가상현실(VR)은 컴퓨터를 통해 실제 하지 않는 상황을 현실처럼 체험하게 해주는 기술이다. VR 체험을 가능케 해주는 기술장치들이 계속 발전하면서 VR기술은 다양한 분야에 쓰이고 있다. 의료분야에서도 트라우마나 공포증 치료에 쓰이고 있는데 의과학자들이 VR을 이용해 소아화상 환자들의 통증을 완화시키는데 성공했다. 미국 오하이오 네이션와이드 아동병원 소아트라우마연구센터, 외상연구정책센터, 소아외과교실, 정보해석·혁신연구센터, 오하이오주립대 의대 소아과, 외과, 매사추세츠대 심리학과 공동연구팀은 소아 화상환자들이 치료를 받거나 옷을 갈아입는 동안 스마트폰 기반 VR 게임과 영상을 시청하도록 하는 것이 효과적이라는 사실을 확인했다고 25일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국의학회에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘JAMA 네트워크 오픈’ 6월 22일자에 실렸다. 미국화상협회에 따르면 매년 미국에서만 약 25만명의 아동, 청소년이 화상으로 고통을 받는다. 국내에서도 보건의료빅데이터개방시스템에 따르면 2019년 기준으로 약 12만 3600여명이 화상으로 병원을 찾는 것으로 확인됐다. 화상으로 인한 고통은 단순한 외상 뿐만 아니라 심리적 트라우마도 심각하다. 붕대 교체를 비롯한 치료과정 뿐만 아니라 옷 갈아입을 때도 심한 통증으로 인해 아이들의 공포감과 불안감은 심각한 것으로 알려져 있다. 통증을 줄이기 위해 아편성분의 오피오이드라는 향정신성 약물을 사용하지만 아이들에게는 장단기적으로 부작용이 나타난다는 단점이 있다. 이 때문에 기존에도 음악, 최면, 장난감 등으로 아동 화상환자의 통증 완화를 위한 시도가 있었으나 효과가 크지는 않았다. 연구팀은 2016년 12월부터 2019년 1월까지 2도 이상 화상으로 인해 입원을 했던 6~17세 아동, 청소년 90명을 세 집단으로 나눠 능동형 VR, 수동형 VR, 태블릿 PC이나 장난감을 사용하도록 하면서 치료를 하거나 옷을 갈아입는 5~6분 동안에 느낀 통증지수를 평가하도록 했다. 능동형 VR은 VR 게임이나 영상에 직접 참여하도록 한 것이며, 수동형 VR은 게임이나 영상을 단순히 보도록 한 것이다. 그 결과 능동형 VR을 사용한 아동 환자들의 통증 점수가 가장 낮은 것으로 나타났다. 수동형 VR 사용자들도 장난감이나 태블릿 PC를 이용한 동영상 감상을 한 환자보다 통증 지수가 낮은 것으로 확인됐다. 보호자는 물론 의사와 간호사들도 VR 사용이 치료에 효과적이라고 답했다. 최근 스마트폰을 이용한 VR 활용이 가능해지면서 퇴원 후 집에서 치료를 받거나 통원치료를 할 때도 도움이 될 것으로 의료진은 기대했다. 연구를 이끈 네이션와이드 아동병원 소아트라우마연구센터 소장인 헨리 시앙 교수는 “이번 연구결과는 아동환자에게 장기적으로 부정적 영향을 미칠 수 있는 오피오이드 투여를 줄이고도 통증을 완화시킬 수 있다는 점에서 의미가 있다”라며 “아동 뿐만 아니라 성인환자들에게도 적용이 가능한지 추가 연구를 진행할 것”이라고 설명했다.

국내 연구진이 치매원인물질이 스스로 잡아먹어 치매를 차단할 수 있는 방법을 찾아내 주목받고 있다. 한국생명공학연구원 질환표적구조연구센터, 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소, 이화여대 약대 공동연구팀은 베타아밀로이드 단백질과 함께 치매 유발 주요 원인으로 꼽히는 타우단백질을 자가포식으로 분해하는 원리를 발견했다고 27일 밝혔다. 자가포식은 세포 스스로가 불필요한 세포 성분이나 세포소기관, 단백질을 분해시켜 에너지원으로 재생하는 현상이다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 건강보험심사평가원에 따르면 국내 치매환자 증가율은 연평균 16%로 65세 이상 노인 10명 중 1명이 치매를 앓고 있다. 더군다나 최근에는 60세 미만에서도 환자 수가 꾸준이 늘고 있을 뿐만 아니라 20~30대에서도 치매증상을 보이는 이들이 나타나고 있어 치매 예방과 치료에 대한 기술 개발이 시급하다. 치매의 주요 원인은 알츠하이머로 알려져 있으며 보통 뇌신경세포 속 베타아밀로이드나 타우단백질이 비정상적으로 증가해 뭉치면서 신경세포를 파괴해 인지기능과 기억력 상실을 일으키는 것으로 알려져 있다. 그렇지만 알코올이나 뇌졸중 같은 다른 원인으로 발생하는 경우도 많다. 이처럼 다양한 원인과 정확한 발병원인을 알 수 없기 때문에 일단 치매가 발생하면 치료할 수 있는 방법이 없는 상황이다. 이달 초 미국식품의약국(FDA)는 치매 진행을 늦출 수 있는 아두카누맙이라는 알츠하이머 치매 치료제에 대한 임상4상 시험을 조건부로 승인하기는 했지만 효과에 대해서 전문가들은 상반된 의견을 내고 있다. 기존에는 대부분 단백질 분해효소인 프로테아좀이라는 물질로 치매 원인물질인 타우단백질 제거를 유도하고 있지만 이 역시 효과가 확실치는 않다. 연구팀은 치매를 유발시킨 초파리와 생쥐에게 mRNA 유전자를 조작해 ‘UBE4B’라는 단백질을 증가시키면 타우단백질이 스스로 분해되는 자가포식현상이 촉진돼 타우단백질의 비정상적 응집이 감소하며 치매 증상이 완화되는 것을 확인했다. 특히 기존 프로테아좀을 이용해 분해하는 것보다 자가포식 작용이 타우단백질을 더 효과적으로 제거할 수 있다는 사실을 알게 된 것이다. 연구팀은 UBE4B를 이용한 타우단백질 분해조절 인자에 대해 특허 출원을 진행 중이다. 연구를 이끈 류훈 KIST 박사는 “이번 연구결과는 치매원인 물질 중 하나인 타우단백질 분자가 자가포식작용에 의해 분해될 수 있다는 사실을 밝혀냈다”라며 “이번에 발견된 타우단백질 분해 메커니즘은 생쥐를 이용한 실험에서도 확인된 만큼 사람의 치매에 대응할 수 있는 새로운 방법을 제시해줄 수 있을 것으로 기대한다”고 설명했다.

인도발 코로나19 델타변이 바이러스가 세계 각국에 빠르게 확산되고, 백신접종 후에도 코로나19에 감염되는 돌파감염 사례까지 나오면서 일상으로 되돌아가려는 계획이 어려워지는 것 아니냐는 우려가 나오고 있다. 영국발 변이바이러스인 알파변이보다 델타변이는 전파력이 1.6배 더 높아 백신접종 속도보다 빠르게 확산될 경우 대규모 재확산을 피할 수 없을 것이라는 우울한 전망까지 나오고 있다. 실제로 이스라엘처럼 백신접종률이 높은 국가들도 다시 마스크 착용의무화와 강력한 사회적 거리두기로 다시 돌아가려는 움직임을 보이고 있다. 이런 상황에서 과학자들이 감염력이 강한 변이 바이러스가 나타날 때일수록 코로나19 백신 접종은 반드시 필요하다는 연구결과를 내놨다. 코로나19 완치자도 백신 접종이 필요하고 이들은 백신 1회 접종만으로도 충분히 예방효과가 있는 것으로 확인됐다. 반면 일반인은 이들과 비슷한 강력한 면역효과를 얻고 변이 바이러스 감염을 차단하기 위해서는 반드시 2회 접종을 마쳐야 한다고 과학자들은 조언하고 있다. 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 의대 연구팀은 코로나19 완치자도 백신을 1회 이상 접종하는 것이 필요하며 일반인은 반드시 2회 접종을 하는 것이 감염 예방에 도움이 된다는 연구결과를 발표했다. 이번 연구결과는 미국 화학회에서 발행하는 국제학술지 ‘ACS 나노’ 24일자에 실렸다. mRNA로 만들어진 화이자와 모더나 백신은 코로나19에 대해 95% 이상 면역효과가 있는 것으로 알려져 있다. mRNA 백신은 면역체계가 코로나19 바이러스의 스파이크 단백질 수용체에 대해 항체를 만들도록 자극하는 형태이다. 그렇지만 이들 백신의 임상시험 과정에서는 코로나19에 감염됐다가 회복된 사람들이 포함되지 않았기 때문에 이들에 대한 면역반응은 명확히 알려져 있지 않았다. 연구팀은 코로나에 감염된 적이 없는 28명 남녀와 코로나19에 감염됐다가 완치된 남녀 36명의 혈액을 채취해 효소결합면역흡착측정법이라는 방법으로 백신의 효과를 측정했다. 분석 결과, 코로나19 완치된 뒤 백신1차 접종을 마친 사람은 코로나19 완치됐지만 백신을 접종하지 않은 사람보다 항체반응이 2배 이상 강하게 나타났다. 그렇지만 이들이 2차 접종을 하더라도 항체수치가 추가적으로 증가하는 것은 관찰되지 않았다. 코로나19 회복자들은 백신 1차 접종만으로도 면역효과를 기대할 수 있다는 것이다. 또 코로나19에 감염된 적이 없는 일반인은 백신 1차 접종을 마치면 코로나19 완치 환자와 비슷한 자연면역상태 수준에 머물렀지만 2차 접종을 마치면 심각한 감염에도 대응할 수 있을 정도의 강한 항체가 형성되는 것으로 관찰됐다. 연구팀에 따르면 mRNA 백신의 항체지속시간은 이전 연구에서 나왔던 것들과 마찬가지로 85~90일 정도이다. 전문가들은 항체지속시간은 백신효과가 그 때까지만 지속되다가 사라진다는 의미가 아니라고 설명하고 있다. 항체지속시간 이후에도 중화항체 효과가 다소 떨어지기는 하지만 바이러스에 대해서는 방어력을 갖고 있다는 것이다. 연구를 이끈 오토 양 UCLA 의대 교수(감염병학)는 “현재와 같은 돌파감염이나 알파, 델타변이 같은 코로나19 변이 바이러스들이 확산되고 있는 시점에서 이번 연구결과는 모든 사람이 반드시 백신접종을 받아야 할 필요성을 보여주고 있다”라며 “집단면역으로 전 세계적으로 코로나19 종식선언이 나오기 전까지는 백신 접종 이후에도 사회적 거리두기와 마스크 착용이 계속되야 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

계절 변화에 따라 규칙적으로 번식지를 떠나 월동지에서 한 철을 난 뒤 되돌아오는 새들을 ‘철새’라고 한다. 갓 태어난 철새들도 때가 되면 이동하는 것에 대해 동물학자들은 생체 내비게이션이나 생체 나침반이 유전적으로 내재돼 있기 때문이라고 보고 있다. 독일 올덴부르크대 생물학·환경과학연구소, 물리학과, 뉴로센서연구센터, 프라이부르크 알베르트 루드비히대 물리화학연구소, 영국 옥스퍼드대 화학과, 미국 퍼듀대 의학화학·분자약리학과, 텍사스대 사우스웨스턴메디컬센터, 하워드 휴스 의학연구소, 중국 허베이 물리과학연구소, 허베이 첨단 자기생물학연구센터 공동연구팀은 철새 중 하나인 유럽울새를 연구한 결과 망막 속 단백질 중 하나가 생체 나침반을 만드는 데 중요한 역할을 한다는 것을 밝혀냈다. 철새에서 자성에 민감한 생체분자의 존재를 증명한 이번 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처’ 6월 24일자에 실렸다.때가 되면 떠났다가 돌아오는 철새의 생태는 많은 사람들의 궁금증을 자아냈다. 무언가가 유전되기 때문이라는 것은 막연하게 알고 있었지만 1950년대 독일 조류학자 구스타프 크레이머는 철새가 생체 내비게이션을 내장하고 있다는 분석 결과를 발표하면서 관련 연구들이 본격적으로 시작됐다. 그러던 중 1972년 독일 프랑크푸르트 괴테대 연구팀이 유럽울새를 분석해 철새들이 지구자기장을 인식할 수 있는 ‘생물 나침반’을 갖고 있다는 사실을 증명하면서 철새 이동 원리의 수수께끼가 금세 풀릴 것이라는 기대감이 커졌다. 그렇지만 철새의 생물 나침반을 만드는 것이 무엇인지에 대해서는 여전히 베일 속에 남아 있었다. 이런 상황에서 연구팀은 동식물에서 청색광을 감지해 24시간 주기의 ‘일주기성’을 인식하게 만드는 ‘크립토크롬’(CRY)이라는 단백질 성분에 주목했다. 연구팀은 유럽울새의 망막에 있는 ‘크립토크롬4’(CRY4)라는 단백질이 자기신호에 특히 민감하게 반응한다는 사실을 확인했다. 이 단백질은 자기장 변화를 감지해 양자역학 원리에 따라 신호를 증폭시킬 수 있는 ‘광(光)구동 화학반응’을 일으키는 것으로 확인됐다. 철새인 유럽울새의 CRY4 단백질은 가금류인 닭이나 텃새인 비둘기의 CRY4 단백질보다 자기장에 훨씬 더 민감하게 반응한다는 사실도 확인했다. 연구를 이끈 독일 올덴부르크대 헨리크 모우리첸 교수는 “CRY4 단백질이 지구자기장을 민감하게 감지할 수 있는 센서 역할을 하는 것으로 보인다”라며 “생물학 분야의 수수께끼 중 하나인 철새 이동 원리를 푸는 데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 과학자들은 이처럼 계절 변화에 맞춰 이동하는 철새들이 기후변화로 인해 줄어들고 있는 생물다양성 확보에 도움이 될 것이라는 기대감을 갖고 있었다. 그렇지만 스페인 카디즈대를 중심으로 독일, 이탈리아, 포르투갈, 영국, 폴란드 6개국 13개 연구기관이 참여한 국제공동연구팀이 네이처 6월 24일자에 발표한 연구 결과에 따르면 철새가 식물의 씨앗을 다른 지역으로 확산시켜 지구온난화로 인한 생물다양성 감소에 대응할 수 있을 것이라는 기대감은 접어야 할 것으로 보인다. 연구팀은 유럽 삼림지대가 주요 서식지인 46종의 이동성 조류와 81종의 다육식물 간 949개의 상호작용으로 연결된 13개 씨앗 확산망을 분석했다. 철새와 같은 이동성 조류가 씨앗을 다른 지역으로 옮겨 확산시킬 수 있는가를 본 것이다. 연구 결과 식물의 약 35%만 다른 곳으로 씨앗이 확산되는 것으로 나타났다. 조류를 통한 종자 확산에는 한계가 있다는 뜻이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 조지아공과대 토목환경공학부, 캘리포니아주립대 화학공학과 공동연구팀은 석탄비산회(Coal fly ash)에서 희토류 원소를 추출하는 방법을 개발했다. 비산회는 석탄화력발전소에서 나오는 재 형태의 부산물이다. 이번 연구 결과는 미국화학회가 발행하는 환경분야 국제학술지 ‘환경 과학기술’ 6월 23일자에 실렸다. 독특한 화학적 성질을 가진 희토류 원소는 최근 들어 스마트폰, 컴퓨터, 전기자동차, 전투기 등 다양한 제품에 쓰이고 있다. 연구팀은 석탄비산회를 알칼리 용액에 전(前) 처리하고 건조한 다음 트리플루오로메틸설포닐아마이드라는 물질에 녹인 뒤 냉각시키면 희토류 원소를 손쉽게 추출할 수 있다고 밝혔다. 이 방법은 기존 채굴 방식보다 희토류 원소를 20% 더 많이 추출할 수 있는 것으로 확인됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

많은 연구를 통해 커피가 건강에 좋다는 것은 잘 알려져 있다. 그렇지만 연구 대상이 대부분 쓰디쓴 아메리카노나 드립커피였다. 그런데 영국 과학자들은 어떤 커피든 간 건강에 도움을 준다는 연구 결과를 내놨다. 영국 사우샘프턴대 의대 1차의료 및 인구학부, 에든버러대 퀸스의학연구소 염증연구센터 공동연구팀은 아메리카노 이외에 어떤 종류든 하루 3~4잔의 커피는 지방간을 비롯한 만성간질환을 예방하고 증상을 완화시킨다고 22일 밝혔다. 이는 네이처에서 발행하는 의과학 분야 국제학술지 ‘BMC 공중보건학’ 6월 22일자에 실렸다. 연구팀에 따르면 커피가 간질환 예방에 도움이 되는 것은 커피오일이라고 불리는 카페올에 포함된 카와웰과 카페스톨이라는 성분 때문이다. 카와웰과 카페스톨은 아메리카노나 드립커피에 가장 많이 포함돼 있지만 성분 함량이 낮은 디카페인커피나 카페라테 는 물론 흔히 봉지커피라고 불리는 인스턴트커피를 마시는 것도 간질환 위험을 낮추는 데 도움이 된다고 연구팀은 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

많은 연구를 통해 커피가 건강에 좋다는 것은 잘 알려져 있다. 그렇지만 연구대상이 대부분 쓰디쓴 아메리카노나 드립커피들이었다. 그런데 영국 과학자들이 카페인 함량이 낮은 디카페인커피나 카페라테, 심지어 인스턴트커피까지도 간 건강에 도움을 줄 수 있다는 연구결과를 내놔 주목받고 있다. 영국 사우샘프턴대 의대 1차의료 및 인구학부, 에딘버러대 퀸스의학연구소 염증연구센터 공동연구팀은 아메리카노 이외에 어떤 종류든 하루 3~4잔의 커피는 지방간을 비롯한 만성간질환을 예방하고 증상을 완화시킨다고 22일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 네이처에서 발행하는 의과학 분야 국제학술지 ‘BMC 공중보건학’ 6월 22일자에 실렸다. 연구팀은 50만명 이상의 유전자와 건강정보가 수록된 영국 바이오뱅크에서 커피 소비에 대해 응답한 49만 4585명의 데이터를 활용했다. 사실상 바이오뱅크 전체 정보를 활용한 것이라고 할 수 있다. 연구팀은 11년 동안 커피 소비와 간질환 발병과 그로 인한 사망의 상관관계를 분석했다. 그 결과 전체 조사대상의 78%에 해당하는 38만 4818명이 다양한 형태의 커피를 마셨고 나머지 10만 9767명은 커피를 전혀 마시지 않는 것으로 나타났다. 또 조사대상자 중 만성간질환 발병자는 3600명으로 이 중 301명은 간질환이 직접적 원인이 돼 사망했으며 지방간 환자도 5439명으로 나타났다. 커피를 마시는 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 만성 간질환 발병률은 21%, 지방간 발병률은 20%, 만성간질환으로 인한 사망위험은 49%나 낮은 것으로 분석됐다. 연구팀에 따르면 커피가 간질환 예방에 도움이 되는 것은 커피오일이라고 불리는 카페올에 포함된 카와웰과 카페스톨이라는 성분 때문이다. 카와웰과 카페스톨이 아메리카노나 드립커피에 가장 많이 포함돼 있지만 디카페인커피나 카페라테 같은 다른 형태의 조제커피는 물론 흔히 봉지커피라고 불리는 인스턴트커피처럼 해당성분 함량이 낮은 커피를 마시는 것도 간질환 위험을 낮추는데 도움이 되는 것으로 확인됐다. 폴 로더릭 사우샘프턴대 의대 교수는 “커피는 전 세계 어디서나 쉽게 접할 수 있는 음료로 이번 연구는 소득이 낮고 의료접근성이 떨어지는 지역의 경우 커피를 활용해 만성간질환에 대한 예방적 치료를 제공할 수 있음을 보여주고 있다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국과 미국 공동연구팀이 지구온난화로 인한 해양산성화에도 불구하고 바다의 이산화탄소 흡수능력이 줄지 않는다는 사실을 확인했다. 포스텍 환경공학부, 미국 해양대기관리청(NOAA) 태평양해양환경연구소 공동연구팀은 지구 전체 해양탄소 자료를 분석한 결과 수심이 얕은 해양에서 탄산칼슘 입자가 녹아 바다의 탄소흡수력에 크게 영향을 미치지 못한다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 지구과학분야 국제학술지 ‘네이처 지오사이언스’에 실렸다. 대기와 맞닿은 바다 표면(해양표층)에서 서식하는 미생물의 탄산칼슘 형성 과정은 해양이 대기 중 이산화탄소를 흡수하는 핵심 메커니즘 중 하나이다. 해양표층에 살면서 탄산칼슘을 만드는 미생물들이 죽으면 탄산칼슘 입자가 밑으로 가라앉아 심해나 해양 바닥에서 용해된다. 특히 지구온난화로 대기 중 이산화탄소가 바닷물에 지나치게 많이 흡수되면서 해양산성화가 심해지고 있다. 해양산성화로 인해 미생물 사체가 녹는 속도가 늦어 바다의 탄소흡수력을 떨어뜨리는 것으로 알려졌다. 이에 대해 연구팀은 전 세계 바다의 탄소 분석과 수괴 연령을 분석했다. 수괴는 수온과 염분이 거의 균일해 주위 해수와 식별할 수 있는 일종의 해수덩어리이다. 분석결과 해양표층에서 발생한 탄산칼슘의 50% 정도는 심해에 도달하기 전에 이미 녹는 것으로 확인됐다. 수심 1000m 이하 얕은 해양에서는 많은 양의 탄산칼슘이 용해되더라도 용존무기탄소 성분들이 바닷물의 순환으로 수 십년 내에 해양 표층으로 돌아온다는 것을 연구팀은 확인했다. 탄산칼슘 입자가 심해에서 용해될 때보다 훨씬 빠른 시기 내에 해양표층 무기탄소 성분들의 농도를 회복한다는 것이다. 이처럼 해양표층의 무기탄소 성분 회복은 대기 중 이산화탄소 제거 능력을 높여 산성화로 인해 낮아졌던 해양의 탄소 흡수력을 예상보다 빠르게 회복시킬 수 있다는 의밍다. 이기택 포스텍 환경공학부 교수는 “이번 연구는 증가한 이산화탄소 농도에 의한 해양 산성화가 해양 미생물들이 형성한 탄산칼슘을 녹이지만 죽은 미생물의 탄산칼슘 입자가 심해까지 가라앉기 전에 녹여버림으로써 해양 표층의 탄소 제거 능력의 감소를 완화할 수 있다는 것을 보여주고 있다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 유일한 독감치료제인 타미플루도 듣지 않는 약물내성 독감바이러스를 빠르게 찾아낼 수 있는 기술을 개발했다. 한국생명공학연구원 바이오나노연구센터 연구팀은 독감 치료에 쓰이는 항바이러스제 ‘타미플루’에 치료효과를 보이지 않는 내성 바이러스를 복잡한 전처리과정 없이 빠르게 검출할 수 있는 방법을 개발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 생명공학 분야 국제학술지 ‘바이오센서 및 바이오일렉트로닉스’에 실렸다. 최근 항바이러스제 사용이 늘어나면서 내성을 보이는 바이러스들이 증가하고 있다. 세계보건기구(WHO)는 2008년에 전 세계 41개국에서 항바이러스제가 듣지 않는 내성 독감바이러스가 발생했다고 발표했으며 2012년에는 타미플루에 내성을 보이는 변이 바이러스가 발견됐다고 밝혔다. 타미플루는 뉴라미니다아제라는 바이러스 표면단백질의 작용을 방해해 바이러스 확산을 막는데 여기에 변이가 발생하면 타미플루 약효가 떨어지게 된다. 대표적인 타미플루 내성 바이러스가 ‘H275Y-뉴라미니데이즈 변이 바이러스’이다. 변이 독감바이러스 유행을 막기 위해서는 변이 바이러스를 신속하게 분류해 내성 바이러스 유행을 차단해야 한다.그러나 내성 바이러스나 일반 바이러스의 뉴라미니데이즈 표면구조가 유사해 이를 고감도로 구별해 내는 검출용 항체 개발이 쉽지 않다. 이에 연구팀은 타미플루 내성 바이러스 표면에만 결합되는 항체를 만든 뒤 나노구조체 기반 바이오센싱 기술 중 하나인 ‘SERS’를 활용해 검출을 위한 복잡한 전처리 과정 없이 1만분의 1 수준의 저농도 내성 바이러스도 직접 검출할 수 있는 기술을 개발했다. 이번 기술은 독감검사할 때처럼 비인두흡입물검출만으로도 변이 바이러스를 구분해 낼 수 있다는 장점이 있다. 연구를 이끈 정주연 생명공학연구원 박사는 “이번 연구결과는 기존 유전자 검사에 의존한 항바이러스제 내성 바이러스 진단법과 비교해 비교했을 때 간단하고 신속하며 정확하게 진단할 수 있어 다양한 현장에서 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19는 2019년 말 중국 우한 지역에서 시작돼 1년 반이 지나도록 전 세계를 공포에 떨게 만들고 있다. 지난해 12월 백신접종이 시작되면서 코로나19 종식에 대한 기대감을 갖게 했지만 최근 3중 변이 바이러스까지 등장해 여전히 끝이 보이지 않고 있다. 올 초 세계보건기구(WHO)가 전 세계를 휩쓸고 있는 코로나19 바이러스의 진원지에 대한 조사를 했지만 중국에 면죄부를 주는 식으로 마무리되면서 최근에는 중국의 한 연구소에서 인공적으로 강화된 바이러스라는 주장도 힘을 얻고 있는 상황이다. 감염의 시작과 경로는 여전히 수수께끼로 남아 있지만 야생 박쥐에서 출발해 중간숙주를 거쳐 인간에게 옮겨졌다는 것이 지금까지의 정설이다.이런 가운데 스위스 취리히대 바이러스연구소, 취리히대 수의대 부설 특이반려동물·야생동물·일반동물병원, 취리히 기능성 게노믹스 연구센터, 스위스 국립박쥐재단 공동연구팀은 스위스에 서식하는 18종의 박쥐에게서 각기 다른 계열의 바이러스 39종을 발견했다. 이번에 발견된 바이러스들 대부분은 인간이나 다른 동물들로 옮겨져 치명적 질병을 유발시킬 수 있는 고위험군이라고 연구팀은 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 6월 17일자에 실렸다. 박쥐는 코로나19뿐만 아니라 2000년대 초반 사스(중증급성호흡기증후군)를 유발시킨 원인 동물로도 지목받고 있다. 박쥐는 코로나바이러스뿐만 아니라 수천 종의 바이러스를 몸속에 갖고 있는 이른바 ‘바이러스 저장고’이다. 이 바이러스들은 박쥐 몸속에 있을 때는 위험도가 낮을 수 있지만 중간숙주를 거치는 과정에서 변이되거나 독성이 강화되는 경우가 많다. 이 때문에 중간숙주를 거쳐 인간에게 전달될 때는 지금까지 알려지지 않은 치명적인 감염병을 일으킬 수 있다고 전문가들은 보고 있다. 박쥐는 극지방을 제외한 전 세계에 분포돼 있지만 이들이 갖고 있거나 옮기는 바이러스에 대한 연구는 일부 국가 박쥐들에만 제한적으로 이뤄졌다. 이에 연구팀은 2015년부터 2020년까지 스위스의 16곳에서 볼 수 있는 토종 박쥐 14종과 철새처럼 움직이는 외래 박쥐 4종, 7183마리가 갖고 있는 바이러스를 조사했다. 연구팀은 박쥐의 신체 장기와 배변 샘플에서 채취한 바이러스의 DNA와 RNA 염기서열을 분석한 것이다. 분석 결과 이들 박쥐에는 사람을 포함한 척추동물을 감염시키는 것으로 이미 알려진 바이러스 16종과 함께 아직 감염능력이나 감염사례가 확인되지 않은 23종 등 총 39종의 바이러스를 발견했다.16종의 바이러스에는 가벼운 감기부터 독감, 코로나19를 일으킬 수 있는 코로나바이러스, 인후편도염, 가와사키병을 유발시키는 아데노바이러스, 간염을 일으키는 헤페바이러스, 장염을 유발시키는 로타바이러스, 급성빈혈을 일으키는 파보바이러스 등이 포함돼 있었다. 또 스위스 토종 박쥐에게서 메르스(중동호흡기증후군)를 유발시키는 메르스코로나바이러스(MERS-CoV)의 완벽한 유전자형도 발견됐다. 메르스가 유행했던 2012~2015년에 스위스에서는 메르스 감염환자가 한 명도 발생하지 않았음에도 토종박쥐에게는 메르스코로나바이러스가 잠복해 있었던 것이다. 연구를 이끈 취리히대 바이러스연구소 코넬 프래펠 교수(실험바이러스학)는 “이번 박쥐의 바이러스 분석 연구는 박쥐에게서 다른 동물로 전염될 수 있는 고위험성 바이러스 보유 여부와 전파 과정, 변이 발생을 지속적으로 감시할 수 있는 유용한 도구가 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

과학과 의학 기술의 획기적인 발달로 20세기 들어 인간의 기대수명은 19세기에 비해 두 배 가까이 늘었습니다. 인간의 수명 증가와 과학, 의학기술의 발전 이면에는 생쥐나 개, 원숭이, 토끼, 돼지 같은 실험동물들의 희생이 있습니다. 특히 생쥐를 포함한 설치류들은 실험동물로 가장 많이 활용됩니다. 국내에서도 동물실험의 90% 이상이 설치류를 이용한 것입니다. 전체 포유류의 3분의1을 차지하고 있는 쥐는 약 3600만년 전 지구상에 나타나 남극을 제외한 전 세계 모든 지역에서 약 1800종이 살고 있습니다. 인류가 정착 생활을 시작한 이후 쥐는 식량을 축내고 병을 옮기는 골칫거리였습니다. 이랬던 쥐가 인류의 구원자로 역할을 바꾼 것은 19세기 후반~20세기 초 의학과 생물학 연구가 활발해지면서부터입니다. 사람을 대상으로는 할 수 없었던 각종 생체 실험대에 쥐가 대신 올라가게 된 것이지요. 현대 과학사는 쥐를 빼놓고 이야기할 수 없을 정도입니다. 그런데 과학 발전에 있어서 이렇듯 지대한 역할을 하는 쥐가 과학 연구를 소개하는 언론 보도에서는 제대로 언급되지 않고 있다는 분석이 나왔습니다. 동물보호단체인 휴메인소사이어티인터내셔널 연구·독성학분과, 브라질 오스왈도 크루즈재단 과학박물관 공동연구팀은 동물 연구에 대한 정확한 언급이 없는 과학 보도는 대중들이 연구 성과에 대해 과대평가를 하는 등 오해를 불러일으킬 수 있다고 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 6월 16일자에 실렸습니다. 연구팀은 미국국립의학도서관에서 제공하는 생명과학, 의학, 보건학 등 의생명과학 분야 연구 데이터베이스 ‘펍메드’(PubMed)를 이용해 2018~2019년 생쥐를 이용한 알츠하이머 연구논문 623편을 선정한 뒤 이들 논문에 대한 뉴스 보도들도 찾아 함께 분석했습니다. 분석에 따르면 623편의 논문 중 405편의 제목에는 ‘쥐’라는 단어가 포함돼 있지만 218편에는 언급되지 않았습니다. 논문 제목에 ‘쥐’가 포함된 논문들은 언론에 거의 노출되지 않았으며 그나마 언론 보도된 것들에도 쥐에 대해서는 거의 언급되지 않은 것으로 조사됐습니다. 쥐에 대해 언급되지 않은 보도들이 쥐를 언급한 뉴스들보다 소셜네트워크서비스(SNS)에서 확산되는 것이 2배 이상인 것으로 확인됐습니다. 사실 사람의 유전자와 90% 이상 일치하는 동물이라고 하더라도 동물실험 결과가 사람에 그대로 적용될 수는 없습니다. 이 때문에 동물실험을 통과한 약물이나 의료 기술도 사람을 대상으로 한 3단계의 임상 시험을 추가로 거쳐야 합니다. 이 때문에 과학자나 과학커뮤니케이션 학자들은 동물을 이용한 전임상단계의 기초연구 결과를 대중에게 전달할 때는 좀더 신중하게 접근해야 한다고 지적하고 있습니다. 동물실험에서는 효과를 보였지만 사람에게는 적용이 되기 어려운 경우도 많은데 대중매체에서 잘못 다룰 경우 해당 질병을 앓고 있는 환자나 가족들에게 오해를 불러일으킬 수 있다는 것이지요. 이번 연구 결과는 과학보도 일선에 있는 사람에게 생각할 거리를 많이 던져 주고 있습니다. 앞으로 과학연구 성과를 보도할 때 지금보다 더 신중하게 접근하고 정확히 보도하도록 하겠습니다. edmondy@seoul.co.kr

미국 플로리다대, 뉴욕 케리 생태계연구소, 호주 모나시대 공동연구팀은 하수구나 일반쓰레기로 버려지는 약물들이 토양과 강으로 흘러들어가 생물의 행동을 변화시키고 이로 인해 생태계 질서가 파괴될 수 있다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 생태학 분야 국제학술지 ‘에코스피어’ 6월 16일자에 실렸다. 연구팀은 항우울제에 노출된 민물가재와 그렇지 않은 민물가재를 인공개울에 넣은 뒤 포식자를 만났을 때 행동을 관찰했다. 그 결과 항우울제에 노출된 가재는 포식자와 맞닥뜨려도 피하지 않다가 잡아먹히는 것이 관찰됐다. 무심코 버린 약물이 생태계 질서를 교란시킬 수 있음을 보여 주는 이번 연구 결과를 볼 때 유통기한이 지난 약을 처리할 때도 신중할 필요가 있다고 연구팀은 조언했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 탄수화물 중독이나 비만을 부르는 원인을 밝혀냈다. 카이스트 생명과학과, 미국 스키발 생체분자의학연구소, 뉴욕대 의대 신경과학연구소, 하버드대 의대 하워드 휴즈 의학연구소 공동연구팀은 동물실험을 통해 신체의 과식 억제 시스템을 처음 발견했다고 15일 밝혔다. 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’에 실렸다. 연구팀은 초파리가 영양분을 필요로 하는 배고픈 상황에서는 ‘DH44’라는 호르몬 단백질을 분비하는 DH44 신경세포가 체내 당분 농도를 감지해 음식을 섭취하도록 한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 DH44 신경세포가 초파리의 체내 에너지 공급에 필수적인 탄수화물류에 대한 섭식행동을 촉진한다는 사실을 확인했다. 즉 DH44 신경세포가 활성화되면 초파리가 탄수화물 섭취를 늘리게 되고, 배가 부르게 되면 자연스럽게 DH44 신경세포 활성도가 줄면서 과식을 방지하게 된다. 이 시스템에 문제가 생기면 폭식과 탄수화물 중독이 발생할 수 있다는 것이다. 연구팀은 DH44 신경세포에 억제신호를 보내는 신체 장기를 찾기 위해 뇌와 연결된 다양한 장기를 하나씩 제거하는 해부실험을 했다. 그 결과 위에 해당하는 초파리의 내장 부위와 척수에 해당하는 복부신경중추가 DH44와 밀접한 관계를 가진 것이 확인됐다. 음식물을 섭취하면 내장이 팽창하고 압력신호를 DH44 신경세포로 전달해 식욕을 억제시키게 된다. 또 초파리의 후긴이라는 신경세포는 체내 영양분 농도를 감지해 DH44 활성을 억제해 음식물을 더 먹지 않도록 한다는 것이다. 연구를 이끈 서성배 카이스트 교수는 “이번 연구는 사람의 식이장애 치료나 비만 예방에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국민건강영양조사 결과에 따르면 2019년 기준 19세 이상 성인 남녀의 흡연율은 21.5%로 성인 5명 중 1명은 담배를 피우는 것으로 나타났다. 최근에는 다양한 향과 맛을 선택할 수 있다는 이유와 기존 담배보다 건강에 덜 영향을 미칠 것 같다는 생각 때문에 전자담배 사용자들도 점점 늘고 있다. 과학자들에 따르면 전자담배가 건강에 영향을 덜 미친다는 것은 단순한 느낌일 뿐이라는 연구결과들을 내놓고 있다. 날씨가 더워지면서 전자담배 사용자들은 시원한 느낌의 얼음맛 전자담배를 선택하는 경우가 많다. 그런데 이런 시원한 얼음맛 전자담배가 니코틴 의존성을 높이고 금연결심을 막는다는 연구결과가 나왔다. 미국 서던캘리포니아대 의대 예방의학과, 네브라스카대 공중보건대 생물통계학과 공동연구팀은 얼음맛과 향(Ice flavoured)을 가진 전자담배가 젊은층의 니코틴 의존성을 높여 전자담배를 더 많이 사용하게 만든다고 15일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 영국의학회에서 발행하는 예방의학 분야 국제학술지 ‘담배 통제’ 6월 15일자에 실렸다. 연구팀은 2013년 캘리포니아주 로스앤젤레스에 거주하는 9학년 이상 남녀 3396명을 대상으로 실시한 ‘행복 및 건강연구’ 코흐트를 분석했다. 연구팀은 이 중 10~20대를 대상으로 2020년 5~8월까지 온라인 설문조사를 통해 흡연습관을 조사했다. 연구팀은 답변자 중 기존 담배를 피우는 사람들을 제외하고 전자담배를 피운다고 답변한 344명을 분석했다. 그 결과 응답자의 절반에 가까운 49%가 얼음향과 맛을 가장 많이 선호하는 것으로 나타났으며 34%가 과일향-단맛이 나는 전자담배를 선호하며 나머지 17%는 멘톨향-민트맛이 나는 전자담배를 선호하는 것으로 나타났다. 최근에는 블루베리 아이스, 멜론 아이스처럼 과일향과 얼음맛을 결합시킨 전자담배들이 많이 나오고 있다. 얼음맛 전자담배를 사용하는 이들은 다른 맛의 전자담배를 피우는 사람들보다 흡연양과 빈도가 더 많은 것으로 확인됐다. 이처럼 시원한 얼음맛은 다른 맛들보다 전자담배 의존도를 높이고 흡연연령도 낮추는 것으로 조사됐다. 애덤 리벤탈 서던캘리포니아대 의대 교수는 “이번 연구로 인과관계를 추론할 수는 없지만 얼음맛 전자담배에 노출되면 니코틴 의존도가 높아지게 된다는 상관관계는 분명히 보여주고 있다”라며 “과일, 멘톨향이 기존 담배보다 전자담배의 매력을 높이고 시원한 얼음맛은 전자담배에 진입한 젊은 층들을 붙잡아두는 역할을 하는 것”이라고 설명했다. 리벤탈 교수는 “전자담배가 기존 담배보다 니코틴 의존도를 높인다는 것은 이전 많은 임상시험에서도 나타나고 있다”면서 “얼음맛의 전자담배에 대한 냉각성분, 화학성분에 대한 추가 연구를 통해 이용자의 건강에 대한 연구가 필요하다”라고 지적했다.

스트레스를 잔뜩 받은 날, 배가 부른데도 자꾸 음식을 입에 넣는 자신을 발견하는 경우가 종종 있다. 이런 현상은 소위 ‘먹방’을 보면서 음식을 먹을 때도 나타나기도 한다. 국내 연구진이 과식을 억제할 수 있도록 하는 신경전달체계와 호르몬 단백질을 발견해 주목받고 있다. 카이스트 생명과학과, 미국 스키발 생체분자의학연구소 세포생물학과, 뉴욕대 의대 신경과학연구소, 하버드대 의대 하워드 휴즈 의학연구소 세포생물학과 공동연구팀은 초파리를 이용한 실험을 통해 두 개의 독립적인 과식 억제 시스템을 처음으로 발견했다고 15일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴런’에 실렸다. 사람을 포함한 동물은 자연상태에서는 일정 수준 이상으로 음식을 섭취하게 되면 섭식행동을 억제하는 신경전달체계가 작동하는 것으로 알려져 있다. 그렇지만 아직 이 같은 과식방지를 위한 신경망에 대한 연구는 충분치 않은 상태이다. 연구팀은 초파리가 영양분을 필요로 하는 상황에서 ‘DH44’라는 물질을 분비하는 신경세포가 체내 당분 농도를 감지해 음식을 섭취하도록 행동변화를 일으킨다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 DH44 신경세포가 초파리의 음식선택 행동을 조절하는데 그치지 않고 영양분이 필요한 상황에서 체내 에너지 공급에 필수적인 탄수화물류에 대한 섭식행동을 증가시킨다는 사실을 확인했다. DH44 신경세포가 활성화되면 초파리가 식사량을 늘리고, 배가 부르게 되면 자연스럽게 DH44 신경세포 활성도가 줄면서 과식을 방지하게 된다는 것이다.연구팀은 DH44 신경세포에 억제신호를 보내는 신체 장기를 찾기 위해 뇌와 연결된 다양한 장기를 하나씩 제거하는 방식의 해부실험을 실시했다. 그 결과 위에 해당하는 초파리의 내장부위와 척수에 해당하는 복부신경중추가 DH44와 밀접한 관계를 갖고 있는 것을 확인했다. 음식물을 섭취하면 내장이 팽창하면서 압력신호를 DH44 신경세포로 전달해 식욕 억제를 유발시킴으로써 물리적 팽창을 차단해 내장기관을 보호한다는 것이다. 또 초파리의 복부신경중추에 있는 후긴이라는 신경세포는 체내 영양분 농도를 감지해 DH44 활성을 억제해 소화기관에 부담을 줄 수 있는 추가 섭식행위를 중단시킨다는 것이다. 서성배 카이스트 교수는 “이번 연구는 동물의 뇌 속에 존재하는 영양분 감지 신경세포가 다양한 신호전달체계에 의해 작동된다는 것을 증명한 첫 번째 사례”라며 “과식을 막는 신호전달체계가 문제가 생길 경우 과다한 영양섭취가 이뤄지게 되는 것을 알 수 있으며 이번 연구는 사람의 식이장애 치료나 비만예방에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

학계에서 논란이 된 9900만년 전 호박 속 화석의 정체가 밝혀졌다. 지난해 미얀마 북부에서는 새의 두개골과 유사한 형태의 기묘한 화석이 든 9900만년 전 호박이 발견됐다. 이를 발견한 중국 연구진도 “지금까지 연구해온 것 중 가장 이상한 화석”이라고 표현했을 정도로, 독특한 외형이 특징이었다. 당시 연구진은 이 화석이 지금까지 발견된 것 중 가장 작은 공룡의 것으로 추정된다고 밝혔다. 새의 조상에 해당하는 초소형 공룡으로, 크기는 현존하는 새 중 가장 작은, 몸무게가 2g에 불과한 벌새와 비슷했을 것으로 예측했다.이후 학계에서는 해당 화석을 두고 갑론을박이 벌어졌다. 몸집이 지나치게 작고, 대부분의 공룡에게서 볼 수 없는 방식으로 눈이 튀어나와 있었기 때문. 두개골 구조도 도마뱀의 특징에 더욱 가깝다는 반박 논문이 논문 사전 출판 사이트인 바이오아카이브(bioRxiv)에 올라오기도 했다. ‘눈과 이빨, 새’를 뜻하는 라틴어인 ‘오쿨루덴타비스 카운그라에’(Oculudentavis khaungraae)라는 학명이 붙은 이 공룡에 대한 추가 연구가 시작됐고, 최근 미국 텍사스 샘휴스턴주립대학 연구진은 같은 장소에서 발견된 유사한 호박 표본 연구를 통해 호박 속 두개골 화석이 새를 닮은 공룡이 아닌 선사시대 도마뱀이라는 가설을 입증하는 연구결과를 내놓았다.연구를 이끈 후안 디에고 다자 부교수는 “이 생물을 정확하게 분류하는 것이 어려웠지만, CT 스캐닝을 이용해 각 뼈를 분리하고 분석함으로써 도마뱀으로 식별할 만한 특성들을 발견했다”고 밝혔다. 연구진에 따르면 이 화석의 주인은 눈에 보이는 비늘과 연조직을 가지고 있으며, 이빨이 공룡과 달리 턱뼈에 직접 붙어있다는 점도 도마뱀이라는 것을 입증하는 증거가 됐다. 또 도마뱀 모양의 눈 구조와 어깨 뼈, 파충류에게서 보편적으로 볼 수 있는 두개골 등도 해당 화석이 공룡이나 조류가 아닌 도마뱀이라는 것을 뒷받침한다고 연구진은 주장했다. 연구진은 기존의 호박 속 두개골과 차별하기 위해 '오쿨루덴타비스 나가'라는 학명을 붙였다. 백악기인 1억 4550만~6600만 년 전 지구상에는 많은 도마뱀과 뱀 종이 탄생했지만, 화석으로 남아있는 것은 많지 않아 연구에 어려움을 겪어 왔다. 연구진은 “우리는 이 기간동안 많은 도마뱀이 탄생하고 진화했다고 추정해 왔지만, 현존하는 것과 일치하지 않아 확인이 어려웠다”면서 “미얀마에서 발견된 9900만 년 전 호박 연구는 매우 큰 가치가 있으며, 지금까지 발견된 다른 어떤 도마뱀과도 매우 다르다”고 설명했다.한편 지난해 해당 화석을 이용해 논문을 발표한 중국 과학원의 징마이 오코너 박사 연구진은 지난해 7월 국제학술지 ‘네이처’에 “3월 발표했던 ‘미얀마에서 발견한 백악기 시대 벌새 크기 공룡’ 논문을 철회한다”고 밝힌 바 있다. 학계에서 뜨거운 감자가 됐던 9900만 년 전 호박 속 두개골 화석의 정체를 밝힌 이번 연구는 세계적인 학술지인 커런트 바이올로지 최신호(6월 14일자)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

미국 일간 뉴욕 타임스(NYT)의 13일자 기사 제목이다. 프랑스 알프스의 아름다운 산군을 덮어야 할 흰 눈 대신 핑크빛 눈이 덮고 있다. 한 남성이 손으로 눈을 파내자 지표면에서 족히 10㎝까지 붉은 물이 든 현상이 관찰된다. 사람이나 동물이 사고를 당해 흘린 핏자국도 아니다. 프랑스 그르노블 알프스대학 연구진이 지난주 국제학술지 ‘프런티어스 인 플랜트 사이언스’를 통해 ‘미세조류’를 원인으로 지목했다. 미세조류는 현미경으로 관찰해야만 형태가 확인되는 수십㎛(마이크로미터) 크기의 작은 생물이다. 식물처럼 뿌리나 잎은 없지만 광합성을 한다. 주로 물에서 사는데 뜬금없이 눈 위에서 자라나는 것이다. 과학자들은 ‘빙하의 피(Glacier blood)’라고 부른다. 일반 관광객은 그냥 ‘수박눈’이라고 부른다. 이런 일이 최근 계속 관찰되자 연구진은 알프스 산맥의 고도 1250m부터 2940m까지 지표 158곳을 선정해 샘플을 검출했다. 연구를 이끈 에릭 마르샬 그르노블 알프스대학 교수는 “사람들은 바다에 미세조류가 살고 있다는 점에 대해선 잘 안다. 하지만 산 정상의 토양과 눈 속에 이런 미생물이 산다는 데 대해선 생소함을 느낀다”고 말했다. 알프스에서 미세조류가 번성한 이유로는 대기 중 이산화탄소 농도가 늘었기 때문일 것으로 추정한다. 조류는 기본적으로 꾸준한 햇빛과 함께 풍부한 이산화탄소가 주어지면 무럭무럭 자라난다. 실제로 미국 해양대기청(NOAA)에 따르면 지난달 지구 대기 중 이산화탄소 농도는 419으로 사상 최고치였다. 코로나19 확산으로 인한 봉쇄와 산업활동 위축으로 이산화탄소 농도가 많이 옅어질 것이라고 짐작하는데 이를 비웃듯 좀처럼 브레이크가 걸리지 않은 것이다. 그런데 미세조류는 엽록소를 갖고 있는 녹조류인데 왜 녹색으로 바뀌지 않고 붉게 변했을까. 미세조류에는 엽록소 외에 ‘카로티노이드’란 색소가 다량 들어 있는데 당근을 불그스름하게 만드는 성분이다. 연구진은 카로티노이드가 강렬한 햇빛, 특히 자외선으로부터 미세조류를 보호하는 역할을 한다고 분석했다. ‘빙하의 피’는 미세조류의 생존 본능이 만들어낸 환경 참극인 셈이다. 문제는 붉게 변한 눈이 ‘이채로운 볼거리’에만 그치지 않고 환경에 좋지 않은 영향을 끼친다는 점이다. ‘알베도(albedo) 효과’인데 하늘에서 쏟아지는 햇빛은 흰색에서 가장 많이, 검정색에 가까울수록 적게 반사된다. 여름에 되도록 흰옷을 입어야 시원한 이유다. 북극 빙하가 하얗게 녹는 빙하는 햇빛의 90%를 반사하고, 검푸른 바다는 6%를 반사하는 데 그친다. 연구진은 알프스에서도 붉은색을 띤 눈이 많아질수록 더 많은 햇빛이 흡수될 가능성이 높다고 봤다. 완벽한 흰색 눈보다 더 많은 햇빛을 빨아들이기 때문이다. 영국 리즈대 연구진이 북극에서 일어난 비슷한 현상을 분석해 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 발표한 내용을 보면 붉은색 눈은 흰 눈보다 알베도를 13% 낮췄다. 알베도가 감소하면 지표면 온도가 높아지고 눈이 녹는 속도도 빨라진다. 결론적으로 ‘빙하의 피’는 이산화탄소 증가란 기후변화의 결과물이면서 동시에 기후변화를 더 악화시킨다. 연구진은 논문을 통해 “산속 생태계에서 미세조류가 미치는 영향에 대한 정밀 분석이 필요하다”며 “미세조류의 분포와 움직임에 대처할 지침도 논의해야 한다”고 강조했다. 이번 연구에 참여하지 않은 미국 뉴저지주의 로닌 연구소의 미생물학자이자 연구원인 헤더 모건은 “우리가 알아낸 것은 얼마 되지 않는다. 우리는 더 깊이 파봐야 한다”고 말했다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr

바쁜 일상에 찌들고 코로나19로 인해 대인관계까지 줄면서 우울감까지 호소하는 사람들이 늘고 있다. 이 때문에 많은 이들이 조용한 곳을 찾아 머리를 쉬게 하고, 일부러 ‘멍 때리기’ 위해 강가나 캠핑장을 찾는 이들도 늘고 있다. 모닥불이 타는 것이나 탁 트인 풍경이나 물을 보면서 아무 생각 없이 쉬고 싶다는 것이다. 심지어 EBS에서는 아무 소리가 나지 않고 차분한 풍경이나 영상만 보여주는 ‘가만히 10분 멍’이라는 프로그램을 내놔 호응을 얻고 있기도 하다. 최근 뇌과학이 발달하면서 이렇듯 외부에서 들어오는 정보를 의도적으로 차단하는 참선, 명상, 멍때리기 등으로 뇌가 아무런 활동을 하지 않도록 ‘디폴트 모드’를 만들어 주는 것이 뇌 건강에 도움이 된다는 연구결과들이 나오고 있다. 현대인에게서 가장 필요한 능력인 ‘창의성’의 가장 큰 걸림돌도 휴식 없이 지나치게 바쁜 것이라는 연구도 있다. 이 같은 상황에서 뇌신경과학자들이 사람의 뇌는 가끔 멍 때리거나 자주 휴식을 취해주는 것이 뇌기능 향상과 기억력을 높일 수 있다는 연구결과를 제시했다. 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립신경질환및뇌졸중연구소(NINDS) 인간피질생리학·신경재생연구부, 국립정신건강연구부(NIMH) 공포·두려움의 신경생물학연구부, 프랑스 클로드 베르나르 리옹1대학 리옹신경과학연구센터, 독일 라이프치히대 의대 신경학부 공동연구팀은 사람의 뇌신경은 멍 때리거나 쉬는 동안 빠른 속도로 재생돼 기억의 입출력속도를 20배 이상 높일 수 있다고 13일 밝혔다. 이번 연구는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 6월 9일자에 실렸다. 휴식과 수면이 뇌기능 향상에 도움을 준다는 사실은 잘 알려져 있다. 특히 수면과 뇌의 상관관계는 다양한 연구가 돼 왔지만 깨어있는 동안 휴식이나 멍 때리기가 기억력을 비롯한 뇌기능 향상에 어떤 영향을 미치는지에 대해서는 많은 연구가 이뤄지지 않은 상태이다. 연구팀은 오른손잡이 20~30대 남녀 33명을 대상으로 실험했다. 연구팀은 실험참가자들에게 머리에 뇌파검사(MEG) 장치를 쓰도록 한 뒤 컴퓨터 키보드에 10초 동안 ‘41324’라는 숫자를 빠르게 반복해 입력하도록 했다. 연구팀은 10초 시험 후 10초를 쉬도록 하고 36번 반복하도록 했고 다음에는 10초 휴식 없이 10초 단위로 연속해서 같은 작업을 하도록 했다. 그 결과 10초 단위의 휴식을 가진 경우에는 입력 동작이 느려지지 않았지만 휴식 없이 작업을 한 경우에는 입력 동작이 느려지는 것이 관찰됐다. MEG 측정에서도 휴식시간 동안 키 누르기 동작과 관련한 신경재생이 50ms(밀리초)라는 짧은 시간 동안 빠르게 이뤄지는 것이 확인됐다. 이는 연속작업을 할 때보다 20배 이상 빠른 속도이다. 정보를 삭제하거나 기억하고 정리하는 과정은 신경재생 속도에 좌우되는 것으로 알려져 있다. 이처럼 휴식을 통한 신경재생 속도는 수면 중 신경재생 속도보다 4배 이상 빠르다고 연구팀은 밝혔다.새로운 내용을 배우거나 학습할 때는 휴식시간을 자주 가져주는 것이 해마와 대뇌피질간 연결성을 강화시켜 기억력 입출력속도를 높이고 기억력을 강화시킨다는 것이다. 학습에 있어서 중요한 것은 충분한 수면과 학습 중간에 자주 휴식시간을 가져주는 것이라고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 레오나르도 코헨 NINDS 박사는 “학습에서 중요한 창의력이나 기억력은 단순히 열심히 한다고해서 향상되는 것은 아니라는 것을 이번 연구는 다시 한 번 보여주고 있다”라면서 “이번 연구는 기억력 퇴화나 뇌졸중 같은 뇌질환을 앓은 이들에게 효과적인 재활방법을 제시해줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난해 말부터 코로나19 백신접종이 시작되기는 했지만 여전히 맹위를 떨치고 있다. 코로나19 확산과 함께 미국과 유럽 등에서는 동양인을 상대로 ‘묻지마 테러’가 심심찮게 발생하고 있다. 코로나19 발생 이후 도널드 트럼프 전 미국대통령 같은 극우정치인들은 의도적으로 인종차별과 혐오감을 부추기기도 했다. 그런데 과학자들이 이 같은 인종차별과 배타성, 타인에 대한 이유없는 혐오감은 코로나19 감염에 대한 과도한 걱정에서 비롯된 것이라는 진단을 내놨다. 영국 케임브리지대 심리학과 마음·행동연구소 연구팀은 건강과 안전에 대한 걱정이 많은 사람, 최근에는 코로나19 감염에 대한 우려가 더 큰 사람들이 다른 사람들의 잘못을 더 크게 인식하고 자신 이외의 사람들에 대한 배타적 태도를 보이는 경우가 많다고 12일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 심리학 분야 국제학술지 ‘진화심리학’ 6월 9일자에 실렸다. 연구팀은 2020년 3~5월에 미국 성인남녀 913명을 대상으로 3가지 종류의 실험을 온라인 설문조사방식으로 실시했다. 연구팀은 우선 조사대상자들을 상대로 코로나19 감염에 대한 우려에 대한 설문조사를 실시했다. 그 다음 연구팀은 위해성, 공정성, 집단 충성도, 권위 순응성, 순수성이라는 5가지 도덕원칙에 대한 실험참가자들의 인식을 파악하기 위해 일련의 시나리오를 제시했다. 시나리오별로 각각 12개 문항을 제시한 뒤 문항별로 ‘전혀 문제 없음’부터 ‘매우 잘못됨’까지 5점 척도로 평가하도록 했다. 예를 들면 충성도 평가에는 ‘집안 대대로 내려온 가업을 포기하고 다른 기업에 취업한다’, 공정성 평가에는 ‘다른 세대보다 집안 수리를 빨리하기 위해 집주인이나 관리인에게 뇌물을 준다’ 등의 내용으로 구성돼 있다.조사 결과, 코로나19 감염에 대한 걱정을 많이 하는 사람일수록 다른 사람들의 행동에 대해 더 엄격한 판단기준을 갖고 있는 것으로 나타났다. 반면 똑같은 상황에서 자신의 행동에 대해서는 더 너그럽고 이유가 있는 것으로 이해하는 식으로 조사됐다. 코로나19 확산 이후 아전인수격 사고방식이 더 증가했으며 타인에 대해 배타적으로 사고가 변하고 있다는 것이다. 연구팀은 건강과 안전에 대한 우려는 다양한 감정과 직관에 의존하며 결국 도덕적 판단에 영향을 미치게 되는 것을 보여주고 있다고 설명했다. 혐오감은 당초 인간이 위해로부터 자신을 보호하기 위해 진화했다는 감정으로 더러운 화장실을 피하고 싫어하는 것도 질병에서 피하기 위해서이다. 연구팀은 코로나19라는 질병에 언제 어디서 누구에게서 감염될지 모르는 상황은 나 아닌 타인을 혐오하게 만들게 된다고 설명했다. 문제는 지금과 같은 상황에서 떠오르는 혐오감과 배타적 감정은 전혀 근거가 없는 것이라고 연구팀은 지적했다. 연구를 이끈 시몬 슈넬 교수(실험사회심리학)는 “우리의 안녕이 코로나19라는 바이러스에 위협받고 있지만 사람들은 바이러스라는 무생물이 아닌 사람에게 감정을 이입해 판단하는 경향이 강한 것으로 드러났다”라면서 “이는 사실을 객관적으로 인식하고 있지 못하기 때문”이라고 지적했다. 슈넬 교수는 “자신에게 해를 끼칠 수 있는 상황이 무엇인지 정확하게 파악한다면 타인에 대한 배타성이나 혐오감을 줄일 수 있게 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 침 치료를 통해 우울증을 개선할 수 있다는 점을 확인했다. 한국한의학연구원 임상의학부 정지연 박사는 대전대 한의과학대학, 원광대 임상시험센터, 원광대 한의대 공동연구팀과 함께 침 치료로 우울증 개선이 가능하다는 점을 확인했다고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 의과학분야 국제학술지 ‘뇌, 행동, 면역학’에 실렸다. 연구팀은 간이 소통과 배설 기능을 주관한다는 ‘간주소설’(肝主疏泄)의 과학적 근거를 확인하기 위해 우울증을 유발시킨 생쥐를 이용해 실험했다. 그 결과 제대로 된 침 치료를 받은 생쥐는 개방된 공간에서 생쥐의 움직임을 보는 개방장 실험이나 낯선 물체에 대한 관심을 관찰하기 위한 구슬파묻기 실험에서 행동반응이 각각 36%, 76% 향상된 것이 관찰됐다. 연구팀은 이와 함께 침 치료의 우울증 개선 효과가 간 기능과 관련이 있는지도 확인했다. 그 결과 우울증 개선 침 치료를 받은 생쥐들에게서만 흔히 간수치로 불리는 간효소 AST 수치가 32% 정도 개선된 것이 확인되면서 우울증과 간기능이 밀접한 관계가 있음을 확인했다고 연구팀은 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr