20일은 우리 주변의 장애인을 살펴보고 그들에 대한 인식을 개선하자는 의미에서 만들어진 ‘장애인의 날’이다. 최근에는 과학계에서도 장애인을 비롯한 다양한 사회적 약자를 위한 ‘유니버설 디자인’을 적용한 기술들을 내놓고 있다. 국내 연구진이 청각장애인들을 위해 촉각으로 소리를 인식할 수 있는 기술을 개발해 보다 정확한 음으로 말하고 노래를 부를 수 있도록 도움을 줄 것으로 기대되고 있다. 한국전자통신연구원(ETRI) 휴먼증강연구실, 강남대 사회복지학부 공동연구팀은 주위 소리와 청각장애인 스스로 목소리의 음높이를 분석해 촉각 패턴으로 변환시켜주는 ‘촉각 피치 시스템’을 개발했다고 19일 밝혔다. 청각장애인들도 인공와우 수술을 받으면 소리를 듣고 대화를 할 수 있지만 음의 높낮이를 구분하기는 어려워 대화 이외 음악을 듣거나 노래를 부르기는 어렵다는 문제가 있다. 이런 문제를 해결하기 위해 미국 스탠포드대, 라이스대, 페이스북 등에서는 음성과 문서 정보를 촉각으로 전달하는 연구가 진행되고 있지만 모든 정보를 전달할 수 없어 상용화하기에는 아직 부족하다는 평가이다. 이에 연구팀은 소리에서 주파수 신호를 추출해 음을 인식한 뒤 촉각 패턴으로 만들어 착용자 피부에 전달하는 방식의 기술을 개발했다. 이 기술을 활용하면 주변 소리나 자신의 목소리에서 나오는 음의 높이를 피부로 느낄 수도 있다. 연구팀은 한 손에 3옥타브에 해당하는 36개의 음계를 서로 다른 촉각패턴으로 표현해 장갑에 진동으로 전달되도록 했다. 손의 부위별 진동위치에 따라 음 높낮이를 파악하는 것이기 때문에 주변 소리와 자신의 목소리 높낮이를 촉각으로 읽히기 위해서는 1달 가량의 훈련이 필요하다고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 인공와우 수술을 받은 청각장애인 2명을 대상으로 한 임상시험을 실시한 결과 한 달, 15시간 훈련을 통해 촉각으로 음을 이해하고 목소리 높낮이에 따라 원하는 음을 낼 수 있는 능력이 3배 가량 향상됐다는 것을 획인했다. 또 촉각을 통해 훈련한 음악을 노래로 표현하는데도 성공했다. 연구팀에 따르면 청각장애인들이 촉각 피치시스템과 언어재활 훈련법을 병행할 경우 소리에 대한 이해력을 발전시킬 수 있을 뿐만 아니라 음악활동도 일반인과 가깝게 즐길 수 있을 것으로 기대하고 있다. 신형철 ETRI 휴먼증강연구실 실장은 “이번 연구결과는 단순히 기술을 위한 기술이 아닌 사회적 약자인 장애인들이 정말로 필요한 적정기술”이라며 “좀 더 편하게 착용할 수 있도록 손목이나 암밴드 등 웨어러블 형태로 장비 개선을 할 계획이며 화재나 교통신호 등 위험 상황을 알리는 소리도 빠르게 인식할 수 있도록 하는 촉각기술도 개발 중”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“우리 아이는 아기 때는 책읽기를 좋아했는데 지금은 책이라곤 쳐다보질 않아요.” 자녀를 둔 부모들의 공통된 고민 중 하나가 아이들의 독서습관이다. 독서지도 전문가들은 책을 좋아하던 아이들이 책을 멀리하게 되는 이유는 여러 가지가 있지만 멀리서 찾지 말고 부모의 평소 습관에서 찾아야 한다고 조언한다. 부모들은 휴대전화나 TV에 눈을 돌리고 있으면서 아이들에게만 책을 읽으라고 한다거나 아이들과 함께 책을 읽는다고 해놓고서는 슬그머니 스마트폰으로 시선을 두는 행위도 아이들이 책을 멀리하게 되는 중요한 이유 중 하나이다. 또 비슷한 또래의 자녀를 둔 이웃들의 이야기를 듣거나 다른 아이들도 모두 갖고 있는 것 같다고 해서 이런 저런 전집류의 책을 사두거나 부모들의 기준으로 좋은 책을 사서 강요하기 때문에 독서를 등한시 하는 이유도 있다. 아이들에게 독서의 즐거움을 알려주기 위해서는 아이들이 좋아하는 방식으로 이야기를 풀어가는 책을 권하는 것이 도움이 된다는 연구결과가 나왔다. 미국 밴더빌트대 심리학·인간발달학과, 텍사스 오스틴대 심리학과 공동연구팀은 아이들은 인과관계가 명확한 이야기책을 선호하고 그런 책들이 독서의욕을 증가시키는데 도움이 된다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 심리학 분야 국제학술지 ‘심리학의 최전선’(Frontiers in Psychology) 16일자에 실렸다. 독서는 이해력과 언어능력을 향상시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 실제로 국내에서도 학습 능력이 떨어지는 아이들의 대부분은 문장이해력이라는 문해력이 떨어지기 때문에 교과서조차 읽기 힘들어하고 제시된 문제를 이해하지 못해 성적이 떨어진다는 지적이 나오고 있다. 과학자들은 아이들을 사물과 ‘왜’, ‘어떻게’라는 끊임없는 관심을 갖고 있는 ‘꼬마 과학자’라고 표현한다. 끊임없는 호기심과 탐구심은 기본적인 인과관계에 대한 궁금증 때문이다. 연구팀은 아이들의 탐구심과 인과관계에 대한 욕구가 독서라는 실질적 활동에 어떤 영향을 미치는지에 주목했다. 연구팀은 텍사스주 오스틴시에 사는 다양한 민족과 인종의 3~4세 어린이 48명을 대상으로 두 종류의 책을 3주 동안 읽혔다. 두 종류의 책 모두 동물과 관련된 내용이지만 한 종은 단순히 동물의 특징을 나열한 것이며 다른 한 종은 동물들의 행동과 특징을 인과관계에 맞춰 구체적으로 설명하는 것이었다.관찰 결과 아이들은 인과관계에 입각한 좀 더 자세한 설명이 있는 책들을 더 선호했으며 책 내용을 더 오래 기억했고 다음 단계의 책을 좀 더 쉽게 읽는 것으로 확인됐다. 이에 대해 연구팀은 아이들의 독서에서 가장 필요한 것은 동기부여와 흥미라고 강조했다. 이를 위해 초등학교 저학년까지는 부모나 선생님과 책을 함께 읽어주는 것이 바람직하고 반사회적인 내용이 아니라면 아이들이 직접 좋아하는 책을 고르도록 하는 것이 책에 대한 흥미와 의욕을 잃지 않게 하는데 도움이 된다고 설명했다. 에이미 부스 밴더빌트대 교수(인지발달·학습심리학)는 “사람이 사물을 파악하는데 있어서 가장 먼저 인식하는 것이 인과관계이며 학습이라는 것도 단순히 사실을 암기를 하는 것이 아니라 인과관계를 바탕으로 우리 주변의 세계를 이해하고 그 원리를 스스로 파악할 수 있도록 돕는 것”이라고 말했다. 부스 교수는 또 “모든 인지기능은 인과관계에서부터 시작돼 차츰 확장해나가는 만큼 독서를 어려워 하는 아이들 뿐만 아니라 성인들도 인과관계를 명확하게 설명해주는 책들부터 읽어나가는 것이 도움이 될 것”이라고 조언했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

개미 같은 곤충들에게서 페로몬은 군집활동을 조정하거나 위험신호를 보내는 등 커뮤니케이션 수단으로 활용되는 체내 분비 화학물질이다. 일부 동물들에게서는 성적 유인이나 교미를 유도하는 역할을 한다고 알려져 있지만 아직까지 정확하게 확인된 것은 없었다. 그런데 일본 과학자들이 처음으로 이성을 성적으로 유인할 때 쓰이는 페로몬을 포유류에게서 찾아냈다. 일본 도쿄대 농업생명과학부 응용생화학과, 고등과학연구소 WPI 신경지능국제연구센터, 교토대 영장류연구소 세포분자생물학과, 진화생물학연구소, 일본학술진흥회, 홋카이도대 환경지구과학부, 아이이치 원숭이센터 공동연구팀은 수컷 알락꼬리 여우원숭이(Lemur catta)가 손목 부위에서 과일과 꽃향기를 내는 화학물질을 분비해 암컷을 유혹한다는 사실을 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 16일자에 실렸다. 연구팀은 번식기에 있는 수컷 알락꼬리 여우원숭이 4마리와 암컷 3마리를 관찰했다. 알락꼬리 여우원숭이는 어깨와 손목 부위에 취선(臭腺, scent gland)이 잘 발달돼 있는 것으로 알려져 있다. 수컷 원숭이들은 번식기가 되면 꼬리를 이용해 손목에 있는 취선을 문지른 뒤 암컷들을 향해 손을 흔들며 냄새를 풍기면서 추파를 던지는 행위(stink flirting)를 하는 것이 관찰됐다. 연구팀은 수컷 원숭이들의 취선에서 분비되는 물질을 채취해 가스 크로마토그래피-질량 분석법(GC/MS)으로 분석한 결과 도데실알데히드(도데카날, dodecanal), 12-메틸트라이데카날(12-methyltridecanal), 테트라데칸올(테트라데카날, tetradecanal) 세 종류의 화학물질을 얻었다. 이들 물질은 과일과 꽃향기와 비슷한 냄새를 풍기는 것으로 알려져 있다.번식기가 되면 수컷들은 평소보다 이들 물질을 2배 더 많이 분비하고 암컷들은 냄새에 쉽게 끌리는 것으로 확인됐다. 또 나이든 수컷 원숭이들보다 어린 원숭이들이 이들 페로몬 물질을 더 강하고 오래 내뿜는 것으로도 조사됐다. 연구팀은 이들 물질을 추출해 면수건에 묻힌 뒤 암컷 원숭이들의 행동을 관찰하기도 했다. 연구팀은 이들 화합물이 따로 묻혀진 면수건에는 암컷들이 관심을 보이지 않았으며 세 종류의 화합물이 모두 섞여있는 면수건에만 모여 서로 얼굴을 문지르거나 냄새를 맡고 심지어 핥는 등의 구애시 하는 행동을 보였다.연구에 참여한 토우하라 카주시게 도쿄대 응용생화학과 교수는 “이번에 발견된 물질이 영장류 공통의 페로몬으로 보기는 어려울 것”이라면서 “땀냄새 같은 체취가 인간의 페로몬이라고 알려져 있기는 했지만 다른 동물들처럼 성적 유혹을 담당한다기보다는 서로의 감정에 영향을 미치기 위해 사용되는 냄새 중 하나일 것”이라고 말했다. 이번 연구의 제1저자인 시라시 무카 도쿄대 농업생명과학부 박사도 “알락꼬리 여우원숭이가 내뿜는 페로몬이 실제로 짝짓기 성공으로 이어지는지는 추가적인 연구가 필요하겠지만 페로몬이 암컷들의 관심을 끄는데는 필수적인 요인이라는 점은 사실”이라며 “페로몬은 남성 호르몬으로 불리는 테스토스테론과 밀접한 관계가 있는 것으로 보인다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 과학자들이 피부세포로 시각세포를 만들어 앞을 보지 못하는 생쥐들에게 이식해 사물을 인지할 수 있게 하는데 성공했다. 미국 노스텍사스대 의대 시각연구소, 국립보건원(NIH) 산하 국립안(眼)연구소, 노스캐롤라이나 채플힐대 의대 안과, 바이오기업인 나노스코프 테크놀로지, 아이CRO, CIRC테라퓨틱스 공동연구팀은 피부줄기세포로 알려진 섬유아세포를 화학적으로 재구성해 시력과 관련된 광(光)수용체 세포를 만들 수 있다는 것을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 16일자에 발표했다. 노인성 황반변성, 당뇨망막병증 같은 다양한 망막질환은 빛을 감지하는 광수용체 세포가 사라지면서 회복시킬 수 없기 때문에 심할 경우는 시력을 잃을 수 있다. 이 때문에 광수용체를 재생시키는 방법을 찾는 것은 과학계의 중요한 과제 중 하나였다. 그동안 광수용체 재생을 위해 사용한 방법은 피부나 혈액세포를 이용해 줄기세포를 만든 다음 줄기세포를 광수용체로 분화되도록 유도해 이식하는 것이었다. 그런데 연구팀은 줄기세포를 만들어 분화를 유도하는 과정을 건너 뛰고 섬유아세포를 직접 광수용체 중 막대세포로 재프로그래밍한 것이다. 생물학에서 재프로그래밍 또는 리프로그래밍(reprogramming)은 특정 세포를 완전히 새로운 종류의 세포로 바꾸는 것으로 체세포 핵을 치환하거나 유도만능줄기세포(iPS), 세포융합 방법으로 만든다. 유도만능줄기세포는 성인의 세포를 이용해 모든 종류의 세포나 조직으로 분화시킬 수 있지만 이식 준비가 되기까지는 6개월이나 걸린다. 그렇지만 이번에 개발한 재프로그래밍 기술을 활용하면 피부세포를 10일 만에 이식 가능한 광수용체로 만들 수 있다. 광수용체는 막대세포와 원뿔세포 두 종류로 나뉘는데 더 많은 것이 막대세포이다. 막대세포는 빛에 민감해 어두운 곳에서 빛을 인식하는 구실을 하고 망막 주변부에 더 많이 분포한다. 막대세포가 손상되면 빛이 적은 어두운 곳에서는 아예 앞이 보이지 않는 야맹증이 나타나게 된다. 연구팀은 생쥐의 섬유아세포를 유도 광수용체 막대세포(CiPCs)로 전환시킬 수 있는 5종류의 화합물을 만들었다. 연구팀은 이들 화합물을 이용해 만든 CiPCs를 분석한 결과 실제 광수용체 막대세포와 유사하다는 것을 확인했다.연구팀은 망막변성이 일어나 시력을 거의 잃은 14마리의 생쥐의 눈에 CiPCs를 이식한 뒤 빛에 대한 동공반사와 시력을 조사했다. 그 결과 3~4주 뒤 6마리의 생쥐에게서 빛이 약한 환경에서도 동공반응이 개선됐음을 확인했다. 또 시각기능 회복 여부를 알아보기 위해 회피시험을 실시했다. 그 결과 장애물도 쉽게 피하는 것을 확인했다. 또 이식 3개월 뒤에는 광수용체들이 망막 안쪽 뉴런과 시냅스 연결이 된 것도 관찰됐다. 화학적 리프로그래밍으로 만들어 낸 세포가 실제 시각 회복에 도움이 됐다는 것을 보여준 것이다. 사이 샤발라 노스캐롤라이나대 의대 교수는 “이번 연구는 직접적이고 화학적인 재프로그래밍을 통해 망막과 같은 세포를 만들어 낼 수 있음을 보여주는 첫 번째 성과”라며 “이번 기술을 활용하면 중간 단계를 거치지 않기 때문에 세포치료제를 개발하는데 걸리는 시간을 상당히 단축시킬 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

메르스 코로나바이러스 방어실험 성공국내 연구진이 면역증강제와 바이러스의 스파이크 단백질을 활용해 다양한 종류의 백신을 빠르게 만들 수 있는 방법을 개발했다. 이 방법을 이용해 메르스 백신을 개발하고 동물실험에서 효능을 확인했다. 남재환(왼쪽) 가톨릭대 생명공학과 교수와 금교창(오른쪽) 한국과학기술연구원(KIST) 뇌의약연구단 단장 주도로 한국생명공학연구원 국가영장류센터, 전북대, 이화여대, 국제백신연구소가 참여한 공동연구팀은 면역증강제와 세포 안에 효과적으로 침투할 수 있는 스파이크 단백질을 결합시켜 빠르게 백신을 개발할 수 있는 플랫폼을 개발했다고 14일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘안게반테 케미’에 실렸다. 연구팀은 귀뚜라미에 마비증세를 일으켜 죽이는 ‘귀뚜라미 마비바이러스’의 RNA를 활용한 면역증강제와 아연금속으로 만든 RNA 안정제를 혼합한 뒤 코로나바이러스 스파이크 단백질과 결합시켰다. 연구팀은 이런 방식으로 메르스 코로나바이러스(MERS-CoV) 백신을 만들어 생쥐와 히말라야 원숭이에게 접종했다. 그 결과 생쥐는 1회 접종만으로도 치사량의 바이러스 공격에도 100% 방어되는 것이 확인됐고 히말라야 원숭이도 바이러스와 독소의 활성을 차단할 수 있는 중화항체가 체내에서 만들어져 메르스 감염을 억제하는 것이 관찰됐다. 연구팀은 이번에 개발한 백신 플랫폼을 활용해 코로나19 치료용 백신과 살인진드기병으로 알려진 중증열성혈소판감소증후군 예방백신을 개발하고 있다. 금 단장은 “메르스 바이러스에서 효과를 보인 이번 RNA 활용 단백질 기반 백신 플랫폼은 코로나19 백신의 개발 시간을 단축시킬 것”이라고 기대했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 2017년 10월 마치 시가처럼 길쭉하게 생긴 특이한 외형을 가진 천체가 발견돼 전세계 천문학계의 큰 관심을 끌었다. 미국 하버드 스미스소니언 천체물리학센터의 에이브러햄 러브 교수 연구팀이 발견한 이 천체의 이름은 ‘오무아무아'(Oumuamua)로 태양계 너머 '외계에서 온 첫 손님'으로 분석됐다. 길이가 400m 정도인 오무아무아의 정식 명칭은 ‘1I/2017 U1’로, 이름에 붙은 ‘1I’의 의미는 첫 번째 인터스텔라라는 뜻이다 오무아무아는 2017년 10월 14일 2400만㎞거리로 지구와 최근접했으며 이후 페가수스 자리 방향으로 사라졌다. 당초 전문가들은 오무아무아의 정체를 혜성으로 추측했다. 그러나 태양 인근을 지나가면서도 오무아무아가 혜성의 특징인 꼬리 분출같은 현상이 보이지 않아 소행성이라는 주장도 나왔다. 여전히 학자들 사이에 정체 논란이 지속되는 가운데 일부에서도 우주선이라는 주장까지 나오기도 했다. 이후에도 학자들은 오무아무아의 기원에 대한 연구를 지속했으며 어떻게 형성돼 이같은 특이한 모양을 갖게되었는지에 관심이 집중됐다.　 최근 미국 캘리포니아대학교과 중국과학원 공동연구팀은 오무아무아가 항성에 의해 찢겨져 생긴 천체라는 시뮬레이션 결과를 과학 저널 ‘네이처 천문학’(Nature Astronomy) 최신호에 발표했다.시뮬레이션 결과를 간단히 설명하면 이렇다. 오무아무아는 한때 지구만한 행성의 일부였으나 인근에 있던 항성에 너무 가깝게 다가가면서 찢겨졌다. 그리고 항성계 밖으로 축출돼 태양계까지 왔다는 설명. 이같은 '과거' 때문에 건조한 표면과 길쭉한 시가같은 모양을 하고있으며 우주선으로 의심되는 특이한 궤적을 보인다는 주장이다. 또한 지구보다 10배나 큰 행성이라도 적색왜성 근처를 시속 4만㎞의 속도로 지나간다면 중력의 영향으로 갈기갈기 찢겨질 수 있다는 것이 연구팀의 주장이다. 논문의 제1저자인 장 윈 연구원은 "대부분의 행성체는 수많은 바위조각이 중력의 영향아래 뭉친 형태"라면서 "우주를 떠다니는 모래성이라고 상상할 수 있다"고 설명했다. 이어 "일반적으로 각 행성계는 오무아무아와 같은 천체를 수백조 개 밖으로 방출한다"면서 "오무아무아는 빙산의 일각으로 앞으로 이와같은 외계 천체가 태양계에서 발견될 것"이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지난해 12월 미국 앨라배마주 남서부 멕시코만 안에 있는 모빌만의 해저 18m 부근에서 6만 년 된 목재가 발견됐다. 이는 당시 앨라배마 연안에 무성했던 숲에 있던 낙우송(학명 Taxodium distichum) 한 그루의 일부분으로, 몇천 년간 기후변화 탓에 해저 토양 속에 묻혀 있다가 2004년 멕시코만을 강타한 허리케인 아이반에 의해 드러난 것으로 추정된다. 그런데 최근 미국 루이지애나주립대와 서던미시시피대, 노스이스턴대 그리고 유타대 공동연구진은 이 나무를 신약을 개발하는데 응용할 수 있다는 것을 알아냈다. 신약 개발의 열쇠는 바로 이 나무 속에서 찾아낸 한 고대 생물 사체에 숨겨져 있다.이들 연구자는 이 나무가 살았던 시대의 환경과 기후 조건을 조사하기 위해 채취한 표본을 분석했다. 나무는 해저 토양에 묻혀 있었기에 잘 보존돼 산화와 부식이 방지돼 있었다. 이에 대해 연구를 주도한 루이지애나주립대의 크리스틴 들롱 박사는 “나무껍질을 잘라내자 그 밖으로 충분히 많은 양의 수액이 흘러나왔다”면서 “또 나무 섬유나 나이테도 눈으로 확인할 수 있었다”고 말했다. 분석 결과, 이 나무의 나이테는 오늘날 같은 나무의 것보다 간격이 좁고 크기도 고른 것으로 확인돼 당시 기후는 오늘날보다 훨씬 한랭했던 것으로 나타났다.또 나무 속에는 무려 300여종에 달하는 고대 생물의 사체가 발견됐으며 그중에서도 특히 ‘배좀벌레’(shipworm)라는 종을 연구진은 주목한다. 배좀벌레는 이매패류의 일종으로 목선과 같은 목질 구조물에 굴을 뚫고 들어가 사는 작은 조개다. 일반적인 조개와는 달리 패각이 매우 작아서 수관과 내장낭 등의 연체부가 길게 노출돼 있다. 따라서 이들은 바다의 흰개미라고도 불린다.채취된 배좀벌레에서는 100종 정도의 세균주가 추출됐으며, 그중 대부분은 신종으로 확인됐다. 연구진은 이 중 12종의 세균주를 골라 DNA 배열을 분석했다. 그 결과, 이들의 유전 정보는 기생충 치료제와 진통제, 항암제 그리고 항바이러스제 등 새로운 항생제 개발에 응용할 수 있는 것으로 나타났다. 하지만 신약을 개발하려면 이들의 유전 정보를 분석하는 것을 포함해 새로운 표본을 수집해야 한다. 그렇지만 현재 멕시코만에서의 현장 조사는 코로나19의 영향으로 중단되고 있는 상황이다.따라서 연구진은 무인잠수정을 이용해 낙우송이 잠들어있는 해저를 계속해서 조사할 계획이다. 이 연구는 빨라도 내년에 본격적으로 재개될 예정이다. 자세한 연구 성과는 미국 해양대기청(NOAA) 홈페이지에 게재돼 있다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 연구진이 산성환경에서만 커지는 나노물질을 개발해 암세포만 선택적으로 터트려 없애는 기술을 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질연구단, 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부 공동연구팀은 표면에 전하를 띄는 리간드가 결합된 금속 나노입자를 이용해 암세포만 선택적으로 파괴할 수 있는 기술을 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’에 실렸다. 여러 형태의 암치료법이 있지만 여전히 많이 사용되는 것은 외과수술과 화학적 요법이다. 화학 항암요법은 암세포만이 아니라 정상세포도 동시에 공격하는 부작용이 있다. 연구팀은 암세포에서만 커지는 나노입자를 이용해 암세포만 공격하는 기술을 개발한 것이다. 이번에 개발한 나노입자는 세포 소기관인 리소좀 내부로 침투할 수 있도록 설계됐으며 암세포에서만 커지도록 해 세포를 죽이도록 했다.연구팀은 암세포 주변 환경이 산성이라는 점에 착안해 암세포 속 리소좀으로 흡수된 다음 리소좀을 파괴하고 세포 사멸까지 이어지도록 한 것이다. 암세포는 산성을 띠어 나노입자가 잘 뭉치는데다가 기능이 비정상이라 크게 자란 나노입자를 밖으로 배출하기 힘들어 사멸하게 된다. 연구팀은 금나노입자 표면에 각각 양전자와 음전하를 띠는 꼬리모양 물질인 리간드를 8대 2의 비율로 붙였다. 연구팀은 정상세포와 암세포를 대상으로 세포실험을 실시해 ‘암시야 현미경’으로 관찰한 결과 암세포만 선택적으로 사멸시키는 것이 확인됐다. 연구를 이끈 바르토슈 그쥐보프스키 UNIST 교수는 “이번 연구는 암세포가 고장난 정상세포라는 특성을 역으로 활용해 암세포를 죽일 수 있었다는데 의미가 있다”라며 “동물실험을 진행해 항암치료제로 가능성을 추가로 연구할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

네덜란드와 벨기에의 한 공동 연구를 통해 이동하는 사람 부근에서 발생하는 ‘슬립 스트림’이라는 현상 탓에 바이러스가 널리 확산할 가능성이 제시됐다. 코로나19는 재채기와 기침 등에 의한 비말 감염이 주요 감염 경로 중 하나이므로, 감염 확산을 막는 대책으로 2m 정도 사회적 거리두기를 적극적으로 권장한다. 사회적 거리두기를 위한 가장 좋은 방법은 꼭 필요하거나 급하지 않은 외출을 삼가는 것이지만, 어쩔 수 없이 외출을 해야 할 때도 있고 면역을 높이기 위해서는 ‘적당한 운동’도 필요하다고 전문가들은 권장한다. 이에 따라 네덜란드의 에인트호벤공대와 벨기에의 루벤 가톨릭대 공동연구팀은 달리기를 할 때 호흡이나 기침 등에 의해 발생한 타액 비말의 움직임을 시뮬레이션해 ‘온화한 날씨 아래에서 2명의 주자가 시속 14㎞의 속도로 달리기를 했을 때’의 영향을 조사했다.공개된 이미지는 비말이 전방의 주자로부터 후방 주자의 옷에 부착하는 모습을 시뮬레이션했을 때의 모습이다. 전방 주자에서 나온 안개 모양의 무지개색의 점들이 바로 비말로 빨간색에 가까운 것은 지름이 큰 것, 파란색에 가까운 것은 지름이 작은 것을 나타낸다. 에인트호벤공대의 공기역학 전문가인 버트 블로큰 교수는 “시뮬레이션 결과, 주자가 공간에 남기는 비말의 영향을 명확하게 알았다. 이런 비말은 재채기나 기침으로 크게 발생하지만 단순히 숨만 쉬어도 발생한다”면서 “이미지에서는 붉은 점이 원래 큰 비말 입자를 나타내고, 이런 입자는 비교적 빨리 떨어지지만, 푸른 점으로 나타난 미세 비말은 후방 주자의 옷에 달라붙는다”고 설명했다. 이런 분비물은 단순히 그 자리에 떠 있는 것이 아니라 이동하는 물체의 뒤에 발생하는 기류인 슬립 스트림을 타고 뒤쪽 사람에 그대로 부착해 버리는 것이다. 블로큰 교수는 “슬립 스트림은 이동하는 사람의 바로 뒤에 생기는 영역으로 공기 흐름이 흐트러져 공기의 압력이 줄어든 것 같은 상태를 만든다. 이런 슬립 스트림은 사이클 선수들 사이에서는 잘 알려졌지만 걷거나 달리고 있는 사람의 뒤에서도 발생한다”면서 “우리는 연구를 통해 슬립 스트림이 생기면 어떤 경우에도 비말이 그 공기의 흐름에 올라타 버리는 현상을 알 수 있었기에 이동하는 사람 뒤에 생기는 슬립 스트림을 피하는 것이 최선이라고 생각한다”고 말했다.이뿐만 아니라 시속 4㎞로 걷는 상황에서도 한숨 등에 의해 발생한 비말이 뒤쪽에서 걷는 사람에게 닿는 결과가 나왔다. 블로큰 교수는 “이 연구는 바이러스학이 아니라 공기역학 전문가에 의해 행해진 것이다. 따라서 어디까지나 비말 속을 이동하게 되는 위험을 평가한 것이며, 실제 감염 위험에 대해 논한 것은 아니다”고 강조했다. 또 이번 연구 결과의 논문은 아직 동료 검토를 받지 않았기에 심사를 기다리고 공개하기까지 수개월이 걸리기 때문에 8일(현지시간) 발표를 단행한 것으로 전해졌다. 끝으로 블로큰 교수는 “사람의 뒤를 걷는 경우는 적어도 4~5m는 거리를 둘 필요가 있다. 이것이 달리기나 자전거를 천천히 타는 속도라면 10m, 자전거를 빠르게 타는 속도라면 20m”라면서 “또 누군가와 엇갈릴 경우에는 상당히 앞에서부터 옆으로 벗어나 움직여 사람 앞을 걷지 않도록 하는 것이 좋으며 마찬가지로 자전거로 앞 사람을 추월하는 경우도 꽤 뒤에서부터 옆으로 벗어나야 한다”고 조언했다. 사진=버트 블로큰/트위터 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

“인체 보호하는 T세포 기능 마비시켜” 코로나19가 인체 내 면역세포를 파괴할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 12일 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)에 따르면 중국 상하이와 미국 뉴욕의 과학자들로 이뤄진 공동 연구팀은 이런 연구 결과를 담은 논문을 의학 전문지 ‘세포분자 면역학’에 발표했다. 논문에 따르면 코로나19 바이러스와 실험실에서 배양된 T세포를 결합하는 실험을 한 결과 코로나19 바이러스가 T세포에 침투해 인체를 보호하는 T세포의 기능을 마비시키는 것으로 나타났다. T세포는 인체에 침투한 병원균과 바이러스를 제거하는 역할을 하는 면역 세포의 일종이다. 2003년 대유행한 사스(중증급성호흡기증후군)의 경우 T세포에 침투하는 능력은 없었다. 이런 연구 결과는 코로나19가 에이즈 바이러스(HIV)처럼 인체의 면역체계를 공격한다는 일선 의료진의 관찰 결과와 일치한다. 코로나19 환자들을 치료하는 베이징의 한 의사는 “코로나19가 때로는 직접 인체의 면역체계를 공격할 수 있다는 우려가 의료진 사이에서 점점 커지고 있다. 더 많은 사람이 코로나19를 HIV 등과 비교하고 있다”고 말했다.지난 2월에는 중국 인민해방군 면역학연구소 연구팀이 코로나19 환자 중 일부 고령자나 중환자의 T세포가 현저하게 줄어든다는 임상 보고서를 내기도 했다. T세포가 줄어들수록 사망 위험은 더 커진다. 이후 다른 연구 결과에 따르면 코로나19 사망자를 부검한 20여건의 사례에서 면역 체계가 철저하게 파괴된 것을 발견했다. 이들의 내부 장기 손상은 사스나 에이즈와 유사했다고 의사들은 전했다. 일부 코로나19 중환자는 면역 작용이 과다하게 이뤄져 정상세포까지 공격하는 ‘사이토킨 폭풍’ 증상이 발견되기도 했다. SCMP는 “다만 이번 연구는 왜 상당수 코로나19 감염자가 수 주일 동안 아무런 증상도 보이지 않는지 등에 관해서는 설명하지 못 한다. 코로나19와 T세포의 연관성에 대한 추가 연구는 그 치료법 개발에 도움이 될 수 있을 것”이라고 전했다. 최선을 기자 csunell@seoul.co.kr

코로나19와 같은 신종 코로나바이러스 감염병은 사실 처음 나온 것이 아니다. 같은 신종 코로나바이러스 감염병으로 사스와 메르스가 있는데 특히 사스가 코로나19와 매우 유사해 코로나19의 원인 바이러스는 SARS-CoV-2라고 명명됐다. 지금 와서 생각하면 당시에 코로나바이러스 백신이나 치료제를 개발하지 않았던 것이 매우 아쉽지만, 시도가 없었던 것은 아니었다. 최근 미국 아이오와대와 조지아대 공동연구팀은 쥐를 이용한 동물 모델에서 메르스 백신의 효과를 입증했다. 이들이 개발한 메르스 백신은 코로나19에 대해서 효과가 입증되지는 않았지만, 코로나19나 범용 코로나바이러스 백신 개발에 도움을 줄 수 있는 신기술을 사용해 관심을 끌고 있다. 연구팀의 아이디어는 무해한 바이러스에 치명적인 바이러스의 표면 단백질을 입혀 백신으로 사용하는 것이다. 파라인플루엔자 바이러스(parainfluenza virus)는 이름과는 달리 인플루엔자처럼 심한 증상이나 치명적인 결과를 가져오지 않은 순한 바이러스다. 연구팀은 파라인플루엔자 바이러스 표면에 코로나바이러스의 돌기(spike) 단백질을 결합해 가짜 코로나바이러스를 만들었다. 이 바이러스를 쥐에게 투여한 결과 치명적인 수준의 메르스 코로나바이러스에 노출에도 모두 생존했다. 이 가짜 코로나바이러스는 항체 생산 유도 능력은 약했지만, 대신 T 세포의 기능을 활성화해 폐에서 심각한 코로나바이러스 감염을 막는 것으로 나타났다. 물론 코로나19에도 효과를 보인다는 보장은 없지만, 연구팀은 파라인플루엔자 바이러스가 코로나19는 물론 범용 코로나바이러스 백신 개발 플랫폼이 될 수 있다고 보고 있다. 당장의 코로나19 사태도 큰 문제지만, 앞으로 유사한 신종 코로나바이러스 감염병이 매년 유행한다면 그 피해는 상상을 초월할 수밖에 없다. 그런 만큼 현재 유행 중인 코로나19 백신 개발에 집중하는 것은 물론 다양한 형태의 코로나바이러스 백신 개발 플랫폼을 확보할 필요가 있다. 물론 파라인플루엔자 바이러스 백신이 효과적이라는 보장은 없지만, 상황의 심각성을 생각할 때 시도해 볼 만한 가치는 있을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

분당서울대병원 등 공동연구팀이 수입에 의존하는 에크모(체외막산소공급장치.ECMO)의 국산화에 성공했다. 분당서울대학교병원, 서울대학교 의과대학, 서강대학교, 서울아산병원 공동연구팀은 ECMO 장비개발 연구를 진행, 지난해 10월 최종적으로 시제품을 완성하고 임상시험을 개시했다고 11일 밝혔다. 이번 국산 ECMO는 지난해 12월 13일 급성 호흡부전으로 폐 이식이 필요한 환자 치료에 첫 적용돼 파일럿 임상시험을 성공적으로 마쳤다. 이후 환자는 중환자실에서 약 3주간의 교량치료를 받았으며, 지난 1월 3일 분당서울대병원 흉부외과 전상훈 교수팀의 집도로 폐 이식 수술을 받았다. 현재는 안정적인 상태로 재활치료를 받고 있다고 의료진은 설명했다. 연구팀은 이번 연구를 통해 그동안 국내에서는 한 번도 시도된 적 없는 원심성혈액펌프의 기초설계에서부터 제작에 이르는 원천기술을 확보했다. 또 혈액산화기 제작기술 노하우, 심폐순환보조장치의 구동과 제어, 모니터링을 위한 전자제어장치의 제작 및 프로그램 개발 등의 기술적 성과도 달성했다. 장비 개발과정에서 다양한 심폐부전 동물모델의 개발과 같은 전임상연구 분야에서의 발전도 중요한 성과로 꼽았다.이번 개발은 전체 ECMO 시스템을 구성하는 혈액펌프, 산화기, 혈액회로, 구동 및 제어장치 중에서 산화기와 캐뉼라를 제외하고 국산품으로 구성됨에 따라 약 70% 정도의 국산화율을 달성했다. 향후 산화기 국산화가 완료되면 전체 시스템의 국산화율이 95%에 이를 것으로 전망된다. 연구책임자인 전상훈 분당서울대병원 교수는 “중환자 치료의 필수장비인 ECMO 국산화를 통해 우리나라도 복합고부가가치의료기기를 개발할 수 있다는 자신감을 갖게 됐다”고 말했다. 실무총괄을 맡았던 조영재 분당서울대병원 교수는 “신종인플루엔자, 메르스가 유행했을 때 ECMO가 중증호흡부전 환자에서 중요한 치료수단이 되었던 만큼, 코로나19 중증환자 치료와 앞으로 다가올 보건의료위기상황에서도 ECMO의 국산화는 그 가치를 더욱 발휘하게 될 것”이라고 덧붙였다. 공동연구자인 김희찬 서울의대 교수는 “ECMO 시스템의 제조생산 및 판매에 관심 있는 국내기업을 통해 보다 개선된 양산용 제품을 개발하고 품목허가를 위한 임상시험을 거친 후 본격적인 의료기기 제품으로 시장에 출시할 예정”이라며 “국내 병원에서 임상 치료에 적용하는 사례를 늘려가는 한편 해외시장으로의 진출을 통해 본격적인 4등급 의료기기 국산화 시대를 열 것”이라고 밝혔다. 에크모, 체외막산소공급장치(ECMO, Extracorporeal membrane oxygenation)는 몸 밖에서 인공 폐와 혈액펌프를 통해 혈액에 산소를 공급한 후 그 혈액을 다시 환자의 체내에 넣어주는 기기를 말한다. 체외막을 통해 산소를 공급해주고 이산화탄소를 배출해 주는 폐와 심장의 역할을 동시에 수행할 수 있는 첨단 의료기기로 중증의 심부전증, 폐부전증 환자의 치료에 사용된다. 2015년 메르스 사태로 많이 알려지기 시작해 코로나19 중증환자 치료에도 활용되고 있는 ECMO는 중증 심폐부전 환자의 치료와 이식수술에 필수적으로 사용되고 있다. 국내 기준으로는 약 350여대가 환자치료에 쓰이고 있지만, 장비 및 재료가 모두 수입에 의존하고 있어 환자뿐만 아니라 국가적으로도 큰 비용 부담이 있어왔다. 뿐만 아니라 생명유지에 가장 중요한 심장과 폐의 기능을 대신하는 만큼, 안전성과 정확성이 요구되기 때문에 국산화 시도의 의미가 매우 큰 의료장비다. 이번 연구는 분당서울대병원 주도하에 2014년 6월부터 지난해까지 5년간 50여억원의 정부출연금 지원으로 진행됐다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

우리 태양이 그 어느 때보다 적나라한 민낯을 드러냈다. 미국항공우주국(NASA) 마셜우주비행센터(MSFC)와 영국 센트럴랭커셔대(UCLan) 공동연구진은 NASA의 ‘고해상도 코로나 이미저’(Hi-C·High-Resolution Coronal Imager) 우주망원경이 촬영한 태양의 부분 이미지를 연구·분석했다. 그 결과 기존에 어둡거나 대부분 비어있다고 생각된 태양의 대기가 폭 약 500㎞의 전기를 띠는 기체 가닥들로 채워져 있다는 것을 밝혀냈다. 연구진에 따르면 이 가닥들의 온도는 100만℃에 달한다.Hi-C 우주망원경은 태양의 대기에 있는 구조를 항성 전체 크기의 약 0.01%인 약 70㎞의 크기 만큼 작은 부분도 자세히 볼 수 있다. 덕분에 연구진은 대양의 대기에서 믿을 수 없을 정도로 미세한 자기성 가닥들을 포착할 수 있었고, 이들 가닥이 플라스마로 이뤄져 있다는 것을 알아냈다. UCLan 연구진은 이들 가닥을 정확히 무엇이 만들어냈는지는 분명하지 않지만 이제 천문학자들의 지대한 관심을 받을 것이라고 밝혔다. 또 이들 가닥이 왜 형성됐는지와 이들의 존재가 어떻게 태양 플레어와 태양 폭풍이 나오는 것을 이해하는 데 도움을 주는지에 대해 토론하게 할 것이라고 설명했다. 태양의 민낯을 촬영한 Hi-C 우주망원경은 준궤도 로켓 비행을 통해 우주로 간 특별한 천체망원경이다. 이 망원경은 우주의 한켠으로 발사돼 태양의 이미지를 1초마다 포착해 지구로 전송한다. 이 망원경으로 이번 발견을 이뤄낸 연구진은 이제 Hi-C의 새로운 임무를 시작할 계획을 세우고 있다. 이후에는 현재 NASA의 파커 태양 탐사선과 유럽우주국(ESA)의 태양 궤도선이 수집 중인 추가 자료와 종합할 예정이다.NASA MSFC의 Hi-C 연구책임자인 에이미 와인바거 박사는 “Hi-C의 이번 이미지는 우리에게 태양의 대기에 관한 놀라운 정보를 제공한다”면서 “다른 두 태양 관측우주선 같이 현재 진행 중인 임무와 함께 가까운 미래에 이런 우주 관측장비는 태양의 역동적인 외층을 완전히 새로운 시각으로 드러낼 것”이라고 말했다. 이번 자료의 분석을 주도한 제1저자인 UCLan의 톰 윌리엄스 박사후연구원 역시 이번 이미지는 지구와 태양이 서로 어떻게 연관돼 있는지를 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것이라고 밝혔다. 자세한 연구 결과는 세계적인 학술지 ‘천체물리학저널’(ApJ·Astrophysical Journal) 최신호에 게재됐다. 사진=영국 센트럴랭커셔대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

전남대학교가 방사선을 이용하지 않고 몸 속 깊숙한 곳의 장기들을 진찰할 수 있는 ‘광음향 융합영상 진단법’을 개발했다. 10일 전남대에 따르면 핵의학교실 이창호 교수와 고분자융합소재공학부 김형우 교수가 공동연구로 장파장 빛(1064㎚)에 대한 강한 흡수도를 가진 니켈 기반의 나노입자 조영제를 이용해 심부조직의 고해상도 영상화가 가능한 광음향 융합영상기술을 개발했다. 광음향 영상은 빛을 인체에 쏘이면 인체조직이 순간적으로 열팽창을 하면서 음파(광음향) 신호를 발생시키는데, 이를 초음파 센서로 감지해 영상화한 것이다. 공동연구팀은 빛의 파장이 길어질수록 생체투과도가 높되 세포손상은 적다는 점에 착안, 장파장레이저의 사용과 이를 흡수할 수 있는 조영제 개발에 나서 이같은 성과를 거뒀다. 이 기술은 생체 적합성 검증을 거쳤고, 쥐의 림프노드, 위장관, 방광에 나노입자를 주입해 최대 3.4㎝ 깊이에서 광음향 영상을 얻어내는 실증까지 마쳤다. 기존 기술들은 대개 단파장 레이저를 사용해 피부 아래 수㎜의 연부조직만 관찰할 수 있고, 광음향 조영제 또한 단파장 빛(650~900㎚)을 인체 깊숙이 전달하지 못하는 한계를 지녀왔다. 연구팀은 “이 기술은 방사성물질을 필요로 하는 CT 등과 달리 피폭의 위험을 피하면서 비침습적으로 몸 속 깊숙한 곳의 장기와 질병을 관찰하고, 시각화할 수 있다”며 “1064㎚ 파장의 레이저도 비교적 가격이 저렴하고 일반 상용 초음파장비와 함께 사용할 수 있기 때문에 이른 시일 안에 임상적용이 가능할 것으로 기대된다”고 밝혔다. 한국연구재단 파이오니어사업의 지원을 받아 수행된 이 연구에는 김철홍 교수(포항공대)도 동참했다. 연구성과는 분자영상 진단·치료법 분야 국제학술지인 ‘테라노스틱스(Theranostics, 영향력지수 8.063)’에 올해 3월호에 게재되고, 후면 표지논문으로 선정됐다. 광주 최치봉 기자 cbchoi@seoul.co.kr

환각 증상을 일으키는 독버섯인 ‘갈황색미치광이버섯’에서 폐암과 전립선암 세포의 증식을 억제하는 새로운 항암물질이 확인됐다. 산림청 국립산림과학원 산림버섯연구실은 8일 성균관대 약학대 김기현 교수팀과의 공동연구를 통해 갈황색미치광이버섯 추출물에서 ‘세스퀴테르펜류’를 발견했다고 밝혔다. 이는 항암제로 사용되고 있는 ‘독소루비신’과 비슷한 효능을 나타내 새로운 천연 항암치료제로 활용이 기대되고 있다. 갈황색미치광이버섯은 섭취 후 30분 이내 정신 불안, 인지 장애, 공격적 행동 등 증상이 나타나는 맹독성 버섯으로 각별한 주의가 필요하다. 연구 결과는 약학 전문 국제학술지 ‘아카이브즈 오브 파마칼 리서치’에 발표됐다. 산림과학원은 또 독버섯인 붉은사슴뿔버섯에서 유방암 치료물질인 ‘로리딘E’를 발견하는 등 산림 독버섯의 유용물질을 활용해 새로운 치료 소재에 대한 연구를 진행하고 있다. 대전 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

지난해 4월 10일 아인슈타인의 상대성 이론과 간접 관측으로만 존재가 알려져 있었던 블랙홀이 처음으로 인류 앞에 모습을 드러냈다. 당시 연구팀은 지구에서 5500만 광년 떨어진 은하 M87 중심부에 위치한 블랙홀의 모습을 촬영했다. 그로부터 1년이 지난 7일 블랙홀의 모습을 촬영하는데 성공한 ‘사건의 지평선 망원경’(EHT) 연구팀이 블랙홀과 관련된 또 하나의 우주 비밀을 풀어냈다. 전 세계 148개 연구기관으로 구성된 EHT 연구팀은 EHT, 칠레 북부에 위치한 세계 최대 전파망원경 간섭계 ALMA는 물론 한국의 밀리미터파 초장기선 전파간섭계(VLBI) 등 전 세계의 전파망원경을 이용해 전파망원경 처녀자리에 위치한 초거대질량 블랙홀에서 발생하는 강력한 블랙홀 제트 분출을 촬영하는데 성공하고 그 결과를 천문학 분야 국제학술지 ‘천문학과 천체물리학’ 7일자에 발표했다. 이번 연구논문의 제1저자는 재독 한인과학자인 독일 막스플랑크 전파천문연구소 김재영 박사이며 국내에서도 한국천문연구원, 서울대, 연세대, 과학기술연합대학원대학교(UST), 울산과학기술원(UNIST) 소속 천문학자들이 대거 참여했다. 지난해 공개된 영상에서는 블랙홀에서 발생하는 거대한 에너지 분출현상인 ‘제트’가 없어 천문학자들 사이에서 불완전한 블랙홀 사진이라는 평가를 받기도 했었다. 연구팀은 지구로부터 약 5380만 광년 떨어져 있는 처녀자리에 있는 퀘이사 ‘3C 279’를 관측했다. 퀘이사는 은하의 중심에 있는 초거대질량 블랙홀 주변에서 별과 가스가 떨어질 때 나오는 마찰열 때문에 태양같은 항성(별)보다 수 배에서 수 백배 밝게 빛나는 발광(發光) 천체로 준항성이라고도 불린다. 특히 이번에 관측 대상이 된 3C 279는 타원형 은하 중심에 있는 초거대질량 블랙홀과 관련돼 광학적으로 매우 활발하고 다변성이 큰 퀘이사로 알려져 있다.연구팀은 이번 퀘이사 정밀관측으로 처녀자리 초거대질량 블랙홀에서 발생하는 제트를 관측하는데 성공한 것이다. 연구팀에 따르면 블랙홀 주변에 가스물질로 이뤄진 디스크, 일명 강착원반이 있고 위, 아래쪽으로 광속과 비슷한 속도로 제트가 뿜어져 나오는 것이 확인됐다. 블랙홀에서 뿜어져 나오는 제트는 직선형태가 아니라 새끼처럼 약간 비틀려 꼬인 상태로 뿜어져 나오는 것으로 확인됐다. 제1저자로 연구를 이끈 김재영 독일 막스플랑크 전파천문연구소 박사는 “제트가 발생할 것이라고 예측한 곳에서 정확히 선명한 제트를 발견했다는 점이 이번 연구에서 놀라운 점“이라며 “제트의 이미지가 빠른 속도로 변하고 일직선 형태로 곧게 뿜어져 나오는 것이 아니라 약간 비틀어지고 기울어져 뿜어나온다는 점에 대해서는 추가적인 논의가 필요하다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

프랑스 절대왕정 시대 루이14세가 완성한 베르사유 궁전은 화려한 건물 내부와 아름다운 정원으로 유명합니다. 이런 화려함을 유지하기 위해 화장실을 만들지 않아 당시 귀족과 왕은 정원 곳곳에서 볼 일을 봤다는 것은 공공연한 비밀이기도 합니다. 프랑스에서 향수산업이 발달하게 된 것도 이 때문이라는 이야기가 있습니다. 그렇다면 한국의 궁들에도 화장실이 없었을까요. 역사학자들의 발굴과 연구에 따르면 조선시대 본궁이었던 경복궁에만 30여개에 가까운 화장실이 있었다고 합니다. 그렇지만 왕조시대 지존이었던 임금만을 위한 화장실은 없었다고 합니다. 조선시대를 배경으로 하는 역사극을 보면 임금이 화장실을 가고 싶어할 때 상궁이나 내시들이 휴대용 변기인 ‘매화틀’을 준비하는 장면을 간혹 볼 수 있습니다. 내의원에서 매화틀에 담긴 내용물의 색과 농도를 보고 왕의 건강을 파악했다고 합니다. 요즘도 각국 정상들의 건강 정보는 국가기밀에 해당하고 있지요. 그런데 조선시대 임금이나 현대 각국 정상들처럼 일반인들도 매일 아침 화장실에 앉아있는 것만으로도 건강상태를 점검할 수 있는 기술이 한국인 과학자들 주도로 개발돼 주목받고 있습니다. 미국 스탠포드대 의대, 전기공학과, 케이스 웨스턴리저브대 의대, 한국 서울 송도병원 외과, 암면역센터, 포스텍 창의IT융합학부, 가톨릭대 의대, 캐나다 토론토대 의대, 네덜란드 라이덴대 의대 공동연구팀은 매일 개인의 건강상태를 반복적으로 측정해 질병을 사전에 예측하고 대비할 수 있는 ‘스마트 변기’를 개발했습니다. 이번 연구결과는 의공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 7일자에 실렸습니다. 이번 연구에는 박승민 스탠포드대 의대 영상의학과 수석연구원 박승민 박사와 송도병원 원대연 외과과장이 제1저자로 참여하고 다수의 포스텍, 가톨릭대 의대 소속 과학자들이 함께 했습니다. 이번에 개발된 스마트 변기에는 대변과 소변에서 파악할 수 있는 다양한 질병표지자를 감지할 수 있도록 설계됐습니다. 이를 위해 압력과 동작센서, 소변의 흐름과 속도, 소변 속 생화학적 성분 분석이 가능한 탐침, 변의 색과 형태를 파악할 수 있는 카메라, 변기 뚜껑과 물 내리는 레버에 장착된 손가락 인식장치 등이 설치됐으며 이들 정보를 컴퓨터로 전송할 수 있는 정보전송기술, 이를 분석할 수 있는 인공지능(AI) 기계학습 알고리즘 등 다양한 기술이 적용됐습니다.스마트 변기는 뚜껑을 열고 용변을 본 뒤 물을 내릴 때까지 모든 동작이 건강상태 측정에 활용됩니다. 비데처럼 변기 위에 얹고 전원만 연결하면 간단히 설치된다는 장점이 있는데 대장암과 비뇨기 계열 관련 암, 과민성대장증후군, 단백질뇨, 혈뇨 여부를 통한 신장기능 측정 등이 가능하다고 연구팀은 설명하고 있습니다. 연구팀은 300명을 대상으로 스마트 변기를 6~7개월 정도 사용하도록 한 뒤 설문조사를 실시한 결과 약 52%의 사용자가 ‘사용에 불편함을 느끼지 못하고 편하다’고 답했다고 합니다. 사용은 편리하지만 정밀하고 개별적 진단을 위해 변기 사용자의 신분을 확인하는 것에 대해서는 민감한 개인건강정보가 유출될 수 있다는 우려도 제기됐습니다. 이런 문제만 해결된다면 기존 기술들을 융합해 사전에 건강 이상여부를 파악할 수 있다는 점에서는 정말 놀라운 기술이 아닐까요. edmondy@seoul.co.kr

국내 IT통신기업과 정부출연연구기관이 손잡고 국내 기술로 세계적인 수준의 인공지능(AI) 반도체를 만들었다. 과학기술정보통신부는 한국전자통신연구원(ETRI)와 SK텔레콤을 포함한 국내 기업이 공동연구를 통해 고성능 데이터센터와 사물인터넷(IoT)이나 모바일 기기에 활용할 수 있는 신경망처리장치(NPU) 기반 AI 반도체를 개발하고 실증에 나설 계획이라고 7일 밝혔다. AI 반도체는 사람의 뇌처럼 낮은 전력으로 대규모 데이터를 빠르게 처리해 복잡한 상황인식, 학습과 추론 등 지능형 서비스에 최적화할 수 있다는 특징이 있다. 특히 NPU는 사람의 뇌신경망을 흉내내 대규모 연산을 동시에 처리할 수 있는 인공지능 반도체 기술이다. 우선 연구팀은 클라우드 데이터센터에서 활용되는 고성능 서버에 활용가능한 ‘서버용 초저전력 AI 반도체’를 개발했다. 현재 인공지능 연산에 활용되는 반도체들은 전력소모량이 크고 반도체 칩도 크다는 단점이 있다. 이에 연구팀은 가로, 세로 각각 17㎜, 23㎜로 동전 크기의 면적에 1만 6384개의 연산장치(코어)를 집적시켜 성능을 극대화한 반도체 칩을 개발하는 한편 각 연산장치의 전원을 동작, 차단시킬 수 있는 소프트웨어 기술까지 개발해 전력소모를 최소화했다. 이 기술을 활용하면 초당 40조 번의 데이터 처리가 가능하고 15~40와트(W)의 저전력을 소모해 현재보다 전력효율이 10배 이상 향상될 것으로 연구팀은 보고 있다.연구팀은 올해 하반기부터 지능형 CCTV, 음성인식 등 서비스를 지원하는 SKT 데이터센터에 적용하는 실증 사업화를 본격화할 예정이다. 또 ETRI와 전자부품연구원, 팹리스 기업들이 협력해 ‘모바일·IoT 디바이스용 시각지능 AI 반도체’도 개발했다. 이 반도체는 성인 손톱의 절반 수준인 가로, 세로 각각 5㎜ 크기로 회로면적을 최소화하고 기존 반도체 10분의 1 이하의 전력인 0.5W로도 초당 30회 이상 물체인식이 가능하다. 지능형 CCTV나 드론에 적용할 수 있는 이 반도체는 올 하반기부터 영상감시, 정찰 분야 등 인공지능 기반 지능형 기기 제품화와 연계된 실증과 사업화가 추진된다. 최기영 과기부 장관은 “인공지능 반도체는 한국이 ICT강국을 넘어 AI 강국으로 도약하기 위한 핵심기반”이라며 “이번 기술개발처럼 민관 협력을 통해 AI 반도체 핵심기술 투자를 올해 안에 본격화하고 신개념 반도체 기술 같이 세계시장을 선도하는 도전적 연구도 적극지원해 나갈 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

나이팅게일은 울음소리가 아름다워 검은지빠귀, 유럽물새와 함께 유럽의 3대 명조(鳴鳥)로 꼽히며 문학작품이나 신화에도 자주 등장하는 참새목 딱샛과에 속하는 새이다. 15~16.5㎝ 크기의 나이팅게일은 조용한 밤중에 우는 소리가 특히 두드러져 밤꾀꼬리로 불리기도 한다. 유럽과 아시아 일부 지역에서 번식하다가 겨울이 되면 사하라사막 남쪽 아프리카로 이동하는 철새로도 잘 알려져 있다. 그런데 최근 기후변화 때문에 아름다운 목소리를 내는 나이팅게일이 멸종할 가능성이 높아진다는 연구결과가 나왔다. 스페인 마드리드 콤플리텐세대 생물다양성·생태·진화학과, 마드리드 자치대 공동연구팀은 지구온난화로 인한 기후변화의 영향을 받아 나이팅게일의 날개길이가 짧아지고 있어서 겨울철 서식지로 이동하지 못할 가능성이 점점 커지고 있다고 4일 밝혔다. 이같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘아우크-올니톨로지컬 어드밴시즈’ 2일자에 실렸다. 연구팀은 스페인 중부지방에서 여름철을 나는 나이팅게일 군집의 날개모양과 이주시기, 이동거리 등에 대한 20년 동안의 데이터를 분석했다. 그 결과 지난 20년간 몸의 크기에는 거의 변화가 없었지만 날개의 평균길이는 점점 감소해 먼거리를 이동하기는 부적합해지고 있다는 사실을 확인했다. 날개가 짧아진 나이팅게일은 겨울철 아프리카로 이동한 뒤 유럽이나 아시아 지역으로 복귀하지 못할 수도 있으며 겨울철에 아프리카로 이동하지 못하고 원래 살던 지역에서 겨울철을 나야 하는 상황이 벌어질 수 있다는 설명이다. 철새의 이동과 관련해 제기되는 ‘철새 유전자 패키지’(migratory gene package) 가설은 날개길이, 이동 중 휴식시간에 따른 대사속도, 이동집단의 크기, 짧은 수명 등 이동과 관련한 것들이 일련의 유전자에 의해 제어되고 있다는 설명이다. 가설의 이름에서도 알 수 있듯이 이동과 관련한 여러 요인 중 하나의 특성에 영향을 미치는 변화압력이 커지면 다른 특성들도 자연스럽게 영향을 받게 된다. 연구팀에 따르면 최근 수 십년 동안 스페인 중부지역에서는 봄의 시작시기와 길이, 평균 기온이 바뀌었고 여름은 점점 더워지면서 낳는 알의 숫자도 줄어들고 있다. 여기에 날개 길이까지 짧아지면서 겨울철 아프리카로 이동하는 집단의 크기도 작아지기 때문에 이동과정에서 천적의 공격을 막기도 어려워 점점 이동을 피하는 방향으로 진화하게 된다고 연구팀은 설명하고 있다. 이번 연구를 주도한 카롤리나 레마차 콤플리텐세대 박사는 “이번 연구는 기후변화로 날개가 짧아지고 집단의 크기까지 줄어드는 부적응 진화로 전체 종의 생존율까지 감소시킬 수 있음을 보여주고 있다”라며 “이번 사례에서도 볼 수 있듯이 기후변화를 차단하지 못하면 생물종의 대량 멸종은 실제 현실이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 2월 봉준호 감독이 ‘기생충’으로 4개 부문을 휩쓴 ‘제92회 아카데미상 시상식’에서 올해 여우주연상은 영화 ‘주디’의 주연 르네 젤위거에게 돌아갔다. 주디는 영화 ‘오즈의 마법사’에서 도로시역을 맡아 ‘somewhere over the rainbow’라는 유명한 삽입곡을 불러 세계적인 스타가 된 주디 갈란드의 이야기를 다룬 작품이다. 주디 갈란드는 체중조절을 이유로 하루 한끼만 먹고 영화 촬영을 위해 잠을 자지 못하도록 각성제를 강제 복용하기도 하고 스테프와 남자배우들에게서 수시로 폭언과 폭행을 당한 것으로 알려지기도 했다. 최근에는 이런 일들이 줄어들었지만 몇 년 전 나탈리 포트먼이나 제니퍼 로렌스 등 헐리우드에서 활약하고 있는 여배우들이 똑같은 주연배우임에도 남녀간 출연료 차이가 크다며 남녀 출연자의 불평등한 구조에 대해 지적하고 나섰다. 미국 노스웨스턴대 복잡계연구소, 화학생물공학과 공동연구팀은 1920년부터 1950년대까지 소위 ‘헐리우드 황금시대’라고 불렸던 시기에 여성배우들에게는 불평등한 구조로 가득한 ‘최악의 시대’였다고 3일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 2일자에 실렸다. 세계 영화산업의 중심지라고 하면 많은 사람들이 미국 로스앤젤레스(LA) 헐리우드를 떠올린다. 1910년 이전까지만해도 미국에서 영화의 중심지는 뉴욕과 시카고였다. 헐리우드로 무게중심이 옮겨지면서 1920년대에는 지금 널리 알려진 ‘스튜디오 시스템’이 등장해 영화산업 표준모델로 자리잡게 된다.스튜디오 시스템은 영화에 투입되는 모든 인적, 물적 자원을 효과적으로 운영하는 방법이다. 이를 통해 로케이션 촬영보다는 세트장에서 찍는 영화가 대세를 이루게 됐고 배우들도 겹치가 출연이 가능해지면서 다양한 장르의 영화가 쏟아져 나오게 됐다. 이 같은 분위기는 1950년대까지 이어지면서 이 때를 ‘황금시대’(Golden Age)라고 부른다. 연구팀은 미국 영화연구소 아카이브와 인터넷영화데이터베이스(IMDb)에서 1910년부터 2010년까지 100여년 동안 제작된 액션, 어드벤처, 전기, 코미디, 범죄, 드라마, 다큐멘터리, 판타지, 느와르, 역사, 공포, 음악, 뮤지컬, 미스터리, 로맨스, SF, 스포츠, 스릴러, 전쟁, 서부영화, 단편영화까지 모든 장르의 2만 6000여편의 영화를 분석했다. 연구팀은 이들 영화에서 배우, 시나리오 작가, 감독, 제작자로 여성이 얼마나 많이 참여했는지에 특히 주목했다. 분석 결과 모든 장르와 네 개의 직업군에서 성별 분포는 정확히 U자형 그래프를 형성하는 것으로 확인됐다. 1922년 헐리우드 스튜디오 시스템이 등장하면서 여성의 역할과 구성은 급격히 감소했다는 것이다. 이 같은 분위기는 소수의 주요 영화제작사가 영화산업을 좌지우지했던 1950년대, 소위 헐리우드 황금시대 내내 지속된 것으로 조사됐다.연구팀은 헐리우드 황금시대 이전에는 독립영화 제작사들에 의해 영화산업이 지탱되고 있었으며 다양한 분야에서 여성의 참여가 증가추세를 보였다고 밝혔다. 실제로 1910~1920년까지 여성배우는 전체 출연진의 40%를 차지했고 20%의 시나리오가 여성 작가들에게서 나왔으며 제작자의 12%, 감독의 5%가 여성이었던 것으로 나타났다. 연구팀은 1920년대 스튜디오 시스템이 등장하면서 워너브러더스, 파라마운트, MGM, 폭스, RKO 픽처스 5개 대형제작사가 영화산업을 장악하면서 여성 연기자의 비율이나 역할도 1910년대와 비교해 절반 이하로 줄었고 제작과 연출은 거의 ‘0’에 수렴하는 등 영화산업에서 여성의 대표성을 찾아보기는 어렵다고 연구팀은 밝혔다. 아카데미상 여우주연상 2번 수상하고 4번 후보로 올랐던 후보였던 1940년대 인기 여배우 올리비아 드 하빌랜드가 1943년 워너브라더스의 노예계약에 소송을 걸어 승소한 이후 배우들은 스튜디오 전속계약이라는 굴레에서 해방됐다.또 1948년 미국 연방정부가 독점금지 위반으로 파라마운트를 고소하고 승소를 하면서 스튜디오들이 영화를 독점제작해 배급, 상영할 수 없게 했다. 연구팀은 이 같은 일련의 사건이 스튜디오 시스템에 균열을 일으켜 2010년까지는 여성들의 역할이 꾸준히 증가추세를 보였다고 분석했다. 그렇지만 여전히 영화산업의 모든 역할에서 여성의 비율은 50%를 밑돌고 있다고도 지적했다. 이 같은 여성의 역할이 줄어든 것에 대해 황금시대 당시 서부영화나 액션, 범죄, 느와르 영화가 늘어나 여성의 자리가 줄어들었다는 주장이 있지만 연구팀은 이번 분석을 보면 뮤지컬, 코미디, 판타지, 로맨스를 포함해 모든 장르에서 여성의 대표성이 줄어들었다고 강조했다. 루이스 누네스 아마랄 교수(복잡계 사회·생물학)는 “헐리우드 황금시대에는 현란하고 화려하며 고전적인 영화들이 많이 만들어져 많은 사람들이 장밋빛 시대로 인식하고 있다”라면서 “이번 연구를 통해 당시 상황을 미시적으로 분석하면 절대 황금시대가 아니었다는 사실을 알 수 있다”고 설명했다. 또 아마랄 교수는 “남성 제작자가 남자 감독이나 시나리오작가를 고용하는 것으로 나타났는데 인과관계로 볼 수는 없지만 이 같은 분석결과는 매우 시사적”이라며 “영화산업의 정점에 있는 사람들의 성별이 여성의 진출은 물론 영화의 다양성에도 영향을 미친다고 봐야 할 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr