사람의 뇌에는 1000억개의 신경세포가 있다. 신경세포끼리 만나는 작은 부위를 ‘시냅스’라고 부르며 그 수는 100조개에 달한다. 시냅스에는 20~40㎚의 틈이 있는데 이 간극에 화학물질을 분비해 신호를 전달한다. 전체 신경전달물질은 60여종에 이르며 그중 ‘도파민’은 비교적 잘 알려진 물질이라고 할 수 있다. 도파민은 세로토닌, 옥시토신, 엔도르핀과 같이 기분을 좋게 하는 물질로 알려져 있다. 또 동기 유발과 집중력 유지에 중요한 역할을 한다. 도파민이 부족하면 의욕을 상실해 우울증이 생길 수 있다. 운동 조절과 관계된 ‘흑질-선조체 뇌회로’에 도파민이 부족해지면 행동이 느려지고 손발 떨림, 근육강직 등의 징후를 특징으로 하는 파킨슨병이 생길 수 있다. 이런 질환에는 도파민을 증가시키는 약물을 투여해 증상을 완화할 수 있다. ‘중뇌-변연계 뇌회로’ 상에 도파민이 지나치게 증가하면 환청, 망상, 현실감 상실 등과 같은 정신병 증상이 나타난다. 조현병이나 양극성 장애에서 이런 증상이 나타날 수 있다. 이때 도파민 수용체를 차단하는 약물을 투여하면 정신 증상을 비교적 잘 조절할 수 있다. 각종 중독도 도파민과 관련이 있는데 병의 기전은 좀더 복합적이다. 중독을 일으키는 마약, 술, 도박, 인터넷 등은 뇌 속의 도파민 용량을 극도로 높인다는 공통점이 있다. 이런 자극이 만성화하면 뇌 속 보상회로가 도파민 대량 분비에 적응해 도파민에 반응하는 수용체의 양이 점차 감소한다. 삶 속의 평범한 활동으로 유도되는 도파민 양으로는 삶의 동기를 부여하기에 턱없이 부족한 상태에 이르게 되고, 결국 중독 행위를 반복하게 되는 병적 상태에 이르게 된다. 이렇게 변화된 뇌를 정상화하기 위해서는 상당한 시간이 필요하고 정신건강의학과 전문의의 치료가 필수적이다. 최근 에이다 에번로스차일드 미국 미시간대 교수는 생쥐의 도파민 신경세포의 활성을 늘려 주면 잠자리를 준비하는 본능적 행동이 현저히 줄고 수면 시간도 감소하는 것을 확인해 학술지 네이처 뉴로사이언스에 보고했다. 우리가 피곤한 상태에서도 잠들지 않고 공부를 하거나 야근을 하고 놀 수 있는 것은 다 도파민 덕분일지도 모르겠다. 박소영 독일 뤼베크대 교수는 섭취하는 음식이 체내 도파민에 변화를 일으켜 의사결정에 영향을 줄 수 있다는 사실을 미국 국립과학원회보에 보고했다. 각각 탄수화물과 단백질 위주의 아침 식사를 한 사람들을 관찰한 결과 탄수화물 식사군의 혈액에는 세로토닌 생산에 필요한 ‘트립토판’ 수치가 높았고 단백질 식사군은 도파민 생산에 필요한 ‘타이로신’이 많았다. 두 종류의 피험자들은 ‘최후통첩게임’도 했다. 컴퓨터에 나타난 상대방이 10유로의 돈을 8대2 비율로 나눠 갖자고 제안하고 실험 참가자는 제안을 받아들이거나 거절할 수 있다. 단, 승낙하면 제안대로 돈을 갖고 거절하면 컴퓨터와 사람 모두 돈을 갖지 못하도록 했다. 그 결과 단백질 식사군은 부당한 제안도 쉽게 받아들이는 경향을 보였다. 도파민 수치가 높아지면 눈앞의 이익을 더 중요하게 여기는 경향을 보여 준다는 것이다. 도파민의 역할과 기능 이상을 보면 ‘과유불급’이라는 말이 새삼스럽게 느껴진다. 즐거움과 동기를 유발하고 의지를 불태울 수 있도록 하는 도파민도 과할 때는 우리의 마음과 정신을 무너뜨릴 수 있는 위협으로 작용할 수 있다. 어느 한쪽으로 치우치지 않고 중도를 지키는 것이 우리 뇌와 정신 건강을 유지하는 데에도 유익하다는 것을 다시 한 번 생각해 본다.

건국대학교(총장 민상기)가 4차 산업혁명 시대에 걸맞은 인재 양성을 위해 대대적인 교육개혁에 나섰다. 특히 건국대는 농축산 바이오와 생명과학, 의·생명 분야에서 오랜 역사와 전통을 자랑하고 있는데, 이러한 학문적 강점과 축적된 연구역량을 바탕으로 미래 융·복합교육을 선도하고 있다. 또한, ‘산업수요 맞춤형 인재양성’을 목표로 하는 프라임(PRIME‧산업연계교육 활성화 선도대학) 사업을 통해 바이오와 ICT(정보통신기술) 분야에 특화된 ‘KU융합과학기술원’을 설립한데 이어, 최근에는 ‘사회맞춤형 산학협력 선도대학 육성사업(LINC+)’에도 선정돼, ‘4차 산업혁명 시대의 바이오산업을 이끌어 나갈 전문 인력을 양성하는 데 주력하고 있다. ■기업과 공유하고 지역과 상생하는 바이오 산학협력 선도대학 건국대는 올해 서울과 글로컬캠퍼스 연합을 통해, 지역사회의 상생발전 모델을 제시하는가 하면, ‘사회맞춤형 산학협력 선도대학 육성사업(LINC+)’에도 선정되면서, 최근 글로컬캠퍼스 ‘상허산학협력관’에서 ‘링크 플러스 사업단 출범식’을 열었다. 이로써 기업과 활발하게 공유하고, 협동할 수 있는 기틀을 다질 수 있게 되었다. 건국대의 LINC+ 사업 목표는 ‘4차 산업 혁명을 선도할 힐링 바이오산업 전문 인력 양성’이다. 이러한 취지의 일환으로, 건국대는 서울캠퍼스와 글로컬캠퍼스의 재학생들이 자신의 전공과 상관없이 원하는 강의를 들을 수 있는 ‘힐링바이오공유대학’을 운영하고 있다. 두 캠퍼스 간 연계를 통해, 미래 바이오 분야에서 지역상생‧산학협력의 구심점으로 자리매김 함으로써, 대학에 실용연구 문화 도입, 지역사회 활성화 및 기업 경쟁력 강화를 위한 협력을 모든 학문분야로 확대해 나갈 예정이다.■바이오 분야 융·복합 연구의 전초기지 ‘상허생명과학대학’ 출범 올해 3월 건국대는 바이오 생명과학 분야 교육 혁신과 융·복합 연구를 위해, 동물생명과학대학(옛 축산대학)과 생명환경과학대학(옛 농과대학), 생명특성학부(옛 생명과학특성학과)를 통합하고 ‘상허생명과학대학’을 출범시켰다. 이를 기념하여 최근 노벨 화학상 수상자이자 건국대 초빙 석학교수인 로저 콘버그(Roger D. Kornberg)를 초청해 ‘4차 산업혁명 시대 바이오 연구의 선도적 역할과 미래’(Prospective roles and future of BIO in the 4th Industrial Revolution)를 주제로 한 특강을 개최했다. 로저 콘버그 교수는 “4차산업혁명시대에는 생물학, 특히 휴먼 바이오(인간 생물학, Human Biology)의 시대가 열릴 것”이라면서 “우리는 현재 인간 생물학에 대한 지식의 1%도 안 되는 내용만 가졌을 뿐이며 나머지 99%를 발견한다면 인간의 삶 상당 부분이 변화할 것”이라고 덧붙였다. 로저 콘버그 교수는 2006년 유전자 발현의 분자적 메커니즘인 ‘진핵세포의 전사 조절’을 규명해 노벨 화학상을 수상했고 이듬해인 2007년부터 건국대 석학교수로 초빙돼 공동연구와 강의를 하고 있다. ■4차 산업혁명 시대 인재 양성 위한 연구·교류의 장, ‘융합과학기술원’ ‘Five STARs’ ‘KU융합과학기술원’은 4차산업혁명시대를 대비한 건국대의 교육혁신 대표 사례로 꼽힌다. 올해 첫 신입생 333명이 입학한 이 기술원에서는 바이오‧ICT‧미래 에너지 분야를 중심으로 ▲줄기세포재생공학과 ▲의생명공학과 ▲시스템생명공학과 ▲융합생명공학과 ▲화장품공학과 ▲미래에너지공학과 ▲스마트운행체공학과 ▲스마트ICT융합공학과 등 총 8개 학과에서 관련 분야 전문가를 육성한다. 특히, 건국대의 전통적 강점 분야인 생명과학과 공학 분야를 중심으로 한 차별화된 교육과정을 제공함으로써, 미래형 고급인재를 지속적으로 길러낼 것이란 기대를 모으고 있다. 한편, 건국대는 기초의학과 의‧생명 분야에서도 최고의 연구 교육기관으로 자리매김하고 있다. 특히 의학전문대학원과 의생명과학연구원은 기초의학분야 5개 대형 국책사업 연구센터를 유치해 천연물 신약개발 및 톨유사수용체(TLR) 기반 질병연구, 줄기세포, 면역조절, 바이오이미징등에 관한 세계적 연구를 진행하고 있다. 최근에는 기초의학분야 5대 연구센터가 ‘과학, 기술, 그리고 응용연구(STAR: Science, Technology, and Applied Research)’를 주제로 ‘Five STARs(파이브 스타) 심포지엄’을 개최하여 연구 성과를 발표하고, 생명과학과 임상의학을 연결하는 기초의학의 중요성에 대해 강조하는 자리를 마련했다.민상기 총장은 “4차산업혁명은 우리에게 공유와 융합을 요구하고 있으며, 앞으로 바이오와 의생명과학 분야에서 우리가 겪지 못한 새롭고 놀라운 일들이 나타날 것이기 때문에, 이러한 의미에서 이번 심포지엄은 대학의 바이오 분야와 의학 분야가 서로 융합 및 총화를 이뤄 새로운 신 의료 산업을 창출하고 임상적 문제와 질병 해결을 위해 협업하는 계기가 될 것”이라고 말했다. 이 대학 한설희 의무부총장은 “이번 기초의학 분야 ‘파이브 스타’ 심포지엄에 참여하는 5개 대형 연구단은 구료제민(救療濟民)으로 시작된 건국대학교의 바이오 분야 특성화에 대한 투자의 결실이며 다른 의과대학에서는 찾아볼 수 없는 기초의학 연구의 산실”이라며 “이번 파이브 스타 심포지엄은 생명과학과 임상의학을 연결하는 기초의학의 중요성을 인식하고 바이오 연구와 의학 연구의 새로운 길을 모색하는 자리가 될 것”이라고 했다. 노정민 대학발전연구소 인턴기자

