국내 연구진이 교통사고나 산업재해 등 사고로 인한 척수 손상이나 운동신경세포가 파괴되는 루게릭병 같은 질환을 치료할 수 있는 방법을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부 김정범 교수팀은 피부세포에 2종의 유전인자를 주입해 척수를 구성하는 운동신경세포를 만드는 데 성공했다고 29일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 유럽분자생물학회에서 발행하는 국제학술지 ‘이라이프’에 실렸다. 연구팀은 피부세포에서 원하는 세포를 곧바로 얻을 수 있는 직접교차분화 기술로 운동신경세포를 만들었다. 환자 피부세포에 두 종류의 유전자를 직접 주입해 만능세포단계를 거치지 않고 곧장 운동신경세포로 만들어지도록 해 면역거부반응과 암세포 분화 가능성을 모두 제거했다. 연구팀은 이번에 개발한 세포치료제를 척수 손상 실험쥐에게 주입한 결과 손상된 척수조직에서 신경이 재생되는 것을 확인됐다. 김 교수는 “기존 기술로는 척수 손상 치료가 쉽지 않았는데 이번 기술은 실질적인 치료 효과를 나타낼 수 있을 것”이라고 기대했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

역대 가장 더운 여름이 예상되면서 폭염이 계속되는 가운데 마스크 착용을 힘들어하는 사람이 늘고 있다. 숨쉬기 편한 마스크가 판매되고 있지만 수제 마스크도 침방울이 튀어 나가는 것을 막아 준다는 분석 결과가 나왔다. 미국 플로리다 애틀랜틱대 해양·기계공학과 싯다르타 베르마 교수가 주도한 연구팀은 기침이나 재채기를 할 때 튀어나오는 침방울을 막아 줄 수 있는 마스크 효과를 모의실험한 결과 여러 겹의 천으로 만든 수제 마스크도 시중에서 판매하는 마스크와 비슷한 효과를 보인다는 연구 결과를 물리학 분야 국제학술지 ‘유체 물리학’ 30일자에 발표했다. 연구팀은 다양한 재료와 형태로 마스크를 만들어 재채기나 기침을 했을 때 침방울을 얼마나 잘 차단하는지 모의실험을 실시했다. 실험 결과 시중에서 판매되는 마스크들은 거의 100% 침방울을 차단했으며 여러 개의 천을 겹쳐 만든 수제 마스크도 90% 이상 침방울을 차단하는 것으로 나타났다. 등산용 손수건으로 알려진 반다나나 스카프를 접어 입과 코를 가리는 것은 침방울이 튀는 것을 막는 데 전혀 도움이 되지 않는 것으로 확인됐다. 베르마 교수는 “마스크를 쓰는 것은 매우 중요하지만 바이러스를 100% 차단할 수는 없다”며 “백신이 출시되기 전까지는 마스크 쓰기와 함께 사회적 거리두기 등 보건당국자들의 권고사항을 철저히 지키는 게 중요하다”고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 교통사고나 산업재해 같은 사고로 인한 척수 손상 환자나 운동신경 세포가 파괴되는 루게릭병 같은 질환을 치료할 수 있는 방법을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부 김정범 교수팀은 피부세포에 2종의 유전인자를 주입해 척수를 구성하는 운동신경세포를 만드는데 성공했다고 29일 밝혔다. 연구팀은 동물실험을 통해 운동신경세포의 재생능력을 확인하기도 했다. 이 같은 연구결과는 유럽분자생물학회에서 발행하는 국제학술지 ‘이라이프’에 실렸다.신체를 지탱하는 척추뼈 안에 있는 신경조직인 척수는 뇌 신호를 몸 구석구석으로 전달하고 신체 감각을 뇌로 전달하는 중요한 역할을 한다. 척수가 손상이 되면 운동기능이나 감각을 잃거나 몸을 움직일 수 없는 심각한 후유증을 겪게 된다. 약물치료나 외과수술로 척수손상을 치료하기도 하지만 효과가 크지 않다. 이 때문에 줄기세포를 이용해 손상된 조직을 재생시키는 세포치료제가 주목받고 있지만 줄기세포 분화과정에서 암세포가 형성되는 경우도 환자에게 사용되지는 못하고 있다. 연구팀은 피부세포에서 원하는 목적의 세포를 바로 얻을 수 있는 직접교차분화 기술을 이용해 운동신경세포를 만들었다. 환자 피부세포에 두 종류의 유전자를 직접 주입해 만능세포단계를 거치지 않고 곧장 운동신경세포로 만들어지도록 해 기존 줄기세포치료제의 문제점인 면역거부반응과 암세포로 분화 가능성을 모두 해결했다.기존의 직접분화 기법으로 만들어진 세포수는 너무 적어 환자 임상치료에 활용하기 충분치 않았지만 연구팀은 세포 자가증식을 통해 대량생산이 가능토록 했다. 실제로 이렇게 만들어진 세포치료제를 척수를 손상시킨 실험쥐에 주입한 결과 운동기능이 회복되고 손상된 척수조직에서 신경이 재생되는 것이 확인됐다. 김정범 교수는 “척수 손상은 산업재해에 의한 발병률이 높은데 반해 지금까지 나온 기술로 치료는 쉽지 않았는데 이번에 개발된 세포치료제는 기존 치료방법들의 한계를 극복해 실질적인 치료효과를 가져다 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

보통 기억력이 나쁘거나 우둔한 사람들에게 ‘새대가리’라고 놀리는 경우가 많다. 우둔한데다가 자기 중심적이기까지 하면 ‘벌레 또는 곤충만도 못한 인간’이라고 비난하는 경우도 있다. 그런데 거의 눈으로 보이지 않을 정도로 작은 뇌를 가진 곤충들도 학습하고 기억하고 사회적 추론을 할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 미시건 앤아버대 생태·진화생물학과 연구팀은 종이말벌 또는 쌍살벌로 불리는 벌들은 생물학자들이 ‘사회적 엿듣기’라고 부르는 능력을 통해 잠재적 적들의 집단적 행동을 살펴 본 뒤 기존에 학습하고 기억한 것들을 되살려 신속하게 평가한 뒤 행동한다는 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 26일자에 발표했다. 영장류는 물론 제브라 피시 같은 물고기나 일부 조류들은 잠재적 경쟁자들의 행동을 살펴보고 자신의 현재 능력과 비교함으로써 대응전략을 세움으로써 분쟁 비용을 최소화하도록 진화한 것으로 알려져 있다. 그렇지만 곤충들에게서는 이 같은 능력이 확인되지 않았다. 그렇지만 연구팀은 곤충들의 작은 뇌신경계가 정교한 행동을 제한하는 것은 아니라는 연구결과들을 내놓은 것이다. 연구팀은 학교가 있는 앤아버 주변에서 폴리스테스 푸스카투스(Polistes fuscatus)라는 쌍살벌들을 수집해 관찰했다. 푸스카투스 쌍살벌은 여러 마리의 여왕벌이 한 둥지에서 사는 경우가 많은데 이 때문에 벌들 사이에 먹이 분배, 일 분담, 번식 우선권 등을 둘러싸고 싸움이 벌어질 수 있기 때문에 엄격한 위계질서가 필요하다. 만약 엄격한 질서가 없다면 각 파벌들로 나뉘어 싸움을 벌이다 모두 멸종할 수 있다는 것이다.연구팀은 서로 다른 여왕벌을 섬기는 말벌 6마리를 뽑아 가슴에 물감으로 색깔을 표시해 구분할 수 있도록 한 다음 가로, 세로, 높이 각 ㎝의 작은 투명유리상자에 넣었다. 그 다음 전투말벌 한 마리씩 뽑아 작은 통에 넣은 뒤 전투를 하도록 하고 나머지 네 마리는 이를 관찰하도록 했다. 연구팀에 따르면 네 마리의 벌들은 전투말벌이 싸우는 것을 오랫 동안 관찰한 다음 다시 벌집으로 돌아갔을 때도 싸우는 것을 보고 익힌 것을 바탕으로 적과 아군을 정확하게 판단하고 행동한다는 것을 확인했다. 연구팀은 쌍살벌들이 미세한 얼굴의 특징과 행동을 파악해 불필요한 경쟁이나 싸움을 피하도록 진화한 것으로 보고 있다. 엘리자베스 티베츠 교수(신경·행동생물학)는 “복잡한 사회관계와 상황 판단 능력은 두뇌 진화, 특히 사회적 지능 발달에 따른 것으로 알려져 있지만 곤충의 뇌에서도 그 같은 판단이나 사고가 가능하다는 것을 보여주는 연구”라며 “쌍살벌의 경우 놀라운 장기기억력을 갖고 있으며 이전에 관찰하거나 학습한 사회적 상호작용에 근거해 행동한다는 것을 알 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

임신 중 뱃속 태아는 엄마가 먹는 음식을 통해 영양분을 공급받는다. 이 때문에 많은 임산부들이 좋은 음식을 먹어 건강한 아이를 낳고 싶어한다. 임신 중에는 활동량이 줄기 때문에 자칫 임신 중 비만에 시달리는 경우도 있다. 몸매 관리를 위해 임신 중 지나친 다이어트도 아이들의 건강에 도움이 되지 않지만 임신 중 비만도 이후 산모의 당뇨나 고혈압 등 건강에 악영향을 미칠 뿐만 아니라 태어날 아이가 나중에 소아비만에 시달릴 위험도 높다. 그 밖에 임산부 비만은 여러 세대에 걸쳐 자손들이 간암에 걸릴 위험도 높인다는 연구결과가 나왔다. 중국 우한대 생명과학부, 화중과학기술대 의대 약리학부, 미국 센트럴 미시간대 의대 공동연구팀은 임신 중 비만은 여러 세대에 걸쳐 자손들의 간암 발병 확률을 높인다고 26일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 의학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 헤파톨로지’ 25일자에 실렸다. 비만은 비알콜성 지방간이나 간경화, 간암의 원인으로 꼽히고 있다. 그동안 산모의 비만이 자식세대의 간암 발병과 연관성이 있다는 것이 알려져 있기는 했지만 정확한 발병기전은 밝혀지지 않았다. 연구팀은 고지방식을 먹어 비만한 생쥐에게 간암 유도물질인 디에틸니트로사민(DEN)을 투여한 뒤 RNA 염기서열을 분석했다. 유전자와 마이크로RNA의 변화를 파악하고 세대를 거쳐 전달될 가능성이 있는지를 파악하기 위해서이다. 연구팀은 간암이 발병한 비만 생쥐들에게서는 마이크로RNA 중 하나인 ‘miR-27a-3p’가 증가한다는 것이 확인됐다. 연구팀은 비만한 임신 생쥐들의 간에서도 해당 마이크로RNA가 증가했을 뿐만 아니라 새끼와 그 자손들에게서도 종양을 억제하는 Acsl1과 Aldh2라는 두 종류의 유전자가 줄어든다는 것이 관찰됐다. 이 때문에 악성 간종양이라고도 불리는 간세포암종(hepatocellular carcinoma)이 쉽게 발생할 수 있다는 것이 확인됐다. 연구팀은 고지방식으로 한 산모의 비만은 암 유발물질에 쉽게 반응하도록 신체가 변화되고 이 같은 암 감수성이 세대에 걸쳐 전달될 뿐만 아니라 점점 누적되면서 세대가 내려갈수록 간암 발병 확률이 높아진다고 설명했다. 할머니가 임신 중 비만이었다면 그 자식보다 손자대에서 간암발병확률이 더 높아진다는 것이다. 유전자 변이가 누적되기 때문이다. 젱링 중국 우한대 생명과학부 교수는 “이번 연구결과는 모체 비만과 같은 스트레스 상황이 자손들의 비만과 대사질환에 결정적인 영향을 미칠 수 있음을 실험적으로 보여주고 있다”라며 “임산부의 혈액검사를 통해 자손의 종양 발생가능성을 예측하는 기술을 개발할 수도 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

계명대 동산병원 신경과 조용원 교수와 계명대 의용공학과 구정훈 교수는 10여 년간의 연구를 통해 하지불안증후군 환자가 하지불안자극을 느끼는 것과 관련된 뇌 메커니즘을 밝혀냈다. 하지불안증후군은 수면장애의 하나로, 잠들기 전 다리에 불편한 느낌이 나타나 다리를 움직이게 되면서 수면을 방해하는 질환이다. 조 교수팀은 하지불안증후군 환자의 뇌가 활성화되지 않은 휴지상태에 기능자기공명영상을 촬영해 뇌의 연결성을 분석했다. 기능자기공명영상은 인체에 고통을 주지 않고, 자기공명영상(MRI)을 이용해 혈류나 산소화 상태를 인지하여 뇌 또는 다른 장기의 기능을 검사하는 것이다. 이 연구팀은 2010년 공동연구를 시작으로 인연을 맺었다. 지속적인 연구 결과, 2014년에 자극을 우선 처리하는 영역인 뇌시상과 대뇌피질과의 연결이 하지불안증후군 환자들과 정상 군 사이에 유의미한 차이를 보인다는 것을 확인했다. 그리고 2년 뒤인 2016년에는 아무런 활동을 하지 않는 상태에서도 기본적인 활동을 관리하는 기본네트워크회로(Default mode network)가 환자 군에서는 자극과 움직임을 처리하는 영역에 좀 더 강화됨을 알아냈다. 이 회로는 아침과 저녁에 다르게 작용하며 환자가 밤에 증상을 더 겪는 현상을 뇌의 관점에서 설명할 수 있게 했다. 이러한 연구결과는 세계수면학회지 ‘Sleep Medicine’ 2014, 2016, 2018년에 각각 게재되었다. 이런 뇌 네트워크가 치료를 진행함에 따라 유의미하게 정상 군과 비슷한 상태로 회복됨을 보였다. 뿐만 아니라, 최근에는 하지불안증후군 환자가 겪는 불편한 감각이 여러 뇌 회로의 이상으로 발현된다는 것을 바탕으로, 자극에 민감하게 반응하여 처리하는 현출성신경망(Sailence network)이 환자 군에게 더욱 두드러져 있다는 사실을 밝혀냈다. 이 연구결과는 국제학술지 네이처 ‘Scientific Report, 2020’에 게재됐다. 조 교수는 “이번 연구는 하지불안증후군을 뇌 메커니즘의 관점에서 이해하는데 진일보된 결과이며, 이후 치료에 대한 접근법 및 진단 방법에도 영향을 줄 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

동식물 유전자 특정 부분을 정교하게 잘라내 품종을 개선하거나 유전자 관련 질병을 치료할 수 있는 유전자 가위 기술은 생물학 분야의 혁명이라고까지 불린다. 현재는 3세대 유전자 가위기술인 ‘크리스퍼 유전자 가위’와 관련해 활발한 연구가 이뤄지고 있다. 크리스퍼 유전자 가위도 한 종류만 있는 것이 아니라 다양한 종류가 존재한다. 문제는 유전자 가위들마다 특성이 다른데 이를 체계적으로 분석한 연구가 없어 어떤 유전자 가위를 이용해 연구나 임상에 적용해야 하는지 헷갈릴 때가 많다. 국내 연구진이 이 같은 문제를 해결하기 위한 인공지능 알고리즘을 개발해 주목받고 있다. 연세대 의대 약리학교실, 재활의학연구소, 의생명과학부, BK21연세의과학사업단, 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단, 서울대 전기정보공학과, 생물정보학협동과정 공동연구팀은 유전자 교정 상황에 따라 가장 효율적인 유전자 가위기술을 추천해주는 인공지능 알고리즘(DeepSpCas9variants)을 개발했다고 25일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’에 실렸다. 유전자 가위는 표적 DNA의 특정 염기서열 정보를 가진 가이드RNA와 염기서열을 자르는 절단효소로 구성되는데 최근에는 화농성연쇄상구균에서 가져온 SpCas9을 절단효소로 활용하는 크리스퍼 유전자 가위가 가장 많이 활용되고 있다. SpCas9는 효율은 높지만 표적 이외 지점을 잘라내는 표적 이탈현상이 빈번하다는 문제가 있다. 이 때문에 이를 막기 위한 다양한 종류의 크리스퍼 유전자 가위 기술이 파생돼 있다. 유전자 가위들의 약점을 보완한 여러 종류의 파생기술들이 있지만 이들의 성능과 장단점을 분석한 연구가 없어 전문 연구자들마저도 어떤 유전자 가위를 언제 사용해야 하는지 혼란스러울 때가 많다. 이에 연구팀은 다양한 연구데이터베이스를 바탕으로 SpCas9 변이체 13종을 대상으로 가이드RNA 표적 염기서열에 따른 교정효율을 측정하고 교정 정확성 차이를 밝혀냈다. 또 동일한 조건에서 인간배아 신장세포를 이용한 유전자 교정실험을 실시해 교정 효율을 분석했다. 이를 바탕으로 연구나 임상 상황에 따른 유전자 가위의 효율을 예측하는 알고리즘을 개발했다. 이 알고리즘을 이용하면 가장 효과적인 유전자 가위기술을 추천받을 수 있을 뿐만 아니라 이를 활용했을 때 기대되는 교정효율까지 파악할 수 있게 된다고 연구팀은 설명했다. 연구팀 관계자는 “이번 연구는 지금까지 밝혀지지 않았던 여러 유전자 가위의 파생기술들의 차이를 체계적으로 분석함으로써 정확한 유전자 교정도구를 선택할 수 있는 가이드라인을 제시했다는데 의미가 크다”라며 “이번에 개발된 알고리즘을 활용하면 표적이탈로 인한 돌연변이 같은 부작용을 최소화할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 역사학자 윌 듀런트는 “문명은 예고 없이 변하는 지질학적 영향을 받으며 그에 따라 존재한다”는 말을 남겼습니다. 그렇지만 많은 역사학자는 지질학적 변화가 역사에 영향을 미친다는 생각은 ‘환경결정론’이라고 하며 받아들이지 않고 있습니다. 그런데 최근 역사학자와 고고학자뿐만 아니라 다양한 분야의 과학자들이 참여해 환경결정론에 힘을 실어 주는 재미있는 연구결과를 내놨습니다. 미국 사막연구소, 영국 케임브리지대, 벨파스트 퀸스대, 세인트앤드루스대, 옥스퍼드대, 스위스 베른대, 미국 예일대, 알래스카 페어뱅크스대, 아일랜드 트리니티칼리지, 독일 헬름홀츠 알프레드베게너 빙하연구소, 괴팅겐대, 덴마크 코펜하겐대 공동연구팀은 기원전 45~43년 알래스카에 있는 옥목(Okmok) 화산의 연쇄적 폭발이 지구 반대편 지중해의 고대 로마에 극심한 추위를 일으켜 정치 체제를 바꾸게 된 원인으로 작용했다고 24일 밝혔습니다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 23일자에 실렸습니다. 이번 연구에는 기후물리학자와 역사학자는 물론 고고학자, 식물학자, 환경과학자, 토목공학자 등 다양한 분야의 학자들이 참여해 관심을 끌었습니다. 기록에 따르면 기원전 44년 율리우스 카이사르가 암살된 때를 전후해 로마와 이집트, 그리스 등 지중해 지역에 비정상적인 추위가 몰아닥쳐 흉작과 기근, 질병 등이 발생했습니다. 역사학자들은 이것이 공화국 로마와 이집트 프톨레마이오스 왕국을 붕괴시켰다고 보고 있습니다. 이상기후와 그로 인한 영향들이 화산폭발 때문이라고 추정되고 있지만 어떤 화산 때문인지를 파악하지 못하고 있었습니다. 연구팀은 그린란드와 러시아 북극지역의 얼음 핵(ice core)을 추출해 분석했습니다. 추출한 얼음 핵에는 화산분출물이라고도 불리는 ‘테프라’층이 잘 보존돼 있었다고 합니다. 화산이 분화하고 연기가 뿜어져 나올 때 연기 속에는 다양한 크기의 입자가 포함돼 있습니다. 크고 무거운 입자는 분화구 근처에 떨어지고 가볍고 작은 입자들은 멀리까지 이동하게 됩니다. 이렇게 다양한 화산분출물들을 모두 ‘테프라’라고 부르는데 화산폭발 역사를 분석할 때 주로 활용됩니다. 분석 결과 알래스카 옥목 화산은 기원전 45년에 1차 폭발을 일으킨 뒤 기원전 43년 초에는 훨씬 강력하고 긴 기간에 걸쳐 2차 폭발이 발생했다고 합니다. 두 차례에 걸친 옥목 화산폭발로 발생한 테프라는 2년 가까이 공기 중에 남아 햇빛을 가려 기온을 떨어뜨렸다는 설명입니다. 연구팀에 따르면 옥목 화산의 1차 폭발 이후 서서히 기온이 떨어지기 시작해 2차 폭발이 있었던 기원전 43년부터 2년 동안은 지난 2500년 동안 북반구에서 가장 추운 기간이었으며 여름과 가을의 평균기온도 평년보다 7도가량 낮았던 것으로 추정했습니다. 또 남유럽 전역의 여름철 강수량은 평년보다 1.2배, 가을 강수량은 4배나 많았던 것으로 봤습니다. 많은 비가 내리고 추운 날씨 때문에 농작물 수확량이 줄어든 것이 정치적 격변기에는 상당한 영향을 미쳤을 것이라고 연구팀은 분석했습니다. 최근 기후변화 패턴을 보면 인류의 생활양식은 물론 생존을 위협할 정도로 극단적입니다. 먼 훗날 인류의 후손이나 외계인들이 지질학적, 기후학적 증거를 보고 현재의 역사를 어떻게 해석할지 궁금합니다. edmondy@seoul.co.kr

연초 미국 해양대기관리청(NOAA)과 영국 기상청 등이 올여름 역대급 더위가 찾아올 것이라는 예측을 내놨을 때 많은 사람들이 반신반의했다. 국내에서는 5월 시작과 함께 때이른 더위가 시작됐고 지난 22일 서울은 6월 하순 기준으로 62년 만에 가장 더운 하루를 기록하기도 했다. 기후 변화에 영향을 미치는 엘니뇨 현상도 발생하지 않은 상태이기 때문에 전문가들은 이번 더위의 직접적 원인은 지구온난화 때문으로 파악하고 있다.지구온난화를 막기 위해서는 자동차 운행과 화력발전소 가동 감축, 친환경 연료 사용으로 이산화탄소 발생을 억제하는 방법은 물론 이산화탄소 저장능력을 키우기 위해 나무심기, 숲 조성이 꼽히고 있다. 지난 5월 미국과 브라질 공동연구팀은 지구온난화를 막기 위한 근본적인 대안 없이 무턱대고 나무심기를 하는 것은 기후변화 차단에 도움이 되지 않는다는 분석결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’에 발표한 바 있다. 생태학 분야 국제학술지 ‘네이처 지속가능성’ 23일자에도 나무심기가 기후변화를 막는 만병통치약이 될 수 없다는 연구논문 2편이 실려 주목받고 있다. 미국 캘리포니아 산타바버라대(UCSB) 환경과학부, 스탠퍼드대 환경연구소, 칠레 콘셉시온대 산림과학부, 환경정책의 사회경제적 영향 연구센터, 벨기에 가톨릭 루뱅대 지구생명연구소 공동연구팀은 철저한 계획 없이 조림사업을 실시할 경우 이산화탄소 포집 효과는 적고 오히려 생물다양성을 해칠 수 있다고 24일 밝혔다. 연구팀은 칠레를 중심으로 남미 국가들의 대규모 조림사업 현황과 효과를 분석했다. 분석 결과 남미 국가들이 현재 시행하고 있는 조림정책은 생태 환경복원보다는 ‘같은 값이면 경제적 가치’를 강조하는 경향이 강하다 보니 과일나무, 고무나무처럼 특정 종류의 나무만 집중적으로 심는 경우가 많은 것으로 확인됐다. 해당 지역 특성에 맞는 고유 수목종이 아니다 보니 자연적으로 형성된 숲보다 탄소를 흡수하거나 홍수를 막는 효과가 작고 생물다양성을 확보하는 데도 도움이 되지 않는 상황이라고 연구팀은 설명했다. 한편 중국 베이징대 도시환경과학부, 베이징사범대 수질과학부, 중국과학원 티베트고원연구소, 지리과학 및 천연과학 연구소, 미국 로욜라대 환경지속연구소, 콜로라도주립대 생태학부, 스페인 생태산림응용연구소(CREAF) 공동연구팀도 기후변화 차단에 산림녹화가 중요하지만 탄소포획 능력을 과대평가할 경우 이산화탄소 감축을 위한 다른 노력을 소홀하게 만들 수 있다는 연구결과를 내놨다. 분석 결과 토양 유기탄소 밀도가 낮은 경우 조림사업은 땅속 이산화탄소 흡수 능력을 증가시키지만 이미 땅속에 유기탄소 밀도가 높은 곳에 나무를 심을 경우 오히려 토양의 탄소 저장능력을 낮춘다는 것이 확인됐다. 이에 연구팀은 조림사업을 실시하기 전 토양 분석을 실시해 토양 유기탄소 밀도가 임계치에 다다른 곳의 경우는 새로 조림사업을 실시하기보다는 자연 재생능력을 믿고 놔두는 것도 필요하다고 조언했다. 로버트 하일마이어 UCSB 교수(환경시스템과학)는 “이번 연구를 포함해 최근 일련의 연구결과들이 나무심기가 기후변화를 막는 데 전혀 도움이 되지 않는다고 주장하는 것은 아니다”라고 선을 그었다. 하일마이어 교수는 “지구온난화 차단을 위해 나무심기와 조림사업의 영향을 과대평가해서는 안 되며 산림정책이 제대로 시행되거나 설계되지 않는다면 오히려 공기 중 탄소량을 더 늘리거나 생물다양성을 잃을 위험도 크다는 것을 인식해야 한다”고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

DGIST 에너지공학전공 유종성 교수 연구팀이 기존의 백금 연료전지 촉매보다 안정성이 더욱 향상된 신개념 전극 촉매 개발에 성공했다. 친환경 차세대 발전기술로 주목받고 있는 수소연료전지는 수소를 공기 중의 산소와 반응시켜 전기를 생산하는데 주로 백금이 전극 촉매로 사용된다. 하지만 연료전지가격의 40% 이상을 차지하는 백금의 비싼 가격과 낮은 안정성으로 대량생산이 쉽지 않은 실정이다. 이 때문에 백금 함량을 낮추면서 성능 좋은 촉매의 합금 소재를 찾기 위해 각국에서 다양한 연구를 진행 중이다. 그 중 전이금속인 니켈, 코발트는 백금과 합금화한 연료전지 촉매로 사용 시 활성이 높아 현재까지도 합금 소재로 많이 쓰인다. 하지만 전이금속의 특성 상 높은 전압과 산성 상태에 취약해서 쉽게 산화되는 탈 합금 현상이 발생해 안정성이 떨어지는 단점이 있다. 유종성 교수 연구팀은 지각 내 존재량이 풍부한 알칼리 토금속인 마그네슘의 낮은 녹는점과 전자구조적 특성에 주목했고, 백금과 결합하면 높은 안정성을 가진 합금 촉매가 제작 가능할 것이라 판단했다. 이에 연구팀은 마그네슘의 쉽게 산화되는 특성 때문에 백금과의 합성이 어려운 점을 해결하고자 마그네슘 금속을 전구체 전구체로 사용하는 합성법을 고안했다. 이를 위해 백금염이 담지된 탄소 담지체 담지체 : 촉매의 반응성을 향상시키기 위해 촉매를 담아 고정해 주는 역할을 하는 물질와 마그네슘 금속 파우더를 섞은 후, 수소/아르곤 혼합가스에서 650도의 고온 열처리를 진행했다. 이 때 마그네슘 금속이 녹아 백금염과 혼합되면서 백금-마그네슘 합금 촉매가 완성되었다. 연구팀은 완성된 백금-마그네슘 합금 촉매를 연료전지 반응의 전기화학적 분석을 진행해 보았는데, 합금 촉매의 발전 성능을 나타내는 단위질량당 활성도가 0.43 A/mg으로, 기존의 백금 촉매 활성도인 0.16 A/mg보다 약 2.7배 향상된 것을 확인했다. 또한 미국 에너지부(Department of Energy) 기준의 연료전지 안정성 평가에서도 기존 백금 촉매보다 1.5배 더 안정적임을 확인했다. 유종성 교수는 “이번 연구는 값 비싼 백금 함량을 줄이면서 활성과 안정성을 개선한 값진 성과다.”며, “촉매의 합성법 또한 간단해 수소 연료전지 대량생산에 기여할 수 있을 것이며, 후속 연구를 통해 안정적인 친환경 에너지 생산 환경을 조성하는데 앞장서겠다”고 밝혔다. 이번 연구는 DGIST 에너지공학전공 임마뉴엘 밧차 테테 석사졸업생과 이하영 석박사통합과정생 등이 참여했고, 전기화학촉매 분야 국제학술지 ‘ACS 에너지 레터스(ACS Energy Letters)’에 4월 15일자 온라인판에 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

코로나19 바이러스가 콧속 분비물이나 타액보다 분변에서 더 오래 많은 양으로 검출된다는 국내 연구 결과가 나왔다. 연구팀은 이러한 결과를 토대로 분변검사가 코로나 진단에 유용할 것으로 기대했다. 서울대학교병원운영 서울특별시보라매병원 소아청소년과 한미선 교수 연구팀은 이 병원에 입원한 18세 미만 코로나19 환자 12명(9명 경증·3명 무증상)을 분석해 이러한 사실을 확인했다고 24일 밝혔다. 연구 결과는 미국 질병통제예방센터(CDC)가 발행하는 국제학술지 ‘신종 감염병’(EID, Emerging Infectious Diseases)에 게재됐다. 검사 결과 환자의 92%는 분변에서 코로나19 양성 반응이 나타났고, 타액에서 양성 반응이 나온 비율은 73%였다. 연구팀은 콧속에서 채취한 검체, 타액, 분변에서의 바이러스 검출량을 시기별로 측정해 비교·분석했다. 분변에서는 경증과 무증상의 환자 모두에서 초기 바이러스양이 가장 많았고, 2∼3주 후에도 꾸준히 높은 수준이었다. 그러나 콧속에서 채취한 검체와 타액에서는 바이러스의 양이 시간이 지날수록 감소했다. 특히 타액은 콧속 검체보다 바이러스 소멸 속도가 빨랐다. 타액 검사는 1주 차에서 80%가 양성이었으나 2주 차는 33%, 3주 차는 11%까지 떨어졌다. 한 교수는 “현재 코로나19 진단 시 콧속을 면봉으로 긁어 검체를 채취하는 방법이 가장 많이 활용되고 있지만, 이번 연구 결과로 보아 소아·청소년의 현재 혹은 최근 감염을 확인할 때는 분변이 또 하나의 신뢰도 높은 검사법이 될 수 있을 것”이라고 밝혔다. 연구팀은 이 연구에서는 분변에서 검출된 코로나19 바이러스를 배양하지 않아 전염력 여부를 확인하지 못했다. 다만 전파력이 바이러스양과 연관 있다는 기존 연구 등으로 보아 감염병 확산을 방지하기 위해서는 화장실 사용 전후, 영유아 기저귀 교체 시 손을 잘 씻어야 한다고 강조했다. 타액에서도 바이러스가 검출되므로 등교하는 학생은 마스크를 잘 착용해야 한다고 조언했다. 김유민 기자 planet@seoul.co.kr

여유롭게 파도를 즐기는 사람들 밑으로 백상아리가 어슬렁거리는 아찔한 장면이 포착됐다. 23일(현지시간) 데일리메일은 남아프리카공화국 해안에 백상아리가 출몰해 놀란 수영객들이 대피하는 소동이 일었다고 전했다. 이날 남아공 케이프주 플레튼버그베이 해안에 길이 3m짜리 백상아리가 나타났다. 수심 2m도 채 안 되는 얕은 해변까지 진입한 백상아리는 바다에 둥둥 떠 있는 사람들 밑을 유유히 헤엄쳤다. 영화 ‘조스’ 속 식인상어로 유명한 백상아리는 상어 중에서도 가장 포악한 종으로 분류된다.그러나 카약과 서프보드를 타고 바다로 나온 7명의 관광객은 백상아리가 발밑까지 근접한 줄은 꿈에도 모르고 각자 파도를 즐기는 데 여념이 없었다. 이때 녹색 카누에 올라탄 관광객이 상어 꼬리에 부딪힐 뻔한 아찔한 상황이 연출됐다. 아슬아슬하게 상어와의 충돌을 피한 관광객은 “상어가 나타났다”고 외치며 황급히 노를 저었고, 약 25초 만에야 백상아리의 존재를 인지한 관광객들도 다급히 물 밖으로 피신했다. 국립해양구조대 크레이그 램비논 대변인은 “이 시기 바닷가에 백상아리 출몰이 잦다”면서 만반의 경계 태세를 갖추라고 경고했다. 대변인은 “최근 몇 주 새 백상아리가 출몰했다는 보고가 증가했다. 21일에도 백상아리 여러 마리가 플레튼버그베이 해안에 나타나 소동이 일었다”고 밝혔다. 케이프타운 상어정찰프로그램 운영자도 “공개된 영상에서도 알 수 있듯 백상아리는 서퍼가 모여 있는 곳을 알고 있다”면서 “천성적으로 호기심이 강한 포식자라는 것을 기억하고 위험에 대비해야 한다”고 조언했다.최근 연구결과에 따르면 백상아리는 알려진 바와 달리 식인상어는 아닌 것으로 보인다. 지난 8일 호주 시드니대학교 연구진은 국제학술지 ‘첨단 해양과학’에 “호주 남동부 해안에 서식하는 백상아리의 먹잇감을 조사한 결과, 예상보다 바다 밑바닥에서 주로 시간을 보낸다는 걸 확인했다”고 밝혔다. 또 백상아리 위 속 내용물 중 대부분이 심해어였으며, 수면 근처에서는 거의 사냥을 하지 않는 것으로 나타났다고 전했다. 이를 근거로 전문가들은 백상아리가 사람을 먹이로 삼는 것은 아니며 단순한 호기심 때문에 사고가 잦은 거라고 본다.그러나 한번 백상아리에 물리면 생명을 위협할 수준의 치명적 부상이 뒤따르는 만큼 주의는 필요하다. 이달 7일 호주 뉴사우스웨일스주 솔트 비치에서도 서핑을 즐기던 60세 남성이 백상아리 공격으로 사망했다. 미국 플로리다박물관 국제상어공격파일에 따르면 1580년 이후 지금까지 326건의 백상아리 공격 사례가 있었으며 그중 52건은 치명적 결과로 이어졌다. 남아공에서도 매년 평균 6건의 백상아리 공격 사고가 발생하는데 이 중 15%는 사망으로 이어진다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

코로나19 대확산으로 외출이 줄고 집에 머무는 시간이 길어지다보니 체중이 늘었다고 고민하는 사람들이 많다. 많은 사람들이 체중이 늘면 다이어트나 운동으로 살을 빼려는 노력을 한다. 비만은 고혈압이나 당뇨 같은 대사질환을 비롯해 각종 질병 원인이라고 지목받고 있기 때문이다. 과연 비만이 나쁘기만 한 것일까. 건강에 악영향을 미치는 나쁜 비만만 있는 것이 아니라 각종 건강지표가 정상 수준인 건강한 비만도 있다. 그동안 숨겨져 있던 건강한 비만의 비결이 국내 연구진에 의해 풀렸다. 기초과학연구원(IBS) 혈관연구단 연구팀은 혈관 생성을 촉진하는 ‘안지오포이에틴-2’라는 단백질이 대사적으로 건강한 비만을 유도하는 핵심 요소라고 24일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 살이 찌면 혈액 내 지질수치가 높아지고 당 대사기능을 하는 간, 근육 등에 지방이 비정상적으로 축적되면 대사질환 위험이 높아진다. 반면 대사적으로 건강한 비만은 일반 비만에 비해 내장지방 축적이 적고 인슐린 저항성 수치, 혈압, 심혈관 질환 발병 위험이 낮다. 지방 축적에는 모세혈관이 관여하는 것으로 알려져 있다. 지방산 전달인자들이 모세혈관에서 나타나 모세혈관을 통해 전달돼 지방세포로 축적된다. 모세혈관이 지방 축적을 위한 지방산 전달자이면서 이동통로라는 것이다. 그렇지만 모세혈관이 어떤 방식으로 지방을 축적하는지에 대해 정확히 알려져 있지 않았다. 연구팀은 건강한 비만환자와 일반 비만환자의 혈액과 생명정보학적 데이터를 분석했다. 그 결과 안지오포이에틴-2이 건강한 비만 환자의 피하지방에서만 발견된다는 것이 확인됐다. 연구팀은 생쥐에게 안지오포이에틴-2이 비활성화되도록 하면 혈중 지방이 증가하고 인슐린 기능과 신진대사에 이상이 생기는 것이 확인됐다. 고규영 IBS 혈관연구단 단장(카이스트 의과학대학원 특훈교수)은 “이번 연구는 혈관의 대사기능을 조절해 혈액 속 지방 축적을 제한할 수 있다는 것을 보여줬다”라며 “비만, 당뇨병, 고혈압 등 대사질환 치료에 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영화에나 등장하던 인류의 ‘우주 이주’를 목표로 한 세계 각국의 노력이 이어지는 가운데, 프랑스 연구진이 성공적인 이주를 위해서는 최소 110명의 인류가 필요하다는 흥미로운 연구결과를 내놓았다. 프랑스 보르도의 국립 폴리테크니크 연구소 연구진은 ‘붉은 행성’ 화성에서 인류가 자급자족하며 안정적인 이주 생활을 하기 위한 다양한 환경을 설정하고, 이를 수학적 모델링을 이용해 분석했다. 그 결과 자급자족을 위한 노동력과 이를 통해 생산된 자원을 효과적으로 사용하는 등 화성에서의 이주에서 성공하기 위한 여러 조건을 만족하기 위해서는 최소 110명의 인원이 필요하다는 결론에 이르렀다. 화성에서 거주하는 인류를 소재로 한 SF영화인 ‘마션’(2015) 에서는 우주 탐사 중 극적으로 생존한 우주비행사가 남은 식량과 기발한 재치로 화성에서 살아남을 방법을 찾아가지만, 실제로 화성에서 안정적으로 생계를 이어가기 위해서는 1~2명 만으로는 턱없이 부족할 것이라는 게 연구진의 설명이다. 다만 화성 이주의 성공은 최소 110명의 인원이 얼마나 협력하고, 시간과 자원을 효율적으로 공유할 수 있는지 등 다양한 요인에 달려있다고 지적했다. 연구를 이끈 장 마르크 샬로티 박사는 “이번 연구는 전쟁이나 자원 고갈 등으로 더 이상 지구에 인류가 살 수 없게 된 상황을 가정한 것이다. 현재로서는 이러한 연구결과가 이론에 불과하지만, 인류의 미래에 상당한 영향을 미칠 수 있다”고 설명했다. 이어 “지구는 여러 사건에 의해 위협받을 수 있으며, 인류가 생존할 수 있는 유일한 방법은 화성이나 다른 행성으로 향하는 것”이라면서 “이번 연구는 인류가 화성으로 이주해야 하는 상황이 됐을 때, 이를 가능하게 하기 위해 해야 할 일과 살아남기 위해 필요한 최소 인원에 대한 이해를 도울 것”이라고 덧붙였다. 인류의 화성 이주 프로젝트는 이미 첫발을 뗐다. 미국항공우주국(NASA)은 다음 달 화성에 다섯 번째 무인 탐사차(로버)를 보내 2024년 미국 우주비행사의 달 복귀, 2028년 달 상주에 이어 화성 유인탐사에 이르는 큰 그림의 발판을 마련할 예정이다. 자세한 연구결과는 국제학술지 네이처의 자매지인 사이언티픽 리포트 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 쓸모 없이 버려지는 폐목재로 친환경 비행기 연료 대량생산 기술을 개발해 비행기에서 나오는 온실가스를 줄일 수 있게 됐다. 한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터 연구팀은 폐목재에서 비행기 연료로 사용할 수 있는 수준의 대체 청정연료를 생산할 수 있는 기술을 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘에너지 컨버전스 앤드 매니지먼트’에 실렸다. 목재나 풀 같은 식물에는 20~40% 차지하는 리그닌이라는 성분이 있다. 펄프를 생산하는 제지 공정에서 폐기물로 대량 배출되는 경우가 많다. 과학자들이 이 리그닌으로 친환경 연료를 만들기 위해 다양한 노력을 기울이고 있다. 문제는 리그닌에 고열을 가해 분해시키면 기름이 나오는데 점성이 높아 끈적거리고 불안정한 특성을 갖고 있기 때문에 장기간 보존이 어렵고 쉽게 변질되거나 굳어버리기 쉬워 산업적으로 활용하기가 쉽지 않다는 것이다. 실제로 리그닌 폐기물을 열처리해 만든 오일은 화학제품 원료나 고품질 연료로 사용하기보다는 보일러 연료 등으로 사용될 뿐이다.연구팀은 리그닌 오일의 점도를 낮추기 위해 석유화학산업에서 저품질의 중질유를 분해할 때 사용하는 ‘수첨분해’ 기술을 활용했다. 연구팀은 수첨분해 리그닌 오일을 만든 다음 기존 끈적한 리그닌 오일과 7대 3의 비율로 혼합하면 점도를 7분의 1 수준으로 낮출 수 있다는 것을 확인했다. 연구팀은 혼합 리그닌 오일을 연속 수첨분해 공정을 통해 석유를 대체할 수 있는 연료나 산업용으로 사용할 수 있게 했다. 실제로 이렇게 만들어진 리그닌 오일은 휘발유나 경유보다 어는 점이 낮고 에너지 밀도가 높아 바이오 항공유로 활용할 수 있는 수준이라는 평가를 받았다.하정명 KIST 박사는 “이번 연구는 제지공장 등에서 대량 발생하는 리그닌 폐기물을 고부가가치 연료인 항공유로 대량 생산할 수 있게 해주고 있다”라며 “2027년부터 시행될 항공유 온실가스 감축 규제에 대응할 수 있을 뿐만 아니라 국내 정유산업의 지속적 발전에도 기여할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

기후변화… 가뭄·홍수 극한강수 위험국내 연구진이 한반도에서 여름철 가뭄과 홍수 같은 극한강수 발생 위험성이 점점 높아지고 있다는 연구 결과를 내놨다. 광주과학기술원(GIST) 지구환경공학부 윤진효 교수는 전남대, 경북대, 일본 도쿄대, 미국 유타주립대 공동연구팀과 함께 한국, 일본, 중국을 포함한 동아시아 지역에서 여름철 경제적 손실과 인명피해, 생태계 파괴 같은 문제를 일으킬 수 있는 극한강수 발생 위험이 높아진다고 22일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 기상 분야 국제학술지 ‘환경연구회보’에 실렸다. 극한강수는 여름철 단기간 발생하는 집중호우와 비교적 장기간에 걸쳐 발생하는 가뭄을 말한다. 연구팀은 과거 30년 동안 동아시아 지역의 관측데이터와 최신 기후모델을 활용해 한국과 일본, 중국을 포함한 동아시아 지역의 여름철 기후를 분석했다. 분석 결과 동아시아 지역의 장마 기간 동안 단시간에 더 많은 비가 내리는 집중호우 경향과 이후 고온건조한 기간이 강하고 장기화되는 경향이 나타났다. 홍수·이상고온의 반복과 가뭄의 연속적 발생 가능성이 높아지고 있다는 설명이다. 이는 기후변화로 지구의 기온이 높아지면서 대기가 머금을 수 있는 수증기 양이 많아졌고 동시에 지표면은 대기 중으로 수분을 빼앗겨 더욱 건조해지고 있기 때문이다. 결과적으로 장마 기간 동안 같은 양의 비가 내리더라도 더 짧은 기간 동안 더 많은 비가 쏟아지고 이후 남은 기간은 심각한 이상고온과 건조한 날씨가 지속되면서 심각한 재난 상황이 될 수밖에 없다는 것이다. 윤 교수는 “이번 연구는 지구온난화가 동아시아 여름 장마철 생애주기를 강화시켰고 가뭄과 집중호우 또는 홍수라는 양극단의 기상이변이 잇따라 발생할 위험이 높아졌다는 것을 보여 주고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

의학과 과학기술의 발달로 평균 수명과 기대 수명이 점점 길어지고 있다. 출산율은 낮아지는 반면 노인인구가 많아지면서 고령화 사회에 대한 우려도 커지고 있다. 고령화 사회가 가속화되면서 일자리나 건강의료 등 다양한 분야에서 새로운 대처가 필요하다는 목소리도 커지고 있다. 한 번 태어나면 언젠가는 죽기 마련이지만 많은 사람들은 오래 살고, 나이들어서도 건강하게 삶을 지속하고 싶어하는 욕구가 강하다. 많은 사람들이 100세까지 무병장수하기 위해서는 스스로의 노력보다 유전적으로 타고 나야한다고 생각하는 경우가 많다. 그런데 미국 연구진이 유전적 요인은 100세까지 무병장수하는데 중요한 요인이 아니라는 분석결과를 내놨다. 미국 워싱턴주립대 의대, 식품영양학 및 운동생리학과, 보건학과, 수의보건학부 공동연구팀은 100세까지 무병장수는 유전적 요인보다는 환경적, 사회적 요인이 더 중요하다고 22일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 환경 및 보건분야 국제학술지 ‘환경연구 및 공중보건’에 실렸다. 연구팀은 워싱턴주 보건부 보건통계센터의 통계를 활용해 2011~2015년 사망자 분석을 실시했다. 연구팀은 해당 기간 사망자 중 75세 이상 나이로 사망한 14만 5000명에 특히 주목해 사망 당시 나이, 거주지와 주변환경, 성별, 인종, 교육수준, 혼인여부 등을 분석했다. 그 결과 유전적 요인으로 설명할 수 있는 100세 무병장수는 20~35% 정도라는 사실을 확인했다. 연구팀은 경제적 상황, 1차 진료기관 접근성, 대기오염 정도, 녹색 공간 노출 여부 등 사회적, 환경적 요인이 오래 건강하게 사는데 필요한 중요한 요소라는 것을 확인했다. 이와 함께 노년층만 모여있는 것보다는 노동연령 인구비율이 높고 다양한 연령층이 혼재돼 있는 지역에 거주하는 노인들이 장수하는 것으로 나타났다.또 노인들이 생활 속 운동이 가능할 정도로 식료품점이나 병원 등 각종 편의시설이 많은 도심지역이나 소공원이나 녹지가 잘 형성된 지역에서 사는 사람들이 오래 건강하게 사는 것으로 확인됐다. 도심지역의 경우 대기오염이라는 문제가 있기는 하지만 노인들이 덜 고립돼 있다는 느낌을 받게 해줄 뿐만 아니라 병원 같은 의료기관을 손쉽게 찾을 수 있다는 장점이 있으며 교외지역의 경우는 지역사회 참여율이 높을 뿐만 아니라 노인들이 걷기 쉬운 환경이 형성돼 있고 자연환경과 가까워 가벼운 운동 등을 상시적으로 할 수 있는 장점을 갖추고 있다고 연구팀은 강조했다. 오퍼 암람 의대 교수(보건지리정보시스템)는 “유전적 요인이 건강한 노년을 대비하는데 도움을 줄 수 있지만 절대적 요인은 아니다”라며 “이번 연구결과는 좀 더 오래 건강하게 살 수 있도록 돕는 공동체 형성에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 한반도에서 여름철 가뭄과 홍수 같은 극한강수 발생 위험성이 점점 높아지고 있다는 연구결과를 내놨다. 광주과학기술원(GIST) 지구환경공학부 윤진효 교수는 전남대, 경북대, 일본 도쿄대, 미국 유타주립대 공동연구팀과 함께 한국, 일본, 중국을 포함한 동아시아 지역에서 여름철 경제적 손실과 인명피해, 생태계 파괴 같은 문제를 일으킬 수 있는 극한강수 발생 위험이 높아진다고 22일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기상분야 국제학술지 ‘환경연구회보’에 실렸다. 극한강수는 여름철 단기간 발생하는 집중호우와 비교적 장기간에 걸쳐 발생하는 가뭄을 말한다. 연구팀은 과거 30년 동안 동아시아 지역의 관측데이터와 최신 기후모델을 활용해 한국과 일본, 중국을 포함한 동아시아 지역의 여름철 기후를 분석했다. 분석 결과 동아시아 지역의 장마기간 동안 단시간에 더 많은 비가 내리는 집중호우 경향과 이후 고온건조한 기간이 강하고 장기화되는 경향이 나타났다. 홍수-이상고온의 반복과 가뭄의 연속적 발생가능성이 높아지고 있다는 설명이다. 이는 기후변화로 지구의 기온이 높아지면서 대기가 머금을 수 있는 수증기 양이 많아졌고 동시에 지표면은 대기 중으로 수분을 빼앗겨 더욱 건조해지고 있기 때문이다.결과적으로 장마기간 동안 같은 양의 비가 내리더라도 더 짧은 기간 동안 더 많은 비가 쏟아지고 이후 남은 기간은 심각한 이상고온과 건조한 날씨가 지속되면서 심각한 재난 상황이 될 수 밖에 없다는 것이다. 실제로 일본은 2018년 6월 28일부터 7월 8일까지 약 10일 동안 많게는 1000㎜의 비가 내려 홍수와 산사태를 일으킨 뒤 곧바로 고온건조 현상이 한 달 이상 지속되면서 막대한 피해를 입은 바 있다. 이 같은 현상이 더 잦아질 수 밖에 없다는 것이다. 윤진효 GIST 교수는 “이번 연구는 지구온난화가 동아시아 여름 장마철 생애주기를 강화시켰고 가뭄과 집중호우 또는 홍수라는 양극단의 기상이변이 잇따라 발생할 위험이 높아졌다는 것을 보여주고 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

세포 침투과정에서 혈압 상승 유발 보건연구원 규명, 국제학술지 게재뇌졸중이나 당뇨병, 흡연이 코로나19에 특히 취약한 원인을 국내 연구진이 밝혀냈다. 21일 질병관리본부 산하 국립보건연구원에 따르면 담배 연기나 뇌졸중, 당뇨병 등으로 인해 세포 내 코로나 바이러스의 수용체인 ‘안지오텐신전환효소’(ACE2)가 증가한다. ACE2는 폐나 심장, 동맥 등 여러 신체 조직의 세포막에 존재하는 단백질을 뜻한다. 평소에는 ‘안지오텐신2’라는 혈관 수축물질을 혈관 이완물질로 바꿔 혈압을 낮추는 역할을 하는데 코로나 바이러스가 인간 세포 안으로 침입할 때 이용하는 수용체로도 알려져 있다. 코로나 바이러스는 표면의 돌기 단백질(스파이크 단백질)을 ACE2에 결합해 세포에 침투하는데, ACE2가 많은 환자는 그렇지 않은 환자보다 더 위험할 수 있다고 연구원 측은 설명했다. 게다가 코로나 바이러스가 세포에 침투하는 과정에서 세포표면 ACE2가 감소하고, 이는 다시 혈압 상승으로 이어져 병이 중증으로 진행될 가능성도 높아지게 된다. 뇌졸중이나 당뇨병을 앓거나 담배를 피우는 사람이 코로나19에 더 취약하다는 것은 그동안 세계보건기구(WHO) 등에서도 꾸준히 경고해 왔다. 국내 코로나19 사망자 중 98% 이상이 만성질환이 있는 환자였고, 미국 질병통제예방센터(CDC) 역시 코로나19 입원 환자 중 만성질환자가 91.7%에 이른다고 보고했다. 이번 연구는 그 구체적인 원인을 밝혔다는 점에서 의의가 적지 않다. 권준욱 국립보건연구원장은 “코로나19의 고위험군으로 꼽히는 당뇨, 뇌졸중 등 기저질환(지병)이 있는 사람과 흡연자가 코로나19에 더 취약했던 원인을 밝혔다는 데 의의가 있다”면서 “코로나19 예방을 위해 금연, 사회적 거리두기 수칙 준수 등에 특히 주의를 기울일 필요가 있다”고 밝혔다. 이번 연구 결과는 국제학술지인 ‘생화학·생물리학 연구학회지’ 최근호에 게재됐다. 연구원은 치매 등 신경 질환, 호흡기계 질환에 대해서도 추가 연구를 진행하고 있다고 덧붙였다. 강국진 기자 betulo@seoul.co.kr

‘스타트랙’은 국내에서는 유명하진 않지만 전 세계 SF팬들이 사랑하는 작품 중 하나이다. 1966년 TV드라마로 처음 방송되기 시작한 이후 영화로도 많이 만들어지면서 SF의 전설이라고까지 평가받고 있다. 스타트랙을 대표하는 가장 유명한 대사는 “Beam me up, Scotty”(스카티, 날 전송해주게)이다. 커크 함장이 다른 곳에서 엔터프라이즈호로 귀환하려고 할 때마다 외치는 명령이다. 스타트랙에서 사람을 먼 거리까지 순간이동시키는 텔레포테이션 기술은 SF에서나 존재하는 것으로 알려졌지만 최근 과학자들이 전자를 텔레포테이션하는데 성공했다. 미국 로체스터대 물리천문학과, 채프먼대 양자연구소, 퍼듀대 물리천문학과, 나노기술센터, 재료공학부, 전기컴퓨터공학부 공동연구팀은 하나의 물질을 멀리 떨어진 다른 곳으로 이동시키는 텔레포테이션 기술이 양자역학의 아원자 세계에서는 가능하다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 연구팀은 이번 연구에서 밝혀낸 텔레포테이션 기술은 SF에서 등장하는 것처럼 물질 자체를 이동시키는 것이 아니라 정보를 옮기는 것이라고 밝혔다. 과학자들은 지난해 빛 알갱이라고 부르는 광자(光子)가 물리적으로 연결돼 있지 않은 상태에서도 컴퓨터 칩 사이에서 정보를 전달할 수 있다는 사실을 확인했다. 연구팀은 이번에는 전자들 사이에서도 텔레포테이션이 가능하다는 것을 보여줬다.양자 텔레포테이션은 양자역학에서 흔히 양자얽힘이라고 알려져 있다. 다른 입자와 멀리 떨어져 있는 한 입자의 특성이 변할 때 순간적으로 동시에 다른 입자에 영향을 미치는 현상을 양자얽힘이라고 한다. 특히 양자 순간이동에는 멀리 떨어진 두 개의 입자가 관여하는데 세 번째 입자가 즉시 두 개의 얽힌 입자에 상태를 전송하는 것이다. 연구팀은 전자를 이용한 양자 텔레포테이션을 실험하기 위해 하이젠베르그 교환결합 원리를 바탕으로 한 기술을 활용했다. 특정 종류의 입자의 양자회전상태를 갖도록 한 뒤 정보에 해당하는 스핀상태를 텔레포테이션하는 실험을 한 것이다. 그 결과 멀리 떨어져 있는 전자의 스핀상태를 동일하게 만들어 양자얽힘 상태를 만들 수 있다는 것을 확인해 양자 텔레포테이션을 증명했다. 존 니콜 로체스터대 물리학 교수는 “이번 기술은 멀리 떨어져 있는 전자들 사이에서도 양자-기계적 상호작용이 가능하다는 것을 제시함으로써 더 빠르고 효율적인 프로세서와 센서기술을 만들어 양자컴퓨터를 현실화시키는데 도움이 될 것”이라며 “양자 텔레포테이션이 장시간 유지될 수 있도록 안정화시키는 것이 다음 단계”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr