△ 부산대학교 기계공학부 전충환(유동층발전기술지원센터장) 교수가 3일 중국 국립 종합대학인 칭화대학(Tsinghua University) 석학 방문 교수로 선정됐다. 청정에너지 분야를 연구하는 전 교수는 부산대와 칭화대 간 순환유동층연소 공동연구와 기술교류 등에 성과를 인정받았다.

과학과 의학기술의 발달로 20년 전 21세기 들어서면서부터 ‘100세시대’에 대한 기대가 커지고 있다. 유병(有病) 100세가 아닌 무병(無病) 100세를 위해서는 암과 치매를 정복하는 것이 무엇보다 중요하다. 암의 경우 조기진단 방법과 다양한 치료기술이 등장하면서 관리 가능한 질병으로 점점 자리 잡고 있는 분위기이다. 그렇지만 치매, 특히 알츠하이머 치매는 뇌 속 베타아밀로이드나 타우 단백질이 쌓이면서 발생한다고 추정하고 있을 뿐 정확한 발병원인을 규정하지 못하고 있다. 이 때문에 확실한 치료방법도 나오지 않고 있는 상황이다. 그럼에도 불구하고 연구자들은 다양한 방법으로 노년의 존엄한 삶과 무병 100세 시대를 위해 치매 정복 방법을 찾고 있다. 미국과 호주 연구진이 이번에는 다른 질병들처럼 백신을 이용해 치매를 예방할 수 있다는 가능성을 제시했다. 미국 분자의학연구소 분자면역과, 캘리포니아 어바인대(UC어바인) 생명과학부, 기억손상·신경장애연구소, 줄기세포연구센터, 네브라스카대 약대 제약학과, 호주 플린더스대 공동연구팀은 백신을 이용해 알츠하이머 치매의 원인으로 지목받고 있는 베타아밀로이드 단백질과 타우 단백질이 쌓이는 것을 막거나 해당 단백질 덩어리를 제거하기 위한 면역요법을 개발 중이라고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘알츠하이머 연구와 치료’에 실렸다. 미국과 일본 제약사가 공동 개발 중이던 ‘아두카누맙’이라는 약물이 치매 환자의 인지저하를 지연시키는 효과가 있는 것으로 알려졌었지만 임상시험 중 성공가능성이 낮다는 중간 평가 때문에 지난해 3월 임상시험을 중단했다가 최근 초기 알츠하이머 치매 환자에게 효과가 있다고 다시 확인돼 올 초 미국 식품의약청(FDA)에 승인신청을 하겠다고 밝히기도 했다. 그러나 고농도의 치료제를 자주 복용할 때만 효과가 있다고 알려져 승인이 돼더라도 실질적 치료나 예방효과가 있을 것인지에 대해서 의학계에서는 여전히 의문을 갖고 있다. 이에 연구팀은 우선 생쥐에게 베타아밀로이드 단백질과 타우 단백질이 뇌에서 응집되도록 유도했다. 그 결과 생쥐들은 알츠하이머 치매를 앓는 사람들과 똑같은 증상이 나타나는 것이 관찰됐다. 연구팀은 이들 알츠하이머 치매 생쥐들에게 베타아밀로이드 단백질과 타우 단백질을 타겟으로 다중치료 기반 면역치료제, 일종의 백신을 접종했다. 그 결과 베타아밀로이드와 타우 단백질이 쌓이는 속도가 점차 줄어들면서 응축된 단백질 크기도 줄이는 것이 관찰됐다. 이에 고무된 연구팀은 조만간 사람을 대상으로 한 임상시험에 돌입할 계획이다. 하이예크 데이브타이언 UC어바인 연구교수는 “이번 연구결과는 알츠하이머 치매를 예방하고 치료하기 위해서는 하나의 원인물질만 공략하는 것이 아니라 다중 타겟에 대한 공략이 필요하다는 것을 보여주고 있다”라면서 “알츠하이머 예방을 위한 여러 약물들이 개발되고는 있지만 임상시험에서 실패하는 경우가 많은 만큼 여러 방법을 계속 찾을 수 밖에 없다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2020년 새해가 밝았습니다. 과학적으로만 따진다면 지구 자전으로 12월 31일에서 1월 1일로 날이 바뀐 것뿐이고 지구가 공전궤도를 따라 움직이면서 반복되는 사계절을 1년 12달로 나누다 보니 새로운 해가 시작된 것처럼 인식될 뿐 특별할 것이 없습니다. 올해는 새 천년의 두 번째 10년인 2010년대를 마감하고 ‘새로운 10년’이 시작되는 때입니다. 2000년대가 시작되고서 지난 20년 동안 과학분야에서는 인공지능(AI) 재등장, 유전자 편집기술 같은 생물학 기술의 발전, 기후변화 가속화 등 많은 일이 있었습니다. 과학계는 새로운 10년이 시작되는 2020년에는 어떤 연구들이 세계인의 눈을 사로잡을 것인지 이런저런 예측들을 내놓고 있습니다. 전 세계 과학계에 미치는 영향을 고려할 때 다양한 과학분야의 성과를 다루는 ‘네이처’와 ‘사이언스’의 2020년 첫 호, 가장 앞 부분을 장식한 연구들을 통해서도 올 한 해, 그리고 앞으로 10년을 조심스럽게 예측해볼 수도 있을 것입니다. ‘네이처’가 올해 첫 호에 앞세운 연구는 다름 아닌 의과학 분야입니다. 미국 국립보건원(NIH) 백신연구센터, 피츠버그대 의대 미생물·분자유전학과, 피츠버그 아동병원 소아과, 라곤의학연구소, 매사추세츠공과대(MIT) 의공학기술연구소, 브로드연구소, 코흐 통합암연구소 공동연구팀은 결핵백신(BCG) 접종방식을 바꾸면 결핵 예방에 더 효과적일 것이라는 연구결과를 발표했습니다. 네이처는 이들의 논문과 함께 분석 리포트를 실었습니다. BCG는 태어나서 가장 먼저 맞는 백신 중 하나로 생후 4주 이내에 접종합니다. 경피용이나 피내용 방식으로 실시하는데 경피용은 피부에 주사액을 바른 다음 바늘식 도장을 눌러 피부에 흡수시키도록 하는 방식이고 과거 ‘불주사’라고 알려진 피내용은 주사기로 접종을 하는 것입니다. 두 방법 모두 피부 밑 피하조직에 주사하는 방식입니다. 연구팀은 히말라야 원숭이를 대상으로 BCG 접종방식과 백신용량을 변화시킨 뒤 관찰했습니다. 연구팀은 원숭이들을 두 그룹으로 나눈 후 한 그룹은 현재 쓰는 것처럼 표준용량으로 피내접종을 하고 다른 한 그룹은 표준용량보다 100배 많은 양을 정맥에 직접 주사한 다음 폐결핵균에 노출시켰습니다. 6개월 뒤 관찰한 결과 정맥주사를 맞은 원숭이들은 대부분 결핵균에 감염되지 않았지만 피내접종을 받은 원숭이들은 10마리 중 8마리가 결핵균에 감염된 것이 확인됐다고 합니다. 물론 동물실험 결과이기 때문에 곧바로 사람을 대상으로 적용할 수 없을 것입니다. 그렇지만 이런 기초연구들이 누적되면서 후진국 질병이라고 하는 결핵을 완전히 퇴치할 수 있게 될 것입니다. 1980~90년대 나온 SF를 보면 2020년이 되면 우주복 비슷한 옷을 입고 날으는 호버보드를 타고 다니며 달이나 화성을 옆집 드나들 듯 할 것으로 생각했었습니다. SF에서 묘사한 것처럼 세상이 변하지는 않았지만 당시로서는 상상할 수 없었던 스마트폰, 영상통화기술, 유전자가위, 여러 분야에서 인간의 능력을 뛰어넘는 AI 등이 등장했습니다. 현실은 어느 날 갑자기 놀라운 과학기술이 ‘짠’하고 나타나기보다 가랑비에 옷 젖듯 서서히, 그러다 어느 순간 새로운 기술로 완전히 바뀐 세상이 우리 곁에 와 있는 경우가 많습니다. 올해는 어떤 연구성과들이 나와 인류의 삶을 바꾸는 동력이 될지 기대됩니다. edmondy@seoul.co.kr

고대 로마 철학자 키케로는 “개는 네 발을 가진 인간의 친구이면서 인간의 즐거움과 번영을 위해 자연이 준 선물이다”라고 말했다. 인류 역사에 있어서 인간 스스로를 제외하고 가장 먼저 길들여진 동물은 다름 아닌 개이다. 이제는 애완견이라고 하지 않고 반려견이라고 부를 만큼 인간의 삶에 더 가깝게 다가와 있다. 이 때문에 많은 과학자들은 개와 인간 사이의 친밀감 형성 같은 공진화 과정에 대해 연구를 해왔다. 미국 에모리대 심리학과, 애틀란타 통합애완동물병원 및 훈련소 공동연구팀은 여기에 더해 개들이 기본적인 수나 양이라는 개념을 처리하는데 사용하는 뇌 부위가 사람이 수학문제를 풀거나 숫자를 볼 때 반응하는 뇌 부위와 거의 일치한다고 31일 밝혔다. 이 같은 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘바이올로지 레터스’에 실렸다. 연구팀은 2살부터 13살까지 다양한 연령대, 다양한 품종의 암수 개 11마리를 대상으로 화면에 점의 숫자를 변화시키면서 뇌의 어느 부위가 활성화되는지를 기능성 자기공명영상(fMRI)로 촬영했다. 실험에 참여한 개들은 이전에 숫자와 관련한 훈련을 받은 경험이 없는 것들로 선택했다. 또 일반적으로 동물들의 뇌를 촬영할 때는 움직이지 못하도록 밴드로 묶거나 고정시키는데 이 때문에 스트레스를 받아 결과에 오류가 날 수 있다고 보고 연구팀은 개 조련사들의 도움을 받아 개들이 fMRI 기기에 자발적으로 들어가 실험에 참여하도록 했다. 연구팀은 개들에게 점을 보여줄 때 점의 크기나 바탕화면의 크기를 변화시키지 않고 단지 점의 숫자만 변화시켰다. 특정 자극의 크기가 아니라 점의 숫자 변화에 따라 뇌가 어떻게 반응하는지를 확인하기 위해서였다. 그 결과 11마리 중 8마리의 개가 점의 숫자가 변할 때 두정엽 피질 부위가 활성화되는 것이 관찰됐다. 사람에게서도 두정엽은 수개념과 같은 수학적 기능을 담당하는 것으로 알려져 있다. 개들이 이런 수개념을 처리하는 뇌부위를 갖고 있는 이유는 접근하는 포식자 수나 먹잇감의 숫자를 본능적으로 파악하기 위해서라고 연구팀은 추정했다. 이 때문에 연구팀은 수치정보에 대한 기본적 민감성은 모든 동물들이 본능적으로 갖고 있을 것으로 보고 있다. 그레고리 번스 에모리대 교수(신경생물학)는 “이번 연구결과는 전체 포유류 진화에 있어서 뇌신경 메커니즘이 공통성을 갖고 진화했다는 또 하나의 증거”라고 설명했다. 번스 교수는 또 “사람과 다른 종간 유사한 신경메커니즘을 이해함으로써 인간 뇌 진화 과정과 어떻게 기능하고 있는지에 대한 통찰력을 얻음으로써 뇌기능 이상을 치료하고 인공지능 시스템을 개선하는데 도움을 받을 수 있을 것”이라면서 “사람이 유아기 때 기본적 숫자개념에서 어떻게 미적분이나 기하학, 고등수학을 배우고 익힐 수 있게 뇌를 발전시키는지 이해함으로써 수학을 어려워하는 사람들에게도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대하고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

불개미아과에 속하는 사막개미는 주로 아프리카 사하라 사막에 주로 사는데 일부는 러시아 남부, 스페인 남부 지역 등에서도 발견된다. 사막은 사방이 모래로만 이뤄져 있기 때문에 사람도 나침반이나 GPS 등이 없으면 길을 잃기 십상이다. 그런데 개미들은 먹이를 찾아 아무리 멀리 나와있더라도 문제 없이 둥지를 찾아간다. 더군다나 자신의 몸집보다 큰 먹잇감을 발견해 집으로 가져갈 때면 여러 마리의 개미가 머리에 이고 뒷걸음질치면서 둥지까지 끌고 간다. 사막개미들의 이런 놀라운 회귀능력의 원리에 대해 과학자들은 궁금해 한다. 프랑스 툴루즈 폴 사바티에 대학 인지동물연구센터, 영국 에딘버러대 정보학부 공동연구팀은 사막개미들이 멀리 떨어진 곳에서 집까지 문제 없이 이동할 수 있는 이유는 태양의 위치, 360도를 볼 수 있는 놀라운 시각과 뛰어난 공간기억력을 종합한 ‘경로 통합’(path integration) 전략 때문이라고 30일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국 콜드스프링하버 연구소에서 운영하는 생물학 분야 출판전 논문공개 사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxi) 17일자에 실렸다. 연구팀은 개미들이 사막 둥지에서 먹잇감이 있는 곳까지 걸어간 곳까지 경로를 모두 기억하고 있다고 가정했다. 이를 위해 연구팀은 둥지에서 8m 가량 떨어진 곳에 버터와 설탕이 포함된 커다란 빵부스러기를 떨어뜨려놓고 개미들이 먹잇감까지 이동하기를 기다렸다. 연구팀은 먹잇감이 있는 곳까지 이동한 개미들을 잡아 두 그룹으로 나눈 뒤 한 그룹은 둥지에서 먹잇감이 있는 곳까지 환경을 변화시키지 않은 상태에서 이동하도록 하고 다른 한 그룹은 둥지까지 이동하는 곳에 검은 비닐봉지와 포장지와 모래를 이용해 지형을 바꾼 다음 이동하도록 하고 관찰했다. 그 결과 변화되지 않은 기존 경로를 그대로 이동한 개미들은 뒷걸음질로 6m 이상을 문제 없이 이동한 뒤 둥지에 복귀했다. 익숙하지 않은 새로운 지형지물이 생긴 곳을 이동하는 개미들은 3.2m 정도를 이동한 뒤 제자리를 빙빙 돌다가 다시 움직이기 시작해 둥지를 찾아갔다. 익숙한 경로를 걷든 그렇지 않던간 시간이 걸리기는 했지만 둥지까지는 무사히 이동하는데 성공한 것이다. 이는 뒷걸음질 치면서도 주변 환경을 관찰하고 태양의 위치와 고도 등을 통해 방향을 잡는 등 다양한 방식으로 둥지까지 경로를 파악했기 때문으로 해석했다. 태양의 각도와 위치를 통해 방향을 잡고 먹잇감까지 이동하는 동안 주변 지형지물에 대한 기억을 하고 돌아올 때 활용한 것이다. 또 뒷걸음질치면서도 주변 지형지물을 파악할 수 있는 것은 개미의 시야각이 360도에 이르기 때문이다. 사람은 머리를 돌리지 않고 주변 환경을 파악할 수 있는 시야각은 120도에 불과한 것으로 알려져 있다. 연구팀은 이번 발견이 개미의 뇌에 대한 비밀을 파악하는데 도움이 될 뿐만 아니라 로봇 시스템에 적용이 가능할 것으로 보고 있다. 세바스티앙 슈바르츠 툴루즈 폴 사바티에대 박사는 “이번 연구는 개미가 모든 방향으로 걸을 수 있으며 목적지를 찾아가는데 있어서 여러 가지 방법을 유연하게 조합할 수 있다는 것을 보여준 것”이라며 “다음번에는 개미의 한 쪽 눈을 가리거나 가상현실 상황에서 어떻게 집을 찾아가는지를 연구할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

커피 섭취에 따른 치매 위험 여부 분석“평생 하루에 2잔 이상 커피 마시면치매 유발 ‘베타 아밀로이드’ 67% 감소” “커피 마신 양 증가할수록 치매물질 줄어”하루 2잔 이상 커피를 마신 사람의 뇌에는 치매를 유발하는 물질이 적다는 국내 연구 결과가 나와 눈길을 끌고 있다. 커피를 마신 양이 증가할수록 치매 유발 물질인 베타 아밀로이드의 침착이 줄어든다는 분석이다. 한림대학교동탄성심병원 정신건강의학과 김지욱 교수와 서울대학교 의과대학 공동연구팀은 28일 2017년 55∼90세 성인 411명을 대상으로 커피 섭취에 따른 알츠하이머병 위험 여부를 분석한 결과 이렇게 확인됐다고 밝혔다. 연구팀은 대상자를 평생 하루 2잔 미만으로 커피를 마신 그룹(269명)과 하루 2잔 이상 커피를 마신 그룹(142명)으로 나눴다. 이후 양전자단층촬영(PET)과 자기공명영상(MRI) 촬영을 통해 알츠하이머병을 유발하는 베타 아밀로이드(Aβ)가 뇌에 침착된 정도를 비교했다.그 결과 평생 하루 2잔 미만으로 커피를 마신 그룹에서는 27.1%가 ‘대뇌 병적 베타 아밀로이드 침착 소견’을 보인 반면 평생 하루 2잔 이상 커피를 마신 그룹에서는 17.6%만 대뇌 병적 베타 아밀로이드 침착 소견을 보였다. 대뇌 병적 베타 아밀로이드 침착 소견은 치매 유발 물질로 알려진 베타 아밀로이드가 알츠하이머병의 위험 신호로 볼 수 있는 기준을 넘는 경우를 말한다. 특히 나이, 평생인지활동, 흡연 및 음주 여부 등 교란 변수들을 보정한 결과 평생 하루 2잔 이상 커피를 마신 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 대뇌 병적 아밀로이드 침착 위험도가 3분의 1 수준에 불과한 것으로 나타났다. 또 평생 마신 커피의 양이 증가할수록 베타 아밀로이드가 감소하는 것으로 나타났다. 평생 마신 커피의 양은 커피 섭취 기간에 하루에 마신 커피의 잔수를 곱해 계산했다.김 교수는 “앞선 역학 연구에서 커피를 많이 마시는 사람은 알츠하이머병 및 치매에 걸릴 위험이 65% 감소한다는 결과가 있었다”면서 “이번 연구는 (커피를 평생 하루 2잔 이상 마시면) 베타 아밀로이드 침착이 67% 정도 감소한다는 병리적 근거를 제시한 것”이라고 말했다. 이동영 서울대병원 교수는 “이번 연구는 치매 예방의 관점에서 일정량 이상의 커피 섭취가 도움이 된다는 증거가 될 수 있다”면서 “다만 후속 연구를 통해 커피 내 어떤 특정 성분이 이런 예방 효과와 관련이 있는지 규명해야 한다”고 설명했다. 강주리 기자 jurik@seoul.co.kr

TV에서 축구나 야구경기를 보고 있노라면 선수들이 경기 중간 틈날 때마다 스포츠 음료를 마시는 장면이 나온다. 스포츠 음료의 효과에 대해서는 여전히 말이 많지만 운동 중 땀으로 손실되는 나트륨이나 칼륨 등 무기질, 피로회복에 도움이 되는 것으로 알려진 당분, 각종 비타민 등을 보충하는데 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 그런데 최근 야생 생태학자들이 오줌이 천연 스포츠음료라는 연구결과를 내놨다. 물론 개미들에 한해서 말이다. 호주 사우스오스트레일리아대 SCARCE연구센터, 아델라이드대 캥거루섬연구분소 공동연구팀은 개미들에게는 요산이 풍부한 오줌이 활동량을 늘려주는 천연 스포츠음료로 인식되고 있다는 사실을 확인했다고 28일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생태학 분야 국제학술지 ‘오스트랄 에콜로지-남반구 생태학 저널’에 실렸다. 연구팀은 호주 남서쪽에 위치한 캥거루섬에서 연구를 위해 캠핑을 하던 중 연구원들이 소변을 보았던 자리에 설탕개미들이 몰려드는 것을 우연히 발견했다. 호주에서만 사는 설탕개미는 왕개미속에 속하는 종으로 호주에서 가장 큰 개미 중 하나로 크기는 5~15㎜나 된다. 사람들이 먹는 음식들을 좋아하며 특히 당분이 많은 음식을 즐겨먹는다는데서 이름이 붙여졌다. 연구팀은 설탕개미들이 사람이 흘린 음식이 없을 때는 캥거루나 다른 동물들의 오줌이 있는 곳을 즐겨 찾는다는 사실을 추가로 확인했다. 오줌 성분은 물이 90% 이상을 차지하고 그 다음으로 요소가 많이 포함돼 있으며 미량의 요산, 아미노산, 무기염류가 들어있다. 특히 요소에는 생물들이 단백질과 그 밖의 생체분자를 만드는데 활용하는 질소가 함유돼 있다. 이 때문에 연구팀은 개미들이 무엇 때문에 오줌을 찾아 헤매는지 확인하기 위해 간단한 실험을 했다.연구팀은 사람이나 캥거루 오줌과 비슷한 성분비인 요소 2.5% 액체를 만들고 3.5%, 7%, 10% 요소 액체, 20%와 40% 농도의 설탕물을 만들어 모래땅에 부은 뒤 설탕개미들이 어느 쪽에 많이 몰려드는지 확인했다. 29일 가량 관찰한 결과 설탕개미들은 10% 요소액체에 가장 많이 모였고 그 다음이 7% 요소액체, 3.5% 요소액체, 2.5% 요소액체, 40% 설탕물, 20% 설탕물에 모여드는 것이 관찰됐다. 설탕개미라는 이름과 달리 요소액체를 더 좋아하는 것이 확인된 것이다. 특히 요소액체가 말라붙은 뒤에도 잔여물을 찾기 위해 개미들은 모래 속으로 계속 굴을 뚫고 들어가는 것이 관찰됐다. 설탕개미들이 요소성분이 포함된 사람이나 캥거루 등 동물의 오줌을 찾아다니는 것은 캥거루섬의 토양에서 질소성분이 부족하기 때문이라고 연구팀은 해석했다. 단백질을 포함한 생체분자 합성에 필요한 질소가 부족하기 때문에 오줌을 찾아나서는 것이라는 설명이다. 소피 쁘띠 사우스오스트레일리아대 교수(야생생태학)는 “사람이나 캥거루 등 동물들은 부족한 질소성분을 다양한 방법으로 보충하고 있지만 곤충인 개미는 오줌을 마심으로써 부족한 부분을 보완하고 있는 것”이라며 “개미들에게 동물의 오줌은 천연 스포츠음료 역할을 한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

연말연시가 되면 평소보다 외식이 많아진다. 외식을 하게 되면 자신도 모르게 과식을 하는 경우가 많다. 이 때문에 많은 사람들이 새해가 되면 ‘꼭 다이어트에 성공하고 말테다’라고 굳은 결심을 한다. 결심과는 달리 한밤 중 TV 앞에서 치킨이나 피자를 맛있게 먹거나 영화관에서 커다란 통에 짭짜름하면서도 고소한 팝콘을 집어먹으며 콜라를 마시는 자신을 보며 깜짝 놀랄 때가 있다. 사실 음식에 대한 충동은 인류의 시작과 함께 나타났다고 보는 이들이 많다. 수렵 채집 시절이나 음식이 부족하던 옛날 음식이 있으면 무조건 많이 먹어야 한다는 생각이 뇌에 새겨져 진화돼 왔다는 것이다. 그렇지만 이런 음식에 대한 충동성과 관련한 정확한 인체 메커니즘은 지금까지 밝혀지지 않고 있었다. 이 같은 상황에서 미국 남가주대 생명과학과, 정신·행동과학과, 신경과학과, 조지아대 식품영양학과, 펜실베니아대 의대 정신과, 시카고 일리노이대 심리학과, 시애틀 워싱턴대 병리학과 공동연구팀은 음식에 대한 충동성에 관여하는 뇌의 특정 회로를 발견하는데 성공했다고 27일 밝혔다. 과식으로 인한 비만을 해결하는데도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대되고 있는 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 행동의 결과에 대해 생각하지 않고 순간적으로 반응하도록 하는 충동은 뇌의 보상시스템이 과도하게 반응함으로써 나타나는 것으로 약물이나 도박 중독이나 쇼핑중독처럼 일종의 충동조절장애로 나타난다는 것이다. 그렇지만 과식이나 폭식 같은 음식에 대한 충동은 조금 다를 것이라고 과학자들은 봐왔다. 연구팀은 뇌의 시상하부에서 분비되는 멜라닌응집호르몬(MCH)가 식탐에 관여하는 것으로 보고 생쥐실험을 실시했다. 우선 연구팀은 우리 안에 있는 쥐가 발판을 누르면 달고, 기름지며 맛있는 음식을 먹을 수 있도록 했다. 대신 한 번 먹은 뒤 20초가 지나야 다시 발판을 누를 수 있는데 너무 빨리 누르면 20초를 더 기다리도록 했다. 연구팀은 우리 안에 두 개의 다른 색깔 발판을 마련해 놓고 하나의 발판은 누르는 즉시 맛있는 음식이 주어지는 대신 한 번 밖에 못 누르도록 했고 다른 하나의 발판은 누른 뒤 30초 뒤 음식을 먹을 수 있지만 여러 번 누를 수 있도록 했다. 연구팀은 두 가지 실험을 하면서 학습과 기억에 관여하는 것으로 알려진 시상하부부터 해마까지 뇌의 활동을 측정했다. 그 결과 첫 번째 실험에서는 일단 음식을 맛본 생쥐는 20초를 기다리지 못하고 계속 발판을 눌렀으며 두 번째 실험에서는 여러 번 음식을 먹을 수 있는 발판 대신 즉시 음식을 주는 발판을 눌러대는 것이 관찰됐다. 연구팀은 음식에 대한 충동성이 일어날 때 시상하부에서 MCH가 해마쪽으로 이동하는 것을 확인하고 MCH를 인위적으로 늘리고 줄이는 실험을 병행했지만 MCH의 양은 음식에 대한 충동성에 영향을 미치지 못하는 것으로 조사됐다. 음식에 대한 충동, 식탐은 MCH의 양이 아닌 MCH를 생산해 내는 시상하부의 뇌세포와 회로를 활성화시키면 음식에 대한 충동이 증가하는 것으로 확인됐다. 스콧 카노스키 남가주대 교수(인간진화생물학)는 “음식에 대한 충동은 배고픔이나 보상심리 작동과는 전혀 다른 시스템”이라며 “이번 연구결과를 활용하면 억지로 식욕을 줄이거나 맛있는 음식을 덜 먹지 않고도 과식을 막아 다이어트에 성공할 수 있도록 도와주는 방법을 찾을 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국과 중국이 바이오분야와 인공지능분야, 탄소자원화 분야 기술개발과 연구협력을 강화할 방침이다. 과학기술정보통신부는 27일 서울에서 최기영 과기부 장관이 중국 과학기술부 왕즈강 부장과 양국 대표단 50여명이 참석한 가운데 ‘제14차 한·중 과학기술공동위원회’를 열고 이같은 내용을 논의했다고 밝혔다. 한·중 과기공동위는 1992년 체결된 양국간 과학기술협력협정에 근거한 한-중간 과학기술 협력채널로 2016년 제13차 회의 이후 3년만에 열렸다. 이번 과기공동위에서는 양국은 바이오 경제시대 대응전략을 찾기 위해 뇌지도 작성, 전통의학 고도화 연구, 첨단 바이오의약품 기술개발 등 바이오분야 R&D 협력을 추진하기로 했다. 이와 함께 장애극복, 차세대 탄소자원화 기술개발 분야에서도 학술교류, 인력교류 등을 통한 공동연구를 진행키로 결정했다. 한국과 중국은 우선 내년 산학연 실용화 공동연구 지원 분야로 바이오, 정보통신 2개 분야를 확정하고 바이오, 정보통신, 신재생에너지, 의료과학, 우주, 기후변화 분야에서 일반협력 공동연구과제를 선정해 지원키로 했다. 또 양국은 현재 가동되고 있는 인력교류 프로그램인 ‘한·중 기술조사단’을 수요자 중심으로 개편한 ‘한·중 과학기술 단기교류 프로그램’으로 운영키로 합의하는 등 인력교류 활성화를 위한 다양한 방안을 찾기로 했다. 최기영 과기부 장관은 “한·중 과기공동위가 양국 정부와 관련기관, 민간을 모두 아우를 수 있는 플랫폼이 되길 바란다”라며 “양국의 학계, 연구기관 등에서 활동하는 과학기술 전문가들이 참석하는 한중 과학기술혁신포럼은 고령화, 신종질병, 디지털 전환 같은 인류사회 직면 이슈를 해결하고 미래 일자리 창출과 경제성장을 이끄는데도 기여할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

SF영화 ‘그래비티’(2013)는 허블우주망원경을 수리하러 우주선 밖으로 나간 과학자가 우주쓰레기와 부딪쳐 광활한 우주로 내던져지면서 벌어지는 일을 다루고 있다. 지구에서는 폐플라스틱 때문에 몸살을 앓고 있다면 지구 밖 우주에서는 우주쓰레기가 문제다. 인간의 행동반경이 우주까지 넓어지면서 우주쓰레기가 생겨나는 건 필연적이었다. 수명이 다한 인공위성과 그 잔해들, 위성에서 빠져나간 나사, 벗겨진 페인트 조각까지 약 350만개의 우주쓰레기가 초속 8㎞라는 무서운 속도로 지구 궤도를 돌고 있다. 물체의 운동에너지는 속도의 제곱에 비례하는 만큼 우주쓰레기가 아무리 작아도 충돌하면 엄청난 피해를 일으킨다. 이 때문에 위성을 운용하는 나라들은 우주쓰레기 처리 문제에 골머리를 앓고 있다. 이런 가운데 중국 랴오닝공과대 지형정보학부, 중국 측량지리과학연구원 산하 측지학·지구동역학연구소 공동연구팀이 레이저추적망원경에 인공지능(AI) 알고리즘을 적용해 10㎝ 이하 우주쓰레기의 위치까지도 정확히 파악하는 방법을 개발했다. 이번 연구 결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘레이저 응용 저널’ 25일자에 실렸다. 레이저추적은 레이저를 물체에 쏴 반사되는 신호로 거리와 위치를 측정하는 기술이다. 현재 이용 중인 대중화된 기술 수준으로는 우주쓰레기 크기가 10㎝ 이하이면 반사신호가 약해 정확한 위치 확인이 어렵다. 연구팀은 AI 신경망기술과 오차보정 알고리즘을 레이저추적 망원경에 결합시켰다. 그 결과 레이저추적 망원경의 관측정확도를 높여 1~10㎝ 크기의 우주물체 위치까지도 실시간으로 정확하게 파악할 수 있게 됐다. 연구팀은 기존 95개의 별 관측데이터를 활용해 새로운 22개의 별을 관측하는 데 성공함으로써 알고리즘의 정확도를 검증했다. 마 톈밍 교수는 “우주쓰레기의 위치를 정확히 파악하는 것은 우주선과 인공위성을 안전하게 운용하는 데 필수적”이라며 “이번 기술은 지금까지 나온 방법 중 우주쓰레기의 위치를 가장 정확히 파악할 수 있으며 활용하기도 쉽다는 장점이 있다”고 설명했다. edmondy@seoul.co.kr

가천대학교와 미스터마인드(MR.MIND)는 24일 가천관 중회의실에서 ‘시니어 의료상담과 치매, 고독사, 우울증 예방을 위한 로봇·챗봇 기술 공동 연구개발 업무협약(MOU)을 체결했다. 양 기관은 이번 협약을 통해 기술과 인력을 수시로 교류하며 초고령화 시대를 대비한 인공지능 시니어 헬스케어 모델을 만들기로 했다. 특히 가천대가 개발한 시니어 우울증 예방 알고리즘을 미스터마인드가 개발한 로봇에 적용해 어르신들의 치매, 우울증 예방에 활용할 계획이다. 이와함께 양기관은 ▲인공지능과 헬스케어 관련 기술 지원 및 산학협력 ▲상호 인적교류와 공동연구 ▲전문가 양성을 위한 재학생 교육훈련 등에 힘쓰기로 했다. 가천대는 경기도 지역협력연구센터(GRRC)인 가천대학교 인공지능 헬스케어 연구센터(센터장 황보택근) 사업을 통해 중소기업의 기술 개발 및 사업화를 지원하고 있으며, 특히 인공지능 스피커, 챗봇을 활용한 시니어 헬스케어 기술에 대한 연구를 진행하고 있다. 미스터마인드는 인공지능 기술을 활용하여 챗봇빌더(MINDMAP.AI, WIBO)와 AI캡슐(피노키오)을 이용하여 다양한 모듈에 커스터마이징이 가능한 원스톱 플랫폼을 제공하는 인공지능 스타트업이다. 자연어처리 기술(NLP)로 어르신 말동무 인형 사업을 전개하고 있다. 감성대화를 통한 상호작용이 가능해 사전 체험단에서 큰 호평을 얻었다. 또한 자연스러운 대화 속에서 설문이 가능한 알고리즘을 통해 말동무 역할 뿐만 아니라 치매, 우울증, 고독사 증세를 사전에 예측을 할 수 있으며 치매예방 콘텐츠 제공도 한다. 시제품 개발을 완료하였으며, 다양한 지자치제에서 시범 사업을 전개하고 있다. 황보택근 가천대 연구산학부총장은 “가천대학교는 대학의 강점인 IT 및 의료 분야의 장점을 살려 산업체와도 적극 협력하고 있다”며 “이번 미스터마인드와의 협약을 통해 고령화 시대 어르신 케어에 대한 문제를 첨단 인공지능 기술을 통해 해결할 수 있는 성공적인 서비스 모델이 기대된다. 앞으로도 우리 사회의 미래 문제 해결을 위한 산학협력 사업을 계속해서 추진해 나가겠다”고 밝혔다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

“한중일, 분업과 협업으로 서로 성장 도와”“먼 친척보다 가까운 이웃 낫다” 속담 인용“한중일 FTA 진전시켜 자유무역 확대하자”“5G로 세계 디지털 무역 자유화 선도 희망”“철도·경제공동체·평화안보체제로 사업 확대”문재인 대통령이 24일 “자유무역질서를 수호해 기업활동을 돕고 함께 성장하는 상생 발전이 지속되어야 한다”면서 “한중일 만큼 가까운 이웃은 없다”며 3국간 협력을 강조했다. 한중일 정상회의 참석차 중국을 방문하고 있는 문 대통령은 이날 오전(현지시간) 쓰촨성 청두에서 열린 한중일 비즈니스 서밋에 참석해 기조연설에서 ‘먼 친척보다 가까운 이웃이 낫다’는 속담을 인용하며 “세계에서 우리만큼 오랜 역사와 문화를 공유하는 가까운 이웃이 없고, 우리는 함께 협력하며 ‘풍요로 가는 진보’의 길로 나아갈 수 있다”며 이렇게 밝혔다. 이날 비즈니스 서밋에는 리커창 중국 국무원 총리는 물론 아베 신조 일본 총리도 참석했다. 이날 오후 아베 총리와의 한일정상회담을 앞두고 열린 것이어서 자유무역을 강조한 문 대통령의 언급은 특히 시선을 끌었다. 문 대통령은 “우리는 무역장벽을 낮추고 스스로를 혁신하며 세계시장을 무대로 성장해왔다”면서 “자유무역은 기업이 서로를 신뢰하고 미래의 불확실성을 낮추는 안전장치”라고 언급했다.그러면서 “지난 10월 우리는 역내포괄적경제동반자협정(RCEP) 협정문을 타결하면서 자유무역의 가치를 다시 한번 확인했다”면서 “한중 자유무역협정(FTA) 서비스·투자 후속 협상과 한중일 FTA 협상을 진전시켜 아시아의 힘으로 자유무역질서를 더욱 확대할 것”이라고 강조했다. 문 대통령은 또 “3국이 개방하고 활발히 교역할 때 찬란한 문화가 꽃필 수 있다는 것을 중국의 당, 일본의 나라·헤이안, 한국의 신라 시대에 확인했다”고 3국 간 자유무역과 교류협력 확대를 거듭 언급했다. 문 대통령의 자유무역질서 강조는 한국 대법원의 강제징용 손해배상 판결에 불만을 품고 지난 7월부터 대한국 수출규제를 벌이고 있는 일본을 겨냥한 것으로도 해석된다. 문 대통령은 3국 간 “동북아 평화를 위한 협력”을 강조했다. 문 대통령은 “동북아에서 철도공동체를 시작으로 에너지공동체·경제공동체·평화안보체제를 이뤄낸다면 기업의 비즈니스 기회는 더욱 많아지고, 신실크로드와 북극항로를 개척해 진정으로 대륙·해양의 네트워크 연결을 완성시킬 것”이라고 말했다.그러면서 “중국의 일대일로, 일본의 인도·태평양 구상, 한국의 신북방·신남방 정책은 대륙·해양을 연결하고, 마음과 마음을 이어 모두의 평화·번영을 돕는 것을 목표로 하고 있다”면서 “평화가 경제가 되고, 경제가 평화를 이루는 평화 경제를 아시아 전체에서 실현할 수 있게 되길 기대한다”고 역설했다. 또 “동아시아의 기적으로 시작된 아시아의 세기는 상생의 아시아 정신으로 더욱 넓고 깊어질 것”이라면서 “경제인들이 앞장서 주신다면 경제에서 시작된 3국 간 상생의 힘이 아시아와 세계에 새로운 미래를 열어줄 것이라 확신한다”고 밝혔다. 문 대통령은 “한중일 정상회의가 시작된 1999년에 비해 3국 간 인적교류는 4배, 교역은 5배, 투자는 12배 증가했다”면서 “철강·조선에서 첨단 IT로 산업을 고도화했고, 분업·협업으로 서로의 성장을 도왔다”고 돌아봤다. 문 대통령은 “우리는 상생의 힘으로 글로벌 저성장과 보호무역주의의 파고를 함께 넘을 것”이라면서 “4차 산업혁명 시대를 선도하며 공동 번영을 이루는 새로운 시대로 나갈 것”이라고 강조했다.또 “우리는 5G 통신을 선도하며 디지털 무역에 따른 데이터 증가에 대비하고 있다”면서 “3국 간 전자상거래 공동연구가 전자결제와 배송 등 제도 개선과 소비자 보호와 안전으로 이어져 세계 디지털 무역 자유화를 선도하길 희망한다”고 말했다. 문 대통령은 “거대 시장을 기반으로 첨단산업을 키우는 중국, 전통적인 기술혁신 강국 일본, 정보통신 강국 한국이 힘을 합치면 제조업 혁신 뿐 아니라 데이터·네트워크·인공지능·헬스케어 같은 신산업에서 최적의 혁신 역량을 보유하게 될 것”이라고 언급했다. 그러면서 “공동 연구개발과 국제표준 마련에 함께 하고 혁신 스타트업 교류를 증진해 3국이 아시아와 함께 성장하는 구심점이 되길 기대한다”고 부연했다. 강주리 기자 jurik@seoul.co.kr

미세먼지, 지구온난화와 함께 최근 심각한 환경문제로 떠오르는 것이 폐플라스틱 문제이다. 국내 연구진이 버려지는 페트병을 화학적, 생물학적 처리를 거쳐 의약품과 플라스틱 원료로 재생할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국화학연구원 바이오화학연구센터, 고려대 생명공학과, 이화여대 화학신소재공학과 공동연구팀은 폐플라스틱의 많은 부분을 차지하고 있는 페트병 주성분인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)를 화학적으로 분해하고 생물학적으로 전환해 의약품과 플라스틱 원료 등 유용한 소재로 전환시키는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국화학회에서 발행하는 화학공학 분야 국제학술지 ‘ACS 지속가능 화학 및 공학’ 12월호에 실렸다. 기존 PET 재활용은 파쇄, 세척, 건조와 같은 기계적 처리와 열처리를 통해 새로운 PET 제품을 만드는 것에 그쳤다. 더군다나 재활용된 제품의 품질저하와 경제성이 떨어진다는 문제는 피할 수 없었다.이에 연구팀은 PET를 마이크로웨이브 반응기에서 230도로 물과 반응시켜 테레프탈산과 에틸렌글리콜로 화학적으로 분해했다. PET를 이 두 물질로 분해하는 효율은 99.9%에 달하는 것으로 확인됐다. 연구팀은 다시 미생물을 이용해 테레프탈산, 에틸렌글리콜을 의약품과 플라스틱 원료로 전환하는데도 성공했다. 테레프탈산은 갈산, 카테콜, 피로갈롤, 뮤콘산, 바닐락산으로 전환시키고 에틸렌글리콜은 글라이콜산으로 전환시켰다. 갈산은 항산화제, 뮤콘산은 플라스틱, 바닐락산은 화장품에 들어가는 방향제를 만들 때 필수적으로 쓰이는 물질들이며 나머지 물질들도 화학공업에서 많이 사용되는 물질로 알려져 있다.김희택 화학연구원 박사는 “이번 연구는 물을 이용해 PET를 친환경적으로 분해하고 미생물로 유용한 소재로 전환할 수 있음을 보여줘 폐기물로만 취급돼 왔던 플라스틱의 원료화, 소재화 기술에 실마리를 제공했다는데 의미가 크다”라며 “이번 기술을 통해 활용도가 낮은 기존 PET 재활용법을 개선하고 플라스틱 쓰레기를 줄이는데도 도움이 될 것”이라고 말했다. 　유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

매년 연말이 되면 올해 가장 주목받은 뉴스를 선정해 발표하곤 한다. 과학계에서는 일반인들을 대상으로 설문조사를 거쳐 전문가들이 올해의 뉴스나 올해 주목받은 연구들을 뽑는다. 전문가의 입장이 아니라 일반인들의 관점에서 가장 좋아했던 연구결과들은 다르지 않을까. 세계적인 과학저널 ‘사이언스’는 ‘연구자나 전문가가 아닌 대중들이 가장 좋아했던 올해의 과학뉴스 10선’을 선정했다. 이것들은 사이언스 홈페이지에 올라온 과학뉴스들 중 독자들이 가장 많이 관심을 가진 뉴스들로 잃어버린 대륙, 암흑물질로 만든 총알, 우주 소, 인간 길들이기 등이 포함됐다.사이언스는 가장 먼저 ‘인간이 가장 먼저 길들인 것은 다름 아닌 인간’이라는 소식이라고 밝혔다. 이탈리아, 스페인, 독일, 스위스 4개국 11개 연구기관이 이달 5일 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 발표한 연구결과이다. 사람은 고양이, 개, 소, 말 등 많은 동물들을 길들여 사람의 친구로 삼았는데 연구자들에 따르면 인간이 가장 먼저 길들인 것은 다름 아닌 ‘사람’ 그 자체라는 것이다. 연구진은 유전학적 증거를 분석한 결과 연구진은 인간 스스로 공격성을 줄이는 방향으로 스스로를 길들여 더 우호적이고 협력적인 방향으로 진화하게 됐다는 사실을 밝혀내 화제가 됐다.대중들이 두 번째로 관심을 많이 가진 연구는 ‘우드 와이드 웹’(Wood Wide Web) 였다. 우드 와이드 웹은 일종의 ‘나무들의 인터넷’으로 미국, 독일, 중국, 영국 생태학자들이 지난 5월 15일 ‘네이처’에 발표한 연구이다. 이들에 따르면 나무들은 땅 위에서는 독립적으로 보이지만 땅 속에서는 나무 뿌리와 토양 사이 수 백만 종의 곰팡이와 박테리아들과 네트워크를 이뤄 영양분과 신호를 주고받는다. 기후변화로 인해 가뭄이 잦아지고 있는 만큼 산림이 어떤 역할을 할 수 있을 것인지를 보여주는 중요한 연구라는 평가를 받았다.지난해 6월 발견된 ‘우주 암소’(The Cow)라는 별칭이 붙은 ‘AT2018cow’ 폭발은 올해까지 여전히 풀리지 않는 수수께끼로 남았다. AT2018cow는 전형적인 초신성보다 10~100배 밝고 관측 2주만에 완전히 사라져버려 과학자들의 궁금증을 더했다. 지난 1월 ‘천체물리학 저널’에는 우주 암소는 갓 태어난 블랙홀이거나 초밀도 중성자 별일 가능성이 있다는 연구결과가 실리기는 했지만 여전히 신비한 ‘수수께끼’로 남아있게 됐다.실험실 생쥐도 숨바꼭질을 할 수 있으며 사람과 장난을 칠 정도라는 연구결과에 대해서도 많은 사람들이 관심을 가졌다. 지난 9월 13일 ‘사이언스’에는 독일 훔볼트대 생물학과 연구진이 실험실 쥐에게 숨바꼭질을 가르치는데 성공했으며 사람과 장난할 수 있을 정도라는 재미있는 연구결과가 발표됐다. 보통 실험실에서는 먹이를 주는 등 보상행위를 통해 특정 행동을 하도록 훈련시키는데 이번에는 부모와 아이들이 하듯 사회적 상호작용을 통해서만 숨바꼭질을 가르치는데 성공했다는데 많은 사람들이 주목했다.해외여행을 나가면 외국어를 잘 하는 사람들도 현지인들의 언어 속도에 당황하는 경우가 많다. 이탈리아 사람들이나 스페인 사람들은 말을 더 빨리 하는 것 같고 독일어는 또박또박 천천히 하는 느낌이 든다. 그렇지만 아주대 불어불문학과 오윤미 교수가 포함된 국제공동연구팀은 지난 9월 5일자 ‘사이언스 어드밴시즈’에 언어가 다르고 아무리 빠른 것처럼 느껴지더라도 정보전달 속도는 초당 39.15비트로 일정하다는 연구결과를 발표했다. 실제로 이 속도를 넘어가면 인간의 뇌에서 정보처리가 불가능하다고 밝혔다.흔히 잃어버린 대륙이라고 하면 ‘아틀란티스’를 떠올리는 경우가 많다. 그렇지만 네덜란드, 노르웨이, 남아프리카공화국, 스위스, 영국, 호주의 지질학자들이 지난 9월 3일자 지구과학 분야 국제학술지 ‘곤드와나 리서치‘에 발표한 연구에 따르면 약 1억 4000만년 전에는 유럽 일대에 ‘대 아드리아’(Greater Adria)라는 대륙이 존재했다는 사실을 밝혀냈다. 그런데 이 대륙의 실체를 확인할 수 없는 이유는 가상의 대륙 아틀란티스처럼 바다 속에 가라앉은 것이 아니라 유럽 남부 지각 밑에 깔려 있기 때문이다.대중들이 열광한 과학 뉴스 중 하나는 미국 캘리포니아 샌디에고대(UC샌디에고) 연구진이 후성유전학 시계를 이용해 개의 나이를 사람의 나이로 환산하는 방법을 발견해 낸 것이다. 이 연구는 미국 콜드스프링하버 연구소에서 운영하는 생물학 분야 출판 전 논문공개 사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxi) 11월 4일자에 실렸다. 연구팀은 생후 4주~16살의 래브라도 레트리버 품종 개 104마리를 대상으로 게놈 메틸화를 사람의 것과 비교한 결과 개의 노화시계는 처음에는 사람보다 빨리 가다가 이후에는 더 천천히 움직인다는 사실을 밝혀냈다. 이 밖에도 미국 케이스 웨스턴 리저브대 물리학과와 지구환경행성학과 연구진이 거대 암흑물질의 경우 사람의 몸을 암흑물질 탐지기로 사용할 수 있다는 아이디어를 내놨다는 뉴스에 사람들이 관심을 보였다. 영국 브리스톨대 기계공학과, 스페인 팜플로나 공립대 공동연구팀이 개발한 영화 스타워즈처럼 영상과 소리, 촉감이 동시에 느껴지는 3D 가상현실 영상 기술도 독자들이 주목한 올해의 연구로 선정됐다. 이스라엘 와이즈먼연구소 연구진이 지난 11월 27일자 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’에 발표한 연구도 주목받았다. 이들은 대장균의 유전자를 편집해 식물처럼 이산화탄소를 흡수해 생존할 수 있는 기술을 개발함으로써 지구온난화 주범 이산화탄소를 흡수해 의약품이나 주요 화학물질로 전환시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

스위스 로잔공과대(EPFL)와 프랑스 세르지퐁투아즈대 공동연구진이 파리채로 때려도 파손되지 않고 다시 움직일 수 있는 작은 곤충형 로봇을 개발했다고 밝혔다. ‘딘섹트’(DEAnsect)라는 이름이 붙여진 이 로봇은 전압을 가하면 초당 400회의 미세진동으로 전진할 뿐만 아니라 부드러운 소재로 만들어진 일종의 인공근육인 ‘유전성 탄성 액추에이터’(DEA) 기술을 채택해 에너지 효율 및 내구성이 비약적으로 상승한다.이 로봇은 본체 무게가 0.19g밖에 안 나가지만, 이보다 5배가량 무거운 배터리 및 전자회로를 탑재한 채 움직일 수 있다. 장착된 전자회로는 매우 단순하지만, 그래도 기초적인 자율 동작은 가능하다. 예를 들면 극소형의 광학 센서로 수집한 정보를 통해 흰색 바탕 위에 그어진 검은색 선을 따라 직선이나 곡선으로 이동할 수 있다.또 내구성이 매우 뛰어나 파리채로 여러 차례 내려쳐도 파손되지 않았다. 공개된 영상에서는 파리채에 의해 바닥에 붙었다가도, 떼어내기만 하면 문제없이 계속 작동하는 모습을 볼 수 있다. 작은 크기와 능력으로 볼 때 이 로봇을 활용할 수 있는 분야는 그다지 없어 보이지만, 부드러운 소재를 사용하는 로봇공학 분야의 발전에 큰 가능성을 보여주는 성과라고 해도 좋을 것 같다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘사이언스 로보틱스’(Science Robotics) 최신호(18일자)에 실렸다.사진=EPFL 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

영화 ‘러브 액츄얼리’(2003)는 크리스마스 시즌만 되면 공중파나 케이블 채널에서 많이 트는 영화로 자리매김했다. 최고의 배우과 크리스마스 시즌을 맞아 얽혀 있는 여러 사랑 이야기들은 ‘또 저 영화야’라면서도 화면 앞으로 잡아끄는 매력이 있다. 러브 액츄얼리에는 소설가 제이미(콜린 퍼스)와 포르투갈 여성 오렐리아(루시아 모니즈)의 사랑 이야기도 한 축을 이룬다. 영화에서는 말이 서로 통하지 않아도 ‘사랑’은 인류 공통의 감정이라는 것을 보여주려고 한다. 그런데 과연 ‘사랑’이라는 개념과 의미가 인류 공통의 것일까. 미국 노스캐롤라이나대 심리학·신경과학과, 융합 응용수학연구센터, 응용물리학과, 독일 막스플랑크 인류사연구소 언어·문화 진화 연구부, 뉴질랜드 오타고대 종교학과, 진화·종교·행동연구센터, 오클랜드대 심리학부, 영국 옥스퍼드대 실험심리학과, 호주 국립대 언어동력학 연구센터 공동연구팀은 2500여개 언어로 표현된 24개의 감정 관련 단어를 분석해 본 결과 사랑이나 수치심, 분노 등 개념은 같은 단어로 번역되더라도 개념 자체는 문화에 따라 크게 다르다는 사실을 밝혀냈다. 이 같은 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 20일자에 실렸다. 같은 언어를 쓰는 사람들끼리도 대화를 하다보면 오해가 생기기 십상인데 서로 다른 언어를 쓰는 경우는 똑같은 개념이라도 다르게 받아들여 문제가 발생할 수 있다는 것은 생각하기 쉽다. 그러나 서양에서는 고대 그리스 철학자 아리스토텔레스 때부터 인간에게는 이성과는 달리 공통적인 감정을 갖고 있다고 주장해왔다. 또 찰스 다윈이 1872년 진화론 관점에서 감정에 관해 저술한 ‘인간과 동물의 감정 표현’에서 세계 모든 문화는 행복, 슬픔, 공포, 분노, 놀람, 혐오라는 6가지 기본 감정을 공유한다고 했다. 그 이후로 많은 심리학자와 신경과학자들은 다윈이 말한 6개 감정의 흔적을 다양한 언어로 찾아냈다. 또 여러 얼굴 표정의 사진을 보고 어떤 감정을 느끼는지에 대해 이야기하도록 하는 실험을 통해 감정의 보편성을 주장해왔다.그러나 이번 연구팀은 ‘사랑’같은 개념이 언어마다 어떻게 다른지 살펴보기 위해 언어통계학적 측면에서 접근했다. 연구팀은 이를 위해 전 세계 3156개 언어의 동음이나 다의성을 살펴볼 수 있도록 유형별로 모아놓은 데이터베이스인 ‘CLICS3’를 활용했다. CLICS3를 활용하면 따분한, 윤기없는, 둔한, 침체된 등 다양한 뜻을 가진 ‘dull’이라는 영어단어가 다른 언어들에서 같은 의미로 쓰이는 단어들이 무엇이 있는지를 일목요연하게 보여주고 비슷한 의미를 가진 언어들끼리 지도로 표현해주는 식이다. 수학자, 통계학자, 언어학자, 심리학자, 뇌과학자 등으로 구성된 연구진은 2년 동안 24개의 감정 개념이 20개 어족(語族, language family) 2474개 언어에서 어떻게 표현되고 어떤 개념으로 쓰이는지 분석했다. 그 결과 두 가지 개념이 공통되는 단어가 많을수록 언어는 비슷한 것으로 조사됐다. 예를 들어 하와이어에서 ‘알로하’는 사랑과 연민이라는 개념을 의미하는데 오스토로네시아 어족(말레이폴리네시아 어족)에서도 사랑과 연민은 비슷한 의미의 하나의 단어로 쓰이는 경향을 보였다. 오스트로네시아 어족은 동남아시아, 마다가스카르, 태평양 지역에서 사용되는 언어들을 말하는데 약 1257개의 언어가 여기에 속한다. 또 어찌보면 당연할 수도 있겠지만 감정적 개념은 어족이 다를수록 차이가 크게 나는 것으로 나타났다. 감정적 개념은 어족에 따라 그 의미와 표현이 세 배 이상 차이나는 것으로 조사됐다. 우랄알타이어족에 속하는 한국어에서 사랑이 인도유럽어족에 속하는 영어의 ‘love’와 완전히 일치하지는 않는다는 설명이다. 한국인이 생각하는 사랑은 영어로 다른 표현에 더 가깝고 영어의 ‘러브’ 역시 한국어의 다른 표현으로 더 잘 구현될 수 있다는 식이다. 연구팀에 따르면 남태평양의 섬나라 바누아투에서는 영어의 ‘러브’는 공감, 관대함, 환대와 더 가까운 단어이다.연구팀은 감정을 표현하는 언어와 개념은 지리적으로 가까울수록 일치하는 경향이 강한 것으로 나타났는데 이는 공유된 경험이나 조상들 로 인한 문화 때문에 공진화했기 때문으로 해석했다. 크리스틴 린퀴스트 노스캐롤라이나대 교수(정서 신경과학)는 “다국어를 사용하는 사람이라고 하더라도 해당 문화에 대해 잘 알지 못할 경우는 전혀 엉뚱한 말을 하게 되는 경우도 이 때문에 생기는 것”이라며 “흔히 언어를 배운다고 할 때 많은 사람들이 단어를 외우고 문법을 배우는데 그치지만 중요한 것은 그 언어에 쓰이는 단어가 어떤 맥락에서 쓰이는지를 배우는 것이 더 중요하다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

환절기가 되고 찬바람이 불기 시작하면 천식 환자들은 괴롭다. 천식환자들은 염증으로 인해 기관지가 심하게 좁아지면서 기침과 쌕쌕거리는 숨소리, 호흡곤란, 가슴 답답함 등이 더 심해지기 때문이다. 이 때문에 천식환자들은 항상 흡입형 치료제를 휴대하고 다닌다. 건강보험심사평가원 통계에 따르면 지난해(2018년) 기준 천식으로 입원하거나 병원을 찾은 환자는 144만 3246명으로 적지 않은 숫자이다. 특히 9세 미만 어린이 환자와 60세 이상 노년층 환자가 대부분을 차지하고 있다. 천식환자들은 대부분 스테로이드제를 이용해 증상을 완화시키거나 치료하는데 일부 천식 환자들에게는 약물이 듣지 않는 경우가 있다. 이 때문에 천식 진단과 치료에 있어서 환자를 정확하게 분류하는 것이 필요하다. 국내 연구진이 스테로이드에 반응하지 않는 난치성 천식을 분류할 수 있는 방법을 개발해 빠르게 맞춤형 치료를 제공할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 포스텍 융합생명공학부, 순천향대 의대 부천병원 호흡기알레르기내과 공동연구진은 스테로이드에 반응하지 않는 호중구 천식을 구분해 낼 수 있는 기도 과립구자극인자를 발견했다고 22일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘유럽 호흡기학회 저널’에 실렸다. 천식은 기관지 자극물질, 염증 정도, 염증유도 세포 등이 다양한 형태로 나타난다. 보통 실내외 알레르기 물질이나 각종 바이러스, 공기오염, 음식, 유전 등 다양한 요인이 천식을 일으키는 것으로 알려져 있지만 크게 호중구 천식과 호산구 천식으로 나뉠 수 있다. 호산구는 알레르기 반응이나 기생충 감염 등에 관여하는 세포로 세포질 내에 과립이 많은 것이 특징이다. 과립 내 활성물질을 분비해 염증반응을 심화시켜 천식을 일으키는 것이다. 호산구 천식은 대부분 현재 나와있는 천식약이 효과가 있다. 그런데 혈액 내 백혈구 중 가장 많은 비율을 차지하며 DNA, 효소, 사이토카인 등을 분비해 병원균을 제거하는 호중구가 관련된 천식은 스테로이드 약물에 반응을 보이지 않을 뿐만 아니라 항체 치료제가 아직 개발되지 않은 상태이다. 이 때문에 호중구 천식은 난치성 천식이라고도 분류된다. 연구팀은 천식 환자들의 가래와 침, 천식을 유발시킨 동물을 분석한 결과 호중구 천식을 앓는 경우는 골수에서 백혈구를 만드는데 관여하는 것으로 알려진 ‘기도 과립구자극인자’의 농도가 최대 12배 이상인 것으로 확인됐다. 연구팀은 분비된 과립구자극인자가 혈류를 통해 골수로 이동해 호중구 생성을 돕고 이렇게 늘어난 호중구가 다시 호흡기로 이동해 천식을 악화시키는 과정을 반복한다는 사실을 확인했다. 특히 과립구자극인자를 만드는 염증물질이 IL-17A, TNF-α가 기도 상피를 자극해 과립구자극인자 분비를 촉진시킨다는 것도 발견했다. 이 같은 연구결과를 바탕으로 항체를 이용해 IL-17A, TNF-α를 동시에 억제하면 과립구자극인자가 현저히 줄면서 천식반응도 감소하는 것을 확인?다. 이승우 포스텍 교수는 “천식 환자들 중에서 난치성 호중구 천식 환자를 빠르게 구별해 낼 수 있을 뿐만 아니라 치료 단서를 찾아냈다는데 의미가 크다”라며 “이번 발견은 이미 상용화 된 IL-17A와 TNF-α 단일클론항체를 이용하면 난치성 질환인 호중구 천식을 치료할 수 있을 것이라는 단서를 제시하고 있다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

수술 2~3시간→1시간 30분으로 모낭 노출 줄여 머리카락 생착률↑국내 연구진이 모 심는 기계처럼 모낭 10개를 한번에 연속으로 심을 수 있는 기술을 개발했다. 모발이식 수술시간과 비용이 획기적으로 줄어들 전망이다. 한국전자통신연구원(ETRI) 의료IT융합연구실, 경북대병원 모발이식센터 공동연구팀은 모낭 10개를 연속으로 심을 수 있는 연발형 모발이식기를 개발했다고 19일 밝혔다. 모발이식은 대머리 환자들의 뒷머리에서 채취한 모낭을 탈모 부위에 삽입하는 수술법이다. 기존에 사용됐던 모발이식기는 모낭 하나를 식모기에 장착한 다음 두피에 삽입하고서 다시 식모기에 모낭을 장착하는 과정을 되풀이한다. 보통 남성 탈모환자는 한 번 수술할 때 2000~3000개의 모낭을 심는데 ‘모낭 채취-식모기 장착-두피 삽입’까지 6000~9000회 동작을 반복해야 하기 때문에 수술시간은 짧아도 2~3시간, 길게는 6시간이 걸린다. 연구팀이 개발한 연발형 모발이식기에는 바늘 10개가 장착돼 있어 모낭 하나를 이식할 때마다 리볼버 권총처럼 카트리지가 자동으로 회전하며 다음 이식을 가능하게 한다. 한번에 모낭 10개를 연달아 심을 수 있어 수술시간이 30~50%가량 줄일 수 있다. 경북대병원 모발이식센터에선 8차례에 걸친 임상시험도 성공했다. 연구팀은 이앙기처럼 한꺼번에 많은 모낭을 심을 수 있는 기술도 개발 중이다. 김문규 경북대 의대 교수는 “보통 2~3시간 걸리던 수술이 1시간 30분 정도로 줄었다”면서 “모낭이 체외에서 노출되는 시간을 줄임으로써 머리카락의 생착률도 획기적으로 높일 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리 몸 속 세포는 새로 생기는 것도 있지만 수명을 다하고 사라지는 것들도 있다. 그런데 체내 세포조절 과정에 문제가 생기면 없어져야 하는 세포가 계속 살아 남게 된다. 이렇게 죽어야할 운명인 세포들이 모여 엉키면서 만들어지는 것이 암이다. 과학기술이 끊임없이 발달하고 있지만 암이 발생하는 원인에 대해 정확히 밝혀내지는 못한 상태이다. 이 때문에 과학자들은 다양한 암 생성 경로를 추적하고 이를 바탕으로 암세포를 없애기 위한 방법을 찾는 것이다. 이번에는 국내 연구진이 암세포의 보급로를 끊어 없애버리는 방법을 찾아냈다. 연세대 약학과, 연세대 의대 내과, 한국기초과학지원연구원, 국립암센터, 한국생명공학연구원 공동연구팀은 암세포가 영양분으로 삼는 글루타민을 ‘세포 공장’ 미토콘드리아로 전달하는 물질과 경로를 찾아내고 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 메타볼리즘’ 20일자에 발표했다. 암세포는 아미노산 중 글루타민을 식량으로 삼는다. 글루타민은 혈액에 가장 많은 아미노산으로 포도당과 함께 암세포 생존과 성장에 필수적인 것으로 알려져 있다. 문제는 글루타민이 암세포의 미토콘드리아 안으로 어떻게 들어가는지에 대해 아직 밝혀지지 않았다. 과학자들은 세포 공장인 미토콘드리아로 들어가는 경로만 차단하는 것은 전기를 만들어 내는 발전소나 식량공장을 막아버리는 것과 같기 때문에 암세포를 효과적으로 제거할 수 있는 것으로 기대하고 있다.연구팀은 ‘SLC1A5’라는 유전자에서 만들어진 변이체가 미토콘드리아 아미노산 수송체 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. 지금까지 SLC1A5는 세포막까지 글루타민을 수송하는 것으로만 알려져 있었지만 직접 세포공장까지 이동시키는 운반수단이라는 것을 보인 것이다. 또 이 유전자는 저산소 환경에서 특히 활발히 움직이는 것으로 확인됐다. 실제로 동물실험을 통해 해당 유전자가 활발히 활동을 하면 암세포의 에너지 호흡과 포도당 사용이 증가해 암세포가 커지고 쉽게 전이되는 것으로 확인됐다. 특히 췌장암의 경우 이 유전자가 활성화되면 항암제 저항성까지 보이는 것으로 나타났다. 연구팀은 해당 유전자 발현과 변이를 억제한 뒤 관찰한 결과 암 발생과 전이, 확대가 억제되는 것이 관찰됐다. 한정민 연세대 약학과 교수는 “지금까지 연구들은 암세포 신호전달 경로를 억제하는 측면에 주목해 왔는데 저항성이 생기기 쉽다는 한계가 있었다”라며 “이번 연구는 암세포 성장과 생존에 필요한 영양분 자체에 주목해 공략하는 대사적 측면에서 접근했다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국계 영국 발명가 하이럼 스티븐슨 맥심이 1884년 탄환을 일일이 장전할 필요 없이 방아쇠만 당기고 있으면 자동으로 장전, 발사되는 ‘맥심 기관총’을 세상에 내놨다. 기관총의 등장으로 이전과는 완전히 전쟁 양상을 바꿔놓았다. 1차 세계대전이 인류 최악의 전쟁으로 기억되는 이유도 이 기관총이 본격적으로 전장에서 사용되기 시작했기 때문이다. 전쟁의 양상을 바꾼 기관총처럼 국내 연구진이 ‘탈모와의 전쟁’ 양상을 완전히 바꿀 새롭고 획기적인 이식기술을 내놨다. 한국전자통신연구원(ETRI) 의료IT융합연구실, 경북대병원 모발이식센터 공동연구팀은 모낭 10개를 연속으로 심을 수 있는 연발형 모발이식기를 개발해 수술시간을 절반 가까이 줄일 수 있게 됐다고 19일 밝혔다. 머리카락이 하나 둘씩 빠지기 시작하는 탈모증상을 방치할 경우 대머리가 되기 십상이다. 탈모가 이미 진행된 상태에서 치료도 쉽지 않지만 대머리가 된 이후 치료법으로는 모낭을 새로 심는 방법이 거의 유일하다. 이 방법은 대머리 환자들의 뒷머리에서 채취한 모낭을 머리가 빠진 부분에 삽입하는 수술법이다. 문제는 모낭을 심는 것은 머리카락 한 올 한 올, 소위 한 땀 한 땀 수작업으로 해야 하기 때문에 수술시간도 길고 비용도 만만치 않다. 그런데 국내 연구진이 연발권총처럼 카트리지를 바꾸지 않고 모낭 10개를 연속으로 심을 수 있는 기술을 개발한 것이다.기존에 사용됐던 모발이식기는 모낭 하나를 식모기에 장착한 다음 두피에 삽입한 뒤 다시 식모기에 모낭을 장착하는 과정을 되풀이 한다. 보통 남성형 탈모환자 수술 1회에 2000~3000개의 모낭을 심는데 ‘모낭 채취-식모기 장착-두피 삽입’까지 6000~9000회 동작을 반복해야 하기 때문에 수술시간이 짧게는 2~3시간, 길게는 6시간이 걸린다. 연구팀이 개발한 연발형 모발이식기에는 바늘 10개가 장착돼 있어 모낭 하나를 이식할 때마다 리볼버 권총처럼 카트리지가 자동으로 회전하며 다음 이식을 가능하게 한다. 한 번에 모낭 10개를 연달아 심을 수 있기 때문에 식모기 교체 횟수를 10분의 1로 줄이고 수술시간도 30~50% 가량 줄일 수 있다. 실제로 경북대병원 모발이식센터에서 8차례에 걸친 임상시험도 성공해 사용상 결함이나 안전에 문제가 없다는 것을 확인했다. 쉽게 말하자면 지금까지 모발이식 기술은 모내기를 할 때 모를 하나씩 하나씩 모판에서 빼서 심는 것이었다면 10개의 모를 손에 들고 연속으로 심는 식이다. 연구팀은 추가 연구를 통해 많은 모낭을 한 번에 심을 수 있는 기술을 개발 중에 있다. 이앙기를 이용해 한 구역 전체에 빠르게 모를 심는 기술을 개발 중이라는 것이다. 이렇게 되면 모발이식 비용은 물론 이식수술 시간도 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대된다.모발이식 임상시험을 주도한 김문규 경북대의대 교수는 “이번에 개발된 기술을 활용해 2~3시간 걸리던 수술도 1시간 30분 정도로 단축할 수 있었으며 환자의 불편함은 물론 의사의 피로도도 줄일 수 있을 것”이라며 “모낭이 체외에서 노출되는 시간을 줄임으로써 머리카락의 생착률도 높일 수 있는 기술”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr