최근 들어 주의력결핍 및 과잉 행동장애(ADHD), 분노조절장애 등에 시달리는 사람들이 늘고 있다. 또 충동성으로 인한 각종 분노 범죄나 약물 중독 같은 일도 적지 않다. 많은 학자들은 이런 일의 근원을 찾는 데 몰두하는 가운데 국내 연구진이 이런 충동성 행동을 조절하는 신경회로를 처음으로 발견하는 데 성공했다. 고려대 생명과학과 백자현 교수팀은 동기, 학습, 감정에 관여하는 뇌의 편도체에서 도파민 관련 신경세포를 특이적으로 활성화시켜 충동성이 조절되는 것을 관찰했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호(22일자)에 실렸다. 충동성은 심사숙고라는 과정 없이 결과에 대해 생각하지 않은 채 기분에 따라 즉각적으로 행동하려는 것으로 정의된다. 충동성이 심해질 경우 중독관련 질환, 인격장애, 충동조절장애 같은 여러 종류의 정신질환으로 이어질 수 있다. 실제로 한국의 경우 ADHD는 2010~2013년 3년 동안 3배 가까이 증가했고 미국에서도 최근 15년 동안 3배가량 증가했다. 또 국내에서는 분노조절장애로 진료받은 환자는 2015년 5390명, 2016년 5920명, 2017년 5986명에 이르는 것으로 나타났다. 연구팀은 유전자 조작 생쥐와 빛을 이용해 특정 세포의 활성을 조절하는 광유전학 방법을 이용해 뇌의 어떤 부위에서 충동적 행동을 조절하는지 분석했다. 그 결과 D2 도파민 수용체가 충동성 조절에 핵심역할을 한다는 것을 밝혀냈다. 도파민은 뇌신경세포의 흥분 전달물질로 운동, 인지, 동기 부여에 영향을 줘 D1~D5까지 다섯 종류가 있다. 실제로 생쥐실험을 통해 D2형 도파민 수용체가 부족한 생쥐는 충동적 행동이 증가한다는 것을 확인했다. 반면 도파민 관련 신경세포를 활성화시키면 D2형 도파민 수용체가 활발해져 충동적 행동이 70% 정도 감소된다는 것을 발견했다. 백자현 교수는 “이번 연구는 지금까지 밝혀지지 않았던 새로운 충동성 조절 신경회로를 규명했다는데 의미가 있다”며 “자기통제능력의 결여로 인한 중독, 인격장애, 분노조절 장애 같은 현대 사회에서 특이하게 나타나는 각종 정신질환의 치료 타겟을 정하는데 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

가마솥에 들어간 듯한 무더운 여름이 지나고 아침, 저녁으로 옷 속을 파고 드는 서늘한 기운에 소스라치게 놀라게 됩니다. 이틀 전은 24절기 중 서리가 내리기 시작하고 단풍이 짙어진다는 상강(霜降)이었습니다. 쾌청한 날씨는 계속되지만 밤 기온은 점점 낮아지기 시작하는, 계절상으로는 늦가을에 접어들었다는 신호이기도 합니다.추운 겨울이 한 걸음씩 소리없이 다가오고 있지만 요즘은 그야말로 바깥 운동하기에 최적의 날씨입니다. 운동의 장점과 효과는 귀에 못이 박이도록 들었지만 저를 포함해 많은 현대인들이 실천해 옮기지는 못하고 있습니다. 규칙적인 운동은 신체 각 부위의 근육을 발달시켜 모세혈관의 밀도를 높이고 심장 용량과 크기를 증가시킬 뿐만 아니라 폐활량도 늘려줍니다. 신진대사가 활발해지면서 당뇨 같은 성인질환을 예방해주고 피로에 대한 내성도 키워주지요. 여기에 인간의 공격 본능과 외부 환경에서 오는 각종 스트레스를 해소시켜 마음까지 편안하게 해줍니다. 최근 미국 연구진이 운동이 운동을 하는 본인의 신체적, 정신적 건강에 도움을 줄 뿐만 아니라 자손들의 건강에도 긍정적 영향을 미친다는 후성유전학 연구 결과를 발표해 주목받고 있습니다. 미국 오하이오주립대 의대, 매사추세츠대 의대, 조슬린당뇨센터, 하버드대 의대 부설 브리검여성병원 공동연구팀은 운동을 하는 수컷 쥐들이 기운 없이 축 처져 있는 쥐들보다 건강한 새끼를 낳고 새끼들이 튼튼하게 성장한다는 사실을 밝혀냈습니다. 이번 연구 결과는 미국당뇨학회에서 발행하는 국제학술지 ‘당뇨’ 22일자에 실렸습니다. 임신 중에 비만에 시달린 여성에게서 태어난 아이들이 성인이 됐을 때 비만이나 심혈관 질환에 걸리기 쉽다거나 고지방식을 즐기는 수컷 쥐의 자식들에게서 2형 당뇨병의 증상이 나타난다든지 등 부모의 나쁜 식습관이나 건강상태가 자손에 영향을 준다는 것은 잘 알려져 있습니다. 그렇지만 이번처럼 부모의 긍정적 생활습관이 자식들의 건강 유지에 도움을 준다는 연구는 찾아보기 쉽지 않습니다. 연구팀은 수컷 생쥐들을 두 집단으로 3주 동안 고지방식을 먹이면서 한 그룹은 쳇바퀴 운동을 할 수 있도록 하고 나머지 그룹은 먹기만 하도록 했습니다. 운동을 한 생쥐들은 하룻밤에 평균 6㎞ 정도를 달린 것으로 나타났습니다. 연구팀은 3주 동안의 관찰이 끝난 뒤 각 그룹의 생쥐들에게서 정자를 채취해 난자와 수정시켜 새끼들을 얻었습니다. 연구팀은 이렇게 얻은 두 그룹의 새끼 생쥐 모두에게 육체활동 없이 고지방식만 먹이면서 1년을 관찰했습니다. 그 결과 운동을 열심히 한 수컷 생쥐의 자식들은 혈당 증가에 대한 반응도 즉각적이었고 인슐린 수치도 낮아 당뇨 같은 성인질환의 징후가 거의 나타나지 않았다고 합니다. 연구팀은 정자 속의 작은 RNA 분자가 부모의 신진대사 기능을 그대로 유전시키는 핵심 요인이 아닐까 조심스럽게 추정하고 있습니다. 물론 이번 연구 결과가 사람에게도 적용될 수 있는지는 추가 연구와 분석이 필요하겠지만 적절한 신체운동이 건강에 도움을 준다는 사실은 명백해진 듯 싶습니다. 단풍도 절정에 이르고 있는 요즘 가까운 야산이라도 걷는 운동을 하는 것은 어떨까요. 운동 후에는 가을 풍경이 잘 보이는 커다란 통유리로 된 카페에 앉아 따뜻한 커피 한 잔과 함께 평소 읽고 싶었던 책 한 권을 읽는 여유를 잠시나마 갖는다면 주중에 쌓인 스트레스가 사라지지 않을까요. edmondy@seoul.co.kr

DNA 검사 공개… 대선출마 의지 피력“그렇다. 그녀는 원주민(인디언) 혈통이다. 그러나 그것이 트럼프의 인종차별적 공격을 멈추게 하진 못할 것이다.”(워싱턴포스트) 2016년 대선 당시 도널드 트럼프 미국 대통령의 ‘저격수’를 자처했던 엘리자베스 워런 민주당 상원의원이 15일(현지시간) 자신이 원주민 혈통임을 증명하는 DNA 분석 결과를 공개했다. 이로써 워런 의원이 2020년 대선에서 트럼프 대통령의 대항마로 나서겠단 의지를 분명히 했다는 평가가 지배적이지만 일각에서는 “우리(미국인) 모두 다양한 인종, 민족 배경을 가졌는데, 워런 의원이 굳이 DNA 검사까지 해 가며 트럼프의 인종차별적 공격에 대응했다”는 비판도 나온다. 앞서 트럼프 대통령은 워런 의원이 원주민 혼혈이 아니면서 하버드대 로스쿨 입학부터 펜실베이니아대를 거쳐 하버드대 로스쿨 교수를 역임하게 되기까지 ‘소수민족 특혜’를 받았다고 주장했다. 트럼프 대통령은 워런 의원에 대해 원주민 혼혈 애니메이션 캐릭터인 ‘포카혼타스’라고 조롱해 인종차별 논란까지 빚었고, 지난 7월 한 중간선거 지원 유세에서는 “만약 워런이 DNA 검사를 받아 인디언이라는 것을 보여 주면 100만 달러를 자선단체에 기부하겠다”고 말한 바 있다. 미 언론들은 이날 워런 의원이 자신의 웹사이트에 동영상과 함께 카를로스 부스타만테 스탠퍼드대 유전학 교수가 지난 8월 그녀로부터 제공받은 샘플로 작성한 DNA 검사 결과 보고서를 공개했다고 전했다. 이 보고서에는 워런 의원 가계도에서 6~10대를 거슬러 올라가면 원주민이 있다는 내용이 담겨 있다. 그동안 워런 의원은 자신이 원주민인 체로키와 델라웨어 부족의 먼 후손이라고 말해 왔다. 워런 의원은 이날 트위터에 “트럼프 대통령은 국립원주민여성인력센터에( 100만 달러·약 11억원) 수표를 보내라”고 올렸다. 그러자 트럼프 대통령은 “나는 그렇게(100만 달러를 기부하겠다고) 말하지 않았다. 내 말을 다시 읽어 보라. 내가 직접 그녀의 DNA 검사를 했을 때 입증되면 그렇게 하겠다는 말이었다”는 트윗을 올려 응수했다. 최훈진 기자 choigiza@seoul.co.kr

“그렇다. 그녀는 원주민(인디언) 혈통이다. 그러나 그것이 트럼프의 인종차별적 공격을 멈추게 하진 못할 것이다.”(워싱턴포스트) 2016년 대선 당시 도널드 트럼프 미국 대통령의 ‘저격수’를 자처했던 엘리자베스 워런 민주당 상원의원이 15일(현지시간) 자신이 원주민 혈통임을 증명하는 DNA 분석 결과를 공개했다. 이로써 워런 의원이 2020년 대선에서 트럼프 대통령의 대항마로 나서겠단 의지를 분명히 했다는 평가가 지배적이지만 일각에서는 “우리(미국인) 모두 다양한 인종, 민족 배경을 가졌는데, 워런 의원이 굳이 DNA 검사까지 해 가며 트럼프의 인종차별적 공격에 대응했다”는 비판도 나온다. 앞서 트럼프 대통령은 워런 의원이 원주민 혼혈이 아니면서 하버드대 로스쿨 입학부터 펜실베이니아대를 거쳐 하버드대 로스쿨 교수를 역임하게 되기까지 ‘소수민족 특혜’를 받았다고 주장했다. 트럼프 대통령은 워런 의원에 대해 원주민 혼혈 애니메이션 캐릭터인 ‘포카혼타스’라고 조롱해 인종차별 논란까지 빚었고, 지난 7월 한 중간선거 지원 유세에서는 “만약 워런이 DNA 검사를 받아 인디언이라는 것을 보여 주면 100만 달러를 자선단체에 기부하겠다”고 말한 바 있다. 미 언론들은 이날 워런 의원이 자신의 웹사이트에 동영상과 함께 카를로스 부스타만테 스탠퍼드대 유전학 교수가 지난 8월 그녀로부터 제공받은 샘플로 작성한 DNA 검사 결과 보고서를 공개했다고 전했다. 이 보고서에는 워런 의원 가계도에서 6~10대를 거슬러 올라가면 원주민이 있다는 내용이 담겨 있다. 그동안 워런 의원은 자신이 원주민인 체로키와 델라웨어 부족의 먼 후손이라고 말해 왔다. 워런 의원은 이날 트위터에 “트럼프 대통령은 국립원주민여성인력센터에( 100만 달러·약 11억원) 수표를 보내라”고 올렸다. 그러자 트럼프 대통령은 “나는 그렇게(100만 달러를 기부하겠다고) 말하지 않았다. 내 말을 다시 읽어 보라. 내가 직접 그녀의 DNA 검사를 했을 때 입증되면 그렇게 하겠다는 말이었다”는 트윗을 올려 응수했다. 최훈진 기자 choigiza@seoul.co.kr

소파 방정환 선생이 1922년 ‘어린이의 날’을 처음 만들고 ‘어린이’라는 단어를 사용하기 전까지 아이들은 그냥 몸집이 작은 어른 정도로 취급됐습니다. ‘어린이’라는 단어 속에는 어린아이들을 하나의 온전한 인격체로 존중해 줘야 한다는 존대의 의미가 있습니다. 그렇지만 요즘 뉴스를 보면 어린이와 청소년들을 막 대하는 눈살 찌푸려지는 사건들이 너무나 많이 발생하는 것 같습니다.●트라우마도 유전되나… 34명 중 변형된 정자 22명, 알고 보니 학대당한 경험 아이들을 왜 소중하게 여기고 보호해야 하는지에 대해서는 과학적으로도 많은 연구 결과들이 있습니다. 최근 미국과 캐나다 연구진이 학대를 당한 아동들은 트라우마가 DNA에 각인돼 학대의 기억이 본인뿐만 아니라 후손들에게까지 전달될 수 있다는 연구 결과를 내놔 충격을 주고 있습니다. 캐나다 브리티시 컬럼비아대 의대와 미국 하버드대 공중보건대 공동연구팀의 이러한 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘중개 정신의학’ 최신호에 실렸습니다. 연구팀은 성인 남성 34명의 정자를 채취해 ‘DNA 메틸화 반응’을 살폈습니다. 후성유전학 분석에서 쓰이는 DNA 메틸화는 쉽게 말하면 DNA의 염기서열 자체는 바꾸지 않으면서 유전자의 활성 정도를 변화시켜 겉으로 드러나는 성질을 다르게 만드는 것입니다. 분석 결과 22명의 정자 DNA가 특이하게 변형된 것을 발견했습니다. 알고 보니 이들 22명은 모두 어린 시절 어른들로부터 학대를 받은 경험이 있는 것으로 조사됐습니다. 연구팀은 정자와 난자가 만나는 수정은 엄청난 유전자 변화를 가져오기 때문에 학대로 인한 상처가 유전되는지에 대해서는 좀더 장기적인 추적이 필요하지만 지금까지 알려진 여러 후성유전학적 결과를 보면 부모의 상처가 자식에게 전달될 가능성은 충분히 크다고 보고 있습니다. ●폭력은 뇌가 기억한다… 물리적 폭력 이상으로 감정·언어적 폭력에 큰 상처 또 2015년 캐나다 맥길대 심리학과 연구팀은 1986년부터 2012년까지 여름캠프에 참가한 5~13세 저소득층 남녀 어린이 2292명을 대상으로 양육 상태를 추적 조사했습니다. 그 결과 많은 아이들이 폭력에 노출돼 있는데 특히 협박, 조롱, 무시, 창피 등 감정적 폭력이 물리적 폭력과 방치보다 더 많은 것으로 나타났습니다. 흔히 물리적 폭력이 감정적 폭력보다 더 해로울 것으로 생각합니다. 그렇지만 연구팀에 따르면 물리적 폭력이나 감정적, 언어적 폭력 모두 똑같은 뇌 부위가 반응하며, 뇌에 미치는 영향은 감정적, 언어적 폭력이 물리적 폭력과 비슷하거나 더 심하다고 합니다. 어른들은 이런저런 이유로 아이들에게 상처를 줄 때가 많습니다. 어린이는 나무와 같아서 믿어 주는 만큼 성장합니다. 상처받고 스트레스에 찌든 아이들이 많은 사회의 미래가 과연 밝을까요. 우리 사회의 미래를 위해서라도 ‘아이들은 꽃으로도 때려서는 안 되는’ 것입니다. 정치권이나 경제계 등에서는 출산율 저하를 단순히 미래 노동력 감소라는 차원에서 접근하고 있습니다. 사람의 일자리를 빼앗는다는 반론도 있지만 노동력 감소는 로봇이나 인공지능(AI)으로 대체될 수 있을 것입니다. 사실 노동력 감소라는 차원의 접근은 사회라는 커다란 기계를 유지하기 위해서 ‘인간’이라는 부품이 빠져나가서는 안 된다는 기계론적 사고방식의 다른 표현입니다. 사람을 인격체가 아닌 사회를 구성하는 톱니바퀴나 수단으로 생각하는 사회에서 저출산 문제는 ‘백약이 무효’일 수밖에 없을 겁니다. edmondy@seoul.co.kr

끔찍한 아동학대가 피해아동 뿐만 아니라 피해아동이 훗날 낳을 후손에게까지 악영향을 미칠 수 있다는 사실이 연구를 통해 밝혀졌다. 미국 하버드대학과 캐나다 브리티시컬럼비아대학 공동 연구진이 성인 남성 34명을 대상으로 연구를 진행한 결과, 어릴 때 아동학대를 경험한 남성의 정자 DNA에는 학대를 경험한 적이 없는 사람과 달리 특정한 ‘흔적’이 남는다는 것을 확인했다. 실험참가자 34명 중 22명은 어린 시절 아동학대를 경험한 사람들이었다. 연구진은 이들의 정자 샘플 DNA에 메틸화 반응 화학처리를 해 DNA의 차이를 조사했다. DNA 메틸화 반응이란 환경에 따라 세포 내 유전자 표현형이 달라지는 것으로, 후생유전학 연구에 주로 활용되는 검사다. 연구진이 실험참가자들의 DNA 메틸화 패턴을 살핀 결과, 학대 경험이 있는 사람과 없는 사람의 정자 DNA의 분자 단위 12곳에서 분명한 물리적 차이가 있다는 것을 확인했다. DNA의 특정 부분에서는 아동학대 경험자와 그렇지 않은 사람 사이에 최대 29%의 물리적 차이가 있다는 사실도 밝혀졌다. 이러한 결과는 곧 DNA를 그대로 물려받아 태어나는 후대에게까지 영향을 미칠 수 있다는 것을 의미한다. 다만 이러한 차이가 구체적으로 무엇을 의미하는지, 훗날 후대에게 직접적으로 어떤 영향을 미치는지에 대해서는 정확히 밝혀내지 못했다. 뿐만 아니라 실험참가자가 34명의 소규모라는 점 역시 보완해야 할 문제점으로 지적됐다. 연구를 이끈 브리티시컬럼비아대학의 마이클 코버 박사는 “DNA 메틸화 반응은 범죄현장에 남아있는 용의자의 DNA를 분석해 용의자의 나이나 신체 특징 등을 추정하는데도 활용된다”면서 “이번 발견은 특정 남성이 과거 어린 시절 아동학대를 당했을 확률이 얼마나 되는지 등을 추정하는데 도움이 될 것”이라고 설명했다. 한편 미국 비영리단체의 조사에 따르면 미국에서는 10초마다 한 번씩 아동학대가 발생하고 있으며, 아동학대에서 살아남아 성인이 된 사람 중 80%가 한 번쯤 우울증 등 정신질환에 노출된 적이 있는 것으로 나타났다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

초파리는 놀라운 생물체다. 인간의 눈에 작은 점처럼 보이는 곤충이지만, 유리컵 안쪽처럼 좁은 공간에서도 복잡한 3차원 비행이 가능하며 위험을 회피하고 먹이를 찾는 능력이 뛰어나다. 보통 사람들은 과일이나 음식물 쓰레기에 이끌려 집안으로 들어오는 성가신 작은 파리로 생각하지만, 과학자들은 초파리의 놀라운 능력에 매료되어 이 생물을 오래전부터 연구했다. 작은 크기지만, 대신 키우기가 쉽고 세대가 짧아 유전학을 포함한 여러 과학 연구에 적합한 생물이기 때문이다. 마이클 딕킨슨 칼텍 교수와 그 동료들은 초파리가 사막에서도 길을 잃지 않는 놀라운 방향 감각을 지니고 있다는 사실에 주목했다. 연구팀에 의하면 초파리는 모하비 사막처럼 극한적인 환경에서도 살아갈 수 있다. 구분이 어려운 비슷한 지형을 지닌 사막에서도 초파리는 길을 잃지 않고 정확하게 물과 먹이가 있는 장소로 날아갈 수 있다. 연구팀은 초파리가 몇몇 곤충과 비슷하게 태양을 기준으로 방향을 알아낸다는 가설을 세우고 연구를 진행했다. 연구팀은 초파리를 암실에 가두고 여러 개의 빛과 가상 현실을 보여주면서 실험을 진행했다. 특히 햇빛을 시뮬레이션한 강한 빛을 보여줬을 때의 반응을 조사한 결과 초파리는 가짜 햇빛에 반응해 방향을 알아내는 것으로 확인됐다. 연구팀은 한 걸음 더 나아가 초파리의 작은 뇌에서 구체적으로 어떤 신경 세포가 이를 감지하는지 밝혀냈다. 이 신경 세포를 파괴한 경우 초파리는 그냥 강한 빛을 따라서 움직일 뿐이었다. 결론적으로 초파리는 햇빛을 이용해서 방향을 알아낼 수 있으며 이 신호를 처리하는 특화된 신경 세포를 지녔다. 하지만 연구팀은 여기서 끝이 아닐 것으로 보고 있다. 태양의 방향은 많은 생물들이 표지로 사용하는 유용한 방법이긴 하지만, 그것만으로 정확한 거리와 방향을 측정하기는 곤란하기 때문이다. 아마도 더 복잡한 생체 내비게이션 시스템이 있을 가능성이 크다. 앞으로의 연구 과제인 셈이다. 초파리의 뇌는 매우 작고 단순하지만, 인간이 만든 어떤 로봇보다 복잡한 일을 수행할 수 있다. 그 비밀을 밝히는 것은 현대 과학이 도전하는 가장 큰 미스터리인 뇌의 비밀을 밝힐 뿐 아니라 더 정교한 인공지능을 만드는 데도 도움을 줄지 모른다. 앞으로도 이 작고 놀라운 곤충에 대한 연구가 계속 진행될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

사람의 두개골 속에 생기는 모든 종류의 종양을 뇌종양이라고 하는데 자라는 아이들에게서 나타나는 소아 뇌종양은 아이들의 성장 속도만큼이나 빠르게 자라 악성인 경우가 대부분이다. 더군다나 소아에게서 나타나는 뇌종양에는 난치성 뇌전증(간질)이 뒤따른다는 특징이 있는데 아직까지 정확히 그 원인이 밝혀지지 않은 상태다. 국내 연구진이 난치성 뇌전증을 일으키는 소아 뇌종양의 근본 원인과 뇌전증 발생 원리를 밝혀내고 의학 분야 국제학술지 ‘네이처 메디슨’ 17일자(현지시간)에 실렸다. 이번 연구를 통해 외과 수술로도 쉽게 치료되지 않는 소아 뇌종양 환자의 난치성 뇌전증을 근본적으로 치유할 수 있는 길이 열릴 것으로 기대되고 있다. 소아 뇌종양 환자에게서 나타나는 뇌전증은 일반 뇌전증 환자에게 사용되는 항뇌전증 약물에 반응하지 않기 때문에 난치성으로 분류되고 현재로서는 별다른 치유법이 없는 상황이다.연구팀은 소아 뇌종양 환자의 뇌 조직과 뇌종양을 유발시킨 동물을 이용해 분자 유전학적 분석을 실시했다. 우선 뇌전증이 동반된 소아 뇌종양 중 일종인 신경절 교세포종 환자의 종양조직을 분석한 결과 신경줄기세포에 ‘비라프’(BRAF V600E)라는 유전변이가 발생했다는 것을 확인했다. 또 동물에게서도 똑같은 신경절 교세포종을 유발시킨 뒤 관찰한 결과 소야 뇌종양 환자와 똑같은 증상을 보인다는 것을 알아 냈다. 즉 태아의 뇌 발달 과정 중에 신경줄기세포에 ‘비라프’ 돌연변이가 나타나면 난치성 뇌전증이 동반된 소아 뇌종양이 발생한다는 설명이다. 또 연구팀은 현재 피부암과 갑상선암 표적 항암제로 사용되는 비라프 저해제를 동물에게 주입한 결과 난치성 뇌전증이 치료되는 것도 확인했다.연구팀은 이번 연구결과를 바탕으로 카이스트 교원창업기업 ‘소바젠’을 통해 소아 뇌종양 난치성 뇌전증 치료약 개발에 나설 계획이다. 이번 연구를 이끈 1저자 고현용 카이스트 연구원은 “소아 뇌종양 환자의 신경줄기세포에서 발생한 돌연변이가 난치성 뇌전증 발생의 핵심역할을 한다는 것을 처음으로 밝혀낸 것”이라며 “난치성 뇌전증을 근본적으로 치료할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

다음달 1일 노벨생리의학상 발표를 시작으로 전 세계가 주목하는 ‘노벨상의 계절’이 시작된다. 노벨상 수상자 발표 한 달 전부터 노벨상 판도를 가늠해볼 수 있는 ‘예비 노벨상’ 수상자와 ‘유력 후보’들도 속속 발표된다. ‘미국의 노벨상’ ‘예비 노벨생리의학상’이라고 불리는 래스커상 수상자가 11일(현지시간) 저녁 발표됐다.래스커상 수상자 선정위원회는 기초의학 분야 수상자로는 유전자 발현이 히스톤의 화학적 변형에 의해 어떻게 영향을 받는지를 밝혀낸 마이클 그런스타인 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 교수와 데이빗 앨리스 록펠러대 교수, 임상의학 분야에서는 전세계적으로 마취 유도에 가장 많이 쓰이는 프로포폴을 개발한 아스트라제네카 연구원 출신 존 글렌 박사, 특별공로상에는 RNA생물학에 대한 기여와 지난 40년 동안 젊은 과학자과 여성 과학자에 대한 멘토역할을 해온 조앤 아게칭어 스타이츠 예일대 교수를 선정했다고 11일 밝혔다.기초의학 분야에서 수상한 앨리스 교수와 그런스타인 교수는 유전자의 염기서열이 변하지 않는데도 기능이 바뀌는 이유가 DNA에 감긴 히스톤이라는 단백질 때문이라는 것을 밝혀내 후성유전학 시대를 연 것으로 평가받고 있다. 이후 DNA 메틸화, 히스톤 꼬리 단백질이 밝혀져 다양한 질병 치료에 활용되고 있다. 이들은 몇 년 전부터 꾸준히 유력한 노벨 생리의학상 수상후보자로 거론되고 있다.임상의학 분야에서 수상한 존 글렌 박사는 스코틀랜드 출신의 수의마취학자로 다국적 제약사 아스트라제네카에서 근무하던 시절 개발한 마취제 ‘프로포폴’을 개발한 공로를 인정받았다. 프로포폴은 다른 마취제와 달리 세포독성이 적어 현재 가장 널리 사용되는 마취 유도제 중 하나로 미국에서만 매년 6000만명의 환자에게 투여되고 있다. 특별공로상을 수상한 조앤 스타이츠 교수는 세포 내 RNA의 기능들을 밝혀내는 등 RNA생물학 발전에 기여한 동시에 젊은 과학자와 여성 과학자들에 대한 멘토 역할과 다양한 지원을 이끌어 냄으로써 과학계 발전에 공헌했다는 점을 인정받았다. 남편인 토머스 스타이츠 예일대 교수는 리보솜 구조와 기능에 대한 연구로 2009년 노벨 화학상을 수상한 바 있다.래스커상은 자선사업가인 앨버트 래스커가 설립한 앨버트앤드메리 래스커 재단이 의학과 약학분야 연구 장려를 위해 1946년 만든 것으로 기초의학, 임상의학, 특별공로(또는 공공서비스) 3개 부문에 대해 시상한다. 300여명의 역대 수상자 중에서 87명이 노벨생리의학상을 수상해 명실공히 ‘예비 노벨상’으로 불린다. 수상자들에게는 분야별로 25만 달러(2억 8190만원)의 상금이 주어진다. 한편 울프상, 필즈상, 아벨상 등도 예비 노벨상으로 불힌다. 특히 울프상은 1978년 이스라엘 울프재단에서 농업, 화학, 수학, 물리학, 의학, 예술 6개 분야에서 시상하는데 예술분야와 농업분야는 격년으로 시상을 하고 있다. 올해 울프상 수상자는 지난 2월 8일에 발표됐다. 화학분야에서는 금속-유기 골격을 통한 그물화학 분야를 개척한 오마르 야기 UC버클리 교수와 거대 다공성복합체 유도에 필요한 금속지향 조립화학 분야에 기여한 후지타 마코토 일본 도교대 교수가 선정됐다. 물리학 분야에서는 양자통신 및 암호분야에 기여한 IBM연구센터 찰스 베넷 교수, 캐나다 몬트리올대 길리스 브라사드 교수가 선정됐다. 또 수학분야에서는 대수기하학, 표현론, 수학물리학 분야 발전에 기여한 시카고대 알렉산더 베일린슨, 블라드미르 드린펠트 교수에게 돌아갔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

암과 치매, 그리고 심장질환 같은 노인병을 치료하기 위해 전 세계 수십 개의 신생기업이 연구용으로 젊은 성인들에게서 피를 얻기 위해 애를 쓰고 있는 것으로 전해졌다. 이에 대해 영국 유니버시티칼리지런던(UCL)의 유전학자 데임 린다 파트리지 교수는 이런 실험은 장난이 아니며 현대 의학에서는 가장 유망한 사업 중 하나로 손꼽힌다고 주장했다. 7일(이하 현지시간) 영국 일간 데일리메일 등 외신에 따르면, 지난 5일 세계적 학술지 네이처에 자료 분석 보고서를 발표한 파트리지 교수는 이런 연구가 젊은 피가 암과 치매, 그리고 심장질환과 같은 질병이 없는 삶을 살게 할 수 있다고 말했다. 파트리지 교수의 연구는 젊은 피를 수혈받은 나이든 쥐들은 노화수반병이 생기지 않았고 날카로운 인지 기능을 유지했지만, 나이든 피를 수혈받은 젊은 쥐들은 역효과를 일으키는 것을 보여줬다. 이에 대해 파트리지 교수는 이를 입증하기 위해 신체적 건강을 지켜주는 분자를 확인하려면 동물 시험을 통해 혈액을 더 면밀하게 연구할 필요가 있다고 말했다. 파트리지 교수와 그녀의 연구진은 “혈액은 실질적으로 가장 접근하기 쉬워 흔히 조사되는 (신체의) 조직이지만, 동물 시험에서는 흔히 이용되지 않는다”면서 “건강 위험에 관한 혈액 기반 바이오마커와 노화 특징 등을 알아내는 것이 중요하다”고 말했다. 파트리지 교수의 연구는 미국 샌프란시스코의 신생기업 ‘암브로시아’의 연구와 시험 중 일부다. 이 기업은 페이팔 창업자인 피터 틸의 후원을 받고 있으며 참가자들에게 연구 비용의 일환으로 8000달러(약 900만 원)를 받고 젊은 피를 수혈해주는 임상시험을 진행하고 있는 것으로도 유명하다. 암브로시아의 임상시험에는 지금까지 약 70명이 참가했으며, 최연소 참가자의 나이는 만 30세로 알려졌다. 이들은 만 16~25세 사이의 자원봉사자들에게서 나온 혈액의 주성분인 혈장을 투여받았다. 이에 대해 연구진은 특정 질병에 관한 지표로도 알려진 여러 주요 질병의 바이오마커가 개선됐다고 지적했다. 여기에는 혈중 콜레스테롤 수치가 10% 감소한 것도 포함된다. 콜레스테롤 수치가 높으면 심장질환이 생길 수 있는 것으로 알려졌다. 또다른 효과는 태아성암항원(CEA·carcinoembryonic antigen)으로 불리는 단백질이 20% 감소했다는 것이다. 이는 암 종양이 증식하면서 만들어져 이 수치가 높으면 위암이나 대장암, 췌장암 또는 폐암을 의심할 수 있다. 이밖에도 젊은 피는 치매 환자의 뇌에서 형성되는 독성 단백질 베타 아밀로이드의 수치를 5분의 1까지 낮추는 데 도움을 줬다. 특히 알츠하이머병 초기 증상을 보이던 만 55세 환자는 단 한 번의 수혈 이후 상태가 호전되기 시작했다. 이보다 증세가 심하고 나이가 좀 더 많은 여성 환자 역시 비슷한 효과를 보인다고 암브로시아는 보고했다. 과학자들은 오랫동안 젊은 피가 미치는 영향을 연구해 왔고 다양한 결과를 얻었다. 지난해 11월 미국 캘리포니아대 버클리캠퍼스 연구진은 수혈 치료로 근육 조직을 복구할 수 있다는 사실을 발견했다. 이들 연구자는 수혈 뒤 뇌와 간 모두에 이점이 있다는 것 또한 알아냈다. 같은 달 미국의 연구회사 알카헤스트는 나이든 쥐에게 젊은 사람의 혈액을 투여하는 시험에서 유사한 발견을 했다고 보고했다. 젊은 피를 투여받은 나이든 쥐들은 인지 능력이 높아져 젊은 쥐들처럼 행동하는 것으로 나타났다. 미국 스탠퍼드대 연구진은 이미 3년 전 같은 연구에서 같은 발견을 했지만, 대신 어린 쥐의 피를 사용했다. 하지만 지난 2016년 7월 캐나다 오타와병원 연구진은 상반된 결과를 발표했다. 이들 연구자는 혈액 기증자가 젊은 여성인 경우 환자의 생존율이 떨어지는 것과 관련이 있다고 지적했다. 사진=dolgachov / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

연예인들이 나오는 토크쇼를 보다 보면 자신의 나이가 실제와는 다르다고 깜짝 고백해 팬들을 놀라게 만드는 경우가 있습니다. ‘아르헨티나여, 날 위해 울지 말아요’라는 곡으로 잘 알려진 에바 페론은 정치적 이유로 실제 나이보다 어리다고 주장했었습니다. 월트 디즈니가 가난한 생활에서 벗어나기 위한 수단으로 군대에 가기 위해 실제보다 나이가 많은 것으로 속였다는 사실은 잘 알려져 있습니다.스포츠 분야에서는 좀더 좋은 성적을 위해 나이를 오히려 올리는 경우도 많습니다. 중국 체조 대표팀이 2000년 호주 시드니올림픽 당시 만 14세에 불과한 여자 체조선수의 나이를 16세로 속여 출전시킨 사실이 뒤늦게 적발돼 단체전 동메달을 박탈당한 것이 대표적입니다. 국제축구연맹(FIFA)은 경기에 참가하는 축구선수들의 정확한 생물학적 나이를 체크하기 위해 손목뼈 검사를 수시로 실시하고 있다고도 합니다. 뼈나이를 측정하는 손목 스캐닝은 비교적 간단하게 생물학적 나이를 확인할 수 있는 방법이지만 오차 범위가 커서 신뢰도가 떨어진다고 알려져 있습니다. 이 때문에 연구자들은 정확한 나이를 파악할 수 있는 다양한 방법들을 고민하고 있습니다. 최근 유럽 과학자들은 환경 등 후천적인 요인으로 인한 DNA 변화를 찾는 후성유전학적 방법으로 연령을 파악하는 방법을 개발하는 데 주력하고 있습니다. 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 4일자에 따르면 연구자들이 신뢰성 높은 증거 기반 검사법인 후성유전학적 기법을 개발하는 이유는 현재 유럽 각국에서 사회문제로 나타나고 있는 ‘난민’ 대책에 도움을 주기 위해서입니다. 현재 유엔에서는 회원국들에게 “18세 미만의 난민들에게는 특별한 보호와 지원을 제공해야 한다”는 규정을 지키도록 권고하고 있습니다. 일부 난민들이 이런 관용적 혜택을 누리기 위해 ‘실제 나이보다 어리다’고 주장하면서 유럽 각국 정부는 최우선적으로 도움을 받아야 하는 대상자를 결정하는 데 어려움을 겪고 있다고 합니다. 일부 극렬 매체들은 이런 사례들만 모아 보도하면서 대중들의 난민들에 대한 혐오증과 폭력까지 부추기고 있는 것이 상황이랍니다. 연구자들은 ‘후성유전학 시계’라는 분자 검사를 이용해 기존 방법보다 좀더 정확하고 빠르게 생물학적 나이를 파악할 수 있다고 주장하고 있습니다. 미드 ‘CSI’에서 흔히 봤던 장면처럼 입안을 면봉으로 슥 문지르는 것만으로도 분석이 가능하다고 합니다. 이런 후성유전학적 기법으로 나이를 예측할 때 오차는 1~2년에 불과하다고 합니다. 기존 뼈 스캔을 통한 해부학적 검사에서 나타나는 오차 범위는 3~4년이기 때문에 훨씬 신뢰성이 높다고 볼 수 있습니다. 물론 후성유전학 시계 검사법으로도 어떤 사람의 나이가 17살 11개월인지 18살인지를 정확히 예측하지 못한다는 한계는 분명히 있습니다. 새로운 과학적 기법을 사용할 때는 항상 윤리적 문제가 동반될 수밖에 없습니다. 후생유전학 기법을 활용한 난민 나이 측정에 대해서도 다른 한편에서는 과학의 이름으로 자칫 한 사람의 삶을 송두리째 바꾸는 상황이 벌어질 수도 있는 만큼 검사 대상자의 완벽한 동의와 프라이버시 보호가 반드시 수반돼야 한다고 주장하고 있습니다. 사실 유럽에서는 범죄자 대상 DNA 검사를 할 때도 개인의 질병 여부 같은 은밀한 정보는 수집할 수 없도록 하고 있습니다. 범죄자에게도 허용되는 인권을 우리와 다른 타자라고 해서 허용하지 않겠다고 한다면 모순 아닐까요. edmondy@seoul.co.kr

인류의 꿈인 불로장생이 현실이 되는 날이 그리 머지않은 것 같다. 미국과 호주의 과학자들이 수명 연장을 위한 약물 연구에서 큰 진전을 이뤄냈다고 데일리메일 호주판 등 현지언론이 1일(현지시간) 전했다. 보도에 따르면, 미국 하버드대와 호주 뉴사우스웨일스대(UNSW)의 일부 연구자는 현재 인간의 수명을 최대 150세까지 연장하는 약물을 개발하고 있다. 이들 연구자를 이끄는 미국 하버드대 유전학과 교수이자 글렌 노화생물학센터 공동소장인 데이비드 싱클레어 박사는 이른바 ‘미래의 회춘약’으로도 불리는 니코틴산 모노뉴클레오티드(NMN) 관련 연구의 선구자들 중 한 명이다. 최근 그가 이끄는 연구팀은 NMN을 이용해 손상된 DNA를 회복하는 약물을 개발했다는 연구논문을 세계적인 학술지 ‘사이언스’에 발표하기도 했다. 싱클레어 박사에 따르면, NMN 기술을 이용하면 손상된 장기를 살릴 수 있을 뿐만 아니라 마비 상태가 된 환자들이 다시 일어날 수 있다. 심지어 그는 NMN 기술이 상용화돼 시판되면 알약 하루분의 가격은 커피 한 잔에 불과할 것이라고 말한다. 현재 연구용으로만 판매하고 있는 NMN 시약 가격이 100㎎당 약 40만 원에 달한다는 것을 고려하면 놀랄 정도로 저렴한 가격인 것이다. 그렇다면 어떻게 이런 일이 가능할까. 그 비밀은 우리 몸의 타고난 세포 회복 기능에 있다. 살아있는 생물의 세포는 매일 다양한 요인에 의해 손상되며 이를 복구하는 기능이 일어난다. 하지만 이런 복구 기능은 노화에 의해 쇠퇴하는 것이다. 싱클레어 박사가 이끄는 연구팀은 복구 기능에 니코틴아미드아데닌디뉴클레오티드(NAD)가 중요한 역할을 담당하고 있는 것을 발견하고 이 물질의 전구체(NMN도 그중 하나에 해당)를 투여해 노화한 세포가 젊어지는 것을 증명했다. 또 쥐를 사용한 실험에서는 수명이 최소 10% 늘어나는 것도 확인했다. 또 이 약물은 노화와 관련한 탈모를 줄이는 효과도 보였다. 물론 지금까지는 쥐 실험에 불과하지만 싱클레어 박사팀은 오는 2020년까지 인간을 대상으로 한 임상시험을 마칠 계획이다. 싱클레어 박사는 스스로 개발한 이 약물의 안전성에 상당한 자신감을 갖고 있다. 심지어 그는 이를 자기 몸에 투여하고 있는 데 “생물학적인 나이가 24세 더 젊어졌다”고 말한다. 현재 그의 나이는 만 49세이므로 만 25세로 돌아갔다는 것이다. 또 그는 가족에게도 약물 치료를 시도했다고 밝혔다. 현재 만 79세인 아버지에게 1년 전부터 치료를 시작했으며 아버지는 젊었을 때보다 훨씬 더 활동적으로 변했으며 래프팅과 여행을 즐기고 있다. 이뿐만 아니라 그의 40대 처제는 원래 폐경기에 접어들었지만 치료 이후 다시 생리를 시작했다. 하지만 싱클레어 박사는 아직 대규모 임상시험이 완료되지 않았으므로 과학적인 증명과 안전성이 확인될 때까지는 주의해야 한다고 지적했다. 사진=Narith Thongphasuk / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

매머드 등 아주 오래 전 멸종한 동물을 복원하기 위해 러시아가 4억 루블(약 65억 원)을 투자해 세계 정상급 복제연구소를 세우는 것으로 전해졌다. 30일 시베리아타임스 등 현지언론에 따르면, 오는 9월 11일부터 13일까지 러시아 블라디보스톡에서 열리는 제4차 동방경제포럼에서 러시아 북동연방대(NEFU)가 이 같은 계획을 발표한다. 블라디미르 푸틴 러시아 태통령이 2015년 창설한 동방경제포럼은 아시아·태평양 지역의 정치, 경제 협력을 통한 극동지역 개발을 목적으로 마련된 행사다. 매년 블라디보스톡에서 개최된다. 복제연구소는 ‘복제 연구의 메카’ 야쿠츠크에 세워질 예정이며 이미 지방 정부로부터 지원 약속을 받은 것으로 전해졌다. 고(古)유전과학연구소(paleo-genetic scientific centre)로 명명된 이 시설은 현재 황우석 박사가 이끄는 수암생명공학연구원과도 긴밀한 협력을 유지하고 있는 러시아 유전학자들의 연구를 확대하는 것을 목표로 한다. 야쿠츠크의 시베리아 영구 동토층에는 오래 전 멸종한 여러 동물이 다수 묻혀 있다. 러시아에서 DNA 추출이 가능한 연조직을 보존한 채 발견된 홍적세와 충적세 동물 표본의 80%가 이 지역에서 발견됐기 때문이다. 홍적세는 250만 년 전 시작돼 1만 년 전쯤 빙하기 끝 무렵에 마감됐고 충적세는 정확히 1만1700년 전 시작돼 오늘날까지 이어져 현세로도 불린다. 새롭게 지어질 복제연구소에서는 매머드 외에도 털 코뿔소, 동굴 사자, 그리고 레나 말 등 오래 전 멸종한 동물을 되살리기 위한 연구가 진행된다. 이뿐만 아니라 이곳에서는 인간의 질병과 싸우는 방법도 연구된다. 연구소 설립 계획을 주도한 레나 그리고리에바 박사는 “우리는 홍적세 동물들뿐만 아니라 러시아 북동부의 정착민들에 관한 연구도 진행한다. 북부 인종은 고유한 유전 구조를 갖고 있다”면서 “이런 연구는 희귀 유전질환과 이를 진단하고 예방하는 연구에도 도움이 될 것”이라고 말했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

대한산부인과의사회가 어제 “인공임신중절(낙태) 수술을 전면 거부하겠다”고 선언했다. 보건복지부가 지난 17일 낙태 수술을 비도덕적 진료 행위로 규정하고, 수술한 의사의 자격을 1개월 정지하는 행정처분 규칙을 공포한 데 반발해 집단행동에 나선 것이다. 산부인과의사회는 낙태가 암암리에 시행되고 있는 현실을 도외시한 채 의사에 대한 처벌만 강화하는 건 부당하다고 주장한다. 특히 헌법재판소가 낙태죄 위헌 심리를 진행하는 와중에 복지부가 일방적으로 규칙 공포를 강행한 점에 대해 강도 높게 비판했다. 우리나라는 강간, 근친상간, 유전학적 질환 등 매우 제한적인 경우를 제외하고 낙태행위를 전면 금지하고 있다. 이를 어기고 낙태한 여성은 1년 이하 징역 또는 200만원 이하 벌금, 수술한 의사는 2년 이하의 징역형을 받는다. 하지만 이 법은 사실상 사문화된 것이나 마찬가지다. 연간 낙태 건수 16만건(2010년 기준) 중 합법 시술은 6%에 불과하지만, 낙태죄로 기소돼 재판받는 건수는 연간 10건 안팎에 그친다. 지난해 11월 청와대 국민청원에 오른 낙태죄 폐지가 한 달 만에 23만명의 동의를 얻은 건 이 같은 법과 현실의 괴리를 더는 방치해선 안 된다는 여론을 반영한 것이다. 헌재는 지난 5월 낙태죄 위헌 사건의 공개 변론을 진행했다. 2012년 합헌 판단 이후 6년 만에 열린 낙태죄 공개 변론을 계기로 모든 법적 책임을 여성에게만 묻는 현행 법제에 대해 재고할 필요가 있고, 여성의 자기결정권과 태아생명권 간 균형과 조화를 꾀하는 새로운 사회적 합의점을 찾아야 한다는 목소리가 힘을 얻고 있다. 헌재가 어떤 결정을 내리든 적지 않은 변화가 예상된다. 그 때문에 복지부가 지금 시점에서 낙태 수술 의사에 대한 처벌을 강화하는 조치를 강행한 건 납득하기 어렵다. 적어도 헌재의 결정이 나올 때까지 행정처분을 유예하는 것이 타당하다.

대한산부인과의사회는 28일 “인공임신중절수술을 전면 거부하겠다”고 밝혔다. 이는 보건복지부가 낙태 수술을 비도덕적 진료 행위로 보고 수술한 의사의 자격을 1개월 정지하는 행정규칙을 지난 17일 공포한 것에 산부인과 의사들이 반발한 것이다. 의사회는 이날 발표한 성명서에서 “국민의 건강권을 지키며 밤을 새우는 산부인과 의사가 비도덕적인 의사로 지탄을 받을 이유는 없다”며 “입법 미비 법안을 앞세워 인공임신중절 수술을 비도덕적 진료행위 유형으로 규정하고 처벌하겠다는 정부의 고집 앞에서 1개월 자격정지의 가혹한 처벌을 당할 수도 없다”고 주장했다. 의사회는 “행정규칙 개정의 근거가 된 모자보건법 제14조는 1973년 개정된 이후 지금까지도 의학적 상황을 제대로 반영하지 못했다”며 “유전학적 장애나 전염성 질환은 기형아 유발 가능성이 있는 모체 질환이라는 이유로 인공임신중절수술을 허용하면서 무뇌아 등 생존 자체가 불가능한 선천성 기형에 대해서는 수술을 허용하지 않는 것은 모순이며 해당 임신부에게는 가혹한 입법미비”라고 비판했다.그러면서 “수많은 임신중절수술이 음성적으로 이뤄지고 있는 우리 현실에서 불법 인공임신중절의 원인 및 해결방안에 대한 진지한 고민 없이 여성과 의사에 대한 처벌만 강화하는 것은 근본적인 해결책이 아니다”며 “오히려 임신중절수술의 음성화를 조장해 더 큰 사회문제가 발생할 것”이라고 지적했다. 의사회는 “임신중절수술에 대한 합법화를 주장하는 것은 아니다”며 “헌법재판소에서 낙태 위헌 여부에 대한 헌법소원 절차가 진행되고 있기 때문에 정부는 당장의 입법 미비 해결에 노력하고 사회적 합의가 이뤄질 때까지 의사에 대한 행정처분을 유예하는 것이 타당하다”고 주장했다. 김동석 대한산부인과의사회장은 산부인과 전문의 1800명을 대상으로 설문조사한 결과 91.7%(1651명)가 ‘정부가 고시를 강행할 경우 낙태 수술거부 투쟁에 동참하겠다’는 의사를 밝혔다고 한국일보가 보도했다. 이기철 선임기자 chuli@seoul.co.kr

20세기 초에 면허를 받은 의사라면 효능이 입증된 10가지 남짓한 약을 갖고 매일 진료실에서 마주치는 수많은 질병을 치료해야 했을 것이다. 류머티스열에 ‘아스피린’, 심부전에는 ‘디곡신’, 갑상선 기능저하증과 당뇨병에는 호르몬제인 ‘티록신’과 ‘인슐린’, 매독에는 ‘살바르산’을 썼다.그 당시 의사였다면 환자들에게 해줄 것이 거의 없고 또 앞으로도 해줄 수 있는 것이 없다는 생각에 ‘치료 허무주의자’가 됐을지도 모르겠다. 그러나 그가 은퇴할 무렵인 20세기 중반에는 약물 목록이 2000개 이상으로 증가한다. 지금은 1만 개가 족히 넘지 않을까 싶다. 과학이 진보를 거듭하던 시대여서 화학물질 제조법과 세포생물학, 유전학 등이 함께 발전했다. 이제 우리는 약물을 설계하고 목표한 기전에 따라 작동하도록 만든다. 이 작업의 최전선에 ‘바이오 의약품’이 있다. 백신과 혈액제제, 인슐린 등으로 일컬어지는 1세대 바이오 의약품을 시작으로 유전자 재조합 의약품, 단클론항체, 세포치료제, DNA 백신 등 첨단 의약품 개발로 이어졌다. 바이오 의약품 개발에는 여러 난제가 따른다. 일단 생산시설 개발과 생산 과정이 까다롭고 비용이 많이 든다. 그래서 세계 제약업계는 바이오 의약품의 복제약이라고 할 수 있는 ‘바이오시밀러’에 주목한다. 바이오시밀러는 안전성과 유효성이 검증돼 개발 비용은 10분의1, 개발 기간은 2분의1로 줄어드는 특징이 있다. ‘바이오베터’는 기존 오리지널 바이오 의약품보다 효능이나 투여 횟수가 개선된 ‘개량 신약’이다. 바이오시밀러는 오리지널 약값의 80% 수준으로 정해지는데 반해 바이오베터는 신기술을 적용하기 때문에 독자적인 특허로 인정된다. 약값을 비싸게 책정할 수 있고 오리지널 특허가 만료되기 전이라도 시장에 출시할 수 있다. 아직 전 세계 바이오베터는 10여종에 불과하다고 하니 국내 업체의 선전을 기대해볼 만하다. 최근 삼성 측과 경제부총리의 대화를 토대로 바이오 규제 완화 검토 소식이 들려왔다. 바이오 산업은 빠르게 신기술을 개발해야 하지만 한편으로는 승인이나 허가에도 허점이 없어야 하는 어려운 분야다. 2014년 전체 규제 1만 5312건 가운데 바이오와 의료 분야 관련 규제는 2288건이었다. 우리나라는 건강보험정책심의위원회를 통해 일괄적인 약값 규제가 이뤄져 바이오 산업이 어려움을 겪기도 한다. 물론 약값에 대한 인위적 개입이 금지된 미국은 ‘다발성 경화증’ 치료제 가격이 11년새 4배 상승하는 등 다른 문제가 있다. 하지만 바이오 산업이 새로운 성장 동력으로 여겨지고 투자, 일자리 창출에 선도적인 역할을 할 것으로 기대돼 과도한 규제와 약값 제한은 큰 걸림돌이 될 것이다. 바이오 산업의 활성화 기반 마련과 함께 바이오시밀러 사용으로 의료비 감소, 치료 선택권 확대를 모두 얻을 수 있는 혜안이 요구된다.

유골 화석, 빅데이터로 DNA 게놈 분석 혈연 관계·집단적 이동 등 고대사 파악 네안데르탈-데니소바인 혼혈 자녀 존재 유전자 1.7% 현 인류와 일치…교류 시사‘고고학자’라는 단어를 들으면 많은 사람들은 페도라 모자를 눌러쓰고 낡은 크로스백을 맨 채 유적을 찾아 유럽, 아프리카, 아시아 등 세계 전역을 종횡무진 누비는 영화 속 주인공 ‘인디아나 존스’를 떠올린다. 19~20세기 중반까지만 해도 고고학자들은 보물 사냥꾼인 인디아나 존스까지는 아니지만 유물을 찾기 위해 먼지를 뒤집어쓰고 몸을 움직이는 현장 작업자 같은 분위기였던 것이 사실이다. 그렇지만 최근 많은 고고학자들은 현장 작업도 하고 있지만 인공위성이나 컴퓨터 프로그램, 각종 실험기구에 둘러싸여 있는 과학자의 모습에 더 가깝다. 실제로 고고학계에서는 발굴된 유물의 DNA 분석을 통해 과거를 추적하는 ‘DNA 고고학’이라는 분야가 주목받고 있다. DNA 고고학은 유적지에서 발굴되는 유기체의 DNA를 분석해 과거 유전적 특징을 과학적으로 규명함으로써 혈연, 민족 간 유연관계, 집단이나 문화의 이동에 대한 고고학적 정보를 자연과학적으로 분석하는 분야다.DNA 고고학은 고고유전학(Archaeogenetics)이나 고유전학(Paleogenetics)이라는 이름으로 불리기도 하지만 엄격하게 구분하자면 고고유전학은 고고학적 해석을 위해 분자유전학적 기술을 접목시킨 것이고 고유전학은 유전학적 입장에서 생물의 진화와 과거 생물의 특징에 대한 연구다. DNA 고고학에서는 빅데이터 처리나 시뮬레이션 같은 첨단 과학기술도 자주 활용된다. 오래된 고대인의 뼈나 유품에서 미량의 DNA 조각을 채취해 분석할 경우 방대한 게놈 정보가 나온다. 방대한 데이터를 비교, 분석해 고인류의 복잡한 관계망을 파악할 수 있게 해 주는 알고리즘과 빅데이터 처리기술은 고고학에 새로운 장을 열어 줬다. 실제로 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 23일자에 실린 독일 막스플랑크 진화인류학연구소, 인류사연구소, 캐나다 토론토대, 러시아 국립과학아카데미 고고학 및 민족지학연구소, 국립노보시비르스크대, 영국 옥스퍼드대 국제공동연구팀의 연구결과만 봐도 DNA 고고학 연구가 얼마나 활발하게 이뤄지고 있는지 알 수 있다. 연구팀은 일반인들이 보기에는 작고 길쭉한 돌맹이처럼 보이는 크기 1~2㎝의 뼛조각들에서 DNA를 추출해 유전자 시퀀스를 분석했다. 그 결과 ‘데니소바 11’로 이름 붙여진 뼛조각의 주인은 네안데르탈인 엄마와 데니소바인 아빠 사이에서 태어난 딸로 사망 시 나이는 13살쯤이라는 사실이 밝혀졌다. 현생 인류는 호모사피엔스 1종만 존재하고 있지만 5만~6만년 전까지만 해도 유럽과 서아시아 지역에 살았던 네안데르탈인, 시베리아와 동남아시아 지역에 살았던 데니소바인 등 최소 3종의 인류(호미닌)가 함께 공존했다. 그러다 네안데르탈인은 5만년 전부터, 데니소바인은 4만년 전부터 서서히 사라져 멸종하게 됐다. 이 때문에 고인류학계에서는 각 인류 종간 분리시기와 교배 여부는 인류 진화를 설명하기 위한 중요한 연구 주제였다.2016년에 막스플랑크 진화인류학연구소 연구진은 시베리아 남부 알타이산맥 동굴에서 발굴한 네안데르탈인 화석 유전자를 분석한 결과 현생인류와 네안데르탈인의 교배가 최소 10만년 전에 이뤄졌다는 사실을 ‘네이처’에 발표하기도 했다. 연구팀은 네안데르탈인과 현생인류 사이에 교배가 있었다면 네안데르탈인과 동시대를 살았던 데니소바인과의 교배도 있었을 것이라는 가정에서 연구를 시작했다. 네안데르탈인과 데니소바인은 약 39만년 전 유전적으로 분리돼 다른 종이 됐다. 연구팀은 엄마 네안데르탈인 유전자를 분석해 러시아 데니소바 동굴 부근으로 이동한 초기 네안데르탈인보다 서유럽에 살고 있었던 후기 네안데르탈인 유전자와 더 가깝다는 사실도 밝혀냈다. 데니소바 11의 미토콘드리아 DNA를 분석한 결과 이 혼혈소녀는 현생인류와 1.7% 정도의 유전적 일치도를 갖고 있는 것으로도 나타났다. 데니소바 11이 태어나기 이전 데니소바인, 네안데르탈인과 현생인류의 조상 간 교류가 있었음을 짐작하게 하는 대목이다. 스반테 파에보 독일 막스플랑크연구소 박사는 “이번 단일 게놈분석만으로도 현생인류의 친척들 간 교류가 생각보다 더 잦았다는 것을 추정할 수 있다”며 “현생인류는 호모사피엔스의 단일 순수혈통이 아니라 인류의 다양한 친척종들과 교배해 유전자가 섞여 있는 종이라는 것을 알 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아찔할 정도로 높은 곳에 올라가거나 길을 지나갈 때 갑자기 튀어나온 자동차와 마주치거나 골목에서 사납게 생긴 덩치 큰 개와 맞닥뜨렸을 때, 공포영화를 보다가 잔인한 장면이 나오면 자신도 모르게 ‘헉’하며 숨을 몰아쉬거나 눈을 가린 경험을 누구나 한 번쯤은 했을 것이다. 이런 행동은 ‘얼음’(freezing)이라고 부르는 공포 반응 중 하나다. 사실 포식자나 위험한 상황에 맞닥뜨렸다고 뇌가 판단할 경우 공포와 불안반응을 유발시키는 것은 생존을 위해 필수적인 기능이다. 더군다나 이는 배워서 터득하는 몸의 반응이 아니라 오랜 시간 진화를 통해 몸에 새겨진 일종의 선천적 반응이다. 과연 이런 타고난 공포반응은 어디서 유래되고 어떻게 나타나는 것일까. 카이스트 생명과학과 한진희 교수와 대구경북과학기술원(DGIST) 부설 한국뇌연구원 뇌신경망연구부 박형주 박사 공동연구팀이 동물이 보이는 공포에 대한 선천적 반응을 유발시키는 뇌신경회로와 메커니즘을 규명했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호에 실렸다. 선천적 공포반응은 생존에 도움을 주지만 극도의 스트레스나 생존에 지속적인 위협이 가해질 경우 공포회로에 이상이 생기면서 공황장애, 외상후 스트레스 장애(PTSD) 같은 신경질환을 앓게 된다. 많은 연구자들이 이 같은 문제를 해결하기 위해 연구를 하고 있지만 정확한 신경회로를 아직 찾지 못하고 있다. 연구팀은 스트레스 반응을 조절하고 연산기능을 수행하는 전전두엽 피질(PFC)의 일부인 전측대상회 피질(ACC)을 주목했다. 전두엽이 학습을 통한 후천적 공포조절에 관여하고 있다는 사실은 밝혀졌지만 선천적 공포조절 기능에 대해서는 아직 알려진 바가 없다. 연구팀은 빛을 이용해 실시간으로 신경 활성을 조절하는 광유전학 기술을 활용해 생쥐의 전측대상회 피질을 자극했다. 생쥐를 잡아먹는 포식자 중 하나인 여우 냄새를 맡았을 때 활성화되는 부위를 빛으로 조절하는 실험을 한 것이다. 그 결과 전측대상회 피질 영역의 활성을 억제하자 선천적 공포 반응인 ‘얼음 반응’이 증폭됐고 활성을 높이자 공포반응이 감소하는 것을 발견했다. 특히 배외측 편도체핵(BLA)라는 부위가 공포 반응 유발에 중요한 역할을 한다는 사실을 확인했다. 뇌연구원 박형주 박사팀은 전기 생리학 방법으로 전측대상회 피질과 배외측 편도체핵 연결망이 선천적 공포 조절 기능에 관여한다는 사실을 교차검증해 같은 결과를 얻었다.한진희 카이스트 교수는 “이번 연구결과는 공포반응을 유발시키는 뇌 속 핵심 신경회로를 발견했다는데 의미가 크다”며 “이번에 발견한 신경회로를 대상으로 하는 치료기술을 개발한다면 외상후 스트레스 장애 등 뇌신경질환으로 고통을 겪는 이들을 도울 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

진화론을 이야기할 때 항상 빠지지 않는 단어가 ‘자연 선택’이다. 진화 과정에서 승자는 자연에 가장 잘 적응하는 개체나 자연에서 살아남을 수 있는 특정 형질을 가진 개체다. 최근 국제학술지 ‘네이처’에 흥미로운 연구 결과가 발표됐다. 자연 선택이 몇 주 만에도 일어날 수 있다는 것이다.미국 하버드대 연구진은 카리브해의 작은 섬에 사는 도마뱀의 다리 길이와 발바닥 넓이 등을 조사했다. 며칠 뒤 기록적인 두 차례의 허리케인이 지나갔다. 연구진은 다시 그 섬을 찾았다. 그런데 도마뱀들의 앞발이 길어지고 뒷발은 짧아졌으며 앞뒤 발바닥 면적은 넓어졌다. 짧은 몇 주 동안 도마뱀이 환경에 적응하면서 바뀐 게 아니다. 그 특성을 갖고 있는 도마뱀만 강력한 허리케인 속에서 살아남은 것이다. 만약 모든 도마뱀의 다리 길이와 발바닥 면적이 같다면 공룡처럼 사라졌을 것이다. 진화 과정과 자연 선택은 암세포에서도 나타난다. 대부분의 이상 세포는 적절한 기능을 못 해 사라진다. 산소, 영양 부족에 적응하지 못하거나 세포의 수리 기능 덕분에 회복된다. 몸 안의 면역세포가 그 이상 세포를 없애 버리기도 한다. 그러나 이상 세포는 끊임없이 나타나고, 돌연변이 등을 통해 변화하면서 다양한 후손을 남긴다. 이런 이상 세포의 변화와 다양성이 몸 안의 자연 선택을 이겨 나갈 수 있게 한다. 암 치료 전략은 몸의 잃어버린 자연 선택 기능을 회복하거나 강화하는 방향으로 이뤄진다. 암세포는 성장 과정에서 스스로 혈관 형성을 유도하는데, ‘항혈관억제제’로 암 성장을 막을 수 있다. 암세포가 아예 죽도록 유도하는 약제도 있다. 암세포가 ‘면역 관문’을 활성화하면 면역 기능의 감시를 피할 수 있는데, ‘면역 관문 억제제’는 이를 다시 비활성화시켜 면역 기능을 회복시킨다. 지난 수십 년간 많은 암 연구자들이 관심을 가진 분야는 자연 선택을 극복하기 위해 암세포가 보이는 다양성, 즉 암세포를 발전시키는 다양한 유전자 변화였다. 그러나 최근에는 나쁜 돌연변이가 축적되지 않도록 만드는 유전자 변화인 ‘음성 자연 선택’도 암 진행에 중요하다는 사실이 알려졌다. 쉽게 말해 종의 진화와 유지에서 돌연변이가 계속 축적되고 확산되면 다양성 측면에서는 유리하지만, 중요한 기능을 가진 유전자에 계속 돌연변이가 발생하면 오히려 불리할 수도 있다는 것이다. 스페인 연구진은 26종의 암에 걸린 7500명 이상 환자들의 유전자 분석을 시행한 결과 음성 자연 선택에 매우 중요한 필수 암 유전자와 면역 단백질 부위 유전자를 확인했다. 또 이들이 암세포의 기능 유지와 면역회피 반응에 관여한다는 사실까지도 확인했다. 최근의 암 연구는 진화, 자연 선택과 같이 암과 관련 없는 분야의 업적으로 새로운 길을 찾고 있다. 스페인 연구진의 성과도 집단유전학과 의학유전학, 전산생물학, 시스템생물학 전문가들이 함께 모여 이룬 것이다. 학제 간 연구와 협동이 하나의 연구 성과보다 중요하다는 사실을 보여 준다.

은여우 길들이기/리 앨런 듀가킨·류드밀라 트루트 지음/서민아 옮김/필로소픽/272쪽/1만 8000원여우가 어린 왕자에게 말한다. “난 네 친구가 될 수 없어. 아직 길들여지지 않았거든.” 여우는 인간에게 길들지 않은 동물이다. 한편 여우의 친척인 개는 인간과 가장 가까운 동물로, 수만년 전 인간에게 길든 늑대의 후손이다. 왜 야생에서 살던 늑대는 길들어 인간 가까이에 살게 됐고, 여우는 여전히 길들지 않은 채로 남았을까. 1950년대 옛 소련 시절, 모피 동물 품종개량 연구를 위해 모스크바의 여우농장을 둘러보던 유전학자 드미트리 벨랴예프는 어떤 여우들이 유난히 차분하고 온순하게 행동하는 것을 발견한다. 농장에서 사육되는 여우는 대부분 사람에게 공격적이었기 때문에 온순한 여우들은 시선을 끌었고, 벨랴예프는 이런 생각을 떠올린다. ‘혹시 여우를 길들일 수도 있을까?’ ‘은여우 길들이기’는 벨랴예프가 기획한 은여우 가축화 실험에 관한 논픽션이다. 1959년에 시작된 은여우 가축화 실험은 개의 진화와 종의 가축화에 관한 놀라운 사실들을 밝혀낸 연구로 알려져 있다. 온순한 여우들만을 선별해서 교배를 거듭한 결과 탄생한 ‘길든 은여우’들의 모습은 국내에서도 방송 등을 통해 소개된 바 있다. 그러나 이 실험에는 귀엽고 사랑스러운 은여우들 이상으로 흥미로운 이야기들이 숨겨져 있다. 벨랴예프가 처음 은여우 가축화 실험을 기획하던 시기는 소련이 유전학을 정치적인 이유로 탄압하던 시절이었다. 가축화의 유전학에 관한 진지한 실험을 하는 것은 목숨까지 걸어야 하는 일이었다. 그러나 벨랴예프는 이 실험이 가축화의 본질을 밝혀낼 수 있으리라고 믿었고, 결국 표면적으로는 ‘모피 품종개량’이라는 이유를 내걸고 실제로는 여우를 개로 길들이기 위한 목적의 실험을 감행했다. 류드밀라 트루트는 여우들을 직접 돌보고 관찰했던 실험의 또 다른 주축이었다. 트루트는 세대를 거듭할수록 여우들이 점차 인간의 관심을 끌고 싶어 하며 마치 개들처럼 행동한다는 것을 발견한다. 은여우 길들이기 실험은 지금도 이어지며 동물들이 어떻게 인간과 살아가게 됐는지에 관한 흥미로운 사실을 밝혀내고 있다. 어린 왕자의 여우는 떠나는 왕자에게 말한다. “넌 네가 길들인 것에 언제까지나 책임을 져야 해.” 트루트는 이제 은여우들이 사람들의 집에서 함께 살아가는 꿈을 그리고 있다고 한다.