전극 삽입술 없이 초음파만으로 뇌 질환을 치료할 수 있는 가능성이 제시됐다. 기초과학연구원(IBS) 이창준 인지 및 사회성 연구단장(인지 교세포 과학 그룹) 연구팀은 4일 저강도 초음파에 의한 신경세포 조절 메커니즘을 규명했다고 밝혔다. 한국과학기술연구원(KIST)·경희대 동서의학대학원과 함께 연구한 성과다. 우울증이나 파킨슨병 치료에 많이 활용되는 의술 중 하나가 뇌 심부 자극술이다. 뇌 깊숙이 삽입한 금속 전극을 이용해 전기 자극을 줘서 뇌 활동을 자극하거나 방해하는 방식이다. 어느 정도 치료 효과를 보이고는 있으나, 수술 이후 부작용이나 합병증 발생 위험도 상존한다. 대안으로 제시되는 것이 초음파 뇌 자극술이다. 외과적 수술이 필요 없어서다. 연구팀은 초음파에 의한 신경세포 조절이 별 세포 기계수용 칼슘 채널(TRPA1)에서 시작되는 것을 확인하고, 비침습적 초음파 뇌 자극술 작동 원리를 규명했다. 별 세포는 뇌에서 가장 많은 수를 차지하는 비신경세포다. 이름처럼 별 모양이다. 주로 신경세포 기능을 잘 유지하도록 돕는 역할을 한다고 알려졌다. 이창준 단장 연구팀에 따르면 저강도 초음파에 의해 별 세포 TRPA1이 활성화하면, 별 세포로부터 흥분성 신경전달물질인 글루타메이트가 분비된다. 글루타메이트는 신경세포 활성을 유도한다. 저강도 초음파 뇌 자극술로 쥐의 꼬리 운동능력이 개선되는 것도 관찰했다고 연구팀은 설명했다. 오수진 KIST 선임연구원은 "저강도 초음파에 의한 신경세포 조절 메커니즘을 분자 수준에서 개체 수준에 이르기까지 전반적으로 확인할 수 있었다"고 말했다. 이번 연구는 각종 뇌 질환 치료 연구에 도움을 줄 것으로 평가받는다. 이창준 단장은 "뇌 질환 치료를 위한 초음파 뇌 자극을 최적화하는 연구와 더불어 궁극적으로는 초음파유전학으로 발전시킬 수 있도록 지속해서 과제를 수행할 계획"이라고 말했다. 성과를 담은 논문은 이날 오전 3시 30분(한국시간) '커런트 바이올로지'(Current Biology) 온라인판에 실렸다.

지난 7월 축구장만 한 소행성이 지구로 다가오는 것을 까맣게 모르고 있다가 근접해 지나가기 직전에야 알고 적지않이 당황한 미국항공우주국(NASA)이 지구근접 천체(NEO) 탐색 전용 적외선 우주 망원경을 본격 추진키로 했다. 23일 '사이언스 매거진' 등 과학전문 매체들에 따르면 NASA 과학담당 책임자인 토마스 주부큰 부국장은 이날 행성과학자문위원회 회의에 참석해 NEO 탐색 적외선 망원경을 2020년대 중반께 발사할 것이라고 밝혔다. NEO탐색 적외선 망원경은 NASA 제트추진연구소(JPL)가 이미 15년 전에 '네오캠(NEOCam)'이라는 개념으로 처음 제시했지만, 지금까지 5억~6억달러에 달하는 예산이 뒷받침되지 않아 추진되지 못했다. 과학의 틀 속에서 지구방어를 목적으로 한 네오캠을 다루다 보니 예산 우선순위에서 늘 밀릴 수밖에 없었던 것으로 지적됐다. 주부큰 부국장은 이와 관련 "이 일을 맡으면서 범한 큰 실책 중의 하나"라고 인정하면서 NEO 감시 임무에 "우선 순위를 두고 있다"고 강조했다. NASA는 지구방어 예산으로 이번 회계연도에도 1억5천만 달러를 편성해 놓고 있으나 대부분이 2021년에 발사돼 소행성 궤도를 조정하는 실험을 하게 될 '다트(DART)'에 집중적으로 투입되고 있다. NASA가 적외선 망원경 추진 계획을 발표했지만, 예산권을 쥔 의회가 이를 승인하고 추가 예산을 배정할지는 아직 불투명한 것으로 전해졌다. 미국 의회는 지난 2005년에 통과시킨 법을 통해 NASA에 2020년까지 지구에 충돌할 위험이 있는 지름 140ｍ 이상의 소행성과 혜성을 90%까지 파악할 것을 요구하고 있다. 그러나 예산이 뒷받침되지 않으면서 현재 파악된 위험 소행성과 혜성은 약 30%밖에 안 되는 것으로 추정되고 있으며, 이 시한을 맞추는 것은 불가능하게 됐다. 그러나 미국 과학·공학·의학 아카데미(NASEM)는 최근 한 보고서에서 적외선 망원경이 배치되고 칠레에 건설 중인 대형 시놉틱 관측 망원경(LSST)이 배치되면 이를 현실화할 수 있다고 밝혔다. 가시광에 노출된 소행성뿐만 아니라 우주의 어둠 속에 숨어있는 검은 소행성까지 탐지하려면 적외선 망원경이 필수적인 것으로 지적되고 있다. 현재 이용되는 적외선 우주망원경은 천체물리학 관측을 위해 발사된 '광역적외선관측탐사선(WISE)'을 2013년부터 NEO 탐색용으로 재활용한 것이다. 지금까지 수만개의 소행성을 찾아냈으며 이 중 135개는 지구 가까이 지나가 나름 역할을 했다고 할 수 있다. 하지만 소행성 탐색을 목적으로 개발된 것이 아니라 기능에 한계가 있을 뿐만 아니라 수명도 거의 다해 새로운 적외선 우주망원경이 필요한 시점이 됐다는 목소리가 높아져 왔다. 새 적외선 망원경은 15년 가까이 구상하고 다듬어온 네오캠을 기반으로 추진될 것으로 전망되고 있다. 네오캠은 지구와 태양의 중력이 균형을 이루는 라그랑주 점(L1)에 자리를 잡아 NEO WISE가 위치한 곳보다 온도가 훨씬 낮은 곳에 있는 것으로 구상돼 있다. 이는 적외선 망원경의 성능을 유지하는데 필요한 냉각제인 극저온 액체가 필요치 않아 수명을 연장할 수 있다는 것을 의미한다. 주부큰 부국장은 새 적외선 망원경의 기본 설계수명이 5년으로 10년까지 연장될 수 있는 것으로 밝히면서, 현재 30%에 불과한 위험 NEO 파악률을 5년 이내에 65%, 10년 안에 90%까지 달성할 수 있다고 전망했다. 미국 매사추세츠공대(MIT)의 행성 과학자 리처드 빈젤 박사는 스페이스닷컴과의 이메일 인터뷰에서 "우리는 소행성에 대처하는 데 있어 마침내 운이 아닌 지식에 의존하게 됐다"고 했다.

수면이 기억의 저장에 어떤 역할을 하는지는 과학계의 오랜 연구 주제다. 주류 의견은, 뇌가 새로운 기억을 저장하는 데 수면이 도움을 준다는 것이다. 반면 수면 상태에서, 특히 렘수면 단계에선 뇌가 불필요한 정보를 삭제할 거라는 견해도 제기됐다. 소수 의견 그룹에는 DNA 이중나선 구조의 공동 발견자인 프랜시스 크릭도 포함된다. 렘(REM)은 급속안구운동(rapid eye movement)의 줄임말이다. 몸은 자는데 뇌는 깨어 있는 '역설적 수면' 상태를 렘수면이라고 한다. 잠든 지 약 90분 후에 첫 단계가 시작되는 렘수면 단계에서 사지 근육은 이완되나, 안구 운동과 심장 박동은 빨라지고, 뇌파도 각성 상태와 비슷해진다. 대부분의 꿈은 이런 렘수면 상태에서 이뤄진다. 그런데 뇌가 어떤 기억을 보관할지 말지를 결정하는 데 렘수면이 깊숙이 관여한다는 연구 결과가 나왔다. 뇌 시상하부에 있는 한 무리의 뉴런(신경세포)을 흥분시키면 뇌의 정보 저장을 제어할 수 있으리라는 가능성도 제기됐다. 향후 이 발견은 알츠하이머병이나 외상후 스트레스 장애(PTSD) 등과 같이, 기억 상실을 동반하는 질환의 이해 확장에 도움이 될 것으로 기대된다. 이 연구는 미국 스탠퍼드 국제연구소(SRI International)의 토마스 킬더프 신경과학센터 소장이, 일본 나고야대 환경의학연구소의 야마나카 아키히로 교수 등과 협업해 진행했고, 보고서는 권위 있는 과학 저널 '사이언스(Science)'에 실렸다. 20일(현지시간) 온라인에 공개된 보고서 개요(링크[https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-09/nion-tbm091719.php])에 따르면 이번에 찾아낸 뉴런 군(群)은 원래 식욕 자극 호르몬을 생성하는 무리로 알려졌다. 최근의 동물 실험에선, 수면 중인 뇌가 특정한 유형을 가진 학습 관련 뉴런들의 시냅스(신경 연접부) 연결을 선별적으로 잘라낸다는 게 밝혀졌다. 그러나 이번 연구 결과가 나오기 전에는 어떻게 그런 일이 벌어지는지 알지 못했다. 연구팀은 수면 및 기면증의 조절에 오렉신 호르몬이 어떤 작용을 하는지를 수년간 테스트하며 관찰해 왔다. 오렉신(orexin) 또는 하이포크레틴(hyphocretin)으로 불리는 이 호르몬은, 두 그룹의 과학자들이 동시에 발견한 흥분성 신경펩타이드(neuropeptide)다. 옆측 또는 뒤측 시상하부의 작은 뉴런 군에서 만들어져, 각성에 관여하는 주요 뉴런들을 자극한다. 이번에 연구팀은 '멜라닌 응집 호르몬(MCH)'을 생성하는, 생쥐 시상하부의 주변 세포들을 면밀히 관찰했다. 지금까지 MCH는 수면과 식욕 조절에 관여하는 것으로만 알려졌다. 그 결과, 생쥐가 렘수면을 할 땐 전체 MCH 생성 뉴런의 52.8%가 흥분 상태인데, 깨어 있을 땐 35%만 흥분돼 있다는 걸 알아냈다. 렘수면과 각성 상태에서 공통으로 흥분하는 MCH 뉴런은 12%였다. 연구팀은 또한 MCH 생성 뉴런이 학습과 기억에 관여할 수 있음을 시사하는 실마리도 발견했다. 시상하부의 MCH 생성 뉴런은 긴 축삭돌기를 통해 뇌의 '기억 저장 센터'인 해마(hippocampus)에 억제 신호를 보냈다. 실제로 새로 배운 지식을 장기저장하기에 앞서 일정 시간 유지할 때 MCH 뉴런을 활성화하면 기억이 약해지고, 비활성화하면 기억이 강해졌다. 렘수면 상태에선 MCH 뉴런 혼자서 이런 작용을 한다는 걸 시사하는 결과도 나왔다. 렘수면 상태에서 MCH 뉴런을 비활성화한 생쥐는 기억력 테스트에서 더 좋은 결과를 보였으나, 깨어 있거나 다른 유형의 수면 상태일 때 MCH 뉴런을 비활성화한 생쥐는 기억력에 아무런 영향을 받지 않았다. 킬더프 교수는 " MCH 뉴런의 도움을 받아 뇌가 새롭지만 중요하지 않은 정보를 적극적으로 망각하는 것 같다"라면서 "렘수면 상태에서 MCH 뉴런을 활성화하면 꿈의 내용이 해마에 저장되는 걸 차단할 수도 있다"고 지적했다.

현생인류와 공존했던 네안데르탈인이 약 3만년 전 지구상에서 사라진 원인은 인류학의 미스터리로 남아있다. 기후변화부터 특정 전염병에 이르기까지 다양한 가설이 제기돼 왔지만 아직 확실한 원인은 규명된 것이 없다. 이런 상황에서 뉴욕 과학자들이 인간 유아에게서 흔한 중이염이 네안데르탈인의 멸종을 가져왔다는 새로운 연구 결과를 내놓았다. 뉴욕주립대학(SUNY) 다운스테이트 보건과학대학에 따르면 이 대학 부교수 새뮤얼 마르케스 박사가 이끄는 연구팀은 네안데르탈인의 유스타키오관(管)을 복원해 분석한 연구결과를 학술지 '해부학 기록(The Anatomical Record)' 온라인판에 실었다. 유스타키오관은 코의 뒤쪽 부분인 비인강과 가운데귀(中耳)를 연결해 가운데귀와 바깥귀의 압력을 같게 조절하는 역할을 한다. 인류학자와 머리·목 부위 전문 해부학자 등으로 구성된 연구팀은 네안데르탈인의 멸종이 특별한 병원균이 아니라 만성 귓병처럼 가장 일반적이고 해가 크지 않은 아동 질환에서 비롯된 것일 수 있다는 생각을 갖고 연구를 시작했다. 연구팀이 네안데르탈인의 화석 등을 통해 유스타키오관을 복원해 분석한 결과, 인간 유아의 것과 상당히 비슷한 구조를 가진 것을 확인했다. 인간 유아의 유스타키오관은 중이염 박테리아가 머무르기 쉬한 평평한 각도를 갖고 있어 중이염이 흔하게 발생하는데 네안데르탈인의 유스타키오관이 이와 유사하다는 것이다. 특히 인간의 유아는 5세가 지나면서 유스타키오관이 길어지고 각도가 생기면서 중이염 박테리아가 밖으로 배출돼 중이염 감염 위험에서 벗어나는 것과 달리 네안데르탈인은 나이가 들어도 같은 구조를 유지한 것으로 분석됐다. 지금은 항생제가 발달해 중이염을 쉽게 치료할 수 있지만, 원시사회에서는 호흡기 감염, 청력 손실, 폐렴 등의 합병증으로 이어지며 건강과 생존을 위협하는 위협이 됐을 것으로 추정된다. 연구팀은 "네안데르탈인이 중이염만으로 죽지는 않아도 평생 귓병을 앓으면서 현생인류와 식량과 기타 자원을 놓고 경쟁을 해야 하는 상황에서 제대로 적응할 수 없었을 것"이라면서 "적자생존의 세계에서 네안데르탈인이 아닌 현생인류가 승자라는 것은 의심의 여지가 없다"고 했다. 이 대학 이비인후과 과장이자 석좌교수인 리처드 로젠펠드 박사는 "이번 연구의 장점은 연골로 된 유스타키오관을 복원한 것"이라면서 "지금까지 알려지지 않았던 네안데르탈인의 가운데귀에 새로운 이해는 네안데르탈인의 건강과 적응 등에 미치는 영향에 대한 새로운 추론을 가능하게 해줬다"고 평가했다.

외계행성(exoplanet)에서 물의 존재 가능성이 최초로 확인됐다. 미항공우주국(NASA)등이 우주 공간에서 찾아낸 이른바 '제2의 지구(슈퍼지구)'는 4000개 이상이지만, 이중 대기에서 물의 존재가 확인되기는 이번이 처음이다. BBC는 11일(현지시간) 영국 유니버시티 칼리지 런던(UCL)의 연구팀이 지구로부터부터 약 111광년 떨어진 우주공간이 있는 외계행성 K2-18b의 대기에서 수증기를 찾아냈다고 보도했다. 연구팀은 허블우주망원경 관측 자료를 토대로 분석한 결과, K2-18b의 대기 중 최대 50%가 수분일 가능성을 제기했다. 또 10년이내에 새로운 우주망원경을 통해 K2-18b이 대기에 생명체가 만들어내는 메탄 등의 가스가 포함돼있는지 여부도 확인할 수있을 것으로 예상했다. 연구팀의 논문은 권위있는 과학저널 네이처 최신호에 게재됐다. 논문 주저자인 조바나 티네티 UCL교수는 BBC와의 인터뷰에서 "생명이 존재할 가능성이 있는 기온을 가진 '거주가능능 지역(habitable zone)'의 별에서 물이 관측되기는 이번이 처음"이라고 말했다. K2-18b는 적색왜성 K2-18 주변을 돌고있는 행성 중 하나로, 중심으로부터 적절한 거리에 떨어져 있어 생명체가 생존할 가능성이 있는 이른바 '골디락스 존(Goldilocks zone)'에 자리잡고 있다. 크기는 지구의 두 배이며, 질량은 8배 많다. 기온은 0~40도로 추정돼 물이 지표면에 액체상태로 존재할 가능성이 있는 것으로 UCL 연구팀은 추정했다.

레드 와인을 2주에 한 번씩만 마셔도 장(腸) 건강에 좋다는 연구 결과가 나왔다. 영국과 벨기에 과학자들이 국제 학술지 '위장병학(Gastroenterology)' 인터넷판에 발표한 논문 내용이다. 과학자들은 영국·미국·네덜란드 3개국 주민 약 3천 명(영국 쌍둥이 916쌍 포함)을 대상으로 레드 와인·화이트 와인·맥주·청량음료(사이다)의 음용이 장 미생물군에 미치는 영향을 조사 분석했다. 31일 과학 전문 매체 IFL사이언스(www.iflscience.com) 등 외신에 따르면 레드 와인은 다른 주류와 함께 마셔도 장 미생물군을 건강하게 만드는 데 효과적인 것으로 나타났다. 레드 와인을 마시면 장 미생물군의 다양성이 높아졌다. 레드 와인을 더 많이 마신 쌍둥이는 적게 마신 다른 한쪽보다 건강에 더 이로운 장 미생물군을 갖고 있었다. 또한 레드 와인을 많이 마신 쌍둥이는 비만과 나쁜 콜레스테롤이 생길 위험도 상대적으로 낮았다. 그러나 화이트 와인이나 맥주 등을 마신 피험자는 장 미생물군의 개선 효과를 보지 못했다. 과학자들은 레드 와인의 폴리페놀 성분이 이런 효과를 낸 것으로 추정한다. 폴리페놀은 항산화 물질의 하나로, 포도 등 과일이나 채소·견과·통곡류에 많다. 포도에선 특히 껍질에 풍부하고, 백포도보단 청포도에 많다. 레드 와인에는 또한 항산화·항염증 효과가 뛰어난 레스베라톨 성분도 많다. 보고서의 제1 저자인 킹스 칼리지 런던(KCL)의 캐롤라인 르로이 박사(쌍둥이 연구·유전역학과)는 "적당한 양의 레드 와인만 마셔도 장 미생물군의 다양성과 건강을 증진할 수 있다는 게 이번에 입증됐다"라면서 "레드 와인은 2주에 한 번 정도씩 아주 가끔 마셔도 효과를 볼 수 있다"고 말했다. 학과장으로서 수석저자를 맡은 KCL의 팀 스펙터 교수는 "레드 와인의 장 건강 효과를 탐구한 최대 규모의 연구 중 하나였다"라면서 "그동안 논란도 있었지만, 포도 껍질에 풍부한 폴리페놀 성분이 장 건강에도 유익하다는 사실이 입증됐다"고 강조했다. 한편 이번 연구엔 KCL 외에도 벨기에 뢰번 가톨릭대의 VIB 생명과학연구소 등이 참여했다. 분석 자료로는 미국의 '아메리칸 가트 프로젝트(American Gut Project)'와 벨기에의 '플레미시 가트 프로젝트(Flemish Gut Project)'의 보고서 작성용 데이터가 활용됐다.

혈관처럼 좁고 구불구불한 구조의 내부를 다닐 수 있는 실 모양의 로봇이 개발됐다. 추가 연구를 통해 임상에 적용되면 뇌혈관 시술 등에 활용될 수 있을 전망이다. 미국 매사추세츠공대(MIT) 연구진은 이런 연구 결과를 29일 국제학술지 '사이언스 로보틱스'(Science Robotics)에 발표했다. 현재 막힌 혈관을 뚫는 시술 등을 할 때는 의료용 가이드 와이어를 쓴다. 이 와이어는 합금 표면에 고분자를 입혀 만든 것으로 잘 구부러지지 않아 의사가 직접 방향과 위치를 조절하며 시술해야 한다. 또 뇌혈관처럼 좁고 구조가 복잡한 경우에는 활용하기가 어렵다. 이런 한계를 극복하고자 연구진은 잘 휘어지면서 지름은 500㎛(마이크로미터=100만분의 1ｍ) 정도인 가느다란 새 시술용 로봇을 만들었다. 지름이 80㎛ 정도인 니켈-티타늄 합금에 자성 입자를 섞은 고분자를 코팅한 것이다. 로봇이 혈관 속을 이동할 때 마찰을 줄일 수 있게 표면에 하이드로젤을 입혔다. 하이드로젤은 90% 이상이 물 성분인 투명하고 물렁물렁한 물질로, 생체 적합성이 뛰어나 바이오 및 의료 연구에서 다양하게 활용되고 있다. 산업용 장비를 이용하면 로봇의 지름을 300㎛ 이하로 제작하는 것도 가능하다는 게 연구진의 설명이다. 자성 입자가 포함된 만큼, 이 로봇은 외부의 자기장을 이용해 방향을 빠른 속도로 자유롭게 바꿀 수 있다. 자기장은 자기공명영상(MRI)같이 이미 의료분야에서 널리 활용되고 있다. 연구진은 뇌혈관을 실물 크기로 만든 모형에서 로봇의 움직임을 테스트했다. 로봇은 지름이 2.5㎜ 정도인 뇌혈관 모형 속에서 움직였고, 혈관이 갈라진 부분에서는 원하는 방향으로 이동하는 것도 가능했다. 연구진은 동물 실험 등을 통해 생체 내에서도 로봇의 성능을 확인할 계획이다. 논문 제1 저자인 김윤호 연구원은 "원격 조종이 가능한 이 로봇으로 뇌졸중 환자 등을 위한 뇌혈관 시술을 가능하게 하는 게 연구의 장기적인 목표"라고 밝혔다.

업무 도중 휴식 시간에 휴대전화를 사용하면 쉬는 효과가 거의 생기지 않고, 업무 수행 효율도 떨어진다는 연구 결과가 나왔다. 미국 럿거스대 경영대학원의 테리 쿠르츠베르크 부교수팀은 이런 내용의 연구보고서를 학술지 '행동 중독 저널(Journal of Behavioral Addictions)'에 발표했다. 19일 온라인(www.eurekalert.org)에 공개된 보도자료에 따르면 연구팀은 이 대학 재학생 414명을 대상으로 실험을 진행했다. 전체 지원자에게 20개 문항으로 구성된 '워드 퍼즐' 문제를 주고 도중에 일부 학생들만 잠시 쉬게 했다. 휴식 시간을 가진 학생들에겐 휴대전화, 신문 광고전단, 컴퓨터 중에서 하나를 골라 일정 금액 내에서 물품을 구매하라고 했다. 그 결과, 휴대전화를 선택한 그룹의 정신력 고갈 수위가 가장 높았고, 휴식 후 문제를 푸는 능력도 가장 많이 떨어졌다. 이 그룹은 휴식 후 남은 문제를 푸는 데 컴퓨터나 신문을 이용한 그룹보다 19%가량 긴 시간을 소모했다. 하지만 제대로 푼 문항 수는 다른 그룹보다 평균 22% 적었다. 휴대전화를 쓴 그룹의 문제 풀기 효율성과 속도는 전혀 휴식을 갖지 않은 학생들과 대동소이했다. 실제로 휴대전화를 쓴 그룹이 휴식 후에 푼 문항 수는, 쉬지 않은 학생들이 같은 시간에 푼 것보다 약간 많았다. 쿠르츠베르크 교수는 "틈이 날 때마다 휴대전화에 손을 대는 행동이 어떤 결과를 가져오는지 아는 게 중요하다"라면서 "그런 행동은 주의력을 더 많이 분산해 다시 업무에 집중하는 걸 어렵게 만든다"고 지적했다. 그는 이어 "단지 휴대전화를 보기만 해도, 메시지를 열어 보고, 사람들과 연결하고, 재충전되는 정보에 접근하고 싶은 생각을 고개를 든다"면서 "휴대전화가 그런 자극을 주는 방법은 데스크톱 컴퓨터나 노트북 화면을 보는 것과 다르다"고 강조했다.

기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단은 이창준 인지 교세포과학 그룹 연구단장 연구팀이 특정 장소를 선호하게 하는 뇌세포 작용을 규명했다고 31일 밝혔다. 경북대·한국과학기술연구원(KIST)과 공동으로 진행한 이번 연구 성과는 셀 리포트(Cell Reports)에 실렸다. 결론부터 보면 행복감을 유발하는 화합물인 오피오이드가 뇌의 별세포와 결합하는 과정에서 장소에 대한 선호 기억을 형성했다. 별세포는 뇌에서 가장 많은 수를 차지하는 비신경세포다. 이름처럼 별 모양이다. 주로 신경세포 기능을 잘 유지하도록 돕는 역할을 한다고 알려졌다. 연구팀은 오피오이드에 따른 특정 장소 선호 원리를 확인하기 위해 동물 행동 실험을 했다. 2개의 방을 자유롭게 오가는 쥐가 어느 방을 더 좋아하는지 파악한 뒤, 비선호 방에 있을 때 해마 별세포 뮤·오피오이드 수용체에 결합하는 모르핀을 주사했다. 이후 쥐의 행동을 다시 본 결과 선호하지 않던 방을 더 좋아하는 현상이 관찰됐다. 해마 별세포 뮤·오피오이드 수용체가 장소에 대한 선호 기억 형성에 관여한다는 뜻이다. 연구팀에 따르면 뮤·오피오이드 수용체는 해마 별세포의 흥분성 신경전달물질(글루타메이트) 분비를 촉진했다. 이는 해마 시냅스 신경세포 사이 신호전달 강화와 장기 증강(LTP·Long-term potentiation)으로 이어져 특정 장소를 선호하는 결과를 낳았다. 이창준 단장은 "공포나 회피와 같은 감정과 달리 행복과 선호를 유발하는 뇌 메커니즘에 대해선 아직 많은 연구가 수행되지 않았다"며 "행복감을 넘어 사랑이라는 감정에 대해 들여다볼 수 있을 정도로 연구를 이어가 보고 싶다"고 말했다. 뇌과학 분야에서 선호 현상에 대한 이런 연구는 중독과 관련된 분야까지 확장할 수 있다. 이 단장은 "실제 뮤·오피오이드 수용체와 모르핀 중독의 관련성을 유추할 수 있다"며 "모르핀 중독의 심층적인 원리를 규명하고 궁극적인 치료법을 개발하는 데 이바지할 수 있을 것"이라고 덧붙였다.

인간에게 노화는 '양날의 칼'과 같다고 과학자들은 말한다. 엉뚱하게 들릴지 모르지만, 노화는 암을 막는 방어벽으로 작용하기도 한다. 암을 유발하는 손상이 누적되면 세포는 노쇠기로 직행해 아예 분열을 중단한다. 암의 발생과 확산을 원천적으로 차단하는 것이다. 반대로 노화 자체를 하나의 질병으로 보는 시각도 없지 않다. 나이가 들면 당뇨병, 심장 기능 이상, 동맥경화 등 노화로 인한 질환도 늘어난다. 초고령사회에 사는 현대인들은 너나없이 건강한 노년의 삶을 꿈꾼다. 무엇보다 정신과 신체의 노화를 최대한 늦춰야 가능한 일이다. 미국 서던 캘리포니아대(USC) 과학자들이, 우리를 '청춘의 샘'으로 인도할지도 모를 체내 분자 경로를 노화 세포에서 발견했다. USC 비터비 공대의 닉 그레이엄 화학공학·재료과학 조교수 팀은 관련 연구보고서를 저널 '바이오로지컬 케미스트리(Biological Chemistry)'에 최근 발표했다. 25일(현지시간) 온라인(링크)에 공개된 연구개요에 따르면 이번 연구는, 세포 노화의 이유를 찾는 데 초점을 맞췄다. 그레이엄 교수는 "청춘의 샘물을 마시려면 그것이 어디에 있는지, 그걸 마시면 어떤 효과가 있는지 먼저 알아야 한다"면서 "우리는 반대 방향에서 접근해 세포가 늙는 이유를 규명하기로 했다"고 말했다. 이런 역발상의 시도는 애초에 바란 것 이상의 성과로 이어졌다. 연구팀은, 항구적으로 분열을 중지한 노쇠기 세포를 중점적으로 관찰하다가, DNA 구성에 꼭 필요한 뉴클레오타이드가 노화 세포에선 만들어지지 않는다는 걸 발견했다. 반대로 젊은 세포의 뉴클레오타이드 생성을 인위적으로 중단시키면 곧바로 노화 세포가 된다는 것도 확인했다. 이는 뉴클레오타이드 생성이 세포의 젊음을 유지하는 필수조건이고, 세포의 뉴클레오타이드 생성 능력을 유지하면 노화가 늦춰질 수도 있음을 시사한다고 연구팀은 말한다. 연구팀은 세포 내에서 영양분이 이동하는 생화학적 경로를 알아내기 위해, 왕성히 분열하는 젊은 세포에 탄소 동위체 표지 분자(molecules)를 넣고 3D 영상으로 추적했다. 그 결과 노화 세포 중에는 두 개의 핵을 가진 것이 많고, 이런 세포들은 DNA를 생성하지 않는다는 걸 알아냈다. 기존의 노화 연구는 주로, 동물의 결합 조직에 흔한 섬유아세포를 대상으로 이뤄졌지만, 이번에 그레이엄 교수팀은 여러 기관의 표면을 구성하는 상피세포를 썼다. 대부분의 암이 상피세포에서 발생한다는 걸 고려했다. 이번 발견을 환자에게 실제로 적용하려면 많은 연구가 더 필요하다. 하지만 생쥐 실험에선 효과가 입증됐다. 노화 세포를 제거한 생쥐는 새끼를 낳는 생식 능력이 더 오래 유지되는 등 다른 생쥐보다 건강하게 늙어갔다. 연구팀의 최종 목표가 노화를 완전히 막는 건 아니라고 한다. 그렇게 하면 암세포의 고삐를 풀어주는 결과를 가져올 수 있기 때문이다. 그러나 이번 발견이 암과 여러 노화 질환의 치료법 개발에 큰 잠재력을 발휘할 것으로 연구팀은 기대한다. 그레이엄 교수는 "노화 세포의 신진대사 체계가 어떤 특성을 가졌는지 이해하면 이 대사 경로를 이용해 표적 요법을 디자인할 수 있을 것"이라고 강조했다.