학업 스트레스가 전 세계 최고 수준이라는 한국에서 코로나19라는 특수한 상황까지 겹치면서 청소년들의 정신건강은 물론 식생활도 급격히 저하되고 있다고 합니다. 코로나로 공교육의 빈자리를 사교육으로 대신하다 보니 빽빽한 일정 때문에 하루 1~2끼는 컵라면, 삼각김밥, 햄버거 같은 패스트푸드로 때우는 아이들이 점점 늘고 있다고 합니다. 그런데 질풍노도의 시기, 폭풍성장의 시기인 청소년기에 과일과 채소를 좀 과하다 싶을 정도로, 억지로라도 먹는 것이 필요하다는 흥미로운 연구 결과가 나왔습니다. 영국 이스트앵글리아대 의대, 앵글리아러스킨대 통합보건학부, 노포크 공중보건위원회 공동연구팀은 과일과 채소 섭취가 청소년 정신건강에 중요한 역할을 하며 행복감을 높이는 데도 도움이 된다고 29일 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 영국의학회에서 발간하는 보건학 분야 국제학술지 ‘BMJ 영양, 예방, 보건학’ 9월 28일자에 실렸습니다. 지난 3월 미국 하버드대 연구팀은 전 세계 성인 남녀 200만명을 대상으로 한 과일, 채소 섭취량에 대한 연구들을 메타분석한 결과 수명 연장과 건강을 유지하려면 하루에 과일은 2회, 채소는 3회 이상 섭취해야 한다는 연구 결과를 내놨습니다. 과일은 세끼 식사 중 2회, 채소는 끼니마다 빼놓지 않고 먹으라는 말입니다. 그렇지만 식습관이 행복감, 만족감 같은 정신건강에 어떤 영향을 미치는지는 잘 알려져 있지 않습니다 이에 영국 연구팀은 2017년 수행된 ‘노포크 청소년·청년 보건 및 웰빙 조사’에 참여한 이들 가운데 중고등학생 7570명과 초등학생 1253명을 무작위로 추출한 다음 이들을 대상으로 연령과 성별, 가족소득 같은 인구통계학적 지표, 거주 지역, 평소 식습관, 평소 주로 느끼는 감정 상태, 하루 중 자신을 위해 쓸 수 있는 자유시간, 대인관계, 가정폭력 노출 여부, 가족 간 친밀도 등 다방면에 대해 설문조사를 했습니다. 분석 결과 초등학생들의 정신건강 평균점수는 60점 만점에 46점, 중고등학생은 70점 만점에 46.6점으로 나왔습니다. 연구팀은 한 걸음 더 나가 정신건강과 식습관의 관계를 분석했습니다. 초등학생 8명 중 1명, 중고등학생 5명 중 1명이 아침 식사를 거르고 있으며 초등학생 10%, 중고등학생 9%는 과일과 채소를 전혀 섭취하지 않는 것으로 나타났습니다. 과일과 채소를 하루 한 번 미만 섭취하는 청소년보다 하루 2회 이상 먹는 아이들의 정신건강 점수는 1.4점, 3~4회 섭취하는 아이들은 2.34점, 5회 이상 섭취하는 경우는 3.73점 더 높은 것으로 조사됐습니다. 연구팀에 따르면 세끼를 꼬박 챙겨 먹는 청소년들이 그러지 않은 아이들보다 정신건강 점수가 더 높은 것으로 나타났습니다. 이스트앵글리아대 의대 앨리사 웰치 교수(영양역학)는 “이번 연구에서 또 하나 흥미로운 점은 영양상태가 불균형한 청소년들은 가정폭력을 겪거나 불안정한 가정환경에 노출된 아이들과 똑같은 정신건강 상태였다는 것”이라고 말했다.

4년여 전인 2017년 7월 남극에서 네번째로 규모가 큰 라르센C 빙붕에서 서울 10배 크기에 해당하는 면적 5800㎢의 A68 빙산이 분리된 원인은 얼음의 균열을 복구해주는 ‘아이스 멜랑주’(Ice mélange) 층이 얇아진 탓으로 나타났다. 미 캘리포니아대 어바인캠퍼스·미 항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL)의 빙하학자로 이뤄진 공동연구진은 아이스 멜랑주 층이 빙붕 밑의 해수 순환은 물론 기후 변화라는 두 가지 영향 탓에 약해지고 있다는 사실을 알아냈다. 아이스 멜랑주는 빙하 말단부에서 바스러진 유빙의 일종으로 빙산과 눈의 혼합물을 말한다.연구진은 이번 연구에서 라르센C 빙붕에 있는 균열 지역 11곳을 관찰하면서 세 가지 시나리오를 만들었다. 첫째는 빙붕 자체가 녹아 얇아진 경우, 그다음은 아이스 멜랑주 층이 얇아진 경우 그리고 나머지는 빙붕과 아이스 멜랑주 층 모두가 얇아진 경우다. 그 결과 일단 아이스 멜랑주 층이 얇아지면 균열은 76m에서 112m까지 확대하는 것으로 나타났다. 반면 빙붕과 아이스 멜랑주 층이 모두 얇아지면 균열은 확대하는 수준이 줄어들었다. 그리고 아이스 멜랑주 층이 빙붕의 균열을 복구하는 데 도움을 줬을 때 그 틈은 79m에서 22m로 줄어드는 것으로 확인됐다. 이에 대해 연구 주저자인 에릭 러로어 JPL 선임연구원은 “아이스 멜랑주 층의 두께가 10m에서 15m밖에 되지 않을 때 그것은 물과 비슷해 빙붕의 균열은 더 커지기 시작한다”면서 “세 가지 시나리오 조건의 차이는 물질의 성질이 서로 다르기 때문”이라고 설명했다. 남극에서는 겨울에 따뜻한 바닷물이 하부에서 아이스 멜랑주 층을 덮쳐 균열이 빙붕 전체로 확장하게 할 수 있다. 이 점에 대해 연구 공동저자인 에릭 리그놋 JPL 연구원은 “남극 반도의 빙산이 분리하는 사건이 증가한 배경에 있는 지배적인 이론은 표면의 용융 웅덩이에 있는 물이 빙붕의 갈라진 틈으로 스며들어 그 물이 다시 얼면서 팽창하는 수압 파쇄(hydrofracturing) 현상 탓”이라고 설명했다. 이어 “그렇지만 이 이론은 용융 웅덩이가 없던 겨울 남극의 A68 빙산이 라르센 빙붕에서 어떻게 분리됐는지는 설명하지 못한다”고 덧붙였다.지난 2월 NASA의 인공위성 이미지는 A68 빙산이 개개의 파편으로 분해돼 남극 이북 바다를 떠다니는 모습을 보여줬다. 빙붕이 빙산이 떨어져 나오는 것을 막아주는 역할을 한다는 점을 고려하면 아이스 멜랑주 층의 약화는 해수면 상승을 가속화해 빙붕을 더욱더 불안정하게 만들 수 있다. 리그놋 연구원에 따르면, 빙붕의 커다란 균열을 복구하는 아이스 멜랑주 층이 얇아지는 현상의 또 다른 원인으로는 기후 변화가 꼽히고 있는데 이는 남극 빙붕의 빠른 후퇴를 유도할 수 있다. 이 점을 염두에 둬 우리는 극지 얼음의 소실에 의한 해수면 상승의 시기와 정도에 대해 예상보다 더 빠르고 큰 충격을 줄 가능성이 있다는 예측을 다시 생각할 필요가 있을지도 모른다고 리그놋 연구원은 덧붙였다. 연구진은 이번 관측에 NASA와 유럽의 인공위성 관측 자료뿐만 아니라 NASA의 항공 빙하 관측 프로젝트 ‘오퍼레이션 아이스브릿지’(OIB·Operation IceBridge), ‘빙상·해수면 모델’(ISSM)의 자료를 사용했다. 자세한 연구 성과는 미국 국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다.

석탄, 석유 등 화석연료 사용은 지구온난화 뿐만 아니라 대기 오염의 직접적 원인이 되고 있다. 깨끗하지 못한 공기질이 건강에 도움이 안 된다는 것은 많은 사람들이 직관적으로 이해하고 있다. 그렇지만 실제 개인 건강이나 공중 보건 차원에서 얼마나 심각한 문제를 일으키고 있는지는 완전히 파악되지 못하고 있는 상황이다. 이런 가운데 대기오염이 영유아의 생명에 심각한 영향을 미치고 있다는 연구결과가 나와 충격을 주고 있다. 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF), 워싱턴대 공동연구팀은 대기오염으로 인해 매년 전 세계적으로 약 900만 명의 조산아와 저체중아가 태어난다는 분석결과를 미국공공과학도서관에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘플로스 메디슨’ 9월 29일자에 발표했다. 연구팀은 전 세계 각국의 보건의료지표와 함께 실내·외 대기오염 데이터를 모아 메타분석을 실시했다. 이번 연구는 대기오염이 영아의 출생시 체중, 산모의 임신중 건강상태에 어떤 영향을 미치는지에 대한 심층적인 첫 조사이다. 세계보건기구(WHO)는 전 세계인구 90% 이상이 심각한 실외 대기오염 상태에 노출돼 있고 절반 이상이 조리나 난방을 위해 석탄, 동물 배설물, 나무 등을 집 안에서 태우기 때문에 실내공기 오염에도 노출돼 있는 것으로 추정하고 있다. 이와 함꼐 WHO는 매년 전 세계에서 조산아 출산이 1500만명 이상에 이르고 있으며 신생아 사망률의 주요 원인이기도 하다고 지적했다. 또 저체중으로 태어나가너 미숙아로 태어난 아이들은 다양한 질병을 앓을 가능성이 커 삶의 질이 떨어지는 것으로 알려져 있다. 연구팀의 이번 분석에 따르면 대기오염이 2019년 기준 전 세계 조산아 중 600만명, 저체중아 중에서는 약 300만명이 직접적인 영향을 받았다. 또 실내외 대기오염으로 인해 2019년에 50만명 이상의 신생아가 추가 사망했다고 연구팀은 분석했다. 특히 실내 공기오염이 심각하고 출산율은 높은 동남아시아 지역과 사하라 이남 아프리카에서 이 같은 추세는 심각하게 나타나고 있다고 연구팀은 지적했다. 연구팀의 분석에 따르면 개발도상국들 뿐만 아니라 선진국인 미국에서는 2019년에 실외 대기오염으로 인해 1만 2000명이 조산아로 태어난 것으로 확인됐다. 연구팀은 동남아시아와 남아프리카 지역에서 실내 대기오염을 완화시킨다면 전 세계의 조산아, 저체중아 발생률을 현재보다 78% 이상 낮출 수 있을 것이라고 제시했다. 이번 연구를 이끈 UCSF 세계보건과학연구소의 공중보건 전문가 라케시 고쉬 박사는 “실내외 대기오염에 따른 부담은 엄청난 수준이지만 충분한 노력을 기울이면 대부분 완화될 수 있다”라면서 “이번 연구는 대기오염이 성인들의 만성질환 뿐만 아니라 영유아 질병발생과 사망률의 주요 원인이라는 것을 보여주고 있다는데 큰 의미를 갖는다”라고 설명했다. 고쉬 박사는 “기후변화를 완화시키고 대기오염 수준을 낮추기 위한 조치를 취한다면 영유아들에게 상당한 공중보건상 이익을 줄 수 있다는 점을 이번 연구는 암시하고 있다”라고 덧붙였다.

국내 연구진이 대표적인 남성암인 전립선암의 전이와 재발을 유발시키는 핵심 유전자를 발견했다. 대구경북과학기술원(DGIST) 핵심단백질자원센터, 경북대 공동연구팀은 전립선암 진행을 조절하는 ‘ZNF507’이라는 유전자를 발굴했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘실험 및 임상 암연구’(Journal of experimental & clinical cancer research)에 실렸다. 전립선암은 국내외를 막론하고 남성에게서 많이 발병하는 대표적인 암종이다. 암 전이율은 물론 사망률이 높은 것으로 알 전립선암 치료는 다른 암들과 마찬가지로 외과수술, 호르몬 차단요법, 방사선치료, 화학요법 등이 많이 활용되지만 장기간 치료시 약물 저항성이 생겨 치료효과가 떨어지는 경우가 많다. 전립선암은 전이율은 물론 사망률도 높고 완치되더라도 재발사례도 많아 치명적 암종 중 하나로 꼽힌다. 이에 연구팀은 전립선암 환자의 시료를 이용해 분석한 결과 전립선암 조직 내에 ZNF507이라는 유전자가 정상 전립선조직에 비해 많고, 암이 악화될수록 해당 유전자 발현이 증가한다는 것도 확인했다. 세포실험을 통해 ZNF507를 억제할 경우 암의 증식 능력이 현저하게 감소해 전이능력도 줄어들고 암세포 스스로 죽는 세포자살도 증가한다는 것을 확인했다. 연구팀은 ZNF507 활성화와 암 발생, 전이에 대한 분자생물학적 메커니즘도 파악하는데 성공했다. 사람의 전립선암 조직과 동물실험을 통해 ZNF507 유전자 발현이 억제될 경우 암세포 신호전달이 차단되면서 암세포 성장과 전이에 필요한 힘이 억제된다는 것을 밝혀냈다. 최성균 DGIST 핵심단백질자원센터 센터장은 “기존 전립선암 치료제는 시간이 갈수록 내성이 생기거나 효능이 감소하고 심혈관계 질환을 일으키는 등 부작용이 있어 치료에 문제가 많았다”라며 “이번 연구는 기존 전립선암 치료가 갖는 한계를 극복하고 새로운 치료제나 치료기법을 찾는데 도움이 될 것”이라고 말했다.

국내 연구진이 가상현실이나 메타버스에서 만지는 촉감을 실제로 느낄 수 있게 해주는 장치를 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST), 서울대 공동연구팀은 가상현실 이용자가 가상현실(VR)에서 물체를 만질 때 실제 물체를 만지는 것과 같은 열감과 진동을 느낄 수 있는 장갑 시스템을 개발했다고 27일 밝혔다. 장갑의 고정밀 유연센서가 사용자의 손, 손가락의 움직임을 측정해 가상현실로 즉시 전달하고 가상세계의 열과 진동 같은 자극을 손으로 다시 전달하도록 한 것이다. 이 같은 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’ 9월 24일자 특별호 표지논문으로 실렸다. VR 기술이 빠르게 발전하고 있지만 리모컨으로 조작하고 시각적으로만 보이는 가상현실 세계는 몰입감이 떨어진다. 이 때문에 메타버스 산업에 뛰어든 세계적인 기업들이 손이나 손목의 움직임을 측정해 반영시키는 기술을 앞다퉈 개발하고 있다. 이같은 상황에서 연구팀은 장갑 장치의 센서, 발열히터, 도선 같은 주요부품을 자체 개발한 액체금속 프린팅 기법으로 얇고 정밀하게 제작해 손가락을 굽히거나 움직여도 부품의 성능을 유지할 수 있는 기술을 개발한 것이다. 이번에 개발된 VR 장갑은 5개 손가락의 10개 관절 각도를 실시간으로 측정할 수 있을 뿐만 아니라 열감, 진동도 여러 단계로 바꿀 수 있다. 이 때문에 손가락의 움직임을 가상화면에 즉석에서 보여줄 수 있다. 뜨거운 물 속에 있는 쇠구슬을 잡는 가상현실에서도 실제 뜨거운 물에 손을 넣었다가 뺀 것과 같은 순차적인 온도변화를 느낄 수 있게 된다. 또 손으로 금속 덩어리와 나무토막을 만졌을 때 온도차이를 느끼는 것도 가능하다. 연구팀에 따르면 이번 기술은 단순히 시각만 자극하는 VR 기술이 아니라 촉각까지 자극해 좀 더 실제와 같은 VR세계를 만들어 사용자의 몰입감을 높일 수 있다고 설명했다. 배준범 UNIST 기계공학과 교수는 “이번 기술은 액체 금속 프린팅을 통해 센서, 히터, 도선의 기능을 한꺼번에 구현한 첫 사례”라면서 “이번 기술은 자극전달과 센서기능이 통합됐기 때문에 비대면 메타버스 시대에 맞는 가상기술 훈련이나 게임, 엔터테인먼트 분야에도 폭넓게 적용할 수 있을 것”이라고 설명했다.

개미보다 훨씬 작고 모래알 정도 크기의 마이크로칩에는 날개가 있어 빙글빙글 돌면서 가능한 한 멀리 공중을 떠다닐 수 있다. 이는 세계에서 가장 작은 비행 구조로 대기 중 병원균이나 미세먼지 수준을 측정하는 등 다양한 용도로 사용할 수 있다. 숭실대와 영국 케임브리지대와 미국 노스웨스턴대 공동연구팀은 작은 모래알 크기의 마이크로칩에 비행력을 부여한 ‘마이크로 플라이어’를 개발했다.연구를 주도한 숭실대 연구팀은 바람에 의해 퍼지는 트리스텔라테이아(Tristellateia) 속 식물 씨앗의 3차원 구조에서 영감을 얻었다. 별처럼 생긴 이 씨앗에는 헬리콥터의 회전 날개 같은 구조가 있어 빙글빙글 회전하면서 가능한 한 오랫동안 멀리 이동하는 특징이 있다. 즉 연구팀은 이 씨앗의 구조나 그것이 낙하하는 동안 대기 중 공기와 어떻게 작용하는지를 분석해 복잡한 3차원 형태를 갖는 마이크로칩을 고안했다. 이에 대해 연구 교신저자인 존 로저스 노스웨스턴대 교수는 “자연은 몇십억 년의 시간을 거쳐 고도의 공기역학 특성을 지닌 씨앗을 설계했다”면서 “우리는 그런 디자인 콘셉트를 빌려, 그것을 전자회로 플랫폼에 응용했다”고 설명했다. 마이크로 플라이어의 제작에는 펼치면 그림이 튀어나오는 아동용 책의 구조가 응용돼 있다. 고무 기질의 기반은 당겨져 있을 때 평평하지만 풀면 비틀려 입체 구조의 날개가 된다. 연구팀은 또 마이크로 플라이어에 주위의 에너지를 이용할 수 있는 능력을 부여했다. 이렇게 완성한 마이크로 플라이어에는 데이터 스토리지, 광센서, 데이터 송신용 안테나 등 다양한 부속품을 탑재할 수 있다.이를 비행기나 빌딩 옥상에서 뿌리면 바람이 작은 마이크로 플라이어를 흩뿌려 주위 환경을 감지하고 과학자들은 정보를 수집할 수 있다. 대기 상태와 화학 오염 감시, 인구 감시 심지어 질병 추적에도 사용할 수 있다고 연구진은 덧붙였다. 최종적으로는 분해 가능 폴리머와 퇴비화 가능 도체, 용해 가능 집적회로 칩을 이용해 물에 닿으면 자연스럽게 녹아 환경을 배려한 제품을 목표로 하고 있는 것으로 전해졌다. 흩뿌려진 마이크로칩을 회수하는 것은 어렵지만 자연적으로 녹는 것이라면 환경을 오염시킬 우려도 없는 것이다. 자세한 연구 성과는 세계적 학술지 ‘네이처’(Nature) 최신호(9월 22일자)에 실렸다. 사진=미국 노스웨스턴대

뾰족한 주삿바늘에 대한 두려움 없이 면역 효과도 훨씬 높은 백신접종 기술이 나왔다. 미국 노스캐롤라이나 채플힐대 통합암센터, 약학부, 미생물 및 면역학과, 스탠퍼드대 의대 방사선학과, 화학공학과 공동연구팀은 3차원(3D)프린팅 기술을 이용해 미세한 침이 촘촘히 박혀 있는 반창고 형태의 ‘마이크로니들 백신’ 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 백신기술은 현재 쓰이는 주사 접종 방식보다 면역 효과는 높고 보관, 운반은 쉽다는 평가를 받고 있다. 이 같은 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 9월 25일자에 실렸다. 연구팀은 3D프린터를 이용해 고분자물질을 원료로 미세한 침이 촘촘하게 있는 반창고 형태의 백신칩을 만들었다. 연구팀은 백신칩 한 면을 젤이나 반고체 형태로 된 약물을 코팅해 반창고처럼 붙이면 체온에 의해 녹으면서 미세침을 통해 피부 안쪽으로 흡수되도록 했다. 연구팀은 세포 및 동물실험으로 백신칩이 기존 주사 방식보다 약물 전달률은 10배 이상 높고 T세포 같은 면역세포 활성화와 항체반응 유도 효과는 50배 이상 우수하다는 것을 확인했다. 주사 접종으로 투여하는 약물보다 적은 양으로도 똑같은 면역 효과를 낼 수 있다는 것이다. 또 이번에 개발된 기술은 약물이 고체 형태로 코팅돼 있기 때문에 기존 백신처럼 냉장고나 냉동고에 저온 보관할 필요가 없어 운송과 보관이 편하다는 장점이 있다. 연구팀은 화이자와 모더나의 코로나19 백신과 같은 RNA 백신을 백신칩으로 만들기 위한 상용화 연구에 착수한 상태다.

뾰족한 주사바늘에 대한 두려움 없이 면역효과도 훨씬 높은 백신 기술이 나왔다. 미국 노스캐롤라이나 채플힐대 통합암센터, 약학부, 미생물 및 면역학과,스탠포드대 의대 방사선학과, 화학공학과 공동연구팀은 3D프린팅 기술을 이용해 미세한 침이 촘촘히 박혀 있는 반창고 형태의 ‘마이크로니들 백신’기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 백신기술은 현재 쓰이는 주사접종 방식보다 면역효과도 높고 보관, 운반도 용이하다는 평가를 받고 있다. 이 같은 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 9월 25일자에 실렸다. 연구팀은 고분자물질을 원료로 미세한 침이 촘촘하게 있는 반창고 형태의 백신칩을 3D프린트로 만들었다. 연구팀은 백신칩 한 면을 젤이나 반고체 형태로 된 약물을 코팅해 반창고처럼 붙이면 체온에 의해 녹으면서 미세침을 통해 피부 안쪽으로 흡수되도록 했다. 연구팀은 세포 및 동물실험으로 백신칩이 기존 주사방식보다 약물전달률은 10배 이상 높고 T세포 같은 면역세포 활성화와 항체반응 유도 효과가 50배 이상 우수하다는 것이 확인됐다. 주사 접종으로 투여되는 약물보다 적은 양으로도 똑같은 면역효과를 낼 수 있다는 것이다. 또 이번에 개발된 기술은 약물이 고체형태로 코팅돼 있기 때문에 기존 백신들처럼 냉장고나 냉동고에 저온보관할 필요가 없어 운송과 보관이 편하다는 장점이 있다. 또 주사방식이아니기 때문에 의료기관에서 백신칩을 받아서 피부 위에 붙이기만 하면 되기 때문에 예방접종률을 높이는데도 도움이 될 것으로 연구팀은 보고 있다. 연구팀을 이끈 조셉 드시몽 노스캐롤라이나대 교수는 “백신칩은 3D프린팅 기술을 이용하기 때문에 독감, 홍역, 간염, 코로나19 등 백신의 종류와 필요에 따라 신속하게 대량생산이 가능하다”며 “화이자와 모더나의 코로나19 백신과 같은 RNA 백신을 백신칩으로 만들기 위한 상용화 연구에 착수한 상태”라고 설명했다.

국내 연구진이 손상된 기능을 스스로 고칠 수 있는 차세대 반도체 소자를 개발했다. 성균관대, 한국화학연구원, 국민대, 한국나노기술원, 세명대, 중국 상하이교통대 공동연구팀은 금속전극 대신 2차원 황화구리 전극을 이용해 자가치유 특성을 가진 2차원 이황화몰리브덴 기반 전자소자를 만드는데 성공했다고 26일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 소재과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 표지논문으로 실렸다. 2차원 반도체 소재는 유연성과 투명성 등으로 차세대 반도체 소재로 주목받고 있지만 원자층 수준의 얇은 두께 때문에 반도체 소자 제작공정에서 쉽게 손상된다. 또 전극과 2차원 반도체 계면 결함 등으로 인해 전자가 효과적으로 이동하지 못해 소자 특성이 떨어지는 경향이 크다. 2차원 이황화 몰리브덴의 결함은 대부분 황 원자 결핍에 의해 발생된다는 점에 착안해 연구팀은 황화구리 전극은 소재 내에 존재하는 잉여 황 전자를 2차원 이황화 몰리브덴 황 원자 결핍 부위에 공급해 결함을 치유하도록 했다. 이런 결함치유 능력은 2차원 반도체 소재 내 전하 이동을 원활하게 만들어 소자특성을 향상시킨다는 장점이 있다. 실제로 자가치유 기능을 갖는 2차원 이황화 몰리브덴 기반 트랜지스터 소자는 현재까지 보고된 가장 높은 전자이동도를 달성했다. 소자의 높은 전자이동도와 광민감도를 나타내 차세대 유연기기, 웨어러블 기기의 핵심소자로 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 차승남 성균관대 물리학과 교수는 “이번 기술은 소자의 수명, 동작 특성 등을 획기적으로 개선할 수 있는 만큼 과학기술 및 산업적 응용가치가 높을 것으로 예상된다”고 말했다.

30~200명 씨족… 카누 타고 수천㎞ 항해사모아제도 정착 후 주변 섬으로 확산가장 마지막은 거대 조각상 ‘이스터섬’DNA 분석 통해 ‘대만 원주민’ 밝혀져닷새간의 추석 연휴가 끝났다. 지난해에 이어 코로나19와 함께하는 두 번째 추석이었다. 코로나 이전 수준까지는 아니지만, 백신 접종 완료자를 포함해 8명까지 모일 수 있어 고향을 찾는 이들이 많았다. 명절 연휴만 되면 도로 정체 같은 불편함을 감수하면서까지 멀리 떨어진 가족들이 한자리에 모이는 이유는 뭘까. 문화인류학자들은 이런 민족 대이동에 대해 자신의 뿌리와 정체성을 확인하려는 것이라는 해석을 내놓고 있다. 고고학, 인류학, 역사학 등이 알려지지 않은 먼 과거를 조사하고 연구하는 이유도 인류 뿌리를 확인해 현생 인류의 정체성과 앞으로 나갈 길을 파악하려는 것이다. 고고학자는 물론 생물학자, 수학자, 의학자까지 참여한 연구팀이 현대인의 게놈을 분석해 여전히 수수께끼로 남아 있는 인류 이동의 비밀 일부를 풀어냈다. 미국 스탠퍼드대 수리공학연구소, 캘리포니아 샌디에이고대(UCSD), 멕시코 국립 생물다양성게놈연구소(LANGEBIO), 노르웨이 오슬로대, 영국 옥스퍼드대 웰콤 인간유전체연구센터, 칠레 마타키테랑기재단, 교황청 가톨릭대 의대 등 6개국 19개 대학과 연구기관으로 구성된 공동연구팀은 인류 이동의 비밀 중 하나인 폴리네시아인의 구체적인 이동 경로를 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 9월 23일자에 실렸다. ‘많은 섬들’이라는 뜻의 폴리네시아는 육지 총면적이 약 2만 7000㎢로 그리 크지 않지만 1000여개 섬이 분포해 있고, 해역으로 따지면 태평양의 절반 이상을 차지하고 있다. 서쪽 끝 사모아, 통가에서 시작해 중부 쿡제도, 소시에테제도, 마르키즈제도 등을 거쳐 북쪽 하와이제도, 남동쪽 끝 이스터섬, 남서쪽 뉴질랜드까지 포함하고 있다. 정치적으로는 미국, 영국, 프랑스, 칠레 등으로 분리돼 있지만 원주민들은 형질적 동질성을 갖고, 문화, 종교, 언어도 유사하다는 특징을 갖고 있다. 태평양 절반을 넘는 이 지역으로 인류가 언제 어떻게 이주했는지, 수많은 섬 중에 어디에 가장 먼저 정착했는지는 인류학 분야에서 여전히 수수께끼이자 논란의 대상이다. 1947년 노르웨이 탐험가 토르 헤위에르달이 ‘콘티키호’라고 이름 붙인 뗏목으로 남미 칠레에서 폴리네시아로 항해한 것도 남미 원주민들이 폴리네시아로 이주했을 것이라는 자신의 가설을 실증하기 위한 시도였다. 헤위에르달의 탐험 성공으로 그의 가설이 한동안 받아들여졌지만 생명과학의 발달로 2000년대 초반 DNA 분석을 통해 폴리네시아인의 조상은 남미 원주민이 아니라 동남아시아에서 왔다는 것이 밝혀졌다.폴리네시아 구전설화와 역사학자들에 따르면 30~200명으로 구성된 씨족 집단이 카누 두 대를 연결해 만든 배 쌍동선으로 수천㎞ 떨어진 거리를 이동해 폴리네시아 지역의 섬 곳곳으로 흩어졌다. 이번 연구팀은 인류학적으로 폴리네시아를 중심으로 한 태평양 21개 제도(諸島)에 사는 430명의 게놈 전체 데이터를 분석해 실제 그 같은 이동이 가능했는지, 처음 정착한 지역은 어디인지를 찾아나섰다. 분석 결과 폴리네시아인 조상으로 알려진 대만 원주민과 동남아시아인들이 처음으로 정착한 곳은 사모아제도였으며 이후 9세기에 쿡제도의 라로통가섬, 11세기에 소시에테제도의 토타이테마섬, 12세기에는 투부아이제도의 서부 투하아페섬과 투아모투군도로 퍼져 나간 것으로 확인됐다. 가장 마지막으로 정착한 곳은 거대 조각상들로 유명해진 이스터섬이라고 연구팀은 밝혔다.

숭실대 유기신소재·파이버공학과, 스마트 웨어러블공학과를 중심으로 성균관대, 한양대, 카이스트, 고려대, 영국 케임브리지대, 중국 화중과학기술대, 미국 노스웨스턴대 등 3개국 31개 연구기관이 참여한 국제공동연구팀이 바람에 날리는 씨앗에서 영감을 받아 환경 모니터링이나 무선통신에 활용할 수 있는 마이크로 비행장치를 개발하고 과학저널 ‘네이처’ 9월 23일자에 발표했다. 식물은 종 번식을 위해 낙하산, 글라이더, 헬리콥터, 스피너 등 네 가지 방식으로 씨앗을 바람에 실어 날려보낸다. 연구팀은 얇은 필름으로 1㎜ 미만 마이크로스케일에서 1㎜ 이상의 매크로스케일까지 다양한 크기로 헬리콥터나 스피너 형태의 비행장치를 만들었다. 이 장치에는 간단한 전자칩을 장착할 수 있어 환경감시, 무선통신이나 사물인터넷 네트워크망으로 사용할 수 있을 것으로 기대된다.

코로나19가 인류를 공격한 지 곧 2년이 됩니다. 코로나 확산을 막기 위해 마스크를 착용하고, 사회적 거리두기를 하는 건 이제 당연한 일상이 됐습니다. 사회적 거리두기로 외식이 줄면서 음식 배달서비스 이용이 익숙해졌습니다. 배달 음식이 요즘 같은 상황에서 삶을 편리하게 해 주기는 하지만, 생각지 못하게 플라스틱 사용 급증이라는 문제는 안겨 주고 있습니다. 플라스틱 사용 증가로 미세플라스틱 문제도 심각한 수준에 이르고 있습니다. 미국 뉴욕대 의대 소아과 및 환경의학과, 중국 난카이대 환경과학부 공동연구팀은 미세플라스틱이 어른보다 영유아에게 미치는 영향이 더 크다는 사실을 확인하고 환경과학 분야 국제학술지 ‘환경과학기술회보’ 9월 22일자에 발표했습니다. 크기가 5㎜ 이하의 합성 고분자화합물을 미세플라스틱이라고 하는데 만들어지는 방식에 따라 1차와 2차 미세플라스틱으로 나뉩니다. 1차 미세플라스틱은 세안제나 치약 등에 들어 있는 스크럽제, 공업용 연마제, 플라스틱 원료물질로 쓰는 2~5㎜ 크기의 레진펠렛 등 애초에 미세한 크기로 만들어지는 플라스틱입니다. 2차 미세플라스틱은 플라스틱 제품이 사용되거나 버려진 다음 인위적이거나 자연 풍화 때문에 미세화된 플라스틱 파편을 말합니다. 이런 미세플라스틱들은 실내 먼지부터 각종 식음료는 물론 사람과 반려동물의 배설물에서까지 발견되고 있습니다. 과학자들이 미세플라스틱에 대해 주목하고 본격적인 연구에 나선 것이 오래되지 않았기 때문에 현재 미세플라스틱이 어느 정도이고 건강에 미치는 영향은 어떤지는 정확히 밝혀지지는 않았습니다. 그렇지만 세포나 동물실험 결과들을 보면 체내에 들어온 미세플라스틱은 세포막을 가로질러 혈관이나 호흡기 등 순환계로 들어간 뒤 오랫동안 남아 세포사멸, 염증반응, 대사장애 등 건강을 심각하게 위협하는 것으로 나타났습니다. 연구팀은 사람들이 미세플라스틱에 얼마나 노출돼 있는지 확인하기 위해 대변 샘플에서 채취해 질량분석법으로 비교분석했습니다. 연구팀은 가장 널리 쓰이는 플라스틱인 PET와 폴리카보네이트(PC)를 대상으로 했습니다. 연구팀은 뉴욕에 사는 갓 태어난 영아 3명, 1살 유아 6명, 30~55세 남녀 10명을 무작위로 선정해 실험했습니다. 영아에게서는 태어나서 처음 보는 변인 ‘태변’을 검사했습니다. 그 결과 PC 미세플라스틱 수치는 성인과 유아에게서 비슷한 수준으로 나타났지만, PET 미세플라스틱 농도는 성인보다 유아에게서 10배 이상 높은 것으로 나타났습니다. 젖병이나 각종 장난감 등 유아용 제품에 PET가 광범위하게 사용되기 때문에 유아들은 미세플라스틱 노출 정도가 더 심각한 것으로 연구팀은 분석했습니다. 더 놀라운 것은 영아의 태변에서도 미세플라스틱이 발견됐다는 것입니다. 탯줄을 통해 엄마 몸속에 있던 미세플라스틱이 이동했기 때문으로 추정되고 있습니다. 미세플라스틱은 지구온난화와 함께 편리한 삶을 위해 만들어진 기술의 부작용으로 나타나 인류를 심각하게 위협하고 있다는 공통점이 있습니다. 두 문제 모두 현재 상황을 그대로 내버려둬선 우리 아이들은 물론 인류의 미래도 기대하기 어렵습니다. 과학자들에게만 문제 해결을 맡길 것이 아니라 각자가 할 수 있는 일을 통해 당장 행동에 나서야 할 때입니다.

미국, 영국, 호주가 15일(현지시간) 인도태평양 지역의 새로운 3자 안보 동맹인 ‘오커스’(AUKUS)를 발족했다. 첫 조치로 호주가 핵추진 잠수함을 보유토록 지원하기 위해 향후 18개월간 공동연구를 진행한다. 핵잠수함 기술 이전은 1958년 미국이 영국에 해당 기술을 공유한 후 63년 만에 처음이다. 기밀정보 공유 동맹인 파이브 아이스(미국·캐나다·뉴질랜드·호주·영국), 쿼드(미국·인도·일본·호주) 등에 이어 오커스까지 대중 압박 전선이 두터워지자 중국이 거세게 반발했다. 조 바이든 미국 대통령은 이날 보리스 존슨 영국 총리, 스콧 모리슨 호주 총리와 화상 공동 기자회견을 열고 “이것(오커스)은 힘의 원천인 동맹에 투자하는 것”이라며 “대서양과 태평양 파트너들의 이익을 분리하는 지역적 분열은 없다”고 밝혔다. 그간 미국이 인도태평양 지역의 쿼드, 유럽의 나토(북대서양조약기구) 등 지역별 협의체를 운영했다면 오커스는 대중 전선을 인도태평양에서 유럽까지 확대시키는 핵심축이 될 것이라는 의미로 읽힌다. 오커스는 이들 3국의 이름을 따서 만든 조어이며, 이들 3국은 파이브 아이스의 회원국이기도 하다. 이들은 향후 외교·국방 정책은 물론 사이버·인공지능·양자 기술·해저 능력 등 안보와 국방기술의 협력을 강화한다. 이날 공동성명과 기자회견에서 ‘중국’은 한 차례도 거론되지 않았지만 3국은 오커스 결성 이유로 인도태평양 지역의 평화와 안정을 꼽아 사실상 대중 견제 협의체임을 시사했다. 이에 미 주재 중국 대사관의 류펑위 대변인은 “제3국의 이익을 해치거나 표적으로 삼는 배타적인 구역을 구축해서는 안 된다. 특히 냉전 사고방식과 이념적 편견을 떨쳐 내야 한다”고 반발했다고 로이터통신이 전했다. 오커스는 핵추진 잠수함 개발 의향을 가진 한국과도 맞물려 관심을 끌었다. 지난해 10월 김현종 당시 청와대 국가안보실 2차장이 미국을 방문해 한국의 핵잠수함 개발 계획을 설명하고 핵연료를 공급받고 싶다는 뜻을 전했으나 미국이 난색을 표했다는 보도가 나오기도 했다. 이날도 미 고위당국자는 브리핑에서 핵추진 잠수함은 ‘극도로 민감한’ 기술이라며 “많은 측면에서 미 정책의 예외로 단 한 번 있을 일”이라며 선을 그었다.

공포영화를 볼 때 사랑하는 사람과 손을 잡는 것만으로 두려움이 줄어드는 경향이 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 브리검영대 심리학과 등 공동연구진은 미국인 부부 83쌍(166명)을 대상으로, 혈압·동공 측정기를 사용해 공포영화 관람 시 스트레스를 얼마나 받는지를 측정했다. 이들 부부는 대개 30대이고 결혼생활 10년차 이상이지만, 서로 힘이 되는 ‘지지적 관계’나 사사건건 의견이 엇갈리는 ‘비지지적 관계’ 성향으로 분류됐다.  연구진은 이런 참가자들에게 ‘나는 네가 지난 여름에 한 일을 알고 있다’와 ‘나는 아직도 네가 지난 여름에 한 일을 알고 있다’라는 제목이 붙여진 공포영화 두 편의 2분 또는 10분짜리 영상 클립을 보여주고 이들의 신체 변화를 주의깊게 관찰했다. 또 일반적인 영화를 볼 때 스트레스 수준을 평가하기 위해 ‘알래스카스 와일드 데날리’라는 제목을 가진 자연 다큐멘터리 영화의 짧은 영상 클립을 추가로 보여줬다. 그 결과, 공포영화를 볼 때 서로 손을 잡은 부부들은 그렇지 않은 이들보다 스트레스 수준이 현저하게 낮아져 두려움이 줄어드는 것으로 나타났다. 이는 혈압이 올라가고 동공 크기가 확장하는 것으로 알 수 있었다. 그리고 이런 스트레스 감소 현상은 특히 지지적 관계에 있는 부부들 사이에서 두드러지게 나타난 것으로 확인됐다. 연구진에 따르면, 사람은 종종 공포영화와 같이 전혀 현실적이지 않은 위협에 대해서도 스트레스나 두려움이라는 반응을 활성화하는 특별한 능력을 지녔다. 덕분에 공포영화는 이런 실질적 위협이 없는 상황에서 사람들에게 두려움과 스트레스를 자극하기 위해 이용할 수 있는 것이다.  이에 대해 연구를 주도한 브리검영대 출신으로 와트버그칼리지에서 조교수로 재직 중인 심리학자 타일러 그라프 박사는 “여기서 중요한 점은 사람은 감정적인 지지를 받음으로써 자신의 스트레스를 완화하는 데 도움을 받을 수 있다는 것”이라고 설명했다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘플로스원’(PLOS ONE) 최신호(15일자)에 실렸다. 사진=123rf

참치는 다랑어 중 참다랑어를 지칭하는 것으로 북대서양에 서식하는 종의 경우 최대 몸길이 3m, 몸무게 560㎏까지 성장하는 등 가장 크기 때문에 ‘바다의 귀족’이라 불리기도 한다. 부드러운 식감 때문에 횟감이나 통조림으로도 만들어져 유통되는데 한국 원양어업의 주요 어획종으로 수산물 어획량과 수출 1위 품목으로 알려져 있다. 그런데 이런 참다랑어는 나이가 들면서 수은을 체내에 축적하는 경향 때문에 전 세계 해양의 중금속 오염 정도를 살펴볼 수 있는 기준점으로 활용할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 대만 국립대만대 해양학연구소, 미국 캘리포니아 산타크루즈대(UCSC) 해양과학연구소, 럿거스대 환경과학과 공동연구팀은 참다랑어는 나이가 들수록 근육조직에 메틸수은이라는 환경독소 물질을 축적하게 되는데 이를 통해 해양 수은오염 변화를 확인할 수 있는 생물지표로 쓸 수 있다고 20일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 9월 14일자에 실렸다. 메틸수은은 수은이 수산물의 체내에 들어가 대사를 일으키는 과정에서 생성되는 신경독성을 일으키는 물질로 알려져 있다. 다랑어나 새치, 상어류에는 메틸수은이 쉽게 축적되는데 간혹 사람이 섭취하기 안전한 수준을 초과하는 경우도 있다. 특히 참다랑어는 해양 수은오염의 생물학적 지표로 활용하려는 시도는 많지만 연령과 크기에 따라 다르고 먹이그물에서의 위치, 먹이의 종류와 양 등에 따라서도 달라져 직접 비교가 어렵다는 지적이 있었다. 연구팀은 1998년부터 2019년까지 참다랑어의 메틸수은 축적과 관련한 기존 연구결과와 실제 북태평양, 인도양, 북대서양, 지중해 4곳에 서식하는 참다랑어의 근육조직 샘플 분석을 통해 지역별 수은농도 변화를 측정했다. 그 결과 참다랑어의 체내 수은 축적률은 지중해에서 가장 높고 북태평양, 인도양, 북대서양 등 원양지역에서는 감소한다는 사실을 확인했다.수은 축적률은 참다랑어의 먹잇감인 동물성 플랑크톤의 메틸수은 농도와 서식지의 바닷물 속 수은 농도와 정확히 비례하는 것으로 나타났다. 특히 지중해, 북태평양, 인도양은 금속 채굴과 재련, 화석연료 연소와 같은 과정에서 바닷 속 수은 농도가 높아지는 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 천마오 쳉 국립대만대 교수(생물지구화학)는 “이번 연구는 참다랑어의 수은 축적률이 해양 수은 오염과 자연적 또는 인간에 의한 농도증가, 지역적 환경적 특성을 정확히 반영하는 만큼 세계 해양오염지표로 사용할 수 있다는 것을 보여줬다”라고 설명했다. 쳉 교수는 “참다랑어를 통해 해양 먹이그물에서 수은의 이동을 확인하고 해산물의 수은 노출에 대한 공중보건 위험을 좀 더 정확하게 파악할 수 있게 될 것”이라고 덧붙였다.

지난해에 이어 코로나19와 함께하는 두 번째 추석이 코앞으로 다가왔다. 올 추석은 지난여름 시작된 4차 대유행이 쉽게 꺾이지 않아 긴장의 끈을 놓을 수 없는 상황이다. 그럼에도 불구하고 ‘더도 말고 덜도 말고 한가위만 같아라’라는 말처럼 추석은 먹을거리가 풍성하고 그동안 만나지 못했던 가족, 친지, 친구들을 한자리에서 만날 수 있는 때이다. 오랜만에 만난 사람들과 음식을 나누다 보면 평소보다 많이 먹게 된다. 이 때문에 전문가들은 명절 과식이 비만의 원인이 될 수 있다고 경고하기도 한다. 과연 그럴까.미국 보스턴아동병원, 하버드대 의대, 하버드대 보건대, 하버드대 진화생물학과, 국립노화연구소(NIA), 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의대, 오하이오주립대, 듀크대 의대, 브리검여성병원, 덴마크 코펜하겐대, 캐나다 브리티시 컬럼비아대 생명과학연구소 공동연구팀은 과식이 비만을 촉발시킬 수는 있지만 알려진 것처럼 직접적 원인은 아니라고 15일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘임상영양학’ 9월 14일자에 실렸다. 미국의 경우 질병통제예방센터(CDC)에 따르면 성인의 약 70%가 고도비만과 과체중 상태다. 이 때문에 미 농무부(USDA)에서 마련한 ‘미국인을 위한 식이지침 2020~2025’에 따르면 “체중 감량을 위해 섭취하는 칼로리를 줄이고 신체활동을 통해 칼로리 소비를 더 늘려야 한다”고 조언하고 있다. 미국 이외 각국 공중보건 당국은 덜 먹고 더 많이 움직이라고 권고하고 있지만 비만율과 비만 관련 질병 유병률은 꾸준히 증가하고 있다. 사실 체중이 늘어나는 것은 에너지 소비보다 섭취가 많기 때문이라는 생각은 ‘에너지 균형 모델’을 기반으로 하고 있다.연구팀은 1900년대부터 현재까지 비만 관련 연구들을 메타분석한 결과 증가하는 비만율을 낮추기 위해서는 ‘에너지 균형 모델’이 아닌 ‘탄수화물·인슐린 모델’로 접근해야 한다는 결론을 내렸다. 연구팀은 비만을 제대로 이해하기 위해서는 사람들이 얼마나 많이 먹고 있는지보다 무엇을 먹고 있는지, 먹고 있는 식품이 호르몬과 신진대사에 어떤 영향을 미치는지를 살펴야 한다고 강조했다. 모든 종류의 칼로리가 신체에 똑같은 영향을 미친다는 생각을 바탕으로 하고 있는 에너지 균형 모델은 중요한 것을 놓치고 있다는 지적이다. 연구팀이 제시한 탄수화물·인슐린 모델에 따르면 비만은 혈당을 빠르게 높이는 정제 탄수화물의 과도한 섭취 탓에 유발된다. 정제 탄수화물은 인슐린 분비를 증가시키고 글루카곤 분비를 억제시켜 체내 지방세포들이 더 많은 에너지를 저장하도록 하고 근육이나 기타 신진대사 활성조직이 사용할 수 있는 에너지를 줄이도록 신호를 보낸다고 연구팀은 설명했다. 이렇게 되면 뇌는 신체에 충분한 에너지가 공급되지 못하는 것으로 착각해 신진대사를 느리게 만들어 계속 지방세포에 에너지를 비축하고, 배고픔을 느끼게 해 탄수화물 중심의 섭취를 유도한다. 많이 먹어 살이 찌고 그로 인해 계속 먹게 되는 것이 아니라 특정 음식의 섭취로 인해 신체에 에너지가 더 쉽게 축적되고 많은 음식을 섭취하게 된다는 것이다. 이번 연구를 주도한 데이비드 루드윅 하버드대 의대 교수(내분비학)는 “비만으로 골머리를 앓고 있는 많은 나라들에서는 음식의 양보다는 건강하지 못한 식품들의 소비가 증가하고 있다는 점에 주목해야 할 것”이라고 지적했다.

처음 만난 사람인데도 오랜 친구와 이야기하는 것처럼 편하게 느낄 때가 있습니다. 또 콘서트장에서 많은 사람이 음악에 흠뻑 빠져 같은 감정을 느끼고 호흡을 같이하기도 합니다. 이런 현상은 어떻게 나타나는 것일까요. 프랑스 파리 뇌과학연구소, 피티에살페트리에르 병원, 소르본대, 미국 뉴욕시립대, 영국 버밍엄대 인간뇌건강연구센터 공동연구팀은 서로 마주 보고 대화를 하거나 같은 경험을 나눌 때 심장박동, 호흡 등 신체반응이 쉽게 동기화되며 이 덕분에 서로에게 더 몰입하고 가깝게 느끼게 된다는 사실을 확인하고 그 결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 9월 15일자에 발표했습니다. 연구팀은 100여명의 성인남녀를 두 그룹으로 나눠 한 집단은 가까이 붙어 앉은 상태에서 무미건조한 내용의 문학작품 오디오북이나 교육용 동영상을 듣고 보도록 하면서 심전도, 호흡 등 신체반응을 측정했습니다. 다른 그룹은 서로 멀리 떨어져 앉도록 한 뒤 똑같은 실험을 했습니다. 그 결과 가까이 앉은 사람들끼리는 멀리 떨어져 있던 사람들에 비해 이야기나 동영상의 똑같은 장면에서 함께 심박수와 호흡 등이 빨라지거나 느려지는 신체기능 동기화가 더 쉽게 이뤄진다는 것이 확인됐습니다. 연구팀은 이런 동기화 현상은 감정에 좌우되는 것이 아니라 물리적 거리가 가깝고 주의집중 상태가 높을 때 쉽게 나타난다고 설명했습니다. 뇌신호에 따라 심박, 호흡 같은 신체 기능도 변할 수 있다는 것이지요. 미국 브리검영대, 애리조나주립대 공동연구팀도 비슷한 실험을 했습니다. 이들이 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’에 발표한 연구 결과에 따르면 결혼생활 만족도가 높은 부부들은 그렇지 않은 부부들보다 똑같은 상황에서 기쁨은 두 배로, 슬프고 힘들거나 무서운 감정은 절반으로 느낀다고 합니다. 연구팀은 친밀도가 서로 다른 83쌍의 부부에게 공포 영화를 함께 관람하도록 하면서 동공 크기를 측정했습니다. 동공 크기는 물리적 자극 외에 스트레스 같은 심리적 자극에도 민감하게 반응합니다. 특히 스트레스에 노출되면 0.2초 내에 거의 반사적으로 동공 크기가 변한다고 합니다. 실험 결과에 따르면 친밀도가 높은 부부는 그렇지 않은 부부들에 비해 공포 영화를 보면서도 동공 확장이 덜 된다고 합니다. 건강한 결혼생활을 하는 부부는 서로에게 스트레스 완충 역할을 해 준다는 말입니다. 연구팀에 따르면 부부간 친밀도가 장기적으로 스트레스가 원인이 되는 질병까지 예방해 줄 수 있다고 합니다. 대인관계에서 문제가 있는 경우는 다른 요인들도 있겠지만 대부분 자신의 생각만을 고집하기 때문인 경우가 많습니다. 본인이 하는 것은 귀한 배려이고 타인이 내게 해 주는 것은 당연한 일이라고 생각하면 당연히 문제가 생길 수밖에 없습니다. ‘역지사지’와 적당한 눈치가 필요한 이유입니다. 역지사지는 타인이 먼저 나를 이해해 주길 요구하고 바라는 것이 아닌 내가 상대를 이해하는 데서 시작된다고 합니다. 이제 추석 연휴가 시작됩니다. 오랜만에 사람들이 한자리에 모이는 명절에 가까운 사람들과의 다툼이 더 잦다고들 합니다. 코로나로 모두 어려운 요즘 역지사지로 서로의 힘듦을 덜어 주는 것이 필요한 명절이 아닌가 싶습니다.

국내 연구진이 세포에 에너지를 공급하는 세포공장 미토콘드리아, 불필요한 물질이나 세포찌꺼기를 제거하는 리소좀 등 세포 소기관을 인공적으로 만들 수 있는 방법을 찾아냈다. 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질연구단, 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 공동연구팀은 세포간 정보전달체인 엑소좀이라는 물질을 리프로그래밍해 세포 내에서 에너지 생성이 가능한 인공 세포소기관을 개발했다. 이 같은 연구결과는 촉매과학 분야 국제학술지 ‘네이처 캐탈리시스’ 14일자 표지논문에 실렸다. 과학의 발달로 다양한 신체 장기를 인공적으로 만드는 시도들이 성공하고 있다. 최근에는 세포의 장기라고 할 수 있는 미토콘드리아, 리소좀 같은 세포 소기관도 만들기 위한 연구들이 진행되고 있다. 그렇지만 세포 내 물질전달 효율, 안정성, 생체 합성 등 어려움이 많다. 연구팀은 엑소좀이 나노 크기로 세포간 효율적 정보전달체이기 때문에 신체 조직 깊은 곳까지 침투할 수 있어서 새로운 약물 전달 시스템을 만들 수 있을 것이라는 점에 착안했다. 연구팀은 세포 크기의 액적 기반 미세유체 반응기를 이용해 두 종류의 엑소좀이 합쳐지면서 내부 물질끼리 화학반응이 일어나 융합되는 것을 확인했다. 또 엑소좀 내부와 막단백질에 서로 다른 효소를 갖고 있는 엑소좀의 융합반응을 통해 생촉매 반응을 제어하는데도 성공했다. 연구팀은 세포 에너지 원천인 생체에너지 ‘ATP’를 합성시킬 수 있는 효소들을 인공 엑소좀에 포함시켜 살아있는 세포 내에서 ATP를 만들어내는 인공 합성엑소좀을 만들었다. 인공 엑소좀이 유방암 모사 스페로이드 내부 깊숙한 부분까지 전달되는 것이 확인됐다. 실제로 인공 엑소좀이 저산소증으로 손상된 세포에 에너지를 공급하는 나노 알약 같은 의학적 활용 가능성이 클 것으로 기대됐다. 연구를 이끈 조윤경 IBS 첨단연성물질연구단 그룹리더(UNIST 교수)는 “이번 연구는 인공 엑소좀을 이용해 살아있는 세포에 보다 효율적으로 물질을 전달할 수 있는 방법을 제시했다”며 “엑소좀 내부와 표면에 부가적 기능을 탑재한 다양한 종류의 인공 세포 소기관을 만들 수 있을 것”이라고 설명했다.

JW중외제약의 신약 개발에 탄력이 붙고 있다. 주요 신약 후보물질 가운데 이미 기술 수출에 성공한 통풍(물질 URC102)과 아토피 피부염(JW1601) 치료제는 각각 국내 2b상, 1상을 마치고 상위, 글로벌 임상을 검토·진행 중이고 탈모치료제(JW0061), 표적항암제(JW2286)도 전임상을 거쳐 내년 이후 임상 1상 진입을 목표로 하고 있다. 국내 수액 시장 최강자를 넘어 오리지널 신약개발사로의 체질 전환에 성공한 JW중외제약의 연구개발(R&D) 현황을 들여다봤다.“우리 그룹의 R&D 전략 핵심은 ‘희귀질환’ 영역에서의 ‘정밀의약개발’ 추구라고 말씀드릴 수 있습니다.” 박찬희 JW중외제약 최고기술책임자(CTO)는 12일 서울신문과의 서면 인터뷰에서 JW중외제약의 R&D 방향을 묻는 말에 “기존의 신약 개발이 병변에만 초점을 맞췄다면 JW중외제약은 환자마다 질환을 일으키는 주범(바이오마커)을 표적으로 한 약물 개발에 힘을 쏟고 있다”며 이렇게 답했다. ●희귀 유전적 질환도 의료 접근 방식 달라져 실제 통풍, 아토피 피부염, 탈모 등은 발병률이 낮은 희귀질환이거나 제대로 된 치료법이 없는 질환으로 분류된다. 막대한 자금과 시간이 소요됨에도 성공 확률이 1만분의1에 불과한 신약 개발 과정을 생각해 보면 이런 질환 중에서도 환자를 특정화하는 ‘환자 맞춤형 신약’은 시장성이 떨어지는 것으로 여겨져 왔다. 그동안 많은 국내 제약·바이오 업체가 오리지널 신약 개발 대신 다국적 제약사 물질을 들여와 제형 등을 개선하는 개량 신약이나 복제약에 집중하는 전략을 취했던 이유다. 박 CTO는 이에 대해 “일반적으로 우리가 아는 희귀질환 개념에 변화가 있다”면서 “유전적 원인에 의한 질환으로 여겨지던 희귀질환도 환자에 따른 특이 신호 체계가 움직인 결과로 해석되면서 접근 방식이 달라지고 있다”고 설명했다. 그러면서 그는 “특정 환자가 대상이지만 의료적 혜택이 크다면 시장에서 가치를 인정받을 수 있다”고 했다. 환자 맞춤형 신약이 시장성이 있느냐를 따지는 시대는 지나갔다는 설명이다.●美 종양·면역질환 물질 82% 희귀의약품에 실제 지난해 미국 식품의약국(FDA) 승인을 얻은 약물 가운데 종양과 면역질환을 타깃으로 개발된 약물의 약 82%가 희귀 의약품 지정(Orphan Drug Designation)을 받았다. 이 가운데 85%의 약물이 3~4년 내 2억 달러(약 2400억원) 이상의 매출을 얻을 것이란 전망이다. 박 CTO는 “JW중외제약의 모든 프로젝트는 초기 인큐베이션 단계부터 특정한 환자를 타깃으로 어떤 특정한 혜택을 줄 것인가를 정밀의약 관점으로 접근해 TPP(Targer Product Profile·목표제품 특성)를 세우고 과제를 시작한다”면서 “특정 질환에서 주요한 역할을 하는 특정 타깃 단백질을 뽑아내고 이에 특화된 전략의 약물을 개발해 보다 환자를 특정화하고 그에 따른 의약적 혜택을 최대화하는 것이 우리의 목표”라고 말했다. 이를 위해 JW중외그룹은 약 10년 전부터 바이오마커 중심의 연구가 가능한 비임상 연구 플랫폼을 구축해 왔다. 주얼리(JWERLY)와 클로버(CLOVER)로 대표되는 유전체 데이터베이스(DB) 평가계가 그것이다. JW중외제약 연구팀은 주얼리와 클로버를 통해 질환 특성에 맞는 신약 후보 물질을 발굴하고 있는데 이 플랫폼에는 300여종의 세포주, 동물모델로부터 얻은 조직 샘플, 단백질 구조를 모방한 2만 5000여종의 화합물 문헌, JW중외제약이 개발한 20여종의 약물 디자인 프로그램 등 방대한 정보가 담겨 있다. JW중외제약의 주요 신약 후보 물질인 URC102, JW1601, JW0061 등도 클로버와 주얼리를 거쳤다. 최근에는 인공지능(AI)을 도입해 한층 더 고도화했다. 박 CTO는 “현장(환자) 정보(질환과 관련한 유전학적·단백질학적)의 파악과 이의 활용 가능성에 따라 신약 개발의 속도와 실패 확률이 달라진다”면서 “이 밖에도 다양한 기관과의 협력을 통해 신약 개발에 더욱 박차를 가할 예정”이라고 했다. JW중외제약은 공동 연구(오픈 이노베이션)도 적극적이다. 1992년 오로지 신약 연구만을 위해 일본 주가이사와 공동 투자해 설립한 C&C 신약연구소(현 JW C&C 신약연구소)를 시작으로 삼성서울병원, 하버드대학병원 등 현재 다양한 산·학·연 공동연구를 진행하고 있다. 핵심 플랫폼을 보유한 전문 제약 바이오텍들과의 산·산 연구협력도 눈에 띈다. 올해부터 시작한 단백질분해기술 플랫폼을 보유한 보로노이사와의 공동연구가 대표적이다. ●저분자 신약·세포치료제로 취급 영역 확장 박 CTO는 “중장기적으로 오픈 이노베이션을 보다 더 강화해 저분자 신약, 세포 치료제 분야의 새로운 양상(modality·치료기법) 창출과 동반진단 영역으로 확장해 그룹 R&D 포트폴리오를 확장, 강화하고자 한다”면서 “이를 통해 환자들에게 지속적으로 더욱 높은 다양한 치료 혜택을 제공하고 국내는 물론 R&D 중심의 글로벌 제약 리더가 되는 것이 목표”라고 했다. 한편 JW중외제약은 올해 상반기 매출 2881억원, 영업이익 114억원을 기록하며 흑자 전환에 성공했다. 올해를 ‘R&D 중심 경영의 원년’으로 선포한 JW중외제약은 올해 R&D 투자 비율을 매출액의 10%로 끌어올린다는 방침이다. JW중외제약의 지난해 매출 대비 R&D 투자 비율은 9.26%(507억원), 올해 상반기는 9.02%(260억원)였다.

JW중외제약의 신약 개발에 탄력이 붙고 있다. 주요 신약 후보물질 가운데 이미 기술 수출에 성공한 통풍(물질 URC102)과 아토피 피부염(JW1601) 치료제는 각각 국내 2b상, 1상을 마치고 상위, 글로벌 임상을 검토·진행 중이고 탈모치료제(JW0061), 표적항암제(JW2286)도 전임상을 거쳐 내년 이후 임상 1상 진입을 목표로 하고 있다. 국내 수액 시장 최강자를 넘어 오리지널 신약개발사로의 체질 전환에 성공한 JW중외제약의 연구개발(R&D) 현황을 들여다봤다. “우리 그룹의 R&D 전략 핵심은 ‘희귀질환’ 영역에서의 ‘정밀의약개발’ 추구라고 말씀드릴 수 있습니다.” 박찬희 JW중외제약 최고기술책임자(CTO)는 12일 서울신문과의 서면 인터뷰에서 JW중외제약의 R&D 방향을 묻는 말에 “기존의 신약 개발이 병변에만 초점을 맞췄다면 JW중외제약은 환자마다 질환을 일으키는 주범(바이오마커)을 표적으로 한 약물 개발에 힘을 쏟고 있다”며 이렇게 답했다. 실제 통풍, 아토피 피부염, 탈모 등은 발병률이 낮은 희귀질환이거나 제대로 된 치료법이 없는 질환으로 분류된다. 막대한 자금과 시간이 소요됨에도 성공 확률이 1만분의1에 불과한 신약 개발 과정을 생각해 보면 이런 질환 중에서도 환자를 특정화하는 ‘환자 맞춤형 신약’은 시장성이 떨어지는 것으로 여겨져 왔다. 그동안 많은 국내 제약·바이오 업체가 오리지널 신약 개발 대신 다국적 제약사 물질을 들여와 제형 등을 개선하는 개량 신약이나 복제약에 집중하는 전략을 취했던 이유다. 박 CTO는 이에 대해 “일반적으로 우리가 아는 희귀질환 개념에 변화가 있다”면서 “유전적 원인에 의한 질환으로 여겨지던 희귀질환도 환자에 따른 특이 신호 체계가 움직인 결과로 해석되면서 접근 방식이 달라지고 있다”고 설명했다. 그러면서 그는 “특정 환자가 대상이지만 의료적 혜택이 크다면 시장에서 가치를 인정받을 수 있다”고 했다. 환자 맞춤형 신약이 시장성이 있느냐를 따지는 시대는 지나갔다는 설명이다. 실제 지난해 미국 식품의약국(FDA) 승인을 얻은 약물 가운데 종양과 면역질환을 타깃으로 개발된 약물의 약 82%가 희귀 의약품 지정(Orphan Drug Designation)을 받았다. 이 가운데 85%의 약물이 3~4년 내 2억 달러(약 2400억원) 이상의 매출을 얻을 것이란 전망이다. 박 CTO는 “JW중외제약의 모든 프로젝트는 초기 인큐베이션 단계부터 특정한 환자를 타깃으로 어떤 특정한 혜택을 줄 것인가를 정밀의약 관점으로 접근해 TPP(Targer Product Profile·목표제품 특성)를 세우고 과제를 시작한다”면서 “특정 질환에서 주요한 역할을 하는 특정 타깃 단백질을 뽑아내고 이에 특화된 전략의 약물을 개발해 보다 환자를 특정화하고 그에 따른 의약적 혜택을 최대화하는 것이 우리의 목표”라고 말했다. 이를 위해 JW중외그룹은 약 10년 전부터 바이오마커 중심의 연구가 가능한 비임상 연구 플랫폼을 구축해 왔다. 주얼리(JWERLY)와 클로버(CLOVER)로 대표되는 유전체 데이터베이스(DB) 평가계가 그것이다. JW중외제약 연구팀은 주얼리와 클로버를 통해 질환 특성에 맞는 신약 후보 물질을 발굴하고 있는데 이 플랫폼에는 300여종의 세포주, 동물모델로부터 얻은 조직 샘플, 단백질 구조를 모방한 2만 5000여종의 화합물 문헌, JW중외제약이 개발한 20여종의 약물 디자인 프로그램 등 방대한 정보가 담겨 있다. JW중외제약의 주요 신약 후보 물질인 URC102, JW1601, JW0061 등도 클로버와 주얼리를 거쳤다. 최근에는 인공지능(AI)을 도입해 한층 더 고도화했다. 박 CTO는 “현장(환자) 정보(질환과 관련한 유전학적·단백질학적)의 파악과 이의 활용 가능성에 따라 신약 개발의 속도와 실패 확률이 달라진다”면서 “이 밖에도 다양한 기관과의 협력을 통해 신약 개발에 더욱 박차를 가할 예정”이라고 했다. JW중외제약은 공동 연구(오픈 이노베이션)도 적극적이다. 1992년 오로지 신약 연구만을 위해 일본 주가이사와 공동 투자해 설립한 C&C 신약연구소(현 JW C&C 신약연구소)를 시작으로 삼성서울병원, 하버드대학병원 등 현재 다양한 산·학·연 공동연구를 진행하고 있다. 핵심 플랫폼을 보유한 전문 제약 바이오텍들과의 산·산 연구협력도 눈에 띈다. 올해부터 시작한 단백질분해기술 플랫폼을 보유한 보로노이사와의 공동연구가 대표적이다. 박 CTO는 “중장기적으로 오픈 이노베이션을 보다 더 강화해 저분자 신약, 세포 치료제 분야의 새로운 양상(modality·치료기법) 창출과 동반진단 영역으로 확장해 그룹 R&D 포트폴리오를 확장, 강화하고자 한다”면서 “이를 통해 환자들에게 지속적으로 더욱 높은 다양한 치료 혜택을 제공하고 국내는 물론 R&D 중심의 글로벌 제약 리더가 되는 것이 목표”라고 했다. 한편 JW중외제약은 올해 상반기 매출 2881억원, 영업이익 114억원을 기록하며 흑자 전환에 성공했다. 올해를 ‘R&D 중심 경영의 원년’으로 선포한 JW중외제약은 올해 R&D 투자 비율을 매출액의 10%로 끌어올린다는 방침이다. JW중외제약의 지난해 매출 대비 R&D 투자 비율은 9.26%(507억원), 올해 상반기는 9.02%(260억원)였다.