한인 과학자가 참여한 미국 연구팀이 코로나19 바이러스가 인체에 침입할 때 중요한 역할을 하는 스파이크 단백질의 작동 원리를 밝혀낸 연구 결과를 내놨다. 미국 캘리포니아 샌디에이고대(UCSD) 화학·생화학과, 약학과, 피츠버그대 화학과, 텍사스 오스틴대 분자생명과학과, 컬럼비아대 생명과학과, 생화학·분자생체물리학과, 위스콘신 밀워키대 물리학과 공동연구팀은 코로나19 바이러스의 스파이크 단백질이 인체 세포에 어떻게 침투하는지에 대한 기존 연구들을 보완해 줄 수 있는 컴퓨터 가상실험 결과를 내놨다. 이 같은 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘네이처 화학’ 8월 20일자에 실렸다. 릴리언 종 피츠버그대 교수와 로미 아마로 UCSD 교수가 주도한 이번 연구에 참여한 한인 과학자는 테라 슈타인 UCSD 연구원과 함께 제1저자로 이름을 올린 안설희 박사다. 안 박사는 안철수 국민의당 대표의 딸이다. 안 박사는 2018년 스탠퍼드대에서 계산화학으로 박사학위를 받았고, UCSD에서 박사후연구원(포스트닥터)으로 일하고 있다. 올해 미국 화학회(ACS) 기술분과 물리화학분야에서 ‘2021 젊은 연구자상’ 수상자 6명 중 한 명으로 선정됐다. 안 대표는 연합뉴스와의 통화에서 “딸이 연구로 인류에 공헌하고, 우리나라도 자랑스럽게 알리면 좋겠다”고 말했다. 코로나19 바이러스의 감염은 스파이크 단백질 결합 부위(RBD)가 인체 세포의 수용체인 ACE2와 결합되면서 시작된다는 사실은 많은 연구를 통해 알려졌다. 글리칸으로 불리는 스파이크 단백질의 당사슬이 중요한 역할을 한다는 사실도 밝혀졌지만 좀더 상세한 침투 및 감염 과정은 알려지지 않았다. 이에 안 박사와 슈타인 연구원은 컴퓨터 가상실험을 통해 코로나19 바이러스가 인체 세포에 접근한 뒤 글리칸이 스파이크 단백질 구조를 바꿔 ACE2와 결합하기 좋은 형태로 바꿔 주는 것을 보여 줬다. 연구에 참여한 텍사스 오스틴대 연구팀은 스파이크 단백질 변이체를 만들어 이들의 컴퓨터 가상실험 결과를 실제로 구현해 관찰하는 데 성공했다.

코로나19 사태가 발생하기 이전, 인류는 이와 유사한 호흡기 질환으로 수 천명이 감염되고 수 백명이 사망했던 사례가 있었다. 바로 2002년 겨울 일명 사스(SARS)로 불렸던 중증급성호흡기 증후군 발병 사태로 당시 전세계 29개국에서 8000여 명의 감염자가 발생, 그 중 10%가 사망했다. 사스 역시 중국에서 발원한 것으로 알려져 있는데, 발병이 시작된 직후 단 수개월 만에 홍콩과 싱가포르, 캐나다 등 전 세계적으로 확산되면서 774명이 사망했다. 그런데 지금으로부터 약 17년 전 사스 확진 후 생존한 8명의 체내에서 코로나19에 맞설 슈퍼항체가 발견됐다고 중국 신화통신은 21일 보도했다. 신화통신 등 중국 유력언론들은 이날 듀크-싱가포르국립대학교(NUS) 의과대학 왕린파 교수 연구팀이 세계 유명 국제학술지 네이처지에 발표한 보고서를 인용, 사스를 앓았던 환자가 코로나19 백신 접종 뒤 현존하는 모든 코로나 바이러스를 무력화할 강력한 중화 항체를 생성했다고 전했다. 연구팀은 과거 사스에 감염된 후 회복한 환자 8명 가운데 2명은 화이자 백신으로 1차 접종을 마쳤고, 20~60일이 지나자 코로나19 바이러스에 대한 항체 수준이 일반 백신 접종자 대비 매우 높은 수준으로 변화했다고 밝혔다. 또, 나머지 6명은 2차 백신 접종 후 슈퍼 항체로 불릴 만한 수준의 중화항체가 체내에서 생성됐다고 보고했다. 왕린파 교수 연구팀이 연구한 환자들은 싱가포르인들로 구성되어 있는데, 당시 싱가포르는 사스가 발병한 29개국 중 환자 숫자(238명)가 다섯 번째로 많은 나라였다. 왕 교수팀은 연구에 앞서 사스와 코로나19의 바이러스 형태가 80% 이상 동일하다는 학계 연구에 집중했다. 둘 다 표면의 단백질 돌기가 안지오텐신 전환효소2(ACE2)라고 알려진 인간 세포수용체와 결합하면서 인체 감염을 일으켰기 때문이다. 연구 결과, 사스 확진 후 생존했던 이들 체내에서 발견된 항체는 코로나19 바이러스 가운데 알파, 베타, 델타 등 변종 바이러스 모두에 작동했다는 점에서 학계는 흥분을 감추지 못하는 분위기다. 미국 워싱턴대 닐 킹 박사는 이번 연구에 대해 “코로나 백신 연구의 시간을 단축시켜 줄 대단한 발견”이라면서 “이번 발견으로 사스와 코로나19라는 단 2개 바이러스 조합만으로도 큰 효과를 얻을 수 있게 된 것”이라고 기대감을 비췄다. 이들 연구팀은 이번 연구 결과와 관련해 향후 추가 변종 바이러스가 발견될 가능성이 큰 유사 코로나바이러스에도 저항력 있는 항체라고 해석했다. 이들 체내서 발견된 항체를 연구, 상용화 할 시 향후 발생 가능한 모든 코로나 변종 바이러스에 대항할 판 코로나 백신 제조가 가능하다는 것이다. 연구를 이끈 왕린파 교수는 “이 항체는 이미 알려졌거나 아직 발견되지 않은 모든 코로나19 변이 바이러스 뿐만 아니라 앞으로 유행할 가능성이 있는 또 다른 초강력 바이러스 변종들에 대해서도 인간의 삶과 안전을 보호할 수 있을 것”이라고 했다. 이어 “언젠가 또다른 코로나 바이러스가 창궐했을 때를 대비한 치료 항체를 확보하게 된 셈”이라고 의미를 부여했다. 임지연 베이징(중국) 통신원 cci2006@naver.com

몇 년 전 일까지도 생생하게 기억하던 사람들도 나이가 들면서 기억력이 예전같지 않고 자꾸 ‘깜박깜박’하는 경우가 잦아진다. 나이들면서 인지기능이 떨어지는 것을 막기 위해 규칙적인 운동이나 독서가 권장되고 있지만 뇌기능의 퇴화를 예방하거나 막을 확실한 방법은 아직까지 없다. 그런데 한국인 과학자가 포함된 영국 케임브리지대, 리즈대, 이탈리아 신경과학연구소, 플로렌스대, 일본 고베약학대, 네덜란드 왕립 신경과학연구소, 싱가포르 국립대병원, 캐나다 웨스턴대, 체코 실험의학연구소 공동연구팀은 생쥐실험을 통해 노화로 인해 발생하는 기억력 감퇴를 줄이고 예방할 수 있는 방법을 찾았다고 23일 밝혔다. 케임브리지대 뇌치료센터의 한인 과학자 양수정 박사가 제1저자 겸 교신저자로 참여해 연구를 주도했다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘분자 정신의학’ 최신호에 실렸다. 뇌신경가소성은 뇌가 새로운 것을 배우고 적응하며 기억을 유지할 수 있게 돕는 능력인데 나이가 들면서 뇌신경가소성이 서서히 저하된다. 특히 뇌신경가소성이 내외부적 요인으로 인해 급격하게 저하될 경우는 각종 퇴행성 뇌질환을 앓을 가능성이 높아지는 것으로 알려져 있다. 이 같은 상황에서 연구팀은 뇌 신경세포인 뉴런을 둘러싸고 있는 ‘뉴런주위망’(PNNs) 속 화학 성분을 변화시키면 신경가소성이 회복되고 노화에 따른 기억력 감퇴를 늦추거나 막을 수 있다는 사실을 생쥐실험으로 밝혀냈다. 연구팀은 생후 20개월된 생쥐와 생후 6개월된 생쥐의 기억력과 판단력을 측정한 결과 인간처럼 나이가 들수록 인지기능이 퇴화된다는 것을 확인했다. 연구팀은 20개월 된 생쥐의 PNNs 속 화학 성분을 변화시킨 다음 미로찾기를 비롯한 각종 인지능력 측정을 한 결과 6개월된 생쥐와 비슷한 수준으로 회복된 것을 관찰했다. 연구에 참여한 제임스 포셋 케임브리지대 교수는 “이번 연구는 생쥐를 대상으로 진행됐지만 인간의 뇌 속 분자와 구조가 설치류와 비슷한 점이 많다는 점에 주목해야 한다”며 “이번 방법을 이용하면 사람에게서 나타나는 노화로 인한 기억력 감퇴도 예방하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다.

코로나19 사태가 발생하기 이전, 인류는 이와 유사한 호흡기 질환으로 수 천명이 감염되고 수 백명이 사망했던 사례가 있었다. 바로 2002년 겨울 일명 사스(SARS)로 불렸던 중증급성호흡기 증후군 발병 사태로 당시 전세계 29개국에서 8000여 명의 감염자가 발생, 그 중 10%가 사망했다. 사스 역시 중국에서 발원한 것으로 알려져 있는데, 발병이 시작된 직후 단 수개월 만에 홍콩과 싱가포르, 캐나다 등 전 세계적으로 확산되면서 774명이 사망했다. 그런데 지금으로부터 약 17년 전 사스 확진 후 생존한 8명의 체내에서 코로나19에 맞설 슈퍼항체가 발견됐다고 중국 신화통신은 21일 보도했다. 신화통신 등 중국 유력언론들은 이날 듀크-싱가포르국립대학교(NUS) 의과대학 왕린파 교수 연구팀이 세계 유명 국제학술지 네이처지에 발표한 보고서를 인용, 사스를 앓았던 환자가 코로나19 백신 접종 뒤 현존하는 모든 코로나 바이러스를 무력화할 강력한 중화 항체를 생성했다고 전했다. 연구팀은 과거 사스에 감염된 후 회복한 환자 8명 가운데 2명은 화이자 백신으로 1차 접종을 마쳤고, 20~60일이 지나자 코로나19 바이러스에 대한 항체 수준이 일반 백신 접종자 대비 매우 높은 수준으로 변화했다고 밝혔다. 또, 나머지 6명은 2차 백신 접종 후 슈퍼 항체로 불릴 만한 수준의 중화항체가 체내에서 생성됐다고 보고했다. 왕린파 교수 연구팀이 연구한 환자들은 싱가포르인들로 구성되어 있는데, 당시 싱가포르는 사스가 발병한 29개국 중 환자 숫자(238명)가 다섯 번째로 많은 나라였다. 왕 교수팀은 연구에 앞서 사스와 코로나19의 바이러스 형태가 80% 이상 동일하다는 학계 연구에 집중했다. 둘 다 표면의 단백질 돌기가 안지오텐신 전환효소2(ACE2)라고 알려진 인간 세포수용체와 결합하면서 인체 감염을 일으켰기 때문이다. 연구 결과, 사스 확진 후 생존했던 이들 체내에서 발견된 항체는 코로나19 바이러스 가운데 알파, 베타, 델타 등 변종 바이러스 모두에 작동했다는 점에서 학계는 흥분을 감추지 못하는 분위기다. 미국 워싱턴대 닐 킹 박사는 이번 연구에 대해 “코로나 백신 연구의 시간을 단축시켜 줄 대단한 발견”이라면서 “이번 발견으로 사스와 코로나19라는 단 2개 바이러스 조합만으로도 큰 효과를 얻을 수 있게 된 것”이라고 기대감을 비췄다. 이들 연구팀은 이번 연구 결과와 관련해 향후 추가 변종 바이러스가 발견될 가능성이 큰 유사 코로나바이러스에도 저항력 있는 항체라고 해석했다. 이들 체내서 발견된 항체를 연구, 상용화 할 시 향후 발생 가능한 모든 코로나 변종 바이러스에 대항할 판 코로나 백신 제조가 가능하다는 것이다. 연구를 이끈 왕린파 교수는 "이 항체는 이미 알려졌거나 아직 발견되지 않은 모든 코로나19 변이 바이러스 뿐만 아니라 앞으로 유행할 가능성이 있는 또 다른 초강력 바이러스 변종들에 대해서도 인간의 삶과 안전을 보호할 수 있을 것”이라고 했다. 이어 “언젠가 또다른 코로나 바이러스가 창궐했을 때를 대비한 치료 항체를 확보하게 된 셈”이라고 의미를 부여했다.

러시아 시베리아에서 발견된 새끼 동굴사자 두 마리에 대한 연구결과가 발표됐다 동굴사자는 빙하시대로 불리는 홍적세(Pleistocene) 말기 당시, 동시베리아 인근에 광범위하게 서식했지만 현재는 멸종된 동물이다. 연구에 활용된 것은 각각 2017년, 2018년 시베리아 북극 지대에서 미라 상태로 발견된 것으로, 새끼 상태에서 죽은 것으로 추측돼 왔다. 스톡홀름 고유전학 연구소 측은 당초 암컷과 수컷의 두 동굴사자의 발견 위치가 근접한 것으로 보아, 이 둘이 남매일 것이라고 추정했었다. 그러나 수년간의 분석 결과, 암컷 동굴사자의 생존시기는 2만 8000년 전 전인 반면, 수컷 동굴사자는 4만 년 전으로 거슬러 올라간다는 사실이 확인됐다. 다만 공통점은 두 새끼 동굴사자 모두 태어난 지 1~2개월 만에 죽었다는 사실이다. 또 컴퓨터 단층 촬영 결과, 동일하게 두개골 손상 및 갈비뼈 탈구 등이 발견됐다. 연구진은 이중 암컷 동굴사자가 연약한 신체 조직과 장기 기관 및 털과 수염까지 완벽하게 보존돼 있어 연구가치가 매우 높은 것으로 평가했다. 연구를 이끈 로베 달렌 스톡홀름 고유전학 연구소 교수는 “암컷 새끼 동굴사자는 현재까지 발견된 빙하기 동물 중 가장 완벽하게 보존된 동물일 것”이라면서 “심지어 수염까지도 고스란히 남아있었다”고 설명했다. 이어 “보존 상태로 보아 죽은 지 얼마 되지 않아 바로 묻혔을 것”이라면서 “이는 동물이 산사태 등으로 빠르게 흘러내리는 진흙더미나 동토 틈에 떨어져 죽었을 가능성을 시사한다”고 덧붙였다. 한편 거대한 고양이과 동물에 해당하는 동굴사자는 지금의 사자와 다르게 적은 수가 함께 다니거나 홀로 생활했으며, 매머드 새끼나 사슴, 영양 등을 잡아먹고 살았을 것으로 추정된다. 멸종 원인에 대해서는 다양한 설이 존재하는데, 기후가 따뜻해지고 인류와 생활 터전을 공유하면서 멸종했다는 설과, 기후변화로 인해 먹이사슬이 붕괴하면서 멸종했다는 설 등이 존재한다.　 자세한 연구결과는 국제학술지 쿼터너리 최신호에 실렸다.

DGIST 신물질과학전공 이성원 교수 연구팀은 단층 그래핀과 금속산화물 이종접합 물질을 이용해 얇고 유연하면서도 기계적 안정성이 우수한 에너지 저장소자 개발에 성공했다. 개발된 에너지 저장소자는 피부 부착형 웨어러블 기기의 보조 전원으로의 활용이 기대된다. DGIST 이성원 교수팀은 0.1mm 이하의 초박막 형태로 수퍼캐패시터를 제작, 접어서도 사용가능한 정도의 기계적 유연성을 확보했다. 특히 개발한 슈퍼캐패시터는 접어 사용하더라도 펼쳤을 때와 동일한 전기적 특성을 보장하는 장점을 가져, 웨어러블 제품의 에너지 소자로 피부에 부착되더라도 자유로운 움직임 속에서 특성의 변화 없는 안정적인 에너지 공급이 가능하다. 이번 연구를 통해 개발된 슈퍼캐패시터는 단층 그래핀 위에 금속 산화물을 성장·접합시켜 제작한 것으로, 산업 현장에서의 실질적인 활용이 많지 않던 단층 그래핀을 활용한 대표적인 사례로서의 의미가 크다. 뿐만 아니라, 금속산화물을 다른 물질과 접합시킬 때 나타나는 복잡한 변화에 대해서도 관찰함으로써, 향후 관련 연구 분야 가이드라인으로서의 의미도 함께 지닌다. DGIST 신물질과학전공 이성원 교수는 “이번 연구를 통해 완성한 수퍼캐패시터는 총 두께 30μm(마이크로미터), 단위 면적당 저장용량 7.76mF/cm2로, 1000번의 충전과 방전을 시행하여도 거의 동일한 저장용량을 보장해, 물성이 변하지 않는 장점을 갖고 있다”며 “여러 장점이 많은 슈퍼캐패시터지만 현재 다른 상용 배터리보다 다소 낮은 총 에너지 저장용량을 해결하기 위해 추가적인 연구를 계속해나갈 예정이다”고 밝혔다. 이번 연구는 DGIST 신물질과학전공 난다나팔리(Nandanapalli) 박사 후 연구원 등이 참여했고, 에너지 분야 국제학술지 ‘나노 에너지(Nano Energy)’에 지난 6월 24일 온라인 게재됐다.

급격한 기후변화 때문에 인류를 비롯한 현존 생물체 대부분이 사라지는 ‘여섯 번째 대멸종’에 대한 우려가 크다. 지구라는 행성이 탄생한 뒤 지금까지 다섯 번의 대멸종 사건이 있었다. 가장 심각했던 것은 고생대 페름기에서 중생대 트라이아스기로 넘어가던 때에 발생한 세 번째 대멸종으로 지구 생물종의 95%가 사라져 버렸다. 그렇지만 사람들에게 가장 익숙한 대멸종 사건은 다섯 번째 대멸종이다. 6600만년 전 중생대 백악기 말에 발생한 다섯 번째 대멸종의 원인으로 기후변화, 운석충돌, 화산폭발 등이 지목되고 있지만, 어느 것이 결정적이고 치명적이었는지는 여전히 논란이 계속되고 있다. 어쨌든 이 사건으로 공룡을 비롯한 지구상 존재하던 생물체 75%가 순식간에 소멸됐다.‘멸종’이라는 단어가 인간을 비롯한 현존하는 생명체들에게는 종말론적으로 느껴지겠지만 새로 나타날 미지의 생명체에게는 희망의 단어일 수도 있다. 실제로 고생대 말 발생한 대멸종 덕분에 공룡 시대가 열렸고, 공룡들이 사라진 덕분에 ‘포유류의 시대’가 열렸으며, 인간도 등장해 지금에 이를 수 있게 됐다. 미국 콜로라도 볼더대 지질과학과, 콜로라도 자연사박물관 공동연구팀은 다섯 번째 대멸종을 전후해 등장한 작은 크기의 포유류, 일명 ‘호빗 생물’ 3종을 새로 발견하고 고생물학 분야 국제학술지 ‘계통 고생물학’ 8월 18일자에 발표했다. 이번에 발견된 3종의 호빗 포유류는 포유류 진화가 공룡 멸종 이후 매우 빠르게 진행됐다는 것을 보여 주는 증거로 받아들여지고 있다. 연구팀은 서로 다른 세 종류의 고생물들 아래턱뼈와 이빨 일부분을 발굴하는 데 성공했다. 아래턱뼈와 이빨은 고생물의 특성과 생활방식, 신체 크기 등을 파악할 수 있는 중요한 단서다. 연구팀은 비슷한 시기에 등장한 것으로 알려진 원시 포유류 29종의 이빨과 아래턱뼈를 해부학적으로 비교한 결과 새로운 종이라는 것을 알 수 있었다. 이들 3종의 동물은 백악기 말 공룡이 멸종한 직후부터 신생대의 시작인 팔레오기 팔레오세 초기에 북미 지역에 등장했다. 이번에 발견된 포유류들의 성체 크기는 생쥐부터 집고양이 정도로 확인됐다.고대 유제류의 일종으로 말, 코끼리, 소, 하마 같은 발굽이 있는 포유류들의 원시 조상인 세 종류의 고생물은 각각 미니코누스 제아니내, 코나코돈 헤팅게리, 베오르누스 호네이로 명명됐다. 특히 베오르누스 호네이는 다른 것들과 달리 독특한 형태로 튀어나온 어금니 때문에 J R R 톨킨의 ‘반지의 제왕’ 프리퀄인 ‘호빗’에 등장하는 베오른이라는 호빗족 인물과 비슷하다고 해서 이름 붙여졌다. 이들의 가장 큰 특징은 이전 생물들과 달리 독특한 이빨 구조로 돼 있다는 점이다. 기존 원시 포유류과 비교했을 때도 작은 어금니 크기가 더 크고 사람의 어금니 위쪽처럼 이빨 법랑질 융기를 가진 것으로 밝혀졌다. 연구팀은 이런 이빨 구조를 근거로 이들 호빗 포유류가 육류뿐만 아니라 질긴 식물까지도 쉽게 먹을 수 있는 잡식성이었던 것으로 파악했다. 연구를 이끈 재린 에벌 콜로라도대 교수(척추고생물학)는 “이번 연구는 그동안 원시 포유동물이 거의 발견되지 않았던 북미 서부 지역에서 새로운 종을 찾아냄으로써 공룡이 멸종한 직후 처음 수십만 년 동안 기존에는 볼 수 없었던 포유동물들이 세계 곳곳에서 폭발적으로 나타났으며 급속한 진화를 통해 지금에 이르고 있다는 것을 다시 한번 알 수 있게 해 줬다”고 말했다.

폭염의 기세가 한풀 꺾였다고는 하지만 낮 기온은 여전히 30도를 웃돌면서 덥습니다. 날씨가 더우면 사람들이 쉽게 입맛을 잃게 됩니다. 이 때문에 여름에는 더위도 잊게 해 주고 입맛을 돌게 해 주는 매운 음식을 찾는 이들이 많습니다. 매운맛은 잘 알다시피 혀의 미뢰 세포가 느끼는 단맛, 신맛, 짠맛, 쓴맛, 감칠맛과 달리 혀의 통각이 느끼는 감각입니다. 혀에 통증을 가해 매운맛을 느끼게 해 주는 물질은 캡사이신, 알리신, 피페린 등입니다. 이들 성분은 고추, 마늘, 후추에 포함돼 있습니다. 특히 고추는 매운맛을 낼 때 다른 식재료들보다 널리 사용됩니다. 이 때문에 고추는 요리 문화를 바꾼 식물로 평가받고 있기도 합니다. 김치라는 한국의 독특한 발효식품을 만들어 낼 수 있었던 것도 고추 덕분인 것은 확실합니다. 그렇지만 한반도에서 마늘은 단군신화에 나올 정도로 오랫동안 사용됐지만 고추가 유입된 시기는 명확하지 않습니다. 외국의 과학자들도 고추라는 독특한 식재료의 역사가 궁금했던 모양입니다. 유전자 분석을 통해 고추 유통 역사를 찾아나선 것입니다. ●5대륙 130개국 1만여종 유전자 분석 이탈리아 채소·관상작물연구센터, 토리노대, 독일 라이프치히 식물유전학·작물연구소, 괴팅겐 게오르그 아우구스트대, 대만 세계야채센터, 스페인 발렌시아 기술과학대 농업다양성연구소, 프랑스 국립농업연구소, 네덜란드 바헤닝언대, 터키 바티 아크데니즈 농업연구소, 불가리아 농작물연구소, 이스라엘 식물과학연구소 공동연구팀은 고추가 지역의 음식문화를 바꾸고, 음식문화는 지역별 다른 맛의 고추가 재배될 수 있도록 만들었다고 18일 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 8월 17일자에 실렸습니다. 연구팀은 5대륙 130개국에서 수집한 고추 1만여종에 대한 유전자를 분석하고 각국의 유전자은행이 가진 고추 관련 자료를 바탕으로 유전자의 유사성과 차이, 분리 시기를 정량화했습니다. 식물 유전자은행은 재래종, 계통, 품종, 야생종, 유전계통 등에 따라 수집·보존함으로써 다양한 유전자를 장기간 보존하고 필요에 따라 이용자에게 제공하는 역할을 합니다. ●유럽·아시아 등 1618개 유전적 동일 성 확인 분석 결과 서로 다른 지역에서 수입된 1만여종의 고추 중 1618개는 형태와 맛은 다르지만 유전적으로 동일한 것으로 확인됐습니다. 유럽과 아시아 지역에서 재배되는 고추는 유전자를 공유하고 있으며 아프리카와 유럽 일부 지역의 고추는 북미 대륙의 고추와 유전자를 공유하는 것으로 나타났습니다. 유라시아의 경우는 실크로드를 오가는 대상을 통해 전파됐고, 북미 지역과 유럽, 아프리카 고추는 신대륙 발견과 대서양 횡단 무역으로 전해지면서 유전자를 공유할 수 있었던 것으로 연구팀은 해석했습니다. 또 남미대륙과 동유럽, 아프리카에서는 고유한 유전자를 가진 고추가 많은 것으로 조사되기도 했습니다. ●음식문화가 식재료 유전적 다양성 만들어 연구를 이끈 독일 라이프치히 식물유전학·작물연구소 닐 슈타인 교수는 “식재료의 전파에 따라 음식문화가 변하고 음식문화가 식재료의 유전적 다양성을 만들어 낼 수 있다는 것을 이번 연구로 알 수 있었다”며 “음식뿐만 아니라 인간이 만드는 다양한 문화에 영향을 미칠 수 있는 생물종 다양성의 보존과 관리에 좀더 관심을 기울여야 할 것”이라고 말했습니다.

기초과학연구원(IBS) 분자분광학 및 동력학 연구단은 빛이나 양자물질이 입자와 파동의 성질을 모두 갖고 있다는 ‘양자역학 상보성 원리’를 자체 개발한 장비로 실험적으로 검증하는 데 성공했다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 8월 19일자에 실렸다. 연구팀은 양자물질의 파동성과 입자성을 실험적으로 조절해 측정할 수 있도록 한 ‘얽힌 비선형 광자쌍 광원’이라는 장치를 자체 개발했다. 지금까지는 양자입자의 파동성과 입자성을 하나씩만 측정할 수 있는 것으로 알려져 있었지만 연구팀은 이번에 개발한 장치로 양자 얽힘 정도를 조절해 파동성·입자성 모두를 하나의 장치로 측정할 수 있다는 점을 증명해 냈다. 이번 연구는 상보성 원리가 제시된 지 약 100년 만에 정량적으로 측정하는 데 성공했다는 평가를 받는다.

다른 사람의 말을 집중해서 잘 듣는 ‘경청’은 대화를 하는데 있어서 중요한 요소이다. 대화를 잘 하기 위해서는 경청이 중요하다는 것은 알고 있지만 실제로 대화를 할 때는 듣기보다는 말하는 것을 즐기는 사람들이 더 많다. 그런데 신경과학자들이 말하는 것보다 경청이 뇌 건강에 도움이 된다는 재미있는 연구결과를 내놨다. 미국 뉴욕대 의대 인지신경학센터, 보스턴 프레이밍엄 연구단, 하버드대 인구·발달연구센터, 하버드대 공중보건대, 보스턴대 공중보건대 생물통계학과, 보스턴대 의대 신경학과, 텍사스대 보건과학센터 알츠하이머 및 퇴행성신경질환연구소, 캘리포니아 데이비스대(UC데이비스), 브리검여성병원 알츠하이머 연구 및 치료센터, 호주 모나쉬대 뇌·정신보건연구소 공동연구팀은 남의 말을 잘 듣는 사람이 자기 말만 하는 사람들보다 뇌가 훨씬 젊고 뇌기능도 더 발달해 있다고 밝혔다. 또 잘 듣는 사람과 가까이 하거나 경청 연습을 하는 것이 뇌건강에도 도움이 된다고 덧붙였다. 이번 연구결과는 미국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘JAMA 네트워크 오픈’ 8월 17일자에 실렸다. 신경과학자들은 노화나 질병으로 인한 뇌기능의 퇴화를 막기 위해서는 운동, 긍정적 사고, 사회적 상호작용, 독서나 퍼즐 같은 규칙적인 정신적 자극이 필요하다고 조언하고 있다. 연구팀은 이런 활동들이 뇌 인지복원력과 관련있다는 점에 착안하고 뇌 건강 유지를 위한 다른 요소는 없는지에 주목했다. 연구팀은 미국 매사추세츠 프라이밍엄에 사는 성인 5000여 명을 대상으로 1983년부터 2003년까지 약 20년 동안 흡연, 당뇨, 비만, 운동여부는 물론 사회적 관계를 어떻게 맺고 있는지에 대해 연구한 ‘프라이밍엄 심장 연구’(FHS) 데이터를 활용했다. 연구팀은 FHS 조사에 참여한 사람 중 치매, 뇌졸중, 기타 신경질환을 앓은 적 없는 2171명을 대상으로 사회적 상호작용, 생활습관에 대해 설문조사하고 각종 건강 지수를 측정하는 한편 기능성 자기공명영상(fMRI)로 뇌의 활동을 측정했다. 연구 결과, 뇌의 부피가 작을수록 인지기능이 떨어지는 경향이 있으며 사회적 관계가 활발한 사람이 그렇지 못한 사람들보다 뇌의 부피가 더 크고 인지기능이 우수한 것으로 나타났다. 그런데 사회적 관계가 활발한 사람들은 대부분 말하기보다는 다른 사람의 말을 잘 듣는 경청습관을 갖고 있는 것으로 조사됐다. 연구팀의 분석에 따르면 인지 회복력이 가장 뛰어난 사람들은 경청 습관이 있는 이들이었으며 그 다음으로는 자신의 말을 들어줄 수 있는 친구나 가족을 갖고 있는 사람들로 나타났다. 인지 회복능력이 가장 떨어지는 사람은 듣기보다 말하기를 좋아하는 이들이었다. 이들은 알츠하이머 같은 퇴행성 뇌질환 가능성이 다른 사람들보다 높은 것으로도 나타났다. 또 경청습관이 있는 사람들은 말하기 좋아하는 사람들보다 뇌의 나이가 최소 4살 젊은 것으로 나타났으며 뇌 부피도 더 큰 것으로 조사됐다. 연구팀은 자신의 말을 앞세우는 것보다 타인의 말을 잘 들어주는 사람들이 사회적 관계도 우수하다고 밝혔다. 이와 함께 연구팀은 다른 사람의 말을 잘 들어주는 연습을 통해 뇌 기능과 인지 회복력을 높일 수도 있다고 덧붙였다. 신경과학자인 조엘 살리나스 뉴욕대 의대 교수는 “인지회복력은 뇌의 노화를 막고 뇌신경관련 질환에 대한 완충 역할을 하는 것으로 알려져 있다”라며 “대표적인 퇴행성뇌질환인 알츠하이머 치매에 대한 치료법이 없는 상황에서는 병을 예방하고 질병의 진행을 막기 위해 인지회복력이 중요하고 그 핵심이 경청에 있다는 것은 시사하는 바가 크다”라고 설명했다.

제주도 세계유산본부는 성산일출봉 인근 해저에서 과거 분화구의 흔적을 발견했다고 17일 밝혔다. 분화구의 흔적은 세계유산본부가 유네스코 세계자연유산인 성산일출봉의 형성 과정을 새롭게 규명하기 위해 문화재청으로부터 국비를 지원받아 진행하고 있는 ‘성산일출봉 해저지질 조사 및 가치 발굴 연구’를 통해 발견됐다. 다중빔 음향측심기를 이용해 성산일출봉을 중심으로 반경 3㎞의 해저 지형을 정밀 측량한 결과, 성산일출봉 동남쪽 약 500m 떨어진 해저면(수심 약 10m)에서 지름 600m에 달하는 원형의 분화구 흔적이 확인됐다. 이번 조사에 연구원으로 참여하고 있는 손영관 교수(경상대)는 지난 2012년 국제학술지(GSAB)에 발표한 논문에서 현재 일출봉의 구조와 형태 등을 고려했을 때 해저에 또 다른 분화구의 존재 가능성을 제기한 바 있는데 실제로 분화구 흔적이 확인된 것이다. 이번 흔적 상태로 발견된 분화구는 지금의 성산일출봉이 형성되기 이전에 일출봉과 유사한 형태의 화산활동에 의해 형성됐다. 현재 바다 속에 원형의 분화구 흔적만 남아있으며, 분화구 주변으로 띠 모양의 지형구조도 관찰됐는데 이는 분화구의 외륜이 침식돼 남겨진 흔적으로 추정하고 있다. 또 해저에는 분화구 흔적 외에 과거 해수면이었음을 나타내는 흔적과 용암이 흘러 만들어진 것으로 추정되는 지형들도 관찰됐다. 이번 조사는 과거 제주도의 화산활동과 형성과정을 이해하는데 중요한 단서가 될 것으로 기대된다. 강만관 도 세계유산본부장은 “이번 연구를 통해 성산일출봉 해저 지질자원 보존 및 관리계획을 수립하고, 성산일출봉의 새로운 가치를 활용하는 방안도 마련하겠다”고 말했다. 성산일출봉은 뜨거운 마그마가 얕은 물과 만나 폭발적으로 분출한 수성화산활동 의해 형성된 응회구)로, 분출 당시 만들어진 화산재층이 파도에 의해 침식돼 현재의 모습으로 남아 있다. 기존 육상에 대한 연구는 상당 부분 이뤄졌으나 해저 지형과 지질에 대해서는 거의 알려진 바가 없다.

미국의 저명한 과학자가 광주의 코로나19 차단 방역을 모범 사례로 소개해 눈길을 끌고 있다. 16일 광주시에 따르면 분자생물학자인 알리 누리 박사는 최근 자신의 트위터에 광주에서 발생한 집단 감염 통제 과정을 공유했다. 알리 누리 박사는 국가안보·에너지 환경 보좌관을 역임하는 등 세계적 위험을 해결하는 데 힘쓰는 미국 과학자연맹 전 회장이다. 알리 누리 박사는 “대한민국 광주에 코로나19가 발생하면서 접촉자 확인을 위한 인터뷰,휴대전화 위치 정보와 신용카드 영수증 등 세심한 추적이 이뤄졌다”며 “밀접 접촉자 3000명은 자가 격리되고 또 다른 9000명은 적극적으로 모니터링됐다”고 소개했다. 그는 “시민들은 확진자의 동선 알림을 받고 (확진자와) 같은 장소에 있었던 사람들은 검사를 받게 됐다”며 “6만3000명이 검사를 받고 10개의 감염 군이 도시 전역에서 확인되고 나서 확산은 통제됐다”고 말했다. 알리 누리 박사는 집단 감염 경로별 상관관계를 나타내는 체계도를 공유하기도 했다. 체계도 등 분석 내용은 광주 의료진과 전문가들이 최근 국제학술지 ‘감염과 공중보건 저널’(Journal of Infection and Public Health)에 게재한 논문을 참고한 것이다. 집필진은 지난해 6월 27일부터 발생한 집단 감염 대응 과정을 정리하면서 “더 효과적이고 정교한 예방 전략을 마련하려면 감염 양상을 알아야 한다”며 “이번 연구는 지속적인 접촉 추적이 지역 사회의 코로나19 전파를 줄이는 데 중요하다는 사실을 보여준다”고 강조했다. 논문에서는 당시 광주에서 20일간 발생한 지역 감염 138건 중 136건(98.6%)의 역학 관련성을 설명했다. 방문 판매에서 시작된 집단 감염이 확진자와 n차 감염자 동선을 따라 교회,배드민턴 동호회,요양원,사우나,학원 등으로 확산했다. 광주시 관계자는 “광주의 방역 체계가 세계적으로 주목받고 있다는 방증”이라고 말했다.

일상 가능한 최소한 방역조치 연구 필요 얼마 전 소셜네트워크서비스(SNS)에서 인포그래픽 하나가 사람들의 이목을 끌었다. 코로나19 통계를 생산해 발표하는 미국 존스홉킨스대 시스템과학공학센터(CSSE)가 역사 속에서 인류를 괴롭혔던 대유행 감염병으로 인한 사망자 숫자를 그림으로 표현한 것이다. 최악의 감염병은 유럽 인구의 3분의1을 사라지게 만든 14세기 흑사병으로 조사됐다. 코로나19는 지난 8월 10일 기준으로 역대 8번째 감염병으로 나타났다. 문제는 코로나19는 현재 진행형이며 이전 감염병들처럼 어느 한 대륙에서만 유행하는 것이 아니라 전 세계적으로 확산돼 있다는 점이다. 지난해 12월부터 전 세계 곳곳에서 백신 접종이 시작되면서 조만간 일상을 회복할 것이라는 낙관론도 나왔다. 그러나 변이 바이러스들의 등장으로 감염자 숫자는 다시 급증하고 있다. 국내 언론이 방역 우등생이라고 입에 침이 마르도록 칭찬했던 이스라엘도 백신 접종 여부를 떠나 마스크 착용을 의무화하고 강도 높은 방역조치를 실시하고 있다.이렇듯 끝나지 않는 감염병과의 전쟁 속에서 정신건강 부분이 간과되고 있다는 지적이 나오고 있다. 정신방역에 실패할 경우 코로나19와의 전쟁에서 승리한 뒤에도 심각한 후유증을 앓을 수 있다는 것이다. 캐나다 캘거리대, 캘거리 앨버타 아동병원 연구소 공동연구팀은 코로나19 대확산으로 우울증과 불안증을 호소하는 청소년들이 급증했다고 15일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 미국 의학회에서 발행하는 의학 분야 국제학술지 ‘JAMA 소아과학’ 8월 10일자에 실렸다. 연구팀은 지난해부터 올 2월까지 청소년 정신건강과 관련해 청소년 총 8만 879명을 대상으로 수행한 29건의 연구를 메타분석했다. 메타분석은 동일하거나 유사한 주제로 연구된 자료들을 객관적이고 계량적으로 종합해 거시적으로 문제를 파악할 수 있게 해 주는 연구방법론이다. 분석 결과 전 세계 18세 이하 아동 청소년의 4명 중 1명은 임상적으로 우울증 증상이, 5명 중 1명은 불안증 증상에 시달리고 있는 것으로 나타났다. 이 같은 수치는 코로나19가 전 세계로 확산되기 시작한 2020년 이전에 비해 두 배 이상 증가한 것이라고 연구팀은 밝혔다. 연구를 이끈 셰리 메디건 캘거리대 교수는 “코로나19 확산으로 인해 취해진 등교제한, 학교폐쇄 조치 등이 청소년 성장 과정에서 중요한 부분들을 놓치게 만들어 정신적 위기를 겪게 하고 있는 것으로 보인다”고 말했다. 이 같은 정신적 위기는 청소년에게만 한정돼 있지 않다. 노르웨이 오슬로 평화연구소, 덴마크 오르후스대 공동연구팀은 코로나19가 사람들의 일상을 파괴해 좌절감과 불안감을 유발시키면서 전례 없는 차별과 배타적 감정을 부추기는가 하면 파괴적 정서와 행동을 유발시킬 가능성을 높이고 있다는 분석 결과를 실험심리학 분야 국제학술지 ‘심리과학’ 8월 10일자에 발표하기도 했다. 이에 과학자들은 방역 피로감을 줄이면서 효과적으로 감염병 확산을 막을 수 있는 방법을 찾고 있다. 영국 워워크대, 노팅엄대, 옥스퍼드대 공동연구팀은 방역조치로 인한 경제적 손실을 최소화하고 코로나19 확산은 효과적으로 차단할 수 있는 ‘최적 잠금 전략’을 연구하고 있으며 컴퓨터 가상실험으로 일부 효과를 확인했다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 계산생물학’ 8월 13일자에 실렸다. 연구팀은 영국과 프랑스를 대상으로 스마트폰에서 확보한 사람들의 이동정보, 보건 당국의 코로나19 감염자 정보를 활용했다. 연구팀은 확보된 정보를 슈퍼컴퓨터를 이용해 ‘근사 베이지안 계산’(ABC) 기법으로 분석한 결과 공중보건 비용과 경제적 손실 등을 모두 고려해 실시간으로 직장과 학교의 재개 정도를 결정할 수 있는 최적의 방역 프로토콜을 설계하는 것이 가능하다는 것을 확인했다. 이번 연구들을 수행한 과학자들은 “가까운 시일 내에 코로나19 종식은 사실상 어려울 것”이라며 “장단기적 차원의 인류 피해를 최소화할 수 있는 방안을 찾는 것이 현재로서는 최선”이라고 말했다.

전립선암은 남성에게 발생하는 가장 흔한 암 중 하나로 최근 국내에서도 발생빈도가 증가하는 추세이다. 전립선암 진단을 위해서는 의사가 항문쪽에 손가락을 넣어 촉진하는 직장수지검사와 초음파장치를 넣어 검사하는 방법이 일반적이다. 혈액 속 전립선 특이항원(PSA)를 검사하는 방법도 있지만 환자들의 심리적, 신체적 불편함이 커 조기진단 시기를 놓치는 경우도 많다. 이에 국내 연구진이 소변 한 방울로 전립선암을 진단할 수 있는 방법을 개발해 주목받고 있다.한국과학기술연구원 뇌과학연구소, 고려대 화공생명공학과, 고려대 안암병원 비뇨의학과 공동연구팀은 소량의 소변만으로도 전립선암 관련 마이크로RNA를 검출해 낼 수 있는 기술을 개발했다고 12일 밝혔다. 이번 연구결과는 생체센서분야 국제학술지 ‘바이오센서스 및 바이오일렉트로닉스’에 실렸다. 기존 전립선암 진단법들은 환자들의 심리적 거부감이 커 손쉽게 암 진단하는 기술을 개발하려는 시도들이 활발하다. 그 중 하나가 침이나 혈액, 소변 등 체액 내 엑소좀이라는 물질에 포함된 마이크로RNA를 활용하는 것이지만 적은 시료에서 효과적으로 검출하는 방법은 아직 나오지 않은 상태이다. 이에 연구팀은 적은 양의 마이크로RNA 신호를 증폭시켜 질병 여부를 손쉽게 찾을 수 있는 방법을 찾았다. 연구팀은 이번에 개발한 기술을 이용해 일반인 19명과 전립선암 환자 19명에게서 각각 0.6㎖의 소변만으로도 마이크로RNA 발현량을 정확히 구별해 내는데 성공했다. 이번 기술은 기존 혈액을 이용한 마이크로RNA 검출법과 비교해 67분의 1에 불과한 시료로 약 2배 이상 정확도로 질병 여부를 진단할 수 있게 해주는 것이다. 최낙원 KIST 박사는 “엑소좀 내 마이크로RNA가 다양한 질병과 연관돼 있다고 알려진 만큼 이번에 개발한 분석기술을 활용하면 전립선암 이외에 다양한 질병을 보다 정확하게 진단해 낼 수 있을 것”이라고 설명했다.

변이 바이러스의 유행으로 코로나19 대유행이 끝날 조짐이 보이지 않습니다. 많은 사람들이 힘들어하지만 인생의 가장 중요한 시기인 학창 시절을 감염병과 함께 보내고 있는 학생들은 어려움이 더할 것입니다. 특히 코로나 확산이 시작된 지난해 초중고교 1학년으로 입학한 학생들은 새로운 친구들을 사귈 기회를 거의 갖지 못한 채 네 번째 학기를 맞게 됐습니다. 정부는 올 2학기부터는 사회적 거리두기 단계에 상관없이 등교를 확대하겠다고 하지만 코로나 이전과 같지는 않을 것입니다. 짝꿍 없이 떨어져 앉아야 하고 친구들과 함께하는 모둠활동도 제한적일 수밖에 없습니다. 지식 전수, 사회화라는 학교의 중요한 두 가지 기능이 모두 코로나 대확산 때문에 제대로 작동하지 못하고 있는 셈입니다. 코로나를 계기로 학교 교육도 온라인 중심으로 변해야 한다는 전문가들의 목소리도 나오고 있습니다. 그런데 교실이 아동 청소년들의 사회화 과정에 어떻게 작용하는지, 얼마나 중요한지를 보여 주는 재미있는 실험 결과가 나왔습니다. 독일 막스플랑크 인간발달연구소, 라이프치히대, 헝가리 경제학연구소, 교육·네트워크과학연구센터 계산사회과학부, 미국 위스콘신 메디슨대 생물통계·의학정보학과 공동연구팀은 교실 내 자리 배치에 따라 서로 다른 배경을 가진 학생들이 쉽게 친구가 되고 상호 이해의 폭을 넓힐 수 있다는 연구 결과를 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 8월 12일자에 발표했습니다. 앞선 많은 연구들에 따르면 사람들은 성별, 나이, 민족, 인종, 사회경제적 상황 등이 비슷한 사람들끼리 친구가 되는 경향이 강합니다. 물리적 거리가 친소 관계에 미치는 영향에 대한 연구는 거의 없었지요. 이에 연구팀은 헝가리의 40개 초등학교 3~8학년 182개 반, 학생 2966명을 대상으로 사회적 배경이나 평소 친소 관계와는 무관하게 무작위로 교실 내 자리 배치를 했습니다. 연구팀은 한 학기 동안 학생들의 자리 배치를 바꾸지 않았고, 학기 마지막 날 짝꿍과 주변에 앉은 친구들에 대해 느낀 처음 생각과 현재 우정에 관해 설문조사를 했습니다. 그 결과 자신과 비슷한 배경이지만 멀리 떨어져 있는 학생들끼리보다는 학업 성적, 성별, 사회경제적 환경 등 인구통계학적 차이가 크더라도 옆이나 앞, 뒤 등 주변에 앉은 학생들끼리 친해지는 경우가 압도적으로 높은 것으로 나타났습니다. 이번 연구를 이끈 미국 위스콘신매디슨대 펠릭스 엘워트 교수는 “사회적 배경에 상관없이 가까이 있다는 것만으로도 타인에 대한 이해도를 높일 수 있음을 보여 주고 있다”고 말했습니다. 헝가리 교육·네트워크과학연구센터 타마스 켈러 교수도 “어린 시절 자신과 다른 배경의 친구를 사귄다는 것은 성인이 된 뒤에도 영향을 미칠 수 있는 만큼 학교는 교실 내 사회화 과정에 더 신경써야 할 것”이라고 조언했습니다. 우리 사회가 점점 더 편협해지고 있다고 이야기하며 걱정하는 사람들이 많습니다. 그렇지만 우리 교육 환경을 보면 비슷한 아이들이 모여 있는 학원이 학교 수업을 대신할 수 있다고 생각하거나 자녀의 교우 관계까지 관여하는 부모들도 많습니다. 부모들 걱정도 이해가 됩니다. 그렇지만 이런 상황에서 다른 배경을 가진 이웃에 대한 이해나 포용적 사회를 기대한다는 것은 좀 우스운 일이 아닌가 싶습니다.

한국전자통신연구원(ETRI), 카이스트 기계공학과, 한국화학연구원 공동연구팀은 빛을 100% 차단할 수 있는 고분자 투명필름을 개발했다고 11일 밝혔다. 기존에 스마트 창이나 유연 디스플레이에 사용되는 투명필름은 필요에 따라 광량 조절이 사실상 불가능하다. 연구팀은 신축성을 이용해 빛 투과량을 제어할 수 있는 고분자 투명필름을 만들었다. 신축성 있는 투명필름은 잡아당기는 정도에 따라 빛 투과량을 조절할 수 있고 빛을 완벽하게 차단할 수도 있다. 웨어러블 기기나 유연 디스플레이, 스마트 창 등 다양한 분야에 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 이번 연구 결과는 영국왕립화학회가 발행하는 국제학술지 ‘재료화학 C’ 최신호 표지논문으로 실렸다.

‘로봇 물고기’라는 단어를 들으면 많은 사람들이 10여년 전 이명박 정부 당시 진행됐던 4대강 사업을 떠올린다. 당시 정부는 4대강 사업으로 인한 강물의 수질 변화를 조사하겠다는 명목으로 60억원에 가까운 예산을 투입해 생체모방형 수중로봇, 일명 로봇 물고기 개발을 추진한 바 있다. 외국에서는 물고기 구조와 기능을 분석한 생체역학, 유체역학, 수학적 모델링 등을 이용해 체계적인 로봇 물고기 개발에 나서고 있다. 한국에서처럼 말도 안 되는 황당한 목적이 아니라 에너지를 적게 쓰고 빠르게 움직일 수 있는 자율무인잠수정(수중드론)이나 수중이동체 효율을 높이기 위한 기초 연구로 진행하고 있는 것이다. 세계적인 과학저널 ‘사이언스’에서 발행하는 로봇공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 로보틱스’ 8월 12일자에는 이런 다양한 로봇 물고기 연구개발 결과들이 실렸다. 현재까지 개발된 로봇 물고기나 수중드론은 정해진 속도로만 이동하고 속도 조절이 가능해 속도를 높이거나 늦출 경우 자세 제어가 잘 되지 않는다는 게 단점이다. 연구자들은 물고기들처럼 빠른 속도로 좁은 장소나 장애물을 효과적으로 빠져나가거나 상황에 따라 속도를 변화시키면서 안정적으로 이동할 수 있는 해법을 찾기 위해 다양하게 접근하고 있다. 우선 미국 버지니아대 기계·항공우주공학과, 웨스트체스터대 생물학과 공동연구팀은 참치에서 해법을 찾았다. 연구팀은 참치 꼬리지느러미 구조 및 움직임 분석과 생체역학, 유체역학 모델링을 바탕으로 로봇 참치 ‘튜너봇’을 개발했다. 연구팀은 참치 꼬리지느러미를 수학적으로 분석한 결과 꼬리 강성과 수영 속도가 비례 관계에 있다는 사실을 밝혀냈다. 이에 연구팀은 로봇 물고기에 인공 힘줄을 장착해 물속 환경 변화에 따라 꼬리지느러미의 강성을 조절할 수 있게 했다. 그 결과 순항 속도 조절은 물론 느리게 움직일 때도 안정적 자세 제어가 가능하고 장애물도 빠르게 피할 수 있다는 것을 확인했다.연구를 이끈 버지니아대 대니얼 퀸(자율이동시스템·유체역학) 교수는 “이번에 개발한 튜너봇은 인공 힘줄을 이용해 수중 상태에 따라 꼬리의 강성을 스스로 변화시킬 수 있게 함으로써 마치 다단 기어를 갖춘 자전거처럼 상황에 따라 속도 조절과 고효율 작동이 가능하다는 장점이 있다”고 설명했다. 스위스 로잔연방공과대(EPFL), 로봇공학기업 KM 로보타, 프랑스 IMT 아틀랑티크, 미국 하버드대, 일본 도호쿠대, 캐나다 셔브룩대 공동연구팀은 칠성장어를 흉내낸 로봇 물고기 ‘아그나타X’를 개발하고 연구 논문을 발표했다. 연구팀은 어류 중에 가장 원시적이고 단순한 무악류를 모방했다. 일반적으로 어류는 운동신경과 감각신경을 연결해 주는 중심패턴발생기(CPG)를 갖고 있다. CPG는 서로 다른 근육이 활성화되는 순서를 결정해 이동을 제어할 수 있게 해 준다. 칠성장어는 다른 물고기들과 똑같은 신경 시스템을 갖추고 움직이지만 좀더 모방이 쉬운 단순한 형태를 갖고 있다. 칠성장어의 척수와 비슷한 내부압력센서, 물의 흐름과 세기를 감지하는 외력센서, CPG처럼 이들 센서에서 감지된 정보를 종합해 움직임을 만드는 인공위성발진기로 구성된 아그나타X는 물의 상태 변화를 빠르게 감지하고 그에 맞게 뱀장어처럼 헤엄치는 것이 관찰됐다.‘사이언스 로보틱스’는 “지금까지 나온 로봇 물고기 기술은 에너지 소모가 크고 이동 효율이 낮다는 공통적인 문제를 갖고 있는 만큼 이를 해결하는 것이 수중 로봇 개발 성공의 핵심”이라며 “이번에 개발된 튜너봇이나 아그나타X는 이 같은 문제를 일부 해결한 것으로 보인다”고 밝혔다.

눈이 많이 내리고 유독 추운 겨울이 찾아온 해의 여름은 가마솥 더위가 찾아오는 경향이 크다는 연구 결과가 나왔다. APEC(아시아태평양경제협력체) 기후센터 연구팀은 1975~2017년까지 한반도 일평균 기온과 최고기온 기록을 분석한 결과 1990년대 이후 겨울철 평균기온과 다음 여름철 평균기온 사이에 뚜렷한 상관관계를 발견할 수 있었다고 10일 밝혔다. 겨울이 추우면 여름이 덥고, 겨울이 포근하면 선선한 여름이 찾아오는 경향이 크다는 것이다. 이 같은 연구 결과는 환경과학 분야 국제학술지 ‘환경 연구 회보’에 실렸다. 분석 결과 겨울철 평균기온이 평년보다 낮아 추우면 그해 여름철 평균기온은 평년보다 높은 무더운 날씨를 보이는 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 이 같은 경향성은 논문에서는 다뤄지지 않은 2018~2020년에도 유효하다고 밝혔다. 실제로 평창동계올림픽이 열렸던 2018년 1~2월에는 폭설과 한파가 극심했는데 그 해 여름에 역대급 폭염이 찾아왔다. 겨울철이 비교적 포근했던 2019년과 2020년에는 여름철이 상대적으로 덜 더웠다.이 같은 날씨 패턴은 1970년대나 1980년대와 달리 지구온난화가 본격화되기 시작한 1990년대 이후 한반도에 한파를 불러일으키는 겨울철 대기순환 패턴이 봄철까지 지속되면서 북대서양과 필리핀 지역 부근 열대 서태평양 지역의 해수면 온도에 영향을 미치는 경우가 잦아졌기 때문이라고 연구팀은 밝혔다. 한반도의 겨울철 한파는 북극진동으로 영하 50도 안팎의 차가운 공기가 대기 상층으로 내려오면 발생한다. 이 같은 패턴이 봄철까지 이어질 경우 아열대 지방에서는 공기의 흐름이 정체되면서 태양복사열로 인한 해수면 온도가 지속적으로 높아져 한반도에 여름철 폭염을 불러 일으킨다는 설명이다. 명복순 박사는 “이번 연구는 지구온난화로 인해 1991년 이후 극단적인 기후현상이 점점 심각해지고 있다는 것을 과학적으로 규명해 한반도 여름철 폭염 예측 정확도를 높이고 효과적인 폭염 대책을 수립하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다.

눈이 많이 내리고 유독 추운 겨울이 찾아온 해의 여름은 가마솥 더위가 찾아오는 경향이 크다는 연구결과가 나왔다. APEC기후센터 연구팀은 1975~2017년까지 한반도 일평균 기온과 최고기온 기록을 분석한 결과 1990년대 이후 겨울철 평균기온과 다음 여름철 평균기온 사이에 뚜렷한 상관관계를 발견할 수 있었다고 10일 밝혔다. 겨울이 추우면 여름이 덥고 겨울이 포근하면 선선한 여름이 찾아오는 경향이 크다는 것이다. 이 같은 연구결과는 환경과학 분야 국제학술지 ‘환경 연구 회보’에 실렸다. 분석 결과 겨울철 평균기온이 평년보다 낮아 추우면 그해 여름철 평균기온은 평년보다 높은 무더운 날씨를 보이는 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 이 같은 경향성은 논문에서는 다뤄지지 않은 2018~2020년에도 유효하다고 밝혔다. 실제로 평창동계올림픽이 열렸던 2018년 1~2월에는 폭설과 한파가 극심했는데 그 해 여름에 역대급 폭염이 찾아왔으며 겨울철이 비교적 포근했던 2019년과 2020년에는 여름철이 상대적으로 덜 더웠다.이 같은 날씨 패턴은 1970년대나 1980년대와 달리 지구온난화가 본격화되기 시작한 1990년대 이후 한반도에 한파를 불러일으키는 겨울철 대기순환 패턴이 봄철까지 지속되면서 북대서양과 필리핀 지역 부근 열대 서태평양 지역의 해수면 온도에 영향을 미치는 경우가 잦아졌기 때문이라고 연구팀은 밝혔다. 한반도의 겨울철 한파는 북극진동으로 영하 50도 안팎의 차가운 공기가 대기 상층으로 내려오면 발생한다. 이 같은 패턴이 봄철까지 이어질 경우 아열대 지방에서는 공기의 흐름이 정체되면서 태양복사열로 인한 해수면 온도가 지속적으로 높아져 한반도에 여름철 폭염을 불러 일으킨다는 설명이다. 명복순 박사는 “이번 연구는 지구온난화로 인해 1991년 이후 극단적인 기후현상이 점점 심각해지고 있다는 것을 과학적으로 규명함으로써 한반도 여름철 폭염 예측 정확도를 높이고 효과적인 폭염대책을 수립하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다.

국내 연구진이 코로나19 바이러스가 인체의 1차 관문인 자연살해세포부터 무력화시킨다는 사실을 밝혀냈다. 카이스트 의과학대학원, 충남대병원 감염내과 공동연구팀은 코로나19 환자들을 조사한 결과 자연살해세포의 항바이러스 기능이 약화돼 있다는 시실을 규명했다고 10일 밝혀냈다. 이 같은 연구결과는 의과학분야 국제학술지 ‘알레르기 및 임상면역학’에 실렸다. 일반적으로 체내에 바이러스가 침투하면 인체는 선천면역이라고 하는 1차면역반응이 나타나는데 여기에 관여하는 것이 자연살해세포이다. 자연살해세포는 바이러스에 감염된 세포를 죽이는 역할을 하는데 코로나19 환자들에게서는 이런 항바이러스 자연살해세포의 수나 기능이 떨어져 있다는 보고가 있었다. 그렇지만 자연살해세포의 구체적 변화나 기능감소 메커니즘에 대해서는 명확하게 밝혀지지 않았다. 연구팀은 국내 코로나19 감염환자들을 대상으로 진단 초기부터 회복까지 추적연구를 통해 질병 진행과정에 따라 자연살해세포의 변화를 면밀히 관찰했다. 그 결과 코로나19 환자에게서는 일반인이나 독감환자들과는 달리 자연살해세포의 형태가 변형된 비정형 자연살해세포가 많이 발견됐다. 비정형 자연살해세포는 일반 자연살해세포에 비해 항바이러스 기능이 약화되거나 손상됐다는 것이 확인됐다.또 비정형 자연살해세포들은 코로나19 증상정도와는 상관없이 질병 초기에 빠르게 증가해 코로나19 환자들이 바이러스에 효과적으로 대응하지 못한다는 것을 연구팀은 밝혀냈다. 또 경증 코로나19 환자들에게서는 비정형 자연살해세포의 증가가 일주일 이내에 사라지지만 중증 코로나19 환자들에게서는 비정형 자연살해세포들의 증가가 장기간 지속되면서 선천면역 반응이 손상돼 치료가 더 어려워진다는 사실을 확인했다. 김연숙 충남대병원 감염내과 교수는 “이번 연구는 코로나19 환자의 감염 전 과정에서 자연살해세포의 변화와 특성을 처음으로 분석해 선천면역 반응의 손상 메커니즘을 밝혀냈다는데 의미가 크다”라며 “코로나19 중증 환자의 선제적 치료를 조기에 시작할 수 있도록 돕는 임상적 근거가 될 것”이라고 설명했다.