1987년 영화 ‘이너스페이스’는 눈에 보이지 않을 정도로 작은 나노 잠수정을 타고 동물과 사람의 몸 속을 탐험하는 이야기가 나온다. 이 영화는 SF작가 아이작 아시모프의 ‘마이크로 탐험대’의 아이디어를 그대로 차용하고 있다. 최근 나노기술이 발달하면서 SF에 등장하는 것처럼 혈관을 비롯해 몸 속을 돌아다니면서 문제가 되는 부분을 고치는 나노 규모의 로봇 개발이 현실이 되고 있는 분위기다. 국내 연구진이 나노 크기의 초미세공간에서 원하는 대로 움직이게 만들 수 있는 모터, 일종의 동력기관을 개발해 주목받고 있다. 이화여대 화학나노과학과 김준수 교수팀은 DNA를 기반으로 해 나노입자의 움직임을 제어할 수 있는 ‘브라운 모터’를 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 6일자에 실렸다. 나노로봇이나 나노머신을 몸 속이나 미세공간에서 제대로 활용하기 위해서는 분자들을 원하는 곳으로 선택적으로 이동시킬 수 있어야 하는데 쉽지 않은 일이다. 원인은 나노 크기의 분자들은 용액 속에서 다른 용매들과 충돌하면서 방향성 없이 움직이는 ‘브라운 운동’을 하기 때문이다. 연구팀은 이 불규칙한 브라운 운동을 제어해 나노입자를 특정 방향으로 이동시킬 수 있는 브라운 모터를 개발했다. 이론화학 및 계산화학 기법을 바탕으로 나노입자가 DNA를 따라 한쪽 방향으로 이동하도록 DNA를 설계한 것이다. 음(-)전하의 DNA와 양(+)전하의 나노입자는 정전기적 인력으로 결합되는데 DNA 구조가 유연할수록 나노입자와 결합에너지가 낮고 결합하기 쉬워진다. 이런 원리로 나노입자가 DNA의 유연한 부분을 향해 이동할 수 있다는 것이 계산적으로 확인됐다. 연구팀은 이 원리를 바탕으로 DNA 유연성이 점진적으로 증가하는 구조가 반복되도록 합성한 뒤 주변 이온 농도를 변화시키면 나노입자가 한 쪽으로 이동한다는 것도 확인했다. 김준수 교수는 “이번 연구는 초미세 공간에서 DNA를 결합한 나노입자를 원하는 방향으로 이동시킬 수 있는 나노크기의 모터를 설계할 수 있음을 보여준 것”이라며 “선택적으로 분자 위치를 제어할 수 있는 나노디바이스나 응용기술 개발에 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사람 걷기 힘든 ‘센바람’부터 건물 손상입힐 수 있는 ‘왕바람’ 수준식목일을 하루 앞둔 4일 오후 7시경 강원도 고성에서 시작된 불이 강풍을 타고 속초까지 번지면서 250㏊(헥타르)의 산림을 잿더미로 만들고 1명의 사망자를 , 주택 125동 소실 등 인명과 재산상 피해를 입혔다. 산불 발생 11시간이 지난 시점인 5일 오전 8시 경 큰 불길이 잡힌 것으로 알려져 안도의 한숨을 쉬게 만들고 있다. 이번 강원 영동지역을 덮친 산불의 가장 큰 원인은 ‘비 없는 태풍급 강풍’ 때문이라는데는 이견이 없다. 산불이 발생한 지역들의 경우 4일 오후 8~9시 사이에 최대 순간풍속(초속)은 미시령 27.6m, 고성 26.1m, 대관령 21.7m, 속초 16.4m, 강릉 14.2m 등을 기록했다. 영동 지역에 불어닥친 태풍급 바람의 속도는 대략 초속 15~30m, 시속으로 계산하면 54~108㎞ 수준이다. 4일 저녁 고성과 속초 일대를 강타한 바람을 육상용 보버트 풍력계급 12단계로 분류해보면 7단계인 ‘센바람’~11단계인 ‘왕바람’ 수준에 달했다. 7단계 센바람은 나무 전체가 흔들리고 바람을 안고 걷기 힘들 정도이며 11단계인 왕바람은 바람만으로 건물 전체가 곳곳에 손상을 입는 수준이다. 시속 75~87㎞의 9단계 ‘큰센바람’만으로도 굴뚝 덮개, 타일, 안테나가 날아가는 수준이며 10단계인 ‘노대바람’은 건물에 심각한 손상을 입힐 수 있는 정도이다. 바람의 세기는 ‘보버트 풍력계급’으로 나눠 보기도 하는데 19세기 초 주로 해상의 풍랑 상태를 보기 위한 수단으로 만들어졌지만 20세기 들어서 육상에서도 사용할 수 있는 육상용 보버트 풍력계급이 만들어졌다. 특히 이번 강한 바람은 한반도 주변 기압 배치가 ‘남고북저’가 되면서 만들어 졌다. 한반도 북쪽에 강한 저기압이 형성되고 남쪽 제주도 지역에 강한 고기압이 만들어지면서 기압차 때문에 바람의 강도가 세진 것이다. 특히 강한 서풍 기류가 태백산맥을 넘으면서 강도가 더욱 세진 것이다. 산 때문에 좁은 바람길을 지나가면서 강한 바람이 만들어진 것이다. 마치 뻥 뚫려있는 큰 길보다 좁은 빌딩숲 사이나 골목길에 바람이 거세게 부는 것과 같은 원리이다. 이 때문에 태백산맥 동쪽 강원 양양, 고성, 강릉, 속초 일대에 국지적으로 강한 바람이 불게 된 것이다. 기상청에 따르면 바람의 강도는 산불이 발생한 4일보다 약해졌지만 여전히 순간 풍속은 강할 것으로 전망했다. 실제로 5일 오전 9시 기준 최대순간풍속(초속)은 미시령 26.7m, 속초 10.5m, 고성 7.6m 등으로 측정됐다. 또 오전 내내 순간풍속이 동해안 일대는 초속 20m(시속 72㎞), 강원 산지는 초속 30m(시속 108㎞)의 강한 바람이 불 것으로 기상청은 내다봤다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

정상 세포에 돌연변이가 발생해 비정상적으로 증식하는 ‘암’세포는 주변 세포들에게서 영양분을 빼앗는다는 특징도 갖고 있다. 특히 간암세포의 경우는 생존을 위해 아미노산의 일종인 아르지닌을 외부에서 섭취해야 한다. 국내 연구진이 간암세포가 먹잇감인 아르지닌을 아예 섭취할 수 없도록 차단해 굶겨 제거하는 방법을 찾아냈다. 서울대 약대, 이화여대 약대, 한국생명공학연구원 공동연구진은 간암세포가 자신의 생존에 필수적인 아미노산을 감지하고 이를 섭취하도록 이동하는 능력을 차단해 굶겨 죽이는 기술을 개발하고 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 메타볼리즘’ 5일자에 발표했다. 간암세포가 아르지닌을 외부에서 섭취한다는 사실이 알려지면서 많은 연구자들은 아르지닌을 분해하는 효소를 이용해 간암세포가 아르지닌을 이용할 수 없도록 하는 치료법을 찾아냈지만 장기간 사용할 경우 내성이 생긴다는 문제점에 맞닥뜨리게 됐다. 연구팀은 이전처럼 아르지닌을 분해하는 것이 아니라 암세포가 단백질 합성에 활용하지 못하도록 세포질로의 이동을 제한하는 방법을 찾아나섰다. 연구팀은 세포나 조직의 생리적 농도와 비슷한 아르지닌을 감지하고 이동시키는 것이 ‘TM4SF5’라는 막단백질이라는 사실을 밝혀냈다. 간암세포가 생체물질을 분해하면 세포소기관인 리소좀 내에 아르지닌이 만들어지는데 리소좀 내 아르지닌 농도가 높으면 TM4SF5가 이를 감지해 세포질로 이동시켜 간암세포의 생존과 증식에 활용하게 되는 원리이다. 연구팀은 TM4SF5 억제 화합물을 이용해 TM4SF5과 아르지닌 결합을 막아 간암세포의 먹잇감을 근원적으로 차단시켜버리는 것이다. 간암세포를 이용한 실험에서도 이 같은 효과가 확인된 것으로 알려졌다. 이정원 서울대 약대 교수는 “이번 연구는 그동안 정확히 밝혀내지 못한 세포 소기관인 리소좀 내부의 아르지닌 감지 센서를 생리학적 수준에서 찾아냈다는 점과 아르지닌의 이동성을 제어해 간암세포를 제거할 수 있다는 원리를 확인했다는데 의미가 크다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구 온난화 때문에 매년 4월 5일 ‘식목일’의 일 평균기온이 높아지고 있다. 민간기상업체 케이웨더는 제74회 식목일을 앞두고 서울, 강릉, 광주, 대구, 부산, 제주 전국 6개 주요도시를 대상으로 1941년부터 2018년까지 식목일 평균기온을 분석한 결과 식목일이 제정됐던 1940년대보다 2~4도 가량 높아졌다고 4일 밝혔다. 1940년대에는 제주도를 제외한 5개 도시 모두 평균기온이 10도 이하였지만 1980년대부터는 6개 도시 모두 10도를 넘는 기온분포를 보이는 것으로 조사됐다. 서울은 최근 10년간 식목일 평균 기온이 10.0도로 1940년대 7.9도보다 2.1도 높아졌다. 이 같은 기온분포는 1940년대 제주도의 식목일 기온인 10.1도와 비슷한 수준이다. 기온이 가장 많이 오른 곳은 광주와 제주로 3.7도가 상승한 것으로 나타났다. 광주의 경우는 1940년대 8.5도에서 최근 12.2도로, 제주는 10.1도에서 13.8도로 높아졌다. 1940년대 식목일 평균기온을 최근 10년간 평년값과 비교했을 때 서울은 3월 17일이 40년대 식목일과 비슷한 기온분포를 보여 19일이나 빨라졌고, 제주는 3월 12일에 당시와 비슷한 기온이 나타나 24일이나 빨라진 것으로 조사됐다. 나무의 생장에 중요한 요소인 땅 속 5㎝ 온도도 1940년대보다 최근 10년간 1.4도나 상승했다. 국립산림과학원이 1990년대 중반부터 나뭇잎이 나는 시기와 땅속 온도를 측정해 분석한 결과 나무심기에 가장 좋은 때는 평균 기온이 6.5도일 때이다. 서울의 경우 지난 30년 동안 일 평균기온이 6.5도 이상을 기록하는 날짜는 3월 19일(6.8도)이었고 최근 10년 동안에는 3월 16일로 평년보다 3일이 빨라졌다는 것을 알 수 있다. 식물학자들도 요즘은 4월 초가 되면 싹이 트고 잎이 나며 꽃이 피기 때문에 식목일은 나무 심기에 적절치 않다고 보고 있다. 이 때문에 노무현, 이명박 정부에서 식목일의 날짜 변경이 검토되기도 했지만 4월 5일이 신라가 삼국통일을 완수한 날이면서 조선 성종 때 동대문 밖 선농단에서 제사를 지내고 밭을 간 날이라는 역사적 배경 때문에 ‘변경 불가‘라는 결론이 내려졌다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“과거부터 원자력을 해온 연구자들은 에너지 안보를 중요한 가치로 생각했고 한국에서 원자력은 선택의 여지가 없는 것으로 확신했습니다. 이렇게 당연시됐던 생각이 깨끗하고 안전한 에너지 추구라는 또 다른 상식적인 이야기인 에너지전환정책과 맞닥뜨리게 되면서 당황스럽고 고민스러운 것 또한 사실이죠.” 박원석(59) 한국원자력연구원 신임 원장은 3일 서울 종로구 한 음식점에서 과학기자들과 만나 이렇게 밝혔다. 서울대 원자력공학과를 나와 미국 신시내티대에서 박사학위를 받은 박 신임 원장은 한국을 대표하는 원자력 전문가이다. 원자력연구소에서 30년 가까이 소듐냉각고속로 개발 등을 담당해왔다. 창립 60주년을 맞은 원자력연구원을 이끌게 된 박 원장은 임기 중 원자력 안전 분야 연구와 융합기술 개발에 초점을 맞출 것이라고 강조했다. 지난해 연구원 내 화재 발생이나 방사성 폐기물 무단 폐기 사건 등 많은 문제들이 발생했는데 국민들이 우려하지 않도록 안전 문제에 각별히 신경을 쓰겠다는 설명이다. 박 원장은 또 “그동안 원자력 연구가 기계공학, 재료공학 같은 하드웨어적 측면에만 집중됐었는데 앞으로는 인공지능, 빅데이터 같은 4차 산업혁명 관련 첨단 분야를 접목시켜 기존 원자력 기술을 한 단계 업그레이드시키도록 할 것”이라고 덧붙였다. 이와 함께 디젤엔진의 대형 화물선박들이 환경 문제를 일으키는 만큼 선박용 원자로 기술을 개발해 기후변화 문제에 대응할 수 있도록 하겠다고도 밝혔다. 사용후 핵연료를 재순환시키는 파이로프로세싱과 소듐냉각고속로 개발 사업도 박차를 가하겠다고 했다. 대전 지역 시민단체들이 요구하는 연구원 이전에 관해 박 원장은 “쉽지는 않지만 알아보고 있는 중”이라고 밝혔다. 그는 “선진국의 경우 연구용 원자로가 도심 한가운데 있을 정도로 안전성이 확보된 상태이지만 지역민들이 생각하는 안전의 가치는 연구자들과 다른 것 같다”면서 “사용후 핵연료나 선박 원자로 연구를 할 수 있는 부지를 구해야 할 것 같다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국식품연구원 전통식품연구단은 옻나무에서 주로 발견되는 ‘설퓨레틴’이 자외선에 의한 피부 콜라겐 분해를 막아 주름을 억제한다는 사실을 새로 알아냈다고 3일 밝혔다. 피부가 자외선에 노출되면 피부 조직 내 교원섬유(피부의 모양을 유지해주는 콜라겐 조직) 분해효소가 활성화되면서 콜라겐이 분해돼 주름이 만들어진다. 연구팀은 인체유래 피부세포를 이용해 실험한 결과 설퓨레틴이 교원섬유 분해 효소는 물론 주름을 만들어 내는 또 다른 염증 관련 신호전달체계를 억제한다는 사실을 확인했다. 설퓨레틴은 아토피 피부염은 물론 관절염, 비만과 같은 만성질환을 억제하는 데도 도움이 된다고 알려져 왔던 물질이다. 연구팀은 설퓨레틴을 이용한 주름방지 화장품 같은 산업적 이용을 위한 후속연구를 진행할 계획이다. 이번 연구결과는 식품학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 펑셔널 푸드’ 최신호에 실렸다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

세포간 경쟁관계에서 피부 노화 나타나 나이 들면 COL17A1 단백질 점점 감소 이 때 ‘Y-27632’ ‘아포시닌’이 탄력 유지“얼마나 슬픈 일인가! 난 점차 늙고 끔찍하고 흉해지겠지. 내가 언제나 젊고 이 그림이 대신 나이를 먹을 수 있다면! 그것을 위해서라면 세상에 내가 바치지 못할게 뭐가 있을까. 내 영혼이라도 기꺼이 내어줄 것이야.” 아일랜드의 유미주의 작가 오스카 와일드가 쓴 장편소설 ‘도리언 그레이의 초상’은 자신의 초상화에 매료돼 영원한 젊음을 유지하고 그림이 대신 늙어가도록 영혼을 파는 주인공이 등장한다. 소설 속 주인공뿐만 아니라 ‘불로불사’(不老不死)를 꿈꾸며 불로초를 찾도록 한 진시황의 이야기도 유한한 삶을 사는 인간이 꿈꾸는 ‘불로장생’의 열망을 보여주는 대표적 사례이다. 과학기술과 의학의 급속한 발전으로 최근에는 ‘불로불사’까지는 아니더라도 건강하게 오래 살 수 있는 방법들이 속속 나오고 있다. 유전자 편집을 통해 노화세포가 스스로 제거되도록 하거나 3D 프린팅 기술을 이용해 노화된 신체조직을 교체한다든지 젊은 피를 수혈받는 등의 방법은 노화에 대응하기 위한 대표적인 연구결과물이다. 일본 도쿄대 의대 줄기세포생물학과, 의학·치의과학센터, 피부과학과, 프랑스 스트라스부르대 유전학 및 분자생물학과 공동연구팀은 생쥐를 이용해 피부 노화는 세포 간 경쟁관계에서 나타나는 현상이라는 사실을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 4일자에 발표했다.노화된 피부는 두께가 얇아지고 약해지면서 상처가 날 경우 치유되는 시간이 오래 걸린다. 이는 피부 각질세포나 멜라닌 세포처럼 피부 탄력을 유지하는 세포들의 숫자가 현저하게 줄어들기 때문이다. 또 탄력 있는 젊은 피부는 피부 내 정상 줄기세포들이 손상되거나 늙은 줄기세포를 밀어내는 일종의 ‘경쟁’을 통해 유지되는 것으로 알려져 있다. 그렇지만 이런 세포 간 경쟁이 피부 노화를 어떻게 유발시키는지에 대한 명확한 작동 메커니즘은 아직 밝혀지지 않은 상태였다. 이에 연구팀은 생후 7주 된 어린 생쥐부터 30개월 된 늙은 생쥐까지를 대상으로 생쥐 꼬리 피부의 노화를 정밀 분석했다. 생쥐 꼬리는 사람의 피부세포와 비슷한 구조와 형태를 갖고 있는 것으로 알려져 있다. 분석 결과 ‘COL17A1’이라는 특정 콜라겐 단백질이 피부 세포들의 경쟁을 촉진시킨다는 사실을 밝혀냈다. 젊을 때는 피부 내에 COL17A1 농도가 높아 세포 경쟁을 촉발시켜 손상되거나 문제 있는 세포들을 제거함으로써 탄력 있는 피부를 유지하는 것이다. 그렇지만 나이가 들면 자외선이나 각종 유해환경에 노출되는 시간이 축적돼 피부 내 COL17A1 단백질이 점점 줄어든다는 사실을 확인했다. 나이가 들면서 세포 경쟁이 줄면서 손상되거나 문제 있는 세포를 제거하지 못해 피부 노화 현상이 나타난다는 설명이다. 연구팀은 ‘Y-27632’와 ‘아포시닌’이라는 물질이 COL17A1 단백질 감소를 막아 생쥐의 상처 치유를 촉진시키고 피부의 탄력을 유지시킨다는 사실도 밝혀냈다. 노화 연구자들은 이번 연구결과를 반기면서도 “이번 연구를 포함해 지금까지 나온 대부분의 노화 연구들은 노화의 속도를 늦추거나 막으면 노화 관련 질병도 사라질 것이라는 전제에서 진행되고 있는데 이는 나이와 관련된 또 다른 생물학적 조건들을 고려하지 않고 있다는 것이 가장 큰 맹점”이라며 “진정한 노화 연구가 되기 위해서는 고령화로 인해 복합적으로 나타날 수 있는 질환의 가능성과 그에 대한 예방, 건강수명 연장에 따른 사회적, 제도적 대응까지 함께 이뤄져야 한다”고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“유성에서 조치원으로 가는 어느 들판에/우두커니 서 있는 한 그루 늙은 나무를 만났다…묵중한 그들의, 침울한 그들의, 아아 고독한 모습/그 후로 나는 뽑아낼 수 없는/몇 그루의 나무를 기르게 되었다.” ‘청록파’ 시인으로 잘 알려진 박목월 선생이 1964년 발표한 ‘나무’라는 시의 한 부분입니다. 여행길에서 만난 나무를 통해 고독감과 삶의 의미를 사색하는 내용입니다. 일상에 찌들어 있는 현대인들이 시인처럼 나무를 보고 깊은 상념에 빠지기는 쉽지 않지만 초록 물결 가득한 나무나 숲을 보면 가슴이 뻥 뚫리는 듯한 시원한 느낌을 받게 됩니다. 나무와 숲은 인류 역사와 함께 다양한 형태로 관계를 맺어왔습니다. 초기에는 식량 공급원이나 땔감, 건축자재 등으로 쓰이는 동시에 종교나 신앙의 대상이 되기도 했습니다. 요즘은 예전과는 달리 나무를 직접 활용해 얻는 효용은 많이 낮아졌습니다. 그렇지만 이산화탄소를 흡수하고 산소를 내뿜어 만드는 대기질 개선 효과, 산사태와 가뭄 방지, 산림휴양, 생물다양성 확보, 온실가스 흡수, 열섬 완화 등 간접적이고 공익적 효과는 오히려 커지고 있습니다. 실제로 국립산림과학원이 계산한 산림의 공익적 가치는 2014년 기준으로 국내총생산(GDP) 8.5%에 해당하는 126조원에 이릅니다. 숲이 국민 한 사람당 249만원 정도의 혜택을 돌려주고 있다는 계산입니다. 기후변화 차원에서만 보더라도 나무와 숲은 엄청난 일을 합니다. 과학자들이 온실가스인 이산화탄소를 포집·저장하는 기술을 개발하고 있지만 산림만큼 효율이 높지는 않다고 합니다. 산림청에 따르면 국내 산림은 전체 탄소량의 약 7%(9억 3500만t)를 저장한다고 합니다. 숲을 이루고 있는 나무와 흙, 낙엽이 이산화탄소를 잡고 있는 것입니다. 많은 사람들이 ‘나무나 숲 가꾸기’라고 하면 어렵고 거창하게 생각하는데 그럴 필요가 없다는 연구결과들이 많습니다. 2015년 영국 지속가능성 산림·기후변화 연구센터 과학자들은 도심의 자투리 땅을 이용해 나무를 심거나 식물을 키우는 것도 사람들의 삶에 상당한 영향을 미친다는 연구결과를 임학분야 국제학술지 ‘도시 임학 및 원예학’에 발표했습니다. 도심 자투리 땅을 이용해 나무를 심거나 식물을 키우는 것만으로도 열섬 현상은 물론 대기오염까지 줄일 수 있다는 것입니다. 대형 녹지공간을 덜렁 하나 만들어 놓는 것보다는 도심 곳곳에 소형~중형 녹지를 조성하는 것이 지구온난화로 인해 나타날 수 있는 문제들을 해결하는 데 도움이 된다는 이야기입니다. 게다가 도시인들의 정서 안정에도 커다란 공원 하나보다는 곳곳에 있는 작은 도심 숲이 훨씬 도움이 된다고 합니다. 한국은 2015년 말 기준으로 남한 면적의 63%에 해당하는 633만 5000㏊의 산림이 조성돼 있습니다. 민둥산으로 가득한 40~50년 전과 비교하면 그야말로 ‘전 국토가 푸르게’ 가꿔져 있습니다. 그렇지만 매년 산불로 인해 사라지는 산림 면적이 상당할 뿐만 아니라 도심 주변은 각종 개발공사 때문에 점점 녹지를 찾아보기 어렵습니다. 1949년 시작돼 올해 74회를 맞는 ‘식목일’도 2006년 휴일에서 제외되면서 사람들의 관심에서 멀어지는 것 같습니다. 그 때문에 나무 심기 행사도 예전보다 덜 한 것 같습니다. 크게는 지구온난화로 몸살을 앓는 한반도를 위해서, 작게는 내 자신을 위해서라도 다시 나무 한 그루, 화분 하나 가꾸기에 나서보는 것은 어떨까요. edmondy@seoul.co.kr

“원자력을 했던 사람들 입장에서는 에너지 안보를 중요하게 생각했고 원자력은 한국에서 어쩔 수 없이 선택할 수 밖에 없는 것이라는 확신이 있었다. 이렇게 당연시 됐던 것을 깨끗하고 안전한 에너지 추구라는 목적을 가진 에너지전환정책이라는 상식적인 이야기와 맞닥뜨리면서 당황스럽고 어떻게 해야 하는가 고민스러운 것은 사실이다.” 박원석(59) 한국원자력연구원 신임 원장은 3일 서울 종로구 한 음식점에서 과학기자들과 만나 이렇게 밝혔다. 박 신임 원장은 1983년 서울대 원자력공학과를 졸업하고 1990년 미국 신시내티대에서 원자력공학으로 박사학위를 받은 뒤 곧바로 원자력연구원에 입사해 소듐냉각고속로개발사업단장과 원자로개발연구소장(직무대행)을 역임한 국내 대표적인 원자력 전문가이다. 올해로 설립 60주년이 되는 원자력연구원을 이끌게 된 박 원장은 임기 중에 원자력 안전 분야 연구와 융합기술 개발에 초점을 맞출 것이라고 강조했다. 지난해 연구원 내 화재발생이나 방사성 폐기물 무단 폐기 사건 등 갖가지 문제가 발생했는데 국민들이 우려하지 않도록 안전 관련 문제에 특히 신경을 쓰겠다는 설명이었다. 또 박 원장은 “그동안 원자력 연구가 기계공학, 재료공학 같은 하드웨어적 측면에만 집중됐었는데 앞으로는 인공지능, 빅데이터 같은 4차산업혁명 관련 첨단 분야를 접목시켜 기존 원자력 기술을 한단계 업그레이드 시키도록 할 것”이라고 덧붙였다. 이와 함께 대형 화물선박들이 디젤엔진을 사용하면서 환경 문제를 일으키는 만큼 선박용 원자로 기술을 개발해 기후변화 문제에 대응할 수 있도록 하겠다고 밝혔다. 여기에 사용후 핵연료를 재순환시키는 파이로프로세싱과 소듐냉각고속로 개발 사업도 박차를 가해 내년 사업 재검토에서도 문제가 없도록 하겠다고 박 원장은 설명했다. 한편 대전지역 시민단체들이 요구하는 연구원 이전에 관해서도 박 원장은 “쉽지는 않지만 알아보고 있는 중”이라고 밝혔다. 박 원장은 “선진국의 경우는 연구용 원자로가 도심 한 가운데 있을 정도로 안전성이 확보된 상태이지만 대전 지역민들이 생각하는 안전의 가치는 우리와 다른 것이 사실”이라며 “사용후핵연료나 선박원자로 연구를 할 수 있는 대전 이외의 이전부지를 구해야할 것 같다”고 언급했다. 한국원자력연구원은 1959년 2월 원자력연구소라는 이름으로 설립된 국립연구소의 맏형이다. 당시 2대 소장을 지냈던 최형섭 박사가 1966년 한국과학기술연구원(KIST)를 설립해 초대 소장으로 취임하기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

이산화탄소와 함께 지구온난화 주범으로 ‘메탄’이 꼽힌다. 이 때문에 소의 트림이나 방귀가 지구온난화를 일으킨다는 연구결과가 나오기까지 하고 있다. 이렇게 대기 중에 있는 메탄가스 이외에도 땅 밑에 매장돼 있는 메탄도 상당히 많아 지구상에서 가장 풍부한 가스 자원으로 꼽히기도 한다. 국내 연구진이 이런 메탄을 원유를 대체할 수 있는 유용한 물질인 메탄올로 전환시킬 수 있는 기술을 개발해 화제다. 고려대 화공생명공학과 이지원 교수팀은 메탄가스로부터 메탄올을 손쉽게 생산할 수 있는 인공 효소 나노입자를 개발했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘네이처 촉매반응’ 2일자에 실렸다. 현재 다양한 생활용품이나 산업용 소재를 만들 때 활용되는 탄화수소물은 원유를 원료로 생산되고 있다. 이들 대부분은 메탄올에서도 생산할 수 있기 때문에 고갈 가능성이 큰 원유를 대체할 수 있는 탄화수소 제조 원료로 메탄올에 대한 관심은 높아지고 있다. 문제는 메탄올을 생산하기 위해서 메탄가스를 이용하는 경우가 많은데 이 때 활용되는 화학적 산화공정은 에너지 소비량이 많고 환경오염 물질도 많이 유발되는데 반해 메탄올로 반응 전환율은 낮다는 단점이 있다. 이 때문에 많은 생물화학공학자들은 메탄산화세균을 이용한 메탄올 생산 바이오공정을 개발하려는 시도를 많이 하고 있다. 문제는 메탄산화세균의 고농도 배양은 물론 대량 생산이 쉽지 않아 이를 활용해 메탄올 전환 성공사례는 아직 보고되지 않고 있다. 연구팀은 유전공학 기술로 메탄산화효소의 핵심 활성 부위만 활용해 자연 상태의 메탄산화효소와 거의 같은 수준의 활성을 갖는 효소 나노입자를 개발하는데 성공했다. 이번에 개발한 효소 나노입자는 짧은 시간에 고농도로 쉽게 배양되는 대장균을 이용해 대량생산이 가능할 뿐만 아니라 다공성 하이드로겔과 결합시켜 장시간 반복적으로 재사용도 가능하다는 장점이 있다. 이지원 교수는 “이번 연구는 문제점이 많은 기존 화학적 메탄 산화공정을 고효율의 바이오공정으로 대체할 수 있도록 했다”라며 “이번에 개발한 효소나노입자 기술을 확장하면 메탄올 생산 뿐만 아니라 여러 화학물질을 생산하는 물질을 개발할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1928년 영국 미생물학자 알렉산더 플레밍은 우연히 푸름곰팡이가 포도상구균을 죽인다는 사실을 발견했다. 플레밍이 발견한 곰팡이 죽이는 물질 ‘페니실린’은 무서운 전염병을 일으키는 박테리아들에 특효라는 사실이 밝혀지면서 항생제로 만들어져 지금까지 수많은 목숨을 구했다. 그렇지만 항생제의 지나친 남용으로 내성을 가진 ‘슈퍼 박테리아’가 속속 등장하고 있어 보건의료 분야에 심각한 문제가 되고 있다. 슈퍼 박테리아에 대응할 수 있는 슈퍼 항생제가 아직 나오지 않아 두 종류의 항생제를 섞어 처방하는 ‘항생제 조합 치료’가 주목받고 있지만 서로 다른 항생제를 정확히 조합해야 효과를 볼 수 있다. 카이스트 기계공학과 전성윤 교수팀은 미세유체 칩을 이용해 두 개의 항생제 간 시너지 효과를 검사할 수 있는 시간을 기존의 3분의 1로 줄이는 기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 이번 연구결과는 영국 왕립학회에서 발행하는 분석화학 분야 국제학술지 ‘랩 온 어 칩’ 최신호에 실렸다. 두 종류 이상의 항생제를 조합해 처방하는 항생제 조합 치료를 위해서는 정확한 조합과 농도 범위를 찾아야 하는데 기존 효과검사 방식으로는 항생제를 희석시키고 샘플을 준비하는 과정이 불편하고 결과를 도출하기까지 24시간 이상이 걸린다는 문제가 있다. 연구팀은 효과 측정을 위한 샘플의 양이 수십 마이크로리터(㎕)에 불과한 머리카락 굵기의 미세유체칩을 이용했다. 이번 기술을 활용하면 두 개의 항생제간 농도조합 121개를 35분만에 자동으로 만들어 낼 수 있고 그 효과를 8시간 내에 확인할 수 있다. 실제로 연구팀은 항생제 농도조합을 35분만에 만들어 내고 효능검사를 실시해 8시간 만에 가장 효과적인 항생제 종류와 배합비율을 찾아내는데 성공했다. 전성윤 교수는 “이번에 개발한 기술은 번거로운 희석과정과 최소 24시간이 걸리는 검사시간으로 인해 불편했던 점을 개선함으로써 앞으로 환자들에게 적절한 항생제 조합 치료를 할 수 있게 도와줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

암이 생기면 많은 사람들이 외과수술과 화학적 항암치료, 방사선 치료 등을 떠올린다. 최근에는 인체 면역기능을 활성화시켜 암을 치료하는 항암 면역요법도 많이 활용되고 있다. 아직까지는 항암 면역요법이 모든 암종(種)이나 환자에게 효과가 있는 것은 아니다. 게다가 최근 항암면역요법을 사용했다가 오히려 종양이 증식됐다는 보고까지 나왔다. 지난달 29일부터 오는 3일까지 미국 조지아주 애틀란타에서 열리고 있는 ‘미국암학회 2019 연차회의’에서 이탈리아 국립종양연구소 마리아나 가라시노 박사팀은 이 같은 사례를 발표한다고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’가 보도했다. 실제로 희귀 자궁내막암을 앓던 65세 여성은 암이 간으로 전이돼 암 면역요법제 투여를 받았지만 전이암의 크기가 3주만에 커져 사망이 빨라졌다. 연구팀은 암관문억제제로 불리는 항암면역치료제가 일부 환자에게서는 종양의 증식을 확장시킬 수 있다고 지적했다. 면역치료제 사용과 암의 초진행은 2016년 말 프랑스 구스타프 루시 연구소 연구자들이 ‘항 PD-1치료제’를 투여받은 131명의 암 환자중 12명이 3개월 내에 종양크기가 이전보다 2배 이상 커진 현상을 발견하면서 알려졌다. 2017년 3월 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSD) 의대 연구진은 155명 환자 중 6명에게서 유사한 현상을 발견했다. 그러나 아직까지는 항암 면역치료제와 종양 증식간 명확한 메커니즘이 발견되지는 않은 상태다. 가라시노 박사팀은 항암 면역치료를 받은 환자 중 종양이 초진행된 사람의 경우 비정상적인 양의 대식세포를 발견했다고 밝혔다. 어떤 이유로 대식세포에 변이가 발생하면서 항암면역반응을 억제해 종양의 크기를 더 키울 수 있다는 설명이다. 그러나 많은 연구자들은 “항암 면역치료를 투여하기 이전에 이미 종양이 커지고 있는 상황이었는데 우연히 면역치료제 투입시기와 일치했을 것”이라며 “중증 암환자를 치료해본 의사들은 누구나 갑자기 암이 악화되는 경험을 한 적이 있는 만큼 면역치료제 때문에 암이 커지고 전이됐다고 생각하는 것은 단순한 착각일 가능성도 배제할 수 없다”고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 3월은 평년보다 기온이 높았지만 중후반에 대륙고기압의 영향을 받아 기온변동성이 큰 날씨를 보였던 것으로 나타났다. 기상청은 1일 발표한 ‘3월 기상특성’에서 이 같이 밝혔다. 지난달은 이동성 고기압과 기압골의 영향으로 기온이 평년(5.9도)보다 1.6도 가량 높은 날씨를 보여 기상관측망을 전국적으로 확대한 1973년 이후 평균기온 4번째로 높았으며 평균 최고기온은 3번째로 높은 것으로 조사됐다. 또 일 최고기온이 10일 이상인 일수는 27일로 2002년 26일을 제치고 1위를 기록했다. 이처럼 더운 날씨를 보였던 이유는 2월 후반부터 중국 북동부에 형성된 상층 기압능의 영향이 지난달 10일까지 이어지면서 고온현상이 지속됐고 3~6일, 19~20일, 26~27일에는 이동성 고기압과 기압골의 영향으로 따뜻한 남서~남동풍이 유입되면서 기온이 크게 올랐다. 그러나 중후반에 갈수록 대륙고기압의 영향을 받아 기온이 크게 떨어지는 날씨를 보였다. 특히 13~14일, 22~24일과 31일은 상층 찬 공기의 유입과 대륙고기압의 확장으로 꽃샘추위를 보였다. 기압골의 영향을 주기적으로 받아 강수일수는 평년 수준과 비슷했지만 3월 전국 강수량은 38.7㎜에 불과해 평년(47.3~59.8㎜)보다 적은 것으로 나타났다. 한편 기상청은 지난달 말 ‘3개월(4~6월) 기상 전망’을 통해 이달과 다음달은 평년보다 높은 기온 분포를 보이며 6월은 평년과 비슷한 날씨를 보일 것이라고 예상했다. 기상청에 따르면 이달은 이동성 고기압의 영향을 주로 받아 평년(11.8~12.6도)보다 높은 기온 분포를 보이겠지만 일시적 상층 한기의 영향으로 기온이 떨어질 때가 있을 것으로 내다봤다. 강수량은 평년(56.1~89.8㎜)보다 다소 많을 것으로 전망했다. 5월 역시 이동성 고기압 때문에 맑고 건조한 날이 많고 평년(17~17.4도)보다 높은 기온분포를 보여 더울 것으로 예상했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난해 11월 미국 캘리포니아 일대를 휩쓸고 지나간 산불로 86명이 숨지고 헐리웃 스타들이 살고 있는 부촌까지 화마가 휩쓸고 지나가는 등 가옥과 건물 1만 4000여채가 불에 타는 등 100년래 단일 산불사건으로 가장 많은 인명과 재산피해를 기록했다. 캘리포니아 일대가 유독 가뭄과 산불로 몸살을 앓고 있는데 이는 ‘워커순환’이라는 적도 태평양 일대의 대기 움직임 때문이라고 알려져 있다. 국내 연구진이 미국과 독일 연구자들과 함께 워커순환이 최근 강하게 나타나고 있는 이유를 밝혀냈다. 기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단, 부산대 대기환경과학과, 미국 마이애미대 해양대기과학부, 대기환경관리청(NOAA) 국립환경정보센터, 독일 유럽기상위성센터(EUMETSAT) 공동연구팀은 최근 ‘워커순환’이 강화되고 있는 것은 온실가스 증가에 따른 지구온난화 때문이 아닌 기후시스템 내에서 발생한 자연변동성 때문이라는 사실을 밝혀내고 기후학 분야 국제학술지 ‘네이처 기후변화’ 2일자에 발표했다. 워커순환은 적도 태평양 일대에서 평균적으로 관측되는 시계 방향의 대규모 대기 순환현상으로 해수면 온도가 상대적으로 낮은 동태평양 지역에서는 하강기류가 나타나고 해수면 온도가 높은 인도네시아 부근 서태평양 지역에서는 강한 상승운동이 일어난다. 워커 순환 때문에 지표면에서는 동풍이 주로 관측되고 대기 상층에서는 서풍이 주로 나타난다. 그런데 이 워커순환이 1990년대 초부터 최근까지 강하게 나타나 동태평양 지역의 해수온도는 지구온난화와 반대되는 방향으로 감소하는 추세를 보였다. 그동안 많은 과학자들은 물리, 화학, 생물학적 과정들을 포괄하는 컴퓨터 수치모델을 사용해 워커순환 강화 경향의 원인을 밝혀내고자 했다. 수치모델 상으로는 온실가스 증가로 인해 지구 온도가 상승해 워커순환 강도도 감소할 것으로 예상됐지만 실제로는 반대현상을 보였다. 연구팀은 지구 전체 범위를 정기적으로 관측할 수 있는 위성자료를 포함해 다양한 지상관측가료를 이용해 워커순환 변화 패턴을 분석했다. 그 결과 기후모델을 이용한 실험에서는 평균적으로 워커순환 약화경향을 보였지만 위성관측상으로는 강화경향이 나타났다. 이를 통해 최근 워커순환 강화현상은 인간 활동에 기인하지 않거나 직접적인 관련성을 갖지 않고 자연적 과정으로 일어나는 기후시스템 내 자연변동성 때문인 것으로 밝혀졌다. 정의석 IBS 기후물리연구단 연구원은 “이번 연구는 온실가스 증가를 포함한 인간활동이 열대 지역 대규모 대기 순환에 미치는 영향의 크기를 파악할 수 있게 해줬다”라며 “전 지구적 영향을 미치는 기후시스템의 여러 과정을 보다 정확하게 이해하기 위해서는 지구 전체를 포괄하는 장기간의 변화를 관찰하는 것이 중요하다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

북한산 길목 2000㎡ 묘목 700그루 심어 나무 47그루 경유차 1대 미세먼지 흡수 “나무 심는 소중함 알려 푸른 강북 조성”명산 북한산에서도 숨은 명소로 꼽히는 우이령길에 나무를 심는 손길이 한창이다. 한참이나 허리를 굽힌 채 소나무 묘목에 흙을 덮어 주고 정성스럽게 물을 뿌리고 나서야 기지개를 켜며 이마에 송글송글 맺힌 땀방울을 훔치는 박겸수 서울 강북구청장은 “식목일을 처음 제정할 때만 해도 민둥산에 나무를 심어 홍수와 가뭄을 예방하고 산림자원을 확보하는 게 급선무였다. 이젠 거기에 더해 미세먼지 없는 깨끗한 공기라는 의미를 추가해야 할 것 같다”며 활짝 웃었다. 강북구가 제74회 식목일을 앞둔 지난 28일 우이령길 ‘명상의 집’ 인근 임야에서 대대적인 주민참여 나무심기 행사를 개최했다. 서울을 대표하는 강북구의 상징인 북한산을 푸르게 가꿔 후손들에게 아름다운 자연을 물려주기 위해 주민 300여명이 저마다 손을 보탰다. 행사는 말라 죽었거나 방치돼 있던 나무를 제거한 뒤 묘목을 심고 주변을 정리하느라 세 시간 가까이 걸렸다. 박 구청장은 “미세먼저 문제만 봐도 환경 문제가 시급한 현안으로 떠오른 지 이미 오래”라면서 “작년엔 250그루를 심었는데 올해는 2000㎡ 면적에 700그루를 심었다. 앞으로 기회가 있을 때마다 더 많은 나무를 심고 더 잘 가꾸도록 관심을 쏟으려 한다”고 거듭 강조했다. 이어 “나무 한 그루에서 흡수하는 미세먼지는 연간 35.7g이나 된다”며 “나무 47그루로 치면 경유차 1대(1680g)에서 뿜어져나오는 미세먼지를 흡수할 수 있는 정도”라고 덧붙였다. 강북구에서 이날 준비한 나무는 산딸나무, 팥배나무, 소나무 등이다. 산딸나무는 5월 말부터 꽃을 피우는데 흰색 꽃잎 네 장이 십자가 모양을 이룬다. 박 구청장은 “예수가 매달린 십자가가 산딸나무라고 해서 기독교인의 사랑을 받는 나무”라면서 “9월에 맺히는 빨간 열매는 직박구리 같은 산새나 작은 동물의 먹이가 되고 목재는 가구용으로도 유용하다”고 귀띔했다. 팥배나무는 5월에 지름 1㎝ 정도 되는 하얀 꽃 6~10개로 뭉쳐진 꽃을 피운다. 배꽃과 닮았는데 열매가 팥처럼 작다고 해서 팥배나무라는 이름을 달았다. 준비한 나무를 모두 심고 나니 어느덧 쨍쨍 내리쬐던 햇볕도 한풀 꺾였다. 박 구청장은 “나무심기 행사를 통해 우리 지역의 자연 생태를 긍정적으로 변화시킬 수 있다”면서 “나무를 심고 가꾸는 일의 소중함을 알리고 푸른 강북구를 만드는 데 꾸준히 관심을 이어 가겠다”며 주민들에게 협조를 당부했다. 강국진 기자 betulo@seoul.co.kr

드림웍스의 애니메이션 덕분에 일반인들에게 잘 알려진 아프리카 남동쪽 인도양에 있는 섬 마다가스카르. 세계에서 4번째로 큰 섬나라인 마다가스카르는 가장 가까운 육지와 400㎞ 가까이 떨어져 있어서 독특한 동식물들이 존재한다. 전 세계 생물 약 20만 종 중에서 75%를 여기에서만 볼 수 있다고 할 정도로 생물의 천국이다. 최근 국제공동연구진이 마다가스카르에서 손톱만한 크기의 개구리를 비롯해 지금까지 보지 못했던 개구리 5종을 새로 발견했다. 독일 루트비히 막시밀리안대학 진화생물학, 함부르크대 동물학연구소, 라이프치히 진화및생물다양성 연구소, 미국 캔자스대 생태학및진화생물학과, 마다가스카르 안타나나리보대 동물학과 공동연구팀은 손톱 크기에서 쌀알 크기의 새로운 개구리 종을 발견했다고 31일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 28일자에 실렸다. 프랑스보다 약간 큰 마다가스카르에는 350여 종의 개구리가 있는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 이번에 가장 큰 것은 엄지손톱에 앉을 수 있을 정도의 크기이고 가장 작은 것은 쌀 한 톨 크기의 개구리 5종을 새로 발견했다.이번에 발견한 새로운 종들에는 ‘미니’ ‘미니 멈’ ‘미니 스큘레’ ‘미니어쳐’라고 이름이 붙여졌다. 미니 멈과 미니 스큘레는 8~11㎜, 미니어쳐는 15㎜ 정도의 크기를 갖고 있는 것으로 알려졌다. 현재까지 가장 작은 개구리는 2009년 8월 파푸아뉴기니에서 발견된 7.7㎜ 크기의 ‘페도프라이네 아마우엔시스’로 기록돼 있다. 마크 셜츠 독일 루트비히 막시밀리안대학 진화생물학및동물학연구소 교수는 “우리가 흔히 볼 수 있는 개구리들은 모양과 크기가 비슷하기 때문에 개구리가 얼마나 다양한지 잊을 때가 많다”라며 “이번 연구를 통해 마다가스카르가 생물 다양성의 보고라는 사실을 다시 한 번 알 수 있게 됐다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 효율 한계에 다다른 태양전지 기술에 돌파구를 마련할 방법을 개발했다. 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학부 최경진, 송명훈 교수와 태양광발전업체 신성E&G 공동연구팀은 페로브스카이트와 실리콘 태양전지 기술을 결합한 일체형 탠덤 태양전지를 개발했다고 31일 밝혔다. 이번 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘나노 에너지’ 최신호에 실렸다. 이번에 개발한 탠덤 태양전지는 21.19%라는 효율을 달성했다. 현재 태양광 발전의 대부분을 차지하고 있는 실리콘 태양전지 기술은 효율이나 제조단가라는 면에서 모두 한계에 도달한 것으로 평가되고 있다. 태양전지는 태양광을 흡수한 반도체가 전기를 생산하는 장치로 물질마다 흡수할 수 있는 태양광의 범위가 다르기 때문에 단일 물질 반도체만으로는 효율에 한계가 있을 수 밖에 없다. 이에 많은 연구자들이 갈륨과 비소 등을 활용한 반도체로 서로 다른 형태의 태양전지를 결합한 ‘탠덤’ 태양전지를 만든 적이 있지만 비싼 재료비와 공정장비 때문에 상용화가 어렵다는 문제에 부딪쳤다. 연구팀은 태양전지 시장의 주류를 이루며 제조 단가가 가장 낮은 편인 실리콘 태양전지를 아랫쪽으로 하고 위에는 고효율 페로브스카이트 태양전지를 쌓는 형태의 탠덤 태양전지를 개발했다. 기존 실리콘 태양전지 생산공정을 활용해 페로브스카이트 태양전지의 장점을 더할 수 있다는 특징이 있다. 이 같은 방식으로 이번에 개발한 태양전지의 효율은 21.19%로 탠덤 구조 태양전지에서는 가장 높은 효율을 기록했다. 최경진 교수는 “이번에 개발한 다중 접합 태양전지는 서로 보완적인 두 개 이상의 광흡수 반도체를 수직으로 쌓은 것이라 낭비되는 에너지를 최소화할 수 있을 것”이라며 “국내 최초로 페로브스카이트-실리콘 탠덤 태양전지를 개발함으로써 태양광 산업 성장에도 도움이 될 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘마왕’ 신해철은 장협착수술 이후 패혈증 때문에 2014년 10월 우리 곁을 떠났다. 패혈증은 미생물 감염 때문에 전신에 염증반응이 나타나 발열, 빠른 맥박, 호흡수 증가, 급격한 백혈구숫자 변화 등 증상을 보이며 심할 경우 사망에 이르는 질환이다. 카이스트 의과학대학원, 분당서울대병원 응급의학과 공동연구진이 3차원 생체현미경 기술을 이용해 패혈증 환자의 폐에서 모세혈관과 혈액 내 순환세포를 고해상도로 촬영해 폐손상 원인을 찾아내는데 성공했다고 31일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘유럽 호흡기학’ 28일자에 실렸다. 폐는 호흡을 통해 폐포에서 산소와 이산화탄소 교환을 해 생명 유지를 돕는 중요한 신체기관이다. 이 때문에 과학자들은 폐포의 미세순환 관찰을 시도했지만 쉽지 않았다. 연구팀은 자체 개발한 초고속 레이저 스캐닝 공초점 현미경과 폐의 호흡상태를 보존하면서 움직임을 최소화할 수 있는 영상 챔버를 새롭게 제작해 패혈증을 유발시킨 동물의 폐에서 모세혈관 내부의 적혈구 순환 모습을 촬영했다.이를 통해 패혈증에 걸린 동물의 폐에서는 백혈구의 일종인 호중구들이 서로 응집해 혈액 미세순환을 저해시킨다는 사실을 확인했다. 또 적혈구가 순환하지 않는 공간인 사강이 늘어나면서 저산소증이 유발된다는 사실도 발견했다. 결국 갇힌 호중구들이 미세순환을 막고 활성산소를 다량으로 생산해내면서 폐 조직을 손상시킨다는 설명이다. 연구팀은 세포 간 부착에 관여하는 수용체 단백질을 차단하면 폐혈관 내부에 응집된 호중구를 제거할 수 있어 미세순환을 개선하고 저산소증을 호전시키고 폐부종을 감소시킨다는 사실도 증명해 냈다. 김필한 카이스트 의과학대학원 교수는 “이번 연구는 패혈증으로 인한 급성 폐손상 모델에서 폐 미세순환 저해가 호중구로 인해 발생하며 이를 제어하면 미세순환을 개선해 저산소증과 폐부종을 해소해 패혈증 환자를 치료하는 새로운 전략을 마련하는데 도움이 될 것”이라며 “이번에 활용한 폐 미세순환 영상촬영 및 정밀분석 기법은 미세순환과 연관된 다양한 질환 연구에 도움을 줄 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

경쾌한 소리를 내며 입안에서 부서지는 짭짤한 감자칩은 한 번 손대면 멈출 수 없게 만든다. 설탕과 함께 사람들을 매혹시키는 마성의 맛을 갖고 있는 소금은 신체기능 유지에 중요한 역할을 하지만 많이 섭취하면 심혈관질환은 물론 인지장애까지 유발시킬 수 있다. 이 때문에 싱겁게 먹으려고 하지만 쉽지 않다. 과연 우리를 짠맛에 길들이게 하는 것은 뭘까. 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 생물학·생명공학부, 터프츠대 의대 신경과학과 공동연구팀이 소금의 짭짤한 맛을 자꾸 찾도록 만드는 신경회로를 발견했다고 밝혔다. 한국인 과학자인 이상준 칼텍 연구원이 제1저자로 참여해 주도한 이번 연구는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 28일자에 실렸다. 인체에서 나트륨이 부족해지면 뇌는 나트륨 소비 촉진 신호를 보내는데 지금까지는 소금 섭취와 관련된 신호 메커니즘이 완전히 파악되지는 못했다. 연구팀은 광유전학 기술의 하나인 ‘칼슘이미징’을 이용해 동물실험을 한 결과 생쥐의 후뇌 부위에서 나트륨 섭취를 조절하는 ‘염분섭취 뉴런’이라는 신경세포를 발견했다. 후뇌는 척수 쪽에 가까운 뇌의 뒤쪽 부분이다. 연구팀은 생쥐가 소금물을 마시면 염분섭취 뉴런의 신호가 점점 줄어들면서 소금물 마시는 것을 멈춘다는 사실을 확인했다. 그렇지만 충분히 소금물을 마신 뒤에도 염분섭취 뉴런을 인 위적으로 자극할 경우 소금물이나 소금덩어리를 계속 찾아는다는 것도 발견했다. 반면 소금물을 위에 직접 주입할 경우에는 염분섭취 뉴런 신호에 영향을 미치지 못한다는 것도 관찰됐다. 이는 소금 섭취를 조절하는데 핵심은 위가 아닌 혀의 미각세포에 있음을 보여준 것이라고 연구팀은 설명했다. 오카 유키 칼텍 교수는 “이번 연구결과는 소금의 맛만으로도 염분섭취 뉴런의 활동을 제어할 수 있음을 보여주고 있다”며 “짠맛을 느끼게 하는 미각만 자극하는 방법을 찾는다면 건강상 소금 섭취를 줄여야 하는 사람들에게도 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

갑작스러운 폭우와 폭설, 그리고 빙판이 된 도로는 운전을 좀 한다는 사람들까지도 당황스럽게 만든다. 이 때문에 많은 이들은 악천후와 최악의 도로상황에서도 안전하게 운전할 수 있는 자동차가 만들어지길 기대한다. 미국 스탠퍼드대 기계공학과 연구팀은 자동차 레이서처럼 경험이 풍부한 드라이버들의 운전경험을 통합해 다양한 도로상황에 신속하게 대처 가능한 자율주행차 기술을 개발하고 로봇공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 로보틱스’ 28일자에 발표했다. 현재 개발 중인 자율주행차 기술은 대부분 주변 차량의 흐름이나 장애물의 등장에 대응하는 수준이다. 그렇지만 자율주행차가 실제 도로에서 제대로 운행하기 위해서는 폭우, 폭설처럼 갑작스럽게 변한 날씨와 이로 인한 도로 상황의 변화에도 제대로 대응할 수 있어야 한다. 연구팀은 전문 레이서들의 운전경험과 각종 기상조건, 다양한 상황에서 나타날 수 있는 도로·타이어 마찰력 등 물리 기반 운행 정보 약 20만 건을 인공지능(AI) 기술의 일종인 신경망 모델로 통합 구축했다. 연구팀은 이번에 개발한 신경망 모델을 ‘니키’와 ‘셸리’라고 이름 붙인 자율주행차에 장착시키고 다양한 도로환경에서 주행시험을 실시했다. 그 결과 니키와 셸리 모두 빙판이 된 도로는 물론 눈이 쌓이거나 폭우가 쏟아지는 상황에서도 숙련된 운전자와 비슷한 수준으로 주행했으며 일반인이 운전한 것보다 제동, 가속, 조향 모두 우수하다는 평가를 받았다. 일단 신경망 모델에 입력한 범위를 벗어나는 돌발상황에서는 여전히 자율주행차의 반응 속도가 느리지만 입력되는 데이터들이 많아질수록 상황 대응력은 높아지고 탑승자와 보행자는 더 안전해질 것으로 연구진은 전망하고 있다. edmondy@seoul.co.kr