코로나19가 인류를 공격한 지 곧 2년이 됩니다. 코로나 확산을 막기 위해 마스크를 착용하고, 사회적 거리두기를 하는 건 이제 당연한 일상이 됐습니다. 사회적 거리두기로 외식이 줄면서 음식 배달서비스 이용이 익숙해졌습니다. 배달 음식이 요즘 같은 상황에서 삶을 편리하게 해 주기는 하지만, 생각지 못하게 플라스틱 사용 급증이라는 문제는 안겨 주고 있습니다. 플라스틱 사용 증가로 미세플라스틱 문제도 심각한 수준에 이르고 있습니다. 미국 뉴욕대 의대 소아과 및 환경의학과, 중국 난카이대 환경과학부 공동연구팀은 미세플라스틱이 어른보다 영유아에게 미치는 영향이 더 크다는 사실을 확인하고 환경과학 분야 국제학술지 ‘환경과학기술회보’ 9월 22일자에 발표했습니다. 크기가 5㎜ 이하의 합성 고분자화합물을 미세플라스틱이라고 하는데 만들어지는 방식에 따라 1차와 2차 미세플라스틱으로 나뉩니다. 1차 미세플라스틱은 세안제나 치약 등에 들어 있는 스크럽제, 공업용 연마제, 플라스틱 원료물질로 쓰는 2~5㎜ 크기의 레진펠렛 등 애초에 미세한 크기로 만들어지는 플라스틱입니다. 2차 미세플라스틱은 플라스틱 제품이 사용되거나 버려진 다음 인위적이거나 자연 풍화 때문에 미세화된 플라스틱 파편을 말합니다. 이런 미세플라스틱들은 실내 먼지부터 각종 식음료는 물론 사람과 반려동물의 배설물에서까지 발견되고 있습니다. 과학자들이 미세플라스틱에 대해 주목하고 본격적인 연구에 나선 것이 오래되지 않았기 때문에 현재 미세플라스틱이 어느 정도이고 건강에 미치는 영향은 어떤지는 정확히 밝혀지지는 않았습니다. 그렇지만 세포나 동물실험 결과들을 보면 체내에 들어온 미세플라스틱은 세포막을 가로질러 혈관이나 호흡기 등 순환계로 들어간 뒤 오랫동안 남아 세포사멸, 염증반응, 대사장애 등 건강을 심각하게 위협하는 것으로 나타났습니다. 연구팀은 사람들이 미세플라스틱에 얼마나 노출돼 있는지 확인하기 위해 대변 샘플에서 채취해 질량분석법으로 비교분석했습니다. 연구팀은 가장 널리 쓰이는 플라스틱인 PET와 폴리카보네이트(PC)를 대상으로 했습니다. 연구팀은 뉴욕에 사는 갓 태어난 영아 3명, 1살 유아 6명, 30~55세 남녀 10명을 무작위로 선정해 실험했습니다. 영아에게서는 태어나서 처음 보는 변인 ‘태변’을 검사했습니다. 그 결과 PC 미세플라스틱 수치는 성인과 유아에게서 비슷한 수준으로 나타났지만, PET 미세플라스틱 농도는 성인보다 유아에게서 10배 이상 높은 것으로 나타났습니다. 젖병이나 각종 장난감 등 유아용 제품에 PET가 광범위하게 사용되기 때문에 유아들은 미세플라스틱 노출 정도가 더 심각한 것으로 연구팀은 분석했습니다. 더 놀라운 것은 영아의 태변에서도 미세플라스틱이 발견됐다는 것입니다. 탯줄을 통해 엄마 몸속에 있던 미세플라스틱이 이동했기 때문으로 추정되고 있습니다. 미세플라스틱은 지구온난화와 함께 편리한 삶을 위해 만들어진 기술의 부작용으로 나타나 인류를 심각하게 위협하고 있다는 공통점이 있습니다. 두 문제 모두 현재 상황을 그대로 내버려둬선 우리 아이들은 물론 인류의 미래도 기대하기 어렵습니다. 과학자들에게만 문제 해결을 맡길 것이 아니라 각자가 할 수 있는 일을 통해 당장 행동에 나서야 할 때입니다.

불과 20년 전까지만 해도 세상 돌아가는 소식은 대부분 신문이나 방송 같은 기존 언론매체에 의존했다. 그렇지만 스마트폰의 개발과 초고속통신망의 발달 등으로 인해 다양한 미디어의 발달로 기존 매체들의 영향력은 급격하게 감소하고 있는 상황이다. 문제는 유튜브나 각종 사회관계망서비스(SNS)에 있는 정보들이 정확하지 않고 의도적으로 가짜 뉴스를 포함시키고 있다는 점이다. 이 같은 상황에서 사람들은 믿고 싶은 것을 말하는 사람들의 말을 귀담아 듣고 다른 목소리를 무시하는 경향이 강하다는 사실을 재확인했다. 미국 캘리포니아 산타바바라대(UCSB) 경제학부의 실험·행동경제학자로 구성된 연구팀은 같은 생각을 가진 사람들은 유튜브와 SNS를 통해 서로의 믿음을 교환하고 확인하면서 편향적인 생각을 강화하는 경향이 있다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 경제학 관련 국제학술지 ‘유럽경제학회 저널’ 9월 14일자에 실렸다. 연구팀은 자기 신뢰에 대한 편견이 어떻게 강해지는지를 실험했다. 연구팀은 무작위로 220명의 성인남녀를 골라 IQ측정을 한 뒤 평균점수보다 높은 점수를 얻은 사람들과 낮은 점수를 얻은 사람을 분리해 비해 일부는 중간값보다 높은 점수를 얻도록 하고 일부는 중간값보다 낮은 점수를 얻도록 한 뒤 비슷한 점수대 실험자들끼리 짝을 만들었다. 연구팀은 실험대상자들에게는 중간값을 알려주지 않고 높은 IQ집단에 속한다는 믿음을 갖도록 했다. 동시에 실험대상자들이 자신의 점수를 얼마나 믿는지를 조사했다. 그 결과 낙관적인 성향을 가진 사람들은 비관적이고 의심을 하는 사람들에 비해 연구팀에서 이야기해준 것처럼 자신이 IQ가 높은 집단에 속해 있다는 믿음을 강하게 갖는 것으로 나타났다. 이들은 시간이 좀 지난 뒤 연구팀이나 다른 사람들이 실제 자신의 점수를 추정할 수 있는 정보를 제공하더라도 자신의 생각이나 신념을 바꾸지 않는 것으로 조사됐다. 이 같은 경향성은 IQ 점수가 상대적으로 낮은 집단에서 강하게 나타나는 것으로 관찰됐다. 연구팀에 따르면 이 같은 결과는 사람들이 시간이 지날수록 새로운 사실들이 제시되더라도 기존에 믿었던 내용들을 강화하는 방식으로 정보를 취사선택하기 때문에 나타나는 것이라고 밝혔다. 연구팀은 초기에 정확한 정보가 제공된 사람들은 자신의 편견을 쉽게 바꾼다는 사실도 확인했다. 연구팀은 정확성이 알려지지 않은 정보들이 넘쳐나는 상황에서는 스스로 판단이 쉽지 않기 때문에 듣고 싶고 믿고 싶어하는 것을 말해주는 정보원에 신뢰성을 부여해 어려움을 해결하려고 하기 때문에 나타나는 현상이라고 지적했다. 이 같은 현상은 시간이 지나면서 동기부여된 추론으로 인한 편견을 더 강화시키고 심지어 사실을 받아들이지 않기까지 한다는 것이다. 라이언 오페아 교수(실험경제학)는 “이번 연구는 정보가 넘쳐나고 빠르게 유통되는 인터넷 시대에 왜 편향된 믿음이 더 강해지는지를 보여주고 있다”라며 “유튜브와 SNS 채널에서 많은 정보를 얻고 있지만 정보의 질에 대해서는 잘 모르고 있는 만큼 이제는 기성 언론 만큼이나 SNS의 정보 정확성과 출처에 대한 판단이 필요할 때”라고 지적했다.

이유 없는 복통과 설사, 혈변 등이 계속되는 경우 염증성 장질환을 의심한다. 크론병, 궤양성 대장염 같은 염증성 장질환은 장관 내에 비정상적 염증이나 궤양이 호전과 재발을 반복하는 만성 휘귀난치병이다. 불규칙하고 서구화된 식습관으로 주로 젊은 층에서 많이 발생하는 것으로 알려져 있다. 최근에는 아동 청소년에게서도 많이 나타나 영양실조, 성장장애 등 문제가 발생한다. 문제는 명확히 원인이 밝혀지지 않아 치료도 항염증제, 면역조절제 등으로 증상완화에 그치고 있다. 세브란스병원 소화기내과 천재희 교수팀은 이스라엘 벤구리온대 연구팀과 함께 염증성 장질환은 장 미생물에서 만들어지는 대사체인 숙신산이 대장 염증을 일으켜 생긴다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’에 실렸다. 장내 미생물의 불균형 때문에 병리학적 이상이 생기는데 특히 숙신산이라는 물질이 염증 반응을 촉진하는 대식세포를 활성화해 만성 염증의 원인으로 지목돼 왔지만 정확한 발병 메커니즘이 밝혀지지는 않았다. 연구팀은 다양한 환경에서 대식세포를 배양해 숙신산을 많이 흡수하는 대식세포의 상태와 숙신산이 염증을 일으키는 과정을 연구했다. 대식세포에 염증작용을 일으키는 지질 다당류와 인터페론-감마 처리를 하면 숙신산 흡수가 빨랐고 면역체계를 제어하는 인터루킨-4와 인터루킨-13 처리를 하면 숙신산 흡수가 느린 것이 관찰됐다. 또 숙신산과 함께 배양되는 대식세포는 그렇지 않은 세포보다 숙신산 함유가 2.5배 많아졌다.연구팀은 염증성 장질환을 앓고 있는 환자의 분변과 혈액을 일반인과 비교해 숙신산과 대장 염증의 관계를 조사했다. 그 결과 염증성 장질환 환자의 분변과 혈액에서는 일반인보다 숙신산 농도가 약 4배 높았고 체내에서 숙신산 조절도 안돼 염증이 심해지는 것으로 확인됐다. 이와 함꼐 염증성 장질환 환자의 대장에서는 숙신산을 만드는 장내 미생물이 늘어나고 숙신산을 억제하는 장내 미생물이 적다는 사실도 확인할 수 있었다. 천재희 세브란스병원 교수는 “이번 연구는 발병 원인과 치료법이 명확하지 않았던 염증성 장질환에서 질병 발생 메커니즘을 규명함으로써 신개념 치료제 개발에 도움이 될 것”이라고 말했다.

생체 모방 로봇. 오랜 진화를 거쳐 환경에 적응하며 생존한 동물이나 곤충을 모방해 로봇 제작 기술에 적용한 것을 말한다. 크기와 기동 방식이 모방할 생물체와 유사해 곤충이나 야생동물 영상을 수집하는 데 동원되기도 한다. 자연 서식지, 비밀군사 임무 수행 현장에서 제 역할을 한몫 톡톡히 해낸다. 최근에는 한층 활발해진 연구를 통해 산업, 환경, 군사 등 여러 분야에서 다채롭게 활용되고 있다.국내의 간판급 연구자는 건국대 스마트운행체 공학과 박훈철 교수. 곤충 모방 비행 연구에서 탁월한 성과를 내고 있다. 항공우주공학자인 박 교수는 2005년 미국에서 열린 항공우주학회에 참가하면서 생체 모방 기술에 처음 관심을 갖게 됐다. 첫 연구년 기간에는 꼬박 9개월 동안 새와 곤충 관련한 책만 읽었다. 생물학자들과도 많은 대화를 나누면서 점점 더 관련 연구에 빠져들었다. 평소에는 접어 숨겼다가 비행할 때만 날개를 펴는 장수풍뎅이의 생체적 특성을 연구해 ‘KU비틀’을 개발한 것도 그런 집요한 연구의 결과였다. 장수풍뎅이의 날개와 비행원리를 모방해 뒷날개 중간을 접었다 펼쳐 장애물과 충돌해도 안정적인 비행을 계속할 수 있는 기술도 최근 개발했다. 이 연구는 2020년 12월 국제학술지 사이언스에 게재됐으며 지난달에는 과학기술정보통신부가 주최하는 이달의 과학기술인상 수상자로도 선정됐다.하지만 박 교수가 처음부터 이런 결과를 기대한 것은 아니다. 최초의 목표는 날갯짓을 모방하거나 겨우 날릴 수 있을 정도로만 생각했다. 처음에는 간단한 실험부터 시작했다. 로봇의 날갯짓을 앞뒤 좌우로 변경할 수 있게 해서 비행 중 자세를 유지하고, 원하는 방향으로 기동하게 하며, 수직 상승 및 하강을 할 수 있게 했다. 이후 로봇의 날개 면적을 조금씩 확장하고 무게도 줄여 총비행시간을 약 9분으로 늘렸다. 배터리 등 모든 부품들을 탑재한 채 자유 제어 비행이 가능한 날개 2개를 가진 초소형 비행체로는 세계에서 두 번째로 긴 비행 기록을 세웠다.박 교수에게는 아직 극복해야 할 연구과제가 많다. 바람이 강하게 불어도 안전하게 비행할 수 있는 기술을 향상시키는 것도 숙제다. KU비틀 외에도 다양한 연구 작업을 이어 가고 있다. 도약하면서 날갯짓을 동시에 하는 메뚜기를 모방한 로봇도 개발 중이다. 꼬리치기로 수중에서 공중으로 도약하는 날치를 모방한 연구도 시작했다.“이번 코로나19 상황에서도 알 수 있듯 기초과학기술은 국가의 존립을 결정할 만큼 중요한 것”이라는 박 교수는 “그런데 요즘 과학자는 돈이 되는 직업들에 밀리는 신세가 됐다”고 말했다. 안타까운 마음에 그의 이야기가 길게 이어졌다. “뉴턴의 이론을 공부하는 것이 자랑거리가 되고, 아직도 몰라서 접근하지 못한 새로운 과학 영역에 대한 도전도 끊임없이 시도해야 합니다. 선배 과학자들이 일궈 놓은 지식을 학습해서 새로운 것을 발견하고 발명하는 과학자로 성장하는 학생들이 많아져야 합니다.” 자연에서 배우는 혁신. 자연 속 다양한 생명체의 움직임만 열심히 탐구해도 과학적 성과로 연결시킬 수 있는 세계. 박 교수의 꿈은 선명하다. “생체 모방의 기술 세계로 젊은 과학도들이 앞다퉈 도전하는 그날이 머지않아 꼭 오겠죠.”

공포영화를 볼 때 사랑하는 사람과 손을 잡는 것만으로 두려움이 줄어드는 경향이 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 브리검영대 심리학과 등 공동연구진은 미국인 부부 83쌍(166명)을 대상으로, 혈압·동공 측정기를 사용해 공포영화 관람 시 스트레스를 얼마나 받는지를 측정했다. 이들 부부는 대개 30대이고 결혼생활 10년차 이상이지만, 서로 힘이 되는 ‘지지적 관계’나 사사건건 의견이 엇갈리는 ‘비지지적 관계’ 성향으로 분류됐다.  연구진은 이런 참가자들에게 ‘나는 네가 지난 여름에 한 일을 알고 있다’와 ‘나는 아직도 네가 지난 여름에 한 일을 알고 있다’라는 제목이 붙여진 공포영화 두 편의 2분 또는 10분짜리 영상 클립을 보여주고 이들의 신체 변화를 주의깊게 관찰했다. 또 일반적인 영화를 볼 때 스트레스 수준을 평가하기 위해 ‘알래스카스 와일드 데날리’라는 제목을 가진 자연 다큐멘터리 영화의 짧은 영상 클립을 추가로 보여줬다. 그 결과, 공포영화를 볼 때 서로 손을 잡은 부부들은 그렇지 않은 이들보다 스트레스 수준이 현저하게 낮아져 두려움이 줄어드는 것으로 나타났다. 이는 혈압이 올라가고 동공 크기가 확장하는 것으로 알 수 있었다. 그리고 이런 스트레스 감소 현상은 특히 지지적 관계에 있는 부부들 사이에서 두드러지게 나타난 것으로 확인됐다. 연구진에 따르면, 사람은 종종 공포영화와 같이 전혀 현실적이지 않은 위협에 대해서도 스트레스나 두려움이라는 반응을 활성화하는 특별한 능력을 지녔다. 덕분에 공포영화는 이런 실질적 위협이 없는 상황에서 사람들에게 두려움과 스트레스를 자극하기 위해 이용할 수 있는 것이다.  이에 대해 연구를 주도한 브리검영대 출신으로 와트버그칼리지에서 조교수로 재직 중인 심리학자 타일러 그라프 박사는 “여기서 중요한 점은 사람은 감정적인 지지를 받음으로써 자신의 스트레스를 완화하는 데 도움을 받을 수 있다는 것”이라고 설명했다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘플로스원’(PLOS ONE) 최신호(15일자)에 실렸다. 사진=123rf

참치는 다랑어 중 참다랑어를 지칭하는 것으로 북대서양에 서식하는 종의 경우 최대 몸길이 3m, 몸무게 560㎏까지 성장하는 등 가장 크기 때문에 ‘바다의 귀족’이라 불리기도 한다. 부드러운 식감 때문에 횟감이나 통조림으로도 만들어져 유통되는데 한국 원양어업의 주요 어획종으로 수산물 어획량과 수출 1위 품목으로 알려져 있다. 그런데 이런 참다랑어는 나이가 들면서 수은을 체내에 축적하는 경향 때문에 전 세계 해양의 중금속 오염 정도를 살펴볼 수 있는 기준점으로 활용할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 대만 국립대만대 해양학연구소, 미국 캘리포니아 산타크루즈대(UCSC) 해양과학연구소, 럿거스대 환경과학과 공동연구팀은 참다랑어는 나이가 들수록 근육조직에 메틸수은이라는 환경독소 물질을 축적하게 되는데 이를 통해 해양 수은오염 변화를 확인할 수 있는 생물지표로 쓸 수 있다고 20일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 9월 14일자에 실렸다. 메틸수은은 수은이 수산물의 체내에 들어가 대사를 일으키는 과정에서 생성되는 신경독성을 일으키는 물질로 알려져 있다. 다랑어나 새치, 상어류에는 메틸수은이 쉽게 축적되는데 간혹 사람이 섭취하기 안전한 수준을 초과하는 경우도 있다. 특히 참다랑어는 해양 수은오염의 생물학적 지표로 활용하려는 시도는 많지만 연령과 크기에 따라 다르고 먹이그물에서의 위치, 먹이의 종류와 양 등에 따라서도 달라져 직접 비교가 어렵다는 지적이 있었다. 연구팀은 1998년부터 2019년까지 참다랑어의 메틸수은 축적과 관련한 기존 연구결과와 실제 북태평양, 인도양, 북대서양, 지중해 4곳에 서식하는 참다랑어의 근육조직 샘플 분석을 통해 지역별 수은농도 변화를 측정했다. 그 결과 참다랑어의 체내 수은 축적률은 지중해에서 가장 높고 북태평양, 인도양, 북대서양 등 원양지역에서는 감소한다는 사실을 확인했다.수은 축적률은 참다랑어의 먹잇감인 동물성 플랑크톤의 메틸수은 농도와 서식지의 바닷물 속 수은 농도와 정확히 비례하는 것으로 나타났다. 특히 지중해, 북태평양, 인도양은 금속 채굴과 재련, 화석연료 연소와 같은 과정에서 바닷 속 수은 농도가 높아지는 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 천마오 쳉 국립대만대 교수(생물지구화학)는 “이번 연구는 참다랑어의 수은 축적률이 해양 수은 오염과 자연적 또는 인간에 의한 농도증가, 지역적 환경적 특성을 정확히 반영하는 만큼 세계 해양오염지표로 사용할 수 있다는 것을 보여줬다”라고 설명했다. 쳉 교수는 “참다랑어를 통해 해양 먹이그물에서 수은의 이동을 확인하고 해산물의 수은 노출에 대한 공중보건 위험을 좀 더 정확하게 파악할 수 있게 될 것”이라고 덧붙였다.

지난해에 이어 코로나19와 함께하는 두 번째 추석이 코앞으로 다가왔다. 올 추석은 지난여름 시작된 4차 대유행이 쉽게 꺾이지 않아 긴장의 끈을 놓을 수 없는 상황이다. 그럼에도 불구하고 ‘더도 말고 덜도 말고 한가위만 같아라’라는 말처럼 추석은 먹을거리가 풍성하고 그동안 만나지 못했던 가족, 친지, 친구들을 한자리에서 만날 수 있는 때이다. 오랜만에 만난 사람들과 음식을 나누다 보면 평소보다 많이 먹게 된다. 이 때문에 전문가들은 명절 과식이 비만의 원인이 될 수 있다고 경고하기도 한다. 과연 그럴까.미국 보스턴아동병원, 하버드대 의대, 하버드대 보건대, 하버드대 진화생물학과, 국립노화연구소(NIA), 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의대, 오하이오주립대, 듀크대 의대, 브리검여성병원, 덴마크 코펜하겐대, 캐나다 브리티시 컬럼비아대 생명과학연구소 공동연구팀은 과식이 비만을 촉발시킬 수는 있지만 알려진 것처럼 직접적 원인은 아니라고 15일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘임상영양학’ 9월 14일자에 실렸다. 미국의 경우 질병통제예방센터(CDC)에 따르면 성인의 약 70%가 고도비만과 과체중 상태다. 이 때문에 미 농무부(USDA)에서 마련한 ‘미국인을 위한 식이지침 2020~2025’에 따르면 “체중 감량을 위해 섭취하는 칼로리를 줄이고 신체활동을 통해 칼로리 소비를 더 늘려야 한다”고 조언하고 있다. 미국 이외 각국 공중보건 당국은 덜 먹고 더 많이 움직이라고 권고하고 있지만 비만율과 비만 관련 질병 유병률은 꾸준히 증가하고 있다. 사실 체중이 늘어나는 것은 에너지 소비보다 섭취가 많기 때문이라는 생각은 ‘에너지 균형 모델’을 기반으로 하고 있다.연구팀은 1900년대부터 현재까지 비만 관련 연구들을 메타분석한 결과 증가하는 비만율을 낮추기 위해서는 ‘에너지 균형 모델’이 아닌 ‘탄수화물·인슐린 모델’로 접근해야 한다는 결론을 내렸다. 연구팀은 비만을 제대로 이해하기 위해서는 사람들이 얼마나 많이 먹고 있는지보다 무엇을 먹고 있는지, 먹고 있는 식품이 호르몬과 신진대사에 어떤 영향을 미치는지를 살펴야 한다고 강조했다. 모든 종류의 칼로리가 신체에 똑같은 영향을 미친다는 생각을 바탕으로 하고 있는 에너지 균형 모델은 중요한 것을 놓치고 있다는 지적이다. 연구팀이 제시한 탄수화물·인슐린 모델에 따르면 비만은 혈당을 빠르게 높이는 정제 탄수화물의 과도한 섭취 탓에 유발된다. 정제 탄수화물은 인슐린 분비를 증가시키고 글루카곤 분비를 억제시켜 체내 지방세포들이 더 많은 에너지를 저장하도록 하고 근육이나 기타 신진대사 활성조직이 사용할 수 있는 에너지를 줄이도록 신호를 보낸다고 연구팀은 설명했다. 이렇게 되면 뇌는 신체에 충분한 에너지가 공급되지 못하는 것으로 착각해 신진대사를 느리게 만들어 계속 지방세포에 에너지를 비축하고, 배고픔을 느끼게 해 탄수화물 중심의 섭취를 유도한다. 많이 먹어 살이 찌고 그로 인해 계속 먹게 되는 것이 아니라 특정 음식의 섭취로 인해 신체에 에너지가 더 쉽게 축적되고 많은 음식을 섭취하게 된다는 것이다. 이번 연구를 주도한 데이비드 루드윅 하버드대 의대 교수(내분비학)는 “비만으로 골머리를 앓고 있는 많은 나라들에서는 음식의 양보다는 건강하지 못한 식품들의 소비가 증가하고 있다는 점에 주목해야 할 것”이라고 지적했다.

처음 만난 사람인데도 오랜 친구와 이야기하는 것처럼 편하게 느낄 때가 있습니다. 또 콘서트장에서 많은 사람이 음악에 흠뻑 빠져 같은 감정을 느끼고 호흡을 같이하기도 합니다. 이런 현상은 어떻게 나타나는 것일까요. 프랑스 파리 뇌과학연구소, 피티에살페트리에르 병원, 소르본대, 미국 뉴욕시립대, 영국 버밍엄대 인간뇌건강연구센터 공동연구팀은 서로 마주 보고 대화를 하거나 같은 경험을 나눌 때 심장박동, 호흡 등 신체반응이 쉽게 동기화되며 이 덕분에 서로에게 더 몰입하고 가깝게 느끼게 된다는 사실을 확인하고 그 결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 9월 15일자에 발표했습니다. 연구팀은 100여명의 성인남녀를 두 그룹으로 나눠 한 집단은 가까이 붙어 앉은 상태에서 무미건조한 내용의 문학작품 오디오북이나 교육용 동영상을 듣고 보도록 하면서 심전도, 호흡 등 신체반응을 측정했습니다. 다른 그룹은 서로 멀리 떨어져 앉도록 한 뒤 똑같은 실험을 했습니다. 그 결과 가까이 앉은 사람들끼리는 멀리 떨어져 있던 사람들에 비해 이야기나 동영상의 똑같은 장면에서 함께 심박수와 호흡 등이 빨라지거나 느려지는 신체기능 동기화가 더 쉽게 이뤄진다는 것이 확인됐습니다. 연구팀은 이런 동기화 현상은 감정에 좌우되는 것이 아니라 물리적 거리가 가깝고 주의집중 상태가 높을 때 쉽게 나타난다고 설명했습니다. 뇌신호에 따라 심박, 호흡 같은 신체 기능도 변할 수 있다는 것이지요. 미국 브리검영대, 애리조나주립대 공동연구팀도 비슷한 실험을 했습니다. 이들이 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’에 발표한 연구 결과에 따르면 결혼생활 만족도가 높은 부부들은 그렇지 않은 부부들보다 똑같은 상황에서 기쁨은 두 배로, 슬프고 힘들거나 무서운 감정은 절반으로 느낀다고 합니다. 연구팀은 친밀도가 서로 다른 83쌍의 부부에게 공포 영화를 함께 관람하도록 하면서 동공 크기를 측정했습니다. 동공 크기는 물리적 자극 외에 스트레스 같은 심리적 자극에도 민감하게 반응합니다. 특히 스트레스에 노출되면 0.2초 내에 거의 반사적으로 동공 크기가 변한다고 합니다. 실험 결과에 따르면 친밀도가 높은 부부는 그렇지 않은 부부들에 비해 공포 영화를 보면서도 동공 확장이 덜 된다고 합니다. 건강한 결혼생활을 하는 부부는 서로에게 스트레스 완충 역할을 해 준다는 말입니다. 연구팀에 따르면 부부간 친밀도가 장기적으로 스트레스가 원인이 되는 질병까지 예방해 줄 수 있다고 합니다. 대인관계에서 문제가 있는 경우는 다른 요인들도 있겠지만 대부분 자신의 생각만을 고집하기 때문인 경우가 많습니다. 본인이 하는 것은 귀한 배려이고 타인이 내게 해 주는 것은 당연한 일이라고 생각하면 당연히 문제가 생길 수밖에 없습니다. ‘역지사지’와 적당한 눈치가 필요한 이유입니다. 역지사지는 타인이 먼저 나를 이해해 주길 요구하고 바라는 것이 아닌 내가 상대를 이해하는 데서 시작된다고 합니다. 이제 추석 연휴가 시작됩니다. 오랜만에 사람들이 한자리에 모이는 명절에 가까운 사람들과의 다툼이 더 잦다고들 합니다. 코로나로 모두 어려운 요즘 역지사지로 서로의 힘듦을 덜어 주는 것이 필요한 명절이 아닌가 싶습니다.

미국 아메리칸대 연구진을 중심으로 한 9개국 19개 연구기관, 스탠퍼드대 포함 9개국 12개 연구기관, 캐나다 브리티시컬럼비아대 주도 7개국 18개 연구기관은 민물과 바다에서 얻는 수산물 생산량 증가가 식단 개선과 미래 식품 시스템에 기여할 수 있다는 연구 결과를 내놨다. 이번 연구는 각각 ‘네이처’와 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’, 식품과학 분야 국제학술지 ‘네이처 푸드’ 9월 16일자에 실렸다. 연구팀은 수산물 3753종에 대한 영양성분 데이터베이스를 구축한 뒤 육상 식품의 영양분과 비교했다. 그 결과 수산물 생산량을 8% 늘릴 경우 가계의 식료품 비용을 현재보다 26% 낮출 수 있고 전 세계 최대 1억 6600만명에 대한 영양 개선도 가능할 것으로 예측됐다.

출생아 체중 저하 위험도 1.28배 높여여아 신장·체중 지표 5년간 낮게 조사임신 중기 초미세먼지(PM2.5) 노출이 아이 성장에 생후 5년간 영향을 미칠 수 있음을 시사하는 연구 결과가 나왔다. 질병관리청 산하 국립보건연구원은 13일 이 같은 내용의 ‘소아 호흡기·알레르기질환 장기추적 코호트(COCOA)’ 연구 용역 결과를 발표했다. 연구 책임자인 홍수종 울산대 의대(서울아산병원) 교수와 연구진은 5세 아동 총 440명을 대상으로 1·3·5세 때 신장, 체중 등 성장지표를 분석해 왔다. 연구진은 앞서 이들의 어머니를 대상으로 임신 시기 거주지의 미세먼지 농도를 측정했고 이와 별개로 해당 지역 초미세먼지 데이터도 활용했다. 초미세먼지는 지름이 2.5마이크로미터(㎛) 이하로 머리카락 굵기의 20~30분의1 정도다. 연구진이 PM2.5의 위험도를 분석한 결과 임신부의 임신 중기(14∼26주) PM2.5 노출은 출생아 체중 저하 위험도를 1.28배 높이는 것으로 나타났다. 연구진은 또 임신부의 임신 중기 PM2.5 노출 농도가 높을수록 특히 여아 자녀의 신장·체중 지표가 5년간 비교적 낮게 조사됐다고 밝혔다. 연구진은 에너지 대사에 관여하는 유전자(ARRDC3)의 메틸화(유전자의 특정 부위에 화학물질인 ‘메틸키’가 달라붙는 현상)가 증가해 이런 현상에 영향을 미친 것으로 추정하고 있다. 담배를 피우거나 운동량이 많은 사람에게는 DNA에 메틸기가 붙게 되는데, 이때 특정 유전자의 메틸기를 분석하면 그 사람의 생활 습관이나 질병 등을 확인할 수 있다. 연구 결과는 지난 7월 국제학술지 ‘환경 연구’(Environmental Research)에 실렸다. 정은경 질병청장은 이번 연구 결과에 대해 “임신 기간 중 고농도 PM2.5 노출이 아이의 출생 체중과 키 외에 출생 후 성장 과정에 영향을 미칠 수 있다”면서 “임신 중기에는 PM2.5 고농도 시 외부활동을 자제하며 외출 시 보건용 마스크를 착용하고 실내에서는 주기적 환기 및 공기청정기를 가동하는 등 PM2.5 노출을 최소화하기 위한 노력이 필요하다”고 권고했다.

국내 연구진이 세포에 에너지를 공급하는 세포공장 미토콘드리아, 불필요한 물질이나 세포찌꺼기를 제거하는 리소좀 등 세포 소기관을 인공적으로 만들 수 있는 방법을 찾아냈다. 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질연구단, 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 공동연구팀은 세포간 정보전달체인 엑소좀이라는 물질을 리프로그래밍해 세포 내에서 에너지 생성이 가능한 인공 세포소기관을 개발했다. 이 같은 연구결과는 촉매과학 분야 국제학술지 ‘네이처 캐탈리시스’ 14일자 표지논문에 실렸다. 과학의 발달로 다양한 신체 장기를 인공적으로 만드는 시도들이 성공하고 있다. 최근에는 세포의 장기라고 할 수 있는 미토콘드리아, 리소좀 같은 세포 소기관도 만들기 위한 연구들이 진행되고 있다. 그렇지만 세포 내 물질전달 효율, 안정성, 생체 합성 등 어려움이 많다. 연구팀은 엑소좀이 나노 크기로 세포간 효율적 정보전달체이기 때문에 신체 조직 깊은 곳까지 침투할 수 있어서 새로운 약물 전달 시스템을 만들 수 있을 것이라는 점에 착안했다. 연구팀은 세포 크기의 액적 기반 미세유체 반응기를 이용해 두 종류의 엑소좀이 합쳐지면서 내부 물질끼리 화학반응이 일어나 융합되는 것을 확인했다. 또 엑소좀 내부와 막단백질에 서로 다른 효소를 갖고 있는 엑소좀의 융합반응을 통해 생촉매 반응을 제어하는데도 성공했다. 연구팀은 세포 에너지 원천인 생체에너지 ‘ATP’를 합성시킬 수 있는 효소들을 인공 엑소좀에 포함시켜 살아있는 세포 내에서 ATP를 만들어내는 인공 합성엑소좀을 만들었다. 인공 엑소좀이 유방암 모사 스페로이드 내부 깊숙한 부분까지 전달되는 것이 확인됐다. 실제로 인공 엑소좀이 저산소증으로 손상된 세포에 에너지를 공급하는 나노 알약 같은 의학적 활용 가능성이 클 것으로 기대됐다. 연구를 이끈 조윤경 IBS 첨단연성물질연구단 그룹리더(UNIST 교수)는 “이번 연구는 인공 엑소좀을 이용해 살아있는 세포에 보다 효율적으로 물질을 전달할 수 있는 방법을 제시했다”며 “엑소좀 내부와 표면에 부가적 기능을 탑재한 다양한 종류의 인공 세포 소기관을 만들 수 있을 것”이라고 설명했다.

직장인들이 입에 달고 사는 말 중 하나가 ‘다 때려치우고 그냥 좀 쉬고 싶다’는 것이다. 많은 사람들이 ‘너무 바쁘다, 내 시간이 없다’는 등의 불평을 하는데 과연 더 많은 자유시간이 더 큰 행복을 가져다줄까. 아무 일도 하지 않고 하루 종일 쉬는 시간을 갖게되면 행복할까. 심리학자와 뇌과학자들이 이런 궁금증에 대한 답이 될 수 있는 재미있는 연구결과를 내놨다. 미국 펜실베니아대 와튼경영대학원, 캘리포니아 로스앤젤레스(UCLA) 앤더슨경영대학원 소속 실험심리학자, 사회심리학자, 뇌과학자로 구성된 공동연구팀은 개인이 자유롭게 쓸 수 있는 자유시간이 늘어날수록 행복감도 늘어나지만 지나치게 많은 자유시간은 휴식시간이 거의 없는 것만큼이나 개인의 생산성과 행복감을 높이지 못한다는 연구결과를 심리학 분야 국제학술지 ‘성격과 사회심리학 저널’ 9일자에 발표했다. 연구팀은 2012~2013년에 실시한 ‘미국인 생활시간 사용조사’(ATUS) 참여자 중 2만 1736명의 데이터와 1992~2008년 실시한 ‘전미 노동인구 변화연구’(NSCW)에 참여자 중 1만 3639명의 데이터를 비교 분석했다. 조사 참여자들은 주당 휴일과 하루 근무시간과 자신이 마음대로 쓸 수 있는 자유시간 등 1주일, 24시간 단위의 자세한 시간표를 작성하고 각 시간별로 느끼는 행복감에 답하도록 했다. 자유시간은 통근시간을 포함한 업무시간과 식사시간, 수면시간을 제외한 시간으로 정의했다. 분석 결과 자유시간이 증가함에 따라 행복감이 증가하는 것으로 확인됐는데 일일 자유시간이 2시간까지는 행복감이 급격히 증가했으며 이후 5시간까지는 서서히 증가세를 보였지만 5시간 이후부터는 서서히 감소하는 것으로 조사됐다. 연구팀은 자료분석 이외에 6000여명의 건강한 성인남녀 참가자를 대상으로 2가지 온라인 실험을 실시했다. 첫 번째 실험은 최소 6개월 동안 매일 일정한 자유시간을 갖는 것을 상상하도록 한 뒤 행복감과 만족도를 조사했다. 연구팀은 참가자들을 무작위로 선정해 적은 자유시간(1일 15분), 적당한 시간(1일 3.5시간), 많은 시간(1일 7시간)을 상상하도록 한 것이다. 그 결과 자유시간이 적은 사람은 스트레스 수치가 높고 행복감이 낮게 나왔다. 7시간이 넘는 자유시간을 상상한 사람들 역시 적당한 시간의 자유시간을 갖는 사람보다 스트레스는 높고 행복감이 낮은 것으로 조사됐다.두 번째 가상실험은 1일 3.5시간이나 7시간 자유시간을 상상하도록 한 참가자들을 대상으로 실시됐다. 연구팀은 이들에게 각각 운동이나 취미활동, 독서 같은 생산적 활동을 하면서 시간을 보내는 상상을 하도록 했으며 다른 이들에게는 TV를 비롯한 동영상 시청, 컴퓨터 사용, 온라인 게임 같은 비생산적 활동을 하는 것을 상상토록 했다. 자유시간이 지나치게 많은 사람들도 생산적 활동을 한다면 비생산적 활동을 하는 사람들보다 행복감이 높았으며 적당한 자유시간을 가진 사람들과 비슷한 수준으로 나타났다. 퇴직을 하거나 갑자기 실업상태가 됐을 때처럼 자유시간이 지나치게 많아지면 행복감이 떨어진다는 사실을 알 수 있다고 연구팀은 밝혔다. 자유시간이 길어진다면 좀 더 삶에 새로운 목표를 설정하고 생산적인 일을 할 수 있도록 노력하는 것이 필요하다고 조언했다. 연구를 주도한 펜실베니아대 와튼경영대학원 마리샤 샤리프 마케팅 교수(생물심리학·의사결정론)는 “이번 연구를 통해 자유시간이 부족하면 스트레스 정도가 높아지고 행복감, 웰빙지수가 낮아진다는 통념을 확인함과 동시에 자유시간과 행복감이 계속 비례관계를 보이는 것은 아니라는 사실도 확인했다”라고 말했다. 샤레프 교수는 “주어진 재량시간을 얼마나 생산적인 활동에 사용하는가에 따라 행복감은 차이를 보인다”라고 덧붙였다.

4000원짜리 햄버거를 ‘사딸라 햄버거’라고 하거나 ‘3000원대 옛날 가격 그대로’라면서 3900원에 내놓으면 판매량이 이전보다 늘어난다. 8일 기준 달러 대비 원화 환율이 1160원대라는 점을 감안하면 사딸라 햄버거는 4000원보다 비싸고, 3900원 햄버거는 고작 100원 저렴할 뿐이다. 경제학에서는 사람을 ‘합리적이고 계산적’이라고 전제하고 있지만 실제로는 이처럼 합리적이지 않고 감정적 결정과 판단을 내리는 경우가 많다. 이 때문에 최근에는 심리학을 도구로 사람들의 행동과 판단에 대한 설명을 제시하는 행동경제학이 주목받고 있다. 심리학은 뇌신경과학, 인지과학의 발달 덕분에 좀더 과학의 옷을 입고 경제학을 포함해 다양한 분야에 접목되고 있다. 실제로 코로나19 같은 감염병 확산기에 적절한 방역 대책이나 대사질환 같은 비감염성 질환 예방을 위한 보건 전략을 세울 때도 심리학과 뇌과학 이론들이 적용된다. 영국 사우샘프턴대학병원 생애과정 역학연구부, NIHR 사우샘프턴 의생명연구센터, 사우샘프턴대 지리환경과학부, 웨섹스연구소 보건기술평가센터, 호주 디킨대 체육·영양과학 연구소 공동연구팀 역시 대중들이 건강한 식습관을 갖도록 하기 위한 심리학 실험을 했다. 연구팀은 대형 마트나 소매점에서 식료품 배치에 따라 사람들의 구매 패턴이 달라진다는 사실을 확인하고 미국공공과학도서관에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘플로스 메디슨’ 9월 8일자에 발표했다.영국은 체질량지수(BMI) 30 이상의 고도비만자가 2019년 기준으로 전체 인구의 29%에 달해 유럽에서 가장 ‘뚱뚱한’ 나라로 불린다. 지금 같은 추세라면 2050년에는 영국 전체 인구의 절반 이상이 고도비만자가 될 것이라는 전망까지 나오고 있다. 이 때문에 영국 왕립의학학술원은 비만을 국가의 미래를 위협하는 심각한 위기라고 규정하고 정부가 이를 해결하기 위해 적극 나서라고 촉구하기도 했다. 이번 연구도 영국 내 비만율을 줄이기 위한 하나의 방안으로 진행된 것이다. 연구팀은 영국 대형 슈퍼마켓 체인 ‘아이슬란드’의 6개 매장을 3곳씩 2그룹으로 나눠 1년 동안 실험을 했다. 우선 3곳은 기존과 마찬가지로 입구와 계산대 가까이에 과자, 탄산음료, 사탕, 각종 첨가물이 포함된 가공식품 등을 배치했고, 다른 3곳에는 입구와 계산대 가까이에 과일과 야채를 배치하고 가공식품은 반대쪽 먼 곳에 배치한 뒤 사람들의 구매 패턴과 판매량 변화를 조사했다. 그 결과 매장 내의 식품 배치에 따라 이용객의 구매 패턴이 눈에 띄게 달라진 것이 확인됐다. 입구와 계산대 가까운 곳에 과일과 야채 등 건강한 음식과 식재료를 배치한 매장 3곳에서는 그렇지 않은 매장보다 과일, 야채가 주당 약 1만개 더 팔렸고 과자나 사탕, 가공식품은 1575개가 덜 판매된 것으로 확인됐다. 반면 다른 3곳의 매장에서는 가공식품과 건강하지 않은 식품들의 판매가 평소와 차이를 보이지 않았다. 이들 식품이 입출구 쪽에 좀더 가까운 매장은 이전보다 이들 식품 판매가 더 늘어난 것으로 조사됐다. 영국 사우샘프턴대 의대 제니스 베어드(보건역학) 교수는 “이번 연구는 대형마트의 식료품 배치 방식만 바꾸더라도 소비자들의 구매 패턴과 식습관이 달라질 수 있음을 보여 주고 있다”며 “가장 큰 문제는 아동비만 인구가 점점 늘고 있다는 점인데 국민의 건강 개선을 위해서 식품 제조사뿐만 아니라 판매상도 적극 나설 필요가 있다”고 강조했다.

“단순히 컬렉션만 있다고 해서 박물관이 되는 것은 아니다. 장기적인 안목에서 보자면 박물관의 영예란 오로지 거기에 보관된 인공물이라든지, 어떤 물건에만 달려 있는 것은 아니기 때문이다. 오히려 눈에 보이지 않는 곳에서 묵묵히 일하는 사람들이 박물관을 살아 움직이게 만드는 요소이다.” 세계 3대 자연사 박물관 중 하나로 꼽히는 영국 런던 자연사 박물관 선임과학자이자 세계적인 고생물학자 리처드 포티 박사의 저서 ‘런던 자연사 박물관’을 시작하는 문장입니다. 박물관은 일상에서 쉽게 접할 수 없었던 것들을 볼 수 있는 곳이다 보니 아이들은 물론 어른들도 좋아하는 장소입니다. 많은 사람이 박물관을 특정 주제에 따라 정리해 놓은 자료들을 관람할 수 있도록 한 전시장 정도로 생각하는 경우가 많습니다. 그렇지만 박물관은 전시만큼이나 연구 기능이 중요한 비중을 차지합니다. 미국 버몬트대, 예일대, 코네티컷대, 일리노이대, 뉴햄프셔대, 보스턴대, 코넬대, 스미소니언재단, 폴란드 니콜라우스 코페르니쿠스대, 독일 젠켄베르크 자연사박물관, 영국 요크대, 세인트앤드루스대, 캐나다 브리티시 컬럼비아대, 루마니아 부카레스트 생물학연구소 공동연구팀은 박물관 소장품들을 이용해 자연에 있는 동식물들의 종(種) 변화와 다양성을 예측할 수 있다는 것을 알아냈습니다. 이 같은 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘생태학 및 진화학 방법론’ 9월 8일자에 실렸습니다. 연구팀은 작은 포유류, 어류, 곤충, 양서류 등 동식물 관련 140만건의 야생 관찰기록과 동식물 2만 2000종에 대한 7만 3000건의 박물관 자료를 비교 분석했습니다. 전 세계 박물관들이 온라인으로 연결되면서 외국 박물관 소장품까지 쉽게 검색할 수 있게 됐다는 점이 이번 연구를 가능케 한 중요한 요소 중 하나입니다. 연구팀은 특히 박물관 기록을 통한 예측 결과와 실제 야생 생물종이나 개체수를 쉽게 비교하기 위해 뉴햄프셔 벌, 노스캐롤라이나 나비, 카리브해 연안의 어류, 네바다 지역의 소형 포유류, 독일의 무척추 동물 등 전 세계 17종의 동식물에게 주목했습니다. 연구 결과 야생에서 보기 드문 종들은 박물관 소장품에도 많지 않았고 야생에서 흔한 종은 박물관 소장품에서도 풍부한 것으로 나타났습니다. 연구팀은 이를 근거로 박물관 소장품으로부터 야생의 종 다양성과 개체수를 추정할 수 있는 예측모델을 만들어 분석한 결과 정확도가 상당히 높은 것으로 나타났습니다. 연구팀은 이번 연구 결과를 활용하면 생물다양성 위기에 보다 발 빠르게 대응할 수 있을 것으로 기대하고 있습니다. 이처럼 과학 선진국들에서 과학관은 과학 대중화, 과학의 대중 인식에 있어서 중요한 장소로 역할을 하고 있습니다. 그렇지만 한국에서 과학관이나 박물관이라고 하면 ‘아이들 학교 공부 때문에 몇 번 찾아가고 마는 곳’이라는 인식이 큽니다. 외국 과학관들은 다양한 기획전을 통해 사람들이 계속 찾아오도록 유인합니다. 그렇지만 한국 과학관들은 한두 번 방문하면 더이상 볼 것이 없어 아이들조차도 흥미를 느끼지 못하는 경우가 많지요. 과학관이 존재감 없는 애물단지 취급을 받지 않으려면 수장고에서 잠자는 수집품을 활용한 다채로운 전시를 기획하고 과학자들을 불러들일 수 있는 연구지원 기능을 강화시키는 등 다양한 고민과 시도가 필요할 것 같습니다.

폴란드 크라쿠프 야기에우워대 동물학·의생명연구소, 화학부, 영국 브리스톨대 생리·약리·신경과학부 공동연구팀은 달고 기름진 음식 위주의 고지방식단은 신체시계를 망가뜨려 과식과 비만을 유발한다고 8일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘생리학저널’ 9월 7일자에 실렸다. 연구팀은 생쥐를 두 집단으로 나눠 한 집단은 지방이 전체 식단에서 10% 이하인 일반 식사를, 다른 집단은 식단의 70%가 달고 기름진 음식으로 채워진 고지방식을 4주 동안 제공한 뒤 뇌와 신체 호르몬 변화를 분석했다. 그 결과 고지방식을 장기간 섭취한 생쥐들은 포만감을 조절하는 뇌 속 시계가 망가지면서 비만으로 이어지는 것을 확인했다. 특히 뇌 속 신체시계에 문제가 생기면 신체가 지방을 쉽게 축적하도록 변한다고 연구팀은 설명했다.

약물을 삼키거나 주사를 했을 때 위치를 알려주고 작용속도까지 전달할 수 있는 다기능 약물전달체 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 카이스트 생명화학공학과, 중앙대 화학과, 가천대 바이오나노과학과 공동연구팀은 중금속 흡착 단백질을 이용한 금속 나노입자 생합성기술을 개발하고 이를 활용한 위치 영상화 가능 약물전달체를 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 화학회에서 발행하는 재료과학 분야 국제학술지 ‘ACS 어플라이드 머티리얼즈 앤드 인터페이시스’에 실렸다. 현재 금속 나노입자를 합성할 때 쓰이는 방법으로는 생체 독성이 있어 동물이나 사람에게 사용하기 어렵다. 이런 문제를 해결하기 위해 단백질을 미생물 내에서 과발현시켜 금속 나노입자를 생합성시키는 기술이 개발됐지만 나노입자를 만들기 위해 미생물이 받아들일 수 있는 금속의 종류나 농도가 제한된다. 이에 연구팀은 대장균에 중금속 흡착 단백질을 만들 수 있는 유전체의 일종인 플라스미드를 형질전환시켜 삽입한 뒤 단백질을 과발현시켰다. 그 다음 과발현된 단백질을 하이드로젤의 일종인 알지네이트 젤에 포집해 활성을 안정화시키는데 성공했다. 중금속 흡착 단백질을 포집한 알지네이트 젤은 다양한 종류의 금속 이온을 30분 이내로 빠르게 고농도로 흡착, 환원시켜 금, 은, 자성 나노입자, 양자점 나노입자 등 다양한 종류의 금속 나노입자를 고농도로 생합성할 수 있다는 것이 확인됐다. 연구팀은 항암제 같은 약물과 중금속 흡착 단백질을 알지네이트 젤에 동시에 포집한 뒤 높은 형광을 나타내는 양자점 나노입자를 젤 내부에 합성함으로써 형광으로 위치 추적이 가능하도록 했다. 또 약물이 장시간에 걸쳐 서서히 방출되는 서방형 다기능 약물 전달체를 만들 수 있다는 것을 제시했다. 실제로 연구팀은 항암제와 녹색 형광을 드러내는 카드뮴 셀레나이드, 파란색 형광을 보이는 유로피움 셀레나이드로 이루어진 양자점을 동시에 포집한 약물전달체를 실험용 생쥐에게 먹인 뒤 약물 전달체의 위치를 영상으로 추적할 수 있다는 사실도 확인했다. 카이스트 생명화학공학과 박현규 교수는 “이번에 개발된 물질은 독성 걱정 없이 고속, 고농도로 다양한 금속 나노입자를 생합성할 수 있고 동시에 약물의 서방형 방출이 가능하기 때문에 위치 추적이 가능한 약물전달체에 응용할 수 있다”고 설명했다.

깨달음에 다다른 종교인이 아닌 이상 많은 사람들이 죽음을 두려워한다. 영국 철학자이자 사회학자 허버트 스펜서가 “인간이 종교를 만든 이유는 죽음이 두렵기 때문”이라고 말한 것도 그 떄문이다. 그런데 인간 뿐만 아니라 별들도 늙어서 죽음에 가까워지는 것을 늦추려고 한다는 연구결과가 나왔다. 이탈리아 볼로냐대 물리천문학과, 볼로냐 천체물리학·우주과학 천문대, 영국 리버풀 존 무어대 천체물리학연구소, 아르헨티나 라플라타국립대 천문·지구물리학부, 라플라타 과학기술연구센터 공동연구팀은 별의 마지막 단계라고 하는 백색왜성이 표면에서 수소를 연소시키면서 노화속도를 늦춘다는 사실을 확인했다. 이 같은 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘네이처 천문학’ 9월 7일자에 실렸다. 백색왜성은 별(항성)을 구성하는 핵융합 연료가 소진돼 열압력이 약해져 중력 수축이 진행되면서 질량은 태양 정도이지만 크기는 지구정도로 밀도가 매우 높은 천체를 말한다. 백색왜성이 주변 물질을 흡수해 질량이 일정 수준 이상 커지면 다시 핵융합이 시작돼 초신성이 되는 경우도 있지만 태양을 비롯해 별의 98%는 백색왜성이 돼 소멸되는 운명을 피할 수 없다. 백색왜성은 별의 진화 마지막 단계로 점점 식어 결국에는 더 이상 빛을 내지 못하게 된다는 것이다. 백색왜성의 냉각단계 연구는 백색왜성 자체는 물론 별 생성 초기단계를 이해하는데 도움이 된다. 이에 연구팀은 허블 우주망원경을 이용해 사냥개자리에 있는 3만 9000광년 떨어져 있는 구상성단 M3와 헤라클레스자리에 있는 2만 5100광년 떨어진 구상성단 M13의 백색왜성을 관찰했다. 두 구상성단의 나이나 구성성분 등은 비슷하지만 백색왜성을 형성하는 개별 별들의 특성은 다르기 때문에 700여개의 백색왜성들을 허블망원경에 장착된 광시야 카메라로 근자외선 파장에서 관측했다. 연구팀은 관측 결과와 별의 진화에 관한 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 비교분석했다. 그 결과 M13의 백색왜성 70% 정도가 별 표면에 얇은 수소 외피를 형성해 열핵폭발을 유지함으로써 서서히 냉각되도록 하고 있다는 것을 발견했다. 이는 기존 백색왜성의 진화와 노화에 관한 개념과 전혀 다른 것이다. 특히 이 같은 얇은 수소외피를 갖고 노화를 늦추는 백색왜성에 대한 나이추정은 최대 10억년까지 부정확하게 만들 수 있다고 연구팀은 밝혔다. 연구를 이끈 볼로냐대 물리천문학과 프란시스코 페라로 교수는 “이번 발견은 별이 늙어가는 방식에 대한 새로운 관점을 제시한 것”이라며 “M13과 유사한 다른 성단을 조사해 항성들을 서서히 늙게 만드는 얇은 수소 외피에 대해 추가 연구 중”이라고 설명했다.

국내 연구진이 항암치료 내성을 일으키고 전이와 재발을 유발시키는 새로운 원인 유전자를 찾아냈다. 광주과학기술원(GIST), 가천대 길병원, 가톨릭대, 충남대, 국립암센터, 한국화학연구원 공동연구팀은 대장암 환자의 암 조직 유전체 프로파일링을 통해 항암치료 저항성 유전체 ‘CD45’를 발견했다고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘테라노틱스’에 실렸다. 과학기술의 발달로 인해 암도 관리 가능한 질병으로 인식되고 있지만 여전히 많은 환자들이 항암치료가 완벽하지 않고 치료 이후에도 암전이와 재발로 고통받는 경우가 많다. 이는 항암치료 이후에도 살아 남아있는 소수의 암줄기세포 때문으로 알려져 있다. 연구팀은 대장암 환자들의 암 조직을 이용해 항암치료 저항성을 연구하던 중 항암치료 저항성 암 조직에서 CD45가 많이 나타난다는 것을 발견했다. CD45는 면역세포의 발현 여부를 알려주는 표지자 역할을 하는 유전자로 암세포 내에서의 역할과 기능에 대해서는 거의 알려지지 않았다. 연구팀은 단일세포 유전체 프로파일링이라는 새로운 분석법을 활용해 환자의 암조직 내에 존재하는 CD45의 발현이 높을수록 항암제나 방사선치료에도 살아남아 재발과 전이를 일으킨다는 사실을 확인했다. 특히 암세포 내에 CD45 발현율이 높을수록 방사선요법에 대한 치료 예후가 높지 않다는 상관관계도 증명해 냈다. 연구팀에 따르면 CD45가 발현되는 암세포는 자가재생능력을 지녀 암조직을 재생산하는 암줄기세포의 특성을 갖게 되는 것을 확인했다. 이에 따라 이미 개발돼 사용 중인 CD45저해제를 활용하면 항암치료 저항성을 억제하고 항암치료 이후에 일어나는 암재발능력도 낮출 수 있을 것으로 연구팀은 보고 있다. 남정석 GIST 생명과학부 교수는 “이번 연구는 항암치료 저항성을 유도하는 CD45의 새로운 역할을 밝혀냄으로써 난치성 암을 극복할 수 있는 치료전략을 마련하는데 도움이 될 것”이라고 설명했다.

mRNA를 이용한 화이자와 모더나의 코로나19 백신은 일부 부작용이 나타날 수 있지만 건강에 심각한 영향은 없다는 첫 종합분석 보고서가 나왔다. 미국 질병통제예방센터(CDC)는 대형 의료서비스 및 보험기업인 카이저 퍼머넌트, 미니애폴리스 헬스파트너스 연구소, 덴버 헬스, 위스콘신 마쉬필드 의학연구소와 함께 미국 내 9개 지역 약 1200만명의 mRNA 코로나19 백신 접종자 기록을 분석해 이 같은 결론이 포함된 ‘백신 안전 데이터링크’(VSD)의 첫 번째 종합 결과를 발표했다. 이번 종합분석결과는 미국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘JAMA’ 9월 4일자에 실렸다. 연구팀은 2020년 12월 중순부터 2021년 6월 26일까지 화이자와 모더나에서 만든 mRNA 백신에 대한 안전감시를 실시했다. 분석 대상은 1차 mRNA 백신 접종자 약 620만명, 2차 접종자 약 570만명이었다. 연구팀은 mRNA 백신 접종 후 3~6주 동안 건강조사 결과를 분석했다. 연구팀은 백신접종자들에게서 나타난다고 하는 증상들에 대한 통계적 분석을 위해 같은 숫자의 비접종자들과 비교했다. 연구팀은 접종자들 중 건강 이상증상이 나타났다면 정확히 언제부터 시작됐는지, 예방접종 전후 여부 등을 전자환자의료기록을 통해 분석했다. 연구팀은 백신 접종 후 후유증이라고 알려진 뇌염, 골수염, 급성발작, 길랑바레 증후군 같은 신경질환, 급성 심근경색, 뇌졸중, 폐색전증 등 심혈관질환, 안면신경마비, 맹장염, 과민증, 아나필락시스, 다계통 염증 증후군 등에 주목했다. 그 결과 백신 접종과 직접 관련이 있는 이상증상 횟수가 백신 안전성에 문제가 제기될 수준의 특정 임계값에 가까이 도달하지 않은 것으로 나타났다. 또 mRNA 백신 접종의 가장 큰 이상증상으로 알려진 심근염과 심막염에 대해서는 12~39세 접종자들 중 백신 접종과 직접 관계가 있는 사람은 34명으로 조사됐다고 밝혔다. 이들 중 85%가 남성 접종자였으며 82%가 입원을 했는데 입원 1일차에 대부분 회복해 퇴원한 것으로 나타났다. 이번 연구를 이끈 카이저 퍼머넌트 백신연구센터장 니콜라 클라인 박사는 “이번 연구는 백신접종자에 대해 정밀 분석을 통해 나온 결론이기 때문에 백신에 대한 불신을 없애는데 도움이 될 것”이라며 “mRNA 백신 이외 모든 코로나19 백신의 안전성을 앞으로 2년 동안 계속 모니터링할 계획”이라고 말했다. 이번 연구에 참여했고 CDC 백신안전팀을 이끌고 있는 톰 시마부쿠로 박사는 “mRNA 백신 이외 모든 코로나19 백신에 대해 미국 역사상 가장 집중적인 안전 모니터링을 시행하고 있으며 이번 연구는 그런 대표적인 사례”라며 “전 세계에서 수백만 명의 생명을 앗아간 바이러스에 자신과 사랑하는 사람들을 보호하기 위해서는 백신접종이 최선의 방법”이라고 강조했다.

글을 읽고 이해하는 ‘문해력’은 학업성취도는 물론 원활한 사회생활을 위해서도 중요한 요건이다. 최근 들어 문해력에 대한 관심이 높아지면서 서점가에서는 관련 서적들이 쏟아져 나오고 있다. 많은 전문가들이 문해력의 핵심은 ‘독서’라고 강조하고 있다. 그런데 매일 규칙적으로 하는 독서는 문해력 향상 뿐만 아니라 뇌졸중 예방은 물론 뇌졸중 환자들의 재활에도 유용하다는 연구결과가 나왔다. 미국 조지타운대 종합병원 신경과, 재활의학과, 드렉셀대, 펜실베니아대, 워싱턴 메드스타 국립재활병원 공동연구팀은 언어 관련 중추를 지속적으로 자극시키는 것이 뇌졸중 재활에서 필요한데 특히 규칙적인 독서활동이 도움이 된다고 3일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘브레인 커뮤니케이션즈’ 8월 30일자에 실렸다. 뇌졸중은 뇌기능의 부분적, 전체적 장애가 상당 기간 지속되는 질환으로 뇌혈관이 막혀 발생하는 뇌경색과 뇌혈관이 터져 생기는 뇌출혈로 나뉜다. 뇌졸중이 생기면 여러 증상이 생기는데 뇌졸중 환자 5명 중 1명 꼴로 지속적 언어장애가 나타난다. 연구팀은 뇌졸중 환자 30명과 일반인 37명을 대상으로 독해력과 소리를 듣고 이해하고 사용하는 음운학적 능력을 측정했다. 연구팀은 기능성 자기공명영상(fMRI) 기술을 이용해 회백질 부위와 뇌졸중 발생 부위를 정밀 측정했다. 분석 결과 언어장애를 겪고 있는 뇌졸중 환자들은 ‘언어’ 기능을 관장하는 좌뇌에 문제가 생긴 것인데 두 가지 다른 패턴을 보이는 것으로 나타났다. 왼쪽 전두엽 부분과 관련된 뇌졸중은 정확하고 명확한 음성을 만들어 단어를 소리내는데 문제를 일으키고 왼쪽 측두엽과 두정엽에 문제가 생긴 뇌졸중 환자는 단어의 정확성을 판단하는 능력과 소리의 뜻을 정확히 파악하는 청각운동 기능에 문제가 생기는 것으로 확인됐다. 연구팀에 따르면 뇌졸중 환자의 언어기능 장애 재활치료를 위해서는 책을 매일 규칙적으로 읽는 것이 필요하다고 밝혔다. 연구를 이끈 피터 터켈타웁 조지타운대 의대 교수는 “이번 연구는 뇌졸중이 환자의 언어능력에 어떤 영향을 미치는지 신경해부학적, 인지과학적 기초를 명확히 하고 규칙적인 독서활동이 재활에 도움이 된다는 사실을 제시했다는데 의미가 있다”라고 설명했다. 한편 미국 로마린다대 공중보건대 영양학 및 예방의학센터, 통합보건대 식품영양학과, 스페인 아우구스트 파이아이수니어 생물의학연구소, 카를로스3세 연구소, 바르셀로나 델마르 의학연구병원(IMIM), 발렌시아대 의대 예방의학 및 공중보건학과, 비영리 연구교육기관인 식이지방산연구소(FARI) 공동연구팀은 매일 견과류, 특히 호두를 섭취하는 것이 좋은 콜레스테롤을 늘려 뇌졸중을 비롯한 심혈관 질환을 예방하는데 도움이 된다고 3일 밝혔다. 이 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘순환’ 8월 31일자에 실렸다. 연구팀은 2012년 5월부터 2016년 5월까지 스페인 바르셀로나와 미국 캘리포니아 로마린다에 거주하는 건강한 63~79세 남녀 708명을 두 그룹으로 나눠 한 집단은 매일 하루 호두 반 컵 씩 섭취하도록 하고 다른 쪽은 호두를 제공하지 않았다. 실험이 끝난 2년 뒤 연구팀은 참가자들의 혈중 콜레스테롤 수치와 지질 단백질 수치, 뇌기능을 분석했다. 그 결과 호두를 장기 섭취한 사람들은 ‘나쁜 콜레스테롤’인 LDL 수치와 총 콜레스테롤 수치가 낮아지는 것으로 나타났으며 심혈관질환과 혈관성 치매, 뇌졸중 발병 비율도 현저하게 낮은 것으로 조사됐다. 고혈압과 고지혈증으로 치료를 받고 있던 사람들도 2년 동안 호두를 섭취한 결과 대부분 콜레스테롤수치와 혈압이 정상에 가깝게 떨어지는 것으로 조사됐다. 남성은 LDL 콜레스테롤 수치가 이전에 비해 7.9%, 여성은 2.6% 감소한 것으로 나타났다. 스페인 바르셀로나 델마르 의학연구병원 에밀리오 로스 교수는 “매일 호두를 한 줌씩 먹는 것은 심혈관 건강을 증진시키는 간단한 방법으로 식단에 호두를 비롯한 다양한 식단을 포함시킬 경우 콜레스테롤 수치를 낮추고 심혈관질환과 뇌졸중을 예방하는데 도움이 될 것”이라고 말했다.