병에 걸리지 않고 건강하게 오래 사는 ‘불로장생’은 인류가 꿈꿔 온 오랜 소망입니다. 신하들에게 불로초를 찾아오게 한 중국의 진시황뿐만 아니라 중세시대 연금술사들이 만들어 내고자 했던 ‘철학자의 돌’도 불로장생을 위한 인간의 열망을 드러낸 사례입니다. 오스카 와일드의 ‘도리언 그레이의 초상’, 브램 스토커의 ‘드라큘라’ 등 문학작품들도 영원한 젊음에 대한 갈망을 드러낸 것이라는 평가를 받습니다. 17세기 독일 의학자인 안드레아스 리바비우스는 젊은이의 피를 노인 혈관에 직접 연결해 수혈하면 회춘이 가능하다는 주장을 펴기도 했습니다. 혈액형이라는 문제를 고려하지 않아서 수많은 사람이 이렇게 젊음을 찾다가 죽음에 이르렀습니다. 실제로 2014년 미국 스탠퍼드대 연구팀이 ‘병체결합’이란 방법으로 젊은 쥐와 늙은 쥐의 혈관을 하나로 연결해 늙은 쥐가 젊어지는 것을 발견했습니다. 또 지난 4월 이 연구팀은 신생아의 제대혈에서 수집한 혈장을 늙은 쥐에게 주입해 기억력과 판단력 등 뇌 기능이 전반적으로 향상됐다는 연구 결과를 발표하기도 했습니다. 노화와 젊음의 열쇠는 ‘텔로미어’라고 부르는 염색체 말단 부위에 있다고 합니다. 텔로미어의 길이가 짧아질수록 노화가 진행되기 때문에 짧아지는 속도를 늦추거나 길게 연장시키면 오래 살 수 있다는 설명도 됩니다. 남은 수수께끼는 여성과 남성의 평균수명 차이였는데, 한 국제 공동연구진이 남성의 평균수명을 10년 정도 더 늘릴 수 있는 유전자를 발견하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 16일자에 발표했습니다. 이 연구진에는 미국 뉴욕 알베르트 아인슈타인 의대, 하버드대 인간진화생물학과, 버몬트대 의대, 메릴랜드대 의대, 워싱턴대 공중보건대, 프레드 허친슨 암연구센터, 국립보훈병원, 프랑스 파리남부대 의대가 참여했습니다. 연구팀은 많은 동물에서 몸집과 수명이 밀접한 관계가 있다는 사실에 주목했습니다. 그래서 사람에게서도 몸을 자라게 만드는 물질, 즉 성장호르몬에 관심을 가졌죠. 그 결과 연구팀은 ‘d3-GHR’이라는 성장호르몬 수용체 유전자가 남성의 평균수명을 10년 정도 늘리는 데 도움을 주는 핵심 유전자라는 것을 알게 됐습니다. 연구팀은 841명을 대상으로 성장호르몬 수용체 유전자를 분석했는데 장수하는 남성 가운데 d3-GHR 유전자에 돌연변이를 가진 사람이 많다는 것을 발견한 것이죠. 성장호르몬 수용체는 성장호르몬 신호를 증폭시켜 키를 크도록 만드는 역할을 하는데 이 수용체에 돌연변이가 생기면 성장 속도가 더뎌집니다. 대신 장수할 수 있게 되는 것이지요. 이런 유전자는 여성에게도 있지만 별다른 영향을 미치지 않는다고 합니다. 이처럼 성장호르몬과 장수와의 연관성을 찾은 연구는 처음이라고 합니다. 요즘 우리 남녀 청소년들의 평균 키는 매년 증가세를 보이고 있어 작은 키를 가진 아이들의 부모는 고민이 큽니다. 좀더 지켜봐야 하나, 성장호르몬 주사라도 맞혀야 하나 이런 고민입니다. 아이에게 성장호르몬 주사를 놓는 선택을 하는 경우도 많죠. 그렇지만 이번에 연구를 주도한 질 아츠몬 알베르트 아인슈타인대 교수는 “나라면 성장호르몬 주사를 반대할 것”이라고 단호하게 말합니다. 오래 살 수 있는 기회를 왜 부모가 앞장서서 굳이 차 버리냐는 의미인 것 같기도 합니다. edmondy@seoul.co.kr

환경오염이 심해지면서 요즘은 수돗물도 함부로 마시지 않는 분위기이지만 예전에는 동네마다 있는 약수터에서 맑고 시원한 지하수를 맘껏 마셨다. 약수를 받기 위해 물통을 길게 줄세워 놓는 풍경도 익숙했다. 무더운 여름 등산을 하다가 산 중턱에서 만나는 약수터에서 시원하게 물 한 바가지를 들이켜면 절로 “카~! 물맛 참 좋다”는 감탄이 터져나온다.‘물맛’이라는 것이 있을까. 이는 오랫동안 과학자들이 궁금증을 가졌던 부분이기도 하다. 수천 년 동안 자연철학자들과 과학자들은 물은 무미(無味)하다고 주장해 왔다. 기원전 330년경 그리스의 철학자 아리스토텔레스도 “천연 상태의 물은 그 자체로 무미(tasteless)하며 물맛은 우리가 맛을 느낄 수 있는 기본 조건이자 미각의 기준점일 뿐”이라고 말하기도 했다. 그 이후에도 많은 과학자들이 물맛을 두고 논쟁을 벌여 왔지만 우리 혀에는 물맛을 감지하는 세포가 없기 때문에 물맛이라는 것은 있을 수 없다는 견해가 지배적이었다. 그런데 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 생물학 및 생명공학부와 독일 뒤스부르크 에센대 의대 공동연구진이 포유류의 혀에도 물맛을 감지하는 미각수용체(TRCs)가 있다는 사실을 확인하고 신경과학 분야 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’ 최신호에 발표했다. 곤충과 양서류가 물을 감지하는 신경세포를 갖고 있다는 것은 알려져 있었지만 포유류도 비슷한 세포를 갖고 있다는 증거가 발견된 것은 이번이 처음이다. 포유류 특히 사람의 혀는 최대 200가지의 복합적인 맛을 구별할 수 있지만 순수하게 혀가 인식하는 맛은 짠맛, 신맛, 단맛, 쓴맛, 감칠맛이라고 불리는 우마미(umami) 등 5가지로 알려져 있다. 글루탐산의 맛을 표현하는 감칠맛이 기본 맛에 포함된 것도 2000년에 들어서였다. 매운맛이나 떫은맛은 촉감이나 통감이 섞인 미각이기 때문에 혀가 순수하게 느끼는 맛에 포함되지 않는다. 그런데 혀가 순수하게 느끼는 여섯 번째 맛으로 ‘물맛’이 추가될 가능성이 높아진 것이다. 연구팀은 생쥐를 이용해 물을 감지하는 미각수용체를 찾는 실험을 실시했다. 연구팀은 유전자 변형을 통해 기본 5가지 맛을 느끼는 미각수용체를 차례로 제거하면서 생쥐가 물을 마실 때 특정 뇌 부위와 혀 세포가 어떤 반응을 보이는지 확인했다. 그 결과 물을 마셨을 때 신맛을 감지하는 감각수용체가 격렬하게 반응한다는 사실을 발견했다. 신맛 TRCs가 제거된 생쥐는 물과 투명하고 무미한 실리콘 오일을 구별하지 못하고 마시는 것으로 확인됐다. 즉 물맛을 느끼는 TRCs가 신맛을 느끼는 부분과 상당 부분 겹친다고 연구팀은 설명했다. 실험을 주도한 오카 유키 칼텍 교수는 “물이 혀에 묻어 있는 침을 씻어내는 순간 미각수용체가 반응하는 것으로 봐서는 물이 맛을 느끼는 혀의 감각세포인 미뢰의 pH(산도)를 변화시킴으로써 물맛을 느끼게 하는 것으로 추정된다”며 “물맛이 어떻다고 표현하기는 쉽지 않은 상태”라고 설명했다. 이에 앞서 쥐의 뇌간 영역에서 물에만 반응하는 뉴런을 발견한 파트리시아 디 로렌조 뉴욕주립대 행동신경과학 교수는 “기본적인 맛은 5가지밖에 없다는 지배적 견해에 대한 명쾌한 반론이 제기된 만큼 맛의 정의를 내리는 작업이 다시 시작돼야 할 것”이라고 지적했다. 포유류의 혀에서 물맛을 느끼게 하는 ‘아쿠아포린’이라는 단백질이 만들어진다는 사실을 밝혀낸 듀크대 시드니 사이먼 교수도 “물은 인체의 75%, 지표면의 75% 이상을 이루고 있을 정도로 흔한 물질인데 인간이 물맛을 느끼도록 진화되지 않았다면 그게 더 이상하지 않나”라고 말했다. 그렇지만 여전히 물맛이 여섯 번째 맛이 될 수 있는가에 대해서는 논란이 계속되고 있다. 특히 물맛이 기본 맛이 될 수 없다고 주장하는 과학자들은 “물에서 무슨 맛이 느껴진다는 것은 다른 것을 먼저 맛본 뒤에 경험하는 사후효과(after-effect)일 뿐이지 고유의 맛이라고 볼 수는 없다”며 “신 음식을 먹고 물을 마시면 단맛이 느껴지고 짠 음식을 먹고 물을 마시면 쓴맛이 나는 것과 같은 원리”라고 비판하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“새로운 요리를 발견한다는 것은 새로운 별을 발견하는 것보다 인간을 더 행복하게 만든다.” 미식가로 유명했던 19세기 프랑스 법관 장앙텔름 브리야사바랭의 이 말은 방송 채널을 몇 번 돌리다 보면 금세 만고불변의 진리임을 깨닫게 된다. 지상파와 케이블을 가릴 것 없이 ‘쿡방’(요리하는 방송), ‘먹방’(먹는 방송)이 넘쳐난다. 이들 프로그램에서 비쳐지는 출연자들의 ‘먹부림’(먹는 것을 과도하게 자랑하는 조어)은 지상 최대의 행복감이 저런 게 아닐까 싶을 정도다. 전국 방방곡곡은 말할 것 없고 지구촌 곳곳을 헤집고 다니며 유명 맛집을 찾아 소개한다. 별별 형태로 요리 대결을 벌이는 프로그램도 적지 않다. 이런 먹방 신드롬은 ‘요리사’를 초등학생 장래희망 3위에 올려놓기도 했다. 사실 우리가 맛있게 먹는 음식들은 과일과 채소 같은 식물계열과 생선, 육류, 유제품 같은 동물 계열의 식재료를 먹기 좋게 변형시키고 섞는 화학적, 물리적 과정을 거쳐 탄생한 것들이다. 주방과 음식 속에는 어떤 과학적 현상들이 숨어 있을까. 만약 요리의 과학을 조금 깊이 있게 이해한다면 레스토랑에서 이런 식의 재미있는 주문도 가능하지 않을까 싶다. 물론 ‘진상’ 취급을 받을 위험성을 감수하면서 말이다. “사카로스와 안토시안이 고농도로 함유된 그물구조의 다당류와 에어로젤 상태의 글루텐 덩어리를 주세요.” → “블루베리 잼과 비스코트(두 번 구워 딱딱하고 바삭한 빵)를 주세요.”●분자요리학 = 조리과학 + 식품과학 ‘분자요리’라고 하면 흔히 요리사들이 주방을 스포이트나 피펫, 사이펀 같은 실험기구로 가득 채워 놓고 이상한 음식을 만들어 내는 것으로 생각한다. 분자요리학은 영국 옥스퍼드대 물리학자 니컬러스 커티와 프랑스 국립농학연구소(INRA) 화학자 에르베 디스가 처음 주창한 개념으로, 음식의 질감과 조직 그리고 조리과정에서 발생하는 현상 등을 좀더 과학적인 시각으로 접근해 음식의 다양성과 조리방식에 변화를 만들어 보자는 취지를 담고 있다. 그렇지만 요리 자체가 열로 단백질 분자를 응고시키거나 물질을 혼합해 이온화시키는 전형적인 물리적, 화학적 변화 과정이기 때문에 분자요리는 인류가 불을 사용해 음식을 조리해 먹기 시작한 때부터 시작됐다고 과학자들은 지적하고 있다. 요리를 할 때 시간과 온도, 압력을 고려하는 이유도 식재료 속에 포함된 수분의 분포와 양을 조절하기 위한 과학적 과정이라는 설명이다.●어려서 먹은 음식이 기억나는 이유는 우리가 맛을 느끼는 것은 맛 분자가 혀의 미뢰(맛을 인식하는 감각세포), 입천장, 뺨 안쪽 벽, 목구멍 안쪽의 수용체를 자극하면 그 정보를 전기신호로 바꿔 뇌에 전달하기 때문이다. 음식에서 향을 풍기는 분자는 바로 콧속 후각세포를 자극해 들어가는 경우도 있지만 입으로 들어간 뒤 목으로 삼켜지는 과정에서 코로 전달되는 ‘역(逆)후각’ 과정을 통해 전달되기도 한다. 포도주 맛을 음미할 때 한 모금 머금은 다음에 입안에서 이리저리 굴려 보는 것도 역후각을 이용하기 위한 것이다. 어려서 처음 맛본 음식에 대한 기억이 강렬한 이유도 이렇게 전달받은 다양한 자극이 뇌에 이미지와 감정, 감각의 형태로 기록되기 때문이다. 요리의 대가들이 음식에 대한 강렬한 자극을 남기기 위해 노력하는 이유도 이 때문이다.●달걀 삶기는 누워서 떡 먹기? No! 과학자들은 달걀을 삶는 과정은 분자요리의 방식이 어떤 것인지를 알 수 있게 해 준다고 입을 모은다. 달걀을 잘 삶으려면 시간과 온도를 적당히 조절하는 것이 중요한데 생각만큼 쉽지 않다. 대개는 펄펄 끓는 섭씨 100도의 물에다 10분 이상 삶는데, 이래선 과학자들에게 좋은 점수를 받지 못한다. 섭씨 72도로 10~12분 정도 익혀 주는 것이 최적의 달걀 삶기라는 것이다. 만약 달걀을 지나치게 익히면 황화철이 생겨 노른자 표면이 푸르스름하게 변하거나 수분이 완전히 빠져나가 퍽퍽해져 식감이 떨어진다. 게다가 단백질이 분해되면서 황화수소가 발생해 달걀 특유의 냄새가 심하게 날 수 있다. 달걀을 삶거나 프라이를 하는 것은 모두 열을 이용해 노른자와 흰자를 굳히는 것이다. 그런데 이 ‘익힌다’는 것을 ‘단백질 응고’라는 개념으로 확장할 경우 일반 상온에서도 달걀을 익힐 수 있다. 독한 술이나 에탄올을 날달걀의 흰자나 노른자에 붓고 어느 정도 시간이 지나면 열에 익힌 것처럼 굳게 된다. 실제로 분자요리사들은 이런 응고현상을 이용해 독주로 달걀을 요리하는 경우도 많다.●육즙이 살아 있는 고기를 먹으려면 고기를 조리하면 고기의 향과 영양성분이 포함된 액체, 소위 육즙이 나온다. 일반적으로 스테이크나 꽃등심구이가 가장 맛있을 때는 씹었을 때 입안에 육즙의 일부가 나와 촉촉하고 부드러운 식감과 맛있는 향이 느껴지는 ‘육즙이 살아 있는’ 때다. 육즙의 양은 고기 근육을 이루는 섬유질 조직이 수분을 얼마나 잡아둘 수 있는가에 따라 달라진다. 62도가 넘어가면 동식물의 세포질과 조직에 존재하는 수용성 단백질인 알부민이 그물 구조를 이루면서 수분을 가둔다. 그러나 68도가 넘어가면 고기 자체 단백질이 응고하면서 수분이 완전히 빠져나가 딱딱해지게 된다. 따라서 고기를 맛있게 굽는 방법은 너무 바싹 굽지 않는 것이다. 고기의 맛과 색을 내기 위해서는 일단 센 불에서 앞뒤로 노릇노릇하게 구워 ‘마이야르 반응’이라는 화학반응을 일으키도록 해야 한다. 마이야르 반응은 단백질과 당분이 포함된 식품이 열을 만나면 갈색으로 변하면서 맛과 향이 풍부해지는 화학반응으로, ‘캐러멜화 반응’이라고 부르기도 한다. 마이야르 반응이 나타나면 곧바로 70도 이하의 낮은 온도에서 원하는 상태로 서서히 구우면 된다.●향신료나 허브 언제 넣어야 할까 음식의 맛과 향을 더해 주는 향신료는 요리를 시작할 때 넣어야 할까, 아니면 요리 중간에 넣어야 할까, 그것도 아니라면 요리가 끝날 무렵에 넣어야 할까. 음식의 맛을 더해 주는 보조재료일 뿐인 만큼 언제 넣어도 상관없지 않겠냐는 생각을 할 수 있지만 넣는 순서에 따라 그 효과는 확연히 달라진다. 이유는 식물이 주원료인 향신료에는 고유의 휘발성 기름성분(에센셜 오일) 때문이다. 간 것이나 분말 상태의 향신료는 너무 일찍 넣으면 에센셜 오일이 빨리 증발한다. 따라서 요리가 마무리되는 시점에 넣는 것이 음식을 더 향기롭게 만들 수 있다. 통후추처럼 과립 형태로 된 향신료는 에센셜 오일을 천천히 내놓기 때문에 조리를 시작할 때 넣는 것이 좋다. 에센셜 오일은 휘발성이 강해 오래 그리고 높은 온도에서 보관하면 향이 금방 사라진다. 때문에 향신료는 필요할 때마다 사서 쓰는 것이 좋고 오래 보관해야 할 경우는 시원하고 그늘진 곳에 두는 것이 좋다. ●채소를 익혀서 먹는 이유는? 육류에 있는 콜라겐은 고기의 구조를 형성하고 지탱하는데, 채소의 경우 셀룰로오스라는 세포벽이 콜라겐과 같은 역할을 한다. 식물의 세포벽을 이루는 셀룰로오스 분자들은 판데르발스의 힘과 수소결합으로 미세섬유를 형성하고 이것들이 다시 모여 거대섬유 단계를 거쳐 섬유질 그리고 세포벽을 만드는 것이다. 채소의 영양분을 쉽게 흡수하기 위해서는 셀룰로오스로 형성된 세포벽을 무너뜨리는 것이 좋다. 채소를 익히는 것은 복잡하게 짜여 있는 구조를 느슨하게 해 벽을 쉽게 무너뜨리도록 만들어 주는 것이다. 셀룰로오스는 수소결합으로 강하게 연결돼 있기 때문에 수산화이온이 들어 있는 염기성 용액을 사용하면 좀더 쉽게 익힐 수 있다. 채소를 데치거나 익힐 때 천연탄산수를 넣으면 탄산이온이 나오면서 낮은 온도에서 더 짧은 시간에 익힐 수 있다. 열에 의해 영양소가 파괴되는 시간이 줄어들기 때문에 채소의 향과 비타민을 더 많이 보존하면서 익힐 수 있다는 것이다. 말린 채소는 셀룰로오스 조직이 경화돼 조리시간이 길어지는데 이때 탄산수를 넣고 익히면 조리시간을 단축할 수 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 ‘조현병’이라는 병명이 매스컴에서 종종 등장하고 있다. 과거 ‘정신분열병’이라는 이름으로 불리던 이 병은 2011년 의학용어 개정으로 조현병으로 변경됐다. 현악기를 잘 조율해야 조화로운 음악을 만들 수 있듯, 정신현상에도 균형 잡힌 조율이 필요하다. 이런 조율 기능에 이상이 생긴다는 뜻으로 조현병이라는 병명이 탄생했다. 과학적으로 타당한 용어를 사용하는 동시에 사회적 편견을 해소하려는 목적으로 병명을 바꿨는데 환자와 보호자뿐 아니라 사회적으로도 좋은 반응을 얻고 있다고 한다. 하지만 조현병이 무슨 병인지 이름만 들어서는 여전히 아리송한 것이 사실이다. 조현병 환자는 6개월 이상 지속적으로 망상, 환청, 엉뚱한 이야기 등의 증상 중 1개 이상을 보이고 감정표현 저하, 의욕상실 등의 ‘음성증상’과 엉뚱한 행동이 나타난다. 이런 5개 증상 중 2개 이상이 지난 1개월간 뚜렷이 보일 때 조현병 진단을 내린다. 그렇다면 조현병 환자의 뇌 속에서는 무슨 일이 일어나고 있는 것일까. 의과학자들은 조현병 환자의 유전자 연구를 통해 정상 대조군과 뚜렷한 차이를 보이는 유전자를 다수 찾아냈다. 신경세포 연결에 필요한 물질을 생산하거나 다른 유전자 발현에 영향을 미치는 유전자다. 이런 유전자 발현이 정상적으로 조율되지 않을 때 신경세포 연결도 비정상적으로 이뤄지게 된다. 특히 이런 변화는 청소년기에서 성인기로 이행되는 시기에 두드러지게 나타난다. 신경세포 연결에 이상이 생기면 신경망 전체로 볼 때 조직적인 뇌 활동이 방해를 받아 뇌신경으로 들어오는 신호를 효율적으로 처리하는 데 어려움이 생긴다. 부정확한 해석, 비논리적인 판단, 감각의 이상이라는 증상이 발현되는 것이다. 조현병 발병 기전은 이렇듯 복잡한 요소들이 상호작용해 작동하기에 한마디로 설명하기 어렵고 치료 과정도 복잡하고 길다. 그렇지만 치료법이 아주 없는 것은 아니다. 조현병 치료제는 ‘도파민 가설’에 바탕을 두고 있다. 조현병 증상이 심하게 나타날 때는 뇌 속에서 신경전달물질인 도파민이 비정상적으로 증가한다. 따라서 도파민의 작용을 막아 주는 약을 먹으면 환청, 망상 등의 ‘양성증상’이 감소한다. 다른 신경전달물질 ‘세로토닌’도 양성증상 발생에 영향을 미친다는 사실이 밝혀지면서 세로토닌과 도파민을 모두 막는 약물이 개발돼 각광을 받았다. 또 도파민을 적절한 수준으로 조절할 수 있는 약물도 개발됐다. 최근에는 신호전달 조절에 관여하는 신경수용체 ‘NMDA 수용체’의 기능 이상이 주목받고 있다. 킴도 스위스 로잔대 교수는 환원·산화 불균형과 신경염증의 결과로 NMDA 수용체의 기능저하가 생기고 이것이 조현병 발생기전의 공통분모가 된다고 주장한다. 이런 이론을 바탕으로 그는 항산화 작용이 강한 약물인 ‘N-아세틸시스테인’을 투여하는 동물실험을 진행했다. 환자들에게서도 음성증상이 줄어드는 효과가 나타났다. 사회적 고립, 동기소실, 감정표현의 저하와 같은 음성증상은 만성화된 조현병 환자의 삶의 질에 큰 영향을 준다. 도파민 계열의 약물이 양성증상 조절에 탁월한 반면 아직까지 음성증상에 효과적인 약물이 없었기에 반가운 연구 결과다. 조현병을 개인의 질병으로만 치부해서는 안 되고 사회의 관심이 필요하다. 조현병이 어떤 이유에서 일어나는지 뇌과학적인 이해가 높아지면서 막연한 두려움은 조금씩 줄어들고 있다. 조현병의 조기 진단과 치료를 통해 더 많은 환자가 건강한 모습을 되찾게 되기를 기대해 본다.

폐는 3억~5억개의 포도송이 모양으로 생긴 허파꽈리(폐포)를 통해 공기로부터 산소를 얻고, 혈액으로부터 이산화탄소를 배출한다. 폐는 항상 외부와 접촉하고 있기 때문에 미세먼지, 바이러스, 세균, 곰팡이 등의 오염물질과 병원체에 쉽게 노출되고 이것들을 제거하고 회복하는 과정에서 다양한 손상을 입을 수 있다. 대표적인 폐 관련 질환으로는 폐렴, 폐농양, 폐결핵, 천식, 폐색전증, 폐혈관염, 급성호흡증후군, 폐암 등이 있으며, 이 중 폐암은 정상적인 폐 세포의 유전자가 변형돼 원래 기능을 하지 못하고 계속 증식해 생기는 악성종양을 의미한다. 폐암의 원인으로 가장 잘 알려진 것은 흡연이며, 흡연자는 비흡연자보다 폐암 발생 위험이 13배나 크다.폐암의 증상은 기침, 피를 토함, 가슴 통증, 호흡곤란 등이며 발생 부위에 따라 음식물을 삼키기 어렵거나 쉰 목소리가 나기도 한다. 하지만 자가 증상이 나타날 때쯤이면 이미 암이 많이 진행된 경우가 많다. 폐암 검진은 가슴 부위 X선 촬영 및 컴퓨터단층촬영(CT) 등의 검사를 이용하며, 추가로 종양 표지 혈액 검사 및 PET, MRI 등으로 암의 전이 정도나 예후를 예측한다. 조직 검사 결과에 따라 암의 확진 및 치료 방침이 달라질 수 있으므로 정확한 진단을 위해서는 반드시 조직 검사를 받아야 한다. 조직 검사는 피부를 통해 가느다란 침을 찔러 넣어 암 조직을 얻거나, 기관지 내시경을 사용하는 방법으로 이뤄진다. 폐암은 크게 소세포 폐암과 비소세포 폐암으로 구별한다. 이 두 종류의 암은 전혀 다른 특징을 가지고 있어 치료법과 예후가 다르다. 소세포 폐암은 말 그대로 암세포의 크기가 작아서 붙여진 이름이다. 병의 진행이 빠르고 쉽게 전이되지만 비교적 항암제가 잘 듣는 특성이 있다. 비소세포 폐암의 치료는 수술적 제거, 방사선 치료, 항암 화학요법, 표적항암제 등 다양한 방법을 사용하고 있으며, 암의 진행 정도에 따라 단독 혹은 병용 치료를 하기도 한다. 전이가 되지 않은 I기, II기 치료는 수술로 암 조직을 모두 절제하는 것이 권장되며, 전신 상태가 좋지 않아 수술이 힘들 경우 방사선 치료를 먼저 시행하기도 한다. 폐에서 암세포가 떨어져 나와 다른 기관에 전이된 III기의 경우 병용치료가 좋은 성과를 내고 있다. IV기는 흉수(흉막강 내 비정상적으로 고인 액체)가 있는 경우인데, III기와 비슷하나 흉관 삽입을 통해 흉수를 제거하기도 한다. 폐암은 국내 암 사망 원인 중 사망률 1위라는 불명예를 안고 있으며, 특히 말기 생존율은 급격히 떨어진다. 1960~70년대 1세대 세포독성항암제는 부작용 및 내성 문제 등으로 기대 효과에는 한계가 있으며, 2000년대 초반에 등장한 2세대 표적항암제는 암세포 내의 특이적인 신호 전달 경로를 차단해 정상 세포에 주는 피해를 최소화하고 암세포의 성장을 저해하는 작용기전으로 1세대 항암제의 부작용을 상당히 개선했다. 상피세포 성장인자 수용체에 변이가 있는 비소세포 폐암 환자는 표적항암제인 이레사, 타세바, 지오트립 등의 인산화 효소 저해제를 사용해 좋은 효과를 얻었다. 또한 이들 항암제에 내성을 보인 환자에게는 올리타와 타그리소 등의 신약이 쓰이고 있다. 하지만 환자에 따라 표적항암제에 전혀 반응하지 않는 경우도 많고, 치료되는 듯하다가도 결국 내성이 생기는 것이 단점으로 지적된다. 이는 같은 암이라도 발생 기전이 다를뿐더러 같은 환자의 암이라고 하더라도 암 조직을 구성하는 암세포에 다양한 변이가 축적돼 항암제에 영향을 받지 않은 일부 암세포가 살아남아서 새로운 암조직을 만들기 때문이다. 면역항암제는 인체 면역체계를 활성화해 암세포와 더 잘 싸우게 하는 암치료제로 표적항암제와 달리 내성이 거의 없는 차세대 암치료제다. 암세포에 의한 면역 저항을 극복하기 위해 세포 신호 전달경로를 차단함으로써 면역세포를 활성화하는 면역관문억제제가 대표적이다. 비소세포 폐암에 적용되는 옵디보와 키트루다, 여보이 등이 있다. 최근에는 환자 혈액에서 면역세포를 추출해 특수한 배양 과정을 통해 증폭시키거나, 더 나아가 환자의 T세포를 유전자 가위를 사용해 단시간에 암세포를 공격하도록 만든 CAR-T Cell 등이 시판 또는 임상시험 중에 있다. 정상 세포에는 감염되지 않고 암세포만 공격하도록 만든 종양용해바이러스는 암세포를 직접 파괴하고 면역체계를 활성화하는 등의 기전을 가지고 있어 단독 또는 병용치료제로서 높은 가치를 가지고 있다. 이준승 신라젠 임상시험 샘플 분석팀 박사

누구나 자신이 좋아하는 음식과 싫어하는 음식이 한둘은 있기 마련이다. 이런 음식에 대한 호불호는 단순한 편견이 아니라 유전자 때문이라는 연구 결과가 나왔다. 스페인 마드리드주립대 연구팀은 편식과 특정 음식에 대한 강박적 거부반응은 뇌 속 유전자 때문이라는 사실을 밝혀내고 지난 22일 열린 ‘실험생물학회 2017’에서 발표했다. 연구팀은 유럽의 건강한 성인 남녀 818명을 대상으로 식습관과 관련한 설문조사와 유전자 분석을 했다. 모든 사람이 똑같은 유전자를 갖고 있더라도 개인별로 미묘한 차이를 보이는데 그 차이가 음식에 대한 선호로 나타난다는 것이 연구진의 설명이다. 예를 들어 단것과 초콜릿을 좋아하는 사람들은 특정 형태의 옥시토신 수용체 유전자가 잘 발달해 있기 때문이다. 실비아 베르치아노 박사는 “당뇨나 심혈관질환, 암 때문에 식이습관 개선이 필요한 사람들에게 맞춤형 식이요법을 제공하거나, 편식으로 인해 나타날 수 있는 질병의 위험을 사전에 파악하고 예방할 수 있는 정밀의학 발전에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리가 먹는 약은 체내 대사 과정을 거쳐 몸 밖으로 배출되는데, 약효는 약이 몸 안에 있을 때만 나타난다. 만약 인체 밖으로 배출되지 않는 약이 있다면 소량의 약만 먹더라도 약효는 계속 유지될 것이다. 하지만 이런 약은 부작용도 덩달아 계속될 위험이 있다. 또 병이 다 나아 약이 필요 없을 때도 인체에 약이 남아 있을 가능성이 있다.인체에서 대사가 이뤄지지 않고 생명력을 가진 ‘살아 있는 약’(living drug)이 있다면 매우 이상적일 수 있다. 살아 있는 약은 자신의 역할이 필요한 경우에만 약효를 나타내다가 언젠가 죽으면 약효도 사라질 것이기 때문이다. 그렇다면 살아 있는 약에는 어떤 것이 있을까. 대표적인 예가 유산균이다. ‘장까지 살아서 가자’라는 TV 광고를 보면 의약학적인 측면에서 재미있기도 하고 매우 이상적인 약이라는 생각이 들곤 했다. 최근 암 치료 분야에서도 살아 있는 약이 제4 또는 제5의 항암치료제로 관심을 끌고 있다. 암 치료에서 살아 있는 약은 주로 체내 면역세포를 치료제로 사용하는 것을 말한다. 체내에서 암세포를 제거하는 기능을 담당하는 면역세포는 ‘자연살해세포’(NK-cell)와 ‘T-림프구’다. 자연살해세포를 이용한 항암치료는 이미 실제 임상에서 적용하고 있다. 하지만 아직까지 그 효과를 정확하게 예측하기 어려워 표준치료법으로 활용하고 있지는 못하다. T-림프구를 이용한 항암치료법 역시 역사는 짧지 않으나 명확한 효과를 검증하지 못해 답보 상태에 있었다. 그러나 이들 두 가지 림프구의 암세포 살상 기능은 분명한 것으로 알려져 있다. 이들 림프구는 암세포를 공격하는 기능에서 차이가 있다. 자연살해세포는 평상시, 즉 암 진단 전에 몸 안에서 나타나는 암세포를 제거하는 기능에 특화돼 있다. T-림프구는 암세포가 암 덩어리로 자란 경우 T-림프구 수를 늘려 집단적으로 암세포를 공격하는 특성이 있다. 자연살해세포가 마치 사회의 안전을 유지하기 위해 평상시에 치안을 유지하는 ‘경찰’과 비슷하다면, T-림프구는 유사시 국가를 방위하는 기능을 하는 ‘군대’와 같은 것이다. T-림프구를 이용한 항암치료로 암 조직 주변의 T-림프구를 이용하려는 시도가 있었지만 효과가 기대에 미치지 못했다. 이후 답보 상태에 있었는데 유전자 재조합 기술이 발전하면서 최근 들어 T-림프구를 이용한 획기적인 항암치료법이 개발되고 있다. 바로 환자 혈액에서 T-림프구를 분리해 낸 뒤 유전자 재조합 기술을 이용해 특정 암세포의 세포표면 단백질을 찾아낼 수 있는 수용체를 넣어 암세포를 죽이는 방법이다. 이렇게 재무장한 T-림프구를 영어로 ‘CARs T-cell’이라 하고, 이를 이용한 항암치료를 CART 치료법이라고 한다. CART 치료법은 이미 후천성면역결핍증(AIDS) 치료에도 적용해 성공했다. 암 치료에도 CART 치료법을 적용하기 위해 이미 미국의 몇몇 병원에서는 임상시험을 진행하고 있다. 외국에서 새로운 항암제가 개발되면 국내로 수입한 뒤 암환자에게 투여해 비교적 쉽게 치료 혜택을 받을 수 있다. 하지만 CART 치료법은 암환자의 몸에서 T-림프구를 분리하고 체외에서 배양한 다음 유전자 재조합 과정을 거쳐야 하기 때문에 자체적인 연구를 하지 않으면 임상에 적용하기가 쉽지 않다. 또 이런 치료법은 많은 노하우가 필요해 경험이 매우 중요하다. 따라서 우리나라에서도 이렇게 새롭게 부상하는 하고 있는 CART 치료법에 많은 연구 역량을 집중해야 할 것이다.

단 한 번도 만나본 적이 없는 사람을 위해 무려 7000만원 가까이 되는 돈을 모아 전달한 여성의 사연이 감동을 주고 있다. 영국 일간지 데일리메일의 9일자 보도에 따르면 맨체스터에 사는 미첼 트라피체(53)는 우연히 온라인에서 자신과 같은 삼중음성유방암을 앓고 있는 아일랜드의 클레어 그라함을 알게 됐다. 두 사람이 앓고 있는 삼중음성유방암은 에스트로겐수용체와 프로게스테론수용체, HER2수용체 등 3대 호르몬 슈용체가 없는 악성 유방암으로, 재발률이 매우 높은 것으로 알려져 있다. 지난 해 말 트라피체는 의사로부터 병세가 호전되고 있다는 기쁜 소식을 접했지만, 그라함의 상황은 달랐다. 의사로부터 암세포가 뇌로 전이됐다는 청천벽력과도 같은 진단을 받은 것. 뿐만 아니라 유방암까지 재발하면서 그라함은 그야말로 절망의 나날을 보내야 했다. 이때 영국에 사는 트라피체가 온라인에서만 서로의 존재를 알고 있으며, 목소리조차 들어본 적이 없는 아일랜드 친구 그라함을 위해 발 벗고 나섰다. 아일랜드에서 항암치료를 받기 위해 필요한 돈이 무려 8만 5000파운드(약 1억 2000만원)에 달한다는 걸 알았기 때문이다. 그녀는 펀딩 페이지를 개설해 생면부지나 다름없는 그라함의 치료비 모금 운동을 시작했고, 불과 일주일 만에 5만 1000파운드(약 7300만원)를 모으는데 성공했다. 트라피체의 이번 선행은 직접 대화를 나누거나 만난 적이 없는 온라인 친구 사이에도 우정과 신뢰가 존재할 수 있다는 것을 보여준다. 특히 SNS 등을 통해 가짜 환자 행세를 해 사람들로부터 돈을 받는 사기꾼의 이야기가 종종 알려지는 가운데, 자신과 같은 병을 앓는 친구를 믿고 그를 위해 거액의 치료비를 모아 전달한 트라피체의 선행에 박수가 쏟아지고 있다. 한편 트라피체와 그라함은 이달 말 온라인을 벗어나 오프라인에서 만남을 갖고 우정을 이어나갈 예정이라고 밝혔다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

다른 신체 장기와 마찬가지로 눈은 매우 소중하다. 그래서 나빠지기 전에 관리가 중요하다. 일단 크게 손상을 받은 후에는 현대 의학의 도움을 받아도 정상으로 돌아오기 어려운 경우가 있기 때문이다. 심장이나 간 역시 소중한 장기이고 크게 망가지면 회복이 어렵지만, 그래도 장기 이식이 가능한 것과는 달리 눈은 전체를 이식하기도 힘들다. 현재 행해지는 이식은 대부분 기증한 각막을 이식하는 것으로 안구 전체를 이식하는 것은 아니다. 뇌사자 장기 기증을 통해서 눈을 이식하더라도 이식한 눈이 뇌와 연결되는 것은 다른 문제이기 때문이다. 눈이 제대로 뇌와 연결되지 않으면 보이지 않는 것은 똑같다. 과학자들은 이 문제를 해결하기 위해 노력하고 있다. 최근 터프트 대학의 앨런 디스커버리 연구소의 과학자들은 장님으로 태어난 올챙이의 꼬리에 눈을 이식해서 시력을 되찾는 연구를 진행했다. 다소 엽기적이긴 하지만, 꼬리 쪽에 이식한 눈이 뇌와 연결될 수 있다는 것 자체로 놀라운 결과다. (사진) 연구팀은 세로토닌 수용체 1B와 1D(5-HT1B/D) 자극제인 졸미트립탄(Zolmitriptan)이 시신경을 포함한 신경의 성장을 도와줄 것으로 생각하고 실험을 진행했다. 그 결과 실제로 이 약물은 이식된 눈이 뇌와 연결될 수 있도록 돕는 것으로 나타났다. 사물을 인지하거나 색을 구분하는 실험을 진행한 결과 약물이 투여된 올챙이들이 우수한 성적을 거뒀기 때문이다. 예를 들어 붉은색과 파란색을 구분하는 실험에서 3%의 장님 올챙이가 테스트를 통과한 데 비해 눈을 이식한 올챙이는 11%, 약물을 투여한 올챙이는 29% 실험을 통과했다. 만족스런 결과는 아닐지 모르지만, 이식된 눈이 기능을 하지 않았다면 있을 수 없는 결과다. 물론 사람은 올챙이가 아니므로 실제 눈 이식을 바로 시도할 수 있는 결과는 아니지만, 미래의 가능성을 생각하면 긍정적인 결과라고 할 수 있다. 연구팀은 이 연구 결과가 인공 망막이나 신경 재생 같은 다른 의학 분야에도 응용될 수 있다고 생각하고 있다. 이런 노력이 계속된다면 언젠가 많은 시력 장애 환자들에게 희망이 될 것으로 기대된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

미국의 연구팀이 세계 최초로 인공 여성생식기관인 ‘에바타’(Evatar)를 만들었다. ‘이브’(Eve)에 아바타(avatar)를 붙여 만든 이름이다. 미국 노스웨스턴대학 산부인과 전문의 테레사 우드러프 박사가 이끄는 연구팀은 난소, 나팔관, 자궁, 자궁경부 등 여성 생식기관에 간(肝)을 추가한 작은 도시락 크기만 한 인공 여성 생식 시스템 ‘여성 생식 시스템 온 어 칩’(female reproductive system on a chip)을 완성했다고 영국의 과학전문지 네이처 온라인판이 28일 보도했다. 이 시스템의 5개 기관은 생식 호르몬을 운반하는 혈액 유사 액체(blood-like liquid)와 세포 신호전달 분자 그리고 약물로 연결됐다. 나팔관, 자궁, 자궁경부는 자궁 절제술을 받은 여성들로부터 얻은 인간조직으로 만들어졌고 난소는 쥐의 난소조직을 이용했다. 건강한 여성의 난소는 절제되는 경우가 매우 드물기 때문이다. 여기에 약물을 대사하는 기능을 지닌 간을 추가했는데 간은 인간조직을 이용했다. 연구팀은 이 합성 생식 시스템으로 여성의 28일 생식 사이클을 가동시켜 보았다.먼저 난포자극 호르몬을 ‘에바타’에 주입하자 난소가 여성호르몬 에스트로겐을 생산했다. 그로부터 14일 후 황체형성 호르몬을 추가하자 난소에서 난자가 배출되면서 황체호르몬 프로게스테론이 만들어지기 시작했다. 방출된 난자는 난소방(ovary chamber)에 그대로 머물고 있었지만, 인간의 나팔관 조직으로 만들어진 두 번째 방은 마치 난자가 통과하는 것처럼 섬모체라고 불리는 털 구조가 난자를 자궁으로 밀어내기 위한 동작을 시작했다. 인간의 자궁과 자궁경부 조직으로 만들어진 3번째와 4번째 방은 각각 호르몬을 받아들이기 위한 수용체를 만들어냈다. 인간의 간 조직으로 만든 5번째 방은 ‘에바타’와 연결시켜 실험 약물을 투여했을 때 간에서 대사가 이루어지면서 ‘에바타’에 어떤 효과를 미치는지 관찰할 수 있도록 했다. ‘에바타’는 자궁경부암 등 생식기관암, 자궁내막증, 자궁근종, 불임 같은 질환을 연구하고 치료제와 피임약 등의 효과를 실험하는 데 이용될 예정이다. 우드러프 박사는 난소암 등 생식기관암 환자의 세포를 ‘에바타’에 주입하거나 자궁경부암을 일으키는 인유두종 바이러스로 ‘에바타’를 감염시키는 실험도 진행할 계획이라고 밝혔다. 연구팀은 앞으로 음경과 고환으로 구성된 인공 남성 생식 시스템인 듀드큐브(DudeCube)를 만들 계획이다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

먹으면 신체가 운동한 것처럼 느끼게 해 비만과 당뇨병을 치료할 수 있는 새로운 약물을 개발 중이라고 영국 일간 데일리메일이 24일(현지시간) 보도했다. 보도에 따르면, 현재 미국 세인트루이스대 약리학부의 토마스 버리스 박사와 존 워커 박사 등 연구팀은 근육의 신진대사를 조절하는 두 개의 핵내수용체를 표적으로 삼기 위한 연구를 진행하고 있다. 이 연구를 통해 이런 핵내수용체를 조절하면 운동하지 않아도 운동할 때 활성화되는 유전자들의 스위치를 켜 지방 연소를 도울 수 있다는 것이다. 만일 이 약물이 성공한다면, 운동할 수 없는 사람들이 당뇨병이나 비만과 싸우는데 신체적인 도움이 될 수 있다. 버리스 박사팀은 이 연구를 위해 400만 달러(약 44억 원)가 넘는 자금을 지원받았다. 이 자금은 근육의 신진대사와 연관성이 있는 두 핵내수용체인 ‘REV-ERB’와 ‘ERR’ 단백질에 관한 연구에 쓰이고 있다. 연구팀은 기존 여러 연구를 통해 ‘운동한 것처럼 모방’하는 REV-ERB 단백질을 표적으로 삼는 한 약물을 개발했다. 그리고 ERR 단백질에 관한 여러 유전 연구를 통해서도 이 단백질이 운동을 모방하는 약물의 개발을 위한 좋은 표적이 될 수 있다는 것을 제시했다. 당뇨병은 미국에서 7번째로 많은 사망 원인으로, 제2형 당뇨병에 걸린 환자의 80% 이상은 과체중이거나 비만이다. 버리스 박사와 워커 박사는 화학과 생물학을 결합해 이런 건강 위협으로 고통받고 있는 환자들에게 새로운 선택 사항을 제공할 수 있는 전혀 새로운 치료 방법을 개발하고 있다. 버리스 박사는 “우리는 단지 연구만 하는 것이 아니라 약물도 개발하려 하고 있다”면서 “이는 흥미로운 부분으로 우리는 새로운 치료 방법을 개발하는 데 더 많은 노력을 기울일 수 있다”고 말했다. 물론 건강한 사람은 운동을 통해 인슐린 감수성과 체중 조절을 개선하는 등 건강상 혜택을 얻을 수 있다. 하지만 모든 사람이 운동할 수 있는 것은 아니다. 버리스 박사는 “운동을 하면 근육의 신진대사율이 높아져 효과적으로 당뇨병과 비만이 치료된다. 근육이 발달하면 효과가 커지지만 이는 운동을 통해 얻는 것”면서 “꾸준히 운동하면 신진대사의 기능을 개선하는데 도움이 된다”고 말했다. 또한 “우리가 개발 중인 약물은 비슷한 작용을 한다. 이런 약물은 운동할 때 활성화되는 유전자들의 스위치를 켜 운동하지 않더라도 근육을 운동하는 것처럼 만든다”면서 “두 연구는 모두 이런 방식으로 작용한다”고 말했다. 지난해 호주 멜버른의 연구자들도 비슷한 약물을 개발했다. 그러면서도 이들은 약물이 운동의 모든 건강상의 이점을 재현할 수 없지만, 장애가 있거나 건강이 나빠 운동할 수 없는 사람들을 위해 약물로 혜택을 얻을 수 있다고 말한다. 이에 대해 버리스 박사는 “많은 질병 사례에서 운동할 때 활성화되는 유전자들의 스위치가 꺼진다”면서 “우리는 호르몬을 모방하거나 차단함으로써 신호를 바로잡을 수 있다”고 말했다. 새로운 두 연구에서 이번 연구진은 근육의 신진대사에 신호를 보내기 위한 약물을 최적화하는 것을 목표로 삼아왔다. 하지만 이들은 몇 가지 문제에 직면했다. 첫 번째 문제는, REV-ERB 단백질은 동물 임상시험에서 체중 감량과 신진대사 기능의 개선을 촉진하는 것으로 입증됐지만, 뇌에도 영향을 준다는 점이다. 두 번째는 ERR 단백질이 고아 수용체라서 리간드를 알 수 없었다는 사실이다. 리간드는 수용체에 결합해 세포의 기능을 조절하는 분자 단백질을 말한다. 이후 연구진은 인공적으로 일부 리간드를 만들었지만, 아직 질병의 모형에 사용하기에는 완벽하지 않다고 말한다. 워커 박사는 “우리는 수용체에 작용하는 것이 무엇인지 알아내기 위해 일부 작용물질(리간드)을 만들었다. 대부분 데이터는 ERR 단백질이 근육의 신진대사 측면에서 가장 유용해 더 좋다는 것을 암시하고 있다”면서 “이런 작용물질은 비만과 당뇨병의 모형에서 유용할 것으로 보인다”고 말했다. 이제 연구진은 비만과 당뇨병에 관한 치료뿐만 아니라 근육의 신진대사 개선이 근육병(근이영양증)에 어떻게 영향을 줄 수 있는지를 연구해나갈 예정이다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

키 작은 남성은 유전적으로 이른 나이에 머리숱이 적어질 위험이 더 크다는 연구결과가 나왔다. 영국 일간지 데일리메일은 9일(현지시간) 독일 본대학 연구진이 남성형 탈모에 관한 최대 규모의 유전 연구를 통해 남성의 키와 모낭에 변화를 주는 유전자 위치 4곳을 발견했다고 보도했다. 연구진은 평균보다 이른 나이부터 탈모가 생긴 ‘조기 탈모인’ 남성 약 1만1000명과 탈모가 없는 남성 약 1만2000명의 유전자 자료를 분석했다. 이를 통해 조기 탈모와 저신장 사이에 밀접한 관계가 있다는 것을 밝혀냈다. 특히 이번 결과는 남성 호르몬인 테스토스테론의 영향을 강조했다. 남성의 몸에서 생성되는 테스토스테론은 혈액을 타고 돌며 모낭의 수용체에 결합해 탈모의 주된 원인으로 알려졌다. 연구를 이끈 스테파니 하일만-하임바흐 박사는 “탈모 위험을 키우는 유전자들은 모두 호르몬에 영향을 받아 조기 사춘기와 저신장을 유도할 수 있다”면서 “이런 호르몬은 몇 년에 걸쳐 매우 천천히 작용하므로 사춘기가 끝나고 나서 몇 년이 지난 뒤에 조기 탈모를 일으킬 수 있다”고 설명했다. 또한 “그렇다고 해서 키 작은 남성에게 모두 탈모가 생기는 것은 아니니 안심해도 좋다”면서 “만일 가족 중에 모든 남성에게 아직 탈모가 없다면 탈모가 생기지 않을 수 있으며, 키가 큰 남성도 탈모가 생길 수 있다”고 말했다. 이번 연구는 테스토스테론이 왜 조기 사춘기를 일으키고 종종 성장판을 일찍 닫게 하는지를 보여줬다. 성장판이 닫힌다는 것은 뼈끝 연골 조직인 성장판이 모두 뼈로 바뀌는 것을 말한다. 연구진은 연구논문에서 “남성형 탈모와 저신장 사이의 연관성이 발견된 유전자 위치 네 곳은 조기 사춘기와 조기 성장판 폐쇄를 유발할 수 있다”고 밝혔다. 이번 연구에서는 조기 탈모가 전립선암 위험 증가와도 연관성이 있다는 것도 밝혀졌다. 또한 심장 질환과도 관계가 있었는데 그 관계는 훨씬 더 복잡했다. 이번 연구는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’(journal Nature Communications) 최신호에 실렸다. 사진=ⓒ포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지난해 말부터 전국으로 확산한 조류인플루엔자(AI) 바이러스는 인체 감염 위험이 매우 낮은 것으로 확인됐다. 질병관리본부와 국립보건연구원은 닭, 오리 등 국내 가금류에서 분리한 H5N6형 AI 바이러스를 족제비에게 인위적으로 감염시킨 결과 병원성과 전파력이 매우 낮았다고 7일 밝혔다. 족제비는 바이러스 감염에 필요한 수용체 분포가 사람의 호흡기와 유사하고 바이러스에 감염되면 발열이나 기침, 콧물 등 사람과 비슷한 증상을 보여 바이러스의 인체 감염 위험도를 평가할 때 많이 사용된다. AI 바이러스에 감염된 족제비는 기관지나 폐 등 각종 장기에서 바이러스 감염 양상이 매우 약했고 급격한 체온 변화나 체중 감소, 콧물이나 재채기 등 전형적인 호흡기 증상도 나타나지 않았다. 또 공기를 통해서는 물론 직접 접촉에 의해서도 바이러스가 전파되지 않는 것도 확인됐다. 질병관리본부는 “지난해 11월 H5N6형 AI 바이러스가 처음 발생한 직후 유전자 특성을 분석해 인체 감염 위험성이 매우 낮은 것으로 예측한 결과와 일치한다”고 설명했다. 이어 “일부 야생 조류 분변에서 발견된 H5N8형이나 H7N9형 바이러스도 인체 감염 위험성은 낮은 것으로 확인됐다”고 덧붙였다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

지중해식 식단을 따르는 여성은 특정 유방암에 걸릴 위험이 40%나 감소한다는 사실이 연구를 통해 입증됐다. 지중해식 식단이란 지중해 연안 지역의 식단을 일컫는 것으로, 신선한 채소와 과일, 저지방 유제품과 생선 등으로 구성돼 있다. 버터 같은 동물성 지방 대신 올리브유와 견과류 등 식물성 지방을 주로 이용한다. 네덜란드 남동부 마스트리흐트대학 연구진은 국제암연구재단의 지원으로 1986년부터 20년간, 폐경기에 접어든 55~69세 여성 6만 2573명을 대상으로 연구를 실시했다. 연구진은 연구 대상자들이 얼마나 지중해식 식단에 가까운 식습관을 가지고 있는지, 붉은 고기와 당류, 흰쌀 및 밀가루로 만든 음식을 얼마나 많이 먹는지 등을 조사했다. 그 결과 견과류와 생선, 올리브유가 다량 포함된 지중해식 식단을 유지한 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 에스트로겐 수용체 음성 유방암(ER-negative breast cancer)에 걸릴 위험이 40% 낮은 것을 확인했다. 에스트로겐 수용체 음성 유방암은 전체 유방암의 약 25%를 차지하는 공격적인 형태의 유방암으로, 암세포가 증식할 때 여성호르몬 에스트로겐을 필요로 하지 않아 호르몬 치료가 거의 불가능하다. 분석 결과 지중해식 식단 중 견과류가 에스트로겐 수용체 음성 유방암의 위험을 낮추는데 가장 큰 효과가 있었으며, 과일과 생선 등이 뒤를 이었다. 이번 연구는 폐경기 이후 주로 발생하며 아직까지 효과적인 약물치료가 어려운 에스트로겐 수용체 음성 유방암의 위험을 낮출 수 있는 방법을 입증했다는 점에서, 학계에서도 매우 중요한 연구결과로 평가받았다. 연구진은 “우리는 지중해식 식단과 유방암 사이의 중요한 연결고리를 밝혀냈다. 다만 이러한 식단은 에스트로겐 수치와 밀접한 연관이 있는 ‘에스트로겐 수용체 양성 유방암’ 환자에게서는 효과가 미미한 것으로 나타났다”고 설명했다. 자세한 연구결과는 국제 암 저널(International Journal of Cancer) 3월호에 실렸다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

한 방울도 안 되는 극소량의 혈액으로 췌장암을 조기에 진단하는 검사법을 개발했다는 연구 결과가 나왔다. 췌장암은 사망 위험이 가장 큰 암 중 하나다. 미국과 중국의 공동 연구진은 췌장 종양에 존재하는 단백질 ‘A형 에프린 수용체 2’(ephrin type-A receptor 2·EphA2)를 확인하고, 혈액의 액체 성분인 혈장에서 크기 0.001㎜보다 작은 이 수용체를 검출하는 방법을 개발했다고 세계적 학술지 네이처의 자매지인 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’(Nature Biomedical Engineering) 최신호(2월 6일자)에 발표했다. 특히 이번 검사법은 진단 결과가 나오기까지 시간이 빠르고 비용이 저렴하며 정밀도가 높아 다른 질병 분야에도 활용할 가능성이 있다. 이번 연구진처럼 연구자들은 암 조기 진단에 관한 연구에서 췌장암에 주목한다. 왜냐하면 췌장암은 악성도가 커 일반적으로 증상이 나타나는 말기에 진단을 받게 되면 그때는 이미 다른 장기로 전이된 경우가 허다하기 때문이다. 심지어 효과적인 치료법마저 없어 환자의 약 80%는 진단을 받은 뒤 1년 이내 사망할 가능성이 크다. 이에 대해 연구에 참여한 미국 애리조나주립대의 토니 후 박사는 “췌장암은 종양의 존재가 드러나는 초기에 혈액에서 생체지표(바이오마커)를 검출하는 검사법을 절실하게 필요로 하는 암 중 하나다”고 설명했다. 연구진에 따르면, 혈액에서 암의 생체지표를 검출하는 기존의 검사 방법은 많은 혈액 표본이 필요할 뿐만 아니라 시간과 비용도 많이 든다. 또한 연구진은 이번 검사법을 이용한 예비 연구를 통해 췌장암 환자와 일반인, 그리고 암이 아닌 염증인 췌장염 환자를 85% 이상의 정확도로 구분해냈다. 이는 기존의 혈장 검사보다 정밀하다는 것. 물론 이번 결과는 앞으로 연구 집단을 늘려 검증해야 할 필요가 있다. 하지만 이번 검사법에는 췌장암이나 다른 암, 또는 감염에 관한 조기 발견과 치료, 그리고 경과 관찰을 향상할 수 있는 잠재력이 있다고 연구진은 말한다. 그렇지만 이번 검사 방법이 승인을 얻으려면 최소 2~3년은 소요될 것이라고 후 박사는 설명했다. 사진=ⓒ Syda Productions / Fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

체지방 연소를 유발하는 호르몬을 미국 스크립스연구소(TSRI)의 생물학자들이 발견해냈다. 이는 생물연구 분야에 흔히 쓰이는 예쁜꼬마선충을 대상으로 삼은 실험 연구에서 발견된 것으로 앞으로 이런 작용을 하는 호르몬이 우리 인간에게서도 확인되면 다이어트 분야에 혁신을 일으킬지도 모른다. 이번 발견에 대해 연구를 총괄한 수프리야 스리니바산 TSRI 조교수는 “기초 과학이 흥미로운 수수께끼의 열쇠였다”고 설명했다. 기존 연구에 따르면, 신경전달물질인 세로토닌은 지방 연소를 유발한다. 하지만 이런 작용이 정확히 어떻게 일어나는지는 지금까지 밝혀지지 않았다. 이런 의문에 답을 구하기 위해 연구진은 예쁜꼬마선충을 사용한 실험을 진행했다. 왜냐하면 이런 선형동물은 인간보다 단순한 대사체계를 갖고 있지만, 그 뇌는 우리와 같은 신호를 내보내는 많은 분자를 생성하므로 결과는 우리와 관련이 깊은 것으로 여겨지고 있기 때문이다. 연구진은 이런 예쁜꼬마선충의 유전자를 제거함으로써 뇌의 세로토닌과 장내 지방 연소 사이의 경로를 억제할 수 있는지 조사했다. 왜냐하면 각 유전자를 차례로 검사하면 지방 연소가 일어나지 않는 유전자를 발견할 수 있으리라 예상했기 때문이다. 이런 제거 과정을 통해 연구진은 ‘플립-7’(FLP-7)이라는 이름의 신경 펩타이드 호르몬의 정보를 가진 유전자를 발견할 수 있었다. 흥미롭게도 연구진은 포유류도 역시 플립-7과 비슷한 호르몬이 있다는 것을 발견했다. 지금으로부터 80년 전 돼지의 창자에 유입돼 근육 수축을 유발한 펩타이드 ‘타키키닌’이 바로 이것이다. 과학자들은 이 타키키닌이 뇌와 소화 기관을 연결하는 호르몬이라고 믿어 왔지만, 지금까지 누구도 이 신경 펩타이드 호르몬이 지방의 대사 작용과 관련이 있다는 것을 밝혀내지 못했다. 그다음 단계로 연구진은 플립-7이 뇌의 세로토닌 수치와 직접적인 관련이 있는지를 확인했다. 연구를 이끈 라비니아 팔라미욱 TSRI 연구원은 플립-7에 적색 형광단백질을 ‘마킹’(표지)해 살아있는 예쁜꼬마선충에서 일어나는 작용을 볼 수 있었다. 왜냐하면 예쁜꼬마선충은 투명해 속이 보이기 때문이다. 이번 연구는 플립-7이 실제로 세로토닌 수치를 상승하게 하는 반응으로 뇌의 뉴런(신경세포)으로부터 분비된다는 사실도 밝혀냈다. 그런 다음 플립-7은 순환기관을 통해 소화기관에서 지방을 연소하는 과정을 시작했다. “이 과정은 우리에게 중대한 순간이었다”고 스리니바산 교수는 말했다. 이렇게 연구진은 최초로 음식 섭취에 어떤 영향도 없이 지방의 대사 작용을 구체적이며 선택적으로 자극하는 뇌 호르몬을 발견한 것이다. 전체적으로 새롭게 확인된 이번 지방 연소 과정의 경로는 다음과 같이 작용한다. 뇌의 신경회로는 음식 공급 등의 감각 신호에 반응해 세로토닌을 생성한다. 이는 다른 뉴런 다발에 신호를 보내 플립-7을 생성하기 시작한다. 그런 다음 플립-7은 소화 기관 세포에서 수용체를 활성화하고 이 기관은 지방을 에너지로 바꾸기 시작하는 것이다. 또한 연구진은 플립-7 수치를 직접 조절함으로써 나타나는 결과를 조사했다. 세로토닌 자체가 증가하면 음식 섭취와 운동, 그리고 생식 행동에 광범위한 영향을 미칠 수 있다. 하지만 연구진은 플립-7의 수치를 높이면 이후 어떤 부작용도 발생하지 않는다는 것을 발견했다. 즉 예쁜꼬마선충은 단순히 더 많은 지방을 태우는 동안 계속해서 정상적으로 움직였다는 것이다. 이에 대해 스리니바산 교수는 “이번 결과는 전반적으로 세로토닌 수치를 조절할 때 자주 나타나는 부작용 없이 플립-7의 수치를 조절하는 방법을 알아내기 위한 연구로 이어질 것”이라고 말했다. 이번 연구결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’(Nature Communications) 1월 27일자에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

초등학교 때부터 입시경쟁에 내몰리는 한국 학생들은 항상 잠부족에 시달리고 있다. 질병관리본부의 청소년건강행태 온라인 조사결과를 보면 우리나라 중학생은 평균 7.1시간, 고등학생은 5.7시간 자는 것으로 나타났다. 의학계에서 권고하고 있는 청소년 적정수면시간인 8시간에 못 미치고 있다. 이처럼 잠이 만성적으로 부족하게 되면 일시적인 기억력 감퇴는 물론 심할 경우 단기 기억상실증까지 유발할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 학업성적을 높이기 위해서는 무조건 잠을 줄여가면서 공부하는 것보다는 충분한 수면시간을 확보하는 것이 더 중요하다는 의미다. 미국 존스홉킨스대 의대 신경과학과와 생물화학과 연구진은 수면부족이나 불면증 같은 수면장애가 오래 지속되거나 수면제를 자주 복용하면 기억과 관련된 뇌 속 화학반응 시스템을 교란시켜 기억력을 떨어뜨리게 된다는 연구결과를 발표했다. 이번 연구는 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 3일자에 발표됐다. 외부에서 정보가 들어오면 시냅스(뇌 신경세포)가 변화되면서 기억으로 저장된다. 문제는 외부에서 끊임없이 정보가 들어와 시냅스의 신경전달물질이 방출되면 학습과 기억에 도리어 방해가 된다는 것이다. 연구팀은 실제로 생쥐가 깨어있을 때와 잠을 잘 때 기억과 관련된 해마와 대뇌피질 부분을 전자주사현미경(SEM)으로 관찰했다. 그 결과 잠이 든 생쥐는 시냅스 수용체 단백질의 수치를 평소보다 20% 낮춰 기억을 정리하는 과정을 갖는다는 사실을 알게 됐다. 반면 잠을 자지 못하고 깨어있는 생쥐는 시냅스 수용체 단백질이 과다하게 발현돼 학습 내용을 장기기억으로 전환시키지 못했다. 이 과정에서 뇌 신경세포의 칼슘과 노르아드레날린 제어에 관련된 ‘Homer1a’라는 유전자가 깊이 관여한다는 사실도 밝혀냈다. 깨어있는 시간이 길면 길수록 많은 칼슘과 노르아드레날린이 분비되는데 이렇게 될 경우 뇌 신경세포는 지나치게 자극을 받고 결국 세포 손상을 일으킬 수 있다. 잠을 자는 동안 Homer1a 유전자가 칼슘과 노르아드레날린 수치를 낮추고, 뇌 신경세포가 학습된 것을 기억하기 위해 재조정을 한다는 것이다. 리처드 후가니어 신경과학과 교수는 “이번 연구는 수면부족이 살아있는 동물의 항상성을 약화시키는데 결정적 역할을 한다는 최초의 증거”라며 “깨어있는 중에 아무리 많은 정보를 머릿 속에 넣더라도 잠을 통해 충분한 뇌 신경세포의 재조정 시간을 갖지 못한다면 기억 상실이나 기억력 퇴보가 일어날 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　초등학교 때부터 입시경쟁에 내몰리는 한국 학생들은 항상 잠부족에 시달리고 있다. 질병관리본부의 청소년건강행태 온라인 조사결과를 보면 우리나라 중학생은 평균 7.1시간, 고등학생은 5.7시간 자는 것으로 나타났다. 의학계에서 권고하고 있는 청소년 적정수면시간인 8시간에 못 미치고 있다.　이처럼 잠이 만성적으로 부족하게 되면 일시적인 기억력 감퇴는 물론 심할 경우 단기 기억상실증까지 유발할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 학업성적을 높이기 위해서는 무조건 잠을 줄여가면서 공부하는 것보다는 충분한 수면시간을 확보하는 것이 더 중요하다는 의미다. 　미국 존스홉킨스대 의대 신경과학과와 생물화학과 연구진은 수면부족이나 불면증 같은 수면장애가 오래 지속되거나 수면제를 자주 복용하면 기억과 관련된 뇌 속 화학반응 시스템을 교란시켜 기억력을 떨어뜨리게 된다는 연구결과를 발표했다. 이번 연구는 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 3일자에 발표됐다. 　외부에서 정보가 들어오면 시냅스(뇌 신경세포)가 변화되면서 기억으로 저장된다. 문제는 외부에서 끊임없이 정보가 들어와 시냅스의 신경전달물질이 방출되면 학습과 기억에 도리어 방해가 된다는 것이다. 연구팀은 실제로 생쥐가 깨어있을 때와 잠을 잘 때 기억과 관련된 해마와 대뇌피질 부분을 전자주사현미경(SEM)으로 관찰했다. 그 결과 잠이 든 생쥐는 시냅스 수용체 단백질의 수치를 평소보다 20% 낮춰 기억을 정리하는 과정을 갖는다는 사실을 알게 됐다. 반면 잠을 자지 못하고 깨어있는 생쥐는 시냅스 수용체 단백질이 과다하게 발현돼 학습 내용을 장기기억으로 전환시키지 못했다. 　이 과정에서 뇌 신경세포의 칼슘과 노르아드레날린 제어에 관련된 ‘Homer1a’라는 유전자가 깊이 관여한다는 사실도 밝혀냈다. 깨어있는 시간이 길면 길수록 많은 칼슘과 노르아드레날린이 분비되는데 이렇게 될 경우 뇌 신경세포는 지나치게 자극을 받고 결국 세포 손상을 일으킬 수 있다. 잠을 자는 동안 Homer1a 유전자가 칼슘과 노르아드레날린 수치를 낮추고, 뇌 신경세포가 학습된 것을 기억하기 위해 재조정을 한다는 것이다. 　리처드 후가니어 신경과학과 교수는 “이번 연구는 수면부족이 살아있는 동물의 항상성을 약화시키는데 결정적 역할을 한다는 최초의 증거”라며 “깨어있는 중에 아무리 많은 정보를 머릿 속에 넣더라도 잠을 통해 충분한 뇌 신경세포의 재조정 시간을 갖지 못한다면 기억 상실이나 기억력 퇴보가 일어날 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr