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  • ‘불임 수컷’ 퍼뜨린 후 2년… 모기는 씨가 말랐다

    ‘불임 수컷’ 퍼뜨린 후 2년… 모기는 씨가 말랐다

    흰줄숲모기 수컷 생식력 감소 위해 방사선 쪼이고 세균까지 감염시켜 알 낳아도 부화 못하거나 수명 짧아 모기 개체 수 매년 83~94%씩 줄어평년 기준으로 올해 장마도 일주일 정도 뒤면 끝날 것이다. 장마가 막바지에 다다르면서 날씨도 점점 더워지고 있다. 여름밤 무더위에 지쳐 까무룩 잠에 들라치면 갑자기 귓가에서 ‘애앵’ 소리를 내면서 꿀잠을 방해하는 골칫거리도 기승을 부릴 것이다. 바로 여름밤의 불청객 ‘모기’이다.●“매년 7억명 이상 모기 인한 전염병 걸려” 모기는 일본뇌염, 말라리아뿐만 아니라 뎅기열, 황열병, 웨스트나일 바이러스, 지카 바이러스 등 치명적인 감염병을 옮겨 인류의 건강을 위협하는 해충이다. 실제로 세계보건기구(WHO)에 따르면 매년 7억명 이상의 사람이 모기로 인한 전염병에 걸리고 이 중 100만명이 사망한다. 모기가 시각적으로 사람을 알아보고 피를 빠는 것으로 생각하지만 그렇지 않다. 일반적으로 사람은 피부를 통해 350여 가지 화합물을 배출하는 것으로 알려져 있다. 모기는 이 중 호흡을 통해 배출되는 이산화탄소, 땀 속에 포함된 1-옥텐-3올, 락트산 같은 화합물과 체열에 이끌린다. 모기는 머리에 있는 깃털처럼 생긴 더듬이와 턱 쪽에 있는 짧은 더듬이에 후각 신경세포를 갖고 있다. 짧은 더듬이는 30m나 떨어져 있는 사람의 숨 속에 포함된 이산화탄소를 감지할 정도로 민감하게 작동한다. 밤잠을 설치게 만들고 각종 질병을 옮기는 모기를 박멸하기 위해 과학자들은 다양한 방법을 연구해 왔다. 천적을 이용한 고전적인 퇴치법에서부터 유전자를 변형시킨 GM모기나 방사선, 박테리아로 불임 모기를 만드는 방법까지 등장하고 있다. 방사선을 쬐어 생식능력을 떨어뜨린 수컷 모기들은 일반 수컷 모기들에 비해 번식 경쟁력이 지나치게 떨어진다는 문제가 있었고 세균을 이용하는 방법은 실험실 수준에 그쳐 효과가 확실하지 않았다. ●“지금까지 나온 모기 퇴치법 중 가장 효과적” 이 같은 상황에서 중국 중산대·미국 미시간주립대 열대병요인통제 통합연구센터, 국제식량농업기구(FAO)·국제원자력기구 공동 해충통제연구소, 호주 멜버른대 생명과학부 바이오21연구소와 9개 중국 대학 및 연구기관이 참여한 공동연구팀은 방사선 기술과 모기의 생식력을 감소시키는 세균을 함께 사용해 모기를 거의 완벽하게 퇴치하는 데 성공했다. 이 같은 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 18일자에 실렸다. 연구팀은 한국과 일본, 중국을 비롯해 호주, 유럽 등 거의 전 세계에 서식하면서 각종 전염병을 옮기는 흰줄숲모기(Aedes albopictus)를 대상으로 실험을 했다. 연구팀은 방사선으로 수컷 모기의 생식 능력을 적정 수준까지 떨어뜨리고 ‘볼바키아’(Wolbachia)라는 세균에 감염시키는 이중 처리를 한 다음 야생에 방사했다. 볼바키아는 곤충의 세포 속에서 기생하면서 곤충의 생식 능력을 떨어뜨리는 세균으로 알려져 있다. 실제로 볼바키아에 감염된 수컷 모기의 자손들은 알에서 부화하지 못하거나 태어나자마자 죽거나 수명이 짧아진다. 연구팀은 중국 광저우시 일부 지역에 방사선을 쬐고 볼바키아로 감염시킨 수컷 모기를 방사한 뒤 2년 동안 추적조사한 결과 모기의 개체수가 매년 83~94%씩 줄어들면서 야생 모기 대부분이 제거됐다고 밝혔다. 현재 해당 지역에서 발견되는 모기들은 실험 지역 바깥에서 유입된 것으로 인구유전학적 분석결과 확인됐다. 이번 연구를 주도한 시지용 미국 미시간주립대 교수(미생물학·분자유전학)는 “이번 연구는 지금까지 나온 모기 퇴치 방법 중 가장 효과적인 것으로 모기로 인한 각종 전염병에서 인류를 구해 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 국내 연구진, 알츠하이머 새로운 원인 찾아냈다

    국내 연구진, 알츠하이머 새로운 원인 찾아냈다

    노년층의 가장 큰 고민거리는 바로 치매이다. 치매는 여러 가지 요인으로 발생하는데 절반 가까이가 알츠하이머로 인해 나타난다. 알츠하이머 치매는 뇌에 베타아밀로이드라는 단백질이 쌓이면서 나타나는 것으로 알려져 있지만 아직 정확한 분자유전학적 원인이 밝혀지지 않아 치료제가 개발되지 않고 있다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 알츠하이머 발병의 새로운 원인을 밝혀내 주목받고 있다. 카이스트 의과학대학원, 한국과학기술정보연구원(KISTI) 국가슈퍼컴퓨팅본부, 서울대 의대, 연세대 의대 스탠리의학연구소, 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단 공동연구팀은 노화 과정에서 나타나는 후천적 뇌 돌연변이가 알츠하이머의 원인 중 하나라고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 12일자에 실렸다. 기존에 알츠하이머 유전체 연구는 주로 환자의 손과 발에서 채취한 혈액을 이용해 전장유전체 연관분석을 하거나 가족력이 있는 환자들에게서 발견된 일부 유전자들에 대한 분석이 주를 이뤘다. 연구팀은 알츠하이머를 앓다 사망한 52명의 뇌 조직을 제공받아 ‘전장 엑솜 유전체 서열 데이터 분석’ 기술을 통해 알츠하이머에 존재하는 뇌 체성 유전변이를 찾아냈다. 또 뇌 체성 돌연변이가 알츠하이머의 중요원인으로 알려진 신경섬유다발 형성을 비정상적으로 증가시킨다는 사실도 이번에 밝혀졌다. 이정호 카이스트 교수는 “이번 연구는 알츠하이머 원인으로 여겨지는 신경섬유다발 형성에 체성 유전변이가 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 직접적으로 확인했다는데 의미가 크며 앞으로 퇴행성 뇌신경질환 연구에 큰 도움을 줄 수 있게 될 것”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 미국인 女과학자 크레타섬 실종 엿새 만에 2차대전 벙커 안에서 숨진채 발견

    미국인 女과학자 크레타섬 실종 엿새 만에 2차대전 벙커 안에서 숨진채 발견

    독일의 막스 플랑크 연구소에서 분자생물학을 연구하는 수잔네 이튼(미국·55) 박사가 그리스 크레타 섬의 2차 세계대전 때 벙커 안에서 숨진 채 발견됐다고 영국 BBC가 10일(이하 현지시간) 전했다. 그녀는 일주일 전 학술대회에 참석하려고 이 섬을 찾아 지난 2일 북동쪽의 항구 도시 카니아에 머무르고 있었는데 조깅을 나간 뒤 돌아오지 않아 실종 신고된 상태였다. 마지막으로 사람들의 눈에서 사라진 지점에서 10㎞나 떨어진 2차대전 때의 벙커 안에서 지난 8일 질식사한 것으로 보이는 그녀의 주검을 이 일대를 수색하던 마을 사람 둘이 발견했다. 험한 데다 돌도 많은 지역이지만 관광객들이 많이 찾는 곳이었다. 2차 대전 때 독일 나치는 이곳에 동굴을 파 벙커로 사용했다. 크레타라이브(Cretalive)란 현지 인터넷 매체에 따르면 부검의는 그녀가 질식사한 것으로 보이며 다른 외상 흔적은 없었다고 보고했다. 경찰은 벙커 안에서 살해됐는지, 아니면 살해 후 이곳으로 옮겨진 것인지 수사할 것이다. 그릭 리포터란 매체는 그녀의 주검은 올이 거친 삼베로 덮여 있었다며 수사당국은 그녀가 살해된 것이라고 결론 내렸다고 전했다. 이튼의 가족과 동료, 친구들은 페이스북에 수색 자금을 모으는 한편, 행적을 알려주는 이에게 5만 유로의 보상금을 지급하기 위해 모금을 하고 있었다. 막스 플랑크 연구소의 단세포 생물학 및 유전학 부문은 성명을 발표해 그녀의 죽음을 안타까워했다. 그녀는 결혼해 두 아들을 두고 있었다. 임병선 기자 bsnim@seoul.co.kr
  • 비만은 유전자 탓? 주된 원인은 너무 많이 먹고 게을러서 (연구)

    비만은 유전자 탓? 주된 원인은 너무 많이 먹고 게을러서 (연구)

    몸무게가 늘어나는 주된 원인은 음식을 많이 먹고 운동을 덜 하는 생활 습관 탓이므로, 비만을 유전자 탓으로만 돌리지 말아야 한다고 과학자들이 지적하고 나섰다. 영국의학회지(BMJ) 최신호(3일자)에 실린 한 대규모 연구에 따르면, 1975년 이후 비만율은 3배까지 치솟았지만 이런 경향은 ‘지방 유전자’ 유무에 상관없이 모두 같은 것으로 나타났다. 이에 대해 연구를 시행한 노르웨이 과학기술대(NTNU) 연구진은 비만은 유전자에 어느 정도 영향을 받을 수 있지만, 주된 원인은 나쁜 식습관과 운동 부족에 있다는 것을 이번 연구 결과는 시사한다고 설명했다. 이번 연구에서는 1963년부터 2008년까지 성인 11만8959명을 대상으로 한 이전 연구의 체질량지수(BMI) 측정치 등을 분석했다. 비만의 일반적인 판단 척도인 BMI는 키와 몸무게를 가지고 산출하며 25에서 29까지가 과체중, 30 이상은 비만에 해당한다. 연구진은 이들 참가자를 유전적 비만에 관한 위험성에 따라 다섯 그룹으로 분류했는데 이 중 다섯 번째 그룹이 유전적으로 가장 취약하며 인원이 가장 적었다. 그리고 모든 참가자의 BMI를 나이와 성별, 흡연 습관 그리고 환경적 요인 등 여러 비만 요인과 함께 분석했다. 그 결과, BMI는 1980년대 중반부터 1990년대 중반 사이 급격히 증가한 것으로 나타났다. 특히 유전적 비만 위험이 가장 높은 사람들은 그 위험이 가장 낮은 이들보다 더 높은 BMI를 가질 가능성이 높았다. 하지만 이번 결과는 BMI가 1960년대 이후로 유전적 위험이 있거나 없는 사람 모두에게서 증가했다는 것을 보여줬다. 이에 대해 연구를 이끈 마리아 브란키비스트 연구원은 “이번 발견은 비만율 증가에서 유전자 역할에 관한 새로운 통찰력을 제공한다”고 말했다. 또 “식단 변화가 비만에 영향을 주는 가장 그럴듯한 환경적 요인이지만, 더 앉아서 생활하는 습관이나 독소나 미생물 같은 생물학적 환경 변화 또한 기여할 수 있다”고 설명했다. 예를 들면, 지방 유전자를 지닌 35세 남성은 그 유전자가 없는 같은 나이 남성보다 1960년대 중반 당시 3.9㎏ 더 무거웠다. 하지만 40년 뒤 두 그룹의 남성은 비만율이 증가하면서 격차가 두 배 가까이 벌어졌고 이런 경향은 여성들 사이에서도 확인됐다. 이에 대해 브란키비스트 연구원은 “오늘날 노르웨이에서는 비만 유전자를 지닌 남성이 6.8㎏ 더 무거울 것”이라면서 “게다가 그는 오늘날 살 찌기 쉬운 환경에서 살면서 7.1㎏을 추가로 얻게 될 것”이라고 말했다. 이어 “이 남성이 얻게 될 13.9㎏의 체중은 대부분 오늘날의 건강하지 못한 생활 방식 때문이기도 하지만, 지방 유전자가 환경과 어떻게 상호작용하는가에 따라서도 영향을 받는다”고 덧붙였다. 비만 전문가들은 지방 유전자가 체중 증가에 대해 ‘작은 역할’을 하고 있다면서 세월이 흘렀지만 우리의 유전자는 거의 변하지 않았다고 설명하며 이번 결과에 동의했다. 영국 런던 유전학 연구소의 데이비드 커티스 교수는 “유전자는 사람들의 신체가 음식을 사용하는 방법에 작은 영향을 미칠 수 있지만 그들의 몸무게는 얼마나 먹느냐에 따라 가장 많이 결정된다. 유럽 국가들에서 비만이 증가하고 있지만 사람들의 유전자는 변하지 않았다”면서 “하지만 우리는 매우 열량이 높은 음식을 먹으며 앉아서 생활하는 경우가 많다”고 지적했다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스]젖소 장내미생물 바꾸면 우유맛↑ 온실가스↓

    [달콤한 사이언스]젖소 장내미생물 바꾸면 우유맛↑ 온실가스↓

    최근 생물학 분야에서 장내미생물의 다양한 기능이 속속 밝혀지고 있다. 장내미생물은 사람이 앓는 질병의 90% 이상 관련이 있을 뿐만 아니라 기분과 같은 심리적인 영향까지 미치는 것으로 알려져 있다. 실제로 류머티즈 관절염 같은 면역반응과 관련된 질병은 물론 암 발병에도 영향을 미친다는 연구결과가 나오기도 했다.그런데 사람 뿐만 아니라 젖소의 장내미생물이 우유 맛을 변화시킬 뿐만 아니라 지구온난화에도 영향을 미칠 수 있다는 연구결과가 나와 주목받고 있다.영국 에버딘대, 노팅엄대, 이스라엘 네게브 벤구리온대, 핀란드 국립자원연구소, 이탈리아 가톨릭대, 스웨덴 국립농업과학대, 체코 동물생리학·유전학연구소, 프랑스 생마르텡데레대, 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 8개국 11개 연구기관으로 구성된 국제공동연구팀은 젖소의 장내미생물이 우유의 품질은 물론 지구온난화의 주범 중 하나로 알려진 메탄가스 생성에 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈다.이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 4일자에 실렸다. 지금까지 낙농 분야에서는 사육 방식과 좋은 품질의 목초가 맛있고 영양이 풍부한 고품질 우유를 만드는 것으로 알려져 있었다. 또 소를 비롯한 염소, 양과 같은 반추동물들은 되새김질과 함께 장 속에 있는 수 백만 마리의 장내미생물의 도움을 받아 건초, 풀 같은 소화시키기 어려운 식물성 물질을 분해해 사용가능한 영양소와 칼로리를 변화시킨다. 문제는 이 과정에서 반추동물들은 트림과 방귀를 통해 매년 1억t에 가까운 메탄가스를 배출한다. 이 때문에 지구온난화를 연구하는 학자들은 소를 비롯한 반추동물들이 기후변화 주범이라고 주장하기도 한다. 연구팀은 영국, 이탈리아, 스웨덴, 핀란드 4개국 7개 농장에서 사육되고 있는 1016마리의 젖소에게서 소의 형질 정보와 장내 미생물의 DNA를 수집해 분석했다. 젖소들은 유럽에서 사육되는 젖소들의 대부분을 차지하는 홀스타인과 노르웨이적색우들로 연구팀이 수집한 소의 형질에는 성장률, 우유 품질과 한 마리가 생산해는 우유의 양, 메탄가스 생성정도 등 수 백가지에 달했다. 이렇게 찾아낸 장내미생물 DNA와 소의 형질을 바탕으로 연구팀은 인공지능(AI) 머신러닝 기술로 미생물이 특정 형질에 미치는 작용원리를 분석했다. 그 결과 사람들의 장내미생물들이 모두 다르듯 소들도 각각 독특한 장내미생물을 갖고 있는 것으로 확인됐다. 그렇지만 512가지의 장내미생물을 공통적으로 갖고 있으며 이 중 39종의 핵심 장내미생물이 우유의 맛과 메탄가스 생성에 영향을 미친다는 것을 연구팀은 밝혀냈다. 이 장내미생물들이 우유 맛과 메탄가스 생성에 관여하는 정도는 유전자보다 더 강한 것으로 확인됐다. 존 월리스 영국 에버딘대 로?연구소 명예교수는 “이번 연구는 장내미생물이 유전자보다 우유 품질과 메탄가스 배출에 지대한 영향을 미친다는 것을 처음으로 밝혀냈다는데 의미가 크다”라며 “사람들이 프로바이오틱스를 복용하는 것처럼 소의 사료에 특정 장내미생물을 첨가한다면 메탄가스 생성을 줄이고 최고 품질의 우유를 만들어 낼 수도 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 우아하게 울타리 넘는 히말라야 고양이

    우아하게 울타리 넘는 히말라야 고양이

    고양이의 우아한 점프 영상이 큰 화제가 되고 있다. 5일(현지시간) 영국 데일리메일은 호주 빅토리아주 멜버른의 1살짜리 고양이 조지(George)의 페이스북 영상을 소개했다. 짧은 영상 속, 초콜릿색 히말라야 고양이 조지가 출입을 제한하기 위해 설치한 울타리 너머에 앞발을 들고 서 있다. 잠시 뒤 조지는 두세 차례 발을 구른 후, 우아하게 점프해 울타리를 뛰어넘는다. 해외 온라인 미디어 ‘래드 바이블’(LAD bible) 페이스북에 게재된 해당 영상은 현재 1930만여 조회수, 댓글 42만 개, 공유 34만여 개를 기록 중이다.한편 고양이는 보통 몸길이의 약 6배 길이인 8피트(약 2.4m) 높이까지 점프할 수 있다. 히말라야 고양이는 1900년대 초반 영국과 미국 등지에서 유전학자들에 의해 만들어진 개량종으로 1957년 미국에서 정식으로 ‘히말라야’라는 품종으로 인정받았다. 사진·영상= LAD bible 페이스북 영상부 seoultv@seoul.co.kr
  • [명경재의 DNA세계] 콩 심은 데 콩 나고, 팥 심은 데 팥 난다

    [명경재의 DNA세계] 콩 심은 데 콩 나고, 팥 심은 데 팥 난다

    ‘콩 심은 데 콩 나고, 팥 심은 데 팥 난다’는 말은 부모에게서 자녀가 많은 것을 물려받아 따라하게 된다는 것을 의미한다. 사실 생물학적 관점으로 보면 유전학을 정확히 정의한다고도 할 수 있다. 실제로 유전학은 생명체의 생명현상과 특징을 결정하는 모든 인자가 자손에게 그대로 전달된다는 발견으로 시작됐다.유전적으로 전달되는 많은 유전적 표현형을 인위적으로 바꾸는 것이 최근 의생명 과학의 발전으로 가능해지고 있다. 다시 말해 콩을 심어도 유전적 변형을 가하면 팥이 나오는 게 가능하다는 것이다. 유전을 결정하는 인자가 DNA상에 있기 때문에 유전적 표현형은 DNA의 변형을 통해 가능하다. 자연적인 DNA 염기서열의 변화인 돌연변이가 생기고, 이러한 돌연변이가 표현형의 변화를 야기한다. 이런 변화는 질병을 일으키기도, 때로는 진화로 이어지기도 한다. 유전적 변형을 위한 연구는 최근 들어 유전자 가위 기술 덕분에 가속화되고 있다. 실제로 유전자 가위를 이용한 유전적 변형은 염기서열 변화, 특정 유전자 제거 등에 사용되고 있다. 유전자 가위는 이름에서 알 수 있듯이 DNA를 잘라서 유전적 변형을 만드는 것이다. 하지만 최근 연구에 따르면 DNA를 자르지 않고도 염기서열의 변화를 할 수 있는 메커니즘이 발견됐다. 이 연구 결과는 그동안 유전자 가위의 DNA 절단으로 인한 원치 않는 부작용을 최소화할 수 있다는 측면에서 앞으로의 연구에 따라 좋은 유전자 변형 도구로 사용될 것으로 기대된다. 또 얼마 전 박테리아와 곰팡이에서 발견된 효소가 인간의 혈액형을 바꿀 수 있다는 연구 결과도 발표됐다. 이 연구에 의하면 인간의 혈액을 A형, B형으로 결정하는 혈액세포 속 항원이 박테리아와 곰팡이 효소에 의해 분해될 수 있다. 분해된 뒤에는 혈액형이 O형으로 변화될 수 있음이 밝혀졌다. 이 발견은 유전적 변형 없이도 표현형이 변화될 수 있는 가능성을 보여 주었다. 유전자 가위의 새로운 방법이 이와 유사하게 사용될 수도 있다. 이 경우에는 유전자 자체를 변화시키지 않고 유전자 발현만을 조절하는 방법의 개발이 있다. 불과 몇 달 전 발표에 의하면 유전자 가위에 지금까지 알려진 사람 세포에 있는 각종 단백질을 조합해 박테리아에서 발견된 유전자 가위와 거의 유사한 효과를 낼 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 단백질 재조합 기술을 통해 새로운 유전자 가위들이 많이 만들어지면 지금까지는 생각하지 못했던 유전자 조작과 유전자 발현 조절이 가능해질 것으로 기대된다. 수많은 질병과 노화 현상이 궁극적으로 DNA에 쌓이는 돌연변이와 유전자 발현의 변화로 나타나는 것이기 때문에 앞서 말한 연구들 덕분에 가까운 미래에는 질병에 시달리지 않는 세상이 열리지 않을까 기대된다. 필자의 친구가 대학원 시절 “우리는 아마 질병과 노화로 죽게되는 마지막 세대가 될지도 몰라”라고 한 이야기가 실제로 일어날지도 모른다는 생각이 들 정도다. 의생명 과학의 발전은 실제로 우리가 생각하는 것보다 훨씬 빠르게 우리의 삶 속으로 다가오고 있다. 급속도로 발전한 컴퓨터, 정보통신기술(ICT)도 우리가 느끼지 못하는 사이에 다가와 당연한 듯 사용되고 있다. 아마 불과 10~20년 뒤에는 의생명 과학이 ICT처럼 우리의 삶과 너무도 밀접하게 있을 것 같다.
  • [달콤한 사이언스]달고 기름진 음식 좋아하다간 뇌 망가진다

    [달콤한 사이언스]달고 기름진 음식 좋아하다간 뇌 망가진다

    다이어트를 하겠다고 굳은 결심을 한 사람도 ‘딱 한 번만’이라고 생각하고 단짠(달고 짭짤한) 음식을 한 번 입에 대는 순간 나도 모르게 폭풍흡입하고 있는 모습에 스스로 깜짝 놀라는 경우가 있다. 많은 사람들이 달고 기름진 음식이 살을 찌우고 허리둘레를 굵게 만드는 등 외형을 바꾼다는 것은 잘 알고 있다. 그렇지만 뇌에는 어떤 영향을 미치는지 정확하게 알지 못하고 있다. 그런데 과학자들이 달고 기름지고 짭짤한 음식을 즐겨 먹게 되면 뇌의 특정 신경세포 활동을 변화시켜 과식을 막아주는 뇌 신경 ‘브레이크’를 고장낸다는 사실을 밝혀냈다. 캐나다 캘거리대 호츠키스 뇌연구소 스테파니 보그랜드 교수는 입맛을 자극하는 달고 기름진 음식이 뉴런의 활동을 변화시켜 과식을 하게 만든다는 사실을 메타분석을 통해 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 28일자에 발표했다. 메타 분석은 비슷한 주제로 연구된 문헌들을 통계적으로 통합하거나 비교해 새로운 결론을 도출해 내는 연구 방법이다. 과학자들은 달고 기름진 음식을 위주로 식사를 제공받은 생쥐와 영양분이 골고루 분포된 식단을 제공받은 생쥐의 유전자 발현을 비교함으로써 음식이 뉴런을 어떻게 변화시키는지 주로 관찰했다. 과학자들은 특히 외측 시상하부(lateral hypothalamus)에 주목했다. 외측 시상하부는 식사량, 섭식 조절에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다.과학자들은 뇌 신경세포의 활성화 정도를 관찰하기 위해 칼슘이미징이라는 광유전학 기술과 이광자현미경(two photon microscope)을 활용했다. 이광자 현미경은 파장이 두 배 긴 광자 2개를 이용해 빛의 산란을 줄임으로써 표적물을 보다 선명하게 볼 수 있도록 한 광학장치이다. 또 칼슘이미징은 세포 내 중요한 2차 신호전달물질인 칼슘의 농도를 이미지화시켜 세포의 활성을 확인할 수 있도록한 기술이다. 그 결과 균형잡힌 식사를 해온 생쥐들은 설탕물이나 기름진 음식을 먹게 하더라도 적당한 시기에 외측 시상하부에서 식사를 마치라는 신호가 전달됐지만 비만한 생쥐들의 경우는 외측 시상하부의 반응 속도가 느리다는 사실이 확인됐다. 또 균형 잡힌 식사를 해온 생쥐들에게도 12주 이상 달고 기름진 음식만으로 식단을 바꿔 비만을 유발시킨 경우 마찬가지로 외측 시상하부의 반응속도가 느려져 과식을 하는 것이 관찰됐다. 12주 만에 외측 시상하부 반응속도가 이전보다 80% 가량 줄어들었다고 과학자들은 밝히고 있다. 스테파니 보그랜드 박사는 “식단을 바꾸는 것은 매우 미묘한 변화라고 생각할 수 있겠지만 이것이 뇌세포의 활동과 성질을 완전히 바꿔버릴 수 있다는 것은 놀라운 일”이라고 “식사 조절과 관련된 뇌 신경세포들과 관련 수용체를 찾아낸다면 약물이나 기타 방법으로 과식이나 폭식을 제어하는 것도 가능할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스]근육 만드려면 아침운동, 살 빼려면 저녁운동이 특효

    [달콤한 사이언스]근육 만드려면 아침운동, 살 빼려면 저녁운동이 특효

    ‘노출의 계절’ 여름이 되면서 멋진 몸매를 가꾸기 위해서나 건강, 특히 적당한 신체활동은 치매 예방 같은 정신건강에도 도움이 된다고 해서 남녀노소 운동하는 이들이 늘고 있다. 매일 운동을 하는 사람들은 아침 일찍 일어나 운동을 하기도 하고 일과가 끝난 저녁시간이나 점심시간을 쪼개 체육관을 찾기도 한다. 과연 언제 운동하는 것이 가장 효과적일까. 과학자들의 최근 연구결과에 따르면 “운동 ‘목표’에 따라 자신에게 가장 잘 맛는 시간을 찾아 규칙적으로 하는 것이 중요하다”는 것이 정답이다. 미국 캘리포니아 어바인대(UC어바인) 의대 생화학과, 유전학및바이오인포메틱스연구소, 덴마크 코펜하겐대 통합생리학부, 스웨덴 카롤린스카연구소 분자의학·외과학·통합생리학과 공동연구팀은 운동을 하는 시간에 따라 그 효과가 달라지기 때문에 아침운동이 더 효과가 크다고 볼 수 없다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 메타볼리즘’에 실렸다. 연구팀은 생쥐를 이용해 잠에서 막 깬 시간과 잠들기 1~2시간 전에 쳇바퀴 돌기나 수영 같은 운동을 하도록 한 뒤 근육세포의 반응과 전체 대사과정을 정밀하게 관칠했다. 그 결과 운동에 따른 신체 대사활동은 ‘HIF1-α’라는 단백질이 관여하며 이는 신체 일주기시스템(신체시계)에 따라 작동된다는 사실이 확인됐다. 분석 결과 이른 아침에 하는 운동은 골격근에 강한 대사활동을 일으키는 동시에 근육세포의 지질과 당분 대사를 늘리고 저녁에 하는 운동은 전신 에너지 대사량을 늘린다고 연구진은 설명했다. 쉽게 말하면 근육을 늘리고 체력을 강화하고 싶은 사람은 아침 운동을, 다이어트나 살 빼기 위해서는 저녁운동을 하는 것이 효과적이라는 말이다. 이 때문에 연구팀은 2형 당뇨를 비롯한 대사질환을 앓고 있는 사람은 저녁운동보다는 오전 운동이 효과적이라고 충고했다. 연구팀은 운동을 위해 수면시간을 줄일 경우는 오히려 운동효과를 내지 못하고 신체시계를 교란시켜 인체 건강에 악영향을 미친다고 지적했다. 파울로 사소네-코르시 UC어바인 의대 교수는 “이번 연구는 적당한 신체운동은 건강에 도움을 주는데 아침과 저녁에 운동을 하는 시간에 따라 그 효과가 달라진다는 사실을 처음으로 밝혀낸 것”이라며 “추가 연구를 통해 시간대에 따른 운동전략으로 대사질환을 앓고 있는 환자들에게 도움을 줄 수 있는지 명확한 결론을 내릴 계획”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 유전자치료제 허가 신청 시 유전학적 계통검사 의무화

    유전자치료제 허가 신청 시 유전학적 계통검사 의무화

    최근 문제가 된 코오롱생명과학의 ‘인보사케이주’와 같은 세포·유전자치료제를 허가받으려면 앞으로 유전학적 계통분석(STR) 결과를 반드시 제출해야 한다. 식품의약품안전처는 세포·유전자치료제의 허가 신청 시 제약사가 STR 결과를 의무적으로 제출하도록 하는 ‘생물학적제제 등의 품목허가.심사규정’ 일부개정고시(안)을 행정예고 한다고 7일 밝혔다. STR은 DNA를 비교·분석해 같은 계통의 세포임을 확인하는 검사다. 이 검사로 인보사의 주요 성분이 연골세포가 아닌 신장세포임이 확인됐다. 식약처는 “최근 유전자치료제의 주성분 세포가 허가사항과 다른 것으로 확인됨에 따라 최초 제품 개발 당시와 최종 생산 제품의 일관성을 확인하기 위해 추진하는 것”이라고 설명했다 식약처는 이번 개정안이 세포·유전자치료제의 안전성 확보에 기여해 국제 경쟁력을 높이는 계기가 될 것으로 기대했다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr
  • 괴생명체 ‘빅풋’ 착시였나…FBI 조사 보고서 43년 만에 공개

