이달 초 열린 유엔 산하 ‘기후변화에 관한 정부 간 협의체’(IPCC) 제48차 총회에서는 ‘지구온난화 1.5도 특별보고서’가 승인됐다. 보고서에 따르면 지구 평균온도가 산업화 이전보다 2도 이상 상승할 경우 전 세계 산호의 99%가 소멸하고 10만 5000종의 생물 상당수가 멸종될 가능성이 커진다. 그뿐만 아니라 여름철 폭염 가능성이 높아지고 말라리아, 뎅기열 같은 감염성 질병 확산 지역이 넓어질 것으로 전망됐다.이 같은 상황임에도 여전히 지구온난화는 심각하지 않다거나 과학자들의 과장일 뿐이라고 생각하는 이들이 있다. 그러나 지구온난화로 인한 기후변화 속도가 가속화될 경우 무더운 여름에 시원한 맥주를 즐기기도 어렵고 세계문화유산을 더이상 볼 수 없게 될지도 모른다는 연구결과를 들으면 어떻게 생각할까. 중국 베이징대와 허난농업대, 국립농업과학원, 베이징사범대, 칭화대, 멕시코 국제옥수수·밀 개량센터, 영국 이스트앵글리아대와 케임브리지대, 미국 캘리포니아 어바인대(UC어바인) 공동연구팀은 기후변화로 인해 극단적인 가뭄과 폭염이 잦아질 경우 맥주의 주성분인 보리의 수확량이 줄어들어 맥주 생산에 영향을 미칠 것이라는 연구결과를 식물학 분야 국제학술지 ‘네이처 플랜트’ 15일자에 발표했다. 연구팀은 IPCC 5차 보고서에 나온 4개 시나리오에 따라 주요 보리재배지 34곳의 수확량에 대한 시뮬레이션을 실시했다. 연구팀이 보리를 시뮬레이션 대상으로 삼은 것은 보리가 기후조건에 민감한 작물이면서 빵, 동물 사료, 맥주 제조 등 다양하게 활용되기 때문이다. 분석 결과에 따르면 보리 재배철에 폭염과 가뭄이 계속된다면 기후변화 시나리오에 따라 3%에서 17%까지 수확량이 줄어들게 된다. 특히 연구팀은 온실가스 배출량을 줄여 기온상승 폭을 1.5도 이하로 막지 못할 경우 맥주 주요 생산국인 벨기에, 아일랜드, 체코 등이 직접적 타격을 입어 맥주 소비량이 3분의1 정도 줄 것으로 내다봤다. 또 최악의 기후 시나리오에 따르면 21세기 말 아일랜드 맥주 가격은 지금보다 적게는 43%에서 최대 338%까지 오를 수 있다고 연구진은 진단했다. 또 독일 킬대학, 국제기후포럼, 영국 사우샘프턴대와 본머스대, 서섹스대 공동연구팀은 지구온난화로 인한 잦은 홍수와 폭우 등으로 인해 해수면이 높아져 지중해 연안에 위치한 유네스코 세계문화유산 49곳 중 47곳이 잠기게 될 것이라는 연구결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 16일자에 발표했다. 연구팀은 IPCC의 기후변화 모델에 따른 시뮬레이션을 만들어 해수면 상승에 영향을 받는 지역과 세계문화유산 위치 데이터를 결합시켜 분석한 결과 해수면 상승으로 해안 침식과 범람의 위협이 특히 심한 곳은 ‘물의 도시’ 베네치아다. 물 위에 떠 있는 도시 베네치아는 기후변화로 인해 큰 홍수가 잦아지면 최대 2.5m의 해수면 상승으로 육상 면적의 97%가 잠길 것으로 전망됐다. 레나 라이만 독일 킬대학 지리학 박사는 “이번 연구를 통해 기후변화가 전 인류의 문화유산을 파괴할 가능성이 크다는 것을 다시 한번 확인했다”며 “피해 최소화를 위해 전 세계가 지구온난화 억제에 나서야 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

독서를 좋아하는 사람은 책을 많이 갖고 있는 것이 보통입니다. 그렇지만 책 읽기보다는 책장 가득 책을 쌓아놓는 것을 좋아하는 이들도 있습니다. 이처럼 책을 많이 갖고 있는 사람들을 ‘장서가’(藏書家)라고 부릅니다. 어떤 형태로든 책을 좋아하는 사람들은 장서가를 보며 부러워하지만 내심 ‘저 책들을 다 읽었을까’라는 생각이 들기도 합니다. 저렇게 책을 쌓아놓는 것이 무슨 의미가 있을까라는 생각을 하기 쉬운데 호주와 미국 연구진이 책을 단지 집안 가득 쌓아놓는 것만으로도 지적 능력을 높일 수 있다는 재미있는 연구결과를 발표했습니다.호주국립대 사회학과, 미국 네바다대 응용통계학과와 국제통계센터 공동연구진은 집에 책이 많이 있는 것만으로도 교육 성취도에 긍정적 영향을 미친다는 연구결과를 발표했습니다. 책은 읽는 사람에게만 도움이 된다는 통념을 깨고 책의 존재만으로도 학업성적이 오를 수 있다는 말입니다. 이 같은 연구결과는 사회학 및 통계학 분야 국제학술지 ‘사회과학 연구’ 최신호(2일자)에 실렸습니다. 연구팀은 경제협력개발기구(OECD)가 31개국 성인들을 대상으로 언어 능력, 일상 속 수학 문제 해결 능력, 컴퓨터 조작관련 능력 3개 지표를 조사하는 국제성인역량조사(PIAAC) 2011~15년 결과 데이터를 활용했습니다. 25~65세 성인남녀 16만명을 대상으로 하는 PIAAC는 시험에 앞서 아동기와 청소년기에 집에 책이 얼마나 있었는지 등을 묻는 환경 설문 조사도 실시합니다. 연구팀은 시험 결과와 이 환경 설문 조사를 비교 분석한 것입니다. 그 결과 어린 시절 집에 책이 많이 있는 분위기에서 자란 성인들의 언어능력, 수학능력, 컴퓨터 활용능력이 뛰어나다는 사실이 밝혀진 것입니다. 학창시절 학업성적도 집에 있는 장서의 규모와 정비례한다는 것도 확인됐습니다. 집에 쌓여있는 책들을 읽지 않았더라도 단지 책이 “있었다”는 기억만으로도 인지능력과 학업성취도가 향상된다는 말이지요. 연구팀은 책이 거의 없는 환경에서 자란 성인들은 읽고 쓰는 문해력, 수리력, 컴퓨터 활용 능력이 평균 이하로 나타났다고 밝히고 있습니다. 그리고 가정에 있는 장서의 규모는 80~350권 이상이어야 교육성취도에 영향을 미친다고 합니다. 특히 고소득층 가정보다 저소득층 가정에서 책이 하나씩 늘어나는 것이 학업 성적향상에 긍정적인 영향을 미칠 수 있다고도 밝히고 있습니다. 연구를 이끈 요하나 시코라 호주국립대 사회학과 교수는 “정규 교육은 제대로 받지 못했더라도 책으로 둘러싸인 집에서 자란 10대 청소년들은 책이 별로 없는 환경에서 자란 대학 졸업생만큼이나 지적 수준이 높다는 것을 확인했다”고 설명했습니다. 독일 성직자 토마스 아 켐피스(1380~1471)는 “내가 이 세상 도처에서 쉴 곳을 찾아보았으되, 마침내 찾아낸, 책 있는 구석방보다 나은 곳은 없더라”라는 말을 남겼습니다. 사실 책이 가득한 곳에 있다보면 자연스럽게 책을 접할 수 밖에 없겠지요. 책 읽는 데 좋은 때가 따로 있겠냐마는 흔히 얘기하듯 ‘독서의 계절’ 가을이 됐습니다. 더군다나 올해는 정부가 정한 ‘책의 해’이기도 합니다. 스마트폰을 통해 보이는 복잡하고 어지러운 세상 소식을 잠시 뒤로 미뤄두고 아이들과 함께 서점이나 도서관에 가서 책을 함께 고르고 평소 읽고 싶었던 소설이나 시집을 집어드는 것은 어떨까요. edmondy@seoul.co.kr

국제 연구진 “기후 변화 막지 못하면 보리 못자라 맥주 생산 타격”“최악 기후 시나리오 따르면 21세기 말 맥주값 최대 338%인상”지중해 연안 유네스코 세계문화유산 49곳 중 47곳은 물에 잠겨 이달 초 열린 유엔 산하 ‘기후변화에 관한 정부간 협의체’(IPCC) 제48차 총회에서는 ‘지구온난화 1.5도 특별보고서’가 승인됐다. 보고서에 따르면 지구 평균온도가 산업화 이전보다 2도 이상 상승할 경우 전 세계 산호의 99%가 소멸하고 10만 5000종의 생물 상당수가 멸종될 가능성이 커진다. 뿐만 아니라 여름철 폭염 가능성이 높아지고 말라리아, 뎅기열 같은 감염성 질병 확산 지역이 넓어질 것으로 전망됐다.이 같은 상황임에도 여전히 지구온난화는 심각하지 않다거나 과학자들의 과장일 뿐이라고 생각하는 이들이 있다. 그러나 지구온난화로 인한 기후변화 속도가 가속화될 경우 무더운 여름에 시원한 맥주를 즐기기도 어렵고 세계문화유산을 더이상 볼 수 없게 될지도 모른다는 연구결과를 들으면 어떻게 생각할까. 중국 베이징대와 허난농업대, 국립농업과학원, 베이징사범대, 칭화대, 멕시코 국제옥수수·밀 개량센터, 영국 이스트앵글리아대와 케임브리지대, 미국 캘리포니아 어바인대(UC어바인) 공동연구팀은 기후변화로 인해 극단적인 가뭄과 폭염이 잦아질 경우 맥주의 주성분인 보리의 수확량이 줄어들어 맥주 생산에 영향을 미칠 것이라는 연구결과를 식물학 분야 국제학술지 ‘네이처 플랜트’ 15일자에 발표했다. 연구팀은 IPCC 5차 보고서에 나온 4개 시나리오에 따라 주요 보리재배지 34곳의 수확량에 대한 시뮬레이션을 실시했다. 연구팀이 보리를 시뮬레이션 대상으로 삼은 것은 보리가 기후조건에 민감한 작물이면서 빵, 동물 사료, 맥주 제조 등 다양하게 활용되기 때문이다. 분석 결과에 따르면 보리 재배철에 폭염과 가뭄이 계속된다면 기후변화 시나리오에 따라 3%에서 17%까지 수확량이 줄어들게 된다. 특히 연구팀은 온실가스 배출량을 줄여 기온상승 폭을 1.5도 이하로 막지 못할 경우 맥주 주요 생산국인 벨기에, 아일랜드, 체코 등이 직접적 타격을 입어 맥주 소비량이 3분의 1 정도 줄 것으로 내다봤다. 또 최악의 기후 시나리오에 따르면 21세기 말 아일랜드 맥주 가격은 지금보다 적게는 43%에서 최대 338%까지 오를 수 있다고 연구진은 진단했다. 또 독일 킬대학, 국제기후포럼, 영국 사우샘프턴대와 본머스대, 서섹스대 공동연구팀은 지구 온난화로 인한 잦은 홍수와 폭우 등으로 인해 해수면이 높아져 지중해 연안에 위치한 유네스코 세계문화유산 49곳 중 47곳이 잠기게 될 것이라는 연구결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 16일자에 발표했다. 연구팀은 IPCC의 기후변화 모델에 따른 시뮬레이션을 만들어 해수면 상승에 영향을 받는 지역과 세계문화유산 위치 데이터를 결합시켜 분석한 결과 해수면 상승으로 해안 침식과 범람의 위협이 특히 심한 곳은 ‘물의 도시’ 베네치아다. 물 위에 떠있는 도시 베네치아는 기후변화로 인해 큰 홍수가 잦아지면 최대 2.5m의 해수면 상승으로 육상 면적의 97%가 잠길 것으로 전망됐다. 레나 라이만 독일 킬대학 지리학 박사는 “이번 연구를 통해 기후변화가 전 인류의 문화유산을 파괴할 가능성이 크다는 것을 다시 한 번 확인했다”며 “피해 최소화를 위해 전 세계가 지구 온난화 억제에 나서야 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

깃털이 거의 없는 지구 최강의 공룡 티라노사우루스 렉스(이하 티렉스)의 모습이 그래픽으로 재탄생했다. 티렉스는 백악기 후기에 살았으며, 캐나다와 미국 아시아지역에서 발견되는 수각류 육식공룡이다. 티렉스가 깃털을 가졌다는 직접적인 증거는 없지만, 최소한 몸의 일부에는 깃털을 가졌을 가능성이 높다고 여겨져 왔다. 비슷한 크기의 다른 종에게서 깃털이 발견됐기 때문이다. 하지만 미국 샌프란시스코에서 활동하는 콘셉트 아티스트(기획 단계에서 특정 캐릭터의 특징을 분석하고 이를 현실화 해 최고의 이미지를 찾아내는 직업) RJ 팔머와 현지 고생물학자들은 최근의 연구결과들을 재분석 해 기존과 다른 새로운 이미지의 티렉스를 탄생시켰다. 연구진은 티렉스의 몸과 얼굴의 형태를 자세하게 분석한 연구결과 20건을 재분석했다. 실제로 2017년 국제학술지 생물학저널(journal Biology Letters)에 실린 연구에 따르면 티렉스의 팔은 기존의 예측보다 더 작고 위장이 비교적 아래쪽에 위치해 있으며, 피부는 깃털대신 매우 조밀한 피부조직으로 이뤄져 있었다. 팔머와 고생물학 전문가들은 이를 통해 깃털이 거의 없는 매끈한 피부를 가진 티렉스의 이미지를 새로 만들기 시작했다. 티렉스의 뼈대를 새로 구성하고 여기에 근육을 입힌 뒤 최종적으로 깃털이 없는 매끈한 피부를 올렸고, 색을 입혀 지금까지와는 다른 티렉스의 이미지를 완성했다. 팔머는 “수많은 예술가들은 (티렉스의) 모든 면을 제대로 이해하지 못했다. 나는 사람들이 티렉스를 영화 속 괴물이 아닌 동물로 보길 바랐다”면서 “그 과정은 매우 쉽지 않았다. 해부학 용어로 가득 찬 연구결과 속에서 근육의 모양과 피부 형태를 알아내기 위해 애썼다”고 말했다. 팔머와 고생물학자 전문가들은 티렉스의 피부뿐만 아니라 비교적 무딘 발톱도 재현해냈다. 전문가들에 따르면 날카롭지 않은 무딘 발톱은 땅과 지속적인 마찰을 일으킨 결과라고 설명했다. 한편 깃털이 없고 무딘 발톱을 지닌 티렉스의 이미지 연구는 뉴멕시코 자연사 및 과학박물관의 전시 프로젝트 일환으로 진행됐다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 알츠하이머 치매나 파킨슨병처럼 퇴행성 신경질환 발병 공통원인이 세포 내 소기관인 미토콘드리아 때문인 것을 밝혀냈다. 한국생명공학연구원 위해요소감지BTN연구단, 한국기초과학지원연구원, 미국 스탠포드대 의대 공동연구팀은 퇴행성 신경질환이 세포 소기관인 소포체와 미토콘드리아가 상호작용을 하면서 만들어 낸 이상반응 때문이라는 것을 규명했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호에 실렸다. 미토콘드리아는 영양분으로 흡수된 포도당에서 세포의 주요 에너지원인 ATP를 만들어 내는 ‘세포내 발전소’이다. 또 세포내 칼슘 농도를 일정하게 유지하는 항상성에 관여함으로써 세포 에너지 대사 활성과 세포 사멸을 조절하기도 한다. 신경세포의 경우 복잡한 신경망 내에서 기능 유지를 위해 많은 에너지를 필요로 하는데 노화로 인한 미토콘드리아 기능저하와 손상된 미토콘드리아가 증가하면서 신경세포가 죽고 뇌손상이 촉진되면서 기억력 감퇴, 운동기능 조절 이상 같은 증상이 나타나기도 한다. 연구팀은 파킨슨병과 알츠하이머를 유발시킨 초파리의 신경세포를 관찰한 결과 소포체와 미토콘드리아의 접촉면이 늘어나 있고 이로 인해 미토콘드리아 내에 과도한 칼슘이 흡수돼 신경세포가 사멸된다는 사실을 확인했다. 파킨슨병 원인 유전자로 알려진 PINK1 돌연변이 유발 초파리에게서는 미토콘드리아 내 칼슘 농도가 증가하면서 도파민 신경세포 숫자가 현저하게 감소되고 미토콘드리아 칼슘채널을 억제할 경우 신경세포 사멸이 지연된다는 것도 확인했다. 알츠하이머 역시 칼슘채널을 차단할 경우 증상이 개선되는 것이 확인됐다. 이규선 생명공학연구원 박사는 “이번 연구결과는 퇴행성 신경질환을 효과적으로 치료하기 위해서는 미토콘드리아의 칼슘 항상성 조절이 중요하다는 것을 보여줬다”라며 “칼슘 항상성 조절은 퇴행성 신경질환 뿐만 아니라 암, 염증성 질환, 대사질환, 각종 노인성 질환 등 치료제 개발에도 폭넓게 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사교육업체들을 중심으로 한 영어조기교육론자들은 외국어는 특정 시기가 지나면 언어 뇌가 굳기 때문에 영유아기 때부터 언어를 배워야 한다고 주장한다. 그렇지만 최근 뇌과학자들은 성인들도 현지인들처럼 외국어를 하기는 쉽지 않겠지만 외국어 배우는 것이 결코 어려운 일이 아니라는 결과를 내놓고 있다. 국내 연구진이 노래 부르는 새(명금) 연구를 통해 언어 학습의 원리를 밝혀냈다. 연구팀은 추가적인 연구를 통해 성인이 된 뒤에도 외국어를 완벽하게 학습할 수 있는 방법을 찾아낼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 대구경북과학기술원(DGIST) 부설 한국뇌연구원 뇌신경망연구부 인지행동랩 고지마 사토시 박사가 명금류인 금화조(Zebra finch)를 분석해 아기 새가 ?를 배울 때 비브라토를 조절하는 방법을 체득하면서 실력을 높인다는 사실을 확인했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘신경과학저널’ 10월호에 실렸다. 카나리아, 꾀꼬리 같이 명금류의 수컷 아기 새는 아빠 새의 노래소리를 듣고 따라하면서 정확히 노래하는 법을 배우고 관련된 뇌 영역을 발달시키는 것으로 알려져 있다. 과학자들은 명금류의 소리학습 메커니즘을 통해 인간의 언어와 외국어 학습 비밀을 풀어낼 수 있을 것으로 기대하고 있다. 사토시 박사는 금화조 노래를 분석해 어린 금화조가 노래를 배울 때 음성의 떨림, 흔히 바이브레이션이라고 잘못 알려진 비브라토를 상황에 따라 변화시키며 정확한 음정의 노래를 배워가는 사실을 알게 됐다. 아기 금화조는 비브라토의 시행착오와 연습을 통해 최적, 최상의 음정으로 노래를 부르는 방법을 찾아낸다는 것이다. 지금까지 명금류의 뇌에 노래를 배우는 핵심부위인 ‘X영역’이 있는 것으로 알려졌지만 정확한 위치를 찾아내지 못했다. 사토시 박사팀은 운동, 학습, 인식과 관련된 대뇌기저핵에 X영역이 포함돼 있으며 이 부위의 신경세포를 이용해 비브라토를 조절하는 등 노래학습을 한다는 사실도 확인했다. 연구팀은 사람도 영유아기 때 비브라토 같은 흔들림을 사용해 음성패턴을 발달시키고 외국어 구조와 발음을 습득하는 것으로 추정하고 있다. 사토시 박사는 “궁극적으로는 새의 노래학습을 통해 인간 언어습득의 비밀을 풀고 성인이 돼서도 외국어를 완벽하게 학습할 수 있는 기술을 발견하는 것이 목표”라며 “아기새가 성장하면서 발성학습 능력이 떨어지는 것을 막아주는 약물 개발에 대한 연구를 진행 중”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 수소, 산소를 동시에 만들어 낼 수 있는 촉매 기술을 개발했다. 고려대 건축사회환경공학부 김동완 교수팀은 백금 같은 귀금속이 아닌 재료를 이용해 수소와 산소를 모두 만들어 내는 양(兩)기능성 촉매를 개발했다고 15일 밝혔다. 이번 연구 성과는 에너지 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼스’ 최신호에 실렸다. 미래 청정에너지로 각광을 받고 있는 수소는 물을 전기분해해 얻는 것이 가장 바람직하지만 전기분해를 위해 투입되는 에너지가 엄청나다. 또 백금, 루테늄 같은 귀금속이 촉매로 사용돼 수소가 발생하는 양(+)극, 산소가 발생하는 음(-)극에 각기 다른 촉매를 사용해야 한다. 수소연료를 좀 더 많이 생산하고 경제성 갖고 상용화하기 위해서는 귀금속을 이용하지 않고 양쪽 전극에서 모두 기능하는 촉매 개발이 필요하다. 연구팀은 귀금속이 아닌 코발트-황을 이용해 물을 전기분해해 양극과 음극에 모두 사용할 수 있는 고성능 촉매를 개발했다. 특히 코발트-황 화합물은 얇은 종이형태의 2차원 나노시트를 자가조립한 3차원 구조이다. 이를 통해 촉매의 활성도와 안정성을 크게 높였다. 이번에 개발된 촉매는 수소, 산소 발생 반응 모두 높은 활성을 보였고 50시간 이상 사용하더라도 특성이 변하지 않는 우수한 안정성이 확인됐다. 김동완 교수는 “이번 연구는 코발트나 황 같은 저렴한 원료를 이용해 손쉽게 만들 수 있는 공정으로 고활성 양기능성 물 전기분해 촉매를 개발한 것”이라며 “대용량 수소원료 생산 산업화에 기여할 것으로 기대한다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 나노 물질을 이용해 폐수 속에 있는 1급 발암물질만 제거하는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 전자재료연구단, 물자원순환연구단 공동연구팀은 질소가 포함된 고분자 물질을 이용해 폐수 속에 포함된 유해중금속 6가크롬만 선택적으로 제거할 수 있는 흡착원리를 규명하고 흡착제를 개발했다고 15일 밝혔다. 이번 연구결과는 수자원 분야 국제학술지 ‘워터 리서치‘ 최신호에 실렸다. 지난해 6월 경기도 수원시 영통구 일대 건설현장 인근 도금업체에서 인체에 유해한 중금속 6가크롬이 배출돼 문제가 된 적이 있다. 도금이나 염색, 피혁제조, 산화제 등으로 주로 사용되는 6가크롬은 1급 발암물질 중에서도 독성이 높아 신장이나 골수에 축적이 될 가능성이 높다. 장기간 노출될 경우 세포조직은 물론 DNA까지 변화돼 심할 경우 사망에 이를 수 있게 한다. 6가크롬을 제거하는 방법은 기존에도 있었지만 제거 효율이 높지 않았다. 특히 현재 사용되는 증발농축법은 폐수를 가열해 수분을 제거한 다음 증발, 농축시키는 것으로 에너지와 처리 비용이 많이 든다는 단점이 있다. 연구팀은 파우더 형태로 돼 있는 고분자 물질 ‘폴리피롤’을 이용하면 질소와 산화반응을 일으켜 6가크롬이 인체에 무해한 3가크롬으로 변환된 다음 흡착된다는 것을 확인했다. 실제로 이번에 개발한 기술을 활용하면 흡착소재 10㎎만으로도 50㎖ 폐수 속에 있는 10?의 6가크롬을 99% 이상 제거할 수 있다는 것이 검증됐다. 이욱성 KIST 전자재료연구단 박사는 “이번 연구결과로 물 속에 녹아 독성을 보이는 6가크롬을 효과적으로 제거할 수 있게 됨에 따라 도금공장 같은 산업체에서 배출되는 독성 크롬의 처리공정에 즉각 적용가능할 것”이라며 “실제 현장에서 사용할 수 있는 형태로 만드는 후속 연구를 통해 저비용 폐수정화시스템을 구축하는 것이 목표”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

기후변화로 인한 지구온도 상승이 사람들의 정신건강에도 악영향을 미친다는 사실이 밝혀졌다. 기후변화 대응능력이 떨어지는 저소득층의 경우 특히 심한 것으로 알려졌다. 미국 매사추세츠공과대(MIT) 미디어랩, 에디스 너스 로저스 보훈병원, 캘리포니아 샌디에이고대 공동연구팀은 14일 이 같은 연구 결과를 미국국립과학원에서 발행하는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호에 발표했다. 연구팀은 2002~2012년 미국 질병통제예방센터(CDC)가 약 200만명을 대상으로 한 정신 건강 조사를 바탕으로 미 전역을 가로, 세로 각 4㎞의 정사각형 격자로 나눈 뒤 지역별 기온변화와 종합적으로 비교분석했다. 그 결과 하루 최고 온도가 30도 이상일 때는 10~15도인 날보다 정신적인 문제가 유발될 가능성이 1% 포인트 이상 높은 것으로 나타났다. 그런데 25~30도일 때보다 30도 이상일 때 2% 포인트 이상 정신적 문제를 유발할 가능성이 더 높은 것으로 조사됐다. 이 같은 문제는 저소득층이 고소득층에 비해 더 심각하게 나타났다. 저소득층의 경우 고소득층에 비해 폭염에 대한 대비책이 부족하기 때문인 것으로 연구진은 분석했다. 닉 오브라도비치 MIT 교수는 “이번 연구를 통해 고온이나 기온 상승이 정신건강에 악영향을 미친다는 사실을 확인하기는 했으나 정확히 어떤 생체 메커니즘을 통해 유발되는지는 확인하지 못해 추가 연구를 진행 중”이라며 “기후변화가 자살 같은 극단적인 선택은 아니더라도 극심한 스트레스, 불안, 우울 같은 정서적 문제를 일으킨다면 사회적, 정책적인 대응이 시급하다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

재능이 있어도 부모의 소득이 낮은 학생은 재능이 없지만 부모의 소득이 높은 학생보다 대학을 졸업할 가능성이 적다는 연구 결과가 나왔다. 미국 뉴욕대 등 연구진이 유전자 게놈을 기반으로 한 새로운 측정을 통해 저소득층 및 고소득층 가정의 아이들에게 재능 유전자가 거의 똑같이 분배된다는 사실을 발견했다. 이는 부유한 가정에서 태어난 사람들과 가난하게 태어난 사람들 사이에 상당한 유전적 차이가 있다는 기존 연구와 상반되는 것이다. 하지만 이번 연구에서는 교육적 성취와 관련한 유전자가 상위 25% 안에 드는 재능 있는 학생들이 저소득층에서 태어난 경우 성공을 보장받지 못하는 것으로 나타났다. 이는 재능이 있어도 소득이 낮은 부모에게서 태어난 학생들 중 약 24%만이 대학을 졸업할 수 있는 것으로 나타났기 때문이다. 심지어 이들 학생은 소득이 높은 부모에게서 태어났지만 재능 유전자가 하위 25%에 드는 재능이 없는 학생들 중 약 27%가 대학을 졸업한 것보다 3% 더 낮은 비율이다. 참고로 재능이 있고 소득이 높은 부모에게서 태어난 학생들 중에서는 63%가 대학을 졸업했다. 이에 대해 연구진은 이번 결과가 저소득층과 고소득층 가정 사이에서 학업적 성취를 바라보는 우리의 시각을 바꿀 수도 있다고 말했다. 연구를 이끈 케빈 톰 경제학부 부교수는 “만일 부모의 지원을 받지 못하면 심지어 천부적인 재능이 있어도 힘든 경쟁을 해야 할 것”이라고 말했다. 또한 연구에 참여한 니콜라스 파파고지 존스홉킨스대 경제학부 조교수는 “재능이 있지만 가난한 사람들의 잠재력이 낭비되고 있다. 그리고 이는 그들에게는 물론 사회 경제에도 좋지 않다”고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 제네틱스’(Nature Genetics) 최근호에 실렸다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

요즘 가정 난방은 대부분 도시가스나 지역난방 등을 이용하지만 1990년대까지도 연탄 보일러를 사용하는 가정들이 있었다. 연탄 보일러를 사용하다보면 방의 틈 사이로 연탄가스가 새어들어오는 경우가 있어 자고 일어나면 머리가 깨질 듯이 아프고 구토가 나는 연탄가스 중독증에 걸릴 때가 있다. 그래서 어른들은 옛날을 회상하며 연탄가스 중독에 걸려 아침에 동치미 국물을 벌컥벌컥 마셨다는 이야기를 하기도 한다. 바로 이 연탄가스 중독증을 일으키는 원인은 일산화탄소 때문이다. 호흡기를 통해 일산화탄소를 과다하게 흡입할 경우 체내 조직의 산소공급이 차단되고 중추신경계에 영향을 미쳐 두통, 경련, 구토를 유발시키고 심할 경우 사망에 이르는 경우도 있다. 국내 연구진이 이런 치명적인 일산화탄소를 수술후 조직 손상 방지와 패혈증을 막는데 이용할 수 있는 방법을 개발해 주목받고 있다. 광주과학기술원(GIST), 충남대, 한국기초과학지원연구원 공동연구팀은 일산화탄소 방출량과 속도를 제어할 수 있는 젤형태의 패치(일종의 반창고)를 개발했다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’ 최신호 표지논문으로 실렸다. 과량의 일산화탄소는 인체에 치명적이지만 10~500? 정도의 미량은 염증 작용을 억제하고 혈관이완, 세포손상 및 사멸 억제 기능을 갖는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 일산화탄소를 치료용으로 사용하려는 시도는 많았지만 원하는 부위에 적절한 농도의 일산화탄소를 주입하는 것이 쉽지 않아 치료효과가 떨어지거나 의도치 않은 독성유발의 부작용이 있었다.연구팀은 고분자물질인 생체친화적 펩타이드에 일산화탄소를 포함한 분자캡슐을 결합시키는 방식의 기술을 개발했다. 일산화탄소 분자캡슐은 분자 프로그래밍을 통해 방출량과 시간을 제어할 수 있다는 장점이 있다. 연구팀은 이를 이용해 주사와 반창고 형태의 패치를 만들었다. 특히 패치제는 체내 조직과 장기에 쉽게 부착돼 세포 보호는 물론 항염증 효과도 뛰어난 사실이 확인됐다. 이은지 GIST 신소재공학부 교수는 “이번 연구는 분자의 자기조립과 초분자화학을 이용해 일산화탄소 방출량과 속도를 제어해 치료제재로 사용할 수 있도록 했다는데 의미가 크다”라며 “패혈증, 겸형적혈구 빈혈증, 고혈압, 암, 뇌졸중 등 특정 조직이나 장기, 질환에 적용할 수 있는 가스치료제 개발에 도움을 줄 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

관절염은 관절 사이에 염증이 생겨 통증이 유발되는 질환으로 여러 가지 원인이 있지만 뼈와 뼈 사이에 있는 물렁뼈(연골)가 닳으면서 나타나기도 한다. 다른 세포나 조직과는 달리 재생이 쉽지 않다는 문제가 있다. 이 때문에 관절이 손상될 경우 인공관절을 이식하거나 통증을 감소시키는 약을 먹는 등의 방법 밖에 없었다. 국내 연구진이 개구리를 연구해 관절염을 근본적으로 치료할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부 박태주 교수와 아주대 의대 양시영 교수 공동연구팀은 아프리카발톱개구리를 이용해 ‘ITGBL1’이라는 유전자가 연골형성에 관련돼 있다는 사실을 밝혀내고 의학 및 생물학 분야 국제학술지 ‘사이언스 중개의학’ 10일자(현지시간)에 발표했다. 연골을 형성하는 주요 성분은 연골세포가 아니라 세포 밖 물질이다. 적은 양의 연골세포와 세포 밖 물질이 신호를 주고받으면서 뼈와 같은 조직을 만들어 내는 것이다. 연골이 만들어지는 것은 짧게는 수개월에서 길게는 수년 정도의 시간이 걸리기 때문에 재생이 매우 어려운 조직으로 알려져있다. 연구팀은 체외수정으로 수정란을 쉽게 얻을 수 있으며 알이 크고 발생과정이 빠를 뿐만 아니라 유전적으로도 사람과 비슷해 생물학 연구에서 많이 사용된 아프리카발톱개구리를 이용했다. 연구팀은 아프리카발톱개구리가 알에서 성체로 성장하는 과정에서 연골로 분화하는 연골세포에서 ITGBL1 유전자가 많이 발견됐다.이 유전자는 연골세포가 연골조직을 만들 때 인테그린이라는 단백질을 억제한다는 사실을 연구팀은 확인했다. 원래 인테그린 단백질은 연골세포와 세포 밖 물질이 신호를 주고받을 때 필수적이나 연골로 형성될 때는 줄어들어야 한다. 그렇지 않으면 연골조직 형성을 방해한다. 연구팀은 관절염이 생기면 인테그린 단백질이 활성화돼 연골을 분해하고 분해된 조각이 다시 염증반응을 일으켜 연골을 파괴하는 악순환을 유발시킨다는 사실도 확인했다. 박태주 UNIST 교수는 “인테그린 단백질이 과도하게 활성화될 경우 관절염 뿐만 아니라 암, 과민성 대장증후군, 건선 등 질환도 유발시키는 것으로 알려져 있다”며 “인테그린 활성을 낮출 수 있는 ITGBL1 단백질이 이런 악순환 고리를 끊을 수 있을 것”이라고 설명했다. 실제로 연구팀은 ITGBL1 단백질을 활용한 관절염 세포치료제를 개발하는 후속연구를 진행 중이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

예상치 못한 폭우와 폭설, 폭염과 혹한, 점점 강해지는 태풍 등 예상치 못한 각종 기상이변이 지구촌 곳곳에서 발생하고 있다. 이런 이상기후 발생의 원인 중 하나로 해양의 온도가 비정상적으로 높아지는 엘니뇨와 낮아지는 라니냐가 꼽힌다. 국내 연구진이 엘니뇨와 라니냐를 발생 17개월 이전에 예측할 수 있는 방법을 찾아내 화제가 되고 있다. 포스텍 환경공학부와 미국 하와이대, 일본 해양과학기술센터 공동연구팀은 대서양 온난지역 분석을 통해 17개월 이후 엘니뇨와 라니냐를 예측할 수 있다는 사실을 찾아냈다고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 8일자(현지시간)에 실렸다. 엘니뇨는 열대 태평양 해수면 온도가 비정상적으로 높아지는 현상으로 열대지역 뿐만 아니라 전 지구적으로 강수량과 대기순환에 영향을 미쳐 이상기후를 유발시키거나 생물권에도 영향을 미쳐 어장을 파괴하거나 농작물의 흉작으로 이어진다. 지금까지는 이런 엘니뇨와 라니냐를 6개월 전에 예측할 수 밖에 없다. 이 때문에 이상기후 발생에 대한 대비가 충분할 수가 없다. 연구팀은 남북미 대륙에 걸쳐 있으며 지구에서 두 번째로 큰 온난지역인 대서양 온난역 지역의 해수면 온도와 엘니뇨의 상관관계를 분석한 결과 해수면 수온 상승과 하락을 통해 17개월 이후 엘니뇨, 라니냐를 예측할 수 있다는 것을 확인했다. 대서양 온난역은 기존 엘니뇨의 원인으로 알려져 있던 태평양이나 인도양 효과와는 독립적으로 작용하는 것으로 예측 기간이 더 길어지면서도 정확성도 떨어지지 않는다는 장점이 있다. 국종성 포스텍 환경공학부 교수는 “이번 연구는 데서양에 있는 온난역이 엘니뇨 유도에 있어서 중요하다는 것을 보여준 첫 사례”라면서 “엘니뇨 예측의 정확성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 이상기후 예측에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

다른 아이들보다 키가 작은 아이를 가진 부모들은 고민이 많다. 혹시 영양이 부족해서 그런 것은 아닐까하고 식단을 다양하게 바꾸기도 하고 줄넘기 같은 운동을 시키기도 한다. 그래도 걱정스러운 부모들은 병원 성장 클리닉을 데리고 가서 성장주사를 처방받기도 한다. 성장 클리닉에 가면 아이가 성장했을 때 예상 키를 부모의 키를 바탕으로 계산하거나 뼈나이와 성장판 검사를 통해 예측하는데 정확치 못하다. 미국 미시간주립대 물리천문학부, 역학 및 생물통계학부, 통계학부, 덴마크 코펜하겐대 생물학부, 중국 국립유전자은행 공동연구팀은 DNA 분석을 통해 아이들이 성장했을 때 키 뿐만 아니라 심장질환, 암 같은 질병 발생을 정확히 예측할 수 있는 방법을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘지네틱스’ 최신호에 발표했다. 연구팀은 대표적인 보건정보 빅데이터인 ‘영국 바이오뱅크’에 등록돼 있는 약 50만명의 성인의 유전정보를 바탕으로 DNA 중 키를 결정하고 질병을 유발시키는 유전자를 찾도록 하는 인공지능(AI) 기술 중 하나인 기계학습 알고리즘을 만들었다. 그 결과 인공지능은 1인치(2.54㎝) 이내의 오차범위에서 키를 정확히 예측했으며 고혈압, 심장질환, 유방암 발병도 정확하게 예측할 수 있음을 확인했다. 기존 유전자 검사는 유방암과 같은 질병 위험도를 측정할 때 유전자나 염색체의 특정 변화를 찾았지만 이번에 개발한 기술은 수많은 유전자 차이와 수 만가지의 변형을 기반으로 정확하게 예측할 수 있도록 했다. 연구팀은 다른 나라의 보건 정보를 포함해 추가로 확보해 컴퓨터의 기계학습 능력을 향상시켜 키와 질병 예측 정확도를 높이는 추가 연구를 진행 중에 있다. 기계학습량이 늘어날 수록 심장질환이나 유방암 등 이외의 좀 더 폭넓은 발병가능성을 예측할 수 있을 것으로 보고 있다. 구스타보 드 로스 캄포스 미시간주립대 교수는 “이번에 개발한 방법은 컴퓨터를 이용해 개인의 유전자 구성을 분석하고 키와 질병 유발 예측인자를 찾아내는 것”이라고 설명했다. 드 로스 캄포스 교수는 또 “50달러(약 5만 6000원) 정도의 비용을 들여 면봉으로 빰 안쪽을 살짝 긁어내는 간단한 방법으로 질병 유발 가능성을 계산하고 성장 가능성을 예측한다면 환자들의 치료비용을 절감할 수 있을 뿐만 아니라 더 나은 삶을 살 수 있도록 해줄 것으로 기대한다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 뇌 자기공명영상(MRI)을 바탕으로 고화질의 뇌혈류 지도를 개발해 주목받고 있다. 이 지도의 개발로 뇌경색의 정확한 원인과 치료 방법을 찾을 수 있을 것으로 기대되고 있다. 한국표준과학연구원 국가참조표준센터와 동국대 일산병원 공동연구팀은 전국 11개 대학병원에서 입원 치료받은 급성 뇌경색 환자 1160명의 뇌영상 데이터를 바탕으로 최고 수준의 해상도를 가진 뇌혈류 지도를 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국의학협회에서 발행하는 국제학술지 ‘JAMA 신경학’ 최신호에 실렸다. 뇌혈관 질환은 국내에서 암, 심장질환 다음으로 높은 사망원인이다. 뇌 조직이 혈액공급을 받지 못해 괴사하는 뇌경생 질환이 대표적인 뇌혈관 질환이다. 뇌경색은 뇌에 혈액을 공급하는 대뇌동맥 3개 중 하나 또는 여러 곳이 막혀서 발생하는 질환이다. 뇌경색 검진과 치료는 대뇌동맥 혈관 몇 개가 문제가 되고 있는지에 따라 달라지기 때문에 정확하게 문제되는 혈관을 찾는 것이 중요하다. 대뇌동맥이 대뇌를 세 부분으로 나눠 각각 혈류 공급을 담당한다는데 착안해 만든 것이 뇌혈류지도이다. 뇌혈류지도를 바탕으로 뇌경색 환자의 뇌영상 데이터와 비교해 진단을 하는 것이다. 기존 뇌혈류지도들은 20~100명 정도의 적은 표본을 대상으로 만들어졌기 때문에 해상도가 떨어져 진단의 정확성과 신뢰성에 영향을 미치게 되는 것이다. 연구팀은 1160명의 급성뇌경색 입원 환자의 MRI 데이터 전부를 참조했다. 일반적인 성인 뇌 용량인 1200㏄의 뇌를 1.5㏄ 크기의 800개 부위로 나눔으로써 뇌 어떤 부위에 뇌경색이 발생했는지에 대해 한 눈에 볼 수 있도록 했다. 이번에 개발된 고해상도 뇌혈류지도는 의료진이 진료실에 걸어놓고 사용할 수 있도록 도판 형태로 만들어 올해 안에 무료로 배포된다.김동억 동국대 일산병원 신경과 교수는 “이번에 개발한 고해상도 뇌혈류지도는 1만 개 이상의 영상 슬라이스를 생산단계부터 동일한 기준으로 평가해 완성한 참조표준”이라며 “뇌경색 원인 진단은 물론 재발 방지를 위한 약물 선택시 정확도를 향상시킬 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

나이가 들어가면서 가장 걱정스러운 질병 중에는 암과 함께 치매가 있다. 서서히 기억을 잃어 자신의 존재가 잊혀지는 뇌질환인 치매는 다양한 원인 때문에 발생하며 아직까지도 정확한 원인을 밝혀내지 못하고 있다. 국내 연구진이 노화로 인해 나타나는 치매 때문에 뇌혈관 장벽이 손상되는 메커니즘을 밝혀냈다. 경북대 의대 배재성, 진희경 교수팀은 치매로 인해 비정상적으로 증가된 효소 때문에 뇌혈관이 손상되면서 신경세포가 줄어들어 결국 기억력이 떨어지게 된다는 사실을 규명했다고 4일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 최신호에 실렸다. 뇌혈관장벽은 뇌신경세포 기능을 유지하고 뇌조직 내 미세환경을 조절하기 위해 혈액에서 필요한 영양분은 통과시키고 위험물질은 막는 일종의 거름종이 역할을 하는 조직이다. 그런데 최근 뇌혈관장벽이 손상되면 치매를 비롯한 각종 퇴행성 뇌질환을 유발시킨다는 사실이 밝혀져 뇌혈관장벽 손상을 차단해 치매를 치료하는 기술이 연구되고 있다. 연구팀은 65세 이상의 노년층 혈액에서 분리한 혈장과 노화 동물모델의 혈장 및 뇌조직에서 ‘산성 스핑고마이엘리네이즈’라는 활성 물질이 비정상적으로 증가된다는 사실에 착안했다. 특히 노화 실험동물을 분석한 결과 산성 스핑고마이엘리네이즈는 뇌혈관 내피세포 사멸을 이끌어 뇌혈관장벽의 투과성을 높이는 것으로 밝혀졌다. 뇌혈관장벽의 투과성이 높아지면 신경세포나 신경조직이 쉽게 손상돼 기억력 감퇴를 불러일으키게 되는 것이다. 실제로 연구팀은 산성 스핑고마이엘리네이즈를 억제시킨 노화 동물에게서는 뇌혈관장벽의 투과성이 감소되고 신경세포 손상도 줄어들어 감퇴된 기억력이 회복되는 것을 확인했다. 배재성 교수는 “이번 연구는 치매에서 산성 스핑고마이엘리네이즈를 조절함으로써 증상을 개선할 수 있다는 사실을 확인한 것”이라며 “뇌혈관장벽에 영향을 미치는 산성 스핑고마이엘리네이즈를 조절하면 퇴행성 뇌질환도 치료가 가능해질 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구가 달을 위성으로 거느리고 있듯 태양계의 다른 행성들도 많은 달을 가지고 있다. 그렇다면 태양계 밖, 곧 외계행성들도 달을 가지고 있다는 점은 상식적이지만 지금까지 과학적으로 이를 입증하지는 못했다. 4일(현지시간) 미국 CNN, 영국 BBC 등 해외 주요언론은 태양계 밖에서 처음으로 ‘엑소문’(Exomoon·외계행성 주위를 도는 외계위성)일 가능성이 높은 천체를 발견했다는 연구결과를 보도했다. 일반적으로 행성은 스스로 빛을 내지 않기 때문에 외계행성을 발견하기란 어렵다. 전문가들은 흔히 외계행성 관측을 등대 옆에서 반딧불 찾기로 비유하지만 이보다 훨씬 작은 엑소문은 그 반딧불 옆에 있는 먼지 찾기와 다를 바 없다. 이번에 미국 콜롬비아 대학 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 케플러우주망원경과 허블우주망원경의 데이터를 바탕으로 엑소문일 가능성이 높은 천체를 찾아냈다. 아직은 엑소문 후보인 이 천체는 지구에서 약 8000광년 떨어진 목성만한 크기의 가스행성인 Kepler 1625b의 주위를 약 300만㎞ 거리를 두고 돈다. 흥미로운 점은 엑소문의 크기로 지름이 4만9000㎞로 해왕성 만하다. 태양계 내에서 가장 큰 위성이자 ‘건방지게’ 행성인 수성보다 큰 목성의 달 가니메데(5262㎞)와도 비교조차 안될 정도. 더욱 놀라운 점은 이 엑소문이 가스위성일 가능성으로, 이 가설이 사실이라면 태양계에는 없는 거대 가스 위성이 외계에 존재하는 셈이다. 연구를 이끈 콜롬비아 대학 천문학과 데이비드 키핑 교수는 "우리 태양계의 달은 모두 암석형이거나 얼음형 천체"라면서 "만약 이번 연구결과가 사실로 증명된다면 거대한 가스행성이 거대한 가스위성을 가지고 있는 셈"이라고 설명했다. 이어 "이같은 결과는 외계의 위성 생성 과정은 태양계와 다를 수 있다는 점을 시사한다"고 덧붙였다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스'(Science Advances) 3일 자에 발표됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

대부분의 신체적, 정신적 기능은 정상이지만 심한 안면인식장애 때문에 아내의 얼굴을 모자로 착각하고 있는 음악교사, 한쪽으로 몸이 기울어져 움직이면서 자신이 아닌 세상이 기울어져 있는 것이라고 생각하는 전직 목수.2015년 8월 타계한 ‘의학분야의 계관시인’이라는 별명을 가진 올리버 색스의 책에는 이렇듯 다양한 신경질환을 앓고 있는 환자들의 사례가 등장한다. 갖가지 신경장애 환자들의 사례를 읽다 보면 과연 인간에게는 ‘내가 나를 통제할 수 있다’는 ‘자유의지’라는 것이 있을까 하는 생각이 든다. 자유의지는 오랫동안 철학자와 심리학자들의 연구영역이었다. 그런데 최근 뇌 과학의 발달로 인문학자들의 영역이었던 자유의지까지도 과학적 분석 대상이 되고 있다. ●신경질환자들의 영혼 없는 손짓이 연구 단초 미국 벤더빌트대 의대, 하버드대 의대 부설 매사추세츠종합병원, 핀란드 투루쿠대 의대 공동연구팀은 외계인 손 증후군(alien hand syndrome)이나 무운동무언증(akinetic mutism) 같은 신경질환을 일으키는 뇌 부위와 원인을 규명하고 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 1일자에 발표했다.외계인 손 증후군은 손이 자신의 의지와는 상관없이 움직여 마치 손 자체가 의지를 갖고 있거나 외부의 어떤 힘에 이끌리는 것처럼 느끼는 신경질환이다. 투렛증후군이나 헌팅턴병처럼 제멋대로 움직이는 것이 아니라 목적성을 지닌 것처럼 움직이기 때문에 외계인 손 증후군을 앓는 환자들은 손 자체가 영혼이나 의지를 갖고 있다고 느끼는 경우가 많다. 무운동무언증은 외견상 멀쩡해 보이지만 자발적으로 몸을 움직이거나 말을 할 수 없고 심한 자극에만 경미한 반응을 보이는 신경질환이다. 이 때문에 신경과학자들은 이번 연구가 신경과학이 자유의지의 생물학적 요소를 설명해 주는 단초를 마련했다고 평가하고 있다. ●‘자유의지’ 담당하는 뇌 부위 발견 성과 외계인 손 증후군이나 무운동무언증은 뇌에 이상이 생겨 발생하지만 정확한 원인이나 일관된 발병 패턴이 없는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 연구팀은 ‘병변 네트워크 매핑’이라는 새로운 뇌 신경 분석기법을 활용해 이 질병을 앓는 환자 78명의 뇌 영상을 보면서 뇌 지도에 병변이 나타난 부분을 표시했다. 그다음에는 저전압 전극이나 자기장을 이용해 일시적으로 자발적 운동을 못 하게 한 사람들의 뇌 지도를 작성해 비교했다. 그 결과 무운동무언증 환자들은 전두엽의 전대상피질(ACC), 외계인 손 증후군 환자들은 측두엽과 두정엽이 만나는 TPJ라는 부위에서의 신호전달에 문제가 있다는 사실을 밝혀냈다. 해당 뇌 부위에 이상이 발생할 경우 자신의 손이나 움직임을 느끼고 확인할 수는 있지만 스스로 통제가 안 된다는 것이다. 연구를 주도한 라이언 데이비 벤대빌트대 의대 신경과 교수는 “이번 연구는 오랜 세월 자유의지를 연구해 온 철학자들은 어떻게 받아들일지 모르겠으나 신경과학적 측면에서 자유의지와 관련된 뇌 부위를 발견한 것”이라며 “신경과학이 우리의 행동 양식은 물론 의식의 흐름까지 설명하는 수준에 이르게 됐다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

●경북대 의대, 미토콘드리아 효소 조절로 당뇨 치료 경북대 의대 이인규, 전재한 교수팀이 세포 소기관인 미토콘드리아의 효소를 억제해 미토콘드리아 기능을 회복시키고 포도당 생성을 억제하는 방식으로 성인 당뇨로 불리는 ‘제2형 당뇨’ 치료 기술을 개발했다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘당뇨’ 최신호(1일자)에 실렸다. 제2형 당뇨의 근본 원인은 미토콘드리아 기능 저하로 인한 인슐린의 저항성 때문으로 알려져 있다. 연구팀은 생쥐실험을 통해 미토콘드리아 효소인 PDK4를 억제하면 간에서 포도당 합성이 억제되고 혈당이 감소한다는 사실을 확인했다. ●KIST, 피부처럼 늘어나는 전자소자 개발 한국과학기술연구원(KIST) 정승준 박사와 서울대 전기정보공학부 홍용택 교수 공동연구팀은 피부처럼 늘어나면서도 전기적, 기계적 특성이 변하지 않는 전자소자를 개발하는 데 성공했다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼스’ 최신호 표지 논문으로 실렸다. 이번에 개발된 웨어러블 전자소자는 피부처럼 얇고 신축성을 갖는 동시에 기계적 강도와 탄성률이 높은 투명 구조체로 만들어졌다. 이번에 개발된 투명 소자는 웨어러블 전자기기와 디스플레이에 다양하게 사용될 수 있을 것으로 기대된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

소파 방정환 선생이 1922년 ‘어린이의 날’을 처음 만들고 ‘어린이’라는 단어를 사용하기 전까지 아이들은 그냥 몸집이 작은 어른 정도로 취급됐습니다. ‘어린이’라는 단어 속에는 어린아이들을 하나의 온전한 인격체로 존중해 줘야 한다는 존대의 의미가 있습니다. 그렇지만 요즘 뉴스를 보면 어린이와 청소년들을 막 대하는 눈살 찌푸려지는 사건들이 너무나 많이 발생하는 것 같습니다.●트라우마도 유전되나… 34명 중 변형된 정자 22명, 알고 보니 학대당한 경험 아이들을 왜 소중하게 여기고 보호해야 하는지에 대해서는 과학적으로도 많은 연구 결과들이 있습니다. 최근 미국과 캐나다 연구진이 학대를 당한 아동들은 트라우마가 DNA에 각인돼 학대의 기억이 본인뿐만 아니라 후손들에게까지 전달될 수 있다는 연구 결과를 내놔 충격을 주고 있습니다. 캐나다 브리티시 컬럼비아대 의대와 미국 하버드대 공중보건대 공동연구팀의 이러한 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘중개 정신의학’ 최신호에 실렸습니다. 연구팀은 성인 남성 34명의 정자를 채취해 ‘DNA 메틸화 반응’을 살폈습니다. 후성유전학 분석에서 쓰이는 DNA 메틸화는 쉽게 말하면 DNA의 염기서열 자체는 바꾸지 않으면서 유전자의 활성 정도를 변화시켜 겉으로 드러나는 성질을 다르게 만드는 것입니다. 분석 결과 22명의 정자 DNA가 특이하게 변형된 것을 발견했습니다. 알고 보니 이들 22명은 모두 어린 시절 어른들로부터 학대를 받은 경험이 있는 것으로 조사됐습니다. 연구팀은 정자와 난자가 만나는 수정은 엄청난 유전자 변화를 가져오기 때문에 학대로 인한 상처가 유전되는지에 대해서는 좀더 장기적인 추적이 필요하지만 지금까지 알려진 여러 후성유전학적 결과를 보면 부모의 상처가 자식에게 전달될 가능성은 충분히 크다고 보고 있습니다. ●폭력은 뇌가 기억한다… 물리적 폭력 이상으로 감정·언어적 폭력에 큰 상처 또 2015년 캐나다 맥길대 심리학과 연구팀은 1986년부터 2012년까지 여름캠프에 참가한 5~13세 저소득층 남녀 어린이 2292명을 대상으로 양육 상태를 추적 조사했습니다. 그 결과 많은 아이들이 폭력에 노출돼 있는데 특히 협박, 조롱, 무시, 창피 등 감정적 폭력이 물리적 폭력과 방치보다 더 많은 것으로 나타났습니다. 흔히 물리적 폭력이 감정적 폭력보다 더 해로울 것으로 생각합니다. 그렇지만 연구팀에 따르면 물리적 폭력이나 감정적, 언어적 폭력 모두 똑같은 뇌 부위가 반응하며, 뇌에 미치는 영향은 감정적, 언어적 폭력이 물리적 폭력과 비슷하거나 더 심하다고 합니다. 어른들은 이런저런 이유로 아이들에게 상처를 줄 때가 많습니다. 어린이는 나무와 같아서 믿어 주는 만큼 성장합니다. 상처받고 스트레스에 찌든 아이들이 많은 사회의 미래가 과연 밝을까요. 우리 사회의 미래를 위해서라도 ‘아이들은 꽃으로도 때려서는 안 되는’ 것입니다. 정치권이나 경제계 등에서는 출산율 저하를 단순히 미래 노동력 감소라는 차원에서 접근하고 있습니다. 사람의 일자리를 빼앗는다는 반론도 있지만 노동력 감소는 로봇이나 인공지능(AI)으로 대체될 수 있을 것입니다. 사실 노동력 감소라는 차원의 접근은 사회라는 커다란 기계를 유지하기 위해서 ‘인간’이라는 부품이 빠져나가서는 안 된다는 기계론적 사고방식의 다른 표현입니다. 사람을 인격체가 아닌 사회를 구성하는 톱니바퀴나 수단으로 생각하는 사회에서 저출산 문제는 ‘백약이 무효’일 수밖에 없을 겁니다. edmondy@seoul.co.kr