북한이 자체적으로 코로나19 백신 개발에 나선 것으로 확인됐다. 18일 북한 내각 산하 국가과학기술위원회 웹사이트 ‘미래’에 올라온 ‘신형 코로나비루스(바이러스) 후보 왁찐(백신)을 연구 개발’이란 제목의 글에 따르면 북한은 현재 코로나19 백신 개발과 관련한 임상시험을 진행 중이다. 의학연구원 의학생물학연구소가 개발 중인 백신은 코로나19 바이러스가 숙주 세포에 침입할 때 사용하는 숙주세포의 수용체인 ‘안지오텐신 전환효소2’(ACE2)를 활용한 것이다. ACE2에 결합하는 바이러스 외막 돌기 단백질의 유전자 배열자료에 기초해 백신을 재조합했다고 한다. 특히 “동물시험을 통해 후보 백신의 안전성과 면역원성이 확인됐으며 7월 초부터 임상시험을 시작했다”고 전했다. 또 북한에 코로나19 확진자가 ‘0명’이라는 기존 입장을 다시 강조하며 “(백신 개발 마지막 단계인) 3상 임상시험은 논의 중에 있다”고 주장했다. 북한 국가과학원 생물공학분원에서도 코로나19 후보 백신에 대해 연구하고 있다고 덧붙였다. 이번 글이 올라온 국가과학기술위원회는 김정일 1기 체제 당시 내각 과학원(현 국가과학원)에 통폐합됐다가 2009년 부활한 독립부처다. 국가과학기술의 거시적 행정과 조정 업무를 담당하는 것으로 알려졌다. 다만 북한의 의학 수준과 재정 상황을 고려할 때 실제로 백신이 순탄하게 개발되고 있을지는 미지수다. 북한은 코로나19 방역·진단 물품이 부족해 올해 초부터 러시아, 스위스 등 국제사회로부터 진단키트와 소독제 등을 지원받은 바 있다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

국내 연구진이 망막변성 환자들이 사용하는 인공망막의 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 찾아냈다. 한국과학기술연구원(KIST) 바이오마이크로시스템연구단, 미국 하버드대 의대 매사추세츠종합병원 공동연구팀은 망막질환의 진행 정도에 따라 인공시각 신경신호 변화 패턴이 달라진다는 것을 확인했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 국제전자전기엔지니어학회에서 발간하는 ‘IEEE 신경계 및 재활공학’이라고 말했다. 망막색소변성, 노인성 황반변성 같은 망막변성질환은 빛을 전기화학적 신경신호로 변환시켜주는 광수용체 세포들이 파괴되면서 실명에 이르게 되는 무서운 질병이다. 특히 고령화 사회가 되면서 노인성 황반변성 환자는 급격히 증가하고 있는 추세이다. 그렇지만 망막변성 질환은 치료약물이 존재하지 않고 망막은 수정체나 각막과 달리 복잡한 신경조직이어서 이식도 불가능하다. 망막의 광수용체 세포 뒤쪽 뇌로 신경신호를 전달하는 신경절 세포는 살아남기 때문에 안구 내에 마이크로전극을 이식해 전기적으로 자극하면 볼 수 있도록 할 수 있다. 인공망막장치는 망막변성질환으로 실명한 환자들의 시력 회복을 위한 유일한 시력회복 방법이다. 그러나 인공안구 이식환자마다 성능이 다르게 나타나는데 원인이 정확히 밝혀지지 않았다.연구팀은 유전자 편집을 통해 사람처럼 망막색소변성으로 시력을 잃은 생쥐를 만들었다. 연구팀은 실명한 생쥐와 정상 생쥐를 대상으로 각 신경세포에 동일한 전기자극을 여러 번 반복했을 때 발생하는 신경신호가 서로 얼마나 비슷한지를 분석했는데 그 결과 정상 망막에서는 신경신호가 매우 비슷해 높은 일관성을 보였지만 망막변성은 진행됨에 따라 일관성에 크게 줄어들고 불규칙해진다는 것이 확인됐다. 임매순 KIST 박사는 “이번 연구는 “좋은 품질의 인공시각을 위해서는 망막변성 진행 정도를 면밀하게 검토해 인공망막장치 이식 대상과 시기를 결정해야 한다는 것을 보여주고 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

신종 코로나바이러스 감염증(코로나19)이 폐뿐만 아니라 신장, 간, 심장, 뇌와 신경계, 피부, 위장까지 손상 시킨다는 연구 결과가 나왔다. 11일(현지시간) CNN에 따르면 미 뉴욕시 소재 컬림비아대 어빙 메디컬센터 연구팀은 자체 연구 결과와 전 세계 의료팀 연구 보고서를 수집한 결과 이 같이 밝혔다. 코로나19가 인체의 거의 모든 주요 체계에 영향을 주는 것으로 나타났다고 발표했다. 이 논문은 네이처 메디슨 최신호에 실렸다. 코로나19는 직접적으로 장기를 손상시키고 혈전을 만들며 심장 박동 이상을 초래했다. 또 신장의 혈액과 단백질을 떨어뜨리고 피부 발진을 일으켰다. 기침과 발열 등 전형적인 호흡기 질환 외에 두통, 현기증, 근육통, 복통 등의 증상도 보였다. 연구진은 “의사들은 코로나19를 다발성 질환으로 생각할 필요가 있다”며 “혈전에 대한 이야기가 많지만 코로나19는 호흡기 질환뿐만 아니라 신장, 심장, 뇌 손상을 일으킨다는 점을 고려해 치료해야 한다”고 강조했다. 또 연구진은 “혈관과 신장, 췌장, 장 내 호흡기에 있는 세포들은 모두 ACE2 수용체들로 덮여 있다”면서 “이 연구 결과는 최소한 부분적으로는 직접적인 바이러스 조직 손상으로 인해 여러 기관에 영향을 미칠 수 있음을 시사한다”고 설명했다. 코로나19는 면역 체계도 활성화한다. 반응 중 일부는 ‘시토킨’으로 불리는 염증성 단백질 생산을 포함하는데, 이것은 세포와 장기에 손상을 줄 수 있다. 또 췌장 손상은 당뇨병을 악화시킬 수 있다. 당뇨병 환자는 코로나19 환자 중 사망 위험이 가장 높은 것으로 보고되고 있다. 코로나19는 직접적인 뇌 손상을 유발할 수 있지만 일부는 치료 과정에서의 신경학적 효과로 분석됐다. 또 면역체계와 관련해선 바이러스 감염을 막아주는 ‘T세포’를 줄이는 것으로 나타났다. 연구진은 “세포 면역 장애의 상징인 림프구 감소증은 코로나19 환자의 67~90%에서 보고됐다”고 전했다. 위장과 관련된 증상은 장기간 앓을 경우 영향이 있을 수 있지만 사망률 증가와는 관련이 없다고 연구진은 설명했다. 김채현 기자 chkim@seoul.co.kr

차의과학대학교 분당 차병원은 소화기내과 이주호, 차움 면역증강클리닉 오수연, 차의과학대학교 생명과학대학 김기진·곽규범 교수팀이 단백질을 분해하는 효소인 ADAM9(A Disintegrin and Metalloproteinase 9)가 간암 항암치료 시 치료 반응 여부를 조기에 예측하고, 생존 예후와 연관성이 있음을 세계 최초로 밝혀냈다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 임상의학 연구분 야를 선도하는 국제학술지 캔서스(Cancers, IF 6.162) 최신호에 게재됐다. 분당 차병원에 따르면 이주호 교수팀은 간암 환자의 ADAM9 발현 양상과 암 진행의 연관성을 규명하기 위해 암유전체 아틀라스 데이터베이스의 간암환자 370명 유전체 자료를 분석해 간암 조직에서 주변 조직보다 ADAM9 발현량이 높게 나타난 것을 확인했다. 또한 ADAM9 발현량이 높을수록 간암 환자의 생존율이 낮아짐을 밝혔다. ADAM9은 단백질을 분해하는 효소로 암세포 표면에 발현하는 NK세포 수용체인 MICA(MHC class I-related chain A)를 잘라버림으로써 인체의 면역체계를 교란한다. 암세포를 포함한 비정상 세포 표면에 발현되어 NK(자연살해, Natural Killer)세포를 자극하는 단백질인 MICA는 NK세포가 암세포 항원을 인식하고 암세포를 효과적으로 제거하도록 도와준다. 즉, ADAM9에 의해 암세포 표면에서 MICA가 잘라지면 NK세포는 암세포를 감지하지 못하여 NK세포에 의한 암세포의 효과적인 제거가 어려워진다. 이주호 교수팀은 분당 차병원 간암 치료 환자를 대상으로 1차 표적치료제 소라페닙 투여군, 1차 표적치료제 실패 후 면역항암제 니볼루맙 투여군으로 나눠 ADAM9 mRNA 혈중농도 및 진료 효과를 비교 관찰했다. 그 결과 간암 치료 전 단계에서는 ADAM9 혈중농도가 일반인에 비해 증가한 것으로 나타났으나 간암이 완치된 환자에서는 일반인과 같이 ADAM9 혈중농도가 낮아진 것을 확인했다. 또한 면역항암치료제인 니볼루맙 투여 후 치료반응이 있는 환자군에서 ADAM9 mRNA 혈중농도가 조기 감소한 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 이 교수팀은 간암 1차 표적항암 치료 실패 후 또 다른 치료제인 레고라페닙을 투약받은 환자가 NK 세포치료제의 병용 투여 후 ADAM9 발현이 억제되고 암세포가 완전히 사라진 것을 확인했다. 이 교수는 “간암 1차 표적항암 치료의 실패로 다른 치료제인 레고라페닙을 투약받았던 한 환자가 본인의 의지로 치료반응을 높이기 위해 NK세포 치료를 주기적으로 투여받고 얼마 전 완전 관해라는 놀라운 치료 반응을 확인했다”며 “특히 간암 치료제로 널리 활용되는 소라페닙과 레고라페닙은 ADAM9의 발현을 억제시키는 기전이 이미 보고된 바 있어 향후 NK세포 치료제와 복합 치료 시 상승작용을 가져올 수 있을 것으로 보고 지속적인 연구를 진행할 계획”이라고 말했다. 이 교수는 오는 31일 대한간암학회 정기총회에서 ‘문맥혈관 침범이 있는 난치성 간세포암 치료에 레고라페닙과 NK세포 병용치료의 면역치료 효과를 주제로 NK세포 치료로 완전관해 치료반응이 나타난 환자 사례를 발표할 예정이다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

중국이 자국에서 코로나19에 이어 신종 돼지독감 바이러스의 세계적 대유행(팬데믹)이 시작될 수 있다는 우려에 대해 일축했다. 4일 중국 글로벌타임스에 따르면 중국 질병예방통제센터(CDC)는 최신 연구에서 인간 호흡기 수용체와 결합할 수 있는 G4 유전자형 돼지독감 바이러스가 즉각적인 팬데믹 위협이 아니라고 결론 내렸다. 중국 CDC는 지난 3일 웹사이트에 올린 연구 결과에서 “G4 유전자형 바이러스를 포함한 ‘EA H1N1’ 돼지독감 바이러스는 인간을 감염시킬 수 있지만, 아직 사람간 전염 능력은 갖추고 있지 않다”면서 “일반 대중의 감염 가능성은 매우 낮다”고 밝혔다. 앞서 지난 1일 자오리젠 중국 외교부 대변인도 중국에서 잠재적 팬데믹 우려가 있는 돼지독감 바이러스가 퍼지고 있다는 최근 연구 결과에 대해 “전문가들 분석에 따르면 해당 논문에서 검사한 샘플은 양이 많지 않아 대표성이 없다”고 우려를 불식시킨 바 있다. 그는 “관련 부처인 농업부와 전문가들이 지속해서 모니터링과 경보 등 조치를 강화할 것”이라고 덧붙였다. 앞서 중국농업대학과 중국질병예방통제센터 등의 과학자들은 신종플루(H1N1) 바이러스 계열의 새 바이러스(G4 EA H1N1)가 돼지 사이에서 퍼졌으며 사람도 감염시켰다는 내용의 논문을 최근 미국국립과학원회보(PNAS)에 발표했다. 연구진은 2011년부터 2018년까지 중국 10개 성의 돼지에서 검체를 채취해 바이러스가 2016년부터 많이 퍼진 것을 발견했다. 특히 돼지 사육장 종사자의 10.4%가 이 바이러스에 항체 양성 반응을 보인 것으로 나타났다. 이보희 기자 boh2@seoul.co.kr

흡연자는 코로나19에 감염될 위험이 높아지고 증상도 더 심하게 나타날 가능성이 높은 것으로 나타났다. 보건복지부는 1일 이같은 내용을 담은 인포그래픽, 카드뉴스 등을 관련 기관에 배포했다고 밝혔다. 담배를 피우면 담배와 손가락에 입이 닿고, 바이러스가 흡연자 입 등 호흡기로 들어갈 수 있어 위험하다는 게 이유다. 또 담배의 독성물질이 심혈관과 폐, 면역 기능을 손상시켜 코로나19에 걸리면 증상이 나빠질 위험이 높다. 담배를 피우면 심혈관질환, 암, 호흡기질환, 당뇨병 같은 기저질환을 생기기 쉽고, 코로나19에 감염된 이후에도 병세가 빠르게 나빠지고 사망할 위험이 높아질 수 있다. 복지부는 “해외 연구 결과를 보면 담배에 함유된 니코틴은 코로나19가 인체에 침투하기 위해 필요한 ACE2 수용체를 증가시켜 코로나19에 쉽게 감염될 수 있다”고 강조했다. 흡연 경험이 있는 사람은 코로나19로 인한 병세가 악화될 위험이 비흡연자에 비해 14.3배 더 높다는 연구 결과도 있다. 미국 질병통제예방센터(CDC) 및 우리나라 중앙방역대책본부는 코로나19의 위험 요인으로 흡연을 포함했다. 세계보건기구(WHO)는 흡연자가 비흡연자에 비해 코로나19로 중증 질환에 걸릴 확률이 더 높아 금연상담전화, 모바일(휴대전화) 금연지원서비스, 니코틴보조제(껌,패치 등)와 같이 검증된 방법을 통해 즉각 금연할 것을 권고했다. 김유민 기자 planet@seoul.co.kr

고혈압 치료제가 코로나19 감염 위험을 높인다는 주장은 사실이 아니라는 국내 연구 결과가 나왔다. 25일 의료계에 따르면 김광일 분당서울대병원 교수와 정해관 성균관대 의대 교수 연구팀은 최근 대한의학회지 온라인판에 이같은 내용을 담은 논문을 발표했다. 앞서 코로나19 유행 초기 중국에서는 고혈압 치료제가 감염 위험을 높인다는 주장이 나와 논란이 된 바 있다. 연구팀은 40세 이상 대구 시민 137만여명의 건강보험 빅 데이터를 통해 지난 1년간 고혈압 치료제 복용 여부와 코로나19 유병률을 분석했다. 고혈압 치료제로 가장 많이 쓰이는 ‘안지오텐신 전환효소(ACE) 억제제’나 ‘안지오텐신2 수용체 차단제(ARB)’가 코로나19 감염에 영향을 끼치는 지 확인하기 위해서다. 그 결과 고혈압 치료제를 복용한 경우에도 코로나 감염 위험이 높지 않다는 사실을 확인했다. 지난 3월 중국에서는 코로나 바이러스가 세포에 침투할때 안지오텐신 전환효소2(ACE2) 수용체에 결합하는데 이 두가지 고혈압 치료제가 체내 ACE2 발현을 증가시켜 코로나19 감염에 취약하게 한다는 연구결과가 발표됐다. 이에 중국은 물론 우리 국내에서도 고혈압 환자들의 불안이 고조됐지만 이후 미국 의학계가 이를 반박하며 고혈압 치료제 복용을 중단해선 안된다고 지적했다. 이번 국내 연구결과도 고혈압 치료제와 코로나19 감염 위험이 무관하다는 사실을 거듭 입증한 것이다. 오히려 이번 연구에서는 고혈압 치료제를 꾸준하게 복용한 환자의 경우 코로나19 감염위험이 낮은 것으로 나타났다. 다만 의료계에서는 고혈압 자체가 코로나19 감염으로 인한 사망률을 높이는 원인 중 하나이기 때문에 고혈압 치료제를 꾸준히 복용해야 한다고 강조했다. 대한고혈압학회는 지난 3월 중국의 연구결과에 대한 입장문을 내고 “고혈압 치료제 사용으로 얻는 이득이 치료제 중단 및 변경에 따른 위험보다 크다”며 지속적인 복용을 권고한 바 있다. 김 교수도 “고혈압 치료제를 복용한다고 해서 코로나19 감염 위험이 커지지는 않는 것으로 나타났다”면서 “코로나19를 우려해 고혈압 약물 복용을 중단해서는 안 된다”고 강조했다. 세종 박찬구 선임기자 ckpark@seoul.co.kr

꽃집을 개업한 친구에게 넌지시 물었다. 혹여 꽃이 팔리지 않고 남으면 어떻게 하느냐고. 친구는 별걸 다 물어본다는 표정을 지으며 다 쓰레기통으로 직행한다고 대수롭지 않게 답했다. 꽃집 한켠에 흐드러지게 핀 꽃들이 마냥 아름답게만 느껴지지 않던 게 그때쯤부터였다. 저 꽃들을 차라리 먹을 수 있다면 마음도 덜 아프고 환경에 덜 미안할 텐데.우리를 절로 미소 짓게 하는 관상용 꽃은 대부분 먹을 수 없다. 태생적으로 독성을 갖고 있는 꽃도 있지만 더 큰 이유는 농약 때문이다. 벌레 먹은 관상용 꽃은 상품 가치가 떨어지니 화훼농가 대부분 병충해를 막기 위해 독한 농약을 쓴다. 한편 식용으로 길러지는 꽃도 있다. 진달래, 국화, 장미, 금잔화, 팬지는 접시 위에서 음식을 먹음직스럽게 꾸며주는 대표적인 식용꽃이다. 식당에서 많이 쓰이지만 대개 빈 접시에 식용꽃만 덩그러니 남아 있는 경우를 종종 목격하게 된다. 꽃을 먹는 게 익숙지 않은 탓이다. 식용꽃의 가격을 생각하면 요리하는 사람 입장에선 꽤 속상한 일이 아닐 수 없다. 우리는 의식하지 않지만 일상적으로 먹는 꽃들이 있다. 대표적인 게 브로콜리다. 재미있게 생긴 채소라고 여기지만 엄밀하게는 채 피지 않은 꽃봉오리 상태다. 사촌 격인 콜리플라워도 마찬가지다. 우리나라에선 생소하지만 유럽에선 브로콜리만큼이나 인기 있는 식용꽃이 있다. 바로 아티초크다. 아티초크는 키나라 스콜리무스라는 학명으로 불리는 엉겅퀴의 꽃봉오리다. 아티초크 꽃은 진한 자주색을 띠며 피는데 이 세상의 존재가 아닌 것처럼 꽤 아름답지만 농부 입장에선 전혀 달갑지 않은 장면일 수 있다. 브로콜리처럼 꽃이 피기 전에 수확해야 상품 가치가 있기 때문이다.지중해 지역이 고향인 아티초크는 유럽에서 꽤 오래전부터 식용으로 사용해 왔다. 시칠리아에 정착한 그리스인들과 로마인들은 굽거나 삶은 아티초크를 즐겨 먹었다는 기록이 남아 있다. 아티초크의 조상 격으로 카르둔이라는 식물이 있는데 크기만 좀 작을 뿐 아티초크와 거의 흡사한 형태와 맛을 지니고 있다. 카르둔을 식용으로 먹기 좋게 개량한 것이 아티초크라는 학설도 있다. 이탈리아 요리 유학 시절 만났던 아티초크는 다루기 꽤 까다로웠던 식재료였다. 주먹보다 큰 아티초크를 요리하기 위해선 반드시 손질을 해야 했다. 비늘처럼 겹겹이 나 있는 잎들을 하나하나 잘라내고 두툼한 꽃받침과 줄기의 겉 부분을 손질하고 나면 원래 크기의 8분의1 정도밖에 남지 않는다. 손질은 빠르게 진행돼야 했는데 깎아낸 아티초크 꽃받침이 공기와 접촉하게 되면 쉽게 갈변하기 때문이다. 색이 변한 아티초크는 떫은 맛이 강해진다. 빠르게 손질하고 난 후엔 반드시 산성액체, 즉 레몬즙을 넣은 물에 담가야 갈변을 방지할 수 있다. 손질이 까다롭고 수율도 낮은 이 식재료의 맛은 어떨까. 갓 손질한 아티초크를 생으로 한입 베어 물어 보면 약간 씁쓸하고 떫은, 생감자를 먹는 듯한 맛이 난다. 특별한 향도, 미각을 강렬하게 자극하지도 않는다. 손질하느라 겪은 고생이 무색해지는 듯한 소박한 맛이다. 튀기거나 삶거나 구워 익힌 아티초크는 특유의 향이 좀더 강해진다. 여기에 감자나 무와 같은 익힌 뿌리식물에서 맛볼 수 있는 약간의 단맛과 씁쓸함도 함께 선사해 준다. 특유의 풍미가 주는 소박한 매력이 분명 있지만 무언가 대단하고 특별한 걸 기대했다면 실망하기 딱 좋은 식재료다. 자체 맛이 소박한지라 아티초크를 이용한 요리법은 버터나 소스 등을 첨가해 맛을 북돋아 주는 방식이 대부분이다. 버터에 가볍게 굽거나 튀긴 후 엑스트라버진 올리브유를 듬뿍 뿌린 후 레몬을 곁들여 먹는 게 이탈리아에서 가장 흔히 먹는 방법이다. 이탈리아에서 아티초크 하면 로마다. 그중에서 가장 유명한 요리는 아티초크를 통째로 튀긴 ‘카르초포 알라 주디아’다. 직역하자면 유대인식 아티초크. 유대 요리에는 유독 기름에 튀기는 방식이 많은데 이 요리도 그중 하나다. 일반적으로 아티초크 잎은 잘라내고 밑동만 먹는데 카르초포 알라 주디아는 통째로 기름에 튀긴다. 곱게 오므린 잎들이 뜨거운 기름과 만나면 활짝 펼쳐지는데 모양새가 제법 멋져 별미로 통한다. 혹자는 아티초크의 매력이 시나린이라는 성분에 있다고 이야기한다. 이 성분은 우리 혀의 단맛수용체를 일시적으로 억제시키는 작용을 한다. 아티초크를 먹은 후에 먹는 다른 음식을 더욱 달게 느끼도록 해주는 것이다. 이런 미각의 왜곡작용 때문에 와인을 먹을 때 피해야 할 식재료로 꼽히기도 하지만 저렴하고 편한 와인과 함께하는 평범한 이탈리아 식탁에서는 도리어 환영받는 존재이기도 하다.

코로나19에 감염됐다가 완치된 환자도 변이를 일으킨 바이러스에 무력해질 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 이 연구 결과대로라면 향후 백신이 개발되더라도 바이러스 변이에 제대로 대응하지 못하게 될 가능성이 있다. 22일 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면 중국 충칭의과대학의 황아일룽 교수가 이끄는 연구팀은 최근 베이징의 농수산물 도매시장인 신파디 시장에서 발생한 집단감염을 일으킨 코로나19 바이러스에 대한 연구 결과를 발표했다. 논문 사전 게재 사이트인 ‘바이오 아카이브’(BioRxiv)에 발표된 이 논문에서 연구팀은 신파디 시장의 코로나19 바이러스가 우한에서 확산한 초기 바이러스와 다른 ‘D614G’라는 변이를 거친 바이러스라는 점에 주목했다. 전염력 강해진 D614G 변이에 완치자 일부 항체 무력화 D614G 바이러스는 지난 2월 초부터 유럽에서 확산한 변종 바이러스로, 5월에는 세계에서 가장 흔한 변종이 됐다. 유럽과 미국에 퍼진 코로나19 바이러스 중 70%가 이 변종 바이러스이다. 바이러스가 세포에 침투할 때 바이러스 표면에 있는 돌기처럼 생긴 외부 구조(스파이크 단백질)를 이용해 인체 세포 내 수용체 단백질과 결합하는데, D614G 변이는 스파이크 단백질 숫자를 늘리고 더 안정적으로 만든다는 연구 결과가 최근 잇따랐다. 즉 D614G 변이를 거친 바이러스는 전염력이 더욱 강해진다는 것이다. 충칭의대 연구팀은 인공적으로 D614G 바이러스를 만든 후 이 바이러스를 코로나19 완치자 41명의 혈액에서 채취한 항체와 결합했다. 그 결과 3명의 완치자 항체는 이 변종 바이러스를 무력화하는 데 실패했다. 1명의 완치자 항체는 거의 ‘0’에 가까운 수준의 대응력을 나타냈다. 이러한 결과는 D614G 변이를 거친 바이러스의 인체 침투 능력이 초기 바이러스보다 훨씬 강하기 때문인 것으로 분석된다. 연구팀이 이 변종 바이러스의 인체 침투 능력을 시험한 결과 초기 바이러스보다 2.4배나 강한 침투 능력을 보였다. 앞서 미국 스크립스연구소는 컴퓨터 모델링 등을 통해 분석한 결과 D614G 바이러스가 변이 전보다 전염성이 10배가량 강해졌다는 연구 결과를 발표한 바 있다. 바이러스 변이, 코로나19 백신 개발에 부정적 영향 연구팀은 이러한 바이러스의 변이가 코로나19 백신 개발에 부정적인 영향을 미칠 것을 우려했다. 중국은 물론 미국과 유럽에서도 백신 개발 경쟁이 치열한데, 이러한 백신은 대부분 우한에서 확산한 초기 코로나19 바이러스를 기반으로 개발되고 있다. 그러나 D614G 변이를 거친 바이러스가 초기 코로나19 바이러스보다 전염력 등이 강하다면 이러한 백신의 효과를 크게 떨어뜨릴 수 있다는 것이다. 미국 IBM의 인공지능(AI) 의료팀은 D614G 변이를 거친 바이러스가 백신의 효과를 떨어뜨릴 수 있다고 경고했으며, 세르비아 연구팀도 비슷한 연구 결과를 내놓은 바 있다. 충칭의대 연구팀은 “앞으로 항체를 이용한 치료제나 백신 개발 등은 D614G와 같은 바이러스 변이에 어떻게 대응할지 고민해야 할 것”이라고 밝혔다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

세포 침투과정에서 혈압 상승 유발 보건연구원 규명, 국제학술지 게재뇌졸중이나 당뇨병, 흡연이 코로나19에 특히 취약한 원인을 국내 연구진이 밝혀냈다. 21일 질병관리본부 산하 국립보건연구원에 따르면 담배 연기나 뇌졸중, 당뇨병 등으로 인해 세포 내 코로나 바이러스의 수용체인 ‘안지오텐신전환효소’(ACE2)가 증가한다. ACE2는 폐나 심장, 동맥 등 여러 신체 조직의 세포막에 존재하는 단백질을 뜻한다. 평소에는 ‘안지오텐신2’라는 혈관 수축물질을 혈관 이완물질로 바꿔 혈압을 낮추는 역할을 하는데 코로나 바이러스가 인간 세포 안으로 침입할 때 이용하는 수용체로도 알려져 있다. 코로나 바이러스는 표면의 돌기 단백질(스파이크 단백질)을 ACE2에 결합해 세포에 침투하는데, ACE2가 많은 환자는 그렇지 않은 환자보다 더 위험할 수 있다고 연구원 측은 설명했다. 게다가 코로나 바이러스가 세포에 침투하는 과정에서 세포표면 ACE2가 감소하고, 이는 다시 혈압 상승으로 이어져 병이 중증으로 진행될 가능성도 높아지게 된다. 뇌졸중이나 당뇨병을 앓거나 담배를 피우는 사람이 코로나19에 더 취약하다는 것은 그동안 세계보건기구(WHO) 등에서도 꾸준히 경고해 왔다. 국내 코로나19 사망자 중 98% 이상이 만성질환이 있는 환자였고, 미국 질병통제예방센터(CDC) 역시 코로나19 입원 환자 중 만성질환자가 91.7%에 이른다고 보고했다. 이번 연구는 그 구체적인 원인을 밝혔다는 점에서 의의가 적지 않다. 권준욱 국립보건연구원장은 “코로나19의 고위험군으로 꼽히는 당뇨, 뇌졸중 등 기저질환(지병)이 있는 사람과 흡연자가 코로나19에 더 취약했던 원인을 밝혔다는 데 의의가 있다”면서 “코로나19 예방을 위해 금연, 사회적 거리두기 수칙 준수 등에 특히 주의를 기울일 필요가 있다”고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지인 ‘생화학·생물리학 연구학회지’ 최근호에 게재됐다. 연구원은 치매 등 신경 질환, 호흡기계 질환에 대해서도 추가 연구를 진행하고 있다고 덧붙였다. 강국진 기자 betulo@seoul.co.kr

피임약 사용 후 체중 증가는 유전자에 달렸다는 연구 결과가 발표됐다. 8일(현지시간) 미국 콜로라도대학 의대 산부인과 전문의 아론 라조위츠 교수 연구팀은 에스트로겐 수용체-1(ESR-1) 유전자 변이가 피임약 사용 후 체중 증가와 연관이 있다는 연구 결과를 발표했다고 헬스데이 뉴스(HealthDay News)가 보도했다. 피임을 위해 저용량 피임약을 지속적으로 방출하는 에토노게스트렐 임플란트(etonogestrel implant)를 피부밑에 심은 여성 276명의 의료기록을 분석한 결과 이 같은 사실이 확인됐다고 연구팀은 밝혔다. 이 피임 임플란트의 평균 사용 기간은 27개월로, 전체 여성 가운데 4분의 3이 해당 기간 동안 체중이 평균 3.2kg 불었다. 그중에서도 ESR-1 변이유전자 2카피(copy)를 지닌 여성은 체중이 13.5kg 이상 증가했다. 이는 피임약을 사용한 여성 중에서도 유난히 체중이 많이 불어나는 여성이 있는 이유를 설명해 주는 것이라고 연구팀은 설명했다. 이 연구는 에토노게스트렐에 초점을 맞춘 것이지만 다른 피임약도 마찬가지일 것이라고 연구팀은 덧붙였다. 이 연구 결과에 비추어 특정 유전자 변이가 어떤 경로로 피임약 사용 중 체중 증가에 영향을 미치는지를 시급히 밝혀낼 필요가 있다고 연구팀은 강조했다. 당장은 의사가 피임약을 처방할 때 체중 증가 위험이 있음을 설명하거나 자궁 내 피임장치(IUD) 같은 다른 피임 방법 사용을 권하는 수밖에 없다고 연구팀은 말했다. 해당 연구 결과는 미국 가족계획학회(Society of Family Planning) 학술지 ‘피임’(Contraception) 최신호에 발표됐다. 임효진 기자 3a5a7a6a@seoul.co.kr

우울증과 공황장애는 누구나 겪을 수 있는 마음의 병이다. 링컨과 처칠도 우울증을 경험했다. 링컨은 걸음걸이에서 우울이 뚝뚝 떨어지는 듯했다거나, 처칠은 ‘검정개’가 찾아오면 시골에서 쉬고 그림을 그리며 1년씩 회복을 기다렸다는 유명한 일화도 있다. 항우울제 개발은 우연히 시작됐다. 1950년대 항결핵제를 투여받은 결핵환자들의 기분이 호전되고 무기력하던 환자들이 춤을 추는 장면을 한 내과 의사가 놓치지 않았다. 단가아민을 높이는 약물이 항우울 효과가 있었다. 곧이어 조현병 치료제(클로르프로마진)의 유도체는 조현병에는 효과가 없고 우울증 치료에 효과가 있었다. 이 두 약물은 1980년대 중반까지 주로 사용됐다. 하지만 부작용이 문제였다. 단가아민 약물은 발효식품을 먹으면 혈압이 높아졌다. 삼환계 항우울제는 효과는 좋았지만 입이 말라 갈라지고 어지럽고 졸렸다. 1970년대 우리나라 정신 치료의 선구자 조두영 교수가 쓴 글에는 한 환자가 ‘우울증에 무슨 약이 있을까 싶었는데 입이 이렇게 쫙 말라 갈라진 걸 보니 진짜 약을 주었다는 생각에 너무나 고마웠다’고 말했다는 장면이 나온다. 지금 같으면 멱살을 잡힐 수 있는 약이었다. 1980년대 후반 ‘프로작’이라는 항우울제가 나오면서 획기적 변화가 시작된다. 부작용(입마름, 변비, 졸음)이 거의 없이 우울증이 호전됐다. 미국과 유럽 정신의학계에서는 생물정신의학자들이 정신분석학자 자리를 급속히 대체했다. 뇌영상학의 발전으로 약뿐만 아니라 정신 치료가 만드는 뇌 변화가 확인되면서 정신질환을 바라보는 통합적인 시각은 대세가 됐다. 세로토닌 외 다양한 수용체에 작용하는 항우울제가 개발됐지만 증상이 호전되는 데 적어도 1~3개월이 걸린다는 단점이 있었다. 물론 그 덕분에 내성과 금단이 없는 장점도 있었지만 아무래도 너무 느렸다. 그러면서 마취제로 사용되고 마약으로도 통용되던 케타민은 글루타메이트를 급속히 높여 한 달이 아니라 하루 만에 효과가 있었고 의존증도 없었다. 이를 개량한 에스케타민 비강분무제 개발에 우리도 공동 연구에 참여해 지난해 미국 식품의약국(FDA)의 승인을 받았다. 마음의 병은 경증일 때는 정신 치료나 상담만으로 충분하지만 증상이 심해지면 약물 치료와 정신 치료를 함께 받아 한다는 것은 이제 상식이 됐다. 국민행복지수가 가장 높은 축에 드는 덴마크는 인구 7명 가운데 한 명이 정신과 치료를 받고 있다. 하지만 우리나라에선 많은 우울증 환자들이 게으르거나 의지가 부족한 사람이라는 편견에 시달리는 형편이다. 우울증 치료율은 여전히 여타 선진국의 절반 이하다. 코로나19가 주는 교훈 중 하나가 아플 때 쉴 수 있어야 한다는 것이 아닌가 싶다. 본인의 공황장애를 드러내고 치료에 집중하겠다며 회복을 선택한 이탄희 의원처럼 용기 있는 선택을 하는 사람들이 더 늘어나길 기대한다.

코로나 19 대유행에서 그나마 한 가지 다행한 점은 면역력이 약한 소아에서 증상이 심하지 않다는 사실이다. 하지만 최근 코로나19와 연관성이 있는 것으로 보이는 소아 괴질이 보고되고 있고 미국과 유럽에서 인공호흡기 및 중환자실 치료가 필요한 심각한 소아 코로나 19 감염 사례도 꾸준히 보고되고 있어 절대 안심할 수 없는 상황이다. 그런데 최근 연구 결과에 의하면 성인과 마찬가지로 소아 역시 코로나19 고위험군이 존재한다. 소아의 경우 당뇨, 고혈압 같은 만성 질환이나 흡연자의 비율은 성인보다 현저히 낮지만, 코로나 19의 대표적 위험 인자인 비만은 드물지 않다. 컬럼비아 대학의 필립 자카리아 박사가 이끄는 연구팀은 뉴욕 시티 병원에 입원한 소아청소년 환자 50명의 데이터를 분석해서 비만이면 중증 코로나19 감염의 위험성이 높다는 사실을 보고했다. 사실 입원이 필요한 코로나19 환자의 대부분은 중장년층이다. 하지만 코로나 19가 기승을 부린 뉴욕에서는 입원이 필요한 코로나 19 소아 환자도 드물지 않았다. 연구팀은 입원 소아 청소년 중 22%에 해당하는 11명이 비만이라는 사실을 확인했다. 그런데 더 충격적인 사실은 인공호흡기 치료가 필요한 정도의 중증 코로 19 소아 환자 9명 중 6명이 비만 소아라는 것이다. 비만한 소아 청소년 11명 중 6명이 인공호흡기 치료가 필요했다. 비만은 아시아 국가보다 미국과 유럽에서 사망률이 높은 이유 중 하나로 거론되고 있다. 비만 자체가 호흡기에 부담을 줄 뿐 아니라 당뇨, 고혈압 등 다른 만성 질환을 유발하기 때문이다. 최근 연구에서는 지방 세포에서 나오는 만성 염증 유발 물질과 지방 세포 표면에 존재하는 ACE2 수용체가 이유 중 하나로 거론되고 있다. 비만인 경우 코로나19로 인한 염증이 더 심해지고 코로나바이러스가 지방 세포에서 증식할 수 있어 더 중증의 코로나19 감염을 앓게 된다는 것이다. 이유가 무엇이든 간에 비만은 소아와 성인 모두에서 중증 코로나 19 감염의 위험인자다. 따라서 비만한 경우 더욱더 철저한 개인위생 및 생활 방역 원칙 준수가 필요하다. 아직 어린 소아의 경우 혼자 스스로 알아서 하기 힘들 수 있기 때문에 가정 및 학교의 관심이 요구된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

연구진, 사망 환자 11명 샘플 분석“직접적인 증거 없다” 신중론도 코로나19 바이러스가 남성 생식능력에 영향을 끼칠 수 있다는 우려가 나오는 가운데, 바이러스가 고환세포를 감염시키지 않고도 고환을 손상할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 4일 홍콩매체 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면 미국 보스턴 터프츠 메디컬센터의 저우밍 교수와 중국 우한 화중과기대학 녜슈 교수가 이끄는 연구팀은 최근 학술지 ‘유럽 비뇨기과 포커스’에 이런 내용을 발표했다. 논문은 후베이성 우한에서 코로나19로 사망한 환자 11명의 샘플을 이용해 고환 조직과 정액에서 코로나19 바이러스가 검출되는지 조사했다. 조사 결과 단 하나의 샘플에서 약간의 바이러스가 나왔으며 이 환자는 체내에 바이러스양이 많은 경우였다. 연구진은 이에 대해 바이러스가 고환 조직이 아닌 혈액에 있었기 때문일 가능성이 있다고 평가했다. 연구진은 80% 이상의 샘플의 경우 고환 내 정액을 만드는 부위인 정세관에 심한 손상이 있었다면서, 정세관 세포가 부풀어 오른 상태였고 일부는 정액을 만드는 데 영향이 있을 정도의 손상이었다고 설명했다. 연구진은 “바이러스가 고환 세포에 들어가지 않고 어떻게 이럴 수 있는지 불명확하다”면서도 “고환 내 ACE2(앤지오텐신 전환효소2) 수용체가 있어 바이러스가 스파이크 단백질을 이용해 결합할 수 있다”고 밝혔다. 이어 “스파이크 단백질 등 (세포막에 존재하는) 막단백질이 고환 손상에 역할을 할 가능성이 있다고 추정한다”고 설명했다. 그러면서 “코로나19 회복기에 있는 환자는 정자 기부나 임신계획에 대해 숙고할 필요가 있을 것”이라면서 또 “코로나19에 따른 고환 손상 위험을 줄일 방안을 찾는 연구가 진행돼야 한다”고 밝혔다.반면 푸단대 부속 상하이시 공공위생임상센터 연구자 장수예는 이번 연구 결과에 대해 “직접적인 과학적 증거가 없다”고 신중론을 폈다. 장수예는 “많은 바이러스가 ACE2와 결합해 정상적인 기능에 영향을 끼치고, ACE2에 의존하는 세포에 손상을 끼칠 수 있다”면서, 면역체계 문제 때문에 손상이 생길 수도 있다고 평가했다. 한편 SCMP는 코로나19가 남성 생식능력에 영향을 미칠 가능성에 대해서는 논쟁이 이어지고 있다고 전했다. 최선을 기자 csunell@seoul.co.kr

“Today Apple is going to reinvent the phone.”(오늘 애플은 전화기를 재발명할 것입니다.) 2007년 1월 미국 샌프란시스코에서 열린 ‘맥월드 콘퍼런스·엑스포’ 기조연설자로 나선 애플 CEO 스티브 잡스는 검은색 터틀넥 셔츠, 청바지, 운동화 차림으로 사람들 앞에서 이렇게 선언했습니다. 잡스의 선언 뒤 등장한 스마트폰은 더이상 통화나 문자만 하는 장치가 아니게 됐습니다. 애플의 아이폰은 휴대전화 개념과 시장 판도를 바꿔버렸습니다. 터치스크린 기능을 탑재하고 통화뿐만 아니라 음악을 내려받아 들을 수 있고 인터넷 검색까지 할 수 있는 아이폰을 처음 손에 쥐었을 때의 놀라움은 아직도 생생합니다. 스마트폰이 등장한 지 불과 13년밖에 안 됐지만 이제는 전 세계 성인 누구나 1대씩은 가지고 있을 정도로 대중화됐습니다. 물론 스마트폰의 과다 사용 때문에 나타나는 스마트폰 중독 같은 부작용이 사회적 문제가 되고 있기도 합니다. 스마트폰 화면에서 나오는 블루라이트(청색광) 때문에 생기는 건강 문제도 있습니다. 스마트폰 화면뿐만 아니라 컴퓨터, 태블릿PC 등 전자기기 디스플레이에서 방출되는 청색광에 오래 노출되면 안구건조증이 생기고 심할 경우 망막이나 수정체가 손상될 수도 있다고 합니다. 중국 중국과학기술대학 의대 뇌기능 및 질환연구소, 제1부속병원 안(眼)연구센터, 허베이대 생물·식품·환경학부, 쿤밍동물연구소 동물모델·인간질병메커니즘연구소, 안후이대 의대 기초의과학부, 상하이 고등뇌과학연구소, 줄기세포 및 재생연구소 공동연구팀은 밤에 2시간 이상 청색광에 지속적으로 노출될 경우 우울증에 빠지기 쉽다고 3일 밝혔습니다. 이번 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지인 ‘네이처 뉴로사이언스’ 2일자에 실렸습니다. 연구팀은 사람으로 치면 성인에 해당되는 생후 2~4개월 된 생쥐 20마리를 대상으로 오전 8시부터 오후 8시까지는 깨어 있고 나머지 시간은 잠을 자도록 훈련을 시켰습니다. 연구팀은 이 중 10마리는 3주 동안 잠들기 전 두 시간 동안 450㎚ 파장의 청색광에 노출시켜 깨어 있는 시간이 14시간이 되도록 했습니다. 나머지 10마리는 청색광에 노출시키지 않고 낮과 밤이 12시간씩 균형을 이루도록 했습니다. 청색광에 지속적으로 노출된 생쥐들은 일반 생쥐에 비해 미로나 밀폐된 공간에서 빠져나오는 탈출행동이 감소하고 설탕물이나 당분 함유 음식도 선호하지 않고 움직임이 줄어드는 등 전형적인 우울 증상이 늘어나는 것으로 확인됐습니다. 연구팀은 생쥐들이 청색광으로 인한 우울증에서 빠져나오는 데는 청색광에 전혀 노출되지 않는 상태가 3주 이상 이어져야 한다는 것도 확인했습니다. 어두운 밤, 인공 조명은 망막의 특정 유형 광수용체와 측좌핵 같은 뇌 부위와의 연결을 차단시키기 때문이라고 연구팀은 해석했습니다. 이불 속에 들어가 잠들기 전 ‘잠깐만’이라고 스마트폰을 만지작대다 보면 1~2시간은 금세 지나가는 경험을 누구나 했을 것입니다. 잠들기 어렵다고 스마트폰을 들었다가는 불면증은 물론 우울증까지 올 수 있으니 자제할 필요가 있을 것 같습니다. edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 뇌의 도파민 특정 유전자 스위치가 켜지면 약물 중독에 쉽게 빠지게 된다는 사실을 밝혀냈다. 포스텍 생명과학부, 한국뇌연구원, 대구경북과학기술원(DGIST), 미국 마운트시나이 아이칸의대 신경과학과, 존스홉킨스대 심리·뇌과학과, 존스홉킨스대 의대 신경과학연구소 공동연구팀은 코카인 같은 약물 중독에 신경세포의 특정 도파민 수용체가 중요한 역할을 한다고 26일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘생물 정신의학’에 실렸다. 약물 중독은 특정 약물을 강박적으로 찾고 사용하는 행동을 보이는 정신질환으로 치료가 어렵고 오랜 시간이 지난 뒤에도 재발 가능성이 높다. 특히 마약류 같은 중독성 약물은 뇌의 보상회로 속 도파민 농도를 증가시키고 도파민 수용체를 활성화시켜 쉽게 중독을 일으키는 것으로 알려져 있다. 문제는 중독에 유독 쉽게 빠지는 사람이 있는데 이런 현상에 대한 정확한 신경생물학적 메커니즘은 아직 밝혀지지 않은 상태이다. 연구팀은 생쥐들을 이용해 코카인을 스스로 투여할 수 있는 장치에 넣은 뒤 전기생리학적, 광유전학 기법으로 실험을 실시했다. 그 결과 중독에 취약한 생쥐들은 일반 생쥐들과 2909개의 유전자가 차이를 보인다는 사실을 확인했다. 중독 취약 생쥐들은 기분과 감정을 조절하는 영역인 대뇌 보상회로 중격의지핵에 있는 콜린성 뉴런이라는 신경세포에서 ‘DRD2’라는 유전자가 과도하게 발현되는 것으로 관찰됐다. 콜린성 뉴런에서 DRD2가 쉽게 켜지고 발현량도 급증하는 생쥐는 똑같은 코카인에 노출되더라도 쉽게 중독된다는 설명이다. 구자욱 한국뇌연구원 박사는 “이번 연구는 뇌 중격의지핵 신경세포 중 1~2% 정도에 불과한 콜린성 중간뉴런의 도파민 신호전달체계가 중독 행동에 중요한 역할을 한다는 점을 밝혀냈다는데 의미가 크다”라며 “추가 연구를 통해 약물 중독 환자에 대한 새로운 치료전략을 제시할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘600만불의 사나이’는 1970년대 어린 시절을 보냈던 40~50대의 기억 속에 남아 있는 대표적인 미국 드라마이다. 어린이들이 주인공을 흉내내다가 다치거나 죽는 일이 자주 발생해 사회적 문제가 됐던 미드이기도 하다.미국항공우주국(NASA) 소속 우주비행사 스티브 오스틴 대령이 시험비행 중 추락해 한쪽 눈과 팔, 두 다리를 잃는 중상을 입게 됐는데 과학정보국이라는 곳에서 추진한 첫 번째 사이보그 요원으로 다시 태어나 위험한 임무에 투입되는 내용이다. 주인공이 이식받은 인공 눈은 20배 줌과 열감지기능을 갖추고 있어 독수리처럼 멀리 떨어져 있는 글자를 읽을 수 있는 것은 물론 캄캄한 밤에도 대낮처럼 볼 수 있다. 최근 케이블 채널에서 방영된 드라마 ‘루갈’에서도 첨단 생명공학 기술로 만들어진 인공 눈을 장착한 주인공이 등장한다. 여기에 등장한 인공 안구는 증강현실(AR) 기술이 더해져 데이터베이스에 접속해 각종 정보를 즉시 눈앞에 띄워 주기도 한다. 중국 홍콩과학기술대 전기정보공학과, 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 전기공학 및 컴퓨터과학과, 로렌스 버클리 국립연구소 재료과학분과 공동연구팀은 SF에 등장하는 수준까지는 아니지만 사람의 눈 구조와 유사하면서도 높은 해상도와 시야각을 확보할 수 있는 인공 눈을 개발하고 그 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 21일자에 발표했다. 사람의 눈은 넓은 시야각과 높은 해상도를 갖고 있으며 빛에 매우 민감하게 반응한다는 특징을 갖고 있다. 이는 돔 형태의 망막과 1㎠당 1000만개가 넘는 광수용체 덕분이다. 로봇공학과 생체공학 분야에서 사람의 눈과 비슷한 인공 안구 개발 시도가 성공하지 못하고 있는 이유도 이런 망막의 형태와 복잡한 구조 때문이다. 지금까지 시도된 인공 안구는 환자의 눈에 인공 망막을 심고 이와 연결된 안경으로 망막 신경세포를 자극해 이미지를 볼 수 있게 하는 방식이 많았다. 또 사람의 눈과 비슷한 형태로 만든 것도 있기는 하지만 해상도가 떨어지거나 시야각이 좁고 내구성이 약하다는 문제가 있었다. 연구팀은 태양전지를 만들 때 활용되는 페로브스카이트라는 물질을 이용해 밀도가 높고 가벼울 뿐만 아니라 빛에 민감한 나노와이어로 연결된 반구형 인공 안구를 개발했다. 연구팀이 개발한 인공 눈은 알루미늄으로 만들어진 안구 가운데에 렌즈가 고정돼 수정체를 대신하고 이온성 액체로 채워져 있으며 뒤쪽에는 인공망막이 설치돼 있다. 인공망막에는 광수용체 세포를 모방한 나노와이어가 배열돼 있으며 액체금속선이 신경섬유를 대신하게 되는 것이다. 액체금속선은 인공망막의 나노와이어에서 받은 신호를 뇌로 전송하는 신경섬유를 모방한 것이다.이렇게 만든 인공눈은 알파벳 문자를 정확하게 인식할 수 있음을 연구팀은 확인했다. 이번에 만든 인공 눈은 개념증명장치이기 때문에 100픽셀 정도이며 픽셀당 3개의 나노와이어가 연결돼 있어 해상도가 낮았다. 그렇지만 연구팀은 나노와이어 밀도를 사람 눈에 있는 광수용체보다 최대 10배 이상 늘릴 수 있는 만큼 사람의 눈보다 높은 해상도를 가질 수 있다고 설명했다. SF에 등장하는 인공 안구처럼 사람의 눈보다 훨씬 우수하게 제작할 수 있다는 것이다. 연구를 이끈 지용 판 홍콩과기대 교수(나노재료과학)는 “이번에 개발된 인공 안구 기술은 사람의 눈 구조를 모방해 시각장애를 겪는 사람은 물론 로봇 공학이나 관측 장비 등 다양한 활용이 가능할 것으로 기대된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 연구진이 사람과 쥐의 세포를 합친 ‘하이브리드 배아'(인간과 동물 세포를 합한 배아)를 만드는데 성공했다고 밝혀 학계의 관심이 쏠리고 있다. 미국 뉴욕주립대 버펄로캠퍼스 연구진은 인간과 동물의 세포를 결합해 인공장기를 만들기 위한 첫 번째 단계로 키메라 배아 연구를 시작했다. 동물 체내에서 인간 장기를 생산하기 위해서는 우선 유전자 조작으로 특정 장기를 만들 수 없게 된 동물의 배아(수정란)에 세포로 분화가 가능한 인간의 줄기세포를 주입한다. 줄기세포가 배아 안에서 인간의 장기로 어느 정도 성장하면, 이 하이브리드 배아를 다른 동물의 자궁에 다시 주입해 인간의 장기를 몸에 지닌 새끼를 낳게 한다. 연구진에 따르면 이번 연구를 통해 탄생한 하이브리드 배아에서 인간의 줄기세포가 차지하는 부분은 0.1~4% 정도다. 이는 지금까지 사람과 쥐의 DNA를 혼합한 연구는 여러 차례 있었지만, 인간 세포가 차지하는 비중이 최대 4%에 달한 것은 이번이 처음이다. 연구를 이끈 뉴욕주립대 버펄로캠퍼스의 펑 젠 박사는 “쥐의 배아에서 인간의 줄기세포가 안정적으로 자라게 하기 위해서는 인간의 세포를 착상 전 초기 발생 단계에서 나온 ‘나이브형‘으로 되돌리는 것이 중요하다”고 설명했다. 일반적으로 나이브형 줄기세포는 미분화 상태를 유지하면서 무한대로 자가 증식할 수 있는 능력과 인체의 모든 세포로 분화할 수 있는 분화 능력을 가지고 있기 때문에 재생 의학적 활용에 있어 그 가치가 높이 인정된다. 연구진은 세포의 성장, 이동, 증식에 관여하는 단백질인 mTOR를 일시적으로 비활성화시키는 과정을 통해 인간의 세포를 초기 단계로 되돌린 뒤 이를 쥐의 줄기세포와 혼합한 배아를 17일간 실험실에서 발육시켰다. 그 결과 혼합 배아는 사람의 유전자를 보유하고 있음에도 불구하고 정상적으로 성장하기 시작했다. 쥐의 세포에 주입된 인간의 세포는 간과 심장, 골수 및 혈액이 될 수 있는 쥐의 대부분의 조직과 결합한 것을 확인했다. 특히 일부 하이브리드 배아 세포 내에서는 인간의 적혈구 세포가 매우 풍부하게 성장했고, 뇌로 성장할 수 있는 소수의 조직도 발견됐다. 또 다른 하이브리드 배아에서는 빛을 감지하는데 도움이 되는 눈 세포인 광수용체 더미가 발견되기도 했다. 연구를 이끈 펑 박사는 “인간 배아에서 성숙되려면 몇 달이 걸리는 세포들이 (하이브리드 배아 세포 안에서는) 17일 안에 성장하는 것을 확인했다”면서 “만약 이러한 과정이 (동물에서 인간 장기를 얻는데) 효과가 있다면, 과학계에 매우 큰 영향을 미칠 것”이라고 밝혔다. 다만 이번 연구는 인간의 줄기세포를 이용했다는 점에서 윤리적 논란에 부딪힐 가능성이 있다. 2017년 미국 캘리포니아의 솔크연구소가 인간의 DNA가 주입된 돼지를 만들었지만, 10만개의 세포 중 단 1개 만이 인간의 세포였다. 당시 문제는 그렇게 만들어진 돼지의 뇌가 부분적으로 인간일 수 있다는 것이었다. 또 윤리적 이유로 배아는 단 한 달 동안만 실험에 이용할 수 있었다. 자세한 연구결과는 세계적인 과학저널인 ‘사이언스’의 자매지인 ‘사이언스 어드밴시스‘ 최신호(13일자)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

현재 개발 중인 코로나 19 치료제 가운데 가장 주목을 끄는 약물은 본래 에볼라 치료제로 개발되었다가 실패한 렘데시비르(Remdisivir)다. 렘데시비르가 실제로 코로나 19 환자의 사망률을 줄일 수 있는지는 아직 확실하지 않지만, 치료 기간을 단축하고 회복을 빠르게 한다는 연구 결과가 발표된 후 관심이 집중되고 있다. 하지만 렘데시비르에 대한 연구는 사실 이제 시작 단계다. 과학자들은 렘데시비르를 비롯해 현재 테스트 중인 치료 약물의 작용 기전을 밝혀 더 효과적인 치료법을 개발하기 위해 노력하고 있다. 중국 과학원 산하의 SIMM(Shanghai Institute of Materia Medica) 연구소가 이끄는 중국 연구팀은 렘데시비르가 코로나 19 치료에 효과가 있다는 연구 결과가 나오기도 전에 이 약물이 SARS-CoV-2 바이러스를 억제하는 기전을 연구했다. 렘데시비르가 동물 모델에서 코로나바이러스를 억제한다는 보고가 있었기 때문이다. 연구팀이 집중한 것은 렘데시비르의 목표 물질인 RNA 의존 RNA 중합효소(RNA-dependent RNA polymerase, 약자 RdRp)다. 렘데시비르는 본래 범용 RNA 바이러스 치료제로 개발된 약물로 주사제로 투여하면 체내에서 활성 물질인 GS-441524로 대사된다. 이 물질은 아데노신(Adenosine)과 유사한 물질로 RNA 바이러스의 중합효소와 결합해 정상적인 바이러스 증식을 방해한다. 코로나바이러스에서는 RNA 의존 RNA 중합효소의 작용을 방해해 증식을 억제한다. 연구팀은 저온 전자현미경 (Cryo-EM)을 통해 이 과정을 연구했다. 연구팀은 연구를 시작한 지 불과 46일만에 여러 개의 단백질 서브 유닛으로 구성된 RdRp 복합체의 3차원적 구조와 렘데시비르가 결합하는 과정을 확인하고 이를 저널 사이언스에 발표했다. (사진 참조) 렘데시비르가 실제로 코로나 19를 억제할 수 있음을 보여준 것이다. 현재 코로나 19 치료제 개발의 주요 목표는 바이러스가 세포 내로 침투하는 경로인 ACE2 수용체와 바이러스 증식에 필요한 중합효소인 RdRp이다. 렘데시비르의 의의는 RdRp를 억제하는 약물을 개발했다는 것이다. 다만 바이러스 증식을 일부 억제한다고 해도 환자의 생존 가능성이 높아진다는 보장은 없다. 렘데시비르 단독 요법으로 생명을 구할 수 있는지는 현재 진행 중인 임상 시험 결과가 나와야 알 수 있다. 만약 렘데시비르가 회복을 조금 빠르게 할 뿐 사망률을 낮추지 못한다면 어떻게 될까? 설령 그렇다고 해도 아직 실망하기에는 이르다. 이번 연구 결과를 토대로 렘데시비르보다 더 효과적으로 RdRp를 차단하는 약물을 개발하거나 ACE2 수용체처럼 다른 목표를 차단하는 약물을 개발해 같이 사용하면 치료 효과를 높일 수 있기 때문이다. 서로 작용 기전이 다른 항생제나 항바이러스제를 동시에 사용해서 치료 효과를 높이는 방법은 이미 널리 사용되고 있다. 코로나 19 역시 예외가 아닐 수 있다. 코로나 19는 여전히 큰 위협이지만, 이런 연구를 통해 인류는 효과적인 치료제와 백신을 개발할 수 있을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

과학자들은 꽤 오래전부터 바이러스의 존재를 간접적으로 인지하고 있었다. 그러던 중 성장에 제약이 있는 담배를 관찰하다가 잎에 흰색 무늬들이 모자이크 형태로 나타나는 것을 발견했다. 1883년 한 과학자는 이런 증상을 나타낸 식물의 수액을 다른 식물에 뿌린 뒤 관찰했다. 예측대로 건강했던 식물은 담배모자이크병에 걸렸다. 이를 통해 담배모자이크병 증상을 나타낸 식물의 수액 내에 전염성을 가진 병원체가 있을 것으로 추측했다. 이후 또 다른 과학자는 이 병에 걸린 식물의 수액을 추출해 세균이 통과하지 못하는 필터로 걸러 냈다. 필터를 통과한 액체를 건강한 담배에 뿌렸더니 이 담배 역시 병에 걸렸다. 세균보다 작은 이 입자는 바이러스로 명명됐다. 바이러스는 많은 시도에도 불구하고 생물 밖에서 배양되지 않았다. 나중에 담배모자이크병을 유발하는 입자를 결정화해 그 모양이 원통형임을 관찰할 수 있었다.담배모자이크바이러스의 발견 이후 수많은 바이러스가 관찰됐는데 이들의 크기는 20~200나노미터(㎚)고 모양은 공, 다면체, 막대, 복잡한 구조 등 다양하다. 그렇지만 바이러스의 구성은 단순하다. DNA나 RNA로 이뤄진 유전물질과 단백질로 구성돼 있다. 바이러스는 배지에서 배양되지 않기 때문에 과학자들은 바이러스를 숙주세포에 접종해 증식시킬 수밖에 없었다. 바이러스는 끊임없이 증식을 하면서 숙주세포에 손상을 가하거나 세포를 죽임으로써 질병 증상이 나타나게 된다. 그래서 바이러스성 질병을 이기기 위해서는 바이러스의 증식회로 과정을 상세히 밝혀내는 것이 중요하며 이는 알려진 증식회로의 각 단계를 차단할 수 있는 약을 개발하기 위한 노력으로 이어져 왔다. 어떤 바이러스든 숙주세포에 결합해야 한다. 바이러스 입자가 세포 안으로 들어가야 하며, 세포 내에서 바이러스 유전체는 자신의 유전체와 단백질 껍질을 복제하고 생산한다. 필요하다면 단백질에 가공이 일어나고 마지막으로 유전체와 단백질 껍질이 결합한다. 그러면 바이러스 입자의 수가 늘어난다. 그래서 바이러스 증식회로의 각 단계를 표적으로 삼아 차단하는 것이 방법이다. 예컨대 에이즈를 일으키는 HIV 치료를 위해서 각각의 단계를 억제하는 약이 30가지 정도 개발돼 사용되고 있다. 한 가지 약만 투여할 경우 HIV 변이들이 내성을 나타내기 때문에 3종 이상의 약을 동시에 투여해 HIV의 증식을 낮춰 치사율 100%인 에이즈를 극복하는 성과를 거두게 됐다. 코로나19 치료제 개발을 위해 미국 국립보건원(NIH)은 80여 건의 후보약물에 대한 심사를 수행하고 있다. 코로나19도 마찬가지로 증식회로와 관련해 REGN3048은 수용체와의 결합 단계, 아르비돌은 세포막과 바이러스의 융합 단계, 클로로퀸은 바이러스 입자의 세포 내 유입 단계, 렘데시비르·아비간·이버멕틴은 유전물질인 RNA 복제 단계, 칼레트라는 단백질 가공 단계 등을 각각 억제할 가능성이 있어 이들의 약효를 시험 중이다. 우리는 전대미문의 위협과 마주하고 있다. 인류 역사 속에서 우리의 조상은 눈에 보이지 않는 병원균에 대한 공포를 이성의 힘으로 극복해 왔다. 그런 노력으로 인해 현재 우리가 존재할 수 있게 됐다. 또한 우리는 바이러스의 존재와 특징, 증식 과정 그리고 질병이 유발되는 방식을 알고 있다. 인류는 코로나19와의 싸움에서도 결국 이길 것이다.