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[1분건강] 췌장암 환자, 유전변이·가족력 연관 확인돼

5년 생존율이 13.9%에 불과한 췌장암. 유전적 유전자 병원성 병이와 가족력이 발병에 연관이 있음이 국내 연구진에 의해 확인됐다. 췌장암은 명확한 증상이 없고, 조기 진단이 어려워 예후가 좋지 않은 암이다. 최근 국립암센터는 췌장암 환자 300명의 유전적 원인을 분석했다. 그 결과, 300명 중 20명(약 6.7%)에서 유전적 유전자 병원성 변이 소견이 나타났다. 또 3개 유전자에서 흔하게 ATM 31.8%, BRCA1 13.6%, BRCA2 13.6%로 변이가 나타남을 발견했다. 즉, 췌장암 가족력과 유전자 병원성 변이가 통계학적으로 유의하게 관찰된 것이다. 우상명 국립암센터 종양면역연구과 교수는 “췌장암 환자 항암치료 중 유전자 검사 결과 BRCA 돌연변이 확인 후, 부작용이 심한 일반항암제에서 표적항암제로 변경해 치료 효과를 극대화한 사례가 있다”며 “유전자 돌연변이를 타깃으로 하는 치료법을 적용하면 췌장암 환자의 삶의 질을 향상시킬 수 있을 것”이라고 기대했다. 공선영 표적치료연구과 교수도 “연구는 한국인 췌장암의 유전적 소인을 밝힌 것”이라며 “고위험 가족의 건강관리에 활용할 수 있는 유의미한 결과를 얻었다”고 말했다. 한편, 연구결과는 'Cancer Research and Treatment'에 게재됐다.

2023.04.22 08:41김양균

반도체·디스플레이 등에 160조 투자…10년 앞선 기술로 초격차 지킨다

D램과 달리 전원을 꺼도 정보가 사라지지 않고 처리속도는 낸드 메모리보다 빠른 강유전체 소자 기술, 우주와 같은 극한 환경에서 구동하는 동위원소전지 등 10년 앞을 내다본 기술 개발에 정부가 투자한다. 반도체·디스플레·차세대전지 등 우리나라가 강점을 지닌 주력 분야에서 향후 5년 간 100개의 미래 핵심 기술을 확보, 지속적으로 초격차를 벌려나간다는 목표다. 과학기술정보통신부는 4일 윤석열 대통령이 주재한 제14차 비상경제민생회의에서 이같은 내용의 '3대 주력기술 초격차 R&D 전략'을 발표했다. 기술 패권 경쟁과 자국 산업 보호주의가 심화되는 국제 정세에 대응해 우리나라도 국가 안보에 필요한 12대 국가전략기술을 선정해 육성에 나선 가운데, 이중 우리 경제의 버팀목이자 앞으로 지속적으로 시장이 커질 것으로 예상되는 반도체·디스플레이·배터리 분야 선도 전략을 이번에 공개한 것이다. 정부는 범부처 차원의 민관 연구 협의체를 구성, 100개 미래 핵심 기술에 대해 기초원천 기술부터 상용화까지 전체 주기 지원에 나선다. 앞으로 5년 간 민간과 정부가 이 분야에 투자할 금액은 민간 156조원, 정부 4조5천억원에 이를 전망이다. 반도체 분야에선 새로운 소자와 설계, 공정 등의 분야에서45개 핵심 기술 개발을 지원한다. 강유전체 소자나 자성체, 멤리스터 기반의 신소자 성능과 생산 공정 기술을 현재 D램이나 낸드 플래시 메모리 수준으로 끌어올린다는 목표다. AI와 6G 통신을 위한 반도체 설계 기술 개발을 지원해 초병렬 저전력 설계 기술을 확보한다. 초병렬 10페타급 연산 성능의 AI 반도체를 개발한다. 디스플레이 분야에선 메타버스 구현을 위한 초실감 디스플레이, 자유로운 형태를 갖는 프리폼 디스플레이 관련 28개 기술 확보를 겨냥한다. 우리나라가 시장을 주도하는 OLED 분야 기술 고도화를 지원, 초격차 추세를 이어나간다. 또 2030년 차세대 전지 1등 국가를 목표로 27개 신규 기술을 개발한다. 현재 리튬 기반 이차전지의 에너지 밀도 한계를 뛰어넘고 소재 불안정성을 극복할 기술이 목표다. 리튬을 음극재로 쓰는 리튬메탈 전지나 리튬을 쓰지 않는 전고체 및 수계 이차전지 등을 개발한다. 출력 30W, 효율 25%의 고효율 동위원소전지를 개발해 극한 환경에서 활용하고, 수소연료전지의 경제성과 안전성을 높이는 기술을 모색한다. 이들 3개 분야 석박사급 고급 인력 및 전문 인력 양성 사업을 추진하고, 새로운 물질과 구조를 갖는 시제품을 테스트할 연구 인프라도 확충한다. 미국, 유럽 등과의 국제협력을 강화해 기술 난제 해결에 나선다. 이종호 과학기술정보통신부 장관은 "앞으로도 승자독식 구조의 3대 주력기술 분야에서 세계 1위 수준의 초격차 기술 확보를 위해 민‧관 협업으로 R&D 투자를 강화해 나갈 것"이라고 말했다.

2023.04.06 08:25한세희

RNA로 유전자 조절해 질병 치료····"단백질 엔지니어링 시대 온다"

유전자 발현 조절 등 생명 현상의 핵심 요소 중 하나인 RNA 작동 원리의 비밀이 또 한겹 풀렸다. 암이나 유전병, 감염병에 대한 RNA 기반 치료법 개발에 기여할 전망이다. 20년 간 RNA를 연구하며 관련 세계 학계를 선도하는 김빛내리 기초과학연구원(IBS) RNA 연구단장(서울대 생명과학부 석좌교수) 연구팀의 성과다. 김 단장 연구팀은 마이크로RNA(miRNA) 생성과 RNA 치료제에 중요한 역할을 하는 '다이서(DICER) 단백질'의 핵심 작동 원리를 규명했다. 또 노성훈 서울대 생명과학과 교수 연구팀은 초저온전자현미경을 활용, 다이서의 3차원 구조를 최초로 밝혔다. 이같은 내용을 담은 두 편의 논문은 23일 학술지 '네이처'에 나란히 실렸다. ■ 유전자 조절해 신체 기능 조절하는 RNA DNA나 RNA 같은 핵산은 뉴클레오타이드라는 작은 단위체로 구성되며, miRNA는 약 22개의 뉴클레오타이드로 이뤄잔 작은 RNA를 말한다. 세포가 분열할 때 메신저RNA(mRNA)가 DNA의 유전정보를 복제해 단백질을 만들어내는데, 이때 miRNA가 mRNA와 결합하면 mRNA가 분해된다. 이같은 'RNA 간섭'은 불필요한 유전자 발현을 억제해 신체 기능을 조절하는 것이다. 유전자 발현을 조절함으로써 세포 증식과 분화, 면역, 노화와 질병 등 생명 현상의 모든 과정에 직간접적 영향을 미친다. 이 기능에 문제가 생기면 암같은 병으로 이어질 수 있다. 반대로 miRNA가 원하는 기능을 갖도록 디자인하면 암이나 유전병, 바이러스 침입 등으로부터 건강을 지킬 수 있다. 사람 몸에는 수백 종의 miRNA가 있다. 이들의 재료인 기다란 모양의 miRNA 전구체가 드로셔(DROSHA)라는 단백질과 다이서에 의해 차례로 잘리면서 길이가 짧은 miRNA가 생성된다. ■ 손도끼와 꽈배기의 찰떡 궁합 RNA 연구단은 2015년 드로셔의 기능과 구성, 3차원 구조를 밝힌데 이어 이번에 다이서의 원리와 구조를 규명했다. 다이서는 드로셔에 의해 절단된 miRNA 전구체의 끝 부분을 인지하고, 그 위치에서 특정 거리를 자로 재듯 정확히 잘라 miRNA를 만든다. 10나노 크기의 손도끼 모양인 다이서 안의 정확한 위치에 꽈배기처럼 꼬여 있는 miRNA 전구체가 꼭 맞게 들어가 절단된다. 이렇게 만들어진 miRNA는 아고넛 단백질에 장착되어 다른 유전자의 발현을 조절하는 기능을 수행한다. 연구진은 다이서가 잘라내는 전구체 자리에 특정 서열이 있을 경우 절단이 잘 되는 것을 발견, 이를 'GYM 서열'이라 명명했다. 이는 다이서가 miRNA 전구체 절단 위치를 결정하는데 중요한 역할을 한다. 특히 기존 알려진 것처럼 다이서가 드로셔에 의해 만들어진 말단만 인지해 절단하는 것이 아니라 miRNA 전구체 내부 서열을 인지함으로써 스스로 절단 위치를 결정할 수 있다는 것을 밝혔다. ■ 암 일으키는 유전자 조절해 치료할 수 있을까? 연구진은 GYM 서열을 적용하면 RNA 간섭 효율을 높일 수 있음도 확인했다. 원하는 기능의 인공 miRNA를 대량 샌상, 질병을 일으키는 유전자를 억제하는 간섭 RNA 기반 치료의 효과를 높일 수 있으리란 기대다. 일부 암 환자에게서 다이서의 특정 부분에 돌연변이가 발생한다는 것도 발견됐다. 이 돌연변이가 생기면 miRNA 전구체를 제대로 인지하지 못해 miRNA 생성에 심각한 문제가 생긴다는 것을 확인, 암 발병 기전에 대한 새로운 이해의 실마리를 붙잡았다. 김빛내리 단장은 "miRNA 생성과정을 이해하면 질병의 발병 원인을 파악하는 데 도움이 되고, RNA 간섭 효율을 높여 유전자 치료기술을 발전시킬 수 있다"고 말했다. RNA에 대한 더 깊은 이해를 통해 현재 근위축증이나 아밀로이드 유전자 억제를 통한 치매 치료 등에 적용된 RNA 치료제의 활용 범위를 더 넓힐 수 있으리란 기대다. 합성한 RNA를 원하는 때, 필요한 기관에 정확히 전달하는 제어 및 전달 기술을 확보하는 것은 과제다. 원활한 산학 협력과 중개 연구가 이뤄지면 10년 안에 실제 의료 현장에서 혜택을 볼 수도 있으리란 기대다. ■ 전에 없던 발견 위해 새로운 기술 적용 새로운 기술을 적용한 것도 연구 성과를 얻는데 많은 기여를 했다. 연구진은 방대한 RNA 관련 요소들을 효과적으로 파악하기 위해 다양한 수의 조작 변수들을 한 번의 실험으로 비교 분석할 수 있는 대규모 병렬 분석법을 적용했다. RNA를 이루는 네 가지 염기가 무작위로 구성된 miRNA 전구체를 백만 종 넘게 합성했다. 이후 차세대 유전자 분석 기법으로 이 전구체들을 다이서로 한꺼번에 자르고 정량적으로 조사했다. 이를 통해 다이서가 전구체를 절단하는데 필요한 GYM 서열을 발견했다. 또 IBS와 서울대에 설치된 초저온 전자현미경으로 원자 수준에서 분자가 어떻게 움직이는지 해독할 수 있었다. 이를 통해 인간 다이서 단백질의 고해상도 3차원 영상을 최초로 얻었다. 초저온 전자현미경은 영하 180℃의 초저온 상태에서 시료를 촬영, 물질의 움직임을 화학적으로 이해할 수 있게 하는 장비다. 노성훈 교수는 "이렇게 획득한 3차원 구조를 통해 다이서가 어떻게 miRNA 전구체를 인지하는지, 어떤 서열이 다이서와의 결합에 중요한지 밝힐 수 있었다"라고 말했다다.

2023.02.23 01:00한세희

눈 없는 지네, 빛이 아니라 '열'로 본다

지네는 눈이 없다. 빛을 감지하는 유전자도 없다. 하지만 돌을 들춰 빛이 비취면 지네는 숨을 곳을 찾아 움직인다. 중국 연구진이 눈이 없는 지네가 빛을 감지하는 방법을 찾아냈다. 더듬이가 적외선을 감지하면 더듬이 일부의 온도가 빠르게 올라가고, 이 열을 느껴 빛이 비춤을 알게 되는 간접적 방식을 쓴다는 것이다. 빛을 열로 전환해 빛을 감지하는 메커니즘이 실증적으로 확인된 것은 이번이 처음이다. 이 연구 결과는 학술지 '미국국립과학원회보(PNAS)'에 최근 실렸다. 대부분 생물은 비슷한 방식으로 빛을 감지한다. 빛을 감지하는 역할을 하는 단백질이 빛을 흡수하면 이온 채널을 열어 이온이 세포막 안팎을 들고 나게 해 신호를 전달한다. 동물은 빛을 감지하는 정교한 기관을 갖고 있고, 단세포 생물도 빛을 감지하는 단백질을 가진 경우가 많다. 반면 지네는 이런 식으로 빛을 감지하지 않는다. 지네는 눈이 없는 경우가 많고, 눈처럼 보이는 기관을 가진 경우에도 빛에 대해 반응하는 역할을 거의 하지 않는다. 빛 감지 단백질을 발현하는 유전자도 없다. 중국 동북임업대학 연구진은 지네에게 빛을 쬐여 반응을 살펴보는 실험 장치를 만들었다. 그 결과, 지네의 더듬이가 적외선에 반응해 몸의 다른 부위보다 빠르게 온도가 올라감을 확인했다. 더듬이 온도는 10초 안에 8℃ 이상 올라갔다. 포일을 씌워 더듬이를 가리자 빛을 피해 어두운 곳으로 가는 능력이 현저히 떨어졌다. 연구진은 더듬이에 있는 유전자를 조사, 열 수용체인 'BRTNaC1'을 발견했다. 이 수용체는 33-48℃ 사이의 열을 감지한다. 빛이 지네의 더듬이에 닿아 광열 효과를 일으키고, BRTNaC1이 올라간 온도를 감지한다. 또 체액이 pH 6.1 정도의 약한 산성을 띌 때 열 감지 감도가 높아지며, 테스토스테론 성분은 이 수용체의 활성화를 막는 것으로 나타났다. 지네는 통상적인 시각 기능을 갖고 있지 않지만, 빛을 직접 받아들이지 않고도 빛을 열로 바꾸는 간접적 방식으로 빛을 느낄 수 있다는 설명이다. 생물이 빛을 감지하는 새로운 메커니즘을 찾았다는 점에서 의미있다고 연구진은 밝혔다.

2023.02.16 12:25한세희

中, 제약바이오 기술수출 제동...美와 바이오 경쟁 돌입?

중국이 제약바이오 분야의 기술 수출 제한을 추진하고 있다. 제약바이오 분야의 첨단 기술을 두고 미국의 견제에 대응하기 위한 조치에 나섰다는 분석이 나온다. 중국 상무부는 작년 12월 30일부터 올해 1월 28일까지 중국의 수출제한 기술 목록 개정을 위한 공개 의견수렴을 거쳤다. 상무부는 대외무역법과 기술수출입관리규정 등에 따라 중국의 수출제한기술목록 개정을 추진 중이다. 특히 제약바이오 분야에서는 ▲세포 클로닝 ▲유전자 편집 기술 ▲유전자가위(Crispr) ▲합성생물학 기술 등이 포함됐다. 유전자편집 및 합성생물학은 첨단 연구 분야로 중국과 미국의 기술 격차는 크지 않은 것으로 알려져 있다. 세포 클로닝 및 유전자 편집기술을 이용한 치료제로는 대표적으로 키메라항원수용체 T세포(CAR-T)와 유전자치료제가 있다. 중국은 지난 2013년에 CAR-T에 대한 임상을 진행했으며 2017년에는 CAR-T 임상시험 수에 있어 미국을 추월했다. 또 중국은 전 세계에서 3번째로 많은 유전자치료제 임상시험을 실시 중이다. 아울러 합성생물학 기술은 중국의 중앙정부와 지방정부가 탄소중립이라는 국가 중장기 전략하에 개발을 추진 중이다. 중국의 바이오경제발전계획에서도 합성생물학 기술은 주요하게 언급됐다. 그런데 작년 9월에 미국 바이든 대통령이 발표한 바이오기술 및 바이오제조 이니셔티브 행정명령에서도 추구하는 바이오파운드리의 핵심기술로 합성생물학 기술이 거론된 것으로 알려졌다. 한국바이오협회는 중국이 유전자 편집기술, 합성생물학기술 등의 제약바이오 기술을 수출제한 기술로 지정하려는 것은 중국이 해당 분야에서 미국과 대등한 수준에 올라와 있다고 판단, 미국이 취하고 있는 중국에 대한 일련의 수출 거래 규제에 대한 대응 조치로 분석했다. 美, 中과의 바이오분야 수출·거래 규제 지속 추진 앞서 미국은 중국과의 바이오분야 수출 및 거래 규제를 추진해왔다. 외신을 종합하면, 미국 상무부는 지난해 2월 중국의 우시 바이오로직스를 미국의 수출관리규정(EAR)의 미검증리스트(Unverified List)에 등재하면서, 우시 바이로직스는 시가 99억 달러의 손실을 입었다. 이후 우시 바이오로직스는 미국 상무부의 수출통제 실사를 받고 겨우 수출규제 대상에서 제외됐다. 미국의 중국 견제는 이뿐만이 아니다. 미국 증권거래위원회(SEC)는 지난 2020년 12월부터 시행된 '외국기업책임법(HFCAA)'에 따라 작년 3월 중국기업 5곳을 예비 상장폐지명단에 올렸다. 이달 1일 현재 총 174개의 기업이 예비 상장폐지명단에 포함됐는데 이 가운데 베이진(Beigene), 레전드바이오텍(Legend Biotech), 아이맙(I-Mab) 등 중국 바이오기업 10여 곳은 여전히 이름이 올라있다. 미국은 중국으로부터의 인바운드와 중국으로의 아웃바운드 투자 감시도 강화하고 있다. 명분으로 내세운 것은 중국의 미국 바이오기술 유출 가능성이다. 미국은 2018년 중국 등 외국인투자자가 미국 시장으로 접근하는 것을 제한할 수 있는 '외국인 투자위험 검토 현대화법(FIRRMA)'을 제정해 중국 자본에 대한 거래를 감시하고 있다. 이밖에도 미국은 현재 중국 등 해외 우려국가에 대한 투자 및 거래 활동을 규제하는 '국가핵심역량방어법안(NCCDA)' 제정을 추진하고 있다. 국가핵심역량 대상기술에는 반도체·배터리· 인공지능(AI)·양자기술·의약품·바이오경제 등이 포함됐다.

2023.02.14 11:43김양균

노화 일으키는 텔로미어, 미토콘드리아와 협력해 암 예방

텔로미어와 미토콘드리아, 세포 염증의 활동은 노화와 관련 있는 대표적 생명 현상이다. 이들이 암세포 발현을 막기 위해 협력하는 것으로 나타났다. 염색체의 양 끝에 있는 텔로미어는 염색체를 보호하고, 세포가 분열할 때 염색체들이 서로 섞이지 않게 막는 역할을 한다. 텔로미어는 세포 분열을 거듭하며 점점 짧아지며, 텔로미어가 지나치게 짧아지거나 없어지면 세포는 분열을 멈추고 죽는다. 텔로미어가 짧아지지 않으면 세포도 노화하지 않고, 따라서 신체 노화도 막을 수 있다. 하지만 텔로미어가 줄어들지 않아 세포가 계속 분열하면 암세포로 변할 가능성이 크다. 세포 내 에너지 생성 소기관인 미토콘드리아의 경우 에너지를 만드는데 쓰는 산소가 산소 라디칼로 변하면서 단백질이 산화 및 손상되는데, 이것이 노화의 원인으로 여겨진다. 미국 솔크연구소 연구진은 텔로미어가 매우 짧아지면 미토콘드리아와 염증 신호를 주고받고, 이는 다시 손상된 세포를 제거하는 염증 반응을 일으키게 하는 신호 전달 체계를 활성화한다는 것을 발견했다. 새로운 암 예방 및 치료법을 개발하고, 노화에 대응하는 방안을 찾는데 활용될 수 있으리란 기대다. 이 연구 결과는 학술지 '네이처'에 8일(현지시간) 실렸다. 텔로미어가 짧아진 세포를 제거하는 것은 암 발병을 막는 중요한 작용이다. 연구진은 앞서 세포 내 쓰레기를 치우는 자가포식 작용을 통해 텔로미어가 줄어든 세포가 제거된다는 사실을 밝힌 바 있다. 이번에는 사람 피부의 섬유아세포를 활용, 텔로미어가 매우 짧아지는 '세포 위기'가 발생할 때 세포 사멸이 촉발되는 과정을 보다 구체적으로 규명했다. 텔로미어가 짧아지면 미토콘드리아 표면의 ZBP1과 MAVS 단백질이 활성화되며 세포를 제거하는 것으로 나타났다. 면역 작용을 할 대상을 찾는 센서 역할을 하는 ZBP1은 기능이 손상된 텔로미어에서 합성되는 특정한 RNA와 결합할 때 완전히 작용했다. 이렇게 결합한 물질은 미토콘드리아 외벽에 있으면서 선천 면역 기능의 핵심인 MAVS를 활성화했다. 제랄드 샤델 솔크연구소 교수는 "텔로미어와 미토콘드리아, 염증은 노화의 대표적 특징이며, 지금까지 주로 따로 연구돼 왔다"라며 "이번 연구는 노화와 건강 증진 연구를 위해선 이같은 특징들 간 상호작용을 연구할 필요가 있음을 보여준다"라고 말했다. 연구진은 향후 텔로미어와 미토콘드리아 간 분자 전달 경로를 대상으로 한 암 예방 및 치료법을 탐색할 계획이다.

2023.02.09 13:42한세희

아프리카서 기원한 인류, 어쩌다 이렇게 추운 곳에서 살게 됐을까

현생 인류는 아프리카에서 발생해 약 7만년 전 세계 각지로 퍼져 나갔다. 현생 인류의 친척인 호미닌 중 일부는 우리에 앞서 일찍이 추운 북반구에 살며 어느 정도 적응했지만, 이들도 출발은 아프리카였다. 사람은 따뜻한 곳에서 살던 동물이라는 말이다. 지금도 사람을 제외한 모든 영장류는 아프리카 같은 열대나 아열대 지역에 산다. 인류 역시 추운 기후에서 살도록 완전히 진화하지는 못 했다. 요 몇일 사이 강추위에 충분히 실감했을 것이다. 그럼에도 오늘날 인류는 지구 모든 곳에 흩어져 러시아 시베리아나 북유럽, 그린란드 같은 지역에도 정착했다. 추운 지역에선 기온이 낮아 소중한 에너지를 체온 유지에 써야 한다. 먹을 것을 구하기 힘든 겨울이 주기적으로 돌아오고, 낮이 짧아 수렵이나 사냥할 시간도 적다. 하지만 어쨌건 인간은 추위에 적응해 냈다. 비결은 불의 사용, 도구와 기술의 발달, 사회적 협력, 약간의 유전적 변화 등으로 정리할 수 있다. ■ 인류 친척 호미닌부터 시작된 추위 적응 영국 리버풀존무어대학 로라 벅 교수는 과학매체 '더 컨버세이션'에 "영국 남부 복스그로브 유적지에 대한 연구 등을 통해 호미닌이 50만 년 전에도 불과 도구를 쓰고, 사냥을 했음을 알 수 있다"라고 밝혔다. 여기에선 잘라진 흔적이 남은 뼈와 나무 창으로 뚫린 것으로 보이는 말의 어깨뼈 등이 나왔다. 고기는 칼로리가 높고 지방 함유량이 풍부하며, 동물이 있는 곳이라면 어디서건 얻을 수 있어 추운 지방에서 살아남는데 도움이 된다. 석기로 고기를 찢거나 자를 수 있고, 불로 익힐 수 있다는 것은 호미닌이 고기를 먹이로 삼는 계기가 됐다. 적어도 알려진 가장 오래된 석기가 발견된 260만년 전부터 호미닌은 이러한 변화를 겪어온 셈이다. 약 40만년 전에서 4만년 전까지 유럽과 아시아에서 살며 여러 번의 빙하기를 겪은 네안데르탈인은 체온 유지에 적합하도록 작고 다부진 체격을 가졌다. 또 이들은 동물의 가죽으로 옷과 움막을 짓고, 불을 써서 요리를 하며 나무에서 접착 성분을 얻어 도구를 만드는 등 기술적으로도 발전한 모습을 보였다. ■ 현생 인류의 적응 현생 인류 역시 다양한 방식으로 추위에 적응해 나갔다. 캘리포니아과학원의 2000년 연구에 따르면, 인류는 자외선을 통한 비타민D 합성 능력을 높이기 위해 밝은 피부색을 갖게 되었다. 또 2010년 '네이처'에 실린 덴마크 연구진 연구에 따르면, 그린란드 영구동토층에서 발견된 4천년 전 사람의 머리카락에서 체온 생성과 유지에 적합한 다부진 체격으로 만드는 유전적 변화가 포착됐다. 인류는 친척 인류와의 교배를 통해 추위를 견디는데 도움이 되는 유전자를 얻기도 했다. 티벳 사람들은 고지대의 추위에 적응하는데 적합한 EPAS1이란 유전자를 갖고 있는데, 이는 시베리아 지역에 살았던 호미닌 데니소바인에게서 온 것으로 추정된다. 또 그린란드 이누잇 사람과 데니소바인의 유전체를 비교한 결과, 체지방에서 열을 일으키는데 관여하는 TBX15와 WARS2라는 유전자에서서 유사성을 보였다. 이 역시 데니소바인 등 다른 호미닌에게서 얻은 것으로 보인다. 캘리포니아주립 어바인대학 연구진은 2004년 미토콘드리아DNA의 변이가 현생 인류의 추위 적응에 기여했다는 연구 결과를 내놓기도 했다. 미토콘드리아DNA는 세포 내 소기관으로 에너지와 열을 생산하는 공장 역할을 한다. 추운 지역으로 이주한 인류는 아프리카의 동료와는 달리 에너지인 ATP 생산을 줄이고 열을 늘이는 변이가 일어났다는 것이다. ■ 적응하는 능력이 최대 무기 하지만 이런 유전적 변화보다는 불과 도구를 사용하고 고기를 먹는 등 환경 변화에 맞춰 기술적, 사회적으로 적응하는 능력이 인류의 추위 적응에 더 큰 역할을 한 것으로 보인다. 2019년 영국 캠브리지대학 연구진이 '네이처'에 실은 논문에 따르면, 인간은 다른 영장류에 비해 기후 변화에 대응한 두개골 변이 폭이 적은 것으로 나타났다. 연구진은 "환경에 적응하는 인간의 능력이 기후 변화에 따른 위험을 경감하고, 진화의 열쇠 역할을 했기 떄문으로 보인다"라고 밝혔다. 인간은 시간이 오래 걸리는 생물학적 진화보다는 빠르게 채택할 수 있는 행동 변화에 집중하며 추운 지역까지 영역을 넓힐 수 있었던 셈이다.

2023.01.27 14:48한세희

건국대, AI로 암·노화 연결고리 풀었다

건국대학교는 의과대학 의학과 김성영 교수 연구팀이 영국 캠브리지대학 유전학과와 공동으로 암과 노화의 연결고리를 풀어낼 핵심 기능 유전체 지도를 구축했다고 18일 밝혔다. 김성영 교수 연구팀이 자체 개발한 인공지능(AI) 알고리즘을 이용한 이번 연구는 발암 프로세스 핵심 인자와 생물경로를 발굴해 암을 제어하는데 새로운 패러다임을 제시했다는 평가다. 암세포는 정상적인 노화과정에서 벗어나 죽지 않고 영구 분열하는 특징이 있다. 발암유전자를 세포에 과발현하면 세포가 증식하지 않고, 오히려 종양억제 유전자가 발현해 세포주기가 영구적으로 억제된다. 이 현상을 '발암유전자 유도에 의한 노화(OIS·Oncogene-induced senescence)'라고 한다. 지금까지 암 유전자가 발현했을 때 세포노화가 일어나는 분자생물학적 기전은 정확하게 밝혀져 있지 않지만, 암처럼 무한하게 증식하려면 이러한 노화 신호를 극복해야 한다. 때문에 OIS 기전은 암 발생 시 나타나는 중요한 내재적 방어 기전으로 알려져 있다. 연구팀은 AI 기반 메타분석과 암유전체 빅데이터 분석을 통해 OIS가 단순히 실험실에서만 나타나는 것이 아니라, 암 조직에서 나타나는 주요한 전사체 표현형임을 규명했다. 또 OIS 경로를 통한 암 제어와 항암 치료제 개발 사례는 없어 이번 연구 결과를 바탕으로 더욱 근본적인 항암 치료제를 개발할 수 있을 것으로 기대된다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구사업 및 바이오·의료기술개발 사업의 지원을 받았다. 해당 연구 성과는 노화 및 노인병 분야의 세계적인 학술지인 'ARR(Ageing Res. Rev., IF=11.78)' 최신호에 온라인 게재됐다. 한편, 김 교수 연구팀은 최근 2년간 이번 논문을 비롯해 4편의 논문을 포스텍 '한국을 빛낸 사람들(한빛사)'에 연속으로 등재하는 등 빅데이터를 활용한 AI 융합 연구의 세계적인 리딩 그룹으로 인정받았다.

2023.01.18 16:48주문정

대한암협회, 희귀 유전자 변이 폐암 집중 온라인 강의 진행

대한암협회는 폐암 질환 인지도 및 환자 권익 향상을 위한 '아는 만큼 가까워지는 폐암 이야기(이하 아가폐) 캠페인' 시즌2의 일환으로 희귀 유전자 변이 폐암 환자를 위한 유튜브 특강 시리즈 '미스터케이(MR K; KRAS, MET, RET) 마스터 클래스'를 공개했다고 12일 밝혔다. 최근 희귀 유전자 변이 폐암 표적치료제의 잇따른 등장으로 치료할 수 있는 유전자 변이의 폭이 넓어진 만큼, 폐암 환자들이 진단 시부터 본인의 유전자 변이에 대해 관심을 갖고 새로운 치료 기회를 모색하는 것이 더욱 중요해지고 있다. 이러한 배경으로 대한암협회가 직접 기획, 제작한 총 3편의 미스터케이(MR K; KRAS, MET, RET) 마스터클래스 영상은 12일부터 오는 26일까지 매주 목요일, 한 편씩 대한암협회 공식 유튜브 채널을 통해 차례로 공개된다. 12일 공개된 1편에서는 연세암병원 폐암센터 종양내과 홍민희 교수가 출연해 폐암에서 유전자 변이 검사의 필요성을 알리고 유전자 변이의 개념부터 검사 결과지 해석 방법까지 상세히 소개한다. 영상에서 홍민희 교수는 “특정 유전자 변이에 적합한 표적항암제를 사용하면 높은 치료효과는 물론, 적은 부작용을 기대할 수 있어 환자 본인의 유전자 변이를 정확하게 파악하고 치료하는 것이 중요하다”고 강조했다. 추후 공개될 2, 3편에서는 삼성서울병원 혈액종양내과 이세훈 교수가 KRAS, MET, RET 변이에 초점을 맞춰 각 유전자 변이의 특성과 치료제 허가 현황, 치료제 개발의 의의와 실제 처방 경험에 기초한 긍정적인 환자 치료 사례 등을 차례로 설명할 예정이다. 이 교수는 영상을 통해 “최근 등장한 MR K(KRAS, MET, RET) 변이 폐암 치료제들은 과거에 비해 크게 발전한 의학기술의 산물이다. 진료 현장에서도 긍정적인 치료 사례가 쌓이고 있는 것처럼, 희귀 변이 폐암 환자들의 장기생존율과 삶의 질도 지속적으로 개선될 것으로 기대한다”고 밝혔다. 이번 특강 시리즈에 이어 대한암협회는 오는 2월7일 오후 7시 대한암협회 공식 유튜브 채널에서 미스터케이(MR K; KRAS, MET, RET) 변이 폐암과 관련된 실시간 온라인 특강을 진행한다. 서울아산병원 종양내과 윤신교 교수가 출연할 예정이며, 희귀 유전자 변이 폐암 환자와 보호자를 대상으로 진행된 수기 공모전 수상작을 암 투병 경험이 있는 작가가 재구성한 애니메이션 영상도 최초 공개된다. 이민혁 대한암협회 회장은 “국내 최고의 폐암 전문의들의 참여로 희귀 유전자 변이 'MR K(KRAS, MET, RET)' 폐암을 앓고 있는 환자 및 보호자들에게 최신의 투병 정보를 전할 수 있게 돼 기쁘다”며 “폐암 치료가 지속적으로 발전하면서 과거에는 치료제가 없었던 유전자 변이에 대해서도 새로운 치료 옵션들이 등장하고 있는 만큼, 대한암협회는 환자분들이 최신 의학 정보를 통해 치료 기회를 놓치지 않도록 폭넓은 유전자 변이 검사의 중요성을 계속해서 강조하고 환자들에게 실질적인 도움이 될 수 있는 다양한 기회를 적극적으로 모색하겠다”고 밝혔다. 한편 대한암협회가 2021년부터 폐암 환자를 위해 시작한 아가폐 캠페인은 시즌1에서는 국내 폐암 환자 286명을 대상으로 한 진단과 치료, 지원 등에 대한 실태조사 및 폐암 환자, 의료진, 의학전문기자 등이 참여해 폐암 치료의 현황과 향후의 방향을 모색하는 '아가폐 웨비나'를 통해 폐암 치료 환경 개선을 위한 깊이 있는 논의의 장을 마련한 바 있다.

2023.01.12 16:34조민규

블록체인처럼 세포 활동도 기록한다

나무가 성장하며 겪은 일이 나이테에 새겨지듯, 세포에서 일어나는 활동들을 기록해 이미지로 확인하는 기술이 개발됐다. 기억 형성이나 약물에 대한 반응 등 세포에서 일어나는 현상을 시간 흐름에 따라 볼 수 있게 돼 생명공학 연구에 새로운 가능성을 제시할 전망이다. 미국 MIT 연구진은 세포가 일종의 '단백질 사슬'을 지속적으로 만들게 하고, 세포 내 활동이 일어날 때마다 관련 기록이 저장된 단백질이 여기에 계속 추가되도록 세포를 조작했다. 후에 이 단백질 사슬에 염색을 하고 광학현미경으로 관찰하면 시간 순서에 따라 세포에 어떤 일이 일어났는지 알 수 있다. 이 연구는 학술지 '네이처 바이오테크놀로지(Nature Biotechnology)'에 2일(현지시간) 실렸다. 세포는 다양한 유전자나 세포 경로를 활성화하며 기능을 수행한다. 우리 몸의 장기나 신체 수준에서 이런 활동은 몇 시간 또는 몇 주에 걸쳐 일어나기도 한다. 이를 연구하기 위해 세포 안 단백질이나 분자 등의 영상을 촬영하지만, 마치 스냅사진처럼 한 순간만 포착할 수 있어 시간 흐름에 따른 변화를 연구하긴 어렵다. 또 다양한 종류의 수많은 세포들을 한꺼번에 관찰하기에도 적합하지 않다. 이를 해결하기 위해 연구팀은 단백질 조각을 지속적으로 만들고 이를 이어붙여 세포 속 활동을 기록하는 방법을 개발했다. 이들은 긴 필라멘트 모양으로 스스로 조립하는 단백질 조각을 인공적으로 만들었다. 한 종류의 단백질은 세포 안에서 계속 생성되도록 하고, 다른 종류의 단백질은 특정한 활동이 일어날 때만 생성되도록 유전적으로 조작했다. 각 조각은 HA와 V5라는 두 가지 항원결정기 중 하나를 갖도록 했다. 항원결정기란 항원에서 항체가 결합하는 특정 부위를 말한다. 이들 항원결정기는 다른 종류의 형광 항원에 결합한다. 시간이 흐른 후 세포 조직을 뗴어내면, 염색된 색깔만 보고 특정 세포 활동이 일어난 과정을 볼 수 있게 된 것이다. 연구진은 배양한 신경세포에서 새로운 기억의 저장에 관여하는 c-fos라는 유전자가 발현될 때 V5를 가진 단백질 단편이 나타나게 했다. HA를 가진 단백질 조각 사이에서 V5를 가진 단백질이 나타나는 부분을 찾으면 기억 관련 활동이 일어난 때를 알 수 있다. 이 방법은 쥐를 대상으로 한 실험에서도 검증됐다. 특정 약물에 노출되면 단백질 사슬을 생성하도록 쥐의 뇌를 조작했다. 연구진은 후에 뇌 조직을 광학현미경으로 분석, 뇌가 약에 노출된 때를 파악할 수 있었다. 논문 제1저자인 창양 링후 전 MIT 연구원은 "단백질 자가조립을 모든 세포의 활동 기록에 활용할 수 있게 하고 싶다"라며 "세포 활동의 한 순간만 기록하는 것이 아니라 나이테처럼 과거 역사를 기록할 수 있다"라고 말했다. 연구진은 현재 몇일 수준인 기록 기간을 늘이는 연구를 진행할 계획이다. 또 여러 종류의 단백질 조각을 동시에 적용, 기록할 수 있는 활동의 종류도 확대한다는 목표다.

2023.01.03 10:22한세희

추형욱 SK E&S 사장 "환경 변화에도 생존 경쟁력↑…'그린 포트폴리오' 가속"

추형욱 SK E&S 사장이 2023년 신년사를 통해 "어떠한 환경 변화에도 생존할 수 있는 본원적 경쟁력을 바탕으로 '그린 포트폴리오'로의 전환을 가속화하겠다"고 2일 밝혔다. 추 사장은 이날 신년사에서 최근의 급변하는 경영 환경을 언급하며 “다양한 환경 변수를 시나리오로 만들고 각 시나리오별 대응방안을 사전에 수립해 실행함으로써 어떠한 환경 변화에도 생존하고 경쟁력을 확보할 수 있는 체계를 준비해야 한다”고 강조했다. 이어 “2023년은 기업가치 제고와 연계한 '그린 포트폴리오'로의 전환을 지속 추진해 나가는 해가 될 것”임을 밝히면서 ▲카본 네츄럴 LNG 사업으로의 전환 가속 ▲안정적 수요에 기반한 수소사업 확대 및 신시장 개척 ▲재생에너지 사업의 차별화된 가치 창출 ▲글로벌 탑티어 에너지솔루션 사업자로의 도약 등을 주요 과제로 제시했다. 추 사장은 끝으로 “SK E&S는 새로운 미래를 만들어 가고 있으며 그 과정에서 지난함이 느껴질 때도 있겠지만 강인하고 한결 같은 모습으로 우리의 길을 묵묵히 가다보면 어느 새 우리가 꿈꾸는 미래가 현실이 되어 있음을 보게 될 것”이라고 밝혔다.

2023.01.02 15:34이한얼

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