국내 연구진이 한반도 동쪽 끝 울릉도에서 암은 물론 슈퍼박테리아를 잡을 수 있는 물질을 찾아냈다.한국생명공학연구원 항암물질연구단은 울릉도 토양에서 분리한 토종방선균에서 새로운 형태의 항암 및 항균활성을 가진 생리활성물질을 발굴했다고 20일 밝혔다. 연구팀은 이번에 발견한 물질들에 울릉가마이드 A, B, 울릉마이신 A, B, 울릉고사이드로 이름을 붙이고 화학분야 국제학술지 ‘저널 오브 네추럴 프로덕츠’에 발표했다. 방선균은 토양이나 해양 등 다양한 자연환경에 서식하는 미생물로 곰팡이의 균사처럼 실모양으로 성장한다. 특히 항생물질을 포함한 여러 생리활성 물질을 생산하는 능력을 갖고 있기 때문에 신약개발하는데 많이 활용된다. 최근에는 화학생물학 기법을 적용한 신약후보물질을 발굴하고 메커니즘을 분석하는 연구가 활발히 이뤄지고 있기 때문에 연구자들 역시 미생물에 포함된 생리활성물질을 탐색하는데 열을 올리고 있다. 연구팀은 지금까지 알려지지 않은 울릉도 토양샘플에서 200여 종의 방선균을 분리해 냈다. 그 다음 배양조건을 다양하게 하면서 게놈서열을 분석하는 등 다양한 분석기법으로 두 종류의 스트렙토마이세스 방선균에서 새로운 생리활성물질을 분리했다. 그것들이 울릉가마이드, 울릉마이신, 울릉고사이드다. 분리된 화학물들에 대한 생리활성을 분석한 결과 울릉가마이드는 세포독성이 없었고, 울릉마이신은 암세포 이동과 침착을 막아 전이암을 막는데 도움을 줄 것으로 기대되고 있다. 또 항생제 내성 세균의 증식도 억제하는 기능을 갖는 것으로 알려져 있다. 또 울릉고사이드는 암세포의 증식을 억제하는 것으로 밝혀졌다.특히 울릉가마이드는 지금까지 알려지지 않은 화학구조를 갖는 화합물로 밝혀져 화학계에서도 주목받고 있다. 이번 연구의 주저자인 손상근 박사는 “항생제 내성균인 슈퍼박테리아의 감염에 대한 경각심이 높아지고 암전이로 인한 사망률이 높아지는만큼 이번에 발견한 물질들이 항생제 내성은 물론 암전이를 막아줄 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

3차원 다공성 물질은 표면에 구멍이 많아 넓은 표면적을 갖기 때문에 촉매를 저장하거나 기체를 저장하는데 많이 사용하고 있다. 특히 온실가스인 이산화탄소 포집과 저장에도 활용되고 있다.제올라이트 같은 다공성 물질은 무기물로 만드는데 제작 시간이 오래 걸린다. 최근에는 보다 내구성이 좋은 유기물로 다공성 물질을 만들려는 시도도 활발한데 기체나 액체 상태에서 화학반응을 유도해 고체형태의 구조체로 만들어야 하기 때문에 복잡한 후처리와 반응 결과물의 순도가 낮아 다공성 물질로서 기능이 떨어진다. 그런데 국내 연구진이 연쇄반응을 통해 0.1초 만에 유기물 다공성 물질을 만드는 기술을 개발해 화제다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 백종범 교수팀은 고체 상태의 유기물 결정에 열을 가하면 폭발적 반응이 나타나고 이 때 3차원 다공성 유기물 구조체가 만들어진다는 사실을 확인하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 17일자에 발표했다. 연구팀은 고체 상태의 유기물을 가열해 녹이는 간단한 공정으로 3차원 다공성 유기물 구조체를 합성하는 방법을 제시했다. 보통 고체에 열을 가하면 녹아버리는데 연구팀이 만든 유기물 단결정은 열을 가하면 폭발적인 화학반응을 일으켜 액체나 기체가 아닌 다시 고체 형태의 3차원 다공성 물질로 변한다.이번 연구 1저자로 참여한 배서운 박사는 “고체 상태에서 반응을 유도하면 후처리 과정이 필요 없고 순도 높은 반응 결과물을 얻을 수 있다”며 “이 반응으로 합성된 3차원 다공성 유기물 구조체는 표면적이 넓어 이산화탄소 흡착에 탁월한 성능을 보인다”고 설명했다. 백종범 교수도 “이번 연구는 유기물 재료를 합성하는 새로운 방법을 제시할 뿐만 아니라 합성된 재료를 광범위하게 응용할 수 있는 가능성을 제시해 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

18세기에 멸종된 거대 바다생물의 화석이 발견됐다. 북태평양 북부 베링해에 있는 도만코르스키예 제도에서 발견된 화석의 주인은 길이 6m의 바다소(해우)의 한 종류인 스텔러바다소로, 18세기에 바다에 살았던 해양생물이다. 러시아 전문가들은 정기적으로 베링해 인근에서 고고학적 가치가 높은 화석 발굴을 위한 탐사를 진행해 왔는데, 최근 이 과정에서 발견된 스텔러바다소의 화석은 갈비뼈 27개, 척추뼈 45개로 이뤄져 있다. 연구가치가 높은 머리 부분은 발견되지 않았다. 일반적으로 바다소는 몸길이 10m, 몸무게 10t 이상까지 자라며 수명은 약 60년으로 알려져 있다. 스텔러바다소는 1700년대까지 베링해 및 주변 바다에 서식했지만 무분별하게 남획하며 멸종됐다. 이후 스텔러바다소의 화석은 거의 발견되지 않았는데, 전문가들은 이번에 발견된 것이 비록 머리 부분은 없지만 몸통의 보존상태가 매우 양호해 그 가치를 높게 평가하고 있다. 연구를 이끈 미국 버지니아주 조지메이슨대학 연구진에 따르면 1741년 독일 탐험가가 항해 중 스텔러바다소 떼를 발견했으며, 이중 사냥한 한 마리로 한 달 동안 33명의 선원이 식량을 걱정하지 않았을 정도로 몸집이 컸다는 기록이 있다. 특히 바다소의 지방에서는 아몬드 오일과 비슷한 맛이 났으며, 살코기 또한 맛이 매우 뛰어난 것으로 알려져 있다. 역사적 기록에 따르면 지구상에 생존한 마지막 스텔러바다소가 사냥당한 것은 1768년이다. 전문가들은 무분별한 사냥을 멸종의 원인으로 꼽고 있다. 멸종된 거대 바다생물의 화석 연구결과는 국제학술지 ‘바이올로지 레터스’(Biology Letters)에 실릴 예정이며, 복원 작업을 거쳐 러시아 내 박물관에 전시된다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

매년 이맘 때쯤이면 돌아오는 대학수학능력평가 날이 얼마 남지 않았습니다. 대입시험날은 수험생은 물론 학부모들도 가슴 졸이게 되는 하루입니다. 희한하게 대한민국의 시스템은 대입의 결과가 취업까지 이어지는 경우가 많기 때문이지요.이 때문에 어린아이를 키우는 부모라면 누구나 한 번쯤은 ‘우리 아이가 커서 뭐가 될까’하는 생각반 고민 반에 빠져 아이들을 쳐다보게 되는 경우가 간혹 있습니다. 그런데 최근 독일-스웨덴 공동연구진이 아이들 출생순서와 대입, 그리고 이후 수입의 상관관계에 대한 재미있는 연구결과를 발표했습니다. 독일 막스플랑크 통계조사연구소와 스웨덴 스톡홀름대 공동연구진이 아이들의 출생순서와 대학의 전공선택과 관련한 재미있는 연구결과를 사회심리학 및 통계학 분야 국제학술지 ‘사회적 영향력’ 최신호에 발표했습니다. 연구팀은 자녀가 둘 이상인 스웨덴 가정을 대상으로 1982~1990년에 태어나 2001~2012년에 대학에 입학한 스웨덴 학생 14만 6000명을 분석했습니다. 결과부터 이야기하자면 첫째일수록 의사나 변호사처럼 경제적 보상이 큰 직업을 가질 수 있는 전공을 선택하는 경우가 많고 둘째나 셋째 등 나중에 태어난 아이들은 첫째에 비해 소득이 낮은 직업으로 진출하는 전공을 택하는 경우가 많다는 것입니다. 실제로 전공과 향후 직업을 분석한 결과 장기적 소득차이에 대한 상관관계가 무척이나 높았다고 합니다. 연구팀에 따르면 첫째들이 둘째보다 의대에 진학하는 경우는 27% 정도 높았고, 셋째와 첫째를 비교하면 그 차이가 54% 가까이 났다고 합니다. 반면 둘째나 셋째 아이가 예술분야를 전공하는 경우는 첫째와 비교해 각각 27%, 36%나 높았다고 합니다. 물론 의사나 변호사보다 수익이 더 높은 예술가들도 있지만 평균적으로 예술가보다는 의사가 소득이 높기 때문에 비교대상을 이렇게 정했다고 합니다.연구팀은 이런 결과가 단순히 첫째가 둘째보다 공부를 더 잘했기 때문이라고만 할 수는 없다고 설명하고 있습니다. “자녀들의 선호도를 형성하는데 성적보다는 가정환경이 더 큰 영향력을 미친다”라는 말입니다. 이번 연구결과를 보면서 문득 외동아들, 외동딸이 많아지고 있는 우리나라 부모들은 어떤 생각을 할까 궁금증이 들었습니다. ‘우리 아이도 의사나 변호사가 될 가능성이 높다는 것일까’라는 생각을 하는 부모들이 대부분일 것입니다. 많은 뇌과학자와 아동 심리학자들은 아이들은 자연을 보며 뛰어놀고 하고 싶은 것을 마음껏 하도록 하는 것이 뇌발달과 정서 발달에 도움이 된다고 입을 모으고 있습니다. 그러나 대한민국의 교육 현실은 그렇지 못한 것 같습니다. 모든 사람들이 한 곳만 바라보며 아이들에게 ‘너는 커서 꼭 ○○이 돼야 해’라고 강요하고 다른 사람이 쓰러지지 않으면 내가 쓰러진다는 무한경쟁, 제로섬 게임의 처절한 현장 가르칩니다. 사실 무한 생존경쟁, 각자도생의 환경 속에서 살고 있는 부모들의 불안감과 좌절감, 열패감이 아이들에게 그대로 투과되는 것이겠지요. 그렇기 때문에 사회 전체 시스템이 근본적으로 바뀌지 않고 단순히 입시 제도만 바꾼다고 약육강식의 동물의 왕국 같은 ‘헬조선’이 사리지지는 않을 것 같다는 생각이 듭니다. 사실 나이 든 분들께서는 ‘헬조선’이라는 단어를 불편해 하며 ‘경쟁이 나쁜 것은 아니다’ ‘우리 때는 지금보다 더 살기 힘들었다’ ‘세상이 편해져서 그렇다’는 말들을 하곤 합니다. 대한민국 현재를 살고 있는 청년들이 이야기하는 것은 경쟁이 나쁘다고 이야기하는 것이 아닙니다. 발전을 위한 적절한 경쟁이 아닌 국가경쟁력을 깎아먹을 정도의 불평등을 만들어 내는 경쟁을 지양하자는 것입니다. 1만원도 안되는 시급을 받으며 힘겹게 아르바이트 하는 청년들에게 ‘더 열심히 살아야 한다’고 훈계하는 것은 또다른 형태의 폭력입니다. ‘나 때는 그러지 않았다’는 훈계보다는 격려를, 그리고 지금보다 약간만이라도 더 좋은 사회를 만들기 위해 내가 뭘 해야 하는지에 대해 고민하는 것이 낫지 않을까요. 참, 동물의 왕국이라는 단어는 취소해야 할 것 같습니다. 고릴라나 오랑우탄 같은 유인원들의 사회도 서로 함께 살기 위해 돕고 양보한다는 연구결과들이 많이 나와있거든요. edmondy@seoul.co.kr

유명 학술지 웹사이트에 공개된 엑스레이 사진 한 장이 여러 외신에 소개되면서 관심이 쏠리고 있다. 환자의 두 손을 보여주는 사진에는 실처럼 보이는 무언가가 몇십 개씩 박혀 있다. 금으로 된 바늘, 이른바 ‘금침’(金鍼)이다. 미국 뉴욕포스트 등 외신은 9일(현지시간) 이날 ‘뉴잉글랜드의학회지’(NEJM·New England Journal of Medicine) 웹사이트에 있는 ‘임상의학 이미지’(IMAGES IN CLINICAL MEDICINE) 부문에 위와 같은 희소 임상 사례가 실렸다고 보도했다. 이는 특히 수원 가톨릭대 성빈센트병원의 박경수 교수(류마티스내과 과장)와 주영빈 교수(임상조교수)가 보고한 국내 사례로, 지금까지 4만 8000회가 넘는 열람 횟수를 기록하며 이번 주 두 번째로 많이 본 게시물로 기록되고 있다. 보고서에 따르면, 환자는 58세 여성으로, 엑스레이 사진은 2014년 4월 촬영한 것이다. 환자는 18세 때부터 손발 관절이 아프기 시작해 10년 전 48세 때 류머티즘성 관절염을 진단받았다. 특히 이 환자는 진단을 받기 전까지 이부프로펜(진통제)으로 버티고 통증을 줄이려고 금침 치료를 받은 것으로 전해졌다. 금침 치료는 동양 의학 중에서도 전통적인 침술로 얇은 순금을 1㎝ 미만의 길이로 나눠 살균 처리한 뒤 통증 부위에 주입하는 방식인데, 그 효과는 과학적으로 입증되지 않았다. 이에 대해 박경수 교수는 “환자는 증세가 가벼웠던 초기에 항류머티즘성 약물을 사용한 적절한 치료를 받는 대신 침구 같은 전통의학에 의존했다”면서 “관절이 이렇게까지 변형한 원인은 류머티즘성 관절염과 관련이 있는 혈액 속 특정 단백질 상승 등 다른 위험 인자를 안고 있던 것과도 관계가 있다”고 설명했다. 한편 NEJM은 세계적으로 가장 우수한 의학잡지로, 학회지 영향력과 권위도를 평가하는 인용지수에서 72.4를 기록하고 있는 부동의 세계 최고 학술지다. NEJM 인용지수는 최고의 과학저널로 알려진 네이처(40.1)나 사이언스(37.2)보다 높은 수준이다. 사진=NEJM 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

혈액에 지방성분이 많아져 끈적끈적해지는 고지혈증을 치료하는데 쓰는 치료제가 간암이 생기는 것도 억제하는 것으로 밝혀졌다.연세대 의대 강은석 내분비내과 교수, 남정보 예방의학과 교수 공동연구팀은 2002~2013년 10년 동안 건강검진을 받은 40세 이상 51만 4866명을 대상으로 고지혈증 치료제에 포함된 스타틴이 포함된 약물 복용여부와 간암발병여부를 분석해 이 같은 결과를 얻었다. 이번 연구결과는 의학 분야 국제학술지 ‘헤파톨로지’ 최신호에 실렸다. 조사 대상자 중 간암이 발병한 사람은 1642명이었는데 연구팀은 이들과 성별, 연령 등 비슷한 조건을 가진 사람 중 암이 발병하지 않은 사람을 추린 뒤 다시 통계학적 신뢰도를 높일 수 있도록 5배인 8129명을 선정해 비교했다. 그 결과 고지혈증 치료제인 스타틴 약물을 먹고 있는 그룹이 그렇지 않은 그룹에 비해 간암 발병률이 56%나 낮은 것으로 나타났다. 또 당뇨를 앓고 있는 환자 1877명에 대한 분석도 시행했는데 당뇨환자의 경우에도 스타틴 계열 약물을 복용하는 그룹이 그렇지 않은 그룹보다 간암 발병률이 72%나 낮은 것으로 조사됐다. 스타틴 계열 약물은 체내 콜레스테롤 생성을 촉진하는 효소를 차단해 혈중 콜레스테롤 수치를 낮추기 때문에 고지혈증 환자는 물론 각종 심혈관계 환자의 합병증 예방을 위해 처방되는 대표적인 약물이다. 강은석 교수는 “스타틴 약물이 대장암, 유방암·전립선암을 예방한다는 연구는 있었으나 간암과 관련한 연구는 드물어 연구를 시작했다”며 “간암 발병 위험률이 높은 당뇨병 환자에게도 스타틴 약물이 간암 예방에 도움이 된다는 사실이 대규모 연구를 통해 처음으로 입증됐다”고 설명했다. 그렇지만 연구진은 간암 예방만을 위해 스타틴 약물 처방받거나 복용하는 것에는 신중해야 한다고 당부했다. 특히 당뇨병 환자 등 간암 고위험군 대상자나 기존 스타틴 약물 복용 환자 모두 반드시 주치의 진료를 통해 스타틴 약물을 처방받고 복용량 증가 여부를 환자 본인 스스로가 절대로 결정해서는 안된다는 것이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난해 9월 11일 밤 경북 경주에 규모 5.8의 강진이 발생했다.지난 15일에는 경주 인근인 포항에서 규모 5.4의 강진이 일어나 16일 오전 기준 이재민 1536명, 부상자 62명의 피해가 발생했다. 1년 사이에 두 차례나 강진이 발생하면서 한반도도 더이상 안전지대가 아니라는 말이 사실로 확인됐다. 전문가들은 이번 포항지진은 2011년 3월에 발생한 동일본 대지진, 지난해 발생한 경주지진의 연속선상에서 봐야 한다고 입을 모으고 있다. 올초 일본 해양연구개발기구 연구진은 동일본 대지진으로 미야기현 앞바다 약 200㎞에 있는 일본해구 부근 단층이 62~65m가량 어긋나 튀어올랐다고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 발표했다. 동일본 대지진으로 일본 본토 지각은 동쪽으로 2.4m 이동했고, 한반도 역시 1~5㎝ 이동한 것으로 조사됐다. 전문가들은 이렇게 동아시아 지역의 지각이 변화함으로써 한반도 지각도 전체적으로 약화, 교란현상을 겪으며 지진을 유발시키는 힘인 응력이 약한 곳으로 터져나오고 있다고 보고 있다. 홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수는 “동일본 대지진의 영향으로 한반도에서 지진발생 빈도가 급증하는 가운데 터져 나온 것이 경주지진”이라며 “경주지진이 발생한 지점으로부터 북동, 남서방향으로 경주지진에 의해 배출된 에너지가 누적됐다가 이번에 포항지진을 유발한 것”이라고 설명했다. 홍 교수는 포항지진에서 배출된 에너지가 다시 북동, 남서방향으로 누적되고 있기 때문에 경주와 포항지역 사이에서 또 다른 강진이 일어날 가능성이 커졌다고 전망했다.현재는 경주나 포항 등 한반도 동남쪽에서 큰 지진이 발생하고 있지만 한반도 지각 전체가 약화돼 있는 상태이고 역사지진을 보더라도 서울, 경기지역과 충청도 지역도 안심할 수는 없다고 전문가들은 입을 모으고 있다. 선창국 한국지질자원연구원 국토지질연구본부장은 “2014년 충남 태안군 서격렬비도 서북서쪽 100㎞ 해역에서 규모 5.1의 강진이 발생한 것에서도 볼 수 있듯이 충청권이나 수도권 일대에서도 포항지진과 비슷하거나 규모 6.0에 가까운 지진이 발생할 가능성은 열어두고 봐야한다”고 설명했다. 우려되는 점은 이번 포항지진에서와 마찬가지로 인구가 집중돼 있고 내진설계가 돼 있지 않은 건물들이 여전히 많은 서울과 수도권에서 규모 5.0 이상의 지진이 지하 5㎞의 얕은 지점에서 발생할 경우 피해는 예상하기 힘들다고 전문가들은 지적하고 있다.조선왕조실록에서는 중종 13년(1518년) 한양에서 규모 6.0으로 환산되는 지진이 발생해 민가가 무너지고 왕의 의자인 용상까지 흔들렸던 것으로 기록돼 있기도 하다. 강태섭 부경대 지구환경과학과 교수는 “조선 초인 1400년대부터 조선 후기인 1800년대까지 1900여 회의 크고 작은 지진이 발생했으며 규모 7.0에 가까운 지진도 있었던 것으로 보인다”라며 “20세기 들어서서 한반도에 지진이 잦아지면서 지진 안전지대라는 인식이 있어왔는데 그동안 꾸준히 누적된 응력이 언제 어디서 폭발할지 모른다”고 말했다. 전문가들은 규모 7.0 이상의 지진의 발생 가능성에 대해서는 규모 6.0~6.5 정도의 강진은 가능하겠지만 규모 7.0 이상의 지진발생 가능성은 희박한 것으로 보고 있다. 선창국 본부장은 “역사기록을 근거로 규모 7.0 이상 지진 발생을 이야기하기도 하지만 불확실한 기록을 근거로 현대의 기준으로 해석하는 것이기 때문에 학자들마다 예측치가 다를 수 있다”고 전제하고 “규모 7.0 이상의 지진이 발생하기 위해서는 단층면의 길이가 30~40㎞ 정도가 깨져야 하는데 한반도에 있는 단층 중에서는 그 정도의 길이를 가진 단층이 없다”고 설명했다. 한편 이번 포항지진이 지열발전소 때문에 발생했을 수 있다는 일부의 주장에 대해 전문가들은 “지열발전소로 인해 규모 2.0 이하의 작은 지진이 발생할 가능성은 있지만 이번 포항지진과 같은 큰 규모의 지진이 발생한 적은 아직 학계에 보고된 바 없다”고 일축했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

요리에 많이 쓰이는 양파. 껍질은 물에 젖으면 보기도 좋지 않고 처리하기도 귀찮다. 그런데 이런 쓸모없는 양파껍질을 이용해 전기를 만드는 기술을 국내 연구진이 개발해 주목받고 있다.포스텍 화학공학과 김진곤 교수, 산딥 마이티 박사와 인도 카락푸르공대 카투아 교수 공동연구팀은 화학처리가 필요치 않는 양파껍질로 전기를 만들 수 있는 압전소자를 개발하는데 성공했다고 15일 밝혔다. 이번 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘나노에너지’ 최신호에 발표됐다. 눈을 깜박이거나 걸음을 걷거나 뛰는 등 운동에너지를 전기에너지로 변환시키는 압전소자 기술은 대표적인 에너지 수확기술로 차세대 에너지원으로도 주목받고 있는 분야다. 문제는 압전소자를 만들 때 필요한 물질이 환경과 인체에 유해하다는 것이다. 연구팀은 셀룰로스 섬유질로 구성된 양파껍질을 이용해 인체는 물론 환경에도 무해하며 효율까지 높은 압전소자를 개발했다. 연구팀은 양파껍질을 이루고 있는 셀룰로스 섬유질이 균일하게 정렬돼 있어 압전효과를 내기 쉽다고 판단했다. 실제로 양파 껍질을 소자 제작에 사용해 에너지를 만들어 낼 수 있다는 것을 확인하고 적은 움직임만으로도 전기를 생산할 수 있을 만큼 민감하고 내구성도 뛰어다는 사실을 발견했다.김진곤 교수는 “이번 연구는 환경오염을 시키지 않는 천연 원료 그 자체로도 전력 생산이 가능한 발전 소자를 개발했다는데 큰 의미가 있다”라며 “웨어러블 기기와 같은 차세대 디바이스 에너지 공급원 개발 기반이 될 수 있도록 업그레이드 시킬 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

옷처럼 입거나 안경처럼 쓰는 웨어러블 컴퓨터 기술이 주목받으면서 유연하고 가벼운 고분자 반도체에 대한 관심이 높아지고 있다.문제는 반도체의 전기적 특성을 보이는 탄소 화합물인 고분자 반도체는 물을 싫어하는 소수성을 갖고 있기 때문에 인체는 물론 환경에도 좋지 않은 유기용매로만 소자제작이 가능하다. 국내 연구진이 비누 성분을 이용해 환경 친화적인 반도체 소자 제작 기술을 개발해 주목받고 있다. 정대성 대구경북과학기술원(DGIST) 교수팀이 비누의 주요 성분인 계면활성제를 이용해 기존의 기술보다 환경친화적인 수성 반도체 잉크를 제조하는데 성공했다고 15일 밝혔다. 이번 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘에너지와 환경과학’ 8일자 표지논문으로 실렸다. 연구팀은 독성이 있는 유기용매를 사용하지 않는 친환경 반도체 제조 공정을 위해 계면활성제를 이용한 반도체 표면 제어기술을 개발했다. 이를 활용한 수성 반도체 잉크를 제작한 것이다. 연구팀은 이 기술을 활용해 다양한 반도체 고분자를 이용해 친환경 전자소자를 만드는데 성공했다. 이렇게 만들어진 친환경 고분자 전자소자는 기존 전자소자와 비슷한 성능을 보여 상용화 가능성도 선보였다.정대성 교수는 “이번 연구는 웨어러블 전자소자의 핵심소재로 주목받고 있는 고분자 반도체를 만들 때 필연적으로 발생하는 환경오염 문제를 근본적으로 해결한 것”이라며 “이번에 개발한 기술로 트랜지스터부터 태양전지, 복합회로, 이미지 센서 같은 다양한 광전자 소자 제작이 가능해질 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

●신장암 발병 새로운 메커니즘 발견 서울대 생명과학부 김재범 교수와 서울대병원 곽철 교수, 삼성서울병원 남도현 교수 공동연구팀은 지방 합성으로 인한 세포주기 이상으로 인해 신장암이 발병하고 전이될 수 있다는 사실을 발견해 분자생물학 분야 국제학술지 ‘몰레큘러 셀룰러 바이올로지’ 11월호에 ‘주목할 만한 연구논문’으로 실렸다. 이번 연구는 신장암 진단 및 항암치료제 개발에 새로운 단서를 제공할 수 있을 것으로 기대되고 있다. ●초정밀 광학렌즈용 절삭기술 개발 한국생산기술연구원(원장 이성일) IT융합공정그룹 최영재 그룹장 연구팀은 국내 처음으로 700나노미터(㎚) 이하 미세패턴을 가공할 수 있는 초정밀 광학렌즈용 절삭가공 원천기술을 개발했다고 14일 밝혔다. 연구팀은 1㎚ 움직임까지 제어가 가능한 절삭가공장치를 개발해 미세패턴을 만들어 낼 수 있게 됐다. 이번 기술은 가상 및 증강현실 기기, 자율주행 자동차용 적외선 카메라, 헤드업 디스플레이 등 다양한 스마트 기기에 활용될 것으로 보인다. ●식물 환경 스트레스 대응 유전자 발견 연세대 시스템생물학과 김우택, 양성욱 교수 공동연구팀이 다양한 환경 스트레스를 감지해 변형된 단백질을 제거하거나 원상태로 돌리는 메커니즘을 만들어 내는 유전자를 발견했다고 14일 밝혔다. 이번 연구는 미국국립과학원에서 발간하는 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호에 발표됐다. 연구팀은 세포 안에서 기능이 상실된 변성 단백질을 제거해 다양한 환경스트레스에 대응해 식물의 생존력을 높이는 핵심유전자를 발견하고 그 원리를 찾아냈다. 이번 연구로 가뭄에 강한 벼, 고온에 강한 배추나 상추 등 다양한 신기능성 작물 개발이 가능해질 것으로 보인다.

가을에서 겨울로 옮겨 가는 요즘 같은 환절기에는 생체 시계 변화 때문에 쉽게 피곤하고 힘들어하는 경우가 많습니다. 그럴 때 옆에서 “고기를 안 먹어서 그래. 내가 살 테니 고기 먹으러 가자”고 하면 갑자기 기운이 나기도 합니다. 그런데 요즘은 이런저런 이유로 채식을 하는 사람들이 늘면서 함께 식사를 하는 자리가 생기더라도 채식하는 사람들의 눈치를 보는 경우도 많아지고 있습니다.인류사에서 가장 큰 변화로 꼽히는 산업혁명 이후부터 소득이 증가하면서 육류를 먹을 수 있는 인구도 점점 늘어났습니다. 실제로 경제학자들은 한 국가가 빈곤에서 벗어나는 가장 첫 번째 신호가 육류 소비량의 증가라고 보고 있습니다. 그러나 생태학자들이나 기후학자들은 세계적인 육류 소비 증가에 대해 마뜩잖은 눈길을 보내고 있습니다. 육류 소비의 증가가 지구온난화를 부추긴다는 생각 때문입니다. 미국의 경제학자이자 문명비평가인 제러미 리프킨 역시 ‘육식의 종말’이란 책에서 현대 문명의 위기를 초래한 원인 중 하나가 인간의 식생활 변화이고 그 핵심에 육류 소비가 있다고 비판하고 있습니다. 미국의 경우 곡물의 70% 이상이 소를 비롯한 가축들에 의해 소비되고 있다는 사례까지 들고 있습니다. 그런데 미국 버지니아공대 동물 축산과학과와 미국 농림부 낙농사료연구센터 공동연구팀이 ‘모든 미국인이 비건(Vegan)이 된다면 과연 지구온난화를 줄일 수 있을까’라는 극단적인 시나리오를 바탕으로 지구온난화의 원인으로 지적되고 있는 이산화탄소의 감소 정도와 그 밖의 장단점에 대한 분석 결과를 발표했습니다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 13일자에 실렸습니다. 비건은 고기는 물론 우유나 달걀도 먹지 않는 엄격한 채식주의자를 일컫는 단어입니다. 연구팀은 도널드 트럼프 미국 대통령이 가장 좋아하는 음식이면서 미국인들이 가장 많이 먹는 메뉴 중 하나인 햄버거를 기준으로 분석했습니다. 이들의 분석에 따르면 햄버거에 들어가는 패티 4개를 생산하는 데는 동물사료 25㎏, 목초지 25㎡, 물 220ℓ가 필요하다고 합니다. 3억 2000만명의 미국인이 모두 비건이 된다면 농업에서 만들어 내는 이산화탄소 배출량은 현재 축산업으로 인해 만들어지는 이산화탄소 배출량보다 28%나 줄어든다고 합니다. 현재 미국 전체 이산화탄소 배출량 중 축산업이 미치는 영향은 절반에 가까운 49% 정도입니다. 연구팀은 일부 과학자나 환경운동가들이 주장하는 것처럼 고기를 덜 먹는다고 해서 이산화탄소를 비롯한 온실가스 방출량이 획기적으로 그리고 엄청나게 줄어드는 것은 아니라는 점에 주목했습니다. 연구팀은 고기 생산을 위해 축산업에서 사용하는 모든 토지를 식량 개발을 위한 경작지로 전환한다고 할 때 농업 폐기물을 태우는 과정에서 이산화탄소가 배출되는 한편 동물 배설물을 원료로 해 만드는 퇴비를 대체하는 합성비료를 만드는 과정에서 또 온실가스가 발생하기 때문에 생각만큼 많이 줄어드는 것은 아니라고 지적하고 있습니다. 또 완전한 채식으로 전환할 경우 현재 사람들에게 필요한 칼슘이나 비타민A, 비타민B12를 비롯한 영양소와 신체활동에 필요한 핵심지방산을 충족시키기 어렵다고 연구진은 보고 있습니다. 지나친 육식으로 망가진 지구 시스템이나 건강상 문제를 채식 중심의 식단으로 고칠 필요는 있겠지만 완벽한 채식주의도 해결책은 아니라는 것을 이번 연구 결과는 보여 주고 있습니다. 뭐든 극단적인 선택은 바람직하지 않은가 봅니다. edmondy@seoul.co.kr

1940년 11월 7일 오전 11시 미국 서부 워싱턴주 타코마 다리가 처음에는 위아래로 출렁이기 시작해 결국 꽈배기처럼 꼬이더니 중간에서 끊어져 버리는 사고가 발생했다.타코마와 킷샙 반도를 잇는 타코마 다리는 당시 세계에서 세 번째로 긴 현수교로 초속 60m의 바람에도 견딜 수 있도록 설계됐다고 해서 미국 공학기술의 자랑처럼 여겨졌다. 그런데 초속 19m의 바람에 개통 4개월 만에 힘없이 무너졌다. 타코마 다리는 다리 판을 얇고 가벼운 강판으로 만들어 케이블로 연결한 현수교로 강풍에도 견딜 수 있게 설계됐다. 얇은 강판을 사용했기 때문에 개통 당시부터 유난히 흔들림이 심해 ‘널뛰는 다리’라는 별명이 붙을 정도였다. 바람이 조금이라도 불면 다리가 출렁거려 다리를 건너는 사람들은 배멀미를 하기도 했다. 교량 설계자들은 다리를 설계할 때 강한 바람에는 견딜 수 있도록 했지만 진동에너지에 대해서는 고려하지 못한 것이다. 결국 바람이 불면서 구조물이 견디지 못할 정도로 진동이 강해지면서 ‘공탄성(空彈性) 플러터’ 현상으로 다리가 비틀리면서 부러져 버렸다. 고속으로 비행할 때 비행기의 양 날개가 떨리는 것도 공탄성 플러터 현상이다. 비행기를 설계할 때 공탄성 플러터 현상을 고려하지 않게 되면 고속 비행 중간에 날개가 부러져 치명적인 사고를 유발할 수 있다.그런데 최근 영국 런던에 있는 명물인 ‘밀레니엄 다리’ 역시 보행자들의 걸음으로 인한 공진 현상을 고려해 보완 공사를 하지 않는다면 위험할 수 있다는 지적이 나왔다. 세인트폴 대성당과 테이트모던 미술관을 잇는 밀레니엄 다리는 2000년 여름 영국 정부와 런던시가 새 천년을 기념하기 위해 개통한 것으로 관광 명소로 주목받고 있다. 미국 조지아주립대 수학과, 통계학 및 신경과학연구소, 러시아 볼가국립대 수학과, 니지니 노브고르드 로바쳅스키 국립대 통제이론학과 공동연구진은 하루에 2000명가량이 오가는 밀레니엄 다리에 공진 현상 때문에 구조적 문제가 발생할 가능성이 크다는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 10일자에 발표했다. 1831년 영국 맨체스터의 브로턴 다리도 군인들이 발을 맞춰 지나가는 도중에 힘없이 무너지는 일이 벌어지기도 했다. 2011년 7월 서울 광진구 구의동 39층 테크노마트 건물 고층부에서 흔들림 현상이 나타난 것도 12층 운동시설에서 사람들이 ‘태보운동’을 하면서 나타난 공진 현상 때문일 것이라는 분석 결과가 나온 바 있다. 밀레니엄 다리도 개통 당일 다리를 건너기 위해 엄청난 시민들이 몰려들면서 극심하게 흔들려 개통 사흘 만에 폐쇄된 바 있다. 개통 당시처럼 사람들이 몰려드는 것은 아니지만 지금과 같이 운영할 경우는 큰 사고가 발생할 수 있다는 것이다. 공학자들은 모든 교량은 자동차와 사람, 다리 사이를 지나는 바람으로 조금씩 움직임이 있을 수 있다고 가정하고 있다. 건축물 고유의 진동수가 사람들의 걸음의 진동수와 일치하는 공진 현상이 발생하면 진동에너지가 증폭되면서 위험한 수준에 이를 수 있지만 설계 시 진동수가 일치하는 정확한 임계점에 대한 고려는 많지 않은 것이 사실이다. 연구팀은 복잡한 수학적 모델을 이용해 밀레니엄 다리를 비롯한 각종 교량의 흔들림이 공진 현상의 일종인 ‘위상동기’(phase-locking) 원리 때문에 발생한다는 사실을 발견했다. 이를 바탕으로 밀레니엄 다리를 한 번에 건너는 사람들의 임계값이 165명이라는 것을 밝혀냈다. 통행인원이 165명을 넘을 경우는 다리가 심하게 요동칠 수 있다는 설명이다. 연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해서는 다리가 출렁일 경우 각 보행자의 보행 패턴을 바꿔 주거나 다리의 상판을 좀더 무겁게 만들거나 유동성을 줄이는 재료로 보완공사를 할 필요가 있다고 조언했다. 이고르 벨야크 조지아주립대 수학과 교수는 “영국 브리스톨에 있는 클리프턴 현수교처럼 정부나 지방자치단체들은 대규모 행사 때 많은 사람이나 차량이 한꺼번에 다리를 건너도록 하는 것은 제한할 필요가 있다”며 “연구자들의 경우 교량에 대해 연구하면 할수록 다리 건너는 것을 꺼리고 불편하게 여기는 것이 사실”이라고 말하기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

관능적인 붉은 색의 와인이 담긴 둥그런 잔을 손가락 사이에 끼우고 빙빙 돌리는 모습을 보면 여유가 있어보이며 고급스럽다는 생각을 갖게 해준다.고급스럽고 격식이 차려진 자리에서는 꼭 나와야 할 것만 같은 술, 와인을 사람들은 언제부터 마셨을까. 기원전 9000년 경 신석기 시대부터 포도를 비롯한 과일을 따서 그대로 두면 과일껍질에서 천연 효모가 나와 발효가 진행돼 술이 만들어졌다고 알려져 있다. 유적이나 기록상으로는 기원전 5400~5000년 전에 이란 토기에서 와인 성분이 검출돼 가장 오래된 기록으로 알려져 있다. 이집트에서는 기원전 3500년으로 추정되는 포도재배, 와인제조법이 새겨진 유물이 출토됐다. 이후 기원전 2000년 바빌론의 함무라비 법전에서도 와인의 상거래에 대한 내용이 나와 기원전 2000년 쯤에는 와인을 마시는 것이 일반화된 것으로 추정되고 있다. 그런데 최근 미국과 캐나다 공동연구진이 지금까지 알려진 것보다 훨씬 빠른 시기인 8000년 전 신석기 시대에 이미 와인을 만들어 마셨다는 연구결과를 발표했다. 토기를 처음으로 만들어 쓰기 시작한 신석기인들이 자신들이 만든 토기에 와인을 담아 빙빙 돌리며 마셨다는 것이다. 미국 펜실베니아대, 보이시주립대, 캐나다 토론토대, 그루지아 국립박물관, 프랑스 몽펠리에대, 이탈리아 밀라노대, 이스라엘 와이즈만과학연구소 국제공동연구진이 신석기 시대 유물을 분석한 결과 와인성분이 포함돼 있다는 사실을 확인하고 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 13일자에 발표했다.연구팀은 러시아와 터키 사이에 위치한 그루지아의 신석기 유적지에서 기원전 6000~5800년에 사용했던 토기조각을 수집해 토기조각 속 물질의 질량분석을 한 결과 와인성분을 찾아냈다. 흔히 포도주 산이라고 부르는 타타르산이 주로 채취됐고 말릭산과 시트릭산 등 포도같은 과일을 발효시켰을 때 나오는 물질들이 검출됐다. 실제로 그루지아에서는 아직도 점토로 빚은 커다란 항아리인 크레브리에 으깬 포도를 넣고 자연발효시키는 전통 양조법이 전해져 내려오고 있다. 크레브리 양조법은 유네스코 인류무형문화유산으로도 정해져 있다. 패트릭 맥거번 펜실베니아 고고학박물관 박사는 “이번 연구는 인류의 가장 오래된 술인 와인의 역사를 다시 쓰게 해줬다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

과학자들이 실험용 배양접시에서 간암 덩어리를 만드는데 성공했다. 실제 사람의 몸 속에서 생기는 간암 덩어리의 형태나 모양은 물론 유전자까지 그대로 만들어 내 간암 치료제나 간암 관련 기초연구에 사용할 수 있게 돼 간암 정복에 한 걸음 다가서게 됐다는 평가를 받고 있다.영국 케임브리지대 웰콤트러스트 연구소, 에딘버러 왕립병원, 네덜란드 에라스무스의대 공동연구진은 사람들이 가장 많이 걸리는 간암 3종류에 대한 오가노이드 배양체를 만드는데 성공하고 의학 분야 국제학술지 ‘네이처 메디슨’ 13일자에 발표했다. 이번에 연구팀이 만든 오가노이드는 3차원 조직배양으로 실제 조직이나 세포와 유사하게 만든 ‘미니 유사 장기’를 말한다. 특히 이번 연구에는 구본경 오스트리아 분자생명공학연구소 그룹리더가 공저자로 참여했다. 구 박사는 당시 영국 웰콤트러스트 의학분과 줄기세포연구소에서 연구에 참여했다. 연구진은 간암 환자 8명의 종양에서 간암 줄기세포를 분리해 줄기세포가 성장하고 분화하는데 필요한 인자들을 넣어주면서 실험용 접시에서 배양했다. 간암 조직이 증식하는 모습을 외부에서 재현해 그 과정을 관찰할 수 있게 된 것이다. 연구팀은 이렇게 만들어진 오가노이드를 분석해 29종의 화합물 중 간암 세포의 확산을 막는 효과가 뛰어난 물질을 찾아냈다. 간암이 생기도록 조작한 생쥐에게 이렇게 찾은 물질을 투여하자 1주일 뒤 종양의 크기가 절반 이하로 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. 이번 연구 덕분에 환자의 암세포를 떼어내 실험용 접시에서 오가노이드를 만든 뒤 여러 종류의 항암제를 투여해 가장 효과가 좋은 항암제를 찾아 투여하는 방식으로 환자 맞춤형 ‘항암치료’에도 활용될 수 있게 된다. 구본경 박사는 “이번 연구는 한국인에게서 가장 많이 발생하는 간암에 대한 연구이기 때문에 국내 의학계에서도 관심을 가질 만한 성과”라고 자평했다. 연구를 주도한 메리첼 후흐 케임브리지대 교수는 “이번 연구는 환자에게 어떤 약물이 맞는지 시험하는데 쓸 수 있을 뿐만 아니라 간암에 대한 기초 연구를 가능케 한다”며 “연구에 쓰이는 실험동물의 수도 줄일 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

겨울에서 봄으로 넘어갈 때나 가을에서 겨울로 넘어가는 환절기에는 몸에 이상을 호소하는 사람들이 많습니다.여느 때보다 병원을 찾는 이들도 많다고 합니다. 계절이 바뀌면서 체내 호르몬 분비의 변화 뿐만 아니라 흔히 생체리듬이라고 하는 생체시계의 변화 때문이기도 합니다. 이런 생체시계의 변화로 인한 후유증은 긴 휴가를 보내고 일상으로 복귀할 때도 마찬가지로 나타난다. 이 때문에 지난달 초 긴 추석 연휴 끝에 연휴 후유증으로 출근과 등교를 어려워 하는 사람들이 많이 눈에 띄기도 했다. 실제로 사람들은 태어날 때부터 누가 가르쳐 주지 않아도 날이 밝으면 잠에서 깨고 어두워지면 잠자리에 듭니다. 또 일정시간이 되면 배가 고파지는 것도 생체시계의 일종인 소위 ‘배꼽시계’가 작동해 소화효소를 배출하기 때문입니다. 사람을 비롯한 생명체들은 지구 자전으로 낮과 밤이 주기적으로 변하는 것에 맞춰 24~25시간을 주기로 일정하게 움직이는 신체리듬을 갖고 있습니다. 이 신체리듬을 ‘생체시계’(biological clock)나 ‘일주기 리듬’(Circadian Rhythm)이라고 부르는데 약 25억년 전 지구에 나타난 시아노박테리아도 24시간 주기의 생체시계를 갖고 있었다고 합니다. 지난달 2일 올해 첫 노벨상 수상자 발표인 노벨생리의학상은 초파리를 이용해 일주기 리듬을 제어하는 유전자를 분리하고 생체 시계의 작동 메커니즘을 밝혀낸 제프리 홀 미국 메인대 교수, 마이클 로스바시 브랜다이스대 교수, 마이클 영 록펠러대 교수에게 돌아갔습니다. 과학계에서 이들의 발견은 기존 생체시계에 대한 개념을 완전히 바꾼 일종의 ‘패러다임 쉬프트’로 받아들여졌습니다. 이들은 생체시계 작동에 필수적인 ‘피리어드’ 유전자를 활성화시키는데 필요한 단백질을 발견하고 빛이 생체시계와 일치하도록 만드는데 필요한 단백질들까지 발견했기 때문입니다. 피리어드 유전자가 만들어 내는 단백질 농도가 24시간 주기로 놀랄만큼 정확하게 변화함으로써 인간의 행동, 호르몬의 혈중농도, 수면, 체온, 대사 등 필수기능을 조절한다는 것입니다. 외부환경과 체내 생체시계가 일시적으로 차이를 보일 때는 시차부적응 현상 같은 단기적 증상이 나타나지만 계속 문제가 될 경우 면역계의 균형이 무너져 각종 알레르기나 자가면역질환 같은 난치성 만성질환에 시달릴 수 있게 된다고 합니다. 생체시계 교란으로 인해 면역체계가 완전히 무너질 경우 만성염증은 물론 심할 경우 패혈증으로 이어져 사망에 이르는 경우도 있다고 하네요. 그런데 의학 분야 국제학술지 ‘사이언스 중개의학’ 8일자(현지시간)에는 영국 분자생물학연구소, 케임브리지대 의대 애든브룩스 병원, 맨체스터대 부속 사우스맨체스터 아너러리 대학병원 공동연구진이 수행한 생체시계와 관련한 재미있는 연구결과가 또 하나 실렸습니다.그동안 생물학자와 신경과학자들은 생체시계가 시각 신호를 전달받고 처리하는 시신경교차상핵이라는 시상하부의 영역에만 있다고 생각해 왔습니다. 그런데 신체 다른 각 부위의 세포에도 생체시계 조절기가 있다는 것이 밝혀졌다고 합니다. 연구팀은 상처 치유에 필수적인 섬유아세포라는 피부세포를 연구했는데 이 세포들도 생체시계를 갖고 자기조절력을 발휘한다는 것을 밝혀냈습니다. 연구팀은 섬유아세포를 성장시킨 피부세포를 실험접시에 놓고 8시간 간격으로 상처를 낸 다음 치유되는 과정을 살펴봤습니다. 생체시계 작동 시간이 다른 때를 잡아 상처를 내고 치료 속도와 과정을 살핀 것입니다. 그 결과 낮에 입은 상처가 밤에 난 상처보다 빨리 치유된다는 사실을 알게 된 것이지요. 실험접시의 실험에서 벗어나 실제 생쥐에게 서로 다른 생체시계 시간에 상처를 내고 치유과정을 살펴본 결과도 마찬가지였다고 합니다. 상처 치유를 위한 단백질이 낮시간에 더 활발히 작동한다는 것입니다. 상처치유 단백질도 밤 시간에는 잠이 든다는 얘기로 볼 수 있습니다. 연구진은 국제화상상해 데이터베이스를 조사한 결과 야간 화상환자가 낮 화상환자보다 치유기간이 평균 11일 이상 더 오래걸린다는 사실도 확인했습니다. 존 오닐 분자생물학연구소 박사는 “이번 연구를 통해 상처 발생시간이 치유속도에도 관여한다는 사실을 알게 됐다”며 “추가적이고 좀 더 명확히 통제된 임상시험을 해봐야겠지만 이 연구결과 대로라면 개인의 일주기 리듬에 맞춰 수술을 하는 것이 회복기간도 줄이고 회복속도를 높일 수 있음을 알 수 있다”고 말했습니다. 이 연구를 보고 갑자기 궁금증이 생기네요. 타인에게 입은 마음의 상처도 밤에 받은 것보다 낮에 받은 것이 더 빨리 잊혀지고 치유될까요. edmondy@seoul.co.kr

유전자를 편집할 수 있는 유전자 가위 기술과 줄기세포는 첨단 생물학 기술 중 하나로 손꼽히고 있다. 최근 일본 연구팀이 생쥐의 배아줄기세포를 이용해 신장조직 일부를 만드는데 성공해 주목받고 있다.구마모토대 발생의학연구소 니시나카무라 류이치 교수팀은 쥐의 배아줄기세포로 소변을 모으는 역할을 하는 집합관을 포함한 신장 조직 일부를 만드는데 성공하고 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 스템셀’ 10일자에 발표했다. 이번 연구결과는 신장병 환자를 치료하는 재생의료 분야는 물론 장기재생 가능성을 보여준 것으로 평가받고 있다. 신장은 혈액 속 노폐물을 걸러 소변을 만드는 기본 단위인 네프론(Nephron)이 100만개 정도 모여있다. 네프론은 머리카락 굵기인 지름 0.1~0.2㎜의 소기관이다. 연구팀은 이전에도 쥐의 배아줄기세포와 사람의 역분화줄기세포(iPSC)로 네프론을 만드는데 성공했지만 소변을 모아 요도로 흘려보내는 집합관과 네프론을 이어 붙이는데는 실패했다. 연구팀은 이번에는 쥐의 배아줄기세포만으로 소변을 배출하는 집합관을 만드는데 필요한 기본단위인 ‘요관아’(尿管芽) 세포를 만드는데 성공했다. 또 요관아를 배앵해 집합관으로 성장시키는 방법도 만들어 냈다. 연구팀은 네프론과 요관아 세포를 섞고 쥐의 배아줄기세포에서 추출해 낸 세포결합 기능을 더해 1주일 동안 배양하며 관찰했다. 그 결과 네프론과 집합관이 연결된 직경 1㎜ 크기의 원반형 쥐 태아의 신장조직이 만들어지는 것을 관찰했다. 니시나카무라 교수는 “이번 연구에 따라 인공투석을 받는 중증 신장병 환자의 치료에 응용할 수 있을 것으로 기대한다”며 “신장기증자를 구하기 어려운 상황에서 실험실에서 생쥐를 이용해 신장을 만들 수 있는 만큼 많은 환자를 구할 수 있게 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“한 잔의 술에 시름을 잊고~”시름을 잊게 하기 위해 낮 술 한 잔을 기울이는 이들을 종종 볼 수 있다. 그런데 시름을 잊으려는 한 잔 술이 잦다보면 뇌에서 더이상 새로운 신경세포를 만들어 내지 못해 판단력 등 뇌기능을 떨어뜨릴 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 텍사스대 의대 신경과학 및 세포생물학과 연구진은 잦은 음주가 새로운 신경세포를 만들어 내는 뇌의 성체 줄기세포 성장을 차단하고 사멸시켜 판단력이나 기억력 같은 뇌기능을 저하시킨다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구는 생물학 분야 국제학술지 ‘스템 셀 리포츠’ 최신호에 발표됐다. 연구팀은 생쥐를 이용해 실험한 결과 알코올에 자주 노출된 쥐들은 뇌실의 밑부분인 뇌실하대(subventricular zone)의 성체줄기세포가 크게 망가진다는 사실을 확인했다. 뇌실하대는 동물의 뇌에는 종양과 신경퇴행질환으로부터 뇌를 보호하기 위해 새로운 뇌세포가 만들어지는 2개의 뇌 영역 중 하나다. 특히 암컷 생쥐가 수컷 생쥐보다 음주로 인한 뇌줄기세포 파괴가 심한 것으로 조사됐다. 암컷 생쥐들은 수컷 생쥐보다 심하게 술에 취한 행동을 보였고 뇌실하대 부분의 줄기세포 숫자도 훨씬 많이 줄어든 것을 연구팀은 확인했다. 연구팀은 “그동안 뇌의 신경세포 수는 출생 초기에 고정되기 때문에 알코올에 의해 뇌 손상을 치료하는 최선의 방법은 남은 신경세포를 보호하는 것 밖에 없다고 생각해왔다”며 “성인의 뇌에는 줄기세포가 있어서 새로운 신경세포를 만들어 내지만 알코올로 인해 뇌 줄기세포 자체가 파괴되면 뇌손상을 보호할 수 있는 방법이 없다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

간질이라고 불렸던 뇌전증은 다양한 원인에 의해 발생하기 때문에 치료가 쉽지 않다.특히 신경발달장애를 겪는 어린이들은 뇌전증이 동반되는 경우가 많은데 뇌전증 발생 초기에 치료를 시작하는 것이 뇌성장과 발달, 인지기능 형성에 매우 중요하다. 그런데 국내 연구진이 미국식품의약국(FDA) 승인을 받아 현재 시판 중인 콜레스테롤 조절제가 뇌전증을 억제하는데도 도움이 된다는 사실을 처음으로 밝혀냈다. 한국뇌연구원 뇌질환연구부 정의엽 연구원과 미국 듀크대 용회장 교수는 혈중 콜레스테롤 농도를 낮춰주는 ‘로바스타틴’이란 약이 뇌전증 발생도 억제한다는 사실을 밝혀내고 신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴로바이올로지 오브 디지즈’ 최신호에 발표했다.연구팀은 신경발달장애를 연구하는데 쓰이는 대표적인 실험동물은 ‘엔젤만 신드롬 생쥐’를 이용해 시판 중인 혈중 콜레스테롤 조절제 로바스타틴을 주입했다. 엔젤만 신드롬 생쥐는 생쥐에게 신경발달장애를 일으키도록 유전자를 조작한 것으로 80~90%가 뇌전증 증상을 보이는 것이 특징이다. 연구팀이 강한 소리자극을 주자 생쥐는 뇌전증 증상을 보였는데 로바스타틴을 먹은 생쥐는 뇌전증 현상이 억제된 것을 확인할 수 있엇다. 정의엽 연구원은 “이번 연구를 통해 뇌전증 증상이 있는 아동에게 로바스타틴을 투여해 증상을 억제할 수 있다는 사실을 밝혀냈다”며 “로바스타틴이 어떻게 뇌전증 억제효과를 갖는지에 대한 후속연구를 추가로 진행할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구온난화와 기후변화의 주범으로 꼽히는 이산화탄소를 쓸모 있는 메탄연료로 바꿔주는 광촉매 기술을 국내연구진이 개발했다.카이스트 화학과 송현준 교수와 목포대 남기민 교수 공동연구팀은 탄산수에 포함된 이산화탄소를 태양광을 이용해 99% 순도의 메탄연료로 변환시키는 금속산화물 광나노촉매를 개발하는데 성공했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 7일자에 실렸다. 태양광은 차세대 에너지 원으로 주목받고 있지만 날씨의 영향을 많이 받는다는 단점이 있다. 이 때문에 많은 과학자들이 태양광 에너지를 메탄이나 바이오 연료 등 화학에너지로 직접 변환해 저장이나 이용측면에서 용이하게 만드는 연구를 진행 중에 있다. 특히 태양광으로 이산화탄소를 쓸모있는 연료로 변환시키는 기술이 주목받고 있는데 이산화탄소는 매우 안정적인 물질이기 때문에 변환이 쉽지 않다. 연구팀은 선크림에 주로 쓰이는 아연산화물 나노입자를 합성한 뒤 표면에 구리산화물을 단결정으로 성장시켜 콜로이드 형태의 아연-구리산화물 혼성 나노구조체를 만들었다.구리산화물은 빛을 받으면 높은 에너지를 가진 전자를 만들어 탄산수에 녹아있는 이산화탄소를 메탄으로 손쉽게 바꿔주는 역할을 한다. 아연산화물도 빛을 받으면 전자를 만들어 구리산화물로 전달해주기 때문에 나뭇잎에서 일어나는 광합성현상과 유사한 원리로 반응시간을 오래 유지할 수도 있다는 장점이 있다. 일반적으로 수용액에서 반응실험을 할 경우 이산화탄소에서 99%의 순수한 메탄을 얻을 수 있다. 송현준 교수는 “태양광을 이용한 이산화탄소의 직접 변환 반응의 상용화에는 많은 시간이 필요하지만 이번 연구에서처럼 나노 수준의 촉매 구조의 정밀한 조절은 광촉매 반응의 효율과 시간을 단축시킬 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

순서 지켜야 쾌감 느끼는 실험 쥐들 차례 대기 규칙 설정·수행예수나 부처처럼 성인이 아니고 공자나 맹자처럼 드높은 이상을 가진 사상가도 아닌 보통 사람들은 코앞의 이익 때문에 멀리까지 못 보는 경우가 많습니다. 흔히 ‘나만 아니면 돼’ 또는 ‘나만이어야 해’라는 마음속 깊은 곳에 자리잡은 이기심 때문에 단기적 이익에 매달리는 경우가 많습니다. 영화나 소설에서도 눈앞의 이익을 쫓다가 목숨을 잃거나 다치는 장면이 자주 등장합니다. 관객들은 그런 장면을 접할 때마다 안타까워하면서도 대놓고 비난하지 못합니다. 바로 누구나 내면에 그런 본성이 잠자고 있기 때문이 아닌가 싶습니다. 사실 인간을 비롯한 많은 생물체들이 지구라는 공간에서 북적거리며 살다 보니 한정된 자원을 놓고 다른 개체들과 갈등 상황에 놓이는 것은 당연한 일입니다. 개인 간 분쟁뿐만 아니라 국가나 민족 간 전쟁도 쌓여 있던 갈등이 폭발하면서 발생하는 것입니다. 다양한 분야의 학자들은 한정된 자원을 놓고 서로 이득이 되고 갈등을 피할 수 있는 방법을 이야기하고 있습니다. 그중 진화생물학에서는 갈등 상황에서는 상호 간 타협 가능한 규칙을 만들어 질서를 지키도록 한다면 서로의 이익을 늘릴 수 있다고 설명하고 있습니다. 영국의 진화생물학자이자 수리생물학자인 존 메이너드 스미스가 ‘부르주아 전략’이라고 부른 이 개념은 자원 독점을 위해 무조건 싸우거나 회피하는 것보다는 두 전략을 적절히 혼합한 전략이 생존에 도움이 된다는 어찌 보면 ‘뻔한’ 소리입니다. 그렇지만 놀랍게도 생물학자들은 나비나 실잠자리, 거미류 등이 실제로 부르주아 전략을 활용한다는 사실을 발견했습니다. 최근 국내 연구진은 대표적인 실험동물인 생쥐들도 이런 전략적 행동을 한다는 사실을 처음으로 확인했다고 합니다. 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성연구단 신희섭 단장팀은 생쥐들이 눈앞에 놓인 당장의 이익을 참고 규칙을 지킴으로써 장기적 이익을 얻으려는 전략적 행동을 구사한다는 것을 관찰하고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 8일자로 발표했습니다. 연구팀은 한 쌍의 생쥐에게 뇌의 쾌락중추를 자극하는 헤드셋을 씌운 뒤 3칸으로 나누어진 상자에 넣었습니다. 실험을 시작할 때 생쥐들은 상자의 가운데 구역에 있다가 좌우 양쪽구역(보상구역) 중 불이 켜진 곳으로 들어가면 쾌감을 느끼도록 했습니다. 조명이 켜진 쪽으로 들어가면 쾌감을 느끼도록 했지만 한 번에 두 마리가 동시에 들어가면 자극이 꺼지도록 장치를 했습니다. 연구팀은 생쥐들이 반복 학습을 통해 쾌감을 얻기 위해서는 보상구역에 들어가야 하고 동시에 들어가면 안 된다는 것을 인식하도록 만들었습니다. 그 결과 동료 생쥐가 보상구역에서 쾌감을 느끼고 있을 때 다른 생쥐는 같은 구역으로 진입하지 않는다는 사실을 확인했습니다. 다른 쪽 보상구역에서 불이 켜지기를 기다렸다가 들어가는 것이었습니다. 같은 보상구역에 들어가 상대의 보상 기회를 방해하지 않고 기다리다가 자신의 차례를 기다리는 일종의 사회적 행동규칙을 만들어 수행한 것입니다. 더군다나 연구팀은 생쥐가 규칙을 지키는 것은 몸무게나 크기 같은 외형이나 생쥐 간 친밀도, 학습능력, 습관적인 방향 선호도 같은 개인적 성향과도 무관하다는 것도 확인했습니다. 눈앞의 이익 때문에 ‘나 하나쯤이야’ 하는 생각으로 규칙을 무시하는 사람들이 점점 늘고 있습니다. 이런 상황에서 개체의 단기적 이익을 포기하고 규칙을 지키며 집단의 이익을 도모하는 생쥐의 행동은 ‘각자도생’이라는 구호를 앞세우고 노골적인 경쟁을 부추겨 ‘헬조선’이라는 말이 일상화된 한국 사회에 시사하는 바가 큰 것 같습니다. edmondy@seoul.co.kr