    괴생명체 ‘빅풋’ 착시였나…FBI 조사 보고서 43년 만에 공개

    전설 속 괴생명체 ‘빅풋’에 대한 미 연방수사국(FBI) 조사 보고서가 43년 만에 공개됐다. FBI는 지난 6일(현지시간) 정보공개법에 따라 1976년 작성된 22페이지짜리 ‘사스콰치 파일’을 공개했다. 캐나다 인디언 부족의 말로 ‘털이 많은 거인’이라는 뜻의 ‘사스콰치’(Sasquatch)는 미국과 록키 산맥 등지에서 꾸준히 목격담이 제기된 전설 속 생명체다. 숲속에서 발견된 거대한 발자국 때문에 일명 ‘빅풋’(Bigfoot)으로 불린다. 지난 1964년부터 1970년까지 미국에서 빅풋을 목격했다는 사람은 300여 명에 달했다. 1927년 캐나다의 한 농부는 빅풋 무리에 납치됐다가 탈출했다고 주장했다. 이번에 공개된 FBI 보고서는 1970년대 히말라야에서 사스콰치를 추적했던 미국 탐사전문가 피터 번이 건넨 털과 피부 조직 샘플에 대한 분석 결과를 담고 있다. FBI 과학기술연구부서 제이 코크란 주니어 박사는 보고서에서 “빅풋으로 불리는 괴생명체의 것으로 추정되는 털은 사슴 털로 확인됐다”고 밝혔다. 과학자들 역시 빅풋의 실존 여부에 대해 부정적인 입장이다. 영국 옥스퍼드대학교 인류유전학연구소 브라이언 사익스 교수는 지난 2012년 제보자들이 제공한 빅풋의 샘플 중 믿을만한 30개의 샘플을 분석한 결과 모두 현존하는 곰, 말, 늑대, 소 등의 DNA였다고 발표했다. 그러나 FBI에 빅풋 샘플 분석을 의뢰했던 피터 번은 아직도 빅풋의 존재를 믿고 있다. 올해로 93세가 된 피터 번은 CNBC에 “지난 50년간 빅풋의 발자국으로 추정되는 증거 여러 건을 모았다”면서 “빅풋은 실제 존재하는 생명체”라고 말했다. 빅풋 목격담도 꾸준히 이어지고 있다. 지난 1월에는 미국 서부 유타주에서 빅풋을 봤다는 주민들이 관련 영상을 공개하기도 했다. 빅풋을 목격한 오스틴 크레이그는 “빅풋으로 추정되는 괴생명체는 두 발로 서서 똑바로 걸었고 사람 둘을 합친 것보다 컸다”고 말했다. 현지언론은 FBI 보고서는 피터 번이 제공한 샘플의 오류를 증명하는 것일뿐 빅풋의 존재 자체를 부정하는 것은 아니라며, 빅풋의 실존 여부에 대한 결론을 보류했다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr
  • [김 태의 뇌 과학] 빛의 뇌과학

    [김 태의 뇌 과학] 빛의 뇌과학

    야외에서 밝은 빛을 보고 나면 정신도 맑아지고 상쾌해지는데, 이는 기분 탓일까. 최근 영국 옥스퍼드 대학의 스튜어트 피어슨 교수와 러셀 포스터 교수팀은 망막 세포 중 ‘보는 것’과 관계 없는 세포에 주목했다. 빛을 받으면 활성화되지만 시각 이미지를 생성하지는 못하는 ‘멜라놉신’ 세포의 기능을 탐색한 것이다. 멜라놉신 세포는 주요 생체 시계인 ‘시교차상핵’에 신호를 보내 교감신경계를 활성화하고 부신의 코르티솔 생산을 증가시켜 각성도를 높인다. 아침에 밝은 태양빛을 봤을 때 좀 더 활기찬 하루를 보낸다고 느꼈다면 단지 기분 탓만은 아닌 것이다. 이런 작용은 주로 제1형 멜라놉신 세포(M1)가 청색광에 반응할 때 나타난다. 따라서 야간에 스마트폰이나 컴퓨터 모니터를 보면 되레 숙면에 방해된다. 빛은 우리의 뇌가 기분을 조절하는 것에도 영향을 준다. 최근 중국 지난 대학의 런차오란 교수팀은 빛이 항우울 효과를 나타내는 기전을 연구해 뉴런지에 발표해 주목받고 있다. 이 연구팀은 화학유전학이라는 최신 뇌과학 기법을 이용해 망막의 제4형 멜라놉신 세포를 활성화시키고 그 반응을 연구했다. 그 결과 시상의 억제성 뉴런이 활성화되고, 이를 통해 과활성화됐던 ‘외측 고삐핵’이 안정화되는 것을 확인했다. 외측 고삐핵은 우울증에서 비정상적으로 과활성화되는 것으로 알려진 부위다. 마음이 무겁고 우울한 기분이 있다면 밝은 빛을 보며 가볍게 산책을 해보는 것도 도움이 된다. 마지막으로 빛은 ‘햇빛 비타민’으로도 잘 알려진 비타민D를 통해 우리의 뇌 건강에 영향을 줄 수 있다. 비타민D는 칼슘 대사, 뼈 건강뿐 아니라 심혈관계 질환과 각종 암에도 좋은 효과를 미친다는 연구 결과가 나오고 있다. 이와 더불어 주목할 곳은 중추신경계다. 보통 비타민D의 활성화는 신장에서 이뤄지는 것으로 알려졌으나, 중추신경계에서도 비타민D를 활성화하는 효소가 발현된다. 신장을 제외하고는 유일하다. 이뿐만 아니라 비타민D 수용체가 높게 발현돼 가바와 세로토닌 등 주요 신경전달물질의 생산에 관여하고 있다는 것이 최근 밝혀졌다. 활동 시간의 대부분을 실내에서 보내는 현대인에게 비타민D의 저하가 매우 흔하기에 이런 연구 결과가 시사하는 바가 크다. 빛은 우리가 약 24시간을 주기로 살아가는 일주기 리듬을 만들어 내는 데 필수적이다. 지구상에 에너지를 전달하고 인간을 포함한 지구상의 생명체는 그 에너지를 이용해 생명을 유지한다. 지구의 자전이 24시간을 주기로 지구상에 빛을 비추고 우리는 그 자전 주기에 따라 규칙적으로 살아간다. 빛은 멜라놉신 세포 활성화나 비타민D 합성 등을 포함해 다양한 경로로 뇌 활동을 직간접적으로 조절하고 있다. 하루 20~30분이라도 햇빛을 볼 수 있다면 일주기 리듬 조절, 우울감 개선, 비타민D의 증진을 통해 신체 건강과 뇌 건강을 모두 챙길 수 있지 않을까.
  • “명문학교 보내봐야…아이의 성공은 ‘유전자’가 결정한다”

    “명문학교 보내봐야…아이의 성공은 ‘유전자’가 결정한다”

    한 유전학자가 아이의 성공 여부는 태어날 때부터 이미 결정 나 있다고 주장했다. 저명한 교육심리학자이자 행동유전학자인 킹스 칼리지 런던 로버트 플로민 교수는 2일(현지시간) 영국 웨일스에서 열린 한 행사에서 “아이의 성공은 외부의 환경적 요인이 아닌 유전자에 달려 있다”고 밝혔다. 이날 강연에서 플로민 교수는 “비싼 돈 들여 명문 학교에 보낼 필요가 없다”면서 “아이의 성공은 유전자에 달려 있으며, 엘리트 코스를 밟는다고 유전자가 바뀌지는 않는다”고 말했다. 그는 후천적인 것보다 선천적인 것이 삶에 더 큰 영향을 미치며, 아이의 성공은 외부의 환경적 요인이나 육성(育成)이 아니라 천성(天性)이 판가름한다고 설명했다.플로민 교수는 그럼 왜 많은 학부모가 비싼 돈을 들여 더 좋은 학교에 보내겠느냐는 청중의 반문에 “좋은 학교가 아이를 성공으로 이끌 거라는 무조건적인 자기암시 때문”이라고 주장했다. 그는 명문 사립학교에 다니는 학생이 공립학교 학생보다 수능에 더 유리할 수 있다고 인정했다. 그러나 이는 단순한 상관관계를 입증하는 것일 뿐, 명문학교와 아이의 성공 간에 인과관계가 성립된다는 증거는 아니라고 못 박았다. 명문학교 학생의 수능 평균 점수가 공립학교 학생의 점수보다 높은 것은 사실이지만, 그렇다고 명문학교 입학이 곧 성공을 의미하는 것은 아니라고 덧붙였다. 쉽게 말하면 ‘될 놈은 된다’는 설명이다. 그는 명문학교의 수능 평균 점수가 높은 것은 까다로운 조건으로 ‘될 놈’들을 선발하기 때문이라고 밝혔다. 명문 사립학교 ‘이튼칼리지’ 출신인 데이비드 캐머런 전 총리와 보리스 존슨 전 장관, 톰 히들스턴 등 저명인사들이 공립학교를 갔다 한들 성적이 나빴겠느냐는 게 플로민 교수의 주장이다. 그들이 명문학교를 나왔기 때문에 성공한 것이 아니라 애초 ‘남다른 유전자’를 가지고 있었기 때문에 성공했다는 얘기다. 플로민 교수는 “연간 학비가 6400만 원에 이르는 이튼칼리지를 보내기 위해 무리할 필요가 없다는 사실을 알았으면 좋겠다. 없는 형편에 무리해서 비싼 학교 보내고, 학교 따라 이사를 가봐야 아이들의 학업 성취도에는 별반 차이가 없을 것”이라고 말했다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스]몸은 피곤한데 잠은 오지 않는 이유, 알고보니

    [달콤한 사이언스]몸은 피곤한데 잠은 오지 않는 이유, 알고보니

    아침에는 깨어나고 밤이 되면 잠이 드는 것은 사람의 몸 속에 존재하는 생체시계 시스템 때문이다. 사람 뿐만 아니라 많은 동물들은 먹고 자는 시간, 번식기, 동면기 등의 활동이 주기적으로 나타나는데 이런 주기성이 나타나는 것도 생체시계 덕분이다. 2017년에는 이 같은 생체리듬과 체내 시계의 비밀을 분자수준에서 연구해 온 세 명의 미국 유전학자들에게 노벨 생리의학상이 돌아가기도 했다. 그런데 몸을 움직일 수 없을 정도로 피곤하고 힘든데도 막상 잠자리에 누웠는데 의외로 눈이 말똥말똥 잠이 들지 않아 곤란했던 경험이 한 두 번 정도 있을 것이다. 스페인과 미국 연구팀이 몸이 피곤하지만 잠이 오지 않는 원인을 밝혀내 주목받고 있다. 스페인 바르셀로나 과학기술연구원(BIST) 바이오의약연구소, 왕립 카를로스3세 심혈관연구소 발달및세포생물학부, 미국 캘리포니아 어바인대(UC어바인) 후생유전학및대사연구센터 공동연구팀은 사람의 24시간 일(日)주기 조절에 관여하는 생체시계가 뇌 뿐만 아니라 신체 다양한 부분에 존재한다는 것을 규명했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 세계적인 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 31일자에 두 편의 논문으로 발표됐다. 생체 시계는 뇌의 시상하부에서 관장하는 것으로 알려져 있지만 많은 연구자들은 신체에는 다양한 일주기 시계가 존재할 가능성이 있음을 의심해 왔다. 밤 늦게까지 TV나 스마트폰을 보면 생체시계가 교란돼 불면증을 유발시킬 수 있다는 것이 대표적이다. 그렇지만 여전히 많은 과학자들은 눈을 통해 들어온 자극이 뇌의 시상하부에 영향을 미쳐 생체시계가 교란되는 것으로 이해해 왔다.연구팀은 생쥐를 이용해 뇌의 시상하부에 있는 생체시계와 별도로 신체 여러 부분에 일주기 시스템이 따로 작동할 수 있다는 실험을 실시했다. 연구팀은 유전자를 조작해 생쥐의 24시간 일주기 시스템을 초기화 시킨 다음 빛을 이용해 피부, 간, 뇌의 생체시계를 다르게 활성화되도록 했다. 빛을 뇌 부위에만 쬐도록 하거나 뇌를 제외하고 피부나 간에만 빛을 조사하는 등의 방식으로 실험을 한 것이다. 그 결과 뇌의 시상하부에서 통제하는 24시간 일주기 시스템과 별도로 피부나 간 등 그 밖의 신체부위도 다른 형태의 일주기 시스템을 갖고 작동한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 생체리듬에 맞지 않는 다이어트나 운동, 수면 직전 TV나 스마트폰 시청은 생체 시계를 교란시킬 가능성이 크다고 우려를 표했다. 파올로 사손코르시 UC어바인 교수는 “이번 연구를 통해 생체내 각각의 일주기 리듬이 각종 질병과 노화과정에 영향을 미칠 수 있음을 확인했다”라며 “뇌 속 생체시계와 다른 생체 기관과의 생체시계가 정렬되지 않을 경우 불면증은 물론 우울증, 알레르기, 노화, 암을 비롯한 각종 건강문제를 유발시킬 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • ‘뒤바뀐 세포’로 인보사 허가받은 코오롱… 올 4월에도 거짓 해명

    ‘뒤바뀐 세포’로 인보사 허가받은 코오롱… 올 4월에도 거짓 해명

    올 3월 연골 대신 신장세포 포함 적발되자 코오롱 “2년 전 식약처 허가땐 몰라” 발뺌 자회사, 2017년 3월 ‘세포변경’ 사실 인지 코오롱, 이미 허가 받자 식약처에 안 알려 결국 환자들 식약처만 믿고 인보사 맞은 셈 식약처, 허가·생산·사용 전 주기 관리 강화골관절염 유전자치료제 ‘인보사케이주’(인보사)에 연골세포 대신 ‘신장세포’라는 엉뚱한 세포가 들었다는 사실이 알려진 건 지난 3월 말이었다. 곧이어 4월 코오롱생명과학은 2017년 7월 식약처 허가를 받을 땐 몰랐고, 지난 2월 말 자회사 코오롱티슈진이 해당 의약품에 대한 유전학적 계통검사(STR)를 하던 중 2액이 연골세포가 아닌 신장세포일 가능성을 발견했다고 밝혔다. 그러나 28일 식품의약품안전처가 조사한 결과 코오롱생명과학의 해명은 거짓임이 드러났다. 코오롱생명과학의 자회사 코오롱티슈진이 위탁생산업체(론자)를 통해 인보사 성분이 뒤바뀐 사실을 확인한 건 무려 2년 전인 2017년 3월이었다. 코오롱티슈진은 4개월 뒤인 7월 13일 검사 결과를 이메일로 코오롱생명과학에 보냈다. 강석연 식약처 바이오생약국장은 “코오롱생명과학이 검사 결과를 이메일로 받은 것으로 보아 당시 이 사실을 알고 있었다고 판단된다”고 밝혔다. 코오롱티슈진으로부터 검사 결과 이메일이 온 것은 인보사 품목 허가가 난 다음날이었다. 이미 허가를 받았어도 의약품에 문제가 있다면 식약처에 당연히 알렸어야 했지만, 코오롱생명과학은 알고도 쉬쉬했다. 자회사 역시 인보사에 연골세포가 아닌 신장세포가 들었을 가능성을 확인하고도 코오롱생명과학 측에 빨리 알리지 않았다. 결국 인보사는 1·2액 모두 연골세포로 허가를 받았고, 환자들은 식약처를 믿고 1대당 700만원짜리 인보사 주사를 맞았다. 2액이 신장세포로 바뀐 경위는 여전히 오리무중이다. 식약처는 “추가 검증 과정에서 코오롱생명과학은 허가 당시 2액을 연골세포로 판단했던 이유를 설명할 수 있는 자료를 제출하지 못했으며, 2액이 신장세포로 바뀐 경위에 대해서도 과학적인 설명을 하지 못했다”고 밝혔다. 해당 사실은 식약처가 코오롱생명과학을 형사 고발한 뒤 검찰 조사에서 밝혀질 것으로 보인다. 이로써 ‘국내 첫 유전자치료제’로 주목받았던 인보사는 2년 만에 허가 취소돼 뒤안길로 사라지게 됐다. 식약처는 이번 사건을 계기로 제약사가 제출한 자료의 신뢰성을 확보하기 위해 연구개발 단계부터 허가·생산·사용에 이르는 전 주기 안전관리체계를 강화하겠다고 밝혔다. 특히 연구개발에 오랜 시간이 걸리는 신약의 특성을 감안해 개발 초기에 실시한 시험 자료를 재검증해야 할 경우 최신 시험법으로 검사해 결과를 제출하도록 하고, 중요한 검증 요소는 식약처가 직접 시험하겠다고 했다. 아울러 세포 혼입 가능성이 있으면 유전학적 계통검사 결과를 제출하도록 할 계획이다. 또 연구개발 단계부터 관리를 강화하기 위해 인체세포만 전문적으로 관리하는 업종을 신설해 세포 채취부터 처리, 보관, 공급에 이르기까지 단계별로 안전·품질기준을 마련하겠다고 밝혔다. 생산 단계에서는 유전학적 계통검사 결과 보관을 의무화하고, 사용 단계에서는 첨단 바이오의약품 판매·투여 내역, 이상 사례 등록 등 장기 추적 조사를 의무화할 방침이다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr
  • 뇌 속 해마를 빛으로 자극해 기억력 조절한다

    뇌 속 해마를 빛으로 자극해 기억력 조절한다

    나이가 들어가면서 본인의 집주소나 전화번호까지 까먹는 건망증이 심해져 기억을 붙잡고 싶은 사람이 있는가 하면 자신도 알지 못하는 사이에 무의식에 강하게 새겨져 특정 행위를 반복하는 강박장애, 불안장애를 겪는 사람이나 물론 충격적인 경험으로 인한 외상후스트레스장애(PTSD)를 겪는 사람은 떨쳐버리고 싶은 기억 때문에 괴로워한다. 과연 기억이 뭐길래 사람들은 이렇게 힘들어 하는 것일까. 기억을 오래가게 하거나 잊고 싶은 기억을 지우는 방법은 없을까. 미국 컬럼비아대 신경생물학프로그램, 보스턴대 뇌과학과 공동연구팀은 감각정보와 기억을 관리하는 뇌 속 해마의 특정 부위를 자극하면 기억을 지우거나 강화할 수 있다는 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 24일자에 발표했다. 기억은 외부 자극을 직접 느끼는 감각정보와 외부 자극을 받았을 때 느끼는 감정정보가 조합돼 뇌 속에 새겨지는 것이다. 해마는 뇌 속에서 작은 부위를 차지하고 있지만 특정 기억을 위해 여러 가지 하위 영역으로 구성된다. 연구팀은 광유전학 기술을 이용해 생쥐에게 긍정적 경험, 부정적 경험, 일상적 경험에 대해 새로운 기억을 만들면서 해마의 어떤 부위가 자극 받는지를 관찰했다. 연구팀은 수컷 생쥐에게 암컷 생쥐를 자주 만나게 해 긍정적 기억을 심어줬으며 발에 강한 전기충격을 줘 부정적 기억을 심었다. 그 결과 해마의 위쪽과 아랫쪽 역할이 다르다는 사실을 밝혀냈다. 해마의 위쪽을 활성화시키면 기억을 강화되고 해마 아랫쪽을 활성화시키면 부정적 기억을 약화시키고 결국 제거할 수 있다는 설명이다. 스티브 라미레즈 보스턴대 박사는 “해마의 아랫 부분이 활성화되는 것을 억제한다면 PTSD와 불안장애 치료에 사용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 공항 화장실 바닥에 버려진 뒤 33년 만에 친부모 찾았는데

    공항 화장실 바닥에 버려진 뒤 33년 만에 친부모 찾았는데

    세상에 태어난 지 열흘 만에 영국 런던 개트윅 공항의 여자 화장실 바닥에 담요로 싸인 채로 버려졌다. 처음 발견한 이는 면세점 판매원이었다. 손을 씻으러 갔다가 처음엔 카페트가 겹쳐진 것으로만 생각했는데 파란색과 흰색 체크무늬가 새겨진 담요 안에 사내 아이가 배부른 듯 편안히 잠들어 있었다. 안내 방송을 수 없이 했지만 아무도 아기 부모라고 나서지 않았다. 1986년 런던 도심에서 48㎞ 정도 떨어진 개트윅 공항에서 일어난 일이다. 공항 직원들은 곰 마스코트의 이름을 따 아이 이름을 개리 개트윅이라고 지었다. 나중에 위탁 요양을 받다가 입양됐고 그 뒤 스티브 하이즈란 이름으로 개명했다. 양부모는 아주 좋은 분들이라 행복한 어린 시절을 보냈다. 지금은 조경 관리사로 일하며 자녀를 둘이나 둔 어엿한 가장이 됐다. 2004년부터 자신이 공항 화장실에서 발견된 뒤 며칠 동안의 신문 기사를 오리는 등 친부모를 찾기 위한 행동에 나섰다. 22일(이하 현지시간) 미국 일간 USA 투데이가 영국 일간 가디언의 보도를 토대로 재구성한 그의 뿌리 찾기 과정은 눈물 겨울 정도다. 공항 공보실의 도움을 받아 자신을 돌본 모든 사람들을 만나봤다. 젖을 먹였던 여자 경관, 차값을 아껴 모아 새 옷을 사서 입혔던 공항 직원들, 그리고 자신을 발견한 면세점 판매원까지 만났는데 모두 감명 깊은 얘기를 들려줬다. 그 다음 경찰서로 달려가 사건 기록을 찾았는데 이미 보존 기한이 지나 파기돼 있었다. 해서 2010년부터 타블로이드 신문에 자신의 사연을 담은 광고를 게재하고 친어머니가 연락을 취해달라고 호소했지만 답이 없었다. 그렇게 낙담하다 과학의 힘을 빌리기로 했다. 유전학적 연구 끝에 마침내 성공했다. 처음 친부모를 찾겠다고 나선 지 15년 만의 일이었다. 그는 이달 초 페이스북에 마침내 성공했다고 털어놓았지만 어머니는 이미 세상을 떠난 뒤였고 자신이 왜 공항 화장실 찬 바닥에 버려져야 했는지 이유를 속시원히 들을 수 없었다는 안타까운 사연을 털어놓았다. 친부는 물론, 친부모 가운데 한 쪽과 피가 섞인 형제들과도 연락이 닿았는데 그들은 하이즈가 세상에 태어났다는 사실조차 모르고 있었다. 하이즈는 USA 투데이 인터뷰를 통해 “불행하게도 이 순간 나와 내가 태어난 가정에 대해 새롭게 아는 정보가 하나도 없다”고 씁쓸해 했다. 다만 그는 페이스북에 이렇게 적었다. “이 순간 오랜 세월 날 도운 모든 분들에게 감사드린다.” 임병선 기자 bsnim@seoul.co.kr
  • 100만명 바이오 빅데이터 구축… ‘정밀의료 고속도로’ 만든다

    100만명 바이오 빅데이터 구축… ‘정밀의료 고속도로’ 만든다

    맞춤형 신약·신기술 개발 등 기반 마련 2030년까지 세계시장 점유율 3배 확대 수출 500억弗·일자리 30만개 창출 기대 2025년까지 R&D 투자 연간 4조로 늘려 文대통령 “바이오헬스 도약 최적 기회 개발부터 출시까지 ‘혁신 생태계’ 조성”정부가 앞으로 10년간 100만명의 유전체 정보를 모아 ‘국가 바이오 빅데이터’를 구축한다. 이를 활용해 희귀난치질환의 원인을 규명하고, 표적항암제 등 개인 맞춤형 신약·신의료 기술을 개발해 바이오헬스 산업의 기반을 마련할 계획이다. 문재인 대통령은 22일 충북 오송에서 열린 ‘바이오헬스 국가비전 선포식’에서 바이오헬스 산업을 비메모리 반도체, 미래형 자동차와 함께 차세대 3대 주력산업으로 육성하겠다며 구체적인 복안을 담은 ‘바이오헬스 산업 혁신전략’을 발표했다. 문 대통령은 “지금이 바이오헬스 세계시장을 앞서갈 최적의 기회”라면서 “제약과 생명공학 산업이 우리 경제를 이끌어갈 시대도 머지않았다”고 말했다. 그러면서 바이오 빅데이터 구축, 연구개발(R&D) 투자 확대, 인허가 규제 개선으로 2030년까지 세계시장에서 국산 의약품과 의료기기가 차지하는 비중을 현재 1.8%에서 6.0%로 3배 이상 확대하고, 수출 500억 달러와 일자리 30만개를 창출하겠다는 목표를 밝혔다. 정부는 먼저 희망자를 대상으로 내년에 2만명의 유전체 정보와 의료 이용 실태, 건강정보를 수집하고, 2029년까지 100만명 규모의 빅데이터를 구축하기로 했다. 임인택 보건복지부 보건산업정책국장은 “경부고속도로가 산업화의 근간이 됐듯 바이오 빅데이터 플랫폼 구축은 정밀의료 발전의 경부고속도로 역할을 할 것”이라고 말했다.●국립중앙인체자원은행에 빅데이터 보관 빅데이터 구축은 병원에서도 이뤄진다. 우리나라 주요 병원은 한 곳당 핀란드 인구 규모(556만명)에 맞먹는 500만~600만개의 임상진료 데이터를 보유하고도 이를 제대로 활용하지 못하고 있다. 정부는 빅데이터 플랫폼을 구축할 ‘데이터 중심병원’을 지정해 임상진료 데이터를 질환연구나 신약개발 등에 활용하게 할 계획이다. 빅데이터가 외부에 유출되지 않도록 100만명의 바이오 빅데이터는 국립중앙인체자원은행에 보관하고, 병원 빅데이터는 병원 내 연구에만 쓰도록 내년에 표준 플랫폼을 만든다. 차세대 기술 개발을 위해 R&D 투자도 확대한다. 연간 2조 6000억원 수준인 정부 R&D 투자를 2025년까지 연간 4조원 규모로 늘리기로 했다. 또 앞으로 5년간 2조원 이상의 정책금융을 바이오헬스 분야에 투자해 국산 신약개발을 지원한다. 기존 바이오의약품의 약효를 개선한 ‘바이오베터’ 임상시험비를 세액공제 대상에 추가하는 혜택도 준다. 문 대통령은 “중견·중소·벤처기업이 산업 주역으로 우뚝 서도록 기술 개발부터 인허가·생산·시장 출시까지 성장 전 주기에 걸쳐 혁신 생태계를 조성하겠다”고 밝혔다. ●식약처, 의약품·의료기기 인허가 기간 단축 의약품·의료기기 인허가 기간도 단축된다. 식약처는 이를 위해 현재 350명 수준인 의약품 허가·심사 인력을 3년 안에 두 배로 늘리겠다고 밝혔다. 의약품 성분이 뒤바뀐 골관절염 유전자치료제 ‘인보사케이주’와 같은 사태가 재발하지 않도록 세포의 동질성을 확인하기 위한 유전학적 계통검사(STR)와 첨단 바이오의약품 투여 환자 장기 추적관리도 의무화한다. 의료인이 심전도를 측정하는 웨어러블기기 등 디지털 헬스케어 신기술을 적극적으로 활용하도록 가이드라인도 마련된다. 가령 환자가 매일 수면 중 자동복막투석기기로 ‘셀프 투석’을 하고, 이 정보를 병원에 보내면 의료인은 이를 모니터링하다 대면 진료 때 맞춤 처방을 내릴 수 있다. 대면 진료에서 진단과 처방을 내리기 때문에 원격 의료는 아니다. 임 국장은 “환자 모니터링은 현행법 내에서도 충분히 할 수 있는데도 원격 의료라는 오해가 빚어져 의료 현장에서 꺼리는 경향이 있다”며 “가이드라인을 제시해 새로운 디지털 헬스케어가 시장에 원활하게 진입하도록 하겠다”고 말했다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr임일영 기자 argus@seoul.co.kr
  • 떫은 맛이 비만과 지방간 막는다

    떫은 맛이 비만과 지방간 막는다

    아직 덜 익은 감을 씹었을 때 입 안 가득 텁텁한 느낌은 아이들 뿐만 아니라 어른들도 얼굴을 찌푸리게 만든다. 이런 떫떠름한 맛은 탄닌이라는 성분 때문에 나는 것으로 정도의 차이는 있지만 도토리, 감, 포도 등에서도 느낄 수 있다. 그런데 한국식품연구원 식품기능연구본부, 울산대 의대, 한국생명공학연구원, 과학기술연합대학원대학교(UST), 연세대 의대 공동연구팀은 이렇듯 떫떠름한 맛을 내는 탄닌산이 비알콜성 지방간 질환은 물론 비만 억제에 효과적이라는 사실을 규명했다고 14일 밝혔다. 연구팀은 탄닌산 성분이 지방대사 관련 유전자들을 억제하기 때문이라는 사실도 밝혀내고 의학 분야 국제학술지 ‘몰레큘러 메타볼리즘’에 발표했다. 흔히 지방간은 잦은 음주 때문으로 알려져 있지만 최근에는 식생활 변화로 인한 지질대사 이상과 비만으로 인해 간세포 내 지방이 5% 이상 축적되는 비알콜성 지방간을 보유한 이들이 늘고 있다. 비알콜성 지방간은 2형 당뇨(성인성 당뇨), 비만, 대사증후군과 밀접한 관계가 있으며 실제로 비알콜성 지방간 환자의 69~90%는 비만환자이다. 특히 장기간 방치할 경우 간경변이나 간암으로 진행할 수 있는 것으로 알려져 있지만 정확한 발병 메커니즘과 치료법은 밝혀지지 않은 상태다. 탄닌산은 폴리페놀류의 일종으로 과일류, 감, 도토리, 녹차 등에 많이 함유돼 있어 혈액의 탄력을 높이고 충치 예방에도 도움이 되는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 생쥐를 두 그룹으로 나눠 한 그룹에게는 지방이 많고 단 음식만 먹이고 다른 그룹은 똑같이 고지방, 고당분 음식을 먹이면서 탄닌산을 동시에 먹도록 한 뒤 관찰했다. 그 결과 탄닌산을 함께 섭취한 생쥐그룹은 그렇지 않은 생쥐들과 비교해 체중증가와 부고환지방 무게 증가량이 각각 67.2%, 81.9% 억제됐으며 혈액내 중성지방 함유량도 22.8%에 그친 것으로 나타났다. 연구팀은 탄닌산 성분이 p300이라는 단백질 활성을 차단하면서 신체 내 지방 축적과 관련된 유전자들의 발현을 억제하기 때문으로 분석했다. 식품연구원 최효경 박사는 “이번 연구는 지금까지 제대로 알려지지 않은 탄닌산 성분의 활성과 작용메커니즘을 밝혀낸 것으로 탄닌산에 의한 비알콜성 지방간 질환 억제효과를 후성유전학적 유전자 조절 관점에서 규명한 첫 연구성과라는 의미가 크다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • ‘인보사 파문’ 코오롱티슈진 美 현지 실사하기로

    식품의약품안전처가 오는 20일 ‘인보사 파문’을 일으킨 코오롱생명과학의 미국 자회사 코오롱티슈진을 현지 실사하기로 했다. 골관절염 유전자치료제 인보사의 일부 성분이 뒤바뀐 사실을 코오롱생명과학이 언제 인지했느냐가 이번 실사에서 밝혀낼 키포인트가 될 것으로 보인다. 코오롱생명과학은 최근 미국에서 임상시험 3상을 진행하던 중 인보사 2액의 성분이 바뀐 사실을 알았다고 식약처에 밝혔으나, 미국 자회사인 코오롱티슈진은 이미 2년 전 의약품 성분이 뒤바뀐 사실을 알았다는 정황이 나와 논란이 커진 상태다. 코오롱티슈진은 지난 3일 공시에서 “(인보사의) 위탁생산업체(론자)가 자체 내부 기준으로 2017년 3월 1액과 2액에 대해 생산 가능 여부를 점검하는 과정에서 유전학적 계통검사(STR) 위탁 검사를 해 2액이 사람 단일세포주(신장세포)이며 이를 생산한 사실이 있다는 사실을 코오롱생명과학에 통지했다”고 밝혔다. 식약처 관계자는 “코오롱티슈진의 공시가 사실이라면 코오롱 측이 이를 알고도 숨긴 게 될 수 있어 이번 현지실사를 통해 철저히 확인할 예정”이라며 “현지 실사 결과 등을 종합적으로 보고 나서 허가 취소나 인보사 품목 변경 등 모든 가능성을 다 열어 놓고 행정처분을 검토할 계획”이라고 말했다. 인보사는 코오롱티슈진이 개발하고 2017년 코오롱생명과학이 식약처로부터 허가받은 국내 첫 유전자 치료제로, 최근 2액의 형질전환세포가 허가 당시 제출한 자료에 기재된 연골세포가 아닌 신장세포로 드러나 논란이 일었다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr
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