과학자들은 꽤 오래전부터 바이러스의 존재를 간접적으로 인지하고 있었다. 그러던 중 성장에 제약이 있는 담배를 관찰하다가 잎에 흰색 무늬들이 모자이크 형태로 나타나는 것을 발견했다. 1883년 한 과학자는 이런 증상을 나타낸 식물의 수액을 다른 식물에 뿌린 뒤 관찰했다. 예측대로 건강했던 식물은 담배모자이크병에 걸렸다. 이를 통해 담배모자이크병 증상을 나타낸 식물의 수액 내에 전염성을 가진 병원체가 있을 것으로 추측했다. 이후 또 다른 과학자는 이 병에 걸린 식물의 수액을 추출해 세균이 통과하지 못하는 필터로 걸러 냈다. 필터를 통과한 액체를 건강한 담배에 뿌렸더니 이 담배 역시 병에 걸렸다. 세균보다 작은 이 입자는 바이러스로 명명됐다. 바이러스는 많은 시도에도 불구하고 생물 밖에서 배양되지 않았다. 나중에 담배모자이크병을 유발하는 입자를 결정화해 그 모양이 원통형임을 관찰할 수 있었다.담배모자이크바이러스의 발견 이후 수많은 바이러스가 관찰됐는데 이들의 크기는 20~200나노미터(㎚)고 모양은 공, 다면체, 막대, 복잡한 구조 등 다양하다. 그렇지만 바이러스의 구성은 단순하다. DNA나 RNA로 이뤄진 유전물질과 단백질로 구성돼 있다. 바이러스는 배지에서 배양되지 않기 때문에 과학자들은 바이러스를 숙주세포에 접종해 증식시킬 수밖에 없었다. 바이러스는 끊임없이 증식을 하면서 숙주세포에 손상을 가하거나 세포를 죽임으로써 질병 증상이 나타나게 된다. 그래서 바이러스성 질병을 이기기 위해서는 바이러스의 증식회로 과정을 상세히 밝혀내는 것이 중요하며 이는 알려진 증식회로의 각 단계를 차단할 수 있는 약을 개발하기 위한 노력으로 이어져 왔다. 어떤 바이러스든 숙주세포에 결합해야 한다. 바이러스 입자가 세포 안으로 들어가야 하며, 세포 내에서 바이러스 유전체는 자신의 유전체와 단백질 껍질을 복제하고 생산한다. 필요하다면 단백질에 가공이 일어나고 마지막으로 유전체와 단백질 껍질이 결합한다. 그러면 바이러스 입자의 수가 늘어난다. 그래서 바이러스 증식회로의 각 단계를 표적으로 삼아 차단하는 것이 방법이다. 예컨대 에이즈를 일으키는 HIV 치료를 위해서 각각의 단계를 억제하는 약이 30가지 정도 개발돼 사용되고 있다. 한 가지 약만 투여할 경우 HIV 변이들이 내성을 나타내기 때문에 3종 이상의 약을 동시에 투여해 HIV의 증식을 낮춰 치사율 100%인 에이즈를 극복하는 성과를 거두게 됐다. 코로나19 치료제 개발을 위해 미국 국립보건원(NIH)은 80여 건의 후보약물에 대한 심사를 수행하고 있다. 코로나19도 마찬가지로 증식회로와 관련해 REGN3048은 수용체와의 결합 단계, 아르비돌은 세포막과 바이러스의 융합 단계, 클로로퀸은 바이러스 입자의 세포 내 유입 단계, 렘데시비르·아비간·이버멕틴은 유전물질인 RNA 복제 단계, 칼레트라는 단백질 가공 단계 등을 각각 억제할 가능성이 있어 이들의 약효를 시험 중이다. 우리는 전대미문의 위협과 마주하고 있다. 인류 역사 속에서 우리의 조상은 눈에 보이지 않는 병원균에 대한 공포를 이성의 힘으로 극복해 왔다. 그런 노력으로 인해 현재 우리가 존재할 수 있게 됐다. 또한 우리는 바이러스의 존재와 특징, 증식 과정 그리고 질병이 유발되는 방식을 알고 있다. 인류는 코로나19와의 싸움에서도 결국 이길 것이다.

코로나19가 일으키는 폐렴의 병태생리는 여타 바이러스성 폐렴과 크게 다르지 않다. 하지만 인류에게 처음 나타난 바이러스이고 단기간에 전 세계로 확산해 다양한 양상을 보여 의학적 판단에 아직 혼선을 초래하고 있다. 코로나19 폐렴의 원인 병원체는 SARS-CoV-2며 원조 격인 SARS-CoV-1은 사스(SARS: 중증급성호흡기증후군)를 일으켰다. 사스는 10%의 치명률로 전 세계적으로 8000여명의 환자가 발생했으나 코로나19는 5% 전후의 치명률로 200만명 이상의 환자가 발생하고 있어 큰 위협이 되고 있다. 바이러스가 우리 몸에 들어올 때는 선호하는 부위가 있다. 호흡기 바이러스는 코, 인두, 폐를 침범하고, 간염 바이러스는 간, 뇌염 바이러스는 뇌를 주로 침범한다. 코로나19는 호흡기 바이러스인데 코, 인두, 폐뿐만 아니라 심장, 신장, 위장관에 침범해 매우 광범위한 장기에 병을 일으키며 후각신경의 감퇴로 냄새를 못 맡는 현상도 나타난다. 코로나19는 ACE2라는 세포 표면의 수용체와 결합해 세포 속으로 들어가서 증식하는데, ACE2 수용체는 우리 몸의 다양한 장기에 분포하며 심지어 혈관내피세포에도 수용체가 존재한다. 코로나19는 RNA 유전체와 껍질로 구성돼 있으며 생물과 무생물의 중간 형태이다. 스스로 살아갈 수 없어서 무생물 같지만, 다른 생명체를 이용해 번식하며 살아가기에 생물의 특성도 지닌다. 세포 속으로 들어간 바이러스는 우리 몸에 있는 유전자 물질을 이용해 자신의 RNA 사슬을 복제함으로써 기하급수적으로 늘어나 마침내 그 세포를 뚫고 나와 또 다른 세포를 공격한다. 바이러스가 들어오면 우리 몸은 항원제시세포, 대식세포, T세포, NK세포 등이 나서서 바이러스의 공격을 직접 막아 내는 한편 형질세포에서는 중화항체를 생산해 바이러스를 물리치는 역할을 한다. 이를 각각 세포성면역과 체액성면역이라고 한다. 세포성면역이 진행하는 과정에서 다양한 종류의 사이토카인(cytokine)이라는 물질이 방어를 위해 세포로부터 분비돼 염증반응과 항염증반응에 참여하게 된다. 우리 몸의 면역세포가 직접 또는 항체를 만들어 바이러스를 물리치면 폐렴은 끝이 난다. 그렇지 않은 경우 바이러스는 분열을 거듭해 마침내 폐를 파괴시키고, 혈관을 뚫은 후 혈류를 타고 전신으로 퍼진다. 전신에 바이러스가 퍼지지 않더라도 사이토카인의 영향만으로 주요 장기에 염증이 발생해 심부전, 신부전 등으로 진행될 수 있다. 급성호흡곤란증후군에 빠진 폐는 폐포 손상이 지속돼 산소와 이산화탄소의 교환이 불가능해 저산소증과 고이산화탄소증이 초래된다. 폐조직은 염증에 의한 분비물, 출혈, 혈관 내 응고물질의 축적 등으로 괴사 상태에 빠지게 된다. 코로나19로 인한 급성호흡곤란증후군은 인공호흡기와 체외산소공급으로 치료한다. 코로나19를 직접 물리치는 치료약제와 예방하는 백신의 개발에는 최소 1년이 걸릴 것으로 전망된다.

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　

들개가 박쥐에서 인간으로 전염된 코로나19 바이러스의 중간 매개체가 될 수 있다는 연구결과가 나와 논란이 예상된다. 박쥐의 몸에서 발견되는 코로나19 바이러스가 인간에게 전파되는데 영향을 미친 매개체로 천산갑이 지목돼 왔다. 중동호흡기증후군(MERS)의 바이러스 매개체는 낙타, 중증급성호흡기증후군(SARS)의 매개체는 사향고양이로 알려져 있다. 캐나다 오타와대학 연구진은 미국 국립생물공학정보센터의 유전자은행에 보고돼 있는 베타코로나바이러스 유전체 1252개를 분석했다. 그 결과 개에게서 나온 코로나바이러스 유전정보가 현재 전 세계를 강타한 코로나19 바이러스 및 박쥐 코로나바이러스에서 관찰되는 것과 유사한 유전체 정보를 가지고 있다는 사실을 확인했다. 특히 개 코로나바이러스는 전염성이 강한 장 질환을 일으키는 것으로 알려져 있다. 일반적으로 코로나19 바이러스는 세포 수용체인 ACE2를 통해 세포 안으로 진입한다. 이 수용체는 소화기관인 소장과 십이지장에서 가장 활발하게 만들어지는 반면 폐에서는 비교적 적게 나타난다. 이는 포유류의 소화기관이 코로나바이러스 감염 시 주요 표적이 될 가능성이 높다는 것을 의미하는 동시 연구를 이끈 샤쉬화 박사는 “코로나19 확진환자 중 48.5%가 소화불량 등 소화기 관련 증상을 호소했다. 이는 개 코로나바이러스의 대표적 증상인 장 질환과 유사하다”면서 “박쥐에서 나온 코로나19 바이러스가 떠돌이 들개나 유기견의 장을 감염시켰고, 들개에서 진화한 바이러스가 이후 인간에게 전염되는 결과를 초래했을 수 있다”고 주장했다. 이어 “아마도 들개나 유기견이 코로나19 바이러스를 가진 박쥐고기를 먹은 뒤, 개의 장에서 바이러스 게놈이 진화를 거쳐 이후 인간 병원균으로 전파됐을 것”이라고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 분자생물학과 진화저널(Molecular Biology and Evolution) 최신호(14일자)에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

영국 케임브리지 대학 연구팀 발표 코로나19 바이러스가 3가지 유형의 변이를 일으키며 세계로 퍼져나갔다는 연구 결과가 나왔다. 영국 케임브리지 대학의 피터 포스터 유전학 교수 연구팀은 코로나19 바이러스가 서로 밀접한 연관이 있으면서도 서로 다른 3가지 뚜렷한 유형으로 변이를 일으키면서 중국 우한으로부터 아시아, 북미, 유럽, 호주로 번져나갔다는 연구 결과를 제시했다고 영국의 일간 더 선 인터넷판이 11일 보도했다. 연구팀은 지난해 12월 24일부터 지난 3월 4일 사이에 세계에 발생한 코로나19 감염 환자 160명으로부터 채취한 바이러스의 완전한 유전체 염기서열을 분석한 결과 이런 사실이 밝혀졌다고 설명했다. 코로나19 바이러스의 유전체와 가장 가까운 유형, 즉 A형은 중국 우한의 박쥐와 천산갑에서 발견됐다. 이것이 코로나19 바이러스 확산의 뿌리였다. 하지만 A형은 우한에서 크게 확산된 유형은 아니었다. A형은 우한에서 살았던 것으로 알려진 미국인들에게서 발견됐고 미국과 호주에서 발생한 많은 환자에게서 나타났다. 또 다른 변이형은 A형에서 변이된 B형으로 중국 우한에서 크게 유행했고 동아시아 지역의 환자들에게서 나타났다. B형은 동아시아 지역을 벗어나지 못했다. B형에서 변이된 C형은 이탈리아, 프랑스, 스웨덴, 영국 등 유럽의 초기 환자들에게서 발견됐다. C형은 중국 본토에서 나온 샘플에서는 찾아볼 수 없었지만 한국, 싱가포르, 홍콩에서도 발견됐다. 이탈리아의 경우 지난 1월 27일 독일에서 발생한 첫 환자를 통해 초기 감염이 전파됐다. 이탈리아 감염의 초기 전파 경로는 싱가포르의 ‘집단 감염’과 연관이 있는 것으로 분석됐다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원 회보 최신호에 발표됐다. 최선을 기자 csunell@seoul.co.kr

진단 기술·치료제 개발에 기여할 듯국내 연구진이 코로나19 바이러스의 모든 것을 보여주는 고해상도 유전자지도를 완성하고 지금까지 알려지지 않은 RNA를 다수 발견했다. 기초과학연구원(IBS) RNA연구단 김빛내리(서울대 석좌교수) 단장은 질병관리본부와 함께 코로나19 원인 바이러스인 ‘사스 코로나바이러스 2’(SARS-CoV-2)를 자세히 파악할 수 있는 고해상도 유전자지도를 완성하고 권위 있는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 9일 자에 발표했다. 기존에도 코로나19 바이러스의 유전체 정보를 밝혀내는 연구들은 있었지만 유전체의 위치를 대략적으로 파악하는 수준에 머물렀다. 그러나 연구팀은 질병관리본부에서 불활성화된 코로나19 바이러스를 분양받아 ‘나노포어 직접RNA시퀀싱’, ‘나노볼 DNA시퀀싱’이라는 차세대 염기서열분석법을 활용해 숙주세포에 침투해 형성된 코로나바이러스 RNA전사체 전체를 분석했다. 분석 결과 연구팀은 지금까지는 알려지지 않은 수십 종의 RNA와 41곳의 RNA 변형을 발견하고 유전자들의 위치도 정확히 찾아냈다. 기존에는 하위유전체RNA가 10개가 있다고 알려져 있었지만 연구팀은 하위유전체RNA는 9개만 있다는 것을 확인하는 등 오류를 잡아내기도 했다. 동시에 세포 내에서 융합과 삭제 등 다양한 형태의 유전자 재조합이 발생하고 RNA 수준에서 화학적 변화가 많이 발생한다는 사실도 규명했다. 김 단장은 “이번 연구결과는 코로나바이러스에 대한 자세하고 세밀한 정보를 제시함으로써 코로나바이러스 증식 원리를 이해하고 진단용 유전자증폭기술(PCR) 개선을 포함해 새로운 치료전략 개발에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　국내 연구진이 코로나19 바이러스의 모든 것을 보여주는 고해상도 유전자지도를 완성하고 지금까지 알려지지 않은 RNA를 다수 발견했다. 　기초과학연구원(IBS) RNA연구단 김빛내리(서울대 석좌교수) 단장은 질병관리본부와 함께 코로나19 원인 바이러스인 ‘사스 코로나바이러스 2’(SARS-CoV-2)를 자세히 파악할 수 있는 고해상도 유전자지도를 완성하고 권위 있는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 9일 자에 발표했다. 　기존에도 코로나19 바이러스의 유전체 정보를 밝혀내는 연구들은 있었지만 유전체의 위치를 대략적으로 파악하는 수준에 머물렀다. 　그러나 연구팀은 질병관리본부에서 불활성화된 코로나19 바이러스를 분양받아 ‘나노포어 직접RNA시퀀싱’, ‘나노볼 DNA시퀀싱’이라는 차세대 염기서열분석법을 활용해 숙주세포에 침투해 형성된 코로나바이러스 RNA전사체 전체를 분석했다. 　분석 결과 연구팀은 지금까지는 알려지지 않은 수십 종의 RNA와 41곳의 RNA 변형을 발견하고 유전자들의 위치도 정확히 찾아냈다. 기존에는 하위유전체RNA가 10개가 있다고 알려져 있었지만 연구팀은 하위유전체RNA는 9개만 있다는 것을 확인하는 등 오류를 잡아내기도 했다. 동시에 세포 내에서 융합과 삭제 등 다양한 형태의 유전자 재조합이 발생하고 RNA 수준에서 화학적 변화가 많이 발생한다는 사실도 규명했다. 　김 단장은 “이번 연구결과는 코로나바이러스에 대한 자세하고 세밀한 정보를 제시함으로써 코로나바이러스 증식 원리를 이해하고 진단용 유전자증폭기술(PCR) 개선을 포함해 새로운 치료전략 개발에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 　유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아모레퍼시픽이 녹차 유산균 연구센터를 열었다. 이 센터는 아모레퍼시픽이 제주 유기농 차 밭에서 발견한 새로운 유산균 소재를 연구하고 미생물을 비롯한 여러 분야에서 더욱 혁신적인 제품을 개발하기 위해 신설됐다. 아모레 연구원은 1980년대부터 녹차 소재에 관한 연구를 시작했으며, 2000년대 들어서는 피부 효능을 지닌 신품종 녹차 연구까지 그 범위를 확대했다. 1997년부터는 미생물을 포함한 피부 및 두피, 모발의 특성에 관한 연구도 지속했다. 이와 같은 다양한 연구를 통해 2010년 제주 유기농 녹차 중에서 풍미가 깊은 발효 녹차 잎에 발효를 돕는 유익한 식물성 녹차 유산균주(락토바실러스 플란타룸)가 있다는 사실을 밝혀냈으며, 특허도 획득했다. 당시 해당 소재의 유전체를 분석한 결과 기존 유산균주보다 장내 정착력이 뛰어나고 효과가 오래 지속되며, 유해 세균 억제 효과가 우수하고, 항생제 내성 안정성을 지녔다는 사실을 밝혀낸 바 있다. 아모레 연구원은 이번에 신설한 녹차 유산균 연구센터를 통해 해당 소재의 효능을 추가로 검증하고, 건강식품과 화장품 등 여러 분야에서 녹차 유산균을 사용한 혁신 제품 개발을 지속해서 이어 나갈 예정이다. 아모레퍼시픽 관계자는 “조직 강화 차원에서 이번 연구센터를 출범한 것”이라며 “독보적인 기술력을 바탕으로 고품질의 제품을 선보이기 위해 연구 노력을 이어 가겠다”고 밝혔다. 백민경 기자 white@seoul.co.kr

세계적 과학저널 ‘네이처’ 지난달 6일자에 아주 특별한 기사가 실렸다. 전 세계 연구자들이 힘을 모아 인류의 암 유전체를 분석해 드디어 지도로 완성했다는 내용이다. 네이처는 암 유전체 연구에 대해 연구 결과를 6개로 정리해 게재했다. 이 같은 성과는 향후 인간 유전체를 이용해 새로운 방식으로 암을 치료할 수 있는 신세계를 연 것으로 볼 수 있다. 한국전자통신연구원(ETRI)은 자체개발한 슈퍼컴퓨터 ‘마하’(MAHA)를 통해 2013년 11월부터 2017년 말까지 국제 암 유전체 컨소시엄(ICGC)에 유전체 분석을 위한 고성능 클라우드 컴퓨팅 서비스를 제공했다. 연구진은 세계적 기관들과 인간 암 유전체 분석을 위해 독자 개발한 1.3페타바이트(PB) 스토리지 시스템과 800코어 규모의 CPU 컴퓨팅 자원을 제공한 것이다. 마하는 전 국민 유전체 서비스를 대비해 기존 고성능컴퓨팅(HPC) 기술 기반 위에 저가의 대규모 스토리지 기술 개발에 중점을 둔 프로젝트였다. 전 세계 연구진은 마하를 포함해 전 세계 8곳의 고성능 슈퍼컴퓨터를 활용해 38개 종양의 종류에서 2658유형의 암 유전체를 계산해 냈다. 이 외에도 한국 연구자들은 폐암, 혈액암 그리고 유방암 샘플을 제공했다. 마하 슈퍼컴은 국내 병원과 바이오기업 소속 연구자들에게 허브 역할을 하고 있다. 슈퍼컴이 난치병 중 하나인 암 정복을 위한 유전체 분석 인프라로 사용된 점은 과학자로서 매우 뜻깊은 일이다.

치료제·백신 개발 박차… 연내는 어려워국내 연구진이 무서운 속도로 확산되고 있는 코로나19에 대응할 수 있는 공격 포인트를 발견했다. 한국화학연구원 신종바이러스(CEIV) 융합연구단은 코로나19 스파이크 단백질이 사스(중증급성호흡기증후군)와 메르스(중동호흡기증후군) 중화항체(바이러스의 독성을 없애는 능력을 갖춘 항체)와 결합할 수 있다는 사실을 발견했다고 4일 밝혔다. 스파이크 단백질은 코로나바이러스가 숙주의 세포 안으로 침투할 때 활용되는 물질이다. 백신을 맞으면 인체는 항체를 만들어 내 질병을 이겨 내게 되는데 중화항체는 병원균을 무력화하는 역할을 한다. 중화항체가 코로나바이러스의 스파이크 단백질과 결합되면 코로나바이러스는 침투 능력을 잃게 된다. 결국 이론적으론 이 중화항체를 잘 활용하면 치료제와 백신을 개발할 수 있다. 연구팀은 코로나19 유전체 분석으로 사스바이러스와 유사하다는 점을 확인하고 기존에 있던 사스와 메르스 중화항체가 코로나19와 결합할 수 있는지를 확인했다. 그 결과 사스 중화항체 2개, 메르스 항체 1개가 코로나19 스파이크 단백질과 결합할 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 기초연구 단계이기는 하지만 코로나19 치료용 항체나 백신 개발에 도움을 받을 수 있을 것으로 기대된다. 국내는 물론 전 세계 연구자들이 코로나19 치료제와 예방백신을 개발하기 위해 노력하고 있지만 올해 안에 개발하기는 어려울 것이란 전망이 나온다. 실제 2015년 발생한 메르스의 경우 여전히 백신을 개발 중이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

연내 개발은 의문...2005년 발생한 메르스 백신도 아직 개발 중 국내 연구진이 현재 무서운 속도로 확산되고 있는 코로나19(신종코로나바이러스 감염증)에 대응할 수 있는 공격포인트를 발견했다. 한국화학연구원 신종바이러스(CEIV) 융합연구단은 코로나19 스파이크 단백질이 사스(중증급성호흡기증후군)과 메르스(중동호흡기증후군) 중화항체와 결합할 수 있다는 사실을 발견했다고 4일 밝혔다. 스파이크 단백질은 코로나바이러스가 숙주의 세포 안으로 침투할 때 활용되는 물질이다. 보통 백신을 맞으면 인체는 면역반응을 통해 항체를 만들어 내 질병을 이겨내게 되는데 중화항체는 병원균을 무력화시킬 수 있는 항체를 말한다. 연구팀은 코로나19 유전체 분석으로 사스 바이러스와 유사성을 확인한 뒤 기존에 있었던 사스와 메르스 중화항체가 코로나19와 결합할 수 있는지를 생물정보학 분석기법으로 예측에 나선 것이다. 그 결과 기존 사스 중화항체 2개, 메르스 항체 1개가 코로나19 스파이크 단백질과 결합할 수 있다는 사실을 확인했다. 이번 연구는 코로나19 치료용 항체나 백신 개발에 도움을 줄 수 있다. 연구팀은 지난달 중순 질병관리본부에서 코로나19 바이러스를 분양받아 연구원 내 생물안전시설에서 배양해 코로나19 바이러스RNA를 확보했다. 이를 이용해 현재 쓰이고 있는 미국, 일본, 중국의 코로나19 바이러스 검출세트 민감도를 세계 최초로 비교했다.바이러스 검출세트는 유전자 증폭과 실시간 판독을 가능하게 하는데 각 키트마다 유전자 증폭 위치가 다르다. 증폭 위치가 검출세트의 민감도를 결정하게 되는 것이다. 분석 결과 ‘N 유전자 검출’에는 미국 질병예방통제센터(CDC)와 일본 국립감염병연구소 것이 민감도가 높은 것으로 나타났으며 ‘RdRp/Orf1 유전자’ 검출에는 중국 질병예방통제센터 것이 민감한 것으로 조사됐다. 이 같은 연구결과들은 생물학 분야 논문사전공개 사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxiv)에 실렸다. 김홍기 화학연구원 CEVI 융합연구단 단장은 “이번 연구결과가 국내에서 보다 정확도가 높고 민감한 코로나19 바이러스 진단기술을 확보하고 치료제나 백신을 개발하는데도 도움이 될 수 있을 것”라고 말했다. 국내는 물론 전 세계 연구자들이 코로나19 치료제와 예방백신을 개발하기 위해 노력하고 있지만 올해 안에 개발하기는 어려울 것이란 전망이 나온다. 실제 2015년 발생한 메르스의 경우 여전히 백신을 개발 중이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) 치료용 항체 및 백신 개발을 앞당길 수 있는 연구 결과를 발표했다. “사스 중화항체 2개, 메르스 항체 1개...코로나19 바이러스 침입 무력화” 예측 4일 한국화학연구원(원장 이미혜) CEVI(신종 바이러스) 융합연구단은 기존의 사스 중화항체 2개, 메르스 항체 1개를 코로나19 스파이크 단백질에 결합할 수 있다는 연구 결과를 발표했다. 스파이크 단백질이란, 코로나 바이러스가 세포 내로 침입할 때 활용되는 단백질이다. 연구진은 이 스파이크 단백질에 결합할 수 있는 항체(인체에 침입하는 바이러스를 무력화하기 위해 우리 몸의 면역반응이 만든 일종의 무기)를 예측했다. 연구진은 코로나19의 유전체 분석을 통해 사스 바이러스와의 유사성을 확인했다. 이는 기존의 사스와 메르스 중화항체가 코로나19에 결합할 수 있는지 생물정보학 분석을 통해 예측했다. 연구진은 긴급 연구를 수행하기 위해 이미 ‘bioRxiv’에 공개된 코로나19 스파이크 단백질의 구조 정보 파일을 저자로부터 전달받아 예측 연구를 수행해 이 같은 예측에 성공했다. 연구진은 이 같은 연구 성과를 생물학 분야 아카이브인 ‘bioRxiv’에 지난달 23일 투고했고, ‘bioRxiv’는 같은날 이를 공개돼 과학저널에 게재되고 있다. 이미혜 원장 “코로나19 치료제 개발에 적극 지원” 이미혜 원장은 “코로나19 바이러스 진단기술, 백신, 치료제 개발을 위해 적극적인 지원을 아끼지 않겠다”며 “앞으로도 국민 건강과 밀접한 감염병 해결을 위한 연구에 힘 쓰겠다”고 말했다. 김범태 CEVI 융합연구단장은 “이번 코로나19 바이러스 대응을 위해 그동안 구축한 융합연구 역량을 총동원 하겠다”고 했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부의 국가과학기술연구회 융합연구단사업과 한국연구재단의 국민생활안전 긴급대응연구사업의 지원으로 수행 중이다. 임효진 기자 3a5a7a6a@seoul.co.kr

요즘 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증)가 우리 사회와 개인의 삶을 완전히 바꾸고 있다. 대학들은 개강을 미루고 모임들이 취소되고 있다. 매일 확산되는 전염병 소식은 소셜네트워크서비스(SNS)를 타고 바이러스보다 빠르게 전파되고 있다. 생명체와 무생물의 경계에 있는 바이러스의 정체는 도대체 무엇일까? 유전자를 감싸고 있는 ‘초(超)분자’로 만들어져 생명체의 기본 단위인 세포를 매우 효과적으로 공격하는 마이크로 로봇처럼 여겨지기도 한다. DNA나 RNA로 이뤄진 단백질 껍질과 거기에 붙어 있는 여러 개의 다리, 하나의 꼬리를 가진 바이러스의 그림을 보면 마치 외계인의 비행체처럼 보이기까지 한다. 바이러스는 공격 대상인 세포막에 붙어 공격할 곳을 찾아 다리로 고정한 후에 꼬리 속 관을 통해 유전자정보를 삽입하는데, 그때 가해지는 압력은 자동차 타이어 공기압의 수십 배에 달한다고 한다. 초고압으로 유전체를 발사하는 것이다. 그러면서도 유전자가 모조리 숙주의 세포 속에 들어가게 하기 위해서는 콜로이드 속에서의 확산원리를 이용하는 것을 보면 생물학적이라기보다는 매우 기계적인 과정이다. 이런 기계적 효율성이 바이러스를 급속도로 확산시키는 이유가 아닐까 한다. 높은 압력을 견뎌 내는 구조는 매우 튼튼한 박스를 만드는 데 응용하기 위해 연구되기도 한다. 또 단백질 껍질이 만들어지는 과정을 살펴보면 최근 공학 분야에서 많이 연구되는 스스로 조립되는 기계를 연상시킨다. 물론 자기 조립이 최적화돼 있는 환경은 따로 있을 것이다.바이러스가 인간에 전파된 과정을 물리학적 모델로 설명하려는 시도들도 있다. 특히 질병이 전파되는 그림을 그려 보면 그물망처럼 연결돼 있는 모습이 나타난다. 전염이 확산될수록 더 복잡한 네트워크가 만들어지는 것이다. 통계물리학에서 많이 연구되고 있는 네트워크 이론을 써서 이런 전염병의 확산과 소멸을 예측해 보려는 시도도 많이 있다. 외국의 사례이기는 하지만 빅뱅의 수수께끼를 연구하던 입자물리학자가 그 연구의 경험에서 나온 빅데이터와 이를 활용하는 프로그램 기술로 전염병 예방의학의 연구자로 변신한 사례가 있고 이를 빌게이츠 재단에서 지원했다. 지금 우리나라에서는 코로나19에 대응하기 위해 많은 기관이 헌신적인 노력을 기울이고 있다. 이런 노력이 헛되지 않으려면 매우 과학적인 사고방식에 기반한 정책이 필요하다. 조금이라도 정치적 이해득실, 또는 개인적·집단적 이익을 위해 판단을 하게 될 때는 숙주가 다 없어질 때까지 무참히 공격하는 마이크로 로봇 군단 같은 바이러스에 처참하게 질 것이다. 이런 공격에는 매우 조직적이면서 과학적인 도구와 사고방식만이 답이다. 막연한 기대감도 아니고 그렇다고 세기말적 패배감도 필요 없는 것이다. 인간 유전자의 수%가 바이러스에서 왔다는 연구 결과도 있는 것을 보면 생명체가 처음 만들어질 때부터 바이러스는 존재했을 것이다. 바이러스는 필연적으로 우리 곁에 있을 것이고 빠르게 진화할 때 더딘 진화를 하는 생명체들이 수세에 몰리기도 하는 것이다. 그러나 인간의 과학적 사고와 정보의 진화는 바이러스의 진화보다 빠르고 더 효과적일 것이다. 우리가 이 전쟁에서 궁극적 승리자가 되기 위해서는 과학의 무기를 잘 사용해야 할 것이다. 우리의 유일한 희망이기 때문이다.

■ 교육부 △ 지방교육자치강화추진단 부단장 안순억 △ 학교정책과장 이성희 △ 동북아교육대책팀장 강전훈 △ 교육안전정보국 송인발 △ 국립국제교육원 송달용 △ 서울특별시교육청 오승걸 △ 충청북도교육청 최동일 △ 고등교육정책실 이진우 △ 학교혁신지원실 김한승 △ 평생미래교육국 유삼목 △ 한국교원대학교 김율리 △ 대전광역시교육청 김영은 △ 세종특별자치시교육청 김태일 △ 대변인실 최경식 △ 감사관실 김수구 △ 고등교육정책실 송낙현 △ 학교혁신지원실 손성호 △ 학교혁신지원실 고현석 △ 학교혁신지원실 김승환 △ 학교혁신지원실 김허중 △ 학교혁신지원실 김태환 △ 학교혁신지원실 심순희 △ 교육복지정책국 문복진 △ 학생지원국 팽주만 △ 학생지원국 민혜영 △ 국사편찬위원회 이대해 △ 한국직업능력개발원 파견 최성보 △ 한국교원대학교 파견 박수경 △ 정년퇴직 정금배 △ 정년퇴직 김정미 △ 명예퇴직 최옥선 ■ 한국과학기술기획평가원 ◇ 인사 발령 △ 부원장 이상엽 △ 감사부장 김치용 △ 전문위원 손병호 △ 평가분석본부장 오세홍 △ 경영기획본부장 안승구 △ 과제지원시스템 통합 실무추진단장 신문봉(전보) △ 정책기획본부 인재정책센터장 주혜정 △ 정책기획본부 기술예측센터장 임 현 △ 사업조정본부 사업조정전략센터장 전승수(전보) △ 사업조정본부 투자기획조정센터장 강현규 △ 평가분석본부 성과확산센터장 최광희 △ 경영기획본부 기획예산실장 김주호 △ 경영기획본부 재정관리실장 강 영 ■ KBS △ 기술본부 제작기술센터 후반제작부장 조용희 ■ 연세대학교 의료원 ◇ 의료원(행정본부) △ 의료원 원목실장 겸 교목실장 정종훈 △ 안과병원 원장 한승한 △ 의학도서관장 이혜연 △ 중입자건립추진본부(TFT) 본부장 금기창 △ 중입자건립추진본부(TFT) 부본부장 김용배 △ 통일보건의료센터(TFT) 소장 박용범 △ 의과학연구처 연구진흥2부처장 김성준 ◇ 의과대학 △ 의예과부장 조성래 △ 해부학교실 주임교수 복진웅 △ 생화학분자생물학교실 주임교수 박상욱 △ 생리학교실 주임교수 이배환 △ 약리학교실 주임교수 김철훈 △ 병리학교실 주임교수 김세훈 △ 미생물학교실 주임교수 이재면 △ 환경의생물학교실 주임교수 용태순 △ 예방의학교실 주임교수 김현창 △ 신경과학교실 주임교수 김원주 △ 정신과학교실 주임교수 조현상 △ 소아과학교실 주임교수 이준수 △ 안과학교실 주임교수 김찬윤 △ 이비인후과학교실 주임교수 최재영 △ 비뇨의학교실 주임교수 최영득 △ 가정의학교실 주임교수 심재용 △ 마취통증의학교실 주임교수 이기영 △ 연세의생명연구원 연세유전체센터장 백순명 △ 유전과학연구소장 김경섭 △ 내분비연구소장 차봉수 △ 장기이식연구소장 허규하 △ 뇌연구소장 장진우 △ 시기능개발연구소장 김찬윤 △ 희귀난치성 신경근육병 재활연구소장 강성웅 △ 비뇨의과학연구소장 최영득 △ 면역질환연구소장 신전수 △ 재활의학연구소장 김덕용 △ 방사선의과학연구소장 최병욱 △ 의학행동과학연구소장 김세주 △ 에이즈연구소장 최준용 △ 마취통증의학연구소장 이기영 △ 각막이상증연구소장 김응권 △ 난치성갑상선암연구소장 장항석 ◇ 치과대학 △ 치의예과부장 조성원 △ 통합치의학과장 정복영 △ 치과생체재료공학연구소장 김광만 △ 구강종양연구소장 차인호 △ 치과의료기기시험평가센터 소장 김광만 ◇ 보건대학원 △ 국민건강증진연구소장 지선하 ◇ 세브란스병원 △ 혈액내과장 정준원 △ 노년내과장 김창오 △ 신경과장 손영호 △ 정신건강의학과장 조현상 △ 직업환경의학과장 원종욱 △ 위장관외과장 형우진 △ 대장항문외과장 민병소 △ 간담췌외과장 김경식 △ 비뇨의학과장 최영득 △ 가정의학과장 심재용 △ 마취통증의학과장 이기영 △ 병리과장 김세훈 △ 의학공학과장 박종철 △ 건강의학과장 이종균 △ 이비인후과장 최재영 △ 수술실장 이기영 △ 응급진료센터 차장(내과계) 이한성 △ 장기이식센터 조직은행장 박한기 △ 교육수련부 수련2차장 이삭 △ 혈액관리의사 김신영 △ 보건관리의사 이덕철 △ 뇌졸중센터 소장 허지회 △ 첨단유전체센터 소장 이진성 ◇ 강남세브란스병원 △ 내과부장 권혁문 △ 종양내과장 정희철 △ 류마티스내과장 박민찬 △ 혈액내과장 정희철 △ 통합내과장 민필기 △ 신경과장 김원주 △ 정신건강의학과장 석정호 △ 외과부장 장항석 △ 위장관외과장 권인규 △ 간담췌외과장 박준성 △ 정형외과장 석경수 △ 산부인과장 조시현 △ 이비인후과장 임재열 △ 비뇨의학과장 홍창희 △ 가정의학과장 이용제 △ 재활의학과장 박윤길 △ 영상의학과장 김태훈 △ 마취통증의학과장 한동우 △ 진단검사의학과장 정석훈 △ 보존과장 박정원 △ 암병원 유방암센터 소장 정준 △ 암병원 위식도암센터 소장 윤영훈 △ 암병원 췌담도암센터 소장 박준성 △ 암병원 전립선암센터 소장 정병하 △ 암병원 자궁난소암센터 소장 김재훈 △ 암병원 뇌종양센터 소장 홍창기 △ 심뇌혈관병원 원장 권혁문 △ 심뇌혈관병원 진료부장 박윤길 △ 심뇌혈관병원 대동맥혈관센터 소장 송석원 △ 심뇌혈관병원 재활예방센터 소장 박윤길 △ 호흡재활센터 소장 강성웅 △ 임상연구보호센터 소장 이정일 △ 의생명융합센터 소장 김성준 ◇ 용인세브란스병원 △ 혈액종양내과장 황도유 △ 내분비내과장 김철식 △ 류마티스내과장 안성수 △ 퇴행성뇌질환센터 소장 김윤중 ◇ 안과병원 △ 진료부장 김찬윤 △ 안과장 김찬윤 ◇ 연세암병원 △ 유방암센터장 박세호 △ 암예방센터장 김태일 △ 완화의료센터장 정민규 △ 암지식정보센터장 윤홍인 △ 소아혈액종양과장 유철주 △ 진단검사의학과장 최종락 △ 마취통증의학과장 배선준 △ 영상의학과장 임준석 ◇ 어린이병원 △ 소아청소년과장 손명현 △ 신생아과장 박민수 △ 소아정신과장 천근아 △ 임상유전과장 이진성 △ 소아외과장 오정탁 △ 소아신경외과장 김동석 △ 소아비뇨의학과장 이용승 △ 소아마취통증의학과장 이정림

중국이 후베이성 우한에서 시작한 코로나19 확산세가 진정되는 추세가 확연해지자 발원지가 중국이 아니라 지난해 겨울독감으로 많은 인명이 희생된 미국일 가능성이 있다는 식으로 몰아가고 있다. 관영 글로벌 타임스는 1일 논평을 통해 “코로나19가 처음 중국에서 발생했을 때 과학계조차 코로나19 바이러스가 어디서 왔는지 규명해 내지 못했다”며 “비슷한 시기에 미국에서는 독감 감염률과 사망률이 매우 높았다”고 강조했다. 신문은 “세계 언론도 코로나19와 미국 독감 사이에 상관관계가 명확히 구분되지 않는다는 의문을 제기하고 있다”며 중국 책임론에서 벗어나려는 모습을 보였다. 전날에는 ‘코로나19 바이러스의 발원지, 아직 불확실하다’는 제목의 기사를 통해 “미국 같은 곳에서는 감염 지역 방문이나 환자와의 접촉이 없는데도 감염된 사례가 더 많이 보고되는 등 바이러스 근원에 대한 논의가 더 복잡해지고 있다”고 대놓고 미국을 의심했다. 사실 이런 적반하장식 주장은 중국에서 중증급성호흡기증후군(SARS) 퇴치 영웅으로 통하는 중난산 중국공정원 원사가 맨먼저 시작했다. 중 원사는 지난달 27일 기자회견을 통해 “코로나19가 중국에서 가장 먼저 출현했지만, 꼭 중국에서 발원했다고 볼 수는 없다”고 말한 뒤 “먼저 중국만 고려하고 외국 상황을 고려하지 않았는데 현재 외국에 일련의 상황이 발생했다”고 주장했다. 코로나19 바이러스가 우한의 화난 수산시장에서 팔던 야생동물에서 비롯됐을 것이라는 기존 주장을 정면으로 뒤집은 발언이다. 비슷한 시기에 우한시 방역지휘본부는 베이징청년보에 회신 형식으로 처음 코로나19 확진 판정을 받은 환자가 발병 전 화난 수산시장을 방문하지 않았다고 비슷한 논리를 개진했다. 앞서 중국과학원의 시솽반나 열대식물원은 12개 국가 93명의 환자를 대상으로 한 코로나19 유전체 데이터를 조사한 결과 “일부 환자의 샘플은 화난 수산시장과 완전히 관계가 없었다”며 “바이러스가 다른 곳에서 화난시장으로 들어와 시장을 통해 빠르게 전파됐다”고 주장하기도 했다. 최근 미국에서 감염 경로를 파악할 수 없는 확진 환자가 연이어 나오자 중국 언론과 당국은 더욱 자신감을 얻은 것처럼 보인다. 아예 바이러스 발원지가 미국일 가능성까지 입에 올리고 있다. 중국 질병예방통제센터 유행병학 쩡광 수석 과학자는 글로벌 타임스 인터뷰를 통해 “현재까지 바이러스의 기원과 연관된 직접적인 증거는 없다”면서 특히 전염병 발병지를 방문했거나 감염자와 접촉한 적이 없는 환자들이 중국 바깥에서 보고되고 있다고 지적했다. 미국을 정조준한 것이다. 신문은 미국 감염병 전문가의 현지 언론 인터뷰를 인용해 “감염원이 밝혀지지 않은 환자의 사례는 매우 중요하다”며 “코로나19는 새로운 바이러스로 그 누구도 면역력이 없어 노출된 사람은 누구든지 이 병에 걸릴 위험이 높다”고 전했다. 지난해 미국에서 유행한 독감을 다룬 일본 아사히TV의 지난달 21일 보도도 근거로 활용되고 있다. 이 방송은 지난해 독감으로 사망한 미국의 일부 환자가 실제로 코로나바이러스에 의해 사망했을 가능성이 있다고 주장했다. 미국 보건당국은 TV아사히의 보도는 근거가 없다고 일축했지만, 쩡광 수석과학자는 지난해 미국에서 유행한 독감을 “여전히 주목할 만하다”고 주장했다. 또 미국이 유행하는 독감 환자에 대해 핵산 열쇠로 검사를 하지 않는 배경에 의문을 제기한 인터넷 여론도 근거로 제시됐다. 쩡광은 “미국 질병통제센터가 독감에서 회복한 환자들을 대상으로 항체 검사를 해볼 수 있다”며 “테스트 결과 양성으로 판정되면 바이러스의 발원지에 대한 직접적인 단서가 될 것”이라고 주장했다. 이어 미국이 지난해 1만 4000명이 목숨을 잃은 독감 등 전염병 관련 정보를 더 투명하게 공개하고 국제사회와 협력할 것을 촉구했다. 임병선 기자 bsnim@seoul.co.kr

특발성 폐섬유증(IPF)는 허파꽈리라고 불리는 폐포 벽에 만성염증 세포들이 침투하면서 폐를 딱딱하게 만들어 폐기능이 저하되면서 사망하게 되는 질환이다. 문제는 발병 원인도 밝혀지지 않았기 때문에 치료방법도 사실상 없는 상태여서 증상이 발견된 이후 환자들 대부분이 3~5년 내에 사망하게 무서운 질병이다. 영국 레스터대 보건과학과, 스페인 라 라구나대 의생명과학연구소를 중심으로 한 영국, 스페인, 미국, 캐나다, 태국, 아이슬란드 6개국 64개 연구기관으로 구성된 국제공동연구팀은 치료제도 없고 치명적인 폐질환인 IPF를 유발시키는 핵심유전자 3개를 발견했다고 1일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 의학 분야 국제학술지 ‘미국 호흡기 및 중환자집중진료’ 지난달 28일자에 실렸다. 연구팀은 IPF 환자 4124명과 일반인 2만 465명을 대상으로 DNA 전체를 정밀 분석하는 전장유전체 분석을 실시했다. 그 결과 IPF 환자와 일반인들 DNA는 1000만개 이상의 차이를 보였는데 연구팀은 이 가운데 IPF 증상과 직접적인 연관이 있는 DNA 3개를 발견했다. 3개 중 하나는 최근 또다른 연구에서 폐의 섬유화 과정을 촉진시키는 주요 원인으로 지목받기도 한 것이다. 루이스 웨인 영국 레스터대 교수(유전역학)는 “영국에서만 매년 IPF로 사망하는 사람이 백혈병으로 인한 사망자보다 많음에도 불구하고 정확한 원인이나 발병 메커니즘이 밝혀지지 않아 치료에 어려움을 겪어왔다”라며 “이번 연구로 발견된 3개의 유전자를 타겟으로 하는 치료방법이 개발된다면 IPF로 인한 사망자 수를 획기적으로 줄일 수 있게 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 10년여 간의 추적연구 끝에 혈액검사로 당뇨병 발생 가능성을 예측하는 바이오마커를 규명했다. 이로써 향후 당뇨 위험도가 높은 환자를 미리 파악해 대처하는 등 선제적 대응이 가능해질 것으로 보인다. 최성희 분당서울대학교병원 내분비내과 교수, 조남한 아주대학교병원 예방의학교실 교수, 구유정 충북대학교병원 내분비내과 교수, 김윤지 메디플렉스 세종병원 내분비내과장 등 공동연구팀은 한국인유전체역학조사사업(KoGES) 안성 코호트 자료를 토대로 40세 이상 성인 912명의 데이터를 연구한 결과, 염증성 사이토카인(Cytokine)이 당뇨병 발생에 유의한 관련성이 있다고 발표했다. 질병관리본부 국립보건연구원의 지원으로 수행된 이번 연구는 미국내분비학회(ENDO) 공식 저널로 내분비 분야 권위지인 임상 내분비학 · 대사 저널(Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism) 11월호에 소개됐다. 사이토카인은 세포에서 분비되어 신체의 면역 체계를 제어하고 자극하는 신호물질로, 특정 사이토카인은 염증을 유발하여 과다 분비되면 급성 및 만성 염증을 유발하는 효과가 있다고 알려져 있다. 연구팀은 염증성 사이토카인인 ‘레티놀결합단백질-4(RBP4)’가 증가하면 정상인에서 당뇨병으로의 진행이 5.48배 증가했고, 반대로 항염증 사이토카인인 아디포넥틴이 감소하면 정상인에서 당뇨병으로의 진행이 3.37배 증가함을 확인했다. 마찬가지로 염증성 사이토카인인 ‘레지스틴’이 증가하면 당뇨병 전단계에서 당뇨병으로의 진행을 3배 가까이 증가시킨다는 사실도 함께 확인됐다. 연구 책임을 맡은 최성희 교수는 “전 세계적으로 당뇨병의 유병률이 증가하고 있고 이에 따른 만성 합병증 관련 사망과 이환이 점차 늘고 있어 당뇨병의 발생을 예측하기 위한 바이오마커는 중요하다”면서, “이번 연구 결과를 활용해 보다 적극적인 당뇨병 예방 조치를 취하고 당뇨병으로의 이환을 예방함으로써 증가하고 있는 사회경제적 의료비 부담 경감에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”고 밝혔다. 또한 구유정 교수는 “염증성 사이토카인이 높다면 건강한 식습관을 가지고 생활 습관 개선, 적극적인 체중 감량을 시행하고, 만성염증 유발 요인들을 조기에 조절하여 당뇨병으로의 진행을 예방할 수 있겠다”며 “이번 연구 결과를 토대로 좀 더 과학적 근거를 배경으로 실제 진료 현장에서 적극적인 예방 요법에 활용할 수 있을 것이라 기대한다”고 말했다. 당뇨병의 유병률은 국내는 물론 세계적으로 급격히 증가하는 추세로, 국제 당뇨병 연맹에 따르면 현재 4억 명 가량인 당뇨병 환자는 2045년에 이르러서는 6억 명에 달할 것으로 예측되고 있다. 당뇨병은 신체 각 기관에 손상과 기능 부전을 초래하고 크고 작은 혈관의 합병증을 유발해 사회적 비용과 사망률을 크게 높이는 심각한 질환이다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

코로나19 바이러스에 인간면역결핍바이러스(HIV)과 유사한 변이로 인해 인간 세포와 결합하는 능력이 중증급성호흡기중후군(SARS·사스) 바이러스보다 최대 1000배 강할 수 있다는 중국의 연구 결과가 나왔다. 27일 홍콩의 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면 롼지서우 교수가 이끄는 톈진 난카이대 연구팀은 이러한 내용을 담은 논문을 중국과학원 과학기술논문 예비발표 플랫폼(Chinaxiv.org)에 게재했다. 이 플랫폼에는 피어 리뷰를 거치기 전 단계의 논문들이 사전 발표되는 공간이다. 이 공간에서 지난 14일 발표된 해당 논문은 최다 열람 횟수를 기록하고 있다. 기존 연구 등에 따르면 사스는 바이러스가 인체의 바이러스 수용체 단백질인 ACE2와 결합하면서 발생하는데, 사스와 유전자 구조가 80% 유사한 코로나19도 비슷한 경로를 따를 것으로 추정됐다.2003년 사스 확산이 제한된 것은 부분적으로 건강한 사람들에게는 ACE2가 많지 않기 때문이다. 반면 HIV나 에볼라 등의 바이러스는 인체에서 단백질 활성제 역할을 하는 ‘퓨린’ 효소를 공격 목표로 한다. 연구진은 코로나19 바이러스의 게놈(유전체) 서열에서는 사스에는 존재하지 않지만, HIV나 에볼라와 유사한 유전체 변이가 관찰됐다고 밝혔다. 연구진은 “이 연구 결과는 코로나19의 감염 작용이 사스와 명확히 다를 것임을 시사한다”면서 “코로나19는 HIV의 결합 메커니즘을 쓸지도 모른다”고 평가했다. 연구진에 따르면 코로나19는 스파이크 단백질을 이용해 숙주세포에 결합하는데, 일반적으로 이 단백질은 비활성 상태다. 다수의 단백질은 생성 당시 비활성이나 휴면 상태이며, 활성화를 위해서는 특정 지점에 대한 ‘절단’이 필요하다. 논문에 따르면 코로나19 바이러스는 변이를 통해 스파이크 단백질에 ‘분할 지점’(cleavage site) 구조를 생성할 수 있다. 이 분할 지점 때문에 ‘퓨린’이 스파이크 단백질을 ‘절단’해 활성화시켜고, 바이러스와 세포막이 ‘직접 결합’할 수 있도록 한다는 것이다. 이는 사스에서는 관찰되지 않은 작용이라는 게 연구진의 설명이다. 연구진은 “이 변이로 바이러스가 세포로 감염되는 효율성이 증가할지 모른다. 이로 인해 코로나19가 사스보다 명백히 강한 전파력을 갖게 되는 것”이라고 밝혔다. 또 이러한 결합 방식은 “사스보다 100배에서 1000배 더 효율적”이라고 주장하기도 했다. SCMP는 이 논문 내용이 화중과기대학 리화 교수 연구팀의 후속 연구에 의해서도 확인됐다고 전했다. 해당 변이는 사스나 중동호흡기증후군(MERS·메르스)은 물론 코로나19와 유전적으로 96% 유사해 코로나19의 발원체로 추정되는 박쥐 코로나바이러스(Bat-CoVRaTG13)에서도 관찰되지 않은 작용이라고 주장했다. 리 교수는 퓨린 효소를 타깃으로 한 HIV 치료제 등의 약물이 인체 내에서 코로나19 바이러스의 복제를 막을 가능성이 있다고 밝혔다. 한국은 물론 일본과 태국 등 여러 나라에서 코로나19 환자의 치료에 HIV 치료제를 사용해 치료 효과를 거둔 것으로 알려진 바 있다. 반면 중국과학원 소속 베이징 미생물연구소의 한 연구진은 관련 연구들에 대해 “모두 유전자 서열에 근거한 것”이라면서 “바이러스가 예상처럼 움직일지는 실험 등 다른 증거가 필요하다”고 평가하기도 했다. 앞서 미국 텍사스주립대 오스틴캠퍼스 연구진이 18일(현지시간) 발표한 논문도 코로나19 바이러스의 S단백질이 인체의 ACE2와 결합했을 때 친화도가 사스 바이러스의 10~20배에 달한다고 밝혔다. 사스보다 세포에 잘 달라붙는다는 뜻이다. 또 사스의 항체는 코로나19 바이러스에 효과가 없는 것으로 나타났다. 다만 이 연구 내용은 학계의 심의를 통과하지 않았다. 연구진은 코로나19 바이러스의 인체 친화도와 관련해 더 깊은 추가 연구가 필요하다고 밝혔다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

체내 미생물 수십조 개 대·소장 분포 소화·정신질환 영향… 질병 치료 이용 인류 위치에 따라 미생물 구성 달라 생존·적응 차원… 발효 식품으로 공유 많은 사람들이 ‘장내 미생물’이라고 하면 여전히 ‘유산균 음료’를 떠올리는 경우가 많다. 그렇지만 생물학과 의학 분야에서 장내 미생물은 비만은 물론 대장암을 포함한 여러 암, 치매나 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환에도 영향을 미치는 요인으로 각광받으면서 그야말로 ‘장내 미생물 연구’가 봇물처럼 쏟아져 나오고 있다.실제로 장내 미생물은 인체 마이크로바이옴(microbiome) 중에서 가장 주목받고 있는 분야다. 마이크로바이옴은 미생물총(叢)을 의미하는 ‘마이크로바이오타’와 유전체를 의미하는 ‘게놈’이 합쳐져 만들어진 합성어다. 인간과 동식물, 토양, 바다, 호수, 대기 등 모든 생태환경에서 서식하거나 공존하는 미생물과 유전정보 전체를 포함하는 개념으로 ‘제2의 게놈’이라고 불리기도 한다. 마이크로바이옴 연구는 유전자 증폭, 염기서열 분석 같은 생명공학 기술 발전으로 촉발됐다. 기존에는 개별 미생물 분석 연구가 주를 이루었다면 이제는 인체, 동식물, 환경과 미생물 간 상호작용을 파악하는 마이크로바이옴학 연구가 활발해지고 있다. 마이크로바이옴에 대한 관심이 본격화된 것은 2006년 미국 워싱턴대 제프리 고든 교수가 비만 쥐의 분변과 마른 쥐의 분변을 무균 쥐에게 각각 주입한 결과 비만 쥐의 분변을 주입받은 생쥐가 쉽게 비만해진다는 사실을 ‘네이처’에 발표하면서다.사람의 몸에 있는 미생물 수는 인간 세포 수보다 비슷하거나 약간 많은 39조개로 대부분 대장이나 소장 등 소화기관에 집중돼 있다. 이들 장내 미생물을 모두 모아 놓더라도 체중의 1~3%에 불과하다. 그렇지만 사람이 분해할 수 없는 영양소를 분해해 소화할 수 있도록 도와주는 기본적인 역할 이외에도 면역계 질환, 퇴행성 뇌질환, 우울증, 양극성장애 등 정신질환을 유발하는 신경정신질환에도 영향을 미친다는 연구 결과들이 최근 속속 공개되면서 장내 미생물과 건강에 대한 연구가 가속화되고 있다. 과학계에서는 장내 미생물의 기능을 파악하는 것을 넘어 장내 미생물을 이용해 질병을 치료하고 건강을 유지하는 방법에 대한 연구를 진행하고 있다. 장내 미생물을 활용해 인류의 진화 과정을 파악하는 등 연구의 폭은 점점 확장되고 있다. 미국 노스캐롤라이나주립대 응용생태학과, 노스웨스턴대 인류학과, 노트르담대 생명과학과, 독일 막스플랑크 진화인류학연구소 공동연구팀은 아프리카에서 시작된 인류가 세계 곳곳으로 퍼져 나가 적응할 수 있었던 것은 장내 미생물 덕분이라는 연구 결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘생태와 진화의 최전선’(Frontiers in Ecology and Evolution) 19일자에 발표했다. 연구팀은 인간과 원숭이(유인원), 고릴라, 오랑우탄, 침팬지 같은 비인간 영장류의 장내 미생물을 비교했다. 그 결과 유인원이나 비인간 영장류와 달리 인간은 지리적 위치와 생활양식에 따라 장내 미생물 구성과 기능에 상당한 차이를 보인다는 점을 확인했다. 로버트 던 노스캐롤라이나주립대 석학교수(생태·진화학)는 “인류 조상들이 전 세계로 퍼져 나가면서 생존을 위해서는 이전에 살던 곳과 다른 음식물을 소화시킬 수 있어야 하고 새로운 질병도 견딜 수 있는 면역력을 갖춰야 했다”면서 “생존과 적응을 위해 장내 미생물의 종류와 분포, 숫자를 변화시켰을 것”이라고 말했다. 던 교수는 “발효음식과 맥주, 와인 같은 발효음료들이 변화된 장내 미생물을 집단 공유하는 수단이 됐을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

가천대학교는 서순민 바이오나노학과 교수팀이 순치준 중국과학원 박사팀과 공동 연구를 통해 신축성 있는 액체금속 나노입자 기반의 전극을 이용한 촉각 상호반응 인터페이스를 개발했다고 12일 밝혔다. 연구팀은 마찰전기 발전기의 금속 전극으로 갈륨, 인듐, 주석의 혼합물로 이루어진 액체금속 물질(갈린스탄)을 사용했다. 액체금속 물질은 높은 표면에너지와 순식간에 산화되는 성질로 인해 다루기가 어려워 전극물질로 사용되기 어려웠으나 이번 연구에서 액체금속 물질을 나노입자로 분쇄하여 박막으로 제작하는 기술을 개발해 이를 가능하게 했다. 연구결과는 독일WILEY사에서 발간하는 국제학술지인 Advanced Functional Materials에 최근 온라인 게재되었다. 연구결과를 담은 학술지는 4월에 발간 될 예정이다. 마찰전기 발전기는 두 물체가 짧은 시간 맞닿을 때 생기는 전하의 불균형을 이용하여 전기를 만드는 장치로 양전하를 수집하는 금속 전극과 음전하를 수집하는 고분자유전체로 구성된다. 연구팀은 미세한 요철 구조를 고분자유전체에 적용하여 고분자유전체의 표면적을 넓혀 압력의 크기에 따라 마찰전기발전기의 발생 전압이 3V에서 256V까지 변할 수 있다. 전압의 크기에 따라 촉각의 강도를 조절할 수 있어 활용도를 높였다. 이와함께 개발된 기술을 사용한 소자들을 매트릭스로 구성하여 액체금속의 유체특성을 활용한 마찰전기발전기들이 독립적으로 동작할 수 있어 원하는 부위만 따로 조작할 수 있음을 선보였다. 이번 연구결과를 활용해 안면마비환자를 위한 인공피부, 로봇용 인공피부 등 스마트 인공피부 개발이 가능해 질 전망이다. 이번 연구는 한국연구재단 한중협력연구사업 지원으로 수행되었으며 제1저자로 가천대 바이오나노융합학과 석사학위 과정에 있는 양이지아 학생이 참여했다. 공동교신저자인 순치준 박사는 본교 바이오나노학과 바이오메디컬전공 석사, 박사 출신이다. 서순민 교수는 “이번 연구를 통해 개발한 전자피부는 기존 연구와 다르게 따로 외부 전력, 변환장치 도움 없이 누르면 바로 전기가 발생, 전달되기 때문에 그 의의가 크다”며 “앞으로 로봇용 전자피부, 웨어러블 디바이스 등 다양한 부분에 응용할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr