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.

국내 연구진이 DNA에는 우리가 흔히 알고 있는 이중나선 구조 이외에 사중나선 구조도 있다는 사실을 밝혀냈다. 성균관대 의대, 한양대 화학과, 광주과학기술원(GIST) 화학과 공동연구팀은 세포 내에 ‘AC-모티프’(AC-motif)라는 새로운 DNA 구조가 있으며 이것이 유전자 발현을 조절한다는 사실을 확인했다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘핵산 연구’ 9월 1일자에 실렸다. 1953년 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭은 세포 유전정보를 저장하는 DNA가 이중나선 형태라는 것을 밝혀냈다. 60억개 염기로 된 사람의 유전체를 구성하는 DNA는 환경, 세포작용, 염기서열 등에 따라 이중나선 이외에 다양한 구조를 가질 것으로 예측됐지만 지금까지는 몇 개의 구조만 밝혀졌고 기능에 대한 연구도 많지 않다. 보통 세포 모양, 특징, 기능은 각 세포에서 어떤 유전자가 발현되고 있는가에 따라 결정되는데 유전자 발현 조절 원리는 아직 완전히 파악되지 못하고 있는 상황이다. 연구팀은 아데닌(A)과 사이토신(C)이 반복되는 여러 종류의 올리고뉴클레오타이드를 합성하고 이들의 삼차구조 형성과 금속이온의 영향을 연구했다. 그 결과 아데닌과 사이토신이 반복되는 염기서열은 마그네슘이 있는 상황에서 4중나선 구조를 갖는다는 사실을 알아내고 이를 ‘AC-모티프’라고 이름 붙였다. 연구팀은 원편광이색 분광분석법, 자기공명분광분석법, 형광분광분석법 같은 실험기법과 분자동력학 계산법을 이용해 AC-모티프가 두 쌍의 이중나선이 엇갈린 4중나선 구조를 갖는다는 것을 확인했다. 또 4중나선 구조가 유전자를 발현시키는데 중요한 역할을 한다는 사실을 규명했다. 세포실험과 유전체 교정기술을 이용해 AC-모티프가 ‘CDKL3’라는 발암유전자 발현을 조절한다는 것도 확인했다. 김경규 성균관대 의대 교수는 “세포 내 유전자 발현을 조절하는 새로운 DNA 구조를 다양한 생물물리학적, 계산화학적 방법을 통해 알아냈다는 것이 이번 연구의 가장 큰 의미”라며 “유전자 발현에 대한 보다 정밀한 이해를 가능케 함으로써 DNA 관련 질환의 유전자 발현 조절이 가능한 신개념 치료제를 찾는데도 도움이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

바이러스로 태양광 발전의 효율을 높이는 기술이 개발돼 주목받고 있다. 성균관대 나노공학과, 부산대 나노에너지공학과, 일본 교토대 고분자화학과 공동연구팀은 화학물질 대신 세균에 기생하는 바이러스인 박테리오파지로 페로브스카이트 태양전지의 광전효율을 높이는데 성공했다고 2일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈’ 9월 2일자에 실렸다. 차세대 태양전지로 주목받는 페로브스카이트 태양전지는 빛을 전기로 바꾸는 광전효율을 높이기 위해 페로브스카이트 결정을 만들 때 고분자 같은 화학물질을 첨가해야 한다. 페로브스카이트 태양전지에 포함되는 화학물질은 다루기 까다로운 용매를 사용해 공정이 복잡해 생각만큼 광전효율을 높이기 어렵다는 문제가 있다. 이에 연구팀은 유기합성이 필요한 고분자물질을 첨가하는 대신 배양이라는 생물학적 방식을 통해 대량으로 얻을 수 있는 박테리오파지를 첨가물로 사용했다. 페로브스카이트 결정 생성 과정에서 나타나는 결함을 보완하기에 고분자는 너무 길고, 단분자는 너무 짧은데 반해 박테리오파지는 배양을 통해 딱 맞는 크기로 만들 수 있었다. 박테리오파지 표면 아미노산이 페로브스카이트 표면의 납이온과 결합해 페로브스카이트 결정성장을 촉진하고 표면결함을 보정한다는 점을 연구팀은 확인했다. 이를 통해 화학물질을 첨가했을 때와는 달리 페로브스카이트 대형 결정을 유도할 수 있고 안정성이 높은 태양전지 박막을 만들 수 있었다. 실제로 연구팀이 이번에 개발한 박테리오파지 페로브스카이트 태양전지는 22.3%의 광전효율을 보이는 것으로 확인됐다. 기존 화학물질을 이용한 페로브스카이트 태양전지의 20.9%보다 1.4%포인트 효율이 높이는데 성공했다. 전 일 성균관대 교수는 “이번 연구는 페로브스카이트 품질을 좌우하는 입자크기 제어를 화학물질이 아닌 친환경적 바이오물질로 해결해 광전효율도 높이고 환경문제도 개선하게 됐다는데 의미가 크다”라고 설명했다.

20년 내 육지 동물 500종 멸종 위기지역별로 6개 주요 요인 영향 분석호주·남아공 등 기후변화 영향 커국지적 평가 통해 해결책 모색 가능세계자연기금(WWF)이 지난해 발표한 ‘지구생명보고서 2020’에 따르면 1970년 이후 최근까지 지구의 척추동물 개체수가 68% 정도 급감했다. 지난해 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에는 앞으로 20년 내에 육지 척추동물 약 500종이 멸종하게 될 것이라는 미국 스탠퍼드대 소속 과학자들의 연구 결과가 발표됐다. 생물다양성은 지구온난화, 기후변화와 함께 생태학 분야에서 최근 가장 많이 언급되는 이슈다. 종(種) 다양성, 유전자 다양성, 생태 다양성을 포괄하는 생물다양성은 오랜 진화의 결과이기 때문에 한번 파괴되면 복구가 사실상 불가능하다. 문제는 생물다양성이 국가별, 지역별로 어떻게 위협받고 있는지 정확히 알려지지 않아 국제적 대응에 한계가 있다는 점이다. 이런 가운데 유엔환경계획·세계보전감시센터(UNEP·WCMC), 케임브리지대 동물학과, 런던대(UCL) 생물다양성 및 환경연구센터, 국제조류보호협회, 미국 코넬대 조류학연구실, 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 환경과학·정책학과, 덴마크 코펜하겐대 거시생태·진화·기후학 연구센터, 포르투갈 리스본대 해양환경과학센터, 국제자연보존연맹(IUCN), 오스트리아 국제응용시스템분석연구소 공동연구팀은 새로운 모델링을 이용해 육지 동물의 다양성에 대한 주요 위협요인과 강도를 도식화한 지도를 처음 작성했다고 1일 밝혔다. 이번 연구는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 생태·진화학’ 지난 8월 31일자에 실렸다. 이번 연구 결과는 내년 4월 25일~5월 8일 중국 쿤밍에서 열리는 유엔 생물다양성회의(COP15)에서 채택될 새로운 국제자연계획인 ‘국제 생물다양성 프레임워크’ 작성에 활용될 예정이다.연구팀은 IUCN 레드리스트(Red List)를 바탕으로 육지 척추동물인 양서류, 파충류, 조류, 포유류의 생존에 영향을 미치는 ▲농업 ▲사냥 및 포획 ▲벌목 ▲환경오염 ▲외래종 ▲기후변화 등 6가지 주요 요인에 대한 전 지구 지도 작성에 나섰다. IUCN 레드리스트는 국제자연보존연맹이 지구에 존재하는 동식물의 보존 상태를 나타낸 목록으로 1964년에 처음 작성돼 2~5년 주기로 갱신되고 있다. 레드리스트는 종의 숫자 감소, 서식지 감소 등 5가지의 과학적 기준을 바탕으로 절멸, 자생지 절멸, 심각한 위기, 멸종 위기, 취약, 준위협, 최소 관심, 정보 부족, 미평가 등 9단계로 구분한다. 연구팀은 생물종의 보고로 알려진 동남아시아, 히말라야산맥, 마다가스카르섬, 아프리카 전역, 남미 아마존과 안데스산맥 등지를 특히 주목해 분석했다. 그 결과 포유류와 조류에게 가장 큰 위협요인은 사냥(73%) 및 포획(50%)으로 나타났다. 또 양서류의 생존을 위협하는 것은 농업(44%)으로 조사됐다. 연구팀은 마다가스카르섬, 수마트라섬, 보르네오섬과 동남아시아에서는 6가지 위협요인이 모두 나타나고 있어 심각한 상황이라고 지적했다. 유럽은 농업과 환경오염, 외래종 때문에 특히 양서류의 생물다양성이 위협받는 것으로 조사됐다. 호주 동부해안과 남아프리카공화국을 비롯해 극지방과 가까운 지역들은 기후변화 영향이 크고 조류의 생존을 특히 위협하는 것으로 나타났다. 아마존 지역을 포함한 열대지역에서는 농지 확보를 위한 벌목행위가 포유류와 조류에게 위협이 되는 것으로 조사됐다. 이번 연구를 주도한 영국 케임브리지대 조너스 겔트먼 박사는 “이번 연구 결과는 인간이 생물다양성에 미치는 영향에 대해 명확히 보여 주는 한편 특정 위협의 국지적 평가를 통해 육지 생물다양성 보존을 위한 최소한의 해결책을 제시해 주고 있다”고 말했다.

1986년 1월 28일 미국 챌린저 우주왕복선 폭발사고와 같은 해 4월 26일 구소련 체르노빌 원전 폭발사고는 공통점이 있습니다. 전 세계에 큰 충격을 줬다는 점과 함께 두 사건 모두 작업자의 수면 부족으로 말미암은 판단 착오가 상당한 원인이란 것입니다. 발명왕으로 알려진 토머스 에디슨이 자주 화를 내고 다른 사람들과의 관계가 좋지 않았던 것도 하루 수면시간이 3~4시간에 불과했기 때문이라는 분석도 있습니다. 수면 부족은 주의력, 기억력 등 인지기능을 저하해 각종 사고 위험을 높이고 심혈관 질환을 비롯한 각종 질병의 원인이라는 연구 결과들이 많습니다. 사람마다 다르겠지만 깨어 있는 2시간당 약 1시간의 잠이 필요하다고 합니다. 이 비율에서 벗어나 잠이 충분치 않으면 신체는 부족한 잠을 채우려는 경향을 보입니다. 적정 수면시간을 채우지 못하면 빚처럼 쌓여서 잠의 양을 늘리기 때문에 ‘잠빚’이라고도 부릅니다. 2시간 잠빚은 이자까지 붙어서 2시간 이상 자야 풀립니다. 그렇지만 주중에 잠을 제대로 못 잤을 때 주말이나 휴일에 잠을 몰아 자거나 평소보다 느지막하게 일어나더라도 피로가 쉽게 풀리지 않는 것을 누구나 한 번은 경험했을 것입니다. 그 때문에 ‘얼마나 자야 잠빚이 없어지는 걸까’ 궁금할 때가 많습니다. 폴란드 야기에우워대 이론물리학연구소, 복잡계연구센터, 인지신경과학 및 신경인간공학, 생명공학연구센터, 아르헨티나 산마르틴국립대 복잡계 및 뇌과학연구센터, 부에노스아이레스 국가과학기술연구위원회 공동연구팀은 수면 부족 상태가 길어질 경우 잠빚을 없애는 것은 사실상 어렵다는 연구 결과를 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 9월 2일자에 발표했습니다. 연구팀은 건강한 성인남녀 19명을 대상으로 잠빚 실험을 했습니다. 실험 대상자 9명은 아침형 인간, 10명은 저녁형 인간이었습니다. 연구팀은 이들에게 첫 4일은 충분한 잠을 자도록 하고 이후 열흘 동안은 각자 평균수면시간의 70%만 자도록 했습니다. 이후 일주일 동안은 각자 사정에 맞춰 수면시간을 늘려서 잠빚을 없애도록 했습니다. 실험 참가자들은 실험 전후로 뇌파도(EEG)를 측정하고, 집중력과 주의력 상태를 알아보기 위한 스트루프 테스트를 받았습니다. 그 결과 수면 부족 상태가 10일 이상 이어지면 잠빚을 갚는 기간이 일주일이 되더라도 이전 상태로 완벽하게 회복할 수 없는 것으로 확인됐습니다. 육체적 피로감은 사라지더라도 뇌파는 물론 인지기능이 원상 복구되지 않는다는 것입니다. 연구팀에 따르면 수면 부족 기간이 길어지면서 생기는 잠빚은 금세 갚을 수 있는 것이 아니라 살인적인 이자율의 불법 악성 사채처럼 쉽게 줄지 않습니다. 이 때문에 연구팀은 건강을 유지하고 업무나 학습 능률을 높이려면 무엇보다 평소 충분한 수면시간 확보가 중요하다고 조언했습니다. 0교시 등교가 사라지고 주5일, 주52시간 근무제가 시행되면서 개선됐다지만 우리 사회의 많은 부분은 여전히 ‘노오력’을 강조하며 휴식이나 수면 부족을 강요하고 있습니다. 수면과 휴식 시간을 줄이고 무턱대고 ‘열심히’를 조장하는 풍토가 계속된다면 우리 사회는 창조적, 혁신적인 사회가 되기보다는 비능률, 권위적인 사회가 되기 더 쉬울 것입니다.

스위스 취리히연방공과대(ETH) 건축재료연구소, 화학·생명공학연구소, 표면과학연구소, 스위스 건축자재기업 우드텍, 중국 충칭대 물리학부, 미국 노스웨스턴대 생물전자공학연구소 공동연구팀은 나무 바닥재에 나노발전기를 결합시켜 건물에 전기를 공급할 수 있는 기술을 개발했다. 연구팀은 전극 사이에 각각 태양전지에 쓰이는 폴리다이메틸실록산(PDMS)으로 코팅한 나무판과 금속유기골격체의 일종인 ZIF-8을 코팅한 나무판을 끼워 넣은 압전 바닥재를 만들었다. 연구팀에 따르면 이번에 개발한 바닥재는 A4 한 장 크기만으로도 가정용 LED 조명 1개와 소형 전자기기 1개를 구동시킬 수 있는 전기를 생산할 수 있다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘물질’(Matter) 2일자에 실렸다.

국내 연구진이 피 뽑지 않고 눈물만으로도 혈당을 측정할 수 있는 당뇨관리 기술을 개발해 주목받고 있다. 광주과학기술원(GIST) 의생명공학과 정의헌 교수와 한양대 생명공학과 이동윤 교수가 주도하고 강동경희대병원, 미국 매사추세츠종합병원 연구진이 참여한 공동연구팀은 인체에 무해하고 전극이 필요없는 스마트 콘택트렌즈로 혈당을 측정할 수 있는 기술을 개발했다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘나노 레터스’에 실렸다. 당뇨환자들은 식사 후 손가락 끝을 바늘로 찔러 혈액을 채취해 혈당을 측정한다. 혈당 측정을 위해 수시로 손가락을 찌르는 것은 육체적, 심리적 부담감을 줄 뿐만 아니라 바늘을 통한 감염 같은 부작용이 발생하는 경우도 있다. 연구팀은 당뇨 환자의 경우 혈중 포도당 수치가 높아지면 땀이나 눈물, 소변 등 다른 체액에서도 포도당 수치가 높아지며 특히 눈물이 다른 체액들에 비해 질병 상태와 상관관계가 높다는 점에 착안했다. 연구팀은 눈물 속 포도당 농도에 따라 렌즈 속 나노입자가 색깔이 변하는 스마트 콘택트렌즈를 개발했다. 또 색변화 정도를 정밀하게 촬영할 수 있는 시스템과 안구의 흔들림에 따른 측정오차를 최소화할 수 있는 안구추적 알고리즘도 개발했다. 이번에 개발된 스마트 콘택트렌즈는 전극이 없고 인체에 무해한 나노입자의 색깔 변화를 카메라를 통해 정량적으로 분석할 수 있으며 이 모든 것을 스마트폰과 연계해 사용할 수 있다는 장점까지 갖고 있다. 정의헌 GIST 교수는 “이번 기술은 환자들의 부담을 높이는 기존 당뇨 진단방식을 개선할 수 있다는 점이 가장 큰 장점”이라며 “앞으로 딥러닝 기술과 바이오빅데이터 활용 기술을 결합시키면 보다 정확한 당뇨측정이 가능할 것”이라고 말했다.

국내 연구진이 온도에 따라 숨구멍을 여닫는 선인장을 흉내 내 기온에 따라 창이나 외벽 일부를 스스로 열고 닫을 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 아주대 건축학과 이황 교수는 4D 프린팅 기술과 스마트 소재를 활용해 기온 변화에 반응해 자동으로 움직이는 건축외피(외장 모듈) 기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 건축 분야 국제학술지 ‘빌딩 공학’에 실렸다. 연구팀은 복원력이 우수한 니켈·티타늄 합금 와이어와 변형이 자유로운 형상기억 고분자를 조합시킨 소재로 4D 프린팅 기술을 적용해 창호와 외벽을 설계했다. 연구팀은 이번 기술을 활용해 도로 차폐벽이나 태양광 패널 등에 우선 응용할 수 있을 것으로 기대하고 있다.

길을 지나다 향기로운 커피냄새나 맛있는 빵 냄새가 나는 가게를 만나면 자신도 모르게 문을 열고 들어가는 경험을 한 번 쯤은 해봤을 것이다. 과학자들이 이 같은 행동은 포만감과 상관없이 후각 자극 때문에 생기는 일이라는 연구결과를 내놨다. 미국 노스웨스턴대 의대 신경과, 행동·정신과학과, 심리학과, 샌디에고주립대 운동·영양학부 공동연구팀은 후각을 바탕으로 한 의사결정은 동기유발 상태에 따라 달라진다고 29일 밝혔다. 쉽게 말하면 냄새가 우리가 먹는 행위를 조절하게 된다는 것이다. 이 같은 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 8월 27일자에 실렸다. 연구팀은 18~30세의 건강한 성인남녀 32명을 대상으로 음식 냄새에 대한 민감도 검사와 음식 냄새를 처리할 때 뇌 변화를 측정하기 위해 뇌 자기공명영상(MRI) 촬영을 실시했다. 우선 연구팀은 음식과 비슷한 음식이 아닌 냄새를 섞은 뒤 음식 냄새를 언제 구분할 수 있는지 분석했다. 피자와 소나무 냄새, 시나몬번과 삼나무 냄새를 서로 다른 비율로 섞어 피자나 시나몬번 냄새를 언제 인식하는지를 관찰한 것이다. 연구팀은 배가 고플 때와 식사 후에 인식하는 냄새의 비율을 조사하고 수면부족 상태에서 뇌에서 냄새를 어떻게 처리하는지도 조사했다. 분석 결과 배가 고플 때는 음식 냄새가 50% 비율로 섞여 있을 때도 쉽게 알아차리고 뇌가 반응하는 것으로 나타났지만 배가 부를 때는 음식 냄새가 80% 이상의 비율로 섞여 있을 때만 뇌가 반응하는 것으로 확인됐다. 배가 부르면 음식 냄새가 식욕을 불러일으키지 않지만 공복 상태에서는 뇌가 냄새에 민감해지고 평소 먹는 양보다 많이 섭취하도록 하는 경향이 있는 것으로 나타났다. 또 후각 중추에 이상이 있을 경우 과도한 식욕을 일으키는 것으로도 확인됐다. 과다한 식욕을 불러일으키는 이상증세는 중독과 인지능력 저하와도 밀접하게 연관돼 있는 것으로 조사됐다. 연구팀은 뇌의 냄새-음식섭취 회로는 스트레스나 수면 부족으로 쉽게 망가질 수 있다고도 확인했다. 체중 조절을 위해 식이조절을 할 경우 완전히 굶는 것보다는 적은 양이라도 삼시세끼를 챙겨먹어 후각 중추를 어느 정도 둔하게 만들어 놓고 충분한 수면을 통해 냄새-음식섭취 회로 이상이 발생하지 않도록 하는 것이 좋다고 연구팀은 조언했다. 연구를 이끈 노스웨스턴대 의대 소스턴 칸트 교수(행동신경학)는 “인간의 여러 감각 중에서 후각이 음식 섭취에 대해 중요한 역할을 한다는 것을 확인한 연구”라고 설명했다.

국내 연구진이 온도에 따라 숨구멍을 여닫는 선인장을 흉내내 기온에 따라 창이나 외벽 일부를 스스로 열고 닫을 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 아주대 건축학과 연구팀은 4D 프린팅 기술과 스마트 소재를 활용해 기온변화에 반응해 자동으로 움직이는 건축외피(외장모듈) 기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 건축분야 국제학술지 ‘빌딩 공학’에 실렸다. 선인장은 덥고 건조한 사막에서도 살아남는 식물로 잎과 줄기에 있는 구멍인 기공이 다른 식물보다 기온과 습도에 더 민감하게 반응하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 선인장의 기공개폐 방식에 착안해 복원력이 우수한 니켈-티타늄 합금 와이어와 변형이 자유로운 형상기억 고분자를 조합시킨 소재로 4D 프린팅 기술을 적용해 창호와 외벽을 설계했다. 4D 프린팅은 3D 프린팅에 시간차원을 추가해 시간에 따라 변형이 가능한 소재를 프린팅하는 기술로 스마트소재와 기계공학분야에서 주목받고 있다. 기존에도 비슷한 기술이 있었지만 전자회로와 모터와 같은 기계시스템으로 움직이기 때문에 소음과 진동이 발생하고 원래 형태로 돌아가지 않는다는 단점이 있었다. 연구팀이 개발한 외장 모듈은 기온이 일정 정도 이상 올라가면 펼쳐지면서 열과 햇빛을 차단하고 온도가 떨어지면 자동으로 열려 바람과 빛을 받아들여 실내 환경을 조절할 수 있다. 또 기존 장치들처럼 모터가 아닌 기온이나 습도에 따라 스스로 회복과 변형을 반복할 수 있다. 연구팀은 건축 현장에 일반적으로 적용하기 위해서는 추가 연구가 필요하겠지만 이번 기술을 활용하면 도로 차폐벽이나 태양광 패널 등에 응용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 이황 아주대 건축학과 교수는 “4D 프린팅 기술을 이용해 건축 외장재료를 바꿈으로써 다양한 형태의 움직이는 건축외피를 저비용으로 만드는데 도움이 될 것”이라고 설명했다.

약 7000년 전 인도네시아 술라웨시섬에서 죽은 10대 여성의 뼈는 지금까지 알려지지 않았던 한 현생인류의 이야기를 엿보여준다. 국제학술지 ‘네이처 제네틱스’ 최신호(8월25일자)에 실린 연구논문에 따르면, 이번에 확인된 수렵채집인은 세계 다른 어느 곳에서도 발견된 적이 없는 현생인류 계통이다. 연구 교신저자인 호주 그리피스대 애덤 브럼 교수는 “우리는 ‘월리시아’(Wallacea)로 알려진 지금의 호주와 아시아 사이(인도네시아) 섬 지역에서 처음으로 고대 인류의 DNA를 발견했다”면서 “이는 세계에서도 지금껏 잘 알려지지 않은 지역의 초기 현생인류에 관한 유전적 다양성과 인구의 역사를 찾는 새로운 단서가 될 것”이라고 밝혔다. 술라웨시섬과 롬복섬 그리고 플로레스섬 등 인도네시아 섬들로 주로 구성된 월리시아를 거쳐 현생인류가 처음으로 유라시아 대륙에서 호주 대륙으로 건너간 시기는 5만여 년 전으로 여겨진다. 구체적인 경로나 항해 수단은 알 수 없지만, 꽤 정교한 배를 이용했을 것이라고 블럼 교수는 보고 있다. 당시 기후 환경은 마지막 빙하기로 지구상의 해수면 높이가 현재보다 최대 140m 낮았지만, 그래도 섬들을 연결하는 육지는 존재하지 않았던 것으로 전해졌다. 도구와 동굴벽화의 발견으로 미루어 이들 섬에는 4만7000년 전까지 사람이 거주했던 것으로 보인다. 이번 분석 대상이 된 뼈는 17~18세 여성의 것으로, 2015년 술라웨시섬의 동굴에서 발견됐다. 고고학 유적의 일부이기도 한 이 동굴에 시신이 묻힌 시기는7200년 전으로 거슬러 올라간다.DNA는 추체골이라고 불리는 쐐기형 뼈에서 채취했다. 연구 주저자인 독일 막스플랑크 인류사과학연구소의 셀리나 칼호프 연구원에 따르면, 열대성 기후 속에서는 분해가 현저하게 빨라 잔해에서 DNA를 채취하는 것은 매우 어렵다. DNA 분석 결과 여성은 5만 년 전 월리시아에 온 최초의 현생인류의 후손으로 확인됐다. 이들은 호주와 뉴기니를 합친 빙하기 육지 덩어리인 ‘그레이터 오스트레일리아 ’에 처음 정착한 인류의 일부로, 오늘날 호주 원주민과 파푸아인의 조상이라고 브럼 교수는 덧붙였다. 이 여성의 DNA에는 또 아시아에서 유래하는 다른 계통의 조상이 있다는 사실도 확인됐다. 브럼 교수에 따르면, 지금까지 아시아계 유전자를 가진 인류가 최초로 월리시아에 정착한 시기는 약 3500년 전으로 여겨졌다. 하지만 이번 발견으로 해당 지역에 지금까지 전혀 알려지지 않았던 현생인류의 집단이 존재했을 가능성이 시사된다는. 현재 이 계통의 후손들은 살아남지 못했다. 여성의 DNA에는 이밖에도 지금은 멸종해 수수께끼로 남은 데니소바인의 흔적도 남아있다. 그동안 데니소바인의 화석은 주로 시베리아와 티벳에서 출토돼 왔다. 연구 공동저자로 독일 막스플랑크 진화인류학연구소의 요하네스 클라우제 교수는 “술라웨시섬의 여성에게서 데니소바인의 유전자가 발견된 사례는 데니소바인이 지금까지 생각보다 훨씬 더 넓은 지역으로 확산했다는 우리의 가설을 지지한다”고 말했다. 다만 월리시아 서부에 살고 있던 다른 수렵인의 DNA를 보면 데니소바인의 흔적은 없다. 또다른 공동저자로 독일 튀빙겐대 코시모 포스트 교수는 “월리시아의 현생인류와 데니소바인의 지리적 분포가 겹치고 있었는지도 모른다. 어쩌면 그곳은 데니소바인과 호주 원주민 그리고 파푸아인이 교류한 중요한 장소일 가능성도 있다”고 지적했다.

국내 연구진이 칼 대신 초음파로 외과 수술을 할 수 있는 방법을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 바이오닉스연구센터 박기주 박사는 강도를 조절할 수 있는 집속초음파를 이용해 정밀하고 미세하게 생체 조직을 파쇄할 수 있는 새로운 초음파 수술기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 연구 결과는 음향학 분야 국제학술지 ‘초음파 음향화학’에 실렸다. 연구팀은 집속초음파가 집중되는 초점에서 압력 세기를 변화시키는 방법으로 충격파 산란효과를 줄여 정밀 수술이 가능하게 했다. 수~수십㎜ 단위로만 제어할 수 있는 기존 집속초음파 기술과 달리 이 기술은 수십~수백㎛(마이크로미터) 단위로 제어가 가능해 생체조직을 정밀하게 파쇄할 수 있다. 연구팀은 음향 시뮬레이션과 초고속 카메라를 이용한 인체조직 모사실험과 동물실험을 통해 이 같은 효과를 관찰하는 데 성공했다. 박 박사는 “이번에 개발한 집속초음파 기술은 원하는 특정 세포만 선택해 파쇄할 수 있다”며 “관련 초음파 기술을 국내와 미국에 특허출원한 상태이고 정밀수술과 시술에 사용할 수 있는 핸드헬드 타입 초음파 의료기기 상용화 연구를 진행 중”이라고 밝혔다.

코로나19 확산과 기후변화 등의 영향으로 식량부족에 시달리는 국가가 급증해 대책으로 농작물 품종 개량 등의 연구가 이뤄지고 있다. 그런데 중국인과 중국계 미국인으로 구성된 국제 연구팀이 인간 비만의 원인으로 꼽히는 특정 유전자를 작물에 이식해 성장을 촉진하는데 성공했다고 밝혔다. 연구에서 사용한 유전자는 ‘FTO 유전자’로 불리는 것으로, 이를 지닌 동물은 에너지 소비 효율이나 식욕 억제 능력이 낮은 것으로 여겨진다. 이에 대해 연구 교신저자 중 한 명인 촨허 미 시카고대 교수는 “식물은 FTO 유전자와 같은 유전자를 지니고 있지 않아서 이를 작물에 집어넣어 그 영향을 관찰하려 했다”고 설명했다. 허 교수는 또 “이는 대담하면서도 기묘한 생각”이라고 지적하면서 “솔직히 말해 우리는 FTO 유전자가 작물에 치명적인 영향(사멸)을 줄 수도 있다고 우려했었다”고 털어놨다. 그런데 실험 결과, FTO 유전자를 넣은 작물은 일반적인 작물보다 성장이 촉진하는 것으로 확인됐다.실제로 이들 연구자가 논문에 첨부한 첫 번째 사진에서 왼쪽이 일반 벼에서 수확한 쌀이고, 오른쪽이 FTO 유전자를 넣은 벼에서 수확한 쌀이다. 이에 대해 연구팀은 “FTO 유전자를 넣은 벼에서 나온 쌀은 일반 벼에서 나온 것보다 3배 많았다”고 설명했다.그다음 사진에서는 왼쪽이 일반 감자이고 오른쪽이 FTO 유전자를 넣은 감자다. 이 역시 벼와 마찬가지로 FTO 유전자를 넣은 쪽이 더 많은 식량을 생산할 수 있는 것으로 확인됐다. 사실 유전자 편집 기술을 사용해 식량 생산량을 늘리는 연구는 이전부터 시도돼 왔지만, 이런 기술로는 식량 생산량을 10% 이상 늘릴 수 없다는 연구 결과가 나오기도 했었다. 그렇지만 이번 연구에서는 FTO 유전자를 넣은 작물이 일반 작물보다 50% 크게 성장했다는 것이다. 연구팀은 “FTO 유전자는 특별하다. 다른 유전자로는 아마 생산량을 크게 늘릴 수 없을 것”이라고 말해 이 유전자가 식량 부족 문제를 해결하는데 기여할 가능성이 있다는 것을 시사했다. 다만 이 연구는 아직 초기 단계에 있어 앞으로 FTO 유전자가 작물의 성장을 촉진하는 메커니즘을 해명하기 위해 연구를 계속할 계획이라고 연구팀은 밝혔다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’(Nature Biotechnology) 최신호에 실렸다.

이달 초 기후변화에 관한 정부간 협의체(IPCC)는 기후변화의 마지노선으로 정한 산업화 이전 대비 지구평균 온도 1.5도를 넘는 시기가 이전 예측보다 12년이나 빨라졌다는 보고서를 발표했다. 지금과 같은 기후변화 속도가 계속될 경우 자연적 기후변화 요인인 엘니뇨, 라니냐 현상이 사라질 수도 있다는 연구결과까지 발표됐다. 기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단, 독일 막스플랑크 기상연구소, 미국 하와이대 공동연구팀은 지금과 같은 지구온난화가 계속 이어질 경우 엘니뇨, 라니냐 현상이 사라질 가능성이 높다는 연구결과를 환경과학 분야 국제학술지 ‘네이처 기후변화’ 27일자에 발표했다. 적도 동태평양 해수온도가 평년보다 높아지거나 낮아지는 엘니뇨, 라니냐 현상과 그에 따라 태평양 기압이 변하는 남방진동이 나타나는 현상을 엘니뇨-남방진동이라고 한다. 지난 1만 1000년 동안 한 번도 중단없이 지속된 자연기후변동 현상이다. 연구팀은 IBS가 보유한 슈퍼컴퓨터 ‘알레프’를 이용해 해양 10㎞, 대기 25㎞ 단위의 해상도로 시뮬레이션을 수행했다. 이전 많은 연구들은 100㎞ 해상도로 수행됐다. 기존보다 해상도를 4배 가량 높여 대기와 해양에서 발생하는 기상, 기후현상들에 대한 상세한 가상실험을 실시한 것이다. 이를 통해 엘니뇨, 라니냐 발생과 종료에 중요한 역할을 하는 대기 열대 저기압과 적도 태평양 열대 불안정파를 정밀 분석했다. 열대 불안정파는 적도 동태평양에서 서쪽으로 이동하는 중간 규모의 해양파동으로 라니냐 현상의 발달과 소멸에 관여하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 현재 이산화탄소 농도 상태와 현재 대비 2배, 4배 증가된 이산화탄소 농도에서 지구온난화 시뮬레이션을 실시해 엘니뇨, 라니냐 현상의 변화를 예측했다. 이번 분석에 사용된 데이터는 1TB 하드디스크 2000개를 가득 채울 정도의 방대한 용량으로 1년 동안 슈퍼컴퓨터로 분석했다. 분석 결과 대기 중 이산화탄소 농도가 증가할수록 엘니뇨-남방진동이 약화되는 것이 확인됐다. 이산화탄소 농도가 2배 증가할 경우 현재보다 6% 약화됐고, 4배 증가되면 31% 가량 약화되는 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 지구온난화로 증발현상이 증가하면 엘니뇨-남방진동에 ‘음의 피드백’을 강화시키고 엘니뇨 발달을 약화시키는 것으로 확인됐다. 또 온난화로 적도 동-서태평양 사이의 온도차이가 감소하면서 ‘양의 피드백’은 약화돼 엘니뇨-남방진동의 변동성을 약화시키는 것으로 조사됐다. 지구온난화가 심해지면 열대 불안정파도 약해지는데 이런 요인들이 결합되면서 엘니뇨-라니냐 현상이 약화될 수 밖에 없다는 것이라고 연구팀은 설명했다. 악셀 팀머만 IBS 기후물리연구단 단장은 “이번 연구결과는 지속적인 온난화가 수천 년 동안 지속돼 온 가장 강력한 자연적 기후변동을 없앨 수 있다는 것을 보여준다”라며 “이런 상황이 전 지구 기후시스템에도 영향을 미칠 것은 분명하지만 구체적 영향과 생태계에 미치는 영향에 대한 후속 연구를 진행할 계획”이라고 말했다.

국내 연구진이 칼 대신 초음파로 외과 수술을 할 수 있는 방법을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 바이오닉스연구센터 연구진은 강도를 조절할 수 있는 집속초음파를 이용해 정밀하고 미세하게 생체 조직을 파쇄할 수 있는 새로운 초음파 수술기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 연구결과는 음향학 분야 국제학술지 ‘초음파 음향화학’에 실렸다. 의료에서 사용되는 초음파는 정밀 검사 뿐만 아니라 외과 수술에도 이용되고 있다. 특히 초음파를 이용한 외과수술은 피부를 절개할 필요가 없기 때문에 환자의 불편함을 덜어줄 수 있다는 장점이 있다. 특히 초음파를 작은 부위에 집중시켜 100분의 1초라는 짧은 시간에 만들어지는 강한 기포로 주변 생체조직을 칼로 자른 듯 물리적으로 파괴할 수 있는 집속초음파 수술법은 치료과정을 관찰하고 치료시간도 짧고 회복도 빠르다. 그렇지만 생체조직을 파쇄하면서 형성되는 충격파 산란효과 때문에 정밀도가 낮아져 주요 장기나 혈관에 붙어 있는 조직이나 종양을 제거하는데는 적용하기 어렵다. 이에 연구팀은 집속초음파가 집중되는 초점에서 압력 세기를 변화시키는 방법으로 충격파 산란효과를 줄여 정밀 수술이 가능하게 했다. 기존 집속초음파 기술은 수~수십㎜ 단위로 제어가 가능하지만 수십~수백㎛(마이크로미터) 단위로 제어가 가능해 생체조직을 정밀하게 파쇄할 수 있다. 연구팀은 음향 시뮬레이션과 초고속 카메라를 이용해 인체조직 모사실험과 동물실험을 통해 이 같은 효과를 관찰하는데 성공했다. 연구를 이끈 박기주 박사는 “이번에 개발한 집속초음파 기술은 초음파 압력을 조절해 파쇄 범위와 강도 조절이 가능하기 때문에 원하는 특정 세포만 선택해 파쇄할 수 있다”라며 “관련 초음파 기술을 국내와 미국에 특허출원한 상태이며 정밀수술과 시술에 사용할 수 있는 핸드헬드 타입 초음파 의료기기 상용화 연구를 진행 중”이라고 밝혔다.

세계보건기구(WHO) 국제 전문가단이 코로나19 기원 조사 작업이 더 이상 늦어질 경우 바이러스의 기원을 규명할 기회가 영원히 없어질지도 모른다고 경고했다. 국제학술지 네이처에 따르면 코로나19 기원을 쫓고 있는 WHO 조사단은 25일(현지시간) 공동 기고문을 통해 “코로나19가 어떻게 출연했는지 규명하는 데 필요한 후속 과학 작업을 신속히 추진할 것을 촉구한다”며 “3월 보고서는 현재 중단된 절차의 첫 단계여야 했다. 중요 조사를 수행할 기회의 창이 급속도로 닫히고 있으며, 늦어지면 연구 일부는 생물학적으로 아예 불가능할 것”이라고 목소리를 높였다. 공동 기고한 조사단은 WHO가 코로나19 기원 조사를 위해 지난해 10월 소집한 국제 전문가들이다. 조사단은 코로나19 바이러스가 처음으로 공식 보고된 중국 후베이(湖北)성 우한(武漢)에서 기원 조사를 실시하고 지난 3월 관련 보고서를 발간했다. WHO는 보고서를 통해 코로나19 바이러스가 중간 숙주를 거쳐 인간에게 전파됐을 가능성이 높다고 결론 내린 바 있다. 조사단은 기고문에서 시간이 지나 항체가 감소하면 2019년 12월 이전 코로나19 바이러스에 노출됐을 수도 있는 사람을 조사해도 성과를 거두지 못해 최초 진원인 ‘0번 환자’(patient O)를 영영 찾지 못할 것이라고 지적했다. 그러면서 “전 세계 과학계와 국가 지도자들이 힘을 합쳐 WHO가 추진 중인 2단계 기원 조사가 서둘러 개시할 수 있도록 해야 한다”고 강조했다. 조사단은 지난 7월부터 중국 정부가 WHO의 후속 조사를 거부하며 지연시키고 있다고 비판했다. WHO는 국제사회에서 조사가 충분하지 않았다는 지적이 터져 나오자 2단계 조사를 추진 중이다. 추가 조사에선 중국 우한의 바이러스 실험실 유출설에 초점이 맞춰질 전망이다. WHO의 이 같은 움직임에 중국은 강력 반발하고 있다. 1차 조사에서 이미 명백한 결론이 났다며, 중국 이외에 전 세계 여러 지역에서 추가적인 조사를 실시하는 것이 맞다는 것이다. 중국 정부는 이날 코로나19 바이러스 기원에 대한 미국 정보기관의 보고서에 대해 미국이 코로나19를 정치화하고 있다고 강력 비난했다. 미 워싱턴포스트(WP)는 앞서 미 정보당국이 최근 3개월간 진행한 코로나19 기원 조사 결과를 조 바이든 대통령에게 보고했다고 전했다. WP는 ‘우한 실험실 유출설’ 등 코로나19의 최초 전염원과 경로에 대한 뚜렷한 결론이 보고서에 담기지 않았다고 지적했다. 푸충(傅聰) 중국 외교부 군비통제국장은 브리핑에서 “중국을 희생양으로 삼아 미국의 행위를 눈가림할 수 없다”며 “미국이 코로나19 바이러스의 우한 유출설이 타당한 가설이라 주장할 경우 차례를 지켜 자국의 실험실도 조사해야 할 것”이라고 주장했다. 중국은 그동안 미국 메릴랜드주(州) 포트 디트릭 연구소에서 지난 2019년 코로나19 바이러스가 유출됐다고 주장해왔다. 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr

음식 찾거나 짝짓기할 때 후각에 의존포식자 무당벌레 내뿜는 냄새 맡으면진딧물 번식 늦어지고 움직임 둔해져美 연구진 강한 거부 반응 화합물 발견인체에 해롭지 않고 효과적으로 제거코로나19로 인해 외부 활동이 줄면서 실내 정원 가꾸기인 ‘홈가드닝’이나 도시 텃밭 가꾸기를 통해 코로나 우울증을 극복하고 야외 활동을 대신하려는 이들이 늘었다고 한다. 실제로 이처럼 식물 키우기가 다른 어떤 방법보다 정신건강에 도움이 된다는 연구 결과들은 많다. 영국 엑서터대 의대와 왕립원예학회 공동연구팀은 집 안에 작은 정원을 들이는 것이 우울감과 스트레스를 해소해 주고 건강과 삶의 만족도를 높여 준다는 연구 결과를 지난해 환경·건축공학 분야 국제학술지 ‘조경과 도시계획’에 발표했다. 미국 연구진도 지난해 정원 가꾸기가 노년층 여성의 심혈관 질환 위험을 낮추고 정신건강에 도움이 된다는 연구 결과를 내놓기도 했다. 이런 이유로 집 안에 화분을 들여놓거나 작은 텃밭을 만드는 사람들이 점점 늘고 있지만, 금세 시드는 식물과 어느새 들끓는 벌레들 때문에 포기하는 사람들도 적지 않다. 미국 펜실베이니아주립대 농대 곤충학과 화학자와 생물학자로 구성된 연구팀이 ‘공포의 냄새’를 이용해 해충을 효과적으로 제거해 정원과 농작물을 보호할 수 있는 방법을 찾았다고 25일 밝혔다. 이번 연구 결과는 과학계에서 가장 권위 있는 학술행사인 ‘미국화학회(ACS) 2021년 가을 콘퍼런스’에서 발표됐다. 지난 22일부터 26일까지 미국 애틀랜타에서 열리는 이번 콘퍼런스는 코로나 여파로 지난해와 마찬가지로 온라인에서도 동시에 열린다. 초보 정원사, 농부를 괴롭히는 대표적인 해충은 진딧물이다. 몸길이가 2~4㎜에 불과한 진딧물은 식물 줄기나 잎에 모여 사는 특징을 갖고 있다. 식물의 즙액을 빨아 먹을 뿐만 아니라 식물바이러스병을 옮겨 이중으로 해를 끼치는 경우가 적지 않다. 전 세계적으로 2700종이 있는데 한국에는 330종이 분포해 있다. 육안으로는 똑같아 보이는 진딧물이지만 생태가 다르고 한 식물에 다른 종류의 진딧물이 붙어 있는 경우가 있어 완벽하게 제거하기가 쉽지 않다. 살충제를 사용하기도 하지만 자주 쓰면 내성이 생긴다는 문제도 있다. 연구팀은 곤충들이 음식을 찾거나 짝짓기를 할 때 후각 신호에 의존한다는 사실에 착안했다. 천적인 무당벌레 냄새를 이용하면 진딧물을 효과적으로 없앨 수 있을 것이라는 아이디어다.우선 연구팀은 진딧물은 포식자인 무당벌레가 있는 일정 공간에는 접근하지 않는다는 사실을 확인했다. 또 무당벌레가 내뿜는 냄새에 오랫동안 노출되면 진딧물 번식 속도가 늦어지고 불임증상이 나타나며 움직임까지 둔해지는 등 이동성이 현저하게 떨어진다는 것도 알아냈다. 그다음 연구팀은 가스 크로마토그래피 질량분석법을 활용해 살아 있는 무당벌레에서 방출되는 냄새들을 구분하고 분류했다. 이렇게 분류해 낸 무당벌레의 냄새 화합물 각각에 진딧물이 어떤 반응을 보이는지 알아보기 위해 ‘곤충 감각전도측정기’(EAG)를 사용해 관찰했다. 그 결과 진딧물은 무당벌레가 방출하는 여러 화합물 중 아이소프로필 메톡시피라진, 아이소부틸 메톡시피라진, 세크부틸 메톡시피라진 등 메톡시피라진 화합물에 강한 거부 반응을 보이는 것으로 확인됐다. 메톡시피라진은 풀, 피망, 와인 등에도 포함된 성분으로 인체에는 무해한 것으로 알려져 있다.세라 허먼 교수(행동 및 화학생태학)는 “이번 연구는 분석화학적 방법으로 인체에는 무해하고 내성을 유발하지 않으면서도 해충을 효과적으로 제거할 수 있는 기술을 찾아낸 것”이라며 “연구 결과를 실제 정원이나 농장에서 사용할 수 있는 해충 박멸 디퓨저 개발로 연결하기 위한 추가 연구를 진행 중”이라고 밝혔다.

영국 케임브리지대 수의과학과, 임상의학부, 미국 스탠퍼드 버넘 프레비스 의학발견연구소, 캘리포니아 생명과학기업 제네테크 공동연구팀은 사람에게 사육되는 육식동물은 인간의 건강에 심각한 위험을 초래하는 ‘질병의 저수지’가 될 수 있다는 연구 결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 8월 25일자에 발표했다. 동물의 장에는 장 건강에 중요한 역할을 하는 3종의 핵심 유전자가 있다. 이 유전자들은 병원균이 체내에 유입되면 면역 반응 시작 신호를 보내는 ‘인플라마솜’(염증소체)을 활성화시키기도 한다. 그러나 육식동물에게는 이들 유전자가 없는 일종의 면역결핍 상태라는 것을 연구팀이 밝혀냈다. 특히 밍크, 개, 고양이 등 사람이 양육하는 육식동물의 면역 핵심 유전자 결핍은 병원균의 돌연변이를 쉽게 일으키며, 질병의 무증상 보균체가 될 가능성을 높이는 것으로 분석됐다.

역사학자 윌리엄 맥닐(1917~2016) 전 미국 시카고대 교수는 ‘전염병과 인류의 역사’라는 기념비적 저서에서 “인간의 창의성, 지식, 제도가 아무리 발전하고 개선된다고 하더라도 인간은 질병에 취약한 존재일 수밖에 없다”고 말했습니다. 20세기 들어 위생과 영양 상태가 개선되는 동시에 과학과 의학이 발달하면서 1960년대를 기점으로 감염병은 지속적으로 줄었습니다. 이 때문에 인류는 21세기 초가 되면 더이상 감염병에 고통을 받지 않을 것이라는 희망을 품기도 했습니다. 그렇지만 1990년대 말부터 감염병이 다시 증가해 2002년 사스(중증호흡기증후군), 2009년 신종인플루엔자(H1N1), 2013년 살인진드기, 2014년 서아프리카 에볼라바이러스, 2015년 메르스(중동호흡기증후군)를 비롯해 웨스트나일바이러스, 지카바이러스를 거쳐 2019년 코로나19까지 그야말로 21세기는 ‘신·변종 감염병의 시대’가 됐습니다. 현재 감염병만 놓고 본다면 1960년대 수준으로 되돌아갔다는 평가까지 나오고 있습니다. 코로나19 대유행 상황이 언제 끝날지 모르겠지만 의과학자들은 벌써 ‘포스트 코로나’에 나타날 또 다른 감염병을 예측하고 대비해야 한다고 강조하고 있습니다. 이탈리아 파도바대, 미국 듀크대, 마케트대 공동연구팀은 감염병 발생 통계 분석을 통해 코로나19와 같은 규모의 감염병 발생 가능성이 매년 높아지고 있으며, 앞으로 59년 내에 코로나와 유사한 규모의 감염병이 다시 발생할 가능성이 크다고 25일 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 8월 24일자에 실렸습니다. 연구팀은 1600년부터 1945년까지 발생한 감염병 182건의 확산 강도에 대한 확률 분포를 계산했습니다. 각각의 감염병이 확산된 지리적 범위와 지속 기간, 사망자와 감염자 규모, 당시 사회의 인구사회학적 데이터를 분석해 대유행 감염병의 발생 가능성을 예측한 것입니다. 연구팀에 따르면 전 세계 약 2500만~5000만명의 목숨을 빼앗아 간 스페인 독감이 유행했던 1918~1920년까지 비슷한 규모의 전염병 발병 확률은 연간 0.3~1.9% 수준이었습니다. 그렇지만 최근 코로나19와 비슷한 규모의 감염병 발생 확률은 2%를 훌쩍 넘었고 시간이 갈수록 점점 높아진다고 합니다. 이 같은 계산에 따르면 앞으로 59년 이내에 코로나19와 비슷하거나 더 심각한 감염병이 발생할 것이라고 합니다. 인류 전체를 사라지게 만들 수 있는 감염병도 향후 1만 2000년 내에 발생할 가능성이 매우 높다고도 합니다. 연구팀은 인구 증가, 식품 공급 시스템 변화, 기후변화 등 환경 악화, 인간과 동물 간 빈번한 접촉을 통한 인수공통감염병 증가, 교통·운송 수단의 발달 등 모든 요소가 맞물려 작동하면서 대유행병 발생 확률을 높인다고 설명했습니다. 윌리엄 팬 듀크대 교수는 “이번 연구는 코로나19, 스페인 독감 같은 대규모 감염병이 발생할 가능성이 그 어느 때보다 높아지고 있다는 것을 경고하고 있다”며 “59년 내에 대유행병이 발생할 수 있다는 통계학적 예측은 대유행병이 59년 뒤에 찾아올 것이라는 말이 아니라 지금 당장 또는 내년에라도 또 다른 대유행 감염병이 찾아올 수도 있다는 말”이라고 밝혔습니다.

국내 연구진이 고지혈증 치료에 사용되는 약물을 이용해 면역체계를 활성화시켜 암을 치료하는 방법을 찾아 화제가 되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구단 김인산 단장과 삼성서울병원 소화기외과 조용범 교수 공동연구팀은 현재 고지혈증 치료에 사용되는 스타틴을 치료가 어려운 변이암 치료에 적용할 수있는 방법을 찾았다고 24일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학 분야 국제학술지 ‘암 면역치료 저널’에 실렸다. 과학기술이 발달하면서 암이 더 이상 불치의 병이 아닌 관리가능한 질병으로 받아들여지고 있지만 치료가 어려운 것이 사실이다. 암 치료법으로 가장 많이 쓰이는 것은 외과수술, 방사선 치료, 화학항암제 등이다. 환자의 불편함을 줄이기 위해 여러 항암치료법이 개발되고 있다. 2세대 항암치료법인 표적치료, 최근에는 인체 면역체계를 활용해 암을 제거하는 방법인 3세대 항암치료법 면역치료가 대표적이다. 항암 면역치료는 정상세포 손상없이 암세포만 제거할 수 있으며 인체 면역체계를 활용하기 때문에 약물 부작용이 적고 치료경과도 좋다. 그렇지만 암의 잦은 변이로 인해 평균 30% 미만 환자에게만 효과가 있다는 한계가 있다. 또 전체 발생 암 중 4분의 1은 RAS 단백질 중 하나인 KRAS 변이로 인해 발생하고 이들 암 중에는 폐암, 대장암, 췌장암 등 암 환자의 예후가 나쁘고 치사율도 높은 것으로 알려져 있다. 이에 연구팀은 고지혈증 치료에 사용되는 스타틴이 콜레스테롤 뿐만 아니라 여러 지질대사 산물 생성을 막는다는데 착안했다. 연구팀은 생쥐에게 암을 유발시킨 뒤 항암제와 스타틴을 정맥주사했다. 실험 결과 스타틴은 암 조직 주변 면역세포를 활성화시킬 수 있는 다양한 신호를 방출시켜 대표적인 면역세포인 T세포를 활성화시켜 암을 선택적으로 공격했다. 또 스타틴도 KRAS 변이암을 선택적으로 죽이고 기존 항암면역치료시 내성을 만드는 암 면역환경을 바꿔 항암 면역치료 효과도 높이는 것으로 확인됐다. 연구팀은 스타틴이 암치료에 실제로 사용되기 위해서는 추가적인 임상연구를 통해 최적의 용법과 암 조직에 효과적으로 전달할 수 있는 방법을 추가로 연구해야한다고 밝혔다. 김인산 KIST 단장은 “이번 연구는 임상에서 이미 사용되고 있는 약물에서 새로운 치료기능을 찾아내는 약물 재창출의 또하나 사례”라며 “특히 인체의 면역시스템을 활성화시켜 변이암 세포 사멸을 유도하려는 것으로 기존 항암 면역치료제 한계를 극복하도록 돕는다는 점이 주목할만한 부분”이라고 설명했다.