세브란스병원 김응권 교수팀
검은 눈동자에 흰 반점이 생겨 실명에 이르는 유전병인 ‘아벨리노 각막 이영양증(異營養症)’을 치료할 수 있는 수술법이 세계 처음으로 국내 의료진에 의해 개발됐다.
이에 따라 국내에서 3백40명 중 한명꼴로 발생,현재 10만여명에 이르고 있는 아벨리노 각막 이영양증 환자를 치료할 수 있는 길이 열렸다.
연세의료원 세브란스병원 안과 김응권 교수와 정소향 교수 팀은 아벨리노 각막 이영양증 환자 3명을 대상으로 결막에 있는 혈관을 각막 주위로 이식해 수술한 결과 각막에 생긴 흰 반점이 줄어들면서 시력이 크게 향상되고 명암 구분 능력이 크게 높아졌다고 밝혔다.
김 교수는 혈청에 있는 특정 성분이 흰 반점을 없애고 반점이 새로 생기는 것을 막는 것으로 밝혀졌으며 현재 그 성분이 무엇인지를 찾고 있다고 설명했다.
이영양증은 ‘BIGH3’이라는 유전자 때문에 발생하는 질환으로, 대부분 12세 이후에 증상이 나타나지만 그 이전이라도 유전자 검사를 하면 발병 여부를 확인할 수 있다.
김 교수는 이 병을 앓고 있는 환자가 라식 수술을 받을 경우 상태가 악화될 수 있으므로 주의해야 한다고 지적했다. 그는 또 이 병은 유전질환이므로 부모 가운데 한 명이라도 이 질환이 있다면 전체 가족이 눈 검사를 받는 게 좋다고 덧붙였다.
충북농업기술원 ‘고가토’개발
고추·가지·토마토 한 줄기에
고추와 가지, 토마토를 접목시킨‘고가토’가 개발돼 세 가지 열매가 탐스럽게 열렸다. 충북도농업기술연구원은 2m 높이의 고가토에 최근 세가지 열매가 열렸다.
고가토는 고추와 가지, 토마토가 모두 가지과 식물로 친화성이 있다는 데 착안돼 탄생했다.
도농업기술원 전정옥 연구사는 지난 2월 고추씨앗을 파종해 생산한 묘종을 3개월 뒤 화분에 이식한 뒤 지난 7월 고추줄기에 가지와 토마토를 접목했다.
이어 온도와 습도 조절을 통해 결실시기가 다른 고추와 가지, 토마토가 한꺼번에 열매를 맺도록 했다. 최근 고가토에는 빛깔이 제각각인 40여개의 고추와 각각 10여개의 가지와 토마토가 열려 화려함과 풍성함을 더해주고 있다.
세포 수백배 배양후 피부이식
색소 세포 넣어 피부색 같게
피부 이식이 잘 되고, 생존율이 좋은 인공피부가 개발됐다. 원자력의학원 생체조직재생연구실 손영숙 박사팀은 최근 환자 자신의 세포를 실험실에서 대량으로 키워 이식할 수 있는 인공피부를 개발했다고 발표했다.
인공피부는 주로 화상 환자 치료용으로 사용되는 것으로, 이식하려는 사람의 피부세포로 배양해 거부 반응이 거의 없다. 손 박사팀이 개발한 인공피부는 환자 피부에서 가로. 세로 각각 1㎝를 떼어내 2주간 실험실에서 키우면 600㎠의 크기가 될 정도로 성장률이 뛰어나다. 이는 적은 양의 세포로 넓은 부위의 화상 등을 치료할 수 있다.
현재 전임상연구를 완료하고 식약청에 시판 허가를 신청했다. 인공피부의 경우 실험실에서 키워냈더라도 시술이 어렵고, 생착률이 낮은 단점이 컸다. 또 인공피부가 없을 때는 몸의 다른 부위의 피부를 떼어내 이식했다.
그러나 손 박사팀이 개발한 인공피부는 피부 표피층과 진피층이 한꺼번에 재생되도록 한 것으로 기존에 두 번에 걸쳐 하던 인공피부 시술을 한번으로 줄였다. 이에 따라 환자의 고통을 줄이고, 수술비용도 덜 들게 됐다. 특히 피부색이 제대로 재현되도록 색소 세포도 넣었다.
이는 백반증 치료 등에 응용할 수 있을 것으로 기대된다. 또 인공피부에 혈관이 생기는 것도 확인했다. 손 박사팀은 인공피부의 생착률을 높이기 위해 인공피부를 주기적으로 잡아당겨 주는 등 훈련을 시켰다. 그렇게 하면 성장 속도가 5배로 빨라지며, 상처 부위에 잘 달라붙는다.
인간유전자수 파리와 비슷
최대 2만5천개 네이처발표
인간의 유전자가 당초 알려진 3만2천여개보다 1만개 정도 적은 2만2천개 정도로 보인다고 인간게놈 연구팀이 밝혔다. 미국·중국·일본·영국·프랑스·러시아 등 6개국 연구진으로 구성된 인간게놈 연구팀은 영국 과학지 네이처에 발표한 논문에서 “인간게놈 염기 31억개의 배열 중 분석 대상이 된 29억개를 99.999%의 정밀도로 배열하는 데 성공했다”며 이같이 밝혔다.
이 같은 유전자 숫자는 쥐나 토끼 등 포유류는 물론 1만∼2만개로 추정되는 파리와도 큰 차이가 없는 수준이다. 연구팀은“그동안 복수로 여겨졌던 일부 단백질 형성 지시 유전자가 1개로 판명되는 등 당초 알려진 숫자보다 적은 것으로 확인됐다”며 “다만 일부 단백질을 만드는 유전자는 명확히 규명되지 않아 최대 2만5천개가 될 가능성도 있다”고 밝혔다.
연구팀은 “인간이 다른 포유류와 유전자수가 비슷하면서도 고등생물인 것은 유전자 움직임을 조절하는 복잡한 조직을 갖고 있기 때문”이라고 설명했다. 일본 연구팀 관계자는 “게놈상 해명되지 않은 정보가 아직 많다”면서도 “이번 배열 성공으로 의료를 비롯해 생명과학 발전에 속도가 붙을 것”이라고 기대했다.
맞춤아기 골수 이용
희귀병 치료 성공
영국에서 맞춤아기(Designer Babe)를 이용한 희귀병 치료가 성공했다. 세필드 아동병원은 지난 20일 ‘다이아몬드 블랙팬 빈혈(DBA)’이란 희귀병 환자인 찰리 휘테커(6)가 맞춤아기로 태어난 동생 태반에서 추출한 세포를 이식받고 정상을 회복하고 있다고 밝혔다.
영국의 HFEA(임신배아위원회)는 올해 초 맞춤아기를 이용한 치료를 허용키로 결정했으며, 이에 따라 영국에서는 찰리 등 4명의 어린이가 그 치료를 기다려왔다.
찰리의 경우 유전자 결함으로 스스로 적혈구를 생산하지 못해 매일 약물주사를 맞고 3주에 한번씩 수혈을 받아 생명을 유지해왔다.
치료를 위해 자신과 조직이 일치하는 골수를 이식 받아야 했지만 찰리의 부모와 여동생 가운데 일치하는 사람이 없어 치료를 받지 못했다. 찰리의 동생인 맞춤아기 제이미는 시험관 수정으로 만들어진 배아 가운데형과 조직이 가장 맞아 선택된 경우다.
세필드 아동병원의 에이제이 보라 박사는 “찰리의 골수가 정상적으로 적혈구를 만들어내고 있다. 100% 확신하려면 아직 더 지켜봐야겠지만 현 단계로서는 치료가 다 된 것으로 생각한다”고 말했다.
찰리의 어머니 미셀 휘테커는 “찰리가 완전히 다른 아이가 됐다. 힘이 넘친다. 너무 기쁘다”라고 말했다. 맞춤아이 탄생을 지지해온 맨체스터대학의 윤리학 교수 존 해리스는 “허용결정을 한 HFEA가 먼저 축하를 받아야 한다. 그들이 허용 방침을 정하지 않았다면 우리는 한 아이의 죽음을 맞았을 것이다.
그러나 지금은 건강한 두 아이를 보고 있다. 맞춤아기 허용은 더 이상의 설명이 필요 없는 정당한 결정이었다”고 말했다.
그러나 이에 반대해온 단체인 ‘유전공학에의 경고(Human Genetics Alert)’소속 데이빗 킹은 “맞춤아기의 탄생은 다른 목적을 위한 수단이다. 인간의 생명이 그 자체로 목적이 되지 못한다는 것은 심각한 문제”라고 비판했다.
남극세종기지 미생물 2종 발견
‘찬물세제’등 상업적 가치 커
남극 세종기지 부근에서 새로운 미생물 2종이 국내 연구진에 의해 발견돼‘국제미생물분류학회지’에 공식 등록됐다.
국내 연구진이 남극에서 학계에 알려지지 않은 새 미생물을 발견해 공인 받기는 이번이 처음이다.
서울대 천종식(생명과학부) 교수와 한국해양연구원 극지연구소 윤호일 박사팀은 “이번에 발견된 미생물은 영상 5도에서도 잘 자라는 호랭성 세균”이라면서 “세종기지를 의미하는‘세종기아(Sejongia)’에 지난해 말 남극에서 숨진 고(故) 전재규씨의 성(姓)과 남극(antarctic)을 붙여‘세종기아 전니아이(Sejongia jeonii)’와‘세종기아 안타르티카(Sejongia antarctica)’라는 학명(學名)을 붙였다”고 밝혔다.
연구팀은 지난 2002년부터 남극의 미생물 탐색을 시작해 이번에 공인받은 2종을 포함, 모두 15종의 신종 미생물을 확보했다. 이 중에는 영상 4도에서 가장 잘 자라는 극저온 미생물도 포함돼 있는 것으로 알려졌다.
극지연구소 이홍금 박사는 “호랭성 세균의 생체반응 조절 단백질을 이용하면 기존처럼 값비싼 화학물질을 사용하지 않고도 온도만 바꿔 발효 공정을 조절할 수 있다”고 설명했다.
미국에서는 이 세균을 이용, 찬물에서 이용할 수 있는 세제가 개발됐다. 이번에 연구팀이 찾아낸 신종 미생물은 과학기술부 프런티어사업단을 통해 국내 연구자와 기업에 무상으로 제공될 예정이다.
천종식 교수는 “상업가치가 큰 미생물은 아주 높은 온도에서 자라는 호열성(好熱性)이거나 이번처럼 호랭성인 종들이 대부분”이라며 “특히 남극의 호랭성 세균은 우리에게 안성맞춤인 연구 대상”이라고 말했다. 호열성 세균은 주로 외국의 화산지대에서 발견되지만 국제협약에 따라 외국에서 발견한 경우에는 특허를 신청할 수가 없다.
또 심해의 용암지대에 사는 세균은 개발비가 막대하다. 반면 호랭성 세균은 바다나 토양 샘플만 채취하면 되고, 남극이 어느 나라의 소유도 아니어서 우리에게 적합하다는 설명이다.
보성서 공룡뼈 화석 발굴
공룡알 130개·둥지 15개도
전남 보성군 득량만 해안에서 국내 최초로 완벽한 형태의 공룡뼈 화석이 발견됐다. 문화재청과 전남대 한국공룡연구센터는“보성군 득량면 비봉리 공룡알 화석지에 대한 발굴 및 학술조사 도중 완벽한 형태를 갖춘 공룡뼈 화석을 발굴했다”고 밝혔다.
지금까지 우리나라에서 공룡 발자국 화석과 뼈 파편은 다수 발굴됐지만 전신 복원이 가능한 형태의 공룡뼈 화석이 발굴된 것은 이번이 처음이다.
현재까지 확인된 골격은 견갑골 상완골 오훼골 흉골 등 4개 부위 좌우 한 쌍과 등골 8개, 갈비뼈 9개 등이며 주변 암석 덩어리에서 뼈 표본처리 작업을 계속 진행하고 있어 앞으로 더 많은 골격화석이 발굴될 전망이다. 이번 발굴조사에서는 15개의 공룡알 둥지와 130여개의 공룡알도 함께 발굴됐다.
연구센터측은 연대측정 결과, 공룡뼈가 발굴된 화석지는 중생대 백악기 후기(약 8천만년전)로 추정되며 공룡뼈는 동아시아에서 주로 서식하는 초식공룡인 하드로사우루스류로 보인다고 밝혔다.
센터측은 “이 공룡은 길이가 약 2m로 부화한 지 1년이 지나지 않은 새끼공룡” 이라며 “같은 지층에서 수많은 공룡알이 함께 발굴된 것으로 미뤄 새끼공룡은 다 자랄 때까지 어미공룡의 보살핌을 받는다는 가설을 뒷받침하고 있다” 고 설명했다.
한국공룡연구센터 허민 소장은 “백악기 시대 우리나라에 어떤 공룡이 살았는지 등을 확실히 알려주는 중요한 자료로 평가된다”며“견갑골 등 골격형태가 지금까지 알려진 공룡들과 크게 달라 새로운 종으로 이름 붙여질 가능성도 높다”고 말했다.
잠자는 모습의 공룡 첫 발견
1억3천만년 전의 공룡 화석
공룡화석이 많이 발굴되고 있는 중국 랴오닝(遼寧)성 베이퍄오에서 잠자는 모습을 한 1억3천만년 전의 공룡 화석이 발견됐다고 발굴작업에 참여한 과학자들이 말했다.
‘잠자는 공룡’이란 뜻의 메이룽(寐龍)으로 명명된 이 화석 속 공룡은 두발에 키는 53㎝정도로 비교적 큰 새의 몸집을 하고 있다. 특히 새가 잠자는 것처럼 팔 밑에 머리를 놓고 몸을 웅크린 형태를 보여주고 있다.
이 때문에 이 화석공룡은 현생 조류의 시조로 추정되고 있다. 발굴을 주도한 중국과학원의 쉬싱 박사는 “이번에 발견한 화석공룡은 잠자는 형태로 발견된 최초의 공룡”이라며 “골격을 이루는 모든 뼈가 그대로 있는 등 보존상태가 매우 완벽해 살아 있는 것 같다”고 말했다.
메이룽은 평화로운 상태에서 급사한 것으로 추정되고 있다. 쉬 박사는 메이룽은 목이 뒤로 늘어진 채 발견되는 일반적인 공룡화석과는 다른 자세를 취하고 있는 점으로 미뤄 볼 때 잠자다가 정확히 알 수 없는 이유로 갑자기 죽은 것으로 보인다고 말했다.
메이룽은 화산재에 파묻히면서 산소공급이 끊겼거나 동굴 등에서 자다가 천장이 갑자기 무너져 내려 죽었을 가능성이 있다고 쉬 박사는 추정했다.
혈우병 치료물질 생산
藥돼지 국내개발
고가(高價)의 혈우병 치료 물질을 생산하는 돼지가 탄생했다. 농촌진흥청 축산연구소는 바이오 벤처회사인‘IN2 GEN’과 공동으로, 형질을 변환시켜 젖을 통해 혈우병 치료제인‘폰 빌리브란트 인자(vWF:von Willebrand Factor)’를 생산하는 돼지를 개발했다고 밝혔다.
농촌진흥청은 “혈우병의 80~85%를 차지하는 A형 혈우병은 체내 혈액 응고에 꼭 필요한 요소인 제8인자와 폰 빌리브란트 인자가 생성되는 과정에 문제가 생겨 발생한다”며 “지금까지 제8인자를 보유하고 있는 형질 전환 동물은 미국의 돼지와 독일의 면양이 있었으나 폰 빌리브란트 인자를 보유한 돼지는 국내에서 세계 최초로 개발됐다”고 밝혔다.
가뭄·고온 견디는 감자
유전자 변형기술 첫 성공
가뭄과 냉해·고온 등 이른바 ‘환경 스트레스’에 잘 견디는 유전자 변형 감자·고구마가 국내에서 처음으로 개발됐다. 유전자 변형 기술이 전 농작물로 확대 적용될 경우 식량자급률을 크게 높일 수 있게 될 전망이다.
한국생명공학연구원 곽상수 박사팀은 “환경 스트레스에 잘 견디게 하는 식물 유전자를 엽록체에 끼워 넣어 독성 물질인 활성산소에 잘 견디도록 하는 유전자 변형 감자와 고구마 개발에 성공했다”고 밝혔다. 특수 유전자를 엽록체에 끼워 넣는 기술은 고난도 생명공학 기술이며, 이 때문에 유전자 변형 감자·고구마 개발은 세계적으로도 드문 일로 평가받고 있다.
생물체는 병원균 침입 등 환경적인 스트레스를 받을 경우 활성 산소가 만들어져 세포에 손상이 일어나며, 이 때문에 각종 질병과 노화의 원인이 된다고 곽 박사팀은 설명했다. 곽 박사는 “활성 산소 제초제를 일반 작물과 유전자 변형 작물에 뿌린 결과, 일반 작물은 대부분 죽었지만 유전자 변형 작물은 건강한 상태를 유지했다”고 말했다.
연구팀은 서늘한 곳에서 자라는 감자와 따뜻한 곳에서 자라는 고구마에 각각 고온과 저온이라는 환경스트레스를 줬을 때도 유전자 변형 작물은 잘 견딘다는 사실을 확인했다”고 밝혔다.
곽 박사는 “환경스트레스가 심할 경우 작물 수확량은 최대 30%까지 감소한다”며 “이번에 개발된 기술과 유전자는 다른 식물에도 적용할 수 있어 식량자급률 향상에 기여할 수 있을 것”이라고 기대했다.
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