고령화 사회로 빠르게 진입하면서 각종 만성질환과 퇴행성질환이 늘어나고 있다. 특히 관절염은 45세 이상 성인에게서 나타나는 가장 흔한 만성질환으로 알려져 있다. 최근에는 20~30대 젊은 층에서도 관절염으로 고생하는 이들이 나오고 있다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 치료가 쉽지 않은 관절염을 회복시킬 수 있는 유전자를 발견해 주목받고 있다. 가톨릭대 의과대, 서울대, 한국생명공학연구원 공동연구팀은 관절염 회복을 돕는 유전자 3개를 발견했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초의학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 클리니컬 인베스티게이션’에 실렸다. 뼈와 뼈가 만나는 관절부위에 여러 원인으로 손상되거나 염증이 발생하는 관절염은 상태가 악화됐다가 호전되기를 반복하고 치료가 쉽지 않다. 과학계에서는 관절염을 포함해 염증 악화의 원인인 자가면역반응을 억제하는 약물에 대한 연구가 활발하다. 그렇지만 염증 치료제는 정상적인 면역체계에도 손상을 입히는 경우가 발생해 바이러스 감염에 쉽게 노출되는 부작용도 있었다. 연구팀은 류머티스 관절염을 앓은 뒤 자연치유된 생쥐의 관절조직을 채취해 3만개 이상의 유전체를 RNA서열분석해 관절염 증상에 영향을 미치는 85개의 후보 유전자를 선별해 냈다. 이들 후보 유전자를 대상으로 면역학적 실험을 실시한 결과 그동안 관절염과 연관성이 알려지지 않았던 인테그린(Itgb1), 알피에스-3(RPS3), 이와츠(Ywhaz)라는 핵심유전자 3개를 최종 찾아냈다. 이들 3개 유전자는 관절조직과 염증억제에 관여하는 조절T세포라는 면역세포에서 나타나 항염물질을 만들어 내면서 관절염 회복에 관여한다는 것을 연구팀은 확인했다. 이들 3종의 유전자는 병든 면역세포에 작용해 염증성 사이토카인 생성을 억제하고 질병을 자연적으로 회복시키는 것으로 분석됐다. 특히 이와츠 유전자는 류머티스 관절염을 앓는 생쥐 관절에 주사하면 증상과 통증이 눈에 띄게 줄어드는 것으로 확인됐다. 연구팀은 65명의 류머티스 관절염 환자의 소변을 분석한 결과 치료제에 쉽게 반응하는 환자들은 항류머티스 약물을 투여하면 이와츠 농도가 늘어났지만 약물 투여에도 이와츠 농도가 늘어나지 않고 오히려 감소하는 것이 관찰됐다. 이에 연구팀은 이와츠 유전자로 부작용이 적은 치료제를 만들거나 간단한 피검사나 소변검사로 관절염 치료를 미리 예측할 수 있는 바이오마커로 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 김완욱 가톨릭대 의대 교수는 “이번 연구는 관절염이 인체 내에서 어떻게 자연치유될 수 있는지를 보여주는 첫 사례라는 의미가 크다”라며 “관절을 보호하고 회복시키는 핵심적인 자연치유물질을 발굴했을 뿐만 아니라 이번에 발굴된 유전자 중 하나는 간단한 혈액검사나 소변검사를 통해 관절염 회복을 사전에 예측할 수도 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국인 약 1000명을 대상으로 한 유전체(게놈) 빅데이터가 구축됐다. 이번 게놈 빅데이터에 따르면 서양인과 한국인은 3902만개 정도의 유전체가 다른 것이 확인됐다. 울산과학기술원(UNIST) 게놈산업기술센터(KOGIC), 게놈연구재단(GRF) 게놈연구소(PGI), 바이오벤처기업 클리노믹스, 울산대 의대, 울산병원, 영국 케임브리지대, 미국 뉴멕시코대, 뉴멕시코대 통합암센터, 하버드대 의대 공동연구팀은 한국인 1094명의 전장 게놈과 건강검진 정보를 통합 분석한 ‘한국인 1천명 게놈’(Korea1K) 프로젝트 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 28일자에 발표했다. 이번 결과는 한국인의 유전적 다양성을 지도화시키기 위해 2015년부터 시작된 ‘울산 1만명 게놈사업’ 중 첫 번째 성과로 올해 말까지 1만명 게놈 데이터가 추가로 확보될 계획이다. 연구팀에 따르면 2003년 미국과 영국에서 완성된 인간참조표준게놈지도, 흔히 표준게놈이라고 불리는 것과 비교한 결과 3902만 5362개의 변이가 발견됐다. 한국인 1000명의 게놈이 인간표준게놈과 약 4000만개가 차이를 보인다는 설명이다. 특히 이번에 발견된 변이들 중 34.5%는 한국인에게서만 발견되는 독특한 변이라고 연구팀은 밝혔다. 한국인만의 독특한 유전적 변이와 기능, 역할을 잘 설명하기 위해서는 방대한 게놈 빅데이터가 필요하다. 이번에 구축된 게놈데이터 역시 이를 위해 구축된 것으로 특히 한국사람들이 잘 걸리는 암과 관련한 유전적 변이 예측에 유용한 것으로 확인됐다. 연구팀은 기존 한국인 위암 환자의 게놈데이터를 이번에 구축한 게놈 데이터와 기존에 구축된 서양인 중심의 데이터와 비교한 결과 암세포와 관련된 체세포 변이 예측은 Korea1K 데이터가 훨씬 잘 설명해주는 것으로 나타났다.연구팀은 건강검진 때 혈액 검사로 알수 있는 중성지방, 갑상선 호르몬 수치 등 11개 검사 항목이 15개 영역 467개 유전자 변이와 관련있다는 사실도 확인했다. 특히 이 중 4개 영역은 이번에 새롭게 밝혀진 것이며 9개 영역은 기존에 알려진 것보다 높은 상관관계를 갖고 있다는 것을 밝혀내기도 했다. 이번에 구축된 1094명의 바이오 빅데이터 크기는 5MB 크기의 음악파일 2억개 저장이 가능한 1페타바이트(PB)이 이르는 것으로 알려졌다. 또 참여자들의 자발적 동의를 바탕으로 수집된 모든 정보는 익명화 절차를 거쳐 저장됐다. 이번에 발표된 연구결과 중 한국인의 변이빈도는 ‘Korea1K’ 누리집(http://1000genomes.kr/)에서 누구나 열람할 수 있다. 연구 1저자인 전성원 UNIST 생명공학과 연구원은 “기존에 수행됐던 전장 유전체 연관분석(GWAS)들은 한정된 영역에서만 유전변이를 볼 수 있었지만 이번 연구에서는 한국인 게놈 전체를 읽어 모든 부분에서의 변이를 파악할 수 있으며 유전자 연관성도 좀 더 정확하게 파악할 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

장례위원장에 김황식·이낙연 前총리우리나라 근현대사 연구 권위자인 최서면 선생이 26일 숙환으로 별세했다. 92세. 본명이 최중하인 고인은 고 최규하 전 대통령의 사촌동생으로 1928년 강원 원주에서 태어났다. 1949년 연희전문학교(연세대 전신) 정치과를 수료했으며 일본 아시아대 교수, 일본 국제관계공동연구소장, 국제한국연구기관협의회 사무총장, 국제한국연구원장, 국가보훈처 안중근의사유해발굴추진단 자료위원장 등을 지냈다. 고인은 해방 후 김구 선생 노선을 따라 신탁통치 반대운동에 참여했다. 1947년에는 ‘장덕수 암살사건’에 연루돼 무기형을 선고받았으나 1949년 형 집행정지로 풀려났다. 최 선생은 평생에 걸쳐 독도와 안중근 의사 등 한국과 일본에 관련된 다양한 역사 자료를 수집·연구했다. 특히 1969년 일본에서 안중근 의사 옥중 자서전인 ‘안응칠 역사’를 처음으로 발굴했다. 또 이봉창 의사 재판기록을 비롯해 북관대첩비와 안중근 의사 및 추사 김정희의 유묵 등을 찾아내 한국으로 반환하는 데 결정적인 역할을 했다. 일본이 독도를 자국 영토가 아니라고 했음을 보여 주는 다양한 지도와 역사 자료 등도 발굴해 일본의 고유 영토설과 무주지 선점론을 반박하는 데 기여했다. 김황식·이낙연 전 국무총리가 공동위원장을 맡아 최서면박사장례위원회가 꾸려졌고, 장례는 가족 사회장으로 진행된다. 빈소는 서울 서초구 가톨릭대 서울성모병원에 마련됐다. 발인은 28일 오전 8시다. 오세진 기자 5sjin@seoul.co.kr

국내 연구진이 뇌의 도파민 특정 유전자 스위치가 켜지면 약물 중독에 쉽게 빠지게 된다는 사실을 밝혀냈다. 포스텍 생명과학부, 한국뇌연구원, 대구경북과학기술원(DGIST), 미국 마운트시나이 아이칸의대 신경과학과, 존스홉킨스대 심리·뇌과학과, 존스홉킨스대 의대 신경과학연구소 공동연구팀은 코카인 같은 약물 중독에 신경세포의 특정 도파민 수용체가 중요한 역할을 한다고 26일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘생물 정신의학’에 실렸다. 약물 중독은 특정 약물을 강박적으로 찾고 사용하는 행동을 보이는 정신질환으로 치료가 어렵고 오랜 시간이 지난 뒤에도 재발 가능성이 높다. 특히 마약류 같은 중독성 약물은 뇌의 보상회로 속 도파민 농도를 증가시키고 도파민 수용체를 활성화시켜 쉽게 중독을 일으키는 것으로 알려져 있다. 문제는 중독에 유독 쉽게 빠지는 사람이 있는데 이런 현상에 대한 정확한 신경생물학적 메커니즘은 아직 밝혀지지 않은 상태이다. 연구팀은 생쥐들을 이용해 코카인을 스스로 투여할 수 있는 장치에 넣은 뒤 전기생리학적, 광유전학 기법으로 실험을 실시했다. 그 결과 중독에 취약한 생쥐들은 일반 생쥐들과 2909개의 유전자가 차이를 보인다는 사실을 확인했다. 중독 취약 생쥐들은 기분과 감정을 조절하는 영역인 대뇌 보상회로 중격의지핵에 있는 콜린성 뉴런이라는 신경세포에서 ‘DRD2’라는 유전자가 과도하게 발현되는 것으로 관찰됐다. 콜린성 뉴런에서 DRD2가 쉽게 켜지고 발현량도 급증하는 생쥐는 똑같은 코카인에 노출되더라도 쉽게 중독된다는 설명이다. 구자욱 한국뇌연구원 박사는 “이번 연구는 뇌 중격의지핵 신경세포 중 1~2% 정도에 불과한 콜린성 중간뉴런의 도파민 신호전달체계가 중독 행동에 중요한 역할을 한다는 점을 밝혀냈다는데 의미가 크다”라며 “추가 연구를 통해 약물 중독 환자에 대한 새로운 치료전략을 제시할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

당뇨환자들은 매일 혈당 수치를 확인하기 위해 손가락 끝을 바늘로 찔러 혈액을 채취한다. 혈액 한 방울이라고는 하지만 바늘이 피부를 뚫고 들어가는 통증을 매일 겪는 불편함이 있다. 국내 연구진이 혈액 대신 눈물로 간단히 혈당 검사를 할 수 있는 방법을 개발해 주목받고 있다. 정의헌 광주과학기술원(GIST) 의공학과 교수와 이동윤 한양대 생명공학과 교수 공동연구팀은 포도당 농도에 따라 색깔이 달라지는 나노입자를 이용한 혈당 검사 콘택트렌즈 기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’에 실렸다. 현재 당뇨환자들이 사용하는 혈당측정기는 손가락 끝에서 혈액 한 방울로 혈당을 검사하는 방식인데 주사기로 혈액을 뽑는 방법보다 단순하고 간편해졌지만 여전히 바늘을 사용하기 때문에 통증과 바늘에 대한 거부감으로 당뇨 관리가 쉽지 않다는 문제가 있다. 연구팀은 눈물 속 포도당과 혈액 속 포도당 농도는 매우 밀접한 관계가 있다는데 착안했다. 연구팀은 포도당 농도에 따라 가시광선 내 반사광이 달라지는 나노입자와 포도당 산화효소를 이용해 콘택트렌즈를 만들었다. 연구팀은 다양한 농도의 포도당 용액을 만들어 용액과 반응한 콘택트렌즈의 색깔 변화를 분석함으로써 눈물 내 포도당 농도 예측 모델을 만들었다. 연구팀은 당뇨를 유발시킨 생쥐로 이번에 개발한 당뇨 측정 콘택트렌즈를 실험했다. 그 결과 혈액을 채취하지 않고 당뇨 측정 콘택트렌즈만으로도 혈당을 정확하게 예측할 수 있다는 것을 확인했다. 정의헌 GIST 교수는 “이번 연구결과는 주사바늘로 피부를 뚫는 침습적 방법 대신 광학기술로 눈물 속 포도당 농도를 측정해 혈당을 비교적 정확하게 예측함으로써 환자의 불편함을 줄일 수 있게 됐다는데 의미가 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 식품의약국(FDA)이 이달 초 코로나19 치료에 ‘긴급사용’을 승인한 에볼라 치료제 ‘렘데시비르’의 효과를 두고 논란이 계속되고 있다. 미 제약사 길리어드가 에볼라 치료제로 개발한 렘데시비르에 대한 국제 공동연구 결과 치료 효과는 어느 정도 입증됐지만 사망률과 관련해서는 여전히 물음표였다. 24일(한국시간) 국제학술지 ‘뉴잉글랜드저널오브메디슨’(NEJM)에 실린 미 국립보건연구원(NIH) 연구 결과에 따르면면 해당 임상시험에서 렘데시비르는 코로나19 환자의 회복 기간을 15일에서 11일로 약 31% 단축하는 것으로 보고됐다. 사망률은 렘데시비르 투약군이 약 7%, 위약군이 약 12%였다. 이 연구는 NIH 주도로 전 세계 10개국에서 코로나19 환자 1063명을 대상으로 진행했다. NIH 국립알레르기·전염병연구소(NIAID) 연구진은 NEJM에 실린 논문에서 “렘데시비르를 투약한 쪽에서도 사망률이 높았는데 이는 렘데시비르만으로는 코로나19를 치료하기 어렵다는 것을 나타낸다”면서 “앞으로 코로나19 치료 전략은 여러 항바이러스 물질이나 치료법을 조합하는 쪽이어야 한다”고 밝혔다. 이에 비해 NIH 연구에서 한국측 임상시험을 총괄한 오명돈 서울대 감염내과 교수는 치명률보다는 환자 상태를 신속하게 개선한 점을 높이 평가하며 “이제 렘데시비르는 코로나19의 표준 치료제가 될 것”이라고 말했다. 오 교수는 “회복 기간이 15일에서 11일로 줄었다는 건 인공호흡기나 중환자실, 산소와 같은 의료자원이 그만큼 더 많아지는 효과를 낸다”며 “의료시설과 기구가 절실히 필요한 팬데믹 상황에서 매우 의미 있는 결과라고 할 수 있다”고 밝혔다. 그는 “NIH 주도 연구를 통해 렘데시비르가 코로나19 치료제로 인정받게 된 것”이라며 “앞으로 개발되는 코로나19 치료제는 렘데시비르보다 더 월등하거나 최소한 열등하지 않다는 것을 증명해야 할 것”이라고 덧붙였다. 강국진 기자 betulo@seoul.co.kr

2027년까지 청주 오창에 건설되는 다목적 방사광 가속기의 효율적 활용과 파급효과 극대화를 위한 다양한 지원시설이 구축될 전망이다. 23일 충북도에 따르면 현재 구상중인 시설은 6개 정도다. 도는 370억원을 투입해 가속기와 기업들을 연결하는 거점 역할을 할 가속기 활용지원센터 건립을 추진할 예정이다. 이 센터는 현장과 미래의 가속기 수요예측 역할도 하게 된다. 74억원을 들여 가속기 실험을 통해 확보되는 대용량 데이터를 처리하고 분석하는 가속기 DNA센터 건립도 계획에 포함됐다. 숙박시설, 국제회의장, 식당 및 영화관 등으로 구성된 연면적 6000㎡ 규모의 국제관 건립도 추진된다. 국제관 사업비는 210억원이다. 가속기 전문인력 양성과 공동연구 지원 등을 담당하게 될 가속기 전문인력 양성센터와 33만8000㎡에 달하는 가속기 연관 산업단지 조성도 진행될 예정이다. 도는 가속기가 건립되는 오창 테크노폴리스산업단지 잔여부지를 산단 후보지로 잡았다. 도는 계획대로 산단이 조성되면 이곳에 의료, 제약, 반도체, 전기전자, 자동차, 철강 관련 기업 등을 입주시킨다는 계획이다. 과학자들이 모여 사는 사이언스 아카데미 빌리지 조성도 추진된다. 도는 10만㎡ 부지에 100여동을 짓는 것으로 가닥을 잡았다. 사업비는 366억원이다. 입주시기는 2025년 이후가 될 전망이다. 빌리지는 주택과 함께 휴게시설, 레포츠시설, 실험실, 공동연구실 등으로 꾸며진다. 도 관계자는 “도비와 시비로 사업비를 해결하는 것으로 계획을 잡았는데, 정부 공모사업 등을 통해 국비를 확보할수 있는 게 있는지 살펴볼 생각”이라며 “중소기업 빔라인 이용료 지원과 청년 연구자 기초연구 활용 지원 등 모든 지원사업을 합치면 18개에 총 사업비가 3289억원”이라고 설명했다. 가속기는 ‘방사광’이란 빛으로 물질의 미세구조를 관찰하는 초정밀 거대현미경이다. 다양한 분야에서 활용돼 ‘기초과학의 꽃’으로 불린다. 과기부는 2022년 착공해 2027년까지 가속기를 완공한다는 계획이다. 사업비는 국비 8000억원, 지방비 1980억원 등 총 9980억원이다 청주 남인우 기자 niw7263@seoul.co.kr

국내 연구진이 실내조명으로도 무선충전이 가능한 이차전지 시스템을 만들어 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 송현곤(왼쪽) 에너지및화학공학부 교수와 권태혁(오른쪽) 자연과학부 교수 공동연구팀은 실내의 어두운 조명으로도 전기를 만들어 저장할 수 있는 ‘염료감응형 광(光)충전 전지’ 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 빛을 이용해 전기를 생산하는 염료감응 태양전지와 리튬이차전지를 결합시킨 것이다. 이번 연구 결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘에너지와 환경과학’(EES) 20일자 표지논문으로 실렸다. 태양전지 같은 광전지는 빛에 반응하는 물질을 이용해 전기를 만든다. 특히 염료감응 광전지는 작은 빛에도 반응하기 때문에 저조도의 실내조명만으로 전기 생산을 할 수 있다. 하지만 안정적인 전력 공급은 어려워 이차전지를 사용해 전기에너지를 저장하려는 시도가 있었다. 그러나 광전지와 이차전지 간 에너지값의 차이인 ‘에너지 준위’ 때문에 둘을 결합시키기가 쉽지 않았다. 이에 연구팀은 리튬망간산화물 표면에 탄소를 주입한 음극을 사용해 광전지와 이차전지 간 에너지 준위를 맞춰 둘을 결합시키는 데 성공했다. 또 저조도 환경에서도 효과적으로 작동하는 물질을 만들어 매우 적은 빛만으로 전기를 생산할 수 있는 기술을 개발했다. 이번에 개발된 염료감응 광충전 전지는 실내조명만으로도 11.5%라는 높은 에너지 변환과 저장효율을 보였다. 이는 지금까지 나온 염료감응 광충전 전지 중 어두운 저조도 실내조명 환경에서 최고 효율인 것으로 확인됐다. 실제로 연구팀은 광충전 전지 6개를 직렬로 연결해 발광다이오드(LED) 실내조명으로 약 10분간 무선충전한 다음 실제 사용되는 사물인터넷(IoT) 센서를 작동하는 데 성공해 상용화 가능성이 높은 것으로 평가받았다. 권태혁 교수는 “실내조명은 전체 에너지 소비의 10%에 달하는 것으로 알려진 만큼 이번 기술이 에너지 재활용에 상당한 도움을 줄 것”이라며 “이번 기술을 활용하면 태양광은 물론 낮은 조도의 실내조명까지 다양한 광원을 이용해 전기를 만들고 저장할 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

정신없이 바쁜 일상, 뇌에서 받아들이기 어려울 정도로 쏟아져 나오는 각종 정보들로 현대인들은 스트레스 상황에 항상 노출돼 있다. 최근에는 코로나19 사태가 장기화되면서 ‘코로나 블루’(코로나 우울증)를 호소하는 목소리도 많아지고 있다. 스트레스가 심해지면 불안, 우울, 강박 증상 등이 나타나는 경우도 많은데 극심한 스트레스, 특히 외상성 스트레스는 뇌의 구조 자체를 바꿔 공격성을 높이고 분노조절장애에 시달리게 만들 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립정신건강연구소(NIMH), 국립의과학연구소(NIGMS), 국립당뇨·소화기·신장병연구소(NIDDKD), 군의관의과대, 미네소타대 신경행동발달연구센터 공동연구팀은 외상성 스트레스가 공격성을 높이고 분노조절장애를 가져올 수 있다고 21일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌과학분야 국제학술지 ‘저널 오브 뉴로사이언스’ 20일자에 실렸다. 트라우마라고도 부르는 외상성 스트레스는 충격적인 사건이나 자연재해으로 인해 자신이나 타인에 대한 물리적 위협을 경험하거나 목격한 다음 겪게 되는 심리적 외상을 말한다. 많은 사람들이 트라우마는 자신과 상관없는 일로 생각하지만 살다보면 크고 작은 외상성 스트레스를 겪게 된다. 직장이나 학교에서 경험이나 믿고 있던 지인에게서 배신, 가까운 사람의 질병 등 다양한 요인이 트라우마를 남기는 경우가 많다. 외상성 스트레스를 받게 되면 신체적, 심리적 변화가 나타나는데 지금까지는 단순히 충격적인 사건의 후유증 때문으로 인식돼 왔다. 그런데 연구팀은 외상성 스트레스는 감정과 사회적 행동에 관여하는 편도체 자체에 변형을 일으키고 편도체와 뇌의 다른 부위가 연결된 두 개의 통로에 변화를 유발시킨다는 것을 생쥐실험으로 확인했다.연구팀은 수컷 생쥐들을 좁은 공간에 여러 마리를 넣어놓는다든지 음식 주는 시간과 양을 불규칙하게 하는 등 스트레스를 준 뒤 뇌를 관찰했다. 그 결과 스트레스를 받은 생쥐는 그렇지 않은 생쥐에 비해 편도체와 편도체 회로가 달라지고 다른 생쥐들에 대한 공격성이 더 늘어난 것이 확인됐다. 연구팀은 빛을 이용해 뇌 심부를 자극하고 편도체 회로 한 쪽이 활성화되는 것을 억제하고 차단한 결과 공격적인 행동을 줄이는데도 성공했다. 연구팀은 과도한 스트레스로 인해 공격성이 증가하거나 분노조절장애를 겪는 사람에게도 이 같은 뇌심부 자극을 적용해 같은 효과를 얻을 수 있을 것으로 기대하고 있다. 