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  • “물의 기원은 혜성 아니다…지구가 처음 만들어질 때 유입됐을 것”

    “물의 기원은 혜성 아니다…지구가 처음 만들어질 때 유입됐을 것”

    지구 표면의 70%를 덮고 있는 물은 우리가 아는 모든 생명체가 살아가는 데 꼭 필요한 요소지만, 어떻게 지구에 왔는지는 오랫동안 과학계에서 논쟁의 쟁점이 돼 왔다. 이와 관련해 프랑스 로렌대 암석·지구화학연구센터(CRPG) 연구진은 어떤 우주 암석이 지구에 물을 공급한 역할을 했는지를 시사하는 연구 논문을 발표해 그 비밀을 푸는 데 한 걸음 더 다가갈 수 있게 됐다.연구를 주도한 CRPG 우주화학자 로레트 피아니 박사는 AFP에 “이 연구 결과는 멀리 떨어진 혜성이나 소행성에 의해 물이 건조한 초기 지구에 유입됐다는 일반적인 이론과 모순이 된다”고 밝혔다. 태양계 형성에 관한 초기 모델에 따르면, 태양 주위를 빙빙 돌다가 결국 수성과 금성, 지구 그리고 화성이라는 내행성들을 형성한 가스와 먼지로 이뤄진 거대한 원반들은 너무 뜨거웠기에 얼음이 존재할 수 없었다. 이는 수성과 금성 그리고 화성이라는 나머지 세 행성의 척박한 환경으로 설명할 수 있지만, 광활한 바다와 습한 대기 그리고 수분이 풍부한 지질 환경을 갖춘 우리의 푸른 행성인 지구를 설명할 수는 없다. 따라서 과학자들은 물은 지구가 형성되고 나서 어디선가 유래했다는 가설을 세웠고 유력한 후보는 수소를 함유한 미네랄이 풍부한 ‘카보네이셔스 콘드라이트’(C-콘드라이트)라는 운석이었다. 하지만 C-콘드라이트의 화학적 조성은 지구의 암석과 일치하지 않는다는 문제가 있다. 게다가 이들 운석은 혜왕성 너머 외태양계에서 형성됐기에 초기 지구에 도달했을 가능성은 적다. 반면 엔스터타이트 콘드라이트(E-콘드라이트)라는 또 다른 운석군은 산소와 티타늄 그리고 칼슘의 유사한 동위원소(유형)을 함유해 지구의 암석들과 화학적으로 훨씬 더 가깝다. 이는 E-콘드라이트가 내행성들이 처음 만들어질 때 사용된 물질 중 일부였음을 시사한다. 하지만 이들 운석은 태양에서 가까운 곳에서 형성됐기에 지구의 풍부한 물을 설명하기에는 너무 건조한 것으로 여겨졌다.이 가설이 정말 사실인지 시험하기 위해 로레트 피아니 박사와 동료 연구자들은 질량분석법(mass spectrometry)이라는 기술을 이용, E-콘드라이트 13점의 수소 함량을 측정했다. 그 결과 이들 운석은 오늘날 해양의 3배 이상의 물을 지구에 공급하기에 충분한 수소 구성을 갖고 있는 것으로 나타났다. 연구진은 또 E-콘드라이트에서 두 수소동위원소를 측정했다. 이는 이들 동위원소의 상대적 비율이 천체마다 상이하기 때문이다. 그 결과 해양의 동위원소 조성은 E-콘드라이트의 물을 함유한 혼합물과 95% 일치하는 것으로 밝혀졌다. 이는 이들 운석이 지구의 물 대부분에 기여했다는 또 하나의 증거가 된다. 연구진은 E-콘드라이트의 질소동위원소들은 지구의 것과 유사하다는 것을 발견하고 이들 운석에 있는 것이 지구의 대기에서 가장 풍부한 성분이기도 한 질소의 기원일 수도 있다고 제안했다. 이와 함께 피아니 박사는 “혜성과 같이 태양계 밖에서 물이 추가로 공급됐다는 점을 배제하지 않지만 E-콘드라이트는 지구가 형성될 당시 공급된 물에 크게 기여했다는 것을 보여준다”고 덧붙였다.이번 연구를 살펴본 미국항공우주국(NASA) 소속 앤 페슬리어 박사는 사설에서 “이는 물의 기원이라는 퍼즐에 중요하고 우아한 조각을 끼워맞춘 것”이라고 명시했다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 ‘사이언스’ 최신호(8월 27일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 물도 가벼운 물·무거운 물 있다

    물도 가벼운 물·무거운 물 있다

    한국과 스웨덴 과학자들이 ‘슈퍼 현미경’을 이용해 물이 가벼운 물, 무거운 물이 있다는 사실을 새로 밝혀내 주목받고 있다. 김경환 포스텍 화학과 교수와 피보스 페라키스 스웨덴 스톡홀름대 교수 공동연구팀은 태양보다 100경 배 밝은 빛을 내는 ‘4세대 방사광가속기’를 이용해 물이 액체 상태에서 무겁고 가벼운 2가지 구조로 이뤄져 있다는 사실을 규명했다고 25일 밝혔다. 이번 연구결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’에 실렸다. 일반적인 액체들은 기온이 영하로 떨어지면 위, 아래 할 것 없이 일정하게 얼기 시작한다. 반면 물은 위쪽부터 얼기 시작한다. 겨울철에 얼어붙은 강이나 호수 밑에서 물고기가 죽지 않고 살 수 있고 얼음 낚시도 가능한 이유이다. 똑같은 액체인데도 이런 차이를 보이는 것은 오랫동안 과학계의 수수께끼로 남아 있었다. 이런 물의 독특한 특성을 이해하기 위해서는 펨토초(1000조분의 1초) 단위로 이뤄지는 물의 구조변화를 측정해야 한다. 이에 연구팀은 햇빛보다 100경 배 밝은 빛으로 나노 크기의 미세한 물체까지 선명하게 관찰할 수 있는 4세대 방사광가속기를 이용해 물의 구조변화를 관찰하는 데 성공했다. 김경환 포스텍 교수는 “이번 연구는 첨단 실험기구인 4세대 방사광가속기를 이용해 생명의 근원이 되는 물의 복잡한 구조변화를 실험적으로 측정하고 증명해 냈다는 데 의미가 크다”고 말했다. 유용하 기자 edm‘’ondy@seoul.co.kr
  • [과학계는 지금] 밀가루 많이 먹으면 장내 ‘비만 미생물’ 증가

    [과학계는 지금] 밀가루 많이 먹으면 장내 ‘비만 미생물’ 증가

    한국식품연구원(원장 박동준) 식품기능연구본부 기능성소재연구단 박호영 박사팀은 면이나 빵 같은 밀가루 음식을 과다 섭취할 경우 장내미생물의 불균형이 발생해 비알코올성 지방간 증상이나 장내물질이 혈액으로 흘러들어 전신에 염증을 유발시키는 장누수증후군 원인이 된다고 19일 밝혔다. 이번 연구 결과는 식품영양학 분야 국제학술지 ‘뉴트리언츠’에 실렸다. 연구팀은 생쥐를 두 그룹으로 나누고 8주 동안 한 그룹은 밀전분 함량이 높은 사료를, 다른 그룹은 일반 사료를 먹인 뒤 장내미생물 종류와 숫자, 각종 신체지수를 측정했다. 그 결과 밀전분이 많이 포함된 사료를 먹은 생쥐는 비만 환자의 장에서 흔히 발견되는 장내미생물의 종류와 숫자가 늘었고 대사질환과 밀접한 관련이 있는 박테리아도 6배나 늘어난 것이 관찰됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [와우! 과학] ‘세계서 가장 작은 코끼리’…초희귀 ‘코끼리땃쥐’ 52년 만에 발견

    [와우! 과학] ‘세계서 가장 작은 코끼리’…초희귀 ‘코끼리땃쥐’ 52년 만에 발견

    '세계에서 가장 작은 코끼리'로 통하는 희귀 동물이 아프리카 대륙 북동쪽 지부티에서 50여년 만에 재발견됐다. 지난 18일(현지시간) 미국 CNN 등 해외 주요언론은 '소말리 코끼리땃쥐'(Somali elephant shrew, 또는 Somali sengi)가 52년 만의 '무명생활' 끝에 과학계에 모습을 드러냈다고 보도했다. 이름도 생소한 코끼리땃쥐는 쥐만한 작은 덩치를 가진 포유류로 아프리카에 서식하며 지금은 멸종위기종에 처해있다. 특히 만화에서나 등장할 법한 귀여운 외모에 신기하게도 코끼리와 유사한 긴 코를 가진 것이 특징. 더욱 흥미로운 점은 코끼리땃쥐라는 특이한 이름을 가진 이 동물이 실제로 코끼리와도 '친척관계'라는 사실이다. 정확히는 코끼리 조상의 DNA와 관계가 있는데 현생 코끼리와 공통의 조상으로부터 진화된 생물 분류군에 속하므로, 코끼리와 먼 친척이라 볼 수 있다. 전문가들에 따르면 현재 코끼리땃쥐는 총 20종이 존재하는데 이번에 재발견된 소말리 코끼리땃쥐는 1968년 과학자들에게 의해 발견된 것이 마지막이다. 그간 지부티의 주민들 사이에서 소말리 코끼리땃쥐가 살고있다는 목격담은 많았으나 과학자들에 의해 확인된 것은 52년 만인 셈이다. 연구에 참여한 미국 듀크대학 스티븐 헤리티지 박사는 "소말리 코끼리땃쥐가 다시 발견됐을 때 탐사팀은 정말 흥분했다"면서 "보자마자 특별한 종인 것을 알았으며 다시 연구 대상에 올릴 수 있어 너무나 감격스럽다"고 밝혔다. 이어 "누군가는 소말리 코끼리땃쥐라는 잃어버린 종을 반드시 찾아 나서야했다"면서 "세상에는 잘 알려지지 않은 동물이지만 실제로 본다면 숭배하지 않을 수 없을 것"이라고 덧붙였다. 보도에 따르면 현재 소말리 코끼리땃쥐는 총 39개의 표본 만이 세계 여러 자연사박물관에 보존되고 있을만큼 희귀하다. 특히 세계야생생물보존협회(Global Wildlife onservation)는 과거 소말리 코끼리땃쥐를 꼭 찾아야 하는 사라진 25종(25 most wanted lost species)에 올리기도 했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr
  • [과학계는 지금] 전기없이 벽돌로만 집을 환히 밝힌다고?

    [과학계는 지금] 전기없이 벽돌로만 집을 환히 밝힌다고?

    미국 세인트루이스 워싱턴대 화학과, 재료과학연구소 공동연구팀은 가장 저렴하고 친숙한 건축 자재 중 하나인 붉은색 벽돌을 배터리처럼 전기를 담을 수 있는 에너지 저장장치로 사용할 수 있다고 12일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 11일자에 실렸다. 연구팀은 붉은색 벽돌 속에 만들어진 구멍 속을 대표적인 전도성 고분자인 ‘PEDOT’으로 채워넣는 방식으로 벽돌을 에너지 저장장치로 만들었다. 이번 기술은 현재 건축물을 지을 때 쓰는 일반 벽돌에도 활용이 가능하다는 장점이 있다. PEDOT 코팅된 벽돌은 한 개당 65센트(약 772원)에 불과하다. 또 연구팀의 분석에 따르면 PEDOT로 코팅된 벽돌 50개만 있으면 단독 주택 한 채에 5시간 동안 조명을 공급할 수 있다고 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [과학계는 지금] 비타민D·칼슘 보충제, 현기증 완화 효과

    [과학계는 지금] 비타민D·칼슘 보충제, 현기증 완화 효과

    서울대 의대 분당서울대병원 연구팀은 현기증이나 어지럼증이 있는 사람은 하루 두 번 비타민D와 칼슘 보충제를 복용하는 것이 증상 완화에 도움이 된다는 연구 결과를 미국신경과학회에서 발행하는 국제학술지 ‘신경학’ 8월 6일자에 발표했다. 양성돌발성두위현훈(BPPV)은 누워 있거나 앉아 있을 때는 괜찮지만, 머리 위치가 변할 때 어지럼증이 발생해 1분 정도 지속되는 질병이다. 귓속 이석이 떨어져 나오면서 발생하는 것으로 중년 여성에게서 많이 나타난다. 연구팀은 957명의 BPPV 환자를 두 그룹으로 나눈 뒤 한 그룹은 하루에 비타민 400 IU, 칼슘 500㎎을 복용하도록 했고 나머지 그룹은 보충제를 복용하지 않도록 했다. 그 결과 비타민D와 칼슘 보충제를 복용한 사람들에게서는 1년 뒤 증상이 45% 정도 줄어든 것으로 확인됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [과학계는 지금] 상처 스스로 치유하는 고강도 합성 단백질 개발

    [과학계는 지금] 상처 스스로 치유하는 고강도 합성 단백질 개발

    독일 막스플랑크 지능형시스템연구소와 미국 펜실베이니아주립대 재료과학연구소, 터키 코크대 의대·공대 공동연구팀은 자연에서 볼 수 있는 단백질을 모방해 상처를 스스로 치유하고, 폐기됐을 때 오염 없이 생분해될 수 있는 고강도 합성 단백질을 개발했다고 29일 밝혔다. 미국 육군전투개발사령부 지원을 받은 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘네이처 머티리얼스’ 28일자에 실렸다. 연구팀은 합성생물학 기술로 오징어 단백질을 활용해 100% 생분해되고 재활용 가능한 자가치유 물질을 개발했다. 자가치유 물질을 로봇 피부나 근육에 사용할 경우 상처나 구멍이 나면 단시간 내에 복구하는 게 확인됐다. 이번에 개발된 합성단백질은 로봇은 물론 의수, 의족 같은 인공 생체기관, 군용 개인보호장비 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 2030년 첫 달착륙선에 고체연료 엔진 쓸 수도

    2030년 첫 달착륙선에 고체연료 엔진 쓸 수도

    28일 한미 양국이 민간·상업용 로켓의 고체연료 사용 제한을 전면 해제하면서 장기적으로 다양한 형태의 우주발사체 개발이 탄력을 받을 것이라는 기대가 커지고 있다. 다만 당장 우주개발 전략이나 활용에는 큰 변화가 없을 것이라는 관측도 나온다. 이날 과학계에 따르면 한국은 1990년부터 고체연료를 이용하는 로켓 개발을 추진해 1993년 1단형 로켓 KSR-Ⅰ을 발사했으며 1997년에는 2단을 구성된 로켓 KSR-Ⅱ를 개발해 시험했다. 그러나 미사일기술통제체제(MTCR) 규정에 따라 이후 액체연료를 사용하는 KSR-Ⅲ 개발로 방향을 전환, 2002년 8월 발사에 성공했다. 세 차례 시도 끝에 2013년 1월 발사에 성공한 한국 첫 우주발사체 나로호는 1단 액체엔진 로켓, 2단 고체엔진 로켓(킥모터)으로 구성됐다. 당시 2단 킥모터는 추진력을 100만 파운드/초로 제한한 한미 미사일지침에 맞춰 개발됐다. 100만 파운드/초는 500㎏의 물체를 300㎞ 이상 운반할 때 필요한 에너지이다. 나로호 개발을 이끈 조광래 한국항공우주연구원 연구위원은 “고체연료 로켓 개발이 어려워 한국 우주발사체 개발이 뒤떨어졌다고 보기는 어렵다”면서 “고체연료 엔진 개발 제한이 풀리면서 우주개발 확장성이 더 커진 건 사실”이라고 설명했다. 예를 들어 로켓에 실어 발사하는 인공위성의 무게가 늘면 새로운 액체엔진 로켓을 개발하는 대신 보조 로켓을 붙이는 방식이 가능하다. 개발기간과 비용을 줄일 수 있어 위성발사체 연구의 선택의 폭이 넓어지는 셈이다. 2030년 발사될 한국 첫 달착륙선에 고체연료 엔진이 사용될 수 있다. 다만 또 다른 우주 전문가는 “고체연료는 액체연료보다 연비가 떨어져 고체연료 엔진을 중심으로 우주발사체를 개발하는 건 쉽지 않다”고 말했다. 이번 미사일지침 개정의 영향이 제한적일 수 있다는 뜻이다. 정부는 내년 한국형 발사체 누리호 발사와 이후 개량형 누리호 개발 등과 관련해 고체연료 엔진을 대안으로 고려하지 않고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [과학계는 지금] 단백질 3차원 구조 변화, 실시간 관찰 기술 개발

    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
  • UAE 화성 탐사선 ‘아말’ 발사, 날씨 때문에 15일 새벽-→17일 새벽

    UAE 화성 탐사선 ‘아말’ 발사, 날씨 때문에 15일 새벽-→17일 새벽

    아랍에미리트(UAE) 무함마드 빈라시드 우주센터(MBRSC)가 15일 오전 5시 51분 일본 다네가시마(種子島) 우주센터에서 일본 발사체 ‘MHI H2A’ 로켓에 실어 발사하려던 화성 탐사선 ‘아말(아랍어로 희망)’의 발사를 이틀 연기하기로 했다.  MBRSC는 14일 “발사체를 담당하는 일본 미쓰비시중공업과 협의한 끝에 아말의 발사를 연기하기로 했다”면서 “새로운 발사 시점은 오는 17일 오전 5시 43분”이라고 발표했다.  아랍권에서 첫 번째 행성간 탐사 프로젝트인 에미리트 화성 탐사(EMM) 프로젝트가 17일 예정대로 발사에 성공하면 UAE는 미국과 유럽연합(EU), 러시아, 인도에 이어 화성 근처로 우주선을 쏘아올려 탐사를 하는 다섯 번째 나라가 된다.발사 순간은 프로젝트의 웹사이트(http://www.emm.ae/live)를 통해 생중계된다.  이번 발사체는 일차로 시속 3만 4000㎞의 속도로 지구 궤도에 진입한 후 시속 12만 1000㎞의 속도로 화성까지 7개월 동안 4억 9350만㎞를 날아가 내년 2월에 화성궤도권(Mars Orbital Insertion)에 진입하게 된다. 화성의 일년을 내내 관찰해 첫 화성 기후 사진을 개발하는 것이 임무다.  이를 위해 아말 탐사선에는 화성의 대기층을 측정하는 세 가지 과학기기를 탑재했다. 소형 SUV 차량에 해당하는 무게 1350㎏의 우주선은 MBRSC 엔지니어들이 콜로라도대학 볼더 캠퍼스 대기우주물리학연구소(LASP), 애리조나주립대, 캘리포니아대 버클리 캠퍼스 등 여러 학계 파트너들과 협력해 설계하고 제작했다.  에미리트 화성 탐사 프로젝트는 상층부와 하층부의 관계 등 화성 대기층을 연구한다. 세계 최초로 다양한 계절에 걸쳐 매일 다양한 시간대에 화성 대기층의 모습을 확보해 전 세계 200개 이상의 대학과 연구 기관에서 일하는 과학자들에게 제공할 예정이다.  옴란 샤라프 EMM 총괄은 “아말 화성 탐사선은 MBRSC가 6년이란 충분치 않았던 기간 개발에 매진해 발사하기에 이르렀다”며 “프로젝트 팀은 코로나19 바이러스를 비롯한 예상치 못했던 크고 작은 과제들을 극복해왔고, 이제 만반의 준비를 마쳤다”고 밝혔다.  EMM 프로젝트 팀은 지난 2006년부터 세계 곳곳의 파트너들과 협력을 통해 UAE 우주선 설계, 엔지니어링, 제작 역량을 쌓으며 일궈 온 지식 이전과 개발의 결실이다. UAE는 우주과학, 연구 및 탐험 분야의 리더십을 통해 경제 기회를 창출한다는 목표를 갖고 장기적으로 광범위하게 노력하고 있다.  샤라프 총괄은 “현재까지 인류가 시도한 화성 탐사 프로젝트의 약 50%가 실패한 상황에 겨우 건국 50주년을 맞는 젊은 국가가 이런 탐사 임무를 수행한다는 것은 엄청난 도전”이라며, “그러나 우리는 이 프로젝트를 시작한 이후, 탐사선을 발사하기 전임에도 이미 여러 도전속에서 많은 지식을 얻고, 셀 수 없이 많은 성과를 이룩했다. 덕분에 우주선 엔지니어링, 과학 및 연구 분야에서 에미리트의 역량이 완전히 변모했고, 국가적으로는 과학계 전반에 매우 긍정적인 영향을 줄 수 있었다”고 강조했다.  한편 UAE의 아말을 시작으로 몇몇 나라의 화성 탐사 프로젝트가 줄을 잇는다. 먼저 중국은 오는 25일부터 30일 사이에 발사할 계획인 ‘톈원(天問)-1호’의 몸체를 화성 궤도선과 착륙선, 지상탐사용 로버로 가득 채웠다. 미국이 수십 년 공들여 이룬 성과를 한꺼번에 따라잡겠다는 야망이다. 모든 절차가 예정대로 진행되면 중국은 미국을 이어 화성 땅에서 로버를 굴리는 국가란 위상을 갖는다. 유럽과 러시아는 현재 화성 궤도선만 운영하고 있다. 반면 미국은 화성 탐사선 발사가 로켓과 관련된 기술적인 문제로 계속 연기돼 속을 태우고 있다. 오는 17일 예정됐던 발사일이 20일, 22일로 연기되더니 이젠 30일 이후로 잡혔다. 지구와 화성의 공전 궤도와 주기에 맞춰 최상의 비행 궤도에 도달할 수 있는 ‘발사의 창’에 맞추기 위한 것으로 다음달 중순까지 발사해야 한다. 그러지 못하면 26개월을 더 기다려야 하는데 적어도 5억 달러(약 6000억원)의 비용이 추가되는 것은 물론 우주 탐사를 선도한다는 위상에도 타격이 가해진다. 미국은 화성에 ‘퍼서비어런스(Perseverance)’라는 이름의 지상탐사용 로버를 보내 현재 화성 지상에서 운영 중인 비슷한 모습의 로버 ‘큐리오시티’와 협업할 것으로 보인다. 이와 관련해 직접 화상을 향해 날아가지 않고 금성에 먼저 도착해 그곳의 중력 도움(flyby) 비행을 하는 것이 여러 모로 더 도움이 된다는 분석 결과가 제시돼 주목받고 있다. 비행 거리는 늘어나지만 지구 귀환도 금방 할 수 있고 일석이조의 탐사 성과도 올린다는 분석이다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr
  • 우리가 배웠던 우주 의심해본 적 있나요

    우리가 배웠던 우주 의심해본 적 있나요

    시기로는 고대부터 현대까지, 인물로는 아리스토텔레스부터 슈뢰딩거까지 훑고 있는 과학철학서다. 주목해야 할 과학계의 역사와 이론, 오해 등이 과학 개론서라할 만큼 다양하게 망라돼 있다. 입문서를 지향하는 만큼 여느 과학 서적들에 견줘 ‘비교적 알기 쉽게’-두세 번 읽어도 이해가 안 되는 부분이 많지만-썼다는 평가를 받는다. 책이 논지를 펴는 큰 축은 세계관이다. 저자는 이를 “퍼즐 조각이 맞물리듯 서로 연결된 믿음 체계”라고 설명했다. 지구가 우주의 중심이라는 아리스토텔레스의 세계관, 지구가 태양 주변을 도는 것이라는 뉴턴의 세계관을 지나, 양자론 등 현대 과학의 세계까지 들여다보고 있다. 믿음과 사실은 다를 수 있다. 믿음의 합이 명확한 사실처럼 작동하고 있을 뿐이다. 예컨대 지금은 누구도 믿지 않는 천동설, 연금술도 당대엔 최고의 지식과 합리적 사고에 근거한 결론이었다. 우리 선조들이 천동설을 믿었던 건 당시 육안 관측 등 여러 기술 여건상 그것이 진리일 수밖에 없었기 때문이다.가장 극적인 순간은 아리스토텔레스의 세계관이 무너질 때였다. 단초는 1600년쯤 발명된 망원경이 제공했다. ‘그래도 지구는 돈다’는 말을 남긴 저 유명한 갈릴레이와 가톨릭 교회 간 분쟁도 이때 벌어진다. 갈릴레이는 망원경을 이용해 ‘크레이터’라 불리는 달의 산맥, 태양의 흑점, 목성의 위성, 토성의 고리, 달처럼 변하는 금성의 위상 등을 인류 최초로 발견했다. 이런 증거들을 통해 지동설을 주장했고, 얼추 2000년을 이어온 아리스토텔레스의 세계관에도 금이 가기 시작했다. 당시 많은 이들이 철석같이 믿고 있던 지식들을 버려야 했을 텐데, 그 혼란상이 얼마나 극심했을지는 상상조차 힘들다. 그렇다면 갈릴레이 이후 400여년이 지난 지금 지구가 태양 주위를 도는 장면을 직접 확인할 기술은 있는가. 여전히 없다. 우리의 믿음 중 직접적인 증거가 있는 믿음은 놀랄 만큼 적다. 여러 믿음의 합이 태양중심설을 증명하고 있을 뿐이다. 지구가 돈다는 것도 미래 어느 순간엔가 무너질 수 있다는 뜻이다. 저자가 보기에 현재도 계속 눈을 뜨고 지켜봐야 할 흥미진진한 시대다. 1600년대 초와 여러모로 비슷하기 때문이다. 저자는 “오늘날 벨(양자론으로 현대물리학에 큰 영향을 미친 프랑스 물리학자) 유형의 영향은 뉴턴의 견해를 포기하라고 우리에게 강력히 요구한다. 나는 이것이 빙산의 일각에 불과하다고 생각한다”고 했다. “(벨의) 이 발견이 우주에 대한 상당히 다른 견해로 이어질 수 있다”는 의미다. 운이 좋은 건지, 나쁜 건지, 당신이 지금 선 자리가 변혁의 시대에 해당될 수 있다는 것이다. 책을 덮는 순간까지도 당신에게 드는 의문이란, 아마도 책을 펴면서 들었던 의문과 같은 ‘내가 왜?’일지도 모른다. 우주의 이치와 내 삶이 어떤 연관이 있길래 이렇게 골치 아픈 이야기를 듣고 있어야 하는 건가. 세계관은 결국 자신의 본질, 근원과 맞닿은 영역이다. 자신이 어디서 시작됐고, 어느 위치에 있는지를 깨닫는 과정이다. 책이 말하려는 건 결국 지금 자신이 살고 있는 세상을 과학적으로 들여다보고 철학적으로 성찰해 보라는 권유다. 과학과 담 쌓은 이라도, 인생에서 최소한 한 번쯤은. 손원천 선임기자 angler@seoul.co.kr
  • “논문 121편에 다 같은 사진이”…중국, 논문공장 오명 쓰나

    “논문 121편에 다 같은 사진이”…중국, 논문공장 오명 쓰나

    중국 과학자들이 국제 학술지에 발표한 과학 논문 100여편에서 조작·표절한 정황이 드러나 중국이 ‘가짜 논문 공장’이라는 의혹을 받고 있다. 미국 월스트리저널(WSJ)에 따르면 미국의 미생물학자이자 이미지 분석 전문가 엘리자베스 비크 박사(전 스탠포드의대 연구원)는 중국의 50여개 도시 소재 병원과 의과대학 소속 연구자들이 지난 4년 동안 발표한 생물학 관련 논문 121편이 적어도 1개 이상의 이미지를 서로 베껴낸 것을 확인했다고 밝혔다. 비크 박사는 “많은 논문들이 같은 회사나 ‘논문 공장’(paper mill)에서 생산됐다는 징표”라고 주장했다. 이들 연구자들은 연구 주제나 발간 시기가 서로 다른 논문인 데도 똑같은 세포 사진을 연구 근거로 쓰고 동일한 자료 문구를 쓴 것으로 밝혀졌다. 일부는 다른 논문에 여러 번 나온 사진을 회전시키거나 일부만 잘라 쓰는 방식으로 ‘눈속임’을 하기도 했다. 예컨대 논문 적어도 여섯 편이 세포 이동과 관련해 똑같은 자료 사진을 썼다. 논문 한 편은 이 사진을 위암 관련 사진이라고 설명했지만 다른 하나는 후두암 관련 사진이라고 쓴 식이다. 다른 논문들은 각각 대장암, 전립선암, 폐암 등 관련 연구 결과를 설명하먀 같은 사진을 활용했다. WSJ는 “이들 논문은 명백한 사기성 논문인 데도 국제 학술지 6곳의 심사를 통과했다”고 주장했다. 121편 중 거의 대부분인 113편이 ‘유럽 의약학 리뷰’(European Review for Medical and Pharmacological Sciences)에 게재됐다. 유럽 의약학 리뷰 측은 “문제가 된 논문들을 철회하고 저자들에게 데이터에 관해 문의하겠다”고 밝혔다. 문제는 이들 논문이 다른 연구에도 영향을 줄 수 있다는데 있다. 구글 스칼라(Google Scholar)의 분석에 따르면 문제가 된 논문 가운데 1편은 2017년 이후 무려 50회 이상 다른 연구자들에 의해 인용됐고 다른 3편의 논문들은 20회 이상 인용됐다. 특히 생물학 연구 논문은 코로나19나 각종 질환 치료를 위한 중요 의약품 개발과도 직결되기 때문에 큰 악영향을 끼칠 수 있다는 지적이다. WSJ는 “이는 잘못된 논문이 다른 연구에 영향을 미치고 있다는 점을 보여준다”고 강조했다. 비크 박사는 “이런 ‘논문 공장’ 생산품들이 과학 연구를 오염시키고 있다”며 “이것이 빙산의 일각일 것으로 우려된다”고 비판했다. 그러면서 “과학은 과학 위에서 세워진다. 벽돌을 한장한장 쌓아올려 벽을 세우는 것과 같다. 만약 1개의 벽돌이 좋지 않으면, 벽 전체가 무너질 수 있다”고 덧붙였다.비크 박사 등 연구자들이 중국 과학 연구논문들의 신빙성 문제에 주목하게 된 것은 지난 2월이었다. 중국 과학자들이 쓴 논문 400편 이상에 같은 이미지가 사용된 것으로 보였기 때문이다. WSJ에 따르면 중국에서는 과학자들이 커리어를 쌓거나 현금 보상을 위해 논문 게재의 압박을 심하게 받고 있다. 지난해 윈난(雲南)성의 한 의과대학은 유명한 저널에 논문을 게재하면 4만 2000달러(약 5023만원)의 상금을 주겠다고 연구자들에게 제안하기도 했다. 더욱이 논문 게재와 인용 건수는 중국 대학에서 중요한 교수 평가 기준이기도 하다. 이런 인센티브 시스템이 이른바 ‘논문 공장’이 성행하는 분위기를 만들어 준다는 것이다. 즉 중국 당국과 의료기관이 세계 생명과학계에서 영향력을 넓히려는 목적으로 학술지 게재를 기준으로 연구자 지원금 여부를 결정하면서 편법 경쟁까지 일어나고 있다는 얘기다. 이에 따라 알리바바의 전자상거래 플랫폼인 타오바오(淘寶)에는 구매자가 연구 주제를 선택하면 가짜 논문을 써주는 패키지 상품인 연구논문 아웃소싱 서비스도 있다. 4200~2만 8000달러를 내면 이 서비스를 이용할 수 있다고 중국 언론들이 전했다. WSJ은 국제 과학계에서 표절과 엉터리 연구 논문의 문제가 제기된 게 어제오늘의 일은 아니지만, 코로나19 팬데믹(세계적 대유행) 상황에서 과학자들이 생명을 구할 가능성이 있는 새로운 발견을 서둘러 공유하려는 욕구로 인해 문제가 더욱 악화되고 있다고 지적했다. 예를 들어 지난 6월 세계적으로 권위 있는 의학저널인 랜싯이 코로나 19 관련 논문을 철회했다. 수십 명의 연구자들이 이 논문의 데이터가 의심스럽다는 지적을 제기한 데 따른 것이었다.그러나 이번에 의혹이 제기된 논문을 출간 취소하기는 상당히 까다로울 전망이다. WSJ는 “한번 출간된 논문의 진위를 다시 따져 취소하기까지의 과정은 수년이 걸리기도 한다”며 “학술지가 아예 별다른 조치를 취하지 않을 수도 있다”고 말했다. 저널에 실렸다가 철회되는 학술논문들을 조사하는 ‘리트랙션 워치(Retraction Watch)’의 공동설립자 이반 오란스키는 “중국은 ‘논문 발표냐 죽느냐’의 극단적인 버전”이라면서 미국과 사우디아라비아, 말레이시아 등 세계 각국의 학계가 비슷한 ‘현금 보너스 시스템’을 운용하고 있다고 전했다. 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr
  • [과학계는 지금] 수명 연장 단백질 작동 원리 밝혀내

    [과학계는 지금] 수명 연장 단백질 작동 원리 밝혀내

    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
  • [과학계는 지금] 더 작고 더 빠른 반도체 절연체 개발

    [과학계는 지금] 더 작고 더 빠른 반도체 절연체 개발

    울산과학기술원(UNIST), 삼성전자 종합기술원, 기초과학연구원(IBS), 영국 케임브리지대, 스페인 카탈루냐 나노과학기술연구소 공동연구팀은 반도체 소자를 더 작게 만들고 정보처리속도는 더 빠르게 만들 수 있는 ‘초저유전율 절연체’라는 소재를 개발하고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 25일자에 발표했다. 현재 반도체 공정기술로는 소자가 작아질수록 내부 전기간섭 현상이 심해져 정보처리 속도가 느려진다. 이 때문에 많은 연구자들이 전기간섭을 최소화할 수 있는 낮은 유전율을 가진 신소재 개발에 관심을 갖고 있었다. 연구팀은 원자 배열이 불규칙한 비정질 질화붕소라는 물질로 새로운 반도체 절연체를 만드는 데 성공했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 거미줄처럼 낚아 대기권에 투하…러 기업 ‘우주쓰레기 수거위성’ 개발한다

    거미줄처럼 낚아 대기권에 투하…러 기업 ‘우주쓰레기 수거위성’ 개발한다

    지구를 돌고 있는 수많은 우주 쓰레기는 인류의 우주 개척 계획을 방해할 우려가 크다. 이에 러시아의 한 기업은 우주 파편을 쉽게 수거해 없애는 새로운 방법을 제시한다. 23일(현지시간) 스페이스닷컴 등에 따르면, 러시아 스타트업 스타트로켓은 ‘폴리머 폼’(발포 중합체)이라고 불리는 끈적끈적한 물질을 방출해 우주 쓰레기를 수거하는 소형 자율 인공위성을 개발하고 있다. 스타트로켓의 설립자 블라드 시트니코프는 “이 폴리머 폼은 거미줄처럼 우주 쓰레기를 쉽게 수거한다”면서 “곧 이런 조치를 마련하지 않으면 우리는 우주 쓰레기로 된 감옥에 갇힐 것”이라고 말했다.‘폼 데브리스 캐처’(Foam Debris Catcher)라는 이름이 붙여진 이 중량 50㎏짜리 위성은 일단 우주 쓰레기들을 수거하면 이를 다시 지구 대기권에 집어 던진다. 그러면 이들 쓰레기는 진입 도중 불에 타서 자연히 소각된다는 것이다. 이에 대해 스타트로켓의 자문위원인 알렉산드르 셴코 박사는 “우주 쓰레기 문제는 점점 더 심각해지고 있으며 우주 탐사를 위한 현재와 미래의 계획과 기술 개발에 상당한 위험을 제기한다. 현 상황에서 과학계가 함께 대응해 해결책을 찾는 것이 중요하다”면서 “폼 데브리스 캐처는 가장 저렴하고 가장 확장성이 뛰어난 해결책”이라고 말했다. 스타트로켓은 원통형의 이 위성을 우주선에 실어 우주로 보낼 계획이다. 그러고 나면 이 위성은 우주선에서 방출된 뒤 우주 파편이 구름처럼 즐비한 우주 공간에서 폴리머 폼을 거미줄처럼 방출하고 일대를 돌아다니며 파편들을 수거하는 것이다. 실제로 우주 공간에 있는 지름이 1㎜에서 1㎝ 사이인 우주 쓰레기는 1억2900만 개에 달한다. 지름이 1㎝에서 10㎝ 사이로 그보다 큰 파편은 90만 개, 지름이 10㎝ 이상인 커다란 파편도 3만4000개가 넘는다고 유럽우주국(ESA)은 추산한다. 게다가 이런 우주 쓰레기는 시속 2만8200㎞의 속도로 이동해 우주 비행사들의 안전은 물론 인공위성 등을 파손할 우려도 있다. 뿐만 아니라 우주 파편이 지구 저궤도상에서 어느 수준 이상 쌓이면 파편들 사이에 충돌이 일어날 가능성이 커지고 이로 인해 충돌이 발생하면 또 다른 파편들을 만들어내 충돌 가능성이 계속 높아질 수 있다. 케플러 증후군이라고 불리는 이 현상은 1978년 미국항공우주국(NASA)의 과학자 도널드 케슬러가 처음 제기한 최악의 시나리오로 유명하다. 이에 따라 최근 미국 콜로라도대 볼더캠퍼스 연구진은 새로운 연구를 통해 이처럼 우주 파편이 증가하는 문제를 줄이려면 우주에 보내는 위성의 수를 제한하는 법을 만들어야 한다고 제시했다. 이들 연구자는 또 지구 궤도에 진입하는 모든 위성의 운영 기관에 궤도 사용료를 부과할 수 있도록 국제적 협정을 맺어야 한다면서 그러면 매년 궤도를 사용하는 위성 수가 덜 늘어나 충돌 위험을 줄일 수 있다고 주장했다. 한편 이번 우주 쓰레기 수거 소각 프로젝트를 진행하고 있는 스타트로켓은 현재 지구와 우주 양쪽 모두에서 실험을 진행하고 있으며 오는 2023년 안에 첫 번째 궤도 시험을 시행할 계획이다. 사진=스타트로켓 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • 초미세먼지, 미세플라스틱만 콕집어 없애는 기술 나왔다

    초미세먼지, 미세플라스틱만 콕집어 없애는 기술 나왔다

    국내 연구진이 각종 질환을 일으키고 생태환경 교란의 주범으로 지목받고 있는 미세먼지와 미세플라스틱만 콕 집어 효과적으로 없앨 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 센서시스템연구센터, 서울대 전기정보공학부 공동연구팀은 공기나 물 같은 유체 속에서 떠다니는 머리카락 1000분의 1 굵기인 20㎚(나노미터) 수준의 초미세입자들을 포획하는 ‘나노갭 전극’을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 2018년 노벨물리학상 수상 업적인 광집게 기술을 비롯해 과학계는 나노단위 입자를 손상없이 조작할 수 있는 기술을 개발하기 위한 노력을 기울여 왔다. 그렇지만 공기나 물 속에서 100나노미터 이하 입자를 포집하고 선별해 정제하고 농축하는 기술은 여전히 나오지 못하고 있다. 이에 연구팀은 초당 수백~수천 번 진동하는 파장을 발생시키는 전극으로 불균일한 전기장을 만들어 주변에 미세입자를 끌어당기거나 밀어내는 ‘유전영동’ 기술에 주목했다. 연구팀은 고가의 장비 대신 일반적인 반도체 공정으로 만들 수 있는 다양한 전극 구조를 실험했다. 그 결과 수직 배열의 비대칭 전극이 기존 수평배열보다 10배 이상 더 큰 유전영동력을 발생시킨다는 것을 확인했다. 이를 바탕으로 두 개의 전극 사이 간격이 나노미터 수준인 나노갭 전극의 대면적화와 비용절감을 가능케 했다. 실제로 기존 수평 배열 방식으로 나노갭 전극을 만들 때는 최소 수십 만원의 제작비가 들었지만 이번 기술을 활용하면 최대 5000원으로 LP레코드판 크기의 나노갭 전각을 만들 수 있다. 이번에 개발된 나노갭 전극을 공기나 물 필터에 적용할 경우 건전지 정도의 낮은 전압으로도 초미세먼지나 미세플라스틱은 물론 바이러스, 세균, 박테리아 등 다양한 미세부유입자를 실시간으로 검출하고 제거할 수 있다. 연구팀은 나노갭 전극으로 초미세먼지, 미세플라스틱 분류는 물론 신약개발이나 암진단 신규 마커로 주목받고 있는 세포밖 소포체와 알츠하이머 치매 환자의 뇌세포에서 발견되는 베타아밀로이드 단백질만을 골라서 농축하는 실험에 성공했다. 유용상 KIST 박사는 “이번 연구는 다양한 나노 크기 입자의 선별 정제 기술로 응용될 수 있다”라며 “특히 대면적 전극의 제작은 물론 전극 모양을 다양하게 만들고 제작 단가까지 낮출 수 있기 때문에 기술 상용화가 용이하다는 장점이 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 가공식품 속 첨가물이 아이들 자폐증 유발 시킨다고?

    가공식품 속 첨가물이 아이들 자폐증 유발 시킨다고?

    집에서 만들어 먹는 음식이 아닌 이상 즉석식품이나 각종 가공식품들에는 어쩔 수 없이 음식이 상하지 않게 하거나 색감을 좋게 하거나 맛을 높이기 위해 식품첨가물이 들어가기 마련이다. 인체에 무해하다고는 하지만 식품첨가물이 간접적인 경로를 통해 건강에 영향을 미칠 수도 있다. 국내 연구진이 가공식품 속 들어가는 식품첨가제가 자칫 자폐증을 유발시킬 수도 있다는 연구결과를 내놨다. 한국뇌연구원 신경회로연구그룹 연구팀은 가공식품 속 유통기한을 늘리기 위해 사용되는 식품첨가물인 프로피온산이 장내 미생물의 불균형을 유발시켜 자폐증을 유발시킬 가능성을 높인다고 11일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘몰레큘러 브레인’에 실렸다. 최근 들어 과학계에서는 장내 미생물에 대한 다양한 연구들을 하고 있다. 장은 ‘제2의 뇌’라고 불리며 장에서 흡수된 물질이 혈관을 따라 이동해 멀리 떨어진 뇌까지 영향을 줄 수 있다는 ‘장-뇌 연결축’이라는 개념이 제시되기도 했다. 연구팀은 자폐증을 앓고 있는 아이들이 과민성대장증후군 같은 장관련 질환을 앓는다는 점과 프로피온산을 투여한 쥐가 자폐 유사증상을 보인다는 기존 연구결과에 주목했다. 프로피온산(PPA)는 가공식품 속 유통기한을 늘리는데 사용되는 식품첨가물로 각종 통조림에 포함돼 있다. 연구팀은 생쥐의 신경세포(뉴런)를 배양한 뒤 PPA를 투여하고 해마 신경세포의 형태와 단백질 발현량을 관찰했다. 그 결과 세포내 불필요한 단백질과 세포소기관을 분해하는 자가포식 작용이 제대로 이뤄지지 않아 세포내 노폐물이 축적되고 결국 시냅스 형성에 중요한 역할을 하는 수상돌기 가시가 줄어들면서 뇌 발달이 더뎌진다는 것을 확인했다. 또 PPA가 투여된 세포에서는 세포외 신호조절 효소 경로가 과도하게 활성화된다는 것도 관찰했다.결국 식품첨가물로 사용되는 프로피온산이 체내에 과도하게 유입될 경우 장내 세균의 종류와 숫자에 영향을 미치고 이것이 신경세포에까지 영향을 미쳐 뇌발달이 한창인 아동에게 영향을 미쳐 자폐유사증상을 유발할 수 있다는 설명이다. 문지영 박사는 “이번 연구는 장내 미생물이 뇌에 미치는 여러 영향 중 하나를 밝혀낸 것으로 프로피온산이 뇌에 미치는 영향을 파악함으로써 관련 질환 치료에도 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 생쥐 겨울잠 유발 신경회로 발견…인간 인공동면 시대 앞당겨지나

    생쥐 겨울잠 유발 신경회로 발견…인간 인공동면 시대 앞당겨지나

    일본팀, 클로자핀 N옥사이드 주입·관찰48시간 Q뉴런 활성화, 동면상태와 유사美팀, 하루 음식 안 주고 신진대사 낮춰생쥐 신경회로서 Q뉴런의 활성화 확인“장기 동면상태에선 이식 장기 손상 막고발병 후 조직 손상 최소화 등 이익 크다” SF영화 역사상 최고의 걸작으로 꼽히는 ‘2001 스페이스 오디세이’(1968)에서 시작해 ‘멜 깁슨의 사랑이야기’(1992), 실베스터 스탤론 주연의 ‘데몰리션맨’(1993), ‘바닐라 스카이’(2001), 에일리언 시리즈, 그리고 2016년 말 개봉한 ‘패신저스’까지 공통점은 뭘까. ‘냉동인간’ 혹은 ‘인공동면’(冬眠)을 소재로 하고 있다는 점이다. SF에서는 수십~수백 광년이 떨어진 곳까지 우주여행을 하거나 불치병에 걸려 과학기술이 더 발전한 먼 미래에 깨어나 치료받기 위한 소재로 쓰인다. 그렇지만 SF에서는 전혀 다른 원리를 갖고 있는 냉동인간과 인공동면을 혼동해 사용하는 경우가 많다. 겨울잠이라고 불리는 동면은 에너지를 아끼기 위한 것이 주요 목적이고 냉동인간은 특정 목적 때문에 생체조직이 상하지 않도록 특수 처리한 상태에서 초저온으로 냉동시켜 장기 보존하는 것이다. 냉동인간 기술을 활용해 사업을 하는 기업들이 전 세계적으로 서너곳이 있지만 냉동만 가능할 뿐 조직 손상 없이 해동시키는 방법은 아직 알고 있지 못하다. 인공동면이나 냉동인간 기술이 성공한 사례는 없다는 말이다. 그렇지만 과학계에서는 냉동보존 기술의 첫 단계로 곰이나 개구리 등 겨울잠 자는 동물들의 동면 원리를 알아내기 위해 끊임없이 노력하고 있다. 이런 가운데 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 6월 11일자에는 설치류를 대상으로 동면과 비슷한 상태를 유발시킬 수 있는 신경세포 회로를 발견했다는 연구 결과 2편이 실려 주목받고 있다.사람은 추운 곳에 오래 노출될 경우 저체온증으로 서서히 의식을 잃고 사망하는 경우가 많다. 그렇지만 겨울잠을 자는 동물들은 날씨가 추워져 먹을 것을 구하기 어려워지면 에너지 소비를 낮춰 체온을 떨어뜨리고 심장도 거의 움직이지 않는 상태로 한철을 보내게 된다. 많은 과학자들이 동면은 뇌 시상하부의 ‘시각교차전(前)구역’이라는 부위에서 온도조절 작용 때문이라고 추측했을 뿐 정확한 메커니즘은 밝혀내지 못한 상태였다. 일본 쓰쿠바대 의대, 국제통합수면의학연구소, 이화학연구소(리켄) 망막재생연구소, 리켄 세포기능역학연구소, 니가타대 뇌연구소, 쓰쿠바 고등연구협회 공동연구팀은 생쥐에게 ‘클로자핀 N옥사이드’라는 화학물질을 주입한 결과 뇌 시상하부에 있는 Q뉴런이라는 지금까지 잘 알려지지 않은 부분이 활성화되면서 48시간 이상 동면 상태와 비슷하게 신진대사 활동이 느려지고 체온이 떨어지는 것을 확인했다. 또 광유전학 기술로 Q뉴런을 자극할 경우에도 동면 상태가 유도되는 것을 관찰했다. 유도동면에서 깨어난 뒤 생쥐들에게서 이상행동이나 조직이나 장기손상은 관찰되지 않았다고 연구팀은 밝혔다. 미국 하버드대 의대 신경생물학과, 신경과학부, 영상·데이터분석센터, 베스 이스라엘 디코니스 의료센터(BIDMC) 내분비·당뇨·대사질환과, 샌디에이고 소재 의료기업 뉴로포토메트릭스 공동연구팀은 일본 연구팀처럼 약물을 주입하는 대신 24시간 동안 음식과 물을 주지 않아 신진대사 활동을 낮춘 뒤 생쥐의 신경회로를 관찰한 결과 역시 Q뉴런이 활성화된다는 사실을 확인했다.이번 연구를 주도한 신경생물학 분야의 세계적 권위자 마이클 그린버그 하버드대 의대 교수는 “인간에게 장기적인 동면 상태를 유도하는 것은 이식을 위해 장기를 손상 없이 보존할 수 있게 해주거나 질병 발생 후 조직손상을 최소화시키는 등 잠재적으로 의학적 이점이 큰 기술”이라며 “이번 연구는 신경회로 자극을 통해 인공동면 유도 가능성을 보여 줬다는 데 의미가 크다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [과학계는 지금] “꽃가루 수 적으면 병에 강하고 잘 번식”

    [과학계는 지금] “꽃가루 수 적으면 병에 강하고 잘 번식”

    스위스 취리히대, 취리히연방공과대(ETH) 통합생물학연구소, 오스트리아 그레고르 멘델 연구소, 일본 치바대, 도쿄대, 요코하마시립대, 니가타대, 나고야대, 국립유전학연구소, 독일 포츠담대, 미국 서던캘리포니아대 공동연구팀은 특정 유전자가 식물이 생산하는 꽃가루 숫자를 조절한다고 10일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 6월 9일자에 실렸다. 연구팀은 생물학 실험에 많이 쓰이는 식물인 애기장대의 144개 변종에 대해 꽃 한 송이당 꽃가루 알갱이 숫자를 세었다. 그 결과 꽃 한 송이당 꽃가루 알갱이는 2000~8000개로 다양한 것으로 나타났다. 연구팀은 ‘RDP1’이라는 유전자가 꽃가루 숫자에 영향을 미치고, 꽃가루 숫자가 적을수록 질병에 강하고 번식 성공 확률도 높은 것으로 확인했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • “O형인가요? 코로나19에 상대적으로 강한 사람이군요”

    “O형인가요? 코로나19에 상대적으로 강한 사람이군요”

    75만명 이상 대상 연구결과 발표“O형 코로나19 감염 위험 9~18% 낮아” 신종 코로나 바이러스 감염증(코로나19)에 걸릴 위험성이 다른 혈액형 보유자보다 O형이 상대적으로 적다는 연구결과가 나왔다. 8일(현지시간) 파이낸셜타임스(FT)에 따르면, 미국 캘리포니아주 서니베일 소재 유전공학 회사 23앤드미(23andMe)는 최근 발표한 연구논문에서 약 75만 명 이상을 대상으로 혈액형과 코로나 19의 상관성을 분석한 결과 O형이 다른 혈액형의 확진 환자보다 9~18% 적었다고 밝혔다. 다른 혈액형 간에는 코로나19 감염 위험성과 관련해 별 차이가 없었다. 연구진에 따르면 이 같은 연구결과는 ‘예비적 데이터’를 기반으로 한 것이다. 연구진은 “코로나19를 좀 더 잘 이해하는데 우리의 리서치플랫폼을 사용할 수 있도록 연구가 계속 진행되고 있다. 과학계에 코로나19에 대한 좀 더 통찰력을 제공하는 것이 우리의 목표”라고 설명했다. 미국 스탠퍼드대의 박사과정생인 다니가와 요스케와 마누엘 리바스 연구원 역시 지난 3월 24일 연구논문 사전공개 사이트인 프리프린츠닷오르그 사이트(https://www.preprints.org)에 올린 ‘코로나 19 숙주유전학 및 연관 표현형에 관한 초기 리뷰 및 분석(Initial Review and Analysis of COVID-19 Host Genetics and Associated Phenotypes)’이란 제목의 논문에서 특정 혈액형, 특히 O형이 코로나19에 강한 것으로 보인다고 주장한 바 있다. 중국 연구진 “A형이 더 취약해” 앞서 중국 남방과기대와 상하이교통대 등 8개 대학연구소 및 의료기관들은 3월11일 발표한 논문에서, 코로나19 발원지인 후베이성 우한과 선전에서 2000명이 넘는 환자들을 대상으로 조사한 결과, A형이 코로나19에 상대적으로 더 취약한 것으로 나타났다고 밝혔다. 반면 O형은 다른 혈액형에 비해 감염 위험이 상대적으로 훨씬 낮았다고 전했다. 연구진이 분석대상으로 삼은 우한의 사망자 206명 중 85명이 A형이었다. 이는 O형 사망자 52명보다 63%나 많은 규모다. 연구진은 이 같은 혈액형별 사망자 비율이 성별과 나이별 그룹에서 비슷하게 나타났다고 밝혔다. 하지만 논문은 조사 대상 환자 수가 2000여명에 불과하다는 점에서 한계가 있는 것으로 받아들여졌다. 김채현 기자 chkim@seoul.co.kr
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