코로나19 확산 기간 사회적 고립이나 고독감이 건강에 미치는 영향에 관한 연구들이 많이 나왔다. 이 연구에 따르면 고독감이 심혈관 질환을 비롯한 각종 질병의 핵심 요인일 수 있다는 결론이었다. 이에 중국과 미국 의학자와 과학자들이 고독감이 실제로 질병을 유발하는지 유전학적으로 분석했다. 중국 광저우 의과대 부속 뇌병원, 수면·생체주기 의학 연구센터, 정신 신경과학 연구소, 광저우 남방 의과대 제2 임상의학부, 중산대 제3 부속병원, 광둥성 인민병원 정신보건센터, 미국 툴레인대 공중보건·열대의학부, 하버드대 공중보건대 공동 연구팀은 고독이 질병을 직접 일으키지는 않지만, 고독과 관련된 위험 요소를 관리하는 것이 장기적으로 건강 개선에 도움이 된다고 19일 밝혔다. 이 연구 결과는 행동 과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 인간 행동학’ 9월 17일 자에 실렸다. 사회적 고립은 객관적으로 혼자 있는 경우가 많거나 사회적 관계가 거의 이뤄지지 않는 것이며, 고독은 사회적 상호작용 수준이 원하는 것보다 낮을 때 발생하는 다소 주관적 감정이다. 고독은 우울증, 당뇨, 심혈관 질환 등 건강 문제와 연관된 것으로 알려졌지만, 명확한 인과 관계가 있는지는 밝혀지지 않았다. 연구팀은 대표적인 보건 빅데이터로 알려진 영국 바이오뱅크의 47만 6100명 데이터를 분석했다. 연구팀은 평균 12.2년의 추적 관찰 기간 나타난 14개 카테고리, 56개 질병 간 연관성을 조사했다. 그 결과, 14개 질병 카테고리 중 13개와 56개 질병 중 30개에서 발병 위험을 높이는 것으로 나타났다. 고독과 가장 강하게 연관된 질병은 외상 후 스트레스 장애(PTSD), 우울증, 불안증, 조현병, 만성 폐쇄성 폐 질환(COPD)으로 확인됐다. 여기에 연구팀은 고독과 관련된 30개 질병 중 26개에 대해 유전 데이터를 활용해 추가 분석했다. 심혈관 질환, 2형 당뇨, 만성 간질환을 포함한 26개 질병 중 유전학적 분석 결과, 20개 질병이 고독과 비 인과적 연관성을 보였다. 즉, 고독이 질병의 직접적 원인은 아니지만, 질환별로 질병을 예측하는 대리 지표가 된다는 의미다. 연구를 이끈 장지훌 광저우 의대 교수(유전역학)는 “이번 연구 결과는 건강 상태 개선을 위해서는 고독 관련 위험 요소를 해결하는 것이 중요하다는 것을 보여준다”라고 말했다.

네안데르탈인은 약 4만년 전까지 유럽과 아시아 지역에서 살다가 멸종한 인류의 또 다른 종(種)이다. 현생 인류의 친척뻘인 네안데르탈인에 관해 다양한 연구가 이뤄지고 있지만 멸종 이유, 아종(亞種)의 여부 등은 여전히 베일에 싸여 있다. 이런 가운데 네안데르탈인 멸종에 대한 새로운 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 프랑스, 덴마크, 미국, 호주, 뉴질랜드, 스위스, 영국, 독일, 오스트리아 9개국 23개 대학과 연구 기관으로 구성된 국제 공동연구팀은 지금까지 알려진 것과 달리 네안데르탈인이 단일 혈통이 아니라 적어도 두 개의 혈통이 있었고, 그중 하나는 고립돼 생활하다가 진화의 이점을 누리지 못하고 멸종됐다는 사실을 새로 밝혀냈다. 이 연구에는 프랑스 폴사바티에대·엑스마르세유대·보르도대·툴르즈대·고등연구원(EPHE)·보르도몽테뉴대, 덴마크 코펜하겐대, 미국 코네티컷대·스토니브룩대, 호주 서던크로스대·애들레이드대, 뉴질랜드 과학기업 시프트테크놀로지스, 영국 맨체스터대, 독일 튀빙겐대, 오스트리아 빈대학 연구진이 포함됐다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘셀 유전학’ 9월 12일자에 실렸다. 연구팀은 와인 포도 생산지로 잘 알려진 프랑스 론 계곡의 만드린 동굴에서 2015년에 발굴된 네안데르탈인 화석을 분석했다. 연구팀은 이 네안데르탈인에게 ‘소린’이라는 이름을 붙였다. 소린은 영국 옥스퍼드대 영문학 교수이자 ‘반지의 제왕’의 저자인 J R R 톨킨의 소설 ‘호빗’에 등장하는 난쟁이족 영웅 ‘참나무 방패 소린’에서 따온 것이다. 네안데르탈인 화석이 발굴된 만드린 동굴은 초기 호모사피엔스도 거주했던 곳이었지만 두 종이 동시에 존재하지는 않았던 것으로 알려져 있다. 연구팀은 소린이 약 4만~4만 5000년 전에 살았던 후기 네안데르탈인이지만 그동안 발견된 네안데르탈인과 다른 혈통으로 추정했다. 연구팀은 소린의 치아와 턱에서 DNA를 추출해 전체 유전체 서열을 분석한 뒤 기존 네안데르탈인의 전체 유전체와 비교했다. 그 결과 소린은 고고학적 연대 추정보다 훨씬 오래된 인류로 나타났다. 소린이 살았던 시기는 후기 네안데르탈인과 같았지만, 유전체는 매우 달랐다. 오히려 10만년 전에 살았던 네안데르탈인의 유전체와 더 유사한 것으로 확인됐다. 소린은 4만~5만년 전 다른 네안데르탈인들과 동떨어져 있는 작은 공동체에서 살았던 것으로 분석됐다. 소린의 집단은 약 10만 5000년 전에 후기 네안데르탈인과 다른 혈통으로 분리된 뒤 약 5만년 동안 다른 네안데르탈인 집단과 유전자 교환 없이 고립돼 생활하다가 멸종됐다고 연구팀은 밝혔다. 연구에 참여한 마틴 시코라 덴마크 코펜하겐대 교수(진화지리유전학)는 “오랜 기간 고립돼 있으면 유전적 변이가 제한되고 변하는 기후, 병원체 적응 능력이 줄고 사회적으로도 지식 공유와 집단으로의 발전이 제한되는 만큼 네안데르탈인의 또 다른 중요한 멸종 원인으로 볼 수 있을 것”이라고 했다.

인간의 신체가 44세와 60세 등 두 차례에 걸쳐 급격히 노화한다는 연구 결과가 나왔다고 영국 일간 가디언이 14일(현지시간) 보도했다. 미국 스탠퍼드대 연구진은 25~75세 자원자 108명에게 1~7년 동안 혈액과 대변, 피부·구강·코에서 면봉으로 채취한 표본을 정기적으로 받아 노화 진행 경과를 분석했다. 연구진은 13만 5000개의 다양한 분자(RNA, 단백질, 대사 산물)와 미생물(자원자의 장과 피부에 서식하는 박테리아, 바이러스, 균류)을 추적했다. 그 결과 대부분의 분자와 미생물의 양은 점진적이거나 연대순으로 변화하지 않는 것으로 나타났다. 연구진은 다만 40대 중반과 60대 초반일 때 분자와 미생물이 크게 변화하는 경향이 있음을 발견했다. 연구진은 40대 중반의 신체 변화와 관련해 애초엔 여성의 폐경기 전후 변화 탓에 전체 그룹의 결과가 왜곡된 것으로 추정했다. 그러나 추적 결과 40대 중반의 남성에게도 비슷한 변화가 일어나는 것으로 나타났다. 40대 중반에 급격한 변화를 보인 것은 주로 심혈관 질환이나 카페인·알코올·지방질 대사 능력과 관련된 분자였다. 60대 초반에는 면역 조절, 탄수화물 대사, 신장 기능에 관련된 분자 변화가 관찰됐다. 피부와 근육 노화 관련 분자는 두 시기 모두에서 변화를 보였다. 앞서 78세 전후로 노화가 급격히 진행되는 것으로 보인다는 연구 결과가 있었지만 이번 연구 대상자는 75세가 최고령자여서 이 선행 연구의 결과는 확인하지 못했다고 연구진은 설명했다. 이번 연구의 수석 저자인 스탠퍼드대 유전학자 마이클 스나이더 교수는 “우리는 시간이 따라 점진적으로 변화하는 게 아니라 몇 번의 극적인 변화를 겪는다”며 “40대 중반은 60대 초반과 마찬가지로 극적인 변화의 시기”라고 설명했다. 연구진은 이런 분자 변화 중 일부는 생활 습관이나 행동 요인과 관련 있을 수 있다고 지적한다. 예를 들어 알코올 대사 기능의 변화는 스트레스가 많은 시기인 40대 중반에 음주량이 증가하면서 발생할 수 있다는 것이다. 스나이더 교수는 이번 연구 결과가 어느 시기에 운동량을 늘려야 하는지도 보여준다면서 “우리는 아직 건강할 때 생활 방식을 바꿔야 한다”라고 권고했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 노화’에 실렸다.

오랜만에 만난 친구를 보고 깜짝 놀랄 때가 종종 있습니다. 몇 년 전까지만 해도 꽃중년이었던 모습이 사전에서나 볼 수 있는 중늙은이라는 단어처럼 확 변했기 때문입니다. 사람을 갑자기 늙게 만드는 요인은 여러 가지가 있습니다. 최근 과학자들이 생물학적 노화 속도를 빠르게 하는 새로운 원인을 찾아 눈길을 끕니다. 미국 노스캐롤라이나 주립대, 노스캐롤라이나 채플힐대, 텍사스 오스틴대, 컬럼비아대 의대, 컬럼비아 노화 연구센터 공동 연구팀은 가족이나 친한 친구와의 사별이 생물학적 노화 속도를 특히 빠르게 한다고 31일 밝혔습니다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘JAMA 네트워크 오픈’ 7월 30일자에 실렸습니다. 생물학적 노화는 세포, 조직, 기관 기능이 점진적으로 떨어지는 현상으로, 외모 변화와 함께 만성 질환 위험도 증가시킵니다. 연구팀은 1994년에 시작한 ‘청소년·성인 건강의 국가 종단 연구’ 데이터를 활용했습니다. 연구팀은 약 3만 3000명을 대상으로 18세 이하 아동·청소년기와 19~43세 성인기에 겪은 가족·동료와의 사별 여부, 혈액 검사를 통한 후성유전학적 변화를 측정했습니다. 분석 결과 연구 대상자의 40%가 33~43세에 가족·동료와의 사별을 적어도 한 번 이상 경험한 것으로 나타났습니다. 어찌 보면 뻔한 얘기일 수 있겠지만 사별은 아동·청소년기보다 성인기에 더 흔하게 겪는 것으로 확인됐습니다. 주목되는 부분은 두 번 이상 사별을 경험한 사람들의 경우 그렇지 않은 사람보다 생물학적 노화가 더 빠르다는 점입니다. 나이와 상관없이 가족·동료를 잃는 것은 건강에 상당한 영향을 주는 것으로 나타났습니다. 어린 시절 부모나 형제·자매를 잃는 것은 발달 과정에도 심각한 영향을 끼친다고 합니다. 인간관계의 상실은 심장병, 치매, 각종 사망 위험을 높일 가능성이 높은 것으로 알려져 있습니다. 어린 시절에 경험한 상실은 신체적 건강은 물론 인지 능력을 비롯한 정신 건강에 악영향을 미치며 조기 사망 가능성까지 높이는 것으로 나타났습니다. 연구를 이끈 앨리슨 아이엘로 노스캐롤라이나대 의대 교수는 “사랑하는 사람을 잃는 것이 생애 주기의 다양한 단계에서 DNA에 어떤 영향을 미치는지 조사한 연구는 그동안 거의 없다”며 “이번 연구는 사랑하는 이를 잃는 것이 생애 전 주기적으로 생물학적 노화와 강한 연관이 있음을 보여 준다”고 설명했습니다.

SF 영화나 만화, 소설 등에서 동물이 로봇으로 변신하는 장면이 심심찮게 등장한다. 상상 속이 아닌 현실의 과학자들도 동물의 다양한 움직임과 구조에 영감을 받아 기존 로봇 기술을 개선하거나 새로운 형태의 다기능 로봇을 개발하는 사례가 늘고 있다. 스위스 로잔 연방 공과대(EPFL) 공학부, 건국대 스마트 운행체 공학과 공동 연구팀은 장수풍뎅이의 날개 작동 방식을 분석한 결과, 기존에 알려진 것과는 다른 방식으로 날개를 움직인다는 사실을 확인했다. 소형 비행 로봇 개발에 도움을 줄 것으로 기대되는 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 8월 1일 자에 실렸다. 딱정벌레 종류는 비행 곤충 중에 가장 복잡한 날개 구조를 갖고 있다. 겉날개는 딱딱하고 안쪽 속 날개는 얇은 막 형태로 구성돼 있다. 많은 학자가 딱정벌레목(目)에 속하는 장수풍뎅이는 가슴 근육을 이용해 속 날개를 움직일 것이라고 추정하지만 작동 메커니즘이 정확히 파악되지는 않았다.연구팀은 장수풍뎅이와 동역학적으로 유사한 소형 비행 로봇을 만든 뒤 고속 카메라를 결합해 날개 작동 원리를 분석했다. 연구 결과, 장수풍뎅이의 날개는 두 단계를 거쳐 작동하는 것으로 확인됐다. 장수풍뎅이가 딱딱한 겉날개를 들어 올리면 속 날개가 부분적으로 펼쳐지고, 비행을 위해 겉날개를 퍼덕이면 속 날개가 자연스럽게 비행에 편하게 펼쳐진다. 장수풍뎅이는 날개를 접을 때도 가슴 근육이 아닌 딱딱한 겉날개를 이용해 속 날개를 제어한다는 사실도 밝혀졌다. 연구팀은 이번에 새로 확인한 장수풍뎅이의 날개 작동 메커니즘에 따른 마이크로 로봇을 새로 만들었다. 이 마이크로 로봇은 이륙은 물론 비행 중에도 안정적으로 자세를 유지하는 것으로 관찰됐다. 연구를 이끈 다리오 플로리아노 EPFL 교수는 “이번 연구 결과는 제한된 공간이나 혼잡한 공간에서 작동시켜야 하는 작은 비행 로봇을 개발하는 데 도움이 될 것”이라고 밝혔다. 또 미국 네바다 리노대 기계공학과 연구팀은 파리는 후각뿐만 아니라 시각을 이용해 냄새를 추적하고 비행한다는 사실을 밝혀내 생명과학 분야 국제 학술지 ‘커런트 바이올로지’ 7월 28일 자에 발표했다. 연구팀은 파리가 공기의 유동이 없는 상태에서 어떻게 냄새를 추적하고 비행까지 하는지 알아보기 위해 광(光)유전학 기술을 적용했다. 이번에 활용한 광유전학 기술은 빛에 민감한 단백질을 파리의 더듬이에 삽입해 원격 제어를 할 수 있도록 했다. 그 결과, 파리는 시각적 단서를 근거로 미세한 공기 흐름과 방향까지 감지한 뒤 안정적으로 비행을 하거나 냄새의 근원을 찾아낸다는 것을 확인했다. 파리는 이런 감각 인식 체계를 비행 중에 반복적으로 작동시켜, 일정한 방향과 속도로 날 수 있다고 연구팀은 설명했다. 플로리스 반 브뤼겔 교수는 “이번 연구는 미세한 냄새 분자를 감지하고, 화학 물질 누출을 추적하는 임무를 띤 드론의 알고리즘을 훈련하는 데 적용할 수 있을 것”이라고 했다.

단순히 외모뿐만 아니라 세포까지 어려지고 싶다면 ‘이 물질’의 섭취를 줄일 필요가 있겠다. 미국 캘리포니아대학 샌프란시스코 캠퍼스 연구진은 여성 약 350명을 대상으로 ▲비타민과 미네랄이 풍부한 지중해식 식단과 ▲설탕이 많이 든 식단을 제공하고, 후석유전학적 생체시계에 어떤 변화가 있는지 분석했다. 후성유전체는 DNA의 염기서열에 영향을 미치지 않고, 대신 자신이 경험한 태내 환경이나 사화적 환경, 습관, 후천적 형성 성격 등이 DNA에 메티화하여 축적되면서 유전되는 것을 의미한다. 개인의 특성이 강하게 작용되는 만큼, 후성유전체를 기반으로 생체 나이를 정밀하게 측정하는 서비스가 앞다퉈 출시되는 추세다. 실험에 참여한 여성들은 36~49세이며, 평균 체질량지수(BMI)는 32.5로 대부분 비만에 속했다. 이들은 매 식단마다 자신이 먹은 것으로 기록‧보고했다. 연구진은 두 식단 중 섬유질과 비타민, 항산화 성분이 풍부한 지중해식 식단을 고수한 여성이 설탕 함량이 높은 식단을 섭취한 여성보다 생물학적 연령이 상당히 낮다는 것을 발견했다. 연구진은 “하루에 도넛 1개에 첨가된 설탕 10g만 덜 섭취해도 생물학적 시계를 2.4개월이나 역전시킬 수 있다는 것을 확인했다”고 밝혔다. 일반적으로 설탕 10g은 성인 숟가락으로 한 숟가락 정도 분량이다. 커피에 넣는 시럽 1펌프에도 설탕 10g 정도가 들어있다.연구를 이끈 캘리포니아대학의 엘리사 에펠 박사는 “우리는 첨가된 당의 수치가 높으면 대사 건강이 악화하고, 조기 질병에 걸릴 가능성이 더 높다는 사실을 알고 있다”면서 “이제는 이러한 관계의 근저에 후생유전적 노화가 있다는 사실을 추가로 알게 됐다. 이는 과도한 설탕 섭취가 건강한 수면을 제한하는 여러 방법 중 하나일 가능성이 크다는 것을 의미한다”고 설명했다. 이어 “우리가 조사한 식단은 질병 예방과 건강 증진에 대한 기존 권장 사항과 일치한다”면서 “의학적 관점에서 볼 때, 이러한 권장사항을 따르는 것은 실제 연령에 비해 세포 연령을 더 젊게 만드는 데 도움이 될 거라고 기대할 수 있다”고 덧붙였다. 일반적으로 생물학적 연령은 세포의 나이에 따라 결정된다. 세포가 노화돼 마모가 더 많이 발생할수록 암과 같은 만성 질환의 위험도 높아지는 것으로 알려져 있다. 다만 연구진은 이번 연구가 자가 보고 데이터를 사용한 것임으로 여러 제한이 있었으며, 이는 편향으로 이어질 위험이 있다고 경고했다. 또 설탕이 생물학적 노화를 촉진할 수 있는지 확인하기 위한 더 많은 연구가 필요하다고 강조했다. 자세한 연구결과는 미국 국제학술지 자마 네트워크 오픈(JAMA Network Open) 최신호에 실렸다.

단순히 외모뿐만 아니라 세포까지 어려지고 싶다면 ‘이 물질’의 섭취를 줄일 필요가 있겠다. 미국 캘리포니아대학 샌프란시스코 캠퍼스 연구진은 여성 약 350명을 대상으로 ▲비타민과 미네랄이 풍부한 지중해식 식단과 ▲설탕이 많이 든 식단을 제공하고, 후석유전학적 생체시계에 어떤 변화가 있는지 분석했다. 후성유전체는 DNA의 염기서열에 영향을 미치지 않고, 대신 자신이 경험한 태내 환경이나 사화적 환경, 습관, 후천적 형성 성격 등이 DNA에 메티화하여 축적되면서 유전되는 것을 의미한다. 개인의 특성이 강하게 작용되는 만큼, 후성유전체를 기반으로 생체 나이를 정밀하게 측정하는 서비스가 앞다퉈 출시되는 추세다. 실험에 참여한 여성들은 36~49세이며, 평균 체질량지수(BMI)는 32.5로 대부분 비만에 속했다. 이들은 매 식단마다 자신이 먹은 것으로 기록‧보고했다. 연구진은 두 식단 중 섬유질과 비타민, 항산화 성분이 풍부한 지중해식 식단을 고수한 여성이 설탕 함량이 높은 식단을 섭취한 여성보다 생물학적 연령이 상당히 낮다는 것을 발견했다. 연구진은 “하루에 도넛 1개에 첨가된 설탕 10g만 덜 섭취해도 생물학적 시계를 2.4개월이나 역전시킬 수 있다는 것을 확인했다”고 밝혔다. 일반적으로 설탕 10g은 성인 숟가락으로 한 숟가락 정도 분량이다. 커피에 넣는 시럽 1펌프에도 설탕 10g 정도가 들어있다.연구를 이끈 캘리포니아대학의 엘리사 에펠 박사는 “우리는 첨가된 당의 수치가 높으면 대사 건강이 악화하고, 조기 질병에 걸릴 가능성이 더 높다는 사실을 알고 있다”면서 “이제는 이러한 관계의 근저에 후생유전적 노화가 있다는 사실을 추가로 알게 됐다. 이는 과도한 설탕 섭취가 건강한 수면을 제한하는 여러 방법 중 하나일 가능성이 크다는 것을 의미한다”고 설명했다. 이어 “우리가 조사한 식단은 질병 예방과 건강 증진에 대한 기존 권장 사항과 일치한다”면서 “의학적 관점에서 볼 때, 이러한 권장사항을 따르는 것은 실제 연령에 비해 세포 연령을 더 젊게 만드는 데 도움이 될 거라고 기대할 수 있다”고 덧붙였다. 일반적으로 생물학적 연령은 세포의 나이에 따라 결정된다. 세포가 노화돼 마모가 더 많이 발생할수록 암과 같은 만성 질환의 위험도 높아지는 것으로 알려져 있다. 다만 연구진은 이번 연구가 자가 보고 데이터를 사용한 것임으로 여러 제한이 있었으며, 이는 편향으로 이어질 위험이 있다고 경고했다. 또 설탕이 생물학적 노화를 촉진할 수 있는지 확인하기 위한 더 많은 연구가 필요하다고 강조했다. 자세한 연구결과는 미국 국제학술지 자마 네트워크 오픈(JAMA Network Open) 최신호에 실렸다.

대상포진은 수두 바이러스가 신경계 주변에 무증상으로 남아있다가, 면역력이 떨어질 때 신경을 타고 피부에 발진을 일으키면서 심한 통증을 유발하는 질환이다. 젊은 사람들에게서도 드물게 나타나지만, 주로 면역력이 떨어지는 60세 이상 성인에게서 발생한다. 이 때문에 만 50세 이상 성인에게는 재조합 대상포진 예방백신 접종이 권고된다. 그런데, 대상포진 예방백신의 새로운 효과가 발견돼 눈길을 끈다. 영국 옥스퍼드대 부설 워너퍼드 병원 정신과학과, 인간 유전학 센터, 런던대(UCL) 정신보건 연구소 공동 연구팀은 재조합 대상포진 예방백신이 치매 위험을 낮추는 것으로 확인됐다고 29일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘네이처 의학’ 7월 26일 자에 실렸다. 대상포진 백신은 바이러스를 약화해 만든 생백신은 최근 미국을 포함한 여러 나라에서 좀 더 효과가 높은 것으로 알려진 재조합 백신으로 대체되고 있다. 생백신이 치매를 일부 예방할 수 있다는 연구 결과가 일부 발표됐지만, 대부분 소규모 집단에서 진행됐다. 이에 대상포진 재조합 백신이 생백신과 비슷하게 치매 예방 효과를 보이는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 2017년부터 2020년까지 대상포진 백신을 접종받은 10만 3837명의 전자 건강 데이터를 분석했다. 이 중 95%가 재조합 백신을 접종받은 것으로 나타났다. 연구팀은 또 2014년부터 2017년까지 접종받은 10만 3837명의 데이터와 비교했다. 이들 중 98%는 생백신을 접종한 것으로 나타났다. 분석 결과, 재조합 백신이 생백신에 비해 백신 접종 후 6년 동안 치매 위험을 더 낮추는 것으로 나타났다. 생백신에 비해 치매 진단받지 않는 기간이 17% 더 늘어나는 것으로도 확인됐다. 이런 효과는 남녀 모두에서 나타났지만, 여성이 남성보다 9% 더 효과가 있는 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 노인들에게 주사하는 Tdap(파상풍, 디프테리아, 백일해) 백신과 인플루엔자 백신에 비해 대상포진 생백신과 재조합 백신 모두 치매 보호 효과가 있는 것으로 확인됐다. 막심 타퀫 옥스퍼드대 의대 교수(신경정신과)는 “추가 연구가 필요하지만, 이번 연구를 통해 대상포진 재조합 백신의 추가적 이점을 확인한 것”이라고 말했다.

맘모스라고 불리는 매머드는 코끼리와 비슷한 형태를 가진 포유류로 약 480만 년 전부터 약 4000년 전까지 존재했다. 최근 연구에 따르면 알래스카 지역에서는 기원전 약 3750년까지 존재했던 것으로 알려졌다. 이 때문에 선사시대 사람들은 매머드를 사냥해 식량으로 이용하기까지 했다. 미라 상태로 남아있는 경우도 많아서 복원 연구가 가장 활발한 동물이기도 하다. 이런 가운데, 덴마크, 미국, 스페인, 스웨덴, 러시아, 호주 6개국 33개 대학과 연구기관 연구자로 구성된 국제 공동 연구팀은 고대 DNA 표본을 이용해 5만 2000년 된 매머드의 게놈과 염색체의 3D 구조를 복원하는 데 성공했다고 13일 밝혔다. 이 연구에는 덴마크 코펜하겐대, 미국 베일러 의대, 라이스대, 네브래스카대 의대, 노스이스턴대, 텍사스 서던대, 매사추세츠공과대(MIT)-하버드 브로드 연구소, 캘리포니아 산타크루즈대(UC산타크루즈), 오레곤 보건과학대, 일리노이 어바나-샴페인대, UC어바인, 텍사스 샌안토니오 동물원, 휴스턴 동물원, 하버드대 의대, MIT, 스페인 국립 게놈분석센터, 바르셀로나 자유대, 바르셀로나 과학기술연구소, 스웨덴 고유전학센터, 스웨디시 자연사박물관, 스톡홀름대, 러시아 SB RAS 분자·세포 생물학 연구소, SB RAS 세포 및 유전학 연구소, 사하공화국 과학아카데미, 북동 연방대, 호주 서호주대, 노르웨이 NTNU 대학 박물관 생물학자, 의학자 등이 참여했다. 이번 연구는 생물학 분야 국제 학술지 ‘셀’ 7월 12일 자에 실렸다. 게놈의 3차원 구조는 많은 정보를 제공하지만, 고대 DNA 표본은 매우 작고 짧은 조각으로 구성돼 있다. 이에 연구팀은 인간 게놈의 3D 구조를 매핑하는 방식으로 고대 DNA 표본을 고대 게놈 조립을 시도했다.연구팀은 5년에 걸쳐 수십 개의 매머드 표본을 조사해, 2018년 북동 시베리아에서 비정상적으로 잘 보존된 표본을 찾아냈다. 연구팀은 매머드 게놈 구조를 재구성하기 위해 매머드 귀 뒤 피부에서 DNA를 채취했다. Hi-C라는 지도 작성법을 사용해 DNA 조각의 상호작용을 분석했다. 연구팀은 Hi-C 분석에서 얻은 물리적 정보를 DNA 시퀀싱과 결합해 상호작용하는 DNA 부분을 정확히 식별해 냈다. 그다음 현재 코끼리 게놈을 구조체(템플릿)로 사용해 매머드 게놈 지도를 복원해 분석했다. 그 결과, 매머드는 현존하는 아시아 및 아프리카코끼리와 동일한 28개의 염색체를 가진 것으로 확인됐다. 그렇지만, 매머드 피부 세포는 가장 가까운 친척인 아시아 코끼리 피부 세포와는 다른 유전자 활성화 패턴을 갖고 있으며, 이는 매머드 피부의 털과 추위 내성에 관련된 유전자인 것으로 조사됐다. 연구팀은 이번에 활용한 방법으로 매머드 복원뿐만 아니라 고대 이집트 미라를 연구하고 복원하는 데도 활용될 수 있을 것으로 기대한다. 연구를 이끈 올가 더드첸코 미국 베일러 의대 교수(유전학)는 “이번 연구는 미라나 화석에서 발굴하는 DNA 조각만 있으면 Hi-C 기술로 전체의 대략적 모습을 제공할 수 있음을 보여준다”라고 말했다.

신석기 시대였던 기원전 5300~4900년 사이에 유럽 곳곳에서 인구가 급격히 줄어드는 일이 발생했다. ‘신석기 쇠퇴’라는 사건이다. 인류는 구석기 시대 채집 경제로부터 신석기 시대 생산 경제로 전환했다. 구석기 시대 이후 계속 증가하던 인구가 신석기 쇠퇴 시기에 유라시아 지역을 중심으로 전 세계적으로 갑자기 줄었다. 인구의 갑작스러운 감소 원인은 여전히 논란이 되고 있다. 생물학자들은 치명적 전염병 확산을, 기후학자들은 급작스러운 기후변화와 기상이변을 원인으로 보고 있다. 이런 상황에서 덴마크, 스웨덴, 브라질, 캐나다, 이탈리아, 호주, 영국, 남아프리카공화국 8개국 공동 연구팀은 반복적인 전염병 발생이 신석기 쇠퇴의 직접적인 원인일 것이라는 연구 결과를 과학 저널 ‘네이처’ 7월 11일자에 발표했다. 이 연구에는 덴마크 코펜하겐대 지리유전학센터, 씨랜드 고고학센터, 스웨덴 예테보리대, 웁살라대, 룬드대, 스톡홀름대 고유전학연구센터, 스웨디시 자연사박물관, 브라질 미나스제라이스 연방대 진화분자학연구실, 캐나다 토론토대, 이탈리아 볼차노 미라연구센터, 호주 커틴대 환경DNA연구실, 영국 옥스퍼드대 분자의학연구소, 케임브리지대, 남아공 요하네스버그대 고고학연구센터 과학자들이 참여했다. 앞선 연구들에서는 유라시아 지역의 신석기 쇠퇴 원인을 전염병 때문이라 지목했지만 광범위한 지역에 동시다발적으로 전염병이 발생했는지, 아니면 한 곳에서 발생한 전염병이 확산하는 방식이었는지는 명확히 밝혀지지 않았다.연구팀은 스웨덴과 덴마크에 있는 거석 무덤(고인돌) 8기와 석관묘 1개에서 발굴한 약 180년, 6세대에 해당하는 108명의 신석기인 표본을 검출해 고대 DNA를 분석했다. 그 결과 전체 염기서열 분석 대상의 대부분에서 페스트의 원인균인 ‘예르시니아 페스티스’가 발견됐다. 결국 페스트가 ‘신석기 쇠퇴’를 가져왔다는 말이다. 분석에 따르면 페스트는 신석기 쇠퇴기로 알려진 기간 중 120년 동안 최소 세 차례 이상 지역사회에 확산한 것으로 나타났다. 처음 두 번의 페스트 발생 규모는 작고 제한적이었지만 세 번째 확산은 팬데믹 수준으로 광범위하게 발생해 그 피해도 컸던 것으로 나타났다. 세 번째 확산을 일으킨 페스트 균주는 초기에는 볼 수 없었던 치명적 독성 인자가 포함돼 있었던 것으로 확인됐다. 초기 두 번의 페스트는 독성은 약한 대신 광범위하게 전염될 수 있는 능력을 갖추고 있었으며 뒤로 갈수록 독성까지 강해져 신석기 쇠퇴에 핵심적 역할을 했다고 연구팀은 설명했다. 또 이번 연구를 통해 연구팀은 스칸디나비아 지역의 신석기 시대 가족 구조도 파악할 수 있었다. 6세대에 걸친 신석기인들의 DNA를 분석한 결과 아내가 2명 이상인 남성은 4명이나 발견됐지만 여성이 여러명의 남편을 가진 사례는 발견되지 않아 신석기 시대부터 사회 구조가 가부장적이었음을 알 수 있다. 연구를 이끈 마르틴 시콜라(지리유전학) 코펜하겐대 교수는 “신석기 쇠퇴를 가져온 페스트의 확산은 인류 최초의 팬데믹이라 할 수 있다”며 “이전 석기 시대에도 흔했던 감염병인 페스트가 신석기 시대에 더 치명적이었던 이유는 인구 밀도가 높아지면서 병균이 쉽게 확산했기 때문으로 보인다”고 말했다.

오랜 시간 앉아서 생활하는 직장인이나 학생들은 거북목이나 척추측만증은 물론 각종 퇴행성 근골격계 질환에 시달리는 경우가 많다. 그런데, 무려 3000~4000년 전 사람들도 현대에 사는 학생이나 직장인들과 똑같은 질환에 시달렸다고 하면 믿을 수 있을까. 인류학자, 유전학자, 수학자, 역사학자들이 모여 분석한 결과 고대 이집트 지식인들도 거북목과 어깨결림, 구부정한 자세 등으로 힘겨워했다는 재미있는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 체코 프라하 국립박물관 인류학연구실, 프라하 카렐대 인류학 및 인간유전학과, 체코 이집트학 연구소, 프라하 체코공과대 응용수학과 공동 연구팀은 고대 이집트에서 글을 읽고 쓸 수 있는 지식인이자 관료인 서기관들이 퇴행성 근골격계 질환에 시달렸다고 29일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 6월 28일 자에 실렸다. 연구팀은 기원전 2700~기원전 2180년 사이에 이집트 아부시르의 묘지에 묻힌 성인 남성 69명의 골격을 조사했다. 이 중 30명은 행정 업무를 수행한 지식인 계급인 서기관인 것으로 확인됐다. 아부시르는 피라미드와 장제전이 있는 이집트의 대표 유적지다. 조사 결과, 고대 이집트 서기관들은 반복적인 작업과 일하는 동안 앉았던 자세 때문에 다른 직업을 가진 남성들에 비해 퇴행성 관절 변화가 더 흔한 것으로 확인됐다. 특히 아래턱과 두개골을 연결하는 관절, 오른쪽 빗장뼈, 어깨와 만나는 오른쪽 상완골 위쪽, 오른쪽 엄지손가락의 첫 번째 중수골, 허벅지 아래쪽, 척추 전체에서 관절이 비틀려 있는 것으로 조사됐다. 쉽게 말하면 앉아서 생활하는 시간이 긴 현대의 직장인이나 학생들처럼 구부정한 자세와 거북목, 척추측만증, 손목 터널 증후군 등을 고대 이집트 서기관들도 겪었다는 뜻이다. 또 서기관 직업을 가진 사람들의 상완골과 왼쪽 엉덩이뼈에서 특히 오랫동안 같은 자세로 있을 때 나타나는 뼈의 변화가 발견됐다. 또 양쪽 슬개골에 움푹 들어간 부분과 오른쪽 발목 아래쪽 뼈의 표면이 평평한 골격적 특징도 서기관의 유골에서 관찰됐다. 이 같은 퇴행성 관절 변화는 이집트 벽화나 조각품에서 볼 수 있듯 고개를 앞으로 숙이고, 척추를 구부린 채 다리를 꼬고 팔을 지지하지 않은 자세로 장시간 앉아있기 때문에 나타난 것이라고 연구팀은 밝혔다. 무릎과 엉덩이, 발목의 변화는 서기관들이 왼쪽 다리는 무릎을 꿇거나 다리를 꼬고 오른쪽 다리는 무릎을 위로 향하게 구부린, 쪼그려 앉거나 웅크린 자세를 선호했기 때문이다. 턱관절의 퇴행은 서기관들이 파피루스에 글씨를 쓰기 위해 펜으로 사용된 덤불 줄기 끝을 반복적으로 씹으면서 발생한 것이고, 오른쪽 엄지손가락의 변형도 얇은 펜을 반복적으로 사용했기 때문에 나타난 것으로 보인다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 페트라 브루크너 하벨코바 프라하 국립박물관 박사는 “이번 연구는 다양한 학문적 분석을 통해 지금으로부터 4000년 전 살았던 사람들의 삶을 좀 더 정확하게 복원할 수 있었다는 데 의미가 크다”라고 말했다.

18~19세기 프랑스 법관이자 미식가인 장 앙텔름 브리야사바랭은 “당신이 먹은 것이 무엇인지 말해주면 당신이 어떤 사람인지 말해 주겠다”라고 말했다. 음식 취향을 통해 그 사람의 사회경제적 위치를 파악할 수 있다는 뜻이다. 그런데, 현대 과학은 먹는 음식을 통해 한 사람의 건강까지 파악할 수 있는 상황이 됐다. 건강한 음식을 먹는 사람은 건강하고, 그렇지 못한 사람은 신체적, 정신적 건강이 악화할 수밖에 없다. 독일 헬름홀츠 환경보건 연구센터 실험 유전학 연구소, 당뇨 연구센터(DZD), 라이프치히대 의정보학 연구소, 라이프치히 아동·청소년 병원, 오스트리아 빈 수의학대, 빈 자연·생명과학대, 보쿠대 환경생명공학연구소(IFA-Tulln), 핀란드 투르쿠대, 투르쿠대학병원 공동 연구팀은 고지방식을 즐겨 먹고, 체질량 지수가 높은 수컷 생쥐는 대사장애를 가진 수컷 새끼를 낳는다고 7일 밝혔다. 결국, 아빠의 식단이 아들의 미래 건강에 영향을 미친다는 것이다. 이런 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 6월 6일 자에 실렸다. 엄마가 자손에게 대사 특성을 물려줄 수 있다는 연구들은 많이 나왔다. 그렇다면 아빠는 어떨까. 2016년 미국 유타대 연구팀은 생쥐 수정란에 고지방식을 섭취한 아빠 생쥐의 정자 RNA를 주입했더니, 새끼가 자라서 대사 장애가 발생했다는 연구 결과를 내놨다. 부모의 식습관이 자손의 후성 유전체 변화로 이어질 수 있다는 설명이다. 이번 연구팀은 수컷 생쥐를 두 집단으로 나눠 2주 동안 한쪽은 고지방식을 먹이고, 다른 쪽은 저지방식을 먹인 뒤 생체 변화를 관찰했다. 그 결과, 식습관이 정자의 미토콘드리아 RNA, 특히 DNA를 단백질로 만드는 전달RNA(tRNA)에 영향을 미치는 것으로 확인됐다. 고지방식을 먹은 쥐의 정자는 저지방식을 섭취한 쥐의 정자보다 짧은 tRNA 조각이 더 많았다. 이런 RNA 조각은 특정 미토콘드리아 유전자의 활성을 높이거나 낮추는 등 유전체의 후성유전학적 조절자 역할을 하는 것으로 나타났다. 이를 통해 몸에 좋지 않은 고지방식 먹이를 섭취한 수컷 생쥐는 당뇨의 대표적 특징인 포도당불내성 같은 대사 문제를 수컷 새끼에게 유전한 것으로 확인됐다. 연구팀은 과체중인 아빠를 둔 사람과 고지방식을 먹은 수컷 새끼의 건강을 조사했다. 그 결과, 고지방식을 먹고 BMI가 높은 아빠를 가진 자식은 그렇지 않은 자식보다 아빠의 미토콘드리아 tRNA를 훨씬 많이 가진 것으로 조사됐다. 또 3431명의 인간 자녀 데이터를 분석한 결과, 임신 시 아빠의 BMI가 높을수록 자손의 대사 건강이 나빠진다는 사실도 확인했다. 연구팀은 건강한 아이를 얻기 위해서는 건강하게 먹는 것이 필수적이라고 설명했다. 식단은 정자에 전달되는 정보에 영향을 미치고, 이는 자손에게 영향을 미친다는 말이다. 연구를 이끈 독일 헬름홀츠 실험 유전학 연구소 라파엘레 테페리노 박사(후성유전학)는 “고지방 식단이 미토콘드리아에 스트레스를 줘 정자에 영향을 미치고 자손에게까지 전달된다는 당연한 사실을 실험적으로 증명한 것이 이번 연구의 의의”라고 말했다. 테페리노 박사는 “외부 스트레스가 미토콘드리아 활동을 증가시키고 정자가 난자에 도달하게 하는 힘을 충분히 제공하지 못하기 때문에 다양한 문제가 발생하는 것으로 생각된다”고 설명했다.

제브라 피시는 생명과학 연구에서 자주 쓰이는 물고기로, 애완용으로 키우는 사람들이 많다. 실험실에서는 병원균 유입을 막기 위해 전문 양식 시설에서 사육된 제브라 피시를 사용하지만, 애완동물로 거래되던 물고기가 실험실로 들어오는 경우도 있다. 문제는 이 과정에서 실험용 물고기들이 새로운 형태의 병원균에 노출되는 경우가 많다는 분석이 나왔다. 미국 유타대 생명과학부, 유타대 의대 인간 유전학과, 메릴랜드 하워드 휴스 의학 연구소 공동 연구팀은 무균 상태의 실험용 물고기에 출혈을 일으키는 새로운 바이러스를 포함해 그동안 보고되지 않았던 병원균들이 애완용 제브라 피시를 통해 전달된다고 밝혔다. 코로나19 바이러스를 갖고 있음에도 증상이 나타나지 않고 옮기기만 한 박쥐처럼 애완용 제브라 피시가 미지의 병원균 무증상 보균자라는 설명이다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘플로스 생물학’ 5월 31일 자에 실렸다. 연구팀은 실험실에서 키우는 제브라 피시와 애완동물 가게 3곳에서 수집한 제브라 피시의 전사체 분석을 통해 서로 다른 환경에서 사육된 물고기에서 발견된 미생물을 비교했다. 그 결과, 실험실 개체군에는 존재하지 않는 미생물들을 애완용에서 발견했으며, 그 중 ‘록키 마운틴 비나 바이러스’(RMBV)라고 이름 붙여진 신종 비르나바이러스가 포함됐다. 연구팀은 서로 다른 환경과 개체군에서 온 물고기 사이에서 RMBV 전파를 조사하기 위해 실험실에서 키워진 제브라 피시를 애완용 제브라 피시와 같은 수조에 한 달 동안 넣고 관찰했다. 그 결과, 실험용 제브라 피시들이 출혈을 일으켰고 RMBV 양성 판정을 받았다. 반면, 애완용 제브라 피시는 RMBV에 감염되더라도 아무런 증상을 보이지 않았다. 물고기 조직을 유전자 전사체 분석했더니 RMBV에 감염되면 염증에 관련된 유전자 발현을 급격히 증가시키는 것으로 확인됐다. 연구팀에 따르면 똑같은 종류의 물고기인데도 이런 차이를 보이는 것은 생활사나 감염 단계의 차이 때문에 나타나는 것이라고 설명했다. 연구를 이끈 제임스 가뇽 유타대 교수(유전체 의학)는 “제브라 피시는 원래 애완동물 거래에서 공급됐던 것으로 지금은 실험실에서 가장 인기 있는 연구 동물”이라며 “이번 연구로 반려동물 거래 과정에서 지금까지 알려지지 않았던 새로운 병원체들이 발견될 수 있으며, 이는 실험동물을 전염시키는 것은 물론 잠재적으로 양식되는 물고기와 최종적으로 인간에게까지 영향을 미칠 수 있다”고 설명했다.

소뇌는 과거의 경험을 바탕으로 행동을 조정하는 학습 방식에 핵심적 역할을 한다. 그렇지만, 과거를 통해 현재의 행동을 바꿀 수 있는 학습이 어떻게 가능한지는 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 세계적인 신경과학 및 의학 연구 기관 중 하나인 포르투갈 샴팔리마우드 연구재단 과학자를 중심으로 한 연구팀이 살아있기는 하지만 기능적으로 변형된 신경세포인 ‘좀비 뉴런’을 우연히 발견했다. 연구팀은 좀비 뉴런과 연관된 등반 섬유의 활동이 연상 학습에 절대적으로 필요하다는 것을 밝혀냈다. 이 연구 결과는 신경과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 신경과학’ 4월 2일 자에 실렸다. 소뇌는 움직임과 균형 조정에 관여해 운동 학습에 중요한 역할을 하며, 행동을 개시하기 전 학습된 미세 움직임을 조절하는 기능을 하는 것으로 알려졌다. 소뇌는 복잡한 길을 걷거나 체육 활동을 하는 데 필수적이다. 또 감각 신호를 특정 행동과 연관시키는 학습 과정에서도 중요하다. 찰랑거리는 컵을 조심스럽게 드는 것처럼 시각 신호를 동작 반응과 연결하는 것도 소뇌의 역할이다. 어떤 행동을 수행하는 데 한 번 실수했다면, 그 실수에 대한 정보는 뇌의 연결 강도를 조정하는 데 사용돼 나중에 비슷한 상황에 놓이면 실수하지 않게 하는 식이다. 연구팀은 오류나 학습 신호가 뇌 내에서 어떻게 학습돼 행동 변화를 유도하는지에 주목했다. 연구팀은 등반 섬유와 운동 기능에 중요한 역할을 하는 소뇌의 푸르키네 세포의 관계를 분석하기 위해 생쥐 실험했다. 연구팀은 ‘눈 깜박임 조건화’ 실험했다. 연구팀은 건강검진에서 안압을 측정할 때처럼 눈에 가볍게 공기를 분사해(에어퍼프) 생쥐가 눈을 깜박이는 동시에, 광유전학 기술로 신경세포에 자극을 가했다. 광유전학은 빛으로 특정 세포를 켜거나 끄는 기술이다. 연구팀은 등반 섬유를 빛으로 직접 자극하자, 공기 펌프를 쐈을 때처럼 눈을 깜박이는 것을 확인했다. 연구팀은 소뇌에 있는 다른 유형의 뇌세포들도 똑같이 눈 깜박임 조건화 실험을 하며 자극했지만, 등반 세포처럼 학습 효과가 나타나지 않는 것을 확인했다. 연구팀은 등반 세포에서 ‘채널로돕신-2’(ChR2)라는 빛에 민감한 단백질이 발현되는 것을 발견했다. ChR2가 활성화된 생쥐에게 에어퍼프 방법으로 눈깜박임을 학습시키려고 했지만, 완전히 학습하지 못한다는 사실을 발견했다. 등반 섬유에 ChR2가 있으면 원래 특성을 잃고 표준 감각 자극에 반응하지 못한다. 결국 동물의 운동 학습 능력을 완전히 차단한다는 것이다. 연구팀에 따르면 이번 연구를 통해 특정 뉴런의 신호 전달을 완전히 차단하지 않고, 특정 뉴런의 활동 패턴을 조절할 수 있음을 확인했다. 이에 연구팀은 기능적으로는 살아있지만, 평소처럼 뇌 회로와 상호작용을 하지 않는다고 해서 ‘좀비 뉴런’이라고 이름을 붙였다. 연구를 이끈 타티아나 실바 박사는 “이번 연구 결과는 등반 섬유 신호가 소뇌 연관 학습에 필수적이라는 강력한 증거”라며 “ChR2 발현이 뉴런의 좀비화로 이어지는 것이 다른 형태의 소뇌 학습에도 적용되는지 추가 연구를 진행할 예정이다”라고 말했다.

콤부차는 차를 우린 물에 유익균을 넣어 발효시킨 음료다. 톡 쏘는 탄산과 새콤달콤한 맛이 있고, 혈압을 낮추고 암을 예방하며 대사성 질환과 간 보호 효과까지 있다고 알려지면서 최근 인기가 높아지고 있는 음료다. 미국 노스캐롤라이나대 채플힐 캠퍼스 분자생물학 및 유전학과, 생물학과, 세포생물학 및 생리학과, 통합 생명·게놈과학과 연구팀은 콤부차의 효과가 콤부차 내 미생물이 만드는 독특한 대사 과정 때문이라고 30일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 유전학’ 3월 29일 자에 실렸다. 콤부차에 대한 다양한 효과가 알려지면서 인기를 끌고 있는데, 막연히 프로바이오틱 미생물 때문으로만 알려져 있을 뿐 명확히 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 콤부차 내에 있는 유익균을 실험 곤충인 ‘예쁜 꼬마선충’에게 섭취하도록 한 다음 신진대사에 미치는 영향을 분석했다. 그 결과, 콤부차에 포함된 효모와 박테리아가 예쁜 꼬마선충의 장에 서식하면서 단식 중에 발생하는 것과 유사한 대사 변화를 일으키는 것을 확인했다. 연구팀에 따르면 프로바이오틱 미생물은 지방 대사에 관여하는 유전자 발현을 변화시켜 지방을 분해하는 물질은 더 많이 만들어 내고, 중성지방 생성은 억제해 체내 지방 저장량을 감소시킨다. 이는 콤부차의 유익균들이 숙주의 몸에 충분한 영양분이 있을 때도 공복과 같은 상태를 유발한다는 것이다. 예쁜 꼬마선충에서 관찰된 이런 현상은 사람이 콤부차를 섭취했을 때 나타나는 건강상 이점과 일치한다는 것이다. 연구를 이끈 롭 도웬 교수는 “이번 연구에서 밝혀낸 콤부차에서 발견되는 프로바이오틱 미생물이 지방 축적을 억제하고 중성지방 수치를 낮추고 지질을 저장하는 소기관의 크기를 줄인다는 사실은 눈길을 끈다”라고 말했다. 도웬 교수는 “이번 연구 결과를 바탕으로 보완적 건강 관리 접근 차원에서 콤부차 섭취를 권장할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

전 세계에 단 7마리 밖에 없는 희귀종인 갈색 대왕판다(자이언트 판다)의 ‘비밀’이 밝혀졌다. 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)의 보도에 따르면 중국과학원 동물학연구소 연구진은 갈색 대왕판다의 유전자를 해독한 결과, 갈색 판다는 색소 침착과 관련된 유전자인 ‘Bace2’의 일부 염기서열이 빠져있다는 것을 확인했다. 연구진은 흰색과 검은색 털을 가진 보통 판다 29마리와 갈색 대왕판다 2마리의 유전자를 비교 분석했다. 여기에는 현재 시안에서 사육되고 있는 갈색 판다인 ‘치자이’와 치자이의 부모, 치자이가 낳은 새끼 판다 등의 유전자도 포함됐다. 또 약 4년 전 발견된 갈색 판다인 ‘단단’과 단단의 가족 유전자도 분석했다. 분석에 이용된 유전자 중 갈색 판다는 치자이와 단단 둘 뿐이다. 분석 결과 갈색 판다는 약 30만 년 전 쓰촨 대왕판다로부터 분리된 것으로 파악됐다. 부모로부터 돌연변이 유전자 사본을 물려받으면서 털 색깔이 달라졌다는 것이다. 다만 연구진은 유전잗 돌연변이의 원인은 찾아내지 못했다. 연구진은 “아마도 쓰촨성의 기후가 다른 친링상맥의 특정 환경과 연결되어 있기 때문인 것으로 추정된다”면서 “한때 근친교배가 유전적 돌연변이의 원인일 수 있다고 여겨졌지만, (갈색 판다는) 근친교배보다는 자연적인 변이의 결과일 가능성이 더 크다”고 설명했다.이 밖에도 갈색 판다의 털에서는 멜라닌 세포에서 생성되는 색소 과립인 멜라노솜의 크기가 일반 판다에 비해 더 작고 개수도 적은 것으로 확인됐다. 치자이와 단단의 털과 일반 판다의 털을 비교 분석한 결과, 갈색 판다의 멜라노솜은 보통 판다보다 평균 55% 작고, 멜라노솜의 개수는 22% 적은 것으로 나타났다. 연구를 이끈 중국과학원 동물학연구소의 웨이푸웬 박사는 “유전자나 염기서열이 누락될 경우 털 색깔이 바뀔 수 있다는 사실을 확인했다. 이는 유전학적 관점에서 완전히 새로운 발견”이라고 밝혔다.앞서 미국 캘리포니아대학 연구진은 2017년 발표한 논문에서 판다의 털 색깔이 흰색과 검은색으로 이뤄진 이유에 대해 “판다의 얼굴 대부분과 목, 배와 엉덩이가 흰색을 띠는 것은 포식자를 피해 새하얀 눈에 파묻혀 몸을 숨기기 위한 것”이라면서 “반면 팔과 다리의 털이 검은색인 것은 열대우림처럼 곳곳이 어둡거나 그늘이 드리워진 장소에서 위장하기 편하도록 진화한 결과”라고 설명한 바 있다. 이어 “판다가 주로 먹는 대나무는 체내 저장이 잘 되지 않고 칼로리도 낮다. 때문에 동면을 취하는 다른 동물들과 달리 판다는 4계절 내내 끊임없이 먹이를 찾아 움직여야 했다. 이것이 판다가 눈(雪)에 숨기 위해 흰색을, 그늘이나 나무에 숨기 위해 검은색 털을 모두 가지게 된 이유”라고 덧붙였다. 갈색 판다, 전 세계 단 7마리…푸바오보다 높은 인기 자랑 갈색 판다의 비밀을 밝힌 연구 결과는 국제 학술지 ‘미국립과학원회보’(PNAS) 최신호(5일)에 실렸다. 갈색 판다가 처음 세상에 공개된 것은 1985년이다. 지금까지 발견된 갈색 판다는 단 7마리 뿐이며, 모두 중국 산시성(省) 친링산맥에 서식한다. 이중 유일하게 사육 중인 치자이는 14살 수컷 대왕판다로, 갈색과 흰색이 섞인 털을 가졌다. 야생에서 처음 발견된 뒤 시안에 있는 루관타이 야생동물보호센터에서 보살핌을 받고 있다. 치자이는 중국인 사이에서 ‘황제’로 불릴 만큼 높은 인기를 자랑한다. 치자이에게는 새끼들이 있지만, 새끼들은 모두 흰색과 검은색 털을 가진 보통 판다다.

인간 행동이 유전자의 영향을 받는지, 환경에 더 좌우되는지는 철학, 심리학, 생물학 등 다양한 분야에서 중요한 연구 주제였습니다. 공부를 잘하는 데 지능지수처럼 유전적 영향이 큰지, 노력과 환경의 영향을 더 많이 받는지에 대한 논쟁과 결을 같이합니다. 유전 결정론은 인간 행동이 유전자와 유전적 요소에 의해 결정된다는 관점입니다. DNA에 내장된 정보가 성격, 지능, 성향, 질병에 대한 취약성까지 결정한다는 것이지요. 반면 환경 결정론은 한 개인이 자라면서 겪는 사회적, 문화적, 경제적 요건이 인간 행동에 더 큰 영향을 미친다는 것입니다. 과거와 달리 요즘은 행동을 유발하는 데 유전적 요인과 환경적 영향이 복잡하게 상호작용한다는 연구 결과들이 속속 발표되고 있습니다. 최근에는 뇌에서 행동을 조절하는 유전자 또한 상황에 따라 반응하는 조절 네트워크 내에서 작동한다는 사실이 밝혀지기도 했습니다. 미국 일리노이대 어바나샴페인 캠퍼스의 게놈 생물학 연구소, 곤충학과, 작물과학과, 럿거스대 사회학과 공동 연구팀도 인간 행동의 원인을 좀더 정확히 알기 위해서는 환경적 영향 분석을 유전자 연구에 통합하는 방법 개발이 필요하다는 진단을 내놨습니다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 2월 28일자에 실렸습니다. 게놈 분석 기술의 발전은 행동은 물론 유전자 발현까지도 유전과 환경 모두에서 영향을 받는다는 점을 잘 보여 주고 있습니다. 사실 무수히 많은 형질이 어떤 유전자와 관련돼 있는지 실험적으로 규명하는 것은 쉽지 않습니다. 그나마 최근에는 전장 유전체 연관분석(GWAS) 기술 덕분에 생물체 형질과 관련 있는 유전자 위치를 유전체 전반에 걸쳐 확인하고 탐지할 수 있습니다. 그렇지만 환경 변수를 통제하기가 어려운 인간은 GWAS만으로 유전과 환경의 상호 관계를 쉽게 밝혀 낼 수 없습니다. 이에 연구팀은 초파리의 공격성에 관한 연구를 통해 유전자·환경 상호작용의 복잡한 본질을 폭넓게 이해하기 위해 환경 데이터를 통합한 확장 GWAS 구축이 필요하다고 제안했습니다. 또 동물 연구에서 얻은 통찰력을 인간 연구에 더 적극적으로 적용해야 한다고도 지적했습니다. 동물 실험은 유전자와 환경이 어떤 방식으로 뇌 유전자 조절 네트워크를 구축하고 그에 따른 행동을 유발하는지 보여 줄 수 있다는 말입니다. 인간 행동과 관련한 유전자·환경 상호작용의 복잡성과 그 이면을 이해하기 위해서는 자연과학자인 생물학자와 인문·사회과학의 다학제 간 협력이 중요하다고 연구팀은 밝혔습니다. 행동에 대한 유전적 영향과 환경적 영향을 연결하는 분자 메커니즘을 밝혀 내기 위해서는 뇌 오가노이드(인공 장기)와 새로운 형태의 뇌 영상 기술도 필요하다고 강조했습니다. 진 로빈슨 일리노이대 어바나샴페인 교수(곤충 사회행동학)는 “행동의 원인 연구는 건강과 질병에 있어 유전과 환경의 관계를 더 잘 이해하는 데 도움이 된다”며 “우생학이나 인종 차별 같은 유전학의 결정론적 사고와 관련된 위험도 줄일 수 있는 만큼 좀더 정밀한 연구법이 필요하다”고 말했습니다.

치매는 건강하고 행복한 노년을 방해하는 대표적인 질환이다. 그중 알츠하이머는 치매의 50~70%를 차지하는 원인이다. 대기 오염에 많이 노출될 경우도 알츠하이머가 발생할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 에모리대 연구팀은 교통 관련 대기 오염에 많이 노출된 사람들이 알츠하이머와 관련된 아밀로이드 베타 단백질 응집체가 발생할 가능성이 크다고 밝혔다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘신경학’ 2월 22일 자에 실렸다. 연구팀은 치매 연구를 위해 사망 후 뇌를 기증하기로 동의한 224명의 뇌 조직을 분석했다. 연구팀은 연구 대상자들의 사망 당시 집 주소를 기준으로 교통 관련 대기 오염 노출 정도를 조사했다. 연구팀은 도시 지역 대기 오염 주원인 중 하나인 초미세먼지(PM2.5) 농도에 주목했다. PM2.5는 공기 중에 떠다니는 지름 2.5㎛(마이크로미터) 미만의 오염물질 입자다. 연구 대상자들의 사망 시 평균 나이는 76세로 사망 전 1년 동안 평균 노출 수준은 1.32㎛/㎥이었고 사망 전 3년 평균은 1.35㎛/㎥였다. 연구팀은 대기 오염 정도와 아밀로이드 베타와 타우 단백질 응집을 비교했다. 그 결과, 사망 1년 전과 3년 전 대기 오염에 더 많이 노출된 사람들의 뇌에서 아밀로이드 베타와 타우 단백질 응집이 더 많이 발견됐다. 연구팀에 따르면 사망 전 1년 동안 PM2.5 노출이 1㎛/㎥ 많아질수록 단백질 응집이 2배 늘어났고, 사망 전 3년 동안 더 많이 노출된 사람은 단백질 응집 수치가 87% 더 높았다. 연구팀은 알츠하이머 유발 유전자 변이인 APOE e4가 없는 사람도 대기 오염에 노출되면 알츠하이머 치매 단백질이 늘어나는 것을 확인했다. 연구를 이끈 안케 휴엘스 에모리대 교수(역학·환경보건학)는 “이번 연구 결과는 교통 관련 대기 오염으로 발생하는 미세 입자 물질이 뇌 아밀로이드 베타 단백질 응집을 촉진한다는 것을 보여준다”고 말했다. 휴엘스 교수는 “대기 오염 같은 환경적 요인이 유전학적으로 설명할 수 없는 사람에게도 알츠하이머를 유발하는 요인이 될 수 있다”라고 덧붙였다.

과거에는 집에서 키우는 개나 고양이를 애완동물로 불렀지만, 이제는 함께 사는 가족과 같다고 해서 반려동물로 부른다. 이렇듯 동물을 가족처럼 사랑하는 태도는 최근에 생긴 것일까. 기원전이었던 고대 로마 시대에도 동물을 가족처럼 지극히 사랑했다는 증거가 발견됐다. 스위스 베른대 법의학연구소 자연 인류학과, 기후변화 연구센터, 화학·생화학·약학과, 이탈리아 미라 연구소, 밀라노대 선사시대 연구실, 피렌체대 생물학과 공동 연구팀은 고대 로마 시대에 현재 북부 이탈리아 지역에서는 사람이 죽으면 개와 말, 돼지 등과 함께 매장한 것을 확인했다고 15일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 2월 15일 자에 실렸다. 연구팀은 기원전 3세기부터 1세기까지 로마 시대 유적지인 이탈리아 베로나 세미나리오 베스코빌레에서 발굴된 161명의 유골 중에서 동물들의 유해가 함께 묻혀 있는 것을 발견했다. 돼지, 닭, 소처럼 사람들이 먹던 동물의 유골이 있었는데 이는 죽은 자에게 바치는 음식일 가능성이 있다고 판단했다. 그렇지만 일부 유골에서는 개나 말처럼 먹지 않는 동물의 유해가 함께 묻혀있었다. 연구팀은 이런 동물 매장을 설명할 수 있는 패턴을 찾기 위해 매장된 사람과 동물의 인구 통계학적 분석, 식단, 유전학, 매장 조건을 분석했다. 그렇지만 개와 묻힌 아기, 말의 일부분과 묻힌 젊은 남성, 작은 개와 매장된 중년 남성, 여러 마리로 보이는 말의 다른 부분들과 묻힌 중년 여성 같은 식으로 눈에 띄는 상관관계나 일관성을 발견하지 못했다. 이 때문에 연구팀은 특정 가구 집단의 관행이나 가족처럼 아꼈던 동물들과 함께 묻히려 했던 것으로 추정했다. 연구팀에 따르면 이 무덤들 사이에 패턴이 없다는 것은 인간과 동물의 공동 매장에 대한 다양한 해석이 가능하다는 것을 보여준다는 설명이다. 연구를 이끈 스위스 베른대 법의학연구소 마르코 밀레라 박사는 “남아있는 기록이 없어 사람과 함께 동물을 매장한 이유는 여전히 미스터리”라면서도 “고대 문화에서 개나 말 등 동물들은 종교적 상징성을 갖고 있지만, 동시에 특정 개인이 반려동물과 함께 묻히고 싶었기 때문이라는 개인적 선호 성향도 무시할 수 없다”고 말했다. 밀레라 박사는 “인간과 동물의 공동 매장 관행은 다양한 개인적 특성과 사회적 관습의 상호작용으로 결정됐을 수 있다”라고 덧붙였다.

“오! 커피는 얼마나 맛 좋은가/천 번의 키스보다 달콤하고/무스카텐 술보다 부드러워/나는 커피를 마실 거야/누구든 나를 원한다면/아, 제게 커피를 주세요.” 음악의 아버지 요한 제바스티안 바흐가 작곡한 ‘커피 칸타타’는 바흐의 다른 작품처럼 장중하기보다는 통통 튀는 경쾌함을 느끼게 합니다. 커피가 서양으로 전해지면서 바흐를 비롯한 당대의 명사들은 커피 찬양에 침이 마를 정도로 열광했습니다. 전 세계에서 물만큼이나 많이 소비되는 음료가 커피라는 이야기가 있을 정도로 이제는 일부만 즐기는 기호식품을 넘어 일상적으로 소비하는 식품이 됐습니다. 커피 소비가 증가하면서 커피의 맛과 향을 따지는 사람도 늘고 있습니다. 커피 맛은 여러 요소가 좌우하겠지만 가장 기본이 되는 것은 커피 원두일 것입니다. 기후변화가 커피 원두의 질에도 영향을 미칠 것이라는 예측이 나와 커피 애호가들을 안타깝게 하고 있습니다. 이런 상황에서 이탈리아, 미국, 프랑스 국제 공동 연구팀은 전 세계 커피 생산량의 약 60%를 차지하는 아라비카 커피의 유전체를 완전히 분석하는 데 성공했습니다. 이번 연구에는 이탈리아 생명과학 연구기업 응용유전체학연구소(IGA)와 이탈리아 대표 커피 기업 라바차그룹, 우디네대, 베로나대, 미국 비영리 농업 연구기관 세계커피연구(WCR), 프랑스 몽펠리에대 과학자들이 참여했습니다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 1월 24일 자에 실렸습니다. 커피 종(種)은 약 60가지에 이르지만 상업용으로 주로 재배되는 것은 로부스타 커피의 ‘코페아 카네포라’와 아라비카 커피의 ‘코페아 아라비카’ 2종입니다. 아라비카 커피는 로부스타 커피의 친척뻘인 ‘코페아 유게니오데스’의 교잡으로 만들어진 것으로 알려졌습니다. 이 교배가 아라비카 커피의 독특한 향과 맛을 만들어 내기도 했지만 유전체의 복잡성을 불렀지요. 많은 연구자가 아라비카 커피의 유전체를 일부분 분석했지만 유전적 다양성을 만들어 내는 메커니즘은 명확히 밝혀내지 못했습니다. 그래서 아라비카 커피의 유전체 분석은 육종학과 유전학 연구에서 오랜 숙제로 남았습니다. 연구팀은 최신 시퀀싱 기술로 아라비카 커피의 지금까지 알려지지 않았던 영역을 포함해 그동안 조금씩 알려진 유전체 일부분을 조합, 완전한 유전체 조립(게놈 어셈블리)을 하는 데 성공했습니다. 동시에 커피의 여러 종에서 수집한 174개 표본의 유전체를 분석한 결과 일부 아라비카 커피 품종은 로부스타·아라비카 잡종에 의해 특정 유전체 영역에서 다양성이 증가한 것을 확인했습니다. 그렇지만 아라비카 커피의 유전적 다양성이 생각만큼 복잡하지 않다는 사실도 발견했습니다. 미켈레 모간테 이탈리아 우디네대 교수(식물 유전체학)는 “이번 연구를 통해 아라비카 커피의 독특한 풍미의 비밀을 풀어냈다”며 “동시에 질병 저항성을 갖고 다양한 풍미를 지닌 새로운 커피 품종을 개발하는 데도 도움이 될 것으로 기대한다”고 말했습니다. 이번 연구로 미뤄 볼 때 기후변화 때문에 커피의 향과 맛이 떨어질 것이라는 걱정은 하지 않아도 될 것 같습니다.