플라스틱은 20세기 문명의 가장 유용한 도구이면서 동시에 가장 처치 곤란한 쓰레기로 자리 잡았다. 금속처럼 재활용도 어렵고 목재나 종이처럼 잘 썩지도 않는다는 점이 문제다. 더 큰 문제는 한 번 쓰고 버리는 일상 생활용품에 플라스틱 소재가 광범위하게 사용되면서 매일 엄청난 양의 플라스틱 쓰레기가 생긴다는 점이다. 일회용 플라스틱 제품 사용을 줄이려는 노력에도 불구하고 플라스틱 쓰레기는 점점 더 쌓이고 있다. 따라서 과학자들은 플라스틱 쓰레기를 좀 더 유용한 물질로 재활용하기 위해 많은 연구를 해왔다. 철, 알루미늄, 유리처럼 유용하게 재활용할 수 있다면 쓰레기 배출도 줄이고 자원 낭비도 줄일 수 있기 때문이다. 그러나 수많은 시도에도 불구하고 현재까지 플라스틱 쓰레기의 상당수는 재활용되지 못하고 소각된다. 미국 렌슬러 공대 헬렌 자 교수 연구팀은 박테리아를 이용해 처치 곤란한 플라스틱 쓰레기인 폴리에틸렌을 분해해 유용한 물질을 만드는 연구를 시도했다. 연구팀이 사용한 세균은 뜻밖에도 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)이었다. 녹농균은 토양에 흔한 박테리아 중 하나로 인체에서 다양한 감염을 일으키기 때문에 악명이 높다. 최근에는 항생제 내성까지 키워 더욱 골치 아픈 세균으로 진화했다. 하지만 녹농균은 사실 폴리에틸렌을 분해할 수 있는 효소를 지니고 있다. 일부 박테리아들은 분해가 까다로운 폴리머를 분해해 영양분으로 활용하는 재주가 있는데, 녹농균의 경우 그 대상에 폴리에틸렌이 포함된다. 그런데 불행하게도 우리가 버리는 폴리에틸렌 쓰레기인 비닐봉지나 페트병의 경우 녹농균이 먹기에는 너무 질기고 단단하다. 따라서 폴리에틸렌 쓰레기는 자연에서 쉽게 분해되지 않는다. 연구팀은 폴리에틸렌을 녹농균이 먹기 편한 형태로 만들기 위해 고온 고압 환경에서 가공했다. 이후 녹농균을 이렇게 가공한 폴리에틸렌 위에서 배양했다. 연구팀은 단순히 분해만 하는 것이 아니라 다른 유용한 물질을 만들기 위해 녹농균에 유전자를 삽입했다. 연구팀이 삽입한 유전자는 거미줄 단백질을 만드는 유전자였다. 거미줄은 같은 두께의 철사만큼 튼튼하면서 무게는 1/6 수준으로 가벼워 차세대 생물학적 소재로 주목받고 있다. 무엇보다 인체에서 생분해되는 성질 때문에 의료용 소재로 연구되고 있지만, 적당한 가격에 대량 생산이 어려워 아직 상용화되지 못하고 있다. 이번 실험에서 연구팀은 폴리에틸렌 쓰레기를 최종적으로 거미줄 단백질을 많이 포함한 솜 같은 형태의 원료로 만들었다. 박테리아를 이용해 처치 곤란한 플라스틱 쓰레기를 줄이고 덤으로 유용한 물질을 생산할 수 있는 가능성을 보여준 셈이다. 박테리아는 여러 단계를 거쳐야 하는 복잡한 화학적 과정을 대신할 수 있는 미니 화학 공장으로 주목받고 있다. 플라스틱 쓰레기를 유용한 물질로 바꾸는 복잡한 과정도 박테리아의 도움을 받으면 한결 쉽게 해낼 수 있다. 물론 이런 연구 결과가 결실을 얻기 위해서는 경제성과 함께 대량의 플라스틱 쓰레기 처리가 가능하다는 점을 보여줘야 한다. 업사이클링 제품 역시 가격 경쟁력을 지녀야 한다. 이 모든 조건을 다 만족시키기 위해서는 앞으로 많은 연구와 투자가 필요하다. 박테리아가 플라스틱 쓰레기의 해결사 역할을 할 수 있을지 미래가 주목된다. 고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

농림축산식품부 산하 농림축산검역본부에 따르면 2022년 기준 등록된 반려견은 302만 5859마리로 인구 16명당 1마리를 키우는 셈이다. 요즘 반려동물을 키우는 사람들은 예전처럼 집에 동물을 하나 들인다는 것을 넘어 가족과 같이 생각한다. 그래서 반려동물이 죽으면 사랑하는 가족을 잃은 것과 같은 느낌을 받는다. 바로 펫로스증후군(반려동물 상실 증후군)이다. 그런데, 반려견마다 평균 기대 수명이 다르다는 연구 결과가 나왔다. 반려견과 얼마나 함께 할 수 있을지 예측하고 마음의 준비를 할 수 있게 도와줄 수 있을 것으로 보인다. 영국 동물 복지 재단 ‘독스 트러스트’(Dogs Trust), 리버풀 존 무어스 대학 공동 연구팀은 휘핏처럼 얼굴이 긴 장두종 개가 영국 불도그처럼 얼굴이 납작한 단두종 개보다 오래 산다는 사실을 확인했다고 5일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초 과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 2월 2일 자에 실렸다. 연구팀은 품종 등록소, 수의사, 애완동물 보험사, 동물 복지 자선단체, 학술 기관 등 영국 내 18개 기관에 등록된 개 58만 4734마리 데이터를 활용했다. 분석에 포함된 개들은 순종, 교배종 포함해 155종으로 나타났다. 연구팀은 조사 대상 개들의 품종과 성별, 생년월일, 사망일과 함께 몸집, 머리 모양과 크기로 분류했다. 그다음 개들의 평균 기대 수명을 계산하고 성별, 몸집, 머리 모양과 크기를 조합해 기대 수명을 비교 분석했다. 그 결과, 미니어처 닥스훈트나 셰틀랜드쉽독 같이 몸집이 작고 얼굴이 긴 장두종 개들의 암컷, 수컷 모두 평균 기대 수명이 13.3년으로 가장 긴 것으로 확인됐다. 반면 얼굴이 납작한 개들의 평균 기대 수명은 수컷은 9.1년, 암컷은 9.6년으로 가장 짧았다. 연구팀은 조사 대상 중 순종의 50%를 차지하며 가장 인기있는 12품종에 대해 따로 분석했다. 연구팀에 따르면 래브라도 평균 수명이 13.1년, 잭 러셀 테리어가 13.3년, 카발리에 킹 찰스 스패니얼은 11.8년으로 나타났다. 연구팀에 따르면 순종견의 평균 기대 수명은 12.7년으로 교배견(12년)보다 약간 길었으며, 암컷 개(12.7년)가 수컷 개(12.4년)보다 평균 기대 수명이 긴 것으로 나타났다. 로버트 크리스틀리 리버풀대 교수(역학·원 헬스)는 “이번 연구 결과를 바탕으로 조기 사망 위험이 큰 개를 식별하는 동시에 순종과 잡종 사이 다양한 유전적 다양성을 확보하는 데 도움이 될 수 있다”라면서 “반려견의 기대 수명을 알고 있으면 미리 대비를 할 수 있어 펫로스증후군을 줄일 수도 있을 것으로 보인다”라고 설명했다.

‘상비병력 50만명’을 둘러싼 논쟁‘노인 재입대’ 현실성 있는 대안 아냐군내 민간인력 대폭 확대 필요선진국 30~56%인데 한국 7%‘시니어 아미’ 대신 ‘장기복무 확대’ 장교, 부사관 처우개선도 필요 한국의 합계출산율은 가장 최근 통계인 지난해 3분기 기준으로 0.7명에 불과합니다. 치열한 경쟁과 높은 물가 등 팍팍한 삶이 이어지면서 저출생 현상은 완화될 기미를 보이지 않고 있습니다. 이 문제는 적절한 병력 유지에도 악영향을 미칩니다. 4일 통계청 예측에 따르면 20대 남성 인구는 2020년 33만 4000명에서 2025년 23만 6000명으로 약 30% 급감할 것으로 추정됐습니다. 이후 10년 동안은 21만~23만명선이 유지됩니다. 10년 전까지만 해도 어느 정도 출생아 수가 유지됐기 때문입니다. 그러나 2040년엔 15만 5000명, 2045년은 12만 7000명으로 또 급감합니다. 국방부에서 군 인력 정책을 담당했던 김신숙 박사가 최근 한국국방연구원 ‘국방정책연구’에 낸 논문에 따르면 현역 복무가 가능한 인원은 2035년 ‘19만명’으로 추산됐습니다. 대체복무 등으로 빠지는 인원을 2만~4만명 가량 적용해야 하기 때문입니다.인구절벽이 본격화되는 2040년엔 현역 복무 가능 인원이 12만명에도 미달할 가능성이 있습니다. 이 남성들이 모두 군대에 와도 상비병력은 최대 30만~35만명에 그칩니다. 현재 50만명인 병력을 유지하는 건 불가능하다는 의미입니다. ●해외서도 주목한 병력 문제…대책 ‘갑론을박’ 해외에서도 한국의 심각한 저출생과 안보 문제에 주목하기 시작했습니다. 지난달 미국 CNN은 ‘인구 문제가 한국군 최대의 적’이라고 보도하기도 했습니다. 병력 논쟁이 격화하면서 최근 ‘시니어 아미’, 이른바 ‘노인 재입대’가 큰 이슈가 됐습니다. 상비병력 50만명을 유지하기 어렵다면 50~70대 중노년층에게 지원자를 받으라는 주장이 나온 겁니다. 지금의 병사 월급을 준다면 20만~30만명을 거뜬히 모집할 수 있다는 주장까지 나왔습니다. 그러나 동시에 ‘현실성 있는 대책이냐’는 비난이 빗발쳤습니다. 충분한 체력과 상명하복 구조가 필요한 군에 노인들이 왔을 때 훈련조차 제대로 가능하겠느냐는 지적입니다. 경찰, 소방관은 남녀 구분없이 군복무를 한 인원만 지원하도록 한 이른바 ‘여성희망복무제’ 주장도 나왔지만, 마찬가지로 위헌 논란 등 갑론을박만 이어지고 있는 상황입니다. 그럼 현실적인 대책은 없을까. 김 박사는 충분한 방위력을 유지하기 위한 적정 수준의 병력 분석부터 필요하다고 지적했습니다. 국방부는 이미 지난해 상비병력 목표수치 ‘50만명’을 삭제한 국방개혁법 개정안을 입법예고한 바 있습니다.해외 선진국과 비교했을 때 가장 큰 차이점은 군내 민간인력 규모의 차이입니다. 미국이 56%, 독일 44%, 영국 38%, 프랑스 30%인데 한국은 7%에 불과합니다. 국방개혁법도 민간인력 활용 범위를 행정, 군수 등 소수 분야로 한정한 상태입니다. 이런 이유로 군 내에서는 장교가 각종 행정업무에 시달리고 부사관이 시설 보수 업무 등 잡무를 떠맡고 있다는 불만이 터져나오고 있습니다. 결국 행정, 군수 등 기존 영역은 물론 시설, 정보, 교육 등 민간영역의 효율성이 높은 분야를 최대한 외부에 열어주는 혁신이 필요하다는 지적이 나옵니다. 김 박사는 “기존 군인이 수행하던 임무 중 비전투분야나 지원분야를 민간인력으로 대체하고, 민간기업이나 서비스로 아웃소싱이 가능한 분야는 최대한 늘릴 필요가 있다”고 조언했습니다.또 다른 대안은 장교와 부사관 정년 연장과 장기복무 확대입니다. 이것이 ‘시니어 아미’보다 훨씬 현실적인 대안으로, 장기복무를 원하는 장교와 부사관의 생각과도 맞아떨어지는 정책입니다. 최근까지 군에서는 “경찰은 정년 60세인데 왜 군인만 계급정년이 있나”라는 불만이 빗발쳤습니다. ●“경찰은 정년 60세…왜 군인만 계급정년이냐” 소령까지 올랐다가 전역하면 45세에 군복을 벗어야 하는데 국가적인 손실 아니냐는 지적도 있었습니다. 정부가 최근 소령의 계급정년을 50세로 올리고 장기복무 장교의 소령 진급을 보장하는 제도를 추진하겠다고 했지만 일부 장교들은 여전히 추진 가능성과 효과에 의구심을 표하고 있습니다. 부사관은 장기복무자로 선발되면 상사까지 근속진급할 수 있으며 53세까지 정년이 보장됩니다. 그러나 장교와 마찬가지로 장기복무자로 선발되려면 까다로운 과정을 거쳐야 합니다. 그러나 앞으로는 장교와 부사관 장기복무자 확대를 통해 줄어드는 병력을 대체해야 합니다. 또 병사 중에서도 지원자에 한해 장교와 부사관으로 장기복무할 수 있도록 군문을 더 크게 열 필요가 있습니다.물론 전제조건도 있습니다. 장기복무자가 늘어나면 부담이 더 커지는 군인연금의 재정 효율화와 장기복무 장교와 부사관의 임금, 복지 등 처우 개선이 함께 진행돼야 합니다. 만약 이런 대책을 써도 병력 감소가 계속 이어진다면 허용할 수 있는 범위는 어디까지일까. 그것은 북한군의 병력 수와 연계해 분석해야 합니다. 국방개혁법에 명기된 상비병력 50만명 목표는 북한군 병력 규모 128만명에 대비한 숫자입니다. 전술적으로 병력 비율이 2.5대1~3대1은 돼야 충분한 방어가 가능하기 때문에 50만명을 유지해야 한다는 겁니다. 그러나 2019년 한국국방연구원 연구팀 분석에서 북한군 실제 병력은 105만명에 그친다는 조사결과도 있습니다. 건양대 군사학과 연구팀은 이 경우 한국군의 적정 규모는 38만명이라고 추산했습니다. 인구 절벽으로 급격한 청년 인구 감소가 이뤄지더라도 북한군이 100만명이라고 봤을 때 이 정도 인원이 있으면 북한의 위협에 대비할 수 있다는 겁니다.

산업혁명 이후 20세기 초까지도 많은 나라가 ‘보이지 않는 손’에 모든 것을 맡기는 자유방임주의 경제를 적용했습니다. 산업혁명이 시작됐을 때 기계화를 통한 대량생산은 인류를 풍요롭게 만들 것이라는 기대감과 달리 자본가들은 비싼 기계를 도입하는 대신 임금이 싼 여성이나 아동을 고용했습니다. 특히 영국의 산업화가 한창이던 18~19세기 노동환경은 악명이 높습니다. 당시를 포착한 그림이나 사진에서는 장시간 노동과 열악한 작업 환경에 시달리는 여성, 아동 노동자들의 모습을 엿볼 수 있습니다. 과학기술 덕분에 그동안 기록으로만 남아 있던 열악한 노동환경이 노동자에게 미치는 영향들이 속속 밝혀지고 있습니다. 뉴질랜드 오타고대 해부학과, 영국 더럼대 고고학과, 에든버러대 역사·고전·고고학부, 브라이턴대 응용과학부, 호주 퀸즐랜드대 공동 연구팀은 18~19세기 영국 산업화 시기 노동자들이 아동기부터 심각한 비타민D 결핍증을 겪었다는 사실을 확인했습니다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 플로스원 2월 1일자에 실렸습니다. 18~19세기 산업화 시절 가혹한 노동환경과 영양실조로 노동자들은 각종 질병에 쉽게 걸렸으며 낮은 기대수명으로 이어졌습니다. 의학자들에 따르면 당시는 열악한 환경에 어린 시절부터 비타민D 결핍증이 심해 뼈 발육에 장애가 생기는 구루병을 비롯해 각종 근골격계 질환의 발병률도 높았습니다. 지난해 영국, 체코, 네덜란드 국제 공동 연구팀은 1783~1864년에 사망해 영국 북요크셔주의 한 공동묘지에 묻힌 8~20세 남녀 아동·청소년 154명의 유골을 대상으로 동위원소 분석을 했습니다. 그 결과 아동·청소년 노동자들이 저성장, 비타민 결핍, 호흡기 질환, 골격계 질환에 시달렸음을 밝혀내기도 했습니다. 이전 연구들이 골격 증거에만 의존한 것에 비해 이번에는 전반적인 건강 상태를 한눈에 파악할 수 있는 치아에 초점을 맞췄습니다. 연구팀은 영국 북부 코치레인 공동묘지에서 발굴한 24명의 남녀 치아 표본을 분석했습니다. 연구팀은 석회화되지 않은 치아 상아질 조직을 펩타이드 분석했습니다. 그 결과 조사 대상의 4분의3에 해당하는 18명이 어린 시절부터 미네랄 대사 장애를 겪은 것으로 확인됐습니다. 미네랄 대사 장애는 여성보다 남성이 더 심각했던 것으로 조사됐습니다. 사람의 치아는 나무의 나이테와 같은 역할을 하기 때문에 이를 분석한 결과 치아 조직 발달 이상이 매년 누적됐다는 것도 확인했습니다. 원인은 영양실조였다고 합니다. 전문가들은 이번 연구와 앞선 연구를 미뤄 볼 때 비타민D 결핍증은 산업혁명기 영국 사회 전체에서 나타났던 일종의 산업재해였다고 평가했습니다. 연구를 이끈 레베카 고랜드 영국 더럼대 교수(보건고고학)는 “산업혁명기와 비교할 수는 없겠지만 현재도 열악한 환경에서 근무하는 노동자들이 적지 않다”면서 “이번 연구는 열악한 노동환경이 노동자 개인뿐만 아니라 사회적 비용을 증가시킬 수 있음을 암시한다”고 말했습니다.

동물원에서 아이들이 가장 귀여워하는 동물 중에 해달과 수달이 있다. 수달은 식육목 족제비과 수달아과 수달속 동물이고 해달은 식육목 족제비과 수달아과 해달속 동물이다. 서식 장소나 몸 크기, 특성 등이 다르지만 동물 마니아가 아닌 이상 해달과 수달을 구분하기는 쉽지 않다. 그래서 온라인에서는 “딱 봤을 때 똑소리 나게 생기면 수달, 나한테 조개를 뺏겨도 ‘어어’ 할 것 같으면 해달”이라는 우스개 분류법이 돌기도 했다. 멸종위기 종인 해달과 수달을 보호하는 것은 생물다양성 확보 차원에서도 필요하지만, 생태 교란 동식물을 먹잇감으로 삼기 때문에 생태계 균형 측면에서도 중요하다. 미국과 캐나다 과학자들은 해달이 서식지 주변 염습지의 침식 속도를 최대 90%까지 늦춰 준다는 새로운 사실을 확인했다. 미국 소노마주립대, 듀크대, 캘리포니아 샌타크루즈대(UCSC), 캘리포니아 샌타바버라대(UCSB), 플로리다대, 모스랜딩해양연구소, 캘리포니아 몬터레이수족관, 지질조사국(USGS), 캐나다 니드라환경연구소, 사이먼프레이저대 소속 해양학자, 생물학자, 수학자들이 참여한 이번 연구는 과학저널 네이처 2월 1일자에 발표됐다. 염습지 생태계는 온대 해안 지역 야생동물과 인간 모두에게 중요한 서식지로 꼽힌다. 염습지는 조수에 의해 바닷물이 쉽게 드나들어 염분 변화가 큰 습지로 거머리말, 바닷말 등 염생식물이 사는 지역이다. 하구 입구, 만의 안쪽, 울타리 섬의 육지쪽에 잘 발달하는데, 한국에서는 낙동강 하구나 전남 순천만에서 만날 수 있다. 최근에는 염습지의 탄소 흡수량이 일반 갯벌보다 최대 5배 많다는 연구 결과가 나와 주목받기도 했다. 문제는 염습지가 해안 개발, 온난화로 인한 해수면 상승, 외래종 침입으로 점점 줄고 있다는 점이다. 또 남획으로 인한 염습지 토착 포식자가 줄어들면서 게, 달팽이 같은 종들이 늘어 해안선 침식과 침하가 발생하기도 한다. 이 때문에 염습지 생태계의 최상위 포식자 숫자를 늘리면 이런 파괴 현상이 줄어들 것이라는 주장이 있지만, 과학적으로 검증되지 않았다. 이에 연구팀은 1985년부터 2018년까지 미국 캘리포니아 중부 해안 지역을 대상으로 해달 개체수와 습지 가장자리 침식을 정밀 분석했다. 그 결과 습지 침식 감소 정도가 해달의 생태 밀도 증가와 밀접한 관계가 있음을 발견했다. 연구팀은 이런 상관관계를 더 자세히 파악하기 위해 캘리포니아 중부 해안 보호 구역 엘크혼슬라우의 5개 구역을 대상으로 3년 동안 해달의 개체수, 해달에 의한 해안 게 소비량, 습지 가장자리 침식을 재조사했다. 그 결과 해달의 존재가 해안 게 개체수를 억제해 습지 가장자리의 강도와 복원력을 개선하는 것으로 확인됐다. 13개 구역을 대상으로 해달의 서식지가 형성되기 이전인 2009~12년과 서식지 형성 이후인 2015~17년 습지 가장자리를 비교한 결과 역시 해달이 많이 서식하는 구역의 습지 침식률이 해달 밀도가 낮은 습지보다 약 69% 낮은 것으로 나타났다. 연구팀은 공간 분석을 통해 해달 밀도가 높은 지역이 낮은 지역보다 해안 게의 개체수도 약 67% 적은 것을 확인했다. 연구를 이끈 브렌트 휴즈 소노마주립대 교수(해안생태학)는 “사람의 힘으로 습지를 복원하기 위해서는 엄청난 비용이 투입돼야 하지만, 해달이라는 해안 생태계 최고 포식자가 들어와 해안 게를 먹어 치우는 것만으로 습지를 보존할 수 있게 됐다는 점은 의미심장하다”고 했다. 휴즈 교수는 “이번 연구는 무너진 먹이사슬을 되돌리는 것만으로도 생태계를 복원할 수 있다는 가능성을 보여 줬다”고 밝혔다.

싱가포르, 중국 공동 연구팀은 웨어러블 전자기기에 사용할 수 있는 전자장치 내장 섬유 만드는 방법을 개발했다고 과학저널 네이처 2월 1일자에 밝혔다. 이번 연구에는 싱가포르 난양공대, 고성능컴퓨팅연구소, 디지털분자분석과학연구소, 중국 지린대 생체공학 연구실, 중국과학원대(UCAS), 선전종합기술원, 쑤저우 나노기술·나노생체공학연구원 소속 과학자들이 참여했다. 신호를 감지하고 처리할 수 있는 ‘입을 수 있는’ 웨어러블 전자기기 제작 방법은 다양하지만, 제조 과정에서 섬유로서 기능이나 전자 기기 성능이 떨어지는 경우가 많다. 이에 연구팀은 통신용 광섬유 제작에 쓰는 광섬유 드로잉 장치로 고성능 섬유와 반도체를 결합하는 방법을 개발했다. 이렇게 만들어진 섬유는 반도체 성능 저하 없이 직물로 짜거나 옷으로 만들 수 있는 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 레이 웨이 싱가포르 난양공대 교수(광학섬유공학)는 “이번 기술로 평상복에도 마이크로컴퓨터를 내장할 수 있게 된다”면서 “우선 시각장애인을 도울 수 있는 신호등 변화 감지 모자나 유연한 심장 모니터링 장치 등에 활용될 것으로 본다”고 말했다.

“지엔티파마의 신약 물질인 ‘넬로넴다즈’가 세계 최초로 심정지 환자 치료제가 될 가능성이 커졌습니다.” 넬로넴다즈 임상 2상을 주도한 전병조 전남대병원 응급의학과 교수는 31일 서울신문과의 인터뷰에서 “5년 동안 심정지 환자 105명을 대상으로 한 임상시험에서 뇌 손상과 심장기능 부전 등 심정지 후 증후군 발생률이 위약(가짜 약) 투여군보다 약 50% 낮아졌고 부작용은 거의 없었다”며 이같이 말했다. 전 교수는 “식품의약품안전처로부터 ‘품목 조건부 허가’를 받고 시판된다면 세계적으로 심정지 환자 치료에 획기적인 일이 될 것”이라고 강조했다. 이에 따라 제약업계에서는 이미 식약처 ‘희귀 의약품’으로 지정된 넬로넴다즈가 블록버스터급 신약이 될 것으로 기대한다. 업계 관계자는 “신약 물질이 많지만 넬로넴다즈처럼 임상 2상에서 좋은 결과를 보인 물질은 거의 없다”면서 “식약처의 조건부 허가를 받는다면 세계 처음으로 심정지 환자 치료제가 국내 기술로 탄생하게 된다”고 말했다. 가장 많은 환자로 임상 2상을 성공적으로 마무리한 전 교수에게 넬로넴다즈의 임상 결과와 의미 등을 들었다.-심정지는 어떤 질환인가. “여러 원인에 의해 심장박동이 멈춰 환자가 사망했다는 것을 의미한다. 원인은 심장성과 비심장성이 있는데 심장성은 심실성 부정맥, 심부전, 급성심근경색 등 심장 질환이 직접적 원인이고 비심장성은 중증 외상과 폐, 간, 신장 등 주요 장기의 기능 부전이 원인이다. 최근 심정지 환자의 치료 방향과 목표는 심폐 기능을 회복시킨 후 손상당한 뇌 기능을 심정지 이전의 상태로 회복시키는 데 중점을 둔다.” -심정지 환자가 늘었고 사망률도 높다던데. “국내에서 심정지 환자는 해마다 증가하지만 병원 이송 환자의 생존율은 7.8%에 불과하다. 일상생활이 가능할 정도로 뇌 기능을 회복해 퇴원한 환자는 4.6%로 극히 적다. 현재 심정지 환자의 치료는 기본 및 전문 심폐소생술과 과거 저체온치료(TH)로 알려진 목표체온유지치료(TTM), 소생술 후 증후군의 증상에 따라 처치하는 대증요법 등인데 효과가 제한적이어서 적절한 치료제 개발이 시급한 상황이다.” -넬로넴다즈는 어떤 물질인가. “지엔티파마가 개발한 넬로넴다즈는 다중 경로로 신경세포 보호 작용을 나타내는 국내외 최초의 신약 물질이다. 심정지로 손상된 뇌 기능 회복에 효과적이다. 심정지 환자에게서 재관류로 나타나는 활성산소 증가에 기인한 세포사와 NMDA 수용체(신경세포 시냅스 후막에 존재하는 이온성 글루탐산 수용체의 일종) 활성화에 의한 글루타메이트 독성 유발에 의한 세포사를 막아 주는 역할을 한다.”5년간 환자 105명 대상 임상시험뇌 손상·심부전 등 증후군 발생률위약 투여군보다 약 50% 낮아져임상 1상 이어 부작용·위험 없어상반기 다국적 임상 3상 준비 중희귀 의약품 ‘넬로넴다즈’세계 최초 심정지 후유증 치료약다중 경로로 신경세포 보호작용식약처 ‘조건부 허가’ 시판된다면첫 국내기술 심정지 치료제 탄생-임상 2상은 어떻게 진행했나. “삼성서울병원, 전남대병원, 부산대병원 등 전국 5개 대학병원 응급의학과에서 2018년 환자 모집을 시작해 5년간 105명을 대상으로 진행했다. 넬로넴다즈 고용량과 저용량, 위약 투여군 등 세 그룹으로 나눠 약효를 평가했다. 뇌 기능 장애 개선 효과는 90일 후 신경학적 뇌 기능 수행 분류 척도(CPC)와 수정랭킨척도(mRS)로 평가했다. 또 뇌 MRI 촬영을 통해 영역별 비등방도(FA) 평균을 산출해 비교했다.” -약효는 확인됐나. “임상 2상 결과에서 넬로넴다즈 투여군은 위약 투여군보다 뇌 기능 회복 정도를 보여 주는 CPC와 mRS 값이 개선된 것으로 나타났다. 위약군 대비 각 투여군의 CPC가 개선될 가능성은 고용량군에서 1.9배, 저용량군에서 1.8배로 증가했다. 또 mRS는 고용량군에서 2.1배, 저용량군에서 1.5배로 증가했다. 뇌 MRI 영상을 분석한 결과 위약군보다 고용량군에서 뇌 손상 정도가 낮은 것으로 분석됐다. 치료 중 사망 환자 수도 위약 투여군에 비해 적은 숫자로 조사됐다.” -부작용이나 위험성은 없었나. “임상 2상에 참여한 105명 모두에게서 보고된 부작용이나 위험성은 없었다. 이미 미국과 중국에서 진행됐던 임상 1상에서도 안전성이 확인된 것으로 안다.” -전남대병원에서만 85명 환자의 임상을 완료했다. 이례적인 성과로 평가받는다. “일반 질환보다 심정지 환자를 대상으로 임상시험을 진행하기는 매우 어렵고 규제도 많다. 특히 코로나19 영향으로 환자 모집도 쉽지 않았다. 그러나 임상 2상에 참여한 대학병원 모두가 열심히 노력했다. 특히 전남대병원에서 가장 많은 환자를 모집할 수 있었던 것은 기존에 구성된 임상연구팀의 열의와 체계적인 임상시험 시스템 구축, 지역 거점 병원으로서 중증 환자의 최종 치료 수행 등이 큰 역할을 했을 것으로 보인다. 함께 수고해 준 모든 연구원에게 감사한 마음을 전한다.” -현재 심정지 치료제가 없어서 출시되면 세계적으로 반향이 클 텐데. “맞다. 국내는 물론 해외에도 심정지 후유증 치료에 사용되는 약물은 없는 것으로 안다. 이번 임상 2상 결과를 바탕으로 품목 조건부 허가를 받게 된다면 심정지 환자 치료에 사용할 수 있을 것이다. 상반기 개시 예정인 다국적 임상 3상에서도 좋은 결과를 얻을 경우 세계 최초로 심정지 환자의 치료제 개발에 한 획을 그을 수 있는 약물이 된다.”

3억 년 전 석탄기에는 본격적으로 하늘을 날아다닌 동물이 등장하기 시작했다. 석탄기에 등장한 거대 잠자리인 메가네우라는 날개 너비만 70cm가 넘는 하늘의 지배자였다. 그러나 곤충이 하늘을 지배한 시기는 길지 않았다. 중생대에 이르러 익룡처럼 더 거대한 몸집을 지닌 척추동물이 비행을 시도했기 때문이다. 지구 역사상 최초로 중생대에는 여러 척추동물이 비행을 시도했다. 익룡이 가장 잘 알려진 경우이지만, 일부 수각류 공룡과 여기서 진화한 새의 조상도 쥐라기 말부터 비행을 시도했던 것으로 보인다. 하지만 이렇게 잘 알려진 사례 말고도 여러 생물들이 비행을 시도한 흔적이 남아 있다. 브리스톨 대학의 연구팀은 서모셋의 멘딥 힐스의 2억 년 전 지층에서 현재의 날도마뱀과 유사한 파충류인 쿠에흐네오사우루스 (Kuehneosaurs)를 발견했다. 쿠에흐네오사우루스는 손바닥에 올려 놓을 수 있을 정도로 작은 파충류로 날카로운 이빨을 이용해 곤충을 잡아먹었던 것으로 보인다. 과학자들은 매우 잘 보존된 화석 표본을 통해 쿠에흐네오사우루스가 현재의 날도마뱀처럼 앞다리와 뒷다리 사이 큰 비행막을 지니고 있다는 사실을 확인했다. 사실 복원도만 보면 쿠에흐네오사우루스와 현생 날도마뱀을 구분하기가 쉽지 않을 정도다. 그러나 비슷한 외형은 같은 환경에서 비슷한 모습이 되는 수렴 진화에 의한 것으로 두 생물은 직접적인 연관성은 없다. 쿠에흐네오사우루스는 사실 파충류의 큰 그룹인 지배 파충류의 원시적 그룹으로 오히려 악어나 공룡과 더 가까운 관계다.쿠에흐네오사우루스는 날아다니는 곤충이 풍부한 2억 년 전 숲에서 현재의 날도마뱀처럼 나무와 나무를 날아다녔다. 적어도 10m 이상 거리를 글라이더처럼 비행했던 것으로 보이는데, 덕분에 곤충을 잡아먹기도 편리하고 천적을 피하기에도 유리했다. 아마 익룡과 새의 조상도 비슷한 상황에서 비행 능력이 진화했던 것으로 추정된다. 하지만 완전한 동력 비행 능력을 획득한 익룡이나 새와 달리 쿠에흐네오사우루스는 그 단계까지 진화하지 못하고 후손 없이 멸종했다. 하지만 쿠에흐네오사우루스의 사례는 활강 비행만 가능해도 생존에 큰 이점이 있으며 이로 인해 비행 능력이 여러 차례 독립적으로 진화했다는 사실을 보여준다. 신생대에도 아마 박쥐가 이런 과정을 거쳐 완전한 비행 능력을 획득했을 것이고, 날도마뱀과 날다람쥐가 전혀 다른 그룹임에도 비슷한 진화 과정을 거쳐 글라이더처럼 나무 사이를 날아다니고 있다. 다른 시대, 다른 생물이라도 같은 환경에서는 언제나 비슷한 해결책이 나올 수 있다는 것을 보여주는 사례다.

일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)의 뇌신경과학 스타트업 뉴럴링크가 인간의 뇌에 컴퓨터 칩을 심어 생각하는 대로 컴퓨터나 스마트폰을 제어하는 임상시험에 돌입했다. 머스크는 29일(현지시간) 소셜미디어 엑스에 “어제(28일) 첫 환자가 뉴럴링크로부터 칩을 이식받아 회복 중”이라고 밝혔다. 이번 임상시험은 뉴럴링크가 지난해 5월 미국 식품의약국(FDA)에서 인간 대상 임상시험 승인을 받은 지 8개월 만에 이뤄졌다. 뉴럴링크는 2019년 생쥐를 시작으로 돼지에 컴퓨터 칩을 심어 뇌 신호를 수집했고 원숭이 뇌에 비디오 게임을 할 수 있는 컴퓨터 칩을 이식하는 데 성공한 것에 이어 이번에는 사람을 대상으로 임상시험에 착수한 것이다. 머스크는 “뉴럴링크 첫 제품명은 ‘텔레파시’로, 생각하는 것만으로도 휴대전화나 컴퓨터 또는 주변 기기를 모두 제어할 수 있다”고 말했다. 그는 “스티븐 호킹이 타자를 빨리 치는 타이피스트나 경매인보다 빠르게 의사소통을 할 수 있다고 생각해 보라. 그것이 목표”라고 강조했다. 머스크가 사례로 든 호킹 박사는 21세에 근위축성측삭경화증(루게릭병)을 앓기 시작해 평생 휠체어에 의지한 물리학자다. 이번에 쓰인 기술은 생각만으로 각종 기기를 제어할 수 있도록 뇌컴퓨터 인터페이스(BCI) 장치를 뇌에 이식하는 것이다. 국내 대표적 뇌공학자인 임창환 한양대 전기·생체공학부 교수는 “머스크의 뉴럴링크 방식은 이전 BCI 기술과는 다른 독특한 방식이라는 점에서 주목할 만하다”고 말했다. 기존 BCI는 마이크로 어레이라는 미세 전극이 박힌 칩을 뇌에 깊숙이 꽂아 마우스 커서를 움직이거나 컴퓨터 화면에 글자를 타이핑하는 방식이었다. 뇌에 이식된 전극에서 보내 오는 신호는 무선이 아닌 긴 전선을 이용한 유선 수신 방식이다. 이와 달리 뉴럴링크는 뇌 표면에 전극이 코팅된 가느다란 전선들을 수술 로봇으로 미세하게 박음질한 다음 전선들을 한데 모아 링크라는 장치와 연결하는 방법을 취한다. 링크는 칩과 뇌 신호 송수신 장치가 일체화된 동전 크기의 전자장치다. 두개골에 동전 크기의 구멍을 낸 다음 링크를 끼우고 미세 전선들과 연결하는 것이다. 이렇게 되면 칩에서 수집한 뇌 신호를 송수신 장치를 통해 무선으로 컴퓨터나 스마트폰에 전송하게 된다. 생각만으로 전자 장비를 움직일 수 있는 원리다. 임 교수는 “이전 실험실에서 행해졌던 BCI 기술과 비교하면 뉴럴링크의 방식은 덜 침습적”이라고 설명했다. 그렇지만 뉴럴링크의 방식은 다른 BCI 경쟁 기업의 전자장치 이식보다 깊이가 더 깊은 것으로 알려져 갈 길이 멀다고 전문가들은 평가하고 있다. BCI 기술은 1970년대 초 처음 등장했지만 구체적 성과를 내놓기 시작한 것은 뇌신경과학, 전자공학 기술이 빠르게 발전하기 시작한 21세기 들어서다. 2021년 5월 과학 저널 ‘네이처’에는 미국 스탠퍼드대 하워드 휴스 의학연구소를 중심으로 한 연구팀이 사지 마비 환자가 생각만으로 글씨를 쓸 수 있게 하는 데 성공했다는 연구 결과가 실렸다. 연구팀은 2007년에 척수 손상으로 목 아래로는 몸을 움직일 수 없는 65세 남성 환자의 뇌에 마이크로 탐침이 박힌 전자칩 2개를 이식해 생각만으로 컴퓨터에 글자를 쓸 수 있게 한 것이다. 이처럼 연구실 수준에서 진행되던 BCI 연구에 머스크나 메타(페이스북) CEO 마크 저커버그 등이 뛰어들면서 상용화가 빨라질 것이란 전망이 제기된다. 이번 임상시험도 같은 맥락으로 볼 수 있다. 그렇지만 다른 한편에서는 안전성에 대한 지적도 끊이지 않고 있다. 뇌 관련 모든 수술은 신체적 손상과 거부 반응이라는 내재적 위험이 있는 만큼 칩을 심었을 때 장기적으로 어떤 문제점이 나타날지 모른다는 것이다. 실제로 뉴럴링크에서 컴퓨터 칩을 이식받은 원숭이들이 전신 마비, 발작, 뇌부종 등의 부작용을 겪었다는 주장까지 나오고 있다.

얼굴을 봤을 때 ‘부자인 것 같다’ 혹은 ‘가난한 것 같다’고 인식하는 얼굴이 따로 정해져 있다는 연구 결과가 나왔다. 29일(현지시간) 뉴욕포스트 등 외신에 따르면 영국 글래스고대학교 연구팀은 최근 이 같은 내용의 연구 논문을 발표했다. 부(富)에 대한 인식에 영향을 주는 것은 얼굴 모양이며, 상대방을 부자 또는 가난한 자로 판단하는 몇 가지 특징이 존재한다는 내용이다. 부유하다는 느낌을 받는 대표적 관상으로는 아마존 창업자 제프 베이조스와 메타 최고경영자 마크 저커버그를 꼽았다. 연구팀은 “베이조스는 따뜻한 피부색을 띠고 있고 저커버그는 좁은 얼굴형을 갖고 있다”라고 말했다. ‘부자 관상’은 상대적으로 얼굴이 좁고 입이 위로 올라가 있어 웃는 모양이 특징이라는 것이다. 연구팀은 눈썹은 치켜 올라가 있으며 눈 간격이 좁고, 불그스름한 뺨 덕분에 따뜻한 안색을 띠는 얼굴이 신뢰감과 정직함을 주고 유능함을 돋보이게 한다고 덧붙였다.반면 가난해 보이는 얼굴은 눈썹 위치가 비교적 낮고 턱이 짧으며 약간 처진 입을 갖고 있다고 설명했다. 피부색이 어둡고 살짝 차가워 보이는 관상은 무능함과 불신을 갖게 한다는 게 연구팀 설명이다. 또 못생겼다고 여겨지는 얼굴은 ‘둥글고 찌그러진 이목구비’라며 미흡한 체력, 낮은 지능, 복종적인 성격으로 인식하게 한다고 했다. 연구를 진행한 토라 비욘스도티르 박사는 “외모만 보고 상대를 성급하게 판단하는 일은 없어야 한다”라며 “부자와 가난한 자를 외모만으로 판단한다면, 사회 계층이 낮다고 인식되는 사람에게 불이익을 주는 등의 결과를 초래할 수 있다”라고 당부했다. 그러면서 “연구 결과는 고정관념이 ‘외모’와 ‘사회 계층 판단’ 사이의 연관성을 설명한다. 이는 우리가 갖고 있는 고정관념이 다른 사람을 인식하는 방식에 영향을 미친다는 걸 시사한다”라고 덧붙였다.

국내 반려동물 산업이 가파르게 성장하면서 반려동물 품종별·생애주기별 기초 영양표준을 만드는 작업이 시작됐다. 반려동물 영양표준 설정을 통해 국내 반려동물 사료의 품질 향상 및 생산 기술이 발전하고, 사료산업 전반에 경쟁력이 강화될 것으로 기대된다. 농촌진흥청은 반려동물 사료산업의 제도 개선과 활성화를 위해 올해 국내 반려동물 영양표준을 설정할 계획이라고 30일 밝혔다. 농림축산부 자료에 따르면 우리나라 반려동물 양육 가구 수는 602만 가구로 집계된다. 연관 산업 또한 가파른 성장세를 보이며, 국내 반려동물 먹이(펫 푸드) 시장 규모는 1조 3329억원에 달하는 것으로 추정된다. 하지만 국내에선 아직 반려동물 영양표준이 명확히 설정되지 않아 반려동물의 균형 잡힌 영양 공급을 위한 사료 개발에 어려움을 겪고 있다. 미국 등 해외에서는 오랜 연구 역사와 기초 정보(데이터)를 기반으로 반려동물(개, 고양이) 사료의 영양표준을 제정하고 산업적으로 활용하고 있다. 이에 농진청은 국내에서 활용할 수 있는 반려동물 영양표준 설정에 착수, 현재 국외 영양표준 자료와 국내 연구 결과를 수집해 국제 수준에 기반한 영양표준 초안을 설계하고 있다. 농진청은 국제 설정 기준, 국내외 관련 연구 문헌, 국내 환경 등을 종합적으로 고려해 올해 안에 영양표준을 설정한다는 계획이다. 농촌진흥청 국립축산과학원 동물복지연구팀 황성수 팀장은 “꾸준한 연구 개발(R&D)을 통해 과학적 근거를 갖춘 신뢰도 있는 영양표준을 설정하는 것이 중요하다”면서 “이번 국내 반려동물 영양표준 도입은 제도적 측면의 지원뿐만 아니라, 국내 반려동물 사료 연구 분야와 산업계의 기술 성장에 발판이 될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

바다의 포식자 백상아리의 갓태어난 새끼 모습이 카메라에 포착됐다. 지난 29일(현지시간) 미국 CNN 등 외신은 캘리포니아 중부 해안에서 갓 태어난 새끼 백상아리의 모습이 우연히 드론으로 촬영됐다고 보도했다. 지금까지 야생에서 발견된 것 중 가장 어린 것으로 추정되는 이 새끼 백상아리는 길이 1.5m 정도로 몸의 위쪽은 회색이고 아래쪽은 흰색인 투톤이다. 백상아리는 대중적으로 널리 알려진 상어지만 흥미롭게도 정확히 어디서 태어나는지 또한 이번 사례처럼 야생에서 갓 태어난 새끼의 모습이 촬영되는 것은 극히 드문 일이다.보도에 따르면 이 새끼 백상아리는 지난해 7월 9일 야생동물 영상 제작자인 카를로스 가우나와 UC 리버사이드 필립 스턴스 연구원(박사과정)이 우연히 발견해 드론으로 촬영했으며 연구 내용은 과학저널 ‘어류 환경 생물학’(Environmental Biology of Fishes)에 발표됐다. 스턴스 연구원은 “해당 이미지를 확대하고 영상을 느리게 본 결과 상어의 몸에서 흰색 층이 벗겨지고 있음을 알게됐다”면서 “이 껍질 같은 유백색 물질은 어미가 새끼에게 먹이를 주기위해 생산하는 자궁 우유의 잔여물로 보인다”고 덧붙였다.특히 연구팀은 이번 영상 자료가 매우 희귀하다는 점을 강조했다. 가우나는 “백상아리가 새끼를 낳은 장소는 상어 연구의 성배 중 하나”라면서 “어느 누구도 새끼 백상아리가 태어난 장소를 정확히 알 수 없었으며 이처럼 야생에서 갓 태어난 살아있는 새끼를 본 적도 없다”고 밝혔다. 스턴스 연구원은 “지금까지 전문가들은 백상아리가 먼 바다에서 새끼를 낳는 것으로 추정해왔다”면서 “이번에는 새끼가 해변에서 불과 300ｍ 떨어진 곳에서 포착돼 이는 얕은 바다에서 태어났음을 의미하기 때문에 상어의 생태 연구에 있어 중요한 의미를 갖는다”고 평가했다.

백신을 맞지 않고 코로나19에 감염된 산모가 낳은 아이가 백신을 접종한 산모에서 태어난 아기보다 호흡곤란을 겪을 가능성이 최대 3배 높다는 연구 결과가 나왔다. 29일(한국시각) 미국 캘리포니아대 로스엔젤레스(UCLA) 연구팀은 이번 연구를 위해 코로나19에 감염되기 전 예방접종을 하지 않은 151명을 포함한 총 221명의 임산부가 2020년 4월부터 2022년 8월까지 낳은 신생아 199명의 건강 상태를 조사했다. 그 결과 199명의 신생아 모두 코로나19에 감염되지 않은 채 태어났다. 하지만 임신 중 코로나19에 노출된 경우 호흡곤란으로 이어지는 염증성 연쇄반응이 신생아 기도에서 일어날 수 있다는 사실을 발견했다. 또 백신을 접종한 임산부 아이보다 백신을 접종하지 않은 임산부에게서 태어난 아이는 호흡곤란 발생 확률은 최대 3배 더 높았다. 코로나19 예방접종이 산모 건강뿐만 아니라 신생아 호흡곤란을 막는 방법임을 보여줬다는 점에서 의미가 있다고 연구팀은 밝혔다. 카린 닐슨 UCLA 데이비드 게펜 의대 교수는 “임신 중 코로나19에 감염된 산모에게서 태어난 아이는 출산 직후 호흡곤란이 비정상적으로 높았다”며 “이는 예방접종이 이 합병증을 막아준다는 사실을 보여주는 것”이라고 설명했다. 한편 이번 연구논문은 국제학술지 네이처 커뮤니케이션스에 게재됐다.

지구 온난화가 지구 생태계에 재난인 이유는 급격한 환경 변화에 있다. 사실 지구 기온은 과거에도 끊임없이 변해왔다. 하지만 이런 변화는 소행성 충돌처럼 예외적인 경우를 제외하고 서서히 일어났다. 빙하기와 간빙기는 적어도 수천 년에서 수만 년에 걸쳐 온도가 변했다. 하지만 현재의 지구 온난화는 급격한 대기 중 이산화탄소 농도 증가 때문에 대부분의 생물체가 새로운 환경에 적응하기 힘든 속도로 진행되고 있다. 따라서 생태계의 대규모 혼란과 멸종이 불가피한 상황이다. 하지만 이런 상황에서 오히려 기회를 만난 생물들도 있다. 그리고 인간에게는 불행하게도 이들 중 일부는 인간에 해를 끼치는 생물체다. 말라리아와 지카 바이러스 등 질병을 옮기는 모기나 일부 병원성 세균이 여기에 속한다. 영국 서리대학 지오바니 로 라코노가 이끄는 연구팀은 현재 진행 중인 지구 온난화가 식중독의 흔한 원인균인 캄필로박터균 감염에 미치는 영향을 조사했다. 캄필로박터균은 17종, 6아종이 알려진 세균으로 이 가운데 두 종(C. jejuni와 C. coli)이 대부분의 인체 감염을 일으킨다. 따뜻하고 습한 환경을 좋아하기 때문에 캄필로박터균 감염증은 지구 기온이 오르는 상황에서 더 창궐할 가능성이 높다. 캄필로박터균은 대부분 오염된 음식이나 물을 통해 감염되며 보통 2~5일 정도의 잠복기를 거쳐 설사, 혈변, 복통, 권태감, 발열, 오심, 구토 등의 증상을 일으킨다. 대부분 일주일 정도면 회복되나 심한 경우 입원 치료와 항생제 치료가 필요할 수 있다. 사실 캄필로박터균 감염증은 생각보다 흔해서 전 세계적으로 10%의 인구가 이 세균에 감염되며 전체 설사의 원인 중 5~14%가 이 균과 관련이 있을 정도다. 위생 상태가 좋은 선진국에서조차 캄필로박터균 감염이 자주 발생한다. 연구팀은 영국보건안전청(UKHSA) 데이터를 분석해 잉글랜드와 웨일스 지역에서 지난 20년 간 보고된 캄필로박터균 감염 사례 100만 건과 기온, 습도 조건의 연관성을 분석했다. 그 결과 캄필로박터균은 섭씨 8도 이하의 추운 날씨에서는 잠잠하다가 온도가 5도씩 오를 때마다 꾸준히 증가하는 양상을 보였다. 특히 습도가 75~80% 정도로 습한 날씨가 되면 환자가 크게 증가하는 양상을 보였다. 연구팀은 지금처럼 지구 온난화가 진행되면 기온이 올라가 캄필로박터균 감염에 의한 설사 환자가 이전보다 증가할 것으로 예상했다. 영국뿐 아니라 대부분의 중위도, 고위도 지역에서 겨울은 짧아지고 여름이 길어지는 양상이 나타나고 있는데, 이는 캄필로박터균에게는 매우 좋은 생육 환경이 갖춰진다는 것을 의미한다. 앞으로 캄필로박터균 감염증이 더 늘어날 것으로 예상되는 대목이다. 물론 대부분의 캄필로박터균 감염이 경증으로 끝나고 특별한 치료가 없는 경우가 대부분이지만, 노인이나 면역 저하자는 중증으로 진행할 위험도가 높아 고령화와 맞물려 갈수록 피해가 커질 수도 있다. 개인 위생과 식품 위생을 강화하는 노력과 함께 지구 온난화를 막기 위한 노력이 필요한 이유다. 고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

어린 시절 성장 호르몬 치료를 받은 사람들이 알츠하이머 치매 초기 증상에 해당하는 인지 장애를 겪고 있다는 연구 결과가 나왔다. 이는 알츠하이머가 일반적으로 아밀로이드 베타 단백질이나 타우 단백질이 뇌에 침착되면서 발생하는 것으로 알려졌지만 의학적 치료로 인해 후천적인 형태로 발생할 수도 있음을 의미하는 것이어서 의학계는 비상한 관심을 보인다. 영국 런던대(UCL) 프리온 질병 연구소, 퀸 스퀘어 신경학 연구소, 국립 치매 연구소, 국립 신경 및 신경외과병원 공동 연구팀은 어린 시절 인간 뇌하수체 유래 성장 호르몬 치료를 받은 5명이 알츠하이머 초기 및 진행성 인지 장애를 겪고 있다고 밝혔다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘네이처 메디슨’ 1월 30일자에 실렸다. 성장호르몬 치료는 1958년 미국 모리스 라벤 박사가 성장호르몬 결핍증 진단을 받은 17세 남자 청소년에게 사체에서 추출한 인간 뇌하수체 유래 성장호르몬을 투여해 효과를 처음 보고하면서 시작됐다. 이후 1959년부터 1985년까지 영국에서는 1848명이 사체의 뇌하수체에서 추출한 인간 성장 호르몬(c-hGH) 치료를 받았다. 그렇지만 이후 일부가 프리온에 오염된 c-hGH를 투여받고 ‘인간 광우병’으로 불리는 크로이츠펠트 야코프병(CJD)으로 사망한 후 지금은 전 세계에서 사용되지 않고 있다. 현재는 유전자 재조합에 의한 성장 호르몬이 개발돼 안전하게 처방되고 있다. 사망자들에 대한 사후 부검 결과, 일부의 뇌에서 아밀로이드 베타 단백질 응집이 발견됐다. 그렇지만 사망 전 알츠하이머가 발병했는지는 CJD 증상 때문에 명확히 확인되지 못했다. 앞서 연구에 따르면 당시 사용됐던 c-hGH에는 여전히 측정할 수 있는 아밀로이드 베타 단백질이 추출됐으며, 생쥐에게 투여하면 알츠하이머가 발병해 전염 가능성이 제기돼 왔다. 현재 사용 금지된 성장호르몬제로 감염연구진 “알츠하이머 전염 가능성 확인” 이에 연구팀은 영국에서 어린 시절 c-hGH를 투여받았는데 CJD에 걸리지 않은 8명을 무작위로 추출해 분석했다. 그 결과, 5명은 알츠하이머 진단 기준에 부합하는 초기 치매 증상을 보였다. 증상이 나타난 시기는 38~55세로 비교적 이른 때 발현됐으며, 두 개 이상의 인지 영역에서 일상생활 수행에 영향을 미칠 정도로 심각한 진행성 장애를 보였다. 한 명은 42세에 처음 증상이 나타나 경도 인지장애 수준이었으며, 또 다른 한 명은 주관적 인지 장애 증상만 있었다. 남은 1명은 증상이 나타나지 않았지만, 알츠하이머 진단을 위한 바이오마커 분석 결과, 알츠하이머 발병 우려가 매우 높은은 것으로 조사됐다. 또 연구 기간에 사망한 두 명의 환자를 대상으로 광범위한 부검을 실시한 결과, 실제로 알츠하이머병의 원인으로 꼽히는 아밀로이드 베타 단백질의 응집이 확인됐다. 이에 연구팀은 알츠하이머도 잠재적으로 전염될 가능성이 높으며, CJD와 마찬가지로 알츠하이머도 유전성과 함께 드물게 후천적 형태를 가질 수 있다고 설명했다. 연구를 이끈 존 콜링 UCL 의대 교수는 “이번 연구 대상이었던 환자들이 투여받았던 c-hGH는 더 이상 사용되지 않고, 수년에 걸쳐 반복적으로 노출된 후 증상이 나타났기 때문에 알츠하이머의 의인성 전염은 드문 것이 사실”이라면서 “일상적인 치료나 일상생활과 같은 다른 상황에서 알츠하이머병이 전염될 수 있다는 증거는 아직 없다”라고 말했다. 그렇지만 콜링 교수는 “아밀로이드 베타 단백질의 전염이 확인된 만큼 다른 의학적 치료 및 절차를 통한 우발적 전염을 막으려는 조치를 검토해야 할 것”이라고 조언했다.

환경오염이 내장비만을 촉진하고 각종 대사질환, 심혈관질환을 유발한다는 연구 결과가 나와 눈길을 끌고 있다. 부산대 융합의과학과 연구팀은 환경오염 노출에 대한 생체 스트레스 반응을 분석해 내장 조직에 지방이 유입되고 축적되는 원리를 규명했다고 29일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의과학 분야 국제 학술지 ‘테라노시스’에 실렸다. 현대인은 미세먼지, 미세 플라스틱, 항생제 남용, 화학첨가물 등 자연발생적이거나 인위적으로 만들어진 수많은 오염물질에 노출되고 있다. 이런 다양한 환경 유해인자가 심혈관계 질환을 일으킬 수 있다는 지적은 많지만 명확한 발병 메커니즘은 규명되지 않았다. 연구팀은 환경인자에 반응하는 소화기 스트레스 연계성이 높은 염증성 장 질환 환자 데이터를 바탕으로 스트레스 유전자군의 변화를 예측했다. 또 단세포 분석을 통해 각종 오염물질이 환자의 장 상피 조직과 장간막에 지방이 과도하게 유입되는 현상을 일으킨다는 것을 확인했다. 이는 환경오염 인자에 노출된 인체 세포는 세포 소기관인 리보솜을 통해 스트레스를 감지하고 대응하는데, 리보솜의 독성 스트레스 반응이 장내에서 과도한 지방 유입을 일으켜 만성 염증과 대사 증후군 원인으로 작용한다는 설명이다. 연구팀은 생쥐와 오가노이드 모델로 추가 연구를 진행해 리보솜 스트레스 반응이 지질 인자의 비정상적 구성을 일으키며, 저밀도 콜레스테롤 수용체를 통해 장 및 장간막으로 혈중 콜레스테롤을 증가시킨다는 사실도 밝혀냈다. 연구를 이끈 문유석 부산대 교수는 “이번 연구는 환경 스트레스가 내장지방의 축적과 만성 염증을 일으켜 심혈관계 질환과 대사 관련 질환을 일으킨다는 사실을 처음 규명했다는 데 의미가 크다”라면서 “소화기 조절을 바탕으로 심혈관계 질환 예방을 할 수 있는 방법을 개발하는 데 도움이 될 것”이라고 설명했다.

2019년 12월부터 시작돼 4년 가까이 지구촌을 강타한 ‘코로나19 사태’는 우리의 생활패턴을 완벽히 변화시켰다. 일회용 마스크가 보편화됐고, 손씻기 등 개인위생을 철저히 하는 사람들이 많아졌다. 코로나19 바이러스는 시간이 지나면서 기세를 잃었지만, 이런 습관은 사람들의 뇌리 깊숙한 곳에 각인돼 계속 이어지고 있다. 우리가 의식하지 못하는 사이에 생긴 또 다른 습관도 있다. 바로 해열진통제 구매다. 특히 ‘아세트아미노펜’ 성분 약은 코로나19 사태가 장기화되면서 ‘인류 구원자’ 반열에 올랐다고 해도 과언이 아니다. 바이러스 감염으로 인한 발열과 두통, 근육통을 효과적으로 잡는 데다 약국과 편의점에서 손쉽게 구할 수 있다 보니 너도나도 약을 쟁여 놓기 시작했다. 코로나19 바이러스가 물러가자 곧바로 독감 바이러스가 찾아왔지만 강력한 아세트아미노펜의 위력에 사람들은 안심했다. 수년간 입소문이 이어지면서 아세트아미노펜을 가정 상비약으로 갖다 놓지 않은 가정이 없을 정도로 많은 양이 팔렸다. 단체생활 영향으로 독감이 급속히 퍼진 학교에서도 아세트아미노펜 성분의 감기약을 먹는 아이들을 어렵지 않게 볼 수 있었다. 그러나 이런 상황은 우리가 예상하지 못한 ‘나비효과’를 불렀다. 아세트아미노펜은 안전한 약으로 알려져 있지만, 과용할 경우 심각한 간독성 문제를 일으킬 수 있다. 건강한 성인은 하루 최대 허용량이 4000㎎이다. 500㎎ 용량의 약이라면 최대 8회까지만 먹을 수 있다는 것이다. 음주 상태에서 복용하면 간독성 위험이 커진다. 간질환이 있는 환자라면 더욱 주의해야 한다. 또 어린이는 연령과 몸무게 기준에 맞춰 더 적은 용량을 먹어야 한다. 그러나 우리 주변에는 의외로 아세트아미노펜을 남용하는 이들이 많다. 특히 10대의 아세트아미노펜 남용 문제는 더이상 방치해선 안 되는 상황까지 왔다. 질병관리청이 2022년 6월부터 지난해 5월까지 전국 15개 의료기관 응급실에 온 10대 중독 환자를 조사한 결과 21.1%는 아세트아미노펜 중독으로 밝혀졌다. 10대 약물 중독 환자 중 1위다. 가천대 길병원 연구팀이 대한소아응급의학회에 보고한 논문에서도 비슷한 결과가 나왔다. 연구팀은 2011년부터 2020년까지 10년간 전국 23개 응급실을 방문한 20세 미만 약물 중독 사례 4283건을 조사했다. 그러자 가장 많은 27.8%가 아세트아미노펜 중독으로 나왔다. 아세트아미노펜 중독으로 응급실을 찾으면 20시간 이상 정맥 주사로 해독제를 주입하는 치료를 받아야 한다. 증세가 심하면 혈액투석이 필요할 수도 있다. 시간을 지체해 간손상이 발생, 돌이킬 수 없는 상황에 빠지기도 한다. 작은 알약을 쉽게 생각하고 입에 털어넣었다가 의식을 잃는 경우도 있다. 하지만 통증이 잡히지 않는다고 무작정 먹다가 적정 용량을 넘기는 사례는 적지 않다. 아세트아미노펜은 실수로 과복용하는 사례가 대부분이지만, 그렇지 않은 약도 있다. 아세트아미노펜 다음으로 중독 문제가 심각한 ‘벤조디아제핀’ 계열 신경안정제, 수면유도제 ‘졸피뎀’은 10대 청소년 사이에서 의도적 남용 사례가 급증하고 있다. 앞서 언급한 질병관리청과 길병원 연구팀 조사에서도 10대 청소년 중독 약물 2위는 벤조디아제핀 계열약으로 밝혀졌다. 이런 약들은 의존성이 있어 의사의 설명을 무시하고 장기간 과복용하면 금단증상 등 심각한 문제가 생긴다. 양지에서 적법하게 쓰이는 치료용 약물 남용 문제도 우리가 주목해야 하는 이유들이다. 정부는 ‘마약과의 전쟁’에서 승리하기 위해 대규모 인력을 투입하고 있지만, 이런 이면을 돌아본 지는 얼마 되지 않았다. 학교 현장의 약물 부작용 교육은 여전히 수동적이다. 미리 신청한 학교에 한해 일방향의 영상교육으로 진행된다. 변화가 필요한 시점이다.

과테말라의 잘 알려지지 않은 마야 유적지인 초치키탐에서 신비한 옥 가면이 발견됐다. 1909년 처음 보고된 이 유적 도시는 서기 200~900년 사이 번성한 마야 국가로 알려졌다. 26일(현지시간) 미국 과학 잡지 내셔널지오그래픽에 따르면, 미 툴레인대 등 고고학 연구팀은 최근 초치키탐에 있는 한 피라미드 무덤에서 온전한 옥 가면을 발굴했다. 당시에는 옥의 가치가 지금보다 훨씬 높았다. 마야인은 그것이 산 자와 죽은 자를 보호하는 신물로 여겼다. 이런 이유로 옥 가면은 일반적으로 신이나 조상을 상징했으며, 무덤 주인의 재력과 권력을 나타내는 용도로 쓰였다. 지난 2021년 연구팀은 레이저 이미지 기술인 라이다(LiDAR) 조사를 통해 무덤 도굴꾼들이 해당 피라미드의 중심부로 들어가는 터널을 파낸 사실을 알아냈다. 추가 조사 결과, 도굴꾼들은 피라미드 내부 방 안의 특정 공간을 놓친 것으로 나타났다.거기에서는 인간의 두개골과 치아, 뼈, 관 모양의 돌 상자, 도자기, 항아리, 굴 껍질, 여러 개의 옥 조각이 서로 맞물려 조합되는 옥 가면 등 장례품이 발굴됐다. 뼈 조각 중 일부와 조각품에는 태양신과 새, 재규어를 뜻하는 이잠 코카즈 바흘람이라는 이름을 나타내는 상형 문자가 새겨져 있다. 연구팀은 이 이름이 서기 350년쯤 초치키탐을 통치했던 마야 왕의 것이라고 추측한다. 흥미롭게도 조각품 중 하나는 이 왕이 마야인들이 숭배하던 폭풍의 신의 머리를 들고 있는 모습을 담고 있는 데 이 신은 옥 조각으로 조합해 나타난 가면의 형상과 똑같다. 초치키탐 피라미드에서 발견된 모든 유물과 뼈는 세척과 분석을 위해 홀물 고고학 프로젝트(HAP) 연구실로 옮겨졌다. 연구팀이 발굴한 옥 덩어리들을 한데 모아 가면 전체로 재구성할 수 있던 장소가 바로 이곳이다. 현재 이 연구실에서 추가 연구를 진행하고 있는 프란치스코 에스트라다벨리 툴레인대 교수는 내셔널 지오그래픽과의 인터뷰에서 “모든 것은 이 왕이 (과테말라의) 티칼과 (멕시코의) 테오티와칸이라는 더 큰 마야 도시의 영향권에 있었다는 점을 시사한다”고 말했다.

크고 작은 공룡들이 육·해·공을 지배하고 있었던 중생대 하면 가장 먼저 떠오르는 것은 육식공룡 티라노사우루스 렉스다. 티라노사우루스처럼 거대 육식공룡 이외 작은 육식공룡들은 어떻게 먹잇감을 사냥했을까. 국내 과학자들이 중심이 된 국제 공동 연구팀은 몸집이 작은 육식 공룡들의 포식 행위를 실험적으로 밝혀내 주목받고 있다. 서울대 생명과학부, 지구·환경과학부, 성균관대 기계공학과, 대구경북과학기술원(DGIST), 미국 미네소타대 지구·환경과학과, 폴란드 국립과학원 동물학 박물관 공동 연구팀은 몸집이 작은 잡식성·육식성 공룡은 작은 깃털이 달린 원시적 형태의 날개를 펄럭거리며 먹잇감을 숨어있는 곳에 쫓아냈을 것이라고 28일 밝혔다. 국내 대표 공룡연구자 중 한 명인 이융남 서울대 교수도 이번 연구에 참여했다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 1월 26일 자에 실렸다. 많은 고생물학 연구를 통해 깃털 공룡의 화석이 발견됐다. 그중 날 수 있는 조류들에게서 발견되는 ‘긴 칼 깃털’(pennaceous feather)을 가진 것은 ‘페나랍토라’라는 작은 공룡들뿐이었다. 문제는 페나랍토라들이 가진 긴 칼 깃털은 날기에는 충분하지 않아 정확히 그 기능이 무엇인지 명확히 밝혀지지 않았다.이에 연구팀은 이런 공룡들이 길달리기새(Geococcyx californianus)나 북방 흉내지빠귀(Mimus polyglottos) 같이 현대 잡식 조류에서 관찰되는 ‘플러시-추적’ 방식으로 먹잇감을 찾았을 것이라는 가설을 세웠다. 플러시-추적 방식은 포식자가 날개와 꼬리를 이용해 먹잇감을 놀라게 해 숨어있던 먹잇감들이 놀라 도망가도록 유도한 다음, 추격해 잡는 방식이다. 연구팀은 약 1억 2400만 년 전에 살았던 공작 크기의 두 발 달린 페나랍토라 류의 포식자 ‘코우딥테릭스’의 크기, 모양, 예상 이동 범위를 바탕으로 ‘로봅테릭스’라는 로봇을 만들어 메뚜기의 행동 반응을 실험했다. 메뚜기는 플러시-추적 행동에 반응하는 대표적 동물이다. 로봅테릭스가 날개를 펼치고 꼬리를 올린 뒤, 날개를 펄럭이는 등 다양한 플러시-추걱 행동을 모방하도록 했다. 그 결과, 실험에 사용된 메뚜기의 93%가 로봅테릭스의 날갯짓에 놀라 숨어 있던 곳에서 튀어나오는 것이 관찰됐다. 또 로봅테릭스가 얼마나 멀리 떨어져 있는지와 날개를 펄럭거리는 정도가 메뚜기가 튀어나와 도망가는 확률과 밀접한 영향을 미치는 것으로 분석됐다. 연구팀에 따르면 이번 연구는 깃털 달린 날개와 꼬리가 어떻게 진화할 수 있었는지에 대한 새로운 관점을 제공하는 것이라고 강조했다.

어린 시절 주사 맞기 싫었던 경험이 누구에게나 있을 것입니다. 그리고 누군가에게는 이것이 어른이 된 후에도 계속될 수 있습니다. 그깟 주사쯤 한번 따끔하고 된다고 생각할 수 있지만, 당뇨로 인해 매일 여러 차례 주사를 맞아야 하거나 기타 주사제로만 투여하는 약물을 정기적으로 투여해야 하는 환자의 경우 여간 곤욕스러운 일이 아닐 수 없는 것입니다. 여기에서 주사기에 약물을 재서 투여하는 과정도 전문적인 기술을 요구해서 어린이나 노인 환자에게는 여간 버거운 일이 아닙니다. 이런 문제를 해결하기 위해 개발된 기술이 바로 미세침 패치(microneedle patch)입니다. 통각을 느끼지 않는 깊이까지 수백 개의 작은 침을 찔러 약물을 주입하는 패치로 피부에 붙이기만 하면 되기 때문에 누구나 쉽게 투여가 가능하고 통증도 없다는 것이 큰 장점입니다. 피부 한 곳에 큰 구멍을 만드는 대신 금방 회복되는 미세한 흠집 정도만 내기 때문에 자주 맞더라도 피부에 주는 부담 역시 훨씬 덜 하고 감염이나 출혈 같은 다른 합병증 가능성도 작습니다. 미국 노스캐롤라이나대의 우빈 바이 교수와 주안 송 교수가 이끄는 연구팀은 최근 주목받는 신기술인 미세침 패치를 한 단계 업그레이드할 방법을 생각했습니다. 통증 없는 주사기를 넘어 똑똑한 주사기로 만드는 것입니다. 연구팀이 개발한 SOP(Spatiotemporal On-Demand Patch) 스마트 미세침 패치(사진)는 피부에 붙이는 웨어러블 시스템을 이용해서 미세침의 약물 투여 시간을 조절할 수 있습니다. 미세침 패치는 기본적으로 작은 침 하나가 약물을 머금고 있는 구조이기 때문에 전기적인 신호로 미세침마다 다른 시간에 약물을 투여하게 조절할 수 있으면 필요할 때만 약물을 투여하는 것도 가능합니다. 연구팀은 우선 약물을 담고 있는 미세침을 매우 얇은 금으로 코팅했습니다. 이 상태에서는 조직과 미세침이 분리되기 때문에 약물이 투여되지 않습니다. 하지만 약물 투여를 위해 스마트폰이나 컴퓨터에서 무선으로 신호를 보내면 웨어러블 시스템의 SOC가 미세침 끝을 가열하고 금 코팅이 벗겨지면서 미세침이 조직에 노출됩니다. 일단 조직에 노출된 미세침은 30초 동안 피부 조직에 약물을 투여합니다. 이 약물은 혈관에 서서히 흡수되어 전신으로 퍼지게 됩니다. 연구팀은 쥐를 이용한 동물 모델에서 SOP가 의도대로 작동한다는 점을 확인했습니다. 연구팀은 SOP 스마트 패치가 치매 노인처럼 제때 약을 챙겨 먹기 힘든 환자에게 도움이 될 것으로 생각하고 있습니다. 깜빡 잊고 약을 건너뛰는 것만큼이나 위험한 일이 약을 모르고 두 번, 세 번 먹게 되는 일인데, 스마트 미세침 패치는 붙이기만 하면 모든 문제를 알아서 해결할 수 있기 때문입니다. 여기에 덤으로 정확한 투약 시간과 용량을 스마트폰으로 기록할 수 있습니다. 그리고 스마트 미세침 패치는 주사제 형태로 약물을 투여하는 만큼 식사와 상관없이 약물을 투여할 수 있어 많은 알약을 먹기 힘든 노인 환자에게도 적합합니다. 물론 인슐린처럼 정확한 용량 조절이나 투여 시간이 중요한 경우에도 큰 도움이 될 수 있습니다. 다만 아무리 좋은 기술이라도 가격이 너무 비싸다면 실제 환자에게는 그림의 떡이 될 수 있습니다. 미세침 패치가 최근 주목받고 있지만, 실제 응용 속도는 그렇게 빠르지 않은 이유 중 하나도 일반적인 알약이나 주사제가 훨씬 저렴하기 때문입니다. 스마트 미세침 패치는 그보다 더 비쌀 것입니다. 대량 생산을 통해서 가격을 얼마나 낮출 수 있을지가 상용화에 가장 큰 변수가 될 것으로 보입니다. 고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com