국내 연구진이 일상 생활의 모든 사물을 연결하는 사물인터넷(IoT) 서비스를 제공하는 핵심 기술을 개발했다. 카이스트 전기및전자공학부, 한국뉴욕주립대 컴퓨터과학과 공동연구팀은 후방산란이라는 기술을 이용해 사물인터넷에 전원 없이 연결될 수 있는 기술을 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 지난 6월 캐나다 토론토에서 열린 모바일 컴퓨팅 분야에서 권위있는 국제학술대회 ‘ACM 모비시스 2020’에서 발표됐다. 사물인터넷은 각종 사물이 센서와 통신기기를 통해 서로 연결돼 양방향으로 소통할 수 있는 서비스 기술이다. 5G 네트워크 핵심구성요소 중 하나인 사물인터넷은 다양한 IoT 기기들이 연결돼야만 다양한 서비스가 제공되는 구조이다. 이 때문에 IoT 기기를 인터넷에 연결하기 위해서는 게이트웨이라는 다수의 무선 송수신 장치를 장착하고 있는 기기가 꼭 필요하다. 문제는 블루투스 같은 무선 송수신 장치에서 발생하는 전력소모량이 크다. 연구팀이 활용한 후방산란 기술은 무선신호를 직접 만들어내지 않고 공중에 떠다니는 신호를 반사해 정보를 전달하는 방식으로 무선신호를 만들어 내는데 전력을 소모하지 않아 무전원에 가깝게 초저전력으로 통신을 가능케 하는 기술이다. 연구팀은 후방산란 기술을 활용해 사물인터넷 기기들이 주요 사용하는 저전력 무선망 기술이나 저전력 블루투스 기술 통신 규격을 따르는 무선 신호를 반사해 와이파이 신호로 변조시키는 기술을 개발했다. 연구팀이 개발한 기술은 후방산란 기술로 에너지 수확을 통해 무전원으로 동작할 수 있어 설치비용과 유지보수 비용을 크게 줄일 수 있다. 정진환 카이스트 연구원은 “이번 기술은 값비싸고 전력소모량이 큰 기존의 사물인터넷 게이트웨이 한계를 초전력 통신기술들을 활용해 상용 IoT 기기들이 적은 비용으로 와이파이를 통해 인터넷에 연결될 수 있다는 점을 확인한 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 하버드대의 비교심리학자 아이린 페퍼버그 박사가 기르고 있는 그리핀(Griffin·22)이라는 이름의 회색앵무는 돌멩이를 보여주고 ‘이게 뭐야?’라고 물으면 “돌”(Rock)이라고 답할 뿐만 아니라 개수까지도 정확하게 맞출 만큼 지능이 높아 천재 앵무새로 불린다. 그런데 최근 이 대학에서 시행한 한 기억력 검사에서 이 천재 앵무새가 하버드대생들에게 웃도는 높은 점수를 기록한 것으로 전해졌다. 하버드대의 대학신문인 ‘하버드 가제트’에 따르면, 하버드대 등 공동연구진이 그리핀의 인지 능력이 얼마나 되는지를 알아보기 위해 그리핀 외에도 하버드대생 21명과 6~8세 어린이 21명을 대상으로 시각 작업 기억을 검증할 수 있는 셸 게임을 시행했다.셸 게임은 먼저 준비해둔 색상이 다른 털실방울인 폼폼의 위치를 기억하게 하고 그 위에 컵을 덮어 보이지 않는 상태에서 섞기를 한다. 참가자는 어느 색의 폼폼이 어느 위치로 이동했는지를 기억해야 한다. 이는 어찌 보면 컵 3개를 가지고 그 밑에 구슬 같은 작은 물건을 숨겨서 이리저리 섞는 '야바위'로 흔히 부르는 놀음과 비슷해 보인다. 하지만 이 게임은 컵 4개에 각각 폼폼을 2개나 3개 또는 4개라는 3가지 패턴으로 숨기고 1회 섞기에 2개의 컵을 교체한다. 섞기 횟수는 0~4회로 5가지이고 지정한 색을 가진 폼폼의 위치를 손가락으로 가리켜 맞히면 성공이다. 다만 그리핀의 경우 부리로 가리킨다. 이런 방식으로 그리핀과 하버드대생들은 각각 총 120회, 6~8세 어린이들은 총 36회의 게임을 수행했다. 셸 게임은 보이지 않게 된 사물을 기억하며 위치 변화라는 새로운 정보에 직면해도 대처할 수 있는지를 검증하는 것이다. 이 인지 기능은 시각 작업 기억으로도 알려져 있으며 지적 활동에 있어 중요한 기반 중 하나다.검사 결과, 그리핀은 놀라운 시각 작업 기억력을 지닌 것으로 나타났다. 그리핀은 6~8세 어린이들의 점수를 모든 면에서 앞섰고, 하버드대생들에 대해서도 대부분 회차에서 같거나 그 이상의 점수를 기록했다.폼폼이 2개인 경우 그리핀은 단 한 번도 실수하지 않았고 3개인 경우 단 2차례를 제외한 나머지 횟수 모두 성공했다. 다만 폼폼이 4개가 되자 섞기 횟수를 2회 이상했을 때 점수가 급격히 떨어졌다. 그런데도 대부분 조건에서 그리핀이 1위에 올라 조류의 뇌 크기로는 생각할 수 없는 놀라운 점수를 받은 것이다. 종합적으로 평가하면 그리핀의 지능은 일반적이 4세 어린이를 웃돌아 6~8세 어린이와 같은 것으로 나타났다.시각 작업 기억은 높은 지능을 지닌 생물들에 필수적인 능력이다. 눈에는 보이지 않는 머릿속 이미지를 제어하는 힘은 이런 시각 작업 기억에 의한 것으로, 외부의 시각 정보를 도입해 기억하고 그것을 자유자재로 제어하는 기능을 가능하게 한다. 이는 상상이나 공상 또는 망상이라고도 불리는 능력이다. 인류가 지구상에서 정점에 서게 된 것은 무엇보다 상상력이 압도적으로 뛰어났기 때문이다. 셸 게임의 난도가 높아지면서 그리핀의 점수가 급격히 떨어진 것과 달리 하버드대생들의 점수가 비교적 안정적이었던 이유는 사람 특유의 시각 작업 기억 수준이 높기 때문일지도 모른다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports) 최근호(5월6일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

체내 인슐린 분비량이 부족하거나 정상적인 기능이 이뤄지지 않는 대사질환인 당뇨는 혈중 포도당 농도가 높은 것이 특징이다. 먹을 것이 풍족하지 않던 1970년대까지만 해도 당뇨환자는 주변에서 찾아보기 힘들 정도였으며 성인당뇨라고 하는 2형당뇨 환자들 대부분은 노년층이 많았다. 그렇지만 최근에는 먹을거리는 풍부하고 활동량이 줄어들면서 2형 당뇨 환자는 점점 늘고 있으며 연령대도 낮아지고 있는 추세이다. 적게 먹고 많이 움직이는 것이 당뇨 예방에 최선이지만 어떤 음식을 먹느냐도 당뇨의 예방과 치료과정에서 중요한 요소이다. 과일이 몸에 좋기는 하지만 자체 당분이 높아 지나치게 섭취하는 것은 좋지 않다는 지적도 있지만 국제공동연구팀이 당뇨 예방을 위해서는 과일과 통곡물, 야채를 배불리 먹는 것이 중요하다는 연구결과 2편이 영국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘BMJ’ 9일자에 나란히 실렸다. 우선 영국 케임브리지대 의대, 중국 서호대 생명과학부를 비롯해 영국, 중국, 노르웨이, 네덜란드, 스페인, 독일, 프랑스, 스웨덴, 룩셈부르크, 이탈리아, 덴마크 11개국 41개 연구기관이 참여한 국제공동연구팀은 비타민C 섭취량과 카로티노이드의 혈중 수치, 당뇨발생의 상호관계를 분석했다. 연구팀은 유럽 8개국을 대상으로 실시한 ‘유럽 암 및 영양 조사’연구에 참여한 34만 234명 중 2형 당뇨를 앓고 있는 성인 9754명과 건강한 일반인 1만 3662명을 대상으로 식습관, 생활습관과 생화학적 혈액검사 결과를 분석했다. 특히 혈액 내 비타민C와 카로티노이드 수치에 주목했는데 이는 식습관 설문지보다 평소 과일과 야채 섭취 정도를 보여주는 정확한 척도이다. 분석 결과 평소 야채와 과일을 규칙적으로 많이 섭취하는 사람들이 당뇨 발병 확률이 낮아지는 것으로 확인됐다. 과일과 야채 섭추량이 66g 증가할 때마다 2형 당뇨병 발병 위험은 25% 낮아지는 것으로 조사됐으며 혈중 비타민C와 카로티노이드 수치가 높은 상위 20%의 사람은 그렇지 않은 사람들보다 당뇨발병 위험이 절반 가까이 낮은 것으로 확인됐다. 또 미국 하버드대 보건대 영양학과, 역학과, 생물통계학과, 브리검여성병원 네트워크의학교실, 예방의학교실 공동연구팀은 통곡물 섭취량과 2형 당뇨 발생에 대한 분석을 실시했다. 연구팀은 미국 내에서 실시된 간호사 건강연구(1984~2014), 간호사 건강연구Ⅱ(1991~2017), 건강전문가 추적연구(1986~2016)에 참여한 참가자 중 2형 당뇨, 심혈관질환, 암 등에 걸린 적이 없는 여성 15만 8259명과 남성 3만 6525명을 대상으로 통곡물 섭취량과 2형 당뇨병 발병 확률을 분석했다. 그 결과 통곡물 섭취량이 많은 상위 조사대상자는 섭취량이 가장 적은 사람들보다 2형 당뇨 발생 확률이 29% 낮은 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 통곡물 섭취 효과가 나타나기 위해서는 하루에 1번 이상, 최소 1주일에 2회 이상 섭취하는 것이 12~21% 정도 당뇨 발병 가능성을 낮춘다고 밝혔다. 간디 포로우이 영국 케임브리지대 의대 교수(공중보건학·영양역학)는 “두 연구 모두 과일, 야채, 통곡물 식품이 2형 당뇨병에 걸릴 위험을 낮춰줄 뿐만 아닐 이 식품들의 섭취가 권장섭취량을 넘어 과하더라도 문제가 없음을 보여주고 있다”라며 “과일, 통곡물, 야채 섭취에 있어서는 과유불급이라는 말이 통하지 않는다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19 대확산이 6개월 넘게 지속되고 있는 가운데 미국과 브라질 등의 지역에서는 ‘2차 재확산’이라고 할 정도로 다시 확진자 숫자가 폭증하고 있는 상황이다. 코로나19로 인한 경제침체와 피로감 때문에 많은 나라들이 사회적 거리두기를 완화시키고 있어 재확산 속도가 이전보다 훨씬 빨라졌다는 지적도 나오고 있다. 경기침체나 산업분야의 위축 같은 문제들이 심각하다고 말들은 하지만 실제 어떤 영향을 받았는지에 대해서는 지금까지 연구결과가 없었다. 그런데 호주 시드니대 물리학부, 복잡계센터, 경영학부, 퀸즈랜드대 경영학부, 뉴사우스웨일즈 시드니대 토목환경공학부, 보건빅데이터연구센터, 영국 에딘버러 네이피어대, 인도네시아 재무부 재정정책국, 일본 통합지구환경학연구소, 국립환경학부연구소, 에콰도르 야차이공대 지구에너지환경학부, 미국 듀크대 환경학부, 중국 베이징사범대 통계학부 공동연구팀은 코로나19로 인한 사회적, 경제적, 환경적 영향을 계량화하는데 성공했다. 이 같은 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 10일자에 실렸다. 연구팀은 올초부터 지난 5월 22일까지 각국 정부에서 내놓고 있는 통계지표와 경제지표 등을 정밀분석했다. 그 결과 코로나19로 인해 가장 심각한 사회, 경제적 직격탄을 맞은 곳은 G2라고 불리는 미국과 중국으로 나타났으며 산업분야로는 항공운송과 관광분야는 치명적 타격을 받은 것으로 나타났다.실제로 코로나19 대확산으로 전년도에 비해 전 세계적으로 3조 8000억 달러(약 4574조 4400억 원) 규모의 소비 감소가 발생했으며 정규직 인력만 1억 4700만명이 실업상태에 놓이면서 2조 1000억달러(약 2530조 9200억원)의 임금감소로 이어졌다. 반면 온실가스 배출량은 사상 최대 규모인 2.5Gt(기가톤)의 온실가스 배출 감소가 이뤄지면서 이전에 세계 각국이 시도했던 온실가스 감축량보다 많았던 것으로도 확인됐다. 연구팀은 시간이 지날수록 세계경제에 대한 각종 경기지표는 기하급수적으로 하락할 것이라고 밝히기도 했다. 이 때문에 코로나19 확산을 빠른 시일 내에 차단하지 못할 경우 크고 작은 경제적 분쟁이 촉발될 수 있다고 연구팀은 지적했다. 반면 초미세먼지라고 불리는 PM2.5는 0.6Mt(메가톤)이 줄어 지난해 발생량보다 3.8% 줄었고 화석연료와 자동차 연소로 인한 산화질소, 이산화황 배출량도 줄었는데 질소산화물의 경우 이전보다 2.9% 감소한 5.1Mt이 적게 배출된 것으로 확인됐다. 이번 연구에 참여한 아루니마 말릭 호주 시드니대 교수(통계분석)는 “코로나19로 인해 20세기 초 대공황 이후 최악의 경제적 충격을 경험하는 동시에 산업혁명 이후 화석연료를 사용한 이래 온실가스 배출량이 단시간에 가장 많이 줄었다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

오늘날 기계적 측량 기술로는 언제 어디서 지진이 일어날지 정확히 예측할 수 없다. 전문가 중에는 지진 발생을 정확히 예측할 수 있다고 생각하는 것 자체가 잘못이라고 말하는 이도 있다. 그렇지만 아주 오래전부터 지금까지 큰 지진이 일어나기 전 동물들이 이상하게 행동하는 모습이 목격돼 왔다. 그중 가장 오래된 기록은 기원전 373년 그리스에서 나온 것으로 대지진 발생 며칠 전부터 쥐와 족제비, 뱀 그리고 지네 등 동물이 도망쳤다는 것이다.또 서기 79년 베수비오 화산 폭발로 잿더미에 묻혀 사라진 이탈리아 고대 도시 폼페이의 유적지에서 발견된 한 그림에는 화산 폭발이나 대지진의 전조 증상으로 안절부절못하는 새 두 마리와 흥분해서 날뛰는 뱀 한 마리 그리고 맹렬하게 짖어대는 개 한 마리가 그려져 있다. 사실 큰 지진이 일어나기 전 이처럼 매우 공격적이거나 겁에 질린 개의 모습은 꾸준히 목격돼 왔다. 예를 들어 1783년 이탈리아 메시나 대지진의 여진과 관련해 개들이 너무 집중적으로 짖어대서 당국이 살처분 명령까지 내렸었다.뿐만 아니라 1960~70년대 중국의 지진 대책 기간 대중적인 지진 전조 현상으로 동물의 이상 행동이 사진으로 기록됐다. 이 중 1976년 발생한 탕산 대지진에서는 동물의 이상 행동이 2000건 이상 보고됐고 그중에는 맹렬하게 짖는 개와 전선을 타고 달아나는 쥐의 모습이 사진으로 포착되기도 했었다. 이에 따라 독일 막스플랑크 동물행동연구소와 콘스탄츠대 집단행동고등연구센터 공동연구진은 국제 협력 프로젝트를 통해 소와 양 그리고 개가 실제로 지진 발생 전 초기 징후를 감지할 수 있는지를 과학적으로 조사했다. 그 결과 과학이 이런 초자연 현상을 증명한 것이다. 지진 발생 전 동물의 이상 행동에 대해서는 수많은 보고가 존재하지만, 종종 동물의 이상 행동에 관한 정의가 불분명하고 관찰 기간과 방법 또한 정량화돼 있지 않았다. 따라서 오랫동안 과학자들은 지진과 동물의 관계를 단지 초자연적 현상에 불과하다고만 생각했다. 하지만 막스플랑크 연구소의 마르틴 비켈스키 박사와 동료 연구자들은 동물들에게 지진을 예측하는 능력이 있다고 가정하고 대규모 실험을 진행했다.이들 연구자는 초자연적 현상 정보를 바탕으로 이전에 지진이 일어났을 때 이상 행동을 보였다고 보고된 소 6마리와 양 5마리 그리고 개 2마리를 조사 대상으로 삼았다. 연구자들은 이들 동물의 목걸이에 가속도계를 설치해 지진이 자주 발생하는 지역으로 유명한 이탈리아 북부 지역의 한 농장에서 몇 개월 동안에 걸쳐 관찰 실험을 진행했다. 이 기간 해당 지역에서는 지진이 약 1만8000건 발생했고 그중 리히터 규모 4 이상의 지진도 12회나 있었다. 또 이들은 객관적인 기준을 확립하기 위해 동물들의 밤낮 행동을 바타랑으로 이상 움직임을 정량화해 통계적으로 처리했다.그 결과, 지진 발생 최대 20시간 전 동물들에게서 이상 행동이 기록됐으며 진원지에 가까울수록 이상 행동이 나타나는 시간이 빠른 것으로 나타났다. 이는 과학이 초자연적 현상을 증명한 순간이다.비켈스키 박사는 진원지에 가까울수록 이상 행동이 빨리 나타난 이들 동물의 특성을 이용해 이른바 동물의 육감을 이용한 조기 경보 체계를 고안했다. 공개한 이미지에는 진원지에 가장 가까운 동물은 18시간 전, 10㎞ 떨어진 장소의 동물은 10시간 전, 20㎞ 떨어진 장소의 동물은 2시간 전 이상 행동을 보인 것으로 나와 있다. 비켈스키 박사는 진원지로부터의 거리에 따른 이들 동물의 반응 차이를 이용해 지진이 일어날 때까지 시간을 예측할 수 있다고 보고 실제로 실험도 진행했다. 실험에서는 동물들의 이상 행동이 45분 이상 기록될 경우 경보가 울리도록 설정했다. 그러던 어느 날 실제로 동물들에 의해 경보가 울렸고, 그때부터 3시간이 지난 뒤 작은 지진이 기록된 것이다. 당시 지진의 진원지는 축사 바로 아래였다. 이 실험에서처럼 3시간이라도 일찍 지진 발생을 예측할 수 있다면 피해를 최소화할 수 있을지도 모르는 것이다. 이 연구를 통해 동물들은 진도계에 진동이 실제로 측정되기 전 진동이 아닌 다른 무언가를 느꼈다는 것을 보여준다. 이전 연구에서는 지진 발생 지점에서는 지각이나 지층의 왜곡이 지진 발생 전에도 열(특히 적외선)로 변환돼 동물들이 대지로부터 발생하는 적외선 변화를 느끼고 있을 가능성을 시사했다. 자기장이나 적외선처럼 인간이 느낄 수 없는 감각을 느낄 수 있는 생물은 적지 않다. 만일 연구가 진행돼 동물들이 느끼고 있는 ‘그 무엇’을 기기로 측정할 수만 있으면 지진을 예측하는 날이 다가올지도 모른다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 에솔로지(Ethology) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

적당한 스트레스는 건강에 도움이 된다지만 현대인들 대부분은 과도한 스트레스를 받고 있다고 느끼는 경우가 많다. 스트레스를 적절히 관리하지 않으면 신체적, 정신적 질병에 시달리게 된다. 그렇지만 많은 사람들이 막연하게 ‘요즘 스트레스가 심해’라거나 ‘예전보다 스트레스가 줄었어’라고 말은 하지만 정확히 어느 정도인지를 파악하기는 쉽지 않다. 국내 연구진이 콘택트렌즈를 착용하는 것만으로도 눈물 속 호르몬을 측정해 스트레스 정도를 스마트폰으로 파악할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 연세대 신소재공학과, 화학과, 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단, 명지대 화학공학과, 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학부 공동연구팀은 눈물 속에 있는 스트레스 호르몬을 감지해 정확히 측정해 스마트폰으로 한 눈에 볼 수 있도록 하는 스마트 콘택트렌즈를 개발했다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 10일자에 실렸다. 스트레스 정도를 파악하기 위해서는 스트레스 호르몬인 코티졸 수치를 측정해야 한다. 이전에도 스트레스 호르몬 코티졸 측정 기술이 있기는 했지만 1년에 1~2번 정도 건강검진을 하거나 병원이나 전문 연구소를 찾아야 했다. 또 혈액을 채취해 전기화학 분석법이나 흡광 분석법 같은 방식으로 측정해야 해서 스트레스 지수를 실시간으로 측정할 수 없었다. 연구팀은 ‘꿈의 신소재’라고 불리는 2차원 물질 그래핀을 이용해 투명하고 유연하면서 무선통신이 가능한 코티졸 센서를 만들었다. 또 1차원 전도성 투명물질인 나노와이어를 그물망 구조로 만들어 신축성이 뛰어난 투명전극과 안테나를 만들었다. 연구팀은 초정밀 3D프린팅 기술로 만든 회로로 전극과 안테나, NFC칩 등 각 부품을 연결한 소프트 콘택트렌즈를 제작하는데 성공했다.이렇게 만들어진 소프트 콘택트렌즈를 착용하면 센서가 눈물 속 코티졸 농도에 따른 그래핀의 미세한 저항변화를 읽어내 스트레스 수치를 실시간으로 검출해 내는 원리이다. 이렇게 읽어낸 코티졸 농도는 렌즈 속 NFC칩을 통해 스마트폰으로 무선 전송된다. 렌즈를 착용후 스마트폰을 눈 주위로 가까이 가져가면 스트레스 지수를 스마트폰에 자동으로 전송돼 확인할 수 있게 되는 것이다. 연구팀은 콘택트렌즈를 실제로 착용한 뒤 성능과 안전성을 실험했는데 렌즈가 실제 착용상태에서도 정상 작동할 뿐만 아니라 렌즈에서 발생하는 열과 전자기파가 인체에 무해한 수준이라는 것이 확인됐다. 또 콘택트렌즈를 세척액이나 보관액에 담긴 뒤에도 형태와 기능이 그대로 유지되는 것도 관찰됐다. 박장웅 연세대 신소재공학과 교수(IBS 나노의학연구단 연구위원)는 “이번에 개발한 스마트 콘택트렌즈는 스트레스 수치를 실시간으로 정확하고 간단히 측정해 일상 속에서 스트레스 관리를 할 수 있도록 도울 수 있다는데 의미가 있다”라며 “이번 기술에 적용된 웨어러블 형태의 스마트폰 호환 센서는 모바일 헬스케어 기기의 플랫폼에 사용될 수 있을 뿐만 아니라 다양한 의료기기에 적용될 수 있을 것”이라고 말했다.다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 의과학자들이 유전자가위의 안전성을 높일 수 있는 인공지능 알고리즘을 개발했다. 연세대 의대 약리학교실, BK21연세의과학사업단, 의생명과학부, 연세세브란스아동병원 소아과, 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단, 서울대 전기정보공학부, 연세세브란스아동병원 소아과 공동연구팀은 유전질환의 절반 이상을 차지하는 점돌연변이 교정을 위한 염기교정 유전자가위의 교정효율과 결과를 예측할 수 있는 인공지능(AI) 알고리즘을 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 생명공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’ 7일자에 실렸다. DNA의 가닥을 바꾸는 것이 아니라 특정 염기만 바꿀 수 있는 염기교정 유전자가위는 3세대 유전자가위 기술인 크리스퍼 유전자가위에서 파생된 새로운 형태의 기술이다. 염기교정 유전자 가위는 아데닌(A)을 구아닌(G)으로 바꿀 수 있는 ‘아데닌 염기교정 유전자가위’와 시토신(C)을 티민(T)으로 바꿀 수 있는 ‘시토신 염기교정 유전자가위’가 있다. 최근 개발된 염기교정 유전자가위 기술은 정밀하고 효율이 높지만 교정해야 할 염기가 비슷한 위치에 여러 개 있을 경우 교정 후 단백질 아미노산이 일부 바뀌어 변이가 일어날 수가 있다. 연구팀은 다양한 형태의 염기교정 유전자가위를 만들고 각각의 효율과 정확성에 대한 빅데이터를 확보해 인공지능 딥러닝으로 분석해 ‘염기교정 결과예측 프로그램’을 개발했다. 연구팀은 이 프로그램을 이용해 2만 3479개의 점돌연변이 유전질환 중에 표적염기가 1개이고 교정 효율이 높을 것으로 예상돼 유전자편집을 시도해볼 만한 질환을 분석한 결과 1차적으로 낭포성 섬유증을 포함해 3058개 점돌연변이 유전질환을 선별해냈다. 김형범 연세대 의대 교수(약리학교실)는 “이번 기술을 활용하면 다양한 염기교정 결과물의 빈도를 예측함으로써 안전한 교정이 가능한 유전자가위를 선택할 수 있게 된다”라며 “연구자들에게 1차적으로 선별된 유전자가위와 질환정보를 사전에 제공해 연구방향과 전략을 세우는데도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

경기 성남시는 7일 ‘산단 대개조 계획’의 일환으로 국토교통부에서 공모한 ‘산업단지 상상허브((활성화구역)’ 사업대상지로 경기도에서 유일하게 성남일반산업단지(성남하이테크밸리) 내 대유위니아 그룹 부지가 선정되었다고 밝혔다. ‘산업단지 상상허브’는 도심 노후산단 내 혁신거점 확충을 위해 각종 산업·지원의 기능을 높여 복합개발이 가능하도록 지난 3월 국토부에서 전국 노후산단을 대상으로 공모했고 공모 결과 성남시, 대전시, 부산시 노후산단 각각 1곳이 최종 선정되었다. 성남시는 민간에서 국토부 상상허브 공모에 참여 할 수 있도록 ‘산업단지 상상허브 민간제안 성남시 가이드라인’을 마련하여 민간제안을 지원하였고, 이번 공모에 대유위니아 그룹이 참여하여 선정됨에 따라, 향후 성남하이테크밸리 산업단지 재생계획 변경 및 활성화구역 지정을 통해 선정 내용을 반영할 계획이다. 이번 민간사업대상지에 선정된 대유위니아 그룹은 상대원 500-2번지 1만1000㎡ 부지에 1338억을 투입하여 산업시설로 R&D 연구 및 공동연구시설, 새싹기업을 유치하고, 지원시설로는 주거지원, 보육, 문화복지 및 편의시설들이 들어설 수 있도록 2030년까지 사업을 단계별로 추진할 계획이다. 시 담당자는 “국토부 상상허브 공모에 선정됨에 따라 산단내 기업유치와 기업지원시설 확충으로 성남하이테크밸리의 경쟁력강화사업에 탄력을 받게 되었고 이를 계기로 지역경제 활성화로 이어 질 수 있도록 노력해 나가겠다”고 전했다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

서울특별시의회 동북4구 시의원 연구단체인 ‘사구뭉치’가 지난 6일 도시공간 워크숍 일정으로 경상북도 영주시를 방문했다. 사구뭉치는 전국 최초 공공건축가제도를 도입한 영주시의 공공 건축분야 성과공유를 위해 전문가 강연을 개최하고, 영주시 내 소재한 여러 공공건축물들을 직접 탐방하는 시간을 가졌다. 이번 워크숍에는 사구뭉치 대표인 이상훈 의원(더불어민주당, 강북2)을 포함한 총 11명의 연구단체 소속 의원이 참석했으며, 이외에도 서울시 도시공간개선단 김태형 단장을 비롯해 조준배 전주시 지역재생총괄계획가, 영주시 도시과 관계 공무원이 참여했다. 구뭉치는 첫 일정으로 영주노인복지관에서 ‘영주시 공공건축가제도의 실험과 성과를 현장에서 배운다’라는 주제로 전문가 강연을 개최했다. 사구뭉치 회원들은 강연을 통해 최근 지역사회의 거점장소로서 새롭게 조명받고 있는 공공건축에 대한 이해를 높이고 공공건축가제도를 최초로 도입해 성과를 나타내고 있는 영주시의 사례를 심도있게 살펴봤다. 이날 강연은 영주시 공공건축가를 역임했던 조준배 건축가(현 전주시지역재생총괄계획가)가 직접 맡아서 진행했다. 강연 후 이뤄진 토론에서 송재혁 의원(더불어민주당, 노원6)은 “최근 건물의 외형적 디자인에 대한 관심도가 높아지고 있는 반면 실제 공공건축 당선작들의 준공 이후 모습은 공간 활용이 비효율적인 경우가 많다”며 “외형적 디자인 추구와 함께 한정된 공간을 보다 적극적으로 활용하기 위한 공공건축의 노력이 필요하다”고 말했다. 또한 김창원 의원(더불어민주당, 도봉3)은 “동북4구는 서울시 자치구 중 재정자립도가 가능 낮은 편”이라며 “중앙과 시에서 지원하는 생활SOC 등 공모사업만으로는 재정적 한계가 있는 상황에서 보다 나은 공공건축물을 만들기 위한 대안마련이 필요하다”고 말했다. 이후 이어진 일정에서 사구뭉치는 영주시의 대표적 공공건축물인 노인복지관을 비롯하여 체육컴플렉스, 선비도서관 등을 방문했다. 특히 영주시 노인복지관과 체육컴플렉스 내 복싱훈련장은 높은 공공성을 인정받아 2017년 대한민국 공공건축상 최우수상을 수상한바 있는 건축물이다. 이상훈 의원은 “영주시가 오늘날 이처럼 공공건축 분야에 뛰어난 두각을 드러내고 있는 것은 공공건축가제도를 선제적으로 도입·운용 했기 때문”이라며 “서울시 역시 공공건축 분야에 많은 재정과 행정력을 집중하고 있는 만큼 이번 워크숍을 계기로 서울시 공공건축을 한 단계 더 발전시키는 기회로 삼겠다”고 말했다. 한편 ‘사구뭉치’는 동북4구(성북·강북·도봉·노원) 시의원간 공동연구를 통해 해당 자치구별 현안과 숙원사업을 함께 해결하고 나아가 지역의 상생과 균형발전을 도모하기 위해 설립된 의원연구단체로, 지난해 2월 동북4구 시의원 18명이 뜻을 모아 출범했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

청소년의 상징이자 고민꺼리는 다름 아닌 얼굴 군데군데 올라온 여드름이다. 실제로 여드름은 급격한 호르몬 변화가 발생하는 청소년기에 가장 많이 발생한다. 그렇지만 환경적 요인 때문에 성인 여드름 때문에 고민하는 사람들도 많다. 과학자들이 작은 패치 형태로 열을 발생시켜 여드름 같은 피부 염증을 치료할 수 있는 기술을 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단, 연세대 신소재공학과, 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학부, 이탈리아 밀라노공대 에너지학과 공동연구팀은 나노물질과 첨단 프린팅 기술을 이용해 피부에 부착하면 여드름과 염증을 치료할 수 있는 투명 온열패치를 개발하고 나노과학 분야 국제학술지 ‘나노 레터스’ 8일자에 발표했다. 최근은 대기 환경이 좋지 않아 청소년 뿐만 아니라 성인남녀들도 피부 트러블로 고민하는 일이 많다. 염증성 피부질환들은 피부에 따뜻한 열을 가해 혈액순환과 물질대사를 촉진하는 온열요법으로 개선될 수 있는 것으로 알려져 있다. 온열요법은 피부질환 치료약물이 쉽게 침투될 수 있도록 도와 치료효과를 극대화시킬 수도 있다. 기존에도 온열패치가 개발돼 있지만 구동 모듈과 배터리 등이 별도로 필요해 부피가 커지며서 부착 가능부위가 제한적이고 투명하지 않아 쉽게 눈에 띈다는 문제가 있었다.이에 연구팀은 일반 금속보다 신축성이 좋고 쉽게 녹슬지 않으며 전기적 특성도 우수한 메탈릭 글래스라는 물질과 나노와이어를 이용해 투명전극을 만들었다. 연구팀은 메탈릭 글래스를 1차원 섬유 형태로 만들어 미세한 그물 구조로 제작했고 마이크로미터 단위까지 고해상도로 출력이 가능한 전기수력학적 프린팅 기법으로 은 잉크를 격자무늬로 찍어내 투명 배터리를 완성했다. 이렇게 만들어진 투명 전극과 투명 배터리는 통신회로로 연결돼 무선으로 간단히 충전할 수 있을 뿐만 아니라 충전 패치가 가볍게 누르면 열이 발생하여 언제 어디서든 사용이 가능하다. 연구팀은 이번에 개발한 패치를 피부에 붙이고 1분 정도 열을 가해 피부의 생리학적 변화를 관찰했다. 그 결과 혈류량이 13분 동안 증가하고 보습효과도 1.9배 가량 늘어났다. 연구에 참여한 박장웅 IBS 연구위원(연세대 신소재공학과 교수)은 “이번 연구는 무선 충전이 가능하고 유연할 뿐만 아니라 구성요소 전부가 투명한 온열패치를 처음으로 선보였다는데 의미가 크다”라며 “미용 산업이나 피부과 치료 등에 다양하게 활용될 수 있기 때문에 차세대 웨어러블 기기 플랫폼이 될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국에서 공기 중에 있는 바이러스를 즉시 포집해 죽일 수 있는 공기 필터를 개발해 현재 코로나19 팬데믹(세계적 대유행)과 싸우고 있는 인류에게 도움이 될 것으로 기대된다. 미 휴스턴대가 이끄는 공동연구진은 코로나19를 유발하는 바이러스(SARS-CoV-2)를 즉시 포집해 200℃에 달하는 고온으로 가열해 사멸하는 공기 필터를 만들었다. ‘캐치 앤드 킬’(Catch and Kill)이라는 이름이 붙여진 이 필터는 갤버스턴 국립연구소(GNL)에서 독립적으로 시행한 성능 검사에서 코로나19 바이러스를 1회 통과하는 것만으로 99.8% 죽이는 것으로 확인됐다. 이 필터는 또한 탄저균 바이러스도 99.9% 죽일 수 있었다.이들 연구자는 코로나19 바이러스의 공기 전파가 70℃ 이상의 환경에서 불가능하다는 점에 주목하고 이번 필터를 설계했다. 이에 대해 연구를 주도한 휴스턴대 텍사스초전도연구소 소장이자 물리학과 교수인 지펑 렌 박사는 “이 필터는 코로나19의 확산을 막기 위해 공항과 항공기, 사무실 건물, 학교 그리고 크루즈선에서 유용하게 쓸 수 있다”면서 “바이러스의 확산을 통제하는 데 도움을 주는 이 필터의 능력은 사회에서 매우 유용할 것”이라고 설명했다. 이들 연구자는 코로나19 바이러스가 3시간가량 공기 중에 떠 있을 수 있기에 이 필터는 사람들이 오가는 개방된 공간에서 이들 바이러스를 쉽고 빠르게 제거할 수 있는 최선의 방법이라고 생각한다. 연구진에 따르면, 이 필터는 내부에 니켈 폼이 있어 공기 중 비말 형태로 떠 있는 코로나19 바이러스를 즉시 포집해 내부에 추가한 전기전도성의 와이어로 가열한다. 이는 외부 열원 대신 내부에서 가열하는 전기가열방식을 적용함으로써 필터에서 빠져나오는 열량을 최소화해 에어컨의 부담을 최소한으로 낮췄다. 연구에 참여한 휴스턴대 의대 파이살 치마 박사는 “이 새로운 생물방어 실내 공기보호 기술은 공기 중 코로나19 바이러스의 환경적 매개 전파에 관한 최초의 예방책을 제공한다”면서 “이 필터는 현재의 팬데믹 상황뿐만 아니라 미래 실내 환경에서의 모든 공기 중 생물위협과 싸우는 데 이용할 수 있는 기술의 선두에 설 것”이라고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘머티리얼스 투데이 피직스’(Materials Today Physics) 최신호(7월 7일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

50대 이후에 주로 발병하는 뇌졸중은 대표적인 심혈관질환이다. 뇌혈관이 막히거나 혈액을 공급받지 못해 뇌 부위가 손상되는 뇌졸중은 다양한 후유증을 남기는 질환으로 잘 알려져 있다. 국내 연구팀이 이런 뇌졸중 후유증이 발생하는 원인을 밝혀내 다양한 뇌 질환 치료 방법을 찾는데 도움을 받을 수 있을 것으로 기대되고 있다. 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단, 광주과학기술원(GIST) 의생명공학과, 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 공동연구팀은 뇌졸중이 발생하면 언어장애나 운동능력, 인지능력 저하 같은 후유증이 일어나는 메커니즘을 밝혀냈다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 8일자에 실렸다. 뇌졸중은 손상된 뇌 부위 뿐만 아니라 멀리 떨어져 있는 다른 부위에도 기능적 변화를 일으킨다. 기능해리라고 부르는 이 같은 변화는 뇌신경세포들의 활동성이 낮아지면서 뇌 대사와 기능을 떨어뜨리는 것으로 알려졌지만 정확한 발생 원인은 규명되지 않았다. 연구팀은 앞서 뇌 백질부분에서 뇌졸종우 발생하면 멀리 떨어져 있는 운동을 담당하는 뇌 부위인 운동피질 부분에 초미세 신경변성이 발생한다는 사실을 밝혀낸 바 있다. 연구팀은 신경변성 부위에서 별세포라고 부르는 뇌세포가 다른 신경세포의 활성과 대사를 억제해 기능해리를 일으킨다고 보고 백질부분에 뇌졸중을 유도한 생쥐의 뇌를 관찰했다. 별세포는 뇌에서 가장 많은 수를 차지하는 별모양의 비신경세포로 그 숫자와 크기가 증가하면 주변 신경세포에 여러 영향을 미쳐 파킨슨병, 알츠하이머, 중풍 등 다양한 뇌질환을 일으키는 것으로 알려져 있다.관찰 결과 연구팀은 뇌졸중이 발생한 생쥐의 뇌에는 멀리 떨어져 있는 운동피질에 신경세포의 활성과 대사를 억제시키는 가바라는 신경전달물질이 증가하면서 뇌 기능이 떨어진다는 것을 확인했다. 뇌졸중이 발생하면 별세포가 증가하면서 가바를 과다분비해 주변 신경세포 기능을 저하시키고 결국 기능해리를 일으킨다는 것이다. 또 연구팀은 별세포에서 가바를 생성하는 핵심효소인 마오비를 억제하는 약물을 자체 개발해 적용한 결과 기능해리 현상이 완화된다는 것을 관찰하기도 했다. 이창준 IBS 인지및사회성연구단 단장은 “이번 연구는 뇌졸중 뿐만 아니라 편두통, 뇌종양, 뇌염 같은 다양한 뇌질환에서 나타나는 기능해리 유발 원리를 규명했다는 점에 의미가 크다”라며 “별세포 조절로 다양한 신경학적 뇌질환 치료법 개발에 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

양자역학을 활용해 기존 인공지능(AI) 기술을 뛰어넘는 양자 인공지능 알고리즘이 개발됐다. 독일 사이버네틱스사, 카이스트 전기전자공학부, AI양자컴퓨팅 IT인력양성연구센터, 남아프리카공화국 콰줄루나탈대 화학물리학부, 국립이론물리학연구소 공동연구팀은 기존 인공지능의 성능보다 뛰어난 비선형 양자 기계학습 인공지능 알고리즘을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 네이처 출판그룹에서 발행하는 정보통신분야 국제학술지 ‘양자정보’(npj Quantum Information)에 실렸다. 양자 AI는 양자컴퓨터의 발전과 함께 현재 AI를 앞설 것으로 기대되고 있지만 연산 방법이 달라져 새로운 양자 알고리즘 개발이 필요하다. 연구팀은 학습데이터와 테스트데이터를 양자정보로 만든 뒤 양자 정보의 병렬 연산을 가능케 하는 양자포킹 기술과 간단한 양자 측정기술을 조합해 계산할 수 있는 비선형 커널 기반 양자 알고리즘 시스템을 만들었다. 인공지능 기계학습에서 가장 중요한 것은 주어진 데이터의 특징을 구분해 분류하는 것이다. 문제는 데이터 특징만으로 데이터를 분류하기 쉽지 않다면 새로운 특성을 찾아 분류할 수 있는 비선형 커널 기술이 필요하다. 연구팀은 양자컴퓨팅의 장점을 활용해 기하급수적 계산 효율성을 높이는 양자 기계학습 알고리즘을 개발했다. 연구팀은 실제로 IBM 클라우드 서비스를 통해 실제 양자컴퓨터에서 양자 지도학습을 실제 시연하는데 성공했다. 이준구 카이스트 전기전자공학부 교수는 “이번에 개발한 양자 지도학습 알고리즘은 적은 계산량만으로도 연선이 기능하기 때문에 대규모 계산량이 필요한 현재 인공지능 기술을 추월할 가능성을 제시했다는 점에 있어서 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

초등학교 다니는 아들 녀석이 제 누나랑 놀면서 “라떼는 말이야”라고 말하는 것을 들었다. 달고나 커피를 만들어 보겠다고 난리를 피웠던 적이 있어서 이번에는 카페라떼 만들기에 도전하나 하는 생각을 했다. 그런데 뜬금없는 상황에 자꾸 쓰길래 도대체 무슨 말이냐고 물어봤더니 유튜브 게임방송에서 크리에이터가 하는 말을 따라한 것이란다. 너무 궁금해 인터넷을 찾아봤더니 ‘꼰대’ 같은 윗사람이 아랫사람한테 툭하면 ‘나 때는 말이야’라고 하는 것을 비꼬는 말이란 걸 알게 됐다. 요즘 청년 취업난에 비할 바는 아니겠지만 1990년대 말 외환위기 직격탄을 맞아 취업이 늦어지면서 이제야 근속 20년 된 친구들이 많아져 얼마 전 축하 모임을 가졌다. 중간 관리자 위치에 있는 친구들이다 보니 ‘꼰대’에 대한 토론이 이어졌다. 상사의 말과 행동을 무조건 고깝게 생각하는 태도가 문제라는 의견부터 듣는 사람의 기분을 이해하고 조심할 필요도 있다는 말까지 이야기는 넘쳐났지만 결론 없이 모임은 끝났다. 국립국어원 표준국어대사전에 ‘꼰대’는 ‘은어로 늙은이를 이르는 말, 학생들이 선생님을 이르는 말’로 설명돼 있다. 최근 ‘꼰대인턴’이란 제목의 드라마까지 나오는 등 다양한 매체에서 공공연히 사용되고 있는 것을 보면 이제 더이상 은어로만 받아들일 범위는 넘어선 듯싶다. 꼰대라는 단어에 행위라는 뜻의 접미사 ‘-질’이 붙은 꼰대질은 멘토링이라는 이름으로 포장되는 경우가 많다. 꼰대질은 ‘이 정도는 당연히 할 수 있는 말이거나 행동’이라는 생각에서 비롯되는 경우가 많다. 예전엔 꼰대라고 하면 나이 많은 사람이 대부분이었지만 요즘 ‘젊은 꼰대’들이 늘고 있는 것도 이런 차원일 것이다. 더군다나 ‘내가 해줘야 할 일’이라거나 ‘해도 될 일’이라는 생각은 요즘 사회적 문제가 되는 갑질로 이어지는 경우도 많다. 사실 진정한 멘토링은 자신의 과거를 무용담처럼 얘기하거나 본인의 시각과 생각으로 훈계하는 것이 아니라는 연구 결과가 있다. 지난달 미국 노스웨스턴대 켈로그 경영대와 복잡계연구소, 중국 남방과기대 통계정보과학부, 인도 우다이푸르 경영연구소 정보시스템과학부 공동연구팀은 멘토링이란 책이나 서류에 적혀 있는 내용을 알려 주거나 단순히 일의 방법을 가르쳐 주는 것이 아니라 특별한 상황에 대한 문제 해결 능력을 갖출 수 있는 암묵적 지식을 전수하는 것이라는 연구 결과를 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 발표했다. 이런 연구 결과를 구체적으로 보여 주는 예시도 있다. 로버트 드니로와 앤 해서웨이가 주연한 영화 ‘인턴’이다. 영화에서 오랜 직장생활과 나이를 무기로 풍부한 경험을 갖고 있는 70대 인턴으로 나오는 드니로는 ‘라떼는 말이야’라는 말을 꺼내지 않는다. 젊은 직원들이 어려움을 겪고 있을 때 ‘왼손이 모르게’ 나서서 도와주고 조언을 구해 오면 비로소 함께 고민해 스스로 해결할 수 있도록 해 준다. 18세기 문필가인 프랑스의 조제프 앙투안 투생 디누아르 신부가 쓴 ‘침묵의 기술’에서 한 이야기도 크게 다르지 않다. 연륜은 충분히 존경받을 만한 것이지만 그것이 다른 사람에게 충고할 자격의 당연한 징표는 아니라는 것이다. 최근 중요성이 강조되는 공감은 자신을 기준으로 다른 사람에 대한 충조평판(충고·조언·평가·판단)을 하라는 것이 아니다. 말을 해야 할 때와 침묵해야 할 때를 구분하는 것이 진정한 멘토링이고 공감능력, 소통능력이다. 흔히 지갑을 열고 입을 다물라는 얘기와 다르지 않다. 단 지갑을 열었다는 핑계로 입을 더 많이 열었다간 죽도 밥도 안 되는 상황이라는 것은 알아야겠다. edmondy@seoul.co.kr

영남대가 ‘2020년 기초과학 연구역량 강화사업’에 선정됐다. 교육부와 한국연구재단이 지원하는 ‘기초과학 연구역량 강화사업’은 대학의 R&D 역량을 향상시키고 효율적 연구 생태계를 조성하기 위해 성장 및 고도화에 필요한 연구장비 구축을 지원하고, 연구 분야별로 전문화된 핵심연구지원센터를 조성하여 센터를 중심으로 한 공동연구 활성화를 목적으로 한다. ▲핵심연구지원센터 조성 ▲연구장비 구축 ▲공동연구 활성화 등 3가지 지원 과제별로 대학을 선정해 지원한다. 이 가운데 올해 영남대는 연구장비 구축 지원 과제(연구책임자 남주원 약학부 교수)와 공동연구 활성화 지원 과제(조대원 화학생화학부 교수)에 선정됐다. 영남대는 연구장비 구축 지원 과제로 3억1000만 원의 정부 지원금을 받아 ‘고분해능 액체크로마토그래피 질량분석기’를 2021년 2월까지 구축할 예정이다. 이 연구 장비 구축으로 영남대 천연물 의료소재 핵심연구 지원센터는 정성분석 기능이 보완돼 구조, 성분, 함량 분석이 모두 가능한 종합분석센터로서의 역할을 할 것으로 기대된다. 또한 공동연구 활성화 지원 과제로는 올해부터 2023년 2월까지 총 3억 원을 지원받아 연구활동비와 재료비 등으로 활용할 계획이다. 지난해 영남대 ‘천연물 의료소재 핵심연구지원센터(센터장 남주원)’가 기초과학 연구역량 강화사업에 선정된 바 있으며, 최대 6년(3+3년)간 약 36억 원(연 6억원) 국비를 지원받아 사업을 추진 중이다. 영남대 박용완 산학연구처장은 “지난해 핵심연구지원센터 조성 지원 과제에 선정된데 이어, 올해 연구장비 구축과 공동연구 활성화 지원 과제에 추가 선정됨으로써 기초과학 연구역량 강화사업 추진에 시너지가 날 것으로 기대된다”면서 “연구의 질적 수준 향상은 물론 전문 연구 인력 육성을 위해 대학에서 적극적으로 지원하겠다”고 말했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

미국과 남미를 중심으로 하루 코로나19 확진자 수가 4만~5만명에 이르는 등 2차 대유행이 온 것 아니냐고 할 정도로 다시 무섭게 확산되고 있다. 국내에서도 확진자 수가 증가하고 있어 방역 당국이 바짝 긴장하고 있다. 이런 가운데 최근 확산되고 있는 코로나19 바이러스는 발생 초기보다 전염성이 더욱 강하게 변이됐을 것이라는 연구 결과가 나와 주목을 받고 있다. 베트 코버 미국 로스앨러모스 국립연구소 이론생물·생물물리학부 박사를 중심으로 라호야 면역연구소, 듀크대 의대 등 공동연구팀은 코로나19가 일부 구조가 변형돼 올 초 유행했던 바이러스보다 전염성이 더 강해졌을 것이라고 5일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 3일자에 실렸다. 연구팀은 세포 실험을 통해 코로나19의 스파이크 단백질 중 614번의 변이가 발견됐으며, 이는 감염된 사람의 체내에서 바이러스 양을 늘려 바이러스의 전염력을 강하게 만든다는 연구 결과를 내놨다. 스파이크 단백질은 코로나19가 인체 세포 속으로 침입하는 데 중요한 역할을 하는 물질인데 이번에 발견된 변이는 스파이크 단백질을 더 작게 만들어 인체 세포로 좀더 쉽게 침투할 수 있게 만든다고 연구팀은 설명했다. 연구팀에 따르면 이번 변이는 전파력은 강하지만 독성은 더 강해지지 않고 이전과 비슷한 수준인 것으로 보고 있다. 연구를 이끈 코버 박사는 “이번 발견은 바이러스의 새로운 변이형태가 전염성을 높여 더 위험해졌다는 것을 보여 준다”며 “백신이나 치료제가 나오기 전까지는 마스크를 착용하고 사회적 거리를 유지하는 것이 유일한 대비책”이라고 강조했다. 이번 연구에 대해 앤서니 파우치 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립알레르기·전염병연구소(NIAID) 소장도 “이번 연구에 대해 의학계에서 일부 견해차가 있기는 하지만 코로나19 바이러스가 변이를 일으켜 전염성이 강해졌을 가능성은 크다”고 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나로 인해 3개월 이상 중단됐다가 지난달 20일 다시 열린 도널드 트럼프 미국 대통령의 오클라호마주 털사 유세가 흥행 실패했는데 그 이면에 ‘K팝 팬’이 있었다는 분석들이 있었다. K팝의 인기를 보여주는 대표적인 에피소드라고 할 수 있을 것이다. 실제로 외국에서 한국가요를 K팝이라고 부르며 팬을 자처하는 사람들이 점점 늘고 있다. 이처럼 특정 음악에 팬덤을 형성하는 이유는 뭘까. 데이비드 그린버그 이스라엘 바일란대 음악학과 교수를 중심으로 미국 컬럼비아대 경영대학원, 뉴욕주립대 스토니브룩 캠퍼스, 이스라엘 바일란대 실험심리학과, 영국 케임브리지대 연구자로 구성된 공동연구팀은 사람들이 특정 가수나 그룹을 선호하는 이유는 음악과는 직접적인 연관성이 없는 가수나 그룹이 지향하는 성격(페르소나) 때문이라고 5일 밝혔다. 페르소나는 스위스의 정신분석학자 칼 구스타프 융이 제시한 개념으로 외부로 드러난 일종의 성격과 같은 것을 말한다. 이 같은 연구결과는 심리학 분야 국제학술지 ‘성격 및 사회심리학’ 3일자에 실렸다. 연구팀은 우선 폴 메카트니, 밥 딜런, 엘튼 존, 휘트니 휴스턴, 롤링 스톤스부터 비욘세, 콜드플레이, 마룬5, 테일러 스위프트, 오지 오스본까지 50명의 가수와 그룹을 선정한 뒤 남녀노소 8만명의 팬을 무작위로 뽑아 다양한 변수를 분석했다. 연구팀은 50명의 음악가들 페르소나, 연주할 때나 평소 때의 스타일, 가수들이 연주하거나 노래 부를 때 청중의 반응, 가사에 포함된 의미, 팬이 된 계기 등 다양한 변수를 분석했다. 분석 결과 특정 음악이나 음악가를 선호하게 되는 것은 음악 그 자체 때문이라기보다는 음악가들이 외부로 보여지는 페르소나 때문이라는 사실이 밝혀졌다. 연구팀에 따르면 청중들은 음악가의 페르소나가 자신과 일치한다고 생각될 때 특정 음악가와 음악을 좋아하게 된다고 설명하면서 이를 ‘음악의 자기조화 효과’라고 이름붙였다. 이와 함께 음악을 듣는 사람과 음악가 사이의 성격적 일치성 뿐만 아니라 음악이 표현하고 있는 성별, 나이에 따라서도 음악의 선호여부가 달라지게 된다고 연구팀은 밝혔다. 연구팀은 음악에 대한 팬덤 형성은 음악과 인류의 진화와도 밀접한 관계를 갖고 있다고 설명했다. 과거 음악은 소속 집단 내에서의 결집은 물론 다른 집단과의 협력여부를 결정하는데도 상당한 도움을 줬다는 것이다. 집단이 갖고 있는 음악적 특성이 맞는 집단과는 협력하고 그렇지 않은 집단에 대해서는 협력을 거부하는 식이었다는 설명이다. 연구팀은 이번 연구결과가 음반회사나 음악가들이 관객들에게 어떻게 접근해야 할지를 제시하는 한편 개인이 스트레스 상황에서 자신과 비슷한 성향을 보이는 음악가의 음악이 도움이 될 수 있음을 보여준 것이라고 강조했다. 데이비드 그린버그 교수는 “이번 연구는 음악이 팬들에게 어떻게 자부심을 부여하고 사회적 연대감을 느끼게 해주는지 보여주는 한편 음악적 선호도는 사회적, 심리적, 집단적 역학관계에 따라 달라진다는 것을 제시했다”라고 말했다. 그린버그 교수는 “사회적 분열이 증가하고 있는 요즘 음악이 사람을 하나로 모을 수 있는 공통분모가 될 수 있음을 보여준 것”이라고도 평가했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2000년부터 매년 10월 초 서울 여의도에서는 서울세계불꽃축제가 열린다. 올해는 코로나19 영향으로 열리지 않을 것으로 알려졌지만 축제가 열릴 때는 일대 교통정체는 물론 발디딜틈이 없을 정도의 사람이 몰린다. 불꽃놀이는 축제나 기념일에 빠지지 않고 열린다. 미국은 7월 4일 독립기념일이 되면 곳곳에서 대규모 불꽃놀이가 벌어진다. 중국은 최대명절이라는 춘절이 되면 크고 작은 불꽃놀이가 전국에서 열리면서 그로 인한 미세먼지가 한반도에까지 심각한 영향을 미친다는 분석결과가 몇 년 전 나오기도 했다. 갖가지 화려한 색깔과 모양으로 하늘을 수놓는 불꽃놀이가 눈을 즐겁게 해줄지는 몰라도 호흡기를 비롯해 건강에는 최악의 영향을 미친다는 연구결과가 나왔다. 미국 뉴욕대 의대 환경의학교실, 컬럼비아대 지구관측연구소 공동연구팀은 화약류를 연소시켜 폭발시키는 불꽃놀이는 순간적으로 폭발하면서 각종 독성화학물질과 납, 구리 같은 중금속을 순간적으로 대기 중에 확산시켜 심각한 폐손상을 가져올 수 있다고 2일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 독성학 분야 국제학술지 ‘입자·섬유 독성학’(Particle and Fibre Toxicology Journal) 2일자에 실렸다. 미국에서는 매년 불꽃놀이 때문에 화상을 포함해 손가락이나 팔을 잃거나 시력 손상 같은 물리적 상해를 입어 병원을 찾는 사람이 1만~2만 5000명에 이르는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 미국 내에서 쉽게 구할 수 있는 불꽃놀이 표본 12종을 구해 생쥐와 사람의 폐세포를 이용해 실험했다. 연구팀은 가로, 세로, 높이 각각 1m의 스테인리스 박스(한쪽은 안쪽을 볼 수 있는 투명한 플라스틱) 안에 생쥐와 사람의 폐세포를 넣고 대규모 불꽃놀이를 할 때 발생하는 연기와 비슷한 비율의 화약연기에 20분 정도 노출시켰다. 보통 불꽃의 색깔을 내기 위해 다양한 금속가루를 사용하는데 리튬(빨간색), 나트륨(노란색), 칼륨(보라색), 구리(청록색), 칼슘(주황색), 스트론튬(짙은 빨간색) 등이 대표적이다. 불꽃놀이 때 나오는 연기에는 이들 금속가루에 열이 가해지면서 화학반응을 일으키는 것으로 알려졌다. 연구팀은 생쥐 및 세포실험 결과 화약연기에는 납, 구리와 같은 중금속 농도가 인체에 유해한 수준으로 나타났다고 밝혔다. 또 이들 중금속 입자에 노출될 경우 호흡기, 특히 폐세포의 산화속도가 급속히 증가되는 것이 관찰됐다. 세포 산화가 계속될 경우 세포가 기능을 잃고 손상되거나 괴사하게 된다. 이와 함께 연구팀은 환경보호국(EPA) 대기분석데이터를 바탕으로 매년 대규모 불꽃놀이가 벌어지는 대도시 12곳을 대상으로 1999년부터 2014년까지 대기질을 분석했다. 그 결과 매년 12월 31일과 1월 1일, 7월 4~5일에 대기 중 납, 티타늄, 스트론튬, 구리 등 독성 금속물질의 수치가 극도로 높게 나온 것을 확인했다. 특히 일부 화약에서는 다른 화약보다 인체세포에 미치는 독성의 정도나 중금속 함량이 10배 이상인 것으로 나타났다. 테리 고든 뉴욕대 의대 교수(환경독성학)는 “일반적으로 불꽃놀이라고 하면 화상 같이 폭발로 인한 부상만 생각하는 경우가 많지만 화약류의 연소로 인해 나오는 연기는 더 많은 사람에게 심각한 영향을 미칠 수 있다는 것을 이번 연구에서 보여준 것”이라고 말했다. 고든 교수는 또 “매년 짧은 시간 동안에만 화약연기에 노출된다고 생각하지만 한꺼번에 많은 양이 강도 높게 배출되기 때문에 매일 호흡하는 대기오염물질보다 독성이 훨씬 강하다”고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

환자의 몸속을 어떤 부작용도 없이 자세히 보는 데 활용할 수 있는 거미줄 렌즈가 개발됐다. 대만 담강대와 국립양밍대 공동연구진은 특정 형태의 거미줄을 가지고 머리카락 굵기인 약 40㎛(마이크로미터·1㎛는 100만분의 1m) 크기보다 훨씬 작은 지름 약 2㎛의 거미줄 렌즈를 만드는 데 성공했다고 밝혔다.거미줄 렌즈는 거미가 거미집의 기본 틀을 만들거나 위급 시 급강하할 때 쓰는 이른바 ‘드래그라인 실크’(Dragline silk)라고 하는 거미줄로 만들었다. 이런 거미줄은 거미가 상황에 따라 사용하는 여러 거미줄 가운데서도 가장 질긴 것으로 유명하다.이들 연구자는 집유령거미(학명 Pholcus phalangioides)라는 거미로부터 매끄럽고 균일한 드래그라인 실크를 채취했다. 이후 이 거미줄 섬유에 천연수지를 한 방울 떨어뜨렸다. 거미줄은 인장강도가 매우 높아서 천연수지의 무게도 충분히 견뎌 끊어지지 않았다. 특히 거미줄의 습윤 특성 덕분에 거미줄에 천연수지가 응축하면서 자연스럽게 돔 형태가 됐다. 이를 자외선으로 굳힌 것이 바로 거미줄 렌즈다. 또 연구자들은 거미줄 렌즈가 광학 렌즈로 충분히 사용할 수 있다는 사실을 확인했다. 이들은 거미줄로 만든 렌즈에 레이저 빔을 조사했을 때 렌즈 반대쪽에 아주 작은 제트 꼬리처럼 생긴 국부적인 전기장 증대가 발생하는 현상인 이른바 ‘광 나노제트’(photonic nanojets)가 뚜렷하게 나타나는 것을 확인했다. 이 빔은 생물의학용 기기에 초고화실 이미지를 제공할 수 있다. 따라서 연구진은 이 기술을 자기공명영상(MRI)처럼 환자의 몸속을 관찰하는 새로운 영상 기법으로 활용할 수 있을 것으로 보인다고 기대했다. 거미줄 렌즈에 쓰인 천연 거미줄 섬유는 합성섬유보다 성능이 뛰어나고 체내 세포에 전혀 해를 끼치지 않아 이미 광범위한 의약품에 쓰인다. 또 거미줄 렌즈는 만들 때 자외선으로 굳히는 시기를 늦춤으로써 크기를 조절할 수 있어 다양한 형태의 영상 촬영이 가능한 것으로 전해졌다. 연구 교신저자인 류청양 국립양밍대 교수는 “드래그라인 실크는 고탄성과 고인성(질긴 정도) 그리고 고인장강도 등 주요한 특성이 있기에 흥미로운 천연 소재 중 하나”라면서 “드래그라인 실크는 무게 대비 강도가 강철보다도 강하다”고 설명했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 응용물리저널(Journal of Applied Physics) 최신호(6월 30일자)에 실렸다. 사진=류청양 교수 제공 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

카이스트 생명과학과 이승재 교수와 포스텍 생명과학과 김경태 교수 공동연구팀은 1㎜ 크기의 ‘예쁜꼬마선충’에서 수명 연장을 돕는 장수 유도 단백질 ‘VRK1’의 작동 원리를 밝혀내고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 7월 2일자에 발표했다. 동물 세포에는 에너지가 항상 일정 수준으로 유지될 수 있도록 모니터링하는 ‘AMPK’라는 효소단백질이 있다. 생쥐, 초파리, 예쁜꼬마선충 등에서 AMPK는 수명 연장을 촉진하는 것으로 알려져 있지만 정확한 작동 원리는 밝혀지지 않았다. 연구팀은 VRK1 단백질이 AMPK를 조절해 세포 공장이라고 알려진 미토콘드리아의 전자전달계 기능을 감소시켜 수명을 늘리는 것으로 확인했다. 연구팀은 AMPK를 활용해 대사질환을 치료하고 노화 속도를 늦추는 데 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr