가장 단순한 생명체인 박테리아는 세포 분열을 통해 번식한다. 하지만 세포 분열을 거듭하면서 점점 유전적 오류가 쌓이고 일부 유전자를 잃어버릴 수 있어 세균끼리 유전자를 교환해 문제를 해결한다. 하지만 다세포 생물은 이런 방식으로 유전자를 교환하기 힘들기 때문에 유성생식을 통해 문제를 해결한다. 아무리 큰 다세포 생물도 수정될 때는 수정란 한 개에서 시작하기 때문에 부모에게서 유전자를 받아 혹시 모를 유전자 결손에 대비하는 것이다. 또 결함이 없는 유전자라도 서로 다른 유전자를 섞어 새로운 형질을 지닌 후손을 만들면 다양한 환경에 잘 적응할 수 있고 진화 속도도 빠르게 할 수 있다. 따라서 생명체는 단순한 무성생식 생물에서 복잡한 유성생식 생물로 진화하는 경향이 있다. 짝짓기가 상당한 위험이 따르는 일이고, 혹시 짝짓기에 성공하지 못하면 후손을 남길 수 없다는 치명적인 단점이 있는데도 유성생식이 고등 생물에서 일반적인 생식 방법이 된 것은 이런 이유가 있는 것으로 풀이된다. 하지만 과학자들은 성의 진화가 생각보다 단순하지 않다는 사실을 발견했다. 과학자들을 골치 아프게 만든 사실 중 하나는 처녀생식(parthenogenesis)이 존재한다는 것이다. 짝을 찾을 수 없는 환경에서 암컷이 수컷과의 짝짓기 없이 후손을 만드는 것을 처녀생식이라고 하는데, 곤충은 물론 제법 복잡한 척추동물인 양서류나 파충류에서 볼 수 있다. 처녀생식 자체는 유성생식을 부정하는 개념이 아니다. 예를 들어 진딧물은 적당한 식물을 찾으면 무성생식을 통해 빠른 속도로 번식한다. 좋은 환경을 찾으면 짝을 찾는 데 시간을 소비하지 않고 바로 자손을 퍼뜨려 숫자부터 늘린다. 진딧물은 다른 포식자의 공격 앞에 무력하지만, 이렇게 탁월한 번식력으로 약점을 극복한다. 그리고 겨울이 오기 전에 짝짓기를 통해 유전자를 보완하고 알을 남긴다. 일부 곤충은 분명 유성생식을 하는 조상에서 진화했는데도 무성생식으로 발달하기도 했다. 일본 국립기초생물학연구소의 토모나리 나자키 교수가 이끄는 연구팀은 일본에서 자생하고 있는 대벌레(학명 Ramulus mikado) 수컷을 연구했다. 매우 드문 생물인 대벌레는 처녀생식으로 번식하는데도 수컷에서 짝짓기 활동이 포착됐기 때문이다. 코모도 왕도마뱀 같은 경우 수컷은 ZZ, 암컷은 ZW 염색체를 지니고 있다. 암컷이 ZZ 염색체를 지닌 알을 혼자 낳으면 새끼는 수컷이 될 수 있다. 아비 없이 태어난 수컷은 다른 암컷과 짝짓기를 해 유전자를 교환하기도 한다. 그러나 대벌레 수컷을 연구해보니 짝짓기만 할 뿐 유전자는 전혀 전달하지 않는 것으로 나타났다. 이 수컷은 전혀 필요 없는 짝짓기 흉내만 내고 있었다. 처녀생식에 주로 의존한 일부 생물종은 아예 모든 개체가 암컷으로 진화하는 경우도 있다. 아마도 이 대벌레는 그 직전 단계인 것으로 보인다. 이렇게 처녀생식으로 진화하는 현상은 성의 진화를 연구하는 과학자들에게 큰 수수께끼로 남아 있다. 앞서 언급한 것처럼 무성생식에는 큰 약점이 있기 때문에 상당수 동식물이 최소한 일부라도 유성생식으로 번식한다. 하지만 반대로 돌아가는 일부 예외 역시 이유가 있을 것이다. 그 이유가 무엇인지 알아내기 위해 과학자들은 연구를 계속 진행할 것이다.

비만 청소년은 건강한 체중의 또래보다 야식을 더 많이 먹고, 이런 식습관은 생체 시계의 영향을 많이 받는다는 연구 결과가 나왔다. 미국 하버드대 의대, 브리검여성병원, 매사추세츠 종합 병원, 브라운대 의대 공동 연구팀은 식습관이 평생 건강에 영향을 미치는 취약 연령대인 청소년의 일주기 리듬, 체중, 식습관 사이에 뚜렷한 관계가 있다고 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 2월 18일 자에 실렸다. 2030년까지 미국인 절반 가까이가 당뇨와 암을 비롯한 만성 질환 원인이 되는 비만을 앓을 것이라고 예측된다. 이전 연구에서는 수면, 식사 패턴, 체중 증가 사이의 연관성이 있는 것으로 알려졌지만, 생체 시계라고 하는 일주기 시스템이 식습관에 어떤 영향을 미치는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 일주기 시스템은 거의 모든 장기, 조직, 세포에 존재하는 수조 개의 시계로 구성돼 있으며, 낮과 밤 주기에 따라 인체에 영향을 미친다. 일주기 시스템의 영향은 유전적, 행동적, 환경적 요인의 조합으로 사람마다 다르다. 연구팀은 12~18세 남녀 청소년 51명을 대상으로 실험했다. 이들은 체질량지수(BMI)에 따라 24명은 정상, 13명은 과체중, 14명은 비만 그룹으로 나눴다. 참가자들은 28시간 수면-각성 주기를 7번 반복하며, 수면 중에는 완전히 어둡게 하고, 깨어있을 때도 조명을 어둡게 했으며, 24시간에 따라 움직이는 일주기 리듬에 대한 외부 영향을 통제하기 위해 시계와 햇빛 등을 완벽히 차단했다. 또 참가자들은 모두 연구 기간 같은 공간에 머물게 했다. 또 실험 참가 청소년들은 깨어 있을 때는 표준화된 메뉴로 정해진 시간에 하루 6번 언제든지 식사를 할 수 있었다. 참가자들은 원하는 때와 횟수를 정할 수 있었고, 원하는 만큼 음식을 섭취할 수 있도록 했다. 나머지 시간에는 공예, 화면 조명을 어둡게 한 상태에서 영화 감상, 게임 등 다양한 활동을 할 수 있었다. 연구팀은 청소년 참가자들이 섭취한 음식과 칼로리, 식사 횟수와 시간을 조사했다. 그 결과, 낮과 밤의 일주기 시스템 변화가 모든 참가자의 음식 섭취량에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 모든 조건을 보정하더라도 세 그룹 모두 아침 시간에 식사량이 가장 적었고, 늦은 오후와 이른 저녁에 음식 섭취량이 가장 많은 것으로 조사됐다. 특히, 과체중이나 비만 청소년은 건강한 체중을 가진 또래보다 더 많은 칼로리를, 더 늦은 시간에 섭취하는 것으로 조사됐다. 연구팀에 따르면 세 그룹 간, 집단 내 총수면 시간에는 차이를 보이지 않았지만, 늦은 시간에 음식을 섭취하는 청소년들이 비만, 과체중이 되기 쉽다. 연구팀은 일주기적 음식 섭취량 조절이 체중 변화에 영향을 미치는지, 체중 변화가 일주기적 음식 섭취량 조절에 영향을 미치는지, 두 가지 모두 복합적으로 작용하는지는 추가 연구로 밝혀낼 예정이다. 연구를 이끈 프랭크 A.J.L. 쉬어 하버드대 의대 교수(수면 의학)는 “이번 연구는 음식 섭취가 인체 내부 생체 시계에 의해 조절된다는 사실을 처음으로 입증해 냈다”라며 “추가 연구를 통해 건강 개선을 위한 식이 요법 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.

평일 기준 하루 11시간 ‘좌식생활’게임 등 여가시간도 앉아서 보내학습 위해 앉아 있는 시간은 줄어 우리나라 청소년들이 하루 약 10시간을 ‘앉아서’ 생활하는 것으로 조사됐다. 학업 부담과 부족한 체육 수업 등으로 가뜩이나 잘 움직이지 않는 청소년들이 코로나19 팬데믹(대유행)을 겪으며 앉아서 지내는 시간이 늘어난 것이다. 17일 한국보건사회연구원의 ‘학교 기반 청소년 비만 예방정책 개선 방향 연구’에 따르면 질병관리청의 2017~2023년 청소년 건강행태 조사 결과 중고교생이 하루에 앉아서 보낸 시간은 2023년 기준 평일 11.02시간, 주말 9.21시간이었다. 2017년엔 평일 10.19시간, 주말 8.45시간이었는데 6년 새 50분 정도 늘어났다. 공부하려고 앉아 있는 시간은 줄었지만 스마트폰이나 인터넷 게임 등을 목적으로 앉아 있는 시간은 늘었다. 학습을 위해 앉아 있는 시간은 2017년 평일 평균 7.64시간, 주말 3.92시간이었지만 2023년에는 각각 7.59시간, 3.84시간으로 조금 줄었다. 반면 학습 이외 목적으로 앉아 있는 시간은 2017년 평일과 주말 평균 2.55시간, 4.53시간이었지만 2023년에는 각각 3.44시간, 5.37시간으로 늘어났다. 특히 주말엔 학습 이외의 목적으로 앉아서 보낸 시간이 팬데믹 때인 2020년(5.48시간), 2021년(5.32시간)보다도 길어졌다. 연구팀은 “코로나19 팬데믹이 발생한 2020년에 청소년들이 학습 목적으로 앉아서 보낸 시간은 요일 상관없이 모두 크게 줄었지만 학습 이외 목적으로 앉아서 보낸 시간은 증가했다”며 “이런 추세가 2023년까지 유지되고 있어 청소년의 여가시간이 좌식화하고 있음을 알 수 있다”고 분석했다. 세계보건기구(WHO)는 청소년에게 매일 1시간 이상 심장박동이 증가하거나 숨이 찰 정도를 뜻하는 중강도 이상 신체활동을 권고하지만, 국내 청소년들의 신체활동 수준은 매우 낮다. 주 5일 이상 하루 60분 숨이 찰 정도의 신체활동 실천율은 2017년 13.8%에서 2023년 17.1%로 소폭 증가했지만 다른 나라와 비교하면 여전히 낮다. 그러는 동안 청소년 비만율은 2017년 10.0%에서 2023년 12.0%로 늘었다.

체중 감량과 건강 유지를 위해 ‘간헐적 단식’이 유행이다. 간헐적 단식은 일정 시간 식사를 제한하거나 금식하는 방식으로, 하루 16시간 동안 금식하고 8시간은 식사를 하는 방식이다. 금식 시간에 신체가 지방을 에너지원으로 사용하기 때문에 체중 감소에 도움이 되고 체내 염증을 줄여 대사질환 예방에도 도움이 되는 것으로 알려져 있다. 그렇지만, 독일 헬름홀츠 당뇨·암 연구소(IDC), 뮌헨 루트비히-막시밀리안대 의대, 하이델베르크 대학병원, 독일 당뇨 연구센터, 헬름홀츠 당뇨·재생 연구소, 뮌헨 기술대(TUM) 의대, 뮌헨대 공동 연구팀은 청소년이 간헐적 단식을 하는 것은 신진대사에 부정적 영향을 미칠 수 있다고 17일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘셀 리포츠’ 2월 14일 자에 실렸다. 연구팀은 청소년기, 성인기, 노년기의 생쥐들을 대상으로 실험했다. 연구팀은 생쥐들에게 하루 동안 먹이를 주지 않고, 이틀 동안은 정상적으로 먹이를 먹이는 방식으로 간헐적 단식을 시켰다. 10주 후, 성체 쥐와 노령 생쥐는 모두 인슐린 감수성이 개선된 것이 관찰됐다. 이는 췌장에서 생성되는 인슐린에 대한 신진대사가 더 잘 반응한다는 것을 의미한다. 즉, 혈당 조절이 잘 돼 성인 당뇨로 알려진 제2형 당뇨와 같은 질환 예방에 도움이 된다는 말이다. 그렇지만, 청소년기 생쥐는 췌장의 인슐린 생산 세포인 베타 세포 기능이 심각하게 떨어진 것이 확인됐다. 간헐적 단식은 일반적으로 베타 세포에 도움이 되는 것으로 알려져 있었는데, 어린 생쥐는 기존에 알려진 것과 달리 간헐적 단식 후 인슐린 생산이 심각하게 떨어진 것이 관찰됐다. 인슐린 생산 능력 저하는 당뇨와 신진대사 장애를 일으키는데, 간헐적 단식으로 결함이 발생한 청소년기 생쥐의 베타 세포는 제1형 당뇨 환자와 유사한 것으로 관찰됐다. 연구팀은 베타 세포 손상 원인을 밝히기 위해 단일 세포 시퀀싱 기술로 분석했다. 그 결과, 간헐적 단식을 한 어린 생쥐의 베타 세포는 발달을 멈춰 인슐린 생산을 제대로 하지 못한 것으로 확인됐다. 그렇지만 간헐적 단식을 하기 전에 베타 세포가 이미 성숙한 나이 든 생쥐들은 영향을 받지 않았다는 것이다. 연구팀은 생쥐 실험 결과를 인간 세포와 비교한 결과, 베타 세포가 자가 면역 반응으로 파괴되는 제1형 당뇨 환자도 간헐적 단식을 한 어린 생쥐의 베타 세포와 비슷한 세포 성숙 장애 상태라는 것을 확인했다. 이는 생쥐 실험 결과가 인간에게도 적용될 수 있음을 의미하며, 간헐적 단식의 결과는 나이가 중요한 역할을 한다는 것을 의미한다고 설명했다. 이에 관해 연구를 이끈 스테판 헤르지그 TUM 교수는 “간헐적 단식이 신진대사를 촉진하고 체중 감량과 심장병에 도움이 되는 등 이점만 알려져 있고 잠재적 부작용에 대해 잘 알려지지 않았다”라며 “이번 연구는 간헐적 단식이 성인에게는 유익하지만 어린이와 청소년에게는 위험 요소가 크다는 점을 보여준다”라고 말했다.

하루 종일 신었던 양말을 그대로 신고 자는 경우 건강에 악영향을 끼칠 수 있다는 연구 결과가 나와 주목된다. 최근 미국 클리블랜드 수면 클리닉에 따르면 양말을 신고 자면 혈관이 확장되고 혈류가 원활해져 체온을 최적 수준으로 유지하는 데 도움이 되는 것으로 나타났다. 하지만 하루 종일 신은 양말을 그대로 신고 잠드는 것은 위생상 좋지 않은 것으로 전해졌다. 영국의 한 매트리스 회사가 최근 소셜미디어(SNS) 레딧 사용자 1130명을 대상으로 진행한 설문조사 결과를 보면 잠자리에 들 때 양말을 신는 사람 가운데 30%만이 깨끗한 양말을 신은 것으로 나타났다. 특히 하루 동안 신었던 양말 8켤레의 미생물 함량을 분석한 결과, 양말에서 화장실 변기보다 20배 더 많은 세균이 검출됐다. 이는 일반적인 TV 리모컨보다도 더 불결한 수준이다. 양말에서 먼지진드기, 곰팡이, 녹농균과 같은 감염을 유발할 수 있는 세균이 발견됐다. 25%의 양말에서는 배설물과 관련된 세균까지 검출됐다. 이런 오염은 집안에서 맨발로 걷거나 바퀴벌레 배설물 등의 환경적 요인에서 기인할 가능성이 높다고 연구팀은 설명했다. 전문가들은 위생을 위해 깨끗한 양말을 신고 잠자리에 들 것, 가급적 집에서는 실내화를 착용해 양말의 오염을 방지할 것, 침대 시트를 자주 세탁할 것 등과 같은 사항을 지킬 것을 권했다. 이런 가운데 깨끗한 양말을 신고 자는 것은 건강에 도움이 된다. 잠들기 전 대체로 체온이 떨어지는데, 손발이 찬 사람은 이로 인해 잠드는 데 시간이 오래 걸릴 수 있다. 몸이 찬 사람은 깨끗한 양말을 신는 게 숙면을 위한 방법이 될 수 있다. 양말을 신은 사람은 7.5분 더 빨리 잠들고, 32분 더 오래 자고, 밤에 7.5배 덜 자주 일어난다는 연구 결과도 있다.

최근 일본과 미국 등에서 성 매개 감염병인 매독 환자가 급증하고 있는 가운데, 국내에서도 매독 환자가 신고 체계 가동 이후 최대치를 기록한 것으로 알려져 주의가 필요하다. 16일 질병관리청 감염병 통계자료에 따르면 지난해 전체 매독 환자는 2786명으로 매독 신고 체계가 가동된 이후 최대치를 기록했다. 이는 10년 전인 2014년의 1015보다 2.7배 늘어난 수치로, 해외에서 감염된 환자는 3.3%(93명)를 기록했다. 이는 최근 일본과 미국 등에서도 매독이 급증한 것과 관련 있다. 미국의 매독 감염 건수는 지난 2022년 20만 7255건으로 1950년 이후 가장 많았다. 일본도 같은 해 매독 환자 1만 3228명이 발생한 것으로 집계됐다. 이에 질병관리청은 매독 증가세에 대한 대응 및 모니터링을 강화하기 위해 지난해 1월 1일부터 매독을 전수감시 대상인 3급 감염병으로 상향 조정하고 전수감시를 하고 있다. 매독은 ‘트레포네마 팔리덤’(Treponema pallidum)이라는 병원균 감염으로 발생하는 질환이다. 주로 성 접촉을 통해 전파되지만 임신 중 태아에게로 직접 옮겨가는 경우도 있다. 매독은 1기, 2기, 3기로 나뉘는데 1기 매독은 균이 침범한 부위에 발생하는 통증 없는 궤양이 특징이다. 성기 부위, 질, 항문 등에 생기는 궤양은 3~6주 가량 계속되며 특별한 치료 없이도 자연적으로 호전된다. 1기에 치료받지 않은 매독은 2기로 넘어간다. 증상으로는 가려움이 없는 피부 발진, 발열, 인후통, 피로, 두통, 근육통 등이 나타난다. 2기 단계에서도 치료받지 않으면 매독균은 몸속에 계속 남아 수년까지도 잠복할 수 있다. 마지막 단계인 3기일 경우 균이 내부 장기와 중추신경계, 눈, 심장, 간, 뼈 등을 침범해 심각한 합병증을 유발한다. 3기 매독은 감염이 시작된 후 10~30년이 지나 발생하는 경우도 있다. 매독 합병증으로 ‘실명 위기’ 사례도 늘어“감염이 의심되는 경우 바로 검사받아야”최근 국내에서는 매독 합병증 때문에 실명 위기에 놓인 사례도 늘어나고 있는 것으로 알려졌다. 국제학술지 ‘성감염병(Sexually transmitted infections)’ 최신 호는 강북삼성병원 안과 송수정 교수, 창원삼성병원 안과 김은아 교수, 한양대 의예과 류수락 교수 공동 연구팀의 연구 결과를 올렸다. 연구팀이 건강보험심사평가원의 매독 환자 빅데이터(44만 8085명)를 분석한 결과 1.4%에서 매독균 감염으로 눈에 합병증이 발생한 것으로 나타났다. 이 중 가장 흔한 합병증은 포도막염으로, 2010년 10만명당 0.18명이던 환자 수가 2019년에는 1.58명으로 9년 만에 8.7배나 늘었다. 매독성 포도막염은 매독 진단 후 평균 2~3년 후에 발생한 것으로 나타났다. 포도막에 염증이 생기면 주변 망막, 공막, 각막, 유리체 등이 함께 손상되고 백내장, 녹내장은 물론 심하면 실명까지 초래할 수 있다. 이번 연구에서 보면 30대 남성(남성 매독 환자 중 21.2%)과 20대 여성(여성 매독 환자 중 18.2%)의 포도막염 감염이 두드러졌다. 질병관리청은 “매독 등 성 매개 감염병 확진을 막으려면 성매매·즉석만남 등 위험한 성접촉을 피하고 감염이 의심되는 경우 비뇨의학과나 산부인과 등 가까운 병의원에서 바로 검사받아야 한다”고 당부했다.

‘마라톤 애호가’로 잘 알려진 홍콩 배우 저우룬파(69·주윤발)가 칠순을 앞둔 나이에 자신의 하프마라톤 기록을 단축했다. 60세에 달리기에 입문해 67세에 하프마라톤에 도전한 저우룬파는 80세에도 하프마라톤을 이어가겠다고 밝혔다. 17일 홍콩01 등 중화권 언론에 따르면 저우룬파는 지난 8일 홍콩에서 열린 ‘2025 스탠다드차타드 홍콩 마라톤 대회’의 하프코스(21㎞)에 도전했다. 저우룬파는 이날 홍콩 침사추이를 출발해 빅토리아공원에 도착하는 하프코스를 2시간 24분 32초에 완주했다. 이는 지난해 같은 대회에 출전해 세웠던 기록(2시간 26분 8초)을 2분 가량 단축한 것이라고 홍콩 언론은 전했다. 60세 때 달리기에 입문한 저우룬파는 매년 홍콩에서 열리는 여러 마라톤 대회에 참가하고 있다. 10㎞ 코스로 마라톤을 시작한 데 이어 2023년 하프코스에 뛰어들었다. 그해 11월 홍콩·주하이·마카오 대교에서 열린 하프마라톤 대회에서 처음 하프코스에 도전해 2시간 27분 56초로 완주한 데 이어 매년 기록을 단축하고 있다. 저우룬파는 이날 경기를 마친 뒤 인터뷰에서 “오늘은 날씨가 춥지만 하늘이 맑고 편안하다”고 소감을 전했다. 이어 “내년 목표는 2시간 20분 안에 완주하는 것”이라면서 “80세에는 2시간 이내에 완주할 수 있다면 좋겠다”고 웃으며 말했다. 다만 42.19㎞를 뛰는 풀코스에 도전하지는 않겠다고 덧붙였다. 저우룬파는 평소 달리기와 등산 등으로 건강을 관리하는 것으로 유명하다. 홍콩 시내 곳곳에서 달리기나 등산을 하는 모습이 포착되고, 함께 ‘셀카’를 찍자는 팬들의 요청에도 흔쾌히 응한다. 지난해에는 조깅을 하는 저우룬파의 팔과 다리가 울퉁불퉁한 모습이 포착돼 건강에 이상이 있는 게 아니냐는 우려를 낳았지만, 저우룬파는 보란듯 각종 마라톤 대회에 출전해 우려를 잠재웠다. 최근에는 저우룬파와 함께 영화를 촬영한 한 중국 배우가 저우룬파와 함께 몇 달 동안 조깅을 하며 18㎏을 감량했다고 밝혀 화제를 모으기도 했다. 저우룬파는 지난 2023년 부산국제영화제 기자회견에서 “나는 이제 영화인이 아닌 마라토너”라면서 “마라톤이 내 새로운 인생이다. 촬영이 없을 때는 마라토너로서의 생활을 보낸다”고 말했다. 중년의 무리한 마라톤, 심근경색 위험 높여다만 누구나 ‘파거(發哥·저우룬파의 별명)’처럼 중년에 이어 노년에 이르기까지 마라톤을 건강하게 즐길 수 있는 게 아니다. 자신의 신체 능력을 정확히 파악하지 않은 채 무리하게 뛰어든 마라톤이 심근경색의 위험을 높일 수 있는 탓이다. 삼성서울병원·성신여대 공동 연구팀이 지난해 6월 ‘임상의학저널’에 공개한 연구에 따르면 40~60세 사이의 과도한 달리기가 심장 돌연사를 일으키는 ‘운동유발성고혈압’을 초래할 가능성을 높이는 것으로 나타났다. 운동유발성고혈압은 평소 정상인 혈압이 운동할 때 과도하게 오르는 것을 일컫는다. 수축기 혈압이 남성은 210mmHg, 여성은 190mmHg 이상이 기준이다. 연구팀이 선행 연구를 종합 분석한 결과 연령과 나이, 인종의 구분이 없을 때 운동유발성고혈압의 유병률은 3~4% 수준으로 높지 않았다. 그러나 마라톤을 즐기는 중년으로 범위를 좁히면 유병률은 56%에 달했다. 마라톤을 하는 중년의 절반 이상이 운동유발성고혈압의 위험을 안고 있는 셈이다. 운동유발성고혈압은 심근경색의 주요 원인인 죽상 동맥경화증(혈관 내피에 지질이 쌓여 죽처럼 굳은 상태)을 가속화한다. 또 심방 확장과 심근 비대 등을 유발해 부정맥을 초래할 수도 있다. 일주일에 3시간 이상, 10년 이상 마라톤과 같은 고강도 운동을 지속하는 경우 돌연사의 주요 원인인 심방세동 발생의 위험을 높인다는 연구 결과도 있다. 이 연구를 이끈 박경민 삼성서울병원 순환기내과 교수는 “운동부하검사와 심장CT 검사를 통해 자신의 신체 능력을 측정하고 운동을 시작해야 한다”면서 “일반적인 성인은 하루 20~60분·일주일에 3~5회의 적당한 강도로 시작하고, 마라톤을 한다면 최소 1년에 한 번은 운동 혈압을 확인해야 한다”고 조언했다.

치매 발병을 늦출 수 있는 일상 속 비법에 대한 연구가 발표됐다. 활발한 사회 활동이 그 비법인데 최대 5년까지 치매의 진행을 늦출 수 있는 것으로 나타났다. 미국 러쉬대학 연구진은 1923명의 노인을 평균 7년 가까이 추적 관찰하면서 이들이 치매 진단을 받은 시점과 친교 등 평소 사회 활동 습관을 비교했다. 연구진은 사회 활동이 가장 활발한 그룹과 가장 적은 그룹의 평균 치매 진단 연령이 약 5년 정도 차이가 나는 것으로 확인했다. 활발한 사회 활동이 인지 기능 저하를 예방할 수 있는 가장 쉽고 저렴하며 접근하기 쉬운 방법일 수 있는 것이다. 연구진의 일원이자 역학 전문가인 브라이언 제임스는 “이번 연구는 사회 활동이 노년층의 인지 기능 저하와 연관이 있다는 이전 논문의 후속 연구”라면서 “최신 연구 결과는 사회 활동이 치매 및 경도 인지장애 발병 위험과 관련이 있음을 보여준다”라고 설명했다. 연구팀은 조사 대상자들에게 다양한 유형의 사회 활동에 얼마나 자주 참여하는지 물었다. 이 목록에는 외식, 스포츠 행사, 빙고 게임, 여행, 친척 및 친구의 방문, 종교 활동, 자원봉사 등 다양한 활동이 포함돼 있었다. 또 치매 여부 진단뿐만 아니라 21가지 테스트를 통해 시간 경과에 따른 인지 능력도 함께 측정됐다. 나이와 신체 건강 등 결과에 영향을 미칠 수 있는 주요 요인들이 함께 고려돼 분석됐다. 연구팀은 사회적 활동이 가장 활발한 그룹이 가장 저조한 그룹에 비해 치매 발병 지연뿐만 아니라 발병 가능성 자체도 낮다는 점을 발견했다. 사회 활동이 가장 활발한 그룹은 치매 발병 가능성이 38%, 경도 인지장애 발경 가능성은 21% 낮았다. 제임스는 “사회 활동을 통해 복잡한 대인 관계를 경험하게 되는데, 이를 통해 효율적인 신경망이 촉진되거나 유지된다”고 설명했다. 다만 연구진은 이번 연구의 데이터 상관관계만으로 직접적인 원인과 결과를 설명하기에 충분하진 않다고 단서를 달았다. 예를 들어 친구나 가족을 더 자주 방문하게 되면 신체적 활동도 더 활발해질 가능성이 높아지는 것처럼 여러 요인이 연관돼 있을 거라는 설명이다. 그렇다 하더라도 사회·친교 활동과 치매 사이에 강한 연관성이 있으며, 사회적으로 고립될 경우 치매 위험이 높아진다는 사실과도 일치한다고 연구진은 강조했다. 심지어 반려동물을 키우는 것도 치매 발병과 진행에 유의미한 차이가 발생한다고 덧붙였다. 이 연구는 알츠하이머협회의 저널 ‘알츠하이머와 치매’에 지난해 12월 실렸다.

고대 이집트 미라에서 향기로운 냄새가 난다는 흥미로운 연구결과가 나왔다. 최근 영국 유니버시티칼리지 런던(UCL) 등 공동연구팀은 고대 이집트 미라의 냄새를 분석한 연구결과를 국제 학술지 미국화학회지(Journal of the American Chemical Society) 최신호에 발표했다. 일반적으로 미라는 영화와 책 등에서 공포의 대상으로 묘사되며 그 냄새 또한 썩은 시체가 떠올라 역겨울 것으로 생각된다. 그러나 이번 연구결과는 이같은 예상을 보기좋게 빗나간다. 연구팀은 미라 냄새는 어떨까라는 호기심으로 시작해 이를 과학적으로 접근했다. 이를위해 이집트 박물관에 보관된 최대 5000년 된 미라 9구를 연구 대상으로 삼았다. 연구팀이 미라 냄새를 분석하는 방법은 과학적인 방법과 함께 실제 냄새를 맡는 것으로 이루어졌다. 향은 인간의 눈에 보이지는 않지만 화학분자이기 때문에 연구팀은 가스크로마토그래피(gas chromatography)와 질량분석법(mass spectrometry)으로 미라에서 방출하는 화학분자의 성분을 측정하고 식별해 분석했다. 또한 전문적으로 향을 맡는 후각 전문가들을 동원해 미라 냄새의 질, 강도, 기분을 측정했다. 그 결과 미라에서는 썩은 곰팡이 같은 냄새가 아닌 나무 냄새, 매콤한 냄새, 달콤한 냄새 등 기분 좋은 향이 났으며 특히 일부 꽃향기도 감지됐다. 이에대해 연구팀은 고대 이집트인들에게 기분 좋은 냄새는 신성함과 순수함, 나쁜 냄새는 부패와 쇠퇴를 상징하기 때문에 미라를 좋은 냄새로 만들었을 것으로 봤다. 논문의 주요저자인 UCL 세실리아 벰비브레 박사는 “미라에서 좋은 냄새가 나는 것은 소나무 수지와 천연수지 몰약 등이 방부처리에 사용됐기 때문”이라면서 “냄새를 통해 미라에 대한 정보와 고대 방부 처리 기술에 대한 이해를 넓힐 수 있다”고 밝혔다. 연구에 참여한 카이로 이집트 박물관 알리 압델할림 관장은 “고대 이집트인들에게 미라화는 오일, 왁스 등을 사용해 고인을 방부처리하는 장례 의식으로 사후세계를 위해 몸과 영혼을 깨끗하게 보존하는 것을 목표로 했다”고 설명했다.

인플라마좀 활성기반 뇌염증 생성 원인과 치료 표적 제시“치매·파킨슨병 등 신경질환 치료에 기여” 연세대학교는 본교 의과대학 미생물학교실 유제욱 교수 연구팀과 생화학과 홍승희 교수 연구팀이 조직 염증이 뇌혈관장벽(BBB)을 손상하는 새로운 분자 기전을 규명했다고 14일 밝혔다. 이번 연구 결과는 세계적 과학 저널 ‘네이처 커뮤니케이션스’(Nature Communications)에 지난달 15일 게재됐다. 고령화 사회에서 알츠하이머, 파킨슨병 등 다양한 뇌질환이 중요한 사회적 문제로 대두되고 있으며, 최근 뇌염증이 그 원인으로 주목받고 있다. 그러나 정상적인 환경에서 뇌염증이 어떻게 발생하는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 뇌 외부 조직에서 반복적인 염증이 발생할 경우 뇌 내 미세아교세포의 ‘NLRP3 인플라마좀(염증복합체)’ 경로가 활성화되면서 뇌혈관장벽이 손상되고, 면역세포가 뇌로 유입돼 뇌염증이 생성되는 과정을 규명했다는 게 연세대의 설명이다. 연구팀은 다양한 세포 특이적 유전자 결손 마우스를 활용해 미세아교세포의 NLRP3-GSDMD 인플라마좀 활성화가 뇌혈관장벽 붕괴의 초기 핵심 현상임을 밝혔다. 인플라마좀 활성화로 인해 분비되는 ‘GDF-15’ 인자가 뇌혈관장벽 구성 세포를 자극해 ‘CXCL1/2’ 케모카인 생성을 유도하는 것을 발견했다. 이 케모카인은 혈액 내 호중구를 뇌혈관 내부로 유도하는 역할을 한다. 또한, 활성화된 인플라마좀은 호중구와 뇌혈관장벽 주변 세포에서 ‘MMP8/9’라는 기질 분해효소 생성을 촉진했다. 이 효소는 뇌혈관장벽을 직접적으로 손상하며, 그 결과 혈액 내 다량의 면역세포가 뇌 내부로 유입돼 뇌염증을 유발하는 것으로 확인됐다. 뇌혈관장벽은 혈액 내 면역세포와 독성물질이 뇌 안으로 침투하는 것을 차단하는 중요한 보호막 역할을 한다. 연구팀은 외부 조직 염증이 지속될 경우 뇌혈관장벽이 반복적으로 손상될 수 있음을 확인했다. 특히, 손상된 뇌혈관장벽은 2~3일 후 복구되지만, 만성적인 외부 염증이 지속되면 뇌혈관장벽 붕괴가 유지돼 장기적인 뇌염증 반응이 유도될 가능성이 높다. 이번 연구는 외부 염증이 뇌질환과 연관될 수 있는 새로운 기전을 제시한 데 의미가 크다는 게 연세대 측의 설명이다. 연구팀은 “세포 특이적 유전자 변형 마우스 모델, 단일세포 유전체 분석, 미세아교세포의 분비 단백체 분석 등을 활용해 인플라마좀 활성 이후 뇌혈관장벽 손상이 발생하는 과정을 세포 및 분자 수준에서 규명한 점에서 주목된다”면서 “이번 연구에서 발견한 뇌염증 유발 기전이 향후 다양한 뇌염증 질환 치료의 후보 표적으로 활용될 가능성이 높다”고 말했다. 해당 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 기초연구실 사업(과제명 뇌염증 제어 기반 신경기능 조절 연구실) 및 중견연구자지원사업의 지원으로 수행됐으며, 연세대 윤성현 학생과 김채연 학생이 주도했다.

요구르트를 정기적으로 먹으면 특정 유형의 대장암 위험을 20%까지 낮출 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 지난 12일(현지시간) 메디컬익스프레스 등에 따르면 미국 비영리 병원 네트워크 ‘매스 제너럴 브리검’ 연구팀은 주 2회 이상 요구르트를 장기간 섭취하면 비피도박테리움이 검출되는 근위부(종양 위쪽) 대장암 발병률이 20% 낮아진다는 연구 결과를 발표했다. 연구 결과는 학술지 ‘장내 미생물학’(Gut Microbes)에 실렸다. 연구팀은 미국 간호사 건강 연구(NHS)와 건강 전문가 추적 연구(HPFS) 등 두 개의 대규모 코호트 연구 데이터를 활용했다. NHS는 1976년부터 10만명 이상의 여성 간호사를, HPFS는 1986년부터 5만 1000명 이상의 남성 건강 전문가를 대상으로 생활 방식과 질병 결과 등을 추적 조사했다. 이들을 대상으로 한 설문 조사에는 요구르트 등 유제품의 평균 일일 섭취량에 관한 질문도 포함됐다. 두 연구 집단에서 대장암 발병 사례는 3079건이었고, 비피도박테리움 함량에 대한 정보가 제공된 사례는 1121건이었다. 이 중 346건(31%)이 비피도박테리움 양성이었고, 775건(69%)은 비피도박테리움 음성이었다. 비피도박테리움은 유익균으로 면역력 증진, 인체 내 유해균 성장 억제 등과 관련 있는 것으로 알려졌다. 연구팀은 요구르트 섭취와 대장암 발병률 상관관계를 분석한 결과 주 2회 이상 요구르트를 섭취한 사람은 비피도박테리움 양성 대장암 발병률 위험이 0.8배였다. 특히 근위부(종양 위쪽) 대장암에서 이러한 예방 효과가 뚜렷하게 나타났다고 연구팀은 밝혔다. 공동 수석 저자인 토모타카 우가이 브리검병원 병리학과 박사는 “요구르트와 기타 발효유 제품은 위장 건강에 유익하다고 오랫동안 알려져 왔다”며 “이번 연구는 이러한 보호 효과가 비피도박테리움 양성 종양에 특정될 수 있음을 시사한다”고 밝혔다. 연구팀은 다만 요구르트와 근위부 대장암 위험 감소 간의 정확한 상관관계를 밝히기 위한 추가 연구가 필요하다고 전했다.

“난 디저트 배 따로 있어.” 배가 아무리 불러도 디저트가 나오면 또 먹게 되는 뇌의 메커니즘이 밝혀졌다. 설탕을 먹으면 포만감을 조절하는 뇌 신경세포가 마약성 호르몬을 분비해 식욕이 더 촉진되면서 디저트를 먹고 싶어진다는 것이다. 14일 과학 저널 사이언스(Science)에 게재된 연구에 따르면 독일 쾰른 막스 플랑크 신진대사 연구소(MPIMR) 헤닝 펜셀라우 박사팀은 “설탕에 대한 생쥐 뇌 반응을 조사한 결과, 포만감을 조절하는 프로오피오멜라노코르틴(POMC) 신경세포가 설탕에 반응해 식욕을 촉진하는 것으로 나타났다”고 밝혔다. 열량 과잉이나 식사 후처럼 칼로리 부족이 해소될 때 나타나는 포만감은 안정적인 체중 유지를 위한 중요한 신경 생물학적 과정이다. 연구팀은 포만감을 느낀 후에도 달콤한 음식을 먹고 싶은 욕구가 증가하는 현상은 흔히 일어나는데, 설탕에 대한 이런 식욕 증가는 식사 후 가장 두드러지며 이는 광범위한 디저트 소비로 이어진다고 지적했다. 연구팀은 이 연구에서 배가 부른 상태에도 디저트를 찾게 만드는 일명 ‘디저트 배’(dessert stomach)의 원인을 찾기 위해 설탕에 대한 생쥐의 반응을 조사했다. 그 결과 완전히 포만감을 느낀 상태에서도 여전히 디저트를 먹는 생쥐가 있었으며, 포만감 조절 뇌 신경세포 중 하나인 시상하부(hippothalamus) POMC 신경세포가 이를 담당하는 것으로 밝혀졌다. 시상하부 POMC 뉴런은 포만감을 조절하는 주요 뉴런으로, 흥분성 멜라노코르틴 신경펩티드를 통해 배가 부를 때 음식 섭취를 줄이도록 한다. 그러나 POMC 뉴런은 생쥐가 포만감을 느낄 때 설탕을 먹으면 포만감 자극 물질뿐 아니라 체내 마약성 호르몬인 β-엔도르핀도 함께 분비하는 것으로 밝혀졌다. 연구팀은 β-엔도르핀은 다른 신경세포의 아편 수용체에 작용해 보상감을 유발, 포만감을 넘어서도 계속 설탕을 먹게 만든다고 설명했다. β-엔도르핀이 작용하는 뇌 오피오이드 경로(opioid pathway)는 설탕을 추가로 섭취할 때는 활성화되지만 다른 음식이나 지방을 섭취할 때는 활성화되지 않았다. 또 이 경로를 차단한 생쥐는 설탕을 줘도 더 먹지 않았고, β-엔도르핀 분비를 억제할 때 설탕을 먹지 않는 현상은 포만감을 느끼는 생쥐에게서는 나타났지만, 굶주린 생쥐에게서는 관찰되지 않았다. 이어 사람들에게 튜브로 설탕을 투여하면서 뇌를 스캔한 결과 생쥐와 동일한 뇌 영역이 설탕에 반응했으며, 포만감 신경세포와 가까운 영역에 β-엔도르핀이 작용하는 아편 수용체가 많은 것으로 나타났다. 펜셀라우 박사는 “진화론적 관점에서 보면 설탕은 자연에 흔치 않지만 먹으면 에너지 보상이 빠르다”며 “뇌는 설탕이 있으면 그때마다 먹도록 프로그램된 것 같다”고 분석했다. 이어 “이 연구 결과는 비만 치료에도 중요할 수 있다”며 “뇌의 아편 수용체 차단 약물은 식욕 억제 주사보다 체중 감소 효과가 작지만 이를 다른 치료법과 병용하면 매우 유용할 수 있다”고 전했다.

중국이 동남아시아 국가들과 영유권 분쟁 중인 남중국해에 심해 연구시설을 설치해 해양자원 확보에 나선다고 사우스차이나모닝포스트(SCMP)가 13일 보도했다. 인젠핑 중국과학원 남중국해연구소 연구원은 최근 자국 학술지에 발표한 논문에서 2030년쯤 가동될 해저 2000ｍ 생태 연구시설의 설계 세부 사항을 공개했다. 매체는 “‘심해 우주정거장’으로 불리는 이 시설은 지금까지 만들어진 해저 시설 가운데 가장 복잡한 기술이 적용된다”고 설명했다. 이 시설은 과학자 6명이 한 달 동안 생활할 수 있는 공간을 갖추고 메탄이 풍부한 열수 분출구를 연구하는 데 활용된다. 무인 잠수함과 수상 선박, 해저 관측소와 함께 ‘4각 관측망’을 구성한다. 해저에 있는 중국의 대규모 광케이블망과 지구 맨틀에 도달하는 것을 목표로 하는 시추선 ‘멍샹’을 포함해 중국 해양 인프라의 중심이 된다고 매체는 강조했다. 전문가들은 중국의 심해 우주정거장에 미국의 해양 관측용 원자력잠수함 NR-1, 러시아의 AS-12 로샤리크처럼 원자로가 탑재될 것으로 본다. 중국 연구팀은 해저 기지를 설치해 남중국해 영유권 주장을 강화할 수 있다고 밝혔다. 2012년 러시아 로샤리크 잠수함이 북극 해저 조사를 통해 러시아 영유권 주장을 뒷받침한 것과 비슷한 논리다. 중국은 20세기부터 남중국해에 U자 형태로 9개의 선(구단선)을 긋고 “해역 90%가 자국 영해”라고 주장한다. 이 때문에 베트남, 필리핀 등 주변국과 마찰을 빚고 있다. SCMP는 “남중국해에 700억t의 메탄 수화물이 있고 코발트·니켈 등 희귀 광물도 풍부하다”고 짚었다. 중국이 해저 자원을 선점해 미국과의 패권 경쟁에서 앞서가려는 의도임을 내비친 것이다.

국내 연구진이 암세포를 정상세포로 되돌릴 수 있는 방법을 찾아냈다. 암세포를 사멸시키는 현행 치료 방식과는 근본적으로 다른 접근법이어서, 암 완전 정복의 첫 단계로 이어질지 주목된다. 카이스트는 바이오및뇌공학과 조광현 교수 연구팀이 정상세포에서 암세포로 변화하는 순간의 ‘임계전이’(臨界轉移, critical transition) 현상을 포착·분석해 암세포를 정상세포로 되돌릴 수 있는 ‘분자스위치 발굴 기술’을 개발했다고 5일 밝혔다. 정상세포가 암세포로 변하는 과정에서는 특정 시점에 갑작스럽게 상태가 변하는 임계전이 현상이 나타난다. 마치 물이 100도에서 갑자기 기화되는 것처럼 급격한 상태 변화가 이뤄지는 것이다. 이때는 정상세포와 암세포가 불안정하게 공존하는데, 카이스트 연구팀은 이 임계전이 순간에 주목해 암세포를 정상세포로 되돌릴 수 있는 특정 분자를 찾아냈다. 연구팀은 임계전이를 유도하는 핵심 유전자를 찾아내 조절할 수 있다면, 암세포를 정상세포와 유사한 상태로 되돌려 부작용 없이 치료할 수 있다고 가정했다. 이를 증명하기 위해 시스템생물학 기법을 활용, 임계전이에 관여하는 유전자들의 상호작용을 분석하는 유전자 네트워크 컴퓨터 모델을 개발했고, 암 발생 순간을 관장하는 분자 스위치 유전자 USP7을 찾아냈다. 전등 스위치를 껐다 켜는 것처럼 이 분자의 작동을 통제해 암세포를 정상세포로 되돌릴 방법을 알아낸 것이다. 연구팀은 실제 대장암 환자의 체외 배양조직에 이 기술을 적용해 암세포가 정상세포로 회복된다는 것도 확인했다. 연구팀은 기존의 암세포를 죽이는 방식의 치료법이 아닌, 암세포의 운명을 정상으로 되돌리는 새로운 치료법이라는 데 연구의의가 있다고 설명했다. 조광현 카이스트 바이오및뇌공학과 교수는 “대장암 외 다른 암에도 이 기술을 적용할 수 있을 것으로 보인다”며 “기술을 고도화한 뒤 기술이전을 할 계획이다”라고 말했다. 이번 연구 성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’ 1월 22일 자 온라인판에 게재됐다.

축구 국가대표 주장 손흥민(32)이 비시즌에도 단 음식을 조절한다고 밝힌 가운데, 단 음식에 들어있는 설탕이 치매와 우울증 위험을 높일 수 있어 주의가 필요하다는 분석이 나왔다. 최근 유튜브 채널 ‘하나TV[하나은행]’에는 ‘손흥민이 가장 좋아하는 달달구리는?’라는 제목의 영상이 올라왔다. 영상에서 제작진은 손흥민에게 달달한 음식을 좋아하는지 물었고 손흥민은 “관리 때문에 자주 먹지는 못하지만, 엄청 좋아한다”고 답했다. 이어 “비시즌 중에는 다소 내려놓고 먹고 있기는 하는데 아침, 저녁 때보다는 점심 때 먹으려고 한다”고 덧붙였다. 이후 손흥민은 단 음식 이상형 월드컵을 진행하며 밀크초콜릿, 캐러멜 팝콘, 치즈 케이크, 달고나, 쿠키, 젤리 등 여러 디저트에 관한 이야기를 꺼냈다. 손흥민이 비시즌에도 단 음식 섭취는 적절히 조절하려는 것처럼 전문가들 역시 단 음식이 건강에 악영향을 줄 수 있다며 섭취량을 조절할 것을 당부했다. 먼저 설탕은 우울한 감정을 악화시킬 수 있다. 체내로 들어온 설탕이 혈당 스파이크를 발생시키기 때문이다. 혈당 스파이크는 피곤함과 기분 저하, 우울감 악화의 원인이 된다. 지속적인 혈당 스파이크로 인해 발생하는 인슐린 내성도 우울증 위험을 증가시킨다. 이와 관련해 미국 스탠퍼드 의대 연구진은 지난 2021년 “인슐린 저항성이 있는 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 주요 우울 장애에 걸릴 위험이 두 배 이상 높다”고 밝혔다. 연구진은 “우울하다고 냉장고에 있는 아이스크림과 과자를 꺼내서 먹는 것은 오히려 우울증을 악화시키는 행위”라며 “우울한 하루를 보냈다면 설탕이 들어있는 아이스크림이나 과자보다는 사과 같은 과일을 먹는 것이 더 좋다”고 조언했다. 또한 천연 당이 아닌 인공적으로 첨가된 당을 너무 많이 섭취하면 뇌에서 신경영양인자(BDNF)가 덜 생성된다. BDNF는 학습을 하거나 기억을 형성하는 데에 뇌를 돕는 역할을 한다. 다시 말해 BDNF가 부족하면 학습·기억 기능이 떨어지게 된다는 의미다. 미국 캘리포니아대학교 로스앤젤레스캠퍼스 연구팀에 따르면, 과당을 너무 많이 섭취한 쥐는 뇌 내 시냅스(신경 접합부) 활성에 손상을 입었다. 뇌세포와 뇌세포를 이어주는 기능이 약해지게 된 것이다. BDNF 수치가 낮아지면 치매 유형 중 하나인 알츠하이머병과 같은 질환의 원인이 될 수 있다. 알츠하이머 역시 기억 형성에 문제가 생기는 질환인데, 만성적인 당분 과다 섭취가 BDNF를 억제해 뇌 기능을 저하시킬 수 있다.

국내 연구진이 몇 방울의 혈액만으로 폐암을 조기에 발견할 수 있는 진단기술을 개발했다. 13일 울산과학기술원(UNIST)에 따르면 조윤경 바이오메디컬공학과 교수팀과 오인재 전남대병원 교수팀, 김미현 부산대병원 교수팀, 류정선 인하대병원 교수팀이 전처리하지 않은 극미량의 혈장으로 암 돌연변이를 진단할 수 있는 기술 ‘EV-CLIP’을 공동 개발했다. 이번 연구 결과는 나노분야 저명학술지인 에이씨에스 나노(ACS Nano)의 표지논문으로 선정돼 지난 11일 출판됐다. ‘EV-CLIP’ 진단 기술은 혈액 속 나노소포체(EV)와 분자비콘을 담은 인공 리포좀(CLIP)을 머리카락보다 가는 관 안에서 융합시키는 방식이다. 암세포에서 흘러나온 나노소포체에는 mRNA, miRNA와 같은 유전 변이 정보 물질이 담겨 있는데, 분자비콘이 이 정보물질과 만나면 형광 신호를 내는 원리다. 이 방식은 핏방울 약 4~5개의 양인 20마이크로리터(㎕)의 혈장만으로 암을 진단해 낼 수 있다. 연구팀은 리포좀 표면을 전하를 띄게 설계해 검출 민감도를 높였다. 감도가 높아 특정 암 돌연변이 유무 확인뿐 아니라 초기암 진단, 치료 후 잔류 암세포(미세잔여질환) 모니터링 등에도 활용 가능하다. 또 기존 진단법과 달리 혈장을 전처리해 나노 소포체만 따로 추출하거나 유전자를 증폭하는 복잡한 전처리 과정이 불필요해 시료 오염 등 손실 우려도 없다. 연구팀은 기술로 83명의 환자 혈액을 분석하는 임상실험 결과, 개발된 진단 기술은 폐암 항암제 선택에 중요한 EGFR(암세포의 또 다른 수용체) 유전자 돌연변이를 100%의 정확도로 찾아냈다. 특히 기존 NGS(차세대염기서열분석) 액체생검으로 발견하기 어려웠던 폐암 1, 2기 환자의 돌연변이도 정확하게 찾아냈다. 이 기술은 바이오벤처 기업 ‘랩스피너’에 이전돼 병원에서 간편하게 사용할 수 있는 진단 키트 형태로 개발될 예정이다. 조 교수는 “혈액 몇 방울로 암을 조기에 발견하고 치료 효과까지 확인할 길이 열렸다”며 “환자들의 고통과 부담을 크게 줄이면서도 정확한 진단을 가능케 할 것”이라고 말했다. 이번 연구는 기초과학연구원과 한국연구재단의 지원으로 진행됐다.

악성 루트비히 판 베토벤은 청력을 잃고도 위대한 작품들을 작곡한 것으로 유명하다. 이 때문에 역경을 극복한 인물을 이야기할 때 손꼽히는 위인이다. 그런데, 만약 베토벤의 청력 상실이 스트레스 때문이라고 생각해볼 수는 없을까. 적절한 스트레스는 삶의 원동력이 되기도 하지만, 각 개인의 역치를 넘어선 스트레스가 반복적으로 지속된다면 심각한 정신적 문제는 물론 신체적 기능에도 이상을 유발하는 경우가 많다. 반복적 스트레스는 청력 상실을 유발할 수 있다는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 이스라엘 네게브 벤구리온대 생명과학과, 뇌 과학 연구센터 공동 연구팀은 반복적인 스트레스는 청각 장애를 일으키고, 심할 경우 청력을 잃게 될 수 있다고 13일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제 학술지 ‘플로스 생물학’ 2월 11일 자에 실렸다. 반복적 스트레스는 신체 및 정신 건강에 부정적 영향을 미친다. 세상을 인식하는 방식에도 변화를 일으켜 작은 소리에도 깜짝 놀라거나 땀을 비 오듯 쏟아낸다거나 냄새나 빛, 소리 등 작은 자극에도 쉽게 짜증을 내는 등 증상을 유발할 수 있다. 연구팀은 반복적 스트레스가 감각 정보 처리 방식에 어떤 영향을 미치는지에 주목했다. 연구팀은 생쥐들을 일주일 동안 매일 30분씩 몸을 거의 움직이기 힘들 정도로 좁은 공간에 가둬, 스트레스를 가했다. 그 다음 생쥐에게 다양한 높낮이의 음을 들려주면서 어떤 반응을 보이는지 관찰했다. 극도의 스트레스에 노출된 일주일 후, 청각 뇌간에서 측정한 청각 능력은 정상으로 유지되는 것이 관찰됐다. 청각 피질에서는 스트레스를 받은 동물의 자발적 신경 활동이 더 높게 나타났다. 즉, 스트레스를 받은 생쥐는 소리를 크게, 부드럽거나 조용하게 구분해 내는 행동 과제에서 더 큰 소리를 조용한 소리로 인식하는 경향이 컸다. 이는 소리에 대한 인식이 줄어들었음을 나타낸다. 이번 연구는 쥐를 대상으로 하고 있지만, 결과는 반복적 스트레스가 동물이 주변 세계를 인식하고 반응하는 방식을 바꿀 수 있다는 것을 의미한다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 제니퍼 레스닉 교수는 “이번 연구는 반복적 스트레스가 학습이나 기억 같은 복잡한 작업에만 영향을 미치는 것이 아니라 일상의 중립적 자극에 반응하는 방식에도 변화를 줄 수 있음을 시사한다”고 말했다.

소셜미디어(SNS)는 개방·참여·공유라는 가치를 내세우며 개인의 생각, 의견, 경험, 정보를 자유롭게 공유하고 타인과의 관계를 형성하기 위한 장으로 출발했습니다. 그렇지만 최근에는 혐오 발언과 가짜뉴스의 온상으로 지목받고 있습니다. 많은 연구에서 온라인 혐오 발언은 실제 오프라인에서의 혐오 범죄와 연결되는 경우가 많은 것으로 나타났습니다. 또 봇과 봇 유사 계정은 사기, 선거 방해, 공중보건 캠페인 방해 등으로 사회 혼란을 조장한다는 지적도 많습니다. 이런 가운데 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 정보학부, 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 인류학과, UCLA 베다리 친절(Kindness) 연구소, 서던 캘리포니아대(USC) 정보과학연구소 공동 연구팀은 일론 머스크가 X(옛 트위터)를 인수한 뒤 혐오 발언이 늘어나고 봇 활동이나 유령 계정 등이 줄어들지 않았다고 밝혔습니다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 2월 13일자에 실렸습니다. 테슬라와 스페이스X 최고경영자(CEO) 머스크는 2022년 10월 당시 트위터였던 X를 인수했습니다. 인수 당시 그는 트위터의 알고리즘을 오픈소스로 만들어 투명성을 높이고 표현의 자유를 강화하는 한편 스팸봇 제거와 실제 사용자 인증 강화를 통해 플랫폼을 개선하겠다고 약속했습니다. 그렇지만 머스크의 인수 후 X에서 혐오 발언이 오히려 증가하고 봇이나 인증되지 않은 계정은 줄지 않았다는 비판의 목소리가 높았습니다. 이에 연구팀은 머스크가 X를 인수한 해인 2022년 1월부터 이듬해인 2023년 6월까지 영어로 게시된 혐오 발언의 수와 비인증 활동을 측정했습니다. 분석 결과 머스크의 인수 뒤 X에서 인종 차별적 비방을 비롯한 각종 혐오 발언의 비율이 인수 직전보다 약 50% 증가한 것으로 나타났습니다. 또 혐오 발언 게시물에 대한 ‘좋아요’ 숫자도 평균 70% 증가한 것으로 조사됐습니다. 이는 이용자들이 X에서 혐오 발언에 더 많이 노출됐다는 것을 의미한다고 연구팀은 설명했습니다. 반면 봇이나 인증되지 않은 계정들은 줄어들지 않고 오히려 늘어난 것으로 확인됐습니다. 이번 연구 결과는 머스크가 인수한 다음 이용자들의 혐오 발언에 대한 노출이 줄어들었다는 X의 주장을 정면으로 반박하는 내용이라서 특히 눈길을 끕니다. 이번 연구를 이끈 키스 버거트 USC 정보과학연구소 수석 연구원은 “이번 연구는 SNS에서 사용자들이 해로운 콘텐츠에 노출되는 것을 줄이기 위한 테크 기업들의 정책이 효과적이지 않다는 것을 보여 준다”며 “혐오 발언에 대한 규제 강화와 SNS 전반의 활동에 대한 점검이 필요하다”고 말했습니다.

소리 들을 때 신경 활동에 잔영 남겨 입력된 자극과 비교해 강하게 반응외부서 동시다발적 감각 신호 올 때우선순위 정해 의사결정 과정 확인 과학기술 발전으로 거대 우주와 극소 미립자의 비밀이 속속 밝혀지고 있지만, 우리 양쪽 귀 사이에 존재하는 1.4㎏짜리 물체의 수수께끼는 여전히 베일에 싸여 있다. 단단한 머리뼈 속에 자리잡은 말랑말랑한 순두부 같은 형태의 ‘뇌’는 우리 몸무게의 2% 정도에 불과하다. 그렇지만 몸속으로 들어오는 산소 15%와 포도당 50%를 사용하고 1000억개의 신경세포로 연결돼 있으며 여러 가지 형태로 얽혀 1000조개에 이르는 시냅스를 구성하고 있는 뇌는 사람을 사람답게 만드는 기관이자 작은 우주다. 뇌과학 연구가 활발해지면서 수수께끼의 소우주 ‘뇌’의 비밀이 하나둘씩 풀리고 있다. 미국 컬럼비아대 생명과학과 연구팀은 대뇌피질이 외부 세계에서 받은 새로운 정보를 식별하고 부호화해 이전 정보와의 차이를 이해하는 과정에 관한 메커니즘을 규명했다고 12일 밝혔다. 이 연구 결과는 신경과학 분야 국제 학술지 ‘뉴런’ 2월 11일자에 실렸다. 대뇌피질은 포유류 뇌에서 가장 넓은 표면적을 가진 부분이다. 인간의 경우 지각, 사고, 기억 저장, 의사 결정 등 우리가 흔히 뇌에서 한다고 생각하는 것들을 모두 관장하는 부분이다. 연구팀은 지난해 노벨물리학상 수상자 중 한 명인 존 홉필드가 제시한 신경망 모델을 바탕으로 생쥐가 익숙한 감각 자극과 새로운 감각 자극을 어떻게 구분하고 반응하는지 실험했다. 연구팀은 생쥐에게 다양한 음높이에서 재생되는 소리를 들려주면서 대뇌피질 중 청각 피질의 변화를 측정했다. 그 결과 하나의 뉴런이 아니라 뉴런 뭉치가 어떤 소리가 재생되는지, 그리고 얼마나 새로운 소리인지에 대해 반응하는 것을 발견했다. 또 각 소리 자극은 신경 활동에 잔영(에코)을 남기고 단기 기억을 형성한다는 사실도 확인했다. 기억 중추에 새겨진 활동 에코는 이후 입력되는 자극과 비교해 새로운 것인지 이전 자극인지를 구분하고, 새로운 자극에 대해서는 더 강하게 반응한다는 점도 밝혀 냈다. 그런가 하면 프린스턴대 신경과학연구소와 콜드스프링하버 연구소 공동 연구팀은 뇌가 눈이나 귀 등 감각기관을 통해 입력되는 정보를 어떻게 의사 결정 과정에서 활용하는지 설명할 수 있는 수학 모델을 개발했다고 12일 밝혔다. 이 연구 결과는 뇌과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 신경과학’ 2월 10일자에 발표됐다. 깨어 있을 때는 다양한 감각 신호가 입력돼 뇌로 전달된다. 일반적으로 뇌는 입력 신호를 인식하고 구분해 상황에 대한 정확한 판단을 할 수 있게 돕는다. 의사 결정과 같은 고등 인지능력 발휘에서 중요한 뇌 영역은 눈 바로 뒤에 있는 전전두엽 피질이다. 그렇지만 이 부분이 어떤 식으로 작동하는지는 오랫동안 수수께끼로 남아 있었다. 이에 연구팀은 원숭이와 사람을 대상으로 실험한 결과 외부에서 처리해야 할 감각 신호가 동시다발적으로 입력되면 전전두엽 피질 세포는 우선순위를 정해 하나의 정보를 처리한다는 사실을 확인했다. 하나의 정보를 처리하는 동안 다른 정보를 처리하는 인접 세포는 차단한다는 사실도 발견했다. 이번 연구 결과는 알츠하이머 치매와 같은 퇴행성 뇌 질환으로 인한 뇌 회로 오류를 개선하고 인공 두뇌를 더 유용하게 사용할 수 있는 방법을 개발하는 데 도움을 줄 것이라고 연구팀은 설명했다.

영국 네스호의 괴물로 잘 알려진 플레시오사우루스(수장룡)는 중생대 바다를 누빈 대표적인 해양 파충류로 꼽힌다. 공룡과 비슷한 시기 바다에 살았기 때문에 종종 공룡이라는 오해를 받기도 하지만 사실 공룡과는 아주 옛날에 갈라진 별개의 그룹이다. 수많은 플레시오사우루스의 화석이 발견돼 중생대 해양 생태계를 누빈 대형 파충류의 모습이 하나하나 드러나고 있다. 그러나 여전히 밝혀야할 것들이 많다. 그중 하나가 플레시오사우루스가 조상인 육상 파충류처럼 단단한 비늘을 지녔는지, 아니면 부드러운 피부를 지녔는지 아직 확인하지 못했다. 부드러운 조직은 대부분 썩어 없어진 탓이다. 스웨덴 룬드대학의 미구엘 마르크가 이끄는 독일·스웨덴 과학자 팀은 2020년 독일의 포시도니아 셰일 지층에서 발견된 완벽한 플레시오사우루스 화석에서 그 단서를 찾아냈다. 이 화석의 연대는 쥐라기 초반인 1억 8000만 년 전이라는 사실을 확인했다. 이 플레시오사우루스 화석은 몸길이 3m 정도로 작은 편이지만, 작은 크기 덕분에 골격은 물론 부드러운 조직까지 완벽하게 보존됐다. 연구팀은 화석을 상세히 분석하던 중 꼬리 부분에 피부의 흔적이 남아 있다는 사실을 발견했다. 그리고 오른쪽 앞 지느러미 앞에는 두 개의 비늘 조각이 남아 있었다. 이것만으로는 비늘의 면적과 분포를 정확히 알 순 없지만 연구팀은 몸통은 부드러운 피부만 있고 지느러미는 단단한 비늘이 있을 가능성이 가장 높은 것으로 보고 있다. 육상 생활에 적응한 파충류의 크고 단단한 비늘은 바다에서 필요 없는 부분이기 때문에 무게를 줄이기 위해 빠르게 퇴화했을 것으로 추정된다. 하지만 지느러미의 경우 너무 부드러우면 노처럼 물을 밀어내기 어렵기 때문에 비늘이 남은 것으로 보인다. 지느러미 비늘의 또 다른 용도로 추정되는 것은 바다 밑 모래 바다에 숨은 먹이를 찾는 것이다. 바다 밑에는 플레시오사우루스가 좋아하는 다양한 연체동물이 숨어 있기 때문에 모래를 삽처럼 파내는 용도로 지느러미를 유용하게 사용했을 것으로 생각된다. 깃털이 보존된 공룡 화석처럼 피부와 비늘의 흔적이 남은 플레시오사우루스의 화석은 오래전 사라진 생물들이 어떻게 살았고 실제로 어떻게 보였는지 알려주는 중요한 단서가 된다. 플레시오사우루스는 공룡만큼 오랜 세월 바다에 살았고 다양하게 진화했기 때문에 비늘이 있는 피부의 비율이나 용도 역시 다양했을 것으로 추정한다. 이번처럼 보존 상태가 좋은 화석이 계속 나온다면 머지않아 이 내용도 밝혀낼 수 있을 것으로 기대된다.