“사람은 행복해서 웃을까, 웃어서 행복해지는걸까”는 심리학 분야에서 오랜 숙제였다. 이는 마음이 행동에 영향을 미치는 것인가 행동이 인간 심리에 영향을 미치는 것인가라는 근본적인 문제를 이해하는데 단초가 되기 때문이었다. 그런데 최근 미국 연구진이 지난 50여년 동안 진행돼 왔던 심리학 연구를 분석한 결과 웃어서 행복해진다는 결론을 이끌어 내 주목받았다. 미국 테네시대, 텍사스A&M대 실험심리학과 공동연구팀은 미소를 짓는 것이 본인의 행복감은 물론 다른 사람에게도 행복감을 가져다 주며 표정이 다른 사람의 심리에 영향을 미친다는 사실을 밝혀내고 실험심리학 분야 국제학술지 ‘사이콜로지컬 뷸레틴’ 12일자에 발표했다. 2016년 17개 연구기관이 참여한 공동연구팀이 웃음이라는 물리적 행동이 사람을 더 행복하게 만들 수 있는 연구결과를 발표했지만 다른 연구진들에 의해 재현되지 않아 실험의 신뢰성과 타당성에 의심하는 목소리가 높아졌다. 이 때문에 행복과 웃음의 상관관계에 대한 논란이 다시 촉발됐다. 이에 연구팀은 지난 50년 동안 진행된 관련 연구 138개의 논문과 데이터를 메타분석했다. 138개 연구에 등장한 실험대상자는 전 세계 약 1만 1000명에 이른다. 메타분석 결과 얼굴표정이 인간의 감정에는 크지는 않지만 영향을 미치는 것으로 나타났다. 웃는 것은 본인은 물론 사람들을 더 행복하게 만들고 분노를 표출하는 것은 더욱 화를 북돋우며 찡그리고 한숨을 쉬는 것은 더 슬프게 만들고 고민에 빠지게 만든다는 것이다. 이는 미소를 한 번 짓는 것만으로도 세상이 밝아질 수 있다는 전통적인 생각을 뒷받침하는 것이라고 연구진은 설명했다. 제프 라슨 테네시대 심리학과 교수는 “이번 연구결과는 행복해지기 위해서 자신의 감정을 억누르고 무조건 미소를 지으라고 하는 것은 아니다”라면서 “이번 발견은 우리의 감정을 형성하기 위해 마음과 몸이 어떻게 상호작용하는지에 대한 실마리를 제공할 수 있을 뿐만 아니라 표정처럼 외형적으로 표현하는 것이 어떻게 감정에 작용하는지에 대한 이해에 한 발 더 다가서게 해준 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 물을 손쉽게 분해해 미래 에너지원으로 주목받는 수소와 산소를 동시에 만들 수 있는 촉매를 개발했다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지및화학공학부 박혜성, 김건태, 곽상규 교수 공동연구팀은 전이금속칼로겐화합물과 페로브스카이트산화물을 결합해 수소와 산소로 쉽게 생산할 수 있는 수전해 촉매를 개발했다고 14일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 12일자에 실렸다. 수전해 기술은 물에 전기를 흘려 수소와 산소로 분해하는 것으로 물 분해 반응을 돕는 촉매가 필요하다. 기존에는 백금이나 이리듐 같은 귀금속으로 만든 촉매를 사용하기 때문에 가격이 비싸고 안정성도 낮아 상용화가 쉽지 않았다. 연구팀은 몰리브덴다이셀레나이드라는 전이금속칼로겐화합물과 란탄스트론튬코발트산화물이라는 페로브스카이트산화물을 용기에 넣고 쇠구술을 굴리는 간단한 방법으로 저렴하게 촉매를 사용했다. 귀금속 촉매는 수소와 산소발생 중 하나만 가능했지만 이번에 개발한 촉매는 수소와 산소발생 모두 가능하다는 장점이 있다. 특히 가로, 세로 각각 1㎝ 면적에 100㎃(밀리암페어)의 전류를 흘려도 전극 손상없이 1000시간 이상 안정적으로 작동하는 것이 확인됐다. 기존 촉매들은 같은 면적에 50㎃의 전류만 흘러도 전극이 금새 손상됐다. 김건태 교수는 “수전해 촉매를 상용화 하기 위해서는 간단하게 합성하고 대량생산을 하고 재현할 수 있으며 저비용, 고성능, 고안정성이라는 다양한 특징을 수반행 하는데 이번에 개발한 촉매는 이런 조건을 만족시킬 것”이라며 “이번 연구에서 개발한 촉매설계 방법은 다양한 화합물을 이용할 수 있기 때문에 잠재력이 풍부하다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

파킨슨병은 뇌 속 도파민 분비 신경세포가 점점 줄어들면서 나타나는 대표적인 퇴행성 뇌질환이다. 노년층에서는 치매만큼 발병률이 높은 질환으로 대표적인 증상이 자세가 불안정해지고 움직임이 느려지는 것이다. 심할 경우 걷는 것도 힘들어지면서 일상생활을 전혀 할 수 없게 되기도 한다. 지속적인 운동이 병의 진행을 막아 주지만 운동 반경이 줄어들면서 균형감을 잃어 쉽게 넘어지거나 장애물에 부딪혀 다치기 쉬워 많은 환자들이 바깥 운동을 피하는 경우가 많다. 이 때문에 운동량 감소와 증상 악화라는 악순환이 계속되는 것이다. 미국 유타대 보건대, 유타대병원과 학내 벤처기업 ‘모션캡처 코어’ 공동연구팀은 최근 주목받고 있는 가상현실(VR) 기술을 이용해 파킨슨병 환자들의 재활을 돕는 시스템을 개발했다고 11일 밝혔다. 이번 연구 결과는 지난 6~9일 미국 플로리다주 올랜도에서 열린 ‘전미 실험생물학회 2019 연례콘퍼런스’에서 발표됐다. ‘트레드포드’라고 불리는 시스템은 넘어지는 것을 방지하는 안전 장치와 VR 시스템, 다양한 굴곡을 만들어 내는 러닝머신으로 구성돼 있다. 환자들이 VR 헤드셋을 착용하고 러닝머신을 천천히 걸으면 다양한 환경이 눈앞에 펼쳐지며 특정 운동 미션을 수행하도록 돼 있다. 미션이 수행되면 다음 단계로 넘어가 좀더 어려운 미션을 수행하는 방식으로 구성돼 게임처럼 즐기면서 할 수 있다는 장점이 있다. 연구팀은 다양한 증상의 파킨슨병 환자 10명을 대상으로 6주 동안 일주일에 3번씩, 한 번에 30분씩 VR 재활 시스템을 사용하도록 했다. 그 결과 환자들의 근육 조절 능력과 균형 감각이 상당 부분 개선됐다. 특히 걸음걸이에 있어 중요한 발목과 엉덩이 부분의 움직임이 이전보다 자연스럽고 부드러워져 갑자기 나타난 물체에 대한 회피능력이 좋아지고 걷는 속도도 빨라졌다고 연구팀은 밝혔다. edmondy@seoul.co.kr

한국가스공사(사장 직무대리 김영두)와 경일대학교(총장 정현태)가 10일 경일대에서 보안드론 도입 및 전문가 육성을 위한 산학협력 양해각서(MOU)를 체결했다. 행사에는 가스공사 김유신 비상계획실장, 경일대 김현우 산학협력단장 등 관계자 10여명이 참석했다. 양 기관은 이번 협약으로 ▲드론교육 제공 및 학습에 관한 협력 ▲드론 연구인력 및 기술정보 교류 ▲드론 공동연구개발 사업 참여 ▲대구 혁신도시 산학협력 모델 구축 등 보안드론 운영 전반에 걸쳐 상호 협력하기로 했다. 또 앞으로 지속적인 보안드론 기술 교류를 통해 최근 이슈화되고 있는 드론 테러를 사전에 방지함은 물론 드론 전문가를 육성해 다양한 분야에 적극 활용해나갈 계획이다. 가스공사 관계자는 “전 세계적으로 드론을 이용한 테러 위협이 증가함에 따라 정부 각 부처에서도 보안드론 도입을 적극 추진하고 있다”며, “이번 MOU는 양 기관이 긴밀히 협력해 4차 산업혁명 시대를 선도하는 최적의 보안시스템을 구현하고 혁신도시 산학협력의 모범사례를 제시하는 좋은 계기가 될 것”이라고 밝혔다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

우리나라 연구진을 포함한 국제 공동연구팀이 세계 최초로 블랙홀 모습을 촬영하는 데 성공했다. 10일 밤 공개된 블랙홀은 반지 모양의 밝은 노란색 빛 가운데에 검정 원형이 보인다. 이번에 촬영된 블랙홀은 지구에서 5500만 광년 떨어져 있다. 무게는 태양 질량의 65억 배에 달한다. 셰퍼드 도엘레만 블랙홀 관측 프로젝트 단장은 “눈에 보이지 않는다고 생각했던 블랙홀을 우리가 봤다고 알리게 돼 매우 기쁘다”고 소감을 밝혔다. 국제 공동연구팀은 블랙홀 경계를 지나는 빛이 휘어질 때 블랙홀의 윤곽이 드러나는 점에 주목했다. 전 세계 6개 대륙에서 8대의 전파 망원경을 동원해 블랙홀의 전파 신호를 통합 분석한 뒤 역추적하는 방식으로 블랙홀의 모습을 담아냈다.과학계는 천문 역사상 매우 중요한 발견으로 아인슈타인의 일반상대성이론을 증명하는 확실한 증거라고 평가하고 있다. 도엘레만 단장은 “우리는 그전에 하지 못했던 블랙홀 관련 연구에서 완전히 새로운 방식을 찾았다”며 “모든 위대한 발견들처럼 이제 시작” 고 강조했다. 이번 프로젝트에는 우리나라 연구진 8명을 포함해 미국 일본 등에서 200명이 넘는 과학자들이 참여했고, 발표 과정은 전 세계에 생중계됐다. 영상부 seoultv@seoul.co.kr

세계에서 가장 키가 큰 열대나무의 높이는 과연 얼마나 될까? 지난 5일(현지시간) 영국 BBC 등 해외언론은 역대 발견된 것 중 최고 높이의 열대나무가 말레이시아 보르네오섬에서 발견됐다고 보도했다. 높이가 무려 100.8m로 측정된 이 열대나무는 '옐로우 메란티'(yellow meranti)종으로 보르네오를 비롯한 말레이 반도, 태국 등지에 서식한다. 나무의 키가 큰 만큼이나 덩치도 상상을 초월한다. 말레이어로 '탑'을 뜻하는 메나라(Menara)로 명명된 이 나무의 무게는 뿌리를 제외하고 8만 1500㎏에 달한다. 이 정도 무게면 보잉 737-800기의 최대 이륙 중량보다 무거운 수준. 울창한 열대우림에서 메나라를 발견한 과정도 흥미롭다. 영국과 말레이시아 공동연구팀은 지난해 라이다(LiDAR)라는 이름의 항공 매핑 기술로 이 지역의 열대우림을 조사 중이었다. 이 기술은 하늘에서 레이저펄스를 발사해 그 빛이 반사돼 돌아오는 것으로 주변을 3차원으로 보여준다. 이 과정에서 하늘을 찌를듯 유독 솟아있는 메나라를 발견한 것.메나라를 찾는 과정은 과학적이었지만 실제 높이 측정은 철저히 아날로그로 이루어졌다. 지난 1월 현지 산악인인 운딩 자미가 자를 들고 메나라에 올라가 실제 높이를 정확히 측정했다. 자미는 "나무의 높이가 매우 높고 바람도 세게 불어 올라가기 정말 힘들었다"면서 "꼭대기에 올라가 바라본 풍경은 너무나 환상적이라 말로 표현하기 힘들 정도"라고 밝혔다. 그렇다면 메나라는 앞으로 더 자랄 수 있을까? 연구팀에 따르면 메나라가 아직까지는 자신의 무게를 지탱할 정도는 되지만 바람에 의해 부러질 가능성은 있는 것으로 드러났다. 프로젝트에 참여한 옥스퍼드 대학 야드빈더 말리 교수는 "현재 바람으로부터 보호받는 자리에 메나라가 자리잡아 100m 넘게 클 수 있었다"면서 "보르네오 숲 어딘가에 여전히 메나라보다 큰 나무가 있을 가능성을 배제할 수는 없다"고 설명했다. 이어 "이번 발견은 웅장한 열대우림을 보존하기 위해 우리가 어떤 노력을 해야하는 지 보여준다"고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

대구 북구는 평생교육 환경 개선을 위한 국제기구인 ‘국제교육도시연합(IAEC)’ 정식 회원도시로 가입했다. 국제교육도시연합은 ‘도시 전체가 학습의 공간이다’라는 취지 아래 교육을 비롯한 교통, 시민건강, 복지, 기후변화 등 도시 안에서 일어나는 모든 문제를 시민과 정부가 의사소통하고 협력을 통해 해결해 나가는 것을 지향하고 있다. 현재, 36개국 488개 도시가 회원으로 활동하고 있으며, 한국에는 24개 도시가 회원으로 가입되어 있다. 회원 도시는 평생학습 등에 관한 공동연구, 우수사례 공유 등 교육 환경 개선과 평생학습을 통한 시민들의 삶의 질 향상을 위해 방안을 모색해 왔다. 향후 2년 마다 열리는 세계총회, 매년 열리는 정례회의 등에 참석하여 회원 도시 간 우수시책 및 다양한 정보교류를 지속 추진하고 구의 Mice 산업 기반을 토대로 IAEC 세계 총회 등을 적극 유치하여 도시홍보 및 브랜드 제고에도 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 배광식 대구 북구청장은 “국제교육도시 가입을 통해 구민 모두가 배움과 나눔이 일상화되고, 모든 곳이 배움터가 되는 글로벌 평생학습도시를 조성해 나가겠다”고 밝혔다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

1990년 8월 초 미국 주도로 34개국 다국적 연합군이 이라크의 쿠웨이트 침공과 병합을 막기 위해 일으킨 제1차 걸프전쟁은 많은 사람이 어둠을 배경으로 군함에서 토마호크 미사일이 불을 뿜으며 올라가는 장면으로 기억한다. 케이블 보도전문 채널 CNN이 전쟁장면을 생중계하면서 전쟁의 상황을 전 세계인이 실시간으로 파악하게 된 최초의 전쟁이기도 하다. 그러나 당시 연합군과 이라크 군의 공방으로 쿠웨이트 사막에 송유관이 파괴되면서 엄청난 양의 원유가 유출됐다는 사실은 기억되지 못하고 있다. 과학자들이 당시 사막에 쏟아진 원유가 30여년이 지난 지금 어떤 상태로 변했는지를 분석해 발표했다. 경북대 화학과, 그린-나노물질연구센터, 한국기초과학지원연구원 생의학오믹스연구부, 한국외국어대 환경학과, 미국 캘리포니아 리버사이드대(UC리버사이드) 식물학과, 충남대 분석과학기술대학원 공동연구팀은 걸프전 유출원유가 오랜 시간이 지나면서 독성 오염물질로 변화됐다는 사실을 확인했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 환경공학 분야 ‘저널 오브 헤저더스 머티리얼즈’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 전쟁 당시 원유가 대량 유출됐던 쿠웨이트 버간 지역의 오염토양에서 깊이별로 시료를 채취한 뒤 질량분석기와 초고분해능질량분석기를 활용해 분석했다. 그 결과 사막의 높은 표면 온도로 인한 기화현상과 햇빛에 의한 광분해로 인해 유출된 원유가 산화되면서 독성을 가진 환경오염 물질을 만들어 냈다는 사실이 확인됐다.반면 바다에 유출된 원유와 비교해서는 화학적 변화 자체는 적은 것으로 나타났는데 이는 바다에 비해 사막은 건조한 환경 때문에 미생물이 살 수없어 이로 인한 분해효과가 적었기 때문으로 분석됐다. 특히 원유가 만들어낸 직접적인 환경오염 물질 뿐만 아니라 원유가 스며든 모래나 바위, 토양이 풍화되면서 만들어 낸 환경오염 물질도 상당한 것으로 나타났다. 연구진은 원유 유출에 따른 환경 복원과 오염물 제거를 위해서는 유출 원유의 화학적 변화를 파악하는 것이 반드시 필요하다고 밝혔다. 김영환 기초과학지원연구원 박사는 “이번 연구를 통해 유출된 원유 제거와 환경복구에 필요한 중요정보들을 알게 됐으며 다양한 유출 원유 성분을 확인해 데이터베이스로 구축할 계획”이라며 “환경 오염물질을 정확히 확인하고 이들의 변형 및 유해성을 예측할 수 있는 분석법 개발에 나설 예정”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

동남아시아나 아프리카, 중남미 지역을 여행할 때는 반드시 말라리아 예방약을 먹거나 주사를 맞는다. 모기에게 물려 나타나는 말라리아는 오한과 발열 등의 증상을 동반하는 급성 전염병의 일종이다. 한국을 비롯한 온대지역에서도 토착 말라리아를 옮기는 모기가 있기는 하지만 모든 모기가 말라리아를 옮기는 것은 아니다. 실제로 국제 공동연구진이 특정 모기들이 말라리아의 원인이 되는 말라리아원충을 인간에게 잘 전파한다는 사실을 밝혀냈다. 독일 막스플랑크 감염생물학연구소, 말리 국립과학기술대, 프랑스 몽펠리에대, 스트라스부르대, 이탈리아 페루자대 의대, 케냐 국제생리학및생태학센터, 카메룬 말라리아연구소, 영국 임페리얼 칼리지 런던대 생명과학과 공동연구팀은 말라리아 원충이라는 기생충을 특히 잘 전달하는 모기 종이 따로 있다는 사실을 최근 확인했다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 미생물학’ 1일자에 실렸다. 연구팀은 앞서 실험실에서 키운 모기에게서 ‘TEP1’이라는 유전자를 발견하고 이 유전자가 말라리아 원충을 전파하는 능력을 좌우한다는 사실을 밝혀냈다. 문제는 최근까지 자연상태의 모기에게서도 이 유전자가 있는지는 확인되지 않았다. 이에 연구팀은 모든 모기에게서 이 유전자가 존재하는지 확인하기 위해 말리, 부르키나파소, 케냐, 카메룬 등 아프리카 지역에서 수 천 마리의 모기를 4년 동안 채집해 분석했다. 그 결과 TEP1 유전자가 자연상태의 모기에도 존재한다는 사실을 발견했다. 말라리아를 옮기는 모기는 얼룩날개 모기로 알려진 아노펠레스 종으로 알려져 있는데 연구팀은 TEP1 저항성 유전자가 아노펠레스 감비아가 아닌 아노펠레스 콜루찌 종에서만 발견됐다는 사실을 새로 확인했다. 가까운 모기 종임에도 한 종에서만 발견됐다는 것이다.또 연구팀은 계량경제학에서 주가를 예측하는 방법을 응용해 모기종에 따른 말라리아 전파의 정도를 확인했다. 채집한 모기들의 종별 군집과 비율차이와 말라리아 전파 정도를 비교한 것이다. 그 결과 아노펠레스 감비아가 늘어나면 말라리아 전파 가능성이 커지고 아노펠레스 콜루찌가 많아지면 말라리아 전파 가능성이 낮아진다는 것을 확인했다. 지금까지는 두 종 모두 말라리아 원충을 옮기는 것으로 알려져 왔었다. 이처럼 연구팀은 말라리아를 옮기는 모기 군집을 발견해 냄으로써 모기 군집의 인위적 조절을 통해 전염병 확산을 막을 수 있을 것이라고 보고 있다. 엘레나 레바쉬나 독일 막스플랑크 감염생물학연구소 박사는 “과학자들은 특정 모기 군집에 원하는 유전자를 주입해 개체수를 줄이는 방법을 개발해 갖고 있는 만큼 남은 것은 어떤 모기 종을 대상으로 하느냐에 달려 있다”라면서 “자칫 개체 조절 대상 모기종을 잘못 결정한다면 오히려 말라리아를 더 많이 확산시킬 위험이 커지는 만큼 이번 연구는 타겟을 정확히 설정할 수 있도록 돕는다는 차원에서 중요한 연구”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

현대 생물학을 이용한 최첨단 기술로는 단연 ‘유전자 가위’를 꼽을 수 있을 것이다. 유전자 가위는 유전체에서 특정 유전자 염기서열을 인지해 해당 부위의 DNA를 잘라내거나 다른 DNA로 교체하는 기술이다. 지난해 11월 말에는 중국의 한 과학자가 유전자 가위 기술을 이용해 유전자 편집된 쌍둥이 아기를 태어나게 했다고 발표해 전 세계적으로 파문을 일으키기도 했다. 현재 사용되고 있는 유전자 가위는 3세대 ‘크리스퍼’이다. 강력한 유전자 가위로 알려져 있지만 희한하게 도마뱀과 뱀 같은 파충류에게서는 유전자 편집이 성공률이 낮다. 그런데 미국 연구진이 성숙하지 않은 미수정란을 편집하는 방식으로 파충류의 유전자를 편집하는데 성공해 주목받고 있다. 미국 조지아대 유전학과, 세포생물학과, 의생명과학연구센터 공동연구팀은 크리스퍼 유전자 가위를 이용해 아놀 도마뱀의 난모세포를 편집해 하얀색의 알비노 도마뱀을 탄생시키는데 성공했다고 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 논문 출판 전 공개사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxiv) 최신호(3월 31일자)에 실렸다. 일반적으로 크리스퍼 유전자 가위는 단세포 수정란에 넣어 원하는 DNA를 잘라내거나 붙여 원하는 변이를 만들어 낸다. 그렇지만 파충류의 경우는 정자를 수란관 속에 오랜 시간 보관했다가 수정하기 때문에 크리스퍼 유전자 가위를 주입해야할 시기를 포착하기가 쉽지 않다. 더군다나 파충류는 수정시 알껍질이 형성되기 때문에 배아를 손상시키지 않고 편집을 시도하기는 매우 어렵다. 연구팀은 아놀 도마뱀 난소 속에 있는 난모세포에 크리스퍼 유전자 가위를 주입하는 우회방식을 사용해 색소 침착에 영향을 미치는 티로시나제 편집을 시도했다. 연구팀은 21마리의 도마뱀의 난모세포 146개에 유전자 편집을 시도해 4마리의 생체 색소가 하나도 없이 하얀 피부를 가진 알비노 도마뱀을 탄생시켰다. 원칙적으로 피부 색소 변화를 시키기 위해서는 암컷과 수컷 유전자를 모두 변이시켜야 하지만 난모세포의 유전자를 우선 편집해 이후 수정이 될 때 수컷의 정자에 있는 색소 유전자를 차단하게 됐을 것이라고 설명했다. 이번 연구결과에 대해 생물학자들은 “아놀 도마뱀은 파충류 진화와 발생 연구에 매우 중요한 모델로 이번 연구 덕분에 파충류에 대한 발생유전학 연구가 탄력받게 될 것”이라며 “이번 기술은 도마뱀 뿐만 다른 파충류들에게도 적용할 수 있을 것으로 생각된다”고 평가했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

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

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

노후 경유차 교체 등 최소 1조 이상 편성 포항 지진 피해 지원대책도 포함 가능성 이달 25일쯤 국회에 추경안 제출 계획 기재부 “재정 건전성 문제 안되게 노력”더불어민주당과 정부, 청와대가 추가경정예산(추경) 편성을 이달 중 추진한다. 추경 규모는 미세먼지 대책을 위한 1조원을 포함해 최대 9조원이 될 것이라는 관측에 무게가 실린다. 정부는 재원 마련을 위해 국채 발행도 검토하고 있다. 이낙연 국무총리는 2일 국회에서 열린 고위 당정청 협의회에서 “추경 편성을 4월 중에 하겠다”면서 “국제통화기금(IMF)이 우리 경제의 하강 요인에 따라 추경 편성을 권고했다. 이를 관련 부처와 고려하겠다”고 밝혔다. 당정청이 이날 추경을 공식화한 만큼 문재인 정부의 세 번째 추경이 급물살을 타게 됐다. 정부는 오는 25일쯤 국회에 추경안을 제출한다는 계획이다. 추경 1순위 사업으로는 미세먼지 대책이 거론된다.최근 미세먼지로 인한 피해를 사회재난으로 규정하도록 ‘재난 및 안전관리 기본법’이 개정되면서 국가재정법상 추경 편성 사유로 볼 근거도 마련됐다. 더불어민주당 조정식 정책위의장은 이날 당정 확대 재정관리점검회의에서 “노후 경유차 교체 등 수송 부문, 굴뚝 자동측정장비(TMS) 등 사업장 부문, 국제협력 공동연구 등의 내용을 담아 미세먼지 대책 추경이 최소 1조원 이상 편성될 수 있도록 꼼꼼하게 준비해달라”고 정부에 요청했다. 당정청은 추경을 통해 미세먼지를 과학적으로 측정·감시·분석할 수 있는 기반을 구축하고 배출원별 배출량을 줄이기 위한 조치를 추진할 예정이다. 또 노후 사회간접자본(SOC)에 대한 안전투자를 확대하는 등의 대책도 마련하기로 했다. 추경에는 경기 부양 대책도 대거 포함될 것으로 전망된다. 앞서 IMF는 정부의 경제성장률 목표(2.6~2.7%)를 달성하려면 국내총생산(GDP)의 0.5%인 9조원 규모의 추경이 필요하다고 권고하기도 했다. 당정청은 경기 하방 위험을 조기에 차단할 수 있도록 수출·투자 활력 제고를 위한 지원과 함께 주력산업·신산업 경쟁력 강화 방안을 내놓을 방침이다. 또 서민 생활 안정을 위한 맞춤형 일자리 지원이나 사회안전망 강화 등도 중점 투자 대상이다. 이와 함께 포항 지진 피해 지원 대책이 추경안에 포함될 수도 있다. 앞서 홍남기 경제부총리 겸 기획재정부 장관은 “추경이 편성된다면 포항 지진 지원 예산 반영을 검토할 수 있다”고 가능성을 열어놨다. 여당도 이날 추경안에 포항 지진 관련 지원 대책이 담길 수 있도록 적극 검토할 것을 정부에 요구했다. 추경 재원으로는 우선 세계잉여금을 활용할 수 있다. 다만 법정 용도가 정해져 있어 추경에 편성할 수 있는 금액은 629억원 정도에 불과하다. 이에 따라 정부는 국채를 추가 발행할 가능성이 높다. 세계잉여금과 한국은행 잉여금(3000억원), 기금 여유자금, 특별회계 재원 등에 더해 국채를 발행하는 방식으로 재원을 충당할 것으로 보인다. 기재부 관계자는 “추경 규모가 정해지면 국채 발행 규모가 나오겠지만 재정 건전성에 문제가 되지 않도록 노력하겠다”고 말했다. 세종 황비웅 기자 stylist@seoul.co.kr

문재인 정부 출범 이후 청와대 청원 게시판에 1500개 이상 올라온 중국발 미세먼지 관련 글의 주된 기류는 ‘대중국 강경 항의’와 ‘효율적 해법 마련’이었다. 이런 강경론과 효율론 중 어디에 무게를 싣느냐는 정부 내에서도 ‘뜨거운 감자’다. 시원하게 따져 중국의 즉각적인 변화를 불러오자는 쪽과 당장은 답답해도 실질적 외교적 성과물을 만드는 데 집중하자는 주장이 공존한다. 공무원에게 ‘미세먼지, 중국에 따지면 안 되나요’라는 질문을 했다.정부 내 강경론은 한반도 내 높은 중국발 미세먼지 유인 비율을 근거로 중국의 문제점을 강하게 지적하자는 것이다. 실제 중국발 미세먼지의 영향에 대해 연평균 30∼50%, 고농도 시에는 60∼80%로 추정된다는 연구 결과가 있다. 중국이 자국의 미세먼지를 줄이기 위해 대기오염 물질이 발생하는 공장을 서해안 쪽으로 계속 이전한다는 주장도 있다. 특히 중국발 미세먼지는 국내에서 배출된 오염물질과 반응해 2차 오염을 일으키는 것으로 알려졌다. 강경론에는 외려 중국은 제 할 말을 하는데 한국은 중국에 제 목소리를 못 낸다는 정서가 깔렸다. 환구시보는 지난달 8일 “서울의 미세먼지가 정말 한국 매체가 말하듯 선양과 베이징에서 오는가. 한국이 말하듯 미세먼지의 50% 이상, 심지어 75%가 중국에서 왔다는 것은 상식에 어긋나지 않는가”라고 주장했다. 한 공무원은 “지금은 주로 우회적으로 한국의 입장을 중국에 전하는데 직접적인 갈등이 커지는 것을 두려워만 할 필요는 없다”며 “외려 미세먼지 문제를 양국이 꼭 해결해야 한다는 필요성이 커지는 역할도 한다”고 설명했다. 정부 내 효율론은 중장기적인 문제 해결에 초점을 맞춘다. 중국도 한국 쪽으로 미세먼지가 날아간다는 사실 자체를 회피하는 것은 아니며 일부 자정 노력도 하기 때문에 외교적 대화로 풀어 갈 여지가 있다는 의미다. 정부 관계자는 “공동연구 등을 통해 정확한 미세먼지 유입량을 확보하고 이를 토대로 중국이 행동에 나서도록 권유하고 요청하는 게 중요하다”며 “대중국 비난 수위를 높이면 중국 네티즌들의 혐한 분위기가 높아지고 외려 이에 영향을 받은 중국 정부가 한국과 협의하려는 움직임을 축소할 가능성도 있다”고 말했다. 감정적인 소모전을 펼치면 양국 모두에게 좋을 게 없다는 뜻이다. 양국 정부는 이미 미세먼지와 관련해 논의 채널을 갖고 있다. 외교부와 중국 생태환경부 간 채널이나 기후변화공동위원회 패널이 대표적이다. 하지만 미세먼지가 초국경적 사안이라는 점에서 동북아 전체가 참여하는 다자채널이 필요하다는 목소리가 큰 상태다. 이에 남북과 중국, 일본, 러시아, 몽골 등 6개국은 지역 내 대기오염 해결을 위해 지난해 10월 동북아청정대기파트너십(NEACAP)을 출범시켰다. 다자간 협의체는 직접적 처벌보다 간접적인 ‘동료 압력’을 통해 회원국을 구속하면서도 실질적 진전을 유도하는 특징이 있다. 감정적 책임 공방보다는 합리적인 접근으로 실질적 변화를 이끌어 내려는 의도로 보인다. 외교부 관계자는 2일 “실질적인 미세먼지 유입량을 함께 연구하고 공동 예보나 미세먼지 포집기술 이전을 위해 노력할 것”이라며 “6개국이 공동으로 미세먼지 통계부터 정확히 만들고 기상 데이터뿐 아니라 인구나 국내총생산(GDP) 등 사회지표도 넣어 정책 발굴에 나설 수 있을 것”이라고 말했다. 반기문 전 유엔 사무총장이 이끄는 대통령 직속 ‘미세먼지 범국가기구’를 준비하는 설립추진단도 지난 1일 문을 열었다. 미세먼지 정책에 국민 의견을 적극 담기 위해 500명 규모의 정책 참여단을 운영하고 반 전 총장은 보아오 포럼에 참여하는 것에 이어 시진핑 중국 국가주석을 만나 미세먼지 문제를 논의할 예정이다. 정부의 이런 효율론에는 미세먼지를 외교 문제가 아닌 국가산업정책의 문제로 보는 시각이 깔렸다. 중국의 제조업은 2030년 정점을 찍을 것으로 보이는데 공장 이전 등 산업정책은 국가 고유의 권한이라는 의미다. 효율론 관점에서 스웨덴 모델은 정부 내에서 공감대를 얻고 있다. 과학적 연구 결과로 국제사회를 꾸준히 설득해 실질적으로 공기질 개선 효과를 봤기 때문이다. 스웨덴 과학자인 스반테 오덴은 1960년대 스칸디나비아반도에서 나무가 시들고 물고기가 떼죽음을 당하자 전국 토질과 수질 데이터를 분석했다. 그리고 영국과 독일에서 넘어온 이산화황이 산성비로 내렸기 때문이라는 연구 결과를 발표했다. 영국과 독일은 부인했지만 스웨덴은 지속적으로 노력했고 1979년 이들을 포함한 31개국이 ‘월경성 장거리 이동 대기오염에 관한 협약(CLRTAP)’에 서명했다. 이 협약은 향후 잇따라 맺은 8개 기후환경협약의 시발점이 됐다. 정부 관계자는 “국가는 최우선적으로 국민의 요구를 풀어가야 한다. 따라서 미세먼지 문제의 심각성을 중국에 전달하고 있다”며 “다만 충분한 논리와 대안을 마련해 대응하는 것이 더 강한 것이고 중국의 행동도 유도할 방법이 아닌가 싶다”고 말했다. 이경주 기자 kdlrudwn@seoul.co.kr

문재인 정부 출범 이후 청와대 청원 게시판에 1500개 이상 올라온 중국발 미세먼지 관련 글의 주된 기류는 ‘대중국 강경 항의’와 ‘효율적 해법 마련’이었다. 이런 강경론과 효율론 중 어디에 무게를 싣느냐는 정부 내에서도 ‘뜨거운 감자’다. 시원하게 따져 중국의 즉각적인 변화를 불러오자는 쪽과 당장은 답답해도 실질적 외교적 성과물을 만드는 데 집중하자는 주장이 공존한다. 공무원에게 ‘미세먼지, 중국에 따지면 안 되나요’라는 질문을 했다. 정부 내 강경론은 한반도 내 높은 중국발 미세먼지 유인 비율을 근거로 중국의 문제점을 강하게 지적하자는 것이다. 실제 중국발 미세먼지의 영향에 대해 연평균 30∼50%, 고농도 시에는 60∼80%로 추정된다는 연구 결과가 있다. 중국이 자국의 미세먼지를 줄이기 위해 대기오염 물질이 발생하는 공장을 서해안 쪽으로 계속 이전한다는 주장도 있다. 특히 중국발 미세먼지는 국내에서 배출된 오염물질과 반응해 2차 오염을 일으키는 것으로 알려졌다. 강경론에는 외려 중국은 제 할 말을 하는데 한국은 중국에 제 목소리를 못 낸다는 정서가 깔렸다. 환구시보는 지난달 8일 “서울의 미세먼지가 정말 한국 매체가 말하듯 선양과 베이징에서 오는가. 한국이 말하듯 미세먼지의 50% 이상, 심지어 75%가 중국에서 왔다는 것은 상식에 어긋나지 않는가”라고 주장했다. 한 공무원은 “지금은 주로 우회적으로 한국의 입장을 중국에 전하는데 직접적인 갈등이 커지는 것을 두려워만 할 필요는 없다”며 “외려 미세먼지 문제를 양국이 꼭 해결해야 한다는 필요성이 커지는 역할도 한다”고 설명했다. 정부 내 효율론은 중장기적인 문제 해결에 초점을 맞춘다. 중국도 한국 쪽으로 미세먼지가 날아간다는 사실 자체를 회피하는 것은 아니며 일부 자정 노력도 하기 때문에 외교적 대화로 풀어 갈 여지가 있다는 의미다. 정부 관계자는 “공동연구 등을 통해 정확한 미세먼지 유입량을 확보하고 이를 토대로 중국이 행동에 나서도록 권유하고 요청하는 게 중요하다”며 “대중국 비난 수위를 높이면 중국 네티즌들의 혐한 분위기가 높아지고 외려 이에 영향을 받은 중국 정부가 한국과 협의하려는 움직임을 축소할 가능성도 있다”고 말했다. 감정적인 소모전을 펼치면 양국 모두에게 좋을 게 없다는 뜻이다.양국 정부는 이미 미세먼지와 관련해 논의 채널을 갖고 있다. 외교부와 중국 생태환경부 간 채널이나 기후변화공동위원회 패널이 대표적이다. 하지만 미세먼지가 초국경적 사안이라는 점에서 동북아 전체가 참여하는 다자채널이 필요하다는 목소리가 큰 상태다. 이에 남북과 중국, 일본, 러시아, 몽골 등 6개국은 지역 내 대기오염 해결을 위해 지난해 10월 동북아청정대기파트너십(NEACAP)을 출범시켰다. 다자간 협의체는 직접적 처벌보다 간접적인 ‘동료 압력’을 통해 회원국을 구속하면서도 실질적 진전을 유도하는 특징이 있다. 감정적 책임 공방보다는 합리적인 접근으로 실질적 변화를 이끌어 내려는 의도로 보인다. 외교부 관계자는 2일 “실질적인 미세먼지 유입량을 함께 연구하고 공동 예보나 미세먼지 포집기술 이전을 위해 노력할 것”이라며 “6개국이 공동으로 미세먼지 통계부터 정확히 만들고 기상 데이터뿐 아니라 인구나 국내총생산(GDP) 등 사회지표도 넣어 정책 발굴에 나설 수 있을 것”이라고 말했다. 반기문 전 유엔 사무총장이 이끄는 대통령 직속 ‘미세먼지 범국가기구’를 준비하는 설립추진단도 지난 1일 문을 열었다. 미세먼지 정책에 국민 의견을 적극 담기 위해 500명 규모의 정책 참여단을 운영하고 반 전 총장은 보아오 포럼에 참여하는 것에 이어 시진핑 중국 국가주석을 만나 미세먼지 문제를 논의할 예정이다. 정부의 이런 효율론에는 미세먼지를 외교 문제가 아닌 국가산업정책의 문제로 보는 시각이 깔렸다. 중국의 제조업은 2030년 정점을 찍을 것으로 보이는데 공장 이전 등 산업정책은 국가 고유의 권한이라는 의미다.효율론 관점에서 스웨덴 모델은 정부 내에서 공감대를 얻고 있다. 과학적 연구 결과로 국제사회를 꾸준히 설득해 실질적으로 공기질 개선 효과를 봤기 때문이다. 스웨덴 과학자인 스반테 오덴은 1960년대 스칸디나비아반도에서 나무가 시들고 물고기가 떼죽음을 당하자 전국 토질과 수질 데이터를 분석했다. 그리고 영국과 독일에서 넘어온 이산화황이 산성비로 내렸기 때문이라는 연구 결과를 발표했다. 영국과 독일은 부인했지만 스웨덴은 지속적으로 노력했고 1979년 이들을 포함한 31개국이 ‘월경성 장거리 이동 대기오염에 관한 협약(CLRTAP)’에 서명했다. 이 협약은 향후 잇따라 맺은 8개 기후환경협약의 시발점이 됐다. 정부 관계자는 “국가는 최우선적으로 국민의 요구를 풀어가야 한다. 따라서 미세먼지 문제의 심각성을 중국에 전달하고 있다”며 “다만 충분한 논리와 대안을 마련해 대응하는 것이 더 강한 것이고 중국의 행동도 유도할 방법이 아닌가 싶다”고 말했다. 이경주 기자 kdlrudwn@seoul.co.kr

DGIST 기초학부생들의 실험 수업에서 시작된 연구가 국제학술지에 게재됐다. DGIST는 진권휴, 제갈장환, 염지우 학생이 기초학부 재학 때 수업조교였던 실험동물센터 임승영 전임기술원, 웰에이징연구센터 정진주 연구원과 함께 공동연구를 진행해 MAOA유전자와 공격성에 관한 논문을 국제학술지 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)에 게재했다고 2일 밝혔다. MAOA유전자는 모노아민 계열 신경전달물질을 분해하는 유전자로, 30개의 염기쌍이 하나의 단위로 반복되는 ‘연쇄반복서열’을 지닌다. 이 때 연쇄반복서열의 반복횟수에 따라 MAOA유전자의 유전형이 달라진다. 연쇄반복서열이 4.5번 반복되는 ‘4.5R 유전형’을 가진 사람은 상대적으로 다른 사람들에 비해 공격성이 높다는 연구결과가 있다. 이번 연구는 기초학부생 수업 도중 실시한 유전자 분석 실험에서 시작됐다. 당시 수업 담당교수인 이창훈 교수와 학생들은 4.5R 유전형 보유 집단과 비보유 집단 간의 공격성 비교 심리검사를 진행했지만 큰 차이점을 찾을 수 없었다. 이에 학생들은 4.5R 유전형 MAOA유전자가 성격 형성에 갖는 영향력을 측정할 방법을 고민하다 이를 학부생 공동 연구 프로젝트 UGRP(Undergraduate Group Research Program)의 연구주제로 선정, 연구를 진행하게 됐다. 연구진은 4.5R 유전형 MAOA유전자를 가진 사람들의 뇌파와 심전도를 측정해본 결과, 공격적인 자극을 받으면 다른 유전형 보유자들보다도 더 강한 반응을 보인단 사실을 알게 됐다. 이는 뇌파와 심전도 측정을 통해 공격성에 대한 생명과학적 해석이 가능함을 보여줘, 향후 성격검사를 보완할 수 있는 단초를 제시했다는 측면에서 의미가 크다. 이번 연구를 진행하고 DGIST 정보통신융합전공 대학원 석사과정으로 진학한 진권휴 학생은 “‘분자와 생명현상 실험’ 수업의 ‘너 자신을 알라’ 프로젝트가 연구까지 발전하게 됐다”며 “단순한 학문적 호기심을 학술지에 실릴 만큼의 성과로 발전할 수 있었던 데에는 UGRP의 힘이 컸다”고 밝혔다. □ 또한 연구팀은 이번 연구 과정에서 얻은 분석 결과를 토대로 국제학술지 익스페리멘털 뉴로바이올로지(Experimental Neurobiology)와 뉴로사이언스 레터스(Neuroscience Letters)에도 각각 한 편 씩, 총 두 편의 논문을 더 게재했다. 연구를 진행했던 기초학부생들은 모두 DGIST 대학원에 진학해 학업을 이어가고 있다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

인류가 탐사한 가장 먼거리 천체 ‘울티마 툴레’의 미스터리가 하나씩 풀리고 있다. 2015년 7월 명왕성을 방문한 미국항공우주국(NASA)의 심(深)우주탐사선 뉴허라이즌스가 3년반 동안 16억㎞(11AU)를 더 날아 카이퍼벨트의 울티마 툴레에 도착한 것은 2019년 새해를 알리는 종이 친 직후였다. 울티마 툴레는 ‘알려진 세계를 넘어서’라는 의미의 중세시대 용어로 공식 이름은 ‘2014 MU69’다. 뉴허라이즌스가 초기에 보내온 데이터에 의하면, 지구로부터 지구-태양 간 거리의 44배인 65억㎞나 떨어져 있는 카이퍼벨트의 소행성 울티마 툴레는 처음에는 눈사람 모양으로 파악됐다. 이는 두 천체가 충돌로 인해 눈사람 모양으로 붙은 것으로, 큰 것은 울티마, 작은 것은 툴레로 각각 명명됐다.그러나 뉴허라이즌스가 플라이바이 직후 찍은 영상을 분석해본 결과, 울티마 툴레가 구형보다는 납작한 팬케이크처럼 편평한 모양임이 밝혀졌으며, 크기는 35x15㎞, 폭 15㎞임을 알아냈다. 울티마는 19.5㎞, 툴레는 14.2㎞이다. 이처럼 NASA 과학자들은 뉴허라이즌스의 데이터로 울티마 툴레의 퍼즐을 하나씩 풀어가면서 태양계 형성기의 진화와 조성 그리고 지질학을 배우고 있는 중이다. 이제껏 밝혀진 바에 따르면, 울티마 툴레는 의심의 여지가 없이 인류가 최초로 탐사한 연성(連星)이다. 이 천체의 접근 사진은 눈사람 같은 이상한 형태를 보여줬지만, 최근접 촬영된 이미지를 분석해본 결과, 뉴허라이즌스는 울티마 툴레로부터 불과 3,500㎞ 거리 이내까지 접근했다. 이 소행성은 놀랄만큼 특이한 형태를 하고 있는 것이 드러났다. 울티마 툴레는 크고 납작한 판형(울티마)에 작고 둥근 판형(툴레)이 연결된 형태로 이뤄져 있다.​ 이런 특이한 형태는 과학자들에게 커다란 놀라움을 안겨줬다. 미국 콜로라도주(州) 볼더에 있는 사우스웨스트연구소(SwRI)의 앨런 스턴 뉴허라이즌스 수석연구원은 “우리는 태양계 어디서도 이런 형태의 천체를 본 적이 없다”고 밝히면서 “이 발견은 행성을 형성하는 벽돌인 미행성이 어떻게 만들어지는지를 보여주는 것으로, 우리 행성과학자들을 행성 연구의 원점으로 되돌려보내는 사건”이라고 논평했다. 울티마 툴레는 원시 태양계의 물질이 완벽하게 보존돼 있는 천체로, 태양계가 탄생될 때 행성들이 어떻게 형성됐는가를 뚜렷이 보여주고 있다. 울티마와 툴레는 처음에는 분리된 소행성으로 카이퍼벨트에 있는 다른 연성계처럼 서로의 둘레를 공전하고 있었을 것이며, 무엇인가의 힘에 의해 ‘부드러운’ 합체를 이뤘을 것으로 과학자들은 보고 있다. “이 같은 추론은 우리 태양계의 형성에 대한 일반적인 이론에 부합되는 것”이라고 설명하는 미국 워싱턴대학의 윌리엄 매키넌 뉴허라이즌스 공동연구자는 “울티마 툴레의 상호 공전 모멘텀이 대부분 소실된 나머지 두 천체가 이처럼 합병하게 된 것”이라고 밝혔다. 그 합병의 증거는 울티마 툴레의 연결부인 목 부분에 증거를 남기고 있다. 뉴허라이즌스 과학자들은 울티마 툴레의 표면에서 메탄올, 물얼음 그리고 다른 유기 분자의 증거를 발견했다. 이 같은 발견은 과학자들에게 원시 태양계 천체 연구에 커다란 기회를 줄 것으로고 기대되고 있다. 울티마 툴레의 데이터 전송은 아직까지 계속되고 있으며, 2020년 여름이 돼야 모든 데이터 전송이 끝날 것으로 보인다. 현재 뉴허라이즌스는 여전히 카이퍼벨트 지역을 여행하고 있으며, 카이퍼 벨트 천체들에 대한 관측을 계속하는 한편, 카이퍼벨트 우주먼지 환경과 하전입자 방사선 지도를 작성하고 있다. ​2019년 4월 현재, 뉴허라이즌스는 지구에서 약 66억㎞(44AU) 떨어진 지점에서 초속 14.7㎞로 궁수자리 방향으로 항해하고 있는 중이다. 이는 빛이 6시간 달려야 하는 거리로, 지구와 교신을 주고받는 데 12시간이 걸리는 거리이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

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

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

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