계명대 약학대학 제약학과 이상길 교수팀의 연구성과가 약학분야 우수 국제학술지인 “Pharmaceutics”에 게재됐다. 이상길 교수는 본 연구에서 치매 치료에 사용되고 있는 약물인 도네페질(donepezil)을 하이드로겔 형태의 경피흡수제형으로 개발했다. 현재까지 전 세계적으로 도네페질이 경피제형으로 개발된 사례는 없다. 국내외 주요 제약기업들이 앞 다투어 임상시험을 수행하는 등 연구개발에 박차를 가하고 있는 연구주제이다. 인지력의 손상을 일으키는 콜린효능성 결핍(cholinergic deficit)은 알츠하이머 질환의 신경퇴화의 중요한 병태생리학적인 특징 중의 하나이다. 도네페질의 작용기전은 항콜린에스터라아제인 콜린에스터라아제와 가역적으로 결합하여 아세틸콜린의 가수분해를 저해하는 것으로 알려져 있다. 결과적으로 콜린성 시냅스의 아세틸콜린 농도를 상승시켜 콜린성 전달을 증가시키게 된다. 또한, 도네페질은 중추적으로 작용하는 가역적인 아세틸콜린 에스터라아제 저해제이다. 본 연구에서는 폴리비닐알콜과 폴리비닐피롤리돈 고분자를 기반으로 한 하이드로겔 패취를 제조하여 쥐 피부를 이용한 경피투과 시험을 수행했다. 이어 무모쥐를 이용한 경피전달 약동학 실험을 수행하여 도네페질의 약물 농도가 혈중에 지속적으로 유지됨을 확인해 냈다. 도네페질의 반감기는 사람이 쥐에 비하여 긴 것으로 알려져 있으며, (사람에서의 소실 반감기는 약 70 시간) 이번 동물실험 결과는 사람에게서는 더욱 연장된 약효지속이 기대되는 결과이어서 향후 치매치료 분야에 새로운 제형을 제시함으로써 치매로 고통 받는 노령환자들의 삶의 질을 높이는 치매 치료제로 개발될 수 있을 것으로 기대된다. 이 연구성과가 게재된 “Pharmaceutics”지는 스위스 MDPI 출판사에서 출간되는 저널로써, 피인용지수(Impact Fact)가 4.773이고 당 연구분야 상위 10% 이내(9.551%)에 해당하는 약학분야의 저명국제학술지이다. 본 논문의 제1저자인 바샬 산토쉬(Bashyal, Santosh 네팔) 학생(대학원 약학과 박사수료)은 이상길 교수의 지도 아래 도네페질 경피제형의 설계 및 특성평가 연구들을 주도했으며, 동아제약 연구소에서 본 제제의 약동학적 특성평가를 수행하였다. 본 연구성과는 교육부의 ‘한국연구재단 대학중점연구소지원사업 (약물의존장애 핵심 진단기술 개발 및 치료전략 연구)’의 지원과 및 동아제약과의 공동연구 수행을 통하여 도출된 연구성과이다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

남극 바다 해빙에서 역사상 최초로 미세플라스틱 조각이 발견됐다. 전문가들은 인간이 만들고 퍼뜨린 오염물질이 지구상에서 가장 청정하다고 알려진 지역에서도 발견됐다며 충격을 감추지 못하고 있다. 호주 타즈매니아대학 산하의 해양 및 남극 연구센터 연구진은 2009년 남극에서 길이 1.1m, 폭 14㎝의 빙상코어(ice core)를 채취해 타즈매니아대학 연구실에 보유해왔다. 빙상코아는 빙상을 원통형으로 굴삭한 것으로, 주로 수㎞ 두께의 빙상퇴적물을 연구하기 위해 얻는 시료를 의미한다. 연구진은 해당 빙상코어를 저장고에서 꺼내 처음으로 분석을 시도한 결과, 빙상코어 내에서 폭 5㎜ 이하의 플라스틱 조각 14종, 96개가 발견됐다. 여기에는 비닐봉지의 원료로 널리 이용되는 폴리에틸렌도 포함돼 있었다. 이밖에도 나일론이나 폴리에스테르 등 섬유 성분도 확인됐다. 연구진은 북반구 극지방의 해빙이나 남극의 바다 수면 샘플에서 미세플라스틱이 발견된 사례는 있지만, 남극의 해빙에서 미세플라스틱 조각이 발견된 것은 이번이 처음으로 보인다고 밝혔다. 연구를 이끈 해양 및 남극 연구센터의 안나 켈리 박사는 “우리는 지난 1년간 연구원 또는 실험실 내에서 샘플(남극 빙상코어)을 오염시킬 만한 그 어떤 것도 존재하지 않는 상태에서 관찰을 거듭했고, 그 결과 남극의 해빙에 미세플라스틱이 존재한다는 사실을 최초로 확인했다”면서 “미세플라스틱의 크기가 작으면 작을수록 생태계에 미치는 영향을 더욱 커질 것”이라고 밝혔다. 이어 “이번에 남극 해빙에서 발견된 플라스틱 조각들은 일반적으로 남극 바다에서 발견되는 것보다는 크기가 큰 편이었다. 일반 바다 쓰레기처럼 이리저리 흘러 다니며 잘게 부숴질 수 없었기 때문”이라면서 “다만 잘게 부서진 초극세사(microfibre) 합성 섬유들이 포함돼 있는 것으로 보아 관광객이나 연구진들의 옷이나 장비로부터 떨어져 나온 것으로 추정된다”고 덧붙였다. 전문가들은 남극 해빙에서 발견된 미세플라스틱이 해당 지역에 서식하는 크릴 등 작은 플랑크톤에 먼저 영향을 미치며, 향후 플랑크톤을 먹고 사는 다른 해양 동물에게도 부정적인 영향을 미칠 수 있다고 경고했다. 자세한 연구결과는 해양환경 분야 저명 학술지인 ‘마린 폴루션 불리틴’(Marine Pollution Bulletin) 최신호에 게재됐다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지구 표면의 가장 바깥쪽을 차지하는 토양과 암석으로 이뤄진 지각이 적어도 32억 년 전부터 움직이기 시작했다는 분석 결과가 나왔다. 이는 기존 이론들보다 최대 13억 년 빨라진 것이다. 지각은 7개의 주요 지각판과 여러 작은 지각판으로 나뉘는 데 1년에 최소 1㎝부터 최대 16㎝씩 움직인다. 미국 하버드대 등 공동연구팀은 지각의 이동은 지구 역사에서 얼마나 일찍 발생했는지 알아내기 위해 이 연구를 수행했다. 연구에서는 가장 오래된 지각 조각에 속하는 서호주의 암석들에서 32억 년 전부터 지각이 매년 약 2.5㎝씩 이동했다는 증거가 나왔다. 지각 활동이 언제 시작됐는지에 대해서는 여러 이론이 있는데 지금까지는 최소 10억 년 전에서 최대 30억 년 전까지였다. 따라서 이 연구는 최대 추정치보다 2억 년 일찍 지각이 움직이기 시작했음을 보여주는 것이다.연구팀에 따르면, 가장 이른 지각 활동의 단서들은 30억 년 이상 된 호주 암석들에서 나왔다. 이들 연구자는 지각 이동이 생각보다 빨라서 오늘날과 비슷한 판의 이동이 일어났다는 가장 오래된 증거를 발견했다고 믿는다. 이들은 또 이 연구가 당시 지구가 오늘날 세계와 구조가 매우 비슷했다는 점을 보여준다고 생각한다. 연구팀이 분석한 암석들은 호주 서부 필바라의 암석권에서 나온 것이다. 암석권은 암석으로 구성돼 있는 지각 표층부로, 이곳은 대륙지각과 해양지각이 붙어있다.연구를 이끈 앨릭 브레너 하버드대 박사과정 학생은 “이번 결과는 기본적으로 지구의 판 이동이 시작한 시기가 훨씬 더 오래됐다는 것을 보여주는 지질학적 증거”라고 설명했다. 여러 지각판의 상대적 움직임에 의해 다양한 지질 현상이 일어나는 것을 판 구조론이라고 하는데 이는 생명의 진화와 행성의 발전에 관한 열쇠가 된다. 지표에는 모두 15개의 지각판이 맨틀 위를 떠돈다. 이들 판의 움직임이 대륙의 위치를 정하고 산맥 등 지형 형성에 도움을 준다. 이는 또 새로운 암석을 지표 위로 노출하게 해 수십억 년에 걸쳐 지구의 표면 온도를 안정화하는 화학적 반응으로 이어졌다. 이로 인한 안정된 기후는 생명 진화에 결정적 요인이 된다고 이들 연구자는 말한다. 게다가 최초의 지각 이동이 발생한 시기는 오랫동안 지질학계에서 논쟁의 쟁점이 돼 왔기에 이를 밝히기 위한 모든 정보는 가치가 있다. 지구의 날인 22일 발표된 이 연구는 지금까지 이론에서 부족한 부분을 채우는 데 도움을 주며 기존 생각보다 좀 더 온화한 환경에서 최초의 생명이 발달했음을 제시한다. 연구에 참여한 로저 푸 조교수는 “우리는 지구를 움직이는 지구물리학적 원리를 이해하려고 애쓰고 있다”고 말했다. 푸 조교수는 또 판의 이동은 생명체에 필요한 요소들을 지구로 들이고 내보내는 역할을 한다고 말했다. 이는 태양계의 다른 행성들과 외계행성들에 관한 이해에도 도움을 주는 과정이다.이들 연구자는 이 연구를 위해 필바라 크레이톤으로 조사 여정을 떠났었다. 우리 말로 강괴를 뜻하는 크레이톤은 대륙괴나 안정지괴로도 불리는 지각의 원초적이고 두꺼우며 매우 안정된 부분을 말한다. 보통 크레이톤은 지각판의 중앙부에서 발견되며 고대 대륙들의 중심부였다. 이런 특징은 크레이톤을 지구과학적 연구를 하기에 좋은 천연 장소로 만든다. 필바라 크레이톤은 길이가 약 480㎞에 달한다. 이는 미국의 펜실베이니아주(州)와 대략 같은 크기다. 2017년 푸 조교수와 브레너는 꿀빨이새 현무암(Honeyeater Basalt)으로 불리는 암석에 구멍을 뚫어 폭 2.5㎝ 정도의 중심부 표본을 채취했다. 특히 이들 연구자의 연구는 기존 대다수의 연구와 다르다. 왜냐하면 두 사람은 시간이 지남에 따라 암석의 위치를 측정하는 부분에 초점을 맞췄지만, 다른 연구는 지각의 움직임을 시사하는 암석의 화학 구조에 초점을 맞춘 경향이 있기 때문이다. 연구팀은 최신 양자 다이아몬드 현미경을 사용해 이번 발견을 확인했다. 하버드대와 매사추세츠공대(MIT)의 공동연구팀이 개발한 이 현미경은 암석 표본의 자기장과 입자를 이미지화한다. 연구팀은 논문에서 진극배회(眞極徘徊·True Polar Wander)로 불리는 현상을 배제할 수 없었다고 지적했다. 이 현상 역시 지구의 표면을 움직일 수 있다. 이런 지질학적 움직임의 시간 간격 때문에 이번 결과는 판구조론 쪽으로 더욱더 기운다. 자세한 연구 성과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 연구진이 알츠하이머 치매로 인한 인지기능 저하를 막고 원래대로 되돌릴 수 있는 단백질을 찾아냈다. 카이스트 생명과학과, 바이오및뇌공학과, 서울대 의과학대학 공동연구팀은 뇌 속에 존재하는 신경 펩타이드 중 하나인 ‘소마토스타틴’이 뇌 인지기능을 높일 수 있다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 22일자에 실렸다. 지난해 기준 국내 65세 이상 노인 10명 중 1명은 치매를 앓고 있는 것으로 확인됐다. 치매는 알츠하이머나 알콜, 외상 등 다양한 원인으로 발생하는데 기억력 손실, 인지기능과 운동기능을 떨어뜨려 일상생활을 어렵게 만든다. 최근 고령 인구가 늘어나면서 치매 환자들도 점점 늘고 있는 추세이지만 마땅한 치료방법은 없다. 연구팀은 알츠하이머 치매 환자의 뇌 척수액을 분석한 결과 일반인에 비해 소마토스타틴의 양이 현저하게 적다는 점에 주목했다. 소마토스타틴은 사람을 포함한 포유류들의 중추신경계에 존재하는 물질로 정보처리 정도를 조율한다. 소마토스타틴은 대뇌 피질에서 흥분성 신경세포 활성을 억제하는 ‘가바’를 분비하는 신경세포에서 나오는 것으로도 알려져 있다. 뇌 기능 관련 연구에 있어서 지금까지는 가바에만 주목해 소마토스타틴의 역할에 대해서는 많이 밝혀져 있지 않았다. 연구팀은 생쥐에게 뇌 시각피질과 뇌척수액에 소마토스타틴을 직접 주입해 시각정보 인지·식별능력 향상 여부를 파악한 결과 실제로 시각정보 인지능력이 눈에 띄게 향상된 것을 확인했다. 연구팀은 주사전자현미경을 이용해 뇌 신경망 변화를 관찰한 결과 실제로 소마토스타틴이 주입된 생쥐는 인지관련 신경망이 일반 생쥐와 똑같이 회복된 것도 확인했다. 이승희 카이스트 생명과학과 교수는 “이번 연구에서 그 기능을 확인한 소마토스타틴은 생체 내 독성이 없어 뇌나 뇌 척수액에 안전하게 주입할 수 있다는 장점을 갖고 있어서 사람을 포함한 포유류 인지기능 조절 약물에 적용할 수 있다”라며 “소마토스타틴과 비슷한 기능이나 구조를 가진 인공 단백질 합성체를 개발해 치매나 파킨슨병 등 퇴행성 뇌질환 치료제 개발에 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘지크문트 프로이트’라는 이름을 들으면 그의 업적을 자세히 알지는 못하더라도 ‘오이디푸스 콤플렉스’와 ‘정신분석학’ 정도는 쉽게 떠올립니다. 19세기 말~20세기 초 과학과 의학 분야는 놀라운 발전을 이루고 있었지만 인간의 마음을 이해하는 정신의학은 유독 발전이 더뎠습니다. 이때 프로이트는 무의식, 억압, 방어기제 등에 관한 이론과 대화를 통해 환자의 무의식을 들여다보는 치료법으로 무장한 정신분석학을 제시해 정신의학을 한 단계 끌어올렸습니다. 프로이트의 이론은 이후 많은 학자로부터 비판을 받고 새롭게 해석되는 과정을 거치면서 주류의 자리에서는 밀려났지만 무의식이 인간 행동에 어떤 영향을 미치는지, 어린 시절 경험이 어떻게 성인기까지 이어지는지와 같은 인간 발달 분야에서는 여전히 중요한 역할을 하고 있습니다. 미국 메릴랜드대 인간발달·양적연구학과, 아메리카 가톨릭대 심리학과, 국립보건원(NIH) 산하 국립정신건강연구소(NIMH) 공동연구팀은 성인기의 성격이나 삶의 방식에 영유아기 때 기질이 그대로 반영된다는 것을 재확인했습니다. 이 같은 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 21일자에 실렸습니다. 성인들이 특정 상황에서 일관된 특성이나 행동양식을 보이는 것을 ‘성격’이라고 합니다. 영아들도 외부 자극에 대해 주의 집중과 반응, 자기조절능력 같은 일관된 태도를 보입니다. 반응과 행동이 느린 아기가 있는가 하면 예민한 아기도 있습니다. 잘 웃고 호기심이 많은 아기가 있지만 쉽게 울고 보채며 외부 자극에 관심을 보이지 않는 아기도 있습니다. ‘기질’이라는 생물학적 차이 때문입니다. 어린 시절 기질이 어른이 됐을 때 성격에 영향을 미친다는 연구는 지금까지 많았습니다. 이번 연구팀은 이전 연구들보다 2년가량 더 어린 아기들을 20대 후반까지 추적함으로써 기질과 성격의 관계에 대해 분석했습니다. 이를 위해 연구팀은 1989~1993년 미국 워싱턴DC에서 태어난 아기 165명을 대상으로 생후 4개월 때부터 25년 동안 장기 추적했습니다. 연구팀은 생후 4개월에는 부모들을 대상으로 아기들의 행동 설문조사를 실시하고 14개월 때는 실험실에서 낯선 환경과 낯선 사람, 새로운 장난감과 접하도록 한 뒤 반응을 비디오로 촬영해 분석했습니다. 아이들이 15세가 됐을 때는 여러 자극 중 특정 자극에만 집중하도록 하는 수반자극과제를 수행하도록 한 다음 뇌파측정(EEG)을 실시했습니다. 26세가 됐을 때는 교육 정도, 직업, 결혼 여부와 성격, 평소 생활방식 등에 대해 설문조사를 했습니다. 분석 결과 낯선 사람이나 사물, 낯선 상황을 두려워하고 회피하는 행동을 특징으로 하는 행동억제(BI) 기질을 보였던 아이들은 주의 집중력이 높아 과제 성취도는 높지만 내성적인 어른으로 성장하는 경향이 강한 것으로 나타났습니다. 또 일반적인 수준보다 높은 우울감, 불안감을 보일 가능성이 있는 것으로도 조사됐습니다. 다소 뻔한 결론 같지만 연구진이 이야기하고 싶은 것은 아이마다 기질이 다르고 그에 맞게 성장한다는 것입니다. 기질에 따라 아이들 스스로 환경에 대응할 수 있는 능력을 갖추게 된다는 말입니다. 어른들의 생각과 잣대를 가지고 억지로 아이들을 짜 맞추려고 하다 보면 오히려 잘못될 수 있습니다. edmondy@seoul.co.kr

유럽 농업생명과학센터(CABI), 프랑스 국립항공생물학감시네트워크(RNSA)와 미국, 스위스, 영국, 네덜란드, 이탈리아, 오스트리아, 세르비아 8개국 공동연구팀은 돼지풀잎벌레가 돼지풀 꽃가루 때문에 생기는 알레르기 환자를 연간 1120만명가량 줄이고 관련 의료비를 약 64억 유로(약 8조 4924억원) 절약할 수 있다는 사실을 밝혀내 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 22일자에 발표했다. 연구팀은 2004~2012년 유럽 전체 꽃가루 발생 지도와 꽃가루로 인한 알레르기 환자 발생 지도를 만들어 비교하고 돼지풀잎벌레를 확산시켰을 때 상황을 시뮬레이션했다. 그 결과 돼지풀잎벌레가 돼지풀 꽃가루 발생을 82%나 줄일 수 있으며 일부 지역에서는 돼지풀을 100% 제거할 수 있음을 확인했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

가슴 보형물 덕분에 총에 맞고도 목숨을 구한 캐나다 여성의 사연이 논문의 사례로 등장했다. 미국 CNN, 영국 일간지 데일리메일 등 해외 언론의 21일 보도에 따르면 2018년 캐나다 토론토에 사는 30대 여성은 길을 걷다가 신원을 알 수 없는 사람으로부터 총에 맞았다. 어느 방향에서 총알이 날아오는지 알아챌 틈도 없이 총에 맞은 이 여성은 왼쪽 가슴과 늑골 부위에서 타는 듯한 통증을 느꼈고, 이내 피가 흐르는 것을 확인했다. 하지만 놀랍게도 이 여성은 과다출혈로 쓰러져 의식을 잃거나 현장에서 목숨을 잃은 것이 아니라, 자신의 발로 직접 걸어 병원을 찾았다. 총에 맞았음에도 불구하고, 여성의 부상이 일반적인 총상보다 심각하지 않았기 때문이다. 이 여성을 진료한 온타리오의 병원 의료진은 놀라움을 감추지 못했다. 총상을 입었다는 것을 확인한 직후 수술을 시작했고, 의료진은 여성의 가슴 보형물이 총상을 입고도 목숨을 부지하는데 매우 큰 역할을 했다는 사실을 알게 됐다. 의료진에 따르면 범인이 쏜 총이 여성의 가슴 보형물과 충돌했고, 보형물 탓에 총알의 방향이 바뀐 뒤 갈비뼈를 부러뜨린 것으로 확인됐다. 만약 총알이 원래의 방향대로 날아갔다면 이 여성은 목숨에 위협을 받을 만큼 위중한 상태가 됐을 것이라고 의료진은 설명했다. 의료진은 “가슴 보형물에 남아있는 흔적과 총상의 흔적 등을 토대로 살펴봤을 때, 총알이 가슴 보형물에 맞아 궤도가 바뀌었다는 것을 알게 됐다”면서 “이런 사례는 매우 극소수이지만, 실제로 비슷한 사례에서는 총알이 가슴 보형물과 충돌하면서 속도가 느려졌을 뿐, 궤도가 바뀐 사례는 없었다”고 밝혔다. 이어 “총알은 왼쪽 가슴을 뚫고 오른쪽 갈비뼈를 부러뜨린 뒤 몸을 관통했다. 만약 원래의 방향대로라면 심장과 폐에 직격타를 안겨 환자가 매우 위중한 상태에 빠졌을 것”이라면서 “환자는 수술을 통해 가슴에서 보형물을 제거하고, 총알이 관통한 부위의 상처를 소독하는 치료를 받았다”고 덧붙였다. CNN에 따르면 당시 사건 현장 주변에서는 총기가 발견되지 않았으며, 사건의 범인 역시 잡히지 않은 상태다. 한편 가슴 보형물 덕분에 목숨을 구한 총상 환자의 사례는 지난 15일 영국에서 발행되는 학술지 세이지 저널(SAGE Journal)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

중국 우한의 바이러스 실험실에서 코로나19 바이러스가 유출됐다는 의혹은 음모론에 불과하지만 이는 가라앉지 않을 것이라고 전문가들은 내다봤다. 22일 기준 전세계 17만 7200여명의 목숨을 앗아간 코로나 최대 피해국은 현재 발원지인 중국이 아니라 사망자가 4만 5000명이 넘은 미국이다. 홍콩 사우스차이나모닝포스트는 21일 우한 실험실에서 바이러스가 유출될 수 없다는 전문가들의 분석에도 미국은 자체적으로 실험실을 조사하겠다는 입장이라고 보도했다. 자오리젠 중국 외교부 대변인은 지난달 코로나를 미국 군인들이 우한에 퍼뜨렸다고 주장했다. 우한 실험실은 중국 최초의 BSL-4 등급 실험실로 쉽게 전염되는 치명적인 병원균을 다룰 수 있도록 설계됐다. 게다가 과실을 추적하는 세이프티 랩스 장치 어디에서도 코로나 바이러스가 유출됐다는 기록은 없다. 에마뉘엘 마크롱 프랑스 대통령은 지난주 우한 실험실과 코로나 바이러스를 연관지을 어떤 증거도 없다고 말했으며 세계보건기구(WHO)는 현재 증거로는 코로나19는 동물에서 온 것이라고 밝혔다. 우한 실험실의 책임자인 쉬증리(55)는 3월 ‘사이언티픽 아메리칸’ 학술지에 “처음에는 실험실의 책임이 있을까 싶어 두려웠지만, 코로나19와 우리 실험실에서 박쥐로부터 추출한 바이러스 샘플은 어떤 유전체도 일치하지 않았다”고 설명했다. 쉬는 중국에서 ‘배트우먼’으로 불리며 급성호흡기증후군(사스·SARS)을 일으킨 코로나 바이러스가 박쥐에서 유래했다는 것을 밝혀냈다.위안지밍 실험실 부책임자는 중국 CGTN 방송과의 인터뷰에서 “코로나가 우한에서 발병했고, 우리 실험실도 우한에 있기 때문에 의혹을 가지는 것은 이해하지만 바이러스가 실험실에서 유출될 수 있는 방법이 없다”며 “엄격한 규제때문에 실험을 할 때마다 코드가 있어야 해서 바이러스 유출이 없었다는 것은 자신한다”고 강조했다. 우한 바이러스 실험실은 2015년 프랑스의 후원 아래 세워졌으며 2018년부터 본격적으로 가동해 에볼라와 니파 바이러스 등에 대한 연구를 해왔다. 하지만 우한 실험실에 제대로 훈련받은 연구진이 부족했고 실험실 폐기물을 적절하게 버리지 않는 등의 안전상 실수로 바이러스가 유출됐을 가능성에 대한 의구심은 여전히 남아있다. 즉 실험실에서 제대로 폐기 처분되지 않은 박쥐같은 동물에서 바이러스가 유출되었을 수 있다는 것이다. 프랑스 유전학자 앙투안느 단친은 “우한 실험실에서 코로나가 새어나왔을 가능성을 배제할 수 없다”며 “바이러스의 기원은 모자이크와 같아서 한 가지만 있는 것이 아니다”라고 주장했다. 단친은 지난 2002~2003년 중국 남부 지역을 덮친 사스의 코로나 바이러스를 연구해 여러 종의 동물로부터 바이러스가 형성됐다고 밝힌 바 있다. 그는 “코로나19도 마찬가지라고 생각한다”며 “최초의 발병자인 환자 0를 정확히 알 수 없기 때문에 바이러스 기원도 한 가지가 아니라고 본다”고 덧붙였다. 윤창수 기자 geo@seoul.co.kr　

오리 같은 새를 직접 사냥하거나 말 같이 커다란 동물을 한쪽으로 몰아 사냥하는 데 쓴 30만 년 된 던지기용 막대가 독일에서 발견됐다. 독일 튀빙겐대 연구진은 북부 니더작센주(州) 쇠닝엔에 있는 한 광산에서 고고학 발굴 조사를 수행하다가 이 사냥용 무기를 발견했다고 밝혔다.‘레빗 스틱’ 또는 ‘킬링 스틱’으로도 불리는 이 던지기용 막대는 빙하기였던 전기 구석기 말 당시 현생인류와 근연관계에 있는 멸종인류 호모 하이델베르겐시스가 사용한 도구다. 연구진에 따르면, 당시 북유럽에 살던 호미닌(분류학상 인간의 조상으로 분류되는 종족)들은 오늘날까지 거의 보존되지 않는 다양한 목재 무기를 지닌 탁월한 사냥꾼들이었다. 특히 이번에 발견된 사냥용 무기는 소나뭇과의 상록 침엽 교목으로 재질이 부드러워 주로 작은 물건을 제작할 때 쓰는 스프루스라는 나무를 가지고 석기로 자르고 표면을 매끄럽게 해서 제작한 것으로 확인됐다.또한 이들 연구자는 길이는 64.5㎝, 지름은 2.9㎝를 조금 넘으며 무게는 264g으로 측정된 이 막대를 가지고 일련의 실험을 진행했다. 그 결과, 이 무기는 던졌을 때 최대 속도가 시속 108㎞에 달할 수 있는 것으로 나타났다. 이에 따라 이들은 한쪽은 날카로운 편이고 다른 한쪽은 납작한 이 사냥용 막대를 던지면 부메랑처럼 힘차게 회전하지만, 비행 중에 이를 투척한 사람에게 되돌아가지는 않는다는 것을 알아냈다. 그 대신 이 무기의 회전력은 표적을 향해 직진으로 정확한 궤적을 유지하는 데 도움을 줘 먹잇감을 강타할 확률을 높이는 것으로 확인됐다. 또 이 무기는 기존 비슷한 연구 사례에서 발견된 흔적과 일치하는 균열과 손상이 있는 것으로 나타났다. 이는 이런 무기의 기능에 관한 명확한 증거를 최초로 제공한다고 연구진은 덧붙였다.연구에 참여한 조르디 세란젤린 교수는 “이 무기는 특히 서로 다른 거리에 있는 물새를 사냥할 때 효과적이었다. 이 인공물이 발굴된 지층에서는 고니와 오리의 뼈들도 나왔다”면서 “게다가 쇠닝엔 호숫가에서 자주 사냥당하던 말 등 대형 포유류는 던져진 이 막대에 깜짝 놀라 일정한 방향으로 몰렸을 가능성이 높다”고 설명했다.연구를 주도한 니콜라스 코나르트 교수도 “30만 년 전 사냥꾼들은 던지기용 막대와 투창 그리고 찌르기용 장창 같이 서로 다른 고품질의 무기를 조합해서 사용했다. 목재로 만든 구석기 인공물을 발견할 가능성은 보통 제로다”면서 “쇠닝엔의 수(水) 포화 상태의 호숫가 퇴적물에서 매우 좋은 보존 상태 덕분에 우리는 사냥의 진화와 목재 도구의 사용을 기록할 수 있었다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 생태와 진화’(Nature Ecology & Evolution) 최신호(20일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

코로나19에 걸린 신생아의 바이러스 배출량이 성인보다 최대 100배 많다는 보고가 나왔다. 서울시보라매병원 소아청소년과 한미선 교수 연구팀은 지난달 8일 엄마와 함께 코로나19 확진 판정을 받아 입원한 신생아(생후 27일·여)의 바이러스 배출량을 분석한 결과 증상이 최고조에 달했을 때 호흡기와 대변에서 나온 코로나19 바이러스 양이 엄마보다 최대 100배 많았다고 21일 밝혔다. 이 연구 결과는 국제학술지 ‘임상감염병’ 최신호에 발표됐다. 이 신생아는 입원 당시만 해도 37.6℃ 정도의 가벼운 발열과 코막힘 증세가 있었지만 하루 뒤 체온이 38.4℃까지 오르고 고열이 이틀간 지속됐다. 이후 간헐적 구토와 기침 증상이 나타났지만 다행히 호흡곤란 등 중증으로까지 악화하지 않았다. 의료진은 신생아에게 항균제나 항바이러스제를 전혀 투약하지 않고 모유 수유를 지속하면서 증상과 징후를 관찰했다. 아이는 차츰 호전돼 지난달 23일 음성판정을 받아 26일 엄마와 함께 퇴원했다. 특별한 약물을 쓰지 않고 모유 수유만으로 코로나19 감염에서 회복된 첫 사례였다. 의료진은 성인인 엄마는 혈액이나 소변 표본에서 바이러스가 검출되지 않은 데 비해 신생아는 혈액, 소변, 대변, 타액을 포함한 모든 표본에서 바이러스가 검출돼 성인보다 체내 바이러스 유입에 따른 전이 위험이 크다고 판단했다. 한미선 교수는 “성인보다 면역체계가 미성숙한 신생아는 코로나19 감염에 취약하고 바이러스 수치도 상대적으로 높은 것으로 확인됐다”며 “신생아를 포함한 영아 확진자는 코로나19 치료에 더욱 세심한 관리가 요구된다”고 밝혔다. 이와 관련해 권준욱 중앙방역대책본부 부본부장은 이날 정례브리핑에서 “소아는 면역력이 완벽하지 않아 반대급부로 바이러스 복제량이 훨씬 많을 수 있고, 그럼에도 임상적 중증도는 낮아 전파와 관련해 또 다른 양상을 불러올 수 있다”고 말했다. 한편 성인과 어린이 환자의 코로나19 전파력에 대해 방역 당국은 “사례가 많지 않아 어린 연령층과 성인의 전파력 차이는 불확실하다”고 밝혔다. 앞서 지난 2월 프랑스에서는 9살 소년이 감염된 후 172명을 접촉했지만 단 한 명도 감염되지 않았다. 권 부본부장은 “최근 의정부성모병원에서 서울아산병원으로 전원한 9세 소아환자가 같은 병실 내 보호자에게 코로나19를 전파한 사례가 있다”며 “어린 연령층은 전파력, 감염강도, 감염력이 성인보다 낮을 수 있다는 논문이 나오고 있지만, 아직 사례가 적다”고 판단을 유보했다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr

날씨가 따뜻해지는 봄이 되면 춘곤증 때문에 꾸벅꾸벅 조는 사람들이 늘어난다. 추운 겨울이 끝나고 날씨가 포근해지면서 나타나는 현상이라고 알려져 있지만 어떤 메커니즘으로 잠이 쏟아지는지는 밝혀내지 못했다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부 연구팀은 기온의 변화에 따라 신경전달물질의 신호 체계가 바뀌면서 수면 패턴도 달라진다는 사실을 확인했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘커뮤니케이션즈 바이올로지’에 실렸다. 전 생애에 있어서 3분의 1 시간을 보낸다는 잠은 환경의 영향을 많이 받는다. 밝기와 습도, 소음 같은 외부 환경 뿐만 아니라 영양 상태 같은 신체적 조건에 따라서도 수면 시간과 질은 달라지게 된다. 기온 역시 수면에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나로 꼽힌다. 봄이나 가을처럼 이전 계절과 달리 기온이 크게 변동하는 환절기에는 졸음이 쏟아지거나 무더운 여름철이 되면 낮 동안 나른하고 밤에는 잠을 못 이루는 열대야 수면 패턴도 기온 때문에 수면이 영향을 받는 현상이다. 연구팀은 사람처럼 기온에 따라 수면패턴에 영향을 받는 초파리를 대상으로 실험을 실시했다. 연구팀은 칼륨 이온 통로 단백질 중 하나인 셰이커 유전자에 돌연변이를 일으킨 형질전환 초파리를 활용해 무더운 여름과 비슷한 환경을 만든 뒤 수면 패턴을 관찰했다. 셰이커 유전자가 만드는 단백질은 뇌 속 칼륨이온이 지나는 통로를 만드는데 이 단백질이 결핍되면 신경세포를 과도하게 활성화시켜 수면을 억제하게 된다. 이 때문에 셰이커 유전자에 돌연변이가 생기면 다른 초파리에 비해 잠을 덜 자게 된다. 실험 결과 기온이 높아지면 억제성 신경전달물질 ‘가바’(GABA)를 만들어내는 신경세포와 수면을 촉진하는 신경세포(dFSB)들을 연결해주는 시냅스가 사라져 수면패턴이 달라진다는 것을 확인했다. 가바를 전달해 수면을 억제하기 어려워지므로 더 잘 자게 된다는 설명이다. 또 연구팀은 살아있는 초파리 뇌의 칼슘이온 이미징 기법을 이용해 관찰한 결과 수면촉진 신경세포를 조절하는 신호가 기온 변화에 따라 달라진다는 것도 확인했다. 21도보다 낮은 기온에서는 가바가, 29도 이상의 높은 온도에서는 도파민이 수면촉진 신경세포의 활동을 제어한다는 것이 관찰됐다. 임정훈 UNIST 교수는 “이번 연구는 기온이라는 환경요인이 수면이라는 행동을 어떻게 이끌어내는지 신경유전학적으로 설명했다는데 의미가 크다”라며 “춘곤증이나 여름철 열대야 현상 등으로 인한 수면패턴의 변화를 이해하고 발생할 수 있는 수면장애를 해소할 실마리가 될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

산불 피해지에서 소나무류에 치명적인 재선충병 매개충의 서식 밀도가 높다는 연구 결과가 나왔다.산불로 병해충이 사라질 것이라는 인식과 달리 피해목의 산란처 역할이 확인되면서 피해지 관리 대책 수정이 필요해졌다. 21일 산림청 국립산림과학원에 따르면 2017년 5월 5일 산불이 발생한 경북 상주 사벌면 피해지를 지난해 조사한 결과 소나무재선충병 매개충인 ‘솔수염하늘소’와 ‘북방수염하늘소’ 서식 밀도가 2017년에 비해 각각 31.3배, 4.7배 증가했다. 더욱이 산불 피해가 심한 지점에서 매개충 서식 밀도가 높게 나타났다. 산불 피해 고사목이 매개충의 산란처 역할을 하면서 다음 해 성충으로 우화한 매개충이 증가할 가능성이 크기에 고사목 제거가 시급하다고 과학원은 덧붙였다. 솔수염하늘소는 남쪽지방에서 소나무에, 북방수염하늘소는 제주도를 제외한 내륙에 분포하며 주로 잣나무에 피해를 입히는 것으로 알려졌다. 고사목 등에서 월동한 북방수염하늘소는 4월 하순∼5월 상순, 솔수염하늘소는 6월 중·하순에 성충으로 우화한다. 성충은 소나무의 새로 난 가지를 섭취하는 데 이때 매개충 몸 속에 있던 재선충이 소나무에 침입해 시들어 죽게 만든다. 국내에서는 1988년 부산 금정산에서 첫 발생해 2020년 1월 현재 122개 시·군·구로 확산됐고 그동안 1200만 그루가 피해를 입었다. 연구 결과는 6월 출간 예정인 곤충분야 국제 공인 학술지인 ‘저널 오브 아시아퍼시픽 엔토몰로지’에 게재됐다. 이상현 산림병해충연구과장은 “소나무재선충병 확산을 막기 위해 매개충 생태를 바탕으로 산불 피해지 관리 방안이 마련돼야 할 것”이라고 말했다. 대전 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

국내에서 생후 27일 만에 코로나19 확진 판정을 받은 최연소 신생아의 바이러스 배출량이 함께 확진을 받은 엄마의 바이러스 배출량보다 최대 100배가 많았다는 보고가 나왔다. 이는 면역체계가 미성숙한 신생아가 코로나19 감염에 더 취약하다는 것을 보여준다. 21일 서울대병원이 운영하는 서울특별시보라매병원 소아청소년과 한미선 교수 연구팀은 지난 3월 8일 엄마와 함께 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증)로 진단돼 입원 치료를 받은 신생아(생후 27일, 여)의 바이러스 배출량 등을 비교 분석한 결과, 이런 임상적 특징이 관찰됐다고 밝혔다. 해당 연구 결과는 국제학술지 ‘임상감염병’(Clinical Infectious Diseases) 최신호에 발표됐다. 해당 신생아는 입원 당시만 해도 37.6℃ 정도의 가벼운 발열과 코막힘 증세가 있었지만, 하루 뒤에는 체온이 38.4℃까지 상승하고 고열이 이틀 동안 지속했다. 이후 간헐적인 구토와 기침 증상을 동반했지만, 다행히 호흡곤란 등 중증 증세로까지는 이어지지 않았다. 이에 의료진은 항균제나 항바이러스제를 전혀 투약하지 않고 체중 증가를 위한 모유 수유를 지속하면서 신생아의 증상과 징후를 모니터링했다. 이후 아이는 점차 호전돼 3월 23일 최종 음성판정을 받았으며, 3월 26일 음성판정을 받은 엄마와 함께 퇴원했다. 회복 과정으로만 보자면, 국내 최연소 신생아가 특별한 약물을 쓰지 않고도 모유 수유만으로 코로나19 감염에서 회복된 셈이다 주목할 부분은 회복세와 달리, 신생아의 증상이 최고조에 달했을 때 호흡기와 대변 등에서 채취한 코로나19 바이러스(RNA 수) 검출량이 엄마보다 최대 100배나 많았다는 점이다. 의료진은 논문에서 “감염 초기만 해도 신생아의 호흡기에서는 바이러스가 매우 높은 수치로 검출되다가 점차 감소했지만, 대변에서는 바이러스양이 증상 발생 18일째까지도 높은 수준으로 유지됐다”면서 “특히 감염 후 10일째의 호흡기 검체와 대변의 바이러스 수치만 비교하면 엄마보다 약 100배나 높은 수준이었다”고 설명했다. 특히, 성인인 엄마의 경우 혈액이나 소변 표본에서는 바이러스가 검출되지 않은 데 비해 신생아는 혈액, 소변, 대변, 타액 등을 포함한 모든 표본에서 바이러스가 검출돼 성인보다 체내 바이러스 유입에 따른 전이 위험 또한 높은 것으로 의료진은 판단했다. 한미선 교수는 “성인보다 면역체계가 미성숙한 신생아는 코로나19 감염에 취약하고, 바이러스 수치도 상대적으로 높은 것으로 확인됐다”며 “신생아를 포함한 영아 확진자는 코로나19 치료에 더욱 세심한 관리가 요구된다”고 말했다. 또한 “(신생아에게서) 대변과 소변 등을 통한 바이러스 배출이 확인된 만큼 추가 감염 예방을 위해서는 보호자가 위생 관리를 철저히 할 필요가 있다”면서 “다만, 대변과 소변에서 나온 바이러스가 얼마만큼의 감염력을 가지는지에 대해서는 더 많은 사례 연구가 필요하다”고 덧붙였다. 임효진 기자 3a5a7a6a@seoul.co.kr

국내 연구진이 술을 마시지 않아도 생기는 비알코올성 지방간 치료 방법을 찾아 주목받고 있다. 광주과학기술원(GIST) 화학과 안진희 교수팀은 식욕을 조절하고 에너지 항상성 유지에 관여하는 것으로 알려진 세로토닌 수용체를 차단하는 물질을 찾아 비알코올성 지방간 질환 치료에 사용할 수 있음을 확인했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의약화학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 메디컬 케미스트리’ 최신호에 실렸다. 간세포 안에 5% 이상 지방이 축적된 상태를 지방간이라고 하는데 보통 음주 때문에 발생하는 것으로만 알려져 있다. 그렇지만 최근에는 음주가 아닌 비만이나 당뇨, 대사증후군, 나이 등 다양한 요인으로 발생하는 비알코올성 지방간 환자가 급격히 늘고 있는 추세다. 간경화나 간암으로 이어지는 것을 차단하기 위해서는 비알코올성 지방간을 치료하거나 개선해야 하는데 아직까지 마땅한 치료제가 없다는 것이 문제다. 연구팀은 행복호르몬으로 알려진 세로토닌이 중추신경계에서는 식욕을 조절하고 말초조직에서는 에너지 항상성 유지에 관여한다는 점에 주목했다. 연구팀은 말초조직에서 세로토닌 수용체의 촉매작용을 저해해 간에 지방이 축적되는 것을 막는 물질을 개발했다. 안 교수는 “이번 연구 결과는 음주를 하지 않고도 생기는 비알코올성 지방간이나 간염 치료를 위한 새로운 약물을 개발하는 데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19가 호흡기질환뿐만 아니라 심장질환을 일으킨다는 분석이 외국에서 잇따라 나오고 있는 가운데 국내에서도 코로나19 감염 후 심장질환을 겪은 환자 사례가 처음으로 보고됐다. 17일 심장질환 분야 저명 국제학술지인 ‘유럽심장학회지’(European Heart Journal) 최신호에 따르면 김인철·한성욱 계명대 동산병원 심장내과 교수팀은 코로나19 확진 판정을 받은 뒤 급성 심근염 증상을 보인 21세 여성 사례를 공개했다. 심근염은 심장을 둘러싸고 있는 심장근육에 염증이 생기는 질환이다. 세균이나 바이러스 감염, 자가면역질환 등이 주요 원인으로 꼽힌다. 급성으로 생긴 심근염이 심해지면 가슴통증 및 호흡곤란이 발생하고, 계속 진행하면 심장 비대와 만성 심부전으로 악화할 수 있다. 이 환자는 코로나19 검사에서 양성으로 확진됐을 당시 열, 기침, 가래, 설사, 호흡곤란 등 일반적인 증상을 보였다. 코로나19에 감염되기 전에 앓았던 기저질환은 없었다. 하지만 입원 후 시행한 검사에서 심장 이상 여부를 알 수 있는 표지물질인 ‘트로포닌 아이’(Troponin I) 혈중 수치가 정상치(0.04ng/㎖)보다 훨씬 높은 1.26ng/㎖에 달했다. 통상적으로 트로포닌 아이 수치는 조금만 높아져도 심장근육에 손상이 있다는 의미로 해석된다. 심전도 검사에서도 심장기능의 이상이 관찰되기는 마찬가지였다. 이에 의료진은 심근염을 의심하고 컴퓨터단층촬영(CT)과 자기공명영상(MRI) 검사를 추가로 시행했다. 그 결과 심장이 정상보다 비대해지고, 심장 조직에 손상도 있는 것으로 확인됐다. 다만 관상동맥이 막히지 않은 점으로 미뤄 심근경색은 아니라고 의료진은 판단했다. 환자는 1개월여의 입원 치료 후 코로나19 음성판정을 받아 퇴원했다. 하지만 지금도 심장 기능이 완전히 회복되지 않아 주기적으로 외래 치료를 받는 중이다. 주치의인 김인철 교수는 코로나19 환자를 진료할 때 심근염 발생 여부를 주의 깊게 관찰해야 한다고 권고했다. 김 교수는 “국내에서 코로나19 환자의 심장질환 사례가 정식으로 보고된 건 이번이 처음”이라며 “이 환자의 경우 입원 후 심장 박출률이 25%가량 떨어지는 상태에서 (의료진이) 심근염을 의심하고 CT, MRI 등 추가 검사로 확진해 치료했지만 이런 의심이 없었다면 심근염 치료가 늦어졌을 수도 있다”고 말했다. 방역당국 역시 코로나19가 신종 감염병인 만큼 모든 가능성을 열어두고 관찰·검토하고 있다. 주로 폐렴을 일으키는 호흡기 질환으로 알려져 있지만 폐 이외의 신체장기에도 영향을 줄 가능성을 배제하지 않고 있다는 뜻이다. 곽진 중앙방역대책본부 환자관리팀장은 “코로나19 바이러스가 폐 이외 다른 신체장기에 침투에 어떤 영향을 미칠지는 아직 잘 모르는 상황”이라며 “심근염도 가능성이 있는 질병 중 하나로 생각할 수 있다”고 말했다. 곽 팀장은 “(국내뿐 아니라) 해외에서도 심근염이 동반되는 코로나19 환자 사례가 보고된 바 있다”며 “의료진들이 특이 사례를 관찰·보고·공유해주시는 데 따라 방역당국에서도 거기에 필요한 조치에 대해 판단하는 등 지속해서 검토할 것”이라고 덧붙였다. 이범수 기자 bulse46@seoul.co.kr

“우리 아이는 아기 때는 책읽기를 좋아했는데 지금은 책이라곤 쳐다보질 않아요.” 자녀를 둔 부모들의 공통된 고민 중 하나가 아이들의 독서습관이다. 독서지도 전문가들은 책을 좋아하던 아이들이 책을 멀리하게 되는 이유는 여러 가지가 있지만 멀리서 찾지 말고 부모의 평소 습관에서 찾아야 한다고 조언한다. 부모들은 휴대전화나 TV에 눈을 돌리고 있으면서 아이들에게만 책을 읽으라고 한다거나 아이들과 함께 책을 읽는다고 해놓고서는 슬그머니 스마트폰으로 시선을 두는 행위도 아이들이 책을 멀리하게 되는 중요한 이유 중 하나이다. 또 비슷한 또래의 자녀를 둔 이웃들의 이야기를 듣거나 다른 아이들도 모두 갖고 있는 것 같다고 해서 이런 저런 전집류의 책을 사두거나 부모들의 기준으로 좋은 책을 사서 강요하기 때문에 독서를 등한시 하는 이유도 있다. 아이들에게 독서의 즐거움을 알려주기 위해서는 아이들이 좋아하는 방식으로 이야기를 풀어가는 책을 권하는 것이 도움이 된다는 연구결과가 나왔다. 미국 밴더빌트대 심리학·인간발달학과, 텍사스 오스틴대 심리학과 공동연구팀은 아이들은 인과관계가 명확한 이야기책을 선호하고 그런 책들이 독서의욕을 증가시키는데 도움이 된다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 심리학 분야 국제학술지 ‘심리학의 최전선’(Frontiers in Psychology) 16일자에 실렸다. 독서는 이해력과 언어능력을 향상시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 실제로 국내에서도 학습 능력이 떨어지는 아이들의 대부분은 문장이해력이라는 문해력이 떨어지기 때문에 교과서조차 읽기 힘들어하고 제시된 문제를 이해하지 못해 성적이 떨어진다는 지적이 나오고 있다. 과학자들은 아이들을 사물과 ‘왜’, ‘어떻게’라는 끊임없는 관심을 갖고 있는 ‘꼬마 과학자’라고 표현한다. 끊임없는 호기심과 탐구심은 기본적인 인과관계에 대한 궁금증 때문이다. 연구팀은 아이들의 탐구심과 인과관계에 대한 욕구가 독서라는 실질적 활동에 어떤 영향을 미치는지에 주목했다. 연구팀은 텍사스주 오스틴시에 사는 다양한 민족과 인종의 3~4세 어린이 48명을 대상으로 두 종류의 책을 3주 동안 읽혔다. 두 종류의 책 모두 동물과 관련된 내용이지만 한 종은 단순히 동물의 특징을 나열한 것이며 다른 한 종은 동물들의 행동과 특징을 인과관계에 맞춰 구체적으로 설명하는 것이었다.관찰 결과 아이들은 인과관계에 입각한 좀 더 자세한 설명이 있는 책들을 더 선호했으며 책 내용을 더 오래 기억했고 다음 단계의 책을 좀 더 쉽게 읽는 것으로 확인됐다. 이에 대해 연구팀은 아이들의 독서에서 가장 필요한 것은 동기부여와 흥미라고 강조했다. 이를 위해 초등학교 저학년까지는 부모나 선생님과 책을 함께 읽어주는 것이 바람직하고 반사회적인 내용이 아니라면 아이들이 직접 좋아하는 책을 고르도록 하는 것이 책에 대한 흥미와 의욕을 잃지 않게 하는데 도움이 된다고 설명했다. 에이미 부스 밴더빌트대 교수(인지발달·학습심리학)는 “사람이 사물을 파악하는데 있어서 가장 먼저 인식하는 것이 인과관계이며 학습이라는 것도 단순히 사실을 암기를 하는 것이 아니라 인과관계를 바탕으로 우리 주변의 세계를 이해하고 그 원리를 스스로 파악할 수 있도록 돕는 것”이라고 말했다. 부스 교수는 또 “모든 인지기능은 인과관계에서부터 시작돼 차츰 확장해나가는 만큼 독서를 어려워 하는 아이들 뿐만 아니라 성인들도 인과관계를 명확하게 설명해주는 책들부터 읽어나가는 것이 도움이 될 것”이라고 조언했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

개미 같은 곤충들에게서 페로몬은 군집활동을 조정하거나 위험신호를 보내는 등 커뮤니케이션 수단으로 활용되는 체내 분비 화학물질이다. 일부 동물들에게서는 성적 유인이나 교미를 유도하는 역할을 한다고 알려져 있지만 아직까지 정확하게 확인된 것은 없었다. 그런데 일본 과학자들이 처음으로 이성을 성적으로 유인할 때 쓰이는 페로몬을 포유류에게서 찾아냈다. 일본 도쿄대 농업생명과학부 응용생화학과, 고등과학연구소 WPI 신경지능국제연구센터, 교토대 영장류연구소 세포분자생물학과, 진화생물학연구소, 일본학술진흥회, 홋카이도대 환경지구과학부, 아이이치 원숭이센터 공동연구팀은 수컷 알락꼬리 여우원숭이(Lemur catta)가 손목 부위에서 과일과 꽃향기를 내는 화학물질을 분비해 암컷을 유혹한다는 사실을 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 16일자에 실렸다. 연구팀은 번식기에 있는 수컷 알락꼬리 여우원숭이 4마리와 암컷 3마리를 관찰했다. 알락꼬리 여우원숭이는 어깨와 손목 부위에 취선(臭腺, scent gland)이 잘 발달돼 있는 것으로 알려져 있다. 수컷 원숭이들은 번식기가 되면 꼬리를 이용해 손목에 있는 취선을 문지른 뒤 암컷들을 향해 손을 흔들며 냄새를 풍기면서 추파를 던지는 행위(stink flirting)를 하는 것이 관찰됐다. 연구팀은 수컷 원숭이들의 취선에서 분비되는 물질을 채취해 가스 크로마토그래피-질량 분석법(GC/MS)으로 분석한 결과 도데실알데히드(도데카날, dodecanal), 12-메틸트라이데카날(12-methyltridecanal), 테트라데칸올(테트라데카날, tetradecanal) 세 종류의 화학물질을 얻었다. 이들 물질은 과일과 꽃향기와 비슷한 냄새를 풍기는 것으로 알려져 있다.번식기가 되면 수컷들은 평소보다 이들 물질을 2배 더 많이 분비하고 암컷들은 냄새에 쉽게 끌리는 것으로 확인됐다. 또 나이든 수컷 원숭이들보다 어린 원숭이들이 이들 페로몬 물질을 더 강하고 오래 내뿜는 것으로도 조사됐다. 연구팀은 이들 물질을 추출해 면수건에 묻힌 뒤 암컷 원숭이들의 행동을 관찰하기도 했다. 연구팀은 이들 화합물이 따로 묻혀진 면수건에는 암컷들이 관심을 보이지 않았으며 세 종류의 화합물이 모두 섞여있는 면수건에만 모여 서로 얼굴을 문지르거나 냄새를 맡고 심지어 핥는 등의 구애시 하는 행동을 보였다.연구에 참여한 토우하라 카주시게 도쿄대 응용생화학과 교수는 “이번에 발견된 물질이 영장류 공통의 페로몬으로 보기는 어려울 것”이라면서 “땀냄새 같은 체취가 인간의 페로몬이라고 알려져 있기는 했지만 다른 동물들처럼 성적 유혹을 담당한다기보다는 서로의 감정에 영향을 미치기 위해 사용되는 냄새 중 하나일 것”이라고 말했다. 이번 연구의 제1저자인 시라시 무카 도쿄대 농업생명과학부 박사도 “알락꼬리 여우원숭이가 내뿜는 페로몬이 실제로 짝짓기 성공으로 이어지는지는 추가적인 연구가 필요하겠지만 페로몬이 암컷들의 관심을 끄는데는 필수적인 요인이라는 점은 사실”이라며 “페로몬은 남성 호르몬으로 불리는 테스토스테론과 밀접한 관계가 있는 것으로 보인다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

몇 달간 우주에서 중력 없이 체류하는 우주 비행사는 뇌가 부풀어 치매에 걸릴 위험이 크다는 연구 결과가 나왔다. 미국 텍사스대 휴스턴 건강과학센터와 미국항공우주국(NASA) 존슨우주비행센터 등 연구진이 우주 비행사 11명(여성 1명)을 대상으로 국제우주정거장(ISS)에서 체류하기 전후와 귀환 뒤 1년간 정기적으로 뇌 MRI 검사를 수행했다.그 결과, 장기간 미세 중력에 노출되는 것이 뇌와 뇌척수액의 부피를 늘리는 원인이 되는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 텍사스대의 래리 크레이머 박사는 “혈액과 뇌척수액은 중력이 미세할 때 하체 쪽으로 쏠리지 않는다”면서 “뇌로 이런 유체가 이동하는 현상은 눈과 뇌 부위에서 우리가 관찰할 수 있는 변화를 일으키는 메커니즘(기전)들 가운데 하나일 수 있다”고 설명했다. 그는 또 “이전에 실제로 아무도 확인하지 못한 우주비행 전에서 후까지 뇌의 백질 부피가 상당히 증가한다는 점을 확인했다”면서 “백질의 팽창은 사실 비행 후 뇌와 뇌척수액을 결합한 체적이 가장 많이 증가한 원인이 된다”고 말했다. 이번 검사는 또 뇌하수체에도 변화를 준다는 것을 보여줬다. 이는 완두콩 크기의 내분비기관으로 뇌하수체에서 성장부터 체온 조절에 이르기까지 신체에 중요한 호르몬들의 분비를 총괄하는 매우 중요한 곳인데 손상되면 회복 가능성이 낮다. 연구진에 따르면, 뇌하수체는 우주비행 전보다 후에 그 상하 길이가 줄어들어 더 작아진 것으로 나타났다. 게다가 뇌하수체의 반구형 윗부분은 미세 중력에 노출되지 않은 우주 비행사들에게서 주로 볼록하게 나타나지만 우주비행 뒤에는 평탄화하거나 오히려 안으로 조금 들어가 오목해 보이는 것으로 확인됐다. 이런 유형의 변형은 높아진 내압에 노출되는 것과 일치한다고 크레이머 박사는 설명했다. 이들 연구자는 또 뇌척수액이 우주비행 전보다 더 빨리 뇌를 통해 흘러가는 것을 관찰했다. 이런 결과를 연구진은 뇌수종(수두증)과 연관성이 있다고 추정했다. 수두증은 뇌실 안이나 두개강이 비정상적으로 커져 뇌척수액이 고이는 질병으로, 우주 비행사가 아닌 일반인들에게서도 나타난다. 뇌 기능의 저하 등 수두증에 관련한 증상들 역시 지금까지 우주 비행사들에게서 관찰된 적은 없었다. 이들 연구자는 현재 인류가 이웃 행성인 화성으로 9개월 또는 그 이상의 여행을 하기 전 우주선에서 체류하는 동안 겪을 미세 중력의 영향에 대응하는 법을 연구하고 있다. 이들이 조사하는 한 가지 방법은 인공 중력인데 이는 사람을 앉거나 엎드린 자세에서 회전하도록 하는 커다란 원심분리기를 사용해 만들 수 있다. 또다른 방법은 우주에서 유체가 머리 방향으로 흐르는 현상에 대응하기 위해 하지에 음압을 가하는 기술을 조사하고 있다. 크레이머 박사는 이 연구가 우주비행이 아닌 다른 환경 조건에서도 신체가 변하는 방식을 더 잘 이해하기 위해 일반인에게도 적용할 수 있기를 희망한다. 그는 “만일 우리가 우주 비행사들에게 뇌실의 확대를 야기하는 메커니즘을 더 잘 이해하고 적절한 대응책을 개발할 수 있으면 이런 발견 중 일부는 정상 압력 상태에서 나타나는 수두증 등 다른 관련 질환을 지닌 환자들에게도 도움이 될 수 있을 것”이라고 말했다. 자세한 연구 결과는 북미 영상의학학회(RSNA·Radiological Society of North America) 학술지 ‘영상의학’(Radiology) 최신호(14일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

2억여 년 전 출현한 익룡을 연구하면 기술자들이 더 나은 안정성을 지닌 새로운 세대의 슈퍼 드론(무인항공기)을 개발하는 데 도움을 줄 것이라고 일부 학자가 제안하고 나섰다. 영국 브리스틀대의 엘리자베스 마틴-실버스톤 박사가 이끄는 국제연구팀은 지금보다 훨씬 더 큰 드론 등의 비행체를 활주로의 추진력 없이도 이륙하고 비행 중 안정성을 유지하는 데 익룡의 신체적 구조를 연구하면 도울 수 있다는 것을 발견했다. 익룡은 소형 항공기와 맞먹는 최대 10m의 날개 판과 300㎏에 육박하는 몸무게를 지녔음에도 하늘을 나는 데 특화한 '전문가'였다. 이에 대해 마틴-실버스톤 박사는 “화석 기록에는 정말 멋진 것이 많지만 기술자들은 대체로 비행에 관한 영감을 얻을 때 고생물학에 관심을 두지 않는다”면서 “만일 우리가 영감을 얻기 위해 오늘날 동물만을 본다면 정말로 많은 형태학을 놓치고 많은 선택사항을 무시하는 것”이라고 말했다. 익룡은 깃털이 달린 날개를 지닌 새와 달리 우리 인간의 네 번째 손가락에 해당하는 뼈 부위가 길쭉한데 그 끝에서 다리 부위까지 막이 이어져 있어 그 모습은 박쥐에 더 가깝다. 이들 파충류는 또한 공중에 떠 있는 동안 추가적인 힘과 구조적인 지지를 제공하는 엑티노피브릴(actinofibril)이라는 독특한 섬유조직을 갖고 있다. 지금까지 기술자들이 드론과 비행기 같은 항공 기술을 설계할 때 주로 오늘날 새와 곤충에 중점을 둔 이유는 화석은 불완전한 경우가 많기 때문일 수 있다. 하지만 이제 익룡의 날개 구조뿐만 아니라 비행 능력까지 매우 깊이 이해할 수 있는 몇몇 화석을 연구진은 엄선했다. 마틴-실버스톤 박사는 “날개 막 안에 있는 다른 층을 볼 수 있게 해주는 두세 개의 완전히 놀랍게 보존된 익룡 화석이 있는데 이는 섬유질(엑티노피브릴) 성분에 관한 이해를 더한다. 어떤 화석은 엉덩이 아래의 날개 막을 보여줄 정도로 충분히 보존돼 있다”면서 “날개 모양을 정확히 알 수는 없지만 이런 부착물에 대해 알면 다양한 날개 모양의 효과를 모형화할 수 있고 자연 상태에서 어떤 것이 가장 비행 능력이 뛰어난지를 정할 수 있다”고 설명했다. 이런 고대 생물의 형태학과 예측 비행역학을 분석한 결과, 오늘날 날짐승에는 존재하지 않는 새로운 전술이 존재하는 것으로 드러났다. 공중에 뜨는 것은 하나의 사례이다. 도약을 통해 공중으로 이륙하는 것은 동물의 세계 전체에서 일반적이다. 하지만 커다란 새들은 이륙하는 데 충분한 힘을 얻기 위해 앞으로 달리다가 도약해야 한다. 반면 익룡은 몸무게가 300㎏에 달해도 정지 상태에서 이륙하는 방법을 개발했을 가능성이 크다. 연구에 참여한 로스앤젤레스 자연사박물관 공룡연구소의 마이크 하비브 박사는 이는 익룡 날개 막의 강한 근육에 의한 것이라고 추정한다. 익룡은 우리 몸의 팔꿈치와 손목에 해당하는 뼈 부위에서 강한 도약력을 일으켜 하늘에 떠 있는 상태가 될 수 있는 충분한 높이에 이를 수 있다. 마틴-실버스톤 박사는 “오늘날, 드론 같은 비행체를 이륙하기 위해 평평한 지면을 필요로 하고 그것이 실제로 공중에 어떻게 뜨는지에 대해서는 상당히 제한을 받는다”면서 “익룡의 독특한 이륙에 관한 생리학은 이런 문제 중 일부를 해결하는 데 도움이 될 수 있을 것”이라고 말했다. 익룡은 또 비행 불안정을 막는 방법에 관한 이해력을 제공한다. 강한 바람에 돛이 불안정해질 수 있는 것과 달리 익룡은 넓은 날개의 펄럭거림에 저항하는 전략을 발전시켰다. 마틴-실버스톤 박사는 “지금까지 우리는 비행 압력에 저항할 비행복 같은 것을 디자인하기 위해 애써왔다”면서 “만일 우리가 익룡이 어떻게 그것을 실현했는지 이해할 수 있다면, 예를 들어 그들의 날개 막이 실제로 어떻게 구조화됐는지 이해한다면 현대 공학의 질문에 답하기 위해 사용할 수 있는 것”이라고 말했다.독특한 생리적 요소는 익룡에게만 국한한 것은 아니다. 미크로랍토르 같은 다른 고대 날짐승들은 앞다리와 뒷다리 모두에 날개를 달고 있었다. 그리고 발견된지 얼마 안 된 공룡인 이치는 깃털과 박쥐 같은 막이 결합한 유일무이한 날개를 갖고 있었다. 이에 대해 연구진은 “위와 같은 많은 비행 전략은 제대로 탐구해야 한다”면서 “우리가 살아있는 동물과 멸종한 동물 모두에게서 우리의 지식을 결합할 수 있다면 인간이 만든 비행을 여전히 방해하는 장애물을 극복할 훨씬 더 좋은 기회를 얻을 것”이라고 말했다. 자세한 연구결과는 세계적 학술지 셀의 자매지인 ‘생태와 진화의 동향’(Trends in Ecology and Evolution) 최신호(14일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

경북대 연구진이 소량의 혈액으로 대장암을 간단?신속하게 진단할 수 있는 새로운 분석방법을 개발했다. 경북대 화학과 이혜진 교수와 이상혁 박사과정생, 한국과학기술연구원 이지은 책임연구원이 이끄는 연구팀이 대장암 진단 바이오마커로 알려진 단백질 ‘hnRNP A1’의 혈액 내 존재 양을 간단하게 측정해 대장암 유무를 진단하는 분석방법을 개발했다. 이 연구 결과는 분석화학분야 최고 권위 국제학술지인 ‘바이오센서 및 바이오일렉트로닉스’ 15일자에 게재됐다. 현재 대장암 진단 검진 방법인 MRI, CT, 대장내시경 등은 유용성에도 불구하고 진료비가 고가이며, 진단 과정이 번거롭고 오래 걸리는 단점이 있다. 이로 인해 증상이 거의 나타나지 않는 대장암 초기에 검진시기를 놓쳐 암이 상당히 진행된 뒤에 발견되는 경우가 많다. 이혜진 교수팀은 혈액 시료 안에 존재하는 ‘hnRNP A1’을 선택적으로 민감하게 분석할 수 있는 샌드위치 형태의 진단 플랫폼을 개발했다. ‘hnRNP A1’은 대장암 질환 및 치료 반응을 예측할 수 있는 바이오마커(생물학적 지표)로 알려져 있지만, 검출 방법은 ‘효소결합 면역흡착검사 키트’를 제외하고 거의 없다. 이 교수팀은 ‘hnRNP A1’과 특이적으로 강하게 결합하는 한쌍의 바이오리셉터(DNA 압타머*와 hnRNP A1 항체)를 고안해 타겟물질인 ‘hnRNP A1’과 샌드위치 형태를 형성하도록 유도하고, 타겟물질의 농도 등을 측정하는 SPR(표면 플라즈몬 공명) 바이오센서와 접목해 ‘hnRNP A1’을 정량적으로 분석했다. 이를 대장암 환자 혈액 시료와 대조군으로 정상인 혈액 시료에 적용해 ‘hnRNP A1’의 측정량과 대장암 유무 상관관계를 규명했다. 현재 시판 중인 ‘hnRNP A1 효소결합 면역흡착검사 키트’와 비교했을 때 혈액 시료의 희석 없이 약 2~3배 정도 더 넓은 검출 농도 범위를 가지는 것도 확인했다. 이혜진 교수는 “나노바이오 및 다양한 화학기술을 융합한 새로운 플랫폼의 진단 기술 개발로, 대장암의 조기 진단 현실화 가능성을 제시했다. 진단키트화하여 대장암 뿐만 아니라 난치성 암에 적용한다면 암 발생률을 획기적으로 낮출 수 있을 것으로 예상된다”라며 “향후 4대 중증 질환 중 하나인 뇌혈관 질환 조기 진단에 활용 가능한 플랫폼으로 확대할 계획이다”라고 밝혔다. 이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업과 KIST 기관고유사업의 지원을 받아 수행했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr