한국식품연구원 전통식품연구단은 옻나무에서 주로 발견되는 ‘설퓨레틴’이 자외선에 의한 피부 콜라겐 분해를 막아 주름을 억제한다는 사실을 새로 알아냈다고 3일 밝혔다. 피부가 자외선에 노출되면 피부 조직 내 교원섬유(피부의 모양을 유지해주는 콜라겐 조직) 분해효소가 활성화되면서 콜라겐이 분해돼 주름이 만들어진다. 연구팀은 인체유래 피부세포를 이용해 실험한 결과 설퓨레틴이 교원섬유 분해 효소는 물론 주름을 만들어 내는 또 다른 염증 관련 신호전달체계를 억제한다는 사실을 확인했다. 설퓨레틴은 아토피 피부염은 물론 관절염, 비만과 같은 만성질환을 억제하는 데도 도움이 된다고 알려져 왔던 물질이다. 연구팀은 설퓨레틴을 이용한 주름방지 화장품 같은 산업적 이용을 위한 후속연구를 진행할 계획이다. 이번 연구결과는 식품학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 펑셔널 푸드’ 최신호에 실렸다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“유성에서 조치원으로 가는 어느 들판에/우두커니 서 있는 한 그루 늙은 나무를 만났다…묵중한 그들의, 침울한 그들의, 아아 고독한 모습/그 후로 나는 뽑아낼 수 없는/몇 그루의 나무를 기르게 되었다.” ‘청록파’ 시인으로 잘 알려진 박목월 선생이 1964년 발표한 ‘나무’라는 시의 한 부분입니다. 여행길에서 만난 나무를 통해 고독감과 삶의 의미를 사색하는 내용입니다. 일상에 찌들어 있는 현대인들이 시인처럼 나무를 보고 깊은 상념에 빠지기는 쉽지 않지만 초록 물결 가득한 나무나 숲을 보면 가슴이 뻥 뚫리는 듯한 시원한 느낌을 받게 됩니다. 나무와 숲은 인류 역사와 함께 다양한 형태로 관계를 맺어왔습니다. 초기에는 식량 공급원이나 땔감, 건축자재 등으로 쓰이는 동시에 종교나 신앙의 대상이 되기도 했습니다. 요즘은 예전과는 달리 나무를 직접 활용해 얻는 효용은 많이 낮아졌습니다. 그렇지만 이산화탄소를 흡수하고 산소를 내뿜어 만드는 대기질 개선 효과, 산사태와 가뭄 방지, 산림휴양, 생물다양성 확보, 온실가스 흡수, 열섬 완화 등 간접적이고 공익적 효과는 오히려 커지고 있습니다. 실제로 국립산림과학원이 계산한 산림의 공익적 가치는 2014년 기준으로 국내총생산(GDP) 8.5%에 해당하는 126조원에 이릅니다. 숲이 국민 한 사람당 249만원 정도의 혜택을 돌려주고 있다는 계산입니다. 기후변화 차원에서만 보더라도 나무와 숲은 엄청난 일을 합니다. 과학자들이 온실가스인 이산화탄소를 포집·저장하는 기술을 개발하고 있지만 산림만큼 효율이 높지는 않다고 합니다. 산림청에 따르면 국내 산림은 전체 탄소량의 약 7%(9억 3500만t)를 저장한다고 합니다. 숲을 이루고 있는 나무와 흙, 낙엽이 이산화탄소를 잡고 있는 것입니다. 많은 사람들이 ‘나무나 숲 가꾸기’라고 하면 어렵고 거창하게 생각하는데 그럴 필요가 없다는 연구결과들이 많습니다. 2015년 영국 지속가능성 산림·기후변화 연구센터 과학자들은 도심의 자투리 땅을 이용해 나무를 심거나 식물을 키우는 것도 사람들의 삶에 상당한 영향을 미친다는 연구결과를 임학분야 국제학술지 ‘도시 임학 및 원예학’에 발표했습니다. 도심 자투리 땅을 이용해 나무를 심거나 식물을 키우는 것만으로도 열섬 현상은 물론 대기오염까지 줄일 수 있다는 것입니다. 대형 녹지공간을 덜렁 하나 만들어 놓는 것보다는 도심 곳곳에 소형~중형 녹지를 조성하는 것이 지구온난화로 인해 나타날 수 있는 문제들을 해결하는 데 도움이 된다는 이야기입니다. 게다가 도시인들의 정서 안정에도 커다란 공원 하나보다는 곳곳에 있는 작은 도심 숲이 훨씬 도움이 된다고 합니다. 한국은 2015년 말 기준으로 남한 면적의 63%에 해당하는 633만 5000㏊의 산림이 조성돼 있습니다. 민둥산으로 가득한 40~50년 전과 비교하면 그야말로 ‘전 국토가 푸르게’ 가꿔져 있습니다. 그렇지만 매년 산불로 인해 사라지는 산림 면적이 상당할 뿐만 아니라 도심 주변은 각종 개발공사 때문에 점점 녹지를 찾아보기 어렵습니다. 1949년 시작돼 올해 74회를 맞는 ‘식목일’도 2006년 휴일에서 제외되면서 사람들의 관심에서 멀어지는 것 같습니다. 그 때문에 나무 심기 행사도 예전보다 덜 한 것 같습니다. 크게는 지구온난화로 몸살을 앓는 한반도를 위해서, 작게는 내 자신을 위해서라도 다시 나무 한 그루, 화분 하나 가꾸기에 나서보는 것은 어떨까요. edmondy@seoul.co.kr

다크초콜릿을 매일 몇 조각씩 먹으면 단 한 달 만에 혈압을 낮출 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 포르투갈 코임브라 폴리테크닉대(IPC) 연구진이 만 18~27세 건강한 성인남녀 30명을 대상으로 30일간 매일 다크초콜릿을 20g씩 먹게하는 임상연구를 진행해 이런 결론에 이르렀다고 국제학술지 ‘영양’(Nutrition: International Journal of Applied and Basic Nutritional Sciences) 최신호에 발표했다. 연구를 이끈 텔모 페레이라 박사는 이런 혈압 개선 효과는 다크초콜릿에 풍부한 강력한 항산화 물질인 플라바놀 덕분이라고 말했다. 초콜릿에 관한 연구는 이전에도 광범위하게 이뤄져 왔고, 특히 심장 건강에 좋다고 잘 알려졌다. 초콜릿에 풍부한 플라바놀은 인슐린의 저항성(내성)을 줄여주는 것부터 체중 조절을 도와주고 심지어 상처가 치유하는 속도를 빨라지게 하는 것까지 모든 것과 관계가 있다. 따라서 플라바놀이 풍부한 음식을 먹는 것이 어떻게 인간의 웰빙(안녕)에 영향을 미치는지는 과학적으로도 큰 관심이었다. 이번 연구에서는 모든 참가자 중 절반인 15명에게 카카오 함량이 55%인 초콜릿을, 나머지 15명에게는 카카오 함량이 90%인 초콜릿을 먹게 했다. 그리고 이들 참가자의 심박수와 동맥 경직도, 맥박을 임상 전 30일 동안과 임상 후 이틀 동안 측정했다. 또한 이들은 임상 결과가 모호해지지 않도록 이들 참가자에게 베리류와 티(Tea) 그리고 와인 같이 플라바놀이 풍부한 다른 음식을 먹지 말도록 요구했다. 그 결과, 모든 참가자는 다크초콜릿을 섭취하기 전보다 혈압이 유의미하게 개선된 것으로 나타났다. 특히 고함량의 카카오를 섭취한 참가자들에게서 효과가 더 큰 것으로 확인됐다. 혈압은 수축기 혈압과 확장기 혈압이라는 두 가지로 나뉘는 데 심장이 수축해서 강한 힘으로 혈액을 동맥에 보낼 때의 혈관 내압이 수축기 혈압이다. 심장이 확장기에 들어가 동맥의 내압이 가장 낮아졌을 때가 확장기 혈압이다. 정상적인 혈압은 수축기 90~120㎜Hg, 확장기 60~80㎜Hg를 말한다. 결과를 좀 더 자세히 보면, 고함량의 카카오를 섭취한 참가자들은 수축기 혈압이 임상 전보다 최대 3.5㎜Hg까지 낮아졌다. 이는 상대적으로 저함량 카카오를 섭취한 참가자들의 개선된 수축기 혈압인 2.4㎜Hg보다 낮아진 것이다. 확장기 혈압의 경우 두 그룹은 각각 최대 2.3㎜Hg와 1.7㎜Hg씩 낮아졌다. 또 고함량 카카오 섭취 그룹은 맥박수가 더 건강하고 심실과 동맥 사이의 연결도 좋아졌다. 심실과 동맥의 연결은 좌심실과 대동맥 사이의 상호작용을 말하며 이런 작용은 신체 곳곳에 피를 원활하게 내보낸다. 이런 개선 효과는 동맥에 걸리는 압력이 줄고 혈관이 이완돼 발생하는 것으로 생각된다. 하지만 연구진은 참가자들의 심장 구조에는 어떤 변화도 없었다고 지적하며 이는 임상 기간이 단 30일밖에 안 되기 때문일 것이라고 설명했다. 또 이 연구는 젊고 건강한 사람들만을 대상으로 했으므로 카카오 섭취에 따른 혈압 개선 효과는 제한적일 수 있다는 것을 보여준다. 그렇지만 이 연구는 젊은이들을 대상으로 시행한 몇 안 되는 사례 중 하나라는 점이 장점이라고 연구진은 덧붙였다. 이와 비슷한 기존 연구는 전형적으로 건강 질환을 지닌 중년층을 대상으로 했기 때문이다. 따라서 연구진은 이번 연구 성과가 심장 건강을 예방적으로 지키는 수단으로 사람들이 초콜릿 섭취를 고려하길 희망한다. 이에 대해 연구진은 “앞으로의 연구는 초콜릿이 인간의 웰빙에 영향을 미치기 위해 어떻게 나머지 식단과 상호작용하는지를 살펴봐야 한다”면서 “카카오가 어떻게 심장 건강에 도움이 되고 가장 적절한 섭취량이 얼마인지를 정확하게 밝혀내야 한다”고 말했다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

이산화탄소와 함께 지구온난화 주범으로 ‘메탄’이 꼽힌다. 이 때문에 소의 트림이나 방귀가 지구온난화를 일으킨다는 연구결과가 나오기까지 하고 있다. 이렇게 대기 중에 있는 메탄가스 이외에도 땅 밑에 매장돼 있는 메탄도 상당히 많아 지구상에서 가장 풍부한 가스 자원으로 꼽히기도 한다. 국내 연구진이 이런 메탄을 원유를 대체할 수 있는 유용한 물질인 메탄올로 전환시킬 수 있는 기술을 개발해 화제다. 고려대 화공생명공학과 이지원 교수팀은 메탄가스로부터 메탄올을 손쉽게 생산할 수 있는 인공 효소 나노입자를 개발했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘네이처 촉매반응’ 2일자에 실렸다. 현재 다양한 생활용품이나 산업용 소재를 만들 때 활용되는 탄화수소물은 원유를 원료로 생산되고 있다. 이들 대부분은 메탄올에서도 생산할 수 있기 때문에 고갈 가능성이 큰 원유를 대체할 수 있는 탄화수소 제조 원료로 메탄올에 대한 관심은 높아지고 있다. 문제는 메탄올을 생산하기 위해서 메탄가스를 이용하는 경우가 많은데 이 때 활용되는 화학적 산화공정은 에너지 소비량이 많고 환경오염 물질도 많이 유발되는데 반해 메탄올로 반응 전환율은 낮다는 단점이 있다. 이 때문에 많은 생물화학공학자들은 메탄산화세균을 이용한 메탄올 생산 바이오공정을 개발하려는 시도를 많이 하고 있다. 문제는 메탄산화세균의 고농도 배양은 물론 대량 생산이 쉽지 않아 이를 활용해 메탄올 전환 성공사례는 아직 보고되지 않고 있다. 연구팀은 유전공학 기술로 메탄산화효소의 핵심 활성 부위만 활용해 자연 상태의 메탄산화효소와 거의 같은 수준의 활성을 갖는 효소 나노입자를 개발하는데 성공했다. 이번에 개발한 효소 나노입자는 짧은 시간에 고농도로 쉽게 배양되는 대장균을 이용해 대량생산이 가능할 뿐만 아니라 다공성 하이드로겔과 결합시켜 장시간 반복적으로 재사용도 가능하다는 장점이 있다. 이지원 교수는 “이번 연구는 문제점이 많은 기존 화학적 메탄 산화공정을 고효율의 바이오공정으로 대체할 수 있도록 했다”라며 “이번에 개발한 효소나노입자 기술을 확장하면 메탄올 생산 뿐만 아니라 여러 화학물질을 생산하는 물질을 개발할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1928년 영국 미생물학자 알렉산더 플레밍은 우연히 푸름곰팡이가 포도상구균을 죽인다는 사실을 발견했다. 플레밍이 발견한 곰팡이 죽이는 물질 ‘페니실린’은 무서운 전염병을 일으키는 박테리아들에 특효라는 사실이 밝혀지면서 항생제로 만들어져 지금까지 수많은 목숨을 구했다. 그렇지만 항생제의 지나친 남용으로 내성을 가진 ‘슈퍼 박테리아’가 속속 등장하고 있어 보건의료 분야에 심각한 문제가 되고 있다. 슈퍼 박테리아에 대응할 수 있는 슈퍼 항생제가 아직 나오지 않아 두 종류의 항생제를 섞어 처방하는 ‘항생제 조합 치료’가 주목받고 있지만 서로 다른 항생제를 정확히 조합해야 효과를 볼 수 있다. 카이스트 기계공학과 전성윤 교수팀은 미세유체 칩을 이용해 두 개의 항생제 간 시너지 효과를 검사할 수 있는 시간을 기존의 3분의 1로 줄이는 기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 이번 연구결과는 영국 왕립학회에서 발행하는 분석화학 분야 국제학술지 ‘랩 온 어 칩’ 최신호에 실렸다. 두 종류 이상의 항생제를 조합해 처방하는 항생제 조합 치료를 위해서는 정확한 조합과 농도 범위를 찾아야 하는데 기존 효과검사 방식으로는 항생제를 희석시키고 샘플을 준비하는 과정이 불편하고 결과를 도출하기까지 24시간 이상이 걸린다는 문제가 있다. 연구팀은 효과 측정을 위한 샘플의 양이 수십 마이크로리터(㎕)에 불과한 머리카락 굵기의 미세유체칩을 이용했다. 이번 기술을 활용하면 두 개의 항생제간 농도조합 121개를 35분만에 자동으로 만들어 낼 수 있고 그 효과를 8시간 내에 확인할 수 있다. 실제로 연구팀은 항생제 농도조합을 35분만에 만들어 내고 효능검사를 실시해 8시간 만에 가장 효과적인 항생제 종류와 배합비율을 찾아내는데 성공했다. 전성윤 교수는 “이번에 개발한 기술은 번거로운 희석과정과 최소 24시간이 걸리는 검사시간으로 인해 불편했던 점을 개선함으로써 앞으로 환자들에게 적절한 항생제 조합 치료를 할 수 있게 도와줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

DGIST 기초학부생들의 실험 수업에서 시작된 연구가 국제학술지에 게재됐다. DGIST는 진권휴, 제갈장환, 염지우 학생이 기초학부 재학 때 수업조교였던 실험동물센터 임승영 전임기술원, 웰에이징연구센터 정진주 연구원과 함께 공동연구를 진행해 MAOA유전자와 공격성에 관한 논문을 국제학술지 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)에 게재했다고 2일 밝혔다. MAOA유전자는 모노아민 계열 신경전달물질을 분해하는 유전자로, 30개의 염기쌍이 하나의 단위로 반복되는 ‘연쇄반복서열’을 지닌다. 이 때 연쇄반복서열의 반복횟수에 따라 MAOA유전자의 유전형이 달라진다. 연쇄반복서열이 4.5번 반복되는 ‘4.5R 유전형’을 가진 사람은 상대적으로 다른 사람들에 비해 공격성이 높다는 연구결과가 있다. 이번 연구는 기초학부생 수업 도중 실시한 유전자 분석 실험에서 시작됐다. 당시 수업 담당교수인 이창훈 교수와 학생들은 4.5R 유전형 보유 집단과 비보유 집단 간의 공격성 비교 심리검사를 진행했지만 큰 차이점을 찾을 수 없었다. 이에 학생들은 4.5R 유전형 MAOA유전자가 성격 형성에 갖는 영향력을 측정할 방법을 고민하다 이를 학부생 공동 연구 프로젝트 UGRP(Undergraduate Group Research Program)의 연구주제로 선정, 연구를 진행하게 됐다. 연구진은 4.5R 유전형 MAOA유전자를 가진 사람들의 뇌파와 심전도를 측정해본 결과, 공격적인 자극을 받으면 다른 유전형 보유자들보다도 더 강한 반응을 보인단 사실을 알게 됐다. 이는 뇌파와 심전도 측정을 통해 공격성에 대한 생명과학적 해석이 가능함을 보여줘, 향후 성격검사를 보완할 수 있는 단초를 제시했다는 측면에서 의미가 크다. 이번 연구를 진행하고 DGIST 정보통신융합전공 대학원 석사과정으로 진학한 진권휴 학생은 “‘분자와 생명현상 실험’ 수업의 ‘너 자신을 알라’ 프로젝트가 연구까지 발전하게 됐다”며 “단순한 학문적 호기심을 학술지에 실릴 만큼의 성과로 발전할 수 있었던 데에는 UGRP의 힘이 컸다”고 밝혔다. □ 또한 연구팀은 이번 연구 과정에서 얻은 분석 결과를 토대로 국제학술지 익스페리멘털 뉴로바이올로지(Experimental Neurobiology)와 뉴로사이언스 레터스(Neuroscience Letters)에도 각각 한 편 씩, 총 두 편의 논문을 더 게재했다. 연구를 진행했던 기초학부생들은 모두 DGIST 대학원에 진학해 학업을 이어가고 있다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

지난해 11월 미국 캘리포니아 일대를 휩쓸고 지나간 산불로 86명이 숨지고 헐리웃 스타들이 살고 있는 부촌까지 화마가 휩쓸고 지나가는 등 가옥과 건물 1만 4000여채가 불에 타는 등 100년래 단일 산불사건으로 가장 많은 인명과 재산피해를 기록했다. 캘리포니아 일대가 유독 가뭄과 산불로 몸살을 앓고 있는데 이는 ‘워커순환’이라는 적도 태평양 일대의 대기 움직임 때문이라고 알려져 있다. 국내 연구진이 미국과 독일 연구자들과 함께 워커순환이 최근 강하게 나타나고 있는 이유를 밝혀냈다. 기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단, 부산대 대기환경과학과, 미국 마이애미대 해양대기과학부, 대기환경관리청(NOAA) 국립환경정보센터, 독일 유럽기상위성센터(EUMETSAT) 공동연구팀은 최근 ‘워커순환’이 강화되고 있는 것은 온실가스 증가에 따른 지구온난화 때문이 아닌 기후시스템 내에서 발생한 자연변동성 때문이라는 사실을 밝혀내고 기후학 분야 국제학술지 ‘네이처 기후변화’ 2일자에 발표했다. 워커순환은 적도 태평양 일대에서 평균적으로 관측되는 시계 방향의 대규모 대기 순환현상으로 해수면 온도가 상대적으로 낮은 동태평양 지역에서는 하강기류가 나타나고 해수면 온도가 높은 인도네시아 부근 서태평양 지역에서는 강한 상승운동이 일어난다. 워커 순환 때문에 지표면에서는 동풍이 주로 관측되고 대기 상층에서는 서풍이 주로 나타난다. 그런데 이 워커순환이 1990년대 초부터 최근까지 강하게 나타나 동태평양 지역의 해수온도는 지구온난화와 반대되는 방향으로 감소하는 추세를 보였다. 그동안 많은 과학자들은 물리, 화학, 생물학적 과정들을 포괄하는 컴퓨터 수치모델을 사용해 워커순환 강화 경향의 원인을 밝혀내고자 했다. 수치모델 상으로는 온실가스 증가로 인해 지구 온도가 상승해 워커순환 강도도 감소할 것으로 예상됐지만 실제로는 반대현상을 보였다. 연구팀은 지구 전체 범위를 정기적으로 관측할 수 있는 위성자료를 포함해 다양한 지상관측가료를 이용해 워커순환 변화 패턴을 분석했다. 그 결과 기후모델을 이용한 실험에서는 평균적으로 워커순환 약화경향을 보였지만 위성관측상으로는 강화경향이 나타났다. 이를 통해 최근 워커순환 강화현상은 인간 활동에 기인하지 않거나 직접적인 관련성을 갖지 않고 자연적 과정으로 일어나는 기후시스템 내 자연변동성 때문인 것으로 밝혀졌다. 정의석 IBS 기후물리연구단 연구원은 “이번 연구는 온실가스 증가를 포함한 인간활동이 열대 지역 대규모 대기 순환에 미치는 영향의 크기를 파악할 수 있게 해줬다”라며 “전 지구적 영향을 미치는 기후시스템의 여러 과정을 보다 정확하게 이해하기 위해서는 지구 전체를 포괄하는 장기간의 변화를 관찰하는 것이 중요하다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

드림웍스의 애니메이션 덕분에 일반인들에게 잘 알려진 아프리카 남동쪽 인도양에 있는 섬 마다가스카르. 세계에서 4번째로 큰 섬나라인 마다가스카르는 가장 가까운 육지와 400㎞ 가까이 떨어져 있어서 독특한 동식물들이 존재한다. 전 세계 생물 약 20만 종 중에서 75%를 여기에서만 볼 수 있다고 할 정도로 생물의 천국이다. 최근 국제공동연구진이 마다가스카르에서 손톱만한 크기의 개구리를 비롯해 지금까지 보지 못했던 개구리 5종을 새로 발견했다. 독일 루트비히 막시밀리안대학 진화생물학, 함부르크대 동물학연구소, 라이프치히 진화및생물다양성 연구소, 미국 캔자스대 생태학및진화생물학과, 마다가스카르 안타나나리보대 동물학과 공동연구팀은 손톱 크기에서 쌀알 크기의 새로운 개구리 종을 발견했다고 31일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 28일자에 실렸다. 프랑스보다 약간 큰 마다가스카르에는 350여 종의 개구리가 있는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 이번에 가장 큰 것은 엄지손톱에 앉을 수 있을 정도의 크기이고 가장 작은 것은 쌀 한 톨 크기의 개구리 5종을 새로 발견했다.이번에 발견한 새로운 종들에는 ‘미니’ ‘미니 멈’ ‘미니 스큘레’ ‘미니어쳐’라고 이름이 붙여졌다. 미니 멈과 미니 스큘레는 8~11㎜, 미니어쳐는 15㎜ 정도의 크기를 갖고 있는 것으로 알려졌다. 현재까지 가장 작은 개구리는 2009년 8월 파푸아뉴기니에서 발견된 7.7㎜ 크기의 ‘페도프라이네 아마우엔시스’로 기록돼 있다. 마크 셜츠 독일 루트비히 막시밀리안대학 진화생물학및동물학연구소 교수는 “우리가 흔히 볼 수 있는 개구리들은 모양과 크기가 비슷하기 때문에 개구리가 얼마나 다양한지 잊을 때가 많다”라며 “이번 연구를 통해 마다가스카르가 생물 다양성의 보고라는 사실을 다시 한 번 알 수 있게 됐다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 효율 한계에 다다른 태양전지 기술에 돌파구를 마련할 방법을 개발했다. 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학부 최경진, 송명훈 교수와 태양광발전업체 신성E&G 공동연구팀은 페로브스카이트와 실리콘 태양전지 기술을 결합한 일체형 탠덤 태양전지를 개발했다고 31일 밝혔다. 이번 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘나노 에너지’ 최신호에 실렸다. 이번에 개발한 탠덤 태양전지는 21.19%라는 효율을 달성했다. 현재 태양광 발전의 대부분을 차지하고 있는 실리콘 태양전지 기술은 효율이나 제조단가라는 면에서 모두 한계에 도달한 것으로 평가되고 있다. 태양전지는 태양광을 흡수한 반도체가 전기를 생산하는 장치로 물질마다 흡수할 수 있는 태양광의 범위가 다르기 때문에 단일 물질 반도체만으로는 효율에 한계가 있을 수 밖에 없다. 이에 많은 연구자들이 갈륨과 비소 등을 활용한 반도체로 서로 다른 형태의 태양전지를 결합한 ‘탠덤’ 태양전지를 만든 적이 있지만 비싼 재료비와 공정장비 때문에 상용화가 어렵다는 문제에 부딪쳤다. 연구팀은 태양전지 시장의 주류를 이루며 제조 단가가 가장 낮은 편인 실리콘 태양전지를 아랫쪽으로 하고 위에는 고효율 페로브스카이트 태양전지를 쌓는 형태의 탠덤 태양전지를 개발했다. 기존 실리콘 태양전지 생산공정을 활용해 페로브스카이트 태양전지의 장점을 더할 수 있다는 특징이 있다. 이 같은 방식으로 이번에 개발한 태양전지의 효율은 21.19%로 탠덤 구조 태양전지에서는 가장 높은 효율을 기록했다. 최경진 교수는 “이번에 개발한 다중 접합 태양전지는 서로 보완적인 두 개 이상의 광흡수 반도체를 수직으로 쌓은 것이라 낭비되는 에너지를 최소화할 수 있을 것”이라며 “국내 최초로 페로브스카이트-실리콘 탠덤 태양전지를 개발함으로써 태양광 산업 성장에도 도움이 될 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘마왕’ 신해철은 장협착수술 이후 패혈증 때문에 2014년 10월 우리 곁을 떠났다. 패혈증은 미생물 감염 때문에 전신에 염증반응이 나타나 발열, 빠른 맥박, 호흡수 증가, 급격한 백혈구숫자 변화 등 증상을 보이며 심할 경우 사망에 이르는 질환이다. 카이스트 의과학대학원, 분당서울대병원 응급의학과 공동연구진이 3차원 생체현미경 기술을 이용해 패혈증 환자의 폐에서 모세혈관과 혈액 내 순환세포를 고해상도로 촬영해 폐손상 원인을 찾아내는데 성공했다고 31일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘유럽 호흡기학’ 28일자에 실렸다. 폐는 호흡을 통해 폐포에서 산소와 이산화탄소 교환을 해 생명 유지를 돕는 중요한 신체기관이다. 이 때문에 과학자들은 폐포의 미세순환 관찰을 시도했지만 쉽지 않았다. 연구팀은 자체 개발한 초고속 레이저 스캐닝 공초점 현미경과 폐의 호흡상태를 보존하면서 움직임을 최소화할 수 있는 영상 챔버를 새롭게 제작해 패혈증을 유발시킨 동물의 폐에서 모세혈관 내부의 적혈구 순환 모습을 촬영했다.이를 통해 패혈증에 걸린 동물의 폐에서는 백혈구의 일종인 호중구들이 서로 응집해 혈액 미세순환을 저해시킨다는 사실을 확인했다. 또 적혈구가 순환하지 않는 공간인 사강이 늘어나면서 저산소증이 유발된다는 사실도 발견했다. 결국 갇힌 호중구들이 미세순환을 막고 활성산소를 다량으로 생산해내면서 폐 조직을 손상시킨다는 설명이다. 연구팀은 세포 간 부착에 관여하는 수용체 단백질을 차단하면 폐혈관 내부에 응집된 호중구를 제거할 수 있어 미세순환을 개선하고 저산소증을 호전시키고 폐부종을 감소시킨다는 사실도 증명해 냈다. 김필한 카이스트 의과학대학원 교수는 “이번 연구는 패혈증으로 인한 급성 폐손상 모델에서 폐 미세순환 저해가 호중구로 인해 발생하며 이를 제어하면 미세순환을 개선해 저산소증과 폐부종을 해소해 패혈증 환자를 치료하는 새로운 전략을 마련하는데 도움이 될 것”이라며 “이번에 활용한 폐 미세순환 영상촬영 및 정밀분석 기법은 미세순환과 연관된 다양한 질환 연구에 도움을 줄 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

갑작스러운 폭우와 폭설, 그리고 빙판이 된 도로는 운전을 좀 한다는 사람들까지도 당황스럽게 만든다. 이 때문에 많은 이들은 악천후와 최악의 도로상황에서도 안전하게 운전할 수 있는 자동차가 만들어지길 기대한다. 미국 스탠퍼드대 기계공학과 연구팀은 자동차 레이서처럼 경험이 풍부한 드라이버들의 운전경험을 통합해 다양한 도로상황에 신속하게 대처 가능한 자율주행차 기술을 개발하고 로봇공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 로보틱스’ 28일자에 발표했다. 현재 개발 중인 자율주행차 기술은 대부분 주변 차량의 흐름이나 장애물의 등장에 대응하는 수준이다. 그렇지만 자율주행차가 실제 도로에서 제대로 운행하기 위해서는 폭우, 폭설처럼 갑작스럽게 변한 날씨와 이로 인한 도로 상황의 변화에도 제대로 대응할 수 있어야 한다. 연구팀은 전문 레이서들의 운전경험과 각종 기상조건, 다양한 상황에서 나타날 수 있는 도로·타이어 마찰력 등 물리 기반 운행 정보 약 20만 건을 인공지능(AI) 기술의 일종인 신경망 모델로 통합 구축했다. 연구팀은 이번에 개발한 신경망 모델을 ‘니키’와 ‘셸리’라고 이름 붙인 자율주행차에 장착시키고 다양한 도로환경에서 주행시험을 실시했다. 그 결과 니키와 셸리 모두 빙판이 된 도로는 물론 눈이 쌓이거나 폭우가 쏟아지는 상황에서도 숙련된 운전자와 비슷한 수준으로 주행했으며 일반인이 운전한 것보다 제동, 가속, 조향 모두 우수하다는 평가를 받았다. 일단 신경망 모델에 입력한 범위를 벗어나는 돌발상황에서는 여전히 자율주행차의 반응 속도가 느리지만 입력되는 데이터들이 많아질수록 상황 대응력은 높아지고 탑승자와 보행자는 더 안전해질 것으로 연구진은 전망하고 있다. edmondy@seoul.co.kr

캐나다 라발대, 한국뇌연구원 뇌질환연구부, 미국 마운트시나이 아이칸의대, 매사추세츠공대(MIT) 공동연구팀은 스트레스 상황에서 우울증을 유발하는 새로운 유전자를 발견했다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호(3월 15일)에 실렸다. 우울증은 유전보다 후천적 요인이 많이 작용하며 똑같은 스트레스 상황에서도 개인에 따라 우울증상 정도가 달라지는 것으로 알려져 있지만, 정확한 메커니즘은 밝혀지지 않았다. 연구팀은 생쥐에게 폐쇄적이고 수직적 관계에 장기간 노출됐을 때 나타나는 ‘장기 사회 패배 스트레스’를 주고 관찰한 결과 ‘Gadd45b’라는 유전자가 우울 증상의 개인적 차이를 만든다는 사실을 확인했다. Gadd45b는 기억과 학습 과정에 작용하는 유전자로 알려졌지만, 우울증 발병에도 관여한다는 것은 이번에 처음 밝혀졌다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

거북개미 계급별 뇌 크기·모양 분석 여왕개미, 다른 계급 비해 뇌 용적 커 신경망 구조 복잡하고 시각처리 발달 평생 일만 하도록 ‘이타성’ 가진 일개미 뇌 크기 작지만 처리력 관련 부위 발달# 무더운 여름, 추운 겨울을 대비해 열심히 음식을 모으는 개미를 보면서 베짱이는 그늘에 앉아 악기를 연주하며 ‘인생을 즐길 줄 모르는 한심한 녀석들’이라고 비웃는다. 이윽고 겨울이 찾아오자 베짱이는 배고픔에 시달리다 결국 개미에게 음식을 구걸하는 신세가 되고 개미는 먹이를 나눠주면서 베짱이의 게으름을 질타한다.어린 시절 누구나 한 번쯤 듣고 읽은 이솝우화 ‘개미와 베짱이’의 내용이다. 부지런함과 노동의 가치를 설파하는 이 우화는 물론 많은 이야기에서 개미는 근면의 상징으로 묘사된다. 그렇지만 실상 개미 사회를 자세히 들여다보면 그렇지 않다는 것을 알 수 있다. 여왕개미, 수개미, 일개미, 병정개미로 엄격한 계급으로 나눠져 있기 때문에 이솝우화에서처럼 부지런히 일하는 개미는 일개미뿐이다. 생식 능력이 없는 일개미들은 오로지 여왕개미의 번식에 도움을 주기 위해 존재할 뿐이다. 자연선택과 성(性)선택을 통한 진화론을 주장한 찰스 다윈은 이렇듯 ‘의도하지 않은’ 이타성을 보이는 개미의 진화를 설명하는 데 어려움을 겪었다.미국 보스턴대 생물학과와 신경과학대학원, 스페인 바스크과학재단, 바스크대 인공지능(AI)·컴퓨터과학과, 도노스티아 국제물리센터, 레이후안카를로스대 생물·지리학과 공동연구팀은 개미들의 계급이 나뉘는 것은 뇌의 크기와 그에 따른 뇌신경 조직의 밀도, 시냅스 구성 패턴들이 다르기 때문이라는 연구 결과를 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 3월 28일자에 발표했다. 개미의 계급 분화가 인슐린과 영양 상태 때문에 나타난다는 분자적 차원에서 수행된 연구들은 더러 있었지만 신경생물학적 차원에서 계급 분화를 분석한 것은 이번이 처음이다. 연구팀은 미국 플로리다 키스제도의 맹글로브숲에서 서식하는 거북개미를 대상으로 몸과 머리의 크기를 측정하고 뇌를 해부해 형광물질로 염색한 뒤 현미경으로 촬영해 뇌신경 구조를 관찰했다. 방패를 붙이고 있는 것처럼 머리가 납작한 거북개미는 다른 개미종(種)들처럼 여왕개미, 수개미, 일개미, 병정개미로 나뉜다. 이 중 병정개미는 납작한 머리를 이용해 평생 개미집 입구를 막는 ‘살아 있는 문’ 역할만 한다는 특징을 갖고 있다. 분석 결과 여왕개미는 다른 계급의 개미들보다 뇌 용적이 클 뿐만 아니라 인지능력과 관련한 신경망이 복잡하고 시각 처리 부분도 잘 발달해 있는 것으로 나타났다. 특히 짝짓기나 개미 집단을 구성하는 과정에서 뇌의 크기는 더 커지고 신경망 구조는 복잡해지는 것으로 조사됐다. 반면 일개미는 뇌의 크기가 가장 작고 신경망 구성도 단순하지만 일정 시간 내에 일을 수행할 수 있도록 하는 처리 능력과 관련된 부위는 다른 계급들보다 큰 것으로 밝혀졌다. 일개미의 이런 뇌구조는 여왕개미의 번식과 개미 군집의 유지를 위한 일만 할 수 있도록 진화한 것으로 연구진은 해석했다. 병정개미는 여왕개미와 일개미 중간 크기의 뇌와 뇌신경망을 갖고 있어 여왕개미와 일개미의 특징을 모두 공유하고 있는 것으로 조사됐다. 달시 고든 보스턴대 생물학과 교수는 “개미 사회에서 여왕개미만 번식에 나서고 나머지 개미들은 철저히 분업화하는 이유를 찾는 것은 생물학계의 오랜 숙제이기도 했다”며 “이번 연구는 크기와 모양이라는 형태학적 차이, 그리고 뇌신경망의 구조적 차이가 분업화와 계급화를 가져온다는 사실을 밝혀냄으로써 개미 이외 사회적 동물들의 뇌 진화에 대한 이해를 높일 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

플라스틱이 뱃 속에 가득차 죽은 새나 고래 같은 해양생물들의 충격적인 사진을 보면 플라스틱 폐기물이 환경에 미치는 영향이 심각하다는 것을 쉽게 알 수 있다. 최근에는 햇빛이나 바닷물에 의해 작은 크기로 분해된 미세플라스틱이 사람을 비롯한 다양한 생물체에 악영향을 미칠 수 있다는 것도 속속 드러나고 있다. 국내 연구진이 수생 환경 뿐만 아니라 육지에서도 미세플라스틱의 독성이나 환경에 심각한 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈다. 건국대 환경보건과학과 안윤주 교수팀이 흙 속에 스며든 미세플라스틱이 땅 밑 생물들의 삶을 심각하게 위협한다고 26일 밝혔다. 이번 연구결과는 환경분야 국제학술지 ‘인바이러먼탈 인터네셔널’ 최신호에 실렸다. 수서 환경에서 미세플라스틱은 물리화학적 영향과 대사작용 교란을 일으킬 수 있다는 보고가 있지만 토양 환경에 대한 영향은 그동안 많지 않았다. 그렇지만 플라스틱이 물과 잘 섞이지 않는다는 특성 때문에 흙 속에 스며들었을 때 토양 특성을 변화시킬 수 있다는 연구들도 나오고 있지만 수서 환경에 비해 연구가 많지는 않다. 연구팀은 흙 속에서 곰팡이 등을 분해하는 이로운 벌레인 ‘톡토기’를 대상으로 미세플라스틱의 영향을 관찰했다. 톡토기는 흙 속에서 스스로 보호하고 움직이기 위해 생물공극을 만들어 행동한다. 생물공극은 지렁이나 톡토기 같은 땅 속 생물들이 움직일 수 있는 공간이다. 문제는 흙 속에 미세플라스틱이 스며들어 있으면 톡토기의 움직임이 눈에 띄게 방해받는 것으로 밝혀졌다. 실제로 29~676㎛(마이크로미터) 크기의 폴리스틸렌과 폴리에틸렌 종류의 미세플라스틱이 1㎏당 1000㎎ 농도로 오염된 토양에서는 23~35% 정도 움직임이 저하되는 것이 관찰됐다. 이보다 더 작은 크기인 0.5㎛의 폴리스티렌의 경우 1㎏당 8㎎ 농도로 오염된 토양에서는 33% 정도 행동이 느려지는 것을 관찰할 수 있었다. 안윤주 교수는 “이번 연구는 토양 내 분포된 미세플라스틱이 생물종에 직접적으로 미치는 영향을 규명한 것”이라며 “그동안 해양에 비해 토양 생물종에 대한 미세플라스틱 영향에 대한 연구는 제한적이었는데 이번 연구가 토양 내 미세플라스틱 관리에도 도움이 될 것으로 본다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

석탄, 석유와 같은 화석연료 사용으로 발생하는 각종 오염물질, 특히 초미세먼지(PM2.5)와 오존으로 인해 세계적으로 한 해 최대 550만명이 추가로 사망할 수 있을 것이라는 연구결과가 발표됐다. 독일 막스플랑크 화학연구소, 사이프러스 국립연구소, 캐나다 보건부 인구통계국, 영국 런던 위생열대의과대, 미국 캘리포니아 샌디에이고대(UC샌디에이고) 스크립스 해양연구소 국제공동연구팀은 대기오염으로 인한 추가 사망자의 65%는 화석연료 사용이 원인이 돼 사망한다고 밝혔다. 화석연료 사용은 기후변화를 일으키는 원인의 70%를 차지하기도 했다. 이 같은 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 26일자에 실렸다. 연구팀은 2015년 인구통계학적 데이터를 바탕으로 182개국을 대상으로 분석을 실시했다. 이들은 대기오염이 기후와 공중보건에 미치는 영향을 밝혀내기 위해 ‘대기화학-일반순환 모델’을 적용했다. 대기화학-일반순환 모델은 대기를 구성하는 다양한 물질과 외부에서 유입되는 각종 화학물질의 반응 과정을 분석해 대기오염이 공중보건에 어떤 영향을 미치는지 규명하는 기법이다. 그 결과 대기오염으로 인한 사망률 증가의 직접적이고 중요한 원인 물질은 다름 아닌 오존과 초미세먼지라는 사실이 밝혀졌다. 2015년 기준으로 화석연료 사용에 따른 대기오염 탓에 사망한 사람은 세계적으로 360만 8000명에 이르며, 지구 평균온도도 0.35도 상승했다고 연구팀은 밝혔다. 2015년 기준 화석연료 사용 탓에 사망한 사람이 가장 많은 나라는 중국으로 나타났으며, 그다음으로 인도, 미국, 파키스탄, 일본, 러시아 순으로 나타났다. 한국도 2015년 기준 화석연료로 인한 사망자 수는 3만 1180명이었다. 그중 초미세먼지 때문에 사망한 사람은 2765명으로 25위를 기록했다. 연구팀은 현재와 같은 추세로 화석연료를 사용한다면 2050년이 되면 최대 550만명의 추가 사망자가 발생할 수 있다고 추정했다. 한편 연구진은 화석연료 배출시설을 완전 폐쇄한다면 매년 심각한 가뭄을 겪고 있는 아프리카와 중국, 인도, 중남미 지역에서 강수량을 증가시켜 식량과 수자원 확보에 도움을 줄 수 있을 것이라고도 분석했다. 실제로 지역에 따라 차이는 있지만 인도는 10~70%, 중국 북부지역은 10~30%, 중남미와 서아프리카 지역에는 10~40% 정도의 비가 더 올 수 있을 것으로 예측됐다. 연구를 주도한 요스 레리펠트 독일 막스플랑크 화학연구소 교수는 “이번 연구는 대기오염물질 배출시설을 신속하게 중단시키는 것이 수 백만명을 살릴 수 있고 가뭄과 홍수와 같은 기상이변을 막을 수 있는 유일한 방법이라는 것을 보여 주고 있다”고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

추가 사망자 65% 석탄·석유 사용 때문 초미세먼지·오존이 사망률 증가 원인 2015년 한국 초미세먼지 사망 2765명석탄, 석유와 같은 화석연료 사용으로 발생하는 각종 오염물질, 특히 초미세먼지(PM2.5)와 오존으로 인해 세계적으로 한 해 최대 550만명이 추가로 사망할 수 있을 것이라는 연구결과가 발표됐다. 독일 막스플랑크 화학연구소, 사이프러스 국립연구소, 캐나다 보건부 인구통계국, 영국 런던 위생열대의과대, 미국 캘리포니아 샌디에이고대(UC샌디에이고) 스크립스 해양연구소 국제공동연구팀은 대기오염으로 인한 추가 사망자의 65%는 화석연료 사용이 원인이 돼 사망한다고 밝혔다. 화석연료 사용은 기후변화를 일으키는 원인의 70%를 차지하기도 했다. 이 같은 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 26일자에 실렸다. 연구팀은 2015년 인구통계학적 데이터를 바탕으로 182개국을 대상으로 분석을 실시했다. 이들은 대기오염이 기후와 공중보건에 미치는 영향을 밝혀내기 위해 ‘대기화학-일반순환 모델’을 적용했다. 대기화학-일반순환 모델은 대기를 구성하는 다양한 물질과 외부에서 유입되는 각종 화학물질의 반응 과정을 분석해 대기오염이 공중보건에 어떤 영향을 미치는지 규명하는 기법이다.그 결과 대기오염으로 인한 사망률 증가의 직접적이고 중요한 원인 물질은 다름 아닌 오존과 초미세먼지라는 사실이 밝혀졌다. 2015년 기준으로 화석연료 사용에 따른 대기오염 탓에 사망한 사람은 세계적으로 360만 8000명에 이르며, 지구 평균온도도 0.35도 상승했다고 연구팀은 밝혔다. 2015년 기준 화석연료 사용 탓에 사망한 사람이 가장 많은 나라는 중국으로 나타났으며, 그다음으로 인도, 미국, 파키스탄, 일본, 러시아 순으로 나타났다. 한국도 2015년 기준 화석연료로 인한 사망자 수는 3만 1180명이었다. 그중 초미세먼지 때문에 사망한 사람은 2765명으로 25위를 기록했다. 연구팀은 현재와 같은 추세로 화석연료를 사용한다면 2050년이 되면 최대 550만명의 추가 사망자가 발생할 수 있다고 추정했다. 한편 연구진은 화석연료 배출시설을 완전 폐쇄한다면 매년 심각한 가뭄을 겪고 있는 아프리카와 중국, 인도, 중남미 지역에서 강수량을 증가시켜 식량과 수자원 확보에 도움을 줄 수 있을 것이라고도 분석했다. 실제로 지역에 따라 차이는 있지만 인도는 10~70%, 중국 북부지역은 10~30%, 중남미와 서아프리카 지역에는 10~40% 정도의 비가 더 올 수 있을 것으로 예측됐다. 연구를 주도한 요스 레리펠트 독일 막스플랑크 화학연구소 교수는 “이번 연구는 대기오염물질 배출시설을 신속하게 중단시키는 것이 수 백만명을 살릴 수 있고 가뭄과 홍수와 같은 기상이변을 막을 수 있는 유일한 방법이라는 것을 보여 주고 있다”고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“애들도 우울증을 겪을 수 있다고? 말도 안되는 소리”라고 할 수 있겠지만 의외로 아동 우울증에 시달리는 아이들이 많다. 아동 우울증은 어른들의 우울증과 달리 자신들이 좋아하는 일에는 적극적인 모습을 보이기 때문에 부모들도 쉽게 눈치채지 못하고 지나가는 경우가 많다. 그러나 평소와 달리 짜증이 늘고 평소 잘 하던 일도 어려워하거나 귀찮아하는 경우가 잦아지면 아동 우울증을 의심해봐야 한다고 한다. 그런데 야구나 축구, 농구처럼 또래들과 어울려 할 수 있는 운동을 한다면 아동 우울증을 예방하고 증상을 완화할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 미주리 워싱턴대 의대 심리·뇌과학과, 정신과학과, 방사선의학과, 캘리포니아 샌디에고대(UC샌디에고) 인지과학과, 인간발달센터, 버몬트대 정신과학과, 버몬트 아동청소년가족센터 공동연구팀은 다른 아이들과 함께 하는 체육활동이 협동심과 사회성을 높일 뿐만 아니라 우울증을 예방하고 완화시키는데 도움이 된다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘생물정신과학 : 인지신경과학과 뉴로이미지‘ 최신호에 실렸다. 성인들의 우울증은 기억과 스트레스에 반응하는데 중요한 역할을 하는 뇌 부위인 해마가 수축되면서 나타날 수 있다고 알려져 왔다. 우울증상을 겪고 있는 아이들의 뇌를 분석한 결과도 비슷하다. 연구팀은 9~11세 남녀 어린이 4191명을 대상으로 뇌와 인지발달 검사를 실시했다. 연구팀은 스포츠를 비롯한 예체능 활동 참여와 우울증상에 관해 집중적으로 분석하는 동시에 뇌 스캔을 통해 해마의 부피를 측정했다. 그 결과 음악, 미술 같은 예술 분야나 스포츠 분야 활동에 참여하는 아이들이 그렇지 않은 아이들보다 우울증상이 덜 나타나는 것으로 분석됐다. 남자 아이들의 경우는 스포츠 분야, 특히 다른 또래 아이들과 함께할 수 있는 축구, 야구, 농구 같은 집단 체육활동이 우울증 감소에 도움이 됐으며 해마도 건강하게 유지된다는 사실을 밝혀냈다. 반면 여자아이들은 예체능 과외활동이 우울증 감소와 정신건강에 도움이 되지만 집단 체육활동에 대해서는 상관관계가 나타나지 않았다. 디에나 바흐 워싱턴대 의대 교수는 “이번 연구결과는 음악이나 미술, 체육 같은 예체능 활동이 남녀 청소년 모두의 뇌정신건강에 도움이 되며 특히 스포츠 활동은 남학생들의 우울증과 폭력성 감소에 도움이 된다”라며 “특히 학교에서도 학습과 함께 예체능 활동을 적절히 조화시키는 것이 아이들의 올바른 성장에도 도움이 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

기계와 마찬가지로 사람의 몸도 오래 쓰면 이곳 저곳이 고장나고 삐그덕거리게 된다. 기계처럼 쉽게 바꿀 수 없기 때문에 항상 건강한 상태를 유지할 수 있도록 노력하는 것이 필요하다. 문제는 나이가 들면서 신체 기능이 저하되면 건강을 유지하기 위한 운동은 쉽지 않다. 또 어떤 운동을 해야할지도 고민이다. 그런데 미국 연구진이 공원 산책이나 정원이나 화분 가꾸기, 빨래개기 같이 가벼운 신체활동만으로도 심장질환의 위험을 절반 가까이 줄일 수 있다는 연구결과를 발표했다. 미국 캘리포니아 샌디에고대(UC샌디에고) 의대, 샌디에고주립대 공중보건대학원, 프레드 허친슨 암연구센터, 노스캐롤라이나 채플힐대 세계보건대, 앨라바마대 보건대, 스탠포드대 의대, 일리노이 어바나샴페인대, 하버드대 의대, 카이저 퍼머넌트 워싱턴 보건연구소, 뉴욕주립대 의대 공동연구팀은 정원 가꾸기, 공원 산책, 빨래개기 같은 가벼운 신체활동이 63세 이상 노년층 여성의 심혈관 질환의 위험을 상당부분 낮출 수 있다는 연구결과를 발표했다. 우습게 보이지만 이런 가벼운 신체활동만으로도 뇌졸중이나 심부전 같은 심혈관 질환은 22%, 관상동맥 이상이나 심장마비로 인한 사망위험은 최대 42%가량 줄일 수 있다고 연구팀은 설명했다. 국립보건원(NIH) 부설 국립심장·폐·혈액연구소(NHLBI)에서 지원한 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘JAMA 네트워크 오픈’ 3월 15일자에 실렸다. 심장질환은 미국 여성들의 주요 사망원인이고 나이든 여성들에게 심혈관질환은 치명적이라는 통계결과가 있다. 실제로 60~79세 미국 여성들 68% 정도는 심장관련 질환을 앓고 있다. 또 이런 저런 심장질환을 하나 이상 갖고 있는 미국 성인 8560만명 중 절반이 상이 60세 이상으로 알려졌다. 연구팀은 인종과 민족별로 다양하게 미국에 거주하는 63~97세의 여성 5861명을 선정한 뒤 5년 동안 하루도 빠지지 않고, 심지어 잠자는 시간의 움직임까지도 파악할 수 있는 ‘피트니스 트래커’를 허리 부분에 착용하도록 하고 관찰했다. 그 결과 가벼운 움직임이라도 자주 할 경우 심혈관 질환 위험이 낮아진다는 사실이 밝혀졌다. 이 같은 사실은 인종과 민족에 관련없이 모든 사람에게 동일하게 나타난 결과라고 연구팀은 설명했다.안드레아 라크록스 UC샌디에고 의대교수는 “기존에도 노년층 여성에게 치명적인 심혈관질환과 신체활동의 상관관계를 분석하려는 시도는 있었지만 대부분 설문조사 형태였고 옷을 개거나 우편물을 찾으러 나가거나 하는 일상적 행동은 신체활동으로 간주하지 않아 신체활동과 심혈관질환의 상관관계를 명확하게 보기 어려웠다”라고 설명했다. 라크록스 교수는 “활동량이 많아질수록 심혈관 질환 발병 위험은 낮아진다”라며 “이번 연구는 나이든 여성들에게는 모든 움직임이 심혈관 건강 유지에 도움이 된다는 것을 보여주고 있다”라고 덧붙였다. 연구를 지원한 NHLBI 심혈관연구부 부장 데이빗 고프 박사는 “심장의 건강을 유지하기 위해서는 앉거나 누워있는 것보다는 가능한 가벼운 신체활동이라도 지속적으로 하는 것이 필요하다는 이번 연구결과는 연방정부가 발표한 신체건강가이드라인과도 일치한다”라며 “이번 연구결과는 나이든 여성 뿐만 아니라 남성들에게도 똑같이 적용된다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘존중받을 권리’를 빼앗아가는 노년층의 치명적 질환인 ‘치매’. 치매를 유발시키는 원인은 베타아밀로이드 단백질의 축적이나 신호전달물질인 가바(GABA)의 과생성 때문으로 알려졌다. 가바는 포유류 중추신경계에 있는 억제성 신호전달물질인데 과생성될 경우 기억력 저하나 인지장애를 유발시킬 수 있는 물질이다. 이 때문에 최근에는 가바의 양을 줄여 치매를 개선하고 치료하는 방법이 개발되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 치매DTC융합연구단 박기덕 박사와 반응성교세포연구단 이창준 박사 공동연구팀은 가바의 양을 줄여 치매환자의 기억력 저하와 인지장애를 개선할 수 있는 치료제를 개발했다고 24일 밝혔다. 특히 이번에 개발된 약물은 장기 복용시 가바의 양이 다시 증가해 인지장애가 재발하는 것을 막아줄 수 있다는 장점까지 갖고 있는 것으로 알려졌다. 연구팀은 치매환자와 마찬가지로 기억력과 인지장애를 유발시킨 생쥐에게 이번에 개발한 약물을 장기간 투여한 결과 인지기능 개선 효능이 눈에 띄게 나타났고 주사가 아닌 경구투여를 하더라도 뇌에 빠르게 전달됨으로써 생체독성이나 다른 신경계에 부작용이 없는 것으로 확인됐다. 기존에 개발한 가바치료제의 경우는 복용 후 초기 1주일 동안은 인지기능이 회복되는 것이 확인됐지만 복용기간이 4주를 넘어가면 다시 가바가 과생성돼 처음과 비슷한 상태의 인지기능 장애를 겪는 것으로 나타났다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 최신호에 실렸다. 또 국내 바이오벤처기업에 기술이전돼 신약개발을 위해 영장류를 이용한 전임상 시험이 진행 중에 있으며 올 하반기 중에 사람을 대상으로 한 임상시험 승인절차 신청할 계획이다. 박기덕 박사는 “이번에 개발된 치료후보물질은 과거 임상시험에서 단기적 효능을 보였음에도 치료약물로 승인되지 못한 실패원인을 규명하고 한계를 극복했다”라며 “특히 약물 효능은 물론 뇌 투과율, 인체 안전성이 뛰어나 치매에 의한 인지장애를 장기간 동안 지속적으로 개선시킬 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

꿀 속 납 건강영향 미치려면 매일 10년간 꿀 2컵씩 마셔야 가끔 꿀벌이 갑자기 폐사하고 점점 줄어들고 있어 생태계에 심각한 문제로 다가오고 있다는 안타까운 소식이 들릴 때가 있다. 이 때문에 최근에는 도심 옥상이나 공원 같은 곳에서 벌을 키우는 ‘도심 양봉’에 대한 관심이 늘고 있다. 실제로 시골보다 도시에서 꿀벌들이 더 잘 자란다는 연구결과도 있다. 그런데 도심 꿀벌이 도시 환경 보존 뿐만 아니라 오염탐지기로서 역할도 할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 캐나다 브리티시컬럼비아대와 미국 오레곤주립대 지구해양대기과학부 연구진이 도시양봉으로 키우는 벌의 꿀 성분을 분석함으로써 도시의 오염정도는 물론 환경오염원의 근원지를 찾을 수 있다고 밝혔다. 이번 연구결과는 환경과학분야 국제학술지 ‘네이처 서스테이너빌러티(지속가능성)’ 최신호(3월 12일자)에 실렸다. 연구팀은 캐나다 밴쿠버와 인근 6개 지역에 등록된 도시양봉가들의 벌집 1만 7000개를 대상으로 여기서 나온 꿀 속에 포함된 납, 아연, 구리를 비롯한 각종 원소를 분석했다. 꿀의 화학적 성분은 벌이 수분하는 식물과 물, 대기의 상태에 따라서 달라지기 때문에 꿀은 일종의 ‘환경 지문’이라고 할 수 있다. 연구팀이 개발한 꿀의 화학성분 분석법은 올림픽 경기장 규격의 수영장에 가득 차 있는 물에 잉크 한 방울을 떨어뜨린 정도의 오염도까지 측정할 수 있는 것으로 알려졌다. 특히 연구팀은 납 성분에 집중해 분석했는데 밴쿠버에서 채취한 꿀들에는 납 농도가 세계보건기구(WHO) 권고안의 평균 이하 수준으로 나타났다. 대신 교통량이 많고 도시 인구밀도가 높으며 산업활동이 활발한 지역과 가까운 곳도 기준치에는 못 미쳤지만 납 농도가 다른 곳에 비해 다소 높아지는 것이 확인됐다. 산업활동이 활발하거나 항구지역과 가까운 곳에서 채취된 꿀에서 발견된 납 성분은 자연에서 발견되는 납 성분과는 일치하지 않는 인공적인 것으로 분석됐다. 그러나 이들 성분이 건강에는 전혀 영향을 미치지 않는다고 연구진은 설명했다. 꿀 섭취를 통해 유해성분이 체내에 축적되거나 건강에 영향을 미치기 위해서는 성인 기준으로 600g(두 컵 이상)의 꿀을 10년 이상 하루도 빠지지 않고 매일 마셔야 한다고 연구진은 설명했다. 케이트 스미스 캐나다 브리티시컬럼비아대 박사는 “이번에 개발한 검출 분석방법은 꿀이 각종 원소의 비율에 따라 고유한 특징과 맛을 갖게된다는 점에서 착안한 것으로 다른 측정장치보다 민감한 오염탐지기 역할을 할 수 있음을 보여주고 있다”이라며 “이번 연구는 과학과 지역사회의 관심을 연결시켜 시민들이 과학연구에 직접 참여할 수 있는 ‘시민과학’의 가능성을 높인다는 것에 주목해야 할 것”이라고 말했다. 도미니크 와이스 브리티시컬럼비아대 교수는 “최근 도시양봉 사례가 늘어나는 만큼 이번 기술을 활용한다면 전 세계 환경 변화를 저렴하면서도 정밀하게 감시할 수 있을 뿐만 아니라 이를 통해 전 세계 환경오염지도를 만들 수도 있을 것”라고 설명했다. edmondy@seoul.co.kr