찬바람이 불기 시작할 때 번잡한 도심 지역을 조금만 벗어나면 철새들이 떼 지어 날아가는 모습을 쉽게 볼 수 있다.철새를 볼 때마다 떠오르는 것은 ‘닐스의 신기한 모험’이다. 40~50대에게는 1981~1982년 TV에서 방영한 일본 애니메이션 ‘닐스의 모험’으로 더 익숙할 것이다. 스웨덴 작가 셀마 라겔뢰프가 스웨덴 교육위원회의 의뢰를 받아 아이들에게 스웨덴 지리와 지역사를 쉽게 배울 수 있도록 쓴 1906년 작품 ‘닐스 홀게르손의 환상적인 스웨덴 여행’이 원작이다. 말썽꾸러기 닐스가 저주를 받아 15㎝ 크기로 줄어든 뒤 집에서 키우던 거위를 타고 철새를 따라 스웨덴 전역을 여행한다는 줄거리다. 라겔뢰프에게 여성 최초이자 아동문학 최초로 1909년 노벨문학상을 안겨 준 이 작품에는 철새의 이동과 생태가 곳곳에 잘 묘사돼 있다. 이런 낭만들은 최근 들어 철새가 조류인플루엔자(AI) 확산의 주범으로 지목받으면서 많이 사라졌다. 철새는 한 지역에 뿌리내리고 사는 텃새와 달리 계절에 따라 번식지를 떠나 월동지에서 겨울을 난 뒤 다시 되돌아 오는 특성을 갖고 있다. 갓 태어난 철새들도 때가 되면 떠났다가 돌아오는 모습에 많은 사람들이 궁금증을 자아냈다. 1950년대 이후 독일 생물학자들을 중심으로 철새의 몸속에 생체 내비게이션이 내장돼 있다는 것이 밝혀졌지만, 철새의 생체 나침반을 만드는 것이 무엇인지를 포함해 많은 부분이 여전히 수수께끼로 남아 있다. 이런 가운데 독일 막스플랑크 조류학연구소, 뉴질랜드 매시대 자연과학·계산과학부, 호주 모내시대 생명과학부 공동연구팀은 철새들이 먼 거리를 이동하는 동안 변하는 온도에 적응하는 방식을 찾아냈다고 8일 밝혔다. 먼 거리를 이동하는 새들일수록 깃털 색깔이 밝고 옅다는 것이다. 이 같은 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 12월 7일자에 실렸다. 우선 연구팀은 미국 코넬대 조류학연구소에서 운영하고 있는 조류 분야 데이터베이스 ‘전 세계의 새’(Birds of the World)를 활용해 모든 새들의 깃털 밝기를 101점 척도로 정량화했다. 0은 검은색, 100은 흰색으로 정한 것이다. 그다음 깃털 색깔에 영향을 미치는 것으로 알려진 다른 요인들을 통제하고 종(種)별 이동 행태만을 비교했다. 분석 결과 한 지역에 머무는 텃새들은 철새들보다 어두운 색을 갖고 있는 것으로 확인됐다. 철새들 중에서도 이동거리가 짧은 종들은 더 먼 거리까지 이동하는 종들보다 깃털 색깔이 더 짙은 것으로 관찰됐다. 연구팀에 따르면 이런 경향성은 새의 크기나 날개 길이와 상관없이 일관되게 나타났다. 원거리 이동 철새들이 더 밝은 깃털을 갖게 진화된 것은 체온 조절 때문이라고 연구팀은 해석했다. 철새들은 맑은 날 텃새들보다 높은 고도에서 비행을 한다. 이 때문에 겨울철이라도 태양 복사열을 직접 받는다. 멀리 이동하는 철새일수록 태양 복사열의 영향이 더 오래 간다. 어두운 색의 옷이 밝은색 옷보다 열을 더 많이 흡수하는 것처럼 철새가 짙은 색의 깃털을 갖고 있다면 한낮에 이동하는 동안 많은 태양열을 받아 체온이 오른다. 이렇게 되면 쉼없이 장거리를 이동하는 철새에게는 최악의 상황이 될 수 있다는 것이다. 연구를 이끈 독일 막스플랑크 조류학연구소 바트 켐페네어스 행동생태학 교수는 “이번 연구로 동물 피부와 털 색깔이 온도와 기후 요인에 영향을 받는다는 사실을 다시 확인하게 됐다”며 “지구온난화에 따라 동물들의 적응 진화를 예측하는 데도 도움이 될 것”이라고 밝혔다.

11월 초 단계적 일상회복(위드 코로나)이 시작됐을 때만 해도 곧 일상으로 돌아갈 것이라는 기대감이 컸습니다. 그렇지만 코로나19의 변이 바이러스 오미크론이 확산되고, 이달 말이면 신규 확진자가 1만명에 육박할 수도 있다는 예측이 나오면서 일상회복에 대한 희망이 다시 멈췄습니다. 코로나19가 사라지면 가장 하고 싶은 일로 여행과 운동이 꼽혔다는 조사 결과가 있었습니다. 코로나19 확산으로 많은 사람들이 ‘코로나 블루’(코로나 우울증)를 호소했던 것도 이동이 제한되면서 나타난 현상이라고 분석한 학자들도 있습니다. 규칙적인 운동이 신체건강은 물론 뇌건강과 인지, 정서 기능에 유익하다는 것은 잘 알려져 있습니다. 그렇지만 어떤 과정을 거쳐 건강에 도움을 주는지는 명확히 확인되진 않았습니다. 미국 스탠퍼드대 의대 중심의 공동연구팀은 규칙적인 신체활동이 혈액 내 항염증 물질을 증가시켜 체내 염증 수치를 낮춰 줄 뿐만 아니라 뇌에 염증유발물질이 축적되는 것을 막아 준다고 밝혔습니다. 스탠퍼드대 의대 신경과학과, 노화생물학연구센터, 신경과학연구소, 화학 및 시스템생물학과, 행동·기능성 신경과학연구실, 유전학과, 이비인후과, 팰러알토 보훈병원, 스탠퍼드 챈·저커버그 바이오허브, 캘리포니아주립대 심리학과, 캘리코생명과학 과학자들이 참여한 이번 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’ 12월 9일자에 실렸습니다. 연구팀은 생후 3~4개월 된 생쥐 50마리를 두 집단으로 나눠 한 집단에는 매일 일정 시간 쳇바퀴를 돌리도록 했습니다. 다른 그룹은 이런 운동을 시키지 않았습니다. 28일이 지난 뒤 운동을 꾸준히 한 생쥐의 혈액 중 혈장 성분만 뽑아 운동을 하지 않은 생쥐에게 주사한 뒤 변화를 관찰했습니다. 그 결과 운동한 생쥐의 혈장을 수혈받은 생쥐들도 해마세포가 늘어나고 활성화되는 것이 관찰됐다고 합니다. 실제로 운동은 않고 혈장을 수혈받은 생쥐를 대상으로 기억력, 판단력, 운동능력을 측정한 결과 꾸준히 운동했던 생쥐들과 비슷한 수준으로 나타났습니다. 연구팀은 운동한 생쥐의 혈장을 분석한 결과 ‘클러스테린’이라는 단백질이 증가했고, 이것이 항염증 효과를 갖는다는 것을 확인했습니다. 연구팀은 급성 뇌염을 유발한 생쥐와 알츠하이머를 일으킨 생쥐에게 클러스테린을 정맥주사한 결과 뇌에 축적된 염증 물질이 낮아지는 것을 관찰했습니다. 연구팀은 또 경도인지장애를 겪는 남녀 환자 20명에게 6개월 동안 꾸준히 신체운동을 시킨 뒤 혈액 검사를 했습니다. 운동 후 인지기능 회복이 관찰됐으며, 운동 전보다 클러스테린 수치가 늘어난 것도 확인됐습니다. 운동을 하면 혈액 속 뇌에 도움이 되는 항염증 인자가 증가한다는 증거입니다. 토니 와이즈 코레이 스탠퍼드대 교수는 “운동이 혈장 속 항염증 인자를 자극해 퇴행성 뇌질환을 예방하고 완화시키는 데 도움이 될 수 있다는 것을 보여 준 연구”라고 말했습니다. 규칙적인 운동이 면역력을 강화시켜 코로나19 같은 감염병도 쉽게 극복할 수 있게 도와준다는 연구들이 많습니다. 운동이라고 해서 체육관까지 가야 할 필요는 없습니다. 코끝이 찡한 추위에 코로나19 확산도 심상치 않지만 마스크를 잘 착용하고 적당한 거리를 유지하면서 하루 30분 정도 가벼운 산책이나 조깅 수준의 운동이라도 한다면 면역력을 높이는 데 도움이 될 겁니다.

서울시립대학교는 최근 본교 화학공학과 문홍철 교수 연구팀이 건국대학교 김봉기 교수 연구팀과 전도성 공액 고분자의 전기변색 특성에 대해 규명하고, 이를 바탕으로 고성능 전기변색 시스템 구현에 성공했다고 7일 밝혔다. 문홍철 교수는 “해당 성과는 각 연구진이 보유한 전문 기술의 융합 및 그 시너지 효과가 잘 나타난 결과”라며 “소재를 합리적으로 설계해 기존 보고된 전도성 고분자 기반 전기변색 시스템들에 비해 고효율, 고안정성을 달성할 수 있었다”고 말했다. 이어 “이는 안정적으로 저전력 구동이 가능한 투명 디스플레이 플랫폼의 핵심 기술이 될 수 있을 것으로 기대한다”고 덧붙였다. 이번 연구는 한국연구재단 소재융합혁신기술개발사업 및 산업통상자원부 ICT 융합섬유 제조과정 전문인력양성 사업 지원으로 수행됐으며, 연구 결과는 화학공학 분야 국제학술지인 ‘케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)’에 온라인 출판됐다.

인류의 오랜 소망은 ‘불로장생’이다. 최근 의학과 과학기술의 발달로 백세시대가 코 앞으로 다가왔다. 그렇지만 중요한 것은 단순히 오래 사는 것이 아니라 건강하게 오래사는 건강수명이다. 이 때문에 건강수명 연장을 위한 연구도 활발하다. 이런 가운데 과학자들이 포도씨 속에 포함된 물질이 노화방지에 효과가 있어 건강하게 나이들도록 도와줄 수 있다는 동물실험 결과를 내놔 주목받고 있다. 중국과 미국 공동연구팀은 포도씨 속에 포함된 천연화합물인 플라보노이드 물질이 건강을 증진시키고 수명 증가 효과가 있다고 밝혔다. 이번 연구팀에는 중국 과학기술원대학 상하이 영양보건연구소, 상하이교통대 의대 보건과학연구소, 빈주의과대 노화의학연구소, 광저우 재생의학연구소, 미국 벅 노화연구소, 로렌스버클리국립대, 메이요클리닉, 시애틀 워싱턴대 연구진이 참여했다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 메타볼리즘’ 12월 7일자에 실렸다. 화학물질이나 방사선에 노출되거나 나이가 들면 세포는 노화되기 마련이다. 이 같은 노화된 세포가 체내에 축적되면 신체의 기능들이 점점 쇠퇴해 작동하지 않게 되면서 심혈관질환이나 각종 퇴행성신경질환 등에 시달리게 된다. 연구팀은 다양한 식물의 추출물을 인체세포에 주입해 노화에 미치는 영향을 살펴봤다. 연구팀은 다양한 천연물 중 포도씨 추출물, 특히 프로시아디닌C1(PCC1)이 노화세포를 제거하고 세포의 노화를 예방하는데 도움이 되는 것으로 확인됐다. 코코아, 초콜릿, 녹차, 포도 등에서 많이 발견되는 폴리페놀 성분으로 지방질 산화를 억제하고 자유라디칼을 제거해 심혈관 보호에 도움을 주는 것으로 알려져 있었다. 연구팀은 사람으로 치면 75~90세에 해당되는 생후 24~27개월 된 늙은 생쥐 91마리를 두 그룹으로 나눠 한 집단에만 8주 동안 격주로 PCC1을 주사했다. 8주가 지난 뒤 세포상태와 추적조사를 실시한 결과 PCC1를 주사한 생쥐들의 체내 노화세포 분포가 그렇지 않은 생쥐들보다 줄어들었으며 노화로 인해 나타나는 각종 질병은 60% 이상 줄었으며 수명도 9~10% 정도 긴 것으로 확인됐다. 이번 연구를 이끈 선 유 중국과기원대 교수는 “PCC1이 노화를 막고 수명을 연장시키는 정확한 메커니즘과 사람에게 적용 가능한지 여부는 추가 연구를 통해 확인해봐야겠지만 이번 연구는 천연물 속에 포함된 PCC1이 노화 관련 질환 치료제로 활용가능성을 보여주고 있다”라고 설명했다.

1980~90대까지만 해도 한국은 남녀 성비 불균형이 극심한 나라로 알려져 있었다. 그렇지만 최근에는 성비 불균형이 많이 균형이 잡한 것으로 알려져 있다. 실제로 남아선호 사상이 있던 예전에는 남자아이를 낳기 위해 다양한 방법을 쓰는 사람들이 많았지만 원하는대로 성을 바꾸는 것은 사실상 불가능한 일로 알려져 있었다. 일부 국가에서는 여전히 남녀성비가 극심한 불균형을 이루는 곳들이 있다. 그런데 과학자들이 궁금해 하는 것은 출생성비는 어떻게 결정되는가 하는 것이다. 유전적 요인이 성별과 성비를 결정한다는 일부 연구결과도 있었지만 아직 확실히 밝혀진바는 없다. 이런 상황에서 환경오염물질이 출생성비의 결정요인이 될 수 있다는 연구결과가 나와 주목받고 있다. 미국 시카고대 화학과, 의대, 시스템생물학 및 게놈연구소, 인간게놈학과, 스웨덴 카롤린스카연구소 전염병학 및 생물통계학과, 외레브로대 의학부 공동연구팀은 대기 및 수질오염물질이 출생성비(SRB, sex ratio at birth)의 변화 원인이라고 4일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 전산생물학’ 12월 3일자에 실렸다. 연구팀은 2003년부터 2011년까지 미국에서 출생한 약 300만명에 대한 IBM 헬스 마켓스캔 보험청구 데이터 기록과 1983년부터 2013년까지 스웨덴 보건국 국립환자등록소의 300만명 이상의 출생아에 대한 기록을 분석했다. 또 각국의 기상청과 환경국의 날씨, 대기 및 수질 오염상태에 대한 데이터를 비교했다. 출생성비는 임신한 여성의 호르몬에 의해 변화되는 것으로 알려져 있었고 일부에서는 날씨변화, 심리적 스트레스가 원인이 될 수 있다는 분석결과도 나왔었지만 명확하지는 않았다. 연구팀에 따르면 SRB는 계절, 기온변화, 거주지의 강력?죄율, 실업률, 업무강도와는 상관없는 것으로 나타났다. SRB는 질소산화물, 황산화물, PCB, 철, 납, 수은, 일산화탄소, 알루미늄, 물 속 크롬과 비소농도 등이 원인으로 조사됐다. 또 다른 요인으로는 극심한 가뭄, 교통사망률 등도 출생성비 일부에 영향을 미치는 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 유전학자 시카고대 의대 안드레이 리제츠키 교수는 “오염물질이 출생 성비에 변화를 일으킨 정확한 메커니즘을 파악하기 위해서는 추가 연구가 필요하지만 환경오염의 영향을 줄이기 위한 신속한 조치가 필요한 것은 사실”이라고 설명했다.

국내 연구진이 인간의 영원한 꿈인 ‘장수’와 ‘수명연장’의 꿈을 실현시켜줄 항노화 단백질을 발견했다. 카이스트 생명과학과, 한국과학기술연구원(KIST), 포스텍 공동연구팀은 손톱보다 작은 곤충이지만 사람과 유전자를 83%를 공유하는 예쁜꼬마선충에서 새로운 항노화 단백질을 발견했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 12월 4일자에 실렸습니다. 세포 속에서 만들어진 단백질을 목적에 따라 변형시키거나 분류해 필요한 위치로 옮겨주는 세포 내 우체국과 같은 역할을 하는 골지체에 존재하는 단백질 ‘MON2’은 물질 수송을 조절하는 것으로 알려져 있었다. 세포 내에서 기능이 저하되거나 오래된 단백질 등은 수시로 제거하는 자가포식은 생명을 유지하고 장수 유도에 필수적이다. 세포 내 에너지 공장인 미토콘드리아의 경우 기능이 약간 둔화됐을 때 장수를 유도할 수 있다고 알려져 있지만 다른 세포소기관들은 수명연장이나 장수에 어떻게 영향을 미치는지 잘 알려져 있지 않다. 이에 연구팀은 물질수송과 단백질 변형이 일어나는 골지체와 미토콘드리아가 노화에 관계있는 것으로 봤다. 연구팀은 단백체학 기술을 활용해 미토콘드리아 기능을 저하시켜 수명이 길어지도록 한 돌연변이 예쁜꼬마선충에게서 일반 예쁜꼬마선충과 달리 특이하게 많이 생성되거나 적게 만들어진 단백질 1000여 종을 찾아냈다. 그 중 골지체 단백질 MON2가 예쁜꼬마선충의 장수에 반드시 필요한 항노화 물질이라는 것을 알아냈다. 이번 기술은 노화로 인해 발생할 수 있는 질병을 치료할 수 있는 물질이나 방법을 찾아내는데 도움을 줄 것으로 기대된다. 이번 연구를 이끈 이승재 카이스트 교수는 “이번 연구에 따르면 미토콘드리아, 골지체, 오토파고좀 세 종류의 세포소기관의 유기적 소통이 장수와 관련 있다는 것을 제시했다는데 의미가 있다”라며 “추가 연구를 통해 세포소기관 내 물질 수송이 어떻게 장수유도단백질을 활성화시킬 수 있는지 분자수준의 메커니즘을 찾아낼 것”이라고 설명했다.

정부가 2030 국가온실가스 감축목표(NDC) 달성과 2050 탄소중립 실현을 위해 에너지 분야 13대 분야, 197개 핵심 기술개발 로드맵을 발표했다. 산업통상자원부는 2일 ‘2050 탄소중립 에너지 기술 로드맵’과 ‘에너지 국제공동연구 로드맵’ 발표회를 열었다. 청정연료 발전을 위해서는 수소터빈과 암모니아 기반 무탄소 발전 기술을 상용화하기 위해 2040년까지 수소만으로 발전을 일으키는 기술을 개발한다. 2030년까지 연료전지를 기반으로 하는 ㎿급 이상 복합발전 상용 시스템에 필요한 핵심 기술도 개발한다. 또 2030년까지 15㎿, 2040년까지 20㎿급 초대형 해상풍력 발전 시스템을 상용화하고 2030년까지 8㎿급 부유식 해상풍력 상용화에 필요한 기술 개발도 지원한다. 2050년에는 100㎿급 그린수소 생산시설을 갖춘다. 대용량 에너지 저장 기술을 개발하고 재생에너지 변동성 수용 전력망을 구축하는 기술 개발도 추진한다. 재생자원의 산업활용률을 극대화하고 2030년까지 재제조율 비율을 92%로 높이기 위한 기술개발 전략도 내놓았다. 정유 공정에 적용 가능한 무탄소 연료 생산 기술도 개발한다. 산업부는 에너지 국제공동연구 로드맵도 발표했다. 국제협력 수요가 높은 태양광·풍력·에너지저장장치(ESS) 등 6개 분야에서 핵심 기술을 도출하고 중점 협력 대상국과 협력할 방안을 제시했다. 일례로 풍력 분야는 20㎿급 초대형 해상풍력 터빈 및 핵심 부품 개념설계 기술을 국제협력으로 확보할 핵심 기술 중 하나로 꼽았으며, 덴마크·네덜란드·독일·미국 등을 중점 협력국으로 제시했다. 강경성 산업부 에너지산업실장은 “탄소중립을 위해 한계 돌파형 기술 개발을 통해 에너지 구조를 전환해야 한다”며 “정부는 필요한 예산 확보와 대형 통합형 연구개발(R&D) 도입, 국제공동 연구개발 활성화를 적극 지원하겠다”고 말했다.

울산과학기술원(UNIST)이 울산의 전통 제조업 혁신을 통해 국가 산업의 미래를 바꾸는 도전에 나섰다. 인력 양성, 연구개발(R&D), 창업 육성에 이르는 전 주기를 일체화한 혁신생태계와 국가 제조혁신 클러스터 조성을 통해 변화를 추진한다. 제조혁신 클러스터의 핵심은 인공지능(AI)과 탄소중립이다. 기존의 제조업에 AI를 접목해 스마트공장을 구현하고 친환경 저탄소배출 제조 기술을 보급해 미래 산업을 선도할 혁신 허브를 만드는 것이다. UNIST는 이를 위해 울산 서부권에 클러스터를 만들어 인력 양성과 연구개발을 시작할 계획이다. 이후 이러한 노력을 인근 산업단지로 확산하고 장기적으로는 부산·경남과 대구·경북으로까지 넓힌다는 복안이다. 2일 UNIST에 따르면 2019년 11월 이용훈 총장 부임 이후 UNIST는 대한민국 산업수도로 불리는 울산의 전통 제조업 혁신 작업을 진행해 왔다. 우선 UNIST는 AI 분야에 집중했다. 이 총장은 부임 직후부터 관련 분야 교수진을 직접 모집해 인공지능대학원 공모사업에 뛰어들었다. 그 결과 UNIST는 2020년 4월 과학기술정보통신부의 국비지원 사업에 선정됐다. 같은 해 9월에는 인공지능대학원을 개원해 AI 연구 기반을 마련했다.UNIST는 AI 연구를 지역산업으로 확산하기 위한 작업도 병행하고 있다. 지난 1월 출범한 인공지능혁신파크가 그 일환이다. 인공지능혁신파크는 산업체 재직자 교육, 산학공동연구, 스타트업 보육 등 AI와 관련한 협력사업을 적극 추진하고 있다. 현재 65개 기업이 인공지능혁신파크에 참여해 가시적인 성과를 거두고 있다. UNIST는 AI와 함께 디지털 뉴딜의 핵심 분야로 꼽히는 반도체에도 역량을 집중했다. 지난 9월 개원한 반도체소재부품대학원은 국내에서 유일한 반도체 소재·부품·장비 중심의 대학원이다. 이곳에서는 울산지역 정밀화학 산업 고도화를 통해 기업들의 반도체 소재 분야 진출을 돕고 있다. 현재 11개 기업이 공정 분석 및 지원을 받으며 기반을 다지고 있다. 또 UNIST는 미래차연구소, 산재특화 스마트 헬스케어 연구센터 등 울산의 기존 주력산업을 혁신하고 신산업을 창출할 다양한 연구기반을 구축해 제조업 혁신의 교두보를 마련했다.내년 초 개원할 탄소중립융합원은 최근 화두로 떠오른 탄소중립 분야를 이끌 핵심 기관이다. 이곳에서는 차세대 에너지, 탄소 포집·활용, 기후환경 및 탄소중립 정책 등 거의 전 분야에 걸쳐 인재 육성과 연구개발을 주도한다. UNIST는 내년 2월 탄소중립융합원 개원을 앞두고 마무리 작업에 한창이다. 탄소중립융합원은 탄소중립과 관련한 전문인력 양성, 최첨단 연구, 실증화 기반 마련 등을 주도할 예정이다. 융합원은 탄소중립 학사과정을 비롯해 대학원 과정, 기술 정책대학원, 실증화연구센터로 운영된다. 탄소중립은 배출한 이산화탄소를 다시 흡수해 실질적 배출량을 ‘0’으로 만든다는 개념이다. 우리나라를 포함한 121개국은 2016년 파리협정 이후 ‘2050 탄소중립’을 목표로 제시했다. 우리나라는 지난해 10월 탄소중립 계획을 처음으로 천명했다. 우리나라의 산업 수도인 울산은 탄소중립 계획에 따라 빠른 변화를 요구받는 도시 중 하나다. 자동차와 조선 관련 기업들이 대거 몰려 있고 탄소를 많이 배출하는 석유화학 기업체도 밀집해 있다. 울산은 지난해 9월 아시아 최초이자 세계 9번째로 세계경제포럼(WEF)의 ‘제조혁신 허브’에 선정됐다. UNIST 관계자는 “울산은 AI와 탄소중립 중심의 제조혁신 효과가 가장 크게 나타날 수 있는 도시”라며 “울산과 국가 산업의 미래를 선도할 ‘스마트 그린도시 울산’으로 가는 해답을 찾으면 그 파급 효과는 배가 될 것”이라고 기대했다. 앞서 UNIST는 전통산업 시대에 맞춰 설계된 기초교과목을 개편하고 최신 분야의 단기집중강좌를 개설했다. UNIST의 이런 노력과 변화에 지역사회도 호응하고 있다. 지역기업인 덕산그룹의 이준호 회장이 지난달 4일 발전기금으로 300억원을 쾌척한 것이 대표적이다. 발전기금은 첨단기술 분야 인재 육성과 창업생태계 조성을 통해 지역경제를 혁신할 새로운 모델을 구축하는 데 사용될 예정이다.이 회장은 “그동안 울산에서는 전통산업을 미래형 산업으로 바꿔야 한다는 목소리는 많았지만 실질적인 변화를 찾아보기는 어려웠다”면서 “국내 최초로 반도체소재부품대학원을 개원하는 등 미래 산업의 방향을 정립하고 이를 실현할 구체적인 대안을 마련한 UNIST의 노력을 보면서 울산의 산업 지평이 개선될 수 있다는 확신이 생겼다”고 말했다.

이용훈 UNIST 총장은 2일 인공지능(AI)과 탄소중립 기술을 바탕으로 울산 전통 제조업의 뿌리부터 바꾸는 혁신을 이끌 계획이라고 밝혔다. 다음은 일문일답. -울산 전통 제조업 혁신에 나선 이유는. “최근 과학기술의 급격한 변화가 국가적인 의제로 떠올랐다. 2018년 ‘알파고 쇼크’로 다가온 AI 변화, 2019년 반도체 중심의 무역분쟁, 2020년 코로나19에 따른 진단·백신·치료제 산업 부상, 2021년 기후위기에 대응하기 위한 탄소중립이 대표적이다. 이처럼 과학기술은 산업에 큰 영향을 준다. 요즘 국제사회는 탄소중립을 중심으로 새로운 경제체계를 구축하고 있다. 탄소 국경세를 신설하고 친환경적이지 못한 산업에 불이익을 주는 등 경제질서를 재편하려는 시도다. 우리나라 제조업이 지금까지는 산업화를 통해 빠르게 성장했다면, 이제는 혁신을 통해 더 도약해야 한다.” -미래를 위해 집중할 분야는. “AI, 바이오헬스, 탄소중립 등 세 가지를 꼽을 수 있다. 세계 유수의 대학들과 기업들이 이 분야에서 치열한 경쟁을 벌이고 있다. 이 분야에서 앞서면 혁신을 주도할 수 있다. UNIST는 세 분야의 연구기반을 확충하고 인재 육성, 연구개발, 산학협력을 확대할 계획이다.” -제조업 혁신을 위한 울산과 UNIST의 경쟁력은. “울산은 대한민국 산업수도로 불린다. 자동차, 조선, 석유화학 등 주력산업을 중심으로 배후 산업도 발달했다. 여기에 UNIST는 우수한 연구력을 갖춘 연구중심 대학으로 성장했다. 울산의 기업들은 산업 혁신에 목말라 있다. 인공지능혁신파크를 운영해 보니 재직자 교육, 산학공동연구, 스타트업 보육에 모집 규모의 2배가 넘는 기업이 몰리고 있다. 이제부터는 탄소중립과 관련한 제조 기업들의 변화와 혁신을 시도할 때다.” -울산 제조업 혁신 방향은. “제조업 혁신은 제품이나 서비스 개발이 아닌 뿌리로부터의 변화를 말한다. 울산은 제조업의 뿌리인 배후산업을 튼실히 해야 한다. AI가 배후산업 혁신에 큰 역할을 할 것이다. 삼양사가 인공지능혁신파크를 통해 설탕제조 공정의 효율성을 높인 게 대표적 사례다. UNIST의 소재 분야 연구력과 산업 AI 분야 역량에 기업의 의지만 더해지면 충분히 가능하다.”  

티라노 턱뼈, 질병 찾는 CT로 분석하니치아 한쪽에 큰 공간… 골밀도 감소 증거‘안킬로사우루스’ 화석 칠레 남단 첫 발견7개 골편·꼬리끝 곤봉 단 새로운 種 찾아아이들은 자라면서 공룡에 열광하는 시기를 한 번씩 거친다. 현실에서는 볼 수 없는 과거의 생물체로 아이들의 상상력을 자극하기 때문이라는 분석이 있다. 그런데 만화나 영화에서 무서운 모습으로 등장하는 티라노사우루스가 골다공증과 각종 염증질환에 시달렸고, 남극에도 공룡이 살았다면? 아이들은 아쉬워할 수 있겠지만 과학기술이 발달하면서 상상 속 공룡이 점점 우리 현실 속으로 들어오고 있다. 독일 베를린 샤리테대학병원 영상의학과, 베를린 자연사박물관, 미국 시카고 필드박물관, 일리노이대 공동연구팀은 컴퓨터단층촬영(CT) 기술로 티라노사우루스 렉스의 턱뼈 화석에서 고질적인 골(骨)질환 흔적을 찾아냈다. 이 같은 연구 결과는 지난달 22일부터 12월 2일까지 미국 시카고와 온라인에서 동시에 진행되는 ‘북미방사선학회(RSNA) 콘퍼런스’ 12월 1일 세션에서 발표됐다. 연구팀은 2010년 미국 몬태나에서 발견돼 독일 자연사박물관으로 팔린 ‘트리스탄 오토’라고 이름 붙여진 티라노사우루스의 턱뼈를 ‘이중 에너지 CT’(DE-CT)로 분석했다. DE-CT는 기존 CT로는 밝혀내기 어려운 질병에 대해 찾는 데 활용된다. 분석 결과 아래턱 치아 한쪽 뿌리에 커다란 공간이 있었던 것으로 확인됐다. 이는 전반적인 골밀도 감소와 종양활성골수염의 증거임을 밝혀냈다. 연구팀은 이에 앞서 시카고 필드박물관에 보관돼 있는 ‘수’(Sue)라고 이름 붙여진 유명한 티라노사우루스 화석에 대해서도 CT 분석을 했다. 여기서도 비슷한 증상이 발견돼 사람처럼 티라노사우루스도 나이가 들면서 골다공증과 각종 염증질환에 시달렸다는 것을 알 수 있다고 연구팀은 설명했다.또 칠레 산티아고 칠레대, 국립남극연구소, 교황청 가톨릭대, 콘셉시온대, 푼타아레나스 마가야네스대, 국립자연사박물관, 아르헨티나 마이모니데스대, 브라질 발레두리오두 시노스대 공동연구팀은 티라노사우루스와 같은 시대에 살았던 초식공룡인 안킬로사우루스의 새로운 종을 발견했다. 이 같은 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’ 12월 2일자에 실렸다.백악기 후기에 살았던 초식공룡 안킬로사우루스는 ‘융합된 도마뱀’이라는 이름에 걸맞게 머리부터 꼬리까지 몸을 지지해 주는 골편을 갖고 있다. 길이 8~11m, 무게 6t의 이 공룡은 꼬리 끝에 커다란 곤봉을 갖고 있다는 특징이 있다. 모든 대륙이 하나로 합쳐져 있던 초대륙 ‘판게아’는 1억 8000만년 전 중생대에 북쪽 라우라시아와 남쪽 곤드와나, 두 대륙으로 나뉘게 됐다. 지금까지 안킬로사우루스 화석은 라우라시아 지역이었던 미국 몬태나, 와이오밍, 텍사스와 캐나다 앨버타 같은 북미지역에서 주로 발견됐다. 남쪽 곤드와나대륙에서는 화석이 거의 발견되지 않아 공룡진화 연구의 미지의 영역으로 남아 있었다. 그러던 중 연구팀은 곤드와나대륙에 해당됐던 칠레 최남단 마가야네스에서 2m 크기의 작은 안킬로사우루스 화석을 발견했다. 거의 완벽한 골격을 가진 상태로 잘 보존돼 있던 이번 화석에 대해 발견 초기 고생물학자들은 안킬로사우루스 새끼로 이해했지만 정밀 분석한 결과 ‘스테고로스 엘렌가센’(Stegouros elengassen)에 포함되는 새로운 종이라는 것을 확인했다.이번에 발견된 엘렌가센은 이전 안킬로사우루스와 달리 스테고사우루스와 더 유사하게 상체와 꼬리까지 7개의 납작한 골편으로 이어져 있었다는 것이 밝혀졌다. 그렇지만 안킬로사우루스와 똑같은 독특한 두개골 형태와 꼬리 끝에 납작한 형태의 곤봉이 달려 있는 것으로 확인됐다.

고품질 창작 콘텐츠 많을수록 팔로어 2~3배 우파 커뮤니티 새 가입자가 편향성 더 키워버스나 지하철을 타서 주변을 둘러보면 승객 열이면 아홉이 스마트폰을 이용해 페이스북, 인스타그램, 트위터 타임라인을 훑어보거나 유튜브 동영상을 보고 있다는 것을 알 수 있습니다. 이처럼 소셜네트워크서비스(SNS)나 인터넷 방송 소비자는 점점 늘고 있습니다. 그러다 보니 신문, 방송 같은 기존 매체보다 정보 확산에 더 큰 영향을 미치기도 합니다. 많은 구독자를 갖고 SNS 여론을 주도하는 ‘인플루언서’들은 어떻게 생기는지, 그들이 어떻게 영향력을 발휘하는지에 대해서는 잘 알려져 있지 않습니다. 이런 상황에서 스위스 취리히연방공과대(ETH) 소셜네트워크연구실, 취리히대 소셜컴퓨팅연구실, 중국 북경대 기계공학과 공동연구팀은 수학적 모델을 개발해 ‘사용자 창작 콘텐츠’(UGC) 품질과 UGC를 가장 잘 드러내 줄 수 있는 플랫폼이 인플루언서를 만드는 중요한 요인이라고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 12월 1일자에 밝혔습니다. 연구팀은 6000명 이상의 과학자 팔로어를 갖고 있는 연구자들의 트위터 데이터를 분석해 SNS 영향력을 평가할 수 있는 수학적 모델을 만든 뒤 다른 사용자들의 트위터에 적용해 봤습니다. 그 결과 공통적인 것은 독특하거나 고품질의 UGC를 만드는 사람들이 그렇지 못한 사람들에 비해 팔로어가 2~3배 많은 것으로 조사됐습니다. 또 UGC의 공급과 소비가 쉬운 플랫폼을 이용하는 사람들이 인플루언서가 되기 쉽다는 것도 발견했습니다. 너무도 당연한 결과 같지만 많은 경우 뻔하게 생각했던 것들이 실제로 가장 어려운 경우가 많지요. 한편 캐나다 토론토대 컴퓨터과학과 연구팀은 온라인 커뮤니티가 어떻게 정치적 편향성을 보이게 되는지에 대한 분석을 하고 그 결과를 과학저널 ‘네이처’ 12월 2일자에 발표했습니다. 연구팀은 온라인 뉴스SNS ‘레딧’을 대상으로 2005년부터 2018년까지 만들어진 레딧의 하부 커뮤니티 약 1만개에 올라온 게시글과 댓글 약 51억건을 분석했습니다. 분석 결과 2016년 민주당 힐러리 클린턴과 공화당 도널드 트럼프가 격돌한 대선을 전후해 레딧의 정치적 편향성이 극심해진 것으로 확인됐습니다. 기존에는 이런 정치적 편향성은 기존 사용자들에 따른 것으로 추정됐지만 이번 분석에 따르면 기존 사용자가 아닌 새로 가입한 우파 성향의 사용자들이 커뮤니티 양극화를 촉발·심화시켰다는 것입니다. 연구를 이끈 애슈턴 앤더슨 교수는 “온라인 뉴스나 커뮤니티의 의견은 편향적으로 흐를 가능성이 높은데 이는 특정 사안에 대한 사회 전체의 의견이 바뀌고 있다기보다는 커뮤니티 구성자나 뉴스 소비자의 인구역학적 변화 때문일 가능성이 크다”고 설명했습니다.

정부가 내년 신재생에너지 보급을 늘리기 위해 1조 2000억원을 투자한다. 산업통상자원부는 1일 산업계·발전사업자·시공업계·학회 등 11개 협회·단체가 참석한 재생에너지 현안간담회를 개최했다. 간담회는 2050 탄소중립과 NDC(온실가스감축목표) 상향으로 재생에너지의 획기적인 보급 확대가 필요한 상황이라서 이를 달성하기 위한 정책 방향을 설정하고 업계와 소통을 강화하는 차원에서 마련됐다. 산업부는 신재생에너지 3030(2030년 신재생에너지 비율 30%) 달성을 위해 부처가 협업 하는 입지·인허가 애로 해결 지원체계를 구축하고, 수용성이 확보된 신규 입지를 발굴할 계획이다. 주민 수용성 강화와 발전이익 공유를 위해 지자체가 주도하는 집적화 단지 지정과 주민참여사업 지원을 확대할 계획이다. 이를 위해 내년에는 신재생에너지 보급·금융지원(융자), 기반확대 등에 1조 2142억원을 투입할 계획이다. 내년에는 RPS(신재생에너지 공급 의무비율)을 12.5%로 올리는 신재생법 시행령을 개정하고, 태양광 입찰물량 확대와 풍력 경쟁입찰 시장 개장도 추진한다. 탄소인증제를 통해 태양광 산업의 저탄소·친환경화를 촉진하고, 풍력은 산업기여도를 고려한 인센티브 제도를 마련할 계획이다. 차세대 고효율 태양전지 개발, 대형 해상풍력 터빈 개발·실증 등에 집중적으로 투자해 근본적인 산업 경쟁력 강화를 추진한다. 재생에너지 기술개발·실증·공동연구개발센터 구축 등에 1858억원 규모의 예산안을 편성했다. 간담회에 참석한 협단체 대표들은 재생에너지 보급활성화를 위해 관련제도 개선과 정부 지원을 요청했다. 태양광 원자재·모듈 가격의 상승을 반영한 고정가격계약 입찰제도의 운영과, 국내 재생에너지 산업 경쟁력 강화 및 공급망 보완을 위한 지원확대 필요성을 언급했다.

초소형 카메라는 몸에 들어가 질병을 발견하거나 소형 의료 로봇의 눈 역할을 하는 등 커다란 잠재력을 지녔다. 하지만, 지금까지 기술로는 시야도 매우 좁고 해상도도 낮은 편이어서 매우 흐릿한 이미지만 촬영할 수 있었다. 미 프린스턴대와 워싱턴대 공동연구진이 초소형 카메라 기술을 크게 개선했다. 굵은 소금 알갱이 크기의 초소형 카메라로 50만 배나 큰 일반 카메라와 비슷한 화질의 선명한 컬러 이미지를 촬영하는 데 성공했다.연구진은 카메라 하드웨어와 이미지 처리 소프트웨어를 공동으로 설계했다. 해당 기술은 질병의 진단이나 치료 목적으로 이용하는 의료용 로봇의 눈에 이용할 수 있다. 현재까지 의사가 환자의 몸속을 들여다보려면 위내시경 등의 장비를 몸 안에 넣어야 하는데 이럴 경우 환자에게 불편과 통증을 주는 등의 단점이 있다. 하지만, 초소형 의료 로봇에 고해상도를 가진 카메라를 탑재할 수 있다면 영상 진단 의료 분야가 크게 개선될 수 있다. 일반적으로 카메라는 유리나 플라스틱으로 된 곡면 렌즈를 이용해 빛을 굴절시켜 초점을 맞춰 촬영한다. 이때문에 물리적으로 카메라의 크기가 작아질수록 시야도 좁아지고 촬영 대상의 이미지도 정확하게 담기 어려웠다. 이번 연구는 초소형 카메라의 광학 시스템을 개선해 촬영 능력을 큰 폭으로 향상시킨 것이다. 연구진은 ‘메타표면’(metasurface)이라고 불리는 기술을 이용했다. 메타표면은 극히 얇은 유리에 나노 크기의 구조를 내장해 들어오는 빛의 파도를 제어하고 정보를 읽는 기술이다. 초소형 컴퓨터 칩과 같은 아주 작은 카메라 렌즈를 제조할 수 있다. 이번에 개발한 메타표면은 불과 가로, 세로 약 0.5㎜의 소금 알갱이 크기 칩 속에 나노 크기의 원통 160만 개를 내장하고 있다. 작은 원통들은 빛을 모으는 안테나처럼 작동해 좁은 시야에서도 들어오는 빛의 파도를 기록한다. 원통의 하나의 크기는 바이러스의 크기와 거의 같은데 올바르게 작동하려면 원통 하나하나를 적확한 모양으로 설계해야 한다. 다시 말해 160만 개나 되는 바이러스 크기의 원통을 각각 올바르게 정렬해야 하는 것이 기술력의 핵심이다. 아래 이미지는 기존 초소형 카메라와 이번에 개발된 카메라의 촬영 이미지를 비교한 모습이다. 왼쪽이 이전에 연구진이 개발한 초소형 카메라의 이미지이고, 오른쪽이 이번에 개발된 메타표면 카메라 이미지다. 이 메타표면 렌즈는 부피가 자신의 50만 배가 넘는 일반 카메라 렌즈로 촬영한 경우와 똑같은 품질을 실현한다. 이는 복잡한 빛의 상호 작용을 많은 시간을 들여 기록하고 정밀하게 계산한 성과라고 연구진은 설명한다. 새 기술은 의료장비를 넘어 스마트폰에도 이용될 수 있다. 연구 공동저자인 펠릭스 하이데 프린스턴대 컴퓨터과학과 조교수는 “초소형 렌즈가 상용화되면 스마트폰 뒷면에 카메라 렌즈를 3개씩이나 배치할 필요가 없다. 초소형 카메라를 뒷면 전체에 배치하면 폰 뒷면이 하나의 거대한 카메라로 작동하는 초고해상도 카메라를 만들 수 있다”고 말했다. 자세한 연구 성과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션’(Nature Communications) 11월 29일자에 실렸다.

빛을 이용해 뇌 기능은 물론 행동과 감정까지 조절할 수 있는 방법을 국내 연구진이 찾았다. 이번 기술을 발전시키면 뇌신경질환 치료에도 활용할 수 있을 것으로 전망되고 있다. 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단, 카이스트 생명과학과 공동연구팀은 빛으로 뇌 기능과 행동, 심지어 감정까지 자유롭게 조절할 수 있는 광유전학 기술 ‘옵토-브이트랩’을 개발했다. 이번 연구결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 12월 1일자에 실렸다. 뇌 활성은 신경세포와 신경교세포 같은 뇌세포들이 서로 신호를 주고 받으며 조절된다. 이런 상호작용은 뇌 세포 내 지름 50㎚(나노미터) 크기의 작은 자루모양 소기관인 ‘소낭’ 안에 담긴 신경전달물질 분비를 통해 이뤄진다. 뇌 활성은 뇌 특정 부위나 뇌세포 활성을 촉진시키거나 억제시켜 특정 뇌 부위가 담당하는 기능, 여러 뇌 부위간 상호작용의 역할, 특정 상황에서 다양한 뇌세포의 기능 등 특정 상황에서 뇌 작동이 어떤 원리로 일어나는지 밝힐 수 있어 뇌 연구에 필수적이다. 문제는 기존에도 뇌 활성 조절기술이 있었지만 원하는 시점에 특정 뇌세포 활성을 조절한다는 것이 쉽지 않았다.이에 연구팀은 광유전학 기술을 이용했다. 옵토-브이트랩은 뇌 세포에 빛을 쪼이면 순간적으로 내부에 올가미처럼 트랩을 만들도록 했다. 측정하고자 하는 세포나 조직에 푸른색 빛을 가하면 소낭 내 광수용체 단백질들이 엉겨 붙으며 소낭이 트랩으로 포획되고 신경전달물질 분비를 억제하는 등 활성을 자유롭게 조절할 수 있게 되는 것이다. 연구팀은 세포, 조직실험과 함께 동물실험을 통해 옵토-브이트랩 기술을 활용해 뇌세포 신호전달 뿐만 아니라 기억, 감정, 행동까지도 조절이 가능하다는 것을 확인했다. 허원도 카이스트 교수는 “옵토-브이트랩을 이용하면 뇌의 여러 부위간 복합적 상호작용 원리를 밝히고 뇌세포 형태별 뇌 기능에 미치는 영향을 연구하는데 유용하게 활용될 것”이라며 “향후 뇌 기능 회로지도 완성, 뇌전증 치료 등 신경과학 분야는 물론 근육경련, 피부근육 팽창기술에도 기여할 것으로 기대된다”고 말했다.

지난 2019년 11월 발견된 경남 창녕군 교동 63호분에서 무덤주인과 함께 묻힌 순장견(殉葬犬)으로 추정되는 흔적이 확인됐다. 30일 국립가야문화재연구소는 국가사적인 ‘창녕 교동과 송현동 고분군’의 63호 무덤을 최근 수습 조사하는 과정에서 고분 주인의 매장 영역 앞에 따로 마련된 공간에서 순장견(殉葬犬) 세 마리의 유체 흔적을 확인했다고 발표했다. 연구소는 지난 2014년 4월부터 올해 6월까지 34기의 고분을 조사했다. 63호 고분은 고분군의 가장 높은 지점에 만들어진 39호 고분에 덮여 존재 자체가 알려지지 않았다. 가야 고분으로는 드물게 도굴 피해 없이 온전히 남아있어 당시의 매장관습과 문화상, 고분의 구조를 이해하는데 귀한 연구자료를 확보할 수 있었다. 개들의 유체는 무덤 주인의 주검이 안치된 묘실 공간의 출입구 북서쪽 주변에 길이 1m 내외로 따로 파서 만든 작은 석곽(石槨) 안에 있었다. 세 마리가 나란히 포개어진 채 매장됐는데, 크기를 잴 수 있었던 건 1개체에 불과했다. 어깨높이는 약 48㎝로 오늘날 진돗개와 비슷한 체격이었다. 연구소 측은 “순장된 동물 유체가 해체되지 않고 이렇게 온전한 모습으로 나온 것은 매우 드문 사례”라고 전했다.앞서 교동 7호분의 경우 출입구에 다수의 개를 매납한 흔적이 있었고, 교동 14호분도 개의 뼈를 가지런히 모아 입구 부분 안쪽에 놓아둔 사례가 확인된 바 있다. 하지만 69호분처럼 별도로 조성한 공간에 개를 나란히 포개어 순장한 사례는 흔치 않다. 그동안 교동고분군에서 출토된 개 유체들의 매장위치는 한결같이 매장된 무덤주인의 공간과 바깥을 연결하는 곳에 놓인 것으로 나타났다. 69호 무덤 조사에서 확인된 순장견들의 유체 또한 무덤의 들머리에 바깥 방향을 향한 모습으로 놓여있었다. 이런 공통점으로 미뤄 조사단은 순장견들이 백제 무령왕릉에서 확인된 석수(국보)처럼 무덤을 지키는 수호동물(진묘수) 구실을 했던 것으로 보고있다. 현재 순장견들의 유체는 연구소 보존과학 팀에서 거두어 보존처리 작업을 벌이고 있다. DNA 분석을 마친 뒤 관련 기관과 공동연구 등을 통해 당시 가야산 개의 종 복원 등도 시도할 계획이다.

국내 연구진이 겨울철에 특히 미세먼지가 많고, 비나 눈이 내린 뒤 하늘이 깨끗해지고 공기가 맑아지는 이유를 밝혀냈다. 한국지질자원연구원 지질환경연구본부, 서울대 지구환경과학부 공동연구팀은 미세먼지 입자 성분분석을 통해 겨울철 미세먼지는 난방을 위한 화석연료 사용으로 기인하고 미세먼지가 심한 날 이후 내리는 비나 눈에는 금속성분이 많다고 29일 밝혀냈다. 이번 연구결과는 지질환경과학 분야 국제학술지 ‘환경과학 및 오염연구’에 실렸다. 연구팀은 서울대 관악캠퍼스에서 수집한 서울 남부지역 강수량 표본자료와 지질자원연구원의 미세먼지 포집자료를 바탕으로 미세먼지 입자의 성분분석을 통해 미세먼지와 기온, 강수 등 날씨와 상관관계를 확인했다. 연구팀에 따르면 미세먼지 속에는 광물 알갱이, 금속성분 구형입자, 다공성 탄소입자가 관찰됐으며 초미세먼지는 미세한 솜털이 뭉쳐있는 형태가 관찰되면서 호흡기 유입이 쉬울 것으로 확인됐다. 연구팀은 또 겨울철 미세먼지가 심한 날 이후 내린 비와 그렇지 않은 날의 빗물을 비교한 결과 미세먼지가 심한 때 이후 내린 비에는 알루미늄, 아연, 철 등 금속성분의 측정값이 일반 빗물보다 더 높게 관측됐다.특히 화석연료 사용과 차량배기가스 등에서 발생한 탄소산화물이 금속성분과 섞여 미세먼지 입자 형태로 대기에 배출되는 것으로 확인됐다. 화석연료는 연료유나 디젤 차량 배기가스보다 더 무거운 질소 동위원소를 배출하는 것으로 알려져 있다. 이번 분석에 따르면 겨울철 기온이 내려갈수록 난방을 위해 석탄 같은 화석연료 사용이 많아져 미세먼지를 증가시키고 대기질에 영향을 미치는 것으로 분석됐다. 또 미세먼지 주의보나 경보가 발령된 때 공기는 미세먼지 좋음이나 보통일 때와 비교해 대표군집 미생물이 많이 포함된 것으로 확인됐다. 최한나 지질자원연구원 박사는 “이번 연구를 통해 강수와 미생물 등 미세먼지의 다양한 영향요인과 상관관계를 밝혀낼 수 있었다”라며 “미세먼지 증가에 있어서 산업, 생활환경 영향 뿐만 아니라 외부 기원성분에 대한 추가적 고려와 대책이 필요하다는 것을 알 수 있었다”라고 말했다.

국내 연구진이 혈액 검사만으로 유방암 여부를 정확하게 진단할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국생명공학연구원 바이오나노연구센터, 연세대 화공생명공학과 공동연구팀은 형광신호 증폭탐침을 이용해 엑소좀 RNA 측정을 통해 혈액검사만으로 유방암을 정밀진단할 수 있는 시스템을 개발했다고 25일 밝혔다. 이번 연구결과는 생명공학 분야 국제학술지 ‘바이오센서스 앤 바이오일렉트로닉스’에 실렸다.좀은 세포에서 배출되는 물질로 혈액이나 소변, 눈물 같은 체액에서 발견된다. 특히 암조직에서 나온 엑소좀은 암이 처음 발생한 장기에 대한 정보를 포함하고 있어 체액 기반 암진단 분야에서 주목받고 있다. 기존의 암 진단은 간단한 외과 처치나 가느다란 바늘을 이용해 종양의 조직을 채취하는 생검방식이 주를 이뤘는데 환자의 신체적, 정신적 부담이 단점이었다. 이 때문에 침습적 생검의 부담을 줄이기 위한 체액 속에 떨어져 나와 있는 암세포DNA 조각을 찾아 유전자 검사로 암을 진단하는 체액 기반 액체생검에 대한 연구가 활발하다. 특히 엑소좀은 세포에서 배출되는 물질로 모체가 되는 세포의 특성을 갖고 있는데 혈액, 소변, 눈물 등 다양한 체액에서 발견된다. 암세포에서 떨어져 나온 엑소좀은 암이 처음 발생한 장기에 대한 정보를 포함하고 있어 체액 기반 액체생검에 주목받고 있다. 연구팀은 미세유체칩과 하이드로겔 구조체를 이용해 민감도 높은 탐침을 장착했다. 또 탐침이 유방암 발병 여부를 판단할 수 있게 해주는 바이오마커 ErbB-2라는 단백질과 반응할 경우 형광신호 증폭이 발생하도록 해 정밀한 유방암 진단이 가능토록 했다. 특히 탐침에는 고감도 유전자 검출이 가능한 CHA 기술을 적용해 별도의 처리과정이나 첨가물질 없이 자가신호 증폭으로 고감도로 암을 진단할 수 있도록 했다. 연구를 이끈 임은경 생명공학연구원 박사는 “이번 연구는 조직검사의 불편함 없이 혈액검사만으로 유방암을 조기에 정밀하게 진단할 수 있게 해준다는데 의미가 있다”라며 “별도의 분석장비나 전문인력 없이 단일 칩만으로 진단을 가능케 해 조기진단과 치료전략 개발에도 도움을 줄 것”이라고 말했다.

토성은 그 주위를 둘러싼 아름다운 고리로 태양계 내에서 가장 신비로운 행성으로 꼽힌다. 또한 토성만큼 뚜렷하지는 않지만 목성, 천왕성, 해왕성에도 고리는 있다. 여기에 추가로 지구도 고리를 갖게될 수 있다는 전망이 나왔다. 최근 미국 유타대학 제이크 애벗 교수 등 공동연구팀은 '지구도 고리가 생기는 과정에 있다'는 내용을 담은 연구결과를 세계적인 과학저널 '네이처' 최신호에 발표했다. 연구팀이 주목한 고리의 정체는 안타깝게도 바로 '우주쓰레기'다. 곧 얼음과 우주 먼지와 화합물이 약간 섞여있는 토성의 아름다운 고리와는 달리 지구의 고리는 인공적인 셈. 우주쓰레기는 인류가 지구 궤도에 쏘아올린 작동 불능의 인공위성과 각종 파편, 심지어 우주비행사가 작업 중 놓친 공구 등을 말한다. 현재 우주쓰레기의 수는 약 1억7000만개 정도로 지금도 시속 2만5000㎞의 맹렬한 속도로 지구 궤도를 돌고있다. 이중 2만9000개 정도는 소프트볼보다 크기 때문에 위성이나 우주인과 충돌하면 심각한 위협을 줄 수 있다.미 항공우주국(NASA)에 따르면 우주선을 훼손할 수 있는 자갈 크기 이상의 우주쓰레기는 50만 개가 넘고 우주복에 구멍을 낼 수 있는 모래 알갱이 굵기는 1억 개가 넘는다. 애벗 교수는 "지구의 땅과 물, 공기는 심각한 오염으로 몸살을 앓고있고 지구의 궤도 역시 태양계의 쓰레기장이 되고있다"면서 "지구는 자신 만의 고리를 갖게되는 과정에 놓여있다"고 밝혔다. 　 다만 연구팀의 논점은 사실 우주쓰레기를 안전하고 경제적으로 청소하는 방법에 방점이 찍혀있다. 이들은 자기(magnetic) 기술을 사용해 빠르게 회전하는 물체를 느리게 해 수집할 수 있다고 주장하고 있다. 세계 각국이 우주쓰레기로 골머리를 앓고있는 가운데 이를 치우는 새로운 '청소 방식'을 연구한 것. 실제로 우주 선진국에서는 우주쓰레기를 치우기 위한 다양한 방법을 발표하고 있다. 현재까지의 대표적인 계획은 청소부 위성을 띄우는 것이다. 다만 우주쓰레기 수거 방법은 조금씩 차이가 있는데 작살 사용, 그물 포획 등 여러가지다. 이중 어떤 방식이 가장 효과적이고 경제적인지는 차후에 드러날 예정이다.

단계적 일상회복이 시작된 지 겨우 3주가 지났을 뿐인데 코로나19 확산세는 연일 역대 최고치를 기록하면서 비상계획이 언급될 정도로 심각합니다. 코로나19로 인한 일상을 빼앗긴 지 2년째로 접어들면서 사람들의 신체활동이 눈에 띄게 줄었다는 조사 결과들이 많이 나오고 있습니다. 이처럼 신체활동이 줄면 각종 질병에 시달리게 되고 평균 수명도 줄어들 수 있습니다. 더군다나 노년층일수록 이 같은 경향성이 더 크게 나타난다는 연구 결과들이 나왔습니다. 미국 하버드대 인간진화생물학과, 브리검여성병원 예방의학부, 매사추세츠종합병원 심혈관질환부 공동연구팀은 나이가 들어서도 규칙적인 신체활동을 하는 것이 질병 발생과 노화를 늦춰 주며, 이 같은 메커니즘은 진화를 통해 새겨져 있다는 사실을 밝혀냈다고 합니다. 이 같은 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 PNAS 11월 23일자에 실렸습니다. 연구팀은 동물관찰 실험, 세포실험과 고인류 화석 분석을 통해 신체활동이 각종 질병을 예방하고 수명 연장 효과까지 있다는 것을 확인했습니다. 과학기술의 발달로 수명은 증가하고 있지만 건강하지 못한 노년을 보내는 이들이 많은 이유도 이 같은 진화의 결과를 역행하고 있는 행동 때문이라는 것이 연구진의 설명입니다. 연구팀은 세포실험을 통해 신체활동이 잉여 칼로리 소모를 촉진시켜 체내 염증을 유발하는 유해물질을 제거할 뿐만 아니라 세포와 조직 손상을 차단해 준다는 사실을 확인했습니다. 신체활동 부족은 세포나 유전자 복구 능력을 떨어뜨려 당뇨와 비만, 암, 골다공증, 알츠하이머, 우울증 등을 쉽게 유발할 수 있다는 것입니다. 비슷한 연구 결과가 영국의학회에서 발행하는 국제학술지 BMJ 오픈 11월 23일자에도 실렸습니다. 싱가포르 노인의학연구소(GERI), 싱가포르기술대 보건사회과학부, 국립싱가포르대 정신의학과 공동연구팀은 규칙적인 가사활동이 노인들의 인지능력 퇴화를 막고 다리 힘을 길러 낙상 예방에도 도움을 줄 수 있다고 밝혔습니다. 연구팀은 싱가포르에 거주하는 65세 미만 남녀 249명과 65세 이상 남녀 240명을 대상으로 다리 근육량과 균형감 같은 신체지수와 기억력, 언어능력, 주의력 등 인지기능을 검사하고 평소 가사 참여도와 빈도를 설문조사해 비교했습니다. 연구팀은 가사 이외 신체활동이나 별도의 운동 영향을 제외하고 순수하게 가사의 영향력만 조사 분석했습니다. 그 결과 65세 미만의 경우 가사가 인지 및 신체능력에 미치는 영향력은 미미했지만 65세 이상 노년층의 경우 침대 정리, 빨래 널기, 청소, 요리 등 매일 규칙적인 가사활동을 하는 이들이 그렇지 않은 사람보다 기억력, 주의력, 신체기능 점수가 각각 12%, 14%, 23% 우수한 것으로 나타났습니다. 앞서 연구를 주도한 진화생물학 분야의 세계적 석학 대니얼 리버먼 하버드대 교수는 “과학기술의 발달로 기계가 인간의 노동을 대체하면서 신체활동이 점차 감소하는 추세”라면서 “과거 인류가 수렵채집하던 시절처럼 활동적일 필요까지는 없지만 간단한 가사를 통해 하루 20~30분 정도 규칙적으로 움직이는 것이 질병과 사망 위험을 상당히 낮춰 준다”고 말했습니다.

한국과학기술연구원(KIST) 광전소재연구단, 연세대 물리학과 공동연구팀은 스마트폰 같은 모바일 기기로도 3차원(3D) 디지털 홀로그램 영상을 만들 수 있는 기술을 개발했다고 24일 밝혔다. 이번 연구 결과는 나노과학 분야 국제학술지 ACS 나노에 실렸다. 3D 홀로그램은 편광필터가 포함된 대형 전용 카메라를 사용해야만 촬영할 수 있다. 연구팀은 레늄 디셀레나이드와 텅스텐 디셀레나이드라는 2차원 반도체 물질들을 이용해 편광필터 없이도 빛의 편광을 감지할 수 있는 광다이오드 소자를 개발했다. 이 소자를 이용해 3D 디지털 홀로그램을 찍을 수 있는 소형 홀로그래픽 이미지 센서를 만드는 데도 성공했다. 이 기술은 스마트폰만으로 3차원 야간투시, 바이오 분석, 문화재 디지털 복원 등 다양한 활용을 가능케 해줄 것으로 기대된다.