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  • 네이처가 선정한 올해의 10대 인물, 이런 사람들이…

    네이처가 선정한 올해의 10대 인물, 이런 사람들이…

    가장 정교한 시계 제작자, 달의 수호자, 과학 사기 폭로자, 바이러스 사냥꾼, 기후 기사단…. 과학 저널 ‘네이처’는 ‘올해 과학계를 빛낸 10명’을 선정해 10일 발표했다. 네이처가 선정한 10대 인물은 과학적 성과를 올려 주목받은 인물 이외에도 글로벌 과학 이슈에 영향을 미친 사람들까지 포함됐다. 콩고민주공화국 국립 생의학 연구소 소속 역학자인 ‘바이러스 사냥꾼’ 플라시데 음발라 박사는 콩고에서 치명적인 천연두가 발생하고, 이 바이러스가 국경을 넘어 확산할 수 있다는 것을 정확히 예측하고, 치명적 감염병의 확산을 막기 위해 국제적 차원에서 신속한 대응이 필요하다고 촉구함으로써 공중 보건에 중요한 역할을 해 올해의 인물로 꼽혔다. 가짜 논문으로 과학 데이터베이스를 오염시키는 표절자와 논문 공장 등을 폭로해 과학 출판 분야의 부정행위를 근절하는 운동에 앞장서고 있는 독일 베를린 자유대 동유럽연구소 안나 아발키나 연구원도 올해의 10대 인물로 꼽혔다. 아발키나 연구원은 이런 활동 때문에 러시아 정부의 감시 대상에 오르기도 했다. 중국 칭화대 의대 및 상하이 해군 의과대 소속 후지 쉬 교수는 건강한 사람의 면역세포를 유전자 가위 기술을 이용해 편집한 뒤 환자에게 주입해 자가면역 질환을 치료하는 데 성공해 올해의 인물로 선정됐다. 쉬 교수가 만든 기술은 자가면역질환은 물론 암 치료에도 도움을 줄 것으로 기대되고 있다. 독일 국립 측정 표준연구소의 물리학자 에케하르트 페이크 박사는 토륨 229 원소의 핵 진동이 기반하는 일명 ‘원자핵 시계’의 아이디어를 제시해 주목받았다. 2001년 페이크 박사는 현재 원자시계보다 더 정밀한 원자핵 시계 개념을 제시했다. 핵시계를 만들려는 시도는 있었지만, 번번이 실패했다. 그러다, 지난 11월 미국 콜로라도주립대 연구팀이 이론으로만 가능했던 방사성 토륨 원자를 이용한 초정밀 핵시계를 만드는 데 성공하면서 페이크 박사는 과학계의 주목을 받았다. 중국 항천국 소속 지질학자 리 춘라이 박사는 달과 화성 토양 분석 전문가로 중국의 달 탐사선 창어 6호가 인류 최초로 수집해 지난 6월 지구로 귀환한 달 뒷면 토양 표본을 처음 분석한 연구자로 올해의 인물로 꼽혔다. 구글 딥마인드의 레미 람 연구원은 기존 기후 모델링보다 더 빠르고 정확하게 날씨를 예측할 수 있는 인공지능을 개발한 점에 대해, 웬디 프리드먼 미국 시카고대 교수는 지난 4월 제임스웹 우주망원경(JWST) 관측 데이터로 새로운 허블 상숫값을 계산해 우주 팽창 속도에 대한 오랜 질문을 해결할 수 있을 것으로 기대되면서 올해 10대 인물로 꼽혔다. 한편, 21년 만에 대학원생과 박사후과정 연구원에 대한 최대 규모의 투자를 끌어낸 캐나다 토론토대 박사과정 연구원이자 ‘우리 과학을 지원하자’라는 조직을 이끄는 케이틀린 카라스, 64세 이상 스위스 여성 2000명이 정부를 상대로 소송을 해 기후 변화에 대해 조처하지 않은 것은 명백한 인권 침해라는 판결을 끌어낸 코르델리아 베어 변호사, 학생 주도 혁명 이후 방글라데시 임시 정부 수반이 된 노벨평화상 수상자 무함마드 유누스도 네이처가 선정한 10대 인물에 포함됐다.
  • 새처럼 날고, 쥐가오리처럼 수영… 로봇, 자연을 배우다

    새처럼 날고, 쥐가오리처럼 수영… 로봇, 자연을 배우다

    ‘자연은 최고의 스승’이란 레오나르도 다빈치의 말처럼 현재 과학기술의 성과는 자연을 모사한 것들이 상당히 많다. 오랜 진화를 통해 최적화한 많은 동식물은 과학자들에게 다양한 아이디어를 제공할 수 있기 때문이다. 스위스 로잔 연방공과대(EPFL) 지능형 시스템 연구실, 생체로보틱스 연구실, 미국 캘리포니아 어바인대 신경공학 연구실 공동 연구팀은 새에서 영감을 받은 다리를 부착한 비행 로봇 ‘레이븐’(RAVEN)을 개발했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 12월 5일 자에 실렸다. 새의 다리는 걷기, 뛰기, 점프, 비행을 위한 도움닫기 등 다양하게 기능한다. 비행 로봇에 새의 이런 기능을 적용하려는 시도는 많지만, 여러 이동 형태를 가진 시스템을 실제로 구현하는 것은 쉽지 않다. 게다가 새와 똑같은 다기능성 비행 로봇을 만들면 시스템이 복잡해지거나 무거워져 비행할 수 없다는 문제 때문에 성공한 경우는 거의 없었다. 이에 연구팀은 새의 다리처럼 움직일 수 있는 구조를 갖고 있으며 엉덩이, 발목, 발의 형태도 새를 그대로 흉내 낸 로봇을 개발하는 데 성공했다. ‘다중 환경을 위한 새에서 영감을 받은 로봇 차량’이라는 뜻의 약자로 이름 붙여진 비행 로봇은 새들처럼 이륙을 위해 도약하는 것은 물론 지면을 걷고 장애물을 뛰어넘을 수도 있다. 연구팀에 따르면 이륙을 위한 도약은 초기 이륙 속도에 크게 기여하고 점프 없이 이륙하는 것보다 에너지 효율이 더 높은 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 다리오 플로리아노 EPFL 교수는 “이번 기술을 활용한다면 복잡한 지형에서 이륙할 수 있는 항공기를 만들 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 그런가 하면 미국 노스캐롤라이나 주립대 기계·항공공학부 연구팀은 쥐가오리에서 영감을 얻어 물속에서 로봇의 움직임을 제어하는 능력을 높이는 등 빠르게 수영하는 소프트 로봇을 개발하는 데 성공했다. 그 결과가 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 12월 5일 자에 실렸다. 보통 로봇의 이동 속도를 측정하려면 1초당 움직인 몸의 길이를 의미하는 ‘BL/s’ 단위를 사용한다. 이 단위는 로봇은 물론 동물, 자동차 주행 능력을 파악할 때 주로 쓰인다. 연구팀은 2년 전 3.74BL/s를 낼 수 있는 수중 로봇을 개발했다. 당시는 수면 위에서만 헤엄칠 수 있었으나 이번에 개발한 로봇은 쥐가오리 모양의 지느러미를 갖고, 수중과 표면에서 모두 헤엄칠 수 있으며 초당 6.8BL/s를 낸다. 쥐가오리는 헤엄칠 때 환경에 따라 헤엄치는 동작을 변경해 빠르게 이동하는데, 이번에 개발한 로봇 역시 유체 역학을 이용해 쥐가오리와 비슷한 형태의 지느러미를 달고 수면을 따라 헤엄칠지, 잠수해 움직일지, 파도를 타면서 자세를 유지할 것인지 빠르게 판단해 움직인다고 연구팀은 설명했다. 지에 인 교수는 “진짜 쥐가오리처럼 최대한 단순한 움직임 속에서 복잡한 수중 환경을 탐색하고 이동할 수 있도록 만드는 것이 궁극적 목표”라고 말했다.
  • 세계 최초 ‘달 뒷면 토양’ 연구···성분 분석해보니

    세계 최초 ‘달 뒷면 토양’ 연구···성분 분석해보니

    달은 지구의 중력에 잠긴 상태로 고정되어 항상 한쪽 면만 지구를 향하고 있다. 우리는 ‘옥토끼’가 있는 쪽을 달의 앞면, 그 반대쪽을 달의 뒷면이라 부른다. 달 뒷면은 분화구가 많아 착륙 위험도 높은 탓에 그동안 달 착륙은 대부분 앞면에서 이뤄졌다. 지금까지 뒷면에 닿은 탐사선은 중국이 보낸 창어 4호와 6호뿐이다. 지난 6월 창어 6호가 세계 최초로 달 뒷면에서 토양을 채취해 지구에 돌아오면서 과학계의 관심이 쏠렸다. 그간 10여 차례 가져온 달 토양은 앞면에 있던 것이었고 이중 미국과 옛 소련이 가져온 샘플은 30억년 전 것이었다. 창어 6호가 달 뒷면 시료 1.9㎏가량 싣고 오면서 과학계는 45억년 전 생성된 달 탄생의 신비와 앞뒷면의 차이도 밝혀낼 수 있을 것으로 기대했다. ​중국과학원 광저우 지구화학 연구소의 제시안 추이와 동료들은 달의 뒷면에서 채취한 암석 샘플을 분석한 결과를 ​11월 15일 ‘사이언스’ 저널에 발표했다. ​연구팀은 샘플의 동위원소와 화학적 구성을 분석해 연대와 출처를 알아냈다. 동위원소는 원자핵에 양성자 수는 같지만 중성자 수는 다른 원자다. 중성자 수는 방사성 붕괴 중 시간이 지나면서 변하므로 동위원소 비율 비교는 연대를 측정하기 좋다. 이 연구에서는 굳어진 용암인 현무암 암석은 28억년 된 것으로 밝혀졌다. 이전 연구에서는 적어도 20억년 전까지 달의 가까운 쪽에서 화산활동을 발견했으며, 새로운 연대는 달의 뒷면에서도 화산활동이 있었다는 걸 보여준다. ​2020년 달의 앞면에 착륙한 창어 5호 탐사선의 샘플에 대한 또 다른 최근 연구에서는 불과 1억 2000만년 전에 달에서 화산이 폭발했을 수 있다는 가능성도 확인됐다. ​연구원들은 또한 현무암을 만든 용암에 포함된 칼륨, 희토류 원소 및 인이 달의 얕은 맨틀에서 나왔다는 사실을 발견했다. 이러한 원소는 달의 앞면 용암에 널리 퍼져 있다. ​연구진은 이 당혹스러운 불균형이 달의 남극 에이트켄 분지를 만든 충돌 분화구 때문일 수 있다고 본다. 달 전체에 울려 퍼질 만큼 큰 충돌은 이러한 원소를 함유한 암석을 재분배했을 수 있으며, 충돌 지점 바로 아래의 맨틀을 녹여 이러한 원소를 고갈시켰을 수 있다. ​원소 불균형은 달의 앞뒤 면이 가진 또 다른 이상한 차이점을 설명할 수 있다. 달 바다 현무암이라고 불리는 거대한 용암류는 달 앞면은 30%를 덮지만 뒷면은 겨우 2%만 덮었을 뿐이다. 연구진은 칼륨과 우라늄과 같이 달 뒷면의 일부 누락된 원소는 방사성이 있으며 붕괴하면서 열을 방출한다고 말한다. 달의 뒷면 아래 맨틀에 이런 물질이 없다는 사실이 녹은 현무암이 없는 이유를 설명할 수 있다.
  • 달 뒷면에서 캐온 흙이 품은 놀라운 비밀 [아하! 우주]

    달 뒷면에서 캐온 흙이 품은 놀라운 비밀 [아하! 우주]

    달은 지구의 중력에 잠긴 상태로 고정되어 항상 한쪽 면만 지구를 향하고 있다. 우리는 ‘옥토끼’가 있는 쪽을 달의 앞면, 그 반대쪽을 달의 뒷면이라 부른다. 달 뒷면은 분화구가 많아 착륙 위험도 높은 탓에 그동안 달 착륙은 대부분 앞면에서 이뤄졌다. 지금까지 뒷면에 닿은 탐사선은 중국이 보낸 창어 4호와 6호뿐이다. 지난 6월 창어 6호가 세계 최초로 달 뒷면에서 토양을 채취해 지구에 돌아오면서 과학계의 관심이 쏠렸다. 그간 10여 차례 가져온 달 토양은 앞면에 있던 것이었고 이중 미국과 옛 소련이 가져온 샘플은 30억년 전 것이었다. 창어 6호가 달 뒷면 시료 1.9㎏가량 싣고 오면서 과학계는 45억년 전 생성된 달 탄생의 신비와 앞뒷면의 차이도 밝혀낼 수 있을 것으로 기대했다. ​중국과학원 광저우 지구화학 연구소의 제시안 추이와 동료들은 달의 뒷면에서 채취한 암석 샘플을 분석한 결과를 ​11월 15일 ‘사이언스’ 저널에 발표했다. ​연구팀은 샘플의 동위원소와 화학적 구성을 분석해 연대와 출처를 알아냈다. 동위원소는 원자핵에 양성자 수는 같지만 중성자 수는 다른 원자다. 중성자 수는 방사성 붕괴 중 시간이 지나면서 변하므로 동위원소 비율 비교는 연대를 측정하기 좋다. 이 연구에서는 굳어진 용암인 현무암 암석은 28억년 된 것으로 밝혀졌다. 이전 연구에서는 적어도 20억년 전까지 달의 가까운 쪽에서 화산활동을 발견했으며, 새로운 연대는 달의 뒷면에서도 화산활동이 있었다는 걸 보여준다. ​2020년 달의 앞면에 착륙한 창어 5호 탐사선의 샘플에 대한 또 다른 최근 연구에서는 불과 1억 2000만년 전에 달에서 화산이 폭발했을 수 있다는 가능성도 확인됐다. ​연구원들은 또한 현무암을 만든 용암에 포함된 칼륨, 희토류 원소 및 인이 달의 얕은 맨틀에서 나왔다는 사실을 발견했다. 이러한 원소는 달의 앞면 용암에 널리 퍼져 있다. ​연구진은 이 당혹스러운 불균형이 달의 남극 에이트켄 분지를 만든 충돌 분화구 때문일 수 있다고 본다. 달 전체에 울려 퍼질 만큼 큰 충돌은 이러한 원소를 함유한 암석을 재분배했을 수 있으며, 충돌 지점 바로 아래의 맨틀을 녹여 이러한 원소를 고갈시켰을 수 있다. ​원소 불균형은 달의 앞뒤 면이 가진 또 다른 이상한 차이점을 설명할 수 있다. 달 바다 현무암이라고 불리는 거대한 용암류는 달 앞면은 30%를 덮지만 뒷면은 겨우 2%만 덮었을 뿐이다. 연구진은 칼륨과 우라늄과 같이 달 뒷면의 일부 누락된 원소는 방사성이 있으며 붕괴하면서 열을 방출한다고 말한다. 달의 뒷면 아래 맨틀에 이런 물질이 없다는 사실이 녹은 현무암이 없는 이유를 설명할 수 있다.
  • 범고래가 상어 간만 쏙 빼먹는 이유는

    범고래가 상어 간만 쏙 빼먹는 이유는

    전세계 바다를 지배하는 최상위 포식자 범고래의 힘과 기술을 보여주는 사례가 공개됐다. 최근 멕시코 국립과학기술교육원 등 국제공동연구팀은 세계에서 가장 큰 어류인 고래상어를 사냥하기 위해 범고래들이 독특한 사냥기술을 개발했다는 연구결과를 과학저널 ‘해양과학 프런티어스’(Frontiers in Marine Science) 최신호에 발표했다. 범고래는 각종 어류, 거북이, 두족류, 해양 포유류도 잡아먹는데, 이중에는 최대 18m 몸길이를 가져 지구상 어류 중 가장 몸집이 큰 고래상어도 예외는 아니다. 고래상어는 세계자연보전연맹 멸종위기리스트에 취약(VU)종으로 분류되어 있으며 최대 40톤에 달하는 거대한 덩치와는 달리 성질이 아주 온순해 사람과도 잘 어울린다. 이에비해 범고래는 몸길이가 8~10m로 훨씬 작은 덩치인데, 그렇다면 어떻게 범고래는 고래상어를 사냥하는 것일까? 연구팀은 지난 2018년~2024년 사이 미국 캘리포니아만에서 촬영된 범고래 무리의 고래상어 사냥을 담은 4건의 영상을 분석했다. 그 결과 범고래는 고래상어를 고속으로 들이받아 기절시킨 후 거꾸로 뒤집는 것으로 사냥을 시작하는 것으로 드러났다. 이를통해 고래상어가 심해로 도망치는 것을 차단한 범고래는 노출된 골반 부위을 집중 공격해 간을 빼먹는다. 범고래가 상어의 간을 쏙 빼먹는 이유는 지방이 풍부하고 필요한 영양소가 풍부하기 때문이다. 다만 영상 속에서 먹잇감이 된 고래상어는 길이가 겨우 5~6m로 아직 성체는 아니다. 특히 연구팀은 총 4건의 고래상어 사냥 중 목테수마라는 이름의 수컷 범고래가 3건이나 참여했다는 사실을 알아냈다. 논문의 수석저자인 해양생물학자 에릭 히게라 리바스는 “대부분의 사냥 현장에 특정 수컷이 있었다는 것은 이를 주도했다고 볼 수 있다”면서 “범고래가 특정 먹이를 표적으로 삼는 고도로 특화된 전략을 개발하는데 매우 능숙하다는 것을 보여준다”고 설명했다. 이어 “다른 지역의 범고래들도 이같은 사냥법을 배웠을 수 있지만 증거는 제한적”이라고 덧붙였다. 한편 범고래는 특유의 외모 때문에 인기가 높지만 사실 세계의 바다를 지배하는 최상위 포식자다. 사나운 백상아리를 두 동강 낼 정도의 힘을 가진 범고래는 물개나 펭귄은 물론 동족인 돌고래까지 잡아먹을 정도. 이 때문에 붙은 영어권 이름은 킬러 고래(Killer Whale)다. 특히 범고래는 지능도 매우 높아 무결점의 포식자로 통하며 사냥할 때는 무자비하지만 가족사랑만큼은 끔찍하다.
  • 거대한 고래상어 기절시켜 간 만 ‘쏙’…범고래의 특별 사냥법 [핵잼 사이언스]

    거대한 고래상어 기절시켜 간 만 ‘쏙’…범고래의 특별 사냥법 [핵잼 사이언스]

    전세계 바다를 지배하는 최상위 포식자 범고래의 힘과 기술을 보여주는 사례가 공개됐다. 최근 멕시코 국립과학기술교육원 등 국제공동연구팀은 세계에서 가장 큰 어류인 고래상어를 사냥하기 위해 범고래들이 독특한 사냥기술을 개발했다는 연구결과를 과학저널 ‘해양과학 프런티어스’(Frontiers in Marine Science) 최신호에 발표했다. 범고래는 각종 어류, 거북이, 두족류, 해양 포유류도 잡아먹는데, 이중에는 최대 18m 몸길이를 가져 지구상 어류 중 가장 몸집이 큰 고래상어도 예외는 아니다. 고래상어는 세계자연보전연맹 멸종위기리스트에 취약(VU)종으로 분류되어 있으며 최대 40톤에 달하는 거대한 덩치와는 달리 성질이 아주 온순해 사람과도 잘 어울린다. 이에비해 범고래는 몸길이가 8~10m로 훨씬 작은 덩치인데, 그렇다면 어떻게 범고래는 고래상어를 사냥하는 것일까? 연구팀은 지난 2018년~2024년 사이 미국 캘리포니아만에서 촬영된 범고래 무리의 고래상어 사냥을 담은 4건의 영상을 분석했다. 그 결과 범고래는 고래상어를 고속으로 들이받아 기절시킨 후 거꾸로 뒤집는 것으로 사냥을 시작하는 것으로 드러났다. 이를통해 고래상어가 심해로 도망치는 것을 차단한 범고래는 노출된 골반 부위을 집중 공격해 간을 빼먹는다. 범고래가 상어의 간을 쏙 빼먹는 이유는 지방이 풍부하고 필요한 영양소가 풍부하기 때문이다. 다만 영상 속에서 먹잇감이 된 고래상어는 길이가 겨우 5~6m로 아직 성체는 아니다. 특히 연구팀은 총 4건의 고래상어 사냥 중 목테수마라는 이름의 수컷 범고래가 3건이나 참여했다는 사실을 알아냈다. 논문의 수석저자인 해양생물학자 에릭 히게라 리바스는 “대부분의 사냥 현장에 특정 수컷이 있었다는 것은 이를 주도했다고 볼 수 있다”면서 “범고래가 특정 먹이를 표적으로 삼는 고도로 특화된 전략을 개발하는데 매우 능숙하다는 것을 보여준다”고 설명했다. 이어 “다른 지역의 범고래들도 이같은 사냥법을 배웠을 수 있지만 증거는 제한적”이라고 덧붙였다. 한편 범고래는 특유의 외모 때문에 인기가 높지만 사실 세계의 바다를 지배하는 최상위 포식자다. 사나운 백상아리를 두 동강 낼 정도의 힘을 가진 범고래는 물개나 펭귄은 물론 동족인 돌고래까지 잡아먹을 정도. 이 때문에 붙은 영어권 이름은 킬러 고래(Killer Whale)다. 특히 범고래는 지능도 매우 높아 무결점의 포식자로 통하며 사냥할 때는 무자비하지만 가족사랑만큼은 끔찍하다.
  • 빨라지는 초고령 사회… 건강한 노년 생활, 천연물에 ‘답’ 있다[한국과학기술연구원(KIST) 함께하는 과학 다이브]

    빨라지는 초고령 사회… 건강한 노년 생활, 천연물에 ‘답’ 있다[한국과학기술연구원(KIST) 함께하는 과학 다이브]

    만성질환, 개인 넘어 국가에 부담완치보다 증상 완화 치료에 집중천연물, 만성질환에 효과적 대응신비한 구조, 신약 후보물질 주목KIST 강릉연구소, 기술개발 앞장한국산 천연물 신약 ‘장애물’ 극복인공지능으로 인체 내 작용 예측원료 표준화 통해 연구 신뢰 확보올해 7월 우리나라의 65세 이상 노인 인구가 1000만명을 넘어섰다. 2025년에는 대한민국 전체 인구의 20%가 노인인 초고령 사회에 진입한다. 전남, 전북, 경북, 강원, 부산 등의 지자체는 한발 앞서 이미 초고령 사회에 들어선 상태다. 보건복지부의 경제협력개발기구(OECD) 보건통계(2023)에 따르면 우리 국민의 기대수명은 83.6년이다. 반면 e-나라지표에 따르면 신체적·정신적으로 건강하게 생활할 수 있는 건강수명은 72.5년에 그치고 있다. 질병과 장애로 고통받는 유병 기간이 11.1년이나 되는 것이다. ●만성질환, 전 세계 의료비 70% 차지 한국인의 보편적인 장수가 사회적 부담이 아닌 축복이 되기 위해서는 ‘기대수명’의 연장 이상으로 노년에도 건강하고 독립적인 삶을 유지할 수 있는 ‘건강수명’의 증진이 중요하다. 이를 위해서는 특히 고령화에 수반되는 만성질환에 대한 정책적 대응이 필수적이다. 장기적인 관리와 치료가 필요한 만성질환은 개인의 삶의 질 저하를 넘어 이미 과부하 상태인 국가 의료 시스템 전반에 더 큰 부담으로 작용할 수밖에 없다. 이는 비단 세계에서 고령화 속도가 가장 빠른 한국만의 문제가 아니다. 세계보건기구(WHO)는 지구촌 전반의 고령화 추세 속에 노인성 만성질환이 전 세계 의료비 지출의 약 70%를 차지하는 것으로 추산하고 있다. 암, 당뇨병, 뇌졸중, 심혈관질환 등의 만성질환은 대체적으로 발병 원인이 불명확하고 발생 시점도 정확히 알기 어렵다. 따라서 완치보다는 증상 완화에 치료와 관리의 초점을 맞춰야 한다. 이런 만성질환에 효과적으로 대응할 수 있는 소재가 바로 ‘천연물’이다. 자연계의 생명체들은 천적과 환경 스트레스로부터 스스로를 보호하기 위해 2차 대사산물을 생성한다. 인류 역시 오래전부터 자연의 선물인 생합성 천연물의 약효를 질병의 치료와 안정적 관리에 이용해 왔다. 이집트와 로마인들이 약재로 쓴 버드나무 껍질에서 유래된 소염진통제 아스피린이 대표적이다. 주목에서 유래한 항암제 탁솔도 유명하다. 코로나바이러스 치료제 렘데시비르와 팍스로비드 역시 천연물을 인공적으로 합성하는 천연물 전합성 연구를 바탕으로 만들어졌다. 양귀비에서 추출하던 천연물 모르핀과 커피 성분 카페인도 이제 많은 양이 인공적으로 합성돼 의약품과 식품 대량생산에 이용되고 있다. 천연물 전문 국제 과학저널(Journal of Natural Products)의 분석으로는 1981년부터 2019년까지 미국 식품의약국(FDA)에서 승인한 암 분야 저분자 신약 185개 중 약 65%가 이런 천연물 혹은 천연물 기반의 화합물이다. 이는 자연이 선사하는 신비하면서도 매우 복잡한 구조의 천연물이 현재까지 알려진 의약품뿐만 아니라 새로운 신약 후보물질이나 활성구조를 발견할 수 있는 매우 광활한 신대륙이라는 사실을 잘 보여 주고 있다. 우리나라의 대표적인 천연물 기반 의약품으로는 SK케미칼의 골관절염 치료제 조인스정과 동아제약의 위염 치료제 스티렌이 꼽힌다. 천연물의 이런 다중성분(Multi-components)과 다중타깃(Multi-targets) 특성은 만성질환 대응 약물로서의 큰 장점이다. 하지만 신약으로서 인정받는 데에 가장 큰 허들로도 작용한다. 천연물의 구조가 매우 복잡하기 때문에 학술적으로 천연물 속의 구성성분들을 하나하나 분리해서 각각의 성분들이 어느 지점에서, 어떤 방식으로 작용하는지를 모두 증명하는 것이 극히 어렵기 때문이다. 이런 어려움은 마치 모래사장에서 바늘을 찾는 것에도 비유되곤 한다. 그만큼 연구 호흡도 길고 논문도 내기 힘든 분야이다. ●천연물 기반 화합물 DB로 만들어 세계 무대에 진출할 수 있는 한국산 천연물 신약의 탄생을 위해서는 이런 장벽을 극복해야 한다. 우리나라에서는 천연물 전문 정부출연연구소인 한국과학기술연구원(KIST) 강릉 천연물연구소가 앞장서고 있다. 강원 지역의 풍부한 천연물 자원 접근성을 고려해 강릉에 자리잡은 이곳에서는 현재 과학적이고 표준화된 소재 공급 기술부터 인공지능(AI)을 활용한 작용기전 규명까지 천연물 식의약품 개발 전 주기에 걸친 기반기술 연구가 이뤄지고 있다. 최근에는 임무 중심 연구소인 천연물신약사업단의 출범과 함께 국내 천연물 식의약품 개발의 전진기지 역할이 더욱 강화되고 있다. 이곳의 연구개발 움직임에서 특히 더 주목받고 있는 것은 멀티오믹스 및 네트워크 파마콜로지 등 바이오 분석기술을 활용한 작용기전 규명 연구와 함께 새롭게 시도되고 있는 AI를 활용한 작용기전의 예측이다. 천연물의 과학적 규명을 위해 설계된 연구 시스템(NPI-Finder)은 천연물 내 물질들의 각 생리활성을 직접적으로 일일이 검증하는 기존의 연구 방식에서 탈피해 천연물의 구성 성분들이 생체 내에서 어떤 기능을 수행하는지에 대한 분자 수준의 정보를 예측할 수 있게 하고 있다. 이 시스템은 대규모의 문헌 정보로부터 천연물의 성분 정보를 추출해 수십만 개의 천연 유래 화합물 정보를 데이터베이스로 만든 것이다. 이를 기반으로 최신의 AI 도구를 활용해 천연물 화합물과 단백질의 상호작용 정보를 대규모로 예측할 수 있다. 효율적으로 천연물 추출물의 인체 내 기전을 규명할 수 있다. 연구진은 이런 효율적인 천연물 추출물의 인체 내 작용기전 규명이 글로벌 천연물 신약 탄생의 중요한 마중물이 될 것으로 기대하고 있다. 천연물 신약 개발의 또 다른 난제는 원료의 표준화이다. 농업의 형태로 재배하는 천연물은 기후와 환경에 따라 그 성분함량의 변화가 극명하게 차이가 날 수 있다. 따라서 원료의 표준화는 신약 개발의 품질, 안전성, 유효성을 보장하고 연구의 신뢰성을 확보하는 데 매우 중요하다. 성분함량의 균일성을 확보하기 위해서는 재배, 수확, 처리, 추출, 가공에 이르는 모든 과정에서 표준화가 필요하며 특히 식물재배 단계에서 표준재배법을 통한 정밀한 생산관리가 중요하다. 살아 있는 생명체인 식물을 매번 기계로 찍어내듯 똑같이 재배하는 것은 사실상 불가능한 일이다. 하지만 천연물 성분 즉 유효성분들이 일정한 범위 내로 유지될 수 있도록 관리하는 것은 신약 개발의 관점에서 매우 중요하다. 이에 따라 농림축산식품부는 국가적으로 천연물 표준화를 지원하기 위해 ‘천연물소재 전주기 표준화 허브 구축 사업’을 공모했으며, KIST 강릉 천연물연구소를 품고 있는 강원 강릉시가 1호 허브로 선정돼 천연물 생산 기업의 표준화 지원을 적극적으로 추진하고 있다. 표준화된 원료 생산은 식량위기 대응의 유력한 수단으로도 주목받고 있는 식물공장이 효과적인 대안이 될 수 있다. 식물공장은 단위면적당 생산량을 높이는 것뿐만 아니라 유효성분의 함량을 극대화한 원료 재배를 가능케 한다. 통제된 환경 속에서 재배가 이뤄지기 때문에 노지 재배보다 매우 균일하게 고품질의 식물을 생산할 수 있으며 외부와 격리된 공간에서 재배가 이뤄지기 때문에 병해충, 농약, 중금속 등의 오염물질 혼입 가능성도 매우 낮아지게 된다. 이는 생물 유전자원에 대한 권리를 담고 있는 나고야 의정서 발효에 따라 해외 식물의 원재료 수입 및 제품 수출에 상당한 제약이 불가피한 가운데 주요 생약식물의 국내 재배 시스템 확보, 국내 기후에 적응하지 못하는 해외 유래 식물의 안정적인 재배에도 매우 효과적인 대응 수단이 될 것으로 기대를 모으고 있다. 물론 식물공장에도 장점만 있는 것은 아니다. 노지 재배에 비해 초기 투자액과 유지비용이 높기 때문에 여전히 사업성은 낮은 상황이다. 하지만 다양한 관련 기술 개발로 산업 환경이 급성장하고 있는 만큼 향후 천연물 원료생산의 중요한 수단이 되는 것은 시간문제일 것이라 예상하고 있다. ●세계 천연물 의약품 시장 급성장 천연물은 화합물뿐 아니라 추출물 그 자체로도 다양한 성분이 다수의 작용점에 작용하는 효능을 갖고 있어 노화에 따른 만성질환 관리에 효과적이라고 알려져 있다. 많은 이들이 상시 복용하는 홍삼 추출물 진액이 좋은 예이다. 이런 믿음을 반영하듯 우리나라의 천연물 기반 건강기능식품 시장은 특히 코로나19 팬데믹 시기 급성장하며 2023년 6조 2000억원 규모까지 확대됐다. 또한 가구당 한 번이라도 건강기능식품을 구매했거나 구매할 예정임을 반영하는 구매경험률도 81.2%에 달하며 천연물에 대한 신뢰와 기대가 더욱 높아지고 있음을 알 수 있다. 이런 급격한 성장세는 국제 천연물 의약품 시장도 마찬가지이다. 글로벌 시장조사기관 포천 비즈니스 인사이트에 따르면 글로벌 천연물 의약품 시장은 2023년 2164억 달러, 2024년 2330억 달러, 2032년 4370억 달러 규모로 연평균 8.17%의 고성장을 거듭할 것으로 전망되고 있다. 우리나라는 비교적 이른 시기인 지난 2000년 ‘천연물신약연구개발특별법’을 제정하며 다부처가 참여하는 천연물 신약 개발사업에 착수한 바 있다. 전통의약 지식 분야에서 미국·유럽과 비교해 상대적 우위와 경쟁력 확보가 가능하다는 판단 아래 천연물신약을 국가 기간산업으로까지 발전시키겠다는 청사진이었다. 하지만 그간 사업 전반의 재점검 등 크고 작은 굴곡 속에 천연물신약 연구개발 촉진법의 가장 큰 목적이었던 ‘국민건강 증진과 국가경제 발전에 기여’는 이제 법령상의 정의로만 남아 있을 뿐 그 의미가 크게 퇴색된 상태라 할 수 있다. 전 세계에서 가장 빠른 속도로 초고령 사회로 향하고 잇는 우리나라는 최저 출산율까지 더해지며 2030년께 이웃 나라 일본을 제치고 세계에서 노령화 지수가 가장 높은 ‘노인대국’이 될 것이 점점 더 확실시되고 있다. 초고령 사회의 가장 큰 국가적 난제가 될 만성질환 증가에 대응하기 위해서는 천연물 신약 연구개발의 역량 강화를 위한 정책적 관심과 지원이 더욱 절실한 상황이다. ■정상훈 단장은 천연물로부터 신약 및 개별인정형 건강기능식품 개발 전문가로 KIST에서 20년간 천연물 분야 원천기술 연구를 수행해 왔다. 녹내장, 안구건조증 및 황반변성에 유효한 천연물 소재 개발 및 산업화 연구를 추진하고 있으며 최근에는 안구건조에 유효한 천연물 소재를 기반으로 개별인정형 건강기능식품을 개발했다. 또한 국내 최초의 경구용 녹내장 천연물 치료제를 개발해 IND 승인을 받은 바 있다. 정상훈 KIST 천연물신약사업단장
  • 배설물 화석 분석해 공룡 진화 비밀 풀었다 [달콤한 사이언스]

    배설물 화석 분석해 공룡 진화 비밀 풀었다 [달콤한 사이언스]

    생물학자나 생태학자들은 동물의 배설물을 분석해 다양한 정보를 획득한다. 특히 배설물은 먹이 환경 정보도 제공한다. 유럽 과학자들이 법의학적 방법으로 배설물 화석을 분석해 공룡의 비밀을 풀어내는 데 성공했다. 스웨덴 웁살라대 진화 생물학 연구센터, 노르웨이 북극대, 폴란드 카토비체 실레지아대 지구과학 연구소, 식물학 연구소, 지질과학 연구소, 고생물학 연구소, 야기에우워대 생물학부, 헝가리 자연사박물관 공동 연구팀은 화석화된 공룡의 대변과 구토물 표본으로 공룡이 지구의 고대 생태계를 지배하게 된 과정을 재현하는 데 성공했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 11월 28일 자에 실렸다. 화석 기록에 따르면 공룡은 중생대 첫 번째 시기인 트라이아스기 중기인 2억 4700만~2억 3700만 년 전에 진화했다. 그러나, 공룡이 육상 생태계를 지배하기 시작한 것은 약 3000만 년 뒤인 쥐라기 초에 이르러서다. 이 시기에는 다양한 네발 척추동물들이 등장한 시기이기도 하지만, 공룡이 생태계를 지배하게 된 원인은 여전히 의문으로 남아있다. 연구팀은 트라이아스기 말부터 쥐라기 초까지 공룡 화석이 많이 발견된 폴란드 분지에서 브로말라이트 화석 500여 점을 분석해 법의학적 방법으로 먹이 그물을 재구성했다. 브로말라이트는 대변이나 구토물같이 소화된 물질이 화석화된 것을 말한다. 연구팀은 소화되지 않은 위의 내용물을 확인하기 위한 내부 구조의 3차원(3D) 이미지를 포함한 기존 화석 기록과 기후 자료, 식물 데이터를 비교해 해당 기간 척추동물의 크기와 풍부함의 진화를 추정했다. 분석 결과, 공룡이 아닌 네발 척추동물이 초기 공룡의 잡식성 조상에 의해 대체됐음을 확인했다. 이 초기 공룡의 조상들은 트라이아스기 말에 최초의 육식 및 초식 공룡으로 진화했다. 연구팀은 화산 활동 증가와 관련된 환경 변화로 인해 먹이로 삼을 수 있는 더 다양한 식물의 출현했을 것으로 추정했다. 그에 따라 더 크고 다양한 초식 공룡 종이 등장하게 됐다. 이는 쥐라기 초기에 더 큰 육식성 공룡의 진화로 이어졌고, 지구 생태계가 공룡에 의해 지배되는 계기가 됐다고 연구팀은 설명했다. 고생물학자로 이번 연구를 이끈 그제고시 니에즈비즈키 웁살라대 교수는 “이번 연구를 통해 중생대 지구가 어떻게 공룡으로 가득 차게 됐는지 알 수 있다”며 “이번에 활용한 방법을 다른 지역의 다양한 진화의 역사를 밝히는 데도 도움이 될 것”이라고 설명했다.
  • ‘이 질환’ 있는 남성, 50대 중반부터 치매 위험 높아진다

    ‘이 질환’ 있는 남성, 50대 중반부터 치매 위험 높아진다

    심혈관 질환 또는 비만이 있는 남성이 50대 중반에 치매의 위험에 놓일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 같은 질환이 있는 여성보다 10년가량 이른 것으로, 치매를 예방하기 위한 관리를 조기에 시작해야 한다는 분석이다. 27일(현지시간) 미국 CNN에 따르면 폴 에디슨 영국 임페리얼 칼리지 신경과학 교수 연구팀은 영국 바이오뱅크에서 비만과 고혈압, 제2형 당뇨병 진단을 받은 45세에서 82세 사이의 영국인 남녀 3만 4000명을 대상으로 분석한 결과 이같이 나타났다고 밝혔다. 비만과 고혈압, 제2형 당뇨병은 모두 치매 발병 위험을 높이는 요인이다. 연구팀은 이들의 뇌를 스캔하고 복부 및 내장지방 부피를 측정했다. 연구에 따르면 심혈관 질환과 복부 피하지방, 내장지방 수치가 높을수록 대뇌피질의 부피가 줄어드는 것으로 나타났다. 감각, 운동, 언어 등 여러 기능을 담당하는 대뇌피질을 침범하는 퇴행성 질환인 알츠하이머병을 앓으면 치매 증상으로 이어진다. 이같은 변화 자체는 성별과 무관했지만, 여성이 약 65세에 이같은 변화가 시작돼 74세까지의 기간에 가장 취약한 것과 달리 남성의 경우 10년 가량 이른 약 55세에 변화가 시작돼 74세까지의 기간에 가장 취약하다고 연구진은 밝혔다. 에디슨 교수는 남성과 여성 간 호르몬 차이가 이같은 결과로 이어질 수 있다고 추정했다. 남성 호르몬인 테스토스테론은 ‘나쁜 콜레스테롤’로 불리며 심혈관 질환의 위험을 높이는 저밀도 지단백질(LDL) 수치를 높일 수 있다. 반면 여성 호르몬인 에스트로겐은 LDL 수치를 낮추고 ‘좋은 콜레스테롤’로 알려진 고밀도 지단백질(HDL) 수치를 높인다. 여성이 남성보다 10년 가량 늦게 치매를 겪을 수 있는 것은 갱년기 이후 에스트로겐의 이같은 효과가 약화되기 때문이라고 에디슨 교수는 설명했다. 또 남성이 여성보다 붉은 육류와 포화지방, 소금 등이 다량 함유된 식단을 더 많이 섭취하고 술과 담배를 즐기는 것도 남성의 치매 위험을 앞당기는 이유라고 에디슨 교수는 설명했다. 피하 지방이 많은 여성과 달리 남성의 경우 내장기관에 지방이 많이 쌓여 심혈관 질환의 위험을 높이는 것도 이와 관련이 있다고 에디슨 교수는 덧붙였다. 에디슨 교수는 “심혈관 질환과 비만이 뇌세포의 퇴행에 미치는 영향은 여성보다 남성에게서 더 장기적으로, 뚜렷하게 나타난다”면서 남성은 여성보다 일찍 심혈관 질환과 비만 관리를 시작해야 한다고 강조했다. 혈압 관리와 콜레스테롤 저감, 혈당 관리, 금연과 금주 등을 조기에 실천해야 한다는 설명이다. 에디슨 교수 연구팀의 이같은 연구는 지난 26일 ‘신경학 신경외과학 정신의학 저널’에 게재됐다.
  • [서울광장] 규제가 만들어 내는 ‘경제 동맥경화’

    [서울광장] 규제가 만들어 내는 ‘경제 동맥경화’

    “(소인국에 간) 걸리버처럼 수천 개의 작은 줄에 묶여 눕혀진 채 규제 하나에 한 번씩 우리는 자유를 잃고 있다.” 트럼프 2기 행정부에서 출범할 정부효율부(DOGE)의 공동 수장으로 내정된 일론 머스크가 했던 말이다. 머스크는 인공지능(AI)에 대한 규제를 제외하고는 대부분의 정부 규제에 반대한다. 미국 내에서 대대적 규제개혁이 예고되지만 미국은 우리나라가 규제개혁을 이야기할 때 늘 거론되는 모범 사례다. 스타트업은 물론 대기업의 일부 사업도 한국에서는 불가능하지만 미국에서는 할 수 있다. 대형마트인 월마트와 전자상거래업체 아마존은 처방약을 미국 전역으로 배송할 수 있지만 국내에서는 불가능하다. 경제협력개발기구(OECD) 회원국 중 우리나라에서만 불가능한 원격진료를 선도하는 나라는 미국이다. 미국의 규제 방식은 네거티브다. 법에서 금지한 것 말고는 모두 허용된다. 우리나라는 포지티브 방식이다. 법에 명시된 것만 할 수 있다. 문자화돼야 하는 법률은 기술혁신에 따른 시장 변화를 태생적으로 따라가지 못한다. 그래서 2019년 포괄적 네거티브 방식의 하나로 규제 샌드박스가 도입됐다. 샌드박스를 담당하는 정부 부처는 과학기술정보통신부, 산업통상자원부, 국토교통부, 중소벤처기업부, 금융위원회, 환경부 등 6개다. 해당 분야는 정보통신기술(ICT)융합, 산업융합, 혁신금융, 규제자유특구, 스마트도시, 연구개발특구, 모빌리티, 순환경제 등 8개다. 분야별 홈페이지가 따로 있다. 여러 지역에서 사업을 할 계획이면 해당 기초지방자치단체를 하나하나 찾아가야 한다. 해당 부처 공무원 설득은 기본이다. 정부가 샌드박스를 꾸준히 개선해 왔지만 여전히 부처별, 사업별 칸막이 안에 머무르고 있다. 여러 부처를 아우르는 사업은 신청과 승인이 더욱 어렵다는 사실은 그대로다. 샌드박스로 올 6월까지 1266건의 사업이 승인됐는데 86%가 실증특례다. 법으로 금지돼 있거나 안전성이 불확실한 사업을 조건부로 허용하는 방식이다. 실증특례를 받을 때 붙는 부가조건에 사업을 포기하는 경우도 있다. 사업 기간은 최대 4년이 허용되는데 그동안 관련 법이 바뀌지 않으면 임시허가로 바뀐다. 사업 지속 가능성은 여전히 불확실하다. 우리나라 법체계는 법률-시행령-시행규칙의 구조다. 법률은 국회를 통과해야 하지만 시행령 등은 공무원이 고칠 수 있다. 규제의 상당 부분은 공무원의 권한이다. 머스크가 지난 23일 월스트리트저널(WSJ)에 공동 기고한 ‘정부 개혁을 위한 DOGE의 계획’에서 규제 축소를 통해 공무원 숫자를 대폭 줄일 수 있다고 밝힌 것과 같은 맥락이다. 국내에서도 비슷한 주장이 나왔다. 김동연 경기지사는 2021년 대선 출사표 형식으로 발간한 ‘대한민국 금기 깨기’에 이렇게 썼다. ‘규제를 만드는 중앙부처 공무원과 조직을 대폭 줄여야 한다. 사람과 조직이 있는 한 규제는 없어지지 않는다.’ 김 지사는 부총리급 규제개혁부 신설도 주장했다. 2022년 3월 한국정치학회, 한국경제학회, 한국경영학회, 한국사회학회 등 4대 학회가 윤석열 대통령직 인수위원회에 제안했던 내용 중 하나다. 우리나라에도 네거티브 규제로 성공한 사례가 있다. 2012년 화장품법을 전면 개정하면서 ‘제조 등에 사용할 수 없는 원료를 지정하여 고시’(제8조)하는 네거티브 방식이 도입됐다. 그 전까지 연간 10억 달러를 밑돌던 화장품 수출은 꾸준히 늘어 2023년 85억 달러를 기록했다. 화장품 무역수지는 2012년 흑자 전환돼 유지되고 있고 우리나라는 화장품 수출 4위국이다. 모든 법률을 네거티브로 바꾸는 데는 많은 시간이 걸린다. 헬스케어, 생명과학, 재생에너지, 모빌리티 등 발전 가능성과 소비자 혜택이 클 것이라고 예상되는 분야부터 네거티브로 바꾸자. 그래야 할 수 있는 것들을 상상하면서 다양한 상품과 서비스가 나올 수 있다. 주 52시간 근무제 등 경쟁국에 없는 규제는 없애자. 규제가 사라져 문제가 발생하면 기업에 철저히 책임을 물어 기업 스스로 사고를 예측하고 부작용을 피하는 노력을 하도록 만들어야 한다. 규제가 쌓이면 동맥경화처럼 경제의 흐름이 늦어진다. 전경하 논설위원
  • 과학기자協, 올해의 과학자상에 김창영·백민경·조일주 교수 선정

    과학기자協, 올해의 과학자상에 김창영·백민경·조일주 교수 선정

    한국과학기자협회(회장 유용하)가 ‘기자가 뽑은 올해의 과학자상’ 수상자로 김창영 서울대학교 물리천문학부 교수, 백민경 서울대학교 생명과학부 교수, 조일주 고려대학교 의과대학 교수가 선정했다고 25일 발표했다. 고체물리학자인 김창영 교수는 지난해 상온 초전도체 논란 때 ‘LK-99 검증위원회’ 위원장을 맡아 과학적 팩트체크에 앞장서고 언론 소통에 이바지해, 과학자로서 책임과 전문가 집단의 중요성을 알렸다는 점에서 높은 평가를 받았다. 백민경 교수는 올해 인공지능으로 단백질 예측한 업적으로 노벨화학상을 수상한 데이비드 베이커 미국 워싱턴대 교수의 수제자로 AI로 단백질 구조와 상호작용, 결합구조 예측 등 생체분자 기능에 대한 이해를 확장하는 선도적 연구를 수행하고 있다. 과학 저널 ‘사이언스’에서 선정한 ‘올해의 혁신 연구’로 선정되기도 하는 등 학계와 산업계에 큰 반향을 일으켰다는 점에서 심사위원들의 눈길을 사로잡았다. 또 조일주 고려대 의대 교수는 브레인칩 및 뉴럴 인터페이스 시스템의 연구개발과 광자극용 브레인칩 상용화 등 국내 뇌공학 기술 경쟁력 확보에 주력해 왔으며 대중 강연과 언론 인터뷰, 관련 위원회 활동으로 뇌 과학의 대중화와 정책 발전에도 이바지한 점을 인정받아 수상자로 선정됐다. 이와 함께 ‘대한민국과학기자상’에는 박상욱 JTBC 기자와 양훼영 YTN사이언스 기자가 공동 수상했으며 하반기 과학 취재상에는 과학계 인재의 국외 유출문제를 짚은 고재원 매일경제 기자, 한국 R&D 성과에 대한 국제적 평가와 국내 과학계 문제를 짚은 최지원 동아일보 기자, 디지털 치료제의 시장성과 전망을 분석하고 국내 기업의 성장 기회, 제도적 지원을 제시한 조선비즈 사이언스조선부 의학바이오팀(이정아·허지윤)에 돌아갔다. 머크의학기자상은 희소병 환자들의 의료비 문제를 짚은 SBS 정책사회부 취재팀(박하정·조동찬)과 의정 공백을 계기로 한국 의료가 나갈 방향을 심층 취재한 조선일보 사회정책부 취재팀(조백건·안준용·오경묵·오유진·정해민)이 수상했다. 또, ‘과학커뮤니케이터상’에는 장혜리 아트앤사이언스 대표, 강태우 대구경북과학기술원(DGIST) 부설 한국뇌연구원 책임행정원, 오은성 한국여성과학기술인육성재단 대외협력홍보팀장, 이현정 한국원자력연구원 미디어소통팀장, 정지호 한국재료연구원 대외협력실 선임행정원이 받았다. 심사위원장을 맡은 유현재 서강대학교 신문방송학과 교수는 “예년에 비해 많은 기사와 보도, 실적과 활동들이 출품되었기 때문에 심사위원들도 신중하고 꼼꼼하게 심사했다”며 “과학 언론상 주인공들의 활약에 대한 가치와 의미는 너무나 놀랍고 뛰어나 그들의 진지한 노력을 접하며, 스스로 많이 배웠다”는 심사 소감을 밝혔다. ‘2024과학언론상’ 시상식은 오는 29일 서울 중구 롯데호텔 서울 소공동점에서 개최되는 ‘2024 과학언론의 밤’ 행사와 함께 열린다.
  • 태양계 형성 비밀 풀 거대 행성 발견했다 [달콤한 사이언스]

    태양계 형성 비밀 풀 거대 행성 발견했다 [달콤한 사이언스]

    미국, 스페인 공동 연구팀은 생성된 지 오래되지 않은 젊은 별을 통과하는 거대 행성을 발견했다고 23일 밝혔다. 이번 발견은 지금까지 확인된 가장 어린 ‘통과 행성’이다. 이 연구에는 채플힐 노스캐롤라이나대, 매사추세츠공과대(MIT) 천체물리학·우주 연구소, 애리조나대 스튜워드 천문대, 텍사스 오스틴대, 항공우주국(NASA), NASA 에임스 연구센터, 하버드-스미스소니언 천체물리학 연구센터, 뉴멕시코대, 보스턴대 천체물리학 연구소, 콜로라도 볼더대 대기·우주 물리학 연구실, 다트머스대, 프린스턴대, 우주 망원경 과학센터, 외계 지적 생명체 탐사(SETI) 연구소, 스페인 카나리아 제도 천체물리학연구소(IAC), 라 라구나대 물리학자, 천문학자들이 참여했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 11월 21 자에 실렸다. 지금까지 천체물리학자와 천문학자들은 1000만 년~4000만 년 사이의 나이를 가진 별들 주위에서 12개가량의 ‘통과 행성’을 발견했다. 천문학에서 ‘통과’는 특정 위치에 있는 관측자에게 한 천체가 더 멀리 있는 다른 천체 앞을 지나가는 것처럼 보이는 현상을 말한다. 통과 행성은 별(항성)과 관측자 사이를 지나가는 행성을 말한다. 예를 들어 지구와 태양 사이의 통과 행성은 수성과 금성이다. 그런데 지금까지는 별보다 어린 통과 행성을 발견한 적은 없었다. 이는 행성이 완전히 형성되지 않았거나, 그런 행성을 관측하는 우리 시야를 새로 형성된 별 주위를 둘러싼 가스와 먼지 고리인 ‘잔여 원시 행성 원반’이 차단했기 때문으로 추정된다. 연구팀은 NASA에서 운영하는 탐사 위성 ‘TESS’에서 수집한 데이터를 활용했다. TESS는 천체면 통과 외계 행성 탐색 위성(Transiting Exoplanet Survey Satellite)을 말한다. 케플러 우주 망원경보다 400배 더 넓은 우주를 탐색하면서 2만개의 외계 행성을 찾는 목표를 갖고 있다. 연구팀은 이를 통해 지구와 비교적 가까운 160파섹(pc) 떨어진 300만년 된 젊은 별 ‘IRAS 04125+2902’을 관찰했다. 1파섹은 약 3.26 광년으로 30조 9000억㎞ 정도다. 160파섹이면 약 521광년에 해당한다. IRAS 04125+2902을 둘러싼 원시 행성 원반은 측면이 아닌 거의 정면을 보이는 방식으로 정렬돼 있고, 내부 원반은 고갈된 상태로 확인됐다. 이런 특징 때문에 통과 행성 ‘IRAS 04125+2902 b’를 관측하는 데 성공했다. 이 행성은 8.83일의 공전 주기를 가지며, 지구보다 10.7배 큰 반지름과 목성 질량의 30%를 가진 것으로 나타났다. 연구를 이끈 앤드류 만 채플힐 노스캐롤라이나대 교수(행성 진화)는 “이번에 관측된 통과 행성은 주계열별 주위를 도는 슈퍼 지구 또는 준 목성형 행성으로 보인다”라며 “행성과 주계열 별의 나이가 어리고, 원반의 정렬 상태가 잘못돼 있고, 지구와 상대적으로 가까운 거리를 고려할 때 행성 형성 초기 단계를 연구하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다.
  • 작은 친절한 행동이 이런 파급 효과를? [달콤한 사이언스]

    작은 친절한 행동이 이런 파급 효과를? [달콤한 사이언스]

    미국 듀크대에서 진화인류학, 신경과학을 가르치는 브라이언 헤어와 과학 저널리스트인 버네사 우즈가 쓴 ‘다정한 것이 살아남는다’라는 책이 있다. 진화의 역사에서 살아남은 종들은 다정하고 협력적인 모습을 보여준 것들이라는 사실을 늑대와 개, 침팬지와 보노보, 네안데르탈인과 호모 사피엔스 등의 사례로 설명해주는 내용이다. 점점 세상이 각박해지고 있다는 한탄을 하는 사람들이 늘어가고 있는 가운데 친절함과 다정함은 우리 생각보다 전염성이 강하다는 연구 결과가 나왔다. 각박해지는 세상을 바꾸는 힘은 우리 자신에게 있다는 것을 암시하는 연구이기도 하다. 영국 더럼대 심리학과 연구팀은 친절한 사회적 행동은 전염성이 강하다는 사실을 유인원 연구를 통해 규명했다고 22일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 11월 20일 자에 실렸다. 영장류와 조류 중에서는 까마귀 등 많은 동물에서는 특정 행동이 전염되는 것을 쉽게 관찰할 수 있다. 한 공간에 여러 사람이 있을 때 한 사람이 하품하면 졸리지도 않는데 자기도 모르게 하품을 따라 하는 경우가 있었을 것이다. 이처럼 집단 내 구성원이 어떤 행동을 하는 것을 본 뒤, 본능적으로 그 행동을 따라 하는 것을 ‘행동 전염’이라고 한다. 이는 동물들이 사회적 유대를 강화하고 감정을 동기화하는 데 도움이 되는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 아프리카 잠비아의 동물 보호소에 사는 침팬지 41마리의 행동을 오랫동안 관찰했다. 그 결과, 나이, 계급, 성별이 모두 다른 침팬지가 털 고르기 같은 그루밍이나 놀이 과정에서 행동 전염이 강하게 나타난다는 사실을 확인했다. 가까운 관계에 있는 다른 개체가 그루밍을 하는 것을 관찰할 경우, 이를 따라 하는 것이 발견됐다. 놀이 행동은 젊은 침팬지에게 더 전염성이 강하게 나타나는 것이 관찰됐다. 다른 개체들이 놀이와 그루밍 같은 사회적 행동을 수행하는 것을 보면 똑같이 참여할 가능성이 높다는 것이다. 연구팀에 따르면 놀이는 어린 침팬지에게 사회성과 행동 발달에 중요하며, 다 큰 침팬지들은 서로를 그루밍함으로써 사회적 관계를 구축하고 회복하는 경향을 보였다. 성체 침팬지가 가까운 사회적 관계에 있는 개체의 행동에 쉽게 전염되는 것은 가까운 친구에게 더 많은 주의를 기울여 더 강한 영향을 받기 때문으로 보고 있지만, 가까운 친구가 다른 누군가를 손질해 주는 모습에 질투를 느끼기 때문일 수도 있다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 잔나 클레이 교수(비교·발달 심리)는 “침팬지에게서 놀이나 그루밍 같은 친근한 사회적 행동의 전염을 연구한 것은 이번이 처음”이라며 “유인원인 침팬지에게서도 서로의 사회적 행동을 흉내 내고 따라 하는 성향이 강하다는 것을 보면 인간에게도 친절함이나 다정함은 다른 어떤 행동보다 전염성이 강하다는 것을 추정할 수 있다”라고 말했다.
  • 살 빼도 몸은 기억한다… ‘비만’이었던 시절을 [유용하 과학전문기자의 사이언스 톡]

    살 빼도 몸은 기억한다… ‘비만’이었던 시절을 [유용하 과학전문기자의 사이언스 톡]

    많은 사람이 몸매 관리나 성인병 예방을 목적으로 운동도 하고 식이조절도 합니다. 특히 다이어트 방법은 정말 다양합니다. 원푸드 다이어트, 구석기 다이어트, 황제 다이어트, 케톤 다이어트 등 수많은 방법이 유행했다가 사라집니다. 사실 다른 사람에게 맞는 다이어트법이 나에게 맞는다고 할 수 없습니다. 게다가 힘들게 체중을 뺀 뒤에도 금세 원래 몸무게로 돌아가는 ‘요요’ 현상이 생기는 경우도 적지 않습니다. 요요 현상은 몸이 비만의 기억을 갖고 있기 때문에 촉발된다고 알려졌지만, 그 기저에 있는 메커니즘은 명확히 밝혀지지 않았습니다. 스위스, 스웨덴, 독일, 스페인, 미국 등 5개국 공동 연구팀은 지방 조직이 유전 정보를 옮기는 세포 전사 과정과 후성유전학적 변화를 통해 비만의 기억을 유지한다고 20일 밝혔습니다. 이 연구에는 스위스 취리히공과대(ETH), 취리히 생명과학대학원, 취리히대, 스웨덴 카롤린스카 의학연구소, 카롤린스카대학병원, 독일 라이프치히대, 라이프치히대학병원, 헬름홀츠 신진대사연구소, 스페인 말라가 생물의학 연구소, 미국 스탠퍼드대 과학자들이 참여했습니다. 연구팀은 이번 연구 결과를 다이어트 후 다시 체중이 복원되는 요요 현상의 핵심 원인으로 보고 있습니다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 11월 19일 자에 실렸습니다. 연구팀은 정상 체중을 가진 일반인 18명의 지방 세포 RNA 염기서열과 고도 비만으로 위나 장을 절제하는 비만 대사 수술을 받아 체질량지수(BMI)가 최소 25% 이상 감소한 20명의 수술 전후 지방 세포 RNA를 비교했습니다. 연구팀은 생쥐로도 비슷한 실험을 했습니다. 그 결과 사람과 생쥐의 지방 세포 모두, 체중이 감소한 뒤에도 전사적 변화를 유지한다고 밝혔습니다. 이와 함께 DNA가 RNA로 복사되는 과정에서 나타난 후성유전학적 변화도 발견됐습니다. 후성유전학은 DNA 염기서열의 변화 없이도 특정 형질이 나타나거나 발현되지 않고 다음 세대로 유전까지 될 수 있는 이론입니다. 또 체중 감소 후에도 지방산 생합성과 지방 세포 형성이 계속된다는 사실도 확인했습니다. 결국 체내 지방 조직들이 ‘비만’의 기억을 갖고 있다는 말입니다. 연구를 이끈 페르디난드 폰 메이옌 ETH 취리히 교수는 “이번 연구에서 밝혀진 지방 세포의 기억과 변화를 이용하면 장기적 체중 및 건강 관리에 도움이 될 것”이라고 말했습니다.
  • 힘들게 뺀 살, 다시 찌는 이유 알고 보니…[유용하 기자의 사이언스 톡]

    힘들게 뺀 살, 다시 찌는 이유 알고 보니…[유용하 기자의 사이언스 톡]

    많은 사람이 몸매 관리나 성인병 예방을 목적으로 운동도 하고 식이조절도 합니다. 특히 다이어트 방법은 정말 다양합니다. 원푸드 다이어트, 구석기 다이어트, 황제 다이어트, 케톤 다이어트 등 수많은 방법이 유행했다가 사라집니다. 사실 다른 사람에게 맞는 다이어트법이 나에게 맞는다고 할 수 없습니다. 게다가 힘들게 체중을 뺀 뒤에도 금세 원래 몸무게로 돌아가는 ‘요요’ 현상이 생기는 경우도 적지 않습니다. 요요 현상은 몸이 비만의 기억을 갖고 있기 때문에 촉발된다고 알려졌지만, 그 기저에 있는 메커니즘은 명확히 밝혀지지 않았습니다. 스위스, 스웨덴, 독일, 스페인, 미국 등 5개국 공동 연구팀은 지방 조직이 유전 정보를 옮기는 세포 전사 과정과 후성유전학적 변화를 통해 비만의 기억을 유지한다고 20일 밝혔습니다. 이 연구에는 스위스 취리히공과대(ETH), 취리히 생명과학대학원, 취리히대, 스웨덴 카롤린스카 의학연구소, 카롤린스카대학병원, 독일 라이프치히대, 라이프치히대학병원, 헬름홀츠 신진대사연구소, 스페인 말라가 생물의학 연구소, 미국 스탠퍼드대 과학자들이 참여했습니다. 연구팀은 이번 연구 결과를 다이어트 후 다시 체중이 복원되는 요요 현상의 핵심 원인으로 보고 있습니다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 11월 19일 자에 실렸습니다. 연구팀은 정상 체중을 가진 일반인 18명의 지방 세포 RNA 염기서열과 고도 비만으로 위나 장을 절제하는 비만 대사 수술을 받아 체질량지수(BMI)가 최소 25% 이상 감소한 20명의 수술 전후 지방 세포 RNA를 비교했습니다. 연구팀은 생쥐로도 비슷한 실험을 했습니다. 그 결과 사람과 생쥐의 지방 세포 모두, 체중이 감소한 뒤에도 전사적 변화를 유지한다고 밝혔습니다. 이와 함께 DNA가 RNA로 복사되는 과정에서 나타난 후성유전학적 변화도 발견됐습니다. 후성유전학은 DNA 염기서열의 변화 없이도 특정 형질이 나타나거나 발현되지 않고 다음 세대로 유전까지 될 수 있는 이론입니다. 또 체중 감소 후에도 지방산 생합성과 지방 세포 형성이 계속된다는 사실도 확인했습니다. 결국 체내 지방 조직들이 ‘비만’의 기억을 갖고 있다는 말입니다. 연구를 이끈 페르디난드 폰 메이옌 ETH 취리히 교수는 “이번 연구에서 밝혀진 지방 세포의 기억과 변화를 이용하면 장기적 체중 및 건강 관리에 도움이 될 것”이라고 말했습니다.
  • ‘하루 커피 3잔’의 놀라운 효과…‘이 질환’ 위험 절반으로 낮춘다는데

    ‘하루 커피 3잔’의 놀라운 효과…‘이 질환’ 위험 절반으로 낮춘다는데

    매일 3잔의 커피를 마시는 것이 심장 건강에 도움이 될 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 연구진은 하루 3잔의 커피가 심혈관 다발성 질환의 발생 위험을 절반 수준으로 낮출 수 있다고 주장했다. 19일 한국식품커뮤니케이션포럼(KOFRUM)에 따르면 중국 쑤저우 대학 공중보건대학 역학 및 생물통계학과 차오푸 커 교수팀이 영국 바이오뱅크에 등록한 영국인 18만여명을 추적 관찰한 결과 하루에 3잔의 커피를 마신 사람은 심혈관 다발성 질환 위험이 48.1% 감소했다. 심혈관 다발성 질환이란 한 사람이 제2형(성인) 당뇨병·뇌졸중·심장병 등 두 가지 이상의 심장대사 질환을 앓는 것을 말한다. 연구가 시작될 때 연구 참여자 중 누구도 심장 대사 질환을 앓고 있지 않은 상태였다. 연구를 진행한 결과 커피·차·카페인 섭취와 신규 심혈관 다발성 질환 발생에서 반비례 관계가 관찰됐다. 적당량의 커피(하루 3잔) 또는 카페인(하루 200~300㎎)을 섭취하는 사람은 커피를 일절 마시지 않거나 하루 100㎎ 미만의 카페인을 섭취하는 사람보다 신규 심혈관 다발성 질환 발생 위험이 각각 48%, 41% 낮았다. 연구팀은 “적정량의 커피나 카페인 섭취는 새로 발병하는 다발성 심혈관 질환 발생 위험을 낮추는 것과 관련이 있다는 것이 이번 연구의 결론”이라며 “(일반인의 우려와는 달리) 카페인은 건강에 이로울 수 있다”고 설명했다. 이번 연구 결과는 ‘임상 내분비학 및 대사 저널’(The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism) 최근호에 실렸다. 하루 3잔 정도 커피를 마시면 심장 건강에 좋을 수 있다는 과학적 근거는 이미 여러 차례 나온 바 있다. 지난 2022년 ‘유럽 예방 심장학 저널’(European Journal of Preventive Cardiology)에는 “디카페인 커피·분쇄 커피·인스턴트 커피를 하루 2~3잔 마시면 심장병 발생률과 사망률을 눈에 띄게 낮춘다”는 연구 결과가 실렸다. 당시 연구팀은 45만명의 성인을 대상으로 4개의 그룹(드립커피를 마시는 그룹, 인스턴트커피를 마시는 그룹, 디카페인 커피를 마시는 그룹, 커피를 마시지 않는 그룹)으로 나눈 후 12년 6개월 동안 각 그룹의 건강 상태를 추적 관찰했다. 연구 결과 커피를 마시는 그룹이 마시지 않는 그룹에 비해 심혈관 질환으로 인한 사망률이 낮았다. 커피 종류에 상관없이 커피를 마시는 사람들은 심혈관 질환, 관상동맥질환, 울혈성 심부전, 뇌졸중 발병률이 낮았다. 커피 중에는 드립 커피가 가장 효과 있었다. 드립 커피를 마시는 그룹은 커피를 마시지 않는 그룹에 비해 심혈관 질환 발생 위험이 20% 낮았다. 인스턴트커피를 마시는 그룹은 9%, 디카페인을 마시는 그룹은 6% 낮았다. 피터 키슬러 베이커 연구소 책임자는 해당 연구 결과가 “커피 섭취를 건강한 생활 습관으로 여겨야 하는 이유를 암시한다”고 밝혔다.
  • ‘삼시세끼’보단 ‘간헐적 절식’이 비만과 지방간 치료에 효과

    ‘삼시세끼’보단 ‘간헐적 절식’이 비만과 지방간 치료에 효과

    건강이 안 좋을수록 세끼를 꼬박꼬박 챙겨 먹는 것이 중요하다. 그렇지만, 지방간이 있는 사람은 ‘삼시세끼’를 챙기기보다는 ‘간헐적 절식’이 체중 조절은 물론 간 건강에도 도움이 된다는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 중앙대병원 소화기내과 연구팀은 운동과 함께 간헐적 칼로리 제한 식단으로 체중 감량을 하는 것이 대사이상 지방간 질환 치료에 도움이 된다고 19일 밝혔다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘임상 소화기 내과학 및 간장학 저널’(Clinical Gastroenterology & Hepatology)에 실렸다. 대사이상 지방간 질환은 간이 지방이 축적되는 질환으로 국내 성인 3명 중 1명이 앓고 있는 것으로 알려져 있다. 비만, 고지혈증, 당뇨와 같은 대사질환과 밀접한 연관성을 가진 지방간은 치료하지 않고 방치할 경우 간염, 간경변증, 간암 등으로 발전할 수 있다. 비만과 연관된 만큼 지방간을 앓고 있는 사람은 심혈관질환으로 인한 사망률 발생 위험도도 높은 것으로 나타난다. 지방간 치료를 위해서 가장 효과적인 방법은 식이요법과 운동을 통한 체중 감량이다. 연구팀은 효과적인 식이요법이 무엇인지를 찾기 위해 당뇨는 없지만 대사이상 지방간 질환이 있는 환자를 두 집단으로 나눠 12주 동안 한 그룹은 간헐적 칼로리 제한(ICR) 식사를 제공하고, 다른 집단은 표준식단(SOC)을 제공한 뒤 효과를 비교 분석했다. ICR은 일주일 중 5일은 2000~2500㎉의 일반 식사를 하고, 이틀은 500~600㎉만 섭취하도록 하는 식단이다. SOC는 일주일 동안 삼시세끼를 챙겨 먹되, 권장 칼로리 섭취량의 80% 수준인 1200~1800㎉만 섭취하도록 하는 것이다. 그 결과, 표준 식단 그룹에 비해 간헐적 절식 그룹에서 간 내 지방량이 30% 이상 줄어든 사람이 훨씬 많은 것으로 나타났다. 특히 비만한 사람들은 정상 체중인 사람에 비해 간헐적 칼로리 제한 식단을 통한 지방간 감소 효과가 크고, 체중 감량도 더 효과적인 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 이한아 중앙대병원 소화기내과 교수는 “이번 연구는 비만한 지방간 환자에게 5대2 간헐적 칼로리 제한 다이어트가 효과적이라는 것을 보여준다”라며 “비만한 사람은 일주일에 두 번 정도 간헐적 칼로리 제한을 통해 지방간 치료와 체중 감량 효과를 둘 다 잡을 수 있다”라고 조언했다.
  • “예쁜가요?”…‘눈동자 색깔’ 바꾸는 수술 인기몰이 중인 미국

    “예쁜가요?”…‘눈동자 색깔’ 바꾸는 수술 인기몰이 중인 미국

    미국에서 눈동자 색을 바꾸는 수술이 인기를 끌고 있다고 미 일간 월스트리트저널(WSJ)이 17일(현지시간) 보도했다. 보도에 따르면 현지에서는 외모 개선을 위해, 더 자신감 있어 보이기 위해, 가족과 같은 눈동자 색깔을 갖고 싶어서 등 다양한 이유로 점점 많은 환자가 수술을 택하고 있다. 뉴저지주에 거주하는 부동산 중개인 제이슨 히메네즈(39)도 지난달 이 수술을 받았다. 갈색이었던 히메네즈의 눈동자는 이제 밝은 회색이다. 각막색소침착 또는 각막 문신으로 알려진 이 시술은 약 30분 만에 끝났다. 수술 후에는 원래 눈동자 색으로 돌아갈 수 없다. 히메네즈는 WSJ에 “사람들은 이를 치료하고 임플란트하고 보톡스를 맞는다”며 “만약 그게 당신을 행복하게 만들고 더 나아 보이게 하는 것이라면 왜 하지 않겠느냐”고 반문했다. 담당 의사 알렉산더 모브쇼비치는 레이저로 히메네즈의 각막 가장 바깥쪽 투명한 층에 도넛 모양의 터널을 만들고 색소를 채웠다. 러시아 출신 안과의사 모브쇼비치는 미국에서 의료 목적이 아닌 경우에도 이 수술을 집도한 첫 의사다. 2019년 뉴욕 맨해튼에 병원을 차린 그는 개원 첫해 약 15명을 수술했고, 올해 환자로는 약 400명을 예상한다. 수술 비용은 건당 1만 2000달러(약 1670만원)다. 보험으로는 보장되지 않는다. 각막색소침착술로 불리는 이 수술은 애초 감염이나 외상으로 각막이나 홍채가 손상된 환자 치료를 위해 개발됐다. 여전히 의료 현장에서는 치료 목적으로 쓰이고 있지만, 2010년대 들어 유럽에서 미용 목적으로 실험적으로 수술이 이뤄졌다. 그러나 수술에 따른 위험이 적지 않다고 전문의들은 경고한다. 건강한 눈을 가진 사람들에게 이 수술을 하는 것은 무책임하다고 보는 시각도 많다. 전문가들은 각막 질환이 있는 환자에게는 시술에 따르는 위험보다 이점이 클 수 있지만, 건강한 사람들에게는 그렇게 볼 만한 증거가 충분치 않다고 지적한다. 실제 2021년 발표된 한 논문에 따르면 미용 목적의 각막색소침착술을 받은 환자 40명 중 12명이 일시적인 광민감증을 호소했다. 5명은 색소가 희미해지거나 색이 변했다고 전했다. 과거 라식 시력 교정 수술을 받은 환자 한명은 각막이 얇아지고 불룩해지는 현상을 경험했다. 미국안과학회는 지난 1월 미용 목적의 각막색소침착술이 ‘시력 상실의 심각한 위험’과 광과민성, 박테리아 또는 진균 감염 등의 합병증을 초래할 수 있다고 경고했다. 눈동자를 밝게 하는 가장 안전한 방법은 의사 처방을 받아 콘택트렌즈를 착용하는 것이라고 학회는 밝혔다.
  • 반려견들 몸을 흔들어 물을 터는 이유 뭘까 [사이언스 브런치]

    반려견들 몸을 흔들어 물을 터는 이유 뭘까 [사이언스 브런치]

    반려견들은 물에 들어갔다 나오거나 목욕을 한 뒤에는 몸을 흔들어 물을 털어 낸다. 이 때문에 주위에 서 있다가 반려견이 터는 물에 흠뻑 젖을 때도 있다. 몸에 있는 물을 털어내는 움직임은 그저 몸에 묻은 것을 떼어내려는 무작위적 움직일까, 아니면 주인을 즐겁게 해주기 위한 행동일까. 최근 과학자들이 반려견의 물 털어내기 행동 이유를 밝혀내 눈길을 끈다. 미국 하버드대 의대 하워드 휴스 의학연구소 신경생물학과, 텍사스대 사우스웨스턴 메디컬 센터 정신과학과 공동 연구팀은 젖은 몸 털기 행동을 유발하는 특정 유형의 촉각 수용체와 척수와 뇌를 연결하는 신경세포(뉴런), 이를 연결하는 신경 회로를 찾았다고 15일 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘사이언스’ 11월 8일 자에 실렸다. 몸을 흔들어 물기를 털어내는 반사 행동은 생쥐, 고양이, 다람쥐, 사자, 호랑이, 곰 등 털이 많은 포유류에게서 공통으로 찾아볼 수 있다. 이런 움직임은 발이 닿기 어려운 부위에 있는 물, 벌레, 그 밖의 자극물을 제거하는 데 도움이 된다. 그렇지만 이런 행동의 명확한 이유와 메커니즘은 밝혀지지 않았다. 털로 덮인 피부에는 12가지 이상 감각 뉴런이 있고, 각각의 뉴런은 다양한 감각을 감지하고 해석하는 기능을 갖고 있다. 이에 연구팀은 피부 모낭을 감싸고 있는 ‘C-섬유 저역치 기계 수용체’(C-LTMR)라는 초민감 촉각 수용체에 주목했다. 사람의 경우 C-LTMR는 부드러운 포옹과 쓰다듬기 같은 기분 좋은 촉감과 관련이 있다. 그러나 다른 동물들에게는 피부에 이물질이 닿았을 때 이를 알려주는 역할을 한다. 연구팀은 실험용 생쥐 목뒤 쪽에 기름을 몇 방울 떨어뜨린 다음, 어떤 행동을 보이는지 관찰했다. 그 결과, 모든 생쥐가 10초 이내에 기름방울을 털어내는 행동을 했다. 연구팀은 유전자 편집으로 C-LTMR을 제거한 뒤 똑같은 실험을 했는데, 기름방울 털기 행동이 절반 이하로 줄어드는 것을 관찰했다. 연구팀은 C-LTMR 신호가 어떻게 전달되는지 실험한 결과, 통증, 온도, 촉각을 처리하는 데 관여하는 뇌 팥곁핵(parabrachial nucleus)과 연결되는 것을 확인했다. 연구팀은 빛을 이용해 신경세포를 조절하는 광유전학 기술로 척수 뉴런과 C-LTMR 활동을 관찰했다. C-LTMR 신호가 척수로 가는 길이나 팥곁핵 활동을 차단하면 털기 행동이 58% 이상 감소한다는 사실을 확인했다. 재미있는 것은 털기 행동은 감소했지만, 이물질이 묻으면 벽이나 바닥에 대고 긁는 행동은 정상적으로 해서, 해당 신경 회로들이 개의 물 털기 행동에만 특이하게 작용한다는 점이다. 신경과학자이자 발달생물학자로 이번 연구를 이끈 데이비드 긴티 하버드대 의대 교수는 “젖은 개 털기(wet dog shake) 행동은 정교하게 조율된 운동 반응”이라며 “포유류가 털을 통해 감각에 반응하는 방식을 해독하면 고양이의 피부가 과도하게 경련을 일으키는 피부 실룩거림 증후군이나 사람의 피부 과민증을 비롯해 다양한 질환과 피부 민감성에 관한 비밀을 풀 수 있을 것”이라고 말했다.
  • 남극서 사상 첫 ‘호박’ 발견

    남극서 사상 첫 ‘호박’ 발견

    얼음으로 뒤덮인 남극에서 사상 처음으로 ‘영원한 무덤’이라는 호박(琥珀)이 발견됐다. 최근 독일 알프레드 베게너 연구소(AWI)는 남극 아문센해 946m 아래에서 발굴한 퇴적물에서 처음으로 호박 조각을 발견했다고 발표했다. 호박은 나무의 송진 등이 땅 속에 파묻혀서 수소, 탄소 등과 결합해 만들어진 광물을 말한다. 호박이 일반인에게 알려진 것은 영화 ‘쥬라기 공원’ 덕으로 오래 전 멸종한 고대 동식물의 모습을 생생히 볼 수 있다. 이처럼 남극 깊숙한 곳에서 호박이 발견됐다는 것은 오래 전 남극이 지금과 같은 동토의 땅이 아닌 숲으로 뒤덮일 만큼 따뜻했다는 것을 보여주는 명확한 증거다. 연구팀은 이 호박이 9200만~8300만 년 전 것이며, 크기가 매우 작아 그 안에서 고대 생명체는 찾을 수 없을 것으로 내다봤으나 나무껍질 조각으로 보이는 흔적은 감지했다. 연구를 이끈 요한 클라게스 연구원은 “호박은 늪지대에서 자라는 수지를 생산하는 나무의 존재를 직접적으로 확인시켜 준다”면서 “호박은 약 9000만 년 전 서남극의 자연 환경에 대한 직접적인 통찰력을 제공해준다”고 설명했다. 이어 “남극에서 더 많은 호박을 발견하면 오래 전 대륙의 숲에 무슨 일이 벌어졌는지 명확히 알수 있을 것”이라고 기대했다. 앞서 지난 2020년 알프레드 베게너 연구소와 영국 노섬브리아대학 등 공동연구팀은 남극에서 약 9000만년 전 온대 강우림 흔적을 발견했다는 연구결과를 과학저널 ‘네이처’(Nature)에 발표한 바 있다 .울리치 살즈만 노섬브리아대 교수는 “당시 남극은 지금과 같은 얼음이 거의 존재할 수 없을 정도로 따뜻했던 것으로 보인다”며 “적어도 지대가 낮은 서남극 대륙의 해변가는 전부 숲으로 뒤덮여 있었을 것”이라고 설명했다.
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