겨울에서 봄으로 넘어갈 때나 가을에서 겨울로 넘어가는 환절기에는 몸에 이상을 호소하는 사람들이 많습니다.여느 때보다 병원을 찾는 이들도 많다고 합니다. 계절이 바뀌면서 체내 호르몬 분비의 변화 뿐만 아니라 흔히 생체리듬이라고 하는 생체시계의 변화 때문이기도 합니다. 이런 생체시계의 변화로 인한 후유증은 긴 휴가를 보내고 일상으로 복귀할 때도 마찬가지로 나타난다. 이 때문에 지난달 초 긴 추석 연휴 끝에 연휴 후유증으로 출근과 등교를 어려워 하는 사람들이 많이 눈에 띄기도 했다. 실제로 사람들은 태어날 때부터 누가 가르쳐 주지 않아도 날이 밝으면 잠에서 깨고 어두워지면 잠자리에 듭니다. 또 일정시간이 되면 배가 고파지는 것도 생체시계의 일종인 소위 ‘배꼽시계’가 작동해 소화효소를 배출하기 때문입니다. 사람을 비롯한 생명체들은 지구 자전으로 낮과 밤이 주기적으로 변하는 것에 맞춰 24~25시간을 주기로 일정하게 움직이는 신체리듬을 갖고 있습니다. 이 신체리듬을 ‘생체시계’(biological clock)나 ‘일주기 리듬’(Circadian Rhythm)이라고 부르는데 약 25억년 전 지구에 나타난 시아노박테리아도 24시간 주기의 생체시계를 갖고 있었다고 합니다. 지난달 2일 올해 첫 노벨상 수상자 발표인 노벨생리의학상은 초파리를 이용해 일주기 리듬을 제어하는 유전자를 분리하고 생체 시계의 작동 메커니즘을 밝혀낸 제프리 홀 미국 메인대 교수, 마이클 로스바시 브랜다이스대 교수, 마이클 영 록펠러대 교수에게 돌아갔습니다. 과학계에서 이들의 발견은 기존 생체시계에 대한 개념을 완전히 바꾼 일종의 ‘패러다임 쉬프트’로 받아들여졌습니다. 이들은 생체시계 작동에 필수적인 ‘피리어드’ 유전자를 활성화시키는데 필요한 단백질을 발견하고 빛이 생체시계와 일치하도록 만드는데 필요한 단백질들까지 발견했기 때문입니다. 피리어드 유전자가 만들어 내는 단백질 농도가 24시간 주기로 놀랄만큼 정확하게 변화함으로써 인간의 행동, 호르몬의 혈중농도, 수면, 체온, 대사 등 필수기능을 조절한다는 것입니다. 외부환경과 체내 생체시계가 일시적으로 차이를 보일 때는 시차부적응 현상 같은 단기적 증상이 나타나지만 계속 문제가 될 경우 면역계의 균형이 무너져 각종 알레르기나 자가면역질환 같은 난치성 만성질환에 시달릴 수 있게 된다고 합니다. 생체시계 교란으로 인해 면역체계가 완전히 무너질 경우 만성염증은 물론 심할 경우 패혈증으로 이어져 사망에 이르는 경우도 있다고 하네요. 그런데 의학 분야 국제학술지 ‘사이언스 중개의학’ 8일자(현지시간)에는 영국 분자생물학연구소, 케임브리지대 의대 애든브룩스 병원, 맨체스터대 부속 사우스맨체스터 아너러리 대학병원 공동연구진이 수행한 생체시계와 관련한 재미있는 연구결과가 또 하나 실렸습니다.그동안 생물학자와 신경과학자들은 생체시계가 시각 신호를 전달받고 처리하는 시신경교차상핵이라는 시상하부의 영역에만 있다고 생각해 왔습니다. 그런데 신체 다른 각 부위의 세포에도 생체시계 조절기가 있다는 것이 밝혀졌다고 합니다. 연구팀은 상처 치유에 필수적인 섬유아세포라는 피부세포를 연구했는데 이 세포들도 생체시계를 갖고 자기조절력을 발휘한다는 것을 밝혀냈습니다. 연구팀은 섬유아세포를 성장시킨 피부세포를 실험접시에 놓고 8시간 간격으로 상처를 낸 다음 치유되는 과정을 살펴봤습니다. 생체시계 작동 시간이 다른 때를 잡아 상처를 내고 치료 속도와 과정을 살핀 것입니다. 그 결과 낮에 입은 상처가 밤에 난 상처보다 빨리 치유된다는 사실을 알게 된 것이지요. 실험접시의 실험에서 벗어나 실제 생쥐에게 서로 다른 생체시계 시간에 상처를 내고 치유과정을 살펴본 결과도 마찬가지였다고 합니다. 상처 치유를 위한 단백질이 낮시간에 더 활발히 작동한다는 것입니다. 상처치유 단백질도 밤 시간에는 잠이 든다는 얘기로 볼 수 있습니다. 연구진은 국제화상상해 데이터베이스를 조사한 결과 야간 화상환자가 낮 화상환자보다 치유기간이 평균 11일 이상 더 오래걸린다는 사실도 확인했습니다. 존 오닐 분자생물학연구소 박사는 “이번 연구를 통해 상처 발생시간이 치유속도에도 관여한다는 사실을 알게 됐다”며 “추가적이고 좀 더 명확히 통제된 임상시험을 해봐야겠지만 이 연구결과 대로라면 개인의 일주기 리듬에 맞춰 수술을 하는 것이 회복기간도 줄이고 회복속도를 높일 수 있음을 알 수 있다”고 말했습니다. 이 연구를 보고 갑자기 궁금증이 생기네요. 타인에게 입은 마음의 상처도 밤에 받은 것보다 낮에 받은 것이 더 빨리 잊혀지고 치유될까요. edmondy@seoul.co.kr

“말로만 백세 시대가 아니라 곧 기대수명 110세 시대가 될 것이다. 과학기술로 늘어난 수명을 어떻게 영위할 것인지는 인문사회학적으로 해결해야 할 문제다. 고령화 사회로의 성공적인 이행은 과학기술과 인문학이 함께해야 해결될 수 있는 문제다.”인구통계 분야의 세계적 석학으로 알려진 장 마리 로빈 프랑스 국립보건의학연구소 및 파리 국립고등연구소 교수는 30일 서울 강남 코엑스에서 열린 ‘노벨 프라이즈 다이얼로그 서울 2017’에 참석해 이같이 강조했다. 이번 행사는 한국과학기술한림원과 스웨덴 노벨미디어가 공동으로 개최한 행사로 ‘다가오는 고령사회’라는 주제로 열렸다. 로빈 교수는 “지난 200년 동안 인류의 생존 곡선 그래프를 분석한 결과 인류의 기대수명이 110세가 될 날이 그리 멀지 않았다”며 “이른바 ‘장수혁명’이 2015년부터 일어나고 있는 것으로 보인다”고 말했다. 지난해 미국 앨라배마 버밍엄대 스티브 오스태드 교수가 “2150년이 되면 인류의 기대수명은 150살이 될 것”이라고 주장한 것과 같은 맥락이다. 로빈 교수를 비롯해 이번 행사에 참여한 노벨상 수상자 5명과 30여명의 노화 관련 세계적인 석학들은 지난 2000년 동안 인류가 찾아 헤맸던 ‘노화’의 비밀이 풀려 가고 있다고 강조하며 고령화 시대를 대비하려면 기술적 대비뿐만 아니라 인문사회학적 대비도 필요하다고 입을 모았다. 한국 노화연구의 대표 주자로 꼽히는 박상철 대구경북과학기술원(DGIST) 교수는 “DNA 연구가 노화 과학의 새로운 패러다임을 열었다”며 “사람의 몸속에 있는 젊은 세포와 노화 세포의 차이점에 대해 명확히 알게 되면서 노화의 시계를 되돌리는 연구들이 활발히 진행되고 있다”고 소개했다. 박 교수는 “노화된 세포에 줄기세포를 넣어 회춘시키는 연구가 동물실험에서는 벌써 성공했다”고 언급했다. 1993년 노벨생리의학상을 받은 리처드 로버츠 미국 노스이스턴대 교수는 장내 미생물이 노화에 영향을 미칠 수 있다는 사실에 주목하고 있다. 로버츠 교수는 “퇴행성 뇌질환인 파킨슨병도 위장 내 서식하는 미생물이 영향을 미친다는 연구결과가 있다”며 “장내 미생물은 일반 건강은 물론 기대수명과 건강수명을 모두 늘릴 수 있을 것”이라고 말했다. 그는 또 “노화연구는 다시 젊어지겠다는 것이 아니라 늙는다는 이유 때문에 삶의 질이 하락하지 않도록 노화의 메커니즘을 이해하고 죽는 순간까지 건강하게 사는 방법을 찾는 것에 좀더 초점을 맞출 필요가 있다”고 조언했다. 1988년 노벨화학상 수상자인 로베르트 후버(80) 독일 뮌헨공대 명예교수는 “과학기술의 발달로 살아 있는 세포 안을 훤히 볼 수 있고 복잡한 단백질 구성도 쉽게 이해할 수 있지만, 노화연구는 아직 터널 안을 지나고 있는 것처럼 확실히 앞에 뭐가 있다는 말을 하기는 어렵다”며 노화연구의 현주소를 진단했다. 후버 교수는 “시간이 갈수록 노화를 극복할 수 있는 혁신적인 방법이 나올 수도 있을 것”이라며 “아직 깜깜한 터널 안이지만 이제 곧 환한 터널 밖으로 나갈 수 있게 될 것”이라고 말했다. 행사에 참석한 노벨상 수상자들은 과학기술이 고령화 문제를 해결할 수 있는 유일한 방법은 아니지만 기초과학에 대해 꾸준한 투자를 하는 것이 고령화 문제를 해결하는 데 중요한 실마리를 마련해 줄 수는 있을 것이라고 입을 모았다. 특히 양자컴퓨터의 아버지로 불리는 2012년 노벨물리학상 수상자 세르주 아로슈(73) 콜레주 드 프랑스 교수는 “양자기술이 실생활에 쓰이기까지는 아직 넘어야 할 산이 많은 만큼 고령화 사회에 양자기술이 어떤 영향을 미칠지 예측하기는 쉽지 않다”며 “1945년 핵자기공명기술이 개발됐을 때 현재 같은 MRI 기술로 활용될지 아무도 예상을 못 했던 것처럼 양자기술처럼 기초과학에 꾸준히 투자하다 보면 어떤 방식으로든지 결실이 나올 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

노벨상 수상자들과 세계적인 석학들이 보는 고령사회의 미래는 어떤 것일까.한국과학기술한림원은 스웨덴 노벨미디어와 함께 30일 서울 강남 코엑스에서 ‘다가오는 고령사회’라는 주제로 ‘노벨 프라이즈 다이얼로그 2017’ 행사를 열어 세계적인 석학들이 생각하는 다양한 측면의 고령화 사회에 대한 의견을 들었다. 이번 행사는 과기한림원이 30일부터 다음달 1일까지 사흘간 개최하는 ‘코리아 사이언스 위크 2017’의 일환으로 열렸다. 이번 행사에는 노벨상 수상자 5명과 함께 30여 명의 노화 관련 세계적 석학들이 참석해 고령화의 생물학적, 철학적 의미 뿐만 아니라 기술적 대비에 대한 주제강연과 열띤 토론을 벌였다. 주제발표와 토론에 앞서 기자들과 만난 마티아스 피레니어스 노벨미디어 CEO는 “고령화는 한국 뿐만 아니라 많은 나라들에서 중요한 이슈”라며 “과학과 의학의 발달로 100세 이상 살아야 하는 장수 시대가 되면서 고령화라는 문제는 단순히 인문학이나 과학 어느 한 쪽만의 해법으로 풀어나갈 수 없다”고 강조했다. 1988년 노벨화학상 수상자인 로베르트 후버(80) 독일 뮌헨공대 명예교수는 “과학기술의 발달로 살아있는 세포 안을 훤히 볼 수 있고 복잡한 단백질 구성도 쉽게 이해할 수 있지만 노화연구는 아직 터널 안을 지나고 있는 것처럼 확실히 앞에 뭐가 있다라는 말을 하기는 어렵다”며 노화연구의 현주소를 진단했다. 후버 교수는 “시간이 갈수록 노화를 극복할 수 있는 혁신적인 방법이 나올 수도 있을 것”이라며 “아직 깜깜한 터널 안이지만 이제 곧 환한 터널 밖으로 나갈 수 있게 될 것”이라고 말했다. 1993년 노벨생리의학상을 수상한 리처드 로버츠(74) 미국 노스이스턴대 교수는 “노화는 자연적인 생명주기 현상으로 마치 질병처럼 다뤄 치료하고 젊음을 되찾는 일은 쉽지 않을 것”이라며 “노화연구는 다시 젊어지겠다는 것이 아니라 늙는다는 이유 때문에 삶의 질이 하락하지 않도록 노화의 메커니즘을 이해하고 죽는 순간까지 건강하게 살 수 있는 방법을 찾는 것에 초점을 맞춰야 한다”고 말했다. 행사에 참석한 노벨상 수상자들은 과학기술이 고령화 문제를 해결할 수 있는 유일한 방법은 아니지만 기초과학에 대한 꾸준한 투자를 하는 것이 고령화 문제를 해결하는데 중요한 단초를 마련해 줄 수는 있을 것이라고 입을 모았다. 특히 양자컴퓨터의 아버지로 불리는 2012년 노벨물리학상 수상자 세르주 아로슈(73) 꼴레주 드 프랑스 교수는 “양자기술이 실생활에 쓰이기까지는 아직 넘어야 할 산이 많은 만큼 고령화 사회에 양자기술이 어떤 영향을 미칠지 예측하기는 쉽지 않다”며 “1945년 핵자기공명기술이 개발됐을 때 현재 같은 MRI 기술로 활용될지 아무도 예상을 못했던 것처럼 양자기술처럼 기초과학에 꾸준히 투자하다보면 어떤 방식으로든지 결실이 나올 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

물리학상, 바이스 등 3인 수상 화학상, 저온전자현미경 3인 의학상, ‘생체시계’ 공로 3인 알베르트 아인슈타인의 ‘마지막 수수께끼’ 중력파의 실재를 확인해 우주의 신비를 한 꺼풀 벗긴 라이너 바이스(85) 미국 매사추세츠공과대(MIT) 명예교수와 배리 배리시(81) 캘리포니아공과대학(캘텍) 교수, 킵 손(77) 캘텍 명예교수가 노벨 물리학상을 수상했다.스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 지난 3일(현지시간) 수상자 발표 때 “중력파를 관측하는 데 성공해 우주 탄생과 진화 과정에 새로운 관점에서 접근할 수 있게 됐다”며 “천체물리학의 혁명”이라고 평가했다.바이스 명예교수 등은 대형 중력파 검출기 라이고를 통해 2015년 9월 14일 최초로 중력파를 검출했다. 중력파란 질량을 가진 물체가 움직일 때 중력의 영향으로 생기는 시공간의 일그러짐이 파도처럼 전달되는 현상으로 아인슈타인이 1916년 일반상대성이론에서 그 존재를 예측했었으나 직접 확인된 적이 없다. 4일 발표된 노벨 화학상은 ‘저온전자현미경’(Cryo-EM)을 개발해 신약개발·생화학 연구 발전에 결정적인 기여를 한 자크 뒤보셰(75) 스위스 로잔대 명예교수, 요아힘 프랑크(77) 미국 컬럼비아대 교수, 리처드 헨더슨(72) 영국 케임브리지대 교수에게 돌아갔다. 저온전자현미경이란 수분을 함유한 세포나 수용액에 존재하는 생체 고분자를 초저온 상태로 유지한 채 자연적인 상태로 관찰하는 전자현미경을 말한다. 기존 전자식 현미경에서는 강력한 전자선으로 인해 생물 시료가 손상돼 온전한 이미지를 얻는 데 어려움이 있었다. 지난 2일에는 제프리 C 홀(72) 미국 메인대 교수, 마이클 로스배시(73) 브랜다이스대 교수, 마이클 W 영(68) 록펠러대 교수가 노벨생리의학상 수상자로 선정됐다. 이들은 이른바 ‘생체시계’로 불리는 생물학적 주기 리듬을 조절하는 분자 메커니즘에 대한 발견 공로를 인정받았다. 강신 기자 xin@seoul.co.kr

올해 노벨생리의학상은 생체시계의 비밀을 밝혀낸 미국의 과학자 3명에게 돌아갔다.스웨덴 카롤린스카의대 노벨위원회는 2일(현지시간) 제프리 C. 홀(72) 메인대 교수, 마이클 로스배시(73) 브랜다이스대 교수, 마이클 영(68) 록펠러대 교수를 노벨생리의학상 공동 수상자로 선정했다고 발표했다. 이들은 생체시계로 알려진 ‘서캐디언 리듬’(24시간 주기리듬)을 통제하는 분자 기구를 발견한 공로로 노벨상의 영예를 안았다. 노벨위원회는 성명에서 “이들의 발견은 식물과 동물, 인간이 어떻게 생체리듬을 조정해 지구의 공전과 일치시키는지를 설명한다”고 선정 이유를 밝혔다. 노벨위원회에 따르면 이들 과학자는 초파리를 이용해 평상시 생물학적 리듬을 조절하는 유전자를 분리, 이 유전자가 밤 동안 세포에 축적된 단백질을 어떻게 암호화하고 낮 동안 어떻게 분해하는지를 보여줬다. 이러한 생체시계는 식물이나 동물, 인간을 포함한 다세포 유기체의 세포에서 똑같은 원리로 작동하고 있다는 사실도 확인했다. 특히 생체시계는 인간의 행동, 호르몬 수위, 잠, 체온, 신진대사와 같은 아주 중요한 기능을 통제한다는 사실도 밝혀냈다. 따라서 인간의 행복도 외부 환경과 체내 생체시계 사이의 일시적인 부조화가 있을 때 영향을 받는다고 이들은 설명했다. 예를 들어 다른 시간대를 여행할 때 시차 부적응을 경험하는 것도 이런 이유에서다. 이들의 연구 결과는 몸속 생체시계가 지배하는 리듬과 우리의 생활습관 사이에 만성적인 불일치가 다양한 질병의 위험성 증가와 관련이 있다는 점도 가리킨다고 위원회는 강조했다. 토마스 페를만 카롤린스카 의대 노벨위원회 사무총장은 로스배시 교수가 수상 소식을 전해 듣고 “잠시 침묵하더니 ‘당신 농담하는 것 아니냐’는 반응을 보였다”고 전했다. 이번 수상자들은 900만 크로나(약 12억 6000만 원)의 상금을 받는다. 노벨위원회는 생리의학상을 시작으로 물리학상, 화학상, 문학상, 평화상, 경제학상 등의 순으로 노벨상 수상자를 발표한다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

올해 노벨생리의학상은 제프리 C. 홀(72), 마이클 로스바쉬(73), 마이클 영(68) 등 미국 과학자 3명에게 돌아갔다. 스웨덴 카롤린스카의대 노벨위원회는 2일(현지시간) 이들 3명을 2017년 노벨생리의학상 공동 수상자로 선정했다고 발표했다. 이들은 생체시계를 통제하는 분자 메커니즘을 발견한 공로로 노벨상의 영예를 안았다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

세포 성장조절 과학자도 수상 노화·당뇨 등 연구에 밑거름 다음달 2일 노벨생리의학상 발표를 시작으로 ‘노벨상 계절’이 본격 시작된다. 노벨상 판도를 미리 가늠해 볼 수 있는 ‘예비 노벨상’ 수상자들도 속속 나오고 있다. 가장 먼저 미국의 노벨상이라고 불리는 래스커상 수상자가 7일(한국시간) 새벽에 발표됐다.래스커상은 자선사업가인 앨버트 래스커가 설립한 앨버트앤드메리 래스커 재단이 의학연구 장려를 위해 1946년 만든 것으로 기초의학, 임상의학, 공공서비스 3개 부문에 걸쳐 시상한다. 300여명의 역대 수상자 중 87명이 노벨생리의학상을 받아 ‘프리(pre) 노벨상’으로 불린다. 올해는 세포 성장을 조절하는 방법을 알아낸 미카엘 할(64) 스위스 바젤대 분자생물학 교수, 자궁경부암을 일으키는 인유두종 바이러스(HPV) 대항마(백신)를 개발한 더글러스 로위(75)와 존 실러(64) 미국 베데스다 국립암연구소 박사가 선정됐다. 기초의학 분야 수상자로 선정된 할 교수는 세포성장 조절 단백질로 알려진 ‘토르’(TOR)를 처음으로 발견해 노화, 암이나 당뇨 같은 질병, 뇌의 발달 등 다양한 연구의 바탕을 만든 공을 인정받았다. 임상의학 분야 수상자인 로위 박사와 실러 박사는 여성들의 자궁암 공포를 덜어준 공로를 인정받았다. 해마다 전 세계적으로 50만명이 진단받고 25만명이 사망해 여성암 사망률 2위로 지목되는 자궁경부암 예방 HPV 백신을 개발했다. 울프상, 필즈상, 아벨상 등도 프리 노벨상으로 평가받는다. 울프상은 1978년부터 이스라엘 울프재단에서 농업, 물리학, 의학, 수학, 화학, 예술 등 6개 분야에서 시상한다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

# 고양이 한 마리가 철로 만들어진 상자 안에 갇혀 있다. 상자 안에는 고양이와 함께 방사성물질이 들어 있는 가이거 계수기, 계수기와 연결된 망치, 독가스가 들어 있는 유리병이 있다. 방사성물질의 원소 한 개가 한 시간 안에 붕괴할 확률은 50%다. 방사성 원소가 한 개라도 붕괴할 경우 망치는 떨어져 유리병을 깨뜨리게 되고 독가스가 방출되면서 고양이는 죽는다. 그렇다면 이제 한 시간 뒤 상자 속 고양이는 죽어 있을까, 살아 있을까. 정답은 ‘상자를 열어 확인하기 전까지 고양이는 죽어 있는 상태와 살아 있는 상태가 섞여 있다’이다. 일반적인 사고로는 도저히 이해가 되지 않는 이 사고실험은 여전히 대학의 물리학과, 화학과 학생들을 ‘멘붕’에 빠뜨리고 있는 양자역학의 ‘슈뢰딩거 고양이’의 역설이다. 세계적인 물리학자인 스티븐 호킹마저도 ‘누군가 슈뢰딩거의 고양이 이야기를 한다면 난 조용히 총을 꺼낼 것’이라고 할 정도다.●안다는 것은 무엇?… 인식론 철학 선구 양자역학의 확률론적 해석에 대해 가장 잘 표현한 이 사고실험을 만들어 낸 사람이 바로 오스트리아 물리학자 에르빈 슈뢰딩거(1887~1961)다. 오는 12일은 슈뢰딩거가 태어난 지 130년이 되는 날로 과학계에서는 그의 업적을 되돌아보는 활동이 활발하다. 20세기 물리학 업적의 양대 산맥은 상대성이론과 양자역학이다. 이 중 상대성이론은 아인슈타인이라는 천재 한 명이 만들어 낸 것이지만 양자역학은 여러 과학자의 다양한 업적이 모여 만들어진 것이다. 원자와 관련된 거의 모든 것을 설명할 수 있는 탁월한 이론인 양자역학은 이론체계로 만들어지는 과정에서 ‘우리가 안다는 것은 무엇인가’라는 문제를 제기해 인식론이라는 철학적 발전을 이끌어 내기도 했다. 슈뢰딩거는 1926년 양자역학에서 가장 중요한 수학식인 ‘슈뢰딩거 방정식’(파동방정식)을 발표함으로써 양자역학의 체계를 완성했다는 평가를 받고 있다. 1933년 노벨상 위원회는 슈뢰딩거가 만든 파동방정식이 양자역학의 핵심적인 업적이라는 사실을 인정해 그를 노벨물리학상 수상자로 선정했다. 실제로 슈뢰딩거 방정식은 원자, 핵, 고체물리 분야에서 널리 사용되고 있다. 원자현미경의 작동 원리인 ‘터널링 현상’을 풀 때는 물론 원자력 발전이나 핵폭탄처럼 원자핵 붕괴로 에너지를 얻는 모든 분야에서는 슈뢰딩거 방정식을 빼고는 생각할 수 없다는 것이다. 이 때문에 “고전역학(뉴턴역학)에 운동방정식이 있다면 양자역학에는 슈뢰딩거 방정식이 있다”는 평가를 받고 있다. 물리학뿐만 아니라 생물학 분야에도 관심이 많았던 슈뢰딩거는 제2차 세계대전 중 독일 나치를 피해 아일랜드 더블린에서 거주하는 동안 ‘생명이란 무엇인가?’라는 책을 냈다. 생명체의 유전정보를 가지고 있는 복잡한 분자에 대한 그의 생각을 풀어낸 것으로 유전자(DNA) 발견과 분자생물학의 탄생에 기여했다고 알려져 있다. 실제로 DNA 분자구조를 밝혀내 노벨생리의학상을 받은 제임스 왓슨과 프란시스 크릭이 이 책 때문에 DNA 연구를 시작했다고 회고록에 밝히기도 했다.●스마트폰 등 우리 생활과 밀접한 관계 슈뢰딩거가 완성한 양자역학은 우리 삶과 어떤 관계가 있을까. 남순건 경희대 물리학과 교수는 “반도체가 없는 세상을 생각해 보면 양자역학이 실제로 우리 생활과 얼마나 밀접한 관계를 갖고 있는가를 알 수 있다”며 “양자역학이 없었다면 반도체, 컴퓨터는 물론 스마트폰이 존재할 수 없고 레이저, 엘리베이터 출입문 개폐장치, 최근 활발히 연구되는 양자컴퓨터는 그저 SF소설에서나 보게 됐을 것”이라고 설명했다. 양자역학은 20세기 초반 과학기술의 혁명으로 시작돼 물리학의 핵심 기둥이 됐지만 지금도 계속 진화하고 있다. 양자역학을 통해 반도체나 초전도체의 기본 메커니즘이 밝혀졌고 나노기술, 양자계산 등 새로운 방향으로 발전해 나가고 있다. 이론적으로도 양자역학과 특수 상대성이론을 결합한 양자장론(quantum field theory, QFT)은 물론 양자전기역학 등 새로운 이론이 계속 만들어지고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

#고양이 한 마리가 철로 만들어진 상자 안에 갇혀 있다. 상자 안에는 고양이와 함께 방사성물질이 들어 있는 가이거 계수기, 계수기와 연결된 망치, 독가스가 들어 있는 유리병이 있다. 방사성물질의 원소 한 개가 한 시간 안에 붕괴할 확률은 50%다. 방사성 원소가 한 개라도 붕괴할 경우 망치는 떨어져 유리병을 깨뜨리게 되고 독가스가 방출되면서 고양이는 죽는다. 그렇다면 이제 한 시간 뒤 상자 속 고양이는 죽어 있을까, 살아 있을까. 정답은 ‘상자를 열어 확인하기 전까지 고양이는 죽어 있는 상태와 살아 있는 상태가 섞여 있다’이다. 일반적인 사고로는 도저히 이해가 되지 않는 이 사고실험은 여전히 대학의 물리학과, 화학과 학생들을 ‘멘붕’에 빠뜨리고 있는 양자역학의 ‘슈뢰딩거 고양이’의 역설이다. 세계적인 물리학자인 스티븐 호킹마저도 ‘누군가 슈뢰딩거의 고양이 이야기를 한다면 난 조용히 총을 꺼낼 것’이라고 할 정도다.양자역학의 확률론적 해석에 대해 가장 잘 표현한 이 사고실험을 만들어 낸 사람이 바로 오스트리아 물리학자 에르빈 슈뢰딩거(1887~1961)다. 오는 12일은 슈뢰딩거가 태어난 지 130년이 되는 날로 과학계에서는 그의 업적을 되돌아보는 활동이 활발하다. 20세기 물리학 업적의 양대 산맥은 상대성이론과 양자역학이다. 이 중 상대성이론은 아인슈타인이라는 천재 한 명이 만들어 낸 것이지만 양자역학은 여러 과학자의 다양한 업적이 모여 만들어진 것이다. 원자와 관련된 거의 모든 것을 설명할 수 있는 탁월한 이론인 양자역학은 이론체계로 만들어지는 과정에서 ‘우리가 안다는 것은 무엇인가‘라는 문제를 제기해 인식론이라는 철학적 발전을 이끌어 내기도 했다. 슈뢰딩거는 1926년 양자역학에서 가장 중요한 수학식인 ‘슈뢰딩거 방정식’(파동방정식)을 발표함으로써 양자역학의 체계를 완성했다는 평가를 받고 있다. 1933년 노벨상 위원회는 슈뢰딩거가 만든 파동방정식이 양자역학의 핵심적인 업적이라는 사실을 인정해 그를 노벨물리학상 수상자로 선정했다.실제로 슈뢰딩거 방정식은 원자, 핵, 고체물리 분야에서 널리 사용되고 있다. 원자현미경의 작동 원리인 ‘터널링 현상’을 풀 때는 물론 원자력 발전이나 핵폭탄처럼 원자핵 붕괴로 에너지를 얻는 모든 분야에서는 슈뢰딩거 방정식을 빼고는 생각할 수 없다는 것이다. 이 때문에 “고전역학(뉴턴역학)에 운동방정식이 있다면 양자역학에는 슈뢰딩거 방정식이 있다”는 평가를 받고 있다. 물리학뿐만 아니라 생물학 분야에도 관심이 많았던 슈뢰딩거는 제2차 세계대전 중 독일 나치를 피해 아일랜드 더블린에서 거주하는 동안 ‘생명이란 무엇인가?’라는 책을 냈다. 생명체의 유전정보를 가지고 있는 복잡한 분자에 대한 그의 생각을 풀어낸 것으로 유전자(DNA) 발견과 분자생물학의 탄생에 기여했다고 알려져 있다. 실제로 DNA 분자구조를 밝혀내 노벨생리의학상을 받은 제임스 왓슨과 프란시스 크릭이 이 책 때문에 DNA 연구를 시작했다고 회고록에 밝히기도 했다. 슈뢰딩거가 완성한 양자역학은 우리 삶과 어떤 관계가 있을까. 남순건 경희대 물리학과 교수는 “반도체가 없는 세상을 생각해 보면 양자역학이 실제로 우리 생활과 얼마나 밀접한 관계를 갖고 있는가를 알 수 있다”며 “양자역학이 없었다면 반도체, 컴퓨터는 물론 스마트폰이 존재할 수 없고 레이저, 엘리베이터 출입문 개폐장치, 최근 활발히 연구되는 양자컴퓨터는 그저 SF소설에서나 보게 됐을 것”이라고 설명했다. 양자역학은 20세기 초반 과학기술의 혁명으로 시작돼 물리학의 핵심 기둥이 됐지만 지금도 계속 진화하고 있다. 양자역학을 통해 반도체나 초전도체의 기본 메커니즘이 밝혀졌고 나노기술, 양자계산 등 새로운 방향으로 발전해 나가고 있다. 이론적으로도 양자역학과 특수 상대성이론을 결합한 양자장론(quantum field theory, QFT)은 물론 양자전기역학 등 새로운 이론이 계속 만들어지고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

필자가 태어날 때만 해도 집안의 제일 웃어른이나 작명소에서 이름을 짓는 게 자연스러운 풍습이었다. 현재 출산을 앞둔 젊은 부모들은 미신이거나 비과학적이라고 여길 수 있지만 요즘도 작명소가 존재하는 걸 보면 이름을 짓는 데 신중을 기하는 것은 예나 지금이나 비슷하다는 생각이 든다.이름이 중요한 것은 의학 연구도 마찬가지다. 연구로 크게 성공하려면 우선적으로 연구를 잘해야 하지만 이름도 잘 지어야 한다는 우스갯소리가 있다. 실제로 유명한 의과학자들 중에서 연구를 열심히 했지만 작명도 잘해서 더욱 유명해진 분들을 많이 볼 수 있다. 예전부터 있었던 개념인데 새로운 용어로 표현하는 것을 보면 내가 모르는 새로운 개념이 언제 나왔던가 싶어 ‘공부를 게을리했나’라는 자책감이 들기도 한다. 최근 주목받고 있는 ‘액체생검’은 실제로 구현됐을 때 매우 유용할 뿐더러 이름까지도 잘 지어진 개념인 것 같다. 액체생검은 혈액이나 소변 등 체액을 이용해 암을 진단하는 방법이다. 실제 진료를 하다 보면 피를 검사해 암을 진단하거나 재발 유무를 알 수 있는 방법이 있는지 물어보는 환자들이 있다. 그런 방법이 있으면 환자들에게 얼마나 좋을까. 나아가 소변을 통해 검사할 수 있으면 금상첨화일 것이다. 소변으로 검사하면 바늘로 혈관을 찌르지 않아도 되고 아까울 것도 없어 더 좋을 것이다. 가끔 대중매체에서 어느 교수팀이 소변으로 암을 진단할 수 있는 방법을 찾아냈다는 발표를 해 대중의 관심이 집중되기도 하지만 아직까지 실제 진료 현장에서 이런 방법을 적용하지는 못하고 있다. 만약 소변에서 암을 진단할 수 있는 방법을 개발한다면, 그 연구자가 오래 살기만 하면 언젠가는 노벨생리의학상을 받을 것이다. 액체생검의 개념을 간단히 설명하면 다음과 같다. 인체에 암세포가 발생해 증식하면 혈관에도 암세포가 존재하게 된다. 혈액 속 암세포에서 유래하는 ‘프리 DNA’를 검출해 암을 진단하는 획기적인 방법이다. 이런 새로운 암 진단법이 가능하게 된 이유는 분자생물학적 연구기법의 발전으로 유전체 분석기술이 눈부시게 향상됐기 때문이다. 액체생검은 암의 전이를 조기에 찾아낼 수 있는 가능성이 있어 더욱 암 연구자들의 관심을 끌고 있다. 현재 암 환자를 치료하는 데 있어 암세포가 다른 장기로 전이되는 것은 해결해야만 하는 매우 중요한 숙제이기 때문이다. 이런 액체생검법이 현실화된다면 암의 조기진단이 가능해져서 암 환자의 생존율은 획기적으로 높아질 것이다. 액체생검이 매우 매력적인 또 다른 이유 가운데 하나는 검사가 매우 간편하다는 것이다. 신체를 찌르는 침습적인 조직 검사법은 종양이 눈에 보이는 크기가 되기 전까지는 검사가 불가능하다. 반면 액체생검은 비침습적이다. 혈액을 채취하거나 소변, 복수, 타액 등 인체 내에 존재하는 액체를 소량만 채취하면 되기 때문이다. 이런 이유로 액체생검법은 매우 획기적이고 이상적인 암 검사법이라고 할 수 있다. 또 항암치료 시 치료 반응을 조기에 예측할 수도 있기 때문에 방사선치료를 시행하는 필자 같은 의사에게도 매우 관심이 많은 분야다. 이런 새로운 분야는 우리나라가 의학이 발전한 미국이나 유럽과도 앞으로 경쟁해 볼 만하다고 생각한다. 하지만 치열한 글로벌 경쟁에서 이기려면 국가 제도의 정비가 필수적이다. 그리고 일관된 정책으로 암 연구자들에게 지속적으로 지원을 해 주는 것도 필요하다고 생각한다. 액체생검이라는 이름이 다른 암 진단법에 비해 친숙한 만큼 앞으로 효과적인 암 진단법으로 자리잡기를 희망한다.

오는 24일은 ‘세계 결핵의 날’입니다. 독일의 세균학자 로베르트 코흐(1843~1910)가 1882년 3월 24일 베를린에서 열린 병리학 학술대회에서 ‘결핵은 세균 때문에 발생한다’며 결핵균 발견을 발표한 날을 기념하기 위해서 정했습니다. 코흐의 발견 이전까지는 결핵의 원인이 유전이나 영양 부족 때문으로 알려졌다고 합니다.●WHO ´위급·심각·중간´ 3단계 나눠 결핵을 진단할 때 쓰이는 투베르쿨린이라는 약물도 코흐가 만들어 낸 것입니다. 물론 치료제라고 만들었지만 치료에 효과가 없다는 사실을 알고는 그는 이를 실패작으로 생각했다고 합니다. 그렇지만 결핵균 발견과 투베르쿨린 개발로 1905년 노벨생리의학상까지 받았지요. 결핵균을 발견 했지만 20세기 초까지는 ‘백색 페스트’라고 불리며 치료법이라고는 그저 깨끗한 공기가 있는 시골에 가서 요양하거나 결핵균에 감염된 폐를 강제로 찌그러뜨리거나 제거하는 수술 정도였습니다. 이후 결핵 치료를 위한 항생제가 개발돼 치료 효과도 높아지고 결핵 환자들도 많이 줄게 됐습니다. 이 때문에 요즘 많은 사람들이 결핵을 지나간 질병으로 생각하지만 여전히 결핵은 우리 주변을 맴돌고 있는 질병 중 하나입니다. 더군다나 최근 들어서는 약에 내성이 생긴 슈퍼 결핵환자들까지 나오고 있습니다. 결핵뿐만 아니라 요즘 심심찮게 ‘슈퍼 박테리아’가 발견됐다는 뉴스를 들을 수 있습니다. 각종 병균을 막을 수 있는 방패가 생겼으니 박테리아 입장에서는 이를 뚫을 수 있는 창을 만들려는 것은 당연하겠지요. 그래서 만들어진 것이 바로 ‘슈퍼 박테리아’라는 천하무적의 창입니다. 미국 질병관리예방센터(CDC) 통계에 따르면 매년 200만명의 미국인이 슈퍼 박테리아에 감염되고 그중 2만 3000명이 사망에 이른다고 합니다. 최근 세계보건기구(WHO)는 항생제에 내성을 지녀 인류를 위협하는 ‘슈퍼 버그’ 12종류를 발표했습니다. 현재 나와 있는 항생제로는 절대 치료할 수 없는 그야말로 ‘막강’ 세균이라는 말입니다. WHO는 슈퍼 버그 12종을 위급, 심각, 중간, 3단계로 나눴습니다. 위급 단계에 포함된 슈퍼 버그는 높은 감염률과 사망률을 보이는 것들로 병원 내 집중치료시설에서 주로 감염되는 아시네토박터 바우마니, 오염된 병원 장비를 통해 확산되는 녹농균, 감염자의 50% 가까이가 사망한다는 장내세균속균종입니다. 심각 단계에 포함된 세균은 장구균, 황색포도상구균, 헬리코박터 파일로리, 캄필로박터, 살모넬라, 임질균입니다. 중간 단계는 폐렴연쇄상구균, 헤모필루스 인플루엔자, 이질균입니다. ●무분별한 항생제 사용 자제해야 심각과 중간 단계에 있는 헬리코박터 파일로리균이나 임질, 헤모필루스 인플루엔자, 이질균 같은 경우는 이미 치료제가 있는 것 아닌가 싶지만 최근 변종들이 나타나 치료가 어렵다는 WHO의 설명입니다. 위급 단계에 포함된 슈퍼버그를 치료할 항생제 개발이 시급하다고는 하지만 환자 수가 그리 많지 않고 임상시험 필수요건까지 충족해야 하기 때문에 당분간 치료제 개발 소식을 듣기는 쉽지 않을 것 같습니다. 더군다나 임상 마지막 단계에서 효과나 사람의 안전 때문에 승인을 못 받는 경우도 많지요. 한국은 경제협력개발기구(OECD) 국가 중 항생제 사용이 가장 많다는 통계가 있을 정도로 항생제 사랑(?)이 유별납니다. 병치레가 잦은 아이들을 데리고 병원 진료 뒤 받은 처방전을 보면 항생제가 꼭 하나씩은 포함돼 있더군요. 알게 모르게 어릴 적부터 항생제를 먹게 되는 것입니다. 슈퍼 버그는 항생제를 무분별하게 사용하는 나라에서 나타날 가능성이 더 높다는데 참 걱정스럽습니다. edmondy@seoul.co.kr

상당수의 운전자가 차에 현재의 위치가 어디인지 그리고 목표 장소까지 어떻게 가야 하는지 알려주는 내비게이션을 두고 있다. 사람의 머릿속에도 이런 내비게이션과 비슷한 역할을 하는 세포가 있다. 지도나 GPS 같은 기능을 하는 장소세포 일명 ‘GPS 세포’는 자신의 몸이 현재 어느 위치에 있는지 인지하도록 한다.한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 세바스티앵 로이어 박사와 고려대 심리학과 최준식 교수 공동연구팀은 공간과 사건을 인식하고 기억하는 장소세포가 어떻게 작동하는가를 처음으로 밝혀냈다. 이번 연구는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 20일자에 실렸다. ●해마 속 세포, 내 몸 어딨는지 알려줘 장소세포는 기억과 관련한 해마 부위에 있는 신경세포로 행동인지신경과학 분야의 가장 주목받는 연구 주제로 알려져 있다. 1971년 장소세포의 존재가 처음 밝혀졌고 2014년에는 장소세포를 발견한 과학자들에게 노벨생리의학상이 돌아가기도 했다. 하지만 장소세포의 존재 이외에 공간 속에서 위치를 어떻게 인지하는지에 대한 구체적 기능과 메커니즘이 지금까지 밝혀지지 않았다. 연구팀은 해마에 미세전극을 삽입한 생쥐가 거칠거나 부드러운 혹은 울퉁불퉁한 바닥 등 다양한 재질로 만든 러닝머신을 걷도록 하면서 뇌 신경활동을 기록했다. 그 결과 장소세포는 공간적 정보와 비공간적 감각정보를 기록하는 두 종류로 이뤄져 해마의 상하층으로 질서정연하게 배열된 것을 밝혀냈다. 지금까지 장소세포는 단일한 형태와 메커니즘으로 작동하면서 수평적 위치에 따라 다른 기능을 수행하는 것으로 추정됐다. 이번 연구에서 깊이에 따른 수직적 분포에 따라 기능을 달리한다는 것을 새롭게 찾아냈다. ●기억 관련 질병 치료·AI 개발 활용 로이어 박사는 “이번 연구는 동물과 인간에게서 기억이라는 기능을 담당하는 해마가 장소와 관련된 추상적 정보를 어떻게 처리하는지 이해하는 데 한발 더 다가섰다”며 “치매나 기억상실증 같은 기억 관련 질환들의 치료법을 개발하거나 새로운 인공지능(AI) 알고리즘을 연구하는 데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

자기공명영상촬영(MRI)을 개발한 공로로 노벨생리의학상을 받은 물리학자 피터 맨스필드가 83세의 나이로 8일(현지시간) 별세했다고 AP통신 등이 보도했다.영국 노팅엄대학은 9일 성명을 내고 통해 맨스필드의 가족으로부터 그의 사망을 확인했다고 전했다. 맨스필드는 2003년 MRI 기술을 개발한 공로로 미국의 폴 라우터버 박사와 함께 노벨생리의학상을 공동 수상했다. MRI는 인체에 해로울 수 있는 엑스레이 대신 자기장과 라디오파를 이용해 내부 장기의 3D 영상을 얻을 수 있는 기술이다. 의학계는 이 기술을 질병의 진단과 치료에 아주 중요한 발견으로 평가한다. 1933년 영국 런던에서 태어난 맨스필드는 1959년 런던대 학부를 마치고 1962년 같은 대학에서 물리학 박사를 취득했다. 이후 미국 일리노이대에서 연구교수를 지낸 맨스필드는 1964년부터 줄곧 영국 노팅엄대에서 강의했다. 지난 1993년에는 엘리자베스 2세 여왕으로부터 기사 작위를 받기도 했다. 심현희 기자 macduck@seoul.co.kr

1590년 네덜란드 안경 제작자인 자카리아스 얀센이 발명한 현미경은 눈에 보이지 않는 미생물과 세포를 관찰할 수 있게 해 생물학을 비약적으로 발전시키는 데 일조했다. 이후 과학자들은 ‘몸속을 효과적으로 관찰할 수 있는’ 기술 개발에 골몰하게 됐다.1895년 독일 물리학자 빌헬름 뢴트겐이 우연히 발견한 엑스선은 사람의 몸속을 들여다볼 수 있게 해준 첫 번째 영상진단 기술이다. 그로부터 80년 정도 지나 엑스선 촬영의 진화인 컴퓨터단층촬영(CT) 기법이 개발됐다. 1971년에 선보인 CT는 원통 모양의 기계에서 엑스선으로 인체 각 부분을 촬영한 뒤 이를 재조합해 영상으로 표시해 보여 주는 것이다. CT를 개발한 앨런 코맥, 고드프리 하운스필드 박사는 1979년 노벨생리의학상을 받았다. CT와 함께 정밀 영상진단에 많이 쓰이는 것이 자기공명영상장치(MRI)다. 폴 라우터버와 피터 맨스필드 박사는 1973년 MRI를 개발한 지 30년 만에 노벨생리의학상을 수상했다. MRI는 CT와는 달리 방사선 피폭 걱정 없이 인체에 무해하고 정확한 방식으로 인체 장기의 영상을 얻을 수 있다는 장점이 있다.MRI는 핵자기공명(NMR)이라는 물리학 원리를 영상화한 기술로, 인체의 70%를 차지하는 물분자를 이루는 수소원자를 이용한다. MRI에 장착된 고감도 자기센서는 신체조직의 물이 만드는 미약한 자기장의 변화를 감지해 내부 코일로 증폭시켜 위치와 세기를 등고선처럼 나타낸다. 이를 컴퓨터가 변환시켜 신체 영상으로 보여 준다. 횡단면만 촬영이 가능한 CT와 달리 종·횡단면을 모두 찍을 수 있는 MRI가 더 선명하게 신체 내부를 볼 수 있다. 좀더 정확한 영상을 얻기 위해 조영제를 활용한다. 조영제는 MRI를 찍기 전 주사해 원하는 부위의 영상을 선명하게 보이게 만드는 약품으로 세포를 현미경으로 관찰하기 전에 염색시키는 것과 같은 원리다. 문제는 기존에 나와 있는 조영제는 질병 발생 부위와 주변 정상 부위를 모두 염색해 병변 부위가 또렷하게 보이지 않게 되는 문제가 있다. 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단 천진우(연세대 화학과 특훈교수) 단장팀이 질병 부위만 선택적으로 찾아내 MRI 신호를 강하게 내보내는 ‘나노MRI 램프’라는 일종의 나노물질 조영제를 개발하고 재료과학 분야 국제학술지 ‘네이처 머티리얼스’ 7일자에 발표했다. 연구팀은 자성물질의 거리에 따라 MRI 신호 강도가 달라지는 자기공명튜너(MRET) 현상을 처음으로 발견했다. 이를 활용해 자성을 띠는 나노입자와 상자성(常磁性) 물질, 생체인자 인식물질로 구성된 나노MRI 램프를 개발했다. 생체인자 인식물질이 암세포 같은 특정 단백질을 인식하면 상자성 물질이 암세포에 가까워지는 대신 자성나노입자와 멀어지면서 나노MRI 램프가 켜지는 방식이다. 이렇게 되면 주변 조직보다 병변 조직이 최대 10배 이상 밝게 보이기 때문에 기존 MRI 조영제를 사용했을 때보다 명확한 고감도 영상을 구현할 수 있다. MRI 검사 후 정확한 진단을 위해 세포나 조직 일부를 떼어내 검사하는 생검도 필요 없게 돼 의료진과 환자의 번거로움이 사라질 수 있다. 실제로 연구팀은 생쥐에게 암을 유발시킨 뒤 나노MRI 램프와 기존 조영제로 진단을 실시한 결과 나노MRI 램프가 암 발병 부위를 정확하고 선명하게 보여 주는 것을 확인했다. 천 단장은 “나노MRI 램프는 기존의 MRI 진단보다 높은 정확도와 민감도를 갖고 있어 분자 수준에서 질병을 관찰하고 진단하는 영상진단의 신개념을 제시한 것”이라며 “분자들의 결합과 해리 등 상호작용을 관찰할 수 있기 때문에 의학 분야뿐만 아니라 다양한 생명현상 연구에 도움을 받을 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

암 치료에서 영상 진단법은 매우 중요한 역할을 한다. 만약 컴퓨터단층촬영(CT)이나 자기공명영상촬영(MRI) 장비가 없었다면 오늘날과 같은 암 치료 성과를 낼 수 없었을 것이다. 두 영상 장비를 개발한 연구자들은 모두 노벨생리의학상을 수상했다. CT나 MRI는 암 진단 및 암의 진행 정도를 파악하기 위한 필수적인 검사법으로 자리잡았다. 일반인에게도 CT나 MRI를 검사하는 것은 상식이 됐다. 이 검사법들은 종양이 재발했는지 판단할 때도 매우 중요한 역할을 하고 있다. 방사선 치료에도 이런 검사법들은 필수적이다. 몸 안에 존재하는 종양이 어떤 모양으로 어디에 있는지 정확하게 알아야 그 종양이 있는 부위에만 방사선을 쬘 수 있기 때문이다. 이처럼 의학 영상 진단법의 발전은 종양치료 발전에 직접적인 영향을 미쳤다. 인간의 몸 안 구석구석을 훤히 볼 수 있을 정도로 세밀한 영상획득이 가능해졌다. 그렇다면 이제 더이상 종양에 대한 영상 진단법의 발전은 필요가 없을까. 대답은 ‘아니다’이다. 지금의 영상 진단법은 암 덩어리에 대한 진단만 가능하기 때문이다. 즉, 암세포가 뭉쳐 자라면서 그 덩어리가 육안으로 보일 만큼 커졌을 때만 영상 진단법으로 확인할 수 있는 것이다. 하지만 증식할 가능성이 있는 암세포가 환자 몸 안에 존재하는지는 암 치료에 있어서 매우 중요한 문제이다. 그런 면에서 아직까지 종양에 대한 영상 진단법은 많은 한계를 갖고 있다고 할 수 있다. 일반 환자들은 이런 상황을 잘 모르기 때문에 진료실에서 가끔식 오해가 생기기도 한다. 예를 들어 환자들이 MRI 검사에서 “종양이 없다”고 진단받고, 시간이 지난 뒤 다시 “암이 재발했다”는 이야기를 들었을 때 결과가 잘못된 것은 아닌지 의구심을 갖는 경우가 있다. 이런 문제가 발생하는 가장 큰 이유는 현재 존재하는 그 어떤 검사법도 암세포 단위를 들여다볼 수 없기 때문이다. 따라서 앞으로 암세포를 현미경으로 영상 진단할 수 있는 방법이 개발되면 암 치료 성적이 크게 향상될 것이다. 이를 위해 이미 몇몇 연구자들이 차세대 암 영상 진단법을 개발하기 위해 노력하고 있다. 다음으로 CT나 MRI에서 암 덩어리로 의심되는 병변이 관찰된다고 하더라도 실제로 조직검사를 하기 전까지는 암이라고 확진할 수는 없다. 조직검사를 하지 않더라도 보이는 덩어리가 암인지 아닌지를 판단하는 데 매우 효과적인 진단법이 있기는 하다. 바로 양전자단층촬영(PET-CT)이란 진단법으로, 촬영 시 사용하는 방사성 의약품에 따라서 암을 진단할 수 있다. 암세포가 정상세포보다 포도당의 섭취율이 높다는 특징을 이용하는 것이다. 포도당 성분과 유사한 방사성의약품을 사용하면 암인지 아닌지를 판단하는 데 많은 도움을 받을 수 있다. 하지만 PET-CT도 몇 가지 한계점이 있다. 종양세포에만 방사성 의약품이 들어가는 것은 아니기 때문에 PET-CT 검사를 했을 때 정상세포와 암세포의 구분이 애매한 사례가 가끔씩 발견된다. 또 종양의 크기가 최소한 직경 5㎜ 이상은 돼야 진단의 정확성이 높아진다는 문제점도 있다. 그동안 암 치료 성적이 비약적으로 향상됐지만 인류의 암 정복을 위해서는 암세포를 더욱 정확하고 빠르게 찾아낼 수 있는 영상 진단법이 필요할 것이다. 비록 소량이라고 하더라도 방사선을 이용하지 않는 MRI나 초음파 같은 새로운 영상 진단법들이 빨리 개발되기를 기대해 본다. 아마도 이상적이고 획기적인 영상 진단 방법을 고안하는 연구자는 노벨생리의학상 수상을 예약하는 것이나 다름없을 것이다.

중국 중의과학원 소속 투유유는 지난해 개똥쑥으로 말라리아 치료제인 ‘아르테미시닌’을 개발해 노벨생리의학상을 받으며 “이는 중의학이 세계에 주는 선물”이라고 소감을 밝혔다. 아르테미시닌은 4세기 동진시대의 동양의학 저서인 주후비급방에 기록된 “학질(말라리아의 한의학명)을 치료할 때에는 청호(개똥쑥)를 찬물에 우려내어 사용한다”는 문구에 착안해 개발한 약이다. 중국은 이미 1050년대부터 중의학 육성 정책을 폈으며, 노벨상 수상을 계기로 더욱 박차를 가하고 있다. 최근에는 새로운 법령을 제정해 중의학 지적재산권을 강화했다. 중의학이 미래 바이오시장의 엄청난 고부가가치 콘텐츠로 활용될 수 있음을 일찌감치 꿰뚫어 본 것이다. 지금도 중국은 중의약 산업으로만 연간 4조원 이상의 외화를 벌어들이고 있다. 중국뿐 아니다. 미국, 일본 등 의료 선진국들은 동양의학을 통한 새로운 의료기술 개발에 엄청난 투자를 하고 있다. 미국의 존스홉킨스, 클리블랜드, 메이요클리닉, 메모리얼 슬로언 케터링 센터 등 내로라하는 의료기관들은 벌써부터 한·양방 협진으로 환자를 치료하고 있다. 일본은 의사의 80%가 환자를 치료할 때 한약을 함께 사용한다. 반면 한국은 아직 서울대병원, 국립암센터 등 내로라하는 국립 병원에조차 한의과가 없고, 한·양방 협진도 효율적으로 이뤄지지 않고 있는 형편이다. 한의약 산업을 통해 해외에서 벌어들이는 돈은 한 푼도 없는 실정이다. 한의사의 해외 진출을 모색하고 있지만 정부의 실질적 지원은 전무하다고 해도 과언이 아니다. 세계 최고의 동양의학 전문가인 한의사를 보유한 한국의 정책적 인프라는 어째서 해외 수준에 턱없이 미치지 못할까. 원인은 결국 중앙정부 주무 부처인 보건복지부의 한의학 육성 발전 의지 부족에 있다. 2011~2015년 한의약 관련 정책 추진 계획을 담은 제2차 한의약육성발전계획의 실제 이행률을 보면 한의학 육성에 대한 정부 의지가 어느 정도인지를 가늠할 수 있다. 제2차 한의약 육성발전계획에는 글로벌 한약제제 개발, 한의 난임치료 지원 등 한의약 의료 서비스 선진화, 한의약 산업 글로벌화를 위한 방안이 담겨 있지만 올해 남인순 더불어민주당 의원이 국정감사에서 발표한 자료에 따르면 이 계획의 이행률은 절반에 불과하다. 그야말로 허울뿐인 계획이다. 국무조정실이 지난해 상반기까지 풀어내겠다고 한 한의사 의료기기 사용 문제에 대해서는 아직 어떤 해결책도 마련되지 않았다. 그사이 양방 의료계와 한의계의 소모적인 갈등으로 사회적 비용만 낭비되고 있다. 법원과 공정위원회도 한의사의 의료기기 사용 문제와 관련해 한의사 측 주장에 손을 들어 줬지만, 주무 부처인 복지부는 여전히 모르쇠로 일관하고 있다. 저출산 문제 해결에 도움을 줄 수 있는 한의 난임치료 역시 지방자치단체에서는 상당한 호응을 받고 있다. 그러나 정부는 시범사업조차 벌이지 않고 있다. 부산, 전북 등에서 한의 난임치료를 통해 체외수정 대비 절반의 비용으로 25% 안팎의 비슷한 임신 성공률을 기록했지만 정부는 이제 막 한의 난임치료에 대한 연구를 시작했을 뿐이다. 국립 병원에서 한·양방 협진이 이뤄지지 못한 점도 해마다 지적을 받지만 정부에 과연 해결 의지가 있는지 의심스럽다. 우리나라에는 동양의학 인적 자원이 풍부한데도 한·양방 협진 분야에선 오히려 다른 나라보다 뒤처지고 있다. 정부가 팔짱을 낀 사이 환자들은 더 좋은 치료법이 있는지조차 모른 채 발만 동동거리고 있다. 이미 세계 동양의학의 맹주로 발돋움한 중국만 봐도 한국이 주춤하는 사이 고속 성장해 수년 후면 현재도 연간 300조원에 이르는 어마어마한 세계 동양의학 시장을 홀로 석권할 것이다. 한국이 이 시장의 10%만 차지해도 연간 30조원이라는 엄청난 경제 가치를 만들어 낼 수 있다. 이제야말로 말이 아닌 행동이 필요하다. 국민 보건 증진과 국가 경쟁력 제고를 위해 한의학에 대한 복지부의 진짜 의지가 필요한 시점이다.

“연구비 지원 기준 IF 수치 따지면 창의적 연구 아닌 트렌드에 종속” “기초과학 분야를 지원하기 위한 삼성미래기술육성재단의 과제 평가위원으로 참여했던 적이 있습니다. 그런데 심사기준에도 없던 ‘임팩트 팩터’(IF) 높은 학술지에 논문을 내겠다는 목표를 제시한 지원자들이 대부분이더군요. 유명 학술지에 논문을 내는 것이 연구 목표가 된다면 과연 창의적 연구가 가능하겠습니까.” 랜디 셰크먼(68) 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 분자 및 세포생물학과 교수는 5일 연세대에서 기자들과 만나 이같이 밝혔다. 임팩트 팩터는 논문이 다른 논문에 얼마나 인용됐는지를 바탕으로 계산한 수치다. IF가 10 이상일 경우 인용이 많이 되는 학술지로 분류되는데 흔히 3대 과학학술지라고 하는 네이처, 사이언스, 셀은 IF가 30이 넘는다. 셰크먼 교수는 “IF는 30년 전 도서관 사서들이 잡지 구독량을 결정하기 위해 게재된 논문의 인용 횟수를 따지며 만든 개념인데 지금은 연구자들까지 종속될 정도로 무분별하게 쓰고 있다”며 “연구비를 지원하는 정부기관이 ‘IF 높은 학술지에 논문 게재’를 기준으로 한다면 창의적 연구보다는 트렌드를 따라가는 연구를 하라는 얘기”라고 비판했다. 그는 한국의 기초과학에 대한 조언도 아끼지 않았다. 미국도 약 70년 전인 제2차 세계대전 직후 국립보건원(NIH)과 국립과학재단(NSF)을 설립해 안정적인 기초연구 지원 시스템을 갖췄다고 소개했다. 셰크먼 교수는 자신이 만난 미국 내 한국인 연구자들의 사례를 들며 우수 한인과학자들을 끌어들이거나 기초과학 기반을 탄탄히 다지기 위해서는 잘 알려지지 않은 기초과학 분야도 어려움 없이 안정적으로 연구할 수 있다는 확신을 갖게 해주는 것이 필요하다고 강조했다. 세포의 물질운송 메커니즘을 규명한 공로로 제임스 로스먼 예일대 교수, 토마스 쥐트호프 스탠퍼드대 교수와 함께2013년 노벨 생리의학상을 수상한 셰크먼 교수는 지난 9월 연세대 생명시스템학과 석좌교수 및 기초과학연구원(IBS) 자문교수로 임용됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

올해 노벨 생리의학상이 오스미 요시노리(71·大隅良典) 일본 도쿄공업대 명예교수에게 수여됐다. 우리나라는 고 김대중 전 대통령이 유일한 노벨상 수상자다. 4일 박지원 국민의당 비대위원장은 자신의 페이스북에 “일본 동경공업대 오스미 요시노리 명예교수가 노벨 생리의학상 수상!”이라며 “이로써 일본은 24번째 노벨상 수상자를 배출했습니다”라고 썼다. 이어 박 비대위원장은 “시인 고은 선생에게 영광이 있길 기원합니다”라며 “우리나라 유일의 노벨 평화상 수상자이신 DJ의 훌륭함을 다시 생각케하는 아침입니다”라고 전했다. 일본은 지난해 오무라 사토시(大村智) 기타사토대 특별명예교수에 이어 2년 연속 노벨생리의학상 수상자를 배출하게 됐다. 2014년 노벨물리학상을 포함한 과학 분야에서는 3년 연속 수상이다. 오스미 교수가 노벨생리의학상을 받으면서 역대 일본인 노벨상 수상자는 모두 25명으로 늘었다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

올해 첫 노벨상 수상자로 일본의 오스미 요시노리(71) 도쿄공업대 특임교수 겸 명예교수가 선정됐다. 오스미 교수는 세포 내 불필요하거나 손상된 소기관을 분해하는 ‘자가포식’(autophagy) 현상의 작동원리를 찾아냈다. 스웨덴 카롤린스카연구소 노벨위원회는 3일(현지시간) 오스미 교수를 2016년 노벨 생리의학상 수상자로 발표하면서, 세포 소기관의 재생에 중요한 역할을 하는 자가포식 현상의 메커니즘을 최초로 밝혀내 그동안 알려지지 않았던 세포재생에 대한 새로운 패러다임을 세웠고 암을 비롯한 난치성 질환 치료의 단초를 마련했다고 평가했다. 오스미 교수는 학술정보 서비스 기업인 톰슨로이터가 2013년에 노벨생리의학상 유력 후보 중 한 명으로 선정하면서 세계의 주목을 받았다. 이번 오스미 교수의 수상은 6년 만에 생리의학상 단독 수상이라는 의미와 함께 일본에는 생리의학상 수상자를 2년 연속, 노벨 과학상(생리의학·물리학·화학) 수상자는 3년 연속 배출했다는 의미를 안겼다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

올해 노벨생리의학상 수상자로 결정된 오스미 요시노리(大隅良典·71) 일본 도쿄공업대 명예교수는 3일 “노벨상이 소년 시절부터의 꿈이었다”며 수상 소감을 전했다. 오스미 명예교수는 이날 노벨상 수상자로 결정된 뒤 도쿄공대 오카야마(大岡山)캠퍼스에서 열린 기자회견에서 “수상을 매우 영광으로 생각한다”며 이같이 말했다. 오스미 교수는 이날 세포 내 불필요하거나 퇴화한 단백질, 소기관을 재활용하는 ‘오토파지’(autophagy·자가포식) 현상을 연구해온 공로로 수상자로 선정됐다. 그는 “연구를 시작했을 때는 오토파지가 사람의 수명과 관련됐을 것이라고 확신하지 못했다”며 “기초 연구는 이렇게 (방향이) 전환되는 것이라는 점에서 중요성을 강조하고 싶다”고 말했다. 오스미 교수는 과학이 생활에 도움이 돼야 한다는 시각을 비판했다. 그는 “과학이 정말로 사회에 도움이 되려면 100년 뒤가 돼야 할지도 모른다”며 “미래를 내다보며 과학을 하나의 문화로서 인정해주는 사회를 바란다”고 강조했다. 그는 기자회견에 앞서 요코하마(橫浜)에 있는 도쿄공업대 연구실에서 기자들과 만나 “나처럼 기초 생물학을 계속해 온 사람이 이런 식으로 평가를 받는 것을 영광으로 생각한다”고 감사의 뜻을 표했다고 NHK가 전했다. 특히 “젊은 사람들에게는, 과학은 모두 성공하는 것은 아니지만 도전하는 것이 중요하다는 말을 전해주고 싶다”고 강조했다. 오스미 교수는 이날 오후 6시 30분께부터 취재진 20여 명에 둘러싸여 있었고 수상이 결정되자 그에게는 아베 신조(安倍晋三) 일본 총리를 비롯해 세계 각지에서 축하전화가 잇따랐다. 그는 “단독 수상이라는 점에서 좀 놀랐다”고 말하기도 했다. 오스미 교수는 수상 발표 2시간에 수상자로 결정됐으니 축하한다는 연락을 미리 받았다고 교도통신이 전했다. 그는 이날 “가정에 충실했다고는 말할 수 없지만, 아내가 계속 지지해 준 것에 대해 감사한다”고 말했다. 오스미 교수의 부인 마리코(万里子·71)씨는 “남편은 상에 큰 욕심이 없는 사람”이라며 수상 소식을 듣고 “깜짝 놀랐다”고 말했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr