기억은 사람이나 동물이 경험한 바를 특정 형태로 저장했다가 필요할 때 재생하거나 재구성하는 현상이다. 외부 자극에 오래전 겪은 일을 떠올릴 수 있는 것도 ‘기억’ 덕이다. 그런데 어떤 사실은 물론 사물이나 사람의 이름을 떠올리지 못하거나 과거 경험을 재생하기 힘든 상태를 겪는 경우가 있다. ‘기억 장애’ 탓이다. 치매는 나이가 들면서 나타나는 대표적인 기억 장애 현상이다. 치매 원인의 약 70% 이상을 차지하는 것이 알츠하이머인데 발병 메커니즘이 명확히 밝혀지지 않아 치료법이나 예방법도 없다. 이런 상황에서 콜롬비아, 미국, 독일 3개국 공동 연구팀은 알츠하이머를 예방할 뿐만 아니라 스스로 회복할 수 있는 유전적 변이를 발견했다고 17일 밝혔다. 연구에는 콜롬비아 안티오키아대 의대, 미국 하버드대 의대, 매사추세츠 종합병원, 로스앤젤레스아동병원, 캘리포니아 샌타바버라대(UCSB), 서던캘리포니아대 의대, 브리검여성병원, 애리조나주립대, 애리조나대, 응용유전체학연구소, 독일 함부르크에펜도르프 대학병원 연구자들이 참여했다. 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘네이처 메디신’ 5월 16일자에 실렸다. 연구팀은 파이사 돌연변이라고 불리는 ‘프레세닐린-1-E280A’ 변이유전자로 생기는 유전성 알츠하이머(ADAD)로 고통받는 가문을 분석했다. ADAD는 콜롬비아의 특정 지역에서 주로 발견되는 것으로 알려져 있다. 파이사 돌연변이를 가진 사람은 44세에 경도 인지 장애가 시작돼 49세에 알츠하이머 치매를 앓게 되고 60대에는 대부분 치매 합병증으로 사망한다.연구팀은 파이사 돌연변이를 가진 대가족 구성원 모두를 대상으로 정밀 뇌신경 영상을 촬영하고 유전자 검사를 했다. 연구팀은 검진 결과와 생활 환경 조사를 종합해 ‘대규모 콜롬비아-보스턴 바이오마커’(COLBOS) 데이터베이스를 구축했다. 이 데이터베이스를 바탕으로 지난 30년 동안 대가족을 추적 조사하고 있다. 장기 연구 중 2019년에 70대까지 알츠하이머를 겪지 않은 여성을 발견했다. 또 파이사 돌연변이를 가지고 있지만 67세까지 인지능력을 온전하게 유지했다가 72세에 경증 치매가 시작됐으나 중증으로 진행되지 않고 74세에 사망한 남성을 이번에 새로 발견한 것이다. 앞서 파이사 돌연변이를 갖고 있는데도 알츠하이머에 걸리지 않은 여성은 희귀한 ‘크라이스트처치 유전자 변이’ 2개를 가진 것으로 나타났다. 이번에 발견된 남성은 크라이스트처치 단백질 변이는 없었지만 지금까지 발견되지 않은 새로운 변이체를 가진 것으로 조사됐다. 연구팀은 이번에 발견된 새로운 알츠하이머 차단 물질을 ‘릴린-콜보스 변이체’로 이름 붙였다. 연구팀은 생쥐와 인간 세포 실험을 통해 릴린-콜보스 변이체가 알츠하이머 진행을 차단하는 것을 확인했다. 연구진이 남성 사례에 특히 주목한 이유는 지금까지 알츠하이머 유발 핵심 원인으로 알려진 아밀로이드 베타 단백질 수치가 높고 뇌 일부에 타우 단백질까지 엉겨 있었음에도 중증 알츠하이머가 발생하지 않았기 때문이다. 남성의 뇌를 정밀 분석한 결과 기억과 학습에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 ‘내후각피질’이라는 부위에서 타우 단백질 엉킴이 거의 없었던 것으로 나타났다. 연구팀이 발견한 릴린-콜보스 변이체도 바로 내후각피질 부위에서 찾아냈다. 연구를 이끈 조지프 아르볼레다 벨라스케스 미국 하버드대 의대 교수는 “이번 연구는 알츠하이머 예방과 치료제 개발에 새로운 전략을 세우는 데 도움을 줄 것”이라고 기대했다.

국내 연구진이 RNA 유전자 가위로 코로나19의 핵심 부위를 제거해 바이러스 증식을 억제하는 기술을 개발해 화제가 되고 있다. 카이스트 생명과학과, 전북대 인수공통전염병연구소 공동 연구팀은 RNA 유전자 가위로 코로나19 바이러스 유전체 내 특정 부위를 잘라내 바이러스 증식을 완벽하게 차단할 수 있는 방법을 찾아냈다고 1일 밝혔다. 또 동물실험을 통해 이 방법으로 코로나19 치료 효과까지 입증한 것으로 알려졌다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘분자 치료’(Molecular Therapy)에 실렸다. 2019년 연말에 등장한 코로나19 바이러스는 지난 3년 동안 끊임없이 변이 바이러스를 만들어 인류를 괴롭혀 왔다. 최근에도 눈병을 동반한 변이 코로나19 바이러스가 확산세를 보인다. 이 때문에 많은 연구자가 신종, 변종 코로나바이러스 출현을 대비하기 위한 범용 코로나바이러스 감염병 치료제 개발에 나서고 있다. 코로나19 바이러스는 RNA 기반 바이러스다 보니 변이가 많고 세포 내 감염 후 빠른 속도로 바이러스 단백질을 복제하고 증식해 숙주 세포 기능을 완전히 망가뜨린다. 연구팀은 RNA 유전자 가위로 코로나바이러스 내 유전자 발현 조절 중추 역할을 하는 ‘슈도낫’이라는 단백질 부위를 잘라내면 99.9%로 바이러스 증식을 억제할 수 있다는 사실을 확인했다. 슈도낫 부위는 코로나19는 물론 메르스 바이러스 유전체 내에서도 나타났으며 코로나19의 다양한 변이체에서도 같은 염기서열을 갖고 증식에 중요한 역할을 하는 부위라는 것도 파악했다. 이번 기술은 mRNA 기반으로 유전자 치료제를 전달하는 방식이기 때문에 DNA 기반 유전자 치료제보다 전달 효율이 높고 치료제 효과가 나타나는 시간도 빠르다. 실제로 동물실험을 통해 감염 세포에는 2시간 이내, 감염 동물에는 6시간 이내에 RNA 유전자 가위 기술 발현을 끌어낼 수 있다. 코로나19에 감염된 생쥐에게 이번 RNA 유전자 가위 기반 치료제를 투여하는 순간 빠르게 코로나19가 치료되는 것을 확인했다. 연구를 이끈 허원도 카이스트 교수는 “이번 연구 결과는 바이러스 유전체 중 단백질 구성 유전자가 아닌 단백질 발현을 조절하는 유전자를 대상으로 했다는 점과 해당 부위를 공격하면 바이러스 증식 억제 효율이 더 뛰어나다는 것을 보여줬다는 데 의미가 크다”라며 “이번 기술을 기반으로 mRNA 치료제를 개발해 미래에 출현할 바이러스 감염병에도 신속하게 대응할 수 있도록 할 것”이라고 말했다.

도시 괴담 중에 어떤 젊은 사람이 실수로 혼자 외딴곳에 있는 어두운 창고에 갇혔는데 다음 날 사람들이 발견했을 때 불과 몇 시간 만에 머리카락이 하얗게 세고 파삭 늙어버렸다는 이야기가 있다. 괴담이니까 가능한 이야기겠지만 실제로 며칠 동안 벼락치기 밤샘 공부나 잦은 야근을 하고 난 뒤 거울을 보곤 깜짝 놀랄 때가 있다. 며칠 사이에 몇 년은 늙어버린 듯한 느낌을 받기 때문이다. 생명과학자와 의학자들이 생물학적 노화의 근본적 원인을 찾고 노화의 시간을 되돌릴 수 있는 방법을 찾아 주목받고 있다. 미국, 헝가리, 스웨덴 3개국 14개 연구 기관 연구자가 참여한 국제 공동 연구팀은 생물학적 나이는 다양한 형태의 스트레스에 대한 반응으로 급격하게 증가할 수 있으며 스트레스에서 회복된다면 다시 줄어들 수 있다고 밝혔다. 이 같은 후성유전학적 노화 시계의 변동은 며칠 또는 몇 달의 비교적 짧은 기간에 발생할 수 있는 것으로도 확인됐다. 이번 연구에는 미국 하버드대 의대, 브리검여성병원, 듀크대 의대, 듀크 분자생리학 연구소, MIT-하버드 브로드 연구소, 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA), 샌디에이고 알토스연구소, 헝가리 컴퓨터과학·통제 연구소, 스웨덴 카롤린스카 의학연구소, 카롤린스카 의학연구소 부설 환경의학 연구소, 스톡홀름 직업·환경의학 연구센터 과학자들이 참여했다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 메타볼리즘’ 4월 22일자에 실렸다. 지금까지 유기체의 생물학적 나이는 생애 과정에서 꾸준히 증가하는 것이 통설이었다. 최근 들어 동물과 인간을 대상으로 한 연구에서 생물학적 나이가 질병, 약물 치료, 생활 습관, 환경 등 요인에 영향을 받을 수 있다는 증거들이 늘고 있다. 게다가 생물학적 연령의 단기 변동 가능성도 꾸준히 제기돼 왔지만 변동 요인과 가역성 가능성에 대해서는 명확히 밝혀진 바 없었다. 연구팀은 각각 생후 3개월과 생후 20개월의 생쥐에게 다양한 스트레스 자극을 가하고 생체 나이를 측정했다. 또 둘을 외과적으로 한 몸으로 결합했다가 다시 분리하는 실험도 했다. 그 결과 노화된 생쥐의 혈액에 노출될 경우 어린 생쥐의 나이가 급격히 증가한다는 사실이 확인됐다. 또 다양한 스트레스에 노출될 경우 짧은 시간 동안 생물학적 나이가 증가할 수 있음을 확인했다. 그렇지만 외과적으로 하나로 결합했다가 다시 분리하면 어린 생쥐는 다시 생물학적 나이를 회복하는 것도 관찰됐다. 스트레스로 인해 생물학적 나이가 증가한 경우도 스트레스 요인이 사라지면 다시 원상복구 되는 것이 확인됐다. 연구팀은 사람의 경우 큰 수술을 받거나 임신, 코로나19 같은 중증 감염병에 걸릴 경우 생물학적 나이가 빨라진다고 설명했다. 외상환자들은 응급 수술 후 생체 나이가 급격히 증가한다고 덧붙였다. 극심한 스트레스를 받을 경우 쉽게 병에 걸리거나 사망 가능성을 높이는 것도 생물학적 연령 증가와 관련이 있다고 연구팀은 설명했다. 연구를 주도한 바딤 글래디세프 하버드대 의대 교수는 “생체 나이가 어느 정도 가변적일 것이라는 사실은 인정되고 있지만 그런 변화를 유발하는 요인은 여전히 알려지지 않았다”라며 “이번 연구는 생물학적 나이의 가변성 요인을 밝혀냄으로써 단방향으로 증가한다는 오랜 개념을 확실히 반박하는 것”이라고 말했다.

18세기 프랑스 법률가였던 장 앙텔름 브리야사바랭은 미식가로도 유명했다. 말년에 쓴 ‘미식 예찬’이라는 책에서 “당신이 무엇을 먹는지 말해 보라, 그러면 나는 당신이 누군지 말할 수 있다”라는 유명한 말을 남겼다. 당시에는 단순히 미식 차원에서 한 말이겠지만 현대 과학의 관점으로 보더라도 브리야사바랭의 말은 근거가 있다. 면역체계나 장내 미생물에 따라 선호하는 음식이 달라지고 그 사람의 건강을 파악할 수 있기 때문이다. 따뜻한 기운이 느껴지는 봄이 되면 많은 사람이 맛있는 음식을 찾아 나선다. 다른 사람이 아무리 맛있다고 하더라도 장내 미생물의 영향으로 내 입맛에 맞지 않으면 맛없는 음식일 수밖에 없다. 음식 선호와 건강에 큰 영향을 미치는 장내 미생물에 관한 새로운 연구 결과들이 잇따라 나와 주목받고 있다. 덴마크 코펜하겐대 보건·의학부 연구진을 중심으로 한 프랑스, 스웨덴, 벨기에, 독일, 핀란드, 영국 등 7개국 19개 연구 기관이 참여한 국제 공동 연구팀은 신경성 식욕부진, 흔히 거식증이라고 부르는 섭식 장애가 장내 미생물과 장내 미생물이 만드는 대사 산물과 관련이 있다고 19일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 미생물학’ 4월 18일자에 실렸다. 소장과 대장에 있는 장내 미생물은 식욕 조절은 물론 뇌에도 영향을 미치는 생리활성 대사산물을 만들어 내는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 덴마크 건강 코호트에서 거식증을 앓고 있는 여성 77명과 건강한 일반 여성 70명을 골라 장내 미생물을 비교했다. 그 결과 거식증 환자의 장내 미생물은 일반인과 비교하면 뇌 기능과 기분에 영향을 미치는 화학물질을 빠르게 분해하고 포만감을 유도하는 것으로 알려진 대사물질을 많이 분비하는 것으로 나타났다. 또 연구팀은 거식증 환자의 장내 미생물을 정상 생쥐에게 이식하는 실험을 한 결과 거식증 환자에게서 나타나는 증상이 그대로 드러나는 것도 확인했다. 그런가 하면 우주 시대를 맞아 장내 미생물이 우주인의 건강에도 중요한 역할을 한다는 연구 결과가 나왔다. 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 치의대, 하버드대 치대 포사이스 연구소를 중심으로 한 미국 17개 연구 기관 연구진이 참여한 공동 연구팀은 우주 공간처럼 거의 중력이 없는 미세 중력 상황에서는 장내 미생물 군집이 변화해 골밀도와 근육 감소에 영향을 미친다는 것을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 생명 과학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 4월 20일자에 발표됐다. 2016년 12월 과학 저널 ‘사이언스’는 우주여행의 다섯 가지 걸림돌을 제시했는데 그중 하나가 미세중력이다. 미세중력은 우주인의 뼈와 근육을 약화해 각종 디스크 질환을 일으키고 시신경과 안압에도 영향을 미쳐 시력 약화를 가져온다. 연구팀은 미세중력에 장기간 노출되면 장내 미생물 군집이 어떻게 변하는지, 골밀도에는 어떤 영향을 미치는지 조사하기 위해 생쥐 20마리를 국제우주정거장(ISS)에 올려 보냈다. 10마리는 4.5주 후 지구로 돌아왔고 나머지 10마리는 9주 동안 우주에 머문 뒤 귀환했다. 연구팀은 발사 전, ISS 거주 중, 지구 귀환 직후, 귀환 후 일정 시간이 지난 뒤 장내 미생물 군집을 조사했다. 그 결과 장내 미생물의 군집이 지상에 있을 때와 달리 더 많아지고 복잡해진 것으로 확인됐다. 그렇지만 유익한 세균들은 오히려 줄어들고 뼈와 근육을 약화하는 데 영향을 미친 것으로 분석됐다.

독일 쾰른대병원 분자 의학 연구센터, 노화 질환 연구센터 공동 연구팀은 낮은 온도가 동물의 수명을 연장하고 노화 관련 단백질의 오류를 차단한다고 5일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 노화’ 4월 4일자에 실렸다. 파리나 생쥐 같은 동물의 경우 체온을 어느 정도 낮추면 수명이 길어진다는 연구 결과가 있었다. 그러나 낮은 체온이 어떻게 수명을 늘리는지는 정확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 36~37도에서 사는 기생충을 낮은 온도(15도)에 노출한 뒤 잘못된 단백질을 제거하는 ‘프로테아좀’이라는 물질의 활성을 관찰했다. 그 결과 적당한 저체온 상태에서는 프로테아좀이 활성화돼 노화 관련 질환 유전자의 발현을 억제한다는 사실을 확인했다. 연구팀은 인간 세포를 이용한 실험에서도 저체온 상태에서 프로테아좀의 활동이 활발해져 질병과 노화에 관련된 단백질이 억제된다는 점을 발견했다.

국내 연구진이 한국 전통 자생식물 개느삼 추출물이 관절염 같은 염증 치료에 효과가 뛰어나다는 사실을 밝혀냈다. 한국기초과학지원연구원 춘천센터, 국립수목원 공동 연구팀은 개느삼 뿌리 추출물이 염증 억제·치료 효과가 뛰어나다는 사실을 세포 및 동물실험을 통해 규명했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 대체의학 분야 국제학술지 ‘민족의학 회지’에 실렸다. 염증은 외부에서 침투한 물질을 막아내 우리 몸을 보호하는 기능도 있지만 증상이 심해지거나 만성염증이 될 경우 혈관을 따라 곳곳을 이동하며 신체를 손상시킨다. 세포 노화와 변형은 물론 면역계 교란으로 암이나 심뇌혈관질환, 관절염, 염증성 장질환 등 자가면역질환 원인이 되기도 한다. 이에 연구팀은 북한 함경도, 평안도와 남한 강원도 북부 지역에서 서식하는 한국 고유의 자생특산식물인 개느삼이 오랫 동안 민간에서 진통, 소염, 해독, 타박상, 어혈 치료에 쓰였다는 점에 착안했다. 강원 양구군 한전리와 임당리에 있는 개느삼 서식지는 천연기념물 372호로 지정돼 보호받고 있다.연구팀은 개느삼의 항염기능 입증을 위해 전초, 줄기, 뿌리 부분에서 추출물을 채취해 항염 효과를 비교 확인했다. 연구팀은 생쥐의 대식세포에 염증 반응을 유도한 뒤 대표적인 염증유발물질인 산화질소의 생성 저해율을 측정했다. 그 결과 개느삼 뿌리 추출물을 주입한 대식세포에서는 산화질소 발생이 47.5%나 줄어드는 것이 관찰됐다. 개느삼 뿌리 추출물은 항염 유전자 발현을 조절하는 단백질 활성도 감소시키는 것으로 확인됐다. 연구팀은 염증 유발 물질인 카라기난을 생쥐 발에 주사해 부종을 일으킨 다음 개느삼 뿌리 추출물을 먹였을 때 부종 감소도 측정했다. 이 실험에서도 개느삼 뿌리 추출물을 섭취한 생쥐의 부종이 눈에 띄게 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 연구를 이끈 김길남 한국기초과학지원연구원 박사는 “이번 연구 결과는 개느삼이 항염증에 확실히 효과가 있다는 것을 보여준 사례로 건강식품산업 소재로 활용될 수 있는 근거를 제시한 것”이라고 말했다.

과학기술의 발달로 암은 이전처럼 ‘불치의 병’에서는 벗어났다. 그렇지만 여전히 암의 정복은 과학계에 남겨준 숙제이다. 외과수술, 방사선치료, 화학항암제, 표적항암제, 면역항암제 등이 등장해 암 치료는 다양하게 이뤄지고 있지만 여전히 일부 암은 치료 물질에 내성을 보인다. 항암제가 듣지 않는 경우 암의 재발과 전이는 훨씬 더 쉬워지게 된다. 국내 연구진이 항암제에 효과를 보이지 않는 근본 원인을 찾아내 골칫거리 암을 잡을 수 있는 물질을 개발했다. 연세대 의대 외과학 교실 연구팀은 기존 항암제로 치료할 수 없던 암 줄기세포의 생존 원리를 밝혀내고 이를 뛰어넘을 수 있는 선도물질을 발견했다고 13일 밝혔다. 이번 연구 결과는 영국의학회에서 발간하는 의학 분야 국제학술지 ‘BMC 의학’에 실렸다. 정상적인 줄기세포는 세포의 성장과 재생을 촉진한다. 그렇지만 여러 이유로 줄기세포에 문제가 생길 경우는 암을 유발하고 각종 질병을 일으키는 원인이 되기도 한다. 실제로 전체 암의 1~2%는 암 줄기세포를 가진 악성 암이다. 항암제도 효과가 없고 다른 세포로 분화하면서 암의 재발과 전이의 원인이 되는 것이다. 일반적으로 암세포는 항암제를 투여하면 종양의 미세환경이 악화돼 사멸한다. 암세포의 먹잇감을 항암제가 차단해 굶어 죽도록 한다고 보면 된다. 그렇지만 특정 암에서는 암세포를 만드는 암 줄기세포가 활성화돼 항암제 저항성을 보인다. 이렇게 될 경우 기존 항암요법으로는 치료가 어려운 난치성 암이 되는 것이다.연구팀은 항암제 투여 중 재발 또는 전이된 환자에서 채취한 암세포를 분석한 결과 암 줄기세포를 가진 항암제 저항성 암세포를 발견했다. 연구팀은 항암제 저항성을 높이는 PCMA라는 단백질을 억제하기 위한 물질을 개발했다. 연구팀은 기존에 사용하는 항암제와 이번에 개발한 물질을 동시에 투여하는 동물실험을 했다. 연구팀은 표준 항암제라는 옥살리플라틴, 소라페닙에 저항성을 보여 재발, 전이된 환자의 암세포를 생쥐에게 이식한 다음 각 항암제를 종양에 단독 투여했을 때와 표준 항암제와 이번에 개발한 물질을 동시 투여하면서 종양 크기를 비교했다. 옥살리플라틴과 소라페닙 단독 투여했을 때는 오히려 종양 크기가 더 커지면서 항암제 저항성을 나타냈다. 그렇지만 표준 항암제와 이번 개발 물질을 함께 투여할 경우 종양 크기 성장 속도가 눈에 띄게 낮아지는 것을 관찰했다. 연구팀에 따르면 이번에 개발된 물질은 항암제 저항성 암뿐만 아니라 줄기세포성 암의 특징을 보이는 다른 여러 난치성 암에도 적용할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

중국 칭화대 화학과, 국립방위기술대 고등 무기섬유·화합물연구실 공동 연구팀은 기존 자외선 차단제보다 효과가 높고 환경친화적인 자외선 차단 고분자 물질을 만드는 데 성공했다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠 피지컬 사이언스’ 3월 2일자에 실렸다. 연구팀은 현재 자외선 차단제로 쓰이는 아보벤존과 비슷한 고리 모양 분자구조를 만들었다. 연구팀은 이번에 개발한 자외선 차단 고분자 물질을 생쥐에게 실험해 본 결과 옥시벤존, 아보벤존, 옥틸메톡시신나메이트 같은 기존 자외선 차단제보다 훨씬 효과가 큰 것을 확인했다. 강력한 자외선에 노출되더라도 일광화상을 입지 않았고 피부를 통해 고분자 물질이 흡수되지 않아 염증이나 피부 손상도 발생하지 않은 것이 관찰됐다. 이번에 개발한 물질이 물에 녹았을 때 수중 생물에도 영향을 미치지 않는 것으로 조사됐다.

콜라를 마시면 남성호르몬 테스토스테론 수치가 높아지고 고환이 커질 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 이 연구는 유럽내분비학 저널에 실렸다. 중국 시베이민주대가 콜라가 남성 생식력을 높이는 변화를 일으킬 수 있다는 실험 결과를 발표했다고 데일리메일이 21일(현지시간) 보도했다. 연구팀은 생쥐 수컷 150마리를 다섯 그룹으로 나눠 실험을 진행했다. 네 그룹(실험군)에는 코카콜라 50%와 물, 코카콜라 100%, 펩시콜라 50%와 물, 펩시콜라 100%를 각각 먹이고, 나머지 한 그룹(대조군)에는 물을 먹였다. 생쥐들은 15일 동안 콜라와 물을 원하는 것만큼 충분히 마실 수 있었다. 연구팀은 실험 시작 때와 5일, 7일, 10일, 13일, 15일 생쥐 고환의 질량을 측정했다.그 결과, 콜라를 마신 생쥐의 테스토스테론 수치가 훨씬 높게 측정됐다. 고환도 더 커진 것으로 나타났다. 물만 마신 생쥐의 대조군의 테스토스테론 농도는 약 23(nmol/L)인 데 비해 코카·펩시콜라 100%를 마신 생쥐의 테스토스테론 농도는 약 30(nmol/L)으로 드러났다. 그동안 카페인 성분을 적당량 섭취하면 신체의 테스토스테론 생성을 늘려 정자가 더 많이 생산되고 고환이 더 커질 수 있다는 연구 결과는 있었지만 콜라를 언급한 연구는 처음이다. 연구팀은 다만 콜라와 같은 탄산음료는 비만, 심장병, 고혈압 등 각종 건강 문제에 노출되어 있기 때문에 “남성들이 콜라를 마시는 것을 권장하지는 않는다”고 밝혔다.

잠을 잘 때 옆에서 작은 인기척만 나더라도 번쩍 눈을 뜨는 사람들이 있다. 동물들도 마찬가지다. 국내 연구진이 이처럼 자는 동안에도 소리에 민감하게 반응하게 만드는 원리를 찾아냈다. 김대수 카이스트 뇌인지과학과 교수팀과 김정진 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 박사팀이 공동으로 동물이 잠자는 동안에도 소리에 반응해 깰 수 있게 하는 머릿속 자명종 회로를 발견했다고 20일 밝혔다.잠은 뇌의 활동을 정비하고 건강을 유지하는 데 매우 중요한 생리작용이다. 이 때문에 자는 동안에는 감각신경 작용도 차단돼 주변의 위험을 감지하는 능력이 줄어들게 된다. 그러나 많은 동물은 잠자는 동안에도 포식자의 접근을 감지하고 반응한다. 이에 과학자들은 동물이 어떻게 자는 동안 위험을 감지하는지 연구해 왔다. 연구팀은 생쥐 실험을 통해 동물에게는 깊은 잠을 자는 동안에도 소리에 반응하는 신경회로가 있다는 것을 발견했다. 깨어 있을 때는 청각 시상핵이 소리에 반응하지만 깊은 잠에 빠져 있는 동안은 배내측 시상핵이 소리에 반응해 뇌를 깨우는 자명종 역할을 한다는 것이다. 실제로 생쥐를 깊은 잠에 빠지게 한 다음 관찰한 결과 청각 시상핵도 잠들어 있었지만 배내측 시상핵 신경은 깨어 있어 소리에 반응하는 것을 관찰했다. 또 배내측 시상핵을 억제하면 소리를 들려줘도 쥐가 잠에서 깨어나지 못했고 배내측 시상핵을 자극하면 소리 없이도 쥐가 수 초 이내에 잠에서 깨나는 것을 발견했다. 김대수 카이스트 교수는 “이번 연구는 수면 질환을 비롯해 다양한 뇌 질환에서 나타나는 각성 및 감각 장애에 대한 이해를 높이고 그에 따른 치료법을 개발하는 데 도움을 줄 수 있다”며 “감각 자극을 통해 각성을 조절할 수 있는 디지털 헬스케어 분야에도 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.

잠을 잘 때 옆에서 작은 인기척만 나더라도 번쩍 눈을 뜨는 사람들이 있다. 동물들도 마찬가지다. 국내 연구진이 이처럼 자는 동안에도 소리에 민감하게 반응하게 만드는 원리를 찾아냈다. 김대수 카이스트 뇌인지과학과 교수팀과 김정진 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 박사팀이 공동으로 동물이 잠자는 동안에도 소리에 반응해 깰 수 있게 하는 머릿속 자명종 회로를 발견했다고 20일 밝혔다. 잠은 뇌의 활동을 정비하고 건강을 유지하는 데 매우 중요한 생리작용이다. 이 때문에 자는 동안에는 감각신경 작용도 차단돼 주변의 위험을 감지하는 능력이 줄어들게 된다. 그러나 많은 동물은 잠자는 동안에도 포식자의 접근을 감지하고 반응한다. 이에 과학자들은 동물이 어떻게 자는 동안 위험을 감지하는지 연구해 왔다. 연구팀은 생쥐 실험을 통해 동물에게는 깊은 잠을 자는 동안에도 소리에 반응하는 신경회로가 있다는 것을 발견했다. 깨어 있을 때는 청각 시상핵이 소리에 반응하지만 깊은 잠에 빠져 있는 동안은 배내측 시상핵이 소리에 반응해 뇌를 깨우는 자명종 역할을 한다는 것이다. 실제로 생쥐를 깊은 잠에 빠지게 한 다음 관찰한 결과 청각 시상핵도 잠들어 있었지만 배내측 시상핵 신경은 깨어 있어 소리에 반응하는 것을 관찰했다. 또 배내측 시상핵을 억제하면 소리를 들려줘도 쥐가 잠에서 깨어나지 못했고 배내측 시상핵을 자극하면 소리 없이도 쥐가 수 초 이내에 잠에서 깨나는 것을 발견했다. 김대수 카이스트 교수는 “이번 연구는 수면 질환을 비롯해 다양한 뇌 질환에서 나타나는 각성 및 감각 장애에 대한 이해를 높이고 그에 따른 치료법을 개발하는 데 도움을 줄 수 있다”며 “감각 자극을 통해 각성을 조절할 수 있는 디지털 헬스케어 분야에도 적용할 수 있을 것”이라고 말했다.

일본 히로시마현에서 동쪽으로 70㎞ 떨어진 국립공원 오쿠노시마 섬은 일명 ‘토끼섬’으로 불리며 수년 동안 관광객들이 몰리는 관광 명소로 꼽혀왔다. 그런데 몰려든 관광객들이 주는 먹이 탓에 까마귀떼와 야생 멧돼지 수가 기하급수적으로 증가해 골머리를 앓고 있다고 홍콩 사우스차이나모닝포스트가 16일 보도했다. 이 섬에는 총 900마리의 토끼들이 서식하고 있으며, 이를 구경하기 위해 매년 36만 명의 일본 관광객들이 찾아오고 있다. 하지만 야생쥐떼와 까마귀, 야생 멧돼지들까지 먹이를 찾아 함께 섬으로 유입되면서 상황이 급변했다. 관광객들은 ‘먹이를 주지 마세요’라는 경고문에도 불구하고 상추, 당근, 빵, 과자 외에도 먹고 남은 도시락 반찬을 토끼들이 서식하는 장소에 놓아두면서 야생 동물들에게 토끼들이 죽임을 당하고 있는 것. 일본 요미우리신문은 섬 관리자의 발언을 인용해 “관광객들이 놓고 간 먹이를 서로 먹겠다고 토끼와 까마귀떼가 몰렸는데, 그 중 몸이 허약하거나 병든 토끼들이 까마귀떼나 야생쥐떼에게 공격당해 죽임을 당하는 사례가 종종 발생하고 있다”고 지적했다. 면적이 1제곱킬로미터에 불과한 이 섬은 일본 환경부에 속한 국유지다. 지난 1902년 이곳엔 일본군 요새가 들어섰고, 이후에는 비밀리에 독가스를 제조해 실험하는 공장이 운영됐다. 하지만 1945년 일본이 패전을 선언하면서 섬에서 철수했고, 1950년 한국전쟁 발발 후에는 미군이 이 섬을 탄약 창고로 활용했던 것으로 알려졌다. 1971년 일본 본토에서 온 중학생들이 8마리의 토끼를 섬에 풀어 놓은 것이 지금의 토끼섬 시초가 됐다. 한편, 도쿄대 문화인류학과 케빈 쇼트 교수는 “이것은 전혀 놀라운 현상이 아니다”면서 “토끼섬의 토끼들은 이 섬의 토착종이 아니었고 외부에서 온 종이라는 점에서 공격적인 까마귀떼의 공격이 매우 취약하다. 까마귀들은 갓 태어난 토끼를 통째로 삼키는 경우도 종종 발생하고 있다”고 했다. 

한번만 먹으면 약 3시간 동안 정자 활동이 멈추는 초간편 남성 피임약이 머지않아 등장할 것으로 보인다. 14일(현지시간) 영국 BBC에 따르면 미국 웨일코넬의과대 약리학과 요헨 벅 교수가 이끄는 연구진은 세계적 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 호르몬에 영향을 주지 않고 정자의 움직임을 일시적으로 멈출 수 있게 하는 물질 ‘TDI-11861’을 발견했다고 발표했다. 연구진은 “정자에 운동 신호를 주는 세포 단백질을 억제하는 방식”이라고 설명했다. 정자 운동을 조절하는 스위치는 수용성 ‘아데닐릴 사이클레이즈(adenylyl cyclase)’으로 불리는 세포 신호 전달 단백질인데 세포 에너지를 만드는 역할을 한다. 약물로 이를 억제하거나 차단해 정자의 움직임을 막는 것이다. 우선 쥐를 대상으로 한 시제품 실험은 성공적이었다. 연구진이 개발한 TDI-11861 약을 쥐에 투약해 짝짓기 전, 짝짓기 중, 짝짓기 후 정자 움직임을 확인했다. 정자의 기절 상태는 약 3시간 정도 지속됐고 24시간이 지나자 약물 효과는 거의 사라졌다. 또 TDI-11861을 투여한 수컷 쥐는 암컷 생쥐와 정상적으로 짝짓기를 했다. 이 쥐가 52차례 짝짓기를 하는 동안 임신한 암컷은 없었다. 연구를 담당한 멜라니 발바흐 박사는 이 피임약에 대해 “사용하기 쉽고, (정자가) 원래 상태로 곧 돌아간다는 걸 확인했다”며 “남성들이 필요한 상황에 필요한 만큼 복용함으로써 적절한 피임 계획을 세울 수 있을 것”이라고 말했다. 특히 여성 피임약과 달리 호르몬에 영향을 주지 않는게 신약의 최대 장점이다. 남성 호르몬인 테스토스테론 결핍 부작용 등을 일으키지 않는다는 것이다. 영국 셰필드 대학의 남성의학과 교수인 앨런 페이시 박사는 “남성용 경구피임약 개발을 위해 수년간 많은 실험과 연구가 있었지만 아직 출시된 제품은 없다”며 “동물 실험 결과가 인간에게도 같은 효능을 나타낸다면 인류가 찾던 남성 피임법이 될 것”이라고 기대했다.

과학기술의 발달로 암 완치율이 높아지면서 암으로 사망하는 사망하는 사람이 점점 줄고 있다. 그렇지만 췌장암은 전체 환자 중 10% 정도만 완치가 가능하고 나머지 90% 이상 환자는 현재 치료방법인 수술과 항암치료에 효과가 없는 경우가 많다. 췌장암은 수술로만 완치를 기대할 수 있지만 혈관 침범이나 전신에 전이되면서 발견돼 80% 환자에서는 완치가 불가능한 상태에서 발견되는 경우가 많다. 이 같은 상황에서 고려대, 서울대, 서울대의대, 서울대병원, 아주대 공동 연구팀은 치료불응성 췌장암 환자들의 발병 원인들을 정밀하게 구분할 수 있는 방법을 찾아냈다고 2일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘네이처 암’에 실렸다. 기존 췌장암 연구는 암세포주를 통한 실험이 주를 이뤄 유전체 변이와 기능 탐색이 대부분이어서 치료 불응성을 가진 환자와 그 원인을 밝혀내지 못했다. 연구팀은 췌장암 환자 150명에게서 암조직과 혈액 시료를 얻어 차세대 염기서열 분석법 기반 유전체 분석과 질량분석기반 단백체 분석을 동시에 실시했다. 그 결과 1만 2000개 체세포 변이 중 췌장암 발병과 상관관계가 있다고 알려진 변이 유전자 7종을 찾았다. 또 이들 변이를 정밀 분석한 결과 췌장암 발병과 관련된 중요한 신호전달경로에 관여한다는 것도 밝혀냈다. 또 조직학적으로도 동일한 췌관선암에서 임상 치료 성적이 다르고 발병 원인이 매우 다른 6가지 췌장암 유형으로 분류할 수 있으며 그에 따라 치료 성적이 3배 이상 차이를 보인다는 것을 규명했다. 이번 발견을 생쥐 실험을 통해 재검증하는데도 성공했다. 연구팀은 이번 연구 결과를 바탕으로 췌장암 유형 6종을 판정하는 기술을 개발해 정밀의료기술 개발기업에 기술 이전했다. 연구를 이끈 고려대 유전단백체연구센터 이상원 교수는 “이번 연구는 세계적으로 가장 치사율이 높은 치료불응성 췌장암에서 기존 치료가 듣지 않는 이유를 유전단백체 분석으로 밝혀냈다는 점에서 의미가 크다”며 “이번 연구 결과를 바탕으로 정밀 진단과 맞춤형 치료방법 개발과 적용에 도움이 될 것”이라고 설명했다.

코로나19 확산으로 그 기세가 약해졌지만 매년 늦가을부터 이듬해 봄까지 한반도는 짙은 미세먼지가 자주 발생한다. 미세먼지는 면역력이 약한 노약자에게 호흡기 관련 질환을 유발시키는 것으로 알려져 있다. 그런데 국내 연구진이 미세먼지가 암세포 전이도 촉진시킨다는 사실을 밝혀냈다. 한국생명공학연구원 환경질환연구센터는 미세먼지에 장기간 노출되면 체내 면역을 담당하는 대식세포를 자극해 암세포 전이를 촉진시킬 수 있다고 19일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생화학 분야 국제학술지 ‘실험 및 분자 의학’에 실렸다. 미국 시카고대 에너지정책연구소 분석에 따르면 대기오염은 인류의 수명을 평균 2.2년 단축시켜 흡연(1.9년), 음주나 약물(9개월), 전쟁(7개월), 에이즈(4개월)보다 수명에 더 큰 위협이 된다. 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소도 미세먼지를 1군 발암물질로 규정하고 있다. 미세먼지 위해성이 알려지면서 미세먼지와 암 발병 사이의 상관관계를 파악하려는 연구는 많지만 암 전이와의 연관성에 대한 연구는 적다. 연구팀은 미세먼지에 노출되면 가장 먼저 반응하는 것이 폐의 면역세포, 그중에서도 선천성 면역세포인 대식세포라는 점에 주목하고 미세먼지에 노출된 폐 대식세포 배양액을 암세포와 반응시켰다. 그 결과 대식세포가 미세먼지에 자극받으면 이로 인해 분비되는 단백질이 암세포의 전이 위험성을 높인다는 사실을 밝혀냈다. 암세포의 표피 생장 인자 수용체(EGFR)가 활성화되면서 이동성이 증가하고 EGFR과 결합해 암 증식에 관여하는 것으로 알려진 HBEGF라는 물질이 증가하는 것으로 나타났다. 이 같은 결과는 생쥐를 이용한 동물 실험에서도 확인됐다. 폐암에 걸린 생쥐를 미세먼지 환경에 장기간 노출시키자 암 전이가 증가하고 HBEGF 억제제를 투입하면 전이가 차단되는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 박영준 생명공학연구원 박사는 “이번 연구를 통해 미세먼지가 암 전이에 관여하며 대식세포를 통해 암 전이가 쉽게 되는 환경을 만든다는 것을 확인했다”며 “미세먼지의 심각성을 인식시켜 미세먼지 발생 억제와 대응 강화에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

국내 연구진이 암세포의 증식과 성장, 생존을 촉진하는 ‘못된’ 체내 단백질을 찾아냈다. 연세대 의대 의생명과학부 연구팀은 항암 면역 작용을 하는 것으로 알려진 인터페론에 의해 발현되는 바이페린이라는 단백질의 암 대사 조절 기능과 작용 메커니즘을 규명했다고 16일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘임상 연구 저널’에 실렸다. 암 세포는 정상 세포와 달리 영양분 결핍, 저산소 같은 상황에서도 증식하고 성장하고 다른 조직으로 전이되면서 살아 남을 수 있도록 대사작용을 변화시킨다. 지금까지 암 대사는 ‘PI3K/AKT’라는 생물학적 경로를 통해 조절되는 것으로 알려져 있다. 또 최근에는 항암 면역 반응을 일으키는 다발성 사이토카인으로 알려진 인터페론에 의해 활성화되는 ‘JAK/STAT’ 경로도 암 대사 조절에 관여하는 것으로 밝혀졌지만 명확한 작용 메커니즘은 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 인터페론 유발성 단백질 중 바이페린의 암 대사 조절 기능과 작용 메커니즘을 분석했다. 연구팀은 위암, 폐암, 유방암, 신장암, 췌장암, 뇌암 등 다양한 유형의 암 조직을 분석한 결과 바이페린 발현이 높게 나타났고 바이페린 발현량이 높을수록 암 환자의 생존율은 낮아지는 것을 확인했다. 이에 연구팀은 바이페린 발현량을 조절한 암세포주를 만들어 분석했다. 그 결과 바이페린은 인터페론 뿐만 아니라 저산소, 영양분 결핍 상황에서도 활성화돼 암세포의 에너지 대사와 지방산 합성을 촉진해 암세포가 증식하고 생존할 수 있게 하는 것을 확인했다. 특히 항암제 내성을 갖고 다양한 암세포로 분화가 가능한 암 줄기세포에서 바이페린 단백질이 발현되면서 대사 변화를 촉진하고 암 줄기세포의 특성을 강화시키는 것으로 나타났다. 연구팀은 생쥐 실험을 통해서도 바이페린이 암 조직 성장을 촉진시킨다는 것을 재확인했다. 연구를 이끈 서준영 연세대 의대 교수는 “항암 면역 작용을 일으키는 것으로 알려진 인터페론에 의해 발현되는 바이페린 단백질이 암 줄기세포와 암세포의 대사를 변화시켜 암 증식과 성장, 생존을 촉진한다는 것을 밝혀냈다”며 “이번 연구 결과를 바탕으로 암 대사 자체를 변화시켜 암을 제거할 수 있는 새로운 치료제 개발이 가능할 것”이라고 말했다.

최근 며칠 동안은 ‘진짜 겨울이구나’라는 것을 실감할 정도로 영하 10도를 밑도는 추위에 많은 눈까지 내렸다. 평소에도 운동하기 싫어하는 사람에게는 날씨가 너무 춥거나 더워지면 운동을 피하기 좋은 핑계거리가 생긴다. 그런데 최근 미국과 독일 생물학자와 의생명과학자들이 ‘운동하기 싫어’하는 생각을 떠오르게 만드는 원인을 찾아냈다. 거꾸로 생각하면 이 원인을 바꾸면 즐겁게 운동을 할 수 있게 만들 수 있다는 것이다. 미국 펜실베니아대 의대, 펜실베니아주립대, 독일 프랑크푸르트 괴테대를 중심으로 한 15개 연구기관이 모인 공동 연구팀은 장내 미생물이 장-뇌 경로에 영향을 미쳐 운동 동기를 만들어 낸다고 16일 밝혔다. 이번 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’ 12월 15일자에 실렸다. 운동은 뼈와 근육을 강화시키고 체중 조절, 정신건강 증진은 물론 당뇨, 고혈압, 고지혈증 같은 다양한 대사성 질환, 심혈관계 질환 위험을 줄이고 암 발생 위험도 낮추는 등 다양한 효과를 갖고 있다. 그렇지만 운동을 하겠다는 개인적 동기를 조절하는 메커니즘은 아직 완벽하게 이해되고 있지 않다. 단순히 운동을 위한 개인 의지 정도로만 파악되고 있을 뿐이다. 상대와 경쟁을 하는 운동이나 즐거움을 느끼기 위한 레크레이션 운동 모두에서 참여를 자극하는 중요한 요소는 신체활동을 통해 나타나는 쾌감을 얼마나 느끼는가에 달려 있다. 이는 운동에 의해 유도되는 뇌의 신경화학적 변화에 따라 촉발되는 것으로 알려져 있다. 이와 관련해 연구팀은 생쥐 실험을 통해 운동 동기를 촉발시키는 원인을 조사했다. 그 결과, 장내 미생물 의존성 엔도카나비노이드 대사산물이 TRPV-1 유발 감각뉴런을 자극시켜 운동 중에 복부 선조체에서 도파민 수치를 상승시킨다는 것을 발견했다. 쉽게 말하면 장내 미생물이 운동할 때 뇌를 자극해 즐거움을 더 많이 느끼게 만들어 운동을 계속 하고 싶다는 욕구를 일게 만든다는 것이다. 실제로 연구팀은 이번에 확인된 장-뇌 연결망을 자극하면 생쥐가 계속 운동을 하고 싶어하고 운동 성과도 그렇지 않은 생쥐에 비해 높다는 것을 관찰했다. 연구를 이끈 크리스토프 타이스 펜실베니아대 의대 교수(미생물학)는 “이번 연구는 장내 미생물이 뇌를 자극해 운동을 통한 쾌락을 더 많이 느끼게 만든다는 사실을 확인한 것”이라며 “운동 성과의 개인별 차이는 물론 운동에 대한 동기 자극도 장내 미생물을 조절함으로써 가능하다”라고 설명했다.

가습기 살균제 제조 업체들에 대한 2심 재판이 진행되고 있는 가운데 독성학자들이 살균제 성분을 코로 흡입할 경우 폐에 심각한 영향을 미칠 수 있다는 연구 결과를 발표해 2심 결과가 뒤집힐 가능성이 커졌다. 한국화학연구원 부설 안전성평가연구소, 경북대 응용화학공학부, 국립환경과학원 공동 연구팀은 방사성 동위원소 영상화 기법을 활용해 가습기 살균제 성분의 흡입 경로에 따른 폐 손상 가능성을 재확인했다고 12일 밝혔다. 이번 연구 결과는 환경학 및 독성학 분야 국제학술지 ‘국제 환경학’ 12월호에 실렸다. 연구팀은 생쥐를 대상으로 방사성 동위원소인 탄소-14로 표지된 클로로메틸이소티아졸리논(CMIT)·메틸이소티아졸리논(MIT)을 비강과 기도 노출 후 폐 손상 여부를 실험했다. 기존 연구에서는 CMIT/MIT를 생쥐의 기도 노출을 통해 폐 조직의 섬유화 손상을 확인했다. 기도 노출은 기도에 시험 물질을 천천히 떨어뜨린 다음 호흡과정을 통해 폐로 전달되는 방식을 관찰하는 것이다. 이는 비강을 거치지 않는 노출 방식으로 흡입에 의한 호흡기계 영향을 확인하기에는 한계가 있었다.연구팀은 CMIT/MIT를 비강과 기도에 노출한 다음 짧게는 5분에서 길게 7일까지 주요 조직의 방사능 농도를 정량화하고 흡입 노출 경로별로 세포 검사와 조직 병리 검사를 통해 폐 손상 유발 여부를 관찰했다. 그 결과 모든 호흡기 경로에서 CMIT/MIT가 호흡기 전체에 빠르게 이동해 확산된다는 것을 확인했으며 폐는 염증성 손상과 섬유화 손상이 발생한다는 것을 확인했다. 안전성평가연구소 인체유해인자 흡입독성연구단 이규홍 단장은 “이번 연구는 가습기 살균제에 사용된 CMIT/MIT가 호흡기 노출을 통해 폐까지 도달하고 이로 인해 질환을 유발할 수 있다는 것을 체내 분포와 독성연구 결과로 종합 분석해 입증했다는데 의미가 크다”며 “CMIT/MIT가 함유된 제품이 호흡기 이외의 장기에도 영향을 줄 수 있는 근거로 건강영향 평가의 필요성을 제기한 것”이라고 설명했다.

사람 몸속의 미생물 숫자 39조개소장·대장 등 소화기관에 집중돼암·치매·아토피 등 영향 이미 증명 우울증 유발 미생물 13개 발견해민족·인종 등 특징 무관 영향 끼쳐섬유질 섭취 적은 아기 질병 노출2022년도 얼마 남지 않은 요즘, 이전과 달리 코로나19로 인한 사회적 거리두기도 없어 늘어난 송년회 일정 때문에 힘겨워하는 사람들이 많다. 성인들의 송년회에서는 술이 빠지지 않는다. 술을 못하는 사람들까지도 분위기에 휩쓸려 과음하는 경우가 적지 않다. 그런데 술자리를 가진 다음날 배탈이나 설사로 고생하는 사람이 의외로 많다. 알코올로 인해 장내 수분 흡수가 제대로 되지 않아 발생하는 증상이다. 연말 잦은 음주는 장내 미생물의 조성을 바꾸고 균형을 깨뜨려 건강에 악영향을 미칠 수 있다. 장내 미생물이라고 하면 일반인들은 여전히 유산균 음료나 건강기능식품을 떠올리는 경우가 많다. 그렇지만 장내 미생물은 유전자 가위와 함께 최근 생물학 분야에서 가장 주목받고 있는 연구 주제 중 하나이다.사람 몸에 있는 미생물 숫자는 인간 세포 수와 비슷하거나 약간 많은 39조개. 대부분 소장, 대장 같은 소화기관에 집중돼 있다. 이들 소화기관에 있는 미생물을 장내 미생물이라고 한다. 장내 미생물은 단순히 소화에만 관여하는 것이 아니다. 비만은 물론 대장암을 포함한 여러 암, 치매나 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환, 아토피 피부염 같은 자가면역질환에도 영향을 미친다는 다양한 증거가 나오고 있다. 이 같은 상황에서 네덜란드 로테르담 에라스무스 메디컬센터, 암스테르담대, 암스테르담대 대학병원, 영국 옥스퍼드대 공동 연구팀은 장내 미생물이 우울증의 발병과 증상에 영향을 미친다는 것을 유전학적으로 규명했다고 11일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 12월 7일자에 실렸다. 이와 별도로 암스테르담대 심리학과 연구팀을 중심으로 한 네덜란드, 프랑스 공동 연구팀도 유사한 연구 결과를 같은 날짜, 같은 학술지에 발표했다. 에라스무스 메디컬센터 연구팀은 1054명의 성인 남녀를 대상으로 장내 미생물과 우울증 발병 여부를 비교한 결과 우울 증상과 관련한 13개의 장내 미생물을 발견했다. 암스테르담대 심리학과 연구팀도 암스테르담에 거주하는 18~70세의 다양한 인종 및 민족의 남녀 3343명을 대상으로 장내 미생물 종류와 분포를 조사하고 인구통계학적 데이터와 정신건강학 데이터를 비교 분석했다. 그 결과 연구팀은 민족이나 인종에 상관없이 우울증을 유발시키는 장내 미생물을 찾아냈다. 이들에 따르면 해당 미생물들은 글루탐산, 세로토닌, GABA와 같이 우울증과 관련된 신경 내 화학전달물질 합성에 관여한다. 한편 미국 조지아주립대 의생명과학연구소 연구팀은 수유 기간에 섬유질이 적은 음식을 섭취한 엄마의 젖을 먹은 아이는 장내 미생물의 균형이 깨져 성장하면서 각종 질병에 시달리기 쉽다고 11일 밝혔다. 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 호스트 앤드 마이크로브’ 12월 8일자에 실린 연구 결과다. 연구팀은 새끼를 갓 낳아 수유 중인 어미 생쥐들을 두 집단으로 나눠 실험했다. 연구팀은 한쪽 어미 생쥐들에게는 섬유소가 풍부한 음식을 중심으로 균형 잡힌 식단을 제공했고 다른 집단에는 소위 ‘정크푸드’처럼 영양 불균형이 있는 음식을 제공한 뒤 새끼 생쥐의 장내 미생물을 관찰한 것이다. 연구 결과 섬유소가 적은 정크푸드를 먹은 어미의 젖을 먹고 자란 새끼 생쥐들은 장내 미생물이 영구적으로 변형돼 체내 염증과 비만으로 인해 자기면역질환을 비롯한 다양한 질병에 시달리는 것이 관찰됐다.

날씨가 추워져 실내 생활이 많아지는 겨울이 되면 온몸이 찌뿌둥하고 없던 근육통이 생기는 경우도 적지 않다. 또 이유 없는 만성 통증에 시달리는 사람들도 있다. 이런 사람들에게 희소식이 있다. 통증 환자라면 녹색 빛에 자주 노출시키는 것이 통증을 줄이는데 도움이 될 것이라는 연구 결과가 나왔다. 중국 푸단대 뇌과학연구소, 의학 신경생물학 연구소 공동 연구팀은 녹색광이 신체 통증을 완화시켜주는데 도움이 된다고 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘사이언스 중개의학’ 12월 8일자에 실렸다. 통증은 조직 손상이나 손상 가능성이 있을 때 발생하는 감각이다. 통증 전달과정에 이상이 생겨 지속적인 자극이 발생할 경우 만성 통증으로 발전하게 된다. 만성 통증의 원인은 다양하기도 하고 원인이 명확하지 않은 경우가 많아 치료도 쉽지 않다. 또 진통제를 지속적으로 사용할 경우는 내성이 생기기도 쉽다. 이런 상황 속에 통증을 연구하는 과학자들은 내성 발생 없이 만성 통증을 완화하기 위해 빛을 이용한 광치료법에 주목하기 시작했다. 실제로 녹색광 LED를 이용하면 신경 손상이 있는 생쥐의 통증을 줄이는데 도움이 됐다는 연구 결과가 나온 적도 있다. 이 때문에 만성 요통에서 편두통, 섬유근육통 등 다양한 근육 통증을 완하하는데 저강도의 빛을 이용하는 치료법이 사용되기도 하고 있다. 문제는 녹색광이 어떻게 통증을 완화시키는데 도움을 주는지 메커니즘을 명확히 알 수 없다는 점이다. 임상에 활용하기 위해서는 정확한 작동 기전을 파악할 필요가 있기 때문이다.연구팀은 관절염을 유발시킨 생쥐를 이용해 실험한 결과 녹색광이 통증 완화에 도움을 주는 것을 다시 한 번 확인했다. 또 포유류의 눈에서 빛을 감지하는 역할을 하는 망막의 막대형 광수용체와 원뿔형 광수용체의 반응을 관찰했다. 그 결과 광수용체가 녹색광에 노출되면 복외측슬상핵(vLGN)이라는 뇌 영역에서 프로엔케팔린이라는 호르몬을 발현시키는 신경세포를 활성화시킨다는 것을 확인했다. 이를 통해 통증을 완화시킨다는 설명이다. 연구를 이끈 시준 웽 푸단대 뇌과학연구소 교수는 “이번 연구 결과는 녹색광이 신경망 세포에 자극을 줘 통증을 완화시킨다는 점을 확인한 것으로 간단하고 안전하며 경제적인 광진통제를 개발하는데 도움이 될 것”이라고 설명했다.