코로나19가 7개월 넘게 전 세계를 휩쓰는 이유는 숙주를 쉽게 옮겨 간다는 바이러스 특성도 있지만, 이전과 달리 사람들이 세계 곳곳으로 빠르게 이동할 수 있다는 특성도 한몫하고 있다. 바이러스뿐만 아니라 수많은 물류와 문화 등도 운송수단과 미디어의 발달 덕분에 지구 반대쪽에 있는 나라까지도 빠르게 확산되는 경향이 있다. 지금과 달리 운송수단이 발달하지 않고 미디어라는 것도 없을 때는 한 지역에서 다른 지역으로 문화가 확산될 수 있었을까. 프랑스 국립과학연구센터(CNRS) 고고학연구센터(Inrap), 미국 오하이오주립대 고고학과, 독일 막스플랑크 인류사연구소 공동연구팀은 예멘과 오만 같은 아랍 지역 국가들에서 ‘플루팅 포인트’가 새겨진 화살촉과 창 같은 석기 유물을 발견하고 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 8월 6일자에 발표했다.플루팅 포인트는 돌로 화살촉이나 창을 만들 때 날카롭게 만들기 위해 가운데 부분을 불룩하게 만드는 기술로 고고학계에서는 석기 제작의 정교함을 보여 주는 사례로 제시되고 있다. 지금까지 플로팅 포인트 방식은 미국 원주민(아메리칸 인디언)들의 석기에서만 발견됐던 독특한 문양과 제작 방식으로 알려져 있었다.사실 미국 원주민들이 동아시아인의 후예라는 사실은 유전자 분석을 이용한 DNA고고학을 통해 밝혀진 바 있다. 2018년 미국 알래스카대 인류학과, 덴마크 코펜하겐대 지리유전학센터 공동연구팀은 알래스카에서 발견된 1만 1500년 전 어린이 유골 화석에서 DNA를 추출해 분석한 뒤 아시아, 유럽, 아메리카 대륙의 현생인류 167명의 유전자와 비교한 결과 미국 원주민의 조상은 3만 6000여년 전 동아시아인이라는 사실을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 발표한 바 있다. 당시 분석에 따르면 이들 동아시아인은 빙하기시대에 걸어서 시베리아와 알래스카를 거쳐 북미 지역으로 진출했고 이후 캘리포니아 북쪽 해안을 따라 수천 년 동안 이동해 남미로 진출한 것으로 확인됐다. 이번 연구팀에 따르면 중동 지역에서 발굴된 유물의 플루팅 포인트는 7000~8000년 전에 만들어진 것으로 미국 원주민들의 기술보다는 2000년 정도 늦은 것으로 나타났다. 이 때문에 미국 원주민들 고유의 기술이 멀리 떨어져 있는 중동 지역에서 어떻게 발견됐는지에 대해 관심이 집중됐다. 연구팀은 중동 지역과 북미 지역에서 발견된 플루팅 포인트 유물을 정밀 분석한 결과 북미 지역에서는 화살과 창을 날카롭게 하기 위한 기능성에 초점을 맞췄다면 중동 지역의 플루팅 포인트 유물은 기능성보다는 화려함 같은 미적인 부분과 기술의 정교함을 보여 주는 것이 주목적이었다고 추정했다. 실제로 연구팀은 석기시대 사용됐던 것과 비슷한 형태의 도구를 이용해 중동식과 북미식 플루팅 포인트 창과 화살촉 제작을 시도했다. 그 결과 중동식 플루팅 포인트 화살촉과 창을 만드는 데 훨씬 오랜 시간이 걸린 것으로 나타났다. 연구를 이끈 독일 막스플랑크 인류사연구소의 마이클 페트라글리아 교수는 “중동과 미국이 수천㎞ 떨어져 있다는 지리적 측면에서나 유물의 세부적인 부분을 볼 때 이번 연구는 비슷한 문화나 기술이 다른 지역에서 독자적으로 나타난 대표적인 ‘독립적 발명’의 좋은 사례”라고 설명했다. 페트라글리아 교수는 “비슷한 형태나 기능의 유물이 지리적으로 동떨어진 곳에서 나왔다고 해서 무조건 한 지역에서 다른 지역으로 전파됐다고 설명해서는 안 되는 이유를 보여 주고 있다”고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중국이 애지중지하는 판다를 보호하기 위한 노력이 오히려 다른 일부 야생동물의 생태를 위협하는 역설적인 상황이 벌어지고 있다. 지난 4일(현지시간) CNN 등 주요언론은 대왕판다를 보존하려는 중국 당국의 노력이 의미있는 성과를 거뒀지만 반대로 표범 등 일부 야생동물의 개체수는 급감했다는 연구결과를 보도했다. 세계적으로 가장 인기있는 동물로 꼽히는 판다는 지난 1990년 세계자연보전연맹(IUCN)이 '멸종위기종'으로 지정했을 만큼 한때는 멸종을 걱정해야 할 처지였다. 이후 중국 당국은 서식지 보호 및 관리 등 본격적인 '판다 구하기'에 나서 꾸준한 감소세를 보이던 개체수를 반등시키는데 성공했다. 이에 IUCN은 지난 2016년 판다를 멸종위기종에서 '취약종'으로 한단계 등급을 낮추면서 그 노력은 대외적으로도 인정받았다. 그러나 판다 구하기 탓에 반대로 피해를 받는 동물도 있었다. 전문가들에 따르면 판다는 중국 내에서 대표적인 '우산종'으로 평가받는다. 곧 판다를 보호하기 위한 조치들이 우산처럼 펼쳐져 다른 종 보호에도 모두 좋은 영향을 미친다는 것. 실제로 이같은 노력은 서식지를 공유하는 많은 야생동물들에게도 긍정적인 영향을 미친 것으로 드러났다.그러나 덩치가 큰 일부 육식성 야생동물의 경우는 그 반대였다. 중국 베이징대 등 국제공동연구팀은 대왕판다 자연보호구역 73곳에 설치된 10년 치 카메라 촬영분에 대한 분석 작업에 들어갔다. 판다보호구역으로 지정되기 전과 후를 비교해 이곳에 서식하는 다양한 야생동물들의 움직임을 분석한 것. 그 결과 표범 개체수는 81%, 설표 38%, 늑대 77%, 승냥이는 무려 95%가 사라진 것으로 드러났다. 연구진은 "표범이나 늑대와 같은 종은 판다보다 20배나 많은 공간을 돌아다니며 사냥할 수 있어야 한다"면서 "판다에만 초점을 맞추는 보존 노력이 모든 종에게 효과적일 수 없다"고 설명했다. 이어 "표범 등 육식동물이 사라지면 사슴과 가축이 자연 서식지를 돌아다니며 훼손하고 이는 결과적으로 판다에게도 악영향을 미친다"면서 "대형 육식동물을 포함한 모든 종을 위한 정책을 함께 만들어야 할 것"이라고 덧붙였다. 이번 연구결과는 과학저널 ‘네이처 생태와 진화‘(Nature Ecology & Evolution) 최신호에 발표됐다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

세계 곳곳의 숲속에는 식물을 숙주 삼아 뿌리에 붙어 영양분을 쪽쪽 빨아먹는 기괴한 뱀파이어 식물이 숨어산다고 식물학자들이 밝혔다. 영국 옥스퍼드대와 브라질 세르지페연방대 공동연구진은 최근 한 학술지를 통해 이른바 뱀파이어 식물로 불리는 한 기생식물 속을 자세히 소개했다.이들 연구자에 따르면, 발라노포라과(Balanophoraceae) 랑스도르피아속(Langsdorffia)의 기생식물은 꽃 부분이 핏빛 붉은색을 띠는 특징이 있으며 관목과 무화과 심지어 선인장의 뿌리에도 달라붙어 양분을 흡수하며 성장한다. 이는 이른바 흡근으로 불리는 빠는뿌리 덕분이다.특히 이들 뱀파이어 식물은 수꽃과 암꽃으로 나뉘어 있고 이들은 모두 각자 달콤한 향기를 내는 꽃꿀을 분비해 딱정벌레와 개미 등 곤충이나 벌새 등 조류를 꽃가루 매개자로 끌어들여 수분한다. 그중에서도 딱정벌레가 수분에 가장 큰 역할을 하는 것으로 전해졌다.흥미로운 점은 이들 식물의 줄기가 잘 보이지 않아 뿌리에서 곧바로 꽃이 자라고 있는 듯이 보인다는 점이다. 수꽃에는 줄기가 어느 정도 있지만 암꽃에는 줄기가 극히 짧아 뿌리에서 직접 나온 것처럼 보이는 데 이를 무병(sessile) 구조라고도 한다. 이들 연구자는 논문을 통해 “랑스도르피아는 다른 식물들과 달리 잘 알려지지 않은 꽃식물 속으로서 꽃식물보다 심해생물과 닮았다”면서 “이런 식물의 희소성과 이해하기 어려운 특징 그리고 외진 서식지는 더 많은 종을 발견할 수 있을지도 모른다는 점을 보여준다”고 말했다. 이 연구를 주도한 옥스퍼드대의 기생식물 전문가 크리스 토로구드 박사는 “이들 식물의 생김새와 생태를 보고 알면 그야말로 뱀파이어 식물이라고 부를 수 있다”고 말했다.한편 랑스도르피아속 식물은 지금까지 중앙아메리카와 남아메리카에 걸쳐 분포하는 랑스도르피아(이하 L.) 히포게아 마르트(hypogaea Mart)와 마다가스카르 고유의 L. 말라가시카(malagasica), 파푸아뉴기니의 L. 파푸아나 지싱크(papuana Geesink), 그리고 브라질 남부와 남동부의 일부 숲에만 있으며 최근 그 존재가 확인된 L. 헤테로테팔라(heterotepala)까지 총 4종이 확인된 것으로 전해졌다.자세한 연구 결과는 뉴 파이톨로지스트 재단(NPT·New Phytologist Trust)의 오픈엑세스 학술지 ‘플랜츠 피플 플래닛’(Plants People Planet) 5월호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

나라꽃 ‘무궁화’의 꽃잎 추출물이 피부 미백에 효과가 뛰어난 것으로 나타났다. 지난해 무궁화 뿌리에서 폐암 세포 증식을 막는 신물질을 발견한 데 이어 기능성 화장품 원료와 피부 미용 소재 등 산업적 활용 가능성까지 확인돼 재배 확산 등이 기대되고 있다. 3일 산림청 국립산림과학원에 따르면 무궁화연구팀이 제주대 김기영 교수팀과 공동연구로 무궁화 꽃잎의 안토시아닌과 플라보노이드 성분이 기미·잡티·노인성 반점의 원인이 되는 멜라닌 색소 합성을 억제하는 효과를 확인했다. 과일과 채소 등에서 붉은색과 보라색을 나타내는 색소 성분인 안토시아닌은 항산화 활성이 높아 노화 방지와 면역력 강화, 당뇨, 심혈관 질환 등에 효과가 있는 것으로 알려졌다. 생체 내 멜라닌 색소 합성 저해에 따른 피부 미백 효능 관련 작용이 밝혀진 것은 처음이다. 공동연구팀은 무궁화 품종 중 ‘백단심’(사진 왼쪽)과 ‘불새’(오른쪽)의 꽃잎 추출물을 멜라닌 합성 호르몬이 활성화된 조건에서 배아에 0∼400㎍/㎖ 농도로 처리한 결과 멜라닌 합성이 무처리군과 비교해 92% 수준까지 감소한 것을 확인했다. 무궁화 꽃잎의 붉은색 부분에 포함된 17종의 안토시아닌과 플라보노이드 성분이 멜라닌 합성에 중요한 역할을 하는 티로시나아제를 억제하기 때문이다. 연구 결과는 지난해 말 천연물 관련 세계적 학술지인 ‘바이오몰레큘스’ 645호에 게재됐다. 올해 6월에는 꽃잎 추출물을 이용한 피부 미백용 기능성 화장품 원료 제조와 관련해 국내 특허 등록한 데 이어 국제특허 출원도 마쳤다. 이석우 산림자원개량연구과장은 “나무 훼손 없이 수천 송이가 열리는 꽃을 활용할 수 있다는 점에서 의미가 있다”고 말했다. 대전 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

포르투갈과 스페인의 고생물학자들이 신종 육식공룡을 발견했다. 이 공룡은 포르투갈 루시타니아 분지에서 발견돼 ‘루시타니아의 사냥꾼’이라는 뜻으로 ‘루소베나토르 산토시’(Lusovenator santosi)라는 학명을 갖게 됐다. 포르투갈 리스본대와 스페인 국립통신대의 공동연구진이 몸길이 3.5m, 키 1m의 이 작은 공룡을 자세히 조사한 결과, 역사상 최강 육식공룡 무리인 알로사우루스상과 카르카로돈토사우루스과에 속하는 것으로 나타났다. 게다가 이 공룡은 북반구에서 발견된 카르카로돈토사우루스과로는 가장 오래된 것으로 확인됐다. 북반구서 가장 오래된 카르카로돈토사우루스?이들 연구자는 지난 20년간의 발굴 조사에서 화석 조각 몇십 개를 발견했고, 거기서 이번 신종 공룡의 화석 두 구분을 확인했다. 첫 번째 공룡은 약 1억5300만 년 전 살았던 아성체이고, 그다음 공룡은 그보다 800만 년 정도 지난 1억4500만 년 전 살았던 성체의 화석이었다. 이들 모두 쥐라기 후기에 속한다. 특히 신종 공룡은 분류상으로 쥐라기 후기부터 백악기 전기(약 1억5000만~1억년 전)에 존재했던 카르카로돈토사우루스과에 속하는 것으로 나타났다. 이전에 동아프리카 탄자니아에서 약 1억5400만 년 전에 살았던 카르카로돈토사우루스과 화석이 발견된 사례가 있지만, 이번 화석은 북반구에서 발견된 것 중 가장 오래된 것이다. 카르카로돈토사우루스, 티라노사우루스 렉스보다 강할 수도… 알로사우루스상과 카르카로돈토사우루스과는 지구상에 존재하는 포식자 중에서도 역사상 가장 강한 수준의 집단이다.그 대표로 북아프리카 지역에서 발견된 백악기 중기 최강 공룡인 카르카로돈토사우루스는 키 12~14m에 달해 백악기 후기의 티라노사우루스 렉스와 비슷하거나 그 이상의 체격과 힘을 자랑한 것으로 추정된다. 이 밖에도 그리스어로 거대한 폭군을 뜻하는 백악기 전기의 티라노티탄과 역사상 최강 육식공룡으로도 꼽히는 백악기 전기의 기가노토사우루스 등이 있는데 카르카로돈토사우루스는 이들 공룡과 어깨를 나란히 한다.참고로 북반구에서 발견된 카르카로돈토사우루스과 화석은 지금까지 백악기 전기로 한정돼 있었다. 이에 따라 그 이전 시대인 쥐라기에는 아직 북반구에서 번성하지 못했던 것으로 여겨졌다. 하지만 이번 신종 공룡의 발견으로 기존 이론보다 2000만 년 전 이미 북반구를 장악한 것으로 나타났다. 이베리아반도가 이동 중간 지점? 이에 대해 연구를 이끈 리스본대의 엘리자베테 말라파이어 박사는 “카르카로돈토사우루스과의 분기는 포르투갈과 스페인을 포함한 이베리아반도가 중요한 중계점이 됐을지도 모른다”고 말했다. 비슷한 대형 육식공룡의 화석은 앞서 말한 동아프리카 탄자니아뿐만 아니라 북아메리카 대륙에서도 발견되고 있기 때문이다.2억 년 전쯤 연결돼 있었던 초대륙 판게아는 1억8000만 년 전쯤 북반구의 로라시아와 남반구의 곤드와나로 분열했다. 이후 로라시아는 유라시아 대륙과 북아메리카 대륙으로 나뉘었다. 그때 아프리카로 이동했든 북아메리카로 이동했든 이베리아반도가 중계 지점이 됐다고 추정되는 것이다. 즉 루소베나토르 산토시는 이베리아에서 벗어나 세계 각지로 이동한 일종의 선구자였을지도 모른다. 자세한 연구 결과는 ‘척추고생물학회지’(Journal of Vertebrate Paleontology) 최신호(7월 10일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

지구상에서 가장 오랜 역사를 가진 고산식물 지대가 중국에서 발견됐다. 중국과 미국 공동연구진에 따르면 티베트고원 남동쪽에 위치한 거대한 산맥인 헝돤산맥에서 발견된 고산식물 지대는 수천만 년 동안 식물 다양성을 유지해 온 것으로 확인됐다. 고산식물을 해발고도 2500m 이상의 고산대에 생육의 분포지역을 둔 식물을 의미한다. 연구진이 헝돤산맥 일부 비탈진 경사면에서 채취한 고산식물 샘플과 히말라야, 티베트고원 등지에서 채취한 샘플 18종의 DNA를 비교·분석했다. 또 새로운 식물 종의 탄생 시기와 헝돤산맥 지형의 지질학적 역사, 식물화석이 만들어진 시기 등을 연대표로 표현하고 분석한 결과, 일부 식물군은 약 3000만 년 전에 이 산맥에서 유래한 것으로 확인됐다. 이전까지는 헝돤산맥의 가장 높은 부분인 해발고도 4500m 지점에서 식물이 자라나기 시작한 시기는 500만 년 전이라고 여겨져 왔다. 그러나 방사성 탄소에 의한 연대 측정법을 이용해 분석한 결과, 이 지역에는 예상보다 훨씬 오래전부터 고산식물이 자라나기 시작했다는 것을 알 수 있었다. 연구에 참여한 미국 시카고 필드박물관의 진화생물학자 리차드 리 박사는 “헝돤산맥 고원의 일부 식물군은 약 3000만 년 전에 이곳에서 유래했으며, 다른 고산 식물들보다 훨씬 빨리 출현했다”고 설명했다. 이어 “헝돤산맥의 해당 지역은 특히 식물학적으로 매우 특별한 곳”이라면서 “로키산맥과 비슷한 고산 채초지이지만 식물의 다양성은 10배 더 높다. 철쭉과 식물과 프리뮬러(앵초와 앵초속에 딸린 화초), 용담(종 모양의 파란색 꽃이 피는 야생화) 등이 특히 다양하다”고 덧붙였다.연구진은 이 지역이 장맛비와 습기, 또 침식작용을 통해 다른 지역과 분리된 환경 등이 해당 지역에서 새로운 식물종이 고립적으로 성장할 수 있었던 배경이라고 추측했다. 리 박사는 “이 지역은 다른 산에서 고대 식물집단을 없애 버린 강력한 빙하를 피할 수 있었다. 또 산맥의 방향은 식물의 씨앗이 동물이나 바람, 물 등에 의해 이동되는데 도움을 줬을 것”이라고 전했다. 연구진은 앞으로 헝돤산맥의 고대 식물군집이 새로운 기후변화를 포함한 인간의 활동에 어떻게 대처할 것인가가 문제라고 지적하며, 새로운 도로나 수력발전 댐, 산림개발 등의 위협을 막기 위한 중국 정부의 대응이 있어야 한다고 강조했다. 자세한 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지구온난화로 인해 북극의 얼음이 녹고 있지만 북극 지역의 바다는 많은 사람들이 오염 없는 청정 해역으로 꼽는다. 그렇지만 언젠가부터 북극 해역에서도 사람의 손길로 인한 오염이 심각해지고 있다. 지난해 말 캐나다 환경연구기관은 북극해에 서식하는 흰돌고래 위 속에서 미세플라스틱이 발견됐다는 연구결과를 내놨다. 이런 가운데 발암물질로 알려진 내분비교란물질, 일명 환경호르몬 물질까지 북극해에서 발견됐다. 독일 헬름홀츠 재료·연안연구센터, 함부르크대 무기·응용화학연구소, 헬름홀츠 극지해양연구센터, 미국 하버드대 공학·응용과학부 공동연구팀은 북극해에서 처음으로 환경호르몬인 ‘과불화화합물’(Per- and polyfluoroalkyl substances, PFAS)으로 검출했다고 1일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 환경과학 분야 국제학술지 ‘환경 과학기술’(Environmental Science & Technology) 지난 7월 30일자에 실렸다. PFAS는 잘 분해되지 않고 열에 강해서 식품 포장지나 다양한 가정용품에서 사용되는데 프라이팬 표면 코팅에도 사용되는 것으로 알려져 있다. PFAS에는 17종 이상이 포함되는데 과불화옥탄산(PFOA), 과불화옥탄술폰산(PFOS)가 대표적이며 PFNA, PFDA 등도 많이 쓰인다. 식품섭취나 조리 중 음식물을 통해 인체로 들어가거나 제조와 처리과정에서 식수나 토양, 동식물에 축적돼 환경에 수 년 동안 남아있을 뿐만 아니라 인체에 축적될 가능성이 있는 것으로 알려졌다. 자연분해가 어렵기 때문에 최근 주목받기 시작한 대표적인 내분비교란물질이다. 실제로 지난 6월 서울대 의대 연구팀은 혈중 PFAS 농도가 높을수록 감상선호르몬이 증가해 어린이들의 갑상선 기능을 교란시킬 수 있다는 코흐트 분석결과를 내놓기도 했다. PFAS가 암을 유발시키거나 면역반응 저하, 임신장애 등을 일으킨다는 연구결과들이 나오면서 잔류성 유기오염물질 생산과 사용을 금지한 스톡홀름협약이 발효된 2004년부터 쓰이지 않고 있다. PFOA를 대체하기 위해 젠X(GenX)라고 불리는 HEPO-PA라는 물질이 개발돼 사용되고 있지만 이 역시 PFAS와 유사한 건강상 문제를 일으킬 가능성이 제기되면서 고위험물질로 분류돼 있다.연구팀은 2018년 여름 그린란드부터 노르웨이 스발바르 제도까지 29개 지역에서 바닷물을 채취해 질량분석법으로 성분을 분석하고 해양 이동가능성을 조사했다. 그 결과 모든 시료에서 PFAS가 검출됐으며 이번 조사에서는 11종의 PFAS가 확인됐다. 또 청정 해역으로 불리는 북극 지역에서까지 PFAS가 검출된 것은 이 화합물이 해류를 타고 장거리 이동이 가능한 것을 보여줬다고 연구팀은 설명했다. 독일 헬름홀츠 재료·연안연구센터 랄프 에빙하우스 교수(환경화학)는 “이번 연구는 내분비교란물질은 쉽게 분해되지 않기 때문에 일단 토양이나 해양에 노출되면 해양 순환으로 인해 전 세계로 확산될 수 있음을 보여준 것”이라고 말했다. 또 에빙하우스 교수는 “최근 북극해에서 미세플라스틱이 검출된 것도 이처럼 전 세계 해양순환의 영향 때문일 것”이라며 “해양순환 과정에서 해양생물 체내에 들어가 사람에게 전달돼 축적될 가능성도 적지 않다“라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 임신진단키트처럼 코로나19 감염여부를 15분 내에 육안으로 바로 확인할 수 있는 진단기술을 개발했다. 한국화학연구원, 한국기초과학지원연구원, 안전성평가연구소 공동연구팀은 코로나19 바이러스 항원에만 결합되는 다양한 항체들을 만들고 이를 활용한 ‘항원 신속진단기술’을 개발했다고 30일 밝혔다. 이번에 개발한 항원 신속진단기술은 검사 대상자에게서 채취한 시료를 샘플패드에 흡수시키면 시료가 이동하면서 코로나19 바이러스가 존재하는 경우는 키트의 색깔이 변해 검사 후 15분 내에 감염여부를 바로 확인할 수 있게 한 것이다. 항원 진단기술(RDT)은 항원-항체 결합반응을 활용한 것으로 의심환자가 대량 발생할 경우 저렴한 비용으로 신속하게 진단할 수 있게 해준다. 신속진단키트를 만들기 위해서는 코로나19 바이러스에만 특이적으로 결합하는 항체를 확보하는 것이 중요하다. 이를 위해 연구팀은 코로나19 바이러스 염기서열을 분석해 뉴클레오캡시드 단백질을 찾아내 항원으로 만들었고 이를 동물에 주입해 항체를 만들어 냈다. 이 같은 과정을 통해 항원과 특이적으로 결합하는 우수 항체 10종 이상을 발굴했다. 연구팀은 이번에 개발한 항체와 신속진단기술을 지난 27일 국내 기업에 기술이전하기로 계약하고 연내 개발을 완료해 제품화하겠다는 계획이다. 김홍기 화학연구원 박사는 “이번에 개발한 신속진단기술은 현재 사용하고 있는 분자진단(PCR)과 함께 사용할 경우 코로나19 감염환자를 현장에서 보다 쉽고 빠르게 진단하면서 현장 의료진의 업무부담을 덜어줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중소도시 밀양시가 대대적인 개발 사업으로 환골탈태되고 있다. 밀양의 숙원이자 대규모의 국가산업단지 조성 사업 등 풍부한 개발 호재가 즐비해 있기 때문이다. 먼저, 밀양시에는 대규모의 밀양 나노융합 국가산업단지(2023년 완공 예정)가 들어설 예정이다. 국토교통부에 따르면 해당 사업은 약 165만㎡ 규모로 조성된다. 부지 중 82만㎡(사업부지의 50%)는 산업시설용지로 사용되고 12만㎡에는 나노융합연구단지, 지원시설용지, 주거용지, 공공시설용지 등이 들어설 예정이다. 나노융합연구단지 내에는 나노제품 신뢰성·실증센터, 에너지연구센터, 국제공동연구센터, 벤처타운 등 나노산업 육성·지원을 위한 인프라가 구축된다. 이외에도 밀양시 내 부족한 산업용지를 제공하고 나노융합센터 등 다수의 연구기관을 유치해 나노산업 육성을 통한 지역산업 경쟁력 제고와 도시자족성 확보에도 기여할 수 있도록 할 계획이다. 교통인프라 개발도 빠르게 진행 중이다. 지난 4월 밀양시는 나노국가산단 지원 나노교 건설사업이 2022년 3월 개통을 목표로 사업추진에 박차를 가하고 있다고 밝혔다. 이 사업은 나노융합국가산업단지의 원활한 물류수송 및 시가지 교통분산을 위한 것으로 밀양시의 전반적인 교통 체증 완화와 물류 운송 비용 절감, 주변지역 개발 촉진 등 긍정적인 효과를 가져다 줄 것으로 보인다. 게다가 나노교가 완공되면 함양~울산 고속도로(2024년 개통 예정), 국도 58호선 도로 등과 연계돼 밀양시의 교통 여건이 더욱 개선될 전망이다. 겹호재 소식에 밀양시가 활기를 보이고 있는 가운데 밀양시 내 분양을 앞두고 있는 신규아파트가 있어 눈길을 끈다. 이는 대림산업이 선보이는 ‘e편한세상 밀양 나노밸리’다. ‘e편한세상 밀양 나노밸리’는 경남 밀양시 내이동에 들어서며 지하 1층~지상 29층, 4개 동, 전용면적 66~110㎡ 총 560세대 규모로 지어진다. ‘e편한세상 밀양 나노밸리’는 밀양나노융합 국가산업단지(예정)와 인접해 있어 편리한 출퇴근 여건을 갖췄을 뿐만 아니라 ‘e편한세상’ 메이저 브랜드 아파트로 조성된다. 특히 ‘e편한세상’ 브랜드 아파트는 밀양시 내 앞서 분양한 ‘e편한세상 밀양강’이 성공적인 분양 성적을 거둬 그 인기를 검증한 바 있다. 또 현재 밀양시 내 브랜드 아파트가 적은 만큼 희소성까지 높아 수요자들의 많은 관심이 쏠릴 전망이다. ‘e편한세상 밀양 나노밸리’는 입지 여건이 탁월하다. 단지 북측에 위치한 창밀로를 통해 밀양대로, 밀양IC, 대구부산고속도로 진·출입이 용이하다. 또한 인근으로 창원지방법원, 창원지방검찰청, 홈플러스 밀양점, 밀양시네마 등 다양한 생활 편의시설이 마련돼 있어 편리한 생활을 누릴 수 있다. 한국토지신탁이 시행하고 대림산업이 시공을 맡은 ‘e편한세상 밀양 나노밸리’ 주택전시관은 경남 밀양시 내이동에 마련될 예정이다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

코로나19 확산 때문에 초등학교부터 대학교까지 모든 학교들이 지난 1학기는 비대면 형태의 수업과 시험을 진행했습니다. 비대면 온라인 시험이 처음이라 일부 대학생들은 메신저로 답안을 공유하는 등 부정행위를 저질렀다가 적발되기도 했습니다. 이런 소식을 들으면서 문득 한 고등학교가 떠올랐습니다. 인천 제물포고등학교는 올해로 65년째 무감독 시험을 치르고 있는데 지금까지 부정행위는 거의 없었다고 합니다. 비결이라봐야 시험보기 전 학생들이 다 함께 큰소리로 ‘양심의 1점은 부정의 100점보다 명예롭다’는 선서를 하는 것뿐이라고 합니다. 치열한 입시경쟁 환경에서 무감독 시험으로도 부정행위 발생이 거의 없는 이유는 무엇일까 항상 궁금했습니다. 그런데 미국 캘리포니아 샌디에이고대(UCSD) 심리학과, 캐나다 토론토대 아동학연구소, 중국 항저우 사범대 심리과학연구소 공동연구팀이 사람들의 부정행위를 막고 올바른 행동을 할 수 있도록 자극하는 방법을 찾아냈다고 29일 밝혔습니다. 연구팀은 부정행위 방지 비법은 눈에 보이지 않는 경계를 만들어 ‘도덕적 장벽효과’(moral barrier effect)를 자극하는 것이라는 연구 결과를 미국 국립과학원에서 발행하는 ‘PNAS’ 28일자에 발표했습니다. 연구팀은 5~6세 남녀 어린이 350명을 대상으로 그림 속에서 닭, 사과, 검은색 사각형이 몇 개인지를 찾는 수학문제 6개를 정해진 시간 내에 모두 풀도록 했습니다. 특히 마지막 두 문제는 복잡하게 만들어 시간 내에 풀 수 없도록 했습니다. 연구팀은 아이들이 앉아 있는 자리에서 60㎝ 정도 떨어진 책상 위에 답안지가 보이도록 놓아 둔 뒤 감독자는 아이들이 볼 수 없는 곳으로 나가 있도록 했습니다. 감독자는 나가기 전에 아이들과 답안지가 있는 책상 사이에 간이 옷걸이처럼 가림막이 없는 금속 프레임이나 옆자리가 훤히 보이는 투명 플라스틱으로 만들어진 가림막을 세워 두거나 마술지팡이로 허공에 가림막을 그린 뒤 ‘이젠 옆자리를 볼 수 없을 거야’라는 말을 하도록 했습니다. 또 가림막을 아예 설치하지 않는 경우와 투명 가림막을 아이의 앞쪽에 설치한 경우, 아이 뒤쪽에 설치한 경우, 아이와 답안지 사이가 아닌 아이와 복도쪽 창문 사이에 투명 가림막을 설치한 경우 등 7가지 상황을 만들어 부정행위 여부를 CCTV로 관찰했습니다. 그 결과 가림막이 없는 경우는 부정행위 발생 비율이 60%에 달했습니다. 복도와 아이 사이에 가림막이 설치된 경우나 아이 앞쪽에 가림막이 설치된 경우도 비슷한 비율로 나타났습니다. 그러나 투명 가림막을 가운데 설치한 경우 부정행위 발생비율은 10%로 가장 낮았습니다. 가림효과가 없는 금속프레임을 가운데 놓거나 마술지팡이로 허공에 가상의 가림막을 만든 경우에도 부정행위 발생비율은 20~25% 정도에 불과했습니다. 사람은 무의식 중에 받아들여진 기준에 따라 행동을 하며, 이는 보이지 않는 공간적 경계를 넘지 않으려는 습성 때문이라고 연구팀은 설명했습니다. 게일 헤이먼 UCSD 교수는 “물리적, 심리적 공간경계를 도입해 도덕적 장벽을 무의식적으로 인식하도록 한다면 사람들이 자발적으로 사회적 거리두기를 실천하게 할 수 있을 것”이라고 말했습니다. 공간 구성에 따라 사람들의 행동을 변화시킬 수 있다는 생각, 재미있기도 하지만 섬뜩한 생각이 떠오르는 이유는 뭘까요. edmondy@seoul.co.kr

독일 막스플랑크 지능형시스템연구소와 미국 펜실베이니아주립대 재료과학연구소, 터키 코크대 의대·공대 공동연구팀은 자연에서 볼 수 있는 단백질을 모방해 상처를 스스로 치유하고, 폐기됐을 때 오염 없이 생분해될 수 있는 고강도 합성 단백질을 개발했다고 29일 밝혔다. 미국 육군전투개발사령부 지원을 받은 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘네이처 머티리얼스’ 28일자에 실렸다. 연구팀은 합성생물학 기술로 오징어 단백질을 활용해 100% 생분해되고 재활용 가능한 자가치유 물질을 개발했다. 자가치유 물질을 로봇 피부나 근육에 사용할 경우 상처나 구멍이 나면 단시간 내에 복구하는 게 확인됐다. 이번에 개발된 합성단백질은 로봇은 물론 의수, 의족 같은 인공 생체기관, 군용 개인보호장비 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

습도 낮고 대기오염 적어야 별 잘 보여프랑스·이탈리아 남극기지 돔C ‘각초’칠레·하와이보다 관측질 10~12% 우수“우리 주위에는 별들이 계속해서 많은 양떼처럼 말없이 조용히 움직여 갔습니다. 나는 몇 번이나 별들 가운데서 가장 곱고 가장 빛나는 별 하나가 길을 잃고 내려와 내 어깨에 기대어 잠들었다고 생각해 보았습니다.” 고등학교 국어교과서에 실린 프랑스 작가 알퐁스 도데의 단편소설 ‘별’은 뭇 남학생들에게 가슴 설레는 첫사랑과 맑은 밤하늘 별보기에 대한 기대감을 안겨 준 작품이다. 미국 천체물리학자 칼 세이건은 저서 ‘코스모스’에서 “우리 조상들이 태양과 별들을 우러름의 대상으로 삼은 것은 아주 당연한 선택이었다. 천문학 연구는 바로 이러한 경외감에서 시작된다”며 예술가만이 별에서 경이로움을 느끼는 것은 아니라는 점을 말하고 있다. 국가나 개인의 미래를 점친 점성술이나 천문을 관측하고 정확한 농사 시기를 예측했던 조선시대 관상감은 모두 별과 관련이 돼 있다. 서양과학도 별을 보고 천체의 움직임과 질서를 파악한 것에서 시작됐다.역대 가장 긴 장마로 기록된 제주를 비롯해 남부지방은 이번 주, 중부지방은 다음주 초를 전후해 장마가 마무리 단계에 접어든다. 장마가 끝난 뒤 빛 공해가 적은 시골의 밤하늘에는 반짝이는 별들이 흩뿌려져 무더위에 시달린 이들의 눈을 즐겁게 만들어 주곤 한다. 첨단 기술의 발전에도 불구하고 현대 천문학에서도 여전히 ‘별을 본다는 것’은 중요한 작업이다. 이 때문에 별을 가장 잘 관측할 수 있는 장소를 찾는 것은 천문학자들의 중요한 일이다. 중국 국립천문대, 텐진사범대 천체물리학연구센터, 상하이 극지연구소, 캐나다 브리티시 컬럼비아대 물리천문학과, 호주 뉴사우스웨일스대 물리학과 공동연구팀은 지구에서 별을 보기 가장 좋은 곳은 남극이라는 연구결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 30일자에 발표했다. 현재 지구상에서 별을 관측하기 가장 좋은 곳은 남미 칠레와 하와이가 꼽힌다. 맑은 날이 많고 습도가 낮은 데다 대기오염이 적고 주변에 불빛이 적어 빛 공해로부터 자유롭기 때문이다. 광학망원경이나 적외선망원경을 이용한 관측 질은 대기 난류라고 불리는 공기의 흔들림에 영향을 받는다. 허블이나 제임스 웹 같은 우주망원경을 띄우는 이유는 천체관측의 방해꾼인 대기의 영향을 받지 않기 위해서다.천문시상은 대기 난류 때문에 천체가 흐릿하게 보이거나 깜박거리는 현상이다. ‘반짝반짝 작은 별’은 천문시상을 설명하는 대표적인 표현이다. 천문시상은 흔히 ‘각초’(아크초)라는 단위로 측정한다. 각초가 작을수록 별을 선명하게 관측할 수 있다는 의미다. 칠레나 하와이에서의 각초는 0.6~0.8 수준으로 알려져 있다. 연구팀은 중국 쿤룬기지가 있는 돔A, 프랑스·이탈리아 공동기지인 돔C, 일본 후지기지가 있는 돔F, 미국 아문센·스콧기지가 있는 남극점 등 남극의 4곳을 대상으로 각초를 측정했다. 돔(Dome)은 남극대륙에서 해발고도가 높은 곳을 말한다. 분석 결과 이들 지역은 모두 각초가 칠레나 하와이보다 낮아 선명하게 천체를 관측할 수 있는 것으로 나타났다. 특히 돔C의 각초는 0.23~0.36로 가장 우수한 관측지역으로 꼽혔다. 마빈 캐나다 브리티시 컬럼비아대 박사는 “남극은 칠레나 하와이보다 10~12% 정도 관측질이 우수한 것으로 나타났다”고 설명했다. 한국천문연구원 관계자는 “이론적으로는 남극이 지구상 다른 지역보다 각초가 낮아 선명한 관측이 가능하겠지만 춥고 고립된 환경이 망원경 같은 관측장비를 설치하기에 적합한지는 또 다른 문제”라고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

여주 남한강 단양쑥부쟁이 복원이 순조롭게 진행되고 있다. 경기 여주시는 단양쑥부쟁이 복원을 위해 남한강 일원에 식재된 개체들이 안정적인 활착률과 생육상태를 유지하고 있다고 밝혔다. 여주시 황학산수목원은 국립수목원과 함께 희귀식물의 성공적인 복원을 위해 2년간 기초 자료 조사와 생육실험 연구를 실시하고, 2019년 복원 대상지에 단양쑥부쟁이 1년생 2000개체를 식재했다. 복원에 사용된 단양쑥부쟁이는 자생지에서 수집된 종자를 이용해 증식한 1년생 개체로 환경부로부터 멸종위기야생생물 이식 허가를 받아 식재됐으며 현재까지 안정적인 생육상태를 유지하는 것으로 확인됐다. 여주시 황학산수목원은 올해 개화를 시작으로 종자의 비산과 개체군 크기 변화를 모니터링할 계획이다. 시 관계자는 “남한강 일원이 단양쑥부쟁이로 만개한 과거 모습을 되찾을 수 있도록 사후관리와 모니터링을 지속적으로 실시하고 국립수목원과 공동연구를 수행하여 국내 멸종위기식물의 복원과 보존을 위해 앞장서겠다”고 밝혔다. 척박한 자갈 사주지형을 선호하는 단양쑥부쟁이는 환경부 지정 멸종위기야생생물 Ⅱ급, 산림청지정 멸종위기종으로 지정되어 있으며 과거 남한강 사주지형에 넓게 분포하고 있었으나 최근 하천환경의 급격한 변화와 자생지 훼손으로 여주지역 일부에서만 관찰할 수 있는 한국 특산식물이다 기자 asadal@seoul.co.kr

국내 연구진이 주도해 다층 구조의 균일한 그래핀을 세계 처음으로 만드는데 성공했다. 또 대면적으로 합성이 가능해 반도체 고집적 전극이나 다양한 광전극소자 등으로 사용할 수 있을 것으로 기대된다. 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단, 삼성종합기술원 무기재료연구실, 성균관대 물리학과, 에너지과학과, 부산대 광메카트로닉스공학과, 프랑스 파리-샤클레대, 스페인 마드리드 재료과학연구소 공동연구팀은 네 겹 다층 그래핀을 원자가 균일하게 배열한 단결정으로 성장시키는 합성법을 개발했다. 이 같은 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’ 28일자에 실렸다. 흑연 원자의 한 층인 ‘꿈의 신소재’ 그래핀은 전기전도도와 신축성이 우수하고 투명해 반도체 전극으로 사용이 가능하다. 단층 그래핀이 겹쳐짐에 따라 다른 성질을 보인다는 특징도 갖고 있다. 문제는 이같은 우수한 특성에도 불구하고 고품질 다층 그래핀을 균일하게 넓은 면적으로 만들기가 쉽지 않다는 점이다. 기존에는 구리 같은 금속 박막에 그래핀을 성장시키는 화학기상증착법(CVD)을 이용해 다층 그래핀을 만드는데 층수가 불균일해지는 경향이 있어 고품질로 만들기가 어려웠다.이에 연구팀은 우선 CVD에서 기판이 들어가는 석영튜브에 구리 기판을 넣고 900도의 고온으로 열처리를 했다. 이렇게 되면 튜브에 포함된 실리콘이 기체로 승화되면서 구리판에 확산돼 구리-실리콘 합금이 만들어진다. 여기에 메탄 기체를 주입해 메탄의 탄소 원자와 석영 튜브의 실리콘 원자가 구리 표면에 균일한 실리콘-탄소층을 만들도록 했다. 이렇게 만들어진 기판은 기존의 불균일한 다층 그래핀 합성과는 달리 1, 2, 3, 4층의 균일한 다층 그래핀을 만들 수 있었으며 메탄 농도를 변화하면 더 많거나 적은 층의 그래핀을 만들 수 있다. 더군다나 이렇게 만들어진 그래핀은 대면적으로도 만들 수 있다는 장점이 있다. 이영희 IBS 나노구조물리연구단장(성균관대 물리학과 교수)는 “이번 연구는 고온의 구리-실리콘 합금을 이용해 균일한 고품질의 다층 그래핀을 만들 수 있는 새로운 방법”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 바이러스를 이용해 화학약품이나 환경호르몬 같은 유해물질을 신속하게 감지할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 광주과학기술원(GIST) 전기전자컴퓨터공학부, 부산대 나노에너지공학과 공동연구팀은 인체에 무해한 바이러스를 이용해 유해물질을 빠르고 정확하게 판별해 낼 수 있는 ‘바이러스 기반 컬러센서’를 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구결과는 공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’에 실렸다. 컬러 센서는 약물이나 기능성 색 필터로 화학원소나 화합물을 색 변화로 감지하는 센서로 매우 작은 유해입자까지 감지하고 눈으로 바로 변화를 관찰할 수 있기 때문에 유해물질 감지가 쉽다는 장점이 있다. 또 스마트기기와 연동해 실생활에서 손쉽게 사용할 수 있고 작동을 위해 별도의 전원이 필요하지 않아 차세대 유해환경 감지센서로 주목받고 있다. 연구팀은 다양한 환경오염물질을 빠르고 정확하게 감지하기 위해 ‘M13 박테리오파지’라는 바이러스를 얇게 코팅해 기존보다 2.5배 이상 빠른 반응속도를 구현했다. 연구팀은 바이러스 표면 유전자를 변형시켜 다양한 휘발성 유기화합물, 환경호르몬 같은 각종 유해물질에 대한 반응성을 조절하고 유해물질이 10억분의 1 수준(ppb)의 낮은 농도에서도 구분할 수 있도록 했다. 또 바이러스를 이용해 유해물질의 색변화 감지를 관측하기 위해서는 복잡한 구조가 필요했지만 연구팀은 60나노미터(㎚)라는 얇은 바이러스 두께만으로도 뚜렷한 색을 구현할 수 있도록 하는 기술을 도입했다. 송영민 GIST 교수는 “이번 연구는 나노미터 수준의 섬유형태의 바이러스로 유해물질과 컬러센서간 결합을 유도해 빠르고 정확하게 탐지가 가능하도록 했다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

34년 전인 1986년 4월 우크라이나 체르노빌 원자력발전소에서 대규모 폭발 사고가 일어났다. 그런데 사고가 일어난지 5년이 지난 1991년 엄청난 방사선에 어떤 생명도 존재하지 않는 것으로 보였던 원자로의 벽면에서 곰팡이가 발견됐다. 이 곰팡이는 방사선에 내성이 있는데다가 살아가기 위해 방사선을 흡수해 성장하고 있는 것으로 밝혀졌다. 그리고 이제 이 곰팡이는 먼 우주로 갈 우주비행사를 강력한 방사선으로부터 보호하는 기술을 개발하는 데 도움이 될 것이라는 기대를 모으고 있다.‘크립토코쿠스 네오포만스’(Cryptococcus neoformans)라는 이름의 이 곰팡이는 사람의 피부를 검게 바꾸는 색소인 멜라닌을 다량 함유하고 있다. 이 대량의 멜라닌이 해로운 방사선을 흡수하고 그것을 화학 에너지로 바꾼다. 이는 식물이 광합성을 통해 이산화탄소와 엽록소를 산소와 포도당으로 바꾸는 것과 같다. 따라서 이 과정은 ‘방사성 합성’(radiosynthesis)으로도 알려졌지만, 이 구조를 방사선으로부터 사람을 보호하는 자외선 차단제와 같은 물질로 이용할 수 있으리라고 관련 연구자들은 확신하고 있다. 연구자들은 현재 이 곰팡이를 국제우주정거장(ISS)에 반입해 우주에서 방사선에 어떤 반응을 보이는지를 실험하고 있다. 화성으로 향할 우주비행사들은 지구 대기권에서 나가면 우주 방사선을 대량으로 맞을 위험에 노출된다. 따라서 미래에서는 우주선이나 화성 거주지에 이 곰팡이를 활용한 기술을 적용하면 방사선을 흡수해 사람을 보호할 수도 있는 것이다. 미국 존스홉킨스대와 스탠퍼드대 공동연구진은 이 곰팡이가 얇은 층으로 돼 있느면 ISS에 쏟아지는 우주 광선의 2%를 차단해 흡수할 수 있다는 사실을 발견했다. 측정 자료로 추정한 결과, 이 곰팡이의 층이 21㎝ 정도 되면 가까운 미래에 우주 여행자들을 지키기에 충분한 것으로 나타났다. 이에 대해 연구 공동저자인 닐스 아브레시 스탠퍼드대 연구원은 “이 곰팡이의 장점은 처음에 단 몇 g으로도 시작할 수 있다는 것”이라고 말했다. 아브레시 연구원은 또 “이 곰팡이는 자가 복제하고 자가 치유할 수도 있다”면서 “비록 태양 플레어가 방사선 실드를 크게 손상한다고 해도 며칠 지나면 다시 성장해 원래대로 돌아갈 수 있다”고 설명했다. 먼 우주를 탐사하는 데 있어 사람에게 가장 위협이 되는 요소는 바로 방사선이다. 지구 대기권의 보호를 벗어나 우주 공간으로 나가는 우주 비행사나 달 또는 화성에 정착해 살아갈 이주민을 위해서도 방사선 피폭 문제를 해결해야만 한다. 미국항공우주국(NASA)의 카스투리 벤카테스와란 연구원은 이 곰팡이의 방사선 흡수력을 추출해 약품을 제조하면 자외선 차단제처럼 해로운 광선을 막을 수 있다고 보고 있다. 그는 또 “이 덕분에 암 환자와 원자력 발전소의 기술자 그리고 항공기 조종사들도 해로운 방사선을 피할 수 있을 것”이라고 전망했다. 한편 이 연구 결과는 생명과학 분야 출판전 논문공유 사이트 ‘바이오 아카이브’(bioRxiv) 7월 17일자에 게재됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

최근 코로나19의 전 세계적 확산 때문에 온실가스 배출이 줄어들고 비행기나 자동차 운행이 줄면서 대기오염물질도 줄어드는가 하면 바다와 하천이 깨끗해지고 있다는 의외의 효과가 나타나고 있다. 실제로 한반도는 매년 가을부터 이듬해 늦봄까지 국내외에서 발생하는 미세먼지 때문에 몸살을 앓았지만 올해는 미세먼지로 문제가 됐던 날은 거의 없었다. 공기가 좋지 않다는 예보가 나오면 많은 사람들이 궁금해 하는 것 중 하나가 ‘미세먼지가 많은 날 운동을 하는 것이 건강에 더 나쁠까, 아니면 운동을 하지 않는 것이 더 나쁠까’하는 점이다. 그런데 중국과 대만 연구진이 공기 오염이 심한 지역에서도 정기적인 운동을 하는 것이 건강에 더 도움이 된다는 연구결과를 내놨다. 중국 홍콩중문대 공중보건·1차의료학부, 사회학과, 심천연구소, 정저우대 공중보건학부, 홍콩과학기술대 환경학부, 토목환경공학과, 대만 중앙연구원 사회학연구소 공동연구팀은 정기적으로 운동하는 사람들은 대기상태가 상대적으로 오염이 심한 곳에서 거주하더라도 고혈압 같은 심혈관질환 발병 위험이 더 낮다고 25일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국심장학회에서 발행하는 국제학술지 ‘순환기’ 21일자에 실렸다. 전 세계 91% 가까운 인구가 세계보건기구(WHO)의 기준으로 대기가 오염된 곳에서 살고 있기 때문에 대기오염과 운동 사이의 위험과 효과의 관계는 매우 중요한 공공의 관심사가 되고 있다. 연구팀은 2001~2016년까지 대만에서 거주하고 고혈압을 앓은 적 없는 18세 성인남녀 14만 72명의 건강검진 데이터베이스를 활용해 분석했다. 연구팀은 조사 대상자들의 매주 신체활동 수준과 혈압의 변화 추이, 심혈관질환 발병 여부에 주목했다. 연구팀은 이들이 거주하는 지역의 초미세먼지(PM2.5) 농도를 기상위성 사진을 이용해 확인하고 상관관계를 분석했다. 그 결과 기존에 알려진 바와 같이 대기오염이 적은 지역에 거주하고 운동량이 많은 사람들은 활동적이지 않고 대기오염이 상대적으로 심각한 지역에 사는 사람들보다 고혈압 같은 심혈관질환 위험이 높은 것으로 조사됐다. 일주일에 2~3회 이상 운동하는 사람은 1회 이하 운동하는 사람들보다 고혈압 위험이 4~13% 정도 낮은 것으로 조사됐다. 이 같은 운동효과는 대기오염이 심한 지역에서도 마찬가지로 나타났다. 샹 퀴안 라오 홍콩중문대 교수는 “대기오염이 덜 된 곳에서는 활발한 신체활동이 고혈압 위험을 낮춘다는 것은 잘 알려져 있었지만 상대적으로 대기오염 상태가 심한 지역에서도 신체활동이 건강에 도움이 된다는 것은 이번에 처음 확인됐다”라고 강조했다. 그렇지만 과학자들은 2004년과 2010년 미국심장학회가 대기오염에 노출되는 것은 심혈관질환 유발가능성을 높이고 사망률을 높일 수 있다는 성명을 근거로 대기오염과 운동의 상관관계에 대해서는 추가적인 연구가 필요하다는 신중론을 내놓기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19가 전세계에 확산되며 큰 인명피해를 낳고있지만 지구는 과거에 비해 ‘조용해지는’ 역설적인 상황이 이어지고 있다. 최근 영국 임페리얼 칼리지 런던 등 국제 공동연구팀은 코로나19로 사람들의 발길을 끊긴 사이 인간 때문에 발생하는 지진 소음이 급감했다는 연구결과를 세계적인 과학지 '사이언스' 최신호에 발표했다. 지구는 자연적으로 소음을 만들어내지만 사실 인간의 활동으로 인한 '잡음'도 크다. 곧 자동차와 지하철 등 각종 교통수단과 공장 가동 등 사람들의 일상 생활로 인해 진동이 만들어지며 소음을 일으키는 것. 특히 지질학자들은 지진을 예측하기 위해 지각의 움직임을 연구하는데 이같은 인공 소음은 그 정확도를 떨어뜨린다.그러나 코로나19 팬데믹은 세상의 모든 것을 바꾸어놓았다. 전세계적인 봉쇄령으로 인간의 발길이 묶이면서 지구도 조용해진 것으로 이는 이번 연구결과를 통해서도 확인된다. 전세계 117개국 268곳의 지진 감시소로부터 수집된 지난 5월까지의 데이터를 분석한 결과 인공적인 지진소음은 지역에 따라 최대 50%까지 감소한 것으로 나타났다. 특히 코로나19 확산을 막기위한 봉쇄령이 내려진 지난 1월 말 중국과 3, 4월 유럽 등지에서 이같은 패턴은 보다 명확해졌다. 결과적으로 코로나19로 인한 인간의 활동 둔화와 지진 소음과의 관계가 확실하게 드러난 셈이다. 이같은 현상은 역설적으로 지질 학계에는 도움을 줬다. 코로나19 봉쇄 전과 후를 비교해 인간으로 인한 지진 소음을 보다 명확하게 특성화할 수 있는 점과 인구밀도가 높은 지역에서 구분하기 힘들었던 지진 신호를 보다 선명하게 파악할 수 있게 했기 때문이다. 논문의 수석저자인 벨기에 왕립천문대 지진학자 토마스 레코크는 "세계 인구가 증가함에 따라 지질학적으로 위험한 지역에 더 많은 사람들이 살고있다"면서 "이 때문에 자연적인 소음과 인간이 일으키는 소음을 구분하는 것이 갈수록 중요해지고 있다"고 설명했다. 이어 "다시 일부 지역의 활동의 원래 수준으로 돌아가고 있지만 몇달 간의 '침묵'은 소중한 데이터로 활용돼 새로운 기준선을 제시해줄 것"이라고 덧붙였다.한편 코로나 팬데믹으로 인한 이와같은 상황은 땅 속 뿐 아니라 하늘, 바다에서도 확인된다. 유럽우주국(ESA)에 따르면 올해 봄 유럽과 동아시아의 대기 오염도는 확연히 줄어들었다. 코로나19로 인해 인류의 활동이 멈추면서 자연스럽게 이산화질소 농도도 급격히 감소한 것이다. 또한 코로나19로 해운량이 급감하면서 수중 소음공해 역시 줄어들어 고래를 비롯한 여러 해양 동물이 모처럼의 휴식을 얻고 있다. 캐나다 댈하우지대 연구진에 따르면 밴쿠버항 인근 두 해저 관측소에서 나오는 실시간 수중음향 신호를 조사한 결과 선박 운항과 관련한 저주파음이 현저하게 줄어들었다는 사실을 발견했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

코로나19가 전 세계로 확산되면서 공포와 혼란에 빠지게 만든지 벌써 7개월이 지나고 있다. 많은 연구자들이 코로나19와의 전쟁에서 승리하기 위한 무기인 백신과 치료제 개발에 전력투구하고 있다. 덕분에 조만간 치료제와 백신이 개발될 것으로 기대되고 있다. 그렇지만 한편에서는 백신의 효과가 길어야 3개월 정도에 불과할 것으로 보고 있고 바이러스의 변이 때문에 효과가 줄어들 것으로 예상되기도 한다. 감기도 원인 바이러스의 변이가 빠르고 잦아 백신이나 치료제 개발이 사실상 불가능한 것처럼 코로나19도 비슷한 상황이 되지 않겠냐는 우려도 나오고 있다. 실제로 코로나19 유발 바이러스는 인체 세포가 바이러스를 인식하지 못하도록 변신하는 능력이 있다는 사실이 밝혀졌다. 미국 텍사스대 샌안토니오 보건센터, 텍사스대 의대, 텍사스 암예방연구소 공동연구팀은 코로나19 바이러스(SARS-CoV-2)는 인체 세포에 침투할 때 면역방어체계를 교란시키는 단백질 효소를 갖고 있다는 사실을 밝혀내고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 24일자에 발표했다. 코로나19 바이러스는 RNA를 유전체로 이용하는 RNA바이러스이다. RNA바이러스는 증식과정에서 돌연변이를 자주 일으키고 치료제 내성이 쉽게 생기고 백신도 효과가 떨어지는 경우가 많다. 연구팀은 코로나19 바이러스가 침투하기 쉽게 만드는 비구조단백질(nsp) 중 nsp16 효소의 3차원 구조를 해독해 냈다. 해독 결과 nsp16 효소는 인체 세포들이 코로나바이러스를 외부에서 들어온 이질적인 것이라고 인식하지 못하도록 위장시키는 역할을 한다는 것을 알아냈다. nsp16 효소는 체내에 바이러스에 대한 항체가 생길 경우 세포와 다른 물질이라고 인식하지 못하도록 만드는 물질을 분비하기 때문에 침투한 바이러스에 대해 면역체계가 작동할 수 없게 한다는 것이다. 쉽게 얘기하자면 코로나19 바이러스는 인체 세포라는 공간에 들어갈 때 면역체계라는 경보장치를 건드리지 않고 들어갈 수 있는 만능열쇠를 갖고 있다는 말이다. 연구를 이끈 요게쉬 굽타 텍사스대 의대 교수는 “코로나19 바이러스의 변이가 많다는 이야기가 나오는 이유는 이번 연구에서 밝혀냈듯이 nsp16이 바이러스의 RNA를 외부에서 침투한 것이 아니라 세포 고유의 것이나 세포 일부라고 인식하도록 만들기 때문”이라며 “백신과 치료제 효과를 높이기 위해서는 nsp16을 공략하는 것이 필요하다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 원하는 부위에 파스처럼 붙이면 전기로 근육과 관절을 조절해 걷기나 계단오르기 같은 일상생활은 물론 근육발달까지 돕는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국전자통신연구원(ETRI) 휴먼증강연구실, 삼육대 물리치료학과 공동연구팀은 파스처럼 붙이면 미세전류가 흘러 원하는대로 관절을 움직일 수 있도록 도와주는 ‘기능적 전기자극 보행보조시스템’을 개발했다고 23일 밝혔다. 저주파 자극기, 근육자극기(EMS), 물리치료기 등과 같은 원리로 근육에 미세 전류를 흘려 근육 수축을 유발시켜 보행을 돕는 장치는 기존에도 있었지만 작동시간이 정해져 있거나 계단 오르기 같은 특정 움직임에만 작동하는데 한계가 있었다. 그렇지만 이번 장치는 원하는 위치에 패치를 붙이면 미세한 전류가 근육에 자극을 줘 사용자가 원하는대로 움직일 수 있도록 해준다. 이번에 개발된 장치는 사용자가 움직일 때 근육에서 발생하는 신호를 실시간으로 인식해 동작의도를 감지한 다음 그에 걸맞는 전기신호를 내보냄으로써 자연스러운 보행을 할 수 있도록 돕는 것이다. 연구팀이 개발한 보행보조 시스템은 가로, 세로 각각 17㎝, 6㎝ 크기의 패치와 근육신호를 포착하는 센서, 전기자극모듈, 컨트롤러로 구성돼 있으며 배터리를 포함해도 무게가 약 950g에 불과해 가볍고 부피가 크지 않아 착용에 부담이 없다. 연구팀은 실제 효과를 파악하기 위해 평균 연령 75세의 남녀 29명과 평균 연령 75.9세의 남녀 22명을 대상으로 양쪽 다리 8곳에 장치를 부착한 뒤 2년 동안 임상추적시험을 실시했다. 그 결과 걷거나 계단을 오르는 등 신체기능평가 점수가 이전보다 향상됐고 보행속도나 근육량이 증가해 보행능력 정상화에도 도움이 된 것으로 확인됐다. 신형철 ETRI 휴먼증강연구실장은 “사회의 급격한 고령화로 보행이나 사회활동에 불편을 겪는 고령자들도 늘고 있는 만큼 이번 기술이 상용화될 경우 활동성을 높일 뿐만 아니라 재활이나 근육강화를 위한 헬스, 홈트레이닝 등에도 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr