독일·스위스·영국 공동연구팀고생대 네발 동물 로봇으로 제작역공학 방식 이용 걸음걸이 복원 육지 초창기 동물 움직임 분석하니 빠르고 효율적… 기존 가설 뒤집혀 박물관이나 과학관에 가면 인류가 지구에 등장하기 이전 고생대나 중생대에 살았던 동식물들이 생생하게 복원돼 전시돼 있다. 관람객들은 흘낏 보고 지나칠 수 있지만 그 이면에는 많은 연구자들의 노력이 숨어 있다. 과학자들이 멸종된 생물을 복원하려는 시도를 끊임 없이 하는 이유는 고생물에 대한 이해뿐만 아니라 현생 동물들이 등장하기까지 나타난 진화 과정에 대한 통찰력을 얻을 수 있기 때문이다. 문제는 복원을 위한 고생물의 뼈나 발자국 화석이 온전하게 남아 있는 것이 많지 않다는 점이다. 그렇기 때문에 형태나 움직임을 완벽하게 복원해 연구하기가 쉽지 않다. 그런데 생물학자, 기계공학자, 의학자, 조형예술가, 디자이너가 협업해 고생대 초기 육지동물의 움직임을 완벽하게 복원했다. 이번 연구가 고생물 연구의 새로운 전기를 마련했다는 평가를 받는 것도 과학자와 예술가들의 협업 덕분이다. 독일 훔볼트대 생물학연구소, 이미지설계연구소, 함부르크미술대 디자인정보학부, 프리드리히실러대 동물학 및 진화연구소, 스위스 로잔연방공과대(EPFL) 바이오로보틱스연구소, 취리히 예술대, 영국 왕립수의대 비교생체의과학부 공동연구팀은 생물학과 로봇공학 기술을 결합시킨 ‘역(逆)공학’ 방식으로 고생대에 등장한 네발 동물의 걸음걸이를 복원하는 데 성공했다. 이를 통해 네발 동물이 예상했던 것보다 좀더 빠르게 육지 생활에 적응했다는 것을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 17일자에 실렸다. 역공학이라고 부르는 ‘리버스 엔지니어링’은 장치나 시스템의 구조 분석을 통해 기술적 원리를 밝혀내는 기법이다. 일반적으로 기계장치, 전자부품, 소프트웨어 프로그램을 제작 순서와 반대로 분해해 어떻게 만들어졌고 어떤 방식으로 작동하는지를 역추적해 내는 데 활용된다. 연구팀은 약 2억 9000만년 전인 고생대 마지막 시기 페름기에 살았던 네발 육지동물 ‘오로베이츠 팝스티’(Orobates pabsti)를 연구 대상으로 했다. 오로베이츠는 도롱뇽이나 도마뱀, 이구아나처럼 네 발을 넓게 벌리고 걷는 동물의 선조뻘로, 물에서 육지로 올라와 생활한 초창기 동물로 알려져 있다. 오로베이츠는 뼈 화석과 발자국 화석 모두 온전하게 보전돼 있지만 지금까지는 해부학적 특징에 대해서만 연구돼 왔을 뿐 걸음걸이 같은 기능과 형태를 동시에 연구한 적은 없었다. 연구팀은 오로베이츠 뼈와 발자국 화석을 분석한 뒤 현존하는 양서류와 파충류의 걸음걸이와 형태 데이터를 결합시켰다. 뼈 화석을 바탕으로 동역학적 모델을 만들고 발자국 화석으로 운동학적 모델을 만든 뒤 현재 양서류 및 파충류의 형태와 움직임 데이터를 합쳐 컴퓨터 시뮬레이션으로 복원하는 동시에 ‘오로봇’(OroBOT)이라는 실제 로봇을 만들어 비교한 것이다. 그 결과 오로베이츠가 에너지 사용을 최소화하면서 네 발로 빠르게 움직였다는 사실을 밝혀냈다. 또 지형에 따라 움직임이 달라 이후 다양한 걸음걸이를 가진 양서류나 파충류로 진화할 수 있는 바탕이 됐다고 연구팀은 분석했다. 이전까지의 연구에 따르면 오로베이츠는 물에서 뭍으로 올라온 지 얼마 되지 않았기 때문에 걸음걸이가 효율적이지 못했고 움직임이 매우 느렸을 것으로 추정됐다. 존 니야카투라 훔볼트대 교수는 “로봇공학과 컴퓨터 시뮬레이션, 수의학 분야의 융합을 통해 현재는 사라진 고생물의 형태와 움직임을 좀더 정밀하게 복원할 수 있었다는 것이 이번 연구의 가장 큰 의미”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 9일 개봉해 닷새 만에 100만 관객을 넘겨 화제가 된 영화가 있습니다. ‘말모이’입니다. 한국어 말살을 획책하는 일제 탄압에 맞서 조선어학회가 우리말 사전 편찬을 위해 고군분투했던 사실을 바탕으로 하고 있습니다. 등장인물들은 허구의 요소가 많지만 영화에 나온 것처럼 자칫 사라질 뻔했던 한글과 방언들이 주시경 선생이나 최현배 선생 같은 한글 학자들의 노력 덕분에 살아남게 됐음은 부인할 수 없는 사실입니다. 유엔에 따르면 현재 전 세계 언어는 약 7000여개에 이르지만 세계 인구 97%가 사용하는 언어는 그중 4%에 불과합니다. 나머지 96%의 언어는 세계 인구의 3%만 쓰는 소수 언어입니다. 사용하는 사람이 줄고 계승되지 않으면 흔적도 없이 사라지게 될 언어들입니다. 우리 제주도 방언 역시 세대 간 전승 없이 노인층만 주로 사용하고 있어 소멸될 가능성이 높은 토착 언어로 분류돼 있는 상황입니다. 과학저널 ‘네이처’는 천문학자들과 언어학자들이 새로 발견된 외계물체들에 소수 언어로 이름을 붙여 언어를 보존하려는 노력을 하고 있다며 지난 11일자에 소개했습니다. 이런 움직임은 2017년 10월 19일 하와이대 연구진이 판스타스1 망원경으로 포착한 정체불명의 외계물체에서 시작됐습니다. 얼음이나 암석으로 구성된 소행성이나 혜성과는 다르고 표면에 유기물의 흔적까지 발견된 이 물체는 외계 문명에서 보내온 것이라는 주장까지 나오기도 했습니다. 먼 우주에서 날아와 태양계를 지나쳐간 ‘성간(星間) 물체’라고 밝혀졌지만 정확한 정체와 어디서부터 날아왔는지는 여전히 수수께끼입니다. 천문학계는 하와이대에서 처음 발견한 것을 기념하기 위해 하와이어로 ‘먼 곳에서 온 메신저’라는 의미의 ‘오무아무아’(Oumuamua 1I/2017 U1)라고 이름 붙였습니다.이를 계기로 하와이의 천문 및 과학문화 교육단체는 지난 7일 미국 시애틀에서 열린 미국천문학회에서 외계물체에 하와이어를 붙이는 ‘아후아헤이노아’(A Hua He Inoa) 프로젝트를 공개했습니다. 아후아헤이노아는 하와이 원주민들이 사람이나 물체에 이름을 붙이는 행위입니다. 천체 이름을 승인해주는 국제천문연맹(IAU)에서도 긍정적으로 보고 있다고 합니다. 미국 본토에서 3700㎞ 떨어져 있고 1959년 미국의 50번째 주로 편입된 하와이도 고유한 언어가 있지만 영어에 밀려 하와이주 전체 인구의 0.1%만이 사용하고 있어 소멸될 위기에 놓여 있습니다. 하와이는 태평양 한가운데 있고 공해 없는 맑은 하늘이라는 천혜의 조건 덕분에 천문대와 다양한 천체 관측기구들이 있는 만큼 아후아헤이노아 프로젝트의 성공 가능성은 높습니다. 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 천문학자 아파나 벤카테슨 교수는 “이름은 단순히 뭔가를 부르기 위한 수단이 아니라 정체성을 부여하는 역할을 한다”며 “이 프로젝트는 신세대 과학자들에게 인류 공동유산인 언어의 소중함과 필요성에 대해 가르치는 계기가 될 것”이라고 말했습니다. 올해는 소수 언어와 토착 언어를 보존하기 위해 유엔이 지정한 ‘국제 원주민 언어의 해’(IYIL2019)입니다. 언어는 의사소통의 수단일 뿐만 아니라 말하는 이의 생각과 정신을 담고 있습니다. 소수 언어, 토착 언어 보존은 다양성을 인정한다는 차원에서 반드시 필요한 일입니다. 문화 전수·계승과는 거리가 멀어보이는 과학이 이같이 활용되고 있는 것을 보면 인문사회와 과학의 ‘융합연구’를 어렵게만 생각하는 우리에게 여러 시사점을 던져줍니다. edmondy@seoul.co.kr

계명대학교 동산의료원이 2017년 지역 최초로 도입한 건강기부계단이 지역민의 건강과 나눔 실천으로 이어지고 있다. 지난해 1월부터 12월까지 동산의료원 건강기부계단을 이용한 누적이용자수는 120만2617명으로, 1인당 10원씩이 쌓여 총 1202만6170원이 적립되었다. 적립금은 사회사업팀을 통해 어려운 환우들의 치료비로 지원된다. 동산의료원 건강기부계단은 환자나 보호자, 직원이 엘리베이터 대신 계단을 오를 때마다 10원의 적립금이 쌓이는데, 외래동 엘리베이터 이용대기 시간을 줄이는 동시에 계단을 오르면서 건강을 챙기고 적립금으로 나눔도 실천하게 되는 것이다. 또한 건강기부계단을 오르는 동안 벽면에 부착된 다양한 건강정보를 접할 수 있어, 지루하지 않고 유용하게 계단을 이용할 수 있다. 김권배 동산의료원장은 “지역 최초로 도입한 건강기부계단이 성공적으로 운영되고 있어 매우 뿌듯하다”며 “앞으로도 우리 대구·경북 지역에 이러한 생활 속 기부가 활성화되어 지역민이 함께할 수 있는 나눔 실천이 계속 이어지기를 바란다”고 말했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

강한 바람과 함께 미세먼지를 날려버린 차가운 대륙고기압이 하루를 버티지 못하고 서풍에 밀려 17일부터 다시 평년보다 높은 기온 분포를 보이겠다. 이 때문에 또 다시 미세먼지가 기승을 부릴 것으로 예상된다. 국립환경과학원에 따르면 17일은 대기정체 현상으로 인해 국내 발생 오염물질과 중국발 오염물질이 유입되면서 일부 중서부 지역을 중심으로 미세먼지 농도가 높아지겠다. 이 때문에 경기 남부, 세종, 충북, 전북은 ‘나쁨’ 수준을 보이겠으며 그 밖의 지역은 ‘보통’ 수준에 머물겠다. 기상청은 “목요일인 17일 중국 상해 부근에 위치한 고기압의 영향으로 대체로 맑은 날씨를 보이는 한편 따뜻한 서풍이 유입되면서 주말을 지나 다음주까지도 당분간 평년과 비슷하거나 조금 높은 기온분포를 보일 것”이라고 16일 예보했다. 서풍이 불어오면서 기온이 올라가면 미세먼지가 기승을 부리는 패턴을 보면 다음주까지도 전국이 ‘미세먼지 지옥’에 시달릴 것으로 전망되고 있는 대목이다. 17일 전국의 아침 최저기온은 영하 9도~영상 1도, 낮 최고기온은 2~8도 분포를 보이겠다. 지역별 아침 최저기온은 춘천 영하 6도, 대전, 대구 영하 3도, 서울, 광주 영하 2도, 부산 영하 1도, 제주 4도 등이다. 낮 최고기온은 강릉, 부산 8도, 광주, 제주 7도, 대구 6도, 대전 5도, 서울, 춘천 4도 등을 보이겠다. 한편 현재 서해5도 부근 해상에 눈구름대가 시간당 25~30㎞의 빠른 속도로 동남동진하고 있어 퇴근시간인 오후 6시를 전후해 경기 서해안에 눈이 날리기 시작해 오후 8시경 서울을 포함해 경기 전역에 눈이 날리겠다고 기상청은 전망했다. 오늘 밤부터 17일 새벽 사이에 눈구름대가 내륙으로 이동하면서 경기남부와 강원영서 남부, 충북 북부, 경북북부 내륙은 눈이 쌓일 것으로도 예상됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 전력소모는 최소화하면서 정보처리 속도를 높일 수 있는 차세대 반도체칩 제작 기술을 개발했다. 그래핀 연구로 2010년 노벨물리학상을 수상한 영국 맨체스터대 물리학과 콘스탄틴 노보셀로프 교수팀과 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부, 서울대 화학과 공동연구팀이 효율은 높고 전력소모는 줄일 수 있는 초미세 반도체 입자인 ‘그래핀 양자점’을 효과적으로 만들 수 있는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다. 연구팀은 이 기술로 전자 하나으로 신호를 전달할 수 있는 ‘수직 터널링 단전자 트랜지스터’를 만드는데도 성공했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 16일자에 실렸다. 그래핀 양자점은 수 나노미터(㎚) 크기의 반도체 나노입자로 전류를 흘려주거나 빛을 쪼여주면 발광하는 특성이 있어 차세대 디스플레이나 바이오이미징, 센서 등의 소재로 주목받고 있으며 차세대 양자정보통신에도 활용가능성이 높다. 지금까지 그래핀 양자점은 흑연 덩어리를 물리적이나 화학적으로 얇게 한 겹만 벗겨내는 방식으로 만들어져왔다. 이 때문에 원하는 크기의 그래핀 양자점을 얻기도 어렵고 불순물 때문에 전기적, 광학적 특성을 나타내기 어렵다는 문제가 있었다. 연구팀은 백금 나노입자가 배열된 실리카 기판 위에 육방정계 질화붕소를 입힌 뒤 메탄 기체 속에서 열처리해 그래핀 양자점 크기를 원하는대로 조절하면서 불순물도 제거할 수 있는 방법을 찾아냈다.신현석 UNIST 자연과학부 교수는 “이번 기술로 개발한 그래핀 양자점은 전자를 하나씩만 제어가 가능하고 이를 활용해 만든 수직 터널링 단전자 트랜지스터는 그래핀과 육방정계 질화붕소, 그래핀 양자점을 층층이 쌓아 만든 첫 사례”라며 “그래핀 양자점 기반 트랜지스터는 차세대 각종 전자기기에 활용되면서 놀라울 정도의 기술적 진보를 가져다 줄 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 암세포까지 항암제를 안전하게 전달해 정상세포에는 영향을 미치지 않고 정밀타격할 수 있는 항암제 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구단 안대로 박사팀은 DNA 서열과 화학성분을 다양하게 조합해 16종의 DNA 나노입자 라이브러리를 구축하고 이를 바탕으로 암표적 약물전달 기술을 개발했다고 15일 밝혔다. 이번 연구결과는 생체재료 분야 국제학술지 ‘바이오머티리얼즈’ 최신호에 실렸다. 암 치료효과를 높이기 위해서는 항암제가 암 조직에 정확하게 전달되고 암 조직이 아닌 다른 장기나 조직에는 전달되지 않도록 해 부작용을 최소화하는 것이 필요하다. 이 때문에 다양한 나노입자 기반 암 표적약물 전달체가 개발되고 있지만 지금까지는 나노입자의 암조직 도달량은 투입 대비 0.7%에 불과하다. 연구팀은 1㎚(나노미터) 이하 수준으로 크기나 모양을 정밀하게 제어해 DNA 염기서열 기반 나노구조체를 만들었다. DNA는 유전정보를 갖고 전달하는 용도로 알려져 있지만 염기서열을 분자설계 코드로 활용하면 다른 물질로는 만들기 불가능한 다양한 형태와 크기의 나노구제체를 정밀하게 조절해 만들 수 있다. 연구팀은 이런 DNA의 성격을 활용해 다양한 DNA 종류와 서열 순서를 조합해 모양과 화학적 성분이 다른 여러 개의 나노입자로 구성된 DNA 라이브러리를 만들었다. 마치 도서관에서 필요한 자료를 꺼내 정보를 찾아내듯 연구팀은 DNA 라이브러리를 이용해 기존 암표적 나노입자보다 3배 이상 전달률을 보이는 고성능 암표적 전달체 3종을 발굴하는데 성공하기도 했다. 이렇게 발굴된 전달체에 저분자 항암제, 단백질 항암 약물을 탑재해 암을 유발시킨 동물에게 주입했을 때 다른 장기에는 손상을 주지 않고 암 조직에만 선택적으로 약물이 도달하는 것을 관찰했다. 안대로 KIST 박사는 “이번 연구결과를 활용하면 암의 종류나 형태에 맞는 약물 전달체를 개발할 수 있을 것”이라며 “특히 뇌처럼 약물을 투입하기 힘든 조직을 포함해 다양한 표적 세포와 조직에 선택적이고 효율적으로 전달할 수 있는 물질을 만들어 낼 수 있을 것으로 본다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 체온만으로 LED 전구를 밝힐 수 있을 정도의 전기를 만드는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국전자통신연구원(ETRI) 소재부품원천연구본부 연구팀은 팔목에 밴드형 웨어러블 기기를 착용해 배터리 없이 체온만으로 에너지를 얻는 열전소자를 개발했다고 15일 밝혔다. 특히 이번에 개발한 열전소자는 기존에 나온 비슷한 기기보다 5배 이상 효율이 높아 다양한 웨어러블 기기 상용화에 도움을 줄 것으로 기대되고 있다. 연구팀이 개발한 열전소자는 가로, 세로 각각 5㎝, 11㎝ 크기의 패치형태이다. 소자의 출력은 기존에 개발된 1㎠당 20㎼(마이크로와트) 수준인 것을 1.5배 정도 높여 35㎼를 달성했다. 이번에 개발한 열전소자를 6개 묶어 모듈화시키면 최대 2~3㎽(밀리와트) 출력이 가능한 것으로 알려졌다. 실제로 어른 손목에 열전소자 패치 6개를 붙여 실험한 결과 사람의 체온만으로 LED 전광판에 불을 밝히는데 성공하기도 했다. 이번 기술의 핵심은 ▲열전소자 설계 ▲생체모사 히트싱크 ▲전력관리 회로 기술이다. 열전소자 설계은 체온이 잘 전달되도록 열저항 매칭을 고려하면서 열전소자 설계를 하는 기술이며 생체모사 히트싱크는 사람 피부의 땀샘을 흉내내 체온을 흡수해 전기로 바꿔주는 기술이고 전력관리 회로기술은 낮은 전압에서도 효율이 80% 이상 유지시키며 충전이 가능한 전압으로 변환시켜 체온에서 얻은 에너지를 효율적으로 사용하기 위해 필수적인 기술이다.이와 함께 열전소자가 피부에 닿는 부분이 자연스럽게 흡착되고 쉽게 찢어지지 않도록 하는 기술도 첨가됐다. 이번 기술은 2~3년 내에 상용화될 것으로 연구진은 예상하고 있다. 문승언 ETRI ICT소재연구그룹장은 “이번에 개발한 열전소자 시스템을 체온이나 맥박센서 등과 결합시키면 데이터를 무선으로도 수집이 가능해 영유아, 환자 모니터링과 애완동물의 위치 확인에도 적용할 수 있을 것”이라며 “웨어러블 소자 뿐만 아니라 사물인터넷 기기의 전원, 하드웨어 플랫폼 등으로 활용돼 디지털 헬스케어, 스마트시티나 스마트홈 서비스도 가능해질 것으로 보인다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국인의 3대 사망원인은 암, 심장질환, 뇌혈관 질환이며 암 사망률이 높은 5대 암에는 위암이 포함돼 있다. 한국인은 서양인들보다 위암으로 인한 사망률이 더 높다. 더군다나 통계청 통계에 따르면 2017년 기준 연령별 암사망률을 보면 30대는 위암사망률이 가장 높았다. 일반적으로 위암은 40대 이후에 발생하는 경우가 많은데 최근들어 30대와 40대 전후해 발생하는 조기발병위암환자들이 증가추세를 보이고 있는데 명확한 발병원인이 밝혀지지 않았다. 그런데 고려대 화학과 유전단백체연구센터, 대구경북과학기술원(DGIST), 이화여대, 한양대, 경희대, 국립암센터, 한국과학기술연구원(KIST) 의공학연구소 공동연구팀이 40대나 그 이전의 나이에 발병하는 조기발병위암 환자들의 유전단백체 연구를 통해 조기발병위암의 원인을 규명하는데 성공하고 생물학 분야 국제학술지 ‘암 세포’ 15일자에 발표했다. 조기발병위암 환자는 국내 전체 위암환자의 15% 안팎으로 세계적으로도 상당하 높은 수준이다. 조기발병위암은 식습관이나 흡연, 음주 같은 환경적 요인보다는 유전적 요인이 높아 가족력이 있는 경우 발병 가능성이 높고 남성보다 여성에게서 더 많이 발병하는 것으로 알려져 있다. 조기발병위암은 젊은 나이에 발생하기 때문에 소화불량이나 단순한 속쓰림 등과 헷갈려 진단이 늦는 경우가 많고 암조직이 덩어리 형태가 아니라 위 점막 밑에 넓게 펴져 있기 때문에 내시경으로도 진단이 쉽지 않다. 일단 발생하면 진행이 빠를 뿐만 아니라 다른 조직으로 전이되는 경우가 많다.연구팀은 최근 5년간 발병한 80명의 조기발병위암 환자의 암 조직과 주변 정상조직, 혈액에서 유전체와 단백체 데이터를 수집했다. 이렇게 얻은 시료를 바탕으로 엑솜 시퀀싱, mRNA 시퀀싱, 액체크로마토그래피-텐덤 질량분석기술 등 차세대 염기서열 분석법(NGS)으로 분석했다. 그 결과 7079개의 체세포 변이를 찾았고 이 중에서 조기발병위암을 유발시키는 중요한 신호전달경로에 관여하고 있는 변이유전자 3개(CDH1, ARID1A, RHOA)를 찾아냈다. 또 80명의 위암환자 조직 유전자 분석결과 같은 위암이라도 다른 치료반응을 보이는 4종의 조기발병위암으로 분류할 수 있음을 밝혀냈다. 4종의 위암은 각기 다른 세포 신호전달경로를 갖고 있어 치료방식도 다르게 해야 한다는 사실을 밝혀낸 것이다. 고려대 화학과 이상원 교수는 “이번 연구는 최근 국내에서 여성을 중심으로 발병빈도가 증가하고 있는 조기발병위암에 대한 보다 정밀한 유전적 원인을 규명함으로써 위암 환자의 정밀 진단과 맞춤형 치료법 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 암세포의 전이와 확산, 기억이나 통증을 느끼도록 하는 신경세포의 활성화 같이 다양한 세포기능에 관여하는 신호전달 단백질의 변화를 실시간으로 관찰할 수 있는 기술을 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단 허원도(카이스트 생명과학과) 교수와 독일 막스플랑크연구회 산하 미국 플로리다 신경과학연구소 권형배 박사 공동연구팀은 신호전달 ‘스위치‘ 단백질의 활성 여부를 관찰할 수 있는 바이오센서를 개발하고 이를 활용해 살아있는 생쥐의 신경세포 활성화 과정을 관찰한 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 14일자에 발표했다. 세포 내 신호전달 단백질은 스위치가 켜지면 기계가 움직이듯 활성화되거나 비활성화되는 방식으로 세포 기능을 제어한다. 암세포도 세포내 신호전달 단백질에 의해 만들어지고 다른 조직으로 전이되는 것이다. 대표적인 세포 신호전달 단백질인 ‘스몰 지티파제’는 세포 이동과 분열, 사멸, 유전자 발현 등에 관여한다. 연구팀이 개발한 바이오센서는 스몰 지티파제의 모든 변화과정을 실시간으로 볼 수 있 으며 살아있는 생명체의 세포 변화도 수 ㎚(나노미터) 크기 변화까지 정밀하게 관찰할 수 있다는 장점이 있다. 동물의 암세포 전이, 뇌 속 신경세포의 구조변화까지 볼 수 있다는 것이다.실제로 연구팀은 유방암 전이 암세포에 이번에 개발한 바이오센서를 장착시키고 빛으로 세포 움직임을 조절할 수 있는 광유전학 기술로 암세포 이동방향을 조절하자 세포내 스몰 지티파제 단백질의 움직임과 함께 활성화되는 것을 관찰할 수 있었다. 또 공 위를 달리도록 한 생쥐와 마취된 생쥐의 뇌 운동피질 내 신경세포에서의 스몰 지티파제 단백질 활성여부를 관찰하는 것도 성공했다. 허원도 카이스트 교수는 “이번에 개발한 바이오센서는 시냅스처럼 수 마이크로미터 크기의 미세한 구조에서도 목표 단백질을 관찰할 수 있을 정도로 민감도고 높고 운동하는 생쥐의 생리학적 현상에도 지장을 주지 않는 상태에서 실시간으로 뇌를 관찰할 수 있을 정도”라고 설명했다. 허 교수는 “이번 기술은 광유전학 기술과 함께 사용이 가능하기 때문에 다양한 세포신호전달 연구 뿐만 아니라 뇌인지과학 연구에도 도움을 줄 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 화학물질을 생산하는데 필요한 바이오 화학반응에 대한 정보를 종합해 과학자들이 손쉽게 활용할 수 있게 지도형태로 만들어 주목받고 있다. 카이스트 생명화학공학과 이상엽 특훈교수팀이 미생물에서 석유나 화학제품을 생산할 수 있는 기존 연구들을 총정리해 지도형태로 만들어 한눈에 볼 수 있는 ‘바이오 기반 화학물질 합성지도’를 만들었다. 이번 연구결과는 화학분야 국제학술지 ‘네이처 촉매반응’ 15일자 표지논문으로 실렸다. 화학제품들은 석유에서 추출한 원료를 활용해 만들어지고 있다. 이 과정에서 온실가스를 배출해 지구온난화와 같은 문제를 유발하고 있어 미생물을 활용한 ‘바이오 리파이너리’라는 친환경적 방식의 화학물질 생산기술 연구가 활발히 이뤄지고 있다. 특히 미생물의 대사작용을 이용해 화학물질을 대량생산할 수 있는 시스템대사공학 기법을 이용한 화학물질 생산이 늘고 있다. 그렇지만 생물공학적 방법과 화학적 방법을 통합하는 것이 더욱 효율적인 경우도 많다. 문제는 생물공학적 방법이나 화학적 방법 중 어느 경로를 선택해야 효율성이 높을지에 대한 정보를 한 눈에 볼 수 있게 정리된 것이 없다는 점이다.연구팀이 이번에 만든 합성지도는 화학물질을 합성할 때 바이오나 화학반응 중 어느 것을 선택해야 최고 생산농도나 수율을 보이고 생산성이 높아지며 산업화에 용이한지를 보여주는 것이다. 이와 함께 시스템 대사공학과 바이오 리파이너리 분야에서 아직 해결하지 못한 문제와 해법을 제시했다는 평가도 받고 있다. 이상엽 교수는 “이번에 만든 합성지도는 시스템 대사공학이 나가야 할 방향과 아이디어를 제시해주는 청사진으로 친환경 그린화학은 물론 의료, 식품, 화장품 등 다양한 화학관련 산업에 유용하게 쓰일 것”이라고 설명했다. 한편 네이처측은 이 교수팀이 만든 합성지도를 포스터로 제작해 산업계와 연구계에서 활용할 수 있도록 할 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

공공연구노조 “직접고용이 돈 적게 들어” 반대입장 과학기술분야 정부출연연구기관들이 용역직 정규직 전환을 위한 공동출자회사를 만든다. ‘공동출자회사 추진협의회’는 비정규직의 정규직화란 정부 방침에 따라 청소나 경비 등 용역업무를 맡은 노동자들의 고용안정과 처우개선을 위해 공동출자회사 추진방향과 운영원칙을 만들어 14일 발표했다. 추진협의회에는 25개 과학기술 정부출연연 중 한국생산기술연구원, 녹색기술센터, 국가핵융합연구소, 세계김치연구소 4곳을 제외한 21개 출연연이 참여했다. 추진협의회는 용역 노동자들의 고용안정성을 확보하기 위해 설립근거를 정관에 명시하고 자본금 4억원은 참여하는 21개 출연연이 100% 지분을 내고 사업 범위도 정부출연연과 공공기관의 사업에 한정할 방침이다. 가칭 ‘주식회사 과학기술종합서비스’는 외부 전문가를 대표이사로 영입하지만 6명의 이사와 감사 1명은 무급 비상임직으로 출연연 직원이 겸직하는 방식으로 구성될 계획이다. 또 자본금을 출자한 21개 출연연 원장들이 참여하는 운영위원회를 구성해 운영사항 전반을 격월로 검토할 예정이다. 현재 출연연 청소, 경비, 식당 운영 등 용역업무는 업체들이 경쟁입찰 방식으로 맡고 있기 때문에 1년 단위로 고용계약을 맺고 있다. 그렇지만 공동출자회사의 경우 출연연의 용역업무에 대한 수의계약을 통해 노동자들은 소속기관 변경이나 1년 단위의 계약 없이 정년이 보장된다고 추진협의회 측은 설명하고 있다. 또 직무나 용역 업체간 정년이 상이한 현재와는 달리 노동자들의 정년이 65세로 보장되고 65세가 넘는 노동자에 대해서는 촉탁직 제도를 통해 계속 일을 할 수 있게할 계획이다. 추진협의회는 출자회사는 ‘이윤 0%’를 목표로 하고 있으며 1개 전문업체가 수의계약 방식으로 운영하기 때문에 관리인력 운영비 절감효과가 있고 이렇게 절감된 재원과 이윤들은 모두 노동자 처우 개선 및 임금인상에 투입할 수 있다고 강조하고 있다. 추진협의회 관계자는 “참여한 21개 기관별로 관련 노동자들과 협의 후 설립을 추진하고 있기 때문에 실제 출자회사 설립은 4~5월경이 될 것으로 본다”면서 “일부 노동자들은 소속감을 이유로 출자회사가 아닌 출연연에서 직접 고용을 해달라고 요구하고 있어 협의가 잘 되지 않는 곳도 있는 것이 사실”이라고 말했다. 반면 공공연구노조측은 출연기관들의 출자회사 설립보다 기관별로 직접 고용하는 것이 비용이 훨씬 적게 투입될 것이라고 주장하고 있어 설립까지는 시간이 걸릴 수 있다는 전망이 나오고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

경기도가 시각 자료를 활용해 감염병 정보를 제공하고 있는 감염병관리지원단 홈페이지에 대한 만족도가 높은 것으로 나타났다. 13일 도가 지난해 12월 18일∼26일 도민 593명을 대상으로 경기도 감염병관리지원단 홈페이지(www.gidcc.or.kr) 이용 만족도를 조사한 결과에 따르면 ‘콘텐츠 적절성’ ‘홈페이지 구성의 적절성’ ‘업무 활용 도움 여부’ 등 대부분의 문항에 80% 이상이 긍정적인 평가를 했다. ‘콘텐츠가 적절한지’에 대한 질문에 전체의 88.1%가, ‘구성이 적절한지’에 대한 질문에도 87.8%가 긍정적으로 답했다. ‘실제 업무에 도움이 되는지’에 대해서도 84.5%가 도움이 된다고 답했다. 가장 유용한 콘텐츠로 도민들은 감염병 정보, 현황, 자료, 소식 등을 꼽았다. 이밖에도 ‘감염병 정보를 한눈에 볼 수 있어 좋다’, ‘교육자료로 활용할 수 있는 정보가 많다’, ‘감염병 발생 현황을 시각 자료로 제공해 유용하게 활용할 수 있다’ 등의 의견도 냈다. 류영철 경기도 보건복지국장은 “감염병에 관한 각종 정보를 손쉽게 살펴볼 수 있도록 홈페이지를 구축했으며 최신 자료 업데이트에도 각별히 신경을 쓰고 있다”면서 “보다 많은 도민들이 홈페이지를 활용해 신속하고 정확한 감염병 정보를 습득할 수 있었으면 하는 바람”이라고 말했다. 이번 조사에는 교사 286명, 공무원 129명, 의료기관 종사자 71병, 기타(회사원·연구원·자영업) 107명 등이 참여했다. 도는 신속하고 정확한 감염병 정보를 제공할 수 있도록 최신자료 업데이트 등에 주력하고 빅데이터 플랫폼을 활용한 감염병 관련 데이터 체계를 구축할 계획이다. 김병철 기자 kbchul@seoul.co.kr

며칠 사이에 푸석해진 얼굴, 갑자기 늘어난 흰머리. 밤샘 공부를 하거나 잇따른 야근을 한 사람들은 바쁘고 피곤하게 보낸 며칠 동안 갑자기 몇 살은 더 들어보이는 모습을 마주하면서 한숨을 내쉬는 경우가 있다. 사실 외부 환경이나 생활 패턴 때문에 자기 나이보다 더 들어보이는 이들이 있다. 반대로 겉보기에는 어려보이지만 체력이 받쳐주지 않아 힘들어 하는 이들도 있다. 모두 나이와 실제 신체 나이가 불일치하면서 나타나는 현상이다. 내 정확한 신체나이는 몇 살일까 궁금해하는 사람들이 많지만 정확한 신체나이를 알기는 쉽지 않다. 미국 연구진이 장내미생물의 형태 변화를 통해 정확한 신체나이를 진단할 수 있는 기술을 개발해 화제가 되고 있다. 미국의 인공지능(AI) 스타트업 인실리코 메디슨, 하버드대 의대 부설 브리검여성병원, 벅 노화연구소, 영국 생물노화연구재단 공동연구팀이 장내미생물의 종류와 형태를 정밀 분석해 사람의 생물학적 나이를 1~2년, 최대 3~4년 정도의 오차 이내에서 정확히 예측할 수 있는 기술을 개발했다고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’가 11일 보도했다. 이 연구결과는 생물학 분야 출판 전 논문공개 사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxi) 최신호에 실렸다. 장내미생물은 음식 소화에서 인체 면역계 작용까지 다양한 차원의 인체 기능에 영향을 미친다고 알려져 왔다. 그렇지만 여전히 장내미생물이 시간이 지나면서 어떻게 변화하는지 정상균총과 이상균총의 형태적 차이, 정상균총의 분포에 대해 정확히 알려져 있지 않았다. 연구팀은 전 세계 20세 이상 건강한 성인남녀 1165명에게서 채취한 3663개 장내 미생물 샘플을 인공지능 기술인 머신러닝(기계학습)으로 분석했다. 연구팀은 인공지능으로 샘플의 90%에서 찾아낸 95가지 상이한 미생물 종류와 형태를 사람의 연령과 연동시킬 수 있도록 훈련시켰다. 그 다음 나머지 10% 샘플에서 연령을 예측하도록 했다. 그 결과 인공지능은 사람의 생물학적 나이를 1~2살, 평균 3.94년의 오차범위에서 정확히 예측해 냈다. 또 95가지 상이한 장내미생물 중에서 39종이 연령을 예측하는데 가장 중요한 것으로 밝혀졌다.또 연구팀은 나이가 들어갈수록 장내 신진대사에 중요한 역할을 하는 것으로 알려진 장내미생물(Eubacterium hallii)이 풍부해진다는 사실을 확인했다. 또 염증을 유발시켜 궤양성대장염을 유발시키는 것으로 알려진 장내미생물(Bacteroides vulgatus)은 줄어드는 것으로 조사됐다. 노화연구자들은 이같은 장내미생물 종의 변화는 나이들면서 나타나는 식습관, 수면습관, 신체활동 패턴 때문인 것으로 해석하고 있다. 알렉스 자브론코프 인실리코 메디슨 박사는 “이번 연구는 장내미생물은 놀랍도록 정확한 생물학적 시계로 사람의 신체 나이를 단 몇 년의 오차 범위에서 예측할 수 있음을 보여주고 있다”며 “이번 연구결과를 이용해 특정 개인의 신체 노화속도를 예측하는 것은 물론 알콜, 항생제, 식단 등이 장수에 어떻게 영향을 미치는지도 알아낼 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

개미와 비슷하게 생긴 흰개미는 땅 속에서 사회를 이루고 살며 죽은 나무를 갉아먹어 ‘문화재의 파괴자’라고 불린다. 개미와 비슷하게 생기기는 했지만 흰개미는 생태분류학적으로 개미와 다르다. 실제로 개미는 여왕개미가 사회를 이끌지만 흰개미는 여왕과 왕이 함께 사회를 통솔하는 것으로 알려져 있다. 흰개미는 목조가옥에 구멍을 내거나 문화재를 갉아먹어 사람의 입장에서는 해충이다. 그렇지만 자연계에서는 필요한 영양분을 재공급하는 소중한 역할을 한다. 그런데 최근 국제공동연구팀이 흰개미가 사람이 만들어낸 지구온난화로 인한 이상 기후를 완충시켜주는 역할까지 한다는 사실을 밝혀내 주목받고 있다. 중국 홍콩대 생명과학부, 영국 자연사박물관, 애버딘대 생명과학부, 리버풀대 환경과학부, 호주 그리피스대 환경미래연구소, 서호주대 생명과학부, 환경생명과학센터, 남아프리카공화국 프레토리아대 동물학과, 위트워터스랜드대 동식물환경과학부, 말레이시아 말레이시아사바대 국제공동연구팀은 흰개미가 지구온난화로 강수량이 줄어 가뭄에 시달리는 열대우림을 보호하는 역할을 한다는 사실을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 11일자 표지논문으로 발표했다. 연구팀은 ‘슈퍼 엘니뇨’로 인해 가뭄이 극심한 2015년 말부터 2016년 초까지 말레이시아 영토에 해당하는 보르네오섬 북부 8개 지역을 분석했다. 각각 면적은 2500㎡으로 연구팀은 4개 지역에서는 흰개미의 천적을 보내거나 독극물 먹이로 흰개미를 거의 제거하고 나머지 4개 지역에서는 흰개미들을 내버려 두고 관찰했다. 그 결과 흰개미가 정상적으로 활동하며 서식하는 지역은 그렇지 않은 지역보다 지표면에서 5㎝ 아래쪽에 수분이 36% 정도 더 많은 것으로 나타났다.실제로 흰개미들은 습한 환경을 좋아하기 때문에 생활공간까지 수분을 끌어올리기 위해 수십m 아래까지 땅을 파내는 경우도 있다고 연구팀은 설명했다. 이와 함께 흰개미들의 저작활동으로 토양의 영양분도 풍부해져 흰개미가 없는 지역보다 나무나 식물들이 생존할 가능성이 51% 정도 높은 것으로 조사됐다. 이처럼 숲이 가뭄 저항성을 갖도록 하는 것은 흰개미 집단이 더 클수록 높게 나타난 것으로 알려졌다. 루이스 에이미 애쉬튼 홍콩대 교수(생물다양성 및 환경변화 전공)는 “지구온난화로 인해 극단적인 기후변화가 발생하고 있는 상황에서 가뭄은 더욱 자주 발생할 것으로 예상되는 만큼 흰개미가 열대우림의 생산성과 생물다양성에 중요한 역할을 맡게 될 것을 보여준 연구”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 생물학 분야에서 가장 주목받는 기술은 크리스퍼로 대표되는 ‘유전자 가위’ 기술이다. 유전자 가위에는 못 미치지만 여전히 줄기세포 기술은 생물학 분야에서 관심을 끌고 있다. 줄기세포 기술이 임상에서 폭넓게 활용되지 못하는 이유는 체내에 주입됐을 때 목적하지 않은 다른 세포로 분화되던지 돌연변이가 발생해 종양으로 분화될 가능성이 높기 때문이다. 국내 연구진이 줄기세포가 체내에서 정착될 때 과정을 실시간 고해상도 이미지로 관찰하는 기술을 개발했다. 부산대 생명과학과 김태진 교수팀은 줄기세포에 바이오센서를 주입해 체내 정착 과정을 촬영하는데 성공해 줄기세포 체내 주입후 정착시 신호전달 과정을 규명했다고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’ 최신호에 실렸다. 줄기세포 이식이 성공하기 위해서는 주변 조직과 붙어서 일반 세포와 똑같이 작동해야 한다. 줄기세포 접착 과정을 추적하기 위한 다양한 시도가 있었지만 기술적 한계 때문에 정밀하게 탐지하는 것은 쉽지 않았다. 연구팀은 줄기세포 세포막에 바이오센서를 설계해 실시간으로 정착과정을 볼 수 있게 했다. 형광공명에너지전이(FRET) 기술을 이용한 바이오센서는 세포접착 과정의 주요 신호물질인 국소접착 인산화효소와 칼슘이온을 탐지해 이미지로 보여주는 것이다.연구팀은 줄기세포 이식에 활용도가 높은 인간중간엽줄기세포(hMSC)에 바이오센서를 삽입해 관찰한 결과 접착이 성공적일 때는 세포막 DMR에서 인산화효소와 칼슘이온이 활성화되고 실패할 경우는 그렇지 않다는 것이 밝혀졌다. 김태진 교수는 “줄기세포의 초기 접착과정에서 국소접착인산화효소와 칼슘의 상호작용을 밝힌 연구로 줄기세포 이식에서 발생하는 세포접착 난제를 해결하는데 유용한 정보가 될 것”이라며 “줄기세포 돌연변이 발생으로 암세포로 전환돼 동반되는 세포접착을 차단하는 약물 개발에도 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

강원 영서 북부에 내려진 한파주의보가 해제되면서 전국이 평년보다 높은 기온분포를 보이고 있지만 다시 미세먼지가 기승을 부리고 있다. 게다가 지난해 말 발효된 건조특보가 강릉은 28일, 서울은 13일째 이어지고 있어 불조심에 각별히 유의해야겠다. 기상청은 10일 오전 11시 영서 북부 지역에 내려진 한파주의보를 해제해 연초 깜짝 한파는 사라지게 됐다. 이날 오전 11시 기준 서울은 영하 1도, 대전 0.2도, 광주 3.4도, 대구 3.9도, 부산 5.3도, 제주 6.8도를 기록했다. 이 같은 기온 분포는 평년과 비슷한 수준이지만 11일 금요일부터 당분간 평년보다 높은 기온을 기록하겠다고 기상청은 전망했다. 기상청은 “금요일인 11일은 중국 북동지방에서 남동진하는 고기압 가장자리에 들어 전국이 가끔 구름 많은 날씨를 보이며 남부지방과 제주도는 오후부터 비가 내릴 것”이라고 예보했다. 12일 토요일 새벽부터 아침 사이에 남부 내륙지방에는 비나 눈이 내릴 것으로 전망됐다. 11일 전국의 아침 최저기온은 영하 8도~영상 1도, 낮 최고기온은 4~10도 분포를 보이겠다. 이처럼 전국이 평년기온을 웃도는 날씨를 보이는 가운데 서풍을 타고 중국발 오염물질이 유입되면서 미세먼지 농도는 ‘나쁨’ 수준을 보이는 곳이 많겠다. 국립환경과학원에 따르면 10일 늦은 밤부터 중국에서 미세먼지가 유입되고 대기가 정체되면서 국내에서 만들어진 미세먼지까지 가세해 수도권과 강원 영서, 충청, 호남권 등 서쪽 지역을 중심으로 ‘나쁨’ 단계를 보이겠다. 한편 지난해 12월 13일 강원 동해안을 시작으로 충남 서해안과 전라도 일부지역, 제주도를 제외한 전국 대부분 지역에 건조특보가 이어지고 있다. 서해안 지역을 제외한 대부분 지역의 실효습도가 40% 이하이며 동해안은 25% 내외로 매우 건조한 상태라고 기상청은 밝혔다. 실효습도는 목재 등의 건조도를 나타내는 지수로 실효습도가 낮을 수록 건조한 날씨를 의미한다. 기상청에 따르면 서울의 경우 최근 10년간 가장 길게 건조특보가 발효되고 있는 것으로 조사됐다. 지난해 12월 24일에 건조특보가 발효돼 현재까지 17일간 이어지고 있다. 지금까지 서울에서 건조특보가 가장 길게 발효됐던 때는 2017년 봄으로 4월 26일에 발효돼 5월 9일에 해제돼 13일 동안 이어졌다. 그 밖에 강릉 28일, 대구 15일, 대전은 14일, 광주 10일째 건조특보가 이어지고 있다. 기상청 관계자는 “건조한 대기로 인해 화재 발생 가능성이 매우 높고 해안과 산지에는 바람까지 약간 강하게 부는 곳이 있어 화재 발생 시 큰 불로 이어질 수 있는만큼 산불 등 각종 화재에 각별히 유의하기 바란다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 치약, 각질제거를 위한 세안제는 물론 공업용 연마제에 사용되는 미세플라스틱이 생태계에 심각한 영향을 미치고 있어 우려가 커지고 있다. 더군다나 여기저기 버려진 폐플라스틱이 햇빛이나 마모로 서서히 부서져서 만들어지는 것으로 알려져 있다. 바다로 흘러들어간 미세플라스틱을 해양생물들이 먹고 먹이사슬을 따라 최종 소비자는 사람이기 때문에 우리가 알지 못하는 사이에 미세플라스틱이 축적될 가능성도 높다. 문제는 미세플라스틱의 위험성은 알려져 있으나 구체적인 위험에 대해서는 명확히 분석돼 있지 않다. 국내 연구진이 실험동물을 이용해 실험한 결과 미세플라스틱이 세포는 물론 태아에 치명적인 영향을 미칠 수 있다는 것을 밝혀내 충격을 주고 있다. 한국생명공학연구원 환경질환연구센터와 질환표적구조연구센터 공동연구팀은 5㎜ 이하의 미세플라스틱이나 1㎛(마이크로미터) 이하의 초미세플라스틱(나노플라스틱)이 체내에 흡수될 경우 태아에게까지 전달될 뿐만 아니라 몸 속 세포의 에너지공장인 미토콘드리아에도 문제를 일으킨다는 사실을 확인했다고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노스케일’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 제브라피쉬라는 실험동물에 초미세플라스틱을 흡입하도록 한 다음 형광분석과 전자현미경으로 체내 흡수와 복합독성 영향을 분석했다. 그 결과 초미세플라스틱은 난막을 통과해 제브라피쉬 배아의 체내에 쌓이는 것을 확인했다. 특히 새끼에게 영양을 공급하는 난황에 대부분 축적돼 신경이나 각종 기관으로 확산된 것이 관찰됐다. 미세플라스틱이 체내에 남아 각종 이상을 유발시킬 가능성이 크다는 것을 의미한다.또 연구팀은 전자현미경으로 세포수준에서 관찰한 결과 세포 에너지공장인 미토콘드리아도 손상시킨다는 것을 확인했다. 미토콘드리아가 손상될 경우 약한 독성을 가진 물질이 함께 흡수될 경우 치명적인 급성독성이 나타날 수 있다. 실제로 연구팀은 금이온을 초미세플라스틱과 함께 흡입하도록 한 다음 미토콘드리아를 관찰한 결과 미토콘드리아가 심각하게 깨지거나 망가지는 것으로 나타났다. 정진영 박사는 “초미세플라스틱이 몸 속에 축적될 경우 세포 내 소기관인 미토콘드리아에 영향을 주고 다른 물질에 의한 독성을 증폭시키는 역할을 할 수 있게 된다”며 “이번 연구는 미세플라스틱과 초미세플라스틱의 체내 흡수와 분포, 잠재적으로 심각한 독성 유발 가능성을 보여준 것으로 미세플라스틱 안전성과 관리방안 마련에 중요한 기초자료가 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“가슴 속에 하나둘 새겨지는 별을/이제 다 못 헤는 것은…별 하나에 추억과/별 하나에 사랑과/별 하나에 쓸쓸함과/별 하나에 동경과/별 하나에 시와…”(윤동주 ‘별 헤는 밤’ 중에서) 네덜란드 출신의 화가 빈센트 반 고흐는 “별을 보는 것은 언제나 나를 꿈꾸게 한다”며 ‘별이 빛나는 밤’과 ‘론강 위로 별이 빛나는 밤’이라는 명작을 남겼다. 청명한 밤하늘에 반짝이는 별, 하얀 꽃잎을 흩뿌려 놓은 듯 그사이를 가로지르는 은하수, 그리고 별똥별을 보고 있노라면 아무리 무감각한 사람일지라도 ‘아’ 하는 탄성이 절로 나오는 것을 막을 수는 없을 것이다. 세 번의 슈퍼문, 8차례의 유성우 현상에 수성의 태양면 통과, 개기월식, 금환일식 등 자연의 경이로움을 드러내는 우주 이벤트들이 올해 우리 머리 위에서 숨 가쁘게 이어질 것으로 보인다. ●아폴로 11호 달 착륙 50년… 심우주 관측 박차 올해는 더군다나 1969년 7월 20일 아폴로 11호가 인류 최초로 달에 발을 내디딘 지 50년이 되는 해이자, 1919년 5월 29일 영국의 천문학자 아서 에딩턴 경이 아인슈타인의 일반상대성이론을 입증한 일식 관측을 한 지 100년이 되는 해이다. 이 때문에 세계 각국은 달 탐사를 비롯해 심우주 관측을 위해 경쟁적으로 나서고 있다. 지난 1일 미국 심우주탐사선 ‘뉴허라이즌스호’는 태양계 최외곽에 해당하는 카이퍼 벨트에 있는 소행성 ‘울티마 툴레’와 조우하면서 2019년을 열었다. 3일에는 중국 달 탐사선 ‘창어4호’가 인류 최초로 달 뒷면에 착륙하면서 올해 다양한 천문 우주쇼가 벌어질 것을 일찌감치 예고하기도 했다.●21일 개기월식… 가장 큰 달은 2월 19일 우선 오는 21일 개기월식과 함께 슈퍼문 현상이 나타날 예정이다. 슈퍼문은 달이 지구와 가장 가까워지는 시기와 보름달이 뜨는 시기가 겹쳐 평소보다 보름달이 더 크게 보이는 현상을 말한다. 달은 지구를 원형이 아닌 타원형으로 공전하고 있기 때문에 달과 지구의 거리가 가깝고 보름달이 뜨는 시기는 자주 겹쳐지지 않는데 올해는 1월에 이어 2월 19일, 3월 21일에도 슈퍼문 현상이 있을 예정이다. 올해 가장 큰 달을 볼 수 있는 때는 두 번째 슈퍼문이 나타나는 2월 19일이다. 특히 착시현상으로 인해 달이 하늘 한가운데 떠 있을 때보다 지평선에 걸려 있을 때 더 크게 보인다.●별자리 가로지르는 8차례 유성우 세례 유성우는 아마 가장 화려한 천문 이벤트가 될 것이다. 유성우는 지구가 공전을 하면서 혜성이나 소행성이 지나간 지점을 통과할 때 그 잔해들이 지구인력에 빨려 들어와 대기권에서 타면서 비처럼 내리는 현상을 말한다. 4월 22일쯤 거문고자리 유성우를 시작으로 5월 6일 물병자리 에타유성우, 7월 28일 물병자리 유성우, 8월 13일 페르세우스자리 유성우를 비롯해 크리스마스이브 무렵 작은곰자리 유성우까지 밤하늘을 가로지르는 우주쇼를 모두 8차례 볼 수 있다. 한편 2월 1일에는 미국 민간우주기업 스페이스X가 미국항공우주국(NASA)과 함께 개발 중인 유인우주선 ‘드래곤’을 시험발사한다. 같은 날 인도는 궤도선과 착륙선, 탐사로봇을 탑재한 두 번째 달 탐사선 ‘찬드라얀2’를 발사하게 된다. 우주개발 분야에서는 후발국가인 이스라엘은 보름 뒤인 2월 15일 스페이스X의 팰컨9 로켓에 달 착륙선을 실어 발사할 계획이다. 3월 1일에는 미국 보잉사가 유인 우주선 ‘스타라이너’의 무인 시험발사가 예정돼 있다. 오는 10월 15일 유럽 우주기구(ESA)와 스위스 연방우주국은 태양계 바깥에 있는 지구형 행성들을 찾기 위한 우주망원경을 실은 ‘칩스’(CHEOPS) 우주선을 발사할 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

연세대 의대, 울산대 의대, 고려대 의대 구로병원, 미국 미시간주립대와 노스캐롤라이나대 공동연구팀은 여성 불임의 원인으로 알려진 자궁내막증을 유발하는 후성유전학 메커니즘을 밝혀내고 의학분야 국제학술지 ‘사이언스 중개의학’ 10일자에 발표했다. 불임 여성의 35~50%가 앓고 있는 자궁내막증은 자궁 안쪽 막이 딱딱하게 굳어지면서 정상 기능을 못 하는 여성질환이다. 연구팀은 ‘히스톤 탈아세틸화효소3’이 감소하면서 콜라겐 유전자가 지나치게 많아지고, 자궁 세포기능이 교란되면서 자궁내막이 딱딱하게 굳어지는 섬유화가 진행된 끝에 결국 배아가 자궁에 착상하는 능력이 상실된다는 것을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 자궁내막증이 후성유전학적으로 어떻게 발생하는지를 밝혀낸 것으로 현재 외과수술과 호르몬 치료법 이외 새로운 형태의 치료제를 개발하는 데 도움을 줄 것으로 기대된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2019년 새해가 벌써 열흘이나 지났습니다. 올해는 돼지의 해라지만 엄격히 보자면 띠가 바뀌는 것은 24절기 중 1년의 시작이라고 할 수 있는 ‘입춘’을 기준으로 하기 때문에 아직은 ‘개띠’ 해입니다. 인류가 처음으로 가축화시킨 동물인 개는 약 3만 3000~3만 5000년 전에 회색 늑대와는 완전히 다른 종으로 분리됐고 약 1만 2000~1만 4000년 전부터 인류와 함께 한 것으로 추정되고 있습니다. 이처럼 오랜 시간을 인간과 함께했기 때문에 영어에서는 개를 ‘사람의 가장 좋은 친구’(Man´s best friend)라는 관용구로 표현하기도 합니다. 개를 키워본 분들은 잘 아시겠지만 종류별로 성격이 천차만별입니다. 미국 애견협회 홈페이지에 들어가 보면 개를 키우려는 사람들의 선택에 도움을 주기 위해 사진과 함께 품종별 특성과 활용도에 대해 설명해 놓고 있습니다. 보더콜리는 ‘임무에 충실하고 사랑스럽고 똑똑하며 활기차기’ 때문에 양치기 같은 목축에 적합하고 독일산 셰퍼드는 ‘충직하고 용감하며 똑똑하다’라고 설명하면서 경비견으로 키워진다는 식입니다. 그런데 최근 과학자들의 연구에 따르면 실제로 개들은 애견협회에서 설명하고 있는 것처럼 종류별로 특성이 제각각 다르고 이는 유전자에 뿌리를 두고 있답니다. 미국 애리조나대 인류학부, 워싱턴대 행동·유전체학연구실, 프린스턴대 분자생물학과, 펜실베이니아대 수의학과 공동연구팀은 101종, 1만 7000여 마리의 개에 대한 행동자료와 게놈 데이터를 비교 분석한 결과 개들의 특성을 보여 주는 DNA 위치가 있으며 이들을 통해 개의 성격을 파악할 수 있음을 밝혀냈습니다. 이 연구 결과는 미국 콜드스프링하버 연구소에서 운영하는 생물학 분야 출판 전 논문공개 사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxi)에 2019년 새해 첫날 실렸습니다. 연구팀은 개와 개 주인들을 대상으로 펜실베이니아대 수의학과 동물윤리학자인 제임스 서펠 교수가 개발한 ‘개 행동평가 및 연구 설문’(C-BARQ)을 실시했습니다. C-BARQ는 훈련 정도, 애착, 공격성 등 개에게서 흔히 나타나는 14가지 특성을 정량화해 한눈에 볼 수 있는 조사기법입니다. 연구팀은 이렇게 얻은 행동 데이터를 종별로 분류한 뒤 해당 종의 유전자 데이터(게놈)와 비교했습니다. 그 결과 연구팀은 개들의 성격을 규정하는 14가지 특성과 연관된 131개의 DNA 위치(핫스팟)를 찾아냈습니다. 개의 종류별로 활성화된 DNA 핫스팟이 다르고 어느 부분이 활성화돼 있느냐에 따라 개의 특성과 성격이 규정된다는 것입니다. 재미있는 것은 이번에 발견한 개들의 DNA 핫스팟이 사람의 특성과 성질을 나타내는 DNA 위치와 매우 유사하다는 점입니다. 개들의 공격성과 관련된 DNA 핫스팟은 사람들에게서도 공격성에 영향을 미치는 유전자 위치와 거의 일치한다고 합니다. 또 개의 학습 능력이나 훈련의 용이성과 관련된 DNA 핫스팟은 인간에게서는 학습이나 정보처리와 관련된 유전자 위치와 비슷하다는 것입니다. 추가적인 연구가 필요한 부분이지만 개들의 행동이나 특성을 결정하는 유전자가 사람에게서도 비슷하게 나타난다고 한다면 불안증이나 우울증 같은 정신적 장애를 치료하는 데도 도움이 되지 않을까 연구팀은 기대하고 있습니다. 개와 사람의 DNA 핫스팟이 비슷한 것은 우연의 일치일 수도 있겠지만 오랜 세월 함께하며 교감을 가졌기 때문이 아닐까 싶습니다. 가까이 하면 좋아하게 되고 좋아하면 닮는다는 것이 이런 게 아닐까요. edmondy@seoul.co.kr