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  • [달콤한 사이언스] ‘얼마나 빨리 늙고 있나’ 궁금하다면 피를 보세요

    [달콤한 사이언스] ‘얼마나 빨리 늙고 있나’ 궁금하다면 피를 보세요

    나이가 어릴수록 혈액 속 노폐물이 적어 피가 깨끗하다. 과학자들이 혈액이 나타내는 각종 지표를 통해 정확한 생물학적 나이와 노화속도를 알아낼 수 있는 방법을 개발해 주목받고 있다. 싱가포르 바이오기업 제로PTE, 러시아 스콜코보 과학기술연구원, 모스크바 물리·공학연구소, 쿠르차토프 국립연구소, 미국 로스웰 파크 통합암연구센터, 미국 바이오기업 게놈프로젝션 연구자들로 구성된 국제공동연구팀은 노화의 속도와 생물학적 나이를 정확하게 판단할 수 있는 방법을 개발했다. 연구팀은 이번 분석법을 통해 사람의 최대 수명은 100세를 훌쩍 넘는 120세 이상이라고 예측하기도 했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 5월 26일자에 실렸다. 노화는 신체기능이 점진적으로 저하되고 만성질환의 위험이 증가하는 것과 연관돼 있다. 이 때문에 많은 연구자들은 노화로 인해 나타날 수 있는 만성질환을 비롯한 각종 질환관리를 위해 생물학적 나이를 판단할 수 있는 방법을 찾았지만 정확도가 떨어졌다. 연구팀은 1999년부터 2014년까지 조사된 미국 국립보건영양조사(NHANES)와 영국 바이오뱅크의 자료를 활용했다. 연구팀은 NHANES에서 18~85세 남녀 4만 592명과 바이뱅크에서는 39~75세 남녀 47만 6495명을 대상으로 각종 혈액지표를 중심으로 나이, 생활방식 등를 종합적으로 고려해 생물학적 나이를 결정하고 노화의 속도를 예측할 수 있는 ‘동적 유기체 상태지표’(DOSI)를 만들었다. DOSI 수치가 높을수록 노화가 많이 진행된 것이며 이 수치를 활용하면 현재 정확한 생물학적 나이를 판단해 만성질환 발병 가능성과 면역기능 상태, 병에 걸렸을 경우 얼마나 빨리 나을 수 있는지를 알 수 있다고 연구팀은 밝혔다. 연구팀은 이번 분석법을 활용해 인간이 살 수 있는 최대수명은 100세를 훌쩍 넘는 120~150세라는 예측을 내놓기도 했다. 이번 연구를 이끈 싱가포르 바이오기업 제로PTE 피터 페디체프 박사는 “이번에 개발한 기술은 노화로 인해 발생할 수 있는 각종 질병을 사전에 예측해 대응함으로써 개인이나 사회의 의료비용을 낮추는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • “中폐광 박쥐똥 청소부 의문의 사망”…점점 커지는 ‘연구소 유출설’

    “中폐광 박쥐똥 청소부 의문의 사망”…점점 커지는 ‘연구소 유출설’

    코로나19 바이러스의 ‘중국 연구소 유출설’과 관련해 보다 명확한 조사가 필요하다는 목소리가 점점 커지고 있다. 미국 월스트리트저널(WSJ)은 24일(현지시간) 코로나19 기원과 관련해 ‘연구소 유출설’의 정황으로 볼 수 있는 또 다른 ‘퍼즐 조각’에 대해 보도했다. 퍼즐 조각 1. “첫 확진 전 우한 연구원 코로나 유사 증상” WSJ은 전날에도 미국 국무부가 지난 1월 15일 발간한 비공개 보고서(팩트시트)에 “첫 코로나19 확진 사례가 나오기 전인 2019년 가을 우한바이러스연구소 연구원들이 코로나19 및 계절성 질병에 부합하는 증상을 보이며 아팠다고 믿을 근거가 있다”는 내용이 담겨 있다고 보도했다. 보고서에 따르면 트럼프 행정부 때 국무부에서 코로나19 기원 조사 태스크포스(TF)를 이끌었던 데이비드 애셔는 지난 3월 보수 성향 싱크탱크 허드슨연구소 세미나에서 우한바이러스연구소 연구원들이 아팠던 것이 ‘첫 번째 코로나19 집단감염’일 수 있다고 주장했다. 그는 “코로나바이러스를 다루는 실험실 내 고도로 보호된 환경에서 일하는 3명이 같은 주에 독감(인플루엔자)에 걸려 입원하거나 중태에 빠질 정도가 됐는데 코로나바이러스와 관련이 없다는 것은 매우 의심스럽다”라고 말했다. 퍼즐 조각 2. 폐광서 박쥐 배설물 치운 광부들 감염WSJ은 후속 보도에서 “우한 연구소 기원설은 중국 남서부 대나무숲이 우거진 한 구리 폐광에서 출발한다”고 전했다. 2012년 4월 광부 6명이 박쥐 배설물을 치우러 이곳에 들어갔다 나온 뒤 알 수 없는 병에 걸렸고, 이들 중 3명이 사망했다는 것이다. 우한바이러스연구소 과학자들이 이들을 상대로 조사를 벌였고, 여러 종류의 새로운 코로나바이러스를 검출했는데, 우한 실험실에서 연구돼오던 그 바이러스가 현재 전 세계를 휩쓴 코로나19의 원인이라는 것이 의혹의 핵심 내용이다. WSJ은 우한 연구소가 이 같은 정황에 대한 진상을 공개하지 않았으며 앞뒤가 맞지 않는 정보도 내놓고 있다고 지적했다. 中 당국, 구리 폐광 접근 차단 중 WSJ에 따르면 중국은 현재 해당 폐광 인근에 검문소를 세우고 언론을 포함한 외부의 접근을 차단 중이다. 산악자전거로 문제의 구리 폐광에 접근해 취재를 벌였던 한 기자는 중국 정부에 5시간 동안 구금돼 조사를 받았고, 휴대전화로 촬영한 사진도 모두 삭제됐다. 발열과 기침 증상…입원 직전 피 토하기도 폐광에 들어가 박쥐 배설물을 치우던 광부들의 당시 상태는 쿤밍의대 소속 교수 보고서에 상세히 기술돼 있던 것으로 전해졌다. 쿤밍시는 중국 남서부 윈난성의 성도다. 2012년 4월 2일부터 폐광에서 박쥐 배설물을 청소했다는 광부 1명은 같은 달 25일 입원하기 전까지 2주 동안 발열과 기침 증상을 보였고, 입원 직전에는 기침을 하면서 피를 토하기도 했다고 한다. CT 촬영 결과 코로나19 환자에게서 보이는 폐렴도 나타났지만, 여전히 병의 원인은 정확하게 파악되지 않았다. 이후 1주일 동안 폐광에서 일했던 30∼63세의 광부들이 유사한 증상을 보이며 같은 병원에 입원했다. 병원 측은 중국의 호흡기 질병 최고 권위자로 통하는 중난산에게도 원인을 찾기 위해 도움을 구했다. 바이러스 감염을 의심한 중난산은 사스 검사를 조언하며 박쥐 배설물의 종류를 확인하려 했던 것으로 알려졌다. 광부 6명 중 3명 사망 같은 해 8월 중순까지 광부 6명 중 3명이 사망했고, 우한바이러스연구소 연구진이 박쥐 배설물 연구를 위해 폐광을 조사했다. 이들은 박쥐 6종의 배설물을 확인했으며, 절반에서 코로나바이러스 양성 반응이 나왔다고 한다. 코로나바이러스는 사람을 포함한 동물에 광범위한 호흡계 및 소화계 감염을 일으키는 RNA 바이러스로, 매우 다양한 종이 있다. 이 중에서 새로운 사스 계열의 바이러스가 나왔고, 이들은 여기에 ‘RaBtCoV/4991’라고 이름 붙였다. 폐광 박쥐 연구를 통해 연구진은 코로나바이러스가 종간 상호 교차해 새로운 코로나바이러스로 진화하기 쉽다는 점을 발견했다. 이는 박쥐에 있던 바이러스가 인간에게도 전염될 수 있다는 의미다. 이 연구진은 2016년에 논문을 발표하면서 폐광 갱도만 언급했을 뿐 여기서 사망한 광부들은 공개하지 않았다. 퍼즐 조각 3. 우한 연구소에서 진행한 ‘기능획득 연구’ 이와 함께 우한바이러스연구소에서 진행한 ‘기능획득 연구’에 대한 논란도 제기되고 있다. 바이러스 연구에서 기능획득 연구란, 돌연변이를 유발해 새로운 생리적 기능을 획득하게 하는 것을 말한다. 예를 들어 박쥐에서 뽑은 코로나바이러스에서 인간에게 전염 가능한 새로운 바이러스를 만드는 연구다. 바이러스와 관련한 기능획득 연구는 미래에 다가올지도 모르는 팬데믹(전염병의 세계적 대유행) 사태에 대비하는 측면에서 지지를 받기도 하지만, 연구 중인 바이러스가 외부로 유출될 경우 치명적인 사태가 발생할 수 있다는 위험성 때문에 이를 규제해야 한다는 목소리도 만만치 않다. 또 기능획득 연구가 생물무기 개발에 악용될 수 있다는 지적도 있다. 이 때문에 미국은 지난 2014년 해당 연구 분야에 대한 지원을 중단한 바 있다. ‘연구소 유출설’ 명확한 조사 요구하는 목소리 커져 전문가들은 코로나19의 기원을 규명하기 위해 우한의 연구소에 대한 철저한 조사가 이뤄져야 한다는 목소리를 키워가고 있다. 미국의 전염병 권위자인 앤서니 파우치 국립알레르기·전염병연구소(NIAID) 소장이 지난 18일 상원 청문회에서 우한 기원설에 대해 “나는 중국인들이 무엇을 했을지 어떤 설명도 갖고 있지 않지만 중국에서 무슨 일들이 벌어졌는지 추가 조사를 해야 한다는 데 전적으로 찬성한다”고 말했다. 파우치 소장은 또 앞서 지난 11일에는 팩트체크 행사인 ‘유나이티드 팩트 오브 아메리카’에 나와 ‘여전히 코로나19가 자연적으로 발생했다고 확신하느냐’는 진행자의 질문에 “사실 그렇지 않다”고 답했다. 그는 “나는 그것(코로나19 자연발생)에 대해 확신이 없다. 나는 우리 능력이 허용하는 한 무슨 일이 벌어졌는지 우리가 찾아낼 때까지 중국에서 어떤 일이 일어났는지 계속 조사해야 한다고 생각한다”고 말했다. 이어 “분명히 그걸 조사한 사람들은 그게 동물 감염원으로부터 출현했고 그 이후 사람에게 감염된 것 같다고 말한다. 하지만 뭔가 다른 것이었을 수도 있고, 우리는 그걸 알아내야 한다”며 “따라서 그게 내가 코로나바이러스의 기원을 들여다보는 조사에 완전히 찬성한다고 말한 이유”라고 설명했다. 지난해 코로나19가 자연적으로 발생한 게 아니라는 음모론을 공개 비판했던 27명의 과학자 중 3명이 연구소에서 사고로 발생했을 개연성을 조사해야 한다고 돌아섰다고 WSJ은 전했다. 하버드·스탠퍼드·예일대 전문가가 포함된 18명의 과학자 그룹도 우한의 기록을 면밀히 살펴보고 연구소 기원설을 조사해야 한다고 지난 13일 촉구했다. 스콧 고틀리브 전 미 식품의약국(FDA) 국장은 24일 CNBC에 출연해 ‘코로나19가 중국 우한의 바이러스연구실에서 유출됐다는 정황 증거가 늘고 있다’고 말했다. 고틀리브 전 국장은 1년 전엔 코로나19가 아마도 자연에서 유래했고 실험실에서 나왔을 것 같지는 않다고 말하는 것이 타당했다며 “왜냐하면 그게 더 가능성 있는 시나리오였기 때문”이라고 말했다. 그러나 “우리는 이 바이러스의 진정한 출처를 밝혀내지 못했다”고 지적했다. WHO 기원조사팀, ‘연구소 유출설’ 명확히 해소 못해 이처럼 전문가들이 연구소 유출설을 뒷받침할 명확한 근거나 정보가 없는데도 보다 명확한 조사를 요구하는 것은 세계보건기구(WHO)와 중국 당국이 의구심을 해소하지 못했기 때문이다. 올해 초 WHO가 주도한 코로나19 기원 조사팀은 우한바이러스연구소를 방문하고 코로나19와 연관성이 ‘극히 적다’고 결론을 내린 바 있다. 그러나 조사팀의 전문가들은 중국 당국으로부터 제대로 된 자료를 받지 못했다고 밝히기도 했다. 이번 주 개막한 WHO의 최고 의사결정기구인 세계보건총회(WHA)에서도 이 문제가 논의될 전망이다. 그러나 일부 국가가 조사를 요구한다고 해도 중국이 거부권을 행사하면 실행이 무산되는 구조다. 오히려 중국은 WHO가 중국 외에서 발생 가능성을 조사해야 한다고 주장하고 있다. 우한연구소·中당국 “연구소 직원들, 항체 없어” 반박 WSJ의 전날 보도에 우한바이러스연구소 측과 중국 당국은 사실과 다르다고 반박하며 강하게 반발했다. 연구소의 박쥐 코로나바이러스 최고 권위자인 스정리 박사는 연구소에서 바이러스가 유출되지 않았다면서 WHO 조사팀 현장조사 시 연구소 직원 전원이 코로나19 항체를 보유하지 않은 것으로 파악된 점을 근거로 들었다. 연구소 코로나바이러스팀에서 이직한 직원도 현재까지 없다고 그는 덧붙였다. 또 2019년 가을 연구소 직원들이 아팠다는 정보와 관련해선 “가끔 아픈 사람이 있는 것이 정상”이라면서 “한두명이 아팠을 텐데 이는 확실히 별일이 아니다”라고 주장했다. 중국 정부도 WSJ 보도를 정면 부인했다. 자오리젠 중국 외교부 대변인은 24일 정례브리핑에서 “지금까지 해당 연구소의 직원과 연구원은 코로나19 감염된 적이 없다”고 말했다. 이어 WHO 전문가들도 실험실 유출 가능성은 매우 낮다고 결론을 내렸다고 덧붙였다. 아울러 “미국이 끊임없이 실험실 유출론에 불을 지피고 있다”고 비판했다. WHO가 우한에서 추후 코로나19로 명명된 ‘정체불명의 폐렴’이 퍼지고 있다고 처음 확인한 시점은 2019년 12월 31일이다. 첫 확진자는 12월 8일 감염된 40대 남성으로 알려졌다. 다만 10월부터 12월 초 사이 우한이 속한 후베이성에서 폐렴 등 코로나19에 걸렸을 때와 유사한 증상으로 입원한 환자가 92명 있다는 주장도 나왔다. 중국은 코로나19 초기 상황과 관련해 정보를 투명하게 공개하지 않아 의혹을 키웠다고 비판받는다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr
  • [핵잼 사이언스] 초파리와 모기 뇌에는 얼마나 많은 ‘뉴런’이 있을까?

    [핵잼 사이언스] 초파리와 모기 뇌에는 얼마나 많은 ‘뉴런’이 있을까?

    초파리는 매우 작은 곤충이지만, 탁월한 비행 능력과 상황에 맞는 적절한 행동으로 크기의 불리함을 극복하고 크게 성공한 생물이다. 초파리를 이용해 뇌의 비밀을 연구한 과학자들은 초파리의 영리함과 복잡한 행동에 여러 차례 경탄했다. 미국 존스홉킨스 의대의 크리스토퍼 포터 교수가 이끄는 연구팀은 이 작은 곤충의 뇌에 얼마나 많은 뉴런(신경세포)이 들어 있는지 조사했다. 연구팀은 다른 곤충과 비교를 위해 질병을 옮기는 대표적인 모기인 이집트 숲모기를 포함한 모기 3종의 뇌와 초파리의 뇌를 같이 분석했다. 그런데 초파리가 아무리 작다고 해도 뇌는 절대 단순하지 않다. 초파리의 뇌 역시 사람이 셀 수 없을 만큼 많은 뉴런과 이를 지지하는 세포로 이뤄져 있기 때문에 일일이 수작업으로 숫자를 세는 것은 불가능하다. 따라서 연구팀은 우선 초파리와 모기의 뇌를 적출해 이를 용액에 녹인 후 다시 세포가 균일하게 분포하게 용액을 잘 혼합했다. 그리고 난 후 용액의 일부를 표본 추출해 숫자를 계산했다. 그 결과 초파리의 뇌는 대략 20만 개의 뉴런을 지닌 것으로 나타났다. 다른 모기 3종의 숫자도 22~23만 개 수준으로 거의 동일했다. 절지동물의 경우 중앙 뇌 외에 시각 정보를 처리하는 시신엽을 지니고 있는데, 뉴런의 숫자는 각각 절반 정도인 것으로 나타났다. 종합하면 초파리나 모기처럼 비행 능력이 뛰어난 곤충도 뉴런의 숫자는 20만 개 정도에 불과했다. 참고로 인간의 뇌는 860억 개 정도의 뉴런을 가지고 있으며 소형 포유류인 쥐도 120억 개 정도의 뉴런을 지니고 있다. 따라서 초파리나 모기의 뇌는 크고 고등한 포유류의 뇌와는 비교할 수 없을 만큼 적은 수의 뉴런을 지닌 셈이다. 그래도 이 곤충들은 놀랄 만큼 복잡한 3차원 비행이 가능하고 여러 가지 상황에 맞춰 적절한 행동이 가능하다. 초파리의 뇌는 인간이나 다른 포유류 실험동물보다 훨씬 단순하면서도 충분히 복잡한 구조를 지니고 있기 때문에 뇌를 연구하는 과학자들에게 인기 있는 대상이다. 앞으로도 과학자들은 초파리의 작은 뇌에서 또 다른 우주라고 불리는 뇌의 비밀을 계속해서 밝혀낼 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
  • “임신 중 초미세먼지 노출 많으면 자녀 천식 위험 높아져”

    “임신 중 초미세먼지 노출 많으면 자녀 천식 위험 높아져”

    임신 중 초미세먼지(PM 2.5)에 노출될 경우 아이의 천식 위험을 높일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 뉴욕 마운트 시나이 메디컬센터의 로절린드 라이트 환경의학 교수 연구팀이 보스턴 시내에 거주하는 모자 376쌍을 대상으로 진행된 연구 자료를 분석한 결과 이 같은 결론을 도출했다고 미국 과학진흥협회(AAAS)의 과학 뉴스 사이트 유레크얼러트(EurekAlert)가 22일 보도했다. 임신 중 초미세먼지에 노출된 산모가 낳은 아이는 18% 이상이 나중에 천식을 겪는 것으로 나타났다고 연구팀은 밝혔다. 미국 내 일반적인 소아 천식 발생률은 7%가량이다. 천식은 대부분 아이가 3세가 지난 직후 발생했고, 여아들이 남아들보다 많았다. 산모의 대기오염 노출이 자궁에 있는 태아의 폐 발달과 호흡기 건강에 영향을 미칠 수 있지만 이것이 어떻게 소아 천식으로 이어지는 확실히 밝혀지지 않고 있다. 그러나 천식과 연관이 있는 것으로 알려진 신경내분비(neuroendocrine)와 면역 조절 기능에 변화를 가져올 수 있다고 연구팀은 설명했다. 초미세먼지는 사람의 머리카락 굵기보다 작은 입자로, 폐 깊숙이 들어가고 혈류에까지 침투할 수 있다. 라이트 교수 연구팀과 협력한 터프츠 대학의 과학자들은 조사 대상 여성들이 각각 미세먼지에 얼마나 많이 노출되는지 추정하는 방법을 개발해 제공했다. 예를 들어 교통 체증이 심한 주요 도로 근처에 사는 여성들의 경우 초미세먼지에 더 많이 노출되는 경향이 있다고 보고 그 정도를 반영한 것이다. 이후 연구원들은 3년 후 조사 대상 아이들이 천식 진단을 받았는지 여부를 추적했다. 이 연구 결과는 미국 ‘호흡기·중환자 의학 저널’(American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine) 최신호에 발표됐다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr
  • [유용하의 사이언스 브런치] 온난화 가속화시키는 영구동토층, 온난화 늦추는 숲

    [유용하의 사이언스 브런치] 온난화 가속화시키는 영구동토층, 온난화 늦추는 숲

    SF영화 ‘인터스텔라’에는 기후변화로 인해 곳곳이 사막화되고 그로 인한 거대한 모래폭풍이 마을을 덮치는 장면이 나온다. 전문가들은 지구온난화가 가속화된다면 영화 속 이야기라고만 할 수 없을 것이라고 경고하고 있다. 이런 가운데 영구동토층이 기후변화를 가속화시킬 수 있는 심각한 위협이라는 지적과 함께 숲이 기후변화를 막을 수 있는 효과적인 방패가 될 수 있다는 분석과 극단적 환경 위협에도 살아남을 수 있는 식물 유전자를 발견했다는 연구 결과들이 동시에 나왔다.미국 우드웰 기후연구센터, 하버드대 과학·국제문제연구센터 공동연구팀은 지구온난화로 인해 극지방과 주변의 영구동토층이 녹으면서 땅속 온실가스가 대기 중으로 대규모 배출돼 기후변화를 가속화시킬 것이며 이 같은 상황은 현재의 기후변화 대응방식만으로는 막기가 쉽지 않을 것이라는 분석 결과를 23일 제시했다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 5월 18일자에 실렸다. 최근 10년간 극지방, 특히 북극지역의 급격한 온난화는 북극 빙하와 영구동토층 해빙, 시베리아의 기록적 폭염, 잦은 산불의 원인이 되고 있다. 연구팀에 따르면 북극 영구동토층은 지난 수천년 동안 탄소를 축적해 왔으며 그 양이 현재 대기 중 탄소량의 2배가 넘는다. 그런데 최근 영구동토층의 해빙 때문에 땅속 탄소가 대기 중으로 대량 방출되고 있다. 그렇지만 전 지구적인 지구온난화 대응방안이나 연구들에서는 영구동토층에서 배출되는 탄소의 양을 제대로 반영하고 있지 못하다고 연구팀은 지적하고 있다. 이런 상황을 고려하지 않을 경우 지구 기온상승을 1.5도 이하로 막기 위한 현재의 각종 대응방안은 실패할 위험이 크다는 것이다.이런 상황에서 영국 리즈대 지리학부, 요크대 환경지리학과를 중심으로 13개국 54개 연구기관이 참여한 국제공동팀은 지구온난화로 인해 더위와 가뭄이 심해지고 있음에도 아프리카 열대우림의 탄소 흡수능력은 줄지 않고 있다는 연구 결과를 내놨다. 이들은 대기 중 온실가스를 효과적으로 제거하기 위해서는 건조한 날씨를 견딜 수 있는 유전자를 가진 나무들로 숲을 꾸미는 것도 필요하다고 지적했다. 이번 연구는 ‘PNAS’ 5월 18일자에 실렸다. 연구팀은 가나, 가봉, 라이베리아, 우간다, 카메룬, 콩고 등 아프리카 6개국 열대우림 100곳 4만 6000그루 나무의 이산화탄소 제거 능력을 분석했다. 그 결과 아프리카 열대우림은 연간 11억t의 탄소를 흡수하는 능력을 갖고 있는데 이는 2019년 영국의 이산화탄소 배출량의 3배에 해당한다고 연구팀은 밝혔다. 또 아마존이나 동남아시아 지역 열대우림보다 탄소흡수 능력이 우수한 것으로 확인됐는데 이는 아프리카 열대우림의 나무들이 보다 건조한 환경에서도 살아남을 수 있기 때문으로 분석됐다. 한편 미국 캘리포니아 데이비스대(UC데이비스), UC리버사이드, 포트밸리주립대, 에모리대, 네덜란드 위트레흐트대, 캐나다 토론토대, 이탈리아 파도바대, 노르웨이 국립생명과학대 공동연구팀은 지구온난화로 인한 각종 환경위협에 대응해 식량작물이 효과적으로 생존할 수 있고 수확량도 늘릴 수 있는 유전자를 발견하고 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 5월 19일자에 발표했다. 연구팀은 실내와 외부에서 자란 토마토 뿌리의 서로 다른 세포에서 추출한 유전자를 결합시켜 염분과 가뭄, 열 등 환경스트레스에 효과적으로 대응할 수 있는 토마토를 개발했다. 이 같은 생존 메커니즘은 쌀을 비롯한 다른 식물에서도 적용될 수 있어 지구온난화에 대응할 수 있는 식량작물 개발에 도움이 될 것으로 연구팀은 보고 있다. ‘지구의 여섯 번째 대멸종’은 인간으로 인한 기후변화 때문일 것이라는 우울한 전망들이 나오고 있지만 과학자들의 노력과 기후변화 완화를 위한 인류의 적극적인 참여가 있다면 반드시 대응방법을 찾아낼 수 있을 것이다. 영화 ‘인터스텔라’에서 나오는 유명한 대사처럼 말이다. “우리는 답을 찾을 것이다. 항상 그랬듯이.”
  • [고든 정의 TECH+] 500℃에서도 버티는 반도체…금성 로버의 두뇌 만드는 과학자들

    [고든 정의 TECH+] 500℃에서도 버티는 반도체…금성 로버의 두뇌 만드는 과학자들

    미국항공우주국(NASA, 이하 나사)는 지구와 인접한 두 행성 가운데 화성에만 5대의 로버를 보냈습니다. 반면 금성에는 한 대의 로버도 파견하지 않았습니다. 이유는 간단합니다. 화성은 지구보다 좀 추운 정도지만, 금성은 섭씨 464도의 초고온에 압력도 지구 표면보다 90배 이상 높은 고압 환경이기 때문입니다. 이런 고온 고압 환경에서 장시간 버틸 수 있는 로버는 현재까지 존재하지 않습니다. 지금까지 금성 표면에서 가장 오래 버틴 탐사선은 구소련 시절에 발사한 베네라 13(Venera 13) 호로 2시간 7분 정도 임무를 수행했습니다. 지금 기술로 탐사선을 보내도 이보다 약간 더 오래 버틸 수 있을 뿐입니다.  하지만 나사의 과학자들은 금성 표면에 로버, 비행선, 항공기 등 다양한 형태의 탐사선을 보내기 위해 많은 연구를 진행했습니다. 핵심은 초고온 환경에서 버틸 수 있는 동체, 모터, 동력원, 통신, 전자 시스템을 개발하는 것입니다. 모든 것이 다 어렵지만, 특히 어려운 부분은 컴퓨터를 포함한 각종 전자 시스템입니다. 현재 우리가 사용하는 실리콘 기반 반도체와 일반적인 전자 회로는 열에 매우 취약합니다. 전기 회로는 온도가 올라가면 부피가 팽창하고 저항도 증가하며 누설 전류가 증가해 제대로 기능을 못 할 뿐 아니라 심한 경우 회로가 물리적으로 손상되어 영구적으로 사용할 수 없게 됩니다. 수년 전 나사 글렌 연구소의 과학자들은 실리콘 기반 집적회로(IC)보다 훨씬 높은 온도에서 작동할 수 있는 실리콘 카바이드 (silicon carbide) 소재 집적 회로를 개발했습니다. 실리콘 카바이드 회로는 금성 표면의 온도에서도 장시간 작동이 가능합니다. 아칸소 대학과 스웨덴 왕립 공과대학의 연구팀은 여기서 한발 더 나아가 실리콘 카바이드 전자 회로 및 반도체 제조 기술을 개발하고 40종의 반도체와 회로를 테스트해 초고온 환경에서 안정적으로 작동할 수 있는 복잡한 전자 시스템을 개발했습니다.실리콘 기반 집적회로는 아무리 내열 설계를 잘해도 섭씨 250-300도가 넘으면 모든 회로가 작동하는 (on) 상태가 되어 사실 반도체로 작동이 불가능합니다. 물론 우리가 현재 사용하는 CPU나 GPU 모두 섭씨 100도만 넘어가도 상당히 불안정한 상태가 되기 때문에 강력한 쿨러를 사용해서 온도를 안정시켜야 합니다. 그러나 이런 일은 주변 온도가 섭씨 500도에 근접하는 금성 표면에서는 불가능합니다. 연구팀이 개발한 벌컨 II (Vulcan II) 프로세서는 섭씨 500도는 물론 그보다 높은 섭씨 800도의 고온에서도 작동이 가능합니다.  이런 내열 전자 회로가 실제 상용화된다면 금성 탐사 이외에 여러 분야에서 응용이 가능할 것으로 기대됩니다. 예를 들어 고온 반응용기나 보일러, 엔진 내부를 감시하는 센서나 화재 현장 같은 고온 환경에서 안심하고 사용할 수 있는 전자기기 개발이 가능해집니다. 우주 탐사 영역에서도 태양 표면에 더 근접할 수 있는 탐사선이나 수성 표면을 달릴 수 있는 로버 개발도 도전할 수 있습니다. 아직은 더 많은 연구가 필요하지만, 점점 발전하는 모습을 볼 때 이런 기대도 무리는 아닐 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
  • 서울시 7배 크기 세계 최대 빙산, 남극 대륙서 분리돼

    서울시 7배 크기 세계 최대 빙산, 남극 대륙서 분리돼

    세계 최대 규모의 빙산이 남극 대륙에서 떨어져 나와 바다 위를 떠도는 유빙이 됐다. 로이터통신은 20일 유럽우주국(ESA)의 관측 결과 가로 175㎞, 세로 25㎞ 크기의 빙산이 위성 사진으로 포착됐다고 보도했다. 표면적은 4320㎢로 제주도의 약 2.38배, 서울시의 7배에 이른다. 과학자들에 의해 ‘A-76’으로 명명된 이 빙산은 남극의 론 빙붕 일대에서 떨어져나왔다. ‘A-76’ 이전에 가장 큰 빙산의 크기는 3380㎢였다. ‘A-76’이 떨어져 나온 것은 자연 순환의 일부로 세계 최대의 거대 빙산도 조만간 두조각 또는 세조각으로 나뉘어질 것으로 보인다. 빙산의 분리는 기후변화와는 상관없다는 것이 전문가들의 설명이다.미국 콜로라도대의 빙하연구가인 테트 스캠보스는 “론 빙붕과 같은 거대 빙붕은 지난 세기동안 또는 그 이상의 기간 동안에 형성된 것”이라며 “이미 바다 위에 떠 있는 상태였기 때문에 남극 대륙에서 떨어져 나왔더라도 해수면을 상승시키지는 않는다”고 말했다. 빙붕은 남극 대륙을 뒤덮은 얼음이 빙하를 타고 흘러 내려와 바다 위로 퍼지며 평평하게 얼어붙은 것이다. 남극의 해안선의 약 44퍼센트는 빙붕으로 얼어붙어 있는 것으로 알려졌다. 남극 대륙은 최근 빠른 붕괴에 시달리고 있는데 이는 기후 온난화와 관련있는 것으로 분석된다. 윤창수 기자 geo@seoul.co.kr
  • ‘취향 존중’하며 즐기는 온라인 전시·강연…문화다양성주간 풍성

    ‘취향 존중’하며 즐기는 온라인 전시·강연…문화다양성주간 풍성

    영화·출판 등 다양성 화두로 강연정세랑 등 책 소개…전국 25곳 행사문화체육관광부는 한국문화예술위원회, 지역문화재단 25곳과 21일부터 27일까지 전국 곳곳에서 ‘2021 문화다양성 주간’을 개최한다고 20일 밝혔다. ‘문화다양성의 보호와 증진에 관한 법률’에 따라 유엔이 지정한 ‘세계 문화다양성의 날’인 5월 21일부터 열리는 행사다. 7회째인 올해는 ‘취향존중 취향저격’이라는 주제로 강연과 온라인 전시 등이 진행된다. 강연은 오는 24일부터 27일까지 ‘네이버 지식라이브 ON’에서 볼 수 있다. 장동선 뇌과학자, 이길보라 감독 등 문화예술 분야 전문가 11명이 디지털, 영화, 출판, 언어 4개 분야의 문화다양성 화두를 중심으로 강연을 펼친다. 온라인 전시 ‘문화다양성 큐레이션전’은 21일부터 27일까지 왓챠와 지니뮤직, 네이버 판에서 열린다. 소설가 정세랑과 수필 작가 이석원 등이 문화다양성 가치가 담긴 영화와 음악, 책 등 작품 총 97편을 소개한다. ‘문화다양성 주간 공식 누리집(diversityweek2021.com)에서는 ‘문화다양성 숲 꾸미기’ 온라인 캠페인을 벌인다. 전국 문화재단 25곳에서 온·오프라인 행사도 마련했다. 인천에서는 ‘제9회 디아스포라 영화제’를, 부산에서는 구포역 광장에서 ‘문화다양성 미디어아트 축제’를 개최한다. 서울 구로에서는 ‘감각의 다양성’을 주제로 ‘듣는 전시’와 ‘점자 촉각책 만들기’ 등을 운영하며 충남에서는 천안, 아산, 공주, 서산, 홍성의 도서관이 ‘문화다양성 도서 캠페인’을 진행한다. 김지예 기자 jiye@seoul.co.kr
  • 호주 운전자, 캥거루 로드킬 피하려다 ‘바다악어’ 소굴에 풍덩

    호주 운전자, 캥거루 로드킬 피하려다 ‘바다악어’ 소굴에 풍덩

    로드킬을 피하려 방향을 튼 곳이 하필이면 악어 소굴이었다. 20일 데일리메일 호주판은 도로를 달리던 차 한 대가 악어가 득실거리는 늪에 빠져 구조대가 출동하는 소동이 빚어졌다고 전했다. 19일 오후 1시쯤, 호주 북부 노던주 소방서에 긴급 신고가 접수됐다. 차가 악어 소굴에 빠져 이러지도 저러지도 못한다는 운전자의 구조 요청이었다. 구조대가 현장에 출동했을 때 새파랗게 질린 운전자는 늪에 빠진 차 지붕 위에 올라가 있었다. 소방서 관계자는 “갑자기 차 앞으로 뛰어든 캥거루를 피하려 핸들을 꺾었다가 악어 늪에 빠졌다더라”고 설명했다. 게다가 사고 지점은 보통 악어 소굴이 아니었다. 현존 파충류 중 가장 크고 강력한 ‘바다악어’(Crocodylus porosus) 서식지였다.최대 길이 7m, 무게 1t에 달하는 바다악어는 치악력이 2t이 넘어 한 번 물리면 아무도 무사할 수 없는 무시무시한 포식자다. 다른 악어와 달리 들소 같은 대형 먹잇감도 혼자 거뜬히 사냥한다. 제2차 세계대전 당시 일본군을 몰살시켰다는 전설 같은 이야기가 존재할 정도다. 영국 참전용사 출신 과학자 브루스 라이트는 1962년 자서전을 통해 1945년 버마(현 미얀마) 람리섬 전투에서 일본군이 영국군이 아닌 바다악어에게 잡아먹혔다는 증언을 내놨다. 라이트는 “지상에서는 좀처럼 들을 수 없는 지옥 같은 소리였다”면서 “일본군 1000명 중 겨우 20여 명만이 살아남았다”는 주장을 펼쳤다. 이는 1999년 ‘동물에 의한 가장 큰 재앙’으로 기네스북에 등재됐다. 이후 곳곳에서 신빙성 문제가 대두됐다. 전투 당시 람리섬에 주둔했던 일본군 출신은 “거북은 본 적 있지만 악어는 본 적 없다”며 바다악어 공격설을 부정했다. 미국의 한 악어 전문가도 2016년 내셔널지오그래픽과의 인터뷰에서 “악어는 체중의 7% 정도만을 먹기 때문에 1000명에 가까운 사람을 먹어 치우려면 최소한 몸길이 5m 이상의 악어 1500마리가 있어야 한다”고 지적했다.이를 토대로 기네스북은 2017년 신빙성에 대한 지적이 있다는 사실을 기록에 적시했다. 역사학자들도 현재는 바다악어의 일본군 학살을 괴담 정도로 치부하고 있다. 어쨌든 바다악어가 소 한 마리도 거뜬히 잡아먹는다는 사실에는 변함이 없으니, 호주 운전자가 아연실색하며 자동차 지붕 위로 올라간 것도 이상하지 않은 일이다. 늪에 빠져 혼자 발을 동동 구르던 운전자는 구조대가 설치한 사다리를 타고 뭍으로 올라왔으며, 병원으로 옮겨져 진찰을 받은 것으로 전해진다. 건강에는 별 이상이 없다는 후문이다. 보도 이후 현지에서는 “캥거루 한 마리 피하려다 더 큰 화를 당할 뻔했다”며 가슴을 쓸어내리는 사람들의 반응이 이어졌다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr
  • 인간이 미안해…새끼 범고래 몸에서 ‘금지된 화학물질’ 검출

    인간이 미안해…새끼 범고래 몸에서 ‘금지된 화학물질’ 검출

    바다에 버려지는 인공 화학 물질이 범고래 몸에 들어가 새끼에게까지 전해진다는 사실을 과학자들이 처음으로 밝혀냈다. 노르웨이 오슬로대 연구진은 가구에서 사용되는 높은 수준의 폴리염화비페닐(PCB)이 범고래 몸 속에 쌓인 뒤 대물림되고 있다는 충격적인 사실을 발견했다. 이 화학 물질은 갓 태어난 범고래 몸에서 발견됐는데 낮은 수준이긴 했지만, 어미로부터 전해진 것임을 시사했다. 사용이 금지된 인공 화학물질인 폴리염화비페닐은 조사 대상인 범고래 8마리의 지방에서 모두 발견됐다. 이에 대해 연구진은 “7종의 화학 물질이 해양 포유류에서 독성 영향을 나타내는 기준치를 초과한 수준으로 기록됐는데 이는 번식에 해를 끼칠 수 있다”고 지적했다. 먹이 사슬 꼭대기에 있는 최상위 포식자가 환경 오염에 얼마나 영향을 받고 있는지는 거의 알려지지 않았다. 이번 연구의 목적은 노르웨이 범고래의 여러 무리에서 발생하고 있는 대물림과 신종 오염 물질에 관한 검사를 처음으로 수행하는 것이었다.연구진은 2015년부터 2017년까지 약 3년간 해안으로 밀려온 범고래 사체 7마리와 어망에 걸려 숨진 범고래 1마리의 조직 표본을 연구할 수 있었다. 사인을 밝혀내기 위한 부검이 범고래의 체내 화학 성분을 측정할 수 있게 했줬기 때문이다. 그 결과 대부분의 화학 물질은 범고래의 지방에 축적돼 있었지만, 새끼 범고래의 경우 위 속에 남아 있는 어미의 젖에서도 확인됐다. 이에 대해 연구진은 “생후 열흘밖에 되지 않은 범고래에게서 화학 물질이 발견된 사례는 해양 포유류 사이에서 이처럼 규제되지 않은 오염 물질이 어미로부터 전해지는 것을 처음으로 보여주는 증거”라고 설명했다. 이어 “새끼 범고래의 내분비계와 면역체계는 아직 발달하고 있으므로 발달 장애와 조기 폐사 위험이 커지는 점을 고려하면 화학 물질이 건강 영향 한계치에 근접하거나 초과한 수준은 우려스러운 부분”이라고 덧붙였다. 반면 성체 범고래들의 경우 몸 속 화학 물질은 작은 먹이를 먹는 동안 유입된 것으로 여겨진다. 이에 따라 연구진은 오랫동안 사용이 금지돼 온 폴리염화비페닐은 전 세계에 알려진 범고래의 대다수 개체 수 증가에 잠재적인 위험을 가져온다고 결론지었다. 폴리염화비페닐은 불연성이고 열과 전기 절연 효과가 탁월해 전기 변압기 및 축전기 등의 냉각제, 단열재로 쓰였다. 한때 살충제, 소화제, 밀봉제, 접착제, 도료, 작동액(hydraulic fluid), 윤활제, 가스 터빈, 석유 첨가제, 열 전달액, 무탄소 용지, 탈진제, 방화제, 가소제 등에도 함유됐다. 하지만 1970년대 이들의 독성이 발견되면서 전 세계적으로 사용이 금지됐다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘환경 독성학과 화학’(Environmental Toxicology and Chemistry) 최신호에 실렸다. 사진=노르웨이 범고래 조사 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr
  • [사이언스 브런치] TV, 동영상 즐겨보다간 인지기능 떨어지고 치매 온다

    [사이언스 브런치] TV, 동영상 즐겨보다간 인지기능 떨어지고 치매 온다

    코로나19로 인해 집에서 지내는 시간이 많아지면서 TV나 각종 온라인동영상서비스(OTT)의 이용률이 늘고 있다. 아동, 청소년의 경우 TV, 동영상 과다 시청이 시청이 자존감을 낮추고 우울증이 발생하기 쉽다는 연구결과들이 있다. 그런데 미국 의과학자들이 성인들도 TV, 동영상을 과다시청할 경우 인지기능을 떨어뜨리고 치매를 유발시킬 수 있다는 연구결과를 내놨다. 미국 컬럼비아대 의대, 존스홉킨스대 의대, 노스캐롤라이나대 의대, 앨라바마대 의대 공동연구팀은 동영상 시청시간이 긴 중년은 동영상 시청을 않는 또래보다 인지기능이 낮고 노년에 치매가 발생하기 쉽다고 20일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국심장학회가 20~21일 온라인으로 개최하는 ‘2021 역학·예방·라이프스타일·심혈관대사 연례컨퍼런스’에서 3편의 논문으로 발표됐다. 연구팀은 미국 내 지역사회에서 의료서비스와 심혈관질환, 뇌인지기능 관련 질환 발병상태를 장기추적 조사한 ‘지역사회 죽상동맥경화위험 및 신경인지 코흐트 연구’(ARIC-NCS)에 참여했던 사람들 중 30~70대 남녀 약 1만 2900명을 무작위로 선정했다. 연구팀은 이들을 대상으로 TV 및 동영상 시청습관, 식습관, 음주, 흡연 여부를 조사하고 인지기능 측정과 뇌 자기공명영상(MRI)을 정기적으로 촬영해 비교분석했다. 그 결과 TV나 동영상을 보지 않거나 1주일에 1회, 1시간 미만으로 시청하는 사람보다 매일 2시간 30분 이상 시청하는 사람은 인지기능이 7% 가량 더 낮은 것으로 조사됐다. 인지기능의 저하는 지속적으로 이어지면서 동영상 시청시간이 긴 사람들은 그렇지 않은 사람들보다 치매발병률도 2배 이상 높은 것으로 나타났다. 이와 함께 주당 평균 동영상 시청시간이 1시간 늘어날 때마다 뇌의 회백질 부피가 0.5%씩 줄어드는 것으로 확인됐다. 회백질은 신경세포가 집중돼 있는 부분으로 뇌의 주요활동이 이뤄지는 곳이다. 연구팀에 따르면 동영상 시청은 한 자리에서 움직이지 않고 이뤄지는 수동적 행위이기 때문에 신체적, 정신적 운동이 줄어들면서 인지기능을 떨어뜨리는 것으로 볼 수 있다고 설명했다. 연구를 이끈 앨라바마대 보건대 켈리 피티 가브리엘 교수는 “TV, 동영상의 장시간 시청이 뇌와 신체 건강에 미치는 잠재적 영향에 대해서는 생각만큼 많이 알려져 있지 않다”라면서 “아동, 청소년 뿐만 아니라 중년기에도 한 자리에서 오랜 시간 화면을 쳐다보고 있는 것보다는 독서나 가벼운 운동 같은 건강한 행동을 하는 것이 나이들어서도 건강한 뇌를 유지할 수 있는 비결”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [유용하 기자의 사이언스 톡] 때맞춰 뛰노는 아이들, 성격도 성적도 좋대요

    [유용하 기자의 사이언스 톡] 때맞춰 뛰노는 아이들, 성격도 성적도 좋대요

    한국의 많은 부모들은 동의하지 않겠지만 많은 교육전문가와 뇌과학자는 아동, 청소년기에는 공부만큼 독서, 운동, 악기연주 같은 과외활동이 중요하다고 조언합니다. 독서나 운동, 음악 등을 통해 얻은 지적 능력과 감성, 기초체력이 상급학교에 진학하거나 사회생활을 할 때 몸과 마음이 쉽게 지치지 않도록 해주기 때문이라는 것입니다. 실제로 지난해 캐나다 몬트리올대, 맥길대 의대 공동연구팀은 10세 이전에 규칙적으로 운동한 아이들이 그렇지 않은 아이들보다 중학교 진학 후 집중력이 더 좋고 ‘주의력결핍 과다행동장애’(ADHD) 발생 확률도 낮다는 연구 결과를 의학분야 국제학술지 ‘예방의학’에 발표했습니다. 영국 케임브리지대, 런던대 교육심리학자와 뇌과학자로 구성된 공동연구팀도 신체활동이 유·아동기는 물론 청소년기의 정서조절 능력과 밀접한 관계가 있고, 이를 통해 학업 성취도를 예측할 수 있다고 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 5월 20일자에 실렸습니다. 어린 시절 신체활동은 감정과 행동을 통제할 수 있는 자기조절 능력을 높여 준다는 연구 결과들은 많았지만 신체활동, 자기조절 능력, 학업성적 등 세 요소의 관계를 분석한 연구는 없었습니다. 이를 분석하기 위해 연구팀은 2000년 9월부터 2002년 1월에 영국에서 태어나 살고 있는 아이 1만 652명을 대상으로 건강, 생활지표를 장기추적 조사한 ‘밀레니엄 코호트 연구’를 활용했습니다. 연구팀은 밀레니엄 코호트 연구대상 중 4043명 남녀 아동을 무작위로 뽑은 뒤, 해당 아동들이 7, 11, 14세에 학부모와 교사가 평가한 생활습관, 운동 시간과 강도, 학교 외 활동, 우울증, ADHD와 같은 행동장애 여부와 학업성취도에 주목했습니다. 분석 결과, 규칙적으로 신체활동을 하는 7세 아동들은 그렇지 않은 아이보다 자기조절 능력과 초등학교 입학 후 학업성적이 더 우수한 것으로 나타났습니다. 11, 14세 아동의 경우도 자기조절 능력이 우수하면 학업성취도도 높다는 상관관계가 확인됐습니다. 이들 대부분은 규칙적으로 체육활동을 하는 것으로 조사됐습니다. 아동, 청소년기의 감정조절 능력은 규칙적인 신체활동에 기인하며 성인이 돼서도 영향을 미친다고 연구팀은 밝혔습니다. 미셸 엘레프슨 케임브리지대 교수(뇌인지과학)는 “이번 연구는 아동, 청소년기 신체활동이 정서조절 능력과 밀접한 관계가 있으며 학업성취도는 물론 성인이 된 뒤 행동조절에도 영향을 미친다는 것을 보여 주고 있다”고 말했습니다. 이어 “아동, 청소년의 균형 잡힌 성장을 돕기 위해서는 학교와 지역사회에서 신체활동을 위한 다양한 프로그램을 운영할 필요가 있다”고 조언했습니다. 세계보건기구(WHO)가 전 세계 146개국 11∼17세 남녀 청소년을 대상으로 조사해 2019년 발표한 ‘청소년 신체활동 보고서’에 따르면 한국 청소년의 신체활동 수준은 WHO 권고 수준에 못 미치고 여자 청소년들은 ‘꼴찌’ 수준이랍니다. 디지털 기기 사용 증가와 과도한 학업 스트레스 때문이겠지요. 코로나19로 인해 신체활동 시간은 더 줄었을 것입니다. 공부만큼이나 다양하고 규칙적인 운동과 과외활동이 성인이 된 뒤 필요한 사회적 능력과 경제적 성공의 기초체력이 된다는 것을 기억했으면 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr
  • AI는 ‘무릎팍 도사님’, 무릎이 닿기도 전에 집단지성 수준 예측

    AI는 ‘무릎팍 도사님’, 무릎이 닿기도 전에 집단지성 수준 예측

    최근 들어 기후변화 평가, 신기술과 신약 개발부터 가짜뉴스 대응법에 이르기까지 다양한 문제들을 해결하는 데 집단지성이 활용되고 있다. 집단지성은 다수의 참여자가 적극적인 참여와 소통을 통해 얻어 내는 집합적 판단, 지식 또는 이를 만들어 내는 과정을 말한다. 그렇지만 단순히 많은 사람들이 모일 뿐 실제로 집단지성이 효과를 발휘하는 경우는 생각만큼 많지 않은 것으로 알려져 있다. 이렇듯 집단지성의 효과에 대한 의문이 제기되는 가운데 수학자, 컴퓨터과학자, 인지과학자, 사회학자 등이 인공지능(AI)을 활용해 집단지성의 수준을 평가하고 예측할 수 있는 방법을 만들었다. 또 다른 학자들은 연구 성과의 미래 영향력을 예측할 수 있는 AI를 만들어 내기도 했다. 미국 노스이스턴대 경영대학원, 컴퓨터과학부, 네트워크과학연구소, 매사추세츠공과대(MIT) 슬론경영대학원, 집단지성연구센터, 캘리포니아 샌타바버라대(UCSB) 커뮤니케이션과학부, 카네기멜론대 테퍼경영대학원 공동연구팀은 메타분석기법을 바탕으로 집단지성 수준을 정량적으로 평가하고 예측할 수 있는 AI를 개발했다고 19일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNSA’ 5월 18일자에 실렸다.이전에도 집단지성을 정량화하려는 시도는 있었지만 집단 속 개인 역량과 수준에 지나치게 초점을 맞춘 탓에 평가나 예측력이 활용할 수 없을 정도로 매우 낮았다. 연구팀은 총 1356개 집단, 5349명이 참여한 22개의 집단지성 연구에서 수집된 데이터를 정밀 분석했다. 분석 결과, 집단지성의 성과는 개인의 역량보다는 그룹의 협업 시스템, 의사소통 체계, 구성원의 성별·연령·인종 다양성과 강한 상관관계를 보이는 것으로 나타났다. 우수한 개인들이 모인 집단보다 평범하지만 협업이 잘되는 개인들이 모인 집단의 성과가 2배 이상 높다는 것이 확인됐다. 또 그룹 내 여성 비율이 높고 다양한 연령이 모여 있는 경우 집단지성 효과가 높은 것으로 조사됐다. 연구팀은 이 같은 연구 결과를 바탕으로 수학적 모델을 만들고, 다른 집단지성 연구를 분석한 결과 성과 예측률도 매우 높은 것으로 나타났다고 밝혔다. 크리스토프 리들 노스이스턴대 교수(네트워크과학)는 “최근 집단지성을 강조하는 연구나 프로젝트 집단들이 많이 나오고 있지만 실제 성과를 이끌어 내는 경우는 많지 않다”며 “집단지성의 효과를 제대로 보기 위해서는 개인보다는 집단의 협업 능력에 초점을 맞춰야 한다는 것을 이번 연구는 보여 주고 있다”고 설명했다. 그런가 하면 과학기술 분야의 연구성과가 미래에 미칠 영향까지 예측할 수 있는 AI도 만들어졌다. MIT 미디어랩, 계산·시스템생물학과, 비트·원자연구센터 공동연구팀은 과학기술 분야와 사회에 영향을 미칠 상위 5%의 논문과 이것들이 미래에 미칠 잠재적 영향을 예측할 수 있는 인공지능 기술을 개발해 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’ 18일자에 발표했다. 연구팀은 42개 생명과학 관련 국제학술지에 1980~2019년 실린 연구논문 168만 7850건 속에 포함된 780만개 이상의 단어, 2억 1000만개의 연관성, 약 38억개의 계산수치 등 빅데이터로 연구의 미래 영향력을 예측할 수 있는 AI를 개발했다. 연구팀은 이 AI로 1980~2014년 무작위로 선별된 20개의 생명과학 분야 논문 중 19개 논문에 대해서 연구수준과 과학계와 사회에 미치는 영향력을 정확하게 예측하고 식별하는 데 성공했다고 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [핵잼 사이언스] 426㎞ 거대 상수도 시스템 청결히 관리한 동로마 제국의 비밀

    [핵잼 사이언스] 426㎞ 거대 상수도 시스템 청결히 관리한 동로마 제국의 비밀

    고대 로마 제국은 도시 중심의 문명을 이룩했다. 제국의 수도인 로마는 물론 곳곳에 건설된 도시들은 신전, 극장, 목욕탕, 상하수도 시설 등 당시 문명의 척도로 여겨진 시설들이 즐비해 시민들은 상당히 세련된 삶을 누릴 수 있었다. 특히 먼 장소에서 깨끗한 물을 공급하는 거대한 상수도 시설은 로마의 가장 독보적인 사회 기반 시설이었다. 현대적인 위생 시설과 의학 기술이 없던 시절 인구가 밀집된 도시에서 발생하는 전염병은 가장 무서운 재앙이었다. 깨끗한 식수를 항상 구할 수 있다는 것은 콜레라 같은 수인성 전염병에서 좀 더 안전할 수 있다는 이야기다. 물론 로마 제국도 다른 고대 문명처럼 주기적인 전염병 유행으로 큰 재난을 겪었지만, 상수도 시스템 덕분에 일부 수인성 전염병은 피해가 덜했을 것이다. 따라서 서로마 제국이 멸망한 이후에도 동로마 제국은 수도인 콘스탄티노플 주변에 거대한 상수도 시스템을 적어도 12세기까지 유지했다. 독일 마인츠 대학의 과학자들은 현재 남아 있는 콘스탄티노플 상수도 시스템을 조사해 5세기부터 12세기까지 어떻게 관리되었는지 밝혀냈다. 콘스탄티노플은 서기 324년에 콘스탄티누스 대제에 의해 건설되었는데, 초기 상수도 시설은 도시에서 50㎞ 거리에서 깨끗한 물을 공급했다. 하지만 도시가 점점 거대해지자 물 공급이 부족해져 5세기에는 상수도 시스템을 120㎞ 떨어진 지점까지 확장했다. 직선거리로는 120㎞이지만 실제로는 매우 복잡한 수로 시스템이기 때문에 실제 길이는 최소 426㎞에 달한다. 연구팀은 수로 바닥에 남아 있는 침전물을 조사해서 얼마나 오랜 시간 침전물이 쌓였는지 조사했다. 그 결과 아무리 오래된 것도 27년이라는 결론이 나왔다. 이 수로 시스템은 동로마 (비잔틴) 제국이 쇠락하는 12세기까지 유지되었기 때문에 5세기부터 12세기까지 적어도 700년에 걸쳐 수십 번에 걸쳐 수로 청소를 했다는 이야기다. 청소를 자주 한 건 아니지만, 상수도 시스템의 길이를 생각하면 상당한 비용과 인력을 투입해 관리했다고 볼 수 있다. 그리고 주요 구간 50㎞는 두 개의 수로를 건설해 하나를 청소하면 다른 하나를 대신 사용할 수 있게 만든 점을 보면 중요 수로는 더 자주 청소했음을 알 수 있다. 항상 깨끗한 물을 마시기 위해서는 거대한 상수도 시스템을 건설하는 것 이상으로 잘 관리하는 것이 중요하다. 이렇게 긴 상수도를 끊임없이 보수하고 관리했다는 것은 당시 로마 제국의 후예를 자처하는 비잔틴 문명의 우수성을 보여준다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com 
  • 코로나 백신 맞고 폐경된 여성이 생리 다시 해

    코로나 백신 맞고 폐경된 여성이 생리 다시 해

    폐경을 맞아 생리가 끝난 여성들이 코로나19 백신을 맞고 나서 다시 생리를 하는 사례가 있다고 영국 더 텔레그래프가 18일 보도했다. 과학자들은 폐경이 된 여성들이 백신으로 불규칙한 생리가 다시 시작되었는지 여부에 대해서 조사중이다. 아직까지 코로나백신 접종과 여성 월경과의 상관 관계에 대한 증거는 밝혀지지 않았지만, 사례가 점차 증가하고 있다. 킹스 칼리지 런던의 역학 교수인 팀 스펙터는 이달 초 백신 증상 추적 애플리케이션이 여성의 생리와 관련한 부작용을 추적 중이라고 밝혔다. 스펙터 교수는 “생리와 관련한 부작용을 신고한 약 6000명의 여성 가운데 수백 건의 사례만이 폐경 이후 다시 생리를 시작했다”면서 “우리는 이 문제를 심각하게 보고 있으며 더 추적 조사를 할 예정”이라고 밝혔다. 여성의 생리와 관련한 백신 부작용이 진짜인지 아니면 통계학적 우연인지 가리기 위해서는 더 많은 자료가 필요하다는 것이다. 미국 일리노이대의 의료 인류학자인 케이트 클렌시 박사는 자신의 트위터에 모더나 백신을 맞은 뒤에 생리혈 양이 많아졌다는 경험을 전하기도 했다. 클렌시 박사는 “동료 가운데 백신을 맞고 생리가 심해졌다는 이가 있다. 나는 모더나 1회 접종을 한 뒤 일주일 반이 지났는데 생리 양이 20대가 다시 돌아온 것처럼 쏟아지고 있다”고 밝혔다. 백신 접종 이후 원래 주기보다 생리가 빨리 찾아왔다는 것이다. 수백명의 여성들이 클렌시 박사와 같은 경험을 나누기도 했다. 클렌시 박사는 코로나 백신과 여성 생리의 상관관계를 확인하기 위한 조사 작업에 착수했지만, 아직 결과가 나오지는 않았다. 의료진들은 백신과 생리 간에 상관관계가 있더라도 임신 능력에 미치는 영향은 없을 것이라고 내다봤다. 임페리얼 칼리지 런던의 면역학자인 빅토리아 메일 박사는 영국 BBC에 백신 접종 이후 생리를 하는 것이 일반적이지는 않다고 말했다. 메일 박사는 백신은 인간의 신체에 병원체를 투입하는 것이므로 외부 침입자를 막아내기 위해 혈관으로 무수한 화학적 신호가 생산된다고 설명했다. 갑작스럽고 불규칙한 여성들의 월경은 이러한 화학적 신호에 따른 결과란 것이다. 하지만 불규칙한 생리가 유산의 위험을 증대시키지는 않을 것이라고 덧붙였다. 윤창수 기자 geo@seoul.co.kr
  • [아하! 우주] 보이저 1호, 성간공간에서 희미한 ‘플라스마 소리’ 잡아냈다

    [아하! 우주] 보이저 1호, 성간공간에서 희미한 ‘플라스마 소리’ 잡아냈다

    지구를 떠난 지 44년, 태양계를 벗어나 현재 227억㎞(153AU) 거리의 성간공간을 날고 있는 보이저 1호는 아직도 새로운 발견을 하고 있다. 보이저는 성간 우주공간 그 자체의 특징을 포착해 지구로 전송했다. 그것은 낮게 윙윙거리는 희미한 플라스마로, 과학자들은 지극히 부드러운 안개비에 비유했다. 플라스마는 발사 이후부터 보이저 1호 임무의 일부였다. 우주선은 목성의 대기에서 번개를 발견했으며, 태양풍이 외부 태양계에서 어떻게 가늘어지는지 관찰했다. 그리고 2012년부터 과학자들은 우주선의 장비들을 사용해 심우주의 미개척지를 탐색해왔다. 보이저 1호가 태양권계면(heliopause)를 건넜을 때, 태양에서 방출되는 하전입자의 흐름인 태양풍이 우리 이웃을 둘러싸고 있는 성간 물질을 밀어낼 만큼 더 이상 강하지 않았다. 2012년 8월 태양계를 벗어나면서 보이저 1호는 주변의 플라스마를 계속 측정해왔다. 연구를 주도한 코넬 대학 박사과정 스텔라 코흐 오커는 "성간 물질은 대부분 조용하다. 그것은 좁은 주파수 대역폭에 있기 때문에 매우 희미하고 단조롭다”며 “우리는 성간 가스의 희미하고 지속적인 윙윙거리는 소리를 감지하고 있다”고 밝혔다. 그러나 몇 년마다 주기적으로 태양풍은 강해진다. 보이저 1호는 이러한 사건을 충격파로 감지한다. 코넬의 천문학자 제임스 코르데스는 “태양 폭발은 이를테면 뇌우에서 번개가 치는 것을 감지하는 것과 같다”면서 “태양 폭발이 일어나면 보이저는 부드러운 플라스마 비를 감지하는 것”이라고 설명한다.한동안 과학자들은 이러한 충격파에 대해 보이저 1호가 플라스마 밀도를 측정할 수 있는 유일한 방법이라고 생각했다. 하지만 이제 과학자들은 이 예상치 못한 윙윙거리는 플라스마 소리로 인해 충격파와 충격파 사이의 성간 물질을 추적할 수 있게 되었으며, 이는 미지의 성간공간을 이해하는 데 큰 도움이 될 수 있다. 오커는 성간 물질의 활동수준이 이전에 과학자들이 생각했던 것보다 훨씬 낮을 것으로 보고 있다. 코넬 대학의 천문학자 샤미 채터지는 “이제 우리는 성간 플라스마를 측정하기 위해 태양과 관련된 우연한 사건 같은 것은 필요없다는 것을 알게 되었다”면서 “태양이 무엇을 하고 있는지에 관계없이 보이저는 성간공간의 세부 사항을 우리에게 알려주고 있다”고 덧붙였다. 보이저 1호와 보이저 2호 쌍둥이는 거의 영겁의 시간 동안 별을 향해 항해할 것이다. 그러나 앞으로 10년 내에 우주선의 플루토늄 전원이 고갈될 것이고, 그러면 더 이상 우리는 보이저와 소통할 수 없게 될 것이다. 그것이 보이저의 수명이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com 
  • [사이언스 브런치] ‘오래된 나무’ 자를까, 말까…나무를 둘러싼 뜻밖의 논란

    [사이언스 브런치] ‘오래된 나무’ 자를까, 말까…나무를 둘러싼 뜻밖의 논란

    산림청이 2050년 탄소중립 실현을 위해 30년간 국내 산림에 26억 그루의 나무를 심겠다는 계획을 발표하면서 환경단체를 중심으로 산림청의 계획은 벌목 사업에 불과하다고 반박에 나서면서 ‘오래된 나무’를 둘러싸고 뜻밖의 논란이 벌어지고 있다. 산림청에서는 30년 이상의 산림이 전국 산림면적의 72%를 차지한 것은 불균형한 영급구조이기 때문에 이를 개선하겠다고 밝혔다. 영급은 10년 단위로 나무의 나이를 구분하는 용어이다. 그러나 과학계에서는 오래된 나무의 탄소 저장능력에 대해서는 확실한 결론을 내놓고 있지 못한 상태이다. 2008년 벨기에, 미국, 독일, 스위스, 프랑스, 영국 6개국 공동연구팀은 15~800년된 산림과 토양의 이산화탄소 능력을 분석한 결과를 학술지 ‘네이처’에 발표했다. 연구팀에 따르면 800년 된 숲도 이산화탄소를 흡수할 수 있지만 젊은 나무들에 비해 흡수능력은 떨어진다고 분석했다. 2014년 미국 서부생태연구센터 연구팀이 중심이 된 공동연구팀은 6개 대륙에 분포한 나무 403종 67만 3046그루의 성장속도를 조사한 결과 나무들은 시간이 지날수록 더 빠르게 자라고 체적도 커진다는 연구결과를 ‘네이처’에 발표하기도 했다. 커다란 나무일수록 이산화탄소를 흡수하는 능력이 우수하다는 것이다. 연구팀은 크기가 큰 나무일수록 1년간 흡수하는 탄소의 양이 중간크기 나무 수백 그루가 이룬 숲과 비슷하다는 것이다. 그러나 연구팀은 나무의 크기와 이산화탄소 흡수능력을 설명한 것일 뿐 이산화탄소 흡수 가능한 수령에 대해서는 정확히 밝히지 않았다. 최근에는 이와는 정반대의 연구결과가 나오기도 하고 나무심기와 숲 조성이 이산화탄소 흡수에 중요하기는 하지만 절대적으로 의존해서는 안된다는 연구결과들도 많이 눈에 띄고 있다. 2013년 네덜란드 바헤닝언대을 중심으로 한 국제공동연구팀은 2005년 이후 유럽대륙의 숲이 흡수하는 탄소량이 줄어든다는 연구결과를 기후과학 분야 국제학술지 ‘네이처 기후변화’에 발표했다. 연구팀은 2005년 이후 유럽대륙의 숲들이 흡수하는 탄소량이 줄어들고 있는데 나무의 노화가 가장 큰 이유라고 밝히고 있다. 나무의 수령이 오래되면서 더 이상 성장을 하지 않거나 성장속도가 줄면서 탄소흡수량이 줄어든다는 것이다. 2016년 독일 막스플랑크연구소, 독일 기후서비스센터, 싱가포르 국립대, 네덜란드 암스테르담자유대 공동연구팀도 대지-대기 모델을 활용해 1750년대부터 250년 동안 유럽지역 숲을 분석한 결과 오래된 나무가 오히려 지구온난화를 부추겼다는 분석을 ‘사이언스’에 발표한 바 있다.또 2017년 ‘네이처’는 캐나다, 영국, 노르웨이, 오스트리아 등의 사례를 통한 목조건축 분석리포트를 발표했는데 나무가 성장과정에서 산소를 배출하고 이산화탄소를 흡수하지만 어느 정도 성장하면 광합성 효율과 탄소저장 능력이 저하된다고 지적했다. 오래된 나무를 그대로 둬서 썩거나 불에 탈 경우 나무가 저장한 탄소는 그대로 공기 중으로 빠져나가기 때문에 적당히 자란 나무를 건축재료로 쓰면 탄소를 공기 중에 배출하지 않을 수 있다고 주장했다. 환경시스템과학자인 미국 캘리포니아 산타바바라대(UCSB) 로버트 하일마이어 교수는 “최근 일련의 연구결과들은 지구온난화 차단을 위해 나무심기와 조림사업의 영향을 과대평가해서는 안 된다는 것을 보여주고 있다”라며 “수령이 오래된 나무들로만 조성된 숲을 유지한다거나 지나치게 어린나무들만 있다는 식의 산림정책의 불균형은 오히려 공기 중 탄소량을 더 늘리거나 생물다양성을 잃을 위험도 크다는 것을 인식해야 할 것”이라고 말했다. 한편에서는 산림녹화와 탄소포획에 대한 관계를 과대평가해서는 안된다는 연구논문들도 나오고 있는 상황이다. 지난해 5월에는 생태학 분야 국제학술지 ‘네이처 지속가능성’에 나무심기가 기후변화를 막는 만병통치약이 될 수 없다는 연구논문 2편이 실리기도 했다. 이들은 기후변화 차단에 산림녹화가 중요하지만 탄소포획 능력을 과대평가할 경우 이산화탄소 감축을 위한 다른 노력을 소홀하게 만들 수 있다고 지적한 것이 대표적이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [핵잼 사이언스] 갑각류 잡아먹은 고대 오징어를 상어가 물었다…고대 화석 발견

    [핵잼 사이언스] 갑각류 잡아먹은 고대 오징어를 상어가 물었다…고대 화석 발견

    화석은 고대 생물의 모습을 보존한 타임캡슐이다. 하지만 의도적으로 온전히 보존한 것이 아니라 우연히 지층에 남은 흔적이기 때문에 많은 경우 기록이 불완전하다. 화석 기록으로 주로 남는 것은 뼈나 껍데기처럼 단단한 부위인데, 그나마 손상 없이 보존되는 경우는 극히 드물다. 그런데 반대로 손상된 화석 표본이 상당한 학술적 가치를 지니는 경우도 있다. 바로 포식자에 의해 뜯어 먹힌 흔적이 있는 화석이다. 예를 들어 육식 공룡의 이빨 자국이 있는 초식 공룡 화석은 당시 먹이 사슬을 직접 조사할 수 있는 유일한 증거다. 스위스 취리히 대학의 고생물학자인 크리스티안 클루그가 이끄는 연구팀은 독일의 한 채석장에서 발견되어 슈투트가르트 주립 자연사 박물관에 보관 중인 쥐라기 벨렘나이트 (belemnite) 화석에서 독특한 사실을 확인했다. 벨렘나이트는 오징어의 조상뻘 되는 연체동물로 외형은 현생 오징어와 매우 흡사하나 내부에 단단한 골격이 있고 촉수에는 빨판 대신 가시가 달렸다. 이들은 암모나이트와 함께 중생대 바다를 대표하는 해양 생물로 당시 먹이 사슬에서 중간을 담당했다. 벨렘나이트는 주로 작은 갑각류나 물고기를 먹으면서 자신보다 훨씬 큰 상어나 어룡의 먹이가 됐다.연구팀이 조사한 화석 표본에도 이와 같은 흔적이 고스란히 담겨 있다. 해당 화석은 1억8000만 년 전의 것으로 파살로테우디스 라에비가타(Passaloteuthis laevigata)라는 벨렘나이트가 새우 비슷한 갑각류를 잡아먹는 도중 갑자기 매몰되어 화석이 됐다. 화석을 분석한 과학자들은 식사 중이던 벨렘나이트가 급사한 원인을 알아냈다. 벨렘나이트의 딱딱한 골격에 상어의 날카로운 이빨 자국이 나 있었던 것이다. 먹이 사슬의 중간에 있는 동물에게 사냥의 순간은 사실 자신이 사냥당할 가능성이 가장 큰 위험한 순간이다. 먹이를 제압하고 잡아먹는 도중에 방어가 가장 취약해지고 다른 포식자의 이목을 집중시키기 때문이다. 물론 통째로 먹힌 후 소화되면 남는 것이 없어서 이런 상황은 화석으로 잘 보존되지 않는다. 그러나 이 화석은 예외적으로 이빨 자국이 잘 보존되었는데, 상어가 일부만 뜯어먹었거나 혹은 벨렘나이트가 가까스로 상어 입에서 탈출한 것으로 보인다. 물론 이런 큰 상처가 있다면 설령 탈출에 성공했더라도 입에 먹이를 문 상태에서 죽었을 것이다. 어느 쪽이든 벨렘나이트 사체는 마지막 사냥감인 갑각류와 함께 바다 밑으로 가라앉은 후 바로 매몰되어 화석이 됐다. 그리고 그 덕분에 쥐라기 초기 해양 생태계의 먹이 사슬을 한눈에 보여주는 귀중한 화석이 된 것이다. 벨렘나이트에게는 불운한 순간이지만, 과학자들에게는 뜻하지 않은 행운인 셈이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com
  • [달콤한 사이언스]자폐증 치료제 복용 아동, 소아비만 되는 이유 밝혀냈다

    [달콤한 사이언스]자폐증 치료제 복용 아동, 소아비만 되는 이유 밝혀냈다

    자폐스펙트럼증후군은 자신의 세계에 갇혀 타인과 상호관계가 형성되지 않는 발달장애로 아동 1000명 중 1명에게서 나타나는 흔한 신경정신질환이다. 자폐증 아동은 행동, 심리치료와 함께 약물치료가 병행되는데 자폐치료제를 장기간 복용할 경우 소아비만이 발생하는 경우가 많다. 국내 과학자가 중심이 된 연구팀이 이같은 항정신성약물로 인한 비만의 원인을 밝혀냈다. 카이스트 생명과학과, 미국 텍사스주립대 사우스웨스턴메디컬센터 공동연구팀은 도파민 및 세로토닌 수용체에 결합해 뇌 신경전달물질 작용을 차단하는 비정형 항정신성 약물로 인해 발생하는 비만의 원인을 규명했다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 의과학분야 국제학술지 ‘실험의학저널’에 실렸다. 비정형 항정신성 약물은 자폐스펙트럼장애를 비롯해 조현병, 양극성장애 등 신경정신질환을 치료하기 위해 널리 사용되는 치료제이다. 비정형 항정신성 약물은 다른 정신성 약물에 비해 운동 부작용은 적지만 식욕을 과도하게 자극해 비만을 유발시키는 부작용이 발생한다. 과학자들은 이 같은 문제의 근본 원인을 찾아내기 위해 동물실험을 실시했지만 사람과 같은 비만증상이 유도되지 않는 경우가 많아 원인 규명이 어려웠다. 연구팀은 조현병을 유발시킨 생쥐에게 리스페리돈이라는 약물을 먹이에 섞어 먹이는 방식을 통해 비만을 유도하는데 성공했다. 이를 통해 비정형 항정신성 약물이 뇌의 시상하부에서 식욕을 억제하는 신경전달물질인 멜라노코르틴에 대한 반응성이 줄여 비만을 유발시킨다는 사실을 확인했다. 연구팀은 지난해 미국 식품의약국(FDA)에서 승인받은 식욕억제제를 비정형 항정신성 약물과 동시에 투약하면 비만과 신경정신과 치료효과를 동시에 얻을 수 있다는 것을 확인했다. 손종우 카이스트 교수는 “이번 연구는 비정형 항정신성 약물에 의한 식욕증가와 비만 원인을 신경세포와 분자수준에서 처음으로 규명했다는데 의미가 크다”라며 “비정형 항정신성 약물을 처방받는 환자들에게 발생하는 비만을 예방할 수 있게 해줘 질병치료에 집중하게 도와줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [아하! 우주] 빅뱅 직후를 본다…허블 능가하는 제임스웹 우주망원경 출격 준비

    [아하! 우주] 빅뱅 직후를 본다…허블 능가하는 제임스웹 우주망원경 출격 준비

    허블우주망원경의 뒤를 이을 차세대 ‘우주의 눈’ 제임스웹 우주망원경(JWST·이하 제임스웹)이 지상에서 마지막 시험을 통과했다. 미 항공우주국(NASA)은 지난 12일(현지시각) “노스롭 그루먼사의 캘리포니아 시험장에서 제임스웹 최종 테스트의 일환으로 18개의 금빛 육각형 거울을 이어붙인 지름 6.5m의 주경을 완전히 펼치는 시험에 성공했으며, 망원경 각 부분의 기능을 최종 확인 중”이라고 밝혔다. 허블의 뒤를 이어 우주를 더 멀리, 더 깊이 들여다보게 될 제임스웹은 여러 차례 연기를 거듭한 끝에 마침내 10월 31일 우주로 향한다. NASA는 프랑스령 쿠루 기아나 우주센터에서 아리안 5호 로켓에 실어 발사할 예정이다. 처음 개념 설계를 시작한 1996년부터 따지면 무려 25년 만에 우주로 올라가는 셈이다.총 90억 달러(한화 약 10조원)가 투입된 제임스웹은 18개의 육각형 거울을 벌집처럼 이어붙인 독특한 주경 형태로도 유명한데, 금을 코팅한 베릴륨으로 만든 육각형 반사거울 1개의 지름은 1.3m, 무게는 40㎏에 달한다. 제임스웹의 주경 지름은 6.5m로, 우주왕복선 화물칸에 쏙 들어간 지름 2.4m의 하블 망원경보다 2.7배나 크다. 로켓에는 거울을 접은 채로 실어 발사했다가 우주공간에서 로켓과 분리되면 펼쳐지도록 설계되었다. 또 가시광선을 주로 관찰했던 허블과 달리 파장이 더 긴 적외선을 관찰하는데 특화돼 있어 이전에 비해 더 멀고, 깊은 우주를 들여다볼 수 있다.망원경이 설치되는 장소도 다르다. 허블이 지구 상공 610㎞ 궤도를 돌며 관측한 반면, 제임스웹은 지구에서 150만㎞ 떨어진 곳에서 심우주의 모습을 관측한다. 이곳은 지구-달 사이 거리의 약 4배가 되는 ‘라그랑주 점’으로, 태양·지구의 중력이 상쇄되어 중력이 0인 지점이며 빛의 왜곡 현상도 없다. 특히 태양이 항상 지구 뒤에 가려 햇빛의 방해도 받지 않을 뿐더러 망원경에 달린 배구장 크기 차양막이 지구와 달의 빛도 막아준다. 망원경의 이름은 아폴로 프로그램에서 중요한 역할을 한 NASA 과학자인 제임스 웹에서 땄다. 리 페인버그 NASA 매니저는 “18개의 반사경과 열 차폐막이 차례로 펼쳐지면서 하나의 정밀한 주경으로 작동하게 된다”고 설명하면서 “제임스웹은 기술적으로 경이로움 그 자체”라고 밝혔다. NASA는 제임스웹 개발 파트너인 유럽우주국(ESA), 캐나다우주국(CSA)과 함께 제임스웹 가동 후 첫 1년간 수행할 관측 임무 286개를 지난달 선정했다. 전세계 44개국 과학자들이 6000시간의 관측 가능시간을 나눠쓰게 된다.관측임무에는 빅뱅 직후인 135억년 전 별과 은하의 빛을 관측하는 것은 물론, 블랙홀과 태양계를 포함한 행성계의 물리적·화학적 특성을 연구하는 등 다양한 과제들이 포함됐다. NASA는 제임스웹이 1990년 발사된 허블 우주망원경을 단순 대체하는 것이 아니라고 강조했다. 허블 망원경이 가시광선으로 10억 광년(약 10조㎞) 이내의 빛과 행성을 추적했다면, 제임스웹은 적외선 관측용으로 130억 광년 밖에서 오는 희미한 적외선 포착도 가능하다. NASA의 에릭 스미스 박사는 “허블이 그렇게 오랫동안 우주를 봤지만 우주 초기의 별이나 은하가 어떻게 생기고 진화했는지 볼 수 없었다”며 “팽창하는 우주는 초기 물체에서 나온 빛의 파장을 늘려 붉은색을 띠게 하므로 우리는 적외선 영역에서 관측할 우주망원경이 필요했다”고 밝혔다. 제임스웹 발사 후 임무지역 도착과 시운전에 걸리는 시간을 감안하면 내년 하반기부터 본격적인 관측임무가 시작될 것으로 보인다. 제임스웹이 예정대로 우주로 발사되면 “제임스웹은 허블이 한 것을 반복하기 위해 만든 게 아니라 허블이 할 수 없었던 질문에 답하기 위해 만들었다”고 강조하는 NASA의 클라우스 폰토피단 박사의 말처럼 우주의 탄생과 진화 과정을 밝혀줄 것으로 기대된다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com 
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