#애리조나주립대 제임스 애덤스 교수에게는 자폐 증상을 가진 딸이 있다. 그는 2011년 한 가지 연구에 몰두했다. 장(腸)내 미생물 상태가 딸의 자폐증에 영향을 미치는지 알아보는 연구였는데 놀랍게도 설사나 변비, 복통 등 장에 문제가 있는 아이들이 언어, 사회성, 인지, 행동 등 전 영역에서 더 심한 자폐 증상을 보이는 것으로 나타났다. 연구는 이후에도 계속됐고 지금은 장내 미생물이 단순히 소화뿐만 아니라 암이나 우울증 등 다양한 질병에 영향을 주고 있다는 사실이 밝혀졌다. 장내 미생물을 비롯한 각종 체내 미생물을 통칭하는 ‘마이크로바이옴’이 차세대 바이오 의약품 시장의 ‘블루칩’으로 주목받고 있다. 14일 업계에 따르면 마이크로바이옴에 기반한 신약은 아직 상용화된 사례는 없지만 성장 가능성이 큰 만큼 시장을 선점하려는 국내외 업체들의 투자와 인수합병(M&A) 사례가 이어지고 있다. 마이크로바이옴은 우리 몸 안에 사는 미생물(Micro)과 생태계 (Biome)를 합친 용어로 세균과 바이러스 등 체내에 사는 각종 미생물을 통칭한다. 마이크로바이옴 수는 순수 인체 세포 수보다 두 배 이상 많고 유전자 수보다 100배 이상 많은 것으로 알려졌는데 7~8년 전부터 치료제 분야의 무궁무진한 가능성을 인정받아 ‘제2 게놈’으로도 불린다. 그동안에는 화장품과 건강기능식품 개발 활용에 그쳤다. 국내에서는 CJ제일제당을 필두로 유한양행, 종근당바이오, 팜젠사이언스, 지놈앤컴퍼니, 메디톡스, LG화학 등의 업체가 마이크로바이옴 투자에 속도를 내고 있다. 특히 대기업은 벤처·중소 마이크로바이옴 전문 기업에 대한 지분 투자, 인수, 권리 인수 등을 통해 마이크로바이옴의 가능성에 주목하고 있다.이 가운데 CJ제일제당은 2019년 마이크로바이옴 벤처기업인 ‘고바이오랩´에 대한 투자에 이어 지난 7월 마이크로바이옴 전문 기업 천랩을 인수하며 가장 적극적인 움직임을 보이고 있다. 바이오의약품 중에서도 마이크로바이옴을 점찍은 것은 시장의 성장 가능성은 물론이고 식품 등과 연계한 바이오 사업 확장성을 고려한 것으로 보인다. 이 밖에도 LG화학이 지난해 4월 마이크로바이옴 기반 항암 신약의 권리를 인수했고 유한양행도 마이크로바이옴 기업 메디오젠의 지분 30%를 확보하며 최대 주주가 됐다. 업계 관계자는 “암이나 정신질환, 희귀질환 등 치료제로서의 마이크로바이옴 활용 가능성이 거듭 확인되면서 시장에 대한 기대감도 높아진 상태”라면서 “아직 시판 중인 마이크로바이옴 치료제가 없고, 가능성 있는 시장에 ‘퍼스트 무버’가 될 수 있는 만큼 도전할 만한 가치가 있다”고 말했다. 현재 마이크로바이옴 기반 신약 개발의 선두 기업은 미국의 세레스 테라퓨틱스다. 최근 감염성 대장염 치료제 임상 3상에 성공했다. 국내에서는 고바이오랩이 건선과 아토피 치료제로 글로벌 임상 2상을 진행해 단계가 가장 빠르다. CJ제일제당이 인수한 천랩은 간암, 대장암 종양 형성 억제 효과를 보이는 균주에 대해 임상 1상을 준비 중이다.

종근당건강의 프리미엄 프로바이오틱스 ‘락토바이옴 다이어트’(사진)는 장내에 서식하는 미생물이 건강에 많은 영향을 끼친다는 사실에 착안해 특허받은 다이어트 기능성 개별 원료인 ‘락토바실러스 복합물 HY7601 + KY1032’를 주원료로 사용했다. 종근당건강 관계자는 “락토바실러스 복합물은 식품의약품안전처로부터 다중성 기능성을 인정 받았다”며 “유해균은 억제하고 유익균을 증식시켜 건강한 장내 환경을 형성하고, 동시에 체지방을 감소시키는 데 도움을 줄 수 있도록 설계했다”고 말했다. 락토바이옴 다이어트에는 1캡슐에 100억 마리의 프로바이오틱스가 함유돼 있다. 유산균 먹이와 대사산물을 함께 담아 장내에서 유산균이 더욱 잘 생장할 수 있게 하고, 인공합성원료가 아닌 식물에서 유래한 부원료 20종(목화씨분말·쌀발효분말 등)을 첨가했다. 또한 특수 용기에 담아 습기로부터 유산균을 보호하고, 냉장 배송 시스템으로 생생한 생유산균을 전달한다. 1644-0884.

2700년 전 현재의 오스트리아 알프스 할슈타트에서 발견된 고대 인류의 배설물을 통해 당시 사람들의 식습관을 분석한 연구결과가 공개됐다. 2700년 전 고대 인류의 배설물이 발견된 할슈타트는 3000년 이상 소금 생산지로 사용돼 왔다. 수천 년 동안 해당 지역 인근의 사람들은 공동체 전체가 소금 광산에서 일하거나 터전을 잡아 살았던 것으로 추정된다. 이탈리아 볼차노에 있는 유락연구소 연구진은 할슈타트의 소금 광산에서 발견된 고대 분변 샘플을 분석했다. 그 결과 해당 샘플은 2700년 전으로 거슬러 올라가며, 샘플 안에서는 식품 발효에 관여하는 두 종류의 곰팡이가 발견됐다.연구진은 해당 샘플에 존재하는 미생물, DNA, 단백질 등을 조사하기 위해 초정밀 현미경과 메타게놈, 단백질체 분석 기술 등을 동원한 결과, 두 종류의 곰팡이가 숙성된 블루치즈와 맥주에서 기인했다는 사실을 확인했다. 블루치즈는 알프스와 상트랄 등 주로 산악지대에서 생산되는 푸른곰팡이 치즈를 통칭하며, 현재의 치즈와 마찬가지로 발효와 숙성의 과정을 거쳐 만들어진다. 이번 발견은 2700년 전 철기시대 유럽에서 이미 블루치즈가 만들어지고 있었다는 최초의 증거로 꼽힌다. 연구를 이끈 미생물학자인 프랭크 맥시너 박사는 “2700년 전 고대 소금 광부들이 의도적으로 발효 기술을 사용할 수 있을 만큼 (식문화적으로) 발전했다는 사실을 알고 매우 놀랐다”면서 “선사시대의 요리 관행은 매우 정교했을 뿐만 아니라 복잡한 가공식품과 발효 기술이 초기 식품 역사에 중요한 역할을 했다는 사실이 점점 더 분명해지고 있다”고 설명했다.연구진은 또 2700년 전 인류의 배설물을 통해 당시 인류의 내장에 서식했던 고대 미생물에 대한 정보도 얻을 수 있었다. 당시 인류는 겨(벼나 보리, 조, 수수 등의 곡류를 찧을 때 생기는 부산물)를 이용한 죽과 식물 조각 등을 주식으로 먹었으며, 섬유질이 많고 탄수화물이 풍부한 이 식단에 강낭콩을 곁들여 단백질을 보충하거나 과일과 견과류 등을 함께 섭취했던 것으로 확인됐다. 식물 위주의 식단을 유지한 고대 소금 광부의 장내 미생물 군집의 구조는 현대의 ‘비서구화’ 집단과 유사했다. 이는 식습관과 생활 방식이 변화하면서 장내 미생물의 구성과 구조도 변화시켰다는 것을 의미한다. 연구진은 당시 사람들의 배설물이 수천 년 동안 보존될 수 있었던 비결로 약 8℃의 일정한 기온과 광산의 높은 소금 농도 등을 꼽았다. 맥시너 박사는 “미생물은 종종 현대의 질병과 관련이 있기 때문에, 미생물의 변화를 추적하면 질병의 원인을 이해하는 데 도움이 될 것”이라고 기대했다. 자세한 연구는 세계적인 학술지인 셀(Cell)의 자매지인 커런트 바이올로지 최신호에 실렸다.

이유 없는 복통과 설사, 혈변 등이 계속되는 경우 염증성 장질환을 의심한다. 크론병, 궤양성 대장염 같은 염증성 장질환은 장관 내에 비정상적 염증이나 궤양이 호전과 재발을 반복하는 만성 휘귀난치병이다. 불규칙하고 서구화된 식습관으로 주로 젊은 층에서 많이 발생하는 것으로 알려져 있다. 최근에는 아동 청소년에게서도 많이 나타나 영양실조, 성장장애 등 문제가 발생한다. 문제는 명확히 원인이 밝혀지지 않아 치료도 항염증제, 면역조절제 등으로 증상완화에 그치고 있다. 세브란스병원 소화기내과 천재희 교수팀은 이스라엘 벤구리온대 연구팀과 함께 염증성 장질환은 장 미생물에서 만들어지는 대사체인 숙신산이 대장 염증을 일으켜 생긴다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’에 실렸다. 장내 미생물의 불균형 때문에 병리학적 이상이 생기는데 특히 숙신산이라는 물질이 염증 반응을 촉진하는 대식세포를 활성화해 만성 염증의 원인으로 지목돼 왔지만 정확한 발병 메커니즘이 밝혀지지는 않았다. 연구팀은 다양한 환경에서 대식세포를 배양해 숙신산을 많이 흡수하는 대식세포의 상태와 숙신산이 염증을 일으키는 과정을 연구했다. 대식세포에 염증작용을 일으키는 지질 다당류와 인터페론-감마 처리를 하면 숙신산 흡수가 빨랐고 면역체계를 제어하는 인터루킨-4와 인터루킨-13 처리를 하면 숙신산 흡수가 느린 것이 관찰됐다. 또 숙신산과 함께 배양되는 대식세포는 그렇지 않은 세포보다 숙신산 함유가 2.5배 많아졌다.연구팀은 염증성 장질환을 앓고 있는 환자의 분변과 혈액을 일반인과 비교해 숙신산과 대장 염증의 관계를 조사했다. 그 결과 염증성 장질환 환자의 분변과 혈액에서는 일반인보다 숙신산 농도가 약 4배 높았고 체내에서 숙신산 조절도 안돼 염증이 심해지는 것으로 확인됐다. 이와 함꼐 염증성 장질환 환자의 대장에서는 숙신산을 만드는 장내 미생물이 늘어나고 숙신산을 억제하는 장내 미생물이 적다는 사실도 확인할 수 있었다. 천재희 세브란스병원 교수는 “이번 연구는 발병 원인과 치료법이 명확하지 않았던 염증성 장질환에서 질병 발생 메커니즘을 규명함으로써 신개념 치료제 개발에 도움이 될 것”이라고 말했다.

미국 럿거스대 의대, 뉴욕대 랭곤메디컬센터, 스웨덴 예테보리대 공동연구팀은 항생제에 과다 노출돼 소아당뇨 발병 위험이 큰 신생아에게 산모의 분변을 이식하면 영아의 장내미생물이 정상 회복되고 당뇨발병 위험도 낮아진다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 호스트 앤드 마이크로브’ 7월 21일자에 실렸다. 소아당뇨로 알려진 1형 당뇨는 자가면역으로 인한 췌장기능 이상에 따라 주로 어린 시절 발병한다. 연구팀은 생후 10일 이내 새끼 생쥐를 항생제에 과다노출시켜 소아당뇨를 일으킨 다음 1주일이 지난 뒤 어미 생쥐의 분변을 이식시키고 변화를 관찰했다. 그 결과 분변이식을 받은 새끼는 그렇지 않은 생쥐에 비해 1형 당뇨 발병 위험이 기준 이하로 낮아지는 것이 확인됐다.

기후변화 때문인지 예년보다 장마가 늦게 시작했습니다. ‘장마철은 습하지만 선선하다’는 말도 올해는 맞지 않는 것 같습니다. 장마철인데도 낮 기온은 30도를 훌쩍 넘고 습도까지 높아 체감온도는 더 높습니다. 이렇게 덥고 습하다 보니 평소 찬 음식을 좋아하지 않는 사람들까지도 얼음물이나 아이스크림을 찾는 경우가 많습니다. 여름에는 찬 음식을 가까이하고 더운 날씨 때문에 음식물이 상하기도 쉬워 장에 탈이 나는 사람들이 많습니다. 그런데 김치나 요구르트 같은 발효식품들이 건강한 여름을 나도록 도와줄 수 있다는 흥미로운 연구 결과가 나왔습니다. 미국 스탠퍼드대 의대 미생물학·면역학교실, 생명공학과, 예방의학연구센터, 화학·시스템생물학과, 인간 장내미생물연구센터, 비영리연구기관 챈 주커버그 바이오허브 공동연구팀은 발효식품이 유익한 장내 미생물을 늘리고 체내 염증을 억제해 장 건강에 도움을 준다고 14일 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 생물학 분야 권위지 ‘셀’ 7월 13일자에 실렸습니다. 연구팀은 성인 남녀 36명을 두 집단으로 나눴습니다. 10주 동안 한 그룹에는 식이섬유가 풍부한 식단을, 다른 집단에는 발효식품 중심 식단을 제공하고 장내 미생물과 면역체계 변화를 관찰했습니다. 식이섬유가 풍부한 식단에는 콩류, 견과류, 통곡밀, 야채, 과일 등이 포함됐고 발효식품 중심 식단에는 김치, 그 밖의 발효 채소류, 요구르트, 발포성 발효우유인 케피어, 숙성된 코티지치즈, 발효 채소즙, 설탕을 넣은 녹차나 홍차를 발효시킨 콤부차 등이 제공됐습니다. 연구팀은 실험 시작 3주 전, 식이요법 마지막 10주째, 식이요법 끝나고 4주가 지난 뒤 실험 참가자들의 혈액과 대변을 채취해 분석했습니다. 연구팀은 장내 미생물 중 유익균의 종류와 수, 혈액 내 염증 단백질 수치에 특히 주목했습니다. 그 결과 발효 식품 섭취 집단은 장내 미생물 대부분을 유익균이 차지하고 있었으며 혈액 내 19개 염증 단백질 수치도 3분의1 수준으로 떨어진 것이 관찰됐습니다. 특히 류머티스 관절염, 성인당뇨(2형 당뇨), 우울증 등의 원인으로 알려진 인터루킨6 수치가 매우 낮게 나온 것으로 확인됐습니다. 식이섬유가 풍부한 식단을 섭취한 사람들도 장내 미생물 중 유익균의 수가 늘기는 했지만 발효식품 섭취 그룹보다는 적었고, 혈액 속 염증 단백질 수치는 유의미한 변화가 관찰되지 않았습니다. 식이섬유가 풍부한 식품으로 구성된 식단도 훌륭하지만, 체내 염증 수치를 줄이고 스트레스를 감소시키는 데는 발효식품이 더 도움이 된다는 것입니다. 짧은 시간 내에 장내 미생물 균형을 맞추고 체내 염증 수치를 낮추려면 발효식품 섭취가 효과적이라고 연구팀은 조언했습니다. 연구를 이끈 저스틴 소넨버그 스탠퍼드대 의대 교수는 “발효식품 중심의 식단만으로도 장내 미생물의 분포를 좋은 방향으로 바꿀 수 있으며 많은 질병의 원인으로 꼽히는 체내 염증을 줄이고 면역체계도 강화시킬 수 있는 것으로 보인다”고 말했습니다. 지각 장마가 조만간 끝나고 폭염과 열대야가 기승을 부릴 것이라는 예보가 나오고 있습니다. 날이 더울수록 찬 음식이 간절해질 것입니다. 건강한 여름을 보내려면 차가운 음식보다는 발효식품을 조금 더 가까이하는 것이 좋지 않을까요.

대변으로 돈을 버는 아르바이트가 등장해 화제다. 중국 선전시에 소재한 선전웨이즈쥔바이오텍유한공사는 최근 대장 세균 연구 및 치료제 개발을 위해 대변 제공자를 모집한다고 밝혔다. 해당사는 중국 최초로 AI를 활용한 장내 미생물 박테리아 연구 업체로 알려져 있다. 업체 측은 일명 ‘건강한 똥균 이식 연구’를 위해 18~40세의 건강한 대변 제공자를 모집한다고 설명했다. 제공받은 대변은 대장암 등 대장 질환 치료제 개발하기 위한 목적으로 사용된다. 제공자는 1개월 내 최대 22회 대변 기증이 가능하다. 1회당 제공료는 300위안으로 월 최대 6600위안(약 118만 원)을 벌어들일 수 있다. 이 같은 소식이 알려지자 현지 누리꾼들은 아르바이트 모집 소식을 공유, 참여를 권유하는 분위기다. 한 누리꾼은 “선전시는 중국에서 가장 물가가 비싸고 살아남기 힘든 도시이지만, 돈을 가장 쉽게 벌 수 있는 도시이기도 하다”면서 “오늘 당장 대변 제공자 신청서를 제출하겠다. 똥 한 번 시원하게 누고 2~3선 도시 회사원 평균 월급보다 많은 돈을 벌 수 있다니 이만한 꿀 알바가 또 어디 있겠느냐”고 했다. 또 다른 누리꾼은 “내 남편과 아들을 당장 대변 제공자로 신청하겠다”면서 “하루에도 두세 번 씩화장실을 들락날락하는 남편과 아들 모두 이 아르바이트만 선발되면 더 이상 힘든 회사 일을 하지 않아도 된다. 그들의 진가가 발휘될 날이 왔다”는 등의 흥미로운 반응을 보였다.하지만 이 같은 화제성에 대해 업체 측은 엄격한 기준으로 참여자를 선별하고 있다는 추가 입장을 밝혔다. 업체는 참여자 선발 시 흡연, 음주 여부를 고려하여 평소 건강한 장을 관리해온 인물을 선별할 것이라고 전했다. 주 4일 이상 아침 식사를 챙겨 먹는지, 잠은 충분히 자는지, 평소 맵고 짠 음식을 즐겨 먹는지 등을 확인하겠다고 설명했다. 참여 전 6개월 이상 금연 유지, 일 평균 2시간 이상 꾸준한 운동, 기름지고 튀긴 음식 섭취 금지 등을 선발 조건으로 제시했다. 또 B형간염, C형 간염, 매독, 에이즈, 폐결핵, 우울증, 조현병, 자폐증 등의 질환자도 선발이 제한된다. 다만 업체 측은 해당 기준을 통과한 사람은 장기적인 대변 제공을 통해 돈을 벌 수 있을 것이라고 덧붙였다. 이 같은 까다로운 조건이 공개되자, 누리꾼들은 “보아하니 대변으로 돈을 버는 것도 쉬운 일은 아니다”면서 “대도시에서 돈을 버는 것은 반드시 진입장벽이 높다. 이번에도 역시나 돈 버는 것은 하늘의 별 따기가 됐다”, “쉽게 돈을 벌려는 시도는 역시나 꿈에 불과했다. 금연에 금주, 잠도 푹 자고 평소 우울증도 없는 대도시 거주민이 있는지가 더 궁금해졌다”는 등의 반응을 보였다.

유한양행(대표 조욱제)은 프리미엄 프로바이오틱스 브랜드 ‘와이즈바이옴(Y‘s BIOME)’을 10일 공식 출시한다고 밝혔다. ‘와이즈바이옴’은 유한(Yuhan)의 ‘Y’와 장내 미생물 생태계를 뜻하는 ‘마이크로바이옴(Microbiome)’의 합성어로 유한양행이 제안하는 ‘건강을 위한 똑똑한 습관’이라는 의미를 담고 있다. 특히, 와이즈바이옴 패밀리는 유한 만의 17종 복합유산균과 프리바이오틱스, 포스트바이오틱스, 유산균사균체 발효유래균 등 다양한 부원료를 포함하고 있다.와이즈바이옴은 패밀리, 더블유(W), 키즈, 골드플러스(골드+) 4종의 신제품으로 출시된다. 골드플러스 100억, 온가족용 패밀리 50억, 여성용 더블유 50억, 키즈 10억 마리의 유산균 수를 유통기한 끝까지 보장한다고 한다. 또한, 해조류와 호박분말 물질을 사용한 식품유래성분으로 특허[특허증 제 10-1866-197호] 받은 기술로 대장까지 증가된 생존율을 나타낸다. 유한양행은 1983년 어린이 유산균 ‘비오락토민’을 시작으로 끊임없는 유산균 연구를 통해 여성 질건강 유산균 ‘엘레나’ 등을 출시한바 있다. 유한양행 창업자 유일한 박사의 ‘가장 좋은 상품을 만들어 국가와 동포에게 도움을 주자’는 창립이념을 바탕으로 꾸준히 노력하고 있다. 유한양행 ‘와이즈바이옴’ 제품은 오는 10일 GS홈쇼핑 통해 론칭 판매를 앞두고 있다.

코로나19 상황이 1년 반이 넘도록 계속되면서 각종 플라스틱 쓰레기가 급증하고 있다. 전문가들 사이에서는 지금과 같이 플라스틱 사용량이 급증할 경우 폐기물 처리나 재활용 프로세스가 감당하지 못하는 상황에 이를 수 있다는 우울한 전망들이 나오고 있다. 실제로 스웨덴 스톡홀름대, 노르웨이 국립지구기술연구소, 노르웨이과학기술대(NTNU), 독일 헬름홀츠 극지해양연구센터 알프레드 베게너 연구소, 헬름홀츠 환경연구센터, 라인 베스트팔렌 아헨대 환경연구소 공동연구팀은 현재와 같은 속도로 전 세계가 플라스틱을 배출할 경우 2~3년 뒤에는 플라스틱 쓰레기가 심각한 수준으로 생태 환경을 파괴해 더이상 원상복구가 어려운 ‘불가역적’ 상황에 도달하게 된다는 분석 결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 7월 2일자에 발표했다.각종 플라스틱 쓰레기와 미세플라스틱은 사하라 사막, 에베레스트산은 물론 북극까지 지구상 모든 곳에서 발견되고 있다. 연구팀의 분석에 따르면 현재 전 세계 플라스틱 배출량은 분해 및 재활용 시스템의 처리 한계에 턱밑까지 올라온 상태이다. 제대로 처리되지 못한 플라스틱 폐기물들은 자연에 버려지고 풍화현상으로 잘게 부서져 미세플라스틱이나 나노플라스틱 입자가 되기 쉽다. 이런 미세·나노플라스틱은 지속적으로 자연에 축적되고 결국은 생태 환경을 회복 불가능한 불가역적 상태로 만든다고 연구팀은 강조했다. 미세플라스틱은 환경에 축적되기 쉽다. 동물들이 자신도 모르게 섭취·흡입해 체내 독성을 일으킬 우려도 크다. 이 모든 과정이 인류에게는 치명적인 결과로 돌아오게 된다고 연구팀은 설명했다. 연구팀의 분석에 따르면 지난 10년 동안의 플라스틱 배출 속도가 유지될 경우 2025년경이 되면 전 지구 배출량은 연간 1800만~4600만t에 이르게 된다. 더군다나 이 같은 배출량은 코로나19가 전 세계로 확산돼 플라스틱 사용량이 급증한 2020년 이후는 계산되지 않았다는 것이 더 큰 문제이다. 연구를 이끈 스웨덴 스톡홀름대 매튜 맥리드 교수(환경오염 동역학)는 “이번 연구에 따르면 폐기물 처리 프로세스나 인프라가 잘 갖춰진 나라에서조차 재활용이나 분해가 불가능한 불가역성 플라스틱 쓰레기 증가율을 따라갈 수 없는 상황이 되고 있다”고 지적했다. 맥리드 교수는 “획기적인 처리 방법 개발과 함께 사용을 줄이지 않을 경우 플라스틱 쓰레기는 지구온난화와 함께 인류에 치명적인 영향을 미칠 것”이라고 덧붙였다. 이런 위기감이 고조되고 있는 가운데 지구온난화의 주요 원인 중 하나인 메탄을 내뿜는 소들이 플라스틱 제거에 도움을 줄 수 있다는 흥미로운 연구 결과도 발표됐다.오스트리아 자연환경·생명과학대 환경생물공학연구소, 국립 공업생물공학연구센터, 국립 물리·재료과학연구소, 인스브루크대 공동연구팀은 소의 장에 있는 박테리아 중 하나가 플라스틱을 쉽게 분해할 수 있는 것으로 확인됐다고 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 생물공학 분야 국제학술지 ‘최신 생명공학기술’ 7월 2일자에 발표됐다. 연구팀은 소, 양 같은 반추동물의 위와 장에 있는 다양한 종류의 미생물들은 식물의 섬유소들을 분해해 소화를 돕는다는 점에 주목했다. 연구팀은 소의 네 개 위 중에서 두 번째 위 ‘벌집위’ 속 장내 미생물을 추출해 페트(PET)로 알려진 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 생분해성 플라스틱 PBAT, 식물성 물질로 만든 재생 가능한 PEF 세 종류의 플라스틱과 섞은 뒤 관찰했다. 연구 결과, 장내 미생물과 섞인 플라스틱 조각들은 분해 속도가 훨씬 빠르고 완벽하게 분해됐다. 특히 PET도 쉽게 분해시키는 것이 관찰됐고, 플라스틱 분해 능력이 있는 것으로 알려진 단일 미생물에 섞은 것보다 다양한 종류의 미생물에 노출시키는 것이 플라스틱 분해력을 높인다는 점을 연구팀은 확인했다. 이를 통해 소의 장에서 추출한 미생물이 플라스틱을 빠르고 확실히 분해시켜 플라스틱 쓰레기를 줄이는 데 도움을 줄 수 있을 것이라고 연구팀은 예측했다.

2019년 늦가을 중국에서 시작된 코로나19는 순식간에 전 세계로 확산됐다. 교통수단의 발달로 하루 이틀이면 전 세계 원하는 곳 어디든 갈 수 있게 된 영향이 컸다. 외국 여행이 코로나19 같은 바이러스뿐만 아니라 항생제 내성을 가진 장내미생물과 유전자까지 옮기는 계기가 될 수 있다는 연구가 나왔다. 코로나19 대확산 이후 ‘0’으로 수렴됐던 외국 여행 수요가 코로나 종식 후 다시 늘어난다고 하더라도 여전히 경계를 늦춰서는 안 된다는 뜻이다. 미국 세인트루이스 워싱턴대 의대 부설 게놈과학·시스템생물학센터, 병리·면역학과, 분자미생물학과, 의생명공학과, 네덜란드 마스트리히트대 의대 의료미생물학과, 암스테르담대 의대, 에라스무스대 메디컬센터 의료미생물학·감염과, 암스테르담 국제보건발전연구소 공동연구팀은 외국 여행객들이 항생제 내성(AMR) 유전자를 가진 장내미생물을 갖고 귀국하는 경우가 늘고 있다고 9일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 의생명과학분야 국제학술지 ‘게놈 의학’ 6월 7일자에 실렸다. 연구팀은 2013년 11월부터 2016년 7월까지 18세 이상 네덜란드 성인 남녀를 대상으로 한 ‘여행 후 다항성박테리아 운반’(COMBAT) 연구 데이터를 활용했다. 연구팀은 특히 동남아시아, 남아시아, 북아프리카, 동아프리카 등 4개 지역을 여행했던 190명을 무작위로 선정해 여행 전후 장내미생물 군집과 유전자 변화를 조사했다. 이번 연구에서 주목한 지역들은 열악한 위생 상태와 의료 상황 때문에 항생제 내성균이 많이 발견되는 이른바 ‘핫스폿’(hot spot)이다.사람은 약 39조개의 미생물을 갖고 있는데 대부분 대장이나 소장 등 소화기관에 집중돼 있다. 이들 소화기관에 있는 미생물을 ‘장내미생물’이라고 부른다. 장내미생물은 영양소 분해나 소화를 돕는 역할을 하는 정도로만 알려져 있었지만 최근 다양한 연구를 통해 비만, 대장암을 포함한 다양한 암종과 면역계질환, 치매나 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환, 우울증, 양극성장애 같은 신경정신질환에도 상당한 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 실제로 장내미생물에는 인체에 유익한 것과 유해한 것들이 모두 존재하고 있다. 최근에는 항생제 오남용과 항생제가 포함된 각종 화학물질로 키운 농축산물을 통해 항생제 내성을 가진 유해한 장내미생물도 늘고 있는 추세다. 연구팀은 여행 전후로 실험대상자들의 장내미생물을 메타게놈 염기서열 분석법으로 조사하고 지금까지 알려진 AMR 유전자 자료들과 비교했다. 그 결과 여행자들 대부분 출국 전에는 없었던 AMR 유전자를 가진 장내미생물들이 여행 이후 발견됐다. 이렇게 발견된 AMR 유전자는 56종이었으며 그중에는 항생제 내성이 강해 어떤 항생제도 통하지 않는 고위험 AMR 유전자도 10종이 포함돼 있었다. 특히 동남아시아 지역으로 여행을 다녀온 실험대상자들에게서 고위험 AMR 유전자가 가장 많이 발견된 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 AMR 유전자는 여행 이후에 발견된 만큼 해외여행이 바이러스뿐만 아니라 항생제 내성 장내미생물을 전달하고 확산시키는 수단이라고 지적했다. 연구를 이끈 네덜란드 마스트리히트대 의대 존 펜더스 교수(의료미생물학)는 “백신접종으로 집단면역이 형성돼 코로나19가 사실상 종식되면 다시 여행자들이 늘어날 텐데 이때 보건학적으로 가장 우려되는 점은 항생제 내성 박테리아의 빠른 확산”이라면서 “이번 발견은 항생제 내성 박테리아 확산 차단을 위한 공중보건정책을 수립할 때 큰 도움이 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전남에서 생산된 전복과 해조류 추출물이 코로나19 억제 효과가 있는 것으로 확인됐다. 전남바이오산업진흥원 해양바이오연구센터와 ㈜MBD 공동 연구팀은 전남 해안에서 생산한 전복 내장과 톳, 청각, 다시마 등 해조류 추출물 세포실험에서 코로나19 바이러스 억제 효과를 파악했다고 29일 밝혔다. 공동 연구팀은 이같은 내용을 세계적 권위의 해양의약 분야 학술지인 ‘마린드럭스(Marine Drugs)’에 발표했다. 코로나바이러스 감염은 바이러스의 스파이크 단백질이 세포 표면의 앤지오텐신 전환효소 수용체와 결합해 세포 내로 침투해 이뤄진다. 연구팀은 세포실험에서 전복 내장과 해조류의 분자량이 크고, 후코스) 함량이 높은 장내 다당류에 의해 코로나 19 스파이크 단백질과 앤지오텐신 전환효소 수용체의 결합을 방해해 감염을 억제하는 것을 확인했다. 전복 내장, 톳, 청각, 다시마, 후코이단, 미역귀 순으로 유사 코로나바이러스의 세포 침투 억제효과가 있는 것으로 분석됐다. 임성근 해양바이오연구센터 박사는 “전복은 주로 다시마와 미역을 먹고 자라는데 전복 내장에서 공생하는 미생물에 의해 분해돼 해조류에서 추출한 다당류보다 생리활성이 높은 다당류로 전환하기 때문인것으로 판단된다”고 설명했다. 임 박사는 “코로나 바이러스는 비강 점막의 배상세포와 섬모세포에서 시작되기 때문에 향후 동물실험과 인체 적용시험을 통해 그 효과를 입증, 코로나19 예방제품을 개발하겠다”고 말했다. 정규진 해양바이오연구센터장은 “전복 내장과 해조류에서 추출한 다당류가 세포실험에서 유사 코로나바이러스의 세포 침투를 현저하게 억제하지만, 이는 제한된 실험조건에서 도출된 결과다”며 “앞으로 후속연구를 통해 어려움에 처한 국내 해조류와 전복 양식 어가에 도움이 되도록 하겠다”고 밝혔다. 무안 최종필 기자 choijp@seoul.co.kr

마이크로바이옴 전문기업 ㈜이지놈(대표 조서애)은 2019년 네이처 자매지인 사이언티픽 리포트에 발표된 논문이 2021년 패컬티 오피니언에 선정되었다고 밝혔다. 이 논문은 정상인과 6가지 질병(다발성 경화증, 소아 특발성 관절염, 만성피로 증후군, 에이즈, 뇌졸증, 직장암)을 가진 사람들, 그리고 질병을 가지지 않은 1,079명의 장내 마이크로바이옴을 인공지능 알고리듬으로 분류했다. 패컬티 오피니언은 전 세계에서 저명한 연구원 및 교수진들이 자신의 분야와 그 밖의 분야에서 매우 중요하다고 생각되는 논문을 골라 추천하는 저널로서, 높은 신뢰도를 얻고 있는 매체이다. 해당 논문은 인간유전자치료 분야의 석학 스탠퍼드 의대 엘지자베스 멜린 교수가 추천해 패컬티 오피니언스에 선정되었고 브릭 사이트 내 한국을 빛낸 사람들(한빛사)에도 소개되었다. 본 연구는 상기 언급된 6가지 질병을 가진 환자들의 대장 내 마이크로바이옴을 다양한 피처셋을 대상으로 하여 LogitBoost, LMT, SVM, KNN을 포함한 머신러닝 방법으로 분류했다. 본 연구를 통해 인간 장내의 마이크로바이옴 불균형은 다수 질병에서 서로 다른 양상으로 분류할 수 있으며, 몇몇 미생물들의 경우 다수 질병의 치료 및 예방목적에 활용될 수 있는 지표로서 높은 잠재력을 가지고 있음을 제시하고 있다. 이에 대하여 멜린 교수는 추천서를 통해 “장내 마이크로바이옴의 불균형이 질병의 단순한 생물지표인지 혹은 발병의 원인인지는 명확히 밝히지는 못했지만 인공지능 분야의 기계학습을 통하여 질병이 있는 환자의 마이크로바이옴이 확실히 구분됨을 보인 것이 논문의 우수성”이라고 소개했다. ㈜이지놈의 조서애 대표는 “장내 마이크로바이옴은 인간 질병에 80% 이상 관여하고 있고, 질병별로 마이크로바이옴의 특이한 불균형을 프로파일링하는 것은 질병 치료와 생물지표를 발굴하는데 직접적인 정보를 제공할 수 있다”고 설명했으며, 특히 최근 ㈜이지놈에서 개발한 초정밀 마이크로바이옴 분석 플랫폼 ‘이지미러’를 통한 정보의 생산과 분석은 이러한 마이크로바이옴 내 질병연관 물질의 발굴을 가속화할 것이라고 전망했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

네덜란드 흐로닝언대 의대, 흐로닝언대 부속병원 공동연구팀은 육류, 가공식품, 술, 당분이 나쁜 장내미생물 군집을 만들어 체내 염증을 유발시킨다는 연구 결과를 의학 분야 국제학술지 ‘거트’ 4월 14일자에 발표했다. 연구팀은 장 질환자 554명, 장 질환이 없는 일반인 871명을 대상으로 장내미생물 분포와 숫자, 평소 식단을 분석했다. 그 결과 감자튀김, 마요네즈, 청량음료, 패스트푸드 등 가공식품과 육류, 당분이 많이 들어 있는 식품, 술 등은 장질환뿐만 아니라 당뇨, 관절염, 심혈관질환 등 염증성 질환의 발병 가능성을 높이는 것으로 확인됐다. 반면 견과류, 등푸른 생선, 과일, 야채, 콩류, 와인, 커피, 요구르트 등은 장내미생물의 종류와 숫자를 풍부하게 만들어 체내 염증을 완화시키는 것으로 조사됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19 유행 이후 ‘김치 열풍’이 심상찮다. 유명 배우 기네스 팰트로는 “김치를 먹으며 코로나19를 극복했다”고 말해 화제를 모았고, 지난해 11월 영국 내 김치 판매량은 3월 대비 8배로 증가했다. BBC, 가디언 등 주요 매체들이 김치 담그는 법이나 김치를 활용한 음식 레시피를 잇달아 소개했다. ‘레스토랑 매거진’의 편집자 슈테판 촘카는 주요 음식 트렌드로 김치를 꼽기도 했다. 김치가 면역력을 높이는 데 효과가 있다는 소문과 발효된 배추김치가 코로나19 예방 효과가 있다는 프랑스 연구진의 주장이 언론에 소개된 영향이 컸다. 레딧 등 해외 주요 커뮤니티에는 김치 담그기 인증샷과 노하우가 올라오고 있다. 김치는 영양면에서 매우 우수하다. 주재료인 배추, 무, 열무, 갓, 고추, 파, 마늘, 생강 등에는 많은 양의 항산화 비타민인 비타민 A, C와 무기질, 섬유질이 함유되어 있어 각종 비타민이 풍부하다. 발효 과정을 거쳐 맛있게 익게 되면 비타민C가 많아지고 고추, 무청, 파, 갓, 열무 등의 녹황색 채소가 많이 섞이면 비타민A(카로틴)가 많아진다. 성인 1인 1회 분량의 배추, 열무 등의 김치를 (약 40~60g) 하루 3회 정도 섭취할 경우 비타민C는 약 배추김치 17~25mg, 열무김치 30~45mg으로 한국인 1일 권장량인 100mg의 1/3 정도를 김치로부터 섭취할 수 있게 된다. 이와 관련 세계김치연구소는 “장 부스케 프랑스 몽펠리에대 폐의학과 명예교수 연구팀과 공동 연구에서 김치 재료인 배추, 고추, 마늘 등에 함유된 영양 성분이 인체 내 항산화 시스템을 조절해 코로나19 증상을 감지하는 신경 채널을 차단, 증상을 완화한다는 결과를 도출했다”고 31일 밝혔다.● 김치 유산균 유해한 활성 산소 제거 연구팀은 한국 등 동아시아, 사하라 인근 아프리카 국가에서 사망률이 낮은 데 주목하고, 사망률이 낮은 국가 중 호주, 뉴질랜드를 제외한 대부분 국가가 김치와 같은 발효 채소 또는 다양한 향신료를 많이 섭취한다는 공통점을 찾았다. 이번 연구 결과는 면역학 분야 국제 학술지(Clinical and Translational Allergy) 지난해 12월호에 실렸다. 연구팀은 김치의 영양 성분과 발효 과정에서 생기는 유산균이 인체 내 항산화 시스템인 Nrf2(Nuclear factor erythroid 2-related factor 2)와 상호 작용해 코로나19로 생기는 인체 내 유해한 활성 산소를 제거한다는 사실을 밝혀냈다. 장 부스케 명예교수는 “김치는 항산화 성분이 풍부하고 일시적 수용체 전위 활성을 낮출 수 있어 코로나19 증상 완화에 매우 효과적”이라며 “한국에서 코로나19 사망률이 낮고, 중증 환자가 적은 것은 김치 덕분일 수 있다”고 강조했다.● 체중 조절·노화 방지·성인병 예방 김치가 발효되어 생기는 유산균은 발효과정에서 장내 유용 미생물의 증식에도 도움이 되며 변비와 대장암 예방에도 좋다. 김치에 들어가는 다양한 채소들은 열량이 적고 식이섬유를 많이 함유하고 있어 체중조절에 도움을 주고, 특히 고추에는 캡사이신이라는 성분이 있어 신진대사작용을 활발히 함으로서 지방을 연소시켜 체중조절에 도움을 준다. 마늘, 파 등 김치의 재료들에는 항산화 비타민과 항세균 성분이 풍부하여 노화를 억제하고, 암을 예방하며 면역을 증강시키는 효과가 있다. 김치에 들어있는 각종 채소의 식이섬유와 향신료, 유산균은 혈중에 있는 나쁜 콜레스테롤을 떨어뜨려서 각종 성인병의 예방 및 치료에 도움을 준다. 최학종 세계김치연구소 소장 직무대행은 “해외 연구진도 우수성에 주목하고 연구 주제로 다룰 정도로 김치의 가능성은 무한하다”며 “세계김치연구소를 비롯해 한국생명공학연구원,한국화학연구원, 전북대 등 국내 연구진도 코로나19에 대한 김치의 효능을 검증하고 있다”고 말했다. 김유민 기자 planet@seoul.co.kr

영국 의학저널인 ‘브리티시 메디컬 저널’은 2007년 1월 현대 의학의 가장 위대한 성과로 ‘하수도와 깨끗한 물’을 선정했다. 위생과 삶의 질을 향상시켰다는 평가다. 하수도는 도시 기능을 유지하기 위한 필수 시설이다. 이 중 하수처리장은 생활에서 발생하는 하수를 물리·화학적 방법 및 미생물을 이용해 처리한다. 국내에서는 1976년 9월 21일 청계천 하수처리장이 준공되면서 하수처리시대가 시작됐고, 1988년 올림픽을 전후해 집중 설치됐다. 2019년 기준 4216곳, 시설용량이 하루 2607만t에 달한다. 시설용량이 하루 500t 이상인 처리장이 681개, 5만t 이상 공공하수처리장도 68개나 된다. 공공하수도 보급률 94.3%, 하루 500t 이상 하수처리장은 고도처리공법을 도입해 하수의 수질을 재이용이 가능한 수준으로 높였다. 탄소중립시대를 맞아 위생적 하수 처리와 하천 수질 보호 등을 넘어 에너지 자립과 자원 순환, 온실가스 배출 저감 등으로 역할이 확대됐다. 그러나 하수처리장은 여전히 대표적인 ‘님비시설’ 중 하나다. 막을 올린 통합물관리와 연계해 노후화가 도래한 국내 하수처리장에 대한 재설계가 시급해졌다.●에너지 자립·자원 순환 등 역할 확대 30일 환경부에 따르면 국내 하수처리장의 하루 처리량은 2019년 기준 1922만t으로 시설용량의 73.7% 수준이다. 시설 확충에 따라 하수 오염부하량(BOD 기준 3442t)의 98.7%를 제거하고, 총인(녹조 등을 유발하는 유기물질)은 95.5%를 줄여 공공수역의 수질 환경에 기여하고 있다. 최근에는 하수처리장 내 설치된 소화조를 개선해 하수찌꺼기(슬러지) 감량화와 소화과정에서 발생된 바이오가스를 발전·연료 등으로 활용한다. 2020년 감량화 사업이 완료된 22개 처리장의 감량률이 평균 38.3%로 분석됐다. 소화가스 발생량은 하루 8만t 규모로 판매·발전·자체이용 등으로 7만 7775t을 이용하고, 나머지 잉여가스(2780t)는 소각 처리한다. 하수처리장의 역할이 확대되고 있지만 노후화에 발목이 잡히고 있다. 하루 500t 이상 처리 시설 중 25년 이상 된 노후 하수시설이 63곳이다. 노후 하수처리장은 2025년 158곳, 2030년 281곳으로 급증할 전망이다. 더욱이 노후 처리장 대부분이 도심에 위치하면서 지방자치단체들이 대책 마련에 고심하고 있다. 공공하수관로(16만여㎞)의 43.2%도 20년 이상 사용돼 노후화가 심각하다. 시설 노후화는 기능 저하로 이어진다. 환경부 조사 결과 하수처리 고도화로 에너지 사용량이 늘면서 하루 5만t 이상을 처리하는 대규모 공공하수처리장의 에너지 자립률이 16.3%에 불과했다. 더욱이 초기(BOD 기준 120)와 비교해 유입수질 농도가 높아진 반면 방류수질 기준은 강화돼 시설 개선 필요성도 대두된다. 빗물 등이 유입되는 합류식 관로 대신 하수만 처리하는 분리식이 확대되면서 ‘고농도화’가 심각하다. 유입하수 농도가 200 이상까지 치솟아 처리시간이 길어지자 처리장마다 처리공간이 추가로 필요하게 됐다.노후화 대책은 지역에 따라 각양각색이다. 수도권은 이전 장소 확보가 어렵다 보니 지하화한 후 상부를 공원 등으로 개발해 시민에게 제공하는 방식이 추진되고 있다. 반면 지역은 도시 외곽에 조성됐으나 도시가 팽창하면서 악취·경관 등에 따른 민원이 심각해져 이전이 불가피한 상황이다. 그러나 이전에는 막대한 사업비가 필요하다 보니 논란이 끊이지 않고 있다. 환경부 생활하수과 지영빈 사무관은 “노후 하수처리시설 개선 타당성 평가기준을 하수도정비 기본계획 지침에 반영해 지자체가 기능 저하에 따른 시설 폐지 또는 전면 개량을 판단할 수 있게 됐다”며 “올해 처리장의 에너지 사용을 줄이고 악취 관리 등 처리 전 과정을 정보통신기술(ICT)을 활용해 컨트롤할 수 있는 스마트 하수도 관리사업을 시범적으로 추진할 계획”이라고 밝혔다. 전문가들은 하수도 및 수질 관련 공공서비스의 만족도가 높지 않다고 평가한다. 하수도 정책이 하수처리와 시설 확충에 집중됐기 때문이다. 하수처리장과 관련한 최대 민원은 악취다. 지상에 위치한 처리장은 지역을 막론하고 타깃이 되고 있다. 악취를 컨트롤할 수 있는 최선책은 지하화다. 신축이나 시설 개량 시 지하로 시설을 옮기는 것이 일반화됐다. 2016년 가동을 시작한 세종시 하수처리장(수질복원센터)은 인근에 대형마트가 위치해 있다. 지하에 처리장이 있고 상부는 녹지다 보니 설명하지 않으면 처리장의 존재를 알지 못한다. 세종시는 이곳에 파크골프장을 조성할 계획이다. 경기 안양 새물공원은 기존 박달하수처리장을 2018년 지하화했다. 상부는 체육공원과 피크닉시설 등으로 조성해 시민 편의시설로 제공한다. 하남 유니온파크는 하수와 폐기물처리시설이 융합돼 있다. 지하에 하수처리장과 소각시설, 음식물자원화시설, 재활용품선별시설 등이 입지해 악취 등 민원을 원천 차단했다. 상부에는 전망대와 체육시설, 중앙광장 등 주민친화공원을 조성했다. 지역에서도 의미 있는 시도가 이뤄지고 있다. 충남 서산시는 상부에 조성된 기존 하수처리장과 연계해 통합 바이오가스화 시설을 지난해 8월 완공했다. 별도 처리하던 하수와 음식물, 축산폐수 통합 처리를 시범적으로 도입했다. 유기성 폐자원을 활용해 열에너지와 전기를 생산하고, 사용된 슬러지는 인근 화력발전소에 연료로 공급해 에너지 절감 및 수익을 창출하고 있다. 도농지역 하수처리장에서 활용할 수 있는 사업 모델로 주목받고 있다. 또 제주에서는 이전 하수처리장에 최초로 국비가 지원되고, 대전하수처리장은 국내 최초 대형 하수처리장 이전 및 국내 최대 환경분야 민간투자방식으로 추진된다. 최신 정화공법이 적용돼 방류수 수질 개선과 운영 비용 등을 최소화할 수 있다는 평가다. 최영균 충남대 환경공학과 교수는 “에너지 자립 및 탄소중립 이행 방안으로 소화조 개선은 효용성을 높일 수 있는 방안”이라며 “과거 슬러지를 줄이기 위한 시설에서 메탄가스를 생산할 수 있는 개량이 요구된다”고 말했다. 최 교수는 이어 “에너지 절감 및 자원회수 성과 등이 높은 지자체나 시설 운영자에게 정책적·재정적 인센티브를 제공할 수 있는 지원책도 마련돼야 한다”고 강조했다.●“하수처리수, 상류 지하수로 활용해야” 물 순환이 강조되고 있지만 정작 무상으로 제공되는 하수 재이용률은 2019년 기준 16.1%에 불과했다. 막대한 비용을 들여 정화한 하수처리수가 하천으로 흘러가고 있다. 재이용도 청소·화장실용 등으로 사용하는 장내용수(5억 2000만t)와 하천유지용수(4억 8300만t)가 대부분을 차지했다. 처리장이 대부분 하천의 하류지역에 위치해 농업용수(1200만t)나 도시용수(3000만t)는 이동거리 등으로 활용이 많지 않았다. 유일하게 ‘유상’ 공급하는 공업용수는 과다한 정화 비용으로 이용 부담 속에서도 수요가 늘고 있는 것으로 분석됐다. 학계에서는 하수처리수의 ‘지하수 충전’을 제안하고 있다. 하수처리수를 상류지역 지하수로 활용하는 방식이다. 박준홍 연세대 건설환경공학과 교수는 “지하수 충전을 통한 재이용은 기술적으로 타당하고 자연기반 정화를 통해 수돗물로 사용하는 것에 대한 검증이 이뤄졌다”며 “지하수 수질 보전과 지반 안전 등을 반영한 수질 및 수량 기준을 마련하기 위한 실증연구가 필요하다”고 말했다. 박 교수는 또 “수계 전체의 수질 관리는 유역관리제가 유용하고 하수 재이용 등 탄소중립 및 자원순환의 실효성을 높이려면 처리장의 소규모 분산화가 필요하다”면서 “지자체·주민 합의가 전제되기에 당장 실현은 어렵지만 중장기적으로 나아갈 방향”이라고 강조했다. 대전·세종 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

인간은 사실 자신의 세포보다 훨씬 많은 공생 미생물과 함께 살아간다. 특히 장내에는 음식물의 분해와 대사를 돕는 수많은 장내 미생물이 존재하는데, 최근 이 미생물들이 단순히 음식물만 분해하는 것이 아니라 숙주의 건강에 큰 영향을 미친다는 사실이 보고되어 과학자들의 주목을 받고 있다. 알고 보니 장내 미생물이 비만, 당뇨, 고혈압, 심혈관 질환, 정신 질환 등 다양한 질병에 영향을 미치고 있었다. 하지만 우리의 장 속에는 세균만 사는 것이 아니다. 최근 미국 앨라배마 대학 및 테네시 대학 보건과학센터 연구팀은 장내 공생 곰팡이에 대한 연구 결과를 저널 커뮤니케이션스 바이올로지(Communications Biology)에 발표했다. 인간을 포함한 동물의 장에는 박테리아는 물론 바이러스와 곰팡이도 다수 존재한다. DNA 연구를 통해 세균 이외에 많은 바이러스와 곰팡이의 존재를 증명한 과학자들은 당연히 이들 역시 숙주의 건강에 큰 영향을 미칠 것으로 생각했지만, 아직 연구는 많이 부족한 상태다. 연구팀은 장내 곰팡이 역시 음식물 분해 및 대사에 영향을 줄 것으로 생각하고 쥐를 이용한 동물 모델을 통해 그 가능성을 검증했다. 우선 네 개 회사에서 받은 유전적으로 동일한 생쥐들을 두 그룹으로 나눠 장내 곰팡이 구성을 조사한 후 지방과 설탕이 많은 서구식 식단을 모방한 먹이와 일반적인 사료를 주고 변화를 관찰했다. 연구 결과 서구식 식단을 먹은 쥐는 예외 없이 체중이 늘어났다. 하지만 연구팀은 장내 곰팡이의 구성에 따라 체중 증가에 차이가 있다는 사실을 확인했다. 예를 들어 서모미세스 (Thermomyces) 곰팡이가 많을수록, 그리고 사카로미세스(Saccharomyces) 속의 곰팡이가 적을수록 체중 증가가 더 크게 나타났다. 참고로 서모미세스는 지방 분해 능력이 뛰어난 곰팡이고 사카로미세스는 탄수화물 발효 능력이 뛰어나 제빵, 양조 등에 널리 쓰이는 효모종이다. 따라서 서모미세스가 많을수록 지방을 효과적으로 분해해서 더 잘 흡수했을 가능성이 있다. 다만 이 곰팡이들이 숙주의 체중 증가 및 대사에 미치는 영향은 아직 완전히 밝혀지지 않았다. 장내 곰팡이에 대한 연구는 이제 막 시작 단계로 인체에 미치는 영향 역시 알려진 것이 거의 없다. 사실 우리 몸에 곰팡이가 살고 있다고 하면 뭔가 심각한 문제가 있는 것처럼 여겨지는 것이 일반적인 반응일 것이다. 그러나 장내 미생물에 대한 인식이 최근 크게 변한 것처럼 장내 곰팡이에 대한 인식 역시 앞으로 크게 변할 가능성이 있다. 앞으로 연구를 통해 우리 몸에 도움을 주는 공생 곰팡이에 대한 비밀이 하나씩 밝혀질 것으로 기대된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

미국 노스캐롤라이나주립대 수의과학대 공중보건·병리생물학과, 식품영양과학과, 분자과학혁신연구센터 공동연구팀은 ‘프로바이오틱 락토바실러스균’이 담즙산을 조절해 유익한 장내미생물의 생존을 촉진시킨다고 3일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원이 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 2월 2일자에 실렸다. 간에서 만들어지는 담즙산은 쓸개즙의 주요 성분으로 특히 지방과 비타민의 흡수를 도와주는 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 프로바이오틱균들 중에서 ‘김치유산균’으로 잘 알려져 있는 락토바실러스가 담즙산 분비를 적절히 조절하고 독성을 줄여 소화를 촉진시킬 뿐만 아니라 유익한 장내미생물이 장에서 더 오래 생존할 수 있도록 도와준다는 것을 확인했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2020년 경자년이 저물고 있습니다. 연초까지만 해도 다산과 재물을 상징하는 쥐의 해에는 풍요롭고 희망 가득한 일들만 있을 것이라는 기대가 있었습니다. 그러나 코로나19라는 전무후무한 감염병 때문에 2020년은 모든 이들에게 ‘잃어버린 해’가 됐습니다. 내년은 60갑자의 서른여덟 번째, 십이지 동물의 두 번째인 소의 해 ‘신축년’(辛丑年)입니다. 신축년을 ‘하얀 소의 해’라고 부르는데 이는 십간(十干) 중 ‘신’이 ‘경’과 함께 흰색을 의미하기 때문입니다. 소걸음으로 천천히 만 리를 간다는 ‘우보만리’(牛步萬里)라는 말처럼 소는 우직함, 인내, 근면함을 의미합니다. 여유롭고 유유자적한 모습 때문에 평화로운 이미지를 상징하기도 합니다. 그렇지만 ‘쇠 귀에 경 읽기’나 ‘황소고집’처럼 어리석고 고집이 세다는 부정적 이미지도 함께 있지요. 어쨌든 소띠 해에 태어난 사람은 성품 자체가 어질고 힘든 일을 마다하지 않고 자기보다는 주위 사람들에게 베푸는 삶을 산다고 알려졌습니다. 농경사회 전통을 가진 한국에서 소는 귀하게 여겨졌습니다. 농업 기반 사회에서 소는 가장 기본적인 노동력이었으며 운송수단이었고 목돈이 필요할 때 교환할 수 있는 중요 재산수단이었습니다. ●소 트림·방귀 속 메탄, 세계 온실가스 18% 차지 약 6500년 전 가축화된 것으로 알려진 소는 예로부터 버릴 것이 없는 동물이라고 하지만 과학적인 측면에서는 눈칫밥을 먹는 신세라고 할 수 있을 것입니다. 소의 트림과 방귀가 지구온난화 원인이 된다는 것이 대표적입니다. 지구온난화의 주요 원인은 산업, 운송 부문에서 화석연료 사용으로 발생하는 온실가스입니다. 가축, 특히 소가 온실가스 배출원이라는 사실은 이제 많은 사람들에게 알려져 있습니다. 소가 풀을 먹으면 장내 미생물들이 섬유소를 분해해 영양분으로 바꾸는데 이 과정에서 메탄이 발생해 트림이나 방귀 형태로 배출됩니다. 유엔 식량농업기구(FAO)에 따르면 전 세계 온실가스의 약 18%가 가축에게서 나오는 메탄입니다. ●1마리당 자동차 1대꼴… 먹이 교체 등 시도도 탄소 원자 1개에 수소 원자 4개가 붙어 있는 형태인 메탄은 이산화탄소 배출량과 비교했을 때 200분의1 수준에 불과하지만 온난화 유발효과는 약 21배, 아산화질소보다는 31배 정도 큰 것으로 알려져 있습니다. 소 한 마리가 방출하는 메탄은 자동차 1대에서 나오는 배기가스에 버금간다고 합니다. 이 때문에 미국 축산업의 중심지인 캘리포니아 주정부는 2030년까지 소의 메탄 방출량을 40%까지 줄이겠다는 정책을 발표하기도 했습니다. 과학자들은 소가 방출하는 메탄가스를 줄이기 위해 먹이에 해초 성분을 첨가하는 등 다양한 방법을 연구하고 있다고 합니다. 환경학자들은 소가 방출하는 온실가스가 자동차 배출량보다 많은 것은 더 많은 고기를 원하는 인간의 욕심 때문이라고 지적하고 있습니다. 사실 코로나19도 인간의 욕심 때문에 자연이 파괴되면서 야생 박쥐와 인간의 접촉 기회가 많아지면서 발생한 것으로 추정되고 있습니다. 욕심을 줄이는 것이 지구를 살리는 길이라는 말입니다. 하얀 소는 옛날부터 사람들이 신성하게 여기고 있습니다. ‘하얀 소’의 해인 2021년 신축년은 상서로운 일이 많이 일어날 것이라는 기대감이 큽니다. 코로나19도 종식되고 지구온난화 속도를 멈출 수 있는 획기적인 연구 결과가 나오는 한 해가 됐으면 합니다. edmondy@seoul.co.kr

바퀴벌레는 불결한 환경을 상징하는 벌레다. 주로 음식물 찌꺼기나 부스러기 따위를 먹으면서 살아갈 뿐 아니라 지저분한 환경에서 창궐하는 해충이기 때문이다. 하지만 바퀴벌레 역시 불결한 환경을 좋아하는 것은 아니다. 이런 장소에는 유해한 세균이나 곰팡이 역시 유행하기 때문이다. 따라서 바퀴벌레가 이런 환경에서도 살아갈 수 있다는 이야기는 뭔가 여기에 대처할 수 있는 능력이 있다는 이야기다. 예를 들어 독일 바퀴벌레(학명 Blattella germanica)는 생존을 위해 여러 가지 항생 물질을 분비한다.독일 바퀴벌레는 이름과는 달리 우리나라에서 가장 흔한 바퀴벌레로 작지만 번식력은 매우 강한 것으로 유명하다. 과학자들은 이 바퀴벌레가 살충제에만 강한 것이 아니라 세균이나 곰팡이 감염에도 매우 강하다는 사실을 확인하고 그 비결을 연구했다. 그 결과 이 바퀴벌레가 디펜신(defensin)과 테르미신(termicin), 드로소마이신(drosomycin) 그리고 아타신(attacin)이라는 네 가지 종류의 항생 물질을 만든다는 사실을 확인했다. 여기에 더해 최근 스페인 발렌시아대와 국립과학연구소의 연구팀은 새로운 종류의 항생 물질인 블라텔리신(Blattellicin)을 발견했다. 발렌시아대의 프란시스코 J 실바 박사가 이끄는 연구팀은 블라텔리신 유전자가 기존에 알려진 항균 펩티드 유전자인 아타신과 유사하다는 사실을 확인했다. 흥미롭게도 블라텔리신은 바퀴벌레의 장내 공생 미생물의 생존을 돕고 숙주에 영양분을 공급해 바퀴벌레를 유해한 세균으로부터 보호하는 것으로 나타났다. 흰개미의 사촌인 바퀴벌레는 장내에 많은 공생 미생물을 지니고 있는데, 유해한 병원성 세균이 많으면 이들의 생존이 위험하다. 따라서 장내 미생물을 보호할 목적의 항생 물질이 필요하다. 연구팀은 블라텔리신이 주로 성체가 된 이후 가장 활성화되는 점으로 봤을 때 이 시기에 장내 미생물을 노리는 병원성 세균으로부터 숙주를 보호하는 것으로 생각하고 연구를 계속 진행 중이다. 바퀴벌레가 병원성 세균이나 곰팡이로부터 자신을 지키는 방법을 알아낸다면 역으로 이를 활용해 살충제를 쓰지 않고 바퀴벌레만 없애는 물질을 개발할 수 있다. 더 나아가 바퀴벌레에서 새로운 항생제 후보 물질을 찾을 수도 있다. 항생제 내성균은 코로나19처럼 인류를 위협하는 심각한 감염병으로 기존의 항생제에 내성을 지닌 세균의 비율이 점점 높아져 새로운 항생제 개발이 시급한 상태다. 어쩌면 이 분야 만큼은 바퀴벌레가 인간에게 뜻밖의 도움을 줄지도 모른다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

누구나 한 번쯤은 변비로 고생해본 경험이 있다. 한 해 환자만 66만명이 넘을 정도로 가장 흔한 소화기질환으로 손꼽히는 변비 원인과 예방법을 살펴본다. 변비란 일정한 간격으로 몸 밖으로 나와야 할 대변이 몸 안에 비정상적으로 오래 머물러 있는 상태로 배변 후에도 잔변감이 있고 일주일에 3회 미만으로 배변하는 것을 말한다. 4차례 배변 가운데 다음과 같은 증상이 한 차례 이상 나타나면 질병으로서의 변비를 의심해 봐야 한다. ▲무리한 힘이 필요할 때 ▲변이 딱딱하거나 덩어리져 있는 경우 ▲배변 후에도 변이 남아 있는 느낌이 들때 ▲배변 출구가 막혀 있는 느낌이 들때 ▲인위적인 방법으로 변을 빼내야 하는 경우 ▲배변 횟수가 주 3회 미만일 때 등이다. 경희의료원 대장항문외과 박선진 교수는 “변비를 앓을 때는 복부 팽만감, 불편감, 복통 등이 동반되고 장기간 지속되면 피로감이나 식욕 감퇴, 무력감으로 이어질 수 있다”면서 “식사와 생활습관, 체중 변화 등이 있을 때 변비가 생길 확률이 높기 때문에 갑작스레 변비를 앓을 때는 생활 패턴이 바뀌었는지 우선 확인해볼 필요가 있다”고 조언했다. ●대장암 때문에 변비 생길 수 있어 변비가 있을 땐 잔변감으로 배변 시 무리하게 힘을 주게 돼 치질이나 항문 출혈을 일으킬 수 있다. 변비 환자 3명 가운데 1명은 위장의 기능 저하로 잦은 트림이나 구토, 헛배가 부른 증세를 호소한다. 다만, 변비로 여기다가 뒤늦게 다른 질환인 걸 알게 되는 수도 있어 주의해야 한다. 세브란스병원 소화기내과 최윤진 교수는 “변비는 대장암이나 다른 대장 자체의 질환에 의해서도 생길 수 있다”면서 “혈변이나 빈혈, 체중 감소를 동반하거나 대장암 검진을 받아보지 않았던 성인이라면 이런 질환에 대한 검사를 먼저 받아보는 게 좋다”고 강조했다. 식생활 습관이 변비 증상을 악화시키기도 한다. 인스턴트 식품이나 육류 위주 식사가 대표적이다. 햄이나 소시지 같은 동물성 가공식품이나 밀가루 음식은 변비 개선에 도움이 되지 않는다. 카페인이 포함된 음료, 알코올 등도 마찬가지다. 한양대학교병원 소화기내과 이오영 교수는 “인스턴트 식품과 동물성 가공식품은 식이섬유 함량이 매우 낮고 다량의 육류 위주 식사는 상대적으로 식이섬유 부족을 일으킨다”고 말했다. ●현미, 백미보다 식이섬유 2배 함유 흔히 스트레스성 변비를 앓고 있다고 얘기하는 사람이 있다. 정확한 의학용어는 아니지만 전문가들은 사람에 따라서는 스트레스가 변비 증상을 일으키거나 악화시킬 수 있다고 설명한다. 스트레스로 인해 뇌에서 분비되는 호르몬과 신경전달물질이 증가하면서 변비 증상이 발생할 수 있다는 것이다. 사람마다 달라서 어떤 이들은 스트레스로 변비 대신 설사 증상을 보일 수도 있다. 변비로 병원을 찾으면 빈혈 여부 등을 확인하기 위한 기본적인 혈액검사를 거치게 된다. 40세 이상은 대장 내시경 검사를 받을 필요가 있다. 변비의 원인과 유형을 확인하고 대장이 제대로 기능하고 있는지 살피기 위해서다. 중앙대학교병원 소화기내과 최창환 교수는 “대장기능검사를 모든 환자에게 시행하지는 않는다”면서 “혈액과 대장내시경 검사가 정상일 때는 먼저 약물치료를 시도하고 그래도 반응이 없으면 대장기능검사를 진행하게 되는 경우가 많다”고 설명했다. 변비를 예방하거나 완화하려면 식생활을 비롯해 일상 습관부터 바꾸는 게 중요하다. 우선 수분과 식이섬유를 충분히 섭취한다. 식이섬유는 변을 부드럽게 하고 부피를 크게 함으로써 배변 횟수와 양을 늘린다. 변비 증상을 완화하기 위해서는 하루에 20~25g 정도의 식이섬유를 섭취하도록 권장한다. 미역과 다시마 같은 해조류에 식이섬유 함량이 상대적으로 많다. 콩, 고구마, 보리, 깨, 수수 등에도 식이섬유가 많이 함유돼 있다. 현미에는 백미에 비해 2배 이상 많은 식이섬유가 있다. 규칙적인 운동도 중요하다. 노인 변비 환자에게는 반복적인 운동이 증상을 완화시키는 것으로 알려져 있다. 복부 마사지가 변비 호전에 도움이 된다는 보고도 있다. 또 가능한 한 아침 식사 후 매일 배변을 시도하는 게 좋다. ●걷기·달리기·줄넘기하면 변비 예방 변비 예방을 위한 생활습관으로는 ‘3분, 30분을 기억하자’는 말이 있다. 배변 시간은 3분 이내로 조정하고 배변은 대장운동이 가장 활발한 아침 식후 30분 이내로 정해 매일 반복한다. 또 하루 30분 이상 운동을 한다. 이를 꾸준히 실천하면 장 운동이 활발해져 변비와 장 건강에 효과를 볼 수 있다. 걷기와 달리기, 줄넘기 같은 유산소 운동이나 요가를 겸하면 변비 예방 효과가 훨씬 커진다. 분당서울대병원 소화기내과 이동호 교수는 “변비 원인으로는 여러 가지가 있지만, 최근에는 장내 미생물의 불균형을 중요한 원인으로 꼽는 이론이 우세하다”면서 “특히 면역을 지켜주는 유익균이 감소하고 건강을 악화시키는 유해균이 증가하면 변비를 비롯한 각종 소화기 질환이 생길 수 있다”고 주의를 당부했다. 육식 위주의 식습관과 스트레스가 쌓이는 생활 습관은 유익균의 번식을 억제하는 반면 체내 발암물질을 생산하고 면역기능을 약화시키는 유해균을 증식시켜 장내 균형을 깨뜨리게 된다는 것이다. 변비 완화와 예방에 도움이 되는 생활습관을 실천하는 것도 중요하다. 우선 고지방 음식이나 단 음식, 카페인 함량이 많거나 자극적인 음식은 되도록 피한다. 수분 섭취를 늘리며 채소나 과일, 현미 등 섬유소가 많은 음식을 자주 먹는다. 아침에 일어난 직후 물이나 우유를 한 컵 마신다. 변비약을 사용하려면 반드시 전문의와 상담해야 한다. 전문가들은 “생활습관이 개선되지 않거나 식이요법에도 반응이 없으면 약물로 치료한다”면서 “변비약을 무턱대고 먹으면 낭패를 볼 수 있다”고 밝혔다. 세종 박찬구 선임기자 ckpark@seoul.co.kr