국내 연구진이 암세포까지 항암제를 안전하게 전달해 정상세포에는 영향을 미치지 않고 정밀타격할 수 있는 항암제 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구단 안대로 박사팀은 DNA 서열과 화학성분을 다양하게 조합해 16종의 DNA 나노입자 라이브러리를 구축하고 이를 바탕으로 암표적 약물전달 기술을 개발했다고 15일 밝혔다. 이번 연구결과는 생체재료 분야 국제학술지 ‘바이오머티리얼즈’ 최신호에 실렸다. 암 치료효과를 높이기 위해서는 항암제가 암 조직에 정확하게 전달되고 암 조직이 아닌 다른 장기나 조직에는 전달되지 않도록 해 부작용을 최소화하는 것이 필요하다. 이 때문에 다양한 나노입자 기반 암 표적약물 전달체가 개발되고 있지만 지금까지는 나노입자의 암조직 도달량은 투입 대비 0.7%에 불과하다. 연구팀은 1㎚(나노미터) 이하 수준으로 크기나 모양을 정밀하게 제어해 DNA 염기서열 기반 나노구조체를 만들었다. DNA는 유전정보를 갖고 전달하는 용도로 알려져 있지만 염기서열을 분자설계 코드로 활용하면 다른 물질로는 만들기 불가능한 다양한 형태와 크기의 나노구제체를 정밀하게 조절해 만들 수 있다. 연구팀은 이런 DNA의 성격을 활용해 다양한 DNA 종류와 서열 순서를 조합해 모양과 화학적 성분이 다른 여러 개의 나노입자로 구성된 DNA 라이브러리를 만들었다. 마치 도서관에서 필요한 자료를 꺼내 정보를 찾아내듯 연구팀은 DNA 라이브러리를 이용해 기존 암표적 나노입자보다 3배 이상 전달률을 보이는 고성능 암표적 전달체 3종을 발굴하는데 성공하기도 했다. 이렇게 발굴된 전달체에 저분자 항암제, 단백질 항암 약물을 탑재해 암을 유발시킨 동물에게 주입했을 때 다른 장기에는 손상을 주지 않고 암 조직에만 선택적으로 약물이 도달하는 것을 관찰했다. 안대로 KIST 박사는 “이번 연구결과를 활용하면 암의 종류나 형태에 맞는 약물 전달체를 개발할 수 있을 것”이라며 “특히 뇌처럼 약물을 투입하기 힘든 조직을 포함해 다양한 표적 세포와 조직에 선택적이고 효율적으로 전달할 수 있는 물질을 만들어 낼 수 있을 것으로 본다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

대기오염과 유방암 사이에 상관관계가 있으며, 이는 곧 유방암 발병이 직업적 환경과도 연관이 있다는 것을 의미한다는 내용의 연구결과가 공개됐다. 영국 스코틀랜드 스털링대학 연구진은 미국 미시간주 디트로이트와 캐나다 온타리오주 윈저를 연결하는 앰배서더 다리 인근에서 20년 간 일해 온 한 여성의 사례에 주목했다. 이름이 밝혀지지 않은 이 여성은 일주일에 평균 40시간씩 20년을 근무했으며, 교통량이 많은 앰배서더 다리에서 불과 6.5km 떨어진 터널의 도로 요금소에서 일해 왔다. 이 여성은 44세가 되던 해 유방암 진단을 받은 뒤 51세 때 재발해 치료를 받고 있다. 앰버서더 다리는 하루 평균 트럭 1만 2000대와 차량 1만 5000대가 지나는 등 교통량이 상당하며, 그만큼 대기오염 수치도 높은 곳으로 알려져 있다. 연구진이 주목한 사례 속 여성의 경우 20년 동안 노출된 차량의 수는 4680만 대에 이르는 것으로 파악됐다. 연구진에 따르면 이 여성과 같은 지역에서 근무한 여성 중 5명이 유방암 진단을 받았으며, 앰버서더 다리에서 멀지 않은 또 다른 번화가 지역의 한 집단에서도 7명이 한꺼번에 유방암 진단을 받았다. 연구진은 이를 통해 유방암이 교통 관련 대기오염과 인과관계가 있다고 추론했다. 뿐만 아니라 밤낮이 바뀌는 교대근무 역시 암과 연관성이 있다는 사실을 확인했다. 연구진에 따르면 DNA가 손상되었을 때 이것을 고치는 역할을 하는 종양억제유전자인 BRCA1과 BRCA2는 자동차에서 뿜어져 나오는 매연에 노출됐을 때 활동이 정지될 수 있다. 이 두 유전자가 더 이상 활동하지 않거나, 또는 두 유전자에 돌연변이가 생겨 DNA 손상 회복 기능을 상실할 경우 유방암 위험이 높아진다고 알려져 있다. 특히 차량에서 뿜어져 나오는 매연에 든 다환방향족 탄화수소(polycyclic aromatic hydrocarbons)와 알데하이드(aldehydes)가 BRCA 유전자의 기능을 정지시키는데 주된 역할을 하는 것으로 연구 결과 밝혀졌다. 연구진은 “도로 교통량이 많고 매연이 심한 곳에서 일한 여성은 그렇지 않은 여성에 비해 유방암에 걸릴 위험이 16배 높은 것으로 확인됐다”면서 “사례 속 여성은 산업재해보험 항소법원에 보상을 청구했지만 보상금을 받지 못했다”고 전했다. 이어 “이번 연구는 매연에 고도로 노출된 국경 지역에서 BRCA 유전자가 어떻게 기능을 상실했는지 보여준다”면서 “이러한 사실은 업계 및 정부가 교통 관련 대기 오염에 대한 직업적 노출을 줄이기 위한 새로운 계획을 세우는데 도움이 될 것”이라고 전했다. 이번 연구결과는 피어리뷰 (peer-reviewed, 특정 학문 영역의 동료 전문가들의 연구를 평가하는 것) 과학 저널인 ‘뉴 솔루션’ 20일자 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

역대 최악의 동시다발 대형산불이 발생한 캘리포니아에서 미국 국기를 ‘구해’내는 경찰관의 모습이 카메라에 잡혔다. 뉴욕포스트 등 현지 언론의 11일 보도에 따르면 화제가 된 사진은 화마가 휩쓴 캘리포니아 주 북부지역에서 화재 진압 및 수습에 나선 경찰관의 모습을 담고 있다. 사진 속 경찰관이 손에 든 것은 다름 아닌 미국 국기. 캘리포니아 주 새크라멘토카운티에 있는 엘크 그로브지역 소속의 경찰관은 형체를 알아볼 수 없을 정도로 불타버린 가정집 주변에서 홀로 펄럭이는 국기를 찾아냈다. 놀랍게도 이 국기는 약간 그을렸을 뿐, 크게 손상된 곳이 없었고 이를 확인한 경찰관은 소중하게 국기를 챙겼다. 자신의 키 정도 되는 커다란 국기를 손에 쥔 그는 국기가 땅에 끌릴 것을 걱정해 번쩍 들고 이동했다. 화제 현장에서 약간 떨어진 곳에서 국기를 내려놓은 그는 소중한 물건을 다루듯 국기에 묻은 재와 먼지를 털어내기 시작했다. 이후 이 경찰관은 불에 타 피해를 입은 집 앞에 다시 국기를 걸었두었고, 동료가 촬영한 이 모습은 SNS를 통해 영상과 함께 공개됐다. 해당 경찰서는 SNS를 통해 “국기를 제외한 모든 것들이 파괴됐다”면서 “우리는 이 집의 주인이 돌아오길 희망하는 마음으로 국기를 그곳에 다시 걸어두었다”고 전했다. 이를 본 네티즌들은 "이들의 봉사에 감사를 보낸다", "감동적인 스토리다", "경찰과 소방관, 주민들이 모두 안전하길 바란다"며 찬사를 보냈다. 한편 현지 경찰에 따르면 이번 산불로 인한 사망자는 31명으로 늘었으며, 일부 시신은 유골만 남거나 심하게 훼손돼 현장에서 DNA 감식반이 신원을 확인 중이다. 이번 산불은 캘리포니아 주 재난 역사상 최대 규모로 꼽히며, 실종자 수도 200명을 훌쩍 넘어서면서 피해 규모는 더욱 커질 것으로 보인다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

“혹시 암세포가 몸 안에 여전히 남아 있거나 암세포가 다시 자라면 어떻게 하지?” 많은 암환자가 성공적으로 치료받은 뒤에도 두려움에 떤다. 상당수 환자에게서 암이 재발하기 때문이다. 암세포를 완전히 없애는 것은 생각보다 쉽지 않다.사실 암세포가 자라지 않고 조용히 있기만 해도 환자의 생명과 삶의 질에는 영향이 없다. 하지만 조용히 잠자고 있는 암세포를 누군가 깨우면 문제가 심각해진다. 깨어난 암세포는 다시 자라고 주변 조직을 파괴하거나 전이돼 결국 우리 몸을 황폐하게 만든다. 그런데 최근 암세포를 깨우는 주범이 무엇인지 밝혀졌다. 바로 ‘만성 염증’이었다. 유방암이나 전립선암 세포는 암이 진행하면서 혈액 안으로 침투한다. 혈액을 타고 온몸을 여행하다 아주 작은 폐 모세혈관에 걸린다. 많은 암세포들이 이 작은 혈관을 잘 지나가지 못하고 잡혀 있다가 결국 그곳에서 자리를 잡고 자란다. 많은 암에서 폐 전이가 잘 일어나는 이유다. 그런데 최신 연구결과에 따르면 폐 모세혈관에 걸린 암세포가 자라는 데 흡연으로 인한 만성 염증이 큰 역할을 했다. 또 흡연 외에 다른 독소가 만성 염증을 일으켜도 암 세포가 깨어나 분열하기 시작한다는 사실도 밝혀냈다. 그렇다면 염증을 억제하면 암이 다시 깨어나는 것을 막을 수 있지 않을까. 염증을 일으키는 대표적인 백혈구 세포인 ‘호중구’는 박테리아나 곰팡이 같은 외부 침입자를 여러 가지 방법을 이용해 효과적으로 무찌른다. 그중 한 가지 방법이 DNA를 세포 밖으로 분출해 일종의 그물망을 치고 그 그물망에 특정 효소들을 붙여 일종의 ‘그물 함정’을 만드는 것이다. 이를 ‘호중구 외세포 그물함정’이라고 부른다. 이처럼 만성 염증이 만든 그물 함정은 조용한 암세포 근처에 있을 수도 있다. 문제는 그물망에 붙어 있는 특정 효소가 정상조직에 있는 단백질 일부를 잘라내면서 시작된다. 잘라진 단백질의 모양이 변하면서 암세포에게 깨어나라는 신호를 보낸다는 것이다. 연구진은 모양이 변한 단백질에 항체를 투여해 신호전달을 막으면 암세포가 깨어나는 것을 막을 수 있다는 사실도 보여 줬다. 만성 염증은 조직 손상을 일으킨다. 손상된 조직을 복구하려면 새로운 세포가 필요하기 때문에 세포 분열이 일어난다. 세포 분열 횟수가 많아질수록 유전자 이상 가능성이 높아진다. 결국 암 발생 위험이 높아지는 것이다. 흡연과 B형 간염바이러스 감염이 대표적 예다. 그동안 만성 염증이 암 발생과 재발에 직접적으로 영향을 주는지는 명확하게 밝혀지지 않았다. 이번 연구는 만성 염증이 암 원발 부위에 상관없이 암 재발에 영향을 줄 수 있고, 동시에 예방약도 개발할 수 있다는 사실을 보여 줬다. 하지만 만성 염증을 일으키지 않는 것이 더 좋은 암 예방책일 것이다. 폐암 외의 암환자도 금연을 해야 유방암이나 전립선암 재발을 막을 수 있다. 또 폐질환이 있다면 적극적으로 관리해야 재발을 막을 수 있다.

노화를 늦추기 위해 초콜릿을 먹고 커피나 차를 마신다면 아연을 함께 섭취해야 한다고 독일 과학자들이 주장하고 나섰다. 독일 에를랑겐-뉘른베르크 대학 연구진은 초콜릿이나 커피, 또는 차와 함께 아연을 섭취하면 노화를 늦추는 화합물의 생성이 활성화된다는 사실을 밝혀냈다고 국제 학술지 ‘네이처 화학’ 최신호에 발표했다. 이미 초콜릿과 커피, 그리고 차에는 세포 노화를 촉진하는 활성산소를 억제하는 항산화 물질인 폴리페놀이 풍부하다고 알려졌지만, 이 연구는 실험실에서 아연이 이런 물질을 활성화하는 것을 처음으로 밝혀냈다. 활성산소는 인간 세포에 산화스트레스를 줘 DNA를 손상해 노화를 촉진하는 것으로 여겨진다. 또한 이는 암을 유발할 수 있는 염증이나 알츠하이머병과 같은 퇴행성 신경질환과도 관계가 있다고 알려졌다. 이에 대해 연구진은 “폴리페놀은 활성산소를 단독으로 분해할 수 없지만, 아연과 결합하면 거대 복합체(mega complex)를 생성한다”면서 “이 복합체는 인체를 노화로부터 보호하기 위해 자연적으로 발생해 활성산소를 파괴하는 항산화 효소 ‘초과산화물 불균등화효소’(SOD·superoxide dismutase)를 모방하는 것으로 나타났다”고 설명했다. 이는 지난 몇 년간 자연적으로 누적돼 암부터 알츠하이머병에 이르는 모든 질병과 관계가 있는 ‘내부 스트레스’(internal stress)를 되돌리는 것이라고 연구진은 덧붙였다. 특히 이번 연구는 처음으로 SOD 효과의 효과를 철이나 구리 등 금속의 화학적 특성에 의존하지 않고 모방하는 것을 보여줬다는 점에서 의미가 크다. 왜냐하면 이런 금속에 과도하게 노출되면 이른바 내부 스트레스가 발생할 수 있기 때문이다. 철분을 과다 복용하면 간 질환과 당뇨병, 심지어 심부전이 생기는 것과 관계가 있으며, 구리 역시 열병과 빈혈, 그리고 저혈압과 관계가 있다. 반면 아연은 과다 복용 시 메스꺼움이나 입맛 변화로 이어질 수 있지만 훨씬 더 독성이 적어 보충제로 복용할 수 있다. 이에 대해 연구를 이끈 이바나 이바노비치-부르마조비치 박사는 “앞으로는 건강을 위해 초콜릿이나 커피, 또는 차에 아연을 첨가할 수도 있을 것”이라면서 “다만 폴리페놀이 든 와인의 경우 알코올 성분 탓에 효능이 없을 수도 있다”고 설명했다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

전 세계 성인이 1대씩은 갖고 있다는 휴대전화가 남성에게 특히 유해하다는 사실이 밝혀졌다. 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립독성학프로그램(NPT) 연구진에 따르면 2G, 3G 휴대전화에서 특히 많이 발생하는 라디오파 방사선(RFR)에 지속적으로 노출된 수컷 집쥐(rat)의 경우 심장암이 발생할 수 있다는 명백한 증거가 발견됐다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 1999년 미국 식품의약청(FDA)으로부터 의뢰받은 휴대전화 전자파 유해성에 여부에 대한 실험 보고서이다. 이번 연구결과는 지난 2월 연구결과 초안이 나온 뒤 3월 외부 과학자의 검토를 거쳐 이번에 발표된 것이다. 이번 연구 역시 생쥐 같은 설치류 동물에 대한 휴대전화 전자파 유해성을 입증하기는 했지만 인체 유해성에 대해서는 명확히 언급하고 있지 않아 논란이 끊이지 않을 것으로 예상된다. 연구팀은 RFR에 대한 실험을 위해 특별한 형태의 실험 챔버에 넣은 뒤 암컷 집쥐와 생쥐는 물론 수컷 집쥐, 생쥐를 대상으로 했다. RFR은 10분 간격으로 매일 9시간 이상 2년 이상 노출시켰다. RFR 강도는 집쥐의 경우는 1㎏당 1.5~6W(와트), 생쥐는 1㎏당 2.5~10W으로 정했다. 임신한 암컷 생쥐와 집쥐에게도 똑같은 정도의 RFR을 노출시켜 태아에 대한 영향도 살펴봤다. 그 결과 암컷들에 대해서는 특별한 영향이 나타나지 않았지만 수컷 집쥐에 대해서는 심장암은 확실히 나타났으며 뇌와 부신쪽에서도 종양이 유발시킬 수 있다는 것이 확인됐다. 그런데 연구에서는 의외로 수컷 생쥐와 집쥐들이 전자파에 노출되면서 늙은 수컷 쥐들에게서 만성신장질환 증상이 줄어들고 수명이 늘어나는 것도 관찰됐다. 이번 연구에는 현재 많이 활용되는 와이파이나 4G에서 나오는 RFR과 앞으로 사용될 5G에 대한 RFR에 대한 것은 제외돼 있다. 또 이번 연구에서는 암 유발 여부만 관찰됐지만 DNA 손상 같은 세포손상에 대해서는 추가적 연구가 필요하다고 연구진은 지적했다. NTP 선임연구원 존 부처 박사는 “이번 연구에 사용된 노출은 휴대전화를 사용할 때 인간이 경험하는 노출과 직접 비교하기 어렵다는 문제가 있어 연구결과의 의미에 대해 확실히 언급하기 어려운 것이 사실”이라면서 “실험에 동원된 집쥐와 생쥐는 온몸에 고주파 복사의 영향을 받았지만 사람은 휴대전화를 귀에 대고 있거나 주머니에 넣고 있기 때문에 일부 조직에만 영향을 미칠 수 있다는 것을 고려하는 것이 필요하다”고 설명했다.부처 박사는 “이번 연구에서 2G와 3G 네트워크를 활용한 것은 연구를 시작하던 당시 사용 표준이었기 때문”이라며 “현재까지는 RFR에 노출된 동물의 건강 영향에 대한 가장 포괄적 연구결과라는 것은 확실하며 고주파 방사선이 종양을 유발하는 원인이라는 점에 대해서는 외부 전문가들 모두 동의했다”고 강조했다. 한편 지난해 12월 미국 연구진은 18세 이상 임산부 913명을 대상으로 와이파이에서 방출되는 자기장 비이온화 방사선 노출이 지나치면 유산위험을 높인다는 연구결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호에 발표했다. 휴대전화의 전자파가 남성의 정자 감소에도 심각한 영향을 미쳐 불임의 원인이 될 수 있다고 연구결과도 발표됐다. 이에 전문가들은 잠깐 동안 휴대전화를 사용하는 것은 문제가 없지만 오랜 시간 통화할 경우는 이어폰이나 휴대전화의 전자파 영향을 최소화할 수 있는 방법을 찾아야 한다고 조언했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

9~11월은 ‘굴’의 계절이다. 이 때 채취한 굴이 가장 맛이 있다는 것이다. 굴은 동서양을 막론하고 많은 사람들이 즐겨먹는 해산물이다. 특히 회 같은 날 것의 해산물을 먹지 않는 서양인들도 유일하게 굴은 날 것으로 즐긴다. 실제로 ‘바람둥이’의 대명사로 불리는 카사노바는 매일 아침 생굴을 50개 가까이 먹었다고 한다. 절세미인으로 알려진 이집트 클레오파트라도 탄력있는 피부를 유지하기 위해 굴을 매 끼니마다 먹었다고 전해진다. 굴은 다른 조개류보다 아연, 철분 같은 무기질 뿐만 아니라 비타민 B1, B2 등 성장에 필요한 비타민이 많고 특히 칼슘함량이 우유와 비슷해 어린이 성장발육에 도움이 된다고 해 ‘바다의 우유’라고 불리기도 한다. 그런데 최근 지구온난화로 인한 기후변화 때문에 스테미너의 상징이면서 바다의 우유인 굴을 제철인 가을에도 구경하기 어려울 것이라는 연구결과가 나와 굴 애호가들을 충격에 빠뜨리고 있다. 미국 캘리포니아주립대 생명과학과, 캘리포니아 데이비스대(UC데이비스) 진화·생태연구실, 워싱턴대 환경과학과, 버몬트대 생물학과 공동 연구팀은 지구온난화로 인한 기후변화 때문에 홍수가 잦아지고 빙하가 녹아 해수면이 높아질 경우 북아메리카 서해안에서 주로 나는 올림피아 굴(Olympia oyster)이 전멸할 수 있다는 연구결과를 발표했다. 이번 연구결과는 생명과학분야 국제학술지 ‘분자 생태학’ 최신호에 실렸으며 미국생리학회가 지난 25~28일 미국 루이지애나주 뉴올리언즈에서 개최한 ‘통합 생리학:복잡성과 통합’ 국제학회에서도 발표됐다. 굴을 비롯한 모든 생명체는 환경 변화라는 스트레스로 인해 DNA가 손상되거나 단백질이 변형된다. 특히 단백질 구조 변화는 동물의 죽음에 직접 영향을 미칠 수 있다. 연구팀은 굴이 해양 생태계 먹이사슬에서 가장 밑 바닥에 있는 기초종이기 때문에 굴의 존재 여부에 따라 생태계 환경 전체가 변할 수 있다고 보고 굴을 연구대상으로 삼았다. 이에 최근 지구온난화로 인해 강수량이 증가하고 빙하가 녹아 해수면이 높아지는 한편 염도가 낮아지고 있는 환경에서 굴의 생존여부를 관찰하기로 했다. 일반적으로 전 세계 바다 염분도는 약 3.5%이지만 담수의 영향을 받는 강과 접해 있는 얕은 연안 생태계 염분도는 제각각이다. 연구팀은 생태환경이 각기 다른 올림피아 굴들을 조사했다. 우선 한 그룹은 강과 맞붙어 강수량에 직접 영향을 받는 큰 강 어귀에 살고, 두 번째 그룹은 담수의 영향이 비교적 적은 작은 강어귀, 세 번째 그룹은 염분도가 앞선 두 그룹보다 높고 강수의 영향을 거의 받지 않는 큰 강과 떨어진 해안에서 사는 것이다. 또 정상적인 염도 환경에서 사는 세 번째 굴을 채취해 0.5% 염도에 5일간 노출시킨 뒤 유전자 발현 과정을 관찰했다. 그 결과 높은 염도에서 생활하던 굴은 낮은 수준의 염도에 노출되면 염분에 좀 더 오래 노출되기 껍질을 오래 열어놓는 방향으로 적응하는 것이 관찰됐다. 이렇게 껍질을 오랫 동안 열어놓다보면 크기도 작아지고 다음 세대로 씨를 퍼트리는 것이 쉽지 않게 된다. 지구온난화로 인해 해양 담수화가 진행되면 굴은 상품성이 떨어져 먹을 수 없게 될 뿐만 아니라 결국은 멸종하게 될 것이라는 설명이다. 타일러 에반스 캘리포니아주립대 박사는 “이번 연구는 지구온난화가 해양생태계의 밑바닥부터 파괴해 전체를 교란시킬 수 있음을 보여주고 있다”며 “낮은 염분이라는 변화된 해양환경에 적응한다고 하더라도 종 자체가 오랫 동안 살아남는 것은 쉽지 않은 일일 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

데이노코쿠스, DNA 재조합으로 체르노빌에서도 생존미생물의 생존전략…방사성물질 분해에도 활용가능1986년 4월 26일 당시 소비에트연방 우크라이나 공화국 수도인 키예프시에서 남쪽으로 130㎞ 떨어진 체르노빌 원자력발전소에서 발생한 20세기 최악의 원전 사고가 발생했다. 그 이후로 30년이 지난 지금까지도 체르노빌 일대는 모든 동식물이 살 수 없는 죽음의 지역으로 변해 사람의 접근이 통제되고 있다. 이렇듯 지옥도 같은 지역에서도 살아남는 미생물의 생존전략을 국내 연구진이 밝혀내 주목받고 있다. 한국원자력연구원 첨단방사선연구소 임상용 박사팀과 프랑스 원자력청 그루트 박사 공동연구팀은 방사선 저항성이 있는 ‘데이노코쿠스 라디오두란스’라는 미생물의 생존전략을 규명했다고 25일 밝혔다. 이번 연구결과는 미생물학 분야 국제학술지 ‘FEMS 미생물학 리뷰’ 최신호에 실렸다. 지금까지는 데이노코쿠스가 강한 방사능 환경속에서도 살아남는데는 독특한 생존전략이 있는 것으로 알려졌지만 이번 연구를 통해 11종의 데이노코쿠스속(屬) 미생물들의 생존전략은 각기 다르다는 사실을 처음으로 밝혀냈다. 체르노빌 원전 사고지역을 조사하던 과학자들에 의해서 처음 발견된 데이노코쿠스는 강한 방사선에 노출되도 살아남을 뿐만 아니라 방사성폐기물을 분해하는 능력까지 갖고 있는 것으로 확인됐다. 보통 사람은 10그레이(㏉)의 방사선에만 노출되도 수 일 내에 사망하고 생명력이 아무리 강한 미생물도 200㏉ 이상에서는 살아남지 못하는데 데이노코쿠스는 5000㏉의 환경에서도 살아남는 것으로 알려졌다. ㏉는 방사선이 어떤 물질에 흡수되는 양을 표시하는 단위이다.데이노코쿠스가 강한 방사능 환경에서도 살아남을 수 있는 것은 방사선으로 파괴된 DNA 조각을 다시 연결시켜 생체를 재구축할 수 있기 때문이다. 마치 영화 ‘엑스맨’에 등장하는 주인공 중 한 명인 ‘울버린’처럼 자가재생능력을 갖고 있다는 것이다. 이 때문에 많은 연구자들이 방사선폐기물 처리나 방사선 항암 치료, 방사선 저항성 바이오소재 개발에 활용하려는 시도를 하고 있다. 연구팀은 지금까지 발표된 전 세계 296편의 논문에서 보고된 약 250개 방사선 저항성 단백질을 바탕으로 11종의 데이노코쿠스속 미생물을 비교분석했다. 그 결과 방사선 저항에 핵심적인 단백질은 공통적으로 갖고 있지만 DNA 손상을 복구할 수 있는 단백질과 작동 메커니즘은 11종 모두 다르다는 것을 새로 밝혀냈다. 연구팀은 “이번 연구를 통해 미생물의 방사선 저항성 원리를 체계적으로 정립할 뿐만 아니라 고등동물을 비롯한 다양한 생물체의 방사선 반응 원리를 규명하는데 도움이 될 것”이라며 “추가 연구를 통해 방사선 저항성 미생물을 이용한 다양한 방법을 찾을 계획”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

장기간의 우주비행이 ‘암’의 원인이라는 주장이 제기됐다. 이에 본격적인 채비에 나선 화성 유인탐사나 달 관광에 적지 않은 영향을 미칠 것으로 보인다. 미국 조지타운대학 메디컬센터(GUMC) 카말 다타 박사 연구팀은 1일(현지시간) 생쥐를 모델로 한 시뮬레이션 결과, 내밀한 우주 공간의 ‘은하 우주방사선(GCR)’에 장기간 노출되면 위장 조직의 기능 변화뿐 아니라 위와 대장 종양 위험을 높일 우려가 있다고 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 밝혔다. 앞서 연구팀은 장기 우주여행 중 중이온 방사선의 영향으로 노화가 가속화하고 뇌 조직이 손상될 위험도 있다는 연구결과를 내놓은 바 있다. 연구팀은 중이온 방사선이 위와 장 등 소화기관에 미치는 영향을 분석하기 위해 미국항공우주국(NASA) 우주방사선연구소(NSRL)에서 저선량의 중이온 방사선에 노출한 생쥐와 아무것에도 노출되지 않은 생쥐를 비교했다. 그 결과 중이온 방사선에 노출된 쥐들은 대장에서 영양분을 제대로 흡수하지 못했으며 암으로 발전할 수 있는 용종도 형성됐다. 이에 더해 중이온 방사선이 DNA를 손상해 노화세포를 늘리는 것으로 나타났다. 노화세포는 정상적인 세포분열을 못 하고 산화스트레스와 염증을 유발하기도 한다. 논문 공동저자인 알버트 퍼내스 2세 박사는 “심우주에서 몇 개월에 걸쳐 우주비행을 하면 매우 낮은 선량의 방사선에 노출되더라도 그 영향은 영구적일 수 있다”고 경고했다. 이어 그는 “미래의 우주 여행객을 보호할 수 있는 모든 대책을 세우는 것이 중요하다”고 덧붙였다. 워싱턴 한준규 특파원 hihi@seoul.co.kr

인류의 꿈인 불로장생이 현실이 되는 날이 그리 머지않은 것 같다. 미국과 호주의 과학자들이 수명 연장을 위한 약물 연구에서 큰 진전을 이뤄냈다고 데일리메일 호주판 등 현지언론이 1일(현지시간) 전했다. 보도에 따르면, 미국 하버드대와 호주 뉴사우스웨일스대(UNSW)의 일부 연구자는 현재 인간의 수명을 최대 150세까지 연장하는 약물을 개발하고 있다. 이들 연구자를 이끄는 미국 하버드대 유전학과 교수이자 글렌 노화생물학센터 공동소장인 데이비드 싱클레어 박사는 이른바 ‘미래의 회춘약’으로도 불리는 니코틴산 모노뉴클레오티드(NMN) 관련 연구의 선구자들 중 한 명이다. 최근 그가 이끄는 연구팀은 NMN을 이용해 손상된 DNA를 회복하는 약물을 개발했다는 연구논문을 세계적인 학술지 ‘사이언스’에 발표하기도 했다. 싱클레어 박사에 따르면, NMN 기술을 이용하면 손상된 장기를 살릴 수 있을 뿐만 아니라 마비 상태가 된 환자들이 다시 일어날 수 있다. 심지어 그는 NMN 기술이 상용화돼 시판되면 알약 하루분의 가격은 커피 한 잔에 불과할 것이라고 말한다. 현재 연구용으로만 판매하고 있는 NMN 시약 가격이 100㎎당 약 40만 원에 달한다는 것을 고려하면 놀랄 정도로 저렴한 가격인 것이다. 그렇다면 어떻게 이런 일이 가능할까. 그 비밀은 우리 몸의 타고난 세포 회복 기능에 있다. 살아있는 생물의 세포는 매일 다양한 요인에 의해 손상되며 이를 복구하는 기능이 일어난다. 하지만 이런 복구 기능은 노화에 의해 쇠퇴하는 것이다. 싱클레어 박사가 이끄는 연구팀은 복구 기능에 니코틴아미드아데닌디뉴클레오티드(NAD)가 중요한 역할을 담당하고 있는 것을 발견하고 이 물질의 전구체(NMN도 그중 하나에 해당)를 투여해 노화한 세포가 젊어지는 것을 증명했다. 또 쥐를 사용한 실험에서는 수명이 최소 10% 늘어나는 것도 확인했다. 또 이 약물은 노화와 관련한 탈모를 줄이는 효과도 보였다. 물론 지금까지는 쥐 실험에 불과하지만 싱클레어 박사팀은 오는 2020년까지 인간을 대상으로 한 임상시험을 마칠 계획이다. 싱클레어 박사는 스스로 개발한 이 약물의 안전성에 상당한 자신감을 갖고 있다. 심지어 그는 이를 자기 몸에 투여하고 있는 데 “생물학적인 나이가 24세 더 젊어졌다”고 말한다. 현재 그의 나이는 만 49세이므로 만 25세로 돌아갔다는 것이다. 또 그는 가족에게도 약물 치료를 시도했다고 밝혔다. 현재 만 79세인 아버지에게 1년 전부터 치료를 시작했으며 아버지는 젊었을 때보다 훨씬 더 활동적으로 변했으며 래프팅과 여행을 즐기고 있다. 이뿐만 아니라 그의 40대 처제는 원래 폐경기에 접어들었지만 치료 이후 다시 생리를 시작했다. 하지만 싱클레어 박사는 아직 대규모 임상시험이 완료되지 않았으므로 과학적인 증명과 안전성이 확인될 때까지는 주의해야 한다고 지적했다. 사진=Narith Thongphasuk / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

아직 끝나지 않았지만 ‘가마솥더위’라는 표현이 부족할 정도로 지난여름은 유난히 더웠다. 살인적 폭염 때문에 에어컨을 발명한 윌리스 캐리어 박사의 인기가 에디슨보다 더 높아졌다는 이야기까지 나올 정도다.뜨거운 여름에 가장 신경이 쓰이는 것은 온도이지만 이에 못지않게 신경을 써야 하는 것은 바로 자외선이다. 자외선은 생명체가 비타민D를 만들수 있도록 도와주는 긍정적인 역할도 하지만 과다하게 노출될 경우에는 주근깨, 화상, 피부암 등을 유발시키는 원인이 된다. 올여름같이 구름 한 점 없이 해가 쨍쨍한 날씨에는 자외선에 노출되는 것을 최대한 막아줄 필요가 있다. 그렇다면 자외선이 왜 피부암 위험을 높이는 걸까. 궁금증에 대한 해답의 중심에는 DNA가 있다. DNA는 자외선에 노출되면 구조가 변한다. 특히 DNA의 구성 요소인 아데닌, 구아닌, 티민, 시토신 염기 서열 중에 티민이 연달아 존재하는 부위에서 구조적 변형이 일어난다. 티민·티민이 연달아 있는 부위에 자외선이 쪼이면 티민·티민 염기 사이에 공유결합이 만들어져 티민 이량체가 되는데 이는 DNA 이중나선 구조에 비틀림 현상을 유발한다. 비틀린 DNA는 복제할 때나 DNA에서 RNA를 만들어 내는 전사 과정에 걸림돌이 된다. 생명체는 이런 DNA 상해를 복구하는 메커니즘을 이용해 자외선에 의해 만들어진 티민 이량체를 제거할 수 있기는 하지만 그 양이 너무 많아지면 세포 사멸이나 DNA 돌연변이가 축적되게 된다. 세포 내 돌연변이가 늘어나면 세포 노화, 암 등을 유발시키는 것이다. 특이 선천성 질병인 ‘색소성 건피증’ 환자들은 자외선 때문에 생기는 DNA 상해를 복구하는 효소를 제대로 만들지 못한다. 이 환자들은 결과적으로 자외선 노출에 의한 DNA 상해를 복구하지 못해 약간의 햇빛 노출에도 피부암 등이 쉽게 발생해 사망에 이르게 된다. 최근 국내에 개봉했던 영화 ‘미드나잇 선’의 여자 주인공 찰리가 앓고 있는 질병이 바로 색소성 건피증이다. 어쨌든 자외선에 노출이 많아지면 생명체는 손상된 DNA를 복구하지 못해 결과적으로 암이 발생해 사망하게 되니 여름철 야외 활동을 할 때는 자외선 차단에 각별히 주의를 기울여야 한다. 그렇다면 최근 이슈가 됐던 방사능은 어떨까. 상황은 비슷하다. 방사능은 DNA의 이중나선을 절단시킨다. 이는 자외선보다 더 심각한 DNA 상해이다. 물론 생명체는 DNA 이중나선 절단도 복구시킨다. 그렇지만 그 양이 많아지면 역시 세포 사멸이나 돌연변이에 의한 세포 노화, 암을 만들어 낼 수 있다. 자외선을 선크림이나 기능성 섬유로 막는 것처럼 방사능도 적절한 방법으로 막을 수 있다면 좋겠지만 아직까지 완벽하게 방사능으로부터 생명체를 보호할 방법이 없는 것은 사실이다. 그렇지만 지속적인 과학 기술의 발달은 효과적인 방사능 차단법이나 방사능에 의한 DNA 복구 효율성 증가 방법을 개발할 것이다. 이런 기술들은 인류가 우주로 나가기 위해 필수적이다. 무더위에 지쳐 에어컨에 의지해야 하는 여름이 잦아지면서 전기를 공해 없이 만들어 주는 원자력을 더욱 안전하게 발전시키고 부수적으로 방사능에 대해 안전하게 대처하는 방법까지 개발하는 방향을 찾아보는 것은 어떨까.

유병언 전 세모그룹 회장의 생존설이 여전히 제기되고 있는 가운데 ‘그것이 알고 싶다’ 제작진이 다양한 분석과 실험을 통해 유 회장의 시신이 맞다는 결론을 내렸다. 다만 정확한 사인은 여전히 밝혀지지 않아 타살 의혹에 대한 의혹이 사그라들지 않고 있다. 지난 14일 방송된 SBS ‘그것이 알고 싶다’ 에서는 2014년 발견된 변사체가 유 회장의 것이 맞는지 여부에 대해 분석했다. 유 회장의 사체는 2014년 6월12일 전남 순천의 한 매실 밭에서 발견됐다. 6월인데도 겨울점퍼를 입고 있었으며 옆에 때 묻은 천가방 속에 술병이 들어 있었다. 덕분에 노숙자의 시체로 추정됐었다. 하지만 국립과학수사연구원(국과수) 검증 결과 검경의 추적을 피해 도주했던 유 전 회장의 사체로 밝혀졌다. 그럼에도 불구하고 유 회장이 아니라는 의혹은 계속됐다. 기독교복음침례회(구원파) 대변인은 휴 회장이 평소 음주를 하지 않는다는 점을 근거로 당시 발견된 사체가 유 회장이 아닌 노숙자의 것이라고 주장했었다. 국과수 발표에 따르면 사체에서는 타살 흔적을 찾아보기 힘들었으며 독극물도 검출되지 않았다. 뼈에도 금이 간 데가 없었다. 유 회장의 사인은 4년이 지난 지금까지 정확하게 밝혀지지 않았다. 정양승 생물학 박사는 “국과수에서 부검하면서 뼈에서 특별한 손상은 발견되지 않았다고 했는데, 뼈에 만약 외력에 의한 손상이 있다면 한 번 더 검사해 볼 필요가 있다”고 설명했다. 현재 유 회장의 유골은 화장되지 않고 금수원 뒤편에 매장돼 있다. 구원파는 “유 회장이 아직도 살아있다고 생각하는 분들이 많아 언젠가 다시 또 무덤을 파서 DNA검사를 해야 할지 몰라 유지하고 있다”고 말했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

“공룡 DNA를 나무 진액이 굳어진 화석인 호박에 갇힌 모기 피에서 추출한다.” “먼 옛날 빙하기 때 죽은 매머드 화석에서 DNA를 뽑아 코끼리 난자를 이용해 매머드를 복원한다.”마이클 크라이턴이 발표한 소설 ‘쥬라기 공원’을 바탕으로 한 스티븐 스필버그의 영화 때문에 많은 사람들은 DNA만 있으면 지구 역사의 뒤안길로 사라진 멸종된 생명체들을 다시 만들어 낼 수 있다고 믿는다. 이런 생각은 DNA가 영원히 변하지 않는 정보를 가지고 있다는 믿음에서 기인한다. 하지만 정말 DNA가 영원히 변치 않는 정보를 가지고 있는 것일까. DNA는 유기 화학물질의 복합체이다. 많은 유기 화학물질이 그러하듯 DNA도 주변 환경에 의해 변화된다. 이런 변화의 대표적인 사례가 돌연변이다. 돌연변이는 DNA에 저장된 정보가 변하는 것이다. DNA는 네 개의 염기들 조합으로 이루어져 있다. DNA를 구성하는 네 개의 염기는 아데닌(A), 시토신(C), 구아닌(G), 티민(T)이다. 네 개의 조합으로 많은 정보를 생체 내에 저장할 수 있다. DNA는 세포가 복제될 때마다 두 배로 늘어난다. 이런 복제 과정에서 가끔씩 잘못된 염기를 끼워 넣는 실수를 하기도 한다. 이런 실수가 제대로 고쳐지지 않으면 잘못된 정보가 DNA에 남게 되면서 돌연변이로 이어지게 되는 것이다. 세포는 끊임없이 대사활동을 하고 있기 때문에 지속적으로 대사 부산물들이 만들어진다. 세포 내 여러 작용들로 없어지기는 하지만 간혹 남아 있는 부산물이 DNA를 공격하는 경우가 있다. 환경적 요인에 의해 DNA가 공격당하는 경우도 있다. 대표적인 경우가 자외선이며 최근 침대에서 검출됐다고 문제가 된 방사선도 DNA 구조를 변화시킨다. 여러 요인으로 공격당한 DNA를 제대로 복구하지 못해도 결과적으로 돌연변이가 생기게 된다. 다행히 생명체는 DNA에 생긴 여러 손상을 수리할 수 있는 메커니즘을 갖고 있다. DNA 손상 복구 기작들은 염기의 변형, DNA의 구조 변형 등 생체를 위협하는 여러 문제들을 효과적으로 인식하고 고치는 기능을 수행한다. 2015년에는 DNA 손상 복구 기작을 처음 발견한 과학자 세 명에게 노벨 화학상이 주어졌다. 결국 DNA도 전자회로에 있는 정보처럼 그 정보가 바뀔 수 있고 다시 복원하거나 변화된 상태로 남아 있을 수도 있는 것이다. 그렇다면 DNA를 정보 저장에 사용할 수는 없을까. DNA 염기서열을 컴퓨터에서 사용하는 이진법 정보 저장과 비슷한 형태로 이용해 정보를 저장하려는 시도가 많이 진행되고 있다. 이진법 저장 방식과 달리 DNA는 4진법을 사용할 수 있어 더 다양한 정보를 저장할 수 있다. DNA에 정보를 저장하는 경우 인터넷 백과사전이라고 하는 위키피디아의 모든 정보를 주사위만 한 크기에 저장할 수 있다는 연구결과도 있었다. 이런 일련의 연구들은 DNA를 차세대 정보저장 방식으로 사용할 가능성을 열었지만 아직까지는 정보를 쓰거나 수정하기 어렵다는 단점을 갖고 있다. 최근 분자생물학과 의학 분야에서 혁명적으로 사용되는 유전자 가위는 DNA에 있는 정보 일부를 삭제하거나 바꾸는 일을 가능하게 해 주었다. 아직까지는 우리가 컴퓨터에 정보를 저장하듯 빠르고 효과적으로 그 일을 수행할 수는 없지만 어느 정도 첨삭이 가능해진 것이다. 생명체가 DNA 복제에 사용하는 효소와 DNA 손상 복구에 사용하는 효소들을 더 효과적으로 이용할 수 있다면 더 많은 양의 정보를 효과적으로 쓰고 수정하는 새로운 바이오 컴퓨터를 만들어 낼지도 모른다. 이런 새로운 컴퓨터가 만들어지면 생명체와 같은 정보체계를 가진 컴퓨터가 만들어질 것이다. 또 이 정보체계를 인공지능(AI)에 탑재한다면 인간이 새로운 생명체를 창조하게 될지도 모른다. 그렇게 된다면 새로운 발전이 시작되겠지만 한편으로는 많은 사회적 문제가 대두되는 두려운 세상이 올지도 모르겠다.

달 탐사를 위해 달에 오래 머무르는 우주인들이 달 먼지로 인해 심각한 DNA 손상을 겪을 우려가 있다고 전문가들이 경고했다. 미국 지구 물리 학회(American Geophysical Union) 측은 달에서 가져온 달 토양이 인간의 폐와 쥐의 뇌세포에 미치는 영향을 알아보는 실험을 실시했다. 그 결과 달 먼지 입자에 노출될 경우 인간의 폐 세포와 쥐의 뉴런 90%가 손상되는 것을 확인했다. 비록 달에는 지구와 같은 바람이나 대기가 없지만, 지표 가까운 곳에서 먼지들이 부유하며 이 먼지들은 정전기를 통해 이동하는 것으로 알려져 있다. 연구를 이끈 뉴욕주립대학교 스토니브룩캠퍼스 의과대학의 레이첼 캐스튼 박사 연구진에 따르면 우주인에게 노출되는 달 먼지는 마치 꽃가루 알레르기와 비슷한 증상을 유발할 수 있으며, 우주인의 우주복 등에 들러붙어 지구로까지 들어올 가능성도 있다. 연구진은 “폐가 달 먼지에 장시간 노출되면 암과 같은 병에 걸릴 위험이 더욱 높아질 수 있다”면서 “만약 몇 주, 혹은 몇 달간 달에 여행을 갔다 돌아온다면 이러한 위험을 완전히 피할 수 없을 것”이라고 설명했다. 이어 “우리는 달 토양에서 발생하는 먼지에 노출된 폐와 뇌 세포에서 DNA 손상과 같은 명확한 유독성 반응을 확인했다”면서 “이러한 사실이 미래에 달 탐사 등 다양한 미션을 수행하는데 문제가 될 수 있다”고 덧붙였다. 미국항공우주국(NASA) 소속 우주비행사였던 해리슨 슈미트는 과거 달에서 사흘을 보낸 뒤 “달 먼지에 노출된 후 재채기와 눈물, 목이 따끔거리는 증상 등을 겪었다”고 밝힌 바 있다. 자세한 연구결과는 미국 지구 물리 학회가 발행하는 학술지인 지오 헬스(GeoHealth)에 개제됐다. 사진=123rf.com 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

알츠하이머성 치매는 특징적인 증상을 보이기 시작하기 몇 년 전부터 환자들의 뇌 안에 ‘플라크’라는 끈적한 물질을 형성해 근처 세포에 손상을 주기 시작한다. 따라서 관련 연구자들은 지난 몇십 년간 알츠하이머병을 예방하거나 치료하기 위한 수단으로 이런 플라크를 제거할 방법을 찾아내려 했다. 뇌에서 ‘아밀로이드 플라크’로 불리는 이 끈적한 덩어리는 아밀로이드 베타로 불리는 단백질이 주를 이룬다. 하지만 이 플라크 안에는 또 다른 알츠하이머병 유발 단백질이 있는데 그것이 바로 ‘APOE’(Apolipoprotein E)다. 이제 미국 워싱턴 의대 연구팀은 항체 한 종이 이런 APOE 단백질을 표적으로 삼아 없앨 뿐만 아니라 플라크까지 줄어들게 한 결과를 쥐 실험으로 입증했다. 국제 학술지 ‘임상연구저널’(Journal of Clinical Investigation) 26일자에 실린 이번 연구 결과는 알츠하이머병 증상이 나타나지 않는 초기 단계에서 아밀로이드 플라크가 유발하는 뇌 손상을 멈추는 치료 방법으로 이어질 수 있다. 연구를 주도한 데이비드 홀츠먼 신경학과 교수는 “몇 년간 뇌에 아밀로이드가 축적되면 제거할 수 없다. 만일 플라크 제거를 충분히 일찍 시작할 수 있으면 건망증과 혼란, 그리고 인지기능 저하로 이어지는 뇌 변화를 멈출 수 있을 것”이라고 말했다. APOE 단백질의 유전자 변이들은 알츠하이머병을 유발하는 가장 큰 단일 위험 인자다. 기존 연구에서 연구팀은 APOE 단백질을 표적으로 삼는 DNA 기반 화합물 한 종이 아밀로이드 플라크에 의한 손상을 줄일 수 있음을 보여줬다. 하지만 플라크 자체를 제거하는 방법이 둔화하는 것보다 뇌를 더 잘 보호할 수 있다. 이에 따라 연구팀은 플라크 자체를 제거하는 방법을 알아내기 위해 APOE만을 인식해 작용하는 항체들에 주목했다. 일단 항체들이 표적이 되는 APOE에 달라붙으면 이들은 항체와 표적 모두를 없애는 면역 세포들의 관심을 끌게 된다. 여기서 연구팀은 근처 아밀로이드가 APOE와 함께 제거될 가능성이 있다고 생각했다. 연구팀은 유전적으로 아밀로이드 플라크가 형성되기 쉽게 만든 쥐들에게 APOE를 인식하는 항체 몇 개를 시험했다. 연구팀은 미 신약개발 업체 ‘드날리 테라퓨틱스’와 공동 개발한 APOE 대항 항체들이나 위약(플라세보)을 6주 동안 쥐들에게 일주일에 한 번씩 주사했다. 그다음으로 연구팀은 쥐들 뇌 속에 있는 플라크 양을 측정했다. 그 결과, ‘HAE-4’로 불리는 한 항체가 플라크 수치를 절반까지 제거한 것으로 나타났다. 게다가 이 항체는 혈중 APOE 수치에 영향을 미치지 않았다. APOE는 체내 지방과 콜레스테롤을 운반하는 중요한 역할을 하므로 이 물질이 혈류에서 제거되면 부작용이 생길 수 있다. 따라서 이 항체가 혈중 APOE 수치를 낮추지 않았다는 점은 긍정적인 신호다. 그렇다면 왜 이 항체는 혈액 속이 아니라 뇌 속에서만 APOE를 제거했을까? 홀츠먼 교수는 “플라크에 포함된 APOE는 혈액 속 APOE와 구조가 다른 것으로 확인됐다”면서 “HAE-4 항체는 뇌 속 플라크에서 발견되는 APOE만 인식했다”고 설명했다. 알츠하이머병의 발병을 막거나 늦추는 치료 방법은 현재 존재하지 않는다. 하지만 아밀로이드 베타를 표적으로 삼아 플라크를 제거하는 몇몇 항체는 임상시험이 진행되고 있다. 이런 항체는 효과가 있을 것으로 예상되지만 종종 뇌에 염증과 붓기 같은 부작용을 일으킨다. 하지만 APOE를 표적으로 삼는 항체들은 알츠하이머병 환자나 예비 환자들의 뇌 속에 있는 플라크를 제거하는데 성공적일 수 있고 다소 파괴적인 면역 반응을 유발할 가능성마저 작을 수 있다고 홀츠먼 교수는 설명했다. 홀츠먼 교수는 “항아밀로이드 항체들은 플라크에서 대부분 분자적인 결합을 하지만, 항APOE 항체들은 플라크에 있는 소량의 특정 단백질만을 표적으로 삼을 수 있어 면역 반응과 부작용이 일어날 가능성이 작다”고 말했다. 연구팀은 유사 항체들이 사람들에게 사용할 수 있을 만큼 충분히 안전하고 효과적인지를 알아내기 위한 추가 연구를 계획하고 있다. 사진=항체 ‘HAE-4’(빨간색)는 플라크(파란색) 속 APOE를 표적으로 삼아 플라크를 제거한다. 이 방법은 면역 반응과 부작용이 일어날 가능성이 작다.(모니카 슝/워싱턴 의대) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

중국에서 난데없는 ‘사과 벼락’을 머리에 맞은 갓난아기가 혼수상태에 빠지는 안타까운 일이 발생한 가운데, 현지 경찰이 증거물에 남은 DNA를 분석해 범인을 찾았다. 중신망 등 현지 언론의 22일 보도에 따르면 현지시간으로 지난 9일 광둥성 둥관시의 아파트 단지를 산책 중이던 생후 3개월의 아기가 한 아파트에서 떨어진 사과에 머리를 맞아 곧장 병원으로 후송됐지만 혼수상태에 빠졌다. 당시 피해 아동은 할머니가 끌던 유모차에 탄 상태였고, 날벼락처럼 떨어진 사과에 머리를 맞은 후 두개골 골절과 두개골 혈관 파열 등 심각한 뇌 손상을 입었다. 신고를 받은 경찰은 곧장 하늘에서 떨어졌다는 사과에 남아있는 지문 및 DNA 분석에 나섰다. 그 결과 문제의 사과는 당시 피해 아동이 지나던 아파트 24층에 거주하는 11세 소녀로 밝혀졌다. 당초 경찰이 11세 소녀에게 해당 사실 여부를 확인했을 당시, 소녀는 자신에게 씌워진 의혹을 전면 부인한 것으로 알려졌다. 하지만 DNA와 지문 분석결과 등을 토대로 추궁하자 결국 자신의 행동을 인정했다. 소녀의 아버지는 “딸이 반려견에게 사과를 던져주려다가 실수로 창밖으로 사과를 떨어뜨렸다”고 진술한 것으로 알려졌다. 이에 11세 소녀의 가족은 사과의 뜻을 전하며 피해 아동의 부모에게 사실상의 사죄금으로 3만 위안(약 510만원)을 전달했다. 하지만 현지 언론에 따르면 사고가 발생한 지 열흘 여가 지난 현재까지 피해 아동의 치료비는 13만 위안(약 2210만원)에 달하며, 앞으로도 상당한 치료비가 들 것으로 예상된다. 피해 아동의 가족은 아이를 건강했던 때로 되돌려 달라며 슬픔과 절망을 감추지 못하고 있다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

5세 이상 복합질환 동시 앓아 기대수명만큼 ‘건강수명’ 늘려 건강한 노후 보장 머리 맞대야“‘불로불사’(不老不死)하는 황제가 돼 영원히 제국을 통치하겠다”며 ‘불로초’를 찾아나섰다가 50세의 나이로 사망한 진시황의 이야기는 인류가 지구상에 등장하면서부터 꿈꿔 왔던 ‘불로장생’이 그저 ‘꿈’일 뿐이라는 것을 보여주는 대표적인 사례다.최근 생명과학 분야의 급속한 발전으로 진시황이 바랐던 ‘불로장생’까지는 아니더라도 인간의 기대수명은 100세를 향해 달려가고 있는 추세다. 올해 한국에서 태어난 남자 아기와 여자 아기가 살 수 있는 기대수명은 각각 79세, 85세이다. 기대수명은 특정 시점에 태어난 아기들이 별다른 사고 없이 삶을 마칠 때까지를 예측한 기간이다. 문제는 기대수명의 증가만큼 건강을 유지하면서 살 수 있는 건강수명의 증가는 뒷받침되지 못하고 있다는 점이다. 실제로 가까운 일본의 경우도 2013년 기준 남녀 기대수명은 각각 80.21세, 86.61세이다. 그렇지만 건강수명은 남성 71.19세, 여성 74.21세에 그치고 있다. 쉽게 말하면 2013년에 태어난 남자는 약 9년, 여자는 약 12년을 류머티스 관절염, 2형 당뇨병, 암, 알츠하이머 치매 같은 노인성 만성질환에 시달릴 가능성이 있다는 것이다.과학자들은 평균 수명 100세를 뜻하는 ‘호모 헌드레드’ 시대가 되기 위해서는 기대수명의 증가만큼 건강수명도 함께 늘어나는 것이 필요하다고 입을 모으고 있다. 세계적인 과학저널 ‘네이처’도 이번 주 호에 ‘고령화로 나타날 수 있는 수많은 질병을 늦출 수 있는 해결책을 찾아라’라는 제목의 분석 리포트를 실었다. 과학기술의 발전으로 기대수명은 늘어나고 있지만 나이 들어서도 ‘건강하게’ 살 수 있는 연구는 아직 부족하다는 지적이다. 노화 때문에 나타나는 가장 치명적인 질병은 알츠하이머병, 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환이다. 젊은 사람들도 퇴행성 뇌질환을 앓는 경우가 있지만 노인들에게서 발병하는 양상과는 전혀 다르다. 노인들에게서는 DNA 손상, 세포노화, 자가분해 단백질 손상 등 다양한 원인이 동시에 복합적으로 나타나게 된다. 노화의 속도가 빨라지는 65세 이상의 사람들에게서는 젊은 시절 얻은 만성질병과 후유증, 합병증에 노년기 특유의 질환이 더해지면서 한 사람이 몇 가지의 질환을 동시에 앓는 경우가 많다. 실제로 노화를 막기 위해 노화된 세포를 제거하거나 유전자 편집을 통해 노화세포가 스스로 제거되도록 하는 기술을 비롯해 3D 프린터를 이용해 노화된 신체조직을 교체한다든지 젊은 사람의 피를 수혈하는 등 다양한 방식이 연구되고 있다. 그렇지만 이러한 기술들은 노화를 늦추거나 막으면 관련 질병도 사라질 것이라는 전제를 갖고 있기 때문에 노화 관련 질환에 대한 근본적 해결책이 되지 못한다. 이 때문에 노화 연구자들은 “지금까지 노화 연구는 단일 질환이나 노화와 죽음을 늦추는 것에만 초점이 맞춰져 왔는데 이는 나이와 관련된 여러 가지 생물학적 조건을 고려하지 않는 것”이라며 “복합적으로 나타날 수 있는 질환의 치료나 예방과 건강수명 연장에 대해 좀더 관심을 기울여야 할 때”라고 설명했다. 이와 함께 노화 관련 치료법이나 신약을 개발할 때 사용되는 임상실험의 기준도 재정립될 필요가 있다. 노인들의 근력을 강화시키는 약을 개발했다고 한다면 지금과 같이 약을 투여한 뒤 근육량의 변화를 측정하는 대신 400~500m를 걷거나 뛰는 능력이 어떻게 향상됐는지를 살펴보는 것이 더 바람직하다는 것이다. 분석 보고서를 쓴 일라리아 벨란투오노 영국 셰필드대 노화연구소 교수는 “2015년 기준 전 세계 인구 중 60세 이상 고령자는 12% 정도이지만 2050년이 되면 22%에 해당하는 약 20억명에 달할 것”이라며 “불로장생이라는 인류의 오랜 꿈이 또 다른 짐이 되지 않기 위해서는 건강한 노후를 보장할 수 있는 연구와 함께 국가별로 고령화사회를 대비한 맞춤형 정책이 필요하다”고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“따님이 엄마와 너무 닮았네요.” “어디 가셔도 형제분이라는 걸 바로 알겠어요.” “아들이 아빠 붕어빵이야.”부모와 자녀, 형제자매 간은 얼굴 생김새부터 키, 심지어 목소리까지도 상당히 비슷한 경우를 많이 볼 수 있다. 오래전부터 유전학자들은 이러한 현상을 부모, 자녀, 형제자매 간에 공유하는 유전적 정보에 의해 결정된다는 것을 알고 있었다. 이제는 이 유전정보가 우리 몸을 구성하는 세포 안의 게놈을 구성하는 DNA에 있는 것까지 알게 되었다.하지만 부모, 자녀, 형제자매 간이라도 약간의 차이가 있다. 이것은 양쪽 부모에게서 받은 유전 정보의 조합 때문에 나타나는 현상이라고 생각해 왔다. 그렇지만 이런 조합으로는 설명되지 않는 차이가 있는 경우가 종종 있는데 이것은 어떻게 가능할까. 이를 설명해 줄 수 있는 하나의 기작(機作)으로 DNA 일부가 이리저리 위치를 옮기는 현상이 있다. 유전정보를 지니고 있는 DNA는 항상 그 상태를 유지할 것으로 생각되기 때문에 DNA의 일부가 이리저리 위치를 옮긴다는 것은 위험하지 않을까라는 생각도 들 수 있다. 하지만 이런 현상은 20세기 중반 미국의 유전학자 바버라 매클린톡 박사가 처음 발견했다. 매클린톡 박사는 옥수수 색깔의 변화가 DNA의 일부가 위치를 바꾸는 현상으로 결정된다는 것을 발견했고, 그 덕분에 1983년 노벨생리의학상을 수상했다. DNA의 일부는 이리저리 위치를 옮기는데 이런 DNA를 점핑 유전자라고 부른다. 이런 점핑 유전자가 인간 게놈 프로젝트를 마친 뒤 중요성이 더욱 부각됐다. 그 이유는 우리가 갖고 있는 DNA 중 점핑 유전자가 차지하는 비율이 거의 절반 가까이 되기 때문이다. ‘DNA는 유전 정보이니 그 상태가 그대로 유지될 것이다’라는 일반적인 생각과 상당히 다르다. 우리의 유전정보가 변화무쌍하게 움직이고 있을지도 모른다는 것이다. 하지만 다행히도 이러한 점핑 유전자들 중에 많은 경우는 게놈상에서 움직이는 능력을 잊어버려서 실제로는 아주 작은 숫자들 정도만 위치를 옮기는 능력을 가지고 있다. 점핑 유전자의 움직임으로 생명체는 진화를 할 가능성을 열어 놓지만 과도하거나 잘못된 위치로 움직이는 점핑 유전자는 질병을 유발할 수도 있다. 질병, 진화, 그리고 노화까지도 관련성이 있을 것으로 생각이 되면서 최근 점핑 유전자가 움직이는 메커니즘과 세포 내 작용을 알아내려는 연구가 활발해지고 있다. 지난 11일 점핑 유전자의 움직임을 촉진하거나 저해하는 생체 내의 단백질에 대한 첫 청사진과 관련한 논문이 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 실렸다. 이 논문에서는 기존에 잘 알려져 있는 DNA 복제와 손상 복구 단백질들이 중요한 역할을 할 것이라고 밝혔다. DNA 복제와 손상 복구는 오랜 기간 동안 과학자들의 관심사였고 수많은 노벨상을 배출한 분야이기도 하다. 필자도 관련 분야에 대해 연구를 진행하고 있다. 이번에 발표된 논문 결과를 분석해 보면 아마도 생명체 내의 세포는 점핑 유전자가 위치 이동을 하는 것을 효과적으로 조절하는 것이 아닌가 싶다. 이러한 조절을 통해 질병과 노화를 막고, 진화의 방향을 정하는 것은 아닐까 하는 생각도 든다. 좀더 많은 연구가 수행되면 점핑 유전자를 이용한 게놈의 변화를 유도할 수 있지 않을까 하는 생각도 해봤다. 최근 DNA를 이용해서 정보를 저장하려는 시도들이 있었다. 전 세계의 모든 정보를 컴퓨터에 저장하려면 너무나 많은 공간이 필요하다. 그런데 DNA를 이용하면 이러한 문제가 해결된다고 한다. 하지만 현재의 기술로는 DNA에 저장된 정보를 편집할 수 없다는 것이 큰 걸림돌이다. 오늘 이야기한 점핑 유전자의 효과적 조절과 최근 들어 활발하게 연구되는 유전자 가위기술을 이용할 수 있다면 DNA에 저장하려는 정보를 우리가 컴퓨터에서 정보를 수정하듯이 쉽게 고칠 수 있는 그런 날이 오지 않을까 하는 생각을 해 본다.

암을 예방하거나 치료하기 위해 반드시 멀리해야 할 식품 중 하나는 술이다. 최근 영국의 유력 연구기관은 알코올과 암세포 간의 연관관계를 밝힌 논문을 발표했다. 영국 최고의 연구기관으로 꼽히는 MRC(Medical Research Council) 분자생물학 연구진이 실험용 쥐에게 희석된 알코올인 에탄올을 먹인 뒤 조혈모세포의 DNA 염기서열 및 염색체를 분석한 결과, DNA의 기본 구조인 ‘이중 나선’이 에탄올을 먹기 이전과는 다른 형태로 바뀐 것을 확인했다. 이중 나선은 DNA의 기본 분자구조로, 당과 인산으로 된 두 가닥의 사슬이 염기에 의해 이어져 있는 구조를 뜻한다. 연구진에 따르면 에탄올을 먹은 쥐의 이중 나선이 처음과 다르게 뒤엉켜 있거나 염색체의 배열이 바뀌어 있었으며, 이는 DNA의 손상 및 더 나아가 암으로 이어질 위험을 높인다. 일반적으로 알코올이 체내에서 분해될 때 독성 물질 중 하나인 아세트알데히드가 생성되는데, 연구진은 이 아세트알데히드가 적혈구와 백혈구 등의 혈액세포를 만드는 조혈모세포의 DNA를 영구적으로 변화시켜 DNA의 손상을 유발한다는 사실을 밝혀냈다. 인체는 독성 물질인 아세트알데히드가 체내에 발생했을 때, 이를 없애는 효소인 알데히드 디하이드로게나제(ALDH2)라는 효소를 방출한다. 하지만 섭취한 알코올의 양이 지나치게 많거나 선천적으로 ALDH2 효소가 결핍된 사람들은 아세트알데히드를 제거하지 못하고, 이렇게 쌓인 아세트알데히드가 DNA를 변형·파괴해 암의 위험을 높인다는 것이 연구진의 설명이다. 특히 ALDH2 효소가 결핍돼 있거나 이 효소를 만드는 유전자가 변이된 사람은, 이 효소가 정상적으로 분비되는 사람에 비해 아세트알데히드로 인한 DNA 손상 정도가 4배 더 높다는 사실이 쥐 실험을 통해 확인됐다. 알코올은 간암과 유방암을 포함해 대장암과 구강암, 후두암 등 주요 암과 밀접한 연관이 있는 것으로 알려져 있다. 연구진은 이번 실험을 통해 알코올이 직접적으로 암을 유발하는 것은 아니지만 아세트알데히드와 같은 알코올 독성 물질이 DNA를 손상시키고 이것이 ALDH2와 같은 효소 분비를 방해해 암 유발에 영향을 미치는 것으로 분석했다. 자세한 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 최신호에 실렸다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

암을 예방하거나 치료하기 위해 반드시 멀리해야 할 식품 중 하나는 술이다. 최근 영국의 유력 연구기관은 알코올과 암세포 간의 연관관계를 밝힌 논문을 발표했다. 영국 최고의 연구기관으로 꼽히는 MRC(Medical Research Council) 분자생물학 연구진이 실험용 쥐에게 희석된 알코올인 에탄올을 먹인 뒤 조혈모세포의 DNA 염기서열 및 염색체를 분석한 결과, DNA의 기본 구조인 ‘이중 나선’이 에탄올을 먹기 이전과는 다른 형태로 바뀐 것을 확인했다. 이중 나선은 DNA의 기본 분자구조로, 당과 인산으로 된 두 가닥의 사슬이 염기에 의해 이어져 있는 구조를 뜻한다. 연구진에 따르면 에탄올을 먹은 쥐의 이중 나선이 처음과 다르게 뒤엉켜 있거나 염색체의 배열이 바뀌어 있었으며, 이는 DNA의 손상 및 더 나아가 암으로 이어질 위험을 높인다. 일반적으로 알코올이 체내에서 분해될 때 독성 물질 중 하나인 아세트알데히드가 생성되는데, 연구진은 이 아세트알데히드가 적혈구와 백혈구 등의 혈액세포를 만드는 조혈모세포의 DNA를 영구적으로 변화시켜 DNA의 손상을 유발한다는 사실을 밝혀냈다. 인체는 독성 물질인 아세트알데히드가 체내에 발생했을 때, 이를 없애는 효소인 알데히드 디하이드로게나제(ALDH2)라는 효소를 방출한다. 하지만 섭취한 알코올의 양이 지나치게 많거나 선천적으로 ALDH2 효소가 결핍된 사람들은 아세트알데히드를 제거하지 못하고, 이렇게 쌓인 아세트알데히드가 DNA를 변형·파괴해 암의 위험을 높인다는 것이 연구진의 설명이다. 특히 ALDH2 효소가 결핍돼 있거나 이 효소를 만드는 유전자가 변이된 사람은, 이 효소가 정상적으로 분비되는 사람에 비해 아세트알데히드로 인한 DNA 손상 정도가 4배 더 높다는 사실이 쥐 실험을 통해 확인됐다. 알코올은 간암과 유방암을 포함해 대장암과 구강암, 후두암 등 주요 암과 밀접한 연관이 있는 것으로 알려져 있다. 연구진은 이번 실험을 통해 알코올이 직접적으로 암을 유발하는 것은 아니지만 아세트알데히드와 같은 알코올 독성 물질이 DNA를 손상시키고 이것이 ALDH2와 같은 효소 분비를 방해해 암 유발에 영향을 미치는 것으로 분석했다. 자세한 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 최신호에 실렸다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr