美 1번 환자 우한서 귀국 이튿날 37도 기침 심해지고 심한 피로감에 병원행 격리 치료 중엔 39.4도까지 열 치솟아 中 환자들 첫 증상 일주일 뒤에야 진료 집중 치료 전 이미 급성호흡곤란 겪어 신종 코로나바이러스 감염증의 초기 증상은 일반 감기 몸살이나 독감 증세와 비슷하다. 일반 환자와 큰 차이가 없다 보니 그만큼 방역이 쉽지 않다. 이런 가운데 세계적인 의학분야 국제학술지들이 신종 코로나 확진환자의 감염 후 병 진행 과정을 분석한 논문들을 내놔 눈길을 끌고 있다. 미국 질병통제예방센터(CDC) 산하 예방접종 및 호흡기센터(NCIRD), 워싱턴대 의대 연구진으로 구성된 신종 코로나 사례추적팀은 미국 내 첫 확진환자의 증상 진행 과정을 분석해 ‘뉴잉글랜드 저널 오브 메디슨’ 지난달 31일자에 발표했다. 연구팀은 지난달 19일 미국에서 처음으로 신종 코로나 확진 판정을 받은 35세 남성의 사례를 분석했다. 연구팀에 따르면 환자는 심혈관이나 호흡기 관련 질환을 한 번도 앓은 적이 없는 건강한 남성으로 중국 우한에 있는 가족을 만나고 지난달 15일 귀국했다. 환자는 귀국 다음날부터 기침이 시작돼 이틀째 되는 날부터는 체온보다 약간 높은 37도 안팎의 미열이 발생했다. 여행 후유증이라고 생각해 사흘째 되는 날은 집에서 쉬었지만 기침이 더 심해지고 근육통을 동반한 극심한 피로감을 느껴 독감이라 생각하고 병원을 찾았는데 신종 코로나 감염자로 확진 판정을 받았다는 것이다. 집중치료실로 격리돼 치료를 받는 동안 체온은 39.4도까지 오르고 구토, 설사, 극심한 복통 등의 증상을 보였다고 연구팀은 설명했다. 격리치료 7일째, 감염 후 11일째 되는 날부터는 열이 서서히 떨어져 정상 체온을 회복했지만 기침 증상은 계속됐다고 연구팀은 설명했다.한편 중국 우한시 진인탄병원 의료진도 지난달 2일 신종 코로나 확진 판정을 받아 입원한 환자 41명의 증상을 분석해 ‘랜싯’에 발표했다. 환자들은 이번 신종 코로나 발원지로 지목받은 화난수산시장을 방문한 이후 발열 증상과 마른 기침 증세가 심해 병원을 찾았다. 연구팀에 따르면 이들이 병원을 찾은 것은 감염돼 초기 증상이 나타난 지 일주일 가까이 지난 뒤여서 집중 치료를 받기 직전에 이미 급성폐렴으로 인해 호흡하기가 힘든 급성호흡곤란증후군(ARDS)을 겪은 것으로 확인됐다. 병원을 찾기 전까지 환자들의 98%가 발열 증세를 보였으며 75%는 심한 기침, 44%는 극심한 피로감과 함께 근육통을 겪었다고 연구팀은 설명했다. 연구진은 “감염 초기에는 가벼운 증상을 보이다가 폐렴으로 급격히 진행되는 만큼 신종 코로나의 확산을 차단하려면 각 지역의 임상의사와 보건당국 간 긴밀한 협조가 중요하다”고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난해 12월 말 중국 우한에서 시작된 신종 코로나바이러스 감염증(2019-nCoV)이 무서운 속도로 확산되면서 세계 각국은 방역대책을 세우느라 골머리를 앓고 있다. 더군다나 신종코로나 초기 증상은 일반 감기몸살이나 독감 증세와 비슷해 방역이 쉽지 않은 상황에서 세계적인 의학분야 국제학술지들이 신종코로나 확진환자의 감염후 병 진행과정을 분석한 논문들을 내놔 눈길을 끌고 있다. 미국 질병통제예방센터(CDC) 산하 예방접종 및 호흡기센터(NCIRD), 워싱턴대 의대 연구진으로 구성된 신종코로나 사례추적팀은 미국 내 첫 확진환자의 증상 진행과정을 분석해 ‘뉴잉글랜드 저널 오브 메디슨’ 지난달 31일자에 발표했다.연구팀은 지난달 19일 미국에서 처음으로 신종코로나 확진 판정을 받은 35세의 남성의 사례를 분석했다. 연구팀에 따르면 환자는 심혈관이나 호흡기 관련 질환을 한 번도 앓은 적 없는 건강한 남성으로 중국 우한에 있는 가족을 만나고 지난달 15일 귀국했다. 환자는 귀국 다음날부터 기침이 시작돼 이틀째 되는 날부터는 체온보다 약간 높은 37도 안팎의 미열이 발생했다. 여행 후유증이라고 생각해 사흘째 되는 날은 집에서 쉬었지만 기침이 더 심해지고 근육통을 동반한 극심한 피로감을 느껴 독감이라 생각하고 병원을 찾았는데 신종코로나 감염자로 확진 판정을 받았다는 것이다. 집중치료실로 격리돼 치료를 받는 동안 체온은 39.4도까지 오르고 구토, 설사, 극심한 복통 등의 증상을 보였다고 연구팀은 설명했다. 격리치료 7일째, 감염 후 11일째 되는 날부터는 열이 서서히 떨어져 정상 체온을 회복했지만 기침 증상은 계속됐다고 연구팀은 설명했다. 한편 중국 우한시 진인탄병원 의료진도 지난달 2일 신종코로나 확진판정을 받아 입원한 환자 41명의 증상을 분석해 ‘랜싯’에 발표했다. 환자들은 이번 신종코로나 발원지로 지목받고 있는 화난수산시장을 방문한 이후 발열증상과 마른 기침증세가 심해 병원을 찾았다.연구팀에 따르면 이들이 병원을 찾은 것은 감염돼 초기 증상이 나타난지 일주일 가까이 지난 뒤여서 집중치료를 받기 직전에 이미 급성폐렴으로 인해 호흡하기가 힘든 급성호흡곤란증후군(ARDS)을 겪은 것으로 확인됐다. 병원을 찾기 전까지 환자들의 98%가 발열증세를 보였으며 75%는 심한 기침, 44%는 극심한 피로감과 함께 근육통을 겪었다고 연구팀은 설명했다. 연구진은 “감염 초기에는 가벼운 증상을 보이다가 폐렴으로 급격히 진행되는 만큼 신종코로나의 확산을 차단하기 위해서는 각 지역의 임상의사와 보건당국간 긴밀한 협조가 무엇보다 중요하다”고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전 세계에서 신종 코로나바이러스 감염자가 급속도로 증가하는 가운데, 최초 발병지인 우한 내 감염자 수는 7만 5000명 이상에 달할 것으로 보인다는 연구결과 국제학술지 '랜싯'에 실렸다. 홍콩대학 연구진이 우한에서 다른 국가로 여행하는 사람들의 수와 우한의 인구, 국제 통계 및 감염 확진자 증가폭 등을 고려했을 때, 1월 25일 기준으로 우한 지역의 추정 확진자는 7만 5815명(신뢰구간 95%)이라고 밝혔다. 그러나 우한을 포함한 후베이성 지역 전체에서 1월 25일 기준 확진자 수는 761명으로, 이번 연구결과의 1%에 불과하다. 중국 당국이 오늘(1일) 0시 기준으로 확진자 수보다도 7배 가까이 많다. 연구진은 생물학과 물리학 분야에서 쓰이는 ‘마코프 체인 몬테 카를로’(Markov chain Monte Carlo) 통계기법으로 감염자 숫자를 추정한 결과, 바이러스의 확진자 규모가 6.4일마다 두 배로 증가한다고 예측했다. 또 감염자 한 명이 다른 사람을 감염시키는 계수는 2.68로 추정됐다. 이러한 예측에 따르면 1월 31일 기준, 우한 지역의 확진자는 15만 1630명이라는 추정치가 나온다. 신종 코로나바이러스 감염자 수에 대한 공식 수치가 정확하지 않은 것으로 보인다는 지적이 나온 것은 이번이 처음이 아니다. 지난달 17일 영국 임페리얼칼리지런던의 연구진 역시 바이러스 감염자의 수치가 실제 환자 규모보다 지나치게 낮은 것으로 보인다는 연구결과를 내놓은 바 있다. 영국 임페리얼칼리지 런던의 감염병 모델링 전문가들은 당시 신종 코로나바이러스 감염자가 2만 5000명가량 될 것으로 추정했다. 이는 잠복기에 있는 환자를 포함한 수치다. 일부 전문가들은 중국 정부와 세계보건기구(WHO)가 발표하는 통계는 확진 환자에 국한된 것으로, 실제 환자 규모는 더욱 클 것으로 내다보고 있다. 이에 따라 증상이 없는 상태에서도 타인에게 전염시킬 수 있는 ‘무증상 감염’과 관련한 갑론을박도 치열하다. 중국과 일본의 보건당국 관계자가 무증상 감염의 가능성을 인정한 데 이어 미국 보건당국 관계자와 WHO 대변인도 무증상 감염이 없다고 확신할 수 있는 증거가 없다는 입장을 내놓았다. 그러나 여전히 증상이 나타나기 전에는 전염성이 있다는 증거는 없다는 입장을 고수하는 전문가들도 상당수 존재해 논란이 이어지고 있다. 한편 중국 국가위생건강위원회에 따르면 1일 0시 기준 중국 내 신종 코로나바이러스 확진자는 1만 1791명, 사망자는 259명이다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

새해가 되면서 굳은 마음으로 금연, 금주를 결심했더라도 기분이 좋다든지, 스트레스가 많다든지 다양한 이유로 작심삼일로 끝낸 사람들이 많다. 그러나 딱 한 모금의 담배나 한 잔의 술도 매일 한다면 뇌가 급속도로 노화돼 인지능력 퇴화나 치매를 일으킬 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 서던캘리포니아대 의대 신경영상·정보연구소, 분자·전산생물학부, 신경과학부 공동연구팀은 조금씩이라도 매일 흡연과 음주를 하는 사람들은 그렇지 않은 사람들보다 뇌 나이가 더 많고 손상도 심하다는 연구결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 31일자에 발표했다. 폭음과 줄담배가 뇌 건강에 악영향을 미친다는 사실은 잘 알려져 있지만 적은 양이라도 매일 흡연과 음주를 하는 사람에 대한 연구는 많지 않았다. 연구팀은 영국 의학 빅데이터인 바이오뱅크에 등록된 사람 중에서 45~81세 남녀 1만 7308명을 무작위로 선정해 뇌 구조를 파악할 수 있는 ‘구조적 뇌 자기공명영상’(MRI), 흡연 및 음주 습관 관련 정보를 인공지능으로 분석해 뇌 나이를 파악했다. 그 결과 매일 한 개피 이상 흡연하는 사람은 1년에 1갑 이하의 담배를 피우거나 비흡연자에 비해 1갑당 0.03년씩 뇌 나이가 증가하는 것으로 나타났다. 만약 45세의 성인이 매일 1갑씩 1년 동안 담배를 피운다면 비흡연자에 비해 뇌 나이가 10살이 많은 55세의 뇌를 갖게 설명이다. 또 매일 알콜 1g씩 마시는 사람은 한 달에 맥주 한 잔 이하로 마시거나 전혀 마시지 않는 사람에 비해 0.02년씩 뇌 연령이 증가한다고 연구팀은 밝혔다. 알콜 1g은 알콜 5%의 맥주 4분의 1잔 정도에 해당되는 분량이다. 맥주 4분의 1잔이라도 매일 마시게 되면 1년 뒤 같은 나이의 비음주자보다 뇌는 7년 이상 더 늙어있다는 설명이다. 아더 토가 교수(신경해부학)는 “담배와 술이 뇌신경 발달에 좋지 않은 영향을 미친다는 것은 잘 알려져 있지만 음주보다 흡연이 더 치명적”이라고 지적하며 “나이가 들수록 흡연과 음주는 뇌의 노화를 빠르게 만들어 인지능력 퇴화로 인한 치매나 신경퇴행성 질환을 유발할 가능성이 높다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인터넷 뱅킹을 넘어 모바일 뱅킹이 일상화되는 등 일상 생활 모든 부분이 온라인과 연결되면서 인터넷 없이는 살 수 없는 세상이 되가고 있다. 문제는 편리함이 늘어나는 대신 개인정보 노출위험도 함께 증가한다는 점이다. 이 때문에 얼굴형태, 홍체, 지문 등 다양한 생체기관을 보안기술에 적용하려는 시도가 많아지고 있지만 복제 가능성을 완전히 배제할 수 없다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 몸 속 지방이나 체액, 근육, 뼈 등의 개인별 특성을 활용해 생체인식 인증수단으로 활용할 수 있는 방법을 개발해 주목받고 있다. 이 기술을 활용하면 골칫거리 뱃살이 누구도 깰 수 없는 생체암호로도 사용될 수 있다는 말이다. 한국전자통신연구원(ETRI) 의료정보연구실, 인천대 기계공학과 공동연구팀은 뼈, 근육, 지방, 혈관, 혈액, 체액 등 신체 모든 구성요소가 개인마다 다르고 복잡하다는 점에 착안해 이를 신호체계로 바꾸고 인공지능 딥러닝 기술을 적용해 개개인을 인식해 인증할 수 있는 기술을 개발했다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’와 로봇, 보안분야 국제학술지 ‘IEEE 트랜젝션 온 사이버네틱스’에 실렸다.현재 상용화돼 쓰이고 있는 지문, 홍체, 얼굴 인식 인증기술은 이미지를 확인하고 처리하기 때문에 복제가 가능하다. 연구팀은 생체 조직모델링 기술, 딥러닝 생체신호 분석기술, 진동 및 전극소자 기술을 활용해 새로운 형태의 생체인증 기술을 개발했다. 지문인식의 경우 기존에는 지문형태 같은 이미지 중심이었지만 연구팀이 이번에 개발한 기술은 손가락 내 뼈나 혈관, 혈액 같은 해부학적 조직 특성을 파악해 개인을 인식하기 대문에 복제가 불가능하다. 체지방 측정이나 초음파 촬영을 할 때처럼 손가락에 진동같은 기계적 신호나 미세전류 같은 전기적 신호를 흘려 손가락의 구조적 특성을 파악하는 식이다. 연구팀에 따르면 손가락 이외에 신체 부위 어디든 미리 등록을 해놓으면 해부학적 특성을 바탕으로 개인 식별이 가능해진다. 연구팀은 임상시험심사위원회(IRB) 승인을 받아 성인남녀 54명을 대상으로 이번 기술을 활용한 임상시험을 진행해 7000개 이상의 임상 데이터를 확보했다. 이 임상데이터를 인공지능 기계학습, 심층학습 모델로 검증한 결과 이번에 개발된 생체인식 기술의 정확도는 99% 이상인 것으로 나타났다고 연구팀은 밝혔다.안창근 ETRI 박사는 “이번 기술을 스마트폰이나 웨어러블 기기에 적용할 경우 스마트폰을 잡는 것만으로도 인증이 돼 복잡한 과정 없이 사이버 결재가 가능해지고 보안이 필요한 컴퓨터를 사용할 때는 키보드나 마우스를 잡거나 컴퓨터 앞 의자에 앉는 것만으로도 인증이 될 수 있게 해준다”고 설명했다. 안 박사는 “이 밖에도 출입 통제, 자동차 문손잡이, 가정용 맞춤형 사물인터넷 서비스는 물론 병원에서 환자정보 관리를 위한 스마트 시스템도 가능하게 해줄 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영화 ‘웰컴 투 동막골’에선 산간오지인 동막골에 들어간 북한 인민군 장교가 촌장에게 부락민들을 잘 통솔하는 비결을 묻는 장면이 나옵니다. 질문에 촌장은 그저 “뭘 마이 멕여야지”라고 답을 합니다. 세상의 많은 부모는 자녀가 잘 성장해 주길 바랍니다. 아이들도 하나의 인격체이다 보니 부모 맘처럼 움직이지 않아 속 끓이는 경우가 많습니다. 육아와 교육 관련 책이나 동영상들이 넘쳐나는 이유도 아이들을 좀더 잘 키울 방법이 분명히 있을 거라는 부모들의 믿음 때문일 것입니다. 그런데 웰컴 투 동막골에서처럼 잘 먹이고 작은 일에도 격려와 칭찬을 해 주는 것만으로도 아이들 행동을 바꿀 수 있고 학업성적도 높일 수 있다는 재미있는 연구결과들이 나왔습니다. 미국 펜실베이니아대 의대 정신과학과, 바이오 영상의학 컴퓨팅 분석센터, 밴더빌트대 생물통계학과 공동연구팀은 뇌신경 발달과 인지능력 향상을 위해서는 충분한 철분 섭취가 중요하다는 연구결과를 뇌과학 분야 국제학술지 ‘신경과학저널’ 28일자에 발표했습니다. 철분은 혈액 내 헤모글로빈의 구성성분으로 신체 곳곳으로 산소를 운반하는 데 중요한 역할을 합니다. 철분이 부족하면 몸속 산소공급이 원활하지 않아 빈혈, 피로감, 두통 등의 증상이 나타나고 집중력과 기억력이 떨어집니다. 연구팀은 필라델피아 신경발달 코흐트에 참여한 8~26세의 남녀 922명을 대상으로 뇌 자기공명영상(MRI)으로 뇌 속 철분 수치를 측정하고 학업성적, 평소 생활태도 등을 조사했습니다. 그 결과 철분은 대뇌 핵의 일부인 ‘조가비핵’(putamen) 부분의 신경망 연결에 관여하며 철분이 부족한 이들은 추론과 공간지각력, 즉 수학 관련 과제 해결에 어려움을 겪는다는 점을 확인했습니다. 이에 연구팀은 아침 식사를 통해 충분한 철분 섭취를 하도록 돕는 것이 청소년들의 학교생활은 물론 성인의 인지능력 향상에 도움이 된다고 조언했습니다.한편 미국 브리검영대 교수학습법향상센터와 실험심리학과 연구진은 아이들에게 작은 일이라도 자주 칭찬을 해 주는 것이 행동개선 효과를 높이고 집중력과 학업성적 향상에도 도움을 준다는 연구결과를 발표했습니다. 이는 심리학 분야 국제학술지 ‘교육심리학’ 29일자에 실렸습니다. 연구팀은 미국 미주리, 테네시, 유타 3개주 19개 초등학교와 유치원, 151개 학급의 5~12세 아동 2536명을 3년 동안 장기 관찰조사했습니다. 연구팀은 이들을 두 개 집단으로 나눠 한 집단은 교사가 아이들에게 질책보다는 칭찬할 수 있도록 연구자들이 수시로 개입했고, 다른 집단은 교사의 행동을 관찰하기만 했습니다. 그 결과 실험자가 개입해 교사가 칭찬을 더 많이 할 수 있도록 한 집단의 아이들은 수업 집중도가 다른 집단보다 20~30%, 행동 개선효과는 60% 높은 것으로 나타났습니다. 칭찬을 더 많이 받은 그룹은 그렇지 않은 그룹보다 이전보다 성적도 약 30% 오른 것으로 확인됐습니다. 이제 막 싹이 튼 식물에 얼른 자라라고 물과 비료를 너무 많이 주면 웃자라거나 뿌리부터 썩어버리기 십상입니다. 전 세계 어느 나라보다 치열한 경쟁사회를 경험하고 있는 한국의 부모들은 아이들을 보면 뭔가 못 미덥고 걱정되는 점이 많습니다. 그렇지만 많은 뇌과학, 심리학 실험은 아이들은 기다려 주고 믿어 주는 만큼 성장한다는 것을 보여 주고 있습니다. edmondy@seoul.co.kr

미국 시더스 시나이 재생의학연구소, 시더스 시나이 병원, 사뮤엘 오션 통합암연구소, 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 신경과학·인간행동연구소 공동연구팀은 대표적인 신경퇴행성질환인 파킨슨병이 출생 이전 태아시절부터 서서히 진행돼 나이들어 나타날 수 있다는 연구결과를 의생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 메디슨’ 28일자에 발표했다. 파킨슨병은 일반적으로 60세 이상 노년층에서 많이 발병하지만 환자의 10% 정도는 20~50대에 발병하기도 한다. 연구팀은 파킨슨병을 앓고 있는 젊은이(17~35세)의 혈액 세포를 이용해 유도만능줄기세포(iPSc)를 만들어 원시 배아상태의 신경세포를 분석했다. 그 결과 젊은 파킨슨병 환자들은 불필요한 단백질을 분해하는 세포소기관인 리소좀에 문제가 있어 영유아, 심지어는 태아때부터 파킨슨병의 원인으로 알려진 알파-시뉴클레인이라는 단백질이 서서히 축적되는 것으로 확인됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

'고지방 저탄수화물’ 식단인 케토 다이어트(keto diet)가 단기적으로는 건강 개선 효과를 가져다주지만, 장기적으로는 도리어 부작용을 유발한다는 내용의 연구결과가 공개됐다. 케토제닉 다이어트로도 불리는 이 식단법은 단기간에 혈당을 낮출 수 있어 당뇨나 지방간, 비만을 치료하는데 효과적이라고 알려져 왔다. 극단적으로는 식단의 99%를 지방, 단 1%만을 탄수화물 및 단백질로 구성하며, 할리우드 유명배우인 기네스 펠트로나 모델 킴 카다시안 등의 다이어트 비법으로도 유명하다. 미국 예일대학 연구진은 케토 다이어트의 효과를 확인하기 위해 실험쥐를 이용한 실험을 진행했다. 그 결과 케토 다이어트가 당뇨와 염증 위험을 낮추는 면역세포인 감마-델타 T세포의 활동에 따라 긍정적인 영향과 부정적인 영향을 모두 가져다준다는 사실을 확인했다. 일반적으로 우리 신체는 탄수화물에서 나오는 혈당을 신체의 주요 에너지원으로 사용하는데, 혈당이 부족할 경우 저장된 지방을 분자로 분해해 에너지를 사용한다. 이 과정에서 케톤이라는 화학물질이 생성되고, 동시에 감마-델타 T세포의 활동도 몸 전체로 확장된다. 이러한 현상은 당뇨와 염증을 감소시키고 신체의 신진대사를 향상시키는데, 실제로 실험 쥐들은 케토 다이어트를 시작한 후 일주일 동안 혈당 수치와 염증이 감소한 것이 확인됐다. 그러나 케토 다이어트를 시작한 지 일주일이 지난 후부터는 부작용이 시작됐다. 연구진은 쥐 실험을 통해 케토 다이어트가 일주일 넘게 진행되는 동안 체내 지방의 저장과 분해가 동시에 일어나며, 일주일이 지난 후에는 태워서 없앨 수 있는 것보다 더 많은 지방을 섭취하게 돼 도리어 당뇨병과 비만 위험을 높일 수 있다는 사실을 확인했다고 밝혔다. 연구진은 “고지방-저탄수 식단이 지속될 경우, 당뇨와 염증으로부터 몸을 보호해주는 감마-델타 T세포의 신체 보호기능이 떨어지는 것을 확인했다”면서 “전문가들은 케토 식이요법을 처방하기 이전에 대사 및 면역학적 이점 또는 과체중 및 당뇨병 환자에 대한 잠재적 피해를 이해하기 위해 통제된 조건에서 대규모 임상시험을 진행하는 것이 필요하다”고 지적했다. 이어 “우리 건강에 유익한 식단의 ‘이상적인 유지기간’의 측면에서, 케토 다이어트가 단지 짧은 기간 동안에만 효과가 있다는 사실은 도리어 좋은 소식일 수 있다”면서 “어느 누가 이 다이어트를 장기간 유지하고 싶어 하겠는가”라고 반문했다. 자세한 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 메타볼리즘’ 최신호(20일자)에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지난해 가을부터 시작된 호주 산불은 다소 진정세를 보이고 있기는 하지만 다섯달째 이어지고 있는 상황이다. 과학자들은 호주 산불도 지구온난화로 인한 기후변화가 주요 원인이라고 지적하고 있다. 이 때문에 많은 연구자들이 지구온난화의 원인 물질인 온실가스를 제거하는 방법을 찾는데 노력 중이다. 국내 연구진이 공기 중 이산화탄소를 흡수해 전기를 저장할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 연구팀은 ‘리튬-이산화탄소 전지’의 성능과 수명을 개선해 이산화탄소를 포집하고 전기도 생산할 수 있는 고효율 배터리 기술을 개발했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 리튬-이산화탄소 전지는 리튬을 음극재, 이산화탄소를 양극재로 사용하는 이차전지로 리튬 이온이 전해질을 통해 음극재와 양극재 사이를 오가며 전지의 충전과 방전을 일으킨다. 전지에 전류가 흐르면서 전기를 사용하는 방전 중에 이산화탄소를 사용하기 때문에 공기 중 이산화탄소를 포집할 수 있다는 특징 때문에 특히 주목받고 있다. 문제는 전지 작동 과정에서 탄산리튬이 생기고 과전압이 발생해 전지의 수명과 성능을 떨어뜨린다는 것이다. 과전압은 이산화탄소를 잡아들이는 효율까지 떨어뜨리게 된다. 연구팀은 이 같은 문제를 해결하기 위해 기존 전해질 대신 고체 질산염을 전해질로 사용하고 양극 표면에 루테늄 나노입자를 촉매로 붙였다. 고체 질산염과 루테늄 촉매는 과전압을 낮춰 이산화탄소 포집 능력을 높일 뿐만 아니라 기존 전해질에 비해 전력밀도를 13배 이상 향상시키는데 성공했다.곽상규 교수는 “배터리가 전기를 사용하는 방전시에 루테늄 촉매가 불안정한 이산화탄소 음이온의 전자를 공유함으로써 과전압을 낮추고 전류 및 전력밀도를 높일 수 있었다”라며 “이번 연구는 효율이 높으면서도 이산화탄소도 포집할 수 있는 리튬-이산화탄소 전지 상용화를 앞당길 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사망자 18명… 3월초 폐렴 절정 이를 듯봉쇄명령 지연 이미 200만명 우한 떠나 전문가들 “뱀·오소리 등 숙주로 유력” 中후베이성 등 야생동물 판매금지도중국 후베이성 우한에서 발생한 신종 코로나바이러스가 미국에 이어 중남미, 중동, 유럽까지 침투하는 등 통제불능 상황을 보이고 있다. 싱가포르, 베트남과 사우디아라비아에서 ‘우한 폐렴’ 첫 감염자가 나왔고, 멕시코, 브라질, 콜롬비아, 스코틀랜드 등에서 의심 환자가 잇따라 보고돼 ‘팬데믹’(대유행) 우려가 더욱 커졌다. 지난달 31일 당국의 첫 보고 후 중국과 중화권에서만 감염자가 650명에 육박하고 있으며, 사망자도 17명을 기록했다. 23일 V. 무랄리다란 인도 외무부 장관은 트위터를 통해 “사우디 남부의 한 병원에서 100여명의 인도 출신 간호사들이 검사를 받았는데 이 중 1명이 감염된 것으로 확인됐다”고 밝혔다. 이 간호사는 치료를 받고 회복 중이다. 이날 싱가포르에서도 60대 중국인 남성이 확진 판정을 받았고, 베트남 호치민에서 감염자가 2명 확인되는 등 지금까지 해외 확진자도 6명에 달했다. 중남미, 유럽에서는 의심 환자가 속출했다. 전날 멕시코 일간 밀레니오에 따르면 이날 안드레스 마누엘 로페스 오브라도르 멕시코 대통령은 정례 기자회견에서 “두 건의 우한 폐렴 의심 사례를 찾았다. 이 가운데 미국과 국경을 맞댄 타마울리파스주에 사는 57세 멕시코국립공과대(IPN) 교수를 계속 관찰하고 있다”고 말했다. 이 남성은 최근 중국 우한을 방문하고 돌아왔다. 브라질 남동부 미나스제라이스주 보건국도 코로나바이러스 감염이 의심되는 35세 여성 환자를 발견했다고 밝혔다. 그는 최근 중국 상하이를 여행했다. 콜롬비아에서도 19세 중국 국적 남성이 우한 폐렴 의심 증상을 보여 검사를 받고 있다고 로이터통신 등이 전했다. 러시아, 캐나다, 스코틀랜드에서도 의심 환자가 나타났다. 이날 중국 국영 TV에 따르면 중국과 중화권에서만 감염자가 634명으로 집계됐다. 이 가운데 18명이 사망했고 95명은 위독한 상태다. 발병지인 우한과 인근 도시 황강, 어저우 등에 봉쇄령을 내리며 대응에 나섰지만, 이미 200만명 이상이 춘제 연휴(24~30일)를 맞아 우한을 떠났다는 소문이 도는 등 ‘뒷북행정’이라는 비판이 제기됐다. 일각에서는 실제 인구 1100만명의 대도시인 우한을 전면 봉쇄하는 게 가능하겠냐는 의구심도 나왔다. 특히 춘제 기간 하루 평균 중국의 출입국 연인원수가 187만명에 달한다는 전망까지 나오며 팬데믹 공포가 더욱 커졌다. 게다가 우한 폐렴이 이미 통제불능 수준이라는 전문가의 지적도 나왔다. 2003년 사스 사태 때 원인 규명팀에 몸담았던 홍콩대학 신흥전염병국가중점실험실의 관이 주임은 최근 우한을 방문한 뒤 사스와 아프리카돼지열병 등은 대부분 통제가능했다면서 “이제까지 두려웠던 적이 없지만, 지금은 두렵다”고 털어놨다. 춘제를 앞두고 이미 대규모 인구이동이 있었다며 봉쇄조치가 너무 늦었다고 지적하고 “(우한 폐렴의) 감염 규모가 사스보다 10배는 클 것”이라고 경고했다. 위샤오화 독일 괴팅겐대 교수는 사스와 유사한 우한 폐렴 전파 경로를 예측한 결과 “3월 초 우한 폐렴이 절정에 이른 뒤 5월 초에 막을 내릴 것”으로 내다봤다. 이 바이러스의 전개 상황을 보면 자신의 전염병 확산 모델과 잘 맞아떨어진다고 주장했다. 세계보건기구(WHO)는 22일에 이어 23일 회의를 열고 ‘국제적인 비상사태’ 선포 여부를 논의했다. 국제적인 비상사태가 선포되면 최근 10년 사이 여섯 번째로 해당 전염병 발생 국가 여행 등을 자제하라는 권고가 내려진다. 발병 원인이 규명되지 않은 가운데 야생동물을 잡아먹는 중국인들의 식습관 때문이라는 주장이 나왔다. 중국 베이징대 등 의료진은 신종 코로나바이러스의 숙주로 뱀이 유력하다는 결론을 담은 논문을 국제학술지 ‘바이러스학 저널’에 게재했다. 사스 바이러스 전문가인 중난산 중국국가호흡기병 연구소 소장도 “신종 코로나바이러스는 아마도 (사람들이 먹으려고 포획한) 대나무쥐나 오소리 같은 동물일 가능성이 높다”고 덧붙였다. 이 때문에 후베이성과 네이멍구자치구, 허난성 등 지방정부는 시장에서 야생동물과 살아 있는 가금류를 팔지 못하도록 했다고 신화통신 등이 전했다. 류지영 기자 superryu@seoul.co.kr

어린 아이들은 남녀를 불문하고 공룡을 좋아한다. 먼 과거에 지구상에서 사라져서 지금은 과학관에서나 만나볼 수 있는 동물이어서 상상력을 자극해서 그런지는 몰라도 아이들을 대상으로 한 만화나 장난감들은 유독 공룡들이 많다. 실제로 아이들은 전문가들도 놀랄 정도로 다양한 공룡을 알고 있다. 그렇지만 어른들은 기껏해야 ‘티라노사우루스 렉스’ 정도를 이야기한다. 공룡에 관심이 없는 어른들도 알고 있는 최강의 육식공룡 티라노사우루스는 중생대 백악기에 살았던 공룡이다. 영화 제목처럼 백악기 바로 전 시대였던 쥐라기 시대에 최강의 육식공룡은 알로사우루스이다. ‘이상한 도마뱀’이라는 뜻의 알로사우루스는 아프리카와 오세아니나, 북아메리카 지역에서 40여개의 화석이 발견됐다. 초식공룡들에게는 최악의 육식공룡이었던 알로사우루스는 크기 8.5~12m, 몸무게는 약 2~2.5t에 이르는 거대한 몸집을 갖고 있었지만 매우 날렵했던 것으로 추정되고 있다. 그런데 쥐라기 최고의 육식공룡 알로사우루스의 새로운 종이 미국 유타지역에서 발견돼 공룡 매니아들의 관심을 끌고 있다. 미국 유타 자연사박물관, 유타대 지질학·지구물리학과, 국립 공룡화석기념공원 공동연구팀은 1990년대 초 유타주 북동쪽에 있는 국립 공룡화석기념공원에서 발굴한 표본이 알로사우르스 종(種) 중에서 지질학적으로 가장 오래된 것이라는 것을 새로 밝혀내고 생물학 분야 오픈액세스 국제학술지인 ‘피어J’(PeerJ) 24일자에 발표했다. 이번에 새로운 사실을 밝혀낸 종은 지금까지 잘 알려진 ‘알로사우루스 프라길리스’(Allosaurus fragilis)와는 전혀 다른 ‘알로사우루스 짐마드세니’(Allosaurus jimmadseni)라고 이름이 붙여졌다. 이번에는 붙여진 학명은 공룡 특히 알로사우루스 연구에 평생을 바친 고생물학자 제임스 H. 매드슨 주니어의 이름을 딴 것이다.알로사우루스는 다른 공룡들과 달리 유독 종들이 많은 공룡으로도 유명하다. 고생물학자들 사이에서도 알로사우루스의 분류학적 구성에 대한 논의를 130년 동안 이어오고 있다. 일부 고생물학자들은 북아메리카 모리슨 지층에 최대 12종의 알로사우루스 화석이 있다고 주장하고 있지만 이번 연구를 통해 북아메리카 지역에서는 두 종의 알로사우루스만 있는 것으로 확인됐다. 알로사우루스는 쥐라기 말에 해당하는 1억 5500만~1억 5150만년 전에 살았던 것으로 알려져 있는데 연구팀에 따르면 이번에 확인된 짐마드세니는 프라길리스보다 최소 500만년 전에 나타났다. 짐마드세니는 프라길리스와 다른 신체적 특징을 보이고 있다. 우선 짐마드세니의 크기는 8~9m, 몸무게는 1.8t으로 기존에 알려진 알로사우루스보다 작은 것으로 확인됐다. 또 머리 위에서 눈을 거쳐 입까지 이어지는 부분에 작은 볏 같은 것을 갖고 있었으며 뇌가 있는 두개골 뒷부분이 작고 더 좁은 것으로 확인됐다. 또 두개골 폭이 좁다보니 눈도 가운데로 몰려 시력이나 시야가 프라길리스보다 좁았던 것으로도 추정됐다. 그렇지만 비교적 다리와 꼬리가 길어 더 빨리 안정적으로 달릴 수 있었고 세 개의 날카로운 발톱을 가진 긴 팔 덕분에 쥐라기 최고의 포식자였던 것으로도 연구팀은 보고 있다.마크 로웬 유타대 교수(공룡지질학)는 “이번 연구는 기존에 고생물학자들이 북아메리카에는 알로사우루스가 한 종만 있었다던가 12종이 있었다는 주장을 뒤집는 것으로 북아메리카에는 두 종류의 알로사우루스가 존재했음을 확실히 보여주고 있다”라고 말했다. 로웬 교수는 “이번에 확인한 짐마드세니는 뒤에 나타난 사촌격인 프라길리스와 다른 사냥 습성을 갖고 있었을 것”이라며 “쥐라기 시대 공룡들의 생태와 당시 환경을 파악할 수 있게 해주는 좋은 증거”라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

버드나무 껍질을 의학적으로 사용한 것은 기원전으로 거슬러 올라갈 정도로 역사가 길다. 통증을 완화시키고 열을 떨어뜨리는 효과가 있다는 정도로만 이해되고 이용됐던 것이다. 그렇지만 버드나무 껍질 주성분이 살리실산이며 이를 약으로 만든 것이 바로 ‘아스피린’이다. 아스피린은 20세기로 넘어오기 직전인 1897년 독일 바이엘사에서 처음 만들어진 최초의 합성의약품이다. 아스피린은 20세기 중반까지만해도 해열, 소염진통 효과만 강조돼 감기몸살 치료에 쓰여왔다. 이후 아스피린이 피를 묽게 해 심혈관질환 위험을 낮춰주는 것으로 알려졌으며 최근에도 다양한 연구를 통해 그 효과가 하나 둘씩 밝혀지고 있다. 지난해 말 미국국립암연구소 연구진은 65세 이상 남녀 14만 6152명을 대상으로 10년 넘는 장기 추적조사 연구를 실시한 결과 저용량 아스피린을 일주일에 3번 이상 복용하는 사람은 전혀 복용하지 않는 사람보다 암 사망위험은 15%, 그 밖의 사망 위험들도 19% 낮춘다는 결과를 미국 의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘JAMA 네트워크 오픈’에 발표하기도 했다. 올 초에는 미국 시티오브호프연구소 연구팀이 생쥐를 이용한 실험에서 아스피린이 대장암의 진행과 재발을 차단할 수 있다는 연구결과를 의학분야 국제학술지 ‘발암’(Carcinogenesis)에 발표해 화제가 되기도 했다. 그런데 이번에는 왠만한 감기나 질병에도 약 먹는 것을 피하는 산모들에게도 아스피린은 출산에 도움을 줄 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 델라웨어 크리스티아나 케어 헬스시스템, 미국립아동보건·인간발달연구소(NICHD)의 국제여성아동보건연구네트워크 연구팀은 임신 6주~36주의 임산부가 매일 저용량 아스피린을 복용하는 것이 조기출산 위험을 낮출 수 있다는 연구결과를 세계적인 의학저널 ‘랜싯’ 24일자에 발표했다. 조산은 임신기간을 기준으로 20주부터 36주 6일까지의 분만을 이야기하며 전체 분만의 6~15%에 이르며 국내에서도 매년 약 5만 명의 조산아가 태어나는 것으로 알려져 있다. 신생아 사망의 80% 정도가 조산 때문이며 조산아에게서는 각종 신경계 발달장애나 호흡기 관련 합병증 등이 쉽게 나타날 수 있어서 의학계에서도 조산율을 낮추기 위한 다양한 시도들이 진행되고 있다. 연구팀은 인도, 파키스탄, 잠비아, 콩고민주공화국, 과테말라, 케냐의 7곳을 무작위로 선정해 처음 임신한 1만 1976명의 임산부를 대상으로 임상시험을 실시했다. 임상시험에 참여한 임산부들은 조산의 기준이 되는 임신 20주가 넘은 이들로 선정됐다. 연구팀은 이들을 두 그룹으로 나눠 한 집단은 매일 81㎎의 아스피린을 먹도록 했고 다른 그룹은 일반 비타민제를 제공했다.그 결과 임신 37주 전에 조산하는 여성은 아스피린 복용 그룹에서는 11.6%, 비타민을 먹은 그룹에서는 13.1%로 나타났고, 임신 34주 전 조산하는 비율은 아스피린을 복용한 그룹에서는 3.3%, 그렇지 않은 그룹에서는 4%로 나타났다. 또 생후 7일 이내에 사망하는 신생아의 비율도 아스피린을 복용한 그룹은 1000명당 45.7명, 그렇지 않은 그룹은 1000명당 53.6명이라고 연구팀은 밝혔다. 연구팀은 저용량 아스피린을 복용하는 여성들은 그렇지 않은 여성들보다 조산 가능성이 평균 11% 정도 낮다고 설명했다. NICHD 마리온 코소-토머스 박사(소아과학)는 “추가적인 임상연구가 더 필요하겠지만 저개발국가 임산부들의 조산율을 낮추는데 있어서 저용량 아스피린은 상당한 도움을 줄 수 있을 것으로 기대하고 있다”라고 말했다. 그러나 많은 전문가들은 아스피린 복용으로 조산율을 낮출 수는 있겠지만 산모나 아이에게 또다른 건강상 위험을 유발할 수 있는지에 대한 추가 연구가 필요하다고 지적하고 있다. 또 아스피린은 만병통치약이 아니며 건강한 사람이 아스피린을 장기 복용할 경우 건강에 도움이 되기보다는 위장출혈이나 위염 등을 유발할 수 있는 만큼 복용에 신중해야 한다고 강조했다. 실제로 미국 심장학회와 심장병학회는 저용량 아스피린 복용 대상을 심장병이나 뇌졸중 발병 위험이 높은 사람으로 제한 권고했으며 미국임상종양학회에서도 아스피린 복용은 개인 건강상태를 고려해 의사와 상의해 결정해야 한다고 조언하기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

토지 이용 등으로 인간의 손길 닿은 곳 동식물 2만 5166종 개체수 변화 분석 자연 서식지보다 생물 수 25~50% 감소 바이오디젤 만드는 팜유 생산과정서 숲 개간·파괴로 온실가스 배출량 늘어 폐목재 같은 바이오매스 이용 늘려야#지난해 9월 시작된 호주 산불이 5개월이 지난 지금도 계속 이어지고 있다. 최근 다소 진정세를 보이고 있지만 이미 남한 면적보다 넓은 11만㎢를 태웠다. 인명과 재산 피해도 심각하지만 캥거루, 코알라처럼 호주 일대에서만 존재하는 야생동물이 10억 마리 넘게 희생돼 순식간에 멸종위기에 처하는 등 생태 측면에서도 위기상황이다. #지난해 5월 전 세계 50개국 과학자 145명은 ‘유엔 생물다양성 과학기구’(IPBES) 총회에서 “2018년 기준 양서류 40%, 침엽수 34%, 포유류 25% 등 지구상 존재하는 800만종(種) 중 100만종이 멸종위기에 처했다”는 보고서를 내놓기도 했다. 과학자들은 멸종 생물 숫자가 늘어나는 이유로 자원고갈, 기후변화, 환경오염을 꼽았다.과학자들은 산불과 야생생물종의 멸종, 지구온난화 등 최근 일어난 생태환경 문제들은 모두 인간 때문에 생긴 일이라고 입을 모은다. 이 같은 상황에서 인간의 활동이 생태환경을 더욱 악화시켜 최악의 경우 여섯 번째 대멸종이 일어날 수도 있다는 우려를 보이는 연구 결과들이 추가로 발표됐다.영국 런던대(UCL), 런던 자연사박물관, 임페리얼칼리지 런던대, 유엔 세계환경보전감시센터, 터키 코크대, 미국 유타대 공동연구팀은 사람의 토지이용이나 각종 활동이 먹이피라미드에서 1차 포식자인 거미, 무당벌레 같은 무척추동물의 멸종을 가져올 것이라고 22일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 영국 생태학회에서 발행하는 국제학술지 ‘기능 생태학’ 21일자에 실렸다. 연구팀은 1차적으로 자연 상태의 숲에서부터 사람의 손이 닿는 농지, 도시까지 80개국에 존재하는 2만 2500여종의 동식물 개체수를 분석했다. 분석 대상이 된 동식물은 진드기부터 아프리카코끼리까지 다양했다. 연구팀은 이와 함께 기존에 연구된 460개의 데이터베이스를 활용해 2만 5166종의 동식물 개체수 변화를 추가 분석했다. 그 결과 작은 무척추동물뿐만 아니라 파충류, 양서류 같은 변온동물, 어류, 조류, 버섯 같은 균류도 인간의 손길이 닿은 곳은 자연 서식지보다 개체수가 25~50% 적은 것으로 나타났다. 인간이 자연파괴의 원인이라는 점을 보여 준 것이다. 팀 뉴볼드 런던대 박사는 “이번 연구는 인간의 활동으로 포식자들이 사라져 먹이사슬 내 다른 동물의 개체수를 통제하지 못할 경우 생태계가 급속히 붕괴될 수 있음을 암시하고 있다”고 강조했다. 한편 영국 노팅엄대, 노팅엄대 말레이시아캠퍼스, 리버풀 존무어대, 에지힐대, 말레이시아 셀랑고르주 삼림부 공동연구팀은 지구온난화를 막기 위해 사용하는 바이오디젤을 만드는 팜유(油) 생산과정이 오히려 온실가스 배출을 부추겨 지구에 더 심각한 부담을 준다는 환경단체들의 주장을 뒷받침하는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 21일자에 발표했다. 열대지역에 있는 습지 형태의 숲은 전 세계 이산화탄소 약 20%를 저장하고 있는 것으로 알려져 있다. 연구팀의 분석에 따르면 바이오연료를 얻기 위해 기름야자 농장을 조성하며 숲을 파괴하는 경우 숲이 저장하고 있던 이산화탄소뿐만 아니라 땅속에 있던 메탄과 아산화질소 등 온갖 종류의 온실가스가 공기 중으로 배출된다. 연구를 주도한 소피 쇠게르스텐 노팅엄대 교수는 “바이오연료 원료 생산을 위해 숲을 개간하는 과정에서 더 많은 온실가스가 배출돼 환경에 부담을 주는 만큼 폐목재 같은 다른 바이오매스 이용을 확대해야 한다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

성균관대 생명과학과 연구팀이 세균감염을 막지 못하고 오히려 악화시켜 패혈증을 일으키는 고장난 면역세포를 발견하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 23일자에 발표했다. 패혈증은 세균 감염으로 전신에 염증반응이 나타나는 질환으로 심하면 영구적인 장기손상이나 사망에 이르는 일도 있다. 그러나 패혈증을 유발하는 원인에 대해서는 아직 정확히 파악하지 못하고 있었다. 연구팀은 식중독과 화농성 피부질환을 일으키는 것으로 알려진 황색포도상구균을 감염시킨 생쥐를 관찰한 결과 세균 감염 부위에서 면역기능을 제대로 수행하지 못하는 고장난 면역세포가 만들어진다는 것을 알아냈다. 고장난 면역세포는 염증유발물질은 과도하게 분비하고 세균을 퇴치할 수 있는 활성산소는 제대로 분비하지 못하는 것으로 확인됐다. 연구팀은 고장난 면역세포를 제거하면 조직손상과 치사율이 현저히 줄어든다는 사실도 관찰했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

이제 하루만 지나면 설 연휴가 시작됩니다. 올해는 연휴 중간에 주말이 끼어 있다 보니 쉬는 날이 그리 길지 않아 아쉬움이 많습니다. 짧은 연휴이지만 이번 설에도 ‘민족 대이동’이나 ‘주차장이 된 고속도로’라는 상투적인 말들이 어울릴 정도로 많은 분이 고향을 찾겠지요. 한바탕 귀성전쟁을 치르고 난 뒤 오랜만에 만난 가족과 친지들은 앉자마자 ‘결혼 안 하니’, ‘아이는 가질 거니’, ‘취직 준비는 잘 되니’ 등의 덕담(?)을 던질 겁니다. 오랜만에 만난 반가움에 던지는 말이라지만 듣는 사람의 스트레스는 극에 달할 수 있습니다. 그런 말을 듣고 있노라면 어떤 칼럼에서 말한 것처럼 ‘설이란 무엇인가’라고 되묻고 싶지만, 현실적으로 쉽지 않은 일입니다. 화를 삭이고 명절 음식을 마구 먹다 보면 불어나는 체중 걱정 때문에 스트레스는 한층 더해지는 최악의 상황이 만들어지기 십상입니다. 설 연휴를 악몽으로 만들 수 있는 스트레스와 뱃살에 대한 놀라운 연구 결과가 나왔습니다. 미국 하버드대 의대, 매사추세츠공과대(MIT), 브로드연구소, 매사추세츠종합병원, 보스턴아동병원, 다나파버 암연구소, 하워드휴스 의학연구소, 브라질 미나스레라이스 연방대, 상파울루대 공동연구팀은 스트레스가 어떻게 머리카락을 하얗게 만들고 탈모에 이르게 하는지를 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 23일자에 결과를 발표했습니다. 연구팀은 검은색 털을 가진 생쥐들에게 하루 4시간씩 5일간 극심한 스트레스를 준 뒤 털 색깔과 세포변화를 분석했습니다. 그 결과 스트레스가 모낭에서 색소형성 줄기세포를 공격해 털 색깔을 빠르게 탈색시키고 털 굵기도 가늘게 만들어 탈모로 이어진다는 것이 확인됐습니다. 스트레스는 교감신경계를 자극하고 그 때문에 과다분비된 특정 신경전달물질이 색소형성 줄기세포를 공격해 죽이거나 변형시켜 제 기능을 못하게 만든다는 것입니다. 기존에 알려진 것처럼 탈모, 탈색이 스트레스 호르몬으로 알려진 ‘코티솔’이나 면역체계 교란 때문에 생기는 것이 아니라는 설명입니다. 연구팀은 도시괴담에서 흔히 등장하는 공포로 극심한 스트레스를 받은 사람이 하루 만에 머리가 하얗게 변하는 것도 실제로 가능하다고 밝혔습니다. 한편 스웨덴 카롤린스카 의학연구소, 웁살라대 의대, 팔룬종합병원, 단데리드종합병원 공동연구팀은 복부비만은 다발성 심장마비의 핵심원인이며 뇌졸중 위험을 높인다는 연구 결과를 유럽심장학회에서 발행하는 의학 분야 국제학술지 ‘유럽 예방심장학회지’ 21일자에 실었습니다. 지금까지 복부비만이 단발성 심장마비의 확실한 원인이라는 사실은 잘 알려져 있었지만 심장마비 재발의 직접적 원인인지에 대해서는 명확히 밝혀지지 않았습니다. 연구팀은 스웨덴 심장질환 치료평가 데이터베이스에서 2005~2014년에 처음 심장마비를 일으켜 병원을 찾은 2만 2882명을 대상으로 약 4년간 추적조사를 했습니다. 연구팀은 두 번째, 세 번째 심장마비나 뇌졸중은 흡연, 당뇨병, 고혈압, 혈중지질, 체질량지수(BMI)보다 허리둘레, 즉 복부비만에 더 큰 영향을 받는다는 사실을 처음으로 확인했습니다. 이번 설 연휴는 오랜만에 보는 가족과 친지, 친구들 서로에게 스트레스를 주고 감정과 건강을 해치는 덕담보다는 마주 보고 따뜻하게 손 한 번 잡아 주며 마음으로 안부를 묻는 그런 명절이 됐으면 합니다. edmondy@seoul.co.kr

낯선 곳에서도 지도 한 장만을 들고 길을 잘 찾는 사람이 있는가 하면 몇 번이나 갔던 곳도 매번 새로운 곳을 가는 듯 낯설어 하는 사람들도 있다. 이는 공간지각력이나 공간기억력이 떨어지기 때문이다. 그런데 손전등만 있으면 이런 사람들의 공간기억력을 순식간에 높여줄 수 있는 기술이 있다면 믿을 수 있을까. 아직 동물실험 단계이지만 국내 연구진이 빛을 머리에 비추는 것만으로도 공간기억력을 향상시킬 수 있는 방법을 찾아냈다. 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단 사회성뇌과학그룹 연구팀은 외과 수술 없이 비침습적 방법으로 머리에 손전등 정도의 빛을 비추는 것만으로도 뇌신경세포 내 칼슘농도를 조절해 공간기억능력을 향상시키는 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 칼슘은 세포 이동, 분열, 유전자 발현, 신경전달물질 분비, 항상성 유지 등 세포기능에 폭넓게 관여하는 주요 물질이다. 세포가 제 기능을 수행하기 위해서는 세포 내 칼슘농도가 적절하게 조절되야 하는데 만약 그 양이 부족해지면 인지장애, 심장부정맥 등 다양한 질환으로 이어지게 된다. 이번 연구에 교신저자로 참여한 허원도 IBS 초빙연구위원(카이스트 생명과학과 교수)은 이전 연구에서 세포에 빛을 비춰 세포 내 칼슘 농도를 조절할 수 있는 ‘옵토스팀원’ 기술을 개발했다. 옵토스팀원은 빛으로 세포기능을 조절하는 광유전학 기술로 쥐의 머리에 청색 빛을 비춰주면 광수용체 단백질들이 결합되면서 세포 내로 칼슘을 유입시키는 기술이다. 두개골을 여는 등의 외과수술은 아니지만 옵토스팀원 기술을 이용하기 위해서는 체내 광섬유를 삽입하는 과정을 거쳐야 한다. 이번 연구에서는 옵토스팀원에서처럼 광섬유를 심는 정도의 수술도 하지 않고 광수용체 단백질 유전자를 변형시킴으로써 빛에 대한 민감도를 55배 증가시킨 ‘몬스팀원’ 기술을 개발했다. 빛에 대해 민감하게 반응하는 유전자 덕분에 수술 없이 살아있는 쥐의 머리에 손전등 정도의 빛을 비추는 것만으로도 뇌 신경세포 내 칼슘농도 증가 시키고 공간기억력을 향상시키는데 성공했다. 특히 이번 기술은 머리뼈 근처 뇌 피질 뿐만 아니라 뇌 깊숙한 곳에 있는 해마와 시상에 있는 뇌신경세포의 칼슘농도 증가도 이끌어 낸다는 것을 확인했다. 연구팀은 생쥐들에게 공간공포실험을 실시한 결과 몬스팀원 처리를 받은 생쥐들이 그렇지 않은 생쥐들보다 공포기억력이 더 오래간다는 사실을 관찰할 수 있었다. 허원도 교수는 “이번 기술은 뇌세포 칼슘 연구와 뇌인지 과학연구 등에 다양하게 적용될 수 있을 것”이라며 “수술 없이 살아있는 동물의 뇌신경세포를 조절하는 것 뿐만 아니라 향후 세포 수준을 넘어 개체 수준까지 칼슘에 의한 신경행동학적 변화를 규명하는 연구에 활용될 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

따뜻한 방에서 먹는 바삭한 튀김요리는 추운 겨울철 운치를 더하는 먹을거리이다. 겨울철 구하기 쉬운 고구마나 감자 등 식재료를 먹기 좋게 썰어 튀김옷(전분가루)을 입혀 기름에 튀겨낸 것을 씹으면 바사삭, 와사삭하는 소리와 함께 입안에 가득 퍼지는 고소함은 먹는 재미를 더해준다. 그런데 재료과학자들이 고구마를 튀기는 방법을 응용해 전기차 주행거리를 2배 이상 늘릴 수 있는 배터리 재료를 개발해 화제가 되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 에너지저장연구단, 전남대 신소재공학부, 한양대 에너지공학과 공동연구팀은 물과 기름, 전분가루 같이 일상 생활에서 쉽게 구할 수 있는 값싼 재료를 이용해 기존 배터리에 사용되는 흑연계 음극 소재보다 전지 용량이 4배 이상 크고 5분 만에 80% 이상 급속충전이 가능한 실리콘 기반 음극소재를 개발했다고 21일 밝혔다. 이 같은 놀라운 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 레터스’에 실렸다. 현재 사용되고 있는 전기차 배터리는 흑연을 음극 소재로 사용하고 있는데 가솔린이나 디젤 같은 내연기관 자동차보다 주행거리가 여전히 짧다는 단점이 있다. 한 번 충전으로도 먼 거리를 오갈 수 있는 전기차를 개발하기 위해 연구자들은 흑연보다 에너지를 10배 이상 저장할 수 있는 실리콘을 차세대 음극소재로 주목하고 있다.그러나 실리콘도 충전과 방전을 거듭하다보면 부피가 급격히 팽창하고 용량이 크게 준다는 단점이 있다. 이 때문에 안정성을 높이기 위한 획기적인 기술이 나오지 않는 이상 복잡한 공정과 높은 생산비용 때문에 흑연을 대체하기는 쉽지 않다. 이런 상황에서 연구팀은 물, 기름, 전분 같은 튀김요리에 쓰이는 재료들에 주목했다. 물에 전분을 풀고 기름에는 실리콘을 풀어 섞은 뒤 가열해 탄소-실리콘 복합소재를 만들었다. 튀김을 만드는 것처럼 간단한 가열 공정으로 탄소와 실리콘 복합체를 단단히 고정시킴으로써 충전과 방전시 실리콘 음극재의 부피팽창을 막은 것이다. 이렇게 만든 복합소재는 기존 흑연계열 음극소재보다 같은 부피에 4배 이상 높은 저장용량을 보였으며 500회 이상 충전과 방전에도 안정적으로 용량이 유지되고 5분 이내에 80% 이상 급속 충전이 가능하다는 것을 확인했다. 탄소구조체가 실리콘 부피팽창을 억제해 실리콘 소재 안정성을 높이고 탄소의 높은 전기전도도와 실리콘 구조의 재배열로 고출력 특성을 갖게 됐기 때문이라고 연구팀은 설명했다.정훈기 KIST 박사는 “이번 기술을 전기차에 활용하면 주행거리가 지금보다 2배 이상 늘어날 것”이라며 “이번 연구는 저렴한 재료와 손쉬운 공정으로 우수한 배터리 성능을 만들어 냄으로써 대량생산과 상용화 가능성을 높였다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 인공지능(AI) 기술이 빠르게 발전하면서 과연 AI가 흉내낼 수 없는 인간만이 갖고 있는 독특한 능력은 무엇일까. 더군다나 인공지능이 많은 직업을 대체할 것이라는 예측이 나오면서 이같은 논의는 더욱 활발해지고 있다. 많은 학자들은 타인의 감정을 이해하고 적절한 반응을 할 수 있는 ‘공감능력’이 인공지능 시대에 무엇보다 필요하다고 입을 모으고 있다. 그렇다면 이런 공감능력은 언제부터 발달하게 되는 것일까. 미국 뇌과학자와 심리학자들은 공감능력은 태어난 직후부터 부모와의 놀이를 통한 교감에서 시작된다는 흥미로운 연구결과를 내놨다. 미국 프린스턴대 신경과학연구소, 실험심리학과 공동연구팀은 말문이 트이지 않은 영유아들은 부모가 함께 놀이를 해주거나 책을 읽어줄 때 뇌파가 동기화되면서 뇌신경 네트워크를 발달시킨다고 20일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 실험심리학 분야 국제학술지 ‘심리과학’에 실렸다. 기존의 많은 연구들에서 공감능력은 다른 사람과 대화를 할 때나 영화나 음악을 들을 때 뇌파가 동기화되는 상태라고 이야기하고 있다. 연구팀은 그같은 뇌신경 동기화 현상이 언제 어떻게 발달하는지를 알기 위해 실험을 했다. 연구팀은 생후 9~15개월된 영유아 18명과 부모들을 아이와 장난감을 가지고 놀고, 노래를 부르고, 책을 읽어주도록 하면서 실시간으로 뇌활동을 측정했다. 연구에는 기능성 근적외선분광기법(fNIRS)라는 기술을 활용해 예측, 언어사용, 공감능력과 관여되는 것으로 알려진 뇌부위 57곳을 측정했다. fNIRS는 무선으로 연결된 모자나 머리띠 형태의 기기를 착용하면 특정 파장의 빛을 이용해 뇌 속 혈중산소 변화를 측정함으로써 뇌의 움직임을 파악할 수 있게 해주는 기술이다. 이 기술은 기존에 뇌파측정기나 기능성 자기공명영상(fMRI)과 달리 어린아이들도 비교적 불편함을 느끼지 않고 실험에 참가할 수 있게 해준다.연구팀은 아이들과 부모를 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 부모들이 아이들과 장난감을 갖고 놀거나 동요를 부르거나 책을 읽어주는 등 직접 소통을 하도록 하고 다른 그룹의 부모들은 아이들 혼자 장난감을 갖고 놀거나 책을 뒤적이게 하고 다른 사람들과 대화를 하도록 했다. 그 결과 놀이와 책읽기 등을 함께 한 부모와 아이들은 뇌파가 동기화되면서 언어와 공감능력, 예측 관련된 뇌 부위 대부분이 활성화되는 것으로 확인됐다. 반면 아이와 부모가 따로 노는 그룹의 경우는 뇌파가 동기화되지 않는 것은 물론 57곳 뇌부위 중 활성화되는 곳이 거의 없는 것으로 나타났다. 특히 공감능력과 관련된 뇌 부위에서는 활성화가 전혀 관찰되지 않았다. 연구팀은 또 하나 재미있는 사실을 발견했다. 아이들과 함께 놀고 책 읽기를 하는 부모들의 뇌에서 특히 예측과 공감 관련 뇌부위가 활성화된다는 것이 관찰됐다. 즉 아이들과 함께 놀면서 부모들은 언제 웃을지 어떤 반응을 보일지, 어떤 것을 더 좋아하는지 등을 미리 예측하기 위해 해당 부위가 활성화된다는 것이다. 연구팀은 이같은 결과에 대해 아이와의 놀이는 부모와 아이 모두에게 영향을 미치며 이를 통한 뇌신경 동기화는 아이들의 사회성과 언어학습 발달은 물론 어른들의 뇌 발달에도 상당한 도움을 준다고 설명했다. 엘리스 피아자 신경과학연구소 박사는 “이번 연구는 부모와의 상호작용이 활발한 아이들이 공감능력이나 언어능력이 높다는 사실을 뇌과학적으로 보여주고 있다”라며 “이번 연구를 바탕으로 자폐증이나 공감능력이 저하된 사람들을 치료할 수 있는 새로운 방법을 찾아낼 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

울산과학기술원(UNIST) 연구진이 폐목재 같은 바이오매스 분해 과정에서 생성되는 전자를 이용해 수소를 생산하는 기술을 개발했다. 류정기 에너지 및 화학공학부 교수팀은 바이오매스에 포함된 리그닌(Lignin)을 이용하는 ‘바이오 연료 시스템’을 개발했다고 20일 밝혔다. 바이오매스 분해로 고부가가치 화합물을 생산하고, 그 과정에서 추출된 전자로 수소까지 효과적으로 생산하는 시스템이다. 일반적으로 수소는 물을 전기 분해해 얻는다. 물에 전압을 흘려서 수소와 산소를 동시에 생산하는 방식이다. 그러나 지금까지 기술로는 산소 발생 반응 속도가 느리고 복잡해 수소 생산 효율도 낮은 편이다. 수소 기체는 수소 이온이 전자를 얻어 만들어지는데, 이 전자가 산소 발생 반응에서 나오기 때문이다. 류 교수팀은 산소 발생 반응의 비효율을 줄일 방법으로 새로운 전자 공급원인 리그닌을 사용했다. 몰리브덴(Mo) 기반의 저렴한 금속 촉매로 리그닌을 분해해 고부가가치 화합물을 생산하고, 그 과정에서 생성되는 전자를 추출해 수소를 만드는 원리다. 이 시스템은 리그닌에서 나온 전자가 도선을 따라 수소 발생 반응이 일어나는 전극 쪽으로 이동하도록 설계돼 있다. 특히 이 시스템은 높은 에너지와 고가의 귀금속 촉매가 필요한 산소 발생 반응이 필요 없어서 일반적인 물 전기분해보다 적은 에너지로 수소를 생산할 수 있다. 류 교수는 “기본 방식에서는 1.5V 이상의 전압이 필요했지만, 새 시스템에서는 훨씬 낮은 0.95V 전압에서 수소를 생산했다”면서 “저렴한 촉매와 낮은 전압으로 수소와 함께 가치 있는 화학물질을 생산하는 기술로, 전기분해에서 산소 발생 반응을 대체할 방법을 제시했다는 의미가 크다”고 밝혔다. 이번 연구는 지난 3일 미국 화학회가 발행하는 국제학술지 ‘ACS 카탈리시스’에 공개됐다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr

인간 수명 100세 시대를 넘어 400~500세 시대가 열릴 수 있다는 가능성을 제시한 연구결과가 나왔다. 중국 난징대 뇌과학연구소, 캘리포니아 벅 노화연구소, 미국 MDI생물학 연구소 등이 모인 다기관 합동 연구진(MDI Biological Laboratory)은 ‘예쁜꼬마선충’이라고 불리는 벌레에게서 수명을 5배 늘릴 수 있는 세포 경로를 발견했다. 예쁜꼬마선충은 몸길이 1mm에 불과한 작은 선형동물로, ‘불로장생의 비밀’을 지닌 벌레로도 익히 알려져 있다. 수명이 3-4주 정도로 짧아서 노화와 수명을 연구할 때 빈번하게 이용된다. 사람과 많은 유전자를 공유하는데다 극한의 환경에서도 살아남는 생명력을 가진 덕분에 우주로 보내져 다양한 프로젝트에 활용되기도 했다. 연구진은 예쁜꼬마선충의 몸에서 미토콘드리아와 세포의 노화에 관여하는 경로를 찾아낸 뒤 이를 변형시킨 결과, 3~4주에 불과한 수명을 15~20주까지 늘리는데 성공했다. 연구진이 주목한 것은 수명 증가에 영향을 미치는 인슐린신호전달체계(IIS) 및, 영양신호전달경로(TOR)이며, 이 시스템들을 유전적으로 변형시키자 수명이 증가하는 것을 확인했다. 일반적으로 인슐린신호전달체계를 변화시킬 경우 수명이 2배 가량, 영양신호전달경로를 변형시킬 경우 30% 가량 증가하는 것으로 알려져 있다. 연구진은 연구 초기 당시 두 경로를 모두 변화시킬 때 수명이 최대 130% 증가할 것으로 예측했지만, 실제 결과는 5배 이상이었다고 밝혔다. 연구진은 “이러한 결과를 인간에 적용한다면 수명이 4~5배 증가해 400~500세에 이를 수 있다”면서 “세포 노화와 관련한 다양한 경로를 동시에 변형시키는 것이 폭발적인 수명 증가에 영향을 줄 수 있다”고 설명했다. 이어 “수명 연장의 경로를 파악함으로써 늙거나 병들지 않는 100세 시대를 열 수 있을 것으로 기대한다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 미국에서 발행되는 국제학술지인 셀 리포트(Cell Report)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr