국내 연구진이 원하는 부위에 파스처럼 붙이면 전기로 근육과 관절을 조절해 걷기나 계단오르기 같은 일상생활은 물론 근육발달까지 돕는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국전자통신연구원(ETRI) 휴먼증강연구실, 삼육대 물리치료학과 공동연구팀은 파스처럼 붙이면 미세전류가 흘러 원하는대로 관절을 움직일 수 있도록 도와주는 ‘기능적 전기자극 보행보조시스템’을 개발했다고 23일 밝혔다. 저주파 자극기, 근육자극기(EMS), 물리치료기 등과 같은 원리로 근육에 미세 전류를 흘려 근육 수축을 유발시켜 보행을 돕는 장치는 기존에도 있었지만 작동시간이 정해져 있거나 계단 오르기 같은 특정 움직임에만 작동해 사용자가 원하는 동작을 하는데 한계가 있었다. 그렇지만 이번 장치는 원하는 위치에 패치를 붙이면 미세한 전류가 근육에 자극을 줘 사용자가 원하는대로 움직일 수 있도록 해준다. 이번에 개발된 장치는 사용자가 움직일 때 근육에서 발생하는 신호를 실시간으로 인식해 동작의도를 감지한 다음 그에 걸맞는 전기신호를 내보냄으로써 자연스러운 보행을 할 수 있도록 돕는 것이다.연구팀이 개발한 보행보조 시스템은 가로, 세로 각각 17㎝, 6㎝ 크기의 패치와 근육신호를 포착하는 센서, 전기자극모듈, 컨트롤러로 구성돼 있으며 배터리를 포함해 약 950g에 불과해 가볍고 부피가 크지 않아 착용에 부담이 없다. 연구팀은 실제 효과를 파악하기 위해 평균 연령 75세의 남녀 29명과 평균 연령 75.9세의 남녀 22명을 대상으로 양쪽 다리 8곳에 장치를 부착한 뒤 2년 동안 임상추적시험을 실시했다. 그 결과 걷거나 계단을 오르는 등 신체기능평가 점수가 이전보다 향상됐고 보행속도나 근육량이 증가해 보행능력 정상화에도 도움이 된 것으로 확인됐다. 신형철 ETRI 휴먼증강연구실장은 “사회의 급격한 고령화로 보행이나 사회활동에 불편을 겪는 고령자들도 늘고 있는 만큼 이번 기술이 상용화될 경우 활동성을 높일 뿐만 아니라 재활이나 근육강화를 위한 헬스, 홈트레이닝 등에도 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

7개월 넘게 전 세계를 휩쓸면서 공포에 떨게 만들고 있는 코로나19. 많은 과학자들이 중국 윈난성의 ‘관박쥐’를 원인 동물로 보고 있다. 박쥐는 코로나19뿐만 아니라 2000년대 초반 사스(중증급성호흡기증후군)를 유발한 원인 동물로도 지목받고 있다. 박쥐는 사스, 코로나19를 일으키는 코로나 바이러스뿐만 아니라 수천 가지 바이러스를 몸속에 갖고 있는 이른바 ‘바이러스 저장고’로 알려져 있다. 박쥐는 수많은 바이러스를 체내에 보유하고 있음에도 생존에 전혀 영향을 받지 않는 놀라운 면역 기능을 포함해 여느 동물들과 다른 특성을 갖고 있어 오랫동안 과학자들의 관심을 끌어 왔다. 이솝우화에 나오는 것처럼 박쥐는 조류도 아니고 쥐(설치류)도 아닌 전혀 다른 종의 동물로 새처럼 날아다니는 유일한 비행 포유류다. 극지방을 제외한 전 세계에 분포돼 동굴이나 폐광처럼 어두운 곳에 사는 박쥐는 퇴화된 눈을 대신해 음파로 지형지물을 파악하는 것으로도 알려져 있다. 실제로 박쥐 눈을 완전히 가리더라도 음파를 발사해 반사되는 파장으로 자신의 위치를 인식하고 장애물을 피해 간다. 독일 막스플랑크 분자세포생물학 및 유전학연구소, 막스플랑크 복잡계물리학연구소, 막스플랑크 동물행동연구소, 막스플랑크 심리언어학연구소를 중심으로 한 아일랜드, 호주, 영국, 미국, 프랑스, 네덜란드 7개국 24개 연구기관이 참여한 ‘Bat1K’라는 공동연구팀은 대표적인 6종의 박쥐를 분석해 바이러스, 노화, 염증에 저항하는 특이 면역력, 초음파 사용 같은 박쥐의 특이 능력을 가질 수 있게 한 유전체(게놈) 일부를 확인했다.이 같은 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 7월 23일자에 실렸다. 이번 연구를 수행한 Bat1K 연구팀은 전 세계에 분포한 박쥐 1421종의 게놈 전체를 분석하기 위해 구성된 국제 연구 조직이다. 연구팀은 ‘생명의 나무’라고 불리는 계통수에서 박쥐가 어디에 위치하는가라는 미해결 문제를 풀기 위해 관박쥐, 이집트과일박쥐, 옅은색창코박쥐, 생쥐귀박쥐, 쿨집박쥐, 벨벳자유꼬리박쥐 등 6종의 박쥐 DNA 염기서열과 42종의 다른 포유동물의 DNA 염기서열을 비교 분석했다. 연구팀은 6종의 박쥐 유전체에 대해 각각 96~99%의 분석을 끝낸 상태에서 다른 종의 포유류들과 비교한 결과 박쥐는 개·고양이·물개를 포함한 육식동물, 천산갑·고래·말이나 소처럼 발굽을 가진 유제류 등을 포함한 ‘페루운굴라타’라는 계통과 가장 밀접한 것으로 확인됐다. 또 연구팀은 음파를 사용할 수 있도록 청력 및 감각기관 유전자가 변화됐으며 바이러스에 내성을 갖는 유전자가 있고, 노화와 종양을 일으키는 염증 유발 유전자는 없다는 것을 확인했다. 최근 코로나19 대확산 상황에 따라 주목받고 있는 박쥐의 바이러스 내성에 대한 비밀도 이번 연구로 일부 풀렸다. 연구팀은 박쥐 DNA에서 ‘화석화된 바이러스’를 발견함으로써 먼 과거 바이러스 감염에서 살아남은 박쥐의 유전자가 후손에게 이어지면서 전달돼 온 것으로 보고 있다. 또 다른 동물들보다 종다양성이 풍부한 것도 바이러스 내성 유전자가 지금까지 이어질 수 있는 비결 중 하나라고 연구팀은 밝혔다. 독일 막스플랑크 분자세포생물학 및 유전학연구소의 유진 마이어스 교수는 “박쥐의 바이러스 내성이나 노화 저항력에 대한 유전학적 근거를 파악함으로써 인간의 노화와 질병 대응력을 높이는 데 도움을 받을 수 있을 것”이라고 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

22일은 24절기 중 12번째인 ‘대서’(大暑)였습니다. “염소뿔도 녹는다”는 말이 있을 정도로 대서 때는 장마가 끝나고 가장 더운 시기로 알려져 있습니다. 이 때문에 대서 때는 무더위를 피해 술과 음식을 마련해 산이나 계곡으로 놀러 가는 풍습이 있었습니다. 참외, 수박 같은 여름 과채들이 가장 맛있을 때라고도 합니다. 그래서 대서를 전후해 비가 많이 오면 과일 당도가 떨어져 맛이 없다고들 합니다. 올해 대서는 장마철과 겹쳐서 폭염이 맹위를 떨치지는 못했습니다. 올 장마는 지난달 10일 제주도부터 24~25일에는 남부지방과 중부지방에서 시작돼 한 달 넘게 이어지고 있습니다. 기상청은 다음주에 올 장마가 마무리 수순에 접어들 것이라는 전망을 내놨습니다. 장마가 끝난 뒤 8월 한반도는 평년보다 0.5~1.5도 높아 무더운 날이 많을 것이라고 합니다. 올 초 세계기상기구나 각국 기상청이 올여름은 지구온난화의 영향으로 역대 가장 더울 것이라는 예측을 내놓기도 했지요. 코로나19 대확산으로 전 세계 온실가스 배출량이 많이 줄었다는 이야기가 나오면서 지구온난화는 더이상 심각한 문제가 아닌 것처럼 생각하는 분위기도 있는 듯싶습니다. 그렇지만 다양한 분야의 과학자들이 일주일이 멀다 하고 경고의 목소리를 내놓고 있는 것을 보면 지구온난화는 여전히 인류가 직면한 가장 심각한 문제입니다. 오스트리아 빈대학 주도로 이탈리아, 스페인, 독일, 체코공화국, 프랑스, 벨기에, 영국, 스웨덴, 노르웨이, 스위스, 포르투갈, 폴란드, 러시아, 크로아티아, 네덜란드, 슬로바키아 유럽 17개국 34개 연구기관이 참여한 공동연구팀은 최근 약 30년 동안이 유럽에서 홍수가 가장 많이 발생하고 피해 규모도 크다는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 7월 23일자에 발표했습니다. 이번 연구에는 웬만한 유럽 국가들 대부분이 참여했다고 해도 과언이 아닐 정도로 큰 규모로 꾸려졌습니다. 이는 지구온난화에 대한 심각성을 이해하고 공동 대응하겠다는 의지로 볼 수 있을 것입니다. 대통령이 나서서 ‘지구온난화는 거짓말’이라고 떠들어 대는 미국과는 사뭇 다른 모습이라고 할 수 있습니다. 연구팀은 1500년부터 2016년까지 약 500년 동안 유럽 전역의 103개 강과 관련한 법률 및 행정기록, 신문, 편지 등 다양한 역사적 기록을 분석했습니다. 그 결과 해당 기간 동안 9576건의 홍수가 발생했다는 것을 확인했습니다. 연구팀은 홍수가 유독 많았던 기간 9개를 분류해냈는데 그중 1992~2016년이 나머지 8개 기간보다 홍수 강도와 빈도가 높다는 것을 밝혀냈습니다. 1992~2016년은 다른 때보다 평균 1.4도가량 기온이 더 높고 여름철 홍수 발생이 더 잦아진 것이 특징으로 나타났습니다. 연구팀은 지구온난화가 계속되는 한 이 같은 추세는 더 강화될 것이라고 전망했습니다. 한편 중국 빈저우 의과대, 호주 모나시대 의대 공동연구팀은 지구온난화로 인해 폭염과 혹한이 잦아지면서 심혈관 질환으로 사망하는 사람이 점점 늘어나고 있다는 연구 결과를 의학분야 국제학술지 ‘플로스 메디슨’ 7월 22일자에 발표하기도 했습니다. 인류의 존망을 좌우할 지구온난화 역시 코로나19에 대응하듯 전 세계가 지혜를 짜내야 할 때입니다. 더이상 현실을 외면하고 대책 마련을 늦출 수 없습니다. edmondy@seoul.co.kr

충남대 응용화학공학과, 스위스 취리히연방공과대(ETH), 영국 프랜시스 크릭 연구소 공동연구팀은 초저온투과전자현미경(Cryo-TEM)으로 단백질의 구조 변화를 실시간으로 영화처럼 관찰할 수 있는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다. 이 연구 결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션스에 실렸다. 단백질은 다양한 생체활동에 관여하는 물질이기 때문에 3차원 구조를 명확히 이해하는 것이 의약학 분야에서는 매우 중요하다. 그러나 단백질 구조를 1000분의1초(1밀리초) 단위로 연속 관찰하기는 쉽지 않다. 연구팀은 단백질 시료를 순간 급속냉동시킨 뒤 Cryo-TEM으로 초고해상도 3차원 단백질 구조를 관찰하는 데 성공했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

포노 사피엔스(Phono Sapiens) 시대다. 포노 사피엔스는 스마트폰 없이 생활하는 것을 힘들어하는 세대, 또는 스마트폰을 신체의 일부처럼 사용하는 인류라는 뜻을 가지고 있다. 전자든 후자든 스마트폰 서비스가 시작된 지 10년 만에 우리에게 필수 불가결한 기기로 자리잡았다. 스마트폰이 등장하면서 가장 혁신적으로 바뀐 분야 중 하나가 날씨다. 언제 어디서든 날씨 검색을 할 수 있게 됐기 때문이다. 날씨는 우리가 활동하는 일상생활에 영향을 주는 필수적인 요소로 개인 의사결정에 많은 영향을 준다. 이처럼 기상정보는 필수임에도 정보의 습득 과정은 개인이 직접 찾아가서 확인해야 하는 불편함이 늘 존재하고 있었다. 또한 태풍, 홍수, 집중호우 등 위험기상에 대해서는 다양한 방법으로 기상정보가 전달되고 있지만 언론이나 재해기관을 통해야 한다. 국민에게 위험기상을 실시간으로 알려주는 서비스가 부족한 게 우리의 냉정한 현실이다. 결국 국민이 기상청에 원하는 건 당장 내 머리 위에 떨어지는 빗방울에 대한 정확하고 신속한 날씨예측 정보일 것이다. 이에 기상청은 내 위치의 위험기상이나 지진 정보를 실시간으로 알려주는 ‘날씨알리미 앱 서비스’를 올해부터 시작했다. 날씨알리미 앱은 사용자의 위치 정보를 확인해 집중호우, 태풍, 대설 등 기상특보와 지진이나 지진해일 등 긴급재난 알림 메시지를 푸시 방식으로 직접 전달한다. 내 주변의 날씨 상황이 긴급하게 바뀌거나 위험기상이 예상될 때는 지역 예보관이 직접 알려주는 날씨알림 서비스도 제공한다. 특히 지진이 발생하면 지진 속보가 5초 이내 발송된다. 지진파의 영향이 내 위치에 언제 도달하는지, 지진의 강도는 얼마인지에 대한 정보를 앱을 통해 바로 확인할 수 있다. 또한 내 지역에 비가 언제 시작되고 끝날지 알 수 있어 생활활동을 결정하는 데 유용하다. 사용자가 관심 지역과 원하는 시간을 직접 설정해 육상예보나 바다예보를 알림 메시지로 제공받을 수도 있다. 포노 사피엔스 시대에 스마트폰과 결합한 날씨정보. 이처럼 기상청은 시대의 흐름에 발맞춰 국민의 안전과 생활 편익 증진에 필요한 날씨 서비스를 혁신적으로 개편해 나갈 것이다.

바이러스 감염을 차단하는 백신이나 치료제, 암 세포를 잡는 항암제 같은 단백질 기반 의약품을 고순도로 빠르게 생산할 수 있는 기술이 개발됐다. 포스텍 화학과, 기초과학연구원(IBS) 복잡계자기조립연구단 공동연구팀은 항바이러스 치료제나 백신, 항암치료제 등 개발에 필요한 재조합 단백질 의약품을 고효율, 고순도로 정제할 수 있는 분자 끈끈이 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생체의학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 20일자에 실렸다. 단백질 전체나 일부만을 나타나도록 해 병원성 물질 전체를 사멸시키거나 독성을 약하게 만드는 백신은 유전재 재조합 기술로 만들어 진다. 이렇게 개발된 백신을 많은 사람에게 접종하기 위해서는 대량생산을 해야 하는데 고순도, 고효율 의약품을 만들기 위해서는 단백질 정제과정을 반드시 거쳐야 한다. 현재 단백질 의약품 정제기술은 동물세포 같은 생물질을 이용하고 있기 때문에 생산비용이 비싸고 보관이나 재사용이 쉽지 않다는 단점이 있다. 이에 연구팀은 속이 빈 호박모양의 초분자 복합체인 쿠커비투릴과 다다만탄이라는 물질에 주목했다. 쿠커비투릴과 아다만탄 인공합성 분자쌍 사이에는 끈끈이처럼 특정 분자를 인지해 붙게 만드는 성질을 활용한 것이다. 분자 끈끈이 원리를 이용해 항바이러스, 항암제 등으로 사용되는 재조합 단백질 의약품을 고효율, 고순도로 정제할 수 있게 됐다.실제로 이번 기술을 활용해 단일클론 항체, 유방암 치료제인 허셉틴, 분자량이 작은 항바이러스제, 백혈병 치료제 인터페론 알파까지 고순도, 고효율로 정제하는데 성공했다. 생체분자가 아닌 인공분자를 사용하기 때문에 만들기도 편리하고 멸균성, 재사용성이 모두 우수한 것으로 확인됐다. 또 유전공학적 조절과 효소처리를 통해 단백질 의약품의 크기, 종류에 상관없이 정제가 가능한 것으로도 확인됐다. 연구팀은 이번 기술을 활용하면 백신이나 치료제 생산 속도를 높일 수 있을 것으로 기대하고 있다. 김기문 IBS 복잡계자기조립연구단 단장(포스텍 화학과 교수)은 “이번에 개발한 분자 끈끈이는 백신용 단백질처럼 단백질 의약품들의 생산 효율성을 높이는데 도움을 줄 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미량의 조영제(진단용 형광물질)를 흡입하도록 해 폐암 부위와 크기를 정확하게 파악해 외과수술이나 치료에 도움이 될 수 있는 기술을 개발했다. 고려대 의대 구로병원, 카이스트 바이오및뇌공학과 공동연구팀은 간기능검사나 혈관조영술에 사용되는 형광물질을 소량으로 사용해 폐암 병변을 정확하게 탐색해 외과 수술시 절제 부위를 최소화할 수 있는 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘JAMA 외과학’에 실렸다. 세계보건기구(WHO) 통계에 따르면 전 세계적으로 폐암으로 인한 사망자는 연간 약 209만명으로 암 사망자 1위를 차지하고 있다. 다른 암과 마찬가지로 폐암도 조기진단이 중요하다. 이와 함께 암발생 부분만 정밀하게 수술하는 것도 필요하다. 이 때문에 수술 전 형광조영제를 주입한 뒤 수술을 하면서 형광시스템을 이용해 실시간으로 암 병변을 확인하며 절제하는 환자맞춤형 정밀 수술법이 쓰이고 있다. 보통 형광조영제로는 인도시아닌 그린이라는 물질이 쓰이는데 암세포만 표적으로 하는 조영제가 아니기 때문에 정맥주사 방식으로는 암을 탐색하려면 많은 양을 주입해야 하고 이 경우 몸 전체에 퍼지게 되고 암 조직을 확인하기 위해서는 24시간을 기다려야 한다. 이에 연구팀은 혈관 대신 흡입하는 방식을 활용하면 폐에 효과적으로 도달한다는 것을 확인했다. 이렇게 할 경우 정맥주사보다 적은 양이 투입되고 폐포가 파괴된 폐암에서는 형광조영제가 작용하지 않고 정상 폐포에만 작용된다. 어두운 부분이 암세포가 있는 부분이라는 것이다. 실제로 연구팀은 생쥐와 토끼를 이용해 흡입방식으로 형광조영제를 투입할 경우 정맥투여 때보다 2배 이상 선명하게 암세포를 구분해 날 수 있고 사용량도 20분의 1에 불과하다는 것을 확인했다. 현재 쓰이고 있는 방식으로는 형광조영제 주사 이후 폐암병변을 확인하기까지 24시간 정도가 걸리지만 이번 흡입방식으로는 폐암 부위를 확인하는데 10분 정도 밖에 걸리지 않는 것으로 나타났다. 김현구 고려대 의대 교수(흉부외과)는 “이번 기술을 폐암 절제술에 적용할 경우 정상조직을 건드리지 않고 정밀하게 수술이 가능하기 때문에 합병증을 줄이는데 도움이 될 것”이라며 “사람에 대한 실제 임상적용을 위해서는 흡입시 독성 여부에 대한 추가 연구가 필요하다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

더운 여름 한바탕 땀을 흘리거나 외출하고 돌아오면 뱃 속까지 시원하게 만들어주는 아이스크림이나 청량음료 생각이 간절해진다. 청량음료를 지나치게 많이 마시면 치아건강에 악영향을 미친다는 사실은 잘 알려져 있지만 어떻게 치아가 망가지는지 과정은 명확히 알려져 있지 않았다. 이런 가운데 카이스트 신소재공학과, 서울대 의대 치의학대학원, 캐나다 스마일 웰 덴탈병원 공동연구팀은 원자간힘현미경(AFM)을 이용해 청량음료가 치아의 거칠기와 탄성계수 변화를 측정해 치아 건강에 해롭다는 사실을 과학적으로 뒷받침하는데 성공했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 기계공학 및 생체공학 분야 국제학술지 ‘생체공학재료의 기계적 거동’(Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials)에 실렸다. 치아가 손상됐을 때 치료비용도 비싸고 원상복구가 쉽지 않아 옛날부터 치아 건강은 오복(五福) 중 하나로 꼽힌다. 치아는 다양한 구조로 이뤄져 있는데 가장 바깥쪽은 법랑질(에나멜)이라고 한다. 충치는 법랑질이 손상되는 치아질환으로 음식을 쉽게 먹을 수 없게 된다. 이 때문에 법랑질 손상을 예방하기 위해서는 손상원인과 손상과정을 명확히 파악하고 있어야 한다. 연구팀은 법랑질이 청량음료에 노출됐을 때 노출시간에 따라 법랑질 표면이 받는 영향을 AFM으로 분석했다. AFM은 나노미터 수준의 탐침으로 재료 표면의 형태나 상태를 관측하는 장비이다. 연구팀은 사람들이 많이 마시는 콜라, 사이다, 오렌지주스 3종에 치아를 담갔다가 꺼내 부식되는 정도를 나타내는 표면 거칠기와 힘을 가했을 때 변형되는 정도를 나타내는 탄성계수 변화를 시간대별로 측정했다.그 결과 법랑질의 표면 거칠기는 청량음료 처음 노출되기 시작한 뒤 10분이 지났을 때 초기값보다 5배 정도 더 거칠어졌고 탄성계수는 처음 노출후 5분이 지나면 5분의 1로 줄어드는 것이 관찰됐다. 또 치아에 흠집 같은 손상이 있는 경우 치아의 기계적 특성 수치는 빠르게 나빠지고 부식속도도 빨라지는 것이 관찰됐다. 홍승범 카이스트 교수는 “이번 연구는 청량음료가 치아건강에 해롭다는 치의학계 정설을 AFM으로 정밀하게 관찰했다는 점에서 의미가 있다”라며 “실제 치아 부식 과정은 입 속 환경이나 보호막 역할을 하는 침 때문에 이번 연구결과만큼 심각하지 않을 수 있겠지만 청량음료에 장시간 노출될 경우 표면이 거칠어지고 탄성계수 같은 기계적 특성이 좋아지지 않고 치아건강에 전반적으로 악영향을 미칠 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 물방울을 이용해 공장에서 배출되는 미세먼지와 오염물질을 한 번에 제거할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국생산기술연구원 친환경재료공정연구그룹과 중소기업 한국이엔지와 함께 공장 배기가스를 물 속에서 기포형태로 변환시켜 먼지와 원인물질을 동시에 제거할 수 있는 ‘마이크로버블시스템’을 공동개발했다고 20일 밝혔다. 공장이나 발전소 굴뚝에서는 직접 배출되는 미세먼지 뿐만 아니라 질소산화물, 황산화물, 그리고 이들로 인한 2차로 생성되는 미세먼지까지 나온다. 이런 오염물질을 제거하기 위해 가스를 촉매에 통과시켜 질소산화물을 저감하는 선택적 촉매환원법, 석회와 반응시켜 황산화물을 줄이는 습식 석회석고법 같은 기술이 있다. 그러나 두 기술 모두 설비 규모가 크고 고가의 촉매와 석회석을 주기적으로 교체해야 하며 처리과정에서 폐기물이 대량 발생한다는 단점이 있다. 게다가 오염물질을 한 번에 제거하기 힘들다. 연구팀은 가스를 물 속에 녹여 탄산방울보다 작은 100만분의 1m에 해당하는 1㎛(마이크로미터) 크기의 기포를 만드는 마이크로버블 기술에 주목했다. 기포가 작을수록 가스와 물이 닿는 표면적이 넓어져 반응성이 증가하고 정전기로 인한 인력이 크게 작용해 먼지와 유해물질을 흡착하는 효과가 우수하다.연구팀은 배출구에 위치한 송풍기를 이용해 기체를 흡입하면서 물과 충돌을 일으켜 기포를 만들어 냈다. 또 고성능 카메라와 영상분석 인공지능(AI)을 활용해 마이크로버블 생성 정도를 측정하고 전산유체역학 소프트웨어를 이용해 물의 높이, 유량, 버블 크기 등 이상적인 운전조건을 도출해 10~50㎛ 크기의 기포를 균일하게 만들어 내도록 했다. 실제로 이렇게 만들어진 기술을 활용해 1분당 1만ℓ의 배기가스를 물 속에 통과시켜 PM10 수준의 미세먼지와 질소산화물, 황산화물을 동시에 줄일 수 있는 시제품을 개발했다. 시제품은 지난 4월 울산에 위치한 제지업체에 설치됐는데 실증 테스트에서 미세먼지 99.9%, 황산화물 99%, 질소산화물 91.9%를 줄일 수 있다는 것을 확인했다. 조형태 생산기술연구원 박사는 “이번 기술은 국내 중소기업이 보유한 마이크로버블 원천기술을 연구원에서 미세먼지 저감에도 활용할 수 있도록 기술지원해 만든 성과라는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

집 안 정리를 하다보면 병원에서 처방받거나 약국에서 구입한 약이 유통기한이 지난 것을 발견하는 경우가 종종 있다. 이렇게 남은 약들을 무심코 개수대, 하수구에 버리거나 일반 쓰레기봉투에 넣어 버리는 경우가 있는데 이 경우 물이나 토양으로 약물이 스며들어 생태계 교란을 일으킬 가능성이 크다. 원칙적으로 유통기한이 지나거나 먹다 남은 약은 약국에 반납해 폐기해야 하지만 잘 지켜지지 않고 있다. 국내 연구진이 이렇게 버려진 약이 강으로 흘러들어 수돗물로 다시 돌아올 가능성이 있다는 연구결과를 내놨다. 광주과학기술원(GIST) 지구·환경공학부, 부산 수질연구소 공동연구팀은 뇌전증 치료약인 가바펜틴이라는 의약품이 먹는 물 원수에 존재하고 염소로 수처리하는 과정에서 독성을 지닌 부산물로 변환될 수 있다는 가능성을 발견했다고 20일 밝혔다. 이번 연구결과는 환경 및 수질과학 분야 국제학술지 ‘워터 리서치‘에 실렸다. 가바펜틴은 뇌전증 치료제로 널리 사용되는데 국내외 하수나 상수원에서 빈번하게 검출되는 약물로 알려져 있다. 이에 연구팀은 낙동강 유역 하수처리장과 강물, 먹는 물 처리장에서 시료를 채취해 미량의 오염물질을 모니터링 분석했다. 그 결과 연구팀은 낙동강 유역 하수 유출수와 낙동강 물에서 가바펜틴이 광범위하게 검출됐고 낙동강 하류에 위치한 정수장 원수에서도 발견했다. 동시에 정수장에서 염소 수처리 과정에서 가바펜틴이 다른 물질로 변환되는 것도 확인했다. 특히 가정에서 배출되는 생활하수가 가바펜틴의 주요 배출원이라는 것을 연구팀은 처음 확인했다. 또 가바펜틴의 분자가 염소와 빠르게 반응해 다른 물질로 변환된다는 것을 실험실에서 확인했고 가바펜틴-니트릴 부산물이 정수장 물에서도 만들어진다는 것을 확인했다. 그렇지만 가바펜틴-니트릴 부산물이 정수장의 후속공정에서 대부분 제거돼 무해한 수준으로 농도가 낮아진다고 연구팀은 밝혔다. 이윤호 GIST 교수는 “이번 연구는 우리 주변에서 흔히 사용되는 의약품과 인공합성화합물이 수처리공정에서 변환돼 먹는 물 수질에 영향을 미칠 수 있다는 것을 확인한 것에 의미가 있다”라며 “미량으로 존재하는 오염물질이라도 물 속에서 어떻게 이동하고 변환하는지에 대한 후속 연구를 통해 지속적 관리가 필요하다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

주말에 중부지방을 중심으로 많은 비를 내린 장마전선이 화요일에는 잠시 후퇴했다가 수요일부터 다시 북상하면서 금요일까지 전국에 장맛비를 뿌리겠다. 기상청은 “21일 화요일은 전국이 대체로 맑은 날씨를 보이다가 22일 전국이 가끔 구름이 많은 날씨를 보이는 가운데 장마전선이 북상하면서 제주도를 시작으로 비가 오기 시작해 밤에는 전라도와 경남, 목요일에는 전국에 비가 내려 금요일까지 이어질 것”이라고 20일 예보했다. 기상청 중기예보(10일 전망)에 따르면 23~24일에는 전국에 비가 오겠고 강원 영동과 경북 지역은 토요일인 25일까지 장맛비가 이어지겠다. 특히 23~24일은 장마전선에서 발달한 저기압의 영향으로 천둥과 번개를 동반한 강한 비와 함께 많은 비가 내릴 것으로 기상청은 전망했다. 한편 장맛비가 잠시 멈춘 21일은 전국 대부분 지역에서 31도 이상 오르고 습도까지 높아 체감온도는 더 높을 것으로 기상청은 전망했다. 경기도 북부 일부와 강원도, 경남, 경북 일부 지역, 대구에 폭염주의보가 발령됐다. 21일 전국의 낮 최고기온은 27~31도 분포를 보이겠다. 기상청 관계자는 “21일 비가 그친 뒤 습도와 기온이 높아 찜통더위가 예상되는 만큼 건강관리, 농업, 축산업 등 피해가 없도록 각별히 유의해달라”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

서울과 경기 북부, 강원 화천과 철원 등 일부 영서 지역에 호우특보가 내려진 가운데 20일 오후까지 중부지방 중심으로 많은 장맛비가 내리겠다. 많은 비가 내려 지반이 약해진 상태에서 강하고 많은 비가 계속 내릴 것으로 예보되면서 저지대 침수, 산사태, 축대 붕괴 같은 피해가 우려된다. 기상청은 “19일 새벽과 아침에 서울과 경기북부지역에 시간당 30㎜의 많은 비를 내린 비구름이 잠시 북한 지역으로 이동했다가 서해상에 위치한 저기압에 동반된 비구름대가 북동진하면서 다시 비를 뿌리기 시작해 20일 오전까지 이어질 것”이라고 19일 예보했다. 특히 20일 새벽부터 아침 사이에 서울과 경기도, 강원 영서, 충남 북부 서해안에는 돌풍과 함께 천둥, 번개를 동반한 시간당 30~50㎜의 강한 비가 내려 출근길 혼잡이 예상된다. 20일까지 예상 강수량은 서울, 경기 북부, 강원 영서 북부는 50~100㎜(많은 곳 150㎜), 경기 남부, 강원 영서 남부, 충남 북부 30~80㎜, 강원 영동, 충남 남부, 충북, 남부지방, 제주도 10~50㎜가 되겠다. 기상청 관계자는 “이번 비는 많은 강수보다 짧은 시간에 강한 비가 특징“이라며 “북한지역에서도 많은 비가 예상되는 만큼 상류에서 불어난 물이 임진강, 한탄강 등 하류로 유입될 가능성이 큰 만큼 인접 지역에서는 안전사고에 특히 유의해 달라”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

많은 부모들이 아이들이 어릴 적에는 전집으로 위인전이나 동화책, 세계문학책을 구입해 억지로 읽히려고 든다. 초등학교 고학년만 되더라도 부모들은 아이들이 책을 읽고 있으면 ‘공부 안하고 책 읽고 있다’며 수학, 영어 등 다른 공부를 하라고 혼내는 경우도 많다. 또 글쓰기 능력이 강조되면서 뒤늦게 글쓰기에 관심을 갖는 성인들도 늘고 있다. 작문 실력 향상을 위한 가장 기본 중 하나는 ‘다독’(多讀), 많이 읽기이다. 성인 독서량은 매년 떨어지고 있는 가운데 글을 잘 쓰고 싶어한다는 모순된 상황이 벌어지고 있는 것이다. 이런 가운데 실험심리학자와 뇌과학자들은 학업성적이나 업무능력 향상을 위해 중요한 것은 다름 아닌 꾸준한 독서와 글쓰기 연습이라는 연구결과를 내놨다. 미국 인디애나대, 펜실베니아주립대, 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA), 시카고 일리노이대, 스탠포드대 공동연구팀은 글쓰기 연습과 독서 습관을 유지하는 것이 학습 성취도와 지속성에 가장 큰 영향을 미친다고 19일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 16일자에 실렸다. 연구팀은 미국 중서부 지역대학에 다니는 1학년에 입학한 남녀학생 1063명을 대상으로 글쓰기와 독서능력을 평가했다. 연구팀은 이들 중 글쓰기와 독서 관련 수업을 듣는 학생과 그렇지 않은 학생들의 학업성적과 학교생활, 일상생활 변화를 3년 동안 장기 추적관찰했다. 연구팀은 특히 흑인계, 라틴계, 미국원주민계, 동양계 학생들의 변화에 주목했다. 관찰 조사 결과 독서와 글쓰기 연습을 한 학생들의 경우 그렇지 않은 학생들보다 학업성적이 11~19% 가량 향상됐고 학업을 중도에 포기하는 경우도 9~10% 가량 줄어든 것으로 확인됐다. 또 독서와 글쓰기 연습을 꾸준히 한 학생들은 지역대학을 졸업하고 주립대학 등으로 진학해 공부를 지속하거나 취업도 쉽게 된 것으로 확인됐다. 메리 머피 인디애나대 교수(사회심리학)는 “요즘 같은 불확실한 시기에 각급 학교에서 학생들의 학업능력을 향상시키기 위해 집중해야 할 부분이 무엇인지를 보여주는 연구”라고 말했다. 머피 교수는 또 “이번 연구는 지역대학생들을 대상으로 한 관찰실험이지만 꾸준한 독서와 글쓰기 연습은 초중고등학교에서도 학업 기초능력을 치워주는 중효한 부분으로 다른 어떤 과목의 학습보다 중요하며 학업성적과 학습태도를 향상시키기 위한 왕도”라며 “성인들의 업무 능력 향상을 위해서 독서와 글쓰기가 중요하다는 것은 너무나도 당연하지만 쉽게 간과되는 부분”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19 백신 및 치료제 개발이나 인공지능(AI), 빅데이터 같은 4차산업혁명 관련 국책연구를 수행하기 위해 초청된 외국 연구자들은 앞으로 비자발급 패스트트랙이 적용될 예정이다. 과학기술정보통신부와 법무부는 국책연구 수행을 위해 정부출연연구기관, 국공립연구기관, 정부예산이 투입된 연구를 하는 대학이나 기업연구소에서 초청하는 외국 연구자들에게 비자발급 신속심사를 제공한다고 19일 밝혔다. 올들어 코로나19의 전 세계적 확산으로 인해 국내 비자발급 심사가 강화되면서 각종 연구기관이 외국 연구자를 초빙할 때도 기존 1주일 정도 밖에 걸리지 않던 비자심사가 한 달 이상 지연되고 있어 정상적 연구개발 활동이 어렵다는 연구현장의 목소리가 높아지고 있었다. 이 때문에 정부는 국책 연구개발 활동의 위축을 막기 위해 비자발급 신속심사제도를 도입해 빠른 비자 발급을 지원하고 예기치 못한 항공편 취소 등으로 인한 비자 재발급이 필요할 때도 제출서류를 간소화해 연구자의 빠른 입국을 지원할 계획이다. 국책연구 수행을 하고 있는 연구기관이 비자신속 심사가 필요할 경우 소관 전문기관이나 부처로 신속심사 요청 양식을 작성해 제출하면 된다. 초청연구자는 소관 부처에서 회신받은 신속심사 요청 공문과 함께 비자발급 필요 서류를 재외 공간에 제출하면 비자발급 심사를 신속하게 받을 수 있으며 재신청의 경우는 간소화된 서류만 제출하면 된다. 신속심사 대상자는 교수비자(E-1)나 연구비자(E-3)로 입국하는 외국 연구자와 동반가족(F-3)이다. 초청 연구자라도 다른 입국자들과 마찬가지의 비자심사 과정을 거치고 입국시에는 코로나19 감염여부 등을 확인받고 2주간 자가격리를 수행해야 한다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

이번 주말에는 장마전선이 다시 북상해 일요일 오후부터 전국에 장맛비가 내리겠다. 기상청은 “이번 주말은 장마전선의 북상으로 전국이 가끔 구름 많은 날씨를 보이다가 일요일 오전 전남과 제주도에서 장맛비가 시작돼 오후에 전국으로 확대돼 21일 화요일까지 이어질 것”이라고 16일 예보했다. 18일 토요일은 전국이 구름이 많고 내륙을 중심으로 30도 이상 오르면서 무더운 날씨를 보이겠다. 장맛비는 22일 잠시 멈췄다가 23~25일까지 서울과 경기지역을 제외한 전국에 다시 내릴 것으로 기상청은 전망했다. 17일 금요일에도 서울과 경기, 강원 영서, 충청 내륙, 전라도 지역에는 낮부터 밤 사이에 5~70㎜ 안팎의 소나기가 내릴 것으로 보인다. 특히 대기 불안정으로 구름 내 강한 상승 기류로 인해 국지적으로 돌풍과 천둥, 번개를 동반한 시간당 30㎜ 이상 강한 소나기가 내리는 곳이 있겠다. 한편 17일 전국의 낮 최고기온은 24~32도 분포를 보이며 내륙을 중심으로 30도 이상 기온이 오르면서 무덥겠다. 지역별 낮 최고기온은 춘천 32도, 서울, 대전 30도, 광주, 대구 29도, 제주 27도, 부산 26도 등이 되겠다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 망막변성 환자들이 사용하는 인공망막의 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 찾아냈다. 한국과학기술연구원(KIST) 바이오마이크로시스템연구단, 미국 하버드대 의대 매사추세츠종합병원 공동연구팀은 망막질환의 진행 정도에 따라 인공시각 신경신호 변화 패턴이 달라진다는 것을 확인했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 국제전자전기엔지니어학회에서 발간하는 ‘IEEE 신경계 및 재활공학’이라고 말했다. 망막색소변성, 노인성 황반변성 같은 망막변성질환은 빛을 전기화학적 신경신호로 변환시켜주는 광수용체 세포들이 파괴되면서 실명에 이르게 되는 무서운 질병이다. 특히 고령화 사회가 되면서 노인성 황반변성 환자는 급격히 증가하고 있는 추세이다. 그렇지만 망막변성 질환은 치료약물이 존재하지 않고 망막은 수정체나 각막과 달리 복잡한 신경조직이어서 이식도 불가능하다. 망막의 광수용체 세포 뒤쪽 뇌로 신경신호를 전달하는 신경절 세포는 살아남기 때문에 안구 내에 마이크로전극을 이식해 전기적으로 자극하면 볼 수 있도록 할 수 있다. 인공망막장치는 망막변성질환으로 실명한 환자들의 시력 회복을 위한 유일한 시력회복 방법이다. 그러나 인공안구 이식환자마다 성능이 다르게 나타나는데 원인이 정확히 밝혀지지 않았다.연구팀은 유전자 편집을 통해 사람처럼 망막색소변성으로 시력을 잃은 생쥐를 만들었다. 연구팀은 실명한 생쥐와 정상 생쥐를 대상으로 각 신경세포에 동일한 전기자극을 여러 번 반복했을 때 발생하는 신경신호가 서로 얼마나 비슷한지를 분석했는데 그 결과 정상 망막에서는 신경신호가 매우 비슷해 높은 일관성을 보였지만 망막변성은 진행됨에 따라 일관성에 크게 줄어들고 불규칙해진다는 것이 확인됐다. 임매순 KIST 박사는 “이번 연구는 “좋은 품질의 인공시각을 위해서는 망막변성 진행 정도를 면밀하게 검토해 인공망막장치 이식 대상과 시기를 결정해야 한다는 것을 보여주고 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 장내미생물이 노화에 상당한 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈다. 건강한 장내 미생물을 갖고 있는 것이 노화를 막고 동안(童顔)의 비결이라는 설명이다. 한국생명공학연구원 노화제어전문연구단은 예쁜꼬마선충과 대장균을 이용해 장내 미생물이 노화에 미치는 영향을 규명했다고 16일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 인체에 존재하는 미생물은 약 100조 개로 인간 세포보다 10배 이상 많다. 인체에 존재하는 대부분의 미생물은 장내미생물인데 이들은 나이나 건강상태, 식사습관에 따라 변하는 것으로 알려져 있다. 최근에는 장내 미생물이 숙주 수명을 조절할 수 있다는 연구결과들도 나오고 있지만 정확한 메커니즘에 대해서는 밝혀지지 않았다. 연구팀은 대장균(장내미생물)과 예쁜꼬마선충(숙주)을 이용해 실험을 실시했다. 그 결과 예쁜꼬마선충의 수명 증가는 HNS 유전자 변이 대장균 때문이라는 사실을 확인했다. DNA 구조를 변형시키는 HNS 단백질이 제거된 변이 대장균에서 유해성 대사 물질(MG)의 양이 감소함을 발견했고 이 대장균을 섭취한 예쁜꼬마선충에서 새로운 노화조절 경로가 조절됨에 따라 수명이 10~20% 정도 연장됐다는 것을 발견했다. 유해성 대사물질은 활성산소처럼 생체 내 단백질이나 유전물질의 변형을 일으켜 파킨슨병, 당뇨병 등을 일으킨다고 알려져 있었다. 연구팀은 장내미생물에서 발생한 유해성 대사물질이 숙주의 세포신호전달 경로를 조절해 노화 속도에 영향을 미치는 새로운 메커니즘을 밝혀낸 것이다. 권은수 박사는 “이번 연구는 장내미생물에 의해 특이적으로 조절되는 새로운 노화조절 경로를 처음 발견한 것”이라며 “노화에서 장내미생물의 새로운 역할과 분자기전을 확인함으로써 유해성 대사물질을 낮추는 것이 당뇨와 퇴행성신경질환 같은 노인성 질병의 새로운 치료법이 될 수 있음을 제시했다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

이번 주말에는 장마전선이 다시 북상해 일요일 오후부터 전국에 장맛비가 내리겠다. 기상청은 “이번 주말은 장마전선의 북상으로 전국이 가끔 구름 많은 날씨를 보이다가 일요일 오전 전남과 제주도에서 장맛비가 시작돼 오후에 전국으로 확대돼 21일 화요일까지 이어질 것”이라고 16일 예보했다. 18일 토요일은 전국이 구름이 많고 내륙을 중심으로 30도 이상 오르면서 무더운 날씨를 보이겠다. 장맛비는 22일 잠시 멈췄다가 23~25일까지 서울과 경기지역을 제외한 전국에 다시 내릴 것으로 기상청은 전망했다. 17일 금요일에도 서울과 경기, 강원 영서, 충청 내륙, 전라도지역에는 낮부터 밤 사이에 5~70㎜ 안팎의 소나기가 내릴 것으로 보인다. 특히 대기 불안정으로 구름 내 강한 상승 기류로 인해 국지적으로 돌풍과 천둥, 번개를 동반한 시간당 30㎜ 이상 강한 소나기가 내리는 곳이 있겠다. 한편 17일 전국의 낮 최고기온은 24~32도 분포를 보이며 내륙을 중심으로 30도 이상 기온이 오르면서 무덥겠다. 지역별 낮 최고기온은 춘천 32도, 서울, 대전 30도, 광주, 대구 29도, 제주 27도, 부산 26도 등이 되겠다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

200년 전 메리 셸리가 쓴 소설 ‘프랑켄슈타인-근대의 프로테메우스’는 스위스 과학자 빅터 프랑켄슈타인 박사가 시체를 이용해 244㎝의 인조인간을 만들어 생명을 불어넣으면서 벌어지는 일을 다루고 있다. 셸리는 전기분해 기술, 자연발생실험 같은 당시 최첨단 과학기술을 소재로 활용했지만 사람과 똑같은 인조인간을 만든다는 생각은 공상에 불과했다. 그렇지만 최근 생물학과 생체공학 기술이 발달하면서 프랑켄슈타인까지는 아니지만 실험실에서 신경세포나 생식세포를 만들고 기능을 상실한 폐를 되살리는 수준에 이르고 있다. 미국 컬럼비아대 의생명공학과, 컬럼비아대 의대, 밴더빌트대 의대, 스티븐슨 기술연구소, 서던캘리포니아대 의대, 스탠퍼드대 의대 공동연구팀은 이식할 수 없을 정도로 손상된 폐를 돼지의 순환계에 연결해 회복시킬 수 있다는 연구 결과를 의생명공학 분야 국제학술지 ‘네이처 메디슨’ 7월 14일자에 발표했다. 폐 손상이 심각해 기능을 잃게 되면 폐 이식을 고려하게 되지만 이식용 장기를 구하기 쉽지 않다. 이식을 위해 기증된 폐는 쉽게 손상돼 70~80%는 폐기되는 것으로 알려졌다. 기계장치를 연결해 이식용 폐의 기능을 되살리는 방법이 있기는 하지만 소생 확률은 낮은 편이다. 이에 연구팀은 이식 불가 판정을 받은 사람의 폐 5개를 기증받아 마취한 돼지의 순환계와 24시간 연결한 뒤 관찰했다. 돼지의 피가 폐로 전달되도록 하고 인공호흡장치를 연결해 산소 공급을 하는 한편 면역거부반응을 막기 위한 면역억제제도 투여했다. 그 결과 적출 뒤 시간이 오래 지나 괴사가 시작돼 상당 부분이 하얗게 변한 폐가 건강한 핑크색을 띠고 정상적으로 산소를 전달하는 등 기능 회복이 관찰됐다. 연구팀은 면역거부반응에 대한 대책을 포함해 추가적인 연구가 필요하지만, 현재 수준만으로도 환자에게 이식하기 충분한 상태에 도달했다고 밝혔다. 또 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립신경질환·뇌졸중연구소(NINDS) 연구팀은 ‘정크 DNA’ 중 하나인 레트로바이러스가 신경 줄기세포의 분화를 좌우하고 신경세포 발달에도 영향을 미친다는 연구 결과를 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 7월 13일자에 발표했다. 레트로바이러스는 네안데르탈인 때 사람의 몸속으로 들어와 유전자처럼 자리 잡고 있는 것으로 알려져 있다. 전체 DNA의 약 8%를 차지하고 있지만 실제로는 바이러스 역할을 못 하는 비활성화된 상태여서 ‘정크 DNA’ 중 하나로 분류되고 있다. 연구팀은 실험실 연구를 통해 레트로바이러스 중 12번, 19번 염색체에 새겨진 HERV-K가 활성화될 경우 루게릭병으로 알려진 근위축측삭경화증이 유발될 수 있다는 것을 확인했다. 연구팀은 건강한 성인남녀에게서 추출한 혈액세포로 인체의 다양한 세포로 분화될 수 있는 유도만능줄기세포를 만든 뒤 신경줄기세포로 분화시켰다. 연구팀은 신경줄기세포 표면에 HERV-K 유전자가 활성화되도록 한 뒤 관찰한 결과 신경세포(뉴런)로 분화되지 못하고 HERV-K 유전자를 억제시키면 줄기세포가 쉽게 뉴런으로 만들어지는 것을 확인했다. 한편 미국 캘리포니아 샌디에이고대(UCSD) 의대 산부인과·재생과학과·비뇨기과·유전체의학연구소, 피츠버그대 의대 여성연구소 공동연구팀은 사람의 정원줄기세포(SSC)를 시험관에서 배양하는 방법을 찾아내 국제학술지 ‘PNAS’ 7월 13일자에 발표했다. SSC는 남성의 고환 내에 존재하는 줄기세포로 일생 증식하면서 일정 수를 유지하면서 일부가 생식세포로 분화돼 정자를 만든다. 분화 기능에 이상이 있으면 남성 불임이나 무정자증이 발생하기 때문에 불임치료를 위해 SSC를 추출해 시험관에서 배양시켜 정자로 분화시키는 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 문제는 정자로 분화하기 전 단계인 SSC조차 체외 배양이 쉽지 않다는 것이다. 연구팀은 ‘단일세포 유전자 발현 분석’이라는 첨단 기술로 인간 SSC의 특성을 파악해 세포분열과 생존에 관여하는 AKT 경로를 억제할 경우 실험실에서 가장 잘 성장시킬 수 있다는 것을 알게 됐다. 연구팀은 고환에서 추출한 30개 이상의 세포 샘플로 실험한 결과 2~4주 동안 안정적으로 SSC를 유지하는 데 성공했다. 연구팀은 이번 연구를 바탕으로 질 좋은 정자로 분화시키는 기술을 개발해 불임 수술에 새로운 지평을 열겠다는 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

과학자는 미술이나 음악 같은 예술 분야도 분석적 시각으로 보게 됩니다. 인문학자나 예술가의 시선으로 보는 과학은 과학 연구자나 일반인이 보는 것과는 다를 것입니다. 이렇듯 서로 다른 시각은 새로운 연구방법이나 학문 분야를 만들게 됩니다. 벨기에 왕립미술관, 겐트대 식물생명공학·생명정보학과, 플랑드르 생명공학연구소(VIB) 시스템생물학센터 공동연구팀은 생물학 분야 국제학술지 ‘트렌드 인 플랜트 사이언스’ 7월 15일자에 독특한 연구 보고서를 발표했습니다. 미술사학자와 식물유전학자로 구성된 연구팀은 예술 작품을 분석해 과일과 야채의 진화를 연구하는 ‘예술유전학’을 만들었다는 것입니다. 생물의 진화 과정을 파악하기 위해서는 보존된 표본에서 유전체를 분석하는 방법이 쓰입니다. 그러나 생물, 특히 과일이나 채소의 진화는 장소와 시기에 따라 다를 뿐만 아니라 모든 시대, 모든 장소의 표본을 갖고 있지 못하기 때문에 진화 과정을 완벽하게 설명하는 것은 쉽지 않습니다. 이에 연구팀은 그림을 통해 지금까지 설명할 수 없었던 비어 있는 고리를 찾겠다는 것입니다. 연구를 이끈 이브 드 스멧 VIB 박사와 다비드 베르가우웬 왕립미술관 교수는 어려서부터 친구였다고 합니다. 이들은 2년 전 함께 여행을 갔다가 미술관에 들렀는데 17세기 벨기에 화가 프란스 스네이데르스의 그림 속 과일을 보고 토론을 시작했는데 그것이 예술유전학의 시작이었다고 합니다. 연구팀은 고대 벽화나 중세, 근대의 그림으로 야채나 과일의 생김새, 색깔, 어디서 그려진 것인지를 분석하고 그림이 그려진 시기와 가까운 때의 표본을 찾아 DNA를 분석해 비교함으로써 식물 진화 과정을 파악한다는 것입니다. 연구자들은 전 세계 박물관 관람객이나 미술 애호가들에게도 과일과 채소 진화의 연결 고리를 찾을 수 있는 그림을 찾아 달라고 요청했습니다. 과일과 채소 진화 연구에 ‘시민과학’을 접목하겠다는 것이지요. 시민과학이란 과학에 관심 있는 비전공자들이 데이터 수집이나 관찰에 참여하도록 해 과학자들의 분석을 돕거나 아직 발견하지 못한 새로운 현상까지 알아내는 행위입니다. 시민 참여는 과학에 대한 관심을 자연스럽게 일으킬 뿐만 아니라 연구 비용을 적게 들이면서 예상치 못했던 연구 결과까지 가져올 수 있다는 장점이 있어 생물, 환경, 천문 분야를 중심으로 확산되고 있습니다. 영국 물리학자, 작가인 찰스 퍼시 스노 경은 1959년 ‘두 문화와 과학혁명’이란 제목의 강의에서 과학과 인문학 간 소통 부재와 단절이 심각하다고 지적했습니다. 1998년 미국 사회생물학자 에드워드 윌슨 교수의 책 ‘통섭’이 나온 이후 국내외에서 두 문화 간 소통은 활발해진 분위기입니다. 실제 외국에서는 과학과 인문학들이 다양한 방식으로 융합 연구되고 있습니다. 국내에서도 공동연구, 융합연구가 활발하다고는 하지만 자세히 들여다보면 기존 연구에 다른 분야 연구자들이 구색 맞추기 식으로 참여하는 수준에 머물러 있는 경우가 많습니다. 과학을 문화로 받아들이고 있는지 경제발전 수단으로만 인식하고 있는지에 따라 나타나는 차이일 겁니다. 국내에서 과학문화 정책은 기껏 과학 유튜버 양성이나 SNS 소통 정도에 머물러 있습니다. 이런 수준으로는 과학을 문화로 자리잡게 하는 것은커녕 두 문화 간 융합연구도 힘들지 않을까 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr