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

만성염증은 노화나 스트레스 또는 환경의 독성물질로 인해 체내 면역체계가 과하게 활성할 때 나타나는 증상으로, 알츠하이머병이나 파킨슨병부터 당뇨나 암에 이르기까지 여러가지 치명적 질병에 관여할 수 있다고 알려져 있다. 이와 관련해 미국 캘리포니아대 버클리캠퍼스(UC 버클리) 연구진이 체내에서 만성염증을 일으키는 면역체계를 제어하는 한 분자의 ‘스위치’를 찾아냈다고 6일(현지시간) 발표했다. 연구진은 연구에서 세포 내 염증조절 복합체인 ‘NLRP3 인플라마좀’가 탈아세틸화(아세틸기를 떼어내는 반응) 과정을 거치면 근본적으로 '끌 수 있다'는 점을 보여줬다. 동시에 노화방지 단백질인 SIRT2가 NLRP3 인플라마좀을 탈아세틸화하는 역할을 한다는 것을 확인했다. 연구진에 따르면 노화방지 단백질인 SIRT2를 생성하지 못하는 유전적 변이를 지닌 쥐는 고령(2세)의 나이에 다른 보통 쥐들보다 더 많은 염증 징후를 보였다. 제2형 당뇨병이나 대사증후군과 관련된 인슐린 저항성도 더 큰 것으로 나타냈다. 반대로 SIRT2가 정상적으로 생성돼서 NLRP3 인플라마좀이 탈아세틸화 된 쥐들은 6주 뒤 인슐린 저항성이 개선됐다는 것이 확인됐다. 이는 실제로 NLRP3 인플라마좀의 탈아세틸화가 대사질환 과정을 역전할 수 있음을 보여주는 것이다. 이에 대해 연구 책임저자인 대니카 첸 UC 버클리 부교수는 “이번 발견은 인간의 주요 만성질환을 치료하는 데 매우 중요한 의미를 갖는다”면서 “노화 관련 조건의 가역성을 이해하고 그 지식을 노화 관련 질병에 대한 치료제 개발을 돕는데 사용하는 것이 그 어느 때보다 시급하다고 생각한다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘셀 메타볼리즘’(Cell Metabolism) 최신호(6일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미국 시더스 시나이 재생의학연구소, 시더스 시나이 병원, 사뮤엘 오션 통합암연구소, 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 신경과학·인간행동연구소 공동연구팀은 대표적인 신경퇴행성질환인 파킨슨병이 출생 이전 태아시절부터 서서히 진행돼 나이들어 나타날 수 있다는 연구결과를 의생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 메디슨’ 28일자에 발표했다. 파킨슨병은 일반적으로 60세 이상 노년층에서 많이 발병하지만 환자의 10% 정도는 20~50대에 발병하기도 한다. 연구팀은 파킨슨병을 앓고 있는 젊은이(17~35세)의 혈액 세포를 이용해 유도만능줄기세포(iPSc)를 만들어 원시 배아상태의 신경세포를 분석했다. 그 결과 젊은 파킨슨병 환자들은 불필요한 단백질을 분해하는 세포소기관인 리소좀에 문제가 있어 영유아, 심지어는 태아때부터 파킨슨병의 원인으로 알려진 알파-시뉴클레인이라는 단백질이 서서히 축적되는 것으로 확인됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2012년 개봉한 한국영화 ‘연가시’는 사람의 뇌에 침투해 물 속에 뛰어들도록 유도해 익사시키는 기생충 때문에 벌어지는 재난상황을 보여주고 있다. 연가시는 가상의 기생충이지만 실제로 포유동물의 뇌에 침투해 행동을 조종하는 기생충이 있다. 바로 ‘톡소플라스마 곤디’이다. 톡소플라스마에 감염되는 생쥐는 겁을 상실하고 고양이에게 덤벼들거나 쫓아다니다가 결국 잡아먹히게 된다. 스위스 제네바대 유전·진화학과, 기초신경과학과, 제네바의대 미생물·분자의학, 제네바 바이스 생물신경공학센터, 캐나다 토론토대 써니브룩연구소 공동연구팀은 톡소플라스마에 감염되는 쥐는 고양이에 대한 두려움을 상실하는 것 이외에도 다양한 행동과 신경기능에도 영향을 미친다고 17일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 15일자에 실렸다. 톡소플라스마는 쥐 뿐만 아니라 사람도 감염시킨다. 반려묘의 배설물에 의해 전염되는 경우가 많은데 고양이를 많이 키우는 유럽인들에게서는 3명 중 1명이 감염돼 있는 것으로 알려져 있다. 면역기능이 정상적인 사람에게는 별 다른 증상이 나타나지 않지만 면역력이 약화된 임산부가 감염될 경우는 심하면 유산이 되기도 한다. 또 일부에서는 조현병, 파킨슨병, 양극성 장애 같은 정신질환은 물론 교통사고와 자살시도의 원인이 된다는 주장도 있다.연구팀은 톡소플라스마에 감염된지 5~10주 지난 쥐와 감염되지 않은 쥐를 대상으로 ‘고공 십자미로’ 실험을 했다. 고공 십자미로는 벽이 없는 좁은 십자형 길을 이용한 일종의 고소공포증 실험도구이다. 그 결과 감염된 쥐는 일반 생쥐보다 십자 미로 위에서 오랜 시간을 보내고 모험적 행동을 시도하는 것이 관찰됐다. 보통 생쥐들은 사람이 손을 가까이 가져가면 피하거나 방어적 행동을 보이는데 톡소플라스마 감염 생쥐는 오히려 손에 몸을 비비는 등의 행동을 보이기도 했다. 지금까지는 생쥐가 톡소플라스마에 감염되면 고양이의 오줌냄새에 성적 이끌림을 느껴 고양이에게 다가간다고 알려져 있었지만 연구팀은 고양이 오줌 뿐만 아니라 기니피그 오줌이나 여우 오줌에도 관심을 보이는 것을 확인함으로써 기존 연구의 오류를 발견했다. 연구팀은 톡소플라스마에 감염된지 10~12주 된 쥐의 뇌를 ‘격자 시트광 현미경’으로 분석했다. 격자 시트광 현미경은 빛을 나눠 쏨으로써 살아있는 세포에 가하는 손상을 줄이면서 정밀하게 관찰할 수 있는 장치이다. 분석 결과 톡소플라스마는 시각 정보를 처리하는 대뇌피질에 물혹을 유발시킨다는 사실을 확인했다. 즉 톡소플라스마가 신경에 염증을 일으켜 생쥐들에게 이상행동을 유발시킨다는 설명이다.도미니크 솔다티-파브르 제네바의대 교수(미생물학)는 “이번 연구를 통해 톡소플라스마 감염은 설치류들에게 두려움과 위험회피성향을 줄이고 모험적이고 호기심을 늘리는 일종의 행동조증을 유발시키는 것을 확인했다”라며 “톡소플라스마에 사람이 감염될 경우 신경염증이 발생해 미묘한 행동변화를 보일 수는 있지만 실험실 생쥐 같은 증상을 보이지는 않을 것”이라고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

세포 깨우면 회복… 근본적 치료 기대영화 ‘백투더퓨처’의 배우 마이클 J 폭스, 유명 권투선수 무하마드 알리, 교황 요한 바오로 2세 등이 앓았던 파킨슨병은 도파민 신경세포의 활동이 줄어들어 잠들면 발생한다는 사실을 국내 연구진이 처음으로 밝혀냈다. 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단 인지교세포과학그룹, 서울아산병원, 한국과학기술연구원(KIST), 충남대 의대, 한국뇌연구원, 분당서울대병원 공동연구팀은 뇌 속에 있는 별모양의 신경세포인 별세포가 도파민 신경세포를 잠들게 하면 파킨슨병이 유발된다는 사실을 밝혀내고 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 10일자에 발표했다. 파킨슨병은 손발이 심하게 떨리거나 운동 능력이 저하되는 퇴행성 뇌질환으로 나이가 들수록 발병 확률이 높아진다. 지금까지는 운동에 관여하는 도파민 신경세포가 죽으면서 파킨슨병이 발생한다는 것이 정설이었다. 그런데 이번에 국내 연구팀이 동물실험을 통해 별세포에서 ‘가바’라는 물질이 과다하게 분비돼 도파민 신경세포 활동을 둔화시켜 도파민 분비가 제대로 되지 않으면 파킨슨병이 생긴다는 것을 밝혀낸 것이다. 연구팀은 파킨슨병을 유발시킨 생쥐로 별세포가 가바를 분비하지 못하도록 하는 실험을 한 결과 도파민이 정상적으로 분비되면서 운동 기능 이상 같은 파킨슨병 증상이 완화되는 것을 관찰했다. 또 연구팀은 정상적인 생쥐의 머리에 광섬유를 심어 도파민 신경세포를 빛으로 제어하는 광유전학 실험도 했다. 실험 결과 도파민 신경세포를 잠들게 하면 파킨슨병에 걸린 것처럼 몸이 떨리고 걸음이 불안정해지는 것이 관찰됐고 도파민 신경세포를 깨우면 다시 정상으로 돌아온다는 사실을 재확인했다. 연구팀은 이번 결과를 활용하면 파킨슨병을 근본적으로 치료할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

노화방지약, 기후위기 회의, 미세플라스틱의 영향…. 지난 연말 영국의 과학잡지 ‘뉴사이언티스’는 2020년 과학의 최전선에서 일어날 중요한 일을 전망했다. 이 중 인류의 조상 연구를 제외한 5가지 이슈는 다음과 같다. 첫째는 노화를 막는 회춘 요법이 개발될 가능성이다. 이를 향한 두 종의 유망한 약이 개발 최종 단계를 밟고 있다. 하나는 ‘늙은(senescent) 세포’를 제거한다. 이런 세포는 알츠하이머나 관절염 같은 노인병과 관련된 것으로 밝혀졌다. 다른 하나는 젊은 피를 수혈하는 효과를 모방하는 약이다. 이런 수혈은 동물 실험에서 인지능력을 향상시키고 암과 심장병의 의심 지표를 줄여 주는 것으로 나타났다. 둘 다 임상 시험이 진행 중이다. 이르면 올해 안에 상용화 직전 단계인 임상 3상 시험을 진행할 수 있다. 이들 약은 노화 자체가 아니라 노화에 따른 질병을 표적으로 삼고 있다. 하지만 개발사들은 이것이 만능회춘 요법으로 판매될 수 있으리라고 기대하고 있다. 이 단계는 10년 내에 실행될 가능성도 있다. 둘째는 기후위기와 생명 다양성 문제다. 올해 기후변화와 관련해 특히 중요한 2건의 회의가 열린다. 먼저 오는 11월 영국 글래스고에서 열리는 유엔 기후정상회의. 2015년 파리회의 이후 가장 중요한 모임이다. 개최에 앞서 각국은 좀더 강화된 탄소 배출 계획을 제출할 예정이다. 기존 감축계획에 따르면 금세기 후반까지 지구 평균 기온이 섭씨 3도 올라갈 예정이지만 파리회의에서는 이를 1.5도 상승으로 제한키로 했다. 또 하나의 중요한 계기는 오는 10월 중국이 개최하는 유엔 생명다양성회의다. 지구 전체에서 생명다양성이 줄고 있는 흐름을 막기 위한 합의를 도출하는 것이 목표다. 여기에는 육지의 보호구역을 현재의 15%에서 30%로 늘리는 임무가 포함될 수 있다. 셋째는 가짜뉴스와 빅브러더 문제다. 올해 미국 대선을 앞두고 외국의 선거 개입과 온라인 가짜 정보의 확산에 대한 걱정이 커지고 있다. 이미 트위터는 정치 광고를 전면 금지했으며 구글은 정치적 성향에 따른 맞춤 광고를 더이상 허락하지 않겠다고 밝혔다. 페이스북은 가짜 계정의 협력망을 제거하겠다고 발표했다. 하지만 여전히 팩트체크를 하는 정치 광고를 배제한다는 정책을 유지하고 있다. 이는 정치집단이 가짜 정보를 유포하지 못하도록 막는 활동을 어렵게 한다. 세계적으로는 정부의 시민감시가 뜨거운 주제가 될 전망이다. 중국에서 얼굴 인식 알고리즘 기법이 전반적으로 도입되는 탓이다. 중국 정부는 올해 안에 사회신용시스템(social credit system)을 전면 시행할 작정이다. 시민들의 활동을 추적, 감시해서 사회적 행태에 따라 점수를 매긴 다음 사회적 불이익이나 보상을 주는 체제다. 자율주행차도 확산된다. 테슬라는 올해 중반까지 자율주행시스템을 도입할 계획이다. 또한 미국 일부 지역에서 자율주행 택시를 출시할 것이라고 시사했다. 네 번째 이슈는 미세플라스틱이다. 우리가 먹거나 마시거나 숨을 쉴 때마다 미세한 조각이 몸에 들어온다. 대부분은 지난 50년간 우리가 지상과 바다에 버린 수십억 톤의 쓰레기가 부서진 조각이다. 이것이 실제로 건강에 해로운지를 알아보는 프로젝트가 진행 중이다. 네덜란드가 기금을 지원한 15건의 연구 프로젝트에서 올해 결과를 발표할 예정이다. 건강과 관련한 5가지 질문에 접근하는 것이 목표다. 그것은 △인체의 노출 정도 △노출에 따른 위험성 △면역계에 미치는 영향 △내부 장기에까지 침투 여부 △병원체를 옮기고 있을 가능성 등이다. 다섯 번째 이슈는 암, 당뇨, 알츠하이머의 새 치료법이다. 바이러스를 이용해 암을 치료하고 줄기세포를 이용해 심장을 치료하는 실험이 적어도 실험실에서는 일어날 예정이다. 또한 줄기세포로 파킨슨병과 당뇨, 노화에 따른 시력 감퇴를 치료하는 대규모 임상시험이 진행될 것이다. 일부에서는 이를 포함한 여러 질병의 배후에 잠복성 박테리아가 있으리라고 의심한다. 이런 가설에 따른 알츠하이머 치료제가 올해 임상시험에 들어갈 예정이다.

노화방지약, 기후위기 회의, 미세 플라스틱의 영향 등, 지난 연말 영국의 과학잡지 뉴사이언티스는 2020년 과학의 최전선에서 일어날 중요한 일을 전망했다. 이중 인류의 조상 연구를 제외한 5가지 이슈는 다음과 같다. #노화를 막는 회춘 요법 노화를 극복하기 위한 두 종의 유망한 약이 개발 최종 단계를 밟고 있다. 하나는 ‘늙은(senescent) 세포’를 제거한다. 이런 세포는 알츠하이머나 관절염 같은 노인병과 관련된 것으로 밝혀졌다. 다른 하나는 젊은 피를 수혈하는 효과를 모방하는 약이다. 이런 수혈은 동물 실험에서 인지능력을 향상시키고 암과 심장병의 의심 지표를 줄여주는 것으로 나타났다. 둘 다 임상 시험이 진행 중이다. 이르면 올해 중으로 상용화 직전 단계인 임상 3상 시험으로 진행할 수 있다. 이들 약은 노화 자체가 아니라 노화에 따른 질병을 표적으로 삼고 있다. 하지만 개발사들은 이것이 만능 회춘 요법으로 판매될 수 있으리라고 기대하고 있다. #기후 위기와 생명 다양성 올해 기후변화와 관련해 특히 중요한 2건의 회의가 열린다. 먼저, 오는 11월 영국 글래스고에서 열리는 유엔 기후정상회의. 2015년 파리 회의 이후 가장 중요한 모임이다. 개최에 앞서 각국은 좀더 강화된 탄소 배출 계획을 제출할 예정이다. 기존 감축계획에 따르면 금세기 후반까지 지구 평균 기온이 3도씨 올라갈 예정이지만 파리 회의에서는 이를 1.5도씨 상승으로 제한키로 했다. 또 하나의 중요한 계기는 오는 10월 중국이 개최하는 유엔 생명다양성 회의다. 지구 전체에서 생명다양성이 줄고 있는 흐름을 막기 위한 합의를 도출하는 것이 목표다. 여기에는 육지의 보호구역을 현재의 15%에서 30%로 늘리는 임무가 포함될 수 있다. #정치적 SNS와 시민 감시 시스템 올해 미국 대선을 앞두고 외국의 개입과 온라인 가짜 정보의 확산에 대한 걱정이 커지고 있다. 이미 트위터는 정치 광고를 전면 금지했으며 구글은 정치적 성향에 따른 맞춤 광고를 더 이상 허락하지 않겠다고 밝혔다. 페이스북은 가짜 계정의 협력망을 제거하겠다고 발표했다. 하지만 여전히 팩트 체크를 하는 정치 광고를 배제한다는 정책을 유지하고 있다. 이는 정치집단이 가짜 정보를 유포하지 못하도록 막는 활동을 어렵게 한다. 세계적으로는 사생활 보호와 정부의 시민 감시가 뜨거운 주제가 될 전망이다. 이는 얼굴 인식 알고리즘 같은 신체측정 기법이 활용되는 데도 일부 원인이 있다. 중국 정부는 금년 중 사회신용시스템(social credit system)을 전면 시행할 작정이다. 시민들의 활동을 추적, 감시해서 사회적 행태에 따라 점수를 매긴 다음 사회적 불이익이나 보상을 주는 체제다. 자율주행차도 확산된다. 테슬라는 올해 중반까지 자율주행시스템을 도입할 계획이다. 또한 미국 일부지역에서 자율주행 택시를 출시할 것이라고 시사했다. 영국 정부는 내년에 완전 자율주행차를 운행할 수 있게 할 것이라고 약속했다. #인체내 미세 플라스틱 우리가 먹거나 마시거나 숨을 쉴 때마다 미세 플라스틱이 몸속에 들어온다. 이들 대부분은 지난 50년간 우리가 지상과 바다에 버린 수십억 톤의 쓰레기가 부서진 조각이다. 이것이 건강에 해로운지 여부를 실제로 알아보는 프로젝트가 진행 중이다. 네덜란드가 기금을 지원한 15건의 연구 프로젝트에서 올해 결과를 발표할 예정이다. 건강과 관련한 5가지 질문에 접근하는 것이 목표다. 그것은 ▷인체의 노출 정도 ▷노출에 따른 위험성 ▷면역계에 미치는 영향 ▷내부 장기에까지 침투 여부 ▷병원체를 옮기고 있을 가능성이다. #암·당뇨·알츠하이머의 새 치료법 바이러스를 이용해 암을 치료하고 줄기세포를 이용해 심장을 치료하는 실험이 적어도 실험실에서는 일어날 예정이다. 또한 줄기세포로 파킨슨병과 당뇨, 노화에 따른 시력감퇴를 치료하는 대규모 임상시험이 진행될 것이다. 일부에서는 이를 포함한 여러 질병의 배후에 잠복성 박테리아가 있으리라고 의심한다. 이런 가설에 따른 알츠하이머 치료제가 올해 임상시험에 들어갈 예정이다. 글: 조현욱 과학과 소통 대표

“지난 100년간 한반도 기온이 1.7도가량 올랐고 2050년에는 3.2도 올라 남한 대부분이 아열대 지역으로 변할 겁니다. 지구온난화로 폭염이 심해지면 시설작물 품질에도 악영향이 우려됩니다. 우리 기술로 개발한 ‘고온 극복 혁신형 쿨링하우스’는 에어컨을 가동하지 않고서도 여름철 최고 기온을 일반 온실보다 12~13도 낮춰 폭염으로부터 시설작물을 보호할 수 있습니다. 중동에도 수출할 수 있는 우리 스마트농업의 쾌거입니다.” 김경규(55) 농촌진흥청장은 17일 취임 1주년을 맞아 서울신문과 가진 인터뷰에서 “지구온난화에 따른 기상 이변과 재해가 일상화됐기 때문에 이를 기회로 적극 활용해야 한다”면서 이렇게 말했다. 농업 부문 연구개발(R&D)과 기술 보급을 담당하는 농촌진흥청은 지난해 김 청장 취임 이후 1년간 스마트팜과 종자산업, 기후변화에 대비한 미래 연구를 중점적으로 해 왔다. 특히 농진청이 지난 7월 국립원예특작과학원에 설치한 고온 극복 혁신형 쿨링하우스는 환기에 의존하는 일반 온실과 달리 기화열을 이용해 온실 온도를 낮추는 방식을 사용한다. 미세 안개를 발생시켜 온도와 습도를 조절하고 한여름에도 낮 30도, 밤 15~20도를 유지한다. 농진청은 지난 7월 하순에 장미와 딸기를 심어 11월까지 재배한 결과 두 작물 모두 일반 온실보다 생육이 향상됐음을 확인했다. 김 청장은 “지금은 실증 단계지만 앞으로 2~3년 뒤 일반 농가에 보급할 것”이라며 “사막이 많은 아랍에미리트(UAE)에서도 설치할 수 있도록 기술 협력을 진행하고 있다”고 설명했다. 농진청의 내년 예산 규모는 1조 249억원으로 1962년 개청 이후 처음으로 1조원을 돌파했다. 이 가운데 연구개발비가 5751억원, 기술보급비 2015억원, 인건비와 기본 경비가 1844억원이다. 김 청장은 “내년 예산은 빅데이터를 활용한 농업의 디지털 혁신과 바이오 신성장산업에 대한 육성 기반을 마련하고 농업인이 현장에서 필요로 하는 실용기술 개발과 보급 등에 중점 투자할 계획”이라며 “내년 상반기에 전체 예산의 74%를 조기 집행해 내수경제 활성화에도 도움을 주겠다”고 말했다. 그는 “스마트팜 성능 향상을 위해 농가를 대상으로 빅데이터를 수집하고 활용할 수 있는 인공지능 체계를 확립할 것”이라며 “스마트팜 정보통신기술(ICT) 기기의 부품 호환성을 높이기 위한 표준화를 지속적으로 추진하고 있다”고 말했다. 농진청은 미래 먹거리를 준비하는 차원에서 곤충산업과 종자산업에도 눈을 돌리고 있다. 곤충은 식용뿐 아니라 의약품이나 화장품 등 다양한 분야에서 광범위하게 활용되기 때문이다. 김 청장은 “익힌 숙잠(누에)은 알코올성 간질환, 피부미백, 파킨슨병 예방 효과가 있고 왕지네에서 분리한 항생 물질은 아토피 치유 효과가 탁월하다”고 강조했다. 이어 “내년 세계 곤충시장이 38조원에 달할 것으로 예상되는 만큼 다양한 의약품과 생활용품 소재로 상용화를 추진하고 있다”고 말했다. 농진청은 지난 10여년간 외국 종자에 의존하던 딸기, 프리지어, 선인장 등 522개 품종을 국산화하는 데도 성공했다. 이로 인한 로열티 사용료 절감 효과는 77억원에 달한다. 김 청장은 “지난해 평창동계올림픽 기간에 일본 여자 컬링대표팀 선수가 ‘한국 딸기가 정말 맛있었다’고 말해 일본 농업계가 놀란 적이 있다”면서 “2008년에는 국내 재배 딸기의 90% 이상이 일본 품종이었지만 지난해에는 국내 생산 딸기의 94.5%가 고품질 국산 품종”이라고 소개했다. 그는 “지난 10년간 세계 종자시장은 약 1.5배 성장했지만 국내 종자시장은 세계 시장의 1%에 불과할 정도로 정체돼 있다”면서 “농진청이 보유한 종자 자원은 25만 5000점으로 세계 5위 수준인 만큼 이를 수출전략산업으로 육성하겠다”고 말했다. 전주 하종훈 기자 artg@seoul.co.kr

지방자치단체들이 지역의 대학과 손잡고 ‘상생의 꽃’을 피우고 있다. 학생들의 취업지원은 물론 산업단지조성, 도시문제 해결, 건강기구개발 등 다양한 분야에서 공동 사업을 펼치고 있다. 지자체는 행정및 예산 지원을, 대학은 인력과 기술을 제공하면서 바람직한 ‘관·학’모델을 만들고 있다는 평가를 받고 있다. 경기도는 한양대와 안산 한양대 에리카캠퍼스내 산학연 협력단지 구축 사업을 추진하고 있다고 3일 밝혔다. 대학 내 유휴시설을 리모델링해 기업과 연구소가 입주할 수 있도록 지원하는 사업이다. 유망기업을 대학 내에 유치해 산학연협력 혁신 거점으로 활용하면서 대학 우수 인력·기술과 기업을 연계할 수 있다는 장점이 있다. 경기도는 향후 5년간 도비 8억 원을 산학연협력단지 조성사업에 지원하게 된다. 이재명 경기도지사는 “4차 산업혁명 시대에는 산학연 연구협력사업 등 연구개발의 비중이 더욱 커질 것”이라며 “(산학연협력연구단지가) 안산지역 뿐 아니라 경기도의 중소기업과 벤처창업기업, 새로 창업한 기업들이 성장을 하는데 큰 도움을 주길 기대한다”고 밝혔다.경기도가 두원공과대학교 파주캠퍼스에 위탁·운영 중인 ‘경기산업기술교육센터’는 청년 백수 고리를 끊는 취업사관학교로 정평이 나 있다. 도내 산업체에 우수 기술인력을 공급하고, 청년 실업을 해소하기위한 맞춤형 취업교육기관이다. 2008년 3월 개강 이래 지난해까지 11년간 모두 2020명이 수료해, 이중 1884명이 취업에 성공하는 등 평균 93%의 높은 취업률을 기록하고 있다. 교육훈련비와 기숙사비, 식사비는 전액 무료로, 출석률에 따라 월 최대 20만원의 교육수당 및 교통비도 지급한다. 교육을 수료한 교육생에게는 취업알선 등 취업지원서비스를 제공한다. 경기산업기술교육센터는 “첨단 기술 중심의 실무 경험이 많은 전문가와 대학교수들이 강사로 나서고 대학 차원의 맞춤형 교육을 진행한 덕분에 높은 취업률을 기록하고 있다”고 비결을 소개했다. 경기도 관계자는 “경기산업기술교육센터는 설립 이후 지금까지 평균 90% 이상 취업률을 달성하는 등 취업기회 확대를 위해 노력해 왔다”며 “앞으로도 집중적이고 효율적인 교육 운영을 통해 우수 기술인력 공급에 앞장 설 것”이라고 밝혔다. 수원시와 중앙대학교는 지난 2일 수원컨벤션센터에서 ‘도시디자인 산학협력 발전을 위한 협약’을 체결하고, 수원시 공공디자인의 발전을 위해 협력하기로 했다. 수원시와 중앙대학교는 수원시 도시디자인 발전을 위한 협력체계를 구축해 공공사업을 공동설계하고, 디자인 지원에 필요한 양 기관의 인적·물적 인프라를 적극적으로 활용하기로 했다. 수원시는 이와함께 서울대및 단국대와 손잡고 미세먼지와 열섬현상 등 도시문제 해결을 위한 도시생태계 환경 개선 사업을 추진하고 있다. 서울대와 단국대는 도시생태계 기능 강화를 위한 연구를 하고, 수원시는 대학이 개발한 기술적용을 위한 시험공간과 도시생태 정보를 제공한다. 용인시와 경희대는 인공지능(AI)을 이용해 어르신들의 건강상태를 진단해 조언하는 ‘AI 어르신 건강관리 도우미’를 2020년 완료를 목표로 개발 중이다. 경희대 지능형 의료플랫폼개발연구센터가 주도하는 연구에는 2020년까지 국·시비 33억원이 투입될 예정이다. 어르신들의 체력측정은 물론 자세와 걸음걸이, 행동 패턴 등을 분석해 치매·고혈압·파킨슨병 등 노인성 질환 징후를 알려줘 조기대응을 돕는 것이 개발목표다. 김병철 기자 kbchul@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

축구 종가인 잉글랜드가 뇌손상을 입을 수 있다는 우려 때문에 유소년 선수들이 헤딩을 못하도록 하는 방안을 검토하고 있다. AFP통신은 잉글랜드 프로축구 프리미어리그 사무국이 유소년 선수들의 헤딩을 금지하는 방안을 검토 중이라는 내용을 담은 서한을 소속 20개팀에 보냈다고 31일(한국시간) 보도했다. 사무국은 잉글랜드 축구협회(FA) 예산지원을 받아 스코틀랜드 글래스고대 연구진이 수행해 최근 의학 관련 학술지에 게재된 연구결과를 인용했다. 연구진은 1900~1976년에 태어난 축구 선수들과 23만명의 일반인을 대상으로 조사한 결과 선수들은 알츠하이머, 파킨슨병 등 뇌 손상에 걸릴 확률이 일반인보다 3.5배나 높다고 결론 내렸다. 현재 유소년 선수 헤딩을 금지하는 나라는 미국뿐이다. 미국축구연맹은 2015년 11월부터 10세 이하는 헤딩을 전면 금지하고 11~13세 선수들은 헤딩 횟수를 엄격히 제한하는 규정을 만들었다. 유소년 축구 관계자와 선수, 부모에게도 헤딩으로 인한 뇌손상 위험성을 알리는 교육도 실시한다. 일부 축구선수와 부모들이 머리부상 방지를 위한 충분한 조치를 취하지 않았다며 집단소송을 제기한 게 계기가 됐다. 스코틀랜드 스털링대와 런던대에서는 각각 헤딩이 순간적으로 기억 능력을 떨어뜨린다거나 헤딩이 뇌세포 퇴화에 영향을 미친다는 연구결과를 발표하기도 했다. FA 의료위원회는 “현재로서는 경기 규정에 변화를 줘야 할 정도로 뚜렷한 증거가 나온 것은 아니다”라고 선을 그었다. 하지만 2015년 당시만 해도 미온적인 반응이었던 것과 비춰 보면 태도가 상당히 달라졌다. 더구나 현대 축구에서 잉글랜드가 갖는 상징성을 고려한다면 한국을 비롯한 다른 나라에서도 비슷한 규정을 도입할 가능성이 높다. 강국진 기자 betulo@seoul.co.kr

NH농협생명이 치매와 장기 요양을 한번에 보장하는 치매보험 상품 ‘백세시대NH치매보험’을 선보였다. 40세부터 최대 75세까지 가입할 수 있다. 이 상품은 치매 초기 증상인 경도치매 또는 공적장기요양 3급 진단 확정 시 200만원, 중등도치매 또는 공적장기요양 2급은 600만원, 중증치매 또는 공적장기요양 1급은 1000만원의 진단급여금을 단계별로 보장한다. 경도치매 또는 공적장기요양 3급으로 200만원을 지급받은 계약자가 중증치매 또는 공적장기요양 1급 진단을 확정받으면 800만원이 추가 지급된다. 또 중증치매 또는 공적장기요양 1급 진단 확정 시 보험료 납입이 면제되며, 매월 120만원씩 평생 간병생활자금을 받을 수 있다. 특약도 차별화됐다. 기존 중증알츠하이머치매, 파킨슨병 진단 등 치매 관련 특약보장에 대상포진, 통풍 진단 등 건강 관련 보장이 새롭게 추가됐다. 보험가입금액은 250만원에서 1000만원까지 250만원 단위로 선택할 수 있다. 90세, 95세, 100세 보장으로 고객 선택 폭을 다양화했다. 보험료는 치매보장형(표준형) 선택 시 40세 남자, 20년납, 90세 만기 기준으로 6만원, 40세 여자는 5만 9400원이다. 장기간병보장형(표준형) 선택 시 40세 남자, 20년납, 90세 만기 기준으로 6만 7300원, 40세 여자는 7만 2900원이다. 해지환급금미지급형 선택 시 보험료는 더 저렴하다. 장진복 기자 viviana49@seoul.co.kr

삼성생명이 지난 3월부터 판매하고 있는 ‘간편종합보장보험 건강하고 당당하게(간편종합보험)’는 암·뇌혈관질환·심혈관질환 및 고령층에서 빈번하게 발생하는 질환과 수술 등을 보장하는 상품이다. 또 당뇨유병자를 대상으로 당뇨유병자용 전용 특약을 신설해 당뇨 후 발생하는 합병증을 보장한다. 넓은 보장 범위 덕에 판매 6개월 만에 9만건이 팔릴 정도로 인기를 모으고 있다. 보장 내용을 구체적으로 살펴보면 우선 주보험에서는 재해로 인한 사망을 보장한다. 특약을 통해서는 암·뇌혈관질환·심혈관질환을 100세까지 보장한다. 이 3가지 질병은 한국인의 질병 사망원인 중 46.7%(2017년 통계청 기준)를 차지할 정도로 발병률이 높다. 기존 건강보험상품도 암·뇌출혈·급성심근경색증 등을 보장했으나 간편종합보험은 범위가 넓은 것이 특징이다. 두 번째 발생하는 암뇌출혈급성심근경색증, 뇌경색 및 협심증도 보장한다. 그동안 보장하지 않았던 뇌혈관질환 및 허혈심장질환에 대한 진단, 입원, 수술을 특약으로 보장한다. ‘시니어 7대 보장 특약’에 가입하면 특정파킨슨병·루게릭병 진단 시 각 1000만원을, 대상포진 진단 시 50만원을 보장받는다. 또 인공관절 수술 시 어깨관절, 무릎관절, 엉덩이 관절에 대해 각각 300만원을 보장받는다. 가입금액 1000만원 기준으로 관절염 수술 시에는 연간 1회 한도로 30만원을 받는다. 가입할 때 신계약 심사 절차를 간소화한 것 역시 간편종합보험의 특징이다. 일반적인 상품에 적용되는 가입 전 기본 고지 항목을 기존 9가지에서 3가지로 줄여 기준을 완화했다. 또 3가지 항목에 문제가 없으면 별도 서류나 진단서 등이 필요 없어 가입 진행이 빠르다. 위험성이 높다는 이유로 보험료가 할증되지 않는다. 3가지 기본 고지 항목은 ▲최근 3개월 내 진찰이나 검사를 통한 입원·수술·재검사에 대한 필요 소견 ▲2년 내 입원·수술 이력 ▲5년 내 암, 간경화, 투석 중인 만성신장질환, 파킨슨병, 루게릭병 등으로 인한 진단·입원·수술 이력 등이다. 간편종합보험의 가입 연령은 30세부터 최대 80세까지이며, 주보험 및 갱신형 특약은 15년(일부 특약은 5년 또는 3년)마다 갱신을 통해 최대 100세까지 보장한다. 장진복 기자 viviana49@seoul.co.kr

2018년 65세 이상 인구 비율이 14%를 넘어서는 ‘고령화 사회’로 진입하면서 재활보조기기 관련 기술 개발이 활발한 것으로 나타났다. 6일 특허청에 따르면 최근 5년간(2014년~2018년) 재활보조기기 특허출원은 686건으로, 이전 5년간(2009년~2013년) 출원(406건)대비 69% 증가했다. 이중 고령인구를 대상으로 하는 재활보조기기는 64건에서 151건으로 2.4배 늘었다. 최근 5년간 고령인구 대상 재활보조기기 출원인은 대학 및 국공립 연구기관 46%(70건)를 차지했고 중소기업(35건), 대기업(24건), 개인(20건) 등의 순이다. 기술별로는 상지 및 하지의 반복 훈련을 통한 근력 강화 관련 출원이 51%(77건)에 달했고, 인지 기능이나 보행시 균형 감각과 같은 신경 기능 관련 출원(49건), 경추나 요추와 같은 골격 이완 관련 출원(17건) 등이다. 대표적인 질병인 ‘뇌졸중’과 관련해 상지나 하지에 편마비 발생시 환자가 마비되지 않은 건측에 글로브를 착용하고 관절을 움직이면 3차원 센서로 글로브의 위치 및 운동궤적을 측정해 대칭 운동시키는 착용형 재활기기가 출원됐다. 보행 능력 저하를 수반하는 파킨슨병은 환자가 보행보조장치를 착용하면 장애물 등 주변 환경이 증강현실로 눈앞에 제공한다. 또 보행을 위한 다음 발 위치를 레이저를 통해 시각적으로 안내해주는 보행보조장치와 하지에 착용하거나 탑승하는 형태로 보행 기능을 보조하는 로봇형 장비 등도 다수 개발되고 있다. 치매 관련 재활보조기기는 예방을 목적으로 단순한 과제를 제시하고 이를 측정하는 방식이 주를 이룬다. 복수의 광원이 순차적으로 출력되는 보드에 막대를 삽입하는 시간·정확도·패턴 기억력 등을 평가하는 기술이다. 김용정 주거생활심사과장은 “나이가 들면 퇴행성 질환을 포함한 신체장애가 발생하고 근력이나 신경 및 골격 기능이 저하되면서 특화된 형태의 재활보조기기의 수요가 증가할 것”이라며 “헬스케어에 대한 투자와 관심 확대에 따라 기술 경쟁력 확보가 중요해졌다”고 말했다. 대전 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

한국과 미국 공동연구진이 게놈의 위치와 형태까지 파악할 수 있는 3차원 지도를 만들어 2만 7000여개에 이르는 유전변이 질환을 예측할 수 있게 됐다. 미국 루드윅 암연구소와 카이스트 생명과학과 공동연구팀은 인체 27개 부위 조직의 3차원 게놈 지도를 해독해 치매, 심혈관 질환 등 2만 7000여 종에 이르는 복합질환 관련 유전변이 기능을 예측할 수 있게 됐다고 24일 밝혔다. 이번 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 제네틱스’에 실렸다. 과학기술과 의학이 발달하면서 알츠하이머, 파킨슨병, 자가면역질환의 원인을 찾아내려는 시도도 다양해지면서 관련 질환을 일으키는 중요한 유전변이들이 발견되고 있지만 모든 기능을 밝혀내는데는 여전히 한계에 부딪치고 있다. 특히 여전히 불치병의 영역에 남아있는 이들 질병의 유전적 변이는 DNA가 단백질을 만들지 않는 비전사 지역에 위치해있기 때문에 기존의 1차원적 DNA 염기서열 분석으로는 질병에 대해 완전히 이해하기란 쉽지 않다. 이 때문에 핵이라는 3차원 공간 안에 존재하는 게놈들이 공간상에서 상호작용을 하는 3차원 게놈 구조를 연구한다면 비전사 지역에 존재하는 유전변이까지 파악할 수 있기 때문에 많은 연구자들이 주목하고 있다. 3차원 게놈 구조 연구는 몇 가지 종류의 세포주에만 국한돼 분석돼 있으며 질환과 직접 연관이 있는 각 인체 조직을 표적으로 한 게놈 3차 구조는 밝혀지지 않았다. 연구팀은 인체 내 27개 조직을 대상으로 게놈 3차원 구조를 규명하기 위해 ‘표적 염색질 3차 구조 포착법’이라는 새로운 실험기법을 활용해 3차원 게놈 지도를 만들었다. 그 결과 인간 게놈에 존재하는 90만개에 이르는 3차원 게놈 염색질 고리 구조를 찾아내고 이들 중 상당수가 각 인체조직에서 특이적으로 존재한다는 사실도 밝혀냈다. 또 연구팀은 이번 발견을 기반으로 지금까지 기능이 명확하게 정의되지 않았던 2만 7000여 개 이상의 질환 연관 유전변이들의 기능을 예측하고 설명해내는데 성공했다. 정인경 카이스트 교수는 “이번 연구는 복합 질환의 메커니즘 규명을 위해 비전사 게놈의 중요성을 강조하고 다수의 중요 유전변이를 3차원 게놈 구조 해독을 통해 규명 가능하다는 것을 보여줬다는데 의미가 크다”라며 “퇴행성 뇌질환을 포함해 다양한 복합 질환의 새로운 메커니즘과 치료 표적 발굴에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

계명대 약학대학 제약학과 서영호(46) 교수팀의 논문이 세계적 과학저널 네이처 자매지 ‘Scientific Reports’(Impact Fact: 4.011)에 실렸다. 서 교수팀은 치매 진단용 광학영상 조성물로 사용되고 있는 아밀로이드 베타(amyloid- b) 탐침제의 구조를 기반으로 중추신경계로 이행이 가능한 히스톤 탈아세틸화 효소(histone deacetylase, 이하 HDAC) 저해제를 개발했다. 이러한 히스톤 탈아세틸화 효소 (HDAC)는 암, 치매, 마약중독 등의 표적단백질 중 하나로 알려 있다. 히스톤 탈아세틸화 효소(HDAC)는 염색질의 구성물질 구조변화를 유도하여 유전자의 전사 조절을 유도하는 효소로 알려져 있으며, 구조적으로 총 18개의 동위효소로 나뉘게 된다. 현재 모든 동위효소에 대한 연구가 활발히 진행 중인데, 특히, 이러한 히스톤 탈아세틸화 효소(HDAC)는 다양한 중추신경계 질병의 표적 단백질로서의 그 가치가 높게 평가되고 있다. 서 교수는 아밀로이드 베타(amyloid- b) 탐침제 구조를 기반으로 중추신경계로 이행이 가능한 신규 물질을 합성하고, 다양한 생물학적 실험법을 통해서 이 약물이 효과적으로 뇌종양 세포의 성장 및 전이를 억제함을 확인했다. 또한, 이번에 개발한 신규 화합물은 기존 히스톤 탈아세틸화 효소(HDAC) 저해제인 SAHA에 비해서 30배가량 더 효과적으로 중추신경계로 이행이 가능함을 동물실험을 통해서 입증했다. 이 신규 화합물은 뇌종양, 치매, 파킨슨병, 신경변성질환, 뇌염증 등의 다양한 중추신경계 관련 질병 치료에 적응할 수 있는 큰 장점을 가지며, 향후 중추신경계 관련 질병 치료제로 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 본 논문의 제 1저자인 계명대 대학원 약품화학전공 최명아(28·여)씨는 서 교수의 지도 아래 약물의 설계 및 합성연구를 주도하였으며, 공동저자인 박선유, 채혜윤, 송유진 학생과 치란지브 샬마 박사는 약물의 합성, 컴퓨터 도킹 및 생물학적 활성 평가 등을 수행하였다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

나이 들어가면서 깜박깜박하는 일들이 많아지면 문득 ‘치매’를 걱정하게 된다. 치매는 서서히 기억을 잃어가면서 행동이나 언어장애가 함께 따라오기 때문에 환자 스스로는 물론 주변인들의 삶까지 힘들게 만드는 경우가 많다. 그래서 노년층이 가장 걱정하는 질환이 ‘암’과 함께 ‘치매’로 꼽히기도 한다. 문제는 치매를 예방하고 속도를 늦추기 위해서는 치매의 발병 가능성을 빠르게 진단하는 것이 무엇보다 중요하다. 국내 연구진이 침이나 땀, 피 등 소량의 체액만으로도 치매 원인의 70% 가까이 차지하는 알츠하이머를 조기에 찾아낼 수 있는 방법을 발견해 주목받고 있다. 경상대 생명과학부, 분당 서울대병원 공동연구팀은 약간의 체액만으로도 치매 발병 가능성은 물론 치매 진행 정도를 파악할 수 있는 진단키트를 개발했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 12일자에 실렸다. 지금까지 알츠하이머 치매 여부는 인지능력검사나 양전자방출단층촬영(PET) 기술을 활용했다. 문제는 이런 방법들은 치매가 이미 진행된 뒤에나 식별이 가능하고 PET 같은 경우는 검사비용이 많이 들고 인지능력검사는 치매 진행정도를 계량화된 지표로 볼 수 없다는 것이다. 연구팀은 치매 증상이 나타나기 전에 혈액, 땀, 침 같은 환자에게 쉽게 채취할 수 있는 체액을 시료로 해 초기 잠복상태의 치매까지 판별해낼 수 있는 조기진단 키트를 만든 것이다. 이번에 개발한 진단 키트는 마이크로RNA(miRNA) 8종과 항체 13종의 생체지표를 활용하기 때문에 치매 진단 정확도는 물론 개인별 맞춤 진단이 가능하다는 장점이 있다. 연구팀은 이번에 개발한 조기진단키트 기술을 민간기업에 기술이전해 올해 말 제품화를 목표로 임상을 진행 중이다. 김명옥 경상대 생명과학부 교수는 “이번 기술은 인지능력 장애나 증상이 나타나지 않은 초기 치매까지 진단할 수 있기 때문에 조기 치매예방과 치매 치료에 도움을 줄 수 있을 것”이라며 “치매와 관련된 생체지표를 더 많이 결합시켜 혈관성 치매와 파킨슨병까지도 진단할 수 있도록 연구 중에 있다”라고 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

“하지만 때론 세상이 뒤집어 진다고 / 나 같은 아이 한둘이 어지럽힌다고 / 모두 다 똑같은 손을 들어야 한다고 / 그런 눈으로 욕 하지마 / 난 아무것도 망치지 않아 / 난 왼손잡이야” 1995년 그룹 ‘패닉’의 노래 ‘왼손잡이’의 가사 중 한 구절이다. 왼손잡이는 인류가 시작한 뒤 꾸준히 전 세계 인구의 약 10%를 차지해 왔다. 문제는 왼손잡이가 생기고 일정한 비율로 유지되는 이유에 대해서는 현대 과학으로도 해석되지 않고 있는 부분이다. 최근에는 그런 차별이 거의 없어졌지만 역사적으로는 왼손잡이는 ‘정상에서 벗어난’ 차별의 대상이었다. 우리나라에서도 왼손잡이 아이들을 오른손을 사용하도록 어른들이 억지로 교육시키는 경우도 많았다. 그런데 영국 옥스포드대 임상신경과학과, 통합신경이미지 뇌기능성자기공명영상(fMRI) 센터, 옥스포드대 의대 정형외과 공동연구팀이 왼손잡이와 관련된 유전정보를 발견하고 왼손잡이를 만드는 원인 유전자가 뇌의 언어영역과 밀접한 관계가 있다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 뇌 과학 분야 국제학술지 ‘브레인’ 4일자에 실렸다.연구팀은 영국 의학 빅데이터인 ‘바이오뱅크’에 등록된 약 40만명의 게놈을 분석했다. 여기에는 3만 8332명의 왼손잡이가 포함됐다. 연구팀은 이들의 게놈을 비교분석한 결과 4개의 게놈이 왼손잡이와 관련된 것으로 확인했으며 이 중 3개는 뇌 발달과 구조에 관여하는 단백질과 관련돼 있다는 사실을 발견했다. 3개 게놈은 신경세포의 세포골격을 구성하는 미세소관과 관련이 있는 것으로 나타났다. 세포골격은 세포의 형태를 만들고 세포 이동에 관여하는 세포 지지기관이라고 할 수 있다. 연구팀은 분석 대상자 40만 명 중 약 1만명을 따로 분류해 뇌의 fMRI를 촬영한 결과 이들 게놈이 언어와 관련된 영역과 밀접한 관계를 갖고 있다는 사실도 발견했다. 특히 왼손잡이들은 뇌의 왼쪽과 오른쪽 언어영역이 더 조화롭게 발달해 있으며 언어기능도 더 우수한 경향을 보이는 것으로 조사됐다. 이와 함께 왼손잡이와 질병 발병 가능성의 상관관계를 분석한 결과 왼손잡이들은 대표적인 퇴행성 뇌질환인 파킨슨병에 걸릴 가능성은 낮지만 조현병을 앓을 가능성은 오른손잡이보다 높은 것으로도 나타났다. 도미닉 퍼니스 옥스포드대 의대 정형외과 교수는 “이번 연구는 대규모 의학 데이터를 활용함으로써 왼손잡이가 뇌의 발달생물학적 차원에서 결과라는 사실을 증명했다는데 의미를 갖는다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

청량음료를 자주 마시는 사람들은 조기사망 위험이 더 높으며, 이는 무설탕 음료의 경우도 마찬가지라는 연구 결과가 나왔다.가디언은 3일(현지시간) 청량음료가 직접적으로 사망 위험을 증가시키는 원인임은 입증되지 않았지만 이 연구에 따르면 청량음료 소비를 줄이기 위한 영국 정부의 노력은 타당하다고 전했다. 세계보건기구(WHO) 산하 국제 암연구소 닐 머피 박사 등이 작성해 미국 의사협회 학술지(JAMA)에 실린 이번 연구 논문에 따르면 청량음료를 하루 두 잔, 250㎖ 이상 마신 사람의 사망률은 11.5%로 한 달에 1잔 미만 마신 사람의 사망률 9.3%에 비해 높았다. 연구진은 체질량지수, 다이어트, 신체활동, 흡연 등 다른 요인을 고려했을 때 청량음료를 하루 두 잔 소비하는 사람들의 사망 위험이 한 달 한 잔 미만 마시는 사람에 비해 17% 높다는 것을 의미한다고 설명했다. 이런 경향은 설탕이 첨가된 음료와 설탕 대신 인공감미료를 넣은 음료 모두에서 나타났다. 연구진이 구체적인 사망 원인을 조사해 본 결과, 설탕이 들어간 청량음료를 자주 마신 경우 소화기질환으로, 인공감미료가 들어간 음료의 경우 순환기 질환으로 사망할 위험이 높았다. 전반적으로 청량음료 섭취는 파킨슨병으로 인한 사망 위험도 컸다. 이번 연구는 영국을 포함한 유럽 10개국 45만명 이상의 자료를 대상으로 이뤄졌다. 연구 대상 중 70%는 여성이었으며, 평균 나이는 50세를 조금 넘었다. 암, 심장병, 당뇨병 등 건강 이상이 있는 사람은 대상에 포함시키기 않았다. 연구 참가자들은 1992~2000년부터 16년 동안 추적됐다. 해당 기간 연구 대상 중 4만 1600명 이상이 사망했다. 연구 참가자들은 탄산음료, 과일 혼합음료, 에너지음료 등의 평균 소비량과 함께 운동, 흡연, 체중, 다이어트, 영양 등 생활방식에 대한 질문을 받았다. 과일주스 소비량은 연구에 포함되지 않았다. 연구 결과에 대해 아멜리아 레이크 테사이드대 공중보건영양학 교수는 “종종 설탕이 든 음료보다 건강한 것으로 홍보돼 온 인공감미 음료가 죽음의 위험 증가와 관련이 있다는 발견은 흥미롭다”면서 “이는 분명 더 많은 증거와 명확한 교훈이 필요하다”고 말했다. 다만 이번 연구는 특정 시점에 참가자들에게 질문과 대답 형식으로 자료가 수집돼 자기 보고에 의존했다는 점 등 한계가 있다고 가디언은 평가했다. 김민석 기자 shiho@seoul.co.kr