금붕어가 알코올 제조 공장이라고? 금붕어가 스스로 몸에서 알코올을 만든다는 사실을 과학자들이 발견했단다. 과학저널인 뉴 사이언티스트는 연구가인 마이클 베렌브링크씨를 인용해 지루하고, 외롭고, 하품을 하는 애완 동물 금붕어가 불투명한 수족관에서 수영하면서 스스로 알콜을 만들어 낸다는 점을 알아냈다고 소개했다. 이에 따르면 금붕어는 물의 산소 농도가 떨어지면 산소없이 탄수화물을 알코올로 전환시키는 효소들을 활성화시킨다. 이는 인간을 비롯한 다른 척주 동물이 갖지 못한 능력이다. 인간 등 다른 동물은 체내에서 산소없이 탄소화물을 젖산으로 활성화시킨다. 젖산은 체내에 축적되면 근육이 타는 듯한 느낌을 일으키고 조직의 pH를 낮추는 등 많은 문제를 일으킨다. 이는 대부분의 동물이 산소없이 오래 살아남을 수없는 이유이기도 하다 반면 알코올은 젖산보다는 훨씬 부작용이 덜한 물질이다. 몸에서 쉽게 제거할 수있을 뿐 아니라 잉어는 산소가 없는 물에서도 몇 달 동안 살 수 있다. 이 상태에서 물고기는 100 밀리리터 당 약 55 밀리그램의 혈중 알콜 농도(0.055%)를 나타낸다. 이같은 산소 결핍상태에 대한 적응력은 금붕어에게는 좋은 것이지만 물고기 생활을 살아남는 메커니즘으로까지는 진화하지 않았다. 따라서 금붕어가 조금 흔들리기 시작하면 수족관의 물을 교체할 때가 된 셈입니다. 산소가 없어 취한 것이기 때문이다.

서양 문명의 바탕을 이루는 그리스 문명은 크레타 섬에서 태동했다. 미노아 문명, 또는 미노스 문명으로 알려진 그리스 최초의 청동기 문명은 기원전 2600년 즈음부터 등장해 오랜 세월 번영을 누렸으나 기원전 1400년을 전후로 크게 쇠퇴해 결국 자취를 감추게 된다. 그러나 그리스 본토에서 미노아 문명의 영향을 받은 미케네 문명이 등장해 고대 문명의 꽃을 피우게 된다. 비록 미케네 문명도 기원전 1100년 즈음 갑자기 붕괴하고 그리스 문명도 잠시 암흑기에 들어서지만, 이들의 유산이 서구 문명의 기초가 되었다는 사실은 부인하기 어렵다. 따라서 이들의 기원은 서구 역사가들에게 매우 큰 관심사 가운데 하나였다. 오랜 세월 미노아인의 기원은 미스터리였고 미케네인에 대해서는 북부 산지에서 남하한 아카이아인이라는 가설이 있었다. 즉, 그리스 문명의 기초를 이룬 민족과 다른 이민족이 그리스 본토에서 문명을 이룩했다는 이야기다. 하지만 이를 입증할 구체적인 증거는 없었다. 최근 워싱턴 대학, 하버드 의대, 막스 플랑크 연구소의 다국적 연구팀은 현대 터키 및 그리스인의 유전 정보와 미케네 및 미노아인의 유골 19구에서 발견한 DNA를 분석해서 고대 그리스 문명을 이룬 사람들의 기원에 대한 결정적인 증거를 발견해 저널 네이처에 발표했다. 이들이 조사한 DNA 정보를 종합하면 고대 그리스인의 유전 정보는 현대 그리스인과 유사하며 미노아인과 미케네인은 매우 유사했다. 다시 말해 이들은 같은 기원을 가진 민족이다. 그리고 이들의 그리스 북쪽이 아니라 동쪽에 살았던 고대 아나톨리아(터키)에서 살았던 신석기 농부의 후손일 가능성이 가장 높은 것으로 드러났다. 이 연구 결과는 고대 미노아인과 미케네인, 그리고 그 후손인 현대 그리스인이 모두 유럽인의 3대 기원 지역 중 하나인 고대 북부 유라시아(Ancient North Eurasian)에서 기원했다는 것을 보여준다. 연구팀은 이번 연구 결과가 모든 의문을 해소하지는 못했지만, 한 가지 중요한 논쟁을 해결했다고 평가했다. 그것은 미케네인이 멀리서 온 이민족이 아니라는 것이다. 이들은 미노아인과 유전적으로 큰 차이가 없는 비슷한 민족으로 같은 뿌리에서 나왔기 때문에 가까운 곳에서 비슷한 문명을 세운 것으로 보인다. 동시에 현대 그리스인이 미케네인이나 미노아인과 인종적으로 다른 것이 아니라 이들의 후손이라는 점을 입증했다. 사실 생각해보면 가장 간단하고 가능성 높은 가설인데 오히려 주목을 받지 못했던 셈이다. 물론 고대 그리스 문명에 대해서는 아직도 모르는 것이 많다. 이번에 밝혀진 내용은 중대한 논쟁을 해결했지만, 이들 문명이 왜 붕괴되었는지, 그리고 미케네 문명의 건설에 미노아인이 어떻게 관여했는지 등 남겨진 질문이 수두룩하다. 하지만 이제 과학자와 고고학자들은 고대인의 DNA 분석이라는 새로운 도구를 이용해서 과거 해결할 수 없었던 미스터리를 하나씩 풀어나가고 있다. 첨단 과학기술이 역사의 비밀을 풀어나가는 열쇠가 되는 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

물만 먹어도 살이 찌는 체질이라고 한탄하는 사람들이 많은 계절이다. 더운 날씨로 인해 옷이 얇아지자 다이어트에 대한 관심이 높아졌다. 밥은 굶어서라도 살을 빼려고 하지만 ‘살이 찌는 체질’ 탓으로 돌리고 이내 포기한다. 이런 상황에서 최근 살 찌는 것이 장내 뚱보균이 원인이라는 사실이 밝혀졌다. 미국 워싱턴대학교 연구팀은 최근 유명 과학저널인 ‘네이쳐’지를 통해 “비만인의 장속에는 정상인에 비해 뚱보균인 피르미쿠트가 3배 이상 많다”고 발표했다. 일본 도쿄의과대학 후지타 고이치로 교수도 자신의 저서 ‘내 몸에 뚱보균이 산다‘를 통해 “장내세균의 세력구도를 바꾸면 힘든 다이어트도 콧노래가 나올 만큼 즐거워진다”고 언급했다. 현재 우리 장내에서는 우리 몸 세포수와 비슷한 약 100조 개의 세균이 함께 공생하고 있다. 유익균과 유해균 중 누가 우위를 점하느냐에 따라 건강과 젊음이 좌우된다는 사실은 이미 많은 연구들을 통해 알려진 사실이다. 하지만 장내 미생물의 세력구도도 비만 여부를 결정한다는 사실은 많은 사람들에게 큰 충격을 주었다. 즉, 뚱보균인 피르미쿠트 세력이 강하면 살이 찌고 날씬균인 박테로이데테스가 우세하면 살이 빠진다는 것이다. 장내 세균의 종류에 따라 살을 뺄 수 있다는 연구가 일반 대중들에게 알려지면서 미생물 연구를 바탕으로 개발된 ‘닥터스S’도 큰 인기를 끌고 있다. 30년 미생물발효전문연구소의 연구개발의 결실인 닥터스S는 흔한 1단계 설탕발효가 아니라, 10단계에 걸친 ‘미생물공서배양발효(微生物共棲培養醱酵)’라는 독창적인 제조공법을 사용한다. 단순히 성분만 배합해서 며칠 만에 뚝딱 만드는 제품들과 달리 120일에 걸친 미생물공서발효과정을 거치며, 매 단계마다 새로운 미생물을 사용하고 있다. 닥터스S의 특징은 유익한 미생물은 물론 단쇄지방산, 가바, 등 미생물 대사산물과 유익균의 먹이인 프리바이오틱스까지 공급해 준다는 것이다. 또한 고객의 나이, 건강 등을 고려한 맞춤 제공과 전문영양사의 1:1관리 제공으로 이용자들의 만족도가 높다. 닥터스S 관계자는 “당뇨 등 성인병의 발병률과 외모에 가장 큰 비중을 차지하는 복부지방 역시 장의 미생물이 관장한다”며 “애써 살을 빼도 장내환경 변화 없고 ‘비만세균’이 우점 하고 있다면 다시 찌는 것은 시간문제”라고 전했다. 이어 그는 “장 건강과 다이어트 1석 2조의 효과를 원한다면, 닥터스S를 경험 해 볼 것을 권장한다”며 “결혼, 면접 등 이유로 급히 살을 빼야하는 경우는 777속감법도 추천한다”고 말했다. 한편 기타 자세한 내용은 ”닥터스S” 검색 후 홈페이지 및 전화로 문의하면 된다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

현대인은 온종일 스마트 기기와 함께 생활한다. 출퇴근할 때와 중간 휴식 시간마다 스마트폰을 보고 업무를 볼 때도 모니터를 통해 컴퓨터를 사용한다. 수십 년 전과 비교했을 때 인공 불빛을 바라보는 시간이 급격히 증가한 것이다. 그리고 이것이 수면 장애와 연관이 있다는 연구 결과들이 나오고 있다. 휴스턴 대학의 연구팀은 그 중요한 원인으로 지목된 짧은 파장의 청색광과 멜라토닌 농도의 변화를 연구했다. 우리가 매일 사용하는 디지털 기기는 대부분 LED를 광원으로 사용하는데, 여기에서는 짧은 파장의 청색광이 많이 나온다. 연구팀은 이 청색광만 선택적으로 차단할 수 있는 안경을 쓰고 자기 전 하루 3시간씩 디지털 기기를 사용하는 실험을 진행했다. 그 결과 실험 참가자들은 2주에 걸쳐 최대 58%까지 멜라토닌 생성이 증가했다. 연구팀에 의하면 LED에서 나오는 청색광은 멜라토닌 수용체인 ipRGCs(intrinsically photosensitive retinal ganglion cells)를 자극해 멜라토닌 생산량을 줄인다. 멜라토닌은 생체 리듬을 조절하는 호르몬으로 양이 부족하면 잠이 잘 오지 않게 된다. 따라서 자기 전 디지털 기기의 청색광에 많이 노출되면 멜라토닌 생성이 감소해 수면장애에 시달릴 가능성이 있다. 연구팀은 이 내용을 최근 ‘안과학 및 생리광학 저널’(Ophthalmic and Physiological Optics)에 발표했다. 사실 일상생활에서 청색광의 가장 강력한 발생원은 바로 햇빛이다. 태양의 밝기가 디지털 기기와는 비교할 수 없을 정도로 강력하기 때문이다. 하지만 태양은 24시간 비추는 것이 아니라 낮과 밤의 주기가 확실하다. 촛불 같은 현대 문명 이전의 인공광은 밝기가 약해서 큰 영향을 주기 힘들다. 따라서 과거에는 청색광에 의존해 생체 리듬을 조절하는 기전에 아무런 문제가 없었다. 하지만 현대인은 점차 햇빛을 보는 시간은 줄어들고 실내에서 인공광에 의존하는 시간이 길어지면서 생체 리듬이 깨지는 문제가 발생하고 있다. 이를 줄이기 위해서는 디지털 기기의 사용시간을 적당히 조절하고 낮에 햇빛을 충분히 받을 필요가 있다. 다만 바쁘게 살아가는 현대인들에게 쉽지 않은 일이라는 게 문제다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

현대인은 온종일 스마트 기기와 함께 생활한다. 출퇴근할 때와 중간 휴식 시간마다 스마트폰을 보고 업무를 볼 때도 모니터를 통해 컴퓨터를 사용한다. 수십 년 전과 비교했을 때 인공 불빛을 바라보는 시간이 급격히 증가한 것이다. 그리고 이것이 수면 장애와 연관이 있다는 연구 결과들이 나오고 있다. 휴스턴 대학의 연구팀은 그 중요한 원인으로 지목된 짧은 파장의 청색광과 멜라토닌 농도의 변화를 연구했다. 우리가 매일 사용하는 디지털 기기는 대부분 LED를 광원으로 사용하는데, 여기에서는 짧은 파장의 청색광이 많이 나온다. 연구팀은 이 청색광만 선택적으로 차단할 수 있는 안경을 쓰고 자기 전 하루 3시간씩 디지털 기기를 사용하는 실험을 진행했다. 그 결과 실험 참가자들은 2주에 걸쳐 최대 58%까지 멜라토닌 생성이 증가했다. 연구팀에 의하면 LED에서 나오는 청색광은 멜라토닌 수용체인 ipRGCs(intrinsically photosensitive retinal ganglion cells)를 자극해 멜라토닌 생산량을 줄인다. 멜라토닌은 생체 리듬을 조절하는 호르몬으로 양이 부족하면 잠이 잘 오지 않게 된다. 따라서 자기 전 디지털 기기의 청색광에 많이 노출되면 멜라토닌 생성이 감소해 수면장애에 시달릴 가능성이 있다. 연구팀은 이 내용을 최근 ‘안과학 및 생리광학 저널’(Ophthalmic and Physiological Optics)에 발표했다. 사실 일상생활에서 청색광의 가장 강력한 발생원은 바로 햇빛이다. 태양의 밝기가 디지털 기기와는 비교할 수 없을 정도로 강력하기 때문이다. 하지만 태양은 24시간 비추는 것이 아니라 낮과 밤의 주기가 확실하다. 촛불 같은 현대 문명 이전의 인공광은 밝기가 약해서 큰 영향을 주기 힘들다. 따라서 과거에는 청색광에 의존해 생체 리듬을 조절하는 기전에 아무런 문제가 없었다. 하지만 현대인은 점차 햇빛을 보는 시간은 줄어들고 실내에서 인공광에 의존하는 시간이 길어지면서 생체 리듬이 깨지는 문제가 발생하고 있다. 이를 줄이기 위해서는 디지털 기기의 사용시간을 적당히 조절하고 낮에 햇빛을 충분히 받을 필요가 있다. 다만 바쁘게 살아가는 현대인들에게 쉽지 않은 일이라는 게 문제다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

‘4차 산업혁명을 주도할 것인가, 생명윤리 논란을 차단할 것인가.’ 한국의 최첨단 유전자 교정기술이 갈림길에 놓였다. 유전공학을 비롯한 바이오 분야는 ‘4차 산업혁명의 꽃’으로 통하지만, 우리나라의 제도는 2006년 불거진 ‘황우석 사태’에 대한 트라우마에서 여전히 헤어나지 못하고 있다. 3일 과학기술계에 따르면 우리나라 유전자 연구는 우수한 기술 수준에도 불구하고 법적 제약 때문에 제 속도를 내지 못하고 있다. 이날 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 실린 기초과학연구원(IBS) 유전체교정연구단 김진수 단장팀의 연구 성과가 대표적이다. 유전질환을 일으키는 특정 유전자를 찾아내 제거하거나 덧붙일 수 있는 핵심 기술인 ‘크리스퍼 유전자 가위’를 만들어 냈지만, 정작 인간 배아에 적용하는 교정실험은 미국 연구팀에 맡겼다. 황우석 사태 이후 엄격해진 생명윤리법 때문에 인간 배아를 활용한 실험이 금지됐기 때문이다. 2012년 처음 세상에 모습을 드러낸 유전자 가위는 인류를 각종 유전질환에서 해방시킬 핵심 기술로 주목받고 있다. 기술이 있어도 활용을 못 하기 때문에 세계적인 연구 경쟁에서 뒤처질 수밖에 없다. 반면 세계 각국은 유전자 가위를 활용한 유전질환 치료를 본격화하고 있다. 실제 중국은 인간 배아 유전자 실험에 특별한 규제가 없어 연구가 가장 활발하게 진행되고 있다. 2015년 4월 중국 중산대가 세계 최초로 인간 배아 유전자 교정실험에 성공한 것도 이런 분위기여서 가능했다. 영국도 지난해 2월 불임 치료와 배아 연구를 주관하는 ‘인간생식배아관리국’(HFEA) 명의로 인간 배아 유전자 교정실험을 연구용에 한해 허용했다. 미국 역시 “임신을 위한 배아 유전자 교정은 안 된다”고 전제하면서도 “유전적 난치병 치료에 대한 기초연구를 위해 실험실에서 인간 배아와 생식세포를 교정하는 것은 합당하다”며 사실상 배아 연구를 허용하고 있다. 현재 유전자 가위를 이용한 임상 연구는 미국 9건, 중국 5건, 영국 3건이 진행 중인 반면 한국은 한 건도 없는 실정이다. 생명윤리법에 따르면 배아나 난자, 정자, 태아에 대한 유전자 교정치료는 금지돼 있으며 대통령령에서 정하는 희귀, 난치병 치료 등 일부 조건을 충족할 때만 제한적으로 연구가 허용되고 있다. 김 단장은 “유전자 가위 기술은 기존 생명공학의 한계를 뛰어넘는 4차 산업혁명 시기에 새로운 기회와 일자리를 만들 것”이라며 “생명과 관련돼 있어 규제가 필요하지만 적어도 기초적인 배아 연구는 허용할 필요가 있다”고 제안했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한·미 공동연구진이 유전질환을 일으키는 유전자를 인간 배아에서 제거하는 신기술을 개발해 성공률을 획기적으로 높였다.기초과학연구원(IBS) 유전체교정연구단 김진수 단장과 미국 오리건 보건과학대 슈크라트 미탈리포프 교수 공동연구팀은 인간 배아에서 비후성 심근증의 원인이 되는 돌연변이 유전자를 유전자 가위로 잘라 내는 교정실험에 성공했다. 이번 연구는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 3일자에 실렸다. 비후성 심근증은 심장의 좌심실 벽이 두꺼워지면서 심부전 증상을 일으키는 질환으로, 젊은 나이에 돌연사를 부르는 대표적 원인 중 하나로 꼽힌다. 부모 중 어느 한쪽만 돌연변이 유전자가 있어도 50%의 확률로 유전돼 인구 500명당 1명꼴로 발생한다. 기존 교정기술은 난자와 정자가 수정된 이후 배아에 유전자 가위를 주입하는 방식이어서 정상으로 교정된 유전자와 교정되지 않은 돌연변이 유전자가 섞여 있는 ‘모자이크 현상’이 발생했다. 그러나 이번 실험에서는 수정 전 난자에 정자와 유전자 가위를 함께 주입하는 방식으로 모자이크 현상을 없애 교정 성공률을 높였다. 이번 기술을 활용하면 비후성 심근증을 일으키는 돌연변이 유전자가 유전될 확률이 기존 50%에서 27.6%로 절반 가까이 줄어든다. 특히 이번 기술은 유전자 교정된 배아를 자궁에 착상시킬 경우 바로 태아로 성장할 수 있기 때문에 실제 임상에서도 즉시 활용할 수 있을 것으로 평가받고 있다. 이번 연구에서 김 단장팀은 실험에 사용한 ‘크리스퍼 캐스9’ 유전자 가위를 제작하고 실험 후 DNA 분석을 통해 유전자 가위가 제대로 작동했는지 확인했다. 미탈리포프 교수팀은 실제 인간 배아에 유전자 가위를 주입하는 교정실험을 수행했다. 이처럼 역할을 분담한 이유는 국내에서는 생명윤리법이 인간 배아를 이용한 유전자 교정을 연구 목적이라도 엄격히 규제하고 있기 때문이다. 반면 미국에서는 난치병 치료를 목적으로 한 기초연구에는 인간 배아 활용을 허용하고 있다. 중국에서는 유전자 교정 연구에 대한 특별한 규정이 없기 때문에 연구가 가장 활발하다. 김 단장은 “이번 연구는 유전자 가위로 인간 배아의 돌연변이를 높은 정확도로 고칠 수 있음을 보여 준 것”이라며 “단일 유전자 변이로 인한 유전질환은 1만 가지 이상으로 희귀질환이 많기 때문에 이번 연구의 파급효과가 클 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　한·미 공동연구진이 유전질환을 일으키는 유전자를 인간 배아에서 제거하는 교정기술의 정밀도를 획기적으로 높였다.　기초과학연구원(IBS) 유전체교정연구단 김진수 단장과 미국 오리건 보건과학대 슈크라트 미탈리포프 교수 공동연구팀은 인간 배아에서 비후성 심근증의 원인이 되는 돌연변이 유전자를 크리스퍼 유전자 가위로 교정하는 실험에 성공했다. 이번 연구는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 3일자에 실렸다. 　비후성 심근증은 심장의 좌심실 벽이 두꺼워지면서 심부전 증상을 일으키는 질환으로, 젊은 나이에 돌연사를 일으키는 대표적 원인 중 하나로 꼽힌다. 부모 중 어느 한 쪽만 돌연변이 유전자가 있어도 50%의 확률로 유전돼 인구 500명당 1명꼴로 발생한다. 　기존 교정기술은 난자와 정자가 수정된 이후 배아에 유전자 가위를 주입하는 방식이어서 정상으로 교정된 유전체와 교정되지 않은 돌연변이 유전체가 섞여 있는 ‘모자이크 현상’이 발생했다. 그러나 이번 실험에서는 정자와 유전자 가위를 함께 난자에 주입하는 방식으로 모자이크 현상을 없애 교정 성공률을 높였다. 이번 기술을 활용하면 비후성 심근증을 일으키는 돌연변이 유전자가 유전될 확률은 기존 50%에서 27.6%로 절반 가까이 줄어든다. 　이번 연구에서 김 단장팀은 실험에 사용할 ‘크리스퍼 캐스9’ 유전자 가위를 제작하고 실험 후 DNA 분석을 통해 유전자 가위가 제대로 작동했는지 확인했다. 인간 배아에 유전자 가위를 주입하는 교정실험은 미탈리포프 교수팀이 수행했다. 이처럼 역할을 분담한 이유는 국내에서는 생명윤리법 때문에 인간 배아를 이용한 유전체 교정이 금지돼 있는 반면 미국에서는 난치병 치료를 목적으로 한 기초연구에는 허용돼 있기 때문이다. 　김 단장은 “이번 연구는 유전자 가위로 인간 배아의 돌연변이를 높은 정확도로 고칠 수 있음을 보여준 것”이라며 “단일 유전자 변이로 인한 유전질환은 1만가지 이상으로 희귀질환이 많기 때문에 이번 연구의 파급 효과는 클 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

요즘은 TV만 틀면 채널 곳곳에서 흔히 볼 수 있는 게 ‘먹방’(먹는 방송)이라고 부르는 음식 관련 프로그램들입니다. 먹음직스럽게 차려진 음식과 출연자들이 과장된 행동으로 먹는 모습을 보고 있노라면 아무리 강한 의지로 다이어트를 시작했다고 하더라도 실패하기 십상입니다.●獨연구팀 “노약자 감염 땐 낫기 힘들어” TV에서만큼은 아니지만 맛깔나게 음식을 만들어 먹은 뒤 사람들은 고민에 빠집니다. 싱크대를 가득 채운 냄비와 프라이팬, 그릇들을 보면서 ‘설거지를 언제 끝내지? 이럴 바에는 차라리 외식이 낫겠다’는 생각을 하기 마련이지요. 이런 상황에서 더욱 외식을 부추기는 듯한(?) 연구 결과가 나왔습니다. 연구 결과는 정말 충격적이다 못해 놀라 자빠질 정도입니다. 독일 기센주 유스투스리비히대학 응용미생물학 연구소, 푸르트반겐대학 의생명과학부, 헬름홀츠 환경보건연구센터 공동연구팀이 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호에 발표한 연구 결과로 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 온라인판 7월 28일자에도 실렸습니다. 이들의 연구에 따르면 부엌에서 설거지할 때 흔히 사용하는 스펀지에 폐렴과 뇌수막염을 일으키는 세균을 비롯해 각종 박테리아와 병원균들이 숨어 있다는 것입니다. 스펀지 속에 서식하는 세균 중 하나인 ‘모락셀라 오슬로엔시스’는 오래된 설거지 스펀지에서 나는 독특한 냄새의 원인입니다. 또 면역 체계가 약한 노약자들에게 병을 일으키는데 항생제에 내성까지 갖고 있어 일단 감염되면 낫기가 쉽지 않다고 합니다. 모락셀라 속(屬)에 포함되는 균들은 상(上)기도, 피부, 비뇨생식기에 상존하면서 숙주의 체력이 약해질 때 병원성을 드러내며 사람들을 괴롭힙니다. 모락셀락 카탈랄리스는 급성 중이염의 원인이며, 모락셀라 라쿠나타는 급성 결막염, 모락셀라 오슬로엔시스와 넌리퀘파시엔은 패혈증을 유발한다고 합니다. ●삶아도 세균 안 죽어… 매주 교체해야 연구팀은 무작위로 일반 가정에서 사용하는 14개의 주방 설거지용 스펀지에서 미생물 유전자(DNA)를 추출해 분석하고 ‘공초점 레이저 스캐닝 현미경’(FISH?CLSM)으로 관찰했습니다. 그 결과 스펀지 속에서 엄청난 양의 미생물과 병원균들이 발견됐다고 합니다. 더욱 놀라운 것은 스펀지를 정기적으로 뜨거운 물에 삶거나 전자레인지에 넣어 고온으로 소독을 했다고 하더라도 병원균과 미생물은 죽지 않고 살아남았으며 소독을 하지 않은 스펀지에서 발견된 것과 비슷하거나 도리어 더 많았다는 점입니다. 현미경으로 관찰된 스펀지 내 박테리아의 밀도는 ㎤당 지구에 살고 있는 사람의 7배 정도인 500억개를 훨씬 넘는다고 합니다. 더군다나 대부분의 박테리아들이 사람에게 질병을 유발할 수 있는 병원성을 갖고 있다는 지적입니다. 연구팀에 따르면 이 정도의 박테리아 밀도는 사람 대변에서나 발견할 수 있는 수준이랍니다. 좀 지저분한 비유겠지만 오래된 스펀지로 설거지를 하는 것은 화장실에 버려진 휴지를 갖고 그릇이나 냄비를 문지르는 것과 마찬가지라는 이야기입니다. 마르쿠스 에거트 푸르트반겐대 의생명과학부 교수는 “수많은 세균의 온상인 설거지용 스펀지에 대한 해결책은 소독이나 삶는 것이 아니라 매주 새것으로 교체해 사용하는 것이 유일하다”고 지적했습니다. edmondy@seoul.co.kr

몇 달 전 ‘안아키’라는 인터넷 카페가 문제가 된 적이 있습니다. ‘약 안 쓰고 아이들을 키우자’는 취지로 만들어진 극단적인 자연주의 육아사이트로, 한번 수두에 걸리면 항체가 생긴다는 이유로 예방접종을 하지 않고 일부러 아이들에게 수두를 옮기기 위해 ‘수두 파티’까지 한 것으로 알려져 있습니다. 이 때문에 한 시민단체가 의료법 위반과 아동학대 혐의로 카페 운영자와 회원 70여명을 경찰에 고발한 상태입니다. 사실 백신에 대한 불신은 백신 접종법이 처음 개발된 18세기부터 시작됐습니다. 영국 의사 에드워드 제너(1749~1823)가 천연두를 예방하기 위해 우두 고름을 직접 사람에게 접종하려고 하자 언론을 비롯해 많은 사람이 ‘우두백신을 맞으면 소로 변할 것’이라는 말도 안 되는 이야기를 퍼트렸습니다. 19세기 말 프랑스 루이 파스퇴르 박사가 제너의 방식을 활용해 광견병 예방 백신을 개발하고 그 후에 소아마비, 장티푸스 등 많은 질병의 백신들이 나와 수많은 전염병을 정복하면서 백신 반대 의견은 수면 밑으로 가라앉았습니다. 그러다가 1998년 저명한 의학 분야 국제학술지 ‘랜싯’에 영국 대장외과 전문의 앤드루 웨이크필드가 자폐증 어린이 12명을 대상으로 연구해 ‘MMR(홍역·유행성이하선염·풍진) 백신이 자폐증을 유발시킨다’는 논문을 발표하면서 백신 거부론이 재등장했습니다. 그러나 실험 대상군이 지나치게 적고 비교할 대조군이 없었으며 방법론에 문제가 있고 내용까지 조작됐다는 것이 밝혀지면서 2008년에 웨이크필드는 의사면허가 박탈되고 해당 논문도 철회됐습니다. 그럼에도 도널드 트럼프 미국 대통령을 비롯한 백신 반대론자들은 여전히 해당 논문의 주장을 맹신하고 있는 상황입니다. 많은 과학자와 역학자의 연구는 백신 반대론이 ‘근거 없다’는 것을 보여 주고 있습니다. 세계적인 과학저널 ‘네이처’는 최신호에 “약물내성을 가진 슈퍼박테리아, 일명 ‘슈퍼버그’와의 전쟁에서 깜박하고 있는 무기가 바로 백신”이라는 내용의 분석을 실었습니다. 이달 초 글로벌 제약사 GSK(글락소스미스클라인)의 벨기에 와브르 연구센터에서 열린 제약 관련 콘퍼런스에서 항생제 내성균의 등장과 확산을 막기 위해 백신을 적극적으로 활용해야 한다는 결론을 내렸다는 소식을 전한 것입니다. 사실 많은 제약사와 공중보건 관련 기관들이 거액의 연구자금을 쏟아붓고 있지만 슈퍼버그를 막을 수 있는 신개념의 항생제 개발은 요원한 것 같습니다. 연구자들과 예방의학자들이 백신의 새로운 효과에 눈을 돌리고 있는 것도 이 때문입니다. 2011~2014년 유럽에서 독감백신을 맞은 어린이들은 백신을 맞지 않은 아이들보다 증상이 약하고 독감의 부수 반응으로 나타나는 각종 감염증에 대한 항생제 사용도 절반 이하였다고 합니다. 지난 10일 ‘랜싯’에 B형 뇌수막염 백신이 항생제 내성이 생긴 난치성 임질을 치료하는 데도 도움이 된다는 연구 결과가 실리기도 했습니다. 이처럼 백신을 사용할 경우 체내에서 미생물이 증식하거나 진화할 기회가 줄어들면서 자연스럽게 약물내성 병원균의 등장을 지연시킬 수 있습니다. 항생제는 이미 몸속에서 병원균의 밀도가 높아진 상태, 즉 감염이 된 뒤 투여하기 때문에 항생제의 공격을 피해 슈퍼버그로 진화할 수 있는 세균의 수가 그만큼 많아진다는 말이기도 합니다. 본인이 백신을 맞지 않겠다고 하는 것은 자유의 문제일 수도 있을 것입니다. 그러나 ‘백신을 맞든 안 맞든 내 맘’이라는 생각이 가족이나 사회 전체의 집단면역이라는 공중보건 시스템을 망가뜨릴 수 있다는 사실을 알아야 하지 않을까요. edmondy@seoul.co.kr

본격적인 휴가철을 맞아 산과 물이 좋은 장소로 텐트와 각종 장비를 가지고 캠핑을 떠나는 사람도 많다. 캠핑 전문가들에 따르면 고수와 초보자의 차이는 텐트를 고정시킬 때 묶는 ‘매듭’을 보면 된다고 한다. 매듭은 실이나 끈을 사용해 매고 죄면서 여러 가지 모양을 만드는 것인데 잘 만들어진 매듭을 보면 미적인 아름다움뿐만 아니라 질서와 균형을 느낄 수 있다. 그런데 물리학자와 수학자들도 매듭에 대해 관심을 갖고 주요 연구 대상으로 삼고 있다는 점은 잘 알려져 있지 않다.매듭을 과학적 연구 대상으로 삼기 시작한 사람은 19세기 초 독일의 천재 수학자 카를 가우스다. 그렇지만 현대적 ‘매듭이론’ 연구는 ‘분자의 화학적 성질은 이를 구성하는 원자들이 어떻게 꼬여서 매듭을 이루고 있는가에 달려 있다’는 켈빈의 ‘보텍스 이론’을 토대로 하고 있다. 매듭이론은 지난 30년간 과학기술 선진국을 중심으로 눈부시게 발전해 왔으며 매듭을 연구하는 수학자 중에서 ‘수학의 노벨상’이라고 부르는 필즈상 수상자도 다수 나왔다. 일상생활에서 볼 수 있는 매듭은 긴 줄을 꼬아 묶은 것을 말하지만 수학에서 이야기하는 매듭은 줄의 양 끝이 붙어 있는 원형 형태다. 원형의 ‘0(영)매듭’이 비틀리고 꼬이면서 다양한 형태의 매듭을 만드는 것이다. 과학에서는 하나의 매듭을 끊지 않고 매끄럽게 움직여 다른 형태의 매듭으로 바꿀 수 있으면 같은 종류의 매듭이라고 분류한다. 어린아이들이 즐겨 하는 실뜨기는 계속 다른 모양으로 바뀌지만 손을 빼내 풀면 결국 영매듭이 되기 때문에 수학적으로는 같은 매듭으로 분류된다. 수학자들은 다양한 종류의 매듭을 보면서 이것들이 같은 것인지를 찾아내는 연구를 한다.수학자들이 매듭을 분류하는 기준은 ‘교차점’의 개수다. 교차점이 3개인 ‘세 잎 매듭’은 두 종류가 있는데 이 둘은 서로 거울에 비춘 모양을 하고 있지만 자르고 붙이는 과정을 거치지 않고는 다른 세 잎 매듭으로 바꿀 수 없기 때문에 서로 다른 종류의 매듭으로 분류한다. 19세기 말 영국 수학자 테이트와 리틀은 교차점 수가 10개 이하인 매듭들을 분류해 냈지만 교차점 수가 증가하면 할수록 매듭 종류는 늘어나고 계산도 복잡해진다. 최근 컴퓨팅 기술의 발달로 교차점이 16개 이하인 매듭은 170만 1936가지로 분류된다는 사실이 밝혀지기도 했다. 금세기 최고의 물리학자로 꼽히면서 필즈상까지 받은 미국 고등과학연구소의 에드워드 위튼 교수는 양자장론(quantum field theory)과 매듭이론을 효과적으로 결합시켜 우주를 이해하는 데 이용한다. 수학과 물리학 외에 생물학에서도 매듭이론은 중요하다. DNA처럼 분자량이 큰 물질들의 행태를 설명하는 데 도움을 주기 때문이다. DNA는 전체적으로 원 모양을 이루는데 자체 장력 때문에 원형을 유지하지 못하고 꼬여서 뭉치면서 이중나선 형태로 보인다. DNA를 복제할 때는 이중나선이 분리돼 한 가닥이 돼야 한다. DNA 복제 시 필요한 부분을 정확히 한 가닥으로 풀어 주고 복제가 끝나면 다시 이어 이중나선을 만들어 줘야 하는데 이런 역할을 하는 것이 효소다. 매듭이론은 효소가 어떻게 DNA의 특정 지점을 끊었다가 이어 주는지에 대한 해답을 주는 것이다. 선진국에 비해 늦기는 했지만 국내 연구자들도 매듭 연구 분야에 뛰어들어 가시적 성과를 내고 있다. 기초과학연구원(IBS) 기하학 수리물리연구단의 김선화, 안병희, 배영진 연구위원은 기존의 방법으로는 구별이 어려웠던 ‘르장드르 특이 매듭’을 구별할 수 있는 방법을 개발하는 데 성공해 주목받고 있다. 이번 연구 결과는 미개척 분야에 대한 성과를 인정받아 조만간 사교기하학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 심플렉틱 지오메트리’에 실릴 예정이다. 배영진 IBS 연구위원은 “수학적 대상에 대한 이해는 어떤 조건들을 만족하는 것들을 분류하는 데서 시작하는데 매듭의 분류는 공간을 이해하고 분류하는 데 중요한 단서를 제공한다”고 설명했다. 배 연구위원은 “이번 연구를 통해 르장드르 특이 매듭을 분류하는 데 새로운 연산 구조를 발견함으로써 장기적으로 매듭이론과 초끈이론의 발전을 가져다줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 건강을 위해 규칙적인 운동을 하는 이들이 점점 늘고 있다. 규칙적 운동은 신체 기능이 강화될 뿐만 아니라 심리적 안정감을 찾는 데도 많은 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 또 외부 자극에 대한 저항성을 높여 면역효과를 증강시키기도 한다. 운동이 노년층에게 찾아오는 치매를 막는 데도 효과적이라는 연구결과가 나왔다. 독일 괴테대 스포츠의학과, 신경방사선연구소, 베를린 샤리테의대 공동연구진은 약한 강도의 운동이라도 매일 꾸준히 하면 치매 발생 가능성을 현저히 낮출 수 있다는 연구결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’에서 발행하는 정신의학 분야 국제학술지 ‘중개 정신의학’ 21일자에 발표했다. 연구팀은 65~85세 남녀 독일인 60명을 대상으로 규칙적인 신체활동이 뇌의 신진대사에 미치는 영향을 분석했다. 연구팀은 이들에게 빠르게 걷기와 자전거 타기 같은 유산소 운동을 매일 30분씩 일주일에 3번, 12주 동안 하도록 했다. 자기공명단층촬영(MRI)과 자기공명분광법(MRS)이라는 기술로 운동 전과 후를 조사한 결과 운동을 한 노인들은 뇌에서 만들어지는 ‘콜린’이라는 물질을 적정 농도로 유지하는 것을 발견했다. 반면 같은 기간 동안 운동을 하지 않은 노인들의 뇌에서는 콜린의 수치가 급속히 증가한 것을 확인했다. 콜린은 뇌 신경세포가 파괴될 때 나오는 물질 중 하나다. 신체 운동을 하지 않을 경우 뇌신경세포가 파괴되는 경우가 많다는 것을 증명한 것이다. 실케 마투라 괴테대 알츠하이머연구소 박사는 “이번 연구는 분자 메커니즘 차원에서 유산소 운동이 고령층의 인지기능에 긍정적인 영향을 주는 것을 밝혀냈다는 데 의미가 있다”며 “고강도의 근력운동은 도리어 근육이나 뼈에 무리를 줄 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 건강을 위해 규칙적인 운동을 하는 이들이 점점 늘고 있다. 규칙적 운동은 신체 기능이 강화될 뿐만 아니라 심리적 안정감을 찾는 데도 많은 도움을 주는 것으로 알려져 있다. 또 외부 자극에 대한 저항성을 높여 면역효과를 증강시키기도 한다. 운동이 노년층에게 찾아오는 치매를 막는 데도 효과적이라는 연구결과가 나왔다. 독일 괴테대 스포츠의학과, 신경방사선연구소, 베를린 샤리테의대 공동연구진은 약한 강도의 운동이라도 매일 꾸준히 하면 치매 발생 가능성을 현저히 낮출 수 있다는 연구결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’에서 발행하는 정신의학 분야 국제학술지 ‘중개 정신의학’ 21일자에 발표했다. 연구팀은 65~85세 남녀 독일인 60명을 대상으로 규칙적인 신체활동이 뇌의 신진대사에 미치는 영향을 분석했다. 연구팀은 이들에게 빠르게 걷기와 자전거 타기 같은 유산소 운동을 매일 30분씩 일주일에 3번, 12주 동안 하도록 했다. 자기공명단층촬영(MRI)과 자기공명분광법(MRS)이라는 기술로 운동 전과 후를 조사한 결과 운동을 한 노인들은 뇌에서 만들어지는 ‘콜린’이라는 물질을 적정 농도로 유지하는 것을 발견했다. 반면 같은 기간 동안 운동을 하지 않은 노인들의 뇌에서는 콜린의 수치가 급속히 증가한 것을 확인했다. 콜린은 뇌 신경세포가 파괴될 때 나오는 물질 중 하나다. 신체 운동을 하지 않을 경우 뇌신경세포가 파괴되는 경우가 많다는 것을 증명한 것이다. 실케 마투라 괴테대 알츠하이머연구소 박사는 “이번 연구는 분자 메커니즘 차원에서 유산소 운동이 고령층의 인지기능에 긍정적인 영향을 주는 것을 밝혀냈다는 데 의미가 있다”며 “고강도의 근력운동은 도리어 근육이나 뼈에 무리를 줄 수 있는 만큼 약한 강도의 유산소 운동을 꾸준히 하는 것이 좋다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

의사와 수의사가 만나다/바버라 내터슨-호러위츠, 캐스린 바워스 지음/이순영 옮김/모멘토/488쪽/2만 2000원 공룡은 암을 앓았다. 말은 자해를 한다. 고릴라는 우울증에 걸린다. 골든 레트리버, 재규어, 캥거루, 흰고래는 유방암에 잘 걸린다. 도베르만은 강박 증상을 보이기 쉽다. 새와 물고기도 스트레스를 받으면 정신을 잃는다. 성병으로 죽은 코알라들도 있다.이렇게 나열하고 보니 사람들과 별반 다를 게 없어 보인다. 바꿔 말해 이러한 질병을 앓고 있는 동물들을 치료할 수 있다면 그 방법을 사람에게도 고스란히 적용할 수 있지 않을까. 인간과 동물의 구분 없이 종을 아우르는 의료 접근법, 인간의 병을 치료할 방법을 동물에게서 찾는 새로운 개념인 ‘주비퀴티’(ZOOBIQUITY)에 대한 책이 나왔다. 미국의 심장 전문의와 과학 저널리스트가 함께 지었다. 스트레스로 급성 심장질환을 앓고 있는 원숭이와의 만남이 이 책의 발단이 됐다. 저자들은 의사와 수의사가 협업한다면 인간을 괴롭히는 상당수의 질병들을 더 손쉽고 더 적절하게 치료할 수 있다고 말한다. 원래 의사는 동물과 사람 모두를 치료했다. 지금은 사회적 지위나 대우가 하늘과 땅 차이인 동물 의학과 인간 의학이 갈라진 것은 길게 봤자 200년 전이다. 이제 동물과 사람이 동시에 감염되고 서로에게 옮기는 질병이 등장하고 있는 상황이라 ‘주비퀴티’의 필요성은 나날이 커지는 분위기다. 국내에선 그리 낯선 개념은 아니다. 몇 년 전 ‘마의’라는 사극이 인기리에 방영된 적이 있다. 조선시대 후기 말을 고치는 수의사로 시작해 왕을 치료하는 어의 자리까지 올랐던 입지전적인 인물 백광현에 대한 이야기를 그렸다. 말을 비롯한 동물들을 진료하고 치료했던 임상 경험이 사람의 병을 고치는 데 큰 도움이 되었음은 물론이다. 이 책의 저자들이 이 드라마를 봤더라면 깜짝 놀라지 않았을까 하는 엉뚱한 상상을 해 본다. 홍지민 기자 icarus@seoul.co.kr

곤충보다 4배 빨라 손으로 못 잡아…유전자 변형 모기로 개체 감소 유도무더운 여름밤 ‘애~앵’ 소리를 내며 귓가를 맴도는 모기는 꿀잠을 방해하는 골칫거리다. 최근 몇 년간은 장마 기간 동안 강수량이 평년보다 적은 ‘마른 장마’여서 모기를 보기가 어려웠다. 가뭄으로 모기의 유충인 장구벌레가 자랄 수 있는 고인 물이 거의 없었기 때문이다. 그렇지만 올해는 중부지방을 중심으로 장마 전후에 많은 비가 내려 장구벌레가 살기 좋은 환경이 됐고, 방역 당국에서는 모기 구제에 비상이 걸렸다.일본뇌염, 말라리아뿐만 아니라 뎅기열, 황열병, 웨스트나일바이러스, 지카바이러스 등 치명적 감염병을 옮기는 모기는 인류의 건강을 위협해 온 오랜 적이다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 매년 7억명 이상의 사람이 모기에 의한 전염병에 걸리고 이 중 100만명이 사망에 이르고 있다.더군다나 최근에는 지구온난화 때문에 모기의 활동 반경이 점점 넓어지고 있는 분위기다. 이 때문에 감염병 전문가들은 “지구온난화가 지금과 같은 속도로 계속된다면 한국도 말라리아, 뎅기열, 지카바이러스같이 열대 지역에서나 볼 수 있는 모기 감염병이 토착화될 수 있다”고 우려를 표하고 있다. 모기가 사람의 피를 빨아 먹는 이유는 시각적으로 인식해서가 아니라 체열과 인간이 분비하는 각종 화학물질 때문이다. 일반적으로 사람은 피부를 통해 350여 가지 화합물을 배출하는 것으로 알려져 있는데 모기는 이 중에 호흡을 통해 배출되는 이산화탄소, 땀에 섞여 있는 1-옥텐-3-올, 락트산 같은 화합물에 특히 민감하게 반응한다. 모기는 머리에 있는 깃털처럼 생긴 더듬이와 턱쪽에 있는 짧은 더듬이에 후각신경세포가 붙어 있어 화학물질에 반응한다. 특히 턱쪽에 있는 더듬이는 30m나 떨어져 있는 사람의 호흡에서 나오는 이산화탄소도 감지한다. 또 하나의 궁금증. 귓가에 맴도는 모기를 잡으려고 손을 뻗지만 항상 실패하는 이유는 뭘까. 영국 런던 왕립수의대 연구팀은 모기가 비슷한 크기의 곤충보다 4배 빠른 날갯짓을 한다는 사실과 기존 곤충 비행 형태와는 다른 새로운 공기역학적 비행을 한다는 사실을 발견하고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 4월호 표지 논문으로 발표했다. 모기의 날개는 다른 곤충에 비해 길고 얇아 빠르게 비행하기 때문에 ‘앵’ 하는 소리에 손바닥을 날리면 이미 늦어 애꿎은 귀만 때리게 된다는 것이다. 이렇듯 밤잠을 방해하고 각종 질병의 매개체인 모기를 박멸하기 위해 인류는 다양한 방법을 고민해 왔다. 최근에는 유전자를 변형시키거나 박테리아에 감염시켜 생식 능력을 없앤 모기를 살포해 아예 개체수를 줄이는 방법이 주목받고 있다. 지난해 11월 8일 도널드 트럼프와 힐러리 클린턴의 대결로 관심이 집중됐던 미국 대통령 투표 당시 플로리다주 키헤이븐과 먼로카운티에서는 지역 유권자들을 대상으로 ‘GM 모기 살포’에 대한 찬반 여부를 묻는 투표를 진행했다. 영국의 생명공학기업 옥시텍이 개발한 GM 모기를 올 상반기 플로리다 일대에 살포하기 위한 투표였는데 반수 이상의 유권자가 찬성해 야생 살포가 결정됐다. 또 구글의 생명과학 부분인 베릴리사 역시 모기의 생식 능력을 제거하는 박테리아에 수컷 모기를 감염시켜 미국 캘리포니아 프레즈노 일대에 살포할 계획을 최근 발표하기도 했다. GM 모기나 박테리아 감염 수컷 모기는 생식기능 일부가 사라졌기 때문에 야생에 풀어 놓으면 암컷 모기와 짝짓기를 해 알을 낳지만 이 알들은 성체로 성장하지 못하고 도중에 죽게 된다. 이런 과정이 세대를 거쳐 반복되면 전체 모기 개체수가 감소해 모기로 인한 감염병도 자연히 사라지게 된다는 것이다. 그렇지만 환경단체들은 생물학적으로 조작된 모기들이 야생 모기와 짝짓기를 해도 애벌레의 4% 정도는 죽지 않고 성체가 되며 이런 모기들은 도리어 저항성을 갖기 때문에 질병을 더욱 확산시킬 수 있다고 반박한다. 모기와 인류는 공존할 수밖에 없다는 지적이기도 하다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영어로 ‘플래닛 나인’(Planet Nine)이라 하는 제9행성은 행성 반열에서 탈락하기 전 명왕성을 가리키는 말이었고, 그전에는 제10행성이라 일컬어졌다. 1930년 제9행성 명왕성을 발견한 미국의 클라이드 톰보는 그후로도 로웰 천문대에서 제10행성을 찾는 데 열정을 쏟았다. 천왕성이나 해왕성의 이상 움직임으로 보아 제10행성도 반드시 존재할 거라는 믿음이 퍼져 있었기 때문이다. 그러나 그 이상 정도가 워낙 미미하여 해왕성 경우처럼 계산서를 뽑기는 불가능했다. 그래서 톰보는 몸으로 떼우는 방법을 취했는데, 무려 17년 동안 온 하늘의 70% 이상을 촬영하여 일일이 대조하는 대장정에 올랐던 것이다. 웬만한 끈기로는 엄두도 못 낼 일이었다. 오직 톰보만이 할 수 있었던 일이다. 그러나 끈기의 결과는 허무했다. 16등성보다 밝은 미지의 행성을 결국 발견하지 못했던 것이다. 여담이지만, 이 톰보는 류현진이 뛰고 있는 LA 다저스의 에이스 투수 클레이턴 커쇼의 외할아버지다. 그후로도 제10행성을 찾으려는 노력이 몇몇 사람들에 의해 계속되었지만, 성공하지는 못했고, 명왕성이 행성에서 탈락하는 바람에 명칭만 제9행성 찾기로 바뀌었을 뿐이다. 명왕성이 행성 지위를 잃은 이후 제9행성의 존재 가능성을 처음으로 제기한 건 2014년 채드윅 트루히요 미국 노던애리조나대 교수와 스콧 셰퍼드 미국 카네기과학연구소 연구원이다. 태양에서 200AU 떨어진 거리에 주변 소천체를 중력으로 끌어당기는 미지의 ‘행성 9’가 존재하는 것으로 추정된다고 과학저널 ‘네이처’에 발표했다. 이는 태양에서 명왕성까지의 거리보다도 5배 먼 거리다. 트루히요 교수는 “카이퍼 띠 소천체들의 움직임이 일반적이지 않았는데, 이를 해왕성의 영향으로 보기엔 해왕성과 소천체들 사이의 거리가 너무 멀다”고 설명하면서 카이퍼 띠를 이루는 소천체들이 행성 9의 파편일 수도 있다고 주장했다. 2016년 초에도 행성 9의 존재에 대한 증거를 찾았다는 새로운 주장이 제기되었다. 주인공은 미국 캘리포니아 공과대학(칼텍) 마이클 브라운과 콘스탄틴 배티진 교수로, ‘천문학 저널’에 명왕성 너머에 행성 9가 존재한다는 증거를 찾아냈다고 발표했다. 이 가설은 해왕성 바깥 천체(TNOs)가 보여주는 비정상적인 공전궤도 형태를 설명하기 위해 제기되었는데, 이에 따르면, 행성 9의 공전궤도는 타원형이며 그 주기는 1만 5000년이다. 태양으로부터의 평균 거리는 약 700AU로 태양-해왕성 거리의 20배에 이른다. 그러나 궤도가 크게 찌그러져 있기 때문에 태양에 가장 가까이 접근할 때는 200AU, 가장 멀 때는 1200AU까지 물러나며, 궤도경사각은 30도로 추정했다. 또한 이 행성의 질량은 지구의 10배, 반지름은 2~4배로 예측했다. 마이클 브라운은 제9행성이 천왕성 및 해왕성과 비슷한 얼음 가스행성일 것으로 추정했지만, 과연 이런 거대 행성이 발견될는지는 미지수다. 다만 2014년 유사한 연구에서는 2만 6000 천문단위 이내에 목성급(지구 질량의 318배) 행성은 없다는 결과가 나왔다. 2017년 6월에는 코리 섕크먼 캐나다 빅토리아대 교수팀이 카이퍼 띠 소천체 4개를 정밀 분석했지만 미지의 행성으로부터 영향을 받은 흔적은 찾지 못했다는 논문을 발표했다. 천체망원경으로 해왕성 너머의 우주 영역을 관측하는 ‘태양계 외곽 기원 조사(OSSOS)’를 수행한 결과, 그 같은 결론에 도달했다고 밝혔다. 만약 제9행성이 발견된다면 언론에서 쓰이는 행성 9(Planet Nine)라는 이름을 떼어내고 로마 신화에 나오는 신들의 이름 중 하나를 받게 될 것이다. 국제천문연맹은 최초 발견자가 제시한 이름에 우선권을 부여하여 이를 검토한 뒤 정식명칭으로서 공식 발표하게 된다. 제9행성은 과연 존재할까? 그것은 아무도 모른다. 우주에는 우리 상상을 뛰어넘는 일들이 너무나 많으므로 어느 날 문득 제9행성이 우리 앞에 장엄한 모습을 드러낼지도 모를 일이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

집안에 쌓이는 먼지들이 체내 비만세포의 성장과 분열을 촉진해 비만을 유발할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 듀크대학 연구진은 노스캐롤라이나에서 무작위로 선정한 11곳의 집 내부에서 먼지 샘플을 채취한 뒤 이를 정밀 분석했다. 그 결과 일부 먼지는 호흡기뿐만 아니라 피부로 흡수되기도 했으며, 이러한 먼지는 내분비계에 교란을 유발하는 환경호르몬(EDC)이 포함돼 있는 것을 확인했다. 11곳에서 추출한 먼지 샘플에서는 환경호르몬을 포함한 총 44종의 오염물질이 검출됐으며, 연구진은 이를 실험용 쥐에서 추출한 전구지방세포인 3T3-L1에 노출시켰다. 전구지방세포는 지방분해효소의 활성을 억제하고 새로운 지방세포를 만드는 줄기세포다. 전구지방세포가 지방세포로 분화하면서 지방이 많아지면 비만으로 이어지는 것으로 알려져 있다. 실험 결과 먼지에서 추출된 오염물질들이 3T3-L1 세포를 성숙한 지방세포로 분화시키거나 중성지방을 더 많이 쌓이게 한다는 사실이 확인됐다. 뿐만 아니라 전구지방세포의 분열을 자극해 더 많은 전구지방세포를 만들어 내기도 했다. 즉 먼지가 포함하고 있는 오염물질이 체내 지방을 만들어 내거나 지방이 분해되지 않고 더 많이 쌓이는데 영향을 미친다는 것. 특히 이번에 검출된 먼지 속 환경호르몬 중에서도 플라스틱 용기에 주로 사용되는 비스페놀-A, 플라스틱 제품을 부드럽게 또는 의도한 형태로 만드는데 사용되는 디부틸프탈레이트(DBP) 등이 전구지방세포의 분열이나 지방세포를 성숙하게 만드는데 가장 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 연구진은 “어린이는 먼지 노출로 인한 호르몬 변화에 더 민감하다”면서 “3㎍의 적은 양의 먼지라 해도 신진대사에 악영향을 미칠 수 있다”고 경고했다. 이번 연구결과는 미국화학협회가 발행하는 국제학술지인 ‘과학환경과 기술’ 저널 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

미국 수학자 스티브 스메일은 1998년 ‘수학 인텔리전서’라는 학술지에 논문을 기고했는데, ‘리오의 해변에서 말편자를 찾다’라는 특이한 제목을 붙였다. 코파카바나 해변에서의 추억을 다룬 듯이 보이는 이 글은 사실 혼돈 이론을 설명하는 수학 논문이었다. 수학 논문에 어울리지 않은 이 범상치 않은 제목은 뭘까. ‘푸앵카레의 추측’은 20세기를 통틀어 수학자들을 좌절시키던 난제 중의 난제였다. 위상수학 분야의 문제인데 쉽게 표현한다면 ‘내 근처의 사실을 관찰해 전 우주적 성질을 유추할 수 있는가’ 정도 된다. 난공불락이던 이 문제를 5차원 이상에서 해결해 1966년에 필즈상을 받은 사람이 스메일이다. 그 뒤에 4차원의 경우를 해결한 프리드먼과 최종적으로 3차원의 경우를 해결한 그리고리 페렐만에게 필즈상이 수여됐다. 수상을 거부한 페렐만까지 포함해 하나의 문제로 3개의 필즈상이 나온 것이니 이 문제에 대한 관심이 얼마나 대단했었겠는가. 이 난제의 돌파구를 처음 찾은 스메일은 올해 87세의 고령인데도 여전히 강연과 연구를 한다. 하지만 그는 어린 시절부터 영특함을 드러냈던 천재가 아니었다. 공부를 잘하는 편에 속해 미시간대학에 입학했지만, 대학 성적이 신통치 않아 오히려 주위에 걱정을 끼쳤다. 미국 대학원에서는 성적만을 보지 않고 미래의 가능성에 대한 투자의 의미로 소수의 대학원생을 뽑아 기회를 주는 경우가 있는데, 스메일은 운 좋게도 이런 경우로 대학원에 진학했다. 하지만 ‘역시나’ 무리였던 걸까. 대학원에서 낙제점을 받다가 수학과 학과장에게 불려가 퇴학 경고까지 받고 나서야 마음을 가다듬고 심각하게 공부하기 시작했다. 우여곡절 끝에 겨우 박사 학위를 받은 스메일은 포스트닥 연구원이 됐다. 반전은 이때 일어났다. 당시 괴물과도 같던 푸앵카레 추측 문제를 5차원 이상에서 완벽히 해결하는 기념비적 논문을 내어 수학계를 충격에 빠트린 것이다. 스메일은 당시 프린스턴 고등연구소에서 친해진 브라질 수학자의 초청으로 리우에서 지내면서 이 연구의 주요 부분을 진행했다. 그래서 자신의 주요 연구 업적은 리우의 해변에서 이루어졌다고 말하곤 했는데, 이 때문에 나중에 큰 문제에 직면하게 된다. 미국민의 세금으로 조성된 미국 연구재단의 연구비로 놀러 다녔다는 비난을 받게 된 것이다. 1968년 당시 미국 존슨 대통령의 과학보좌관이던 도널드 호닉은 ‘사이언스’ 저널에 기고한 글에서 ‘리우의 해변에서 수학한답시고 국민 세금을?’이라고 맹공을 퍼부었다. 하지만 그렇게 이루어진 연구로 세기의 난제를 풀었고 필즈상을 받았다. 전공 분야인 위상수학에서 최고의 명성을 쌓더니 관심을 바꾸어 동역학계로, 그리고 계산이론으로 연구 분야를 종횡무진 넘나들며 20세기 최고 수학자의 반열에 올랐으니 어쩌랴. 그가 해변에서 가장 연구 생산성이 높았다고 말한 건 과장이 아니었던 것이다. 말편자 함수(horseshoe function)는 스메일이 혼돈 이론을 발전시키면서 개발한 주요 수학 개념이다. 호닉이 그를 비난하기 위해 사용했던 표현을 그대로 가져다 쓰면서 혼돈 이론의 주요 개념이 바로 그 리우 해변에서 탄생했음을 말하는 과정에서 이 범상치 않은 제목이 탄생한 것이다. 연구자의 자율성은 통상 연구 주제 선정의 자율성을 말하는 것으로 해석된다. 하지만 스메일의 경우를 보면 연구 방식의 자율성은 훨씬 더 어려운 문제인지도 모르겠다.

세계적인 과학저널 ‘네이처’는 2012년 6월 5일자에 “한국이 창조론자의 요구에 항복했다”고 대서특필했다.한국 기독교 단체인 ‘교과서진화론개정추진회’(교진추)가 진화론의 대표적 근거인 시조새와 말의 진화 같은 부분을 고등학교 과학 교과서에서 삭제하라는 청원서를 제출했다. 이에 과학자들이 진화론과 관련한 가이드라인을 발표하고 교육과학기술부도 이를 수용함으로써 일단락됐다. 5년이 지난 지난주 유영민 미래창조과학부 장관 후보자가 ‘진화론’에 대한 국회의원의 질문에 “진화론에 대해서는 여러 가지 의견이 있기 때문에 장관 후보자로서 그 부분을 밝히기 적절하지 않다”고 답변했다가 뒤늦게 말을 바꾸는 해프닝이 있었다. 유 장관은 “종교적 신념을 묻는 질문으로 착각했다”며 진화에 나섰다.창조론이나 지적설계론, 창조과학 모두 한 뿌리로 이들은 과학의 발전 과정에서 나타나는 내부 논쟁을 ‘아전인수’식으로 자기들의 주장을 관철하는 데 이용하고 있다는 것이 과학자들의 지적이다. 진화학자들은 “진화론에서 진행되는 다양한 논쟁은 진화론을 전제로 하고 이를 강화하는 차원에서 이뤄지고 있다”며 “진화론 내부에서 논의되는 것들을 마치 진화론에 문제가 있다는 식으로 해석해 공격하는 것은 과학이 뭔지를 모르는 것”이라고 지적했다. 과학의 시대에 사이비 과학이나 가짜 과학이 불신을 조장하며 공격하는 것은 보기 드문 일이 아니다.미국은 대통령이 앞장서서 과학에 대한 불신을 조장하고 있다. 도널드 트럼프 미 대통령은 잘못된 연구로 판명나 철회된 논문을 바탕으로 백신이 아이들의 정신건강에 심각한 영향을 미칠 수 있다는 주장을 믿고 있다. 실제로 백신안전위원장에 백신 회의론자를 앉히는 등 백신 반대운동에 앞장서는 분위기다. 여기에 지구온난화 역시 미국의 산업적 기반을 무너뜨리기 위한 중국의 음모이며 과학자들의 일방적 주장일 뿐이라며 얼마 전에는 파리기후변화협약에서 탈퇴하기도 했다. 미국 로욜라대 물리학과 그레고리 데리 교수는 과학과 사이비 과학, 비과학은 증거와 개연성 여부, 변화의 방식에서 차이를 보인다고 설명했다. 과학은 새로운 관찰과 해석을 토대로 세계와 과거에 대한 지식을 끊임없이 개선하고 다듬는다는 점에서 누적과 진보의 성격을 가진다. 즉 실험과 확증, 반증을 통한 지식의 누적을 통해 변해 간다. 그렇지만 사이비 과학은 변화의 동력이 개인이나 특정 단체의 정치적, 이념적, 종교적 이유 때문에 급작스럽게 나타난다. 과거를 토대로 지식의 축적을 허용하는 목표를 갖고 있지 않기 때문에 다른 패러다임과는 공존할 수 없으며 해당 분야 내부에서 논쟁도 거의 찾아보기 어렵다는 것이다. 과학잡지 ‘스켑틱’의 편집자인 마이클 셔머 박사도 “사이비 과학이 판을 치는 이유는 바로 지금이 과학의 시대이기 때문”이라며 “사이비 과학자들은 자기들의 주장이 최소한 과학의 겉모습이라도 띠어야 한다는 것을 알고 있기 때문에 과학이 아닌 영역의 것에도 과학이라는 단어를 사용해 사람들을 혼란에 빠뜨리고 있다”고 지적했다. 한편 과학의 최종 결과물만 중요하게 생각하고 지식 생산과정을 무시하는 사회에서는 반과학, 사이비 과학이 유행하기 쉽다는 지적도 있다. 한국의 경우 1970~1980년대 초고속 성장을 하면서 과학기술이 문화로 자리잡은 것이 아니라 단순히 경제발전을 위한 하나의 수단으로 받아들여졌기 때문에 사이비 과학이 유행하기 좋은 환경이 됐다는 것이다. 실제로 한 과학사학자는 “창조과학을 신봉하는 사람들 중에도 과학자가 많은 이유는 이들이 최종적 결과와 합리적 답을 찾는 것에만 익숙하다 보니 진화의 지난한 과정과 우연을 인정하지 못하기 때문”이라고 설명하기도 했다. 이덕환 서강대 화학과 교수(과학커뮤니케이션)도 “현대 과학에서 검증을 위한 치열한 논란과 논쟁은 일상적인 것이며 과학 발전의 원동력”이라면서 “논쟁과 논란을 구실로 현대 과학을 부정하려는 비과학적 주장과 시도들은 결코 과학 발전에 도움이 되지 않으며 바람직하지 않다”고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미항공우주국(NASA)의 케플러 우주 망원경과 지상의 대형 망원경의 활약으로 현재까지 인류는 수천 개의 외계 행성을 찾아내는 데 성공했다. 물론 지금까지 찾아낸 외계 행성은 우리 은하계에 존재할 수천 억 개 이상의 외계 행성 중 극히 일부에 불과하지만, 이것만으로도 과학자들은 이전에 알지 못했던 새로운 사실을 대거 발견했다. 예를 들어 우주에는 지구보다 좀 더 크지만, 암석으로 된 행성인 슈퍼지구나 목성보다 더 크지만, 수성보다 더 안쪽 궤도를 공전하는 뜨거운 목성이 다수 존재했다. 그리고 최근 연구 데이터 분석을 통해서 과학자들은 미니 해왕성이라는 또 다른 부류의 행성이 존재한다는 사실을 발견했다. 캘리포니아 공대 연구팀이 천문학 저널(The Astronomical Journal)에 발표한 내용에 따르면 외계 행성들은 무작위로 분포하는 것이 아니라 생물학에서 파충류와 포유류를 나눌 수 있듯이 몇 개의 그룹으로 나눌 수 있었다. 특히 슈퍼지구와 미니 해왕성은 서로 특징을 공유하는 것이 아니라 분명한 차이를 보였다. 슈퍼지구는 지구 지름의 1.75배 이하의 크기를 가진 지구보다 큰 암석 행성이며, 미니 해왕성은 지구 지름의 2배에서 3.5배 사이의 행성으로 표면에 수소와 헬륨으로 된 가스를 지닌 미니 가스 행성이다. 이들은 해왕성이나 천왕성 같은 행성이지만, 가스가 적은 형태의 행성으로 추정된다. 흥미로운 사실은 슈퍼지구 크기의 가스 행성이나 미니 해왕성 크기의 슈퍼지구는 찾기 힘들다는 것이다. 동시에 해왕성보다 크고 목성보다 작은 가스 행성 역시 그 수가 적었다. 그 이유는 잘 모르지만, 과학자들은 이것이 우연이 아니라 그렇게 될 수밖에 없는 원인이 있다고 생각하고 있다. 가능성 있는 가설 가운데 하나는 행성이 생성될 때 일정 크기 이하 행성은 초기에 획득한 수소와 헬륨 가스를 모두 잃어버린다는 것이다. 별의 온도가 높지 않은 초기에는 가스를 보존할 수 있지만, 별의 온도가 높아지면 열과 항성풍에 의해 작은 행성의 수소 및 헬륨 가스는 모두 날아가게 된다. 어쩌면 그 크기의 기준이 지구 지름의 1.75~2배 수준일 수 있다. (위 개념도 참조) 다른 설명으로는 일부 슈퍼지구가 어떤 이유로든 약간의 헬륨과 수소 가스를 얻어 부피를 크게 부풀렸다는 것이다. 이 경우 질량으로는 전체의 1% 수준의 헬륨과 수소도 기체이기 때문에 행성의 부피를 많이 증가시킬 수 있다. 물론 현재까지 발견한 외계 행성은 전체 외계 행성 가운데 극히 일부에 불과해 목성보다 작은 행성을 간단히 두 가지 형태로 분류하는 것은 오류의 가능성이 있다. 따라서 앞으로 발사될 차세대 행성 탐사 망원경과 차세대 고성능 망원경을 이용해서 더 많은 외계 행성을 찾고 분석할 필요가 있다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com