약 6600만년 전 어느 화창한 봄날. 맑은 하늘을 가로질러 떨어지는 커다란 불덩어리가 그렇게 심각한 상황을 불러일으킬지는 티라노사우루스나 트리케라톱스도 알지 못했다. 당장 오늘 먹잇감을 찾는 것, 그리고 그 먹잇감이 되지 않는 것이 하늘의 불덩어리보다 더 중요했다. 그렇지만 소행성이 충돌한 인근 지역의 공룡들은 순식간에 사라졌고 불과 몇 시간만에 지구 전체는 먼지로 뒤덮이게 됐다. 중생대 백악기말 5번째 지구 생물대멸종이 시작됐을 때를 이렇게 상상할 수 있을 것이다. 과학자들은 공룡 대멸종은 바로 꽃들이 만발하고 만물이 소생하는 봄철 발생했다는 연구결과를 새로 내놨다. 네덜란드 암스테르담자유대 지구과학과, 스웨덴 웁살라대 진화생물학연구센터, 프랑스 유렵싱크트론방사광연구소(ESRF), 벨기에 왕립 자연과학연구소, 브뤼셀자유대, 영국 카디프대 지구환경과학부 공동연구팀은 중생대 말 지층과 화석을 분석한 결과 생물대멸종을 불러일으킨 소행성 충돌이 발생한 시기는 봄철이었다는 연구결과를 과학저널 ‘네이처’ 2월 24일자에 발표했다. 공룡 멸종의 원인에 대해서 기후변화나 거대화산 폭발 등이 꼽히고 있지만 과학계에서는 대형 소행성 충돌이 공룡을 지구상에서 사라지게 만든 직접적 원인이라고 보고 있다. 실제로 약 6600만년 전 현재 멕시코 유카탄 반도에 길이 약 10㎞의 소행성이 떨어지면서 지름 180㎞, 깊이 20㎞의 칙술루브 충돌구가 발생했다. 엄청난 양의 가스와 먼지가 지구를 뒤덮여 햇빛이 차단되면서 급속한 기온변화가 발생해 공룡을 비롯해 지구상 생물종 76%가 사라져 버렸다. 연구팀은 유카탄 반도에서 3500㎞ 떨어진 미국 노스다코타 남서쪽 타니스라는 지역에서 당시 소행성 충돌로 인해 흙과 나무를 비롯한 각종 식물, 동물 사체들이 뒤엉켜 쌓인 지층과 화석을 분석했다. 소행성이 충돌한 당일 충격파로 인해 높이 10m 이상의 쓰나미(지진해일)이 덮치면서 모든 생물종이 한꺼번에 뒤죽박죽이 된 것이다.연구팀은 철갑상어 화석 6점을 방사광가속기와 뼈 속 탄소동위원소를 분석했다. 그 결과 지느러미뼈에서 얇은 세포 성장층이 봄철 성장 형태와 일치한 것으로 확인됐다. 뼈 세포층은 봄에 두꺼워지고 여름에 성장하면서 가을에는 얇아진다. 철갑상어들의 아가미에서는 소행성 충돌로 발생한 엄청난 규모의 지진해일과 강한 세이시(seiche)가 강 상류와 내륙까지 덮치면서 큰 고통없이 즉시 사망했을 것이라는 증거도 발견했다고 연구팀은 설명했다. 세이시는 바람, 지진, 기압변동 등으로 인해 발생하는 수면 진동이다. 소행성 충돌이 생물종이 버틸 수 있는 한계 이상의 세이시를 발생시켰다는 것이다. 연구팀은 북반구 지역 봄에 소행성이 충돌하면서 최악의 상황이 발생했을 것이라고 지적했다. 남반구에 사는 동물들은 동면을 준비하고 있었을 상황이지만 북반구에서는 대부분 생물들이 먹이를 찾고 짝짓기를 하는 시기였기 때문이라는 것이다. 예룬 반 데어 루베 네덜란드 암스테르담자유대 교수는 “이번 연구는 소행성 충돌이 어떻게 지구생물 대멸종이라는 엄청난 결과를 가져왔는지에 대한 설명을 제시하고 있다”며 “중생대 말 환경, 기후, 생물학적 조건을 재구성해 연구하는데도 도움이 될 것”이라고 설명했다.

고대 이집트 투탕카멘(재위 BC 1361∼BC 1352)의 무덤에서 발견된 단검에 대한 비밀이 또 한꺼풀 벗겨졌다. 최근 이집트와 일본 공동연구팀은 투탕카멘의 단검이 이집트 외 지역에서 전해졌다는 연구결과를 국제 학술지 ‘운석·행성과학’(Meteoritics & Planetary Science) 최신호에 발표했다. 이 단검에 얽힌 사연은 우리에게도 유명한 투탕카멘의 과거와 함께한다. 투탕카멘은 9살 무렵 대제국의 파라오가 됐지만 18세의 나이에 의문의 죽음을 맞았다. 이 때문에 ‘비운의 소년왕’이라는 별칭도 있지만 세간에 널리 알려진 계기는 이른바 ‘파라오의 저주’ 때문이다. 이는 1922년 투탕카멘의 무덤이 영국 고고학자 하워드 카터에 의해 발굴된 이후 수십 여 명의 관련자들이 잇달아 사망하면서 유래됐다. 이 단검은 카터 박사의 발굴 당시 미라화 된 투탕카멘 다리 옆에 놓여 있었는데 빛나는 금 손잡이는 물론 양날에는 꽃과 깃털이 섬세하고 아름답게 장식돼 있었다. 투탕카멘의 단검이 세간의 화제가 된 것은 지난 2016년 이탈리아 피사 대학과 이집트 박물관 공동연구팀이 그 성분을 분석하면서다. 연구팀은 이 칼날의 성분을 조사하기 위해 X-선 형광 분석법을 동원했으며 그 결과 운석에서나 나오는 높은 양의 니켈, 코발트 등이 다량으로 함유된 것으로 드러났다. 곧 우주에서 떨어진 운철을 가공해 칼로 만든 셈이다. 이번에 연구팀은 단검에 대한 비파괴검사를 통해 성분 및 제련 방법에 대해 조사했다. 그 결과 비드만스타텐 무늬라 불리는 독특한 빗살 무늬가 확인됐는데 이는 옥타헤드라이트 철운석에서 확인된다. 실제로 우주에서 떨어진 운석을 가공해 단검을 만든 것이 또다시 확인된 것. 또한 연구팀은 비드만스타텐 무늬를 살려 단검을 만들기 위해 비교적 저온 단조 기술을 사용했을 것으로 추정했다. 연구에 참여한 일본 치바 공대 토모코 아라이 박사는 "단검의 제조와 기원을 이해하기 위해 비파괴 2차원 화학 분석을 수행했다"면서 "단검이 950℃보다 훨씬 높은 온도에서 제작되었다면 그 무늬가 사라졌을 것"이라고 설명했다. 그렇다면 당시 철 제련기술이 없었던 이집트의 왕은 어떻게 단검을 가지고 있었을까? 연구팀은 약 3400년 전 제작된 아마르나 서한이라는 고대 문서에 주목했다. 여기에는 단검에 얽힌 사연이 일부 적혀있는데 한때 고대 오리엔트의 최강국이었던 인도ㆍ이란계 민족의 나라인 미탄니 왕국의 왕이 투탕카멘의 할아버지에게 선물로 줬다고 기록되어 있다. 연구팀은 철기 시대 이전에 만들어진 단검과 같은 철 유물은 운석을 재료로 했으며 운철은 일반 철보다 녹는 점이 낮다고 밝혔다.  

과거 암은 ‘불치의 병’으로 알려졌지만 여전히 치료가 쉽지 않은 암종들도 있기는 하지만 과학기술의 발달로 치료 및 관리가 가능한 질환으로 자리잡고 있다. 다양한 치료법이 나오고 있지만 외과수술, 화학항암제, 항암방사선 치료가 여전히 많이 쓰이고 있다. 문제는 항암치료법들이 암 조직 뿐만 아니라 정상세포까지 공격하면서 탈모, 구토, 설사, 체중 감소 등 심각한 부작용들을 수반한다는 것이다. 이에 기초과학연구원(IBS) 유전체항상성연구단, 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 공동연구팀은 정상세포에서 손상을 주지 않고 부작용 없이 모든 종류의 암 치료에 적용할 수 있는 기술 ‘신델라’를 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 2월 22일자에 실렸다. 기존 항암치료법들이 부작용을 일으키는 것은 암세포 뿐만 아니라 정상세포의 DNA 이중나선까지 손상시키기 때문이다. 연구팀이 개발한 신델라 기술은 크리스퍼-캐스9 유전자 가위를 이용해 암세포에만 존재하는 돌연변이 DNA의 이중나선을 골라서 잘라냄으로써 암세포만 선택적으로 사멸시킬 수 있다. 기존에도 유전자 가위를 이용한 암 치료 시도가 있었지만 각각의 암을 일으키는 돌연변이를 찾아 원인을 밝히고 이를 정상으로 되돌리는 유전자 가위를 제작해야 하기 때문에 과정이 복잡하고 시간이 오래 걸렸다. 연구팀은 생물정보학 분석을 통해 유방암, 결장암, 백혈병, 교모세포종 등 여러 암 세포주에서 정상세포에서는 발견되지 않는 고유의 돌연변이를 찾아냈다. 연구팀은 이 돌연변이들을 표적으로 하는 크리스퍼 유전자 가위 ‘신델라’를 만든 뒤 생쥐 실험을 실시한 결과 정상세포에는 영향을 미치지 않고 암세포만 선택적으로 죽일 수 있다는 것을 입증했다. 또 암세포의 성장도 억제할 수 있음도 증명했다. 모든 암 형성 과정에서 공통으로 만들어지는 돌연변이의 DNA 이중나선을 자르기 때문에 암종에 상관없이 치료가 가능해졌다. 명경재 IBS 단장(UNIST 특훈교수)는 “이번 기술은 부작용 없고 모든 암에 적용 가능한 환자 맞춤형 기술을 개발한 것으로 암치료의 패러다임을 전환할 것으로 기대한다”며 “실제 암 환자에게서 채취한 암세포에 신델라 기술을 적용하는 실험을 하고 있으며 추가 연구를 통해 효율성을 높이고 상용화에 박차를 가할 것”이라고 설명했다.

2020년 말에는 코로나 델타변이 바이러스가 전 세계에 유행했고, 지난해 말부터는 코로나 오미크론변이 바이러스가 발생해 전 세계에 엄청난 숫자의 확진자가 발생하고 있다. 새로운 변이가 나타날 때마다 해당 바이러스를 검출하기 위한 검사시약이 필요해 조기 대응이 쉽지 않았다. 이 같은 상황에서 한국과학기술연구원(KIST) 센서시스템연구센터, 고려대 KU-KIST 융합대학원 공동연구팀은 바이러스가 인체에 침투했을 때 감염에 핵심적인 역할을 하는 단백질을 판별할 수 있는 테라헤르츠 메타물질 센서를 개발했다고 22일 밝혔다. 전자기파 중 특정 주파수에서 투과율이나 반사율을 증폭시키는 물질이다. 이번 연구결과는 분석화학 및 전자공학분야 국제학술지 ‘바이오센서 앤드 바이오일렉트로닉스’에 실렸다. 현재 코로나19 바이러스를 검출할 때는 PCR검사와 신속항원검사법을 사용한다. PCR검사는 정확성은 높지만 검사결과가 나오기까지 최소한 4시간 이상이 걸리고 신속항원검사는 검출시간은 15~20분에 불과하지만 정확도가 낮다. 코로나19 바이러스는 베타(β) 코로나바이러스속 중 하나로 82% 이상이 유사한 아미노산 배열을 갖고 있어 검출이 쉽지 않다. 테라헤르츠 전자기파는 주파수 대역이 넓어 생체분자의 고유 진동에 민감한 분광법에 활용할 경우 DNA, 아미노산, 단백질 단위체 같은 생체시료들의 미세한 고유정보와 차이점까지 구분해 낼 수 있다. 이 같은 장점에도 불구하고 신호증폭 기술이 없고 극미량 시료로는 검출이 쉽지 않다는 한계가 있다. 이에 연구팀은 테라헤르츠파 특정 신호를 증폭시키는 메타물질을 만들어 미량의 시료만으로도 민감하게 측정할 수 있는 생체분자 진단플랫폼 개발에 성공했다. 이에 미량의 시료만으로도 수 분 이내에 정확하게 바이러스를 검출해 낼 수 있게 됐다. 서민아 KIST 박사는 “이번에 개발한 투과형 테라헤르츠 시스템의 소형화에 성공한다면 이동식, 현장 검사에 투입돼 특정 감염병에 대한 즉각적 대처가 가능할 것”이라며 “앞으로 나타날 수 있는 감염병과 그 변이들을 추적·분석할 때도 도움이 될 것으로 예상된다”고 말했다.

