DGIST는 신물질과학전공 이재동 교수 연구팀과 바이오융합연구부 김현민 박사 연구팀이 이차원 반도체 물질인 이셀레늄화텅스텐(WSe2)이 가지는 특정한 빛 파장 주파수를 조합해 다양한 빛과 밝기를 변환할 수 있는 ‘이중공명 합 주파수 생성’ 방법을 최초로 발견했다고 8일 밝혔다. 인류의 문명은 빛을 다루기 위한 노력을 통해 발전해 왔다. 다양한 빛의 생성과 변환기술은 근현대의 산업과학기술부터 광통신, 광의료, 광에너지 등 미래첨단분야에 이르기까지 활용되고 있다. 빛에너지는 진동을 하는 다양한 주파수를 가지고 있으며, 빛의 원리를 이용해 반도체 물질이 가진 주파수를 활용한 광연구가 다각도로 진행 중이다. 반도체는 전기전도율을 조절 가능한 물질로써, 전자가 존재할 수 없는 에너지 금지대를 사이에 두고, 전자가 존재하는 가전자대와 전도대가 연속적인 에너지밴드로 이뤄져 있다. 에너지밴드 내에 특정 주파수의 빛인 광펄스(light pulse)가 입사되면 에너지의 진동 폭이 급격하게 늘어나는 공명이 일어난다. 이 때 전자들이 에너지 금지대를 통과해 활발하게 이동하면서 새로운 전류나 빛이 생성된다. 이러한 에너지 밴드의 공명을 조절해 빛의 색 변환 효율을 높이기 위한 연구가 진행 중이나, 대체적으로 낮은 효율 때문에 어려움이 많은 실정이다. DGIST 연구팀은 차세대 반도체소재로 각광받는 이차원 물질인 이셀레늄화텅스텐(WSe2)이 가시광선에 반응하면서 빛 흡수율이 높아 여러 개의 공명 주파수를 가지는 특성에 주목했다. 연구팀은 이셀레늄화텅스텐에 입사되는 두 개의 광펄스를 같은 출력으로 조절해 더욱 강력한 두 개의 공명이 동시에 발생하는 것을 확인했다. 이를 통해 색의 변환과 더불어 극대화된 고출력의 광펄스가 방출됨을 확인할 수 있었다. 이번 성과는 단일공명을 활용한 기존 방식에 비해 2개의 공명을 이용해 빛의 파장이 20배 이상 손쉽게 증폭 가능했기 때문에 다양한 광학기술에 활용 가능한 무궁한 잠재성을 가지고 있다. DGIST 신물질과학전공 이재동 교수는 “빛의 출력 증폭과 고효율로 빛의 색 변환이 이차원 물질에서 손쉽게 가능함을 규명했다”고 말했다. 이번 연구는 DGIST 신물질과학연구소의 김영재 박사가 제1저자로 참여했으며, 나노 과학·기술 분야 국제학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 5월 18일자 온라인판에 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

차의과학대학교 분당 차병원은 소화기내과 이주호, 차움 면역증강클리닉 오수연, 차의과학대학교 생명과학대학 김기진·곽규범 교수팀이 단백질을 분해하는 효소인 ADAM9(A Disintegrin and Metalloproteinase 9)가 간암 항암치료 시 치료 반응 여부를 조기에 예측하고, 생존 예후와 연관성이 있음을 세계 최초로 밝혀냈다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 임상의학 연구분 야를 선도하는 국제학술지 캔서스(Cancers, IF 6.162) 최신호에 게재됐다. 분당 차병원에 따르면 이주호 교수팀은 간암 환자의 ADAM9 발현 양상과 암 진행의 연관성을 규명하기 위해 암유전체 아틀라스 데이터베이스의 간암환자 370명 유전체 자료를 분석해 간암 조직에서 주변 조직보다 ADAM9 발현량이 높게 나타난 것을 확인했다. 또한 ADAM9 발현량이 높을수록 간암 환자의 생존율이 낮아짐을 밝혔다. ADAM9은 단백질을 분해하는 효소로 암세포 표면에 발현하는 NK세포 수용체인 MICA(MHC class I-related chain A)를 잘라버림으로써 인체의 면역체계를 교란한다. 암세포를 포함한 비정상 세포 표면에 발현되어 NK(자연살해, Natural Killer)세포를 자극하는 단백질인 MICA는 NK세포가 암세포 항원을 인식하고 암세포를 효과적으로 제거하도록 도와준다. 즉, ADAM9에 의해 암세포 표면에서 MICA가 잘라지면 NK세포는 암세포를 감지하지 못하여 NK세포에 의한 암세포의 효과적인 제거가 어려워진다. 이주호 교수팀은 분당 차병원 간암 치료 환자를 대상으로 1차 표적치료제 소라페닙 투여군, 1차 표적치료제 실패 후 면역항암제 니볼루맙 투여군으로 나눠 ADAM9 mRNA 혈중농도 및 진료 효과를 비교 관찰했다. 그 결과 간암 치료 전 단계에서는 ADAM9 혈중농도가 일반인에 비해 증가한 것으로 나타났으나 간암이 완치된 환자에서는 일반인과 같이 ADAM9 혈중농도가 낮아진 것을 확인했다. 또한 면역항암치료제인 니볼루맙 투여 후 치료반응이 있는 환자군에서 ADAM9 mRNA 혈중농도가 조기 감소한 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 이 교수팀은 간암 1차 표적항암 치료 실패 후 또 다른 치료제인 레고라페닙을 투약받은 환자가 NK 세포치료제의 병용 투여 후 ADAM9 발현이 억제되고 암세포가 완전히 사라진 것을 확인했다. 이 교수는 “간암 1차 표적항암 치료의 실패로 다른 치료제인 레고라페닙을 투약받았던 한 환자가 본인의 의지로 치료반응을 높이기 위해 NK세포 치료를 주기적으로 투여받고 얼마 전 완전 관해라는 놀라운 치료 반응을 확인했다”며 “특히 간암 치료제로 널리 활용되는 소라페닙과 레고라페닙은 ADAM9의 발현을 억제시키는 기전이 이미 보고된 바 있어 향후 NK세포 치료제와 복합 치료 시 상승작용을 가져올 수 있을 것으로 보고 지속적인 연구를 진행할 계획”이라고 말했다. 이 교수는 오는 31일 대한간암학회 정기총회에서 ‘문맥혈관 침범이 있는 난치성 간세포암 치료에 레고라페닙과 NK세포 병용치료의 면역치료 효과를 주제로 NK세포 치료로 완전관해 치료반응이 나타난 환자 사례를 발표할 예정이다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

50대 이후에 주로 발병하는 뇌졸중은 대표적인 심혈관질환이다. 뇌혈관이 막히거나 혈액을 공급받지 못해 뇌 부위가 손상되는 뇌졸중은 다양한 후유증을 남기는 질환으로 잘 알려져 있다. 국내 연구팀이 이런 뇌졸중 후유증이 발생하는 원인을 밝혀내 다양한 뇌 질환 치료 방법을 찾는데 도움을 받을 수 있을 것으로 기대되고 있다. 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단, 광주과학기술원(GIST) 의생명공학과, 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소 공동연구팀은 뇌졸중이 발생하면 언어장애나 운동능력, 인지능력 저하 같은 후유증이 일어나는 메커니즘을 밝혀냈다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 8일자에 실렸다. 뇌졸중은 손상된 뇌 부위 뿐만 아니라 멀리 떨어져 있는 다른 부위에도 기능적 변화를 일으킨다. 기능해리라고 부르는 이 같은 변화는 뇌신경세포들의 활동성이 낮아지면서 뇌 대사와 기능을 떨어뜨리는 것으로 알려졌지만 정확한 발생 원인은 규명되지 않았다. 연구팀은 앞서 뇌 백질부분에서 뇌졸종우 발생하면 멀리 떨어져 있는 운동을 담당하는 뇌 부위인 운동피질 부분에 초미세 신경변성이 발생한다는 사실을 밝혀낸 바 있다. 연구팀은 신경변성 부위에서 별세포라고 부르는 뇌세포가 다른 신경세포의 활성과 대사를 억제해 기능해리를 일으킨다고 보고 백질부분에 뇌졸중을 유도한 생쥐의 뇌를 관찰했다. 별세포는 뇌에서 가장 많은 수를 차지하는 별모양의 비신경세포로 그 숫자와 크기가 증가하면 주변 신경세포에 여러 영향을 미쳐 파킨슨병, 알츠하이머, 중풍 등 다양한 뇌질환을 일으키는 것으로 알려져 있다.관찰 결과 연구팀은 뇌졸중이 발생한 생쥐의 뇌에는 멀리 떨어져 있는 운동피질에 신경세포의 활성과 대사를 억제시키는 가바라는 신경전달물질이 증가하면서 뇌 기능이 떨어진다는 것을 확인했다. 뇌졸중이 발생하면 별세포가 증가하면서 가바를 과다분비해 주변 신경세포 기능을 저하시키고 결국 기능해리를 일으킨다는 것이다. 또 연구팀은 별세포에서 가바를 생성하는 핵심효소인 마오비를 억제하는 약물을 자체 개발해 적용한 결과 기능해리 현상이 완화된다는 것을 관찰하기도 했다. 이창준 IBS 인지및사회성연구단 단장은 “이번 연구는 뇌졸중 뿐만 아니라 편두통, 뇌종양, 뇌염 같은 다양한 뇌질환에서 나타나는 기능해리 유발 원리를 규명했다는 점에 의미가 크다”라며 “별세포 조절로 다양한 신경학적 뇌질환 치료법 개발에 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 체내 면역세포를 활성화시켜 암세포만 정밀타격해 제거할 수 있는 새로운 면역치료법을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구단 연구팀은 다양한 암의 종류에서 체내 면역세포를 효과적으로 활성화시킬 수 있는 나노입자 개발에 성공했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다. 암이 발생했을 때 치료법으로 지금까지는 주로 외과수술과 화학 항암요법, 방사선 요법 등이 사용되고 있다. 최근 들어 체내 면역세포를 활성화시켜 암세포를 제거하는 면역 항암치료법이 주목받으면서 이와 관련한 연구가 활발하다. 면역 항암치료법이 기존 암치료법들에 비해 부작용이 적다고는 하지만 암세포는 면역세포를 피하거나 숨기는 회피 능력을 갖고 있어서 일부 암 환자에게만 효과가 있다는 한계가 있다. 연구팀은 세포에서 방출하는 나노 크기 입자인 ‘엑소좀’을 이용해 항암면역 나노입자를 개발했다. 이 나노입자는 암세포에만 선택적으로 결합되면서 암세포라는 것을 알려주는 표적 신호를 보내게 되고 이 표적신호 때문에 노출된 암세포는 면역세포를 회피해 숨지 못해 결국 제거된다. 특히 이번에 개발된 엑소좀은 종양 환경이 산성일 때 암세포 표면에 표적 신호 단백질을 활성화키고 암이 원래 갖고 있는 면역 회피능력을 무력화시킨다. 특히 일부 암에만 적용되는 것이 아니라 유방암, 대장암, 림프종 등 다양한 암에서 뛰어난 항암면역을 일으켜 암을 제거하는 것이 확인됐다. 또 기존 면역항암제를 함께 투여할 경우 암에 대한 기억 면역을 유도해 암의 재발까지 막을 수 있다는 것도 확인됐다. 김인산 KIST 박사는 “이번 연구결과는 체내 면역세포에 대한 암세포의 신호 강화를 유도함으로써 기존 항암 면역치료법이 갖고 있는 한계를 극복할 수 있게 해줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

양자역학을 활용해 기존 인공지능(AI) 기술을 뛰어넘는 양자 인공지능 알고리즘이 개발됐다. 독일 사이버네틱스사, 카이스트 전기전자공학부, AI양자컴퓨팅 IT인력양성연구센터, 남아프리카공화국 콰줄루나탈대 화학물리학부, 국립이론물리학연구소 공동연구팀은 기존 인공지능의 성능보다 뛰어난 비선형 양자 기계학습 인공지능 알고리즘을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 네이처 출판그룹에서 발행하는 정보통신분야 국제학술지 ‘양자정보’(npj Quantum Information)에 실렸다. 양자 AI는 양자컴퓨터의 발전과 함께 현재 AI를 앞설 것으로 기대되고 있지만 연산 방법이 달라져 새로운 양자 알고리즘 개발이 필요하다. 연구팀은 학습데이터와 테스트데이터를 양자정보로 만든 뒤 양자 정보의 병렬 연산을 가능케 하는 양자포킹 기술과 간단한 양자 측정기술을 조합해 계산할 수 있는 비선형 커널 기반 양자 알고리즘 시스템을 만들었다. 인공지능 기계학습에서 가장 중요한 것은 주어진 데이터의 특징을 구분해 분류하는 것이다. 문제는 데이터 특징만으로 데이터를 분류하기 쉽지 않다면 새로운 특성을 찾아 분류할 수 있는 비선형 커널 기술이 필요하다. 연구팀은 양자컴퓨팅의 장점을 활용해 기하급수적 계산 효율성을 높이는 양자 기계학습 알고리즘을 개발했다. 연구팀은 실제로 IBM 클라우드 서비스를 통해 실제 양자컴퓨터에서 양자 지도학습을 실제 시연하는데 성공했다. 이준구 카이스트 전기전자공학부 교수는 “이번에 개발한 양자 지도학습 알고리즘은 적은 계산량만으로도 연선이 기능하기 때문에 대규모 계산량이 필요한 현재 인공지능 기술을 추월할 가능성을 제시했다는 점에 있어서 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

서울대 연구진이 개발한 건강식품 브랜드 바이오비옴이 한국인 토종유산균 더리얼신바이오틱스NS홈쇼핑 생방송을 진행한다고 밝혔다. 서울대 바이오비옴 더리얼신바이오틱스는 지난 3월 NS홈쇼핑을 통해 선보였으며 세차례의 방송 모두 성공적인 판매를 기록함에 따라 오는 7월 8일 오전8시 20분 4차 방송을 진행한다. 생방송 당일인 8일 NS홈쇼핑 방송시청 및 구매자에 한해 더리얼신바이오틱스 12개월분을 추가 20% 할인하는 특별 혜택이 제공된다. 한국인 토종유산균 더리얼신바이오틱스는 SCI 국제학술지에 발표돼 충분한 연구와 효능을 인정받은 한국인 장내에 존재하는 락토바실러스파라카제이KBL382 균주를 배합했으며 캐나다 로셀사특허 마이크로 캡슐공법으로 제조돼 유산균이 열과 위산, 압력 등에 견딜 수 있도록 돕는다. 식약처 개별인정형 프리바이오틱스락추로스파우더를 주원료로 함유해 별도의 프리바이오틱스 제품을 구입하지 않아도 되는 장점이 있으며 특히 락추로스파우더는 인체시험 결과 섭취 기간동안 장내 유익균인 비피도박테리아가 증가하는 것으로 확인되어 유익균 증식 및 유해균 억제, 배변 활동에 도움을 주는 업그레이드 유산균 제품이다.서울대 바이오비옴 더리얼신바이오틱스는 휴대가 간편한 스틱 포장의 레몬맛 분말 제형으로 온가족이 섭취할 수 있는 유산균이며 1일1포를 직접 또는 물과 함께 섭취하면 프로바이오틱스와 프리바이오틱스를 동시에 섭취할 수 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

초등학교 다니는 아들 녀석이 제 누나랑 놀면서 “라떼는 말이야”라고 말하는 것을 들었다. 달고나 커피를 만들어 보겠다고 난리를 피웠던 적이 있어서 이번에는 카페라떼 만들기에 도전하나 하는 생각을 했다. 그런데 뜬금없는 상황에 자꾸 쓰길래 도대체 무슨 말이냐고 물어봤더니 유튜브 게임방송에서 크리에이터가 하는 말을 따라한 것이란다. 너무 궁금해 인터넷을 찾아봤더니 ‘꼰대’ 같은 윗사람이 아랫사람한테 툭하면 ‘나 때는 말이야’라고 하는 것을 비꼬는 말이란 걸 알게 됐다. 요즘 청년 취업난에 비할 바는 아니겠지만 1990년대 말 외환위기 직격탄을 맞아 취업이 늦어지면서 이제야 근속 20년 된 친구들이 많아져 얼마 전 축하 모임을 가졌다. 중간 관리자 위치에 있는 친구들이다 보니 ‘꼰대’에 대한 토론이 이어졌다. 상사의 말과 행동을 무조건 고깝게 생각하는 태도가 문제라는 의견부터 듣는 사람의 기분을 이해하고 조심할 필요도 있다는 말까지 이야기는 넘쳐났지만 결론 없이 모임은 끝났다. 국립국어원 표준국어대사전에 ‘꼰대’는 ‘은어로 늙은이를 이르는 말, 학생들이 선생님을 이르는 말’로 설명돼 있다. 최근 ‘꼰대인턴’이란 제목의 드라마까지 나오는 등 다양한 매체에서 공공연히 사용되고 있는 것을 보면 이제 더이상 은어로만 받아들일 범위는 넘어선 듯싶다. 꼰대라는 단어에 행위라는 뜻의 접미사 ‘-질’이 붙은 꼰대질은 멘토링이라는 이름으로 포장되는 경우가 많다. 꼰대질은 ‘이 정도는 당연히 할 수 있는 말이거나 행동’이라는 생각에서 비롯되는 경우가 많다. 예전엔 꼰대라고 하면 나이 많은 사람이 대부분이었지만 요즘 ‘젊은 꼰대’들이 늘고 있는 것도 이런 차원일 것이다. 더군다나 ‘내가 해줘야 할 일’이라거나 ‘해도 될 일’이라는 생각은 요즘 사회적 문제가 되는 갑질로 이어지는 경우도 많다. 사실 진정한 멘토링은 자신의 과거를 무용담처럼 얘기하거나 본인의 시각과 생각으로 훈계하는 것이 아니라는 연구 결과가 있다. 지난달 미국 노스웨스턴대 켈로그 경영대와 복잡계연구소, 중국 남방과기대 통계정보과학부, 인도 우다이푸르 경영연구소 정보시스템과학부 공동연구팀은 멘토링이란 책이나 서류에 적혀 있는 내용을 알려 주거나 단순히 일의 방법을 가르쳐 주는 것이 아니라 특별한 상황에 대한 문제 해결 능력을 갖출 수 있는 암묵적 지식을 전수하는 것이라는 연구 결과를 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 발표했다. 이런 연구 결과를 구체적으로 보여 주는 예시도 있다. 로버트 드니로와 앤 해서웨이가 주연한 영화 ‘인턴’이다. 영화에서 오랜 직장생활과 나이를 무기로 풍부한 경험을 갖고 있는 70대 인턴으로 나오는 드니로는 ‘라떼는 말이야’라는 말을 꺼내지 않는다. 젊은 직원들이 어려움을 겪고 있을 때 ‘왼손이 모르게’ 나서서 도와주고 조언을 구해 오면 비로소 함께 고민해 스스로 해결할 수 있도록 해 준다. 18세기 문필가인 프랑스의 조제프 앙투안 투생 디누아르 신부가 쓴 ‘침묵의 기술’에서 한 이야기도 크게 다르지 않다. 연륜은 충분히 존경받을 만한 것이지만 그것이 다른 사람에게 충고할 자격의 당연한 징표는 아니라는 것이다. 최근 중요성이 강조되는 공감은 자신을 기준으로 다른 사람에 대한 충조평판(충고·조언·평가·판단)을 하라는 것이 아니다. 말을 해야 할 때와 침묵해야 할 때를 구분하는 것이 진정한 멘토링이고 공감능력, 소통능력이다. 흔히 지갑을 열고 입을 다물라는 얘기와 다르지 않다. 단 지갑을 열었다는 핑계로 입을 더 많이 열었다간 죽도 밥도 안 되는 상황이라는 것은 알아야겠다. edmondy@seoul.co.kr

미국과 남미를 중심으로 하루 코로나19 확진자 수가 4만~5만명에 이르는 등 2차 대유행이 온 것 아니냐고 할 정도로 다시 무섭게 확산되고 있다. 국내에서도 확진자 수가 증가하고 있어 방역 당국이 바짝 긴장하고 있다. 이런 가운데 최근 확산되고 있는 코로나19 바이러스는 발생 초기보다 전염성이 더욱 강하게 변이됐을 것이라는 연구 결과가 나와 주목을 받고 있다. 베트 코버 미국 로스앨러모스 국립연구소 이론생물·생물물리학부 박사를 중심으로 라호야 면역연구소, 듀크대 의대 등 공동연구팀은 코로나19가 일부 구조가 변형돼 올 초 유행했던 바이러스보다 전염성이 더 강해졌을 것이라고 5일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 3일자에 실렸다. 연구팀은 세포 실험을 통해 코로나19의 스파이크 단백질 중 614번의 변이가 발견됐으며, 이는 감염된 사람의 체내에서 바이러스 양을 늘려 바이러스의 전염력을 강하게 만든다는 연구 결과를 내놨다. 스파이크 단백질은 코로나19가 인체 세포 속으로 침입하는 데 중요한 역할을 하는 물질인데 이번에 발견된 변이는 스파이크 단백질을 더 작게 만들어 인체 세포로 좀더 쉽게 침투할 수 있게 만든다고 연구팀은 설명했다. 연구팀에 따르면 이번 변이는 전파력은 강하지만 독성은 더 강해지지 않고 이전과 비슷한 수준인 것으로 보고 있다. 연구를 이끈 코버 박사는 “이번 발견은 바이러스의 새로운 변이형태가 전염성을 높여 더 위험해졌다는 것을 보여 준다”며 “백신이나 치료제가 나오기 전까지는 마스크를 착용하고 사회적 거리를 유지하는 것이 유일한 대비책”이라고 강조했다. 이번 연구에 대해 앤서니 파우치 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립알레르기·전염병연구소(NIAID) 소장도 “이번 연구에 대해 의학계에서 일부 견해차가 있기는 하지만 코로나19 바이러스가 변이를 일으켜 전염성이 강해졌을 가능성은 크다”고 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나로 인해 3개월 이상 중단됐다가 지난달 20일 다시 열린 도널드 트럼프 미국 대통령의 오클라호마주 털사 유세가 흥행 실패했는데 그 이면에 ‘K팝 팬’이 있었다는 분석들이 있었다. K팝의 인기를 보여주는 대표적인 에피소드라고 할 수 있을 것이다. 실제로 외국에서 한국가요를 K팝이라고 부르며 팬을 자처하는 사람들이 점점 늘고 있다. 이처럼 특정 음악에 팬덤을 형성하는 이유는 뭘까. 데이비드 그린버그 이스라엘 바일란대 음악학과 교수를 중심으로 미국 컬럼비아대 경영대학원, 뉴욕주립대 스토니브룩 캠퍼스, 이스라엘 바일란대 실험심리학과, 영국 케임브리지대 연구자로 구성된 공동연구팀은 사람들이 특정 가수나 그룹을 선호하는 이유는 음악과는 직접적인 연관성이 없는 가수나 그룹이 지향하는 성격(페르소나) 때문이라고 5일 밝혔다. 페르소나는 스위스의 정신분석학자 칼 구스타프 융이 제시한 개념으로 외부로 드러난 일종의 성격과 같은 것을 말한다. 이 같은 연구결과는 심리학 분야 국제학술지 ‘성격 및 사회심리학’ 3일자에 실렸다. 연구팀은 우선 폴 메카트니, 밥 딜런, 엘튼 존, 휘트니 휴스턴, 롤링 스톤스부터 비욘세, 콜드플레이, 마룬5, 테일러 스위프트, 오지 오스본까지 50명의 가수와 그룹을 선정한 뒤 남녀노소 8만명의 팬을 무작위로 뽑아 다양한 변수를 분석했다. 연구팀은 50명의 음악가들 페르소나, 연주할 때나 평소 때의 스타일, 가수들이 연주하거나 노래 부를 때 청중의 반응, 가사에 포함된 의미, 팬이 된 계기 등 다양한 변수를 분석했다. 분석 결과 특정 음악이나 음악가를 선호하게 되는 것은 음악 그 자체 때문이라기보다는 음악가들이 외부로 보여지는 페르소나 때문이라는 사실이 밝혀졌다. 연구팀에 따르면 청중들은 음악가의 페르소나가 자신과 일치한다고 생각될 때 특정 음악가와 음악을 좋아하게 된다고 설명하면서 이를 ‘음악의 자기조화 효과’라고 이름붙였다. 이와 함께 음악을 듣는 사람과 음악가 사이의 성격적 일치성 뿐만 아니라 음악이 표현하고 있는 성별, 나이에 따라서도 음악의 선호여부가 달라지게 된다고 연구팀은 밝혔다. 연구팀은 음악에 대한 팬덤 형성은 음악과 인류의 진화와도 밀접한 관계를 갖고 있다고 설명했다. 과거 음악은 소속 집단 내에서의 결집은 물론 다른 집단과의 협력여부를 결정하는데도 상당한 도움을 줬다는 것이다. 집단이 갖고 있는 음악적 특성이 맞는 집단과는 협력하고 그렇지 않은 집단에 대해서는 협력을 거부하는 식이었다는 설명이다. 연구팀은 이번 연구결과가 음반회사나 음악가들이 관객들에게 어떻게 접근해야 할지를 제시하는 한편 개인이 스트레스 상황에서 자신과 비슷한 성향을 보이는 음악가의 음악이 도움이 될 수 있음을 보여준 것이라고 강조했다. 데이비드 그린버그 교수는 “이번 연구는 음악이 팬들에게 어떻게 자부심을 부여하고 사회적 연대감을 느끼게 해주는지 보여주는 한편 음악적 선호도는 사회적, 심리적, 집단적 역학관계에 따라 달라진다는 것을 제시했다”라고 말했다. 그린버그 교수는 “사회적 분열이 증가하고 있는 요즘 음악이 사람을 하나로 모을 수 있는 공통분모가 될 수 있음을 보여준 것”이라고도 평가했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

마치 새가 비행을 하듯 독특한 움직임으로 공간을 이동하는 ‘하늘을 나는 뱀’의 비결을 밝힌 연구결과가 공개됐다. 미국 버지니아공대 이삭 예튼 교수 연구진에 따르면 동남아시아 밀림에 주로 서식하는 '파라다이스 나무뱀'(paradise tree snake·학명 Chrysopelea paradisi)은 마치 새가 하늘을 날 듯 나무와 나무 사이를 수평으로 이동하는 것으로 알려져 있다. 이 뱀이 날개가 있는 새처럼 실제로 하늘을 나는 것은 아니지만 ‘비행’이라는 표현을 쓸 정도로 가공할만한 ‘비행 능력’을 가졌는데, 이러한 능력에 대해 밝혀진 사실은 많지 않았다. 다만 일반적인 뱀이 땅에서 이동할 때 파도가 치듯 몸을 구불거리듯이, 이 뱀 역시 공중에서 몸을 빠르게 흔든다는 사실을 확인하고는 이 습성에 초점을 맞춰 연구를 진행했다. 연구진은 파라다이스 나무뱀이 파도가 치듯 공중에서 몸을 구불거리는 행동을 3D 모델로 만든 뒤, 이 행동을 다각적으로 분석한 결과, 공중에서 몸을 상하좌우로 구불거릴 때 발생하는 흔들림이 비행 중 더욱 안정성을 유지하는데 도움이 된다는 사실을 확인했다. 반대로 공중에서 구불거리는 동작이 없을 경우 나무에서 나무 사이로 날 듯 이동하는 것이 아닌, 곧바로 땅에 떨어지게 된다는 것도 확인했다.실제 연구진이 실험실에서 인공적으로 서식환경을 만든 뒤 10m 높이에서 점프를 하게 했을 때, 수평 또는 수직으로 몸을 구불거리는 것이 뱀의 ‘비행’ 능력을 증가시키는 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 파라다이스 나무뱀은 공중에서 이동하는 동안 머리의 각도를 위와 아래로 흔드는 동작을 통해 더욱 안전성을 얻었다. 연구진은 뱀이 이러한 동작으로 얻은 안전성을 이용해 수 십m까지 공중에서 이동할 수 있는 것으로 파악했다. 과거 연구에서는 파라다이스 나무뱀에게 날개 역할을 하는 몸이 하나 뿐인 대신, 몸 자체가 좌우 대칭을 이루고 있어 양옆으로 흔들리더라도 안정적인 ‘비행’이 가능하다는 사실이 확인된 바 있다. 자세한 연구결과는 국제학술지 네이처 피직스(Nature Physics) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

2000년부터 매년 10월 초 서울 여의도에서는 서울세계불꽃축제가 열린다. 올해는 코로나19 영향으로 열리지 않을 것으로 알려졌지만 축제가 열릴 때는 일대 교통정체는 물론 발디딜틈이 없을 정도의 사람이 몰린다. 불꽃놀이는 축제나 기념일에 빠지지 않고 열린다. 미국은 7월 4일 독립기념일이 되면 곳곳에서 대규모 불꽃놀이가 벌어진다. 중국은 최대명절이라는 춘절이 되면 크고 작은 불꽃놀이가 전국에서 열리면서 그로 인한 미세먼지가 한반도에까지 심각한 영향을 미친다는 분석결과가 몇 년 전 나오기도 했다. 갖가지 화려한 색깔과 모양으로 하늘을 수놓는 불꽃놀이가 눈을 즐겁게 해줄지는 몰라도 호흡기를 비롯해 건강에는 최악의 영향을 미친다는 연구결과가 나왔다. 미국 뉴욕대 의대 환경의학교실, 컬럼비아대 지구관측연구소 공동연구팀은 화약류를 연소시켜 폭발시키는 불꽃놀이는 순간적으로 폭발하면서 각종 독성화학물질과 납, 구리 같은 중금속을 순간적으로 대기 중에 확산시켜 심각한 폐손상을 가져올 수 있다고 2일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 독성학 분야 국제학술지 ‘입자·섬유 독성학’(Particle and Fibre Toxicology Journal) 2일자에 실렸다. 미국에서는 매년 불꽃놀이 때문에 화상을 포함해 손가락이나 팔을 잃거나 시력 손상 같은 물리적 상해를 입어 병원을 찾는 사람이 1만~2만 5000명에 이르는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 미국 내에서 쉽게 구할 수 있는 불꽃놀이 표본 12종을 구해 생쥐와 사람의 폐세포를 이용해 실험했다. 연구팀은 가로, 세로, 높이 각각 1m의 스테인리스 박스(한쪽은 안쪽을 볼 수 있는 투명한 플라스틱) 안에 생쥐와 사람의 폐세포를 넣고 대규모 불꽃놀이를 할 때 발생하는 연기와 비슷한 비율의 화약연기에 20분 정도 노출시켰다. 보통 불꽃의 색깔을 내기 위해 다양한 금속가루를 사용하는데 리튬(빨간색), 나트륨(노란색), 칼륨(보라색), 구리(청록색), 칼슘(주황색), 스트론튬(짙은 빨간색) 등이 대표적이다. 불꽃놀이 때 나오는 연기에는 이들 금속가루에 열이 가해지면서 화학반응을 일으키는 것으로 알려졌다. 연구팀은 생쥐 및 세포실험 결과 화약연기에는 납, 구리와 같은 중금속 농도가 인체에 유해한 수준으로 나타났다고 밝혔다. 또 이들 중금속 입자에 노출될 경우 호흡기, 특히 폐세포의 산화속도가 급속히 증가되는 것이 관찰됐다. 세포 산화가 계속될 경우 세포가 기능을 잃고 손상되거나 괴사하게 된다. 이와 함께 연구팀은 환경보호국(EPA) 대기분석데이터를 바탕으로 매년 대규모 불꽃놀이가 벌어지는 대도시 12곳을 대상으로 1999년부터 2014년까지 대기질을 분석했다. 그 결과 매년 12월 31일과 1월 1일, 7월 4~5일에 대기 중 납, 티타늄, 스트론튬, 구리 등 독성 금속물질의 수치가 극도로 높게 나온 것을 확인했다. 특히 일부 화약에서는 다른 화약보다 인체세포에 미치는 독성의 정도나 중금속 함량이 10배 이상인 것으로 나타났다. 테리 고든 뉴욕대 의대 교수(환경독성학)는 “일반적으로 불꽃놀이라고 하면 화상 같이 폭발로 인한 부상만 생각하는 경우가 많지만 화약류의 연소로 인해 나오는 연기는 더 많은 사람에게 심각한 영향을 미칠 수 있다는 것을 이번 연구에서 보여준 것”이라고 말했다. 고든 교수는 또 “매년 짧은 시간 동안에만 화약연기에 노출된다고 생각하지만 한꺼번에 많은 양이 강도 높게 배출되기 때문에 매일 호흡하는 대기오염물질보다 독성이 훨씬 강하다”고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

마치 새가 비행을 하듯 독특한 움직임으로 공간을 이동하는 ‘하늘을 나는 뱀’의 비결을 밝힌 연구결과가 공개됐다. 미국 버지니아공대 이삭 예튼 교수 연구진에 따르면 동남아시아 밀림에 주로 서식하는 '파라다이스 나무뱀'(paradise tree snake·학명 Chrysopelea paradisi)은 마치 새가 하늘을 날 듯 나무와 나무 사이를 수평으로 이동하는 것으로 알려져 있다. 이 뱀이 날개가 있는 새처럼 실제로 하늘을 나는 것은 아니지만 ‘비행’이라는 표현을 쓸 정도로 가공할만한 ‘비행 능력’을 가졌는데, 이러한 능력에 대해 밝혀진 사실은 많지 않았다. 다만 일반적인 뱀이 땅에서 이동할 때 파도가 치듯 몸을 구불거리듯이, 이 뱀 역시 공중에서 몸을 빠르게 흔든다는 사실을 확인하고는 이 습성에 초점을 맞춰 연구를 진행했다. 연구진은 파라다이스 나무뱀이 파도가 치듯 공중에서 몸을 구불거리는 행동을 3D 모델로 만든 뒤, 이 행동을 다각적으로 분석한 결과, 공중에서 몸을 상하좌우로 구불거릴 때 발생하는 흔들림이 비행 중 더욱 안정성을 유지하는데 도움이 된다는 사실을 확인했다. 반대로 공중에서 구불거리는 동작이 없을 경우 나무에서 나무 사이로 날 듯 이동하는 것이 아닌, 곧바로 땅에 떨어지게 된다는 것도 확인했다.실제 연구진이 실험실에서 인공적으로 서식환경을 만든 뒤 10m 높이에서 점프를 하게 했을 때, 수평 또는 수직으로 몸을 구불거리는 것이 뱀의 ‘비행’ 능력을 증가시키는 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 파라다이스 나무뱀은 공중에서 이동하는 동안 머리의 각도를 위와 아래로 흔드는 동작을 통해 더욱 안전성을 얻었다. 연구진은 뱀이 이러한 동작으로 얻은 안전성을 이용해 수 십m까지 공중에서 이동할 수 있는 것으로 파악했다. 과거 연구에서는 파라다이스 나무뱀에게 날개 역할을 하는 몸이 하나 뿐인 대신, 몸 자체가 좌우 대칭을 이루고 있어 양옆으로 흔들리더라도 안정적인 ‘비행’이 가능하다는 사실이 확인된 바 있다. 자세한 연구결과는 국제학술지 네이처 피직스(Nature Physics) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 세포 내 DNA 이상 구조를 제어하는 방법을 찾아냈다. 이번 연구를 활용하면 암 예방에도 도움이 될 것으로 보인다. 기초과학연구원(IBS) 유전체항상성연구단 연구팀은 암 억제단백질로 알려진 ATAD5가 DNA 이상 구조를 어떻게 없애 유전체 안정성을 유지하는지를 규명했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘핵산 연구’(Nucleic Acids Research)에 실렸다. 인체 세포는 생명유지를 위해 DNA 복제, 전사, 복구 등 다양한 대사활동을 한다. DNA 전사과정에서 RNA는 DNA 이중나선의 한 가닥에 결합한 ‘R-루프’라는 것이 일시적으로 형성되는데 대사과정이 끝나면 사라지게 된다. 문제는 R-루프가 해소되지 않고 장시간 유지될 경우 DNA 대사과정이 완료되지 못하는데 이 상태에서 세포분열이 진행되면 DNA가 손상돼 암을 유발시키게 된다.ATAD5 단백질은 DNA가 복제 과정을 완료하지 못하고 멈춰 버리는 DNA 복제스트레스 현상을 해소해 암 억제에 기여한다는 것을 이번 연구에 앞서 밝혀낸 바 있다. 연구팀은 ATAD5 단백질이 DNA 복제 과정에서 R-루프 형성을 제어해 유전체 안정성을 유지한다는 것을 추가로 밝혀냈다. 연구팀은 사람 세포를 이용한 실험에서 ATAD5 단백질 양을 인위적으로 줄이자 DNA 복제가 진행 중인 세포에서 R-루프 양이 증가하는 것이 관찰됐다. ATAD5가 세포 속 유전적 변이에 중요한 역할을 한다는 것을 보여주는 점이라고 연구팀은 설명했다. 이규영 IBS 연구위원은 “이번 연구는 ATAD5 단백질이 DNA 복제를 조절하고 복제스트레스를 해소할 뿐만 아니라 DNA 내 이상구조를 제어할 수 있음을 밝혀냈다는데 의미가 크다”라며 “암 치료제나 노화억제제 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국 과학자가 참여한 미국 연구진이 미세혈관 손상까지 찾아낼 수 있는 고해상도 초음파 영상 기술을 개발했다. 미국 피츠버그대 생체공학과, 피츠버그대 의대 초음파분자이미징 및 치료센터 연구팀은 기존 초음파 기술로는 불가능했던 질환의 진행과정을 관찰할 수 있는 초고해상도 초음파 영상기술을 개발했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘국제 신장학’(Kidney International)에 실렸다. 이번 연구에는 대구경북과학기술원(DGIST) 로봇공학전공 유재석 교수도 참여했다. 흔히 건강검진에서 복부와 목 부위 갑상선 검사를 위해 초음파 검사를 실시한다. 여기에 쓰는 초음파 영상 기기 해상도는 음향회절한계가 있었다. 음향회절한계란 특정 물체를 시각화하기 위해서는 물체 크기가 시각화하는데 필요한 주파수의 절반 이상이 되야 한다는 것이다. 충분히 크지 않으면 초음파 영상을 볼 수 없다는 것이다. 또 기존 방식은 데이터를 취합하는데도 시간이 걸리기 때문에 응급 상황에서는 사용이 쉽지 않았다. 연구팀은 초음파 조영제의 개별신호를 구분해 위치를 찾아내는 국지화 기술을 이용해 기존 기기보다 4~5배 이상 해상도를 높이는데 성공했다. 기존에는 150~200㎛(마이크로미터) 크기의 혈관까지만 찾아낼 수 있었지만 이번 기술을 활용하면 32㎛의 미세혈관도 관찰이 가능하다. 또 천문학에서 주로 사용되는 신호처리 기술을 활용해 데이터 수집시간을 기존 수 분에서 1초 이내로 줄여 응급상황에서도 활용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 연구팀은 이번에 개발한 기술을 이용해 기존 초음파 영상기기로는 관찰이 불가능했던 급성신장손상이 만성신장질환으로 진행되는 과정을 관찰하는데 성공했다. 연구에 참여한 유재석 교수는 “이번에 개발한 초음파 영상기술은 기존 초음파 기기로는 해상도의 한계 때문에 진단이 불가능했던 질병의 진행을 관찰함으로써 치료하는데 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

카이스트 생명과학과 이승재 교수와 포스텍 생명과학과 김경태 교수 공동연구팀은 1㎜ 크기의 ‘예쁜꼬마선충’에서 수명 연장을 돕는 장수 유도 단백질 ‘VRK1’의 작동 원리를 밝혀내고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 7월 2일자에 발표했다. 동물 세포에는 에너지가 항상 일정 수준으로 유지될 수 있도록 모니터링하는 ‘AMPK’라는 효소단백질이 있다. 생쥐, 초파리, 예쁜꼬마선충 등에서 AMPK는 수명 연장을 촉진하는 것으로 알려져 있지만 정확한 작동 원리는 밝혀지지 않았다. 연구팀은 VRK1 단백질이 AMPK를 조절해 세포 공장이라고 알려진 미토콘드리아의 전자전달계 기능을 감소시켜 수명을 늘리는 것으로 확인했다. 연구팀은 AMPK를 활용해 대사질환을 치료하고 노화 속도를 늦추는 데 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19 대확산으로 많은 것들이 바뀌고 앞으로도 바뀔 것입니다. 코로나19 발생 이후 많은 변화 중 하나는 질병관리본부 브리핑에서 수어 통역사들의 참여입니다. 이전에도 방송국 차원에서 일부 프로그램에 수어 통역을 제공하기는 했던 것으로 기억되지만 이번처럼 정부 브리핑에 수어 통역사들이 전면에 나선 것은 처음이 아닌가 싶습니다. 이런 상황에서 청각장애인들이 불편함 없이 일상생활을 할 수 있도록 돕는 새로운 기술 하나가 또 등장했습니다. 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 생명공학과, 중국 충칭대 광전자공학과, 충칭사범대 물리·전자공학과 공동연구팀은 청각장애인이 특수 장갑을 끼고 수어를 하면 상대방의 스마트폰 애플리케이션(앱)에서 곧바로 문장으로 표시해 주는 장치를 개발했습니다. 수어 사용자와 수어를 모르는 일반인이 통역사 없이 직접 의사소통을 할 수 있게 해 주는 기술입니다. 이 같은 연구 결과는 전자, 전기공학 분야 국제학술지 ‘네이처 일렉트로닉스’ 6월 30일자에 실렸습니다. 기존에도 수어를 스마트폰이나 다른 전자기기에 번역해 주는 웨어러블 통역 시스템이 있기는 했습니다. 그렇지만 웨어러블이라고 하기에는 너무 크고 무거워서 착용하기가 불편할 뿐만 아니라 수어 인식 정확도가 떨어지고 번역 속도가 느려 효용성이 떨어졌다고 합니다. 연구팀은 손과 손가락의 움직임을 인식할 수 있고, 얇고 신축성이 있으며 센서가 달려 있는 장갑 한 쌍과 스마트폰 앱을 연결시켜 줄 수 있는 지름 3㎝ 정도의 무선 전송 장치가 달린 손목밴드로 구성된 장치를 개발했습니다. 또 수어 일부인 얼굴 표정과 입 모양을 포착하기 위해 수어 사용자의 눈썹 사이와 입 한쪽에 지름 1㎝ 정도로 동전보다 작은 반창고 형태의 접착식 센서도 만들었습니다. 손가락과 손, 얼굴의 움직임을 전기신호로 바꿔 손목밴드 장치로 보내면 이를 무선으로 상대방의 스마트폰에 전송하는 방식입니다. 스마트폰 앱에서는 초당 1~2단어 정도의 속도로 수어를 구어로 변환해 준다고 합니다. 수어 사용자와 무난하게 대화할 수 있는 수준이라고 합니다.첸준 UCLA 교수는 “이번 기술은 수어를 사용하는 사람과 비수어 사용자 간 직접 의사소통을 가능하게 해줄 뿐만 아니라 더 많은 사람들이 수어를 쉽게 배울 수 있도록 도와줄 것”이라며 “이번에는 영어 수어에만 적용됐지만 기본 원리를 활용하면 다른 언어의 수어까지 확장 가능할 것”이라고 말했습니다. 최근 장애인이 일상생활에서 맞닥뜨리는 어려움을 없애는 ‘배리어 프리’를 넘어 장애 유무, 성별, 연령, 문화적 배경에 상관없이 누구나 손쉽게 사용할 수 있는 제품이나 환경을 만드는 ‘유니버설 디자인’이 주목받고 있습니다. 예전에 비해 한국에서도 장애인에 대한 차별이 많이 줄었다고 하지만 여전히 부족한 면이 있는 것이 사실입니다. 장애인이 불편 없이 살기 위해서는 기술 발전과 사회의 인식 변화가 함께해야 하지 않을까요. edmondy@seoul.co.kr

알츠하이머 환자의 기억력 쇠퇴와 인지능력 저하의 근본 원인이 밝혀졌다. 오스트리아 그라츠의대 라인홀트 슈미츠 교수가 주도하고 네덜란드 네이메헌 라드바우드대 신경의학센터, 독일 루트비히 막시밀리안 뮌헨대 메디컬센터 연구진으로 구성된 공동연구팀은 알츠하이머 환자의 인지능력 저하는 뇌 속 철분이 쌓이기 때문이라는 연구 결과를 의학분야 국제학술지 ‘방사선학’ 6월 30일자에 발표했다. 연구팀은 알츠하이머 환자 100명과 인지능력이 정상인 일반인 100명을 대상으로 고해상도 영상을 얻을 수 있는 3T(테슬라) 자기공명영상(MRI) 장치로 뇌를 정밀하게 촬영했다. 또 연구팀은 알츠하이머 환자 100명 중 56명을 무작위로 뽑아 17개월 동안 신경심리학적 검사와 3T MRI 촬영을 주기적으로 했다. 분석 결과 알츠하이머 환자들은 일반인들보다 뇌에서 철분 농도가 높게 나타났으며 알츠하이머 환자들 사이에서도 뇌 철분 농도가 높을수록 인지능력이 더 떨어진다는 사실을 확인했다. 특히 알츠하이머 환자의 뇌에서는 다른 부위보다 측두엽에서 유독 철분 농도가 높다는 것이 확인됐다. 측두엽은 언어와 기억, 학습, 사회적 관계에 관여하는 뇌 부위다. 또 이번 연구에 따르면 뇌의 부피가 정상적이라도 철분 수치가 높게 나타날 경우 기억력을 포함한 인지능력이 떨어지는 것으로 나타났다. 연구팀은 뇌 속 고농도 철분이 그동안 알츠하이머 치매 원인으로 알려진 베타아밀로이드 단백질과 타우 단백질 축적을 촉진시켜 뇌에서 독성물질을 만들어 내 인지 기능을 저하시키는 것으로 분석했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

알츠하이머 치매는 오랫동안 축적되어 온 기억과 인지능력을 상실하게 만듦으로써 아름다운 노년을 방해하는 가장 심각한 질환으로 꼽힌다. 과학과 의학이 발달한 현대에서도 알츠하이머의 발병원인과 인지능력이 급격히 떨어지는 이유에 대해 정확히 밝혀지지 않았다. 이런 가운데 오스트리아 그라츠의대, 네덜란드 네이메헌 라드바우드대 신경의학센터, 독일 루트비히 막시밀리안 뮌헨대 메디컬센터 공동연구팀은 알츠하이머 환자의 인지능력 저하는 뇌 속 철분이 쌓이기 때문이라는 연구결과를 의학분야 국제학술지 ‘방사선학’ 6월 30일자에 발표했다. 알츠하이머는 베타아밀로이드 단백질과 타우 단백질이 뇌에 과도하게 쌓이면서 기억력을 비롯한 인지능력이 저하되는 질환으로 치매 발병 원인의 50% 이상을 차지하고 있다. 이전에도 알츠하이머 환자들이 일반인들에 비해 뇌 철분수치가 비정상적으로 높다는 것은 알려져 있었지만 어떤 영향을 미치는지에 대해서는 밝혀내지 못한 상태였다. 연구팀은 알츠하이머 환자 100명과 인지능력이 정상인 일반인 100명을 대상으로 고해상도 영상을 얻을 수 있는 3T(테슬라) 자기공명영상(MRI) 장치를 이용해 뇌를 정밀하게 촬영했다. 연구팀은 알츠하이머 환자 100명 중 56명을 무작위로 뽑아 17개월 동안 신경심리학적 검사와 3T MRI 촬영을 주기적으로 실시했다.분석 결과 알츠하이머 환자들은 일반인들보다 뇌에서 철분 수치가 높게 나타났으며 알츠하이머 환자들 사이에서도 뇌 철분수치가 높을수록 인지능력이 더 떨어진다는 사실을 확인했다. 특히 뇌의 다른 부위보다 측두엽에서 유독 철분 수치가 높게 나타나는 것을 발견했다. 측두엽은 언어와 기억, 학습, 사회적 관계에 관여하는 뇌 부위이다. 또 알츠하이머 환자들은 뇌의 부피가 줄어들면서 인지능력이 저하되는 것으로 알려져 있었지만 이번 연구에 따르면 뇌의 부피가 정상적이라도 철분 수치가 높게 나타날 경우 기억력을 포함한 인지능력이 떨어지는 것으로 나타났다. 연구팀은 뇌 속 고농도 철분이 베타아밀로이드 단백질과 타우 단백질 축적을 촉진시키고 이들이 신경독성을 나타내도록 촉진시키는 요인으로 보고 있다. 라인홀트 슈미츠 그라츠의대 교수(노인신경학)는 “이번 연구는 뇌 속 철분농도를 알츠하이머를 미리 예측하는 수단으로 사용하는 한편 뇌에서 과도한 철분을 제거하는 방식으로 알츠하이머를 치료할 수 있다는 점을 제시했다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 지구온난화 주범으로 지목받고 있는 이산화탄소를 화학적으로 유용한 일산화탄소로 전환시킬 수 있는 인공광합성 촉매 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터, 광주과학기술원(GIST), 고려대, 독일 베를린공과대 화학과 공동연구팀은 식물의 잎처럼 이산화탄소를 흡수해 유용한 화학물질로 전환시킬 수 있는 인공광합성 전극을 개발했다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 에너지·환경 분야 국제학술지 ‘나노 에너지’에 실렸다. 인공광합성 시스템은 이산화탄소를 이용해 일산화탄소 같은 고부가가치의 화학물질로 전환시킬 수 있는 기술이다. 환경오염 없이 이산화탄소를 제거할 수 있어서 주목받고 있는 기술이다. 기존의 이산화탄소 전환 기술은 주로 액체상태에서 진행됐다. 그렇지만 이산화탄소가 물에 잘 녹지 않아 투입된 에너지 대비 효율이 낮고 액체상태로 만들어야 하기 때문에 공정이 복잡해진다는 문제가 있었다. 연구팀은 촉매와 전극구조가 반응 중 어떻게 작동하는지 실시간 관찰할 수 있는 분석기법을 활용해 이산화탄소를 액상으로 만들지 않고 기체상태에서 일산화탄소로 전환시킬 수 있는 나노크기의 산호모양 은촉매 전극을 개발했다. 이번에 개발한 전극은 기존 은촉매 기술과 달리 반응표면적이 커져 투입 에너지는 적고 일산화탄소 전환 효율은 100배 이상 향상된 것으로 확인됐다. 또 전극의 크기도 상용화가 가능한 수준의 대면적으로 제작이 가능해졌다. 오형성 KIST 박사는 “이번 기술은 나노미터 크기의 산호형태 은촉매 전극을 만듦으로써 이산화탄소 전환시스템의 성능을 크게 향상시키고 앞으로 연구방향까지 제시했다는데 의미가 크다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중국 돼지에게서 신종 플루 바이러스가 발견됐다. 현지 연구진은 해당 바이러스에 팬데믹(세계적 대유행) 가능성이 있다고 밝혀 우려가 높아지고 있다. 영국 BBC 등 해외 언론의 29일 보도에 따르면, 베이징에 있는 중국농업대학 연구진은 2011~2018년 중국 축산농가의 돼지에게서 3만여 개의 샘플을 채취한 뒤 이를 분석했다. 그 결과 기존에 알려진 신종 플루 바이러스와는 다른 특징을 가진 새로운 바이러스가 확인됐다. ‘G4 EA H1N1’으로 명명된 이 바이러스는 2009년 전 세계를 휩쓸었던 A형 인플루엔자 바이러스와 북미에서 발생한 ‘H1N1’ 바이러스의 성질을 공통으로 가진 것으로 알려졌다. 새로운 바이러스의 명확한 정체와 특징을 완벽하게 파악하지 않은 상황에서, 더욱 우려를 높이는 것은 해당 신종 바이러스가 인간에게 감염돼 코로나19에 이은 또 다른 팬데믹으로 번질 수 있다는 예측이다. 연구진은 신종 플루 바이러스인 ‘G4 EA H1N1’이 도살장 또는 축산농가에서 일하는 몇몇 사람들에게서 이미 감염 사례가 나왔으며, 중국 10개 지역에서 발견된 신종 인플루엔자 유전자 타입 대부분이 ‘G4’ 계열이라고 밝혔다. 연구진은 “현재로서 G4 계열의 바이러스가 인간에게서 인간에게로 전염을 일으킬 가능성은 낮은 편이지만, 2009년 신종 플루 대유행 이후 바이러스가 진화하는 과정에서 인간-인간 전염이 가능하도록 달라졌을 수 있다”고 설명했다.이어 “‘G4 EA H1N1’에 감염된 돼지가 늘어날수록 인간도 노출될 위험이 높아진다. 해당 바이러스는 이미 중국 축산농가의 큰 문제”라면서 “만약 감염 사례가 늘어난다면 바이러스가 새로운 환경에 완전히 적응하고 팬데믹으로 번질 수 있다”고 덧붙였다. 다만 일부 전문가들은 과거와 마찬가지로 신종 플루 바이러스의 팬데믹 가능성이 그다지 높지 않다고 반박했다. 미국 국립보건원 산하 포가티 국제센터의 진화생물학자인 마사 넬슨 박사는 미국 과학 매체인 ‘사이언스’와 한 인터뷰에서 “연구에 활용된 샘플이 매우 적기 때문에, G4 바이러스가 중국 축산농가에 얼마나 광범위하게 퍼졌는지는 알 수 없다”면서 팬데믹 가능성은 낮다고 주장했다. 다만 “인플루엔자는 우리를 놀라게 할 수 있다. 특히 (코로나19 바이러스로 인한 위험이 높은) 현재는 인플루엔자와 같은 위협이 간과될 위험이 있다”고 덧붙였다. 영국 케임브리지대학 수의학과장인 제임스 우드 교수는 BBC와 한 인터뷰에서 “이번 연구는 지속해서 발견되고 있는 병원균이 새 위험으로 떠오르고 있다는 것을 일깨워준다”면서 “특히 농가에서 길러지는 동물은 야생동물보다 인간과 더 많이 접촉하는 만큼, 대유행의 원인이 될 수도 있다”고 밝혔다. 한편 2009년 멕시코에서 처음 감염자가 발생한 뒤 전 세계로 퍼져 나간 신종 플루는 사람과 돼지, 조류 인플루엔자 바이러스의 유전물질이 혼합된 새로운 형태의 바이러스로, 일반적인 인플루엔자처럼 감염자의 기침이나 재채기 등을 통해 전파되는 것으로 알려져 있다. 미국의 경우 사망자는 100만 명에 1.7명꼴 정도로 비교적 낮다. 자세한 연구결과는 국제학술지 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호(29일자)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr