조무제 한국연구재단 이사장이 ‘일신상 사유’를 이유로 3년 임기를 절반 가까이 남겨둔 시점에 사의를 밝혔다. 임기를 채우지 못하고 떠나는 공직자나 공공기관장들이 말하는 ‘일신상 사유’는 다양하게 해석될 수 있다. 그렇지만 74세라는 나이를 무색하게 하는 체력과 ‘수신제가’에도 별문제가 없는 조 이사장에게 ‘일신상 사유’는 새 정부 출범 이후 지속된 사퇴 압박이라는 것이 과학계에 알려진 공공연한 비밀이다. 유영민 과학기술정보통신부 장관은 ‘연구기관 기관장 임기’에 대한 질문을 받을 때마다 “임기가 남은 기관장에게 사퇴하라곤 않는다. 다만 정부와 코드가 맞지 않는다고 생각하면 알아서 하지 않겠냐”고 답해 왔다. 장관의 말과는 달리 지난해 하반기부터 전(前) 정부에서 임명된 기관장들에 대해 과기부가 자진사퇴를 요구해 왔다는 소문은 끊이지 않았다. 지난 1월 4년 만에 실시된 강도 높은 종합감사 역시 사실상 사퇴 압박용이라고 과학계는 이해하고 있다. 게다가 사퇴를 압박해 온 곳들의 차기 기관장으로 M씨, P교수, L교수 등의 이름이 몇 달 전부터 오르내리고 있다. 보기 좋은 풍경이라곤 할 수 없다. 매년 10월 노벨상 시즌만 되면 미국과학재단(NSF)과 독일 막스플랑크연구회처럼 안정적인 연구지원기관이 필요하다는 목소리가 터져 나온다. NSF 총재 임기는 6년, 막스플랑크연구회 기관장은 평균 8년 이상의 임기를 보장받는다. 선진국 과학기술 관련 기관장 임기가 긴 것은 인물이 없어서가 아니다. 연구자들이 예측가능한 지원시스템을 통해 안정적으로 연구할 수 있도록 하기 위해서이다. 드라마나 영화에서 조연이 주연보다 튀어 보이려 할 때 작품은 흥행 실패로 가는 특급열차를 타게 된다. 조연이 빛날 때는 주연이 돋보일 수 있도록 조연 스스로 역할에 최선을 다할 때다. 과학기술행정은 연구자들이 안정적으로 연구에 몰입할 수 있도록 돕는 조연이다. 한국 과학기술계는 조연(과학행정)이 주연(연구자, 연구기관)보다 튀고 싶어 안달 난 막장 드라마 같다. 게다가 정권이 바뀔 때마다 연구기관을 흔드는 것은 조연이 감독을 등에 업고 주연을 갈아치우겠다고 덤비는 퇴행적 모습이다. “적폐를 청산하겠다는 정부에서 미래와 적폐를 헷갈려 미래를 버리고 있는 상황”이라고 지적한 한 이공계 교수의 목소리가 머릿속을 맴돈다. edmondy@seoul.co.kr

한국과학기술연구원(KIST)은 스핀융합연구단 선임연구원 우성훈 박사가 미국 경제전문지 포브스의 ‘2018년 아시아의 영향력 있는 30세 이하 리더 30인’에 선정됐다고 28일 밝혔다.2016년부터 아시아의 영향력 있는 30세 이하 리더를 선정해 발표하고 있는 포브스는 27일(현지시간) 10개 부문에 걸쳐 총 300인의 명단을 발표했는데 우 박사는 ‘헬스케어&과학’ 부문의 30인에 포함됐다. 포브스는 “우 박사는 세계 최초로 무(無)전력에 가까운 초저전력을 사용, 전자소자를 구동할 수 있는 원리를 찾아냈다”며 “연구 성과는 스핀소자가 기존 전자소자를 대체하는 데 기여할 것으로 예상된다”고 선정 이유를 설명했다. 스핀 전자소자에 대한 원천기술을 연구해 온 우 박사는 최근 3년간 국제학술지 ‘네이처 머티리얼스’, ‘네이처 피직스’,‘네이처 커뮤니케이션스’ 등에 논문을 발표해 왔으며, 2016년 포스코 청암 과학 펠로 및 삼성미래기술육성사업 연구책임자로 선정됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

초미세 매우 나쁨 ‘76 이상’ 강화 농도 감소세…스모그 발생은 증가 차량 가까운 곳, 2배 이상 높아 사하라~만주 영향받는 한국 美·유럽과 다른 국제적 대책 필요지난주 금요일부터 미세먼지가 한반도를 뒤덮어 마치 거대한 가스실에 들어와 있는 듯한 느낌을 주고 있다. 서울의 경우 지난 25일 일평균 초미세먼지(PM 2.5) 농도가 99㎍/㎥까지 치솟아 2015년 관측 이래 역대 최악의 공기상태를 보이기도 했다. 27일부터는 환경정책기본법시행령 변경으로 초미세먼지 환경기준이 선진국 수준으로 강화돼 미세먼지 농도 ‘나쁨’ 이상 단계를 보이는 날이 더 많아질 것으로 전망된다. ‘좋음’ 단계는 0~15㎍/㎥로 이전과 같지만 ‘보통’은 16~50에서 16~35로, ‘나쁨’은 51~100에서 36~75, ‘매우 나쁨’은 101 이상에서 76 이상으로 더 촘촘하게 관리되는 것이다. 가을부터 이듬해 늦봄까지 매년 우리를 찾아오는 미세먼지는 반갑지 않은 손님이다. 더군다나 봄에는 몽골과 중국에서 불어오는 황사까지 겹쳐 방독면이 필요할 정도가 되기도 한다. 이 때문에 많은 사람들이 과거보다 공기질이 점점 안 좋아지고 있다고 느낀다. 과연 그럴까. 환경부에서 펴낸 ‘대기환경연보 2016’에 따르면 미세먼지(PM 10) 오염도는 1995년 측정을 시작한 뒤 조금씩 감소하다가 1999~2002년 잠시 증가세를 보인 뒤 2002년부터 연평균 미세먼지 농도는 꾸준히 감소추세를 보이고 있다. 배귀남 미세먼지 국가전략프로젝트 사업단장은 “미세먼지는 불완전 연소 때문에 발생하기 때문에 인간이 불을 사용하기 시작하면서부터 계속돼 왔다고 볼 수 있다”면서 “최근 미세먼지가 문제가 되고 있는 것은 과거보다 미세먼지가 절대적으로 늘어났다기보다는 고농도 스모그 같은 악성 미세먼지 발생일이 상대적으로 늘어났기 때문에 그렇게 느끼는 것”이라고 설명했다. 미세먼지와 초미세먼지가 문제가 되는 것은 호흡기와 심혈관은 물론 뇌신경계까지 악영향을 미칠 수 있기 때문이다. 2000년 미국 하버드대 의대 부속 브리검 여성병원 연구팀은 1979~1988년 미국 6대 도시에서 사망한 거주자를 대상으로 초미세먼지 발생원에 따른 질병과 사망의 관련성을 분석해 의학 분야 국제학술지 ‘환경보건전망’에 발표했다. 그 결과 자동차에서 배출된 초미세먼지가 10㎍/㎥ 증가할 때마다 하루 사망률이 3.4% 증가했으며, 화석연료 연소에서 나온 초미세먼지는 같은 양이 증가할 때마다 일일 사망률이 1.1% 늘어났다고 밝혔다. 대신 흙먼지에서 비롯된 초미세먼지는 사망률과는 무관하다는 사실을 밝혀내기도 했다. 스페인 바르셀로나 세계보건연구소는 초등학생들이 미세먼지에 자주 노출될 경우 기억력과 주의 집중력 같은 인지능력이 떨어질 수 있다는 연구결과를 환경분야 국제학술지 ‘환경오염’ 최신호에 발표했다. 미세먼지 때문에 외출을 삼가고 실내에 머무는 경우가 많지만 실외 미세먼지 농도가 높은 날은 실내 미세먼지 농도도 높게 나타난다는 연구결과가 나오기도 했다. 한국과학기술연구원(KIST)과 이태정 경희대 환경공학과 교수팀은 각각 학교 실내 공기질을 조사한 결과 외부 미세먼지 농도가 높은 날은 교실 미세먼지 농도 역시 높았으며 특히 차량이 많이 오가는 도로와 인접한 곳에 있는 학교의 경우 미세먼지 농도는 그렇지 않은 곳보다 2배 이상 높은 것으로 나타난다는 조사 결과를 최근 발표하기도 했다. 과학자들은 이처럼 인체에 유해한 고농도 미세먼지 발생에 대응하기 위해서 우선 미세먼지 발생 원인을 명확히 규명한 뒤 맞춤형 대책을 세워야 한다고 보고 있다. 1952년 영국 런던 스모그나 1954년 미국 로스앤젤레스(LA) 스모그와 달리 한국 미세먼지는 국내에서 발생하는 대기오염물질에 이웃한 중국의 영향까지 더해진다는 점을 고려해야 한다는 것이다. 유럽이나 미국에서 발생하는 미세먼지는 대부분이 자국에서 발생한 자동차 배기가스 때문이지만 한국 내 미세먼지는 자동차 배기가스뿐만 아니라 중국발 석탄, 목재 연소배출물에 자연 발생 광물먼지까지 더해져 있다. 배 단장은 “중위도 편서풍 지대에 위치한 한국은 아프리카 서북부 사하라 사막부터 내몽골, 만주지역의 황사발원지까지의 먼지벨트(dust belt)에 의해 직접 영향을 받기 때문에 미국, 유럽과는 다른 환경을 고려한 대책 마련이 필요하다”며 “동북아 지역 미세먼지는 단일 국가만의 문제가 아니기 때문에 어느 한 나라의 노력만으로는 해결할 수 없다”고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

고아 출신이지만 뛰어난 재능 54세때 푸리에 급수·변환 완성 디지털·AI 등 현재까지 큰 영향많은 사람들이 봄이 되면 겨우내 묵은 때를 벗겨내기 위한 대청소를 합니다. 대청소까지는 아니지만 책들이 여기저기 널브러져 있는 서재방 정리에 나섰습니다. 그러다 대학시절 공부했던 ‘공업수학’(Advanced Engineering Mathematics)이라는 책을 발견했습니다. 1400쪽이 훌쩍 넘어 그냥 바라보는 것만으로도 압도당하는 느낌의 책입니다. 상미분 방정식부터 라플라스 변환, 벡터미적분, 푸리에 급수, 복소해석, 수치해석까지…. 공업수학 담당 교수님께서 공학도라면 라플라스 변환과 푸리에 급수는 마치 간단한 덧셈 뺄셈 하듯이 자유자재로 다룰 수 있어야 한다고 입버릇처럼 강조하셨던 기억이 스쳐 지나더군요. 옛 기억을 되살린 지 얼마 되지 않아 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 이번 주 호에서 푸리에라는 이름을 다시 한번 만나게 됐습니다. 프랑스 수학자이자 물리학자 장 밥티스트 조제프 푸리에(1768~1830) 백작 탄생 250년이 되는 지난 21일에 맞춰 특별 칼럼이 실렸던 것입니다. 사실 푸리에라는 이름이 일반인들에게는 익숙하지 않겠지만 과학자와 공학자들에게는 가족이나 연인의 이름보다 더 친숙하다고 해도 과언이 아닐 것입니다. 푸리에는 8살에 부모를 잃고 고아가 돼 수도원에 들어가 허드렛일을 하다가 군사학교에 입학했습니다. 당시에는 포병의 중요성이 강조되던 때라 군사학교에서 중요하게 생각했던 과목이 바로 수학이었습니다. 수학 분야에서 뛰어난 재능을 보였지만 고아라는 신분적 제약 때문에 군인이 되지 못했다고 합니다. 1789년 프랑스 대혁명이 일어나면서 신분이 자유롭게 돼 군사학교에서 수학을 가르치게 됐고 1795년에는 에콜 폴리테크니크 교수까지 됐습니다. 출세지향적이던 그는 1798년 나폴레옹의 이집트 원정을 따라가 카이로에서 행정관으로 공을 세우기도 했다고 합니다. 34살이던 1807년 그는 편미분 방정식을 이용한 열의 흐름을 해석한 논문을 프랑스 과학아카데미에 제출했습니다. 이 논문은 계속 진화를 거듭해 푸리에가 54세가 되던 1822년에 ‘열 분석 이론’이라는 논문으로 완성됐습니다. 거기에서 푸리에 급수와 푸리에 변환의 완성된 모습이 등장합니다. ‘그래서 어쨌다는 거야’라고 생각할 수 있겠지만 우리 주변을 둘러싸고 있는 모든 디지털 기술과 장치들은 푸리에 수학의 영향권에서 벗어날 수 없습니다. 스마트폰, 컴퓨터, 디지털카메라, 유튜브에 있는 각종 비디오 클립, 인공지능 기계학습 기술 등은 푸리에 변환과 푸리에 급수를 빼놓고는 상상할 수 없다는 말이지요. 푸리에 급수는 주기함수를 무한개의 삼각함수 합으로 나타낸 것이고 푸리에 변환은 푸리에 급수를 시간 영역에서 진동수 영역으로 변환시킨 것입니다. 각 성분이 가진 진동수들을 통해 패턴을 분석할 수 있고 이를 통해 질서를 만들어 낼 수도 있으며 무작위적인 소음도 제거할 수 있기 때문에 전자공학은 물론 천문학에서까지 쓰이지 않는 곳이 없을 정도입니다. 벨기에 출신 수학자 잉글리드 도브쉬 미국 듀크대 석좌교수는 푸리에 수학을 바탕으로 ‘웨이블릿 이론’을 만들어 냈습니다. 이 웨이블릿은 2015년 세계 최초로 중력파를 탐지해 내는 데 사용된 주요 분석도구 중 하나였습니다. 이 때문에 과학자들은 “현대인의 삶에 미친 영향으로 따진다면 푸리에의 업적은 일반인들이 익히 알고 있는 그 어떤 과학자들의 업적을 모두 합친 것보다 크다”고 입을 모읍니다. 학생들에게 1점이라도 더 따게 하려고 무작정 수학 문제를 풀고 공식을 외우라고 하는 것보다 수식이 나오게 된 배경과 활용법을 함께 가르친다면 지금처럼 ‘수포자’(수학 포기자)들을 속출하게 할 것 같지는 않습니다. edmondy@seoul.co.kr

‘고농도’는 내일부터 차츰 옅어져 한 주가 시작되는 월요일인 26일 짙은 안개와 함께 최악의 고농도 미세먼지가 전국 하늘을 뒤덮었다. 희뿌연 ‘미세먼지 감옥’에 갇힌 시민들은 야외활동을 자제하는 등 숨 가쁜 하루를 보냈다. 병원은 노인부터 어린이까지 호흡기 질환에 취약한 환자로 붐볐고, 일선 학교에서는 야외 수업이 취소됐다. 고농도 미세먼지는 28일 오후부터 차츰 농도가 옅어질 것으로 보인다.26일 기상청과 국립환경과학원 등에 따르면 이날 초미세먼지(PM2.5) 농도는 전국 대부분이 ‘나쁨’(51∼100㎍/㎥) 단계를 보였다. 이날 최고 농도는 제주 145㎍/㎥, 서울 143㎍/㎥, 경남 140㎍/㎥, 경기 135㎍/㎥, 충북 127㎍/㎥ 등까지 치솟았다. 특히 전날인 25일 서울의 24시간 평균 초미세먼지 농도가 102㎍/㎥를 기록해 2015년 관측 이래 최악의 농도를 기록했다. 이에 따라 26일 서울·경기·인천 등 수도권에 공공기관 차량 2부제 등이 적용되는 미세먼지 비상저감조치가 발령됐으며, 27일에도 50㎍/㎥를 초과할 것으로 예상돼 하루 연장됐다. 이틀 연속 비상저감조치가 발령된 것은 지난 1월 17~18일에 이어 두 번째다. 이번 초미세먼지는 지난 22일 밤부터 남서풍을 타고 중국발 대기오염물질이 한반도로 유입된 데다 대기 순환이 이뤄지지 않아 국내에서 발생한 대기오염물질까지 더해졌기 때문이라고 국립환경과학원은 설명했다. 국립환경과학원 관계자는 “한반도가 계속 고기압의 영향권에 머물며 대기 정체로 미세먼지가 쌓였다”면서 “고기압이 동쪽으로 이동해 우리나라가 고기압의 가장자리에 드는 28일에야 미세먼지가 줄어들 것”이라고 말했다. 국립환경과학원은 28일 오전 중 대부분 권역에서 농도가 높을 수 있겠지만, 대체로 전 권역이 ‘보통’(16∼35㎍/㎥) 수준을 나타낼 것으로 예상했다. 하지만 고농도 미세먼지가 완전히 사라지려면 기압 변화로 인해 동풍이 불거나 미세먼지를 씻어내릴 수 있는 비가 내려야 한다. 기상청은 중기예보를 통해 “일요일인 4월 1일 오후부터 2일까지 중부지방을 중심으로 비가 내릴 것”이라고 밝혔다. 서울 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr 세종 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

트리케라톱스와 같은 뿔 공룡 이른바 ‘각룡류’가 인상적인 머리 장식인 뿔과 프릴을 갖게 된 계기는 짝짓기 상대의 관심을 끌기 위한 것이었을 가능성이 크다는 연구 결과가 나왔다. 이는 1억5000만 년 전부터 6500만 년 전 사이 지상을 네발로 걷던 이들 초식 공룡의 머리에 달린 복잡한 프릴과 뿔의 목적이 이종 교배를 피하기 위한 것이었다는 기존 가설과 다른 것이다. 영국 런던 퀸메리대 등 국제 연구팀은 각룡류의 머리 장식은 번식기에 유용하게 쓰였을 가능성이 있다는 가설을 ‘영국왕립학회보 B’(Proceedings of the Royal Society B) 21일자에 발표했다. 이들 연구자는 약 1500만 년의 시간 간격을 두고 살았던 각룡류 46종의 머리 장식의 다양성을 조사했다. 하지만 연구를 이끈 앤드루 냅 런던 퀸메리대 연구원은 “이번 연구에서는 이 시기 이 지역에 공존했던 종과 그렇지 않은 종 사이 머리 장식에서 큰 차이를 발견하지 못했다”고 말했다. 그 대신 연구팀은 각룡류의 머리 장식은 다른 신체적 특징과 비교해 훨씬 빠르게 진화했음을 알아냈다. 또 냅 연구원은 “성 선택이 머리 장식의 급격한 변화를 지지하는 추진력이 됐다는 우리 확신은 갈수록 커지고 있다”고 말했다. 이와 함께 “모든 기본적인 (진화적) 모델은 이런 변화를 성 선택의 결과로 예측한다”면서 “성 선택에서는 극단적인 것이 선택돼 그 특성이 (자손에게) 전해지는 경향이 있다”고 설명했다. 이어 “화려한 머리 장식을 한 오늘날 일부 동물과 달리 각룡류의 성별을 화석으로 구분하는 것은 사실상 불가능하다”고 덧붙였다. 이는 각룡류의 머리장식을 갖게 된 근본적인 이유가 무엇이든 상관 없이 암수 모두에게 지극히 똑같이 적용되는 매우 특별한 뭔가가 일어나고 있었음을 뜻한다고 냅 연구원은 설명했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

이번 주말은 전국이 대체로 맑은 날씨를 보이겠지만 미세먼지 농도가 높아 외출할 때는 반드시 마스크를 챙기는 것이 좋겠다.국립환경과학원은 “한반도를 둘러싼 대기정체로 국내외에서 발생한 대기오염물질이 축적돼 주말 내내 전국 대부분 지역에서 미세먼지 농도가 높을 것으로 보인다”고 23일 예보했다. 국내에서 발생한 대기오염물질에다가 서풍을 타고 중국발 대기오염물질이 보태지며 미세먼지 농도가 높아질 것으로 환경과학원은 전망했다. 이에 따라 토요일인 24일과 일요일인 25일 이틀 내내 전국은 미세먼지 ‘나쁨’ 단계를 보이겠다. 미세먼지 때문에 공기질과 시야는 좋지 않겠지만 남해상에 위치한 고기압의 영향으로 주말 내내 전국적으로 맑은 날씨를 보일 것으로 기상청은 예상했다. 24일 전국 낮 최고기온은 10~18도, 25일 낮 최고기온은 12~21도로 전망됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사람들이 보이는 행동과 특성, 성격은 유전자(본성) 때문인지, 환경(양육)에 따른 결과인지에 대해서는 고대부터 현대까지 철학자는 물론 과학자들에게도 숙제로 남아있다.이런 상황에서 미국 생물학자들이 환경결정론에 무게를 싣는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 미국 솔크생물학연구소 유전학연구실 연구팀은 어미 양육태도와 환경에 따라 새끼의 DNA가 변한다는 연구결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 23일자에 발표했다. 연구팀은 이번 연구에 앞서 2005년에 포유류 뇌에 있는 특정 유전자가 유전정보를 게놈의 한 지점에서 다른 지점으로 이동시킨다는 사실을 확인했다. ‘점프 유전자’로 이름붙인 L1유전자는 유전정보를 새로운 위치로 복사하거나 붙여넣기를 하는 것으로 연구팀이 밝혀냈다. 연구팀은 생쥐를 이용해 어미와 새끼간 친근감이 유전자에 어떤 영향을 미치는지 관찰했다. 연구팀은 어미 쥐가 새끼 쥐를 얼마나 많이 핥아주고 돌봐주는지를 살펴보고 새끼 쥐에게서 L1 유전자 발현 정도를 확인했다. 그 결과 좀 더 세심한 보호를 받은 생쥐의 해마에서 L1 유전자의 발현이 적게 나타났으며 두뇌의 유전적 다양성이 더 풍부한 것을 발견했다. 제대로 돌봄을 받지 못한 새끼의 해마에서는 복사된 L1 유전자가 더 많이 발견됐다. L1 유전자가 많이 나타난다는 것은 똑같은 유전자가 복사돼 여러 곳에 붙여넣어짐으로써 뇌 구조나 뇌신경회로가 단순해진다는 설명이다. 연구팀은 L1 축적이 뇌의 해마에서 많이 나타나고 뇌의 다른 부위나 신체조직에서는 나타나지 않는다는 것도 발견했다. 해마는 환경 자극에 민감하고 감정, 기억 등에 관여하는 것으로 알려진 뇌 부위다.연구자들은 이번 연구결과를 통해 어린 시절 환경이 사람의 뇌 발달에 어떤 영향을 미치는지에 대해서 좀 더 자세히 알 수 있게 해줄 것으로 기대하고 있다. 또 뇌 유전자의 변화나 미세조정이 긍정적으로 작용할 수도 있지만 우울증, 조현병 같은 신경정신질환은 물론 사이코패스 같은 정신장애에도 영향을 미칠 수 있다고 보고 있다. 트레이시 베드로시안 박사는 “그동안 많은 사람들이 DNA는 안정적이며 변하지 않는 것으로 알고 있었지만 이번 연구로 DNA도 환경 변화에 따라 달라질 수 있음을 알 수 있게 됐다”며 “변화된 DNA가 기능적으로 어떻게 달라지는지에 대해서는 추가 연구를 통해 밝혀낼 예정”이라고 설명했다. 그렇지만 미국 컬럼비아대 의대에서 뇌를 연구하고 있는 카이스트 출신 한국인 과학자 송새라 박사와 캘리포니아 샌디에고대(UC샌디에고) 의대에서 아동 뇌질환을 연구하는 조셉 그리슨 교수는 “L1은 설치류의 뇌에서 활발하게 나타난다”며 이번 연구결과를 사람에게 직접 연관시켜 이해하는 것은 무리라고 평하기도 했다. L1 관련 활성요소들이 설치류 게놈에서는 3000~4000개 정도 나타나지만 인간 게놈에서는 80~100개에 불과하다는 것이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1986년 스위스 취리히 호수 바닥에서 발견된 휘발유 만드는 세균의 비밀이 30여년이 지난 뒤 마침내 밝혀졌다.미국 에너지부(DOE) 산하 바이오에너지연구소(JBEI), 로렌스 버클리 국립연구소, 캘리포니아 버클리대(UC 버클리), 대만 타이페이 의과대학, 덴마크 공과대학 공동연구팀은 메타유전체학과 생화학 기법을 활용해 세균이 어떻게 휘발유를 스스로 만들어 낼 수 있는지에 대한 메커니즘을 밝혀내고 화학공학 분야 국제학술지 ‘네이처 화학생물학’ 19일자(현지시간)에 발표했다. 1986년 스위스 미생물학자들은 취리히 호수 바닥에서 휘발유 성분 중 하나인 톨루엔을 스스로 만들어 내는 세균을 발견했다. ‘톨루모나스 아우엔시스’라고 이름붙여진 이 세균은 단백질을 가수분해해서 나오는 아미노산 중 하나인 페닐알라닌과 페닐계 전구물질을 톨루엔으로 전환시킨다. 이런 특성 때문에 ‘세균을 많이 배양한다면 연료를 생산할 수 있을 것’이라는 전망까지 제시되면서 많은 과학자들은 세균이 톨루엔을 만들어 내는 원리를 밝혀내기 위해 다양한 노력을 기울였다. 그렇지만 톨루모나스는 실험실에서 배양하기 까다로와 지금까지 생성 원리가 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 톨루모나스 만큼은 아니지만 소량의 톨루엔을 만들어 내는 세균을 버클리 틸덴 국립공원 한 호수 바닥 진흙에서 발견했다. 연구팀은 이 세균의 유전자를 검사해 톨루엔 생성에 관여할 것으로 보이는 유전자 600개를 골라냈다. 그 다음 이 유전자들을 정밀분석한 결과 ‘GREs’라는 유전자가 톨루엔 생성에 관여한다는 것을 확인했다. 연구팀은 실험을 통해 GREs 유전자가 톨루엔을 만든다는 것을 알게 됐다. 연구팀은 이번 연구결과를 바탕으로 배양하기 쉬운 다른 미생물 유전자를 변형시켜 톨루모나스처럼 톨루엔을 생산할 수 있도록 하는 연구에 착수했다. 해리 벨러 로렌스 버클리 국립연구소 지구환경과학부 박사는 “톨루모나스가 톨루엔을 만들어 내는 이유는 경쟁관계에 있는 다른 세균들을 물리치기 위한 것과 세균이 에너지를 만들어 내기 위한 두 가지 이유 때문일 것”이라고 설명했다. 그는 또 “아직은 자연에서 합성된 톨루엔보다 원유에서 뽑아낸 톨루엔이 훨씬 저렴하기 때문에 톨루엔을 만들어 내는 미생물이 탄생하더라도 시장성을 갖추기는 어려울 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

노화가 진행되면서 사람들은 ‘기력이 없다’ ‘기운이 없다’는 느낌을 많이 받는다. 기력이 떨어지고 기운이 없다고 느끼는 것은 근육량이 감소하면서 근력이 약화되기 때문이다.근육량이 감소하면 낙상사고와 신체활동 장애를 일으키고 기초대사율까지 떨어져 당뇨와 비만, 골다공증, 각종 심혈관질환 같은 2차 질환을 앓을 가능성도 높아진다. 이에 국내 연구진이 노인성 근감소증을 완화시킬 수 있는 치료물질을 개발하고 이를 바이오기업에 기술이전했다. 한국생명공학연구원 노화제어연구단 권기선 박사팀과 서울대병원 재활의학과 정선근 교수 공동연구팀은 생쥐실험을 통해 인두염이나 구내염 치료제, 구강청정제로 많이 사용되는 세릴피리디늄(CPC)이 근육 개선효과가 뛰어나다는 사실을 발견했다고 22일 밝혔다. 연구팀은 이번 연구결과와 관련해 국내에 특허 등록을 하고 중국, 일본, 미국, 유럽연합(EU)에 특허출원을 했다. 연구팀은 기존에 이미 사용되고 있는 약품의 농도나 양을 바꿔 다른 질환 치료에 적용하는 ‘신약 재창출’ 기법을 활용했다. 협심증 치료제였던 비아그라를 발기부전 치료에 사용하게 된 것도 신약 재창출 기법을 통해서다. 연구팀은 이 같은 방법으로 가글용으로 많이 쓰이는 CPC가 근력개선에 효과가 있다는 사실을 확인했다. 또 연구팀은 루시페라아제라는 발광효소를 이용해 근육 분화정도를 정량적으로 확인할 수 있는 근육근원세포주를 만들었다. 이를 활용해 CPC를 투여받은 생쥐가 다른 늙은 생쥐들보다 20~25% 정도 근력과 근육량이 개선되는 것을 확인했다. 유전자를 변형시켜 근육이 약해지고 퇴화, 변형되는 근이영양증과 근위축증을 유발시킨 생쥐도 CPC를 투여받은 뒤 근육기능이 개선되는 효과가 관찰됐다. 권기선 박사는 “노인성 근감소증과 관련한 국내외 연구는 아직 초기단계에 머물러 치료제가 개발되지 못한 상태인데 이번 연구는 치료제 개발을 위한 새로운 대안을 제시했다는데 의미가 크다”며 “기존에 쓰이던 약물에서 새로운 기능을 찾는 신약 재창출 기법을 활용했기 때문에 치료제로 개발되더라도 인체 부작용이 없을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

노화가 진행되면서 사람들은 ‘기력이 없다’ ‘기운이 없다’는 느낌을 많이 받는다. 기력이 떨어지고 기운이 없다고 느끼는 것은 근육량이 감소하면서 근력이 약화되기 때문이다. 근육량이 감소하면 낙상사고와 신체활동 장애를 일으키고 기초대사율까지 떨어져 당뇨와 비만, 골다공증, 각종 심혈관질환 같은 2차 질환을 앓을 가능성도 높아진다.이에 국내 연구진이 노인성 근감소증을 완화시킬 수 있는 치료물질을 개발하고 이를 바이오기업에 기술이전했다. 한국생명공학연구원 노화제어연구단 권기선 박사팀과 서울대병원 재활의학과 정선근 교수 공동연구팀은 생쥐실험을 통해 인두염이나 구내염 치료제, 구강청정제로 많이 사용되는 세릴피리디늄(CPC)이 근육 개선효과가 뛰어나다는 사실을 발견했다고 22일 밝혔다. 연구팀은 이번 연구결과와 관련해 국내에 특허 등록을 하고 중국, 일본, 미국, 유럽연합(EU)에 특허출원을 했다. 연구팀은 기존에 이미 사용되고 있는 약품의 농도나 양을 바꿔 다른 질환 치료에 적용하는 ‘신약 재창출’ 기법을 활용했다. 협심증 치료제였던 비아그라를 발기부전 치료에 사용하게 된 것도 신약 재창출 기법을 통해서다. 연구팀은 이 같은 방법으로 가글용으로 많이 쓰이는 CPC가 근력개선에 효과가 있다는 사실을 확인했다. 또 연구팀은 루시페라아제라는 발광효소를 이용해 근육 분화정도를 정량적으로 확인할 수 있는 근육근원세포주를 만들었다. 이를 활용해 CPC를 투여받은 생쥐가 다른 늙은 생쥐들보다 20~25% 정도 근력과 근육량이 개선되는 것을 확인했다. 유전자를 변형시켜 근육이 약해지고 퇴화, 변형되는 근이영양증과 근위축증을 유발시킨 생쥐도 CPC를 투여받은 뒤 근육기능이 개선되는 효과가 관찰됐다.권기선 박사는 “노인성 근감소증과 관련한 국내외 연구는 아직 초기단계에 머물러 치료제가 개발되지 못한 상태인데 이번 연구는 치료제 개발을 위한 새로운 대안을 제시했다는데 의미가 크다”며 “기존에 쓰이던 약물에서 새로운 기능을 찾는 신약 재창출 기법을 활용했기 때문에 치료제로 개발되더라도 인체 부작용이 없을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아이가 물었다. “엄마 왜 하수도 주위마다 바닥이 다 깨져 있어요?” 젊은 엄마는 “그거야 하수구를 뚫느라 그랬지!” 말했다. 그녀의 대답이 틀렸다는 것은 대수롭지 않았지만, 어른들도 간과했을 것에 세심한 관찰을 기울인 아이의 질문엔 무척 놀랐다. 맨홀은 원래 그 자리에 있었다. 새로 아스팔트를 깨고 뚫은 것은 아니다. 설령 그리한다 해도 흔적 없이 닦아 매끈하게 포장한다. 금이 간 것은 하수구 점검 때문이다. 보통 3인 1조로 검침 작업을 하는데 두 명은 갈고리를 구멍에 넣어 뚜껑을 들어 올리고 한 명은 쇠망치로 세게 맨홀을 내리친다. 오래된 하수구는 먼지 따위 이물질로 가장자리가 딱딱히 굳어 바닥에 들러붙는다. 망치로 모진 매질을 먹여야 뚜껑이 바닥과 떨어져 그제야 쇳덩어리를 끄집어낼 수 있다. 무심한 망치질에 맨홀 주위는 마른 논바닥처럼 갈라진다. 작업은 도심 어디서나 볼 수 있지만 기억하는 이는 드물다. 인간은 눈에 보이는 현상으로 지각하기에 때론 본질을 오류하고 그 판단을 정답으로 굳게 믿는다. 맨홀 주위가 깨져 있는 것에 주목한 아이처럼 ‘그것은 다르다’ 의문한다면 소수의 검토자가 형성되고 논리는 검증을 거쳐 더 단단해졌을 수 있다. 거르지 않은 지식은 설령 그 잘못을 깨우쳐도 바로잡기가 쉽지 않다. 정보 제공자의 고집과 습득자의 확고함이 무시 못할 걸림돌이다. 귀농을 꿈꾸었다. 꿈꾼 것이라 표현함은 그것이 어찌나 말랑말랑한 각오였는지에 대한 부끄러운 고백이다. 도시에서 일용직으로 제법 굳은살이 붙었다 으쓱했지만 농부의 일은 쓰이는 근육이 달랐다. 원예 작물인 딸기는 하우스 재배를 한다. 첫날 작업한 농장은 서서 딸기를 솎는다. ‘솎아낸다’는 딸기 수확이 한창일 때 더 큰 딸기를 얻기 위해 꽃의 개수를 제한하고 익은 딸기를 따기 쉽게 곁 줄기를 쳐내는 작업이다. 반나절 쉼 없는 노동이었지만 서서 일하니 편하고 제법 재미도 붙어 손이 빨랐다. 나중에야 그것이 손해만 끼친 헛수고였고 농장주의 알고도 모른 척이었음을 알았지만. 오후에 작업한 하우스는 달랐다. 고랑을 깊게 판 땅에 딸기가 박혔다. 입구에서 보니 밭 끝이 가물가물 보였다. 고랑 사이를 그냥 걷기도 휘청휘청인데 허리를 숙여 딸기를 따려니 얼굴에 피가 몰리고 무릎은 깨져 나갈 듯 저렸다. 작업이 끝났지만 농장주는 나를 쉬게 두지 않았다. 하우스를 돌며 일일이 지켜보게 했다. 그제야 하우스의 생김새가 눈에 들어왔다. 햇볕이 지면 천장을 닫고 단열재를 덮어 난방하고 열어 둔 옆문을 닫는다. 모든 동작이 모터의 힘으로 움직였기에 순서를 지켜 차근차근 않고 성급하면 과부하가 걸린다. 서서 하는 ‘고설재배’는 여러 모로 유용하지만 ‘토경재배’에 비해 몇 배의 시설비가 든다는 것도 알았다. 다 같은 비닐하우스라 치부했던 나의 우매함은 아이의 시선과 다르지 않다. 가장 중요한 선별 작업은 새벽까지 이어졌다. 수확한 딸기를 크기별로 보기 좋게 담는 작업은 오랜 숙련을 거쳐야 가능하다. 선별은 가격 측정의 척도다. 공판장을 거쳐 마트에 진열된 딸기 가격에는 농부의 고된 수고의 값이 전부였다. 돌아오는 차창 밖 황량한 논 위에 덩그러니 놓인 하얗고 둥근 공을 이젠 마시멜로라 부르지 않는다. ‘곤포 사일리지’. 그리고 길게 누운 하우스의 생김새를 유심히 본다. 저기 잡초를 뽑는 시골 할매는 평생 글로만 농촌을 그려 온 나보다 백배는 땅을 더 잘 안다. 우리는 눈에 보이는 현상에 치우쳐 모든 것을 다 안다 자만한다. 오판은 깨우침보다 돌이킴에 더 큰 용기가 따른다.

“현대에서 고래는 환경보호 대상이면서 한편으로는 음식이기도 해 갈등의 불씨가 되기도 합니다. 울산과 고래는 반구대암각화부터 포경산업, 고래문화마을까지 밀접한 관계를 갖고 있습니다. 문화인류학자로서 울산에 살며 고래 연구에 관심을 가질 수밖에 없지요.”벽안의 외국인 학자가 울산 고래고기 소비를 사회과학적인 관점에서 접근하는 연구를 하고 있어 주목받고 있다. 주인공은 울산과학기술원(UNIST) 기초과정부 브래들리 타타르(49) 교수다. 그는 울산 고래축제 참가자를 대상으로 고래고기 소비에 대한 설문조사를 한 결과를 사회과학적으로 분석해 국제학술지 ‘해양 정책’ 최신호에 발표했다. 같은 학교 정창국 교수와 함께 연구를 진행한 타타르 교수는 DNA데이터베이스를 바탕으로 고래고기 출처 검사를 강화하고 소비자 대상 교육을 병행한다면 고래고기 불법 포획도 줄일 수 있다고 제안했다. 미국 뉴욕주립대에서 니카라과 산디니스타 민족해방전선을 통해 본 남미의 정치적 변화와 갈등을 문화적 관점에서 분석한 연구로 박사학위를 받은 타타르 교수는 환경과 사회의 관계, 그 속에서 만들어지는 소비자로서의 사람들 관계에 관심을 갖고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중국의 최초 우주정거장 ‘톈궁 1호’가 이르면 다음주 중 지구에 추락할 것으로 예상되면서 국내외 관련 기관들의 대응 준비 속도가 빨라지고 있다.과학기술정보통신부와 한국천문연구원, 한국항공우주연구원 등 우주위험 관련 기관은 톈궁(天) 1호 추락이 임박함에 따라 각자 역할과 임무 점검을 위한 합동회의를 22일 대전 천문연구원 본원에서 연다고 21일 밝혔다. 천문연 우주위험감시센터는 미국 합동우주작전본부, 국제우주잔해물조정위원회, 유럽우주청 등 해외 유관 기관들과도 긴밀한 연락을 취하며 톈궁 1호 낙하에 대비하고 있다. 톈궁 1호는 2011년 9월 발사된 중국 최초 우주정거장으로 우주인 체류, 우주화물선과 도킹 같은 임무를 수행했으며 2016년부터 지속적으로 비행 고도가 낮아지고 있다. 지난 20일 기준 톈궁 1호의 고도는 216㎞로 3월 말~4월 중순 사이 지구 대기권(고도 70~80㎞)에 진입한 다음 추락할 것으로 예상되고 있다. 톈궁 1호는 대기권에 진입할 때 마찰열 때문에 해체되면서 대부분 불타 없어질 것으로 예상되지만 일부 파편이 지구로 낙하할 가능성이 있다. 우주감시기관들은 톈궁 1호 잔해 추락 가능지역을 북위 43도~남위 43도 사이로 전망하고 있다. 한반도 전역과 중국, 일본, 미국, 남미 대부분, 유럽 남부, 아프리카 전역 등 북반구와 남반구에서 인구가 밀집한 지역 상당 부분을 포함하고 있다. 미국의 항공우주정책 연구기관 에어로스페이스에 따르면 북한, 중국 북부, 중동, 이탈리아 중부, 스페인 북부, 미국, 뉴질랜드, 호주 태즈메이니아 등이 추락 가능성이 높은 지역이다. 천문연 관계자는 “톈궁 1호가 지구 대기권에 재진입하는 정확한 시기와 위치는 추락 예상 3시간 전쯤이 되어야 알 수 있다”며 “현재 한반도 남쪽에 추락할 확률은 1조분의1 수준이며 인명 피해 가능성은 더더욱 낮다”고 말했다. 한편 천문연은 추락 예상 1주일 전부터 우주위험감시센터 홈페이지(www.nssao.or.kr)와 트위터(@KASI_NEWS)를 통해 실시간 추락 상황을 공개할 예정이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2015년 봄 전국을 공포에 빠뜨린 메르스(중동호흡기증후군)와 2015~2016년 북미와 남미지역을 강타한 지카바이러스는 본래 지역 토착 질병이었지만 비행기를 통해 다른 지역으로 확산됐다.전 세계적으로 연간 30억명 이상이 비행기를 이용하면서 특정 지역의 토착 질병이 다른 지역으로 확산될 가능성도 높아지고 있다. 그렇다면 비행기를 탔을 때 바이러스에 노출되지 않기 위해서는 어디에 앉는 것이 좋을까. 미국 에모리대 간호대, 생물통계학 및 생물정보학과, 수학 및 컴퓨터과학과, 조지아공대 수학부, 보잉사 항공건강연구팀 공동연구진은 기내에서 바이러스 같은 병원균에 노출되지 않으려면 창가 쪽에 앉는 게 좋다는 연구 결과를 발표해 화제다. 이번 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 19일자에 실렸다. 연구팀은 애틀랜타에서 출발해 3시간 31분~5시간 13분 정도 비행하는 항공기 10편에 나눠 탔다. 연구팀은 또 이코노미석에서 승객과 승무원 움직임을 정밀하게 태블릿PC에 기록하고 과거 기내에서 바이러스가 확산된 사례를 적용해 최악의 시나리오를 만든 뒤 이를 분석했다. 그 결과 1명의 환자는 0.7명의 새로운 환자를 만들어 낼 수 있으며 바이러스에 감염된 승무원은 4.6명을 추가 전염시킬 수 있다고 예측했다. 연구팀은 특히 사람들이 오가는 통로와 떨어져 있는 창가 쪽 좌석에 앉거나 화장실 사용을 최소화하는 한편 승무원과의 접촉을 줄이는 게 기내 전염을 막는 최선의 방법이라고 조언했다. 이와 관련, 생물통계학자들은 “기내 바이러스 확산에 대해 새로운 분석방법을 제시한 것은 훌륭하지만 단지 수학적 시뮬레이션에 불과해 역학적으로는 시사점이 크지 않다”고 평가했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

스크럽·치약 속 미세플라스틱 바닷새·굴·새우 체내에 저장 에비앙 등 유명 생수 93% 검출1868년 미국의 발명가 존 웨슬리 하이엇이 값비싼 상아 당구공을 대신하기 위해 발명한 셀룰로이드는 세계 최초로 만들어진 플라스틱이다. 처음엔 당구공 제조에나 사용됐으나 1906년 벨기에 출신 미국 화학자 리오 핸드릭 베이클랜드가 페놀계 합성수지 베이클라이트를 개발하며 본격적인 플라스틱 세상이 열렸다.철이나 유리보다 저렴하게 만들 수 있고 유연하며 탄력성도 있고 강도와 내구성은 물론 투명도까지 조절할 수 있게 되면서 다양한 분야에서 유리, 나무, 철, 섬유 대신 플라스틱을 사용하게 됐다.문제는 분해가 쉽지 않기 때문에 한 번 만들어 낸 플라스틱은 어딘가에 남아 심각한 환경오염 원인이 되고 있다는 점이다. 실제로 태평양에는 바다로 모여든 플라스틱 쓰레기들로 거대한 섬을 이뤄 떠다니고 있는 것이 인공위성을 통해 관측되기도 했다. 2015년 호주 연방과학원, 뉴사우스웨일스대, 영국 임페리얼칼리지런던대 공동연구팀은 135종의 바닷새를 대상으로 컴퓨터 시뮬레이션을 한 결과 바닷새의 90% 이상이 플라스틱을 먹이로 착각하고 있다는 연구 결과를 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 발표했다. 플라스틱 조각들을 먹이로 착각하고 삼켜 위와 내장 속에 쌓여 고통을 겪다가 죽은 바닷새의 사진이 함께 공개돼 충격을 주기도 했다. 연구팀은 1960년대 초반까지만 해도 플라스틱을 먹이로 착각해 삼키는 바닷새들은 전체 개체 중 5%에 불과했지만 2010년에는 80%, 2050년이 되면 99%에 가까운 바닷새들이 플라스틱을 먹게 될 것이라는 우울한 예측을 내놓기도 했다. 미국 캘리포니아 샌타바버라대 롤랜드 게이어 교수는 “현재 인류가 매년 배출하는 플라스틱 쓰레기는 너무 많아 육지는 물론 바다까지 지구 전체를 되돌릴 수 없을 정도로 오염시키고 있다”고 강조했다. 최근 환경오염의 새로운 골칫거리로 부상하고 있는 것은 마이크로비드(microbead)라고도 불리는 미세플라스틱이다. 피부 각질을 제거하기 위해 사용하는 스크럽 제품이나 치석을 제거하는 데 효과적인 치약을 보면 푸른색이나 붉은색으로 된 작고 까끌까끌한 알갱이가 있는데 그것이 미세플라스틱이다. 미세플라스틱은 크기가 5㎜ 이하로 하수처리 과정에서 걸리지지 않아 하수구를 통해 그대로 강과 바다로 흘러 들어가기 때문에 문제가 되는 것이다. 바다로 흘러 들어간 미세플라스틱은 바닷새는 물론 물고기들이 먹이로 착각해 먹게 된다. 뿐만 아니라 미역이나 김 같은 해조류, 산호초, 굴 같은 어패류들도 플라스틱을 삼켜 멸종에 이르게 될 가능성이 커진다는 연구 결과가 나오기도 했다. 프랑스 국립해양연구소 아르노 후베 박사팀은 미세플라스틱이 가득한 물에 굴을 키우는 실험을 한 결과 굴의 난세포가 정상보다 35%가 줄었고 정자의 활동 빈도도 23% 가까이 느려지는 한편 굴의 성장 속도가 느려진다는 사실도 확인했다. 호주 연구진이 남극새우라고도 불리는 크릴새우가 바다로 흘러 들어간 미세플라스틱을 삼키고 체내에서 저장한다는 사실을 확인하고 이 같은 연구 결과를 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’의 지난 8일자에 발표했다. 크릴새우는 많은 해양 동물들이 즐겨 먹는 먹잇감이기 때문에 먹이사슬을 타고 결국 사람들의 밥상 위까지 올라올 수 있다고 연구팀은 지적했다. 지난 14일에는 미국 프레도니아 뉴욕주립대 연구팀이 ‘오브 미디어’라는 비영리단체 의뢰를 받아 미국, 멕시코, 중국 등 9개국 11개 브랜드 생수를 259병씩 조사한 결과 에비앙, 퓨어라이프 같은 유명 제품을 포함한 93%에서 미세플라스틱이 검출됐다는 조사 결과를 발표했다. 이에 세계보건기구(WHO)가 위해성에 대한 조사를 하겠다고 밝히기도 했다. 이에 앞서 지난해 미국 연구팀은 전 세계 수돗물 83%에 미세플라스틱이 포함돼 있다는 연구 결과를 발표해 충격을 주기도 했다. 해양 과학자들은 “플라스틱을 만드는 재료나 과정을 고려해 미세플라스틱이 인체에 어떤 영향을 미칠지에 대한 구체적인 연구가 없는 상태”라면서도 “환경에 미치는 영향은 명백한 만큼 미세플라스틱 사용을 자제해야 할 필요는 있다”고 입을 모으고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

어린아이들이 ‘까르르’ 하고 웃거나 장난감을 갖고 노는 모습을 보면 사람들은 자신도 모르게 미소를 짓습니다. 어른들처럼 세속에 물들지 않은 순수한 모습이 겉으로 그대로 드러나기 때문일 것입니다.20세기 이전까지만 해도 아이들은 어른들의 ‘축소판’이라거나 ‘미숙한 존재’라는 생각이 지배적이었습니다. ‘어른의 축소판’이라는 생각은 아이들을 존중해서가 아니라 당시 경제구조 자체가 노동집약적이었기 때문에 아이들의 노동력을 활용하려는 데서 비롯된 것입니다. 지금도 ‘아이들의 순수함=비논리성 또는 지적 미성숙’이라고 생각하는 어른들이 여전히 많은 것 같습니다. 논리성 같은 지적 능력은 청소년기를 지나야 겨우 갖추게 되는 것이라는 선입견으로, 아이들은 어른들처럼 논리적 사고를 하지 못한다는 말이지요. ●19개월만 돼도 삼단논법 따라 판단 그런데 최근 아직 입이 트이지 않은 영유아들도 어른과 똑같은 논리적 사고를 할 수 있다는 재미있는 연구 결과가 발표됐습니다. 스페인 폼페우파브라대, 카탈루냐 고등과학연구소, 헝가리 중부유럽대, 폴란드 국립과학원 공동연구팀이 말을 하지 못하거나 기본적인 단어 몇 개만 나열할 수 있는 생후 19개월 된 아이도 삼단논법에 따른 판단을 한다는 사실을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 16일자에 발표했습니다. 삼단논법은 두 개의 명제(전제)를 갖고 결론을 도출하는 논리 구조로 논리학에서 가장 기본적인 연역추리법이기도 합니다. 우리가 흔히 알고 있는 ‘인간은 모두 죽는다’ ‘소크라테스는 인간이다’ ‘따라서 소크라테스는 죽는다’라는 전형적인 삼단논법을 보여 주는 사례입니다. 연구팀에 따르면 아이들도 상황을 판단할 때 기초적인 선언삼단논법을 활용합니다. 선언삼단논법은 ‘S는 P 또는 Q이다’라는 대전제에서 ‘S는 Q가 아니다’를 소전제로 할 경우 ‘S는 P이다’라는 결론을 이끌어 내는 방식입니다. 지금까지는 말을 할 줄 아는 아이들의 경우 이 같은 선언삼단논법을 활용해 상황 판단을 한다는 사실을 확인한 연구가 있었지만 말을 할 줄 모르는 영유아에게서 관찰된 것은 이번이 처음이라고 합니다. ●“설명해줘도 모를 거야” 짐작 말라 연구팀은 19개월 된 유아 24명을 대상으로 28편의 짧은 애니메이션을 보여 주면서 실험을 했습니다. 애니메이션에는 꽃과 공룡, 자동차 같이 아이들에게 익숙한 물체 2개의 그림자만 나오다가 마지막에 그중 하나의 실물을 보여 주는 것으로 구성됐습니다. 그다음 연구팀은 애니메이션에서 어떤 물체가 사라졌는지 아이들에게 찾아보도록 했습니다. 대부분의 아이들이 정확하게 사라진 물건을 찾아냈다고 합니다. 니콜로 세사나아를로티 폼페우파브라대 뇌인지과학연구소 교수는 “이번 연구로 아이들도 직관적이지만 나름대로 안정적인 논리 구조를 타고난다는 것을 알 수 있다”고 말했습니다. 아이들이 질문 공세를 퍼부을 때 ‘설명해 줘도 잘 모를 거야’라고 지레짐작하지 말고 최선을 다해 설명해 줘야 하는 이유가 또 하나 생긴 것 같습니다. 아직 익숙지 않은 어려운 말이라도 성심껏 설명해 주는 부모의 행동을 보고 선험적이고 직관적으로 그 의미를 이해하고 그만큼 지적 성장을 하게 될 것입니다. 많은 과학자들은 사람의 뇌가 과학에서 ‘마지막 남은 미지의 영역’이라고 하지만 아이들의 머릿속은 미지의 영역 중에서도 진짜 엘도라도(황금의 땅) 아닌가 하는 생각이 듭니다. edmondy@seoul.co.kr

폭죽 태울 때 나오는 칼륨 춘제기간 한국서 농도 7배↑ 매년 가을부터 이듬해 봄까지 한반도는 미세먼지로 몸살을 앓는다. 정부는 미세먼지 저감 대책들을 잇따라 내놓고 있지만 미세먼지 출처를 정확히 파악하지 못한 상태에서 나온 대책은 임기응변에 불과하다는 목소리가 높다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 중국발 오염물질이 한반도 미세먼지 농도를 높일 수 있다는 사실을 과학적으로 입증해 주목된다. 한국표준연구원 가스분석표준센터 정진상 박사팀은 중국 춘제 기간 동안 사용한 불꽃놀이 폭죽이 한반도 전역의 초미세먼지 농도에 영향을 미친다는 사실을 확인했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘대기환경’ 4월호에 게재될 예정이다. 연구팀은 지난해 1월 27일~2월 3일 춘제 기간 동안 한반도 전체 초미세먼지 농도가 ‘나쁨’(1㎥당 51~100㎍) 단계를 보인 것에 주목하고 초미세먼지를 포집해 화학적 조성을 분석했다. 우선 초미세먼지를 구성하는 주요 물질인 칼륨과 레보글루코산을 실시간 측정할 수 있는 시스템을 개발했다. 칼륨은 폭죽과 농작물, 나무 같은 바이오매스를 태울 때 나오지만 레보글루코산은 바이오매스 연소 때만 배출된다. 바이오매스를 연소시킬 경우 칼륨과 레보글루코산 농도가 같이 올라가지만 칼륨 농도만 올라가고 레보글루코산 농도가 변하지 않는다면 폭죽 때문에 초미세먼지가 발생했다고 볼 수 있는 것이다. 연구팀이 분석한 기간 동안 국내 대기 중 칼륨 농도는 평소보다 7배 이상 높아졌지만 레보글루코산 농도는 변화가 없었다. 춘제와 한국 설 연휴 기간이 겹치는데 한국에서는 설에 불꽃놀이를 하는 풍습이 없는 만큼 이 시기 초미세먼지는 ‘중국발’이라는 점을 확인한 것이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난달 말 이틀 일정의 알마(ALMA) 망원경 과학자문위원회 회의에 참석하러 칠레 산티아고를 다녀왔다. 한국과 정반대편에 위치한 칠레는 비행기만 24시간 이상 타야 도착할 수 있다. 과학자문위원회의 주요 임무는 알마 망원경의 과학적 성과를 높일 수 있는 방안 제시다. 위원으로서 필자가 제시한 의견이 알마 망원경의 과학 성과를 높이는 데 기여하고 있다는 생각이 긴 여정의 유일한 위안이다. 알마 전파 망원경은 직경 12m 안테나 54개, 7m 안테나 12개로 구성돼 있다. 알마 망원경은 우주 공간에 있는 분자나 먼지가 방출하는 밀리미터(㎜)나 그보다 짧은 서브밀리미터파(波)를 관측한다. 지구 대기 중에 포함된 수증기 영향을 최소화하기 위해 세계에서 가장 건조한 칠레 아타카마 사막 5000m 고지에 만들어졌다. 알마 망원경은 지금까지 건설된 다른 전파 망원경과 비교해 뛰어난 분해능과 감도를 갖고 있다. 부산에 있는 사람이 서울에 있는 동전 종류를 구분할 수 있을 정도다. 알마 망원경은 유럽, 북미, 동아시아, 칠레가 공동으로 건설했다. 한국 역시 건설에 참여한 덕분에 한국 천문학자들도 알마를 연구에 유용하게 활용하고 있다. 알마 망원경을 활용한 가장 유명한 연구 성과는 행성이 생성되는 장면을 포착한 것이다. 지구로부터 약 450광년 떨어져 있는 황소 자리에 있는 ‘HL 타우’라고 명명된 10만년 된 어린 별이 있다. 그 별 주위에는 기체와 먼지로 이루어진 원반이 있는데 그 원반의 여러 틈이 알마 망원경으로 처음 관측됐다. 이 틈은 어린 별 주위를 돌고 있는 행성에 의해 만들어졌다고 천문학자들은 믿고 있다. 이 발견 뒤 알마 망원경으로 행성이 생성되고 있는 어린 별 주위 원반을 추가로 여러 개 발견했다. 알마 과학자문위원회는 회의 두 달 전 의제가 확정되고 필요한 문서가 회의 전에 미리 배포된다. 알마 프로젝트 과학자나 관련자들이 의제와 관련된 발표를 하고 자문위원들은 심도 깊은 질문을 한다. 둘째 날 오후 자문위원회는 전날 회의 결과에서 도출된 중요한 요청이나 결정 사항을 정리한다. 알마 망원경 대장을 비롯해 요직에 있는 사람들이 참석한 가운데 정리한 내용을 발표함으로써 알마 망원경 운영자들이 위원회 요청이나 결정 사항을 숙지하게 만든다. 회의가 끝나고 2주 내에 위원들은 정리된 내용을 바탕으로 위원회 보고서를 작성해 제출한다. 다음 회의 때 알마 프로젝트 과학자는 이 보고서 내용의 실행 결과를 자문위원들에게 알려 준다. 알마 망원경 모든 운영자들이 과학자문위원의 의견을 존중하고 실행에 옮기는 모습이다. 이러한 자문회의 운영은 우리의 과학계가 본받아야 할 자세다.

‘장기 칩’은 최근 가장 각광받는 바이오 기술 중 하나다. 첩보 영화에 흔히 등장하는 칩은 보통 전자회로가 놓여 있는 작은 기판을 말한다. 그런데 최근에는 전자회로 대신 살아 있는 세포들을 올려놓고 마치 인공장기처럼 만든 칩이 등장했다. 장기 칩은 특정 장기를 구성하는 세포를 배양해 단순히 올려놓은 간단한 도구가 아니다. 해당 장기의 해부학적, 생리학적 특성을 흉내 낼 수 있도록 만들어져 있다. 처음 만들어진 장기 칩은 ‘폐 칩’이다. 자랑스럽게도 한국인 과학자인 허동은 미국 펜실베이니아대 교수가 주도해 개발한 것이다. 허 교수는 칩에 폐와 모세혈관 세포를 배양해 올려놓았다. 폐 세포에는 가느다란 진공펌프를 연결해 마치 폐가 숨쉬는 것처럼 수축과 팽창을 반복하도록 했다. 모세혈관 세포는 혈관과 비슷한 구조로 혈액이 통하도록 만들었다. 실제 폐처럼 산소와 이산화탄소를 교환하고, 영양소를 공급하며 노폐물을 배출하도록 했다. 장기 칩은 어떻게 보면 매우 작은 인공장기라고 할 수 있다. 전자장치와 연결해 정밀한 자료를 수집하고 분석하는 데 도움이 된다. 처음 폐 칩이 만들어진 이후 심장이나 망막 등 다양한 장기를 흉내 낸 장기 칩이 계속 개발되고 있다. 장기 칩을 이용하면 미세 환경에서 세포의 작동기전이나 세포들 사이에서 이뤄지는 상호작용을 연구할 수 있다. 만약 여러 장기 칩을 연결할 수 있다면 우리 몸 전체를 보다 가깝게 흉내 낼 수 있게 되고 장기들 사이에서 이뤄지는 영향도 함께 연구할 수 있다. 정상적 장기뿐만 아니라 기능이 손상되거나 약화된 장기를 이용할 수 있고 ‘암(癌) 모형’도 만들어 낼 수 있다. 이를 통해 치료법 개발에 큰 도움을 주게 된다. 장기 칩은 신약 개발 방법으로도 매우 유용하다. 신약은 효과와 독성을 파악하기 위해 인간에게 쓰기 전 동물실험을 해야 한다. 그러나 인간 몸에서 효과가 있을지, 어떤 부작용이 나올지 예측하기에는 너무 불충분하다. 실제 동물실험에서 효과가 있는 많은 약제들이 임상시험 성공으로 이어지지 않고 동물실험에서 나타나지 않았던 많은 부작용이 임상시험에서 확인된다. 이런 점에서 인체를 가능한 한 가깝게 흉내 낸 장기 칩은 매우 유용하다. 또 시간이나 비용을 크게 줄일 있다. 가장 중요한 점은 동물실험에 따른 윤리적 문제를 극복할 수 있게 해 준다는 것이다. 최근 영국 과학자들은 ‘간 칩’을 이용해 세계 최초로 B형 간염 바이러스가 인간 간세포를 어떻게 감염시키는지, 면역 세포나 다른 세포들이 어떻게 반응하는지 연구해 ‘네이처 커뮤니케이션’에 보고했다. 이런 장기 칩 기술은 아직 초기 단계지만 발전 속도는 매우 빠르다. 지난해는 ‘장(腸) 칩’을 만들어 아스피린 등 다양한 약제 부작용을 예상할 수 있다는 보고가 나오기도 했다. 또 정상 세포가 아닌 암세포 칩을 이용한 연구 결과도 발표됐다. 이미 이전에 폐 칩을 성공적으로 만들었던 연구진이 이번에는 폐 선암 조직이 자라는 ‘폐암 칩’을 만들었다. 흥미롭게도 연구진은 폐 호흡이 암세포 성장과 전이에 영향을 준다는 점을 밝혔다. 이런 연구 결과는 장기 칩이 아니면 밝혀낼 수 없었을 내용이다. 장기 칩 기술은 아직은 초기 단계다. 그렇지만 매우 빠르게 발전하고 있다. 다행스럽게도 많은 국내 과학자들이 장기 칩 연구를 이미 하고 있거나 새롭게 시작하고 있다. 장기 칩을 이용하면 앞으로 더욱 효과적인 신약 항암제도 개발할 수 있을 것이다. 국가적으로도 더 많은 관심과 지원, 투자가 필요한 시점이다.