‘명경지수’(明鏡止水). 밝은 거울과 멈춰있는 물이라는 뜻으로 고요하고 깨끗한 마음을 가르키는 말입니다. ‘장자’의 덕충부편에 “사람은 흘러가는 물에는 비춰볼 수 없고 고요한 물에 비춰봐야 한다. 오직 고요한 것만이 고요하기를 바라는 모든 것을 고요하게 할 수 있다”라는 문장 속에 있는 단어이다. 자기개발서나 대중심리학 책에서도 ‘명경지수’를 강조하지만 복잡한 인간관계에 무엇에 쫓기는 듯 바쁜 일상까지 더해져 정신없는 현대인에게 고요하고 깨끗한 마음이라는 단어는 사전에서나 찾아볼 수 있을 정도이다. 게다가 고요한 마음을 갖기 위해서는 조용한 곳을 찾아 가야하고 학원 같은 곳에 등록해 배워야 할 것만 같아 부담스럽기까지 하다. 그런데 뇌신경과학자들이 하루 5분이라는 짧은 시간의 명상만으로도 마음의 안정과 집중력 등을 얻을 수 있다는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UC샌프란시스코) 신경학과, 신경과학연구소, 스피릿 록 명상센터, 뉴멕시코대 심리학과, 스탠포드대 의대 정신의학과, 캘리포니아 샌디에이고대(UC샌디에이고) 정신의학과 공동연구팀은 하루 5분 안팎의 짧은 명상만으로도 집중력과 기억력을 향상시킬 수 있다고 7일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생물학 및 심리학 분야 국제학술지 ‘네이처 인간행동’ 4일자에 실렸다. 연구팀은 18~35세의 건강한 성인남녀 59명에게 연구팀이 개발한 명상 애플리케이션(앱)을 사용해 매일 10분 이내, 6주 동안 명상을 하도록 했다. 연구팀이 개발한 앱에는 명상음악과 백색소음, 명상에 집중할 수 있도록 하는 지시가 들리도록 설계했다. 연구팀은 명상을 하는 동안 뇌가 활성화되는 부위를 찾아내기 위해 뇌전도(EEG)를 측정했다. 32명이 사용한 명상 앱에는 명상음악과 백색소음이 나오도록 설계됐다. 연구팀은 명상 실험을 하는 6주 동안 실험대상자들이 자신의 호흡에 집중하는 시간을 기록하도록 해 시간의 변화도 관찰하도록 했다. 그 결과 실험 시작 직전에는 하루 평균 20초 정도 밖에 자신의 호흡에 집중하지 못했는데 한 달 정도 지난 뒤에는 최대 6분까지 집중하는 것으로 확인됐다. 연구팀은 명상을 지속하면서 자기 통제력과 집중력에 관여하는 내측 전두엽 피질과 측면 전두엽 피질이 활성화 정도가 커지는 것도 관찰됐다. 또 명상을 꾸준히 하면 작업기억이라고 불리는 단기기억력도 약 30% 이상 상승되는 것으로 확인됐다. 데이빗 지글러 UC샌프란시스코 신경과학 교수는 “따로 전문가의 지도를 받지 않더라도 본인이 편안하다고 생각하는 환경에서 하루 5분 이내의 짧은 명상을 매일 지속하는 것은 자기 통제력 강화는 물론 집중력과 기억력 향상, 신체 면역력 강화에도 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

가을이 시작되서 이듬해 봄까지 한반도는 미세먼지 때문에 몸살을 앓는다. 이웃 국가의 영향과 함께 화석연료의 과다 사용이 원인으로 꼽히고 있어 생물자원인 바이오매스를 기반으로 한 미생물 기반 화합물 생산기술이 다양하게 연구되고 있다. 문제는 폐목재나 옥수수, 유채 같은 바이오매스를 확보하는데는 한계가 있기 때문에 친환경 바이오연료 및 화합물을 충분히 생산하기는 쉽지 않다. 포스텍 융합생명공학부, 화학공학과, 서울대 화학생물공학부 공동연구팀은 다시마, 미역 같은 갈조류를 이용해 친환경 바이오연료와 친환경 바이오화합물을 고속생산할 수 있는 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 6일자에 실렸다. 해조류는 육상 식물에 비해 성장속도가 빠르고 지구의 상당부분을 차지하는 바다에서 자라기 때문에 채취가 용이하다는 장점이 있다. 그러나 해조류에 포함된 알긴산 같은 다당류를 쉽게 에너지원으로 바꿀 수 있는 산업용 미생물이 없어 공정개발이 쉽지 않았다. 연구팀은 알긴산이 포함된 해조류를 빠르게 연료로 바꿀 수 있는 신종 미생물을 발굴하고 유전자 조작기술로 바이오연료나 화합물을 빠르게 생산해낼 수 있도록 설계했다. 실제로 미생물의 대사경로를 바꿔 해조류에서 바이오연료인 에탄올과 플라스틱 원료인 2,3-부탄디올, 생리활성물질인 라이코펜 등 다양한 화학제품을 만들어 낼 수 있게 됐다. 미생물을 이용해 해조류에서 다양한 화학제품을 직접 생산할 수 있도록 인공 미생물 화학공장을 만든 것이다. 연구팀이 개발한 인공 미생물은 대장균이나 효모 같은 기존의 산업용 미생물과 비교해서도 2배 이상 월등히 빠르게 성장하고 바이오매스 전환속도가 빨라 다른 분야에서도 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 서상우 서울대 화학생물공학부 교수는 “이번에 발견해 설계한 미생물은 해조류에서 채취할 수 있는 탄소원을 빠르게 대사해 고부가가치 화학제품을 만들어 낼 수 있게 해 미생물 발효 공정의 경제성과 효율성을 획기적으로 향상시킬 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘퀸’의 리더 프레디 머큐리, 영화 ‘사이코’의 주연 앤서니 퍼킨스, 1950~60년대 대표적인 미남 배우 록 허드슨은 모두 후천선면역결핍증(에이즈)으로 인한 후유증으로 사망했다. 1980년대에는 ‘20세기 흑사병’으로 알려지면서 치료가 불가능한 질병으로 알려졌지만 최근 과학기술과 의학의 발달로 다양한 치료방법이 등장하면서 관리 가능한 질병이 되가고 있으며 미국 농구선수 매직 존슨처럼 실제로 완치된 사람들까지 나오고 있는 상황이다. 그렇지만 질병을 사전에 차단하고 예방할 수 있는 백신은 아직까지 나오고 있지 않다. 이런 가운데 네덜란드 암스테르담대 감염·면역연구소, 바이오메디컬 영장류연구센터(BPRC), 서울대 약대, 미국 스크립스연구소 통합구조·계산생물학과, 듀크대병원 외과, 영국 옥스포드대 생화학과, 임페리얼칼리지런던 의대, 이탈리아 IRCCS 산라파엘과학연구소, 스페인 카를로스3세 왕립보건연구소 공동연구팀은 에이즈를 유발시키는 인간면역결핍바이러스(HIV) 단백질의 대표적인 구조를 설계하는데 성공해 치료용 항체를 유도해 낼 수 있게 됨으로써 백신 개발 가능성을 높이게 됐다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호(5월 30일자)에 실렸다. 에이즈 치료 항체 개발이 어려운 이유는 HIV 단백질이 지속적으로 다양하게 변이된다는 점 때문이다. HIV의 외부 단백질이 사람의 면역세포에 결합해 침투하는 과정을 저해하는 치료법이 제시되기도 했지만 역시 변이가 잦아 치료제나 백신 개발로 이어지지는 못했다. 연구팀은 2017년까지 알려진 6000여개 이상의 HIV 외피 단백질의 변이를 모두 분석해 외피 단백질을 대표하도록 설계된 단백질 ‘ConM’(콘엠)을 설계하고 단백질 3차원 구조를 밝혀냈다.콘엠 단백질을 백신으로 사용할 경우는 변이가 잦은 HIV 외피 단백질을 광범위하게 중화시킬 수 있는 항체를 유도할 가능성이 큰 것으로 연구팀은 생각했다. 실제로 연구팀은 이번에 설계한 콘엠 단백질을 토끼와 짧은꼬리원숭이에 주입해 에이즈 치료 항체를 유도하는데 성공함으로써 백신 개발 가능성을 규명하기도 했다. 교신저자로 참여한 서울대 약대 한병우 교수는 “이번 연구는 인간 면역세포 침투에 있어서 가장 중요한 역할을 하는 HIV 외피 단백질을 백신으로 개발함으로써 다양한 변이 외피 단백질들을 중화시킬 수 있는 항체를 유도할 수 있게 해줄 것”이라며 “이번에 개발한 방법론은 에이즈처럼 변이가 심해 치료법 개발이 쉽지 않은 독감 바이러스, 에볼라 바이러스, C형 간염 바이러스 단백질에도 적용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

6월의 첫 주말이자 징검다리 휴일의 중간인 8일 토요일은 목~금요일 내린 비로 인해 전국이 미세먼지 없이 깨끗한 공기에 초여름 날씨를 보여 외출하기에 좋겠다. 기상청은 “8일은 서해상에서 남동진하는 고기압의 가장자리에 들어 전국에 가끔 구름이 많은 날씨를 보이겠으며 9일에도 기압골의 영향으로 구름 많은 날씨를보이겠다”고 7일 예보했다. 8일 전국의 아침 최저기온은 13~18도, 낮 최고기온은 20~29도 분포를 보이겠으며, 9일 아침 최저기온은 15~18도, 낮 최고기온은 19~28도 분포로 평년과 비슷한 수준을 보이겠다. 이맘 때 평년기온은 아침 14~18도, 낮 22~28도 수준이다. 8일 전국의 낮 예상 최고 기온은 울산 24도, 제주 25도, 서울, 광주 27도, 춘천, 대전, 대구 28도 등이다. 그러나 다음주 월요일부터는 낮 기온이 다시 30도 가까이 오르면서 평년보다 더운 날씨를 보일 것으로 전망됐다. 한편 6일 오후 1시부터 7일 새벽 4시까지 경상도 거제(명사)에 157㎜를 비롯해 전남 장흥(관산) 142㎜, 전남 해남(북일) 121.5㎜, 제주 삼각봉 108㎜, 강릉 45.5㎜, 서울 27.7㎜ 등의 강수량을 기록했다. 한편 국립환경과학원은 주말 전국의 미세먼지 농도는 대기 확산이 원활해 대기 상태가 청정함을 유지하면서 ‘좋음’~‘보통’ 수준을 보일 것으로 전망했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

푹 자고 일어난 것 같은데도 온몸이 찌뿌둥하고 하루 종일 하품을 참을 수 없다. 지난해 7월 주 52시간 근무제도가 도입되면서 직장인들이 야근에서 벗어나기는 했지만 현대인들은 여전히 수면 장애에 시달리고 있다. 미국 보스턴 브리검여성병원 네트워크의학부 연구진은 잠 들고 깨는 시간과 수면 지속 시간이 불규칙한 경우 비만, 고지혈증, 고혈압, 당뇨와 같은 대사질환이 발생할 가능성이 그렇지 않은 사람들보다 27% 높다고 6일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘당뇨 케어’ 5일자에 실렸다. 연구팀은 미국에 거주하는 45~84세 사이 다양한 인종의 남녀 2003명을 대상으로 2010~2017년 수면 상태와 대사질환 여부를 포함한 건강지표를 장기 추적 조사했다. 조사 대상자들에게는 수면 시간과 수면의 질을 정밀하게 측정할 수 있는 손목시계형 신체활동측정기 ‘액티그래프’를 착용하도록 했다. 이와 함께 매일 수면 일기를 쓰도록 하는 한편 2~3개월 간격으로 수면 습관과 건강 관련 설문조사를 실시했다. 분석 결과 수면 지속 시간과 취침, 기상 시간이 불규칙적으로 변하면 1년 이내에 ‘좋은 콜레스테롤’으로 알려진 HDL 수치는 낮아지고 총중성지방 수치, 혈압, 허리둘레는 늘어나는 등 각종 대사기능 장애가 나타난다는 사실이 확인됐다. 또 수면 시간과 수면 패턴이 가장 불규칙한 이들은 비정규직 흑인남녀로 다른 실험 대상보다 우울증을 앓는 비율과 수면 무호흡 지수가 높게 나타났다. 미국의 대표적인 싱크탱크인 랜드연구소 행동심리학자들도 캘리포니아 남부에 거주하는 다양한 인종의 청소년 1850명을 대상으로 수면 시간과 행동 양식을 2013년부터 4년간 추적 조사했다. 연구팀은 청소년의 권장 수면 시간인 8~10시간의 수면을 취하지 못하는 경우 의사결정 능력이 떨어지고 충동성에 영향을 미쳐 약물 과용이나 안전하지 못한 성적 행위에 빠질 가능성이 높다는 연구 결과를 미국심리학회에서 발행하는 실험심리학 분야 국제학술지 ‘보건심리학’ 3일자에 발표하기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘클알못’(클래식 음악을 잘 알지 못하는 사람)이라도 ‘천재’ 아마데우스 모차르트와 악성(樂聖) 루트비히 판 베토벤의 이름과 곡 하나 정도는 알고 있을 것이다. 서양 고전음악을 연구하는 음악학자들은 다양한 방법으로 이들의 음악적 구조와 작곡 스타일 등을 분석한다. 스위스 로잔연방공과대(EPFL) 디지털인문학연구소 디지털인지음악학실험실 연구팀은 베토벤이 작곡한 현악4중주 16곡을 디지털화한 다음 분해해 통계적 방법으로 베토벤의 작곡 스타일과 무엇이 베토벤의 음악답게 만드는지를 처음으로 분석해 내는 데 성공했다. 이번 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 7일자에 실렸다. 현악4중주는 2대의 바이올린과 비올라, 첼로가 함께 연주하는 음악으로 18세기부터 서양 고전음악의 실내악에서는 매우 중요한 양식이다. 특히 전통적 현악4중주는 교향곡처럼 규모가 큰 4악장 형식을 갖추고 있어서 연구팀은 작곡가의 스타일을 분석하기 유용하다고 판단했다. 게다가 베토벤도 1799년부터 죽기 직전인 1826년까지 현악4중주 작곡에 매달려 있었다. 연구팀은 8시간에 달하는 현악4중주 연주와 음악 이론가들이 만든 수십만개의 주석(annotation)을 디지털 데이터로 전환했다. 분석 결과 베토벤의 현악4중주에는 1000가지 이상의 서로 다른 화음들이 포함돼 있다는 것을 확인했다. 연구팀은 1000여가지 화음 중 베토벤이 즐겨 사용한 화음은 극히 일부이며 이를 기반으로 다양하게 변화시켜 곡을 만들었다고 설명했다. 또 한 화음에서 다음 화음으로 전환이 빠르고 빈번하게 나타나는 것도 베토벤 작곡 스타일이라고 분석했다. 곡의 시작에 사용되는 화음에 따라 곡의 진행 형식과 연주 시간이 결정된다는 사실도 확인했다. 마르틴 로마이어 EPFL 교수는 “이번 연구는 전통적인 음악학 연구방식에서 벗어나 통계학적 방법으로 음악을 정밀하게 분석했다는데 의미가 크다”라며 “많은 음악가들의 음악도 디지털 분석함으로써 음악적 특성과 작곡 스타일을 통계적으로 해석하는 작업을 이어갈 계획”이라고 말했다. edmondy@seoul.co.kr

주간 ‘근력 2회·유산소성 3~5회’ 권장 무리한 움직임은 활성산소 생성 촉진 신체 산화로 노화·근골격계 질환 낳아 정부, 7일 3회·하루 30분 ‘7330 캠페인’ 주1회 운동이 아예 안 하는 것보다 나아‘운동은 과연 다다익선(多多益善)일까.’ 생활 체육 및 의학 전문가들은 이 같은 질문에 단호하게 고개를 가로젓는다. 자신의 신체 상태에 맞춰 적정량 운동을 해야 한다는 것이다. 프로 선수라면 매일 운동을 해도 몸이 버틸 수 있다. 그러나 어깨가 안 좋은 보통 사람이 매일 수영을 하면 오히려 역효과가 날 수밖에 없다. 그렇다면 도대체 어느 정도의 빈도와 강도로 운동하는 것이 적당한 것인지에 대한 의문이 생길 수 있다. 이와 관련해서는 가장 권위 있는 저서 중 하나인 ‘미국대학스포츠의학회 운동 검사 및 처방 가이드라인 제10판’을 참고하면 유용하다. 이 책에선 질병이 없는 건강한 성인(18~65세)이라고 하면 근력 운동은 일주일에 최소 2일 이상 하는 것을 권유하고 있다. 유산소성 운동은 중강도로 한다면 한 번당 30~60분씩 일주일에 5일, 고강도로 한다면 20~60분씩 일주일에 3회 하는 것을 권하고 있다. 중강도로는 일주일에 총 150분, 고강도로는 일주일에 총 75분가량 운동하는 것이 이상적이다. 프레데릭 데라비에와 마이클 건딜이 공저한 ‘근육운동가이드-프리웨이트’에서도 적당한 근력 운동의 빈도를 제시하고 있다. ‘기본적으로 근육 운동은 최소 주 2회는 실시하는 것이 좋다’고 하면서도 ‘주의할 점은 (일반인은) 일주일에 최대 4회를 넘기지 말아야 한다는 것’이라고 명시하고 있다. 지나친 운동은 오히려 악영향을 미친다는 이유에서다.처음 1~2개월 동안 주 2회로 운동을 시작한 다음, 준비가 됐다고 느낄 때 운동 횟수를 주 3회로 늘리는 것을 권하고 있다. 3~6개월간 꾸준히 운동한 이후에는 4일 기준의 운동 방식을 고려할 수 있다고도 한다. 너무 무리한 운동을 계속하게 되면 체내 활성산소의 생성을 촉진해 인체에 해로운 영향을 미칠 수 있다. 활성산소는 세포에 손상을 입히는 모든 종류의 산소를 이야기한다. 활성산소는 몸속 병원체를 공격하는 소독약 역할을 하지만 동시에 우리 몸이 필요로 하는 분자들까지 공격한다는 점이 문제다. 그래서 평상시에는 활성산소가 체내 분자들을 공격하기에 앞서 인체에 있는 항산화물질이 선제적으로 반응을 해 큰 피해가 없도록 방어하고 있다. 하지만 활성산소는 과도한 운동, 스트레스, 음주, 흡연 등을 할 때 더욱 늘어나게 된다. 결국 운동을 무리하게 하면 항산화물질의 방어체계가 무너지면서 인체 조직의 산화적 손상이 발생할 수 있다. DNA 손상, 단백질 체계의 변성 등을 일으켜 노화, 근골격계 질환 등이 발현하게 되는 것이다. 이진석 한국스포츠정책과학원 연구위원(운동생리학 전공)은 “활성산소는 에너지원을 쓰고 난 부산물로 지나치게 운동을 하면 많이 발생한다. 마치 기름으로 움직이는 자동차에서 발생하는 배기가스와 같다고 이해할 수 있다”며 “활성산소로 인한 손상은 잠재적이기 때문에 단기간에 겉으로 바로 드러나지 않게 된다. 내재되어 몸에 손상을 일으킨다. 음식을 많이 먹어도 활성산소가 생기기 때문에 소식에 적당한 운동을 하는 것이 좋다”고 말했다. 땀 흘릴 정도의 운동을 하루도 빼놓지 않고 하는 것은 질병 예방 측면에서는 효과적이지 않을 수 있다는 내용의 연구 결과도 있다. 연세대 보건대 연구팀이 지난 2002년부터 13년간 건강검진을 받은 국내 25만 7854명을 추적한 결과 일주일에 3~4차례 땀 흘려 운동한 사람은 한 번도 운동하지 않은 사람보다 당뇨병 예방 효과가 13%, 고혈압 예방 효과는 14%, 뇌졸중은 17%, 심근경색은 21% 더 높았다. 반면 매일 땀 흘려 운동한 사람은 아예 안 한 것에 비해 해당 질병의 예방 효과가 3~6% 더 높은 것에 그쳤다. 매일 운동하면 신체가 회복할 시간 없이 오히려 피로가 쌓인 탓이다. 김광준 세브란스병원 노년내과 교수는 “운동을 하면 그에 따른 득과 실이 있다. 이번 연구 대상군에서는 매일 운동할 때 그 득과 실이 비슷한 것으로 나타난 것이다. 주 3~4회 운동하는 게 좋았던 사람이 대다수였다”며 “다만 매일 운동하는 게 몸에 해롭다는 것은 아니다. 나이가 젊고, 영양 상태가 좋고, 몸이 힘들지 않으면 매일 운동을 해도 된다. 사람마다 다르기 때문에 개별화해서 해석하는 것이 가장 정확하다”고 말했다. 이와 관련해서 문화체육관광부와 대한체육회는 2005년 10월부터 ‘스포츠 7330’ 캠페인을 이어오고 있다. 각자 체력이 다르겠지만 일반적으로 건강을 유지하기 위해선 최소한 일주일(7)에 3번 이상, 하루 30분 운동을 하는 것이 좋다는 내용의 캠페인이다. 한번 운동을 하면 우리 몸에 그 영향이 지속되는 기간이 48시간 정도이기 때문에 일주일에 세 번쯤은 생활 체육을 즐겨야 운동 효과가 발생한다는 것이다. 또한 개인 차가 있지만 일반적으로 운동 후 30분이 지나면서 서서히 지방이 분해·소모된다는 것 또한 고려해 ‘7330’이라는 숫자를 만들어 14년째 캠페인을 벌이고 있다. 만약 그래도 매일 운동을 하겠다면 유연성 운동 위주가 좋다. 요가나 스트레칭은 유산소성 운동·근력 운동을 과도하게 할 때 발생하는 부작용이 상대적으로 적은 편이다. 아니면 일주일에 3~4번은 유산소성·근력 운동을 하고 나머지 날은 유연성 운동 위주로 섞어 하는 방법을 택할 수도 있다. 그렇지만 무엇보다 가장 건강에 해로운 것은 아예 운동을 안 하는 습관이다. 지난 2월 문체부가 발표한 ‘2018 국민생활체육참여실태조사’(10세 이상 국민 9000명 대상 조사)를 살펴보면 지난 1년간 규칙적으로 운동(주 1회 이상)을 했다고 응답한 사람은 전체의 62.2%에 달했지만 전혀 운동을 하지 않았다는 사람도 28.0%를 차지하고 있다. 이와 관련한 따끔한 충고 하나를 소개한다. ‘일주일에 몇 번을 운동할지는 개인의 일정에 따라 좌우될 수밖에 없고, 그 사정에 맞추다 보면 최적의 운동량을 수행하기 어려울 수도 있다. 그러나 분명한 것은 한 주에 한 번이라도 운동하는 것이 아예 안 하는 것보다 훨씬 낫다는 사실이다.’ 한재희 기자 jh@seoul.co.kr

英·伊·오스트리아, 남녀 배우 250만명 경력 분석美·인도, 외교문서 골라내 미래 예측·대응 알고리즘 개발“그것은 사회적, 경제적 자극에 대한 인간 집단의 반응을 다루는 수학의 한 분야가 됐다. … 심리역사학은 통계학이기 때문에 한 개인의 미래를 정확히 예언할 수 없다는 것은 익히 알려져 있다.” 미국의 생화학자이자 세계 SF 3대 거장으로 꼽히는 아이작 애시모브가 20대 초반에 시작해 1992년 72세로 세상을 뜨기 전까지 썼던 ‘파운데이션’ 시리즈에는 해리 셀던이라는 천재 수학자가 만든 ‘심리역사학’이라는 가상의 학문이 등장한다. 해리 셀던이 심리역사학으로 은하제국의 몰락을 예측하고 ‘파운데이션’이라는 집단을 만들어 파국적인 상황을 막고 미래를 대비하도록 한다는 것이 파운데이션 시리즈의 주요 줄거리다. ●“배우의 성공은 연기력보다 환경에 좌우” 애시모브의 심리역사학은 통계물리학을 보고 만들어진 것이다. 통계물리학은 입자가 매우 많거나 복잡한 시스템을 통계적 방법으로 연구하는 분야다. 개별 분자 행동은 예측할 수 없지만 공기 전체 움직임을 설명하고 예측하려는 통계물리학처럼 심리역사학도 사람도 개개인의 행동을 예측하기는 어렵지만 거대한 역사의 흐름을 예측할 수 있다고 설정됐다. 그런데 실제로 최근 수학자들이 수학적 방법으로 역사를 예측하고 쇼비즈니스의 성공 가능성까지 예측할 수 있는 방법을 개발했다. SF 속 심리역사학이 현실로 다가오게 된 것이다. 영국 런던 퀸메리대 수리과학부, 앨런튜링연구소, 이탈리아 카타니아대 물리천문학과, 국립핵물리연구소(INFN), 오스트리아 빈복잡계과학허브(CSHV) 공동연구팀은 배우의 경력을 정량화하고 성공과 경력의 지속가능성을 예측할 수 있는 수학적 모델을 만들어 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 6월 5일자에 발표했다. 연구팀은 인터넷영화데이터베이스(IMDb)를 이용해 1888년 최초로 만들어진 영화부터 2016년 1월 16일까지 개봉된 영화, TV드라마에 이름을 올린 남자배우 151만 2472명과 여배우 89만 6029명의 경력을 분석했다. 분석 결과 약 70% 배우들의 전체 경력이 1년에 불과했고 주연급이든 조연급이든 일이 끊기지 않고 배우로서 10년 이상 생명력을 이어 가는 이들은 10% 미만으로 나타났다. 연예계에서 경력은 특정 상품에 대한 수요가 다른 사람들에게 영향을 주는 ‘네트워크 효과’가 강하게 나타난다고 연구팀은 설명했다. 유명세를 타는 배우들이 일자리를 더 얻기 쉽고 대부분의 일을 가져간다는 것이다. 공백기가 긴 배우들은 이전의 유명세와는 상관없이 복귀 후 인기를 회복할 확률이 낮아지는 것으로 예측됐다. 연구팀은 이번 예측식으로 일부 배우들의 활동 기간과 흥행 여부를 계산한 결과 비교적 정확하게 계산된 것으로 알려졌다. 루카스 루카사 퀸메리대 수리과학부 교수는 “이번 연구 결과에서 흥미로운 것은 임의적인 무작위적 사건들이 증폭되면서 부익부 빈익빈 현상이 나타난다는 점”이라면서 “배우들의 성공과 생명력은 연기력보다는 환경에 좌우될 가능성이 크다는 것도 새로 알게 됐다”고 말했다. 또 미국 마이크로소프트(MS) 뉴욕연구소와 MS 인도 방갈로르연구소, 미국 컬럼비아대 역사학과 공동연구팀은 국무부가 공개한 외교 문서와 당시 발생한 중요한 사건들을 연관 분석해 역사적으로 중요한 사건을 암시하는 문서들을 골라내 미래를 예측해 대응할 수 있는 알고리즘을 개발했다. 이 연구 결과는 생물학 및 심리학 분야 국제학술지 ‘네이처 인간행동’ 6월 4일자에 실렸다.●인공지능 문서보관자·미래학자 개발 가능성 연구팀은 미국 국무부가 각종 보고서를 전자문서 양식으로 저장하기 시작한 1973년 자료부터 지난해 기밀 해제된 1979년까지의 기록 195만 2029건을 분석했다. 연구팀은 우선 국무부가 중요하다고 평가해 놓은 보고서들이 이후 벌어진 실제 사건들을 얼마나 정확하게 설명하고 예측했는지를 역사학자들에게 수작업으로 평가하도록 한 다음 인공지능에 기계학습시켰다. 이렇게 학습된 인공지능으로 공문서를 바탕으로 역사적 사건들을 예측하도록 했다. 그 결과 예상 밖으로 출장 일정처럼 주목도가 떨어지는 일상적 보고서도 역사적 사건을 예측하는 데 중요한 단서가 될 수 있음이 밝혀졌다. 덩컨 와츠 MS뉴욕연구소 수석연구원은 “아인슈타인 상대성이론 발견, DNA 이중나선 구조의 발견, 달 착륙, 베를린 장벽 붕괴 등 역사적인 사건들도 모두 사소한 사건에서 촉발됐다”며 “이번 연구는 수많은 문서 더미 속에서 역사적 문서를 식별해 낼 수 있는 인공지능 문서보관자나 인공지능 미래학자를 개발할 수 있는 가능성을 보여 주고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

귀여운 고양이 한 마리가 밖에서는 절대 볼 수 없는 완전히 밀폐된 상자 속에 갇혀 있습니다. 상자 안에는 치명적인 독약인 청산가리가 담긴 병이 있습니다. 독극물 병 위에는 망치가 있고 망치는 방사능을 측정하는 가이거 계수기와 연결돼 있습니다. 방사능이 감지되는 순간 망치가 떨어져 병은 깨지고 청산가리 가스가 흘러나와 고양이는 죽게 됩니다. 상자 안에는 시간당 50%의 확률로 핵붕괴하는 우라늄도 들어 있습니다. 한 시간 뒤 우라늄이 붕괴되면서 방사능을 내뿜어 가이거 계수기를 작동시킬 확률이 50%라는 말입니다. 한 시간 뒤 상자 속 고양이는 어떻게 됐을까요. 정답은 ‘상자를 열기 직전까지는 살아 있거나 죽어 있는 상태가 섞여 있으며 상자를 여는 순간 양자 상태가 무작위로 바뀌어 죽거나 살아 있게 된다’입니다. 상식적으로 도저히 이해할 수 없는 이 설정이 바로 물리학과, 화학과 학생들을 멘붕에 빠뜨려 양자역학을 포기하게 만든다는 ‘슈뢰딩거의 고양이 역설’입니다. 지난해 세상을 떠난 영국의 물리학자 스티븐 호킹마저도 ‘누군가 슈뢰딩거의 고양이 이야기를 꺼낸다면 난 조용히 총을 빼들 것’이라고 말했을 정도입니다. 독일 물리학자 베르너 하이젠베르크가 만든 불확정성 원리는 간단히 말하면 원자나 분자 같은 미시세계에서는 입자의 위치와 운동량을 둘 다 정확하게 측정할 수 없다는 것입니다. 하나를 측정하는 동안 다른 하나가 변해 버리기 때문이라는 것입니다. 고전물리학에서와 달리 입자의 물리적 상태를 확률적으로만 설명할 수밖에 없다는 것이지요. 오스트리아 물리학자 에르빈 슈뢰딩거는 파동방정식을 만들어 양자역학을 완성했다는 평가를 받았지만 양자역학의 확률론적 해석을 도저히 받아들일 수 없었습니다. 그래서 양자역학의 확률론을 논박하기 위해 만들어 낸 사고 실험이 바로 ‘슈뢰딩거의 고양이 역설’이었습니다. 그런데 미국 예일대 응용물리학과, 예일양자연구소, IBM 왓슨연구센터, 뉴질랜드 오클랜드대 광자·양자기술센터, 프랑스 컴퓨터과학연구소(INRIA) 공동연구팀이 큐비트로 알려진 양자 정보를 포함한 인공원자를 이용해 양자도약을 사전 예측할 수 있는 시스템을 만들어 냈습니다. 오랫동안 양자역학을 지탱해 온 양자중첩과 예측불가능성이라는 개념을 뒤집었다고 평가를 받는 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 6월 4일자에 실렸습니다. 양자도약은 원자 내부에서 전자가 불연속적으로 궤도를 움직이는 현상입니다. 전자가 어느 위치에 있을지는 확률적으로 알 수밖에 없기 때문에 언제 어떻게 양자도약이 일어나는지를 예측하는 것은 불가능한 일이었습니다. 연구팀은 알루미늄 상자에 둘러싸여 있는 초전도 인공원자에 마이크로파를 쪼인 뒤 ‘이중 간접 모니터링 방식’으로 인공원자를 관찰하는 동시에 양자도약을 예측해 내는 데 성공한 것입니다. 이번 기술은 양자컴퓨터를 개발할 때 정보를 포함하는 큐비트를 손쉽게 제어할 수 있게 해 양자 데이터를 안정적으로 관리할 수 있게 해줄 것으로 기대되고 있습니다. 이번 연구에서도 볼 수 있듯이 과학에서는 깨지지 않을 것 같은 이론도 끊임없는 연구를 통해 새로운 사실이 밝혀져 뒤집힐 수 있습니다. 20세기 초 물리학사에서만 보더라도 과학자들이 상대편과 끊임없는 사고 실험과 논쟁을 통해 현대물리학을 만들었습니다. ‘우리는 맞고 너희는 틀리다’는 언행을 보이면서 ‘과학적, 합리적 태도와 사고방식’을 입에 올리는 것은 정말 웃기는 일입니다. edmondy@seoul.co.kr

현충일이자 징검다리 휴일의 시작인 6일은 구름이 많다가 제주도를 시작으로 전국에 비가 내리겠다. 제주도와 남부지방은 소형 태풍에 버금가는 돌풍까지 예상돼 각별한 주의가 필요하다. 기상청은 “6일은 중국 중부 지방에서 우리나라 서해 남부 해상으로 이동하는 저기압의 영향을 받아 오후 제주부터 비가 시작되고 저기압이 동쪽으로 이동해 남부 지방을 지나면서 전국으로 확대돼 7일 오후까지 비가 계속될 것”이라고 5일 예보했다. 7일까지 강수량은 제주도, 남해안, 강원 영동지역, 경북 동해안이 50~100㎜로 예상되며 많은 곳은 150㎜까지 내리고 제주 산지는 250㎜ 이상의 폭우가 쏟아질 것으로 전망된다. 그 밖의 전국은 20~70㎜의 강수량을 보일 것으로 예상됐다. 특히 6일 밤부터 7일 아침에는 저기압이 몰고 온 온난다습한 공기가 강한 남풍을 타고 유입되면서 제주도와 남해안 지역은 국지적으로 돌풍과 천둥, 번개를 동반한 시간당 30㎜ 안팎의 강한 비가 내릴 것으로 전망됐다. 또 남부 지방을 지나갈 것으로 예상되는 저기압의 경로가 좀더 북쪽으로 치우칠 경우 중부 지방 강수량이 다소 늘어날 것으로 기상청은 내다봤다. 이번 비는 저기압이 동해남부해상으로 이동하고 북쪽에서 건조한 공기가 유입되는 7일 밤에 그칠 것으로 보인다. 기상청 관계자는 “6~7일 우리나라에 영향을 주는 저기압은 중심기압이 990~985h㎩(헥토파스칼)로 낮아 제주와 남부 지방을 중심으로 소형 태풍과 비슷한 최대풍속 시속 36~58㎞, 최대순간풍속 시속 72㎞의 강풍이 불고 그 밖의 전국에도 최대풍속 시속 36㎞ 내외의 강한 바람이 불 것으로 예상되는 만큼 안전사고에 각별히 유의해달라”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 들어 공원이나 넓은 공터에서 드론을 날리는 모습을 자주 볼 수 있다. 관성항법센서와 GPS 수신기가 경량화되고 자율주행 기술이 발전하면서 드론이 보편화되고 소형화되면서 레저용으로 이용하는 사람이 늘고 있기 때문이다. 드론의 크기에 따라 택배 배달용으로도 활용되기도 한다. 문제는 드론 사용이 보편화되면서 범죄나 테러용으로 사용될 가능성도 배제할 수 없다. 국내 연구진이 GPS 신호 교란으로 드론을 다른 장소로 납치해 제거할 수 있는 대테러 안티 드론 기술을 개발해 주목받고 있다. 카이스트 전기및전자공학부 김용대 교수팀은 위조 GPS 신호를 이용해 드론 위치를 속여 드론을 제거할 수 있는 기술을 개발했다고 4일 밝혔다. 이번 연구성과는 전자보안 분야 국제학술지 ‘ACM 트랜잭션 온 프라이버시 앤 시큐리티’에 실렸다. 드론이 사용이 보편화되면서 사유지와 주요시설 무단 침입, 테러나 범죄에 사용될 경우도 배제할 수 없는 상황에서 공항 같은 주요시설에서 활용되는 안티 드론 시스템은 방해전파나 고출력 레이저를 쏘거나 그물로 포획하는 방식이다. 그러나 폭발물이나 무기를 장착한 드론의 경우는 주요시설물이나 군중과 안전거리를 확보해야 하는데 현재의 기술로는 드론을 못 움직이게 하거나 그자리에 추락시키는 것인데 이 때는 피해를 최소화하기 어렵다. 연구팀은 위조 GPS 신호를 이용해 드론 위치를 속여 드론을 하이재킹하는 안티 드론 기술을 개발했다. 현재도 GPS 신호를 교란시키거나 위조해 정해진 위치나 경로를 이탈시키는 기술이 있지만 GPS 안전모드가 활성화되면 적용하기 어렵다. GPS 안전모드는 드론이 위조 GPS 신호로 신호가 끊기거나 위치 정확도가 낮아지면 발동되는 비상모드로 드론 모델이나 제조사에 따라 제각각이다. 연구팀은 주요 드론 제조업체의 드론 GPS 안전모드를 분석하고 이를 바탕으로 드론 GPS 작동 분류체계를 만들어 유형에 따른 드론 납치 시스템을 설계했다. 이번에 만든 시스템은 거의 모든 형태의 드론 GPS 안전모드를 포함하고 있어 보편적으로 적용할 수 있다. 연구팀은 실제 4종의 드론을 이용해 이번에 개발한 시스템을 적용한 결과 미세한 오차범위 내에서 원하는 방향으로 드론을 안전하게 유도하는데 성공했다. 김용대 교수는 “대부분의 드론은 GPS 안전모드를 갖추고 있어 위조 GPS 공격에 안전한 것처럼 보이지만 대부분 우회가 가능하다”라며 “이번 기술은 드론의 GPS 안전모드를 무력화시켜 불법 드론 비행으로 발생하는 항공업계와 공항의 피해나 테러 위협을 줄이는데 기여할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 체내 일산화질소를 없애 류머티스 관절염을 치료하는 방법이 개발됐다. 포스텍 화학과 연구팀은 체내 일산화질소만을 잡아내는 류머티스 관절염 치료제를 개발했다고 4일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 레터스’ 최신호에 실렸다. 일산화질소는 체내에서 국부적 조절인자나 신경전달물질로 작용한다. 혈중 산소농도가 떨어지면 혈관 벽 내피세포는 일산화질소를 만들어 내 근육을 이완시켜 혈관을 확장시킴으로써 산소가 원활하게 공급될 수 있도록 만들어 준다. 당초 심혈관 치료제로 개발됐다가 발기부전 치료제로 쓰이고 있는 비아그라의 경우는 체내 일산화질소 분해를 지연시켜 혈관 확장이 유지되도록 하기도 한다. 체내 일산화질소는 발생한지 몇 초 지나지 않아 금새 분해되지만 과다하게 생성되거나 분해되지 않을 경우 루푸스나 크론병, 류머티스 관절염 같은 염증성 질환을 유발시킨다. 연구팀은 2017년에도 일산화질소에 반응하는 매크로 하이드로젤을 개발한 바 있다. 이번에 연구팀은 아크릴아마이드와 일산화질소 가교제를 중합시킨 나노 하이드로젤을 만들었다. 이번에 개발한 나노 하이드로젤은 일산화질소를 직접 포집할 수 있다는 장점이 있다. 기존에 나온 일산화질소 억제 물질들은 유전자나 생체 효소에 직접 영향을 미치기 때문에 인슐린 저항성, 심혈관 이상 같은 부작용이 나타는 경우가 많았다. 연구팀은 류머티스 관절염을 유발시킨 생쥐를 대상으로 실험한 결과 현재 염증 억제제로 사용되고 있는 ‘덱사메타손’과 비교해서도 류머티스 관절염을 더 효과적으로 억제할 수 있다는 사실을 확인했다. 김원종 포스텍 화학과 교수는 “이번에 개발한 나노젤은 생체 내 일산화질소를 직접 포집한다는 차원에서 류머티스 관절염을 효과적으로 치료하고 기존 약제의 부작용을 줄인다”라며 “특히 류머티스 관절염 이외의 염증성 질환에도 광범위하게 적용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1991년 개봉된 영화 ‘터미네이터2-심판의 날’에는 구형 터미네이터 T-800(아놀드 슈워제네거)을 제거하기 위해 미래에서 온 신형 터미네이터 T-1000(로버트 패트릭)이 등장한다. T-1000은 액체금속으로 만들어져 어떤 공격을 받아도 다시 원상복원되고 다양한 형태로 변할 수 있어 영화 마지막 장면까지 긴장감을 늦추지 않게 한다. 그런데 국내 연구진이 영화 속 T-1000처럼 외부에서 힘이 가해져 본래 모습이 변형되더라도 성능을 그대로 유지할 뿐만 아니라 자가 치유(self-healing) 특성까지 지닌 신소재를 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 바이오닉스연구단과 생체재료연구단, 서울대, 고려대, 미국 스탠포드대 화학공학과 공동연구팀은 큰 변형이 있더라도 전기 전도도를 그대로 유지하고 손상 이전과 똑같은 모습으로 원상 복구될 수 있는 자가치유 특성을 가진 신소재를 개발했다고 4일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘ACS 나노’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 신축성이 높은 자가 치유 특성을 가진 고분자의 내부에 은 마이크로 입자와 나노입자를 분산시켜 신축성이 우수하면서도 변형을 극복할 수 있는 전도성 고분자 복합 신소재를 개발했다. 이번에 개발된 신소재는 전자소자와 인체 사이에 안정적으로 전력과 데이터를 전송할 수 있는 ‘인터커넥트’로 활용될 수 있다. 연구팀은 이번에 개발된 소재를 인터커넥트로 활용해 실제로 몸에 부착해 근전도(EMG)라는 생체신호를 측정하는데 성공했다. 또 이 신호를 로봇팔로 전송해 실제 팔의 움직임을 그대로 따라할 수 있도록 하는데 성공했다.기존 소재들은 변형이 발생하면 전기전도도가 약해져 성능이 떨어지는데 이번에 개발된 신소재는 처음 상태의 35배까지 변형이 되더라도 성능이 저하되지 않는다. 처음 모습과 완전히 다르게 비틀리거나 구겨지더라도 성능이 문제가 없다는 설명이다. 게다가 외력에 의해 변형이 일어나면 내부 마이크로, 나노입자들이 재배열되면서 전기적 특성이 자발적으로 향상되는 ‘셀프 부스팅’ 현상이 나타난다는 것이 주사전자현미경, 마이크로 컴퓨터 단층촬영으로 확인됐다. 또 변형이 발생하면 오히려 전기전도도가 60배 이상 좋아지는 현상이 나타났다. 손상되거나 완전히 절단되더라도 스스로 회복되고 접합되는 자가 치유 능력을 보였다. 손동희 KIST 바이오닉스연구단 박사는 “이번에 개발한 신소재는 강한 외력과 변형에도 안정적으로 구동할 수 있어 차세대 웨어러블 전자기긱 개발과 상용화에 도움이 될 것”이라며 “의공학, 전자공학, 로봇 공학 분야 등 다양한 분야에 응용될 수 있을 것으로 기대된다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“학교에 남아 명예롭게 퇴임하는 것도 좋지만 후배들에게 기회를 더 줘야 한다고 생각했습니다. 연구를 오래 할 수 있고 실험할 환경만 좋다면 대학, 정부출연연구소 구분이 무슨 필요가 있겠습니까.” 올해 호암상 의학부문 수상자인 오우택(64) 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소장은 지난 2일 서울신문과의 인터뷰에서 2016년 갑자기 서울대 교수 자리를 박차고 정부출연연구기관 연구원으로 자리를 옮긴 이유를 묻자 이렇게 답하며 웃었다. 오 소장은 미국 오클라호마대에서 신경생리학 박사학위를 받고 1988년 서울대 약대 교수로 부임한 뒤 한 번도 학교를 떠난 적이 없었다. 더군다나 인체가 통증을 일으키는 작동 원리를 처음으로 밝혀내 신경과학의 새 장을 열어 2010년 대한민국 최고 과학자로 선정되는 등 세계적인 석학으로 각광받는 상황이었기 때문에 이직 소식에 과학계는 더욱 놀랐다. 대한민국 최고 과학자상과 함께 국내 의과학 분야에서 최고 권위를 자랑하는 호암상까지 거머쥔 것을 놓고 오 소장은 “사실 학창 시절 물리와 수학을 더 좋아했는데 생물학을 연구하고 가르치게 된 것을 보면 인생은 계획대로 흘러가는 게 아닌 듯싶다”면서 “그저 현재에 최선을 다하면서 꾸준히 연구한 덕택에 이 자리에 선 것 같다”고 말했다. 최근 뇌과학은 신경생물학뿐만 아니라 다른 분야의 자연과학, 공학과 결합되면서 발전 속도가 놀랄 정도로 빨라지고 있다. 반도체 칩 위에 뇌 오가노이드(미니장기)를 키워 뇌 기능을 눈으로 보기도 한다. 뇌 기능을 수학적으로 예측하는 계산뇌과학의 발전은 상상할 수 없을 정도다. 이에 견줘 한국의 뇌과학 수준은 “아직 갈 길이 멀다”고 오 소장은 진단했다. 그는 “국내 뇌과학 연구 수준은 최근 몇 년간 크게 발전해 많은 부분에서 첨단 기술을 보유하고 있지만 연구를 가장 앞서 이끌어 가는 ‘퍼스트 클래스’ 연구는 드물어 전반적으로는 세계적 수준에는 미치지 못하고 있다”고 말했다. 뇌과학 연구자로서 최근 활발히 연구되는 인공지능(AI)에 관해서는 “모든 분야에서 인간을 뛰어넘지는 않겠지만 최근 심층학습이나 인간 뇌 모사칩의 발전 속도를 보면 특정 분야에서는 조만간 인간의 지능을 넘어설 수도 있다”며 “이 같은 가능성에 대해서도 미리 대응책을 마련할 필요가 있다”고 덧붙였다. 앞으로 계획에 대한 질문에 오 소장은 “그동안 해 왔던 것을 꾸준히 연구해 그 분야를 완성하고 최고로 만드는 것이 중요하다고 생각한다”면서도 “개인적으로는 인간의 지능에 대한 연구에 도전해 보고 싶다”고 말했다. 한편 호암 재단은 오 소장 등 의학, 과학, 공학, 예술, 사회봉사 분야 5명을 올해 호암상 수상자로 선정해 지난달 31일 상장과 메달, 상금 3억원을 수여했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 생명체 유지와 유전정보 전달을 위한 필수 대사과정인 염색체 복제에 관여하는 단백질의 핵심 작동원리를 밝혀냈다. 기초과학연구원(IBS) 유전체 항상성 연구단과 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 공동연구팀은 염색체 복제가 끝나면 DNA와 결합하는 PCNA라는 단백질이 결합되고 분리되는 메커니즘을 분자수준에서 밝혀내고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 3일자에 발표했다. 염색체 복제는 DNA 생성에 관여하는 단백질들이 DNA와 결합하는 것으로 시작된다. 특히 고리형태의 PCNA 단백질은 바늘구멍에 실이 꿰어진 형태로 DNA와 결합해 염색체를 복제하고 손상된 염색체를 복구한다. 이 과정이 끝나면 PCNA와 DNA는 분리된다. 그러나 이 때 PCNA와 DNA가 분리되지 않고 계속 결합된 상태로 머물러 있게 되면 염색체에 돌연변이가 발생한다. 연구팀은 이런 염색체 돌연변이는 암이나 각종 유전질환을 일으킬 수 있다고 앞선 연구를 통해 밝혀냈다. 그렇지만 PCNA와 DNA가 분리되는 정확한 원리는 파악하지 못했다.그런데 연구팀은 PCNA와 DNA의 결합, 분리를 추적할 수 있는 실험방법과 실시간으로 결합과 분리를 관찰할 수 있는 ‘단분자 형광 이미징‘ 기술을 활용해 관찰했다. 그 결과 ATAD5-RLC라는 단백질이 PCNA 단백질의 고리를 열어 DNA를 분리시켜 염색체 복제 과정을 종료시킨다는 사실을 밝혀내고 ATAD5-RLC 단백질의 구조까지 확인했다. 이번 연구는 염색체 복제 과정, 손상복구 과정이 정상적으로 종료되지 않으면 유전정보의 변형이 일어난다는 사실을 분자적 수준에서 처음으로 밝혀낸 것이다. 명경재 IBS 유전체 항상성 연구단장은 “이번 연구는 생명체 필수 대사과정인 염색체 복제를 이해하기 위한 중요한 정보를 파악함으로써 생명의 근원을 이해하는데 한걸음 더 다가가게 해줬다”라며 “염색체 복제 오류는 암 같은 질환을 유발시키는 만큼 유전정보 이상으로 발생하는 병의 근본 원인을 규명하고 새로운 치료법을 개발하는데 도움을 받을 수 있을 것”이라고 말했다.유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 차세대 통신기술인 5G 무선접속 네트워크 구축 비용을 낮춰 글로벌 시장 진출에 도움이 되는 기지국 기술 개발에 나선다. 한국전자통신연구원(ETRI)는 KT와 국내 통신관련 중견·중소기업들과 ‘5G 무선접속 기반 개방형 기지국 분산장치‘ 개발에 착수한다고 3일 밝혔다. 기존의 4G 네트워크 구조에서는 수 백 Gbps급 대용량 통신이 필요한 5G 서비스를 구현하기 위해서는 요구되는 통신 규격이 다르기 때문에 새로운 설비를 구축해야 하는데 비용이 만만치 않아 원활한 서비스를 제공하는데 한계가 있다. 이에 공동연구진은 4G 네트워크 구조에서 중앙 기지국에 집중돼 있던 기능등을 분산시키는 개방형 5G 랜 구조를 구축하는데 집중할 계획이다. 이번에 개발에 착수한 기술은 지금까지는 기지국 하나에서 모든 이동통신 데이터 처리 기능을 담당해왔었던 것과는 달리 기지국 기능을 나눠 하위 기능을 담당하는 분산 시스템으로 5G 네 트워크를 구축하려는 것이다. 이렇게 되면 중앙장치가 수행하던 데이터 처리 일부 기능을 분산 장치가 담당함으로써 통신 용량을 크게 줄일 수 있고 통합 기지국 장치 설치보다 비용이 저렴해 5G 이동통신 서비스의 커버리지를 넓힐 수 있게 된다.기술 개발은 2단계로 이뤄지는데 우선 2021년까지 이동통신 사업자들이 필요로 하는 기능분할 분산장치와 능동 안테네 기술을 개발하는 것이며 2단계로는 확장형 기지국 기능분할 분산 장치를 개발하는 것이다. 2단계 개발 사업은 2023년까지 마치고 국내 통신 관련 기업들에 공개할 예정이다. 실제로 ETRI는 저비용, 고효율 확장형 기능분할 5G 무선장비 개발을 2023년까지 마칠 계획이다. 김태중 ETRI 미래이동통신연구본부장은 “이번에 착수한 개발은 국내 중소, 중견기업의 이동통신 장비시장 참여를 늘림으로써 5G 상용화 인프라를 구축하는데 도움이 될 것”이라며 “연구개발 성과를 기반으로 핵심 원천 특허를 확보하고 이를 국제표준에 반영하기 위한 국제표준화에도 적극 참여할 계획”이라고 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

광복 이후 1960년대가 될 때까지도 우리나라 농가에서는 주로 소나 사람의 힘을 이용했다. 이 때문에 농업생산량에 한계가 있었고 보릿고개를 벗어나지 못했다. 이 같은 상황에서 광복 직후인 1947년 설립된 대동공업은 1963년에 국내 최초로 동력경운기 ‘H6E-CT 83’을 생산해 농촌의 근대화를 이끌어 냈다. 국내 전문가들은 대동공업의 동력경운기 개발이 국내 기계산업 분야의 시작이라고 평가하고 있다. 또 현재 세계적인 수준에 이르고 있는 전기전자산업 분야의 최초 기술은 각각 1959년 금성사(현 LG)에서 개발한 국내 최초 진공관식 라디오 A-501, 정보통신 산업 분야에서는 1986년 세계 10번째로 개발한 전전자교환기 TDX-1으로 꼽혔다. 특히 전전자교환기 TDX-1은 한국 과학기술을 한 단계 업그레이드 시켰고 통신, 인터넷 분야 강국으로 자리잡게 만들었고 1989년 1가구 1전화 시대를 앞당긴 것으로 평가받았다. 한국공학한림원은 이같은 내용이 포함된 1945년 광복 이후 2015년까지 국내 10대 산업의 기술발전 과정을 총망라한 ‘한국산업기술발전사’를 발간했다고 3일 밝혔다. 한국 경제성장은 ‘한강의 기적’이라고 불릴 정도로 현재도 많은 나라들에서 산업기술 발전의 모델로 국제적 관심을 끌고 있지만 체계적으로 정리된 산업기술사는 없었다. 미국과 유럽 등 선진국은 산업혁명이 시작된 이후 18세기부터 기술사 연구가 지속돼 사료정리나 박물관이 만들어져 있고 일본의 경우도 산업기술사자료정보센터를 설치해 19세기 메이지 유신 이후 산업기술발전사를 정리해 연구하고 있는 상황이다. 공학한림원은 국내 산업분야를 11개 분야로 분류해 400여명의 대규모 집필진을 구성해 4년 동안 진행해 이번에 산업발전사를 만들게 됐다. 특히 이번 산업발전사에는 11개 산업별로 첫 기술과 제품을 선정했다는데도 의미가 크다는 평가를 받고 있다. 건설부분은 1970년 경부고속도로 개통, 바이오의료분야는 1983년 녹십자가 세계 3번째로 B형간염 백신 개발, 소재분야는 1973년 포항제철 고로 1기에서 첫번째 출선, 식품분야는 1952년 대한제분에서 국내 최초 밀가루 출시, 운송장비 산업에서는 1975년 현대에서 포니자동차 개발, 에너지자원 분야는 1950년 연탄화덕 등이다. 섬유분야에서는 1919년 경성방직이 설립돼 민족자본에 의한 최초의 면방직 공장을 세운 것이 국내 섬유산업을 이끌어온 것으로 꼽히기도 했다. 편찬위원장을 맡은 최항순 서울대 명예교수는 “이번에 발간한 10권 분량의 기술발전사는 광복 이후 70년간 산업기술 노하우가 집대성된 귀중한 사료이며 역사를 통해 새로운 혁신 동력을 찾아볼 수 있는 귀중하고 의미있는 저작물”이라고 말했다. 한편 한림원은 이번에 발간한 책자를 대학 도서관과 연구기관 등에 배포하는 한편 전자책 형태로도 만들어 한림원 홈페이지(www.naek.or.kr)에서 내려받아 누구나 볼 수 있도록 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

본격적인 여름의 시작이라는 6월로 접어들면서 폭염에 대해 걱정하는 사람들이 늘고 있다. 최근들어 지구온난화로 인한 기후변화 때문에 극한 기상이 자주 나타나 여름에는 폭염 뿐만 아니라 허리케인, 태풍이나 폭우로 인한 홍수 등으로 전 세계가 몸살을 앓고 있다. 이 같은 기후변화로 인한 극한기상이 계속 나타고 있음에도 불구하고 ‘기후변화는 거짓말’이라고 믿는 사람들이 있다. 대표적인 인물이 미국 도널드 트럼프 대통령이다. 미국 내에서는 트럼프 대통령이 속한 공화당 지지자들도 기후변화에 의심의 눈초리를 갖고 있는 것이 사실이다. 그런데 최근 미국 연구진이 기후변화로 인한 극한 기상으로 피해를 본 지역사회들은 당파적 색깔과는 관계없이 기후변화에 대한 인식도가 높여진다는 사실이 밝혀졌다. 결국 “거짓말인줄 알았는데 겪어보니 알겠더라”는 설명이다. 미국 듀크대 환경대학, 콜로라도 덴버대 공공정책학과 공동연구팀은 홍수나 가뭄, 폭염 등을 겪은 지역 사람들이 기후변화에 대한 인식이 더 높고 기후변화를 막기 위한 행동에 더 적극적으로 나선다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 기상학 분야 국제학술지 ‘기후변화’ 1일자에 실렸다. 연구팀은 2013년 9월 엄청난 홍수를 겪은 콜로라도주 6개 지역의 주민들을 대상으로 2016~2017년에 기후변화와 관련한 설문조사를 실시했다. 연구팀은 2013년도 피해 정도, 당시 피해와 기후변화의 영향에 대한 인식, 현재 기후변화에 대한 인식, 정치적 성향 등에 대해 질문을 던졌다. 그 결과 개인적인 피해보다는 지역사회나 이웃의 피해를 목격한 경우 기후변화에 대한 심각성을 더 깊이 이해한다는 사실이 밝혀졌다. 또 기후변화로 인한 대형 자연재해를 입은 사람들은 기후변화에 대한 인식이 더 오래 지속되고 이를 바꾸기 위한 직접적인 행동에 나서는 것에 주저하지 않는다는 사실도 확인됐다. 기후변화에 대한 이웃의 피해를 목격하거나 직접 피해를 본 사람들은 자신의 정치적 성향과는 관계없이 기후변화에 대해 강한 인식을 갖고 있는 것으로 나타났다. 엘리자베스 올브라이트 듀크대 교수는 “이번 연구를 통해 심각한 재난 상황이라도 그것을 직접 체험하거나 체험하지 않은 사람들이나 집단이 얼마나 인식차이를 보이는지 알 수 있다”라며 “극한 기후변화로 재난이 상시화되고 있는 만큼 지역사회가 어떻게 반응하는가에 따라 재난 이후 회복 속도나 정도도 달라질 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아침에는 깨어나고 밤이 되면 잠이 드는 것은 사람의 몸 속에 존재하는 생체시계 시스템 때문이다. 사람 뿐만 아니라 많은 동물들은 먹고 자는 시간, 번식기, 동면기 등의 활동이 주기적으로 나타나는데 이런 주기성이 나타나는 것도 생체시계 덕분이다. 2017년에는 이 같은 생체리듬과 체내 시계의 비밀을 분자수준에서 연구해 온 세 명의 미국 유전학자들에게 노벨 생리의학상이 돌아가기도 했다. 그런데 몸을 움직일 수 없을 정도로 피곤하고 힘든데도 막상 잠자리에 누웠는데 의외로 눈이 말똥말똥 잠이 들지 않아 곤란했던 경험이 한 두 번 정도 있을 것이다. 스페인과 미국 연구팀이 몸이 피곤하지만 잠이 오지 않는 원인을 밝혀내 주목받고 있다. 스페인 바르셀로나 과학기술연구원(BIST) 바이오의약연구소, 왕립 카를로스3세 심혈관연구소 발달및세포생물학부, 미국 캘리포니아 어바인대(UC어바인) 후생유전학및대사연구센터 공동연구팀은 사람의 24시간 일(日)주기 조절에 관여하는 생체시계가 뇌 뿐만 아니라 신체 다양한 부분에 존재한다는 것을 규명했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 세계적인 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 31일자에 두 편의 논문으로 발표됐다. 생체 시계는 뇌의 시상하부에서 관장하는 것으로 알려져 있지만 많은 연구자들은 신체에는 다양한 일주기 시계가 존재할 가능성이 있음을 의심해 왔다. 밤 늦게까지 TV나 스마트폰을 보면 생체시계가 교란돼 불면증을 유발시킬 수 있다는 것이 대표적이다. 그렇지만 여전히 많은 과학자들은 눈을 통해 들어온 자극이 뇌의 시상하부에 영향을 미쳐 생체시계가 교란되는 것으로 이해해 왔다.연구팀은 생쥐를 이용해 뇌의 시상하부에 있는 생체시계와 별도로 신체 여러 부분에 일주기 시스템이 따로 작동할 수 있다는 실험을 실시했다. 연구팀은 유전자를 조작해 생쥐의 24시간 일주기 시스템을 초기화 시킨 다음 빛을 이용해 피부, 간, 뇌의 생체시계를 다르게 활성화되도록 했다. 빛을 뇌 부위에만 쬐도록 하거나 뇌를 제외하고 피부나 간에만 빛을 조사하는 등의 방식으로 실험을 한 것이다. 그 결과 뇌의 시상하부에서 통제하는 24시간 일주기 시스템과 별도로 피부나 간 등 그 밖의 신체부위도 다른 형태의 일주기 시스템을 갖고 작동한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 생체리듬에 맞지 않는 다이어트나 운동, 수면 직전 TV나 스마트폰 시청은 생체 시계를 교란시킬 가능성이 크다고 우려를 표했다. 파올로 사손코르시 UC어바인 교수는 “이번 연구를 통해 생체내 각각의 일주기 리듬이 각종 질병과 노화과정에 영향을 미칠 수 있음을 확인했다”라며 “뇌 속 생체시계와 다른 생체 기관과의 생체시계가 정렬되지 않을 경우 불면증은 물론 우울증, 알레르기, 노화, 암을 비롯한 각종 건강문제를 유발시킬 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 최근 등장한 스마트폰처럼 완전히 접을 수 있는 ‘폴더블’ 차세대 고효율 태양전지로 주목받고 있는 페로브스카이트 태양전지를 개발했다. 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학부 연구팀은 태양전지 재료인 페로브스카이트의 고유한 물리적 성질을 분석해 유연성을 극대화하는 태양전지를 설계해 반으로 접을 수 있을 정도로 유연한 페로브스카이트 태양전지를 개발했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 레터스’ 최신호(5월 23일)에 실렸다. 페로브스카이트 태양전지는 낮은 생산비용과 높은 광전환 효율 때문에 차세대 태양전지로 주목받고 있다. 페로브스카이트 태양전지는 실리콘 태양전지와 달리 전극이나 기판 소재 변경을 통해 유연화가 가능하지만 지금까지는 종이처럼 말 수 있는 ‘롤러블’ 전지 수준에 그쳤다. 연구팀은 페로브스카이트 박막의 물리적 특성을 정확히 분석하고 단축, 인장실험으로 실제 특성을 측정한 다음 정확한 태양전지 유연성 예측했다. 이와 함께 다른 태양전지들의 물리적 특성도 분석해 유연성을 극대화할 수 있는 태양전지를 설계했다. 페로브스카이트 태양전지의 유연성을 제한하는 금속산화물 투명전극을 초박막 금속 투명전극으로 바꿔 고분자 기판 두께를 15마이크로미터(㎛)까지 줄였다. 이번에 개발한 유연한 페로브스카이트 태양전지는 완전히 반으로 1000번 이상 접었다 폈다한 다음에도 태양전지 광전 변환 효율이 그대로 유지됐다. 김주영 UNIST 교수는 “이번 연구는 다양한 조건의 페로브스카이트 박막의 물성 분석결과를 활용해 유연성을 정확히 예측하고 유연성을 극대화시켰다는데 의미가 크다”라며 “페로브스카이트 태양전지의 유연성이 확보되면서 웨어러블 디바이스로 활용성이 커질 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr