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슈퍼박테리아 잡는 새로운 항생제 개발
- 코로나19 팬데믹이 장기화되면서 사람들의 면역력이 약해지는 경우가 많아지고 있다. 이는 다양한 바이러스에 감염될 위험을 높이는 요인으로 작용하고 있다. 특히, 아시네토박터 바우마니(Acinetobacter baumannii)라는 박테리아 균주는 항생제에 대한 내성으로 인해 '슈퍼버그'로 불리며, 감염된 사람 10명 중 6명을 죽일 수 있을 만큼 강력한 균주이다. 아시네토박터 바우마니는 그람 음성 박테리아로, 병원체로서의 특성이 잘 알려져 있다. 특히, 면역력이 약한 환자, 중환자실 환자, 인공호흡기 사용자에게 감염을 일으킬 가능성이 높다. 영국 매체 메일(Mail) 온라인에 따르면 스위스 제약회사 로슈가 개발한 새로운 항생제 '조수라발핀(Zosurabalpin)'이 항생제 내성 슈퍼버그를 죽일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 조수라발핀, 슈퍼버그에 효과 연구에 따르면 조수라발핀은 실험 쥐에서 카바페넴 내성 아시네토박터 바우마니(CRAB)의 약물 내성이 높은 균주를 죽이는 효과를 보였다. 카바페넴 내성 아시네토박터 바우마니 세계보건기구(WHO)가 새로운 치료법이 시급히 필요한 '우선순위 1 중요' 병원체로 분류하고 있다. 조수라발핀은 지질다당류(lipopolysaccharide)라는 물질로 만들어진 보호막을 유지하는 박테리아의 능력을 방해하여 박테리아를 죽이는 방식으로 작용한다. 이러한 연구 결과가 사람들에게도 동일하게 재현된다면, 조수라발핀은 1968년 이래 카바페넴 내성 아시네토박터 바우마니 유사 감염을 치료하기 위해 개발된 최초의 새로운 항생제가 될 수 있다. 항생제 내성, '침묵의 전염병' 로슈의 전염병 및 초기 개발 책임자인 마이클 로브리츠 박사(Michael Lobritz)는 "항생제 내성은 '침묵의 전염병'으로 불리며, 향후 30년 동안 오늘날 암으로 인한 사망자보다 더 많은 생명을 앗아갈 것으로 예상된다"고 말했다. 그는 "조수라발핀은 슈퍼버그에 대한 새로운 치료법을 개발하는 데 있어 중요한 진전"이라며 "인체 임상 시험에서 성공한다면 이 새로운 항생제는 많은 사람의 생명을 구할 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 조수라발핀의 인체 임상 시험 결과가 성공적으로 나오면, 항생제 내성 슈퍼버그 감염으로 인한 사망률을 줄이고, 전 세계 보건에 큰 기여를 할 것으로 기대된다.
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- IT/바이오
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슈퍼박테리아 잡는 새로운 항생제 개발
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생수 속 나노플라스틱, 리터당 수천 개…체내 침범 우려
- 연구원들이 생수 속에서 이전 추정치보다 10~100배 더 많은 플라스틱 조각이 포함되어 있다는 사실을 발견했다고 CNN이 8일(현지시간) 보도했다. 미국 컬럼비아 대학의 연구원들은 생수에 있는 나노입자의 화학 구조를 보고, 계산하고, 분석할 수 있는 새로운 기술을 제시했다. 새로운 연구에 따르면, 표준 크기 생수 2개에 해당하는 1리터의 물에는 7가지 유형의 플라스틱에서 평균 24만 개의 플라스틱 입자가 포함되어 있으며, 이 중 90%는 나노플라스틱이고 나머지는 마이크로플라스틱인 것으로 확인됐다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences) 저널에 이날 발표됐다. 나노 입자는 너무 작아서 현미경으로 볼 수 없다. 전문가들은 인간 머리카락 평균 너비의 1000분의 1인 나노플라스틱은 너무 작기 때문에 소화관이나 폐 조직을 통해 혈류로 이동하여 잠재적으로 유해한 합성 화학 물질을 몸 전체와 세포에 퍼트릴 수 있다고 지적했다. 미세 플라스틱은 0.2인치(5mm) 미만에서 2만5000분의 1인치(1마이크로미터)에 이르는 폴리머 조각이다. 그보다 더 작은 것은 10억분의 1미터 단위로 측정해야 하는 나노 플라스틱이다. 이 연구를 주도한 연구팀은 미국에서 판매되는 인기 생수 브랜드 3곳의 실제 플라스틱 조각 수가 리터당 300개가 아니라 11만 개에서 37만 개 사이라는 사실을 발견했다. 단, 저자들은 어떤 브랜드의 생수를 연구했는지는 언급하지 않았다. 공동 저자이자 환경 화학자인 컬럼비아 대학교 라몬트-도허티 지구 천문대의 부교수인 베이잔 얀(Beizhan Yan)은 "이 새로운 기술은 실제로 물속에서 수백만 개의 나노 입자를 볼 수 있었으며, 이는 무기 나노 입자, 유기 입자 및 우리가 연구한 7가지 주요 플라스틱 유형이 아닌 다른 플라스틱 입자일 수 있다"고 말했다. 이 연구는 나노 플라스틱이 인간 건강에 미치는 잠재적 위험을 탐구하는 새로운 방향을 제시했다. '건강한 아기, 밝은 미래'라는 비영리단체의 연합체에서 일하는 연구 책임자 제인 헐리한은 이 연구에 직접 참여하지는 않았지만, 나노 플라스틱의 인간 건강에 대한 잠재적 위험을 더 깊이 이해하기 위한 추가적인 연구가 필요하다고 강조했다. 이 단체는 아기들이 신경독성 화학물질에 노출되는 것을 줄이기 위해 노력하는 과학자들과 기부자들로 구성되어 있다. 헐리한은 "이 연구는 미세 플라스틱 입자에 대한 광범위한 인체 노출이 거의 연구되지 않은 위험을 초래할 수 있음을 시사한다"고 말했다. 그녀는 "특히 영유아가 이러한 위험에 가장 크게 노출될 수 있는데, 그 이유는 영유아의 발달이 더디기 때문"이라고 덧붙였다. 펜실베이니아주립대 베렌드 캠퍼스의 지속가능성 책임자인 셰리 '샘' 메이슨(Sherri 'Sam' Mason)은 이 연구에 참여하지 않았지만, "이 연구는 인상적이며, 투입된 노력이 매우 심오하다. 나는 이를 획기적이라고 부르고 싶다"라고 평가했다. 이 새로운 발견은 수돗물 유해 물질 노출을 줄이기 위해 유리나 스테인리스 스틸 용기에 담긴 수돗물을 마시라는 오랜 전문가의 조언을 강조한다고 메이슨은 말했다. 이러한 조언은 플라스틱으로 포장된 다른 음식과 음료에도 적용된다고 그녀는 덧붙였다. 메이슨은 9개국 11개 브랜드에서 판매되는 생수 샘플의 93%에서 마이크로플라스틱과 나노 플라스틱의 존재를 처음으로 발견한 2018년 연구의 공동 저자였다. 과거 연구에서 메이슨은 오염된 물 1리터에 인간의 머리카락보다 넓은 평균 10개의 플라스틱 입자와 300개의 작은 입자가 포함되어 있음을 발견했다. 그러나 5년 전인 2018년 기술로는 그 작은 입자를 분석하거나 더 많은 것이 있는지 알아낼 방법이 없었다. 메이슨은 "우리가 나노플라스틱의 존재를 몰랐던 것은 아니다. (당시) 우리는 그것들을 분석할 수 없었다"라고 설명했다. 나노 플라스틱, 인간 건강 위협 전문가들은 나노 플라스틱이 인류 건강에 가장 큰 위협을 주는 플라스틱 오염 유형 중 하나로 지목하고 있다. 이는 나노 플라스틱의 미세 입자가 주요 기관의 세포와 조직을 침입해 세포 활동을 방해하고, 비스페놀, 프탈레이트, 난연제, 과불소화 물질(PFAS), 중금속 등의 내분비 교란 화학물질을 축적할 수 있기 때문이다. 러트거스 대학교 어니스트 마리오 약학대학의 독성학 박사이자 약리학 부교수인 피오피 스태플튼(Phoebe Stapleton) 박사는 쥐를 대상으로 한 연구에서 임신한 쥐가 플라스틱 입자를 섭취하거나 흡입한 후 24시간 만에 그들의 태아의 뇌, 심장, 간, 신장 및 폐에서 플라스틱 화학물질을 발견했다고 보고했다. 스태플튼 박사는 "이 시점에서 인간 태반에서 마이크로플라스틱과 나노 플라스틱이 발견됐다"고 말했다. 그는 "인간의 폐 조직과 인간의 대변, 인간의 혈액에서 (미세 플라스틱이) 발견됐다"고 덧붙였다. 생수에서 나노입자를 식별하는 새로운 연구 방법은 라만 분광법의 개선된 형태에 기반을 두고 있다. 이 기술은 분자가 빛에 반응하여 진동하는 방식을 측정함으로써 세포의 화학적 구성을 분석한다. 이 기술의 공동 발명자이자 컬럼비아 대학교 화학과 교수인 웨이 민(Wei Min) 교수는 “이 변형된 라만 분광법, 자극 라만 산란 현미경(SRS)은 두 번째 레이저를 추가해 이전에는 감지하기 어려웠던 나노입자를 여러 자릿수로 증폭된 신호를 통해 탐지할 수 있다"고 말했다. 민 교수는 2008년 SRS를 공동 개발했다. 민 교수는 "이 연구는 자극 라만 산란 현미경을 나노플라스틱 세계에 적용한 최초의 연구"라고 말했다. SRS는 이미지를 획기적으로 향상시킴으로써 기존 기술에서 몇 시간이 걸리던 나노 입자의 이미지를 마이크로초 단위로 명확하게 식별하고 캡처할 수 있으며, 촬영 대상 조직에 손상을 주지 않고도 이미지를 캡처할 수 있다. 해당 연구에서 개발된 알고리즘은 출판 당시 폴리아미드, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리염화비닐, 폴리스티렌, 그리고 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 포함한 일곱 가지 주요 플라스틱 유형을 식별할 수 있었다. 컬럼비아 대학교 화학 박사과정 학생이자 이 연구의 수석 저자인 나이신 치안(Naixin Qian)은 "다른 연구들을 통해 우리는 생수에 존재하는 대부분의 미세 플라스틱이 주로 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트) 병에서 누출된 것으로 추정했다"고 말했다. 다양한 유형의 플라스틱 존재 연구팀의 발견에 따르면, 플라스틱 물병 안에는 예상과 달리 다양한 유형의 플라스틱이 존재하며, 각 플라스틱 유형마다 입자 크기가 다르다. 연구팀은 "PET 플라스틱 입자는 크기가 컸지만, 다른 플라스틱 입자는 200나노미터에 불과해 훨씬 더 작았다"고 밝혔다. 연구에 따르면, PET 입자는 병 뚜껑을 반복적으로 여닫거나, 병이 파손되거나, 자동차 안에서 높은 온도에 노출될 때 부서질 수 있는 것으로 밝혀졌다. 컬럼비아 대학교 연구팀은 앞으로 생수에 떠다니는 나노 플라스틱의 출처를 더 깊이 연구할 계획이다. 이들은 나노 플라스틱이 제조 과정 중 오염된 원수에서 유래했을 가능성을 조사하고 있다. 한편, '건강한 아기, 밝은 미래' 재단의 헐리안은 과학이 이와 같은 문제를 탐구하는 동안 사람들이 플라스틱 노출을 줄이기 위해 취할 수 있는 조치들에 대해서도 밝혔다. 그녀는 "플라스틱 용기에 담긴 음식과 음료 섭취를 피하고, 천연 직물로 만든 옷을 입으며, 천연 소재의 소비자 제품을 구매하는 것이 좋다. 일상에서 플라스틱 사용을 줄이고 대안을 찾는 것이 중요하다"고 말했다.
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- 생활경제
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생수 속 나노플라스틱, 리터당 수천 개…체내 침범 우려
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술, 배변에 어떤 영향을 미칠까?
- A씨는 평소 술을 즐기지는 않지만 술을 마신 다음 날이면 설사 증상에 시달려, 출근 전 반드시 화장실을 찾게 된다. 이처럼 술은 설사나 변비 등 장의 음식물 통과 시간에 영향을 미칠 수 있다. 영국 매체 더 가디언(The Guardian)은 알코올은 장에서 음식이 통과하는 데 시간에 영향을 줄 수 있으며, 특히 위와 소장의 근육 활동에 변화를 일으킬 수 있다고 보도했다. 알코올이 위를 통과하는 시간에 미치는 영향은 알코올의 농도에 따라 다르다. 예를 들어, 알코올 농도가 높은 음료(예: 위스키, 보드카)는 위에서 음식물의 이동을 늦추는 반면, 알코올 농도가 상대적으로 낮은 음료(예: 와인, 맥주)는 위에서 음식의 이동 속도를 증가시킨다. 이러한 장의 변화는 일부 사람들이 보드카나 위스키를 마실 때 포만감이나 복부 불편감을 느끼는 원인이 될 수 있다. 술을 장기간 마시는 것도 소장을 통한 음식물의 통과 속도에 영향을 미칠 수 있다는 사실이 밝혀졌다. 실제로, 쥐를 이용한 실험에서 만성적인 알코올 섭취가 위와 소장을 통한 음식물의 이동을 가속화하는 것을 관찰할 수 있었다. 이와 같은 소장 통과 시간의 단축 현상은 술을 많이 마시는 사람들에게서도 나타날 수 있으며, 이는 설사 증상과 직접적으로 연관될 수 있다. 알코올은 십이지장(소장의 첫 부분)에서 탄수화물, 단백질, 지방의 흡수를 감소시킬 수 있다. 이는 설탕의 일종인 자일로스의 흡수 감소에도 영향을 미친다. 이로 인해 과자나 달콤한 주스 등 단 음식을 많이 섭취하는 음주자들 사이에서 설사 발생 가능성이 더 높아질 수 있다는 것을 시사한다. 만성 알코올 사용은 유당불내증, 소장 박테리아의 과증식, 그리고 췌장이 충분한 소화 효소를 생성하지 못해 지방 흡수가 감소하는 현상과 연관되어 있다. 이러한 현상들은 만성적인 알코올 사용으로 인해 설사나 묽은 변이 발생할 수 있다는 것을 나타낸다. 반면, 단기간에 과도한 알코올을 섭취하는 경우(예: 밤에 과음하는 경우)는 음식물의 소장의 통과가 늦어질 수 있다. 쥐를 이용한 연구에서는 단기간에 다량의 알코올을 섭취한 경우 소장 통과 시간이 지연되는 것이 관찰되었다. 즉, 폭음과 같은 급성 알코올 섭취는 설사보다는 변비 증상을 유발할 가능성이 더 높다는 것을 의미한다. 이는 알코올이 소화기계에 미치는 영향이 단기적 및 장기적 사용에 따라 다를 수 있음을 시사한다. 이 같은 결과는 507명의 대학생을 대상으로 한 알코올의 영향에 관한 연구에서도 확인됐다. 이 연구에서 학생들은 자신의 대변을 수집하여 분석했으며, '브리스톨 대변 차트'라고 알려진 대변 상태 설문지를 작성했다. 연구 결과에 따르면, 과음은 더 단단한 배변과 관련이 있는 것으로 밝혀졌다. 특히, 알코올을 많이 섭취한 사람들은 견과류 같은 모양이거나 느낌의 별개의 단단한 덩어리인 1형 변을 더 자주 경험했다. 연구팀은 급성 알코올 섭취가 음식물의 소장 통과를 지연시킬 수 있다고 추정했다. 음식이 장 내에 더 오래 머무르면서, 대변에서 물이 더 많이 몸으로 재흡수되어 대변이 건조하고 단단해지는 결과를 가져온다는 것이다. /이러한 결과는 알코올이 소화 시스템에 미치는 영향에 대한 중요한 인사이트를 제공한다./ 연구자들은 흥미롭게도 술을 마시지 않는 사람들에 비해 술을 많이 마시는 사람들의 장내에서 '악티노박테리아(Actinobacteria)'라는 박테리아 유형이 더 많이 존재한다는 사실을 발견했다. 이러한 발견은 박테리아가 대변의 일관성에 중요한 역할을 할 수 있음을 시사한다. 그러나 폭음이 항상 변비를 유발하는 것은 아니다. 예를 들어, 과민성대장증후군(IBS) 환자들에게서는 폭음이 설사, 메스꺼움, 복통과 같은 증상을 확실히 유발할 수 있다. 음주 후 원치 않는 배변 변화를 겪는 경우, 이를 해결하는 가장 효과적인 방법은 알코올 섭취를 줄이는 것이다. 일부 알코올 음료는 다른 음료보다 배변에 더 큰 영향을 미칠 수 있으므로, 특정 음료를 마신 후 문제가 되는 배변 패턴을 확인하면 해당 음료를 피하거나 줄이는 것이 건강에 도움이 될 수 있다. 음주 후 설사를 하는 경향이 있다면 알코올과 카페인이 함유된 음료를 혼합하는 것을 피하는 것이 좋다. 카페인은 결장의 수축을 자극해 설사를 악화시킬 수 있다고 알려져 있다. 반면, 음주 후 변비가 문제가 된다면 충분한 수분 섭취가 중요하다. 술을 마시기 전, 술을 마실 때 그리고 술 마신 후에 물을 충분히 마시면 탈수와 변비를 예방하는 데 도움이 될 수 있다. 술을 마시기 전에는 단백질과 섬유질이 풍부한 음식을 섭취하는 것이 좋다. 위장에 있는 음식은 알코올의 흡수를 늦추고, 장 내막에 미치는 알코올의 부정적인 영향을 완화하는 데 도움이 될 수 있다. 음주 후 배변의 변화는 대개 단기적이며, 적절한 조치를 취하면 대부분 효과적으로 해결될 수 있다. 그러나 술을 끊은 후에도 설사와 같은 증상이 며칠 후에도 지속된다면 이는 염증성 장 질환과 같은 근본적인 장 질환과 같은 다른 문제를 야기할 수 있다. 술을 끊었음에도 불구하고 설사와 같은 증상이 며칠 동안 지속된다면, 이는 염증성 장 질환과 같은 보다 심각한 장 질환을 의미할 수 있다. 술이 장에 미치는 영향은 일시적일 수 있지만, 지속적인 증상은 다른 건강 문제의 신호일 수 있다. 연구팀은 알코올 소비와 과민성대장증후군(IBS) 발병 간의 연관성도 발견했다. 문제가 지속되거나 대변에 혈액이 섞여 나타나는 등의 심각한 증상이 관찰될 경우, 즉시 일반의나 전문의에게 의학적 조언을 구하는 것이 중요하다. 이러한 증상은 더 심각한 건강 문제를 나타낼 수 있으므로, 적절한 진단과 치료를 받는 것이 필요하다.
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술, 배변에 어떤 영향을 미칠까?
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암세포, 근적외선 분자에 99% 파괴
- 과학자들은 근적외선을 사용해 아미노시아닌 분자를 활성화시키면, 이 분자가 진동하여 암세포의 막을 파괴하는 방법을 개발했다. 이 기술은 라이스 대학교, 텍사스 A&M 대학교, 텍사스 대학교의 연구팀에 의해 개발되었으며, 과학 전문 매체 '사이언스얼럿(ScienceAlert)'을 통해 보도됐다. 이 연구는 학술지 '네이처 케미스트리(Nature Chemistry)'에 게재됐다. 아미노시아닌 분자는 이미 바이오이미징 분야에서 합성 염료로 사용되고 있다. 암 탐지를 위해 저용량으로 사용하는 이 물질은 물속에서 안정적으로 유지되고 세포 외부에 부착하는 데 효과적이다. 라이스 대학교의 화학자 제임스 투어(James Tour)는 이 기술을 "분자 착암기"라고 부르며, "완전히 새로운 세대의 분자 기계로 이전의 페링가형 모터보다 기계적 움직임이 100만 배 이상 빠르고, 가시광선이 아닌 근적외선으로 활성화할 수 있다"고 강조했다. 연구팀은 근적외선이 신체 깊은 부분까지 도달할 수 있어, 뼈나 장기의 암을 수술 없이 치료할 수 있는 가능성을 열어준다고 설명했다. 이러한 발견은 암 치료 분야에 중요한 발전을 의미한다. 실험실에서 배양된 암세포에 대한 실험 결과, '분자 착암기'라는 새로운 방법이 세포를 파괴하는 데 99%의 높은 효율을 보였다. 또한 흑색종 종양이 있는 쥐에게 테스트한 결과, 실험에 참여한 쥐의 절반에서는 암이 사라졌다. 아미노시아닌 분자의 구조와 화학적 특성은 근적외선과 같은 적절한 자극이 있을 때 유지된다는 것을 의미한다. 이 분자가 움직일 때, 내부의 전자들은 플라스몬을 형성하고, 이는 전체 분자에 걸쳐 이동을 유도하는 집합적으로 진동하는 실체를 만든다. 라이스 대학의 화학자 키케론 아얄라 오로즈코(Ciceron Ayala-Orozco)는 "중요한 점은 우리가 이 분자들이 어떻게 작동할 수 있는지에 대한 새로운 이해를 얻었다는 것"이라고 강조했다. 그는 또한 "이 방법으로 분자 전체를 흥분시켜 특정 목표를 달성하는 데 사용되는 기계적 작용을 생성하기 위해 분자 플라즈몬을 사용한 것은 이번이 처음이다. 이 경우에는 암세포의 막을 파괴하는 것이 목표였다"고 덧붙였다. 플라스몬은 분자의 한쪽에 있는 팔을 통해 진동의 움직임으로 인해 분자를 암세포의 막에 연결하는 데 도움을 준다. 이 연구는 아직 초기 단계에 있지만, 이와 같은 초기 발견들은 매우 희망적인 결과를 보여주고 있다. 이 기술은 암세포가 어떤 종류의 방어 메커니즘을 진화시키기 어렵게 만드는 간단하고 생체역학적인 접근법이다. 연구팀은 이와 유사하게 작동할 수 있는 다른 종류의 분자들을 탐색하는 것이 다음 목표다. 아얄라 오로즈코는 "이 연구는 분자 차원에서 기계적 힘을 활용하여 암을 치료하는 새로운 방법에 대한 것"이라고 말했다. 이러한 접근은 암 치료 분야에서 새로운 잠재력을 열어줄 수 있는 중요한 발전이다. 한편, 플라스몬(plasmon)은 금속에서 발견되는 자유 전자의 집합적인 진동을 나타내는 물리학적 개념이다. 금속의 전자들은 특정 조건에서 집단적으로 진동할 수 있으며, 이러한 진동은 전기장과 상호작용하여 플라스몬을 생성한다. 플라스모닉스(plasmonics)라는 분야에서는 이러한 플라스몬의 고유한 성질을 이용하여 다양한 응용을 연구하고 있다. 플라스몬은 나노기술, 광학, 센서 기술 등에서 중요한 역할을 한다. 예를 들어, 플라스몬을 이용한 나노입자는 의료 영상, 암 치료, 화학 센서 등에서 사용된다. 특히, 플라스몬의 능력으로 빛의 파장보다 작은 구조에서도 빛을 조작하고 집중시킬 수 있기 때문에, 고해상도의 광학적 기술 개발에 중요한 기초가 된다.
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암세포, 근적외선 분자에 99% 파괴
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생쥐용 VR 고글 개발, 뇌 연구의 새로운 장을 열다
- 생쥐를 위한 새로운 가상현실(VR) 고글이 개발됐다. 이 고글은 기존 VR 시스템이 가진 단점을 개선하여, 생쥐가 가상 환경에 완전히 몰입할 수 있도록 설계됐다. 이를 통해 생쥐의 뇌 활동 패턴을 보다 정확하게 관찰할 수 있을 것으로 기대된다. 과학 전문매체 아이에프엘 사이언스(IFL SCIENCE)에 따르면 미국 노스웨스턴 대학교 연구팀이 새로운 VR 고글을 개발했다. 이 고글은 생쥐의 행동을 뇌 회로와 함께 연구하는데 사용될 예정이다. 기존의 VR 시스템은 컴퓨터 화면을 사용하여 생쥐가 화면 주변을 볼 수 있었으나, 3D 깊이를 제대로 전달하지 못하는 등의 제약이 있었다. 또한, 머리 위 위협을 시뮬레이션하는 데에도 한계가 있었다. 새로운 VR 고글은 이러한 문제점들을 해결하여 생쥐의 행동과 뇌 활동 연구에 큰 도움이 될 것으로 기대된다. 연구팀이 개발한 생쥐용 미니어처 VR 고글은 각 눈에 하나씩 두 세트의 렌즈와 스크린으로 구성되어 있다. 이 렌즈와 스크린은 트레드밀 위의 생쥐의 얼굴 가까이에 배치되어 각 눈에 180도 시야를 제공한다. 생쥐 맞춤형 VR 시스템의 이름은 iMRRSIV(Miniature Rodent Stereo Illumination VR, 미니어처 설치류 입체 조명 VR)이다. 인간 VR 헤드셋과 달리 이 고글은 실제로 생쥐의 머리를 감싸지 않는다. 각 눈에 하나씩 두 세트의 렌즈와 스크린을 런닝머신에 있는 동물의 얼굴 가까이에 배치하여 각 눈에 180도 시야를 제공한다. 보다 전통적인 VR 시스템을 사용하여 몇 가지 흥미로운 통찰력을 얻었지만 쥐는 화면 주변을 볼 수 있으며 이로 인해 훈련이 더 어려워졌다. iMRRSIV는 큰 발전을 이루었다. 새로 개발된 고글을 사용하면 연구 대상인 생쥐들이 가상 환경을 자유롭게 탐색할 수 있다. 연구자들은 이를 통해 생쥐가 가상 환경에서 어떤 행동을 하는지 관찰함으로써, 생쥐의 뇌 작동 방식을 이해할 수 있다. 이 고글은 실험실에서 생쥐들의 행동을 뇌 회로와 연계하여 연구하는 데 사용된다. 기존의 VR 시스템은 생쥐가 주변 실험실 환경을 볼 수 있었지만, 새로운 VR 고글은 생쥐의 시야를 완전히 차단하여 더욱 깊은 몰입을 가능하게 한다. 이로 인해 d연구자들은 뇌의 활동 패턴을 보다 정확하게 관찰할 수 있게 됐다. 논문 수석 저자인 돔 핑케(Dom Pinke)는 "지금까지 실험실에서는 동물을 둘러싸기 위해 대형 컴퓨터나 프로젝션 스크린을 사용해 왔다. 인간에게 이것은 거실에서 TV를 보는 것과 같다. 여전히 소파와 벽이 보인다"라며 기존 VR의 단점을 설명했다. 그는 "우리는 여전히 개선 작업을 하고 있지만 우리 고글은 작고 상대적으로 저렴하며 사용자 친화적이기도 하다. 이를 통해 VR 기술을 다른 연구실에서도 더 많이 이용할 수 있게 될 것이다"라고 말했다. 예를 들어, 연구팀은 이 고글을 활용하여 생쥐가 포식자로부터 도망치는 행동을 연구했다. 연구팀은 생쥐용 VR 고글을 사용하여 머리 위의 위협을 시뮬레이션하며 실험에서 혁신적인 결과를 얻었다. 연구팀은 고글을 통해 생쥐의 시야 위에 어두운 원반을 투사하여 포식자를 시뮬레이션했다. 원반이 커질수록, 생쥐들은 도망치거나 얼어붙는 두 가지 다른 반응을 보였다. 돔 핑케는 "쥐의 시야는 새처럼 상공에 있는 포식자를 감지하는 데 매우 민감하다"면서 "이것은 학습된 행동이 아니라 쥐의 뇌에 각인된 행동이다"라고 말했다. 이 연구는 생쥐의 뇌에서 이러한 반응을 조절하는 신경 회로를 연구하는 데 중요한 역할을 한다. 이러한 연구는 생쥐의 본능적 반응과 생존 메커니즘에 대한 새로운 통찰력을 제공할 것으로 기대된다. 이러한 혁신적인 접근법은 생쥐의 뇌가 다양한 상황에 어떻게 반응하는지를 이해하는 데 큰 도움이 될 뿐만 아니라, 뇌 활동을 실시간으로 관찰할 수 있는 새로운 시각을 제공한다. 연구진은 앞으로 생쥐가 포식자에 의한 위협이 아닌 상황에서의 뇌 활동을 연구할 예정이다. 또한, 이 고글을 활용하여 뇌의 작동 원리를 더 깊이 연구하고, 다양한 동물을 대상으로 한 실험에도 활용할 계획이다. 이러한 혁신적인 연구는 VR 기술이 생물학과 뇌과학 연구에 미치는 긍정적인 영향을 보여주며, 이 분야의 접근성을 향상시킬 수 있는 가능성을 제시한다. 공동 제1저자인 존 이사(John Issa)는 "미래에는 쥐가 먹이가 아니라 포식자인 상황을 살펴보고 싶다"고 말했다. 그는 "예를 들어 파리를 쫓는 동안 뇌 활동을 관찰할 수 있다. 그 활동에는 많은 깊이 인식과 거리 추정이 포함된다. 이것이 바로 우리가 포착할 수 있는 것들이다"라고 말했다. 이 연구는 저널 '뉴런(Neuron)'에 게재됐다.
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생쥐용 VR 고글 개발, 뇌 연구의 새로운 장을 열다
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케타민 장기 사용 시 뇌 도파민 시스템 변화
- 현대 사회에서 다양한 스트레스로 인해 우울증을 겪는 사람들이 점차 증가하고 있다. 우울증은 기분, 흥미, 에너지, 집중력 등에 변화를 일으키는 정신 질환으로, 적절한 치료 없이 방치될 경우 자살로 이어질 위험이 있는 심각한 질병이다. 케타민은 우울증 치료에 효과적인 것으로 알려진 약물 중 하나이다. 원래 마취제로 사용되는 이 물질은 우울증 환자에게 단 한 번의 투여로도 증상을 빠르게 완화시킬 수 있다는 연구 결과가 있다. 그러나 케타민의 장기 사용에 따른 부작용이 우려되어 추가적인 연구가 필요한 상태이다. 신경 과학 전문지 싸이포스트(SyPost)에 따르면, 미국 컬럼비아대학교의 연구팀은 케타민이 뇌의 도파민 관련 뉴런에 다양한 변화를 유발한다는 사실을 밝혀냈다. 도파민 뉴런은 기분, 인지, 운동, 학습, 기억, 보상 등의 기능에 중요한 역할을 하는 신경전달물질 도파민을 분비하는 뉴런을 말한다. 컬럼비아대학교의 연구팀은 쥐를 대상으로 케타민의 장기적인 영향을 연구했다. 연구 과정에서 쥐들은 10일 동안 다양한 용량의 케타민에 노출되었다. 사용된 케타민의 용량은 체중 30kg당 100mg 즉 체중 1kg당 1mg으로, 이는 치료적 사용과 고용량의 레크리에이션 사용을 모방한 것이다. 연구 결과에 따르면, 저용량의 케타민 노출은 기분, 식욕, 수면 등을 조절하는 시상하부의 도파민 관련 뉴런 수를 증가시켰으나, 고용량의 케타민 노출은 행동 상태를 조절하는 중뇌의 도파민 관련 뉴런 수를 감소시켰다. 더불어, 케타민 노출은 뉴런의 연결 구조에도 변화를 가져왔다. 고차원 인지 기능과 관련된 전전두엽 피질에서는 뉴런의 연결 밀도가 증가한 반면, 청각 및 공간 정보 처리와 관련된 영역에서는 뉴런 돌기의 감소가 관찰됐다. 이러한 결과를 바탕으로 연구팀은 케타민이 뇌의 도파민 시스템을 재구성하여 인지적 및 행동적 변화를 유발할 수 있다는 가설을 제시했다. 연구의 공동 저자인 말리카 다타(Malika Datta)는 "케타민을 반복적으로 사용한 후 볼 수 있는 뇌의 도파민 시스템 재구성은 시간이 경과함에 따라 인지적 및 행동적 변화와 관련이 있을 수 있다"라고 설명했다. 이번 연구에서 또 다른 발견은 케타민에 대한 뇌 반응에 번역되지 않은 메신저 RNA(mRNA)의 관여였다. 뉴런 내에서 번역되지 않은 mRNA는 단백질 생산에 즉시 사용되지 않는 유전 정보의 한 형태로, 연구팀은 이러한 번역되지 않은 mRNA가 만성적인 케타민 노출에 대한 뇌의 적응 과정에서 중요한 역할을 한다고 밝혔다. 즉, 케타민은 뇌의 도파민 시스템을 재구성함으로써 인지 행동 변화를 유발할 수 있다는 것이다. 이러한 변화는 우울증뿐만 아니라 다른 정신 질환과도 연관될 가능성이 있다. 또한, 케타민에 대한 뇌 반응에 번역되지 않은 mRNA가 관여한다는 사실은 케타민의 치료적 효과와 부작용을 이해하는 데 도움이 될 것으로 보인다. 이 연구는 케타민이 뇌에 미치는 광범위한 영향을 이해하는 데 중요한 기여를 하며, 케타민의 치료적 사용에 있어서 적절한 복용량과 장기 사용에 대한 주의가 필요함을 시사한다. 향후 연구에서는 케타민이 뇌의 도파민 시스템을 재구성하는 구체적인 메커니즘과 번역되지 않은 mRNA가 케타민의 치료적 효과와 부작용에 미치는 영향을 더욱 깊이 탐구할 필요가 있다.
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케타민 장기 사용 시 뇌 도파민 시스템 변화
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美 뇌 노화 단백질 발견…기억력 개선 기대
- 미국 마운트 시나이(Mount Sinai) 대학 연구팀이 뇌 노화 관련 단백질을 발견했다고 발표했다. 이 단백질은 TIMP2(조직 억제제 메탈로프로테아제 2)로 불리며, 해마 영역에서 기억력과 학습에 중요한 역할을 한다. 사이테크데일리에 따르면 마운트 시나이 대학 연구팀은 돌연변이 마우스 모델을 사용하여 뇌 노화 단백질(TIMP2) 수치가 감소하면 해마의 가소성(plasticity)과 기억 기능이 감소한다는 것을 발견했다. 가소성은 뇌가 새로운 정보를 받아들이고 학습할 수 있는 능력을 말한다. 노화와 신경퇴행성 질환 노화는 알츠하이머병을 포함한 많은 신경퇴행성 질환의 가장 큰 위험 요인으로 알려져 있다. 마운트 시나이 연구팀과 다른 연구자들의 이전 연구는 TIMP2를 포함하여 젊은 혈액에 풍부한 단백질이 해마의 가소성 또는 기억과 관련된 신경 과정의 유연성에 영향을 미쳐 늙은 동물의 뇌 기능을 젊어지게 하는 데 활용될 수 있다는 것을 발견했다. 이러한 중요한 발견에도 불구하고 TIMP2가 분자 수준에서 해마의 가소성을 조절하는 방법에 대한 생물학에 대해서는 알려진 바가 거의 없었다. TIMP2의 분자 메커니즘 연구팀은 나이가 들면서 발생하는 것으로 알려진 혈액과 해마의 TIMP2 수치 손실을 모방한 돌연변이 쥐 모델을 사용했다. 또한 연구자들이 해마의 뉴런에 의해 발현되는 TIMP2 풀을 구체적으로 표적으로 삼고 삭제할 수 있는 모델을 만들었다. 이러한 모델은 RNA 염기서열 분석, 공초점 이미징, 초고해상도 현미경 및 행동 연구와 결합하여 TIMP2의 가소성 조절에 대한 상세한 분자 검사를 가능하게 했다. 연구진은 TIMP2의 손실은 해마에 세포외 기질 성분의 축적을 초래하며, 이는 성인으로 태어난 뉴런의 생성, 시냅스 무결성 및 기억을 포함한 가소성 과정의 감소와 함께 발생한다는 것을 알게 되었다. 세포외 기질은 세포 주변과 세포 사이의 구조적 미세환경을 구성하는 많은 고분자 구성 요소의 네트워크이다. 연구팀은 세포외 기질에 영향을 미치는 해마에 전달된 효소로 이 표현형을 직접 표적으로 삼았고, 감소된 TIMP2 설정에서 일반적으로 손상된 가소성 과정이 복원되었음을 발견했다. 뇌 노화 단백질 발견의 의의 이 연구는 세포외 기질을 조절하는 표적 과정이 뇌의 가소성을 개선하는 접근법을 설계하는 데 중요한 방향이 될 수 있음을 시사한다. 뇌 노화의 특징을 역전시킬 수 있는 잠재력을 가진 요인을 특성화하는 데 주력하고 있는 연구팀은 세포외 기질을 조절하는 TIMP2 이상의 분자를 탐구할 계획이며, 이 연구가 노화와 관련된 다양한 장애를 완화하는 맥락에서 이 분야를 어디로 가져갈 수 있는지에 대해 낙관적이다. 연구팀의 공동 저자인 조셉 칼스테로노(Joseph Castellano) 박사는 "TIMP2는 세포외 기질의 구성 요소를 통해 미세환경의 유연성을 변화시킨다"라고 말했다. 그는 "세포외 기질을 조절하는 경로를 연구하는 것은 가소성이 영향을 받는 질병에 대한 새로운 치료법을 설계하는 데 중요할 수 있다"고 덧붙였다. 연구팀은 앞으로 TIMP2가 뇌의 다른 영역에서 어떤 역할을 하는지, 그리고 TIMP2를 조절하는 방법으로 뇌 노화 관련 질환을 치료할 수 있는지 연구할 계획이다. 마운트 시나이 대학 연구팀의 이번 연구는 뇌 노화와 관련된 단백질이 뇌 가소성과 기억력에 미치는 영향을 밝힌 것으로 주목된다. 이 연구 결과는 알츠하이머병과 같은 노화 관련 질환의 치료법 개발에 새로운 가능성을 제시할 것으로 기대된다.
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美 뇌 노화 단백질 발견…기억력 개선 기대
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미 상무부 "중국 수출통제 피하려 수정설계한 엔비디아 AI 칩도 규제" 경고
- 지나 러몬도 미국 상무장관은 엔비디아와 같은 인공지능(AI) 반도체 제조업체가 중국 등 적대 국가 대상 수출통제를 우회할 목적으로 수정 설계한 칩에 대해서도 신속하게 단속할 것이라고 경고했다. 4일(현지시간) 폭스뉴스와 야후 파이낸스 등 다수 외신에 따르면 러몬도 장관은 지난 2일 미 캘리포니아주에서 열린 레이건 국방포럼(RNDF)에 참석해 "우리는 중국이 이 같은 칩을 손에 넣는 것을 내버려 둘 수 없다. 단언컨대, 우리는 우리의 최첨단 기술을 중국에 넘겨줄 수 없다"고 말했다. 상무부는 최첨단 AI 칩이 중국과 같은 국가에 이중 용도로 판매되는 것을 제한하여 중국의 군사 현대화를 지원하는 동시에 경제 및 기술 경쟁력을 강화할 수 있도록 설계된 수출 통제를 시행하고 있다. 수출 통제는 기업이 해당 제품을 해외에 판매하려면 연방 기관의 허가를 받아야 하며, 이는 사실상 정부가 거래에 대한 거부권을 행사하는 것과 같다. 칩 제조업체들은 수출 규제의 영향을 받는 수익성 높은 해외 시장에 계속 접근하기 위해 규정을 준수할 수 있도록 수정된 버전의 칩을 재설계했다. 이에 따라 미 상무부는 재설계된 칩에 대해 새로운 규제를 가하면서 두더쥐게임 양상을 벌이고 있는 가운데 러몬도 장관의 발언이 나왔다. 러몬도 장관은 지난 2일 "이 자리에 참석한 칩 제조업체 최고경영자(CEO) 가운데 매출 감소를 이유로 나의 언급에 짜증이 나는 분들이 있을 수 있지만 단기적인 이익보다 국가안보가 훨씬 중요하다"고 강조했다. 이어 "AI를 구현하는 칩의 특정 부분을 재설계하여 AI를 구현하면 바로 다음 날 제가 제어할 것"이라고 덧붙였다. 엔비디아의 대변인은 폭스 비즈니스에 "우리는 미국 정부와 협력하고 있으며, 정부의 명확한 지침에 따라 전 세계 고객들에게 규정에 준수된 제품을 제공하기 위해 노력한다"고 말했다. 폭스 비즈니스는 미 상무부는 논평 요청에 즉각 응하지 않았다고 전했다. 미 행정부는 2022년 10월 이중용도로 사용될 수 있는 최첨단 AI 반도체에 대한 중국의 접근을 제한하는 광범위한 수출통제 방안을 발표했으며 지난 10월 추가 통제 조치를 통해 규제범위를 확대했다. 엔비디아는 지난 여름까지 중국 시장에서 수출규제 대상인 AI 반도체 A100과 H100의 강력한 수정 버전인 A800과 H800을 판매해왔다. 그러나 미국 정부는 지난 10월 중순 엔비디아의 L40S와 함께 수정 버전 칩을 수출통제 목록에 추가했다. 게다가 바이든 행정부는 AI칩에 대한 수출통제 대상을 중국뿐 아니라 이스라엘을 제외한 베트남과 사우디아라비아, 아랍에미리트 등 국가들로 확대했다. 엔비디아의 콜레트 크레스 최고재무책임자(CFO)는 지난달 실적발표 자리에서 "최근 분기(2024년 회계연도 3분기) 데이터센터 매출 145억 달러(약 19조 원)의 20∼25%가 수출통제가 적용되는 국가에서 발생했다"면서 앞으로 몇 달 내 수출규제를 위반하지 않는 제품을 생산할 계획이라고 밝혔다. 그는 이어 "이번 분기에는 이들 지역 매출이 크게 감소할 것으로 예상되지만 다른 지역의 강력한 성장으로 감소분을 상쇄할 수 있을 것"이라고 말했다. 이날 야후 파이낸스에 따르면 왕원빈(汪文斌·Wang Wenbin) 중국 외교부 대변인은 4일(현지시간) 베이징에서 열린 정례 언론 브리핑에서 지난달 양국 정상 간 회담을 언급하며 "미국은 올바른 인식을 견지하고 중국과 협력해 샌프란시스코 회담에서 도달한 공통의 이해를 이행해야 한다"고 말했다. 그는 미국이 "중국을 가상의 적으로 간주하고 말만 하고 행동은 다르게 하는 것을 중단해야 한다"고 강조했다. 왕 대변인은 지나 러몬도 상무부 장관의 이러한 입장이 미국의 냉전적 사고 방식과 패권욕을 드러냈다고 말했다.
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미 상무부 "중국 수출통제 피하려 수정설계한 엔비디아 AI 칩도 규제" 경고
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아열대 채소 오크라, 콜레스테롤 수치 감소 효과
- 과일을 먹으면 혈중 지방과 설탕 수치가 모두 낮아진다는 연구 결과가 있다. 콜레스테롤은 혈액에서 발견되는 천연 지방 물질로, 신체에는 일정량의 콜레스테롤이 필요하다. 과도하게 높은 콜레스테롤 수치는 심장마비나 뇌졸중 등 합병증의 위험을 증가시킨다. 영국 매체 익스프레스(express)에 따르면, 콜레스테롤이 혈관에 축적되어 혈류를 방해하면 심장마비나 뇌졸중의 위험이 증가한다고 한다. 콜레스테롤 수치가 높아지는 원인은 다양하며, 이에는 유전적 요인뿐만 아니라 부적절한 식습관, 운동 부족, 흡연, 음주와 같은 생활 습관이 포함된다. 다행히 식단 변화를 통해 높은 콜레스테롤 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있다. 이는 가공육, 치즈, 버터, 케이크 등 지방 함량이 높은 음식, 특히 포화 지방의 섭취를 줄이는 것을 포함한다. 영국국민보건서비스(NHS)는 콜레스테롤을 낮추는 데 과일과 채소 섭취를 늘리는 것이 도움이 된다고 권장한다. 케미스트 클릭 온라인 파머시(Chemist Click Online Pharmacy)의 약사 아바스 카나니(Abbas Kanani)는 오크라(okra)가 콜레스테롤 수치가 높은 사람들에게 유익할 수 있다고 말했다. 아프리카가 원산지로 알려져 있는 오크라는 조리해서 먹는 아열대 채소다. 아바스는 "일부 연구에 따르면 레이디스 핑거라고도 알려진 오크라는 콜레스테롤 수치를 낮출 수 있는 역할을 할 수 있다"고 말했다. 그는 "오크라는 주로 수프와 스튜에 사용되며, 여기에 함유된 점액성 물질은 소화 과정에서 콜레스테롤과 결합하여 체외로 배출될 수 있다"고 설명했다. 쥐를 대상으로 한 연구에서는 고지방 식단에 오크라 분말을 첨가한 결과 혈중 콜레스테롤 수치가 감소한 것으로 나타났다. 아바스는 이 내용을 2014년에 저널 오브 뉴트리셔널 바이오케미스트리(Journal of Nutritional Biochemistry)에 게재된 연구를 참조하여 말했다. 이 연구에서는 비만 쥐에게 오크라를 섭취시킨 후 콜레스테롤 수치와 혈당 수치가 모두 감소한 것으로 관찰됐다. 아바스는 "이 결과는 오크라가 고혈당증(고혈당) 및 고중성지방혈증(혈중 지방 수치가 높은 상태)을 위한 식이요법으로 유용할 수 있음을 시사한다는 결론을 얻었다"고 말했다. 오크라는 다양한 중요한 비타민이 풍부하게 함유되어 있다. 아바스 카나니는 "오크라에는 비타민 A와 C가 풍부할 뿐 아니라, 당뇨병, 뇌졸중, 심장병 등 심각한 건강 질환의 위험을 줄이는 데 도움이 되는 항산화제가 풍부하다"고 말했다. 그러나 그는 "특히 당뇨병 환자들은 식단에 오크라를 추가할 때 주의해야 한다. 오크라가 제2형 당뇨병 치료에 자주 사용되는 약물인 메트포르민의 효과를 방해할 수도 있기 때문이다"라고 경고했다. 또한, 하버드 의과대학에서는 오크라를 저밀도 지질단백질, 즉 ‘나쁜’ 콜레스테롤을 낮출 수 있는 11가지 식품 중 하나로 추천했다. 이는 오크라가 저칼로리이면서 수용성 섬유질이 풍부하기 때문에, 콜레스테롤 수치 관리에 효과적일 수 있다는 것을 의미한다. 콜레스테롤 수치를 정확히 파악하는 유일한 방법은 테스트를 통해 수치를 확인하는 것이다. 콜레스테롤 수치에 대한 걱정이 있다면, 즉시 의사와 상담하는 것이 좋다. 올해 국제학술지 '영양학진보(Advances in Nutrition)'에 게재된 연구에 따르면, 음식을 통해 총 콜레스테롤 수치를 낮추는 가장 효과적인 방법 중 하나는 매일 15g의 '수용성' 식이섬유를 섭취하는 것이다. 수용성 식이섬유는 미역, 다시마와 같은 해초류나 푸룬(Prune·서양 건자두) 등에서 풍부하게 발견된다. 수용성 식이섬유는 콜레스테롤이 혈액에 침투하는 것을 방지하는 데 도움이 되는 반면, 불용성 식이섬유는 혈관 내 콜레스테롤을 '제거하는' 역할을 한다. 일반적으로 하루에 권장되는 식이섬유 섭취량은 약 25~30g이다. 미국 농무부(USDA)의 식품 데이터를 살펴보면, 식이섬유가 풍부한 대표 식품들의 100g당 함유량을 확인할 수 있다. 예를 들어, 치아씨드는 100g당 약 34g의 식이섬유를 함유하고 있어 '높은' 수준으로 평가된다. 과일 중에서는 푸룬이 대표적이며, 푸룬에는 6.1g의 식이섬유가 들어 있어 사과(2.4g)보다 더 많은 양을 포함하고 있다. 견과류 중에서는 아몬드가 12g의 식이섬유를 함유하고 있으며, 채소 중에서는 당근(100g당 2.8g)과 양배추(2.5g)가 상대적으로 높은 식이섬유 함량을 가지고 있다.
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- 생활경제
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아열대 채소 오크라, 콜레스테롤 수치 감소 효과
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커피·채소 성분 트리고넬린, 노화로 인한 인지 저하 예방
- 커피와 일부 채소의 천연 화합물인 트리고넬린(TG)이 늙은 쥐의 공간 학습과 기억력을 현저하게 향상시켰다는 연구 결과가 나왔다고 과학 전문매체 사이테크데일리(Scitechdaily)가 최근 보도했다. 일본 쓰쿠바 대학을 포함한 연구팀은 노화 가속 마우스 모델인 SAMP8을 사용하여 TG가 기억력과 공간 학습에 미치는 영향을 종합적으로 조사했다. 이 연구에 따르면, TG는 주요 세포 신호 경로를 조정하고 신경 염증을 줄여 노화에 따른 인지 기능 저하를 개선할 수 있음이 밝혀졌다. 연구 결과, 30일 동안 TG를 투여한 SAMP8 마우스는 동물의 공간 학습 및 기억력을 평가하는 데 사용되는 실험 방법인 모리스 워터 메이즈(Morris water maze) 테스트에서 TG를 투여받지 않은 마우스보다 공간 학습 및 기억력이 현저하게 향상된 것으로 나타났다. 또한, 연구진은 해마의 전체 게놈 전사체 분석을 통해 TG가 신경계 발달, 미토콘드리아 기능, ATP 합성, 염증, 자가포식 및 신경 전달 물질 방출과 관련된 신호 전달 경로를 조절하여 인지 능력을 향상시키는 것을 확인했다. 연구팀은 또한 트리고넬린(TG)이 전사 인자 NF-κB의 신호 전달 인자인 Traf6의 활성화를 억제함으로써 신경염증을 줄이는 역할을 한다는 것을 발견했다. NF-κB는 염증과 면역 반응을 조절하는 중요한 단백질이며, Traf6는 NF-κB의 활성화에 기여하는 핵심 단백질이다. 연구팀은 해마에서 정량적 단백질 분석을 통해 염증성 사이토카인인 TNF-α와 IL-6의 수치가 현저히 감소하고, 신경전달물질인 도파민, 노르아드레날린, 세로토닌의 수치가 유의미하게 증가한 것을 확인했다. 이러한 발견은 TG가 노화와 관련된 공간 학습 및 기억 장애를 예방하고 개선하는데 효과적일 수 있음을 시사한다. 향후 추가 연구를 통해 TG의 효과와 안전성을 더욱 명확히 밝힐 수 있다면, 이는 노화와 관련된 공간 학습 및 기억 장애를 예방하고 치료하는 새로운 방법으로 개발될 수 있을 것으로 기대된다.
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- IT/바이오
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커피·채소 성분 트리고넬린, 노화로 인한 인지 저하 예방
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美 하버드대, 피부 가려움증 새로운 원인 발견
- 미국 하버드 대학 연구팀이 피부 질환으로 고통받는 환자들의 지속적인 가려움증의 새로운 원인을 발견했다고 영국 매체 데일리메일 닷컴(Dailymail.com)이 최근 보도했다. 이번 연구는 '셀(Cell)' 학술지에 게재되었으며, 미국인의 약 3분의 1이 겪을 수 있는 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)에 의한 가려움증에 대해 다루고 있다. 과거에는 습진 등 피부 질환의 가려움증이 염증으로 인한 것으로 여겨졌으나, 이번 연구는 그러한 가려움증이 다른 메커니즘으로 발생할 수 있음을 증명했다. 특히, 하버드 대학 연구원들은 인체의 코와 피부에 흔히 존재하는 무해한 박테리아가 피부 세포에 침입하여 가려움증을 유발할 수 있다는 것을 처음으로 밝혀냈다. 이 연구를 주도한 아이작 치우 박사는 황색포도상구균이라는 박테리아가 가려움증의 새로운 원인으로 밝혀졌다고 설명했다. 그는 "이 박테리아는 아토피 피부염을 앓고 있는 환자 대부분에서 발견됐다. 새로운 연구 결과는 미생물 자체가 가려움증을 유발할 수 있다는 측면을 보여준다"라고 말했다. 또다른 연구원인 리웬 뎅 박사는 "이 연구가 시작될 때 가려움증이 염증의 결과인지 아닌지 불분명했으나, 이제 미생물이 가려움증을 유발할 수 있음을 밝혀냈고, 이는 피부의 염증을 더욱 악화시키는 요인임을 확인했다"고 말했다. 이러한 연구 결과는 습진이나 기타 피부 질환으로 인한 지속적인 가려움증을 멈추기 위한 새로운 국소 치료법 개발에 큰 도움이 될 것으로 기대된다. 연구팀은 건강한 참가자 14명과 습진 환자 13명의 피부를 조사한 결과, 습진 환자의 피부에서 황색포도상구균의 양이 더 많고, 이로 인해 가려움증과 피부 손상이 심화되는 것을 발견했다. 또한 연구팀은 V8 효소가 가려움을 유발하는 주요 인자임을 확인했다. 이 효소는 피부의 신경세포에 작용하여 PAR1 단백질이라는 가려움증 유발 분자를 활성화시켜, 신경세포가 뇌에 가려움 신호를 전달한다. 황색포도상구균에 노출된 생쥐 실험에서는 가려움증이 빠르게 완화되는 결과를 보였다. 이와 관련하여 리웬 뎅 박사는 가려움증과 긁힘의 주기가 미생물에게 유리하게 작용하여, 이를 통해 미생물이 신체의 다른 부위나 다른 숙주에게 전파될 수 있다는 가설을 제시했다. 이러한 연구 결과는 피부 질환 환자들에게 희소식이다. 기존의 습진 치료법은 염증을 줄이는 데 초점을 맞추고 있었지만, 이번 연구 결과는 염증과는 별개로 가려움증을 유발하는 새로운 메커니즘을 밝혀냈기 때문이다. 연구진은 앞으로 황색포도상구균을 표적으로 하는 새로운 치료법 개발을 계획하고 있으며, 이 치료법은 황색포도상구균의 증식을 억제하거나, 가려움증을 유발하는 V8 효소의 활성을 차단할 수 있을 것으로 기대된다. 이와 같은 치료법이 개발되면, 습진을 비롯한 피부 질환을 앓는 환자들의 삶의 질이 크게 향상될 것으로 예상된다. 또한, 이번 연구 결과는 피부 질환의 발병 메커니즘을 이해하는 데 중요한 역할을 할 것으로 보이며, 미생물이 피부 질환 발병에 어떤 역할을 하는지 규명함으로써 더 효과적인 치료법 개발의 기반을 마련할 수 있을 것이다.
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- IT/바이오
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美 하버드대, 피부 가려움증 새로운 원인 발견
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박테리아, 암세포 DNA 파괴 화합물의 합성 과정 밝혀내
- 미국 플로리다주 주피터에 위치한 허버트 베르트하임 UF 스크립스 생물의학 혁신 및 기술 연구소의 연구팀이 암을 포함한 인간의 질병과의 싸움에 도움이 될 수 있는 새로운 효소를 발견했다고 과학 전문매체 싸이테크데일리가 최근 보도했다. 연구팀이 발견한 '보조 인자 없는 산소 분해 효소'는 박테리아에서 유래되며, 공기 중의 산소를 획득해 화합물에 통합하는 독특한 특성을 보인다. 이러한 과정을 통해 유기체는 방어 물질을 합성하고, 감염이나 침입자에 대항하는 생존적 장점을 갖게 된다. 연구팀에 따르면, 발견된 보조 인자 없는 산소 분해 효소인 TnmJ와 TnmK2는 항생제 및 항암 화합물인 티안시마이신 A의 효능에 대한 의문을 해결하는 데 중요한 역할을 한다. 연구원 춘귀(Chun Gui)와 에드워드 칼크루터(Edward Kalkreuter)는 이러한 발견이 암 치료 및 항생제 개발에 중요한 기여를 할 수 있을 것으로 기대한다고 전했다. 2016년 처음 발견된 티안시마이신 A는 암세포의 DNA를 끊어 죽이는 효과가 있는 화합물로 바이러스나 다른 세균을 죽이는 데에도 효과적이다. 현재 암 표적 항체 치료제 개발에 중요한 요소로 주목받고 있으며, 이 치료제는 항체와 약물을 결합해 암세포에 결합한 후 약물을 방출하여 암세포를 제거한다. 티안시마이신 A는 종양 크기를 크게 줄이는 효과를 나타내며, 쥐를 대상으로 한 실험에서 암 치료제로의 개발 가능성을 시사했다. 이 화합물은 토양에 서식하는 박테리아에서 발견되었으며, 세 개의 탄소-탄소 결합을 끊어 DNA를 손상시키고 탄소-산소로 결합으로 대체하여 DNA를 파괴해 암세포를 파괴할 수 있게 했다. 허버트 베르트하임 UF 스크립스 생물의학 혁신 및 기술 연구소는 천연 제품 컬렉션에서 발견된 다양한 화합물을 연구하고 있으며, 이를 통해 화학적 다양성이 진화한 이유와 그 유용성에 대한 탐구를 진행하고 있다. 이는 앞으로 더 많은 혁신적인 발견을 기대할 수 있게 하는 연구 분야로 주목받고 있다. 세계 최대의 미생물 천연 컬렉션 중 하나인 이 연구소의 천연물 발견 센터를 이끄는 벤 센 박사는 "신약 발견의 역사에 대한 박테리아 화학물질의 기여는 놀랍다"고 말했다. 센 박사는 "시중에 판매되는 FDA 승인 항생제 및 항암제의 거의 절반이 천연 제품이거나 천연 제품이라는 사실을 아는 사람은 거의 없다"고 말했다. 그는 "자연은 이러한 복잡한 천연 제품을 만드는 최고의 화학자다. 우리는 매혹적인 화학과 효소학을 이해하기 위해 현대 게놈 기술과 계산 도구를 적용하고 있으며 이는 전례 없는 속도로 발전하고 있다. 이 효소는 최근의 흥미로운 사례다"라고 설명했다.
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박테리아, 암세포 DNA 파괴 화합물의 합성 과정 밝혀내
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나노플라스틱, 파킨슨병의 새로운 원인으로 부상
- 나노플라스틱이 인간의 뇌에서 특정 단백질과 결합해 파킨슨병을 일으킨다는 연구 결과가 나왔다. 미국 과학 전문매체 인터레스팅 엔지니어링이 지난 18일(현지시간) 듀크 대학교 의과대학의 연구 결과를 인용해 이같이 보도했다. 나노플라스틱은 일반적으로 크기가 100나노미터(0.1마이크로미터) 미만인 아주 작은 플라스틱 입자를 말한다. 나노플라스틱은 크기가 작기 때문에 세포나 분자 수준에서 유기체에 침투할 수 있다. 최근 몇 년 동안 나노플라스틱이 환경과 인간 건강에 미치는 영향에 대한 연구와 관심이 증가했다. 이번 연구에서는 나노플라스틱이 바로 인간의 뇌에 침투해 파킨슨병을 일으킬 수 있다는 것을 확인했다. 인간의 뇌에서 나노플라스틱 발견 듀크대학교 의과대학이 진행한 새로운 연구에서는 나노플라스틱과 신체 기관에 자연적으로 존재하는 특정 단백질 사이의 상호 작용으로 인해 발생하는 파킨슨병 및 특정 형태의 치매와 관련된 변화를 관찰했다. 연구를 주도한 듀크대학교 의과대학 약리학 및 암 생물학과 교수인 앤드류 웨스트 박사는 "파킨슨병은 세계에서 가장 빠르게 성장하는 신경 질환으로 불려 왔다"라고 말했다. 웨스트 박사는 "수많은 데이터가 환경적 요인이 파킨슨병에 중요한 역할을 할 수 있음을 시사하지만, 그러한 요인은 대부분 밝혀지지 않았다"고 설명했다. 연구진은 다음의 세 가지 방법을 통해 알파-시누클레인 단백질과 폴리스티렌 나노입자 사이에 중요한 연관성이 있다는 것을 발견했다. 첫째, 시험관 실험을 통해 알파-시누클레인 단백질을 관찰했다. 둘째, 배양된 신경세포를 사용하여 이 단백질의 반응을 연구했다. 셋째, 파킨슨병을 가진 마우스(쥐) 모델을 사용하여 알파-시누클레인 단백질의 특성을 분석했다. 그 결과 연구진은 알파-시누클레인 단백질이 폴리스티렌 나노 입자를 포함한 플라스틱으로 만들어진 일회용 컵이나 수저와 같은 제품에 응집되는 경향이 있음을 발견했다. 이 단백질은 주로 파킨슨병과 다른 신경 퇴행성 질환과 연관되어 있다. 연구진의 이러한 발견은 파킨슨병의 발병 메커니즘에 대한 새로운 이해를 제공하며, 향후 치료 전략 개발에 중요한 정보를 제공할 수 있다. 이번 연구에서 얻은 가장 놀라운 결과 중 하나가 세포 내 폐기물을 분해하고 재활용하는 중요한 기능을 하는 리소좀과 관련된 것이었다고 연구진은 지적했다. 리소좀은 세포의 '쓰레기 처리' 또는 '재활용 센터'로 불리는데, 연구진은 이 리소좀에서 발견되는 단백질과 플라스틱 사이에 강력한 연결 고리가 존재한다는 사실을 발견했다. 이는 세포의 폐기물 처리 및 재활용 과정에 영향을 미칠 수 있으며, 플라스틱과 같은 외부 물질이 세포 내 기능에 어떤 영향을 미치는지에 대한 새로운 통찰을 제공한다. 나노플라스틱, 암 그 이상의 영향? 연구진은 이러한 연구 과정에서 여전히 해결해야 할 많은 의문점들을 가지고 있다고 말했다. 그러나 이번 연구는 암을 넘어서 나노플라스틱이 건강에 미치는 영향을 조사할 필요성을 시사한다. 웨스트 박사는 "미세 플라스틱 및 나노 플라스틱 오염 물질이 암과 자가 면역 질환에 미치는 잠재적 영향이 현재 연구되고 있음에도 불구하고, 이들의 연구 모델에서 관찰된 상호 작용의 놀라운 특성은 특히 파킨슨병과 치매의 위험 및 진행과 관련해 나노 플라스틱 오염 물질의 영향을 평가할 필요성을 보여준다"고 강조했다. 한편, 웨스트 박사는 나노 입자가 치매나 기타 신경 퇴행성 질환에 미치는 영향에 대한 결정적인 증거를 제시하는 데 필요한 기술은 현재 존재하지 않는다고 설명했다. 그러나 과학자들은 나노 입자가 인체에 심각한 손상을 일으킬 수 있는 잠재력을 밝혀내는 연구를 계속 진행하고 있다. 이러한 연구는 나노플라스틱의 잠재적인 위험에 대한 인식을 높이고, 이에 대한 대응 전략을 개발하는 데 필수적인 기여를 할 것으로 기대된다.
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나노플라스틱, 파킨슨병의 새로운 원인으로 부상
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아르헨티나 대선 우파 '밀레이' 당선, 정권 교체
- 남미 2대 경제국 아르헨티나에서 극우 자유주의 성향의 하비에르 밀레이(53)가 새로운 대통령으로 당선되면서 정권 교체에 성공했다. 19일(현지시간) 로이터통신 등 외신들에 따르면 대선 결선 개표율 90% 가까이 진행된 가운데 밀레이는 득표율 56%를 기록해 중도좌파 경제장관인 세리히오 마사(51) 후보의 득표율 44%를 앞서 아르헨티나의 새로운 대통령으로 당선이 확정적이다. 최악의 인플레이션을 겪고 있는 아르헨티나는 이로써 정권 교체를 맞게 됐다. 지난 8월 예비선거에서 깜짝 1위에 오르며 아르헨티나의 변화를 예고했던 밀레이 당선인은 지난달 본선 투표에서는 마사 후보에 밀렸지만 이날 두 후보 간 결선 투표에서 역전 드라마를 연출했다. 마사 후보는 19일 밤 기자회견에서 패배를 인정했다. 마사는 밀레이에게 전화를 걸어 승리를 축하하고 일선 정치에서 은퇴하겠다고 밝히며 "아르헨티나 국민은 다른 길을 선택했다"고 말했다. 마사는 "분명히 우리가 기대했던 결과는 아니다"라며 "밀레이가 향후 4년간 아르헨티나 를 이끌 대통령으로 선택됐고 그에게 축하 인사를 전한다"고 덧붙였다. 밀레이는 53세 경제학자 출신으로 자칭 '무정부주의 자본주의자'로 통한다. 종종 도널드 트럼프 전 미국 대통령과 브라질의 자이르 보우소나루와 비교된다. 과격한 언행과 극단적 선거 공약 때문이다. 그는 기성 정치권에 대한 반감과 인플레이션을 근절하겠다는 의미로 그동안 유세현장에서 전동 전기톱을 휘둘렀다. 아르헨티나의 연간 인플레이션은 142.7%에 달한다. 또 밀레이는 페소가 "똥만도 못하다(not worth excrement)"며 "절대로 사용하지 말라"고 말하기도 했다. 그는 무분별한 정부 지출을 중단하고 페소화를 버리고 미국 달러화를 사용하며 중앙은행을 없애버리겠다고 공언했다. 또 낙태를 금지하며 무기 판매를 자유화하고 인체 장기 판매시장을 개방하겠다고도 밝힌 바 있다. 토르쿠아토 디 텔라 대학의 카를로스 게르바소니 교수는 AFP통신에 "아르헨티나는 50년 동안 거시경제적, 사회적 재앙을 겪어왔다"고 말했다. 아르헨티나 정치를 뒤흔들고 젊은이들을 열광시킨 틱톡에 정통한 외부인 밀레이의 등장은 수십 년간 이어진 아르헨티나의 쇠퇴와 침체의 결과라고 그는 설명했다. 하지만 20년 만에 최악의 아르헨티나 경제를 되살리기 위해서는 재정적 고통이 수반된 선택이 불가피하다. 재정 축소는 인플레이션을 더욱 부치길 가능성이 있기 때문에 사회불안이 더욱 심해질 수 있다. 아르헨티나의 공공부채는 4000억달러가 넘고 중앙은행 외환보유액은 바닥 밑 지하로 내려 갔고 신용라인은 사라졌다. 그동안 정부는 연료, 교통, 전기에 대한 막대한 보조금을 쏟아 붓고 수 백만명이 사회복지 혜택을 받고 있지만 아르헨티나 빈곤율은 40%가 넘는다. 또 암시장에서 거래되는 페소화 가치가 공식 환율보다 150%나 높은 상황에서 엄격하게 통제되는 페소화의 평가절하가 불가피하다고 애널리스트들은 입을 모은다. 평가절하는 인플레이션을 더욱 급등시켜 가난한 사람들에게 가장 큰 타격을 줄 수 있다. 아르헨티나에서는 이미 5명 중 2명이 빈곤선 아래에 있는 상황에서 이 수치가 훨씬 더 높아지면 거리에 시위대가 넘쳐나고 사회 불안이 폭발적으로 증가할 위험이 있다. UBS는 아르헨티나의 사회 불안이 "투자자들이 가장 염두에 두고 있는 리스크"라고 지적했다. 하비에르 밀레이 당선자는 오는 12월 10일 임기 4년의 대통령에 취임한다.
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아르헨티나 대선 우파 '밀레이' 당선, 정권 교체
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제2형 당뇨병 치료제 메트포르민, 수명 연장 효과도?
- , 제2형 당뇨병에 널리 처방되는 약물인 메트포르민이 수명을 연장한다는 연구 결과가 나왔다. 메트포르민은 1920년대에 당뇨병 치료제로 개발됐다. 현존하는 당뇨약 중에서는 효과와 부작용을 고려할 때 여전히 최고 수준이라는 평가를 받고 있다. 과학기술 전문매체 '사이테크데일리(SciTechDaily)'에 따르면, 매사추세츠 종합병원(MGH)의 연구진은 메트포르민이 예쁜꼬마선충(C. elegans)의 수명을 늘린다는 사실을 밝혀냈다. 이 연구 결과는 '이라이프(eLife)'에 게재됐다. 예쁜꼬마선충(C. elegans)은 인간과 유사한 대사 시스템을 공유하고 종종 인간 질병을 모델링하는 데 사용되는 동물이다. 평균 수명 3일인 예쁜꼬마선충은 인간과 단백질의 80% 이상을 공유한다. 새로운 연구에 따르면, 메트포르민은 세포막의 핵심 구성 요소인 에테르 지질의 생성을 촉진하여 장수에 기여한다고 밝혀졌다. 이는 인간에서 에테르 지질(알킬글리세롤과 알케닐글리세롤을 포함한 글리세롤지질)의 생성을 증가시킴으로써 건강한 노화를 지원하고 노화 관련 질병의 위험을 감소시킬 수 있다는 가능성을 제시한다. 과학자들은 메트포르민과 관련 약물인 펜포르민(혈당 감소 효과가 있는 비구아나이드 계열의 약물)에 대한 반응으로 수명 연장에 필요한 유전자를 찾기 위해 예쁜꼬마선충의 개별 유전자를 차단하고 약물에 노출한 후 변형된 벌레의 반응을 관찰했다. 이 실험은 에테르지질 생산을 증가시키는 유전자가 펜포르민 반응에 의해 수명 연장에 중요하다는 것을 밝혀냈다. 이러한 효소를 생성하는 유전자의 비활성화는 펜포르민의 장수 촉진 효과를 완전히 억제했다. 중요한 것은 이 유전자의 비활성화가 식이 제한을 포함한 여러 수명 연장 방법들의 효과를 방해한다는 점이다. 이는 이 유전자가 수명 연장 과정에서 중요한 역할을 한다는 것을 의미한다. 연구팀은 또한 'fard-1'이라는 주요 에테르 지질 생합성 효소의 과발현만으로도 예쁜꼬마선충의 수명을 늘릴 수 있음을 발견했다. 또한, 연구팀은 포유류에서 Nrf 단백질에 해당하는 벌레의 SKN-1 인자를 통해 대사 스트레스 방어 반응을 조절하고, 이를 통해 대사를 변화시켜 수명을 연장시켰다. 이 연구의 선임 저자인 알렉산더 A. 사우카스 박사는 "이 연구가 에테르지질 생합성을 촉진하는 것이 건강한 노화를 위한 새로운 치료 목표가 될 수 있음을 의미한다"고 말했다. 그는 "이러한 발견이 노화 및 노화 관련 질병을 치료하기 위한 식이 또는 약물 개입 전략으로 발전될 수 있음을 시사한다"고 덧붙였다. 사우카스 박사는 이어서, "우리의 연구는 현재까지 예쁜꼬마선충에 대한 연구에 국한되어 있기 때문에, 인간 세포나 쥐 등을 대상으로 한 추가적인 역학 연구 및 철저한 임상 실험이 필요하다"고 강조했다. 또한, 메트포르민은 당뇨병 치료에 효과적인 약물로 잘 알려져 있지만, 위장관계 문제(예: 설사, 구역질, 구토, 복부 팽만감, 식욕 부진), 간 기능 이상, 저혈당과 같은 부작용이 발생할 수 있으므로, 복용하기 전에 의사와 상의하는 것이 중요하다. 한편, 김광준 세브란스병원 노년내과 교수에 따르면, 수명 연장을 위한 전 세계적인 연구 방향은 세 가지 주요 분야로 나눌 수 있다. 첫째는 '웰 에이징(well-aging)', 즉 약물을 사용하여 건강하게 늙는 방법을 찾는 것이다. 둘째는 '항노화(anti-aging)' 연구이며, 셋째는 '웰 에이징이 조기에 이루어져야 한다'는 관점이다. 이 중에서 특히 웰 에이징을 위한 약물 개발에 주목하고 있다. 대표적인 약물로는 라파마이신과 앞서 언급한 메트포르민이 있다. 라파마이신은 원래 장기 이식 환자의 면역 거부 반응을 억제하는데 사용되는 면역억제제이다. 하지만 최근 이 약물이 수명 연장에도 효과가 있다는 것이 발견다. 하버드 대학교의 싱클레어 교수의 연구에 따르면, 효모에 라파마이신을 주입하면 통상 생존하는 효모의 수보다 훨씬 많은 수가 살아남는 것으로 나타났다. 예를 들어, 효모 2000마리 중에서 보통 6주 후에 살아남는 효모는 소수에 불과하지만, 라파마이신을 주입한 경우 절반이 생존했다. 초파리의 경우 라파마이신을 투여하면 수명이 5% 증가했고, 늙은 생쥐에서는 9~14% 수명 연장 효과가 관찰됐다. 이는 인간에게 적용하면 약 5~10년의 수명 연장에 해당하는 것으로 추정된다.
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제2형 당뇨병 치료제 메트포르민, 수명 연장 효과도?
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빛과 소리로 알츠하이머 치료?...뇌 자극 헤드셋 개발
- 알츠하이머병은 치매의 주요 원인 중 하나로, 퇴행성 뇌질환의 일종이다. 유전적 요인이 이 병의 발병에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있으며 아직까지 근본적인 치료 방법은 없다. 현재 전 세계에서 5500만 명 이상이 알츠하이머병을 앓고 있는 것으로 추정된다. 최근 이 병의 진행을 늦추고 인지 기능을 회복시킬 수 있는 획기적인 기술이 개발 중이라는 소식이 전해졌다. 포브스에 따르면, 미국 매사추세츠 공과대학(MIT)의 연구팀이 창업한 코그니토 테라퓨틱스(Cognito Therapeutics)는 빛과 소리를 이용해 뇌를 자극하는 새로운 헤드셋 '지니어스(GENUS)'를 개발했다. '지니어스(GENUS gamma entrainment using sensory stimulus, 감마 주파수 감각 자극)'는 40Hz(헤르츠)의 소리와 빛을 깜빡여 뇌에 자극을 주는 기술을 사용한다. 이 기술은 초기 임상 시험에서 안전하게 환자가 집에서 사용할 수 있으며, 노화와 관련된 신경 변성 증상을 완화할 수 있다는 결과를 도출했다. 연구팀은 '지니어스'가 알츠하이머 환자에게 장기적인 이익을 제공할 수 있는지 확인하기 위해 두 번째 단계의 실험을 계획했다. 이를 위해 알츠하이머병 초기 증상을 보이는 환자들을 대상으로 서브 그룹을 만들어 실험을 진행했다. 이 실험에서는 총 15명의 참가자가 '지니어스 사용' 그룹과 '화이트 노이즈를 들려주고 빛 자극을 주는' 컨트롤 그룹으로 나뉘어 임상 시험에 참여했다. 참가자들은 실험 전 인지 능력 평가와 뇌 MRI 검사를 받았다. 실험 참가자들은 헤드셋 형태의 '지니어스'를 집으로 가져가, 6개월 동안 매일 1시간씩 사용했다. 사용하는 동안 디바이스가 올바르게 작동하고 있는지 확인하기 위해, 사용 시간을 자동으로 기록하는 기능을 기기에 탑재했다. 3개월이 지난 후에 참가자들의 상태를 다시 조사한 결과, '지니어스'를 사용한 그룹은 대조군에 비해 뇌의 위축이 진행되지 않았다. 또한, 수면 패턴이 개선되어 얼굴과 이름을 연상하는 능력도 향상됐다. 이 연구 결과는 '지니어스'의 빛과 소리 자극이 신경 퇴행을 늦추는 데 도움이 될 수 있음을 보여주는 유의미한 징조로 여겨질 수 있다. '지니어스'는 인지 능력 향상 뿐만 아니라, 뇌 구조의 변화를 유발하여 뇌 위축을 방지하는 역할을 하는 것으로 보인다. 이 기술이 정확히 어떻게 작동하는지는 아직 밝혀지지 않았다. 그러나 실험 쥐에서는 40Hz의 빛과 소리 자극이 신경세포 간의 커뮤니케이션에 영향을 미쳐, 노화와 관련된 신경 활동의 변화를 억제하는 것으로 나타났다. 코그니토 테라퓨틱스는 '지니어스'가 알츠하이머병 외의 다른 신경인지 질환에 대해서도 안전하고 효과적인지 확인하기 위해 여러 임상시험을 진행 중이다. 더불어, '지니어스'는 이미 미국 식품의약국(FDA)로부터 '획기적인 의료기기 지정(Breakthrough Device Designation, BDD)'을 받았으며, 이에 따라 신속한 승인을 받을 수 있는 우선심사 대상에 올랐다. 2025년까지 승인을 받을 가능성이 있다고 전해진다. 한편, 서울대학교병원에서는 알츠하이머병 예방을 위해 건강한 생활습관을 유지하는 것이 중요하다고 강조했다. 이를 위해 고혈압, 당뇨, 심장병, 높은 콜레스테롤과 같은 기저질환의 치료가 필요하다고 언급했다. 또한, 과음과 흡연을 피하며 우울증 치료도 중요하다고 권장했다. 건강한 식습관 또한 알츠하이머병 예방에 도움이 될 수 있다. 과식은 피하고, 오메가-3, DHA, EPA, 리놀렌산, 올리브유 등 좋은 지방이 풍부한 음식과 해산물, 등푸른 생선, 견과류, 아마씨, 올리브유 등을 섭취하는 것이 좋다.
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- 생활경제
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빛과 소리로 알츠하이머 치료?...뇌 자극 헤드셋 개발
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초가공 식품 섭취, 우울증 위험 증가
- 초가공 식품을 많이 섭취하는 사람들은 우울증에 걸릴 확률이 더 높다는 연구 결과가 나왔다. 우울증은 '마음의 감기'로 알려져 있다. 미국의 주요 의학 정보 웹사이트인 웹엠디(WebMD)는 최근 자마네트워크오픈(JAMA Network Open)에 게재된 초가공 식품 섭취가 우울증 위험을 증가시킬 수 있다는 연구 결과를 보도했다. 초가공 식품은 시리얼이나 에너지 바·단백질 바 등이 대표적이며, 간편식으로 인기를 끌고 있다. 즉, 초가공 식품은 가공된 고기, 포장된 스낵, 아이스크림, 인공 감미료가 첨가된 음료 등을 포함하여 에너지 밀도가 높고 바로 먹을 수 있는 특성을 가지고 있다. 초가공 식품의 인공 감미료에는 아스파탐, 수크랄로스, 사카린 등이 포함돼 있다. 연구 저자 중 한 명인 보스톤 매사추세츠 종합병원의 연구자 랏 메타(Raaj Mehta) 박사는 "초가공 식품의 과다한 섭취는 우울증 발병 위험을 최대 50%까지 증가시킬 수 있다"고 경고했다. 이 연구 결과는 초가공 식품이 신체 건강뿐만 아니라 정신 건강에도 부정적인 영향을 미칠 수 있음을 보여주는 중요한 증거가 될 수 있다. 메타는 "많은 사람들이 영양, 다이어트, 그리고 정신 건강 사이의 관계를 충분히 인식하지 못하고 있다"며 "의사들은 환자들에게 그들의 식습관이 어떻게 그들의 기분과 연결되어 있는지에 대해 더 많이 이야기하도록 노력해야 한다"고 말했다. 연구팀은 초가공 식품을 더 많이 섭취하면 실제로 우울증 위험이 높아질 수 있음을 확인하기 위해 분석에서 교란 변수라고 불리는 여러 가지 변수를 조정했다. 메타는 "다양한 연구 자료를 검토한 결과, 식습관이 우울증 위험에 영향을 줄 수 있다는 증거를 찾았지만, 어떤 구체적인 음식이 우울증 위험을 높이는지는 명확히 알 수 없었다"고 덧붙였다. 초가공 식품은 심장 잘환과 혈관 질환, 치매, 암 등 여러 건강 문제와 연결되어 있지만, 우울증 위험과의 직접적인 연관성에 대한 증거는 상대적으로 부족하다. 이번 연구에서는 연구 초기에 우울증 증상이 없던 3만1712명의 중년 여성을 대상으로 2003년부터 2017년까지의 간호사 건강 연구 II를 사용해 데이터를 분석했다. 연구팀은 참여자들의 식습관을 4년마다 조사하였다. 분석 과정에서 연구팀은 초가공 식품을 여러 하위 카테고리로 구분하였으며, 이에는 초가공 곡물 제품, 인스턴트 식품, 가공된 유제품, 달콤한 간식, 음료, 그리고 인공 감미료가 포함됐다. 또한, 연구팀은 흡연, 운동 빈도, 체질량 지수(BMI), 알코올 섭취, 전체 에너지 섭취량, 그리고 참여자들의 기존 질병 여부 등, 우울증 위험에 영향을 줄 수 있는 여러 다른 변수들을 고려했다. 연구팀은 4년마다 업데이트되는 초가공 소비량의 변화와 우울증 비율 사이의 연관성을 평가했다. 연구 결과, 초가공 식품을 많이 섭취하는 여성들은 BMI가 더 높았으며, 흡연률과 당뇨병, 고혈압 발병률도 높았다. 또한, 이들은 규칙적으로 운동하는 가능성이 더 낮았다. 연구팀은 추가로, 특정 종류의 초가공 식품과 우울증 발병 위험과의 연관성을 분석했다. 이 결과, 인공 감미료가 첨가된 음료와 인공 감미료 자체의 섭취가 우울증 위험을 높이는 것으로 나타났다. 연구팀은 초가공 식품과 우울증과의 관련성을 발견한 후, 다양한 종류의 음식이 미래의 우울증 위험에 어떤 영향을 미치는지 테스트했다. 메타는 "인공 감미료와 일반 설탕을 투여할 때 쥐의 뇌에서 완전히 다른 신경 전달 신호가 나타난다는 것을 보여주는 정말 흥미로운 데이터가 나왔다"며 "초가공식품의 전체 카테고리를 보면 인공 감미료나 인공 감미 음료보다 효과면에서 강도가 더 커, 사실상 이 모든 것을 합친 것일 가능성이 높다'고 주장했다. 메타 박사는 "실험 쥐에게 인공 감미료와 일반 설탕을 주었을 때, 뇌에서 전혀 다른 신경 전달 신호가 관찰되었다는 매우 흥미로운 데이터가 나왔다"며, "초가공 식품 카테고리 전체를 고려했을 때, 인공 감미료나 인공 감미 음료의 영향은 더 큰 효과를 보이며, 이러한 요소들이 결합된 결과일 가능성이 크다"고 설명했다. 연구원들은 또한 초가공 식품의 일일 섭취량을 하루 3회 이상 제한한 사람들은 우울증 위험이 전반적으로 더 낮다는 것을 발견했다. 하버드 의과대학 앤드류 찬(Andrew Chan) 박사는 "이번 연구 결과로 의사들은 환자에게 건강한 식습관이 무엇인지 논의하고, 초가공 식품의 제한을 고려하도록 조언할 수 있는 더 많은 근거를 갖게 되었다"고 설명했다. 이러한 연구는 기분 장애를 겪고 있는 환자들에게도 도움이 될 수 있으며, 자신의 질병을 관리하는 새로운 방법으로 식단 변화를 고려할 수 있는 기회를 제공할 수 있다. 세계보건기구(WHO)도 인공 감미료의 섭취를 피하는 것이 좋다고 권고하고 있다. 한편, 우울증을 극복하는데 도움이 되는 음식도 있다. 감자는 비타민C가 풍부하며 스트레스를 감소시키는 '부산피질호르몬'의 생산을 촉진시키는데 도움이 되는 대표적인 음식이다. 또한, 뇌 기능을 정상적으로 유지하는 비타민B1도 많이 함유되어 있다고 알려져 있다. 호두도 우울증에 좋은 음식으로 알려져 있다. 호두에는 뇌와 신경을 강화하는 칼슘과 레시틴 성분이 들어 있어, 불면증과 노이로제 증상을 완화하는데 도움이 된다. 또한, '완전식품'으로 불리는 우유도 좋은 선택이다. 우유가 분해될 때 생성되는 카조모르핀은 중추신경 기능을 개선하고, 신경을 진정시켜 마음을 안정시키는데 도움이 된다. 그러나, 설탕, 육류, 카페인이 들어있는 커피, 홍차 등은 섭취를 피하는 것이 좋다.
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초가공 식품 섭취, 우울증 위험 증가
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생체공학 로봇 손, 절단 부위 재건 수술 혁신
- 약 20년 전 농사 중 사고로 오른팔을 잃은 스웨덴 여성 카린(Karin)은 의수 보조 장치를 사용해왔지만, 그 장치의 불편함으로 인해 큰 스트레스와 고통을 겪어야 했다. 그녀는 의수 보조 장치를 사용하면서도 팔의 통증으로 많은 어려움과 스트레스를 겪었고, 다양한 진통제를 복용해야만 했다. 하지만 최근 새로운 생체공학 수술 방법의 개발로 인해, 절단된 신체 부위를 가진 사람들에게 희망의 빛이 보이기 시작했다. 영국 야후 뉴스(yahoo news)에 따르면 이 새로운 수술 방법은 전극을 이용해 의수와 신경계를 연결하는 것으로, 절단된 신체 부위를 가진 사람들의 삶에 큰 변화를 가져올 것으로 보인다. 연구팀은 인간과 기계를 연결하는 새로운 인터페이스 기술을 개발했다. 이는 '골집합술'이라 불리는 기술로 스켈레톤(skeleton, 뼈대)에 영구적인 임플란트를 부착하는 수술과, 절단된 부위와 신경계를 직접 연결하는 재건 수술을 결합했다. 연구팀은 카린의 팔을 재건하기 위해 티타늄 임플란트를 이용하여 반두근과 요골 뼈에 수술했다. 그 후 절단된 신경을 수술로 자유 근육 이식을 통해 이식했고, 이를 전극과 연결해 자체 근육과 자유 근육 이식물, 그리고 요골 신경에도 이식했다. 사이언스 로보틱스(Science Robotics) 저널에 게재된 논문에서 카린은 "일상생활에서 계속해서 보철물을 사용하고 있다"며 "나에게 이 연구는 더 나은 삶을 제공했기 때문에 많은 의미가 있다"고 말했다. 논문에서는 기존의 인공 의수나 의족이 사용하기 불편하고, 기능이 제한적이며 신뢰성이 떨어진다고 지적했다. 새로운 신경-근골격 인터페이스 기술은 이런 문제점들을 해결하며, 신경적 제어가 가능한 보철 장치의 일상적인 사용을 가능하게 하는 새로운 방법을 제시했다. 호주 생체공학 연구소의 신경 보철 연구 책임자이자 스웨덴 생체공학 및 통증 연구 센터(CBPR)의 설립자인 맥스 오리츠 카탈란(Max Ortiz Catalan) 교수는 " 카린은 팔꿈치 아래 부분이 절단된 환자 중 이 새로운 기술을 처음으로 받아들인 사람이다"라며 "이것은 일상에서 독립적이고 안정적으로 사용할 수 있는 고도로 통합된 첨단 생체공학적 손이다"라고 밝혔다. 또한 그는 "카린이 이 보철물을 수년 동안 일상 활동에서 편안하고 효과적으로 사용했다는 것은, 이 새로운 기술이 사지를 잃은 많은 사람들의 삶에 변화를 가져올 큰 잠재력을 가지고 있다는 확실한 증거"라고 덧붙였다. 이번 수술은 MIT 연구협력교수겸 예테보리대학교 부교수이자 인테그럼 최고경영자(CEO)인 리카드 브레네마크(Rickard Branemark) 교수가 주도했다. 브레네마크 교수는 "티타늄 임플란트를 뼈에 생물학적으로 통합함으로써, 절단된 부위의 치료와 재활을 혁신적으로 발전시킬 수 있는 새로운 기회를 열었다"며, "골집합술과 재건 수술, 임플란트 전극, 그리고 인공 지능을 결합함으로써 인간의 기능을 전례 없이 향상시킬 수 있는 방법을 제공한다"고 설명했다. 그는 "팔꿈치 아래 절단에 대한 치료는 특별한 도전과제를 가지고 있으며, 이러한 신기술의 성공적 적용은 상지 재건 분야에서의 중요한 발전을 의미한다"고 덧붙였다. 이에 앞서 약 10년 전인 지난 2013년 2월 미국 보스턴에서 개최된 미과학증진협회 연례총회에 참석한 스위스 로잔공대의 실베스트로 미체라 신경 엔지니어링 연구소장은 로마에 거주하는 20대 남성에게 '바이오닉 핸드' 이식을 계획하고 있음을 밝혔다. 외신 보도에 따르면, 이 바이오닉 핸드는 팔의 신경과 뇌가 연결되어 있어 환자가 손의 감촉을 느끼고, 더욱 정교한 동작을 수행할 수 있게 설계됐다. 그러나 당시의 임상 실험에서는 바이오닉 핸드가 절단된 환자의 신경과 완벽하게 연결되지 않아, 기본적인 움직임인 주먹 쥐기나 물병 잡기 등만 가능했다고 전해졌다. 지난 10년 동안 엄청난 기술 발전을 보인 카린이 이식한 이 로봇 손은 '미아 핸드(Mia Hand)'로 불리며, 프렌실리아(Prensilis)에서 개발됐다. 프란체스코 클레멘테(Francesco Clemente) 프렌실리아 전무이사는 "보철물을 성공적으로 사용하려면 사용자의 적극적인 수용이 중요하다"며 "기술적 성능을 넘어, 프렌실리아는 사용자의 미적 취향에 따라 완벽하게 맞춤 설정이 가능한 보철 손을 개발하는 데 주력했다"고 밝혔다. 그는 "사용자들이 자신의 보철물에 자부심을 가질 수 있도록 하고, 잃어버린 신체 부위에 대해 부끄러워하지 않도록 하는 것이 우리의 목표였다"라고 설명했다.
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'뇌 청소'로 알츠하이머병 예방 가능할까?
- 일본 후생노동성이 지난 9월 하순, 알츠하이머병 진행을 완화시킨다는 신약의 제조 판매를 승인, 관련 연구가 활발히 진행 중이다. 프레지던트 일본어판에서 소개된 오차노미즈 대학의 마오우치 히로시 박사의 뇌신경과학 연구에 따르면, 젊은 사람들은 알츠하이머병에 걸릴 확률이 상대적으로 낮은 것으로 나타났다. 이는 뇌의 '청소 시스템'과 관련이 있는 것으로 보인다. 뇌는 활동하면서 노폐물을 생성한다. 그 중 베타 아밀로이드나 타우와 같은 단백질은 뇌에서 노폐물로 분류되며, 이러한 단백질의 축적이 알츠하이머병과 관련이 있다. 이 단백질이 뇌에서 비정상적으로 축적되면 뇌의 손상을 일으키고, 기억력이나 공간 인지 능력에 문제를 일으킬 수 있다. 뇌를 '청소'하는 데 중요한 역할을 하는 것은 뇌척수액으로, 이 액체는 뇌 속을 순환하며 타우 등의 노폐물을 제거한다. 뇌 연구를 통해 뇌의 노폐물 제거가 알츠하이머병 예방에 중요한 역할을 할 수 있음이 제시되고 있다. '뇌 청소' 수면과 체내 시계가 관건 최근 연구에서 뇌의 '청소' 작업이 깊은 수면 중에 이루어지며, 체내 시계와 밀접한 연관이 있다는 사실이 밝혀졌다. 2016년 미국 MIT의 연구에 따르면, 초당 40회 점멸하는 빛을 노출시킴으로써 뇌의 노폐물 제거가 촉진되었고, 알츠하이머병 실험용 쥐에서 인지 기능의 개선이 확인됐다. 이후 연구에서도 빛 외에도 소리 자극이 뇌 '청소'에 효과적이라는 결과가 나왔다. 뇌파, 특히 감마파의 활용이 주목받고 있다. 감마파는 인지 기능과 관련이 있으며, 알츠하이머병 환자에서는 감마파가 감소하는 경향을 보이고 있다. 초당 40번의 빛이나 소리 자극을 통해 뇌파의 활동을 조절하면, 인지 기능의 개선이 이루어질 수 있을 것으로 보인다. 이러한 방법은 비교적 간단하게 적용될 수 있어 인간에 대한 치료법으로의 가능성이 열려 있으나, 분명한 효과를 확인하기에는 더 많은 연구가 필요하다. 2023년에 발표된 연구에서는 해당 방법이 알츠하이머병의 개선에 큰 효과를 보이지 않았다고도 하여, 이 주제는 뇌 과학 분야에서 활발히 논의되고 있는 이슈 중 하나다. 수면과 운동도 뇌 건강에 중요 미국 보스턴 대학의 연구에 따르면, 깜빡이는 빛 외에도 시각 자극만으로도 뇌의 노폐물을 제거할 수 있다고 한다. 연구에서는 체크무늬 패턴을 16초 동안 보여준 뒤 16초 동안은 어두워지는 패턴을 1시간 동안 반복했고, 이로 인해 뇌척수액의 유입이 증가했다. 이러한 결과는 반복적인 시각 자극이 뇌 혈류를 증가시켜, 뇌의 노폐물을 제거하는 데 도움이 된 것으로 보인다. 또한, 뇌의 건강과 노폐물 제거에는 수면 뿐만 아니라 운동도 큰 영향을 미친다. 운동을 통해 뇌 내의 혈류가 활발해지고, 뇌 속 물의 흐름이 개선되어 뇌의 기능이 향상될 수 있다. 최근 미국 샌디에이고 대학의 연구팀은 동공 팽창을 통해 알츠하이머병의 조기 진단이 가능하다는 연구 결과를 발표했다. 연구에 따르면, 증상 발현 이전에도 동공 움직임을 통해 알츠하이머 병의 유전적 위험성을 파악할 수 있다. 이는 알츠하이머 환자의 뇌 변화가 동공의 운동에 직접적인 영향을 주기 때문이다. 이런 연구를 바탕으로 알츠하이머병 예방과 뇌 건강 향상에 도움이 될 실질적인 방법들이 개발되기를 기대한다.
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프랑스, 전자파 논란 아이폰12 재판매 허용 방침
- 프랑스가 전자파 초과 방출 논란을 빚었던 애플 아이폰12(iPhone 12) 모델 판매를 다시 합법화할 예정이라고 더 버지가 최근 보도했다. 프랑스의 무선 주파수 방출 규제기관인 전파관리청(ANFR)은 지난 9월 애플에서 생산하는 아이폰12 판매를 중단했다. ANFR은 141대의 휴대폰에 대한 전자파 인체 흡수율(SAR) 테스트를 실시한 결과 아이폰12 모델이 인체에 흡수되기 쉬운 전자파를 기준치를 초과하여 방출하는 것으로 확인했다. 그로 인해 프랑스 당국은 아이폰12의 판매를 일시적으로 금지했다. ANFR은 휴대전화를 손에 쥐거나 주머니에 넣은 경우, 아이폰 12에서 킬로그램당 5.74와트의 전자파가 신체에 흡수되는 것을 발견했다고 밝혔다. 이는 유럽 표준에서 허용된 킬로그램당 4.0와트를 초과하는 수치다. ANFR은 "이미 판매된 휴대전화는 애플이 최대한 이른 시일 내에 시정 조처해야 하지 않으면 애플은 해당 기종을 리콜해야 할 것"이라고 언급했다. 애플은 아이폰12가 신체 감지 기능이 있고 그에 따라 전송 전력을 낮추기 때문에 착용하거나 휴대할 때 신체 SAR(특정흡수율) 제한을 충족 하지만 ANFR은 그러한 상황에서 테스트하지 않는다고 지적했다. 그럼에도 불구하고 애플은 아이폰12 판매를 중단했었으며 다른 유럽 국가들도 이에 대해 많은 관심을 가지고 있다고 전했다./다른 유럽 국가도 이에 동조했다. 애플은 소프트웨어 업데이트를 통해 이 문제에 대처하겠다고 발표했으며, 이번 업데이트가 특정 테스트 프로토콜이 존재하는 프랑스 사용자에게 적용 될 것이라고 했다. 프랑스 디지털 장관 장 노엘 바로(Jean-Noël Barrot)는 아이폰12가 다시 판매되기 전에 ANFR에서 새로운 업데이트를 테스트하여 방사선 관련 문제가 없는지를 확인할 것이라고 말했다. 만약 이번 테스트에 통과한다면, 애플은 프랑스 시장에서 아이폰 12의 재판매가 가능해질 것으로 보인다. 이번 일로 인해 애플은 전자파 안전에 대해 더욱 엄격하게 책임을 준수해야 한다.
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프랑스, 전자파 논란 아이폰12 재판매 허용 방침
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