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  • 웃음·장난에 관여하는 뇌 부위 찾았다 [달콤한 사이언스]

    웃음·장난에 관여하는 뇌 부위 찾았다 [달콤한 사이언스]

    네덜란드의 역사학자이자 사상가인 요한 하위징아는 인류를 ‘놀이하는 인간’(호모 루덴스)으로 정의하고 인류의 문화는 그 자체로 놀이의 성격이 강하다고 주장했다. 놀이, 또는 장난치기는 인간을 포함한 동물에게서 가장 이해하기 어려운 행동 유형이다. 과학자들은 인간을 비롯해 다른 동물들의 장난기와 웃음을 제어하는 신경 경로를 명확히 파악하지 못하고 있다. 이런 상황에서 독일 베를린 훔볼트대 계산신경과학센터, 베를린 아인슈타인 신경과학연구센터, 베를린 자유대, 국립 퇴행성신경질환연구센터, 하이델베르크대 공동 연구팀은 동물 실험을 통해 웃음과 장난에 관여하는 핵심 뇌 부위를 찾아냈다고 30일 밝혔다. 이번 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’ 7월 29일자에 실렸다. 동물의 놀이 행동을 연구하기 위해서는 놀이에 도움이 되는 환경을 조성한 뒤 실험해야 한다. 그렇지만 실험동물로 많이 쓰이는 생쥐는 불안하거나 제지당하면 자발적으로 놀이 행동을 하지 않기 때문에 실험이 쉽지 않다. 이에 연구팀은 실험용 생쥐가 자유롭게 움직일 수 있도록 환경을 조성하고 새로운 분위기에 익숙해질 수 있도록 며칠의 시간을 줬다. 그다음 통제된 조건에서 손가락으로 생쥐와 장난하고 생쥐의 등과 배를 간지럽혀 쥐가 내는 소리와 뇌 활동을 측정했다. 생쥐는 사람처럼 웃지는 않지만 기분이 좋을 때는 사람이 들을 수 없는 음조로 소리를 내는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 이 소리를 관찰한 것이다. 실험 결과 생쥐는 간지럼과 놀이에 대한 강한 신경 반응이 ‘수도관주위회색질’(중뇌수도회색질·PAG) 측면에서 나타나는 것으로 확인됐다. PAG는 중뇌에 있는 부위로 자율 기능, 동기 행동, 위협 자극에 대한 행동 반응에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 연구팀이 PAG 활동을 억제하면 생쥐는 놀이에 참여하지 않고 웃음도 웃지 않는 것으로 나타났다. 또 불안을 유발하도록 설계된 낯선 환경에 놓은 생쥐는 PAG 측면에 있는 세포 활동도 감소했다. 연구팀에 따르면 웃음이 놀이에서 매우 중요하며 뇌에 이런 행동을 조절하는 일종의 조직 신호가 있다는 점을 보여준다. 아이들의 경우 서로 놀면서도 싸울 때 웃음이 나는지 확인하고 상대가 더 이상 웃지 않으면 싸움을 멈추는 것이 대표적인 사례다. 연구를 이끈 미카엘 브레흐트 베를린 훔볼트대 교수는 “많은 사람이 놀이는 유치하다고 생각하면서 과소평가하고 있다”라면서 “이번 연구는 놀이가 뇌에서 행동을 통제하는 자기 훈련 행동이라는 점을 보여준다”라고 설명했다. 연구팀은 다른 동물에게서도 같은 반응이 나타나는지 추가 연구를 진행할 예정이다.
  • 부모 조기사망 영향 남자아이 더 크게 받는다 [사이언스 브런치]

    부모 조기사망 영향 남자아이 더 크게 받는다 [사이언스 브런치]

    맹자는 제나라 선왕이 왕도정치에 대해 질문했을 때 “늙어서 아내가 없거나 지아비가 없는 이, 자식이 없는 사람, 어려서 부모가 없는 사람을 먼저 돌보는 것이 왕도”라고 답했다. 맹자가 말한 ‘환과고독’은 세상에 의지할 데 없는 어려운 사람을 일컫는다. 특히 어려서 부모를 잃는 경우는 정신적 충격과 함께 극심한 경제적 어려움을 겪을 가능성이 커진다. 경제학자, 통계학자, 실험심리학자들이 조실부모가 실제 아이들에게 어떤 영향을 미치는지 조사했다. 핀란드 위베스퀼레대, 헬싱키 노동경제연구소, 독일 IZA 노동경제연구소, 아일랜드 더블린대(UCD) 공동 연구팀은 부모의 조기 사망으로 인한 경제적, 의학적 영향은 남자아이가 여자아이보다 더 크게 받는다고 28일 밝혔다. 연구팀에 따르면 21세 이전에 부모의 사망을 경험하는 것은 남아, 여아 모두 성인이 된 뒤 정신 건강에 문제가 발생하는 경우가 많고 소득수준은 낮아지고 실업률은 높아지는 경향과 연관돼 있다. 이런 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘역학 및 지역 보건학’ 7월 26일자에 실렸다. 연구팀은 1971~1986년에 태어나 2016년에 최소 30세가 되는 96만 2350명의 핀란드인을 대상으로 21세 이전 부모 사망 여부와 26~30세 정신건강, 취업상태 및 급여 수준을 정밀 분석했다. 분석 결과, 약 15%인 14만 5673명이 31세 이전에 부모를 잃은 경험이 있었고 어머니의 사망을 경험한 사람은 5% 미만이었고 아버지 사망을 경험한 사람은 12%를 넘는 것으로 나타났다. 이 가운데 6만 5797명이 21세 이전에 양친 또는 한쪽 부모를 잃었으며 이들은 30세 이후 부모를 잃은 사람들보다 신경정신질환으로 병원에 입원하거나 통원 치료할 가능성이 높은 것으로 조사됐다. 특히 남성이 여성보다 조실부모에 대한 충격이 더 커 남성은 병원에 입원할 가능성이 그렇지 않은 남성보다 70% 더 높은 것으로 나타났다. 병원 입원 이유는 약물 과다복용이나 고의적 자해로 조사됐다. 부모를 일찍 잃은 여성들도 그렇지 않은 사람보다 병원 입원 가능성은 2배 가량 높은 것으로 조사됐다. 또 21세 이전에 부모를 잃은 경우 남녀 모두 학교 교육 기간이 짧은 것으로 나타났으며 연간 소득도 낮고 26~30세에 실직 기간도 긴 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 남성의 경우 아버지의 조기 사망은 연간 소득을 평균보다 약 16.5% 감소시키는 효과가 있었으며 정규직 고용 가능성도 6%나 낮추는 것으로 확인됐다. 여성의 경우는 각각 11%, 4% 낮아지는 것으로 밝혀졌다. 연구팀은 “이번 연구는 어린 시절의 유전적, 환경적 요인을 고려하지 않았지만 부모의 조기 사망은 남녀 청소년에게 모두 심각한 영향을 미친다는 점을 보여준다”라며 “남성이 더 큰 영향을 받는 이유에 관해서는 추가 연구가 필요하다”라고 말했다.
  • 배춧과 식물 대청엽, 아토피에 효과 있다

    배춧과 식물 대청엽, 아토피에 효과 있다

    아토피는 피부가 건조하고 가려움증과 함께 염증이 생기는 만성 피부질환이다. 유아나 아동에게서 주로 발생하는 아토피는 자가면역질환으로 알려졌지만 정확한 발병 원인이 밝혀지지 않아 주로 증상 완화 수준의 치료만 행해지는 경우가 많다. 국내 연구진이 배춧과 식물이자 전통 약재로 많이 쓰였던 대청의 잎(대청엽)에 아토피 피부염 개선 효능이 있는 물질이 있다는 것을 밝혀내 주목받고 있다. 한국한의학연구원 한의기술응용센터 연구팀은 대청엽 추출물이 아토피 피부염 개선에 효과가 있다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생물화학 분야 국제학술지 ‘몰레큘스’에 실렸다. 연구팀은 이번 연구에 앞서 연잎 같은 천연물을 활용해 항염, 항바이러스 연구를 진행해 왔다. 이번에는 전통 한약재인 대청엽 추출물의 아토피 피부염 치료 효과를 분석했다. 연구팀은 아토피 피부염을 유발한 생쥐와 아토피 피부염이 있는 사람의 상피세포를 이용해 실험했다. 그 결과, 아토피 피부염이 있는 동물에게 대청엽 추출물을 먹이면 알레르기질환인 아토피 피부염, 천식, 알레르기 비염과 관련 있는 것으로 알려진 혈중 IgE 생성량이 절반 이하로 떨어지고 면역세포의 반응과 염증 관련 인자 생성 및 발현이 64% 이상 억제되는 것이 관찰됐다. 상피세포에서도 대청엽 추출물이 면역세포 이동을 유도하는 물질 생성을 억제하고 히스타민이나 사이토카인 같은 물질을 줄여 염증이 10분의1로 줄어드는 것으로도 확인됐다. 연구를 이끈 마진열 한의학연구원 박사는 “이번 연구는 전통 약재 대청엽에서 새로운 아토피 피부염 치료 물질 개발 가능성을 보여준 것”이라고 설명했다.
  • ‘한국형’ 동결보존 기술 구축…선진국 대비 생존율 높아

    ‘한국형’ 동결보존 기술 구축…선진국 대비 생존율 높아

    생물의 세포나 조직을 냉동보관 후 해동과정을 거쳐 생리기능을 회복시킬 수 있는 한국형 동결보존 기술이 구축됐다. 환경부 소속 국립생물자원관은 27일 멸종위기종 1급인 산양 등 야생동물 19종의 성체줄기세포를 안정적으로 동결보존하고 있다고 밝혔다. 성체줄기세포는 성체 조직을 구성하는 세포로 새로운 개체로 증식이 가능하다. 2016년부터 멸종위기종 1급인 산양·미호종개·퉁사리·감돌고기·여울마자·흰수마자 등 6종의 성체줄기세포를 영하 196도 액체질소에서 최장 7년간 동결보존하고 있다. 2급인 한강납줄개·열목어·모래주사·물방개 등 4종, 적색목록 멸종위기 등급인 뱀장어 등 9종도 추가했다. 연구 결과 장기간 동결 보존한 이들 세포는 1주간 동결한 세포와 비슷한 71~85%의 안정적인 생존율을 기록했다. 1980년대부터 멸종위기 동물의 동결보존 연구를 수행한 미국 등 선진국들의 생존율(50% 미만)보다 높은 수치다. 특히 19종 성체줄기세포가 정상적으로 배양됐으며, 한강납줄개와 세포 특성이 매우 유사한 각시붕어의 성체줄기세포를 이식한 실험에서도 정상 개체로 성장이 확인됐다. 생물자원관은 동결보존 기술로 장기 보존 및 암컷과 수컷 개체를 관리해야 하는 기존의 인공증식 방식 대비 비용을 절감할 수 있을 것으로 기대했다. 연구 결과는 이달 말 국제학술지인 ‘저온생물학회지’에 게재하고 특허도 출원할 예정이다.
  • “멕시코 만류 금세기에 멈출 수도”… 기후 격변 경고

    전 세계 기후위기가 심화하면서 지구의 기온을 낮추는 데 중요한 역할을 해 온 멕시코 만류(걸프스트림)가 이르면 2025년 소멸될 수 있다는 연구 결과가 발표됐다. 걸프스트림은 북대서양 해류와 함께 ‘대서양 자오선 역전 순환류’(AMOC) 중 세계 최대 해류로 꼽히고, 멕시코만의 따뜻한 물을 대서양으로 전달해 해류를 순환시켜 지구의 기온을 낮추는 역할을 한다. 과학자들은 이 해류의 순환이 멈추면 지구의 기온이 급격히 상승해 기후 위기의 티핑포인트가 될 것으로 지적해 왔다. 26일(현지시간) 가디언에 따르면 덴마크 코펜하겐대 페테르 디틀레우센 교수와 수산네 디틀레우센 교수팀은 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션’에 1870∼2020년 북대서양 해수면 온도 변화를 분석, AMOC가 이르면 2025년 붕괴를 시작해 2095년 이전에 사라질 수 있다는 연구 결과를 발표했다. 앞서 2018년 발표된 영국 유니버시티 칼리지 런던대의 논문과 2021년 독일 포츠담 기후영향연구소가 AMOC의 붕괴 가능성을 경고한 바 있으나 이번에는 붕괴 시점을 이번 세기 안으로 앞당겨 관측한 것이다. AMOC는 따뜻한 바닷물을 극지방을 향해 북쪽으로 운반하고 그곳에서 냉각되고 가라앉아 대서양의 해류를 몰고 간다. 이런 해수 순환은 열, 탄소, 산소, 영양분 등 공급은 물론 해수면 높이와 세계 기후 시스템 변화 등에 큰 영향을 미친다. 그린란드의 만년설과 빙하가 급속도로 녹으면서 유입되는 물은 점점 더 해류의 흐름을 소멸시키고 있다. 걸프스트림을 비롯해 AMOC가 붕괴되면 인도, 남미, 서아프리카의 가뭄과 기아는 더욱 심각해지며 유럽에는 극한의 겨울이 찾아오고, 미국 동부 해수면은 상승하게 된다. 흡사 영화 ‘투모로우’가 가정한 디스토피아가 현실화하는 셈이다. 연구팀은 AMOC에 변화를 일으키는 요인에 대해 구체적으로 가정하지는 않았으나 대기 중 이산화탄소 농도가 연구 기간에 거의 선형적으로 증가했다는 점을 지적했다.
  • “기후변화로 멕시코 만류 2025년 소멸 가능성”

    “기후변화로 멕시코 만류 2025년 소멸 가능성”

    전 세계 기후위기가 심화하면서 지구의 기온을 낮추는데 중요한 역할을 해온 멕시코 만류(걸프스트림)가 이르면 2025년 소멸될 수 있다는 연구 결과가 발표됐다. 걸프스트림은 북대서양 해류와 함께 ‘대서양 자오선 역전 순환류(AMOC)’ 중 세계 최대 해류로 꼽히고, 멕시코만의 따뜻한 물을 대서양으로 전달해 해류를 순환시켜 지구의 기온을 낮추는 역할을 한다. 과학자들은 이 해류의 순환이 멈추면 지구의 기온이 급격히 상승해 기후 위기의 티핑포인트가 될 것으로 지적해 왔다. 26일(현지시간) 가디언에 따르면 덴마크 코펜하겐대 페테르 디틀레우센 교수와 수잔네 디틀레우센 교수팀은 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션’에 1870∼2020년 북대서양 해수면 온도 변화를 분석, AOMC가 이르면 2025년 붕괴를 시작해 2095년 이전에 사라질 수 있다는 연구 결과를 발표했다. 앞서 2018년 발표된 영국 유니버시티 칼리지 런던대의 논문과 2021년 독일 포츠담 기후영향연구소가 AOMC의 붕괴 가능성을 경고한 바 있으나 이번에는 붕괴의 시점을 이번 세기 안으로 앞당겨 관측한 것이다. AOMC는 따뜻한 바닷물을 극지방을 향해 북쪽으로 운반하고 그곳에서 냉각되고 가라앉아 대서양의 해류를 몰고 간다. 이런 해수 순환은 열, 탄소, 산소, 영양분 등 공급은 물론 해수면 높이와 세계 기후 시스템 변화 등에 큰 영향을 미친다. 그린란드의 만년설이 녹고 빙하가 급속도로 녹으면서 유입되는 물은 점점 더 해류의 흐름을 소멸시키고 있다. 걸프스트림을 비롯해 AMOC가 붕괴되면 인도, 남미, 서아프리카의 가뭄과 기아는 더욱 심각해지며 유럽에는 극한의 겨울이 찾아오고, 미국 동부 해수면은 상승하게 된다. 흡사 영화 ‘투모로우’가 가정한 디스토피아가 현실화하는 셈이다. 연구팀은 AMOC에 변화를 일으키는 요인에 대해 구체적으로 가정하지는 않았으나 대기 중 이산화탄소 농도가 연구 기간에 거의 선형적으로 증가했다는 점을 지적했다. 연구팀은 “이 연구의 분석과 전망은 가능한 한 보수적인 가정을 토대로 했다”며 “AOMC 붕괴 임박을 뜻하는 지표들은 명확하다”고 강조했다.
  • 고기보다 더 고기 같은 대체육, 미생물로 만든다고?

    고기보다 더 고기 같은 대체육, 미생물로 만든다고?

    육식을 위한 축산이 지구 온난화의 원인 중 하나라는 지적이 나오면서 대체육에 관한 관심이 높다. 대체육은 동물 세포를 추출하거나 비동물성 재료를 이용해 만드는데 식감이나 향은 아직 실제 고기에 못 미치는 경우가 많아 대중화에 걸림돌이 된다. 국내 연구진이 미생물 세포공장을 이용한 시스템 대사공학 기법으로 이런 문제를 해결할 수 있다고 밝혀 눈길을 끈다. 카이스트 생명화학공학과, 생물공정연구센터 공동 연구팀은 시스템 대사공학 전략을 통해 대체육의 풍미와 색감을 높일 수 있는 천연물질을 대량생산이 가능하다고 26일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 리뷰스 바이오엔지니어링’에 실렸다. 시스템 대사공학은 화석연료인 석유에 대한 의존도가 높은 화학산업을 대체하기 위해 바이오산업의 핵심인 미생물 세포공장을 효과적으로 개발하려는 학문 분야로 이상엽 카이스트 특훈교수가 창시했다. 연구팀은 각종 식품과 화장품에 이용되는 아미노산, 단백질, 지방, 지방산, 비타민, 향미료, 색소, 알코올, 기능성 화합물, 기타 식품 첨가물 등을 미생물 세포공장으로 만들어 낼 수 있는 방법을 종합 정리했다. 또 미생물 유래 물질을 상품화하는 데 성공한 전 세계 기업들도 종합했다. 연구팀에 따르면 미생물 세포공장을 이용해 대체육 개발과 대체육 향미와 식감 개선이 가능해 동물성 단백질에 대한 의존도를 낮춰 가축 사육이나 물고기 양식을 줄일 수 있다고 밝혔다. 이와 함께 특정 선인장에서만 서식하는 연지벌레에서 추출해야 하는 칼민, 닭 볏이나 소 안구에서 추출해야 하는 하이알로룬산, 상어나 생선의 간에서 추출하는 오메가3 지방산도 미생물 세포공장으로 대체 생산할 수 있다. 이번 논문의 제1 저자로 참여한 최경록 카이스트 연구교수는 “김치 같은 전통 발효식품뿐만 아니라 조미료 주원료인 글루탐산나트륨, 초콜릿 원료인 카카오버터도 미생물의 도움을 받기 때문에 미생물 세포공장 개념은 익숙하다”라며 “앞으로도 미생물 세포공장으로 친환경적이고 지속 가능한 방법으로 다양한 종류의 식품과 제품을 개발할 것”이라고 말했다. 이상엽 특훈교수는 “시스템 대사공학 기술은 식량 위기와 기후변화를 동시에 해결하는 데 크게 이바지할 수 있을 것”이라고 설명했다.
  • ‘자투리 생활에너지’ 고효율 안정적 전원 공급…한기대 연구팀 개발

    ‘자투리 생활에너지’ 고효율 안정적 전원 공급…한기대 연구팀 개발

    -배진우 교수 연구팀, ‘고효율 마찰대전 나노발전기 개발’-배터리 없이 안정적 전원 공급, 웨어러블 디바이스 등 적용기대 한국기술교육대학교(총장 유길상)는 배진우 교수와 가줄라 프라사드 연구교수, 윤재욱 박사과정으로 구성된 연구팀이 고효율 고분자 나노복합소재 기반의 ‘마찰대전 나노발전기(TENG)’를 개발하였다고 24일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생활에서 버려지는 자투리 에너지를 높은 효율로 수확해 전원으로 활용할 수 있는 방식을 채택해 배터리 없이 안정적인 전원 공급이 필요한 웨어러블 디바이스 적용 등 다양한 분야에 응용될 것으로 기대된다. 24일 한기대에 따르면 연구팀은 탄소 나노 필러를 간단하게 표면처리하고 이를 유연하고 신축성 있는 고분자에 도입해 TENG를 개발했다. TENG는 서로 다른 두 물체가 접촉하고 분리될 때 만들어지는 양(+)과 음(-) 전하의 이동 현상을 이용해 전기를 생산하는 에너지 변환 장치다. 하지만 낮은 기계-전기 에너지 변환 효율과 상대적으로 낮은 전력밀도로 상업화에 어려움을 겪고 있다. 연구팀은 탄소 나노 필러를 표면 처리해 높은 기계-전기 에너지 변환 효율과 전력밀도를 가지면서, 고분자 소재가 가진 부드럽고 잘 늘어나는 특성을 온전히 활용한 고성능 TENG를 첫 개발했다. 한기대 관계자는 “연구성과는 전원이 공급되지 않는 플렉서블·웨어러블 디바이스, 전자 피부, 의료용 센서 등의 차세대 사물인터넷 디바이스 및 첨단 센서 분야 등에 적용이 가능하다”고 설명했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부, 교육부와 한국연구재단이 추진하는 이공분야기초연구사업 (중견연구) 사업 및 4단계 두뇌한국(BK)21 사업과 산업통상자원부와 한국산업기술평가관리원이 추진하는 소재부품기술개발사업의 지원으로 수행됐다. 연구결과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널 (Chemical Engineering Journal)’온라인판에 6월 23일 게재됐다.
  • 한국인 대장암 환자맞춤형 치료 가능해진다

    한국인 대장암 환자맞춤형 치료 가능해진다

    국내 연구진이 한국인 대장암 환자의 3차원 게놈 지도를 처음으로 만들었다. 카이스트 생명과학과, 서울대 암연구소 공동 연구팀은 한국인 대장암 환자의 암세포와 정상 세포를 비교 분석해 3차원 게놈 지도를 완성하고 이를 통해 국내 대장암 환자의 발병 특이성을 규명했다고 24일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’에 실렸다. 지금까지 게놈 서열 분석은 1차원적에 머물러 종양 유전자의 과발현 메커니즘을 규명하는 것에는 한계가 있었다. 반면 3차원 게놈 구조 연구는 공간상 게놈이 어떻게 배열되는지를 보기 때문에 이런 문제를 해결할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 이에 연구팀은 지금까지 대장암 게놈 연구에서는 최대 규모인 환자 40명의 종양 조직과 인접한 정상 대장 조직을 분석해 3차원 게놈 지도를 작성했다. 이번 연구에서는 게놈 간 공간상 상호작용을 측정할 수 있는 ‘대용량 염색체 구조 포착 Hi-C’ 기법과 대장암 특이적 3차원 게놈 변화를 환자 개인별로 분석할 수 있는 인공지능 기반 알고리즘을 개발해 활용했다.그 결과, 암 특이적 3차원 게놈 구조의 변화로 인한 종양 유전자 활성 메커니즘을 명확히 밝혀냈으며 이로 인한 환자 예후와 약물 반응 등 임상적 특성과 연관성을 예측하기도 했다. 연구팀에 따르면 정상 세포에서는 존재하지 않는 암세포 특이적 염색질 고리 구조가 유전자 발현 촉진 인자인 인핸서와 종양 유전자 사이의 상호작용을 형성해 비정상적 유전자의 과발현을 유도한다는 점을 찾아냈다. 연구를 이끈 정인경 카이스트 생명과학과 교수는 “이번에 작성된 3차원 게놈 지도는 한국인의 대장암 조직에 대해서 처음 시도됐다는 점에서 의미가 크다”라며 “기존 점돌연변이, 유전체 변이만으로는 설명이 어려운 암 유전체를 3차원 게놈 구조 관점으로 재해석하고 신규 암 표적을 발굴할 수 있는 새로운 접근법을 제시했다”라고 설명했다. 김태유 서울대병원 혈액종양내과 교수도 “이번 연구 결과는 개별 암 환자마다 다르게 나타나는 종양 이질성을 이해하는 데 매우 중요한 요소로 환자 맞춤형 치료 연구의 시발점이 될 것”이라고 말했다.
  • 설탕보다 달콤한 물질로 중증 폐 질환 잡는다

    설탕보다 달콤한 물질로 중증 폐 질환 잡는다

    나한과는 조롱박과의 여러해살이 덩굴성 식물이다. 나한과에는 모르그사이드라는 성분 덕분에 설탕보다 300배 더 단 것으로 알려져 있다. 달콤한 맛과는 달리 체내 흡수가 되지 않아 혈당을 올리지 않아 당뇨 환자도 설탕 대용으로 섭취할 수 있다. 특히 약효가 뛰어나 예로부터 한약재로 애용되기도 했다. 국내 연구진이 나한과가 폐, 기관지 질환에 특효가 있다는 사실을 과학적으로 밝혀내 주목받고 있다. 한국한의학연구원 한의과학연구부는 나한과 추출물에서 만성폐쇄성폐질환(COPD) 완화효과가 있음을 확인했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 식품과학 분야 국제학술지 ‘영양학’에 실렸다. COPD는 장기간 흡연, 미세먼지와 같은 대기오염 등 원인으로 기도와 폐포 이상으로 생기는 질환으로 초기에는 가벼운 호흡곤란, 기침, 가래로 시작해 말기에 이르면 심장 기능까지 급격하게 떨어뜨린다. 연구팀은 한방에서 나한과가 호흡기 질환 치료에도 쓰인다는 점에 착안했다. 나한과 추출물의 효과를 확인하기 위해 연구팀은 COPD를 유발한 생쥐와 인간 기관지 상피세포를 대상으로 실험했다. 그 결과 나한과 추출물을 투여받은 생쥐는 그렇지 않은 생쥐에 비해 염증 발생이 81.6%나 줄었고 가래 발생도 감소하는 것으로 확인됐다. 또 기관지 상피세포에도 나한과 추출물을 주입하면 염증 반응이 76.7% 감소하는 것으로 확인됐다. 연구팀은 이번 연구 결과를 바탕으로 국내 기능성 식품 제조업체에 관련 기술 이전을 완료했다. 연구를 이끈 성윤영 한의학연구원 박사는 “이번 연구 결과는 나한과 추출물이 과면역 반응을 조절해 염증 반응을 크게 억제하는 등 폐 질환 치료에 직접 이바지할 수 있음을 보여준다”라고 설명했다.
  • 생로병사 비밀의 실마리 ‘세포 지도’ 만들었다

    생로병사 비밀의 실마리 ‘세포 지도’ 만들었다

    인간은 나면서부터 ‘생로병사’의 필연적 굴레를 벗어날 수 없다. 과학기술이 발달하면서 연구자들은 영생불멸까지는 아니더라도 큰 병 없이 건강하게 나이를 먹는 방법을 찾고 있다. 생물체가 지닌 유전정보의 집합체인 유전체(게놈)를 분석해 생명 현상을 분석해 보려는 ‘인간 게놈 프로젝트’가 시작된 것도 이런 이유 때문이다.사실 인간의 생로병사는 DNA나 게놈, 단백질, 세포들이 단독으로 결정하지 못한다. 그런데도 과학자들이 이런 환원주의적 연구에 노력을 기울이는 것은 이들 단위의 기능을 명확히 알아야 다른 조직이나 물질과 상호작용을 할 때 나타나는 현상을 좀더 명확히 파악할 수 있기 때문이다. 이런 차원에서 과학 저널 ‘네이처’ 7월 20일자에는 ‘인체 생체 세포 지도’와 관련한 논문 3편이 실렸다. 같은 날 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’와 분석과학 분야 국제학술지 ‘네이처 메소드’에도 논문 1편씩이 실렸다. 이번에 발표된 5편의 논문에 참여한 연구자들은 모두 100여명으로 ‘인간 생체분자 지도 프로그램’(HuBMAP)에 참여하고 있는 이들이다. 사람은 세포 조직과 세포 간 상호 작용이 장기와 조직의 기능을 결정한다. 또 서로 다른 세포들의 조직과 특성, 조합이 조직의 성장과 기능, 노화에 영향을 미친다. HuBMAP은 성인 신체 내 존재하는 모든 세포의 지도를 작성해 세포의 변화를 파악하기 위해 구성된 국제 공동 연구 컨소시엄이다. 지금까지 HuBMAP은 단일 세포 수준에서 조직과 기관 내 RNA, 단백질, 대사산물을 포함한 세포 분자 구성 요소의 공간 지도를 그리는 데 도움이 되는 도구 개발에 초점을 맞췄다.연구팀은 그동안 개발한 분석 기법을 활용해 인간 세포 지도를 만드는 데 성공한 것이다. 이번 연구는 크게 세 가지 성과로 나눠 볼 수 있다. 우선 마이클 스나이더 스탠퍼드대 의대 유전학 교수가 이끄는 팀은 소화부터 면역체계까지 관여하는 복잡한 신체 기관인 장을 분석했다. 연구팀은 소화기관을 8개의 부위로 구분해 분석한 결과 부위별로 세포 구성에 큰 차이를 보인다는 사실과 함께 장의 상피 세포에서 새로운 형태를 발견했다. 특히 이번에 발견된 세포 아형들은 면역 반응에 관여하는 것들로 확인됐다. 마티아스 크레츨러 미국 미시간 앤아버대 의대 교수가 주도한 팀은 건강한 성인남녀의 신장 45개와 각종 질병을 앓고 있는 환자의 신장 48개를 분석했다. 그 결과 신장에 직접적 영향을 미치지 않는 것으로 알려진 질병이라고 할지라도 병을 앓게 되면 신장 세포에 변화를 일으켜 궁극적으로 신장 기능에 영향을 미칠 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 또 신장의 여러 부위에서 51종의 세포 유형과 네트워크 형태를 규명했다. 이를 통해 신장 기능의 복구, 결함 여부와 급성 및 만성 신장 질환을 앓게 될 경우 세포의 변화를 관찰하는 데도 성공했다. 마이클 앤절로 스탠퍼드대 병리학 교수가 주도한 팀은 임신부들을 대상으로 모체·태아 경계면에서 66개의 표본을 채취해 약 50만개의 세포와 558개의 혈관을 분석해 임신 전반기 태반 지도를 만드는 데 성공했다. 연구팀은 이번 태반 지도를 통해 임신 6~20주에 걸쳐 태반과 면역 세포 간 상호작용이 어떤 방식으로 이뤄지는지를 파악할 수 있을 것으로 기대한다. 과학계는 이번 연구에 대해 “세포 상태의 공간적 위치를 정의함으로써 질병에 대한 이해를 한 단계 더 높이게 됐다”고 평가했다.
  • 매일 에스프레소 한잔, 치매 잡는다[유용하 기자의 사이언스 톡]

    매일 에스프레소 한잔, 치매 잡는다[유용하 기자의 사이언스 톡]

    기대수명이 늘면서 전 세계는 급격히 ‘고령화 사회’로 접어들고 있습니다. 고령화 사회의 가장 큰 적은 다름 아닌 ‘치매’입니다. 치매는 인지 능력이 전반적으로 퇴화하면서 일상생활을 제대로 할 수 없게 만드는 질환입니다. 이 때문에 과학자들은 치매 발병의 메커니즘을 밝혀내기 위해 다양한 노력을 기울이고 있습니다. 영국 맨체스터대 공중보건학부, 맨체스터 메트로폴리탄대 간호학과 공동 연구팀은 체내 염증과 치매 발병 사이 연관성을 발견했습니다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 7월 20일자에 발표됐습니다. ●염증성 수치 높으면 발병 위험 커 신체의 선천적 면역 체계가 활성화되면서 나타나는 염증 반응이 치매 원인이 될 수 있다는 이전 연구들도 있었지만 명확한 메커니즘이 밝혀진 바는 없습니다. 연구팀은 보건의료 빅데이터인 ‘영국 바이오뱅크’에 참여한 약 50만명의 자료를 분석했습니다. 연구팀은 특정 생물학적 지표인 바이오마커와 다양한 인지 측정 결과를 비교했습니다. 치매 유발 바이오마커의 수치 변화와 치매 진단을 받은 시점에 특히 주목했습니다. 그 결과 염증성 바이오마커 수치가 높을수록 3~11년 후 치매 발병 위험이 커진다는 사실을 발견했습니다. 실제로 염증성 바이오마커 수치가 높은 사람들은 기준치를 넘어선 3~4년 뒤부터 기억력, 순발력, 판단력 등 인지 능력 측정 점수가 눈에 띄게 낮아지는 것이 발견됐다고 합니다. 공인된 치매 치료제나 예방백신이 아직 개발되지는 않았지만 치매를 막는 데 도움이 되는 물질과 방법에 대해서는 여러모로 연구되고 있습니다. 최근 이탈리아 과학자들은 매일 커피 한 잔이 치매 예방에 도움이 된다는 실험 결과를 내놨습니다. 이탈리아 베로나대 생명공학과 연구팀은 에스프레소가 알츠하이머 치매를 유발하는 원인 중 하나로 알려진 타우 단백질의 응집을 억제할 수 있다고 밝혔습니다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘농업·식품 화학’ 7월 19일자에 실렸습니다. 에스프레소는 9기압 정도의 고압에 90도 온도에서 20~30초 정도 짧은 시간에 뽑아내는 진한 이탈리아식 커피입니다. 25~30㎖ 정도의 적은 양이 나오기 때문에 조그만 잔에 담아 마셔야 제맛을 느낄 수 있습니다. 연구팀은 일반 매장에서 구입한 원두로 에스프레소 샷을 추출한 다음 핵자기공명(NMR) 분석법으로 화학적 구성 성분을 조사했습니다. 그다음 커피콩 속에 포함된 알칼로이드 물질인 카페인, 트리고넬린과 콩에 포함된 플라보노이드 성분인 제니스테인, 카카오콩에 함유된 테오브로민 등을 담은 실험 접시에 타우 단백질 응집체를 넣고 약 40시간 동안 배양했습니다. ●치매 유발 ‘타우 단백질’ 응집 억제 그 결과 카페인과 제니스테인의 농도가 높을수록 타우 단백질 응집체가 분해되고 더이상 응집되지 않는 것으로 나타났다고 합니다. 에스프레소 추출액에만 놔둔 타우 단백질 응집체도 분해되는 것이 확인됐다고 합니다. 임상 시험이 아니라 실험실 실험이기 때문에 추가 연구가 필요하겠지만 커피 속 물질이 알츠하이머 치매를 예방하는 데 도움이 될 수 있다는 것을 의미한다고 연구팀은 밝혔습니다.
  • 공룡의 굴욕…고양이만한 포유류에 잡아먹히는 화석 발견 [핵잼 사이언스]

    공룡의 굴욕…고양이만한 포유류에 잡아먹히는 화석 발견 [핵잼 사이언스]

    고양이만한 포유류가 중형 개만한 공룡을 사냥하는 생생한 모습이 담긴 화석이 새롭게 확인됐다. 최근 캐나다 자연사박물관과 중국 하이난과학기술직업대학 공동연구팀은 과거 중국에서 발굴된 백악기 시대 화석을 분석한 결과를 담은 논문을 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트’ 18일자에 발표했다. 두 고대 동물이 뒤엉켜있는 싸우는 모습이 생생한 이 화석은 지난 2012년 중국의 폼페이라 불리는 랴오닝성 백악기 하부 이셴 지층의 루자툰층에서 처음 발견됐다. 1억 2500만 년 전 사투 중 화산 폭발로 나란히 화석화된 두 동물은 각각 고대 포유류 ‘레페노마무스 로부스투스’(Repenomamus robustus)와 공룡 ‘프시타코사우루스 루자투넨시스’(Psittacosaurus lujiatunensis)다.먼저 레페노마무스는 길이 47㎝의 오소리처럼 생긴 동물이며 프시타코사우루스는 120㎝의 개만한 크기로 앵무새같은 부리가 있는 두발 공룡이다. 이번 연구결과 드러난 놀라운 사실은 덩치가 3분의 1만한 레페노마무스가 공룡인 프시타코사우루스를 잡아먹기 위해 사납게 공격했다는 점이다. 실제 화석을 분석해보면 레페노마무스는 옆드린 프시타코사우루스의 위에 앉아 턱과 뒷다리를 잡고 흉곽을 물고있다. 둘다 성체는 아니지만 일반 포유동물이 덩치가 훨씬 큰 공룡을 사냥했다는 놀라운 증거인 셈. 논문의 선임저자인 조단 말론 박사는 "공룡은 보통 동시대 포유류보다 덩치가 컸기 때문에 사냥꾼이자 포식자라는 믿음이 있었다"면서 "그러나 이 화석은 공룡이 항상 왕이 아니었음을 우리에게 가르쳐준다. 심지어 더 작은 포유류도 공룡을 위협할 수 있음을 보여준다"고 설명했다.  연구팀에 따르면 레페노마무스가 프시타코사우루스를 잡아먹었다는 증거는 또 있다. 과거 같은 지역에서 발굴된 레페노마무스 화석의 배 속에서 아기 프시타코사우루스의 뼈가 발견됐기 때문. 다만 이는 레페노마무스가 이미 사체가 된 프시타코사우루스를 잡아먹었을 가능성을 배제할 수 없다. 말론 박사는 "이번 화석이 독특한 것은 레페노마무스가 자신보다 더 큰 공룡을 직접 사냥해 잡아먹고 있는 것을 보여주는 점"이라면서 "이는 당시 포유동물이 공룡에게도 위협이 될 수 있었음을 시사한다"고 덧붙였다. 
  • ‘포니정 영리더상’ 백민경·윤효상

    ‘포니정 영리더상’ 백민경·윤효상

    포니정재단은 제4회 ‘포니정 영리더상’ 수상자로 백민경 서울대 생명과학부 교수와 윤효상 한국과학기술원(KAIST) 항공우주공학과 교수를 선정했다고 18일 밝혔다. 수상자인 백 교수는 컴퓨터 계산을 통해 생명 현상을 분자 및 세포 수준에서 설계하는 계산생물학자로, 2021년 공개된 단백질 구조 예측 인공지능(AI) 프로그램인 ‘로제타폴드’의 핵심 개발자로 연구를 이끌었다. 이 연구로 한국인 연구자 최초로 국제학술지 ‘사이언스’의 ‘2021 최고의 연구성과’에 선정됐다. 윤 교수는 누리호의 위성 자세 제어 코드를 6개월 만에 작성해 지난해 누리호 2차 발사 성공에 이바지하는 등 향후 항공우주산업 진보를 이끌 우주레이저 통신 분야 전문가로 인정받고 있다.
  • 매일 커피 2잔 넘게 마신 사람, ‘고혈압 위험’ 낮았다

    매일 커피 2잔 넘게 마신 사람, ‘고혈압 위험’ 낮았다

    이대 연구팀, 1만여명 두 그룹 나눠 분석2잔 초과 그룹, 고혈압 위험 16% 낮아 하루에 커피 2잔을 초과해 마신 사람이 2잔 이하로 마신 사람보다 고혈압 위험이 낮다는 연구 결과가 나왔다. 이화여대 의대 하은희(환경의학교실)·편욱범(순환기내과) 교수 공동 연구팀은 2012∼2016년 국민건강영양조사에 참여한 19세 이상 1만 2133명(남 5303명·여 6830명)을 대상으로 커피 섭취량과 고혈압의 연관성을 분석한 결과 이같이 나타났다고 18일 밝혔다. 이 연구 결과는 국제학술지 ‘임상 고혈압’(Clinical hypertension) 최신호에 발표됐다. 연구팀은 연구 대상자를 하루 커피 섭취량에 따라 2잔 이하 그룹(9260명)과 2잔 초과 그룹(2873명)으로 나눠 고혈압 유무를 살폈다. 분석 시점을 기준으로 전체 대상자의 19.4%(2359명)가 고혈압 상태였다. 고혈압은 수축기 혈압이 140㎜Hg(밀리미터 머큐리) 이상이거나 이완기 혈압이 90㎜Hg 이상인 경우, 항고혈압 약물로 치료 중인 경우로 정의됐다. 연구 결과 하루에 2잔이 넘는 커피 섭취량은 고혈압과 반비례 관계를 보였다. 연구팀은 하루 커피 섭취량이 2잔 넘는 사람의 고혈압 위험은 2잔 이하로 마시는 사람보다 16% 낮은 것으로 추산했다. 이런 연관성은 특히 나이가 많은 사람에게서 두드러져 최대 24%까지 고혈압 위험이 낮아지는 것으로 관찰됐다. 커피의 주요 성분인 카페인은 단기적으로는 교감 신경계 활성화와 스트레스 호르몬인 코르티솔 생산 증가 등의 부작용으로 혈압 상승을 부를 수 있지만, 장기적으로는 커피에 들어있는 풍부한 섬유질과 폴리페놀 등의 주요 성분이 카페인에 의해 유발된 승압 작용에 대한 내성과 항염증 작용 등을 통해 오히려 더 유익한 효과를 낸다는 분석이 나온다. 다만 전문가들은 커피 섭취가 이미 발생한 고혈압을 개선하는 데 도움이 된다는 연구 결과가 아직 없고, 아직 알지 못하는 부작용도 있을 수 있는 만큼 커피를 마시더라도 하루 3잔 이하로 제한하는 게 바람직하다고 권고한다. 연구팀은 “이번 연구 결과가 커피와 고혈압 발생의 인과관계를 본 게 아니라는 한계가 있지만, 한국인 성인을 대상으로 한 연구에서 하루 2잔이 넘는 커피 섭취가 고혈압과 반대의 연관성이 있다는 사실을 처음으로 확인한 데 의미가 있다”고 말했다.
  • ‘포니정 영리더상’에 백민경, 윤효상 교수

    ‘포니정 영리더상’에 백민경, 윤효상 교수

    포니정재단은 제4회 ‘포니정 영리더상’ 수상자로 백민경 서울대 생명과학부 교수와 윤효상 한국과학기술원(KAIST) 항공우주공학부 교수를 선정했다고 18일 밝혔다.2020년 신설된 이 상은 현대자동차 설립자인 정세영 HDC그룹(전 현대산업개발) 명예회장의 혁신과 도전 정신을 이어가기 위해 우리 사회에 진취적 정신으로 긍정적인 변화를 일으킨 40세 이하의 혁신가 2인을 선정해 주는 상으로 각각 상금 5000만원과 상패를 수여하고 있다. 수상자인 백 교수는 컴퓨터 계산을 통해 생명 현상을 분자 및 세포 수준에서 설계하는 계산생물학자로, 2021년 공개된 단백질 구조 예측 인공지능(AI) 프로그램인 ‘로제타폴드’의 핵심 개발자로 연구를 이끌었다. 이 연구로 한국인 연구자 최초로 국제학술지 ‘사이언스’의 ‘2021 최고의 연구성과’에 선정됐다. 윤 교수는 누리호의 위성 자세 제어 코드를 6개월 만에 작성해 지난해 누리호 2차 발사 성공에 이바지하는 등 향후 항공우주산업 진보를 이끌 우주레이저 통신 분야 전문가로 인정받고 있다. 시상식은 오는 9월 20일 서울 강남구 아이파크타워 포니정홀에서 개최될 예정이다.
  • 친환경 선박 운항 기술 ‘장어’서 답 찾았다

    국내 연구진이 바다장어 등 해양동물의 점액을 응용해 선박과 바닷물의 마찰을 줄이는 기술을 개발했다. 장어 등이 헤엄칠 때 점액이 물의 저항을 줄여 에너지 소모를 최소화한다는 점에 착안한 기술로, 선박 연비를 향상하는 데 큰 도움이 될 것으로 보인다. 포스텍은 이상준 기계공학과 교수 연구팀이 해양동물의 점액층 구조와 기능을 본뜬 선박 표면 기술을 개발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘어플라이드 서피스 사이언스’ 8월호에 게재됐다. 선박은 추진력의 약 60%를 수중 마찰로 손실한다. 또 선박은 연간 세계 석유 소비량의 약 6.3%, 이산화탄소 배출량의 약 3.4%를 차지하고 있어 경제적으로나 환경적으로 선박의 마찰 저항을 줄이는 기술은 매우 중요하다. 해양 동물들의 점액은 직경이 수 ㎛인 구멍의 점액샘에서 분비된다. 연구팀은 이 점액샘의 구조에 착안해 이번 연구를 설계했다. 연구팀 실험 결과 이 표면은 실제 대형 선박의 운항 속도에 해당하는 초당 12m 조건에서 알루미늄 표면에 비해 마찰력을 최대 39%까지 감소시켰다. 이 교수는 “대형 선박 한척당 최대 연간 40억~50억원의 유류비를 절감시킬 수 있을 것”이라고 밝혔다.
  • 가짜 뉴스, 가짜 동영상 중 어느게 더 나쁠까 [달콤한 사이언스]

    가짜 뉴스, 가짜 동영상 중 어느게 더 나쁠까 [달콤한 사이언스]

    지난해 말 등장한 챗GPT로 대표되는 생성형 인공지능(AI) 기술에 관한 관심이 줄지 않고 있다. AI 기술은 일의 효율성을 높여준다는 장점도 갖고 있지만 가짜 정보의 확산과 같은 문제점도 갖고 있기 때문에 우려가 크다. 실제로 외국에서는 인공지능이 만든 텍스트 형태의 가짜 정보와 가짜 동영상이 레거시 미디어에 실려 논란이 되기도 했다. 그렇다면 가짜 정보 중 텍스트 형태와 영상 형태 중 어느 것이 사람들에게 더 나쁜 영향을 미칠까. 아일랜드 코크대(UCC) 응용심리학부, 아일랜드 과학재단 산하 소프트웨어 연구센터 공동 연구팀은 딥페이크 동영상은 사람들에게 잘못된 기억을 심는다고 17일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 7월 7일자에 실렸다. 가짜 동영상으로 알려진 딥페이크는 AI를 이용해 동영상 속 사람의 목소리나 얼굴을 다른 사람의 것으로 바꿔치기한 것이다. 최근 딥페이크 제작 도구가 저렴해지고 접근성이 좋아지면서 잘못된 정보를 퍼뜨리고 시청자의 기억을 조작하는 등 잠재적 위험에 대한 우려가 커지고 있다. 연구팀은 18~65세 성인남녀 436명을 대상으로 먼저 영화 매트릭스, 샤이닝, 인디아나 존스, 캡틴 마블의 딥페이크 동영상을 시청하도록 했다. 그다음 연구팀은 이들에게 찰리와 초콜릿 공장, 토탈 리콜, 캐리, 툼레이더 등 실제 리메이크 영화 클립도 시청하게 했다. 시청이 끝난 뒤 일부 영화가 딥페이크라는 사실을 밝히고 영화에 대한 가짜 정보가 실린 글을 읽도록 했다. 시간이 지난 뒤 실험 참가자들을 대상으로 영화에 대한 기억 관련 설문조사를 실시했다. 그 결과 딥페이크 영상이라는 사실을 알고 있음에도 실제 리메이크 영화보다는 딥페이크 동영상을 더 잘 기억하는 것으로 나타났다. 실제로 참가자의 절반에 가까운 49%는 여전히 딥페이크를 진짜라고 믿고 나머지 사람들도 딥페이크가 원본보다 더 잘 만들어졌다고 생각하는 것으로 조사됐다. 그렇지만 참가자들 대부분은 딥페이크 기술을 이용해 영화를 리메이크하거나 찍는 데는 예술성 훼손, 영화에 대한 사회적 경험 왜곡 등을 이유로 반대한다는 모습을 보였다. 또 딥페이크 영상을 기억하지 못하더라도 가짜 정보가 실린 텍스트를 기억하는 사람들도 의외로 많은 것으로 나타났다. 연구를 이끈 길리언 머피 UCC 교수는 “딥페이크는 당사자의 합의 없이 동영상을 제작했다는 것뿐만 아니라 과거에 대한 기억을 왜곡하는 데 영향을 미칠 수 있음을 보여준다”라면서도 “이번 연구에서는 동영상뿐만 아니라 텍스트 정보도 기억을 왜곡할 수 있음을 보여준다”라고 설명했다.
  • 지구를 살리는 선박 운항 기술, 뱀장어에서 답 찾았다

    지구를 살리는 선박 운항 기술, 뱀장어에서 답 찾았다

    국내 연구진이 바다장어 등 해양동물의 점액을 응용해 선박과 바다물의 마찰을 줄이는 기술을 개발했다. 장어 등이 헤엄칠 때 점액이 물의 저항을 줄여 에너지 소모를 최소화한다는 점에 착안한 기술로, 선박 연비를 향상하는데 큰 도움이 될 것으로 보인다. 포스텍은 이상준 기계공학과 교수 연구팀이 해양동물의 점액층 구조와 기능을 본뜬 선박 표면 기술을 개발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘어플라이드 서피스 사이언스’ 8월호에 게재됐다. 선박은 추진력의 약 60%를 수중 마찰로 손실한다. 또 선박은 연간 세계 석유 소비량의 약 6.3%, 이산화탄소 배출량의 약 3.4%를 차지하고 있어 경제적으로나 환경적으로 선박의 마찰 저항을 줄이는 기술은 매우 중요하다. 해양 동물들의 점액은 직경이 수 ㎛(마이크로미터)인 구멍의 점액샘에서 분비된다. 연구팀은 이 점액샘의 구조에 착안해 이번 연구를 설계했다. 먼저 폴리스티렌을 클로로포름에 용해시킨 다음 알루미늄 기판 위에 도포시키고 주변 수증기를 용액 표면에 물방울 형태로 응축시킨 후 곧바로 물방울을 증발시켰다. 그 결과 물방울이 증발된 자리에 마이크로미터 크기의 미세한 물방울 모양의 구멍이 규칙적으로 배열된 표면이 만들어졌다. 연구팀은 이 공간에 윤활유를 채워 넣어 해양 동물의 피부와 유사한 표면을 만들었다. 연구팀 실험 결과 이 표면은 실제 대형 선박의 운항 속도에 해당하는 초당 12m 조건에서 알루미늄 표면에 비해 마찰력을 최대 39%까지 감소시켰다. 이 교수는 “대형 선박 한 척당 최대 연간 40~50억 원의 유류비를 절감시킬 수 있을 것”이라고 밝혔다.
  • 뜨거워지는 지구, 냉방 수요 감당할 수 있을까 [달콤한 사이언스]

    뜨거워지는 지구, 냉방 수요 감당할 수 있을까 [달콤한 사이언스]

    기후변화로 인해 지구 평균기온이 올라가면서 폭염과 열대야 현상이 이전보다 잦아지고 있다. 이 때문에 냉방 수요도 점점 늘고 있다. 과학자들이 지구 평균 기온이 1.5도를 넘어 2도까지 상승할 경우 냉방 수요가 얼마나 늘어날 것인지 분석한 결과를 내놨다. 영국 옥스퍼드대 미래냉각프로그램, 공업과학과, 옥스퍼드 e-리서치센터, 기업 및 환경학부, 브리스톨대 지리과학부 공동 연구팀은 나라별 냉방 수요를 조사한 결과를 발표했다. 지구 과학 분야 국제학술지 ‘네이처 지속가능성’ 7월 14일자에 실렸다. 2015년 12월 프랑스 파리에서 열린 제21차 유엔 기후변화협약 당사국총회(COP21) 본회의에서 채택한 파리협정은 지구 평균 기온 상승을 산업화 이전 대비 1.5도로 제한하는 것을 목표로 한다. 기온 상승은 이미 냉방 수요를 증가시키고 있으며 국제에너지기구(IEA)에 따르면 2050년까지 냉방에 필요한 에너지는 2016년 미국과 유럽(EU), 일본에서 사용한 전체 전력 용량을 합친 것에 버금갈 것으로 예상된다. 연구팀은 지구 대기 일반 순환 모델과 2006~2016년 기후 데이터를 바탕으로 1.5도를 넘어 기온 상승이 2도로 증가할 경우 나라별 연간 냉방 일수(COD) 변화를 추정했다. COD는 지역별 평균 실외 기온을 표준 기온 온도인 18도와 비교해 냉방이 필요한 상황을 보여주는 지표이다. 그 결과 중앙아프리카공화국, 부르키나파소, 말리, 남수단, 나이지리아 등 사하라 사막 이남과 적도 부근 더운 나라들의 냉방 수요가 가장 많이 증가할 것으로 예측됐다. 그렇지만 이전과 비교해 상대적으로 냉방 수요가 가장 많이 증가할 것으로 분석된 곳은 북반구 고위도 지역에 있는 것으로 나라들로 나타났다. 스위스, 영국, 스칸디나비아반도에 있는 북유럽 국가, 오스트리아, 캐나다, 덴마크, 벨기에, 남반구에는 뉴질랜드 등이 냉방 일수가 이전보다 많이 증가하는 것으로 나타난 것이다. 이에 관해 연구를 이끈 제수스 리자나 옥스퍼드대 교수는 “이번 연구에 따르면 지구 평균 온도의 작은 변화도 열 노출과 냉방 수요에 막대한 영향을 미친다는 것을 알 수 있다”라면서 “냉방 수요를 급격하게 증가시키는 온도 상승이 국가별로 언제 발생할지, 습도 같은 다른 변수들의 변화는 어떤 역할을 할지 추가 연구가 필요하다”라고 설명했다.
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