지난 7월 초 ‘코로나19 4차 대유행’이 시작된 이후로 연일 2000명 안팎의 신규 감염자가 발생하고 있다. ‘위드 코로나’ 실험을 하고 있는 영국은 연일 3만명 안팎의 확진자가 나오고 사망률도 1.7%에 이르고 있다. 백신 접종 우수 국가라고 하는 이스라엘도 매일 3000명이 넘는 확진자가 나오는 상황이다. 전문가들에 따르면 최근 전 세계를 휩쓸고 있는 코로나19 바이러스는 2019년 말 처음 등장한 바이러스와는 다른 변종들이며 ‘델타 변이’는 기존 바이러스를 밀어내고 우세종으로 자리잡았다. 그동안 델타 변이는 전파력은 강하지만 독성이나 치명률은 높지 않다는 이야기가 있었지만 실제로는 기존 코로나19 바이러스보다 독성도 강하고 치명적이라는 연구 결과가 나왔다. 캐나다 토론토대 의대 연구팀은 지난 2월 7일부터 6월 26일까지 캐나다 최다 인구거주지역인 온타리오주에서 보고된 21만 2326건의 코로나19 감염 사례를 분석한 결과 델타 변이는 사람들의 입원치료, 중증 전환율은 물론 사망률도 높이고 있다고 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘캐나다 의학회지’(CMAJ) 10월 5일자에 실렸다. 연구팀의 분석에 따르면 캐나다에서는 지난 4월 이후 델타 변이가 코로나19 바이러스의 우세종으로 자리잡았으며 델타 변이는 초기 코로나19 바이러스에 비해 바이러스 번식수 증가, 전염성 강화, 면역회피 증가, 독성 증가라는 특징을 보이고 있다. 또 델타 변이는 기존 코로나19 바이러스 감염 때보다 입원 위험은 108%, 중환자실 입원 위험은 235%, 사망 위험은 133%나 높이는 것으로 조사됐다.연구를 이끈 데이빗 피시맨 교수(감염학)는 “최근 전 세계는 2020년 초에 직면했던 것과는 전혀 다른, 더 똑똑하고 위험해진 바이러스와 싸우고 있다”며 “델타 변이가 이전 코로나19 바이러스보다 덜 치명적으로 보이는 것은 백신 접종자가 늘고 마스크 착용이 생활화됐기 때문”이라고 설명했다. 가을로 접어들면서 전문가들은 코로나19와 독감의 동시 유행에 대해 우려하고 있다. 4차 대유행이 계속 이어지고 있는 가운데 계절성 독감까지 확산될 경우 자칫 의료시스템 붕괴까지 갈 수 있다는 것이다. 코로나19 상황이 2년 가까이 이어지면서 간호사, 의사 등 방역종사자들의 피로도가 극에 달해 있기 때문에 ‘더블 팬데믹’은 심각한 상황을 초래할 수 있다. 프랑스, 홍콩, 칠레, 사우디아라비아, 대만, 스위스, 포르투갈, 영국 등 8개국 13개 연구기관으로 구성된 국제공동연구팀은 코로나19와의 전쟁 최일선에 서 있는 의료종사자들, 특히 여성과 50세 미만의 사람들이 극심한 스트레스를 경험하고 트라우마에 시달리는 경우도 적지 않다는 연구 결과를 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 10월 7일자에 발표했다. 연구팀은 코로나19 확산 이후 스트레스 관련 데이터를 수집하고 있는 온라인 국제설문지 ‘코비스트레스’(COVISTRESS)의 자료를 활용했다. 연구팀은 지난해 1~6월 1차 대유행 기간 동안 설문에 응한 44개국 1만 51명의 방역종사자들의 답변을 분석했다. 그 결과 100점 만점에 코비스트레스 응답자 전체 스트레스 점수는 57.8점 수준이었지만 방역종사자들만 따로 분류해 봤을 때 의사는 65.3점, 간호사, 구급요원, 역학조사관 등 그 밖의 방역담당자의 스트레스 점수는 73.6점에 이르는 것으로 나타났다. 특히 남성보다 여성, 50세 미만이 50세 이상보다 스트레스 점수가 각각 2점가량 더 높게 나타났다.

덴마크 코펜하겐대, 덴마크 통계청, 오르후스대, 한국 서울대, 호주 시드니대, 미국 하버드대, 독일 하인리히 하이네대 의대, 영국 서리대, 세르비아 심혈관질환연구소 공동 연구팀은 대기오염과 교통소음에 오랜 기간 노출될 경우 심혈관계 질환 발병 가능성이 높아진다고 밝혔다. 연구팀은 ‘덴마크 간호사 코흐트 연구’에 참여했던 이들 중 2만 8731명을 골라 체질량지수(BMI), 생활습관, 건강상태, 근로조건을 조사하고 덴마크 지역별 대기질, 도로 교통소음수준에 대한 통계와 비교했다. 그 결과 초미세먼지, 도로교통소음에 3년 이상 노출될 경우 건강한 이들도 심부전 발병 가능성이 10~17% 높아지는 것으로 조사됐다. 흡연자의 경우 72%나 높아지는 것으로 나타났다. 이번 연구 결과는 의학분야 국제학술지 ‘미국심장협회 저널’ 10월 6일자에 실렸다.

접종 완료 후 15일 지난 뒤 효과 분석3상 임상…임상 참여자 3만 2451명아스트라제네카(AZ)는 자사 코로나19 백신(AZD1222)이 대규모 임상 3상 시험에서 유증상 코로나19에 대해 74%의 예방효과를 보였다고 5일 밝혔다. 이번 임상시험은 미국, 칠레, 페루에서 수행된 대규모 3상 연구로, 접종 완료 후 15일 이상 지난 후부터 효과, 안전성, 면역원성을 평가했다. 임상 참여자 총 3만 2451명이 2대1 비율로 나뉘어 백신(2만 1635명)과 위약(1만 816명)을 투여받았다. 분석 결과 백신은 유증상 코로나19 예방에 74%의 효과를 보였다. 이는 백신을 투여받은 집단에 속한 평균적 환자가 코로나19에 감염돼 증상이 나타날 확률이 위약을 투여받은 대조군 집단에 속한 평균적 환자의 26%에 그쳤다는 뜻이다. 백신 효과는 임상에 참여한 모든 연령대에서 고르게 나타났다. 특히 65세 이상 고령층에서는 83.5%의 효과를 나타냈다. 백신 접종군에서는 중증 및 위중증 이환 사례가 발생하지 않았지만, 위약을 투여받은 대조군에서는 총 8건의 중증 사례가 관찰됐다. 내약성과 안전성은 양호한 수준이었다. 백신과 관련된 안전성 문제는 발견되지 않았으며, 혈소판 감소성 혈전증(TTS) 발생 위험 증가도 보고되지 않았다. 연구 결과는 지난달 29일 국제학술지 ‘뉴잉글랜드저널오브메디슨’에 게재됐다. AZ 백신은 국내에서 1038만명이 접종을 완료했다.

국내 연구진이 소금 결정을 이용해 나노·마이크로 캡슐을 만드는 방법을 개발했다. 카이스트 기계공학과 김형수 교수팀은 소금 결정화 과정을 표면장력 효과로 제어하는 ‘결정 모세관 오리가미’라는 기술로 나노 및 마이크로 캡슐을 제작하는데 성공했다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 영국왕립화학회에서 발행하는 국제학술지 ‘나노스케일’ 표지논문으로 실렸다. 기능성 고분자, 바이오 재료, 반도체 나노 구조체 제조 등에 나노물질 자가 조립기술에 대한 관심이 높아지고 있지만 기존 자가 조립기술은 미리 정해진 기본 유닛을 이용하는 상향식 방법을 쓰고 있다. 보통 폴리머나 콜로이드 등을 이용해 최종 형태를 만들고 이 기술은 분자 수준부터 마이크로미터 수준까지 폭넓은 길이 차원에 적용할 수 있다. 특히 자가조립 기술을 이용하면 나노캡슐을 제작할 수 있는데 공정 특성상 캡슐화를 위해서 경화과정이 필수적이라 제작공정이 간단하지 않다. 연구팀은 지구상에 존재하는 수많은 무기물질 중 이번 연구에서 사용한 특정 소금들과 같이 기본 결정 구조가 얇고 잘 휘는 성질의 결정을 발견해 활용할 수 있도록 했다. 이 같은 특징을 이용해 에멀젼이나 물방울(액적) 내부에 원하는 물질을 효과적으로 가두는데 성공했다.

우울증으로 불리는 우울장애는 의욕저하와 우울감을 주요 증상으로 하면서 다양한 인지, 정신, 신체적 증상을 일으켜 일상을 어렵게 만드는 신경정신질환이다. 일시적인 우울감과는 다른 우울증은 매우 흔한 정신질환으로 미국이나 유럽 등에서는 우울증을 한 번이라도 겪는 사람이 10.1~16.6%에 이르는 것으로 알려져 있다. 약물치료나 정신치료가 주로 사용되고 있는데 우울증이 심한 경우는 약물치료도 시간이 오래 걸리거나 효과가 없는 경우도 간혹 있다. 과학자들이 미세전기 자극을 이용해 중증 우울증 환자도 치료할 수 있는 방법을 찾아냈다. 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 신경과학연구소, 의대 정신과학과, 신경외과, 영상진단학과, 신경학과 공동연구팀은 뇌에 약한 전기자극으로 다른 정신과적 치료로도 개선이 어려운 중증 우울증 환자를 치료할 수 있는 방법을 개발했다. 이 같은 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘네이처 메디슨’ 10월 5일자에 실렸다. 연구팀은 아동 시절 우울증이 발생해 다양한 치료에도 효과를 얻지 못한 36세 여성 우울증 환자를 대상으로 심부뇌자극(DBS) 실험을 했다. 실험에 참여한 여성은 우울증을 측정하는 여러 측정법 중 ‘몽고메리 우울증척도’(MADRS)가 36점으로 중증 치료저항성 우울증 환자이다. MADRS가 0~6점은 정상, 7~19점은 경도, 20~34점은 중등도, 34점 이상은 고도 우울증 환자로 구분된다.이번 연구에 활용된 DBS는 파킨슨병이나 무도병 같이 이상운동을 유발시키는 뇌신경질환 환자의 뇌 특정부위에 전극을 이식한 뒤 적절한 전기자극을 전달해 증상을 호전시키는 치료법이다. DBS는 우울증 환자에게는 거의 시도되지 않았던 치료방법이다. 연구팀은 환자에게 하루에 2~3번씩 10일 동안 저강도 전기자극을 제공한 뒤 뇌파와 행동관찰을 실시했다. 그 결과 약물을 이용해 치료할 때처럼 치료 저항성이 보이지 않았고 뇌파도 정상 수준으로 돌아왔고 우울증 점수도 절반 가량 줄어든 것으로 확인됐다. 이번 기술은 우울증 수준에 맞춰 전기자극의 강도를 조절할 뿐만 아니라 전기자극을 끄거나 켤 수 있다는 장점이 있어 치료 내성이 생기지 않는다는 장점이 있다는 평가를 받고 있다. 연구를 이끈 에드워드 장 UCSF 의대 신경외과 교수는 “좀 더 많은 환자들에 대한 임상연구 사례가 더 필요하지만 이번 연구결과는 우울증을 비롯한 다른 신경정신질환에 대해서도 맞춤형 치료를 제공할 수 있을 것”이라고 말했다.

SF소설가 앤디 위어의 소설을 원작으로 만들어진 2015년 영화 ‘마션’의 주인공 마크 와트니는 식물학자이자 기계공학자로 나온다. 화성 탐사 중 뜻하지 않은 사고로 홀로 화성에 남겨진 와트니는 구조대가 올 때까지 생존하기 위해 고군분투한다. 식물학자인만큼 식량 확보를 위해 기지 내에 화성의 흙을 깔고 인분으로 거름을 만들어 감자를 심고 로켓연료와 촉매로 부족한 물을 만들어 내는 장면이 나온다. 그런데 미세중력, 진공상태, 우주방사선, 토양성분 등 지구와 전혀 다른 환경에서 영화에서처럼 감자 키우는 것이 가능할까 많은 사람들이 궁굼해했다. 그런데 최근 미국 과학자들이 화성의 흙과 똑같은 성분을 이용해 식물을 키우는데 성공해 주목받고 있다. 미국 콜로라도주립대 농업생물학과, 산림학과, 토양작물과학과 공동연구팀은 화성의 흙에서도 지구에서처럼 식물을 키울 수 있으며 질소고정 박테리아를 이용할 경우 훨씬 더 안정적으로 식물 재배가 가능하다고 2일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 9월 30일자에 실렸다. 현재 많은 나라들과 민간우주기업들이 화성탐사에 도전하는 이유는 화성에 대한 과학적 궁금증을 해결하는 것도 있지만 궁극적으로는 화성에 인간을 정착시키기 위한 측면도 있다. 지구의 흙 속에는 대기 중 질소를 고정시킬 수 있는 박테리아가 존재하지만 화성이나 달과 같은 천체의 토양 성분은 대부분 돌가루 모양의 흙인 ‘표토’(regolith)이기 때문에 질소 고정 박테리아가 존재하지 않아 식물 생장에 필요한 질소가 부족하다는 문제가 있다. 앞서 많은 연구들에서는 표토에서도 식물이 자랄 수 있다는 것만 확인했을 뿐 식물 생장에 필요한 질소가 화성 토양에서 미치는 영향에 대한 연구는 거의 없었다.연구팀은 화성의 흙과 똑같은 성분을 만든 인공 표토에서 클로버로 불리는 토끼풀 재배 실험을 했다. 한쪽은 인공 표토에 토끼풀을 심었고, 다른 한쪽은 인공 표토에 지구의 흙 속에서, 특히 식물의 뿌리혹에 붙어 기생하는 질소고정 박테리아(Sinorhizobium meliloti)를 주입한 뒤 생장관찰을 했다. 관찰 결과 질소고정 박테리아를 주입한 쪽 토끼풀은 그렇지 않은 쪽에 비해 새싹이 돋는 정도와 뿌리 및 줄기 생장이 75%가량 더 우수한 것으로 조사됐다. 화성의 토양에서도 식물이 자라기는 하지만 지구에서와 같은 수준으로 재배를 위해서는 질소 공급이 필요하다는 말이다. 영화 마션에서 감자를 키울 때 인분을 뿌리는 것은 화성 토양에서 부족한 질소성분을 공급하기 위한 방법이었다고 볼 수 있다. 연구를 이끈 농업생물학과 제인 스튜어트 교수(식물병리학)는 “이번 연구는 인간 정착을 위해 화성의 표토를 지구의 흙과 비슷하게 만드는 테라포밍을 위해서는 식물과 토양 미생물의 상호작용을 활용하는 것이 필요하다는 점을 명확히 보여주고 있다”라고 설명했다.

지난해 말부터 확산되기 시작한 코로나19 변이 바이러스는 백신접종 우수국가는 물론 방역선진국으로 알려져 있던 나라들에서도 급속도로 확진자를 발생시키면서 전 세계 방역당국을 곤혹스럽게 만들고 있다. K-방역으로 호평을 받았던 한국도 휴가철을 기점을 지난 여름부터 매일 확진자가 1000명을 넘어섰고 얼마 전에는 방역의 심리적 마지노선이라는 확진자 2000명을 넘어서기도 했다. 일상으로 돌아가기 위해서 중요한 것은 마스크 착용, 백신 접종과 감염여부의 신속한 감지라고 전문가들은 입을 모으고 있다. 영국 임페리얼 칼리지 런던(ICL) 역학 및 생물통계학과, 감염병학과, 국제보건혁신연구소, 국립보건데이터연구센터, 국립치매연구소, 질병·응급연구소, MRC 환경보건연구센터, MRC 국제감염병분석센터, 왕립 서리 NHS 파운데이션 트러스트, 국립 의과학연구소 공동연구팀은 코로나19에 걸렸을 때 나타나는 증상 7가지를 규정했다. 연구팀은 이들 7가지 증상이 의료서비스가 부실한 지역사회에서 코로나19 감지를 극대화할 수 있게 도와줄 것이라고 밝혔다. 이번 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 메디슨’ 9월 28일자에 실렸다. 연구팀은 영국에서 2020년 6월부터 2021년 1월 사이에 PCR검사를 받은 5세 이상 남녀 114만 7345명의 확진 여부와 함께 확진 1~2주일 전 경험한 모든 증상을 조사했다. 그 결과, 후각상실 및 변화, 미각상실 및 변화, 발열, 갑작스러운 기침, 오한, 식욕상실, 근육통 7가지가 코로나19 감염의 핵심 7가지 증상이라는 것을 확인했다. 현재 많은 나라들에서 후각상실, 미각상실, 발열, 기침 증상이 나타나는 이들은 PCR 검사를 받도록 하고 있다. 연구팀의 조사에 따르면 7개 증상 중 1가지만 나타난 사람들도 75% 이상 확진 판정을 받은 것으로 조사됐다. 증상들이 많아질수록 코로나19 감염 가능성은 그만큼 더 높아진다는 것이다. 이번 연구를 이끈 임페리얼 칼리지 런던 의대 폴 엘리엇 교수(환경역학·보건통계학)는 “코로나19 확산을 효과적으로 통제하기 위해서는 감염 가능자를 신속하게 예측해 분류해내는 것”이라며 “무증상 감염자들이라고 하더라도 7가지 증상 중 1~2가지는 나타나는 만큼 이번 연구결과는 감염자의 신속 탐지에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.

뉴욕 양키스의 전설적 4번 타자 루 게릭(1903~1941)은 1938년 처음으로 3할 이하 타율을 기록하며 시즌을 마쳤다. 이듬해 그는 ‘근위축성측삭경화증’이라는 진단을 받고 서서히 음식을 삼키지도, 말하지도 못하고, 걷지도 못하게 되면서 결국 1941년 38세의 나이로 눈을 감았다. 세기의 타자가 세상을 뜨자 그를 기리기 위해 ‘루게릭병’이라고 이름붙여져 지금까지 알려지고 있다. 루게릭병은 독성 단백질이 세포 내에 쌓여 뇌와 척수에 있는 운동신경세포가 손상되고 파괴돼 팔다리 근력이 약해지고 혀가 위축돼 말이 어눌해지고 음식 삼키기가 어려워지고 숨을 쉬기 어려운 상태가 되는 퇴행성 뇌신경질환으로 원인이 정확히 밝혀지지 않아 확실한 치료법도 없다. 국내 연구진이 루게릭병을 일으키는 독성 단백질 생성을 억제할 수 있는 신경세포보호 유전자를 발견해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 연구팀은 루게릭병, 전측두엽 치매 같은 퇴행성 뇌신경질환을 억제할 수 있는 유전자 ‘ZNF598’을 발견하고 신경세포 보호와 관련한 분자생물학적 원리를 규명했다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘핵산연구’에 실렸다. 연구팀에 따르면 이번에 발견된 유전자는 루게릭병 환자 신경세포 내 독성 단백질 번역산물을 제거해 세포사멸을 억제하는 것으로 확인됐다. 단백질은 DNA 염기서열 형태로 저장된 유전정보가 전사과정과 번역과정을 거쳐 만들어진다. 번역은 mRNA가 갖고 있는 유전 암호에서 단백질 기본구조가 합성되는 과정인데 이 과정에서 잘못된 유전 정보가 독성 단백질로 번역되면 신경세포가 죽는 루게릭병과 같은 퇴행성 뇌질환이 발생한다. 연구팀은 ZNF598 유전자를 활성화시켜 루게릭병 환자 유래 신경세포의 사멸을 억제하는데 성공했다. 연구팀은 이번 연구결과가 효과적인 퇴행성 뇌질환 조기 진단과 근본적 뇌질환 치료제 개발의 새로운 열쇠가 될 것으로 기대하고 있다. 임정훈 UNIST 교수는 “이번 연구는 루게릭병 환자의 운동신경 세포에서는 ZNF598와 같은 주요 유전자들이 비정상적으로 발현돼 결과적으로 제대로 된 단백질 합성이 되지 안 된다는 것을 보여줬다”라며 “단백질 번역 품질관리 기능 분석과 제어를 통해 루게릭병 같은 질환의 예측과 진단, 치료 기술 개발에 새로운 돌파구를 마련해줄 것”이라고 말했다.

세계보건기구(WHO)는 2018년 초 ‘전 세계 대유행을 일으킬 8가지 질병’을 발표했다. 에볼라바이러스, 지카바이러스, 사스(중증급성호흡기증후군), 메르스(중동호흡기증후군) 등과 함께 맨 마지막에 ‘질병X’를 포함시켰다. 질병X는 바이러스성 질환과 세균성 질환을 모두 포괄하며 어떤 방식으로 시작될지 모르는 미지의 감염병이다. WHO 발표 약 2년 뒤 중국에서 시작된 코로나19는 2년 가까이 전 세계를 공포에 떨게 하고 있다. 이 때문에 코로나19가 질병X 아니냐는 말까지 나오고 있다. 그렇지만 WHO는 코로나19 이후 나올 대유행병 중 하나로 여전히 질병X를 포함시키고 있다. 뒤집어 생각하자면 대규모 감염병은 예측이 쉽지 않은 만큼 질병 발생 시 신속 대응 가능한 보건 시스템 구축이 필요하다는 의미이기도 하다. 지난 4월 초 미국 캘리포니아 데이비스대 연구진이 중심이 된 국제공동연구팀은 코로나19처럼 인간에게 전염될 가능성이 큰 동물 보유 바이러스(스필오버바이러스) 887개의 위험도를 분석 평가해 국제학술지 ‘PNAS’에 발표했다. 이 분석에 따르면 현재 가장 위험한 바이러스는 라사바이러스이며, 두 번째는 코로나19 바이러스, 3위는 에볼라이러스, 4위는 한타바이러스 중 하나인 서울바이러스, 5위는 니파바이러스로 나타났다. 8월에는 이탈리아와 미국 공동연구팀이 감염병 발생 통계분석을 통해 코로나19와 같은 규모의 감염병 발생 가능성은 매년 높아지고 있으며, 앞으로 59년 내에 코로나와 유사하거나 더 큰 규모의 감염병이 발생할 가능성이 크다는 연구 결과를 내놓기도 했다. 이처럼 새로운 감염병을 경고하는 연구들은 계속 나오고 있지만, 다른 한편에서는 코로나19 이후 인류를 또다시 위험에 빠뜨릴 가능성이 큰 감염병을 예측하는 것은 생각만큼 쉽지 않다는 연구 결과도 나오고 있다.이런 가운데 영국 글래스고대학 바이러스연구센터, 생물다양성·동물보건·비교의학연구소 공동연구팀은 인공지능(AI) 기계학습으로 대규모 확산 가능성 있는 바이러스를 빠르게 찾아낼 수 있는 방법을 개발했다. 이 같은 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 9월 29일자에 실렸다. 코로나19처럼 21세기 들어 발생한 신종 감염병 대부분은 다른 동물에서 유래한 바이러스로 발생한 인수공통감염병이다. 연구팀은 동물들이 갖고 있는 약 167만개의 바이러스 중 인간을 감염시킬 수 있는 바이러스는 제한적인 만큼 인수공통감염 가능성이 큰 바이러스를 분류해 데이터베이스 구축에 나선 것이다. 우선 연구팀은 동물 보유 바이러스 861개의 유전자 염기서열 데이터를 수집했다. 이를 바탕으로 인간 감염 우려가 큰 바이러스를 빠르게 구분할 수 있는 인공지능 알고리즘을 개발했다. 비교적 적은 숫자의 바이러스 유전자를 이용해 만든 인공지능이지만 기존 분류학적 방식으로 바이러스를 구분해 예측하는 것보다 인간 감염 가능성을 훨씬 빠르게 확인할 수 있다는 장점이 있다. 현재 인수공통감염병 바이러스와 동물 보유 바이러스의 유전자 염기서열 정보가 계속 구축되고 있는 만큼 이번 기술이 질병X와 같은 미지의 감염병에 대해 신속 대응을 가능케 해줄 것으로 연구팀은 기대하고 있다. 글래스고대 바이러스연구센터 나두스 몰렌체(바이러스생태학) 박사는 “이번 기술은 아직 인간 감염 사례는 발견되지 않았지만 대유행 가능성이 큰 바이러스를 빠르게 찾아내 백신 개발과 방역 시스템 구축 등 감염병 대응 우선순위를 정할 때도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.

학업 스트레스가 전 세계 최고 수준이라는 한국에서 코로나19라는 특수한 상황까지 겹치면서 청소년들의 정신건강은 물론 식생활도 급격히 저하되고 있다고 합니다. 코로나로 공교육의 빈자리를 사교육으로 대신하다 보니 빽빽한 일정 때문에 하루 1~2끼는 컵라면, 삼각김밥, 햄버거 같은 패스트푸드로 때우는 아이들이 점점 늘고 있다고 합니다. 그런데 질풍노도의 시기, 폭풍성장의 시기인 청소년기에 과일과 채소를 좀 과하다 싶을 정도로, 억지로라도 먹는 것이 필요하다는 흥미로운 연구 결과가 나왔습니다. 영국 이스트앵글리아대 의대, 앵글리아러스킨대 통합보건학부, 노포크 공중보건위원회 공동연구팀은 과일과 채소 섭취가 청소년 정신건강에 중요한 역할을 하며 행복감을 높이는 데도 도움이 된다고 29일 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 영국의학회에서 발간하는 보건학 분야 국제학술지 ‘BMJ 영양, 예방, 보건학’ 9월 28일자에 실렸습니다. 지난 3월 미국 하버드대 연구팀은 전 세계 성인 남녀 200만명을 대상으로 한 과일, 채소 섭취량에 대한 연구들을 메타분석한 결과 수명 연장과 건강을 유지하려면 하루에 과일은 2회, 채소는 3회 이상 섭취해야 한다는 연구 결과를 내놨습니다. 과일은 세끼 식사 중 2회, 채소는 끼니마다 빼놓지 않고 먹으라는 말입니다. 그렇지만 식습관이 행복감, 만족감 같은 정신건강에 어떤 영향을 미치는지는 잘 알려져 있지 않습니다 이에 영국 연구팀은 2017년 수행된 ‘노포크 청소년·청년 보건 및 웰빙 조사’에 참여한 이들 가운데 중고등학생 7570명과 초등학생 1253명을 무작위로 추출한 다음 이들을 대상으로 연령과 성별, 가족소득 같은 인구통계학적 지표, 거주 지역, 평소 식습관, 평소 주로 느끼는 감정 상태, 하루 중 자신을 위해 쓸 수 있는 자유시간, 대인관계, 가정폭력 노출 여부, 가족 간 친밀도 등 다방면에 대해 설문조사를 했습니다. 분석 결과 초등학생들의 정신건강 평균점수는 60점 만점에 46점, 중고등학생은 70점 만점에 46.6점으로 나왔습니다. 연구팀은 한 걸음 더 나가 정신건강과 식습관의 관계를 분석했습니다. 초등학생 8명 중 1명, 중고등학생 5명 중 1명이 아침 식사를 거르고 있으며 초등학생 10%, 중고등학생 9%는 과일과 채소를 전혀 섭취하지 않는 것으로 나타났습니다. 과일과 채소를 하루 한 번 미만 섭취하는 청소년보다 하루 2회 이상 먹는 아이들의 정신건강 점수는 1.4점, 3~4회 섭취하는 아이들은 2.34점, 5회 이상 섭취하는 경우는 3.73점 더 높은 것으로 조사됐습니다. 연구팀에 따르면 세끼를 꼬박 챙겨 먹는 청소년들이 그러지 않은 아이들보다 정신건강 점수가 더 높은 것으로 나타났습니다. 이스트앵글리아대 의대 앨리사 웰치 교수(영양역학)는 “이번 연구에서 또 하나 흥미로운 점은 영양상태가 불균형한 청소년들은 가정폭력을 겪거나 불안정한 가정환경에 노출된 아이들과 똑같은 정신건강 상태였다는 것”이라고 말했다.

서울시립대학교는 화학공학과 문홍철 교수 연구팀이 다공성 이온젤 전해질 소재를 개발하고, 이를 피부형 압력 감지 웨어러블 센서로 응용하는 데 성공했다고 29일 밝혔다. 이 연구 결과는 ‘Porous Ion Gel: A Versatile Ionotronic Sensory Platform for High-Performance, Wearable Ionoskins with Electrical and Optical Dual Output’이란 제목으로 미국 화학회에서 발간하는 재료·화학 분야 국제학술지인 ACS Nano(Impact factor: 15.881) 최신 호(2021년 9호)에 표지 논문(Supplementary cover)으로 게재됐다. 이온성 액체 및 고분자에 기반한 이온젤 전해질 소재 개발에 대해 원천 기술과 핵심 노하우를 갖춘 문홍철 교수 연구팀은 외부 압력에 따른 물성 변화를 극대화하기 위해 해당 소재를 다공성으로 제작하였고, 이를 전자 피부 형태의 웨어러블 압력 센서인 ‘아이오닉 스킨’으로 구현하는 데 성공하였다. 높은 민감성과 넓은 압력 감지 범위 등의 고성능 외에도 전기적 신호를 통해 감지 압력을 출력하는 기존 소자 방식에서 더 나아가 소자에서 나오는 빛의 밝기 변화로 직관적 압력 변화 인식이 가능하도록 발광(light emission) 기술까지 결합한 고기능성 플랫폼을 구축하였다. 문홍철 교수는 “본 연구에서 개발한 아이오닉 스킨은 특별한 봉지(encapsulation) 작업이 없이도 마르지 않고 안정적으로 구동이 가능”하다며 “최근 주목받고 있는 웨어러블 센서 소재 및 소자 기술 국산화에 크게 기여할 수 있을 것”이라고 전했다. 해당 연구는 한국연구재단 우수 신진 연구 및 소재 융합 혁신 기술개발 사업의 지원으로 수행되었다.

장기와 간 문맥에 가스 들어찬 증상가스 빼내는 치료 했으나 결국 사망의료진 “콜라 급히 마시다 가스 축적”英 전문가는 ‘박테리아’ 원인 지목중국 20대 남성이 콜라 1.5ℓ를 10분만에 마신 뒤 장기에 가스가 찬 상태로 숨져 국제학술지에 희귀 사례로 소개됐다. 의료진은 콜라를 급히 마셔 장기에 가스가 축적된 것이 사망 원인이라고 추정했지만, 일부 해외 전문가들은 박테리아 등 다른 원인이 있을 것이라고 반박했다. 28일 뉴욕포스트와 데일리 메일 등에 따르면 중국 연구진은 최근 국제학술지 ‘간과 위장병학에서의 치료와 연구’에 ‘콜라에 의해 부풀어 오른 간’이라는 제목의 논문을 발표했다. ●“콜라 1.5ℓ 급히 마신 뒤 간 손상” 논문에 등장하는 신원이 밝혀지지 않은 중국 베이징의 22세 남성은 1.5ℓ 콜라를 통째로 마셨다. 그런데 6시간 뒤 그의 배가 부풀어 오르면서 극심한 통증이 생겼고, 결국 베이징 차오양병원을 방문했다. 그는 의료진에게 “날씨가 더워 콜라 1.5ℓ를 급하게 마셨다”고 설명했다. 특별한 질병이 없었던 그는 초기 진료에서 심박동수가 증가하고 호흡 곤란과 혈압은 떨어지는 증상을 보였다. 또 컴퓨터단층촬영(CT) 검사 결과 그의 장기와 간문맥(장과 간 사이의 혈관)에 평소와 달리 가스가 차 있었고, 특히 간에서는 산소 공급 부족으로 조직이 손상되는 증상이 나타났다. 의료진은 이런 증상이 간문맥에 차 있는 가스와 연관된 것으로 판단하고 즉시 이를 빼내기 위한 조치에 나섰다. 환자의 간 등을 보호하기 위해 약물도 투여했다. 하지만 의료진의 노력에도 불구하고 남성의 간은 이미 심각하게 손상됐고, 상태는 계속해서 나빠져 치료 18시간 만에 사망했다. 의료진은 남성이 콜라를 급하게 마신 뒤 장기에 가스가 축적됐고, 압력이 증가해 가스가 간의 주요 혈관인 간문맥으로 새 들어가 간손상을 유발한 것으로 추정했다.●영국 전문가 “박테리아 감염이 원인일 것” 그러나 논문을 접한 영국 전문가는 다른 의견을 제시했다. 생화학자인 네이선 데이비스 유니버시티 컬리지 런던 교수는 “1.5ℓ 콜라 섭취가 치명적일 가능성은 매우 희박하다”며 “콜라의 탄산이 치명적이라면 이런 사고가 세계적으로 더 많이 발생할 것”이라고 말했다. 그는 숨진 남성 장기에 비정상적으로 가스가 찬 것은 콜라가 아닌 박테리아 감염에 의한 것으로 추정했다. 박테리아가 장기에 가스주머니를 만들면 이번 사고로 숨진 남성이 겪었던 증상과 유사한 문제를 유발할 수 있다는 것이다. 그는 “많은 양의 탄산음료를 마신 것이 증상을 악화시켰을 수도 있지만, 주요 원인은 아닐 수 있다”며 확실한 결론을 내리기 위해 더 많은 정보가 필요하다고 밝혔다.

석탄, 석유 등 화석연료 사용은 지구온난화 뿐만 아니라 대기 오염의 직접적 원인이 되고 있다. 깨끗하지 못한 공기질이 건강에 도움이 안 된다는 것은 많은 사람들이 직관적으로 이해하고 있다. 그렇지만 실제 개인 건강이나 공중 보건 차원에서 얼마나 심각한 문제를 일으키고 있는지는 완전히 파악되지 못하고 있는 상황이다. 이런 가운데 대기오염이 영유아의 생명에 심각한 영향을 미치고 있다는 연구결과가 나와 충격을 주고 있다. 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF), 워싱턴대 공동연구팀은 대기오염으로 인해 매년 전 세계적으로 약 900만 명의 조산아와 저체중아가 태어난다는 분석결과를 미국공공과학도서관에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘플로스 메디슨’ 9월 29일자에 발표했다. 연구팀은 전 세계 각국의 보건의료지표와 함께 실내·외 대기오염 데이터를 모아 메타분석을 실시했다. 이번 연구는 대기오염이 영아의 출생시 체중, 산모의 임신중 건강상태에 어떤 영향을 미치는지에 대한 심층적인 첫 조사이다. 세계보건기구(WHO)는 전 세계인구 90% 이상이 심각한 실외 대기오염 상태에 노출돼 있고 절반 이상이 조리나 난방을 위해 석탄, 동물 배설물, 나무 등을 집 안에서 태우기 때문에 실내공기 오염에도 노출돼 있는 것으로 추정하고 있다. 이와 함꼐 WHO는 매년 전 세계에서 조산아 출산이 1500만명 이상에 이르고 있으며 신생아 사망률의 주요 원인이기도 하다고 지적했다. 또 저체중으로 태어나가너 미숙아로 태어난 아이들은 다양한 질병을 앓을 가능성이 커 삶의 질이 떨어지는 것으로 알려져 있다. 연구팀의 이번 분석에 따르면 대기오염이 2019년 기준 전 세계 조산아 중 600만명, 저체중아 중에서는 약 300만명이 직접적인 영향을 받았다. 또 실내외 대기오염으로 인해 2019년에 50만명 이상의 신생아가 추가 사망했다고 연구팀은 분석했다. 특히 실내 공기오염이 심각하고 출산율은 높은 동남아시아 지역과 사하라 이남 아프리카에서 이 같은 추세는 심각하게 나타나고 있다고 연구팀은 지적했다. 연구팀의 분석에 따르면 개발도상국들 뿐만 아니라 선진국인 미국에서는 2019년에 실외 대기오염으로 인해 1만 2000명이 조산아로 태어난 것으로 확인됐다. 연구팀은 동남아시아와 남아프리카 지역에서 실내 대기오염을 완화시킨다면 전 세계의 조산아, 저체중아 발생률을 현재보다 78% 이상 낮출 수 있을 것이라고 제시했다. 이번 연구를 이끈 UCSF 세계보건과학연구소의 공중보건 전문가 라케시 고쉬 박사는 “실내외 대기오염에 따른 부담은 엄청난 수준이지만 충분한 노력을 기울이면 대부분 완화될 수 있다”라면서 “이번 연구는 대기오염이 성인들의 만성질환 뿐만 아니라 영유아 질병발생과 사망률의 주요 원인이라는 것을 보여주고 있다는데 큰 의미를 갖는다”라고 설명했다. 고쉬 박사는 “기후변화를 완화시키고 대기오염 수준을 낮추기 위한 조치를 취한다면 영유아들에게 상당한 공중보건상 이익을 줄 수 있다는 점을 이번 연구는 암시하고 있다”라고 덧붙였다.

국내 연구진이 대표적인 남성암인 전립선암의 전이와 재발을 유발시키는 핵심 유전자를 발견했다. 대구경북과학기술원(DGIST) 핵심단백질자원센터, 경북대 공동연구팀은 전립선암 진행을 조절하는 ‘ZNF507’이라는 유전자를 발굴했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘실험 및 임상 암연구’(Journal of experimental & clinical cancer research)에 실렸다. 전립선암은 국내외를 막론하고 남성에게서 많이 발병하는 대표적인 암종이다. 암 전이율은 물론 사망률이 높은 것으로 알 전립선암 치료는 다른 암들과 마찬가지로 외과수술, 호르몬 차단요법, 방사선치료, 화학요법 등이 많이 활용되지만 장기간 치료시 약물 저항성이 생겨 치료효과가 떨어지는 경우가 많다. 전립선암은 전이율은 물론 사망률도 높고 완치되더라도 재발사례도 많아 치명적 암종 중 하나로 꼽힌다. 이에 연구팀은 전립선암 환자의 시료를 이용해 분석한 결과 전립선암 조직 내에 ZNF507이라는 유전자가 정상 전립선조직에 비해 많고, 암이 악화될수록 해당 유전자 발현이 증가한다는 것도 확인했다. 세포실험을 통해 ZNF507를 억제할 경우 암의 증식 능력이 현저하게 감소해 전이능력도 줄어들고 암세포 스스로 죽는 세포자살도 증가한다는 것을 확인했다. 연구팀은 ZNF507 활성화와 암 발생, 전이에 대한 분자생물학적 메커니즘도 파악하는데 성공했다. 사람의 전립선암 조직과 동물실험을 통해 ZNF507 유전자 발현이 억제될 경우 암세포 신호전달이 차단되면서 암세포 성장과 전이에 필요한 힘이 억제된다는 것을 밝혀냈다. 최성균 DGIST 핵심단백질자원센터 센터장은 “기존 전립선암 치료제는 시간이 갈수록 내성이 생기거나 효능이 감소하고 심혈관계 질환을 일으키는 등 부작용이 있어 치료에 문제가 많았다”라며 “이번 연구는 기존 전립선암 치료가 갖는 한계를 극복하고 새로운 치료제나 치료기법을 찾는데 도움이 될 것”이라고 말했다.

국내 연구진이 가상현실이나 메타버스에서 만지는 촉감을 실제로 느낄 수 있게 해주는 장치를 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST), 서울대 공동연구팀은 가상현실 이용자가 가상현실(VR)에서 물체를 만질 때 실제 물체를 만지는 것과 같은 열감과 진동을 느낄 수 있는 장갑 시스템을 개발했다고 27일 밝혔다. 장갑의 고정밀 유연센서가 사용자의 손, 손가락의 움직임을 측정해 가상현실로 즉시 전달하고 가상세계의 열과 진동 같은 자극을 손으로 다시 전달하도록 한 것이다. 이 같은 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’ 9월 24일자 특별호 표지논문으로 실렸다. VR 기술이 빠르게 발전하고 있지만 리모컨으로 조작하고 시각적으로만 보이는 가상현실 세계는 몰입감이 떨어진다. 이 때문에 메타버스 산업에 뛰어든 세계적인 기업들이 손이나 손목의 움직임을 측정해 반영시키는 기술을 앞다퉈 개발하고 있다. 이같은 상황에서 연구팀은 장갑 장치의 센서, 발열히터, 도선 같은 주요부품을 자체 개발한 액체금속 프린팅 기법으로 얇고 정밀하게 제작해 손가락을 굽히거나 움직여도 부품의 성능을 유지할 수 있는 기술을 개발한 것이다. 이번에 개발된 VR 장갑은 5개 손가락의 10개 관절 각도를 실시간으로 측정할 수 있을 뿐만 아니라 열감, 진동도 여러 단계로 바꿀 수 있다. 이 때문에 손가락의 움직임을 가상화면에 즉석에서 보여줄 수 있다. 뜨거운 물 속에 있는 쇠구슬을 잡는 가상현실에서도 실제 뜨거운 물에 손을 넣었다가 뺀 것과 같은 순차적인 온도변화를 느낄 수 있게 된다. 또 손으로 금속 덩어리와 나무토막을 만졌을 때 온도차이를 느끼는 것도 가능하다. 연구팀에 따르면 이번 기술은 단순히 시각만 자극하는 VR 기술이 아니라 촉각까지 자극해 좀 더 실제와 같은 VR세계를 만들어 사용자의 몰입감을 높일 수 있다고 설명했다. 배준범 UNIST 기계공학과 교수는 “이번 기술은 액체 금속 프린팅을 통해 센서, 히터, 도선의 기능을 한꺼번에 구현한 첫 사례”라면서 “이번 기술은 자극전달과 센서기능이 통합됐기 때문에 비대면 메타버스 시대에 맞는 가상기술 훈련이나 게임, 엔터테인먼트 분야에도 폭넓게 적용할 수 있을 것”이라고 설명했다.

지구 외에도 생명체가 존재할 가능성이 더 커진 것일지도 모르겠다. 생명 탄생에 필수적인 유기 분자가 젊은 별을 둘러싸고 있는 물질에 풍부한 것으로 밝혀졌기 때문이다. 영국 리즈대 등 국제연구진은 칠레의 알마 전파망원경이 수집한 관측자료를 토대로 젊은 별 주위를 둘러싼 원시 행성계 원반이 만들어내는 가스와 먼지에서 방출된 빛의 고유 스펙트럼을 분석해 생명의 기초를 형성하는데 필요한 유기 분자가 풍부하다는 점을 밝혀냈다. 빛의 스펙트럼은 사람의 지문처럼 저마다 달라, 이를 분석하면 구성 원소를 파악할 수 있다. 이에 대해 연구 주저자로 리즈대 연구원인 존 일리 박사는 “이번 결과는 지구상의 생명을 탄생시킨 기본적인 화학 조건이 은하계 전역에 더 넓게 존재할 수 있다는 점을 시사한다”고 설명했다. 원시 행성계 원반과 비슷한 물질은 한때 젊은 태양을 둘러쌌는데 이들 물질은 오늘날 태양계 행성들을 형성한 것으로 여겨진다. 이런 분자의 존재가 중대한 이유는 우주에서 풍부하게 발견되는 일산화탄소와 같이 더 단순한 탄소 기반 분자와 생명을 만들고 유지하는 데 필요한 더 복잡하고 큰 분자 사이의 디딤돌 역할을 하기 때문이다. 복잡하고 큰 유기 분자는 조건이 되면 설탕과 아미노산 그리고 리보핵산(RNA)과 같이 물질의 구성 요소마저 만들어낸다. 그리고 이런 유기 분자는 우주의 도처에 존재한다. 하지만 지금까지는 행성이 형성되는 장소로부터 멀리 떨어진 곳에서만 관찰돼 왔다. 따라서 일리 박사는 젊은 별을 둘러싼 가스와 먼지에 그런 유기 분자가 얼마나 있는지를 확인하기로 했던 것이다.이번 연구에서 연구진이 찾아낸 유기 분자는 아노아세틸렌(HC3N)과 아세토나이트릴(CH3CN) 그리고 사이클로프로페닐리덴(c-C3H2)이라는 3가지 종류다. 이런 분자에서 방출된 빛은 분명히 서로 다른 파장을 갖는데 이를 검출할 수 있다면 거기에 특정 분자가 있다는 것을 알 수 있다. 탐색 장소로 선정된 것은 5개의 원시 행성계 원반으로 모두 지구에서 300~500광년 거리에 있고 거기에서 현재 진행형으로 행성이 형성되고 있는 것으로 알려졌다. 그런데 이 중 4개의 원시 행성계 원반에서 표적으로 삼은 유기 분자들이 발견됐다는 것이다. 게다가 그 양은 예상보다 훨씬 더 많은 것으로 나타났다. 모델에서 추정된 양보다 적게는 10배에서 많게는 100배까지 있었다. 중요한 점은 원시 행성계 원반 안에서 소행성이나 혜성도 형성하는 것으로 나타났다. 이는 이런 소행성이나 혜성이 지구의 생명 탄생으로 이어졌던 것과 같이 생명의 씨앗이 될 수 있는 큰 유기 분자를 새로 형성되는 행성들에 쏟아부을 수도 있다는 것이다. 이에 대해 연구진은 “이런 원시 행성계 원반에서 이번에 발견한 것보다 더 복잡한 유기 분자가 존재하는지를 조사할 계획”이라고 밝혔다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘천체물리학 저널 증보’(Astrophysical Journal Supplement Series) 최신호(9월 16일자)에 실렸다. 사진=리즈대

뾰족한 주삿바늘에 대한 두려움 없이 면역 효과도 훨씬 높은 백신접종 기술이 나왔다. 미국 노스캐롤라이나 채플힐대 통합암센터, 약학부, 미생물 및 면역학과, 스탠퍼드대 의대 방사선학과, 화학공학과 공동연구팀은 3차원(3D)프린팅 기술을 이용해 미세한 침이 촘촘히 박혀 있는 반창고 형태의 ‘마이크로니들 백신’ 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 백신기술은 현재 쓰이는 주사 접종 방식보다 면역 효과는 높고 보관, 운반은 쉽다는 평가를 받고 있다. 이 같은 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 9월 25일자에 실렸다. 연구팀은 3D프린터를 이용해 고분자물질을 원료로 미세한 침이 촘촘하게 있는 반창고 형태의 백신칩을 만들었다. 연구팀은 백신칩 한 면을 젤이나 반고체 형태로 된 약물을 코팅해 반창고처럼 붙이면 체온에 의해 녹으면서 미세침을 통해 피부 안쪽으로 흡수되도록 했다. 연구팀은 세포 및 동물실험으로 백신칩이 기존 주사 방식보다 약물 전달률은 10배 이상 높고 T세포 같은 면역세포 활성화와 항체반응 유도 효과는 50배 이상 우수하다는 것을 확인했다. 주사 접종으로 투여하는 약물보다 적은 양으로도 똑같은 면역 효과를 낼 수 있다는 것이다. 또 이번에 개발된 기술은 약물이 고체 형태로 코팅돼 있기 때문에 기존 백신처럼 냉장고나 냉동고에 저온 보관할 필요가 없어 운송과 보관이 편하다는 장점이 있다. 연구팀은 화이자와 모더나의 코로나19 백신과 같은 RNA 백신을 백신칩으로 만들기 위한 상용화 연구에 착수한 상태다.

뾰족한 주사바늘에 대한 두려움 없이 면역효과도 훨씬 높은 백신 기술이 나왔다. 미국 노스캐롤라이나 채플힐대 통합암센터, 약학부, 미생물 및 면역학과,스탠포드대 의대 방사선학과, 화학공학과 공동연구팀은 3D프린팅 기술을 이용해 미세한 침이 촘촘히 박혀 있는 반창고 형태의 ‘마이크로니들 백신’기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 백신기술은 현재 쓰이는 주사접종 방식보다 면역효과도 높고 보관, 운반도 용이하다는 평가를 받고 있다. 이 같은 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 9월 25일자에 실렸다. 연구팀은 고분자물질을 원료로 미세한 침이 촘촘하게 있는 반창고 형태의 백신칩을 3D프린트로 만들었다. 연구팀은 백신칩 한 면을 젤이나 반고체 형태로 된 약물을 코팅해 반창고처럼 붙이면 체온에 의해 녹으면서 미세침을 통해 피부 안쪽으로 흡수되도록 했다. 연구팀은 세포 및 동물실험으로 백신칩이 기존 주사방식보다 약물전달률은 10배 이상 높고 T세포 같은 면역세포 활성화와 항체반응 유도 효과가 50배 이상 우수하다는 것이 확인됐다. 주사 접종으로 투여되는 약물보다 적은 양으로도 똑같은 면역효과를 낼 수 있다는 것이다. 또 이번에 개발된 기술은 약물이 고체형태로 코팅돼 있기 때문에 기존 백신들처럼 냉장고나 냉동고에 저온보관할 필요가 없어 운송과 보관이 편하다는 장점이 있다. 또 주사방식이아니기 때문에 의료기관에서 백신칩을 받아서 피부 위에 붙이기만 하면 되기 때문에 예방접종률을 높이는데도 도움이 될 것으로 연구팀은 보고 있다. 연구팀을 이끈 조셉 드시몽 노스캐롤라이나대 교수는 “백신칩은 3D프린팅 기술을 이용하기 때문에 독감, 홍역, 간염, 코로나19 등 백신의 종류와 필요에 따라 신속하게 대량생산이 가능하다”며 “화이자와 모더나의 코로나19 백신과 같은 RNA 백신을 백신칩으로 만들기 위한 상용화 연구에 착수한 상태”라고 설명했다.

국내 연구진이 손상된 기능을 스스로 고칠 수 있는 차세대 반도체 소자를 개발했다. 성균관대, 한국화학연구원, 국민대, 한국나노기술원, 세명대, 중국 상하이교통대 공동연구팀은 금속전극 대신 2차원 황화구리 전극을 이용해 자가치유 특성을 가진 2차원 이황화몰리브덴 기반 전자소자를 만드는데 성공했다고 26일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 소재과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 표지논문으로 실렸다. 2차원 반도체 소재는 유연성과 투명성 등으로 차세대 반도체 소재로 주목받고 있지만 원자층 수준의 얇은 두께 때문에 반도체 소자 제작공정에서 쉽게 손상된다. 또 전극과 2차원 반도체 계면 결함 등으로 인해 전자가 효과적으로 이동하지 못해 소자 특성이 떨어지는 경향이 크다. 2차원 이황화 몰리브덴의 결함은 대부분 황 원자 결핍에 의해 발생된다는 점에 착안해 연구팀은 황화구리 전극은 소재 내에 존재하는 잉여 황 전자를 2차원 이황화 몰리브덴 황 원자 결핍 부위에 공급해 결함을 치유하도록 했다. 이런 결함치유 능력은 2차원 반도체 소재 내 전하 이동을 원활하게 만들어 소자특성을 향상시킨다는 장점이 있다. 실제로 자가치유 기능을 갖는 2차원 이황화 몰리브덴 기반 트랜지스터 소자는 현재까지 보고된 가장 높은 전자이동도를 달성했다. 소자의 높은 전자이동도와 광민감도를 나타내 차세대 유연기기, 웨어러블 기기의 핵심소자로 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 차승남 성균관대 물리학과 교수는 “이번 기술은 소자의 수명, 동작 특성 등을 획기적으로 개선할 수 있는 만큼 과학기술 및 산업적 응용가치가 높을 것으로 예상된다”고 말했다.

모로코의 오래된 동굴에서 인류 역사상 가장 오래된 것으로 추정되는 장신구가 발견됐다. 미국 애리조나대학 연구진은 2014~2018년 모로코 남서부 에사우이라에서 약 16㎞ 떨어진 위치에 있는 동굴을 탐사하던 중, 동굴 입구에서 구멍이 뚫린 바다 달팽이의 껍질 조각 33개를 발견했다. 해당 조각에는 작고 정밀한 구멍이 뚫려있었으며, 연구진은 고대 인류가 바다 달팽이의 껍질을 이용해 일종의 구슬을 만들고 이를 꿰어 장신구를 만들었을 것으로 추정하고 있다. 길이가 각각 0.5인치 정도이며, 각각의 ‘구슬’ 속 구멍과 마모 상태는 달팽이 껍질이 끈 또는 옷에 걸려있었음을 나타낸다. 연구진에 따르면 ‘달팽이 껍질 구슬’이 만들어진 시기는 14만 2000~15만 년 전까지 거슬러 올라가며, 이는 인간의 비언어적 의사소통의 형태에 대한 가장 오래된 증거로 꼽힌다. 연구를 이끈 스티븐 쿤 박사는 “이번 발견은 장신구와 장식품을 이용해 자신을 표현하는 인간의 행동이 생각했던 것보다 훨씬 더 일찍 시작됐음을 시사한다”면서 “당시 고대 인류는 옷이나 장신구 등으로 자신의 정체성을 표현했을 것”이라고 설명했다. 이어 “이러한 방식은 수십만 년 전에도 존재했으며, 인류는 직계가족이나 친구뿐만 아니라 더 많은 사람과 의사소통을 하는 것에 관심이 있었다는 것을 보여준다”고 덧붙였다. 연구진은 바다 달팽이 껍질에 구멍을 뚫어 만든 장신구가 단순히 치장의 의미만 지닌 것은 아니라고 보고 있다. 당시 고대 인류 사회에서 신분이나 직업, 직책 등을 상징하는 상징물과 같은 역할을 했을 수 있다는 것. 쿤 박사는 “파란색 제복을 입고 모자를 쓴 사람을 보면 경찰관이라는 사실을 알 수 있듯이, 장신구는 당시의 사회가 어떻게 작동했는지를 생각할 수 있게 한다”고 말했다.이번에 확인된 달팽이 껍질 구슬은 과거 남부 아프리카 전역에서 발견된 유물들과 유사한 형태지만, 제작 시기에서 확연한 차이를 보인다. 지금까지 가장 오래된 ‘구슬’의 흔적은 13만 년 전이었으나, 이번에 발견된 것은 최대 15만 년 전까지 거슬러 올라가기 때문이다. 전문가들은 장신구에 활용된 구슬이 인간의 의사소통 진화를 연구하는 인류학자들에게 매우 중요한 단서가 된다고 입을 모은다. 언어가 등장하기 이전까지 이러한 형태의 구슬이 의사소통의 도구로 활용됐고, 신분을 표현하기 위해 얼굴에 황토나 목탄을 칠하는 것보다 훨씬 더 오랫동안 지속 가능한 형태로 남아있는다는 특징이 있다. 쿤 박사는 “당시 모로코 지역에 살았던 고대 인류는 제한된 자원을 보호하기 위해 씨족 사회를 발전시켰을 가능성이 있으며, 이런 구슬을 통해 특정 지역이나 민족에 속해 있다는 정체성을 표현했을 것”이라고 설명했다. 자세한 연구결과는 SCI급 국제학술지인 사이언스 어드밴시스 최신호에 실렸다.