글리슨과 감각신경과학 실험실을 이끌고 있는 하워드 휴즈 연구소의 연구원인 허드스페스는 이 제브라 피쉬의 내부에서 청각을 담당하는 유모세포가 위치한 곳에는 아무런 구조적인 결함을 발견하지 못했다. 이 유모세포는 그 높이에 따라 배열된 머리카락과 같은 형태의 부동섬유로 가장 높은 섬유를 향해서 배열돼 일련의 움직임에 따라 소리를 신경신호로 바꾸게 된다.

글리슨은 "이것은 명맥한 표현형으로 돌연변이의 귀내부의 모든 것이 정상적이었다"고 말했다. 하지만 무엇인가 확실하게 잘못돼 있었다. 비록 청각장애의 제브라 피쉬는 유모세포를 가지고 있음에도 불구하고 여러가지 측정으로 통해서 이 유모세포가 마치 없는 것처럼 기능하고 있었다.

정상적인 제브라 피쉬와 청각장애를 가지고 있는 제브라 피쉬의 유전체를 비교해 이들 연구팀은 영향을 받은 DNA의 지도를 작성했으며 단백질 'Tmie'를 부호화하는 정확한 유전자를 찾아냈다.

이 유전자는 두 가지 돌연변이를 가지고 있어서 머리카락과 같은 감각기관의 기능에 영향을 주는 단백질이 훨씬 짧았으며 이로 인해 청각장애가 일어났다는 사실을 발견했다. 강력한 전자현미경 기술을 이용해 글리슨과 동료들은 이전에 실험쥐를 이용한 연구에서 유모세포에서 일어나는 비정상성을 확인할 수 있었다.

청각장애 제브라 피쉬는 적은 숫자의 좀더 짧은 운동섬모를 갖고 있을 뿐 아니라 부동섬유가 감소됐다. 하지만 연구자들은 또한 부동섬유 끝은 정상적인 부동섬유보다 훨씬 얇다는 사실을 발견했으며 한 개의 부동섬유를 다른 부동섬유와 연결시키는 연결단백질이 없었다.

글리슨은 이번 발견을 통해서 'Tmie' 단백질은 이전에 생각한 것보다 소리의 전달에 좀더 큰 역할을 한다고 주장했다. 그는 "초구조적인 수준에서 우리는 특히 이들 돌연변이는 형질도입 기제에서 특정 구성요소에서 일어난다는 사실을 보여줬다"며 "치료를 위한 분명한 표적을 갖게 돼 매우 흥분된다"고 말했다. [전문바로가기]

◆광기전셀과 혼성 태양전지 지붕패널

ⓒ2010 HelloDD.com

미국 에너지부는 지난달 초 DOE는 태양 에너지를 수확해 건물에 사용될 전기와 뜨거운 물을 모두 생산하는 집적 광기전셀과 열전물질을 가진 튼튼한 혼성 태양전지 지붕 패널을 개발하도록 와이들링거社에 도움을 요청했다.

와이들링거는 모아진 햇빛 중 최소한 12퍼센트를 전기로 바꾸기를 기대하고 있다. 그렇게 되면 비록 이미 41.6퍼센트의 변환효율을 달성한 가장 복잡하고 비싼 태양전지에는 훨씬 못 미치지만, 비교적 저렴한 박막 플라스틱 태양전지에서 가능한 변환효율인 5~10퍼센트는 능가하게 될 것이다.

이 새로운 광기전 열전 혼성 패널은 현재 시작품으로만 존재한다. 투명한 가장 바깥쪽 보호덮개 밑에는 광기전셀 층이 있고, 그 아래로는 열전물질 층, 데워진 물을 빼내면서 다른 층들을 냉각시키는 물을 운반하기 위한 플라스틱 튜브 층, 그리고 강화 플라스틱 층이 있다.

광기전셀은 태양의 전자기복사를 전기로 바꾸지만, 열전 층은 태양의 열을 전기로 바꾼다. 이 디자인에서 물 튜브는 결정적으로 중요하다.

와일링거의 지속가능디자인 책임자인 그렉 켈리는 "대개 광기전셀이 가열되면, 햇빛이 비치는 환경에서 정상적인 작동온도일 때보다 효율이 떨어지기 시작한다" 고 한다.

컬럼비아대 도시공학 및 기계공학 조교수인 후이밍 인이 개발한 디자인은 광기전셀을 냉각시키면서 패널이 부착된 건물에서 사용할 물을 가열하는 능력도 갖추고 있다.

이러한 패널들은 컬럼비아대 연구실에서 시험되고 있을 뿐만 아니라, 교육적 소수약자 집단의 교육을 전문으로 하는 뉴욕시 고등학교인 프레드릭 더글라스 아카데미 지붕 위 6.4제곱미터 크기의 보호소 위에 설치될 예정이다. 일단 이 보호소가 건축되고 나면, 학생들이 이 패널의 성능을 감시할 것이다. [전문바로가기]

◆코카인 중독을 막는 단백질

코카인 중독을 극복하는데 박테리아 단백질이 도움을 줄 수 있다는 연구 결과가 보고됐다. 약물 남용은 약 복용을 멈춘 후에도 수년 동안 뇌 속에 기억이 남아 있어 오랫동안 화학 변화를 일으킨다. 따라서 약물 중독을 치료하기 위한 다양한 연구들이 진행되고 있다.

최근 미국 과학자들은 특정한 유전자가 모든 형태의 중독과 연관이 있다고 보고한 바 있는데, 알데히드 탈수소 효소, GABRA2, ANKK1, 뉴렉신1과 3를 포함한 몇 개의 유전자 변형이 다중 약물에 대한 중독성과 연관돼 있다고 한다.

이번 연구는 의약 분야를 이끄는 1000인의 연구자인 Friedbert Weiss 박사가 심사했다. 연구 결과는 보다 안정한 CocE 단백질인 이중 변형된 DM CocE가 코카인에 대한 욕망을 감소시키고, 코카인 남용에 의한 죽음을 방지할 수 있다고 한다.

우리에 갇힌 쥐들이 자신들이 버튼을 눌러서 코카인을 스스로 복용할 수 있도록 훈련시켰다. 이것은 약물 중독이 된 후에 일반적인 약물의 양이 필요한 것을 모방한 것이다.

DM CcoE 단백질로 치료한 쥐는 코카인을 받기 위해 버튼을 누르는 획수가 줄었고, 이것은 DM-CcoE가 약물 중독을 줄일 수 있음을 보여주는 것이다. DM-CocE는 쥐가 코카인을 다급하게 찾는 경향을 줄였다. 하지만 그것은 중독이 생기게 하는 물질에 대한 것이 아니라, 코카인에 매우 큰 특이성을 보인 것이다.

Weiss 박사는 "DM-CocE 효소가 치사량에 해당하는 독성에 대해 지속적인 자체 방어력을 보였다"며 "비록 CocE의 효과가 충분히 많은 양의 코카인에 의해 극복될 수 있다 할지라도, 이번 발견은 CocE가 약물 남용 치료에 매우 유망하다는 것을 제안해 주고 있다"고 말했다. [전문바로가기]

◆노년층 흡연과 노년기 황반변성의 발병

미국 UCLA 대학 Jules Stein 안과 연구소 연구진은 80세 이후라도 흡연을 지속하면 노년기 황반변성 발병 위험성이 높아진다고 주장했다.

노년기 황반변성은 서서히 미세한 사물들을 인식하는 역할을 하는 망막의 중앙부위인 황반을 서서히 파괴시키는데, 일단 이 질환이 진행되면 중심시력의 선명도가 저하되거나 어둠을 느끼기 때문에 책을 읽거나 운전을 하기 힘들게 되며 사람의 얼굴도 알아보기 힘들게 된다.

노년기 황반변성의 주된 발병 위험인자는 나이이지만 그 다음으로는 흡연인데, 이번 연구에서는 흡연이 노년기 황반변성에 미치는 영향을 조사하고자 했다.

연구진은 5년의 간격으로 1,958명의 여성들의 망막을 사진 촬영했다. 기본적으로 망막 촬영을 시작한 시기는 이들이 78세이었고 이 중에서 75%가 흡연자였다. 연구진은 이들이 78세와 83세 때의 망막 촬영 사진을 비교하면서 흡연이 노년기 황반변성의 발병에 미치는 연관성을 분석했다.

연구 분석 결과, 같은 노년층의 나이일지라도 흡연자 여성은 비흡연자 여성에 비교해 노년기 황반변성 발병 위험성이 11% 더 높았다. 또한 80세 이상의 여성들의 경우는 흡연자 여성은 비흡연자 여성에 비교해 노년기 황반변성 발병 위험성이 5.5배 이상 더 높은 것으로 밝혀졌다.

Coleman 박사는 "이번 연구에서 80세 이상의 여성들의 경우 노년기 황반변성 발병비율이 다소 높다는 사실이 밝혀졌다. 중요한 사실은 나이가 들면서 노년기 황반변성 발병 위험성이 높아진다는 것이다"라며 "또 나이가 들면서 흡연을 지속하면 노년기 황반변성 발병 위험성은 더욱 더 높아진다" 고 주장했다. [전문바로가기]

[자료출처 : 한국과학기술정보연구원 해외과학기술동향]