한국인 중 약 1%가 앓고 있다는 류머티스 관절염의 원인은 명확히 밝혀지지 않은 상태이다. 류머티스 관절염 관련 잠재적 유전자를 갖고 있는 사람이 외부 자극을 받으면 인체내 면역체계가 자신의 몸을 비정상적으로 공격해 발생하는 정도로만 알려져 있다. 류머티스 관절염은 흔히 관절에 염증이 생기겨 통증을 유발하는 것으로 알려져 있지만 실제로는 기억력 감퇴 같은 인지장애와 우울증 같은 신경정신질환이 동반된다는 보고도 적지 않다. 국내 연구진이 류머티스 관절염이 인지장애를 유발하는 원인을 밝혀내고 새로운 치료법 개발 가능성을 제시했다. 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단, 분당차병원 류머티스내과 공동 연구팀은 뇌를 구성하는 세포의 절반 이상을 차지하는 성상교세포, 일명 별세포에서 나오는 ‘마오비’(MAO-B)라는 효소가 류머티스 관절염 환자의 인지장애를 유발하는 원인이라고 26일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생화학 및 분자생물학 분야 국제학술지 ‘실험 및 분자의학’에 실렸다. 연구팀은 반응성 별세포의 마오비 활성으로 생성된 억제성 신경전달물질 ‘가바’가 신경세포의 신호전달을 억제해 인지기능 저하를 가져온다는 사실에 주목했다. 연구팀은 동물에게 인지장애를 동반한 류머티스 관절염을 유발시킨 뒤 관찰했다. 그 결과, 류머티스 관절염으로 나타나는 염증 물질인 ‘인터류킨-1 베타’가 기억에 관여하는 뇌 속 별세포에 영향을 주고, 마오비가 가바를 과다생성시켜 인지장애를 유발시킨다는 것을 확인했다. 또, 류머티스 관절염 환자의 관절 조직에서 분리한 활막세포를 분석한 결과, 마오비가 관절 속 활막세포 관절액을 배출하는 세포라는 사실을 확인했다. 류머티스 관절염 염증은 주로 활막과 연골을 공격하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 임상 1상 시험 중인 새로운 마오비 억제제 ‘KDS2010’을 류머티스 관절염을 유발시킨 동물에게 투여했을 때, 관절 염증이 감소하고 동시에 인지기능이 회복되는 것도 확인했다. KDS2010가 뇌 속 별세포와 관절 활막세포에 있는 마오비를 동시에 억제해 인지장애를 개선하고 관절 염증을 완화하는 일석이조 효과를 갖고 있음을 보여준 것이다. 이창준 IBS 단장은 “지금까지 류머티스 관절염 연구는 염증 발생에 초점을 맞추다보니 인지장애 원인과 치료 표적을 찾기 쉽지 않았다”며 “이번 연구는 류머티스 관절염으로 인한 인지장애가 만성염증에 의한 반응성 별세포로부터 유발된다는 사실을 처음 밝혀낸 것이 의미가 있다”고 말했다. 정상윤 분당차병원 교수도 “이번 연구를 통해 류머티스 관절염 환자가 호소하는 건망증, 기억감퇴 같은 인지장애를 마오비 효소 억제를 통해 치료할 수 있다는 가능성을 찾았다”고 설명했다.

북극 해빙 녹으며 수온 변화에불규칙 잠수·수면 등 이상행동개체수·평균 수명도 줄고 있어산호초 죽어가 물고기도 급감우주에서 바라본 지구는 ‘창백한 푸른 점’으로 보인다. 지구가 푸른색으로 보이는 것은 지구 전체 표면의 71%를 차지하는 바다 덕분이다. 바닷속 식물성 플랑크톤들이 광합성으로 만드는 산소가 인간이 숨쉬는 산소의 85%에 이른다는 조사 결과도 있다. 지구 생명체 종(種)의 50~80%가 바다에 살고, 인간의 단백질 공급원 20%는 바다에 있다. 바다는 지구에 생명체를 탄생시킨 근원이면서 현재도 생명체 유지에 중요한 역할을 하고 있다. 이런 바다의 온난화는 우리가 아는 것보다 더욱 심각하게 진행되고 있다. 수산자원의 감소, 해양 생태계 파괴를 가져올 뿐만 아니라 일부 해양동물은 온난화로 인해 이상행동까지 보이고 있다는 보고가 나왔다. 일본 홋카이도대 극지연구센터, 덴마크 그린란드 천연자원연구소 공동 연구팀은 ‘바다의 유니콘’ 일각고래가 지구 온난화로 인해 이상행동을 보이는 경우가 점점 늘고 있다고 25일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 생명과학 분야 국제학술지 ‘플로스 계산생물학’ 9월 23일자에 실렸다. TV 드라마 ‘이상한 변호사 우영우’에서도 소개된 일각고래는 수컷의 나선 모양 엄니(상아) 때문에 바다의 유니콘으로 불린다. 현재 북극권에 7만~8만 마리가 서식하는 것으로 추정되지만 지구 온난화로 인한 북극권 해빙 감소와 인간의 잦은 등장 때문에 개체수는 물론 평균 수명도 줄고 있는 것으로 알려졌다. 연구팀은 일각고래들에게 전자태그와 위치추적기를 붙여 83일 이상 장기간 추적 조사했다. 이렇게 얻은 데이터를 카오스 이론의 수학 방정식으로 정밀 분석했다. 그 결과 기존에 알려진 일각고래의 행동 경향과는 다른 불규칙적인 잠수 패턴과 수면·휴식 행동이 확인됐다. 이는 온난화로 북극 해빙이 녹으면서 해수 온도를 변화시켜 나타나는 이상행동이라고 연구팀은 분석했다. 연구를 이끈 일본 홋카이도대 예브게니 포돌스키 교수(지구물리학)는 “이번 연구 방법을 통해 기후변화가 극지 서식 동물들에게 미치는 영향을 정밀하게 파악할 수 있을 것”이라며 “온난화로 인해 멸종 위기에 처한 생물종을 보호하기 위한 정책을 마련하는 데도 도움이 될 것으로 본다”고 설명했다.한편 호주 태즈메이니아대 해양·극지연구소, 호주 국립해양과학연구소, 서호주대, 캐나다 빅토리아대, 사이먼프레이저대 공동 연구팀은 온난화로 인해 해수 온도가 상승해 산호초가 죽는 경우가 늘면서 결국 해양생물의 감소와 멸종을 가져올 수 있다고 25일 경고했다. 이 같은 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 9월 23일자에 실렸다. 연구팀은 호주 주변 바다의 산호초를 조사한 ‘산호초 생명조사’ 데이터와 온난화와 산호초 관련 연구 데이터를 활용해 조사했다. 분석 결과 온난화로 인해 해수 온도가 상승하면서 산호초와 각종 해양식물의 서식 환경이 악화하고, 이것들을 집으로 삼고 있는 물고기들의 개체수도 급격히 감소되는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 릭 스튜어트 스미스 호주 태즈메이니아대 교수(생물다양성)는 “온난화로 인해 서식지가 파괴되면서 해양 동식물의 개체수가 감소되고 생물다양성도 줄어드는 현상이 전 지구적으로 나타나고 있는 만큼 세계 각국은 좀더 강도 높은 기후변화 대응책을 마련해야 한다”고 말했다.

코로나19 확산으로 한반도 대기질이 다소 개선됐다는 평가가 나오지만 매년 가을부터 이듬해 봄까지는 한반도 주변 공기흐름의 정체와 중국발 미세먼지 유입이 잦아 여전히 안심할 수 없다. 대기질 악화는 노약자의 호흡기 질환을 유발시키는 것으로만 알려져 있었는데, 소아·청소년의 자폐 증상도 악화시킬 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 아주대 의대, 서울대병원, 강북삼성병원, 아주대 환경안전공학과, 서울대 의대 예방의학과 공동 연구팀은 자폐스펙트럼장애를 가진 아동들이 고농도 대기오염에 단기간만 노출되더라도 입원 치료를 받아야 할 상황이 되기 쉽다고 25일 밝혔다. 이번 연구 결과는 영국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘BMJ 오픈’ 9월 21일자에 실렸다. 기존 대기오염과 자폐증 연구는 수개월에서 수년에 이르는 장기간 노출에만 초점을 맞췄다. 연구팀은 국민건강보험공단 자료를 바탕으로 5~14세의 자폐스펙트럼장애 아동 입원 정보와 6일 단위로 전국 16개 지역의 초미세먼지(PM2.5), 이산화질소, 오존의 측정 정보를 비교했다. 그 결과 대기오염이 심할 경우 단기간 노출만으로도 자폐 증상을 악화시켜 입원 가능성을 높이는 것으로 나타났다. 남자아이가 여자아이보다 입원 건수가 높았다. 초미세먼지 수치가 1㎥당 10㎍(마이크로그램) 증가하면 입원 위험이 17% 높아지고, 이산화질소와 오존 농도가 10ppb(10억분의1) 증가하면 입원 위험은 각각 9%, 3% 늘어나는 것으로 조사됐다. 연구팀은 “발달 단계에 있는 아동의 신경계는 불과 며칠 동안의 대기오염에도 심각한 문제가 발생할 수 있다”고 말했다.

과학기술의 발달로 인간의 기대 수명은 점점 늘고 있다. 이 때문에 100세 시대를 넘어 120세 시대가 올 것이라는 기대감도 나오고 있다. 문제는 기대 수명은 늘고 있지만 질병에 시달리지 않고 건강하게 살 수 있는 건강 수명은 여전히 제자리라는 점이다. 나이가 들면 치매, 암은 물론 근골격계 약화로 인해 발생할 수 있는 골다공증, 관절염에 시달리는 경우가 많다. 정형외과의와 스포츠의학자, 의학통계학자로 구성된 연구팀은 요가가 관절염에 도움이 된다는 분석 결과를 내놨다. 호주 멜버른대 보건·스포츠의학센터, 전염병학 및 생물통계학센터, 멜버른 의학·치의·보건대, 시드니대 근골격보건센터 공동 연구팀은 치료와 함께 규칙적이고 꾸준하게 요가를 하면 골관절염이 상당 부분 완화된다고 25일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘내과학 연보’ 9월 20일자에 실렸다. 무릎 관절염은 퇴행성 관절염으로 불리는 골관절염의 대표적인 질환 중 하나로, 관절연골의 소실과 그에 따른 증상을 동반한다. 대부분 중장년, 노년층에서 주로 나타난다. 운동은 무릎 관절염 환자의 통증과 기능, 근력을 높여 삶의 질을 향상시키는 것으로 알려져 있다. 그렇지만, 통증과 불편함 때문에 실제로 실천하는 환자들은 많지 않다. 이에 연구팀은 정적이면서도 역동적이고 심리적 안정에도 도움이 되는 요가에 주목했다. 연구팀은 무릎 관절염 환자 212명을 두 그룹으로 나눠 12주 동안 온라인 요가 프로그램에 참여하도록 했다. 한 집단은 요가 프로그램 참여 여부를 꾸준히 점검하고, 다른 집단은 요가 프로그램 참여를 독려만 했다. 그 결과, 요가 프로그램 참여 여부를 꾸준히 점검한 집단은 참가자 3분의2 이상이 12주 프로그램을 완료했지만, 다른 집단에서는 프로그램 완료한 참가자들은 절반에 못 미쳤다. 특히, 요가 프로그램를 완료한 환자들은 그렇지 않은 환자들에 비해 무릎 움직임과 기능이 향상되고 통증도 이전보다 감소되는 것이 확인됐다. 연구를 이끈 킴 베넬 멜버른대 의대 교수(물리치료학)는 “요가는 다른 운동과 달리 신체를 격렬히 움직이지 않고도 근육과 뼈 기능 향상에 도움을 준다”며 “이번 연구에 따르면 요가를 규칙적으로 꾸준히 연습하지 않으면 치료효과는 다시 감소되는 것으로 확인된 만큼 관절에 부담이 없는 저강도의 신체활동을 꾸준히 하는 것이 필요하다”고 조언했다.

얼마 전 종영한 ‘이상한 변호사 우영우’ 때문에 자폐스펙트럼증후군에 대한 관심이 높아졌다. 자폐스펙트럼증후군은 질병 이름처럼 증상의 범위가 무척 넓다. 자폐스펙트럼증후군 환자 중에는 드라마 주인공처럼 특정 분야에 재능을 보이는 아스퍼거증후군을 보이는 경우도 있지만 많지 않다. 자폐스펙트럼증후군은 치료가 쉽지 않은 질병으로 알려졌지만 국내 연구진이 유년기에 자폐를 조기 진단하고 집중적 약물 치료를 하면 증상을 완화시킬 수 있다는 가능성을 보이는 연구를 내놨다. 기초과학연구원(IBS) 시냅스 뇌질환연구단, 카이스트 생명과학과, 경북대 치과대 공동 연구팀은 자폐 조기 진단과 유년기 치료의 중요성을 보이는 연구 결과를 21일 발표했다. 이 같은 연구 결과는 기초과학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’와 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’에 잇따라 실렸다. 자폐스펙트럼장애는 전 세계 인구의 약 2%에서 나타나는 뇌 발달장애 중 하나로 사회적 상호작용 결여, 행동의 강박적 반복 등이 대표적 증상이다. 주로 어린시절 시작돼 성인기까지 이어지는데 원인이나 치료법은 아직 밝혀지지 않았다. 연구팀은 생쥐에게 MYT1L이라는 유전자에 변이를 만들어 자폐를 유발시켰다. MYT1L 유전자가 변이된 생쥐는 다른 생쥐와 교류하지 않고 우리 안에서 이유없이 여기저기 뛰어다니는 등 사람과 비슷한 자폐 증상을 보였다. MYT1L에 문제가 생긴 어린 생쥐는 뇌 전전두엽에서 흥분성 시냅스의 숫자와 신호전달이 눈에 띄게 감소됐다. 시냅스는 흥분성, 억제성 두 가지 종류로 구성돼 있는데 두 시냅스의 균형이 깨지면 뇌에 문제가 발생한다. MYT1L 결손 생쥐는 청소년기에는 자폐 증상이 일시적으로 완화됐다가 성인이 되면서 억제성 시냅스의 숫자와 신호전달이 폭발적으로 증가했다. 유년기와 성년기의 자폐가 다른 메커니즘으로 발생한다는 것이다. 연구팀은 자폐증상을 유발시키는 뇌의 변화가 유년기에 시작된다는 점에 착안해 또 다른 자폐 유발 유전자인 ‘ARID1B’ 단백질 이상으로 자폐증을 유발시킨 어린 생쥐에게 흥분성 시냅스를 억제하는 약물 ‘플루옥세틴’을 생후 3주 동안 투여했다. 그 결과, 유년기에 약물 치료를 받은 돌연변이 생쥐는 성체가 되서도 일반 생쥐와 비슷한 수준의 사회성과 행동을 보이는 것이 관찰됐다. 시냅스의 수와 신호전달 양상도 정상화된 것이 관찰됐다. 연구를 이끈 김은준 IBS 단장은 “이번 두 건의 연구로 성장과정에서 나타나는 자폐 발생 메커니즘을 규명하고 유년기에 집중 약물치료를 받으면 추가로 약물 투여를 않더라도 평생 자폐증상이 완화될 수 있음을 확인했다”며 “자폐증상은 다양한 유전자가 원인이 되는 만큼 다른 유전자로 인한 자폐증도 유년기 진단과 약물치료로 완화될 수 있는지, 사람에게도 적용이 가능한지 후속연구를 진행할 것”이라고 설명했다.

나이가 들면 피부 탄력이 줄어들고 머리카락의 굵기도 얇아지고 더 많이 빠진다. 그렇지만 유독 머리가 다른 사람보다 많이, 빨리 빠지는 사람들이 있다. 점점 넓어지는 이마를 보면서 한숨도 늘어난다. 그래서 탈모인들은 가발이나 머리를 심는 방법을 고민한다. 가발 기술이 좋아졌다고는 하지만 답답할 것 같고, 머리 심는 것는 비용이 만만찮다. 그런데 국내 연구진이 와인의 떫은 맛을 만들어 내는 성분이 탈모인들에게 도움이 되는 방법을 찾아냈다. 카이스트 화학과, 생명화학공학과 공동 연구팀은 와인의 떫은 맛을 내는 ‘탄닌산’과 생체적합성 고분자를 섞어 모발을 붙일 수 있는 생체친화적 접착제를 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘미국화학회지’에 실렸다. 이번 연구를 주도한 이해신 카이스트 화학과 교수는 폴리페놀을 이용해 의료용 접착제, 지혈제를 개발하고, 최근 흰 머리 색깔을 바꿔주는 갈변 샴푸를 개발한 주역이기도 하다. 탄닌산은 식물이 만들어 내는 폴리페놀이라는 화합물 중 하나로 과일 껍질, 견과류, 카카오 등에 많이 들어 있다. 탄닌산은 접착력과 코팅력이 강해 다른 물질과 빠르게 결합하는 특성이 있다. 와인을 마시면 떫은 맛이 느껴지는 이유는 탄닌산이 혀의 미뢰에 붙기 때문이다. 탄닌산과 물에 녹는 고분자를 섞으면 젤리처럼 끈적이는 작은 액체 방울인 ‘코아세르베이트’가 만들어진다. 생체적합성 고분자를 사용하면 독성이 낮아 의료용 접착제로 사용할 수 있다. 그렇지만 코아세르베이트는 액체에 가깝기 때문에 접착력에는 한계가 있다. 이에 연구팀은 물에 잘 녹는 폴리에틸렌글리콜(PEG)과 물에 녹지 않는 폴리락틱산(PLA)를 조합해 접착력을 높였다. 특히 PEG와 PLA을 탄닌산과 넣고 금속을 열처리 하는 것처럼 온도를 올렸다 내렸다하는 과정을 반복하면 탄성계수나 접착력이 100배 이상 향상되는 것이 관찰됐다.연구팀은 이번에 개발한 생체적합성 무독성 접착제를 모발 끝에 바른 뒤 생쥐의 피부에 심는 실험을 했다. 접착제를 바른 모발을 피하주사를 통해 이식해 고정하는 방식이다. 모낭을 포함한 모발을 이식하는 기존 모발 이식은 여러 번 시행이 어렵지만 이번 기술은 반복 시술이 가능하다. 두 가지 방식으로 15 가닥의 모발을 이식한 뒤 하루가 지난 상태에서 관찰하면 접착제를 사용한 경우는 12 가닥이 남았지만 기존 방식은 하나도 남지 않은 것으로 확인됐다. 또 피부에 견고하게 이식돼 쉽게 빠지지 않는 것도 관찰됐다. 생쥐에게 이식되 남은 12 가닥 중 3 가닥만으로도 생쥐 몸 전체를 들어올릴 수 있을 정도로 견고하다고 연구팀은 밝혔다. 이해신 카이스트 교수는 “이번에 개발한 기술은 모발 이식 뿐만 아니라 다양한 의료용 접착제로 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

한국 과학자가 포함된 국제 공동 연구팀이 한국인 100만 명의 진단기록을 분석한 결과 치매와 심장질환이 동시에 발생한다는 사실을 확인했다. 한국과학기술정보연구원(KISTI), 가천대 의대, 카이스트, 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF), 이스라엘 벤구리온대 공동 연구팀은 100만 명 규모의 의료데이터와 차세대 유전체 서열분석 기술을 이용해 치매와 관련한 동반질환에 영향을 미치는 유전적 변이를 찾았다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 뇌신경의학 분야 국제학술지 ‘중개 정신의학’(Translational Psychiatry)에 게재됐다. 연구팀은 건강보험심사평가원에 있는 100만명 규모의 진단 기록과 대표적인 의학 빅데이터인 영국 바이오뱅크에서 수집한 20만명 규모의 유전변이 데이터와 장기간 추적 인지 및 행동기능 분석, 세포실험 결과, 인공지능 딥러닝 기반의 뇌·심장 MRI 영상분석 데이터를 활용했다. 연구팀은 이 같은 방대한 데이터를 초고성능 컴퓨터를 이용해 분석했다. 그 결과, 심장질환과 알츠하이머 치매는 동반질환 경향이 있음을 확인했으며 관련 유전자를 발견했다. 동반질환은 고혈압과 당뇨처럼 한 환자에게 두 개의 질환이 동시다발적으로 발생하는 패턴을 말한다. 이번 연구는 명확한 질환의 전후 관계를 보여주고 있지는 않지만 심장질환자의 경우 알츠하이머 치매 발병 가능성이 높다는 것을 의미한다. 동반질환 관련 유전자 변이는 두 가지 이상 질환에 관여하는 유전적 변이로, 하나의 유전변이가 있을 경우 다면발현현상으로 두 가지 이상의 질환을 유발할 수 있음을 예측할 수 있다. 연구팀에 따르면 ‘ADIPOQ’라는 유전자가 심장질환과 알츠하이머 치매 발병에 동시에 관여하는 것으로 확인됐다. KISTI 연구팀은 2019년에도 UCSF 연구진과 함께 미국 내 1000만명 규모의 의료 데이터를 활용해 조현병 환자의 동반질환 패턴을 밝혀내기도 했다.

TV를 보다보면 아프리카나 동남아 저개발국가 아이들이 제대로 먹지 못해 굶고 있으니 십시일반 조금씩 돕자는 내용의 광고를 흔히 볼 수 있다. 먹을 것이 풍부해진 요즘에도 굶주림을 겪는 이들이 완전히 사라진 것은 아니지만 과거와 비교해 먹거리는 많아진 것은 사실이다. 그렇다면 식량, 음식의 질적 수준은 과거에 비해 어떻게 달라졌을까. 식품과학자, 영양학자, 보건학자들이 전 세계의 영양상태를 조사한 결과, 깜짝 놀랄 결과를 내놨다. 미국 터프츠대 식품과학정책학부, 그리스 데살리대 식품과학영양학과 공동 연구팀은 전 세계인의 밥상은 30년 전과 비교해 나을 것이 없는 상태이며 오히려 더 나빠졌다고 볼 수 있을 것이라는 연구 결과를 발표했다. 이 같은 연구 결과는 식품학 분야 국제학술지 ‘네이처 푸드’ 9월 19일자에 실렸다. 연구팀은 전 세계 식품 소비와 영양소 섭취 수준에 대한 대규모 통계인 ‘국제 식습관 데이터베이스’ 중 1990~2018년까지 1100개 이상의 조사 결과를 추출해 메타분석을 실시 했다. 이 조사에 활용된 통계들은 전 세계 185개국 성인과 아동, 청소년 모든 연령대를 대상으로 한 것이다. 연구팀은 사람들이 하루 권장 영양소를 섭취할 수 있도록 하는 권장 식단을 얼마나 잘 지키고 있는지를 0부터 100까지 척도로 구분했다. 0은 설탕과 가공육 등 건강에 도움이 되지 않고 영양소가 없는 불량 식단을 의미하고 100은 과일, 채소, 콩, 견과류, 통곡물 등을 중심으로 권장 식단을 완벽하게 지키는 것을 의미한다. 연구팀에 따르면 1990년대 식단 점수에 비해 2018년은 1.5점 올라 사실상 큰 차이를 보이지 않는 것으로 분석됐다. 185개국 평균 점수는 40.3점으로 나타났으며 지역별로 본다면 남미지역과 카리브해 일대 국가는 30.3점, 남아시아는 45.7점 등 다양하게 나타났다. 세계 평균보다 낮은 곳들은 가공육, 가당음료, 소금 등 건강에 좋지 않은 성분이 들어간 음식들을 즐겨 먹는다고 연구팀은 설명했다. 개별 국가로 따졌을 때 세계 인구의 1%도 안되는 10개국만 50점 이상을 받았다. 가장 점수가 높은 곳은 베트남, 이란, 인도네시아, 인도였으며 가장 낮은 점수를 받은 국가는 브라질, 멕시코, 미국, 이집트로 나타났다. 인구별로 따져보면 남성보다는 여성이, 나이가 어린 사람들보다는 노년층이 더 건강한 음식을 많이 먹고 권장 식단과 영양소를 비교적 잘 지키는 것으로 나타났다. 다우리시 모자파리안 터프츠대 의대 교수는 “잘못된 식단은 질병의 주요 원인이며 전 세계적으로 사망자의 26%를 줄일 수 있는 요인”이라며 “간편하게 먹을 수 있고, 달고 짠 맛이 강한 음식들에 대한 선호도가 높아지면서 생선, 과일, 채소 등 건강한 식품을 소비가 줄고 있어 전 세계적으로, 사회경제적으로 심각한 부담이 될 수가 있다”라고 말했다. 연구를 이끈 빅토리아 밀러 터프츠대 박사도 “식단의 질적 상태를 분석하는 것은 전 세계 주요 질병상태와 인류의 면역상태에도 기여하는 것”이라며 “이번 연구는 세계적, 지역적, 개별 국가적으로 식단 개선을 위해 무엇이 필요한지 알려주고 있다”고 설명했다.

미국 스탠포드대 화학공학과, 생명공학과, 스탠포드 의대 흉부외과, 스탠포드 암조기진단센터 공동 연구팀은 폴리머로 만든 인공 피부를 이용해 종양 크기 변화를 정밀하게 측정할 수 있는 기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 9월 17일자에 실렸다. 종양의 크기 변화를 정밀하게 측정하는 것은 암의 진행과정과 치료효과를 알아보기 위해 필수적이다. 이에 연구팀은 인체 친화적이고 유연하며 신축성이 있는 폴리머를 이용해 금회로가 저장된 인공 피부를 개발했다. 암 발생 부위에 인공 피부를 붙이면 종양 크기 변화를 0.01㎜까지 정밀하게 실시간 측정이 가능하다. 또 스마트폰 어플리케이션(앱)과 연결해 종양 크기 변화를 환자가 직접 볼 수도 있다.

코로나19 확산 이후 비대면 상황이 늘어나고 있다. 이 때문에 가상현실(VR)·증강현실(AR)에 홀로그램을 결합시킨 확장현실(XR), 메타버스(가상융합세계) 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 실감형 메타버스를 구현할 수 있는 홀로그램 기술을 개발했다. 한국화학연구원 화학소재연구본부, 경북대 전자공학부 공동 연구팀은 광역학 메커니즘을 활용해 실감나게 만드는 메타버스 홀로그램 기술을 개발하는데 성공했다고 14일 밝혔다. 이번 연구 결과는 광학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 포토닉스 리서치’ 8월호 표지논문으로 실렸다. 대표적인 가상융합세계 플랫폼은 2000년대 초반 국내에 유행했던 싸이월드이다. 최근에는 제페토, 게더타운 등이 메타버스 플랫폼으로 유행하고 있다. 연구를 이끈 가재원 화학연구원 책임연구원은 “이번에 개발한 홀로그램 기술을 활용하면 기존에는 구현하기 힘들었던 자동차용 홀로그래픽 헤드-업 디스플레이(HUD), 확장현실 스마트 안경 등 응용분야에도 쉽게 적용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 현재 구현된 메타버스 플랫폼 대부분은 주로 2차원 캐릭터로 구성돼 현실감이 떨어진다는 단점이 있다. 이 때문에 최근에는 메타버스에 확장현실을 적용하려는 시도가 활발하다. XR 핵심은 홀로그램을 통한 입체영상 구현이다. 홀로그램을 만들기 위해서는 은염 소재나 포토폴리머 소재가 활용된다. 은염소재는 필름카메라의 사진 인화 작업처럼 습식공정이 필요해 대량 제작이 쉽지 않다. 포토폴리머 소재는 광반응성 화합물의 확산과정 때문에 다양하게 활용되기가 쉽지 않다. 연구팀은 이 같은 단점들을 보완해 광역학 메커니즘을 활용해 비교적 간단하게 홀로그램 소재를 만들 수 있는 방법을 찾았다. 이번에 개발한 기술은 매우 얇고 가벼우면서도 다양한 기능을 갖고 있어 메타버스 여러 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대되고 있다.

유방암은 남녀 모두에게서 발병 가능하지만 여성 환자들이 훨씬 많다. 유방암은 발병 초기 자각증상이 없기 때문에 증상이 나타나기 시작하면 암이 상당히 진행된 상태인 경우가 많다. 이 때문에 유방암은 다른 암들보다 전이나 재발이 잦은 암으로 알려져 있다. 환자 맞춤형 면역치료가 필요한 이유이기도 하다. 문제는 면역치료가 생각만큼 효과가 나타나지 않는다는 것이다. 이에 카이스트 의과학대학원, 연세대 의대, 가톨릭대 의대 공동 연구팀은 유방암 환자의 항암 면역치료 핵심 원리를 밝혀내고 새로운 치료 전략을 제시했다고 14일 밝혔다. 이번 연구 결과는 면역학 분야 국제학술지 ‘사이언스 면역학’(Science Immunology)에 실렸다. 암 환자들은 암세포를 제거하는 세포독성 T세포 기능이 눈에 띄게 약해진다. 세포독성 T세포가 약해지는 것은 PD-1이라는 억제물질이 종양 조직 내에서 과다하게 나타나기 때문이다. 이 때문에 최근 연구개발되고 있는 면역항암제는 PD-1의 기능을 차단해 약화된 세포독성 T세포를 다시 회복시키는 것에 초점을 맞추고 있다. 항암면역치료를 받는 유방암 환자들 중에서도 치료 효과가 나타나는 것은 일부이다. 연구팀은 유방암 환자 131명의 암 조직을 채취해 분석한 결과, 종양 조직에 존재하는 세포독성 T세포 중에서 CD39 단백질과 조직 상주기억 T세포가 유방암 환자에서 효과적인 항암 면역반응을 매개하는 핵심 세포라는 사실을 새로 밝혀냈다. 신의철 카이스트 교수는 “이번 연구는 항암 면역반응 메커니즘에 대해 상세히 연구해 유방암에서 새로운 임상 치료 전략을 제시했다는 점에서 의미가 크다”며 “암 환자의 생존율을 더 높이기 위해 연구를 계속 이어가겠다”고 설명했다.

다이어트를 위해 설탕 대신 먹는 인공 감미료가 오히려 건강을 해칠 수 있다는 조사결과가 나왔다. 다이어트 콜라 속 인공 감미료가 주된 원인으로 지목됐다. 프랑스 국립보건연구소(INSERM) 등 연구팀은 평균 나이 42세 성인 남녀 10만 명을 대상으로 설문을 통해 어떤 음식을 먹는지 알아내고 이들의 건강 상태를 10년간 추적 조사했다. 연구팀에 따르면, 조사 대상자들의 약 37%는 아스파탐, 아세설팜 칼륨, 수크랄로스 등 다양한 종류의 인공 감미료를 섭취하고 있었다. 인공 감미료를 먹는다고 응답한 이들의 하루 평균 섭취량은 42.5㎎였다. 다이어트 콜라로 따지면 반캔(100㎖) 정도에 해당했다. 연구팀은 인공 감미료 소비량과 의료 기록을 비교했다. 분석 결과, 인공 감미료를 가장 많이 섭취하는 집단은 인공 감미료를 전혀 섭취하지 않는 이들보다 심장마비 등 심혈관 질환 위험이 최대 9% 포인트 더 높았다. 이른바 고위험군의 인공 감미료 섭취량은 하루 평균 약 78㎎. 다이어트 콜라로 따지면 매일 한 캔 180㎖ 정도를 마시는 셈이었다. 이들은 뇌졸증 등 뇌혈관 질환에 걸릴 위험 역시 18% 포인트 더 높았다. 인공 감미료를 섭취하는 사람들은 대체로 젊고 비만한 경향이 있었다. 다이어트를 위해 평소 식사량을 조절하고 있었지만 운동 등 활동량은 떨어졌다. 연구팀은 인공 감미료를 설탕에 대한 안전한 대안으로 여겨서는 안 된다고 밝혔다.　 자세한 연구 결과는 영국의학회에서 발행하는 의학분야 국제학술지 BMJ 9월 7일자에 실렸다.

헐리우드 영화를 보면 카지노에 있는 남자 주인공들이 도박을 하는 중에 옆에 있는 미녀에게 칩이나 주사위에 행운의 키스, 숨결을 불어넣어 달라고 요청하는 장면을 간혹 볼 수 있다. 영화 속에서는 행운의 칩, 주사위 덕분에 주인공이 큰 판돈을 따는 경우가 많지만 실제 관객들은 그런 행위들이 단순한 미신에 불과하다고 생각한다. 그런데, 그런데 말이다. 비슷한 상황을 실제로 맞닥뜨렸을 때는 사람들은 어떤 행동을 보일까. 생물학자, 뇌과학자, 심리학자, 형법학자들로 구성된 연구팀은 실제로 남자들이 여성들보다 팔랑귀가 많고 미신적 행위나 말에 쉽게 현혹돼 무모한 짓을 벌이는 경우가 많다는 사실을 증명했다. 네덜란드 에라스무스 로테르담대, 암스테르담 자유대 실험·응용심리학과, 국립범죄·형집행연구소(NSCR), 마스트리히트대 형법·범죄학과 공동 연구팀은 남자들이 운세 같은 미신들을 쉽게 믿고 그에 따라 무모하게 재정적 부담이 많은 결정을 내리는 경우가 많다고 10일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 9월 8일자에 실렸다. 점성술, 타로, 무속인 등 미신적인 믿음과 행동은 전 세계 어느 곳이나 있다. 운세나 점성술 같은 것은 불확실한 세상에서 불안한 감정을 퇴치하는데 도움을 주거나 징크스라고 하면서 자신만의 미신적 의식을 행하는 것은 자신감을 높여 업무 수행 능력을 높이는 경우도 간혹 있다. 다양한 형태의 미신이 전 세계에 퍼져 있지만 이것들이 사람의 행동에 어떤 영향을 미치는지는 정확히 실험적으로 밝혀진 바 없다. 연구팀은 운세에 따라 사람들이 어떤 행동을 보이는지 세 가지 실험을 실시했다. 우선 693명의 건강한 성인남녀를 세 그룹으로 나눈 뒤, 자신의 삶과 미래의 재정적 성공에 대해 각 그룹별로 긍정적, 부정적, 중립적 운을 제시했다. 운세를 알려준 다음 부동산이나 자동차 구매처럼 큰 재정적 위험을 감수해야 하는 결정을 내리는데 경향성을 평가하는 설문 조사를 실시했다. 또 이보다 좀 더 적은 재정적 위험을 감수하는 사례들에 대한 투자 경향도 조사했다.그 결과, 긍정적인 운세를 들은 집단은 부정적 운세를 들은 이들보다 재정적 위험을 감수하는 경향이 80%나 높은 것으로 나타났다. 그렇지만 여성들은 운세가 투자에 영향을 미치지 못하는 것으로 조사됐다. 연구팀은 다시 실험실에서 새로운 193명의 성인남녀를 대상으로 온라인 도박게임을 하도록 했다. 그 다음 연구팀은 이들을 세 집단으로 나눈 뒤, 이전 실험처럼 긍정적, 중립적, 부정적 운세를 각각 들려주고 다시 온라인 도박게임을 하도록 했다. 그 결과 긍정적 운세를 들은 남성들은 운세를 듣기 전보다 무모한 배팅이 훨씬 많이 늘어난 것으로 확인됐다. 연구팀은 운세와 행동 변화 관련 유사 연구들을 메타분석한 결과에서도 남성들이 긍정적, 중립적 운세를 들은 경우 재정적 위험을 감수하는 정도가 커진다는 것을 발견했다. 그러나 세 종류의 연구에서 여성들에게서는 이 같은 연결 고리를 찾지 못했다. 흔히들 점을 보러 다니거나 미신은 여성들이 더 많이 믿는다고 생각하지만 실제로는 그렇지 않다는 말이다. 연구를 이끈 시아유 탄 에라스무스 로테르담대 박사는 “이번 연구에서 재미있는 점은 긍정적 운세를 듣고 자신의 행동에 변화가 생긴 남성들 대부분이 자신은 미신을 믿지 않는다고 말했다는 것”이라며 “이번 연구는 남성들이 다른 사람들의 말을 쉽게 믿고 행동한다는 점을 실험적으로 보여주고 있다”고 설명했다.

지구온난화로 인한 기후변화 때문에 농작물을 해치는 해충들이 늘어나고 있다는 분석 결과들이 속속 나오고 있다. 이 같은 상황에서 농작물 보호를 위해 농약, 살충제를 사용하는 경우가 많지만 많이 사용할 경우 환경에도 치명적 영향을 미쳐 농작물 수확량을 떨어뜨리는 결과를 가져올 수 있다. 이 같은 상황에서 농화학자, 생물학자들이 환경을 파괴하지 않고 효과적으로 해충을 방제할 수 있는 방법을 찾아냈다. 스웨덴 룬드대 생명과학과, 스웨디시 농업과학대 식물종묘학과, 중국 광둥성 과학원 동물학연구소, 미국 네브레스카-링컨대 생화학과, 식물과학혁신연구센터, 미국 농업기업 이스카 공동 연구팀은 페로몬이라는 일종의 성호르몬을 저렴하게 합성해 해충 방제에 활용할 수 있다는 사실을 확인했다고 9일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 지속가능성’(Nature Sustainability) 9월 2일자에 실렸다. 유엔식량농업기구(FAO)에 따르면 매년 전 세계에서 재배되는 농작물의 5분의1 이상이 해충의 피해를 받는다. 해충 방제를 위해 연간 40만t 가량의 살충제가 사용된다. 살충제는 뿌리는 사람은 물론 꿀벌, 나비 같은 꽃가루매개체(수분곤충)과 다른 유익한 곤충과 동물들에도 피해를 입힌다. 또 살충제 사용이 늘면서 해충들이 내성을 가지면서 사용량은 점점 늘어 환경에 부담을 준다. 이 때문에 최근에는 농약 대신 해충의 짝짓기를 근본적으로 막을 수 있는 ‘행동영향 화학물질’, 이른바 ‘페로몬’을 사용하려는 시도들이 늘고 있다. 곤충들이 짝짓기를 할 때 방출하는 페로몬을 인공적으로 합성해 뿌리면 번식을 막고, 암컷이 알을 낳아도 애벌레로 부화되지 않는 무정란을 낳게 하는 것이다. 문제는 현재로서는 페로몬을 농약이나 살충제처럼 뿌리기에는 너무 비싸다는 점이다. 이에 연구팀은 페로몬 원료를 만들록 유도할 수 있는 지방산이 풍부하고 재배가 용이한 식물을 활용하는 방법을 찾았다. 카놀라유를 짜는 카놀라의 꽃인 카멜리나를 활용하는 것이다. 연구팀은 생물공학적 방법을 활용해 카멜리나 종자와 배꼽오렌지벌레 유전자를 결합시켰다. 연구팀은 미국 네브라스카와 스웨덴의 실험용 텃밭에서 유전자 변형 카멜리나를 재배했다. 3세대가 지난 카멜리나 종자의 지방산에는 페로몬 생산에 필요한 ‘(Z)-11-헥사데센산’이 20%나 포함됐다. 연구팀은 지방산을 정제해 배추, 케일, 브로콜리 같은 배추속 채소에 피해를 입히는 배추좀나방을 유인할 수 있는 인공페로몬 합성에 성공했다. 연구팀은 인공페로몬을 이용해 중국에서 실제 실험한 결과, 현재 사용되고 있는 상업용 합성 페로몬만큼이나 효과가 높은 것으로 확인됐다. 또 브라질의 콩밭에서 실시한 실험에서도 목화벌레의 짝짓기 패턴을 방해할 수 있다는 것이 관찰됐다. 독일 막스플랑크 차세대곤충화학생태학센터 수석연구원이면서 이번 연구를 이끈 크리스터 뢰프스테드 룬드대 교수는 “이번 연구는 환경에 영향을 덜 미치면서 효과적으로 해충을 방제할 수 있는 페로몬을 저렴하게 합성할 수 있다는 점이 의미가 크다”고 설명했다.

영유아기, 어린이 시절에는 많은 아이들이 편식하는 경우가 많지만 한두살 먹어가며 청소년기가 되면 편식습관이 저절로 고쳐지는 경우가 많다. 그렇지만 청소년기에 편식이나 섭식 장애가 나타나는 경우도 적지 않다. 동년배 친구들의 영향을 많이 받는 10대 청소년들이지만 섭식 행동은 여전히 부모들의 영향이 크다는 분석 결과가 나왔다. 벨기에 겐트대 의대 공중보건학과, 1차진료학과, 발달·성격·사회심리학과 공동 연구팀은 청소년기 자녀의 정서적 섭식 행동 형성에 부모의 영향이 크고, 잘못된 섭식 행위 개선도 부모-자녀의 상호 작용이 중요하다고 8일 밝혔다. 이번 연구 결과는 영양학 분야 국제학술지 ‘영양교육 및 행동 저널’(Journal of Nutrition Education and Behavior) 9월 8일자에 실렸다. 정서적 섭식 행동은 긍정적, 부정적 심리나 스트레스 유발 감정에 대해 겉으로 드러나는 식습관으로 건강에 해로운 식이 패턴, 비정상적 체중 증가 등과 관련이 있다. 연구팀은 218명의 12~15세 남녀 청소년 218명과 부모를 대상으로 섭식행동 설문을 실시했다. 아이들을 대상으로 심리 검사하고 체중과 키를 측정했다. 이와 함께 어릴 적 건강검진 기록과 부모 설문조사 기록도 함께 조사해 청소년기의 정서적 섭식 행동이 나타나는 이유에 대해 분석했다. 조사 결과, 영유아 시절 편식을 하더라도 부모와의 관계가 좋고 함께 식사하는 횟수가 많고 대화가 많은 청소년들은 편식 습관이 없고 거식증 같은 문제적 식습관이 거의 발생하지 않는 것으로 확인됐다. 또 부모-청소년 식사 횟수가 많은 청소년들은 감정 조절 수준도 높은 것으로 나타났다. 흔히 한국에서 이야기하는 ‘밥상머리 교육’이 잘되는 가정일수록 자녀들이 건강한 식습관을 갖는다는 것이다. 또 부모들이 고압적이고 강압적인 경우 청소년들은 거식증, 폭식증 등 부정적 섭식 행동을 보이는 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 나탈리 미겔스 겐트대 심리학과 교수는 “이번 연구는 10대 청소년기까지는 부모가 자녀의 섭식 행동에 중요한 역할을 한다는 것을 보여주고 있다”며 “자녀의 정서적 상태를 잘 파악하는 것이 건강한 생활습관과 식습관을 갖도록 해 자녀의 성인기 신체적, 정신적 건강에까지 영향을 미칠 수 있다”고 설명했다.

과학의 발달로 과거 ‘불치병’이었던 암은 이제 치료 후 관리 가능한 질병이 되고 있다. 과학자들은 암 환자들의 불편함을 줄이고 재발까지 막을 수 있는 효과적인 치료제와 치료법을 개발하기 위해 끊임없이 연구하고 있다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 항암제가 체내에 오래 머물면서 암조직을 확실히 제거할 수 있는 방법을 개발해 주목받고 있다. 광주과학기술원(GIST) 신소재공학부 연구팀은 인공지능(AI)을 이용해 이전 약물보다 체내에 100배 이상 오래 머물러 약효를 높일 수 있는 항암제 플랫폼을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구 결과는 약학 분야 국제학술지 ‘파머슈틱스’(Pharmaceutics)에 실렸다. 연구팀은 ‘알파고’를 개발한 구글 딥마인드가 개발한 단백질 구조예측 AI프로그램 ‘알파폴드2’를 이용해 체내 지속성을 연장시키는 단백질을 조사했다. 알파폴드2는 단백질 구조 데이터와 아미노산 배열을 학습한 다음 이를 바탕으로 새로운 아미노산 구조를 예측하고 찾는 AI이다. 실제로 인간 단백질 98.5%를 예측하고 36만 5000개 이상 단백질 3차원 구조를 정확히 예측하는 것에 성공했다. 연구팀은 항체 조각 내부에 있는 두 사슬의 연결 부위에 체내 지속성을 연장시키는 단백질을 삽입한 항암제 플랫폼을 만들었다. 기존에는 항체 조각에 체내 지속성이 긴 혈액 단백질의 일종인 알부민과 결합시켰다. 항체 조각은 항체 일부로 항체가 외부 물질과 결합하는 부분이다. 항체보다 크기가 작아 고형암에 쉽게 침투할 수 있고 부작용이 적어 새로운 항암치료제로 주목받고 있지만 크기가 작아 체내 지속성이 짧다는 단점이 있다. 연구팀은 이전과 달리 알부민 단백질을 항체 조각 외부가 아닌 내부에서 결합시키도록 한 것이다. 이렇게 되면 항체 조각이 항체 기능을 유지하면서도 체내 지속시간이 기존 18분에서 약 114배 늘어난 34시간으로 확인됐다. 권인찬 GIST 교수는 “이번에 개발한 항체조각의 말단 영역에 치료용 펩타이드, 사이토카인, 항체 같은 유용한 물질을 결합시키면 항체-약물 접합체나 이중 항체, 다기능성 약물로 발전시켜 사용할 수 있을 것”이라고 설명했다.

지구상에서 가장 오래전에 살던 포유류가 화석으로 발견됐다. 기존 기록보다 2000만 년이나 앞서 지구상에 포유류가 살았다는 증거다. 6일(현지시간) CNN에 따르면, 영국 런던 자연사박물관 등 국제 공동 연구팀은 이날 세계 최초의 포유류 화석이 발견됐다고 밝혔다. 연구팀은 브라질로돈 쿼드랑굴라리스(Brasilodon quadrangularis·이하 블라질로돈)라는 고대 동물의 치아 화석을 분석했다.  분석 결과, 브라질로돈은 트라이아스기 후기인 약 2억 2500만 년 전에 살던 것으로 나타났다. 이 시기는 해양생물 90%, 육상동물 70%가 멸종한 페름기-트라이아스기 대멸종 사건이 일어난지 약 2500만 년이 지났을 무렵이다. 특히 브라질로돈은 몸길이 약 20㎝인 땃쥐 조상으로 추정된다. 지금까지 최초의 포유류로 여겨진 모르가누코돈보다도 2000만년 일찍 지구상에 출현했다. 모르가누코돈 역시 땃쥐 조상이지만 브라질로돈은 이보다 앞선 조상인 셈이다. 연구팀은 브라질로돈이 가장 오래전 살던 일부 공룡과 동시대에 존재했다는 점에서 포유류의 진화 연구에 도움이 될 것이라고 밝혔다. 연구 책임저자인 런던 자연사박물관의 마사 릭터 박사는 인터뷰에서 “브라질로돈은 지금까지 파충류로 여겨졌으나 이번 연구로 포유류라는게 확실해졌다. 파충류는 평생 치아를 갈지만, 포유류 유치와 영구치만 난다는 점에서 브라질로돈은 확실한 포유류”라고 설명했다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘해부학저널’(Journal of Anatomy) 9월 5일자에 실렸다.

우리나라 연구진이 주도해 거대한 남극 빙하를 녹이는 원인을 세계 최초로 규명했다. 해양수산부와 극지연구소는 여름철 남극 해안가에서 발생하는 소용돌이가 바다 표층의 따뜻한 물을 수백m 두께 빙붕 아랫부분으로 흘려보내는 과정을 처음으로 찾아냈다고 6일 밝혔다. 이번 연구로 빙하가 녹는 속도를 정확히 예측할 수 있는 길이 열렸다. 극지연구소 이원상 박사 주도로 경북대, 미국 캘리포니아·컬럼비아대, 뉴질랜드 오클랜드대학이 함께 참여한 연구팀은 쇄빙 연구선 아라온호가 빙붕에 접근하면 무인 수중글라이더가 바닷속에 들어가 수온·염도·산소포화도 등의 정보를 수집했고, 이 자료를 토대로 바닷물의 방향과 속도 등을 분석하는 방식으로 연구를 진행했다. 연구팀은 시계방향으로 회전하는 지름 10㎞의 소용돌이가 따뜻한 바닷물 표면의 열을 빙붕 아랫부분으로 전달해 얼음을 녹이는 과정을 찾아냈다. 소용돌이는 남반구의 여름철에 일시적으로 나타나는 자연 현상으로, 차가운 중층수를 위로 끌어올리는 동시에 표층의 따뜻한 바닷물을 아래로 끌어내려 빙붕이 녹는 속도를 가속화한다는 것이 연구팀의 설명이다. 빙붕은 바다에 떠 있는 200~900m 두께의 거대한 얼음 덩어리로, 빙하가 바다에 빠지지 않게 막는 역할을 한다. 육지에 놓인 빙하가 바다로 들어가면 그 규모만큼 해수면을 끌어올리기 때문에 빙붕 붕괴는 해수면 변화의 주요 요소다. 한편 2019년부터 해수부 연구개발(R&D) 사업으로 이뤄진 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘커뮤니케이션스 지구와 환경’ 6월호에 게재됐다.

지구 온난화는 기상 변화 뿐만 아니라 지구 생태계에 다양한 영향을 미친다. 온난화로 인해 땅 온도가 높아지면 농작물에 악영향을 미치는 해충이 살아남기 쉬워 수확량이 줄어들고, 결국 식량난을 초래할 수 있다는 분석 결과가 나왔다. ‘겨울이 따뜻하면 이듬해 작물 수확량이 떨어진다’는 농가의 암묵지를 실험적으로 증명한 것이다. 미국 노스캐롤라이나주립대 곤충학·식물병리학과, 미 농무부 농업연구소, 캐나다 온타리오주 농림부 연구진을 중심으로 한 33개 공동 연구팀은 토양 온도를 바탕으로 채소 작물을 황폐화시키는 해충 중 하나인 ‘옥수수 귀벌레’ 확산을 효과적으로 예측할 수 있다고 6일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 9월 6일자에 실렸다. 옥수수 귀벌레라고 불리는 큰담배밤나방(Helicoverpa zea)은 옥수수, 목화, 대두, 고추, 토마토를 비롯해 각종 채소 작물을 황폐화시키는 해충이다. 연구팀은 미국 전역을 북위 40도 이하 남방, 북위 40~55도 중위도, 북위 55도 이상 북방지역 3개 구역으로 나눠 1950년부터 2020년까지 각 지역별 기온 변화와 작물 수확량, 해충 피해 정도를 분석했다. 40도 이하 남방은 겨울에도 해충이 살 수 있는 구역이며, 북위 55도 이상에서는 겨울철에는 해충이 절대 살 수 없는 지역이다. 북위 40~55도는 겨울철의 온도 변화에 따라 해충 생존 가능성이 변하는 구역이다. 분석 결과, 1981년 이후 남방지역은 3%씩 확대되고 중간지역과 북방지역은 점점 줄고 있는 것으로 확인됐다. 특히 2074~2099년이 되면 남방지역은 현재보다 두 배 이상 늘어나 대부분 지역에서 해충이 겨울에도 살아남을 수 있게 될 것이라고 분석됐다. 특히 겨울철이 추운 것으로 알려진 미국 북부 미네소타 같은 경우는 1950년부터 2021년까지 겨울에 옥수수 귀벌레가 살아남지 못했으나 세기 말이 되면 미국 전역에서 겨울철에도 해충이 월동할 수 있는 것으로 예측됐다. 연구를 이끈 더글러스 로튼 노스캐롤라이나주립대 박사(토양생태학)는 “이번 연구는 기후변화로 인해 해충의 월동 지역이 점점 북상할 수 있다는 것을 보여준다”며 “해충 확산에 대해 사전에 예측할 수 있다면 살충제 사용량을 조절해 농가의 재정 부담은 물론 환경에 대한 부담을 줄일 수 있을 것”이라고 설명했다.

해수면 상승에 큰 영향을 주는 탓에 ‘지구 종말의 날 빙하’로도 알려진 남극 스웨이츠 빙하가 예상보다 훨씬 빨리 사라질 수 있다는 연구 결과가 나왔다.남극대륙 서쪽 아문센해에 맞닿아 있는 스웨이츠 빙하는 한반도 전체 면적(22만㎢)보다 조금 작은 약 19만 1900㎢로, 매년 얼음 약 500억t을 바다로 유입시키며 해수면 상승(전체의 4%)을 유발한다. 이 빙하가 다 녹으면 해수면이 지금보다 60㎝가량 높아질 수 있다. 미국 사우스플로리다대와 영국 케임브리지대 남극조사단 등 국제연구진은 서남극 스웨이츠 빙하가 지난 200년간 얼마나 녹았는지를 조사했다.조사는 지난 2019년 스웨이츠 빙하 앞쪽 해저 700m 아래 지형을 고해상도 이미지로 여러 차례 찍어 지도화(매핑)하는 방식으로 이뤄졌다.연구진은 빙하 앞부분이 녹아 붕괴하고 매일 조수 간만 차이에 따라 해당 지형에 생긴 흔적 약 160개를 기록했다. 분석 결과, 스웨이츠 빙하의 경계선은 지난 200년 중 일정 기간(약 6개월) 갑자기 2.1㎞ 이상 후퇴한 것으로 나타났다. 이는 빙하가 붕괴했다는 점을 보여주는 것인데, 연구 주저자인 사우스플로리다대의 앨러스테어 그레이엄 박사는 미 CNN 방송과의 인터뷰에서 “빙하 붕괴는 20세기 중반쯤 일어났을 것”이라고 말했다. 연구진에 따르면, 당시 빙하 후퇴 속도는 지난 10년간 관측된 것보다 2배 더 빨랐다. 이 같은 데이터는 이 빙하가 지금까지 예상과 달리 앞으로 훨씬 빠르게 붕괴할 수 있다는 점을 시사한다. 공동저자인 영국 남극조사단의 로버트 라터 박사는 “현재 스웨이츠 빙하는 손톱으로 잡고 있는 것처럼 간신히 버티고 있는 상태다. 이 빙하는 앞으로 한두 해 안에 더 얇아질 것이고, 그러면 붕괴 가능성은 더 커질 것”이라고 설명했다. 자세한 연구 결과는 지구과학 분야 국제학술지 ‘네이처 지오사이언스’ 9월 5일자에 실렸다.