남아프리카공화국(이하 남아공)에서 처음 발견된 새로운 코로나19 변이 바이러스가 다른 코로나19 변이 바이러스들보다 감염력이 커 백신을 회피할 가능성이 있다고 과학자들이 밝혔다. 남아공 국립전염병연구소(NICD)와 콰줄루나탈 연구혁신·시퀀싱플랫폼(Krisp) 공동연구진은 전파력이 커진 C.1.2 변이 바이러스는 중국 우한에서 처음 발견된 코로나19 바이러스(SARS-CoV-2)로부터 가장 많이 변한 것이라고 지적했다. C.1.2 변이 바이러스는 지난 5월 남아공에서 3차 유행이 일어났을 때 과학자들에 의해 처음 발견됐으며, 그후 영국과 중국, 콩고민주공화국, 모리셔스, 뉴질랜드, 포르투갈 그리고 스위스에서 발견됐다. 이번 연구에서는 코로나19의 첫 팬데믹 당시 처음 발견됐으며 올해 1월 마지막으로 보고됐던 C.1 변이 바이러스에서 유래한 C.1.2 변이 바이러스의 변이율은 연간 약 41.8개인 것으로 나타났다. 이는 현재 다른 우려변이(VOC) 바이러스들에서 볼 수 있는 변이률보다 거의 두 배 많은 것이다. 이에 대해 연구진은 “C.1.2 변이는 계통학적으로 람다 변이(C.37)에 더 가깝다”고 밝혔다. 연구진은 남아공 C.1.2 변이의 유전체 수가 5월 0.2%에서 6월 1.6%, 그리고 7월 2.0%까지 증가한 것을 확인했다. 이런 짧은 기간의 지속적인 증가는 알파와 베타 그리고 감마 변이에서도 발견된다. 연구진은 또 C.1.2 염기서열을 가진 변이 바이러스 중 거의 50%에서 14개의 변이를 발견했다. 이에 대해 연구진은 “이런 변이의 기능적 영향을 파악하려면 더 많은 연구가 필요하지만 이렇게 많이 변한 최신 변이 바이러스는 항체와 면역 반응을 피할 수도 있다”고 지적했다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 ‘네이처’ 최신호에 실렸다.

국내 연구진이 온도에 따라 숨구멍을 여닫는 선인장을 흉내 내 기온에 따라 창이나 외벽 일부를 스스로 열고 닫을 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 아주대 건축학과 이황 교수는 4D 프린팅 기술과 스마트 소재를 활용해 기온 변화에 반응해 자동으로 움직이는 건축외피(외장 모듈) 기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 건축 분야 국제학술지 ‘빌딩 공학’에 실렸다. 연구팀은 복원력이 우수한 니켈·티타늄 합금 와이어와 변형이 자유로운 형상기억 고분자를 조합시킨 소재로 4D 프린팅 기술을 적용해 창호와 외벽을 설계했다. 연구팀은 이번 기술을 활용해 도로 차폐벽이나 태양광 패널 등에 우선 응용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

길을 지나다 향기로운 커피냄새나 맛있는 빵 냄새가 나는 가게를 만나면 자신도 모르게 문을 열고 들어가는 경험을 한 번 쯤은 해봤을 것이다. 과학자들이 이 같은 행동은 포만감과 상관없이 후각 자극 때문에 생기는 일이라는 연구결과를 내놨다. 미국 노스웨스턴대 의대 신경과, 행동·정신과학과, 심리학과, 샌디에고주립대 운동·영양학부 공동연구팀은 후각을 바탕으로 한 의사결정은 동기유발 상태에 따라 달라진다고 29일 밝혔다. 쉽게 말하면 냄새가 우리가 먹는 행위를 조절하게 된다는 것이다. 이 같은 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 8월 27일자에 실렸다. 연구팀은 18~30세의 건강한 성인남녀 32명을 대상으로 음식 냄새에 대한 민감도 검사와 음식 냄새를 처리할 때 뇌 변화를 측정하기 위해 뇌 자기공명영상(MRI) 촬영을 실시했다. 우선 연구팀은 음식과 비슷한 음식이 아닌 냄새를 섞은 뒤 음식 냄새를 언제 구분할 수 있는지 분석했다. 피자와 소나무 냄새, 시나몬번과 삼나무 냄새를 서로 다른 비율로 섞어 피자나 시나몬번 냄새를 언제 인식하는지를 관찰한 것이다. 연구팀은 배가 고플 때와 식사 후에 인식하는 냄새의 비율을 조사하고 수면부족 상태에서 뇌에서 냄새를 어떻게 처리하는지도 조사했다. 분석 결과 배가 고플 때는 음식 냄새가 50% 비율로 섞여 있을 때도 쉽게 알아차리고 뇌가 반응하는 것으로 나타났지만 배가 부를 때는 음식 냄새가 80% 이상의 비율로 섞여 있을 때만 뇌가 반응하는 것으로 확인됐다. 배가 부르면 음식 냄새가 식욕을 불러일으키지 않지만 공복 상태에서는 뇌가 냄새에 민감해지고 평소 먹는 양보다 많이 섭취하도록 하는 경향이 있는 것으로 나타났다. 또 후각 중추에 이상이 있을 경우 과도한 식욕을 일으키는 것으로도 확인됐다. 과다한 식욕을 불러일으키는 이상증세는 중독과 인지능력 저하와도 밀접하게 연관돼 있는 것으로 조사됐다. 연구팀은 뇌의 냄새-음식섭취 회로는 스트레스나 수면 부족으로 쉽게 망가질 수 있다고도 확인했다. 체중 조절을 위해 식이조절을 할 경우 완전히 굶는 것보다는 적은 양이라도 삼시세끼를 챙겨먹어 후각 중추를 어느 정도 둔하게 만들어 놓고 충분한 수면을 통해 냄새-음식섭취 회로 이상이 발생하지 않도록 하는 것이 좋다고 연구팀은 조언했다. 연구를 이끈 노스웨스턴대 의대 소스턴 칸트 교수(행동신경학)는 “인간의 여러 감각 중에서 후각이 음식 섭취에 대해 중요한 역할을 한다는 것을 확인한 연구”라고 설명했다.

국내 연구진이 온도에 따라 숨구멍을 여닫는 선인장을 흉내내 기온에 따라 창이나 외벽 일부를 스스로 열고 닫을 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 아주대 건축학과 연구팀은 4D 프린팅 기술과 스마트 소재를 활용해 기온변화에 반응해 자동으로 움직이는 건축외피(외장모듈) 기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 건축분야 국제학술지 ‘빌딩 공학’에 실렸다. 선인장은 덥고 건조한 사막에서도 살아남는 식물로 잎과 줄기에 있는 구멍인 기공이 다른 식물보다 기온과 습도에 더 민감하게 반응하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 선인장의 기공개폐 방식에 착안해 복원력이 우수한 니켈-티타늄 합금 와이어와 변형이 자유로운 형상기억 고분자를 조합시킨 소재로 4D 프린팅 기술을 적용해 창호와 외벽을 설계했다. 4D 프린팅은 3D 프린팅에 시간차원을 추가해 시간에 따라 변형이 가능한 소재를 프린팅하는 기술로 스마트소재와 기계공학분야에서 주목받고 있다. 기존에도 비슷한 기술이 있었지만 전자회로와 모터와 같은 기계시스템으로 움직이기 때문에 소음과 진동이 발생하고 원래 형태로 돌아가지 않는다는 단점이 있었다. 연구팀이 개발한 외장 모듈은 기온이 일정 정도 이상 올라가면 펼쳐지면서 열과 햇빛을 차단하고 온도가 떨어지면 자동으로 열려 바람과 빛을 받아들여 실내 환경을 조절할 수 있다. 또 기존 장치들처럼 모터가 아닌 기온이나 습도에 따라 스스로 회복과 변형을 반복할 수 있다. 연구팀은 건축 현장에 일반적으로 적용하기 위해서는 추가 연구가 필요하겠지만 이번 기술을 활용하면 도로 차폐벽이나 태양광 패널 등에 응용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이황 아주대 건축학과 교수는 “4D 프린팅 기술을 이용해 건축 외장재료를 바꿈으로써 다양한 형태의 움직이는 건축외피를 저비용으로 만드는데 도움이 될 것”이라고 설명했다.

약 7000년 전 인도네시아 술라웨시섬에서 죽은 10대 여성의 뼈는 지금까지 알려지지 않았던 한 현생인류의 이야기를 엿보여준다. 국제학술지 ‘네이처 제네틱스’ 최신호(8월25일자)에 실린 연구논문에 따르면, 이번에 확인된 수렵채집인은 세계 다른 어느 곳에서도 발견된 적이 없는 현생인류 계통이다. 연구 교신저자인 호주 그리피스대 애덤 브럼 교수는 “우리는 ‘월리시아’(Wallacea)로 알려진 지금의 호주와 아시아 사이(인도네시아) 섬 지역에서 처음으로 고대 인류의 DNA를 발견했다”면서 “이는 세계에서도 지금껏 잘 알려지지 않은 지역의 초기 현생인류에 관한 유전적 다양성과 인구의 역사를 찾는 새로운 단서가 될 것”이라고 밝혔다. 술라웨시섬과 롬복섬 그리고 플로레스섬 등 인도네시아 섬들로 주로 구성된 월리시아를 거쳐 현생인류가 처음으로 유라시아 대륙에서 호주 대륙으로 건너간 시기는 5만여 년 전으로 여겨진다. 구체적인 경로나 항해 수단은 알 수 없지만, 꽤 정교한 배를 이용했을 것이라고 블럼 교수는 보고 있다. 당시 기후 환경은 마지막 빙하기로 지구상의 해수면 높이가 현재보다 최대 140m 낮았지만, 그래도 섬들을 연결하는 육지는 존재하지 않았던 것으로 전해졌다. 도구와 동굴벽화의 발견으로 미루어 이들 섬에는 4만7000년 전까지 사람이 거주했던 것으로 보인다. 이번 분석 대상이 된 뼈는 17~18세 여성의 것으로, 2015년 술라웨시섬의 동굴에서 발견됐다. 고고학 유적의 일부이기도 한 이 동굴에 시신이 묻힌 시기는7200년 전으로 거슬러 올라간다.DNA는 추체골이라고 불리는 쐐기형 뼈에서 채취했다. 연구 주저자인 독일 막스플랑크 인류사과학연구소의 셀리나 칼호프 연구원에 따르면, 열대성 기후 속에서는 분해가 현저하게 빨라 잔해에서 DNA를 채취하는 것은 매우 어렵다. DNA 분석 결과 여성은 5만 년 전 월리시아에 온 최초의 현생인류의 후손으로 확인됐다. 이들은 호주와 뉴기니를 합친 빙하기 육지 덩어리인 ‘그레이터 오스트레일리아 ’에 처음 정착한 인류의 일부로, 오늘날 호주 원주민과 파푸아인의 조상이라고 브럼 교수는 덧붙였다. 이 여성의 DNA에는 또 아시아에서 유래하는 다른 계통의 조상이 있다는 사실도 확인됐다. 브럼 교수에 따르면, 지금까지 아시아계 유전자를 가진 인류가 최초로 월리시아에 정착한 시기는 약 3500년 전으로 여겨졌다. 하지만 이번 발견으로 해당 지역에 지금까지 전혀 알려지지 않았던 현생인류의 집단이 존재했을 가능성이 시사된다는. 현재 이 계통의 후손들은 살아남지 못했다. 여성의 DNA에는 이밖에도 지금은 멸종해 수수께끼로 남은 데니소바인의 흔적도 남아있다. 그동안 데니소바인의 화석은 주로 시베리아와 티벳에서 출토돼 왔다. 연구 공동저자로 독일 막스플랑크 진화인류학연구소의 요하네스 클라우제 교수는 “술라웨시섬의 여성에게서 데니소바인의 유전자가 발견된 사례는 데니소바인이 지금까지 생각보다 훨씬 더 넓은 지역으로 확산했다는 우리의 가설을 지지한다”고 말했다. 다만 월리시아 서부에 살고 있던 다른 수렵인의 DNA를 보면 데니소바인의 흔적은 없다. 또다른 공동저자로 독일 튀빙겐대 코시모 포스트 교수는 “월리시아의 현생인류와 데니소바인의 지리적 분포가 겹치고 있었는지도 모른다. 어쩌면 그곳은 데니소바인과 호주 원주민 그리고 파푸아인이 교류한 중요한 장소일 가능성도 있다”고 지적했다.

국내 연구진이 칼 대신 초음파로 외과 수술을 할 수 있는 방법을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 바이오닉스연구센터 박기주 박사는 강도를 조절할 수 있는 집속초음파를 이용해 정밀하고 미세하게 생체 조직을 파쇄할 수 있는 새로운 초음파 수술기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 연구 결과는 음향학 분야 국제학술지 ‘초음파 음향화학’에 실렸다. 연구팀은 집속초음파가 집중되는 초점에서 압력 세기를 변화시키는 방법으로 충격파 산란효과를 줄여 정밀 수술이 가능하게 했다. 수~수십㎜ 단위로만 제어할 수 있는 기존 집속초음파 기술과 달리 이 기술은 수십~수백㎛(마이크로미터) 단위로 제어가 가능해 생체조직을 정밀하게 파쇄할 수 있다. 연구팀은 음향 시뮬레이션과 초고속 카메라를 이용한 인체조직 모사실험과 동물실험을 통해 이 같은 효과를 관찰하는 데 성공했다. 박 박사는 “이번에 개발한 집속초음파 기술은 원하는 특정 세포만 선택해 파쇄할 수 있다”며 “관련 초음파 기술을 국내와 미국에 특허출원한 상태이고 정밀수술과 시술에 사용할 수 있는 핸드헬드 타입 초음파 의료기기 상용화 연구를 진행 중”이라고 밝혔다.

코로나19 확산과 기후변화 등의 영향으로 식량부족에 시달리는 국가가 급증해 대책으로 농작물 품종 개량 등의 연구가 이뤄지고 있다. 그런데 중국인과 중국계 미국인으로 구성된 국제 연구팀이 인간 비만의 원인으로 꼽히는 특정 유전자를 작물에 이식해 성장을 촉진하는데 성공했다고 밝혔다. 연구에서 사용한 유전자는 ‘FTO 유전자’로 불리는 것으로, 이를 지닌 동물은 에너지 소비 효율이나 식욕 억제 능력이 낮은 것으로 여겨진다. 이에 대해 연구 교신저자 중 한 명인 촨허 미 시카고대 교수는 “식물은 FTO 유전자와 같은 유전자를 지니고 있지 않아서 이를 작물에 집어넣어 그 영향을 관찰하려 했다”고 설명했다. 허 교수는 또 “이는 대담하면서도 기묘한 생각”이라고 지적하면서 “솔직히 말해 우리는 FTO 유전자가 작물에 치명적인 영향(사멸)을 줄 수도 있다고 우려했었다”고 털어놨다. 그런데 실험 결과, FTO 유전자를 넣은 작물은 일반적인 작물보다 성장이 촉진하는 것으로 확인됐다.실제로 이들 연구자가 논문에 첨부한 첫 번째 사진에서 왼쪽이 일반 벼에서 수확한 쌀이고, 오른쪽이 FTO 유전자를 넣은 벼에서 수확한 쌀이다. 이에 대해 연구팀은 “FTO 유전자를 넣은 벼에서 나온 쌀은 일반 벼에서 나온 것보다 3배 많았다”고 설명했다.그다음 사진에서는 왼쪽이 일반 감자이고 오른쪽이 FTO 유전자를 넣은 감자다. 이 역시 벼와 마찬가지로 FTO 유전자를 넣은 쪽이 더 많은 식량을 생산할 수 있는 것으로 확인됐다. 사실 유전자 편집 기술을 사용해 식량 생산량을 늘리는 연구는 이전부터 시도돼 왔지만, 이런 기술로는 식량 생산량을 10% 이상 늘릴 수 없다는 연구 결과가 나오기도 했었다. 그렇지만 이번 연구에서는 FTO 유전자를 넣은 작물이 일반 작물보다 50% 크게 성장했다는 것이다. 연구팀은 “FTO 유전자는 특별하다. 다른 유전자로는 아마 생산량을 크게 늘릴 수 없을 것”이라고 말해 이 유전자가 식량 부족 문제를 해결하는데 기여할 가능성이 있다는 것을 시사했다. 다만 이 연구는 아직 초기 단계에 있어 앞으로 FTO 유전자가 작물의 성장을 촉진하는 메커니즘을 해명하기 위해 연구를 계속할 계획이라고 연구팀은 밝혔다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’(Nature Biotechnology) 최신호에 실렸다.

이달 초 기후변화에 관한 정부간 협의체(IPCC)는 기후변화의 마지노선으로 정한 산업화 이전 대비 지구평균 온도 1.5도를 넘는 시기가 이전 예측보다 12년이나 빨라졌다는 보고서를 발표했다. 지금과 같은 기후변화 속도가 계속될 경우 자연적 기후변화 요인인 엘니뇨, 라니냐 현상이 사라질 수도 있다는 연구결과까지 발표됐다. 기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단, 독일 막스플랑크 기상연구소, 미국 하와이대 공동연구팀은 지금과 같은 지구온난화가 계속 이어질 경우 엘니뇨, 라니냐 현상이 사라질 가능성이 높다는 연구결과를 환경과학 분야 국제학술지 ‘네이처 기후변화’ 27일자에 발표했다. 적도 동태평양 해수온도가 평년보다 높아지거나 낮아지는 엘니뇨, 라니냐 현상과 그에 따라 태평양 기압이 변하는 남방진동이 나타나는 현상을 엘니뇨-남방진동이라고 한다. 지난 1만 1000년 동안 한 번도 중단없이 지속된 자연기후변동 현상이다. 연구팀은 IBS가 보유한 슈퍼컴퓨터 ‘알레프’를 이용해 해양 10㎞, 대기 25㎞ 단위의 해상도로 시뮬레이션을 수행했다. 이전 많은 연구들은 100㎞ 해상도로 수행됐다. 기존보다 해상도를 4배 가량 높여 대기와 해양에서 발생하는 기상, 기후현상들에 대한 상세한 가상실험을 실시한 것이다. 이를 통해 엘니뇨, 라니냐 발생과 종료에 중요한 역할을 하는 대기 열대 저기압과 적도 태평양 열대 불안정파를 정밀 분석했다. 열대 불안정파는 적도 동태평양에서 서쪽으로 이동하는 중간 규모의 해양파동으로 라니냐 현상의 발달과 소멸에 관여하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 현재 이산화탄소 농도 상태와 현재 대비 2배, 4배 증가된 이산화탄소 농도에서 지구온난화 시뮬레이션을 실시해 엘니뇨, 라니냐 현상의 변화를 예측했다. 이번 분석에 사용된 데이터는 1TB 하드디스크 2000개를 가득 채울 정도의 방대한 용량으로 1년 동안 슈퍼컴퓨터로 분석했다. 분석 결과 대기 중 이산화탄소 농도가 증가할수록 엘니뇨-남방진동이 약화되는 것이 확인됐다. 이산화탄소 농도가 2배 증가할 경우 현재보다 6% 약화됐고, 4배 증가되면 31% 가량 약화되는 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 지구온난화로 증발현상이 증가하면 엘니뇨-남방진동에 ‘음의 피드백’을 강화시키고 엘니뇨 발달을 약화시키는 것으로 확인됐다. 또 온난화로 적도 동-서태평양 사이의 온도차이가 감소하면서 ‘양의 피드백’은 약화돼 엘니뇨-남방진동의 변동성을 약화시키는 것으로 조사됐다. 지구온난화가 심해지면 열대 불안정파도 약해지는데 이런 요인들이 결합되면서 엘니뇨-라니냐 현상이 약화될 수 밖에 없다는 것이라고 연구팀은 설명했다. 악셀 팀머만 IBS 기후물리연구단 단장은 “이번 연구결과는 지속적인 온난화가 수천 년 동안 지속돼 온 가장 강력한 자연적 기후변동을 없앨 수 있다는 것을 보여준다”라며 “이런 상황이 전 지구 기후시스템에도 영향을 미칠 것은 분명하지만 구체적 영향과 생태계에 미치는 영향에 대한 후속 연구를 진행할 계획”이라고 말했다.

지금까지 발견된 익룡 화석 중 가장 완벽하다고 할 수 있는 표본이 브라질에서 확인됐다. CNN 등 외신에 따르면, 1억4000만 년 전부터 1억 50만 전 사이의 초기 백악기 동안 남아메리카 일대에서 서식한 타페야라과 익룡의 한 종이 한 화석에서 역대 가장 온전한 모습으로 남아 있는 것으로 확인됐다. 관련 연구자들은 이번에 발표한 연구논문에서 “본 화석에는 연조직이 놀라울 만큼 온존하게 보존돼 있어 이는 지금껏 알려진 가장 완벽한 타페야라과 익룡”이라고 밝혔다.연구 주저자로 포르투갈 카파리카에 있는 노박과학기술대의 고생물학자 빅토르 베카리 연구원은 CNN과의 인터뷰에서 “본 화석은 2013년 브라질 연방경찰이 상파울루주 산토스항의 화석 밀거래 현장을 급습해 회수한 표본 3000여 점 중 1점”이라고 설명했다.이런 이색적인 이력을 간직한 이 화석은 최종적으로 상파울루대 지구과학연구소 산하 고생물분류학 실험실로 옮겨져 연구가 진행됐고, 화석화한 익룡은 투판닥틸루스 나비간스(Tupandactylus navigans)라는 종으로 확인됐다. 이에 대해 베카리 연구원은 “브라질의 화석은 이 나라 지질유산의 일부이므로 법적 보호를 받아 화석을 수집하려면 허가가 필요하다”면서 “브라질에서는 화석 거래나 개인 수집이 불법”이라고 설명했다. 브라질에서는 1942년부터 화석이 이 나라 문화유산의 일부로 상업적으로 판매할 수 없는 국가재산으로 규정하는 법이 제정됐다. 베카리 연구원은 연구논문에 “퇴적물 속에 남아있는 익룡 뼈의 해부학적 구조는 CT스캔을 통해 확인했다”면서 “이 타페야라과 익룡 화석은 원래 브라질 북동부 아라리페 분지에 있는 크라토 지층에서 발견됐다”고 썼다.이들 고생물 전문가는 목이 길고 머리에 큰 볏이 있는 이 익룡의 연대를 약 1억1500만 년 전으로 추정했다. 이 특별한 익룡은 날개 폭이 약 2.7m이고 키가 약 1m이지만, 키의 40%가 커다란 볏이 차지하는 특징을 갖고 있다. 이렇게 높은 볏과 비교적 긴 목은 이 익룡이 먼거리가 아닌 단거리 비행밖에 할 수 없었다는 점을 시사한다고 베카리 연구원은 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘플로스원’(PLOS One) 최신호(8월 25일자)에 실렸다. 사진=빅토르 베카리 연구원 제공

국내 연구진이 칼 대신 초음파로 외과 수술을 할 수 있는 방법을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 바이오닉스연구센터 연구진은 강도를 조절할 수 있는 집속초음파를 이용해 정밀하고 미세하게 생체 조직을 파쇄할 수 있는 새로운 초음파 수술기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 연구결과는 음향학 분야 국제학술지 ‘초음파 음향화학’에 실렸다. 의료에서 사용되는 초음파는 정밀 검사 뿐만 아니라 외과 수술에도 이용되고 있다. 특히 초음파를 이용한 외과수술은 피부를 절개할 필요가 없기 때문에 환자의 불편함을 덜어줄 수 있다는 장점이 있다. 특히 초음파를 작은 부위에 집중시켜 100분의 1초라는 짧은 시간에 만들어지는 강한 기포로 주변 생체조직을 칼로 자른 듯 물리적으로 파괴할 수 있는 집속초음파 수술법은 치료과정을 관찰하고 치료시간도 짧고 회복도 빠르다. 그렇지만 생체조직을 파쇄하면서 형성되는 충격파 산란효과 때문에 정밀도가 낮아져 주요 장기나 혈관에 붙어 있는 조직이나 종양을 제거하는데는 적용하기 어렵다. 이에 연구팀은 집속초음파가 집중되는 초점에서 압력 세기를 변화시키는 방법으로 충격파 산란효과를 줄여 정밀 수술이 가능하게 했다. 기존 집속초음파 기술은 수~수십㎜ 단위로 제어가 가능하지만 수십~수백㎛(마이크로미터) 단위로 제어가 가능해 생체조직을 정밀하게 파쇄할 수 있다. 연구팀은 음향 시뮬레이션과 초고속 카메라를 이용해 인체조직 모사실험과 동물실험을 통해 이 같은 효과를 관찰하는데 성공했다. 연구를 이끈 박기주 박사는 “이번에 개발한 집속초음파 기술은 초음파 압력을 조절해 파쇄 범위와 강도 조절이 가능하기 때문에 원하는 특정 세포만 선택해 파쇄할 수 있다”라며 “관련 초음파 기술을 국내와 미국에 특허출원한 상태이며 정밀수술과 시술에 사용할 수 있는 핸드헬드 타입 초음파 의료기기 상용화 연구를 진행 중”이라고 밝혔다.

세계보건기구(WHO) 국제 전문가단이 코로나19 기원 조사 작업이 더 이상 늦어질 경우 바이러스의 기원을 규명할 기회가 영원히 없어질지도 모른다고 경고했다. 국제학술지 네이처에 따르면 코로나19 기원을 쫓고 있는 WHO 조사단은 25일(현지시간) 공동 기고문을 통해 “코로나19가 어떻게 출연했는지 규명하는 데 필요한 후속 과학 작업을 신속히 추진할 것을 촉구한다”며 “3월 보고서는 현재 중단된 절차의 첫 단계여야 했다. 중요 조사를 수행할 기회의 창이 급속도로 닫히고 있으며, 늦어지면 연구 일부는 생물학적으로 아예 불가능할 것”이라고 목소리를 높였다. 공동 기고한 조사단은 WHO가 코로나19 기원 조사를 위해 지난해 10월 소집한 국제 전문가들이다. 조사단은 코로나19 바이러스가 처음으로 공식 보고된 중국 후베이(湖北)성 우한(武漢)에서 기원 조사를 실시하고 지난 3월 관련 보고서를 발간했다. WHO는 보고서를 통해 코로나19 바이러스가 중간 숙주를 거쳐 인간에게 전파됐을 가능성이 높다고 결론 내린 바 있다. 조사단은 기고문에서 시간이 지나 항체가 감소하면 2019년 12월 이전 코로나19 바이러스에 노출됐을 수도 있는 사람을 조사해도 성과를 거두지 못해 최초 진원인 ‘0번 환자’(patient O)를 영영 찾지 못할 것이라고 지적했다. 그러면서 “전 세계 과학계와 국가 지도자들이 힘을 합쳐 WHO가 추진 중인 2단계 기원 조사가 서둘러 개시할 수 있도록 해야 한다”고 강조했다. 조사단은 지난 7월부터 중국 정부가 WHO의 후속 조사를 거부하며 지연시키고 있다고 비판했다. WHO는 국제사회에서 조사가 충분하지 않았다는 지적이 터져 나오자 2단계 조사를 추진 중이다. 추가 조사에선 중국 우한의 바이러스 실험실 유출설에 초점이 맞춰질 전망이다. WHO의 이 같은 움직임에 중국은 강력 반발하고 있다. 1차 조사에서 이미 명백한 결론이 났다며, 중국 이외에 전 세계 여러 지역에서 추가적인 조사를 실시하는 것이 맞다는 것이다. 중국 정부는 이날 코로나19 바이러스 기원에 대한 미국 정보기관의 보고서에 대해 미국이 코로나19를 정치화하고 있다고 강력 비난했다. 미 워싱턴포스트(WP)는 앞서 미 정보당국이 최근 3개월간 진행한 코로나19 기원 조사 결과를 조 바이든 대통령에게 보고했다고 전했다. WP는 ‘우한 실험실 유출설’ 등 코로나19의 최초 전염원과 경로에 대한 뚜렷한 결론이 보고서에 담기지 않았다고 지적했다. 푸충(傅聰) 중국 외교부 군비통제국장은 브리핑에서 “중국을 희생양으로 삼아 미국의 행위를 눈가림할 수 없다”며 “미국이 코로나19 바이러스의 우한 유출설이 타당한 가설이라 주장할 경우 차례를 지켜 자국의 실험실도 조사해야 할 것”이라고 주장했다. 중국은 그동안 미국 메릴랜드주(州) 포트 디트릭 연구소에서 지난 2019년 코로나19 바이러스가 유출됐다고 주장해왔다. 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr

코로나19의 원인인 ‘사스 코로나바이러스-2’(코로나19 바이러스)를 인공적으로 합성한 ‘코로나19 결손바이러스’를 사용해 코로나19 바이러스를 없애는 새로운 방법이 제시됐다. 미 펜실베이니아주립대 생물학과 마르코 아르케티 교수 연구팀은 이런 개념을 입증하기 위한 치료제를 설계했다고 밝혔다. 아르케티 교수에 따르면, 코로나19 바이러스와 같은 바이러스가 사람의 세포를 공격할 때 먼저 세포 표면에 달라붙어 유전물질을 세포 안으로 주입한다. 그리고 세포를 빼앗아 바이러스의 유전물질을 대량으로 복제해 결국에는 붕괴한 세포로부터 수많은 바이러스 입자를 방출하는 것으로 한층 더 체내에서의 감염을 확대해간다.  숙주의 체내에서 바이러스의 복제가 반복되면 드물게 유전물질 합성에 실패해 바이러스의 게놈 일부가 결손할 수 있다. 게놈이 결손하면 바이러스로 행동하는데 필요한 단백질을 합성할 수 없다. 이런 바이러스는 정상적으로 증식할 수 없어 결손바이러스라고 부른다. 하지만 결손바이러스가 있는 세포 안에 정상적인 바이러스가 들어가면 결손바이러스의 게놈이 정상 바이러스의 게놈을 이용 증식해 정상 바이러스를 대체하는 현상이 일어날 수 있다. 이는 결손바이러스가 정상 바이러스의 증식을 방해하는 작용으로, 학술적으로는 ‘간섭’이라고 하며, 이런 간섭을 일으키는 결손을 지닌 바이러스 입자는 ‘결손갑섭(DI)입자’라고 부른다. DI입자가 바이러스의 증식을 막는데 주목한 연구팀은 코로나19 바이러스의 게놈을 90% 차단해 이 바이러스의 DI입자를 만들었다. 그 DI입자를 코로나19 바이러스, 즉 정상 바이러스에 감염된 원숭이의 세포에 주입하는 실험을 시행했다. 그 결과, 실험 시작 24시간 뒤 정상적인 코로나19 바이러스 양이 절반으로 감소하는 한편 이 바이러스의 DI입자는 정상 바이러스의 3배 속도로 증식하는 것으로 나타났다. 이에 대해 아르케티 교수는 “DI입자는 결손이 있는 탓에 코로나19 바이러스로는 기능하지 않으며 단독으로 증식할 수 없다. 하지만 야생형(질병 유발형) 코로나19 바이러스와 동시에 감염되면 정상 바이러스의 증식 과정을 빼앗아 DI입자를 복제한다”면서 “게다가 게놈이 짧은 덕에 정상 바이러스보다 빠르게 자가 복제해 바이러스의 증식을 막게 된다”고 설명했다. 또 “정상 바이러스가 50% 감소하는 것만으로는 코로나19를 치료하는 것과 관계가 없겠지만, 정상 바이러스의 DI입자가 정상 바이러스보다 빠르게 증식할 수 있기에 우리 연구자들은 시간이 지남에 따라 DI 입자의 유효성이 더욱 증가할 것으로 예상한다”고 말했다. 아르케티 교수는 “정상 바이러스의 DI입자가 항바이러스약으로 쓰일 수 있는지를 검증하기 위해서는 추가 실험이 필요하다”고 강조하면서 “연구를 진행해 미세 조정을 가하면 이런 DI입자가 코로나19의 치료약으로 사용될 가능성이 있다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘피어제이’(PeerJ) 최신호에 실렸다.

음식 찾거나 짝짓기할 때 후각에 의존포식자 무당벌레 내뿜는 냄새 맡으면진딧물 번식 늦어지고 움직임 둔해져美 연구진 강한 거부 반응 화합물 발견인체에 해롭지 않고 효과적으로 제거코로나19로 인해 외부 활동이 줄면서 실내 정원 가꾸기인 ‘홈가드닝’이나 도시 텃밭 가꾸기를 통해 코로나 우울증을 극복하고 야외 활동을 대신하려는 이들이 늘었다고 한다. 실제로 이처럼 식물 키우기가 다른 어떤 방법보다 정신건강에 도움이 된다는 연구 결과들은 많다. 영국 엑서터대 의대와 왕립원예학회 공동연구팀은 집 안에 작은 정원을 들이는 것이 우울감과 스트레스를 해소해 주고 건강과 삶의 만족도를 높여 준다는 연구 결과를 지난해 환경·건축공학 분야 국제학술지 ‘조경과 도시계획’에 발표했다. 미국 연구진도 지난해 정원 가꾸기가 노년층 여성의 심혈관 질환 위험을 낮추고 정신건강에 도움이 된다는 연구 결과를 내놓기도 했다. 이런 이유로 집 안에 화분을 들여놓거나 작은 텃밭을 만드는 사람들이 점점 늘고 있지만, 금세 시드는 식물과 어느새 들끓는 벌레들 때문에 포기하는 사람들도 적지 않다. 미국 펜실베이니아주립대 농대 곤충학과 화학자와 생물학자로 구성된 연구팀이 ‘공포의 냄새’를 이용해 해충을 효과적으로 제거해 정원과 농작물을 보호할 수 있는 방법을 찾았다고 25일 밝혔다. 이번 연구 결과는 과학계에서 가장 권위 있는 학술행사인 ‘미국화학회(ACS) 2021년 가을 콘퍼런스’에서 발표됐다. 지난 22일부터 26일까지 미국 애틀랜타에서 열리는 이번 콘퍼런스는 코로나 여파로 지난해와 마찬가지로 온라인에서도 동시에 열린다. 초보 정원사, 농부를 괴롭히는 대표적인 해충은 진딧물이다. 몸길이가 2~4㎜에 불과한 진딧물은 식물 줄기나 잎에 모여 사는 특징을 갖고 있다. 식물의 즙액을 빨아 먹을 뿐만 아니라 식물바이러스병을 옮겨 이중으로 해를 끼치는 경우가 적지 않다. 전 세계적으로 2700종이 있는데 한국에는 330종이 분포해 있다. 육안으로는 똑같아 보이는 진딧물이지만 생태가 다르고 한 식물에 다른 종류의 진딧물이 붙어 있는 경우가 있어 완벽하게 제거하기가 쉽지 않다. 살충제를 사용하기도 하지만 자주 쓰면 내성이 생긴다는 문제도 있다. 연구팀은 곤충들이 음식을 찾거나 짝짓기를 할 때 후각 신호에 의존한다는 사실에 착안했다. 천적인 무당벌레 냄새를 이용하면 진딧물을 효과적으로 없앨 수 있을 것이라는 아이디어다.우선 연구팀은 진딧물은 포식자인 무당벌레가 있는 일정 공간에는 접근하지 않는다는 사실을 확인했다. 또 무당벌레가 내뿜는 냄새에 오랫동안 노출되면 진딧물 번식 속도가 늦어지고 불임증상이 나타나며 움직임까지 둔해지는 등 이동성이 현저하게 떨어진다는 것도 알아냈다. 그다음 연구팀은 가스 크로마토그래피 질량분석법을 활용해 살아 있는 무당벌레에서 방출되는 냄새들을 구분하고 분류했다. 이렇게 분류해 낸 무당벌레의 냄새 화합물 각각에 진딧물이 어떤 반응을 보이는지 알아보기 위해 ‘곤충 감각전도측정기’(EAG)를 사용해 관찰했다. 그 결과 진딧물은 무당벌레가 방출하는 여러 화합물 중 아이소프로필 메톡시피라진, 아이소부틸 메톡시피라진, 세크부틸 메톡시피라진 등 메톡시피라진 화합물에 강한 거부 반응을 보이는 것으로 확인됐다. 메톡시피라진은 풀, 피망, 와인 등에도 포함된 성분으로 인체에는 무해한 것으로 알려져 있다.세라 허먼 교수(행동 및 화학생태학)는 “이번 연구는 분석화학적 방법으로 인체에는 무해하고 내성을 유발하지 않으면서도 해충을 효과적으로 제거할 수 있는 기술을 찾아낸 것”이라며 “연구 결과를 실제 정원이나 농장에서 사용할 수 있는 해충 박멸 디퓨저 개발로 연결하기 위한 추가 연구를 진행 중”이라고 밝혔다.

영국 케임브리지대 수의과학과, 임상의학부, 미국 스탠퍼드 버넘 프레비스 의학발견연구소, 캘리포니아 생명과학기업 제네테크 공동연구팀은 사람에게 사육되는 육식동물은 인간의 건강에 심각한 위험을 초래하는 ‘질병의 저수지’가 될 수 있다는 연구 결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 8월 25일자에 발표했다. 동물의 장에는 장 건강에 중요한 역할을 하는 3종의 핵심 유전자가 있다. 이 유전자들은 병원균이 체내에 유입되면 면역 반응 시작 신호를 보내는 ‘인플라마솜’(염증소체)을 활성화시키기도 한다. 그러나 육식동물에게는 이들 유전자가 없는 일종의 면역결핍 상태라는 것을 연구팀이 밝혀냈다. 특히 밍크, 개, 고양이 등 사람이 양육하는 육식동물의 면역 핵심 유전자 결핍은 병원균의 돌연변이를 쉽게 일으키며, 질병의 무증상 보균체가 될 가능성을 높이는 것으로 분석됐다.

역사학자 윌리엄 맥닐(1917~2016) 전 미국 시카고대 교수는 ‘전염병과 인류의 역사’라는 기념비적 저서에서 “인간의 창의성, 지식, 제도가 아무리 발전하고 개선된다고 하더라도 인간은 질병에 취약한 존재일 수밖에 없다”고 말했습니다. 20세기 들어 위생과 영양 상태가 개선되는 동시에 과학과 의학이 발달하면서 1960년대를 기점으로 감염병은 지속적으로 줄었습니다. 이 때문에 인류는 21세기 초가 되면 더이상 감염병에 고통을 받지 않을 것이라는 희망을 품기도 했습니다. 그렇지만 1990년대 말부터 감염병이 다시 증가해 2002년 사스(중증호흡기증후군), 2009년 신종인플루엔자(H1N1), 2013년 살인진드기, 2014년 서아프리카 에볼라바이러스, 2015년 메르스(중동호흡기증후군)를 비롯해 웨스트나일바이러스, 지카바이러스를 거쳐 2019년 코로나19까지 그야말로 21세기는 ‘신·변종 감염병의 시대’가 됐습니다. 현재 감염병만 놓고 본다면 1960년대 수준으로 되돌아갔다는 평가까지 나오고 있습니다. 코로나19 대유행 상황이 언제 끝날지 모르겠지만 의과학자들은 벌써 ‘포스트 코로나’에 나타날 또 다른 감염병을 예측하고 대비해야 한다고 강조하고 있습니다. 이탈리아 파도바대, 미국 듀크대, 마케트대 공동연구팀은 감염병 발생 통계 분석을 통해 코로나19와 같은 규모의 감염병 발생 가능성이 매년 높아지고 있으며, 앞으로 59년 내에 코로나와 유사한 규모의 감염병이 다시 발생할 가능성이 크다고 25일 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 8월 24일자에 실렸습니다. 연구팀은 1600년부터 1945년까지 발생한 감염병 182건의 확산 강도에 대한 확률 분포를 계산했습니다. 각각의 감염병이 확산된 지리적 범위와 지속 기간, 사망자와 감염자 규모, 당시 사회의 인구사회학적 데이터를 분석해 대유행 감염병의 발생 가능성을 예측한 것입니다. 연구팀에 따르면 전 세계 약 2500만~5000만명의 목숨을 빼앗아 간 스페인 독감이 유행했던 1918~1920년까지 비슷한 규모의 전염병 발병 확률은 연간 0.3~1.9% 수준이었습니다. 그렇지만 최근 코로나19와 비슷한 규모의 감염병 발생 확률은 2%를 훌쩍 넘었고 시간이 갈수록 점점 높아진다고 합니다. 이 같은 계산에 따르면 앞으로 59년 이내에 코로나19와 비슷하거나 더 심각한 감염병이 발생할 것이라고 합니다. 인류 전체를 사라지게 만들 수 있는 감염병도 향후 1만 2000년 내에 발생할 가능성이 매우 높다고도 합니다. 연구팀은 인구 증가, 식품 공급 시스템 변화, 기후변화 등 환경 악화, 인간과 동물 간 빈번한 접촉을 통한 인수공통감염병 증가, 교통·운송 수단의 발달 등 모든 요소가 맞물려 작동하면서 대유행병 발생 확률을 높인다고 설명했습니다. 윌리엄 팬 듀크대 교수는 “이번 연구는 코로나19, 스페인 독감 같은 대규모 감염병이 발생할 가능성이 그 어느 때보다 높아지고 있다는 것을 경고하고 있다”며 “59년 내에 대유행병이 발생할 수 있다는 통계학적 예측은 대유행병이 59년 뒤에 찾아올 것이라는 말이 아니라 지금 당장 또는 내년에라도 또 다른 대유행 감염병이 찾아올 수도 있다는 말”이라고 밝혔습니다.

코로나19로 부모나 보호자를 잃고 졸지에 고아가 된 아이들이 가장 많은 대륙은 중남미인 것으로 나타났다. 고아가 양산된 국가 중 가장 상황이 심각한 곳은 페루, 멕시코, 브라질, 콜롬비아 순이었다. 중남미 언론은 최근 학술지 란셋에 실린 연구결과를 인용, "코로나19로 중남미에서 집중적으로 고아가 양산되고 있다"며 이같이 보도했다. 보도에 따르면 코로나19가 팬데믹으로 번지면서 양친 또는 부모 중 한 명, 돌봐주던 조부모 등 보호자를 잃은 어린이는 전 세계적으로 113만 명에 이른다. 국가별 순위를 보면 고아가 가장 많이 발생한 국가의 상위권엔 페루, 멕시코, 브라질, 콜롬비아 등 중남미 국가가 대거 포진했다. 지금까지 확진자 214만, 사망자 19만8000명이 발생한 페루는 압도적 비율로 부동의 1위였다. 통계를 보면 페루에선 어린이 1000명당 10.2명꼴로 코로나19에 걸린 부모나 보호자가 사망하는 바람에 고아의 신세가 됐다. 2위 남아공(1000명당 5.1명)보다 배나 높은 비율이다. 페루 가톨릭대학에 따르면 코로나19가 본격적으로 유행하기 시작한 2020년 3월 이후 코로나19로 보호자를 잃고 고아가 된 어린이는 최소한 9만8975명에 이른다. 아버지를 잃은 어린이가 7만3000명, 어머니를 잃은 아이는 2만 명에 육박한다. 나머지는 자신들을 돌봐주던 조부모 등 보호자를 잃은 경우였다. 페루 가톨릭대학의 인류학교수 파트리시아 아메스는 "집계한 고아의 수는 최저로 잡은 추정치"라며 "가난, 학업 중단, 폭력에의 노출 등 위험지대에 놓이게 된 취약계층 고아들을 위한 정책적 보호와 지원이 시급하다"고 말했다. 순위가 상대적으로 낮은 국가도 비상이 걸리긴 마찬가지다. 5위에 랭크된 콜롬비아를 보면 코로나19로 보호자를 잃고 고아가 된 어린이는 1000명당 2.3명꼴이다. 콜롬비아의 전문가들은 "코로나19로 고아가 된 아이들이 누적 5만5000여 명으로 추정된다"며 "(델타 변이의 유행으로) 최근 3개월간 고아가 된 아이들만 2만 명에 달하는 등 문제가 갈수록 심각해지고 있다"고 지적했다. 콜롬비아에선 지금까지 코로나19 확진자 489만 명, 사망자 12만4000명이 발생했다.

수백억 원 가치를 지닌 블루 다이아몬드와 같이 지구 깊은 곳에서 만들어진 극히 보기 드문 다이아몬드는 오래 전 지구상에 살던 생명체에서 유래한 탄소로 이뤄져 있을 가능성이 크다는 연구 결과가 나왔다. 호주 커틴대 연구진은 이른바 ‘슈퍼딥(super-deep) 다이아몬드'로 불리는 희소성이 매우 큰 다이아몬드에 함유된 탄소 동위원소인 델타탄소13(δ13C)의 변화를 분석해 이런 다이아몬드의 탄소가 유기물로부터 형성됐을 가능성이 크다는 점을 밝혀냈다.연구진에 따르면, 천연 다이아몬드는 크게 세 종류로 분류된다. 우선 우리가 흔히 보는 대부분의 다이아몬드는 지하 150~250㎞ 깊이의 암석권층에서 만들어져 ‘암석권(lithospheric) 다이아몬드’로 불린다. 그다음으로는 해저 암석에서 발견되는 ‘해양(oceanic) 다이아몬드'가 있고 마지막으로 하부맨틀과 접해있는 상부맨틀인 지하 400~800㎞ 깊이의 ‘전이대’에서 만들어지는 ‘슈퍼딥 다이아몬드’가 있다. 이들 다이아몬드는 모두 유기 탄소와 무기 탄소의 다양한 혼합으로 맨틀의 서로 다른 층에서 만들어지며 이는 δ13C의 특징적인 변화에 의해 결정된다. 그리고 유기 탄소로 만들어진 다이아몬드는 유기 탄소 화합물이 생물에서 생성됐기에 이는 생물에서 유래했다는 점을 시사한다.기존 연구에서는 해양 다이아몬드의 δ13C 수준이 유기물에서 기원했다는 점을 시사했었다. 그런데 슈퍼딥 다이아몬드 역시 놀라울 정도로 해양 다이아몬드와 비슷한 δ13C 수준을 함유하고 있어 이 역시 유기물이 기원임을 시사했다고 연구진은 설명했다. 다만 해양 다이아몬드와 슈퍼딥 다이아몬드의 주된 차이점 중 하나는 후자가 δ13C의 변동성이 매우 크다는 것에 있다. 이에 대해 연구진은 슈퍼딥 다이아몬드가 외부로 분출되기 전 암석권의 무기질 지각에 감싸여져 있었기 때문이라고 덧붙였다. 끝으로 연구 공동저자인 정샹 리 커틴대 교수는 “이 연구는 지구의 탄소 순환을 이해하는 데 도움이 될 뿐만 아니라 맨틀 융기와 맨틀 초융기의 과거 위치를 추적함으로써 지구 역학적 역사의 더 많은 비밀을 밝혀낼 잠재력을 지녔다”면서 “이는 대륙과 대양의 다이아몬드 분포를 지도화해서 달성할 수 있다”고 기대감을 드러냈다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호(8월 20일자)에 실렸다.

국내 연구진이 고지혈증 치료에 사용되는 약물을 이용해 면역체계를 활성화시켜 암을 치료하는 방법을 찾아 화제가 되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구단 김인산 단장과 삼성서울병원 소화기외과 조용범 교수 공동연구팀은 현재 고지혈증 치료에 사용되는 스타틴을 치료가 어려운 변이암 치료에 적용할 수있는 방법을 찾았다고 24일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학 분야 국제학술지 ‘암 면역치료 저널’에 실렸다. 과학기술이 발달하면서 암이 더 이상 불치의 병이 아닌 관리가능한 질병으로 받아들여지고 있지만 치료가 어려운 것이 사실이다. 암 치료법으로 가장 많이 쓰이는 것은 외과수술, 방사선 치료, 화학항암제 등이다. 환자의 불편함을 줄이기 위해 여러 항암치료법이 개발되고 있다. 2세대 항암치료법인 표적치료, 최근에는 인체 면역체계를 활용해 암을 제거하는 방법인 3세대 항암치료법 면역치료가 대표적이다. 항암 면역치료는 정상세포 손상없이 암세포만 제거할 수 있으며 인체 면역체계를 활용하기 때문에 약물 부작용이 적고 치료경과도 좋다. 그렇지만 암의 잦은 변이로 인해 평균 30% 미만 환자에게만 효과가 있다는 한계가 있다. 또 전체 발생 암 중 4분의 1은 RAS 단백질 중 하나인 KRAS 변이로 인해 발생하고 이들 암 중에는 폐암, 대장암, 췌장암 등 암 환자의 예후가 나쁘고 치사율도 높은 것으로 알려져 있다. 이에 연구팀은 고지혈증 치료에 사용되는 스타틴이 콜레스테롤 뿐만 아니라 여러 지질대사 산물 생성을 막는다는데 착안했다. 연구팀은 생쥐에게 암을 유발시킨 뒤 항암제와 스타틴을 정맥주사했다. 실험 결과 스타틴은 암 조직 주변 면역세포를 활성화시킬 수 있는 다양한 신호를 방출시켜 대표적인 면역세포인 T세포를 활성화시켜 암을 선택적으로 공격했다. 또 스타틴도 KRAS 변이암을 선택적으로 죽이고 기존 항암면역치료시 내성을 만드는 암 면역환경을 바꿔 항암 면역치료 효과도 높이는 것으로 확인됐다. 연구팀은 스타틴이 암치료에 실제로 사용되기 위해서는 추가적인 임상연구를 통해 최적의 용법과 암 조직에 효과적으로 전달할 수 있는 방법을 추가로 연구해야한다고 밝혔다. 김인산 KIST 단장은 “이번 연구는 임상에서 이미 사용되고 있는 약물에서 새로운 치료기능을 찾아내는 약물 재창출의 또하나 사례”라며 “특히 인체의 면역시스템을 활성화시켜 변이암 세포 사멸을 유도하려는 것으로 기존 항암 면역치료제 한계를 극복하도록 돕는다는 점이 주목할만한 부분”이라고 설명했다.

한인 과학자가 참여한 미국 연구팀이 코로나19 바이러스가 인체에 침입할 때 중요한 역할을 하는 스파이크 단백질의 작동 원리를 밝혀낸 연구 결과를 내놨다. 미국 캘리포니아 샌디에이고대(UCSD) 화학·생화학과, 약학과, 피츠버그대 화학과, 텍사스 오스틴대 분자생명과학과, 컬럼비아대 생명과학과, 생화학·분자생체물리학과, 위스콘신 밀워키대 물리학과 공동연구팀은 코로나19 바이러스의 스파이크 단백질이 인체 세포에 어떻게 침투하는지에 대한 기존 연구들을 보완해 줄 수 있는 컴퓨터 가상실험 결과를 내놨다. 이 같은 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘네이처 화학’ 8월 20일자에 실렸다. 릴리언 종 피츠버그대 교수와 로미 아마로 UCSD 교수가 주도한 이번 연구에 참여한 한인 과학자는 테라 슈타인 UCSD 연구원과 함께 제1저자로 이름을 올린 안설희 박사다. 안 박사는 안철수 국민의당 대표의 딸이다. 안 박사는 2018년 스탠퍼드대에서 계산화학으로 박사학위를 받았고, UCSD에서 박사후연구원(포스트닥터)으로 일하고 있다. 올해 미국 화학회(ACS) 기술분과 물리화학분야에서 ‘2021 젊은 연구자상’ 수상자 6명 중 한 명으로 선정됐다. 안 대표는 연합뉴스와의 통화에서 “딸이 연구로 인류에 공헌하고, 우리나라도 자랑스럽게 알리면 좋겠다”고 말했다. 코로나19 바이러스의 감염은 스파이크 단백질 결합 부위(RBD)가 인체 세포의 수용체인 ACE2와 결합되면서 시작된다는 사실은 많은 연구를 통해 알려졌다. 글리칸으로 불리는 스파이크 단백질의 당사슬이 중요한 역할을 한다는 사실도 밝혀졌지만 좀더 상세한 침투 및 감염 과정은 알려지지 않았다. 이에 안 박사와 슈타인 연구원은 컴퓨터 가상실험을 통해 코로나19 바이러스가 인체 세포에 접근한 뒤 글리칸이 스파이크 단백질 구조를 바꿔 ACE2와 결합하기 좋은 형태로 바꿔 주는 것을 보여 줬다. 연구에 참여한 텍사스 오스틴대 연구팀은 스파이크 단백질 변이체를 만들어 이들의 컴퓨터 가상실험 결과를 실제로 구현해 관찰하는 데 성공했다.

코로나19 사태가 발생하기 이전, 인류는 이와 유사한 호흡기 질환으로 수 천명이 감염되고 수 백명이 사망했던 사례가 있었다. 바로 2002년 겨울 일명 사스(SARS)로 불렸던 중증급성호흡기 증후군 발병 사태로 당시 전세계 29개국에서 8000여 명의 감염자가 발생, 그 중 10%가 사망했다. 사스 역시 중국에서 발원한 것으로 알려져 있는데, 발병이 시작된 직후 단 수개월 만에 홍콩과 싱가포르, 캐나다 등 전 세계적으로 확산되면서 774명이 사망했다. 그런데 지금으로부터 약 17년 전 사스 확진 후 생존한 8명의 체내에서 코로나19에 맞설 슈퍼항체가 발견됐다고 중국 신화통신은 21일 보도했다. 신화통신 등 중국 유력언론들은 이날 듀크-싱가포르국립대학교(NUS) 의과대학 왕린파 교수 연구팀이 세계 유명 국제학술지 네이처지에 발표한 보고서를 인용, 사스를 앓았던 환자가 코로나19 백신 접종 뒤 현존하는 모든 코로나 바이러스를 무력화할 강력한 중화 항체를 생성했다고 전했다. 연구팀은 과거 사스에 감염된 후 회복한 환자 8명 가운데 2명은 화이자 백신으로 1차 접종을 마쳤고, 20~60일이 지나자 코로나19 바이러스에 대한 항체 수준이 일반 백신 접종자 대비 매우 높은 수준으로 변화했다고 밝혔다. 또, 나머지 6명은 2차 백신 접종 후 슈퍼 항체로 불릴 만한 수준의 중화항체가 체내에서 생성됐다고 보고했다. 왕린파 교수 연구팀이 연구한 환자들은 싱가포르인들로 구성되어 있는데, 당시 싱가포르는 사스가 발병한 29개국 중 환자 숫자(238명)가 다섯 번째로 많은 나라였다. 왕 교수팀은 연구에 앞서 사스와 코로나19의 바이러스 형태가 80% 이상 동일하다는 학계 연구에 집중했다. 둘 다 표면의 단백질 돌기가 안지오텐신 전환효소2(ACE2)라고 알려진 인간 세포수용체와 결합하면서 인체 감염을 일으켰기 때문이다. 연구 결과, 사스 확진 후 생존했던 이들 체내에서 발견된 항체는 코로나19 바이러스 가운데 알파, 베타, 델타 등 변종 바이러스 모두에 작동했다는 점에서 학계는 흥분을 감추지 못하는 분위기다. 미국 워싱턴대 닐 킹 박사는 이번 연구에 대해 “코로나 백신 연구의 시간을 단축시켜 줄 대단한 발견”이라면서 “이번 발견으로 사스와 코로나19라는 단 2개 바이러스 조합만으로도 큰 효과를 얻을 수 있게 된 것”이라고 기대감을 비췄다. 이들 연구팀은 이번 연구 결과와 관련해 향후 추가 변종 바이러스가 발견될 가능성이 큰 유사 코로나바이러스에도 저항력 있는 항체라고 해석했다. 이들 체내서 발견된 항체를 연구, 상용화 할 시 향후 발생 가능한 모든 코로나 변종 바이러스에 대항할 판 코로나 백신 제조가 가능하다는 것이다. 연구를 이끈 왕린파 교수는 “이 항체는 이미 알려졌거나 아직 발견되지 않은 모든 코로나19 변이 바이러스 뿐만 아니라 앞으로 유행할 가능성이 있는 또 다른 초강력 바이러스 변종들에 대해서도 인간의 삶과 안전을 보호할 수 있을 것”이라고 했다. 이어 “언젠가 또다른 코로나 바이러스가 창궐했을 때를 대비한 치료 항체를 확보하게 된 셈”이라고 의미를 부여했다. 임지연 베이징(중국) 통신원 cci2006@naver.com