자원미생물 분야의 가치가 전 세계적으로 조명되고 있는 가운데, 국내 유산균 연구개발사가 자원미생물분야 상용화에 도전한다. ㈜큐옴바이오(대표 김완재)는 지난달 21일 한국의과학연구원(원장 이상희) 미생물자원화센터와 업무협약을 맺고 자원미생물분야 협업 및 공동연구에 나선다고 발표했다. 이에 따라 한국의과학연구원 미생물자원화센터는 큐옴바이오에 기업 맞춤형 자원미생물을 제공하고 제품 개발을 지원하게 된다. 큐옴바이오는 마이크로바이옴 및 고농도 유산균 사균체 전문기업으로 면역 질환의 원인을 장내 세균과 면역의 불균형에서 찾고 이에 대한 지속적인 연구 개발을 통해 현대인의 건강관리 및 삶의 질 개선에 영향을 주는 제품을 선보이고 있다. 특히 장내 미생물과 면역 균형에 효과적인 고농도 조 단위 유산균 사균체를 4종 이상 보유한 것으로 알려져 있다. 한국의과학연구원 미생물자원화센터는 전문 미생물연구소로, 마이크로바이옴 기술을 자원미생물 개발 및 성능평가에 접목해 연구하고 있다. 국내 최대 장내미생물분석 수행 실적을 갖추고 있으며 특허미생물 자원은행을 운영한다. 큐옴바이오 측은 이번 협약을 통해 신제품 개발에 큰 추진력을 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 면역조절 제품 개발 시 마이크로바이옴 분야를 도입하면 보다 과학적이고 정량적인 연구 및 개발이 가능해진다. 큐옴바이오 김완재 대표는 “하이테크 프로바이오틱스 시장 선점을 목표로 올 하반기까지 관련 연구 및 제품 개발을 완료하고자 한다”면서 “고농도 유산균 사균체를 활용해 새로운 차원의 건강기능식품, 다이어트 제품, 항암 관련 면역조절제품, 화장품 등을 선보일 것”이라고 말했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

면역력은 우리 몸이 감염이나 질병으로부터 대항해 병원균을 죽이거나 무력화하는 능력을 말한다. 면역력이 떨어지기 쉬운 계절은 환절기로 급격한 기온차로 인해 우리 몸의 면역기능이 약해지기 쉽다. 이럴 경우 질병에 걸리기 쉽기 때문에 평소 철저한 위생관리가 필수이며 물을 자주 마시고 가벼운 운동을 하는 것이 도움이 된다. 추가적으로 면역력에 좋은 음식을 섭취하는 것도 면역력 활성화에 도움을 준다. 우리나라 대표 건강식인 홍삼 또한 면역력 활성화에 도움을 주는 음식으로 알려져 있다. 식품의약품안전처는 홍삼에 대한 6가지 기능성을 인정했는데 그 중 ‘면역력에 도움을 줄 수 있음’이라는 기능성이 있기 때문에 요즘 같은 시기에 섭취하면 많은 도움을 받을 수 있다. 하지만 홍삼은 쉽게 흡수를 할 수 있는 식품이 아니다. 2010년 식품의약품안전처의 보도자료에 따르면 한국인 4명 중 1명은 장내 미생물의 부재나 비활성화로 인해 인삼사포닌을 컴파운드케이로 전환 시킬 수 없어 홍삼의 유효성분을 흡수하지 못하고 그 효능을 느낄 수 없다고 발표했다. 홍삼의 유효성분은 인삼사포닌으로 인삼사포닌은 장내 미생물을 통해 변환이 되어 흡수가 되는데 흡수가 되는 마지막 단계에 있는 물질이 바로 ‘컴파운드케이’이다. 최근 이 컴파운드케이와 발효홍삼이 함유된 건강기능식품이 면역기능 활성화에 도움을 주는 식품으로 인기를 끌고 있다. 특히 컴파운드케이 함량 15㎎ 이상인 고함량 컴파운드케이 제품이 높은 인기를 끌고 있는데 흡수율이 높은 컴파운드케이를 다량 섭취함으로써 면역기능과 피로회복, 혈액순환, 항산화, 기억력 개선에 도움을 받을 수 있기 때문이다. 스터드칸 플러스 공식 판매원인 ㈜엘앤씨커머스 관계자는 “기존 컴파운드케이 제품군에서 함량 대비 가격이 가장 저렴하며 고함량 컴파운드케이 제품을 찾으시는 고객님들의 반응이 뜨겁다”라며 “컴파운드케이와 발효홍삼을 사용했기 때문에 남녀노소 누구나 흡수가 가능한 제품이며 2세트 구입 시 추가 할인이 적용이 되며 최대 40% 할인율이 적용되어 좀 더 합리적인 가격에 구입이 가능한 이벤트를 진행 중이다”라고 말했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

체내 미생물 수십조 개 대·소장 분포 소화·정신질환 영향… 질병 치료 이용 인류 위치에 따라 미생물 구성 달라 생존·적응 차원… 발효 식품으로 공유 많은 사람들이 ‘장내 미생물’이라고 하면 여전히 ‘유산균 음료’를 떠올리는 경우가 많다. 그렇지만 생물학과 의학 분야에서 장내 미생물은 비만은 물론 대장암을 포함한 여러 암, 치매나 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환에도 영향을 미치는 요인으로 각광받으면서 그야말로 ‘장내 미생물 연구’가 봇물처럼 쏟아져 나오고 있다.실제로 장내 미생물은 인체 마이크로바이옴(microbiome) 중에서 가장 주목받고 있는 분야다. 마이크로바이옴은 미생물총(叢)을 의미하는 ‘마이크로바이오타’와 유전체를 의미하는 ‘게놈’이 합쳐져 만들어진 합성어다. 인간과 동식물, 토양, 바다, 호수, 대기 등 모든 생태환경에서 서식하거나 공존하는 미생물과 유전정보 전체를 포함하는 개념으로 ‘제2의 게놈’이라고 불리기도 한다. 마이크로바이옴 연구는 유전자 증폭, 염기서열 분석 같은 생명공학 기술 발전으로 촉발됐다. 기존에는 개별 미생물 분석 연구가 주를 이루었다면 이제는 인체, 동식물, 환경과 미생물 간 상호작용을 파악하는 마이크로바이옴학 연구가 활발해지고 있다. 마이크로바이옴에 대한 관심이 본격화된 것은 2006년 미국 워싱턴대 제프리 고든 교수가 비만 쥐의 분변과 마른 쥐의 분변을 무균 쥐에게 각각 주입한 결과 비만 쥐의 분변을 주입받은 생쥐가 쉽게 비만해진다는 사실을 ‘네이처’에 발표하면서다.사람의 몸에 있는 미생물 수는 인간 세포 수보다 비슷하거나 약간 많은 39조개로 대부분 대장이나 소장 등 소화기관에 집중돼 있다. 이들 장내 미생물을 모두 모아 놓더라도 체중의 1~3%에 불과하다. 그렇지만 사람이 분해할 수 없는 영양소를 분해해 소화할 수 있도록 도와주는 기본적인 역할 이외에도 면역계 질환, 퇴행성 뇌질환, 우울증, 양극성장애 등 정신질환을 유발하는 신경정신질환에도 영향을 미친다는 연구 결과들이 최근 속속 공개되면서 장내 미생물과 건강에 대한 연구가 가속화되고 있다. 과학계에서는 장내 미생물의 기능을 파악하는 것을 넘어 장내 미생물을 이용해 질병을 치료하고 건강을 유지하는 방법에 대한 연구를 진행하고 있다. 장내 미생물을 활용해 인류의 진화 과정을 파악하는 등 연구의 폭은 점점 확장되고 있다. 미국 노스캐롤라이나주립대 응용생태학과, 노스웨스턴대 인류학과, 노트르담대 생명과학과, 독일 막스플랑크 진화인류학연구소 공동연구팀은 아프리카에서 시작된 인류가 세계 곳곳으로 퍼져 나가 적응할 수 있었던 것은 장내 미생물 덕분이라는 연구 결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘생태와 진화의 최전선’(Frontiers in Ecology and Evolution) 19일자에 발표했다. 연구팀은 인간과 원숭이(유인원), 고릴라, 오랑우탄, 침팬지 같은 비인간 영장류의 장내 미생물을 비교했다. 그 결과 유인원이나 비인간 영장류와 달리 인간은 지리적 위치와 생활양식에 따라 장내 미생물 구성과 기능에 상당한 차이를 보인다는 점을 확인했다. 로버트 던 노스캐롤라이나주립대 석학교수(생태·진화학)는 “인류 조상들이 전 세계로 퍼져 나가면서 생존을 위해서는 이전에 살던 곳과 다른 음식물을 소화시킬 수 있어야 하고 새로운 질병도 견딜 수 있는 면역력을 갖춰야 했다”면서 “생존과 적응을 위해 장내 미생물의 종류와 분포, 숫자를 변화시켰을 것”이라고 말했다. 던 교수는 “발효음식과 맥주, 와인 같은 발효음료들이 변화된 장내 미생물을 집단 공유하는 수단이 됐을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

나이가 든다는 것은 신체 및 인지적 기능 저하, 체내 염증 증가와 밀접한 관계를 갖고 있다. 최근 연구에 따르면 이같은 노화증상은 장내미생물과도 연관성이 높은 것으로 알려져 있다. 과학자들이 과일과 채소, 생선을 중심으로 한 지중해식 식단이 유익한 장내미생물을 늘려 건강한 노화를 맞게 해준다는 연구결과를 내놔 주목받고 있다. 아일랜드 코크대 미생물학부 연구팀이 중심이 돼 아일랜드, 이탈리아, 영국, 네덜란드, 프랑스, 폴란드, 핀란드, 러시아 8개국 20개 연구기관으로 구성된 국제공동연구팀은 지중해식 식사를 1년 이상 하게 되면 유익한 장내 미생물의 종류와 숫자가 늘어나고 체내 염증지수가 줄어들어 건강하게 나이들 수 있다는 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘거트’ 18일자에 발표했다. 스페인, 이탈리아 남부 등 지중해 연안 주민들이 즐겨먹는 식사인 지중해식 식단은 육류를 최대한 배제하고 신선한 채소, 과일, 견과류와 올리브유 같은 식물성 지방, 생선 등으로 꾸며져 심혈관질환을 예방해 주는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 폴란드, 네덜란드, 영국, 프랑스, 이탈리아 5개국 65~79세 남녀 노인 612명을 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 지중해식 식단을 1년 동안 제공하고 다른 집단은 평소와 같은 식사를 하도록 했다. 수시로 신체검사와 인지검사를 실시하는 한편 장내미생물의 종류와 분포를 조사했다. 분석 결과 지중해식 식사를 1년 동안 해온 집단은 일반 식사를 한 그룹에 비해 걷기 속도, 손아귀 힘 등 체력과 기억력을 포함한 인지기능에서 높은 점수를 받았다. 일부는 이전보다 체력이나 인지기능이 더 개선된 것으로 나타났다. 또 대장암과 지방간, 당뇨를 유발시키는 것으로 알려진 유해 장내미생물은 줄어들고 유익한 장내미생물이 증가했으며 체내 염증지수는 떨어진 것으로 확인됐다. 폴 오툴 교수는 “나라마다 장내 미생물 구성에 약간의 차이가 있었지만 1년 뒤 지중해식 식사에 대한 반응은 국적에 관계없이 공통적으로 나타났다”라며 “이번 연구는 건강한 장내미생물을 형성하게 해주는 식단이 전체적인 건강에도 도움을 줄 수 있다는 것을 보여주고 있다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

현대인들은 서서 움직이는 시간보다는 의자에 앉아 있는 시간이 길고 불규칙한 식습관까지 더해져 변비나 설사, 과민성대장증후군 같은 소화기 질환에 고생하는 경우가 많습니다. 이 때문에 장 건강에 도움을 준다는 ‘프로바이오틱스’(probiotics)를 규칙적으로 복용하는 사람들도 흔히 볼 수 있습니다. 물론 프로바이오틱스를 복용하고 오히려 설사나 변비가 생겼다거나 장에 가스가 차는 것 같다는 부작용을 호소하는 이들도 있지만 꾸준히 먹는 이들도 있는 것을 보면 효과가 아주 없는 것은 아닌 모양입니다. 최근 들어 장내 미생물이 장 건강 이외에 아토피 피부염이나 건망증을 줄이는 데도 도움이 된다는 연구 결과들까지 나오면서 장 건강에 대한 관심은 더 높아지고 있습니다. 이런 상황에서 미국과 이스라엘 과학자들이 ‘프리바이오틱스’(prebiotics)가 암 치료에도 도움을 줄 수 있다는 동물실험 결과를 내놔 주목받고 있습니다. 미국 샌퍼드버넘프레비스(SBP) 의학연구소, 네브래스카 링컨대 식품공학과, 캘리포니아 어바인대(UC어바인) 분자생물학과, 이스라엘 테크니온공과대 통합암연구센터 공동연구팀은 프리바이오틱스가 면역계를 강화시켜 암세포의 성장을 늦추는 등 암 퇴치 능력을 높여 준다는 실험 결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 2월 11일자에 발표했습니다. 프리바이오틱스는 장 속 유해균을 억제함으로써 프로바이오틱스의 생장과 활성을 유도하는 성분입니다. 프리바이오틱스는 미생물인 프로바이오틱스를 잘 자라도록 하는 장내 환경을 개선해 주는 요소이자 프로바이오틱스의 먹을거리라고 생각하면 됩니다. 연구팀은 생후 6~8주 된 수컷 생쥐들에게 피부암인 흑색종과 결장암 세포를 이식해 암을 발생시켰습니다. 연구팀은 암을 이식받은 생쥐들을 두 집단으로 나눠 한 그룹에는 2주 동안 물과 음식에 프리바이오틱스인 뮤신과 이눌린을 섞어 제공하고 나머지 집단에는 일반 식단만을 제공하면서 암세포의 크기 변화와 성장 속도를 관찰했습니다.그 결과 프리바이오틱스를 섭취한 생쥐들은 그렇지 않은 생쥐들보다 암 세포의 성장 속도가 느려질 뿐만 아니라 크기도 작아진 것이 관찰됐다고 합니다. 또 프리바이오틱스를 섭취한 생쥐들의 면역 시스템도 이전보다 강화됐다고 연구팀은 밝혔습니다. 활성화된 면역계가 암 조직을 공격한 것으로 연구팀은 보고 있습니다. 이런 연구 결과를 소개하면 간혹 어떤 제품이나 음식을 먹어야 하느냐고 문의하시는 분들이 있습니다. 마치 대단한 효과가 있는 약이나 식품이 있는데도 알려 주지 않는 것이라고 생각하는 모양입니다. 생물학이나 의학 분야 기초 연구들은 특정 물질이나 현상에 대해 더 잘 이해하기 위한 동물실험을 합니다. 그렇기 때문에 해당 연구 결과를 사람에게 바로 적용하는 경우는 거의 없습니다. 이번 연구 역시 프리바이오틱스가 암세포 성장에 어떤 영향을 미치는지에 대한 이해를 높이기 위한 것이라고 연구진은 분명히 밝히고 있습니다. 사람은 종양의 특성뿐만 아니라 유전적 배경이나 생활환경도 동물과 다릅니다. 뻔한 이야기이지만 암을 비롯해 각종 질병을 이겨낼 수 있는 면역력을 키우기 위한 과학자들의 조언은 부모가 아이들에게 하는 말과 크게 다르지 않습니다. 육류보다는 과일과 채소를 중심으로 음식을 골고루 먹고 열심히 운동하는 것이 건강유지와 면역력 강화를 위한 최선의 방법입니다. edmondy@seoul.co.kr

많은 현대인들은 앉아서 생활하는 시간이 많아지고 불규칙한 식습관과 각종 스트레스로 인해 장건강을 위협받고 있다. 이 때문에 장내 유산균 증식과 유해균을 억제하는 등 장건강에 도움을 장건강에 도움을 준다는 프로바이오틱스를 복용하는 이들이 늘고 있다. 생물학자들이 프로바이오틱스가 장 건강에 도움을 줄 뿐만 아니라 항생제 내성을 일으키는 박테리아와의 전쟁에서 최종병기가 될 수 있다는 것을 밝혀내 주목받고 있다. 영국 버밍엄대 미생물학·감염학 연구소, 버밍엄의대, 호주 시드니대 감염병·미생물학센터, 웨스트미드 의학연구소 공동연구팀은 프로바이오틱스 음료가 항생제 내성 박테리아에 대항하는데 도움을 줄 수 있을 것이라고 18일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 15일자에 실렸다. 연구팀은 대장균, 살모넬라균, 폐렴간균 등 사람의 장 속에서 흔히 발견되는 박테리아에 대응하기 위한 방법을 찾고 있던 중 ‘플라시미드’에 주목했다. 플라시미드는 세균의 세포 내에 복제돼 독자적으로 증식할 수 있는 염색체 이외의 DNA 분자를 말한다. 세균의 생존에는 필수적이지는 않으며 다른 종의 세포 내로 전달될 수 있다는 특징을 갖고 있다. 플라시미드는 항생제 내성 유전자를 세균들에 확산시키는 역할을 한다. 연구팀은 항생제 내성 플라시미드가 복제되는 것을 차단하면 항생제 내성 문제를 간단히 해결할 수 있을 것으로 봤다. 강력한 항생제를 사용해서도 막기 어려운 세균 감염을 일반적인 항생제로도 치료할 수 있다는 말이다. 연구팀은 쉽게 구할 수 있는 유산균음료 같은 형태의 프로바이오틱스 ‘피큐어 플라스미드’(pCURE plasmids)를 만들었다. 이 플라스미드는 항생제 내성 플라스미드가 복제되는 것을 차단하고 항생제 내성균을 없앰으로써 항생제 내성을 치료하는 것이다. 또 피큐어 플라스미드는 항생제 내성 플라스미드가 분해되면서 발생시키는 유독물질이 정상 세포를 공격하는 것을 막는 역할도 하는 것이다. 연구팀은 생쥐를 이용한 실험에서 피큐어 플라스미드가 항생제 내성균을 효과적으로 제거한다는 사실을 확인했다. 연구팀은 추가 동물실험을 통해 안정성을 확인한 다음 사람을 대상으로 한 임상시험을 진행할 계획이다. 크리스토퍼 토머스 영국 버밍엄대 교수(분자유전학)는 “항생제 내성을 극복하기 위해서 가장 좋은 방법은 항생제 사용을 줄이는 것이겠지만 이미 발생한 항생제 내성에 대한 대응 방법도 찾아야 할 필요가 있다”며 “프로바이오틱스가 항생제 내성을 일으키는 박테리아의 유전자에 영향을 미칠 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 캘리포니아 샌디에이고대(UCSD), 프랑스 몽펠리에 진화과학연구소, 뉴질랜드 오클랜드대, 캐나다 브리티시 컬럼비아대, 덴마크 국립자연사박물관 등 5개국 18개 연구기관 연구자로 구성된 공동연구팀은 박쥐가 포유류 중에서 유일하게 조류인 새처럼 날 수 있게 된 것은 장내 미생물의 영향이 크다는 연구 결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘엠바이오’(mBio) 7일자에 발표했다. 연구팀은 박쥐와 새를 포함한 척추동물 900여종의 배설물을 수집해 장내 미생물의 분포와 구성, 유전자 염기서열을 분석했다. 그 결과 박쥐는 포유류보다는 조류의 장내미생물 구성과 분포에 더 가깝다는 사실을 발견했다. 날기 위해 장내 미생물의 분포를 새와 비슷한 형태로 진화시켜 몸을 좀더 가볍게 만들었다는 설명이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사회경제적 빈곤이 생물학적 빈곤의 원인 공중보건, 사회적 불균형 해결 차원에서도 빈곤해결 필요 ‘가난은 나랏님도 구제 못한다’는 옛 말이 있다. 과거를 현재와 같은 잣대로 해석할 수는 없겠지만 옛 말에만 의지해 빈곤을 개인의 탓으로 돌리며 국가와 사회의 역할을 방기한다면 심각한 사회적 갈등을 불러올 수 있다. 재산 소유 상위집단과 중산층과 하위계층의 격차가 커지면 커질 수록 사회는 불안정해지기 마련이다. 이 때문에 많은 국가들은 빈곤층도 최소한의 삶을 영위할 수 있는 방안을 찾고 있다. 그런데 인문사회학자와 도시학자, 생물학자들이 함께 빈곤이 사회적 불안전성과 갈등 뿐만 아니라 개개인의 건강과 공중 보건에도 악영향을 미칠 수 있다는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 미국 오레곤대 내에 있는 생물학및환경센터, 클라크오너스 교양대학, 인간생리학과, 경영대학원, 저널리즘·커뮤니케이션스쿨, 조경건축학과, 교육대 상담심리학및복지학과, 생태·진화연구소 공동연구팀은 빈곤층의 장내미생물은 숫자와 종류가 턱없이 적고 유익한 장내미생물도 많지 않다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구결과는 미국공공도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 27일자에 실렸다. 일반적으로 빈곤층은 건강하고 균형잡힌 식단과 깨끗한 환경를 제공받지 못하고 다양한 사회경제적 차원의 스트레스 때문에 수많은 질병에 노출돼 있다고 알려져 있다. 그런데 연구팀은 빈곤이 유익한 장내미생물에 대한 접근을 차단함으로써 빈곤층이 쉽게 질병에 노출되는 것이라는 결론을 내린 것이다. 장내미생물은 보통 장에서 소화를 돕는 정도로만 알려져 있었다. 그런데 최근 다양한 연구를 통해 장내미생물은 비만, 당뇨, 고혈압과 같은 대사질환은 물론 알츠하이머 치매, 파킨슨병과 같은 다발성 신경질환, 각종 정신질환, 체내 염증으로 인한 각종 자가면역질환, 심지어는 암에 이르기까지 다양한 질환에 영향을 미치는 것으로 확인됐다. 연구팀은 다양한 실험을 통해 중산층 이상과 빈곤층의 장내미생물 종류와 숫자를 비교해본 결과 빈곤층의 장내미생물 균총의 종류와 숫자가 눈에 띄게 차이를 보일 뿐만 아니라 유익한 장내미생물은 많지 않은 것으로 나타났다고 밝혔다. 이런 유익한 장내미생물의 부족 때문에 비만과 관련한 대사질환, 우울증과 알콜중독, 조현병과 같은 정신질환에 취약하게 된다고 연구팀은 설명했다. 사회경제적 불균형이 건강의 불균형과 격차를 더 크게 만들 수 있다는 것을 의미하는 것이다.연구팀은 이 같은 문제를 해결하기 위해 몇 가지 해결 방안을 제시했다. 예를 들어 저소득층의 산전, 산후관리를 통해 산모들부터 유익한 장내미생물을 확보하도록 하고 이것이 영유아들에게 이어질 수 있도록 하는 한편 학교 급식에서 균형잡힌 식단을 제공하고 학내에 정크푸드를 없애는 것이 필요하다는 것이다. 또 빈곤층이 밀집해 있는 지역에 정기적인 방역과 충분한 녹지지대 확보로 깨끗한 공기와 보건환경을 제공하는 것도 중요하다고 연구팀은 덧붙였다. 수잔 이스햅 오레곤대 생물학및환경센터 연구원이자 메인대 교수(동물학·수의과학)는 “미생물은 사람의 건강에 매우 중요한 역할을 하고 있다는 것은 잘 알려져 있었는데 이번 연구는 그 미생물이 사회적 균형에도 어떤 식으로든 관여하고 있음을 보여주고 있다”라고 설명했다. 이스햅 교수는 “유익한 장내미생물에 대한 접근은 개인은 물론 공중보건차원에서 중요한 인간의 권리라고 봐야 하는 상황에 이르렀다”라며 “국가나 지역사회에서 빈곤층에 대한 지원은 호혜적 차원이 아닌 사회적 균형이나 건강권이라는 차원에서 이해돼야 할 것”이라고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난주 영국 템스강에서 숨진 채 발견된 초대형 고래가 수 십 년전부터 멸종위기종으로 거론됐던 희귀 고래이며, 기생충에 의해 목숨을 잃은 것이라는 부검결과가 나왔다. BBC 등 현지 언론의 보도에 따르면 지난주 템스강에서 죽은 채 발견된 이 고래의 정확한 명칭은 정어리고래(sei whale)로 밝혀졌다. 고래목 긴수염고래과의 포유류인 정어리고래는 1970년대에 세계자연보전연맹(IUCN)의 멸종위기생물종에 이름을 올렸으며, 흰수염고래와 긴수염고래 다음으로 몸집이 큰 고래로 알려져 있다. 런던동물원과 고래 사망사고 조사 프로그램(Cetacean Strandings Investigation Programme)팀의 합동 부검결과에 따르면, 비교적 어린 암컷인 이 정어리고래의 뱃속에서는 구두충류(acanthocephala)의 일종으로 보이는 기생충이 발견됐다. 구두충류는 어류의 기생충으로, 숙주(어류)의 장막이나 생식소, 근육 등의 부위에 주로 분포하는데, 이번에 죽은 채 발견된 정어리고래의 장관에서는 해당 기생충이 상당량 검출된 것으로 알려졌다. 부검을 진행한 전문가들은 문제의 기생충이 정어리고래의 죽음에 얼마나 관여했는지는 확신할 수 없지만, 기생충으로 인한 영양분 섭취 불균형이 상당 부분 영향을 미쳤을 것으로 추측하고 있다. 공동 조사팀은 “고래의 위장과 장관에서 미세 플라스틱이 검출되지는 않았다. 그물에 걸리거나 배와 부딪혀 생긴 상처 등도 나오지 않았다”면서 “현재 우리는 정어리고래의 장내 미생물 분석 결과를 기다리고 있다”고 설명했다. 한편 템스강에서 고래가 발견된 것은 이번이 처음은 아니다. 2006년 런던 중심지 부근에서 북방병코고래 한 마리가 포착됐지만, 당시 구조자들이 바다로 다시 옮겨 놓던 중 숨이 끊어졌다. 2009년에는 켄트주 인근 강변에서 굶주려 죽은 것으로 보이는 혹등고래의 사체가 발견됐다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

각종 패스트푸드와 가공식품은 맛있고 간편한 한 끼 식사나 간식이 될 수 있지만, 지나치게 많이 섭취할 경우 고혈압, 당뇨, 비만 등 만성 질환의 원인이 된다. 열량이 높아 비만의 위험성이 커지는 것은 물론 가공식품에 풍부한 나트륨, 설탕, 포화지방과 가공 과정에서 생기는 여러 부산물이 건강에 악영향을 미칠 수 있다. 하지만 가공식품을 즐겨 먹는 사람이 모두다 뚱뚱하거나 당뇨가 생기진 않는다. 과학자들은 식생활 습관 이외에 유전적 요인이나 운동량의 차이 등 다양한 요인이 만성 질환 위험도에 영향을 미친다고 보고 있다. 최근 주목되는 중요 인자 중 하나는 바로 장내 미생물이다. 미국 워싱턴 의과대학의 애슐리 R. 울프가 이끄는 연구팀은 파스타, 초콜릿, 시리얼 등에 풍부한 과당라이신(fructoselysine)을 분해하는 장내 미생물을 발견했다. 과당라이신은 식품 첨가물이 아니라 식품 가공 과정에서 아미노산과 당 성분이 화학 반응을 일으켜 형성되며 다량으로 섭취할 경우 당뇨나 동맥경화의 위험도를 높이는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 이 물질을 분해하는 사람 장내 미생물인 콜린셀라 인테스티날리스(Collinsella intestinalis)를 발견했다. 콜린셀라는 과당라이신을 해롭지 않은 물질로 분해하면서 자신도 양분을 얻는다. 쥐를 이용한 동물 실험에서 이 미생물은 과당라이신이 풍부한 환경에서 더 잘 번식했다. 장내 미생물은 동물에 따라 큰 차이가 있지만, 사람에 따른 개인차도 매우 크다. 콜린셀라처럼 해로운 물질을 분해하는 장내 미생물이 많은 사람은 상대적으로 가공식품에 의한 피해를 덜 입을 것이다. 이번 연구는 사람에 따라 가공식품에 대한 반응이 다른 이유를 설명해준다. 더 나아가 이를 이용한 질병 예방 방법도 생각할 수 있다. 연구팀은 이 미생물이 어떤 방법으로 과당라이신을 분해하는지 밝혀내는 데 주력하고 있다. 이를 알아내면 해로운 물질만 효과적으로 제거하는 방법을 개발할 수 있을지도 모른다. 다만 지나친 가공식품 섭취가 해로운 이유가 한두 가지 첨가물이나 부산물 때문이 아니라 전체적인 식품 구성과 불규칙한 섭취 패턴에 의한 것이기 때문에 건강을 위해 적당히 먹을 필요가 있다는 점은 변하지 않을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

“나 요즘 다이어트 시작했어”라고 말하는 사람들을 보면 가장 먼저 식단을 육류와 탄수화물류를 빼고 신선한 야채와 과일로 바꾼다. 실제로 조리 음식이 장내미생물의 종류와 숫자에 영향을 미친다는 연구결과가 나왔다. 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 미생물학·면역학과, 글래드스톤 연구소, 하버드대 시스템생물학센터, 인간진화생물학과, 화학·화학생물학과, 로렌스 버클리국립연구소 환경유전학및시스템생물학부, 에너지부(DOE) 산하 조인트게놈연구소, 보스턴대 의학과, 캐나다 맥길대 마이크로옴·질병센터 공동연구팀은 조리된 음식이 장내 미생물을 변화시킨다는 사실을 확인했다고 2일 밝혔다. 이같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 미생물학’ 1일자에 실렸다. 지금까지 많은 연구에서 장내 미생물은 만성염증, 체중증가는 물론 암 발생까지 건강에 다양한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 식단이 장내미생물에 어떤 영향을 미치는지 구체적으로 확인하기 위해 생후 21일된 생쥐 24마리를 4그룹으로 나눠 생고기, 조리된 고기, 생야채, 조리된 야채를 8주 동안 먹였다. 실험에 사용된 야채는 고구마, 감자, 옥수수, 완두콩, 당근, 사탕무였다. 8주 뒤 각각의 생쥐들 장내미생물을 채취해 분석한 결과 생고기와 조리된 고기를 먹은 생쥐들의 장내미생물은 크게 차이를 보이지 않았지만 야채의 경우는 조리된 것과 그렇지 않은 것들을 먹은 생쥐들 장내미생물의 종류나 숫자에 차이를 보였다. 연구팀은 생쥐 실험결과를 바탕으로 사람에게도 비슷한 결과가 나타나는지 확인하기 위해 8명의 건강한 남녀 대학생을 두 그룹으로 나눠 3일 동안 각각 조리된 음식과 조리되지 않은 음식만을 먹도록 한 뒤 분변 검사를 실시했다. 그 결과 사람에게서도 생쥐들과 똑같은 연구결과를 얻었다. 생쥐나 사람이나 조리되지 않은 음식을 먹는 사람들의 장내미생물 숫자와 종류가 다양한 것으로 조사됐으며 외부에서 침투하는 각종 세균이나 바이러스에 대항할 수 있는 면역력을 가진 장내미생물이 많은 것으로도 확인됐다. 조리된 음식을 많이 먹는 사람의 장내미생물들은 영양분을 더 많이 흡수하도록 돕기는 하지만 외부에서 침투한 물질에 대한 저항성은 낮은 것으로 나타났다. 피터 턴보 UCSF 교수는 “그동안 장내미생물 변화는 탄수화물 대사 변화 때문에 나타나는 것으로 알려져 있는데 이번 연구를 통해 장내미생물 군집 변화가 야채나 채소에 포함된 화학물질 때문에도 나타날 수 있다는 것을 밝혀낸 것이 이번 연구의 의미”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인체의 화학공장이라고 불리는 ‘간’은 1000여 종류의 효소를 이용해 영양분의 물질대사를 담당하고 해독, 면역작용, 호르몬 조절 등 500여 가지 기능을 수행한다. 간에 문제가 발생하면 신체 각 부위에 심각한 건강상 문제가 발생하는 이유이기도 하다. 일반적으로 잦은 음주나 과도한 음주를 하는 사람들은 간세포에 과다한 지방이 붙는 지방간 증상이 나타나기도 한다. 문제는 지방간 자체는 특정 증상을 일으키지 않지만 계속 지방이 축적될 경우 간이 딱딱해지는 간경변이나 간암을 유발해 생명을 앗아가기도 한다. 그러나 음주를 하지 않는 사람들에게서도 지방간 증상이 나타나기도 하는데 이를 ‘비알콜성 지방간’(NAFLD)라고 한다. 중국 의과학자들은 비알콜성 지방간을 유발시키는 장내 미생물을 발견했고 이 장내 미생물이 좀 더 술에 쉽게 취하게 만들고 지방간 유발 속도를 빠르게 한다는 사실을 밝혀냈다.중국 베이징 수도소아과학연구소, 중국질병통제예방PLA센터, 수도의대 감염질병연구소, 수도의대 기초의과학부, 간연구소, 화중농업대 수의과학대, 윈저우의대 제1부속병원, 국립바이러스질병통제예방연구소, 우한 바이러스연구소, 베이징 미생물학·역학연구소, 중국과학원대, 중국과학원 미생물학연구소 공동연구팀은 NAFLD를 유발시키는 장내 미생물을 발견하고 이것이 지방간을 유발시키는 메커니즘을 알아냈다고 22일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 메타볼리즘’ 20일자에 실렸다. 비알콜성 지방간(NAFLD)을 앓는 사람은 전 세계적으로 약 10억명에 이르며 미국인 중에서는 3명 중 1명이 지방간으로 고생하는 것으로 알려져 있다. NAFLD 환자 중 약 4분의 1은 간경변이나 간암으로 발전해 생명을 위협받기도 한다. 연구팀은 2014년 6월 술을 한 방울도 마시지 못하는 27세의 중국인 남성이 고탄수화물과 단 음식을 먹은 뒤 만취해 의식을 잃은 상태로 병원에 실려온 사례에 주목했다. 이 남성은 술을 만드는 것처럼 체내에서 탄수화물이나 포도당을 알콜로 변환시키는 ‘자동양주 증후군’(auto-brewery syndrome)이라고도 부르는 증상을 갖고 있는 것으로 알려졌다. 실제로 콜라 몇 잔을 마시거나 당분이 많은 음식을 먹으면 혈중 알콜농도가 400㎎/㎗까지 올라가는 것으로 확인됐다. 이는 40도의 독한 위스키를 스트레이트로 15잔 이상 마신 것과 비슷한 수준이다. 연구팀은 이 남성에게서 대변 샘플 14개를 채취해 분석하는 한편 NAFLD 환자 43명과 간질환이 전혀 없는 48명의 분변을 분석했다. 분석 결과 해당남성은 물론 NAFLD 환자 중 60%는 알콜을 다량으로 생산하는장내미생물이 발견됐다. 알콜을 섭취하지 않더라도 장내 미생물에 의해서 NAFLD가 발생할 수 있다는 설명이다. 연구팀은 무균처리 된 생쥐에게 3개월 동안 이 장내미생물을 복용시킨 뒤 관찰한 결과 복용 한 달만에 지방간이 발생했다. 이후 K. pneumonia 미생물을 없애주는 항생제를 복용시키면 지방간 증상이 호전된다는 사실을 확인했다. 징 유안 중국 수도소아과학연구소 교수는 “이번 연구를 통해 비알콜성 지방간의 원인이 장내 미생물이라는 사실 뿐만 아니라 K. pneumonia 미생물이 장내에 있는 사람들은 술을 마시면 더 쉽게 취하고 지방간이 쉽게 발생한다는 것을 알게 됐다”라며 “지방간 치료를 위한 새로운 방법을 개발하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

알츠하이머 치매는 기억력 감퇴, 행동 및 언어장애 같은 인지장애와 기억손상을 동반하는 퇴행성 뇌질환이다. 현재 국내에서만 65세 이상 노인 인구 중 치매 유병률은 열 명 중 한 명꼴인 10%에 이르며 고령화 사회로 급속히 진행하면서 2050년에는 300만명에 달하는 환자가 발생할 것으로 예상되고 있다. 이 때문에 과학자들은 알츠하이머 정복을 위한 다양한 방법을 찾고 있다. 문제는 알츠하이머가 뇌 속 베타아밀로이드나 타우단백질이 축적되거나 신경세포 손상, 과도한 염증 반응 때문에 나타나는 것으로 알려져 있지만 발병과정과 원인이 정확히 확인되지 않아 치료방법을 찾는데도 어려움을 겪고 있는 상황이다. 국내 연구진이 분변 이식을 통한 장내 미생물을 조절해 알츠하이머 치매를 완화시킬 수 있다는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 서울대 의대 묵인희 교수와 경희대 생물학과 배진우 교수 공동연구팀은 알츠하이머를 유발시킨 생쥐 모델에서 장내 미생물 균형을 통해 알츠하이머 완화 가능성을 발견했다고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 영국 위장병학회에서 발행하는 의과학 분야 국제학술지 ‘거트’에 실렸다. 자폐증이나 파킨슨병 같은 뇌신경질환들에서 장내 미생물이 뇌에 영향을 미칠 수 있다는 연구결과들이 나오고는 있지만 알츠하이머 발병과 장내 미생물과의 관계는 명확히 밝혀지지 않은 상태이다. 이 같은 상황에서 연구팀은 알츠하이머 치매를 유발시킨 생쥐의 뇌 변화와 장내 미생물 변화를 관찰했다. 그 결과 알츠하이머가 심해질수록 정상 생쥐의 장내 미생물 구성이 크게 차이가 난다는 사실을 확인했다. 장내 미생물 군집과 구성이 달라지면서 만성 장 염증 반응이 발생하고 이로 인해 장벽 기능이 약화돼 장내 독소가 혈액으로 흘러들어가면서 전신에 염증반응을 증가시킨다는 것도 추가로 밝혀냈다.이에 연구팀은 알츠하이머 치매 생쥐에게 건강한 장내 미생물을 가진 생쥐에게서 채취한 분변을 16주 동안 주기적으로 이식해 장내 미생물 변화와 알츠하이머 증상을 관찰했다. 정상적 장내 미생물을 이식받은 알츠하이머 생쥐는 혈액 내 염증성 면역세포 수가 정상 수준으로 회복되고 전신의 염증반응도 감소하는 것이 관찰됐다. 또 뇌에 알츠하이머 원인 단백질 축적이 줄고 신경세포의 염증반응이 완화되는 동시에 기억과 인지기능 장애도 회복된다는 사실이 관찰됐다. 묵인희 서울대 교수는 “이번 연구는 기존 치료제 개발 연구방법과는 달리 장내 미생물을 통한 장-뇌 축을 새로운 치료제 개발 표적으로 제시했다는데 의미가 있다”라며 “이번 연구결과가 임상에 활용된다면 알츠하이머 환자 개개인의 장내 미생물 분석과 장내 환경 검사를 통해 맞춤 치료가 가능하며 기존 치료제보다 더욱 안전하고 효과적인 치료제를 개발할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

불규칙한 식사습관이나 채소보다는 육류 위주의 식단, 하루 종일 앉아있는 생활습관 등 때문에 항상 속이 불편하거나 변비로 고생하는 이들이 많다. 장에 좋다는 건강보조식품을 먹고 채소 중심의 식단을 꾸미고 물을 마셔도 나빠진 장 건강이 금새 회복되는 것 같지는 않다. 그런데 국내 연구진이 벌레를 이용해 장질환 개선효과를 빠르게 측정하고 장 건강에 도움이 되는 물질을 발굴했다고 해서 화제가 되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 천연물연구소 천연물인포매틱스연구센터 연구진은 생물학 실험에서 흔히 쓰이는 ‘예쁜꼬마선충’이라는 벌레를 이용해 장건강을 개선시킬 수 있는 후보물질을 발굴하는데 성공했다고 1일 밝혔다. 이번 연구결과는 농학 분야 국제학술지 ‘농업·식품화학 저널’에 실렸다. 많은 현대인들이 만성 장질환에 시달리고 있는데 이를 개선하기 위한 다양한 식품과 의약품 개발이 활발하다. 상용화를 위해서는 이들 물질의 장질환 치료효능과 잠재적 독성을 빠르게 검증할 수 있어야 한다. 식품이나 의약품 상용화를 위해서는 사람을 대상으로 하는 임상시험 이전에 동물실험, 흔히 전임상실험이라고 해서 생쥐나 원숭이 등 포유동물을 이용해 효능평가와 독성실험을 한다. 문제는 포유동물을 이용할 경우 시간과 비용이 너무 많이 든다. 이에 연구팀은 포유동물 대신 예쁜꼬마선충이라는 벌레를 이용해 후보물질의 장질환 개선효과를 평가하는 방법을 개발했다. 예쁜꼬마선충이라는 귀여운 이름을 갖고 있는 곤충은 흙 속에서 사는 1㎜ 정도 크기의 투명한 벌레이다. 900여개의 체새포, 300여개의 신경세포, 2만개 정도의 유전자로 구성돼 있으며 꼬마선충 유전자 중 40%가 인간에게도 있는 것으로 알려져 세포사멸, 노화 등 연구에 활용되고 있다.실제로 연구팀은 사람들의 장건강에 악영향을 미치는 유해 장내 세균을 벌레에 주입하면 투명하게 보이던 장이 불투명하게 보이게 되고 수명도 급격히 줄어드는 것을 관찰했다. 연구팀은 장 건강에 도움을 줄 것으로 보이는 여러 식품과 천연물 소재를 벌레에 주입해 장 건강 회복을 관찰하는데도 성공했다. 이를 통해 브로콜리, 케일, 배추 등 채소의 소화과정에서 나타나는 천연물 대사물질인 ‘3,3-다이인돌릴메탄’이라는 물질이 장누수 증후군과 염증성 장질환 개선에 도움을 주는 것을 밝혀냈다. 강경수 KIST 박사는 “이번 연구는 장내미생물과 질병과의 상관관계를 규명해낸 기초적 연구뿐만 아니라 장질환 개선용 식품이나 의약품을 개발할 수 있는 산업원천 기술로도 다양하게 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

효과적인 다이어트를 위해서는 다양한 장내 미생물을 통제할 필요가 있다는 사실은 이미 다양한 연구를 통해 입증됐다. 보다 쉽고 저렴하게, 동시에 기분전환까지 하면서 장내 유익한 미생물을 증가시킬 수 있는 방법이 공개됐다고 BBC가 27일 보도했다. 영국 킹스칼리지런던 연구진에 따르면 레드와인의 주원료인 붉은 포도의 껍질에는 다량의 폴리페놀이 함유돼 있는데, 폴리페놀은 장 내부에 서식하는 유용한 박테리아의 주 먹이로 활용된다. 이러한 장내 박테리아는 과민성 대장 증후군이나 심장병뿐만 아니라, 비만과 같은 질병을 예방하는데에도 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 연구진은 영국에 사는 쌍둥이 자매 458쌍(총 916명) 및 네덜란드인 1104명, 미국인 904명 등을 대상으로 설문조사와 추적조사를 진행했다. 건강 연구프로그램에 등록한 모든 실험참가자들은 그들의 식습관과 평소 마시는 알코올의 양에 대한 조사를 받았다. 이후 장내 미생물 검사를 실시한 결과, 레드와인을 마시는 사람의 장내 미생물 무리는 레드와인을 마시지 않는 사람에 비해 더욱 다양한 것을 확인했다. 또 이러한 장내 미생물 무리의 다양성은 일주일 또는 2주일에 한 번 마시는 것 만으로도 충분하게 증가한다는 사실도 밝혀졌다. 실제로 실험 참가자 중 과도하게 음주한 사람은 없었다. 연구진은 “오늘 당신이 한 잔 정도 마실 술을 선택해야 한다면 레드와인이 좋을 것이다. 이는 장내 미생물에 유익한 영향을 미치며, 체중 증가와 심장병 위험을 감소시키는데 도움이 될 것”이라면서 “매일 마실 필요는 없으며 2주에 한 잔 정도가 적당할 것”이라고 설명했다. 이와 관련해 영국 영양재단의 연구원 알렉스 화이트는 “매우 흥미로운 결과지만 레드와인 섭취와 장내 미생물 변화 사이의 연관성, 그리고 이것이 실질적인 건강상의 이점을 가져올 수 있는지에 대한 확실한 결론을 내리기 전에 더 많은 연구가 필요하다”고 설명했다. 연구에 참여하지 않았으며 현지에서 영양사로 활동하는 메건 로시 박사는 “사람들에게 레드와인을 마시기 시작하라고 권하고 싶진 않다. 다만 약간의 술이 필요하다고 느끼는 사람들에게 레드와인은 유익함을 가져다 줄 것”이라고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 세계적인 학술전문 출판사 엘제비어가 출간하는 학술지인 ‘소화기학저널‘ (Journal of Gastroenterology) 최신호에 실렸다. 사진=레드와인(123rf.com) 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

붉은 포도주가 몸에 좋다는 건 상식에 속한다. 그런데 장(腸)에 살 수 있는 갖가지 좋은 박테리아 숫자를 늘려줘 장에도 좋다는 연구 결과가 발표돼 눈길을 끈다. 영국 킹스 칼리지 런던 연구진이 영국과 미국, 네덜란드에 사는 수천명의 생활 습관과 건강 상태 등을 조사한 결과 하룻밤에 한잔만 적포도주를 마셔도 그렇지 않은 사람들에 견줘 훨씬 장 건강이 좋다는 것을 확인했다고 BBC가 28일 전했다. 레드와인이 장 건강에 좋다는 것은 폴리페놀 양을 늘려준다는 얘기인데 백포도주나 맥주, 청량음료 등에는 훨씬 적게 나타났다. 다만 폴리페놀은 많은 과일들과 채소들에도 들어 있기 때문에 레드와인만 많이 마실 필요는 없다고 연구진은 지적했다. 이번 연구 결과는 위장학회 저널 ‘Gastroenterology’에 실릴 예정이다. 붉은 포도 껍질에 많은 레스베라트롤(Resveratrol) 성분이 항산화, 항진균, 항바이러스, 항세균 작용을 하는 것으로 알려져 있다. 프랑스 사람들이 육식을 즐기면서도 관상동맥 심장질환이 적은 것을 ‘프렌치 패러독스’라고 하는데 바로 이 폴리페놀 계열 레스베라트롤 성분 덕분인 것으로 지목된다. 최근 늘어나는 연구들에 따르면 미생물군유전체(Microbiota)가 조금만 바뀌어도 장내 질환, 심장질환, 당뇨병 같은 것에 우리 몸이 더 견뎌낼 수 있게 만들며 정신 건강에도 좋은 영향을 미치는 것으로 확인되고 있다. 다만 일주일에 한 잔만 마시는 사람과 하루에 한 잔 마시는 사람의 건강 상 차이점은 크지 않았다. 또 다른 건강 문제를 일으킬 것으로 보이기 때문에 많이 마실 필요는 없다고 연구자들은 입을 모았다. 캐롤라인 르 로이 박사는 “어디까지나 관찰 연구이기 때문에 적포도주가 어떤 효과를 일으키는지 증명할 수는 없었다”면서 “오늘밤 한잔을 택해야 한다면, 레드와인이 모든 면에서 가장 이로운 선택”이라고 말했다. 이어 적포도주를 마시는 사람, 술을 전혀 안 마시는 사람, 붉은포도 주스를 마시는 사람으로 나눠 연구하고 싶다고 밝혔다. 이번 연구에 참여하지 않았지만 킹스칼리지 런던의 영양학 컨설던트이며 영국 식이협회 대변인인 메간 로시 박사는 “사람들 보고 레드와인을 지금부터 마시라고 권하지는 않겠지만 사람들은 이제 죄책감을 느끼지 않고도 한잔 더 마실 수 있게 됐다. 어쩌면 그것도 이점이 될지 모르겠다”고 말했다. 임병선 기자 bsnim@seoul.co.kr

개미는 부지런함의 상징처럼 생각되는 곤충이다. 끊임없이 움직이면서 먹이를 구하거나 모래를 치우는 개미의 모습을 보면 ‘개미와 베짱이’의 우화가 그럴듯하게 여겨진다. 비록 개미굴에서는 상당수의 개미가 휴식을 취하면서 에너지를 절약하고 비상사태에 대비하지만, 이들이 필요할 때 열심히 일한다는 사실은 의심의 여지가 없다. 그런데 개미의 부지런함은 개미굴 밖에서는 물론 안에서도 매우 중요하다. 만약 끊임없이 청소하는 일개미가 없다면 개미 군집은 전염병으로 곧 붕괴하게 될 것이다. 개미굴은 수많은 개미가 수시로 안과 밖을 오가는 데다, 습도와 온도가 높고 개미의 노폐물이나 오래된 식량 등이 많아 각종 미생물과 균류가 자라기 쉬운 환경이다. 실제로 개미를 노리는 병원균도 드물지 않다. 따라서 개미 역시 여기에 맞춰 개미굴을 항상 청결하게 관리하고 환경을 조절해 감염병을 예방한다. 개미가 특별히 신경 쓰는 장소는 애벌레가 있는 공간이다. 사람으로 치면 아기방이라고 할 수 있는데, 사람과 마찬가지로 아직 면역력이 약한 애벌레를 보호하려는 것이다. 미국 노스캐롤라이나 주립대학의 롭 던 교수가 이끄는 연구팀은 열대우림에 서식하는 '아즈테카 개미'(Azteca ants)에 대해서 연구하던 중 흥미로운 사실을 발견했다. 이 개미는 트럼펫 나무(Trumpet trees)의 줄기 안쪽의 공간에 둥지를 짓는데, 용도에 따라 공간을 나눠 사용한다. 예를 들어 식량을 저장하거나 개미가 대기하거나 혹은 애벌레를 키우는 방을 분리하는 것이다. 연구팀은 각 방에서 샘플을 채취해 마이크로바이옴(Microbiome)의 차이를 조사했다. 마이크로바이옴은 미생물 한두 종을 동정하는 것이 아니라 미생물군 전체를 유전자를 통해 파악하는 것으로 장내 미생물 마이크로바이옴이 대표적이지만, 최근에는 우리가 사는 환경 마이크로바이옴에 대한 연구도 활발하다. 연구 결과 흥미롭게도 애벌레를 키우는 방의 마이크로바이옴에 해로운 미생물이 가장 적은 것으로 나타났다. 이는 아즈테카 개미가 애벌레의 배설물을 비롯한 오염 물질을 끊임없이 제거하고 환경을 청결하게 유지할 뿐 아니라 방의 구조 역시 환기를 돕고 청결을 유지하는데 유리하게 되어 있기 때문이다. 아즈테카 개미는 나무 속에 둥지를 튼 작은 개미지만 아기방을 청결하게 유지하는 정성만큼은 사람 못지않다. 그리고 연구팀에 의하면 미생물을 통제하는 능력은 사실 사람이 따라가기 어려울 정도다. 이 개미는 단순히 청결하게 방을 유지할 뿐 아니라 해로운 미생물의 증식까지 억제하기 때문이다. 만물의 영장이라는 인간도 한 수 배우고 갈 개미의 청소 능력인 셈이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

인간의 세포는 모두 30조개 정도지만 인체에 사는 미생물은 39조 마리에 이른다. 이 중 절대 다수를 차지하는 것은 박테리아, 즉 세균이다. 대부분 대장에 살고 있으며 종류는 약 1000종, 무게는 1.5㎏ 남짓이다. 대변에서 수분을 제외한 고형물 중 60%를 차지한다. 인간의 유전자가 2만 1000개에 불과한 반면 체내 세균의 유전자는 최대 300만개에 이르는 것으로 추정된다. 미생물은 인체에 기생한다기보다는 하나의 통합된 초유기체로서 함께 살아간다. 장내 세균은 사람의 생존과 건강에 결정적 역할을 한다. 무엇보다 우리는 음식을 소화하는 데 필요한 효소를 모두 가지고 있지 못하다. 미생물이 단백질·지질·탄수화물 중 많은 부분을 분해한 다음에야 인체는 이들 영양소를 흡수할 수 있다. 우리가 섬유질을 소화할 수 있는 것은 그 덕분이다. 또한 미생물은 일부 비타민B, 비타민K와 장내 염증을 억제하는 화합물 등 인간이 생산하지 못하는 유익한 물질을 만들어 낸다. ‘제2의 장기’라고도 불리는 이유다. 그뿐만 아니라 중추신경계, 면역계, 자율신경계 등을 통해 뇌의 활동에 직접적으로 영향을 미친다. 장은 이미 ‘제2의 뇌’로 불렸는데 이제는 ‘장-장내세균-뇌 축’(gut-microbiome-brain axis)이라는 용어가 생길 정도로 세균의 역할이 중요하게 평가받고 있다. 장내 세균은 바이러스에 대항하는 인체 능력에도 큰 도움을 준다는 최근 연구가 있다. 영국 프랜시스크릭연구소가 ‘셀 보고서’에 발표한 논문에서 건강한 장내 박테리아를 보유한 생쥐는 인플루엔자 바이러스에 감염돼도 80%가 살아남았다. 하지만 사전에 항생제를 투여해 박테리아를 제거한 생쥐의 생존율은 3분의1에 불과했다. 조사 결과 장내 박테리아는 폐의 표면을 구성하는 상피세포에 경계태세를 유지하라는 신호를 보내는 것으로 확인됐다. 면역반응을 조절하는 제1형 인터페론이 계속 생성되도록 유도하는 것이다. 이 물질은 바이러스의 증식을 막는 단백질을 생산하도록 유전자를 자극한다. 폐의 상피세포가 바이러스의 1차 방어막으로서 결정적 역할을 한다는 사실도 이번에 밝혀졌다. 2차 방어막인 면역세포가 바이러스 감염에 대응을 시작하는 데는 이틀 걸린다. 그동안 바이러스는 상피세포에서 증식한다. 감염 후 이틀이 지나자 항생제를 투여한 생쥐의 폐 바이러스 숫자는 그렇지 않은 생쥐의 5배에 이르렀다. 연구팀은 항생제를 투여한 생쥐에게 건강한 생쥐의 대변을 이식하는 실험도 수행했다. 그 결과 인터페론 신호가 회복되고 바이러스 저항력도 다시 살아난 것으로 나타났다. 연구팀은 “장내 박테리아가 신체의 비면역 세포로 하여금 대비태세를 유지하도록 돕는다는 사실을 우리의 실험은 보여 준다”고 밝혔다. 장내 세균은 식품 알레르기를 치료하는 데도 희망을 주는 것으로 나타났다. 지난달 미국의 브리검 여성병원과 보스턴 어린이병원 연구팀이 ‘네이처 의학’에 발표한 논문을 보자. 이들은 음식 알레르기가 있는 2세 이하 유아 56명에게서 4~6개월 간격으로 대변 표본을 계속 채취했다. 이를 건강한 유아 98명의 대변과 비교한 결과 세균의 종류에 차이가 많은 것으로 나타났다. 연구팀은 이 표본들을 달걀에 알레르기를 쉽게 일으키도록 민감하게 만든 생쥐들의 장에 이식했다. 건강한 유아의 대변을 이식한 생쥐들은 알레르기 유아의 것을 받은 생쥐들보다 달걀에 알레르기를 덜 일으켰다. 이어 컴퓨터 모델을 통해 식품 알레르기가 있는 어린이와 그렇지 않은 어린이의 장내 세균 차이를 분석했다. 그 결과 연구팀은 식품 알레르기를 억제할 수 있는 두 종류의 세균 군집을 조합해 낼 수 있었다. 각각 클로스트리디움균이나 박테로이데테스균에 속하는 5, 6종의 박테리아로 구성됐다. 이들 군집을 투여한 생쥐는 달걀 알레르기가 사라진 것으로 나타났다. 다른 종류의 박테리아는 효과가 없었다. 조사 결과 치료용 박테리아 군집은 두 종류의 중요한 면역학적 경로에 작용하는 것으로 나타났다. 면역계를 조절하는 특정한 T세포를 자극한다. 이런 효과는 생쥐와 유아에게서 모두 발견됐다. 공저자 대부분은 청소년 식품 알레르기에 대한 임상시험을 준비 중인 회사(ConsortiaTX)의 창업자다.

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

영국 프랜시스크릭연구소, 독일 대학연합의학센터 바이러스연구소, 알베르트 루트비히대 의대, 프라이부르크대 의대, 미국 펜실베이니아대 수의학대 공동연구팀은 장내 미생물이 폐세포의 면역기능을 자극해 감염 초기 단계부터 독감을 효과적으로 막아줄 수 있다고 3일 밝혔다. 이번 연구는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 2일자에 실렸다. 연구팀은 건강한 장내 미생물을 갖고 있는 생쥐들을 두 개 집단으로 나눠 한 그룹에는 독감 바이러스만 주입한 다음 생존율을 살펴봤더니 80%가 살아남았다. 다른 그룹에는 항생제를 투여해 내성을 유발시킨 뒤 독감 바이러스를 감염시켰더니 생존율이 30%로 줄어들었다. 이에 대해 연구팀은 항생제 남용은 항생제 내성을 유발시켜 장내 미생물의 균형을 무너뜨리고 면역력을 약화시킨다고 밝혔다. 결국 바이러스 감염에 취약하게 만들어 독감에 쉽게 걸릴 뿐만 아니라 증상도 악화시킨다고 연구팀은 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr