DGIST 기초학부 및 뉴바이올로지전공(겸직) 문대원 석좌교수와 뉴바이올로지전공 임희진 박사 연구팀이 살아있는 세포막의 분자 조성을 초고진공(ultra-high vacuum) 환경에서 왜곡 없이 시각화하는 질량분석 바이오 이미징 기술을 최초 개발했다. 이번 연구결과는 다양한 바이오 분자 정보를 왜곡 없이 이미징이 가능해 치매나 암과 같은 복잡한 질병 메커니즘 등을 규명하는데 크게 기여할 것으로 기대된다. 바이오 이미징 기술은 세포에서 일어나는 현상을 영상으로 볼 수 있게 만드는 기술이다. 질병의 조기 진단이나 신약개발 등에 필요한 핵심 기술로써 생명공학, 물리, 화학, 기계 전자와 같은 여러 분야의 융합이 필수적이다. 이 때문에 첨단 나노 이미징 분석을 위해 초고진공 환경에서 가속 전자빔 혹은 가속 이온빔을 이용한 전자 현미경이나 SIMS(Secondary Ion Mass Spectrometry, 2차 이온 질량 분석) 분석법을 주로 적용한다. SIMS 분석법은 가속 이온을 이용해 주로 반도체 제조를 위한 극미량의 불순물 분석에 활용되는 기술인데, 분석 감도가 매우 높아 최근 바이오 이미징 기술에 적용하려는 연구가 활발하다. 현재 SIMS를 이용한 세포분석법은 용액에서 배양된 살아있는 세포를 화학적인 방법으로 고정화하거나 냉각한 후 건조 과정을 거쳐 초고진공 환경에서 분석하는 방식이다. 하지만 이 과정에서 세포의 고유한 분자 조성 및 분포 정보가 왜곡되는 등 정확한 분석을 하는데 어려움이 있어왔다. 이에 DGIST 문대원 교수 공동연구팀은 살아있는 상태의 세포막 분석이 가능하도록 세포를 배양하는 기판 하부에 세포 배양액을 보관하는 5마이크로리터(μl,100만분의 1리터) 부피의 미세 배양액 저장고와 1마이크로미터(μm,100만분의 1미터) 지름의 구멍 수천 개를 제작했다. 이를 콜라겐 바이오 분자 박막으로 덮어 세포의 부착 및 배양 과정을 용이하도록 했다. 배양된 세포는 살아있는 상태에서 단일층 그래핀으로 덮어 초고진공 환경에 도입했다. 단일층 그래핀은 물 분자가 새어 나올 수 없는 구조로써, 역학적으로도 강해 상온에서의 물 증기압을 이길 수 있다. 이 때문에 세포 배양 용액 내의 세포를 초고진공 환경에서 덮어 유지할 수 있었다. 이를 통해 연구팀은 살아있는 세포를 보호하면서 SIMS 분석법을 적용해 이미징 하는데 최초 성공했다. 연구팀의 이번 연구 결과는 반도체 공정 기술, 그래핀 나노 물질 기술, 세포 배양, SIMS 분석 기술, 일차원리 동역학 이론 계산과 같이 반도체 공학, 나노 재료 공학, 생물학, 표면화학, 이론화학 등 다양한 분야의 융복합 연구를 통해 수행된 점에서 의미가 크다. DGIST 문대원 석좌교수는 “최첨단 나노 이미징 기술로 살아있는 세포막의 다양한 분자 정보를 왜곡 없이 정확한 질량 분석 이미징으로 제공할 수 있게 됐다”며 “다양한 바이오 의료 분야 및 아니라 액체 상에서 일어나는 부식, 마모, 촉매 등 다양한 현상을 분자 및 원자 수준에서 이해하는데 획기적인 기반 기술이 될 것”이라고 밝혔다. 이번 연구는 DGIST 신물질과학전공 서대하 교수 연구팀의 세포 광학 이미징 연구와 에너지공학전공 장윤희 교수 연구팀의 이론 계산 연구를 통한 공동협력으로 수행했다. 연구 결과는 생명과학 및 화학분야 최고 권위 저널인 네이처 메소드(Nature Methods) (IF: 30.822)에 지난 4일자 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

아침마다 어떤 옷을 입어야 할지 쉽게 결정을 내리지 못해 옷장과 거울 앞을 오가는 사람들에게 도움이 될만한 인공지능 기술을 국내 연구진이 개발했다. 송민석 포스텍 산업경영공학과 교수와 삼성물산 패션부문 공동연구팀은 인공지능(AI) 기반 온라인 패션 추천 서비스를 개발했다고 8일 밝혔다. 기존에도 옷을 골라주는 AI 기술이 있었지만 다른 사람들이 많이 구매한 옷이나 입는 스타일을 통계적으로 처리해 보여주는 수준이었다. 또 미국이나 중국 등 해외 기업이나 온라인 매장의 데이터에 의존하기 때문에 국내 이용자들의 패션 경향과 선호도를 반영하지 못한다는 문제가 있었다. 연구팀은 패션 전문가들의 도움을 받아 삼성물산의 자체 브랜드와 온라인 매장 브랜드의 구매 빅데이터를 AI에게 학습시켰다. 이렇게 학습된 AI는 색상, 소재, 길이 등 다양한 정보를 포함해 사용자에게 어울리는 스타일을 20개씩 추천해준다. 사용자가 상의만 고르면 하의는 물론 외투와 신발, 가방 등 패션소품들까지 머리부터 발끝까지 어울리는 패션 스타일을 추천해주는 것이다. 기존 AI 기술로 수 백만 벌의 옷으로 20개의 스타일을 추천받기 위해서는 30시간 가량 걸리는 것으로 알려졌지만 이번 기술은 실시간으로 즉시 추천받을 수 있다. 연구팀은 계절별로 바뀌는 패션 데이터에 맞춰 인공지능을 꾸준히 업데이트 시켜나갈 계획이다. 이번에 개발한 서비스는 현재 삼성물산 패션부문 통합온라인몰 SSF샵(www.ssfshop.com)에서 사용자가 상의나 하의를 고르면 그에 맞는 다른 패션제품들을 추천하는 방식으로 서비스되고 있다. 송민석 포스텍 교수는 “기존의 패션 추천 인공지능들은 비슷한 조건에서 똑같은 스타일을 제시하는데 반해 이번에 개발한 기술은 사용자가 기존에 구매하거나 관심을 보였던 옷들을 기반으로 철저히 개인화된 추천 서비스를 제공한다는 특징을 갖고 있다”라고 설명했다. 송 교수는 “코로나19로 인해 실제 매장이 아닌 온라인 쇼핑을 이용하는 사람이 대거 늘면서 옷을 고르기에 어려운 사람들이 많은데 이번 기술은 이런 소비자들에게도 도움이 될 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

콘텐츠산업 육성을 위해서는 ‘문화적 아이디어’를 연구개발(R&D) 결과물로 인정해 조세 지원이 이뤄져야 한다는 지적이 나왔다. 한국지식재산연구원이 최근 발간한 콘텐츠산업 진흥을 위한 조세지원제도 개선 방안 보고서에 따르면 콘텐츠산업은 고성장 및 고용유발, 연쇄적인 고부가가치를 창출하지만 기술요건을 증명하기 어려워 세제 혜택의 ‘사각지대’로 나타났다. 지난해 문화체육관광부와 한국문화관광연구원이 방탄소년단(BTS)의 ‘다이너마이트’가 빌보드 ‘핫 100 차트’ 정상에 오른 것과 관련해 생산유발효과 1조 2324억원, 부가가치유발효과 4801억원, 고용유발효과 7928명의 경제적 효과가 있다고 분석했다. 2018년 현대경제연구원은 BTS의 경제적 파급효과를 연간 5조 6000억원으로 추산했다. 드라마를 통한 한류 붐 전파와 음악산업의 세계 진출로 콘텐츠산업은 경제적·문화적 성과뿐 아니라 소비재 수출 견인 및 관광 증대, 국가 브랜드 개선 등 간접적인 파급 효과도 크다. 정부는 사회적 편익을 반영해 관련 산업의 연구개발 활동에 대해 보조금과 세액공제 등을 지원하는 방식으로 R&D의 불확실성에 대한 부담을 덜어주고 연구개발을 장려하고 있다. 콘텐츠산업은 제조업과 새로운 상품을 생산하는 과정이 상이하지만 조세특례제한법이 제조업 기준으로 제정돼 혜택을 받지 못하는 것으로 나타났다. 기술요건을 평가해 법인세 감면 등의 지원이 이뤄지는 데 콘텐츠분야는 기술요소 증명이 어렵다. 그러다보니 중소기업 육성을 위한 세제 혜택과 영상콘텐츠 제작비용에 대한 세액공제 정도만 대상이다. 창작 아이디어 개발을 위해서는 전문지식보다 재능이나 창작 경험이 중요하지만 공제 요건에는 전담인력 자격조건을 ‘전문대학 이상을 졸업한 자로서 해당 분야에서 2년 이상 근무한 자’로 학력과 경력 제한을 둬 전문적인 인프라 구축마저 어려운 상황이다. 지난해 서비스분야도 위탁·공동연구개발비에 대한 세액공제가 신설됐지만 ‘과학기술과 결합된 R&D’로 제한돼 실효성이 떨어진다는 지적이다. 더욱이 콘텐츠산업은 고수익·고위험이 특징으로 벤처기업 특성을 갖추고 있지만 인증은 ‘그림의 떡’이다. 심사에서 기술개발실적과 기술의 제품화 능력, 신청기술(제품)의 경쟁력 등 제조업 중심의 요건을 평가하는 데 콘텐츠는 기획 및 제작단계에서 창의적인 아이디어로 진행돼 ‘기술개발’ 항목 충족이 불가능하다. 조상규 한국지식재산연구원 보호·신지식연구실 전문위원은 “콘텐츠산업은 R&D 과정에 외부 인력과 협업이 많은 점을 고려해 위탁·공동연구개발비에 대해 세액공제할 필요가 있다”면서 “세액공제 심사에 관련 산업에 대한 이해가 있는 전문가가 참여하고 창조적 활동 여부에 기술이 아닌 신규성과 창의성, 불확실성 등 R&D 속성을 판단하는 것이 바람직하다”고 밝혔다. 대전 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

우울증은 이전에는 단순히 기분이 저하된 상태로 알려져 ‘마음의 감기’라며 누구나 한 번쯤 경험하는 것으로 잘못 알려져 왔었다. 그렇지만 우울증은 생각이나 사고과정, 동기, 의욕, 행동, 수면, 신체활동 등 전반적인 정신적, 육체적 기능이 저하돼 심할 경우는 죽음에 이르는 경우도 많은 심각한 정신질환이다. 우울증의 정확한 발병 원인에 대해서는 알려져 있지 않은 상태이다. 이 같은 상황에서 신경과학자들이 우울증을 유발시키는 뇌세포를 찾아냈다. 캐나다 맥길대 더글라스 정신건강연구소, 신경과학통합연구센터, 맥길대 의대 정신과학과 공동연구팀은 우울증으로 사망한 성인과 다른 원인으로 급사한 사람의 뇌세포를 분석한 결과 우울증을 앓는 사람들에게서 유독 많이 발견되는 뇌세포를 발견했다고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학분야 국제학술지 ‘최신 정신과학’ 5일자에 실렸다. 최근 국내 연구진은 몸 속 염증이 뇌에 영향을 미쳐 우울증을 일으킬 수 있다는 연구결과를 내놓기도 했다. 많은 연구자들이 우울증은 체내 염증이 신경세포에 영향을 미치거나 특정 뇌신경세포가 우울증을 유발시킬 것이라고 보고 있다. 이 같은 가운데 연구팀은 맥길대 부속병원의 윤리위원회의 승인을 받아 우울증으로 사망한 10명과 우울증을 포함한 정신질환이 아닌 다른 신체증상으로 인해 급사한 10명의 뇌 조직을 비교했다. 연구팀은 기억과 학습에 관여하는 것으로 알려진 뇌 해마 부위에 존재하는 성상교세포의 GFAP와 비멘틴이라는 단백질에 주목했다. 성상교세포는 별 모양의 형태를 하고 있는데 신경세포에 영양공급, 이온농도 조절, 노폐물 제거 등 역할을 한다. 뇌 조직 분석결과 우울증을 앓았던 사람들의 뇌에서는 전반적으로 성상교세포 숫자가 줄고 비멘틴 GFAP도 눈에 띄게 줄어든 것이 확인됐다. 또 성상교세포의 구조나 형태는 일반인이나 우울증 환자나 다르지 않았지만 세포의 분포와 숫자에서 확연히 차이가 났다. 중증 우울증으로 진행될 수록 성상교세포의 숫자는 급격히 줄어드는 것으로 조사됐다. 우울증이 다른 요인들도 있겠지만 뇌 세포의 구성과도 밀접한 관련이 있을 것으로 연구팀은 보고 있다. 이 때문에 성상교세포의 감소를 막아주면서 자연스럽게 뇌 기능을 강화하는 방법을 찾는 것이 우울증 개선에 도움을 줄 수 있으며 장기적으로는 치매와 같은 기억 관련 질환도 예방할 수 있을 것이라고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끌고 우울증과 자살에 있어서 뇌 염증의 역할을 연구하고 있는 나귀브 메차와르 교수는 “이번 연구는 우울증 유발에 관여하는 뇌세포를 찾아냄으로써 효과적인 신개념의 우울증 치료제를 개발할 수 있을 뿐만 아니라 부작용이 없는 효과적 우울증 치료가 가능해지도록 도울 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국과 미국 과학자가 자연에는 없는 단백질을 합성해 고감도 센서를 만드는데 성공했다. 미국 시애틀 워싱턴대 생화학과, 단백질디자인연구소, 생명공학과, 하워드 휴즈 의학연구소, 카이스트 생명과학과, 국립강원대 의생명과학대 공동연구팀은 새로운 단백질을 합성해 질병 진단, 병원균 감지 등에 사용되는 고감도 단백질 센서 플랫폼을 만들었다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘네이처’에 실렸다. 단백질 센서는 질병이나 병원균 진단, 치료 예후 추적 등에 많이 사용되는데 자연계에 존재하는 것이나 이를 변형한 형태들이 많다. 문제는 자연계에 존재하는 단백질을 센서로 사용하기 위해서는 비용이나 시간이 많이 투입된다는 점이다. 연구팀은 계산 단백질 디자인 방법으로 자연에 존재하는 단백질이 아닌 인공적 골격 단백질을 만든 뒤 심해 새우가 만들어 내는 발광 단백질과 재조합시켜 단백질을 감지하는 기능을 만들었다. 이렇게 만들어진 ‘두 요소’ 단백질 시스템은 특정 단백질과 만날 때만 결합하고 결과적으로 발광하도록 설계됐다. 또 발광 정도는 표적 단백질 농도에 따라 달라지기 때문에 발광 여부와 세기를 측정함으로써 표적 단백질 존재와 농도를 감지할 수 있다. 연구팀이 만든 단백질 시스템은 레고 블록처럼 조립하는 방식으로 원하는 단백질 센서를 만들 수 있는 플랫폼으로도 사용할 수 있다. 실제로 연구팀은 이번 기술을 이용해 B형간염 바이러스 단백질 센서, 코로나바이러스 단백질 센서 등 8종류의 고감도 단백질 센서를 만들었다. 오병하 카이스트 생명과학과 교수는 “이번에 개발한 단백질 센서의 작동 방식은 자연계에서 찾을 수 없기 때문에 자연의 모방을 넘어 자연에 존재하지 않는 단백질과 기능을 창출할 수 있다는 장점을 갖는다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

독성 제거한 병원균 녹여서 동결건조1시간 전 가루에 증류수 더해 활성화생산비도 1회 접종에 약 5600원 불과“의료 낙후 지역서도 손쉽게 사용 가능”한국에서도 이달 중순을 전후해 코로나19 백신접종이 시작될 전망이다. 전무후무한 감염병에 대해 백신이라는 무기를 갖게 됨으로써 그동안 사회적 거리두기와 같은 수세적 대응에서 공세적 대응으로의 전환이 가능해졌다. 현재 사용이 승인된 코로나19 백신들은 제조방법은 물론 보관온도도 다르다. 화이자 백신은 영하 70도 이하의 극저온에서 보관해야 해 의료시스템이 제대로 갖춰지지 않은 지역이나 저개발 국가에서는 사실상 사용이 어렵다. 코로나19 백신 이외에 감염병 예방 백신들도 최적 보관온도가 있다. 적정 보관온도를 유지하지 못할 경우 약물이나 항원, 항체 활성 단위인 ‘역가’가 떨어져 접종을 받아도 예방 효과가 없는 ‘물백신’이 된다. 세계보건기구(WHO)도 모든 백신의 50% 이상이 운송·보관 과정에서 온도 유지에 문제가 생겨 폐기된다고 밝히고 있다. 과학자들이 온도 변화에 영향을 받지 않고 약효를 그대로 유지할 수 있는 백신 생산법을 연구하는 이유다.3일 과학계에 따르면 미국 노스웨스턴대 화학·생명공학과, 합성생물학연구센터, 생화학연구소, 생명과학과, 기계공학과, 통합암연구센터, 코넬대 화학·생물분자공학과, 의생명공학부, 아이오와대 미생물·면역학과, 유전학과 공동연구팀은 보관이 편하고 접종 시점에 신속하고 손쉽게 백신을 만들 수 있는 기술을 개발하고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 2월 4일자에 발표했다. 연구팀은 무세포(cell-free) 합성생물학 기법으로 비병원성 대장균과 독성을 제거한 병원균을 시험관에 함께 넣고 용해시킨 뒤 동결 건조하는 ‘인비트로 결합백신 기술’(iVAX)을 개발했다. 병원균의 세포벽을 제거하고 유전자 활성을 조절하는 분자기구(molecular machinery)를 모아서 체내 침투가 용이하도록 돕는 비병원성 대장균과 섞어 결합백신을 만들고, 다시 가루 형태로 만드는 것이다. 병원균의 당단백질을 대장균과 결합시켜 몸속에 들어가면 자연스럽게 면역 반응을 일으킬 수 있도록 하는 원리다. 연구팀은 탄저균만큼이나 위험한 야토균(Francisella tularensis)으로 실험했다. 야토균은 생물무기로 개발될 정도로 감염력과 치사율이 높아 미국 질병통제예방센터(CDC)에서는 1급 위험성 독소로 지정돼 있다. 연구팀은 생쥐들에게 iVAX 방식으로 만든 야토균 백신을 접종시켰다. 특히 온도 안정성을 확인하기 위해 백신은 37도에서 1주일가량 노출시킨 뒤 접종 1시간 전 증류수와 섞어 사용했다. 시험 결과 백신을 맞은 생쥐들은 야토균에 노출된 뒤에도 모두 살아남았다. 연구팀에 따르면 iVAX 방식의 결합백신은 일반 분말형 주사제들과 마찬가지로 사용 1시간 전 백신가루에 증류수를 첨가하면 곧바로 약효가 활성화되기 때문에 사용이 편리하고 상온에서 6개월 이상 보관이 가능하다. 생산비도 1도스(1회 접종분량)당 5달러(약 5600원)에 불과하다. 연구를 이끈 마이클 주잇 노스웨스턴대 교수(합성생물학)는 “iVAX 방식의 백신은 기존 백신들처럼 냉장 유통이 필요 없어 복잡한 공급망을 필요로 하지 않아 의료시설이 낙후된 지역이나 국가에서도 손쉽게 사용할 수 있다”고 설명했다. 주잇 교수는 “이번에는 박테리아성 감염병에 대한 백신을 만들었지만 바이러스성 감염병 백신은 물론 다른 치료제 개발에도 활용할 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘수-헬-리-베-붕-탄-질-산-플-네-나….’ 중·고등학교에서 처음 화학이라는 과목을 배울 때 선생님들은 가장 먼저 ‘원소 주기율표’를 외우도록 합니다. 왜 암기해야 하는지도 모른 채 외우다 보니 많은 사람들이 화학은 암기과목이고 재미없는 학문이라는 잘못된 고정관념을 갖게 됩니다. 1896년 러시아 화학자 드미트리 멘델레예프가 당시 알려진 30여개의 원소를 원자량과 원소 성질에 따라 배치해 주기율표를 만들었습니다. 멘델레예프의 주기율표는 아직 발견되지 않은 원소들의 원자량과 성질을 정확하게 예측할 수 있게 해 줬습니다. 화학을 연금술 수준에서 벗어나 예측 가능한 학문으로 만들고 지난 20세기를 ‘화학의 세기’가 되도록 한 것도 주기율표 덕분입니다. ●핵실험서 극미량 생성되는 초방사성 원소 실제로 화학자와 물리학자들은 주기율표로 알려져 있는 원소들의 새로운 성질을 연구하거나 미지의 원소들을 찾아나섭니다. 미국 로런스 버클리 국립연구소 화학부, 분자주조(Molecular Foundry)부, 캘리포니아 버클리대 핵공학과, 로스알라모스 국립연구소, 조지워싱턴대 화학과 공동연구팀은 주기율표 끄트머리 부분에 있는 원자번호 99번 ‘아인슈타이늄’(Es)의 결합거리와 복합구조를 관찰하는 데 최초로 성공했습니다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처’ 2월 4일자에 실렸습니다. 아인슈타이늄은 원소번호 89번 악티늄(Ac)부터 103번 로렌슘(Lr)이 배치된 악티늄족 원소입니다. 악티늄족 원소는 모두 반감기를 갖고 붕괴하는 방사성 원소들입니다. 아인슈타이늄은 1952년 11월 초 미국이 태평양 한가운데 마셜제도에서 수소폭탄 실험을 하고 한 달 뒤 낙진 속에서 100번 원소 페르뮴(Fm)과 함께 발견됐습니다. 수소폭탄 실험에서 발견된 원소다 보니 아인슈타이늄 발견은 군사기밀로 다뤄지다가 1955년이 돼서야 공개됐습니다. 초방사성 원소라고 불리는 아인슈타이늄은 은백색 금속원소로 자연에서는 존재하지 않고 핵실험이나 고출력 원자로에서나 극미량으로 만들어집니다. 자연에서 존재하는 시간이 지나치게 짧다 보니 기초과학 연구 이외에는 활용처를 찾지 못하고 있지만 암 치료에 사용될 가능성이 있는 것으로 평가받고 있습니다. ●새 치료제나 원자력 기술 개발 도움 기대 연구팀은 오크리지국립연구소의 연구용원자로 ‘HFIR’을 이용해 순수한 아인슈타이늄을 만들어 결합거리를 측정하는 데 성공한 것입니다. 아인슈타이늄은 발견된 지는 오래됐지만 밝혀진 것이 거의 없고 이를 이용해 활용하는 데도 어려움을 겪는 것은 어떤 화학반응을 일으킬 수 있는지 제대로 이해하지 못했기 때문입니다. 이번 결합거리 측정의 성공은 다른 악티늄족 원소들의 특성도 예측할 수 있을 뿐만 아니라 아인슈타이늄이 다른 분자와 어떻게 결합시킬 수 있는가를 이해할 수 있게 해 주는 만큼 새로운 방사성 치료제나 원자력기술 개발에도 도움을 받을 수 있을 것으로 기대되고 있습니다. 어쩌면 이번 연구는 보통 사람의 시선으로 보기에는 그저 과학자들의 호기심이나 충족시키는 쓸데없는 짓처럼 보일 수도 있습니다. 그렇지만 우리처럼 항상 과학에서 실용성이나 당장 써먹을 수 있는 것에만 관심을 갖다 보면 과학 선도국은커녕 매년 10월 다른 나라 과학자들이 노벨과학상 수상을 하는 것을 지켜만 봐야 할 것입니다. edmondy@seoul.co.kr

미국 노스캐롤라이나주립대 수의과학대 공중보건·병리생물학과, 식품영양과학과, 분자과학혁신연구센터 공동연구팀은 ‘프로바이오틱 락토바실러스균’이 담즙산을 조절해 유익한 장내미생물의 생존을 촉진시킨다고 3일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원이 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 2월 2일자에 실렸다. 간에서 만들어지는 담즙산은 쓸개즙의 주요 성분으로 특히 지방과 비타민의 흡수를 도와주는 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 프로바이오틱균들 중에서 ‘김치유산균’으로 잘 알려져 있는 락토바실러스가 담즙산 분비를 적절히 조절하고 독성을 줄여 소화를 촉진시킬 뿐만 아니라 유익한 장내미생물이 장에서 더 오래 생존할 수 있도록 도와준다는 것을 확인했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

서울과학기술대학교 창의융합대학(학장 최병욱)은 지난 1일 한국전자기술연구원(KETI) 지능정보연구본부(본부장 최병호)와 ‘4차 산업혁명 분야 R&D 협력 및 지원을 위한 업무협약’을 체결했다고 3일 밝혔다. 이날 협약식은 창의융합대학 최병욱 학장, 박종열 인공지능응용학과 개설책임교수 등 학과 교수와 한국전자기술연구원 최병호 본부장, 김제우 센터장, 조충상 책임연구원 등이 참석한 가운데 ‘줌(ZOOM)’을 통한 화상 회의로 진행됐다. 양 기관은 앞으로 △AI 기술 등 R&D 협력 활성화 △교육, 연구인력, 기술정보 등의 상호 교류 △인공지능응용학과 재학생에 대한 현장실습 및 인턴십 기회 제공 등 상호 밀접한 교류와 협력을 활발히 추진해 나가기로 했다. 이날 협약식에서 최병욱 학장은 “인공지능 기술 발전을 위한 대학 및 연구소 간의 인력 및 기술교류를 통해 인공지능 인재 양성과 기술 경쟁력 확보를 위한 좋은 기회가 될 것”이라고 말했다. 한국전자기술연구원 최병호 본부장은 “대학은 좋은 공동연구의 기회를 얻고, 연구소는 인재 확보와 양성하는 등 상호 간의 상승 협력 효과가 기대된다”며 지속적인 협력 확대에 대한 기대감을 보였다. 서울과기대는 4차 산업혁명 시대를 맞아 2021년 인공지능응용학과를 신설하고, 공학·예술 및 산업체 연계 교육에 인공지능 지식을 융합해 각 전문분야에서 인공지능을 실제로 적용하고 응용·발전시켜 활약할 수 있는 미래인재를 양성할 계획이다. 서울비즈 biz@seoul.co.kr

서울특별시의회 행정자치위원회에서 활동중인 이상훈 의원(더불어민주당, 강북2)은 지난 1일 서울시의회 2대회의실에서 ‘2050 탄소중립과 생태문명전환도시연구회’ 창립 기념으로 “코로나와 기후위기시대 생태문명 전환도시 서울은 가능한가?”라는 주제의 세미나를 개최했다. 이번 토론회는 코로나19 확산세가 엄중한 상황을 감안해 전면 비대면 온라인으로 진행되었으며, 서울시의회 유튜브 채널을 통해 실시간 생중계되었다. 세미나를 주최하는 ‘2050탄소중립과 생태문명전환도시연구회’는 서울시의원들의 협력과 공동연구를 통해 코로나와 기후위기에 대응하는 서울시의 2050 탄소중립 정책과 생태문명 전환도시 정책이 지역사회 시민들에게 실효성 높은 정책으로 자리잡도록 하기 위해 서울시의원 19명으로 구성된 의원연구단체이다. 서울특별시의회 김정태 운영위원장의 영상 축사를 시작으로 김제리, 채유미, 한기영, 추승우, 이병도 의원과 관계 공무원이 함께 참여했다. 첫 번째 발제를 한 정건화 한신대학교 경제학 교수는 생태문명도시로 전환하기 위한 필요성을 패러다임 전환, 경제의 전환, 도시의 전환, 서울의 전환으로 나누어 설명했다. 정 교수는 “서울이 바뀌면 대한민국이 바뀐다”라며, 생명과 생태적 가치가 존중되는 사회를 구현하고 생태문명 사회로 대전환을 위해 근본적이고 담대한 변화를 함께 만들어 가자고 말했다. 두 번째 발제를 맡은 박숙현 지속가능시스템연구소장은 전환도시 서울의 3대 전략(정의로운 전환, 융합형 전환, 일상의 전환)과 4대 목표(지역기반 구축, 주체활성화 연계, 지역순환경제 조성, 전환도시 역량강화)와 10대 핵심전략과제를 중심으로 설명했다. 이 의원은 “2050 탄소중립은 우리의 책무이자 시대적 과업이기에 지속적으로 관심을 가져야 한다”며 “생태문명전환도시연구회는 이번 세미나를 시작으로 다양한 의견을 수렴하고 관련 정책들을 통합적으로 연구하여 서울시정과 국가정책에 반영될 수 있도록 활동하겠다”라고 밝혔다. 이 의원은 전국시도의회의장협의회 산하 「기후위기 대응 그린뉴딜 TF」 의 서울특별시의회 대표로 활동 중이며, 제299회 임시회에 「서울특별시의회 2050 탄소중립을 위한 생태문명전환도시 특별위원회 구성결의안」을 발의할 예정이다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

미세먼지와 같은 대기오염물질이 심혈관 질환 외에 눈 건강에도 심각한 영향을 미친다는 연구 결과가 나왔다. 폴 포스터 영국 런던대(UCL) 안과학연구소 교수는 대기오염이 시력 저하뿐만 아니라 황반변성 같은 점진적이고 회복하기 어려운 안과질환(AMD)을 촉진시켜 실명까지 유발할 수 있다고 2일 밝혔다. UCL 심혈관과학연구소, 무어필즈 국립안과병원, 벨파스트 퀸스대 의대, 맨체스터대 생명과학부, 사우샘프턴대 의대, 에든버러대 임상과학부, 런던 세인트조지대 공중보건연구소, 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의대 공동연구팀이 함께한 이번 연구 결과는 ‘영국 안과학회지’에 실렸다. 황반변성은 망막 중심부에 위치한 신경조직인 황반의 기능이 떨어지고 손상되면서 시력이 감소하고 심하면 실명에 이르는 질환이다. 노화가 가장 큰 원인으로 꼽히지만, 유전적 요인이나 흡연, 유전, 가족력 등도 원인으로 알려졌다. 연구팀은 50만명 이상의 유전자와 건강정보가 수록된 ‘영국 바이오뱅크’에서 40~69세 남녀 중 정밀 안구검사를 실시한 5만 2602명을 골라냈다. 또 이들이 사는 지역의 초미세먼지(PM2.5), 이산화질소를 포함한 질소산화물 등 대기오염물질 측정값을 비교했다. 분석 결과 조사 대상자 중 1286명이 AMD 진단을 받았는데 특히 초미세먼지에 노출된 환경에 사는 사람은 그렇지 않은 사람보다 AMD 발병 가능성이 8~10% 이상 높은 것으로 나타났다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19로 다소 완화되기는 했지만 한반도는 매년 가을부터 이듬해 봄까지 한반도는 미세먼지에 몸살을 앓는다. 미세먼지와 같은 대기오염 물질은 심혈관 질환을 유발시키는 것으로만 알려져 있었는데 과학자들이 눈 건강에도 심각한 영향을 미친다는 연구결과를 내놨다. 폴 포스터 영국 런던대(UCL) 안과학연구소 교수는 UCL 심혈관과학연구소, 무어필즈 국립안과병원, 벨파스트 퀸스대 의대, 맨체스터대 생명과학부, 사우샘프턴대 의대, 에딘버러대 임상과학부, 런던 세인트조지대 공중보건연구소, 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의대 공동연구팀은 대기오염은 시력저하 뿐만 아니라 황반변성 같은 점진적이고 회복하기 어려운 안과질환(AMD)을 촉진시켜 실명까지 유발시킬 수 있다고 2일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 영국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘영국 안과학회지’에 실렸다. 황반변성은 망막 중심부에 위치한 신경조직인 황반의 기능이 떨어지고 손상되면서 시력이 감소하고 심할 경우 실명에 이르는 질환이다. 노화가 가장 큰 원인으로 꼽히지만 유전적 요인이나 흡연, 유전, 가족력 등이 원인으로 알려져 있다. 연구팀은 50만명 이상의 유전자와 건강정보가 수록된 ‘영국 바이오뱅크’에서 40~69세 남녀 중 망막 단층촬영(OCT)를 포함한 안구검사를 실시한 기록이 있는 5만 2602명을 골라냈다. 연구팀은 지역보건통계를 바탕으로 이들이 사는 지역의 초미세먼지(PM2.5), 이산화질소를 포함한 질소산화물 등 대기오염물질 측정값을 비교했다. 분석 결과 조사대상자 중 1286명이 AMD 진단을 받았는데 특히 초미세먼지에 노출된 환경에 사는 사람은 그렇지 않은 사람보다 AMD 발병 가능성이 8~10% 이상 높은 것으로 나타났다. 그 밖의 대기오염물질은 초미세먼지보다는 낮지만 망막구조나 형태 변화에 영향을 미쳐 시력저하에 직접적인 영향을 미치는 것으로 분석됐다. 폴 포스터 UCL 교수는 “이번 연구는 대기 오염으로 인한 독성이 망막의 형태나 두께 등에 영향을 미치면서 황반변성 같은 시력상실 관련 질환의 위험성을 높일 수 있음을 보여주고 있다”라며 “대기오염이 심각하지 않더라도 지속적으로 노출될 경우 위험성은 더 커진다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 인도 북서부의 대기상태와 날씨가 한반도의 가을 태풍에 영향을 미친다는 사실을 제시해 주목받고 있다. 포스텍 환경공학부, 연세대 미래융합연구원, 울산과학기술원(UNIST) 도시환경공학과, 공주대 대기과학과, 국립기상과학원, 영국 기상청 공동연구팀은 인도 지역에서 발생한 강한 대류활동이 한반도로 향하는 가을 태풍의 강도와 갯수에 영향을 미칠 수 있다고 1일 밝혔다. 이번 연구결과는 기상학 분야 국제학술지 ‘미국기상학회보’에 실렸다. 2019년에는 근대적 기상업무가 시작된 1904년 이후 9월에 가장 많은 3개의 태풍이 잇따라 한반도에 영향을 줬다. 연구팀은 기록적으로 많은 태풍이 한반도에 영향을 줬던 2019년 9월에는 동중국해 지역에 형성된 극단적인 남서풍이 태풍을 한반도로 방향을 진행시킨 것으로 보고 기후모델 시뮬레이션 자료를 이용해 이례적 대기순환이 나타날 가능성과 원인을 분석했다. 연구팀은 전지구 기후예측(CMIP6) 다중모델 자료와 영국 기상청의 대규모 앙상블 시뮬레이션 자료를 바탕으로 한반도 가을태풍을 유도하는 대기순환 패턴이 지구온난화와 인도 대기변화에 따라 어떻게 달라지는지를 확률적으로 분석한 것이다. 그 결과 해양 온난화가 한반도의 가을 태풍에 미치는 영향력은 크지 않았지만 인도 북서지역의 강한 대류활동이 한반도 가을 태풍에 중요한 요인이라는 사실을 확인했다. 인도 북서지역에서 발생한 강한 대류활동이 대기권 상층에 거대한 파동을 활성화시켜 한반도와 일본에 강한 고기압성 순환을 만든다. 인도 북서지역 대류활동이 평소보다 강할 경우 2019년 9월 같은 극한 사례가 발생할 확률은 1.5~3배 이상 늘어날 것으로 나타났다. 민승기 포스텍 교수는 “한반도에 영향을 미치는 가을 태풍은 여름 태풍보다 피해 상황이 심각한 만큼 이번 연구는 가을 태풍을 효과적으로 예측하기 위해서는 인도지역 대기상태를 보다 주의 깊게 살펴봐야 한다는 것을 보여주고 있다”며 “지구온난화가 계속되면 인도지역 대기변화가 강해지고 그에 따라 한반도로 향하는 가을 태풍이 증가할 가능성이 높다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아이폰의 아버지 스티브 잡스, 가장 진보적인 미국 연방대법관 루이스 베이더 긴즈버그는 모두 췌장암으로 사망했다. 최근 췌장암 조기진단율과 치료성공률도 높아지는 추세이지만 여전히 일반인들에게는 두려운 암의 종류 중 하나이다. 국내 연구진이 혈액 검사만으로 췌장암을 신속하고 정확하게 진단할 수 있는 기술을 개발했다. 중앙대 융합공학부, 동국대 화공생물공학과, 서울과학기술대 화공생명공학과 공동연구팀은 혈액검사를 통해 정상세포보다 췌장암 표면에서 더 자주 나타나는 당(糖)사슬을 가진 엑소좀이라는 물질을 쉽게 포착해 낼 수 있는 기술을 개발했다고 31일 밝혔다. 이번 연구결과는 의과학 분야 국제학술지 ‘바이오센서스 앤드 바이오일렉트로닉스’에 실렸다. 췌장은 위와 간 등 다른 장기에 둘러싸여 있고 췌장암만의 독특한 증상이 없어서 조기진단 시기를 넘기는 경우가 많고 진단을 받은 경우는 이미 암이 상당히 진행된 상태여서 수술이나 치료가 어려운 경우도 많다. 이 때문에 많은 과학자들이 췌장암을 조기에 찾아낼 수 있는 방법에 대한 연구를 활발히 하고 있다. 연구팀은 세포에서 분비되는 ‘엑소좀’이라는 물질이 혈액을 따라 체내를 순환하기 때문에 질병진단을 위한 바이오마커로 활용하기 쉽다는 점에 주목했다. 췌장암 환자의 혈액에는 일반인들보다 당사슬을 가진 엑소좀의 농도가 높다는 점을 이용해 암세포에서 분비되는 엑소좀의 당사슬과 쉽게 결합될 수 있는 나노입자를 만들었다. 또 엑소좀의 농도를 정확하게 측정할 수 있는 미세 유체칩도 개발했다. 이번에 개발된 기술을 활용하면 췌장암 발병 여부는 물론 전이성 췌장암인지 여부까지 식별할 수 있는 것으로 알려졌다. 연구팀은 다양한 형태의 췌장암 세포와 췌장암 환자의 혈액을 이용해 이번에 개발된 기술을 검증하는데도 성공했다. 최종훈 중앙대 교수는 “이번 기술은 암세포가 분비하는 엑소좀을 효과적을 검출함으로써 암 진단 뿐만 아니라 예후까지 평가할 수 있다”라며 “추가 연구를 통해 진단은 물론 신약개발, 약물의 안전성 검증 등에도 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아프리카 남동쪽 앞바다 마다가스카르섬에서 세계에서 가장 작은 카멜레온이 새로 발견됐다. 30일(현지시간) 베를리너자이퉁 등 외신에 따르면, 독일과 마다가스카르 공동연구진은 마다가스카르 소라타에서 몸길이 최대 28.9㎜의 신종 카멜레온을 발견했다.브루케시아 나나(Brookesia nana)라는 학명이 붙여진 신종은 수컷이 암컷보다 훨씬 더 작다. 수컷은 코끝부터 항문까지 길이가 13.5㎜, 꼬리를 포함해도 21.6㎜에 불과하며 암컷은 코끝부터 항문까지 길이가 19.2㎜, 꼬리를 포함하면 28.9㎜인 것으로 나타났다. 이는 지금까지 최고 기록으로 9년 전인 2012년 같은 섬 노시하라라는 곳에서 발견됐던 코끝부터 항문까지 길이가 19.9㎜, 꼬리를 포함한 전체 몸길이가 29㎜인 수컷 브루케시아 미크라(Brookesia micra)보다 작은 것으로 전해졌다.연구진에 따르면, 이들 카멜레온이 서식하는 곳은 마다가스카르 북부에 있는 열대우림이다. 마다가스카르는 세계에서 가장 작은 나뭇잎카멜레온속(Brookesia)이 서식하는 장소로도 유명한데 각지에는 여러 종의 나뭇잎카멜레온이 서식한다. 그중에서도 이번 신종 카멜레온이 가장 작다는 것이다. 이 카멜레온은 사람 검지보다 작고 성냥개비 심지 위에 올라갈 만큼 작다. 이에 대해 연구 공동저자인 독일 포츠담대의 마크 셔츠 박사는 “이런 카멜레온은 크기가 너무 작은데다가 갈색 몸이 나뭇가지와 동화돼 있어 발견하기가 매우 까다롭다”고 회상했다. 이 연구에서는 또 수컷 개체의 생식기가 다른 종보다 상대적으로 큰 것으로 나타났다. 이들 연구자가 신종 카멜레온의 생식기인 반음경의 길이를 측정한 결과, 그 길이는 전체 몸길이의 약 18.5%나 되는 것으로 확인됐다. 이 종이 이처럼 큰 생식기를 지니게 된 이유는 아직 확실하지 않지만 암컷의 몸집이 수컷보다 커 번식을 성공하기 위해 진화한 것이 아닐까 추측되고 있다. 마다가스카르는 지구상에서도 가장 많은 수준의 생물 다양성을 자랑해 나뭇잎카멜레온 외에도 여러 신종이 종종 보고되고 있다. 연구진은 이 정도의 다양성을 만들어낸 마다가스카르 생태계의 비밀을 규명하기 위해 조사를 계속할 계획이다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포츠’(Scientific Reports) 최신호(1월 28일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

코로나19 재확산으로 인한 ‘집콕’ 생활이 늘어나면서 이웃간 층간소음 갈등이 고조되고 있다. 최근에는 몇몇 연예인들이 층간소음으로 인한 이웃간의 문제가 불거지며 사과에 나서기도 했다. 이러한 가운데 프리미엄 놀이매트용 기능성 소재를 아웃솔에 넣어 제작된 탁월한 층간소음 방지 효과를 나타내는 슬리퍼 제품이 화제가 되고 있다. 국내 아동화 대표 브랜드인 오즈키즈에서 지난해 지속적인 연구개발 끝에 출시한 층간소음 슬리퍼가 그 주인공이다. 오즈키즈 관계자는 “한참 뛰어다닐 나이의 아이들이 집에서 온종일 갇혀 지내지만 층간소음 걱정에 아이들에게 늘 주의를 줘야하는 엄마들의 고민으로부터 제품 개발이 시작됐다”고 전했다. 이 제품은 일반 슬리퍼가 단일 밀도로 음파가 흡수되지 못하고 바닥에 그대로 전달되는 문제에 포커스를 맞춰 해결책을 고안한 제품이다. 국내 놀이매트 1위 기업인 ㈜꿈비와의 공동연구를 통해 개발된 이 제품은 PU폼과 PE폼 그리고 PVC폼까지 밀도가 다른 3가지 특수 소재를 활용해 마침내 소음 문제를 획기적으로 해결했다.첫번째 레이어인 PU폼(폴리 우레탄폼)은 사람이 뛸 때 발생하는 압력과 소음 에너지를 흡수하는 흡음제 역할을 하며, 두번째 레이어인 PE폼은 뛰어난 탄성과 진동 차단력으로 남아 있는 소음을 막아주는 차음제 역할을 한다. 마지막으로 바닥에 닿는 PVC폼이 바닥 충격음까지 흡수해 마지막 남아 있는 소음까지 잡아내는 방음 역할을 한다. 해당 제품은 국제 공인시험 기관인 ㈜한국소음진동에서 층간 소음 테스트 결과 ‘속삭이는 소리’(25dB) 정도로 인증을 받아 층간 소음 테스트가 완료된 상태다. 층간소음 문제는 우리나라 뿐만 아니라 인구 밀집도가 높은 아시아 지역의 공통적인 문제다. 중국, 홍콩 등 국가에서도 수출 문의가 들어오고 있으며 일부 국가에는 이미 수출이 진행된 것으로 전해졌다. 이 제품은 애초 아이들을 집에서도 마음껏 뛰어놀게 하자는 마음으로 개발된 아동용 제품이었으나 성인용으로 확장해달라는 부모들의 요청이 많아 현재 성인용 사이즈까지 출시됐다. 이보희 기자 boh2@seoul.co.kr

봄이나 가을 같은 환절기가 아니더라도 점심을 먹고 나면 배부름의 만족감과 함께 밤잠의 부족함까지 몰려들면서 꾸벅꾸벅 졸음이 쏟아진다. 낮잠은 학습 집중력을 높일 뿐만 아니라 건강에도 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 스페인에서는 여전히 오후 2~5시 사이에 낮잠을 자는 ‘시에스타’ 문화가 남아있기도 하다. 실제로 점심 직후 잠깐의 낮잠이 뇌 속 노폐물을 제거해 인지능력을 높이고 치매까지 막는 효과가 있다는 분석결과가 나왔다. 중국 우후4차인민병원 노인병학과, 상하이 정신보건연구센터 알츠하이머및퇴행성뇌질환연구소, 노인정신건강과, 상하이 교통대 의대 공동연구팀은 10~30분 이내로 규칙적으로 낮잠을 자는 것이 인지능력을 높이는데 도움을 준다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 영국의학회에서 발행하는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘BMJ 일반 정신과학’ 26일자에 실렸다. 전 세계적으로 과학기술의 발달로 기대수명이 길어지고 있는 가운데 65세 이상 인구 10명 중 1명 정도가 치매를 비롯한 인지기능 저하에 시달리고 있는 것으로 알려져 있다. 나이가 들수록 밤잠이 줄고 낮잠의 길이와 빈도는 늘어나는 경향이 있다. 이에 연구팀은 낮잠과 노인들의 인지능력 저하 방지의 연관관계를 알아보기 위해 베이징, 상하이, 시안 등 중국 내 대도시에 거주하는 60세 이상 남녀 2214명을 대상으로 낮잠을 자는지 여부와 혈액검사를 포함한 건강검진, 치매검사와 인지능력평가를 실시했다. 분석 결과 이들의 평균 야간수면시간은 약 6.5시간이었으며 680명은 낮잠을 안 자는 것으로 확인됐다. 낮잠을 자는 노인들은 최소 5분에서 최대 2시간까지 낮잠을 자는 것으로 나타났다. 그런데 낮잠을 자는 사람이 낮잠을 안 자는 사람에 비해 시공간인지능력, 작업기억력, 주의력, 문제해결력, 위치인식, 언어능력 점수가 더 높게 나온 것으로 조사됐다. 특히 낮잠 여부에 따라 위치인식, 언어능력, 기억력 점수가 두 배 가까이 나는 것으로 조사됐다. 그렇지만 낮잠을 30분 이상 자는 사람들의 인지능력점수는 낮잠을 안 자는 사람보다는 높게 나왔지만 30분 이내의 낮잠을 자는 사람보다는 낮은 것으로 조사됐다. 그 결과 낮잠을 규칙적으로 자는 사람은 시공간능력, 작업기억력, 주의력, 문제해결력, 언어능력 등의 점수가 그렇지 않은 사람보다 높은 것으로 확인. 그렇지만 낮잠 시간이 하루 30분 이상인 사람에게서는 이 같은 효과가 나타나지 않았음. 연구팀은 낮잠은 뇌에 쌓이는 염증성 화학물질을 제거해주기 때문에 지적 능력을 유지해줄 뿐만 아니라 치매 발병 확률도 낮춰주는 것으로 분석 린 선 상하이교통대 의대 교수는 “밤에 못 잔 ‘잠 빚’을 보충하기 위해 낮잠을 자는 것으로 알려져 있지만 뇌의 건강성을 유지하는데도 도움이 되는 것으로 확인됐다”라며 “낮잠은 체내 염증 수치를 낮춰주면서 뇌에 쌓인 노폐물을 제거하는 역할을 해 뇌의 건강성과 치매를 예방하는 것이라는 점을 보여주고 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 자석의 자기장과 유전공학 기술을 결합해 뇌 신경세포를 활성화시키는 방법을 찾아 걷지 못하는 생쥐를 걷게 만들었다. 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단, 연세대 고등과학원 공동연구팀은 자기장을 이용해 뇌 운동신경을 무선, 원격으로 정밀제어할 수 있는 ‘나노 자기유전학’ 기술을 개발했다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘네이처 머티리얼즈’ 29일자에 실렸다. 자기장은 자기공명영상(MRI) 같은 영상의학장치에 쓰이면서 질병진단에 활용되고 있지만 치료에는 거의 활용되지 못하고 있다. 연구팀은 자석의 자기장을 이용해 미세한 토크힘을 발생시킬 수 있는 나노나침반을 개발했다. 토크힘은 물체에 작용해 물체를 회전시킬 수 있는 능력을 말한다. 연구팀이 개발한 나노나침반의 토크힘은 뇌세포의 ‘피에조-1’ 이온채널을 열어 뇌신경 신호전달이 가능한 것으로 확인됐다. 이온채널은 세포 내부 이온농도를 조절하는 막단백질을 말한다.연구팀은 생쥐의 우뇌 운동신경부위에 나노나침반을 주입한 다음 자기장을 가했다. 그 결과 칼슘이온이 세포 내로 유입돼 원하는 부위의 운동능력을 촉진시키는 것이 확인됐다. 실제로 쥐의 왼발 운동신경이 활성화되고 운동능력이 5배 정도 향상되는 것이 관찰됐다. 이번에 개발된 나노자기유전학 장치는 중심지름이 70㎝ 정도의 MRI 장비에서도 작동이 가능하고 사람의 뇌를 포함한 인체에 25mT(밀리테슬라)의 자기장을 전달할 수 있는 것으로 확인됐다. 자기장은 인체 침투력이 좋기 때문에 운동장애가 발생하는 파킨슨병은 물론 암 같은 난치병 치료에도 활용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 천진우 IBS 단장(연세대 화학과 교수)은 “이번에 개발된 나노자기유전학은 원하는 세포를 유전공학으로 선택한 뒤 무선, 원격으로 특정 뇌 부위를 활성화시킬 수 있는 방법으로 자리잡아 뇌의 작동원리 규명과 질환 치료 등 뇌과학의 새로운 지평을 열게 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

17~18세기에 활동했던 영국의 극작가 윌리엄 콩그리브는 “음악은 야만인의 가슴을 달래 주고 돌을 무르게 만들며 옹이 진 나무를 휘어지게 하는 매력이 있다”고 말했습니다. 실제로 음악은 우울하고 불안한 마음을 안정시켜 주기도 하고 뇌 발달에도 도움을 준다는 연구들이 많습니다. 스위스 취리히대 실험심리학부 신경심리학교실, 미국 스탠퍼드대 의대 정신·행동과학과 공동연구팀은 신경과학 분야 국제학술지 ‘신경과학’ 1월 26일자에 음악과 관련한 재미있는 연구 결과를 내놨습니다. 음악가들의 뇌가 음악을 하지 않는 일반인들의 뇌와는 다르다는 것입니다. 연구팀은 절대음감(AP)을 가진 음악가 52명, 상대음감(RP)을 가진 음악가 51명, 음악을 하지 않는 일반인 50명을 대상으로 ‘안정상태 기능성자기공명영상’(rsfMRI)과 ‘확산강조영상’(DWI) 기법으로 뇌신경을 촬영했습니다. 절대음감은 특정 음을 듣고 해당 음의 절대적 높낮이를 본능적으로 판별해 내는 청각적 감각을 말합니다. 상대음감은 특정 음을 들었을 때 음의 조성에 따른 상대적 높낮이를 파악하는 능력입니다. 이들 세 집단의 뇌신경을 비교 분석한 결과 음악가들과 일반인들의 뇌는 확연한 차이를 보였다고 합니다. 좌뇌와 우뇌 청각영역의 뇌신경 연결 상태가 다르게 나타났다는 것입니다. 음악가의 뇌신경망이 촘촘하게 짜인 그물이라면 일반인들은 듬성듬성 연결됐다고나 할까요. 음악가들의 절대음감 여부는 뇌의 기능적 연결망에 큰 영향을 미치지는 못했지만 음악을 시작한 나이가 영향을 주는 것으로 확인됐습니다. 어려서 음악을 시작한 음악가일수록 뇌신경망이 촘촘하고 강하게 연결돼 있었다는 것입니다. 연구팀은 다양한 높낮이의 음으로 만들어진 음악이 청각기능을 자극함으로써 뇌신경망 전체 발달을 이끌고 강화시킨다고 설명했습니다. 음악과 관련해서 또 하나 재미있는 연구 결과가 있습니다. 네덜란드 에라스무스 메디컬센터 외과, 신경과, 소아외과, 생물통계과, 마취과, 흉부외과 공동연구팀은 음악이 심장수술 환자들의 불안과 통증을 현저하게 감소시킨다고 밝혔습니다. 이번 연구 결과는 영국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘BMJ 오픈 하트’ 1월 26일자에 실렸습니다. 연구팀은 5개의 의학·과학 연구데이터베이스에서 2019년 10월까지 발간된 심혈관수술과 음악에 관한 논문 20건, 설문조사 16건을 찾아 메타분석했습니다. 이들 연구에는 각각 1169명, 987명의 환자가 분석 대상이었습니다. 메타분석 결과 환자의 90%가 관상동맥 우회술, 심장판막 교체 수술을 받은 것으로 나타났습니다. 심혈관 수술환자들은 진통제를 투여받아도 심한 통증을 호소하는 경우가 많은 것으로 알려져 있습니다. 이들에게 입원 직후부터 수술 후 일주일까지 음악을 들려 주는 것이 불안감과 통증을 실제로 낮춰 주며 진통제 같은 약물 투여 효과도 배가시킨다고 연구팀은 설명했습니다. 단 리듬이 강하거나 타악기 연주가 들어간 음악 외에 잔잔한 연주음악이 도움이 된다고 합니다. 코로나19로 인해 사회적 거리두기가 길어지면서 우울감과 불안감, 짜증이 치밀어 오르기 쉬운 요즘 조용한 음악으로 마음을 다스려 보는 것은 어떨까요. edmondy@seoul.co.kr

이스라엘 바일란대 의대, 미갈 갈릴리연구소, 핀란드 투루쿠대학병원, 헬싱키대 아동병원, 독일 연방영양식품연구소, 뮌헨대, 하인리히 하이네대 아동병원, 이탈리아 트렌토대 공동연구팀은 생후 14일 이내에 항생제에 노출되면 남자아이들의 경우 또래에 비해 체중과 키가 작을 수 있다는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 1월 27일자에 발표했다. 연구팀은 2008~2010년 핀란드 투르쿠 지역에서 태어난 1만 2422명의 아이들을 대상으로 출생 후 2주 동안 항생제 노출과 6세까지 키, 몸무게의 연관성을 조사했다. 그 결과 신생아 때 항생제에 노출된 남아들은 그렇지 않은 또래 남아들보다 체중과 키가 작은 것으로 나타났다. 반면 여자아이들은 연관성이 없는 것으로 분석됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr