종근당이 ‘혁신 신약’을 무기로 글로벌 시장 진출 준비에 한창이다. 베이스캠프는 생산기지를 구축한 인도네시아다. 종근당은 지난해 인도네시아 현지에 항암제 공장을 준공하고 9월부터 인도네시아 정부로부터 GMP(의약품제조품질관리기준) 승인을 받았다. 현재 생산 제품에 대한 허가를 받고자 시험생산 중이며, 허가가 떨어지면 올해 하반기부터 본격적인 상업생산에 돌입할 예정이다. 인도네시아를 교두보로 선택한 이유는 이 나라가 2억 5000만명에 달하는 세계 3위 인구 대국이기 때문이다. 인도네시아 제약 시장 규모는 지난해 기준 약 7조 9000억원에 달한다. 이번에 준공된 공장은 EU(유럽연합)의 GMP 수준을 갖춘 항암제 공장으로 벨록사주, 젬탄주, 베로탁셀주 등 종근당의 주요 항암제를 생산해 현지에 공급하게 된다. 종근당은 5년 내에 인도네시아 항암제 시장 점유율 30%를 달성한 뒤 이를 발판으로 아세안 10개국을 비롯해 중동, 북아프리카, 유럽 시장까지 진출할 계획이다. 종근당이 해외 시장을 공략할 ‘혁신 신약’으로는 자가면역질환 치료제인 ‘CKD-506’이 가장 먼저 꼽힌다. CKD-506은 염증을 감소시키고, 면역을 조절하는 T세포의 기능을 강화해 면역 항상성을 유지하는 치료제다. 헌팅턴 질환 치료제 ‘CKD-504’는 미국에서 임상 1상을 진행하고 있다. 종근당의 첫 번째 바이오 의약품인 ‘네스벨’은 올해 일본 정부의 품목허가를 기다리고 있다. 종근당은 또 바이오 신약인 ‘CKD-702’ 개발에도 도전하고 있다. CKD-702는 암세포 증식 신호를 차단하고 수용체의 수를 감소시켜 암을 치료하는 새로운 기전의 신약이다. 이영준 기자 the@seoul.co.kr

야외에서 밝은 빛을 보고 나면 정신도 맑아지고 상쾌해지는데, 이는 기분 탓일까. 최근 영국 옥스퍼드 대학의 스튜어트 피어슨 교수와 러셀 포스터 교수팀은 망막 세포 중 ‘보는 것’과 관계 없는 세포에 주목했다. 빛을 받으면 활성화되지만 시각 이미지를 생성하지는 못하는 ‘멜라놉신’ 세포의 기능을 탐색한 것이다. 멜라놉신 세포는 주요 생체 시계인 ‘시교차상핵’에 신호를 보내 교감신경계를 활성화하고 부신의 코르티솔 생산을 증가시켜 각성도를 높인다. 아침에 밝은 태양빛을 봤을 때 좀 더 활기찬 하루를 보낸다고 느꼈다면 단지 기분 탓만은 아닌 것이다. 이런 작용은 주로 제1형 멜라놉신 세포(M1)가 청색광에 반응할 때 나타난다. 따라서 야간에 스마트폰이나 컴퓨터 모니터를 보면 되레 숙면에 방해된다. 빛은 우리의 뇌가 기분을 조절하는 것에도 영향을 준다. 최근 중국 지난 대학의 런차오란 교수팀은 빛이 항우울 효과를 나타내는 기전을 연구해 뉴런지에 발표해 주목받고 있다. 이 연구팀은 화학유전학이라는 최신 뇌과학 기법을 이용해 망막의 제4형 멜라놉신 세포를 활성화시키고 그 반응을 연구했다. 그 결과 시상의 억제성 뉴런이 활성화되고, 이를 통해 과활성화됐던 ‘외측 고삐핵’이 안정화되는 것을 확인했다. 외측 고삐핵은 우울증에서 비정상적으로 과활성화되는 것으로 알려진 부위다. 마음이 무겁고 우울한 기분이 있다면 밝은 빛을 보며 가볍게 산책을 해보는 것도 도움이 된다. 마지막으로 빛은 ‘햇빛 비타민’으로도 잘 알려진 비타민D를 통해 우리의 뇌 건강에 영향을 줄 수 있다. 비타민D는 칼슘 대사, 뼈 건강뿐 아니라 심혈관계 질환과 각종 암에도 좋은 효과를 미친다는 연구 결과가 나오고 있다. 이와 더불어 주목할 곳은 중추신경계다. 보통 비타민D의 활성화는 신장에서 이뤄지는 것으로 알려졌으나, 중추신경계에서도 비타민D를 활성화하는 효소가 발현된다. 신장을 제외하고는 유일하다. 이뿐만 아니라 비타민D 수용체가 높게 발현돼 가바와 세로토닌 등 주요 신경전달물질의 생산에 관여하고 있다는 것이 최근 밝혀졌다. 활동 시간의 대부분을 실내에서 보내는 현대인에게 비타민D의 저하가 매우 흔하기에 이런 연구 결과가 시사하는 바가 크다. 빛은 우리가 약 24시간을 주기로 살아가는 일주기 리듬을 만들어 내는 데 필수적이다. 지구상에 에너지를 전달하고 인간을 포함한 지구상의 생명체는 그 에너지를 이용해 생명을 유지한다. 지구의 자전이 24시간을 주기로 지구상에 빛을 비추고 우리는 그 자전 주기에 따라 규칙적으로 살아간다. 빛은 멜라놉신 세포 활성화나 비타민D 합성 등을 포함해 다양한 경로로 뇌 활동을 직간접적으로 조절하고 있다. 하루 20~30분이라도 햇빛을 볼 수 있다면 일주기 리듬 조절, 우울감 개선, 비타민D의 증진을 통해 신체 건강과 뇌 건강을 모두 챙길 수 있지 않을까.

날씨가 따뜻해지면서 산과 들로 나들이 가는 사람들이 늘고 있다. 나들이 갔다 돌아와 보면 자신도 모르게 모기를 비롯한 각종 날벌레에 물려 벌겋게 부어 있는 피부를 보고 깜짝 놀랄 때가 있다. 이 때문에 나들이 나가기 전에 벌레들이 달라붙지 못하게 옷이나 피부에 기피제를 사용하는 사람들이 있다. 벌레 기피제의 주성분은 디에틸톨루아마이드(DEET)인데 모기나 벌레들이 어떤 이유 때문에 피하는지는 정확히 알려져 있지 않았다. 미국 록펠러대 신경유전학·행동연구소, 신경시스템연구소, 하워드휴즈 의학연구소, 프린스턴대 신경과학연구소 공동연구팀이 DEET에는 모기가 싫어하는 쓴맛이 있고 이를 입이 아닌 다리를 통해 사전에 감지한다는 사실을 발견하고 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 25일자에 발표했다. 지금까지는 DEET를 바르면 모기가 접근하지 못하는 이유를 특유의 냄새 때문이라고 생각해왔다. 연구팀은 유전자 편집으로 후각을 제거한 모기를 이용해 DEET, 쓴맛이 나는 화합물, 설탕물이 담긴 각각의 접시 중 어느 것에 접근하는지를 살펴봤다. 그 결과 모기들은 DEET나 쓴맛이 나는 화합물이 담긴 접시에는 잠깐 앉았다가 다시 날아가버렸고 설탕물이 담긴 접시에는 모여든다는 사실을 확인했다. 특히 연구팀은 DEET와 쓴맛 화합물에 앉았던 모기들이 입을 대지 않고 잠깐 앉았다 금세 날아가는 것에 주목했다. 또 모기의 다리에는 입과 마찬가지로 맛을 감지할 수 있는 분자수용체를 갖고 있는 미세한 털이 있다는 것을 알아냈다. 입을 대지 않고 다리를 대는 것만으로도 맛을 인식하기 때문에 DEET를 바른 옷이나 피부에 모기가 앉더라도 피를 빨지는 않는다는 설명이다. 록펠러대 하워드휴즈 의학연구소 레슬리 보쉘 교수는 “DEET는 시중에서 구할 수 있는 가장 효과적인 모기 기피제이기는 하지만 영유아들에게는 독성 때문에 사용하기 어려운 점이 있다”며 “이번 연구를 통해 모기가 싫어하는 쓴맛을 이용해 독성은 적고 영유아에게도 효과가 있는 기피제를 개발할 수 있을 것”이라고 말했다. edmondy@seoul.co.kr

감기가 심하게 걸려 숨쉬기가 어려울 정도로 코가 막히거나 비염이 심할 경우 산해진미를 먹어도 맛을 느낄 수 없다. 향을 맡고 맛을 느끼는 감각이 서로 밀접한 관계가 있음을 보여주는 사례이다. 지금까지 미각과 후각은 독립적 감각이며 음식에 대한 감각은 맛과 냄새, 다른 자극들이 입력돼 뇌에 도달하면서 만들어진다고 여겨져 왔다. 그런데 미국 뉴욕대 치대, 모넬 케미컬센스센터 공동연구팀은 냄새를 맡는 후각 수용체가 혀에도 일부 존재한다는 것을 확인했다고 25일 밝혔다. 이번 연구결과는 센서분야 국제학술지 ‘케미컬 센스’ 24일자에 실렸다. 연구팀은 실험실에서 사람의 혀에 있는 미각 세포를 배양한 다음 세포의 활성도를 측정하는 칼슘 이미징 기술과 생화학적 방법을 이용해 분석한 결과 미각 세포에도 후각 수용체에 존재하는 것으로 알려진 많은 핵심 분자들이 포함돼 있다는 사실을 발견했다. 미각 세포가 후각 세포와 비슷한 방식으로 냄새 분자에 반응할 수 있다는 것이다. 사람들은 맛과 냄새를 동일한 감각으로 보지만 대부분의 음식에서 독특한 맛은 미각보다는 후각에서 오는 것이라고 과학자들은 보고 있다. 단맛, 짠맛, 신맛, 쓴맛, 감칠맛을 느끼도록 하는 미각은 체내에 들어오는 것의 영양학적 가치와 잠재적 독성을 평가하는 문지기 역할을 하는 것일 뿐 음식 맛에 대한 실질적 평가는 미각 세포에 있는 후각 수용체가 담당할 수 있다는 것이 연구팀의 설명이다. 연구를 주도한 메멧 오즈데너 박사는 “이번 연구는 음식 맛을 느끼게 해주는 주요 감각기관인 후각과 미각 사이 상호작용이 지금까지 알려져 왔던 것처럼 뇌가 아닌 혀에서 시작될 수 있음을 보여준 것”이라며 “추가 연구를 통해 비만이나 당뇨, 고혈압처럼 식생활과 밀접한 관련이 있는 질병의 원인으로 꼽히는 소금, 설탕, 지방 섭취를 줄이는 데 도움이 될 수 있을 것으로 본다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사람과 다른 포유류의 피를 빨아먹는 모기는 단지 귀찮기만 한 존재가 아니라 말라리아를 포함해 치명적인 질병을 옮기는 위험한 해충이다. 하지만 다른 관점에서 보면 모기는 놀라운 곤충이다. 이렇게 작은 곤충이 먼 거리에서 사람을 파악하고 어둠 속에서도 정확히 목표를 찾아낸다는 것은 생각해보면 기적 같은 일이다. 과학자들은 많은 연구 끝에 모기가 사람이나 다른 포유류의 땀 냄새, 체온, 이산화탄소 등의 정보를 수집해서 목표를 찾아낸다는 것을 알아냈지만, 아직 그 구체적인 기전에 대해서는 모르는 부분이 많다. 미국 마이애미 대학 매튜 드겐나로와 그 동료들은 모기의 놀라운 감지 능력의 비밀을 밝혀냈다. 이집트 숲모기(Aedes aegypti)의 더듬이에 있는 후각 수용체에서 정확히 어떤 부분이 땀에 있는 젖산(lactic acid)을 감지하는지 알아낸 것이다. 그 범인의 정체는 모기의 더듬이에 있는 이온 수용체(ionotropic receptors)였다. 연구팀은 이 수용체를 만드는데 필요한 Ir8a 유전자를 제거한 모기가 숙주를 찾는 활동이 50%나 감소하는 점을 확인했다. 포유류의 땀은 대부분은 물이지만, 나트륨, 염소, 칼륨, 젖산 등 노폐물도 포함되어 있다. 증발한 땀에 포함된 젖산은 모기의 더듬이에 있는 Ir8a 경로 수용체를 자극해 숙주의 방향을 알려준다. 공기 중 젖산의 양이 많은 장소가 사람을 포함한 숙주가 있을 가능성이 큰 것이다. 물론 체온 및 이산화탄소 같은 다른 정보도 모기가 사람을 찾는 데 도움을 준다. 비록 모기의 감각 기관은 사람보다 단순하지만, 숙주를 찾아 피를 빨아먹는 기능만큼은 특별하게 진화된 것이다. 모기가 사람을 찾는 방법을 알아내면 더 효과적인 모기 기피제나 모기를 유인하는 덫을 만들 수 있다. 이번 연구에서 한 가지 궁금증을 풀었지만, 모기의 놀라운 감지 능력에 대해서 100% 밝혀낸 것은 아니다. 과학자들은 계속해서 모기의 감각 능력과 흡혈 행동에 대해서 연구하고 있으며 이를 통해 더 효과적인 모기 기피제와 유인제를 만들기 위해 노력하고 있다. 이를 통해 많은 생명을 구하고 더 안전한 세상을 만들 수 있기 때문이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

‘마왕’ 신해철은 장협착수술 이후 패혈증 때문에 2014년 10월 우리 곁을 떠났다. 패혈증은 미생물 감염 때문에 전신에 염증반응이 나타나 발열, 빠른 맥박, 호흡수 증가, 급격한 백혈구숫자 변화 등 증상을 보이며 심할 경우 사망에 이르는 질환이다. 카이스트 의과학대학원, 분당서울대병원 응급의학과 공동연구진이 3차원 생체현미경 기술을 이용해 패혈증 환자의 폐에서 모세혈관과 혈액 내 순환세포를 고해상도로 촬영해 폐손상 원인을 찾아내는데 성공했다고 31일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘유럽 호흡기학’ 28일자에 실렸다. 폐는 호흡을 통해 폐포에서 산소와 이산화탄소 교환을 해 생명 유지를 돕는 중요한 신체기관이다. 이 때문에 과학자들은 폐포의 미세순환 관찰을 시도했지만 쉽지 않았다. 연구팀은 자체 개발한 초고속 레이저 스캐닝 공초점 현미경과 폐의 호흡상태를 보존하면서 움직임을 최소화할 수 있는 영상 챔버를 새롭게 제작해 패혈증을 유발시킨 동물의 폐에서 모세혈관 내부의 적혈구 순환 모습을 촬영했다.이를 통해 패혈증에 걸린 동물의 폐에서는 백혈구의 일종인 호중구들이 서로 응집해 혈액 미세순환을 저해시킨다는 사실을 확인했다. 또 적혈구가 순환하지 않는 공간인 사강이 늘어나면서 저산소증이 유발된다는 사실도 발견했다. 결국 갇힌 호중구들이 미세순환을 막고 활성산소를 다량으로 생산해내면서 폐 조직을 손상시킨다는 설명이다. 연구팀은 세포 간 부착에 관여하는 수용체 단백질을 차단하면 폐혈관 내부에 응집된 호중구를 제거할 수 있어 미세순환을 개선하고 저산소증을 호전시키고 폐부종을 감소시킨다는 사실도 증명해 냈다. 김필한 카이스트 의과학대학원 교수는 “이번 연구는 패혈증으로 인한 급성 폐손상 모델에서 폐 미세순환 저해가 호중구로 인해 발생하며 이를 제어하면 미세순환을 개선해 저산소증과 폐부종을 해소해 패혈증 환자를 치료하는 새로운 전략을 마련하는데 도움이 될 것”이라며 “이번에 활용한 폐 미세순환 영상촬영 및 정밀분석 기법은 미세순환과 연관된 다양한 질환 연구에 도움을 줄 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

종근당이 인도네시아에 생산기지를 구축하고 혁신 신약이라는 성장엔진을 달아 글로벌 시장 진출을 준비하고 있다. 종근당은 지난해 인도네시아 현지에 항암제 공장을 준공하고 같은 해 9월 인도네시아 정부로부터 GMP 승인을 받았다. 현재 생산제품의 허가를 위해 시험생산을 진행 중이며 품목 허가 후 올해 하반기부터 본격적인 상업 생산에 돌입한다. 이번에 준공한 공장은 유럽 우수의약품제조관리기준(EU-GMP) 수준을 갖춘 항암제 공장으로 종근당의 제품 생산기술과 운영시스템을 이전해 설립했으며 벨록사주, 젬탄주, 베로탁셀주 등의 주요 항암제를 생산해 현지에 공급하게 된다. 앞으로 5년 이내 인도네시아 항암제 시장 점유율 30%를 달성하고 인도네시아 공장을 생산 거점으로 아세안 10개국을 비롯해 중동 및 북아프리카, 유럽 시장에 진출하겠다는 전략이다. 종근당은 혁신 신약 개발에도 박차를 가하고 있다. 자가면역질환 치료제와 헌팅턴증후군 치료제가 유럽과 미국에서 성과를 내고 있으며 종근당의 첫 번째 바이오의약품인 ‘네스벨’은 올해 일본 정부의 품목허가를 기대하고 있다. 네스벨은 지난해 10월 식품의약품안전처로부터 품목 허가를 받은 의약품으로 다베포에틴 알파를 주성분으로 하는 빈혈 치료제 ‘네스프’의 바이오시밀러(바이오의약품 복제약)다. 종근당은 네스벨의 주성분인 다베포에틴 알파의 신규 제조법을 개발해 2014년부터 국내를 비롯해 유럽, 일본, 미국 등 총 9개국에서 제법특허를 획득하며 2조 8000억원 규모의 글로벌 네스프 시장 진출을 준비했다. 2018년에는 미국 글로벌 제약회사의 일본법인과 네스벨의 완제품 수출을 포함한 사업제휴 계약을 체결하며 글로벌 바이오의약품 시장에 첫발을 내디뎠다. 네스벨의 뒤를 이을 후속 바이오의약품으로 황반변성치료제 루센티스의 바이오시밀러 ‘CKD-701’이 있다. 현재 서울대병원, 서울아산병원, 삼성서울병원 등 국내 25개 기관에서 임상 3상을 진행하고 있다. 종근당은 바이오신약인 ‘CKD-702’ 개발에도 도전하고 있다. CKD-702는 고형암 성장과 증식에 필수적인 두 개의 수용체에 결합해 암세포 증식 신호를 차단하고 수용체의 수를 감소시켜 암을 치료하는 바이오 신약이다. 김태곤 객원기자 kim@seoul.co.kr

어릴 적 누구나 한 번은 들었던 한국 고전 ‘심청전’ 마지막 장면에는 앞을 못보는 심봉사가 죽은 줄만 알았던 딸 심청의 목소리를 듣고 깜짝 놀라 앞을 보게 된다는 이야기가 나온다. 과학자들은 심봉사가 눈을 뜰 수 있었던 것은 심리적 요인으로 인해 앞을 보지 못했기 때문에 가능한 것이라고 분석하기도 한다. 실제 망막 이상 등 다양한 생물학적, 신체적 요인으로 앞을 보는 사람이 갑자기 정상으로 돌아오기는 쉽지 않은 일이다. 그런데 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 분자세포생물학과, 로렌스버클리 미국립연구소, 오레곤대 의대, 코넬대 의대, 스위스 취리히연방공과대(ETH Zurich) 생명공학과 공동연구팀이 망막 이상으로 앞을 보지 못하는 생쥐에게 광수용체 유전자를 삽입한 결과 시력을 되찾았다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 16일자에 실렸다. 전세계 55세 이상 성인남녀 10명 중 1명꼴인 약 1억 7000만명이 노인성 황반변성 현상을 앓고 있으며 170만명 정도는 40세를 전후해 시력을 잃을 수 있는 유전병인 망막색소변성증에 시달리고 있다. 특히 망막색소변성증에 대해서는 현재로서는 마땅한 치료방법이 없다. 안경 형태의 인공망막 기술이 있지만 사용이 불편할 뿐만 아니라 시력 확보에는 도움이 되지 않고 장비 자체의 비용이 비싸다. 유전적 치료법들도 시도되고 있지만 망막색소변성증의 원인이 되는 유전적 돌연변이만도 250개 이상이 되기 때문에 쉽지 않다.이런 돌연변이 유전자가 망막의 광수용체 세포를 공격해 빛을 받아들일 수 없게 만드는 것이다. 시력을 완전히 잃더라도 10% 정도의 망막과 망막신경절 세포 일부가 남는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 이번에 생쥐실험을 통해 시각정보를 받아 뇌로 전달하는 신경세포인 망막 신경절세포 90%를 회복시키는데 성공한 것이다. 연구팀은 동물의 생체에 영향을 미치지 않는 무해한 바이러스(아데노 관련 바이러스)에 생명공학적으로 변형시킨 녹색광 수용체를 실어 생쥐에게 주입했다. 그 결과 한 달 뒤 생쥐들은 일반 생쥐와 마찬가지로 장애물을 아무런 문제 없이 통과하고 빛 자극에도 반응하는 것이 확인됐다. 연구팀은 일단 사람에게도 이 같은 치료법이 적용될 수 있는지를 확인하기 위해 추가 연구를 진행 중이다. 에우드 이사코프 UC버클리대 교수는 “이번 기술이 사람에게도 적용가능하다는 결론이 나온다면 망막색소변성증의 진행을 멈추거나 늦출 수 있을 것”이라며 “시력을 잃어 빛에 대한 민감성이 떨어진 사람이 시력을 회복했을 때 나타날 수 있는 현상에 대해서도 추가 연구가 필요하다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 식품의약청(FDA)은 유방암 치료에 사용하는 면역 항암제를 최초로 승인했다. FDA는 로슈 제약회사의 계열사인 제넨테크의 면역 항암제 티센트릭(성분명 아테졸리주맙)을 ‘3중 음성 유방암’ 치료에 쓸 수 있도록 승인했다고 CNN 뉴스 인터넷판 등이 9일 보도했다. 3중 음성 유방암은 에스트로겐 수용체, 프로게스테론 수용체, 인간표피성장인자 수용체 등 3가지 호르몬 수용체가 발현되지 않는 공격적인 유방암으로 전체 유방암의 15%를 차지한다. 티센트릭은 이미 방광암과 폐암 치료제로 승인됐지만 이번에 유방암에도 쓸 수 있게 된 것으로 유방암 치료에 면역 항암제가 승인된 것은 처음이다. 이 면역 항암제는 화학요법제인 아브락세인과 병행 투여했을 때 ‘PD-L1’ 단백질이 발현되는 진행성 또는 전이성 3중 음성 유방암 환자의 생존 기간이 평균 7.4개월 연장되는 것으로 나타났다. 아브락세인을 단독 투여했을 땐 생존 기간이 4.8개월 연장되는 데 그쳤다. PD-L1은 3중 음성 유방암이 면역체계의 탐지를 피하기 위해 만들어내는 단백질이다. 이 단백질이 발현되는 3주 음성 유방암은 전체의 약 20%이다. FDA의 승인은 지난해 말 발표된 이 임상시험 결과에 근거한 ‘가속 승인’으로 제넨테크 사는 2020년 9월까지 이 효과를 확인할 수 있는 후속 임상시험 결과를 제출해야 최종적으로 승인을 받게 된다. 티센트릭의 부작용은 탈모, 피로, 오심, 두통, 식욕 저하 등이라고 FDA는 밝혔다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

‘화성에서 온 남자 금성에서 온 여자’라는 책 제목처럼, 남성과 여성의 ‘뇌구조’가 뚜렷한 차이를 보인다는 연구결과가 나왔다. 일반적으로 남성과 여성의 성격이나 행동의 차이는 편도체로 불리는 뇌 구조의 작용과 연관돼 있는 것으로 알려져 있다. 편도체는 뇌의 변연계에 속하는 구조의 일부로, 동기나 학습, 감정과 관련된 정보를 처리하는데 중요한 역할을 한다. 미국 메릴랜드의과대학 연구진이 수컷과 암컷 쥐를 이용해 실험한 결과, 편도체에 존재하는 새로운 세포의 개수가 행동과 성격에 큰 영향을 미친다는 것을 확인했다. 수컷의 경우 편도체 내에서 새로 만들어진 세포가 암컷에 비해 적은 것으로 나타났는데, 이는 특정 신경전달 물질에 의해 세포의 생성이 억제되거나 세포가 제거됐기 때문이다. 반면 암컷의 경우 편도체 내에 새로 만들어진 신생 세포가 수컷에 비해 많았다. 이러한 신생 세포는 신경세포의 물질대사와 관계가 있는 교질세포의 형태로 존재하며 신경전달물질의 영향을 받지 않았다. 연구진은 이러한 뇌세포의 차이를 결정짓는 것이 남성호르몬이라고 추측했다. 남성호르몬은 신경계와 면역계, 내분비계 등을 일정한 상태로 유지해 주는 신경전달 물질인 엔도칸나비노이드(Endocannabinoid)의 수용체에 신호를 보내고, 이 때문에 면역세포들이 활성화된다. 즉 남성호르몬으로부터 영향을 받은 신경전달물질이 면역세포에게 편도체의 신생 세포를 제거하도록 명령하는 셈이다. 뿐만 아니라 연구진은 남성호르몬으로 인한 신경전달물질의 변화가 태아에게까지 영향을 미칠 수 있다는 사실도 확인했다. 연구진은 “우리는 남성과 여성의 뇌에 차이점이 있다는 사실을 이미 알고 있다. 하지만 테스토스테론이 뇌 성장과 이에 따른 성격에 정확히 어떤 영향을 미치는지 알지 못했다”면서 “이번 연구는 남성과 여성에 따라 사회적 행동이 달라지며, 여기에는 남성호르몬 및 엔도칸나비노이드라는 신경전달 물질이 관여돼 있다는 것을 확인했다”고 설명했다. 자세한 연구결과는 국제 학술지 뉴런(Neuron) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

영화 속 전투장면에서 군인들이 깜깜한 야간 작전을 수행하기 위해 특수 장비를 착용하는 모습을 흔히 볼 수 있다. 바로 야간투시경이다. 야간투시경은 밤에도 존재하는 적은 양의 빛을 광전자 방출효과로 증폭시키거나 사람이나 동물처럼 열을 발산하는 물체에서 나오는 적외선을 가시광선으로 전환시켜 볼 수 있게 해주는 장치이다. 특히 적외선 투시경은 가시광선의 바깥쪽, 사람의 눈으로는 감지되지 않는 빛을 이용하기 위한 것이다. 그런데 최근 과학자들이 적외선을 감지할 수 있는 시력을 가진 슈퍼생쥐를 개발해 주목받고 있다. 눈에 적외선 투시경을 장착시킨 것과 같은 원리이다. 중국 허베이 중국과학기술대 의학 및 생명과학부, 미국 매사추세츠대 의대 생화학 및 분자약리학과 공동연구팀은 적외선을 가시광선 파장으로 전환시킬 수 있는 나노입자를 생쥐의 눈에 이식해 적외선을 볼 수 있게 하는데 성공했다고 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 3월 1일자에 실렸다. 과학자들은 시각에 문제가 있는 사람들에게도 이 기술을 적용할 수 있을 것인지에 대해 관심을 갖고 있다. 열선이라고도 불리는 적외선은 가시광선의 붉은색보다 더 바깥쪽에 있는 전자기파로 700㎚(나노미터)~1㎜의 파장을 갖고 있는데 사람을 비롯한 대부분의 포유류는 적외선을 볼 수 없다. 연구팀은 980㎚ 파장의 적외선 광자를 흡수해 포유류의 눈이 인식할 수 있는 535㎚ 파장의 녹색광으로 전환해 방출할 수 있는 나노입자를 개발했다. 연구팀은 이 나노입자를 눈의 광수용체와 결합할 수 있는 단백질에 부착시킨 뒤 생쥐의 눈에 주입했다. 그 결과 나노입자는 생쥐의 광수용체와 성공적으로 결합됐으며 나노입자가 주입된 생쥐에게 적외선을 쬐어주자 뇌의 시각처리 영역이 활성화되는 것을 연구진은 관찰했다. 연구팀은 나노입자가 주입된 생쥐와 일반 생쥐를 대상으로 어두운 상자와 적외선이 비치는 상자 중 한 곳에 들어가도록 하는 실험을 했다. 야행성인 생쥐는 일반적으로 어두운 상자를 찾아간다. 일반 생쥐는 적외선을 볼 수가 없기 때문에 적외선의 조사여부와 상관없이 아무데나 무작위로 들어가는 반면 나노입자 주입 생쥐는 어두운 상자만 찾아가는 것을 확인했다. 적외선이 조사되는 상자는 밝게 보이기 때문이다. 연구진은 생쥐들을 물 속 미로에 넣고 통로를 찾아가도록 하는 실험을 실시했다. 미로에는 두 개의 출구가 있는데 그 중 하나만 제대로된 출구였는데 일반 생쥐는 제대로 된 통로에 가시광선을 비출 때만 찾아갔는데 나노입자 주입 생쥐는 적외선으로 알려줘도 쉽게 찾아가는 모습을 보였다. 티엔 쉐(Tian Xue) 중국과기대 교수는 “눈에 보이지 않는 빛을 비췄는데도 생쥐가 안전한 통로를 정확하게 선택하는 모습을 보면서 소름이 돋는 느낌”이었다며 “이번에 개발한 기술은 군사안보분야에 활용할 수 있을 것으로 보이지만 실제로 사람의 시력을 향상시킬 수 있는지에 대해서는 추가 연구가 필요하다”고 말했다. 그러나 영국 런던대 시각신경학자인 글렌 제프리 교수는 “사람의 시각 시스템은 수 백만년 동안 특정 부분에 민감하게 진화해온 만큼 망막이 적외선을 보는데 익숙치 않을 것”이라며 “기술 자체는 인상적이지만 이 기술을 사람에게 직접 적용하면 지나치게 밝고 선명하게 보이며 이미지가 압도적으로 인식될 수 있어 뇌에서 처리하기 쉽지 않을 것으로 본다”고 지적했다. 더군다나 이번에 활용된 나노입자는 중금속을 포함하고 있어서 중금속이 포함된 나노입자를 인간에게 사용하는 것은 사실상 불가능할 것이라고 과학자들은 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

철새가 계절마다 움직이고 작은 개미가 벌판에서 자기 위치를 파악해 먹이를 들고 집을 찾아가는 것이나 꿀벌이 멀리 떨어진 꽃밭까지 가서 꿀을 딴 뒤 제 집을 찾아가는 것은 모두 지구자기장을 감지하는 자기감각 덕분이다. 세균부터 포유류까지 약 50여종이 자기감각을 갖고 있는 것으로 알려져 있으며 이런 자기감각은 시각, 후각, 미각, 촉각, 청각 5감과 함께 ‘제6의 감각’인 육감으로 받아들여지고 있다. 국내 연구진이 사람에게도 지구자기장을 느낄 수 있는 육감을 갖고 있다는 사실을 실험적으로 확인해 주목받고 있다. 경북대 생물교육학과 채권석 교수, 한경대 전기전자공학과 김수찬 교수 공동연구팀은 인간에게도 자기감각이 존재한다는 사실을 실험적으로 규명했다고 24일 밝혔다. 이번 연구결과에 따르면 사람에게서 자기감각을 느끼는 신체 부위는 눈이며 자기감각은 특히 공복 상태에 있는 남성들에게서 민감하게 나타났다. 이번 연구결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 ‘플로스 원’ 최신호에 실렸다. 동식물에 대한 자기감각 연구는 1970년대 초반부터 시작돼 철새, 바다거북, 연어 같은 장거리 이동동물은 물론 꿀벌, 파리, 개미 같은 단거리 이동동물도 자기감각을 통해 자신의 위치와 이동방향을 알 수 있다는 것이 밝혀졌다. 식물에서는 애기장대와 일부 콩과 식물들이 자기감각을 통해 발아를 촉진시킨다는 사실이 밝혀지기도 했다.사람에 대한 자기감각 연구는 1980년대 영국 맨체스터대 연구팀이 실시한 ‘맨체스터 실험’부터 시작됐다. 당시 연구팀은 안대를 한 대학생들을 버스에 태우고 이리저리 움직이며 50㎞를 이동한 뒤 학교 방향을 가리키도록 한 실험을 통해 인간의 자기감각 능력을 주장했지만 이후 다른 연구팀들에게서 재현되지 않아 실패로 기록됐다. 국내 연구팀은 사람의 암세포, 쥐의 간세포 같은 동물세포와 초파리 실험을 통해 ‘인간은 지구자기를 감각할 수 있으며 이 같은 자기감각은 생존과 관련 있을 것’이라는 가설을 세우고 실험을 시작했다. 연구팀은 20~33세의 건강한 성인 남녀 각각 20명씩을 대상으로 눈을 감고 귀마개를 착용한 상태에서 실험용 회전의자에 앉도록 한 뒤 지구자기장의 북쪽 방향(자북)을 찾는 실험을 20회씩 실시했다. 자북방향은 특수 장비를 이용해 계속 변하도록 했다. 실험은 평소와 같이 식사를 한 상태와 18시간 금식한 상태로 나뉘어 실시됐다. 실험 대상자들을 굶긴 것은 생존과 직결된 상황으로 인체가 인식하도록 해 모든 감각이 예민해지도록 만들기 위한 것이다. 그 결과 금식을 한 뒤 실험했을 때 남성들의 경우 자북 기준으로 10도 안팎의 오차를 보이며 찾아냈지만 여성들은 자북 방향과 오차가 100~180도까지 나는 등 편차가 크게 나타나 자북방향을 제대로 찾지 못하는 것으로 조사됐다.그렇지만 남성실험자들 역시 안대를 써 눈으로 들어가는 빛을 완전히 차단하거나 500~800㎚(나노미터) 파장의 파란색 빛을 차단하는 경우 자북을 찾지 못하는 것으로 나타났다. 이에 대해 연구팀은 “인간, 특히 남성에게서 개인간 편차는 크지만 자기감각이 존재하며 파란색 빛에 의존적이라는 사실에 비춰볼 때 파란색 계열의 빛을 감지하는 시각 단백질인 크립토크롬 단백질이 자기감각 수용체일 가능성이 높다”고 설명했다. 채권석 교수는 “남성이 자북방향을 비교적 정확하게 찾는 것은 인간이 진화하는 과정에서 수렵을 담당하면서 먹잇감을 찾아 헤메면서 발달된 것이라고 추정할 수 있다”며 “인간의 자기감각은 지금까지 알려지지 않은 만큼 추가 실험을 통해 정확한 수용체와 작용 메커니즘을 규명하는 것이 필요하다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

잠은 건강을 유지하는 데 필수적이다. 지속적인 수면 부족은 졸음과 피곤으로 일상생활을 어렵게 할 뿐 아니라 심혈관 질환의 위험도를 높이는 것으로 알려져 있다. 더 나아가 수면 부족이 장시간 지속되면 인체의 면역 기능을 떨어뜨려 감염성 질환의 위험도 역시 같이 높인다. 그런데 과학자들은 수면 부족이 면역력을 떨어뜨린다는 사실은 알았지만, 그 정확한 기전은 알지 못했다. 최근 독일 튀빙겐 대학의 연구팀은 그 이유를 설명해 줄 기전을 발견했다. 연구팀은 면역 반응에 중요한 역할을 하는 T 세포에 주목했다. T 세포가 바이러스 같은 외부 침입자를 파악하고 달라붙기 위해서는 여러 가지 물질이 필요하다. 연구팀은 그중 하나인 인테그린(integrin)을 억제하는 수용체와 수면 중 나오는 호르몬의 관계를 파악했다. 우리가 자는 동안 인체의 주요 호르몬 수치는 큰 변화를 보인다. 예를 들어 아드레날린같이 각성과 관련된 호르몬은 수면 중에는 자연스럽게 감소한다. 흥미로운 사실은 아드레날린 같은 호르몬이 인테그린 관련 수용체를 자극해 그 작용을 억제한다는 것이다. 따라서 수면 시간이 크게 부족한 경우 바이러스 관련 면역 기능이 떨어질 가능성이 있다. 이 가설을 검증하기 위해 연구팀은 건강한 자원자를 대상으로 충분한 수면을 취한 사람과 밤에 잠을 자지 않은 사람의 T 세포를 수집해 인테그린의 기능을 비교했다. 그 결과 잠을 자지 못한 사람의 T 세포는 인테그린의 기능이 떨어져 있어 바이러스에 감염된 세포에 제대로 붙지 못했다. 물론 면역 기능이 완전히 정지되는 것은 아니지만, 바이러스가 생존해서 감염을 일으킬 가능성은 커진 것이다. 아마도 인테그린을 비롯한 여러 면역 물질이 수면 부족 시 증가하는 호르몬에 의해 영향을 받아 면역력 감소에 영향을 주는 것으로 보인다. 사실 현대인은 다양한 이유로 수면이 부족하다. 게임이나 웹서핑, 유튜브가 원인일 수도 있고 학업이나 업무가 너무 많아서 그럴 수도 있다. 하지만 이유가 무엇인지 간에 지속적인 수면 부족은 여러 가지 질병을 부르는 위험한 습관이다. 물론 업무와 학업 집중도를 떨어뜨리고 운전 중 사고 위험도를 높이는 등 건강 이외에도 여러 가지 손실을 일으킬 수 있다. 피치 못할 사정이 아니라면 충분한 수면을 통해 면역력은 물론 몸과 마음을 지키는 지혜가 필요하다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

태백 철암동·황연동 일대 유력 후보지 속초 반대 여론속 장천마을 유치 나서 청송 ‘교도소 체험관’ 건립 법무부 건의“남들이 꺼리는 기피시설, 우리 동네 입주를 환영합니다.” 인구가 줄고 쇠락해 가는 지방 소도시들이 기피시설인 교도소 등 교정시설 유치에 팔을 걷어붙였다. 강원 태백시가 도시 붕괴를 걱정해 교도소 유치에 나섰다. 12일 태백시에 따르면 탄광이 문을 닫은 후 인구가 급격히 줄어들어 침체된 지역경제를 타개하려는 고육지책이다. 태백시는 1990년대 초반 12만 3000여명이었던 인구가 석탄합리화 조치로 폐광된 뒤 급락해 지금은 4만 4000여명에 불과하다. 태백시는 지난달 ‘태백지역 교정시설 유치를 위한 시민 준비위원회’를 발족했다. 40명으로 구성된 준비위는 교정시설 유치를 통한 경제 활성화 등을 시민에게 알린 뒤 다음달 1일부터 유치위원회로 명칭을 바꿔 서명운동 등에 나설 계획이다. 시는 법무부 교정시설 확충 계획 등을 파악해 유치 우위를 선점할 방침이다. 가장 쇠락한 철암동과 황연동 통리 지역 일대가 유력 후보지로 꼽힌다. 류태호 태백시장은 “교정시설 유치는 공약사업으로 지역경제 활성화와 고용 창출의 마중물이 될 것”이라며 “준비위와 함께 시민 동의를 전제로 한 교정시설 유치에 역량을 쏟아붓겠다”고 말했다. 태백시는 2002년 개 경주장인 경견장과 오토레이스장 등을 건설하기 위한 용역까지 추진했지만 정부 반대와 동물애호단체들의 반대에 밀려 무산됐다. 찬반이 엇갈리지만 강원 속초시도 지난해 교도소 유치를 위해 ‘속초시 교정시설유치조정위원회’를 구성했다. 장천마을 인근에 500여명 수용 규모의 교도소 유치에 나선 속초시는 “인구 증가는 물론 지역농산물 판로 확보와 소비촉진, 고용창출 등의 효과가 기대된다”는 입장이다. 하지만 한편에서는 “교도소는 관광지 발전을 저해하는 혐오시설”이라며 반대한다. 경북 청송군은 2015년 경북북부제5교도소(가칭) 유치를 희망한다며 법무부와 경북도 등에 건의서를 냈다. 청송군이 청송교도소로 불리던 경북북부교정시설 4곳에다 추가 유치에 나섰다. 청송군은 침체된 지역경제 활성화는 물론 국내에서 독보적인 ‘교정도시’로 성장하길 희망한다. 청송군은 또 경북북부제1교도소 유휴부지에 106억원을 들여 수용체험관과 생활관이 갖춰진 ‘교도소 체험관’ 건립을 법무부에 건의했다. 교도소로 유명해진 지역 명칭을 교도소 체험으로까지 연결, 관광상품화한다는 전략이다. 청송군은 일단 2017년 경북북부교정시설 입구인 진보면 각산리에 교정 공무원 관사를 유치하는 성과를 올렸다. 관사에서는 50여가구가 생활한다. 태백 조한종 기자 bell21@seoul.co.kr 청송 김상화 기자 shkim@seoul.co.kr

언제부터인가 ‘꿀잠’이라는 신조어가 매스컴이나 광고에서 자주 보인다. 이 말이 널리 쓰이게 된 이유는 잘 자는 것에 대한 관심이 커진 측면도 있지만, 잠을 잘 시간이 부족하거나 ‘달지 않은’ 잠을 자는 날이 많아서가 아닐까 하는 생각이 든다. 꿀잠이 일상이 되지 못하고 ‘희망사항’이 된 현대인에게 뇌과학은 지속적으로 경종을 울리고 있다. 최근 이와 관련한 중요한 연구 결과가 발표됐다. 지난달 미국 세인트루이스 워싱턴대학교의 데이비드 홀츠만 교수팀은 사이언스지에 잠을 못 자면 알츠하이머 치매의 진행이 빨라진다는 사실을 입증한 흥미로운 논문을 게재했다. 이 연구에서 홀츠만 교수는 잠을 자지 못하면 ‘타우 단백질’이 뇌에서 확산하는 속도가 빨라진다고 보고했다. 알츠하이머 치매를 유발하는 것으로 알려진 주요 물질은 뇌속의 ‘아밀로이드베타’와 ‘타우 단백질’이다. 아밀로이드베타는 증상이 있기 10여년 전부터 뇌에 서서히 축적된다. 아밀로이드베타가 거의 최고조에 이를 즈음 타우 단백질이 증가하기 시작해 치매로 이행되는 결정적인 뇌 손상을 일으킨다. 이번 연구로 잠이 부족하면 아밀로이드베타가 증가하고 뇌 세포에 손상을 주는 타우 단백질이 뇌에서 빠르게 확산한다는 것이 명백해졌다. 원래 타우 단백질 농도는 깨어 있을 때 높아지고 잠을 잘 때 낮아진다. 매일 정기적으로 오르내린다. 야행성인 쥐는 깨어 있는 밤에 잠을 자는 낮보다 2배 정도 높은 타우 단백질 농도를 보인다. 이번 연구에서 낮에 쥐의 수면을 인위적으로 방해하자 평소보다 두 배나 높은 타우 단백질 농도를 보였다. 사람에서는 수면박탈 때 뇌척수액에서의 타우 단백질 농도가 1.5배 증가했다. 그러나 이런 연구방법론은 수면박탈 때 발생하는 스트레스의 영향을 피할 수 없다는 한계가 있었다. 그래서 연구팀은 각성을 유발하는 ‘상유두핵’이라는 뇌 부위에 특수한 수용체를 발현시키고 그 수용체와 작용할 수 있는 약물을 투여해 스트레스를 최소화한 수면박탈법을 시도했고, 이번에도 역시 타우 단백질의 증가를 확인할 수 있었다. 게다가 기억 기능과 밀접한 관계가 있는 ‘해마’ 부위에 타우 단백질을 주입하고 수면을 방해한 군과 정상 수면군을 4주 후에 비교했을 때 수면을 방해한 쥐의 해마에 타우 단백질이 넓게 퍼져 알츠하이머병이 가속됨을 확인했다. 2017년 우리나라는 노인 인구가 전체 인구의 14%를 넘어선 고령사회에 도달했다. 노인 인구에서 수면 문제는 매우 흔하면서도 간과하기 쉬운 증상이다. 전문가들은 수면 문제가 치매와 밀접한 연관이 있을 것으로 추정하고 있다. 이와 관련한 뇌과학 연구 결과들은 같은 방향을 가리키고 있다. 잘 자는 것이 치매를 예방할 수 있는지는 미지수이나 수면 문제가 치매를 악화시킬 수 있다는 것에 의견이 모인다. 뇌 건강을 위해 건강한 수면은 선택이 아니라 필수라는 것을 잊지 말아야겠다.

임신기간 중 20명 중 1명 꼴로 흔히 임신중독증이라고 불리는 ‘자간전증’에 시달린다. 임산부들에게 치명적임에도 불구하고 국내 임산부들 중에서 나타나는 임신중독증에 대한 정확한 통계는 없는 상태이다. 임신중독증이 발생하면 혈압이 상승하고 단백뇨가 검출되는 경우가 많은데 급기야는 신장기능이 저하되거나 정지되기까지 한다. 실제로 임신중독증은 산모와 태아 모두에게 치명적이어서 임신기간 중 발생할 수 있는 가장 흔한 사망사고의 원인으로 꼽히기도 한다. 지금까지는 임신중독증이 심각할 경우는 조기분만이 유일한 해결책이었다. 그런데 최근 과학자들이 임신중독증을 유발시키는 신호전달 체계를 발견하고 이를 치료할 수 있는 약물 치료법을 찾아냈다. 스위스 취리히연방공과대(ETH) 화학·응용생명과학과, 취리히대 약학·독성학연구소, 미국 스탠포드대 미생물학·면역학과, 로슈진단 인터네셔널, 이집트 아인샴대학병원 산부인과 공동연구팀은 임산부의 혈관을 두껍게 만들어 탄력이 떨어지게 해 임신중독증으로 이어지는 원인을 찾아내 지금까지는 치료가 불가능했던 임신중독증을 치료할 수 있는 단초를 마련했다고 밝혔다. 이번 연구결과는 세계적인 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 최신호(1월 10일자)에 실렸다. 임신중독증이 심할 경우 임신기간이나 분만을 앞두고 비간질성 전신 경련발작이나 의식불명을 일으키는 자간 증상이 나타나기도 한다. 연구팀은 이런 자간증상을 일으키는 원인은 ‘이형중합체’라고 알려진 연동및응집 수용체가 있다고 판단했다. 이형중합체는 호르몬 자극이나 기계적 자극에도 반응해 혈관 세포의 모양과 움직임을 근본적으로 변화시키는 신호를 내보내는 경우가 있다. 이 신호를 받은 혈관은 혈관세포를 팽창시키고 그 때문에 혈관 탄력성이 떨어지면서 임신중독증과 관련된 각종 증상을 유발시킨다는 것이다. 연구팀은 임신 후반기에 갈수록 배가 부풀어오르면서 복부에 강한 기계적 압력이 가해지기 때문에 이형중합체가 자극을 받는 것을 확인했다. 실제로 연구팀은 생쥐에게 유전자 조작해 혈관 세포에 기계적 자극을 가한 결과 임신 중독증 산모에게서 나타나는 것과 똑같이 단백뇨가 검출되고 혈압이 상승하는 것을 관찰했다.연구팀은 생쥐에게 고혈압 치료제로 오랫동안 사용돼 왔던 암로디핀을 투여하자 칼슘채널이 차단되면서 이형중합체가 만들어 내는 신호도 줄어들어 혈관세포가 정상으로 회복되고 혈관벽이 탄력을 유지하면서 혈압 및 단백뇨 증상이 완화되는 것이 확인됐다. 연구팀은 임신중독증으로 고통받고 있는 여성의 태반 조직에서도 이형중합체 수용체를 발견했다. 이에 연구진은 초기 임신중독증이 있는 4명의 임산부에게는 암로디핀을 또 다른 4명의 임산부에게는 칼슘채널 차단제인 니페디핀을 처방햇다. 그 결과 임신중독증 환자 모두의 혈압이 낮춰졌으며 임신중독증 증상이 완화되는 것을 발견했다. 특히 암로디핀을 투여받은 임산부들은 니페디핀 처방 그룹과 비교해 출산일도 늦출 수 있었다. 연구를 주도한 우슬라 쿼터러 ETH 분자약리학 교수는 “태아가 엄마의 자궁 안에서 자라도록 놔두는 것이 조산해 바깥 인큐베이터에서 크는 것보다 중요하기 때문에 임신기간이 늘어난다는 것은 바람직한 것”이라며 “이번 연구는 암로디핀이나 니페디핀 모두 유의한 결과를 보여준 만큼 암로디핀이 고위험성 임산부에게서 나타날 수 있는 임신중독증 발병을 조기 차단할 수 있는지에 대한 추가임상연구에 돌입할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

경북대 의학과 부용출 교수팀이 미백 기능성 화장품과 피부 색소질환의 치료에 응용할 수 있는 고효능 저분자 미백 펩타이드를 발견했다. 약 80%의 사람들이 피부톤과 색소 침착 때문에 고민하고 있으며, 특히 기미, 검버섯, 염증후색소침착증 등은 미용적인 측면뿐만 아니라 의학적으로도 중요한 치료 대상이지만 아직까지 안전하고 효과적인 치료제가 없는 실정이다. 부 교수팀은 차세대 미백제로 펩타이드에 주목했다. 펩타이드는 아미노산으로 구성되어 생물학적으로 안전하고, 아미노산 서열에 따라 다양하고 특이한 효능을 기대할 수 있기 때문이다. 부 교수팀은 PS-SCL스크리닝 기법을 이용해, 16만 가지의 가능한 테트라-펩타이드 중에서 최적화된 미백 펩타이드 시퀀스를 예측했다. 그리고 최종적으로 아미노산 1개 내지 4개로 구성된 저분자 미백 펩타이드를 발견했다. 이들 미백 펩타이드의 작용 원리는 멜라닌 세포 자극 호르몬의 수용체 결합을 방해하고 세포 신호 전달을 차단하여 멜라닌 합성 효소의 발현을 억제하는 것이다. 아미노산 1개로 구성된 세상에서 제일 작은 미백 모노-펩타이드인 글라이신아마이드의 경우 세포 멜라닌 억제 작용이 기존 미백제인 알부틴의 20배 이상인 것으로 나타났다. 부 교수는 “기존의 펩타이드는 비싸고, 불안정하고, 피부흡수가 어려운 고분자인 반면 연구팀이 새로 발견한 미백 펩타이드는 고효능 저분자이기 때문에 산업적 의학적 활용성이 매우 높다”며 연구 의의를 밝혔다. 부교수는 자신이 창업한 벤처기업인 ㈜루비크라운과 함께 미백 펩타이드에 대한 특허를 출원했고, 현재 인체 피부 임상시험을 수행 중이다. 이 연구는 중소벤처기업부의 창업성장기술개발사업의 지원으로 수행됐으며, 1월 13일 영국피부과학회지(British Journal of Dermatology) 온라인판에 발표됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

벌, 개미, 흰개미 같은 사회적 곤충은 군집의 중심인 여왕과 이 여왕의 자손이면서 군집을 위해 모든 것을 희생하는 충직한 일꾼으로 이뤄져 있다. 아무런 이기심 없이 군집을 위해 자신을 희생하는 완벽한 이타적 행동은 인간은 따라 할 수 없는 사회적 곤충만의 특징이다. 비록 아직도 모르는 부분이 많지만, 과학자들은 어떻게 이런 일이 가능한지 오랜 시간 연구해 하나씩 그 비밀이 밝히고 있다. 독일 마르틴 루터 할레-비텐베르크대학의 데니스 아머와 에크카르트 스톨레가 이끄는 연구팀은 벌의 이타적 행동을 설명할 수 있는 유전자를 발견했다. 남아프리카 케이프 꿀벌 (South African Cape honey bee, Apis mellifera capensis)은 매우 독특한 질병을 지니고 있는데, 바로 꿀벌이 가짜 여왕벌로 바뀌는 것이다. 텔리토키 증후군(thelytoky syndrome)이라는 이 독특한 질병은 평범한 일벌에게 예고없이 찾아온다. 텔리토키 증후군이 생긴 일벌은 자신의 본분을 잊고 알을 낳는 가짜 여왕으로 진화한다. 가짜 여왕이 낳은 알에서 태어난 애벌레와 일벌은 본래 있던 벌 군집의 자원을 이용해서 세력을 키워 본래 여왕과 경쟁하게 된다. 일종의 역모인 셈인데, 문제는 다른 일벌과 같은 개체라 군집에서 이들을 구분해서 몰아내기 어렵다는 것이다. 결국 최악의 경우 모든 것을 빼앗긴 여왕벌이 교체될 수 있다. 다만 여왕이 죽거나 하는 경우 오히려 이것이 군집을 유지할 수 있는 방편이 되기도 한다. 물론 텔리토키 증후군은 매우 드물게 나타난다. 모든 꿀벌이 여왕벌이 되겠다고 꿀은 안 모으고 알만 낳는다면 군집이 유지될 수 없기 때문이다. 연구팀은 이 벌의 1번 염색체에서 'LOC409096'이라는 유전자가 텔리토키 증후군에서 가장 중요한 역할을 한다는 사실을 발견하고 이를 Thelytoky(Th) 유전자라는 좀 더 쉬운 이름으로 바꿀 것을 제안했다. 이 유전자는 아직 알려지지 않은 경로를 담당하는 수용체를 만드는 유전자로 아마도 이 경로가 일벌의 생식력을 억제하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 보인다. 하지만 텔리토키 유전자가 모든 궁금증을 해결하는 것은 아니다. 일벌의 생식력을 억제하는 메커니즘은 생각보다 매우 복잡하며 종에 따른 차이도 적지 않은 것으로 보인다. 텔리토키 증후군 역시 모든 꿀벌에서 볼 수 있는 것이 아니라 케이프 꿀벌의 아종에서만 관찰된다. 더불어 유전 질환이지만 가짜 여왕이 낳은 일벌은 스스로 알을 낳지 않고 가짜 여왕에 충성하는 등 여러 가지 해석하기 힘든 특징을 지니고 있다. 여기에는 유전자 이외에 여왕이 분비하는 페로몬 등 여러 가지 다른 요소가 관여하는 것으로 보인다. 사회적 곤충의 이타적 행동과 고도의 사회성을 조절하는 유전자에 대한 연구는 아직 시작단계다. 아마도 이 유전자들에 과학자들이 오랜 세월 알아내고자 했던 비밀이 담겨 있을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

노년층의 가장 큰 걱정은 암과 같은 치명적인 질병 뿐만 아니라 자기 자신, 그리고 살아온 날들의 기억을 잃는 것이다. 기억이 사라져 좋든 싫던 삶의 궤적을 뒤돌아볼 수 없게 되고 고상하게 늙어갈 권리마저 빼앗는 치매는 고령화 사회로 가는 전 세계 모든 국가들의 걱정꺼리이다. 치매의 절반 이상이 알츠하이머성 치매로 알려져 있음에도 알츠하이머의 발병원인이 정확히 밝혀지지 않아 치료 방법도 마땅치 않은 상황이다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌·인지과학전공 유성운 교수, 서울대 치의과대 이성중 교수, 한국생명공학연구원 김선영 박사 공동연구팀은 뇌 면역세포의 자가포식 작용이 방해를 받으면서 알츠하이머가 발생한다는 사실을 규명했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘오토파지’ 최신호에 실렸다. 자가포식은 기능 이상이 생기거나 오래돼 손상된 세포, 독성을 가진 세포 내 물질을 제거하는 생체현상이다. 일본 도쿄공업대 오스미 요시노리 명예교수는 자가포식 현상을 규명해 질병 치료 길을 확장시킨 공로로 2016년에 노벨생리의학상을 단독 수상한 바 있다. 뇌에서는 미세아교세포라는 면역세포가 뇌 조직에 생긴 해로운 물질을 없애는 청소부 역할을 하고 있다. 그 동안 뇌 염증 반응과 뇌세포 자가포식 작용이 퇴행성 뇌질환과 관련이 있다는 것을 보여주는 연구는 많았지만 구체적인 메커니즘에 대해서는 밝혀지지 않았다. 연구팀은 미세아교세포 표면에 존재하는 ‘TLR4’라는 수용체에 염증유도 물질이 결합되면서 세포내 관련 신호전달 경로가 활성화돼 자가포식 작용을 억제시킨다는 사실을 밝혀냈다. 자가포식 작용이 억데되면 알츠하이머를 일으키는 원인물질로 알려진 베타아밀로이드 분해 능력 저하로 이어지게 되고 결국 알츠하이머를 악화시킨다는 설명이다. 유성운 DGIST 교수는 “퇴행성 뇌질환에 걸리면 항상 신경염증이 증가하는데 이번 연구는 염증이 늘어나면서 미세아교세포에서 자가포식 현상이 억제된다는 사실을 처음으로 밝혀냈다는데 의미가 크다”며 “미세아교세포의 자가포식 활성은 베타아밀로이드 분해, 신경회로 재구성, 사이토카인 분비 조절 등 다양한 역할을 수행하는 만큼 신경염증을 유발시키는 다양한 퇴행성 뇌질환과 정신질환의 치료에 이용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

DGIST는 뇌·인지과학전공 유성운 교수팀이 뇌 면역세포인 미세아교세포의 자가포식 작용이 염증자극에 의해 조절되는 새로운 메커니즘을 규명했다고 8일(화) 밝혔다. 뇌 면역세포인 ‘미세아교세포’는 뇌 속 청소부로 뇌 조직에 누적된 해로운 물질을 없애는 역할을 한다. 자가포식 작용은 불필요하거나 독성을 지닌 세포 내부 물질을 제거하는데 중요한 작용으로, 일본의 오스미 요시노리 교수가 관련 연구로 2016년 노벨생리학상을 수상하기도 했다. 유 교수팀은 미세아교세포의 표면에 존재하는 ‘TLR4’라는 수용체에 염증유도 물질이 결합하면 세포 내에서 PI3K/Akt신호전달 경로가 활성화되며 자가포식 작용이 억제된다는 것을 밝혔다. 자가포식 작용 억제는 알츠하이머병을 일으키는 아밀로이드베타를 분해하는 능력 저하로 이어져 병을 악화시키는 것을 최초로 확인했다. 염증반응과 뇌세포 자가포식 작용이 퇴행성 뇌질환과 관련이 있음을 보여주는 연구는 계속돼 왔으나 관련 과정에 대한 이해는 아직까지 부족했다. 또한 미세아교세포와 반대로 우리 몸 다른 면역세포들은 염증자극에 의해 자가포식 작용이 더 활발해진다고 알려져 왔다. 따라서 이번 연구는 뇌세포의 자가포식 작용 연구를 통해 자가포식 작용에 문제가 발생할 경우 어떻게 뇌기능에 영향을 주는지를 이해해 뇌질환 치료에 중요한 단서를 제시해줄 수 있을 것으로 기대하고 있다. 유 교수는 “퇴행성 뇌질환에 걸리면 항상 신경염증이 증가하는데, 이 때 염증 증가와 연관된 미세아교세포에서 자가포식 현상이 억제된다는 것은 알려져 있지 않았다”며 “뇌조직세포에 초점을 맞춰 신경염증과 자가포식 작용간의 연관성을 계속해서 연구한다면 앞으로 뇌질환 치료제 개발에 한층 더 다가갈 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구 결과는 자가포식 분야 최고 권위 학술지인 ‘오토파지’ 저널에 지난 달 7일 게재됐으며, 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 지원하는 뇌과학원천사업, 중견연구자 지원사업과 DGIST 뇌신경 가소성 기반 재활기전 및 재활기법의 융합연구 과제의 지원을 받아 진행했다. 이번 연구에는 DGIST 뇌·인지과학전공 이지원, 남혜리 박사과정 학생과 김은정 석사과정 학생이 공동 제1저자로 참여했으며, DGIST 뇌·인지과학전공 김은경 교수팀, 서울대학교 치의과대학 이성중 교수팀, 한국생명공학연구원 김선영 박사가 공동연구자로 참여했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr