매년 800만t이 넘는 플라스틱이 바다에 버려져 해양생물의 생명을 앗아가고 생태계를 파괴하고 있는 가운데 이 심각한 문제를 해결할 열쇠가 오징어에 있을 가능성이 있다는 연구 결과가 나왔다. 21일(현지시간) 미국 CNN 등 외신 보도에 따르면, 미국 펜실베이니아주립대 연구팀이 오징어 몸에 있는 특정 단백질로 플라스틱을 대체하는 친환경 소재를 만들 수 있다고 화학 분야 학술지 ‘프론티어스 인 케미스트리’ 최신호에 발표했다. 오징어는 다리 등에 붙어있는 ‘흡반’(빨판)을 사용해 먹잇감을 사냥하는 데 이 흡반에는 낚싯바늘처럼 생긴 갈고리 ‘고리 치아’(ring teeth)가 있다. 그런데 이 속에 있는 단백질이 우리가 흔히 실크라고 부르는 비단 속 단백질과 비슷하다는 사실이 알려지면서 최근 몇 년 동안 연구자들 사이에서 큰 주목을 받아온 것이다.이에 따라 연구팀은 이 단백질로 만든 소재에 관한 지금까지 모든 연구 결과를 검증하고, 이 단백질을 사용해 섬유 조직과 피복, 그리고 3D 물체 등의 시제품을 만들어냈다. 그런데 이 천연 소재는 생물 분해가 가능해 플라스틱의 훌륭한 대체품이 될 수 있다는 사실을 연구팀이 발견했다.연구팀은 이 단백질을 오징어의 고리 치아에서 추출했다고 해서 ‘SRT’(Squid Ring Teeth) 단백질이라고 부른다. 특히 SRT 단백질은 유전자 변형 세균을 사용해 만들 수 있어 살아있는 오징어를 계속해서 사용할 필요는 없다. 생성 과정은 설탕과 물 그리고 산소를 이용한 발효에 기초한다고 이번 연구를 이끈 멜릭 데미렐 펜실베이니아대 교수는 설명했다. 연구팀에 따르면, SRT 단백질로 만든 소재는 탄력이 있고 유연하며 튼튼하다. 또 보온성과 자기복구성 그리고 전기전도성도 갖추고 있어 새로운 분야에서의 응용도 기대할 수 있다. 그중 하나는 세탁기로 인한 손상을 막는 코팅막을 SRT 단백질로 만들어 스스로 복구해 재활용할 수 있는 천을 만드는 것이다. 이는 결국 바다로 씻겨 들어가는 의류 속 미세플라스틱의 수를 줄일 수 있다. 또 이 단백질은 군용으로도 쓸 수 있다. 연구팀은 화학전이나 생물학전에서 군인들을 지켜주는 보호복을 만드는 데 사용할 수도 있다고 덧붙였다. 플라스틱은 바다를 오염하는 것 외에도 오랫동안 분해하는 과정에서 온실가스를 방출한다는 사실이 최근 연구에서 점차 밝혀지고 있다. 이에 대해 데미렐 교수는 “난 고분자 과학자로서 플라스틱 오염을 최소화하고 환경 지속성을 창출하고 싶다”고 말했다. 하지만 그는 이 소재의 생산을 늘리려면 지금보다 더 많은 연구가 필요하다는 사실도 인정했다. 현시점에서 합성 SRT 단백질을 만드는 데 ㎏당 최소 100달러(약 11만 원)가 들지만, 비용을 10분의 1까지 낮출 계획이라고 데미렐 교수는 덧붙였다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

류머티스 관절염, 패혈증, 루푸스, 아토피성 피부염, 천식…. 이것들은 우리 몸을 보호해야 할 면역시스템이 스스로를 공격하면서 염증을 유발하면서 나타나는 질병이다. 자가면역질환은 면역기능의 오작동으로 관절이나 피부, 근육, 심장 등 인체 모든 부위에서 나타날 수 있는 질병으로 종류가 셀 수 없을 정도로 다양하다. 문제는 자가면역질환을 일으키는 원인으로 유전적 요인, 환경적 요인 등이 복합적으로 작용하기 때문이라고 보고 있지만 면역체계 오작동 원인에 대해서는 아직 명확하게 밝혀내지 못하고 있다. 국내 연구진이 자가면역질환이 발생하는 원인 중 하나로 ‘방관자T세포’ 역할을 밝혀냈다. 한양대 생명과학과 최제민 교수팀은 체내에 병원균이 침입했을 때 반응하지 않는 면역세포인 ‘방관자 T세포’가 자가면역질환의 핵심 원인이라는 사실을 규명했다고 25일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호에 실렸다.우리 몸 속에는 10억~100억개 가량의 T세포 클론이 있다. 병원균이 침투했을 때 T세포는 병원균을 몰아내기 위해 반응하지만 항원 특이적으로 반응하는 T세포를 제외한 나머지 대부분은 면역세포에 적극적으로 참여하지 않는 것으로 알려져 있다. 이렇게 항원에 반응하지 않는 T세포를 ‘방관자T세포’라고 한다. 연구팀은 뇌, 척수, 시신경을 포함한 중추신경계에 발생하는 만성 신경면역계질환인 다발성경화증을 유발시킨 생쥐를 이용해 실험한 결과 인터루킨-1베타, 인터루킨-23이라는 신호물질에 의해 방관자T세포가 활성화된다는 사실을 발견했다. 이렇게 활성화된 방관자T세포는 척수 조직으로 이동해 또 다른 신호물질을 분비해 중추신경계 손상을 일으키고 다발성 경화증의 발병과 진행에 관여한다는 설명이다.이름과 달리 방관자T세포는 면역반응을 방관하는 것이 아니라 오히려 자신의 몸을 공격하는 자가면역반응에 적극 참여한다는 것이다. 최제민 교수는 “이번 연구는 항원반응에 관련이 없는 것으로 알려졌던 방관자T세포의 자가면역질환에서의 역할과 메커니즘을 새롭게 밝혀냈다는데 큰 의미가 있다”며 “방관자T세포 기능 조절을 통한 새로운 개념의 자가면역질환 치료제 개발에 도움이 될 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

폭력적이거나 공포스러운 장면이 즐비한 어두운 분위기의 영화를 보면 살찔 위험이 높아진다는 흥미로운 연구결과가 나왔다. 레바논에 있는 레버니즈아메리칸대학 연구진이 20~30세 성인 84명을 무작위로 나눈 뒤, A그룹에게는 폭력적인 영화를, B그룹에게는 로맨틱 코미디 영화를 보여줬다. 연구진은 영화를 보여주기 전 실험참가자들의 심장박동수나 혈압, 악력, 스트레스 지수 및 식욕 수준을 측정했다. 실험참가자들은 영화를 보는 동안 팝콘이나 과자, 비스킷, 초콜릿, 사탕과 오렌지 주스, 콜라 등이 담긴 간식 상자를 지급 받았다. 연구진은 이들에게 원하면 무엇이든 먹어도 되지만 영화는 반드시 혼자서 편안하게 보도록 지시했다. 연구진은 실험참가자들이 영화관람을 마친 뒤 이들의 신체 변화를 분석했다. 그 결과 폭력적인 영화를 본 A그룹은 긴장도와 탈진 정도가 높고 감정에 큰 변화가 있었지만, 로맨틱 코미디 영화를 본 B그룹에게서는 특별한 변화가 나타나지 않았다. 또 폭력적인 영화를 본 그룹이 먹은 간식의 수는 평균 6.45개였지만, 로맨틱 코미디 영화를 본 그룹이 먹은 것은 4.93개에 불과했다. 구체적으로 폭력적인 영화를 본 그룹에 속한 42명 중 고지방의 간식을 2개 이상 먹은 사람은 62%, 고나트륨이 함유된 간식을 2개 이상 먹은 사람은 71.4%에 달했다. 다만 단 음식의 소비량은 A그룹과 B그룹 사이에 큰 차이가 없었다. 연구진은 폭력적이거나 공포스러운 장면이 이어지는 강렬한 영화가 감정의 변화와 긴장감을 유발하고, 이 때문에 달라진 호르몬 분비가 스트레스를 유발하자 우리 몸이 이러한 변화를 이기기 위해 먹는 것을 통해 위안을 삼으려 하는 경향이 강하다고 분석했다. 폭력적인 비디오게임이 식욕을 증가시킨다는 연구가 발표된 적은 있지만, 영화의 장르 역시 음식을 선택이나 식욕에 영향을 미친다는 사실이 입증된 것은 이번이 처음이다. 연구진은 “이번 실험을 통해 움직이지 않고 그저 앉아서 영화를 보는 것만 살이 찌는게 아니라, 무엇을 보는지에 따라서도 살이 찔 수 있다는 사실을 확인했다”면서 “정부가 아동 비만 문제를 해결하려 한다면 이러한 사실을 아이들에게도 반드시 적용해야 한다”고 밝혔다. 이번 연구결과는 세계적 학술출판사인 엘제비어에서 출간하는 학술지 ‘섭취 행동’(Eating Behaviours) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

대부분의 어류와 양서류, 수생무척추동물은 암컷의 체외에서 수정이 이뤄지지만, 이러한 체외수정의 과정 없이 알을 낳은 물고기가 발견돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 큰가시고기(학명 Gasterosteus aculeatus)는 일반 물고기와 마찬가지로 암컷이 산란하고 이후 수컷이 정액을 뿌려 알이 부화할 때까지 돌본다. 하지만 영국 잉글랜드 중부 노팅엄대학 연구진은 실험실에서 체외수정이나 수컷과의 교류 없이 체내에서 ‘완벽한 알’을 키워낸 암컷 큰가시고기 ‘메리’를 발견했다. 메리는 수정 과정에서 수컷과 접촉한 적이 없으며, 연구진은 메리가 임신했다는 사실을 확인한 뒤 정확한 상태를 확인하기 위해 임신 기간이 끝날 무렵 안락사를 시킨 뒤 곧바로 제왕절개수술을 시도했다. 그 결과 메리의 뱃속에서 발견된 알 중 총 56개가 부화에 성공했으며, 이 알들은 모두 실험실 내에서 성체로 성장했다. 3년이 지난 현재까지도 이중 20마리가 연구진의 관찰 대상이 되고 있다. 메리에게서 태어난 알들은 보통 알들처럼 매우 건강한 상태였다. 비록 메리는 희귀한 연구사례를 남기고 안락사됐지만, 일반적으로 암컷 큰가시고기는 알을 낳은 즉시 죽는 것으로 알려져 있다. 연구진에 따르면 암컷 큰가시고기가 수컷과의 체외수정 과정 없이 부화할 수 있는 알을 낳은 사례는 이번이 세 번째다. 다만 이번 사례는 당시 태어난 새끼가 건강을 유지하며 현재까지 살아있다는 점에서 연구가치가 높다. 노팅엄대학의 앤드류 맥콜 교수는 “비록 어류에게서 보기 드문 매우 희귀한 현상을 우연히 발견하게 됐지만, 이 사례는 우리가 생명이 태어나는 과정 전반에서 일어나는 매우 중요한 변화를 이해하는데 도움이 될 것”이라고 전했다. 이어 “많은 동물들이 알을 낳으며, 매우 일부의 포유류 또는 어류만이 뱃속에 알을 간직한 채 성체의 새끼를 낳는다. 다만 이런 현상은 매우 보기가 드문데, 이 작은 큰가시고기는 혼자서 이러한 현상들을 보여준 것이라 매우 놀랍다”고 덧붙였다. 연구진은 메리가 체외수정 없이 부화가 가능한 알을 낳을 수 있었던 정확한 원인은 파악하지 못했으나, 아마도 암컷과 수컷의 성기를 모두 가진 자웅동체일 가능성이 있다고 설명했다. 향후 연구진은 처음 메리를 발견해 실험실로 데려왔던 장소를 찾아가 다른 어류 종을 채취하고, 같은 현상을 보이는 어류가 있는지 살펴볼 계획이라고 밝혔다. 자세한 연구결과는 지난 20일 네이처가 발행하는 온라인 학술지 사이언티픽 리포트 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

한국해양과학기술원팀 퇴적물 시료 분석 독성물질 매년 약 21t 쌓여…생태계 영향중국에서 날아온 수은이 우리나라 서남해 해저 퇴적층에 쌓이는 것으로 나타났다. 한국해양과학기술원(KIOST) 임동일 박사 연구팀은 21일 남해 해양연구소의 해양시료도서관에 보관 중인 500여개의 해저 퇴적물 시료를 분석해 황해(서해 연안 포함)와 북·동중국해의 해저 퇴적층에서 검출되는 수은의 기원, 운반과 집적 과정, 퇴적 역사를 연구한 결과 이같이 드러났다고 밝혔다. 연구팀은 육상에서 하수를 통해 배출되는 수은은 강 하구나 연안에 쌓이는 게 일반적인데 대기를 통해 먼바다까지 확산된 수은이 황해 및 동중국해의 대륙붕 지역에서 해수 내 유기물과 결합해 해저 퇴적층에 쌓인 것으로 분석했다. 침적되는 수은의 양은 매년 약 21t으로 추정했다. 해당 논문은 해양환경 분야의 저명한 학술지인 ‘마린 폴루션 불리틴’(Marine Pollution Bulletin) 최근호에 게재됐다. 이번 연구 결과는 중국에서 대기를 통해 공급되는 상당한 양의 수은이 황해와 동중국해를 비롯해 동해, 남중국해, 태평양 지역까지 영향을 미칠 수 있다는 것을 뜻한다. 한반도 주변 해양의 환경과 생태계에 수은이 미치는 영향을 해석하는 데 중요한 기반자료를 제공할 것으로 기대된다. 수은은 강한 독성을 가진 오염 물질 중 하나로 특히 대기 방출을 통해 전 지구를 순환하며 육상과 해양 유입을 통해 환경과 생태계에 큰 영향을 미친다. 연구팀은 동아시아에서 매년 대기로 방출되는 수은의 양은 전 지구 총방출량의 54%(약 1100t)를 차지하며, 이 중 600여ｔ이 중국에서 방출된다고 밝혔다. 또한 매년 약 750ｔ의 오염 수은이 중국으로부터 주변 해양으로 흘러들어 가고 있다고 설명했다. 임 박사는 “해양시료도서관에 보관된 퇴적물 시료들을 재분석한 결과 퇴적되는 수은량이 그리 많지 않아 바다 생태계에는 큰 영향을 미치지는 않을 것으로 보인다”고 말했다. 부산 김정한 기자 jhkim@seoul.co.kr

은하계를 비롯한 우주도 생물체처럼 ‘진화’한다. 그런데 나 홀로 진화하는 것이 아니라 이웃한 다른 은하들과 조화를 이루며 성장해나간다는 사실을 국내 연구진이 처음 발견했다. 한국천문연구원 광학천문본부 연구진은 독일과 스페인이 공동운영하는 칼라알토 천문대에서 제공하는 3차원 분광탐사관측 자료인 ‘칼리파’를 분석한 결과 은하의 회전방향이 이웃 은하의 평균 운동방향과 뚜렷한 상관성을 보인다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘천체물리학 저널’ 최신호(2월 10일자)에 실렸다. 연구팀이 활용한 3차원 분광관측은 천체에서 나오는 빛의 스펙트럼을 관측해 구성성분을 조사하는 방법으로 기존 분광관측은 하나의 점에서 빛을 받았던데 반해 이 방법은 특정 2차원 면에서 빛을 얻고 파장을 공간적으로 잘게 쪼개 분석할 수 있게 해주는 최신 관측기법이다. 연구팀은 이 방법으로 400여 개의 은하를 대상으로 분석한 뒤 은하 회전축을 나란히 정렬해 주변 이웃 은해들의 은동방향 분포와 겹쳐 봤다. 그 결과 은하의 회전 방향이 이웃 은하의 평균적 운동방향과 밀접한 관계를 갖고 있으며 이런 상관성은 260만 광년 떨어진 이웃 은하들에서도 발견됐다. 은하가 1억 년에 6만 광년 정도를 이동한다고 추정할 때 약 40억년 전에 다른 은하를 만난 기억을 회전이라는 운동학적 성질로 간직하고 있다는 것이다. 은하들간 상호작용은 회전 같은 운동성 이외에도 별들의 나이 분포, 은하의 전체적인 형태 변화에 영향을 미치는 것으로 확인됐다. 은하의 형태는 상호작용 직후에는 복잡해지지만 시간이 흐르면 더 무디고 단순한 모양으로 변하게 된다는 것이다. 연구진은 이번에 발견한 은하간 운동학적 특성 교류와 기원을 추적하는 것은 은하 진화를 추적하는 중요한 단서가 된다고 설명했다. 연구를 주도한 천문연구원 이준협 광학천문본부 박사는 “지금까지는 은하가 다양한 환경에 따라 얼마나 빠르게 회전하는지에 초점을 맞춘 연구들이 많았는데 이번 연구처럼 은하의 운동학적 차원에서의 분석은 은하의 진화와 우주의 기원을 알아내는데 초석이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

계명대 제약학과 서영호 교수팀의 히스톤 탈아세틸화 효소 저해 신물질 개발에 대한 논문이 의약화학 분야 저명 학술지인 ‘European Journal of Medical Chemistry’에 실렸다. 서 교수팀은 마약중독, 치매, 암 등의 표적단백질 중 하나로 알려진 히스톤 탈아세틸화 효소 6에 선택적으로 결합하는 신규물질을 개발했다. 히스톤 탈아세틸화 효소(HDAC)는 염색질의 구성물질 간의 구조변화를 유도하여 유전자의 전사 조절을 유도하는 효소로 알려져 있으며, 구조적으로 총 18개의 동위효소로 나뉘게 된다. 현재 모든 동위효소에 대한 연구가 활발히 진행 중이며 HDAC6은 마약중독, 치매, 암 등의 치료제 표적 단백질로서의 그 가치가 높게 평가되고 있다. 본 연구에서는 안트라퀴논 구조를 기반으로 하는 신규 물질을 합성하였고, 이후 이 약물에 대한 활성을 다양한 생물학적 실험법으로 확인했다. 이 물질은 HDAC의 다양한 동위효소 중에서도 HDAC6에 선택적 저해활성을 나타냈다. HDAC6는 다른 HDAC들과는 달리, 선택적으로 저해되어도 큰 독성을 나타내지 않으며, 마약중독, 치매, 암 치료 관련 다양한 연구 결과들이 보고되어 있다. 특히, 암 치료에서 기존에 알려진 항암제와 HDAC6 저해제를 동시에 처리할 시, 항암활성을 극대화 한다는 연구 보고됐다. 또 HDAC6는 암뿐만 아니라 마약중독, 알츠하이머나 파킨슨병과 같은 신경변성질환이나 염증과 같은 다양한 질환에도 적용할 수 있다는 큰 장점을 가지고 있다. 현재 많은 연구자가 HDAC6를 표적단백질로 하는 다양한 저분자 물질을 개발하는 중이다. 본 연구에서 개발한 신규물질은 기존에 알려진 HDAC 저해제들보다 HDAC6에 대한 높은 선택성을 나타내는 반면, 낮은 독성을 나타내기 때문에 이 물질이 추후 마약중독, 치매, 암 등의 치료제로 사용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 이 논문이 실린 EJMC는 엘스비어에서 출간되는 의약화학 전문학술지로써, 피인용지수가 4.816로, 의약화학 분야에서 JCR Rank 상위 10% 이내에 들어가는 저명한 학술지이다. 본 논문의 공동 제 1저자인 송유진 연구원과 임지아 학생은 서영호 교수의 지도 아래 약물의 설계, 합성 및 생물학적 활성 평가 등의 연구를 주도하였다. 송유진 연구원은 2018년에 계명대학교 일반대학원에서 약학과 석사학위를 받은 우수한 연구자이며, 임지아 학생은 2019년 2월에 계명대학교 일반대학원 약학과 석사졸업 예정이다. 서영호 교수는 연세대 학사 학위를 마친 뒤, 아이오와 주립대에서 유기화학으로 박사 학위를 마쳤고, 이후 미시건 대학에서 박사후과정을 통해 의약화학 분야에서 활동하기 시작하였다. 서영호 교수는 여러 권의 책을 공동집필하였으며, 의약화학 분야에서 많은 학술논문을 발표하며 활발한 연구 활동을 이어가고 있다. 이 연구는 교육부 지원 한국연구재단 대학중점연구소지원사업 (약물의존장애 핵심 진단기술 개발 및 치료전략 연구)과 한국연구재단 기본연구의 지원을 받아 수행한 연구 결과이다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

계명대 제약학과 서영호 교수팀의 히스톤 탈아세틸화 효소 저해 신물질 개발에 대한 논문이 의약화학 분야 저명 학술지인 ‘European Journal of Medical Chemistry’에 실렸다. 서 교수팀은 마약중독, 치매, 암 등의 표적단백질 중 하나로 알려진 히스톤 탈아세틸화 효소 6에 선택적으로 결합하는 신규물질을 개발했다. 히스톤 탈아세틸화 효소(HDAC)는 염색질의 구성물질 간의 구조변화를 유도하여 유전자의 전사 조절을 유도하는 효소로 알려져 있으며, 구조적으로 총 18개의 동위효소로 나뉘게 된다. 현재 모든 동위효소에 대한 연구가 활발히 진행 중이며 HDAC6은 마약중독, 치매, 암 등의 치료제 표적 단백질로서의 그 가치가 높게 평가되고 있다. 본 연구에서는 안트라퀴논 구조를 기반으로 하는 신규 물질을 합성하였고, 이후 이 약물에 대한 활성을 다양한 생물학적 실험법으로 확인했다. 이 물질은 HDAC의 다양한 동위효소 중에서도 HDAC6에 선택적 저해활성을 나타냈다. HDAC6는 다른 HDAC들과는 달리, 선택적으로 저해되어도 큰 독성을 나타내지 않으며, 마약중독, 치매, 암 치료 관련 다양한 연구 결과들이 보고되어 있다. 특히, 암 치료에서 기존에 알려진 항암제와 HDAC6 저해제를 동시에 처리할 시, 항암활성을 극대화 한다는 연구 보고됐다. 또 HDAC6는 암뿐만 아니라 마약중독, 알츠하이머나 파킨슨병과 같은 신경변성질환이나 염증과 같은 다양한 질환에도 적용할 수 있다는 큰 장점을 가지고 있다. 현재 많은 연구자가 HDAC6를 표적단백질로 하는 다양한 저분자 물질을 개발하는 중이다. 본 연구에서 개발한 신규물질은 기존에 알려진 HDAC 저해제들보다 HDAC6에 대한 높은 선택성을 나타내는 반면, 낮은 독성을 나타내기 때문에 이 물질이 추후 마약중독, 치매, 암 등의 치료제로 사용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 이 논문이 실린 EJMC는 엘스비어에서 출간되는 의약화학 전문학술지로써, 피인용지수가 4.816로, 의약화학 분야에서 JCR Rank 상위 10% 이내에 들어가는 저명한 학술지이다. 본 논문의 공동 제 1저자인 송유진 연구원과 임지아 학생은 서영호 교수의 지도 아래 약물의 설계, 합성 및 생물학적 활성 평가 등의 연구를 주도하였다. 송유진 연구원은 2018년에 계명대학교 일반대학원에서 약학과 석사학위를 받은 우수한 연구자이며, 임지아 학생은 2019년 2월에 계명대학교 일반대학원 약학과 석사졸업 예정이다. 서영호 교수는 연세대 학사 학위를 마친 뒤, 아이오와 주립대에서 유기화학으로 박사 학위를 마쳤고, 이후 미시건 대학에서 박사후과정을 통해 의약화학 분야에서 활동하기 시작하였다. 서영호 교수는 여러 권의 책을 공동집필하였으며, 의약화학 분야에서 많은 학술논문을 발표하며 활발한 연구 활동을 이어가고 있다. 이 연구는 교육부 지원 한국연구재단 대학중점연구소지원사업 (약물의존장애 핵심 진단기술 개발 및 치료전략 연구)과 한국연구재단 기본연구의 지원을 받아 수행한 연구 결과이다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

‘꿈의 신소재’ 그래핀을 다양한 재료와 섞어 물리적, 화학적 특성을 강화한 다기능성 그래핀 복합체를 손쉽게 제작할 수 있는 기술을 국내 연구진이 개발했다. 미국 라이스대 화학과, 응용물리학과, 토목환경공학과, 나노공학 및 재료과학과, 한국기초과학지원연구원 전주센터, 이스라엘 네게브 벤구리온대 공대 공동연구진은 저비용으로 쉽고 간단하게 다양한 그래핀 복합체 제작 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘ACS 나노’ 최신호(2월 7일)에 실렸다. 연구팀은 레이저 합성 그래핀(LIG)을 만든 뒤 복잡한 화학적 처리 없이 고분자, 탄성체, 건설재료 등 다양한 재료에 집어넣는 간단한 방법으로 그래핀 복합체를 제작했다. LIG도 고온 공정이나 화학처리 과정 없이 저비용으로 비교적 간단하게 만들 수 있으며 넓고 크게 확장하기도 쉬운데 이번 연구로 다기능성 복합체로 활용 가능성도 크다는 것이 밝혀진 것이다. 연구팀은 LIG 복합체가 물을 밀어내는 초소수성 표면이나 병원균이나 오염물질이 묻는 것을 막아주는 오염 방지막, 결빙방지 기능이 있는 발열소자, 쉽게 구부릴 수 있는 비휘발성 메모리 소자 등 다양한 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.연구에 참여한 윤종원 기초과학지원연 박사는 “이번 연구는 그래핀 복합체 제작 공정을 간소화시켜 원하는 물질을 빠르고 쉽게 제작할 수 있을 뿐만 아니라 다기능성 표면을 실생활에 쉽게 응용할 수 있도록 도와줄 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

초원을 누비는 동물 중 특이한 줄무늬를 가져 어린이들에게 인기있는 동물이 있다. 바로 얼룩말이다. 우리에게도 잘 알려진 동물이지만 흥미롭게도 얼룩말을 대표하는 상징인 줄무늬가 왜 존재하는지에 대해서 명쾌한 답을 찾지는 못했다. 전문가들은 줄무늬가 사자 등 포식자로부터 스스로를 보호하는 위장용, 얼룩말 각자 서로를 인식하는 용도, 해충 등을 방지하는 용도라는 다양한 주장이 제기했다. 최근 미국 캘리포니아대학교 데이비스캠퍼스 연구팀이 얼룩말 줄무늬의 비밀을 밝혀낸 명쾌한 연구결과를 내놨다. 결론부터 말하면 줄무늬가 피를 빨아먹는 말파리의 공격을 피하는데 도움을 준다는 것. 논문의 선임저자인 팀 카고 교수가 이끄는 연구팀의 실험방법은 이렇다. 먼저 연구팀은 영국의 한 농장에서 얼룩말 3마리와 말 9마리를 놓고 말파리들이 얼마나 이들에게 달려드는지 분석하기 위해 카메라로 촬영해 분석했다. 그 결과 말파리들이 말과 얼룩말 주위에 거의 비슷한 속도로 모여들어 선회비행하는 것이 확인됐다. 놀라운 점은 파리들이 실제 각 말 몸에 '착륙'하는 비율이다. 얼룩말 몸에 착륙한 파리 수가 말과 비교해 25%에 불과했기 때문.한발 더 나아가 연구팀은 말들에게 회색, 검정 등 단일색 옷과 얼룩말처럼 줄무늬 옷을 입혀 똑같은 실험을 실시했다. 그 결과 역시 말파리는 단일 색상 옷에 비해 줄무늬 옷을 입은 말들에게는 자주 착륙하지 못했다. 결과적으로 얼룩말의 줄무늬 '능력'이 흥미로운 실험으로 입증된 셈이다. 그렇다면 줄무늬가 왜 말파리의 착륙에 영향을 미치는 것일까? 카고 교수는 "영상을 분석해보면 말파리는 서서히 속도를 늦춰 얼룩말 몸에 착륙하는데 자주 실패했다"면서 "이는 아마도 줄무늬가 시각의 혼동을 주기 때문으로 보인다"고 분석했다. 이어 "말파리는 근시로, 2m 정도 떨어진 거리에서 얼룩말은 회색으로 보이지만 근접하면 갑자기 줄무늬가 나타나 혼동을 주는 것"이라면서 "얼룩말은 위험한 질병을 옮기는 파리로부터 자신을 지키기 위해 진화해온 것으로 풀이된다"고 덧붙였다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘플로스 원’(PLoS ONE) 최신호에 게재됐다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

1980년대에 학창 시절을 보낸 남학생들이라면 ‘책받침 여신’을 기억하실 겁니다. 피비 케이츠(1963년생), 브룩 실즈(1965년생), 소피 마르소(1966년생)를 두고 하는 말입니다. 각각 귀여움과 섹시미, 청순미를 대표하는 이른바 미녀 삼총사였습니다. 남학생들은 자신이 좋아하는 배우의 사진을 코팅해 책받침으로 갖고 다니거나 책상 앞에 커다란 브로마이드를 붙여 두고 자기만의 판타지에 빠지기도 했습니다. 지금은 예순을 바라보는 나이라 한물갔다고들 하지만 여전히 옛 흔적들이 남아 있습니다. 영화나 드라마를 볼 때 어릴 적 봤던 배우들이 나이 먹어 가는 모습과 맡은 배역, 연기의 변화를 감상하는 것은 또 하나의 관람 포인트입니다. 물론 십수년이 흘렀는데도 외모가 그대로인 배우들을 보노라면 부러움과 함께 질투가 나는 것은 어쩔 수 없는 일이지만 말입니다. 사실 인류는 지구상에 등장한 이후 영원한 젊음과 죽지 않는 ‘영생불사’라는 이룰 수 없는 꿈을 꿔 왔습니다. 그런데 20세기 들어 과학기술, 특히 생물학과 화학이 급속도로 발달하면서 꿈이 현실과 가까워지고 있는 것처럼 보이기도 합니다. 오스트리아, 프랑스, 독일, 미국, 스위스, 스웨덴 등 6개국 18개 대학과 연구기관으로 구성된 국제공동연구팀은 단세포생물인 효모는 물론 벌레와 인간세포까지 대부분의 생물종에서 외부로부터 세포를 보호하고 노화를 지연시켜 주는 천연화합물을 발견하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 20일자에 발표했습니다. 연구팀은 항염증작용이 탁월한 식물로 알려진 명일엽(신선초) 추출물로 효모와 벌레, 초파리의 노화방지 효과를 실험했습니다. 그 결과 명일엽 추출물을 주입한 효모의 생존기간이 길어지고 벌레와 초파리, 세포의 노화 속도가 느려진다는 것을 발견했습니다. 이런 효과는 명일엽에 포함된 ‘4-4´ 디메톡시 칼콘’(DMC)라는 플라보노이드 성분 때문이라고 연구팀은 밝혔습니다. DMC 성분이 심장세포를 강화해 협심증으로 알려진 심근허혈 증상을 막고 ‘자가포식’(오토파지) 시스템에도 영향을 미친다는 것입니다. 자가포식은 손상된 단백질과 세포 기관을 제거하고 분해해 다른 곳에 재활용할 수 있도록 돕는 일종의 세포 청소부 역할입니다. DMC가 자가포식 시스템을 활성화해 노화 속도를 늦출 수 있다는 것이지요. 이번 연구 결과를 보고는 명일엽이 노화 방지에 효과가 있다고 생각할 수도 있을 것입니다. 그렇지만 이번 연구의 핵심은 ‘명일엽에서 추출한 DMC 성분이 자가포식 시스템을 활성화하는 데 도움이 됐다’, ‘세포 보호와 노화 방지에 있어서 자가포식 시스템의 정상화가 중요하다’는 것입니다. 노화를 늦추고 언제까지나 인생을 즐기고 싶은 것은 사람이 갖고 있는 원초적 욕망입니다. 대중매체들에서는 ‘방부제 미모’, ‘뱀파이어급 동안’ 같은 수식어까지 동원하면서 ‘젊음’이 유일한 선인 것처럼 이야기하고 있습니다. 한때 유명세를 떨쳤던 연예인들이 가는 세월을 원망하며 의학기술을 동원했다가 부자연스러운 모습 때문에 도리어 팬들로부터 외면을 받는 경우를 종종 볼 수 있습니다. 원인은 바로 ‘젊음만이 좋은 것’이란 집착 때문일 것입니다. 과학기술이 아무리 발달해도 인간은 필멸의 존재입니다. 그렇다면 개인적으로나 사회적으로 늙어가는 것을 자연스럽게 받아들이고 아름답게 늙는 법을 익히는 게 중요하지 않을까요. 그것이 세대 갈등도 줄이는 또 하나의 방법이 될 수 있지 않을까요. edmondy@seoul.co.kr

폭력적이거나 공포스러운 장면이 즐비한 어두운 분위기의 영화를 보면 살찔 위험이 높아진다는 흥미로운 연구결과가 나왔다. 레바논에 있는 레버니즈아메리칸대학 연구진이 20~30세 성인 84명을 무작위로 나눈 뒤, A그룹에게는 폭력적인 영화를, B그룹에게는 로맨틱 코미디 영화를 보여줬다. 연구진은 영화를 보여주기 전 실험참가자들의 심장박동수나 혈압, 악력, 스트레스 지수 및 식욕 수준을 측정했다. 실험참가자들은 영화를 보는 동안 팝콘이나 과자, 비스킷, 초콜릿, 사탕과 오렌지 주스, 콜라 등이 담긴 간식 상자를 지급 받았다. 연구진은 이들에게 원하면 무엇이든 먹어도 되지만 영화는 반드시 혼자서 편안하게 보도록 지시했다. 연구진은 실험참가자들이 영화관람을 마친 뒤 이들의 신체 변화를 분석했다. 그 결과 폭력적인 영화를 본 A그룹은 긴장도와 탈진 정도가 높고 감정에 큰 변화가 있었지만, 로맨틱 코미디 영화를 본 B그룹에게서는 특별한 변화가 나타나지 않았다. 또 폭력적인 영화를 본 그룹이 먹은 간식의 수는 평균 6.45개였지만, 로맨틱 코미디 영화를 본 그룹이 먹은 것은 4.93개에 불과했다. 구체적으로 폭력적인 영화를 본 그룹에 속한 42명 중 고지방의 간식을 2개 이상 먹은 사람은 62%, 고나트륨이 함유된 간식을 2개 이상 먹은 사람은 71.4%에 달했다. 다만 단 음식의 소비량은 A그룹과 B그룹 사이에 큰 차이가 없었다. 연구진은 폭력적이거나 공포스러운 장면이 이어지는 강렬한 영화가 감정의 변화와 긴장감을 유발하고, 이 때문에 달라진 호르몬 분비가 스트레스를 유발하자 우리 몸이 이러한 변화를 이기기 위해 먹는 것을 통해 위안을 삼으려 하는 경향이 강하다고 분석했다. 폭력적인 비디오게임이 식욕을 증가시킨다는 연구가 발표된 적은 있지만, 영화의 장르 역시 음식을 선택이나 식욕에 영향을 미친다는 사실이 입증된 것은 이번이 처음이다. 연구진은 “이번 실험을 통해 움직이지 않고 그저 앉아서 영화를 보는 것만 살이 찌는게 아니라, 무엇을 보는지에 따라서도 살이 찔 수 있다는 사실을 확인했다”면서 “정부가 아동 비만 문제를 해결하려 한다면 이러한 사실을 아이들에게도 반드시 적용해야 한다”고 밝혔다. 이번 연구결과는 세계적 학술출판사인 엘제비어에서 출간하는 학술지 ‘섭취 행동’(Eating Behaviours) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

발리의 대표적 명소인 꾸따 비치가 쓰레기장으로 변하고 말았다. 자카르타포스트 등 현지 언론은 지난 20일(현지시간) 폭풍우가 몰고 온 바다 쓰레기로 가득 찬 꾸따 비치를 조명했다.　꾸따 비치는 국내에도 잘 알려진 발리의 명소로 ‘파라다이스’로 불릴 만큼 아름답고 깨끗한 해변을 자랑한다. 서핑의 천국이기도 해 매년 전 세계의 서퍼들이 몰려드는 관광 명소다. 그러나 우기에 접어들면서 폭풍우가 몰고 온 각종 플라스틱 쓰레기들이 해변을 뒤덮었고, 이전의 모습은 흉측하게 변해버렸다. 지난 13일 꾸따 비치의 모습을 카메라에 담은 네티즌은 “17년간 이런 상황은 처음”이라면서 “플라스틱의 양이 비현실적으로 많다”고 밝혔다. 지난해 말 꾸따 비치의 풍경과 비교해도 같은 장소인가 하는 의심이 들 정도로 쓰레기의 양은 어마어마하다. 해안 관리소는 폭풍우가 몰고 온 플라스틱 잔해를 치우기 위해 수백 대의 트럭과 청소부를 동원하고 있지만, 하루에도 몇 번씩 폭풍우가 몰고 오는 쓰레기를 감당하기에는 역부족이다. 세계적인 학술지 네이처커뮤니케이션에 실린 2017년 연구논문에 따르면 인도네시아는 바다 쓰레기의 주범 중 한 곳이다. 연구진은 인도네시아에서만 20만 톤의 플라스틱 쓰레기가 바다로 흘러 들어간 것으로 추정했다. 현지 환경청의 푸투 에카 메르타완은 “우기만 되면 쓰레기가 해안가로 밀려오곤 한다. 그러나 최근 들어 상황이 더 심각해졌다”고 설명했다. 바다 쓰레기 문제가 심각해지자 발리 주정부는 2017년 ‘쓰레기 비상사태’를 선언하고 지난해 일회용 플라스틱 사용을 금지하고 나섰다. 그러나 현지인들은 플라스틱 쓰레기가 해안가로 밀려오는 현상은 우기 내내 계속될 것으로 전망하고 있다.　권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

1960년대 ‘탈리도마이드’라는 약품은 임신 중 입덧 완화에 효과가 좋다고 알려져 유럽의 많은 임산부들이 임신 기간 내내 복용하기도 했다. 그런데 문제는 탈리도마이드를 장기복용한 임산부들에게서는 팔, 다리가 이상이 있는 기형아들을 낳았던 것. 당시 탈리도마이드 복용으로 인해 태어난 기형아 숫자만도 1만여명에 달하는 것으로 알려져 있다. 연구결과 탈리도마이드에는 실제로 입덧을 완화시켜주는 R-탈리도마이드와 이성질체인 S-탈리도마이드가 있는데 기형아를 낳게 만든 부작용은 S-탈리도마이드에 의한 것이었다. 인공감미료로 알려진 아스파탐도 똑같이 생겼지만 한 쪽은 단맛을 내지만 다른 쪽은 쓴맛을 낸다. 이처럼 많은 생체분자들은 왼손과 오른손처럼 구성물질과 구조는 같지만 거울상 대칭을 이루는 광학이성질성을 갖고 있다. 한 쪽은 인체에 부작용이 없고 약리효과가 있지만 다른 쪽은 독이 되는 경우도 많다. 이 때문에 많은 제약기업들이 이성질체 중 쓸모없는 물질을 제거하거나 분리하는 방법을 연구 중인데 국내 연구진이 거울상 이성질체 중 한 쪽 분자만 합성할 수 있는 기술을 개발했다.기초과학연구원(IBS) 분자활성촉매반응 연구단 장석복(카이스트 화학과 교수) 단장과 박윤수 연구원은 ‘쌍둥이 분자’인 거울상 이성질체 둘 중 한 종류의 분자만을 선택적으로 합성할 수 있는 촉매를 개발하고 이를 활용해 의약품 필수재료인 카이랄 락탐을 만드는데도 성공했다. 이번 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘네이처 촉매반응’ 19일자에 실렸다. 자연계에 많은 분자들이 거울상 이상질체로 구성돼 있는데 이 중 사람들에게 이로운 이성질체만 선택적으로 합성하는 ‘비대칭 반응’ 개발은 여전히 화학계의 난제로 남아있었다. 연구팀은 이리듐을 원료로 만든 수 십여개의 촉매 중에서 ‘카이랄 다이아민’ 골격을 가진 이리듐 촉매가 99% 이상의 정확도로 원하는 거울상 분자를 선택할 수 있다는 것을 확인했다. 연구팀은 이렇게 개발된 촉매를 이용해 의약품 제조에 많이 활용되는 다양한 카이랄 락탐 화합물을 합성하는데도 성공했다. 카이랄 락탐은 독특한 입체적 특성 때문에 우리 신체를 구성하는 많은 아미노산 유도체를 만들 수 있어 이번에 개발된 촉매를 이용해 신체 생리활성을 높인 약물 개발이 가능할 것으로 연구진은 기대하고 있다.장석복 단장은 “이번 연구는 약효를 갖는 의약품의 핵심 물질만 선택적으로 만들 수 있는 기술로 부작용은 줄이고 효과는 높일 수 있는 신약개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라며 “자연계에 풍부한 탄화수소화합물로 고부가가치 원료를 만들 수도 있어 경제적 효과도 무궁무진하다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

세계에서 가장 많이 쓰이는 제초제 성분 글리포세이트에 노출되면 혈액암에 걸릴 위험이 41%까지 커진다는 연구 결과가 나왔다. 14일(현지시간) 미 CNN에 따르면, 워싱턴대 연구진은 종자회사 몬샌토의 인기 제초제 ‘라운드업’ 등의 주성분인 글리포세이트에 관한 기존 연구들을 메타분석해 이 물질에 노출되면 면역체계와 관련이 있는 혈액암인 비호지킨성림프종(NHL)에 걸릴 위험이 현저하게 커진다는 것을 발견했다고 발암·돌연변이 분야 세계 최고 권위 학술지 ‘뮤테이션 리서치’(Mutation Research) 최신호에 발표했다. 글리포세이트의 발암 가능성은 이미 학계에서도 논란이다. 미국환경보호청과 유럽식품안전국은 이에 대해 부정적인 견해를 밝히고 있으며 지난해 몬샌토를 인수한 바이엘 역시 글리포세이트는 안전하며 효과적인 제초제임을 강조한다. 반면 세계보건기구(WHO) 산하 국제암연구소는 2015년 글리포세이트를 발암물질로 분류한 바 있다. 뿐만 아니라 제초제로 인한 비호지킨성림프종 발병 의심이 잇따르면서 2017년까지 800여명이 몬샌토를 상대로 소송을 제기했다. 이듬해에는 원고인 수가 수천 명으로 늘었고 한 재판에서는 천문학적인 액수의 배상 판결이 내려져 항소심에서 배상금이 대폭 조정된 것으로 알려졌다. 이번 연구에서 연구진은 글리포세이트와 비호지킨성림프종의 인과관계를 밝힌 지금까지의 연구 결과를 검증했다. 이에 더해 지난해 제초제 살포 종사자 5만4000여 명을 대상으로 시행한 실태조사 결과를 분석해 인과관계가 있다고 결론지었다. 이에 대해 바이엘 측은 “통계조작이거나 중대한 결함이 있다”고 주장하며 “글리포세이트를 사용한 제초제의 발암 가능성은 없다는 견해를 뒤집을 만한 과학적인 근거는 제시되지 않았다”고 밝혔다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

최근 호주 시드니대 연구진이 생태학 분야 국제학술지 ‘생물보존’에 전 세계 곤충종 41%가 개체수 감소를 경험하고 있고 3분의 1 정도는 멸종위기에 놓여있다는 논문을 발표했다. 특히 많은 생물학자들은 꽃가루를 옮기는 역할을 하는 벌의 급격한 개체수 감소에 대한 우려를 표하고 있다. 금세기 말에는 벌 구경이 어려울 수도 있다는 극단적인 분석도 나오고 있는 상황이다. 사실 벌이나 나비의 개체수가 감소할 경우 생태계 전체가 파괴될 가능성도 배제할 수 없다. 벌의 개체수 감소는 살충제 같은 화학물질의 과다사용과 함께 지구온난화로 인한 해충 증가 등이 원인으로 꼽히고 있다. 특히 유럽에서는 ‘바로아 진드기’라는 해충이 벌집을 파괴해 벌의 장기적 생존을 위협하는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 벌을 키우는 양봉가들은 바로아 진드기 침입을 감시해 막는 방법을 고민하고 있다. 과학자들이 바로아 진드기의 침입 상황을 정확히 파악해 꿀벌과 벌집을 보호할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 스위스 로잔연방공과대(EPFL) 신호처리 제5연구실(LST5)은 지역 양봉가들과 함께 인공지능(AI)를 활용해 침입한 진드기의 숫자를 계산하는 애플리케이션(앱)을 개발했다. 양봉가들은 벌통 아래에 대놓은 나무판에 죽은 진드기 수를 세어 얼마나 감염됐는지를 파악하는데 이 방법은 정확도가 떨어진다는 단점이 있다. 진드기의 크기가 1㎜에 불과하고 나무판에 떨어져 있는 먼지나 오염물질들이 섞여 구분하기가 쉽지 않기 때문이다. 더군다나 벌집이 한 두개가 아니라 많은 벌집을 갖고 있는 경우는 이런 방법은 사실상 무용지물이라고 할 수 있다. EPFL LST5 장 필립 티란 교수팀은 AI를 활용한 웹 기반 애플리케이션으로 진드기 숫자를 셀 수 있는 시스템을 만들었다. 벌을 키우는 사람들은 여전히 벌집 아래에 나무판을 대놓아야 하지만 예전처럼 일일이 육안으로 관찰해 진드기 숫자를 셀 필요가 없게 됐다. 그저 나무판을 찍어 온라인 사이트에 올리기만 하면 된다. 연구자들은 진드기를 구분해낼 수 있는 앱을 개발하기 위해 머신러닝 기법을 활용해 나무판 위에서 진드기와 다른 오염물질을 구분해 인식할 수 있도록 학습시켰다. 또 양봉가들이 보내준 사진들이 선명하지 않고 역광 상태에서 찍혀 이미지를 인식하기 쉽지 않다는 문제점을 연구진은 맞닥뜨렸다. 이를 위해 연구팀은 화질 선명도를 높이고 역광에서도 진드기만을 구분해 낼 수 있도록 컴퓨터를 학습시키는 한편 벌집마다 QR코드를 부여해 각 벌집마다 시간별, 장소별 죽은 진드기의 숫자, 현재 남아있을 것으로 예상되는 진드기 숫자, 다음 침투 장소 등을 예측할 수 있는 프로파일을 만들 수 있게 했다. 그 결과 앱은 죽은 진드기를 나무판에서 재빨리 인식하고 몇 초만에 벌집 하나 당 진드기가 몇 마리 죽었으며 그를 통해 얼마나 벌집에 남아있는지를 빠르게 인식할 수 있게 했다. 연구팀이 개발한 AI 시스템은 벌의 생존을 위협하는 진드기의 확산 정도 등을 손쉽게 전국단위로 파악할 수 있게 해준다. 티란 교수는 “지금까지는 진드기의 숫자를 정확히 알 수 없기 때문에 과도한 양의 살충제가 투입돼 벌들의 괴사를 부르는 등 문제가 심각했다”며 “이번 기술을 통해 벌과 벌집을 구할 수 있는 자료 확보는 물론 바로아 진드기의 확산 정도, 그리고 잠재적으로 진드기에 내성이 있는 벌을 찾는데도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

서양 속담에 ‘일찍 일어나는 새가 먹이를 먹는다’라는 말이 있다. 근면 성실을 독려하기 위한 것이 있겠지만 아침형 인간이나 저녁형 인간은 유전적 차이가 있기 때문에 쉽게 바꾸기는 어렵다. 이 때문에 요즘은 ‘일찍 일어나는 새가 피곤하다’같은 패러디까지 나오고 있다. 그런데 과학적으로는 아침 일찍 일어나 잠이 부족할 경우는 동맥경화 위험이 높아져 심혈관계 질환이나 치매 위험도 높아질 수 있다는 충격적인 연구결과가 나왔다. 미국 하버드대 의대 매사추세츠종합병원 시스템생물학센터, 하버드대 부설 브리검여성병원 심혈관과, 하버드대 부설 베스 이스라엘 디컨네스 의료 센터(BIDMC), 오스트리아 빈 의대, 오스트리아 과학원 분자의학연구센터, 스위스 로잔대 의학및생물학부 공동연구팀은 수면 부족으로 인한 만성피로가 체내 염증을 유발시켜 혈전을 증가시킴으로써 각종 심혈관질환에 시달릴 수 있다는 연구결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 14일자에 발표했다. 연구팀은 생후 8~12주 되는 생쥐들을 대상으로 유전자 변형을 통해 동맥경화를 유발시킨 다음 두 그룹으로 나눈 뒤 한 그룹은 7~9시간 잠을 잘 수 있도록 하고 나머지 그룹은 잠을 자는 중간에 불빛을 비추고 시끄러운 소음 유발하거나 심한 진동을 일으켜 잠을 충분히 잘 수 없도록 하고 잠든지 얼마되지 않아 깨웠다. 이후 수면 부족 생쥐와 그렇지 않은 생쥐와 비교했을 때 체중이나 콜레스테롤 수치에는 변화가 없는 것으로 나타났지만 혈관을 관찰한 결과 잠을 충분히 잔 생쥐들의 혈전은 줄어들거나 그대로인데 반해 수면을 방해받거나 일찍 일어난 생쥐들의 동맥에는 혈전이 더 크게 만들어졌다. 실제로 동맥에 형성된 혈전의 크기는 잠을 제대로 못 잔 그룹이 충분히 잔 그룹보다 30% 이상 컸다고 연구팀은 밝혔다.충분히 잠을 자지 못한 생쥐들의 혈액 속에는 염증 유발의 원인인자인 단백구와 호중구가 충분히 잠을 잔 생쥐들보다 2배 이상 많았다. 또 잠을 제대로 못 잔 생쥐들은 각성과 식욕, 감정 조절기능이 있는 시상하부에서 분비되는 수면 관련 호르몬인 하이포크레틴이 잠을 잘 잔 생쥐보다 적은 것으로 조사됐다. 하이포크레틴은 혈중 콜레스테롤과 위산분비, 각성 등을 좌우하는 호르몬으로 기면발작 증상이 있는 사람들이나 수면장애를 겪는 사람의 하이포크레틴 수치는 낮은 것으로 알려져 있다. 필립 스위스키 하버드대 의대 교수는 “이번 연구는 수면 부족이 염증성 백혈구 생성을 증가시키고 혈관내 혈전을 크게 만들어 체내에 각종 염증을 유발시킴으로써 각종 혈관질환이나 심장마비를 일으킬 수 있다는 것을 보여주고 있다”며 “충분한 수면이야말로 체내 염증을 줄이고 혈관 건강에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 한편 미국 콜로라도대 의대 소아과 연구진도 “수면 부족이 유아들에게 자폐증 발병 가능성과 증상을 악화시킬 수 있다”는 연구결과를 의학 분야 국제학술지 ‘소아과학’ 11일자에 발표하기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

성기능 개선치료제로 잘 알려진 ‘비아그라’는 심혈관질환 치료제를 개발하던 중 발견된 일종의 부작용 때문에 탄생한 약이다. 신약개발 과정에서는 이렇듯 원래 개발목적과는 전혀 다른 약물이 개발되는 경우가 잦다. 국내 연구진이 고지혈증 치료제가 암치료에도 도움을 준다는 사실을 밝혀내 주목받고 있다. 한국원자력의학원 김진수 박사팀은 고지혈증 치료제를 항암제와 병행 사용할 경우 항암치료 중 나타나는 대표적인 부작용 중 하나인 인지기능 저하를 막을 수 있을 뿐만 아니라 암 치료효과도 높일 수 있다고 14일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘임상의학’ 11일자에 실렸다. 고지혈증 치료제는 나쁜 콜레스테롤이라고 불리는 체내 LDL 수치를 낮춰주는 역할을 한다. LDL을 낮춰 심혈관계 질환을 예방하는 효과도 입증됐다. 이번 연구는 콜레스테롤 축적이 직접적 원인이 되는 심혈관계 질환 이외의 질병에도 도움이 된다는 사실을 밝혀낸 것이다. 연구팀은 암을 유발시킨 생쥐에게 암 표적치료제인 ‘트라스투주맙’과 고지혈증 치료제인 ‘아토르바스타틴’을 투약한 뒤에 양전자방출단층촬영(PET-CT)과 자기공명영상(MRI)를 촬영해 뇌 전두엽의 포도당 대사와 암 조직 변화를 관찰했다. 그 결과 트라스투주맙만 투여했을 때보다 아토르바스타틴을 동시에 투여한 생쥐의 뇌 포도당 대사와 부피가 정상수준을 유지하는 것으로 나타났다. 실제 쥐의 기억력 측정 행동실험에서도 암 표적치료제와 고지혈증 치료제를 동시에 투여했을 때 일반 생쥐와 똑같은 수준의 기억력을 유지하는 것으로 나타났다. 이와 함께 아토르바스타틴을 표적치료제와 함께 투여했을 때 항암제가 암 조직에 더 깊숙이 침투해 항암제만 썼을 때보다 종양크기가 36% 정도 더 줄어드는 효과가 나타난 것을 연구진은 발견했다. 김진수 박사는 “이번 연구결과는 항암제와 함께 고지혈증 치료제를 병용할 경우 암 치료효과와 함께 부작용을 줄일 수 있다는 사실을 밝혀낸 것”이라며 “현재 원자력의학원에서 연구 중인 알파입자 표지 방사성의약품을 함께 이용한다면 난치성 암을 훨씬 더 효과적으로 치료할 수 있게 될 것으로 기대된다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

운동을 통해 건강해지는 효과를 얻는 데 지방이 꼭 필요하다는 연구 결과가 나왔다. 로리 굿이어 하버드대 의대 교수가 주도한 연구에서 운동으로 자극받은 지방 조직이 극적인 변화를 일으켜 건강에 이로운 단백질을 혈액으로 분비하는 과정이 규명됐다고 12일(현지시간) 의학 전문매체 ‘메디컬익스프레스’가 보도했다. 이 연구 보고서는 학술지 ‘네이처 신진대사’(Nature Metabolism) 온라인판에 실렸다. 굿이어 교수는 세계 최대 규모인 ‘조슬린 당뇨병센터(Joslin Diabetes Center)의 통합 생리학·신진대사 과장을 맡고 있는데 이 센터 과학자들을 이끌고 연구를 진행했다. 인체의 지방세포는 아디포카인이라는 단백질을 분비한다. 비만이 생기면 여러 종의 아디포카인 분비량이 늘어나면서 신진대사와 건강에 나쁜 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 굿이어 교수의 이번 연구의 핵심은, 신진대사에 도움을 주는 ‘전환 성장인자 베타 2(TGF-beta 2)’라는 단백질이 사실은 운동 뒤 지방 조직에서 분비되는 아디포카인의 일종이라는 사실을 밝혀낸 것이다. 지방세포에서 분비되는 아디포카인 중 신진대사에 이로운 종류가 있다는 사실이 규명된 것은 이번 연구가 처음이다. TGF-beta 2는 혈류에 섞여 포도당 내성을 높이고 혈중 지질 수치를 낮추는 것으로 확인됐다. 운동 도중 분비되면서 근육통을 일으키는 젖산이 전체 대사 과정에서 필수적인 역할을 하는 것도 이번 연구에서 밝혀낸 중요한 성과다. 지방 조직의 TGF-beta 2 분비를 촉발하는 게 바로 운동할 때 근육에서 생기는 젖산이라고 연구팀은 설명했다. 그 동안 지방은 운동을 통해 제거해야 할 대상으로 여겨진 것이 일반적인 상식이다. 그러나 이와 달리 운동 효과를 최대한 보려면 지방이 꼭 필요하다는 사실이 드러나면서 이번 연구 결과가 주목된다. 굿이어 교수는 “지방은 운동 효과가 나타나는 데 중요한 역할을 한다”면서 “운동 그 자체와 운동의 신진대사 효과에 대해 생각을 바꿀 수밖에 없게 됐다”고 말했다. 연구팀은 인간과 생쥐를 대상으로 한 일련의 분자 차원의 실험에서, 운동 후 분비되는 아디포카인 중 TGF-beta 2 수치만 혈류와 지방 조직에서 올라간다는 걸 관찰했다. TGF-beta 2의 신진대사 효과를 재검증하기 위해, 생쥐에 고지방 사료를 먹여 당뇨병이 생기게 한 뒤 TGF-beta 2를 주입하는 실험도 했다. 그랬더니 운동한 것과 비슷하게 고지방 사료로 생긴 나쁜 대사 효과가 좋은 쪽으로 바뀌었다. 장차 TGF-beta 2의 안전성을 더 확인하면 고혈당이나 2형 당뇨병의 잠정적 치료제 개발이 가능할 것으로 연구팀은 기대하고 있다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

연세대 약학과 성종혁 교수팀이 탈모 세포치료제의 원료인 모유두세포를 대량생산할 수 있는 기술을 개발하는 데 성공했다고 12일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학분야 국제학술지 ‘영국 피부학회지’ 최신호에 발표됐다. 머리카락을 자라게 하는 세포인 모유두세포를 이용한 세포치료제는 고가의 비용과 시술 후 부작용이 발생하는 모발이식술을 대체할 탈모치료 기술로 알려져 있다. 문제는 모유두세포를 대량으로 배양하기 쉽지 않고 많이 배양할 경우 모발 재생능력이 눈에 띄게 떨어진다는 점이다. 연구팀은 산소농도가 2% 수준의 저산소 조건에서 모유두세포를 배양하면 세포 증식이 2배 정도 늘고 생쥐실험을 통해 모발 재생능력도 저하되지 않는다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 이번에 개발한 기술을 활용해 2020년부터 국내 탈모 환자를 대상으로 임상시험에 들어갈 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr