고대 지구에는 바다를 지배하며 가장 강력한 해양동물로 군림한 전설적인 포식자가 있었다. 바로 지금으로부터 약 2300만 년 전에서 360만 년 전까지 살았던 것으로 추정되는 이름부터 무시무시한 메갈로돈(megalodon)이다. 강력한 전투력을 바탕으로 오랜시간 선사시대 바다를 주름잡던 메갈로돈은 그러나 갑자기 멸종되며 지금은 그 '이빨'로만 존재를 알리고 있다. 이에대해 학계에서는 기후변화로 인한 먹잇감 감소와 고대 범고래와 같은 새로운 경쟁자 등장 등을 '범인'으로 지목하고 있지만 아직까지 시원하게 밝혀진 것은 없다. 최근 독일 막스 플랑크 진화인류학연구소 등 국제공동연구팀은 메갈로돈과 현존하는 백상아리 이빨을 분석한 결과 멸종 원인이 백상아리와의 먹이경쟁에서 밀린 탓이라는 연구결과를 발표했다. 백상아리는 현존하는 바다 최상위 포식자로, 수백 만년 전 자신보다 훨씬 강했던 메갈로돈과의 경쟁에서 이겼다는 주장이다. 메갈로돈은 이름 그대로 ‘커다란(Megal) 이빨(odon)’이란 의미를 지니고 있으며 길이가 최대 18m, 몸무게는 50톤에 달해 백상아리보다 3배는 더 컸다. 특히 무는 힘도 무려 20톤에 달해 육상 최고의 포식자였던 티라노사우루스를 능가하는 것으로 평가받고 있기 때문에 자신보다 작은 백상아리와의 먹이경쟁에서 밀렸다는 사실은 흥미롭다.연구팀은 이에대한 근거로 메갈로돈과 백상아리 이빨의 에나멜(법랑질)에 쌓인 아연의 안정 동위원소(66Zn) 값을 비교분석했다. 상어의 이빨에는 음식을 통해 얻은 필수 미네랄 아연이 포함되기 때문에 그 ‘영양단계’(trophic level)를 알 수 있다. 이를 통해 연구팀은 초기 플라이오세(530만~360만 년 전) 동안 메갈로돈과 백상아리의 영양단계가 비슷하다는 것을 확인했다. 이는 곧 두 포식자가 당시 먹이사슬에서 거의 같은 위치를 차지했다는 추론으로 이어진다. 연구에 참여한 독일 마인츠 요하네스 구텐베르크 대학 토마스 투트켄 교수는 "이번 연구결과는 메갈로돈과 백상아리가 바다의 식량 자원을 놓고 서로 경쟁했다는 증거의 한 조각"이라면서 "당시 지구상에 일어난 기후와 환경 변화 등 여러 다른 요소와 결합해 메갈로돈의 멸종 원인이 됐을 것"이라고 설명했다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션’(Nature Communications)에 최신호에 발표됐다.  

어린 시절 집단 따돌림으로 생긴 트라우마가 성인이 된 이후에도 우울증 등 후유증으로 이어질 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 31일 전홍진 삼성서울병원 정신건강의학과 교수 연구팀은 2016년 한국인 정신질환 실태 역학조사에 참여한 성인 4652명의 응답을 분석해 트라우마의 상관관계를 밝혔다. 연구 결과는 국제학술지 ‘정신의학 프런티어스’(Frontiers in Psychiatry)에 게재됐다. 조사 대상 응답자 중 216명(4.64%)는 우울증 진단을 받았다. 이들이 어린 시절 겪은 트라우마 유형은 심리적 외상(59명)과 정서적 방치(59명)이 가장 많았다. 신체적 외상(54명), 집단 따돌림(51명), 성폭력(23명)이 뒤를 이었다. 성인 이후 발병한 우울증과 연관성이 가장 큰 트라우마는 집단 따돌림이었다. 다른 청소년이나 청소년 집단으로부터 놀림을 받거나 의도적으로 따돌림을 받은 경우, 성인이 되어 우울증을 앓을 확률이 그렇지 않은 사람의 1.84배 수준이었다. 신체적 외상이나 정서적 방치 등으로 인한 다른 트라우마는 우울증과 유의미한 상관관계는 드러나지 않았다. 여러 트라우마를 가진 경우 우울증 발병 위험이 높아지는 모습을 보였다. 트라우마가 5개 이상인 응답자는 우울증 발병 위험이 트라우마가 없는 사람의 26배에 달했다. 연구팀은 왕따 같은 집단 따돌림이나 괴롭힘이 파악되면 다른 트라우마가 있는지 확인하고 빠른 시일 내에 전문가 상담을 받을 필요가 있다고 조언했다. 전 교수는 “어릴 적 왕따 피해자는 성인이 되어서도 동료나 윗사람과 대인 관계에서 어려움을 겪고 쉽게 예민해지는 경우가 많다”면서 “피해를 예방하고 일반 피해가 발생하면 적극 대처해야만 후유증을 극복할 수 있다”고 말했다.

수컷 쥐가 바나나를 무서워한다는 흥미로운 연구결과가 나왔다. 최근 캐나다 맥길대학 연구팀은 수컷 쥐가 임신한 암컷 쥐와 가까워졌을 때 스트레스 호르몬이 급증하는 원인을 분석한 논문을 국제학술지 ‘사이언스 어드밴스’(Science Advances) 최신호에 발표했다. 이번 논문은 수컷 쥐가 유전적인 이유로 새끼를 물어 죽이는 것을 방어하는 암컷 쥐에 대한 연구가 주 내용이다. 흥미롭게도 수컷 쥐는 임신하거나 수유 중인 암컷에 접근할 때 스트레스 호르몬이 급증해 가까이 가는 것을 꺼려한다. 그 이유에 대해 연구팀은 암컷 소변에 들어있는 'n-펜틸 아세테이트'(n-pentyl acetate)라는 화합물에 주목했다. 여기서 나오는 독특한 향이 수컷 쥐의 스트레스를 유발해 암컷에 가까이 접근하지 않는다는 것. 논문의 공동저자인 사라 로젠 박사는 "쥐는 우리가 생각하는 것 이상으로 많은 의사소통을 하는데 대부분 냄새를 통해 이루어진다"면서 "임신 및 수유 중인 암컷의 소변에서 방출되는 n-펜틸 아세테이트는 특히 수컷의 스트레스 생성에 매우 효과적이었다"고 설명했다. 이어 "암컷의 이같은 행동은 수컷에게 싸워서라도 새끼를 보호하겠다는 강력한 신호를 보내는 것과 같다"고 덧붙였다. 　 연구팀은 여기서 한발 더 나아가 흥미로운 실험을 추가했다. n-펜틸 아세테이트가 바나나의 독특한 냄새와 연관이 있기 때문. 이에 연구팀은 바나나 오일을 사서 이를 솜뭉치에 묻혀 수컷 쥐 우리에 넣은 결과 역시 쥐의 스트레스 호르몬 수치가 올라가는 것을 확인했다. 논문 수석 저자인 제프리 모길 심리학과 교수는 "바나나 추출물 냄새 역시 수컷에게 스트레스를 준다는 것이 확인됐다"면서 "특히 스트레스 유발 수준이 '총각' 쥐에게 훨씬 더 높게 나타났는데 이는 혈연관계가 없는 수컷이 새끼 생존에 더 큰 위협적 임을 시사한다"고 밝혔다. 　 　   

겨울이 아니더라도 날씨가 건조하면 플라스틱 빗으로 머리를 빗거나 자동차 문손잡이를 잡았을 때 ‘찌릿’한 정전기가 발생해 깜짝 놀라곤 한다. 이 때 발생하는 정전기의 전압은 2000~5000V(볼트)의 고압이지만 전류가 약해 감전은 걱정하지 않아도 된다. 과학자들은 정전기를 모아 전자제품들을 작동시킬 수 있는 다양한 방법을 연구하지만 효율이 낮아 실용화까지는 이어지지 못하고 있다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 정전기를 높은 효율로 전기로 전환하고 저장할 수 있는 기술을 개발했다. 광주과학기술원(GIST) 에너지융합대학원, 전남대 고분자융합소재공학부 공동 연구팀은 일상에서 무시당하고 버려지는 마찰전기와 정전기를 전기로 전환시켜 사용할 수 있는 방법을 개발했다고 30일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료 과학 분야 국제학술지 ‘스몰 메서드’ 내부 표지논문으로 실렸다. 에너지 하베스팅은 열이나 진동, 마찰처럼 자연적으로 발생하는 에너지를 전기 에너지로 전환시켜 저장하는 것이다. 자연에 존재하는 청정 에너지나 일상에서 무시되는 작은 에너지를 모아 활용하기 때문에 친환경 신재생 에너지 기술로 주목받고 있다. 문제는 전기 에너지로 전환하거나 저장하는 효율이 아직은 낮다는 점이다. 이에 연구팀은 기공이 많은 다공성 탄소 물질을 이용해 마찰전기 에너지를 저장하고 출력할 수 있는 발전기를 만들었다. 다공성 탄소 물질은 표면적이 넓어 마찰전기 전하를 붙잡을 수 있는 공간이 많다. 더 많은 전기를 잡아 저장해 놓고 필요할 때 꺼내 쓸 수 있다는 것이다. 다공성 탄소 물질을 사용하지 않은 마찰전기 저장 발전기는 출력 전압이 15.2V에 불과했지만 이번에 개발한 물질로 만든 발전기는 40배가 넘는 600V의 출력 전압을 얻을 수 있었다. 연구팀은 이번 기술을 활용해 웨어러블 디바이스의 전원이나 사물인터넷(loT)를 구동시키는 데 쓸 수 있을 것으로 보고 있다. 박찬호 GIST 교수는 “다공성 탄소 소재를 활용해 일상에서 버려지는 마찰전기와 정전기를 실제 활용할 수 있는 전기로 바꿀 수 있는 디바이스를 만들었다는 데 이번 연구의 의미가 크다”고 말했다.

“폭풍 속으로, 밤의 저승 세계로 돌아가라!/ 네 영혼이 말한 거짓의 징표인 검은 깃털 하나도 남기지 말고!/ 내 고독을 깨뜨리지도 말고 문 위 흉상에서 떠나라!” 미국인이 가장 사랑하는 작가 에드거 앨런 포의 시 ‘갈가마귀’(The Raven) 중 일부입니다. 음울하면서도 신비한 느낌을 줍니다. 분류학적으로 본다면 레이븐은 ‘큰까마귀’입니다. 처음 번역된 제목이 변하지 않고 지금까지 이어지는 것을 보면 바뀔 것 같아 보이지는 않습니다. 갈가마귀도 틀린 단어입니다. ‘갈까마귀’라고 하는 게 맞습니다. ●우두머리 울음에 동의할 때 빨리 날아 레이븐과 갈까마귀는 똑같은 참새목 까마귓과 조류이지만 크기와 모양은 다릅니다. 레이븐은 온몸이 검은색인 약 64㎝ 크기의 대형 조류이지만 갈까마귀(jackdaw)는 위쪽은 검은색, 아래쪽은 연한 잿빛이며 크기는 레이븐의 절반 수준인 33㎝ 안팎입니다. 레이븐과 갈까마귀 모두 무리 생활을 하는데, 특히 갈까마귀는 직접민주주의 방식으로 의사소통을 한다는 재미있는 연구 결과가 나왔습니다. 영국 엑서터대 생태·보존연구센터, 케임브리지대 동물학과, 스웨덴 룬드대 생물학과, 스페인 바르셀로나 생태·산림응용연구센터(CREAF) 공동 연구팀은 갈까마귀 집단이 ‘민주적’ 의사결정 과정을 거쳐 집단 비행을 한다고 29일 밝혔습니다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 5월 24일자에 실렸습니다. 연구팀은 영국 콘월 일대 갈까마귀 서식지 6곳을 약 6개월 동안 녹화해 관찰했습니다. 각 서식지에 사는 갈까마귀 집단 크기는 최소 160마리에서 최대 1470마리였습니다. 조사 결과 20분 동안 20~30마리의 소그룹으로 쪼개 날아오르는 경우도 있었지만 대부분은 집단 전체가 4초 이내에 한꺼번에 이륙하는 것이 관찰됐습니다. 이륙 시간과 집단 크기의 차이는 이륙 직전 울음소리에 대한 반응에 따라 달라진다고 연구팀은 밝혔습니다. 이륙 직전 우두머리 갈까마귀의 울음소리에 응답하는 새가 많지 않을 경우 날아오르는 새 집단 숫자도 작아진다는 설명입니다. 첫 울음소리는 날기 시작해야 하는 시점을 제안하는 것이며 따라 우는 새가 적은 것은 그에 동의하는 갈까마귀가 많지 않기 때문입니다. 실제로 집단에 속해 있는 갈까마귀들이 한 번에 울어 대는 경우는 그렇지 않은 경우와 비교했을 때 평균 6.5분 빨리 이륙하는 것으로 관찰됐습니다. 천적 등장이나 변하는 기상 환경에 빠르게 대응하기 위해서는 함께 나는 집단의 크기가 큰 것이 유리합니다. ●인간 가까이선 합의 잘 안 돼 연구를 이끈 앨릭스 손턴 엑서터대 교수(인지진화학)는 “인간과 마찬가지로 동물들도 민주적 합의에 도달함으로써 소집단일 때 나타날 수 있는 위험을 극복하려 한다는 것을 보여 준다”고 말했습니다. 그렇지만 서식지가 인간 거주지와 가까운 갈까마귀 집단은 합의가 잘 이뤄지지 않는 것으로 나타났다고 합니다. 인간이 유발하는 빛공해와 소음 등이 동물들의 의사소통과 합의 결정 과정을 방해하기 때문이라고 연구팀은 추정했습니다. 생물다양성 감소와 생태계 파괴의 주요 원인도 온난화, 도시화입니다. 이런 연구들을 접할 때마다 과연 지구 전체를 위한 인간의 존재 이유는 뭘까 하는 생각이 듭니다.

동물들에게 있어서 위기상황을 빠르게 벗어나는 것은 생존을 위해 필요하다. 비교적 단순한 환경에서는 공간 기억을 사용해 안전한 지역으로 탈출하지만 새로운 환경과 급박한 위협에서는 0.24초 이내에 탈출 방법을 결정하지 못하면 죽게 된다. 사람 역시 새로운 상황에서 당황하지 않고 빠르게 결정을 내리는 사람이 있는가 하면 그렇지 못한 사람들도 있다. 동물들이 새로운 환경에서 빠른 결정을 내릴 수 있는 메커니즘은 뭘까. 영국 런던대(UCL) 세인즈버리 웰콤 신경회로·행동연구센터, UCL 개츠비 계산신경과학센터 공동 연구팀은 진화를 통해 선천적으로 타고난 본능과 경험을 통해 습득한 지식이 잘 결합되는 경우 새로운 환경에 빠르게 적응할 수 있고 시행착오를 최소화할 수 있다고 28일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 5월 26일자에 실렸다. 연구팀은 생후 8~12주된 수컷 생쥐 112마리를 대상으로 탈출경로 실험을 했다. 연구팀은 생쥐들이 안전한 장소로 돌아갈 수 있는 경로를 3가지 이상 만든 뒤 독수리나 고양이 같은 포식자들의 소리를 들려주고 탈출 경로를 관찰했다. 일반적으로 생쥐를 비롯한 동물들은 익숙한 환경에 반복적으로 노출되는 ‘학습’ 과정을 거친 뒤 특정 상황에서 자신이 선택할 수 있는 경로를 선택하게 된다. 이에 연구팀은 생쥐들을 두 집단으로 나눈 뒤 한 그룹은 모든 경로를 반복적으로 익힐 수 있도록 하고 다른 한 그룹은 모든 경로를 한 번씩만 오갈 수 있도록 했다. 그 다음 탈출경로가 보이지 않도록 어둡게 만든 뒤 포식자들의 소리를 들려줬다. 그 결과, 경로를 반복적으로 학습한 생쥐들은 위협상황에 처하면 대피 공간까지 최단 거리를 선택해 빠르게 탈출하는 것이 관찰됐다. 그런데 경로에 대해 충분한 학습을 하지 못한 생쥐들 역시 반복학습한 생쥐들처럼 최단 거리를 선택해 탈출하는 것이 관찰됐다.연구팀은 인공지능(AI)를 이용해 똑같은 방식으로 시뮬레이션을 실시했다. 시뮬레이션에서도 탈출 경로에 익숙하지 않은 생쥐들도 경로를 충분히 학습한 생쥐들만큼 빠르게 탈출로를 찾는 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 이번 결과는 생쥐들은 선천적 휴리스틱과 공간 학습을 결합해 최적의 탈출 경로를 찾는다는 것을 보여준다. 휴리스틱은 특정 상황이나 사건에 대해 엄격한 분석보다는 제한된 정보만으로 즉흥적, 직관적으로 판단해 선택하는 의사결정 방식이다. 진화를 통해 습득한 사전 지식과 경험을 통해 학습한 지식을 통합하면 변화하는 환경에 대한 적응을 지원하고 오류가 발생할 때 시행착오를 최소화할수 있다는 설명이다. 연구팀은 이는 동물 뿐만 아니라 사람도 마찬가지일 것으로 생각하고 추가 연구를 진행하고 있다. 연구를 이끈 티아고 브랑코 UCL 교수(신경행동과학)는 “이번 연구는 새로운 환경에 놓인 동물이 시행착오를 최소화할 수 있는 방법을 보여줌으로써 뇌가 빠른 학습을 구현하기 위해 필요한 것이 무엇인지를 파악할 수 있게 해주고 있다”고 설명했다.

지루한 이야기를 듣거나 끝날 기미가 보이지 않는 회의에 참여하고 있으면 자신도 모르게 하품이 나오는 경우가 있다. 이리저리 주변을 둘러보다가 옆 사람이 입을 가리고 하품을 하는 모습을 볼 수도 있다. 내가 하품을 하는 것을 본 옆 사람이나 주변 사람의 하품을 보고 자신도 모르게 하품을 따라하는 경우가 적지 않다. 하품의 전염이라고 하는데, 이는 사람 뿐만 아니라 침팬지나 사자 같은 다른 동물들도 똑같은 행동을 보인다. 왜 그럴까. 미국 뉴욕주립대(SUNY) 폴리테크닉대 심리학·진화행동과학 프로그램, 노바 사우스이스턴대 생명과학과 연구팀은 하품은 4억 년 전 유악어류(jawed fish)의 진화와 함께 발생했으며 모든 척추동물이 체내 과정을 조절하기 위해 자발적으로 하품을 하고 따라하게 진화했을 것이라고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘동물 행동’ 5월호와 과학저널 ‘사이언스’ 5월 24일자 분석기사로 실렸다. 지금까지 하품은 혈중 산소농도를 높이기 위한 행위라고 알려져 왔다. 그렇지만 연구팀은 호흡과 하품은 다른 신체 메커니즘에 의해 제어되기 때문에 오랜 통념은 사실이 아님을 확인했다. 하품은 단순히 입을 벌리고 크게 숨을 들이 마시고 내쉬는 것처럼 보이지만 복잡한 반사작용으로 다양한 맥락과 신경생리학적 변화에서 촉발된다. 최근에는 하품이 뇌 온도 상승 때문에 발생하며 하품을 함으로써 뇌 온도를 낮추고 각성을 촉진한다는 연구들도 나오고 있다. 이에 연구팀은 이 같은 주장을 검토하기 위해 생쥐 실험과 100종 이상 포유류와 조류를 대상으로 관찰을 실시했다. 그 결과, 주변 온도와 생쥐의 뇌 온도, 체온을 변화시키면 하품 횟수를 조절할 수 있다는 것을 확인했다. 또 뇌 온도가 올라가면 하품이 발생하고 하품을 하게 되면 뇌 온도가 감소한다는 것도 밝혀냈다. 하품이 나올 때 하품을 억지로 참으면 뇌 온도가 떨어지지 않아 멍한 상태가 지속될 수 있다는 것이다.연구팀은 동물의 하품 시간은 뇌의 크기·복잡성과 밀접한 상관관계가 있다는 것도 밝혀냈다. 또 척추동물 대부분은 하품을 하지만 하품의 전염성은 사람을 포함해 사회적 관계를 갖고 있는 종들에서 주로 나타난다고 연구팀은 설명했다. 그렇지만 하품의 전염성은 개체별 편차가 큰데 이는 공감의 개인차가 반영된 것이라고 연구팀은 주장했다. 누군가 하품을 하는 것을 보고 반사적으로 같은 반응이 촉발되면 타인에 대한 공감능력을 갖추고 있다고 볼 수 있다는 설명이다. 진화생물학자인 앤드류 갤럽 SUNY 폴리테크닉대 교수는 “하품은 보기와 다르게 복잡한 생리작용”이라며 “하품의 전염성이 공감 능력을 평가할 수 있는 지표라고 생각하고 있는데 추가 연구가 필요하다”고 말했다.

과거 불치병으로 알려졌던 암도 과학기술의 발달로 관리 가능한 질병이 됐다. 그렇지만 여전히 암 검진에서 발견하지 못하고 악성이 된 다음 뒤늦게 찾아내는 경우도 적지 않다. 국내 과학자들이 중심이 된 국제 공동 연구팀이 전이를 촉진하고 내성을 갖게 만드는 암을 족집게처럼 찾아내는 방법을 개발해 주목받고 있다. 한국기초과학지원연구원 바이오융합연구부, 충남대 분석과학기술대학원, 영국 런던대(UCL) 뇌과학부, 미국 텍사스 오스틴대 화학과 공동 연구팀은 세포의 저산소 상태를 감지해 암을 진단하는 기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘의약화학’ 5월 18일자 표지논문으로 실렸다. 혈액암을 제외한 고형암은 조직 내에서 저산소 상태가 나타난다. 암의 저산소 상태는 암 진행과 전이는 물론 항암치료 내성을 일으키는 주요 원인으로 알려져 있다. 이 때문에 저산소 상태의 조직이나 세포를 제대로 찾아내는 것은 암의 조기 진단과 치료에 있어서 유리한 고지를 점령하는 것이다. 연구팀은 종양 조직의 저산소 상태에만 선택적으로 반응해 신호를 발생시키는 분자 화합물(프로브)을 만들었다. 이번에 개발한 프로브를 체내에 주입하고 자기공명영상(MRI)을 촬영하면 저산소 상태의 암조직 위치와 형태를 쉽게 파악할 수 있다. 연구팀은 대장암 세포 실험을 통해 저산소 상태 암 조직에서는 일반 세포에 비해 프로브 광학 신호가 3배 이상 높게 나타난다는 것을 확인했다. 또 대장암 세포를 이식한 생쥐를 대상으로 MRI 촬영한 결과 2배 이상 정확도로 암 조직을 찾아냈다. 연구팀에 따르면 이번에 개발한 프로브는 기존 조영제들과는 달리 MRI 같은 검진장치는 물론 암 발생 부위의 조직을 채취해 실험실에서 검사하는 생검에도 사용할 수 있다. 연구를 주도한 홍관수 기초과학지원연구원 박사는 “이번 기술은 암 발생 부위를 다각적 관찰 방법으로 정밀 분석할 수 있게 해 항암제 내성이나 전이가 심한 난치성 암을 조기에 발견할 수 있게 도와줄 것”이라며 “새로 개발된 항암제의 효과 평가에도 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 설명했다.

실내 마스크 착용을 제외하고 코로나19 확산을 막기 위한 방역 조치 대부분이 해제됐다. 그렇지만 코로나19 감염자와 사망자는 적은 숫자지만 꾸준히 나오고 있다. 코로나19가 완전히 사라지지 않은 상황에서 코로나19 백신은 여전히 중요하다. 백신의 중요성에도 불구하고 비과학적인 이유를 들며 백신 접종을 반대하는 사람도 많다. 임신 초기에 코로나19 백신을 접종하면 태아에 문제가 생기고, 출산 이후 생식 능력을 감소시킨다는 주장도 그 중 하나이다. 이런 주장에 대해 미국 예일대 의대 면역생물학과, 하워드 휴즈 의학연구소를 중심으로 도미니카공화국, 캐나다 3개국 15개 연구기관 과학자들이 참여한 공동 연구팀은 코로나19 백신 접종이 임신부는 물론 태아에게도 도움이 되며 백신 접종이 코로나19 감염보다 훨씬 안전하고 이득이 많다는 사실을 재확인했다. 이번 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생명과학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 5월 25일자에 실렸다. 백신 반대론자들은 항체 형성을 위해 백신 속에 포함된 스파이크 단백질이 ‘신시틴-1’이라는 단백질에 작용해 태아와 임신부의 산후 생식 능력에 악영향을 미친다고 주장하고 있다. 과학자들은 코로나19 백신 속 스파이크 단백질은 신시틴-1 단백질에 전혀 영향을 주지 않는다는 사실을 다양한 연구로 밝히고 있다. 연구팀은 백신 반대론자들의 잘못된 주장을 반박하기 위해 동물실험과 사람의 혈액 분석을 실시했다. 연구팀은 임신한 생쥐를 두 그룹으로 나눠 한 집단은 코로나19 바이러스를 감염시키고 다른 집단에는 백신을 접종하고 관찰했다. 그 결과 코로나19에 감염된 생쥐의 태아는 성장이 감소되는 것이 관찰됐지만 백신을 접종한 생쥐 집단의 태아는 정상 성장하는 것이 확인됐다. 연구팀은 백신 접종 임신부와 그렇지 않은 임신부에게서 혈액을 채취해 분석했다. 분석 결과, 백신 접종 임신부들의 신시틴-1 단백질에는 어떤 변화도 나타나지 않은 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 이번 연구 결과는 질병통제예방센터(CDC)를 비롯해 다양한 연구팀에서 발표한 임신부의 백신 접종과 관련한 데이터들과 일치한다. 또 임신 중 코로나19 백신 접종이 임신부와 태아 모두에게 안전하고 백신 반대론자들의 주장이 틀렸음을 재확인 시켜주는 것이라고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 아키코 이와사키 예일대 의대 교수(면역학)는 “이번 연구는 임신 초기 백신 접종이 태아 성장을 저해하지 않고 임신 후기에는 오히려 바이러스로부터 태아를 보호한다는 사실을 동물실험과 혈액검사로 보여줬다”며 “데이터와 실험에 근거하고 있지 않는 백신 반대론자들의 비과학적 주장은 공중 보건에 대한 심각한 위협”이라고 말했다.

비타민D는 체내에서 칼슘과 인을 흡수하고 이용할 때 필요할 뿐만 아니라 뼈 형성에도 중요하다. 성장기 아동, 청소년과 뼈 밀도가 낮아지기 시작하는 중년 이후 남녀에게 필수 영양소라고 할 수 있다. 햇빛을 쬐면 자연스럽게 비타민D가 체내 합성되지만 실내 활동이 적은 현대인들에게는 식품으로 섭취할 수밖에 없다. 등푸른 생선이나 달걀, 버터, 간, 우유 등이 비타민D가 풍부한 식품으로 알려져 있지만 필요 영양분을 얻기 위해서는 많은 양을 먹어야 한다. 또 잘 알려져 있는 것처럼 육류를 비롯한 동물성 식품을 생산하는 과정에서 상당량의 탄소가 배출된다. 이에 과학자들이 비타민D 섭취 걱정을 덜 수 있는 유전자 편집 토마토를 개발해 주목받고 있다. 영국 노위치 존 이네스 연구센터, 글래스고대, 이탈리아 식품생산과학연구소, 로마 바이오인포매틱스·게놈학 연구센터, 칠레 콘셉시온대 약리학과, 쿠바 카마구에이대 공동 연구팀은 유전자 편집으로 비타민D가 풍부한 토마토를 만드는데 성공했다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 식물학’ 5월 24일자에 실렸다. 비타민D는 현대인에게 있어 가장 부족한 영양소이다. 실제 전 세계 10억명 정도가 비타민D 결핍 상태인 것으로 보고됐다. 비타민D는 뼈 건강에도 중요한 역할을 하지만 결핍시 암, 파킨슨병, 치매와 같은 질병 발병 위험을 높이는 것으로도 알려져 있다. 최근에는 코로나19에 대한 면역 능력을 높이는데도 도움이 된다는 연구들도 쏟아졌다. 지금까지 식물이나 식품의 유전자 편집은 알레르기를 유발할 수 있는 유전자를 차단하거나 없애는 것이 대부분이었다. 이번 연구처럼 새로운 영양소를 합성하는 유전자 편집은 없었다. 연구팀은 비타민D 중 햇빛을 쬐면 합성되는 비타민D3를 만드는 식물 연구를 했다. 특히 햇빛을 쬐거나 체내에 흡수되면 비타민D3로 바뀔 수 있는 프로비타민D3 합성에 주목했다. 연구팀은 유전자 편집을 통해 프로비타민D3를 콜레스테롤로 바꿔 비타민D 합성을 방해하는 효소를 차단시켰다. 그 결과, 토마토의 잎과 열매에 프로비타민D3가 상당량 축적되는 것을 확인했다. 연구팀에 따르면 이렇게 프로비타민D3가 농축된 토마토 한 개를 먹으면 어린이는 물론 성인까지도 하루 비타민D 권장 섭취량을 충족시킬 수 있다. 토마토 한 개에 들어 있는 프로비타민D3 함량은 중간 크기의 계란 2개나 참치 28g에 들어있는 양과 같다는 것이다.그렇지만 과거 비타민A를 생산하는 유전자 편집 쌀이 실험실을 떠나 상업적 재배를 하기까지 10년 이상 걸렸다. 연구팀은 이번에 개발된 비타민D 강화 토마토도 소비자를 찾기까지는 좀 더 시간이 필요할 것이라고 밝혔다. 연구를 총괄한 캐시 마틴 존 이네스 연구센터 교수(생화학)는 “이번 연구는 유전자 편집 기술을 이용해 작물의 영양소를 향상시킨 보기 드문 연구로 다양한 식물 영양소 강화에 활용될 수 있다”면서 “일단 실험실 연구 수준으로 상업화되기 위해서는 인체 안전성과 환경 측면을 비롯해 다양한 추가 연구가 필요하다”고 설명했다.

이산화티타늄을 광촉매로 만들면 친환경적으로 오염 물질을 분해할 수 있다는 것이 알려지면서 폐수처리에 많이 이용되고 있다. 그런데 광촉매는 말 그대로 햇빛을 받아야 반응한다. 이 때문에 햇빛이 있는 낮이나 맑은 날씨가 아니면 오염물 처리 효율이 떨어지게 된다. 국내 연구진이 빛 없이도 화학반응을 일으킬 수 있는 광촉매를 개발해 흐린 날이나 밤에도 오염물질을 처리할 수 있게 됐다. 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학과, 물리학과, 화학과 연구팀은 이산화티타늄에 탄소나노소재를 첨가해 새로운 형태의 광촉매를 개발했다고 24일 밝혔다. 이번에 개발한 광촉매는 햇빛이 없는 상태에서도 오염물질을 효과적으로 제거하고 살균 기능도 하는 것으로 확인됐다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘ACS 촉매’ 5월 20일자 표지논문으로 실렸다. 연구팀은 이산화티타늄에 탄소나노소재 ‘풀러렌’을 이용해 복합 광촉매를 제작했다. 이번에 개발한 복합 촉매는 햇빛 없이도 활성화돼 수산화 라디컬을 만들어 낸다. 수산화 라디컬은 미세플라스틱이나 폐염료 같은 유기 오염물질을 분해하고 살균 효과도 있어서 폐수처리나 공기정화에 활용된다. 연구팀은 이번에 개발한 복합 촉매로 빛이 없는 환경에서 유기 오염물질 분해 실험을 실시한 결과 70% 이상 분해 효과를 확인했다. 빛이 있을 때는 기존 광촉매 효과를 이용할 수 있으며 한 번 사용한 촉매를 다시 쓸 수 있다는 장점이 있다. 제1저자로 연구에 참여한 손소담 신소재공학과 박사는 “이번에 개발한 촉매물질은 화학 반응 후 유해 부산물을 만들지 않는다”며 “날씨에 상관 없이 사용할 수 있으며 재사용까지 가능해 수처리, 살균 기술 등 다양한 분야에서 활용 가능하다”고 설명했다.

매년 가을부터 이듬해 봄까지 한반도는 미세먼지로 몸살을 앓는다. 코로나19로 인해 중국발 미세먼지 유입이 줄고 국내에서 강도 높은 미세먼지 저감조치로 최근 2년은 미세먼지로 인한 피해가 적었다. 미세먼지가 생태계나 사람에게 모두 좋지 않다는 것은 잘 알려져 있지만 인체에 어떻게 들어와 얼마나 머무는지에 대해서는 명확히 밝혀지지 않았다. 국내 연구진이 미세먼지의 영향을 세포 단위에서 이해하고 예측할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국기초과학지원연구원 바이오융합연구부는 초미세먼지와 그보다 더 작은 나노미세먼지 모델을 갖고 생체 분포 패턴을 연구한 결과 초미세먼지는 폐세포에 최장 한 달 가까이 머물고 이후 신체 각 장기로 이동해 건강에 악영향을 미친다고 23일 밝혔다. 이번 연구 결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 나노바이오테크놀로지’에 실렸다. 초미세먼지(PM 2.5)는 입자 크기가 2.5㎛(마이크로미터) 이하인 먼지, 나노미세먼지(PM 0.1)는 이보다 더 작은 0.1㎛ 이하의 먼지이다. 나노미세먼지는 초미세먼지보다 인체에 더 깊숙이 침투해 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 나노미세먼지가 인체에 미치는 영향에 대한 연구는 초미세먼지보다 더 적다. 연구팀은 실리카를 이용해 초미세먼지, 나노미세먼지를 인공적으로 만들어 생쥐 몸 속에 주입한 뒤 이동 경로와 세포 수준에서 축적량을 추적 분석했다. 연구 결과, 나노미세입자는 기관지를 통해 체내로 들어간 뒤 폐에 머물면서 폐세포 깊숙이 침투해 혈관을 따라 간, 신장 같은 다른 장기로 이동하는 것이 확인됐다. 나노미세먼지 입자가 다른 장기로 퍼지는 데 걸리는 시간은 최소 이틀이 걸린다고 연구팀은 설명했다. 폐기관 내에 존재하는 면역세포에는 미세먼지 입자가 약 4주 후까지 남아있는 것으로 확인됐다. 나노미세먼지는 초미세먼지 입자보다 8배나 많이 남아 있는 것이 관찰됐다. 박혜선 박사는 “이번 연구는 초미세먼지 중에서도 크기가 더 작은 나노미세먼지가 신체 기관에 어떤 영향을 주는지 확인하게 해줬다”며 “추가 연구를 통해 지역이나 환경적 특성에 따라 미세먼지가 인체에 미치는 영향을 더 정확하게 예측할 것”이라고 말했다.

야간에 교대근무를 하는 노동자는 주간 근무자보다 술이나 담배 의존도가 11~18% 높다는 연구 결과가 나왔다. 23일 분당서울대병원 국제진료센터 가정의학과 이승연 교수를 비롯해 이완형 길병원 직업환경의학과 교수, 정새미 양산부산대병원 직업환경의학과 교수가 참여한 연구팀은 이러한 연구 결과를 공개했다. 2005~2019년 한국노동패널조사에 참여한 4046명의 데이터를 활용해 주야간 근무 형태에 따른 음주·흡연 습관을 분석한 연구는 국제학술지 임상의학저널 최신호에 실렸다. 연구팀은 ▲지속적인 주간 고정 근로자 ▲주간 고정근무에서 야간 교대근무로 전환한 근로자 ▲야간 교대근무에서 주간 고정근무로 전환한 근로자 ▲지속적인 야간 교대근무 근로자로 나눠 분석했다. 그 결과, 주간 고정근무를 하다 야간 교대근무로 전환한 근로자는 지속적인 주간 고정 근로자보다 음주나 흡연 습관이 악화될 위험이 18% 높았다. 지속해서 야간 교대근무를 한 근로자는 위험도가 11% 높은 것으로 나타났다. 음주·흡연 습관의 악화는 비흡연자가 흡연을 하게 되거나 비음주자가 주 3회 이상 음주하게 된 것을 뜻한다. 일반적으로 야간 교대근무 근로자는 불규칙한 생활로 인해 수면장애나 심뇌혈관질환, 당뇨, 비만 등이 발생할 위험이 높다. 또한 스트레스를 풀기 위해 음주나 흡연에 의지하는 경향도 나타난다. 이승연 교수는 “24시간 잠들지 않는 사회를 유지하기 위해 야간근무를 포함한 교대근무 종사자들이 늘고 있다”면서 “야간 교대근무 근로자의 질병을 예방하기 위해 음주, 흡연을 포함한 생활습관에 의학적, 사회적 관심이 필요하다”고 밝혔다.

토양 표면에 사는 미생물과 이끼라고 부르는 지의류, 무관속식물이 온난화로 발생하는 먼지를 막아 준다는 분석 결과가 나왔다. 스페인 알메리아대 작물학과 연구진을 중심으로 독일, 스위스, 미국, 사우디아라비아, 오스트리아 6개국 14개 연구기관 과학자로 구성된 국제 공동연구팀은 지표면을 덮고 있는 생물학적 지각(地殼·바이오크러스트)이 전 세계 먼지 배출량의 절반 이상을 감소시킨다고 22일 밝혔다. 연구에는 독일 막스플랑크 화학연구소, 막스플랑크 기후학연구소, 스위스 취리히연방공과대(ETH) 대기기후과학연구소, 미국 지질조사국(USGS), 캘리포니아 샌디에이고대(UCSD) 스크립스 해양과학연구소 등 전 세계 주요 연구기관들이 참여했다. 이번 연구 결과는 지구과학 분야 국제학술지 ‘네이처 지오사이언스’ 5월 17일자에 실렸다. 바이오크러스트는 땅 위에 사는 미생물과 이끼처럼 줄기가 없는 무관속식물, 균류(곰팡이)와 광합성을 하는 조류가 공생하는 지의류가 이룬 군집이다. 전 세계 육지 표면의 약 12%를 덮고 있는 것으로 알려져 있다. 바이오크러스트는 토양 안정성을 높여 침식을 막아 주는 지구의 ‘피부’다. 연구팀은 바이오크러스트가 기후에 상당한 영향을 미치는 대기먼지(에어로졸)와 전 지구 순환의 상관관계를 분석했다. 그 결과 바이오크러스트는 전 세계 먼지 배출을 55%까지 줄여 연간 약 7억t의 먼지 방출을 막아 주는 것으로 확인됐다. 기후변화가 계속되고 토지 개발로 인해 바이오크러스트가 손상되면 2070년쯤엔 전 세계적으로 대기먼지가 현재보다 최대 15% 늘어날 것으로 예측했다. 영화 ‘인터스텔라’에서 나오는 것처럼 모래폭풍이 일상화될 수 있다는 경고다.

냄새를 잘 맡는 사람을 흔히 ‘개코’라고 부른다. 실제로 개는 사람보다 1만 배 민감한 후각능력을 갖고 있다. 이 때문에 공항이나 항구에서 짐 깊숙이 숨긴 마약을 찾아내기도 하고 암세포까지 찾아내기도 한다. 개의 후각능력을 이용해 미세한 냄새까지 탐지할 수 있는 전자코를 개발하기도 한다. 그런데 최근에는 수의학자와 의학자, 공학자들이 코로나19 환자를 신속항원검사만큼 정확하게 찾아내는 탐지견 훈련법을 개발했다. 핀란드 헬싱키대 의대 백신연구센터, 바이러스학과, 수의과학부, 헬싱키의대부속병원 감염내과, 심장·호흡기센터, 동핀란드대 약학부, 프랑스 알포르 국립수의대 생물통계·임상역학과 공동 연구팀은 탐지견을 훈련시켜 공항에서 코로나19 감염 입국자를 정확히 찾아낼 수 있다고 20일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 영국의학회에서 발행하는 의학 분야 국제학술지 ‘BMJ 국제보건학’ 5월 18일자에 실렸다. 과학자들에 따르면 개는 세균, 바이러스, 기생충 감염으로 생성된 물질 뿐만 아니라 체내 대사 과정에서 방출되는 다양한 휘발성 유기 화합물도 가려 판단할 수 있다. 이 같은 능력을 바탕으로 연구팀은 마약, 폭발물, 암 탐지에 투입됐던 탐지견 4마리를 훈련시켜 신속항원검사와 비슷한 정확도로 코로나19 감염자를 탐지할 수 있게 만들었다. 연구팀은 탐지견들에게 코로나19 확진자 114명과 음성 반응자 306명의 피부와 콧 속을 문지른 면봉을 무작위로 뽑아 섞은 뒤 냄새를 맡아 확진자를 찾아내도록 훈련시켰다. 훈련 과정에서 확진자를 찾아내는 확률은 91~92%로 나타났다. 이후 4마리의 탐지견은 2020년 9월부터 2021년 4월까지 핀란드 헬싱키 반타 국제공항에 투입돼 자발적으로 실험에 동의한 내외국인 303명을 대상으로 탐지견 탐지와 PCR 검사를 실시했다. 그 결과 탐지견의 탐지와 PCR 검사 결과는 98% 일치했다. 양성을 음성으로 잘못 판단한 것은 3건에 불과했다. 이번 탐지법은 PCR 검사를 거부하는 사람이나 힘들어 하는 영유아에 적용할 수 있고, 전염병 초기 단계 뿐만 아니라 진행 중인 전염병을 억제하는데도 도움이 될 수 있다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 아누 칸텔레 헬싱키대 의대 교수(면역학)는 “이번 연구는 개의 민감한 후각 능력을 바탕으로 코로나19 감염자를 신속하게 찾아낼 수 있다는 것을 보여주고 있다”며 “전염성이 높은 공항이나 항구에서 감염병 탐지견을 활용하면 감염자 구분을 위한 시간과 자원을 절약할 수 있을 것”이라고 설명했다. 칸텔레 교수는 “바이러스 탐지견은 변종에 대해서도 빠르게 재훈련이 가능하다”고 덧붙였다.

코로나19 확산 예방을 위한 사회적 거리두기가 해제되고 서서히 일상으로 돌아가고 있다. 그렇지만 코로나19는 여전히 기승을 부리고 있어서 완전히 마음을 놓을 수는 없는 상황이다. 지금 같은 상황이 될 수 있었던 것은 시민들의 자발적 방역조치 참여와 함께 백신 접종이 중요한 역할을 했다. 그렇지만 백신 접종에 대한 찬반 논란은 여전하다. 이 같은 상황에서 아일랜드 리머릭대 심리학과, 수학·통계학과, 소프트웨어연구센터, 남아프리카공화국 콰줄루나탈대 응용인문과학부 공동 연구팀은 백신 접종에 적극 찬성하거나 반대하는 것이 아닌 중립적 태도를 보이는 사람이 사실은 백신 반대론자에 더 가깝다는 것을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 5월 20일자에 실렸다. 제너의 천연두 백신 개발을 시작으로 수 많은 예방백신들이 등장하면서 안전성과 효능이 입증됐지만 코로나 예방을 위해 mRNA를 이용한 새로운 방식의 백신이 개발돼 보급되면서 백신 찬반 논쟁은 그 어느 때보다 커진 상태다. 백신에 대한 불신이 증폭되면서 다른 감염병 백신에 대한 거부 현상까지 나타나고 있다. 실제로 홍역 같이 지금까지 잘 통제됐던 질병이 확산되는 분위기도 나타나자 세계보건기구(WHO)는 백신 거부나 반대를 공중 보건에 대한 심각한 위협이라고 선언했다. 연구팀은 전 세계 144개국 14만 9014명을 대상으로 과학과 건강에 대한 대중들의 태도를 조사한 ‘웰컴 글로벌 모니터링 2018’ 데이터 중 백신 관련 태도를 분석했다. 연구팀은 백신에 대해 긍정, 부정, 중립 의견을 맵핑한 다음, 서로 다른 관점이 어떻게 관련돼 있는지 평가했다. 그동안 백신 관련 연구에서는 사람들이 자신과 비슷한 성향을 갖고 있거나 경제사회적 위치에 있는 사람의 영향을 받는 것으로 알려졌다. 맵핑 분석 결과, 백신에 대한 긍정적 견해는 중립적이고 부정적 견해와는 거리가 많이 떨어져 있는 것으로 나타났다. 백신에 대해 중립적 입장을 가진 사람이 찬성 입장보다 반대 입장에 가깝다는 것이다. 이전 연구 결과들처럼 중립적 관점을 가진 개인은 백신 반대자의 영향을 더 쉽게 받을 수 있다는 것을 시사한다고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 WHO 산하 세계보건관측소(GHO)의 2018~2019년 조사 데이터도 맵핑 분석했다. 이 데이터에서도 백신 중립론자는 백신 찬성론자보다는 백신 반대론자에 더 가까운 것으로 조사됐다. 특히 백신 반대론자 및 중립론자와 백신 찬성론자 사이 거리가 먼 나라일 수록 이듬해 백신 접종률이 떨어진 것으로도 확인됐다. 연구를 이끈 디노 카펜트라스 리머릭대 박사(복잡계 과학)는 “이번 연구 결과는 코로나19 발생 이전 상황을 분석한 것이지만 코로나19 백신 등장 이후에는 이런 경향성이 더 클 것으로 보인다”며 “백신이 대중에게 신뢰받을 수 있도록 하는 방법에 초점을 맞추기보다 사회 시스템을 통해 백신 신뢰가 확산될 수 있도록 하는 것이 필요하다”고 설명했다.

녹내장은 스트레스를 비롯한 다양한 이유로 안압이 오르면서 시신경에 이상을 초래해 시력 저하를 일으키는 질환이다. 심할 경우 시력을 완전히 잃게 된다. 급성 녹내장은 심한 통증이 발생해 쉽게 인식할 수 있다. 만성 녹내장은 증상이 나타나지 않고 증상을 느낄 때가 되면 이미 말기 단계여서 치료가 어렵다. 이 때문에 정기적인 안압 검사가 필요하다. 안압이 높을 경우 안압 저하제를 점안해 시신경 손상을 막는 것이 중요하다. 중국 중산대 전자·정보기술학부, 중산 안과학 연구센터, 중산의대 제1부속병원, 제남대 의대 제1부속병원 공동 연구팀은 실시간으로 안압을 측정하고 위험할 경우 안약을 주입해 주는 스마트 콘택트 렌즈를 개발했다고 19일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 5월 18일자에 실렸다. 안압은 평소 생활 습관과 일주기 리듬에 따라 달라지는 경우가 많기 때문에 녹내장을 예방하기 위해서는 눈 상태를 장기간 지속적으로 추적해야 한다. 연구팀은 전기적 신호를 통해 안압을 측정하고 필요에 따라 약물을 전달할 수 있는 나노 콘택트렌즈를 개발했다. 나노 스마트 콘택트렌즈는 일반 소프트 콘택트렌즈처럼 유연하고 배터리가 없는 컴팩트한 형태로 만들어져 쉽게 착용할 수 있다. 나노 스마트 콘택트렌즈는 실시간으로 안압을 감지해 스마트폰이나 컴퓨터로 데이터를 전달하고 안압이 위험 수준에 도달하면 안압저하제를 자동으로 점안한다. 연구팀은 돼지와 토끼의 눈에 콘택트렌즈를 끼운 뒤 안압을 변화시키면서 작동 여부를 관찰했다. 그 결과 안압이 고위험 수준에 도달하는 순간을 정확히 진단하고 약물을 투여하는 것이 확인됐다. 연구를 이끈 시쉐이 중산대 교수는 “이번에 개발한 스마트 콘택트렌즈는 녹내장 뿐만 아니라 다양한 안질환 관리에 사용될 수 있다”며 “현재는 콘택트렌즈 제작 과정이 복잡하고 비용이 많이 들기 때문에 실제 상용화를 위해서는 추가 연구가 필요하다”고 설명했다.

현생인류인 호모 사피엔스와 이에밀려 멸종한 네안데르탈인 그리고 이와함께 인류의 조상으로 추정되는 고대 인류가 있다. 바로 데니소바인(Denisovan)이다. 시베리아 등지에 살았을 것으로 추정되는 데니소바인은 지난 2008년 시베리아 알타이 산맥의 데니소바 동굴에서 어린 여성으로 보이는 손가락뼈와 어금니 화석이 발견되면서 그 존재가 처음 확인됐다. 최근 미국, 프랑스, 호주 등 국제공동연구팀은 동남아시아 라오스에 위치한 한 동굴에서 데니소바인의 어금니 화석을 발굴했다는 연구결과를 국제학술지 '네이처 커뮤니케이션즈'(Nature Communications) 최신호에 발표했다.지난 2018년 처음 발견된 이 어금니는 16만 4000~13만 1000년 전 살았던 3.5~8.5세 사이의 데니소바인 소녀의 것으로 추정된다. 알 수 없는 이유로 일찍 죽어 어금니를 남겼지만 그간 미스터리로 남아있던 데니소바인에 대한 새로운 사실을 알려주는 셈. 　 연구팀은 이 어금니가 과거 알타이 산맥에서 발견된 데니소바인의 어금니와 비슷하다고 분석했다. 곧 데니소바인이 생각보다 더 넓은 지역에 분포해 살았다는 것을 증명하는 것. 연구에 참여한 덴마크 코펜하겐 대학 패브릭 데메테르 교수는 "이 어금니 화석은 동남아시아에서 처음 발견됐으며 데니소바인이 적어도 지금의 라오스 남쪽까지 살았다는 것을 의미한다"면서 "이는 현대 동남아시아 인구에서 발견되는 유전적 증거와 일치한다"고 설명했다. 결과적으로 데니소바인이 지구촌 광범위한 지역을 점유하면서 다양한 기후에 적응해 살았음을 어금니를 통해 확인된 셈이다.과거 밝혀진 DNA 연구에 따르면 현생인류인 호모 사피엔스는 3만 년 전 데니소바인과 공존하며 교배한 것으로 나타났다. 특히 지금의 파푸아뉴기니, 필리핀 등 일부 토착민의 경우 최대 5%의 유전자를 데니소바인에게서 물려받은 것으로 분석됐다. 전문가들은 데니소바인이 약 40만 년 전 네안데르탈인에서 갈라져 나와 시베리아와 동남아 지역에서 주로 살다가 3만~5만년 전 멸종한 것으로 보고 있다.  

오래된 아파트 같은 공동주택은 물론 새로 지은 집에서도 커다란 바퀴벌레가 튀어나와 깜짝 놀라는 경우가 많다. 약 3억년 전에 지구에 나타난 바퀴벌레는 인류보다 더 오래 존재한 ‘살아있는 화석’이다. 3억년의 시간을 살아남았던 만큼 바퀴벌레를 박멸하는 것은 쉽지 않다. 그런데 최신 생명과학 기술로 주목받고 있는 유전자 가위기술이 새로운 바퀴벌레 퇴치 방법으로 사용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 일본 교토대 농업대학원, 스페인 바르셀로나 진화생물학연구소 공동 연구팀은 배아 유전자를 편집하는 것이 아닌 난자가 발달하고 있는 암컷 성체에 유전자 가위 물질을 주입하기만 하면 되는 비교적 간단한 방법을 개발했다. ‘DIPA-크리스퍼’라고 이름 붙인 새로운 크리스퍼 유전자 가위기술에 대한 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠 메서드’ 5월 17일자에 실렸다. 곤충 유전자 편집은 배아 초기에 유전자 가위 물질을 미세하게 주입해야 하기 때문에 값비싼 장비와 고도의 숙련된 연구기술 인력이 필요하다. 또 각 곤충별로 실험 설정이 달라지기 때문에 곤충의 유전자 편집은 쉽지 않았다. 더군다나 바퀴벌레는 다른 곤충들과 다른 생식 체계를 갖고 있어 유전자 편집이 더 어려웠다. 바퀴벌레는 불완전변태를 하는 곤충으로 알, 유충을 거쳐 성충으로 성장하는데 성충 암컷은 18~50개의 알이 두 줄로 들어가 있는 충란낭을 낳아 꼬리에 매달고 다니다가 떨어뜨려 산란한다. 알에서 유충이 나오고 6~7회 탈피해 성충이 되는 불완전변태를 하는 것으로 알려져 있다.연구팀은 성체 암컷 바퀴벌레 몸 속에 크리스퍼-캐스9 유전자 가위 중 가위 역할을 하는 캐스9 단백질을 주입하는 실험을 했다. 그 결과 암컷 바퀴벌레 몸 속에 있는 난자를 유전자 편집하는데 성공했고 유전자 편집 성공률이 22%에 이르는 것으로 확인됐다. 연구팀은 쌀벌레 중 하나인 거짓쌀도둑거저리(red flour beetle)라는 곤충에도 이번 기술을 적용한 결과 유전자 편집 효율은 50%를 넘는 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 이번 기술은 기존 유전자 가위기술와 달리 단일 유도RNA와 캐스9 단백질 2가지만으로 구성된 물질을 주사하는 것만으로 유전자 편집이 가능해 곤충 같이 작은 생물체 편집에 다양하게 활용할 수 있다. 이번에 직접 실험하지는 않았지만 바퀴벌레의 생식능력을 없애 번식을 차단할 수 있어 ‘바퀴벌레와의 전쟁’에서 승리할 수도 있을 것으로 전망된다. 연구를 이끈 다카키 다이몬 교토대 교수는 “이번 기술은 곤충 게놈을 더 자유롭게 편집할 수 있게 해줄 것으로 보며 실제로 곤충종 90% 이상에 해당하는 약 150만 종의 곤충 게놈편집이 가능해질 것”이라며 “진드기, 바퀴벌레 같은 해충을 없앨 뿐만 아니라 새우, 게 같은 주요 수산자원 양식에도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대된다”고 설명했다.

사회적 거리두기가 거의 전부 완화됐지만 코로나19는 여전히 우리 주변에서 기승을 부리고 있다. 최근에는 백신 접종 이후에도 돌파감염 사례들이 나오면서 비과학적인 백신 의심론자들은 백신이 사실상 효과가 없다는 증거라고 주장하기도 한다. 국내 연구진이 백신 접종의 효과는 중화항체 형성보다는 기억T세포를 만들어 바이러스 증식을 막는 것이라는 실험결과를 내놨다. 기초과학연구원(IBS) 한국바이러스기초연구소 바이러스면역연구센터, 고려대, 충북대, 카이스트 공동 연구팀은 백신 접종으로 형성된 기억T세포가 코로나19의 다양한 변이에 대해 강한 면역 반응을 형성하고 돌파감염시에도 중증 진행을 차단해준다고 밝혔다. 기억T세포는 질병을 일으키는 항원을 기억하고 있다가 인체에 재침입시 항원으 공격하는 특성을 갖고 있어 면역 반응에서 매우 중요하다. 이 같은 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 미생물학’ 5월 17일자에 실렸다. 코로나19 오미크론 변이 바이러스는 돌연변이도 많고 전파력도 강하다. 돌파감염도 자주 발생하는데 이는 접종 후 만들어지는 중화항체가 시간이 지나면서 줄어들기 때문이다. 일반적으로 바이러스 감염이나 백신 접종으로 형성되는 적응면역에는 중화항체 뿐만 아니라 기억T세포 면역반응이 있다. 중화항체는 세포가 바이러스에 감염되는 과정을 차단하고 기억T세포는 감염은 차단하지 못하지만 바이러스 감염 세포만 선택적으로 제거해 바이러스 증식을 억제함으로써 중증으로 넘어가지 않게 만들어 빠른 회복을 돕는다. 이에 연구팀은 중화항체가 아닌 기억T세포 면역반응에 주목했다. 그동안 백신효능 연구는 대부분 중화항체에만 초점을 맞췄을 뿐 기억T세포 관련 연구는 거의 없었다. 연구팀은 코로나19 mRNA백신 2차 또는 3차 접종을 완료한 의료종사자 20명과 코로나19 감염 회복 후 백신을 2회 접종 받은 20명을 대상으로 피 검사를 했다. 연구팀은 혈액에서 면역세포를 분리한 뒤 기억T세포가 바이러스가 인체에 침투할 때 활용하는 스파이크 단백질에 자극받아 분비하는 여러 면역물질을 비교분석했다. 연구팀은 기억T세포 중 CD4 도움 T세포, CD8 살상 T세포가 코로나19 초기형 바이러스와 오미크론 변이바이러스에 보이는 면역반응 차이를 비교 연구한 결과, 실험 대상자 대부분에게서 초기형과 오미크론 모두에서 비슷한 수준으로 항바이러스 작용이 일어났다. 백신 2, 3차 접종자는 CD4 도움T세포에서 항바이러스 효과가 있는 인터페론-감마를 분비하는 비율은 초기형에 대해서 100%라고 할 때 변이 바이러스에 대해서도 80~88%에 달했다. 전반적으로 기억T세포의 효과는 80~94%에 이르는 것으로 확인됐다.개인별 면역반응 분석에서도 초기형과 오미크론 간 유의미한 차이가 없는 것으로 나타났다. 또 코로나19 감염을 경험한 뒤 mRNA 백신을 접종받으면 기억T세포 면역반응이 더 강하게 나타나는 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 정민경 IBS 바이러스면역연구센터 박사는 “최근 국내 코로나19 방역대책은 신규 확진자수 관리보다는 중증환자 중심으로 바뀐 상황”이라며 “이번 연구는 중화항체 뿐만 아니라 기억T세포 영역까지 백신의 면역반응 분석을 확대해 그 효과를 확인했다는데 의미가 크고 이를 근거로 코로나19 감염 이후에도 백신 접종을 해야 하는 근거를 제시했다”고 설명했다.