연구를 이끈 NIMH 시냅스발달·가소성연구분과의 제이콥 노드먼 박사는 “이번 연구는 개체들이 견뎌낼 수 있는 수준을 넘어서는 과도한 스트레스는 우울감 뿐만 아니라 공격성까지 자극해 개인적으로나 사회적으로 문제가 될 수 있다는 것을 보여주고 있다”라며 “뇌의 깊은 부분을 자극함으로써 스트레스로 인해 자극되는 뇌 경로를 차단한다면 공격성이나 시도 때도 없이 터져나오는 분노를 줄일 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 실내조명으로도 무선충전이 가능한 이차전지 시스템을 만들어 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 송현곤 에너지및화학공학부 교수와 권태혁 자연과학부 교수 공동연구팀은 실내의 어두운 조명으로도 전기를 만들어 저장할 수 있는 ‘연료감응형 광(光)충전 전지’기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 빛을 이용해 전기를 생산하는 염료감응 태양전지와 리튬이차전지를 결합시킨 것이다. 이번 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘에너지와 환경과학’(EES) 20일자 표지논문으로 실렸다. 태양전지 같은 광전지는 빛에 반응하는 물질을 이용해 전기를 만든다. 특히 염료감응 광전지는 작은 빛에도 반응하기 때문에 저조도의 실내조명만으로도 전기 생산을 할 수 있다. 그렇지만 안정적으로 전력공급이 어려워 이차전지를 사용해 전기에너지를 저장하려는 시도가 있었다. 그렇지만 광전지와 이차전지간 에너지값의 차이인 ‘에너지 준위’ 때문에 둘을 결합시키기가 쉽지 않았다. 이에 연구팀은 리튬망간산화물 표면에 탄소를 주입한 음극을 사용해 광전지와 이차전지간 에너지 준위를 맞춰 둘을 결합시키는데 성공했다. 또 저조도 환경에서도 효과적으로 작동할 수 있는 물질을 개발해 매우 적은 빛만으로도 전기를 만들 수 있는 기술을 개발했다. 이번에 개발된 염료감응 광충전 전지는 실내 조명만으로도 11.5%라는 높은 에너지 변환과 저장효율을 보였다. 이는 지금까지 나온 염료감응 광충전 전지들 중 어두운 저조도 실내조명 환경에서 최고 효율인 것으로 확인됐다.실제로 연구팀은 광충전 전지 6개를 직렬로 연결해 LED 실내조명으로 약 10분 무선충전한 다음 실제 사용되는 사물인터넷(IoT) 센서를 작동하는데 성공해 상용화 가능성이 높은 것으로 평가 받았다. 권태혁 교수는 “실내 조명은 전체 에너지 소비의 10%에 달하는 것으로 알려진 만큼 이번 기술은 에너지 재활용에 상당한 도움을 줄 것”이라며 “이번 기술을 활용하면 태양광은 물론 낮은 조도의 실내조명까지 다양한 광원을 이용해 전기를 만들고 저장할 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘600만불의 사나이’는 1970년대 어린 시절을 보냈던 40~50대의 기억 속에 남아 있는 대표적인 미국 드라마이다. 어린이들이 주인공을 흉내내다가 다치거나 죽는 일이 자주 발생해 사회적 문제가 됐던 미드이기도 하다.미국항공우주국(NASA) 소속 우주비행사 스티브 오스틴 대령이 시험비행 중 추락해 한쪽 눈과 팔, 두 다리를 잃는 중상을 입게 됐는데 과학정보국이라는 곳에서 추진한 첫 번째 사이보그 요원으로 다시 태어나 위험한 임무에 투입되는 내용이다. 주인공이 이식받은 인공 눈은 20배 줌과 열감지기능을 갖추고 있어 독수리처럼 멀리 떨어져 있는 글자를 읽을 수 있는 것은 물론 캄캄한 밤에도 대낮처럼 볼 수 있다. 최근 케이블 채널에서 방영된 드라마 ‘루갈’에서도 첨단 생명공학 기술로 만들어진 인공 눈을 장착한 주인공이 등장한다. 여기에 등장한 인공 안구는 증강현실(AR) 기술이 더해져 데이터베이스에 접속해 각종 정보를 즉시 눈앞에 띄워 주기도 한다. 중국 홍콩과학기술대 전기정보공학과, 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 전기공학 및 컴퓨터과학과, 로렌스 버클리 국립연구소 재료과학분과 공동연구팀은 SF에 등장하는 수준까지는 아니지만 사람의 눈 구조와 유사하면서도 높은 해상도와 시야각을 확보할 수 있는 인공 눈을 개발하고 그 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 21일자에 발표했다. 사람의 눈은 넓은 시야각과 높은 해상도를 갖고 있으며 빛에 매우 민감하게 반응한다는 특징을 갖고 있다. 이는 돔 형태의 망막과 1㎠당 1000만개가 넘는 광수용체 덕분이다. 로봇공학과 생체공학 분야에서 사람의 눈과 비슷한 인공 안구 개발 시도가 성공하지 못하고 있는 이유도 이런 망막의 형태와 복잡한 구조 때문이다. 지금까지 시도된 인공 안구는 환자의 눈에 인공 망막을 심고 이와 연결된 안경으로 망막 신경세포를 자극해 이미지를 볼 수 있게 하는 방식이 많았다. 또 사람의 눈과 비슷한 형태로 만든 것도 있기는 하지만 해상도가 떨어지거나 시야각이 좁고 내구성이 약하다는 문제가 있었다. 연구팀은 태양전지를 만들 때 활용되는 페로브스카이트라는 물질을 이용해 밀도가 높고 가벼울 뿐만 아니라 빛에 민감한 나노와이어로 연결된 반구형 인공 안구를 개발했다. 연구팀이 개발한 인공 눈은 알루미늄으로 만들어진 안구 가운데에 렌즈가 고정돼 수정체를 대신하고 이온성 액체로 채워져 있으며 뒤쪽에는 인공망막이 설치돼 있다. 인공망막에는 광수용체 세포를 모방한 나노와이어가 배열돼 있으며 액체금속선이 신경섬유를 대신하게 되는 것이다. 액체금속선은 인공망막의 나노와이어에서 받은 신호를 뇌로 전송하는 신경섬유를 모방한 것이다.이렇게 만든 인공눈은 알파벳 문자를 정확하게 인식할 수 있음을 연구팀은 확인했다. 이번에 만든 인공 눈은 개념증명장치이기 때문에 100픽셀 정도이며 픽셀당 3개의 나노와이어가 연결돼 있어 해상도가 낮았다. 그렇지만 연구팀은 나노와이어 밀도를 사람 눈에 있는 광수용체보다 최대 10배 이상 늘릴 수 있는 만큼 사람의 눈보다 높은 해상도를 가질 수 있다고 설명했다. SF에 등장하는 인공 안구처럼 사람의 눈보다 훨씬 우수하게 제작할 수 있다는 것이다. 연구를 이끈 지용 판 홍콩과기대 교수(나노재료과학)는 “이번에 개발된 인공 안구 기술은 사람의 눈 구조를 모방해 시각장애를 겪는 사람은 물론 로봇 공학이나 관측 장비 등 다양한 활용이 가능할 것으로 기대된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

5~6년 전 미국 하버드대 마이클 샌델 교수의 ‘정의란 무엇인가’라는 책이 인기를 끌었습니다. 그 덕분에 ‘아이비리그 3대 명강의’라는 소개와 함께 예일대 셸리 케이건 교수의 ‘죽음이란 무엇인가’와 하버드대 탈 벤 샤하르 교수의 ‘행복이란 무엇인가’라는 책도 주목받았습니다. 정의, 행복, 죽음은 항상 사람들의 관심을 끄는 주제입니다. 특히 ‘행복’은 많은 사람들이 태어나 죽을 때까지 추구하는 삶의 목표이기도 합니다. 시중에 나와 있는 수많은 자기개발서나 심리학 책, 동영상, 강의들이 ‘어떻게 행복한 삶을 살 수 있을까’에 대해 이야기하고 있지만 자신이 지금 충분히 행복하다고 자신있게 이야기하는 사람은 많지 않은 것 같습니다. 최근 뇌과학이 발전하면서 우리가 머릿속으로만 생각했던 막연한 개념들이 과학적으로 밝혀지고 있으며 실현방법도 좀더 구체적으로 제시되고 있습니다. 행복도 마찬가지입니다. 미국 마이애미대 심리학과, 컬럼비아대 의대, 뉴욕대 심리학과, 신경과학센터 공동연구팀은 새롭고 다양한 경험이 뇌를 젊게 유지해 줄 뿐만 아니라 행복감도 높여 준다고 20일 밝혔습니다. 이런 연구결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘네이처 뉴로사이언스’ 19일자에 실렸습니다. 연구팀은 뉴욕과 마이애미에 거주하는 18~31세의 건강한 성인남녀 132명을 대상으로 3~4개월 동안 출퇴근을 할 때, 식료품점이나 약국, 식사장소를 갈 때나 운동을 할 때 되도록이면 평소 이용하던 길과 다른 경로를 선택해 이동하도록 했습니다. 연구팀은 GPS 추적을 통해 새로운 길을 선택해 이동하는지를 확인하고 실험대상자들이 자신의 감정적 상태를 문자메시지로 보고하도록 하는 한편 주기적으로 fMRI(기능성 자기공명영상)로 뇌 활성화 부위를 측정했습니다. 그 결과 새로운 경로를 찾아 이동하는 사람들은 ‘행복하다’, ‘흥분된다’, ‘재미있다’ 등의 감정을 많이 느끼는 것으로 확인됐으며 평소 같은 경로를 선택하는 사람들은 별다른 감정을 느끼지 못하거나 ‘지루하다’, ‘우울하다’ 등의 감정을 느끼는 것으로 보고됐습니다. 실제로 새로운 길을 찾아나서는 사람들은 fMRI 측정에서도 장기기억과 공간개념, 감정적 행동을 조절하는 해마와 행복감을 느끼는 뇌부위들이 활성화되는 것이 관찰됐다고 합니다. 캐서린 하틀리 뉴욕대 교수는 “긍정적이고 행복한 감정은 일상생활에서 쉽게 경험하지 못한 다양하고 새로운 일에 도전함으로써 만들어질 수 있음을 보여 준 연구”라고 설명했습니다. 그동안 새롭고 다양한 도전의 대명사는 낯선 세계로의 여행이었습니다. 코로나19가 전 세계를 휩쓸고 있는 요즘은 해외여행은커녕 국내여행도 조심스러운 것이 사실입니다. 이런 상황은 예방백신이나 치료제가 나와 인류가 코로나19를 완전히 정복하기 전까지는 계속될 것입니다. 행복이라고 하면 먼 나라로 여행을 하거나 복권 당첨처럼 거창한 일들을 떠올리기 쉽습니다. 그렇지만 이번 연구는 일상을 뒤흔들 정도의 큰 변화가 아닌 타인이 보기에 ‘애걔’라고 할 정도의 작은 변화만으로도 충분히 긍정적이고 행복한 감정상태를 만들 수 있음을 과학적으로 증명하고 있습니다. 평소 다른 사람의 시선 때문에, 아니면 시간이 없다는 핑계로 못했던 아주 사소한 일을 찾아 변화를 줘 보는 것은 어떨까요. 행복도 작은 발걸음으로 시작되는 것입니다. edmondy@seoul.co.kr

영국 랭커스터대 환경연구센터, 호주 서호주대 생물다양성보존학부, 해양연구소 공동연구팀은 바닷속 산호와 주변 물고기들의 생물다양성과 건강은 서로 밀접하게 연관돼 있다고 20일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 생태와 진화’ 19일자에 실렸다. 연구팀은 인도양 남서부에 위치한 차고스 제도의 60개 섬 중 12곳 주변 산호초를 조사했다. 차고스 제도 주변 산호는 역대 가장 더웠던 2016년에 백화현상으로 몸살을 앓기도 했다. 조사 결과 백화현상을 겪는 산호들이 늘어나고 있지만 다양한 종의 물고기들이 많이 살고 있는 지역의 산호에서는 백화현상이 적게 나타났다. 또 백화현상으로 산호가 죽은 지역은 그렇지 않은 지역에 비해 물고기들의 생물다양성도 17%가량 적은 것으로 확인됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

세월호 참사로 17년 만에 빛보다 올 1월부터 1단계 중부권 시범운영 개시 1조 4776억 투입… 3단계 걸쳐 연말 완료 경찰·소방 등 8대 분야 333개 기관 하나로 수천명 단위로 안정적 다자간 통화 가능 상황실서 원격조종으로 ‘주변음 청취’도“여기는 재난안전통신망 서울운영센터입니다. 잘 들립니까?” 얼핏 흔한 스마트폰처럼 보이는 단말기로 통신을 시도하자 곧 “예. 정부서울청사 정문에 나와 있습니다”라는 또렷한 목소리가 들렸다. 단말기 속 영상은 어지간한 텔레비전 화면을 보는 것처럼 끊김 없이 선명했다. 앞으로 재난 현장에 출동하는 전국 모든 경찰과 해경, 소방관은 한국이 세계 최초로 구축하는 4세대 무선통신기술(LTE) 기반 재난안전통신망으로 연결된 단말기를 이용해 지휘관들과 정보를 공유하고 신속한 대응을 할 수 있게 된다. 서울신문은 20일 행정안전부 재난안전통신망사업단 관계자들과 함께 정부서울청사에 자리잡은 서울운영센터를 찾았다. 3교대로 24시간 공무원들이 상주하며 영화에서나 봄 직한 각종 계기판과 지도를 통해 재난안전통신망 관리와 개별 단말기 상태를 점검하고 있었다. 현재 공사 중인 대구와 제주센터가 완공되면 세 곳에서 서로 보완이 가능해 한 곳에 문제가 생기더라도 전체 기능에 아무 문제가 없도록 했다. 거기다 긴급 통신에 대비해 고정기지국과 이동기지국도 운영한다.재난안전통신망 구축사업은 모두 1조 4776억원에 이르는 예산을 투입하는 대규모 국책사업이다. 운영센터와 1만 5447곳에 이르는 기지국 구축비에 3810억원, 전용회선료와 전기료 등 운영비에 6960억원, 경찰과 소방, 해경 등에 지급할 단말기 24만대 구입비에 4006억원이 든다. 이미 지난 1월부터 1단계로 중부권(대전·세종·충청·강원) 통신망의 시범 운영을 개시했고 8월까지 호남권과 영남권, 제주 등 9개 시도를 포함한 남부권 통신망을 2단계로 구축하고 연말까지 수도권 통신망 구축도 완료할 예정이다. 내년부터는 전국에서 서비스가 가능해질 것으로 전망된다. 재난안전통신망은 경찰관과 소방관 등 현장요원이 지휘자와 현장 정보를 신속히 주고받고 의사소통을 하기 위해 공동으로 사용하는 전국 단일 통신망을 의미한다. 특히 평상시 순찰이나 단속은 물론 재난 상황에서 통신이 가능해야 하고 보안도 유지해야 하는 특별한 기능을 필요로 한다. 재난안전통신망 사업을 마무리하면 현재는 상호 통신이 불가능한 경찰, 해경, 소방, 군, 지방자치단체, 전기안전, 가스안전, 의료 등 8대 분야 333개 재난 관련 기관 상호 통신과 정보 공유가 전국 어디에서나 가능해진다. 무엇보다 스마트폰과 크기가 비슷한 단말기를 통해 현장에 출동한 소방대원이나 경찰이 종합상황실은 물론 수천명 단위로 다자간 통화를 할 수 있게 된다. 음성통화와 영상통화는 물론 녹화·녹음이 가능하고 단말기를 가진 현장대원 대신 상황실에서 원격조종으로 주변 상황을 파악하는 ‘주변음 청취’ 기능도 있다. 기존 통신사가 가진 이동기지국 및 상용망과 연동해 전국 어디에서나 통신망을 사용할 수 있기 때문에 사용자가 폭증하는 상황에서도 안정적인 통신망을 유지할 수 있다. 통제실에서 사용자 간 통화를 강제로 멈추게 한 뒤 지시를 내리는 ‘가로채기’ 기능 등도 갖췄다.●세월호 참사 반면교사 삼아 사업 완료까지는 우여곡절과 시행착오가 적지 않았다. 기존에는 경찰·소방·해경·지자체 등 유관기관마다 사용하는 통신망이 제각각이었다. 주고받을 수 있는 정보도 음성통화에 의존할 수밖에 없었다. 경찰과 소방은 초단파(VHF)·극초단파(UHF) 무전기와 유럽 표준 기반인 테트라(TETRA)를 사용했고, 해경이나 보건복지부(응급의료무선통신망)는 KT파워텔에서 제공하는 서비스 상용망(iDEN)을 주로 쓰는 식이었다. 통신이 안 되니 신속한 상황 공유도 불가능하다. 2003년 대구 지하철 화재, 2014년 세월호 사고, 2017년 충북 제천 스포츠센터 화재 등 대형 재난이 일어날 때마다 관련 기관 사이에 신속하고 유기적인 대응이 안 된다는 비판이 끊이지 않은 것도 그 때문이었다. 재난안전통신망 구축 논의가 처음 나온 것은 2003년이었다. 하지만 2008년 3월 감사원이 감사에서 외국계 특정 기업이 사업을 독점하는 문제와 그에 따른 기술 종속 등을 지적한 뒤 사업이 보류됐다. 5년 넘게 표류하던 사업이 다시 살아난 계기는 역설적이게도 2014년 세월호 참사였다. 세월호 사고라는 비극을 통해 현장과 지휘체계를 연결하는 통신망이 필요하다는 논의가 다시 제기되자 박근혜 정부는 그해 5월 국무회의에서 부처 협업으로 임기 안에 재난안전통신망 구축을 완료하겠다는 사업 방향을 확정했다. 그해 7월에는 국가정책조정회의에서 미래창조과학부가 제시한 재난안전용 4세대 무선통신기술(PS-LTE) 방식을 확정했고 9월에는 기획재정부가 예비타당성조사 면제 대상 사업으로 지정했다. 2015년부터는 산악지형인 강원도 평창과 강릉, 정선 등에서 시범사업을 추진했다. 이를 통해 2018년 평창동계올림픽 지원도 성공적으로 수행했다. 마침내 2018년 12월부터 지난해 10월까지 중부권에서 1단계로 본사업을 시작했고 1단계 사업 결과를 토대로 지난해부터는 수도권과 남부권 사업에도 착수했다. 처음 검토를 시작하고 나서 17년 만에 대미를 장식하게 된 셈이다. ●세계 최초 PS-LTE 방식… 5G 전환은 숙제 재난안전통신망에서 또 한 가지 눈여겨볼 대목은 PS-LTE를 기반으로 한다는 점이다. 미국이나 영국 등도 추진 중이며, 유럽연합(EU) 역시 기존 통신망을 PS-LTE로 전환하기 위한 공동연구를 진행 중인 국제표준 기술이다. 심진홍 행안부 재난안전통신망사업단장은 “도시 단위로는 두바이 정도 사례가 있긴 하지만 전국적인 상용화는 한국이 처음”이라고 말했다. 거기다 독자기술로 전국적인 재난안전통신망을 구축했기 때문에 해외 업체의 기술 독점이나 종속 문제도 자연스럽게 해결됐다. 행안부는 재난안전통신망 구축을 통해 내수 진작과 수출 등 앞으로 10년간 약 5조원에 달하는 경제적 효과를 거둘 수 있을 것으로 전망한다. 무엇보다 PS-LTE 관련 장비와 소프트웨어 업체들의 고용 창출과 수출 등을 기대할 수 있다. 또 PS-LTE 자체도 연평균 30% 이상 성장하는 시장이기 때문에 재난안전통신망 사업에 참여하는 국내 업체들이 기술과 경험을 바탕으로 해외시장에 진출할 수 있다. 게다가 국가 차원의 비용 절감 효과도 무시할 수 없다. 행안부는 일단 2025년까진 운영 경험을 쌓으면서 단계별 보완을 진행하는 동시에 더 높은 단계로 고도화하는 방안 역시 고민 중이다. 재난안전통신망은 계획부터 완료까지 최소 10년 이상 걸리는 대규모 프로젝트여서 이제 다음 단계를 검토해야 하기 때문이다. 행안부 관계자는 “장기적으로는 철도망 등과도 연동하는 광대역 공공안전 신경망 구축이 필요하다”며 “사물인터넷, 빅데이터, 인공지능 등과도 연계할 수 있을 것”이라고 강조했다. 최근 상용화한 차세대 통신기술인 5G는 현재로서는 재난안전통신망에서 요구하는 기술과 안정성을 갖추지 못했지만 앞으로는 다르다는 점도 염두에 두고 있다. 행안부 관계자는 “과학기술정보통신부 등 관계기관과의 협의를 거쳐 국가재난통신망을 5G로 전환하는 방안도 검토할 예정”이라고 밝혔다. 강국진 기자 betulo@seoul.co.kr

미세먼지같이 대기오염 물질은 물론 지구온난화 원인 물질로 지목받고 있는 이산화탄소 배출이 코로나19로 인해 5분의1 가까이 줄었다는 연구 결과가 나왔다. 영국 이스트앵글리아대, 엑서터대, 미국 스탠퍼드대, 노르웨이 국제기후환경연구센터, 네덜란드 흐로닝언대, 호주 연방해양대기연구소, 프랑스 소르본대, 독일 메르카토르 기후변화연구소, 베를린공과대 공동연구팀은 코로나19 확산을 막기 위한 각국 정부의 정책 덕분에 전 세계 이산화탄소 배출량이 지난해보다 평균 17% 감소했다는 연구 결과를 환경분야 국제학술지 ‘네이처 기후변화’ 20일자에 발표했다. ●운송·산업 분야가 배출량 감소의 86% 코로나19 확산을 막기 위해 각국 정부는 사회적 거리두기, 이동제한 등의 조치를 취해 생산과 소비활동이 줄어들면서 에너지 사용량에도 상당한 영향을 미쳤다. 그렇지만 지금까지 그 영향을 정확히 정량화하지 못해 왔다. 연구팀은 지난 4월 말까지 에너지, 인류의 모든 활동, 환경 정책 데이터를 조합해 전력, 육상운송, 항공운송, 산업, 공공 및 상업건물, 주거 등 6개 분야에서 일일 이산화탄소 배출량을 추정해 2019년과 비교했다. 그 결과 지난 4월까지 전체 이산화탄소 배출량은 지난해에 비해 17% 감소했으며 하루 평균 배출량은 약 26% 줄어든 것으로 나타났다. 육상운송과 항공운송 분야에서 배출량은 전년도에 비해 각각 36%, 60% 감소된 것으로 확인됐다. 육상운송과 전력, 산업 등 3개 분야는 총이산화탄소 배출량 감소의 86%를 차지했다. ●올 전체 평균 배출량 작년보다 4% 줄어들 둣 연구팀은 지난 1~4월 이산화탄소 감소량이 올 연말까지 전체 이산화탄소 배출량에 미치는 영향도 분석했다. 연구팀에 따르면 6월 중순 이전에 코로나19 대확산 이전으로 모든 활동이 회복된다고 가정했을 때 올해 전체 평균 배출량이 전년보다 4% 줄어들 것으로 봤다. 또 올해 말까지도 일부 활동 제한이 남아 있을 경우 이산화탄소 평균 총배출량은 전년 대비 7% 정도 감소할 수 있을 것으로 전망됐다. 코린 르케레 영국 이스트앵글리아대 교수는 “이번 연구로 이산화탄소 배출에 가장 큰 영향을 미쳤던 분야가 파악된 만큼 코로나19 사태 이전으로 배출량이 다시 늘어나지 않도록 대응책을 마련할 필요가 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미세먼지같이 대기오염 물질은 물론 지구온난화 원인 물질로 지목받고 있는 이산화탄소 배출이 코로나19로 인해 5분의1 가까이 줄었다는 연구 결과가 나왔다. 영국 이스트앵글리아대, 엑서터대, 미국 스탠퍼드대, 노르웨이 국제기후환경연구센터, 네덜란드 흐로닝언대, 호주 연방해양대기연구소, 프랑스 소르본대, 독일 메르카토르 기후변화연구소, 베를린공과대 공동연구팀은 코로나19 확산을 막기 위한 각국 정부의 정책 덕분에 전 세계 이산화탄소 배출량이 지난해보다 평균 17% 감소했다는 연구 결과를 환경분야 국제학술지 ‘네이처 기후변화’ 20일자에 발표했다. ●운송·산업 분야가 배출량 감소의 86% 코로나19 확산을 막기 위해 각국 정부는 사회적 거리두기, 이동제한 등의 조치를 취해 생산과 소비활동이 줄어들면서 에너지 사용량에도 상당한 영향을 미쳤다. 그렇지만 지금까지 그 영향을 정확히 정량화하지 못해 왔다. 연구팀은 지난 4월 말까지 에너지, 인류의 모든 활동, 환경 정책 데이터를 조합해 전력, 육상운송, 항공운송, 산업, 공공 및 상업건물, 주거 등 6개 분야에서 일일 이산화탄소 배출량을 추정해 2019년과 비교했다. 그 결과 지난 4월까지 전체 이산화탄소 배출량은 지난해에 비해 17% 감소했으며 하루 평균 배출량은 약 26% 줄어든 것으로 나타났다. 육상운송과 항공운송 분야에서 배출량은 전년도에 비해 각각 36%, 60% 감소된 것으로 확인됐다. 육상운송과 전력, 산업 등 3개 분야는 총이산화탄소 배출량 감소의 86%를 차지했다. ●올 전체 평균 배출량 작년보다 4% 줄어들 둣 연구팀은 지난 1~4월 이산화탄소 감소량이 올 연말까지 전체 이산화탄소 배출량에 미치는 영향도 분석했다. 연구팀에 따르면 6월 중순 이전에 코로나19 대확산 이전으로 모든 활동이 회복된다고 가정했을 때 올해 전체 평균 배출량이 전년보다 4% 줄어들 것으로 봤다. 또 올해 말까지도 일부 활동 제한이 남아 있을 경우 이산화탄소 평균 총배출량은 전년 대비 7% 정도 감소할 수 있을 것으로 전망됐다. 코린 르케레 영국 이스트앵글리아대 교수는 “이번 연구로 이산화탄소 배출에 가장 큰 영향을 미쳤던 분야가 파악된 만큼 코로나19 사태 이전으로 배출량이 다시 늘어나지 않도록 대응책을 마련할 필요가 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구와 떼려야 뗄 수 없는 달이 약 1000년 전 지구에서 완전히 '사라졌다가' 다시 나타난 미스터리를 풀어낸 연구결과가 공개됐다. 지금으로부터 약 1000년 전, 중세에 살았던 누군가는 당시를 ‘재난의 해’라고 기록했다. 폭우로 인해 농작물이 피해를 입고 기근이 땅을 휩쓸었다. 그리고 5월 한밤중, 달이 갑자기 하늘에서 사라지는 기이한 일이 발생했다. 5세기경 독일에서 영국으로 건너간 게르만 민족의 한 분파인 앵글로색슨족이 남긴 것으로 알려진 해당 문서에는 “5월 5일 밤 저녁, 밝게 떠 있던 달의 빛이 조금씩 줄어들었다. 깊은 밤이 되자 빛이 전혀 보이지 않았고 그 모습 역시 완전히 소멸했다. 이러한 현상은 동이 틀 때까지 계속됐다”고 적혀있었다. 스위스 제네바대학, 프랑스 클레르몽 오베르뉴대학 등 공동연구진은 약 1000년 전 달이 시야에서 사라질 정도로 하늘을 어둡게 한 원인을 조사했다. 일반적으로 달이 시야에서 가려지는 가장 흔한 원인은 구름 또는 월식이지만, 전문가들은 달이 지구의 그림자에 가려졌더라도 완전히 사라지는 것이 아니라 어렴풋한 구체는 확인할 수 있다는 이유를 들어 '달 실종사건'의 원인은 다른 곳에 있다고 추측했다. 이 때문에 전문가들은 달이 하늘에서 거의 사라지는 현상의 원인이 당시 아이슬란드에서 일어난 대규모의 화산폭발을 꼽아왔다. 1104년 아이슬란드의 헤클라 화산이 폭발하면서 다량의 화산재와 유황 화합물 등이 성층권으로 방출됐고, 이것이 대규모 기근뿐만 아니라 달이 시야에서 사라지는 전대미문의 사건을 유발했다는 것. 하지만 연구진의 새로운 연구결과에 따르면 남극에서도 화산활동과 연관된 황산염 침전물이 상당량 발견됐고, 침전물의 생성연도를 추적해봤을 때 ‘달의 실종사건’ 시기와 일치한다는 것을 확인했다. 연구진은 "남극에서도 화산 관련 침전물이 발견됐다는 사실은 곧 북극과 인접한 아이슬란드가 아닌 열대지방에 가까운 곳에 위치한 화산이 폭발했다는 것을 의미한다"면서 "남극에서 발견된 침전물과 침전물의 생성 시기, 월식의 정도 등을 종합해 분석한 결과, 지구 대기를 뒤덮은 유황 화합물의 출처는 아이슬란드가 아닌 일본 아사마산일 가능성이 높다"고 설명했다. 연구진에 따르면 1108년 당시 수 개월 동안 거대한 화산폭발을 일으켰던 일본 아사마산에 대해, 일본의 한 정치인은 자신의 일기에 “화산 꼭대기에 불이 난 뒤 총독의 정원에 두꺼운 재가 쌓였다. 들판과 논은 경작할 수 없게 됐다”며 “일본에서 이런 현상을 본 적이 없다. 매우 이상하고 희귀하다”라고 남겼다. 이밖에도 나이테를 근거로 추측한 결과 화산폭발이 있었던 이듬해인 1109년 북반구는 평균 기온보다 1℃ 낮았다. 화산재와 황산 구름이 햇빛을 가렸기 때문이다. 연구진은 “1109년부터 서유럽의 여러 지역에서 악천후와 흉작, 기근 등을 언급한 자료가 매우 많다”면서 “화산 폭발의 정확한 원인은 확인할 수 없지만, 당시 전 세계에 영향을 미친 분화는 일본 아사마산 분화 뿐”이라고 설명했다. 이어 “이번 연구결과는 많은 간접적 증거에 의존하지만, ‘달 실종사건’을 설명하기에는 매우 적합하다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 자세한 연구결과는 국제학술지 네이처의 자매지인 사이언티픽 리포트 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

2003년 많은 희생자를 냈던 사스(SARS·중증급성호흡기증후군) 완치자로부터 분리한 항체를 이용해 코로나19 바이러스 감염을 억제하는 실험에 미국·프랑스·스위스 공동연구진이 성공했다. 항체는 백신 개발로도 가능한 것으로 전해졌다. 미국 워싱턴대 생화학과 데이비드 비슬러 교수가 이끄는 연구팀은 18일(미국 현지시간) 과학저널 ‘네이처’(Nature)에서 2003년 사스에서 완치된 사람에게서 분리한 항체가 코로나19 바이러스 감염을 효과적으로 차단할 수 있음을 확인했다고 밝혔다. 항체는 인체에 침투하는 바이러스나 세균 등 외부물질에 대항하기 위해 면역체계가 만드는 것으로, 바이러스를 무력화할 수 있는 항체는 항바이러스 치료제나 백신 개발에 활용될 수 있다. 이 연구팀은 앞서 2003년 사스에서 회복된 한 환자로부터 사스 코로나바이러스가 사람과 동물에 감염되는 것을 억제하는 단일클론항체를 분리해냈었다. 단일클론항체는 병원체의 특정 단백질(항원) 하나를 표적으로 하는 항체다. 코로나19 바이러스가 인체 세포에 침투할 때 사용하는 돌기 단백질과 결합하는 단일클론항체를 찾으면 코로나19 치료 또는 감염예방에 이용할 수 있다.“S309항체, 코로나19 무력화하는 강력한 중화능 확인” 연구팀은 이번 연구에서 이전에 분리해낸 항체 25개 가운데 코로나19 바이러스 억제 효과가 있는 것이 있는지 확인하는 ‘교차반응성’ 실험을 했다. 그 결과 항체 8개가 코로나19 바이러스 또는 이 바이러스에 감염된 세포와 결합하는 것으로 나타났다. 특히 ‘S309’로 명명된 항체는 코로나19 바이러스를 무력화시키는 강력한 중화능이 있는 것으로 확인됐다. 연구진은 S309의 결정구조를 분석, 이 항체가 코로나19 바이러스의 스파이크 단백질과 결합하는 메커니즘도 밝혀냈다. S309는 자신보다는 덜 강력하지만 이 스파이크 단백질의 다른 부위를 표적으로 하는 다른 항체와 함께 작용해 저항성 돌연변이 발생은 줄이면서 더 강력한 중화능을 발휘하는 것으로 보인다고 연구팀은 설명했다. 네이처는 이 연구 결과에 대해 “사람을 대상으로 한 실험은 이루어지지 않았다”고 지적하면서도 “코로나19 바이러스 통제를 위해 단일클론항체 혼합용법(칵테일)의 사용을 검토할 가치가 있음을 증명한 것”이라고 평가했다.강주리 기자 jurik@seoul.co.kr

지구 온난화로 인해 도심에 사는 곤충의 숫자가 줄면서 도시에서 사는 새들의 개체수도 함께 줄어들 것이라는 연구결과가 나왔다. 도시에서 새소리 듣기가 힘들어질 것이라는 분석이다. 헝가리 판노니아대 진화생태학연구소, 수자원학과, 영국 셰필드대 동물·식물학과 공동연구팀은 도시에 사는 박새가 숲에 사는 박새와 비슷하게 번식에 성공하기 위해서는 먹잇감인 곤충 개체수가 지금보다 최소 2.5배 이상 돼야 한다는 연구결과를 영국 생태학회에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘동물 생태학’ 18일자에 발표했다. 연구팀은 헝가리 도시와 삼림지대에 있는 박새 둥지에 소형 카메라를 설치한 뒤 박새의 성장과정을 관찰했다. 관찰 결과 도시에 사는 박새들은 시골에 사는 박새들에 비해 성장 속도가 늦고 생존과 번식 가능성이 낮은 것으로 확인됐다. 연구팀은 도시 박새들이 사료나 사람들이 먹다버린 음식물들 같은 먹을거리는 많지만 시골 박새들처럼 곤충 섭취는 거의 없다는 것을 확인했다. 연구팀은 도시 박새들에게 한 달 가량 곤충을 먹을 거리로 제공한 다음 관찰한 결과 사료를 먹은 박새들보다 체중이 15% 증가했다는 사실도 관찰했다. 도시가 조류들에게 먹잇감을 풍부하게 제공하고 있기는 하지만 자연 서식지에 비해서는 조류들의 번식과 생존에 도움이 되는 곤충이나 애벌레들의 공급이 적은 것은 확실하다고 연구팀은 설명했다. 연구팀에 따르면 도시의 새 개체수를 늘리기 위해서는 곤충을 인위적으로 공급하기보다는 도시에서 곤충의 개체수를 늘리는 것이 중요하다. 이를 위해서는 녹지공간을 확대하는 것이 필요하다고 연구팀은 조언했다. 가보 쉬레스 헝가리 판노니아대 교수는 “먹잇감 차원에서 도시는 오히려 풍부할 수 있지만 조류의 개체수 확대에는 큰 도움이 되지 않는다”며 “도시가 시골보다 곤충 개체수가 유독 적고 빨리 줄어드는 구체적인 이유에 대해 추가 연구가 필요한 상황”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

피젯 스피너는 여러 개의 가지를 가진 금속이나 플라스틱 판을 한 손에 쥐고 손가락으로 튕겨 회전하도록 만들어진 장난감이다. 적은 힘으로도 빠르고 오랫동안 돌아갈 수 있도록 할 수 있다. 국내 연구진이 피젯 스피너의 원리를 이용해 1시간 내에 세균감염을 간단히 발견해 낼 수 있는 수동진단 기구를 발명해 화제가 되고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부, 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질연구단, 서울대 융합과학부, 전기정보공학부, 서울대병원 진단검사의학과, 의생명연구원, 의료기기혁신센터, 인도 티루치라팔리 시립병원 공동연구팀은 장난감 피젯 스피너와 비슷하게 생긴 진단기구를 만들어 수 일이 걸리던 감염성 질환 진단을 1시간 이내로 단축하고 진단 정확도도 100%에 가까워 의료 인프라가 부족한 저개발국가에서 유용하게 쓰일 수 있을 것이라고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 의공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 19일자에 실렸다. 세균에 의한 감염병은 단순 복통에서 산모의 유산, 뇌졸중 등 다양한 증상을 유발시킨다. 세균성 감염병을 파악하기 위해서는 보통 하루 이상 걸리는 배양검사가 필요하다. 게다가 의료 인프라가 부족한 저개발국가에서는 일주일 이상 걸리는 경우도 많다. 저개발국가에서는 이런 문제 때문에 항생제 처방이 잦아 항생제 내성이 발생하는 경우도 많고 슈퍼박테리아 출현 가능성도 높아지고 있다.진단시간 단축을 위해 단일 칩만으로 세균을 검출할 수 있는 ‘랩온어칩’ 기술이 있기는 하지만 사용을 위해서는 복잡한 장치가 필요해 의료시스템이 열악한 오지나 저개발국가에서 사용은 역시 어렵다. 이에 연구팀은 적은 손가락 힘으로 빠르게 회전시키는 장난감 피젯 스피너 원리에, 연구팀이 원심력을 이용해 입자를 빠르게 분리할 수 있는 ‘FAST’ 기술을 적용해 손으로 돌리는 미세유체칩을 만들었다. 연구팀은 진단 스피너에 병원균을 넣은 뒤 회전시켜 균을 농축시킨 뒤 세균분석과 항생제 내성 테스트를 순차적으로 수행할 수 있도록 기구를 설계했다. 실제로 진단 스피너에 소변 1㎖를 넣고 1~2회 돌리면 필터 위에 병원균이 100배 이상 농축된다. 그 다음 필터에 시약을 넣으면 세균 농도에 따라 색깔이 달라져 육안으로 세균여부를 판별할 수 있고 추가로 세균 종류도 알아낼 수 있다. 또 진단 스피너에 항생제와 섞은 소변을 넣고 농축시킨 뒤 세균이 살아있는지 여부를 시약반응으로 확인할 수도 있다. 이 과정은 농축에 5분, 반응에 45분이 걸려 앞선 과정까지 포함해 2시간 내에 세균 감염 여부는 물론 세균의 항생제 내성여부까지 모두 진단이 가능하다. 연구팀은 인도 티루치라팔리 시립병원에서 39명을 대상으로 병원에서 실시한 배양검사와 이번에 개발한 진단 스피너를 이용한 검사로 세균성 질환을 진단하는 실험을 실시했다. 그 결과 진단 스피너로 1시간 내에 감염 여부를 확인했으며 병원에서 배양에 실패한 경우까지 진단하는데 성공했다. 기존 의사의 진단만으로 처방했을 때 발생할 수 있는 항생제 오남용을 0%로 줄이기도 했다. 조윤경 UNIST 생명과학부 교수(IBS 첨단연성물질연구단 그룹리더)는 “항생제 내성 검사는 어렵고 실험실에서나 가능했는데 이번에 개발한 기술을 활용하면 간단한 방식으로 빠르고 정확하게 세균 검출이 가능하고 오지에서 비전문가도 사용할 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr