기생충은 숙주를 쇠약하게 만든다는 통념을 깨는 놀라운 연구 결과가 나왔다. 중국 과학자들이 발견한 기생 곰팡이는 오히려 숙주를 ‘살찌게’ 만들어 스스로 번식을 극대화하는 기묘한 생존 전략을 구사하는 것으로 드러났다. ‘동충하초’의 두 얼굴… 숙주를 살찌워 번성흔히 약효가 뛰어나다고 알려진 동충하초, 그중에서도 ‘번데기 동충하초’가 곤충 숙주를 조종해 몸집을 불리는 충격적인 사실이 밝혀졌다. 중국과학원 분자식물과학센터 연구진은 이 곰팡이에 감염된 애벌레들이 비정상적으로 식욕이 왕성해지고 몸집이 커지는 현상에 주목했다. 연구팀은 누에나방 애벌레에 곰팡이를 감염시킨 뒤 생물학적 기전을 유전자 및 분자생물학적 수준에서 정밀 분석했다. 그 결과 번데기 동충하초가 두 가지 교묘한 방법을 통해 애벌레를 ‘살찌는 좀비’로 만든다는 사실을 밝혀냈다. 첫째, 곰팡이는 ‘HemaP’라는 펩타이드를 생산하는 유전자를 자극한다. HemaP는 애벌레의 식욕을 폭발적으로 증진해 쉴 새 없이 먹게 만든다. 둘째, 곤충의 주요 당 성분인 트레할로스를 분해하는 효소인 ‘CmTreH1’을 분비한다. 이 효소는 트레할로스를 분해해 애벌레가 지속해 허기를 느끼게 해 계속해서 먹이를 찾게 만든다. 결과적으로 곰팡이에 감염된 애벌레는 건강한 애벌레보다 훨씬 크고 통통한 번데기로 자라났다. 섬뜩한 곰팡이의 ‘숙주 조종술’이러한 모든 과정은 곰팡이의 생존 본능에서 비롯된 치밀한 전략이다. 숙주인 번데기가 커져야 곰팡이 역시 더 많은 균사체와 포자를 만들어 퍼뜨릴 수 있고, 이는 곧 새로운 숙주로 숨어들 기회를 늘리는 결과로 이어진다. 동충하초를 비롯한 곤충 감염 곰팡이들은 숙주의 행동을 자신들의 번식에 유리하도록 조종하는 것으로 유명하다. 개미를 높은 곳에 매달리게 만드는 ‘좀비 곰팡이’가 대표적인 사례다. 높은 곳에서 포자를 넓게 퍼뜨리기 위한 잔혹한 전략이다. 번데기 동충하초 역시 숙주를 겉보기에는 건강하고 크게 만들지만, 그 속내는 곰팡이의 생존을 위한 섬뜩한 조종이라는 점에서 곤충 입장에서는 두려운 존재임이 틀림없다. 미래 해충 방제의 실마리 될까?이번 연구는 곰팡이가 숙주의 생리를 조절하는 복잡한 기전을 규명했다는 점에서 학술적으로 큰 의미를 지닌다. 이러한 숙주 조절 메커니즘을 깊이 이해한다면 곤충의 기본 생리를 파악하는 데 도움을 줄 뿐만 아니라, 향후 살충제처럼 다른 생물에 해를 끼치지 않으면서 특정 해충만을 선택적으로 제어할 수 있는 새로운 방제법 개발의 실마리가 될 수도 있다. 과학자들이 기생 곰팡이의 비밀을 더 깊이 파고들어 인간에게 이로운 방향으로 활용할 방법을 찾을 수 있을지 귀추가 주목된다.

기생충은 숙주를 쇠약하게 만든다는 통념을 깨는 놀라운 연구 결과가 나왔다. 중국 과학자들이 발견한 기생 곰팡이는 오히려 숙주를 ‘살찌게’ 만들어 스스로 번식을 극대화하는 기묘한 생존 전략을 구사하는 것으로 드러났다. ‘동충하초’의 두 얼굴… 숙주를 살찌워 번성흔히 약효가 뛰어나다고 알려진 동충하초, 그중에서도 ‘번데기 동충하초’가 곤충 숙주를 조종해 몸집을 불리는 충격적인 사실이 밝혀졌다. 중국과학원 분자식물과학센터 연구진은 이 곰팡이에 감염된 애벌레들이 비정상적으로 식욕이 왕성해지고 몸집이 커지는 현상에 주목했다. 연구팀은 누에나방 애벌레에 곰팡이를 감염시킨 뒤 생물학적 기전을 유전자 및 분자생물학적 수준에서 정밀 분석했다. 그 결과 번데기 동충하초가 두 가지 교묘한 방법을 통해 애벌레를 ‘살찌는 좀비’로 만든다는 사실을 밝혀냈다. 첫째, 곰팡이는 ‘HemaP’라는 펩타이드를 생산하는 유전자를 자극한다. HemaP는 애벌레의 식욕을 폭발적으로 증진해 쉴 새 없이 먹게 만든다. 둘째, 곤충의 주요 당 성분인 트레할로스를 분해하는 효소인 ‘CmTreH1’을 분비한다. 이 효소는 트레할로스를 분해해 애벌레가 지속해 허기를 느끼게 해 계속해서 먹이를 찾게 만든다. 결과적으로 곰팡이에 감염된 애벌레는 건강한 애벌레보다 훨씬 크고 통통한 번데기로 자라났다. 섬뜩한 곰팡이의 ‘숙주 조종술’이러한 모든 과정은 곰팡이의 생존 본능에서 비롯된 치밀한 전략이다. 숙주인 번데기가 커져야 곰팡이 역시 더 많은 균사체와 포자를 만들어 퍼뜨릴 수 있고, 이는 곧 새로운 숙주로 숨어들 기회를 늘리는 결과로 이어진다. 동충하초를 비롯한 곤충 감염 곰팡이들은 숙주의 행동을 자신들의 번식에 유리하도록 조종하는 것으로 유명하다. 개미를 높은 곳에 매달리게 만드는 ‘좀비 곰팡이’가 대표적인 사례다. 높은 곳에서 포자를 넓게 퍼뜨리기 위한 잔혹한 전략이다. 번데기 동충하초 역시 숙주를 겉보기에는 건강하고 크게 만들지만, 그 속내는 곰팡이의 생존을 위한 섬뜩한 조종이라는 점에서 곤충 입장에서는 두려운 존재임이 틀림없다. 미래 해충 방제의 실마리 될까?이번 연구는 곰팡이가 숙주의 생리를 조절하는 복잡한 기전을 규명했다는 점에서 학술적으로 큰 의미를 지닌다. 이러한 숙주 조절 메커니즘을 깊이 이해한다면 곤충의 기본 생리를 파악하는 데 도움을 줄 뿐만 아니라, 향후 살충제처럼 다른 생물에 해를 끼치지 않으면서 특정 해충만을 선택적으로 제어할 수 있는 새로운 방제법 개발의 실마리가 될 수도 있다. 과학자들이 기생 곰팡이의 비밀을 더 깊이 파고들어 인간에게 이로운 방향으로 활용할 방법을 찾을 수 있을지 귀추가 주목된다.

서울 중랑구는 반려 식물의 건강 문제에 대해 전문 상담과 진료를 제공하는 ‘반려 식물 클리닉’을 새롭게 운영한다고 16일 밝혔다. 최근 반려 식물에 대한 구민 관심이 높아짐에 따른 방침이다. 이번 사업은 식물의 병해충, 생리장해 등으로 어려움을 겪는 구민들에게 실질적인 해결책을 제공하고, 반려 식물을 기르며 느끼는 구민들의 정서적 만족감을 높이고자 마련됐다. 지난 5월부터 중랑구청 제2청사에서 시작된 ‘반려 식물 클리닉’은 오는 11월까지 상시 운영된다. 평일 오전 10시부터 오후 5시까지 이용할 수 있으며 상담은 전화 또는 대면 방식 중 선택하면 된다. 반려 식물에 관심 있는 중랑구민이라면 누구나 이용 가능하다. 대면을 원할 때는 서울시 공공서비스예약 누리집 또는 유선으로 사전 신청한 뒤 클리닉을 방문하면 된다. 1회 상담은 30분 단위로 진행되며 하루에 화분을 기준으로 최대 3개까지 상담받을 수 있다. 복지원예사 등 관련 자격을 갖춘 전문가 2명이 식물의 상태와 생육 환경을 종합적으로 살펴보고 필요한 관리 방법을 안내한다. 류경기 중랑구청장은 “최근 반려 식물 문화가 확산함에 따라 관리와 진료에 대한 주민 수요도 늘고 있다”며 “이번 클리닉이 식물 건강은 물론 주민의 정서적 돌봄까지 실현하는 계기가 되길 바란다”고 말했다.

지난 3월 농촌진흥청이 발표한 ‘반려 식물 인구와 산업 규모 조사’ 결과에 따르면 집에서 식물을 키우는 소위 ‘식집사’(식물 집사)는 국민 3명 중 1명꼴이며 관련 시장은 2조 4215억원 규모에 이르는 것으로 추산됐다. 동물을 키우는 것보다 쉽다고 생각하지만, 손만 닿으면 식물이 죽는 ‘연쇄 식물 킬러’나 ‘식집사 호소인’들도 의외로 많다. 이런 사람들을 위한 식물 키우는 방법에 관한 인터넷 정보나 책들은 많지만 백약이 무효인 경우도 적지 않다. 아는 만큼 사랑하게 되고 사랑하는 만큼 잘 키울 수 있는 법이다. 식물 키우기에 앞서 식물에 관해 재미있게 알려 주는 책들이 잇따라 출간되면서 식집사들을 유혹하고 있다. ‘꽃을 공부합니다’(사이언스북스)는 국립 세종수목원에서 가드너로 일하는 저자가 우리가 일상에서 가장 쉽게 접할 수 있는 수선화, 튤립, 은방울꽃, 해바라기, 동백 등 29종의 꽃에 얽힌 이야기를 풀어낸다. 꽃의 형태학적, 생태학적, 생리학적 지식뿐만 아니라 이 꽃들이 인류 문화와 예술 속에서 어떤 의미를 가졌는지 문명사적 맥락까지 알려 준다. 식물의 가치는 식물을 즐기다 보면 자연스럽게 알게 된다. 재배라는 실용성과 함께 인문학적 지식까지 제공해 식물을 바라보는 시선 자체를 바꿔 준다. 특히 식물학자로서의 안목과 정원을 가꾸는 가드너의 경험을 바탕으로 꽃을 즐기는 방법을 여러 측면에서 제시한다. ‘식물의 매력’(황소걸음)은 반려 식물의 깊은 매력을 느낄 수 있게 해 준다. 식물이란 무엇인지에서 시작해 어디까지를 식물로 봐야 하는지, 식물은 어떻게 탄생했는지 등 학창 시절 생물 교과서에나 나올 법한 재미없는 주제들조차 유머와 비유로 재미있게 풀어낸다. 식물이 가시를 갖는 이유는 외부 포식자에게서 자기를 보호하기 위한 것이라는 정도는 누구나 안다. 이런 식물의 몸짓을 인간의 언어로 해석하면 “나, 맛있어요”라는 뜻이란다. 가시는 뭔가 숨기고 있다는 결정적 증거이기 때문에 음나무, 두릅나무, 가시오갈피, 찔레나무, 꾸지뽕나무처럼 가시가 있는 식물은 먹어도 된다고 저자는 이야기한다. 책을 읽다 보면 우리가 식물에 대해 얼마나 무지하고, 편견에 사로잡혀 있는지, 식물도 동물만큼 멋지고 놀라운 생명체인지 깨닫게 된다. 그런가 하면 ‘어제보다 조금 더 깊이 걸었습니다’(디플롯)는 집 안으로 들이는 식물을 넘어 숲에 관해 이야기한다. 숲을 구성하는 풀과 나무의 이야기를 하면서도, 그 속에 숨어 있는 인간의 이야기를 풀어낸다. 봄을 알리는 대표적인 풀인 냉이는 겨우내 눈보라와 추위를 견뎌낸 뒤 꽃을 피우고 우거진 숲의 녹음 속에서도 존재감을 드러내기 위해 필살기를 보이는 여름꽃들, 햇살을 움켜쥐고 바람의 결을 따라 삶을 이어 가는 대나무 등 우리가 평소 인식하지 못하고 넘어간 식물 이야기들을 만날 수 있다. 여우숲 생명학교 교장이자 숲 철학자인 저자는 “예로부터 사람들은 숲과 자연을 ‘하늘이 쓴 글자 없는 책’으로 생각했다”며 “우주의 축약인 숲을 배움으로써 삶의 지혜까지 얻을 수 있다”고 강조한다.

서울 성북구가 일상에서 정원을 만들고 가꿀 수 있도록 성북구 마을정원사 양성 프로그램 1기를 시작했다고 8일 밝혔다. 마을정원사 양성 프로그램은 4월 24일부터 오는 6월 26일까지 총 10회 진행한다. 프로그램은 정원의 특징과 식생, 식물의 생리 등 식물에 대한 이해, 정원유지관리 이론 교육 및 실습으로 구성되어 있다. 서울 내 정원 투어를 통해 직접 정원을 경험하고 배울 수도 있다. 각 수업에는 조경·원예 전문가를 초빙해 참가자의 실전 감각과 역량을 키운다. 현장 견학 수업도 진행해 정원 디자인부터 조성의 전 과정을 직접 경험하고 배울 수 있도록 프로그램을 계획했다. 성북구는 이번 프로그램을 통해 지역 맞춤형 마을정원사를 양성하고 주민과 함께하는 정원문화 기반을 조성한다는 계획이다. 치유정원 조성과 유지관리 및 식재컨설팅에 직접 참여할 수 도 있다.

건강과 환경에 관한 관심과 윤리적 소비에 대한 요구가 증가하면서 주변에 채식주의자들이 눈에 띄게 많아지고 있다. 특히 식단을 가장 엄격하게 지키는 비건은 육류와 생선은 물론 우유와 달걀, 꿀 같이 동물에게서 얻은 식품을 일절 거부한다. 이들은 주로 식물 단백질이나 건강기능식품을 통해 필수 아미노산을 섭취하는 경우가 많다. 그런데, 하루 필요 총단백질을 섭취한다고 하더라도 필수 아미노산은 여전히 부족할 수 있다는 지적이 나왔다. 뉴질랜드 매시대 수학·컴퓨터 과학부, 스포츠 및 영양학부 공동 연구팀은 비건 식단을 따르는 사람들은 일일 총단백질 섭취량은 충족하지만, 라이신과 류신 같은 일부 필수 아미노산은 요구 수준을 충족하지 못한다고 19일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 4월 17일 자에 실렸다. 단백질은 아미노산이라는 분자로 이뤄져 있다. 인체는 대부분의 아미노산을 합성할 수 있지만, 스스로 만들 수 없는 필수 아미노산 성분 9종이 있다. 이들 필수 아미노산 9종은 음식에 의존할 수밖에 없다. 비건 식단의 단백질에 관한 앞선 연구에서는 특정 아미노산이나 다양한 음식의 소화율을 고려하지 않았다. 연구팀은 뉴질랜드에 거주하는 193명의 비건을 대상으로 나흘 동안 상세한 식단 일기를 쓰도록 한 뒤 분석했다. 연구팀은 미국 농무부와 뉴질랜드 식품 데이터베이스 정보를 바탕으로 실험 참가자들이 섭취한 음식에서 얻은 아미노산 섭취량을 계산했다. 분석 결과, 실험 참가자의 4분의3은 일일 총단백질 요구량을 충족한 것으로 나타났다. 또 체중으로 고려했을 때도 필수 아미노산 섭취량도 요구량을 어느 정도 충족한 것으로 조사됐다. 그러나, 소화율을 고려해 다시 계산한 결과, 참가자의 절반 정도만이 라이신과 류신의 일일 섭취량을 충족한 것으로 확인됐다. 라이신은 근육 형성, 칼슘 흡수, 면역력 증진 등에 도움을 주며, 류신은 근육 증가와 유지에 관여하는 필수 아미노산이다. 워렌 찰스 맥냅 매시대 교수는 “비건 식단은 채식주의에서 가장 제한적 형태로 모든 영양소를 전적으로 식물성 원료에 의존하는 데, 많은 식물성 식품이 신체에서 흡수되고 활용할 수 있는 아미노산량이 적다”라며 “필수 영양소의 장기적 결핍은 전반적인 단백질 균형, 근육 유지 등 생리적 기능에 부정적 영향을 미칠 수 있다”라고 지적했다. 찰스 맥냅 교수는 “비건 식단에서 단백질 흡수를 높이려면, 섭취량을 늘려야 한다”며 “콩류, 견과류, 씨앗류 섭취를 늘리면 전체 단백질 섭취량뿐만 아니라 라이신과 류신 섭취도 늘릴 수 있을 것”이라고 말했다.

30초 동안 침을 삼킬 수 있는 횟수에 따라 질병 가능성을 알 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 지난 4일(현지시간) 영국 데일리메일의 보도에 따르면 이스라엘 연구진은 ‘연하장애’(Dysphagia)에 실은 저널을 통해 건강한 사람이 30초 안에 침을 몇 번 삼킬 수 있는지 연구한 결과를 공개했다. 20~90세 남녀 280명을 대상으로 30초 안에 가능한 침 삼키기 횟수를 조사한 결과 20~39세는 평균적으로 8.5회 삼킬 수 있는 것으로 나타났다. 40대는 8번, 50대는 약 7번 삼키는 것이 가능했다. 60대가 되면 7회 미만, 70대는 6회, 80대는 4번 이상 삼킬 수 있었다. 연구진은 이전까지 ‘반복 타액 삼키기 검사’에서는 모든 성인의 건강한 침 삼키기 횟수 기준이 최소 3회로 낮게 설정돼 있었다고 언급했다. 그러면서 “이번 연구가 이전 연구에 비해 건강하다고 간주하는 침 삼키기 횟수의 범위가 훨씬 넓다는 걸 보여준다는 점에서 중요하다”고 강조했다. 연구진은 나이에 따른 침 삼키기 횟수 차이는 “나이가 들면서 목 근육에 생리적인 변화가 생기기 때문일 수 있다고 설명했다. 연구에 따르면 성별에 따라 가능한 침 삼키기 횟수도 달랐다. 남성은 평균 7.6회로 여성(6.5회)보다 더 높게 나타났다. 다만 연구진은 성별에 따른 차이가 나타나는 이유에 관해서는 추가 연구가 필요하다고 밝혔다. 연하장애는 음식물을 삼키지 못하거나 음식물이 기도로 넘어가게 되는 것을 말한다. 매체에 따르면 침 삼키기를 잘 못하는 것 자체가 질병이 아니라 역류성 식도염부터 구강암이나 식도암, 치매, 폐 질환 등 같은 질환의 징후일 수 있다.

미국 국제학술지 ‘ACS 케미컬 뉴로사이언스’ 3월 표지논문 선정 경기도경제과학진흥원(경과원)과 한국과학기술연구원(KIST) 공동 연구팀이 천연물과 금 나노 기술을 결합해 알츠하이머 치매 질환에 개선효과가 있는 후보물질을 발견했다. 경과원 바이오연구개발팀은 천연물과 금 나노 기술을 결합해 퇴행성 질환중 하나인 알츠하이머병 치료 효과를 입증하는 연구결과가 국제 학술지 ‘ACS 케미컬 뉴로사이언스(ACS Chemical Neuroscience)’ 3월호 표지논문에 실렸다고 18일 밝혔다. ACS 케미컬 뉴로사이언스는 미국화학회(American Chemical Society)에서 발행하는 월간 동료 심사 학술지로, 신경과학과 화학의 교차 분야를 다루는 학술지다. 관련 내용은 ‘금 나노입자로 처리한 아프젤린의 알츠하이머병 인지능 개선효과(Enhanced Cognitive and Memory Functions via Gold Nanoparticle Mediated Delivery of Afzelin through Synaptic Modulation Pathways in Alzheimer’s Disease Mouse Models)’라는 논문이다. 이번 연구에는 경과원 최춘환 박사(바이오 연구개발팀)와 한국과학기술연구원(KIST) 공동 연구팀이 참여했다. 공동 연구팀은 금 나노입자(AuNP)가 약물을 효과적으로 전달해 기존에 생산성이 낮았던 천연 화합물의 한계를 극복할 수 있음을 주목하고 금 나노입자(AuNP)의 특별한 성질은 한약재인 칠해목(Ribes fasciculatum)에서 얻은 천연 성분 아프젤린(afzelin)을 결합해 알츠하이머 치료 효과를 높였다. 칠해목(까마귀밥나무)은 낙엽 활엽 관목으로 이뇨제, 해열제 등의 약재로 활용된다. 이 칠해목에서 추출한 아프젤린(afzelin)은 식물유래 천연물로 다양한 생리활성을 나타내는 화합물이다. 연구팀은 금 나노입자가 아프젤린의 효능을 극대화해 신경 보호 효과를 증가시키는 약물 운반체 역할을 수행함을 확인했다. 또한, 금 나노 기술이 해마의 콜린성 시스템을 회복시키고 신경전달물질의 활성을 증가시켜 인지능을 개선한다는 점을 밝혀냈다. 한편 경과원은 지난해 헬스케어 소재 개발을 포함해 15건의 연구개발 및 임상시험 5개 사 지원을 완료했다. 그 외에 천연물 소재 구축 183건, 소재 유효성 평가 86건, 기술이전 4건 등의 성과를 거뒀다. 김현곤 경과원장은 “바이오산업본부는 지속적인 연구개발(R&D)을 통해 바이오소재를 개발하고 산업화를 추진해왔다”며 “앞으로도 고령화 사회에 따른 노인성 질환 및 다양한 질환의 개선과 치료를 위한 소재 개발에 최선을 다하겠다”라고 밝혔다.

중국에서 채식주의자인 20대 여성이 7년 동안 수건, 립스틱 등의 생필품을 중고품으로만 사용하며 검소하게 살고 있다는 사연이 공개된 가운데, 그의 한 달 식비가 약 40만원에 불과한 것으로 알려져 화제다. 5일(현지시간) 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면 상하이 출신의 여성 수 이거(26)는 7년 동안 수건, 비누, 립스틱 등의 생필품을 중고품으로만 사용하며 검소하게 살아왔다. 그는 “부모님이 절약을 매우 중요하게 생각했다”며 “부모님은 목욕탕에서 물을 낭비하지 않고 슈퍼마켓에서도 무료로 나눠주는 불필요한 물품을 받지 않았다”고 밝혔다. 옷, 가구, 식물, 식기류 등 그는 대부분의 생필품을 중고품으로 사용한다. 심지어 생리대 대신 재사용 가능한 생리컵을 사용하고, 화장 솜 대신 빨 수 있는 천을 사용하는 것으로 전해졌다. 수는 중학생 시절을 캐나다에서 보냈다. 그는 “캐나다는 자연에 가까운 나라였다. 나는 캐나다에 있는 동안 환경 보호를 더욱 의식하게 됐다”며 “항상 내 행동이 자연에 해를 끼칠 수도 있다는 것을 생각한다”고 설명했다. 캐나다에서도 수는 중고품을 사는 습관을 들였다. 그곳의 상점에서는 그가 필요한 대부분의 물건들을 구할 수 있었기 때문이다. 또한 수와 수의 남자친구는 채식주의자인 것으로 알려졌다. 두 사람은 배달 음식을 피하고 농장에서 직접 과일과 채소를 사서 집에서 요리해 식사를 해결한다. 수는 “농장에 방문했을 때 갓 낳은 따뜻한 달걀을 보고 채식주의자가 됐다”며 “더 이상 알을 낳지 못해 버려지는 암탉의 마음에 공감한다”고 전했다. 이어 “농장에서 생산되는 신선하고, 방부제가 없고 최소한으로 포장된 음식은 더 건강하고 맛있으며 환경에 미치는 영향이 적다”고 덧붙였다. 수의 한 달 식비는 280달러(약 40만원)에 불과하다. 그는 자신을 환경 보호와 개인의 행복 사이에서 균형을 맞추는 ‘환경 쾌락주의자’라고 설명했다. 그는 “과거의 엄격한 제로웨이스트와 금욕적인 라이프스타일과 달리 내 라이프스타일은 많은 사람이 시도해볼 만한 것”이라고 전했다. 이러한 수의 라이프스타일은 현지에서 관심을 끌었다. 한 누리꾼은 “신체 부위에 직접 닿는 립스틱을 사용하는 것은 너무 비위생적이다”라고 지적했다. 반면 “수는 세상을 더 나은 곳으로 만들려고 노력하는 용감한 사람”이라며 “진정한 환경주의는 우리가 가진 것을 현명하게 사용하는 것”이라고 응원했다.

경칩을 앞두고 제주엔 매화가 만개하고, 꽃시장과 꽃집 매대엔 수선화와 히아신스 같은 구근식물이 줄지어 있다. 비로소 봄이 오는 중이다. 내 작업실 창가에도 변화가 생겼다. 10년 넘게 키우고 있는 몬스테라가 새잎을 냈고 지난해 심은 튤립 구근에선 꽃줄기가 자랐다. 사람들은 내 작업실에 화분이 많을 거라 생각하지만 그렇지 않다. 그림을 그리기 위해 받아 놓은 식물과 재배가 어렵다며 지인이 맡긴 화분들뿐이다. 게다가 난 여섯 살 난 개와 함께 살고 있다. 식물 중에는 개의 건강에 영향을 미치는 것이 많기 때문에 식물을 들일 때 매우 신중한 편이다. 최근 반려동물과 함께 사는 인구가 증가하며 반려동물 입장이 가능한 공원과 수목원, 꽃축제도 늘고 있다. 어쩔 수 없이 출입을 금하는 경우 반려동물 입장이 가능한 관람로를 따로 만드는 경우도 있다. 우리나라에 아직 도입되진 않았지만 정원 양식 중에는 반려동물이 좋아하는 식물 위주로 식재된 ‘펫가든’도 있다. 반려동물과 식물의 친밀도가 높아지는 시점에, 우리는 식물에 관한 동물의 건강 안전을 짚어 볼 필요가 있다. 고양이와 개는 종종 식물을 먹는다. 우리 개는 산책을 나가면 가끔 길가에 난 풀을 뜯어 먹거나 실내 화분의 잎을 건든다. 개는 잡식성이며, 본능적으로 주변을 뒤지고 다니면서 식물을 먹는 습성이 있다. 문제는 모든 식물이 모든 사람에게 이롭지 않듯, 모든 식물이 반려동물들에게 이롭지 않다는 것이다. 식물 중에는 특정 동물에게 유해한 독성이 있거나, 생리작용을 과하게 활성화시켜 동물을 위험에 빠뜨리는 식물도 있다. 개, 고양이와 같은 반려동물에 대한 식물의 유해성 연구는 사실 식물학계가 아닌 동물학계에서 주로 연구돼 왔다. 실험대상인 식물은 도시의 실내에서 흔히 재배되는 절화, 분화류도 있지만, 반려동물들이 실내에서만 활동하는 것이 아니기에 화단, 정원의 조경 식물과 더 넓게는 야생화를 대상으로 연구된다. 곧 봄꽃을 피워 낼 식물 중 튤립에는 튤립팔린A, B성분이 있어 개와 고양이가 이를 섭취할 경우 구토, 설사를 할 수 있다. 이 화합물은 구근 부위에 가장 많다. 우리가 튤립을 분화나 절화로 집에 두지 않더라도 화단과 정원에 널리 심기 때문에 반려동물이 땅을 파서 구근을 먹지 않도록 조심해야겠다. 또 다른 백합과 식물인 히아신스와 수선화 또한 반려동물에게 위험할 수 있다. 알로에의 경우에도 인간의 피부에는 약효가 있지만 반려동물에게는 위험하다. 잎에 든 사포닌과 안트라퀴논은 반려동물에게 구토와 설사를 유발한다. 알로카시아의 경우 불용성 옥살산칼슘이 동물의 구강을 자극해 입과 혀가 붓고, 침을 흘리고, 침 삼키기 힘들게 할 수 있다. 집에서 재배가 많이 되는 아이비에는 헤데라게닌이라는 성분이 포함돼 있어 반려동물에게 구토, 복통, 설사를 유발할 수 있다. 게다가 이들 잎은 열매나 꽃보다 독성이 강하다. 덩굴성이라 동물에게 닿지 않는 곳에 화분을 두더라도 줄기가 사방으로 뻗으므로 각별히 주의해야 한다. 물론 위에서 언급한 식물이 모든 반려동물에게 이상 반응을 일으키는 것은 아니다. 사람의 경우에도 상한 음식을 섭취한 경우 이상 반응에 개인차가 있듯, 동물도 개체마다 독성에 대한 반응, 위험 정도가 다르다. 또한 반려동물이 특별히 좋아하는 식물도 있다. 지난주 경기도의 한 식물원에 갔는데, 고양이 한 마리가 특정 구역에만 오랫동안 머무르며 얼굴을 땅에 비비고, 몸을 구르고, 식물 줄기를 뜯어 먹으려 하고 있었다. 넓디넓은 식물원 중 유독 한 구역에만 있는 것이 특이해 고양이가 사라진 사이 그 자리에 가 보았는데, 그곳에는 개박하 군락이 있었다. 흔히 캣닙이라 불리는 개박하의 잎, 줄기, 뿌리에는 네페탈락톤이라는 화합물이 있어, 고양이는 이들을 으깨거나 씹거나 문질러 화합물과 접촉하면서 식물에 취한 듯 다양한 행동 변화를 보인다. 내가 만난 고양이는 몸으로 식물을 문지르고 구르며 놀았지만, 고양이에 따라 침을 흘리거나 으르렁거리기도 한다. 물론 네페탈락톤의 효과는 일시적이라서, 최대 30분이면 고양이는 식물에 흥미를 잃는다. 내가 만난 고양이도 20여 분 후 다른 곳으로 무심히 떠났다. 캣닙이라 불리는 개박하는 고양이가 좋아하는 풀인 동시에 개에게도 안전하다. 바질, 타임, 세이지, 딜, 피넬과 같은 허브식물과 장미, 동백나무도 마찬가지다. 실내에서 주로 재배되는 보스턴 고사리와 리돕스도 안전하다. 식물로부터 반려동물을 안전하게 지키는 최선은 예방이다. 미국 동물학대방지협회(ASPCA)의 홈페이지에는 개와 고양이, 말에게 안전하거나 유해한 식물 리스트가 정리돼 있다. 이 중 유해하다고 보고되거나 아직 연구되지 않아 리스트에 없는 식물은 미리 동물에게 닿지 않도록 주의하는 것이 좋다. 예방을 하지 못해 동물이 식물을 섭취한 후 이상 반응을 보이는 경우엔 최대한 빨리 동물병원으로 가야 한다. 이때 동물이 섭취하거나 접촉한 것으로 의심되는 식물 사진을 찍거나 생체를 가져가는 것도 치료에 도움이 된다. 원인을 알면 빠르고 정확하게 치료할 수 있기 때문이다. 병원에 최대한 많은 정보를 제공하면 치료가 훨씬 수월하다고 수의사들은 말한다. 곧 주변이 꽃으로 가득한 계절이 올 것이다. 식물 생활을 통해 동물과 인간이 더불어 행복하기를 기원한다. 이소영 식물세밀화가

탈모는 전 세계적으로 수억 명이 겪고 있는 문제다. 의학적으로는 모발이 있어야 할 곳에 없는 상태로, 생명에 직접 관련되는 생리적 문제를 일으키지는 않지만, 심리적으로 심각한 영향을 미칠 수 있어 삶의 질 측면에서 중요하다. 이런 상황에서 국내 연구진이 떫은맛을 내는 탄닌을 이용해 탈모를 예방할 수 있는 방법을 찾아내 탈모인들에게 희망이 될 것으로 기대된다. 카이스트 화학과 이해신 교수팀은 탄닌산 기반 코팅 기술로 탈모 완화 기능성 성분을 서서히 방출하는 새로운 탈모 예방 기술을 개발했다고 6일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료 과학 분야 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈 인터페이스’에 실렸다. 탈모에는 안드로젠 탈모증(AGA), 휴지기 탈모(TE)가 있는데 유전적, 환경적 요인과 호르몬 문제가 복합적으로 작용한다. 그래서 효과적이면서 부작용이 적은 치료법이 아직 부족한 상황이다. 대표적인 탈모 치료제 미녹시딜, 피나스테라이드는 일정 효과를 보이지만, 오랫동안 꾸준히 사용해야 하고, 체질에 따라 효능이 다르게 나타나며, 일부 사용자는 부작용을 경험하기도 한다. 연구팀은 탄닌산이 모발의 주요 단백질인 케라틴과 강하게 결합해 모발 표면에 지속해 부착될 수 있음을 입증했다. 탄닌산은 식물계에서 가장 많이 발견되는 천연 폴리페놀 중 하나로 떫은맛을 내는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 탄닌산이 단순한 코팅제가 아니라 탈모를 완화하는 접착 중재자 역할을 한다는 점을 밝혀냈다. 연구팀은 살리실산(SCA), 니아신아마이드(N), 덱스판테놀(DAL) 등 탈모 완화 기능성 성분을 포함한 조합을 개발하고, 이 화합물에 ‘스캔달’(SCANDAL)이라고 이름 붙였다. 연구팀에 따르면 탄닌산과 결합한 스캔달 복합체는 수분과 접촉하면 서서히 방출되고, 모발 표면을 따라 모낭으로 전달되는 것으로 확인됐다. 이 교수팀이 개발한 신물질은 굿모나의원 연구팀에 임상시험 됐다. 굿모나 연구팀은 탄닌산-스캔달 복합체가 포함된 샴푸를 탈모환자 12명에게 일주일 동안 적용한 결과, 모두 유의미한 탈모 감소 효과를 얻었다. 평균 56.2% 모발 탈락 감소 효과가 나타났으며, 최대 90.2%까지 탈모가 감소하는 사례도 있었다. 이 교수팀은 이번 기술을 교원창업기업 폴리페놀팩토리를 통해 ‘그래비티’ 샴푸에 적용했다. 쉽게 끊어지는 얇은 모발의 강도를 높이는 샴푸, 곱슬머리를 펴 주는 제품 등 모발과 관련한 다양한 연구를 진행 중이다.

호반문화재단이 창작공간 지원사업인 ‘H아트랩’ 3기 작가 5명을 선정했다고 24일 밝혔다. H아트랩은 작가와 이론가가 안정적인 환경에서 작업에 전념할 수 있도록 창작 공간과 네트워크를 지원하는 프로그램으로, 올해로 3회 차다. 입주 작가로는 ‘강상우’, ‘박소영’, ‘윤태준’, ‘이지웅’, ‘조은솔’이 선정됐으며, 이들과 함께 출판 및 연구 활동을 이어갈 이론가 2명은 미술계 추천을 통해 추후 선정될 예정이다. 3기 작가로 선정된 강상우는 현대 사회에서 소비하는 미디어와 감각의 상호작용을 시각 예술로 풀어낸다. 박소영은 자연과 역사를 바탕으로 인간·우주 존재의 관계성을, 윤태준은 사진을 통해 현실과 가상의 경계를 이야기한다. 이지웅은 일상 속 장소와 사물에 깃든 개인적 기억과 감정, 그 속에 숨겨진 이야기를 시·청각적으로 표현하고, 조은솔은 인간 신체와 식물의 연결성, 생명체의 상호작용을 생리적·철학적 관점에서 탐색한다. 호반문화재단은 지난해 9월 중순부터 한 달간 홈페이지를 통해 H아트랩 3기 신청을 받고, 서류 및 면접 심사를 통해 5인의 작가를 최종 선정했다. 호반문화재단은 H아트랩 3기 작가들에게 광주 H아트랩에서 개인 창작공간을 제공한다. 또 전시 및 연구 프로젝트, 작가와 이론가 매칭 프로그램 등 입주자들의 교류 활동과 다양한 프로그램을 지원할 예정이다. 호반문화재단 관계자는 “이번 H아트랩 3기는 다양한 지역과 장르 작가들로 구성되어 결과물의 다양성도 기대된다”며 “앞으로도 호반문화재단은 국내 문화예술 발전을 위한 창작활동을 지속적으로 지원할 예정이다”고 말했다.

선문대학교(총장 문성제)는 농촌진흥청 국립농업과학원(원장 이승돈), 극지연구소(소장 신형철)와 바이오·의료기술개발 사업(첨단바이오글로벌역량강화)의 글로벌센터 과제 추진을 위한 업무 협약을 체결했다고 3일 밝혔다. 이번 협약은 △연구 협력을 통한 교육·연구개발·기술 지원 △공동연구 추진을 위한 네트워크 구축·운영 협력 △포럼·세미나 등 공동 개최를 통한 거버넌스 구축 △학생 교류 프로그램을 통한 학생 파견·견학 기회 제공 등을 담고 있다. 앞서 선문대 제약생명공학과 오태진 교수의 연구 과제가 지난 10월 과학기술정보통신부가 6개국 공동으로 첨단바이오 분야 연구를 지원하는 ‘글로벌 센터 프로그램(Global Center Program)’의 5개 연구과제에 최종 선정됐다. 연구 목표는 식물의 환경 스트레스 저항을 강화할 수 있는 미생물 기반의 생리활성 물질을 발굴하고, 이를 활용해 환경 스트레스에 강한 내성을 갖는 작물 개발이다. 선문대는 극지연구소·국립농업과학원 등과 연구팀을 구성해 기후 위기 등 식량 안보 문제가 심각해짐에 따라 외부 요인 변화에 내성을 갖는 작물을 개발해 글로벌 미래 식량문제 해결에 나선다. 문성제 선문대 총장은 “글로벌센터 과제에 선정된 것은 선문대 및 참여기관의 연구 수준이 국제적으로 인정받은 결과”라며 “기후 위기에 따른 식량문제 해결하는 세계 최초이자 최고 수준의 연구 성과가 창출되고, 글로벌 연구의 선두 주자가 될 기회를 만들기 위해 아낌없이 지원하겠다”고 말했다. 이승돈 농촌진흥청 국립농업과학원장은 “이번 협약은 농업과 바이오산업의 미래 성장을 선점하기 위한 의미 깊은 동반자 관계를 구축하는 첫걸음”으로 “글로벌 첨단 바이오 분야에서 독창적이고 혁신적인 성과를 창출할 수 있을 것이다”라고 말했다. 극지연구소 김성중 부소장은 “각 기관의 고유한 전문성과 연구 역량을 융합해서 기후변화로 심각해지고 있는 식물 생산성 위협과 같은 글로벌 도전 과제를 해결하고자 하는 중요한 이정표가 될 것”이라고 말했다.

만성질환, 개인 넘어 국가에 부담완치보다 증상 완화 치료에 집중천연물, 만성질환에 효과적 대응신비한 구조, 신약 후보물질 주목KIST 강릉연구소, 기술개발 앞장한국산 천연물 신약 ‘장애물’ 극복인공지능으로 인체 내 작용 예측원료 표준화 통해 연구 신뢰 확보올해 7월 우리나라의 65세 이상 노인 인구가 1000만명을 넘어섰다. 2025년에는 대한민국 전체 인구의 20%가 노인인 초고령 사회에 진입한다. 전남, 전북, 경북, 강원, 부산 등의 지자체는 한발 앞서 이미 초고령 사회에 들어선 상태다. 보건복지부의 경제협력개발기구(OECD) 보건통계(2023)에 따르면 우리 국민의 기대수명은 83.6년이다. 반면 e-나라지표에 따르면 신체적·정신적으로 건강하게 생활할 수 있는 건강수명은 72.5년에 그치고 있다. 질병과 장애로 고통받는 유병 기간이 11.1년이나 되는 것이다. ●만성질환, 전 세계 의료비 70% 차지 한국인의 보편적인 장수가 사회적 부담이 아닌 축복이 되기 위해서는 ‘기대수명’의 연장 이상으로 노년에도 건강하고 독립적인 삶을 유지할 수 있는 ‘건강수명’의 증진이 중요하다. 이를 위해서는 특히 고령화에 수반되는 만성질환에 대한 정책적 대응이 필수적이다. 장기적인 관리와 치료가 필요한 만성질환은 개인의 삶의 질 저하를 넘어 이미 과부하 상태인 국가 의료 시스템 전반에 더 큰 부담으로 작용할 수밖에 없다. 이는 비단 세계에서 고령화 속도가 가장 빠른 한국만의 문제가 아니다. 세계보건기구(WHO)는 지구촌 전반의 고령화 추세 속에 노인성 만성질환이 전 세계 의료비 지출의 약 70%를 차지하는 것으로 추산하고 있다. 암, 당뇨병, 뇌졸중, 심혈관질환 등의 만성질환은 대체적으로 발병 원인이 불명확하고 발생 시점도 정확히 알기 어렵다. 따라서 완치보다는 증상 완화에 치료와 관리의 초점을 맞춰야 한다. 이런 만성질환에 효과적으로 대응할 수 있는 소재가 바로 ‘천연물’이다. 자연계의 생명체들은 천적과 환경 스트레스로부터 스스로를 보호하기 위해 2차 대사산물을 생성한다. 인류 역시 오래전부터 자연의 선물인 생합성 천연물의 약효를 질병의 치료와 안정적 관리에 이용해 왔다. 이집트와 로마인들이 약재로 쓴 버드나무 껍질에서 유래된 소염진통제 아스피린이 대표적이다. 주목에서 유래한 항암제 탁솔도 유명하다. 코로나바이러스 치료제 렘데시비르와 팍스로비드 역시 천연물을 인공적으로 합성하는 천연물 전합성 연구를 바탕으로 만들어졌다. 양귀비에서 추출하던 천연물 모르핀과 커피 성분 카페인도 이제 많은 양이 인공적으로 합성돼 의약품과 식품 대량생산에 이용되고 있다. 천연물 전문 국제 과학저널(Journal of Natural Products)의 분석으로는 1981년부터 2019년까지 미국 식품의약국(FDA)에서 승인한 암 분야 저분자 신약 185개 중 약 65%가 이런 천연물 혹은 천연물 기반의 화합물이다. 이는 자연이 선사하는 신비하면서도 매우 복잡한 구조의 천연물이 현재까지 알려진 의약품뿐만 아니라 새로운 신약 후보물질이나 활성구조를 발견할 수 있는 매우 광활한 신대륙이라는 사실을 잘 보여 주고 있다. 우리나라의 대표적인 천연물 기반 의약품으로는 SK케미칼의 골관절염 치료제 조인스정과 동아제약의 위염 치료제 스티렌이 꼽힌다. 천연물의 이런 다중성분(Multi-components)과 다중타깃(Multi-targets) 특성은 만성질환 대응 약물로서의 큰 장점이다. 하지만 신약으로서 인정받는 데에 가장 큰 허들로도 작용한다. 천연물의 구조가 매우 복잡하기 때문에 학술적으로 천연물 속의 구성성분들을 하나하나 분리해서 각각의 성분들이 어느 지점에서, 어떤 방식으로 작용하는지를 모두 증명하는 것이 극히 어렵기 때문이다. 이런 어려움은 마치 모래사장에서 바늘을 찾는 것에도 비유되곤 한다. 그만큼 연구 호흡도 길고 논문도 내기 힘든 분야이다. ●천연물 기반 화합물 DB로 만들어 세계 무대에 진출할 수 있는 한국산 천연물 신약의 탄생을 위해서는 이런 장벽을 극복해야 한다. 우리나라에서는 천연물 전문 정부출연연구소인 한국과학기술연구원(KIST) 강릉 천연물연구소가 앞장서고 있다. 강원 지역의 풍부한 천연물 자원 접근성을 고려해 강릉에 자리잡은 이곳에서는 현재 과학적이고 표준화된 소재 공급 기술부터 인공지능(AI)을 활용한 작용기전 규명까지 천연물 식의약품 개발 전 주기에 걸친 기반기술 연구가 이뤄지고 있다. 최근에는 임무 중심 연구소인 천연물신약사업단의 출범과 함께 국내 천연물 식의약품 개발의 전진기지 역할이 더욱 강화되고 있다. 이곳의 연구개발 움직임에서 특히 더 주목받고 있는 것은 멀티오믹스 및 네트워크 파마콜로지 등 바이오 분석기술을 활용한 작용기전 규명 연구와 함께 새롭게 시도되고 있는 AI를 활용한 작용기전의 예측이다. 천연물의 과학적 규명을 위해 설계된 연구 시스템(NPI-Finder)은 천연물 내 물질들의 각 생리활성을 직접적으로 일일이 검증하는 기존의 연구 방식에서 탈피해 천연물의 구성 성분들이 생체 내에서 어떤 기능을 수행하는지에 대한 분자 수준의 정보를 예측할 수 있게 하고 있다. 이 시스템은 대규모의 문헌 정보로부터 천연물의 성분 정보를 추출해 수십만 개의 천연 유래 화합물 정보를 데이터베이스로 만든 것이다. 이를 기반으로 최신의 AI 도구를 활용해 천연물 화합물과 단백질의 상호작용 정보를 대규모로 예측할 수 있다. 효율적으로 천연물 추출물의 인체 내 기전을 규명할 수 있다. 연구진은 이런 효율적인 천연물 추출물의 인체 내 작용기전 규명이 글로벌 천연물 신약 탄생의 중요한 마중물이 될 것으로 기대하고 있다. 천연물 신약 개발의 또 다른 난제는 원료의 표준화이다. 농업의 형태로 재배하는 천연물은 기후와 환경에 따라 그 성분함량의 변화가 극명하게 차이가 날 수 있다. 따라서 원료의 표준화는 신약 개발의 품질, 안전성, 유효성을 보장하고 연구의 신뢰성을 확보하는 데 매우 중요하다. 성분함량의 균일성을 확보하기 위해서는 재배, 수확, 처리, 추출, 가공에 이르는 모든 과정에서 표준화가 필요하며 특히 식물재배 단계에서 표준재배법을 통한 정밀한 생산관리가 중요하다. 살아 있는 생명체인 식물을 매번 기계로 찍어내듯 똑같이 재배하는 것은 사실상 불가능한 일이다. 하지만 천연물 성분 즉 유효성분들이 일정한 범위 내로 유지될 수 있도록 관리하는 것은 신약 개발의 관점에서 매우 중요하다. 이에 따라 농림축산식품부는 국가적으로 천연물 표준화를 지원하기 위해 ‘천연물소재 전주기 표준화 허브 구축 사업’을 공모했으며, KIST 강릉 천연물연구소를 품고 있는 강원 강릉시가 1호 허브로 선정돼 천연물 생산 기업의 표준화 지원을 적극적으로 추진하고 있다. 표준화된 원료 생산은 식량위기 대응의 유력한 수단으로도 주목받고 있는 식물공장이 효과적인 대안이 될 수 있다. 식물공장은 단위면적당 생산량을 높이는 것뿐만 아니라 유효성분의 함량을 극대화한 원료 재배를 가능케 한다. 통제된 환경 속에서 재배가 이뤄지기 때문에 노지 재배보다 매우 균일하게 고품질의 식물을 생산할 수 있으며 외부와 격리된 공간에서 재배가 이뤄지기 때문에 병해충, 농약, 중금속 등의 오염물질 혼입 가능성도 매우 낮아지게 된다. 이는 생물 유전자원에 대한 권리를 담고 있는 나고야 의정서 발효에 따라 해외 식물의 원재료 수입 및 제품 수출에 상당한 제약이 불가피한 가운데 주요 생약식물의 국내 재배 시스템 확보, 국내 기후에 적응하지 못하는 해외 유래 식물의 안정적인 재배에도 매우 효과적인 대응 수단이 될 것으로 기대를 모으고 있다. 물론 식물공장에도 장점만 있는 것은 아니다. 노지 재배에 비해 초기 투자액과 유지비용이 높기 때문에 여전히 사업성은 낮은 상황이다. 하지만 다양한 관련 기술 개발로 산업 환경이 급성장하고 있는 만큼 향후 천연물 원료생산의 중요한 수단이 되는 것은 시간문제일 것이라 예상하고 있다. ●세계 천연물 의약품 시장 급성장 천연물은 화합물뿐 아니라 추출물 그 자체로도 다양한 성분이 다수의 작용점에 작용하는 효능을 갖고 있어 노화에 따른 만성질환 관리에 효과적이라고 알려져 있다. 많은 이들이 상시 복용하는 홍삼 추출물 진액이 좋은 예이다. 이런 믿음을 반영하듯 우리나라의 천연물 기반 건강기능식품 시장은 특히 코로나19 팬데믹 시기 급성장하며 2023년 6조 2000억원 규모까지 확대됐다. 또한 가구당 한 번이라도 건강기능식품을 구매했거나 구매할 예정임을 반영하는 구매경험률도 81.2%에 달하며 천연물에 대한 신뢰와 기대가 더욱 높아지고 있음을 알 수 있다. 이런 급격한 성장세는 국제 천연물 의약품 시장도 마찬가지이다. 글로벌 시장조사기관 포천 비즈니스 인사이트에 따르면 글로벌 천연물 의약품 시장은 2023년 2164억 달러, 2024년 2330억 달러, 2032년 4370억 달러 규모로 연평균 8.17%의 고성장을 거듭할 것으로 전망되고 있다. 우리나라는 비교적 이른 시기인 지난 2000년 ‘천연물신약연구개발특별법’을 제정하며 다부처가 참여하는 천연물 신약 개발사업에 착수한 바 있다. 전통의약 지식 분야에서 미국·유럽과 비교해 상대적 우위와 경쟁력 확보가 가능하다는 판단 아래 천연물신약을 국가 기간산업으로까지 발전시키겠다는 청사진이었다. 하지만 그간 사업 전반의 재점검 등 크고 작은 굴곡 속에 천연물신약 연구개발 촉진법의 가장 큰 목적이었던 ‘국민건강 증진과 국가경제 발전에 기여’는 이제 법령상의 정의로만 남아 있을 뿐 그 의미가 크게 퇴색된 상태라 할 수 있다. 전 세계에서 가장 빠른 속도로 초고령 사회로 향하고 잇는 우리나라는 최저 출산율까지 더해지며 2030년께 이웃 나라 일본을 제치고 세계에서 노령화 지수가 가장 높은 ‘노인대국’이 될 것이 점점 더 확실시되고 있다. 초고령 사회의 가장 큰 국가적 난제가 될 만성질환 증가에 대응하기 위해서는 천연물 신약 연구개발의 역량 강화를 위한 정책적 관심과 지원이 더욱 절실한 상황이다. ■정상훈 단장은 천연물로부터 신약 및 개별인정형 건강기능식품 개발 전문가로 KIST에서 20년간 천연물 분야 원천기술 연구를 수행해 왔다. 녹내장, 안구건조증 및 황반변성에 유효한 천연물 소재 개발 및 산업화 연구를 추진하고 있으며 최근에는 안구건조에 유효한 천연물 소재를 기반으로 개별인정형 건강기능식품을 개발했다. 또한 국내 최초의 경구용 녹내장 천연물 치료제를 개발해 IND 승인을 받은 바 있다. 정상훈 KIST 천연물신약사업단장

날씨가 쌀쌀해지면 ‘얼죽아’(얼어 죽어도 아이스 아메리카노)를 주장하는 사람들도 따뜻한 음료가 생각나기 마련이다. 기름진 음식을 먹은 뒤나 스트레스를 받을 때 따뜻한 코코아 한 잔이 건강에 도움이 된다는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 영국 버밍엄대 연구팀은 플라바놀 함량이 높은 코코아 음료가 고지방 음식을 섭취한 뒤 심혈관계에 주는 스트레스를 차단하는 데 도움이 된다는 사실을 밝혀내고 식품과학 분야 국제 학술지 ‘식품과 기능’(Food & Function) 11월 18일 자에 발표했다. “기분이 저기압일 때는 고기 앞으로”라든가 “스트레스를 받을 때는 달곰한 케이크 한 조각”이라는 말처럼 사람들은 스트레스를 받거나 기운이 없을 때 기름지거나 달콤한 음식을 선호한다. 문제는 스트레스를 풀기 위해 섭취한 고지방, 고열량 음식이 심혈관계에는 오히려 스트레스가 된다는 점이다. 연구팀은 고지방식을 섭취했을 때 플라바놀이 어떤 영향을 미치는지 알아보는 실험을 했다. 플라바놀은 과일, 채소, 차, 견과류 등에 풍부한 식물성 항산화 물질이다. 연구팀은 특히 플라바놀 함량이 높은 코코아에 주목했다. 연구팀은 건강한 성인 남녀를 대상으로 버터 크루아상에 소금 버터 10g, 체더 치즈 1.5조각, 지방을 제거하지 않은 우유 250㎖를 아침 식사로 제공하고, 식사 후에는 플라바놀 함량이 다른 코코아 음료를 무작위로 마시게 했다. 연구팀이 250㎖ 우유에 12g의 코코아 가루를 타서 제공했다. 이 때, 플라바놀 함량이 낮은 코코아는 씁쓸한 맛을 줄이기 위해 알칼리화 과정을 거친 것으로 약 5.6㎎이 포함돼 있고, 플라바놀 함량인 높은 것은 알칼리화 과정을 거치지 않은 것으로 659㎎이 함유돼 있다. 연구팀은 아침 식사와 코코아 음료를 마시게 하고 8분 정도가 지난 뒤 8분 동안 수학 문제를 풀도록 했다. 문제를 푸는 동안 혈압 측정과 전두엽 조직의 산소 공급 정도를 측정했다. 측정 결과, 고지방 음식을 섭취하면 전두엽의 산소 공급이 감소하는 것으로 나타났다. 또 고지방 음식을 섭취하고 정신적 스트레스를 받는 상황에서 플라보놀 함량이 낮은 음료를 마시면 혈관 기능이 1.29% 정도 감소하고, 스트레스 상황이 해소된 뒤에도 최대 90분까지 지속되는 것으로 확인됐다. 반면 플라보놀 함량이 높은 코코아 음료를 마신 사람은 혈관 기능은 물론 뇌로 가는 산소 공급이 줄어들지 않는 것으로 확인됐다. 연구팀은 이런 효과를 얻기 위해서는 최소한으로 가공된 코코아 가루를 이용하거나, 녹차, 홍차, 베리류 과일을 섭취하는 것이 도움이 된다고 조언했다. 플라바놀 섭취 하루 권장량은 400~600㎎으로, 홍차, 녹차, 고품질 코코아 2잔이나 베리 1컵, 사과 1개 정도에 해당한다. 연구를 이끈 카타리나 렌데이로 버밍엄대 교수(분자 생리학)는 “스트레스를 받을 때, 달거나 짜고 기름진 음식을 찾기보다는 플라바놀 함량이 높은 코코아나 녹차 등을 마시는 것이 심혈관에 가해지는 스트레스를 줄일 수 있다”라고 말했다.

한국은 1990년대 이후 식생활이 서구화되면서 쌀 소비량이 급격히 감소하고 있다. 농학 측면에서 보면 쌀은 밀, 옥수수, 보리, 콩과 함께 5대 핵심 곡물이며, 사료 및 에너지 곡물에 포함되는 옥수수, 보리, 대두를 제외한 식량곡물로 밀과 쌀로 분류된다. 이 때문에 식량 주권 확보 차원에서 쌀 자급력을 오히려 높여야 한다는 목소리가 나온다. 그렇지만, 온난화로 인한 기후변화로 추위와 더위가 번갈아 가며 발생하는 만큼, 벼의 기후 내성 확보가 필요하다. 이런 상황에서 중국 과학원 식물학연구소 식물 분자 생리학 연구실, 시스템·진화 식물학 연구실, 중국과학원대, 중국 농업대 국립식물유전자연구센터, 국립 쌀연구소 공동 연구팀은 쌀의 냉해 내성에 도움을 주는 ‘COLD6’ 유전자를 찾았으며, 이를 활용해 분자 설계를 한다면 냉해 저항성을 가진 쌀 품종 육성이 가능할 것이라고 1일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘분자 세포’(Molecular Cell) 10월 31일 자에 실렸다. 냉해 피해는 쌀 생산량 확보에 있어서 주요 도전 과제다. 기후 변화로 인해 이미 1500만 ㏊ 이상의 쌀 재배 면적이 냉해 영향을 받고 있으며, 저온 피해는 24개국에서 수시로 발생하는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 많은 농학자는 분자 설계를 통해 냉해 내성이 향상된 쌀 품종을 개발하는 연구를 하고 있다. 쌀 내부에 있는 온도 감지 복합체가 칼슘이온(Ca2+) 신호 전달을 유도해 세포의 냉해 내성을 부여하는 것은 알려졌지만, 실제로 구현하는 방법은 찾지 못했다. 연구팀은 쌀 세포에서 ‘냉해 내성 다양성 6’(COLD6)과 ‘오스모틴 유사 단백질’(OSM1)로 구성된 냉해 인지 복합체를 분리해 내는 데 성공했다. 쌀의 냉해 인지 센서가 세포에서 온도 인식을 유도하기 위해 칼슘이온과 결합하는 것으로 알려져 왔지만, 이번 연구에서 세포막에 있는 COLD6-OSM1 결합체가 칼슘신호 전달을 넘어 신호 분자인 ‘2’,3‘-cAMP’ 생성을 유도해 저온에 대한 방어 반응을 시작한다는 것을 발견했다. 정상 조건에서는 COLD6가 세포막에서 ‘쌀 G단백질 α 서브유닛’(RGA1)과 상호작용하지만, 냉해 조건에서는 OSM1이 COLD6에 물리적으로 결합해 RGA1을 배제한다. 이 과정은 OSM1의 증가와 함께 2’,3‘-cAMP 수준을 높여 쌀의 냉해 내성을 높인다. 이런 신호 전달 메커니즘은 다른 작물에도 적용돼 냉해 내성을 높일 수 있을 것으로 연구팀은 전망했다. 연구팀에 따르면 COLD6의 대립 유전자 변이가 성장 온도에 대한 지리적 적응에 중요한 역할을 한다. 실제로 재배 지역별 쌀의 분자적 증거와 일치하고, 상당수 재배된 대립 유전자는 남아시아와 동남아시아의 야생 쌀에서 유래된 것으로 분석됐다. 연구를 이끈 강종 식물학연구소 교수(식물 분자생리학)는 “이번 연구로 냉해 저항성 쌀 품종 육종을 위한 분자 설계가 가능해졌다”라며 “냉해 저항성 쌀 품종이 개발된다면 냉해에도 수확량을 안정화할 수 있어 식량 위기에 효과적으로 대처할 수 있을 것”이라고 말했다.

국립호남권생물자원관은 23일 가거도에서 푸른가막살(Viburnum japonicum)과 가막살나무(V. dilatatum)의 자연 교잡으로 형성된 잡종 식물을 발견했다고 밝혔다. 가거도에서 확인된 잡종 식물은 두 종의 중간 형태적 특성을 보였으며, 유전자 분석을 통해 부모종이 푸른가막살과 가막살나무인 것으로 확인됐다. 이는 국내 자생 식물 종 간의 유전자 흐름과 생태적 변화를 연구하는 데 중요한 사례로 평가된다. 푸른가막살과 가막살나무 잡종은 미국에서 인위적인 교배가 시도돼 1987년 ‘Chippewa’ 품종이 보고된 사례가 있으나, 자연에서 발견된 잡종은 이번이 처음이다. 자연 상태에서의 유전자 흐름과 교잡 과정을 이해하는 데 중요한 자료이며, 식물들이 생태계에서 어떻게 적응하고 공존하는지를 연구하는 데 도움이 될 것으로 보인다. 우리나라 최서남단에 위치한 가거도 독실산(572.5ｍ)은 다양한 고도와 미세기후를 형성해 여러 생물종이 서식할 수 있는 환경을 제공하며 섬 생태계에 중요한 역할을 하고 있다. 가거도는 2003년 푸른가막살, 2008년 가거꼬리고사리 등 여러 신종 및 미기록종이 보고된 중요한 지역이다. 또 나한송과 눈향나무와 같은 식물지리학적으로 흥미로운 종이 분포하고 있어 연구자들의 관심을 받고 있다. 푸른가막살은 산분꽃나무과(Viburnaceae)에 속하며 국내에는 가거도에만 분포하며 산분꽃나무과 식물들은 전 세계에서 관상용으로 활용하고 있고 생리활성 물질을 포함한 다양한 약리 효과가 보고됐다. 국립호남권생물자원관 김창균 도서생물자원연구실장은 “이번 새로운 식물 발견으로 생물다양성 증진에 기여할 수 있었다“며 ”지속적인 연구를 통해 이들의 식물지리학적 분포와 진화적인 역사를 규명하겠다”고 말했다.

- 141가지 식물 영양소 함유, 에너지 증진부터 체지방 관리까지 다양한 효능 태국의 인삼으로 불리는 ‘파비플로라’가 체지방 관리에 도움을 줄 수 있다는 연구 결과가 발표됐다. 파비플로라는 흑생강의 일종으로, 태국, 라오스, 미얀마 등 동남아시아 지역에서 자생하는 식물이다. 파비플로라는 고산지대의 척박한 환경에서 자라는 특성 때문에 자기방어 물질로 여러 영양소를 생성하면서 141가지의 다양한 식물 영양소를 함유하고 있다. 태국 왕실에서는 건강관리를 위해 활용될 정도로 오랜 기간 활력 보강 및 자양강장제로 사용되어 왔다. 다양한 영양성분을 함유하고 있는 파비플로라가 최근 체지방 관리에도 도움을 줄 수 있다는 연구로 인해 관심을 받고 있다. 파비플로라와 시르투인 유전자 활성에 대한 논문과 시르투인에 대한 여러 논문에 따르면, 파비플로라를 섭취할 경우 ‘시르투인’ 유전자 활성화에 도움을 준다고 보고되고 있다. 시르투인은 모든 사람의 몸속에 존재하며, 노화, 세포 건강, 스트레스, 염증 조절, 에너지 효율성, 인슐린 감수성, DNA 건강 등 다양한 생리적 과정에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 하지만 시르투인이 활성화되는 경우가 드물기 때문에 파비플로라 섭취가 도움이 된다는 것이다. 연구 결과 파비플로라는 시르투인 활성제로 가장 강력하다고 알려진 레스베라트롤보다 4~5배 강력한 효과를 보여 기초대사량이 증가하고, 운동하거나 굶은 것과 같은 효과가 나타나는 것으로 밝혀졌다. 시르투인은 체내의 나쁜 지방인 백색지방(체지방)을 연소시키는 갈색지방을 활성화시키는 역할도 하고 있어 시르투인 활성화로 인해 체지방 감량과 대사 촉진에 도움을 줄 것으로 보인다.

2024년 노벨 생리·의학상은 마이크로RNA(miRNA)를 연구한 미국 과학자 2명에게 돌아갔다. 스웨덴 카롤린스카연구소 노벨위원회는 7일(현지시간) 올해 노벨 생리·의학상 수상자로 빅터 앰브로스(71) 미국 매사추세츠 의대 교수와 게리 루브쿤(72) 하버드대 의대 교수가 선정됐다고 밝혔다. 노벨위원회는 “이들은 마이크로RNA의 발견과 전사 후 유전자 조절에 차지하는 역할을 밝혀냄으로써 인류의 과학과 의학 발전에 크게 이바지했다”고 평가했다. ●‘노벨상 후보 1순위’에서 수상자로 이 두 사람은 2009년 톰슨로이터(현 클래리베이트 애널리틱스)에서 노벨 생리의학상 유력 후보로 선정한 이후 계속 노벨상 수상 1순위로 거론됐다. 실제로 래스커상과 함께 예비 노벨상으로 불리는 울프상 의학 부문에서 ‘자연 과정과 질병 발생에서 유전자 발현을 조절하는 데 핵심적인 역할을 하는 마이크로RNA 분자를 발견’한 공로를 인정해 2014년 수상자로 선정했다. 또, ‘실리콘밸리의 노벨상’이라는 별명을 가진 ‘브레이크스루 상’ 생명과학 분야 2015년 수상자로 뽑혔다. 당시 함께 수상한 에마뉘엘 샤르팡티에 독일 막스 플랑크 연구소 교수와 제니퍼 다우드나 미국 캘리포니아 버클리대 교수는 2020년에 노벨 화학상을 받았다. 앰브로스 교수팀은 1993년에 예쁜꼬마선충이라는 곤충을 이용해 발생 시기를 조절하는 유전자를 찾다가 우연히 ‘작은 RNA’를 발견했지만, 당시만 해도 큰 관심을 끌지는 못했다. 2001년 인간에게도 비슷한 작은 RNA가 발견되면서 21세기 들어 생명과학 분야에서 가장 핫한 분야로 떠올랐으며 생명과학의 패러다임을 바꿔놓았다는 평가를 받는다. ●대학원 시절부터 노벨상과 인연 앰브로스 교수는 학창 시절부터 노벨상과 깊은 인연이 있다. 1976년 매사추세츠공과대(MIT) 박사 과정에 입학했을 당시 바이러스 학자로 종양 바이러스와 세포 유전물질의 상호 작용을 발견한 공로로 1975년에 노벨 생리의학상을 공동 수상한 데이비드 볼티모어 교수의 지도를 받았다. 박사 학위를 받은 뒤 같은 대학의 로버트 호비츠 교수 실험실에서 첫 번째 박사후 연구원(포스트닥터)으로 있었는데, 호비츠 교수는 생체기관의 발생과 세포 사멸의 유전학적 조절에 대한 발견 공로로 2002년 노벨 생리의학상을 공동 수상하기도 했다. 마이크로RNA는 단일가닥염기 20여 개로 이뤄진 작은 분자로 인간 세포의 거의 모든 측면에 관여하고 있는 RNA다. 마이크로RNA는 생명체의 발생과 노화 과정은 물론 질병과 밀접한 관련이 있다는 사실이 밝혀졌다. 마이크로RNA를 이용하면 질병 원인 유전자를 인위적으로 제어할 수 있기 때문에 유전자 치료제로 활용되기도 한다. ●마이크로RNA, 생명현상 전반의 핵심 물질 RNA는 세포핵 안에서 mRNA(메신저RNA)를 통해 DNA를 복사해 세포질에 있는 단백질 공장인 리보솜으로 옮긴 뒤 단백질을 생산하는 역할을 한다. 그렇지만, 마이크로RNA는 기존 RNA와 달리 mRNA 등과 결합해 유전자들이 정상 작동하도록 변이 단백질을 통제하는 ‘RNA 간섭’을 통해 유전자를 조절하고 세포의 다양한 기능을 만든다. 크기는 매우 작지만, 동식물 기관의 형성, 생명체 탄생과 성장, 신호 전달, 면역, 신경계 발달, 사멸 등 생명 현상 전반에 결정적 작용을 하는 핵심 물질이다. 이에 노벨 위원회는 “마이크로RNA에 의한 유전자 조절은 수억 년 동안 작용하며 복잡한 생물의 진화를 가능하게 했다”라며 “유전 연구에 따르면, 세포와 조직은 마이크로 RNA 없이는 정상적으로 발달할 수 없다”라고 설명했다. 마이크로RNA의 비정상적 조절은 암을 유발하는 것으로 알려져 있다. 또 마이크로RNA에 돌연변이가 발생할 경우 선천성 난청, 안구 이상, 골격 장애, 난소 이형종을 비롯한 각종 종양을 일으키는 DICER1 증후군 등 치명적 질병의 원인이 된다. 이 때문에 앰브로스와 루브쿤 교수의 발견은 유전자 관련 질병의 발견과 치료에 새로운 단초를 제공한 획기적 성과로 평가받는다. 국내에서 마이크로RNA 분야 대표적인 연구자는 김빛내리 서울대 생명과학과 석좌교수(기초과학연구원 RNA 연구단장)다. 마이크로RNA를 통한 조절 메커니즘은 진핵생물의 진화 과정에서 형성된 것으로 추정되고 있는데, 세포 안에서 마이크로RNA가 어떻게 만들어지는가에 관한 연구를 주도한 것은 김 교수다. 김 교수는 이런 원리를 바탕으로 마이크로RNA 조절을 통한 난치병 치료 연구를 진행 중이다. 이번 노벨 생리의학상 수상자들은 1100만 스웨덴크로나(14억 3033만원)를 반씩 나눠 갖는다. 노벨 재단은 8일 노벨 물리학상, 9일 노벨 화학상 수상자를 발표한다.

과기부 첨단 바이오 ‘글로벌 프로젝트 선정’기후위기 ‘바이오 활용 미래 식량문제 해결’토론토대학 등과 공동연구 선문대학교(총장 문성제)가 미국·영국·일본·캐나다 등과 국제적 공동연구로 기후 위기 등에 따른 식량문제 해결에 나선다. 선문대는 제약생명공학과 오태진 교수 연구 과제가 과학기술정보통신부가 6개국 공동으로 첨단바이오 분야 연구를 지원하는 ‘글로벌 센터 프로그램(Global Center Program)’의 5개 연구과제에 최종 선정됐다고 3일 밝혔다. 글로벌 센터 프로그램은 미국 국립과학재단(NSF)이 글로벌 난제 해결을 목표로 하는 국제공동연구를 지원하기 위해 2023년 신설했다. 우리나라가 처음으로 참여하는 올해 글로벌 센터 프로그램은 바이오경제 관련 핵심기술 개발을 목표로 한국·미국·영국·일본·캐나다·핀란드 등 6개 국가에서 공동으로 ‘생물다양성 활용’ 및 ‘바이오파운드리’ 분야의 국제협력 연구를 지원한다. 연구 결과는 향후 과학기술 국제협력의 획기적인 이정표가 될 것으로 기대되고 있다. 선문대는 ‘미생물·식물 유전체와 대사체 기반 생리활성 물질 개발 및 식물회복력 시스템 구축’을 연구한다. 연구 목표는 식물의 환경 스트레스 저항을 강화할 수 있는 미생물 기반의 생리활성 물질을 발굴하고, 이를 활용해 환경 스트레스에 강한 내성을 갖는 작물 개발이다. 선문대는 극지연구소·국립농업과학원·충남대와 연구팀을 구성해 기후 위기 등 식량 안보 문제가 심각해짐에 따라 외부 요인 변화에 내성을 갖는 작물을 개발해 글로벌 미래 식량문제 해결에 나선다. 공동연구는 △미국 미시간 주립 대학교(Michigan State University) △영국 케임브리지 대학교(University of Cambridge) △일본 이화학연구소(RIKEN) △캐나다 토론토 대학교(University of Toronto)이 참여한다. 이번 연구에서 미시간 주립 대학교 리(Rhee) 교수가 식물발달, 대사, 유전체학 분야에서 세계적으로 두각을 나타내고 있는 연구자로, 급변하는 기후 환경에 대응하기 위한 혁신적인 결과물을 제시할 것으로 기대되고 있다. 각 국가는 선정된 자국 연구팀에게 매년 미화 100만 달러씩, 5년간 총 500만 달러를 지원할 예정이다. 한국은 선문대를 포함해 선정된 고려대·포항공과대·한국생명공학연구원·한양대 등 5개의 연구팀에게 2029년 9월까지 연구팀당 매년 10억원 규모를 지원할 예정이다. 오 교수는 “극지 미생물 분리·유전체 시퀀싱 등으로 식물 병해를 방어하는 기능성 물질을 탐색하고, 안트라퀴논 및 쿠마린 생산 가능 미생물과 식물 변형체 등을 활용해 심각한 기후변화로부터 식물 생존과 회복력 강화를 위한 글로벌 난제를 해결하겠다”고 설명했다. 문성제 총장은 “첨단바이오 분야 연구를 지원하는 ‘글로벌 센터 프로그램’ 선정은 선문대의 국제적 연구 수준을 인정받은 결과”라며 “연구 결과가 세계 최초, 최고 수준의 성과를 창출할 수 있도록 아낌없이 지원하겠다”고 강조했다.