채소가 풍부한 식단은 육류 중심의 식사보다 건강에 도움이 된다고 알려져 있다. 그런데 채소 섭취가 심혈관질환(CVD) 예방에는 썩 도움이 되지 않는다는 연구 결과가 나왔다. 영국 옥스퍼드대 의대, 브리스톨대 공중보건학연구소, 중국 홍콩중문대 의대, 빅데이터분석연구센터 공동연구팀은 대표적인 의료정보 빅데이터 ‘UK 바이오뱅크’를 활용해 식습관과 심혈관질환 발병 간 상관관계를 분석했다. 바이오뱅크에 등록된 50만명 중 39만 9586명을 무작위로 추출해 일일 채소 섭취량을 조사한 뒤 심근경색, 뇌졸중 같은 심혈관질환 발병 여부를 장기 추적했다. 그 결과 끼니마다 채소를 먹는 사람들은 하루 한 번 이하로 섭취하는 사람들보다 심혈관질환 발병 가능성이 15% 정도 낮았다. 그렇지만 거주환경, 흡연과 음주 여부, 연령, 소득수준 등 다양한 조건들을 고려할 경우 두 집단 사이의 심혈관질환 발병 가능성은 3% 이내로 줄어들어 통계적 유의성을 찾을 수 없는 것으로 확인됐다. 지금까지는 채소 속 카로티노이드, 알파토코페롤 같은 성분이 혈관을 깨끗하게 만들어 심혈관질환을 예방한다고 알려졌다. 실제 통계를 살펴보면 채소를 많이 먹는 것을 포함한 다른 생활·건강상 요인들이 복합적으로 작용해 심혈관질환 위험이 낮아진다는 결론에 이른다. 이 연구 결과는 식품영양학 분야 국제학술지 ‘최신 영양학’ 2월 21일자에 실렸다.

한국 과학자들이 포함된 국제공동연구팀이 별이 폭발하면서 내뿜는 빛을 포착해 별의 죽음을 밝힐 단서를 찾았다. 한국천문연구원, 캐나다 토론토대, 미국 카네기연구소, 캘리포니아공과대(칼텍), 애리조나대, 캘리포니아주립대, 라스 쿰브레스 천문대, 미국항공우주청(NASA) 국제공동연구팀은 한국의 외계행성탐색시스템(KMNet)을 이용해 별이 폭발한 지 1시간 정도밖에 지나지 않은 초신성에서 별의 진화 마지막 단계와 소멸을 보여 주는 관측 증거를 찾아냈다고 21일 밝혔다. 이번 연구 결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘네이처 천문학’에 실렸다. la형 초신성은 폭발 시 최대 밝기가 일정해 우주 거리를 재거나, 철(Fe)과 같은 무거운 원소의 기원은 물론 별의 죽음을 연구하는 데도 활용된다. 그러나 지금까지 la형 초신성이 어떤 과정을 통해 폭발하는지 알려지지 않았다. 연구팀은 KMNet으로 만들어진 지 1시간이 되지 않은 초신성 ‘SN 2018aoz’를 관측했다. la형 초신성 관측 사상 가장 이른 시기의 폭발광이다. 초신성 빛을 빨리 탐지할수록 별의 크기와 별 내부 원소 측정이 쉽기 때문에 천문학자들은 이런 폭발광을 찾는 데 주력하고 있다. 2011년 SN 2011fe 초신성은 11시간, 2017년 SN 2017cbv는 7시간, 2019년 SN 2018oh는 3.6시간 만에 관측이 이뤄졌다. 이번 관측으로 폭발 후 1~12시간 사이 초신성의 색이 붉어진다는 것을 확인했으며 이는 철 성분이 초신성 가장자리에 많이 분포하기 때문이라고 연구팀은 설명했다. la형 초신성은 별의 가장 바깥쪽 헬륨 폭발로 시작하고 이후 폭발 물질들이 급격한 혼합 과정을 거치는 것으로 밝혀졌다.

채소가 풍부한 식단은 육류 중심의 식사보다 건강에 도움이 된다고 알려져 있다. 그런데 영국 과학자들이 대규모 역학조사를 실시한 결과 지금까지 알려진 상식과는 달리 채소 섭취와 심혈관질환(CVD) 예방과는 상관이 없다는 연구 결과를 내놨다. 영국 옥스포드대 의대, 브리스톨대 공중보건학연구소, 중국 홍콩중문대 의대, 빅데이터분석연구센터 공동연구팀은 대표적인 의료정보 빅데이터 ‘UK 바이오뱅크’를 활용해 식습관과 심혈관질환 발병간 상관관계를 분석한 결과 채소 중심 식단이 심혈관질환 예방에 도움이 된다고 보기는 어렵다는 것을 처음 밝혀냈다. 이 같은 연구 결과는 식품영양학 분야 국제학술지 ‘최신 영양학’ 2월 21일자에 실렸다. 연구팀은 바이오뱅크에 등록된 50만명 중 39만 9586명을 무작위로 추출해 일일 야채와 과일 소비량을 조사한 뒤 심근경색, 뇌졸중 같은 심혈관질환 발병 여부를 장기 추적했다. 분석 결과, 매 끼니마다 채소와 과일을 섭취하는 집단은 하루 한 번 이하로 섭취하는 사람들보다 심혈관질환 발병 가능성이 15% 정도 낮았다. 그렇지만 거주환경, 흡연과 음주 여부, 연령, 소득수준 등 다양한 조건들을 고려할 경우 두 집단 사이의 심혈관질환 발병 여부는 3% 이내에 불과한 것으로 확인됐다.채소 속 카로티노이드, 알파-토코페롤 같은 성분이 혈관을 깨끗하게 만들어 심혈관질환을 낮춰준다고 알려졌다. 채소를 많이 먹는 사람들은 다른 생활·건강상 요인들이 복합적으로 작용하면서 심혈관질환 발병 가능성이 낮춰지는 것일 뿐 채소 섭취만으로는 심혈관질환 위험이 크게 낮아진다고 보기는 어렵다는 설명이다. 이번 연구를 이끈 벤 레이시 교수(공중보건학)는 “심혈관질환을 비롯한 각종 질병을 예방하기 위해서는 매일 채소와 과일을 좀 과하다할 정도로 섭취해야 한다”며 “충분한 수면과 규칙적인 신체활동 같은 생활습관을 갖지 않는 경우 균형잡힌 식사를 하더라도 건강상 도움이 되지 않는다는 것을 이번 연구로 알 수 있다”고 말했다.

사실상 앞발이 없는 특이한 모습의 육식공룡 화석이 아르헨티나에서 발굴됐다. 최근 영국 런던자연사박물관 등 국제공동연구팀은 약 7000만 년 전 살았을 것으로 추정되는 아벨리사우루스과에 속하는 공룡의 두개골을 발견했다는 연구결과를 국제학술지 ‘척추고생물학 저널’(Journal of Vertebrate Paleontology) 최신호에 발표했다. 아르헨티나의 독립영웅인 마르틴 미겔 데 구에메스의 이름을 따 '구에메시아 오초아이'(Guemesia ochoai·이하 G.오초아이)로 명명된 이 공룡은 아벨리사우루스과에 속한다. 아벨리사우루스는 백악기 후기, 지금의 남미 지역을 호령했던 육식 공룡으로 '남반구의 티라노사우루스'라고 불릴만큼 무시무시하고 사나운 힘을 과시했다. 흥미로운 점은 아벨리사우루스의 있는듯 없는듯한 앞발의 존재다. 대부분의 공룡은 네 다리로 걷거나 짧은 앞발을 가졌지만 아벨리사우루스의 앞발은 너무나 짧아 사실상 사용되지 않았다. 이같은 불리한 점에도 아벨리사우루스는 강력한 턱 힘과 머리를 사용해 티타노사우루스와 같은 거대한 덩치의 공룡을 사냥하는 최강의 포식자로 군림했다. 같은 포식자인 티라노사우루스 역시 덩치와 어울리지 않게 짧고 귀여운 앞발을 가졌는데 아벨리사우루스는 이보다 더 보잘 것 없었다.다만 이번에 발굴된 G.오초아이는 기존 아벨리사우루스과의 공룡과 크게 2가지 큰 차이를 보여 신종일 가능성도 있다. 먼저 화석에 뿔이 없었으며 두개골 앞쪽에 열을 방출하는 작은 구멍이 확인됐다. 특히 다른 아벨리사우루스과에 비해 70%나 더 작은 독특한 뇌두개골을 가져 이 공룡이 어린 종 혹은 신종일 가능성이 제기됐다. 연구를 이끈 안잘리 고스와미 박사는 "G.오초아이는 대부분의 아벨리사우루스과 공룡이 살았던 아르헨티나 남부 파타고니아에서 멀리 떨어진 지역에서 발굴됐다"면서 "이는 이 공룡 그룹이 다양한 생태계에서 서식했다는 것을 의미한다"고 설명했다  

한국과학자들이 포함된 국제공동연구팀이 우주의 거리를 알려주는 표준광원이 되는 별의 폭발장면을 포착해 별의 죽음에 얽힌 비밀을 밝혀낼 수 있게 됐다. 한국천문연구원, 캐나다 토론토대, 미국 카네기연구소, 캘리포니아공과대(칼텍), 애리조나대, 캘리포니아주립대, 라스 쿰브레스 천문대, 미국항공우주청(NASA) 국제공동연구팀은 한국의 외계행성탐색시스템(KMNet)을 이용해 초신성 폭발 직후 1시간 내 빛을 포착해 la형 초신성이 어떻게 폭발하는지 보여주는 관측적 증거를 찾아냈다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘네이처 천문학’에 실렸다. la형 초신성은 폭발시 최대 밝기가 일정해 우주 거리를 재는 표준광원으로 이용된다. 또 철(Fe)과 같은 무거운 원소의 기원과 별의 죽음을 연구하는데 필수적이다. 그러나 지금까지 la형 초신성이 어떤 과정을 통해 폭발하는지 밝혀지지 않았었다. 연구팀은 KMNet을 이용해 폭발 후 1시간 밖에 되지 않은 초신성 ‘SN 2018aoz’를 관측했다. 이 관측은 la형 초신성 관측사상 가장 이른 시기의 폭발광을 포착한 것이다. 폭발 직후 빛을 빨리 포착할수록 별의 크기와 별 내부 원소 측정이 용이하기 때문에 천문학자들은 초신성 폭발 직후 가장 빠른 빛 관측에 주력하고 있다. 2011년 SN 2011fe 초신성은 폭발 뒤 11시간 후, 2017년 SN 2017cbv는 폭발 뒤 7시간, 2019년 SN 2018oh는 폭발 후 3.6시간 만에 관측이 이뤄진 적이 있다.이번 관측으로 초신성 폭발 후 1~12시간 사이 초신성의 색이 붉어진다는 것을 확인했으며 이는 철 성분이 초신성 가장자리에 많이 분포하기 때문이라고 연구팀은 설명했다. la형 초신성 폭발이 백색왜성의 바깥에 있는 헬륨 폭발로 시작하거나 폭발 물질들이 아주 급격한 혼합과정을 거친다는 설명이다. 국내 초신성탐사연구진을 이끌고 있는 김상철 천문연구원 광학천문본부장은 “이번 연구는 KMNet의 24시간 관측수행을 통해 la형 초신성에서 어떻게 폭발이 일어나는지 구체적으로 밝혀낸 첫 번? 연구”라며 “더 이른 시기의 초신성 관측과 다른 종류의 폭발을 일으키는 특이 초신성에 대한 연구도 추가로 진행할 것”이라고 설명했다.

각종 스마트 기기의 사용이 일상화되고 탄소중립 트랜드에 따라 자동차들도 화석연료 기반 내연기관에서 전기차로 바뀌고 있다. 특히 전기차의 경우 전지의 용량과 수명은 매우 중요한 요소이다. 이 때문에 용량과 수명을 늘리기 위해 다양한 연구가 진행되고 있다. 국내 연구진이 액체 첨가제를 이용해 리튬배터리의 수명을 늘리는 방법을 찾아냈다. 카이스트 신소재공학과, 충남대 유기재료공학과 공동연구팀은 새로운 대칭성 이온성 액체 첨가제를 개발하고 이를 이용해 장(長)수명 리튬금속전지를 만들었다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈’에 실렸다. 리튬금속전지는 리튬전지의 음극재를 흑연에서 리튬금속으로 대체한 것으로 에너지 밀도가 높다는 장점을 가진 차세대 전지이다. 문제는 리튬금속 증착시 내부 단락이 발생해 배터리 수명과 안전성이 떨어지기 쉽다는 것이다. 이에 연구팀은 이온성 액체를 이용해 리튬의 안정적 증착을 유도해 단락을 막아준다는 사실에 착안했다. 연구팀은 비대칭적 이온성 액체 대신 분자구조가 대칭을 띄는 이온성 액체 첨가제를 새로 개발해 사용했다. 이번에 개발한 이온성 액체 첨가제는 리튬금속전지의 안정성을 크게 개선해주는 것을 확인했다. 실제 이번에 개발한 이온성 액체 첨가제를 니켈-코발트-망간 전지에 사용하면 600번 이상의 충방전 과정에서도 초기 용량의 80% 이상을 유지하며 성능도 그대로 유지하는 것이 관찰됐다. 이는 기존 유사한 기술에 비해 3배나 우수한 결과이다. 강지형 카이스트 교수는 “이번 연구는 장수명 리튬금속전지를 만들기 위한 전해질 설계방향을 새롭게 제시했다”며 “이번에 개발된 신개념 전해질은 배터리 소재 시장에 게임체인저가 될 수 있을 것”이라고 설명했다.

지금까지는 과학자들이 물질들의 물리적, 화학적 반응을 살피면서 새로운 소재를 개발하거나 화합물을 합성했다. 그런데 국내 연구진이 인공지능(AI)를 이용해 개인용 비행체(PAV), 초고속열차 등에 쓰이는 꿈의 신소재를 개발하는데 성공해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 기계공학과, 경상국립대 금속재료공학과, 한국재료연구원, 포스텍 공동연구팀은 인공지능을 이용해 새로운 고강도 경량 알루미늄 합금 설계기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘합금과 혼합물’(Journal of Alloys and Compounds)에 실렸다. 소재의 강도와 연성은 상반되는 특성이기 때문에 강도가 높으면서도 충분한 연성을 가져 강하지만 가공하기 편한 꿈의 소재를 찾는 것은 쉽지 않았다. 실험적으로 찾을 수도 있지만 첨가되는 원소의 최적 혼합비율과 공정조건을 발견하기 위해서는 엄청난 시간과 비용이 필요하다. 이에 연구팀은 최적의 강도와 연성을 갖는 첨가 원소 조합과 공정조건을 빠르게 찾는 인공지능 딥러닝 모델을 개발했다. 이번에 개발한 AI로 우수한 기계적 특성을 지닐 것으로 예측되는 합금의 공정조건도 얻을 수 있었다. AI의 추천 시간도 5분 이내 밖에 걸리지 않았다. 연구팀은 AI가 추천한 화학조성과 공정조건에 맞춰 알루미늄 합금을 제작한 결과 710㎫(메가파스칼) 이상의 강도를 유지하면서도 20% 정도의 연성을 갖는 것으로 확인됐다. 현재 널리 쓰이고 있는 상용소재인 7068-T6 합금은 590㎫의 강도와 연성은 8% 수준에 불과하다. 특히 이번에 활용한 AI는 설명가능한 인공지능 기술이기 ?문에 AI가 특정 조합과 공정과정을 왜 추천했는지 중간 과정까지 파악할 수 있다. 기존 AI는 입력과 출력 중간 과정에 대해 파악할 수 없다는 단점이 있었다. 설명가능한 AI를 사용했기 때문에 AI 추천합금을 만든 뒤 미세조직을 분석해 재료공학적 이론과 일치하는지도 확인할 수 있다. 성효경 경상국립대 교수는 “이번 기술은 다양한 경량 합금 소재 생산에도 적용할 수 있어 신소재 개발기간과 비용을 대폭 줄일 수 있을 것”이라며 “설명가능한 인공지능을 사용함으로써 기술신뢰도와 응용성을 높였다”고 설명했다. 정임두 UNIST 교수도 “실험적 방법만으로는 찾기 어려운 경량금속을 빠르게 찾을 수 있는 이번 기술은 탄소중립시대 새로운 운송장치를 생산할 때 필요한 차체 경량화 수요에 발빠르게 대응할 수 있을 것”이라고 말했다.

기후변화에 대응하기 위해 필요한 것은 인식 변화일까, 아니면 일단 행동에 나서는 것일까. 미국 캘리포니아 데이비스대(UC데이비스) 연구진을 중심으로 한 공동연구팀은 현재와 같은 기후변화 환경에서 정치, 사회, 경제 시스템이 어떤 방식으로 대응하는 것이 효과적인지 찾아 나섰다. 연구에는 로드아일랜드대 심리학과, 마이애미대 생태과학정책연구센터, 애리조나주립대, 테네시대 생태진화생물학과, 버몬트대 환경연구소 과학자 등이 참여했다. 이번 결과는 과학저널 ‘네이처’ 2월 17일자에 실렸다. 많은 기후변화 모델링에서 사회적 행동이나 정책 변화는 외부 요인으로 취급해 고려하지 않는 경우가 많아 금세기 말 기온상승 폭이 1.8도에서 최대 6도까지 전망되고 있다. 이 때문에 기후변화 대응을 위해 시급한 문제가 무엇인지, 어떤 대응이 필요한지에 대한 공감대가 형성되지 않은 상태다. 연구팀은 기후 정책, 온실가스 배출 추적 데이터, 기후변화 모델 등 약 10만건의 데이터를 기초로 사회, 정치, 기술분야 통합 시뮬레이션을 실시했다. 분석 결과 기후변화에 대응하고 탄소배출량 감축 속도를 높이기 위해서는 개인의 행동 변화 요구에 앞서 사회집단의 인식 변화를 바탕으로 정치권의 적극적 대응, 탄소배출 완화 기술 개발이 필요하다고 연구팀은 주장했다.

환경 문제에 대한 관심이 높아지면서 기업들도 ‘환경·사회·지배구조’(ESG)를 경영에 반영하려는 움직임이 활발하다. 그렇지만 친환경이 아니면서도 환경친화적으로 보이기 위해 홍보하는 위장환경주의, 일명 ‘그린워싱’ 기업들도 늘고 있다. 이런 가운데 온실가스 증가에 상당한 영향을 끼쳤던 글로벌 에너지 기업들이 청정에너지 전환을 위한 실질적 노력을 기울이지 않고 있다는 분석 결과가 나왔다. 일본 도호쿠대 환경대학원, 북동아시아연구센터, 교토대 국제환경대학원 공동연구팀은 글로벌 에너지 기업들의 청정에너지 관련 담론과 기업 행동 및 투자가 일치하지 않는다고 20일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 2월 16일자에 실렸다. 연구팀은 1965년 이후 연간 전 세계 탄소배출량의 10% 이상 영향을 미치고 있는 세계 4대 에너지 기업인 BP, 셰브론, 엑손모빌, 셸을 대상으로 친환경 기업 활동을 분석했다. 연구팀은 2009년부터 2020년까지 4대 기업의 연간보고서에서 에너지 전환과 관련된 비즈니스 전략, 재무 데이터, 키워드를 평가했다. 그 결과 최근 10년 동안 에너지 재벌들의 연간보고서에는 친환경에 대한 논의가 늘었다. 특히 BP와 셸은 ‘기후’, ‘저탄소’, ‘전환’과 같은 키워드와 담론이 급증한 것으로 확인됐다. 사업 전략에서도 탈탄소, 청정에너지 비전을 제시했지만 구체적 실천 방안보다는 선언 형태가 대부분이라고 연구팀은 밝혔다. 재무 데이터를 분석했을 때도 이들 4개 기업의 비즈니스 모델은 모두 화석연료에 의존하고 있으며, 청정에너지에 대한 투자는 미미하고 청정에너지로 전환하려는 움직임도 찾아볼 수 없는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 그레고리 트렌처 교토대 교수(에너지정책)는 “기후변화를 막고 지속가능한 지구를 만들기 위해 2050년까지 전 세계 이산화탄소 순배출량이 ‘0’에 도달해야 하는데 이를 위해서는 기업들이 나서야 한다”며 “이번 연구에 따르면 대형 에너지 기업에서도 환경 분야에 대한 담론과 투자, 사업모델 개발 같은 실천이 일치하지 않아 탄소배출 제로에 도달하는 시기가 늦춰지거나 어렵게 도달할 가능성이 크다”고 말했다.

토끼는 전래 동화와 속담에 자주 등장하는 동물 중 하나다. 그 속에서 토끼는 자만심에 빠져 승부가 뻔한 경주에서 지고, 위기의 순간에 영리한 꾀를 내어 살아남고, 뛰어난 자가 없는 곳에서 득세하는 보잘것없는 존재로 그려진다. 이는 사람들이 토끼를 어떻게 생각하는지 잘 보여 준다. 사람들은 이런 토끼를 목적에 따라 여러 방식으로 이용했다. 야생의 산토끼는 일찍부터 사냥감이었다. 번식력이 강한 토끼 일부는 길들여져 고기와 털을 제공하는 집토끼가 됐다. 집토끼 중 일부는 고대부터 과학 실험에 이용됐다. 토끼를 이용한 실험 중 팬데믹 시기에 관심을 끄는 것은 루이 파스퇴르의 광견병 백신 개발이다. 파스퇴르는 이미 닭콜레라와 탄저병 백신을 연구한 적이 있었고 독성이 약화된 병원체를 주사하면 면역이 생기는 원리를 경험을 통해 터득했다. 광견병은 그가 처음 도전하는 인체 대상 전염병이었다. 광견병의 병원체는 바이러스이기 때문에 당시 기술로는 이를 분리해 배양할 수 없었다. 파스퇴르는 공동연구자 에밀 루와 광견병이 신경계통에 문제를 일으킨다는 점에 착안해 광견병에 걸린 개의 뇌 일부를 다른 개의 뇌에 주사했다. 주사를 맞은 개가 곧 죽어버리는 바람에 이 실험은 조금도 진전하지 못했다. 파스퇴르와 루는 뇌가 아니라 척수에서 병원체를 배양하는 방법을 고안했고 개 대신 다루기 쉬운 토끼를 실험동물로 택했다. 그들은 광견병에 걸린 토끼의 척수를 분리해 무균 상태의 병에서 건조시켜 독성을 약화시키는 방식으로 백신을 개발했다. 파스퇴르 전기를 보면 광견병에 걸린 토끼 척수가 담긴 유리병들이 실험대 위에 날짜별로 놓여 있는 장면이 나온다. 이렇게 개발된 백신은 개를 대상으로 한 실험에서 성공을 거두었고, 1884년에 학회에서 발표됐다. 그리고 1885년에는 광견병에 걸린 개에 물린 아홉 살 소년에게 처음 접종됐다. 이것이 실험실에서 만들어진 최초의 인체 백신이다. 토끼는 지금도 많은 과학연구에서 실험동물로 선택된다. 토끼는 특히 심혈관계 관련 질병 연구나 화장품 등 독성실험에 널리 이용되고 있다. 실험동물로서 토끼는 개보다 비용이 적게 들고, 쥐나 기니피그보다 몸집이 커서 한 번에 많은 혈액을 채취할 수 있으며, 눈물샘이 없기 때문에 안구 독성 실험에도 장점이 있다고 한다. 최근에는 동물실험에 대한 인식이 많이 달라졌다. 동물실험을 대신할 방법들이 개발 중이고, 의약품 개발같이 불가피한 경우에도 실험동물의 고통을 최대한 덜어 주려는 노력을 기울인다. 실험동물의 권리 보호에 대해 아직 사회적 공감대가 충분히 형성됐다고 보기 어렵다. 그러나 쥐, 토끼 같은 실험동물의 희생이 사람들의 이익을 위해 당연한 것이라는 인식은 확실히 줄고 있다. 실험실 토끼나 반려토끼 외에 우리가 매체를 통해 토끼라는 단어를 자주 만나는 때는 선거기간이다. 1980년대에는 정치집단이 달성해야 하는 두 가지 목표를 말할 때 ‘두 마리 토끼를 잡는다’ 또는 ‘산토끼 잡으려다 집토끼 놓친다’는 속담을 자주 인용했다. 그러다가 1987년 첫 직선제 대통령 선거부터 유권자들을 토끼에 비유했다. 확고한 지지자들을 집토끼, 마음을 못 정한 유권자들을 산토끼라고 부르면서, 더 많은 토끼를 잡을 전략과 방법을 고민했다. 한 사람의 유권자로서 나는 오랫동안 들어온 이 비유가 불편하다. 산토끼든, 집토끼든, 심지어 실험실 토끼든, 토끼는 사람들의 목적을 위한 수단이었기 때문이다. 정치인과 언론인들은 유권자를 토끼라 부르면서 무슨 생각을 하는 것인지 궁금하다. 유권자는 그들의 목적을 위해 집에 잡아들여야 할 토끼가 아니라, 인권과 가치를 가진 존중받아야 할 개인들이다. 유권자를 표현하는 언어도, 유권자를 바라보는 인식도 그렇게 바뀌어야 한다.

코로나19 확산세가 다시 거세지고 있다. 바이러스 전파를 차단하기 위해서는 백신접종과 마스크 착용, 사회적 거리두기 같은 방역조치도 필요하지만 빠르게 진단검사를 실시해 감염자를 선별해 격리치료하는 것이 중요하다. PCR검사는 정확도는 높지만 검사부터 결과까지 모두 의료진의 손을 거쳐야 하기 때문에 지금과 같은 확산시기에는 의료진 운영에 한계가 있다. 반면 자가진단키트는 빠르고 손쉽게 결과를 볼 수 있다지만 정확도가 떨어진다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 입을 가글하는 것만으로도 PCR검사와 비슷한 수준의 정확도로 코로나19 감염여부를 판단할 수 있는 기술을 개발했다. 한국기초과학지원연구원 바이오화학분석팀, 전남대 식품공학과, 전북대병원 진단검사의학과 공동연구팀은 코로나19 바이러스를 진단해 낼 수 있는 가글을 개발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘마이크로바이올로지 스펙트럼’에 실렸다. 코로나19의 스파이크 단백질이 인체에 들어오기 위한 관문인 ACE2 효소는 비강보다는 구강에 많아 코로나19 바이러스도 구강에 집중적으로 분포해 있는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 침을 이용해 코로나19 감염여부를 검사하려는 시도들이 많았지만 단순히 침을 뱉는 방식으로는 바이러스를 검출할 수 있다는 문제가 있다. 이번에 개발된 타액항원진단키트는 가글만으로도 구강 내 코로나19 바이러스를 쉽게 분리해 검사할 수 있다는 장점이 있다. 실제로 전북대병원과 군산의료원, 남원의료원에서 임상시험한 결과 코로나바이러스 감염 후 6일 이내 증상유무와 관계없이 97.8%의 민감도로 감염자를 구분해 내는데 성공했다. 연구를 이끈 권요셉 기초과학지원연구원 박사는 “이번 가글 검사법은 비강에서 바이러스를 채취해 검사하는 기존 방식과 달리 사용이 쉽고 다수의 인원을 한 번에 검사하거나 개인이 손쉽게 이용할 수 있기 때문에 의료진의 부담을 줄여준다는 장점이 있다”며 “현재 자가진단키트보다 정확하고 PCR검사처럼 복잡하지 않아 이들 방법을 대체할 수 있을 것”이라고 말했다.

건강검진을 받을 때 빠지지 않는 항목 중 하나가 초음파검사이다. 한·미 과학자들이 초음파의 강도를 높여 암조직을 제거하는 방법을 개발했다. 울산과학기술원(UNIST) 도시환경공학과, 미국 일리노이대 공동연구팀은 고강도 집속 초음파 기술로 암세포를 괴사시킬 수 있는 방법을 찾았다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 연구팀은 초음파 진동으로 ‘메카노포어’라는 특수 설계한 화학분자를 원격 자극해 세포 안에서 활성산소가 발생하고 결국 세포가 괴사하는 원리를 활용했다. 연구팀은 암을 유발시킨 생쥐의 세포에 메카노포어가 포함된 하이드로겔을 주입하고 고강도 집속 초음파를 가했다. 그 결과 암세포 증식이 억제됐으며 초음파를 조사한지 72시간 내에 암 조직들이 괴사했다. 초음파 진동으로 메카노포어 분자 결합이 끊어져 자유 래디컬이 생기면서 산소와 반응해 활성산소가 만들어졌기 때문이다. 연구팀은 초음파로 발생하는 진동 에너지를 원하는 부위에 필요한 시간만큼만 보낼 수 있는 정밀제어 기술을 개발해 초음파 전달시간을 최소한으로 조절했다. 전달시간이 길어지면 초음파 진동이 마찰열을 발생시킬 수 있다. 기존 초음파 이용 암치료법은 열을 이용했지만 열을 이용할 경우 암 이외 정상조직도 손상될 가능성이 크다. 연구를 이끈 김건 UNIST 교수는 “이번 기술은 초음파가 의료영상 진단에만 국한되는 것이 아니라 기존 비수술 의료기술과 병행해 개복 없이 암을 치료하고 치료 효과도 높일 수 있을 것”이라고 설명했다.

암 발생과 바이러스 감염에 관여하는 면역세포를 조절하는 ‘보이지 않는 손’ 단백질이 발견됐다. 포스텍 생명과학과, 성균관대 의대, 가톨릭대 의대, 캐나다 앨버타대 세포생물학과 공동연구팀은 면역 B 관련 세포를 조절하는 표적단백질 ‘가피쿠아’(CIC)를 발견했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’에 실렸다. B세포는 독감 바이러스 감염이나 암 발생과 밀접하게 관련된 면역세포이다. 이 세포는 바이러스 감염을 막기 위해 항체를 만들지만 과다하면 오히려 암을 자라게 만든다. B세포는 태아 단계에서 만들어지는 B-1 세포와 태어난 뒤 골수에서 만들어지는 B-2 세포로 구분된다. 특히 B-1은 태어난 뒤에는 더 이상 만들어지지 않는데 그 이유에 대해서는 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 가키쿠아 단백질도 B-1세포처럼 태아와 출생 후 변화가 크다는 점에 착안했다. 연구팀은 가키쿠아 단백질을 억제한 생쥐로 실험을 실시한 결과 CIC가 없는 쥐는 정상적인 쥐보다 B-1세포가 B-2보다 더 많은 것이 관찰됐다. 태아 시기에는 적지만 성장 과정에서 늘어나는 CIC가 B세포 형성에 관여하며 두 세포의 균형 유지에 관여한다는 것이다. 이윤태 포스텍 생명과학과 교수는 “B-1 세포는 독감 바이러스나 암 발생과 관련된 세포이기 때문에 이 표적 단백질을 이용하면 감염을 차단하거나 새로운 항암 면역기술을 개발하는데 도움이 될 것”이라고 설명했다.

국내 연구진이 지리산 산수유와 야생화, 참다래 열매 등에서 새로운 효모를 찾아냈다. 환경부 국립생물자원관, 국세청 주류면허지원센터 공동연구팀은 수입효모를 대체할 수 있는 주류 전용 자생효모 6종을 찾아냈다고 15일 밝혔다. 이번에 찾아낸 자생효모는 지리산 산수유 열매, 경기 용인의 야생화, 제주 참다래 열매 등에서 분리해냈다. 효모는 술의 맛과 향을 좌우하는데 지금까지는 약주, 탁주, 증류주 같은 전통주를 빚을 때 수입 제빵용 효모를 사용하고 있다. 국내 효모 시장은 연 230억원 규모로 약 8000t 대부분을 수입에 의존하고 있다. 국립생물자원관은 2012년부터 제주도, 지리산 등 전국 각지 야생식물 꽃, 열매에서 효모 1700여 종의 균주를 분리·배양해 보관 중이다. 이 가운데 안정적 배양이 가능하고 발효능력이 있는 효모균 ‘사카로마이세스 세레비지애’ 88개 균주를 대상으로 2017년 3월부터 지난해 12월까지 전통주, 과실주, 맥주 등 주종별 발효에 적합한 효모를 골라냈다. 그 결과 약주 발효에 최적인 효모 균주 2종을 포함해 탁주용 2종, 증류주용 1종, 맥주용 1종 6개 균주를 골라냈다. 이들 효모 발효만으로 당분이나 인공감미료를 추가하지 않고도 단맛을 내는 약주와 탁주 개발에 성공했다. 특히 지리산 산수유 열매에서 분리한 자생 효모 2종은 초기 발효속도가 빠르고 발효 후 단맛과 감칠맛 등 풍미가 탁월해 최근 특허를 출원했다. 생물자원관은 지난 11일 전북 남원시와 업무협약을 맺고 전통주를 생산하는 남원지역 양조장에 이들 효모 2종을 제공해 올 상반기 중에 약주와 탁주 전통주로 출시할 예정이다. 박진영 국립생물자원관 생물자원연구부장은 “앞으로도 제주도를 비롯한 국내 다양한 지역에서 분리한 균주들에 대해서도 지역 특산 명품 개발을 지원할 것”이라고 말했다.

코로나19 오미크론 변이의 전파율이 지금처럼 높고 백신 접종률이 80%를 넘는다면 일종의 집단면역이 형성돼 위중증률은 낮아지고 감기처럼 가벼운 질환으로 바뀌는 시간은 빨라질 수 있다는 수학적 분석 결과가 나왔다. 카이스트 수리과학과, 의과학대학원, 한국바이러스기초연구소 바이러스면역연구센터, 고려대 구로병원 감염내과 공동연구팀은 코로나19 전파율이 높아질수록 위중증화 비율은 낮아지고 경증 호흡기질환으로 토착화하는 속도가 빨라질 것이라고 14일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 관련 논문 사전 공개 사이트 ‘매드아카이브’(medRxiv) 2월 11일 자에 실렸다. 연구팀은 ‘바이러스 전파율 변화가 코로나19 토착화에 어떤 영향을 미치는가’라는 궁금증을 해결하기 위해 새로운 수학 모델을 만들었다. 연구팀은 백신 접종 이후에도 돌파 감염이 발생할 수 있으며 돌파 감염 후 회복하고 나면 면역 반응이 다시 증강한다는 사실을 바탕으로 코로나19에 대한 인체 면역 반응을 단기 중화 항체 면역 반응과 장기 T세포 면역 반응으로 나눠 분석했다. 분석 결과 백신 접종률이 높은 상황에서 바이러스 전파율이 높아지면 장기적으로 코로나19 위중증화 비율이 낮아지고 전체 중증 환자수도 감소하는 것으로 확인됐다. 이 같은 과정을 통해 코로나19가 감기 같은 경증 호흡기 질환으로 토착화하는 과정이 빨라질 수 있는 것으로 분석됐다. 다만 연구팀은 바이러스 전파율이 높아지면 전체 환자수가 늘어나면서 중증 환자도 급증할 수 있기 때문에 중환자 관리 의료체계를 제대로 갖추고 인구 80% 이상이 백신을 접종해야 한다고 밝혔다. 이 두 조건을 갖추지 않은 상태에서 방역정책을 완화할 경우 코로나 토착화보다 의료시스템 붕괴가 먼저 찾아올 것이라고 지적했다.

코로나19 오미크론 변이가 우세종이 되면서 전 세계적으로 확진자가 폭증하고 있다. 오미크론 유행이 코로나19 독성을 낮추고 계절성 독감이나 감기처럼 토착화될 가능성이 높다는 전망까지 나오고 있다. 이 같은 수학자와 의학자가로 구성된 국내 연구팀이 코로나19 바이러스 전파율 변화가 토착화를 앞당길 수 있다는 것을 수학적으로 증명해 주목받고 있다. 카이스트 수리과학과, 의과학대학원, 한국바이러스기초연구소 바이러스면역연구센터, 고려대 구로병원 감염내과 공동연구팀은 코로나19 바이러스 전파율이 높아질수록 위중증화 비율을 낮추고 경증 호흡기질환으로 토착화되는 속도가 빨라질 것이고 14일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학관련 논문 사전공개 인터넷사이트 ‘매드아카이브’(medRxiv) 2월 11일자에 실렸다. 연구팀은 ‘바이러스 전파율 변화가 코로나19 토착화에 어떤 영향을 미치는가’라는 궁금증을 해결하기 위해 새로운 수학 모델을 만들었다. 연구팀은 백신 접종 이후에도 돌파감염이 발생할 수 있으며 돌파감염 후 회복하고 나면 면역반응이 다시 증강된다는 사실을 바탕으로 코로나19 바이러스에 대한 인체 면역반응을 단기 중화항체 면역반응과 장기 T세포 면역반응으로 나눠 분석했다. 분석 결과, 백신 접종률이 높은 상황에서는 바이러스 전파율이 높아지면 일시적으로는 코로나19 확진자 수는 증가하지만 궁극적으로 코로나19 위중증화 비율이 낮아지면서 전체 중증환자수도 감소되는 것으로 확인됐다. 이 같은 과정을 통해 코로나19가 계절성 독감이나 감기처럼 경증 호흡기 질환으로 토착화되는 과정이 짧아질 수 있는 것으로 나타났다.연구팀은 바이러스 전파율이 높아지면 전체 환자수가 늘어나면서 중증환자도 급증할 수 있기 때문에 백신접종이 인구의 80% 이상이 되고 중환자 관리 의료체계가 제대로 갖춰져야 한다고 밝혔다. 이 두 조건이 갖춰지지 않은 상태에서 방역정책 완화를 실시할 경우 코로나 토착화보다 의료시스템의 붕괴가 먼저 찾아올 것이라고 지적했다. IBS 의생명수학그룹장(CI) 김재경 카이스트 수리학과 교수는 “이번 연구는 연령별, 기저질환 유무에 따라 다른 위증증률에 대해 고려하지 않았기 때문에 고위험군 집단을 대상으로 이번 연구결과를 적용할 때는 좀 더 주의가 필요하다”고 전제하면서도 “코로나19 팬데믹처럼 미래가 불투명한 상황에서 수학모델링을 통해 직관만으로는 유추하기 어려운 역설적인 연구결과를 얻었다”고 밝혔다. 한국바이러스기초연구소 바이러스면역연구센터를 이끌고 있는 신의철 카이스트 의과학대학원 교수도 “오미크론이 우세종이 되고 코로나19 확진자 숫자가 급증하는 요즘 같은 상황에서는 과학적 접근을 통해 미래를 예측하고 이를 방역정책에 반영하는 것이 매우 중요하다”며 “향후 단계적 일상회복 정책으로 전환할 때는 위중증 환자를 수용할 병상 확보 같은 의료체계 정비가 중요하다”고 강조했다.