스텔스 기능에 전자파까지 완벽하게 차단, 흡수할 수 있는 소재가 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST) 물질구조제어센터, 고려대 KU-KIST 융합대학원, 미국 드렉셀대 재료과학과 공동연구팀은 기존 전자파 차폐 소재 한계를 극복한 초경량 전자파 차폐 및 흡수가 가능한 ‘맥신’ 소재 기술이 개발됐다. 이번 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 24일자에 실렸다. 최근 전자통신 장비의 고도화, 고집적화 경향으로 가볍고 전자파 흡수성이 우수한 소재의 필요성이 커지고 있다. 기존에는 전자파 차폐나 흡수할 때 전기전도성이 우수한 금속소재가 많이 활용됐지만 고집적 전자통신 장치에 적용하기가 쉽지 않았고 전자파 반사특성이 강해 반사 유해전자기파로 인해 2차 피해가 발생하는 문제가 있다. 연구팀은 2016년에 금속보다 가볍고 저렴하고 다양한 형태의 표면에 코팅이 가능한 2차원 나노소재로 금속보다 전자파 차폐 성능이 우수한 세라믹 소재인 Ti3C2 맥신을 개발한 바 있다. 기존 맥신 소재는 금속보다 우수했지만 여전히 반사 유해 전자기파가 일부 발생해 연구팀은 이를 개선하기 위한 추가 연구를 실시했다. 연구팀은 이번에 전자기파 반사를 최소화한 티타늄-탄소-질소 맥신화합물(Ti3CN)을 개발했다. 이번에 개발한 Ti3CN 맥신은 이전 것보다 전자파 차단율이 더 우수하고 흡수율도 높은 것으로 확인됐다. 실제로 머리카락 두께와 비슷한 약 40㎛(마이크로미터) 두께에서 116㏈(데시벨) 이상의 높은 전자파 차폐 성능을 확인했다. 구종민 KIST 물질구조제어센터장은 “이번에 활용된 맥신은 자연계에 존재하지 않는 인공 합성 나노소재로 고집적 모바일 전자통신 기기의 전자파 차폐 소재는 물론 스텔스 기술 등 다양한 분야에 활용이 가능하다”라고 말했다. 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 작동해 사용자가 원하는 동작을 하는데 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 포함해 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

7개월 넘게 전 세계를 휩쓸면서 공포에 떨게 만들고 있는 코로나19. 많은 과학자들이 중국 윈난성의 ‘관박쥐’를 원인 동물로 보고 있다. 박쥐는 코로나19뿐만 아니라 2000년대 초반 사스(중증급성호흡기증후군)를 유발한 원인 동물로도 지목받고 있다. 박쥐는 사스, 코로나19를 일으키는 코로나 바이러스뿐만 아니라 수천 가지 바이러스를 몸속에 갖고 있는 이른바 ‘바이러스 저장고’로 알려져 있다. 박쥐는 수많은 바이러스를 체내에 보유하고 있음에도 생존에 전혀 영향을 받지 않는 놀라운 면역 기능을 포함해 여느 동물들과 다른 특성을 갖고 있어 오랫동안 과학자들의 관심을 끌어 왔다. 이솝우화에 나오는 것처럼 박쥐는 조류도 아니고 쥐(설치류)도 아닌 전혀 다른 종의 동물로 새처럼 날아다니는 유일한 비행 포유류다. 극지방을 제외한 전 세계에 분포돼 동굴이나 폐광처럼 어두운 곳에 사는 박쥐는 퇴화된 눈을 대신해 음파로 지형지물을 파악하는 것으로도 알려져 있다. 실제로 박쥐 눈을 완전히 가리더라도 음파를 발사해 반사되는 파장으로 자신의 위치를 인식하고 장애물을 피해 간다. 독일 막스플랑크 분자세포생물학 및 유전학연구소, 막스플랑크 복잡계물리학연구소, 막스플랑크 동물행동연구소, 막스플랑크 심리언어학연구소를 중심으로 한 아일랜드, 호주, 영국, 미국, 프랑스, 네덜란드 7개국 24개 연구기관이 참여한 ‘Bat1K’라는 공동연구팀은 대표적인 6종의 박쥐를 분석해 바이러스, 노화, 염증에 저항하는 특이 면역력, 초음파 사용 같은 박쥐의 특이 능력을 가질 수 있게 한 유전체(게놈) 일부를 확인했다.이 같은 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 7월 23일자에 실렸다. 이번 연구를 수행한 Bat1K 연구팀은 전 세계에 분포한 박쥐 1421종의 게놈 전체를 분석하기 위해 구성된 국제 연구 조직이다. 연구팀은 ‘생명의 나무’라고 불리는 계통수에서 박쥐가 어디에 위치하는가라는 미해결 문제를 풀기 위해 관박쥐, 이집트과일박쥐, 옅은색창코박쥐, 생쥐귀박쥐, 쿨집박쥐, 벨벳자유꼬리박쥐 등 6종의 박쥐 DNA 염기서열과 42종의 다른 포유동물의 DNA 염기서열을 비교 분석했다. 연구팀은 6종의 박쥐 유전체에 대해 각각 96~99%의 분석을 끝낸 상태에서 다른 종의 포유류들과 비교한 결과 박쥐는 개·고양이·물개를 포함한 육식동물, 천산갑·고래·말이나 소처럼 발굽을 가진 유제류 등을 포함한 ‘페루운굴라타’라는 계통과 가장 밀접한 것으로 확인됐다. 또 연구팀은 음파를 사용할 수 있도록 청력 및 감각기관 유전자가 변화됐으며 바이러스에 내성을 갖는 유전자가 있고, 노화와 종양을 일으키는 염증 유발 유전자는 없다는 것을 확인했다. 최근 코로나19 대확산 상황에 따라 주목받고 있는 박쥐의 바이러스 내성에 대한 비밀도 이번 연구로 일부 풀렸다. 연구팀은 박쥐 DNA에서 ‘화석화된 바이러스’를 발견함으로써 먼 과거 바이러스 감염에서 살아남은 박쥐의 유전자가 후손에게 이어지면서 전달돼 온 것으로 보고 있다. 또 다른 동물들보다 종다양성이 풍부한 것도 바이러스 내성 유전자가 지금까지 이어질 수 있는 비결 중 하나라고 연구팀은 밝혔다. 독일 막스플랑크 분자세포생물학 및 유전학연구소의 유진 마이어스 교수는 “박쥐의 바이러스 내성이나 노화 저항력에 대한 유전학적 근거를 파악함으로써 인간의 노화와 질병 대응력을 높이는 데 도움을 받을 수 있을 것”이라고 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

22일은 24절기 중 12번째인 ‘대서’(大暑)였습니다. “염소뿔도 녹는다”는 말이 있을 정도로 대서 때는 장마가 끝나고 가장 더운 시기로 알려져 있습니다. 이 때문에 대서 때는 무더위를 피해 술과 음식을 마련해 산이나 계곡으로 놀러 가는 풍습이 있었습니다. 참외, 수박 같은 여름 과채들이 가장 맛있을 때라고도 합니다. 그래서 대서를 전후해 비가 많이 오면 과일 당도가 떨어져 맛이 없다고들 합니다. 올해 대서는 장마철과 겹쳐서 폭염이 맹위를 떨치지는 못했습니다. 올 장마는 지난달 10일 제주도부터 24~25일에는 남부지방과 중부지방에서 시작돼 한 달 넘게 이어지고 있습니다. 기상청은 다음주에 올 장마가 마무리 수순에 접어들 것이라는 전망을 내놨습니다. 장마가 끝난 뒤 8월 한반도는 평년보다 0.5~1.5도 높아 무더운 날이 많을 것이라고 합니다. 올 초 세계기상기구나 각국 기상청이 올여름은 지구온난화의 영향으로 역대 가장 더울 것이라는 예측을 내놓기도 했지요. 코로나19 대확산으로 전 세계 온실가스 배출량이 많이 줄었다는 이야기가 나오면서 지구온난화는 더이상 심각한 문제가 아닌 것처럼 생각하는 분위기도 있는 듯싶습니다. 그렇지만 다양한 분야의 과학자들이 일주일이 멀다 하고 경고의 목소리를 내놓고 있는 것을 보면 지구온난화는 여전히 인류가 직면한 가장 심각한 문제입니다. 오스트리아 빈대학 주도로 이탈리아, 스페인, 독일, 체코공화국, 프랑스, 벨기에, 영국, 스웨덴, 노르웨이, 스위스, 포르투갈, 폴란드, 러시아, 크로아티아, 네덜란드, 슬로바키아 유럽 17개국 34개 연구기관이 참여한 공동연구팀은 최근 약 30년 동안이 유럽에서 홍수가 가장 많이 발생하고 피해 규모도 크다는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 7월 23일자에 발표했습니다. 이번 연구에는 웬만한 유럽 국가들 대부분이 참여했다고 해도 과언이 아닐 정도로 큰 규모로 꾸려졌습니다. 이는 지구온난화에 대한 심각성을 이해하고 공동 대응하겠다는 의지로 볼 수 있을 것입니다. 대통령이 나서서 ‘지구온난화는 거짓말’이라고 떠들어 대는 미국과는 사뭇 다른 모습이라고 할 수 있습니다. 연구팀은 1500년부터 2016년까지 약 500년 동안 유럽 전역의 103개 강과 관련한 법률 및 행정기록, 신문, 편지 등 다양한 역사적 기록을 분석했습니다. 그 결과 해당 기간 동안 9576건의 홍수가 발생했다는 것을 확인했습니다. 연구팀은 홍수가 유독 많았던 기간 9개를 분류해냈는데 그중 1992~2016년이 나머지 8개 기간보다 홍수 강도와 빈도가 높다는 것을 밝혀냈습니다. 1992~2016년은 다른 때보다 평균 1.4도가량 기온이 더 높고 여름철 홍수 발생이 더 잦아진 것이 특징으로 나타났습니다. 연구팀은 지구온난화가 계속되는 한 이 같은 추세는 더 강화될 것이라고 전망했습니다. 한편 중국 빈저우 의과대, 호주 모나시대 의대 공동연구팀은 지구온난화로 인해 폭염과 혹한이 잦아지면서 심혈관 질환으로 사망하는 사람이 점점 늘어나고 있다는 연구 결과를 의학분야 국제학술지 ‘플로스 메디슨’ 7월 22일자에 발표하기도 했습니다. 인류의 존망을 좌우할 지구온난화 역시 코로나19에 대응하듯 전 세계가 지혜를 짜내야 할 때입니다. 더이상 현실을 외면하고 대책 마련을 늦출 수 없습니다. edmondy@seoul.co.kr

충남대 응용화학공학과, 스위스 취리히연방공과대(ETH), 영국 프랜시스 크릭 연구소 공동연구팀은 초저온투과전자현미경(Cryo-TEM)으로 단백질의 구조 변화를 실시간으로 영화처럼 관찰할 수 있는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다. 이 연구 결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션스에 실렸다. 단백질은 다양한 생체활동에 관여하는 물질이기 때문에 3차원 구조를 명확히 이해하는 것이 의약학 분야에서는 매우 중요하다. 그러나 단백질 구조를 1000분의1초(1밀리초) 단위로 연속 관찰하기는 쉽지 않다. 연구팀은 단백질 시료를 순간 급속냉동시킨 뒤 Cryo-TEM으로 초고해상도 3차원 단백질 구조를 관찰하는 데 성공했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

콧물 검사로 알츠하이머성 치매 환자를 조기 선별할 수 있는 새로운 기술을 국내 연구진이 개발했다. DGIST 뇌·인지과학전공 문제일 교수 연구팀이 치매 환자의 콧물에서 알츠하이머성 치매의 핵심 바이오마커인 아밀로이드-베타의 응집체 발현량이 증가하는 것을 규명했고, 간단한 콧물시료 검사로 치매환자를 조기 선별할 수 있는 기술 기반을 마련했다. 문 교수 연구팀은 알츠하이머성 치매 초기에 나타나는 후각기능의 이상에 주목하고 환자의 콧물 시료를 통해 알츠하이머성 치매의 핵심 바이오마커인 수용성 아밀로이드-베타 응집체 검출에 성공했다. 그리고 단백질 발현 여부를 확인하고자 면역블롯 분석을 이용해 경도(mild) 및 중등도(moderate) 정도의 인지저하를 가진 환자 그룹과 동 연령대 정상 대조군 그룹 사이의 유의한 차이를 확인했다. 이를 통해 환자들의 콧물에 아밀로이드-베타의 응집체 발현이 더 높다는 것을 확인했다. 연구팀은 이를 증명하고자 지난 3년 간 종단 코호트 연구 종단를 수행하며 콧물 속에 더 높은 응집체 발현을 보인 환자들은 그렇지 않은 환자들에 비해 3년 이내에 인지능력이 더욱 악화됨을 확인했다. 따라서 콧물에서 감지되는 아밀로이드-베타 응집체의 양에 따라 향후 알츠하이머성 치매 진행의 심각도를 미리 예측할 수 있다는 점도 추가로 규명했다. 문 교수는 “많은 분들이 치매 초기관리에 필요한 골든타임을 놓치는 경우가 많다”며, “이번 연구성과를 활용해 조기선별키트를 개발 중이며, 이를 통해 저렴한 비용으로 조기 검사를 받게 되어 환자와 보호자들에게 희망을 주고 국가적으로도 사회적 비용을 절감하길 기대한다”라고 소감을 밝혔다. 이번 연구는 가천대학교 이영배, 장근아 교수, 경희대학교 황교선 교수, 연세대학교 김영수 교수 연구팀과 공동연구로 진행됐으며, 세계적 학술지 ‘사이언티픽 리포트’에 지난 8일 온라인 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

바이러스 감염을 차단하는 백신이나 치료제, 암 세포를 잡는 항암제 같은 단백질 기반 의약품을 고순도로 빠르게 생산할 수 있는 기술이 개발됐다. 포스텍 화학과, 기초과학연구원(IBS) 복잡계자기조립연구단 공동연구팀은 항바이러스 치료제나 백신, 항암치료제 등 개발에 필요한 재조합 단백질 의약품을 고효율, 고순도로 정제할 수 있는 분자 끈끈이 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생체의학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 20일자에 실렸다. 단백질 전체나 일부만을 나타나도록 해 병원성 물질 전체를 사멸시키거나 독성을 약하게 만드는 백신은 유전재 재조합 기술로 만들어 진다. 이렇게 개발된 백신을 많은 사람에게 접종하기 위해서는 대량생산을 해야 하는데 고순도, 고효율 의약품을 만들기 위해서는 단백질 정제과정을 반드시 거쳐야 한다. 현재 단백질 의약품 정제기술은 동물세포 같은 생물질을 이용하고 있기 때문에 생산비용이 비싸고 보관이나 재사용이 쉽지 않다는 단점이 있다. 이에 연구팀은 속이 빈 호박모양의 초분자 복합체인 쿠커비투릴과 다다만탄이라는 물질에 주목했다. 쿠커비투릴과 아다만탄 인공합성 분자쌍 사이에는 끈끈이처럼 특정 분자를 인지해 붙게 만드는 성질을 활용한 것이다. 분자 끈끈이 원리를 이용해 항바이러스, 항암제 등으로 사용되는 재조합 단백질 의약품을 고효율, 고순도로 정제할 수 있게 됐다.실제로 이번 기술을 활용해 단일클론 항체, 유방암 치료제인 허셉틴, 분자량이 작은 항바이러스제, 백혈병 치료제 인터페론 알파까지 고순도, 고효율로 정제하는데 성공했다. 생체분자가 아닌 인공분자를 사용하기 때문에 만들기도 편리하고 멸균성, 재사용성이 모두 우수한 것으로 확인됐다. 또 유전공학적 조절과 효소처리를 통해 단백질 의약품의 크기, 종류에 상관없이 정제가 가능한 것으로도 확인됐다. 연구팀은 이번 기술을 활용하면 백신이나 치료제 생산 속도를 높일 수 있을 것으로 기대하고 있다. 김기문 IBS 복잡계자기조립연구단 단장(포스텍 화학과 교수)은 “이번에 개발한 분자 끈끈이는 백신용 단백질처럼 단백질 의약품들의 생산 효율성을 높이는데 도움을 줄 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미량의 조영제(진단용 형광물질)를 흡입하도록 해 폐암 부위와 크기를 정확하게 파악해 외과수술이나 치료에 도움이 될 수 있는 기술을 개발했다. 고려대 의대 구로병원, 카이스트 바이오및뇌공학과 공동연구팀은 간기능검사나 혈관조영술에 사용되는 형광물질을 소량으로 사용해 폐암 병변을 정확하게 탐색해 외과 수술시 절제 부위를 최소화할 수 있는 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘JAMA 외과학’에 실렸다. 세계보건기구(WHO) 통계에 따르면 전 세계적으로 폐암으로 인한 사망자는 연간 약 209만명으로 암 사망자 1위를 차지하고 있다. 다른 암과 마찬가지로 폐암도 조기진단이 중요하다. 이와 함께 암발생 부분만 정밀하게 수술하는 것도 필요하다. 이 때문에 수술 전 형광조영제를 주입한 뒤 수술을 하면서 형광시스템을 이용해 실시간으로 암 병변을 확인하며 절제하는 환자맞춤형 정밀 수술법이 쓰이고 있다. 보통 형광조영제로는 인도시아닌 그린이라는 물질이 쓰이는데 암세포만 표적으로 하는 조영제가 아니기 때문에 정맥주사 방식으로는 암을 탐색하려면 많은 양을 주입해야 하고 이 경우 몸 전체에 퍼지게 되고 암 조직을 확인하기 위해서는 24시간을 기다려야 한다. 이에 연구팀은 혈관 대신 흡입하는 방식을 활용하면 폐에 효과적으로 도달한다는 것을 확인했다. 이렇게 할 경우 정맥주사보다 적은 양이 투입되고 폐포가 파괴된 폐암에서는 형광조영제가 작용하지 않고 정상 폐포에만 작용된다. 어두운 부분이 암세포가 있는 부분이라는 것이다. 실제로 연구팀은 생쥐와 토끼를 이용해 흡입방식으로 형광조영제를 투입할 경우 정맥투여 때보다 2배 이상 선명하게 암세포를 구분해 날 수 있고 사용량도 20분의 1에 불과하다는 것을 확인했다. 현재 쓰이고 있는 방식으로는 형광조영제 주사 이후 폐암병변을 확인하기까지 24시간 정도가 걸리지만 이번 흡입방식으로는 폐암 부위를 확인하는데 10분 정도 밖에 걸리지 않는 것으로 나타났다. 김현구 고려대 의대 교수(흉부외과)는 “이번 기술을 폐암 절제술에 적용할 경우 정상조직을 건드리지 않고 정밀하게 수술이 가능하기 때문에 합병증을 줄이는데 도움이 될 것”이라며 “사람에 대한 실제 임상적용을 위해서는 흡입시 독성 여부에 대한 추가 연구가 필요하다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

더운 여름 한바탕 땀을 흘리거나 외출하고 돌아오면 뱃 속까지 시원하게 만들어주는 아이스크림이나 청량음료 생각이 간절해진다. 청량음료를 지나치게 많이 마시면 치아건강에 악영향을 미친다는 사실은 잘 알려져 있지만 어떻게 치아가 망가지는지 과정은 명확히 알려져 있지 않았다. 이런 가운데 카이스트 신소재공학과, 서울대 의대 치의학대학원, 캐나다 스마일 웰 덴탈병원 공동연구팀은 원자간힘현미경(AFM)을 이용해 청량음료가 치아의 거칠기와 탄성계수 변화를 측정해 치아 건강에 해롭다는 사실을 과학적으로 뒷받침하는데 성공했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 기계공학 및 생체공학 분야 국제학술지 ‘생체공학재료의 기계적 거동’(Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials)에 실렸다. 치아가 손상됐을 때 치료비용도 비싸고 원상복구가 쉽지 않아 옛날부터 치아 건강은 오복(五福) 중 하나로 꼽힌다. 치아는 다양한 구조로 이뤄져 있는데 가장 바깥쪽은 법랑질(에나멜)이라고 한다. 충치는 법랑질이 손상되는 치아질환으로 음식을 쉽게 먹을 수 없게 된다. 이 때문에 법랑질 손상을 예방하기 위해서는 손상원인과 손상과정을 명확히 파악하고 있어야 한다. 연구팀은 법랑질이 청량음료에 노출됐을 때 노출시간에 따라 법랑질 표면이 받는 영향을 AFM으로 분석했다. AFM은 나노미터 수준의 탐침으로 재료 표면의 형태나 상태를 관측하는 장비이다. 연구팀은 사람들이 많이 마시는 콜라, 사이다, 오렌지주스 3종에 치아를 담갔다가 꺼내 부식되는 정도를 나타내는 표면 거칠기와 힘을 가했을 때 변형되는 정도를 나타내는 탄성계수 변화를 시간대별로 측정했다.그 결과 법랑질의 표면 거칠기는 청량음료 처음 노출되기 시작한 뒤 10분이 지났을 때 초기값보다 5배 정도 더 거칠어졌고 탄성계수는 처음 노출후 5분이 지나면 5분의 1로 줄어드는 것이 관찰됐다. 또 치아에 흠집 같은 손상이 있는 경우 치아의 기계적 특성 수치는 빠르게 나빠지고 부식속도도 빨라지는 것이 관찰됐다. 홍승범 카이스트 교수는 “이번 연구는 청량음료가 치아건강에 해롭다는 치의학계 정설을 AFM으로 정밀하게 관찰했다는 점에서 의미가 있다”라며 “실제 치아 부식 과정은 입 속 환경이나 보호막 역할을 하는 침 때문에 이번 연구결과만큼 심각하지 않을 수 있겠지만 청량음료에 장시간 노출될 경우 표면이 거칠어지고 탄성계수 같은 기계적 특성이 좋아지지 않고 치아건강에 전반적으로 악영향을 미칠 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

집 안 정리를 하다보면 병원에서 처방받거나 약국에서 구입한 약이 유통기한이 지난 것을 발견하는 경우가 종종 있다. 이렇게 남은 약들을 무심코 개수대, 하수구에 버리거나 일반 쓰레기봉투에 넣어 버리는 경우가 있는데 이 경우 물이나 토양으로 약물이 스며들어 생태계 교란을 일으킬 가능성이 크다. 원칙적으로 유통기한이 지나거나 먹다 남은 약은 약국에 반납해 폐기해야 하지만 잘 지켜지지 않고 있다. 국내 연구진이 이렇게 버려진 약이 강으로 흘러들어 수돗물로 다시 돌아올 가능성이 있다는 연구결과를 내놨다. 광주과학기술원(GIST) 지구·환경공학부, 부산 수질연구소 공동연구팀은 뇌전증 치료약인 가바펜틴이라는 의약품이 먹는 물 원수에 존재하고 염소로 수처리하는 과정에서 독성을 지닌 부산물로 변환될 수 있다는 가능성을 발견했다고 20일 밝혔다. 이번 연구결과는 환경 및 수질과학 분야 국제학술지 ‘워터 리서치‘에 실렸다. 가바펜틴은 뇌전증 치료제로 널리 사용되는데 국내외 하수나 상수원에서 빈번하게 검출되는 약물로 알려져 있다. 이에 연구팀은 낙동강 유역 하수처리장과 강물, 먹는 물 처리장에서 시료를 채취해 미량의 오염물질을 모니터링 분석했다. 그 결과 연구팀은 낙동강 유역 하수 유출수와 낙동강 물에서 가바펜틴이 광범위하게 검출됐고 낙동강 하류에 위치한 정수장 원수에서도 발견했다. 동시에 정수장에서 염소 수처리 과정에서 가바펜틴이 다른 물질로 변환되는 것도 확인했다. 특히 가정에서 배출되는 생활하수가 가바펜틴의 주요 배출원이라는 것을 연구팀은 처음 확인했다. 또 가바펜틴의 분자가 염소와 빠르게 반응해 다른 물질로 변환된다는 것을 실험실에서 확인했고 가바펜틴-니트릴 부산물이 정수장 물에서도 만들어진다는 것을 확인했다. 그렇지만 가바펜틴-니트릴 부산물이 정수장의 후속공정에서 대부분 제거돼 무해한 수준으로 농도가 낮아진다고 연구팀은 밝혔다. 이윤호 GIST 교수는 “이번 연구는 우리 주변에서 흔히 사용되는 의약품과 인공합성화합물이 수처리공정에서 변환돼 먹는 물 수질에 영향을 미칠 수 있다는 것을 확인한 것에 의미가 있다”라며 “미량으로 존재하는 오염물질이라도 물 속에서 어떻게 이동하고 변환하는지에 대한 후속 연구를 통해 지속적 관리가 필요하다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

많은 부모들이 아이들이 어릴 적에는 전집으로 위인전이나 동화책, 세계문학책을 구입해 억지로 읽히려고 든다. 초등학교 고학년만 되더라도 부모들은 아이들이 책을 읽고 있으면 ‘공부 안하고 책 읽고 있다’며 수학, 영어 등 다른 공부를 하라고 혼내는 경우도 많다. 또 글쓰기 능력이 강조되면서 뒤늦게 글쓰기에 관심을 갖는 성인들도 늘고 있다. 작문 실력 향상을 위한 가장 기본 중 하나는 ‘다독’(多讀), 많이 읽기이다. 성인 독서량은 매년 떨어지고 있는 가운데 글을 잘 쓰고 싶어한다는 모순된 상황이 벌어지고 있는 것이다. 이런 가운데 실험심리학자와 뇌과학자들은 학업성적이나 업무능력 향상을 위해 중요한 것은 다름 아닌 꾸준한 독서와 글쓰기 연습이라는 연구결과를 내놨다. 미국 인디애나대, 펜실베니아주립대, 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA), 시카고 일리노이대, 스탠포드대 공동연구팀은 글쓰기 연습과 독서 습관을 유지하는 것이 학습 성취도와 지속성에 가장 큰 영향을 미친다고 19일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 16일자에 실렸다. 연구팀은 미국 중서부 지역대학에 다니는 1학년에 입학한 남녀학생 1063명을 대상으로 글쓰기와 독서능력을 평가했다. 연구팀은 이들 중 글쓰기와 독서 관련 수업을 듣는 학생과 그렇지 않은 학생들의 학업성적과 학교생활, 일상생활 변화를 3년 동안 장기 추적관찰했다. 연구팀은 특히 흑인계, 라틴계, 미국원주민계, 동양계 학생들의 변화에 주목했다. 관찰 조사 결과 독서와 글쓰기 연습을 한 학생들의 경우 그렇지 않은 학생들보다 학업성적이 11~19% 가량 향상됐고 학업을 중도에 포기하는 경우도 9~10% 가량 줄어든 것으로 확인됐다. 또 독서와 글쓰기 연습을 꾸준히 한 학생들은 지역대학을 졸업하고 주립대학 등으로 진학해 공부를 지속하거나 취업도 쉽게 된 것으로 확인됐다. 메리 머피 인디애나대 교수(사회심리학)는 “요즘 같은 불확실한 시기에 각급 학교에서 학생들의 학업능력을 향상시키기 위해 집중해야 할 부분이 무엇인지를 보여주는 연구”라고 말했다. 머피 교수는 또 “이번 연구는 지역대학생들을 대상으로 한 관찰실험이지만 꾸준한 독서와 글쓰기 연습은 초중고등학교에서도 학업 기초능력을 치워주는 중효한 부분으로 다른 어떤 과목의 학습보다 중요하며 학업성적과 학습태도를 향상시키기 위한 왕도”라며 “성인들의 업무 능력 향상을 위해서 독서와 글쓰기가 중요하다는 것은 너무나도 당연하지만 쉽게 간과되는 부분”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인류가 품은 오랜 수수께끼 가운데 하나는 ‘우주의 나이가 과연 얼마일까’이다. 칠레 아타카마 우주망원경(ACT)으로 빅뱅을 추적해 온 전 세계 과학자들이 해답을 제시했다. 이들이 밝힌 정확한 우주의 나이는 137억 7000만년, 오차 범위는 ±4000만년이다. 미국 프린스턴대학과 네이처닷컴 등에 따르면 프린스턴대 출신을 중심으로 7개국 41개 기관에서 140명의 과학자가 참여한 국제 연구팀은 지난 2013~2016년 ACT로 관측한 연구 결과를 두 편의 논문으로 정리해 온라인 저널 ‘아카이브’(arXiv.org)를 통해 발표했다. 빅뱅의 잔상이라고 할 수 있는 우주마이크로파배경(CMB)은 빅뱅 뒤 38만년이 흘러 우주의 온도가 충분히 내려가면서 광자(빛)의 운동을 방해하던 자유전자가 수소나 헬륨 원자핵에 붙잡혀 퍼지게 된 가장 오래된 빛이다. 우주의 관점으로 볼 때 38만년은 그야말로 찰나에 불과한 시간이다. CMB는 빅뱅 직후에 생겨난 것이나 다름없다. 앞서 유럽우주국(ESA) 공동연구단은 지난 2009~2013년에 플랑크 위성(2009년 우주배경복사 연구를 위해 ESA가 발사한 위성)이 관측한 자료를 토대로 CMB 복사 지도를 만들었다. 이 지도는 유례없는 정밀도로 CMB 우주론의 표준이 됐다. 칠레 연구팀은 플랑크 위성보다 해상도가 더 높은 ACT를 활용해 CMB 지도 작성에 나섰다. 결과에 따라 기존 CMB 연구에 도전하는 모양새가 될 수 있었지만 둘 간 오차가 0.3%밖에 나지 않아 신뢰도가 더 높아졌다. 이번 연구를 이끈 영국 카디프대학의 우주학자 에르미니아 칼라브리시 박사는 “처음으로 독립적으로 측정된 두 개의 자료를 갖게 됐다. 두 자료의 허블 상수 차이가 0.3%밖에 되지 않아 다행”이라고 했다. 연구팀은 우주팽창률을 보여주는 허블 상수를 67.6㎞/s/Mpc로 제시했다. 지구에서 1메가파섹(Mpc·326만광년) 멀어질 때마다 초당 67.6㎞씩 더 빠르게 팽창한다는 의미다. 이는 ESA의 플랑크 위성 자료로 산출한 값과 거의 일치한다. 류지영 기자 superryu@seoul.co.kr

국내 연구진이 망막변성 환자들이 사용하는 인공망막의 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 찾아냈다. 한국과학기술연구원(KIST) 바이오마이크로시스템연구단, 미국 하버드대 의대 매사추세츠종합병원 공동연구팀은 망막질환의 진행 정도에 따라 인공시각 신경신호 변화 패턴이 달라진다는 것을 확인했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 국제전자전기엔지니어학회에서 발간하는 ‘IEEE 신경계 및 재활공학’이라고 말했다. 망막색소변성, 노인성 황반변성 같은 망막변성질환은 빛을 전기화학적 신경신호로 변환시켜주는 광수용체 세포들이 파괴되면서 실명에 이르게 되는 무서운 질병이다. 특히 고령화 사회가 되면서 노인성 황반변성 환자는 급격히 증가하고 있는 추세이다. 그렇지만 망막변성 질환은 치료약물이 존재하지 않고 망막은 수정체나 각막과 달리 복잡한 신경조직이어서 이식도 불가능하다. 망막의 광수용체 세포 뒤쪽 뇌로 신경신호를 전달하는 신경절 세포는 살아남기 때문에 안구 내에 마이크로전극을 이식해 전기적으로 자극하면 볼 수 있도록 할 수 있다. 인공망막장치는 망막변성질환으로 실명한 환자들의 시력 회복을 위한 유일한 시력회복 방법이다. 그러나 인공안구 이식환자마다 성능이 다르게 나타나는데 원인이 정확히 밝혀지지 않았다.연구팀은 유전자 편집을 통해 사람처럼 망막색소변성으로 시력을 잃은 생쥐를 만들었다. 연구팀은 실명한 생쥐와 정상 생쥐를 대상으로 각 신경세포에 동일한 전기자극을 여러 번 반복했을 때 발생하는 신경신호가 서로 얼마나 비슷한지를 분석했는데 그 결과 정상 망막에서는 신경신호가 매우 비슷해 높은 일관성을 보였지만 망막변성은 진행됨에 따라 일관성에 크게 줄어들고 불규칙해진다는 것이 확인됐다. 임매순 KIST 박사는 “이번 연구는 “좋은 품질의 인공시각을 위해서는 망막변성 진행 정도를 면밀하게 검토해 인공망막장치 이식 대상과 시기를 결정해야 한다는 것을 보여주고 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

에볼라 치료제로 개발된 렘데시비르가 코로나19를 치료하는 데 어느 정도 효과가 있는 것처럼 특정 약물에서 목적 이외의 효과가 확인되는 사례가 가끔 있다. 그런데 최근 미국의 과학자들이 흔히 사후피임약으로 쓰는 약인 미페프리스톤이 진화적으로 크게 다른 두 동물 종의 생식 능력을 빼앗는 대신 수명을 늘리는 효과가 있다는 점을 밝혀내 화제가 되고 있다. 이는 인간을 포함한 다른 동물 종도 수명 연장과 같은 효과를 얻을 수 있으리라는 기대가 모이고 있기 때문이다. 서던캘리포니아대(USC)와 워싱턴대 공동연구진은 주로 유전학 연구에 쓰이는 가장 흔한 실험 모델인 초파리를 대상으로 수명에 영향을 주는 물질을 찾는 연구를 수행하는 동안 미페프리스톤이 짝짓기를 마친 암컷 초파리의 수명을 늘린다는 것을 발견했다. 연구를 이끈 개리 랜디스 박사와 동료 연구자들은 처음에 왜 암컷 초파리 중에서 그것도 짝짓기를 마친 개체에서만 수명 연장 효과가 있는지를 알지 못했다. 그래서 이들 연구자는 미페프리스톤이 이들 초파리에 어떻게 작용하는지를 살폈다. 그 결과, 미페프리스톤은 강력한 밸런서(균형체)로 작용하는 것으로 나타났다. 암컷 초파리는 짝짓기를 통해 수컷으로부터 단백질 분자인 성 펩타이드(SP)를 받아 몸이 생식 모드로 전환되기 시작한다. 하지만 생식 모드로의 전환은 신체 부담이 커 호르몬 균형(특히 유충호르몬)이 크게 변화해 신체 곳곳의 세포에서 염증이 일어나 결과적으로 수명이 짧아진다는 것이 기존 연구에서 확인됐었다. 그런데 미페프리스톤은 수컷 초파리에게서 받은 성 펩타이드의 영향을 없애는 밸런서 능력을 발휘해 암컷의 신체 호르몬 균형을 정상화하는 동시에 신체 변화에 따른 염증도 완화하는 것으로 나타났다. 암컷의 수명이 길어진 것은 미페프리스톤의 강력한 작용으로 생식 모드가 취소됐기 때문이다. 하지만 이 시점에서는 미페프리스톤의 생식 능력을 대가로 한 수명 연장 효과가 초파리에게만 작용할 가능성도 있었다. 따라서 이들 연구자는 미페프리스톤을 초파리와는 유전적으로 크게 다른 예쁜꼬마선충에게도 투여했다. 예쁜꼬마선충은 암수동체의 생물로 만일 미페프리스톤의 수명 연장 효과가 초파리 암컷에게만 효과가 있는 약이면 이들 선충에는 효과가 없었을 것이다. 하지만 미페프리스톤은 이들 선충에게도 효과를 보여 생식 능력을 빼앗는 동시에 수명을 연장해주는 효과를 보인 것이다. 이에 따라 미페프리스톤은 초파리와 예쁜꼬마선충 등 다세포 동물의 생식을 밸런서로 하여금 취소하는 힘이 있으며 그 부산물로 수명 연장 효과를 가져오는 것으로 확인됐다. 다만 인간에게서 임신 초기 사후피임약을 장기간에 걸쳐 복용하고 수명과 비교하는 연구는 지금은 물론 앞으로도 진행할 가능성이 크지 않아 미페프리스톤의 균형 효과가 인간 수명에 어떻게 작용하는지는 알 수 없을지도 모른다. 하지만 미페프리스톤의 효과를 쥐나 원숭이 같은 인간에 더욱더 가까운 동물에게 검증함으로써 인간에 대해서도 수명 연장 효과가 있는지는 가늠할 수 있을 것이다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 노화생물학 저널(Journal of Gerontology: Biological Sciences) 최신호(7월 10일자)에 실렸다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

200년 전 메리 셸리가 쓴 소설 ‘프랑켄슈타인-근대의 프로테메우스’는 스위스 과학자 빅터 프랑켄슈타인 박사가 시체를 이용해 244㎝의 인조인간을 만들어 생명을 불어넣으면서 벌어지는 일을 다루고 있다. 셸리는 전기분해 기술, 자연발생실험 같은 당시 최첨단 과학기술을 소재로 활용했지만 사람과 똑같은 인조인간을 만든다는 생각은 공상에 불과했다. 그렇지만 최근 생물학과 생체공학 기술이 발달하면서 프랑켄슈타인까지는 아니지만 실험실에서 신경세포나 생식세포를 만들고 기능을 상실한 폐를 되살리는 수준에 이르고 있다. 미국 컬럼비아대 의생명공학과, 컬럼비아대 의대, 밴더빌트대 의대, 스티븐슨 기술연구소, 서던캘리포니아대 의대, 스탠퍼드대 의대 공동연구팀은 이식할 수 없을 정도로 손상된 폐를 돼지의 순환계에 연결해 회복시킬 수 있다는 연구 결과를 의생명공학 분야 국제학술지 ‘네이처 메디슨’ 7월 14일자에 발표했다. 폐 손상이 심각해 기능을 잃게 되면 폐 이식을 고려하게 되지만 이식용 장기를 구하기 쉽지 않다. 이식을 위해 기증된 폐는 쉽게 손상돼 70~80%는 폐기되는 것으로 알려졌다. 기계장치를 연결해 이식용 폐의 기능을 되살리는 방법이 있기는 하지만 소생 확률은 낮은 편이다. 이에 연구팀은 이식 불가 판정을 받은 사람의 폐 5개를 기증받아 마취한 돼지의 순환계와 24시간 연결한 뒤 관찰했다. 돼지의 피가 폐로 전달되도록 하고 인공호흡장치를 연결해 산소 공급을 하는 한편 면역거부반응을 막기 위한 면역억제제도 투여했다. 그 결과 적출 뒤 시간이 오래 지나 괴사가 시작돼 상당 부분이 하얗게 변한 폐가 건강한 핑크색을 띠고 정상적으로 산소를 전달하는 등 기능 회복이 관찰됐다. 연구팀은 면역거부반응에 대한 대책을 포함해 추가적인 연구가 필요하지만, 현재 수준만으로도 환자에게 이식하기 충분한 상태에 도달했다고 밝혔다. 또 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립신경질환·뇌졸중연구소(NINDS) 연구팀은 ‘정크 DNA’ 중 하나인 레트로바이러스가 신경 줄기세포의 분화를 좌우하고 신경세포 발달에도 영향을 미친다는 연구 결과를 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 7월 13일자에 발표했다. 레트로바이러스는 네안데르탈인 때 사람의 몸속으로 들어와 유전자처럼 자리 잡고 있는 것으로 알려져 있다. 전체 DNA의 약 8%를 차지하고 있지만 실제로는 바이러스 역할을 못 하는 비활성화된 상태여서 ‘정크 DNA’ 중 하나로 분류되고 있다. 연구팀은 실험실 연구를 통해 레트로바이러스 중 12번, 19번 염색체에 새겨진 HERV-K가 활성화될 경우 루게릭병으로 알려진 근위축측삭경화증이 유발될 수 있다는 것을 확인했다. 연구팀은 건강한 성인남녀에게서 추출한 혈액세포로 인체의 다양한 세포로 분화될 수 있는 유도만능줄기세포를 만든 뒤 신경줄기세포로 분화시켰다. 연구팀은 신경줄기세포 표면에 HERV-K 유전자가 활성화되도록 한 뒤 관찰한 결과 신경세포(뉴런)로 분화되지 못하고 HERV-K 유전자를 억제시키면 줄기세포가 쉽게 뉴런으로 만들어지는 것을 확인했다. 한편 미국 캘리포니아 샌디에이고대(UCSD) 의대 산부인과·재생과학과·비뇨기과·유전체의학연구소, 피츠버그대 의대 여성연구소 공동연구팀은 사람의 정원줄기세포(SSC)를 시험관에서 배양하는 방법을 찾아내 국제학술지 ‘PNAS’ 7월 13일자에 발표했다. SSC는 남성의 고환 내에 존재하는 줄기세포로 일생 증식하면서 일정 수를 유지하면서 일부가 생식세포로 분화돼 정자를 만든다. 분화 기능에 이상이 있으면 남성 불임이나 무정자증이 발생하기 때문에 불임치료를 위해 SSC를 추출해 시험관에서 배양시켜 정자로 분화시키는 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 문제는 정자로 분화하기 전 단계인 SSC조차 체외 배양이 쉽지 않다는 것이다. 연구팀은 ‘단일세포 유전자 발현 분석’이라는 첨단 기술로 인간 SSC의 특성을 파악해 세포분열과 생존에 관여하는 AKT 경로를 억제할 경우 실험실에서 가장 잘 성장시킬 수 있다는 것을 알게 됐다. 연구팀은 고환에서 추출한 30개 이상의 세포 샘플로 실험한 결과 2~4주 동안 안정적으로 SSC를 유지하는 데 성공했다. 연구팀은 이번 연구를 바탕으로 질 좋은 정자로 분화시키는 기술을 개발해 불임 수술에 새로운 지평을 열겠다는 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

과학자는 미술이나 음악 같은 예술 분야도 분석적 시각으로 보게 됩니다. 인문학자나 예술가의 시선으로 보는 과학은 과학 연구자나 일반인이 보는 것과는 다를 것입니다. 이렇듯 서로 다른 시각은 새로운 연구방법이나 학문 분야를 만들게 됩니다. 벨기에 왕립미술관, 겐트대 식물생명공학·생명정보학과, 플랑드르 생명공학연구소(VIB) 시스템생물학센터 공동연구팀은 생물학 분야 국제학술지 ‘트렌드 인 플랜트 사이언스’ 7월 15일자에 독특한 연구 보고서를 발표했습니다. 미술사학자와 식물유전학자로 구성된 연구팀은 예술 작품을 분석해 과일과 야채의 진화를 연구하는 ‘예술유전학’을 만들었다는 것입니다. 생물의 진화 과정을 파악하기 위해서는 보존된 표본에서 유전체를 분석하는 방법이 쓰입니다. 그러나 생물, 특히 과일이나 채소의 진화는 장소와 시기에 따라 다를 뿐만 아니라 모든 시대, 모든 장소의 표본을 갖고 있지 못하기 때문에 진화 과정을 완벽하게 설명하는 것은 쉽지 않습니다. 이에 연구팀은 그림을 통해 지금까지 설명할 수 없었던 비어 있는 고리를 찾겠다는 것입니다. 연구를 이끈 이브 드 스멧 VIB 박사와 다비드 베르가우웬 왕립미술관 교수는 어려서부터 친구였다고 합니다. 이들은 2년 전 함께 여행을 갔다가 미술관에 들렀는데 17세기 벨기에 화가 프란스 스네이데르스의 그림 속 과일을 보고 토론을 시작했는데 그것이 예술유전학의 시작이었다고 합니다. 연구팀은 고대 벽화나 중세, 근대의 그림으로 야채나 과일의 생김새, 색깔, 어디서 그려진 것인지를 분석하고 그림이 그려진 시기와 가까운 때의 표본을 찾아 DNA를 분석해 비교함으로써 식물 진화 과정을 파악한다는 것입니다. 연구자들은 전 세계 박물관 관람객이나 미술 애호가들에게도 과일과 채소 진화의 연결 고리를 찾을 수 있는 그림을 찾아 달라고 요청했습니다. 과일과 채소 진화 연구에 ‘시민과학’을 접목하겠다는 것이지요. 시민과학이란 과학에 관심 있는 비전공자들이 데이터 수집이나 관찰에 참여하도록 해 과학자들의 분석을 돕거나 아직 발견하지 못한 새로운 현상까지 알아내는 행위입니다. 시민 참여는 과학에 대한 관심을 자연스럽게 일으킬 뿐만 아니라 연구 비용을 적게 들이면서 예상치 못했던 연구 결과까지 가져올 수 있다는 장점이 있어 생물, 환경, 천문 분야를 중심으로 확산되고 있습니다. 영국 물리학자, 작가인 찰스 퍼시 스노 경은 1959년 ‘두 문화와 과학혁명’이란 제목의 강의에서 과학과 인문학 간 소통 부재와 단절이 심각하다고 지적했습니다. 1998년 미국 사회생물학자 에드워드 윌슨 교수의 책 ‘통섭’이 나온 이후 국내외에서 두 문화 간 소통은 활발해진 분위기입니다. 실제 외국에서는 과학과 인문학들이 다양한 방식으로 융합 연구되고 있습니다. 국내에서도 공동연구, 융합연구가 활발하다고는 하지만 자세히 들여다보면 기존 연구에 다른 분야 연구자들이 구색 맞추기 식으로 참여하는 수준에 머물러 있는 경우가 많습니다. 과학을 문화로 받아들이고 있는지 경제발전 수단으로만 인식하고 있는지에 따라 나타나는 차이일 겁니다. 국내에서 과학문화 정책은 기껏 과학 유튜버 양성이나 SNS 소통 정도에 머물러 있습니다. 이런 수준으로는 과학을 문화로 자리잡게 하는 것은커녕 두 문화 간 융합연구도 힘들지 않을까 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

국내에 흔한 거저리과(科) 곤충이 분해하기 어려운 플라스틱 성분인 폴리스타이렌을 분해할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 포항공대(포스텍) 화학공학과 차형준 교수 연구팀은 15일 “우리나라에 서식하는 딱정벌레목의 곤충인 산맴돌이 거저리의 유충이 분해가 매우 까다로운 폴리스타이렌을 생분해할 수 있음을 국내 처음으로 발견했다”고 밝혔다. 차 교수와 통합과정 우성욱팀, 안동대 송인택 교수가 참여한 이번 공동연구 결과는 최근 응용 및 환경미생물 분야 권위지인 ‘응용·환경미생물학’ 온라인판에 논문으로 실렸다. 전체 플라스틱 생산량의 6% 정도를 차지하는 폴리스타이렌은 특이한 분자 구조 때문에 분해하기 매우 어려운 것으로 알려졌다. 연구팀은 이 연구에 따라 거저리과나 썩은 나무를 섭식하는 곤충이 폴리스타이렌을 분해할 수 있다는 가능성을 보여준다고 주장했다. 산맴돌이거저리 유충의 장내 균총 내 폴리스타이렌 분해 균주를 이용해 효과적인 분해 기술 개발을 기대할 수도 있다. 차형준 교수는 “플라스틱 분해 박테리아를 이용하면 완전 분해가 어려웠던 폴리스타이렌을 생분해할 수 있어 플라스틱 쓰레기 문제 해결에 이바지할 것”이라고 말했다. 한편 2017년까지 전 지구에서 플라스틱 쓰레기는 83억t 생산됐으나 재활용 비율은 9% 이하다. 포항 김상화 기자 shkim@seoul.co.kr

FDA, 美·獨 합작 2종 패스트트랙 지정佛 “일부 효과 가능, 코로나 종식 역부족” 국내선 내년말 양산 목표 3종 동물실험질본 “안전 중요… 피접종 인력 확보 난제”伊와 백신·치료제 개발 공동연구도 논의“올해 여름까지.”(미국 보건당국) “몇 년은 걸릴 것.”(프랑스 감염병 전문가) 코로나19 장기화 속에서 과연 언제쯤이면 백신을 개발할 수 있을까 관심이 집중되고 있는 가운데 정부와 전문가들 사이에서도 낙관론과 비관론이 엇갈리고 있다. 그런 속에서 우리 방역당국은 대량생산 목표 시점을 내년 연말로 제시했다. 미 CNBC방송에 따르면 도널드 트럼프 정부 고위관계자는 이날 보건복지부가 주재한 행사에서 “정확히 언제부터 백신 재료가 생산될 것이라고 묻는다면 아마도 4∼6주 이후일 것”이라며 “여름이 끝날 즈음에는 활발히 제조하고 있을 것”이라고 말했다. 미국 제약사 화이자와 독일 바이오엔테크가 공동 개발한 코로나19 실험용 백신 2종은 이날 미 식품의약국(FDA)으로부터 패스트트랙 지정을 받으면서 빠른 승인 절차를 거칠 수 있게 됐다. 두 회사는 이달 말부터 최대 3만명을 대상으로 대대적인 임상시험을 거쳐 백신 개발에 성공해 당국의 승인을 받으면 연말까지 1억회 복용분을 제조할 수 있을 것으로 기대한다고 설명했다. 많은 전문가들은 백신 개발은 언제나 시간이 오래 걸린다는 걸 강조한다. AFP통신에 따르면 프랑스 정부 자문위원으로 활동하는 감염병 전문가 아르노 퐁타네 교수는 지난 12일 BFMTV와의 인터뷰에서 “백신을 개발하려면 수년이 걸린다”고 밝혔다. 일부 효과가 있는 백신은 만들 수 있을지 몰라도 코로나19를 종식하기에는 역부족일 것이라는 설명이다. 국내에서는 3대 백신(합성항원 1건, DNA 2건) 핵심 품목을 내년 하반기까지 대량생산하는 게 목표다. 현재는 3건 모두 임상시험 전 동물실험 단계다. 백신 개발을 두고 설왕설래가 이어지자 이날 권준욱 중앙방역대책본부 부본부장은 정례브리핑에서 “전문가마다 이야기가 다르고, 다른 감염병 중에는 백신을 성공적으로 내놓지 못한 경우도 있다”면서 “(국내에서는) 내년이 가기 전에 백신의 안전성과 효과성을 입증하고 대량생산이 시작되는 것을 목표로 하고 있다”고 밝혔다. 그는 또 “백신은 건강한 사람들에게 놓는 것이기 때문에 효과성 이상으로 안전성이 매우 중요하고 전략, 수급, 운송체계, 접종 우선순위, 안전성 모니터링, 접종에 따르는 시간 소요 등 부가적인 과제가 너무 많다”면서 “백신을 개발하더라도 전 국민 중에 일정 수준 이상 면역도를 갖춘 피접종 인력을 확보하는 것이 난제 중의 난제”라고 덧붙였다. 권 본부장은 결국 백신에 대한 섣부른 기대를 경계하고, 거리두기와 마스크 착용 등 방역수칙을 개인적으로 지키는 게 중요하다고 강조했다. 앞으로 질병관리본부는 이탈리아 국립보건연구원과 백신 및 치료제 개발 공동연구를 논의하기 위한 화상회의도 개최할 예정이다. 한편 광주에서는 이날 0시 기준 신규 지역 발생 확진환자가 나오지 않았지만 방역당국은 “(감염의) 마무리 국면으로 보기에는 이른 측면이 있다”고 밝혔다. 이범수 기자 bulse46@seoul.co.kr

경일대 ‘독수리 오형제’가 한자리에 모였다. 대학 내 스마트혁신본부 소속 5대 연구소의 소장 및 연구원, 보직교수 등 관계자들이 13일 한자리에 모여 세미나를 열고 공동연구 및 협업 방안을 함께 모색했다. 경일대는 4차 산업혁명시대를 선도하고 국가와 지역사회의 미래 산업을 이끌 전문 인력 양성을 위해 총장 직속기구로 스마트혁신본부를 설치하고 산하에 △자율주행차융합기술연구소 △스마트팩토리융합연구소 △스마트콘텐츠&미디어연구소 △스마트웰니스융합연구소 △소프트웨어융합연구소 등 5대 연구소를 두고 있다. 이날 열린 ‘5대 연구소 공동 세미나’에는 연구소장을 비롯해 연구원, 관계자 20여 명이 참석한 가운데 각 연구소의 연구현황과 사업계획을 발표하고 공동연구 및 협업방안에 관해 토의하는 시간을 이어갔다. 소프트웨어융합연구소(소장 윤은준 컴퓨터사이언스학부 교수)는 인공지능·게임·블록체인·지능형로봇·자율주행차 분야의 소프트웨어 중심 연구와 경일대의 4차 산업혁명 맞춤형 교육과정인 ‘바이맥’ 지원에 관해 발표했다. 스마트웰니스융합연구소(소장 박재영 스포츠학과 교수)는 빅데이터를 활용한 스포츠마케팅과 노화지연 및 비만 운동프로그램 개발에 집중하고 있으며 경일대 야구부와 축구부의 경기력 향상을 위한 코칭연구도 함께 진행하고 있다고 발표했다. 스마트팩토리융합연구소(소장 최재운 컴퓨터사이언스학부 교수)는 스마트 팩토리를 도입한 아디다스의 리쇼어링 사례를 소개하며, 기업의 실제 데이터를 활용한 학생교육과 지역기업의 스마트 팩토리 도입을 위한 컨설팅 방안에 대해 설명했다. 자율주행차융합기술연구소(소장 유병용 스마트모빌리티학과 교수)는 국내 최초 자율주행 셔틀버스 임시면허 취득, 대구국제미래자동차엑스포 참가, 학부생 지원대상 자율주행기술 역량 강화 등의 연구소 실적을 소개하고 자율주행 핵심기술 확보, 경상북도 등 지자체와의 자율주행 셔틀 개발 계획 등에 대해 발표했다. 마지막 발표에 나선 스마트콘텐츠&미디어연구소(소장 김호권 만화애니메이션학과 교수)는 5G 플랫폼에 최적화된 실감형 콘텐츠와 IoT 관련 연구개발이라는 연구소 비전을 소개하면서 현재 진행 중인 국책사업과 앱 개발현황에 대해 설명했다. 김현우 스마트혁신본부장은 “경일대 5대 스마트혁신연구소는 4차 산업혁명시대를 이끌 대학과 지역사회의 브레인”이라며 “연구소 간의 활발한 정보교류와 협업을 통해 스마트혁신의 모범사례를 만들자”고 제안했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

국내 연구진이 화학물질 누출사고에 빠르고 효과적으로 대응할 수 있는 물질과 기술을 개발했다. 한국화학연구원 화학안전연구센터, 연세대 화공생명공학과 공동연구팀은 화학물질 누출사고가 발생했을 때 사고 발생지점에서 멀리 떨어져 살포기로 물대포 쏘듯 분사해 안전하고 효과적으로 대응할 수 있는 ‘유해오염물질 제거용 중화제 제조기술’을 개발하고 중소기업에 기술을 이전했다고 14일 밝혔다. 이번에 개발된 기술은 환경화학 분야 국제학술지 ‘케모스피어’에 실렸다. 중화제는 화학 관련 사고시 누출된 산성이나 염기성 화학물질을 중성(pH7) 상태로 중화시켜 제거할 수 있도록 만들어주는 물질이다. 이전에도 중화제가 있었지만 분말형태로 돼 있어 먼 거리에서 살포가 쉽지 않고 중화되는 과정에서 열이 떨어지지 않는다는 단점이 있었다. 이번에 개발된 중화제는 작은 알갱이인 과립형으로 사고 발생지점에서 멀리 떨어진 곳에서 살포기로 물대포 쏘듯 분사할 수 있다. 실제로 15m 떨어진 곳에서 25㎡ 넓이의 표적에 기존 분말형 중화제는 적중률이 10%에 불과했지만 과립형 중화제의 적중률은 80%에 달했다. 또 95% 농도의 황산이 누출된 조건에서 과립형 중화제를 투입하면 1시간 뒤 95%가 중성으로 중화됐고 중화열도 60도 이하로 낮아졌다. 기존 분말 중화제는 중화열이 180도에 달해 소방대원들이 중화 처리 후에도 사고지점으로 접근할 수가 없었다. 중화열이 기존 중화제보다 3분의 1 수준인 것은 중화반응에서 발생하는 발열반응이 서서히 나타나기 때문이라고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 컴퓨터 가상실험으로 최적의 중화제를 찾은 결과 염산, 질산, 황산, 불산 같은 산성일 때는 탄산수소나트륨(베이킹소다), 암모니아 같은 염기성 물질에는 황산알루미늄수화물(명반)을 사용할 수 있도록 했다. 연구팀은 또 화학물질이 산인지 염기인지 모를 때 사용하는 중화지시약도 개발했다. 연구를 이끈 유병환 박사는 “이번에 개발한 기술은 누출된 화학물질이 산성인지 염기성인지 알 수 없을 때 지시약 기능의 알갱이 물질을 살포해 산, 염기 여부를 확인한 뒤 중화제를 곧바로 살포해 신속한 초동대응을 할 수 있게 해준다”라며 “사고수습의 골든아워를 확보해 피해를 최소화할 수 있게 도와줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr