국내 연구진이 손발이 썩는 당뇨병 합병증을 치료하는 데 탁월한 효과가 있는 새 물질을 개발했다. 한국과학기술원(KAIST)과 KAIST내 바이오벤처기업인 제넥셀세인의 고규영(<B>사진 왼쪽</B>) 교수·조정현 박사 연구팀은 14일 혈관생성 촉진 단백질인 ‘콤프앤지원(COMP-Ang1)’이 당뇨병 합병증인 족부(足部)궤양에 탁월한 치료 효과가 있다는 사실을 동물실험을 통해 규명했다고 발표했다. 이번 연구 결과는 세계적인 학술지인 미국 국립학술원회보(PNAS) 3월 셋째주 논문으로 실린다. 연구팀은 당뇨병이 걸린 생쥐의 꼬리에 궤양과 동일한 상처를 낸 뒤 콤프앤지원을 투여해 조직학적 검사를 실시했다. 이 결과 콤프앤지원이 투여된 상처 부위는 미세혈관과 임파선의 생성이 촉진됐고, 혈류량도 증가해 상처 치유 효과가 나타났다. 반면 콤프앤지원을 투입하지 않은 쥐는 상처가 전혀 낫지 않았다. 현재 말기 당뇨병 환자 가운데 10%는 족부궤양에 시달리고 있다. 우리나라를 비롯한 서구 선진국의 당뇨병 환자는 2억명에 이르는 것으로 추산되고 있지만 족부궤양에 대한 치료제는 없는 실정이다. 고규영 교수는 “이번 연구 결과로 손발을 잘라내지 않고도 족부궤양을 치료할 수 있는 길이 열릴 것”이라면서 “심근경색과 심장허혈증, 뇌졸중 등에도 효과가 있는지 동물을 대상으로 임상실험 중이며 2008년 하반기에 치료제 상용화를 목표로 하고 있다.”고 말했다. 이영표기자 tomcat@seoul.co.kr

인간의 기억은 주의집중에 방해가 되기도 하지만, 반대로 도움을 주기도 한다는 사실이 세계 최초로 국내 학자에 의해 증명됐다. 연세대 심리학과 김민식(42) 교수는 24일 “인간의 기억이나 인지적 부담이 주의집중에 방해를 준다는 일반적인 견해와 달리, 주의집중에 도움을 주는 기억도 존재한다는 점을 규명했다.”면서 “연구성과는 국제학술지인 미국 국립과학원학술지(PNAS)에 실렸다.”고 밝혔다. 김 교수는 “이번 연구는 인간의 뇌에서 언어, 위치, 색깔 등의 정보가 분리돼서 병렬적으로 처리되고 있음을 증명했다.”고 설명했다. 예컨대 야구경기에서 투수가 관중들의 야유를 받을 경우 알파벳을 외우면 경기에 집중하는 데 도움이 된다. 야유라는 방해정보가 언어정보여서 같은 언어정보인 알파벳 외우기로 방해효과를 차단하는 원리다.장세훈기자 shjang@seoul.co.kr

뇌세포가 치매 등 뇌신경질환으로부터 스스로를 보호하려는 메커니즘이 재미 한국인 과학자 부부에 의해 처음으로 규명됐다. 미국 보스턴대학 의대 류훈(39) 이정희 (34·여) 교수는 27일 “뇌신경세포의 미토콘드리아 기관이 CREB란 단백질과 반응해 방어 유전자를 발현, 뇌질환을 유발하는 ‘산화적 스트레스’ 작용을 이겨낸다는 것을 세포실험으로 확인했다.”면서 “이번 연구결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 인터넷판에 발표됐다.”고 밝혔다. 뇌세포가 뇌신경질환에 대항해 살아남으려는 핵심원리가 규명된 만큼 이같은 세포 활동을 약물로 촉진시키면 해당 질병을 억제할 수 있는 치료 기술 개발에 실마리가 될 전망된다. 류 교수는 “CREB와 미토콘드리아의 작용을 활성화시켜 뇌신경세포의 보호기전을 북돋우는 약물을 연구 중”이라면서 “연구가 성공하면 중풍, 파킨슨병 등 뇌세포가 죽어가는 질환을 효과적으로 막는 신약 개발이 가능할 것”이라고 기대했다.장세훈기자 shjang@seoul.co.kr

이질균이 몸속에서 면역력을 파괴하고 감염을 촉진하는 메커니즘이 국내 연구팀에 의해 처음으로 드러났다. 백신개발 국제기구인 국제백신연구소(IVI) 김동욱 박사는 27일 “이질균이 몸속에 침입할 때 이 균이 주입하는 단백질(OspG)이 인체의 면역반응을 망가뜨려 감염이 촉진된다는 사실을 처음으로 규명했다.”면서 “이번 연구성과는 미국국립과학원회보(PNAS)에 실렸다.”고 밝혔다. 보통 이질균에 감염되면 콧물 같은 점액성 대변을 누게 된다. 피가 섞여서 나올 수도 있고 열이 나기도 한다. 세계적으로 연간 1억 5000만건의 이질이 발병해 100만여명이 목숨을 잃는 것으로 추산되고 있다. 그러나 아직까지 효과적인 백신은 없다. 이번 연구결과에 따르면 이질균에 대한 인체의 면역반응은 ‘NF-kB’ 등 대장 표피세포에 있는 단백질에 의해 활성화된다. 즉, 이질균이 체내에 들어오면 NF-kB 단백질이 대응군으로 나서는 셈이다. 그러나 이질균은 세포 내로 들어오는 과정에서 ‘OspG’ 단백질을 인체 내에 주입함으로써 ‘NF-kB’ 단백질의 활성을 막고 인체 면역반응을 무력화시키는 것으로 확인됐다. 김 박사는 “OspG 단백질을 인위적으로 조절할 수 있다면 이질을 막을 수 있는 백신 개발도 가능할 것”이라고 내다봤다.장세훈기자 shjang@seoul.co.kr

노인성 치매(알츠하이머 질환)의 원인이 국내 연구진에 의해 처음 밝혀졌다. 포스텍(포항공과대학교) 생명과학과 김상욱(36) 교수와 미국 UCLA 프로테오믹스 연구팀은 공동연구를 통해 노인성 치매가 이 질병의 유발물질인 아밀로이드 베타 단백질이 어떤 메커니즘으로 발병, 신경세포에 축적되는지를 규명했다고 포스텍이 25일 밝혔다.이 연구결과는 지난 23일 미국 유명 과학저널인 ‘미국과학원회보(PNAS)’에 ‘글라이신 지퍼를 통한 아밀로이드 단백질의 독성 중합체 구조 연구’라는 논문으로 발표됐다. 노인성 치매는 지금까지 아밀로이드 베타 단백질이 신경세포에 축적되어 생기는 ‘노인 반점’이 치매의 특징이라고만 알려져 왔을 뿐, 구체적인 발병 메커니즘은 규명되지 않았다.김 교수는 쥐의 뇌세포에 아밀로이드 베타 단백질을 이식할 때 김 교수가 발견한 글라이신 지퍼(Glycine Zipper)가 제거되면 발병하지 않는다는 것에 착안, 글라이신 지퍼라는 아미노산 서열 매개체에 의해 아밀로이드 베타 단백질이 질병을 일으키는 독성있는 중합체를 만들어 낸다는 메커니즘을 규명하는 데 성공했다. 이 연구결과로 분자구조 수준에서의 노인성 치매 유발구조를 규명함으로써 이를 이용한 치매약물 개발을 크게 앞당길 수 있을 것으로 기대된다. 이와 함께 아밀로이드(치매), 프리온(광우병), 인플루엔자 바이러스(독감), 헬리코 박테리아 독소(위암) 등 인체에 치명적인 질병을 일으키는 단백질들이 모두 글라이신 지퍼에 의해 독성있는 중합체를 만들 수 있다는 것도 밝혀져 이 질병에 대한 분자구조 수준에서의 치료제 개발도 촉진할 수 있을 것으로 기대된다. 미 플로리다대에서 2002년 분자생물학으로 박사학위를 받은 김 교수는 지난 3월 포스텍 교수로 부임, 세포막 단백질의 구조와 기능에 대해 집중 연구하고 있다. 김 교수팀은 이 연구결과를 바탕으로 노인성 치매 약물 개발을 진행할 계획이다.포항 김상화기자 shkim@seoul.co.kr

몽유병이나 야경증 등의 수면장애 환자들이 밤에 깊은 잠을 이루지 못하고 무의식 속에서 헤매는 현상을 유전자 수준에서 설명할 수 있는 국내 연구진의 연구성과가 저명 국제학술지에 발표돼 관심을 끌고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 신희섭 박사팀은 뇌속 시상핵(視床核)에 있는 ‘T타입 칼슘채널’ 유전자가 손상되면 깊은 잠을 자지 못한다는 사실을 규명했다고 20일 밝혔다. 이런 연구결과를 담은 논문은 미국 국립과학원회보(PNAS) 15일자에 실렸다. 연구팀은 실제 T타입 칼슘채널의 기능을 보기 위해 이 유전자를 제거한 돌연변이 생쥐를 만들어 잠자는 동안에 나타나는 뇌의 전기적 활동을 관찰했다. 이 결과 돌연변이 생쥐는 서파 수면 동안에 정상적으로 나오던 델타파가 소멸됐으며 수면 중 수초에서 수십 초에 달하는 동안 깨어 있을 때와 같은 뇌파를 보이는 상태인 ‘단기각성’ 현상의 발생빈도 및 그 양이 정상 생쥐에 비해 크게 증가해 깊은 잠을 자지 못했다. 즉 사람으로 치면 잠에 빠진 무의식 상태에서 헤매는 시간과 빈도가 늘어났다는 게 연구팀의 설명이다. 유전자 조작으로 생쥐의 수면 현상이 달라진 것은 T타입 칼슘채널 유전자가 깊은 잠을 자는 동안에 나타나는 델타파의 생성에 결정적인 역할을 하는 것은 물론 수면상태와 각성 상태의 변화를 조절하는 역할을 한다는 것을 의미한다고 연구팀은 덧붙였다. 신 박사는 “사람은 델타파가 나타나는 깊은 수면 동안 실제 의식하지는 못하지만 몸을 조금씩 움직이는 현상 등이 정상적으로 나타난다.”면서 “몽유병, 야경증 등의 수면장애는 유전적 영향이 중요한데 이번 연구결과는 T타입 칼슘채널이 이러한 수면장애에 영향을 미친다는 사실을 시사하고 있다.”고 말했다. 장세훈기자 shjang@seoul.co.kr

건강한 혈관을 만들고 혈관 내피세포의 손상을 막아주는 단백질이 국내 연구진에 의해 세계 최초로 개발됐다. 심장병과 뇌졸중 치료 등에 새로운 전기가 마련될 것으로 전망된다. 한국과학기술원(KAIST) 고규영 교수와 조정현 박사팀은 ‘COMP-Ang1’이라는 혈관생성 및 혈관 내피세포 보호 단백질을 개발했다고 13일 발표했다. 이에 따라 심근경색,뇌졸중 등 허혈성 심장 및 뇌질환 환자에 대한 근본적인 치료가 가능해졌다는 것이다. 이번 연구결과는 세계적 학술지인 미국 ‘국립학술원학회지(PNAS)’ 4월호에 이례적으로 두편의 논문으로 나뉘어 게재될 예정이다. 안미현기자 hyun@˝

국내 의학자가 유전자 조작 쥐를 이용,노인성 치매 난치병인 알츠하이머병의 원인 규명과 치료법 개발에 토대가될 연구결과를 발표했다. 울산의대 서울아산병원 신경과 고재영(高在英) 교수팀은30일 미국 과학원회보(PNAS)게재 논문을 통해 유전자 조작 쥐로 실험한 결과,신경조직 시냅스에서 분비되는 아연이알츠하이머병의 원인 물질 형성에 중요한 역할을 하는 것으로 나타났다고 밝혔다. 고 교수팀은 알츠하이머병 원인물질로 추정되는 Aβ(베타 아밀로이드)가 많이 생성되도록 유전자를 조작한 쥐와 신경조직에서 아연을 수송하는 아연 전달체의 유전자가 없는 쥐를 교배시켜 태어난 쥐를 통해 아연이 Aβ 및 그 덩어리(플라크) 형성에 미치는 영향을 조사했다. 이 논문은 아연의 양 또는 작용을 조절해 알츠하이머병을예방·치료할 수 있는 가능성을 제시한 것인데,고 교수팀은 지난 99년 비슷한 내용의 학설을 처음 발표한 뒤 연구를 계속해 왔다. 김성호기자 kimus@

한반도 토종식물인 들깨의 기름에 함유된 ‘오메가-3 지방산’이 뇌의 신경전달 기능을 촉진한다는 연구결과가 나왔다. 경북대 동물공학과 여영근 교수는 헝가리 연구진과 공동으로 한국산 들깨유와 어유(漁油)를 실험쥐에 각각 먹인뒤 뇌에 미치는 작용을 관찰한 결과,두 그룹 모두 뇌에서신경전달을 돕는 물질인 ‘플라스말로젠’의 분비가 크게증가하는 것을 확인했다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 한·헝가리 과학 교환프로그램에 따라여 교수팀과 헝가리 생물학연구소에 의해 공동 수행된 것으로 미국에서 발행되는 과학원회보(PNAS) 최근 호에 소개됐다. 들깨유에는 오메가-3 지방산이면서 필수지방산인 리놀렌산이 60∼70% 함유돼 있다. 연구진은 실험용 흰쥐를 정상 대조구와 들깨유 급여구,어유급여구 등 3가지 무리로 나눈 뒤 뇌세포막의 신경전달기능에 가장 중요한 역할을 하는 ‘플라스말로젠’의 변화를 관찰했다.이 결과 오메가-3 지방산이 함유된 들깨유와어유를 먹인 쥐들은 플라스말로젠의 함량이 크게 증가하는 것으로 나타났다. 함혜리기자lotus@

사람을 비롯한 동물이 ‘공포’를 느끼는데 작용하는 단백질과 이 단백질을 만드는 유전자가 국내 연구진에 의해처음으로 밝혀졌다. 한국과학기술연구원(KIST) 신희섭 박사팀과 이화여대 최석우 교수팀은 동물의 신경세포 안에 존재하는 ‘알파1E(alpha1E)’ 유전자와 이 유전자가 만들어 낸 ‘R타입칼슘채널(R-type Ca2+ channels) 단백질’이 공포감을 느끼도록하는데 중요한 작용을 한다는 사실을 처음 규명했다고 24일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국에서 발간되는 저명 학술지인 미 과학원회보(PNAS)에 실릴 예정으로 온라인을 통해 미리 공개됐다. 칼슘채널은 칼슘이온을 신경세포 내로 유입시켜 신경세포 활성에 중요한 역할을 하는 세포막 단백질의 일종으로 그특성에 따라 여러 종류로 나뉘게 되는데, 이 가운데 하나인 R타입(R-type) 칼슘채널은 지금까지 그 역할과 이를 만드는 유전자가 규명되지 않았다.연구진은 이번 연구를 통해 R타입 칼슘채널을 만들어내는 유전자가 알파1E라는 사실과 R타입 칼슘채널이 동물의 공포조절에 매우 중요한 역할을 한다는 사실을 확인하는데 성공했다.실험을 위해 알파1E 유전자가 제거된 ‘녹-아웃(knock-out)’ 쥐를 만들어 관찰했으며 이 결과,유전자가 제거된 쥐들은 대뇌 속편도체에 R타입 칼슘채널이 거의 존재하지 않았고,쥐는 공포감을 더욱 민감하게 느끼는 것을 확인했다고 보고했다. 연구진은 이번 연구결과가 칼슘채널과 같은 단백질이 공포감 등의 감정을 조절할 수 있다는 또 하나의 증거를 밝힌 것으로 앞으로 감정조절기법 및 조절제 등의 개발에 활용될 수 있을 것으로 기대했다. 신희섭 박사는 “이번 연구는 우울증 등의 신경정신질환치료에 폭넓게 응용될 수 있다”고 말했다. 김용수기자

식물체의 생장을 조절하고 병해충에 대항하는 유전자의염기서열이 국내 연구진에 의해 세계 최초로 해독됐다. 서울대 최양도(崔良燾·생명공학부) 교수팀과 바이오벤처 ㈜싸이젠하베스트는 식물체의 생장을 조절하고 병해충의 침입에 대항하는 기능을 갖는 식물효소 ‘자스몬산 메틸화효소’의 유전자를 겨자과 식물의 일종인 애기장대에서 분리한 뒤 염기서열을 밝히는 데 성공했다고 10일 밝혔다.이같은 연구결과는 세계적인 과학지인 미국 한림원 학술지(PNAS)에 최근 공개됐다. 연구팀이 ‘JMT’라고 명명한 자스몬산 메틸화효소 유전자는 분자량 4만3,453에 389개의 아미노산 서열을 갖고 있다.연구팀은 이어 벼·담배·감자 등을 대상으로 이 유전자의 기능을 강화한 형질전환 식물체를 개발한 결과,각종병원균 및 환경 스트레스에 보통 식물체보다 뛰어난 저항성을 나타냈다고 밝혔다. 연구팀은 “유전자 해독을 통한 형질전환 식물의 개발로농약 사용량이 기존의 10% 정도로 줄어들 것으로 예상되며,시베리아 등 추운지역과 중국의 사막화 지역에서도 농작물 재배가 가능해질 것”이라면서 “30억달러 규모의 유전자 형질전환작물 시장에 진출하는 계기가 될 것”이라고밝혔다. 김미경기자 chaplin7@

국내 연구팀이 피부암 등의 원인으로 알려져 있는 자외선이 인체세포 내에서 유전자 손상을 일으키는 과정을 밝혀냈다. 한국과학기술원(KAIST) 화학과 최병석(崔炳晳) 교수팀은 햇빛 자외선이 세포 내에서 일으키는 변형이 어떻게 유전자 돌연변이로 이어지는지를 밝혀내고 이를 미국학술원회보(PNAS) 최근호에 발표했다. 최교수팀은 자외선에 의해 생기는 3가지의 DNA 손상(시스신,‘6-4’광생성물,듀와 광생성물)이 어떻게 돌연변이로 이어져 피부암 등으로 발전하는지를DNA 구조연구를 통해 밝혀냈다. 특히 피부암 등 질환의 주 원인으로 작용하는 ‘6-4’광(光)생성물의 구조를 분석,티민-티민(T-T)의 위치에 티민-구아닌(T-G)이 대신해 결합해 있고 이 염기쌍의 복제과정에서 시토신-구아닌(C-G)으로 돌연변이한다는 사실을 밝혀냈다. 함혜리기자 lotus@