기후변화로 인해 먹잇감이 사라졌기 때문일까. 펭귄을 공격하지 않는 웨델물범이 펭귄을 사냥해 잡아먹는 모습이 국내 연구진에 의해 최초로 포착됐다. 한국해양과학기술원 부설 극지연구소 이원영, 김정훈 박사팀은 남극 장보고과학기지 인근 인익스프레시블 섬에서 웨델물범이 아델리펭귄을 사냥하는 모습을 처음으로 포착해 촬영하는데 성공했다고 26일 밝혔다. 이번 연구결과는 극지과학 분야 국제학술지 ‘폴라 바이올로지’ 7월호에 실렸다. 자식사랑이 극진한 동물로 알려져 있는데 웨델물범은 다른 물범들과 달리 성격이 온순하고 생선이나 갑각류를 주식으로 삼는 것으로 알려져 있다.그렇지만 최근 웨델물범이 아델리펭귄을 공격하고 사냥해 먹는다는 기록과 목격담이 있었다.이에 연구팀은 아델리펭귄 2만 4000여 쌍이 서식하는 인익스프레시블섬에서 2017년 말부터 2018년 초까지 10번의 현장 조사를 통해 웨델물범이 아델리펭귄을 공격해 잡아먹는다는 새로운 취식행동을 발견하고 촬영하는데 성공했다. 연구팀에 따르면 웨델물범은 펭귄을 바다 표면에 내동댕이쳐 기절시킨 다음 잡아먹는데 이는 남극의 펭귄 사냥꾼으로 잘 알려진 표범물범의 사냥 행태와 비슷했다. 웨델물범이 공격하는 아델리펭귄은 털갈이를 거의 마치고 처음 바다로 들어가기 시작한 어린 아델리 펭귄이었는데 수영이 미숙한 점을 노리고 공격하는 것으로 분석됐다. 연구팀은 아델리펭귄 탄생부터 둥지를 떠나는 과정을 지속적으로 관찰한 결과 육지에서는 웨델물범에게 방어행동을 보이지 않던 아델리펭귄이 바다로 뛰어들 무렵에는 경계심을 보이는 것을 관찰할 수 있었다.이원영 박사는 “그동안 웨델물범이 아델리 펭귄을 공격한다는 기록과 목격담은 있었지만 이것이 웨델물범의 고유한 생활방식인지 아니면 기후변화 때문에 먹잇감이 줄어들면서 나타난 현상인지 정확하게 밝힐 필요가 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

기대수명 증가로 인해 노령인구가 늘어나면서 치매환자도 동시에 증가하고 있다. 치매는 알츠하이머를 비롯해 혈관성, 알콜성 등 다양한 원인으로 발병하는 대표적인 퇴행성 뇌신경질환이다. 실제로 국내 만 65세 이상 치매환자는 약 75만명으로 노인 10명 중 1명은 치매로 고통을 받고 있다는 이야기이다. 문제는 치매를 유발시키는 여러 원인들이 거론되고 있지만 정확히 밝혀지지 않아 치료는 사실상 어렵고 증상의 완화나 지연시키는 수준에 머물러 있다는 점이다. 이 때문에 치매 발병 가능성을 사전에 파악하는 조기 진단기술이 매우 중요하다. 국내 연구진이 간단한 뇌파 측정만으로도 치매 발병가능성이 높은 위험군을 선별할 수 있는 기술을 개발해 전국 곳곳에 있는 치매안심센터나 1차 의료기관에서도 손쉽게 사용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 한국한의학연구원, 인체항노화표준연구원, 경남 의령군 보건센터, 세명대 공동연구팀은 밴드형으로 이마에 두르기만 하면 되는 전전두엽 뇌파측정기술로 치매 위험군을 선별해 낼 수 있는 기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호(18일자)에 실렸다. 현재 치매 정밀진단에는 서울신경심리검사총집(SNSB)이라는 설문조사지와 자기공명영상장치(MRI), 양전자방출단층촬영(PET), 뇌척수액(CSF) 등 방법을 사용한다. 문제는 SNSB 설문조사에만 2시간 이상의 시간이 들며 나머지 검사는 비용이 많이 든다는 점이다. 또 전국 곳곳에 있는 치매안심센터에서 활용하는 치매선별검사(MMSE)는 검사문항이 단순해 치매위험군을 쉽게 구분해내지 못하고 정기적으로 반복검사할 경우 환자가 학습효과로 인해 측정 효과가 떨어진다는 문제가 있다. 연구팀은 2017~2018년 경남 의령군에서 시행된 ‘뇌노화지도구축사업’의 일환으로 수행된 치매검진결과를 분석했다. 연구팀은 500여명의 고령자를 대상으로 밴드형태의 전전두엽 뇌파측정기기를 착용한 뒤 5분 정도 뇌파를 측정했다. 그 결과 치매 위험군을 손쉽게 찾아낼 수 있었다. 특히 이번 기술은 정밀검사에서 필요한 준비과정이 필요없을 뿐만 아니라 검사시간이 짧고 비용도 적게 들며 설문조사가 아닌 뇌파를 직접 측정하기 때문에 MMSE와 같이 학습효과로 인한 측정 효율 저하를 걱정할 필요가 없었다. 김재욱 한의학연구원 박사는 “추가 연구를 통해 뇌파 같은 생체신호를 활용해 치매 초기나 전 단계 증상까지 선별해내고 증상 변화 추이를 모니터링하는 기술을 확보할 것”이라며 “1차 의료기관이나 가정에서 치매 예방에 활용할 수 있는 기술을 개발하는 것이 최종 목표”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

플라스틱 사용 증가, 이산화탄소와 메탄가스 등 온실가스 증가로 인한 기후변화, 대기와 수질, 토양 오염 증가로 인해 많은 생물종이 급격하게 사라지고 사람이 생태계 최상위 포식자로 자리잡으면서 생태계 전체가 교란되고 있는 상황이다. 이 때문에 지질학자를 포함한 과학자들 사이에서 현대사회를 ‘인류세’(人類世)로 구분하려는 움직임이 활발하다. 모든 일이 그렇지만 사람의 활동을 어떤 방향으로 가져가느냐에 따라 전혀 상반된 결과가 도출될 수 있다는 연구 결과들이 최근 잇따라 나왔다.지구온난화로 인해 해수 온도가 올라가면서 상어 출몰 지역이 점점 확대돼 여름철 바닷가를 찾는 휴양객들을 공포에 떨게 하는 바다의 최고 포식자 ‘상어’도 사람 때문에 씨가 마를 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 포르투갈 포르투대와 영국 사우샘프턴대, 왕립해양생물협회를 주축으로 전 세계 109개 연구기관이 참여한 국제공동연구팀은 태평양과 인도양, 대서양의 온대 및 열대해역에 살고 있는 원양 상어의 서식지가 원양어장과 절반 가까이 겹쳐 상어들의 생존이 위협받고 있다는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 25일자에 발표했다. 연구팀은 상어 23종 1681마리에 인공위성 송신기를 달고, 원양어선 선박에 장착된 충돌방지시스템과 위치추적장치를 활용해 1달 동안 활동반경을 교차분석했다. 그 결과 환도상어와 원양어선의 활동반경은 24%, 백상아리나 비악상어 등의 경우 64% 정도 중첩되는 것으로 나타났다. 이번 연구에 따르면 특히 상어들의 생존을 위협하는 것은 먼바다에서 낚시에 미끼를 달아 표층이나 심층에 드리워 어획하는 연승(longline)어업 선단들이다. 데이비드 심스 영국 사우샘프턴대 생명과학과 교수는 “상어도 전 세계적으로 멸종위기 취약종으로 분류돼 있지만 고래와 같이 적극 보호되고 있지 않아 지금처럼 방치할 경우 가까운 미래에는 박물관에서나 보게 될 것”이라며 “상어 활동 지역을 광범위하게 국제 보호구역으로 설정할 필요도 있다”고 말했다.반면 몰려드는 관광객 덕분에 야생동물의 개체수와 활동 범위를 손쉽게 파악해 생태계 보존에 활용할 수 있다는 연구 결과도 나왔다. 영국 리버풀 존 무어스대, 보츠와나 포식자보호기구, 미국 캘리포니아 버클리대, 펜실베이니아주립대, 호주 뉴캐슬대, 남아프리카공화국 넬슨 만델라대 공동연구팀은 2014년 유네스코 세계자연유산으로 등재된 보츠와나 오카방고델타 지역을 찾은 26개 관광단의 관람객들이 찍은 2만 5000여장의 사진을 분석해 야생동물의 활동반경, 개체수, 주 거주지 등을 파악하는 데 성공했다고 24일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 23일자에 실렸다.연구팀은 2017년 9월부터 2018년 2월까지 6개월 동안 오카방고델타 지역을 찾은 관광객들의 카메라에 사진을 찍은 시간과 장소가 기록되는 위성위치확인시스템(GPS)을 장착하도록 했다. 연구팀은 관광객들에게 사진을 제공받아 이 지역에 사는 대표적인 5대 포식자(사자, 표범, 치타, 점박이하이에나, 들개)의 종별 밀도와 개별 동물들의 활동 범위를 컴퓨터 모델링으로 분석해 그동안 파악되지 못했던 생태 조건과 환경을 파악할 수 있었다. 연구를 주도한 카심 라피크 리버풀 존 무어스대 박사는 “이번 연구는 일종의 시민 참여 과학으로 관광사진을 활용한 최초의 생태연구”라면서 “향후 인공지능(AI) 기술과 결합시킨다면 개별 동물의 생태 환경까지 정확하게 분석해 낼 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

독일의 대문호 괴테는 ‘자연과 가까울수록 병은 멀어지고 자연과 멀수록 병은 가까워진다’는 말을 남겼습니다. 국민의 91.8%가 도시에 거주하는 한국인들을 겨냥한 것이 아닐까 싶을 정도로 뜨끔하게 만드는 문장입니다. 미국 워싱턴대 환경산림과학부를 중심으로 네덜란드, 영국, 스웨덴, 독일, 중국, 캐나다 7개국 31개 연구기관이 참여한 국제공동연구팀은 도시 개발을 할 때 자연 그대로 환경을 최대한 보존하는 것이 도시민들의 정신적, 육체적 건강을 지키는 데 도움이 될 수 있다는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 25일자에 발표했습니다. 지금까지 많은 연구에서 자연과 가깝게 지내는 삶이 행복감과 인지능력 향상, 정신건강 증진, 고통의 감소에 도움이 된다는 것을 보여 줬습니다. 많은 나라가 도시 개발을 할 때 녹지공간 확보를 고려하는 이유도 이 때문일 것입니다. 문제는 어느 정도의 녹지가 최적인지 계량화할 수 없다는 것입니다. 이에 연구팀은 도시화 속에서도 개인의 정신건강을 지키고 자연을 보존할 수 있는 녹지공간을 정량화하는 최적화 모델을 개발했습니다. 이 모델에 따르면 지역 개발을 할 때 건물보다 자연을 우선하는 것이 필요하다고 합니다. 건물을 지은 뒤 자투리땅에 녹지나 공원을 조성하는 것보다는 자연을 최대한 보존하면서 지역 개발을 하는 것이 도시화에 따른 환경문제뿐만 아니라 정신건강에 훨씬 도움이 된다는 말입니다. 연구팀은 미국 워싱턴주 시애틀 한가운데 위치한 ‘워싱턴 수목원’을 좋은 사례로 들었습니다. 워싱턴 수목원은 흔히 볼 수 있는 것처럼 자연을 인공적으로 가꾸는 것이 아니라 자연 모습 그대로 남겨 둔 것으로 유명합니다. 영국 임페리얼 칼리지 런던대와 미국 카네기멜런대 공기·기후·에너지 솔루션센터 공동연구팀은 1999~2015년 알래스카와 하와이를 제외한 미국 본토의 모든 지역에서 초미세먼지(PM 2.5) 농도와 사망률, 평균수명 증감을 분석했습니다. 그 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 의학 분야 국제학술지 ‘플로스 메디슨’ 24일자에 실렸습니다. 도심이나 발전소, 공장 등이 밀집한 지역에서 PM 2.5 농도는 특히 높았으며 매년 3만여명의 사망에 직간접적인 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 대기오염은 평균수명 역시 0.13~0.15년 줄이는 것으로 분석됐습니다. 연구팀은 대기오염으로 인한 유병률과 사망률을 낮추기 위해서는 대기오염 물질 발생원을 억제하는 정책과 함께 도심 숲 조성이나 자연보호가 필요하다고 조언했습니다. 한국에서 도시 개발은 환경과 자연에 대한 고려나 거주민의 삶의 질 향상보다는 물질적 자산 증식에 방점을 두고 있습니다. 그러다 보니 어느 지역에 조성되는 도시든 특색 없는 회색 콘크리트로만 둘러싸여 있는 모습을 보게 됩니다. 최근 몇 년 새 1년 내내 미세먼지와 폭염을 걱정하면서 서로를 믿지 못하고 툭 부딪치기만 해도 폭발할 것 같은 분노조절장애 사회가 된 것도 결국 그런 ‘회색 콘크리트의 역습’이 아닐까 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

△ 김세중 분당서울대병원 신장내과 교수가 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트’(Scientific Reports)의 편집위원으로 위촉됐다. 사이언티픽 리포트는 ‘네이처 출판그룹’ 자매지로 자연과학 분야의 주요 연구결과를 매주 온라인상에 제공하는 과학저널이다. 김 교수는 신장학 분야의 논문을 심사하고 게재 여부를 결정하는 역할을 담당한다.

신경세포는 뇌와 몸 각 부분을 연결해 감각을 받아들이고 운동을 조절한다. 특히 신경세포에는 나뭇 가지 모양으로 길게 뻗은 축삭돌기가 있는데 뇌나 척수를 다치면 이 부분이 크게 손상되면서 사지마비나 하반신 마비 같은 심각한 운동장애로 이어진다. 더군다나 한 번 손상된 신경세포는 다시 재생되기가 어렵다는 점이다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부, 대전대 한의과대 공동연구팀은 세포 내에서 소기관들을 연결하는 ‘Grp75’라는 단백질이 손상된 신경을 재생시킬 수 있다는 것을 알아냈다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 23일자에 실렸다. 지금까지 신경세포의 재생 능력에 대한 분자차원이나 세포차원에서 작동원리는 밝혀지지 않았다. 신경세포가 손상되면 세포 속 소기관 중 하나인 소포체와 미토콘드리아가 축삭돌기 말단으로 이동하게 된다. 소포체는 찢어지거나 상처난 막을 복구하고 미토콘드리아는 세포반응에 필요한 에너지를 제공하기 위해서이다. 문제는 세포에서 필요로 하는 에너지 수요보다 공급이 충분치 못해 신경세포 재생이 원활하지 못하다. 연구팀은 소포체와 미토콘드리아를 연결하는 단백질인 Grp75에 주목하고 이 단백질이 늘어나면 소포체와 미토콘드리아의 상호작용이 활발해지면서 세포 재생 활동에 도움을 줄 것으로 예상했다. 실제로 연구팀은 허벅지를 지나는 신경인 좌골신경을 손상시킨 쥐에게 Grp75 단백질이 많아지도록 한 결과 신경세포가 재생되는 것을 볼 수 있었다. 소포체와 미토콘드리아의 접촉막이 늘어나면서 미토콘드리아의 에너지 생성 능력이 커지고 신경 재생에 필요한 충분한 에너지가 제공된 것이다.민경태 UNIST 생명과학부 교수는 “이번 연구는 외부에 특정 물질을 주입하지 않고도 소포체-미토콘드리아 접촉막을 늘림으로써 세포 자체의 치유 능력을 향상시켰다는데 의미가 크다”라며 “척추 손상이나 외상성 뇌 손상처럼 중추신경이 손상돼 회복이 어려운 환자를 치료하는 단초가 될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내연구진이 줄기세포를 이용해 3차원 형태의 인공 간 조직을 만드는데 성공했다. 이번 기술은 신약개발에 있어서 필수적인 단계인 간독성 평가시 활용도가 높을 것으로 기대되고 있다. 한국생명공학연구원 줄기세포융합연구센터, 과학기술연합대학원대학교(UST) 기능성지노믹스과, 울산대 의대 공동연구팀은 인체의 거의 모든 신체세포로 분화가 가능한 ‘인간 전분화능 줄기세포’를 이용해 증식시킬 수 있는 3차원 인간 간 모사모델을 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 헤파톨로지’에 실렸다. 간은 인체 여러 장기 중 재생이 가장 잘 되는 장기로 알려져 있지만 몸 바깥에서 간 세포를 증식시키고 성장시키는 것은 매우 어려운 일이다. 이 때문에 많은 연구자들이 줄기세포를 이용해 신약개발 단계에서 활용하기 위해 간 조직을 성장시키기 위한 연구를 진행하고 있다. 그러나 외과 수술을 통해 간 조직을 확보한 뒤 성체줄기세포를 이용하기 때문에 특정 세포만 얻거나 인간 전분화능 줄기세포를 이용하기 때문에 세포덩어리 형태의 증식하지 않고 기능적으로 미성숙했다는 한계를 가지고 있었다. 연구팀은 기존에 나온 기술들을 결합시켜 환자 맞춤형 인간 전분화능 줄기세포를 이용하면서도 인체조직과 유사하고 성장시킬 수 있고 기능적으로도 인간의 간 세포와 거의 유사한 오가노이드를 만들었다. 이번 기술로 개발한 3차원 인공 간 조직은 장기간 증식이 가능하고 동결, 해동이 가능하며 기능적으로 성숙한 간 모델을 만들 수 있다는 특징이 있다. 실제 실험을 통해 오가노이드가 성숙될 수록 인체와 유사한 약물반응을 보여 보다 정확한 간독성 평가가 가능하다는 것도 확인했다. 또 지방간 모델을 만들어 치료제 발굴에도 활용할 수 있다는 것을 검증했다. 생명공학연구원 손명진 박사는 “신약개발 과정을 보면 동물실험에서는 간독성이 없었지만 사람을 대상으로 한 임상에서는 독성을 나타내 문제를 일으키는 경우가 많다”라며 “이번에 개발한 간 유사체를 활용하면 신약개발 효율성을 높일 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 과학자가 주도하는 국제 공동연구진이 우주의 비밀을 품고 있는 것으로 알려진 암흑물질의 수수께끼를 푸는데 한 발 더 다가서는 연구결과를 내놔 화제다. 기초과학연구원(IBS) 지하실험연구단이 중심이 된 국제공동연구팀은 암흑물질 후보의 연간 신호를 분석하고 검증신뢰도를 1시그마(68.3%)로 높여 20년 전 이탈리아 연구진의 연구결과를 검증해냈다고 22일 밝혔다. 이번 연구결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 최신호(17일자)에 실렸다. 시그마는 정규분포 평균 양쪽으로 표준편차 만큼 떨어진 곳 사이에 분포돼 있는 데이터 비율을 말한다. 보통 실험의 신뢰도가 3시그마(99.7%)이면 힌트를 얻었다고 하고 5시그마(99.99994%)면 ‘발견’한 것으로 본다. 노벨 물리학상 수상업적으로 우주 생성의 비밀을 풀어내는데 도움이 된 중력파는 5.1시그마, 힉스 입자는 5.9 시그마로 발견됐다. 육안으로 보이는 우주의 행성이나 별은 전체 우주의 4% 정도에 불과하고 우주 대부분은 암흑물질과 암흑에너지로 가득 차 있는 것으로 알려져 있다. 특히 암흑물질은 우주의 27% 정도를 차지하는 물질로 아직까지 명확히 그 흔적을 발견하지 못했다. 1998년 이탈리아 그랑사소 지하실험실 ‘다마’(DAMA) 실험팀이 암흑물질 후보인 ‘윔프’를 발견했다고 주장했지만 다른 연구진들에 의해 재현되지 않아 실험에 대한 의문이 제기돼 오고 있었다.연구팀은 강원도 양양에서 다마와 동일한 고순도 요오드화나트륨 결정 제작을 한 뒤 2016년 9월부터 ‘코사인-100’실험을 시작했다. 연구 착수 후 59.5일 동안 얻은 입자신호를 바탕으로 다마가 틀렸을 가능성이 있다는 논문을 지난해 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 발표한 바 있다. 그런데 이번에는 완벽한 검증을 위해 필요한 연간조변신호를 처음으로 분석한 결과 다마에서 20년간 축적한 입자신호가 이번에 실시된 재현실험의 관측 오차범위 내에 있는 것으로 확인됐다. 이탈리아에서 관측한 신호가 암흑물질일 가능성이 있다는 것이다. 연구팀은 이 같은 분석 추세라면 3년 내에 데이터 신뢰도 3시그마(99.7%)를 달성함으로써 다마 실험을 완벽하게 검증할 수 있을 것으로 보고 있다. 특히 3년 뒤 코사인 실험과 다마가 다른 관측 결과를 내놓는다면 다마 연구팀이 관측한 것은 암흑물질이 아니라는 설명이다. 이번 연구를 주도한 이현수 IBS 암흑물질연구단 부연구단장은 “이번 연구는 다마실험과 동일한 고순도 결정검출기에서 데이터를 얻어 동일한 분석방법을 적용한 최초의 실험이라는 점에서 의미가 크다”라며 “완벽한 검증까지는 3년이 걸릴 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전 세계에서 버려지는 담배꽁초가 지구를 얼마나 병들게 하는지를 짐작케 하는 연구결과가 나왔다. 영국 국공립 앵글리아 러스킨대학 연구진의 연구에 따르면 매년 전 세계에서 버려지는 담배꽁초의 개수는 4조 5000억개에 달하며, 이렇게 버려진 담배꽁초가 식물의 성장에 심각한 악영향을 미치는 것으로 나타났다. 특히 클로버로 불리는 토끼풀의 경우 꿀벌의 영양섭취에 도움을 줄 뿐만 아니라 자동차 매연을 흡수해 공기를 정화하는 역할도 하는데, 문제는 담배 필터에 사용되는 화학성분이 토양에 흡수된다는 사실이다. 이러한 과정을 거쳐 토끼풀의 씨앗이 을 함유한 채 자라나고, 이 경우 정상적인 성장이 어렵다는 것이 연구진의 설명이다. 연구진은 이미 태워진 담배와 그렇지 않은 담배의 필터를 잔디 씨앗 200개와 토끼풀 씨앗 200개가 담긴 병에 넣은 뒤 식물의 성장을 비교했다. 3주 후, 담배 필터에 노출된 토끼풀의 뿌리와 무게 등이 정상범위에 절반에 불과했다. 이는 담배 필터가 수분을 흡수했기 때문인 것으로 분석됐다. 또 빛을 흡수해 광합성을 하는데 중요한 화학물질인 엽록소의 비율도 불균형적이었다. 전문가들은 플라스틱 담배 필터를 만드는데 사용되는 화학물질이자 플라스틱의 한 형태인 셀룰로오스 아세테이트가 물 부족과 마찬가지로 식물에게 스트레스를 유발한다는 사실을 확인했다. 또 태워지다 버려지는 담배꽁초가 아닌, 태워지지 않은 채 버려지는 담배가 이러한 부정적 결과에 더욱 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 연구진은 “많은 흡연자들이 담배꽁초가 생각보다 빨리 분해되기 때문에 쓰레기가 아니라고 여기는 경향이 있다”면서 “담배꽁초와 함께 버리는 필터가 환경에 심각한 피해를 줄 수 있다는 인식을 제기해야 한다“고 강조했다. 플라스틱 성분을 함유한 담배꽁초가 식물에게만 악영향을 미치는 것은 아니다. 관련 환경보호단체인 ‘담배꽁초 오염 프로젝트’(The Cigarette Butt Pollution Project)에 따르면 플라스틱 담배꽁초 중 일부는 해안으로 흘러들어가 해양 생태계를 파괴하는데에도 일조한다. 일반적으로 담배꽁초 속 플라스틱 성분이 분해되는데 걸리는 시간은 짧게는 10개월, 길게는 10년 이상이며 이를 삼킨 동물들은 수명을 채우지 못한 채 서서히 죽어갈 수 있다. 이와 관련해 워싱턴의 비영리단체인 트루 이니셔티브 측은 “1980년 대 이후 매년 해안과 도시 정화 작업에서 수집되는 품목 중 30~40%는 담배꽁초”라면서 “꽁초는 지구상에 가장 어질러져있는 쓰레기”라고 밝혔다. 자세한 연구결과는 생태환경분야의 국제학술지인 ‘환경안전과 생태독성학‘(Ecotoxicology and Environmental Safety) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 여러 종류의 줄기세포를 결합시켜 심근경색으로 망가진 심장근육을 되살리는 획기적인 방법을 개발했다. 가톨릭대 서울성모병원 줄기세포치료센터, 바이오벤처 티앤알바이오펩, 건국대 의대, 포스텍, 중국 홍콩시립대 공동연구팀은 기능이 다른 두 종류의 줄기세포를 활용해 심근경색으로 손상된 심장 기능을 회복시키는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호(18일자)에 실렸다. 심장은 3개의 관상동맥에 의해 산소와 영양분을 받고 활동하는데 3개 중 하나라도 혈전이나 혈관의 빠른 수축 등에 의해 급성으로 막혀 심장의 전체나 일부에 산소와 영양 공급이 급격하게 줄어 심장 근육의 조직이나 세포가 죽는 증상이 심근경색이라고 한다. 특히 심근경색이 발생하면서 나타난 심장근육과 혈관이 손상되면 자체적 재생이 불가능하기 때문에 심장 이식을 받거나 인공 심장이라는 인공펌프를 이식한다. 보다 근본적 치료를 위해 줄기세포를 이식해 손상된 심장을 재생하려는 연구들이 많았지만 이식 후 줄기세포가 생존하지 못하는 경우가 대부분이었다.연구팀은 심장을 재생시킬 수 있는 유도만능줄기세포와 이 줄기세포가 주변조직에 붙어 계속 생존할 수 있도록 돕는 중간엽줄기세포를 결합시키는 전략을 활용했다. 중간엽줄기세포에서 세포를 보호하고 성장시키는 요소가 계속 분비되면서 유도만능줄기세포가 심장조직에 붙어 재생을 촉진시킬 수 있도록 하는 것이다. 연구팀은 돼지 심장에서 얻은 세포외기질과 인간중기엽줄기세포를 이용해 3D프린팅으로 심장패치를 제작하고 인간유도만능줄기세포를 이용해 심근세포를 생산했다. 생쥐에게 심근경색을 유발시키고 심장패치는 심장조직 외벽, 심근세포는 심장내벽에 각각 이식했다. 8주가 지난 뒤 생쥐의 심장 기능이 크게 향상되고 손상된 근육과 혈관 대부분이 재생되는 것이 확인됐다. 연구팀 관계자는 “이번 연구는 특성과 기능이 다른 두 가지 줄기세포를 각각 다른 방법으로 심장에 이식하는 창의적이고 혁신적인 방법을 제시한 것으로 줄기세포를 기반으로 하는 심장재생 치료법의 새로운 패러다임을 보였다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

제5호 태풍 ‘다나스’가 지난 주말 남부지방을 관통해 지나가면서 많은 비를 쏟아부었다. 장마 끝자락에 한반도를 강타한 다나스는 올해 처음 한반도에 영향을 미친 태풍으로 기록됐다. 태풍이 지나간 직후인 22일 월요일은 태풍이 남겨놓은 습한 공기가 한반도로 유입되는 가운데 ‘중복’을 맞으면서 전국 대부분 지역의 낮 최고기온이 30~34도로 무더울 것으로 전망되고 있다. 이와 함께 동해안 지역을 중심으로 한 밤 중 최저기온이 25도를 넘는 열대야 현상까지 나타날 것으로 전망되고 있다. 지난해에 비해서는 아직 더위가 덜하지만 장마가 끝나는 7월 말이 되면 전국에 폭염과 열대야가 시작되면서 밤잠을 설치게 만들 것으로 예상된다. 미국 연구진이 열대야 잠 못 드는 밤에 숙면을 취할 수 있는 방법을 발표해 주목받고 있다. 미국 텍사스 오스틴대 의생명공학과, 텍사스 휴스턴대 의대 수면과학과, 서던캘리포니아대 의대 수면의학과 공동연구팀은 불면증과 같은 수면장애 증상으로 밤잠을 이루지 못하는 사람은 잠들기 1~2시간 전에 약간 뜨거운 물로 목욕을 하는 것이 도움이 된다는 연구결과를 발표했다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘슬립 메디슨 리뷰’ 19일자 온라인판에 실리고 8월호에 게재될 예정이다. 연구팀은 2018년 4월 기준으로 펍메드(PubMed), 시나흘(CINAHL), 코클란(Cochran), 메드라인(Medline), 사이크인포(PsycInfo), 웹 오브 사이언스 등 과학 및 의학분야 연구데이터베이스에 등재된 수면과 관련한 기존 5322개의 연구결과를 메타분석했다. 연구팀은 메타분석을 통해 전체 수면시간과 비교해 완전히 숙면하는 시간, 잠에 빠져드는 시간들을 찾아냈다.그 결과 잠들기 1~2시간 전에 40~42.5도의 다소 뜨거운 물에서 최소한 10분 이상 목욕하는 것이 숙면에 도움을 준다는 사실을 밝혀냈다. 특히 이번 연구에 따르면 평소 수면에 문제가 없는 사람도 열대야처럼 외부 환경 때문에 잠을 쉽게 들지 못하는 상황에서도 이 같은 방법을 따르면 10분 이상 빨리 잠들 수 있다고 연구팀은 밝혔다. 이는 수면은 뇌의 시상하부라는 부위에서 조절하는데 우리 몸의 중심 온도가 밀접한 관계를 갖고 있기 때문이라고 설명했다. 사합 하가옙 텍사스 오스틴대 의생명공학과 연구원은 “이번 연구는 숙면을 위해서는 잠자리의 상태 같은 문제 뿐만 아니라 잠자리의 온도가 매우 중요하다는 것을 보여준 것”이라며 “따뜻한 물로 잠들기 90분 전에 목욕, 샤워 등을 하는 것이 숙면을 위한 최적의 체온을 만들어 준다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

맷 데이먼 주연의 SF 영화 ‘마션’(2015)은 화성에 홀로 남겨진 우주인이 살아남기 위해 고군분투하는 모습을 그리고 있다. 식물학자이면서 기계공학자인 주인공이 구조를 기다리는 동안 먹을거리로 탄수화물이 풍부한 감자를 재배하는 장면이 나온다. 앞으로 화성을 여행하거나 탐사하는 사람이라면 적포도주도 챙겨 가야 한다는 재미있는 연구결과가 나왔다. 미국 하버드대 의대 신경과학과 연구진은 적포도주를 비롯해 베리류 식물에 많이 포함된 항산화물질인 레스베라트롤이 우주인의 근육량과 뼈의 밀도를 유지하는 데 도움을 줄 수 있다는 연구결과를 의학분야 국제학술지 ‘생리학의 최전선’ 18일자에 발표했다. SF 소재로 자주 등장하는 화성은 지구와 가장 가까운 행성으로 생명의 존재 가능성도 높아 지구의 첫 번째 식민행성으로 꼽히고 있다. 지구에서 화성까지는 편도로 9개월 정도가 걸리며 화성 중력은 지구의 약 38%에 불과하기 때문에 우주인이 아무리 열심히 운동을 한다고 하더라도 근육과 뼈가 약해질 수밖에 없다. 이 때문에 우주인의 근골격계 건강을 그대로 유지할 수 있도록 하는 것이 우주탐사에 있어서 무엇보다 중요하다. 연구팀은 포도, 라즈베리, 크렌베리, 블루베리와 같은 베리류 식물에서 흔히 발견되는 레스베라트롤이라는 폴리페놀 물질에 주목했다. 연구팀은 24마리의 수컷 생쥐를 화성 표면과 똑같은 지구 중력 대비 40% 수준의 미소중력 환경에 14일 동안 노출시켰다. 연구팀은 이들을 두 그룹으로 나눠 미소중력에 노출돼 있는 동안 한 그룹에는 음식과 함께 레스베라트롤을 섭취하도록 하고 다른 그룹은 음식만 제공했다. 14일이 지난 뒤 근육량과 골밀도를 측정한 결과 레스베라트롤을 섭취한 그룹은 근육량이나 골밀도가 거의 그대로 보존됐지만 그렇지 않은 그룹은 근육량과 골밀도가 3분의1 이상 줄어든 것으로 확인됐다. 마리 모르투르 하버드대 박사는 “레스베라트롤의 항염증, 항산화 효과가 근육과 뼈를 보존하는 데 도움을 주는 것으로 보인다”고 말했다. edmondy@seoul.co.kr

그리스 신화 속 새벽의 여신 에오스(오로라)는 트로이 왕 라오메돈의 아들 티토노스를 사랑했다. 미소년을 너무나 사랑한 에오스는 제우스에게 티토노스를 ‘영원히 살게 해 달라’고 빌었다. 문제는 ‘늙지 않도록 해 달라’는 부탁은 까먹은 것이다. 결국 영원히 살지만 늙어서 몸을 가눌 수 없어진 티토노스가 보기 싫어진 에오스는 그를 방에 가둬버렸다. 한참을 지나 방을 열어 보니 티토노스는 매미로 변해 있었다. 불로불사(不老不死)는 오랜 인류의 희망이었다. 오래 살 것인가, 건강하게 살 것인가 둘 중 하나를 선택할 수 있는 것은 아니지만 고령화 사회가 되면서 점점 삶의 질이 수명보다 더 중요하다는 목소리가 높아지고 있다. 미국 피츠버그대 의대, 피츠버그 메디컬센터(UPMC) 아동병원, 뉴욕주립대 공동연구팀은 건강하게 사는 것과 오래 사는 것을 분리해 조절하는 분자 스위치를 찾았다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 17일자에 실렸다. 연구팀은 세포분화과정 연구에 많이 쓰이는 ‘예쁜꼬마선충’을 이용해 실험했다. 연구팀은 장수와 번식에 중요한 역할을 하는 ‘TCER1’이라는 단백질에 주목했다. 많은 동물에게서 장수유전자는 감염과 같은 스트레스 요인에 대한 대응력을 갖게 만들기 때문에 TCER1을 제거하면 예쁜꼬마선충들이 금세 죽을 것으로 예상했다. 그런데 DNA를 손상시키는 방사선이나 고온, 박테리아 등에 노출됐을 때 TCER1이 제거된 예쁜꼬마선충들이 일반 예쁜꼬마선충들보다 잘 견뎌 내는 것이 관찰됐다. 나이가 들수록 이동성이 향상되고 퇴행성신경질환을 일으키는 단백질 덩어리도 줄어들었다. 반면 TCER1이 정상 수준보다 많은 예쁜꼬마선충들은 면역 방어 기능이 떨어지면서 질병이나 각종 감염에는 취약해지지만 일반 선충들보다 수명이 길어진다는 것이 확인됐다. 프랜시스 암릿 간디 UPMC 박사는 “이번 결과를 인간에게 그대로 적용할 수는 없겠지만 노화에 대한 분자적 이해를 높이는 데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사람 목소리 들리면 경계·낮은 포복 이동 사냥 범위 줄여 하위 동물 개체 수 늘기도“그리스 최고신 제우스는 사촌인 프로메테우스에게 흙으로 동물과 인간을 만들라고 명령했다. 나중에 제우스가 보니 동물이 너무 많이 만들어져 그중 일부를 사람으로 바꾸라고 명령했다. 이에 프로메테우스는 처음 동물로 만들었던 것 중 일부를 사람으로 바꿨다.” 이솝우화 속 ‘프로메테우스와 인간’이라는 제목의 이야기입니다. 처음 사람이 만들어졌을 때는 엄연히 동물과 구분되는 다른 존재였지만 나중에 모양만 사람의 형상으로 바뀐 존재가 생겼다는 것입니다. 나중에 사람으로 바뀐 것들은 겉모습만 사람일 뿐 속은 여전히 짐승이라는 것이지요. 요즘 뉴스를 보다 보면 ‘인면수심’(人面獸心)이라는 단어가 연상될 정도로 잔인하고 파렴치하며 인간 같지 않은 존재들이 많이 등장합니다. 그래서 ‘사람이 가장 무섭다’는 이야기가 나오는지도 모르겠습니다. 미국 캘리포니아 산타크루즈대(UC산타크루즈) 환경과학부, 캐나다 온타리오 웨스턴대 생물학과 공동연구팀은 아메리카 대륙에 사는 대표적인 포식자인 퓨마도 사람을 가장 무서워한다는 연구결과를 발표했습니다. 이번 연구에서는 사람의 사냥행위나 주택, 도로, 자동차처럼 사람들을 연상케 하는 것들 없이도 단지 ‘인간’ 존재 자체가 동물들에게 엄청난 공포를 준다는 것을 밝혀냈다는 점이 더욱 놀라움을 줍니다. 이번 연구는 UC산타크루즈가 캘리포니아주 수렵·낚시국과 함께 수행하고 있는 ‘산타크루즈 퓨마 프로젝트’의 일환으로 수행됐으며 생태학 분야 국제학술지 ‘에콜로지 레터스’ 17일자에 실렸습니다. 산타크루즈 퓨마 프로젝트는 야생동물의 행동과 생태 이해, 야생동물을 위한 토지개발 계획 등을 연구하는 것입니다. 연구팀은 사람의 출입이 금지된 캘리포니아주 산타크루즈 산맥에 있는 원격 연구지 2곳에 1㎢ 면적의 공간을 만들어 각각 25개의 스피커를 설치했습니다. 연구팀은 스피커를 통해 남녀 성인, 아이들 목소리와 청개구리 울음소리를 들려주면서 퓨마를 비롯한 포식자들의 움직임을 관찰했습니다. 그 결과 퓨마는 사람의 목소리, 심지어 아이들 소리가 들리기만 해도 걸음을 늦추고 주변에 대한 경계심을 높이며 낮은 포복 자세로 이동했다고 합니다. 사람의 목소리가 잘 들리는 1㎢의 공간은 멀리 돌아가는 것이 관찰됐다고 합니다. 반면 청개구리 울음소리는 아무리 크게 틀어 놓아도 관심을 갖지 않고 지나갔다고 합니다. 퓨마보다 작은 포식자들도 사람 목소리가 들리기만 해도 활동량과 사냥 범위를 40~70%가량 줄였다고 합니다. 재미있는 점은 사람에 대한 공포 때문에 퓨마, 밥캣 같은 고양이과 포식자들이 활동을 억제하면서 흰발생쥐, 숲쥐 같은 설치류들의 개체수가 증가하고 활동 범위도 넓어지는 등 반사이익을 본다는 것입니다. 실제로 흰발생쥐의 활동 범위는 평소보다 45% 정도 늘어났고 숲쥐가 먹이를 찾아 나서는 횟수는 17~20% 정도 증가했다고 합니다. 이번 연구를 이끈 저스틴 수라치 UC산타크루즈대 박사는 “야생동물들에게 있어서 가장 큰 공포는 포식 위험에 대한 인식인데 동물들에게 인간은 우리가 믿을 수 없을 정도로 치명적인 존재”라면서 “이번 연구는 야생동물들이 인간에 대한 두려움 때문에 환경을 어떻게 이용하고 동물 간 상호작용을 하는지 잘 보여 주고 있다”고 말했습니다. 이번 연구는 지구 생태계에서 점점 고립돼 가는 인간의 모습을 보여 주는 것 같아 씁쓸합니다. 사람이 사람을 두려워하지 않고 다른 동물들과 조화를 이루며 살 수는 없는 걸까요. edmondy@seoul.co.kr

미국 버지니아 공립공과대(버지니아텍) 지구과학과 연구진이 오클라호마와 캔사스 남부 지역에서 발생하는 지진들을 분석해 유정 속에 물을 주입하는 행위가 지진을 유발시킬 수 있다는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 17일자에 발표했다. 연구팀은 오클라호마 북부에서 캔사스 남부 지역까지 약 7만 8000㎢ 지역에서 1995년부터 2018년까지 발생한 지진 데이터를 컴퓨터 모델링 기술로 분석한 결과 전체 지진 수는 감소했지만 규모 4 이상의 큰 지진의 비율은 늘었다는 것을 확인했다. 천연가스나 석유를 채취하기 위해 유정 속에 물을 주입하는 것이 지하에 유체 압력을 높여 지진을 유발시킨다는 설명이다. 특히 유정에 물을 주입하는 것이 지진 발생에 미치는 영향은 10~15년까지 이어지겠지만 시간이 지날수록 지진의 강도나 횟수는 줄어든다고 분석했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

노년층의 가장 큰 고민거리는 바로 치매이다. 치매는 여러 가지 요인으로 발생하는데 절반 가까이가 알츠하이머로 인해 나타난다. 알츠하이머 치매는 뇌에 베타아밀로이드라는 단백질이 쌓이면서 나타나는 것으로 알려져 있지만 아직 정확한 분자유전학적 원인이 밝혀지지 않아 치료제가 개발되지 않고 있다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 알츠하이머 발병의 새로운 원인을 밝혀내 주목받고 있다. 카이스트 의과학대학원, 한국과학기술정보연구원(KISTI) 국가슈퍼컴퓨팅본부, 서울대 의대, 연세대 의대 스탠리의학연구소, 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단 공동연구팀은 노화 과정에서 나타나는 후천적 뇌 돌연변이가 알츠하이머의 원인 중 하나라고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 12일자에 실렸다. 기존에 알츠하이머 유전체 연구는 주로 환자의 손과 발에서 채취한 혈액을 이용해 전장유전체 연관분석을 하거나 가족력이 있는 환자들에게서 발견된 일부 유전자들에 대한 분석이 주를 이뤘다. 연구팀은 알츠하이머를 앓다 사망한 52명의 뇌 조직을 제공받아 ‘전장 엑솜 유전체 서열 데이터 분석’ 기술을 통해 알츠하이머에 존재하는 뇌 체성 유전변이를 찾아냈다. 또 뇌 체성 돌연변이가 알츠하이머의 중요원인으로 알려진 신경섬유다발 형성을 비정상적으로 증가시킨다는 사실도 이번에 밝혀졌다. 이정호 카이스트 교수는 “이번 연구는 알츠하이머 원인으로 여겨지는 신경섬유다발 형성에 체성 유전변이가 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 직접적으로 확인했다는데 의미가 크며 앞으로 퇴행성 뇌신경질환 연구에 큰 도움을 줄 수 있게 될 것”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 무인비행체인 드론이 다양한 분야에서 활용되고 있다. 드론 활용이 다양해지다 보니 드론을 막기 위한 ‘안티 드론’ 기술도 함께 발달하고 있다. 현재 드론 탐지 분야에서는 이스라일 라다(RADA)의 레이더가 최대 3㎞ 떨어져 있는 드론까지 찾아낼 수 있을 정도로 독보적인 기술을 갖고 있다. 국내 연구진이 중소기업들과 함께 이스라엘 라다에 버금가는 드론 탐지 시스템을 개발해 주목받고 있다. 대구경북과학기술원(DGIST) 협동로봇융합연구센터, 미국 캘리포니아주립대 전자·컴퓨터공학과 공동연구팀은 3㎞ 이상 떨어진 초소형 드론까지 구별해 낼 수 있는 레이더를 개발했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 전기전자공학회(IEEE)에서 발행하는 국제학술지 ‘IEEE 지오사이언스 앤 리모트 센싱 레터스’에 최신호에 실렸다. 연구팀은 능동위상배열(AESA) 레이더 기술과 초고해상도 레이더 신호처리 기술을 접목시켜 3㎞ 이상 떨어져 있는 곳에 있는 드론의 위치를 정확하게 찾아낼 수 있는 기술을 개발했다. 능동위상배열은 레이더 안테나에 배열된 레이더 모듈들이 각자 전파 송수신 방향을 찾아낼 수 있는 장치를 갖고 있어 탐지 거리를 늘릴 수 있게 해주는 기술이다. 또 초고해상도 레이더 신호처리기술은 위치 추정 정확도를 높이는데 도움이 된다. 또 연구팀은 ‘생성적 적대 신경망’(GANs)이라는 차세대 인공지능 심층학습 기술을 활용해 식별률을 높였다. 인공지능은 학습 데이터가 많을수록 인식률이 높아지는데 GANs는 적은 데이터 양만으로도 스스로 학습해 관련 데이터들을 생성해 내 인공지능 인식률을 높여 표적을 쉽게 식별할 수 있도록 하는 기술이다. 이번에 개발한 레이더 시스템 내부의 송신부, 수신부, 안테나, 신호처리플랫폼 등 하드웨어 부품을 100% 국내 중소기업들과 공동 개발했다. 오대건 DGIST 박사는 “이번 연구는 멀리 떨어져 있는 초소형 드론 탐지 시스템으로는 최고 수준으로 국내 기업들과 협업해 개발했다는데 큰 의미가 있다”라며 “드론 탐지 뿐만 아니라 선박, 항공, 감시 정찰 등 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

생물계는 박테리아로 알려진 세균, 진핵생물, 고세균 크게 세 영역으로 나뉜다. 고세균의 경우 세균처럼 핵이 없는 원핵생물이지만 유전적 특징이 달라 세균과는 전혀 다른 제3의 생물계로 분류된다. 고온, 고압, 고염도 등 극한 환경, 특히 원시 지구와 유사한 환경에서도 잘 자라기 때문에 고세균이라는 이름이 붙여졌다. 국내 연구진이 고세균의 생존과 관련해 중요한 사실을 새로 발견했다. 충북대 미생물학과 이성근 교수팀은 서해 바닷물에서 고세균의 군집과 활성을 조절하는 바이러스를 분리해내 그 존재를 확인하는데 성공하고 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 16일자에 발표했다. 고세균은 열수구, 유황온천 같은 극한환경부터 일반환경까지 다양한 곳에서 서식한다. 특히 해양 생태계 전체 미생물의 약 30%를 차지하고 있으며 해양에서의 탄소, 질소 순환에 핵심적 역할을 해 지구온난화를 일으키고 오존층을 파괴하는 아산화질소를 발생시키는 대표적인 미생물로 알려져 있다. 이를 밝혀내기 위해 해양 고세균을 분리하려고 하지만 배양이 쉽지 않아 연구가 극히 드문 상태이다. 더군다나 고세균의 군집과 활성을 조절하는 바이러스의 존재가 주목받았지만 바이러스의 실체에 대해 구체적으로 밝혀지지는 않았다.연구팀은 서해 바닷물에서 특정 계절에 눈에 띄게 개체수가 증가하는 2종류의 해양 고세균에 주목했다. 이를 토대로 바닷물에서 고세균에 영향을 미치는 바이러스를 분리하는데 성공했다. 분리한 바이러스를 분석한 결과 해양 고세균이 바이러스에 감염되면 질소의 산화작용이 멈추고 유기물이나 비타민B12 등의 물질을 방출하는 것으로 확인됐다. 특히 일반적인 바이러스는 숙주세포를 녹여 영향을 미치는데 고세균 바이러스는 증식하면 혹처럼 튀어나와 분리되는 출아법으로 방출된다는 사실도 밝혀졌다. 이성근 교수는 “이번 연구는 바닷물에 많은 고세균을 감염시키는 바이러스의 존재를 처음으로 발견해 지구 물질 순환을 이해하는 기반을 마련한데 의미가 크다”라며 “극한 환경에서 존재하는 것으로 알려진 레몬 형태의 바이러스를 이번에 발견해 기후변화 예측에도 선도적으로 기여할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘꿈의 신소재’ 그래핀은 탄소 원자의 얇은 한 층 두께의 물질로 최근 2차원물질 반도체 소재로 주목받고 있다. 반도체로 상용화되기 위해서는 그에 걸맞는 크기로 만드는 것이 중요한데 쉽지 않다는 것이 문제이다. 국내 연구진이 포함된 국제 공동연구팀이 반도체로 상용화 하기 위해 대면적화하는 기술을 개발하는데 성공했다. 기초과학연구원(IBS) 다차원 탄소재료 연구단, 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학부 연구진은 중국 북경대 물리학부, 청두 국립전자과기대, 광저우 화남사범대, 송샨호 재료과학연구소 등 중국 연구진들과 함께 불소(F)를 이용해 기존보다 3배 빠른 속도로 그래핀을 성장시키는데 성공하고 화학 분야 국제학술지 ‘네이처 케미스트리’ 16일자에 발표했다. 그래핀처럼 원자 두께의 2차원 소재는 얇고 잘 휘면서도 단단하다는 특징 때문에 차세대 반도체 소재로 각광받고 있다. 그러나 반도체로 만들기 위해서는 대면적 제작이 쉽지 않고 대면적 제작 시간이 지나치게 오래 걸린다. 많은 연구자들이 원료물질을 바꾸거나 온도 조절 같은 제조환경 변경으로 제조시간을 단축하는 방법을 찾았지만 그래핀 성장을 완전히 제어할 수 없어 근본적인 해결책이 필요했다. 연구팀은 원자나 분자가 화학결합을 할 때 다른 전자를 끌어들이는 전기음성도가 높은 불소에 주목했다. 그러나 반응성이 큰 불소기체는 곧바로 주입할 경우 다른 물질과 결합해 독성물질을 만들어 낼 수 있다. 이 때문에 공간적으로 제한된 부분에서만 국소적으로 불소를 활용하는 방법을 찾아냈다. 연구팀은 금속기판에 불소를 함유한 금속불화물을 사용하고 그 위에 얇은 구리 필름을 올린 형태의 기판을 제작했다. 그 다음 온도를 높여 불소가 금속불화물에서 방출되도록 했다. 이렇게 되면 불소는 금속불화물과 구리 필름 사이 10~20㎛(마이크로미터)의 좁은 공간에 머물게 된다. 이 틈 속에서 불소로 인해 메탄가스는 더 분해되기 쉬운 형태의 기체로 바뀌고 결국 그래핀은 원료인 탄소를 손쉽게 얻어 더 빠르게 성장하게 되는 것이다.이번에 새로 개발된 기술은 분당 12㎜의 속도로 그래핀을 성장시켰다. 기존 그래핀 성장속도는 3.6㎜에 불과했다. 10㎠ 그래핀을 만들 때 10분이 걸렸다면 이번 기술을 활용하면 3분 정도 단축시킬 수 있게 된 것이다. 연구팀은 2차원 부도체 물질은 육방정계 질화붕소와 반도체 물질인 텅스텐 이황화물 성장에도 도움이 되는 것을 확인했다. 펑 딩(UNIST 특훈교수) IBS 다차원 탄소재료 연구단 그룹리더는 “이번 연구는 2차원 물질의 성장과정에서 불소를 국소적으로 주입하는 간단한 방식으로 상용화 걸림돌이 되던 성장속도 문제를 해결한 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“좋은 음식이라도 소금으로 간을 맞추지 않으면 그 맛을 잃고 만다”라는 말이 있듯이 16~17세기 대항해시대를 거쳐 동양의 향신료가 발견되기 전까지 서양에서는 소금이 유일한 조미료였다. 수많은 조미료들이 있지만 소금은 여전히 많은 음식에 조미료로 쓰이면서 음식의 맛을 더해주는 주방의 핵심 식재료이다. 적당량의 소금은 음식의 풍미를 더해주고 입맛을 돋우지만 지나치게 많이 섭취할 경우는 각종 성인병의 원인이 된다. 이 때문에 세계보건기구(WHO)에서는 소금의 적정 섭취량을 정해 권고하고 있다. 최근 예방의학자들이 전 세계 국가들의 소금섭취량을 분석한 결과 중국인들 소금섭취량이 가장 많은 것으로 조사됐다. 영국 퀸메리 런던대 의대 울프슨 예방의학연구소 연구팀은 중국인들의 일일 소금 섭취량이 권장량의 두 배 이상으로 전 세계에서 가장 높다는 연구결과를 미국의학회에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘미국심장의학회지’ 12일자에 실렸다. 연구팀은 중국 전역의 어린이 900명과 2만 6000명의 성인을 대상으로 한 소금섭취량 관련 국가통계 조사자료와 EMBASE, MEDLINE, Scopus와 같은 의학연구데이터베이스에서 관련 연구들을 추출해 메타분석을 통해 비교분석을 실시했다. 그 결과 중국 성인들은 하루 10g 이상의 소금을 섭취하고 있으며 3~6세 아이들은 5g 이상, 청소년들은 9g 넘는 소금을 섭취하는 것으로 조사됐다. WHO는 성인 기준 하루 5g 이상의 소금을 섭취하는 것을 금지하도록 권고하고 있다. 이와 함께 최근 40년 동안 중국인들의 소금 섭취량은 꾸준히 증가했으며 계속 세계적으로 높은 수준을 유지해온 것으로 확인됐으며 남부지방과 북부지방의 차이도 확인됐다. 중국 북부지방의 경우는 하루 11.2g의 소금을 섭취해 전 세계적으로 가장 많은 염분섭취 지역으로 확인됐지만 1980년대 일일 12.8g보다는 줄었으며 계속 줄어가는 추세라고 연구팀은 설명했다. 이는 염분 섭취와 관련한 정부의 식습관 교육과 함께 절임음식에 대한 의존도가 낮아지고 사철 채소 섭취가 늘었기 때문으로 분석된다. 반면 중국 남부지방은 1980년대 하루 8.8g에서 2010년대 10.2g으로 염분 섭취가 오히려 늘었다. 이는 가공식품 소비 증가와 외식의 증가 때문으로 보고 있다. 소금의 과다 섭취는 뇌졸중과 심장질환의 주요 원인인 혈압을 상승시키는데 중국의 연간사망자 중 40%가 고혈압 때문에 직간접적으로 사망하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 혈압을 낮추는 효과를 가진 칼륨 섭취량도 함께 관찰했다. 분석 결과 중국인들은 지난 40년간 칼륨섭취량은 지속적으로 줄어들었으며 모든 연령대에서 권장량의 절반 이하를 섭취하는 것으로 나타났다. 한편 중국 다음으로 소금 섭취가 많은 나라는 몬테네그로(10.7g), 포르투갈(10.5g), 베넹(9.9g), 이탈리아(9.7g), 인도(9.1g), 미국, 오스트리아(9.0g) 등으로 나타났다. 펭 허 퀸메리 런던대 의대 교수(환경·예방의학)는 “소금 섭취를 줄이고 칼륨 섭취를 늘리기 위해서는 정부에서 제대로 된 식습관 교육과 홍보가 필요하다”라면서 “어린 시절부터 소금 섭취가 많으면 이른 나이에 혈압이 높아질 가능성이 있기 때문에 중국인들의 미래 건강에 심각한 영향을 미쳐 막대한 사회적 비용이 들 수 있다”라고 경고했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr