기존 촉매공정보다 100도나 낮은 온도에서 40% 더 많이 수소를 만들어 낼 수 있는 암모니아 활용 수소 저장, 이동, 생산 기술이 개발됐다. 한국화학연구원 화학공정연구본부 연구팀은 기존 공정보다 100도 낮은 온도에서 암모니아로부터 수소를 고효율로 만들어 낼 수 있는 에너지 저감형 촉매공정을 개발했다고 25일 밝혔다. 이번 연구결과는 촉매화학 분야 국제학술지 ‘응용 촉매 : 환경B’에 실렸다. 지구온난화가 가속화되면서 차세대 친환경 에너지원으로 이미 주목받기 시작한 수소에 대한 관심은 더욱 높아지고 있다. 현재는 기체상태의 수소를 고압으로 저장해 수송하는 방법이 주로 사용되고 있다. 문제는 고압의 가스상태로 운반하기 때문에 저장용기 제작 등 관리비용이 고가인데다가 저장량에 한계가 있고 폭발위험이 있다는 것이다. 이 때문에 최근에는 쉽게 액체상태로 만들수 있고 안전하게 수송할 수 있는 암모니아를 이용하는 방법이 많이 연구되고 있다. 암모니아는 질소 원자 1개와 수소 원자 3개로 이뤄져 있는 화합물이다. 암모니아에서 수소를 추출하기 위해서는 고온, 고압 상태에서 질소와 수소 원자를 차례로 분리해내기만 하면 된다. 연구팀은 수소, 질소 원자를 손쉽게 분리해내기 위해 암모니아 분해에 최적화된 세륨과 란타넘, 루테늄 금속나노입자로 이뤄진 새로운 형태의 촉매를 개발했다. 이번에 개발한 촉매를 활용하면 기존 공정보다 100도 가량 낮은 450도에서 수소를 100% 만들어 낼 수 있으며 400도 온도에서도 90% 이상의 수소를 생산해 낼 수 있다. 같은 조건에서 기존 공정보다 수소 생산량이 40% 이상 향상된 수준이다. 채호정 화학연구원 박사는 “이번에 개발한 암모니아 분해 촉매시스템을 활용하면 암모니아 기반 대형 수소생산 플랜트, 수소 발전, 수소스테이션, 수소에너지 선박 등 다양한 응용 공정이 가능해질 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 1인가구가 늘어나고 결혼을 한 뒤에도 아이를 갖지 않는 가정들이 증가하면서 개나 고양이는 물론 이구아나, 거북이 등 다양한 반려동물을 키우는 이들도 빠르게 증가하고 있다. 다양한 반려동물들이 있지만 가장 많이 선택되는 것은 개로 국내 반려견 인구는 1000만명을 넘는다고 알려져 있다. 전체 인구비율로 볼 때 6명 중 1명꼴로 반려견을 키우고 있는 셈이다. 아이를 키우는 집에 바람잘 날이 없는 것처럼 아무리 사람을 잘 따르는 개라지만 말 못하는 반려동물을 키우다보면 조그만 이상행동에도 걱정이 앞서기 마련이다. 이 때문에 최근 공중파 TV에서는 반려견, 반려묘의 이상행동에 대응하는 방법을 가르치는 프로그램도 많이 나오고 있다. 또 지난해 2월 핀란드 헬싱키대 의료·임상유전학과, 수의생명과학과, 헬싱키 공중보건연구센터 공동연구팀은 개들이 불안감정을 드러내고 행동문제를 보이는 것은 특이한 현상이 아니라는 연구결과가 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’에 실리기도 했다. 이 연구에 따르면 반려견들에게서 나타나는 대표적인 문제행동은 공격성과 과도한 공포감, 불안감이었으며 원인은 과도한 빛과 소리 때문으로 나타났다. 반려동물에게서 나타나는 이상행동이 당연한 것이라지만 많은 반려동물 훈련사나 치료사들이 이야기하는 것처럼 조기에 행동을 바로잡아주는 것이 필요하다. 반려견들도 아이들처럼 성격이나 특성이 제각각이기 때문에 동물의 행동장애 치료를 하더라도 그 효과에 대해서는 예측이 쉽지 않았다. 그런데 최근 과학자들이 반려견이 치료에 얼마나 잘 반응하는지 예측할 수 있는 방법을 찾았다. 미국 펜실베니아대 수의학부 연구팀은 반려견의 행동장애 치료 성공 여부는 개의 나이. 성별, 크기 같은 생리적, 심리적 특성과 주인의 성격에 달려있다고 23일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 수의학 분야 국제학술지 ‘최신 수의학’ 22일자에 실렸다. 연구팀은 반려견 행동치료 과정에 참여한 131마리의 개와 주인의 생리적, 심리적 특성을 분석했다. 개와 주인의 나이, 성별, 성격특성과 함께 행동치료 과정의 시작과 중간, 끝에서 나타난 반려견들의 공격성, 분리불안 징후는 물론 특정 상황에서 흥분정도, 주인의 태도 등에 대한 조사를 실시했다. 연구팀이 반려견의 행동결과 예측에 관심을 보인 것은 흔히 유기견들이 발생하는 주요 원인이 반려견의 이상행동에 대해 주인들이 인내심의 한계를 넘는 경우라는 기존의 조사 결과 때문이다. 실제로 미국 동물학대방지협회(ASPCA) 조사에 따르면 연간 약 330만 마리의 반려견이 동물보호소에서 지내며 이 중 67만 마리가 안락사된다.분석 결과, 나이든 반려견일수록 행동치료 효과가 낮은 것으로 조사됐다. 그렇지만 반려견의 연령보다 행동치료에 영향을 미치는 더 중요한 요인은 주인의 성격과 인간-반려견간 상호작용이라고 연구팀은 강조했다. 특히 자신의 반려견은 문제가 없고 잘 배려하고 있으며 항상 주의하고 있다고 생각하는 주인들일수록 반려견의 이상행동이 나타나기 쉽고 행동치료에서도 효과가 낮은 것으로 나타났다. 이 같은 분석결과는 기존 연구들과는 상반되는 것이다. 연구팀에 따르면 자신이 좋은 주인이라고 생각하는 사람들은 타인에 대한 반려견의 공격성에 대해서 자신이 통제 가능하며 치료가 필요없다고 생각한다는 것이다. 연구팀은 반려견의 이상행동을 개선하기 위해서는 반려견 뿐만 아니라 주인의 반려견 사육태도를 고치기 위한 치료가 동시에 이뤄져야 한다고 조언했다. 제임스 서펠 교수(동물윤리학·동물행동학)는 “반려견의 이상행동을 치유하기 위해서는 무엇보다 반려견을 키우는 주인의 태도가 중요하다는 것을 이번 연구에서 보여주고 있다”라며 “반려견의 변화를 주시하면서 좋은 방향으로 바꿔주기 위한 노력을 하는 주인들은 치료과정에도 적극적으로 참여하는 반면 그렇지 못한 주인들은 자신들보다는 개의 행동만을 문제삼고 치료에 적극적으로 참여하지 않는 경우가 많기 때문”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

가끔 건강상태를 확인하기 위해 병원에서 건강검진을 받을 때 반드시 포함된 검진과목 중 하나가 심전도와 심박수 측정이다. 가슴과 손목, 발목을 차가운 알코올 솜으로 소독한 뒤 장치를 붙일 때 냉기 때문에 자신도 모르게 움찔할 때가 있다. 그런데 국내 연구진이 이런 불편함을 없애고 손쉽고 정확하게 심전도, 심박수를 측정할 수 있도록 일반적으로 사용되는 프린터로 인쇄해 심박수, 심전도 측정이 가능한 전자섬유를 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 차세대반도체연구소 연구진은 원하는 전극을 잉크젯 프린터로 인쇄한 뒤 그 위에 반도체가 코팅된 전극 실을 굴려주는 비교적 간단한 방식으로 트랜지스터, 광다이오드 같은 섬유형 전자소자를 개발할 수 있다고 24일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘ACS 나노’에 실렸다. 일반적으로 반도체, 전극, 절연막 등 층으로 구성된 광전자소자는 전극의 크기와 구조에 따라 소자 성능이 크게 달라진다. 입을 수 있는 웨어러블 디바이스를 만들기 위한 섬유형 전자소자는 쉽게 휘어져야 하고 얇은 실 위에 소자를 만들어야 하기 때문에 실의 두께보다 크게 만들 수 없다. 이 때문에 지금까지는 실이나 천 위에 원하는 소자를 만들기가 쉽지 않았다. 이에 연구팀은 하이드로젤 위에 프린트한 탄소나노튜브(CNT) 전극은 물에 떠 있는 것과 같아 그 위에 섬유를 굴리면 전극구조의 손상 없이 섬유표면으로 옮길 수 있을 것이라고 예측했다. 실제로 연구팀은 반도체층과 CNT 전극의 손상 없이 고성능 섬유형 소자를 만드는데 성공했다. 이번에 개발한 CNT 전극이 감싸진 섬유형 트랜지스터는 1.75㎜ 구부림 반경까지 극단적인 상태로 구부려도 성능이 80% 이상 안정적으로 유지됐다.또 연구팀은 CNT 전극의 반투명 특성을 활용해 섬유형 광다이오드도 만들었는데 넓은 가시광선 영역의 빛을 감지할 수 있는 것이 확인됐다. 섬유형 광다이오드를 LED 소자와 함께 천에 삽입해 골무나 장갑처럼 만들어 끼우면 손끝에서 흐르는 혈액양의 변화를 측정할 수 있다. 빛을 혈관에 비춰 혈액 양에 따라 달라지는 빛의 세기를 광센서를 이용해 측정하는 심장박동 측정법인 ‘광혈류측정’(PPG)로 사용할 수 있음을 확인한 것이다. 임정아 KIST 박사는 “이번에 개발한 손가락장갑형태 심박수 측정기는 현재 쓰고 있는 집게형 심박수 측정기를 대체함으로써 측정자의 불편함을 줄이고 언제 어디서나 실시간으로 심박수를 손쉽게 측정할 수 있다”라며 “실용화를 위해 소자 성능의 향상과 환경안정성, 내구성, 소비전력 등 개선을 위한 추가 연구를 진행할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19로 인해 특별한 경우가 아니면 바깥 외출을 피하다보니 이전에 비해 활동량이 줄어들면서 체중이 늘었다고 호소하는 ‘확찐자’들이 많다. 그런데 체중 증가는 뇌압까지 증가시켜 갑작스러운 두통과 시력저하를 유발시킬 수 있다는 연구결과가 나왔다. 영국 웨일즈 스완지대 의대, 스완지대 부설 모리스톤종합병원 신경과, 시드니대 보건의학부 공동연구팀은 갑작스러운 시력저하 같은 시각장애와 두통이 발생하는 경우가 있는데 이는 ‘특발성 두개내 고혈압’이라고 불리는 뇌압 이상 때문이라는 연구결과를 의과학 분야 국제학술지 ‘신경학’ 21일자에 발표했다. 또 특발성 두개내 고혈압은 과체중 때문에 쉽게 발생할 수 있다고 연구팀은 밝혔다. 특발성 두개내 고혈압은 두개골 내에 압력(뇌압)이 높아지는 증상으로 뇌종양, 뇌부종 때문에 발생하는 경우도 많지만 정확한 발병원인은 알려지지 않은 상태이다. 또 특발성 두개내 고혈압을 방치할 경우 만성 두통은 물론 심할 경우 시력을 잃는 경우도 있다. 연구팀은 영국 웨일즈 지역의 보건의료데이터베이스 ‘SAIL 데이터뱅크’에서 2003~2017년까지 3500만명의 환자 기록 중 특발성 두개내 고혈압 환자 1765명의 기록을 바탕으로 후향 코호트 연구(retrospective cohort study)를 실시했다. 후향 코호트 연구는 기존 기록을 바탕으로 특정 인자와 질병 발생 여부에 대한 연관성을 분석하는 방법으로 인문사회학 분야에서 사용되는 메타분석이나 문헌분석과 비슷한 형태의 연구법이라 할 수 있다. 연구팀은 환자들의 연령과 성별, 사회경제적 위치, 체질량지수(BMI)와 발병 여부를 분석했다. 그 결과 특발성 두개내 고혈압 환자의 85%가 여성이었으며 BMI가 정상 수치를 넘는 과체중인 경우가 많은 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 2003년에는 인구 10만명당 12명이 특발성 두개내 고혈압 진단을 받았지만 2017년 10만명당 76명으로 6배 이상 늘었다. 이는 연구 기간 중 웨일즈 지역의 비만율 증가와 정비례 관계를 갖고 있다고 연구팀은 밝혔다. 실제로 2003년에는 웨일즈 전체 인구의 29%가 과체중 및 비만이었지만 2017년에는 40%로 증가했다. 또 저소득층의 경우 10만명당 452명의 환자가 발생하는 것으로 나타나 고소득층에 비해 발병률이 1.5배 이상 높은 것으로 나타났다. 특히 저소득층의 경우는 BMI가 정상이거나 저체중 상태일 때도 특발성 두개내 고혈압이 나타나는 것으로 확인됐다. 이 때문에 단순히 체중 때문이 아니라 오염된 생활환경, 흡연과 음주, 스트레스 같은 사회경제적 요소도 특발성 두개내 고혈압을 높일 수 있는 주요 원인으로 연구팀은 보고 있다. 오웬 피크렐 스완지대 의대 교수(신경학)는 “이번 연구는 특발성 두개내 고혈압의 원인은 체중 증가가 주요 원인이라고 할 수 있겠지만 다른 요인들도 상당히 영향을 미친다는 것을 보여주고 있다”라며 “사회적, 경제적 계층 격차가 심해질수록 저소득층은 원인 모를 질병에 시달리기 쉽다는 것을 다시 확인한 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중국 선전대 보건과학센터, 선전대 의대, 선전대 제2부속병원, 선전시 질병통제예방센터, 정저우대 역학·보건통계학과, 중국과학원대, 바오안 만성질환예방치료병원 공동연구팀은 튀긴 음식이 심장질환과 뇌졸중 위험을 높인다고 20일 밝혔다. 이번 연구 결과는 영국의학회가 발간하는 국제학술지 ‘심장’ 1월 19일자에 실렸다. 연구팀은 의과학분야 연구 데이터베이스인 PubMed, EMBASE, 웹 오브 사이언스에 2020년 4월까지 발표된 관련 연구 전부를 찾아 메타분석했다. 그 결과 튀긴 음식 114g을 먹을 때마다 심혈관 질환, 관상동맥 질환, 심부전 발생 위험이 3%, 2%, 12%씩 증가하는 것으로 확인됐다. 음식을 튀기는 과정에서 인체 염증 반응을 일으키는 화학 부산물이 만들어지는 게 원인으로 분석됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1998년 영화 ‘이보다 좋을 순 없다’와 2013년 한국영화 ‘플랜맨’의 공통점은 무엇일까요. 바로 주인공들이 강박증에 시달리고 있다는 점입니다. 강박증은 본인의 의지와 무관하게 특정 생각이나 장면이 반복적으로 떠올라 그로 인한 불안감을 없애기 위해 특정 행동을 반복하는 증상입니다. 외출할 때 문이 제대로 잠겼는지 수십 차례 확인하거나 피부가 벗겨질 정도로 손을 자주 씻는 행위도 강박장애의 일종입니다. 강박증은 인지 및 행동치료, 약물치료 방법으로 개선을 꾀하지만 효과가 나타나지 않는 경우도 있다고 합니다. 미국 보스턴대 심리학 및 뇌과학과, 시스템 신경과학연구센터, 인지신경영상센터, 감각커뮤니케이션 및 신경기술연구센터 공동연구팀은 의과학 분야 국제학술지 ‘네이처 메디슨’ 1월 19일자에 강박증 환자 각자의 뇌파 특성에 따라 맞춤형 저주파 전기자극을 하면 기존 행동 및 약물치료보다 치료 효과가 더 낫다는 연구 결과를 발표했습니다. 연구팀은 다양한 형태의 강박증에 시달리는 성인 남녀 128명을 선정했습니다. 이들의 뇌파를 측정한 뒤 개인 맞춤형 저주파 전류로 매일 90분씩 5일 동안 안와전두피질을 자극했습니다. 안와전두피질은 눈 바로 뒤쪽에 위치한 대뇌피질 부위로 의사결정 및 기타 인지과정에 관여하는 부위입니다. 그 결과 강박증상을 최대 3개월 동안 크게 줄일 수 있었습니다. 특히 증상이 심각한 사람일수록 치료 효과는 더 높은 것으로 나타났습니다. 이번 기술은 두개골을 절개하거나 주삿바늘을 꽂지 않고 단순한 외부 자극만으로 증상을 완화할 수 있다는 점에서 주목받고 있습니다. 캘리포니아 샌프란시스코대 의대 연구팀도 맞춤형 저주파 전기자극으로 중증 우울증을 개선할 수 있다는 연구 결과를 ‘네이처 메디슨’ 1월 19일자에 발표했습니다. 우울증은 현대사회에서 가장 흔한 정신 장애입니다. 전 세계적으로 약 2억 6400만명이 우울증을 앓고 있다는 통계가 있을 정도입니다. 그러나 연간 수천명이 우울증으로 목숨을 잃는 등 간단히 넘길 수만은 없는 질환이기도 합니다. 문제는 우울증 환자의 약 30%가 표준 정신치료나 약물치료로도 효과를 보지 못한다는 점입니다. 이에 연구팀은 기존 치료법으로는 효과를 보지 못한 중증 우울증 환자 12명을 대상으로 두개골 10곳에 작은 전기침을 꽂은 뒤 매일 3~10분씩, 10일 동안 맞춤형 저주파 전기자극을 실시했습니다. 그 결과 우울 증상이 점차 개선됐고 최대 6주 동안 정상 상태를 유지한 것으로 확인됐습니다. 물론 실제 임상에 적용하기 위해서는 추가 연구가 필요한 시험 단계입니다. 강박증, 우울증 등은 20세기 이후 급격하게 늘어나면서 흔히 ‘현대사회병’이라고 불립니다. 한국 사회에서도 우울증이나 강박증을 호소하는 사람들이 점점 늘고 있는 추세입니다. 그렇기 때문에 이들을 위한 맞춤형 치료법 개발은 시급한 실정입니다. 그와 함께 우울증, 강박증 환자가 늘고 있는 근본 원인이 무엇인지를 찾아 개선하려는 사회적, 정책적 노력도 동반돼야 할 것입니다. 타인을 적으로 여기는 무한 경쟁과 자신도 모르게 스스로를 노예 상태로 만드는 자기 개발이 미덕으로 여겨지는 현대사회가 이런 정신 장애를 부추기고 있는 게 아닐까 생각해 봐야 할 때입니다. edmondy@seoul.co.kr

지구온난화 탓에 열대 강우대 이동 전망동아시아·인도 남부 홍수 피해 시달릴 듯최근 기상청은 2100년까지의 한반도 기후변화 전망을 발표했다. 전망은 충격적이었다. 화석연료 사용이 계속되고 도시 중심의 무분별한 개발 확대가 지속돼 현재 수준의 탄소배출이 지속되거나 더 많아질 경우 2100년이 되면 한반도 평균기온은 지금보다 7도나 오른다. 극한기후 현상도 2050년 이후 가속화되면서 21세기 후반에는 낮 기온이 30도가 넘는 폭염일이 1년 중 3개월이 넘는 93.4일에 이르고, 겨울은 35.1일이나 줄어든다는 것이다. 열대기후에 가깝게 변할 것이라는 말이다. 한국뿐만 아니라 세계 곳곳에서 기후변화에 대한 경고등이 켜지고 있다. 연초에 과학저널 양대 산맥인 네이처와 사이언스 모두 올해 가장 중요한 과학 이슈로 ‘기후변화’를 꼽은 것도 이 때문이다.이 같은 상황에서 아일랜드 던독공과대 담수·환경연구센터, 유럽 우주국(ESA) 기후센터, 독일 헬름홀츠 환경연구센터, 스웨덴 웁살라대 생태·육수(陸水)학과, 영국 랭카스터 환경연구센터 공동연구팀은 지구온난화가 육지와 바다의 고온화뿐만 아니라 강과 함께 담수의 중요한 부분을 차지하는 호수의 열파(heatwave) 현상까지 가속화시켜 21세기 말이 되면 극단적인 상황에 이를 것이라는 연구 결과를 ‘네이처’ 1월 21일자에 발표했다. 연구팀은 1901년부터 2099년까지 전 세계 주요 702개 호수에 대한 폭염의 영향을 분석했다. 연구팀은 온실가스 배출량이 현재 추세를 그대로 유지하는 RCP 8.5 시나리오와 강도 높은 온실가스 저감정책으로 인간의 영향을 생태계가 상쇄할 수 있는 수준인 RCP 2.6 시나리오로 나눠 컴퓨터 가상실험을 했다.그 결과 RCP 8.5에서는 호수 평균온도가 최대 5.4도까지 높아지고 호수 열파현상 지속시간이 지금보다 평균 3개월 이상 늘어난다. 일부 호수는 영구적인 고온 상태가 유지될 것이라고 추정됐다. RCP 2.6 시나리오에서도 호수 온도는 최대 4도까지 상승하겠지만 열파 지속시간이 1개월 미만에 불과한 것으로 나타났다. 연구를 이끈 리처드 레스틴 울웨이 아일랜드 던독공과대 교수는 “지구온난화로 인해 호수 열파의 강도와 지속시간이 길어질 경우 호수에서 살 수 있는 생물체는 거의 사라지게 된다”면서 “지구 생태계의 복원력이 사실상 ‘0’이 된 상태”라고 지적했다. 한편 미국 캘리포니아 어바인대 토목환경공학과, 지구시스템과학과, 컴퓨터과학과, 예일대 지질학·지구물리학과 공동연구팀도 지구온난화가 열대 강우대(tropical rain belt)를 이동시켜 극한 기후를 심화시킬 수 있다는 연구 결과를 환경분야 국제학술지 ‘네이처 기후변화’ 1월 19일자에 내놨다. 연구팀은 최신 기후모델 27개의 컴퓨터 가상실험 결과를 바탕으로 온실가스 배출 시나리오에 따라 열대 강우대의 변화를 조사한 결과 동반구의 열대 강우대는 북쪽으로, 서반구의 열대 강우대는 남쪽으로 이동할 것으로 전망됐다. 동반구와 서반구는 영국 그리니치천문대를 지나는 본초자오선을 기준으로 동쪽과 서쪽으로 나눈 지역들로 동반구는 유라시아, 아프리카, 오세아니아 대륙을 포함하고 서반구는 아메리카 대륙 전체와 유럽, 아프리카 대륙 서쪽 끝 일부를 포함하는 지역이다. 이렇게 될 경우 아프리카 남동부와 마다가스카르, 중앙아메리카 지역은 극심한 가뭄에, 인도 남부와 동아시아 지역은 홍수 피해에 시달리게 된다. 결국 수자원 이용과 식량 생산 등의 변화로 전 세계 3분의1 이상 인구의 삶에 상당한 변화가 발생하게 된다고 연구팀은 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

비슷한 모습의 상점이나 식당들이 즐비하고 좁은 골목길들이 많은 곳에서도 원하는 장소를 금세 찾아내는 사람이 있는가 하면 여러 번 들른 곳을 눈앞에 두고도 헤매는 사람들도 많다. 익숙한 장소에서도 길을 못 찾는 이른바 ‘길치’들은 기억에 관여하는 해마에서 장소정보를 제대로 저장하지 못하기 때문이라는 연구결과가 나왔다. 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 세바스천 로열 박사팀은 미국 뉴욕대 신경과학연구소 연구진과 함께 해마 속 장소세포가 위치와 공간에 대한 정보를 바코드처럼 저장한다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학분야 국제학술지 ‘뉴런’에 실렸다. 장소세포가 공간 지각능력을 담당한다는 것은 잘 알려져 있지만 특정 장소에서 어떻게 활성화돼 공간이나 위치를 파악할 수 있게 되는지 정확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 생쥐로 두 가지 유형의 공간실험을 실시해 해마의 공간 장기기억 형성과 활성화 원리를 확인했다. 실험 결과 공간 기억형성에 중요한 역할을 한다고 추정됐지만 구체적인 기능이 파악되지 않았던 해마의 CA1과 CA3라는 부위가 공간과 위치 기억을 저장하는데 핵심이라는 것을 확인했다. 연구팀은 공간에 배치된 지형지물의 복잡성 정도에 따라 장소 세포의 활성화 영역과 사용전략이 달라진다는 사실도 밝혀냈다. 단순한 공간환경에서는 CA1 영역이, 좀 더 복잡한 공간에 대해서는 CA3 영역이 활성화된다는 것이다. 세바스천 로열 KIST 박사는 “이번 연구는 해마가 어떻게 정보를 처리하는지 이해할 수 있도록 해 기억의 기본 원리를 밝히는 토대가 될 것”이라며 “알츠하이머 치매, 기억상실, 인지장애 같은 해마손상 관련 뇌질환 치료와 진단 기술과 함께 생물데이터 기반의 인공지능 발전에도 도움이 될 것으로 본다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

현재 전 세계에서 활발하게 진행되고 있는 인공지능(AI) 연구가 크게 발전할 때마다 제기되는 문제는 ‘AI의 반란’이다. 이는 SF 창작물의 흔한 소재이긴 하다. 그런데 앞으로 인간의 지능을 초월한 초인공지능(슈퍼 AI)이 등장하면 인류가 제어할 수 있을까. 독일 막스플랑크 인간개발연구소 산하 인간기계센터 등 국제 연구진은 이런 의문을 계산가능성 이론이라는 관점에서 자세하게 검토해 만일 슈퍼 AI가 반란을 일으키면 인류는 제어할 수 없다는 견해를 국제학술지 ‘인공지능 연구저널’(Journal of Artificial Intelligence Research) 최신호(5일자)에 발표했다. 이는 AI 기술이 이대로 발전하면 인간이 제어할 수 없는 슈퍼 AI가 등장하는 미래를 피할 수 없을지도 모른다는 것이다. 인간의 지능을 월등히 초월한 슈퍼 AI의 존재는 아직 상상에 불과하지만, 인간의 삶은 이미 많은 AI 기술에 의해 제어되고 있고 앞으로는 더욱더 이 기술에 의존하는 비율이 커질 것이다. 이에 대해 연구 공동저자인 인간기계센터의 마누엘 세브리안 박사는 “세계를 지배하는 슈퍼 AI는 SF 소설 속 줄거리처럼 들리겠지만, 이미 개발자들도 어떻게 배웠는지 완전히 이해하지 못한 채 독립적으로 특정한 중요 작업을 수행하는 AI 시스템들이 존재한다”면서 “따라서 이 문제가 어느 순간부터 통제할 수 없고 인류가 위험해질 수 있는지에 의문이 들었다”고 연구 진행 동기를 밝혔다. 누군가가 인간보다 뛰어난 지능을 갖춘 AI 시스템을 프로그래밍해서 독립적으로 학습할 수 있도록 했다고 가정해 보자. 이 AI가 인터넷에 연결돼 있다면 인류의 모든 데이터에 접근할 수 있을 것이다. 그러면 기존 모든 프로그램 대신 전 세계의 모든 기계를 온라인으로 제어할 수 있을 것이다. 이는 유토피아를 만들어낼까. 아니면 디스토피아를 만들어낼까. AI가 암을 치료하고 세계 평화를 가져오고 기후 재앙을 예방할 수 있을까. 아니면 인류를 파괴하고 지구를 차지할까. 연구진은 이런 의문을 검토하기 위해 계산가능성 이론을 사용했고 이를 통해 내린 결론은 슈퍼 AI를 제어하는 것은 원천적으로 불가능하다는 것이다. 예를 들어 슈퍼 AI가 반란을 기획했다고 해서 인류는 대항할 수 있는 수단이 있을까. 연구진은 슈퍼 AI를 제어하는 방법에 관한 두 아이디어를 검토했다. 하나는 슈퍼 AI를 인터넷 등 다른 모든 기술 장치로부터 차단해 외부와 접속하지 못하게 하는 것이다. 그리고 나머지 하나는 AI에 처음부터 윤리 원칙을 프로그래밍해 인류의 이익을 최선으로 추구하도록 동기를 부여하는 것이다. 이런 아이디어는 예전부터 자주 제기됐던 것이다. 하지만 연구진은 이런 방법을 이용하는 데는 한계가 있다는 점을 보여줬다. 어떤 방법으로도 AI를 운용할 때 그 위험성을 감지해 시스템을 멈추게 해야만 한다. 그렇다면 슈퍼 AI를 위험하다고 판단해 멈추게 하는 것이 실제로 가능할까. 연구진은 AI의 동작을 시뮬레이션해 유해한 것으로 간주될 경우 시스템을 멈추게 해 사람들에게 해를 끼치지 않기 위한 이론적 봉쇄 알고리즘을 고안했다. 그리고 이 알고리즘이 제대로 작동하는지를 1936년 앨런 튜링이 증명한 계산가능성 이론(computability theory)의 정지 문제(Halting Problem)를 사용해 검토했다. 정지 문제는 하나의 프로그램과 그것에 대한 입력이 주어졌을 때 그것이 영원히 작동할 것인지 정지할 것인지를 결정하는 문제인데 이때 시스템은 모순된 답변을 유도함으로써 사고의 무한 루프에 빠져 답을 낼 수 없게 하는 것으로 나타났다. 이는 거짓말쟁이의 역설(Liar paradox)로 알려진 논리 문제와도 비슷하다. 이 역설로 유명한 사례 중 하나로 철학자이자 시인인 에피메니데스가 기원전 6세기 “모든 크레타 섬 사람들은 거짓말쟁이다”라고 쓴 글을 가지고 만든 문제가 있다. 참고로 에피메니데스 자신도 크레타 섬 사람이다. 논리 문제는 컴퓨터가 문제를 해결할 때와 마찬가지로 진위(0인가 1인가) 형태로 문제를 판정한다. 이 예제의 진위를 생각하면 “모든 크레타 섬 사람들은 거짓말쟁이”가 사실(참)이라면 이를 말하는 크레타 섬 사람은 거짓말쟁이가 아니게 되므로 내용은 모순이 된다. 반대로 “모든 크레타 섬 사람들은 거짓말쟁이”가 가짜(거짓)라면 이를 말하는 크레타 섬 사람 역시 거짓말을 한 것이 되므로 이 내용 역시 모순이 된다. 이 문제의 진위를 판정하는 것은 불가능해 영원히 문제의 진위를 판정하는 것을 반복해 버리는 것이다. 비슷한 원리로 이번 연구진이 고안한 슈퍼 AI의 봉쇄 문제 역시 계산이 불가능한 것으로 나타났다. 다시 말해 AI가 전 세계에 해를 끼치는지를 판단하기 위한 단일 알고리즘을 찾아낼 수 없다는 것이다. 또 인간이 자기 손으로 슈퍼 AI를 멈추게 하는 것을 생각했을 때도 기계가 인간보다 뛰어난 지성을 발휘하고 있는지를 판단하는 것은 봉쇄 문제와 같은 영역에 있어 슈퍼 AI 기계가 등장했다는 사실조차 모르는 상태가 될 가능성을 이번 연구는 보여줬다. 논리 문제를 포함한 연구는 추상적이고 알기 어려운 부분이 있지만, 결국 인간이 AI 개발이나 운용을 계속하는 한 AI를 멈추게 하는 결정을 내리는 것 자체가 기계는 물론 인간도 어렵게 될 수 있고 알아차렸을 때는 이미 늦었을 가능성이 크다는 것이다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

많은 사람들은 인생의 황혼기인 노년을 존엄하고 행복하게 보내길 원한다. 행복한 노년을 위해서 필수요건은 다름 아닌 건강이다. 특히 다양한 요인으로 발생하는 치매는 서서히 기억을 잃게해 자신이 누구인지까지 망각하게 만들어 노인들이 가장 두려워하는 퇴행성 뇌질환이다. 국내 연구진이 치매의 주요 원인인 알츠하이머 발병 메커니즘을 새로 찾아내 주목받고 있다. 한국뇌연구원 신경회로연구그룹은 알츠하이머를 앓다 사망한 환자의 뇌조직과 유전자 변형으로 알츠하이머를 유발시킨 생쥐를 이용해 실험한 결과 뇌신경세포 시냅스의 단백질 중 하나인 ‘RAPGEF2’ 발현 이상이 알츠하이머 환자의 시냅스 손상을 일으키는 원인이라고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘신경병리학 및 응용신경생물학’에 실렸다. 치매 원인의 75%를 차지하고 있는 알츠하이머는 기억력 상실, 양극성장애, 언어장애, 운동장애, 망상 등에 시달리게 한다. 알츠하이머 원인에 대해 베타아밀로이드 단백질이나 타우 단백질이 뇌에 비정상적으로 침착되기 때문으로 알려져 있다. 베타아밀로이드 단백질 침착은 뇌신경세포 시냅스를 손상시켜 인지장애를 유발시키는 것으로 알려져 있지만 정확한 발병 메커니즘을 모르기 때문에 근본적인 치료도 불가능한 상황이다. 연구팀은 알츠하이머를 앓다가 사망한 환자의 뇌 조직과 유전자 변형을 통해 알츠하이머를 유발시킨 생쥐의 뇌를 분석한 결과 공통적으로 RAPGEF2라는 단백질이 비정상적으로 활성화돼 있다는 사실을 발견했다. 신경생물학적 방법으로 분석한 결과 베타아밀로이드 단백질이 RAPGEF2 단백질의 과발현을 촉진시키고 이것들이 다시 하위 신경경로를 활성화시켜 시냅스 손실과 손상을 가져온다는 것이다. 또 전자현미경 관찰과 행동분석을 통해 생쥐에게 RAPGEF2 단백질 발현을 억제시키면 베타아밀로이드 단백질이 늘어나더라도 시냅스의 감소를 막을 수 있을 뿐만 아니라 인지기능 손상도 차단된다는 것도 알아냈다. 이계주 박사(신경회로연구그룹장)는 “이번 연구는 알츠하이머 초기에 나타나는 신경세포 손상의 분자적 메커니즘을 규체적으로 규명했다는데 의미가 크다”라며 “알츠하이머 같이 시냅스 손상성 뇌질환의 새로운 치료법 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19로 후각을 잃은 가족이 하마터면 목숨을 잃을 뻔했다. 16일(현지시간) KWTX는 코로나19 후유증으로 냄새를 맡지 못하게 된 일가족이 집에 불이 난 줄도 모르고 있다가 겨우 목숨을 건졌다고 보도했다. 15일 새벽 2시쯤, 미국 텍사스주 와코 지역의 한 주택에서 화재가 발생했다. 화재가 난 집에는 일가친척 4명과 반려견 4마리가 살고 있었으나 가족들은 불이 난 사실을 알아차리지 못했다. 그 사이 불길은 걷잡을 수 없이 번졌고 집 전체가 화염에 휩싸였다. 그때 친척과 함께 이 집에 살던 비앙카 리베라(17)가 눈을 떴다. 소녀는 “자다가 뭔가 타는 냄새가 나 정신을 차리고 밖으로 뛰쳐나가 보니 복도에 연기가 자욱했다. 지나갈 수조차 없을 정도였다”고 설명했다. 하지만 그냥 주저앉아 있을 수는 없었다. 다른 가족 3명은 모두 코로나19로 후각을 잃어 타는 냄새를 맡지 못하는 상황이었다.가족 중 유일하게 코로나19에 감염되지 않은 소녀는 화재 연기를 뚫고 가족 모두를 깨워 뒷문으로 탈출했다. 반려견 4마리도 안전하게 대피시켰다. 소녀는 “가족을 구할 수 있는 건 나뿐이었다. 내가 죽거나 다칠 것은 중요치 않았다. 그저 가족을 보호해야 한다는 생각뿐이었다”고 말했다. 와코소방당국은 “대형 화재였으나 다행히 인명 피해는 없었다. 살아있는 것 자체가 천운”이라면서 “소녀가 목숨을 바쳐 가족을 구했다”고 밝혔다. 겨우 옷만 걸치고 탈출한 가족들은 인근 숙박시설에서 적십자사 도움을 받고 있다. 얼마 전 미국 뉴욕의 한 여성도 후각 상실 때문에 큰일을 겪었다. 지난해 3월 코로나19에 걸린 후 현재까지 후각이 돌아오지 않은 여성은 가스 누출을 알아 차라지 못하고 있다가 가족 손에 이끌려 피신했다. 그녀는 “후각과 미각을 잃는 것 이전에 이건 생존의 문제”라고 말했다.후각 상실은 코로나19의 대표적 증상이다. 기침이나 발열만큼 흔하진 않지만 가장 확실한 감염 증상으로 전문가들은 보고 있다. 프랑스 파리샤클레대 의대 연구 결과도 이를 입증한다. 연구팀이 지난 6일 국제학술지에 보고한 바에 따르면, 유럽연합(EU) 내 코로나19 입원환자 2581명 중 대부분이 후각 기능을 상실했다. 또 경증환자의 85.9%가 후각 기능 상실을 겪어 중증환자보다 더 심각한 것으로 조사됐다. 후각 장애를 겪는 평균 지속 기간은 21.6일로 나타났지만 환자의 4분의1 이상은 60일이 지나도록 후각 기능을 회복하지 못했으며 6개월 이상 후각 장애를 겪는 사람들도 있는 것으로 확인됐다. 하지만 코로나19로 인한 후각 이상의 치료법은 아직 나온 게 없다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

한미약품이 최근 개발한 코에 뿌리는 호흡기 바이러스 차단제 ‘한미 콜드마스크 비강스프레이’가 코로나19를 차단하는 데 효과가 있다는 연구 결과가 네이처가 출간하는 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’에 게재됐다. 한미 콜드마스크 비강 스프레이의 주성분인 람다카라기난이 바이러스를 효과적으로 차단하는 데 효과가 있다고 확인하는 내용이다. 람다카라기난은 해조류에서 추출한 천연 유래 성분이다.

인간의 활동으로 나오는 이산화탄소(CO₂)의 30%를 흡수하고 있는 숲과 같은 땅 위 생태계가 급격한 지구 온난화의 영향으로 CO₂를 흡수하던 곳에서 배출하는 곳으로 변할 우려가 있다는 연구 결과가 나왔다. 이에 따라 기후 변화에 맞서기 위한 인류의 노력에 또 다른 걸림돌이 될 것이라는 지적까지 나오고 있다. 미국 노던애리조나대(NAU) 캐서린 더피 박사가 이끄는 국제 연구진은 연구를 통해 열대 우림과 북방림 등 CO₂를 가장 많이 축적하고 있는 생태계의 CO₂ 흡수 능력이 오는 2050년까지 45% 이상 떨어질 우려가 있다고 지적했다. 연구진은 또 “기온이 임계점에 이르는 시기는 앞으로 20~30년 이내일 것”이라고 경고했다. 이에 대해 더피 박사는 “우리는 인간의 최적 온도가 37℃ 정도라는 것을 알고 있지만, 지구 생물권의 최적 온도가 몇 도인지는 알지 못했다”고 지적했다. 이에 따라 더피 박사와 그녀의 동료들은 이 질문에 답하기 위해 최근 ‘거대분자 비율 이론’(MacroMolecular Rate Theory)이라는 새로운 접근 법을 개발했다. 열역학 원리에 기반을 둔 이 이론은 연구진이 모든 주요 생물체와 지상에 관한 기온 곡선을 생성할 수 있게 했다. 연구진은 생태계와 대기 사이의 CO₂ 흐름을 추적하는 국제 감시 네트워크 ‘플럭스넷’이 1991년부터 2015년까지 기록한 자료을 분석하고 땅 위 생태계의 CO₂ 흡수량이 떨어지는 임계점이 존재하는지를 조사했다. 그 결과, 식물은 지역과 종에 따라 다르긴 하지만 기온이 일정 수준을 넘어서면 광합성 능력이 떨어지기 시작하는 것과 달리 호흡량은 상한 없이 커지는 경향이 있는 것으로 나타났다. 문제는 이 호흡량에 있다. 왜냐하면 식물은 태양광 에너지를 이용해 잎에서 흡수한 CO₂와 토양에서 빨아들인 수분으로 광합성을 해 성장에 필요한 양분을 생성하는 데 이때 생성한 산소를 대기 중으로 방출하지만, 에너지를 세포에 공급할 때는 호흡을 통해 CO₂를 내뿜기 때문이다. 이는 기온이 임계점을 넘어서면 식물이 CO₂를 흡수하는 양보다 배출하는 양이 더 커진다는 것이다. 이에 따라 연구진은 현재의 온실가스 배출 추세가 앞으로도 변화 없이 이어지면 빠르면 2040년까지 땅 위 생태계의 CO₂ 흡수량이 절반으로 줄어들고 2010년 안에는 지구상 식물의 절반 이상이 대기 중에 CO₂를 배출할 것이라고 지적했다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 사이언스 어드밴시스(Science Advance) 최신호(1월 13일자)에 실렸다. 사진=NAU 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

매년 바다에 버려지는 800만t 이상의 플라스틱을 없애기 위한 열쇠를 지중해의 한 해초가 쥐고 있을지도 모른다는 연구 결과가 나왔다. 스페인 바르셀로나대 연구진이 2018년부터 2019년까지 2년간 스페인 마요르카섬에 있는 해변 4곳에서 채취한 한 해초의 표본에 들어있는 플라스틱 양을 측정했다.포시도니아 오세아니카(이하 P. 오세아니카·학명 Posidonia oceanica)라는 학명의 이 지중해 해초는 가을철 폭풍 등의 영향으로 잎줄기가 떨어져 나와 바다 위를 멤돌다 해안으로 떠밀려온다. 이중에는 뿌리줄기 일부까지 떨어져 나와 서로 엉키면서 이른바 ‘넵튠 볼’(Neptune ball)이라고도 불리는 공 모양을 형성한다. 그런데 연구진이 수집한 P. 오세아니카 잎줄기 표본 중 50%에서 플라스틱 파편이 발견됐으며 1㎏당 플라스틱 개수는 최대 613개로 확인됐다. 플라스틱 형태는 대부분 파편(61%)이지만 알갱이(33%)와 발포 고무(2.9%) 형태도 상당수 발견됐다. 성분은 폴리에틸렌(PE·50.5%), 폴리프로필렌(PP·32%), 폴리염화비닐(PVC·6.9%) 순으로 나타났다. 플라스틱 크기는 0.55~287㎜로, 평균 9.08㎜였다.이와 함께 수집한 넵튠 볼 표본 중 17%에는 서로 다른 크기의 플라스틱이 뒤엉켜 있었다. 죽은 해초 잔해 1㎏당 플라스틱이 최대 1470개가 발견됐는데 이는 이런 형태에 플라스틱이 더 쉽게 제거되는 것을 의미한다. 이중 대다수는 필라멘트·섬유(64%) 형태였고 그다음으로 파편(21%)과 필름(8.1%), 발포 고무(5.4%) 형태로 나타났다. 성분은 폴리에틸렌 테라프탈레이트(PET·35%), PE(21%), PP(13%), 폴리아미드(PA·10.8%), PVC(10.8%) 순으로 나타났다. 크기는 1.05~59.02㎜, 평균 9.48㎜였다. 이런 플라스틱은 식품 포장지나 병뚜껑, 식기류, 화장품 또는 의류 등 일상 용품에서 나온 것으로, 물고기와 바닷새 그리고 해양 포유류의 생명을 위협한다. 이런 플라스틱 중 일부는 다시 인간의 식탁에 오르기도 한다. 연구진은 이번 자료를 이 해초 목초지에서 매년 발생하는 넵튠 볼 개수(추정치)와 더해 매년 8억6700만 개가 넘는 플라스틱 조각을 걸러낼 수 있다고 추정했다. 이에 대해 연구 책임저자인 안나 산체스비달 교수는 “이 해초 목초지는 해양 플라스틱 오염을 막는데 도움이 될 수도 있다”면서 “이번 발견으로 환경 기관들이 이런 해초 목초지의 보존을 위해 긴급 조치를 취하도록 장려하길 기대한다”고 지적했다.P. 오세아니카는 암컷과 수컷의 유전자를 임의로 섞는 양성생식과 달리 자신과 똑같은 유전자를 복제해 증식하는 단성생식도 한다. 이에 따라 일부 복제 개체는 15㎞의 거리에 걸쳐 분포하며 나이는 무려 12만 5000년에 이른다는 것이 최근 연구에서 밝혀져 주목을 받기도 했다. 이들 해초의 군집 지역은 플라스틱을 포획해 제거하는 이번 새로운 역할 외에도 이산화탄소와 퇴적물의 중요한 저장고이자 많은 해양 동물이 새끼를 키우는 지역으로도 유명하다. 물론 이 종은 지중해에서만 서식하지만, 포시도니아속에 속하는 비슷한 해초들은 호주 등 연안의 얕은 바다에도 살고 있어 앞으로 이들 종 역시 플라스틱을 없애는 순기능이 있는지를 연구를 통해 확인해 봐야 할 것이다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

개미나 꿀벌은 대표적인 사회적 동물이다. 이들 뿐만 아니라 새나 물고기 같은 동물들도 집단으로 행동하는 경우가 많다. ‘하나보다는 여럿이 낫다’는 것인데 뇌신경과학 분야에서는 이 같은 동물들의 집단지능의 원리는 수수께끼로 남아 있었다. 국내 연구진이 동물들의 집단지능 원리를 밝혀내는데 도움을 줄 수 있는 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소, 한국전자통신연구원(ETRI) 지능형센서연구실 공동연구팀은 눈을 관찰함으로써 무리 생활을 하는 동물들의 뇌을 이해하고 분석할 수 있는 기술을 개발했다고 14일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다. 연구팀은 뇌신호를 실시간으로 감지해 빛의 반짝임으로 표시되는 프로세서와 LED가 결합된 실시간 뇌파측정분석시스템인 ‘CBRAIN’(씨브레인)을 개발했다. 씨브레인은 뇌 신호를 실시간으로 감지해 LED 불빛으로 표시되도록 해 뇌의 어떤 부위가 활성화돼 감정과 생각을 드러내는지 육안으로 관찰할 수 있도록 한 것이다. 연구팀은 씨브레인을 이용해 생쥐들이 자신의 몸집보다 큰 거미 모양 로봇을 만났을 때 집단 행동을 연구했다. 연구팀은 공포감정을 조절하는 뇌의 기저측편도체의 자극에 따라 LED 빛이 깜박이도록 한 뒤 생쥐 한 마리가 거미로봇을 만났을 때와 다른 동료들과 함께 거미로봇을 만났을 때 변화를 관찰하고 인공지능 딥러닝 기술로 분석했다. 그 결과 거미 로봇이 우리 안에 들어가면 쥐들에게 부착된 씨브레인 시스템의 LED가 동시다발적으로 켜졌는데 8마리 쥐들이 무리지어 있을 때는 1마리만 있을 때보다 경계신호 발생빈도가 줄어든 것이 확인됐다. 또 무리 지어 있을 경우 최외곽에 있는 생쥐들에게는 강한 경계신호가 나타났고 안쪽에 있는 생쥐들은 경계신호가 다소 약한 것이 확인됐다. 동료들과 함께 있으면 경계신호가 줄면서 긴장이 완화되는 사회적 완충효과가 나타난다는 사실이 확인된 것으로 연구팀은 집단 전체의 효율적 방어를 위한 역할 분담 효과가 나타났기 때문이라고 해석했다. 최지현 KIST 책임연구원은 “씨브레인은 뇌 신호를 빛의 반짝임으로 나타내기 때문에 뇌연구를 하는 뇌과학자 뿐만 아니라 생태학, 통계학, 인공지능 등 다양한 분야 연구자들이 활용할 수 있을 것”이라며 “추가 연구를 통해 인간의 사회적 뇌 연구에도 적용해 사회성과 관련된 적응장애나 뇌질환 치료에도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중국 동중국사범대 물리·전자과학부, 수저우대 기능성 나노·연성물질연구소, 상하이교통대 화학·화학공학부, 국립나노과학연구센터, 산시대 초광학 통합혁신연구센터, 스웨덴 린쉐핑대 유기전자공학연구실 공동연구팀은 고추의 매운맛을 내는 화합물 캡사이신이 페로브스카이트 태양전지의 효율을 높일 수 있다는 연구 결과를 내놨다. 이는 전자·전기공학 분야 국제학술지 ‘줄’(Joule) 14일자에 실렸다. 연구팀은 차세대 태양전지로 주목받는 페로브스카이트 태양전지를 만들 때 캡사이신 성분을 첨가하면 전하수송이 빨라지면서 에너지를 안정적이면서 효율적으로 만들어 낼 수 있다는 사실을 확인했다. 페로브스카이트 태양전지 전력변환 효율은 19.1% 수준이지만 캡사이신을 포함시키면 효율이 평균 21.9%까지 오르는 것으로 관찰됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

렉키로나주 임상 2상 결과 공개중증 진행 위험 최대 68% 감소“매우 우수한 안전성 증명”“의료시스템을 정상화하는 데 기여할 것” 셀트리온(068270)은 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) 항체치료제 ‘렉키로나주’(성분명 ‘레그단비맙’)의 임상 2상 결과 ”치료군이 위약군(가짜약 투여 환자 그룹)보다 회복기간이 절반 정도로 줄었고 이상반응(부작용)도 보고되지 않아 매우 우수한 안전성을 증명했다“고 밝혔다. 셀트리온은 이날 오후 6시 전자공시시스템(DART)과 대한약학회 주최 학술대회 ‘하이원 신약개발 심포지아’ 발표를 통해 렉키로나주의 2상 결과를 공개했다. 발표는 엄중식 가톨릭대 길병원 감염내과 교수가 맡았다. 공시와 발표에 따르면 회복 기간은 치료군(204명)이 5.4일로 위약군(101명·8.8일)보다 3.4일 짧았다. 이 차이는 폐렴을 동반하거나 50세 이상인 중등증 환자들에게서 더 두드러졌다. 폐렴 동반 환자들 중 치료군은 5.7일, 위약군은 10.8일로 나타났다. 50세 이상 환자들 중에서는 치료군과 위약군이 각각 6.6일, 13일이었다. 모든 환자 그룹에서 치료군이 위약군보다 회복 속도가 2배 정도 빨라진 것이다. 중증 진행 위험 최대 68% 감소 중증 진행 비율도 치료군이 위약군보다 54% 적었다. 중등증 환자 대상으로는 68%까지 감소 효과가 나타났다. 임상시험은 우리나라와 루마니아, 스페인, 미국 등에서 총 327명을 대상으로 시행돼 지난해 11월 24일 최종 투약이 완료됐다. 결과는 투약 직전 코로나19 바이러스 감염이 최종 확인된 총 307명으로부터 도출됐다. 임상 대상자 중에서 중등증 환자는 폐렴을 동반한 환자들로 모집단의 약 60%를 차지했다. 임상 결과를 발표한 엄중식 가천대 길병원 감염내과 교수는 “이번 연구는 코로나19 감염 초기에 이 약물을 투여해 중증으로의 진행을 얼마나 예방했느냐가 핵심”이라며 “특히 50대 이상에서 중증 환자 발생 비율을 절반 이상 줄일 수 있었다. 급격하게 증가하는 중증 환자로 인해 고갈되는 병상, 인력 등 의료시스템을 정상화하는 데 기여할 것으로 보인다”고 내다봤다.렉키로나주는 코로나19 환자의 발열, 기침 등의 증상이 사라지는 기간을 유의하게 단축하는 효과도 냈다. 코로나19 증상이 사라지는 임상적 회복을 보이기까지의 시간은 렉키로나주 투여군에서 5.4일, 위약군 투여군에서는 8.8일이었다. 이로써 렉키로나주 투여군에서 회복기간이 3일 이상 단축된 것으로 나왔다. 특히 중등증 또는 50세 이상의 중등증 환자에게서는 렉키로나주 투여에서 임상적 회복을 보이기까지 걸리는 시간이 위약군 대비 5∼6일 이상 단축됐다. 안전성 증명, 임상시험서 중대한 이상 반응 등은 보고되지 않아 엄 교수는 “이번 임상을 통해 이 약물이 중증환자로 발전하는 비율을 현저히 낮춤과 동시에 빠른 속도로 회복시킬 수 있다는 사실이 증명됐다. 코로나19 유행 확산과 사태 악화 방지를 위해 백신은 물론 치료제도 필요한 옵션이라 생각한다”고 말했다. 렉키로나주의 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 12일자(현지시간)로 게재됐다. 13일(현지시간) 미국에서 개최되는 키스톤 심포지아(Keystone Symposia)에서도 해당 임상 결과가 발표될 예정이다.셀트리온은 이번 임상 2상 결과를 바탕으로 지난달 29일 식약처에 조건부 허가를 신청했으며, 현재 식약처에서 허가 심사중이다. 셀트리온 관계자는 “렉키로나주가 식약처의 조건부 허가를 받게 되면, 즉시 의료현장에 공급할 수 있도록 이미 10만명 분 생산을 마치고 공급 계획도 철저히 준비 중”이라며 “글로벌 공급에도 부족함이 없도록 최대 200만명분의 치료제를 생산할 계획”이라고 말했다. 한편 향후 셀트리온은 전 세계 10여 개 국가에서 임상 3상 시험을 할 계획이다. 렉키로나주는 코로나19 완치자의 혈액에 존재하는 중화항체를 선별해 만든 항체치료제다. 경증부터 중등증 수준의 코로나19 환자에 약 90분간 정맥투여 하는 주사제로 개발됐다. 김채현 기자 chkim@seoul.co.kr

몇 년 전부터 빠르게 변하는 패션 트렌드를 반영하는 패스트패션이 유행하고 있다. 소비자 취향에 발 빠르게 대응하기 위한 패스트패션은 옷값을 낮추려고 합성섬유를 주로 사용한다. 그런데 바다를 오염시키는 미세플라스틱 대부분이 이런 합성섬유 때문이라는 연구결과가 나왔다. 캐나다 오션 와이즈 보호협회 피터 로스 박사가 주도하고 캐나다 국립해양과학연구소, 브리티시 컬럼비아대 지구해양대기과학과 연구진이 참여한 공동연구팀은 북극해를 오염시키고 있는 미세플라스틱 성분의 92%가 합성섬유라는 사실을 확인하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 13일자에 발표했다. 연구팀은 북극해와 가까운 북유럽, 북미지역 바다와 북극해 71개 지점에서 해수면에서 3~1000m 밑까지 다양한 깊이에서 미세플라스틱 분포를 조사했다. 그 결과 모든 지점에서 1㎥당 170~200개의 미세플라스틱 입자가 발견됐다. 또 연구팀은 푸리에변환적외선분광기(FT-IR)를 이용해 검출된 미세플라스틱을 분석한 결과 92.3%가 합성섬유이며 그중에서 73%가 의류용 폴리에스터라는 사실을 밝혀냈다. 피터 로스 박사는 “패스트패션에서 주로 사용되는 폴리에스터는 세탁 과정에서 떨어져 나오면서 강과 바다로 흘러들어 오염시키는 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

몇 년 전부터 빠르게 변하는 패션 트랜드를 반영하는 패스트패션이 유행하고 있다. 소비자 취향에 발빠르게 대응할 수 있다는 장점도 있지만 옷값을 낮추기 위해 합성섬유를 주로 사용한다. 그런데 바다를 오염시키는 미세플라스틱 대부분이 이런 합성섬유 때문이라는 연구결과가 나왔다. 캐나다 오션 와이즈 보호협회, 캐나다 국립해양과학연구소, 브리티시 컬럼비아대 지구해양대기과학과 공동연구팀은 북극해를 오염시키고 있는 미세플라스틱 성분의 92%가 합성섬유라는 사실을 확인하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 13일자에 발표했다. 특히 이번에 확인된 합성섬유 중에는 폴리에스터가 4분의 3 이상을 차지하는데 주로 사람의 옷가지에서 비롯되는 것으로 확인됐다. 플라스틱이 분해되면서 발생하는 미세플라스틱은 ‘청정해역’으로 알려진 북극해에서도 발견되는 등 새로운 해양오염원으로 지목받고 있다. 그렇지만 북극해를 오염시키고 있는 미세플라스틱의 출처와 오염규모에 대해서는 명확히 밝혀지지 않았다.연구팀은 북극해와 가까운 북유럽, 북미지역 바다와 북극해 71개 지점에서 해수면에서 3~1000m 밑까지 다양한 깊이의 바다에서 미세플라스틱 분포를 조사했다. 그 결과 모든 지점에서 1㎥당 170~200개의 미세플라스틱 입자가 발견됐다. 또 연구팀은 푸리에변환적외선분광기(FT-IR)를 이용해 검출된 미세플라스틱을 분석한 결과 92.3%가 합성섬유이며 그 중에서 73%가 폴리에스터라는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구를 주도한 오션 와이즈협회 피터 로스 박사는 “이번 연구를 통해 북극해를 오염시키고 있는 미세플라스틱의 많은 부분이 폴리에스터 섬유라는 것이 확인됐다”라며 “패스트패션에서 주로 사용되는 폴리에스터는 세탁과정에서 떨어져 나오면서 강과 바다로 흘러들어 오염시키는 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 대장균을 활용해 폐목재, 잡초 등 식물들을 의약품 등 석유화학물질로 전환시킬 수 있는 기술을 개발했다. 카이스트 생명화학공학과 이상엽 특훈교수팀은 먹을 수 없는 비식용 바이오매스를 1차 아민으로 바꿔 주는 미생물 균주 개발에 성공했다고 11일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 실렸다. 1차 아민으로 불리기도 하는 아미노화합물은 의약품이나 농약품을 만드는 데 필수적인 물질로, 주로 석유화학공정을 통해 생산돼 왔다. 원유 매장량의 한계와 지구온난화의 원인으로 석유화학산업이 지목되면서 바이오매스를 원료로 화학물질을 생산하는 바이오리파이너리 기술이 주목받고 있다. 다만 다양한 석유화학물질들이 바이오리파이너리로 만들어지고 있지만 1차 아민 생산은 이뤄지지 못했다. 이런 가운데 이 교수팀은 미생물 시스템 대사공학기술을 이용해 1차 아민을 만들어 낼 수 있는 모든 대사회로를 예측한 뒤 가장 유망한 대사회로를 선정했다. 이렇게 골라진 대사회로로 실험한 결과 10가지 종류의 다른 짧은 길이의 1차 아민을 만들어 낼 수 있는 대장균 균주를 처음 개발하는 데 성공했다. 특히 연구팀은 옥수수나 사탕수수 등 식용 바이오매스가 아닌 폐목재, 잡초처럼 주변에서 흔히 구할 수 있는 비식용 바이오매스 속 포도당을 이용해 1차 아민을 만들어 냈다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr