모에게서 태어난 새끼가 저지방식이나 표준식단을 먹은 부모에게서 태어난 새끼보다 체중 증가 속도가 더 빠르고 당뇨도 쉽게 나타난 것을 확인했다. 연구진은 뚱뚱한 부모에게서 태어난 암컷 새끼는 비만 가능성이 높고 수컷 새끼는 당뇨 가능성이 높다는 것도 발견했다. 또 아버지 식생활보다 어머니의 식단에 더 큰 영향을 받는다는 것도 밝혀냈다. 실험유전학연구소 요하네스 베커 박사는 “고지방식을 섭취한 생쥐에게서 나온 난자와 정자가 만날 경우 새끼의 비만과 당뇨 가능성이 현저하게 커지는 것을 보여주고 있다”며 “비만 부모에게서 태어난 새끼가 정상적인 식단에 노출됐을 때도 체중이 증가하는지에 대한 연구를 진행할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“난치병 치료에 서광이 비치게 됐다”는 식의 반가운 국내외 연구 결과를 자주 접하지만 임상시험을 거쳐 실제 치료제로 완성되는 경우는 극히 드물다. 신약 개발까지 시간이 오래 걸려서 그런 경우도 있지만 상당수는 동물실험 결과가 사람에겐 잘 적용되지 않는 탓이다. 이는 통상 많이 이뤄지는 생쥐를 이용한 실험의 한계 때문이라는 주장이 나왔다. 미국 예일대 캐럴라인 차이스 박사와 미국 존스홉킨스대 코리 브레이턴 박사는 지난 9~11일 영국 생물의학연구소인 ‘웰컴트러스트’가 주최한 생물학 콘퍼런스에서 이런 연구 결과를 발표했다. 연구팀은 생쥐의 경우 먹이나 잠자리, 조명 등 미세한 변화에 민감하기 때문에 환경조건이 다른 실험실에서 똑같은 실험을 하더라도 다른 결과가 나타날 수 있다고 밝혔다. 특히 먹이는 생쥐 실험 결과에 큰 영향을 미친다고 덧붙였다. 브레이턴 박사는 “많은 연구자가 실험용 생쥐를 키우면서 먹이에 신경을 쓰지 않는데 이는 실험 실패의 중요한 원인이 될 수 있다”고 밝혔다. 그는 “실험용 생쥐의 먹이를 제공하는 업체에 따라 특정 먹이에는 에스트로겐과 내분비교란물질(환경호르몬)이 포함돼 있을 수 있는데 이런 먹이를 먹은 생쥐로 암 연구를 할 경우 결과가 왜곡될 수 있다”고 설명했다. 이어 “생쥐의 먹이를 통제해 모든 연구실의 연구 결과를 표준화할 수 있는 방법을 찾아야 할 것”이라고 강조했다. 야행성인 생쥐의 하루 생체리듬과 공기 상태, 스트레스 정도, 식수의 산도(pH), 장내 미생물 등도 실험 결과를 바꿀 수 있는 것으로 나타났다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 암의 발생과 전이에 관여하는 단백질을 조절하는 방법을 발견했다. 서울대 생명과학부 백성희 중견석좌교수팀은 14일 암을 발생시키고 다른 기관으로 전이하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 단백질 ‘HIF1’을 조절하는 방법을 발견했다고 밝혔다. HIF1 단백질은 암세포가 혈관을 만들어 산소를 쉽게 공급받을 수 있도록 해 빠르게 분열하고 성장하게 만드는 대표적인 암 유발 물질이다. 이번 연구 성과는 자연과학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 온라인판 최신호에 실렸다. 연구팀은 생쥐 실험을 통해 HIF1 단백질에 ‘메틸화(化)’라는 생체 화학반응이 일어나면 단백질이 분해돼 암 발생과 전이가 억제되지만 메틸화가 일어나지 않으면 종양의 크기가 커지고 암세포 주변의 혈관도 더 많이 만들어져 다른 조직으로 쉽게 전이된다는 사실을 확인했다. 연구진은 ‘LSD1’이라는 생체 화학물질도 처음 발견했다. 이 물질이 HIF1 단백질에 결합되면 단백질 분해를 방해해 암의 발달과 전이를 촉진시킨다는 사실을 밝혀냈다. 실제로 유방암이나 전립선암 환자로부터 추출한 암세포에는 일반인과 달리 HIF1 단백질에 돌연변이가 발생해 있고 LSD1도 많이 붙어 있는 것이 관찰됐다. 백 교수는 “이번 연구 결과를 바탕으로 LSD1을 억제하는 약물을 개발한다면 암세포 증가는 물론 전이까지도 억제할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　나이가 들면 젊었을 때와 달리 머리카락 굵기가 가늘어지고 더 많이 빠지기도 한다. 상식적이고 경험적인 현상이지만 의외로 그 원인은 베일에 가려져 있었다. 미국과 일본 과학자들이 노화성 탈모의 메커니즘을 처음으로 규명했다.　세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 5일자에는 일본 도쿄대 의대·가나자와대 암연구소, 미국 뉴욕대 의대, 네덜란드 에라스뮈스의대 암유전센터 등 저명한 기관들로 구성된 공동연구팀이 노화성 탈모의 원인을 새롭게 규명한 논문이 실렸다. 　모낭은 털을 만드는 피부기관으로 성장기, 퇴행기, 휴지기를 거쳐 오래된 털은 빠지고 새로운 털이 나도록 한다. 특히 모낭 내 줄기세포(HFSC)는 털을 새로 만들어 내는 핵심적 역할을 한다.　연구팀은 생쥐를 이용한 실험을 통해 나이가 들면 모낭줄기세포의 재생 능력이 떨어져 새로운 털을 만들어 내지 못해 젊을 때보다 털이 더 많이 빠지고 털의 굵기도 가늘어진다는 것을 밝혀냈다. 연구팀이 다양한 연령대의 생쥐를 비교해 본 결과 생후 8주 된 젊은 쥐나 12개월 된 중년기의 생쥐는 탈모가 많지 않지만 노년기로 접어드는 18개월부터 탈모가 시작돼 24개월, 30개월이 되면 급속히 털이 빠져 다시 나지 않는 것으로 나타났다.　특히 ‘콜라겐17’(COL17A1/BP180)이란 단백질이 모낭줄기세포 유지에 중요한 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. 콜라겐17이 줄어들면 모낭이 퇴화되고 모낭 숫자가 줄어들면서 탈모가 진행된다는 것이다.　히로유키 마쓰무라 도쿄대 교수는 “콜라겐17이 줄고 모낭이 퇴화되는 것은 노화로 인한 자연스러운 현상이지만 콜라겐17의 퇴화 속도를 늦추는 방법을 찾는다면 노화성 탈모도 막을 수 있을 것”이라고 설명했다.유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr