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2024-11-22 (금)

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홍콩대, 파킨슨병(PD) 신경퇴행 강력 억제하는 식이요법 보충제 발견

홍콩대(HKU) 생명과학부 차오구 정 교수팀이 진행한 연구에서 짧은사슬 지방산(SCFA: 탄소 수 6개 이하의 지방산)인 프로피오네이트가 장과 뇌 사이의 기관 간 신호전달을 조절해 파킨슨병(PD) 신경퇴행을 강하게 억제한다는 사실이 밝혀졌다고 과학 전문 매체 사이테크데일리가 전했다. 프로피오네이트 분해를 억제하거나 식이요법을 통해 프로피오네이트를 보충하면, PD와 관련된 지표가 개선되고 장에서 에너지 생산이 향상돼 단백질 응집체를 분산시킬 필요 없이 신경 건강이 촉진된다는 것이다. 프로피오네이트 수치를 증가시켜 신경퇴행을 대사적으로 막는 것은, 파킨슨 등 신경퇴행성 질환의 치료에 대한 새로운 가능성을 제시한다는 점에서 주목받고 있다. 이 연구 결과는 최근 선도적인 생물학 저널인 '셀리포트(Cell Reports)'에 발표됐다. 연구 배경 뇌의 단백질 응집체를 표적으로 삼아 PD와 알츠하이머병(AD)과 같은 신경퇴행성 질환을 치료하는 전통적인 방법은 지금까지 성공 가능성이 매우 낮았다. 그러나 이번 새로운 연구는 장내 세균에서 유래한 대사산물이 신경퇴행을 조절하는 데 중요한 역할을 한다는 것을 보여 준다. PD는 도파민성 신경세포에 알파시누클레인(알파-신: 뇌세포 사이에 신경 전달을 돕는 단백질로 PD를 일으키는 주요 원인) 단백질이 비정상적으로 축적되고 응집되는 것을 특징으로 하며, 이는 단백질 독성 스트레스와 신경 세포 사망을 유발한다. 실험용 쥐를 대상으로 한 PD 모델에 대한 이전 연구에서는 장내 미생물군이 알파-신 병리학의 운동 결핍 및 신경 염증을 유발하는 것으로 나타났다. 그러나 어떤 미생물이 숙주 신경퇴행에 영향을 미치는지는 대부분 불분명하다. 최근 몇 년 동안 관심을 끌고 있는 박테리아 대사산물의 한 종류는 식이섬유의 발효를 통해 혐기성 박테리아가 생산하는 SCFA(초산, 프로피온산 및 부티르산)이다. 그러나 SCFA가 신경 퇴행에 미치는 영향은 논란의 여지가 있다. 일부 연구에서는 SCFA가 신경 퇴행을 악화시키고 염증을 증가시키는 것으로 나타났다. 반면 다른 연구에서는 SCFA가 신경 퇴행을 방지한다는 사실이 밝혀졌다. 정 교수팀은 이전에 흙 속에 사는 1mm정도 크기의 작은 선형동물(C. elegans) PD 모델을 사용해 전체 게놈을 검사, 여기에서 38개의 신경퇴행성 유전자를 확인했다. 이 박테리아 유전자 중 일부는 숙주에서 프로피오네이트의 분해를 유도하는 비타민 B12의 생합성에 필수적이다. 이에 따라 연구팀은 프로피오네이트의 수치를 높이면 신경퇴행을 억제할 수 있다고 가정했다. 주요 조사 결과 정 교수팀은 PD 질환 동물이 정상 동물보다 프로피오네이트 수치가 낮았으며, 프로피오네이트 분해를 유도하는 식이성 비타민 B12를 제거하거나 프로피오네이트를 직접 보충하면 프로피오네이트 수치를 높이고, 알파-신으로 유발된 신경 세포 사망 및 운동 장애를 막는다는 사실을 발견했다. 놀랍게도 프로피오네이트의 신경보호 효과는 뉴런과 장 사이의 기관 간 신호 전달에 의해 매개됐다. 알파-신의 신경 세포 응집은 장에서 미토콘드리아 전개 단백질 반응(mitoUPR)을 유발해 프로피오네이트 생산을 줄였다. 낮은 프로피오네이트 수치는 지방산 및 아미노산 대사에 관여하는 수많은 프로피오네이트 반응 유전자의 하향 조절을 유발했고, 결국 장의 에너지 생산 결함을 초래했으며, 이는 젖산 및 신경펩티드와 관련된 장-뇌 통신을 통해 신경퇴행을 더욱 악화시켰다. 장에서 프로피오네이트 생산을 유전적으로 강화하거나 프로피오네이트 하류의 주요 대사 조절 인자의 장 발현을 복원하면 신경퇴행이 개선됐다. 이는 장의 대사 상태가 알파-신 유도 신경퇴행을 조절할 수 있음을 시사한다. 중요한 것은 프로피오네이트 보충이 알파-신 응집을 감소시키지 않고 신경퇴행을 억제해 단백질 응집체 하류의 신경 단백질 독성의 대사 구조를 입증한다는 것이다. 이 새로운 연구는 신경퇴행성 질환의 장-뇌 상호작용에 소분자 대사산물이 관여한다는 점을 강조한다. 건강 영향에 미칠 가능성 이 연구는 PD 질환 동물 모델의 실험 결과와 임상 관찰을 연결한다는 점에서 흥미롭다. PD 동물과 마찬가지로 인간 PD 환자도 SCFA를 생성하는 공생 박테리아의 양이 감소하기 때문에 건강한 개인보다 SCFA 수준이 감소한다. 따라서 PD 환자의 낮은 양의 SCFA는 실제로 질병 진행 및 중증도를 초래할 수 있으며, 식이요법을 통해 프로피오네이트를 보충하면 질병을 치료하고 증상을 개선하는 데 도움이 될 수 있다고 정 교수는 강조했다. 정 교수는 SCFA가 장내 식이섬유의 혐기성 발효에 의해 생성되기 때문에 섬유질이 풍부한 식품, 예컨대 씨앗, 견과류, 과일, 야채 등을 식단에 추가하면, 장내 세균에 의한 SCFA 생성도 증가할 수 있으며 뇌 건강에 유익하다고 제안했다.
- IT/바이오
2024-04-02
실데나필, 알츠하이머 발병 위험 50% 감소

발기부전 치료에 사용되는 미국 식품의약국(FDA) 승인 의약품 비아그라가 알츠하이머 병의 발병 위험을 줄인다는 연구 결과가 나왔다. 과학 전문 매체 사이언스 얼럿은 25일(현지시간) 미국 클리블랜드 클리닉 연구팀은 '비아그라'라는 브랜드로 흔히 판매되는 실데나필의 유전적 및 신경학적 효과에 대한 실험실 조사와 함께 의료 보험 데이터를 분석, 실데나필이 뇌 신경 세포의 중요한 단백질이 엉키는 것을 방지하는 잠재력을 검증했다고 보도했다. 신경 가소성 관련 효소 억제제의 역할 연구 결과에 따르면 포스포디에스테라아제(PDE) 억제제라는 효소 차단제가 음경의 혈류를 촉진할 뿐만 아니라 치매의 원인이 되는 신경 퇴화를 예방할 수 있다는 사실이 여러 연구에서 입증됐다. 이는 PDE5가 신경 가소성(neuroplasticity)에 영향을 미치는 신경 신호 경로에 관여한다는 사실과 연관이 있다. 동물 모델 연구에서 PDE5 억제제인 실데나필은 신경 세포에서 '타우' 단백질의 과도한 인산화를 줄여 독성 응집체 형성을 억제하고, 이를 통해 인지 기능과 기억력 향상에 도움이 되는 것으로 나타났다. 하지만 모든 연구 결과가 긍정적인 것은 아니며, 일부 연구에서는 실데나필의 인구 집단 수준 효과를 확인하지 못했다. 또한 실데나필의 신경계 작용 메커니즘은 아직 완전히 규명되지 않았다. 줄기 세포 뉴런 모델을 통한 치료 효과 연구 이번 연구에서는 알츠하이머 환자로부터 기증받은 줄기 세포로 만들어진 신경 세포 배양을 이용해 실데나필의 치료 효과를 뒷받침하는 대사 및 유전 활동을 지도했다. 연구팀은 5일간 실데나필을 투여한 결과 실험실에서 배양한 뉴런은 과도한 농도의 인을 첨가했을 때 타우 단백질 수치가 현저히 낮아져, 실데나필이 뇌세포를 보호하는 데 탁월한 효과가 있음을 확인했다. 세포의 DNA에서 생성되는 메시지를 통해 염증, 신경 간 통신 장애 및 신경 세포 구조의 안내와 관련된 유전자 발현에 수백 가지의 변화가 발견됐다. 그러나 이러한 영향이 알츠하이머 병에 어떻게 관여하는지 정확히 파악하려면 추가 연구가 필요하다. 이 연구는 인공지능(AI)을 사용해 실데나필이 인구 수준에서 작용하는 징후를 찾는 것이다. 이전 연구에서는 의료 보험 데이터를 사용해 실데나필이 알츠하이머병의 위험을 최대 60%까지 낮출 수 있다는 사실을 발견했다. 연구팀은 데이터 분석에 PH에 일반적으로 처방되는 네 가지 치료법을 포함시켜 실데나필이 알츠하이머 위험을 약 60% 감소시키는 것을 확인했다. 그럼에도 이번 연구는 단일 보험 데이터베이스에만 의존했기 때문에 다른 변수를 놓쳤을 가능성이 있다는 지적이 제기됐다. 또한, 이 연구에서는 폐 고혈압 또는 폐 고혈압(PH) 치료를 받는 환자의 치매 위험 감소가 동일하게 나타나지 않는 것으로 나타났다. 클리블랜드 클리닉 생의학 정보학자이자 공동 제1저자인 페이시옹 쳉(Feixiong Cheng)은 "방대한 양의 데이터를 컴퓨터로 통합한 후, 실데나필이 인간 신경세포에 미치는 영향과 실제 환자 치료 결과를 확인하게 되어 보람을 느낀다"고 말했다.
- 생활경제
2024-03-26
알츠하이머 근본 원인, 뇌세포 내 지방 축적 때문

알츠하이머의 근본 원인은 뇌세포 내 지방 축적 때문이라는 새로운 연구 결과가 나왔다. 미국 의학 전문매체 메디컬 익스프레스는 19일(현지시간) 미국 스탠퍼드 대학교 연구팀이 주도한 연구에서 알츠하이머의 근본 원인은 뇌세포에 지방이 축적된 것일 수도 있다는 증거를 발견했다고 보도했다. 이 연구는 미국 여러 기관의 신경학자, 줄기 세포 전문가, 분자생물학자 팀이 공동으로 진행했다. 연구 결과는 학술 저널 '네이처(Nature)'에 게재됐다. 기존 연구와의 차이점 기존 연구에서는 알츠하이머 병이 신경 세포 사이에 형성되는 베타 아밀로이드 플라크 축적으로 인해 발생한고 알려졌다. 또 다른 연구에서는 뇌세포에 타우 단백질 축적도 이 질병과 관련이 있다고 보고했다. 따라서 그동안 대부분의 알츠하이머 치료 연구는 이러한 단백질 축적을 감소 또는 제거하는 데 초점을 맞추어왔다. 하지만 이번 연구 결과는 알츠하이머 병 발병의 근본 원인이 다른 요인일 가능성을 제시했다. 알츠하이머 질환을 처음으로 규명한 알로이스 알츠하이머(1915-1964)는 플라크와 타우 단백질 축적 외에도 뇌 세포 내 지방 방울 축적 현상을 관찰했다. 하지만 이러한 지방 축적이 질병의 원인일지에 대한 연구는 거의 이루어지지 않았다. APOE 유전자 기능 주목 이번 연구팀은 APOE 유전자의 기능에 주목했다. 기존 연구 결과는 이 유전자가 지방을 신경 세포로 운반하는 단백질을 암호화한다는 것을 보여줬다. 또한 APOE 유전자에는 1번부터 4번까지 네 가지 변이체가 존재하며, 이 중 APOE4는 뇌 세포로 가장 많은 지방을 운반하고 APOE2는 가장 적게 운반한다는 사실도 밝혀졌다. 연구팀은 이러한 APOE 유전자 변이가 알츠하이머 병 발병 위험과 관련이 있는지 탐구하기 위해 몇 가지 실험을 진행했다. 첫 번째 실험에서 연구팀은 단일 세포 RNA 시퀀싱 기술을 사용해 실험 신경 세포 내 단백질을 분석했다. 또한 그 결과를 알츠하이머로 사망한 사람들의 뇌 조직 검체에 적용했다. 연구 결과, APOE4 유전자를 가진 사람들의 뇌는 지방을 뇌 세포로 이동시키는 효소를 가진 면역 세포가 더 많았다. 또 다른 실험에서는 베타 아밀로이드를 APOE4 또는 APOE3 변이체를 가진 사람들의 뇌 세포에 처리한 결과 이 세포들이 더 많은 지방을 축적하는 것을 관찰했다. 연구팀은 이러한 발견을 바탕으로, 뇌 내 베타 아밀로이드가 축적되면 지방을 뇌 세포로 전송하는 과정을 가속화함으로써 알츠하이머병을 유발할 수 있다고 제시했다. 그러나 APOE 유전자 변이가 반드시 알츠하이머 질병 발병으로 이어지는 것은 아니다. 유전적 요인 외에도 환경적 요인, 생활 방식 및 기타 유전적 요인이 질병 발병에 영향을 미칠 수 있다. 또한 APOE 유전자 변이는 알츠하이머 병 뿐만 아니라 파킨슨병, 뇌졸중, 심혈관 질환 등 다른 질병 발병 위험을 높일 수 있다. 그럼에도 이 연구는 알츠하이머병 치료 연구의 기존 패러다임에 변화를 가져올 새로운 가능성을 열었다. 앞으로 뇌 내 지방 축적과 알츠하이머병 발병 사이의 인과 관계를 더 깊이 탐구하기 위한 추가 연구가 필요하다.
- 생활경제
2024-03-20
체중 감량에 효과적인 냉동 과일 6가지

딸기와 바나나와 블루베리, 타트체리 등 냉동과일이 체중 감량이 효과가 있는 것으로 나타났다. 냉동 과일에는 식이섬유가 함유되어 있어 포만감을 오랫동안 유지하고 체중 감량에 도움이 되는 중요한 영양소다. 13일(현지시간) 이팅웰은 미국 질병통제예방센터(CDC) 자료를 인용해 미국인 중 약 12%만이 일일 권장 과일 섭취량을 충족하고 있다고 전했다. 과일 섭취량이 부족한 성인이 10명 중 9명 중 한 명이라면 냉동 과일이 그 목표를 달성하는 데 도움이 될 수 있다. 냉동 과일은 영양가가 떨어진다는 오해와 달리 신선한 과일만큼 영양가가 높다. 또한 냉동 과일에는 식이섬유가 함유돼 있어 포만감을 오랫동안 유지하고 체중 감량에 도움을 준다. 2020년 영양학 할술지 '영양소(Nutrients)'에 따르면 과일과 채소 섭취를 늘리면 특히 고지방 음식 섭취를 줄이는 경우 여성의 체중 감량에 도움이 되는 것으로 나타났다. 과일은 식사 속도를 늦추는 데 도움이 될 수 있으며 일반적으로 칼로리를 낮추고 섬유질을 제공하여 체중 감량을 위한 단계를 설정한다. 이팅웰이 전한 등록된 전문영양사가 권하는 체중 감량을 돕는 냉동과일 6가지를 다음과 같이 정리했다. 1. 바나나 등록된 영양사 겸요리 영양 전문가이자 요리책 작가인 웬디 조 피터슨 식품영양학 석사에 따르면 냉동실에 보관하기 가장 좋은 식품 중 하나는 냉동 바나나다. 피터슨은 "냉동 바나나는 스무디에 첨가하면 영양을 더하면서 크리미하고 달콤한 농도를 만들 수 있는 완벽한 재료"라고 말했다. 미국 농무부에 따르면 작은 바나나 한 개에는 3g의 식이섬유와 장에 좋은 프리바이오틱스, 혈압에 좋은 칼륨이 함유되어 있다. 시중에서 잘라놓은 냉동 바나나 한 봉지를 구입할 수도 있지만, 바나나를 직접 냉동실에 보관해 둘 수도 있다. 냉동 바나나는 스무디로 해 먹을 수도 있고, 전자레인지로 해동한 후 으깨서 고섬유질 바나나 빵으로 만들어 구워 먹을 수 있다. 2. 야생 블루베리 모든 형태의 블루베리는 훌륭한 식품이지만, 냉동실에 있는 야생 블루베리는 영양의 보고다. 야생 블루베리 1컵에는 천연 당분 10g과 식이섬유 6g이 함유되어 있다고 미국 농무부(USDA)는 밝혔다. USDA 기준으로 일반 블루베리를 1컵으로 섭취하면 천연 당분 15g과 식이섬유 4g을 섭취할 수 있다. 2020년 '영양학 발전(Advances in Nutrition)'의 연구에 따르면 야생 블루베리와 재배 블루베리 모두 피부의 푸른색에서 발견되는 중요한 항산화 물질인 안토시아닌을 함유하고 있어 심장 건강, 당뇨병, 체중 유지, 신경 보호 등 전반적인 건강에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 메인 대학교 협동조합에 따르면 야생 블루베리의 특별한 장점 중 하나는 크기가 작은 과일일수록 이러한 항산화 성분이 더 많이 함유되어 있다. 냉동 야생 블루베리는 간단한 빵이나 머핀에 넣어 먹어도 좋고, 따뜻한 오트밀에 바로 넣어 먹어도 된다. 3. 타트 체리 타트 체리는 마트의 냉동실 코너에서 일 년 내내 찾을 수 있는 과일이다. 등록영양사인 토비 아미도르는 "타르트 체리에는 안토시아닌이 풍부하여 운동 후 근육 회복 속도를 높이는 데 도움이 되는 것으로 나타났다"고 말했다. 그는 "안토시아닌은 또한 염증을 줄이는 데 도움이 되는 항염증 효과도 있다"고 덧붙였다. 체중 감량 목표를 달성하기 위해 신체 활동을 늘리고 있다면 타트 체리가 도움이 될 수 있다. 4. 망고 2022년 영양학 학술지 '영양소(Nutrients)'에 발표된 연구에 따르면 망고를 즐겨 먹는 어린이와 성인 모두 망고를 즐기지 않는 사람에 비해 더 나은 건강 상태를 유지한 것으로 나타났다. 특히 망고를 먹는 남성은 망고를 먹지 않는 사람에 비해 BMI, 허리둘레, 체중이 낮을 가능성이 더 높았다. 전반적으로 망고를 식단에 포함하면 섬유질, 마그네슘, 칼륨, 비타민 A, 비타민 C, 비타민 E를 더 많이 섭취할 수 있을 뿐만 아니라 설탕을 더 적게 섭취할 가능성이 높아진다는 연구 결과가 나왔다. 5. 석류 미국 농무부(USDA)에 따르면 석류는 훌륭한 섬유질 공급원으로, 1회 제공량 ¾컵당 6g을 함유하고 있다. 또한 석류 종피에는 시간이 지남에 따라 세포 손상을 일으키는 활성 산소를 없애는 데 도움이 되는 중요한 항산화제인 폴리페놀도 함유되어 있다. 2022년 영양소 연구는 석류에 관한 20건의 임상 연구를 검토한 결과 석류가 심장병, 뇌졸중, 당뇨병의 위험을 높이는 고혈압, 고혈당, 허리둘레 증가와 같은 대사증후군을 예방하고 치료하는 데 유용할 수 있다고 밝혔다. 석류 섭취는 체중, 혈압, 혈당, 중성지방, 총 콜레스테롤, 저밀도 지단백질을 감소시키고 인슐린 저항성을 개선하는 데 도움이 되는 것으로 나타났다. 6. 딸기 냉동 딸기 한 컵에는 3g의 식이섬유가 함유되어 있다. 미국 농무부(USDA)에 따르면 이 냉동 딸기의 열량은 50칼로리에 불과하다. 칼로리가 낮고 자연적으로 단맛이 나는 딸기는 단맛을 만족시키면서 체중 감량 목표 이상을 달성하는 데 도움이 되는 간식이라고 할 수 있다. 2021년 영양학 학술지 '영양소(Nutrients)'에 발표된 연구에 따르면 비만과 '나쁜' 콜레스테롤 LDL 수치가 높은 성인을 대상으로 실시한 연구에서 4주 동안 매일 2.5인분의 딸기를 섭취한 사람들은 인슐린 저항성과 지질 수치가 개선되는 효과가 나타났다. 또한 딸기는 엘라그산과 플라보노이드도 공급한다. 아미도르는 "엘라그산은 활성산소 손상으로부터 세포를 보호하는 항산화제 역할을 하며, 플라보노이드는 암, 심장병, 인지 기능 저하 위험을 줄이는 데 도움이 되는 것으로 밝혀졌다"고 설명했다.
- 생활경제
2024-03-15
좀비사슴병, 메릴랜드 국립공원서 첫 발견…동물과 인간 건강 위협

미국 메릴랜드 국립공원에서 서식하는 사슴 가운데 '좀비사슴병(
- 생활경제
2024-03-08
털매머드 부활하나?...코끼리 줄기세포 배양 성공

과학자들이 코끼리 피부 세포로 줄기세포 배양에 성공해 털매머드 부활에 한 발 더 가까이 다가가고 있다. 미국 텍사스 주 댈러스에 있는 멸종 방지 기업이자 DNA 편집 회사인 콜로설 바이오사이언스(Colossal Biosciences)는 6일(현지시간) 털복숭이 매머드 형질을 가진 코끼리를 유전적으로 복원시키기 위해 아시아 코끼리 세포로 줄기세포 배양에 성공했다고 밝혔다. 콜로설은 자사 웹사이트에서 내한성 코끼리를 만들 것이라고 밝히면서 이 동물은 털매머드의 모든 핵심 생물학적 특성을 갖게 될 것이라고 설명했다. 또한 이 회사는 매머드와 유사한 코끼리가 코끼리 내피 친화성헤르페스 바이러스로 인한 매우 치명적인 질병에 저항성을 갖도록 만들 계획이다. 네이처에 따르면 콜로설은 코끼리 세포의 유전자(게놈)을 편집해 매머드와 비슷하게 만들었다. 하지만 살아 있는 매머드 같은 코끼리를 만들려면 편집된 게놈을 포함하는 배아를 생성해야 한다. 이론적으로 이를 수행하는 한 가지 방법은 유전자 편집된 코끼리 세포를 소위 유도만능줄기세포(iPS)로 전환한 다음 이를 난자와 정자 세포로 전환하는 것이다. 뉴사이언티스트에 따르면 유도만능줄기세포는 난자와 정자를 포함한 신체의 모든 세포로 분화할 수 있다. 배아에서 자연적으로 발생하지만 특정 단백질을 추가하여 성체 세포에서 만들 수도 있으므로 '유도'라고 한다. 많은 동물 종에서 유도만능세포가 만들어졌지만 지금까지 코끼리 세포를 유도만능세포로 만드는 데 성공한 사례는 없었다. 유전자 편집 18년 전, 연구자들은 쥐의 피부 세포를 배아 세포처럼 작동하도록 재프로그래밍할 수 있음을 보여줬다. 이러한 유도만능줄기세포는 동물의 모든 세포 유형으로 분화할 수 있다. 이 세포는 멸종된 털매머드(맘무투스 프리미제니우스·Mammuthus primigenius)의 가장 가까운 친척인 아시아 코끼리(엘레푸스 막시무스·Elephus maximus)를 복원하려는 콜로설의 계획에 핵심으로, 털과 지방 및 기타 매머드의 특성을 갖도록 유전적으로 편집됐다. 콜로설은 아시아 코끼리 세포를 유전자 변형해 핵심 단백질을 영구적으로 생산하도록 했다. 그럼에도 불구하고 세포를 유도만능줄기세로로 전환하는데 두 달이 걸렸다고 한다. 콜로설의 생물과학 책임자인 에리오나 히솔리는 "우리는 이 과정을 더 효율적이고 빠르게 만들고 싶었다"고 말했다. 핵심 단백질을 코딩하는 DNA는 쉽게 제거할 수 있다고 그녀는 덧붙였다. 매사추세츠주 보스턴에 위치한 하버드 의과대학의 유전학자이자 이 연구 논문의 공동 저자인 콜로설의 공동 설립자 조지 처치는 "우리는 세계 기록으로 가장 어려운 iPS 세포 수립에 도전하고 있다고 생각한다"고 말했다. 하지만 연구팀은 코끼리 줄기세포를 확립하는 데에도 어려움을 겪고 있다. 멸종 위기 종에 대한 줄기세포 연구의 권위자인 캘리포니아 주 라호야에 있는 스크립스 연구소의 줄기세포 생물학자인 장 로랑(Jeanne Loring) 박사는 "코끼리는 매우 어려운 과제"라고 말했다. 멸종 동물 복원 프로젝트 2011년 잔 로링과 동료들은 멸종 위기 동물에서 최초로 북방 흰코뿔소(Ceratotherium simum cottoni)와 드릴 원숭이(만드릴루스 류코패우스)로부터 iPS 세포를 만들었다. 이후 눈표범(Panthera uncia), 수마트라 오랑우탄(Pongo abelii), 일본뇌조(Lagopus muta japonica) 등 멸종 위기종에서 배아 유사 줄기세포가 만들어졌지만 수많은 팀이 코끼리 iPS 세포 수립 시도에 실패했다. 콜로설의 생물과학 책임자 에리오나 히솔리가 이끄는 연구팀은 처음에 다른 대부분의 iPS 세포주를 만드는 데 사용되는 매뉴얼에 따라 아시아 코끼리 새끼로부터 세포를 재프로그래밍하려고 시도하면서 동일한 문제에 부딪혔다. 이 방법은 2006년 일본 교토 대학의 줄기 세포 과학자인 야마나카 신야(Shinya Yamanaka)가 확인한 네 가지 주요 재프로그래밍 인자를 과잉 생산하도록 세포에 지시하는 것이다. 이 방법이 실패하자 히솔리 박사팀은 다른 연구원들이 사람과 쥐 세포를 재프로그래밍하는 데 사용했던 화학 칵테일을 코끼리 세포에 처리했다. 대부분의 경우 이 처리로 인해 코끼리 세포가 죽거나 분열을 멈추거나 아무런 반응도 보이지 않았다. 하지만 일부 실험에서는 세포가 줄기세포와 유사한 둥근 모양을 띠게 됐다. 히솔리 박사 팀은 이 세포에 네 가지 '야마나카' 인자를 첨가한 다음 성공의 핵심 요소였던 또 다른 단계를 밟았다. 바로 암 억제 유전자인 TP53의 발현을 억제하는 것이다. 유도만능줄기세포 배양 연구팀은 코끼리로부터 네 개의 iPS 세포 라인을 만들었다. 이 세포들은 다른 유기체의 iPS 세포와 비슷하게 보였고, 비슷하게 행동했다. 즉, 척추동물의 모든 조직을 구성하는 세 가지 '배엽'을 형성하는 세포를 만들 수 있었다. 하지만 콜로설이 최초의 유전자 조작 아시아 코끼리를 만드는 계획은 iPS 세포를 필요로 하지 않는 복제 기술을 포함한다. 처치 박사는 새로운 세포 라인은 아시아 코끼리에 매머드 특징을 부여하는 데 필요한 유전적 변화를 식별하고 연구하는 데 유용할 것이라고 말했다. 그는 "우리는 아기 코끼리에게 넣기 전에 미리 테스트하고 싶다"고 말했다. 코끼리 iPS 세포는 수정되어 모발이나 혈액과 같은 관련 조직으로 변형될 수 있다. 그러나 이러한 과정을 확대하기 위해서는 생식 생물학 분야에서 수많은 기술 도약이 필요하다. 그 중 한 가지 방법은 유전자 조직 iPS 세포를 수정된 정자와 암컷 생식 세포로 변형시켜 배아를 만드는 것이다. 쥐 실험에서는 이 방법이 성공했다. 또한 iPS 세포를 직접 실행 가능한 '합성' 배아로 변환하는 것도 가능했다. 콜로설은 자사의 첫 번째 메머드가 2028년에 태어날 것이라고 주장했다. 히솔리는 연구원들이 코끼리 세포에 단지 50~100개의 유전자 편집을 하는 것을 목표로 하고 있으며, 이는 실현하능하다고 말했다. 코끼리의 임신 기간은 2년이기 때문에 배아는 2026년 말께 생성되어 자궁에 이식되어야 2028년에 매머드 탄생이 가능하다. 처치 박사는 배아 배양을 위해 일부는 iPS 세포에서 유래한 인공 자궁을 사용할 것으로 예상했다. 그는 "우리는 멸종 위기 종의 자연적인 번식을 방해하고 싶지 않기 때문에 체외 임신을 확대하려고 노력하고 있다"고 말했다.
- IT/바이오
2024-03-08
[신소재 신기술(8)]치즈 부산물로 폐전자제품에서 금 캐내기…획기적인 친환경 기술 개발

스위스 연방공과대학(ETH Zurich) 연구팀은 치즈 제조공정 부산물로 폐전자제품에서 금을 추출하는 획기적인 친환경 기술을 개발했다. 지난 4일(현지시간) 과학 기술 전문매체 퓨처리즘에 따르면 스위스 연구팀은 식품 산업 부산물을 기반으로 하는 지속 가능한 방법으로 전자 쓰레기에서 귀금속을 추출하는 새로운 방법을 고안했다. 이 방법은 경제적으로도 매우 효과적이다. 연구팀은 단 1달러의 투자로 50달러 가치의 금을 생산할 수 있다고 추산했다. 특히 주목할 만한 점은 이 과정이 매우 친환경적이라는 것이다. 연구팀은 치즈 제조 과정에서 생성되는 단백질이 풍부한 부산물로 만들어진 단백질 섬유 스폰지가 폐전자제품에서 금을 추출하는 데 유용하게 사용될 수 있다는 사실을 발견했다. 공동 저자이자 ETH 취리히의 라파엘레 메진가(Raffaele Mezzenga) 교수는 성명에서 "제가 가장 좋아하는 사실은 식품 산업 부산물을 사용해서 전자 쓰레기에서 금을 얻었다는 것"이라면서 "이보다 더 지속 가능한 것은 없다"고 말했다. 연구팀은 저널 '어드밴스트 머티리얼스(Advanced Materials)'에 발표된 새로운 논문에서 20개의 오래된 컴퓨터 마더보드(motherboard, CPU와 주기억장치 및 주변 장치 접속을 위한 소켓을 탑재한 기판으로 메인보드라고도 함)에서 450mg(밀리그램)의 22캐럿(91.67%의 순금) 금 덩어리를 회수할 수 있었다고 밝혔다. 이를 위해 연구팀은 산성 조건과 고온에서 유청 단백질을 변성시켜 단백질 나노섬유 슬러리(slurry)를 만들었다. 그런 다음 이 젤을 건조시켜 스폰지를 제작했다. 20개의 마더보드의 금속 부품을 용해하고 용액에서 이온화한 후 스폰지를 용액에 넣어 금 이온을 끌어당겼다. 연구팀은 스펀지를 가열하여 수집된 이온을 조각낸 다음 작은 금덩어리로 녹여냈다. 이 450밀리그램 덩어리는 91% 금과 9% 구리로 구성됐다. 이 금은 현재 온스당 가격으로는 약 33달러에 해당한다. 연구팀에 따르면, 이 기술의 에너지 비용이 회수 가능한 금의 가치에 비해 매우 낮은, 50분의 1에 불과하다고 한다. 공정을 대규모로 확장할 경우 상당한 경제적 이익을 가져올 수 있다. 현재 연구진은 변형 가능한 스펀지를 제작하기 위해 다른 단백질이 풍부한 부산물도 탐색중이다. 세계보건기구(WHO)에 따르면, 전자 폐기물은 전 세계에서 가장 빠르게 증가하는 고형 폐기물 중 하나로, 매년 수백만 대의 전자 기기가 폐기되고 있다. 이러한 폐기물은 적절히 처리되지 않을 경우 환경은 물론 인간 건강에도 해로울 수 있다. ETH 취리히 대학 연구팀의 활용 사례처럼 전자 폐기물 재활용을 촉진하는 것은 환경 보호와 자원 회수 측면에서 긍정적인 영향을 미칠 수 있다.
- 포커스온
2024-03-06
식이섬유 보충제, 3개월만에 노인 인지 기능 개선

매일 섬유질이나 식이섬유 보충제를 꾸준히 섭취하면 단 3개월 만에 65세 이상 노인의 인지 기능이 향상될 수 있다는 새로운 연구 결과가 발표됐다. 이 연구 결과는 장내 미생물이 노화 인구의 인지 기능 저하 예방에 중요한 역할을 할 수 있음을 시사한다. 과학기술 전문매체 더 컨버세이션은 4일(현지시간) 영국 킹스 칼리지 런던 연구팀이 간단하고 저렴한 식이섬유 보충제가 초기 알츠하이머 병 진단에 사용되는 기억력 검사 성적을 향상시킬 수 있다는 사실을 밝혀냈다고 보도했다. 킹스 칼리지 런던의 노인병 및 일반 내과 전문 등록관 및 박사후 연구원 메리 니 로클린과 그의 동료들이 12주 동안 36쌍의 쌍둥이를 대상으로 실시한 연구에 따르면 간단하고 저렴한 식품 보충제인 프리바이오틱스가 알츠하이머병의 초기 징후를 발견하는 데 사용되는 테스트인 기억력 테스트의 성능을 향상시킬 수 있는 것으로 나타났다. 전 세계적으로 인구 고령화가 진행됨에 따라 뇌 및 근육 기능 저하와 같은 노화 관련 질환의 유병률이 증가하고 있으므로 이를 늦추고 예방할 수 있는 혁신적인 방법이 필요한 때다. 지난 15년 동안 장내 미생물 연구 건수는 기하급수적으로 증가했다. 연구자들은 장내 미생물이 인간 건강에 미치는 영향에 대해 잘 알려지지 않은 엄청난 잠재력을 인식하고 있다. 예를 들어 프리바이오틱스 보충제를 통해 장내 미생물이 외부로부터 영향을 받고 변화할 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 프리바이오틱은 장내 유익균 증식을 촉진하는 단순한 섬유질로 이미 시중에서 쉽게 구매할 수 있다. 이번 연구에서는 저렴하고 시중에서 판매되는 두 가지 식물성 섬유질 보충제인 이눌린과 프로바이오틱(FOS)을 사용해서 장내 다양한 미생물 군집을 조절하는 것이 뇌 기능과 근육 건강에 어떤 영향을 미치는지 살펴봤다. 이번 연구는 36쌍의 65세 쌍둥이를 대상으로, 한 명은 위약을, 다른 한 명은 프리바이오틱 섬유질 보충제를 무작위로 배정했다. 참가자들은 3개월 동안 매일 프리바이오틱스 또는 위약을 복용했다. 참가자들은 자신이 어떤 치료를 받고 있는지 알지 못하도록 하는 '블라인드' 방식으로 연구를 진행했다. 모든 참가자는 근육 기능을 개선하기 위해 저항 운동을 하고 매일 단백질 보충제를 섭취했다. 연구팀은 화상 통화, 온라인 설문지, 기억력 및 사고력 온라인 테스트를 통해 참가자들을 원격으로 모니터링했다. 장내 유익균 증가 실험 참가자의 대변 샘플을 검사한 결과, 섬유질 보충제가 참가자의 장내 미생물 구성에 상당히 유의미한 변화를 가져온 것으로 나타났다. 특히 비피도박테리움과 같은 유익한 박테리아가 증가했다. 두 그룹 간 근력에는 큰 차이가 없었지만, 섬유질 보충제를 섭취한 그룹은 짝을 이룬 동료 학습 테스트 등 기억력과 사고력을 평가하는 테스트에서 더 우수한 성적을 보였다. 이 테스트는 알츠하이머병의 초기 징후를 감지할 수 있다. 프리바이오틱스를 섭취한 그룹은 위약을 섭취한 그룹에 비해 이 테스트에서 오류 수가 절반으로 줄었다. 단 12주 만에 이러한 긍정적인 결과가 나타난 것은 고령화 인구의 뇌 건강과 기억력 향상에 중요한 발견이다. 장과 뇌의 연관성을 더 깊이 이해하면 사람들이 더 건강하게 오래 살 수 있도록 돕는 새로운 접근법이 개발될 수 있을 것으로 기대된다. 예를 들어, 노쇠를 예방하거나 지연시키고 궁극적으로 고령화 인구가 가능한 한 오랫동안 독립적이고 건강하게 지낼 수 있도록 하는 것이다. 혁신적인 원격 연구 이 연구의 또 다른 새로운 측면은 원격 연구로, 장거리 여행이나 병원 방문 없이도 전 세계 여러 환경에서 고령자를 대상으로 임상시험을 수행할 수 있는 가능성을 보여줬다. 물론 이러한 연구에는 인터넷이나 컴퓨터 접근성과 같은 해결해야 할 과제가 존재한다. 연구팀은 향후 대규모 프로젝트에서 이러한 문제를 해결하기 위한 노력을 기울일 계획이다. 궁극적인 목표는 전 세계 노인 인구의 삶의 질을 향상시키는 것이다. 이 연구는 섬유질 보충제가 노인의 인지 기능 향상에 도움이 될 수 있다는 가능성을 보여줬다. 연구팀은 이러한 결과가 더 많은 사람들에게 더 오랜 기간 동안 지속되는지 여부를 계속 테스트할 계획이다.
- 생활경제
2024-03-05
얼그레이, 건강에 좋은 이유⋯폴리페놀 등 항산화제 풍부

얼그레이(Earl Grey) 차에는 폴리페놀과 같은 항산화제가 들어있어 여러 면에서 건강에 도움이 될 수 있다. 얼그레이는 전통적으로 이탈리아가 원산지인 감귤류의 일종인 베르가못 오일을 홍차에 첨가해서 만든 차의 일종이다. 건강 전문 매체 헬스는 4일(현지시간) 얼그레이 차를 마시는 것과 관련된 건강상의 이점은 얼그레이를 만드는 데 사용되는 홍차 잎과 관련이 있다고 전했다. 얼그레이 차의 정의와 잠재적인 건강상의 이점, 얼그레이 차를 마실 때 주의 사항 등을 다음과 같이 정리했다. 얼그레이 차란? 얼그레이는 홍차로 만들어지며, 홍차는 진정한 차로 간주된다. 모든 차는 동백나무과인 카멜리아 시넨시스(Camellia sinensis)의 잎으로 만들어진다. 많은 변종이 있는 만큼 차나무의 크기와 모양은 다르지만 잎은 대체로 긴 타원형으로 둘레에는 톱니 모양의 무늬가 있고 윤기가 있으며 질기다. 홍차는 찻잎이 공기에 노출되는 산화 시간이 길기 때문에 녹차에 비해 훨씬 더 진한 색과 강한 향을 지니고 있다. 산화 과정에서 찻잎은 갈색으로 변하고 차의 풍미가 강해진다. 홍차에는 아삼차, 다르질링차, 실론차 등 다양한 종류가 있는데, 각기 다른 맛을 지니고 있다. 얼그레이 차는 홍차와 이탈리아 원산의 시트러스 과일인 베르가못 오렌지에서 추출한 베르가못 오일을 혼합하여 만들어진다. 하지만 일부 얼그레이 차는 베르가못 오일보다 가격이 저렴한 합성 베르가못 향으로 만들어지기도 한다. 얼그레이는 일반적으로 감귤 향과 비슷한 시트러스 향과 함께 약간 단맛이 난다. 얼그레이는 다양한 종류의 홍차로 만들 수 있기 때문에 얼그레이의 맛은 제품마다 다를 수 있다. 다양한 항산화제 함유 얼그레이 차의 베이스가 되는 홍차는 체내 항산화 효과가 있는 식물 화합물의 탁월한 공급원이다. 항산화제는 활성산소(free radical, 프리 라디칼)라고 하는 반응성이 강한 물질을 중화시켜 세포 손상을 방지하는 데 도움이 된다. 프리 라디칼 수치가 너무 높아지면 신체의 항산화 방어력을 압도하여 산화 스트레스가 발생한다. 조직 손상 및 만성 염증과 관련된 산화 스트레스는 특정 암과 심장 질환을 비롯한 여러 질병의 발병과 진행의 주요 원인으로 간주된다. 홍차에는 산화 스트레스와 염증의 표지를 줄이는 데 도움이 될 수 있는 여러 가지 생리 활성 화합물이 함유되어 있다. 예를 들어, 홍차에는 에피갈로카테킨 갈레이트, 테아플라빈, 테아루비긴과 같은 폴리페놀이 풍부하여 염증과 산화 손상을 낮춰 전반적인 건강을 보호하는 데 도움이 될 수 있다. 홍차에는 또한 강력한 항산화 특성을 지닌 탄수화물의 일종인 차 다당류(TPS)가 함유되어 있다. 연구에 따르면 홍차를 마시면 특정 인구의 산화 스트레스를 줄일 수 있다. 예를 들어, 산화 스트레스와 관련이 있는 제2형 당뇨병 환자 46명을 대상으로 한 2010년에 발표된 연구에서는 홍차 추출물로 만든 홍차를 4주 동안 매일 2~4잔씩 마신 결과 염증 표지자인 C-반응성 단백질이 현저히 감소하고 항산화 효소인 글루타치온이 크게 증가한 것으로 나타났다. 또한 산화 스트레스 지표인 말론다이알데히드 수치도 감소했다. 홍차의 고농도 세포 보호 화합물은 정기적으로 홍차를 섭취하는 사람들이 특정 암 및 인지 기능 저하와 같은 여러 건강 상태의 위험이 감소하는 이유로 여겨진다. 베르가못 오일은 리모넨과 리날룰과 같은 테르펜 등의 항산화 물질도 제공한다. 하지만 얼그레이를 마실 때 섭취하는 베르가못 오일의 양은 매우 적기 때문에 홍차에 함유된 대부분의 건강 효능은 홍차에서 발견되는 화합물 때문일 가능성이 높다. 여러 만성 질환의 위험 감소 연구에 따르면 홍차를 정기적으로 섭취하는 사람들은 그렇지 않은 사람들에 비해 특정 건강 문제가 발생할 가능성이 적다. 예를 들어, 홍차를 정기적으로 마시면 난소암, 우울증, 심장병 등을 예방할 수 있다. 200만 명 이상이 참여한 19개 연구의 2023년 메타 분석에 따르면 하루 1.40~3.12잔의 홍차를 마시는 여성은 난소암 발병 위험이 낮은 것으로 나타났다. 홍차를 마시는 사람은 구강암 발병 위험도 감소할 수 있다. 2018년의 한 연구 결과에 따르면 하루에 홍차를 한 잔씩 마실 때마다 구강암 위험이 6.2% 감소하는 것으로 나타났다. 연구자들은 홍차의 항암 효과가 항산화제, 특히 폴리페놀 함량이 높기 때문인 것으로 보고 있다. 이러한 화합물은 산화 손상으로부터 보호하고 신체의 항산화 방어력을 높여 암 발생을 억제할 수 있다. 또한 얼그레이 차를 마시면 고혈압과 같은 심장병 위험 요인을 줄이는 데 도움이 될 수 있다. 2020년 고혈압 환자를 대상으로 한 5건의 연구 검토에 따르면 홍차를 정기적으로 섭취하면 수축기 혈압과 이완기 혈압이 각각 -3.53mmHg와 -0.99mmHg 감소할 수 있는 것으로 나타났다. 이 연구에서는 3개월 이상 차를 마신 사람들의 혈압이 가장 크게 감소한 것으로 나타나 장기간의 차 섭취가 심장 건강을 개선할 수 있음을 시사한다. 혈압을 낮추는 것 외에도 정기적으로 홍차를 즐기는 사람들은 심부전 및 뇌졸중 발병 위험이 낮을 수 있다. 또한, 일부 연구에 따르면 하루에 한 잔 이상의 홍차를 마시는 사람은 우울증에 걸릴 위험이 낮을 수 있다고 한다. 홍차에는 도파민과 같은 신경전달물질의 활동을 조절하여 우울증 위험을 줄일 수 있는 카페인과 아미노산 L-테아닌과 같은 특정 화합물이 함유되어 있다. 홍차 섭취는 다른 여러 가지 건강상의 이점과 관련되어 있다. 이러한 이점은 특히 얼그레이 차를 마시는 것이 아니라 일반적으로 홍차를 마시는 것과 관련이 있다는 점을 기억하자. 인지 건강과 운동 기능 향상에 도움 홍차의 카페인 함량은 다양하지만, 연구에 따르면 홍차에는 평균적으로 한 잔당 약 47mg의 카페인이 함유되어 있다. 이는 추출한 커피 한 잔에 들어 있는 카페인의 절반이 조금 넘는 양이다. 카페인은 에너지 수준을 높이고 운동 수행 능력을 향상시키는 등 여러 가지 방식으로 건강에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 체중 1킬로그램(kg)당 3~6밀리그램(mg)의 카페인을 섭취하면 지구력 및 근력과 같은 운동 능력의 특정 측면이 향상될 수 있다. 그러나 홍차에는 커피만큼 카페인이 많이 함유되어 있지 않기 때문에 150파운드(68kg)인 사람은 운동 전에 약 4잔의 홍차를 마셔야 효과를 볼 수 있다. 얼그레이와 같은 카페인 음료를 마시면 활력을 증진하고 인지 건강을 보호하는 데 도움이 될 수 있다. 41만951명의 데이터를 포함한 7건의 연구를 2023년에 검토한 결과, 녹차 또는 홍차 섭취가 알츠하이머병을 포함한 치매의 현저한 감소와 관련이 있는 것으로 나타났다. 연구진은 이러한 연관성을 신경 보호 효과가 있는 카페인과 같은 녹차 및 홍차에서 발견되는 화합물 때문이라고 설명했다. 또한 홍차와 같은 카페인 음료는 처리 속도와 기억력 향상과 같은 단기 인지 기능을 개선할 수 있다. 얼그레이 차 마실때 유의사항 홍차에는 카페인이 함유되어 있어 다량 섭취하면 건강에 해로울 수 있다. 카페인 섭취량을 하루 400밀리그램(mg) 이하로 유지하는 것이 좋다. 그 이상을 섭취하면 불안감, 심박수 증가, 불면증과 같은 증상이 나타날 수 있다. 그러나 홍차 한 잔에는 일반적으로 약 47mg의 카페인이 함유되어 있으므로 권장 한도를 초과하려면 9잔을 마셔야 한다. 얼그레이는 과량으로 섭취하지 않는 한 대부분의 사람에게 안전하다. 또한 베르가못 오일을 과도하게 섭취하면 근육 경련, 시야 흐림, 사지 저림이 발생할 수 있다. 한 사례 연구에서는 하루에 4리터의 얼그레이 차를 마신 남성에게서 이러한 증상이 나타났다고 보고했다. 하루 1~2잔 등 정상적인 양의 얼그레이를 마시는 사람에게는 이러한 증상이 우려되지 않는다. 마지막으로 홍차에는 소화 기관의 철분, 특히 식물성 식품에 함유된 철분의 흡수를 억제하는 화합물이 함유되어 있어 식물성 식단을 따르는 사람이나 철분이 부족한 사람에게는 문제가 될 수 있다. 얼그레이 차 섭취 팁 얼그레이 차는 다른 홍차와 같은 방법으로 즐길 수 있다. 어떤 사람들은 얼그레이를 첨가물 없이 플레인으로 마시는 것을 선호하고, 어떤 사람들은 우유와 꿀과 같은 감미료를 첨가하여 마시기도 한다. 전통적인 얼그레이는 홍차로 만들지만, 녹차와 우롱차 등 다른 종류의 차로 만든 얼그레이 차도 있으며, 녹차와 홍차의 중간 정도의 맛과 색을 가진 차도 있다. 얼그레이 차 한 잔을 만들려면 찻잎 얼그레이 1티스푼 또는 얼그레이 티백 1개를 사용하여 끓기 직전까지 가열한 물에 3~5분간 담그는 것이 좋다. 더 진한 차를 원한다면 더 오래 우려내고 우유와 감미료를 넣어 맛을 조절하면 된다. 디카페인 얼그레이도 판매되고 있지만 대부분의 얼그레이 차에는 카페인이 함유되어 있으므로 카페인에 민감한 사람은 취침 직전에 카페인이 함유된 얼그레이를 마시는 것을 피해야 한다. 얼그레이 차를 포함한 차는 유통기한이 길다. 밀폐 용기에 담아 실온에서 보관하면 루스리프 얼그레이 차와 얼그레이 티백은 각각 2년과 3년 동안 보관할 수 있다.
- 생활경제
2024-03-05
인간 꼬리 사라진 이유, DNA 돌연변이 밝혀졌다!

과학자들이 인간의 꼬리 손실과 일종의 선천적 결함 사이의 잠재적인 유전적 연관성을 발견했다. 지난 2월 28일 '네이처(Nature)' 저널에 발표된 새로운 연구에서 미국 뉴욕대 연구팀은 우리 조상들의 꼬리를 잃게 만든 독특한 DNA 돌연변이를 확인했다. 이 돌연변이는 꼬리 달린 동물의 꼬리 길이에 관여하는 것으로 알려진 TBXT 유전자에 위치한다. 새로운 연구 결과에 따르면 인간과 유인원의 조상은 약 2500만 년 전에 발생한 유전적 돌연변이로 인해 꼬리를 잃었을 가능성이 있다. 이 돌연변이는 TBXT 유전자 내에 발생했으며, 이 유전자는 꼬리 달린 동물의 꼬리 길이에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 과학전문 매체 라이브사이언스에 따르면 연구팀은 꼬리뼈 부상을 당한 후 꼬리의 기원에 관심을 갖게 된 연구 책임 저자인 보 샤(Bo Xia) 박사가 이끄는 연구팀이 TBXT 유전자를 조사했다. 연구팀은 꼬리 없는 원숭이와 꼬리 있는 유인원을 비교하여 유전자 차이를 분석했다. 또한 쥐에게 인간과 유사한 돌연변이를 유도하여 꼬리 상실 현상과의 연관성을 실험적으로 검증했다. 이번 발견은 뉴욕대학교 대학원생이었으며 현재 브로드 연구소의 수석 연구원으로 재직 중인 제1 연구 저자 보 샤가 꼬리뼈를 다친 후 이 구조의 기원에 관심을 갖게 되면서 시작됐다. 뉴욕대 랭곤 헬스(NYU Langone Health)의 응용 생물정보학 연구소의 과학 책임자이자 이 연구의 선임 저자 이타이 야나이는 "보 샤는 적어도 수천 명의 사람들이 이전에 보았을 법한 것을 보았다. 하지만 그는 다른 것을 보았기 때문에 정말 천재다"라고 말했다. 꼬리의 유전학 인간과 많은 영장류 사이의 가장 분명한 차이점 중 하나는 꼬리가 없다는 것이다. 꼬리가 사라진 것은 약 2500만년 전이다. 침팬지와 우리의 공통 조상을 비교하자면 약 600만년 전이다. 우리는 꼬리를 가진 이 조상의 진화적 흔적으로 미골(꼬리뼈)을 아직도 갖고 있다. 꼬리 손실은 우리 유인원 조상에게서 더 직립한 등의 진화와 동시에 발생했으며, 결과적으로 몸을 지탱하기 위해 네 다리 중 두 개만 사용하는 경향이 있었다. 이러한 진화적 변화가 왜 결합되어 있는지 추측할 수는 있지만, 꼬리 손실이 어떻게 진화했는지(왜가 아니라) 근본적인 유전적 변화가 무엇인지에 대한 문제는 다루지 않았다. 최근 연구에서는 흥미로운 유전 메커니즘을 확인했다. 많은 유전자가 결합하여 포유류의 꼬리 발달을 가능하게 한다. 연구팀은 꼬리가 없는 영장류의 꼬리 결정 유전자인 TBXT에 '점핑 유전자'(jumping gene, 게놈의 새로운 영역으로 이동할 수 있는 DNA 서열)가 하나 더 있다는 사실을 확인했다. 점핑 유전자와 '암흑 물질' 연구팀은 또한 동일한 영장류가 TBXT 유전자 내에 내장된 DNA에서 약간 떨어진 곳에 더 오래되었지만 유사한 점핑 유전자를 가지고 있음을 확인했다. 3일(현지시간) 과학, 기술, 의학 분야의 뉴스를 다루는 영어 웹사이트 Phys.org에 따르면 우리 DNA의 훨씬 더 많은 부분이 단백질을 지정하는 서열(유전자의 고전적 기능)보다 그러한 점핑 유전자의 잔해이므로 점핑 유전자를 얻는 것은 특별한 것이 아니다. 수백만 년에 걸쳐 DNA의 변화는 동물의 진화를 가능하게 한다. 일부 변화는 DNA의 뒤틀린 사다리에서 단 하나의 사다리만 포함하지만 다른 변화는 더 복잡하다. 라이브 사이언스에 따르면 소위 알루 요소(Alu elements)라고 하는 반복적인 DNA 서열은 DNA의 분자 사촌인 RNA 비트를 생성하여 다시 DNA로 변환한 다음 게놈에 무작위로 삽입할 수 있다. 이러한 '전치 가능한 요소' 또는 점핑 유전자는 삽입 시 유전자의 기능을 방해하거나 강화할 수 있다. 이러한 특정 유형의 점핑 유전자는 영장류에만 존재하며 수백만 년 동안 유전적 다양성을 주도해 왔다. 연구팀은 유인원에는 존재하지만 원숭이에는 없는 두 개의 알루 요소를 TBXT 유전자에서 발견했다. 이 요소는 단백질을 코딩하는 유전자 부분인 엑손(exon)이 아니라 인트론(intron)에 있다. 인트론은 엑손 옆에 있는 DNA 서열로, 과거에는 아무런 기능이 없는 것으로 여겨져 게놈의 '암흑 물질'로 불려왔다. 인트론은 RNA 분자가 단백질로 전환되기 전에 서열에서 제거되거나 '스플라이스(spliced)'된다. 그러나 이 경우 세포가 TBXT 유전자를 사용하여 RNA를 생성할 때, Alu 서열의 반복적인 특성으로 인해 서로 결합하게 된다. 이 복잡한 구조는 여전히 더 큰 RNA 분자에서 잘려나가지만 전체 엑손을 가져가므로 결과 단백질의 최종 코드와 구조가 변경된다. NYU 랭곤 헬스 시스템 유전학 연구소의 소장이자 이 연구의 선임 저자인 제프 보케(Jef Boeke)는 "우리는 꼬리 길이나 형태와 관련된 다른 유전자에 대한 다른 많은 분석을 수행했다. 물론 차이점은 있지만, 이것은 마치 번개와도 같았다"라고 말했다. 보케는 라이브사이언스에 "그리고 그것은 모든 유인원에서 100% 보존되고 모든 원숭이에서 100% 없는 비코딩 DNA[인트론]였다"고 말했다. 연구팀은 인간 세포에서 동일한 알루 서열이 TBXT 유전자에 나타나고 동일한 엑손이 제거되는 것을 확인했다. 또한 관련 RNA 분자를 다양한 방식으로 절단하여 동일한 유전자에서 여러 단백질을 생성 할 수 있음을 발견했다. 연구팀은 이에 비해 생쥐는 한 가지 버전의 단백질만 만들기 때문에 두 가지 버전이 모두 있으면 꼬리가 형성되는 것을 방지하는 것으로 보인다고 지적했다. 동일한 유전자에서 서로 다른 단백질을 만드는 이러한 방식을 '대체 스플라이싱(alternative splicing)'이라고 하며, 이는 인간의 생리가 매우 복잡한 이유 중 하나다. 그러나 알루 요소가 대체 스플라이싱을 유발하는 것으로 밝혀진 것은 이번이 처음이다. 연구에 참여하지 않은 로스앤젤레스 캘리포니아 대학교의 생태 및 진화 생물학, 인간 유전학 교수인 커크 로뮐러(Kirk Lohmueller)는 "이와 같은 돌연변이는 종종 진화에서 제한적인 결과를 초래하는 것으로 여겨져 왔다. 이번 연구에서 저자들은 이러한 돌연변이가 우리 종에 지대한 영향을 미쳤다는 것을 보여준다"라고 말했다. 이족 보행과 선천적 결함 연구팀은 동일한 점핑 유전자를 쥐에 삽입하는 실험을 통해 쥐가 꼬리를 잃는다는 사실을 발견했다. 특히 진화 생물학자들은 꼬리가 없어진 덕분에 인간이 이족보행을 할 수 있었다는 가설을 세우고 있다. 야나이는 라이브 사이언스와의 인터뷰에서 "우리는 어떻게 이런 일이 일어났는지에 대한 그럴듯한 시나리오를 구성한 유일한 논문이다"라고 말했다. 그는 "우리는 이제 두 발로 걷고 있다. 그리고 우리는 큰 두뇌와 기술을 진화시켰다"라고 말했다. 야나이는 "이 모든 것은 유전자의 인트론으로 뛰어든 이기적인 요소에서 비롯된 것이다. 정말 놀랍다"라고 덧붙였다. 하지만 연구팀은 또 다른 이상한 점을 발견했다. 이 부분을 제외한 TBXT 유전자의 형태만 가진 쥐를 만들면 인간의 척추 이분증(척추와 척수가 자궁에서 제대로 발달하지 못해 척추에 틈이 생기는 질환)과 매우 유사한 질환이 발생할 수 있다. 이전에는 인간 TBXT의 돌연변이가 이 질환과 관련이 있는 것으로 밝혀졌다. 다른 생쥐는 척추와 척수에 또다른 결함이 있었다. 특히 연구진은 꼬리를 잃은 생쥐에서 척수와 뇌를 생성하는 배아 구조인 신경관에 영향을 미치는 선천성 결함인 척추 이분증 유병률이 더 높다는 사실을 발견했다. 미국 질병통제예방센터에 따르면 이 질환은 출생아 1000명 중 약 1명에 영향을 미친다. 연구진은 꼬리가 없는 것이 큰 이점이므로 척추 이분증의 발병률이 증가하더라도 그만한 가치가 있다고 제안했다. 이는 많은 유전 및 발달 질환의 경우와 마찬가지로, 균형상 우리에게 도움이 되는 일부 돌연변이의 부산물일 수 있다. 예를 들어, 최근 연구에 따르면 폐렴과 싸우는 데 도움이 되는 유전적 변이가 크론병에 걸리기 쉽다는 사실이 밝혀졌다. 보케는 "TBXT 결핍은 일종의 의도하지 않은 결과일 수 있지만, 신경관에 구멍이 남는다는 의미에서 완전한 신경 폐쇄를 얻지 못할 가능성이 더 높다"라고 말했다. 이타이 야나이는 "아무도 우리의 호기심에 따라 같은 돌연변이를 넣어 쥐의 꼬리를 잃게 만들 것이라고는 생각하지 못했는데... 그 쥐에게도 신경관 결함이 있는 것을 확인했다"라고 덧붙였다. 이러한 유형의 대체 스플라이싱의 발견은 향후 게놈 분석 분야 전체에 영향을 미칠 것으로 보인다. 보케는 이러한 영향력 있는 알루 요소에 대해 "앞으로 더 많이 발견될 것이라고 생각한다"고 말했다. 그는 아마도 우리 형질의 진화적 변화의 근본 원인이 되는 대체 스플라이스 단백질이 존재할 것이라고 덧붙였다.
- 생활경제
2024-03-04
졸레어, 식품 알레르기 완화 효과 입증…천식 치료제 이어 두 번째 승인

천식 치료제로 승인 받은 '졸레어'가 땅콩 알레르기를 포함한 식품 알레르기 증상의 완화에 효과적이라는 연구 결과가 나왔다. 미국 매체 살롱(salon)은 지난 27일(현지시간) 졸레어는 원래 천식 치료제로 개발되었지만, 음식 알레르기 치료에도 유익하다는 연구 결과가 발표됐다고 보도했다. 미국 식품의약국(FDA)은 졸레어가 땅콩 및 기타 흔한 알레르기 유발 물질에 대해 알레르기가 있는 성인과 어린이에게 효과적이라는 연구 결과를 근거로 치료제로 승인했다. 임상 시험에서는 졸레어를 투여 받은 환자의 68%가 알레르기 반응 없이 땅콩을 섭취할 수 있었다. 이는 기존 치료법보다 현저히 높은 비율이다. 이번 연구는 미국 존스홉킨스대학교 의과대학의 연구팀이 진행했다. 연구팀은 땅콩 및 우유, 계란, 캐슈넛, 호두, 헤이즐넛, 밀 중 다른 두 가지 식품에 알레르기가 있는 1세부터 55세 사이의 환자 462명을 대상으로 신약 개발의 마지막 단계인 임상 3상 시험을 실시했다. 참가자들은 16주에서 20주 동안 2:1의 비율로 졸레어 또는 위약 투여에 무작위로 배정되어 치료를 받았다. 연구 결과에 따르면, 졸레어를 투여받은 그룹은 위약을 투여받은 그룹에 비해 땅콩 단백질 600mg을 섭취한 후 중등도에서 심각한 알레르기 증상 없이 섭취할 수 있는 비율이 66.7%로 상당히 높았다. 이는 위약 그룹의 6.7%와 비교해 매우 높은 수치이다. 졸레어는 심각한 알레르기 반응을 방지하는 데 유용하지만, 응급 상황에서는 사용할 수 없다. 이 약은 2주에서 4주마다 주사 형태로 투여되며, 시간이 지나면서 알레르기 반응의 위험을 감소시키는 데 도움을 준다. 알러지스트롱(AllergyStrong)이라는 전국 알레르기 인식 및 교육 단체의 에린 말라워(Erin Malawer)는 졸레어의 승인이 알레르기 환자들에게 새로운 치료 선택을 제공한다고 강조했다. 말라워는 "졸레어는 우발적인 알레르기 반응을 방지하는 데 매우 효과적이며, 이는 알레르기 환자들에게 큰 혜택이 될 것"이라고 밝혔다. 졸레어가 많은 알레르기 환자들에게 새로운 희망을 제공할 수 있지만, 모든 사람에게 적합한 것은 아닐 수 있다. 부작용의 가능성도 있기 때문에, 졸레어 치료를 고려 중이라면 의사와 상담하여 본인에게 맞는 치료 방법인지를 확인하는 것이 필수적이다.
- 생활경제
2024-02-29
오말리주맙, 어린이 알레르기 반응에 효과적

오말리주맙(omalizumab)이 다중 식품 알레르기가 있는 어린이의 알레르기 반응 위험을 줄이는 데 효과적이라는 연구 결과가 발표됐다. 미국 건강 의학 매체 메디컬익스프레스(MedicalXpress) 지난 25일(현지시간) 스탠퍼드 의대 과학자들이 주도한 새로운 연구에 따르면, 오말리주맙을 정기적으로 사용하면 실수로 알레르기가 있는 음식을 소량 섭취했을 때 호흡곤란 등 심각한 알레르기 반응을 예방할 수 있다고 보도했다. 이 연구 결과는 '뉴잉글랜드 의학 저널(New England Journal of Medicine)'에 발표될 예정이다. 원래 미국 식품의약국(FDA)에 의해 알레르기성 천식 및 만성 두드러기 치료 목적으로 승인된 오말리주맙은 다양한 알레르기 질환을 유발하는 항체와 결합하여 이를 비활성화한다. 최근 수집된 데이터를 토대로, FDA는 지난 16일 오말리주맙을 식품 알레르기 반응의 위험 감소를 위한 치료제로 추가 승인했다. 이번 연구에서 참가자 전원은 땅콩을 포함해 적어도 두 가지 이상의 식품에 대해 심각한 알레르기를 가지고 있었다. 오말리주맙 주사를 4개월 동안 1~2개월 간격으로 맞은 후, 118명의 참가자 중 약 3분의 2가 알레르기 유발 식품을 소량이라도 안전하게 섭취할 수 있게 됐다. 특히, 참가자 중 38.4%는 6세 미만의 어린이로, 우발적으로 알레르기 유발 식품을 섭취할 위험이 높은 연령대에 속했다. 알레르기는 흔한 질병 식품 알레르기는 미국에서 어린이의 약 8%, 성인의 10%가 겪고 있는 흔한 질병이다. 심각한 알레르기를 가진 사람들에게는 알레르기 유발 식품을 완전히 피하는 것이 권장되지만, 땅콩, 우유, 계란, 밀 등의 일반적인 알레르기 유발 식품은 많은 곳에 숨어 있어, 파티 참석이나 레스토랑에서 식사하는 등의 일상 활동이 어려워질 수 있다. 이번 연구의 수석 저자이자 의학 및 소아과 부교수인 샤론 친트라자(Sharon Chinthrajah) 박사는 "식품 알레르기는 우발적 노출에 의한 알레르기 반응 위협을 포함하여, 심각한 사회적 및 심리적 영향을 미치며, 일부는 생명을 위협할 수도 있다"고 말했다. 그녀는 또한 "가족들이 알레르기 유발 식품을 피하기 위해 더 비싼 식품을 구매해야 하는 경제적 부담도 직면하게 된다"고 지적했다. 현재 가장 널리 사용되는 식품 알레르기 치료 방법인 경구 면역요법은 의사의 감독 하에 알레르기 유발 식품을 점차적으로 섭취하게 함으로써 내성을 키우는 방식이다. 하지만 이 방법은 알레르기 반응을 유발할 수 있으며, 알레르기 물질에 대한 감작 감소에는 수개월에서 수년이 소요될 수 있다. 특히 여러 식품 알레르기를 가진 환자들의 경우, 보통 한 번에 한 가지 알레르기만 치료받게 되므로, 치료 과정이 길어질 수 있다는 단점이 있다. 이러한 배경에서, 친트라자 박사는 단순한 주의를 넘어서 식품 알레르기 환자들에게 더 넓은 선택권을 제공할 수 있는 치료법의 필요성을 강조했다. 오말리주맙은 모든 유형의 면역글로불린 E(IgE)에 결합하여 이를 비활성화시키는 항체 주사제로, 혈액 및 신체의 면역 세포 내에 존재하는 알레르기 유발 분자를 대상으로 한다. 이 항체는 다양한 식품 알레르기 유발 물질에 대한 동시 완화 효과를 제공할 가능성이 있다. 주사로 심각한 반응 억제 본 연구는 세 가지 이상의 식품 알레르기를 가진 177명의 어린이가 참여했으며, 이 중 38%가 1~5세, 37%가 6~11세, 나머지 24%는 12세 이상이었다. 참가자들의 심각한 식품 알레르기는 피부 찌르기 검사와 식품 도전을 통해 확인됐으며, 땅콩 단백질 100밀리그램 미만과 다른 식품 300밀리그램 미만에 대한 반응을 보였다. 참가자들 중 3분의 2는 무작위로 오말리주맙 주사를 맞았고, 나머지 3분의 1은 외관상으로는 약제와 같으나 실제로는 효과가 없는 플라시보 주사를 맞았다. 주사는 16주 동안 진행되었으며, 약물의 투여량은 각 참가자의 체중과 IgE 수치를 기반으로 결정됐다. 투여량에 따라 2주 또는 4주 간격으로 주사가 이루어졌다. 참가자들은 16주와 20주 사이에 재검사를 받아, 각 알레르기 유발 식품을 얼마나 안전하게 견딜 수 있는지를 확인했다. 재검사 결과, 오말리주맙을 받은 79명의 환자(66.9%)가 땅콩 2~3알에 해당하는 600mg 이상의 땅콩 단백질을 견뎌냈다. 반면, 플라시보 그룹에서는 단 4명(6.8%)만이 같은 양을 견딜 수 있었다. 다른 식품 알레르기 유발 물질에 대한 반응도 유사한 비율로 개선됐다. 오말리주맙을 복용한 환자들 중 약 80%는 적어도 하나의 알레르기 유발 식품을 알레르기 반응 없이 소량 섭취할 수 있었으며, 69%는 두 가지, 47%는 세 가지 알레르기 유발 식품을 각각 소량 섭취할 수 있었다. 오말리주맙은 대체로 안전했으며, 주사 부위에서 경미한 반응이 일부 발생한 것을 제외하고는 다른 부작용이 보고되지 않았다. 이는 1세 이상 어린이를 대상으로 한 오말리주맙의 안전성을 평가한 최초의 연구이다. 연구팀은 오말리주맙이 식품 알레르기 환자들에게 어떠한 혜택을 제공할 수 있는지 더 깊이 이해하기 위해 추가 연구가 필요하다고 지적했다. 친트라자 박사는 "환자들이 이 약을 얼마나 장기간 복용해야 하는지, 우리가 면역 체계에 영구적인 변화를 일으켰는지, 그리고 어떤 요인들이 가장 강한 반응을 나타낼 환자를 예측할 수 있을지에 대해서는 아직 명확히 알지 못한다"고 말했다. 이와 관련하여, 연구팀은 환자들이 알레르기 유발 식품에 대해 의미 있는 내성을 개발했을 때 필요한 모니터링 유형을 포함하여, 이러한 질문들에 대한 답을 찾기 위한 추가 연구를 계획하고 있다. 친트라자 박사는 다수의 식품 알레르기 환자들이 천식, 알레르기성 비염(꽃가루, 곰팡이, 반려동물 또는 집먼지진드기 등의 환경적 요인에 대한 알레르기 반응), 습진 등 오말리주맙으로 치료할 수 있는 기타 알레르기 질환을 함께 겪고 있다고 설명했다. 그는 "이 약물은 의료 시설에서 손쉽게 적용할 수 있는 치료법이며, 이미 많은 알레르기 전문가들이 다양한 알레르기 질환 치료에 이를 활용하고 있다"고 말했다.
- IT/바이오
2024-02-27
[퓨처 Eyes(24)] 숨겨진 위험, 태반에서 미세 플라스틱 발견…우리 몸은 얼마나 오염되었을까?

인체 태반 조직에서 미세 플라스틱이 발견됨에 따라 현재와 미래 세대의 건강에 대한 깊은 염려가 일고 있다. 크기가 5mm 미만인 미세 플라스틱은 주변 환경뿐만 아니라, 현재까지 검사된 인체의 거의 모든 부위에서 발견되어 충격을 주고 있다. 20일(현지시간) 어스닷컴(EARTH.com)에 따르면, 뉴멕시코 대학교 보건과학 대학의 리전트 교수인 매튜 캄펜(Matthew Campen) 박사 연구팀은 62명의 개인의 태반 샘플을 면밀하게 분석한 결과, 모든 샘플에서 미세 플라스틱이 검출되었다고 발표했다. 태반 샘플 조사 결과, 놀랍게도 모든 시료에서 미세 플라스틱이 발견됐다. 검출량은 g당 6.5~790마이크로그램에 달하며, 상당한 차이를 보였다. 캠펜 박사는 "초반에는 수치가 미미해 보일 수 있지만, 환경 내 미세 플라스틱 양의 지속적인 증가는 인체 건강에 상당한 영향을 미칠 수 있다"고 강조했다. 연구팀은 최첨단 분석 방법을 활용하여 인체 조직 내 미세 플라스틱을 정확하게 정량화했다. 검출된 플라스틱 중 가장 높은 비율을 차지한 것은 폴리에틸렌(54%)이었으며, 폴리염화비닐(PVC)과 나일론 등이 각각 10% 가량 차지했다. 연구팀은 1950년대 이후 급증한 플라스틱 사용으로 인해 엄청난 양의 플라스틱 쓰레기가 발생했으며, 이것이 미세 플라스틱으로 분해되어 생태계를 오염시키고 있다고 지적했다. 특히, 태반은 단 8개월만에 형성 및 발달하는 기관임에도 불구하고 미세 플라스틱이 검출된 것은 플라스틱 오염 문제의 심각성을 여실히 보여주는 증거이다. 연구팀은 향후 미세 플라스틱의 인체 건강 영향에 대한 연구를 지속할 계획이지만, 즉각적인 조치가 시급하다고 강조했다. 플라스틱 생산량은 10~15년마다 두 배로 증가할 전망이어서 상황은 더욱 악화될 것으로 예상된다. 인체 태반에서 미세 플라스틱이 검출된 것은 플라스틱 오염의 심각성을 여실히 보여주는 사건이며, 인체 건강에 미칠 수 있는 영향에 대한 경고로 작용한다. 이 중요한 연구 결과는 미세 플라스틱이 우리 몸에 미치는 영향을 부각시키고, 플라스틱 쓰레기를 줄이고 지속 가능한 대안을 모색하기 위한 집단적 노력의 필요성을 강조했다. 전체 연구는 톡시로지컬 사이언스(Toxicological Sciences) 저널에 게재됐다. 건강과 경제에 미치는 플라스틱의 숨겨진 비용 플라스틱에 포함된 유해 화학 물질이 경제 및 건강에 심각한 영향을 미치면서 미국에서는 연간 약 2500억 달러의 비용이 지출되고 있다고 EHN이 보도했다. 연구의 주도는 소아과 의사이자 뉴욕대학교 전염병 및 환경 건강 과학부 교수인 레오나르도 트라산데(Leonardo Trasande) 박사가 맡았다. 간단히 말해서, 이 연구는 PFAS, 프탈레이트, BPA와 같은 화학 물질의 위험성을 강조하며, 이러한 화학 물질이 호르몬 파괴 및 질병 위험 증가를 포함한 다양한 건강 문제와 연결되어 있음을 지적한다. 연구자들은 이러한 건강 위험을 완화하기 위해 플라스틱 사용을 줄이고 재활용 방법을 개선해야 할 긴급한 필요성을 강조한다. 경제적 피해에는 직접적인 의료 비용과 건강 문제로 인한 생산성 감소뿐만 아니라 환경 오염 정화 비용, 의료 시스템 부담 증가 등 광범위한 사회적 영향이 파급된다. 레오나르도 트라산데, 소아과 의사이자 NYU 환경 위험 조사 센터 소장은 "우리 모두는 우리 몸 속에 태평양 쓰레기 지대를 조금씩 가지고 있습니다. 그것은 우리에게 해를 끼치고 호르몬을 교란시키며 질병과 장애를 유발합니다"고 말했다. 나노플라스틱, 바다에서 처음 발견 TCD는 과학자들이 미세 플라스틱보다 더 작은 플라스틱 입자인 나노플라스틱을 바다에서 처음으로 직접 관찰했다고 발표했다. 새로운 연구에서는 새로운 첨단 탐지 기술을 사용하여 바닷물에서 나노플라스틱(길이가 1마이크로미터 미만인 플라스틱 입자)의 존재를 증명했다. 퓨처리티는 연구팀이 중국, 한국, 미국, 멕시코만 연안의 바닷물에서 이 작은 나노 입자의 선명한 이미지를 확보했다고 자세히 설명했다. 퓨처리티에 따르면 연구팀은 나일론, 폴리스티렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 만든 나노플라스틱을 발견했다. 이러한 폴리머는 식품 포장, 물병, 의류, 어망에 사용되는 소재다. 이 연구는 나노플라스틱이 이미 우리 식생활에 깊숙이 스며들었다는 사실을 보여주는 중요한 증거다. 최근 연구에 따르면 생수에는 리터당 수십만 개의 나노플라스틱이 포함되어 있는 것으로 나타났다. 또 다른 과학자 팀은 해산물, 돼지고기, 닭고기, 소고기, 두부를 포함한 단백질의 90%에서 나노플라스틱과 더 큰 미세 플라스틱 입자를 발견했다. 나노플라스틱의 위협: 인체와 생태계에 미치는 심각한 영향 블룸버그는 나노 입자가 인체 세포를 뚫고 혈류에 들어갈 수 있을 만큼 작기 때문에 내부 장기에 영향을 미칠 가능성이 있다고 보도했다. 또한 이 작은 입자는 태반을 통과하여 태아의 몸속으로 들어갈 수 있다. 하지만 나노플라스틱의 위험에 처한 대상은 인간뿐만이 아니다. 국제자연보호연맹에 따르면 매년 최소 1400만 톤의 플라스틱 쓰레기가 바다로 유입되고 있다. 플라스틱이 분해되면서 미세 플라스틱과 나노 플라스틱으로 변해 해양 동물과 생태계를 위협할 수 있다. 퓨처리티의 연구원 중 한 명인 텅페이 루오(Tengfei Luo)는 "나노 플라스틱은 더 큰 플라스틱 입자보다 잠재적으로 더 독성이 강합니다"라고 말했다. 루오는 "크기가 작기 때문에 살아있는 유기체의 조직에 더 잘 침투할 수 있다"고 설명했다. 예를 들어, 국제원자력기구에서 2020년 요약한 연구에 따르면 미세 플라스틱과 나노 플라스틱이 물고기의 행동 및 신경 기능, 신진대사, 장내 미생물 다양성, 장 투과성 등 생물학적 기능에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 나노플라스틱 문제 해결을 위한 노력: 개인과 과학의 협력 세계자연보호연맹(IUCN)에 따르면 매년 4억 톤 이상의 플라스틱이 생산되고 있다. 에펠탑의 무게는 약 1만 톤이다. 플라스틱 4억 톤은 에펠탑 4만개가 만들어지는 것과 같은 양이다. 생산된 플라스틱 중 상당량이 바다로 유입된다. 이러한 플라스틱은 분해되어 미세 플라스틱과 나노 플라스틱으로 변해 인체와 생태계에 심각한 위협을 가한다. 페트병은 다른 플라스틱 용기로 대여섯 번 재활용 할 수 있지만 재활용 폴리에스터로 만든 티셔츠나 스커트는 두 번 다시 재활용 할 수 없다. 나노 플라스틱 문제를 해결하기 위해서는 개인과 과학의 협력이 필요하다. 개인은 플라스틱 소비를 줄이는 노력을 실천해야 한다. 가루 비누와 세제로 바꾸기, 빈 제품 용기의 재활용, 일회용 플라스틱 물병과 비닐 식료품 봉투 사용하지 않기 등의 작은 노력들이 모여 큰 변화를 만들 수 있다. 과학자들은 플라스틱 문제를 해결할 수 있는 창의적인 기술을 개발하고 있다. 예를 들어, 최근 연구자들은 일회용 플라스틱 병을 만드는 데 흔히 사용되는 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 분해하는 인공 슈퍼 단백질을 개발했다. 이러한 기술 개발은 나노플라스틱 오염 문제 해결에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
- 포커스온
2024-02-22
美 국립보건원, 미국인 당뇨병 새 유전 변이 발견

2억7500만 개 이상의 전혀 새로운 유전적 변이가 인간에게 발견됐다고 미국 국립보건원(NIH)이 밝혔다. 이 중 일부는 미국인이 암과 당뇨병에 더 높은 위험을 보이는 것으로 나타났다. 19일(현지시간) 영국 매체 데일리 메일은 미국 메릴랜드주 베데스다 소재 NIH가 이끄는 연구진이 이 같은 내용이 담긴 연구 결과를 발표했다고 보도했다. 연구진은 미국인 24만5000명의 게놈을 포함하는 방대한 데이터베이스를 구축한 결과를 공개했으며, 이 중 절반은 소수 민족 출신이다. 연구 결과에 따르면 대부분의 변이는 건강에 영향을 미치지 않았지만 약 400만 개는 암, 당뇨, 심장질환 등 다양한 질병의 발병 위험 증가와 관련된 유전자에서 발견됐다. 이 내용은 31억 달러(약 4조1447억 원) 규모의 '우리 모두(All of Us)' 프로젝트의 첫 번째 데이터 공개이며, 이 프로젝트는 100만 명의 미국인 참가자의 유전 및 건강 정보를 수집하여 세계 최대 유전 데이터베이스 구축을 목표로 한다. 현재 '금본위제'(화폐 단위의 가치와 금의 일정량의 가치가 등가 관계를 유지하는 본위제도)는 영국 바이오뱅크(UK Biobank)로, 대부분 백인 출신의 성인 50만 명에 대한 데이터를 보유하고 있다. 이 연구의 수석 저자인 조쉬 데니(Josh Denny) 박사는 "다양한 인구 집단의 염기 서열 분석은 모든 사람과 관련된 새로운 약물 표적을 도출할 수 있으며, 또한 질병 부담이 더 높거나 다른 질병을 가진 사람들을 위한 특정 치료법 개발에 도움이 될 수 있다:고 강조했다. 이전에는 유전 연구 참가자의 90% 가까이가 백인 출신이었다. 이번 연구는 이러한 편향을 해소하고 보다 다양한 집단을 포함함으로써 질병 이해 및 치료 개발에 더욱 정확한 정보를 제공할 것으로 기대된다. 참가자의 80% 정도는 저소득층, 장애인, 원주민, 아시아계 미국인, 성적 소수자 등 역사적으로 소외되었던 그룹이 될 예정이다. 소수 인종 집단에서 새로운 유전자형을 발견하면 특정 질병에 대한 위험이 높은 일부 사람들을 식별하거나 고콜레스테롤과 같은 특정 질환 치료에 새로운 약물 발견을 이끌 수 있다. 2018년 시작된 'All of Us' 프로그램은 이번 주 말까지 76만7000명 이상의 성인이 참여 신청을 했으며 2026년까지 100만 명을 목표로 하고 있다. 보스턴 매사추세츠 종합병원(Massachusetts General Hospital)의 인구 유전학자인 알리시아 마틴(Alicia Martin) 박사는 이 프로젝트를 "특히 아프리카계 미국인, 히스패닉, 라틴 아메리카 게놈에 대한 방대한 자원"이라 평가하며 "대부분의 대규모 바이오뱅크 자원과 유전체학 컨소시엄에서 상당히 부족했던 부분"이라고 강조했다. 따라서 이 프로젝트는 다양한 인구 집단의 유전 정보를 포함함으로써 질병 이해 및 치료 개발에 훨씬 더 정확한 정보를 제공할 것으로 기대된다. 최근 네이처(Nature), 커뮤니케이션 바이올로지(Communications Biology), 네이처 메디신(Nature Medicine) 저널에 공개된 이 연구 결과는 유전 연구의 새로운 지평을 열었다는 평가를 받고 있다. 연구팀은 총 10억 개 이상의 유전 변이를 발견했으며, 그 중 2억7500만 개는 이전에 기록된 적 없는 새로운 변이였다. 많은 새로운 변이는 드물지만 무해할 가능성도 있으므로 연구팀은 특정 질병 관련 유전자 선별 시 이를 배제할 수 있다. 새로운 연구에서는 'All of Us' 프로젝트의 데이터를 활용하여 이전에는 알려지지 않았던 다양한 유전자를 발견했으며, 이 유전자들은 특정 질병 발병 위험을 높일 수 있다. 당뇨병 연구에서는 참가자의 약 40%가 소수 인종 배경으로, 611개의 유전 마커가 당뇨병 발병 위험을 증가시킬 수 있다는 것을 발견했다. 이 중 145개는 이전에 보고되지 않은 새로운 유전 마커이다. 연구팀은 이러한 새로운 변이들이 특히 소수 인종 배경의 성인의 당뇨병 관리에 도움이 될 수 있다고 말했다. 다른 연구에서는 암 등 특정 질병 발병 위험을 높이는 병원성 유전 변이를 조사했다. 유럽 조상을 가진 사람들의 게놈은 평균 약 2.3%가 병원성 변이로 구성된 반면, 아프리카 조상을 가진 사람들은 1.6%로 나타났다. 이미 최근 연구에서는 유전적 다양성이 질병 위험에 어떻게 영향을 미치는지 보여주었다. 2010년 발견된 APOL1 유전자 변이는 미국 아프리카 이남 사하라 조상을 가진 사람들의 만성 신장 질환 및 투석 위험 증가의 70%를 설명하는 데 도움이 된다. 또한 달라스 아프리카계 조상 5000명의 유전 코드 시퀀싱을 통해 매우 높은 수준의 저밀도 지단백질(LDL)을 극적으로 낮추는 PCSK9 억제제라는 약물 클래스가 발견됐다. 이번에 발견된 새로운 유전 변이들이 다양한 건강 상태에 어떻게 기여하는지 이해하기 위해서는 더 많은 연구가 필요하지만, 과학자들은 이를 사람의 질병 위험 계산 도구를 개선하는 데 사용할 수 있다고 믿고 있다. 이번 연구는 유전 연구의 발전에 크게 기여하며 향후 치료 및 의료 분야에 긍정적인 영향을 미칠 것으로 기대된다.
- IT/바이오
2024-02-21
노인 근육감소증, 유청 단백질과 저항성 운동이 도움

나이가 들면서 발생하는 근육량과 근력의 감소, 즉 근육감소증은 독립적인 생활, 이동 능력, 그리고 전반적인 건강 상태에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 미국의 의료 및 건강 전문 매체 메드리바(Medriva)는 18일(현지시간) 노인 근육감소증에 대항하기 위한 여러 연구가 활발히 진행 중이며, 그 중 유청 단백질 보충과 저항성 훈련이라는 두 가지 방법이 이 질환을 효과적으로 예방하고 치료할 수 있다는 연구 결과를 소개했다. 유청 단백질은 우유에서 추출한 고품질 단백질로, 소화율이 높고 흡수가 빠르기 때문에 근육량 증가와 건강에 도움이 되는 것으로 알려져 있다. 특히 근육 단백질 합성을 촉진하는 아미노산인 류신이 풍부하게 함유되어 있어 근육감소증을 효과적으로 대응할 수 있다는 연구 결과가 발표됐다. 미국 유타대학교 연구팀은 1154명의 노인을 대상으로 유청 단백질 보충제가 근육감소증에 미치는 영향을 조사했다. 연구 결과, 유청 단백질 보충제를 섭취한 노인들은 근육량, 근력, 신체적 성능이 유의미하게 향상되었다. 뿐만 아니라 염증 지표는 감소하고, 성장 인자와 알부민 수치는 증가했다. 저항성 운동, 즉 근력 운동을 유청 단백질 보충과 함께 실시하면, 유청 단백질의 효과를 상당히 강화할 수 있다. 연구에 따르면, 고강도 저항성 운동과 유청 단백질 보충을 결합할 경우, 근육량 증가에 더욱 큰 이점을 가져온다고 한다. 이를 검증하기 위해 연구팀은 1154명의 노인을 대상으로 한 연구에서 유청 단백질 보충제가 근육감소증에 미치는 영향을 조사했다. 연구 결과, 유청 단백질 보충제를 정기적으로 섭취한 노인들은 근육량, 근력, 그리고 신체적 성능이 유의미하게 향상되었으며, 염증 지표는 감소하고 성장 인자 및 알부민 수치는 증가하는 긍정적인 결과를 보였다. 연구팀은 유청단백질에 근육 단백질 합성을 촉진하는 류신과 같은 아미노산이 풍부해 근육감소증 치료에 효과적이라는 사실을 입증했다. 그러나, 유청 단백질 보충과 저항성 운동은 근육감소증 치료에 유익하긴 하지만, 식단이나 운동 계획에 변화를 주기 전에 의료 전문가의 조언을 구하는 것이 필수적이다. 일부 사람들은 유청 단백질 섭취 시 소화 불량과 같은 부작용을 겪을 수 있고, 특히 간이나 신장 기능에 문제가 있는 경우에는 추가적인 주의가 필요하다. 또한, 유청 단백질 제품의 품질 관리도 중요한 고려 사항이다. 2018년의 한 보고서는 70% 이상의 유청 단백질 제품에서 납과 카드뮴과 같은 중금속이 검출되었다고 지적했다. 비록 검출된 수준이 반드시 유해하다는 의미는 아니지만, 고품질이며 유해 물질이 없는 제품을 선택하는 것이 바람직하다. 따라서, 유청 단백질 보충과 저항성 운동을 시작하기 전에는 반드시 해당 분야의 전문가와 상의하여 개인의 상황에 가장 적합한 접근 방식을 결정해야 한다. 나이가 들면서 발생하는 근육의 손실과 약화에 대응하기 위해, 유청 단백질 보충과 저항성 운동의 조합은 매우 효과적인 전략이 될 수 있다. 영양과 운동의 결합은 나이와 관련된 근육 문제를 해결하는 데 큰 잠재력을 가지고 있음을 의미한다.
- 생활경제
2024-02-19
챗GPT, 영양 조언에는 '무용지물'?

챗GPT 유행에 편승했다면 이를 사용해 소셜 미디어 게시물, 연인을 위한 시 또는 법률 문서를 작성할 수 있다. 하지만 영양에 대한 조언을 위해 챗GPT를 사용해야 할까하는 의문에 대한 대답은 '그렇지 않다'라는 것이다. 미국의 식품 전문 매체 '이팅웰(EatingWell)'은 2024년 2월 6일 학술지 뉴트리언츠(Nutrients)에 발표된 챗GPT에서 생성된 영양 조언이 국제 식이 지침의 권장 사항과 일치하는지 여부를 평가하는 연구 결과를 보도했다. 이 연구는 지난 2023년 11월 3일 두 개의 실험으로 나누어 진행됐다. 연구 저자는 △이상지질혈증(고콜레스테롤혈증 및 고중성지방혈증) △동맥성 고혈압 △제2형 당뇨병(T2DM) △비만 △비알코올성 지방간 질환(NAFLD) △만성 신장 질환(CKD) △근육감소증 등을 포함해 특정 식이 요법이 필요한 여러 가지 의학적 상태에 중점을 두었다. 흥미로운 점은, 비알코올성 지방간 질환(NAFLD)은 최근 이름과 정의 모두에서 일종의 브랜드를 변경했으며, 현재는 대사 기능 장애 관련 지방간 질환(MASLD)이다. 그러나 연구 당시 챗GPT의 지식 기반은 2022년 1월까지의 업데이트로 제한되어 있었기 때문에 연구자가 대사 장애 관련 지방간 질환을 입력했을 때 응답을 제공할 수 없었다. 따라서 NAFLD를 기본으로 답변했다. 의사 및 등록 영양사(RD) 패널과 함께 연구원들은 환자가 의료 전문가에게 자신의 상태에 관해 질문하는 방식을 복제하는 언어를 사용해 챗GPT에 입력할 메시지를 개발했다. 메시지는 △"[질병] 관리를 위한 최적의 식단 계획에 대한 지침을 제공해 주실 수 있나요?" △"[질병]에 대한 식이 요법 권장 사항은 무엇입니까?" △"[질병]이 있는데, 무엇을 먹어야 하나요?" 등이었다. 실험 1의 경우 챗GPT와의 각 대화에서는 각 프롬프트에 대해 별도의 채팅 세션을 사용했다. 챗GPT는 상황과 대화 기록에 따라 동일한 프롬프트에 대해 서로 다른 응답을 생성할 수 있으므로 이는 연구의 타당성을 높이는 데 도움이 됐다. 각 질문은 세 번 제기되었으며, 모델의 기억과 관련된 잠재적인 편향을 방지하기 위해 세 가지 질문 각각은 새로운 채팅 세션 내에서 수행됐다. 응답은 프롬프트에 따라 약간의 차이를 보였지만 나열된 권장 사항은 거의 변동 없이 일관되게 유지했지만, 결과적으로 가장 포괄적인 답변, 즉 가이드라인에 맞춰 가장 많은 정보를 제시한 답변이 고려됐다. 챗GPT의 응답은 서로의 평가에 대해 '블라인드'인 두 명의 등록 영양사가 독립적으로 평가하고 분류했다. 두 RD는 연구에 포함된 의학적 상태에 대한 32년의 임상 경험을 결합하여 높은 자격을 갖추고 있었다. 평가에 논란이 있는 경우 세 번째 검토자(의사)가 참여했다. 챗GPT의 조언은 현재 국제 영양 지침과 일치하면 '적절', 조언이 지침을 벗어나면 '지원되지 않음', 챗GPT 조언 중 일부가 현재 지침과 일치하지만 전부는 일치하지 않으면 '완전히 일치하지 않음'으로 판단했다. 또한 챗GPT 조언이 일반화되었고 요청된 특정 조건을 대상으로 하지 않은 경우 '일반 조언'으로 지정되었으며, 챗봇의 응답에 식이 권장 사항이 누락된 경우 '누락'으로 표시됐다. 실험 2의 경우, 연구자들은 두 가지 이상의 조건을 포함하는 더 복잡한 시나리오를 만들어서 수준을 높였다. 예를 들어, 그들은 제2형 당뇨병, 비만, 만성 신장 질환을 앓고 있는 가상의 환자를 만들었다. 그 반응들은 다시 전문가 패널에 의해 평가됐다. 전반적으로, 챗GPT의 실험 1에 대한 적합성 비율은 조건에 따라 55.5%에서 73.3%에 달했다. 연구원들은 일반적으로 챗GPT에서 제공되는 정보의 대부분이 정확하지만, 챗GPT가 제공하는 조언과 국제 지침 사이에는 몇 가지 불일치가 있다는 점을 발견했다. 예를 들어, 국립신장재단(National Kidney Foundation)은 질병 진행 단계가 5단계인 만성 콩팥병 환자의 단백질 섭취에 대해 국제 지침에서 단계별 권장 사항을 제시한다고 밝혔다. 챗GPT는 단지 전반적으로 비특이적인 단백질 제한을 제시했다. 챗GPT의 응답에는 수분을 잘 유지하고 가공식품을 피하는 것과 같은 일반적인 영양 조언도 많이 포함되어 있다. 연구 저자는 전반적으로 "챗GPT 조언은 식단에 포함될 식품의 실용적인 예를 제공하는 일반적인 것이었고 후자의 정보는 지침에 자주 보고되지 않았다"라고 말했다. 실험 2의 경우 실제 상황에서 흔히 발생하는 조건을 결합하면 챗GPT의 정확도가 크게 떨어졌다. 제2형 당뇨병, 비만, 만성신장질환을 앓고 있는 가상 환자를 제시했을 때 챗봇을 혼란스럽게 하여 상충되거나 부적절한 조언을 제공하는 것으로 나타났다. 그런 다음 연구원들은 범위를 좁혀 만성 신장 질환의 특정 단계를 프롬프트에 제공했으며, 그 결과 챗GPT는 당뇨병, 신장 질환 및 비만 등 각 개별 상태를 대상으로 하는 조언을 통합하는 대신 분리했다. 그렇기는 하지만, 챗봇은 맞춤형 식사 계획을 위해 등록 영양사와 상담하는 것이 중요하다는 점을 거듭 강조했다. 사람들이 의료 및 영양 조언을 포함한 정보를 얻기 위해 인터넷을 이용하는 것이 점점 더 일반화되고 있다. 그러나 사용자는 자신이 받는 정보의 정확성에 관해 운에 맡기는 경향이 있다. 예를 들어, 뉴트리언츠의 2020년 연구에 따르면 소셜 미디어의 음식 및 영양 관련 정보 게시물 중 5%만이 등록된 영양사와 같은 영양 전문가가 작성한 것으로 나타났으며, 공중보건영약학(Public Health Nutrition)의 2023년 리뷰에 따르면 온라인에서 제공되는 영양 정보의 약 절반이 품질이 낮거나 정확도가 낮은 것으로 조사됐다. 이 현재 연구에 따르면 챗GPT는 영양 정보를 얻을 수 있는 가장 정확한 원천이 아니라는 것을 시사한다. 챗GPT는 일반적인 영양 조언을 제공할 수 있지만, 관련된 질병이 있는 경우, 특히 두 가지 이상의 질병이 있는 경우 정확성이 부족한 것으로 확인됐다. 또한 전반적인 건강과 웰빙의 중요한 구성 요소인 식사와 건강의 정서적 측면을 통합할 수 없다. 이에 따라 영양 정보를 찾는 사람은 이상적으로는 등록된 영양사와 일대일로 상담하는 것이 좋다. 그러나 이것이 모든 사람에게 가능한 것은 아니므로, 차선책은 RD가 콘텐츠를 작성 및 검토하고 신뢰할 수 있는 출처를 인용하는 웹사이트를 찾는 것을 권장한다.
- 생활경제
2024-02-12
단식, 염증 예방 효과 입증

단식은 염증 감소에 도움이 될 수 있다는 연구결과가 발표됐다. 케임브리지의 과학자들은 단식이 많은 만성 질환의 근본 원인인 염증을 감소시키는 데 유용한 새로운 방법을 제시할 수 있다는 것을 발견했다. 이는 신체 면역 체계의 잠재적으로 해로운 부작용을 줄일 수 있는 가능성을 나타낸다. 미국 건강 의학 매체 메디컬익스프레스(MedicalXpress)는 단식이 아라키돈산이라고 알려진 혈액 내의 화학 물질 수치를 증가시키는 방식으로 염증을 억제한다는 연구 논문을 소개했다. 이 연구는 'NLRP3 인플라마솜의 아라키돈산 억제가 단식의 항염 효과를 설명하는 메커니즘'이라는 제목으로 국제 저명 학술지 '셀 리포트(Cell Reports)'에 실렸다. 연구원들은 아스피린과 같은 약물의 유익한 효과 일부를 설명하는 데 이 연구가 도움이 될 수도 있다고 지적했다. 과학자들은 오랫동안 고칼로리 서구식 식단이 비만, 제2형 당뇨병, 심장병 등 만성 염증과 관련된 질병의 위험을 증가시킬 수 있다는 사실을 인식해 왔다. 이러한 식단은 우리의 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있다. 염증은 우리 몸이 부상이나 감염에 대응하는 자연스러운 방식이다. 그러나 이 반응은 인플라마솜(염증 조절 복합체)을 포함한 여러 메커니즘을 통해 촉발될 수 있으며, 이는 세포 내에서 경보 역할을 하여 신체가 손상을 감지하고 염증을 유발하여 보호하도록 한다. 그러나 인플라마솜은 의도치 않게 염증을 유발할 수 있으며, 그 중 하나의 기능은 원하지 않는 세포를 제거하고 세포 내용물을 방출하여 염증을 유발하는 것이다. 케임브리지 대학교 의과대학의 클레어 브라이언트(Clare Bryant) 교수는 많은 인간 질병에서 만성 염증의 원인과 특히 인플라마솜의 역할에 대한 깊은 관심을 표했다. 브라이언트 교수는 "최근 몇 년 동안 드러난 바에 따르면, NLRP3 인플라마솜은 비만, 죽상동맥경화증, 알츠하이머병, 파킨슨병과 같은 다양한 주요 질병뿐만 아니라 서구 세계에서 노년층에게 흔한 여러 질병에서 매우 중요한 역할을 한다는 것이다"라고 말했다. 단식이 염증 감소에 도움을 줄 수 있다는 것은 알려져 있지만, 그 이유는 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 이러한 질문에 답하기 위해, 브라이언트 교수의 연구팀은 케임브리지 대학교와 미국 국립 보건원과 함께 24시간 동안 단식한 후 500kcal의 식사를 한 사람과 단식하지 않고 500kcal의 식사를 한 21명의 참가자들의 혈액 샘플을 분석하는 연구를 진행했다. 연구팀은 칼로리 섭취를 제한할 때 아라키돈산(일종의 다불포화지방산)이라는 지질 수치가 상승한다는 것을 발견했다. 지질은 에너지 저장, 세포 간 정보 전달 등 우리 몸에서 중요한 기능을 수행하는 분자다. 참가자들이 식사를 재개하자 아라키돈산 수치가 감소하는 현상도 관찰했다. 이 연구진은 아라키돈산이 면역 세포의 NLRP3 인플라마좀 활동을 억제한다는 사실을 실험실에서의 연구를 통해 발견했다. 이러한 발견은 연구팀에게 큰 놀라움을 주었는데, 이전에는 아라키돈산이 염증을 감소시키는 것이 아니라 증가시킨다고 추정했기 때문이다. 하지만 단식은 모든 사람에게 적합한 것은 아니다. 특히 당뇨병 환자나 저혈당증 환자는 단식을 하지 않도록 주의해야 한다. 그러므로 단식을 시작 하기 전 의사와 상담하는 것이 중요하다. 한편, 간헐적 단식은 건강 유지에 도움을 줄 수 있다. 우리 몸은 주로 포도당을 주요 에너지 원으로 활용하지만, 음식 섭취가 없는 긴 시간 동안에는 지방 조직에 저장된 지방산을 에너지로 사용하기 시작한다. 이는 간헐적 단식이 몸을 지방 사용에 더 효율적인 상태로 전환시키는 주요 효과 중 하나다. 이 방법은 또한 인슐린 저항성 개선에도 효과적이다. 단식을 함으로써 인슐린 분비가 쉬어 혈당 조절에 필요한 인슐린의 양이 감소하므로, 공복 상태에서도 혈당 조절이 필요 없게 되고, 이는 인슐린 민감도를 향상시켜 인슐린 저항성을 개선할 수 있다고 알려져 있다. 단식 시 주의해야 할 사항도 있다. 의료 전문가들은 단식이 근육 손상을 초래할 수 있기 때문에, 충분한 단백질 섭취와 함께 근력 운동을 병행할 것을 권장하고 있다.
- 생활경제
2024-02-08
미지의 RNA 조각 '오벨리스크', 인간 장과 입에서 발견

과학자들이 인간의 장과 입 안에 존재하는 박테리아를 감염시키는 새로운 유형의 RNA 조각인 '오벨리스크'를 발견했다고 과학 학술지 네이처(Nature)가 최근 보도했다. 논문의 공동 저자이자 캘리포니아 스탠퍼드 대학교의 생화학자인 이반 젤루데프((Ivan Zheludev)와 그의 연구팀은 새로 발견된 납작한 원으로 이루어진 납작한 원 모양의 RNA에 '오벨리스크'라는 이름을 붙였다. 저자들의 분석에 따르면 이 원은 막대 모양의 구조로 접혀 있다. 표준 생명체로 간주하기에는 너무 작은 이 유전 물질 조각은 세포가 읽을 수 있는 정보를 전달하는 가장 작은 요소 중 하나이며, 이들이 암호화하는 염기서열은 과학계에서 처음 밝혀진 것이라고 네이처는 전했다. 젤루데프와 그의 연구팀은 바이로이드(viroids, 바이러스와 비슷한 작은 RNA)의 특징적인 원형 구조를 이용해 인간 대변의 RNA 데이터베이스에서 유사한 요소를 검색했다. 그 결과, 연구팀은 오벨리스크를 발견했다. 이 연구는 지난 1월 21일 '바이오아카이브(bioRxiv)' 프리프린트 서버에 게시됐으며, 아직 동료 심사를 거치지 않았다. 바이오아카이브는 생물학 분야의 프리프린트 서버로 과학자들이 아직 동료 검토를 거치지 않은 연구 결과를 공유하고 논의할 수 있는 플랫폼이다. 채플힐 노스캐롤라이나 대학의 세포 및 발달 생물학자 마크 페이퍼는 이 연구에 참여하지는 않았지만 "이 연구를 통해 과학적 발견이 가져다주는 기쁨에 대한 감각을 다시금 되살렸다고 말했다. 그는 "세상은 새로운 것들로 가득하다. 그리고 일단 찾기 시작하면 찾을 수 있다"고 했다. 납작한 원은 이전에도 바이러스와 비슷하지만 훨씬 작은 RNA로 만들어진 구조물인 '바이로이드'의 형태로 관찰된 적이 있다. 바이로이드는 1970년대에 처음 발견되었는데, 그 중 일부는 식물에 질병을 일으키는 것으로 밝혀졌다. 곧이어 과학자들은 인간에게 감염을 일으킬 수 있는 유사한 요소를 발견했다. 지난 5년 동안 다양한 동물과 곰팡이에서 바이러스와 유사한 요소가 발견됐다는 연구 결과가 속속 보고되었으며, 작년 논문에서는 이러한 요소가 박테리아에도 존재할 수 있다는 첫 번째 힌트를 제공했다. 오벨리스크는 많은 바이로이드와 동일한 모양을 갖고 있지만 유전자 서열은 매우 다르다. 즉, 서로 별개이지만 관련된 그룹을 구성하고 있음을 의미한다. 후속 검색 결과 모든 대륙의 사람들로부터 채취한 대변 샘플에서 수많은 오벨리스크가 발견됐다. 연구팀은 대부분 북미 지역 출신인 472명의 개인으로부터 수집한 장내 미생물군 샘플 중 약 10%에서 오벨리스크에 대한 증거를 발견했다. 오벨리스크가 인간의 건강에 어떤 영향을 미치는지는 아직 알려져 있지 않다. 연구팀은 오벨리스크 계열을 발견한 일반적인 구강 박테리아 스트렙토코커스 상귀니스(Streptococcus sanguinis)에서 그 해답을 찾을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 마르케즈-몰린스와 부코비치는 S. 상귀니스는 성장하기 쉽기 때문에 과학자들이 이 박테리아를 사용하여 오벨리스크의 복제 방식, 박테리아에 미치는 영향, 단백질의 기능에 대한 의문을 해결할 수 있을 것이라고 가정하고 있다. 이러한 실험을 통해 생명의 기원에 대한 진실을 밝혀낼 수도 있다고 네이처는 전했다. 부코비치는 일부 과학자들은 바이로이드와 그 친척들이 작고 단순하며 자기복제 능력이 있기 때문에 지구상의 모든 생명체의 선구자라고 추측하고 있다고 말했다. 과학자들은 오벨리스크를 처음 발견했지만, 오벨리스크는 처음부터 우리를 형성했을지도 모른다는 분석도 있다. 향후 연구에서는 오벨리스크의 기능과 인간 건강에 미치는 영향에 대한 보다 자세한 조사가 필요하다. 젤루데프 연구원은 "오벨리스크는 생명체의 기본적인 구성 요소에 대한 새로운 통찰력을 제공한다. 이는 생명의 기원과 진화에 대한 우리의 이해를 크게 바꿀 수 있는 흥미로운 발견이다"라고 말했다.
- IT/바이오
2024-02-05
JN.1 변종, 코로나19 판도 전환

2023년 후반 발견된 코로나19 변종 JN.1은 바이러스 진화에 중요한 변곡점을 맞이했다. 이 변종의 등장은 지속적인 글로벌 보건 노력의 중요성을 더욱 강조하고 있다. JN.1 변종은 2023년 8월 처음 발견된 이후 호주를 비롯한 전 세계적으로 급속히 확산됐다. 최근 1년 동안 대부분의 국가에서 관찰된 가장 큰 코로나19 확산의 주범으로 지목되고 있다. 과학기술 전문 매체 사이테크데일리(SciTechDaily)는 세계보건기구(WHO)가 2023년 12월 JN.1을 '관심 변이체'로 분류했고, 1월에는 장기적인 건강 결과를 초래할 우려가 있는 "훨씬 많은" 예방 가능한 질병을 유발하는 지속적인 세계적인 건강 위협이라고 강력하게 언급했다고 전했다. JN.1은 병원체로서 놀랍게도 새로운 버전의 사스-CoV-2(코로나를 일으키는 바이러스)이고 다른 순환 균주(오미크론 XBB)를 빠르게 대체하고 있다. 또한 코로나바이러스의 진화에 대해 언급하고 있기 때문에 중요하다. 일반적으로 사스-CoV-2 변이체는 이전에 있었던 것과 매우 비슷해 보이며, 한 번에 몇 개의 변이만 축적되어 바이러스가 부모보다 의미 있는 이점을 제공한다. 그러나, 2년 전 오미크론(B.1.1.529)이 발생했을 때와 같이, 때때로, 이전에 있었던 것과 현저하게 다른 특징들을 가진, 겉보기에는 변형들이 출현한다. 이것은 질병과 전염에 중대한 영향을 미친다. 지금까지, 특히 꾸준히 진화하는 오미크론 변종의 지속적인 성공을 고려할 때, 이러한 "단계 변화" 진화가 다시 일어날 것이라는 것은 확실하지 않았다. JN.1은 매우 독특하고 새로운 감염의 물결을 일으키기 때문에 많은 사람들이 WHO가 JN.1을 자체 그리스 문자에 대한 다음 우려의 변종으로 인정할지 궁금해하고 있다. 어쨌든 JN.1을 통해 우리는 팬데믹의 새로운 단계에 진입했다. JN.1의 기원은? JN.1(또는 BA.2.86.1.1) 이야기는 2023년 중반경 모 계통 BA.2.86의 출현으로 시작되며, 이는 2022년 오미크론 하위 변종 BA.2에서 유래했다. 몇 달 동안 해결되지 않은 채 지속될 수 있는 만성 감염은 이러한 단계적 변화 변이체의 출현에 한 역할을 할 가능성이 높다. 만성적으로 감염된 사람들에게서 바이러스는 조용히 테스트를 하고 결국 면역을 피하고 그 사람에게서 생존하는 데 도움이 되는 많은 돌연변이를 보유한다. BA.2.86의 경우 스파이크 단백질(SARS-CoV-2 표면에 있는 단백질이 우리 세포에 부착되도록 한다)의 돌연변이가 30개 이상 발생했다. 전 세계적으로 발생하는 엄청난 양의 감염은 바이러스의 대규모 진화를 예고하고 있다. 사스-CoV-2의 변이율은 매우 높기 때문에 JN.1 자체도 이미 변이가 빠르게 진행되고 있다. JN.1와 다른 변종의 차이점 BA.2.86과 현재 JN.1은 두 가지 측면에서 실험실 연구에서 독특하게 보이는 방식으로 행동하고 있다. 첫 번째는 바이러스가 면역을 어떻게 회피하는지에 관한 것이다. JN.1은 스파이크 단백질에서 30개 이상의 돌연변이를 물려받았다. 또한 항체가 바이러스에 결합하고 감염을 예방하는 능력(면역 체계의 보호 반응의 한 부분)을 더욱 감소시키는 새로운 돌연변이 L455S를 얻었다. 두 번째는 JN.1이 우리 세포에 들어가 복제하는 방식에 대한 변화를 포함한다는 것이다. 미국과 유럽의 최근 세간의 이목을 끄는 실험실 기반 연구에서는 분자 세부 사항을 자세히 설명하지 않고 BA.2.86이 델타와 같은 마이크로미크론 이전 변이체와 유사한 방식으로 폐에서 세포로 들어가는 것을 관찰했다. 그러나 이와는 대조적으로 호주의 커비 연구소가 다른 기술을 사용한 예비 연구에서는 오미크론 계통과 더 잘 일치하는 복제 특성을 발견했다. 이러한 다양한 세포 진입 결과를 해결하기 위한 추가 연구는 바이러스가 질병의 심각성과 전염에 영향을 미칠 수 있는 체내 복제를 선호할 수 있는 위치에 영향을 미치기 때문에 중요하다. 이런 연구 결과들은 JN.1 그리고 일반적으로 SARS-CoV-2가 우리의 면역체계를 돌아다닐 수 있을 뿐만 아니라, 세포를 감염시키고 효과적으로 전염시킬 수 있는 새로운 방법들을 발견하고 있다는 것을 보여준다. 우리는 이것이 사람들에게 어떻게 작용하는지, 그리고 그것이 임상 결과에 어떻게 영향을 미치는지에 대해 더 연구할 필요가 있다. JN.1의 면역 회피 기능과 결합된 BA.2.86의 단계적 변화 진화는 이 바이러스에 2023년에 직면한 XBB.1 기반 계통을 훨씬 뛰어넘는 글로벌 성장 이점을 제공했다. 이러한 특징에도 불구하고 우리의 적응 면역 체계가 여전히 BA.286과 JN.1을 효과적으로 인식하고 반응할 수 있다는 증거가 있다. 업데이트된 1가 백신, 테스트 및 치료법은 JN.1에 대해 여전히 효과적이다. '심각도'에는 두 가지 요소가 있다. 첫째는 더 '본질적으로' 심각한 경우(면역력이 없는 감염으로 인해 질병이 더욱 악화됨), 두번 째는 바이러스가 전염성이 더 강해 단순히 감염시키기 때문에 더 큰 질병과 사망을 초래하는 경우다. JN.1은 후자에 속한다. 다음은 어떤 바이러스가 퍼질까? 현재 JN.1 변종이 '차세대 일반 감기'로 진화하는 진화적 궤도에 있는지, 그 진화 과정이 얼마나 걸릴지는 불확하다. 과거 네 가지 역사적인 코로나바이러스의 진화 궤적을 분석함으로써 미래 방향을 어느 정도 예측할 수 있지만, 이는 단순히 하나의 가능성에 불과하다. 우리는 비상사태 이후 새로운 팬데믹 단계에 진입했다. 하지만 코로나 바이러스는 여전히 전 세계적으로 피해를 입히는 주요 전염병으로 남아 있다. 사회적 및 개인적 차원에서 새로운 감염 물결에 대한 위험성을 인지해야 한다. 개인 보호와 주변 사람들 보호를 위한 적극적인 조치가 필요하다. 새로운 위협에 대한 팬데믹 대비를 개선하고 현재의 위기에 대한 대응을 개선하기 위해서는 글로벌 감시를 지속하는 것이 중요하다. 또 저소득 및 중소득 국가는 우려할 만한 사각지대라는 것도 고려해야 할 상황이다. 코로나19는 지난 2019년 11월 중국 후베이성 우한시에서 처음으로 발생하여 보고된 새로운 유형의 변종 코로나바이러스인 SARS-CoV-2에 의해 발병한 급성 호흡기 전염병이다. 2019년 11월부터 중국에서 최초 보고되고 퍼지기 시작해 현재까지 전 세계에서 지속되고 있는 범유행전염병이자 사람과 동물 모두 감염되는 인수공통전염병이다. 또한 제1급 감염병 신종감염병 증후군의 법정 감염병이었다.
- IT/바이오
2024-02-04
혈액 검사로 알츠하이머병 선별 가능…진단 정확도 향상 및 조기 치료 기대

스웨덴 예테보리 대학 연구팀이 알츠하이머병을 조기에 선별하는 혁신적인 혈액 검사를 개발했다고 미국 매체 케이에스엘닷컴(KSL.com)이 최근 보도했다. 이 연구에서는 알츠하이머병 환자의 뇌에 축적되는 베타 아밀로이드와 타우 단백질, 그리고 함께 증가하는 p-tau217 바이오마커를 혈액을 통해 측정하는 방법을 사용했다. 그동안 이러한 단백질의 축적 여부를 확인하기 위해선 고가의 뇌 스캔이나 척추 천자술과 같은 방법을 사용했으나, 이들 방법은 비용이 많이 들고 접근성이 제한적이었다. 그러나 새로 개발된 혈액 검사법은 인산화 타우(p-타우) 단백질의 수치를 측정함으로써 베타 아밀로이드의 높은 수치를 최대 96%의 정확도로, 타우 단백질의 식별을 최대 97%의 정확도로 확인할 수 있었다. 이는 기존의 뇌 스캔이나 척추 천자술과 비교해도 유사한 수준의 정확도를 제공함으로써, 알츠하이머병 조기 진단의 접근성과 효율성을 크게 향상시킬 수 있는 가능성을 보여준다. 예테보리 대학 연구팀은 평균 연령 66세인 총 786명을 대상으로 한 연구를 진행했다. 참여자들은 뇌 스캔, 척추 천자술 및 혈액 검사를 받았고, 연구진은 p-tau217 면역분석법을 활용해 혈액 샘플을 분석했다. 연구 결과에 따르면, 이 혈액 검사는 척추 천자술이나 뇌 스캔과 유사한 결과를 제공했으며, 참가자의 약 80%에서 혈액 검사와 임상 검사만으로 최종 진단이 가능했다. 이는 기존의 더 비싸고 접근하기 어려운 검사 방법에 비해 비용 효율적이고 접근성이 우수한 대안을 제시한다. 그러나 이 혈액 검사가 알츠하이머병을 나타내는 뇌의 주요 변화를 100% 정확하게 예측할 수 있는 것은 아니며, p-tau 검사가 알츠하이머병에만 특이적이지 않기 때문에 음성 결과를 받았다 하더라도 다른 인지 장애의 가능성을 완전히 배제할 수는 없다. 플로리다의 신경퇴행성 질환 연구소에서 연구 책임자로 활동하는 리처드 아이작슨 박사는 혈액 바이오마커를 통한 알츠하이머병의 조기 진단 및 치료에 대해 낙관적인 견해를 표명했다. 아이작슨 박사는 혈액 검사가 알츠하이머병의 예방 및 관리에 기여할 수 있을 것이라며, 이를 콜레스테롤 검사와 비교하여 설명했다. 그는 "사람들이 심장마비나 뇌졸중 발생 전에 콜레스테롤 수치를 검사받듯, pTau217 검사를 통해 알츠하이머병의 초기 징후를 발견하고 조기에 치료를 시작할 수 있다"고 말했다. 아이작슨 박사는 또한 pTau217 수치의 시간에 따른 변화를 추적함으로써, 다양한 치료 접근법과 생활 습관 변화가 알츠하이머병 관리에 어떤 영향을 미치는지 보다 정확하게 이해할 수 있을 것이라고 덧붙였다. 이러한 연구 결과는 알츠하이머병의 진단과 치료 분야에 중대한 기여를 할 것으로 기대된다. 혈액 검사를 활용해 질병을 조기에 발견하고 치료를 시작함으로써 알츠하이머병의 진행을 지연시키거나 예방하는 데 중요한 도움이 될 것으로 전망된다.
- IT/바이오
2024-02-02

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