바쁜 일상을 사는 현대인들은 스트레스를 받는 경우가 많다. 그 때문에 “스트레스 받아 죽겠다”라거나 “스트레스 때문에 병 나겠다”는 등의 말을 입에 달고 살기도 한다. 실제로 몸 상태가 좋지 않아 병원을 찾으면 의사에게 가장 많이 듣는 것도 ‘스트레스 때문’이라는 말이다. 스트레스와 질병, 질환의 상관관계에 대해서 많은 연구자들도 관심을 갖고 있다. 호주 멜버른대 피터 도허티 감염·면역연구소, 고등분자영상연구센터, 모나쉬대 약학연구소, 피터 맥칼럼 암센터, 허드슨 의학연구소 공동연구팀은 스트레스 정도가 심해질 경우 노르아드레날린은 백혈구의 움직임을 억제해 면역반응을 손상시킨다고 4월 30일 밝혔다. 면역반응이 늦어지고 손상되면서 다양한 질병에 쉽게 걸린다는 설명이다. 이번 연구결과는 의과학 분야 국제학술지 ‘면역학’ 4월 29일자에 실렸다. 교감신경계(SNS)는 신체가 위급한 상황일 때 대처하는, 일종의 스트레스 반응을 조절하는 역할을 한다. 인체는 스트레스를 받으면 교감신경을 활성화시켜 스트레스에 대응을 하게 된다. 그렇지만 지나치게 스트레스를 받으면 활성화된 교감신경이 다시 정상으로 돌아오지 않는 항진상태가 된다.또 스트레스를 받아 교감신경계가 활성화되면 면역반응이 억제되고 스트레스가 만성화될 경우는 면역반응이 저하돼 만성질환에 시달리기 쉽다는 것은 잘 알려져 있었지만 정확한 작동 메커니즘은 밝혀지지 않고 있었다. 이에 연구팀은 교감신경계가 자극되면 T세포를 비롯한 면역관련 세포들의 움직임을 둔화시켜 면역력을 손상시킬 것이라는 가정에서 연구를 시작했다. 특히 연구팀은 대표적인 면역세포인 혈액 속 백혈구의 움직임과 스트레스, 교감신경계의 관계에 주목했다. 연구팀은 ‘2광자 생체 영상’이라는 생체현미경으로 스트레스를 받아 교감신경이 활성화된 생쥐의 백혈구 움직임을 관찰했다. 우선 연구팀은 노르아드레날린을 생쥐에게 주입한 뒤 백혈구의 움직임을 관찰했다. 노르아드레날린이 주입되자마자 백혈구의 움직임은 느려졌으며 이 같은 면역세포의 반응은 45~60분 동안 지속되는 것으로 확인됐다. 면역세포는 외부에서 병원균이 침입하면 빠르게 움직여 대응하는 것인데 스트레스가 면역세포의 활동을 억제해 질병에 대해 빠르게 대응하지 못하게 만들 수 있다는 것이다. 연구팀에 따르면 스트레스는 백혈구 뿐만 아니라 B세포나 수지상세포 같은 다른 면역세포들의 활성도 억제한다. 연구팀은 생쥐에게 대상포진 바이러스를 감염시킨 뒤 스트레스를 유발시킨 결과 백혈구와 T세포의 활성이 떨어져 감염부위가 커지고 증상이 악화되는 것을 관찰했다. 또 흑색종과 말라리아 기생충에 감염된 생쥐에게서도 마찬가지 결과를 얻었다. 연구팀에 따르면 이번 연구를 통해 스트레스가 병을 일으키거나 악화시킨다는 사실을 확실히 알게 됐으며 심부전, 패혈증, 천식이나 알레르기 같은 질병을 앓는 환자에게 투여하는 교감신경 활성화 약물 사용도 신중해야 한다고 조언했다. 스콧 뮬러 멜버른대 교수(면역학)는 “스트레스가 각종 질병의 원인으로는 알려져 있었지만 정확한 메커니즘은 밝혀내지 못했는데 이번 연구는 스트레스 신호가 면역세포의 움직임을 억제해 질병이 체내에서 확산되는 것을 차단하지 못한다는 것으로 보여주고 있다”라고 말했다. 뮬러 교수는 “스트레스 호르몬의 과다분비를 차단할 수 있다면 면역기능 저하를 막을 수 있을 것으로 기대한다”라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

홍남기 국무총리 직무대행은 23일 “식약처는 자가검사키트 2종에 대해 정식 허가 전까지 한시적으로 사용할 수 있도록 ‘조건부 허가’ 여부를 오늘 결정해 그 결과를 발표할 예정”이라고 밝혔다. 홍 직무대행은 이날 오전 정부서울청사에서 코로나19 중앙재난안전대책본부 회의를 주재해 이같이 밝히고 “다만 PCR 검사가 정확도 100%의 현미경 관찰이라 할 때 자가검사키트는 육안관찰 검사에 비유할 정도로 정확도에 차이가 있는 만큼 국민께서는 자가검사키트 검사를 보조적 검사수단으로 활용해달라”고 당부했다. 이어 “정부는 앞으로 다양한 자가검사키트의 개발을 적극 지원해 국민들께서 보다 간편하게 자가검사의 기회를 갖도록 하겠다”고 덧붙였다. 자가검사키트는 의료진이 아니어도 코의 비강에서 손 쉽게 검체를 채취해 코로나19 감염 여부를 현장에서 빠르게 간이로 확인하는 기기이다. 민감도가 낮아 검사 정확도가 떨어진다는 단점이 있으나 코로나19 검사에 대한 접근성 향상이 기대된다. 자가검사키트가 식약처로부터 허가를 받게 되면 소비자는 처방전 없이도 시중 약국에서 해당 제품을 구입하게 된다. 또한 홍 직무대행은 “3월말 유흥주점 발 집단감염이 400명 넘게 확산되는 양상”이라며 “전반적으로 방역수칙 위반건수가 작년 10월 일평균 10건 수준이었지만 올해 3월 이후부터는 일평균 60건 이상 발생중이고, 유증상자 임에도 불구하고 근무 또는 다중시설을 이용하여 확진된 경우가 2~3월 전체 집단감염의 1/4을 차지하는 등 방역수칙 미준수로 인한 확산이 계속 점증하고 있다”고 지적했다. 그러면서 “방역수칙 미준수는 방역통제를 어렵게 하고 방역이 제대로 잡히지 않을 경우 이는 더 강한 방역조치와 국민 추가불편으로 이어진다”라며 “우리 공동체를 위해 우리 각자가 방역수칙을 철저히 준수하는 것이 기본이자 가장 절실하게 요청되는 사항임을 다시 한번 상기할 필요가 있다”고 강조했다. 이보희 기자 boh2@seoul.co.kr

선거는 늘 그렇지만 지난 재보궐선거에서도 열기가 고조되면서 막말과 비하 발언이 빠지지 않았다. 직업이 의사이다 보니 역시 환자와 관련된 비하 발언들이 먼저 눈에 들어온다. 자신이 출마한 도시를 ‘3기 암환자 신세’에 비유하며 자신은 이를 살리는 ‘유능한 의사’라는 어떤 후보의 말을 들었을 때 암을 진료하는 의사에게는 몇 가지 의문이 떠올랐고, 선거가 끝난 지금도 계속 마음속에 남아 있다. 첫 번째 의문. “어떤 암 3기지…?” 물론 그 후보는 “요즘은 치료를 잘하면 3기도 충분히 회복할 수 있다”고 했다. 맞는 말이다. 도시도 암환자처럼 회복시키겠다는 의지에서 나온 말일 것이다. 그런데 암의 병기만큼 중요한 건 암의 종류다. 대장암 3기의 생존율은 80%, 췌장암 3기의 생존율은 20%다. 어떤 종류의 암인지 알려면 조직검사(암 조직을 떼어 현미경으로 관찰하는 검사)가 먼저 필요하다. 암인지 아닌지, 암이면 어떤 종류의 암인지를 알아야 한다. 그런데 그 도시가 과연 어떤 병에 걸렸는지는 아직도 잘 모르겠다. 신공항이 없는 것이 병이었을까? 여러 번 경제성평가를 하고도 신공항을 그 도시에 건설하는 것이 적절치 못하다는 결론이 나왔던 것을, 선거 결과에 몸이 단 국회의원들이 여야가 일치단결해 뒤엎을 정도로 진단이 확실했는지 잘 모르겠다. 재조직검사가 필요했던 것은 아닐까? 새로 시장이 되신 분의 진단도 다르지 않은 것 같으니 더욱 걱정이다. 암같이 치명적일 수 있는 질병은 진단이 불확실할 때 몇 번이고 조직검사를 하는 것이 종종 있는 일이다. 환자들은 진단 과정이 길어질수록 답답해하고 화를 내기도 하지만 여기서 어긋나면 이후의 모든 치료 과정이 어그러지고 결국 손해를 입는 것은 환자라는 것을 의사는 알고 있다. 유능한 의사는 신중한 의사다. 두 번째 의문. “그런데 3기면 나 혼자 살리는 건 아닌데…?” 암마다 다르지만 폐암, 위암과 같이 비교적 흔한 암의 3기는 수술 이외의 다른 치료 방법이 필요하다. 수술로 눈에 보이는 암은 제거할 수 있지만 눈에 보이지 않게 흩뿌려진 암세포가 재발을 일으킬 위험이 높은 단계가 3기다. 재발을 막기 위해 수술 전후로 항암제가 대개 추가되고, 종종 방사선치료도 해야 한다. 진단을 제대로 해 줄 영상의학과, 병리과 의사가 필요하고 암환자 간호에 능숙한 전문간호팀도 필수적이다. 이런 여러 영역의 치료 방법을 동원해 최적의 결과를 내기 위한 접근 방식을 ‘다학제적 진료’라고 한다. 이럴 때 의사들은 “이 환자를 내가 살렸다”고 하지 않는다. “우리 팀이 살렸다”고 한다. 의사 한 명이 유능해도 그 팀이 변변치 못하면 암 치료는 좋은 결과를 낼 수 없다. 아마 그가 낙선한 것은 그 자신보다는 그의 팀을 믿지 못한 시민들의 선택이었다고 봐야 할 것 같다. 세 번째 의문. “4기 환자들은 어떻게 생각할까…?” 종양내과 의사들은 대개 3기와 4기 암환자들을 진료한다. 3기는 치료 후유증으로 힘들어하지만, 4기는 암 자체로 힘들어한다. 고통의 차원이 다르다. 사실 요즘 효과적인 면역항암제, 표적항암제의 등장으로 4기 암환자들은 수년에서 십수년을 사는 경우도 있다. 그러나 4기 암환자가 겪는 신체적 불편 그리고 심리적인 위축과 슬픔은 어느 누구도 위로하거나 완화해 주기 어려운 종류의 것이다. 그럼에도 불구하고 그들은 자신이 여전히 살아 있고 가치 있는 인간이라는 것을 증명하기 위해 안간힘을 쓴다. 아픔을 말하고 인정받으며 이것도 역시 삶이라는 것을 말하고 싶어 한다. 그런데 ‘3기 암환자 신세’라는 말은 ‘그럼 4기는 과연 어떤 신세란 말이냐’는 의문을 떠올리게 한다. 죽음과 삶, 고통과 회복, 절망과 희망이라는 이분법적 사고의 틀 안에서 질병과 함께 살아가는 사람들은 설 곳이 없다.

심하게 굽은 허리로 휠체어에 의지하는 모습으로 큰 충격을 줬던 국민 마라토너 이봉주(51)씨가 1년 넘게 투병 중인 난치병의 원인을 찾았다고 밝혔다. 이씨는 지난 24일 유튜브 채널 ‘런코리아’에 출연해 “최근에 원인을 어느 정도 찾았다”고 말했다. 그는 “아직 100% 확실하지는 않다”면서도 “척추 6, 7번 쪽에 생긴 낭종이 신경을 눌러서 그게 원인이 될 수 있다”고 설명했다. 이에 진행자는 이봉주의 흉추 사진과 함께 “흉추 6번과 7번 사이 신경조직이 가늘어져 있는 걸 볼 수 있다”고 했다. 이씨는 지난해 1월 본인 의지와 상관없는 지속적인 근육 수축이 발생하는 근육 긴장 이상증의 발병 이후, 원인 모를 복부 경련과 함께 허리를 제대로 펴지 못해 일상 생활에 어려움을 겪고 있다. 그는 치료 방법에 대해서는 “수술을 하는 쪽과 수술을 하지 않고 치료하는 쪽”이 있다고 밝히며 수술 후유증을 고려해 “최대한 수술을 하지 않고 고칠 수 있는 방안을 찾고 있다”고 설명했다. 1년 넘게 투병 중인 그는 “하루빨리 고치고 싶은 생각이 있지만 신경 쪽이다 보니 예민하다”며 “그렇기 때문에 더 고민을 해보고 수술을 하지 않고 나을 수 있는 방법을 좀 더 찾아봐야 하지 않겠나”라고 했다. 영상에 따르면 병의 원인으로 추정되는 낭종을 제거하기 위해서는 현미경 시술이 필요하다고 한다. 현미경 시술은 1.5㎝ 정도의 구멍을 척추에 뚫고 그 구멍 안으로 현미경이 들어가 진행된다. 이씨는 “바늘만 넣어서 하는 수술이 아니라 살을 째야 하기 때문에 조금 무섭긴 하다”며 심경을 밝혔다. 하지만 원인으로 지적된 척추 낭종과 복근 경련의 직접적인 인과관계가 불분명하고 관련 논문이나 학계에 보고된 사례도 거의 없어 함부로 단정하기는 어려운 상황이라고 유튜브 영상은 설명했다. 이씨는 최근 몸 상태에 대해서 “전에는 누워서 잠도 잘 못 잤지만 요즘은 잠도 잘 자고 조금씩 펴지는 느낌이 있는 것 같다”며 “한 번씩 허리가 펴지는 것은 오래가지는 않는다”고 전했다. 이씨는 1996년 제26회 애틀랜타 올림픽 마라톤 은메달, 1998년 방콕 아시안게임 마라톤 금메달, 2001년 제105회 보스턴 마라톤 우승 등을 거둔 세계적 선수다. 올림픽 금메달과는 인연을 맺지 못했지만, 2009년 은퇴 이후 각종 방송에서 수더분한 매력을 보여줬다. 윤창수 기자 geo@seoul.co.kr

부동산 시장 불법행위를 상시 단속하는 ‘부동산거래분석기획단’이 이르면 다음달 6일 출범한다. 임대차 시장을 관리하는 주택임대차지원팀도 신설된다. 국토교통부는 이같은 내용을 담은 국토교통부와 그 소속기관 직제 시행규칙 개정안을 입법예고했다고 26일 밝혔다. 개정안은 다음달 6일 공포돼 시행될 예정이다. 부동산거래분석기획단은 토지정책관 아래에 신설된다. 정원(23명)이 정해진 정규조직으로 2년간 운영한 후 연장 여부를 결정하는 한시조직이다. 부동산시장불법행위대응반은 정원이 확보되지 않은 임시조직이었고 지난달 말 기한이 끝나 해체됐다. 기획단은 경찰과 국세청, 금융위원회, 행정안전부에서 9명의 인력을 정식으로 파견받아 운영된다. 법인 등이 동원된 집단적 거래 등 부동산 이상 거래를 분석하고 다운계약, 편법증여, 청약통장 거래 등 각종 부동산 불법행위에 대한 조사를 한다. 한국토지주택공사(LH) 직원 등 공직자의 3기 신도시 투기 사건을 계기로 기획단과 별도의 ‘부동산거래분석원’ 설립도 추진되고 있다. 분석원은 국토부 바깥에 별도로 만들어지는 조직으로, 부동산 투기와 관련된 모든 편법 불법 행위에 대한 모니터링과 수사를 맡게 된다. 주택임대차지원팀은 임대차 시장 관리를 담당하며 주택정책관 아래에 둔다. 주택 임대차 시장 관련 정책을 발굴하고 주택임대차보호법을 관리하는 역할을 한다. 2023년 9월 30일까지 운영된다. 당장 임대차3법 중 올 6월 시행되는 전월세신고제의 원활한 정착을 위한 정책 시행에 주력할 예정이다. 세종 류찬희 선임기자 chani@seoul.co.kr

십수 년 전 일이다. 결혼 전 아내가 부동산 중개 사기를 당했다. 원룸 전세를 살았다. 부동산 중개업자가 아내와 전세 계약을 맺어 놓고 집주인에게는 월세 계약을 했다고 전했다. 수개월 동안 몰랐다. 그러다 사달이 났다. 피해를 입은 세입자와 집주인이 한두 명이 아니었다. 여러 건물 수백 가구가 얽혔다. 청년 가구가 많았던 것으로 기억한다. 해외까지 달아났던 업자가 붙잡혀 왔으나 수중에는 아무것도 없었다. 아내는 전세금을 떼일까 봐 계약 기간이 지난 뒤에도 사고가 난 원룸에서 버텨야 했다. 세입자와 집주인, 세입자와 중개사협회가 얽혀 소송전이 이어졌다. 세입자 중에는 당장의 대학 진학을 포기하거나 유학을 가지 못하게 된 경우도 있었다. 우리는 결혼을 미뤄야 했다. 전세금을 결혼 준비에 보탤 요량이었기 때문이었다. 결혼 후에도 소송전은 지난하게 이어졌다. 아내는 ‘원고8’이었다. 터널을 빠져나오기까지 꽤 시간이 걸렸다. 부동산 중개 사기는 당시 큰 이슈였다. 여기저기서 터졌다. 우리 사회에서 영원히 추방되면 좋으련만 안타깝게도 사회 약자를 울리는 비열한 일은 여전히 반복되고 있다. 최근 아내의 직장 후배가 부동산 중개 사기에 휘말려 반전세 보증금을 찾을 수 있을지 노심초사하고 있다는 이야기를 들었다. 세부적인 내용이 조금 다르기는 하지만 양태는 아내가 겪었던 사건과 별반 큰 차이가 없었다. 피해가 제대로 회복되지 않는다면 그 규모는 과거 사건보다 더 클 것으로 보인다. 강산이 절반 정도 변할 시간이 지났는데 사회는 정말 바뀐 게 없다는 생각이 들었다. 비슷한 피해가 반복되지 않도록 문제가 발생했을 때 제도적인 대책을 단단히 마련했다면 어땠을까. 약자의 눈물을 미리 막지 못하고 있다는 안타까움이 엄습한다. 다단계 사기 사건도 일어날 때마다 단군 이래 최대 규모 사건이라는 변죽만 울리고는 또다시 발생하는 상황을 자주 목도한다. 그저 알아서 조심하는 게 상책이라면 부동산 중개 사기 사건도 다람쥐 쳇바퀴 돌 듯 반복될 것 같다. 요즘 스포츠계에서는 학교폭력 미투가 끊이지 않고 있다. 가깝게는 수년 전 사건부터 멀게는 10년, 20년, 30년 전 일까지 거슬러 올라가며 스포츠계를 뒤흔들고 있다. 사실 스포츠계 학교폭력은 학원 스포츠만 따로 떼어 놓고 현미경으로 들여다본다고 해서 근본적인 해결책을 마련하기가 쉬운 것은 아니다. 우리 사회의 교육 제도, 입시 제도 등과 맞물려 있는 데다 더 크게는 무한 경쟁으로 치닫는 시대가 낳은 산물이기 때문이다. 그러나 분명한 것은 10년, 20년, 30년 뒤에도 같은 상황이 반복돼서는 안 된다는 점이다. 지금도 그 어느 곳에서 일어나고 있을지 모르는 스포츠계 학교폭력을 막고 우리 사회에 발을 붙이지 못하게 만들지 못한다면 앞으로 더 막대한 사회적 비용을 치르게 된다는 것은 분명한 일이다. 얼마 전 스포츠윤리센터 이사장이 사임했다. 지난해 8월 고 최숙현 선수 사건으로 온 사회가 들끓던 상황에서 스포츠윤리센터가 출범한 지 7개월 남짓 만이다. 그가 남긴 사임사대로라면 스포츠계 폭력과 비위를 뿌리 뽑을 첨병이라던 센터는 본연의 임무인 사건 조사를 담당할 전문 인력조차 제대로 갖추지 못한 채 간판을 달았다. 수개월이 지나도 그 구조적인 한계는 별반 나아지지 않았던 것으로 보인다. 과연 스포츠계 인권 침해를 발본색원할 수 있을지 의구심을 갖게 된 대목이다. 정부가 뒤늦게 센터의 조사 역량을 강화하기 위해 재출범 차원의 조직 재정비를 지원한다고 한다. 늦었지만 더 늦어지는 것보다는 낫다. 다행한 일이지만 한편으로는 끝까지 지켜볼 일이기도 하다. 이번만은 제발 ‘제대로’였으면 좋겠다. icarus@seoul.co.kr

코로나19는 전자 현미경으로만 볼 수 있는 작은 바이러스의 파괴적인 위력을 생생하게 증명했습니다. 사실 코로나19 같은 신종 전염병 유행은 많은 과학자가 이전부터 경고해왔던 것입니다. 하지만 오래된 병원균이라고 해서 안전한 것은 아닙니다. 코로나19처럼 인류를 위협하고 있는 문제가 우리가 사용하는 거의 모든 항생제에 내성을 지닌 슈퍼 박테리아입니다. 20세기 의학의 가장 큰 성과는 백신과 항생제의 개발 및 보급이라고 해도 과언이 아닐 것입니다. 세균 감염으로 죽는 사람의 숫자가 크게 줄어들면서 평균 수명이 늘어난 것은 물론 수술 후 감염으로 사망하거나 합병증이 생길 가능성이 낮아지면서 장기 이식을 포함해 여러 가지 치료법이 크게 발전했습니다. 20세기 이후 의학의 눈부신 발전은 많은 부분 항생제에 기댄 것이었습니다. 하지만 생물은 끊임없이 진화하기 마련입니다. 숫자가 많고 세대가 짧은 세균의 진화 속도는 매우 빨라 이미 20세기에 기존 항생제에 대한 내성을 지닌 세균이 다수 보고됐습니다. 물론 과학자들도 새로운 항생제를 만들어 재빨리 여기 대응했으나 새로운 항생제 개발 속도는 더딘 반면 내성 발현 속도는 갈수록 빨라졌습니다. 현재와 같은 추세라면 2050년에는 1000만 명이 항생제 내성균으로 사망할 수 있다는 암울한 전망까지 나오는 상황입니다. IBM 왓슨 연구소 파엘 다스가 이끄는 연구팀은 인공지능을 통해 기존의 연구 방법으로는 상상할 수 없을 만큼 빠른 속도로 새로운 항생 물질을 찾아내는 데 도전했습니다. 이를 위해 연구팀은 첫 단계로 심층 생성 오토인코더(deep generative autoencoder) 기법을 통해 항생 능력을 지닌 펩타이드(peptide)를 학습하고 데이터를 수집했습니다. 그리고 두 번째 단계로 CLaSS(Controlled Latent attribute Space Sampling)라는 방법을 통해 항생 능력을 지닌 펩타이드 후보군을 9만 개나 만들어냈습니다. 하지만 박테리아를 죽이는 능력이 있다고 해서 바로 항생제로 개발이 가능한 것은 아닙니다. 인체에도 해로운 물질이라면 아무리 효과가 좋아도 약물로 사용할 수 없습니다. 따라서 마지막 단계로 딥러닝 기반의 분류 알고리즘을 이용해서 인간에게 독성이 있거나 항생 효과가 떨어질 것으로 예상되는 후보를 탈락시켰습니다. 3일에 걸친 인공지능 연산 끝에 연구팀은 20개의 후보 물질을 선발할 수 있었습니다. 연구팀은 이 후보 물질을 48일간 테스트한 후 두 가지 물질이 특히 유망한 항생제 후보라는 사실을 확인했습니다. 이 항생 후보 물질은 실험실 환경에서 그람 음성 및 양성균에 대한 광범위한 효능을 지녔으며 여러 약물에 내성을 지닌 폐렴간균(Klebsiella pneumoniae)과 대장균을 억제하는 데 효과적이었습니다. 쥐를 이용한 동물 실험에서도 낮은 독성이 확인됐습니다. 내성균에 효과적인 항생제 신약의 가능성을 보여준 것입니다. 이 연구는 저널 '네이처'에 발표됐습니다. 물론 후보 물질을 찾았다는 것은 신약 개발에서 아직 초기 단계라는 이야기입니다. 실제 사람에서 임상시험을 하기 위해서는 까다로운 안전성 테스트와 엄격한 임상시험 기준을 통과해야 합니다. 그리고 많은 시간과 비용을 들여 임상시험을 진행해도 성공하는 약물은 소수에 지나지 않습니다. 하지만 자연 물질 가운데 새로운 항생제 후보를 찾는 대신 인공지능을 통해 훨씬 빠르게 항생 물질을 찾아낼 수 있다면 항생제 개발 속도가 획기적으로 빨라질 가능성이 있습니다. 어쩌면 인공지능에 수많은 생명을 구할 수 있는 잠재력이 숨어 있을지도 모르는 것입니다. 인공지능이 일부의 우려처럼 인류를 위협하는 신기술이 아니라 인류를 치명적인 질병에서 도울 수 있는 든든한 조력자가 될 수 있을지 앞으로 후속 연구 결과를 지켜봐야 할 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

말라리아 원충(Plasmodium)은 일반적인 사람 세포 부피의 1/50에 불과한 작은 생명체이지만, 그래도 박테리아가 아닌 기생충으로 분류한다. 크기는 박테리아보다 조금 더 클 뿐이지만, 내부에 세포 핵과 소기관을 갖춘 진핵생물이기 때문이다. 말라리아 원충은 단세포 동물로 형태를 바꿔가며 모기와 사람을 통해 숙주에서 숙주로 전파된다. 말라리아 치료제 개발에도 불구하고 아직도 세계적으로 매년 40만 명이 사망하는 무서운 기생충 감염병이다. 그런데 단세포 생물인 말라리아 역시 몸의 지탱하고 형태를 유지하기 위해서 골격을 갖고 있다. 뼈나 연골이 있는 건 아니지만, 대신 세포 골격(cytoskeleton)을 통해 몸의 형태를 유지하는 것이다. 말라리아 원충은 모기와 사람의 체내에서 다양한 세포와 장기를 이동하기 때문에 목적에 맞는 형태를 유지해야 한다. 따라서 세포 골격 생성을 방해할 수 있다면 말라리아 원충의 생존과 증식을 효과적으로 방해할 수 있다. 스위스 제네바 대학 연구팀은 말라리아가 모기 체내에 있을 때 중간 단계 중 하나인 오키네트(ookinete) 상태의 세포 골격의 모습을 연구했다. 보통 세포 골격 같은 미세 구조를 관찰할 때는 전자 현미경을 사용하는 경우가 많으나 연구팀은 세포 전체의 골격 구조를 더 입체적으로 확인하기 위해 팽창 현미경(expansion microscopy) 기술을 사용했다. 팽창 현미경은 최근 개발된 세포 관찰 기술로 다른 현미경과 달리 샘플 자체의 크기를 키워 대상을 상세히 관찰한다. 원리는 간단하다. 관찰하고자 하는 대상에 특수 중합체 겔(polymer gel)을 결합시킨 후 이를 물리적으로 팽창시키는 것이다. 따라서 원하는 구조만 염색해 선택적으로 팽창시킬 수 있다. 연구팀이 선택한 물질은 말라리아 오키네트가 원추형 형태를 유지하는 데 중요한 튜불린 (tubulin)이라는 단백질이다. 튜불린 염색 팽창 현미경을 통해 연구팀은 마치 바나나 같은 말라리아 원충의 모습과 이를 지탱하는 세포 골격 구조를 확인했다. (사진) 매년 말라리아로 많은 사람이 사망하지만, 말라리아 신약 개발은 상대적으로 더디다. 여기에 항생제와 마찬가지로 항말라리아제에 대해서 내성을 지닌 말라리아 원충이 등장하면서 말라리아의 위험성은 점점 커지고 있다. 이런 기초 연구를 통해 바로 새로운 치료제가 개발되는 것은 아니지만, 말라리아 원충에 대한 이해도가 높아질수록 새로운 돌파구를 찾을 수 있는 가능성도 커질 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

매년 수많은 사람을 죽음에 이르게 하는 치명적인 기생충 감염병인 말라리아가 생각보다 훨씬 더 오래 전부터 인류를 괴롭혀 왔다는 증거를 과학자들이 발견했다. 뉴질랜드 오타고대 등 국제연구진은 베트남에서 발굴된 약 7000년 전 수렵채집인들의 뼈에서 말라리아로부터 고통받았다는 점을 시사하는 유전적 변이를 발견했다. 이는 농업의 도입으로 말라리아가 늘었다는 기존 생각보다 훨씬 더 오래 전부터 인류가 이 질병과 싸워왔음을 보여주는 것이다. 말라리아는 모기를 매개로 하는 기생충에 의해 발생하므로 습지나 늪 또는 열대우림 지역에서 쉽게 확산한다. 일반적인 증상은 고열과 피로, 두통 그리고 구토 등이 있지만, 혼수상태나 죽음에 이르기도 한다. 세계보건기구(WHO)에 따르면, 말라리아는 여전히 세계적인 건강 문제로 올해에만 2억2900만 명의 발병 사례가 나타날 것으로 추정된다. 매년 40만 명이 넘는 말라리아 환자가 사망에 이르는데 그중 3분의 2는 5세 미만 아동이다. 사람에게 말라리아를 걸리게 하는 치명적인 기생충인 열대열말라리아원충은 약 5만 년 전부터 존재한 것으로 추정된다. 하지만 과학자들은 오랫동안 인류가 수렵채집자에서 농부로 전향할 때부터 이 질병이 인간에게 위협이 돼 왔다고 믿어왔다. 사람들이 관개 농업이나 화전 농업으로 정착 생활을 시작하면서 감염을 매개로 하는 모기가 번식할 수 있는 물 웅덩이가 만들어졌다. 농업은 약 1만2000년 전 중동 지역에서 시작됐지만, 동남아시아 일부 지역에서는 그 시기가 그후로도 몇천 년간 늦춰졌다.말라리아는 고고학 기록에 남아있지 않다. 하지만 연구진은 2015년 현미경 검사 등 정밀 연구를 통해 이 고대인들의 뼈 변화가 종종 치명적인 유전성 용혈질환인 지중해빈혈과 관계가 있는 비정상적 다공성을 보여준다는 것을 알아냈다. 하지만 지중해빈혈은 비교적 가벼운 형태에서 실제로 말라리아에 관한 어느 정도의 예방 효과를 줄 수 있다. 이에 따라 말라리아에 관한 적응적 대응으로 인간에게 확산됐다고 생각된다. 이는 농업이 이 지역에서 확산하기 훨씬 전인 7000년 전부터 현지인들이 말라리아로 고통을 받아왔다는 것을 시사한다. 생물인류학자 멜라드리 브로크 박사는 “우리 연구는 적어도 동남아시아 지역에서는 말라리아가 농업이 확산하기 이전부터 현지인들에게 위협이었다는 점을 보여준다. 말라리아 모기는 동남아 숲 어디서나 볼 수 있어 물 웅덩이가 필요하지 않기 때문”이라고 설명했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

4700만 년 전 지구상에 서식했던 파리의 화석이 독일에서 발견됐다. 지금까지 큰 주목을 받지 못했던 파리의 새로운 ‘능력’을 입증할 수 있는 자료가 될 것으로 보인다. 오스트리아 빈대학 식물학 연구진에 따르면 독일 프랑크푸르트 인근의 버려진 채석장에서 발견된 이 화석은 4700만 년 전 당시 꽃가루를 운반하다 죽은 것으로 추정되는 파리의 것으로 확인됐다. 연구진은 미세 현미경을 통해 고대 파리의 위장에서 상당량의 꽃가루를 발견했으며, 이는 고대 파리가 아열대 식물의 포자를 섭취하거나 이를 운반하는 역할을 했다는 것을 보여주는 최초의 직접적인 근거로 꼽힌다고 설명했다.이번 파리 화석의 장과 위 부위에서는 물버들(물가에서 자라는 버드나무) 등 식물군 4종에서 나온 꽃가루의 흔적이 발견됐다. 이를 통해 고대 파리는 고대 호수의 숲 가장자리에서 서식했던 것으로 추정됐다. 또 파리의 복부와 가슴부분에서 긴 털을 확인했는데, 연구진은 이 털에서 꽃가루를 발견하지는 못했지만 파리가 이 꽃에서 저 꽃으로 튕겨져 날아가면서도 꽃가루를 옮기는데 역할을 했다는 것을 시사한다고 설명했다. 일반적으로 꽃가루를 옮기는 매개자로 새나 벌, 나비 등을 떠올리지만, 파리 역시 다른 곤충과 마찬가지로 꽃가루 매개자로서 매우 중요한 역할을 한다. 특히 코 역할을 하는 혀 모양의 구조가 꽃가루를 운반하는데 도움을 준다.연구진은 “여러 가지 식물이 분포하고 퍼져나가는데 있어 꽃가루 분산이 매우 중요했으며, 이 화석은 파리가 해당 역할을 했다는 사실을 입증하는 자료”라면서 “4700만 년 전 당시에는 꿀벌 등보다 파리가 꽃가루 매개자로서의 역할에 더욱 충실했을 것”이라고 설명했다. 이어 “이번 발견은 열대 환경에서 꽃을 찾는 파리가 수분을 하는 꿀벌만큼이나 중요할 수 있다는 오래된 가설을 뒷받침한다”면서 “고대 파리의 배 속에서 꽃가루를 발견했다는 사실은 쥐라기 시대까지 거슬러 올라가 곤충이 매우 중요한 역할을 수행했다는 것을 알 수 있다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 세계적 학술지 ‘셀’의 자매지인 커런트 바이올로지 최신호에 실렸다.  송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

우리가 눈으로 세상을 보는 건 카메라 원리와 흡사하다. 카메라 렌즈가 깨끗해야 선명한 사진을 찍을 수 있는 것처럼 사람도 눈 속에 있는 렌즈, 즉 수정체가 투명해야 한다. 하지만 단백질로 이뤄진 수정체가 투명성을 잃고 혼탁해지면서 뿌옇거나 흐리게 보이게 되고 심하면 시력을 잃을 수도 있다. 수정체가 혼탁해지는 것을 백내장이라고 부른다. 수정체 혼탁 정도가 아주 심해지면 동공 사이로 하얗게 변한 수정체가 육안으로도 비쳐 보이는 데서 백(白)내장이라는 용어가 생겨났다. 성경림 서울아산병원 안과 교수는 2일 “백내장이 생기는 가장 흔한 원인은 노화”라면서 “나이가 들수록 수정체가 딱딱해지고 투명성을 잃게 된다. 그 외에 당뇨 등의 대사성 질환, 외상, 스테로이드 사용, 자외선, 방사선 등이 원인이 된다”고 설명했다. 배형원 세브란스병원 안과 교수는 “엄격히 말해 백내장은 질환이라기보다는 노화의 일부”라며 “시간 차이가 있을 뿐 누구도 피할 수 없는 노화 현상으로 봐야 한다”고 말했다. ●수정체는 신경·혈관 없어 통증 못 느껴 세계에서 가장 빠른 속도로 초고령화 사회에 진입하는 한국에서 백내장은 이제 아주 흔한 일이 돼 가고 있다. 2019년 기준 한국인이 가장 많이 받은 수술이 백내장이었다. 국민건강보험공단이 펴낸 ‘2019년 주요 수술 통계연보’ 자료를 보면 백내장 수술 횟수는 68만 9919건이나 된다. 척추 수술(18만건), 치핵 수술(17만건), 제왕절개 수술(15만건)과 비교가 안 될 정도다. 수술을 받은 환자도 백내장 수술은 척추 수술(17만명), 치핵 수술(16만명), 제왕절개 수술(15만명)보다 많은 45만명이었다. 인구 10만명당 수술 환자는 868명이었고, 2015년 이후 연도별 증가율 역시 8.8%나 된다. 특히 연령별로 나눠 보면 50대 이상에서 가장 많이 받는 수술이 백내장 수술이다. 백내장 진단은 먼저 시력검사를 한 뒤 현미경으로 수정체가 혼탁해졌는지 확인하는 과정을 거친다. 수정체가 혼탁해지면 눈이 침침해지고 시야가 뿌옇게 변하게 되기 때문에 그런 증상이 나타나면 빨리 진찰을 받아야 한다. 수정체에는 혈관과 신경이 없기 때문에 백내장이 생겨도 통증, 충혈 등과 같은 다른 증상은 없다. 일단 백내장을 확인하면 수술이 유일한 치료 방법이다. 항산화작용을 돕는 안약이 있기는 하지만 발병 후에는 효과가 없다. 성 교수는 “백내장 수술이 많을 수밖에 없는 이유 가운데 하나는 혼탁해진 수정체는 약물 등으로 다시 맑아지지 않기 때문”이라면서 “혼탁의 정도가 심각해 시력이 떨어지고 일상생활에 불편을 초래할 정도면 수술을 받는 게 좋다”고 권고했다. ●‘성공률 95%’ 수술이 유일한 치료방법 물론 백내장이라고 해서 모두 하루빨리 수술을 받아야 하는 건 아니다. 인공수정체보다는 어쨌든 자기 몸에 있는 수정체를 사용하는 게 좋기 때문이다. 일부 합병증을 동반한 경우가 아니라면 백내장 수술은 본인이 백내장으로 인해 시력 증상에 불편감을 느낄 때 받는 것이 좋다. 하지만 수술이 늦어질수록 수술 난도가 높아지고 회복 기간도 길어질 수 있음을 감안해야 하기 때문에 적절한 치료 시점을 의사와 반드시 상의해야 한다. 변용수 가톨릭대 서울성모병원 안과 교수는 “수술법이 발달하지 못한 과거에는 회복이 더디고 합병증도 많아서 아주 심한 백내장만을 수술 대상으로 삼았다”며 “최근에는 의학 발달로 시력 저하가 뚜렷하지 않더라도 녹내장이나 기타 안질환의 치료 및 예방 목적으로 백내장 수술을 신속히 시행해야 하는 경우도 있다”고 설명했다. 백내장 수술은 초음파 기계를 사용해 수정체를 제거한 뒤 인공수정체를 삽입하는 방식이다. 안경알이 두께에 따라 여러 도수가 있듯이 인공수정체도 수술받는 사람의 필요에 따라 가까운 곳 또는 먼 곳이 잘 보이도록 도수를 선택해 눈 안에 삽입한다. 난시가 심한 경우 난시 교정 렌즈, 노안 교정도 함께 원할 경우 다초점렌즈를 인공수정체로 삽입하기도 하지만 장단점이 있어 의사와 상의한 뒤 결정해야 한다. 백내장 수술 관련 의학 기술은 최근 수십년간 크게 발전했다. 20년 전만 해도 수술할 때 눈을 10㎜ 절개했지만 지금은 2~3㎜만 절개하고도 수술이 가능해졌다. 수술 성공률은 95% 이상이며, 수술 후 발생하는 가장 심각한 합병증 가운데 하나인 안내염은 빈도가 0.1% 정도다. ●수술 위해 입원~퇴원 기간 평균 1.1일 백내장 수술을 위해 입원한 뒤 퇴원까지 걸리는 기간은 평균 1.1일이다. 거의 입원을 필요로 하지 않는 셈이다. 회복도 빠른 편이다. 다만 감염과 외상을 조심해야 한다. 눈 속에 균이 들어가 발생하는 안내염은 매우 드물긴 하지만 심각한 합병증이 생길 수 있기 때문에 주의해야 한다. 눈을 비비거나 부딪히면 인공수정체 탈구 등의 문제가 발생할 수 있어 과격한 움직임을 피하고 다치지 않도록 조심해야 한다. 수술 후 대략 1주일 정도 물이 들어가지 않도록 해야 한다. 백내장을 완전하게 예방하는 것은 사실 불가능하다. 하지만 백내장을 진행시키는 인자를 조절하는 건 도움이 될 수 있다. 외상, 눈염증 질환, 장기간 스테로이드 제제 사용, 자외선 과다 노출, 지나친 흡연도 백내장 진행을 촉진시킬 수 있는 인자다. 따라서 과도한 자외선 노출을 피하며 당뇨가 있는 경우 당뇨 조절을 잘하고 금연을 하는 것이 좋다. 정기적으로 안과 검진을 받는 것도 필수다. 많은 사람이 노안과 백내장을 오해하지만 둘은 전혀 다르다. 안성준 한양대병원 안과 교수는 “노안은 수정체가 딱딱해지고 탄력이 감소하면서 가까운 물체를 보는 능력에 장애가 생기는 것이라면 백내장은 수정체의 혼탁 때문에 멀리 보는 것도 뿌옇고 가까이 있는 글씨도 돋보기를 써도 잘 보이지 않는 것이라고 할 수 있다”고 설명했다. 강국진 기자 betulo@seoul.co.kr

SF 영화 속 캐릭터인 울버린처럼 미 공군이 병사들이 부상을 입었을 때 빠르게 치유할 수 있는 기술을 개발하고 있다. 영국 일간 데일리메일 19일자 보도에 따르면, 미 공군과학연구소(AFOSR)는 미시간대 연구진과 협력해 전투 중 입은 상처와 화상 그리고 기타 부상을 인체의 자연적인 상처 치유 속도보다 5배 빠르게 치료하는 ‘세포 재프로그래밍’(cellular reprogramming)을 연구하고 있다. 세포 재프로그래밍의 과정은 세포의 분열 및 성장, 세포의 이동 및 조직과 같은 활동을 제어하기 위해 다른 유전자들을 멈추게 하는 전사 인자라고 불리는 단백질을 사용해 유전체(게놈)를 수정한다. 전사 인자 단백질은 상처에 직접 뿌리는 분무식 붕대를 통해 투여할 수 있어 외부로 노출된 근육 세포의 상처 표면을 덮는 피부 세포로 변환해 더 빨리 치유할 수 있게 해준다.연구를 주도한 미시간대의 계산의학생물정보학과 부교수이자 수학과 부교수인 인디카 라자파크세 박사는 이 프로젝트를 위해 ‘라이브 셀 이미징 현미경’을 사용하고 있다. 이 기술을 통해 연구진은 세포의 내부를 고해상도로 볼 수 있어 상처의 치유 과정을 더 잘 이해할 수 있다. 라자파크세 박사는 “미국에는 다른 국가들과 달리 과학을 인간에 적용하고 의학의 중요한 요구를 충족할 수 있는 놀라운 기회가 있다”면서 “우리는 이를 수행할 자원이 있고 이를 최대한 활용하는 것이 우리의 의무”라고 말했다. 유전자를 수정한 뒤에는 필요에 따라 다른 유형의 세포로 변하도록 염기서열을 작성할 수 있다. 예를 들어 한 병사가 근육이 드러난 부위에 부상을 입으면 근육 세포를 피부 세포로 재프로그래밍해서 상처를 빠르게 덮을 수 있다. 이 기술은 상처에 직접 전사 인자를 적용하는 분무식 붕대처럼 작용할 것이다. 연구진은 “이 방식은 노출된 심부 근육 세포의 표면을 피부 세포로 바꿀 것이며 이는 오늘날 피부 이식 수술보다 더 높은 치유 가능성을 의미할 것”이라고 말했다. 연구진은 정확한 전사 인자를 수학적으로 확인하고 전사 인자가 원하는 변화에 가장 잘 영향을 미칠 수 있는 세포 주기의 시점을 예측하기 위해 데이터 기반 알고리즘을 개발했다. 이때 라이브 셀 이미징 현미경은 알고리즘을 더욱더 개선하기 위한 데이터를 제공한다. 연구에 참여한 AFOSR의 프레더릭 레브 박사는 “수학이 그렇게 빨리, 그렇게 유망한 결과를 제공하는 사례는 드물다. 대개 기본적인 수학 연구가 기술에 적용할 수 있는 모델로 제작하는 기간은 보통 몇십 년이 걸린다”면서 “하지만 라자파세크 박사의 경우 거의 몇 년밖에 걸리지 않았다”고 말했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

DNA의 작은 고리들이 어떻게 하나의 세포 속에서 춤추듯 움직이는지를 보여주는 영상을 과학자들이 처음으로 만들었다. 영국 리즈대와 셰필드대 그리고 요크대 공동연구진은 DNA의 단일 분자를 역대 가장 높은 해상도로 촬영한 이미지를 기반으로 이와 같은 영상을 제작했다. 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 최신호에 실린 연구논문에 첨부된 이 영상은 세포 속 DNA가 어떤 형태들로 변할 수 있는지를 자세히 보여준다. 이는 첨단 원자현미경과 슈퍼컴퓨터의 시뮬레이션 기술을 결합해 가능한 것이다. 이전까지는 현미경만을 사용했기에 DNA의 정지된 이미지만을 볼 수 있었다.영상은 DNA의 상징적인 이중 나선 구조를 보여준다. 시뮬레이션 기술 덕분에 DNA 안에 있는 모든 원자의 위치와 그것들이 어떻게 뒤틀리고 휘어지는지를 고스란히 묘사한다. 이에 대해 연구진은 “DNA를 이런 방법으로 자세히 관찰할 수 있으면 새로운 유전자 치료법의 개발 속도를 높이는데 도움이 될 수 있다”고 밝혔다. 연구에 참여한 셰필드대학의 앨리스 핀 박사도 “직접 보면 안 믿을 수 없겠지만, DNA 만큼 작은 것으로는 DNA 분자 전체의 나선 구조를 보는 것은 매우 어려운 일”이라면서 “이 영상은 지금까지 본 적이 없는 자세한 수준으로 DNA의 꼬임을 관찰할 수 있게 해준다”고 덧붙였다.한편 인간의 세포 하나에는 길이 2m에 달하는 DNA가 다양한 모양으로 꼬여 있다. 흔히 초나선꼬임(supercoiling)이라고 부르는 이 과정은 고리 모양의 DNA가 유전체의 모든 곳에 존재하고 있다는 것을 의미한다. 사진=네이처 커뮤니케이션스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

서울과학기술대학교 MSDE학과 김관래 교수 연구팀(제1저자 양이준 연구원)이 원자힘현미경(Atomic Force Mciriscope·AFM)을 이용해 압전 나노선 소재의 크기에 따른 압전 성능을 평가하는 방법을 개발했다고 17일 밝혔다. 원자힘현미경에 부착된 미세한 탐침으로 산화아연 나노선을 구부릴 경우 전류가 감지되는 현상이 2006년 사이언스지에 발표되면서 산화아연 나노선의 압전효과가 처음으로 세상에 알려진 바 있다. 김관래 교수 연구팀은 약 100나노미터 크기의 직경을 가진 산화아연 나노선의 압전효과를 체계적인 방법으로 평가하기 위해 전도식 원자힘현미경(Conductive AFM)과 횡력 현미경(Lateral Force Microscope) 신호를 동시에 분석하는 연구를 시도했다. 두 현미경에서 얻은 신호들 간의 통계적 분석을 진행한 결과 산화아연 나노선의 종횡비가 증가할수록 적은 힘으로도 더 큰 전류를 얻을 수 있음이 증명됐다는 설명이다. 또한 이 과정에서 측정되는 전류가 산화아연의 압전효과뿐만 아니라 직경이 약 50나노미터인 탐침과 산화아연 표면의 접촉에 의한 마찰전기 효과에 의한 것임을 규명했다고 한다. 이번 연구에 대한 내용은 국제학술지 ‘네이처’ 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 2월 호에 게재됐다. 이 연구는 한국연구재단의 이공분야기초연구사업 기본연구(2019R1F1A1057944)의 지원을 받아 수행됐다. 서울비즈 biz@seoul.co.kr

눈송이가 녹아 물방울이 되는 과정을 역으로 보여주는 몽환적인 영상이 공개돼 화제다. 영국 일간 데일리메일은 12일(현지시간) 독일 사진작가 옌스가 제작한 물방울이 아름다운 눈송이 결정으로 얼어붙는 것 같은 모습을 담은 영상을 소개했다. 영상의 각 장면은 작은 물방울에서 고드름처럼 얼음 결정이 돋아나기 시작해 독특한 구조를 만들어낸다. 이는 매우 작은 물체를 실물 크기보다 훨씬 더 크게 보이게 하는 매크로 기법으로 제작됐다.　‘멜팅 스노플레이크스 인 리버스’(Melting Snowflakes in Reverse)라는 제목의 이 영상은 다섯 개의 서로 다르게 생긴 눈송이 결정이 녹아 마지막에 물방울이 되는 것을 반대로 재생한 것이다. 이를 통해 각 물방울이 얼어붙으면서 서로 다른 모양의 결정을 형성하는 것처럼 보이게 했다. 영상은 눈송이의 결정을 자세히 들여다볼 수 있게 해줄뿐만 아니라 각 결정의 모양이 저마다 다르다는 것을 보여준다.이런 결정은 독특하면서도 복잡해 보이지만 모두 같은 방식으로 만들어진다. 이는 적어도 0℃의 차가운 공기를 통해 이동하는 수증기로 시작해 결정으로 형성되기 시작한다. 하지만 각 눈송이의 모양에 중요한 역할을 하는 수증기 응축에는 두 가지 방법이 있다. 첫 번째 구조는 면체(facets)이라는 것으로 프리즘처럼 입체 모양의 평평한 면을 형성한다. 얼음 결정에서 형성되는 모양은 결정을 형성하는 분자 모양을 반영한다. 얼음의 결정 구조는 육면체이므로 얼음면 역시 육면체이다. 이는 눈송이의 대칭 중심이 되는 부분이기도 하다. 두 번째 구조는 중앙에서 뻗어나가는 멋진 나무 모양의 가지다. 이는 수증기가 처음 닿는 부분에 응축되기에 발생한다. 눈송이 표면에 작지만 튀어나온 부분이 있으면 증기는 더는 이동하지 않고 응축할 것이다. 이제 이 부분이 더 커지고 그 지점에서 수증기를 잡을 가능성이 훨씬 더 커진다. 이 과정이 반복돼 나뭇가지 모양을 형성하는 것이다.최근 또다른 사진작가 역시 눈송이 사진을 공유해 관심을 모은 바 있다. 이는 현미경을 합쳐 만든 DIY 카메라를 가지고 촬영한 고해상도 사진이다. 미국 과학자이자 발명가, 사진작가 그리고 마이크로소프트의 전 최고기술경영자인 네이선 미어볼드는 1년 6개월의 시간을 들여 눈송이의 미세한 결정 구조를 담아낼 수 있는 1억 화소 카메라를 만들었다. 그가 이 카메라를 이용해 눈송이 한 개를 초당 100프레임이라는 고속 연사를 통해 촬영한 뒤 영상으로 제작한 것으로 지름 몇십㎜에 불과한 눈송이의 다양한 모습을 보여준다. 사진=어나더 퍼스펙티브/유튜브 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

대학 총장, 병원장, CEO, 화가, 의사, 사회단체 대표, 연예인…. 누가 봐도 성공한 이들이다. 하지만 그들 역시 좌절과 분노, 열등감, 회한에 몸서리 치는 순간이 있었다. ‘세상은 맑음’은 바로 그런 순간들을 포착해 전하는 책이다. 29년 차 현역 언론인이 3년 가까운 기간 동안 만나서 인터뷰했던 각계 인사 22명의 삶의 이야기들을 책으로 엮었다. 류수노 한국방송통신대학교 총장은 ‘흙수저 신화’로 알려진 인물이다. 시골에서 중학교를 졸업하고 농사를 짓다, 뒤늦게 주경야독으로 고등학교 과정을 마치고 방송대에 진학한 자수성가의 전형이다. 저자는 “그에게선 폐목강심(閉目降心), 눈을 감고 마음을 가라앉히는 내공이 묻어난다”고 표현했다. 방귀희 한국장애예술인협회 회장은 우리나라 최초의 휠체어 장애인 대학생, 최초의 휠체어 방송인이다. 지체장애 1급인 그는 한 살 때 소아마비를 앓아 두 다리와 왼팔을 못 쓴다. 그나마 온전한 오른손조차 기능이 40%밖에 남지 않았다. 그런데도 그는 늘 웃는다. 편견과 차별 없는 사회를 만들기 위해 동분서주하면서도 웃음을 잃는 법은 없다. 시련을 이겨낸 미소는 이제 그의 심벌마크가 됐다. 웃음을 잃은 이들에게 웃음을 되찾아주는 이도 있다. 백롱민 분당서울대병원장이 바로 그다. 안면윤곽 수술 권위자인 그는 1996년부터 매년 베트남을 찾아 태어날 때부터 구순(입술이 갈라지는 병)이나 구개열(입천장이 갈라지는 병) 등의 얼굴 기형으로 웃음을 잃은 어린이들에게 24년째(취재 당시) 무료수술을 해주고 있다. 베트남 의료계에선 박항서 축구 감독보다 유명하다고 한다. 전문직업인의 봉사정신을 그에게서 본다. 아울러 ‘한 우물’ 인생의 경건함이 묻어나는 기생충학자 채종일 한국건강관리협회장, 과학계의 ‘유리천장’을 깬 김명자 전 환경부 장관, 2만 5000여 명에 달하는 국내외 선천성 심장병 어린이를 무료 치료하며 인술(仁術)을 실천해 온 박영관 세종병원 회장, 직업을 ‘밥벌이’로 수행하는 데 그치지 않고 예술과 융합시켜 현미경 사진, 엑스레이 아트라는 새 예술 장르를 개척한 김한겸 고려대 병리과 교수, 정태섭 가톨릭관동대 영상의학과 교수 등 많은 이들의 인생 이야기가 가슴을 먹먹하게 한다. 저자는 “인터뷰이로 만난 한 분 한 분이 모두 혼탁한 세상을 맑고 따뜻하게 하는 이들”이라며 “스스로 향기를 뿜으며 주변에 위안과 희망 주는 이들의 삶을 들여다보며 용기와 지혜를 얻기를 바란다”고 말했다. 박태해 지음/W미디어/231쪽/1만 4000원 손원천 기자 angler@seoul.co.kr

대한민국 건국 이래 가장 큰 기초과학 프로젝트는 한국형 중이온가속기 구축일 것이다. 대전 신동지역에 건설 중인 중이온가속기는 잠실종합운동장보다 큰 시설로 세포보다 훨씬 작은 원자핵을 연구해 자연의 비밀을 탐사하는 초대형 ‘현미경’이라고 할 수 있다. 잠실종합운동장에서 축구뿐만 아니라 다양한 육상경기를 하듯, 중이온가속기는 핵물리는 물론 응집물리, 의생명과학 등 다양한 연구를 할 수 있는 과학계의 종합운동장인 셈이다.이 사업이 예상보다 지연돼 향후 사업 방향에 대한 의견을 수렴하는 공청회가 지난주 열렸다. 토론에 참석한 패널들은 2011년 시작돼 1조 5000억원이 투입된 이 프로젝트의 올해 말 완공 목표를 수정해야 하는 이유와 성공적인 구축을 위한 다양한 의견을 제시했다. 사실 아무리 작은 과학 프로젝트라도 처음 예상한 기한과 예산에 맞춰 성공하는 경우는 많지 않다. 미리 결과를 알고 있다면 연구할 필요가 없기 때문에 우스갯소리로 ‘무엇을 하는지 잘 모르고 하는 것이 연구’라고도 한다. 특히 자연현상을 밝히는 첨단 연구는 성공을 확신할 수 없어 단지 과학적으로 실현 가능한 목표를 잡고 최선을 다할 뿐이다. 앨버트 마이컬슨이라는 미국의 실험물리학자는 빛을 매개한다고 알려졌던 물질 ‘에테르’를 검출하기 위해 거의 평생을 바쳤다. 실험기구와 실험방법을 바꾸어 가며 노력을 했지만 계속 실패하자 더 정밀한 검출기를 개발하기 위해 동료인 에드워드 몰리와 공동연구로 실험을 했다. 하지만 이 또한 실패로 끝났다. 마이컬슨은 실망했고, 빛의 속도는 방향에 상관없이 일정하며 에테르를 찾지 못했다는 결과를 발표했다. 본인조차 실패한 실험이라고 했는데, 이후 아인슈타인의 특수상대성이론과 다른 실험에 의해 에테르는 없다는 것이 밝혀졌다. 결국 마이컬슨ㆍ몰리 실험은 에테르의 부재를 증명한 실험이 됐고, ‘실패한 실험’ 덕분에 마이컬슨은 노벨상을 받은 첫 번째 미국인이라는 영광을 얻었다. 기초과학 선진국인 미국도 대형 과학프로젝트 추진 과정에서 많은 시행착오를 겪었다. 허블우주망원경도 당초 5년을 목표로 시작했으나 12년이 걸렸고, 예산 역시 약 4억 달러에서 47억 달러로 10배 이상 늘었다. 이보다 더 큰 문제는 우주궤도에 올린 후에야 심각한 거울의 결함을 발견했다는 사실이다. 이미 궤도에 올려버린 거울을 회수하는 것도 어려워 실패에 가까웠지만, 창의적인 해결책으로 3년 뒤 우주왕복선을 이용해 거울을 직접 수정·보완했다. 이렇게 탄생한 망원경은 30년이 지난 지금도 최고의 천문과학 기기가 돼 많은 연구 결과와 선명하고 아름다운 천체 사진을 선사하고 있다. 중이온가속기 구축 사업의 현재 어려운 상황은 필자를 포함한 연구자들과 정부 및 관련 기관들도 책임이 있을 수 있다. 돌이켜 보면 사업단의 어려움에 대한 더 많은 이해와 해결책을 함께 고민하지 못한 아쉬움이 있다. 사업단은 그동안 경험이 많지 않은 상태에서 각고의 노력을 했을 것으로 믿는다. 과학 프로젝트는 수많은 시도 속에서 경험과 기술이 쌓이고, 이를 바탕으로 더 창의적이고 적극적인 해결 방법을 얻게 된다. 중이온가속기 성공을 위해 지금 가장 중요한 것은 사업단의 뼈를 깎는 노력과 책임의식이다. 조금 늦게 가더라도 반드시 성공해야만 한다. 한국에는 중이온가속기가 꼭 필요하고, 세계적 수준의 기초과학 ‘종합운동장‘은 국민과의 약속이기 때문이다.

DGIST 기초학부 및 뉴바이올로지전공(겸직) 문대원 석좌교수와 뉴바이올로지전공 임희진 박사 연구팀이 살아있는 세포막의 분자 조성을 초고진공(ultra-high vacuum) 환경에서 왜곡 없이 시각화하는 질량분석 바이오 이미징 기술을 최초 개발했다. 이번 연구결과는 다양한 바이오 분자 정보를 왜곡 없이 이미징이 가능해 치매나 암과 같은 복잡한 질병 메커니즘 등을 규명하는데 크게 기여할 것으로 기대된다. 바이오 이미징 기술은 세포에서 일어나는 현상을 영상으로 볼 수 있게 만드는 기술이다. 질병의 조기 진단이나 신약개발 등에 필요한 핵심 기술로써 생명공학, 물리, 화학, 기계 전자와 같은 여러 분야의 융합이 필수적이다. 이 때문에 첨단 나노 이미징 분석을 위해 초고진공 환경에서 가속 전자빔 혹은 가속 이온빔을 이용한 전자 현미경이나 SIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry, 2차 이온 질량 분석) 분석법을 주로 적용한다. SIMS 분석법은 가속 이온을 이용해 주로 반도체 제조를 위한 극미량의 불순물 분석에 활용되는 기술인데, 분석 감도가 매우 높아 최근 바이오 이미징 기술에 적용하려는 연구가 활발하다. 현재 SIMS를 이용한 세포분석법은 용액에서 배양된 살아있는 세포를 화학적인 방법으로 고정화하거나 냉각한 후 건조 과정을 거쳐 초고진공 환경에서 분석하는 방식이다. 하지만 이 과정에서 세포의 고유한 분자 조성 및 분포 정보가 왜곡되는 등 정확한 분석을 하는데 어려움이 있어왔다. 이에 DGIST 문대원 교수 공동연구팀은 살아있는 상태의 세포막 분석이 가능하도록 세포를 배양하는 기판 하부에 세포 배양액을 보관하는 5마이크로리터(μl,100만분의 1리터) 부피의 미세 배양액 저장고와 1마이크로미터(μm,100만분의 1미터) 지름의 구멍 수천 개를 제작했다. 이를 콜라겐 바이오 분자 박막으로 덮어 세포의 부착 및 배양 과정을 용이하도록 했다. 배양된 세포는 살아있는 상태에서 단일층 그래핀으로 덮어 초고진공 환경에 도입했다. 단일층 그래핀은 물 분자가 새어 나올 수 없는 구조로써, 역학적으로도 강해 상온에서의 물 증기압을 이길 수 있다. 이 때문에 세포 배양 용액 내의 세포를 초고진공 환경에서 덮어 유지할 수 있었다. 이를 통해 연구팀은 살아있는 세포를 보호하면서 SIMS 분석법을 적용해 이미징 하는데 최초 성공했다. 연구팀의 이번 연구 결과는 반도체 공정 기술, 그래핀 나노 물질 기술, 세포 배양, SIMS 분석 기술, 일차원리 동역학 이론 계산과 같이 반도체 공학, 나노 재료 공학, 생물학, 표면화학, 이론화학 등 다양한 분야의 융복합 연구를 통해 수행된 점에서 의미가 크다. DGIST 문대원 석좌교수는 “최첨단 나노 이미징 기술로 살아있는 세포막의 다양한 분자 정보를 왜곡 없이 정확한 질량 분석 이미징으로 제공할 수 있게 됐다”며 “다양한 바이오 의료 분야 및 아니라 액체 상에서 일어나는 부식, 마모, 촉매 등 다양한 현상을 분자 및 원자 수준에서 이해하는데 획기적인 기반 기술이 될 것”이라고 밝혔다. 이번 연구는 DGIST 신물질과학전공 서대하 교수 연구팀의 세포 광학 이미징 연구와 에너지공학전공 장윤희 교수 연구팀의 이론 계산 연구를 통한 공동협력으로 수행했다. 연구 결과는 생명과학 및 화학분야 최고 권위 저널인 네이처 메소드(Nature Methods) (IF: 30.822)에 지난 4일자 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

많은 사람들은 인생의 황혼기인 노년을 존엄하고 행복하게 보내길 원한다. 행복한 노년을 위해서 필수요건은 다름 아닌 건강이다. 특히 다양한 요인으로 발생하는 치매는 서서히 기억을 잃게해 자신이 누구인지까지 망각하게 만들어 노인들이 가장 두려워하는 퇴행성 뇌질환이다. 국내 연구진이 치매의 주요 원인인 알츠하이머 발병 메커니즘을 새로 찾아내 주목받고 있다. 한국뇌연구원 신경회로연구그룹은 알츠하이머를 앓다 사망한 환자의 뇌조직과 유전자 변형으로 알츠하이머를 유발시킨 생쥐를 이용해 실험한 결과 뇌신경세포 시냅스의 단백질 중 하나인 ‘RAPGEF2’ 발현 이상이 알츠하이머 환자의 시냅스 손상을 일으키는 원인이라고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘신경병리학 및 응용신경생물학’에 실렸다. 치매 원인의 75%를 차지하고 있는 알츠하이머는 기억력 상실, 양극성장애, 언어장애, 운동장애, 망상 등에 시달리게 한다. 알츠하이머 원인에 대해 베타아밀로이드 단백질이나 타우 단백질이 뇌에 비정상적으로 침착되기 때문으로 알려져 있다. 베타아밀로이드 단백질 침착은 뇌신경세포 시냅스를 손상시켜 인지장애를 유발시키는 것으로 알려져 있지만 정확한 발병 메커니즘을 모르기 때문에 근본적인 치료도 불가능한 상황이다. 연구팀은 알츠하이머를 앓다가 사망한 환자의 뇌 조직과 유전자 변형을 통해 알츠하이머를 유발시킨 생쥐의 뇌를 분석한 결과 공통적으로 RAPGEF2라는 단백질이 비정상적으로 활성화돼 있다는 사실을 발견했다. 신경생물학적 방법으로 분석한 결과 베타아밀로이드 단백질이 RAPGEF2 단백질의 과발현을 촉진시키고 이것들이 다시 하위 신경경로를 활성화시켜 시냅스 손실과 손상을 가져온다는 것이다. 또 전자현미경 관찰과 행동분석을 통해 생쥐에게 RAPGEF2 단백질 발현을 억제시키면 베타아밀로이드 단백질이 늘어나더라도 시냅스의 감소를 막을 수 있을 뿐만 아니라 인지기능 손상도 차단된다는 것도 알아냈다. 이계주 박사(신경회로연구그룹장)는 “이번 연구는 알츠하이머 초기에 나타나는 신경세포 손상의 분자적 메커니즘을 규체적으로 규명했다는데 의미가 크다”라며 “알츠하이머 같이 시냅스 손상성 뇌질환의 새로운 치료법 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

무언가를 좋아한다는 것은 스스로가 루페와 현미경이 돼 대상의 전체가 아닌 부분을 세밀히 탐구하는 것이다. 대개 사람들은 길가에 보이는 식물을 훑어 보는 것으로 식물을 좋아하기 시작하고, 좀더 멀리 있는 수목원과 근교의 산을 갔다가, 훗날엔 더 깊은 숲을 향한다. 처음에 흥미를 느낀 건 식물계 전부였지만 시간이 지날수록 백합목, 수선화과, 갈란투스속까지 더 작고 세밀한 장르, 자신의 구체적인 식물 취향을 향해 간다.이맘때면 식물 애호가 중 갈란토필 또는 갈란토마니아라고 불리는 갈란투스 애호가이자 수집가의 활동이 활발해진다. 열정적인 갈란투스 애호가 E A 볼스가 ‘갈란토필’이란 용어를 처음 쓴 것으로 추정된다. 갈란투스란 스노드롭의 속명으로, 설강화라고도 불리는 새하얀 꽃잎의 겨울 꽃이다. 설강화는 빠르면 10월부터 이듬해 4월까지 꽃을 피우지만 제철은 1월과 2월이다. 바로 지금부터 설강화 생체를 사려는 애호가에 의해 원예시장이 휘청인다. 이들 사이에서 1~2월 카드값은 파멸의 길이란 말이 있을 정도다. 물론 설강화가 시들기 시작하는 3월이 되면 카드값은 제자리로 돌아온다. 내가 설강화를 유난히 좋아한다고는 할 수 없지만, 애호가의 마음을 어느 정도는 이해할 수 있다. 나 역시 매일 외국 경매 사이트에서 식물세밀화가 그려진 식물 고서를 찾아다니는 식물 고서 애호가이기 때문이다. 설강화 애호가는 식물 생체를 원하고, 나는 그림을 원한다는 차이뿐이다. 설강화는 그 어떤 식물보다 앙증맞고 귀엽고 투명하게 빛난다. 이들의 아름다움에 공감하면서도 유독 이 식물에 광기 어린 애정을 보이는 사람들이 많은 것이 늘 신기하면서도 이색적이었다. 세상에 설강화만큼 아름다운 식물은 많기 때문이다. 그렇게 설강화와 그 애호가를 오랫동안 지켜보면서 이제 그들의 사랑의 이유를 어느 정도는 이해할 수 있게 됐다. 설강화를 사랑할 수밖에 없는 가장 큰 이유는 한겨울에 꽃을 피운다는 것이다. 황량한 겨울 숲에 마음이 건조했던 사람들의 기대감 속에 꽃이 피어난다. 흰 눈밭을 뚫고 녹색 줄기와 방울 모양 꽃을 내놓는다는 건 우리에게 어떤 희망과 긍정의 상징이 되기도 한다. 갈란투스란 속명 역시 흰 우유를 의미하는 ‘갈라’에서 유래했다. 지난해 2월 교토부립식물원과 그 전해 겨울 영국 첼시피직가든에서 사람들이 가장 많이 모여 있던 곳은 설강화 밭이었다. 겨울 그 어떤 식물 장소를 가도 이들의 개화는 사람들에게 가장 주목받는 장면이다. 물론 설강화만이 겨울에 꽃을 피우는 건 아니다. 복수초와 시클라멘, 크로커스 등도 있는데, 유독 사람들이 설강화에 눈길을 돌리는 건 이 식물이 유난히 작고, 종마다의 형태적 차이가 아주 세밀하다는 것에 있다.원예가 찰스 크리슨은 정원에 대해 말하며 ‘진정한 아름다움은 디테일에 있다’고 했다. 한눈에 들어오는 큰 식물이 아무리 인상적이라도 시간이 지나면서 비로소 가치를 갖는 건 곳곳에 있는 작은 식물들이라는 것이다. 설강화는 유난히 작고, 종의 형태 차이가 세밀하다. 흰 꽃잎의 녹색 음영이 나 있는 정도가 종을 식별하는 열쇠가 되기도 한다. 애호가들은 이 작은 차이를 식별하고, 자신들이 식별한 다양한 종을 소유하는 것에서 희열을 느낀다. 다른 사람들 눈에 모두 같은 종으로 보이지만 나만이 이들의 다양성을 인지하고 있다는 것에서 다른 식물 애호가들과는 다른 우월감과 매력을 느낀다는 것이다. 그렇게 설강화는 원종 20종에서 2000종 이상의 품종이 육성됐다. 애호가들은 육성된 품종에 꾸준히 이야기를 담아 왔다. 이 이야기 역시 후대의 사람들이 설강화를 좋아하는 이유로 작용한다. 2015년 한 경매 사이트에서 설강화 생체가 1390파운드(약 205만원)에 판매됐다. 이 품종은 ‘웬디스 골드’라고 하는 노란색 희귀종이었고, 누군가는 여기에 1000파운드 이상을 지불할 가치가 있다고 느낀 것이다. 작디작은 알뿌리 하나가 고액에 거래된 현상을 이해할 수 없는 듯 사람들은 설강화를 다시 보기 시작했다. 설강화를 좋아하는 사람들이 많은 만큼 각국의 대표 식물원에서는 2월이 되면 설강화 축제를 자주 연다. 물론 올해는 코로나19의 여파로 축제를 열지 않는 곳이 상당하다. 게다가 설강화 애호가들은 야생 원종의 보존과 대중화에 꾸준히 적극적으로 기여하고 있다. 식물의 미래는 그들을 좋아하는 인류와 운명을 같이한다고 믿는다. 작디작은 설강화에 의미와 가치를 부여하는 갈란토필과 갈란토마니아처럼 우리 주변의 식물의 운명 역시 식물을 좋아해 이 글을 읽는 우리 손에 달린 것이다.