중국에서 사람에게도 전염돼 세계적 대유행(팬데믹) 가능성이 있는 돼지독감 바이러스가 새로 발견됐다는 연구 결과가 나왔다. 중국 대학과 중국질병통제예방센터(CCDCP) 소속 과학자들은이러한 내용을 담은 논문을 미국국립과학원회보(PNAS)에 발표했다고 AFP통신과 BBC방송이 29일(현지시간) 보도했다. ‘G4’로 명칭이 붙은 이 바이러스는 신종 인플루엔자(H1N1) 계통의 바이러스로, 주로 돼지를 통해 옮겨지지만 사람이 감염될 수도 있는 것으로 알려졌다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

미국 역사학자 윌 듀런트는 “문명은 예고 없이 변하는 지질학적 영향을 받으며 그에 따라 존재한다”는 말을 남겼습니다. 그렇지만 많은 역사학자는 지질학적 변화가 역사에 영향을 미친다는 생각은 ‘환경결정론’이라고 하며 받아들이지 않고 있습니다. 그런데 최근 역사학자와 고고학자뿐만 아니라 다양한 분야의 과학자들이 참여해 환경결정론에 힘을 실어 주는 재미있는 연구결과를 내놨습니다. 미국 사막연구소, 영국 케임브리지대, 벨파스트 퀸스대, 세인트앤드루스대, 옥스퍼드대, 스위스 베른대, 미국 예일대, 알래스카 페어뱅크스대, 아일랜드 트리니티칼리지, 독일 헬름홀츠 알프레드베게너 빙하연구소, 괴팅겐대, 덴마크 코펜하겐대 공동연구팀은 기원전 45~43년 알래스카에 있는 옥목(Okmok) 화산의 연쇄적 폭발이 지구 반대편 지중해의 고대 로마에 극심한 추위를 일으켜 정치 체제를 바꾸게 된 원인으로 작용했다고 24일 밝혔습니다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 23일자에 실렸습니다. 이번 연구에는 기후물리학자와 역사학자는 물론 고고학자, 식물학자, 환경과학자, 토목공학자 등 다양한 분야의 학자들이 참여해 관심을 끌었습니다. 기록에 따르면 기원전 44년 율리우스 카이사르가 암살된 때를 전후해 로마와 이집트, 그리스 등 지중해 지역에 비정상적인 추위가 몰아닥쳐 흉작과 기근, 질병 등이 발생했습니다. 역사학자들은 이것이 공화국 로마와 이집트 프톨레마이오스 왕국을 붕괴시켰다고 보고 있습니다. 이상기후와 그로 인한 영향들이 화산폭발 때문이라고 추정되고 있지만 어떤 화산 때문인지를 파악하지 못하고 있었습니다. 연구팀은 그린란드와 러시아 북극지역의 얼음 핵(ice core)을 추출해 분석했습니다. 추출한 얼음 핵에는 화산분출물이라고도 불리는 ‘테프라’층이 잘 보존돼 있었다고 합니다. 화산이 분화하고 연기가 뿜어져 나올 때 연기 속에는 다양한 크기의 입자가 포함돼 있습니다. 크고 무거운 입자는 분화구 근처에 떨어지고 가볍고 작은 입자들은 멀리까지 이동하게 됩니다. 이렇게 다양한 화산분출물들을 모두 ‘테프라’라고 부르는데 화산폭발 역사를 분석할 때 주로 활용됩니다. 분석 결과 알래스카 옥목 화산은 기원전 45년에 1차 폭발을 일으킨 뒤 기원전 43년 초에는 훨씬 강력하고 긴 기간에 걸쳐 2차 폭발이 발생했다고 합니다. 두 차례에 걸친 옥목 화산폭발로 발생한 테프라는 2년 가까이 공기 중에 남아 햇빛을 가려 기온을 떨어뜨렸다는 설명입니다. 연구팀에 따르면 옥목 화산의 1차 폭발 이후 서서히 기온이 떨어지기 시작해 2차 폭발이 있었던 기원전 43년부터 2년 동안은 지난 2500년 동안 북반구에서 가장 추운 기간이었으며 여름과 가을의 평균기온도 평년보다 7도가량 낮았던 것으로 추정했습니다. 또 남유럽 전역의 여름철 강수량은 평년보다 1.2배, 가을 강수량은 4배나 많았던 것으로 봤습니다. 많은 비가 내리고 추운 날씨 때문에 농작물 수확량이 줄어든 것이 정치적 격변기에는 상당한 영향을 미쳤을 것이라고 연구팀은 분석했습니다. 최근 기후변화 패턴을 보면 인류의 생활양식은 물론 생존을 위협할 정도로 극단적입니다. 먼 훗날 인류의 후손이나 외계인들이 지질학적, 기후학적 증거를 보고 현재의 역사를 어떻게 해석할지 궁금합니다. edmondy@seoul.co.kr

오래 기억되는 정보, 습득 1~2초 전에 해마 ‘발화율’ 상승… 인코딩 준비상태 뇌 다른 부분에선 별다른 변화 없어 전문가 “결국 해당 정보에 흥미 갖고 반복·지속 노출이 기억 잘하는 방법”“따뜻한 차와 파삭거리는 빵가루가 입천장에 닿는 순간 갑자기 온몸에 소스라치는 전율이 일었고, 나는 그 자리에 얼어붙어 몸 안에서 일어나고 있는 이상한 현상을 찬찬히 살펴보았다.” 많은 독자들에게 좌절감에 빠지게 만든 마르셀 프루스트의 걸작 ‘잃어버린 시간을 찾아서’의 한 대목이다. 우연한 자극에 의해 의식 저편에 묻혀 있던 기억이 되살아날 수 있음을 보여 주는 대표적인 장면으로 꼽히며 심리학자들은 이런 현상을 ‘프루스트 효과’라고 이름 붙였다. 사실 오래된 기억은 되살리기도 쉽지 않지만 왜곡되는 경우도 많다. 영국 더럼대 심리학과 찰스 퍼니휴 교수는 ‘기억의 과학’이라는 책에서 “진짜 기억과 가짜 기억은 상당히 비슷한 신경적 특징을 나타내며 다양한 편향이 기억에 영향을 미친다”고 지적하기도 했다. 뇌과학이 빠르게 발전하고 있지만 기억은 많은 부분이 여전히 미지의 영역으로 남아 있다. 이 때문에 기억은 시간여행과 함께 SF에서 가장 많이 다뤄지는 단골 메뉴이다.이런 가운데 미국 캘리포니아 샌디에이고대(UC샌디에이고) 심리학과, 애리조나주립대 실험심리학과, 뉴멕시코주립대 심리과학과, 샌디에이고 보훈병원, 배로신경과학연구소, 뉴로텍스뇌연구소 공동연구팀은 특정 정보가 기억되거나 기억되려 하기 이전에 이미 해마에서 기억할지 여부를 결정한다고 3일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 6월 2일자에 실렸다. 연구팀은 뇌전증 환자 34명을 대상으로 새로운 단어를 학습하도록 하면서 해마, 편도체, 전측대상회, 전전두엽 등 기억에 관여하는 부위의 변화를 뇌파검사와 기능성자기공명영상(fMRI)으로 측정했다. 그 결과 실험대상자들이 쉽게 기억하거나 오랫동안 기억하게 되는 단어들은 보거나 듣기 1~2초 전에 해마의 신경세포(뉴런)의 발화율이 높다는 것이 확인됐다. 해마 이외의 부분에서는 별다른 변화가 나타나지 않은 것으로 나타났다. 대뇌변연계에 위치한 해마는 장기기억과 학습, 감정적 행동을 조절하는 데 관여하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 이처럼 정보 노출 전에 해마 뉴런의 발화율이 높아지는 것을 ‘인코딩 준비상태’라고 이름 붙였다. 연구팀에 따르면 인코딩 준비상태는 새로운 기억을 형성하는 데 중요한 뇌 부위인 해마가 선택적으로 활동을 증가시키는 것이다. 정보에 따라 인코딩 준비상태가 달라지는 정확한 메커니즘을 밝혀내기 위해 추가 연구를 진행 중이지만 기억력을 높이기 위해서는 해마를 인코딩 준비상태로 만들어 두는 것이 중요하다고 설명했다. 한편 오스트리아 과학기술연구원 세포신경과학부 연구팀은 단기기억이 형성되는 것은 소뇌와 대뇌 피질의 가장 작은 신경단위인 과립세포가 해마의 피라미드 신경세포로 얼마나 활발하게 신호를 전달할 수 있는가 여부에 달려 있다는 연구 결과를 신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 6월 2일자에 발표했다. 지금까지 기억은 신경세포들 사이의 신호전달 강화를 설명하는 시냅스 가소성이나 외부 자극으로 인해 생기는 생화학적 변화인 엔그램 개념으로 설명해 왔었다. 시냅스 가소성은 세포 수준 이하의 차원에서, 엔그램은 기억의 전체 메커니즘 차원에서 설명하는 것이었는데 연구팀은 시냅스 가소성과 엔그램 사이의 구조적 상관관계를 설명한 것이다. 존 윅스테드 UC샌디에이고 교수는 “이번 연구들은 신경세포와 신호전달체계가 기억에 어떻게 영향을 미치는지 보여 주는 것”이라며 “결국 흥미를 갖고 해당 정보에 반복적이고 지속적으로 노출되는 것이 기억을 잘하는 방법”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 퇴행성 뇌질환 치료에 단초를 마련할 것으로 기대되는 세포소기관 소통조절에 관여하는 단백질을 찾아냈다. 한국뇌연구원, 서울대, 포스텍 공동연구팀은 세포소기관인 미토콘드리와 소포체를 연결하는 막인 ‘MAM’을 만드는데 관여하는 단백질을 발견했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 세포 안에는 다양한 세포 소기관이 존재하면서 막으로 된 접촉부위를 통해 소통한다. 특히 세포내 에너지 공장이라고 불리는 미토콘드리아와 단백질을 만들어 세포 곳곳에 전달하는 소포체를 연결하는 MAM에 위치한 단백질은 세포 내 지질대사와 자가포식 등 기능을 조절하는 것으로 알려져 있다. 미토콘드리아와 소포체가 만나면 MAM이 만들어져 칼슘 이동통로가 되는데 이 때 미토콘드리아로 칼슘이 과도하게 유입될 경우 미토콘드리아의 기능이 떨어지면서 각종 질병이 발생한다. 특히 퇴행성뇌신경질환 환자들의 유전자 변성이 해당 부위에서 많이 발견되고 있다. 연구팀은 MAM 단백질 구조를 분석하는데 필요한 새로운 방법을 고안해 인간 세포에서 MAM을 구성하는 115개의 단백질을 발견했다. 또 대면적 3차원 전자현미경으로 세포내 MAM 부위를 3차원으로 관찰한 결과 FKBP8 단백질이 MAM에서 칼슘수송에 필수 요소라는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구로 퇴행성뇌신경질환 공통 원인으로 알려진 미토콘드리아의 칼슘 증가현상을 조절할 수 있는 단백질을 발견함으로써 알츠하이머병, 파킨슨병 등의 치료제 개발에 도움이 될 수 있을 것으로 평가받고 있다. 정민교 한국뇌연구원 박사는 “이번 연구결과는 세포소기관 사이의 네트워크가 제대로 이뤄지지 않으면 질병이 발생하는데 이에 관여하는 단백질을 정확하게 밝혀냄으로써 미토콘드리아 손상을 지연하거나 막을 수 있는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

진드기는 작지만 징그러운 절지동물로 모기처럼 사람과 가축의 피를 빨아먹는 해충이다. 하지만 사람에게 끼치는 진짜 피해는 진드기가 빨아먹는 얼마 안 되는 양의 피보다 이 과정에서 옮기는 여러 가지 진드기 매개 전염병이다. 지난 몇 년간 살인 진드기라고 불린 중증 열성 혈소판 감소 증후군(SFTS)은 치사율이 높고 특별한 치료제나 백신도 없어 진드기에 물리지 않도록 주의하는 것 이외에 다른 방법이 없는 상태다. 이렇게 위험하고 혐오스러운 진드기지만, 전혀 다른 관점에서 바라보는 과학자들도 있다. 최근 호주 시드니 대학의 화학자인 리차드 페인 교수가 이끄는 연구팀은 진드기의 침에서 면역 억제 물질인 에바신(Evasin)을 분리하는 데 성공해 이를 미국 국립과학원 회보(PNAS) 최신호에 발표했다. 연구팀은 이 물질이 코로나19로 인한 사이토카인 폭풍이나 조절되지 않은 면역 반응을 제어하는 약물로 개발될 수 있다고 보고 있다. 진드기는 작고 원시적인 절지동물 같지만, 사실 수백만 년에 걸쳐 다른 동물의 피를 효과적으로 빨아먹을 수 있도록 고도로 진화된 동물이다. 작은 진드기의 침 속에는 혈액 응고, 면역 반응, 통증을 억제하는 다양한 물질이 들어있다. 따라서 숙주의 면역 시스템과 응고 시스템을 극복하고 자기 몸무게보다 더 많은 피를 숙주가 눈치채지 못하게 빨아먹을 수 있다. 모두 과학자들이 탐낼 만한 신약 후보 물질들이다. 연구팀은 진드기 침 속에서 찾아낸 에바신에 황 화합물을 결합해 더 안정적이고 효과가 우수한 면역 억제제로 개발했다. 이 물질은 면역 시스템 가운데 특히 케모카인 (Chemokine) 같은 면역 전달 물질을 억제해 국소 염증 반응을 막는다. 연구팀은 변형된 에바신을 폐와 장의 동물 염증 모델에 투여해 효과적으로 조직 염증과 섬유화를 막는다는 사실을 확인했다. 연구팀은 코로나19에서 발생하는 사이토카인 폭풍처럼 심각한 과잉 면역 반응을 억제해 줄 것으로 기대하고 있다. 물론 실제 약물로 개발되기 위해서는 많은 과정을 거쳐야 하고 상당수 신약 후보 물질들은 연구 단계에서 부작용이 너무 크거나 효과가 기대에 미치지 못해 탈락한다. 하지만 이렇게 새로운 후보 물질을 많이 찾아낼수록 새로운 약물이 나올 수 있는 가능성도 커지는 만큼 앞으로 지속적인 연구가 필요하다. 신약 개발 가능성과는 관련 없이 진드기가 옮기는 질병은 사람에게 위험하다. 설령 진드기 침에서 사람을 살리는 약물이 나오더라도 진드기는 여전히 위험한 절지동물이며 가능하면 접촉을 피해야 한다. 이를 위해 질병 유행철에는 풀밭 위에 눕지 않고 풀숲에 들어갈 때는 긴 소매와 긴 바지, 발을 완전히 덮는 신발 등을 착용해 피부 노출을 최소화해야 한다. 풀숲에서 돌아온 후에는 즉각 손발을 씻거나 샤워를 하고 옷은 털거나 세탁하는 등 개인위생을 지키는 것이 중요하다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

코로나19의 전 세계적 확산이 반년 가까이 계속되면서 사회적 거리두기를 실천하는 이들이 많습니다. 그런데 이 때문에 예상치 못했던 문제가 나오고 있습니다. 배달음식을 많이 시키고 위생 때문에 일회용품 사용이 많아지면서 재활용 쓰레기 배출이 크게 늘어난 것입니다. 코로나19 정복 이후 곧바로 닥쳐올 문제는 다름 아닌 늘어난 쓰레기 처리가 될 것입니다. 쓰레기 문제는 우주도 예외는 아닙니다. 1957년 인류 최초의 인공위성 스푸트니크1호가 발사된 뒤 많은 나라들이 경쟁적으로 우주개발에 나서면서 현재 지구 저궤도에는 낡고 버려진 인공위성과 각종 우주잔해들로 뒤덮여 있습니다. 미국 항공우주국(NASA)에 따르면 지난해 기준 지구 저궤도를 돌고 있는 우주쓰레기는 1㎝ 이하의 작은 것까지 포함해 약 1억 2800만개에 이릅니다. 우주쓰레기가 늘어나면 새로운 인공위성을 발사하기는 점점 어려워지고 유인우주선을 운용하는 데도 차질을 빚게 됩니다. 이에 미국 미들베리칼리지 경제학과, 콜로라도 볼더대 환경과학융합연구소, 경제학과 공동 연구팀은 우주쓰레기 문제를 해결할 수 있는 가장 ‘효과적’인 방법을 제시해 주목받고 있습니다. 이들이 제시한 방법은 현재 지구 궤도를 돌고 있는 모든 인공위성에 대해 ‘궤도 사용료’를 부과하는 것입니다. 이번 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 5월 26일자에 실렸습니다. 우주쓰레기에 대해 지금까지 제안된 많은 해법들은 거대한 그물이나 작살, 레이저 등으로 제거하는 기술적 방법들이었습니다. 또 이런 해법들은 우주에 진출하려는 나라나 기업들에 직접적 이득을 주지 못하기 때문에 실현 가능한 해법은 나오기 어렵고 우주는 점점 쓰레기통처럼 되는 결과만 낳는다고 연구팀은 지적했습니다. 인공위성이나 로켓을 발사하는 모든 국가와 기업들이 참여한 국제 협약을 통해 궤도사용료를 받고 이것으로 실질적인 우주쓰레기 제거 기술을 공동 개발해 활용하자고 연구팀은 제안했습니다. 연구팀은 구체적인 궤도 사용료를 제시하기도 했습니다. 올해 기준으로 위성 1기당 연간 1만 4900달러(약 1839만원)로 시작해 매년 14%씩 인상해 2040년에는 위성 1기당 연간 23만 5000달러(약 2억 8999만원)의 사용료를 받자는 것입니다. 궤도 사용료는 우주개발의 잠재적 위험성인 우주쓰레기를 줄일 수 있게 해 2040년이 되면 우주 관련 산업의 가치가 지금보다 4배 이상 높아질 것이라고도 예측했습니다. 우주공간은 ‘영유 금지의 원칙’에 따라 개별 국가가 소유권을 주장할 수 없는 인류 공동의 자산입니다. 소유권은 없지만 누구나 자유롭게 이용할 수 있기 때문에 개별 국가들은 최대 이익을 추구하다 보면 결국 ‘공유지의 비극’이 발생하게 됩니다. 쓰레기는 쓰레기를 만든 사람이 치우는 것이 원칙이지만 공유지에서는 그런 원칙이 먹히지 않기 때문에 모두를 파멸로 이끌게 되는 것이지요. 그렇기 때문에 최선의 해법은 누구나 민감하게 반응할 수밖에 없는 돈과 연결시키자는 것입니다. 인간의 이기심을 억제하기 위해 동원되는 수단이 또 돈이라니요. 약간 씁쓸한 느낌을 지울 수 없습니다. edmondy@seoul.co.kr

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

박쥐로부터 시작된 바이러스가 호주를 대표하는 동물인 코알라를 멸종으로 이끌 수 있다는 주장이 나왔다. 호주 버네트 연구소와 호주 연방과학산업연구기구(CSIRO) 공동 연구진은 코로나바이러스와 마찬가지로 박쥐에게서 유래한 바이러스가 코알라에게 전염돼 개체수 급감에 영향을 미칠 수 있으며, 증상은 후천성면역결핍증(AIDS, 이하 에이즈)과 유사할 것으로 보인다고 밝혔다. 문제의 바이러스는 오랜 시간동안 코알라 개체수를 감소시키는데 큰 역할을 해 온 바이러스인 코알라 레트로바이러스(KoRV)와 유사한 성질을 가진 것으로 밝혀졌다. 연구진에 따르면 박쥐에게서 비롯된 바이러스는 면역시스템을 급격하게 파괴하고, 암과 같은 치명적인 질병의 위험을 높인다. 뿐만아니라 시각장애나 신장기능 장애, 불임 등을 유발할 수 있는 세균인 클라미디아의 감염률을 높일 수 있다. 전반적으로 HIV(인간면역결핍바이러스)에 감염돼 면역력을 잃어버리는 에이즈와 비슷한 증상과 결과를 보인다. 연구진은 HIV와 같은 레트로바이러스는 다른 종간에도 전염되는 것으로 알려져 있으며, 박쥐에게 전염성 코알라 레트로바이러스와 유사한 바이러스가 존재한다는 사실이 확인된다면 호주 전역의 다른 동물들도 위험에 처할 수 있다고 우려했다. 연구를 이끈 버네트연구소의 조슈아 헤이워드 박사는 “이번 연구는 코알라 레트로바이러스가 동남아시아에서 호주로 어떻게 유입됐는지를 설명할 수 있는 근거가 될 것”이라면서 “다른 동물 종에게 전염될 수 있는 바이러스의 중대한 저장고는 다름 아닌 박쥐로 추정된다”고 설명했다. 이어 “이러한 바이러스는 백혈병 및 면역 결핍과 같은 심각한 질병을 유발한다. 사람에게도 동일한 질병을 유발할 수 있는지 여부는 아직 밝혀지지 않았다”면서 “다만 실험실에서 진행된 세포 배양 실험에서는 이 신종 레트로바이러스가 사람 및 박쥐 세포에서 복제될 수 있는 것으로 확인됐다”고 덧붙였다. 지난해 호주는 이미 대규모 산불로 최소 5000마리 이상의 코알라를 잃었다. 멸종 위기종인 코알라 개체수를 보존하기 위한 노력은 계속되고 있지만, 바이러스로부터 코알라를 보호할 방법은 아직 뚜렷하지 않아 전문가들의 우려는 더욱 높아지고 있다. 연구진은 “박쥐 서식지에 더욱 깊숙이 침입할수록, 박쥐로부터 바이러스가 쏟아질 확률이 높아진다. 때문에 바이러스의 정체를 파악하고 특성화하는 것이 매우 중요하다”고 강조했다. 자세한 연구결과는 미국 국립과학원 회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

생명공학의 급속한 발전으로 손상하거나 사멸한 뇌세포를 외부에서 배양한 뇌세포와 바꿀 수 있게 됐다. 게다가 대체할 뇌세포는 반드시 환자와 같은 사람일 필요가 없어졌다. 최근 실험에서도 쥐의 뇌에 인간의 뇌세포를 이식해 장기간 생존시키는 데 성공했었다. 하지만 이식된 인간의 뇌세포가 쥐의 뇌에서 역할을 얻어 양자 간에 신경 연결이 이뤄졌는지는 알려지지 않았다. 그렇지만 이번에 스웨덴 연구진이 뇌졸중에 걸린 쥐의 뇌에 인간의 피부세포에서 이른바 유도만능줄기세포로 불리는 역분화줄기세포(iPS세포)를 생성하고 이를 뇌신경세포로 바꾼 것을 이식했는데 이런 인간의 뇌세포가 쥐의 뇌세포와 신경 연결이 이뤄진 것으로 확인됐다. 또 새롭게 확립된 이종 간의 신경 연결은 쥐의 뇌에 광범위하게 이뤄졌으며, 뇌졸중으로 인해 손실됐던 쥐의 운동능력과 감각기능을 회복시켰다는 사실도 밝혀졌다. 이는 서로 다른 뇌를 결합해 하나의 뇌로 기능하게 하는 데 성공한 최초의 사례가 된다. 이른바 ‘뇌세포 대체’로 불리는 이 기술에 의해 쥐의 두개골 내부에서 인간의 뇌세포 비율을 100%까지 늘릴 수 있을 것이다. 그리고 만일 윤리적인 문제를 극복한다면 인간의 두개골 속을 유전자를 개량한 다른 인공 세포로 채울 수도 있을지 모른다. 그렇지만 우리는 이런 생물을 지금까지와 마찬가지로 쥐 또는 인간이라고 불러도 되는 것일까? 인간의 뇌세포가 쥐의 뇌세포를 대체하다국내 뇌졸중 환자는 연간 60만 명에 달하며 사망원인은 4위일 정도로 위험도가 높다. 살아남더라도 3명 중 1명은 반신마비나 언어장애 등 장애를 평생 갖고 살아야 한다. 현재 뇌졸중에 대해 기대되는 근본적인 치료법은 iPS세포에서 분화시킨 신경세포를 뇌에 이식함으로써 잃어버린 신경 연결을 회복하는 것이다. 하지만 임상시험은 장벽이 높고 이식한 인간의 신경세포가 어떻게 동작하는지는 대부분이 수수께끼에 싸여 있다. 따라서 이들 연구자는 인위적으로 뇌졸중이 유발된 쥐에 인간의 뇌세포를 더함으로써 이식된 뇌가 어떻게 작동하는지를 알아내려고 했다. 실험에 쓰인 쥐는 대뇌피질에 뇌졸중으로 인해 손상을 입은 상태이며 인간의 신경세포가 손상 부분을 덮게 했다. 그리고 이식 실험을 하고 6개월이 지났을 무렵, 쥐의 상황에 현저한 개선을 볼 수 있었다.연구진은 무슨 일이 일어났는지를 확인하기 위해서 쥐의 뇌를 전자현미경이나 그 외의 신경 연결을 시각화하는 기술에 의해 관찰을 시작했다. 그 결과, 이식된 인간의 뇌세포가 쥐의 뇌세포와의 신경 연결을 이루고 있는 것으로 확인됐다. 또 이식된 세포로부터의 신경 축삭은 뇌의 반대편 즉 세포를 이식하지 않은 반구에까지 침식해 광범위한 신경의 연결을 만들고 있었다. 인간의 뇌세포와 생쥐의 뇌세포 연결이 확인된 것은 이번 연구가 세계 최초이다. 하지만 쥐에 일어난 뇌졸중의 개선이 인간의 뇌세포와의 연결에 의한 것인지는 아직 단언할 수 없다. 따라서 이들 연구자는 인간의 뇌세포에 미리 설정해 놓은 활동 스위치를 끄기로 했다. 이식 뇌의 활동 스위치를 꺼 봤다쥐에 이식된 인간의 뇌세포에는 빛에 의한 자극에 의해 활동 스위치를 끄는 구조가 도입돼 있었다. 만일 쥐의 개선이 인간의 뇌세포에 의한 것이라면 인간의 뇌세포 스위치를 끔으로써 쥐는 다시 뇌졸중의 증상을 재발할 것이다. 인간의 뇌세포 활동을 끈 결과, 예상대로 쥐는 뇌졸중 증상을 다시 보였고 운동능력과 감각능력을 상실했다. 이 결과로부터 인간의 뇌세포는 뇌졸중을 일으킨 쥐의 뇌에서 새로운 기능을 획득해 쥐의 건강 상태 개선에 크게 기여하고 있던 것이 밝혀진 것이다. 오래된 뇌세포는 어떻게 처리해야 하나 이번 연구를 통해 이식된 인간의 뇌세포가 뇌졸중으로 인해 발생한 쥐의 뇌 손상을 복구하고 대체한 것으로 확인됐다. 앞으로 이식된 뇌세포가 기억과 지능, 사고, 정신 그리고 성격 등에 어떤 영향을 미치는지 동물실험이나 뇌의 회춘을 바라는 지원자들에 의한 임상시험을 통해 조사할 수 있을 것이다. 또 이번 성과는 죽은 신경세포를 새로운 건강한 신경세포로 대체하는 것이 가능하게 됐음을 의미한다. 인간의 뇌에 대해 항상 신선한 뇌세포를 사용한 대체가 이뤄지게 되면 이론상 뇌와 정신은 불멸이라고 할 수 있다. 단 한 가지, 주의해야 할 것이 있다. 그것은 뇌세포 대체를 진행하는 속도와 대체된 뇌세포의 처리 문제이다. 한 번에 모든 것을 대체하는 것은 단순한 자살이다. 정신의 통일성을 유지한 채 뇌세포 대체를 진행하기 위해서는 한 번의 대체 과정을 최대 몇 %씩 한정할 필요가 있을 것이다. 특히 최신 연구에 의해 밝혀진 뇌 속 의식의 발생원과 같이 3~4㎜ 미세한 조직에 대해서는 세심한 주의가 필요하다. 또 대체된 오래된 뇌세포를 살아있는 채로 보존할지, 의료폐기물로 처리할지도 철학적이고 윤리적인 문제로 발전한다. 오래된 뇌세포를 모아 재구성하면 오래된 당신이 부활하기 때문이다. 그렇게 되면 오래된 인격과 새로운 인격 중 어느 쪽이 더욱더 정당성이 있는 당신이 되는지도 생각할 필요가 있을 것이다. 자세한 연구 결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 4월 6일자에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

초전도 합금의 흔적이 운석에서 처음으로 발견됐다. 이는 매우 낮은 온도에서 전기저항이 0에 가까워지는 초전도현상이 나타나는 도체인 초전도체가 우주에서 자연적으로 형성할 수 있음을 보여주는 최초의 증거인 셈이다. 미국 캘리포니아대 샌디에이고캠퍼스(이하 UC샌디에이고)와 브룩헤이븐 국립연구소 공동연구진은 지구상에 떨어진 크고 작은 운석 표본 15점을 조사·분석해 그중 두 표본에서 초전도성 입자들을 발견했다고 23일(현지시간) 발표했다. 이들 연구자가 자연적으로 형성된 초전도체 흔적을 찾아낸 두 표본은 109년 전인 1911년 호주 남부 지역의 작은 마을 문드라빌라(Mundrabilla)에 떨어진 같은 이름의 이 나라 최대 운석인 철운석과 25년 전 남극에 떨어진 GRA 95205로 명명된 유레일라이트 운석인 것으로 전해졌다. 이번 결과는 지구에 떨어진 시기는 물론 성분도 다른 두 운석에서 초전도 합금이 발견됐다는 것을 보여주므로, 앞으로 다른 운석에서도 이런 증거를 발견할 가능성이 높다고 이들 연구자는 생각한다.UC샌디에이고의 이반 슐러 박사(물리학과 교수)와 동료 박사들은 이번 연구에서 자기장 변조 극초단파 분광법(MFMMS·Magnetic Field Modulated Microwave Spectroscopy)으로 불리는 극히 민감한 측정 기법을 이용해 소행성이나 혜성의 파편인 운석 조각들을 분석했고, 그중 두 표본에서 초전도 성질을 띠는 이리듐과 납 그리고 주석으로 된 합금 알갱이를 찾아냈다. 이들 입자는 절대온도 5K나 영하 268℃ 정도로 냉각됐을 때 초전도성을 띠는 것으로 나타났다. 과학자들은 과거 주로 실험실에서 특정 합금이 초전도체임을 보여줬지만, 지금까지 누구도 이런 초전도체가 우주에서 형성될 수 있는지를 보여주지 못했다. 이에 대해 슐러 박사는 “이번 연구의 가장 큰 시사점은 우주에 자연적으로 발생한 초전도체가 존재한다는 것”이라고 설명했다. 하지만 슐러 박사와 같은 대학 동료 연구원들도 처음에 자신들의 조사 결과를 그리 신뢰하지 못했다. 따라서 이들은 나중에 연구에 참여한 브룩헤이븐 국립연구소 측에 검증을 의뢰해 확인하고 나서야 자신들이 중요한 발견을 했다는 것을 받아들일 수 있었다. 최근 몇 년간 초전도체의 발견은 자기부상 열차에서부터 양자컴퓨터에 이르기까지 여러 분야와 밀접하게 관계돼 왔다. 초전도체는 기본적으로 물리적 저항 없이 원자끼리 전기를 전달하므로, 열을 과하게 전달하거나 그로 인한 결과로 다른 에너지가 발생하지도 않는다. 자세한 연구 결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호(23일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

여성이 남성에 비해 수명이 더 긴 것과 마찬가지로, 동물 역시 암컷이 수컷보다 수명이 더 길다는 사실이 과학적으로 입증됐다. 프랑스국립과학원(CNRS) 연구진은 전 세계 134개 지역에 서식하는 야생 포유동물 101종의 수명을 관찰했다. 여기에는 박쥐와 고래, 사자, 물개 및 호랑이와 코끼리 등의 동물이 포함돼 있다. 분석 결과 암컷이 수컷에 비해 수명이 긴 동물은 전체 조사 대상 중 60%를 차지했으며, 암컷이 수컷보다 수명이 18.6% 더 긴 것으로 나타났다. 이와 반대로 수컷이 암컷보다 수명이 더 긴 동물 종은 박쥐 일부 종, 토끼, 말 등이었으나, 이들은 성별에 따른 수명 차이가 위 동물들에 비해 크지 않았다. 연구진은 “동물들의 성별에 따라 노화 속도에 차이가 있다는 근거는 발견하지 못했다. 다만 동물들이 서식하는 지역의 환경 조건 및 생식 습관 사이의 복합한 상호작용이 성별에 따른 수명 차이를 만드는 것으로 보인다”고 설명했다. 연구진에 따르면 일부 종에서 수컷은 암컷보다 몸집이 더 크게 자라거나 뿔 등 암컷에게는 없는 구조를 가지고 있으며, 이러한 특성은 반드시 일종의 ‘생리학적 비용’을 요구한다. 예컨대 몸집이 더 큰 수컷은 암컷에 비해 병원균에 대한 반응이 달라질 수 있고, 이러한 생물학적 특성이 성별에 따른 수명 차이를 야기할 수 있다고 연구진은 보고 있다. 또 다른 가설 중 하나는 동일한 성염색체 두 개를 갖는 것이 ‘보호 효과’를 제공한다는 것이다. 포유류에서 암컷은 X염색체가 두 개인 반면, 수컷에게는 하나만 있다. 실제로 수컷이 암컷보다 오래 사는 조류의 경우는 염색체 구조가 위와 반대인 것으로 알려져 있다. 연구진은 “일반적으로 인간 역시 여성의 수명이 남성에 비해 7.8% 더 길다"면서 "성별에 따른 수명 차이가 야생 포유동물에게도 적용되는지를 확인하는 것은 진화 생물학 측면에서 매우 중요한 도전으로 꼽힌다”고 밝혔다. 자세한 연구결과는 국제학술지 미국국립과학원회보(PNAS) 23일자 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

이탈리아 피렌체대 화학과, 콜로이드·표면과학센터, 베니스 페기구겐하임 미술관 보존과 공동연구팀은 명화에 쌓인 먼지와 오염물을 작품 손상 없이 제거할 수 있는 이중고리 모양의 분자 구조를 가진 하이드로겔을 만들었다고 11일 밝혔다.이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 10일자에 실렸다. 빈센트 반 고흐의 작품은 유화 물감을 두껍게 칠해 그림 표면이 거친 것이 특징인데 이처럼 물감을 두껍게 사용한 작품이나 1940년대 이후 현대미술품은 전통적인 방법으로 먼지나 오염물을 제거하기 쉽지 않다. 이에 연구팀은 저분자중량 폴리비닐알코올(PVA)과 고분자중량 PVA를 결합시켜 이중고리 모양의 분자구조를 가진 하이드로겔을 만들었다. 연구팀은 이번에 개발한 하이드로겔로 만든 스펀지로 미국 현대화가 잭슨 폴록의 작품 두 점의 원래 색조를 완벽하게 복원했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

얼마 전 인터넷 공간에서 ‘이런 자세가 어떻게 가능하지’라는 제목의 재미있는 포스팅을 본 적이 있습니다. 발뒤꿈치를 바닥에 붙이고 무릎을 붙여 쪼그려 앉아 있는 연예인들의 사진과 쪼그려 앉기를 시도하다가 실패하는 또 다른 연예인들의 동영상을 함께 올려놓은 것들이었습니다. ‘저 자세가 그렇게 어렵나?’라는 생각으로 쪼그려 앉기를 시도해 봤지만, 하루 대부분 시간을 앉아서 보내다 보니, 흔히들 얘기하는 것처럼 ‘엉덩이가 무거워져’ 쉽지는 않았습니다. 그런데 미국 서던캘리포니아대 인간·진화생물학과, 듀크대 진화·인류학과, 휴스턴대 보건·체육학과, 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 인류학과, 탄자니아 다르에스살람대 고고학과, 독일 막스플랑크 진화인류학연구소 공동연구팀은 쪼그리고 앉거나 무릎을 꿇는 자세가 인류 진화에서 자연스럽게 발생한 것이며 운동량이 적은 현대인의 건강을 위해 중요한 힌트를 준다는 재미있는 연구결과를 11일 발표했습니다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 9일자에 실렸습니다. 연구팀은 좌식행위의 진화를 연구하기 위해 아프리카 탄자니아에서 수렵·채집생활을 하는 소수 부족 ‘하드자’(Hadza) 사람들에게 신체활동과 휴식시간을 측정하는 장치를 착용시킨 뒤 두 달 동안 관찰했습니다. 그 결과 하드자족 사람들은 남녀 구분 없이 숨이 찰 정도의 신체활동시간이 평균 1시간이 훌쩍 넘는 것으로 확인됐습니다. 이는 미국연방건강지침에서 권고하는 하루 22분보다 3배가 넘는 시간입니다.재미있는 점은 하드자족이 활동량도 많지만 앉아서 생활하는 시간도 산업화된 나라 사람들처럼 하루 9~10시간에 달한다는 것입니다. 현대 의학의 관점에서 본다면 오랜 시간 앉아서 생활하게 되면 신진대사율이 낮아지면서 심혈관 질환을 비롯해 다양한 질병에 시달리게 됩니다. 그런데 하드자족의 콜레스테롤, 혈당, 요산 등 각종 건강지표들은 정상으로 나타났습니다. 연구팀은 이들이 앉아서 생활하는 중간중간마다 쪼그려 앉거나 무릎을 꿇는다는 것을 알게 됐습니다. 이에 연구팀은 바닥에 엉덩이를 대고 앉을 때와 쪼그리거나 무릎 꿇고 앉아 쉴 때 다리 근육의 활동량을 측정했습니다. 측정 결과 쪼그려 앉거나 무릎을 꿇는 자세가 가벼운 수준이지만 근육운동을 하는 것과 비슷한 효과를 가져다준다는 사실을 알게 됐습니다. 요즘 코로나19 확산 때문에 바깥 활동을 자제하다 보니 학생이나 직장인들이나 평소보다 더 운동량이 줄고 있습니다. 실내 생활시간이 길어지고 활동량이 적어지면 기초 체력은 물론 면역기능까지 떨어집니다. 코로나19를 피하려다 다른 질병에 걸리기 쉬워진다는 것입니다. 잠깐 짬을 내서 자신의 체중으로 앉았다 일어나는 운동인 스쿼트를 하거나 쉴 때도 잠깐씩 쪼그려 앉는 자세를 취해 보는 건 어떨까요. edmondy@seoul.co.kr

30년 전 지구에 떨어진 운석에서 지구 밖에서 온 것으로 추정되는 단백질이 처음으로 발견됐다는 연구 결과가 나왔다. 2일(현지시간) 미국 폭스뉴스 등에 따르면, 미 하버드대 등 공동연구진은 1990년 북아프리카 국가인 알제리에 떨어진 한 운석에서 지금까지 지구에서 볼 수 없었던 구조를 지닌 유기체를 발견했다.연구진이 ‘액퍼086’(Acfer 086)라는 이름의 질량 173g짜리 운석을 첨단 장비로 분석한 결과, 단백질 추정 물질이 검출됐다. 이들 연구자는 이 물질에 헤몰리신(hemolithin)이라는 이름을 붙였다.연구진에 따르면, 헤몰리신은 아미노산의 일종인 글리신의 끝부분을 철과 산소 그리고 리튬이 덮고 있는 구조를 지니고 있다. 이번 연구에서 연구진은 헤몰리신의 구성 성분도 자세히 살폈다. 분석 결과, 헤몰리신은 구조적으로 지구상 단백질과 비슷하긴 하지만 수소와 중수소(동위원소)의 비율은 지구상 어떤 단백질과도 같지 않은 것으로 나타났다. 오히려 이 비율은 태양계 가장 바깥쪽에서 먼지와 얼음이 둥근 띠 모양으로 결집돼 있는 거대한 집합소인 오르트 구름에서온 장주기 혜성들과 비슷한 것으로 전해졌다. 이에 대해 연구진은 “이는 이 단백질이 외계에서 온 것일 수도 있음을 시사한다”면서도 “물질의 구조를 고려하면 약 46억 년 전 원시 태양계의 원반에서 형성됐을 가능성도 있다”고 설명했다. 한편 이번 연구 결과는 미국 코넬대가 운영하는 출판 전 논문 투고 사이트 ‘아카이브’(Arxiv)에 먼저 공개됐으며, 미국 국립과학원회보(PNAS)에 제출돼 동료 심사 중인 것으로 알려졌다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

치매는 노년층에서 주로 나타나는 퇴행성 뇌질환으로 ‘존엄하게 나이들 수 있는 권리’를 앗아가는 무서운 질병이다. 치매는 여러 요인으로 발생하지만 50~70%는 알츠하이머가 원인이다. 알츠하이머는 뇌에 베타-아밀로이드 단백질이 비정상적으로 축적되면서 나타나는 것으로 알려져 있는데 과학자들이 베타-아밀로이드만 빨아들여 없애는 일종의 뇌 속 청소기를 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 분자인식연구센터, 카이스트 신소재공학과, 미국 아르곤국립연구소 공동연구팀은 알츠하이머 치매를 일으키는 원인물질로 지목받고 있는 베타-아밀로이드 단백질만 빨아들여 제거하는 일종의 ‘치매 치료용 나노청소기’를 개발했다고 3일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’ 표지논문으로 실릴 예정이다. 베타-아밀로이드 단백질이 과다하게 뭉치게 되면 뇌신경세포를 파괴하고 사멸시켜 알츠하이머를 유발시키기 때문에 많은 연구자들은 베타-아밀로이드 단백질 생성이나 응집을 차단하는 물질을 개발하려는 노력을 기울이고 있지만 아직까지는 효과가 뚜렷한 약물이 개발되지는 않은 상태이다. 이에 연구팀은 베타-아밀로이드 단백질만을 원천적으로 흡입해 제거하는 방법에 주목했다. 연구팀은 거대한 구멍을 갖는 나노입자를 만들고 몸 속에서 안정적으로 존재하면서 베타-아밀로이드 단백질하고만 선택적으로 결합할 수 있는 미니항체를 부착시킨 ‘나노 청소기’를 개발했다. 이번에 개발된 나노청소기는 베타-아밀로이드 단백질만 효과적으로 흡착해 비정상적 응집을 80% 이상 차단해 신경독성을 완화하는 것으로 확인했다. 연구팀은 알츠하이머를 유발시킨 생쥐를 이용한 실험에서도 베타-아밀로이드 단백질 응집을 효과적으로 억제한다는 것이 관찰됐다. 이준석 KIST 박사는 “이번에 개발한 나노청소기를 이용하면 베타-아밀로이드 뿐만 아니라 알츠하이머를 유발시키는 또 다른 물질인 타우 단백질도 제거할 수 있을 것”이라며 “응용범위를 확장하면 몸 속 다양한 유해물질을 선택적으로 제거할 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다. 한편 카이스트 화학과 연구팀은 공기 중 산소를 이용해 알츠하이머를 일으키는 베타-아밀로이드 단백질 독성을 줄일 수 있는 화학적 도구를 만드는데 성공했다고 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 연구팀은 알츠하이머 환자의 뇌 속에서는 베타-아밀로이드 단백질이 구리 이온과 강하게 결합하면서 신경독성을 일으킨다는데 착안했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

모든 동물은 살아가기 위해 산소를 필요로 한다고 알고 있겠지만 그렇지 않은 동물이 최초로 발견됐다. ‘헨네구야 살미니콜라(Henneguya salminicola)’란 학명의 작은 기생충은 연어 세포 속에 사는데 에너지를 생산하기 위해 산소를 필요로 하지 않게 진화한 사실을 미국 오리건 주립대학 미생물학과의 스티븐 앳킨슨 선임연구원이 이끄는 연구진이 밝혀냈다고 CNN이 26일(현지시간) 전했다. 10개 미만의 세포로 이뤄진 이 동물에 관한 논문은 이번주 과학잡지 PNAS에 게재됐다. 앳킨슨은 “사람들이 동물을 떠올리면 원생생물(protists)과 박테리아 같은 많은 단세포 유기체와 달리 살아남기 위해 산소를 필요로 하는 다세포 생물을 떠올리게 된다. 우리는 적어도 산소를 쓰기 위해 툴킷(toolkit, 프로그래머가 특정 머신이나 응용에 쓸 프로그램 작성에 사용할 수 있는 프로그램)을 갖고 있지 않은 다세포 생물이 적어도 하나는 있다는 것을 보여줬다”고 밝혔다. 헨네구야 살미니콜라는 해파리와 산호에 붙어 사는 점액포자충문 자포동물문(myxozoan cnidarian)의 일종으로 연어의 몸 속에 이미 만들어놓은 영양소를 훔쳐 먹고 사니 직접 산소를 허비할 필요가 없다. 앳킨슨은 동물이 할 수 있는 일의 정의를 넓혔다며 이런 미미한 생명체가 해낼 수 있는 기적과 같은 일들이 제법 있다고 했다. 이 유기체는 연어 근육 안에 흰 포자를 형성하는데 연어에게도, 이를 먹는 인간에게도 어떤 해도 입히지 않는다고 연구진은 설명했다. 물고기 숙주 안에는 산소가 없기 때문에 생존하려면 산소 없이 호흡을 해야 한다. 해서 적응한 방법이 미토콘드리아 게놈을 감소시키는 것이었다. 앳킨슨은 “이렇게 함으로써 이 기생충은 게놈을 복제하지 않아 에너지를 절감하고 있다”고 말했다. CNN도 이 놀라운 생명체에 대해 아직도 풀리지 않는 궁금증이 많다고 했다. 연구진은 이 동물이 산소를 대신해 (에너지원으로) 의지하는 것이 무엇인지 밝혀내지 못했다는 것이다. 앳킨슨은 숙주가 이미 만들어낸 에너지를 분자 형태로 흡수할 것이라고 추측했다. 이어 이 종이 산소를 필요로 하지 않는 마지막 종도 아닐 것이라면서 그런 종은 훨씬 더 많이, 아마도 “훨씬 기이한 모양으로 실존”할지 모른다고 덧붙였다. 임병선 기자 bsnim@seoul.co.kr

산소 없이도 생존하는 기생충의 게놈 지도가 최초로 분석됐다. 이스라엘 텔아비브대학 연구진에 따르면 해파리와 비슷한 외형을 가진 이 기생충(Henneguya salminicola)은 주로 연어 등 어류의 조직에 기생한다. 이 기생충의 존재는 이미 예전부터 알려져 있었지만, 유전자 분석을 통해 산소가 없는 환경에서도 생존할 수 있다는 사실이 밝혀진 것은 이번이 처음이다. 연구진은 북태평양에서 서식하는 연어의 몸속에서 이 기생충을 채취한 뒤 유전자를 분석한 결과, 다른 대다수의 동물과는 달리 호흡에 관여하는 미토콘드리아 게놈을 가지고 있지 않다는 사실을 확인했다. 세포호흡에 관여하는 유전자가 존재하지 않다는 것은 호흡 활동을 하지 않는다는 뜻이며, 이는 해당 기생충이 지구상에 존재하는 생물(동물) 중 현재까지 유일하게 산소가 없이도 생존이 가능한 동물이라는 것을 의미한다고 연구진은 설명했다. 연구진에 따르면 이 기생충은 과거 산소를 이용해 호흡이 가능한 유전자 및 조직이 있었을 것으로 보이지만, 진화 과정에서 조직이나 신경세포, 근육 등을 버리고 더 나아가 호흡에 관여한 유전자마저 퇴화시키는 방향으로 진화했다. 연구진은 “동물은 항상 더 복잡한 유전자로 진화하는 다세포 유기체로 알려져있지만, 이번 발견은 완전히 반대 방향으로 진화하는 유기체도 존재한다는 것을 알려준다”면서 “이 기생충은 단세포에 가깝게 진화하고 있다”고 설명했다. 이어 “호흡하지 않는 상태에서 어떻게 에너지를 얻는지는 아직 미스터리”라며 “일반적으로 다른 유사한 기생충은 감염된 숙주에서 직접 에너지를 얻지만 이 기생충의 방식에 대해서는 추가적인 연구가 필요하다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 국제학술지 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

전 세계 연구진이 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) 치료제나 예방백신 개발에 박차를 가하는 가운데 중국에서만 약 80건의 임상시험이 진행되는 것으로 확인됐다. 반가운 소식이지만 오히려 ‘기대는 금물’이라는 우려가 나온다. 임상시험의 기본적인 기준조차 충족하지 못한 것이 많아 환자에게 도움이 되지 않을 것이라는 지적이다. 16일 세계적인 과학저널 ‘네이처’는 세계보건기구(WHO)의 수석 과학자 소미아 스와미나탄 박사의 말을 빌려 이같이 밝혔다. 네이처에 따르면 중국 내 임상시험 전반을 등록 관리하는 중국임상시험등록센터에는 현재 약 80건의 코로나19 치료제 개발을 위한 임상시험이 등록돼 있으며 계속 늘어나는 추세다. 여기에는 중국 전통 중의학부터 시작해 줄기세포를 이용한 치료법까지 다양하다. 80여건의 임상시험 중 15건이 중의학 전통약물에 대한 것이며 이 중에서 가장 큰 규모로 시도되고 있는 것은 당개나리 열매를 건조시킨 ‘연교’ 추출물을 활용한 ‘샹황롄’이라는 일종의 감기약이다. 코로나19의 직접적인 피해를 입고 있는 중국으로서는 새로운 치료법을 찾고자 다양한 방법이 시도되는 것이 바람직한 일이겠지만 과학계에서는 우려의 목소리도 적지 않다. 스와미나탄 박사는 “코로나19처럼 알려진 치료법이 없는 새로운 질병일수록 신중하게 시행된 임상시험을 거친 치료제나 방법만이 효과가 있는 것으로 인정받아야 한다”면서 “임상시험이 엄격한 잣대로 제대로 설계돼 진행되지 않는다면 연구자의 노력이 헛수고로 돌아갈 수 있을 뿐만 아니라 환자에게 나타나는 부작용도 적지 않을 것”이라고 말했다. 이 때문에 과학자들은 기존에 항바이러스 효과와 안전성은 검증된 약물을 활용한 ‘약물재창출’ 방법이 도움이 될 것이라고 보고 있다. 실제로 에이즈치료제나 말라리아치료제, 에볼라바이러스 치료제 등이 코로나19 확진환자 치료에 활용돼 효과를 보고 있다. 미국 연구진은 시험관 실험과 생쥐, 원숭이 실험을 통해 에볼라 치료제인 ‘렘데시비르’가 코로나바이러스가 원인인 메르스와 사스 치료에 효과가 있음을 확인했다는 연구 결과를 지난 14일 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 발표하기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 연구진이 미국 바이오업체 길리어드에서 개발한 에볼라 치료제인 ‘렘데시비어’가 코로나바이러스 치료제로 광범위한 효과가 있다는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 렘데시비르가 여러 종류의 코로나바이러스 효과가 있다는 과학적 결과가 나옴에 따라 현재 전 세계를 휩쓸고 있는 코로나19(신종코로나바이러스감염증)을 잡는데도 도움을 줄 수 있을 것으로 보고 있다. 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립알레르기·감염병연구소(NIAID) 바이러스실험실와 로키마운틴 수의과학분소, 미국 바이오업체 길리어드 사이언스 생물학분과, 컬럼비아대 공중보건대 감염·면역센터 공동연구팀은 원숭이 실험을 통해 렘데시비르가 메르스를 유발하는 코로나바이러스(MERS-CoV)에 대한 항바이러스 효과를 보였다는 연구결과를 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 14일자에 발표했다. 이에 앞서 중국과학원(CAS) 우한감염병연구소를 중심으로 한 중국연구팀은 렘데시비르와 말라리아 치료제 클로로퀸이 코로나19 치료에 효과가 있다고 발표하기도 했다. 이 밖에도 에이즈치료제로 알려진 로피나비르(칼레트라)도 코로나19에 효과가 있다고 보고 일부 환자 치료에 쓰이고 있기도 하다. 정맥주사제 렘데시비르는 당초 에볼라바이러스 치료제로 개발됐지만 별다른 효과를 보이고 있지 못하지만 지난달 19일 미국에서 처음으로 코로나19 확진판정을 받은 환자에게 투여돼 효과를 봤다는 사실이 의학전문지 ‘뉴잉글랜드저널 오브 메디슨’에 발표되기도 했다. 연구팀은 시험관 실험과 생쥐, 히말라야원숭이(rhesus macaque)를 이용해 코로나바이러스에 대한 렘데시비르의 효과를 검증했다. 연구팀은 우선 생체 바깥 시험관 실험에서 렘데시비르가 메르스를 유발하는 코로나바이러스(MERS-CoV)의 복제를 효과적으로 억제한다는 사실을 확인했다. 연구팀은 그 다음에는 생쥐를 이용해 실험한 결과 사스(중증급성호흡기증후군)를 유발하는 바이러스(SARS-CoV)도 차단한다는 것을 확인했다.이에 연구팀은 추가로 수컷 히말라야 원숭이 9마리에게 메르스 바이러스를 감염시켜 렘데시비르의 효과를 검증하는 실험을 실시했다. 연구팀은 6마리에게는 렘데시비르를 주사하고 나머지 3마리는 일반적 치료를 실시했다. 그 결과 렘데시비르를 투여받은 원숭이는 근육통과 발열, 기침과 같은 코로나바이러스에 감염됐을 때 나타나는 임상적 징후가 눈에 띄게 적었고 폐에서 바이러스 복제가 줄어들어 폐렴이나 폐손상이 거의 나타나지 않은 것이 관찰됐다. 특히 접종 12시간 뒤부터 항바이러스효과를 드러내고 6일 후에는 코로나바이러스가 완전히 사라지는 등 치료효과도 빠르게 드러난다는 사실을 확인했다. 이번 연구를 이끈 NIAID 분자발병학팀의 에미 드 위트 박사는 “이번 연구결과는 렘데시비르가 사스, 메르스 등 코로나바이러스감염증을 효과적으로 차단한다는 것을 처음 실험적으로 확인했다는데 의미가 크다”라며 “사람을 대상으로 한 추가적 임상시험이 필요하겠지만 최근 코로나19 환자에게 투여돼 효과를 보이고 있다는 보고들을 보면 다양한 종류의 코로나바이러스에 효과가 있음을 알 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

보고 듣고 말하고 맛보고 느끼는 인간 오감의 어느 하나만 제대로 작동하지 못한다면 어떻게 될까. 손가락에 작은 가시가 박혔을 때의 불편함이나 감기로 코가 막히는 것은 물론 냄새를 맡지 못하게 되면 도무지 음식 맛을 느낄 수 없다는 것은 누구나 한 번쯤 겪어봤을 일이다. 선천적으로나 후천적으로 오감에 문제가 생긴 이들의 불편함은 일반인들은 상상할 수 없을 수준일 것이다. 최근에는 각종 소음과 이어폰 사용이 늘어나면서 청각기능이 떨어지고 심할 경우 청력을 잃는 경우도 종종 생긴다고 한다. 생물학자들이 이같은 후천적 청력상실을 막을 수 있는 화학적 귀마개 기술을 개발해 주목받고 있다. 미국 아이오와대 생물학과, 세인트루이스 워싱턴대 이비인후과 공동연구팀은 청력 손실을 막을 수 있는 수용체를 확인했으며 이를 활용해 청각에 심각한 영향을 미칠 수 있는 소음을 미리 차단해 청력손실을 막을 수 있다고 7일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 3일자에 실렸다. 이번에 발견한 수용체는 신경세포에 있는 분자의 일부로 내유모세포(inner-ear hair cells)에서 증폭된 소리정보를 뇌의 청각피질로 전달하는 기능을 하는 것으로 확인됐다. 청각기능이 정상적으로 작동하기 위해서는 유모세포에서 신경세포로 음을 잘 전달할 수 있어야 한다. 연구팀은 유모세포에서 신경세포로 신호를 전달하는 역할을 하는 수용체 중 일부라도 ‘GluA2’라고 불리는 단백질이 부족해지면 신경세포가 손상되면서 청력손실을 일으킨다는 사실을 확인했다. 이에 연구팀은 생쥐를 이용해 GluA2 감소 수용체를 차단하는 약물을 투약한 결과 쥐가 소음에 노출되더라도 청력을 잃지 않는다는 것을 확인했다. 내유모세포와 신경세포 사이에서 발생할 수 있는 문제를 사전에 차단해 청각손상을 막아주는 일종의 ‘화학적 귀마개’를 씌운 것이다. 연구팀이 시도한 화학적 귀마개는 큰 소리로 인한 피해를 막아줄 뿐 일상적 소리를 차단하거나 교란시키지는 않는 것으로 알려져 있다. 이번 연구결과를 군(軍)에서 관심을 갖고 있는 것으로 알려졌다. 전투임무 수행 중 폭발음과 총성 등 큰 소음에 자주 노출되는 군인들은 전쟁 후 외상후스트레스장애 뿐만 아니라 청각손실 같은 신체적 손상도 입는 경우가 많기 때문이다. 스티븐 그린 아이오와대 교수(신경과학)는 “영구적 청력 손상은 우리가 안전하다고 생각한 수준의 소음에 의해서도 발생할 수 있으며 현재 기술로는 청각 신경세포나 유모세포를 재생할 수 없기 때문에 소음 노출에 항상 주의해야 한다”라고 말했다. 그린 교수는 “이번에 개발한 화학적 귀마개는 일상적으로 소리를 듣는데는 문제를 일으키지 않으면서도 청각세포에 영향을 미치는 소음을 차단해줄 수는 있지만 아직 사람에게 적용하기 위해서는 추가연구가 필요하다”고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr