사람의 장기 중 간(肝)은 70% 정도 잘라내도 되살아나는 탁월한 재생 능력을 갖고 있다. 그렇지만 간을 제외한 대부분의 장기는 그렇지 않다. 특히 폐는 한 번 손상되면 다시 살려낼 수 없어 의료기기에 의존하거나 장기 이식을 해야 한다. 이런 상황에서 미국 컬럼비아대 의대, 스티븐스공과대 생명공학과, 밴더빌트대 심장흉부외과 공동연구팀은 돼지의 손상된 폐를 장기 이식이 가능할 정도로 폐 조직과 기능을 재생하는데 성공했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 지난 8일자에 실렸다. 폐가 질병이나 외상으로 지나치게 손상되면 폐 이식도 사실상 불가능하다. 폐가 심하게 손상되면 위액이나 위에 있는 물질이 폐로 넘어가는 ‘위 호흡’ 현상이 나타나면서 폐의 상피세포가 파괴되는 악순환이 나타나기 때문이다. 연구팀은 이런 위 호흡 현상을 차단하고 이식 수술이 가능할 정도로 폐를 재생하는 방법을 찾아낸 것이다. 연구팀은 5~8개월 된 돼지 8마리에게 심각한 폐 손상을 입혀 위 호흡 현상이 나타나도록 했다. 연구팀은 일시적으로 혈액 순환을 차단해 위 호흡 현상을 막은 다음 항생제를 포함한 여러 종류의 약물을 주입해 손상된 폐 조직과 기능을 되살리는데 성공했다. 이렇게 일부 기능을 되찾은 폐와 정상 돼지의 폐를 외부 교차순환 시스템으로 연결해 자가 호흡 기능을 서서히 회복시킨 다음 이식 수술을 실시하는 것이다. 이번 기술을 활용하면 폐 이식을 위해 확보할 수 있는 시간이 현재 6시간보다 많은 36~56시간에 이르기 때문에 폐 이식 수술 성공률도 높일 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀은 이번에 사용된 장기교차 순환기술은 폐 이외에 심장, 신장 같은 다른 장기의 재생과 이식 수술에도 도움을 줄 수 있을 것으로 전망했다. edmondy@seoul.co.kr

막날개 가진 쥐라기시대 암보프테릭스, 익룡이 새·박쥐로 변하는 과정 알려줘 백악기 중기 육식 공룡 수스키티라누스, 최대 2.7m·41㎏… 대형 티라노의 선조공룡에 대해 가장 잘 아는 사람은 누구일까. 어린이, 그다음으로는 그 부모, 마지막으로 공룡을 연구하는 고(古)생물학자라는 우스갯소리가 있다. 지금은 과학관이나 자연사박물관에서나 볼 수 있는 공룡은 지구의 오랜 역사 속에 살았던 생물 중 가장 큰 몸집을 가지고 있었지만 지금은 멸종해 흔적을 찾아볼 수 없기 때문에 아이들뿐만 아니라 많은 사람들이 열광한다. 일반인들이 공룡에 관심을 갖는 것이 단순한 호기심 때문이라고 한다면 화석으로 예전에 살았던 동식물의 모습, 생활환경 등을 연구하는 고생물학자들에게 공룡은 생물의 진화와 지구 환경변화를 파악할 수 있는 중요한 열쇠이다. 이렇듯 고지구 환경과 생물진화를 파악할 수 있는 새로운 종류의 공룡 화석을 중국과 미국 과학자들이 발견해 주목받고 있다. 중국 과학원 고(古)척추동물·고인류 연구소, 생물진화·환경센터 공동연구팀은 중국 랴오닝성에서 약 1억 6300만년 전인 중생대 2기 쥐라기 시대 중후반기에 살았던 박쥐와 비슷한 형태의 날개를 가진 새로운 수각류 공룡을 찾아내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 9일자에 발표했다. ‘암보프테릭스 론기브라키움’이라고 이름 붙여진 이 공룡은 2015년 4월 중국에서 발견된 익룡(翼龍) ‘이치’와는 비슷한 형태이지만 다른 공룡으로 분류됐다. 이치는 박쥐처럼 깃털이 없는 날개를 가진 비둘기 크기의 공룡으로 현생 조류의 조상으로 추정되고 있다. 이치는 손목 쪽에서 길게 뻗어 나온 뼈로 날개를 지탱하는 모습이 특징이지만 암보프테릭스는 넓고 긴 앞다리 뼈를 갖고 있으며 짧은 꼬리와 뒷다리를 갖고 있고 새와 비슷하지만 막(膜) 날개를 가져 새와 박쥐의 중간 단계 모습을 보인다는 차이가 있다. 특히 깃털이 없는 날개를 갖고 있는 암보프테릭스가 새로 발견됨에 따라 익룡이 어떻게 깃털을 가진 새와 박쥐처럼 깃털이 없는 막 날개 날짐승으로 독립 진화했는지를 알려주는 중요한 발견이라는 평가를 받고 있다.미국 버지니아공과대(버지니아텍) 지구과학과, 유타대 지질학·지구물리학과, 유타대 부설 자연사박물관, LA자연사박물관 공룡연구소, 뉴욕 스토니브룩대 해부학과, 애리조나 주니공룡연구소, 영국 에든버러대 지구과학부 공동연구팀도 미국 뉴멕시코 지역에서 ‘수스키티라누스 하제레’라는 새로운 육식 공룡을 발견했다. 수스키티라누스는 대표적인 육식공룡 티라노사우루스 렉스의 친척뻘인 것으로 밝혀졌다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 생태·진화’ 7일자에 실렸다. 약 9200만년 전인 중생대 3기인 백악기 중기에 살았던 수스키티라누스의 크기는 0.9~2.7m, 몸무게는 20~41㎏ 정도였을 것으로 연구팀은 추정했다. 백악기 후기 지구를 정복했던 티라노사우루스와는 달리 두개골이 작고 길다랗고 다리뼈를 비롯한 몸통 뼈들이 가늘고 가벼운 수스키티라누스는 육식공룡이지만 자신보다 작은 동물들을 잡아먹었을 것으로 연구팀은 보고 있다. 백악기 후기에 등장한 티라노사우루스는 10~13m의 키에 최대 9t에 이르는 몸무게를 자랑했다. 스털링 네스빗 버지니아텍 지구과학과 교수는 “티라노사우루스의 친척으로 알려진 공룡들의 화석이 많이 발견되기는 했지만 티라노사우루스의 등장을 명확히 설명해주지는 못했다”면서 “수스키티라누스는 백악기 후대에 나타난 티라노사우루스와 그 밖의 몸집이 큰 육식공룡들의 진화를 설명해줄 수 있는 중요한 연결고리”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

여전히 5월은 ‘계절의 여왕’으로 불리며 아직 봄기운이 남아 있는 달이라고 표현되곤 합니다. 그렇지만 최근 몇 년 새 날씨를 보면 4월 말부터 기온이 오르기 시작해 5월이 되면 초여름을 방불케 하는 날씨가 이어지곤 합니다. 올해도 어김없이 5월 초 일부 내륙지방에서는 벌써 30도에 육박하는 더위가 찾아왔습니다. 이쯤 되니 “올여름은 얼마나 더우려고 그러나”라는 말이 절로 튀어나옵니다. 매년 여름 찌는 듯한 더위 때문에 발생하는 각종 사건사고는 이제 어느 한 나라만의 일이 아닙니다. 지구 온난화로 인한 기후변화로 지구 평균온도는 꾸준히 상승하고 있고 여름철 폭염은 점점 강도가 세지는 추세가 이어지고 있습니다. 그렇지만 겨울철 귀가 떨어져 나갈 것 같은 혹한이 찾아오면 지구 온난화를 잊는 사람들이 여전히 많습니다. 미국 도널드 트럼프 대통령이 대표적입니다. 트럼프 대통령은 폭염으로 사망자가 속출하고 고온 신기록이 경신될 때는 조용히 있다가 겨울이 돼 폭설이나 혹한이 찾아오면 트위터에 “기후변화는 거짓말”이라는 선동을 일삼고 있습니다. 과학적 분석을 통해 기후변화가 인류를 위협하는 가장 치명적인 문제라는 사실이 밝혀졌는데도 믿지 않는 사람들의 인식을 바꾸는 방법은 없을까요. 미국 노스캐롤라이나주립대 관광경영학과, 생물보존학과, 과학교육학과, 산림환경자원학과 공동연구팀은 설문 조사와 행동 실험을 통해 아이들에게 기후변화 관련 교육을 시키는 것이 부모들의 인식을 바꾸는데 효과적이라는 사실을 밝혀냈습니다. 이 같은 연구 결과는 환경 분야 국제학술지 ‘네이처 기후변화’ 7일자에 실렸습니다. 연구팀은 중학교 과학교사들의 도움을 받아 초등학교 6학년~중학교 2학년 학생 238명과 학부모 292명(54가구는 부모 모두 응답 참여)을 대상으로 기후변화에 대한 관심도가 아이들 교육 전, 후에 어떻게 바뀌는지 실험했습니다. 학부모들의 연령대는 29~84세로 청년층에서 노년층까지 다양한 것으로 조사됐습니다. 연구팀은 학생 72명(학부모 93명)에게는 기후변화 관련 수업을 듣지 않도록 하고 166명의 학생(학부모 199명)에게는 기후변화 수업을 1년 동안 듣도록 했습니다. 설문조사 각 항목은 -8점(전혀 상관없음)~0점(무관심)~+8점(매우 우려됨), 17점 척도로 표시하도록 했습니다. 그 결과 기후변화 관련 수업을 들은 학생들은 이전보다 평균 2.78점, 학부모들은 3.89점이 증가해 기후변화에 대한 관심과 우려가 커진 것으로 나타났습니다. 특히 기후변화에 대한 우려는 트럼프 대통령을 지지하는 보수주의자, 딸을 가진 부모, 아빠들 세 그룹에서 두드러지게 상승했습니다. 이들 그룹은 각각 평균 점수보다 높은 4.77점, 4.15점, 4.31점씩 올랐다고 합니다. 연구팀은 이번 연구에 대해 “기후변화 같은 환경이나 과학적 이슈에 대한 부모의 행동과 입장에 아이들이 영향을 미칠 수 있다는 것을 보여준 첫 번째 실험연구 결과”라면서 “의사소통을 용이하게 할 수 있는 도구만 주어진다면 자녀와 부모가 정보를 공유하고 부모를 변화시킬 수 있다는 것을 보여준 사례”라고 평가했습니다. 이번 연구처럼 공교육에서 토론을 위한 주제 제시, 자식 세대와 부모 세대의 합리적 토론 유도라는 방식을 활용한다면 현재 사회적 문제가 되고 있는 가짜뉴스나 유사과학의 폐해도 해결할 수 있지 않을까 하는 생각이 들었습니다. edmondy@seoul.co.kr

한국이 미국과 손잡고 달 착륙선에 실리는 탑재체를 개발한다. 한국천문연구원은 7일 오전 미국항공우주국(NASA)과 달 착륙선 탑재체 공동개발을 위한 합의문을 체결했다. 나사는 2024년 우주인 달 착륙을 준비하기 위해 2020년부터 민간 달착륙선 9기 이상을 차례로 발사해 달 표면에서 과학 탐사를 추진할 계획이다. 이를 위해 민간 달착륙선 본체는 미국 기업이 제작하고 본체에 실리는 각종 장비를 포함한 탑재체는 나사가 주도해 미국기업과 국제협력으로 만들어진다. 이번에 공동 개발하는 탑재체는 달 표면과 주변 환경을 심층조사하는 장비들이다. 이번 합의문 체결로 한미 양국은 실무그룹을 구성해 나사의 민간 달착륙선 사업의 과학탑재체 공동연구와 활용방안을 포함한 달 궤도 과학연구 협력을 논의하게 된다. 실무그룹에는 미국측은 나사가 참여하고 한국측은 천문연구원이 대표로 해 한국항공연구원, 한국건설기술연구원, 한국지질자원연구원, 한국과학기술연구원(KIST) 등 관련 연구기관이 참여한다. 그러나 아직 달 탐사선에 탑재체 개발에 필요한 연구개발 비용은 내년도 예산에 아직 포함돼 있지 않은 상태다. 과학기술정보통신부 최원호 거대공공연구정책관은 “나사와의 민간 달착륙선 협력은 우리나라 우주탐사능력을 개발할 수 있는 중요한 기회”라며 “이번 협력을 시작으로 앞으로 나올 국제 공동 우주탐사 프로젝트에 적극 참여하고 우주기술에 대한 투자를 확대해 한국 우주개발 역량을 지속적으로 강화할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

계절의 여왕이자 여름의 초입인 ‘5월’이 되면서 점점 날씨가 더워지면서 시원한 바닷가를 찾는 사람들이 늘고 있다. 여름이 가까워오면서 바닷물이 따뜻해지고 더군다나 지구온난화로 바닷물이 따뜻해지면서 바다에 불청객들이 늘고 있다. 바로 ‘해파리 떼’이다. 한반도 주변에는 노무라입깃해파리가 늘고 있는데 해파리에 쏘이게 되면 발진과 통증 , 가려움이 생기고 심할 경우는 호흡곤란과 쇼크로 인해 사망에 이르기까지 한다. 특히 호주를 중심으로 태평양 일대에 분포해 있는 상자해파리는 가장 강력한 독을 갖고 있어 쏘이면 몇 분 내에 사망할 수도 있는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 상자해파리가 번식하는 경우는 해수욕장을 폐쇄하기도 하기도 한다. 그런데 호주 시드니대 생명환경과학부, 가반의학연구소, 뉴사우스웨일스대 성빈센트의대, 제임스쿡 분자개발치료센터, 국립열대보건의학연구소, 중국 중산대 제약과학부 공동연구팀이 상자해파리 독이 세포 내로 침투하는 메커니즘을 밝혀내고 크리스퍼 유전자 가위기술을 이용해 해파리 독성 해독제 개발 가능성을 확인했다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호(5월 1일자)에 실렸다.연구팀은 살아 있는 상자해파리를 바닷물에 담궈 촉수에 있는 자세포를 채취한 다음 이것들을 파괴해 방출된 독을 동결 건조했다. 연구팀은 백혈병 환자에게서 채취된 골수세포를 크리스퍼 유전자 가위를 이용해 수백만 개의 다양한 골수세포로 만들었다. 보통 골수세포는 유전적 세포선별검사에 많이 활용된다. 연구팀은 동결 건조된 해파리 독을 골수세포에 투입해 해파리 독에 파괴되지 않는 세포들을 찾아냈다. 독으로 파괴된 세포와 그렇지 않은 세포의 DNA를 분석해 그 유전자가 만드는 단백질이 무엇인지를 분석한 것이다. 그 결과 연구팀은 해파리 독이 겨냥하는 유전자가 4개라는 사실을 확인했다. 연구팀은 기존 약물들 중에 해파리 독이 영향을 미치는 유전자를 보호할 수 있는지를 찾아봤다. 그 결과 두 개의 약물이 인간 골수세포와 생쥐 적혈구 세포를 해파리 독에서 보호해준다는 사실을 알아냈다. 그 다음 강력한 해파리 독을 생쥐에게 주입한 다음 보호 약물을 주입한 결과 통증과 조직괴사, 상처 등을 막아주는 것을 관찰할 수 있었다. 그레고리 닐리 시드니대 교수는 “250개 이상의 단백질로 구성된 해파리 독을 하나의 약물로 차단할 수 있다는 사실을 확인해낸 것이 이번 연구의 가장 큰 성과”라며 “추가 연구를 통해 이번에 찾아낸 해독제 후보물질이 해파리 독으로 인한 쇼크나 심장 마비까지 막을 수 있는지 확인해 볼 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 2일은 르네상스 이탈리아가 배출한 최고의 천재 레오나르도 다빈치(1452~1519)가 죽은 지 500년이 되는 날이었다. 서거 500주년을 맞아 미국의 전기작가 월터 아이작슨이 펴낸 평전 ‘레오나르도 다빈치‘가 최근 출간되면서 그의 삶과 창의력에 대한 관심이 높아지고 있다. 다빈치 최후의 작품이자 최고의 작품 중 하나로 꼽히는 ‘모나리자’가 미완성으로 남은 것에 대해서는 많은 예술사가들이 주목해 해석을 남겼는데 그의 게으른 천성 때문이라고 이야기됐지만 2005년 이탈리아 리오나르도박물관 연구진이 다빈치의 초상화를 분석한 결과 그의 게으름 때문이 아니라 말년에 뇌졸중이나 4, 5번째 손가락이 펴지지 않고 오그라들며 마비증상이 생기는 듀피트렌 증상 때문이라고 밝히기도 했다. 그런데 이탈리아 로마 빌라살라리아클리닉 성형외과, 폰테데라병원 신경외과 공동연구팀은 다빈치의 말년 작품들과 그의 기록, 전기 등을 분석한 결과 다빈치는 말년에 뇌졸중이 아닌 외상으로 인한 신경 손상을 앓아 작품활동이 어려웠다고 5일 밝혔다. 이 같은 분석결과는 의학분야 국제학술지 ‘영국 왕립의학회 저널’ 4일자에 실렸다. 이번 연구를 주도한 빌라 살라리아 다비드 라쩨리 박사팀은 2016년에도 르네상스 시대 또다른 예술가인 미켈란젤로의 작품과 초상화를 분석한 결과 손에 심각한 관절염을 앓았을 것이라는 연구결과를 ‘영국 왕립의학회 저널’에 발표하기도 했다. 연구팀은 16세기 화가 지오반 암브로시오 피구오가 그린 다빈치의 초상화와 다빈치와 동시대 인물인 마르칸토니오 라이몬디라는 작가가 남긴 다빈치의 연주하는 모습, 다빈치의 기록과 전기 등을 분석했다. 연구팀은 피구오가 그린 초상화에서 다빈치의 오른팔이 뻣뻣하고 수축된 모습으로 붕대처럼 접은 옷 안으로 들어가 있는 모습에 주목했다.일반적으로 뇌졸중 후 나타나는 근육경련에서는 손이 접혀 쥐어지게 되지만 다빈치의 손은 갈고리처럼 손가락이 휘어져 있는데 이는 척골신경마비로 인해 나타나는 증상이라고 연구팀은 설명했다. 척골신경마비는 질병이나 외상으로 인한 신경손상으로 인해 손에 힘이 빠져 손을 쥐는 힘이 떨어지고 4, 5번째 손가락에 감각상실이 나타나는 동시에 손가락의 움직임이 제멋대로 움직이게 되는 증상이다. 오랜 시간이 지나면 동물의 발톱처럼 손가락이 휘어져 고정되는 것으로 알려져 있다. 다비드 라쩨리 박사는 “모나리자를 포함한 많은 그림이 미완성으로 남겨지기는 했지만 말년에 여전히 제자를 가르치고 함께 그림을 그리고 많은 메모를 남긴 것을 보면 뇌졸중의 특징이라고 하는 반신불수나 지적 기능저하나 언어장애 등이 나타나지 않았다”라며 “프랑스에서 사망했을 때 급성 심혈관 질환이 사망원인이었을 수 있지만 이번 연구결과를 보면 뇌졸중과는 상관없을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“기쁘다 오늘날 오월 일일은/우리들 어린이의 명절날일세/복된 목숨 길이 품고 뛰어노는 날/오늘은 어린이의 날” 소파 방정환(1899~1931) 선생이 1925년 5월 1일 제3회 어린이날을 맞아 지은 ‘어린이날’ 노래 1절입니다. 며칠이 지나면 아이들이 손꼽아 기다리는 ‘어린이날’입니다. 소파 선생이 처음 사용한 ‘어린이’라는 단어에는 어린아이들을 하나의 인격체로 존중해 줘야 한다는 존대의 뜻이 담겨 있습니다. 요즘 뉴스를 보면 어린이들을 인격체는커녕 생명이 없는 물건처럼 막 대하는 듯한 사건들이 너무 많습니다. ‘꽃으로도 때리지 말라’는 말처럼 아이들을 왜 소중하게 대해야 하는지에 대한 연구 결과는 넘쳐납니다. 캐나다 맥길대 실험심리학과 연구팀은 1986~2012년 여름 캠프에 참여한 5~13세 저소득층 남녀 어린이 2292명을 대상으로 가정과 사회에서 어떻게 양육되고 있는지에 대한 추적 조사를 해 2015년 ‘미국의학협회 정신과학저널’에 발표했습니다. 조사 결과 협박, 조롱, 무시, 창피와 같은 감정적 폭력이 물리적 폭력이나 방치보다 더 많은 것으로 나타났습니다. 이런 감정적, 언어적 폭력은 물리적 폭력을 받았을 때와 똑같은 뇌 부위가 자극되고 뇌에 미치는 악영향은 더 심각하다고 합니다. 어린 시절 정신적 상처가 다양한 트라우마로 연결되는 사례도 다수 발견됐다고 합니다. 캐나다 브리티시 컬럼비아대 의대와 미국 하버드대 공중보건대 공동연구팀은 어린 시절 받은 학대는 DNA에 그대로 각인돼 다음 세대로 유전될 가능성이 높다는 연구 결과를 뇌과학 분야 국제학술지 ‘중개 정신의학’에 지난해 발표했습니다. 학대로 인해 특이하게 변형된 DNA는 자손들에게 영향을 미쳐 각종 정신질환을 유발할 가능성이 높아진다는 것입니다. 아이들을 위한다고 하면 어른들은 거창하고 물질적인 것을 떠올리기 십상입니다. 그렇지만 미국 콜로라도대 의대, 노스캐롤라이나대, 펜실베이니아주립대 연구진이 지난해 의학 분야 국제학술지 ‘국제 비만학’에 발표한 연구에 따르면 아이들을 위하는 일은 그리 어렵지 않습니다. 아이들과 하루 30분 이상씩만 함께한다면 아이들의 자아 통제력이 생겨 자기학습 능력이 높아지고 비만까지 막을 수 있다고 합니다. “어린이는 나무와 똑같다”고 합니다. 믿어 주는 만큼 쑥쑥 자란다는 말입니다. 그렇지만 어른들은 자신도 모르게 아이들에게 상처를 줄 때가 많습니다. 또 보호한다는 명목하에 아이들의 일거수일투족을 간섭하고 통제하려고도 합니다. 과학은 상처받거나 과잉 보호 받은 아이들이 많은 사회의 미래는 결코 밝지 않다는 것을 보여 줍니다. 방정환 선생이 1923년 1회 어린이날에 발표한 ‘어린이날의 약속’을 통해 어린이날의 의미를 되새기는 5월이 됐으면 합니다. “어린이의 생활을 항상 즐겁게 해 주십시오. 어린이는 항상 칭찬해 가며 기르십시오. 어린이의 몸을 자주 주의해 살펴주십시오. 희망을 위하여, 내일을 위하여 다 같이 어린이를 잘 키웁시다.” edmondy@seoul.co.kr

저산소 환경 적응 돕는 EPAS1 보유 호모사피엔스와 교배로 유전자 전수 히말라야 원주민 원활한 활동에 기반 20세기 초 북극점과 남극점이 미국과 노르웨이 탐험가들에게 차례로 정복됐다. 탐험가들이 다음으로 관심을 가진 곳은 세계에서 가장 높은 산(약 8848m)인 에베레스트였다. 특히 ‘해가 지지 않는 나라’ 영국은 북극점과 남극점 첫 정복을 다른 나라들에 빼앗기자 가장 높은 산 최초 정복으로 눈을 돌렸다. 1920년대부터 도전했지만 쉽게 열리지 않았던 최정상 정복은 1953년 존 헌트가 이끄는 9차 원정대에 의해 이뤄졌다. 에베레스트 정상에 첫 발을 내디딘 사람은 에드먼드 힐러리경과 셰르파 텐징 노르가이였다. 그 이후 셰르파는 히말라야 등반에는 없어서는 안 될 등산 안내자로 자리매김하게 됐다. 과학자들은 셰르파들이 고산 지역에서 쉽게 적응하게 된 이유를 찾아나섰지만 명쾌한 답을 내놓지는 못해 왔다. 그런데 다양한 국적의 인류학자와 생물학자들이 셰르파들의 고산 지역 생존 열쇠는 고(古)인류에게 물려받은 유전자 덕분이라는 사실을 밝혀냈다. 중국 과학원, 독일 막스플랑크 진화인류학연구소와 함께 덴마크, 대만, 미국, 영국, 오스트리아, 프랑스 8개국 14개 대학 및 연구기관이 참여한 국제공동연구팀은 티베트 고원에 있는 한 동굴에서 최초로 데니소바인의 턱뼈를 발견하고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 5월 2일자에 분석 결과를 발표했다.현존하는 인류는 호모사피엔스 1종뿐이지만 5만~6만년 전까지만 해도 유럽과 서아시아 지역에는 네안데르탈인, 시베리아와 동남아시아 지역에는 데니소바인 등 최소 3종의 인류(호미닌)가 함께 살았다. 그러다 네안데르탈인은 5만년 전부터, 데니소바인은 4만년 전부터 서서히 사라져 멸종했다. 인류 진화 연구에서 가장 앞선 막스플랑크 진화인류학연구소 연구팀은 약 10만년 전 네안데르탈인과 현생인류의 교배가 있었음을 2016년에 밝혀냈고, 지난해에는 약 39만년 전 네안데르탈인과 데니소바인 사이에서도 교배가 있었다는 증거를 찾아냈다. 이번에는 중국 과학원 고산생태학연구소와 함께 티베트 고원에서 16만년 전 살았던 데니소바인 턱뼈를 발견한 것이다. 이번 분석에 사용된 턱뼈는 1980년 티베트 불교 승려가 중국 란저우대 인류학과에 기증한 것으로 박물관에 보관돼 있다가 2016년이 돼서야 방사선 동위원소 연대 측정과 단백질 분석 등 본격적인 연구가 시작돼 이번에 데니소바인의 뼈로 확인된 것이다. 데니소바인은 2008년 러시아와 몽골 국경 근처 시베리아 남부 데니소바 동굴에서 처음 발견된 새끼손가락뼈를 DNA 분석으로 발견해 낸 인류다. 데니소바 동굴은 고도 700m에 위치했지만 이번에 새로 확인된 데니소바인은 중국 샤허현에 있는 고도 3280m의 바이시야 카르스트 동굴에서 발견됐다. 이번처럼 높은 고도에서 고인류 종의 흔적이 발견된 것은 처음이라고 연구팀은 밝혔다.연구팀은 단백질 분석을 통해 티베트 데니소바인이 시베리아 데니소바인과 유전적으로 매우 밀접한 것으로도 확인했다. 셰르파, 티베트인 같은 히말라야 고산 지역에 거주하는 현대인들의 게놈에는 저산소 환경에서 적응을 돕는 EPAS1이 발견됐는데, 이는 데니소바인에게서 유전된 것이라고 연구팀은 설명했다. 막스플랑크 진화인류학연구소 장 자크 후블랑 인류진화학 교수는 “이번 연구를 통해 데니소바인이 시베리아 지역에서 남하해 티베트 고원 지역에 자리잡은 다음 뒤늦게 이 지역으로 진출한 현생 인류인 호모사피엔스와의 교배를 통해 고산 지역의 저산소 환경에 적응할 수 있는 유전자를 남겼다고 봐야 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 사람의 머리카락을 이용해 기존 습도계보다 더 정확하게 공기중 습도를 측정할 수 있는 방법을 개발해 주목받고 있다. 카이스트, 한국과학기술연구원(KIST), 미국 버팔로대 공동연구팀은 사람의 머리카락 일부분을 이용한 기계공진기를 개발해 정밀하게 습도를 계측할 수 있는 방법을 개발했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 센서분야 국제학술지 ‘센서스 앤드 액추에이터스’ 최신호(4월 23일자)에 실렸다. 머리카락은 주변 습도 변화에 따라 길이가 변하는 특징 덕분에 습도 감지에 오랫 동안 쓰여왔다. 머리카락 주성분인 케라틴 단백질이 습도에 따라 팽창하는 성질 때문으로 상대습도가 0%에서 100%로 증가할 때 약 2% 정도 길이가 늘어나는 것으로 알려져 있다. 문제는 머리카락의 길이에 따른 습도 측정은 반응 속도가 느리고 지속적으로 수치를 보정해야 하기 때문에 정밀한 계측 수단으로 활용되지 못한다. 이에 연구팀은 머리카락으로 기계공진기를 만들어 머리카락의 길이가 아닌 물체 고유의 진동수인 공진 주파수를 측정했다. 이번에 개발된 기계공진기는 머리카락을 기타 줄처럼 팽팽하게 고정한 뒤 광학적 측정을 위해 금을 입힌 뒤 레이저를 이용해 공진 주파수를 측정해 정밀 습도계로 활용할 수 있도록 한 것이다. 이번 기술은 습도가 증가하면 머리카락의 길이가 길어지면서 머리카락 공진기 내부 인장력이 감소되고 동시에 공진 주파수가 줄어드는 경향을 이용했다. 습도 증가는 공진기의 관성을 변화시켜 공진 주파수 감수에 영향을 미치는 원리를 활용했다. 이정철 카이스트 기계공학과 교수는 “평소 쓸모없는 생활 쓰레기로 버려지는 짧은 머리카락을 이용해 습도를 정밀하고 빠르게 측정할 수 있는 센서를 만든 친환경 연구”라며 “이번 기술을 활용하면 머리카락 물성에 영향을 미치는 다른 요소를 측정해 건강상태와 질병 분석 등 다양한 센서를 만들 수 있을 것으로 기대한다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

가천대학교와 가천대 길병원, 환경센서 전문 업체 엔아이디에스(NIDS)는 29일 길병원 본관 회의실에서 의료 서비스 모델 발굴과 공동연구를 위한 업무협약(MOU)을 체결했다고 밝혔다. 이번 협약을 통해 길병원과 가천대의 스마트 헬스케어 등 응용 소프트웨어 기술과 엔아이디에스의 미세먼지 측정 및 헬스센서 기술을 접목하고 상호 정보교류 및 협력을 강화해 나가기로 했다. 세 기관은 이를 기반으로 ▲개인 공기질 관리서비스를 받는 호흡기질환 환자의 증상개선과 서비스 ▲실내공기질 환경조절과 숙면과의 상관관계 모니터링 기술 사업화 ▲스마트링을 이용한 건강관리 모니터링 및 응용확대 ▲병원내 실내 공기질 관리 기술 개발과 환자 쾌적-안전지수 개발 ▲대기 중 바이오 에어로졸 모니터링 기술 개발 등을 추진하기로 했다. 엔아이디에스는 먼지센서 전문기업으로 가천대 GRRC(경기도 지역협력연구센터) 사업과 컴퓨터공학과 연구팀의 ‘실내 초미세먼지의 빅데이터 분석과 딥러닝 기반의 예측연구’ 에도 참여하고 있어 이번 협약을 통해 더욱 효과적인 연구가 가능할 것으로 기대된다. 황보택근 가천대 연구산학부총장은 “가천대, 길병원, 엔아이디에스의 장점을 결합한 삼각 협력을 통해 공기질 관리 기술 개발에 앞장서겠다.”며 “이번과 같은 산학협력을 지속적으로 추진해 우리 사회 미래 먹거리 개발과 인재양성에 기여하겠다”고 밝혔다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

1918년 초여름 프랑스에서 주둔하던 미군 병영에서 때아닌 독감환자가 발생했다. 일반적인 감기증상과 비슷해 보여 별로 주목을 끌지 못했지만 그해 8월 첫 사망자가 발생했다. 이 때부터 빠르게 퍼지기 시작해 유럽을 휩쓸었고 1차세계대전에 참전했던 미군들의 귀환으로 미국까지 확산됐다. 1918년부터 1920년까지 2년 동안 전세계에서 2500만~5000만명이 죽었고 3·1만세운동이 일어나기 직전 겨울부터 1919년까지 740만명이 감염됐고 이 중 14만명이 사망했다. 14세기 유럽을 휩쓸었던 페스트로 인한 사망자보다 더 많은 사망자가 발생해 인류 최악의 재앙으로 불리며 전 세계를 공포에 떨게 만든 바로 ‘스페인 독감’이다. 문제는 발병 당시 바이러스를 분리해 보존하는 기술이 없어 정확한 원인은 밝혀지지 않고 있지만 2005년 미국 연구팀이 어렵게 스페인독감 바이러스를 분리해 A형 독감의 일종이었다는 사실을 밝혀냈지만 강한 독성의 원인과 메커니즘이 밝혀지지는 않았었다. 이런 가운데 연세대 생명공학과 성백린 교수, 건국대 의학전문대학원 김균환 교수 공동연구팀이 스페인 독감의 독성 원인과 메커니즘을 규명했다고 29일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘엠보저널’ 최신호(4월 12일자)에 실렸다.연구팀은 스페인 독감 바이러스를 구성하고 있는 단백질 중 ‘PB1-F2’에 돌연변이가 있다는 것에 주목했다. 이를 분석한 결과 돌연변이 PB1-F2 단백질이 인체의 항바이러스 역할을 하는 인터페론 베타를 차단해 사망에 이르게 할 정도로 바이러스의 독성을 증가시킨다는 것을 밝혀냈다. 구체적으로는 돌연변이 PB1-F2 단백질은 인터페론 신호전달에 관여하는 필수단백질인 DDX3를 분해시켜 인터페론 베타가 분비되는 것을 막는다. 또 연구팀은 PB1-F2 단백질의 68번째와 69번째 아미노산에 생긴 돌연변이가 이러한 특징을 결정짓는 중요한 요소라는 사실도 확인했다. 김균환 건국대 교수는 “이번 연구는 스페인 독감의 새로운 병인 기전을 밝혀낸 것으로 새로운 형태의 고(高)위험성 인플루엔자 치료제 개발에 응용될 수 있을 것”이라며 “특정 위치의 돌연변이가 스페인 독감 같은 고위험성 바이러스를 만들어낸다는 것을 알아낸 만큼 이런 고위험군 바이러스를 조기엑 검출하고 예측할 수 있는 새로운 방법도 찾아낼 수 있을 것”이라고 말했다. 성백린 연세대 교수도 “스페인 독감은 인류가 경험한 감염성 질환 중 최악의 사례로 최근 스페인 독감과 유사한 유전적 변이와 중증 감염을 유발시키는 바이러스들이 나타나고 있는 상황에서 이번 연구는 매우 중요한 의미를 갖는다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

폐암은 일반적으로 오랜 시간 흡연을 한 사람들이나 석면 같은 물질에 지속적으로 노출되는 직업을 갖고 있는 경우에 많이 나타나는 것으로 알려져 있다. 그런데 최근들어 평생 담배를 거의 입에 대지 않은 사람들도 폐암이 발생해 사망하는 경우가 늘고 있다는 통계가 속속 나오고 있다. 영국 연구진이 분석한 결과 이 같은 현상은 간접흡연이나 초미세먼지와 같은 대기오염이 원인인 경우가 많다는 연구결과를 발표해 충격을 주고 있다. 영국 공중보건국(PHE) 보건예방및의학부, 국립암등록분석본부, 런던대 의대 암센터, 레스터대 부설 글렌필드병원, 케임브리지대 부설 애든브룩스병원 공동연구팀은 평생 담배를 피우지 않은 사람들의 폐암으로 인한 사망률이 늘어나고 있다는 분석결과를 28일 발표했다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘영국 왕립의학회지’ 26일자에 실렸다. 연구팀은 영국 내 보건의료 데이터를 종합해 분석한 결과 평생 흡연 횟수가 100번 이하로 거의 담배를 피우지 않았는데도 폐암에 걸려 사망하는 환자는 연간 6000여명에 이르러 림프종(5200명), 백혈병(4500명), 난소암(4200명), 자궁경부암(900명)으로 사망하는 사람보다 많다고 밝혔다. 비흡연자들 중에 폐암에 걸리는 경우는 생각보다 흔하고 점점 증가추세에 있다고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 비흡연자 중 폐쇄된 공간에서 요리를 하거나 간접 흡연에 쉽게 노출되는 여성들의 폐암 발병 확률은 남성 비흡연자들에 비해 더욱 높다고 분석했다.PHE 보건예방및의학부를 이끌고 있는 폴 코스포드 교수는 “흡연이 여전히 폐암 발병의 주요한 원인이 되고 있지만 최근 들어 실내외 공기오염이 폐암의 새로운 원인으로 떠오르고 있음을 분명히 인식해야 할 것”이라고 말했다. 마이클 피크 런던대 의대 교수도 “평생 거의 흡연을 하지 않은 사람들에게도 폐암이 발생할 수 있는 환경이 되고 있다는 사실에 정부가 주의를 기울여야 한다”라며 “간접흡연을 차단하기 위해 거리 흡연을 완전 금지하고 대기오염을 줄이기 위해 자동차 공회전을 막는 등 대기질 개선을 위한 정부의 신속한 조치들이 환경 보호 뿐만 아니라 공중 보건을 위해 반드시 필요하다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘이산화탄소’는 지구온난화를 일으켜 기후변화를 가져오는 주범으로 꼽히는 대표적인 물질이다. 이 때문에 대기 중 이산화탄소를 줄이고 유용한 화합물로 변환시키는 연구들이 활발히 진행되고 있다. 카이스트 화학과 송현준 교수, 기초과학연구원(IBS) 나노물질 및 화학반응 연구단, 독일 베를린 기술대 화학공학과 공동연구팀은 이산화탄소를 화학산업 분야에서 기본물질로 쓰여 ‘산업의 쌀’이라고 불리는 에틸렌으로 70% 이상 변환시킬 수 있는 전기화학적 나노촉매를 개발했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학분야 국제학술지 ‘미국 화학회지’ 최신호(4월 18일자)에 실렸다. 에틸렌은 원유를 정제해 나프타를 분리시킨 다음 나프타를 다시 정제해 얻는 물질로 다양한 석유화합물로 가공될 수 있기 때문에 ‘산업의 쌀’이라고 불린다. 연구팀은 태양광이나 풍력으로 만들어지는 신재생 전기에너지를 활용해 이산화탄소 변환기술을 개발했다. 온실가스인 이산화탄소를 신재생 전기에너지를 이용해 산업에 유용한 물질로 전환시키기 때문에 에너지와 환경 문제를 함께 해결할 수 있다는 장점이 있다. 기존에도 이 같은 시도들은 있었지만 이산화탄소 변환을 위한 촉매의 효율이 떨어지고 중간에 혼합 생성물들이 만들어져 이들을 따로 분리시켜야 하는 공정이 필요하다는 단점이 있었다.연구팀은 구리(Ⅰ)산화물 육면체 나노입자를 합성한 다음 산화시켜 가지 형태의 구리(Ⅱ)산화물 나노입자로 만들었다. 이를 탄소 지지체 표면에 담아 구리산화물-탄소 전극물질로 만들었다. 이를 중성 탄산수 수용액 전해질에서 반응시킨 결과 이산화탄소를 70% 이상 에틸렌으로 전환시키는데 성공했다. 또 연구팀은 부산물이 만들어지는 것을 억제하기 위해 구리산화물이 전기에너지에 의해 환원될 때 작은 결정 크기를 갖도록 유도했다. 그 결과 현재까지 개발된 나노입자 촉매 중에서는 가장 높은 안정성과 효율성을 보였다. 카이스트 화학과 송현준 교수는 “이번 연구는 나노수준의 촉매디자인이 고효율 에너지 제조 촉매 개발에 필수적이라는 사실을 보여준 것”이라며 “이번 기술을 발전시키면 다양한 에너지 제조와 저장 반응에도 이용할 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

경기 김포시는 접경지역 발전사업과 정책을 논의하기 위한 ‘접경지 균형발전 공동연구위원회’가 발대식을 갖고 공식 출범했다고 27일 밝혔다. 발대식에서 정하영 접경지역 시장·군수협의회 회장은 “지난 70여년간 접경지역 주민들은 각종 규제에 묶여 재산상 큰 피해를 입었다. 남북 평화시대를 맞아 접경지역은 한반도 통일경제의 핵심지역이 될 것”이라며 “공동연구위원회를 통해 한반도 신경제 지도를 만들어내자”고 15개 시·군을 대표해 인사말을 했다. 이어 정 시장은 “그러나 접경지 지자체별로 평화와 관련한 사업·정책이 쏟아지면서 난개발과 혼란이 예상돼 접경지역시장군수협의회에서 조정·대안을 모색하고 있다“며, ”이 중요한 시기에 정부와 당 차원에서 접경지 균형발전 정책과 사업을 논의할 공동연구위원회가 출범하게 됐다”고 말했다. 또 “공동연구위원회를 통해 한 자리에서 허심탄회하게 발전방향을 논의했으면 좋겠다”고 덧붙였다. 이날 공식 출범한 ‘접경지 균형발전 공동연구위원회’는 지난 8일 대통령직속 국가균형발전위원회가 인천시· 경기도· 강원도 등 3개 광역지자체와 ‘접경지 균형발전 공동연구 업무협약’을 체결한 데 따른 것이다. 송재호 위원장은 업무협약식에서 “분단 이후 중첩된 규제 등으로 인해 발전의 기회를 희생당해 온 지역 주민들에게 접경지 균형발전에 대한 정부의 의지를 표현하고, 지역의 수요에 기반한 종합적이고 합리적인 정책을 수립하기 위한 노력”이라고 의미를 설명한 바 있다. 이날 발대식을 갖고 공식 출범한 ‘접경지 균형발전 공동연구위원회’에는 인천시와 경기도·강원도 등 3개 광역지자체와 김포시를 비롯해 고양·파주·양주·포천·동두천·연천(이상 경기도), 춘천·철원·화천·양주·인제·고성(이상 강원도), 옹진·강화(이상 인천시) 등 접경지 15개 기초지자체, 인천연구원, 경기연구원, 강원연구원 등이 참여했다. 발대식에서 정하영 시장을 비롯한 15개 기초자치단체장들과 국가균형발전위원회 정책소통국장은 공동연구위원으로, 인천·경기·강원 3개 연구원 부원장은 전문위원으로 위촉됐다. 발대식에 이어 경기연구원 주관으로 ‘남북교류협력을 위한 접경지역 지자체 거버넌스 구축 방안 토론회’가 진행됐다. 토론회에서 더불어민주당 지방혁신균형발전추진단 접경지역분과위원장인 윤후덕(파주시) 의원은 “지난해 역사적 판문점 선언을 비롯한 남북관계 개선 노력으로 한반도에 새로운 평화시대가 열리면서 접경지역 발전 기대감이 높아졌다”고 말했다. 이어 “남북 경제공동체 실현을 추진하는 데 접경지역이 중요한 역할을 할 수 있도록 접경지역에서 새로운 성장동력을 찾아야 한다”고 말했다. 또 윤 의원은 “접경지역 경제를 활성화시키려면 끊임없는 연구와 지자체와 협력, 국가 차원의 투자지원제도가 절실히 필요하다”며 “이는 남북 평화시대를 맞이해 우리가 나아가야 할 시대적 소명”이라고 강조했다. 정해구 대통령직속 정책기획위원회 위원장은 “그동안 제약받아 오던 접경지역이 이제 새로운 발전의 희망을 갖게 됐다”며 “접경지역을 미래 남북통합 시대의 명품지역으로 만들자”고 강조했다. 이명선 기자 mslee@seoul.co.kr

김정은 북한 국무위원장과 블라디미르 푸틴 러시아 대통령의 블라디보스토크 정상회담이 25일 종료돼 김 위원장은 평양으로, 푸틴 대통령은 중국에서 열리는 일대일로 정상포럼 참석차 베이징으로 갔다. 서울신문 평화연구소는 26일 오전 북러 정상회담의 의미와 문재인 대통령이 제안한 남북 정상회담 개최 전망에 대해 양무진 북한대학원대학교 교수에게 들어봤다. 北은 경제, 러는 비핵화에 방점 찍은 회담 Q: 북러 정상회담이 공동성명이나 공동기자회견 없이 끝났다. 그럼에도 국제사회에 던지는 메시지는 분명했다. A: 과거 경험을 봤을 때 북중, 북러 정상회담에서 공동성명을 발표한 사례가 없다. 사회주의권의 전통을 따르고 있는 것이다. 그럼에도 불구하고 김정은 위원장이 러시아 언론의 스탠딩 인터뷰에 응했다든지 조선중앙통신이 회담 결과를 신속히 보도하는 등 북한이 변하는 모습을 보이고 있다. 내용을 들여다 보면 북한은 경제에, 러시아는 비핵화에 방점을 뒀다. 경제와 관련해서는 북러가 심도있는 논의를 하고 접점을 찾은 듯하다. 밖으로 드러난 것은 비핵화와 북한의 체제보장이다. 대남 조직 정비, 북러회담으로 남북 정상회담 응할 것 Q: 북러 정상회담 이후에도 김정은 국무위원장의 대미국 자세는 변하지 않을 것 같다. 남북 정상회담에는 응할 것으로 보는가. A: 김 위원장이 푸틴 대통령을 통해 대남, 대미 메시지를 모두 던졌다. 즉 한반도 비핵화와 평화체제 관련한 대화의 문은 언제나 열려 있다. 또한 김 위원장은 대화의 필요성, 특히 톱다운 방식의 유용성을 평가하고 있다. 북한 통일전선부 조직 정비가 마무리 됐고, 북러 정상회담도 성공적으로 개최했기 때문에 조만간 문 대통령이 제시한 남북 정상회담에 대한 화답이 있을 것으로 본다. Q: 푸틴 대통령도 짧은 일정이지만 한반도에서 러시아의 존재감을 과시하기에 충분했다. 6자회담의 화두를 던졌는데, 앞으로 어떻게 움직일 것 같나. A: 6자회담 관련해 푸틴 대통령이 밝힌 내용을 보면, 곧장 6자회담을 공식화 혹은 제기한 게 아니다. ‘비핵화를 위해서는 미국의 북한 체제보장이 중요하다’, ‘관련 당사국인 한국과 미국의 북한 체제보장이 미약하다고 판단되면, 6자회담을 통해 체제보장을 결론내는 것이 어떤가’ 하는 조건부 6자회담 제안이라고 평가한다. 남북미에서 비핵화와 체제보장의 해답이 나온다면 6자회담의 필요성을 계속 주장하지 않을 것이다. 트럼프 아시아방문 때 한국 역할 고민해야 Q: 미일 정상회담, 중러 정상회담이 예정돼 있다. 비핵화 문제가 어떤 식으로든 거론될 것이다. A: 4, 5, 6월은 한반도를 둘러싼 주변국의 정상회담이 집중돼 있다. 한반도 비핵화 및 평화체제가 진전하느냐, 교착국면이 지속될 것인가 분수령이 되는 시기이기도 하다. 4월 북러에 이어 5월 남북정상회담, 6월 북중정상회담이 열릴 것이고, 그 사이에 북미 간 실무회담도 재개될 것으로 전망한다. 한국 입장에선 도널드 트럼프 대통령의 아시아 방문 일정에서 어떻게 중재자 역할을 극대화할 것인지 고민을 해야 한다. 북미에 종속되는 남북관계 탈피를 Q: 4.27 판문점선언 1주년이지만 공동행사조차 없다. 향후 남북관계는 개점휴업 상태를 지속할 것인가. A: 2017년과 2018년 상황을 비교해보자. 2017년에는 남북대화는 하나도 없고, 핵·미사일 도발에 따른 긴장고조 행위가 16차례 있었다. 2018년에는 북한의 도발행위는 하나도 없었고, 남북대화만 36차례 있었다. 남북과 북미의 선순환 구조가 바람직하지만 북미가 안되니, 남북에 부정적 영향을 미치는 과거 행태를 반복하는 게 아닌가 하는 우려는 있다. 북한은 남북관계 발전의 중요성을 재인식해야 한다. 우리도 중재자 역할을 하려면 자율성을 가지는 수단과 방법을 강구해야 한다. 대북 제재와 관계없는 사회·문화·스포츠 교류와 인도적 문제에서 지혜를 찾아야 한다. 제재로 인해 경협이 어렵지만 지금은 남북 공동조사, 공동연구를 통해 경협을 준비해야 한다. 황성기 평화연구소장 marry04@seoul.co.kr

날씨가 따뜻해지면서 산과 들로 나들이 가는 사람들이 늘고 있다. 나들이 갔다 돌아와 보면 자신도 모르게 모기를 비롯한 각종 날벌레에 물려 벌겋게 부어 있는 피부를 보고 깜짝 놀랄 때가 있다. 이 때문에 나들이 나가기 전에 벌레들이 달라붙지 못하게 옷이나 피부에 기피제를 사용하는 사람들이 있다. 벌레 기피제의 주성분은 디에틸톨루아마이드(DEET)인데 모기나 벌레들이 어떤 이유 때문에 피하는지는 정확히 알려져 있지 않았다. 미국 록펠러대 신경유전학·행동연구소, 신경시스템연구소, 하워드휴즈 의학연구소, 프린스턴대 신경과학연구소 공동연구팀이 DEET에는 모기가 싫어하는 쓴맛이 있고 이를 입이 아닌 다리를 통해 사전에 감지한다는 사실을 발견하고 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 25일자에 발표했다. 지금까지는 DEET를 바르면 모기가 접근하지 못하는 이유를 특유의 냄새 때문이라고 생각해왔다. 연구팀은 유전자 편집으로 후각을 제거한 모기를 이용해 DEET, 쓴맛이 나는 화합물, 설탕물이 담긴 각각의 접시 중 어느 것에 접근하는지를 살펴봤다. 그 결과 모기들은 DEET나 쓴맛이 나는 화합물이 담긴 접시에는 잠깐 앉았다가 다시 날아가버렸고 설탕물이 담긴 접시에는 모여든다는 사실을 확인했다. 특히 연구팀은 DEET와 쓴맛 화합물에 앉았던 모기들이 입을 대지 않고 잠깐 앉았다 금세 날아가는 것에 주목했다. 또 모기의 다리에는 입과 마찬가지로 맛을 감지할 수 있는 분자수용체를 갖고 있는 미세한 털이 있다는 것을 알아냈다. 입을 대지 않고 다리를 대는 것만으로도 맛을 인식하기 때문에 DEET를 바른 옷이나 피부에 모기가 앉더라도 피를 빨지는 않는다는 설명이다. 록펠러대 하워드휴즈 의학연구소 레슬리 보쉘 교수는 “DEET는 시중에서 구할 수 있는 가장 효과적인 모기 기피제이기는 하지만 영유아들에게는 독성 때문에 사용하기 어려운 점이 있다”며 “이번 연구를 통해 모기가 싫어하는 쓴맛을 이용해 독성은 적고 영유아에게도 효과가 있는 기피제를 개발할 수 있을 것”이라고 말했다. edmondy@seoul.co.kr

감기가 심하게 걸려 숨쉬기가 어려울 정도로 코가 막히거나 비염이 심할 경우 산해진미를 먹어도 맛을 느낄 수 없다. 향을 맡고 맛을 느끼는 감각이 서로 밀접한 관계가 있음을 보여주는 사례이다. 지금까지 미각과 후각은 독립적 감각이며 음식에 대한 감각은 맛과 냄새, 다른 자극들이 입력돼 뇌에 도달하면서 만들어진다고 여겨져 왔다. 그런데 미국 뉴욕대 치대, 모넬 케미컬센스센터 공동연구팀은 냄새를 맡는 후각 수용체가 혀에도 일부 존재한다는 것을 확인했다고 25일 밝혔다. 이번 연구결과는 센서분야 국제학술지 ‘케미컬 센스’ 24일자에 실렸다. 연구팀은 실험실에서 사람의 혀에 있는 미각 세포를 배양한 다음 세포의 활성도를 측정하는 칼슘 이미징 기술과 생화학적 방법을 이용해 분석한 결과 미각 세포에도 후각 수용체에 존재하는 것으로 알려진 많은 핵심 분자들이 포함돼 있다는 사실을 발견했다. 미각 세포가 후각 세포와 비슷한 방식으로 냄새 분자에 반응할 수 있다는 것이다. 사람들은 맛과 냄새를 동일한 감각으로 보지만 대부분의 음식에서 독특한 맛은 미각보다는 후각에서 오는 것이라고 과학자들은 보고 있다. 단맛, 짠맛, 신맛, 쓴맛, 감칠맛을 느끼도록 하는 미각은 체내에 들어오는 것의 영양학적 가치와 잠재적 독성을 평가하는 문지기 역할을 하는 것일 뿐 음식 맛에 대한 실질적 평가는 미각 세포에 있는 후각 수용체가 담당할 수 있다는 것이 연구팀의 설명이다. 연구를 주도한 메멧 오즈데너 박사는 “이번 연구는 음식 맛을 느끼게 해주는 주요 감각기관인 후각과 미각 사이 상호작용이 지금까지 알려져 왔던 것처럼 뇌가 아닌 혀에서 시작될 수 있음을 보여준 것”이라며 “추가 연구를 통해 비만이나 당뇨, 고혈압처럼 식생활과 밀접한 관련이 있는 질병의 원인으로 꼽히는 소금, 설탕, 지방 섭취를 줄이는 데 도움이 될 수 있을 것으로 본다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘살아있는 화석’이라 불릴 정도로 수억 년 간 지구상에 존재해 온 원시 물고기의 비밀이 새롭게 드러났다. 최근 영국 브리스톨 대학 등 국제공동연구팀은 실러캔스의 두개골과 뇌의 진화 과정을 밝힌 연구결과를 유명 과학지 네이처 최신호에 발표했다. 다소 낯선 이름의 실러캔스(Coelacanth)는 100년 이상 사는 것으로 추정되는 원시 물고기다. 특히 실러캔스는 4억 년 전 처음 지구상에 출현해 공룡과 함께 살다가 멸종된 것으로 추정돼 왔으나 지난 1938년 남아프리카 코모로 섬 근해에서 포획돼 세상을 놀라게 했다. 또한 실러캔스는 어류와 포유류 양쪽 모두의 유전자를 가지고 있는 것으로 알려져 육상 척추동물이 어떻게 진화했는지 밝혀주는 살아있는 화석이다. 이번에 연구팀이 주목한 것은 실러캔스의 독특한 두개골 구조와 뇌 크기다. 실러캔스는 원시어류의 화석에서만 관찰되는 두개골내 관절에 의해 두개골이 두 칸으로 갈라져있다. 특히 뇌는 두개골 내에서 단 1%의 공간을 차지할 만큼 콩알만큼 작다. 지금까지 학자들을 아리송하게 만든 것은 실러캔스의 두개골이 어떻게 자라고 뇌는 또 왜 이렇게 작은 지에 대한 이유였다.이를 알아보기 위해 연구팀은 최첨단 영상장비를 사용해 실러캔스의 내부를 손상시키지 않고 그 안을 시각화했다. 그 결과 실러캔스의 두개골내 관절은 독특한 척삭(Notochord)의 발달과 관계가 깊은 것으로 분석됐다. 척삭은 척수의 아래로 뻗어있는 연골로 된 줄 모양의 물질이다. 실러캔스의 경우 척삭이 뇌와 척수의 아래로까지 확장됐다. 연구를 이끈 존 롱 교수는 "물고기에서는 보통 척삭이 뇌 아래 작은 막대기 수준으로 퇴화한다"면서 "이에반해 실러캔스는 척삭이 뇌보다 무려 50배 이상 극적으로 커졌다"고 설명했다. 이어 "척삭이 퇴화되지 않고 남으면서 실러캔스의 독특한 두개골을 형성한 것 같다"면서 "우리 인간처럼 두뇌가 급격히 팽창하는 영장류에 비하면 실러캔스의 뇌 성장 과정은 매우 이례적"이라고 덧붙였다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

뇌에 전극 이식해 단어·문자로 재구성 억양 변화 못 시키는 기존 장치와 달리 발성기관 움직임 관련 뇌 신호까지 추출 언어의 리듬·성별·정체성까지 조절 가능지난해 3월 타계한 세계적인 물리학자 스티븐 호킹은 1985년 급성 폐렴으로 사경을 헤매다가 기관지 절개수술을 받고 겨우 살아났다. 대신 웃음소리를 제외한 자신의 목소리를 잃고 컴퓨터 음성합성기를 통한 목소리를 갖게 됐다. 호킹 박사처럼 루게릭병이나 뇌졸중, 외상성 뇌손상, 파킨슨병, 다발성 경화증 같은 퇴행성 신경질환을 앓는 사람들은 말을 할 수 없게 되는 경우가 많아 언어전환 장치를 사용하곤 한다. 이 장치는 눈이나 미세한 몸짓으로 컴퓨터 커서를 작동시키거나 화면의 글자를 선택해 말을 하거나 글을 쓸 수 있게 해 준다. 일반인이 분당 100~150단어를 말하는 것에 비해 분당 10단어 정도밖에 표현할 수 없어서 대화에 빠르게 끼어들지도 못하고 언어의 톤이나 억양을 변화시킬 수도 없다.그러나 최근 뇌과학의 발달로 뇌신경 손상으로 인해 말을 하거나 글을 쓸 수 없는 환자들이 머릿속에서 말하고자 하는 내용을 밖으로 끄집어낼 수 있는 방법들이 속속 연구되고 있다. 지난 1월 미국 컬럼비아대, 호프스트라 노스웰 의대 공동연구팀은 뇌 속에 전극을 이식해 얻은 신호를 신경망 컴퓨터를 이용해 단어와 문자로 재구성하는 데 성공하고 생물학 분야 출판 전 논문공개 사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxi)에 발표하기도 했다. 이번에는 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 신경외과, 웨일신경과학연구소, 캘리포니아 버클리대(UC버클리)·UCSF 조인트생명공학프로그램 공동연구팀이 뇌·컴퓨터 인터페이스(BCI) 기술을 활용해 머릿속에서 생각하는 것을 언어로 변환시킬 수 있는 해독기술을 개발하고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 25일자에 발표했다. 연구팀은 뇌 부위에 칩을 심어 언어 관련 뇌파만 추출해 언어로 전환하는 기존 방식을 넘어 턱과 후두, 입술, 혀 등 발성기관들의 움직임과 관련된 뇌 신호까지 더해 음성이나 글로 전환시키는 방법을 찾아낸 것이다. 연구팀은 우선 신경외과 수술을 받아 뇌에 전극을 이식했지만 말하는 데 문제가 없는 20~40대 성인남녀 5명에게 ‘잠자는 숲속의 공주’, ‘개구리왕자’, ‘이상한나라의 앨리스’ 같은 책에 나오는 문장들 450~750개씩을 또박또박 읽도록 하면서 발성 기관과 언어 관련 부위 뇌파를 측정했다. 그다음 이들에게 문장을 말할 때 소리를 내지 않고 입만 뻥긋거리면서 읽도록 하거나 눈으로 읽도록 한 뒤 발생하는 뇌파도 측정했다. 이렇게 얻은 데이터를 신경망 기계학습 알고리즘으로 분석해 프로그래밍한 다음 실험 참가자들에게 단어나 짧은 문장을 생각하도록 해 컴퓨터나 인공음성 장치로 출력된 것과의 일치도를 살펴봤다. 그 결과 쉬운 단어나 문장의 경우는 69%를 정확하게 인식하고 기록하거나 표현한다는 사실을 확인했다. 복잡한 단어나 문장에 대한 표현 정확도는 47%로 떨어졌지만 언어의 리듬과 억양, 말하는 사람의 성별과 정체성까지 조절이 가능했다. 연구를 이끈 에드워드 창 UCSF대 신경외과 교수는 “BMI 기술을 이용해 팔과 다리의 운동능력을 상실한 사람을 대상으로 생각대로 사지를 움직일 수 있는 방법들이 많이 연구됐다”며 “실제 임상 적용을 위해서 추가 연구가 필요하겠지만 신경과학과 언어학, 기계학습의 전문지식을 활용한 BCI 기술을 통해 후천적으로 언어를 잃었거나 선천적으로 언어장애를 가진 사람들 모두 인공 성대를 사용해 자신의 생각을 자유롭게 말하고 표현할 수 있는 날이 곧 찾아올 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘도덕적 기회주의’ 전략으로 유연한 대처 비난받지 않으면서 자신의 이익 극대화2014년 국내에서 출간된 미국 하버드대 정치철학자 마이클 샌델의 ‘정의란 무엇인가’(Justice)는 ‘올바름’과 ‘정의’ 열풍을 일으켰습니다. 샌델 교수의 하버드대 강의록을 모아 출간한 이 책의 첫 부분에는 유명한 ‘트롤리 딜레마’가 등장합니다. 브레이크가 고장난 트롤리 전차가 시속 100㎞의 속도로 달리고 있는 궤도 앞쪽에는 5명의 인부가 귀마개를 하고 작업 중이어서 전차가 다가오는 것을 알지 못하는 상황입니다. 선로를 바꿀 수 있는 레버는 작동하지만 바꾸려는 선로에도 1명의 작업자가 있는 상황입니다. 선로를 바꾸지 않으면 5명이 죽고 바꾸면 1명이 죽습니다. 실제 상황을 가정한 이 사고 실험은 다양하게 변형돼 윤리와 정의를 생각케 만듭니다. 이렇듯 복잡한 상황에서 사람들은 어떤 기준으로 윤리적, 도덕적 판단을 내릴까요. 또 결정을 내리는 순간 뇌에서는 어떤 일이 일어날까요. 사람들은 경제적 결정이 아닌 도덕적, 윤리적 결정은 시간이 지나도 변하지 않는 일정한 원칙과 신념에 따라 결정을 내린다고 알고 있습니다. 또 많은 사람들은 어릴 적부터 어떤 결정을 내릴 때는 “다른 사람에게 대접받고자 하는 대로 타인을 대접하라”는 ‘황금률’을 따르도록 가르침을 받아 오기도 했구요. 그렇지만 미국 브라운대 인지·언어·심리과학과, 다트머스대 뇌·심리과학과, 네덜란드 라드바우드대 행동과학연구소 공동연구팀은 사람들은 동일한 문제라도 상황에 따라 결정을 다르게 내리는 ‘도덕적 기회주의’ 전략을 사용하는 경우가 많다는 연구결과를 발표해 주목받고 있습니다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 최신호에 실렸습니다. 연구팀은 특정 사안에 대해 실험 참가자가 어떤 방식으로 의사 결정을 내리는지 살펴보는 ‘숨은 다중 신뢰게임’을 고안해 실험했습니다. 실험하는 동안 실험 참가자들의 뇌를 기능성 자기공명영상(fMRI)으로 촬영해 어떤 뇌 부위가 활성화되는지를 살펴보기도 했습니다. 그 결과 사람들은 윤리적 결정을 내릴 때 타인의 시선을 의식해 상대방을 실망시키는 것은 나쁜 일이라는 ‘죄책감 혐오’와 결과에 있어서 공정함을 추구하는 ‘불평등 혐오’가 가장 크게 작용하기는 하지만 자신의 이익을 극대화하면서 타인에게 크게 비난받지 않을 수 있는 ‘도덕적 기회주의’에 따르는 경향도 상당히 크다는 것을 확인했습니다. 또 도덕적 기회주의 전략을 따를 때 활성화되는 뇌 부위는 일반적으로 도덕적, 윤리적 결정을 내릴 때 활성화되는 부위와 다르다는 것도 관찰했습니다. 연구를 이끈 제로 반 바아 브라운대 박사는 “이번 연구 결과는 사람들이 어떤 결정을 내릴 때 기존에 잘 알려진 도덕적 원칙에 따라 행동하기도 하지만 때에 따라서는 훨씬 더 유연하고 상황에 따라 다른 원칙을 적용할 수 있다는 것을 보여 준다”고 설명했습니다. 반 바아 박사는 “이런 결정 방식은 우리가 좋아하고 존경하는 사람들이 가끔 도덕적으로 이해할 수 없는 일들을 하는 이유를 설명해 줄 수도 있을 것”이라고 덧붙였습니다. 손자병법에는 상황에 따라 유연하게 전략을 세우는 것이 진정한 전략가라는 이야기가 나옵니다. 그렇지만 불과 며칠 전, 몇 달 전에 한 말도 까먹고 자기 말을 뒤집는 요즘 정치인들을 보고 있노라면 유연해도 너무 유연한 것 아닌가 하는 생각이 문득 들었습니다. edmondy@seoul.co.kr