독성 제거한 병원균 녹여서 동결건조1시간 전 가루에 증류수 더해 활성화생산비도 1회 접종에 약 5600원 불과“의료 낙후 지역서도 손쉽게 사용 가능”한국에서도 이달 중순을 전후해 코로나19 백신접종이 시작될 전망이다. 전무후무한 감염병에 대해 백신이라는 무기를 갖게 됨으로써 그동안 사회적 거리두기와 같은 수세적 대응에서 공세적 대응으로의 전환이 가능해졌다. 현재 사용이 승인된 코로나19 백신들은 제조방법은 물론 보관온도도 다르다. 화이자 백신은 영하 70도 이하의 극저온에서 보관해야 해 의료시스템이 제대로 갖춰지지 않은 지역이나 저개발 국가에서는 사실상 사용이 어렵다. 코로나19 백신 이외에 감염병 예방 백신들도 최적 보관온도가 있다. 적정 보관온도를 유지하지 못할 경우 약물이나 항원, 항체 활성 단위인 ‘역가’가 떨어져 접종을 받아도 예방 효과가 없는 ‘물백신’이 된다. 세계보건기구(WHO)도 모든 백신의 50% 이상이 운송·보관 과정에서 온도 유지에 문제가 생겨 폐기된다고 밝히고 있다. 과학자들이 온도 변화에 영향을 받지 않고 약효를 그대로 유지할 수 있는 백신 생산법을 연구하는 이유다.3일 과학계에 따르면 미국 노스웨스턴대 화학·생명공학과, 합성생물학연구센터, 생화학연구소, 생명과학과, 기계공학과, 통합암연구센터, 코넬대 화학·생물분자공학과, 의생명공학부, 아이오와대 미생물·면역학과, 유전학과 공동연구팀은 보관이 편하고 접종 시점에 신속하고 손쉽게 백신을 만들 수 있는 기술을 개발하고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 2월 4일자에 발표했다. 연구팀은 무세포(cell-free) 합성생물학 기법으로 비병원성 대장균과 독성을 제거한 병원균을 시험관에 함께 넣고 용해시킨 뒤 동결 건조하는 ‘인비트로 결합백신 기술’(iVAX)을 개발했다. 병원균의 세포벽을 제거하고 유전자 활성을 조절하는 분자기구(molecular machinery)를 모아서 체내 침투가 용이하도록 돕는 비병원성 대장균과 섞어 결합백신을 만들고, 다시 가루 형태로 만드는 것이다. 병원균의 당단백질을 대장균과 결합시켜 몸속에 들어가면 자연스럽게 면역 반응을 일으킬 수 있도록 하는 원리다. 연구팀은 탄저균만큼이나 위험한 야토균(Francisella tularensis)으로 실험했다. 야토균은 생물무기로 개발될 정도로 감염력과 치사율이 높아 미국 질병통제예방센터(CDC)에서는 1급 위험성 독소로 지정돼 있다. 연구팀은 생쥐들에게 iVAX 방식으로 만든 야토균 백신을 접종시켰다. 특히 온도 안정성을 확인하기 위해 백신은 37도에서 1주일가량 노출시킨 뒤 접종 1시간 전 증류수와 섞어 사용했다. 시험 결과 백신을 맞은 생쥐들은 야토균에 노출된 뒤에도 모두 살아남았다. 연구팀에 따르면 iVAX 방식의 결합백신은 일반 분말형 주사제들과 마찬가지로 사용 1시간 전 백신가루에 증류수를 첨가하면 곧바로 약효가 활성화되기 때문에 사용이 편리하고 상온에서 6개월 이상 보관이 가능하다. 생산비도 1도스(1회 접종분량)당 5달러(약 5600원)에 불과하다. 연구를 이끈 마이클 주잇 노스웨스턴대 교수(합성생물학)는 “iVAX 방식의 백신은 기존 백신들처럼 냉장 유통이 필요 없어 복잡한 공급망을 필요로 하지 않아 의료시설이 낙후된 지역이나 국가에서도 손쉽게 사용할 수 있다”고 설명했다. 주잇 교수는 “이번에는 박테리아성 감염병에 대한 백신을 만들었지만 바이러스성 감염병 백신은 물론 다른 치료제 개발에도 활용할 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘수-헬-리-베-붕-탄-질-산-플-네-나….’ 중·고등학교에서 처음 화학이라는 과목을 배울 때 선생님들은 가장 먼저 ‘원소 주기율표’를 외우도록 합니다. 왜 암기해야 하는지도 모른 채 외우다 보니 많은 사람들이 화학은 암기과목이고 재미없는 학문이라는 잘못된 고정관념을 갖게 됩니다. 1896년 러시아 화학자 드미트리 멘델레예프가 당시 알려진 30여개의 원소를 원자량과 원소 성질에 따라 배치해 주기율표를 만들었습니다. 멘델레예프의 주기율표는 아직 발견되지 않은 원소들의 원자량과 성질을 정확하게 예측할 수 있게 해 줬습니다. 화학을 연금술 수준에서 벗어나 예측 가능한 학문으로 만들고 지난 20세기를 ‘화학의 세기’가 되도록 한 것도 주기율표 덕분입니다. ●핵실험서 극미량 생성되는 초방사성 원소 실제로 화학자와 물리학자들은 주기율표로 알려져 있는 원소들의 새로운 성질을 연구하거나 미지의 원소들을 찾아나섭니다. 미국 로런스 버클리 국립연구소 화학부, 분자주조(Molecular Foundry)부, 캘리포니아 버클리대 핵공학과, 로스알라모스 국립연구소, 조지워싱턴대 화학과 공동연구팀은 주기율표 끄트머리 부분에 있는 원자번호 99번 ‘아인슈타이늄’(Es)의 결합거리와 복합구조를 관찰하는 데 최초로 성공했습니다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처’ 2월 4일자에 실렸습니다. 아인슈타이늄은 원소번호 89번 악티늄(Ac)부터 103번 로렌슘(Lr)이 배치된 악티늄족 원소입니다. 악티늄족 원소는 모두 반감기를 갖고 붕괴하는 방사성 원소들입니다. 아인슈타이늄은 1952년 11월 초 미국이 태평양 한가운데 마셜제도에서 수소폭탄 실험을 하고 한 달 뒤 낙진 속에서 100번 원소 페르뮴(Fm)과 함께 발견됐습니다. 수소폭탄 실험에서 발견된 원소다 보니 아인슈타이늄 발견은 군사기밀로 다뤄지다가 1955년이 돼서야 공개됐습니다. 초방사성 원소라고 불리는 아인슈타이늄은 은백색 금속원소로 자연에서는 존재하지 않고 핵실험이나 고출력 원자로에서나 극미량으로 만들어집니다. 자연에서 존재하는 시간이 지나치게 짧다 보니 기초과학 연구 이외에는 활용처를 찾지 못하고 있지만 암 치료에 사용될 가능성이 있는 것으로 평가받고 있습니다. ●새 치료제나 원자력 기술 개발 도움 기대 연구팀은 오크리지국립연구소의 연구용원자로 ‘HFIR’을 이용해 순수한 아인슈타이늄을 만들어 결합거리를 측정하는 데 성공한 것입니다. 아인슈타이늄은 발견된 지는 오래됐지만 밝혀진 것이 거의 없고 이를 이용해 활용하는 데도 어려움을 겪는 것은 어떤 화학반응을 일으킬 수 있는지 제대로 이해하지 못했기 때문입니다. 이번 결합거리 측정의 성공은 다른 악티늄족 원소들의 특성도 예측할 수 있을 뿐만 아니라 아인슈타이늄이 다른 분자와 어떻게 결합시킬 수 있는가를 이해할 수 있게 해 주는 만큼 새로운 방사성 치료제나 원자력기술 개발에도 도움을 받을 수 있을 것으로 기대되고 있습니다. 어쩌면 이번 연구는 보통 사람의 시선으로 보기에는 그저 과학자들의 호기심이나 충족시키는 쓸데없는 짓처럼 보일 수도 있습니다. 그렇지만 우리처럼 항상 과학에서 실용성이나 당장 써먹을 수 있는 것에만 관심을 갖다 보면 과학 선도국은커녕 매년 10월 다른 나라 과학자들이 노벨과학상 수상을 하는 것을 지켜만 봐야 할 것입니다. edmondy@seoul.co.kr

코로나19 기원을 밝혀내기 위해 최초 집단감염 발원지인인 중국 후베이성 우한을 방문한 세계보건기구(WHO) 전문가팀이 발원지로 지목받은 우한 바이러스 연구소를 3일 방문했다. 로이터통신과 중국 관영매체 글로벌타임스 등에 따르면 피터 벤 엠바렉이 이끄는 WHO 전문가팀은 이날 우한 바이러스 연구소를 4시간가량 방문했다. 앞서 글로벌타임스는 WHO 전문가팀이 연구소를 방문해 ‘박쥐 우먼’으로 불리는 우한 바이러스 연구소 대표 학자인 스정리 박사를 만날 예정이라고 보도한 바 있다. 우한 바이러스 연구소는 코로나19 기원과 관련해 최초 유출 장소로 거론된 적 있는 곳이다. 일부 과학자는 우한 바이러스 연구소에서 야생에서 검출된 바이러스가 인간에게 감염되는 실험이 진행되던 중 코로나19 바이러스가 외부로 유출됐을 것이라고 믿고 있다고 로이터통신은 전했다. 연구소 방문을 마치고 나온 WHO 전문가팀은 조사 성과에 관해 묻는 취재진에 “매우 흥미롭다. 많은 의문점이 있다”고 답했다. 그러나 무언가를 발견했느냐는 질문에는 답변을 피하고 빠르게 차량을 타고 다른 장소로 이동했다고 로이터통신은 전했다.앞서 전문가팀 소속 피터 다스작은 연구소에 도착한 뒤 “이곳에서 핵심 인사들을 만나 모든 필요한 질문을 할 것”이라며 “매우 생산적인 날이 되기를 기대하고 있다”고 말했다. WHO 전문가팀은 지난 2일에도 우한 동물질병센터를 방문했고, 후베이성 가축 감시 핵심 직원을 만난 바 있다. 이들은 지난달 14일 우한에 도착해 14일간 격리를 마치고 2주간 본격적인 조사 활동을 벌이고 있다. 지금까지 전문가팀 일정은 지난달 29일 우한 지역 병원, 30일 우한의 호흡기 전문 진인탄병원, 31일 화난수산시장, 2월 1일 우한 질병예방통제센터, 2일 동물질병센터 등을 방문했다.WHO 전문가팀이 전체 일정의 절반가량 소화한 가운데 중국 당국은 미국 역시 중국과 같은 WHO의 조사를 받아야 한다고 주장했다. 왕원빈 중국 외교부 대변인은 2일 정례 브리핑에서 “코로나19의 기원을 찾는 문제는 매우 복잡하고 과학적인 문제”라며 “여러 지역과 여러 국가가 연계된 일”이라고 주장했다. 왕 대변인은 “코로나19가 2019년 하반기에 발생한 것이라는 연구와 언론 보도가 있다”면서 “미국 질병통제센터 역시 2019년 12월 일부 헌혈자 혈액 샘플에서 코로나19 항체가 발견됐다는 연구 보고서를 작성한 바 있다”고 강조했다.그는 이어 “이는 당시 미국에서 이미 코로나19가 발생했다는 의미”라며 “미국 역시 중국과 같이 WHO 전문가팀을 초청해 코로나19 기원에 대한 조사와 연구에 협력해야 한다”고 촉구했다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

평균 60년, 길게는 100년 넘게 사는 뉴질랜드 토종 큰도마뱀 투아타라의 장수 비결일 수 있는 유전자의 비밀을 과학자들이 찾아냈다. 미국과 뉴질랜드 등 국제연구진은 투아타라가 생물에게 중요한 미토콘드리아 유전자를 2개나 갖고 있다는 것을 발견했다고 국제학술지 ‘커뮤니케이션스 바이올로지’ 최신호에 발표했다.미토콘드리아는 생물의 새포 안에 있는 일종의 에너지 공장으로, 세포의 활동에 필요한 대부분의 에너지를 공급한다. 세포의 한 기관처럼 움직이지만, 생물의 세포핵과 별개로 독자적인 유전자를 갖고 있는 것이 특징이다. 그런데 최근 연구에서는 미토콘드리아의 유전자가 노화와 암, 신진대사, 근육 그리고 신경질환에도 관여하는 것이 밝혀지고 있다. 자신만의 유전자를 지닌 미토콘드리아가 이만큼 생물에서 중요한 역할을 차지하고 있다는 점은 놀라운 일이 아닐 수 없다. 일반적으로 생물은 미토콘드리아 유전자를 어미에게서만 물려받기에 하나만 갖는다. 그런데 이번 연구에서 투아타라는 놀랍게도 미토콘드리아 유전자를 2개나 갖고 있는 것으로 확인됐다.DNA의 해독이나 배열을 결정하는 연구에서는 DNA를 작은 조각으로 잘라 읽고 그것을 재구축해 해석한다. 연구진은 투아타라의 미토콘드리아 유전자 배열이 너무 많다는 점을 알아차렸다. 이에 투아타라의 미토콘드리아 유전자를 자세히 조사한 결과 같은 DNA 영역에서 2개의 서로 다른 배열이 존재하는 것으로 확인됐다. 이에 연구진은 2개의 완전하게 기능하는 미토콘드리아 유전자를 재구축해 양측을 비교했다. 그 결과 이 두 개의 완성된 미토콘드리아 유전자는 10.4%의 차이가 있는 것으로 나타났다. 별다른 차이가 없다고 생각할지도 모르지만, 이는 인간과 침팬지의 미토콘드리아 유전자 차이가 8.9%라는 점을 고려하면 엄청나게 큰 것이다. 즉 투아타라 한 마리에게서 인간과 침팬지 각각보다 차이가 큰 2개의 미토콘드리아 유전자가 발견됐다는 것이다. 이런 상황은 다른 척추동물들과는 확연하게 다른 점이다. 이 두 유전자 세트를 뉴질랜드 오타고대의 유전학자 라라 어번 박사가 분석한 결과, 대사와 관련한 유전자가 변화하고 있는 것으로 나타났다. 동물의 세포 대사는 극단적인 환경에 대처하기 위해 조정되는 부분이다. 즉 이 2중 미토콘드리아 유전자는 저온 환경에 대해 투아타라에게 생존을 위한 유연성을 줄 가능성이 있다는 것이다. 이에 대해 연구진은 “투아타라는 지금까지 본 것 중 가장 복잡한 미토콘드리아 유전자를 갖고 있다”고 말했다. 이번 연구는 투아타라의 특이성에 대해 알려주고 미토콘드리아 유전자가 가진 대사에 관한 기능을 밝혀줄 수 있다. 이는 인간의 대사성 질환 치료에 대해서도 도움이 되는 지식을 제공할 수 있을지도 모른다고 연구진은 덧붙였다. 한편 투아타라는 뉴질랜드 일부 지역에서 단 2종만이 서식하는 파충류로 도마뱀과 닮았지만 사실 비슷한 부분은 겉모습뿐 현존하는 다른 파충류들과도 다르다. 유전적으로 공룡보다 오래됐고 현존하는 파충류 중 가장 오래된 종이다. 투아타라는 굉장히 오래 사는 종으로도 유명한데 일부 개체는 111세 이상 생존한 기록도 있다. 이들은 또 많은 감염병 등에 저항력을 지녔다. 그중에서도 이들이 다른 파충류와 가장 다른 점은 저온 환경에 놀라운 적응력을 지녔다는 것이다. 기본적으로 파충류는 저온에서 활동할 수 없지만 투아타라는 기온이 약 5℃까지 떨어져도 계속 움직일 수 있다. 따라서 투아타라는 생물학적으로도 높은 관심의 대상이 되고 있다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미국의 한 물리학자가 새로운 플라스마 로켓을 고안해 인류가 화성에 가는 꿈에 한 발자국 더 가까워졌다. 미 에너지부와 프린스턴대가 공동 운영하는 프린스턴 플라스마물리학연구소(PPPL)의 물리학자 파티마 에브라히미 박사가 이번에 고안한 새로운 플라스마 로켓은 전기장이 아닌 자기장을 사용한다. 이에 따라 기존 플라스마 로켓보다 10배 더 빠르다는 것이 그의 설명이다. 플라스마는 고체와 액체 그리고 기체에 이어 물질의 네 번째 상태를 말하는데 기체 상태의 물질에 에너지를 계속 가하면 원자핵과 자유전자가 각각 자유롭게 날아다니는 불안정한 상태가 된다. 이 특별한 상태를 플라스마라고 하는 것이다. 그러면 이 플라스마를 로켓이나 항공기에 추력을 가하기 위해 쓸 수 있다. 실제로 지금까지 개발 중인 플라스마 로켓에는 엔진 안에서 플라스마를 만들어내고 거기에 전기장을 가함으로써 입자를 가속·분사하게 한다. 하지만 이런 플라스마 로켓은 추력과 속도가 떨어져 우주여행에서는 시간이 걸릴 수밖에 없다.반면 에브라히미 박사가 고안한 새로운 플라스마 로켓은 자기장으로 입자를 가속해 초당 몇백㎞의 속도를 낼 수 있다. 이것이 기존 플라스마 로켓 속도의 10배에 해당한다는 것이다.에브라히미 박사의 이런 아이디어는 핵융합 실험에서 영감을 얻은 것으로 전해졌다. 핵융합 반응은 가속 상태에 있는 원자핵끼리 부딪히게 함으로써 발생한다. 하지만 일반적인 상태에서는 원자핵 주위에 있는 전자가 충돌을 방해해 반응이 일어나기가 어렵다. 이에 따라 핵융합 실험에서는 우선 플라스마 상태를 만들고 나서 원자핵과 전자를 분리함으로써 핵융합을 가능하게 한다. 이때 플라스마를 가두는 데 이용되는 것이 바로 자기장인 것이다. 플라스마는 플러스 상태의 원자핵과 마이너스 상태의 전자로 구성돼 있어 전기를 통해 쉽게 자력선의 영향을 받는다. 따라서 자석으로 자기장을 만들어 플라스마를 가둠으로써 입자를 계속 가속할 수 있는 것이다. 게다가 갇힌 상태에서 초고온이 된 플라스마는 플라스모이드(plasmoid)라는 고밀도 플라스마 덩어리가 된다. 핵융합 실험의 목적은 원자핵을 충돌시키는데 있지만 에빌라히미 박사는 이 실험 과정에서 발생하는 플라스모이드에 주목했다. 플라스모이드를 로켓의 추력으로 이용하면 속도를 크게 향상할 수 있다고 생각했기 때문이다.에브라히미 박사의 새로운 플라스마 로켓과 기존 플라스마 로켓 사이에는 크게 세 가지 차이가 있다. 첫째 자기장의 세기를 바꿈으로써 추력도 늘리거나 줄일 수 있다. 연구 논문에는 “추력은 자기장 강도의 2배에 비례한다”고 기술돼 있어 자기장에 의한 속도 조절이 가능하다. 그다음으로는 새로운 플라스마 로켓이 플라스마 입자와 플라스마모이드 모두를 방출할 수 있다는 점에 있다. 기존 로켓보다 플라스모이드가 추가돼 더 강력한 추력을 만들어낼 수 있다는 것이다. 마지막으로 새로운 플라스마 로켓은 자기장을 이용한다는 것이다. 기존 플라스마 로켓은 전기장을 이용하기에 무거운 원자만을 사용하지만 자기장을 이용하는 새로운 플라스마 로켓은 무거운 원자뿐만 아니라 가벼운 원자도 사용할 수 있다. 그러면 임무마다 추진제 연료를 바꿔 추력을 조절할 수 있다는 것이다. 즉 새로운 플라스마 로켓은 기존 플라스마 로켓보다 속도가 10배 더 빠를 뿐만 아니라 추력을 세세하게 제어할 수도 있다는 것이다. 이에 대해 에브라히미 박사는 “다음 단계는 시제품을 만들어내는 것”이라고 말하며 앞으로의 진전을 기대하게 했다. 자세한 연구 성과는 국제학술지 ‘플라스마물리학저널’(Journal of Plasma Physics) 최신호(12월 21일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

코로나19로 다소 완화되기는 했지만 한반도는 매년 가을부터 이듬해 봄까지 한반도는 미세먼지에 몸살을 앓는다. 미세먼지와 같은 대기오염 물질은 심혈관 질환을 유발시키는 것으로만 알려져 있었는데 과학자들이 눈 건강에도 심각한 영향을 미친다는 연구결과를 내놨다. 폴 포스터 영국 런던대(UCL) 안과학연구소 교수는 UCL 심혈관과학연구소, 무어필즈 국립안과병원, 벨파스트 퀸스대 의대, 맨체스터대 생명과학부, 사우샘프턴대 의대, 에딘버러대 임상과학부, 런던 세인트조지대 공중보건연구소, 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의대 공동연구팀은 대기오염은 시력저하 뿐만 아니라 황반변성 같은 점진적이고 회복하기 어려운 안과질환(AMD)을 촉진시켜 실명까지 유발시킬 수 있다고 2일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 영국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘영국 안과학회지’에 실렸다. 황반변성은 망막 중심부에 위치한 신경조직인 황반의 기능이 떨어지고 손상되면서 시력이 감소하고 심할 경우 실명에 이르는 질환이다. 노화가 가장 큰 원인으로 꼽히지만 유전적 요인이나 흡연, 유전, 가족력 등이 원인으로 알려져 있다. 연구팀은 50만명 이상의 유전자와 건강정보가 수록된 ‘영국 바이오뱅크’에서 40~69세 남녀 중 망막 단층촬영(OCT)를 포함한 안구검사를 실시한 기록이 있는 5만 2602명을 골라냈다. 연구팀은 지역보건통계를 바탕으로 이들이 사는 지역의 초미세먼지(PM2.5), 이산화질소를 포함한 질소산화물 등 대기오염물질 측정값을 비교했다. 분석 결과 조사대상자 중 1286명이 AMD 진단을 받았는데 특히 초미세먼지에 노출된 환경에 사는 사람은 그렇지 않은 사람보다 AMD 발병 가능성이 8~10% 이상 높은 것으로 나타났다. 그 밖의 대기오염물질은 초미세먼지보다는 낮지만 망막구조나 형태 변화에 영향을 미쳐 시력저하에 직접적인 영향을 미치는 것으로 분석됐다. 폴 포스터 UCL 교수는 “이번 연구는 대기 오염으로 인한 독성이 망막의 형태나 두께 등에 영향을 미치면서 황반변성 같은 시력상실 관련 질환의 위험성을 높일 수 있음을 보여주고 있다”라며 “대기오염이 심각하지 않더라도 지속적으로 노출될 경우 위험성은 더 커진다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

바닷가에서 흔히 볼 수 있는 불가사리는 사실 역사가 꽤 깊은 동물이다. 불가사리를 포함한 극피동물은 5억 년 전 캄브리아기에 그 조상이 처음 등장했다. 극피동물은 아주 오래전 불가사리아문과 바다나리아문, 그리고 성게와 해삼을 포함한 성게아문의 세 그룹으로 나뉘어 현재까지 기본적인 형태를 유지하면서 번영을 누리고 있다. 하지만 극피동물이 어떤 과정을 거쳐 세 그룹으로 분화했는지는 아직 확실하지 않다. 영국 옥스퍼드 대학의 아론 헌터 박사가 이끄는 연구팀은 모로코의 고생대 지층에서 놀랄 만큼 보존 상태가 우수한 원시 불가사리 화석을 발견했다. 이 화석은 4억8000만 년 전 오르도비스기의 것이지만, 불가사리 화석으로는 예외적으로 미세 구조까지 생생하게 보존되어 연구팀을 놀라게 만들었다. 칸타브리기아스터 페조우타엔시스(Cantabrigiaster fezouataensis)로 명명된 이 고대 불가사리는 누가 봐도 불가사리로 분류할 수 있을 만큼 현생 불가사리와 흡사한 외형을 지니고 있으나 사실 불가사리와 바다나리의 특징을 동시에 지닌 원시적인 극피동물이다.연구팀은 미세 구조까지 잘 보존된 화석 덕분에 칸타브리기아스터가 첫 인상과는 달리 현생 불가사리가 지닌 신체 특징의 60%가 없으며 오히려 바다나리와 닮았다는 사실을 확인했다. 이런 점을 생각하면 칸타브리기아스터는 불가사리류와 바다나리류의 진화와 분화 과정을 보여주는 중요한 화석이라고 할 수 있다. 바다나리를 닮은 불가사리의 조상은 이런 과정을 거쳐 별 모양 형태를 지닌 현생 불가사리로 진화했을 것이다. 불가사리는 이름처럼 여러 차례의 대멸종을 거치면서도 죽지 않고 계속해서 번영을 누리고 있으며 심지어 인간에 의해 수많은 동식물이 위기인 현재도 여전히 번성하고 있다. 현생 동물문의 대부분은 고생대의 첫 시기인 캄브리아기(5억4200만~4억 8830만 년 전)에 등장했다. 갑작스럽게 폭발적으로 생물종이 늘어났기 때문에 과학자들은 이 시기를 캄브리아기 대폭발이라고 부른다. 다음 시기인 오르도비스기(4억8830만~4억4370만 년 전)에는 전 시대에 나타났던 동물문이 다양하게 분화해서 더 복잡한 생태계를 이뤘는데, 이를 오르도비스기 생물 다양화 사건(great Ordovician biodiversification event, GOBE)이라고 부른다. 불가사리류의 조상 역시 이 시기에 등장했을 것으로 여겨졌으나 사실 그 기원이 명확하지 않았다. 이번 발견은 불가사리 진화의 잃어버린 고리를 찾았다는 점에서 큰 의의가 있다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

2015년 개봉한 SF 영화 ‘마션’은 화성 탐사 도중 뜻하지 않은 사고로 남겨진 주인공 마크 와트니가 홀로 생존하는 과정을 그리고 있다. 식물학자이면서 기계공학자인 와트니가 어떻게 살아남는지 영화에 상세히 표현되고 있는데, 그중 감자 식물체를 재배하기 위한 일련의 과정이 식물학을 전공한 과학자인 필자에게는 특히 흥미로웠다. 기지 내에 화성의 흙을 깔고, 인분으로 거름을 만들어 감자를 심고, 부족한 물은 로켓 연료 하이드라진과 이리듐 촉매를 이용해 만들었다. 감자밭을 둘러싼 비닐에 물방울이 맺히고, 흙이 물기를 머금어 감자 싹이 올라오는 것을 지켜보며 영화 속 장면임에도 뿌듯했다. 그렇다면 우주방사선, 미세중력, 약한 자기장, 초진공 상태로 알려진 우주환경에서 식물 키우기가 실제로 가능할까? 미국항공우주국(NASA)은 국제우주정거장(ISS)에서 ‘베지’라는 식물 재배 모듈을 이용해 신선한 채소를 우주에서도 길러 섭취할 수 있음을 보여 줬다. 지난해 11월에는 무 20개를 직접 재배해서 수확했다는 발표도 있었다. 심우주 탐사를 할 때 식량을 안정적으로 공급받기 위해 우주 농작물 재배는 필수다. 단조로운 우주생활에서 성장하는 녹색 식물의 존재 자체가 우주비행사들에게 심리적 안정감을 줄 수 있다는 점 또한 간과할 수 없다. 개인 우주 여행까지 이야기되는 요즘 어쩌면 우주에서 직접 재배한 농작물을 지구에서도 맛볼 수 있을 날도 곧 오지 않을까 기대해 본다. 김진백 한국원자력연구원 방사선육종연구실장

아이폰의 아버지 스티브 잡스, 미국 연방대법관 중 가장 진보적 인사로 꼽혔던 루이스 베이더 긴즈버그는 모두 췌장암으로 사망했다. 최근 췌장암 조기진단율과 치료 성공률도 높아지는 추세이지만 여전히 일반인들에게는 두려운 암 질환으로 손꼽힌다. 이에 국내 연구진이 혈액검사만으로 췌장암을 신속하고 정확하게 진단할 수 있는 기술을 개발해 관심이 쏠리고 있다. 최종훈 중앙대 융합공학부 교수는 김교범 동국대 화공생물공학과 교수, 구형준 서울과학기술대 화공생명공학과 교수팀과 함께 혈액검사를 통해 정상세포보다 췌장암 표면에서 더 자주 나타나는 당 사슬을 가진 ‘엑소좀’이라는 물질을 쉽게 포착해 낼 수 있는 기술을 개발했다고 31일 밝혔다. 이번 연구결과는 의과학 분야 국제학술지 ‘바이오센서스 앤드 바이오일렉트로닉스’에 실렸다. 췌장은 위와 간 등 다른 장기에 둘러싸여 있고 췌장암만의 독특한 증상이 없어서 조기진단 시기를 넘기는 경우가 많다. 진단을 받아도 이미 암이 상당히 진행된 상태여서 수술이나 치료가 어려운 사례도 상당수다. 이 때문에 많은 과학자들이 췌장암을 조기에 찾아낼 수 있는 방법에 대한 연구를 활발히 하고 있다. 연구팀은 세포에서 분비되는 엑소좀이 혈액을 따라 체내를 순환하고, 이에 질병 진단을 위한 바이오마커로 활용하기 쉽다는 점에 주목했다. 췌장암 환자의 혈액에는 일반인들보다 엑소좀의 농도가 높다는 점을 이용해 암세포에서 분비되는 엑소좀의 당 사슬과 쉽게 결합될 수 있는 나노입자를 만들었다. 엑소좀의 농도를 정확하게 측정할 수 있는 미세 유체칩도 개발했다. 이번에 개발된 기술을 활용하면 췌장암 발병 여부는 물론 전이성 췌장암인지 여부까지 식별할 수 있는 것으로 알려졌다. 연구팀은 다양한 형태의 췌장암 세포와 췌장암 환자의 혈액을 이용해 이번에 개발된 기술을 검증하는 데도 성공했다. 최종훈 중앙대 교수는 “이번 기술은 암세포가 분비하는 엑소좀을 효과적을 검출함으로써 암 진단뿐만 아니라 예후까지 평가할 수 있다”면서 “추가 연구를 통해 진단은 물론 신약개발, 약물의 안전성 검증 등에도 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아이폰의 아버지 스티브 잡스, 가장 진보적인 미국 연방대법관 루이스 베이더 긴즈버그는 모두 췌장암으로 사망했다. 최근 췌장암 조기진단율과 치료성공률도 높아지는 추세이지만 여전히 일반인들에게는 두려운 암의 종류 중 하나이다. 국내 연구진이 혈액 검사만으로 췌장암을 신속하고 정확하게 진단할 수 있는 기술을 개발했다. 중앙대 융합공학부, 동국대 화공생물공학과, 서울과학기술대 화공생명공학과 공동연구팀은 혈액검사를 통해 정상세포보다 췌장암 표면에서 더 자주 나타나는 당(糖)사슬을 가진 엑소좀이라는 물질을 쉽게 포착해 낼 수 있는 기술을 개발했다고 31일 밝혔다. 이번 연구결과는 의과학 분야 국제학술지 ‘바이오센서스 앤드 바이오일렉트로닉스’에 실렸다. 췌장은 위와 간 등 다른 장기에 둘러싸여 있고 췌장암만의 독특한 증상이 없어서 조기진단 시기를 넘기는 경우가 많고 진단을 받은 경우는 이미 암이 상당히 진행된 상태여서 수술이나 치료가 어려운 경우도 많다. 이 때문에 많은 과학자들이 췌장암을 조기에 찾아낼 수 있는 방법에 대한 연구를 활발히 하고 있다. 연구팀은 세포에서 분비되는 ‘엑소좀’이라는 물질이 혈액을 따라 체내를 순환하기 때문에 질병진단을 위한 바이오마커로 활용하기 쉽다는 점에 주목했다. 췌장암 환자의 혈액에는 일반인들보다 당사슬을 가진 엑소좀의 농도가 높다는 점을 이용해 암세포에서 분비되는 엑소좀의 당사슬과 쉽게 결합될 수 있는 나노입자를 만들었다. 또 엑소좀의 농도를 정확하게 측정할 수 있는 미세 유체칩도 개발했다. 이번에 개발된 기술을 활용하면 췌장암 발병 여부는 물론 전이성 췌장암인지 여부까지 식별할 수 있는 것으로 알려졌다. 연구팀은 다양한 형태의 췌장암 세포와 췌장암 환자의 혈액을 이용해 이번에 개발된 기술을 검증하는데도 성공했다. 최종훈 중앙대 교수는 “이번 기술은 암세포가 분비하는 엑소좀을 효과적을 검출함으로써 암 진단 뿐만 아니라 예후까지 평가할 수 있다”라며 “추가 연구를 통해 진단은 물론 신약개발, 약물의 안전성 검증 등에도 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영국 웨일스의 네 살 소녀가 아빠랑 바닷가를 산책하다 2억 2000만년 전 공룡이 남긴 온전한 발자국 화석을 찾아냈다. 29일(이하 현지시간) 웨일스 온라인과 다음날 BBC 보도에 따르면 베일 오브 글래모건의 란도우에 사는 릴리 와일더는 지난 23일 벤드릭스 만의 해변에 아빠 리처드와 산책을 나갔다가 길이 10㎝쯤 되는 발자국 화석을 발견했다. 이 정도 발자국이라면 몸 길이가 75㎝ 높이에 길이가 2.5m쯤 되는 공룡일 것으로 과학자들은 짐작하며 이번에 발견된 화석이 이 정도 크기의 공룡이 움직이는 모습을 규명하는 데 도움이 될 것으로 기대하고 있다. 웨일스 국립박물관의 고생물 큐레이터 신디 하웰스는 “이곳 해변에서 발견된 종의 발자국 가운데 단연 윗길”이라고 말했다. 아빠보다 먼저 발자국을 확인한 것이 릴리였다고 엄마 샐리는 말했다. “릴리가 걷다가 발견한 뒤 ‘아빠, 이것 봐요’라고 말했다고 한다. 리처드가 집에 와서 내게 사진을 보여줬는데 난 ‘대단하게 생겼네’라고 생각했다. 리처드는 너무 사실적이어서 거짓 같다고 했다. 난 전문가들에게 연락해 함께 그곳에 가보자고 했다.” 발자국을 남긴 공룡은 “날씬한 동물”로 표현됐는데 보폭이 60㎝도 채 되지 않아 다른 작은 동물이나 곤충을 잡아먹기 위해 꽤나 민첩하게 움직였을 것으로 추정됐다. 미국에서도 코엘로피시스란 공룡 종이 이것과 아주 비슷한 발자국을 남긴 화석이 있다. 과거 벤드릭스 만에서 발견된 공룡 종들은 조금 더 악어를 비롯한 파충류에 가까운 모습이었다. 발자국 화석을 웨일스 자연사박물관으로 옮기면 더 원활한 조사가 가능해 현재 특별 허가를 신청해둔 상태다. 예정대로 진행하면 이번주 화석을 떼내 카디프에 있는 국립박물관에 보존할 예정이다. 공룡은 2억 3000만 년 전에 처음 나타났으며 이번 화석은 이들의 진화 초기에 어떤 일이 일어났는지, 공룡의 다른 그룹들이 어떻게 다양한 종으로 분화됐는지 규명하는 데 도움이 될 것으로 기대된다. 벤드릭스 만은 베일 오브 글래모건의 배리부터 술리까지 뻗어있는데 고생물 연구에 보물창고 같은 곳이다. 지층기(Triassic Period, 트라이아이스기, 공룡·해생(海生) 파충류가 출현한 중생대 초기)의 공룡 행적을 연구하기에 영국에서 가장 맞춤한 곳이다. 전문가들은 파도가 높을 때는 화석을 관찰하기가 어려우므로 큰 파도가 잦아들자마자 구덩이에 물이 조금 고여 있을 때 살펴보거나 태양이 하늘에 낮게 깔려 그림자를 길게 드리우면 관찰에 도움이 될 것이라고 조언했다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr

상어는 단단한 뼈가 거의 없는 연골어류에 속한다. 날카로운 이빨과 일부 골격 이외에는 물렁뼈를 지닌 생물이지만, 뼈대는 없어도 역사는 깊은 집안의 후손이다. 상어와 가오리를 포함한 연골어류의 조상은 적어도 4억 년 이전에 첫 모습을 드러냈기 때문이다. 특히 상어의 경우 고생대 후기부터 지금까지 기본 형태를 유지한 채 번영을 누리는 보기 드문 강력한 포식자이기도 하다. 그러나 단단한 뼈가 없다는 점 때문에 과학자들은 상어의 진화를 연구하는 데 상당한 어려움을 겪고 있다. 현재 발견되는 상어 화석은 대부분 이빨 화석이라 전체 모습을 연구하기가 곤란한 것이다. 오스트리아 빈대학의 제바스티안 스툼프 박사가 이끄는 연구팀은 시조새의 발굴 장소로 유명한 독일 졸른호펜의 쥐라기 석회암 지층에서 놀라운 상어 화석을 발견했다. 1억 5000만 년 전 졸른호펜은 석호가 발달한 해안가로 많은 동식물이 번성하는 열대 낙원이었다. 염분이 높고 잔잔한 석호 바닥은 생물 사체가 온전한 형태로 화석화되는데 최적의 장소였다. 따라서 시조새를 포함한 수많은 중생대 생물의 화석이 발견됐다. 이번에 발견한 아스테라칸투스(Asteracanthus) 상어의 화석 역시 그런 사례로 상어 화석으로는 보기 드물게 연한 조직을 포함해 몸 전체가 화석화됐다. 심지어 지느러미의 형태까지 완벽하게 파악할 수 있을 정도였다. 연구팀은 아스테라칸투스의 화석을 상세히 분석해 이 쥐라기 상어의 몸길이가 정확하게 2.5m라는 사실을 확인했다.사실 멸종 상어의 크기 추정은 매우 까다로운 주제다. 이빨 화석만 가지고 현생 근연종을 참조해 전체 크기를 추정해야 하기 때문이다. 역사상 가장 큰 상어인 메갈로돈의 경우에도 정확한 크기를 가지고 많은 논쟁이 있었다. 아스테라칸투스는 백악기 말 대멸종 당시 사라진 히보두스목(hybodontiformes) 상어로 근연종도 없기 때문에 크기와 형태는 거의 추정에 불과했다. 이번 발견으로 과학자들은 중생대에 번성했다가 비조류 공룡과 함께 멸종된 상어의 형태를 완벽하게 복원할 수 있게 됐다. 아스테라칸투스는 지금 기준으로는 중형 상어이지만, 당시 해양 생태계에서는 가장 큰 상어에 속했다. 특히 이들이 살았던 졸른호펜의 석호에는 이보다 큰 해양 동물의 화석이 발견되지 않기 때문에 지금의 백상아리처럼 최상위 포식자로 군림하면서 생태계를 지배했던 것으로 보인다. 연구팀은 150개나 되는 아스테라칸투스의 이빨의 정확한 크기와 배열 상태를 분석해 이 상어가 현재의 상어처럼 뛰어난 사냥꾼이라는 사실을 확인했다. 사자나 상어 같은 최상위 포식자는 생태계의 균형을 유지하는 데 중요한 역할을 한다. 여러 동물의 개체 수를 적절하게 조절하고 자원이 생태계에서 순환되는 것을 돕기 때문이다. 아스테라칸투스 역시 당시 생태계에서 비슷한 역할을 했을 것이다. 이번 연구는 쥐라기 상어 역시 지금처럼 당시 생태계에서 중요한 축을 담당하고 있었음을 보여준다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

1. 약 150년 전 활동했던 진화론의 주창자 찰스 다윈은 이렇게 말했다. “무지는 지식보다 더 확신을 주기 마련이다. 정작 무지한 사람들이 과학으로는 특정 문제가 절대 풀릴 수 없을 것이라고 단언하곤 한다.” 2. 코넬대학에서 근무하던 심리학자 데이비드 더닝과 저스틴 크루거는 특정 분야에 대해서 지식이 어느 정도 생기기 시작하면 그 개인의 자신감이 떨어진다는 현상을 기술했다. 아마 그 분야의 방대한 지식을 접하기 시작하며 스스로 겸손해지는 인간의 본능이리라. 하지만 더 흥미로운 것은 지식이 없는 사람들에게서는 오히려 근거 없는 자신감이 증가한다는 현상도 함께 기술했던 것이다. 이 현상은 “더닝 크루거 효과”로도 잘 알려져 있다. 3. 손꼽히는 공상과학소설가 중 한 명인 아서 C 클라크는 여러 촌철살인의 명언으로도 유명한데 그중 이런 말이 있다. “충분히 발전한 과학 기술은 마법과 구별할 수 없다.” 감이 잘 오지 않는다고? 우리가 아무렇지도 않게 쓰는 핸드폰을 처음 본 조선시대의 선비를 상상해 보자. 4. 로봇의 3원칙을 제시한 것으로도 유명한 또 한 명의 출중한 소설가인 아이작 아시모프의 대표작인 ‘파운데이션’에서는 로마제국을 본뜬 은하제국이 등장한다. 엄청나게 비대해진 은하제국이 결국 몰락하고, 제국의 과학기술문명이 은하 곳곳에 미치지 못하게 되는 상황이 된다. 정치가들과 과학자들은 어떻게 곧 도래하게 될 암흑기를 최소화하고 화려했던 문명을 유지할 수 있을지의 여러 방법을 고민한다. 이미 문명을 잃어버리고 야만화한 행성들에 어떻게 다시 과학기술문명을 심을 수 있을까? 그 한 가지 방법, 과학기술에 의한 각종 문명의 이기들을 마법으로 포장하고, 자신들을 마법사, 혹은 성직자로 선전해 야만인을 교화시키는 것이다. 당대의 최신 과학지식과 기술들로 세계를 보는 과학활동에 대해 의심을 가지고 이를 이용해 근거 없는 이론을 만들어 내는 유사과학, 혹은 과학이라는 이름하에 창궐하는 뜬금없는 소문들을 목도하는 것도 오래된 일이다. 코로나 사태로 우리는 심심치 않게 이러한 헛소문에 의한 웃지 못할 해프닝을 목격하고 있다. 네덜란드, 벨기에, 영국, 캐나다에서는 5G 타워가 코로나바이러스의 진원지라는 생각에 휴대폰 송신탑들이 불태워졌다. 이란에서는 알코올을 마시면 바이러스에 대한 소독이 된다는 말에 메탄올을 마셔서 700여명이 사망했다. 도널드 트럼프 전 미 대통령은 지난해 봄에 소셜미디어에서 “코로나는 독감보다 덜 위험하다”는 주장을 했고, 여름쯤에는 “소독제를 체내에 주입해 치료를 할 수 있을까?”라는 발언을 해 왔다. 요즈음 미국을 뜨겁게 달구고 있는 큐아논 그룹도 결국은 인간의 역사 속 연연히 이어진 유사과학, 맹목적인 믿음의 욕망이 현 미국의 불안한 정세라는 얇은 지각을 뚫고 나온 분출물이 아닐까 한다. 국내에는 이러한 예시가 없을까? 지난해 초 모 교회에서는 소독의 명목으로 분무기로 사람들의 입에 소금물을 뿌려 오히려 코로나의 진원지가 되기도 했었다. 코로나 백신이 접종자의 DNA를 조작해 종속적인 인간을 만들어 낸다는 주장은 논의의 가치도 없다. 특정 개인의 지위와 사리사욕을 위한 거짓 이론의 생성, 근거 없는 소문의 시작, 일부 대중의 맹목적인 믿음과 추종, 지위가 있는 사람들의 동조와 그에 의한 추가 확산이 일어난다. 이 유사과학 확산이라는 악순환의 고리를 끊으려면 무엇을 해야 할 것인가. 우선 의심을 하자. 그 새로운 정보의 근원지가 어디인지, 공신력 있는 기관에 의해 인정된 내용인지. 주위에 전문가가 있다면 물어보자. 그리고 당신이 막 전해 들은 뭔가 솔깃해 보이는 새로운 이론이 위의 네 가지 상황에 해당되지는 않을지 다시 한 번 생각해 보자.

조 바이든 미국 대통령이 27일(현지시간) 기후변화 대응을 위한 행정명령에 서명했다. 미국 핵과학자회(BAS)는 이날 기후 위기를 포함한 인류 위기를 상징적으로 보여 주는 지구 종말 시계가 지난해에 이어 올해도 100초 전을 유지했다고 경고하면서도 바이든 대통령의 취임 뒤 노력을 우호적으로 평가했다. 바이든 대통령은 지난 20일 취임식 직후 파리기후협약에 복귀하고, 기후변화 관련 행정명령에 연이어 서명하며 도널드 트럼프 정부와 대비되는 적극적인 대응을 강조했다. 자원 채굴을 위한 석유·가스 회사의 연방 정부 소유 국유지 입찰을 무기한으로 막고, 개발제한구역을 확대하는 내용이 담겼다. 한편으로 바이든 대통령은 일자리 감소나 환경오염 논란을 일으키는 셰일가스 채굴법인 수압파쇄법 전면 금지는 없을 것이고, 오히려 일자리 창출 정책을 시행할 것이라고 석유업계 달래기도 시도했다. 정치전문매체 폴리티코는 “바이든이 기후변화에 전면전을 펴기 위해 12년 전 버락 오바마보다 더 광범위한 연합군을 창설했다”고 평했다. 오바마 전 대통령도 기후변화를 주요 국정 운영 안건으로 추진했지만, 공화당과 업계 등의 반발에 부딪혀 두 번째 임기에서야 탄소 배출 제한 법안을 입법했다. 폴리티코는 바이든이 여느 정부보다 추진 의지가 강하고 범위도 포괄적이라고 봤다. 특히 유색인종, 저소득층이 기후변화에 따른 오염과 자연재해에 더 취약한 점을 고려해 정부가 관련 지원책을 펴야 한다는 주장이 커졌고, 이번에 서명한 행정명령에도 이들의 환경 피해를 지원하기 위한 위원회를 구성하는 내용이 포함됐다. 1947년부터 매년 종말 시계를 발표하는 BAS도 바이든 대통령의 행보를 호평했다. 레이철 브론슨 BAS 회장은 “코로나19 사태는 역사적인 경종이자 각국 정부와 국제기구가 핵무기와 기후변화 등 문명 종말의 위협을 관리할 준비가 돼 있지 않음을 보여 주는 생생한 사례”라면서도 시계를 지난해보다 앞당기지는 않았다. 바이든 행정부의 기후변화 대응, 세계보건기구(WHO) 복귀 선언, 러시아와의 핵 통제 조약 연장을 긍정적으로 평가했기 때문이다. 김정화 기자 clean@seoul.co.kr

코로나19 유행이 지속되면서, 초등생들의 학습에 빨간 불이 켜졌다. 겨울방학은 부족했던 학습량을 채우고, 새 학기에 대한 준비를 해야 하는 시기이다. 이 시기를 놓치게 되면, 새 학년 새 학기가 돼서도 여전히 학습 격차로 힘든 시간을 보내는 아이들이 많다. 이에 최근에는 홈스쿨링에 대한 학부모들이 관심이 높아지고 있다. 홈스쿨링은 아이의 학습 흥미를 유발할 수 있는 다양한 콘텐츠와 체계적인 관리가 중요하다. 그 중에서도 와이즈캠프는 판다 수학, 두두 잉글리시, 오투 과학 등 프리미엄 콘텐츠와 독보적인 비주얼씽킹 학습법 등으로 다양한 콘텐츠를 선보이고 있어 눈길을 모으고 있다. 또, AI몰리, 라이브 화상수업, 1:1 전화 튜터링 등으로 체계적인 학습관리를 돕고 있다.판다 수학은 초등 수학의 모든 과정들을 수준별로 학습할 수 있는 학습 콘텐츠이다. 기본적으로 연산과 기본 개념, 발전, 심화 과정 학습을 통해 전 학년 수학 문제를 마스터할 수 있다. 두두 잉글리시는 영어의 기본이 되는 파닉스부터 워즈, 리딩, 그래머, 말하기, 쓰기까지 재미있게 배울 수 있다. 레벨 테스트 후 레벨에 맞는 수업을 진행해 아이가 부담 없이 학습할 수 있으며, 두두 영어도서관의 스토리북을 통해 영어책 리딩과 리스닝을 진행한다. 수동적인 영어 학습에서 벗어나 직접 말하고 써보는 능동적인 영어가 가능하도록 돕는다. 오투 과학은 VR 과학 여행 콘텐츠와 교과서에 나오는 실험 동영상을 보며 생생하게 체험하는 학습이 가능하다. 가상실험 동영상과 재미있는 과학자 이야기를 통해서 과학 관련 다양한 지식을 습득할 수 있다. 특히 와이즈캠프는 비주얼 씽킹과 비주얼 코칭을 통해 홈스쿨링에 핵심 요소인 자기 주도 학습 능력 향상을 돕는다. 비주얼 씽킹은 추상적인 개념을 시각화를 통해 핵심을 구조화하는 학습법이다. 말뼈사전, 개뼈노트, 교과서 글뼈읽기 등이 있으며 말뼈 사전은 초등학교 교과서에 나오는 단어들을 학년별 단원별로 찾아서 단어의 뜻을 좀 더 쉽게 이해할 수 있는 초등 맞춤 사전이다. 개뼈노트는 단원 내용의 개념의 뼈대를 정리해주는 학습이다. 체적으로 단원 전체 핵심적인 내용을 이미지로 직관화 하여 기억할 수 있어 ‘오래 남는 공부’ 가 가능하다. 교과서 글뼈읽기는 교과서에 등장하는 다양한 지문을 구조화하여 읽는 방법을 익힐 수 있다. 교과서 글뼈읽기를 통해 학습의 기본 능력인 문해력까지 높일 수 있다. 비주얼 코칭 종류는 AI 학습 솔루션, 라이브 화상수업, 1:1 전화 튜터링이다. AI 학습 솔루션은 아이트래킹 기술을 활용해 학생이 학습 시 집중하지 않는 경우 집중 메시지를 보낸다. 학습 시작 때부터 마칠 때까지 200% 몰입할 수 있도록 돕는다. AI 몰리를 통해 수집된 아이들의 시선 데이터는 학부모 앱에서 AI 맞춤 리포트로 확인 가능하다. 업계 유일 실시간 쌍방향 수업인 라이브 화상수업도 제공한다. 10명 이내의 전국의 같은 학년 친구들과 수업에 참여할 수 있으며, 비주얼씽킹 지도사 자격증을 보유한 선생님이 수업을 진행한다. 화상수업에 참여하는 학생 모두에게 질문하고 발표할 수 있는 기회가 주어져 동료학습까지 가능하다. 1:1 전화 튜터링은 학생의 수준에 맞춘 전화수업으로, 선생님은 학생과 같은 학습기 화면을 보며 1:1 코칭을 제공한다. 학생의 진도, 학습상태 등을 정확하게 파악하고 밀착된 피드백을 제공한다. 와이즈캠프 관계자는 “겨울방학은 학습 공백을 채우고, 개념을 쌓기에 가장 좋은 시기이다. 이 시기에는 자기 주도 학습능력, 올바른 공부습관을 쌓을 수 있도록 해야 한다” 며, 덧붙여 “홈스쿨링을 진행할 때, 다양한 학습 콘텐츠를 보유하고 있는지, 담당 강사의 일대일 전화 튜터링 및 개인 피드백 등은 어떻게 진행되고 있는지 확인해야 한다” 고 말했다. 한편, 와이즈캠프는 무료체험 신청 시 스타벅스 커피 교환권과 비상교육 수학 문제집 1권, 급수 한자 문제집 1권을 100% 증정하고 있다. 이외에도 퀴즈 이벤트와 와이즈캠프 기대평을 작성하는 이벤트를 통해 경품을 제공한다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

1982년에 나온 마이클 잭슨의 ‘스릴러’ 뮤직비디오나 최근 해리포터 시리즈 등 외국 영상에서는 보름달이 뜨면 늑대인간이 나타나는 장면이 종종 등장한다. 미치광이라는 뜻의 ‘루너틱’(lunatic)이 달을 의미하는 ‘루나’(luna)에서 유래됐다는 것에서도 알 수 있듯이 서양에서는 보름달이 뜨는 날 늑대인간이 나타나고 사람들이 이상해진다는 속설이 있다. 물론 그런 속설을 믿는 사람들이 많이 줄어들기는 했지만 ‘13일의 금요일’처럼 보름달이 뜨면 안 좋은 일이 생긴다는 생각이 잠재의식 속에 여전히 남아 있다. 그런데 과학자들이 보름달이 늑대인간이나 불운을 부르지는 않지만 사람의 생체주기에 영향을 미치는 것은 사실이라는 연구 결과를 내놨다.미국 시애틀 워싱턴대 생물학과, 예일대 인류학과, 아르헨티나 킬메스국립대 감각운동역학연구실 공동연구팀은 사람들의 수면 주기는 음력으로 한 달에 해당하는 29.5일이라는 음력주기에 따라 변하며, 보름달이 뜨는 날을 전후해 사람들이 잠을 덜 잔다는 연구 결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 1월 28일자에 발표했다. 지구를 기준으로 달의 겉보기 주기는 음력에 해당하는 29.5일이지만 달의 실제 공전 및 자전주기는 27.3일이다. 연구팀은 남미 아르헨티나 포르모사주 토바콤 지역 3곳의 원주민 98명과 미국 워싱턴대 재학생 464명에게 손목시계 형태의 활동기록기 ‘액티와치 스펙트럼 프로’를 1~2개월 동안 착용하도록 한 뒤 수면 관련 활동을 조사했다. 토바콤 지역 3곳 중 한 곳은 전기가 전혀 공급되지 않았다. 다른 한 곳은 제한적으로 공급되고, 나머지 한 곳은 전기 공급에 문제가 없었다. 일반적으로 전력 공급이 원활한 도시 거주민들은 빛 공해로 인해 시골이나 전기 공급이 원활하지 못한 지역에 사는 사람에 비해 수면 패턴이 불규칙하고 수면 시간도 상대적으로 짧은 것으로 알려져 있었다. 그렇지만 조사 대상자들 모두 달의 29.5일 주기에 따라 수면 주기가 변하는 것으로 확인됐다. 보름달이 뜨는 날 전후로 3~5일 동안 평균 46~58분 정도 수면 시간이 줄었고, 잠자리에 드는 시간은 평소보다 30분 정도 늦어지는 것으로 조사됐다. 호레이쇼 이글레시아 워싱턴대 생물학과 교수는 “이번 연구는 도시나 시골 할 것 없이 달의 변화 주기에 따라 생체시간의 변화가 나타나고 있음을 보여 준다”며 “과거에는 보름달이 뜨면 다른 때와 달리 밤이 밝아 야간 활동을 더 많이 했었을 것이고, 이러한 조상들의 행동이 전해져 내려온 데 따른 현상이라고 할 수 있다”고 말했다. 한편 독일 뷔르츠부르크 율리우스 막시밀리안대 신경생물학·유전학과, 동물생태학·열대생물학과, 뮌헨 루트비히 막시밀리안대 의학심리학연구소, 아르헨티나 킬메스국립대, 미국 국립정신보건연구소(NIMH) 공동연구팀도 여성들의 월경주기가 달의 주기에 따라 변화되는 경향이 있다는 사실을 국제학술지 사이언스 어드밴시스 1월 28일자에 발표했다.연구팀은 35세 이하 여성 15명과 35세 이상 여성 17명을 대상으로 평균 15년 동안의 월경주기에 대한 장기 데이터를 분석했다. 여성의 월경주기는 26~35일 사이로 사람마다 다르다. 그런데 달의 자전주기인 27.3일보다 긴 월경주기를 가진 여성의 경우 35세 이하는 13.1%가, 35세 이상은 17.1%가 달의 변화에 영향을 받아 월경주기도 달라졌다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

금속유기구조체(metal-organic framework, MOFs)는 금속과 유기물이 격자 모양으로 결합한 물질로 여러 가지 독특한 성질을 지녀 과학자들의 주목을 받고 있습니다. 가장 흥미로운 성질은 스펀지처럼 구멍이 많은 다공성 미세 구조로 내부 면적이 매우 넓다는 것입니다. 1g에 불과한 금속유기구조체 내부 면적은 축구장만큼 넓습니다. 따라서 다양한 물질을 선택적으로 내부에 담을 수 있습니다. 금속유기구조체를 이용하면 지구온난화의 주범인 이산화탄소를 포집하고 청정 에너지이지만 다루기 힘든 수소도 쉽게 저장할 수 있습니다. 최근 주목받고 있는 새로운 응용 분야는 금속유기구조체를 이용해서 대기 중 수증기를 수집하는 것입니다. 아무리 건조한 사막 지역이나 비가 잘 오지 않는 건조 지대라도 대기 중에는 상당한 양의 수증기가 있습니다. 하지만 습도가 낮은 공기에서 수증기를 추출하기 위해서는 상당한 에너지가 필요합니다. 금속유기구조체는 약간의 에너지만으로도 건조한 공기에서 물을 수집할 수 있어 물 부족 지역에서 새로운 수자원 공급 방식이 될 수 있습니다. 작년 존스홉킨스 응용물리연구소 (APL) 과학자들은 1㎏의 금속유기구조체를 이용해 공기에서 하루 최대 8.66ℓ의 물을 수집할 수 있는 기술을 개발했습니다. 연구팀이 개발한 금속유기구조체 시스템은 태양 에너지를 사용해 물을 수집하기 때문에 별도의 전원 없이 사막이나 건조 지대에서 사용할 수 있다는 것이 가장 큰 장점입니다. 물론 밤에는 물을 생산할 수 없다는 단점이 있으나 별도의 동력 없이 태양 에너지만 사용해서 작동할 수 있어 전력 공급이 여의치 않은 오지나 개도국에서 매우 유리한 방법입니다. 그런데 여기서 한 걸음 더 나아가 아무런 에너지 없이 대기 중 수증기를 물로 바꾸는 방법도 나왔습니다. 국립 싱가포르 대학 호김 웨이 교수가 이끄는 연구팀은 물을 끌어들이는 성질을 지닌 금속유기구조체와 물을 밀어내는 성질을 지닌 에어로겔(Aerogel)을 결합한 하이브리드 스펀지를 이용해 공기 중 수증기를 물로 응결시키는 시스템을 개발했습니다. (사진) 자연적으로 수증기를 끌어들인 후 물방울이 맺히면 밖으로 스스로 흘러나오는 방식입니다. 이 시스템은 습도가 높은 환경에서 1㎏당 하루 최대 17ℓ의 물을 만들 수 있습니다. 연구팀은 1440시간 동안 시스템을 테스트해 WHO 기준에 부합하는 마실 물을 생산할 수 있다는 것을 보여줬습니다. 이 연구는 저널 사이언스 어드밴스(Science Advances)에 실렸습니다. 사실 물 부족 문제는 사막 국가에서만 일어나는 일은 아닙니다. 안심하고 마실 수 있는 깨끗한 물이 부족한 지역은 의외로 많습니다. 싱가포르 연구팀이 개발한 시스템은 별도의 전력도 필요 없고 일조량이 부족한 지역에서도 사용할 수 있어 더 범용성을 지닐 수 있을 것으로 기대됩니다. 과학자들은 수증기를 수집하는 금속유기구조체가 마실 수 있는 물 생산이라는 목적 이외에도 다양한 가능성이 있다고 보고 있습니다. 예를 들어 소음 없이 습기를 제거하는 저전력 제습기나 공기 중 물을 흡수해 에어컨 실외기를 식히는 고효율 에어컨 시스템 등 여러 가지 응용이 가능합니다. 다만 이런 장밋빛 꿈이 현실이 되기 위해서는 수증기를 효과적으로 흡수할 수 있을 뿐 아니라 저렴하고 내구성이 좋은 금속유기구조체를 대량생산할 수 있어야 합니다. 몇 년 내로 상용화되기는 어렵지만, 지금 같은 연구가 계속된다면 언젠가 금속유기구조체가 물 부족 문제의 해결사로 등장할 날이 올지도 모릅니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

코로나19 백신을 개발한 제약사들이 변이 바이러스에도 자사 백신이 효과가 있다고 강조하면서도 한편에선 ‘개량 백신’ 개발에 착수하고 있는 것으로 전해졌다. 뉴욕타임스(NYT)는 25일(현지시간) 코로나19 백신 상용화에 성공한 화이자와 모더나가 모두 변이 바이러스에 자사의 백신이 효과가 있다면서도 점점 진화하는 코로나19 바이러스에 대응하는 쪽으로 계획을 변경하기 시작했다고 보도했다. 현재 접종 중인 백신이 원조 바이러스보다는 효과가 떨어지는 것으로 나타났기 때문이다. 화이자·모더나 ‘개량 백신’ 개발 착수 모더나의 탈 잭스 최고의료책임자는 “우리가 변이 바이러스용 백신이 필요 없었으면 좋겠지만 필요하다면 오늘 당장 개발을 시작할 것”이라며 “일종의 보험 정책이라고 생각한다”라고 말했다. 모더나는 2회 접종하는 현재 백신을 한 번 더 접종하면 변이 바이러스에 어느 정도 효과가 있는지 임상 시험할 계획이다. 이 회사는 자사의 백신을 2회 접종하면 영국과 남아프리카공화국에서 각각 발생한 변이 바이러스에 대해서도 예방효과를 보였다고 25일 발표했다. 다만 남아공 변이 바이러스에는 그 효과가 6분의 1 수준으로 크게 떨어지는 것으로 나타났다. 브라질에서 보고된 변이 바이러스에 대한 자료는 아직 축적되지 않았다. 화이자와 코로나19 백신을 공동 개발한 바이오엔테크의 우구르 사힌 최고경영자(CEO)는 25일 “6주 안으로 변이 바이러스에 대응하는 개량 백신을 개발할 수 있을 것”이라며 “전세계 보건 규제 당국과 이 개량 백신이 사용 승인을 얻으려면 어떤 수준의 임상시험과 안전성 검증이 필요한지 얘기하고 있다”라고 말했다. “바이러스, 언젠간 백신 무효화할 정도로 변이”NYT는 “두 회사가 변이 바이러스용 백신을 개발한다는 소식은 과학자들이 코로나19 바이러스가 예상보다 빨리 변이한다는 사실을 깨달았다는 방증”이라며 “바이러스가 백신을 회피하는 방향으로 계속 변이할 수 있다는 점이 부각됐다”라고 해설했다. 또 과학자들은 언젠가 백신을 무효로 할 수 있을 정도로 코로나19 바이러스가 변이할 것이라면서도 그 시기가 곧 도래하진 않을 것으로 예상한다고 전했다. 그러면서 감염자가 많아질수록 바이러스의 변이 가능성이 큰 만큼 현재로선 백신을 최대한 많이 접종해 감염자 수를 줄이는 게 최우선 과제라고 조언했다. 인체의 면역 체계는 중화항체 외에도 T-세포, B-세포와 같은 비중화항체로도 종합적으로 작동하기 때문에 변이 바이러스에 대해 백신이 생성하는 중화항체가 감소하더라도 바이러스에 무방비가 되는 것은 아니라는 과학자들의 견해도 소개했다. 사힌 CEO는 “최대한 많은 사람을 일단 접종하고 6∼9개월 뒤에 변이 바이러스에 효과가 큰 추가 접종을 받을 수도 있다”라고 내다봤다. 파우치 “확진자 감소, 백신 접종 덕분이라 못해”한편 백신 접종의 실효와 관련해 앤서니 파우치 미 국립 알레르기·전염병연구소 소장은 25일 NBC 방송에 출연해 “현재 신규 확진자와 입원자의 수가 대부분 나라에서 감소하는 데 이 추세가 백신 접종 덕분이라고 할 수는 없다”라고 말했다. 그는 “최근 확진자 감소세는 지난 연말 연휴 뒤 급증세 뒤 자연스럽게 따라오는 안정기라고 봐야 한다”라며 “백신의 효과가 곧 나타나겠지만 아직 안심하지 말고 최대한 주의해야 한다”고 촉구했다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

16세기 후반 멕시코에서 일어난 에스파냐 정복자들과 아즈텍인 사이 끔찍한 학살 사건에 관한 퍼즐 조각을 과학자들이 맞춰냈다. 멕시코 국립인류학·역사연구소 연구진은 2019년 멕시코 수도 멕시코시티 외곽의 한 마을유적지에서 아즈텍인의 에스파냐 포로 학살 증거를 발견했다. 당시 아즈텍 주민은 이들 포로를 죽여 제물로 바치는 인신공양 풍습까지 서슴치 않았던 것으로 확인됐다.연구진은 에스파냐의 아즈텍왕국 정복자인 에르난 코르테스(1504∼1547)가 줄테펙(Zultepec)이라는 이름의 이 마을에 대해 보복 공격을 명령했다는 증거를 찾아냈다. 이는 코르테스의 병사들에 의해 학살된 것으로 추정되는 아즈텍 주민들의 유해다. 연구진에 따르면, 아즈텍인이 제물을 먹는 곳이라는 뜻으로 해석되는 테코아케(Tecoaque)라고도 불리는 이 마을의 주민들은 1520년 쿠바에서 출발한 에스파냐 선단을 습격해 에스파냐 남성 15명과 여성 50명, 아이 10명 등을 포로로 붙잡았다. 이중에는 쿠바 출신 에스파냐 병사 몇십 명과 에스파냐와 동맹을 맺은 아즈텍 인근 부족 출신 병사 몇백 명도 있었다.연구진은 이 유적에서 발굴된 유해를 조사해 이들 포로가 문이 없는 감방에 감금된 채 살이 찌도록 사육됐고 인신공양 제물로 바쳐졌다고 추정한다. 왜냐하면 발굴된 포로 유골들은 찢겨져 있고 뼈에서는 살이 제거된 자국이 고스란히 남아있기 때문이다. 테코아케 주민들은 천천히 몇 달 동안 이들 포로를 인신공양하고 잡아먹었는데 그중에는 아이와 여성 그리고 임신부까지 있었으며 이들의 두개골은 전리품처럼 장식되기까지 했다. 이런 학살 사건으로부터 8개월쯤 뒤인 1521년 초 에르난 코르테스는 에스파냐 선단이 포로로 잡혀 학살됐다는 소식을 접하고 자신의 부관 곤살로 데산도발에게 병력을 이끌고 가서 마을을 파괴하고 주민들을 학살하라고 명령한 것으로 알려졌다.그런데 이번 연구에서는 테코아케 주민들 역시 코르테스의 보복 공격을 미리 알아챈 것으로 나타났다. 유적에서 주민들이 인신공양한 포로의 뼈 등 모든 흔적을 우물에 던져 증거를 은폐하려고 애쓴 흔적들이 나왔기 때문이다. 게다가 테코아케 주민은 마을 중앙에 방어책까지 마련하며 대비했지만, 1521년 3월 에스파냐 측의 공격을 막지 못했다. 이 습격에서 일부 아즈텍 남성 전사는 도주하는데 성공했지만, 나머지 전사는 물론 남겨진 여성과 아이들은 모두 죽임을 당했다. 유적에서 발굴된 흔적은 최소 12명의 성인 여성이 5, 6세 아이 10명을 보호하다가 모두 죽임을 당했다는 것을 시사한다. 그리고 방안에 남겨진 유골 흔적은 이곳에 숨었던 여성과 아이들 역시 죽임을 면치 못했다는 것을 보여준다. 아즈텍 사원들은 불에 타 사라졌고 조각상들의 목은 모두 절단됐다. 몇 달 뒤 에스파냐군은 동맹 부족과 함께 아즈텍왕국의 수도 테노치틀란을 함락했고 이후 목테수마 2세의 죽음으로 이 왕국은 몰락의 길을 걸었다. 아즈텍 문명은 결국 전쟁과 유럽인이 들여온 천연두로 인한 인구 감소 탓에 멸망하고 말았다. 이에 대해 연구를 주도한 고고학자 엔리케 마르티네스 박사는 테코아케 유적은 아즈텍 역사에서 에스파냐에 대한 저항과 왕국 붕괴의 시작을 나타나내는 중요 역할을 하고 있다고 설명했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)의 주노(Juno) 탐사선은 2011년 발사되어 2016년 목성에 도착한 후 지금까지 임무를 성공적으로 수행했다. 과학자들은 주노가 보내온 수많은 관측 데이터를 통해 목성의 여러 가지 비밀을 밝혀냈다. 아직 주노가 보내온 목성 관측 데이터의 분석도 완료되지 않았지만, NASA는 주노를 새로운 연장 임무에 투입할 것이라고 발표했다. 본래 주노는 목성 궤도에 진입한 후 로켓을 분사해 공전 주기를 53일에서 14일로 줄여 20개월 동안 37회 목성에 근접할 예정이었다. 하지만 임무 초기에 발생한 엔진 및 기체 이상으로 공전 주기를 단축하기 어려워졌다. 결국 NASA 측은 임무 기간을 2021년까지 연장하고 공전 주기를 53일로 유지해 관측을 계속했다. 그런데 다행하게도 주노는 그 이후 특별한 문제를 일으키지 않았다. 이에 NASA는 주노가 앞으로 4년은 더 임무를 수행할 수 있다고 보고 본래 예정에 없던 새로운 탐사 임무를 맡겼다. 바로 목성의 위성 탐사다.주노가 과거 목성과 그 위성 탐사 임무를 담당했던 갈릴레오 우주선과 가장 다른 점은 극궤도(polar orbit) 탐사선이라는 점이다. 우주에서 봤을 때 목성의 적도 부근을 공전하는 것이 아니라 적도와 수직으로 남극과 북극 상공을 지나면서 공전하는 방식이다. 따라서 한 번도 근접 관측하지 못한 목성의 극지방을 포함해 목성 전 지역을 관측할 수 있다는 장점이 있다. 하지만 갈릴레오처럼 적도 주위를 공전하는 위성을 근접 관측하기는 어렵다. 그러나 방법이 없는 것은 아니다. NASA는 오는 6월 7일 주노가 태양계 최대 위성인 가니메데 근처를 지날 때 궤도를 수정해 플라이바이(flyby·다른 천체의 중력을 이용해서 속도를 얻는 기술)를 시도할 계획이다. 이렇게 하면 연료를 많이 사용하지 않아도 공전 주기를 53일에서 43일로 줄일 수 있다. 이후 주노는 점점 안쪽 궤도를 이동하면서 2022년 9월 29일에는 또 다른 위성인 유로파에서 플라이바이를 시도해 공전 주기를 43일에서 38일로 줄인다. 마지막 플라이바이는 2023년 12월 30일과 2024년 2월 3일 가장 안쪽 위성인 이오에서 이뤄진다. 공전 주기는 33일까지 줄어든다.(사진 참조)참고로 목성의 4대 위성 중 가장 먼 궤도를 공전하는 칼리스토는 현재 주노의 공전 궤도에서 접근이 어렵다. 가니메데는 이웃한 유로파처럼 내부에 액체 상태의 바다가 있는 것으로 의심되는 얼음 위성으로 마지막 근접 관측은 거의 20년 전 갈릴레오 탐사선이 마지막이다. 다른 위성인 유로파와 이오 역시 마찬가지다. 유로파는 얼음 지각 아래 바다가 있는 것이 거의 확실시되고 있으며 이오는 태양계에서 가장 화산 활동이 활발한 독특한 위성이다. 유럽우주국과 NASA는 2030년대에 이 위성들을 탐사하기 위해 JUICE(Jupiter Icy moons explorer mission)와 유로파 클리퍼 탐사선을 보낼 계획이지만, 그전에는 주노의 연장 임무가 이 위성들을 근접 관측할 유일한 기회다. 따라서 과학자들은 연장 임무에 큰 기대를 걸고 있다. 안테나 고장으로 어려움을 겪었던 선배 갈릴레오와 마찬가지로 주노 역시 임무 초기에 엔진 이상으로 임무를 포기할 뻔한 위기를 겪었다. 하지만 위기 상황을 이겨내고 성공적으로 임무를 마무리한 갈릴레오처럼 주노 역시 이제 1차 목표를 거의 완수했고 연장 임무까지 승인받았다. 선배처럼 마무리까지 완벽한 모습을 보이기를 기대한다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com