가을이 깊어지면 전 세계인의 이목이 북유럽 국가인 스웨덴과 노르웨이로 쏠린다. 매년 10월 초 노벨상 수상자가 발표되기 때문이다. 올해는 오는 10월 7일 생리의학상을 시작으로 8일 물리학상, 9일 화학상 수상자가 발표된다. 노벨상 수상자 발표 한 달 전부터 ‘예비 노벨 생리의학상’이라고 불리는 래스커상, 독특한 기초과학 연구성과에 상을 주는 황금거위상, 그리고 노벨상을 패러디해 기발하면서 황당한 연구에 시상하는 이그노벨상 수상자까지 발표되면서 분위기는 한껏 고조된다.●황금거위상 5명 선정… 고인된 과학자도 시상 올해로 8회를 맞은 황금거위상 수상자가 지난 9일 가장 먼저 발표됐다. 올해는 5명의 수상자가 선정됐는데 고인에게는 시상을 하지 않는 노벨상과 달리 세상을 떠난 과학자도 2명이나 포함돼 있다. 황금거위상은 2012년 미국 민주당 소속 짐 쿠퍼 테네시 하원의원이 미국과학진흥회(AAAS)와 함께 기초과학의 중요성을 알리기 위해 만든 것으로 연구의 시작은 허황돼 보이지만 결과적으로 인류에게 큰 기여를 한 연구를 선정해 시상한다. 데이비드 사처 미국 마운트시나이의대 교수는 1965년 방글라데시에서 수인성 전염병인 콜레라를 연구하던 중 개구리 피부를 이용해 콜레라 환자의 장 변화를 관찰하는 실험을 했다. 사처 교수의 연구는 콜레라 치료후보물질 실험과 임상시험에 널리 활용되면서 콜레라 치료제 개발을 이끌어 내 약 5000만명의 생명을 구했다는 평가를 받았다. 고 프레드릭 방 존스홉킨스대 의대 교수와 잭 레빈 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 약학과 교수는 푸른색을 띠는 투구게의 혈액을 이용해 세균감염을 감지해 낼 수 있는 방법을 찾아낸 공로를 인정받았다. 연구진은 투구게의 혈액을 활용해 세균감염을 감지하는 엔도톡신 시험법(LAL)을 개발해 이전까지는 이틀 이상 걸리던 감염검사 시간을 45분으로 단축시켰다. 노엘 로즈, 고 어니스트 위트브스키 존스홉킨스대 의대 교수는 류머티즘, 크론병 등이 자가면역질환 때문이라는 사실을 처음 밝혀낸 공로로 수상자로 선정됐다.●저개발국 백신 기금 모은 NGO에 래스커상 1946년부터 의학 분야에서 새로운 발견을 했거나 질병의 치료법이나 예방법을 개발한 이들에게 시상하는 래스커상은 ‘미국의 노벨상’, ‘예비 노벨생리의학상’이라고 불린다. 지난 11일 앨버트앤메리래스커 재단은 기초의학 부문에 자크 밀러 호주 월터앤앨리자홀 의학연구소 명예교수, 맥스 쿠퍼 미국 에모리대 의대 교수, 임상의학 부문에서는 마이클 셰퍼드 리셉터 바이오로직스 CSO(최고과학책임자), 데니스 슬라몬 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 교수, 악셀 울리히 독일 막스플랑크 생화학연구소 분자생물학연구단장을 선정했다. 또 공중보건 분야에서는 저개발국가에 대한 백신 지원비용 기금을 모으는 비정부기구인 세계백신면역연합이 수상했다. 기초의학 부문 수상자인 맥스 쿠퍼, 자크 밀러 교수는 특정 병원체와 암세포를 인식해 공격하는 면역세포인 B세포와 T세포를 발견한 공로를 인정받았다. 이들은 B면역세포가 사람을 포함한 포유류의 경우 골수에서 만들어진다는 것도 처음으로 알아냈다. 임상의학 부문 수상자들은 항체가 특정 암세포를 표적으로 삼아 공격할 수 있다는 사실을 바탕으로 암 유발 단백질 중 하나인 ‘HER2’를 차단하는 단일클론항체 약물인 ‘허셉틴’을 개발했다. 허셉틴은 현재 유방암 표적항암치료제로 가장 널리 사용되고 있다. ●네모난 똥 싸는 웜뱃의 장 … 이그노벨 2회 수상 ‘이런 연구가 있다고?’란 말이 저절로 튀어나올 정도로 황당하지만 기발한 연구를 한 사람들에게 시상하는 ‘이그노벨상’의 29회 시상식은 올해도 어김없이 미국 하버드대 샌더스 극장에서 지난 12일 열렸다. 가장 주목받은 연구 중 하나는 일본 홋카이도대 보건대 연구진이 2000년 의학분야 국제학술지 ‘아카이브 오브 오럴 바이올로지’에 발표한 것으로 5살 아이가 하루에 흘리는 침의 양이 0.5ℓ나 된다는 내용이다. 15명의 5세 남녀 어린이를 48시간 동안 아다니면서 침을 받아 분석한 연구진은 ‘이그노벨 화학상’을 수상했다.또 모든 포유류는 크기에 상관없이 평균 21초 이내에 방광을 비운다는 연구로 2015년 이그노벨물리학상을 수상한 데이비드 후 미국 조지아텍 기계공학부 교수와 퍼트리샤 양 박사는 설치류인 웜뱃이 네모난 똥을 싸는 이유가 장의 유연성 때문이라는 사실을 밝혀내고 지난해 ‘전미유체역학 콘퍼런스’에서 발표해 올해도 이그노벨 물리학상 수상자로 선정되는 진기록을 세우기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“좋은 책을 처음 읽을 때는 새 친구를 얻은 것과 같고 예전에 읽었던 책을 다시 읽을 때는 옛날 친구를 만나는 것과 같다.”(영국 극작가 올리버 골드스미스) 혼밥, 혼술 같은 단어들이 익숙해질 정도로 타인과 관계 맺기를 힘들어하는 사람들이 많습니다. 이럴 때 책 한 권이 좋은 친구가 될 수 있다니 얼마나 반가운 소리인가요. 그렇지만 아무것도 요구하지 않는 이런 ‘책 친구’조차 가까이하는 사람은 점점 줄어들고 있습니다. 문화체육관광부가 지난해 발표한 ‘국민독서실태조사’ 결과에 따르면 한국 성인 중 1년 동안 책을 한 권도 읽지 않는 사람이 10명 중 4명이나 된다고 합니다. 독서를 못하는 가장 큰 이유는 ‘일’ 그리고 ‘스마트폰 이용’ 때문이었다고 합니다. ‘손 안의 컴퓨터’라는 스마트폰 하나만 있으면 알고 싶든 그렇지 않든 간에 수많은 정보가 쏟아지고 인터넷 게임처럼 자극적인 놀잇감까지 제공하니 시간과 노력을 투자해야 하는 책 읽기는 멀어지기 마련이지요. 독서는 500년 정도밖에 되지 않는 발명품이기 때문에 문자를 읽고 인식하는 부위가 따로 있을 정도까지 뇌가 진화하지는 못했을 겁니다. 그렇기 때문에 책 읽기는 뇌의 여러 부위를 동원할 수밖에 없습니다. 그러다 보니 책을 읽다 보면 저절로 뇌의 여러 부위를 자극해 발달시키는 것이겠지요. 네덜란드 막스플랑크 심리언어학연구소, 라드바우드대, 스위스 취리히대, 인도 의생명연구센터, 하이데라바드대, 알라하바드대, 이쉬어 사란 디그리대 소속 신경언어학자와 뇌과학자들로 구성된 공동연구팀은 읽기와 관련한 새로운 연구결과를 내놨습니다. 연구팀은 독서가 ‘시각단어형태 영역’(VWFA)이라는 뇌 부위를 자극함으로써 시각 인지, 시각 기억력을 높이는 데 도움을 준다는 연구결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 19일자에 발표했습니다. 연구팀은 인도 북부 우타르프라데시주 러크나우 인근 마을 2곳을 골라 23~39세의 신체적, 정신적으로 건강하지만 글을 알지 못하는 남녀 29명을 선발해 6개월 동안 읽기와 쓰기를 가르쳤습니다. 글을 가르치는 동안 연구팀은 주기적으로 fMRI(기능성 자기공명영상) 촬영을 해 참가자들의 뇌 기능 변화를 관찰했습니다. 그 결과 문맹이었던 사람들이 글을 읽고 쓸 수 있게 되면서 뇌의 VWFA 부위뿐만 아니라 시각 관련 부위가 활성화되면서 글자가 아닌 얼굴이나 사물, 각종 문자 형태 등을 더 잘 기억하고 구분할 수 있게 됐다는 점을 알게 됐습니다. 알렉시스 헤르바이스 아델만 취리히대 교수는 “이번 연구는 읽기가 시각 뇌의 반응을 더 민감하게 만들어 시각체계 전반에 긍정적인 영향을 미칠 뿐만 아니라 기억력과 인지 능력을 높이는 데도 도움을 준다는 것을 보여 준다”고 말했습니다. 책 읽기에 좋은 계절이 따로 있겠냐마는 많은 사람들이 ‘독서의 계절’이라 부르는 가을이 찾아왔습니다. 그동안 읽고 싶었던 책 한 권을 들고 하루 10분씩만 짬을 내 읽는다면 스마트폰과 인터넷 게임 등 디지털로 피로해진 뇌를 잠시 쉬게 해 줄 수 있을 뿐만 아니라 뇌를 한 단계 업그레이드시킬 수 있지 않을까요. edmondy@seoul.co.kr

무더운 여름이 지나고 선선한 공기가 기분까지 좋게 만들어주는 가을이 찾아왔다. 그러나 몇 년 전부터 가을이 되면 대기정체로 인한 국내외 오염물질이 한반도 밖으로 빠져나가지 못해 미세먼지 농도가 치솟는 일이 잦아지고 있다. 미세먼지 같은 대기오염물질에 자주 노출될 경우 특히 노약자와 임산부들은 건강에 치명적인 영향을 받는다. 대기오염물질은 호흡기 질환, 각막염 등은 물론 심혈관 질환의 원인이 되고 임산부의 경우 조산아나 저출산아를 낳을 확률도 높아진다. 유럽 연구진이 대기오염물질에 자주 노출된 임산부를 조사한 결과 태반에까지 대기오염물질이 침투한다는 사실을 처음으로 확인했다. 벨기에 하셀트대 환경과학센터, 의생명연구소, 루벤대 표면화학·촉매센터, 루벤대 의대 공중보건·1차의료과, 이스트 륌부르흐병원 산부인과 공동연구팀은 임신 중 대기오염에 노출된 여성의 태반에서 블랙카본 입자가 발견됐다는 연구결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 18일자에 발표했다. 블랙 카본(BC)은 이산화탄소와 함께 지구온난화에 영향을 주는 물질로 석유, 석탄 같은 화석연료, 나무 등 탄소를 포함한 연료가 불완전 연소될 때 나오는 검은 그을음으로 장기간 노출시 폐기능과 인지능력이 떨어뜨리는 것으로 알려져 있다. 크기가 지름 2.5㎛(마이크로미터) 이하로 매우 작아 초미세먼지(PM2.5)에 해당되는 물질로 분류되기도 한다. 연구팀은 이스트 륌부르흐병원에서 출산한 28명의 임산부를 무작위로 뽑아 주거 환경과 거주지 대기오염도를 조사하고 태반 조직을 채취해 고해상도 영상으로 분석했다. 28명의 산모 중 5명은 조산아, 나머지 23명은 산달을 다 채우고 태어난 아이를 출산했다.그 결과 임신 중 블랙 카본 농도가 높은 지역(1㎥당 2.42㎍)에 사는 산모 10명이 블랙 카본 농도가 비교적 낮은 지역(1㎥당 0.63㎍)에 노출된 산모들에 비해 태반 조직에 블랙 카본 수치가 높게 나왔다. 연구팀에 따르면 블랙 카본이 태반에 축적되면서 나타날 수 있는 세포생물학적 차원의 분석은 추가로 연구하겠지만 산모의 건강은 물론 태아의 건강과 뇌신경 발달에도 분명히 영향을 미칠 것으로 예상된다고 설명했다. 팀 나우롯 벨기에 하셀트대 환경과학센터 교수는 “이번 연구는 태아가 사는 집이라고 할 수 있는 태반조직에 블랙 카본 입자가 축적될 가능성이 매우 크다는 점을 보여준데 의미가 있다”라며 “대기오염 물질이 체내에 축적되면서 산모와 태아에게 미치는 후생유전학적 변화를 포함한 분자수준의 변화에 대해 추가로 연구를 진행할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

나이 들어가면서 깜박깜박하는 일들이 많아지면 문득 ‘치매’를 걱정하게 된다. 치매는 서서히 기억을 잃어가면서 행동이나 언어장애가 함께 따라오기 때문에 환자 스스로는 물론 주변인들의 삶까지 힘들게 만드는 경우가 많다. 그래서 노년층이 가장 걱정하는 질환이 ‘암’과 함께 ‘치매’로 꼽히기도 한다. 문제는 치매를 예방하고 속도를 늦추기 위해서는 치매의 발병 가능성을 빠르게 진단하는 것이 무엇보다 중요하다. 국내 연구진이 침이나 땀, 피 등 소량의 체액만으로도 치매 원인의 70% 가까이 차지하는 알츠하이머를 조기에 찾아낼 수 있는 방법을 발견해 주목받고 있다. 경상대 생명과학부, 분당 서울대병원 공동연구팀은 약간의 체액만으로도 치매 발병 가능성은 물론 치매 진행 정도를 파악할 수 있는 진단키트를 개발했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 12일자에 실렸다. 지금까지 알츠하이머 치매 여부는 인지능력검사나 양전자방출단층촬영(PET) 기술을 활용했다. 문제는 이런 방법들은 치매가 이미 진행된 뒤에나 식별이 가능하고 PET 같은 경우는 검사비용이 많이 들고 인지능력검사는 치매 진행정도를 계량화된 지표로 볼 수 없다는 것이다. 연구팀은 치매 증상이 나타나기 전에 혈액, 땀, 침 같은 환자에게 쉽게 채취할 수 있는 체액을 시료로 해 초기 잠복상태의 치매까지 판별해낼 수 있는 조기진단 키트를 만든 것이다. 이번에 개발한 진단 키트는 마이크로RNA(miRNA) 8종과 항체 13종의 생체지표를 활용하기 때문에 치매 진단 정확도는 물론 개인별 맞춤 진단이 가능하다는 장점이 있다. 연구팀은 이번에 개발한 조기진단키트 기술을 민간기업에 기술이전해 올해 말 제품화를 목표로 임상을 진행 중이다. 김명옥 경상대 생명과학부 교수는 “이번 기술은 인지능력 장애나 증상이 나타나지 않은 초기 치매까지 진단할 수 있기 때문에 조기 치매예방과 치매 치료에 도움을 줄 수 있을 것”이라며 “치매와 관련된 생체지표를 더 많이 결합시켜 혈관성 치매와 파킨슨병까지도 진단할 수 있도록 연구 중에 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

패혈증은 전 세계적으로 매년 3000만명 이상이 발병하고 조기에 확진판정을 내려 치료에 돌입하지 못할 경우 일주일 이내에 사망하는 치사율 20%에 이르는 질병이다. 2014년 가수 신해철씨도 수술 후유증으로 인해 발병한 패혈증으로 목숨을 잃기도 했다. 한국 과학자를 포함한 국제연구진이 패혈증 같은 질병을 빠르게 진단할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 미국 하버드대 의대 부설 매사추세츠종합병원, 영국 임페리얼 칼리지 런던대 공과대, 독일 뮌헨대, 한국 재료연구소 국제공동연구팀은 패혈증이나 조류독감 감염여부를 현장에서 2시간 이내에 초고감도로 검출해 낼 수 있는 3차원 바이오센서 칩을 개발했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 소재분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’ 최신호 표지논문에 실렸다. 이와 함께 한국과 미국, 중국에 관련 기술에 대한 특허가 출원된 상태이다. 연구팀은 고감도 바이오센서 칩의 핵심인 금속 나노입자를 진공에서 합성할 수 있는 기술을 개발했다. 고분자 나노소재와 금속 표면에너지 차이를 극대화시켜 고분자 나노구조상 귀금속 나노입자를 구형으로 만들어 낸 것이다. 이를 바탕으로 만들어진 고감도 바이오센서 칩은 3차원(3D) 고밀도 금속 나노 구조체의 플라즈몬 공명현상을 이용해 ppb(10억분의 1) 이하 극미량의 단백질까지 검출해 낼 수 있게 됐다.연구팀은 혈액에서 패혈증이나 조류독감 관련 단백질 생체표지만을 선택적으로 결합하는 형광이미지 기술인 형광기반 면역분석법을 개발했다. 금속 나노입자는 패혈증, 조류독감 단백질이 붙게 되면 형광신호를 강하게 발산해 감염여부를 한 눈에 보여줄 수 있게 된다. 박성규 재료연구소 박사는 “이번 연구는 2시간 이내에 패혈증과 조류독감을 확진할 수 있는 기술로 치사율을 낮추는데 가장 효과적인 방법이 될 것”이라며 “추가로 초고감도 다중분석기술을 통해 진단 정확도를 높이는 한편 휴대용 질병진단기 개발로 이어질 수 있도록 연구 중”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

-'아인슈타인의 십자가'로 우주 거리를 측정하는 기법 발견 아인슈타인의 일반 상대성 원리에 따르면, 시공간 구조의 왜곡에 의해 빛은 중력장 속에서 휘어져 렌즈의 역할을 하는데, 이를 중력 렌즈라 한다. 이 같은 중력 렌즈가 우주의 팽창 속도에 대한 미스터리를 해결하는 데 도움이 될 수 있다는 새로운 연구결과가 발표되어 학계의 관심을 끌고 있다고 12일(현지시간) 우주 전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. 새 연구가 관심을 끄는 이유는 우주의 미스터리인 팽창 우주의 종말에 대한 해답을 알려줄 보다 정확한 우주 모델을 만들 수 있을 것으로 보기 때문이라고 연구원들은 말했다. 우주는 138억 년 전에 태어난 이래 지금까지 계속 팽창을 거듭하고 있는 중이다. 허블 상수(Hubble constant)로 알려진 현재의 우주 팽창률을 측정함으로써, 과학자들은 우주가 영원히 확장될 것인지, 아니면 자체 붕괴되거나 대파열(big rip)로 끝날 것인지, 우주의 운명에 대해 아직까지 확실히 밝혀내지 못하고 있다. 허블 상수를 측정하는 데는 현재 두 가지 방법이 있다. 하나는 초신성 폭발과 세페이드 변광성으로 알려진 맥동성을 관측하여 거리를 추정하는 방법, 그리고 다른 하나는 빅뱅이 남긴 우주 배경 복사, 곧 빅뱅의 마이크로파가 시간이 지남에 따라 어떻게 변화했는지를 조사하는 방법이다. 만약 이 두 방법으로 측정한 허블 상수 값이 딱 일치한다면 천문학자들에게 이보다 행복한 일이 없을 테지만, 불행하게도 두 값은 상당한 격차를 보이고 있다. 우주 배경 마이크로파의 데이터에 따르면, 우주는 메가 파섹(326만 광년)당 초당 약 67.5km의 속도로 팽창하고 있는 것으로 나타났지만, 초신성과 세페이드의 데이터는 메가 파섹 당 초당 약 74km의 값을 생성한 것이다.이러한 불일치는 과학자들이 만든 현재의 표준 우주 모델이 잘못되었을 수도 있음을 시사한다. '허블 상수 전쟁' 알려진 이 오랜 논쟁을 해결하면 우주의 종말이 어떠할 것인지 예측할 수 있게 된다. 새 연구에서 국제 연구팀은 허블 상수를 측정하는 다른 방법을 모색했다. 이 방법은 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 따른 중력의 정의에 달려 있는데, 이는 질량이 시공간을 왜곡한 결과 중력이 발생한다는 이론이다. 물체의 질량이 클수록 물체 주위의 시공간이 더욱 왜곡되어 중력이 더 강해진다. 우리가 중력을 느끼는 것은 이 휘어진 시공간의 기하학적인 효과라고 본다. 미국의 물리학자 존 휠러는 아인슈타인의 시공간 개념을 “물질은 공간의 곡률을 결정하고, 공간은 물질의 운동을 결정한다”라는 말로 표현했다. ​ 이 휘어진 시공간의 강력한 중력장은 빛을 구부려 거대한 우주 렌즈를 만들며, 이를 통해 배후의 물체를 확대되어 보이게 한다. 중력 렌즈는 한 세기 전에 발견되었으며, 오늘날 천문학자들은 종종 이 렌즈를 사용하여 최대 망원경도 닿지 못하는 심우주를 깊숙이 들여다볼 수 있게 되었다. 새 연구는 중력 렌즈의 데이터를 분석하여 지구와의 거리를 추정하며, 이 자료는 시간이 지남에 따라 우주가 팽창한 속도를 추정할 수 있게 해준다. 중력 렌즈로 거리 측정를 하는 데는 중력 렌즈의 기묘한 특징이 하나의 열쇠가 된다. 렌즈 배후의 물체가 렌즈를 통해 확대되면서 렌즈 주위에 십자가형의 복수의 이미지를 생성하는데, 이를 '아인슈타인 십자가'라 한다. ​이러한 이미지를 만드는 빛은 렌즈 주위에서 다른 경로를 취하기 때문에 렌즈를 통해 보이는 물체의 밝기 변화는 다른 이미지와 시간차를 보이게 된다. 렌즈의 질량이 클수록 빛의 휘어짐이 커지므로 이미지들의 밝기 변화에 있어 시간 차이가 커지게 된다. 과학자들은 이러한 세부 사항을 사용하여 렌즈의 중력장 강도와 질량을 추정할 수 있으며, 거리 추정에 활용할 수 있다. 지구에서 중력 렌즈로 보이는 은하까지의 거리를 추정하는 또 다른 열쇠는 렌즈 내 별의 위치와 속도를 분석하는 것이다. 이러한 세부 사항들이 해당 은하의 중력장 강도와 결합될 때 과학자들은 그 은하의 실제 지름을 추정할 수 있다. 그런 다음 지구에서 보았을 때 중력 렌즈 속 은하의 실제 지름과 겉보기 지름을 비교하고, 이 값들의 차이는 연구자들로 하여금 그 은하까지의 거리를 추정하는 데 도움이 될 수 있다. 연구원들이 이 기법을 두 중력 렌즈 시스템에 적용한 결과, 메가 파섹 당 초당 약 82.4km의 허블 상수 값을 얻었다. 이 값은 앞서 확립된 두 값보다 높지만, 이에 대해 막스 플랑크 연구소 출신의 천체물리학자 인 지(Inh Jee) 대표저자는 "이 기법이 여전히 불확실성이 높지만, 더 많은 데이터를 확보할수록 확립된 두 값 중 하나에 접근하거나 실제로 다른 세 번째 값으로 이어질 수 있다"고 전망한다. 이번 연구는 국제학술지 '사이언스' 저널 최신호(13일자)에 발표됐다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

나이가 들수록 미래를 꿈꾸거나 현재에 충실하기보다는 과거를 회상하고 여기에 사로잡혀 있는 경우가 잦아진다고 합니다. 나이 든 분들이 ‘내가 예전엔 말야’, ‘왕년에는 내가…’라는 말을 자주 하는 이유도 그 때문일 것입니다. 젊은 시절에는 아무리 먹어도 살이 찌지 않는다던 사람들도 나이가 들면 조금만 먹어도 체중이 쉽게 늘어나는 경우가 많습니다. 그렇기 때문에 ‘내가 젊었을 때는 50㎏ 후반이었어’라고 아무리 이야기해도 믿지 못하겠다는 눈으로 쳐다보게 되는 것이지요. 노화가 진행될수록 몸무게가 늘어나는 것은 어지간한 노력으로는 막을 수 없습니다. “뒤로 밀려나지 않고 제자리에라도 있고 싶으면 죽어라 뛰어야 해”라는 ‘이상한 나라의 엘리스’에 등장하는 붉은 여왕의 대사처럼 말입니다. 나잇살은 노화가 진행되면서 인체 호르몬 분비가 변하고 기초대사량이 줄어들기 때문에 나타나는 것으로 알려져 있습니다. 그런데 노벨생리의학상 수상자를 발표하는 기관으로 잘 알려진 스웨덴 카롤린스카연구소 세포·분자생물학과, 카롤린스카의대, 통합심장대사연구센터, 웁살라대 물리천문학부, 프랑스 리옹대 공동연구팀이 나잇살의 비밀을 세포생물학 차원에서 규명해 주목받고 있습니다. 연구팀에 따르면 나잇살은 지방세포의 대사 시스템이 바뀌기 때문에 나타나는 현상이라고 합니다. 이 같은 연구 결과는 의과학 분야 국제학술지 ‘네이처 메디슨’ 10일자에 실렸습니다. 연구팀은 2001~2003년 스웨덴에 거주하는 성인 남녀 84명을 무작위로 선정해 13년 동안 매년 지방세포를 뽑아 변화를 분석했습니다. 연구 결과 나이가 들수록 지방세포에서 지방이 제거되는 속도는 느려지고 축적되는 속도는 빨라진다는 것을 알게 됐습니다. 이 때문에 비슷한 칼로리를 섭취하더라도 젊었을 때보다 지방으로 축적되는 비율이 20% 정도 높다고 합니다. 지방을 태워 없애거나 신진대사를 통해 지방이 없어지는 속도가 거의 ‘0’에 수렴해 가기 때문에 웬만한 운동으로는 현상 유지도 어렵다는 말입니다. 또 연구팀은 위 밴드 조절술, 위 절개술, 위 우회술 같은 비만 대사 수술을 받은 41명의 여성을 대상으로 수술 이후 7년 동안 체중 유지 능력도 함께 조사했습니다. 그 결과 연구팀은 비만 수술을 받은 사람이라도 나잇살을 피할 수 있는 방법은 없다는 결론을 내렸습니다. 비만 대사 수술이 음식 섭취량을 줄이기는 하지만 나이가 들어가면서 나타나는 지방세포의 생물학적 변화까지는 바꿀 수 없기 때문입니다. 그렇다면 나잇살에 대한 해결책은 없을까요. 연구팀은 젊었을 때보다 적게 먹고 더 많이 움직이라고 조언했습니다. 너무나 뻔하지만 확실한 방법입니다. 그렇지만 실천하기는 결코 쉽지 않은 조언이지요. 추석 연휴가 시작됐습니다. ‘더도 말고 덜도 말고 한가위만 같아라’라는 말이 있습니다. 먹을거리가 부족하던 시절 오곡백과가 풍성한 추석 때만큼은 배불리 먹을 수 있기 때문에 나온 말이라고들 합니다. 사철 먹을거리가 풍성한 요즘에는 어울리지 않는 말이지만 여전히 추석이나 설 연휴가 지나면 늘어난 몸무게 때문에 한숨을 쉬는 사람이 많습니다. 풍성한 식탁을 앞에 두고 오랜만에 만난 친인척들과 즐거운 시간을 보내다 보면 어쩔 수 없는 일이기도 하겠지요. 그렇지만 건강을 위해 조금만 신경 쓴다면 연휴 끝에 체중계를 보면서 고민에 빠질 일은 없을 것입니다. edmondy@seoul.co.kr

2억 6000만 년 전 현재의 아시아 지역에서 6번째 대멸종이 있었다는 주장이 나왔다. 대멸종은 지구상에서 생물종의 다양성이 짧은 시간 동안 광범위한 지역에서 감소하는 것을 의미한다. 전문가들은 지금까지 지구의 역사에서 크게 5번의 대멸종이 있었으며, 현재 인간에 의한 지구상의 생물종의 멸종을 6번째 대멸종으로 분류해야 한다는 의견도 있다. 하지만 중국 난징대학과 미국 뉴욕대학 공동 연구진은 2억 6000만년 전, 현재 아시아 남쪽 지역에서 이미 6번째 대멸종이 발생했고 이것이 아시아 일대에 서식하던 생물종의 멸종을 가져왔다고 주장했다. 연구진에 따르면 현대의 중국 쓰촨성 어메이산(峨眉山, 아미산) 지역에서 범람현무암(Flood basalt)의 대규모 생산지를 확인했고, 이를 토대로 해당 지역 일대에서 대멸종이 있었을 것으로 추즉했다. 해당 지역은 2억 6000만년 전 당시 화산활동으로 만들어진 ‘아미산 트랩’(Emeishan Trap)이다. 일반적으로 범람 현무암은 거대한 화산의 분출이나 넓게 뻗은 대지를 뒤덮는 일련의 화산분출로 발생하거나, 해저에서의 현무암질 용암의 분출로 주로 만들어진다. 지금까지 기존 학계는 당시 아미산 트랩이 만들어진 이후 800만 년 뒤 훨씬 더 큰 규모의 용암 분출이 100만 년 가량 이어지면서, 이것이 3번째 대멸종인 페름기 대멸종의 신호가 됐다고 여겨왔다. 그러나 연구진은 이러한 범람 현무암의 성분과 규모로 보아, ‘아미산 트랩’을 만든 당시의 화산 폭발이 현재까지 과소평가 돼 있었으며, ‘대멸종’으로 분류될 정도의 심각한 생물종 멸종이 발생했을 것이라고 추측했다. 연구를 이끈 마이클 램피노 뉴욕대 생물학자는 “당시의 대규모 폭발은 엄청난 양의 이산화탄소와 메탄가스를 방출했으며, 이로 인해 심각한 지구온난화와 해양의 산소부족 현상 등을 유발했을 것”이라면서 “당시 생물종이 받은 타격과 생태학적 피해 규모는 지금까지 알려진 5번의 대멸종과 매우 유사했을 것”이라고 설명했다. 이어 “우리가 지구에서 발생했던 대멸종의 원인을 알아내기 위해서는 대멸종의 정확한 횟수와 시기를 이해하는 것이 중요하다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 국제학술지 ‘역사생물학’(Historical biology) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

호주하면 떠오르는 것은 오페라 하우스, 코알라, 그리고 캥거루이다. 특히 캥거루는 화폐와 군복에도 사용할 정도로 호주의 대표적인 상징이다. 캥거루는 호주, 뉴기니 섬, 태즈메니아 섬 등 호주를 주변으로 한 일부 지역에서만 분포하는 동물로 새끼를 주머니에서 키우는 유대류 중에서는 가장 큰 것으로 알려져 있다. 일부 작은 종(種)의 캥거루가 잡식성인 것을 제외하고는 모두 초식동물이다. 실제로 어금니의 형태도 식물을 갈아먹기 좋게 넓은 형태로 돼 있다. 그런데 최근 호주 과학자가 약 4만년 전 빙하기에 살았던 캥거루는 턱과 이빨이 지금보다 강해 작은 동물을 먹고 살았거나 지금보다 더 질긴 식물들을 먹고 살았을 것이라고 주장하고 나섰다. 지금과 달리 대부분 캥거루가 잡식성이었을 가능성을 제기한 것이다. 호주 뉴잉글랜드대 환경·농업과학부 동물학과, 미국 아칸소대 인류학과 연구진은 약 4만 2000년전 빙하기에 살았던 거대 캥거루는 현재 종보다 더 튼튼한 턱관절과 두개골을 갖고 있는 것으로 확인됐다고 14일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 12일자에 실렸다. 연구팀은 지금은 멸종하고 없는 스테누린 캥거루, 일명 ‘짧은얼굴 캥거루’의 화석을 바탕으로 빙하기 시대에 살았던 캥거루의 모습을 디지털 모델로 복원했다. 현존하는 캥거루 중에서 가장 무게가 나가는 종은 동부회색캥거루로 50~60㎏이지만 다른 종들은 25~40㎏ 수준이다. 그런데 짧은얼굴 캥거루는 약 120㎏ 정도로 추정되고 있다. 지금 캥거루처럼 팔짝팔짝 뛸 수 있었을까라는 생각이 들 정도이다.짧은얼굴 캥거루 중 하나인 ‘시모스테누루스 옥시덴탈리스’ 두개골을 복원한 결과 큰 턱과 큰 이빨, 짧은 코를 갖고 있으며 특히 강한 턱뼈를 갖고 있다는 것을 확인했다. 광대뼈는 물어 뜯는 동안 턱이 탈구되는 것을 막아주는 큰 근육과 붙어있었으며 두개골 앞쪽과 머리 위쪽 뼈는 무는 동안 비틀림 힘을 버틸 수 있도록 아치형태였다는 것을 새로 밝혀냈다. 연구팀에 따르면 짧은얼굴 캥거루들의 머리뼈를 보면 현대 캥거루보다는 질긴 대나무 잎을 먹는 자이언트 팬더와 더 비슷한 모습이라고 주장했다. 연구팀은 이를 바탕으로 멸종된 캥거루, 현재 캥거루의 조상들은 지금보다 더 질긴 음식을 먹었을 것으로 추정했다. 지금보다 질긴 나무 뿌리나 줄기, 심지어는 작은 동물들을 주식으로 삼았을 수도 있다고 보고 있다. 렉스 미첼 호주 뉴잉글랜드대 동물학 연구원은 “이번 연구에 따르면 멸종된 캥거루의 두개골은 오늘날 캥거루와는 다른 형태로 기능적으로는 자이언트 팬더의 두개골과 더 가깝다”면서 “이번 연구로 과거 호주 대륙에는 현재는 없는 생태환경이었다는 것을 추정할 수 있게 해준다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

서점에 가보거나 TV대중강연 프로그램을 보면 요즘 들어 ‘자존감’에 대한 내용이 많이 나온다. 이들 책이나 강연은 자존감을 키워야 사회생활을 잘 할 수 있으며 인생의 굴곡에서도 잘 대응할 수 있다고 말한다. 이 때문에 자녀를 둔 부모들도 아이들의 자존감을 키워주려고 하지만 어떻게 해줘야 하는지 알려주는 책이나 프로그램은 찾아보기 어렵다. 문제는 자존감을 키워주려다가 자의식만 강해져 타인을 배려하지 않고 오히려 어려운 상황에서 어쩔줄 몰라하는 아이가 되는 경우가 많다는 하소연을 하는 부모들도 많다. 그런데 미국 연구진이 자녀가 ‘멘탈’이 강한 사람으로 자라게 하기 위해서는 추상적인 자존감 키우기보다는 어려서 긍정적인 경험을 많이 하도록 도와주는 것이 훨씬 좋다는 연구결과를 내놨다. 미국 존스홉킨스 의대 아동·청소년·공중보건학부, 밀워키 가정상담센터, 몬태나주립연구소, 터프츠대 의대 임상연구·보건정책학연구소 공동연구팀은 가족과의 상호작용, 다양한 친구와 교우, 지역사회에 대한 봉사활동 같은 긍정적인 유년시절 경험이 성인이 돼서 우울증이나 좌절감, 패배감 같은 정신적 취약성을 감소시키고 타인과 건강한 관계를 갖게 해준다는 연구결과를 12일 발표했다. 이 같은 연구결과는 미국 의학협회에서 발행하는 국제학술지 ‘JAMA 소아과학’ 최신호(9월 10일자)에 실렸다. 연구팀은 위스콘신주에 거주하는 18세 이상 성인남녀 6188명을 대상으로 ‘행동 위험요인 조사’라는 유선과 무선 전화로 설문조사를 실시했다. 설문조사 문항은 건강 관련 위험행동 여부, 건강상태 등 현재 보건 및 생활환경과 어린 시절 감정 표현, 가족이나 친구, 학교, 지역사회에서 느꼈던 소속감 등 현재 정신건강과 어린 시절 경험을 파악하기 위한 것들로 구성됐다.연구팀은 어린 시절 육체적, 정신적 학대나 방치, 부모의 이혼, 제한된 교우관계, 지역사회에서 무관심에 노출된 사람들은 그렇지 않은 사람들보다 우울증, 자살충동, 폭력성, 사회부적응 같은 정신적, 사회적 문제를 경험할 가능성이 2배 이상 높다고 설명했다. 연구팀은 어린 시절 부정적인 경험이 모두 성인이 돼서 정신적 문제로 연결되는 것은 아니라고 강조했다. 연구팀에 따르면 가정에서 긍정적 경험을 하지 못하더라도 지역사회나 다른 공동체, 친구들과의 관계가 좋았던 사람들은 부정적인 경험을 충분히 상쇄하는 것으로 나타났다. 크리스티나 베델 존스홉킨스대 교수는 “이번 연구는 개인적으로나 사회적으로 다양한 긍정적인 피드백을 많이 받은 아이들이 성장해서도 타인과의 건강한 관계를 가질 수 있을 뿐만 아니라 우울증, 좌절감, 열등감 같은 부정적 감정에 쉽게 빠지지 않는다는 것을 실증적으로 보여주는 사례”라면서 “어린 시절 긍정적 경험을 증진시키기 위해서는 개인 뿐만 아니라 사회가 다함께 나서야 하며 공중 정신보건에서도 중요하게 접근해야 한다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

악어도 기절시키는 힘을 가진 전기뱀장어의 신종이 처음으로 발견됐다. 최근 미국 스미소니언 국립자연사박물관 연구팀은 신종 전기뱀장어 2종을 새롭게 발견했다는 연구결과를 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’(Nature Communications) 최신호에 발표했다. 남미가 원산지인 전기뱀장어는 무려 600볼트 이상의 전압을 일으키는 능력을 가져 그간 많은 관심을 받아왔다. 흥미로운 점인 전기뱀장어가 '장어 가문'이 아닌 민물고기에 속한다는 사실로 지금까지 확인된 종은 단 한 종(학명· Electrophorus electricus)이었다. 그러나 이번에 연구팀이 아마존 유역에서 수집한 총 107개의 DNA 샘플을 분석한 결과 2개의 전기뱀장어 종이 새롭게 확인됐다. 각각의 학명은 E. volai(Electrophorus voltai)와 E. vari(Electrophorus varii)로 세 종 모두 서식지는 달랐다. 특히 이중 E. volai는 전기뱀장어의 전압 신기록을 새롭게 썼다. 측정된 능력이 860볼트 정도로 다른 종의 전기뱀장어보다 200볼트 이상 높았기 때문. 　 논문의 수석저자인 C. 데이비드 데 산타나 박사는 "전기뱀장어의 전기만큼이나 충격적인 발견"이라면서 "수백 만년 전 공유된 조상으로부터 지역적 환경에 맞게 각각 진화해온 것으로 풀이된다"고 설명했다. 이어 "E. volai의 경우 모든 동물의 생체전기 중에서 가장 강력한 기록"이라고 덧붙였다. 특히 연구팀은 아직 자연에 인류가 알지 못하는 많은 동식물이 살고있을 것이라는 것에 주목했다. 산타나 박사는 "지난 50여년 동안 아마존 열대우림에 대한 인간의 악영향이 있었지만 여전히 우리는 이곳에서 전기뱀장어 같은 신종을 발견하고 있다"면서 "이는 아마존과 같은 자연을 보호하는 것이 얼마나 중요한 지를 잘 보여준다"고 강조했다. 　 　 한편 전기뱀장어는 모양은 뱀장어와 비슷하며 길이는 2~2.5m 정도로, 유전자를 해독한 결과 골격근이라는 독특한 기관이 전기를 만들어내는 것으로 분석됐다.　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

한국과 미국 과학자들이 인공위성 관측 데이터들을 활용해 북극 온난화를 예측할 수 있는 방법을 찾아냈다. 이화여대 기후에너지시스템공학과, 미국 항공우국(NASA) 제트추진연구소(JPL) 공동연구팀은 인공위성이 관측한 빅데이터를 활용해 북극 온난화 정도를 예측할 수 있는 방법을 개발했다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 10일자에 실렸다. 최근 전 지구적으로 온난화 현상이 가속화되고 있는 가운데 가장 추운 지역 중 하나인 북극의 온난화 속도가 가장 빠른 것으로 알려져 있다. 이 때문에 북극 해빙이 급격히 녹아 사라지면서 생태계 교란은 물론 혹한과 폭염 같은 기상이변 현상을 일으키는 주범으로 꼽힌다. 온실가스 농도 증가에 따라 지구 평균기온 상승폭과 북극지역의 온난화 예측이 중요한데 문제는 현재 활용되고 있는 기후모델들의 예측치는 제각각이라는 것이다. 실제로 기후모델에 따라 산업화 이전과 비교해 온실가스 농도가 2배 증가하면 북극지역 기온 상승은 2.7도에서 8.3도까지 예측되고 있다. 연구팀은 현재 사용되는 12개 기후모델을 종합적으로 분석하는 한편 나사에서 갖고 있는 위성관측 데이터를 분석한 결과 온실가스 농도가 산업화 이전보다 2배 증가할 경우 북극 기온은 4.6도 정도 상승할 것이라고 예측했다. 연구팀은 “이번 연구결과는 위성 관측으로 인해 그동안 쌓인 빅데이터들을 분석하는 것만으로도 북극 온난화 정도를 비교적 정확하게 예측할 수 있음을 보여줬다는데 의미가 크다”라며 “이번 연구를 확장해 다른 지역에서 나타나는 온난화 현상도 예측할 수 있도록 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

알츠하이머 치매는 기억력 감퇴, 행동 및 언어장애 같은 인지장애와 기억손상을 동반하는 퇴행성 뇌질환이다. 현재 국내에서만 65세 이상 노인 인구 중 치매 유병률은 열 명 중 한 명꼴인 10%에 이르며 고령화 사회로 급속히 진행하면서 2050년에는 300만명에 달하는 환자가 발생할 것으로 예상되고 있다. 이 때문에 과학자들은 알츠하이머 정복을 위한 다양한 방법을 찾고 있다. 문제는 알츠하이머가 뇌 속 베타아밀로이드나 타우단백질이 축적되거나 신경세포 손상, 과도한 염증 반응 때문에 나타나는 것으로 알려져 있지만 발병과정과 원인이 정확히 확인되지 않아 치료방법을 찾는데도 어려움을 겪고 있는 상황이다. 국내 연구진이 분변 이식을 통한 장내 미생물을 조절해 알츠하이머 치매를 완화시킬 수 있다는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 서울대 의대 묵인희 교수와 경희대 생물학과 배진우 교수 공동연구팀은 알츠하이머를 유발시킨 생쥐 모델에서 장내 미생물 균형을 통해 알츠하이머 완화 가능성을 발견했다고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 영국 위장병학회에서 발행하는 의과학 분야 국제학술지 ‘거트’에 실렸다. 자폐증이나 파킨슨병 같은 뇌신경질환들에서 장내 미생물이 뇌에 영향을 미칠 수 있다는 연구결과들이 나오고는 있지만 알츠하이머 발병과 장내 미생물과의 관계는 명확히 밝혀지지 않은 상태이다. 이 같은 상황에서 연구팀은 알츠하이머 치매를 유발시킨 생쥐의 뇌 변화와 장내 미생물 변화를 관찰했다. 그 결과 알츠하이머가 심해질수록 정상 생쥐의 장내 미생물 구성이 크게 차이가 난다는 사실을 확인했다. 장내 미생물 군집과 구성이 달라지면서 만성 장 염증 반응이 발생하고 이로 인해 장벽 기능이 약화돼 장내 독소가 혈액으로 흘러들어가면서 전신에 염증반응을 증가시킨다는 것도 추가로 밝혀냈다.이에 연구팀은 알츠하이머 치매 생쥐에게 건강한 장내 미생물을 가진 생쥐에게서 채취한 분변을 16주 동안 주기적으로 이식해 장내 미생물 변화와 알츠하이머 증상을 관찰했다. 정상적 장내 미생물을 이식받은 알츠하이머 생쥐는 혈액 내 염증성 면역세포 수가 정상 수준으로 회복되고 전신의 염증반응도 감소하는 것이 관찰됐다. 또 뇌에 알츠하이머 원인 단백질 축적이 줄고 신경세포의 염증반응이 완화되는 동시에 기억과 인지기능 장애도 회복된다는 사실이 관찰됐다. 묵인희 서울대 교수는 “이번 연구는 기존 치료제 개발 연구방법과는 달리 장내 미생물을 통한 장-뇌 축을 새로운 치료제 개발 표적으로 제시했다는데 의미가 있다”라며 “이번 연구결과가 임상에 활용된다면 알츠하이머 환자 개개인의 장내 미생물 분석과 장내 환경 검사를 통해 맞춤 치료가 가능하며 기존 치료제보다 더욱 안전하고 효과적인 치료제를 개발할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

'치느님'으로 불리며 전 국민의 사랑을 받는 메뉴인 치킨과 다이어트에서 빼놓을 수 없는 식단으로 자리잡은 닭가슴살 등 닭고기가 암 위험을 높인다는 연구결과가 나왔다. 영국 옥스퍼드대학 연구진이 영국의 37~73세 성인 47만 5488(여성 54%, 남성 46%)명을 대상으로 2006~2014년 추적관찰을 실시했다. 연구진은 이들의 식습관 및 생활습관 등과 함께 식습관을 면밀하게 조사했다. 조사기간 동안 약 2만 3000명이 암 진단을 받았다. 연구진에 따르면 닭고기와 오리고기 등 가금류 고기를 하루 평균 30g 섭취할 경우 피부암의 일종인 악성 흑색종, 전립선암, 비호지킨림프종 등의 발병 위험이 잠재적으로 높아진다는 것을 확인했다. 이중 발병 위험이 가장 높은 질병은 비호지킨림프종으로, 림프조직 세포가 악성으로 전환돼 생기는 종양을 말한다. 비호지킨림프종은 전신에 분포해 있는 림프절에 발생하나, 림프절이 아닌 위, 소장, 대장, 피부, 눈, 비강, 타액선, 유선, 폐, 종격, 고환, 난소, 뼈 등 온몸의 모든 장기에서 발생할 수 있다. 대체로 통증이 없고, 발열이나 체중감소 등의 증상이 나타난다. 악성 흑색종은 피부에 색을 띠게 하는 멜라닌을 생성하는 멜라닌세포에서 발생하는 악성 종양으로, 과한 자외선 노출과 영향이 있다. 이밖에도 붉은 고기는 직장암과 유방암, 전립선암의 위험을, 햄이나 베이컨 등 가공육을 섭취할 경우 직장암의 위험을 높이는 것으로 나타났다. 연구진은 닭고기가 특정 암 유발 위험을 높이는 정확한 이유를 밝혀내지 못했다. 고기 자체에 발암물질이 포함돼 있을 가능성이 있지만, 이는 조리 과정에서 대부분 사라진다는 것이 전문가들의 의견이다. 지금까지 닭고기는 붉은 고기의 건강한 대안식품으로 널리 여겨져 왔으며, 특히 닭가슴살은 다이어트 식품으로 꾸준한 인기를 끌어 왔다. 자세한 연구결과는 영국에서 발행되는 국제학술지 ‘역학과 공동체 건강 저널’(Journal of Epidemiology and Community Health) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

성장호르몬과 두 가지 당뇨약을 혼합한 약제가 노화를 늦출 뿐만 아니라 심지어 되돌릴 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미 캘리포니아대 로스앤젤레스캠퍼스(UCLA) 등 연구진이 51~65세 백인남성 9명을 대상으로 1년간 이같은 혼합제를 투여하는 임상시험을 시행해 이들의 생물학적 나이가 최소 2년6개월 젊어졌다고 국제학술지 ‘에이징 셀’(Aging Cell) 5일자에 발표했다. 연구진은 ‘후생유전학적 생체시계’를 이용해 이들 참가자의 생물학적 나이를 측정했다. 연구 공동저자인 스티브 호바스 UCLA 유전학과 교수가 6년 전 개발한 이 생체시계는 시간이 지남에 따라 DNA를 화학적으로 바꾸는 DNA 메틸화를 추적해 신체 조직의 노화 수준을 측정하는 것이다. 이들 연구자는 성장호르몬이 인간의 가슴샘(흉선) 조직을 안전하게 재생할 수 있는지에 주목하고, 이번 임상시험을 설계했다. 가슴샘은 폐와 가슴뼈 사이에 있는 데 골수에서 생성된 백혈구를 감염이나 암과 싸우는 면역세포인 T세포로 성숙하게 해 면역기능에 꼭 필요하지만, 사춘기 이후 기능이 떨어지는 것으로 알려졌다. 그런데 기존에 동물을 대상으로 한 일부 연구에서 성장호르몬이 가슴샘의 재생을 촉진하지만, 당뇨병 마저 유발할 수 있는 것으로 나타나 이번 시험에서는 성장호르몬과 함께 당뇨 치료제로 널리 쓰이는 디하이드로에피안드로스테론(DHEA)과 메트포르민 2종을 동시에 투여했다고 연구진은 설명했다. 이른바 ‘가슴샘 재생, 면역복구, 인슐린 경감’(TRIIM·Thymus Regeneration, Immunorestoration and Insulin Mitigation)으로 불리는 이 시험은 2015년 5월 미 식품의약국(FDA)으로부터 승인을 받았고, 참가자들을 모집해 몇 달 뒤 캘리포니아주 팰로알토에 있는 스탠퍼드 의료센터에서 시작됐다. 연구진은 참가 남성 9명이 약물을 투여받는 동안 정기적으로 흉골 조직 검사를 시행했다. 그 결과 참가자 모두 흉선의 DNA에서 메틸이 줄어든 것으로 나타났다. 이는 생물학적으로 최소 2년6개월 더 젊어진 것이라고 연구진은 설명했다. 심지어 이중 7명은 흉선에서 새 조직이 생겼고 가슴샘의 지방도 줄어들었다. 또 시험 종료 뒤 혈액 표본을 제공한 참가자 6명은 그 후 6개월 동안 효과가 지속된 것으로 나타났다. 이에 대해 호바스 교수는 “생체시계가 느려질 것이라고 예상했지만, 되돌려지는 것까지는 아니었다”면서 “약간 미래에 온 것 같은 느낌이었다”고 말했다. 하지만 이 연구는 참가자가 매우 적고, 51세부터 65세까지 백인 남성만 조사했으며 약물을 복용하지 않은 비교 집단(대조군)을 이용하지 않았다는 점에서 한계를 드러낸다. 다른 전문가들 역시 “효과는 있겠지만 연구가 소규모이고 통제된 것이 아니었으므로 확고한 결과라고 말할 수 없다”는 회의적인 반응을 보였다. 이는 연구진 역시 인정하는 부분이다. 이에 대해 연구를 주도한 LA 소재 노화 연구회사 ‘인터빈 이뮨’(Intervene Immune)의 최고과학책임자(CSO) 겸 공동설립자인 그레고리 페이 박사는 다양한 나이와 인종 그리고 여성까지 포함한 대규모 임상시험을 앞으로 시행해 나갈 것이라고 밝혔다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

‘질풍노도의 시기’ ‘제2의 탄생기’라고 불리는 청소년기에는 정신적, 육체적 성장이 급격하게 나타난다. 이성에 대한 관심도 늘어나는 시기인데다 남녀공학 중고등학교가 늘어나면서 이성친구를 사귀는 기회도 많아지고 있다. 10대 시절 이성친구와 만나는 것은 자아 정체성을 쌓고 사회적 관계 형성 기술을 배우며 감정적으로 성장하는데도 도움이 된다고 생각하는 이들도 늘고 있다. 그렇지만 한편에서는 ‘모태솔로’라고 해서 이성친구와 사귀지 않거나 못하는 청소년들도 많다. 그런데 미국 보건학자들이 이성친구를 사귀지 않는 이들에게 유익한 점이 더 많다는 재미있는 연구결과를 내놨다. 미국 조지아대 공중보건대 보건행동학과 연구팀은 이성친구가 없는 10대 청소년들이 우울감이 덜하고 사회성이 더 좋다는 연구결과를 8일 발표했다. 이번 연구결과는 청소년 보건학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 스쿨 헬스’ 4일자에 실렸다. 연구팀은 조지아주 북동부에 거주하는 10학년(고등학교 1학년) 청소년 594명을 대상으로 6학년 이후 10학년까지 이성친구를 사귄 빈도, 친구들과의 관계, 우울증 증상, 자살 충동과 같은 사회적, 감정적 요인에 대한 설문조사를 실시한 뒤 12학년 때까지 정기적으로 추적조사를 실시했다. 이와 함께 교사와 부모들을 대상으로 조사에 참여한 학생들의 사회성, 리더십, 우울감, 일상생활 태도 등을 평가하도록 했다.그 결과 이성친구가 없거나 이성친구를 자주 사귀지 않는 청소년들이 이성친구를 갖고 있는 청소년들보다 사회성은 더 우수하고 리더십 점수도 높은 것으로 확인됐다. 자기만족감은 이성친구를 사귀든 그렇지 않던 간에 큰 차이가 없었지만 우울감과 자살충동은 이성친구를 사귀지 않는 이들이 훨씬 낮은 것으로 조사됐다. 파멜라 오피나스 조지아대 교수는 “이번 연구는 이성친구가 없거나 만나기 어려워하는 청소년들이 사회성이 떨어진다고 보기 어렵다는 사실을 제시하고 있다”라고 설명했다. 오피나스 교수는 “이번 연구에서 나타나는 차이에 대한 정확한 해석은 추가 연구를 진행해서 밝혀내야 하겠지만 주변에 많은 사람들이 이성친구를 갖고 있으며 본인만 이성친구가 없다고 하더라도 정상적인 발달 과정을 따르고 있다는 사실을 확인했다는데 연구의 의미가 크다”라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“하지만 때론 세상이 뒤집어 진다고 / 나 같은 아이 한둘이 어지럽힌다고 / 모두 다 똑같은 손을 들어야 한다고 / 그런 눈으로 욕 하지마 / 난 아무것도 망치지 않아 / 난 왼손잡이야” 1995년 그룹 ‘패닉’의 노래 ‘왼손잡이’의 가사 중 한 구절이다. 왼손잡이는 인류가 시작한 뒤 꾸준히 전 세계 인구의 약 10%를 차지해 왔다. 문제는 왼손잡이가 생기고 일정한 비율로 유지되는 이유에 대해서는 현대 과학으로도 해석되지 않고 있는 부분이다. 최근에는 그런 차별이 거의 없어졌지만 역사적으로는 왼손잡이는 ‘정상에서 벗어난’ 차별의 대상이었다. 우리나라에서도 왼손잡이 아이들을 오른손을 사용하도록 어른들이 억지로 교육시키는 경우도 많았다. 그런데 영국 옥스포드대 임상신경과학과, 통합신경이미지 뇌기능성자기공명영상(fMRI) 센터, 옥스포드대 의대 정형외과 공동연구팀이 왼손잡이와 관련된 유전정보를 발견하고 왼손잡이를 만드는 원인 유전자가 뇌의 언어영역과 밀접한 관계가 있다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 뇌 과학 분야 국제학술지 ‘브레인’ 4일자에 실렸다.연구팀은 영국 의학 빅데이터인 ‘바이오뱅크’에 등록된 약 40만명의 게놈을 분석했다. 여기에는 3만 8332명의 왼손잡이가 포함됐다. 연구팀은 이들의 게놈을 비교분석한 결과 4개의 게놈이 왼손잡이와 관련된 것으로 확인했으며 이 중 3개는 뇌 발달과 구조에 관여하는 단백질과 관련돼 있다는 사실을 발견했다. 3개 게놈은 신경세포의 세포골격을 구성하는 미세소관과 관련이 있는 것으로 나타났다. 세포골격은 세포의 형태를 만들고 세포 이동에 관여하는 세포 지지기관이라고 할 수 있다. 연구팀은 분석 대상자 40만 명 중 약 1만명을 따로 분류해 뇌의 fMRI를 촬영한 결과 이들 게놈이 언어와 관련된 영역과 밀접한 관계를 갖고 있다는 사실도 발견했다. 특히 왼손잡이들은 뇌의 왼쪽과 오른쪽 언어영역이 더 조화롭게 발달해 있으며 언어기능도 더 우수한 경향을 보이는 것으로 조사됐다. 이와 함께 왼손잡이와 질병 발병 가능성의 상관관계를 분석한 결과 왼손잡이들은 대표적인 퇴행성 뇌질환인 파킨슨병에 걸릴 가능성은 낮지만 조현병을 앓을 가능성은 오른손잡이보다 높은 것으로도 나타났다. 도미닉 퍼니스 옥스포드대 의대 정형외과 교수는 “이번 연구는 대규모 의학 데이터를 활용함으로써 왼손잡이가 뇌의 발달생물학적 차원에서 결과라는 사실을 증명했다는데 의미를 갖는다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

간질성 폐렴환자, 폐 섬유화 4~9배 높아 국내 연구진이 간질성 폐렴과 같은 폐손상 3, 4단계 환자들도 가습기 살균제 노출과 직접적인 연관성이 있다는 연구 결과를 발표했다. 그동안 정부는 폐손상 3, 4단계 환자는 가습기 살균제와 질환 발생의 인과관계가 적다고 보고 정부의 피해보상에서 제외시켜 왔다. 인하대병원 직업환경의학과 임종한 교수팀은 폐손상 3, 4단계 환자도 가습기 살균제 노출로 간질성 폐렴의 발생 위험이 높아진다는 사실을 확인했다고 5일 밝혔다. 이 같은 역학 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’에 실렸다. 연구팀은 폐손상 3, 4단계에 해당하는 간질성 폐렴환자 244명과 건강한 일반인 244명을 대상으로 역학 연구를 실시했다. 폐손상 3, 4단계의 간질성 폐렴 환자들이 하루에 가습기 살균제를 9~11시간 사용한 경우 하루 8시간 미만으로 사용한 사람들과 비교해 폐 섬유화 현상이 발생할 위험은 4.54배나 높아진다고 연구팀은 밝혔다. 또 14~24시간 사용한 경우는 8시간 미만 사용자들에 비해 폐 섬유화 발생 가능성이 9.07배까지 치솟는 것으로 조사됐다. 폐 섬유화는 간이 딱딱하게 굳는 간경변처럼 폐가 굳어가면서 호흡이라는 폐의 고유한 기능을 상실하게 되는 증상이다. 연구팀은 가습기에 들어가 나노 크기 입자로 변한 살균제는 폐 깊숙이 들어가게 되는데 폐포에서 가습기 살균제 물질이 제거되지 못하면서 폐포 상피 세포에서 염증이 발생하고 폐 섬유화로 이어진다고 보고 있다. 연구팀은 가습기 살균제 노출 시 폐 중심소엽이 섬유화되는 경향 이외의 다른 섬유화 패턴을 보이는 환자들도 가습기 살균제 노출의 영향으로 봐야 할 것이라고 추정했다. 폐손상 3, 4단계 환자는 1, 2단계 중증 환자들보다 상대적으로 나이가 많고 남성 환자가 많다는 특징이 있으며 이들의 가습기 살균제 누적 노출 시간이나 수면 중 누적 사용 시간은 1, 2단계 환자보다 길다고 연구팀은 설명했다. 임종한 교수는 “이번 연구는 폐손상 3, 4단계 환자들도 가습기 살균제 노출과 연관성이 있다는 사실을 역학 연구를 통해 처음으로 입증해 냈다는 데 의미가 있다”면서 “폐손상 3, 4단계 환자들에 대한 정부 지원의 근거가 될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2016년 3월 구글의 인공지능(AI) ‘알파고’와 이세돌 9단의 바둑 대국이 알파고의 압승으로 끝나면서 많은 사람들은 ‘AI 시대’가 눈앞으로 다가왔음을 실감했다. AI 기술 발전은 운전자가 필요 없는 자율주행차 시대를 눈앞에 다가오도록 만들었다. 또 AI 기자, 소설가, 음악가, 미술가, 펀드매니저가 등장해 사람과 비슷하거나 오히려 뛰어난 능력을 보여 주는 수준이 됐다. 얼마 전에는 수백만개의 논문을 스캔해 비교하는 것만으로 새로운 과학 지식을 발견할 수 있는 AI 과학자가 개발됐다는 소식이 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 실리기도 했다. 과학자들이 이번에는 AI로 세상에 없던 새로운 물질을 합성하는 데 성공했을 뿐만 아니라 수학적 방법론을 활용해 기존의 것보다 한 단계 업그레이드된 AI 개발 가능성까지 제시했다.●수학적 방법 적용, 데이터 학습시간 절반으로 포르투갈 샴펄리머드연구센터, 이탈리아 볼로냐대 수학과, 고등전자시스템연구센터, 국립 정보과학기술연구소 신경과학자와 수학자들로 구성된 공동연구팀은 위상기하학(토폴로지)을 이용하면 현재 AI 기술을 한 단계 발전시킬 수 있다는 연구결과를 AI 분야 국제학술지 ‘네이처 머신 인텔리전스’ 3일자에 발표했다. 연구팀은 ‘위상기하학적 데이터 분석’(TDA)이라는 수학적 방법론으로 현재 AI의 신경망 학습을 보완할 수 있음을 제시했다. 현재 AI의 신경망 학습 방법으로 얼굴을 인식할 때는 수많은 사람 얼굴 사진을 학습해 이미지 픽셀값을 디지털화한 뒤 눈, 코, 입 등 얼굴 윤곽을 구분해 내는 방식이었다. 문제는 똑같은 얼굴이라도 뒤집어 놓거나 거꾸로 놓으면 AI가 제대로 인식하지 못하는 경우가 생긴다. 그렇지만 위상기하학적 신경망 학습 기법을 활용하면 복잡한 이미지들 사이에서 오류 없이 원하는 얼굴을 쉽게 찾을 수 있게 된다. 동시에 사전 학습에 필요한 데이터 양과 학습 시간이 절반으로 줄어든다는 장점이 있다고 연구팀은 설명했다. 마티아 베르고미 샴펄리드연구센터 박사는 “이번 연구는 AI의 궁극적인 목표 중 하나인 인간의 뇌와 상호작용이나 통합을 위한 새로운 형태의 신경망 구조를 만드는 데 단초를 제시했다는데 큰 의미가 있다”고 말했다.●섬유증 치료 후보물질 개발기간 획기적 단축 한편 홍콩 인실리코 메디슨, 중국 상하이 우시 앱테크, 캐나다 토론토대 화학과, 컴퓨터과학과, 캐나다고등과학연구소, AI벡터연구소 공동연구팀은 딥러닝(심층학습) 기술을 활용해 섬유증 치료에 도움이 되는 새로운 분자를 만들어 동물 실험까지 성공적으로 끝냈다고 4일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’ 3일자에 실렸다. 연구팀은 딥러닝 기술로 섬유증 관련 질환 치료에 도움이 되는 ‘DDR1 인산화효소 억제제’ 역할을 할 수 있는 6가지 새로운 분자를 설계했다. AI가 만들어 낸 신약 후보물질 분자 6개 중 4개는 생화학적 활성이 확인됐고 2개는 세포 기반 실험에서 약효가 검증됐다. 연구팀은 이 중 유력한 후보물질 1종을 선택해 생쥐를 이용한 동물 실험을 실시한 결과 약효를 확인했다. 신약 후보 물질 발굴에서 동물 실험까지 일반적으로 2~3년 이상 걸리는 시간을 2개월로 획기적으로 단축시킨 것이다. 이번 연구를 주도한 알렉스 자보론코프 인실리코 메디슨 박사는 “이번 연구 결과를 바탕으로 AI를 신약 개발 전 과정에 적용할 경우 10년 이상 걸리는 개발 기간을 절반으로 줄일 수 있게 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

세계에 대한 궁금증으로 여러 학문들이 만들어진 이후 지금까지 이어지고 있는 선입견이 있습니다. 바로 여자는 남자보다 과학과 수학에 약하다는 생각입니다. 경제협력개발기구(OECD)는 학업성취도에 대한 국제비교를 위해 회원국을 포함한 전 세계 80여개 국가들을 대상으로 3년 주기로 국제학업성취도평가(PISA)라는 시험을 실시합니다. 만 15세 학생들의 읽기, 수학, 과학 세 개 분야에 대한 성취 수준을 평가하는 것이지요. PISA 결과를 보면 많은 나라들에서 읽기는 여학생이 강세를 보이지만 수학, 과학 분야 성적은 남학생들이 여학생들보다 높게 나오고 있는 것이 사실입니다. 매년 10월 전 세계 이목이 집중되는 노벨과학상 118년간 수상자 통계를 볼까요. 노벨생리의학상은 남성 202명, 여성 12명, 노벨화학상은 남성 175명, 여성 5명, 노벨물리학상은 남성 207명, 여성 3명으로 남성에게 쏠림 현상이 나타나고 있습니다. 수학계의 노벨상이라고 부르는 필즈상도 2014년에 처음으로 여성 수상자를 배출했지요. 이런 사실들을 보면 정말 ‘여자는 수학, 과학에 약한가 봐’라고 생각하게 됩니다. 또 다른 한편에서는 성 평등이 잘 이뤄진 국가일수록 남녀 간 수학, 과학 성적 격차가 적다는 연구결과가 나온 적도 있습니다. 당시 연구팀은 PISA 결과와 세계경제포럼에서 만든 ‘국가별 성 격차지수’를 비교분석한 결과 남녀 평등 분위기가 강한 북유럽 국가들에서는 여학생의 수학 성적이 더 높다는 결과를 내놨습니다. 이런 상반된 데이터들 때문에 과학, 수학 분야에서 남녀 간 차이가 생물학적 요인 때문인지, 문화적 요인 때문인지를 두고 전문가들 사이에서도 논란이 끊이지 않고 있습니다. 그런데 스페인 발레아레스제도대 경제경영학과, 네덜란드 에라스무스 로테르담대 경제학부의 교육경제학자, 수학자로 구성된 공동연구팀은 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 4일자에 이와 관련해 재미있는 연구결과를 발표했습니다. 연구팀은 우선 2006, 2009, 2012, 2015년에 74개국을 대상으로 실시된 PISA 성적을 분석했습니다. 실제로 읽기 부분에서는 여학생이 남학생들보다 더 높은 점수를 받았지만 수학, 과학 시험에서는 남학생의 성적이 더 높은 것으로 확인됐습니다. 여기까지는 이전 연구결과들과 크게 다르지 않습니다. 연구팀은 한 발 더 나가 PISA 시혐에 응시한 국가들의 남녀 학생들에게 지문의 길이가 다른 441개 문항의 수학 문제를 2시간 동안 풀도록 했습니다. 441개 문제를 모두 푸는 것이 아니라 2시간을 주고 최대한 풀 수 있는 만큼 풀어 보라고 하고 채점을 한 것입니다. 그 결과 놀라운 사실이 발견됐습니다. 시험 시간이 과목별로 60분인 PISA보다 시험 시간이 더 길어지면서 남학생과 여학생의 수학 성적 격차가 거의 없거나 많은 국가들에서 오히려 여학생들의 성적이 더 잘 나온 것입니다. 수학뿐만 아니라 과학 시험에서도 마찬가지였다고 합니다. 실제 수학과 과학 분야에서 세계적인 성과를 낸 연구자들은 주어진 문제를 얼마나 빨리 푸는가보다는 하나의 문제에 오랫동안 매달려 숨겨진 의미를 찾아내는가가 중요하다고 이야기합니다. 시험이라는 특정 조건에서 도출된 결과만으로 만들어진 선입견이 우수한 능력을 가진 여학생들을 과학기술과 수학 분야에서 멀어지게 했던 것이 아닐까 하는 생각이 문득 듭니다. edmondy@seoul.co.kr