“年6% 시장 성장… 외형보다 내실 중요 안정적 신용등급으로 블루오션 열 것”“기계설비는 건물의 장기나 신경세포로 볼 수 있어요. 그동안 우리 건설이 외형과 물량 중심으로 발전했다면 앞으로는 건물 내부 시설의 고도화가 중요해질 겁니다.” 이용규(60) 기계설비건설공제조합 이사장은 9일 서울 강남구 조합 사무실에서 서울신문과 가진 인터뷰에서 “기계설비 시장은 국제적으로 연 6%씩 성장해 2023년까지 2조 2400만 달러(약 2243조원·시공 기준) 규모가 될 것”이라면서 이렇게 말했다. 기계설비는 건축물의 냉난방과 공조(온도·습도 등을 유지하는 설비), 상하수도, 소방 등의 시설을 뜻한다. 인공지능(AI)으로 내부 기능이 작동하는 인텔리전스(지능형) 빌딩은 전체 공사비 중 기계설비가 차지하는 비중이 약 40%에 달할 정도라 최근 건축 시장에서 각광받는다. 이 이사장은 “온도와 습도 관리가 중요한 반도체 클린룸이나 발전 플랜트 등도 기계설비를 빼놓고 설명할 수 없는 시설”이라고 말했다. 또 코로나19 여파로 건물 내부의 공기 정화가 중요해진 점도 설비 분야의 전망을 밝게 한다.기계설비건설공제조합은 1996년 조합사(건설사들) 출자로 설립된 건설전문 금융기관이다. 현재 조합사는 약 8300개 업체다. 기계설비업체가 공사를 수주하려면 ‘손실 발생 때 일부 비용을 보증해 주겠다’는 내용을 담은 보증서가 반드시 있어야 하는데 조합이 이를 발급해 준다. 또 조합사에 융자를 내주거나 근로자 재해공제 등 보험업무도 한다. 코로나19가 덮쳤던 지난해에도 122억원의 당기순이익을 내는 등 안정적으로 성장하고 있다. 조합은 최근 사업 확장을 위한 ‘날개’를 달았다. 세계 3대 신용평가사인 무디스로부터 안정적임을 뜻하는 ‘A3’의 신용등급을 받았다. 네이버, SK텔레콤 등 국내 대표 기업들과 같은 등급이다. 이 이사장은 “국내 건설사가 해외 공사를 수주할 때도 보증이 필요한데 무디스로부터 좋은 신용등급을 받아 해외 보증사업에 뛰어들 수 있게 됐다”면서 “무디스가 평가 때 환경·사회·지배구조(ESG) 요소를 봤는데 조합이 국토교통부와 좋은 협력 관계를 맺고 있다는 점을 높게 평가받았다”고 말했다. 조합이 국제적 신용등급을 확보하면서 그동안 다른 기관에서 비싼 수수료를 내고 보증서를 받아야 했던 기계설비업체들도 저렴한 가격으로 보증받을 길이 열렸다. 30년 가까이 공직 생활을 한 이 이사장은 “2019년 취임 때부터 ‘섬기는 경영’을 원칙으로 삼고 있다”고 말했다. 금융업의 특성상 고객이 올 때까지 앉아서 기다리고, 돈을 내줄 땐 다소 고자세로 느껴질 수도 있는데 여기서 벗어나자는 취지다. 그는 “올해 자본 대비 당기순이익이 1.5% 수준인데 2023년에는 4%까지 올리는 게 목표”라면서 “환경, 그린뉴딜, 레저 등 안정적이면서도 성장할 수 있는 분야에 대한 투자를 늘릴 것”이라고 밝혔다. 글 유대근·사진 박윤슬 기자 dynamic@seoul.co.kr

간호조무사 남편 인터뷰“아내 볼 때마다 가슴 미어져”“1주일 병원비 400만원““정부·보험사 외면에 억장 무너져” 코로나19 아스트라제네카(AZ) 백신을 접종한 후 사지마비와 양안복시 등 증상을 겪은 간호조무사의 남편 A(37)씨가 언론 인터뷰에서 일주일간 400여만원의 병원비가 나오는데 정부가 ‘인과성’을 운운하며 무책임한 태도로 일관하고 있다고 주장했다. 27일 뉴스1에 따르면 A씨는 “AZ백신 접종을 한 아내(간호조무사)가 애초 기저질환이 없었는데 후유증을 겪고 있다”고 말했다. 아내의 증상에 관해 ‘백신 접종으로 인한 후유증이라고밖에 설명할 수 없다’는 것이 병원 관계자의 말을 전한 A씨는 “치료비, 간병비, 검사비 등 1주일 치 정산비용으로 400만원의 병원비가 발생한다. 아직도 정부는 아내가 앓고 있는 병의 인과성 여부가 백신으로 인한 것인지의 결과를 내놓지 않고 있다”라고 한숨을 내쉬었다. A씨는 근로복지공단에 산업재해보상(산재)을 신청했지만 백신 접종 후유증이라는 인과성이 밝혀지기 전까지는 지급할 수 없다는 답이 돌아왔고, 보험사 역시 ‘백신 후유증으로 인한 질병은 보험금 지급대상에서 제외된다’라고 해 억장이 무너졌다고 했다. “기저질환자는 산부인과에 입사할 수가 없는데…” A씨는 아내 B씨가 산부인과에서 간호조무사로 일한 사실을 언급하며 “기저질환자는 절대로 산부인과에 입사할 수가 없다”며 아내의 질환이 백신 접종으로 인한 후유증이 확실하다는 입장을 거듭 밝혔다. A씨는 “다른 사람들이 (백신)이상 반응을 보인다는 언론 기사를 보면 정부는 이들을 다 기저질환자로 묶어버리니 결국 내 아내의 얘기만이 아니지 않으냐”고 말했다. 그는 “어느 날 건강했던 아내가 한순간에 이렇게 됐는데 당연히 인과관계가 없을 수 없다”면서 “화이자 백신뿐만 아니라 어느 백신을 가져와도 그로 인한 피해를 보게 된다는 점은 누구나 자유로울 수 없다”고 강조했다. 이어 “지금 ‘내 아내가 아프다’를 강조하고자 하는 게 아니라 아무것도 할 수 없는 상황뿐”이라며 정부가 하루빨리 인과성 여부를 판단해줄 것을 촉구했다. 앞서 경기 고양시 일산구 산부인과에서 간호조무사로 근무했던 B(45·여)씨는 지난 3월12일 AZ백신을 접종했다. 이후 그는 두통, 고열, 양안복시(시야가 좁아지는 증상) 등을 겪었고, 같은 달 31일 병원 입원 후 사지마비 증상과 함께 의식을 잃었다. 병명은 ‘급성 파종성 뇌척수염’으로, 항체가 신경세포에 존재하는 단백질을 바이러스로 오인해 파괴하는 희귀질환으로 알려졌다. A씨는 병원 측이 병의 원인을 밝혀내기 위해 B씨에게 5~6가지 진료를 했지만 모두 ‘이상없음’(음성)으로 판명 났다고 전했다. 아내 B씨는 지난 24일 병원에서 퇴원했으며, 다소 호전된 상태지만 방광 쪽 신경 등이 손상돼 현재 기저귀를 차고 생활하고 있다고 한다. 또 A씨는 B씨가 통원치료를 통해 안과, 신경과 등 6가지 진료에 재활치료를 받아야 하는 상황이라고 전했다. 김채현 기자 chkim@seoul.co.kr

인간의 장기 중 중요하지 않은 것이 없지만, 뇌는 특별히 더 중요하기 때문에 단단한 두개골 안에 넣고 충격을 흡수해주는 뇌척수액이라는 액체로 한 번 더 보호한다. 뇌를 이렇게 밀폐된 공간에 보호할 수 있는 것은 심장과 폐, 소화기관처럼 움직이지 않을 뿐 아니라 다 자라고 난 이후에는 크기가 변하지 않기 때문이다. 뇌 같은 중요한 장기의 크기는 보통 다른 동물에서도 평생 일정하게 유지된다. 하지만 항상 그렇듯이 예외는 존재한다. 뉴욕 의대와 애리조나 주립 대학의 과학자들은 인도에 서식하는 인도 점핑 개미 (Indian jumping ant, 학명 Harpegnathos saltator)가 환경에 따라 뇌의 크기를 조절할 수 있다는 사실을 발견했다. 인도 점핑 개미는 이름처럼 뛰어난 도약력과 긴 턱을 이용해 사냥하는 공격적인 개미로 고도로 사회화된 개미와 비교해서 작은 군집을 만드는 대신 생식 일개미(gamergate)가 있어 여왕 이외에 일부 일개미도 알을 낳을 수 있는 원시적인 개미다. 따라서 여왕 개미가 사라지거나 죽으면 생식 일개미들이 경쟁해 그중 하나가 새로운 여왕 개미로 추대된다. 연구팀은 이 과정에서 일개미에 어떤 변화가 일어나는지 연구하기 위해 인도 점핑 개미의 여왕 개미를 포획했다. 여왕 개미가 사라지면 생식 일개미 중 하나가 다른 개미를 경쟁에서 물리치고 새로운 여왕 개미가 된다. 연구팀은 새로운 여왕 개미에서 나타나는 신체적 변화를 관찰했다. 그 결과 알을 많이 낳기 위해서 난소는 커지는 반면 뇌는 25% 크기가 감소했다. 그전에는 알도 낳고 일도 하러 나가는 개미였다면 이제는 알만 낳는 여왕 개미가 됐기 때문에 뇌의 필요성이 감소했기 때문이다. 여기까지는 예상했던 결과지만, 정말 놀라운 일은 잡았던 여왕 개미를 다시 무리에 넣었을 때 발생했다. 과거 여왕이 돌아오자 새 여왕은 전쟁을 벌이는 대신 놀랍게도 평화롭게 이전 여왕에 왕위를 양보했다. 그리고 다시 난소의 크기를 줄이고 뇌의 크기를 이전 상태로 복원해 일개미의 위치로 돌아왔다. 멍게 같은 일부 동물은 고착 생활 후 필요 없게 된 뇌를 퇴화시키기도 한다. 하지만 이렇게 뇌의 크기를 줄였다 다시 늘리는 것은 매우 이례적인 경우다. 다른 세포와 달리 신경세포는 빠르게 증식하지 못하기 때문이다. 어쩌면 이 작은 곤충의 뇌에 각종 퇴행성 뇌질환을 치료할 수 있는 비밀이 숨어 있을지도 모른다. 과학자들은 정확한 기전을 알아내기 위해 앞으로 연구를 계속 진행할 것이다.  고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

차의과학대학교 분당차병원 소화기내과 김미나 교수와 이비인후과-두경부외과 김소영 교수가 의과학연구정보센터(MedRIC) ‘2020년 의과학분야 한국의 우수 연구자’로 선정됐다. 의과학연구정보센터는 해마다 한국연구재단의 한국의학논문데이터베이스(KMbase) 및 국내외학술논문 검색 엔진인 Medline PubMed의 연구업적을 토대로 의과학분야의 한국 우수 연구자를 선정하고 있다. 이번 우수 연구자 선정으로 분당차병원은 난치ㆍ중증 연구중심병원으로서의 위상을 한층 더 높이게 됐다. 소화기내과 김미나 교수는 만성 바이러스 간염, 지방간 등 간질환 분야에서 뛰어난 연구 업적을 보이고 있다. 특히, 만성 B형간염 환자에서 간암 전단계인 간경변증을 조기 발견할 수 있는 간섬유화스캔의 유용성 확인 연구결과를 세계 최초로 보고하여 두산연강학술상을 수상했다. 또 하버드 의대 연구진과 함께 유병률이 크게 증가하고 있는 지방간의 발생과 진행에 미치는 원인들을 분석하는 공동 연구를 수행하고 있다. 이비인후과-두경부외과 김소영 교수는 난청, 메니에르병, 전정 질환 등에 대한 140편 이상의 논문을 국제학술지에 발표했다. 김 교수는 건강보험심사평가원 빅데이터를 이용해 치매, 골다공증 등의 만성질환이 난청, 이명, 안면마비, 메니에르병 등에 미치는 영향을 연구했다. 또 미세먼지와 나노입자에 의한 신경계 염증 반응과 퇴행성 변화를 연구했다. 이독성 난청 치료 물질 발굴과 연구, 감각신경성 난청에 의한 청신경계 가소성과 신경세포주위망 변화 연구 등 난청 치료 및 예방을 위한 다양한 연구를 수행하고 있다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

국민의힘 서정숙 “기저질환 없어…백신접종 관련 가능성” 아스트라제네카(AZ) 백신을 접종한 40대 간호조무사가 사지마비 등의 부작용을 겪어 입원치료 중인 것으로 알려졌다. 19일 국회 보건복지위원회 소속 국민의힘 서정숙 의원실에 따르면 경기도의 한 병원에서 근무 중인 여성 간호조무사 A(45)씨는 지난달 12일 아스트라제네카 백신을 접종한 뒤 면역반응 관련 질환인 급성 파종성 뇌척수염 진단을 받았다. A씨는 접종 직후 일주일 간 두통을 겪었고 같은달 24일엔 사물이 겹쳐 보이는 ‘양안복시’ 증상을, 31일 병원 입원 후엔 사지마지 증상까지 보였고 지금까지 치료를 받고 있다. 급성 파종성 뇌척수염은 신체에 침입한 바이러스를 인식하고 파괴하는 항체가 자신의 신경세포에 존재하는 단백질을 바이러스로 오인해 파괴함으로써 발병하는 희귀한 질환이다. 이 질환은 예방접종 후에 발생하는 경우가 있어 아스트라제네카 접종에 따른 부작용 가능성도 원인 중 하나로 거론된다. A씨는 기저질환 없이 건강한 상태였으며, A씨가 지난 1월 병원에 채용되면서 받은 건강 검진에서도 ‘특이 소견이 없다’는 결과를 받았다고 서 의원실은 전했다. 약물학 박사 출신인 서 의원은 “40대 건강한 여성에게 발병 자체가 드문 병이 갑자기 생겼다면 백신 접종과 관련이 있다고 생각할 수밖에 없다”고 지적했다. 또 질병관리청의 예방접종피해보상전문위원회에 접수된 백신 관련 사망·중증 신고 79건 중 접종과의 인과성이 인정된 경우는 1건에 그친다고 지적하며 “환자 피해 구제에 집중해야 한다”고 강조했다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

지난달 5일은 개구리가 겨울잠에서 깨어난다는 경칩이었다. 이날 모든 개구리가 깨어났는지는 모르겠지만 완연하게 따뜻해진 지금은 정말 게으른 몇몇 개구리를 제외하고는 모든 개구리들이 활동을 시작했을 것이다. 아마 이달에는 수정란이 부화해 올챙이도 생길 것이다. 올챙이들은 성장과 성숙이 진행돼 개구리가 되는 과정에서 몸이 커지고 네 다리를 만드는 한편 꼬리와 아가미는 없어진다. 여기서 우리가 놓치지 말아야 할 것은 성장과 성숙 과정에서 세포가 없어지기도 한다는 것이다. 사람의 손가락과 발가락도 마찬가지이다. 태아 때 손가락과 발가락 사이가 물갈퀴 같은 구조로 채워져 있지만 태어날 때에는 그 구조가 없어진다. 생물의 신체 형성 과정에는 기왕에 만들어진 구조를 없애는 것까지 포함된다. 세포 입장에서는 애써 만든 세포가 사멸되는 것이다. 세포의 많은 활동들처럼 세포 사멸도 외부 신호를 수용해서 일어난다. 예를 들어 외부의 분열촉진 인자를 세포가 신호로 인식하면 분열을 시작해 세포 숫자가 늘어난다. 상처를 입어 손실된 세포들은 이렇게 보충된다. 이런 현상은 세포 사멸에도 적용된다. 외부 신호인 생존 인자는 세포 자살 프로그램을 억제한다. 신경세포가 필요 이상으로 만들어지면, 뇌를 비롯한 신경계 발생 과정에서 표적 세포가 분비한 생존 인자를 일정 농도 이상 받아들인 세포는 생존할 수 있고, 그렇지 않으면 세포는 사멸하면서 적정 수의 신경세포들만 남게 된다.만들어진 세포를 죽이는 것은 생물의 입장에서는 손해이기 때문에 신중을 기할 필요가 있을 것이다. 그래서 외부의 신호가 전달되면 사멸 프로그램이 바로 작동돼 세포가 죽는 식의 조절 방식이 선택되지 않는다. 세포는 자신이 죽는 프로그램을 간직하고 있지만 평상시에 이를 억제하고 있다가 필요할 때 이 억제를 푸는 이중 장치를 갖게 된 것 같다. 일부 신경세포들처럼 생존 인자가 부족하거나 주변 세포로부터 세포 사멸 신호가 특정 세포에 도착하면 이 세포의 자살 프로그램을 억제하던 단백질이 기능을 잃게 된다. 그러면 자살 프로그램은 매우 효과적인 단백질 분해 효소를 활성화시킨다. 카스페이즈라는 이 효소는 DNA를 담고 있는 핵의 막 단백질을 파괴한다. 파괴된 핵막을 통해 핵산분해효소가 핵 안으로 들어가 DNA를 분해하는 것이다. 핵이 깨지고 세포 성분의 파괴는 계속돼 세포 모양을 유지하는 세포골격도 붕괴된다. 더 나아가 세포막도 파괴돼 세포의 내용물이 새어 나가게 된다. 이 단계에 이르면 이 세포는 주변세포나 대식세포라는 면역세포에 잡아먹히게 된다. 신체 형성 과정에서는 세포 사멸이 일어날지 여부가 조절된다. 올챙이 꼬리, 태아 손가락과 발가락 사이 물갈퀴는 세포 사멸이 일어나도록 조절돼 형성된 것이지만 오리발은 발가락 사이의 물갈퀴 구조를 구성하는 세포들이 제거되는 세포 사멸이 일어나지 않도록 조절된 결과이다. 생물은 몸을 만들 때 세포 사멸이라는 수단을 동원해서 정교하게 조절한다고 볼 수 있다. 그래서 생물에게도 과유불급은 통하는 교훈인 것 같다. 우리 사회에서 남발되는 많은 정책 중 필요하다면 포기하는 것이 어쩌면 당연한 것일지도 모르겠다. 자신의 과오를 인정하는 꼴이니 쉽지 않을 것이다. 그러나 이런 용기를 낸다면, 우리 삶의 질을 향상시키고 사회가 적절한 수준에서 유지되도록 더 정교하게 다듬는 데도 도움이 될 것이다.

“음악은 야만적인 가슴을 어루만져주는 신비한 힘이 있다.”(17~18세기 영국 극작가 윌리엄 콩그리브) “음악이란 말로는 표현할 수 없는, 그렇지만 침묵할 수 없는 것을 표현하는 수단이다.”(프랑스 작가 빅토르 위고) 거리를 지날 때나 대중교통을 이용하다보면 많은 사람들은 이어폰이나 헤드폰을 끼고 음악에 집중하는 이들을 볼 수 있다. 사람의 삶에서 음악은 빼놓고 생각할 수 없다. 영화에서 음악을 빼놓는다면 영화에 올곧게 집중할 수 없을 것이다. 등골이 서늘하게 만드는 공포영화에서 긴박감 넘치게 만드는 음악이나 소리효과가 없다면 공포감은 저멀리 사라져 있을 것이다. 많은 뇌신경과학자와 심리학자들은 인간에게 뚜렷한 생물학적 이득이 없음에도 불구하고 사람이 음악을 즐겨 듣는 이유를 찾아내기 위해 다양한 연구를 수행하고 있다. 이런 가운데 캐나다 맥길대 몬트리올 신경학연구소, 몬트리올 뇌·음악·소리 국제연구소(BRAMS), 몬트리올 뇌·언어·음악연구센터(CRBLM) 공동연구팀은 뇌의 청각회로와 보상회로 사이의 의사소통이 인간이 음악을 즐기는 중요한 이유라고 2일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘신경과학’ 3월 30일자에 실렸다. 연구팀은 17명의 건강한 성인남녀를 대상으로 일련의 팝 음악을 들려주면서 뇌 변화를 기능성 자기공명영상(fMRI)으로 측정했다. 그 결과 음악을 들을 때 뇌의 청각회로가 보상회로를 자극함으로써 즐거움과 기쁨을 느끼는 것으로 확인됐다. 특히 좋아하는 음악이 나올 때 이 과정은 더욱 강화돼 즐거움을 느끼는 정도는 강하게 나타났다. 연구팀은 우울증을 치료할 때 많이 활용되는 ‘경두개 자기자극’ 장치를 이용해 음악을 듣기 전 보상회로를 강하게 자극시켰다. 경두개 자기자극은 자기장으로 뇌의 특정부위를 자극해 신경세포를 활성화시키거나 억제하는 비수술 뇌자극의 방법이다. 음악을 듣기 전 보상회로를 자극 받게 되면 음악을 들을 때 즐거움과 쾌락의 강도가 상당히 높아지는 것이 관찰됐다. 반면 보상회로 활성을 낮추게 되면 음악을 들을 때 단순히 외부 소리를 듣는 것처럼 즐거움을 거의 느끼지 못하는 것으로도 확인됐다. 이번 연구를 이끈 맥길대 심리학과·몬트리올 신경학연구소 로버트 자토레 교수는 “이번 연구는 청각 영역이 보상영역 사이에 상호작용을 하면서 즐거움을 유발시킨다는 사실을 확인시켜줬다”라며 “음악이 뇌 보상회로를 자극하는 방식은 음식, 돈, 술, 중독성 물질이 자극하는 것과 비슷한 방식인 것으로 조사됐다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

단단한 두개골 속에 자리 잡은 말랑말랑한 순두부 같은 형태의 신체조직 ‘뇌’.뇌 덕분에 행복했던 순간을 기억해 낼 수 있고 예술작품이나 자연을 보고 들으면서 아름다움을 느낄 수 있다. 치매, 알츠하이머, 파킨슨병, 우울증같이 현대인을 괴롭히는 많은 질환도 모두 뇌에서 문제가 발생하면서 나타나는 것들이다. 과학기술의 발달로 먼 은하계를 관찰해 무슨 일이 일어나는지 알 수 있고 미립자의 세계까지도 탐구하고 있지만, 우리 두 귀 사이에 존재하는 이 작은 기관은 여전히 베일 속에 감춰져 있다. 무게 1.4㎏으로 몸무게의 약 2%에 불과한 여러 신체기관 중 하나이지만 몸속으로 들어오는 산소 15%, 포도당 50%를 사용하고 있다. 1000억개의 신경세포로 연결돼 있으며 이들이 여러 형태로 얽혀 1000조개에 이르는 시냅스를 구성하고 있는 뇌는 인간을 인간답게 만드는 기관이자, 작은 우주이다. 사람과 유인원, 특히 침팬지는 유전자의 99%가 일치하지만, 외모는 물론 여러 기관의 형성에서 차이를 보인다. 대표적인 기관이 뇌이다. 과학자들은 오랫동안 침팬지와 고릴라의 뇌에 비해 3배 이상 많은 뉴런을 가진 인간의 뇌가 어디에서 차이를 보이며 성장하는지를 탐구해 왔다.영국 MRC 분자생물학연구소, 케임브리지대 응용수학·이론물리학과, 독일 하노버의대 중개·재생의학연구센터, 말기·폐쇄성폐질환 생의학연구소, 미국 듀크대 생물학과 공동연구팀은 유인원의 뇌 오가노이드와 인간의 뇌 오가노이드를 만들어 비교한 결과 인간의 뇌로 성장하는 데 핵심적인 분자 스위치를 찾아내고 그 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 25일자에 발표했다. 오가노이드(장기유사체)는 줄기세포를 배양하거나 재조합해 신체 장기와 유사하게 만든 것이다. 이번 연구를 이끈 매들린 랭커스터 영국 MRC 분자생물학연구소 박사는 2013년 신경줄기세포를 이용해 사람의 뇌 오가노이드를 처음으로 만든 연구자로 널리 알려졌다. 뉴런은 줄기세포에서 유래한 신경전구세포가 분화돼 만들어진다. 원통 형태의 신경전구세포는 동일한 모양의 딸세포로 쉽게 분화되는데 신경전구세포가 더 많이 증식될수록 많은 뉴런이 만들어진다. 신경전구세포가 충분히 증식되고 성숙하면 원뿔 형태로 변하게 되고 증식 속도가 낮춰지면서 뇌세포가 완성된다. 연구팀의 실험에 따르면 고릴라와 침팬지 같은 유인원 뇌 오가노이드는 이 같은 전환이 5일 만에 이뤄지는데 사람의 뇌 오가노이드는 7일이 걸린다는 것이 확인됐다. 사람의 신경전구세포가 유인원보다 더 오랫동안 원통 모양을 유지하면서 더 많은 분열을 일으켜 뇌신경세포를 만들어 낸다는 것이다. 이 과정을 통해 사람의 뉴런 숫자는 유인원보다 3배 이상 많아지게 된다.연구팀은 이 같은 차이를 보이는 이유를 밝혀내기 위해 인간과 유인원의 뇌 오가노이드에서 발현되는 유전자들을 비교했다. 그 결과 ‘ZEB2’라는 유전자가 뇌 발달의 핵심이라는 점을 확인했다. 실제로 고릴라의 신경전구세포에서 ZEB2 발현을 제어해 신경전구세포의 분화기간을 길게 만든 결과 고릴라의 뇌 오가노이드는 사람의 뇌 오가노이드와 비슷한 크기로 발달하는 것이 관찰됐다. 반면 사람의 뇌 오가노이드에서 ZEB2 유전자 발현을 촉진시켜 분화기간을 줄이면 유인원의 뇌 오가노이드와 비슷하게 되는 것이 관찰됐다. 랭커스터 박사는 “이번 연구는 인간과 유인원의 뇌 발달 차이를 구체적으로 보여 주는 첫 연구로 세포 모양의 단순한 진화적 변화가 뇌의 최종 형태를 다르게 만든다는 것은 매우 놀라운 발견”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

10일 기저질환이 없던 20대 남성이 아스트라제네카 백신을 접종한 후 척수염 증상으로 중환자실에 입원했다는 주장이 제기됐다. 척수염은 아스트라제네카 백신의 임상 시험 도중에 발견됐던 부작용이기도 하다. 국제 의학학술지인 ‘랜싯’(The Lancet)은 지난 1월 ‘옥스포드-아스트라제네카 코로나19 백신의 효용성’이란 논문을 게재했다. 이 논문에 따르면 영국 옥스포드 대학과 유명 살균소독제 클로르헥시딘을 개발한 아스트라제네카 사가 합작해서 만든 코로나19 백신은 세계 최초의 비상업용 백신이다. 논문 출간 당시 58개의 백신이 세계적으로 개발중이었으며, 아스트라제네카 백신은 후진국과 개발도상국에 백신 공급을 목표로 만들어졌다. 논문은 아스트라제네카 백신의 영국, 남아프리카공화국, 브라질에서 이뤄진 중간 임상시험 결과를 공개했다. 논문에 따르면 백신 접종 이후 횡단성 척수염 증상이 3건 나타났다. 횡단성 척수염은 척추뼈 속에 있는 척수에 감염으로 인한 염증이 발생하는 질환이다. 척수는 척추뼈 속에 자리한 신경세포다. 신경세포에 염증이 발생하면 척수가 제 기능을 하지 못해 감각 이상이나 운동 저하 등이 생기고, 몸의 특정 부위가 마비될 수 있다. 초기에 치료가 제때 이루어지지 않거나 증상이 심하면 하반신 마비 등 치명적인 후유증이 남을 수도 있다. 1건은 접종 14일 뒤 횡단성 척수염이 발생했는데, 40도를 넘는 고열이 동반됐다. 다른 두 건은 각각 접종 14일과 68일 뒤에 횡단성 척수염 증상이 발생했다. 논문은 횡단성 척수염으로 인해 일시적으로 임상시험이 중단됐으나 모든 시험 참가자들은 회복됐거나 회복중이라고 밝혔다. 이날 코로나19 예방접종대응추진단(추진단)에 따르면 백신 접종 후 신규 이상 반응으로 신고된 사례는 총 935건으로 집계됐다. 사망 신고는 총 15명이다. 앞서 추진단은 지난 7일 열린 ‘예방접종 피해조사반’ 회의 검토 결과 이미 보고된 사망 사례 8명에 대해 “접종 후 이상반응과 사망과의 인과성이 인정되기 어려운 경우로 잠정적으로 판단했다”고 밝힌 바 있다. 이상반응 신고를 백신 종류별로 구분해보면 아스트라제네카 백신 관련이 5755건으로, 전체의 99.5%를 차지했고, 화이자 백신 관련 신고는 31건이다. 아스트라제네카 백신 접종자는 43만 8890명으로 화이자 백신 접종자 8051명보다 월등히 많다. 접종자 대비 이상반응 신고율은 아스트라제네카 백신이 1.31%, 화이자 백신이 0.39%다. 윤창수 기자 geo@seoul.co.kr

건강검진을 받으러 가면 의사의 문진에서 빠지지 않는 것이 “최근 갑자기 살이 빠지지는 않았나”이다. 입맛이 없어지고 이유 없이 갑자기 살이 빠지는 것이 암 환자의 대표 증상이기 때문에 묻는 것이다. 한국생명공학연구원 질환표적구조연구센터, 바이오나노연구센터, 카이스트, 서울아산병원 공동연구팀은 암세포에서 특이적으로 분비되는 특정 단백질이 뇌신경세포의 특정 수용체를 통해 식욕조절 호르몬에 영향을 미쳐 암 환자의 섭식장애를 일으킨다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 셀 바이올로지’에 실렸다. 암세포와 악성 종양조직은 다양한 분비물과 염증유도인자를 분비해 정상조직의 기능을 낮춘다. 이 때문에 암 환자에게서는 각종 합병증이 발생하고 생존율이 낮아지는 것이다. 대표적인 합병증이 ‘암 악액질 증후군’으로 섭식장애와 지속적인 체중감소 현상을 동반해 암 치료효과과 생존율이 낮아진다는 것이다. 연구팀은 암 유전인자를 주입한 초파리를 이용해 실험한 결과 암 세포에서 나온 특정 단백질(Dilp8 펩타이드)이 눈에 띄게 증가되고 뇌신경세포 수용체를 통해 식욕조절 관여 신경펩타이드 호르몬 발현을 변화시켜 섭식장애를 일으키는 것이 관찰됐다. 생쥐에게 암을 유발시킨 뒤 관찰한 결과도 마찬가지로 특정 단백질이 증가해 섭식장애가 유발된다는 것이 확인됐다. 암세포에서 분비되는 단백질을 일반 생쥐 뇌에 직접 주입하면 먹이 섭취량과 체중이 줄어드는 것이 관찰됐다. 또 악액질 증후군이 가장 많이 발생하는 췌장암 환자를 대상으로 임상 연관성 연구를 실시한 결과 섭식장애가 나타난 환자에게서는 특정 단백질 농도가 높게 나타나는 것이 확인됐다. 연구를 이끈 유권 생명공학연구원 박사는 “이번 연구결과를 바탕으로 특정 단백질에 의한 신호전달체계를 조절할 수 있는 치료제를 개발한다면 암 환자의 섭식장애를 개선해 암 치료효과를 더 높일 수 있을 것”이라고 설명했다. 유 박사는 “일반인 대상으로 섭식조절을 통한 대사 불균형 문제를 해결할 수 있는 대사질환 치료제 개발에도 도움이 될 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미세한 벌레의 신경망을 본뜬 인공지능이 발전을 거듭하고 있다. 모델은 흙속에서 박테리아를 먹고사는 예쁜꼬마선충. 지금까지 인류가 가장 완벽하게 파악한 동물이다. 배양과 보존, 관찰이 쉬운 데다 수명이 2~3주에 불과해 연구에 안성맞춤이다. 길이 1㎜의 이 투명한 벌레는 암수 한 몸이 99%, 수컷이 1%다. 성충의 체세포 숫자는 딱 959개(수컷은 1031개), 신경세포는 정확히 302개(수컷은 385개)다. 다세포 생물 중 유전체 전체의 DNA 서열, 즉 게놈이 모두 밝혀진 최초의 동물이다. 두 차례의 노벨생리의학상(2002년 세포자살, 2006년 RNA 간섭)에 직접 기여했으며 2008년에는 녹색형광단백질 연구에 이용돼 노벨화학상 수상에 한몫했다. 2019년에는 뉴런(신경세포) 전체의 연결망을 그린 지도, 즉 커넥톰이 완성돼 과학저널 네이처의 표지를 장식했다. 무엇보다 이 벌레는 자연에서 매우 다양한 행동을 한다. 예컨대 좋아하는 온도를 찾아가고, 수컷이 배고플 때는 먹이를, 배부를 때는 짝짓기 상대를 찾아간다. 먹고 배탈이 난 먹이는 다시 먹지 않고, 주변에 먹이가 적으면 알을 덜 낳으며, 술에 취하면 물에서 수영하는 행태와 땅에서 기어가는 행태를 뒤섞어서 보인다. 단순한 구조에도 불구하고 정보를 효율적이고 조화롭게 처리하는 능력을 갖춘 것이다. 이 같은 성능은 인공지능 연구자들의 눈길을 끌었다. 지난해 10월 미국 MIT와 오스트리아 과학기술대의 공동 연구진이 ‘네이처기계지능’에 발표한 논문을 보자. 이들은 예쁜꼬마선충의 신경계를 모방하는 새로운 수학 모델을 개발해 인공신경망에 장착했다. 인공신경망은 살아 있는 뇌와 마찬가지로 서로 연결된 많은 신경세포로 구성된다. 특정 세포의 활성화 여부는 수신하는 신호를 합산해 결정된다. 합계값이 어떤 문턱값을 넘으면 해당 세포는 자신과 연결된 신경세포들에 신호를 보낸다. 다음 세포들에게서도 동일한 과정이 반복된다. 신경망에서는 이러한 문턱값 혹은 가중치를 매개변수라고 한다. 이들 매개변수에 대한 조정은 신경망이 특정한 과제를 해결할 수 있을 때까지 자동학습 과정을 통해 계속된다. 연구팀은 자율주행차의 차선 유지라는 과제를 선정했다. 도로의 이미지가 계속 입력되면 이를 바탕으로 핸들을 오른쪽으로 꺾을지, 왼쪽으로 꺾을지를 결정하는 것이다. 이들의 알고리즘은 다른 최첨단 기계학습 알고리즘보다 훨씬 간단했지만 성능은 뒤지지 않는 것으로 나타났다. 논문의 저자들은 “오늘날 수백만 개의 매개변수가 있는 심층학습 모델은 자율주행과 같은 복잡한 작업을 학습하는 데 자주 사용된다. 그러나 우리는 새로운 접근 방식을 통해 신경망의 크기를 100분의1 규모로 줄일 수 있었다. 이 시스템에서 사용하는 훈련 가능한 매개변수는 7만 5000개에 불과하다”고 밝혔다. 이 연구팀은 지난주 미국에서 열린 인공지능학술대회(AAAI)에서 진전된 성과를 발표했다. 훈련 단계뿐만 아니라 업무수행 과정에서도 학습을 계속하는 인공신경망을 개발한 것이다. 유연하게 모습을 바꾼다는 의미에서 ‘액체’망이라는 이름을 붙였다. 새로운 데이터 입력에 지속적으로 적응하도록 기본 방정식의 매개변수를 변경하는 게 특징이다. “앞으로 로봇제어, 자연어와 영상 처리 등 모든 형태의 시계열 데이터를 처리하는 성공적인 방법이 될 것”이라고 논문의 주 저자인 라민 하사니는 말한다. 또한 대부분 신경망의 행태는 학습단계 후에 고정되므로 수신하는 데이터 흐름의 변화에 적응하지 못한다. 폭우로 인해 자율주행 차량의 카메라 시야가 가려지는 경우에 제대로 작동하지 못하는 것이다. 이와 달리 ‘액체’ 신경망은 예상 밖이거나 잡음이 심한 데이터에 더 탄력적으로 대응할 수 있다. 새 신경망은 다른 최첨단 시계열 알고리즘을 몇 퍼센트 포인트로 앞서는 성능을 보였다. 대기 화학에서 교통 패턴에 이르기까지 데이터 세트의 미래값을 보다 정확하게 예측한 것이다. 또한 네트워크의 크기가 작은 덕분에 막대한 컴퓨팅 능력을 동원하지 않고도 과제를 수행했다. 저자들은 “자연에서 영감을 받은 뛰어난 신경망은 미래 지능 시스템의 핵심 요소가 될 수 있다”고 말한다.

백군기 용인시장은 관내 바이오기업인 (주)지엔티파마가 개발한 반려견 인지기능장애 치료제가 국내 최초로 신약 승인을 받은 것과 관련해 “기업도시의 위상을 높여 무척 기쁘다”고 말했다. 16일 용인시에 따르면 백 시장은 지난 15일 시청 시장실에서 지엔티파마의 곽병주 대표와 만나 이같이 말하고 경영활동을 위한 행정적 지원을 약속했다. 이는 지엔티파마가 개발한 반려견 인지기능장애증후군 치료제 크리스테살라진(상품명 ‘제다큐어’)이 지난2일 농림축산검역본부로부터 국내 첫 동물의약품 품목허가를 받은데 따른 것이다. 지엔티파마가 과학기술정보통신부와 보건복지부, 경기도 등의 지원을 받아 개발한 크리스테살라진은 알츠하이머 치매의 원인인 뇌신경세포 사멸및 아밀로이드 플라크 생성을 유발하는 것으로 알려진 활성산소와 염증을 동시에 억제하는 다중표적약물이다. 이 자리에서 곽 대표는 “제다큐어가 인지기능 장애를 앓고 있는 반려견에게 약효와 안전성이 입증된 만큼 노령견의 건강유지에 큰 기여를 할 것으로 보인다”고 말했다. 이어 “향후 국내는 물론 해외시장으로 판로가 열리면 엄청난 양의 생산설비 구축이 필요한데 시에서 긍정적으로 협조해주기 바란다”고 요청했다. 백 시장은 “지엔티파마가 대한민국을 대표하는 기업으로 시의 위상을 높여줘 감사하며 신약 승인을 진심으로 축하한다”며 “경영활동에 도움이 되도록 다양한 행정지원으로 뒷받침 할 것”이라고 말했다. 한편 지엔티파마는 크리스데살라진의 품폭허가가 승인됨에 따라 전 세계 반려견 치매치료제 시장 선점을 위한 본격적인 준비에 들어갔다. 제다큐어의 미국 및 PCT(다자간 특허협력조약) 국제 특허출원을 마치고 글로벌 동물용의약품 제약회사와 전세계 판매를 위한 협의를 진행하고 있다. 또 올해안으로 알츠하이머 치매 치료제의 인체 대상 임상시험도 진행할 계획이다. 김병철 기자 kbchul@seoul.co.kr

경기도 바이오기업이 개발한 반려견 치매치료제가 정부의 승인을 받았다. 국내는 물론 세계 최초의 반려견 치매 다중표적 뇌세포신약이다. 용인 소재 ㈜지엔티파마는 반려견 인지기능장애증후군(치매) 치료제로 개발해온 크리스데살라진(상품명 제다큐어 츄어블정)이 농축산검역본부로부터 동물의약품 품목허가를 받았다고 10일 밝혔다. 지엔티파마가 과학기술부, 보건복지부, 경기도 등의 지원을 받아 개발한 ‘크리스데살라진’은 알츠하이머 치매의 원인인 뇌신경세포 사멸및 아밀로이드 플라크 생성을 유발하는 것으로 알려진 활성산소와 염증을 동시에 억제하는 다중 표적약물이다. 반려견의 인지기능장애증후군은 사람의 알츠하이머성 치매와 유사해 주인을 몰라볼뿐 아니라 방향감각 상실, 밤과 낮의 수면 패턴 변화, 잦은 배변실수, 식욕변화 등 증상을 보인다. 9세 이상 반려견중 22.5%가 치매에 걸리는 것으로 알려졌다. 지엔티파마는 치매에 걸린 반려견 48마리를 대상으로 크리스데살라진이 효과가 있는지 4~8주간 허가용 임상을 진행한 결과 인지기능이 크게 개선되고 치료효과도 유지되는 것으로 확인됐다고 밝혔다. 인지기능장애 평가(CCDR)에서 4주와 8주간 위약(가짜약)을 투여한 반려견의 CCDR 지수(0~80점에서 50점 이상이면 인지기능장애)는 60.7과 65.0으로 나타나 투약전과 큰 변화는 없었다. 그러나 저용량 크리스데살라진(5mg/kg)을 투여한 반려견의 지수는 각각 43과 42.1로 인지기능이 크게 개선됐다. 고용량(10mg/kg)을 투여한 반려견도 약효는 비슷했다. 투약을 종료하고 4주간 관찰한 결과 인지기능개선 효과는 유지됐으며 특이한 부작용은 발견되지 않았다. 임상은 서울대학교 동물병원, N동물의료센터, 대구 동물메디컬센터, 해마루 동물병원, 헬릭스 동물메티컬센터, VIP 동물의료센터 등 6곳에서 진행했다. 임상총괄책임자인 서울대학교 수의과대학 내과학교실 윤화영 교수는 “지금까지 반려견 인지기능장애를 치료할 전문의약품이 없었기 때문에 이번 결과가 반려인들에게는 희소식이 될 것”이라며 “임상시험에서 약효와 안전성이 충분히 입증된 만큼 향후 해외 시장에서 블록버스터급 반려동물용 신약으로 거듭날 것으로 기대된다”고 말했다. 반려견 인지기능장애증후근 치료제는 1998년 미국 식품의약국(FDA) 승인을 받은 파키슨병 치료 약물인 셀레길린이 유일하지만 약효가 제한적인데다 사람의 알츠하이머 치매 환자를 대상으로 한 임상연구에서도 유의적인 효과가 없어 실제 의료현장에서 사용되지 않고 있는 것으로 알려졌다.지엔티파마는 크리스데살라진의 품목 허가가 승인됨에 따라 전 세계 반려견 치매 치료제 시장 선점을 위한 본격적인 준비에 들어갔다. 지난해 크리스데살라진의 동물용 의약품에 대한 미국 및 PCT 국제특허출원을 완료했으며 현재 글로벌 동물용 의약품 제약회사와 전세계 판매를 위한 협의를 진행하고 있다. 또 올해 안으로 알츠하이머 치매 치료제의 인체 대상 임상시험도 진행할 계획이다. 지엔티파마 곽병주 대표이사(연세대학교 생명과학부 겸임교수)는 “반려견 인지기능장애 증후군에서 입증된 크리스데살라진은 난항을 겪고 있는 알츠하이머 치매 치료제 개발에도 희망이 되고 있다”면서 “올해 알츠하이머 치매환자를 대상으로 약효와 안전성을 검증하는 임상연구에 들어가 치매극복의 디딤돌을 놓을 것”이라고 말했다. 김병철 기자 kbchul@seoul.co.kr

박하나 딸기, 비누 냄새를 맡지 못하면 알츠하이머 치매를 의심해야 하며, 이는 알츠하이머를 유발시키는 단백질 이상이 후각신경계 일부에 문제를 일으키기 때문이라는 연구 결과가 나왔다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌·인지과학전공 문제일 교수팀은 가천대 의대, 한국뇌연구원, 네덜란드 마스트리히트대, 독일 막스플랑크 신경유전학연구소 연구진과 함께 알츠하이머 초기에 특정 냄새를 맡지 못하는 증상은 후각신경계 일부 이상 때문이라고 9일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘알츠하이머 연구 및 치료’에 실렸다. 연구팀은 알츠하이머를 앓도록 만든 생쥐와 일반 생쥐를 대상으로 실험을 실시했다. 그 결과 알츠하이머 치매로 인한 후각기능 이상은 후각신경계와 후각신경세포 일부가 사멸되기 때문이라는 사실을 확인했다. 알츠하이머를 일으키는 주요 원인으로 알려진 베타아밀로이드 단백질이 증상 초기에 후각신경계 일부에 많이 축적되는 것도 확인됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

박하나 정향, 비누 냄새를 맡지 못하면 알츠하이머 치매 초기증상을 의심해야 하며 이는 대뇌 전체의 이상이 아니라 후각신경계 일부에 문제가 생기기 때문이라는 연구결과가 나왔다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌·인지과학전공 문제일 교수팀은 가천대 의대, 한국뇌연구원, 네덜란드 마스트리히트대 정신건강·신경과학부, 독일 막스플랑크 신경유전학연구소 연구진과 함께 알츠하이머 초기 특정 냄새를 맡지 못하는 증상은 기존에 알려진 것처럼 중추신경계 문제가 아닌 후각신경계 이상 때문이라고 9일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘알츠하이머 연구 및 치료’에 실렸다. 중앙치매센터에 따르면 2018년 기준으로 65세 이상 노인인구 중 10.2%에 해당하는 약 75만명이 치매를 앓고 있다. 치매환자의 70% 정도가 알츠하이머성 치매를 앓고 있는데 이들은 초기 단계부터 후각기능 저하가 나타나는 것으로 알려졌다. 알츠하이머 환자들은 박하, 정향, 가죽, 딸기, 비누 냄새 등 특정 냄새를 맡지 못하는데 원인이 정확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 알츠하이머를 앓도록 만든 생쥐와 일반 생쥐를 대상으로 행동실험과 생리학 실험을 실시했다. 그 결과 알츠하이머 치매로 인한 후각기능 이상이 대뇌 중추신경 이상 때문에 발생한다는 기존 주장들과 달리 후각신경계와 후각신경세포 일부가 사멸되기 때문이라는 사실을 확인했다. 알츠하이머를 일으키는 주요 원인으로 알려진 베타아밀로이드 단백질이 증상 초기에 후각신경계 영역 중 외측 비갑개부터 배쪽 후각구 영역에서 특히 많이 축적되는 것을 관찰했다. 또 후각영역의 신경연결정도를 수치화하는 방법을 개발해 분석한 결과 후각신경세포의 퇴화와 재생의 균형이 알츠하이머 치매 초기부터 무너진다는 것도 밝혀냈다. 연구팀은 이번 연구가 초기 알츠하이머 치매 환자나 위험군 조기선별을 위한 새로운 진단법 개발에 도움을 줄 것으로 보고 있다. 문제일 DGIST 교수는 “이번 연구는 알츠하이머는 물론 다른 퇴행성 뇌질환 진행 초기에 후각신경계와 중추신경계 간 연관성을 규명한 것으로 추후 알츠하이머 치매 위험군 조기선별 기술 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

동물은 전기적 신호를 이용해서 근육과 신경을 제어한다. 심장 상태를 측정하는 기본 검사법인 심전도 측정이나 뇌의 기능을 조사하는 뇌파 측정 모두 이런 체내 전류 활동을 측정하는 방식이다. 물론 인간 이외에 다른 동물에서도 생체 전기 신호를 측정할 수 있다. 과학자들은 동물의 생체 전류를 측정해 여러 가지 연구를 진행해왔다. 생체 전기 신호를 조사하면 동물의 감각 기관이나 근육, 뇌의 역할과 작동 기전을 더 상세히 알아낼 수 있기 때문이다. 그런데 식물의 경우 신경세포가 없기 때문에 생체 전기 신호를 측정하기 어렵다. 식물의 생체자기장 (biomagnetic field)는 설령 존재하더라도 매우 미약해 일반적인 측정 장비로는 관측하기 힘들다. 초전도 양자간섭기 (superconducting-quantum-interference-device(SQUID)) 같은 매우 고가의 복잡한 관측 장비로만 일부 식물의 생체자기장을 측정할 수 있을 뿐이다.  마인츠 요하네스 구텐베르크 대학이 이끄는 독일 연구팀은 파리지옥(Venus flytrap, 학명 Dionaea muscipula)의 생체자기장을 측정할 수 있는 보다 간단한 방법을 개발했다. 파리지옥은 이름처럼 파리를 비롯한 작은 곤충을 잡아먹는 식충식물로 입을 벌린 조개처럼 생긴 덫을 이용해 먹이를 잡는다. 곤충이 덫 안에 있는 작은 털인 감각모를 건드리면 마치 동물 신경세포처럼 세포막의 전위가 갑자기 변하는 활동전위가 발생해 순식간에 덫이 닫히면서 먹이를 잡는 방식이다. 이때 발생하는 생체 전류는 동물보다 훨씬 약하지만, 그래도 다른 식물보다는 강한 자기장을 만든다.  연구팀은 이 생체 자기장을 측정하기 위해 원자 자력계의 일종인 QZFM (QuSpin Zero-Field Magnetometers) 네 개를 사용했다. 파리지옥이 생성하는 자기장은 지구 자기장의 백만분의 1 수준인 0.5 피코테슬라 (picotesla)에 불과하기 때문에 지구 자기장이나 다른 자기장에 의한 간섭을 피하기 위해 자기 차폐 시설에 넣은 후 연구팀이 개발한 원자 자력계를 이용해서 생체 자기장을 측정했다. (사진) 그 결과 감각모가 흥분할 때 발생하는 파리지옥의 생체 자기장을 측정하는 데 성공했다. 연구팀은 이 기술이 매우 미세한 생체 자기장을 지닌 동식물을 연구하는 데 큰 도움이 될 것으로 기대하고 있다. 비싸고 다루기 까다로운 초전도 양자간섭기 같은 장비 없이도 매우 미세한 생체 자기장을 측정할 수 있기 때문이다. 현대 과학은 이런 관측 기술의 발전과 함께 진보했다. 앞으로도 측정 기술의 진보는 계속될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

우울증은 이전에는 단순히 기분이 저하된 상태로 알려져 ‘마음의 감기’라며 누구나 한 번쯤 경험하는 것으로 잘못 알려져 왔었다. 그렇지만 우울증은 생각이나 사고과정, 동기, 의욕, 행동, 수면, 신체활동 등 전반적인 정신적, 육체적 기능이 저하돼 심할 경우는 죽음에 이르는 경우도 많은 심각한 정신질환이다. 우울증의 정확한 발병 원인에 대해서는 알려져 있지 않은 상태이다. 이 같은 상황에서 신경과학자들이 우울증을 유발시키는 뇌세포를 찾아냈다. 캐나다 맥길대 더글라스 정신건강연구소, 신경과학통합연구센터, 맥길대 의대 정신과학과 공동연구팀은 우울증으로 사망한 성인과 다른 원인으로 급사한 사람의 뇌세포를 분석한 결과 우울증을 앓는 사람들에게서 유독 많이 발견되는 뇌세포를 발견했다고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학분야 국제학술지 ‘최신 정신과학’ 5일자에 실렸다. 최근 국내 연구진은 몸 속 염증이 뇌에 영향을 미쳐 우울증을 일으킬 수 있다는 연구결과를 내놓기도 했다. 많은 연구자들이 우울증은 체내 염증이 신경세포에 영향을 미치거나 특정 뇌신경세포가 우울증을 유발시킬 것이라고 보고 있다. 이 같은 가운데 연구팀은 맥길대 부속병원의 윤리위원회의 승인을 받아 우울증으로 사망한 10명과 우울증을 포함한 정신질환이 아닌 다른 신체증상으로 인해 급사한 10명의 뇌 조직을 비교했다. 연구팀은 기억과 학습에 관여하는 것으로 알려진 뇌 해마 부위에 존재하는 성상교세포의 GFAP와 비멘틴이라는 단백질에 주목했다. 성상교세포는 별 모양의 형태를 하고 있는데 신경세포에 영양공급, 이온농도 조절, 노폐물 제거 등 역할을 한다. 뇌 조직 분석결과 우울증을 앓았던 사람들의 뇌에서는 전반적으로 성상교세포 숫자가 줄고 비멘틴 GFAP도 눈에 띄게 줄어든 것이 확인됐다. 또 성상교세포의 구조나 형태는 일반인이나 우울증 환자나 다르지 않았지만 세포의 분포와 숫자에서 확연히 차이가 났다. 중증 우울증으로 진행될 수록 성상교세포의 숫자는 급격히 줄어드는 것으로 조사됐다. 우울증이 다른 요인들도 있겠지만 뇌 세포의 구성과도 밀접한 관련이 있을 것으로 연구팀은 보고 있다. 이 때문에 성상교세포의 감소를 막아주면서 자연스럽게 뇌 기능을 강화하는 방법을 찾는 것이 우울증 개선에 도움을 줄 수 있으며 장기적으로는 치매와 같은 기억 관련 질환도 예방할 수 있을 것이라고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끌고 우울증과 자살에 있어서 뇌 염증의 역할을 연구하고 있는 나귀브 메차와르 교수는 “이번 연구는 우울증 유발에 관여하는 뇌세포를 찾아냄으로써 효과적인 신개념의 우울증 치료제를 개발할 수 있을 뿐만 아니라 부작용이 없는 효과적 우울증 치료가 가능해지도록 도울 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 자석의 자기장과 유전공학 기술을 결합해 뇌 신경세포를 활성화시키는 방법을 찾아 걷지 못하는 생쥐를 걷게 만들었다. 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단, 연세대 고등과학원 공동연구팀은 자기장을 이용해 뇌 운동신경을 무선, 원격으로 정밀제어할 수 있는 ‘나노 자기유전학’ 기술을 개발했다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘네이처 머티리얼즈’ 29일자에 실렸다. 자기장은 자기공명영상(MRI) 같은 영상의학장치에 쓰이면서 질병진단에 활용되고 있지만 치료에는 거의 활용되지 못하고 있다. 연구팀은 자석의 자기장을 이용해 미세한 토크힘을 발생시킬 수 있는 나노나침반을 개발했다. 토크힘은 물체에 작용해 물체를 회전시킬 수 있는 능력을 말한다. 연구팀이 개발한 나노나침반의 토크힘은 뇌세포의 ‘피에조-1’ 이온채널을 열어 뇌신경 신호전달이 가능한 것으로 확인됐다. 이온채널은 세포 내부 이온농도를 조절하는 막단백질을 말한다.연구팀은 생쥐의 우뇌 운동신경부위에 나노나침반을 주입한 다음 자기장을 가했다. 그 결과 칼슘이온이 세포 내로 유입돼 원하는 부위의 운동능력을 촉진시키는 것이 확인됐다. 실제로 쥐의 왼발 운동신경이 활성화되고 운동능력이 5배 정도 향상되는 것이 관찰됐다. 이번에 개발된 나노자기유전학 장치는 중심지름이 70㎝ 정도의 MRI 장비에서도 작동이 가능하고 사람의 뇌를 포함한 인체에 25mT(밀리테슬라)의 자기장을 전달할 수 있는 것으로 확인됐다. 자기장은 인체 침투력이 좋기 때문에 운동장애가 발생하는 파킨슨병은 물론 암 같은 난치병 치료에도 활용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 천진우 IBS 단장(연세대 화학과 교수)은 “이번에 개발된 나노자기유전학은 원하는 세포를 유전공학으로 선택한 뒤 무선, 원격으로 특정 뇌 부위를 활성화시킬 수 있는 방법으로 자리잡아 뇌의 작동원리 규명과 질환 치료 등 뇌과학의 새로운 지평을 열게 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 오랫 동안 배터리 교체 없이 스마트폰으로 뇌 신경회로를 조절할 수 있는 장치를 개발했다. 카이스트 전기및전자공학부, 연세대 의대 공동연구팀은 동물을 이용해 장기간 뇌 기능 연구를 해야할 때나 중독 같은 정신질환, 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환치료에도 적용할 수 있는 무선 충전 가능한 광(光)유전학 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 22일자에 실렸다. 광유전학은 빛을 이용해 특정 신경세포만 제어할 수 있는 기술로 현재는 뇌기능 연구에 많이 활용되고 있는데 각종 뇌질환 치료에도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대되고 있다. 기존 광유전학 기술은 외부 장치와 연결된 광섬유를 뇌에 이식해 신경세포에 빛을 전달하는 방식이었다. 문제는 유선 방식의 광유전학 기술은 동물 실험시 움직임을 제한하기 때문에 복잡한 동물실험이 어렵다는 점이다. 이 때문에 최근에는 무선 광유전학 기술이 나오고 있지만 배터리 용량의 한계로 주기적으로 교체해야 하거나 무선으로 전력공급 받는 동안 동작이 안정적이지 못하다는 한계가 있었다. 이에 연구팀은 배터리 무선충전과 장치의 무선제어가 가능한 회로를 만들어 마이크로LED 탐침과 결합시켰다. 생체 이식후 기기에 의해 주변 뇌조직이 손상되는 것을 막기 위해 생체적합성 소재로 만든 이번 장치는 무게가 1.4g에 불과하고 실험대상이 움직이는 동안에도 배터리의 무선충전이 가능하고 스마트폰 어플리케이션(앱)으로 광자극을 조절할 수 있다. 연구팀은 이번에 개발한 생쥐의 두피 안으로 완전히 이식한 상태에서 실험한 결과 무선 충전이 가능하다는 것을 확인했다. 또 중독성 약물인 코카인에 중독되도록 한 생쥐의 뇌 부위에 무선으로 빛을 전달해 코카인 중독증상을 억제하는 것도 확인했다. 정재웅 카이스트 교수는 “이번에 개발된 장치는 체내에 이식한 뒤 무선 충전이 가능하기 때문에 배터리 교체를 위한 추가 수술이 필요 없이 반영구적으로 사용이 가능하다”며 “이번 기술은 뇌 이식용 장치 뿐만 아니라 인공 심박동기, 위 자극기 등 다양한 생체 이식용 기기에도 적용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

많은 사람들은 인생의 황혼기인 노년을 존엄하고 행복하게 보내길 원한다. 행복한 노년을 위해서 필수요건은 다름 아닌 건강이다. 특히 다양한 요인으로 발생하는 치매는 서서히 기억을 잃게해 자신이 누구인지까지 망각하게 만들어 노인들이 가장 두려워하는 퇴행성 뇌질환이다. 국내 연구진이 치매의 주요 원인인 알츠하이머 발병 메커니즘을 새로 찾아내 주목받고 있다. 한국뇌연구원 신경회로연구그룹은 알츠하이머를 앓다 사망한 환자의 뇌조직과 유전자 변형으로 알츠하이머를 유발시킨 생쥐를 이용해 실험한 결과 뇌신경세포 시냅스의 단백질 중 하나인 ‘RAPGEF2’ 발현 이상이 알츠하이머 환자의 시냅스 손상을 일으키는 원인이라고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘신경병리학 및 응용신경생물학’에 실렸다. 치매 원인의 75%를 차지하고 있는 알츠하이머는 기억력 상실, 양극성장애, 언어장애, 운동장애, 망상 등에 시달리게 한다. 알츠하이머 원인에 대해 베타아밀로이드 단백질이나 타우 단백질이 뇌에 비정상적으로 침착되기 때문으로 알려져 있다. 베타아밀로이드 단백질 침착은 뇌신경세포 시냅스를 손상시켜 인지장애를 유발시키는 것으로 알려져 있지만 정확한 발병 메커니즘을 모르기 때문에 근본적인 치료도 불가능한 상황이다. 연구팀은 알츠하이머를 앓다가 사망한 환자의 뇌 조직과 유전자 변형을 통해 알츠하이머를 유발시킨 생쥐의 뇌를 분석한 결과 공통적으로 RAPGEF2라는 단백질이 비정상적으로 활성화돼 있다는 사실을 발견했다. 신경생물학적 방법으로 분석한 결과 베타아밀로이드 단백질이 RAPGEF2 단백질의 과발현을 촉진시키고 이것들이 다시 하위 신경경로를 활성화시켜 시냅스 손실과 손상을 가져온다는 것이다. 또 전자현미경 관찰과 행동분석을 통해 생쥐에게 RAPGEF2 단백질 발현을 억제시키면 베타아밀로이드 단백질이 늘어나더라도 시냅스의 감소를 막을 수 있을 뿐만 아니라 인지기능 손상도 차단된다는 것도 알아냈다. 이계주 박사(신경회로연구그룹장)는 “이번 연구는 알츠하이머 초기에 나타나는 신경세포 손상의 분자적 메커니즘을 규체적으로 규명했다는데 의미가 크다”라며 “알츠하이머 같이 시냅스 손상성 뇌질환의 새로운 치료법 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr