세브란스병원 “부작용 없어 대안 될 것” 방역당국 “전문가 검토 후 곧 지침 완성” 국내에서 코로나19 완치자의 혈장을 활용한 ‘혈장치료’ 효과가 처음으로 확인됐다. 세브란스병원은 중증환자 두 명이 혈장치료를 받고 회복해 이 중 한 명이 퇴원했다고 7일 밝혔다. 방역 당국은 전문가 검토를 거쳐 혈장치료가 현장에서 가동되도록 신속히 준비하겠다고 밝혔다. 마땅한 백신도, 치료제도 없는 상황에서 코로나19에 대응할 강력한 무기를 가질 수 있게 될지 주목된다. 혈장치료로 회복된 이들은 기저질환이 없는 71세 남성과 고혈압 병력의 67세 여성이다. 고열·폐렴 증상이 심각한 상황이었지만 완치자의 회복기 혈장을 투여했더니 점점 나아져 완치 판정을 받고 이 중 여성 환자가 지난달 말 퇴원했다. 부작용은 발생하지 않았다. 세브란스병원 관계자는 “두 환자 모두 코로나19는 완치됐지만 남성 환자는 건강이 완전히 회복되지 않아 입원 중”이라고 밝혔다. 세브란스병원 최준용·김신영 교수팀은 이날 발간된 국제학술지 ‘JKMS’에 코로나19 환자 혈장치료 관련 논문을 게재했다. 혈장은 20대 남성 완치자에게서 채취했다. 의료진은 환자들에게 12시간 간격으로 회복기 혈장을 두 번에 걸쳐 투여했다. 최 교수는 “두 환자 모두 회복기 혈장 투여와 스테로이드 치료 후 염증 수치, 림프구 수 등 각종 임상 수치가 좋아졌다”며 “대규모 임상시험이 없어 과학적 증거는 충분하지 않지만, 항바이러스 치료로 효과를 보지 못하는 중환자들에게 스테로이드 등의 치료와 병행하면 나름의 대안이 될 수 있다”고 했다. 방역 당국은 조만간 중앙임상위원회를 열어 혈장치료에 대한 전문가 의견을 모을 계획이다. 권준욱 중앙방역대책본부 부본부장은 이날 브리핑에서 “혈장치료 지침을 곧 완성하고, 다른 치료 등과 관련한 연구개발도 신속히 진행해 (치료에) 적용할 수 있도록 준비하겠다”고 밝혔다. 한편 국립보건연구원은 이날 코로나19 백신 후보물질 제작에 성공했다고 밝혔다. 인플루엔자바이러스 구조단백질에 코로나19 바이러스 스파이크 항원을 탑재한 형태의 바이러스 유사체 백신 후보물질이다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr

지난해 4월 10일 아인슈타인의 상대성 이론과 간접 관측으로만 존재가 알려져 있었던 블랙홀이 처음으로 인류 앞에 모습을 드러냈다. 당시 연구팀은 지구에서 5500만 광년 떨어진 은하 M87 중심부에 위치한 블랙홀의 모습을 촬영했다. 그로부터 1년이 지난 7일 블랙홀의 모습을 촬영하는데 성공한 ‘사건의 지평선 망원경’(EHT) 연구팀이 블랙홀과 관련된 또 하나의 우주 비밀을 풀어냈다. 전 세계 148개 연구기관으로 구성된 EHT 연구팀은 EHT, 칠레 북부에 위치한 세계 최대 전파망원경 간섭계 ALMA는 물론 한국의 밀리미터파 초장기선 전파간섭계(VLBI) 등 전 세계의 전파망원경을 이용해 전파망원경 처녀자리에 위치한 초거대질량 블랙홀에서 발생하는 강력한 블랙홀 제트 분출을 촬영하는데 성공하고 그 결과를 천문학 분야 국제학술지 ‘천문학과 천체물리학’ 7일자에 발표했다. 이번 연구논문의 제1저자는 재독 한인과학자인 독일 막스플랑크 전파천문연구소 김재영 박사이며 국내에서도 한국천문연구원, 서울대, 연세대, 과학기술연합대학원대학교(UST), 울산과학기술원(UNIST) 소속 천문학자들이 대거 참여했다. 지난해 공개된 영상에서는 블랙홀에서 발생하는 거대한 에너지 분출현상인 ‘제트’가 없어 천문학자들 사이에서 불완전한 블랙홀 사진이라는 평가를 받기도 했었다. 연구팀은 지구로부터 약 5380만 광년 떨어져 있는 처녀자리에 있는 퀘이사 ‘3C 279’를 관측했다. 퀘이사는 은하의 중심에 있는 초거대질량 블랙홀 주변에서 별과 가스가 떨어질 때 나오는 마찰열 때문에 태양같은 항성(별)보다 수 배에서 수 백배 밝게 빛나는 발광(發光) 천체로 준항성이라고도 불린다. 특히 이번에 관측 대상이 된 3C 279는 타원형 은하 중심에 있는 초거대질량 블랙홀과 관련돼 광학적으로 매우 활발하고 다변성이 큰 퀘이사로 알려져 있다.연구팀은 이번 퀘이사 정밀관측으로 처녀자리 초거대질량 블랙홀에서 발생하는 제트를 관측하는데 성공한 것이다. 연구팀에 따르면 블랙홀 주변에 가스물질로 이뤄진 디스크, 일명 강착원반이 있고 위, 아래쪽으로 광속과 비슷한 속도로 제트가 뿜어져 나오는 것이 확인됐다. 블랙홀에서 뿜어져 나오는 제트는 직선형태가 아니라 새끼처럼 약간 비틀려 꼬인 상태로 뿜어져 나오는 것으로 확인됐다. 제1저자로 연구를 이끈 김재영 독일 막스플랑크 전파천문연구소 박사는 “제트가 발생할 것이라고 예측한 곳에서 정확히 선명한 제트를 발견했다는 점이 이번 연구에서 놀라운 점“이라며 “제트의 이미지가 빠른 속도로 변하고 일직선 형태로 곧게 뿜어져 나오는 것이 아니라 약간 비틀어지고 기울어져 뿜어나온다는 점에 대해서는 추가적인 논의가 필요하다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

프랑스 절대왕정 시대 루이14세가 완성한 베르사유 궁전은 화려한 건물 내부와 아름다운 정원으로 유명합니다. 이런 화려함을 유지하기 위해 화장실을 만들지 않아 당시 귀족과 왕은 정원 곳곳에서 볼 일을 봤다는 것은 공공연한 비밀이기도 합니다. 프랑스에서 향수산업이 발달하게 된 것도 이 때문이라는 이야기가 있습니다. 그렇다면 한국의 궁들에도 화장실이 없었을까요. 역사학자들의 발굴과 연구에 따르면 조선시대 본궁이었던 경복궁에만 30여개에 가까운 화장실이 있었다고 합니다. 그렇지만 왕조시대 지존이었던 임금만을 위한 화장실은 없었다고 합니다. 조선시대를 배경으로 하는 역사극을 보면 임금이 화장실을 가고 싶어할 때 상궁이나 내시들이 휴대용 변기인 ‘매화틀’을 준비하는 장면을 간혹 볼 수 있습니다. 내의원에서 매화틀에 담긴 내용물의 색과 농도를 보고 왕의 건강을 파악했다고 합니다. 요즘도 각국 정상들의 건강 정보는 국가기밀에 해당하고 있지요. 그런데 조선시대 임금이나 현대 각국 정상들처럼 일반인들도 매일 아침 화장실에 앉아있는 것만으로도 건강상태를 점검할 수 있는 기술이 한국인 과학자들 주도로 개발돼 주목받고 있습니다. 미국 스탠포드대 의대, 전기공학과, 케이스 웨스턴리저브대 의대, 한국 서울 송도병원 외과, 암면역센터, 포스텍 창의IT융합학부, 가톨릭대 의대, 캐나다 토론토대 의대, 네덜란드 라이덴대 의대 공동연구팀은 매일 개인의 건강상태를 반복적으로 측정해 질병을 사전에 예측하고 대비할 수 있는 ‘스마트 변기’를 개발했습니다. 이번 연구결과는 의공학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 7일자에 실렸습니다. 이번 연구에는 박승민 스탠포드대 의대 영상의학과 수석연구원 박승민 박사와 송도병원 원대연 외과과장이 제1저자로 참여하고 다수의 포스텍, 가톨릭대 의대 소속 과학자들이 함께 했습니다. 이번에 개발된 스마트 변기에는 대변과 소변에서 파악할 수 있는 다양한 질병표지자를 감지할 수 있도록 설계됐습니다. 이를 위해 압력과 동작센서, 소변의 흐름과 속도, 소변 속 생화학적 성분 분석이 가능한 탐침, 변의 색과 형태를 파악할 수 있는 카메라, 변기 뚜껑과 물 내리는 레버에 장착된 손가락 인식장치 등이 설치됐으며 이들 정보를 컴퓨터로 전송할 수 있는 정보전송기술, 이를 분석할 수 있는 인공지능(AI) 기계학습 알고리즘 등 다양한 기술이 적용됐습니다.스마트 변기는 뚜껑을 열고 용변을 본 뒤 물을 내릴 때까지 모든 동작이 건강상태 측정에 활용됩니다. 비데처럼 변기 위에 얹고 전원만 연결하면 간단히 설치된다는 장점이 있는데 대장암과 비뇨기 계열 관련 암, 과민성대장증후군, 단백질뇨, 혈뇨 여부를 통한 신장기능 측정 등이 가능하다고 연구팀은 설명하고 있습니다. 연구팀은 300명을 대상으로 스마트 변기를 6~7개월 정도 사용하도록 한 뒤 설문조사를 실시한 결과 약 52%의 사용자가 ‘사용에 불편함을 느끼지 못하고 편하다’고 답했다고 합니다. 사용은 편리하지만 정밀하고 개별적 진단을 위해 변기 사용자의 신분을 확인하는 것에 대해서는 민감한 개인건강정보가 유출될 수 있다는 우려도 제기됐습니다. 이런 문제만 해결된다면 기존 기술들을 융합해 사전에 건강 이상여부를 파악할 수 있다는 점에서는 정말 놀라운 기술이 아닐까요. edmondy@seoul.co.kr

세브란스병원, 71세 남성·67세 여성에 시도1명은 완치 판정 받고 지난달 이미 퇴원“부작용 없이 치료 성과…시스템 구축해야”신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 중증환자 2명이 완치자의 ‘혈장’을 주입하는 치료를 받고 회복됐다는 연구 논문이 국내에서 처음 발표됐다. 마땅한 치료법이 없는 중증 코로나19 환자에게 대안이 될 수 있을지 관심이 집중되고 있다. 최준용·김신영 연세대 세브란스병원 교수팀은 7일 코로나19 감염으로 급성호흡곤란증후군을 동반한 중증 폐렴이 생긴 환자 2명에게 혈장치료를 한 결과, 회복에 큰 도움이 됐다고 밝혔다. 60대 여성과 70대 남성인 환자 2명 중 1명은 완치 판정을 받고 이미 퇴원한 것으로 밝혀졌다.이번 연구 논문은 이날 발간된 국제학술지 ‘JKMS’에 게재됐다. 연구팀은 총 2명의 중증 환자에게 혈장치료를 시행했다. 김모(71)씨는 기저질환이 없었던 환자로 열과 기침 증상을 보이다가 코로나19 확진 판정을 받았다. 이후 병원에서 ‘하이드록시 클로로퀸’ 등 항바이러스제 치료를 받았지만 폐렴 증상이 개선되지 않아 세브란스병원으로 옮겨졌다. 도착 당시 호흡 속도는 분당 30회 이상(정상 성인의 경우 20회 이하)으로 흉부 엑스선 검사에서 양쪽 폐 모두 심각한 폐렴 증상을 보였다. 세브란스병원에서는 기계호흡을 시작하고, 항바이러스제와 항생제를 계속 투여했지만 상태는 더욱 악화했다. 이에 의료진은 이 환자에게 완치자의 혈장 500㎖를 2회 용량으로 나눠 12시간 간격으로 환자에게 투여하고 스테로이드 치료를 병행했다. 혈장은 코로나19에서 회복된 20대 남성에게서 채취했다. 이 완치자는 코로나19 감염 후 열과, 기침, 폐렴 등의 증상이 있었지만, 혈장 채취 당시에는 완치 판정을 받아 아무런 증상이 없는 상태였다. 그 결과 김씨는 혈장치료 이틀 뒤부터 산소 요구량이 감소했으며, 이후 기계호흡을 끊고 자발적인 호흡을 회복했다. 코로나19도 음성 판정을 받았다. 혈장 투여 후 부작용은 발생하지 않았다. 또 이모(67·여)씨는 고혈압 병력이 있었다. 이 환자는 고열과 근육통으로 코로나19 진단을 받은 뒤 3일째부터 호흡 곤란으로 산소요구량이 많아지면서 왼쪽 폐 상태가 나빠져 세브란스병원으로 이송됐다. 이송 당시 호흡 속도는 분당 24회, 산소포화도는 산소 투여에도 93%(일반 평균 95% 이상)에 그칠 정도로 호흡곤란 증세가 심각했다. 의료진은 인공호흡기를 부착한 상태에서 말라리아 치료제와 에이즈 치료제를 투여하고, 산소 수치를 높이기 위해 몸을 뒤집는 치료를 시도했다. 하지만 림프구감소증과 고열은 멈추지 않았다. 의료진은 이 환자에게도 완치자의 회복기 혈장을 12시간 간격으로 두 번에 걸쳐 투여했다. 그 결과 림프구수가 회복되고 바이러스 농도가 감소했다. 이씨는 흉부 엑스선 검사에서 폐 회복이 확인됐고 이후 환자는 완치 판정을 받고 3월 말 퇴원했다.최준용 교수는 “두 환자 모두 회복기 혈장 투여와 스테로이드 치료 후 염증 수치, 림프구수 등 각종 임상 수치가 좋아졌다”며 “중증 폐렴을 치료하기 위해 바이러스 증식과 과도한 염증 반응을 모두 잡아야 하는데 스테로이드 치료는 염증 반응을 호전시키지만, 바이러스 증식에는 악영향을 미친다”고 설명했다. 그는 혈장치료가 나름의 부작용이 있고 대규모 임상시험이 없어 과학적인 증거는 충분하지 않지만, 항바이러스 치료 등이 효과가 없는 중증 환자들에게 스테로이드 등 치료와 병행하면 나름의 대안이 될 수 있다는 의견을 제시했다. 최 교수는 이어 “혈장치료를 하려면 완치자들로부터 혈장을 충분히 확보하기 위해 혈장 기증자들을 효율적으로 관리하고 이를 바탕으로 혈장을 확보할 수 있는 시스템이 구축돼야 한다”며 “혈장 기증자를 모집하고 혈장을 확보해서 적절히 배분할 수 있는 컨트롤타워가 필요하다”고 말했다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

코로나19 때문에 외식보다는 집에서 식사를 만들어 먹는 이들이 늘어나고 있다. 이 때문에 외식 업계 매출은 줄지만 식재료 생산업체나 이를 주문자의 문 앞 까지 배달해주는 배송업체들의 매출은 늘고 있다는 이야기도 나오고 있다. 소비자들은 식재료를 주문하면서도 냉장, 냉동 식품들의 신선도에 대해 걱정하기 마련이다. 국내 연구진이 냉장, 냉동보관된 식품의 변질 여부를 한 눈에 파악할 수 있도록 하는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국화학연구원 바이오화학연구센터 연구팀은 냉장, 냉동보관 상태로 배송받은 어류, 육류, 청과물 등 식품의 변질여부를 한 눈에 파악할 수 있는 ‘콜드체인(저온유통) 안심 스티커’를 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’에 실렸다. 냉장 보관 식품은 10도 이상의 상온에 노출되면 세균이 증식하기 시작하는데 육안으로 변질 여부를 파악하기는 어렵다. 냉동 식품 역시 녹았다가 다시 얼릴 경우 외관상 차이는 없다. 냉장, 냉동식품이 상온에 노출될 경우 생기는 일부 세균은 식품의 맛과 향에 영향을 주지 않기 때문에 잘못 섭취할 경우 식중독이나 햄버거병이라고 불리는 용혈성요독증후군 등에 걸릴 수 있다.연구팀은 상온에 노출되면 투명해지는 나노섬유 필름을 일반 필름과 붙이는 비교적 간단한 방법으로 ‘저온유통 안심 스티커’를 만들었다. 저온상태의 나노섬유 필름은 빛을 산란시켜 불투명한데 상온에 일정시간 노출될 경우 나노섬유 구조가 붕괴되면서 빛이 투과해 투명해지면서 뒷면의 일반 필름이미지가 나타나도록 해 식품의 상온 노출 여부를 파악할 수 있게 했다. 연구팀은 식료품에 따라 부패시간이 다른 점에 착안해 30분에서 최장 24시간까지 상온 노출 시간에 따라 나노섬유 필름의 투명도도 조절되도록 만들었다. 이를 통해서 상온 노출시간까지 파악할 수 있는 일종의 타이머 기능까지 갖춘 것이다. 기존에도 상온 노출여부를 알려주는 제품이 있지만 특수 화학반응을 이용하고 단단하고 두꺼운 플라스틱 재질로 돼 있어서 다양한 제품에 부착하기 어렵고 제조비용도 수 천원대에 이른다. 그런데 국내 연구팀이 이번에 개발한 제품은 얇고 유연해 가위로 쉽게 잘라서 사용할 수 있을 뿐만 아니라 제작비용도 개당 10원꼴로 저렴하다는 장점이 있다. 이에 연구팀은 신선 식료품 이외에 고가의 의약품 저온 유통에도 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다.최세진 박사는 “기존 고가 의약품 유통용으로 쓰이는 상온 노출 알림 키트는 파손될 경우 특수잉크가 흘러나오기도 하는데 이번에 개발한 기술은 유통과정에서 손상되더라도 화학물질이 유출되지 않을 뿐만 아니라 기능도 정상적으로 작동한다”고 말했다. 함께 연구한 오동엽 박사도 “이번에 개발한 스티커는 상온 노출 시간을 임의로 느리게 할 수 없고 한 번 상온에 노출되면 다시 냉장, 냉동으로 하더라도 원래 상태로 되돌릴 수 없어 사실상 조작이 불가능하다는 장점이 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

충북대 의과대학은 최영기 교수 연구팀이 국립중앙의료원, 한국생명공학연구원 등과 함께 동물 감염 모델을 통한 코로나19 증식과 전파 과정을 검증했다고 6일 밝혔다. 연구팀은 국내 코로나19 환자의 호흡기 검체로부터 분리한 코로나19 바이러스를 패럿(족제비 일종)에 주입한 뒤 체내 조직에 전파되는 양상을 확인했다. 패럿을 실험대상으로 한 것은 사람 폐 구조와 비슷한데다 기침을 할 수 있어서다. 그 결과 코로나19가 주입된 패럿에서는 감염 2일째부터 비강 분비물은 물론, 타액, 소변, 대변에서도 바이러스가 배출됐다. 감염 2일째부터 인체 감염 때 나타나는 기침 증상 등이 나타나기 시작했으며 3일째는 콧물도 흘렸다. 코로나19에 감염된 패럿과 접촉을 하며 동거한 신규 패럿 6마리는 모두 2일 만에 전염됐다. 직접 접촉을 하지 않은 패럿은 감염되지 않았거나 감염돼도 무증상을 보였다. 최 교수 연구팀의 이번 연구는 국제학술지 셀(Cell)지의 자매지인 ‘숙주와 미생물(Cell Host & Microbe)’ 온라인판에 지난달 31일 게재됐다. 충북대 관계자는 “세계 최초로 실험동물을 이용한 코로나19 바이러스 감염·전파 연구에 성공했다”며 “연구 결과를 백신·전파방지 약제 개발 연구에 적용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 청주 남인우 기자 niw7263@seoul.co.kr

정은경 본부장 “연구단계, 임상적용엔 무리”국내 허가품목 없어…임상시험 요청도 전무미국 머크사가 개발한 구충제 ‘이버멕틴’이 신종 코로나바이러스(코로나19)에 효과가 있다는 해외 연구 결과가 나왔지만 방역당국은 안전성과 효과가 충분히 입증되지 않았다며 신중한 태도를 보였다. 정은경 중앙방역대책본부 본부장은 6일 충북 오송 질병관리본부에서 열린 정례브리핑에서 호주 연구진이 이버멕틴이 48시간 안에 코로나19 바이러스를 억제한다는 세포배양 실험 결과를 내놓은 것과 관련해 “약제에 대한 연구단계의 제언이지 임상에 검증된 결과가 아니기 때문에 안전성, 유효성이 아직은 입증되지 않았다”고 밝혔다. 정 본부장은 해당 논문을 검토했으나 이버멕틴을 사람에게 투여해 효과를 검증한 게 아니라 세포 수준에서 효과가 있을 수 있다는 것을 제시했다고 지적했다. 그는 “정확한 용량, 부작용에 대한 안전성, 유효성이 충분히 검증되지 않았기 때문에 임상에 적용하는 것은 굉장히 무리가 있고 한계가 있다”고 지적했다. 양진영 식품의약품안전처 차장도 “일반적으로 구충제의 경우 흡수율이 낮기에 치료제로 개발되려면 임상시험 등 추가 연구가 필요하다”고 밝혔다. 양 차장은 다만 “식약처도 (구충제의 코로나19 치료제) 개발 현황을 지속해서 모니터링하겠다”고 말했다. 식약처에 따르면 현재 국내에서는 이버멕틴 성분이 함유된 구충제는 허가돼 있지 않고 수출용으로 1개 품목은 허가돼 있다. 또 국내에서 구충제 이버멕틴 성분을 코로나19 치료제 개발하겠다며 임상시험을 신청하거나 개발 상담을 요청한 사례는 없었다. 이버멕틴은 1970년대 미국 머크사와 일본 기타사토 연구소가 공동 개발했다. 이버멕틴은 다양한 기생충을 구제하는 데 쓰는 구충제 성분으로, 이, 옴, 강변 실명증, 분선충증, 림프 사상충증 및 기타 기생충 질병을 치료할 수 있다. 한편 지난 3일(현지시간) 호주 모니쉬대 생의학연구소의 카일리 왜그스태프 박사는 “실험실에서 배양한 코로나바이러스를 이버멕틴에 노출하자 48시간 안에 모든 유전 물질이 소멸했다”며 실험 결과를 국제학술지 ‘항바이러스 연구’에 발표했다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

야구공의 가죽을 고정시키는 108개의 실밥은 투수에가 다양한 구질의 공을 던질 수 있게 도와준다. 야구공의 실밥은 공기라는 매질과의 마찰현상을 통해 날아가는 동안 궤적을 변하게 만들어 준다. 국내 연구진이 눈에 보이지 않는 아주 작은 분자를 레이저라는 매질과 상호작용시켜 다른 운동궤적을 갖도록 하는데 성공했다. 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부 화학과 연구팀은 전하 분포가 균일해 극성을 띄지 않는 비극성 분자에 레이저장을 걸어주면 양자의 회전상태에 따라 분자가 정렬되는 정도가 달라지면서 궤적이 변한다는 사실을 알아냈다고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 3일자에 실렸다. 분자는 회전 양자상태에 따라 자유롭게 회전하는데 레이저장이 있을 경우는 극성이 없는 비극성 분자도 극성을 갖게 된다. 레이저 유도 분자는 특정 방향으로 정렬되면서 앞으로 이동하는데 외부의 전기적 힘에 따라 유도되는 극성 정도를 편극률이라고 부른다. 연구팀은 회전속도가 낮은 이황화탄소 기체분자에 레이저빔을 걸어 산란실험을 한 결과 회전 양자상태에 따라 달라지는 분자정렬 효과를 고려한 운동궤적의 변화를 설명하는데 성공했다. 레이저장 세기에 따라 달라지는 분자정렬 효과를 고려해 분자의 운동궤도를 정확하게 예측할 수 있게 된 것이다. 조범석 교수는 “의약품 합성을 할 때 같은 분자식을 갖고 있는데 입체 구조에 따라 성질이 달라지는 이성질체 중 원하는 성질의 것만을 골라내는 것은 무척 중요하다”라며 “이번 연구결과를 활용하면 양자 상태별로 분자를 분리할 수 있기 때문에 의약품이나 정밀화학제품 합성을 할 때 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 알츠하이머 치매의 원인 단백질의 진행상태를 수치로 확인할 수 있는 치매지수(DQ)를 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단 이영희(성균관대 물리학과 교수) 단장팀은 알츠하이머 치매 원인 베타아밀로이드 단백질의 섬유화 진행 단계를 측정하는데 성공하고 이를 치매진단의 지표로 사용할 수 있는 방법을 개발했다고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘ACS 나노’ 표지논문으로 실렸다. 뇌에서도 대사활동을 하면서 노폐물인 베타아밀로이드 단백질을 만들어 내는데 배출이 제대로 되지 않을 경우 뇌신경세포 사이에 쌓이면서 세포를 파괴하는 치매가 발생하게 된다. 치매증상이 나타날 경우 의사 진단으로 인지행동능력을 측정하고 방사성동위원소표지법(PET) 촬영으로 단백질 침착을 확인하는데 문제는 증상이 상당히 진행된 상태에서만 진단이 가능하다는 것이다. 연구팀은 베타아밀로이드 분자가 뇌척수액이나 혈액, 타액 등 다양한 체액에서 검출될 수 있다는 점에 착안했다. 연구팀은 체액 내 베타아밀로이드 분자를 ‘테라헤르츠 근접장 분광법’으로 측정한 결과 정상인의 뇌에서 발견된 베타아밀로이드 분자의 길이는 짧지만 치매에 걸리면 베타아밀로이드 분자가 섬유화돼 길이가 길어진다는 사실을 발견했다. 치매가 심해질수록 섬유화된 분자의 길이는 더 길어진다. 이를 바탕으로 독성을 띄지 않는 짧은 분자 상태로 치매가 없는 상태를 0, 독성을 띄는 긴 분자를 갖고 있어 치매가 심각한 상태는 1로 정하고 섬유화 진행상태에 따라 연속적 수치로 나타내 치매상태를 파악할 수 있도록 했다. 이영희 단장은 “이번 연구는 치매원인 단백질 섬유화를 물리적으로 관찰해 지능지수(IQ)나 감성지수(EQ)처럼 지수형태로 파악할 수 있게 함으로써 치매 조기진단 가능성을 높였다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

방역당국이 코로나19 완치자의 혈장을 중증환자 치료에 사용하기 시작한 가운데 어느 정도 효과를 낼 수 있을지에 관심이 쏠리고 있다. 5일 중앙방역대책본부에 따르면 세브란스 병원에서 코로나19 중증 환자 3명을 상대로 혈장 치료를 시도해 긍정적인 효과를 얻어냈다. 완치자 혈장을 이용한 치료는 전 세계적으로 코로나19의 치료제가 개발되지 않은 상황에서 중증환자의 치명률을 낮추는 데 도움이 될 것으로 전문가들은 보고 있다. 의료계에서는 국내 코로나19 완치자가 6000명을 넘어선 만큼 경증 환자였던 사람을 중심으로 혈액 기증에 참여하는 방안을 검토할 필요하고 있다고 제안한다. 혈장 치료는 특정 바이러스를 극복한 환자의 혈장에 항체가 형성된다는 점을 이용한 치료법이다. 외부에서 항체를 주입해 면역이 되도록 하는 방법으로 다수의 완치자로부터 확보한 혈장을 환자 한 사람에게 투여한다. 이에 따라 완치자로부터 얼마나 충분한 혈액을 기증받느냐가 관건이다. 혈액이 충분하지 않으면 치료를 시도할 수도 없다. 또 혈장 치료는 바이러스가 혈액에 침투해 중증으로 진행된 환자에게 시도되는 것으로, 장기가 이미 손상된 상태에서는 효과가 분명치 않다는 게 전문가들의 의견이다. 2015년 메르스 사태 당시에도 혈장 치료가 시도된 바 있다. 당시 의료계는 메르스 환자의 회복기 혈장 치료에 대해 항바이러스제에 반응을 보이지 않는 중증환자를 대상으로 발병 후 2주 이내에 실시하는 것이 적절하다고 판단했다. 대한감염학회와 대한항균요법학회는 국제학술지에 메르스 치료지침으로 언급하기도 했다. 이와 관련해 권준욱 중앙방역대책본부 부본부장은 “메르스 사태 때도 9건 정도 회복기 환자의 혈장을 가지고 치료를 시도한 적이 있다”면서 “사실상 혈액에 들어 있는 항체를 수혈하는 개념의 치료”라고 말했다. 그는 “일부 혈장 치료에 비관적인 전문가들도 있는 것으로 안다”며 “현재 백신은 물론이고 당장 유효한 치료제가 없는 상황이므로 중증 환자의 치료를 위한 ‘최후의 수단’ 중 하나”라고 언급했다. 세종 박찬구 선임기자 ckpark@seoul.co.kr

지금으로부터 4100만 년 전 교미 중 영원한 무덤에 갇힌 한쌍의 파리가 발견됐다. 최근 호주 모나쉬대학 연구팀은 호주 빅토리아의 한 채석장에서 발견된 ‘호박’에서 화석화 된 한쌍의 파리를 발견했다는 연구결과를 국제학술지 '사이언티픽 리포트' 2일 자에 발표했다. 긴 다리가 그대로 보일 정도로 전체적인 형태가 온전히 남아있는 이 파리들은 4100만 년 전 '짝짓기' 중 생을 마감한 매우 희귀한 사례다. 파리의 교미가 통상 몇초 밖에 걸리지 않기 때문.파리의 무덤이 된 호박(琥珀·amber)은 나무의 송진 등이 땅 속에 파묻혀서 수소, 탄소 등과 결합해 만들어진 광물을 말한다. 결과적으로 한쌍의 파리가 교미를 위해 송진에 내려 앉았던 몇 초 동안 이들은 영원히 갇힌 셈이다. 논문의 선임저자인 제프리 스틸웰 교수는 "유기체들을 호박이라는 3D 공간에 완벽하게 보존될 수 있어 마치 어제 죽은 것처럼 보인다"면서 "이 때문에 호박은 고대 지구 생태계에 대한 엄청난 양의 정보를 제공한다"며 의미를 부여했다. 이번에 연구팀은 빅토리아와 태즈메이니아에서 발굴된 최대 5400만 년 전 암석에서 거의 6000개에 달하는 호박 조각들을 발견했고 이 중 파리를 비롯한 거미, 개미 등의 곤충을 찾아냈다. 　　 이번 발견이 한가지 더 의미있는 이유는 지구상 대부분의 호박은 미얀마 등 북반구에서 발견되기 때문이다. 스틸웰 교수는 "호박은 호주와 같은 남반구에서 발견된 것이 거의 없다"면서 "이번 발견은 지구의 호박 화석 기록의 균형을 잡는데 도움을 줄 것"이라고 내다봤다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

최병윤 분당서울대병원 이비인후과 교수팀과 김봉직 충남대병원 이비인후과 교수팀이 소아 경도·중등도(25~55dB 역치) 감각신경성 난청의 원인으로 유전적 요인의 중요성을 밝혀내 주목받고 있다. 감각신경성 난청이란 소리를 감지하는 기관인 내이의 손상 또는 내이에서 분석된 소리 정보를 뇌로 전달하는 청신경의 능력이 떨어져 발생하는 난청으로, 그 원인은 매우 다양하며 소리를 듣지 못하는 정도에 따라 경도, 중등도, 고도, 심도난청으로 분류하게 된다. 이번 연구결과는 저명 국제학술지인 ‘유전의학(Genetics in Medicine)’ 최근호에 게재됐다. 특히, 소아 난청의 경우에는 한창 말을 배울 시기에 정확한 말소리를 듣지 못하면서 정상적인 언어발달에 문제가 생기게 되고, 뇌의 발달에도 영향을 미쳐 학습발달 측면에서도 심각한 장애가 나타날 가능성이 높다. 청각재활의 방편으로 인공와우이식이 빈번히 이루어지는 고심도 난청에 비해 오히려 이러한 경중등도 난청은 간과하기 쉬운 탓에 적절한 치료가 제 때 이뤄지지 않는 경우가 많다. 하지만 이렇게 치료시기를 놓치게 되면 향후 언어발달과 의사소통, 나아가 사회생활에 있어서도 고심도 난청보다 더 큰 후유증을 남기게 될 수도 있어 주의가 필요하다. 이에 최병윤 교수팀은 소아 경중등도 난청의 적절한 진단과 치료를 위해 유전적 원인에 대한 연구를 시행했고, 가족력이 없는 경우에는 일반적으로 유전적 요인이 원인이라는 점을 쉽게 떠올리지 못한다는 점에서 이번 연구의 의의가 크다. 2014년부터 2018년까지 진행된 이번 한국인 대규모 코호트 연구는 난청 가족력이 없는 15세 미만의 경중등도 난청(<55dB 이하) 환자 83명을 대상으로 진행됐다. 유전자 분석 결과, 이들 중 62.7%(52명)에서 유전적 요인이 난청의 원인인 것으로 나타났으며, 그 중 절반 이상의 원인이 STRC라는 단일 유전자에 의한 것이고, 두 번째로 많은 MPZL2 유전자 원인까지 합하면 유전적 요인의 약 70% 가량이 이 두 유전자에 의한 것으로 확인됐다. 우리 몸의 모든 유전자는 성염색체를 제외하고 똑같은 유전자를 두 개씩 갖고 있다. 부모가 난청이 아닌데도 아이에게 난청이 생기는 경우가 바로 부모로부터 아이에게 난청 유전자만 전달된 경우다. 유전자 하나에 문제가 생겨도 또 다른 하나가 정상적으로 기능을 하면 난청이 생기지 않지만, 부모로부터 난청 유전자만 두 개를 전달 받은 경우에는 난청이 나타날 수 있는 것이다. 최병윤 교수는 “이번 연구는 경중등도 난청의 유전적 원인에 대한 세계 최초의 대규모 연구로, 경중증도 난청에 대한 이해를 향상시킴과 동시에 유전형에 따라 보다 다양한 개별 맞춤형 청각재활방법을 제시할 수 있는 길을 열게 됐다”며 “부모가 청력이 정상이더라도 난청 유전자 돌연변이를 가진 보인자라면 난청 아이를 출산할 가능성이 있으므로, 난청 유전자 검사를 통해 자녀의 난청 발생 원인을 정확히 파악하면 보다 효과적인 치료방법을 찾을 수 있다”고 말했다. 김봉직 교수는 “소아 경중등도 난청의 발생에 특정 유전자 두 가지가 매우 큰 역할을 한다는 것을 밝힌 것도 굉장히 의미가 있다”고 덧붙였다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

나이팅게일은 울음소리가 아름다워 검은지빠귀, 유럽물새와 함께 유럽의 3대 명조(鳴鳥)로 꼽히며 문학작품이나 신화에도 자주 등장하는 참새목 딱샛과에 속하는 새이다. 15~16.5㎝ 크기의 나이팅게일은 조용한 밤중에 우는 소리가 특히 두드러져 밤꾀꼬리로 불리기도 한다. 유럽과 아시아 일부 지역에서 번식하다가 겨울이 되면 사하라사막 남쪽 아프리카로 이동하는 철새로도 잘 알려져 있다. 그런데 최근 기후변화 때문에 아름다운 목소리를 내는 나이팅게일이 멸종할 가능성이 높아진다는 연구결과가 나왔다. 스페인 마드리드 콤플리텐세대 생물다양성·생태·진화학과, 마드리드 자치대 공동연구팀은 지구온난화로 인한 기후변화의 영향을 받아 나이팅게일의 날개길이가 짧아지고 있어서 겨울철 서식지로 이동하지 못할 가능성이 점점 커지고 있다고 4일 밝혔다. 이같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘아우크-올니톨로지컬 어드밴시즈’ 2일자에 실렸다. 연구팀은 스페인 중부지방에서 여름철을 나는 나이팅게일 군집의 날개모양과 이주시기, 이동거리 등에 대한 20년 동안의 데이터를 분석했다. 그 결과 지난 20년간 몸의 크기에는 거의 변화가 없었지만 날개의 평균길이는 점점 감소해 먼거리를 이동하기는 부적합해지고 있다는 사실을 확인했다. 날개가 짧아진 나이팅게일은 겨울철 아프리카로 이동한 뒤 유럽이나 아시아 지역으로 복귀하지 못할 수도 있으며 겨울철에 아프리카로 이동하지 못하고 원래 살던 지역에서 겨울철을 나야 하는 상황이 벌어질 수 있다는 설명이다. 철새의 이동과 관련해 제기되는 ‘철새 유전자 패키지’(migratory gene package) 가설은 날개길이, 이동 중 휴식시간에 따른 대사속도, 이동집단의 크기, 짧은 수명 등 이동과 관련한 것들이 일련의 유전자에 의해 제어되고 있다는 설명이다. 가설의 이름에서도 알 수 있듯이 이동과 관련한 여러 요인 중 하나의 특성에 영향을 미치는 변화압력이 커지면 다른 특성들도 자연스럽게 영향을 받게 된다. 연구팀에 따르면 최근 수 십년 동안 스페인 중부지역에서는 봄의 시작시기와 길이, 평균 기온이 바뀌었고 여름은 점점 더워지면서 낳는 알의 숫자도 줄어들고 있다. 여기에 날개 길이까지 짧아지면서 겨울철 아프리카로 이동하는 집단의 크기도 작아지기 때문에 이동과정에서 천적의 공격을 막기도 어려워 점점 이동을 피하는 방향으로 진화하게 된다고 연구팀은 설명하고 있다. 이번 연구를 주도한 카롤리나 레마차 콤플리텐세대 박사는 “이번 연구는 기후변화로 날개가 짧아지고 집단의 크기까지 줄어드는 부적응 진화로 전체 종의 생존율까지 감소시킬 수 있음을 보여주고 있다”라며 “이번 사례에서도 볼 수 있듯이 기후변화를 차단하지 못하면 생물종의 대량 멸종은 실제 현실이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 2월 봉준호 감독이 ‘기생충’으로 4개 부문을 휩쓴 ‘제92회 아카데미상 시상식’에서 올해 여우주연상은 영화 ‘주디’의 주연 르네 젤위거에게 돌아갔다. 주디는 영화 ‘오즈의 마법사’에서 도로시역을 맡아 ‘somewhere over the rainbow’라는 유명한 삽입곡을 불러 세계적인 스타가 된 주디 갈란드의 이야기를 다룬 작품이다. 주디 갈란드는 체중조절을 이유로 하루 한끼만 먹고 영화 촬영을 위해 잠을 자지 못하도록 각성제를 강제 복용하기도 하고 스테프와 남자배우들에게서 수시로 폭언과 폭행을 당한 것으로 알려지기도 했다. 최근에는 이런 일들이 줄어들었지만 몇 년 전 나탈리 포트먼이나 제니퍼 로렌스 등 헐리우드에서 활약하고 있는 여배우들이 똑같은 주연배우임에도 남녀간 출연료 차이가 크다며 남녀 출연자의 불평등한 구조에 대해 지적하고 나섰다. 미국 노스웨스턴대 복잡계연구소, 화학생물공학과 공동연구팀은 1920년부터 1950년대까지 소위 ‘헐리우드 황금시대’라고 불렸던 시기에 여성배우들에게는 불평등한 구조로 가득한 ‘최악의 시대’였다고 3일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 2일자에 실렸다. 세계 영화산업의 중심지라고 하면 많은 사람들이 미국 로스앤젤레스(LA) 헐리우드를 떠올린다. 1910년 이전까지만해도 미국에서 영화의 중심지는 뉴욕과 시카고였다. 헐리우드로 무게중심이 옮겨지면서 1920년대에는 지금 널리 알려진 ‘스튜디오 시스템’이 등장해 영화산업 표준모델로 자리잡게 된다.스튜디오 시스템은 영화에 투입되는 모든 인적, 물적 자원을 효과적으로 운영하는 방법이다. 이를 통해 로케이션 촬영보다는 세트장에서 찍는 영화가 대세를 이루게 됐고 배우들도 겹치가 출연이 가능해지면서 다양한 장르의 영화가 쏟아져 나오게 됐다. 이 같은 분위기는 1950년대까지 이어지면서 이 때를 ‘황금시대’(Golden Age)라고 부른다. 연구팀은 미국 영화연구소 아카이브와 인터넷영화데이터베이스(IMDb)에서 1910년부터 2010년까지 100여년 동안 제작된 액션, 어드벤처, 전기, 코미디, 범죄, 드라마, 다큐멘터리, 판타지, 느와르, 역사, 공포, 음악, 뮤지컬, 미스터리, 로맨스, SF, 스포츠, 스릴러, 전쟁, 서부영화, 단편영화까지 모든 장르의 2만 6000여편의 영화를 분석했다. 연구팀은 이들 영화에서 배우, 시나리오 작가, 감독, 제작자로 여성이 얼마나 많이 참여했는지에 특히 주목했다. 분석 결과 모든 장르와 네 개의 직업군에서 성별 분포는 정확히 U자형 그래프를 형성하는 것으로 확인됐다. 1922년 헐리우드 스튜디오 시스템이 등장하면서 여성의 역할과 구성은 급격히 감소했다는 것이다. 이 같은 분위기는 소수의 주요 영화제작사가 영화산업을 좌지우지했던 1950년대, 소위 헐리우드 황금시대 내내 지속된 것으로 조사됐다.연구팀은 헐리우드 황금시대 이전에는 독립영화 제작사들에 의해 영화산업이 지탱되고 있었으며 다양한 분야에서 여성의 참여가 증가추세를 보였다고 밝혔다. 실제로 1910~1920년까지 여성배우는 전체 출연진의 40%를 차지했고 20%의 시나리오가 여성 작가들에게서 나왔으며 제작자의 12%, 감독의 5%가 여성이었던 것으로 나타났다. 연구팀은 1920년대 스튜디오 시스템이 등장하면서 워너브러더스, 파라마운트, MGM, 폭스, RKO 픽처스 5개 대형제작사가 영화산업을 장악하면서 여성 연기자의 비율이나 역할도 1910년대와 비교해 절반 이하로 줄었고 제작과 연출은 거의 ‘0’에 수렴하는 등 영화산업에서 여성의 대표성을 찾아보기는 어렵다고 연구팀은 밝혔다. 아카데미상 여우주연상 2번 수상하고 4번 후보로 올랐던 후보였던 1940년대 인기 여배우 올리비아 드 하빌랜드가 1943년 워너브라더스의 노예계약에 소송을 걸어 승소한 이후 배우들은 스튜디오 전속계약이라는 굴레에서 해방됐다.또 1948년 미국 연방정부가 독점금지 위반으로 파라마운트를 고소하고 승소를 하면서 스튜디오들이 영화를 독점제작해 배급, 상영할 수 없게 했다. 연구팀은 이 같은 일련의 사건이 스튜디오 시스템에 균열을 일으켜 2010년까지는 여성들의 역할이 꾸준히 증가추세를 보였다고 분석했다. 그렇지만 여전히 영화산업의 모든 역할에서 여성의 비율은 50%를 밑돌고 있다고도 지적했다. 이 같은 여성의 역할이 줄어든 것에 대해 황금시대 당시 서부영화나 액션, 범죄, 느와르 영화가 늘어나 여성의 자리가 줄어들었다는 주장이 있지만 연구팀은 이번 분석을 보면 뮤지컬, 코미디, 판타지, 로맨스를 포함해 모든 장르에서 여성의 대표성이 줄어들었다고 강조했다. 루이스 누네스 아마랄 교수(복잡계 사회·생물학)는 “헐리우드 황금시대에는 현란하고 화려하며 고전적인 영화들이 많이 만들어져 많은 사람들이 장밋빛 시대로 인식하고 있다”라면서 “이번 연구를 통해 당시 상황을 미시적으로 분석하면 절대 황금시대가 아니었다는 사실을 알 수 있다”고 설명했다. 또 아마랄 교수는 “남성 제작자가 남자 감독이나 시나리오작가를 고용하는 것으로 나타났는데 인과관계로 볼 수는 없지만 이 같은 분석결과는 매우 시사적”이라며 “영화산업의 정점에 있는 사람들의 성별이 여성의 진출은 물론 영화의 다양성에도 영향을 미친다고 봐야 할 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

신생대 제4기 홍적세(플라이스토세)에 속하는 약 1만2000년 전, 인류와 공존했던 검치호랑이의 거대한 두개골이 발견됐다. 스밀로돈 포퓰라토르(Smilodon populator)라는 학명을 지닌 검치호랑이는 지금까지도 가장 큰 종으로 유명한데, 최근 우루과이에서 나온 한 두개골 화석 덕분에 지금까지 생각보다 훨씬 더 큰 종으로 확인됐다. 검치호랑이는 100만 년 전부터 1만 년 전 사이 남북 아메리카 대륙 전체에서 여러 동물을 사냥감으로 삼았지만, 그중에서도 스밀로돈 포퓰라토르는 다른 종들과도 확연하게 달랐다.국제학술지 ‘앨처링거’(Alcheringa) 최신호(3월2일자)에 실린 한 연구논문에는 우루과이 남서부의 돌로레스지층에서 발견된 스밀로돈 포퓰라토르의 최신 두개골 화석이 얼마나 거대한지 자세히 기록돼 있다.연구 주저자인 우루과이 공화국대(UdelaR)의 알도 만주에티 연구원에 따르면 지금까지 이 종의 두개골 평균 크기는 전상악골(위턱뼈 앞쪽에 있는 뼈)에서 관절구(뼈에 있는 둥근 돌기)까지의 길이가 약 35㎝였지만, 이번에 나온 두개골은 약 40㎝에 달한다. 만주에티 연구원은 “(이 종은) 근골이 우람한 아주 강인한 몸을 지녔고 잘 발달한 굵은 앞다리와 짧은 꼬리를 갖고 있다”면서 “그중에서도 돋보이는 장점은 샤벨처럼 긴 송곳니”라고 설명했다.지금까지 나온 화석들보다 무게가 훨씬 더 많이 나가는 화석의 발견은 이 종이 생각보다 훨씬 크고 힘이 세다는 점을 시사한다. 스밀로돈 포퓰라토르의 몸무게는 평균 220~360㎏으로, 큰 개체는 400㎏에 달하는 것으로 알려져 있다. 연구진이 새로 발견한 두개골의 길이로 전체 크기를 계산한 결과, 이번에 발견된 스밀로돈은 평균 407㎏, 최대 436㎏은 됐을 것으로 추정된다. 따라서 당시 이 종보다 더 큰 육식동물은 몸무게가 평균 1t에 달하던 곰인 악토테리움 버메이스터(Arctotherium Burmeister)뿐이었다고 만주에티 연구원은 덧붙였다. 연구에 참여한 캐나다 위니펙대의 선사인류학자 미르자나 록산딕 박사는 “만일 당시 인류가 이 거대한 스밀로돈과 마주했다면 할 수 있는 유일한 일은 행운을 비는 일이었을 것”이라고 말했다.이번에 나온 거대 두개골 화석으로도 스밀로돈 포퓰라토르의 모습이 바뀌지는 않지만, 그 사냥 능력과 먹잇감의 대상에 대해서는 완전히 다른 견해가 나오고 있다. 이 종이 사냥할 수 있는 먹잇감의 무게는 1t 정도였지만, 이번에 확인된 크기라면 몸무게 3t에 달하는 사냥감까지 덮칠 수 있었다는 것이다. 만주에티 연구원은 “이 종은 당시 포식자의 정점에 서 있었고 아메리카 대륙 전역에 살던 다른 모든 동물에게 매우 큰 영향을 끼친 것으로 보인다”면서 “앞으로 관련 화석을 더 찾아내 이 거대 생물의 전체 모습을 구축하겠다”고 말했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 연구진이 대형 발전용으로만 활용할 수 있는 연료전지를 휴대용 가스버너에 사용하는 부탄가스 연료로도 작동시킬 수 있는 기술을 개발해 화제가 되고 있다. 이 때문에 연료전지를 전기차, 드론, 로봇 등에도 활용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 에너지소재연구단 연구팀은 휴대용 부탄가스를 활용해 600도 이하에서도 작동시킬 수 있는 고성능 박막 기반 세라믹 연료전지 기술을 개발했다고 2일 밝혔다. 이같은 연구결과는 화학및환경 분야 국제학술지 ‘응용 촉매B-환경’에 실렸다. 연료전지는 화학에너지를 전기에너지로 변환시키는 장치로 발전효율이 높고 오염물질을 배출하지 않아 차세대 발전설비로 주목받고 있다. 이 중 세라믹 연료전지는 귀금속 촉매를 사용하지 않고도 다양한 연료를 사용할 수 있고 기타 연료전지보다 발전효율이 높다는 장점을 갖고 있다. 그러나 800도 이상 고온에서만 작동하고 작동을 위해서는 시동-정지-재가동에 시간이 오래걸리며 대형 발전용 이외에 응용이 어렵다는 한계가 있다. 또 작동 온도를 낮추면 다양한 연료를 사용할 수 없게 되면서 세라믹 연료전지만의 장점이 사라지게 된다. 이에 연구팀은 전해질과 접해 있는 전극 가까이에 연료를 보다 쉽게 변환할 수 있는 고성능 2차 촉매를 삽입함으로써 이 같은 문제를 해결했다. 연구팀은 저온에서도 촉매활성이 뛰어난 팔라듐, 루테늄, 구리 등 2차 촉매를 삽입함으로써 시중에서 쉽게 구할 수 있는 부탄가스 연료를 사용해서도 중저온 작동온도인 500~600도에서도 세라믹 연료전지가 정상적으로 작동하는 것을 확인했다. 손지원 박사는 “이번 연구는 낮은 온도에서 작동하는 세라믹 연료전지를 다양한 연료로 사용할 수 있다는 것을 보여준 것”이라며 “휴대용 연료로도 작동이 가능하도록 해 다양한 수송, 이동용 연료전지로 사용할 수 있게 됨에 따라 ‘연료전지는 발전용’이라는 고정관념을 깨게 됐다는데도 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

오랜 시간 일할수록 갑상샘 저하증에 걸릴 위험이 커질 수도 있다는 연구 결과가 나왔다. 국립암센터와 국립암센터연구소 공동연구진이 2013~2015년 3년간 국민건강영양조사(KNHANES) 참가자 2160명의 자료를 분석해 주 53~83시간 근무자가 주 36~42시간 근무자보다 갑상샘 저하증에 걸릴 확률이 2배 이상 높다는 사실을 발견했다. 이 연구에 따르면, 갑상샘 저하증은 주 53~83시간 근무자의 3.5%에서 발생했다. 반면 주 36~42시간 근무자 그룹에서는 1.4%만이 해당 질환에 걸린 것으로 나타났다. 여기서 주 53~83시간 근무자의 근로 시간은 주 5일제의 경우 하루 10.5~16.5시간 근무한 것과 같다. 갑상선 기능저하증으로도 알려진 갑상샘 저하증은 심장질환과 당뇨병의 위험 요인인 것으로 널리 알려졌는데 우리 몸에서 필요로 하는 갑상샘 호르몬이 부족해진 탓에 대사 기능이 저하돼 부종과 오한, 탈모 그리고 피로 등 증상이 나타나는 상태를 말한다. 갑상샘 저하증은 남성보다 여성에게서 더 흔히 발생하지만, 이들 연구자는 오랜 시간 일하면 근로자의 성별이나 사회경제적 지위에 상관없이 갑상샘 저하증이 생길 위험이 커진다는 것을 발견했다. 하지만 이번 연구는 장시간 근무와 갑생샘 저하증의 상관관계를 나타낸 것으로, 장시간 근무가 갑상샘 저하증을 유발하는지 여부를 판단하려면 추가 연구가 필요하다. 이에 대해 이 연구에 제1저자로 참여한 이영기 국립암센터 내과 내분비내과분과 전문의(MD)는 “인과관계가 성립하면 갑상샘 저하증이 있는 장시간 근무자들의 갑상샘 기능 향상을 위해 근로시간 단축을 권고하는 근거가 될 수 있다”면서 “게다가 갑상선 기능저하증의 선별은 간단한 실험실 검사를 통해 근로자의 건강검진 프로그램에 쉽게 통합할 수 있다”고 말했다. 또 이 전문의는 “과로는 세계 근로자의 건강과 안전을 위협하는 만연한 문제”라고 지적하면서 “우리가 아는 바로는 이번 연구는 장시간 근무가 갑상샘 저하증과 관계가 있다는 것을 처음으로 보여준다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 내분비학회지(Journal of the Endocrine Society) 최신호(31일자)에 실렸다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

성인 아파렌시스 뇌 침팬지보다 20% 커 인간처럼 오랜시간 양육 찰스 다윈의 진화론은 자연과학과 인문사회학, 예술, 정치 등 다양한 분야에 강력한 영향을 미쳐 단순한 과학이론이 아닌 인류사를 뒤바꾼 혁명적 사상으로 받아들여지고 있다. 진화론을 바탕으로 한 고인류학은 화석과 유전자 분석을 통해 최초의 인간은 언제 유인원과 분리됐는지를 밝혀내고 인간의 특성을 찾아내 ‘인간이란 무엇인가’를 과학적으로 규명하려는 학문이다. 이번 주에는 주목할 만한 고인류학적 성과들이 ‘네이처’를 비롯해 ‘사이언스 어드밴시즈’, 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 등에 앞다퉈 실렸다. 우선 독일 막스플랑크 진화인류학연구소와 미국 플로리다주립대, 산타페 고등연구소, 애리조나주립대, 시카고대, 유럽 싱크트론방사선연구소(ESRF), 호주 그리핀대, 영국 런던자연사박물관, 런던대(UCL) 공동연구팀은 약 318만년 전에 살았던 인류의 조상 ‘오스트랄로피테쿠스 아파렌시스’의 뇌가 유인원과 비슷한 형태를 갖고 있지만 발달 과정은 현대인과 비슷했다는 사실을 밝혀내고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 2일자에 발표했다.현대인의 뇌는 오랑우탄, 침팬지, 고릴라 같은 유인원들보다 크고 형태도 다르며 완전히 뇌가 자라기까지 시간이 오래 걸린다는 특징이 있다. 사람 뇌의 이런 독특한 특성이 언제부터 시작됐는지 명확히 밝혀지지 않은 상태였다. 연구팀은 ‘싱크로트론 마이크로토그래피’라는 장치를 활용해 최초의 인류 화석인 ‘루시’와 최초의 아이 ‘디키카’ 화석이 발견된 바 있는 에티오피아 디키카와 하다르 지역에서 발굴된 8개의 서로 다른 아파렌시스 두개골에 대한 정밀 분석을 실시했다. 싱크로트론 마이크로토그래피는 컴퓨터단층촬영(CT)과 비슷하지만 사용하는 엑스선 강도가 더 강하기 때문에 미세한 부분까지도 입체적으로 표현해 낼 수 있는 기술이다. 아파렌시스 아이의 뇌는 사람보다 유인원에 더 가까운 것으로 나타났지만 성장에 따른 뇌 발달과정은 현대인과 비슷한 것으로 확인됐다. 성인 아파렌시스는 침팬지보다 뇌가 20% 정도 더 큰 것으로 미뤄 봤을 때 아파렌시스 아이가 성인의 뇌를 갖기까지는 오늘날 인간처럼 오랜 시간 양육자의 보호를 받았을 것이라고 연구팀은 분석했다.이날 국제학술지 플로스 원에는 남아프리카공화국 비트바테르스란트대, 미국 위스콘신 메디슨대 고인류학자들이 ‘호모 날레디’의 청소년 화석을 분석한 결과 성인과 같은 체격구조를 갖추는 데 유인원보다 오랜 15년 정도가 걸렸을 것이라는 분석 결과를 발표했다. 호모 날레디는 2013년 남아공 수도 요하네스버그에서 북서쪽 50㎞ 위치의 ‘라이징 스타’라는 이름의 동굴 속 디날레디라는 부분에서 발견된 현생인류의 직접 조상인 호모족의 새로운 종이다. 오스트랄로피테쿠스보다는 늦은 약 300만년 전에 등장한 것으로 알려진 호모 날레디는 오스트랄로피테쿠스와 현생인류의 특징을 모두 갖고 있어 고인류학자들이 주목하고 있다. 연구팀은 ‘DH7’으로 이름 붙여진 호모 날레디의 팔, 다리, 턱뼈 일부를 분석한 결과 사망 당시 나이는 8~11세였으며 다른 호모 날레디 화석과 비교했을 때 성장단계에 있는 청소년인 것으로 확인했다. 호모 날레디의 성장 속도가 현대인과 비슷하다고 가정하면 완전한 성인 체형을 갖는 나이는 15세 전후였을 것으로 분석했다. 한편 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 2일자에도 두 편의 고인류학 연구논문이 실렸다. 그중 덴마크 코펜하겐대와 독일 막스플랑크 생화학연구소를 중심으로 한 스페인, 미국, 영국, 조지아 6개국 21개 연구기관으로 구성된 국제공동연구팀은 약 120만년 전에서 80만년 전에 유럽에 살았던 것으로 알려진 ‘호모 안테세소르’의 치아 화석을 분석 비교한 결과 현생인류와 친척뻘인 네안데르탈인, 데니소바인의 안면 골격구조를 동시에 갖고 있다는 사실을 밝혀내기도 했다. 필립 건즈 독일 막스플랑크 진화인류학연구소 박사(형질인류학)는 “이번 연구 성과들은 유인원과 인류의 차이점과 분기점을 더 명확하게 확인할 수 있게 해주고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

임업선진국, 기후변화 대응 숲과 나무 보존 정책과 연구시행 ‘사회적 거리두기’ 때문에 작은 화분이라도 집에 마련 필요 “산에 산에 산에는/산에 사는 메아리/언제나 찾아가서 외쳐 부르면/반가이 대답하는 산에 사는 메아리/벌거벗은 붉은 산엔 살 수 없어 갔다오.” 현재 중장년층이 어린 시절 이맘때면 학교에서 불렀던 동요 ‘메아리’의 한 구절입니다. 요즘은 ‘메아리가 반갑게 대답하지 않는’ 벌거숭이 민둥산을 찾아보기 힘듭니다. 사흘 뒤면 나무를 심는 날 ‘식목일’입니다. 올해로 75회를 맞는 식목일은 1949년 공휴일로 지정됐다가 2006년 휴일에서 제외되면서 많은 사람들의 기억 속에서 잊혀져 가는 기념일이 되고 있습니다. 숲과 나무는 인류가 등장한 이후 다양한 형태로 관계를 맺어 오고 있습니다. 과거에는 식량이나 연료 같은 직접적 효용은 물론 신앙의 대상이 되기도 했습니다. 과학기술이 발달한 현대에 들어서는 예전처럼 삼림의 직접적 활용도는 줄어들고 있습니다. 대신 온실가스인 이산화탄소를 흡수하고 산소를 내뿜는 환경개선 및 대기질 개선 효과, 토양침식과 산사태 방지, 가뭄 방지, 열섬 완화, 산림경관 및 산림휴양, 홍수조절, 저장량을 늘려 수자원을 확보하는 수원 함량 같은 간접적이며 공익적 효용은 점점 늘고 있습니다. 지난해 미국, 네덜란드, 영국, 스웨덴, 독일, 중국, 캐나다 등 7개국 31개 연구기관이 참여한 공동연구팀은 도시 개발을 할 때도 자연 그대로 환경을 최대한 보존하는 것이 사람들의 정신적, 육체적 건강을 지키는 데 도움이 된다는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 발표했습니다. 영국 임페리얼 칼리지 런던대와 미국 카네기멜론대 공동연구팀은 최근 심각해지고 있는 대기오염 때문에 발생하는 질병과 그로 인한 사망률을 낮추기 위해서는 대기오염 물질 발생원을 억제하는 것은 물론 도심이나 도심지 주변에 숲을 조성하거나 자연보호를 통해 삼림 면적이 줄어드는 것을 막아야 한다는 연구 결과를 미국공공과학도서관에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘플로스 메디슨’에 발표하기도 했습니다. 최근 기후변화와 급격히 줄어드는 생물다양성, 에너지 위기 등에 대응하기 위해 임업 선진국들은 산림 보전을 위한 다양한 정책을 내놓고 관련 연구도 가속화하고 있는 분위기입니다. ● 2010~2011년 국내 산림면적 가장 큰 폭으로 줄어 그렇지만 한국의 상황을 보면 조금은 안타깝습니다. 지난해 산림청에서 발표한 ‘2019년 임업통계연보’에 따르면 2018년 한반도 산림면적은 630만 6000㏊(헥타르)입니다만 2009년부터 2018년까지 산림면적은 꾸준히 줄고 있습니다. 특히 2010년 636만 9000㏊에서 2011년 634만 8000㏊로 무려 2만 1000㏊가 사라져 가장 큰 폭으로 줄었습니다. 기상청에 따르면 올해 식목일은 전국에 구름 한 점 없는 맑은 날씨에 낮 기온도 9~18도 분포를 보일 것으로 전망되고 있습니다. 날씨는 좋지만 연초부터 시작된 코로나19의 확산세가 꺾이지 않고 장기화됨에 따라 예전처럼 멀리까지 나가 나무를 심는 것은 쉽지 않을 듯싶습니다. 각 지방자치단체들도 코로나 여파로 식목일 기념 나무심기 행사를 취소하고 있으니 말입니다. 그렇다면 마트나 가까운 화원에서 작은 나무나 식물을 사서 집 안으로 초록색을 들여놓는 것은 어떨까요. 식물을 집 안에 키우는 것은 기분전환에도 좋다고 하니 요즘 사회적 거리두기 때문에 나타나는 고립감, 소외감, 우울감 같은 ‘코로나 블루’를 날리는 데도 도움이 되지 않을까 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 고무줄처럼 늘어나는 신축성 있는 아코디언 형태의 리튬이온배터리를 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 광전하이브리드연구센터 손정곤(사진) 박사팀은 신축성 있는 전극과 전해질을 개발해 쉽게 휘고 고무줄처럼 늘릴 수 있으며 용량도 큰 리튬이온배터리를 만드는데 성공했다고 31일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘ACS나노’에 실렸다.스마트 밴드 같은 고성능 웨어러블 기기나 몸 속에 삽입하는 이식형 의료전자기기 사용이 늘어나면서 신체의 굴곡이나 인체 장기에 맞게 쉽게 휘어지고 늘어날 수 있는 배터리의 필요성이 늘고 있다. 그렇지만 현재 사용되고 있는 리튬이온배터리는 전극소재가 단단하고 액체 형태의 전해질이 자칫 바깥으로 쉽게 새기 때문에 배터리를 늘리거나 휘어지게 만들기 쉽지 않다.이에 연구팀은 전도성이 높은 원자 두께의 그래핀과 탄소나노튜브를 사용해 신축성 있는 벌집 구조의 아코디언 형태의 배터리를 만들어 고무줄처럼 쉽게 휘고 늘릴 수 있도록 했다. 이번에 개발한 전지는 단순히 신축성만 높이기 위해 고무처럼 에너지 저장이 어려운 소재를 사용한 것이 아니라 배터리의 모든 소재가 에너지를 저장하고 내보낼 수 있도록 만들어졌다. 여기에 액체 전해질을 젤 형태로 바꾸고 젤 전해질이 바깥으로 새지 않도록 한 패키징 소재도 함께 만들었다. 그 결과 배터리 모든 부분이 쉽게 휘어지고 줄일 수 있으며 500번 이상 반복적인 잡아당김에서도 성능을 유지하는 것이 관찰됐다. 손정곤 KIST 박사는 “이번에 개발한 기술은 전극 뿐만 아니라 배터리 전체가 신축성을 갖고 있기 때문에 웨어러블 전자기기나 신체 부착형 의료소자에 손쉽게 적용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr