코로나19 확산이 주춤해 거의 일상으로 돌아왔지만 겨울의 시작과 함께 재확산될 수 있다는 우려가 나오고 있다. 코로나19 확산기간 동안 잠잠했던 계절성 독감까지 유행해 트윈데믹 가능성까지 점쳐지고 있다. 이 같은 가운데 국내 연구진이 코로나19 백신 접종으로 만들어지는 중화항체 면역 효과와 변이 바이러스에 대한 효과를 실험적 검증에 성공했다. 기초과학연구원(IBS) 한국바이러스기초연구소 신변종바이러스 연구센터를 중심으로 충북대 의대, 카이스트 의과학대학원, 고려대 구로병원, 국립중앙의료원 공공보건의료연구소 공동 연구팀은 백신 미접종 상태에서 코로나19에 감염된 사람과 백신 접종 후 감염된 돌파감염자의 혈액을 비교분석해 중화항체 생성과 면역효과, 기억T세포 반응을 밝혀냈다고 19일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 및 의학분야 국제학술지 ‘셀 리포트 메디신’에 실렸다. 코로나19 확산이 3년째 이어지면서 변이 코로나바이러스가 우세종으로 자리잡고 백신 접종 이후 변이 바이러스에 의한 돌파 감염 사례들이 생기고 있다. 돌파감염이 백신접종으로 생긴 중화항체 감소 때문인지, 새로운 변이 바이러스에 대해 백신이 효과가 없기 때문인지 밝혀지지 않은 상태이다. 또 코로나19 백신 접종 횟수에 따른 효능 지속시간, 초기 발생한 코로나19 바이러스에 대응해 만든 백신이 변이 바이러스에 대해서도 교차면역효과가 있는지에 대한 연구도 거의 없는 상황이다. 이에 연구팀은 백신 미접종자 중 코로나19 초기형, D614G 변이형, 알파, 베타, 델타형, 다양한 오미크론 변이형 바이러스에 각각 감염됐다가 회복한 환자와 코로나19 백신을 2~3회 접종 후 오미크론에 돌파감염됐던 환자들의 혈청 내 중화항체를 비교분석했다. 또 백신접종자는 접종 후 1, 3, 5개월 때 혈청을 연속 분석해 백신 효과의 지속기간과 중화항체 특성을 추적했다. 그 결과 변이 코로나바이러스는 각기 다른 면역원성을 유도하는 것으로 확인됐다. 백신 미접종자가 초기 유행 바이러스에 감염돼 만든 중화항체는 오미크론 감염을 막지 못하고, 반대로 오미크론에 감염된 사람에게서 만들어진 중화항체는 다른 코로나바이러스 감염을 막지 못한다는 것이다. 또 백신 2회 접종자보다 3회 접종자의 중화항체 효과가 더 오래가는 것이 관찰됐다. 2회 접종자의 중화항체는 5개월 내에 사라졌지만 3회 접종을 통해 만들어진 중화항체는 5개월 이상 지속되고 다양한 변이 코로나바이러스에 대항할 수 있는 것으로 확인됐다. 특히 백신을 접종하고 오미크론에 돌파감염된 사람은 현재까지 알려진 거의 모든 코로나바이러스 변이에 대응할 수 있는 중화항체를 갖게 되는 것이 관찰됐다. 이 경우에도 2회 접종자보다는 3회 접종자가 더 우수한 중화항체 반응을 보였다. 연구를 이끈 최영기 IBS 센터장은 “이번 연구는 코로나19 초기형은 물론 다양한 변이 바이러스를 대상으로 실제적 교차면역반응을 분석했다는 점에 의미가 있다”며 “3회 이상 부스터 백신 접종으로 앞으로 발생할 수 있는 새로운 코로나바이러스 변이주에 대한 중화항체까지도 생성시킬 수 있음을 시사하는 것”이라고 설명했다. 신의철 센터장도 “기억 T세포의 반응으로 오미크론 돌파감염 회복 후 다른 변이주에 재감염되더라도 증상이 경미할 수 있을 것”이라고 설명했다.

이종호 과학기술정보통신부 장관이 18일 국정감사장에서 ‘카카오 먹통 사태’와 관련해 사과했다. 이 장관은 이날 대전 기초과학연구원에서 열린 국회 과학기술정보방송통신위원회 국정감사에 출석해 지난 15일 발생한 SK C&C 판교 데이터센터 화재와 관련한 긴급현황보고를 했다. 이 장관은 “카카오 등 부가 통신 서비스의 안정성이 무너진다면 우리가 경험했듯이 국민 불편을 넘어 경제 사회 활동이 마비되는 만큼 이번 상황을 매우 엄중하게 인식하고 있다”며 “판교 SK C&C 데이터센터는 전원 공급이 약 95% 수준까지 복구됐고, 카카오톡·카카오T 등 카카오 서비스의 주요 기능이 정상화됐다”고 설명했다. 이 장관은 그러면서 “이런 문제가 반복되지 않도록 철저한 원인 분석과 함께 중요한 부가통신 서비스와 관련 시설에 대한 점검 관리 체계를 보완하는 등 제도적·기술적 방안들을 마련해 나가겠다”며 “카카오 등 서비스 장애로 인해 국민 여러분께 큰 불편을 드린 점 주무 부처 장관으로서 큰 유감으로 생각한다”고 덧붙였다.이 장관이 ‘사과’가 아닌 ‘유감’ 표명에 그친 데 대해 더불어민주당 소속 정청래 위원장은 “국민적 재난에 가까운 큰 피해를 보았는데 주무장관으로서 국민께 대단히 죄송하다고 사과부터 하셔야지 ‘말씀드릴 기회를 주셔서 감사드린다’는 인사말이 어디 있느냐”고 지적했다. 정 위원장은 이어 “아무리 교수 출신이고, 정무 감각이 떨어지고, 국민 공감 능력이 좀 떨어진다고 하더라도 어떻게 이렇게 할 수 있느냐”고 질책하면서 “오늘 여기서 사과하는 것은 정식으로 공식적으로 국민께 사과하는 자리니 마지막으로 기회를 드리겠다”고 사과를 요구했다. 이에 이 장관은 “주무장관으로서 국민에게 깊이 사죄의 말씀을 드린다”며 고개를 숙였다.

지방자치단체들이 국가 미래 첨단기술의 집약체인 ‘초강력 레이저 연구시설’ 유치전에 사활을 걸고 뛰어들었다. 20조원대 미래 먹거리로 꼽히는 최첨단 레이저 연구시설이 들어서면 불확실한 미래에 ‘초격차 산업’ 선점 효과로 지역 경제 산업 지도가 달라지기 때문이다. 17일 전남도와 나주시에 따르면 전남도가 초강력 레이저 시설의 호남권 유치전에 가장 먼저 도전장을 내밀었다. 광주·전남·전북과 함께 호남권 협력을 강화하고, 홍보 활동 강화에도 나섰다. 국가대형연구시설인 초강력 레이저 연구시설을 전남에 유치할 경우 충청과 영남권에 치중된 국가 연구개발시설의 불균형을 해소할 수 있다. 이미 충청권에는 중이온가속기가 구축되고 있고, 국제과학비즈니스벨트와 대덕연구단지가 운영 중이다. 영남권에도 방사광가속기 2기를 비롯해 양성자가속기가 들어선 가운데 중입자가속기까지 구축이 진행 중이다. 전남도는 첨단 레이저 산업의 최적지 입지 조건을 갖춘 나주혁신도시 인근에 세계 최대 규모 조성을 목표로 유치전을 벌이고 있다. 전남지역은 한국에너지공대(기초과학)와 전남테크노파크(TP), 레이저센터(산업지원), 광주 광산업 단지와 연계해 레이저 관련 신산업을 육성할 수 있는 최적지다. 특히 광주는 광산업단지가 형성돼 많은 레이저 관련 기업이 입주하고 있고, 한국광기술원과 한국광산업진흥회에서 연구개발과 기업을 지원하고 있다. 세계 최고 수준의 광주과학기술원(GIST) 고등광기술연구소와 기초과학연구원(IBS) 초강력레이저과학연구단이 인근에 있어 공동연구를 비롯해 인적 교류 추진이 쉽다. 전남TP 레이저응용산업센터도 레이저 기업들을 지원하며 연구개발을 하고 있다. 국내 레이저 시장은 2016년 2조 5000억원에서 지난해 5조원으로 매년 15% 이상 성장세를 보이고 있으며, 세계 시장 역시 지난해 13조 8000억원에서 2025년쯤 20조 8000억원까지 성장할 것으로 전망된다. 윤병태 나주시장은 “정부가 대통령 직속 지방시대위원회 설치를 통해 국가균형발전에 대한 확고한 의지를 보인 만큼 대형 국가연구시설은 반드시 나주혁신도시에 구축돼야 한다”고 강조했다.

지방자치단체가 국가 미래 첨단기술의 집약체인 ‘초강력 레이저 연구시설’ 유치전에 사활을 걸고 뛰어들었다. 20조원대 미래 먹거리로 꼽히는 최첨단 레이저 연구시설은 불확실한 미래에 ‘초격차 산업’ 선점을 통해 경제산업지도로 전환이 가능하기 때문이다. 17일 전남도와 나주시에 따르면 전남도가 초강력 레이저 시설의 호남권 유치전에 가장 먼저 도전장을 내밀었다. 광주·전남·전북도와 함께 호남권 협력을 강화하고, 전국민 붐 조성을 위한 홍보활동 강화에 나서고 있다. 국가균형발전 측면에서도 국가대형연구시설인 초강력 레이저 연구시설을 전남에 유치할 경우 충청과 영남권에 치중된 국가 연구개발(R&D)시설의 불균형을 해소할 수 있을 것으로 전망된다. 이미 충청권에는 중이온가속기가 구축 중이고 국가 과학비즈니스벨트와 대덕연구단지가 운영 중이다. 영남권에도 방사광가속기 2기를 비롯해 양성자 가속기가 들어선 가운데 중입자가속기까지 구축이 진행 중인 상황이다. 전남도는 첨단 레이저 산업의 최적지 입지 조건 갖추고 있는 나주혁신도시 인근에 세계 최대 규모 조성 목표 유치 사활을 걸고 있다. 전남지역은 한국에너지공대(기초과학)와 전남테크노파크(TP) 레이저센터(산업지원)-광주 광산업 단지와 연계해 레이저 관련 신산업을 육성할 수 있는 최적지로 꼽힌다. 특히 광주에 광산업단지가 형성돼 있어 많은 레이저 관련 기업이 입주하고 있고, 한국광기술원과 한국광산업진흥회에서 연구개발과 기업지원 역할을 수행 중이다. 세계 최고수준의 GIST 고등광기술연구소와 IBS 초강력레이저과학연구단이 인근에 위치하고 있어 공동연구를 비롯해 인적교류 추진이 용이하기 때문이다. 또 전남TP 레이저응용산업센터도 레이저 기업들을 지원하면서 다양한 연구개발 기능을 수행하고 있다. 한편 국내 레이저 시장은 2016년 2조5000억원에서 2021년 5조원으로 매년 15% 이상 성장세를 보이고 있고, 세계 시장 역시 지난해 말 기준 13조8000억원이었던 것이 오는 2025년께에는 20조8000억원까지 성장할 것으로 전망되고 있다. 윤병태 나주시장은 “나주혁신도시에는 한전과 한국에너지공대가 있고 과학기술원, 광산업단지 등이 인근에 위치해 초강력 레이저 연구시설이 들어설 최적지이다”라며 “정부가 대통령 직속 지방시대위원회 설치를 통해 국가균형발전에 대한 확고한 의지를 보인 만큼 대형 국가연구시설은 반드시 나주혁신도시에 구축돼야 한다”고 강조했다.

루트비히 볼츠만은 평소 물리학에 관심을 조금이라도 가지고 있는 사람이라면 한 번쯤 들어봤음직한 이름이다. 볼츠만은 열역학, 고전 통계역학을 공부한 이공계 학생이라면 더욱 익숙하다. 볼츠만은 계(시스템)을 구성하는 입자의 에너지가 특정 수일 확률은 그 에너지를 가진 입자의 수나 에너지 상태에 존재하는 입자의 수에 비례한다는 ‘볼츠만 분배법칙’(균등분배법칙)을 만들었다. 과학자와 경제학자가 함께 볼츠만의 분배법칙을 이용해 자원을 공정하게 분배할 수 있는 원리를 찾아내 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 물리학과, 울산대 경제학과 공동 연구팀은 통계물리학의 볼츠만 분포에 기반한 공정분배원칙을 고안하고 ‘볼츠만 공정분배원칙’을 만들었다고 10일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’에 실렸다. 공정분배는 사회정의와도 밀접하게 관련돼 있다. 이 때문에 인류가 지구에 등장한 이후부터 공정한 분배 문제에 관해 끊임없이 논쟁을 벌여왔다. 이 때문에 경제학자, 사회학자, 윤리학자 등은 공정한 분배 문제를 대표하는 케이크 자르기 문제를 풀기 위해 ‘내가 자르고, 네가 고르기’와 같은 분배 방법을 제안했다. 그렇지만 이 같은 기존 방법은 복잡한 계산이 필요하고 인간 행동에 대한 비현실적 가정 때문에 실제 문제에 적용하기 힘든 한계점을 갖고 있다. 이에 연구팀은 계의 상태를 통계적 방법론으로 해석하는 물리학 분야인 통계역학, 그 중 볼츠만 분포 개념을 공정 분배에 적용할 수 있을 것으로 착안했다. 볼츠만 공정분배원칙을 사용해 완전히 다른 관점에서 공정하게 한정된 자원을 자르는 방법을 연구했다. 공정분배원칙의 수학적 모델은 동등 분배 문제, 차등 분배 문제 두 가지 모드에 적용할 수 있게 설계됐다. 연구팀은 볼츠만 분포에서 사용되는 물리학적 개념인 입자, 에너지 상태, 에너지 값을 경제학적 개념으로 바꿨다. 입자는 한정된 자원, 에너지 상태는 참여자는, 에너지 값은 참여자의 자원 생산에 대한 기여도로 전환했다. 연구팀은 볼츠만 공정분배원칙에 참가자들의 핵심요소인 기여도, 필요도, 선호도를 성공적으로 통합해 참가자들의 총효용 합을 극대화해 분배를 최적화시킨 것이다. 이번에 개발한 모델을 기존 분배방법과 비교해 본 결과 현실적 인적 요소를 통합할 수 있고 간단해서 여러 참가자의 문제로 쉽게 확장할 수 있는 장점이 있다. 특히 이번에 개발한 볼츠만 공정분배원칙은 각기 다른 상황에 처한 다수의 참여자에게 한정된 자원을 배분해야 하는 다양한 복잡한 문제에 적용할 수 있고 최근 문제가 되고 있는 극단적인 부의 양극화 현상, 기후변화 문제 대응 분담 해결에도 도움이 될 것으로 기대된다. 김채운 UNIST 교수는 “한정된 자원 분배 상황에서 참여자의 주관적 만족을 기준으로 삼는다면 합리적 분배원칙이 나오기 어렵지만 자원의 자연스러운 분포가 공정의 기준이 된다면 이야기가 달라진다”며 “볼츠만 공정분배원칙에 내포된 사회적 온도 값이 크면 참여자에게 폭넓게 자원이 배분되는 따뜻한 공동체가, 반대라면 소수의 참여자가 자원을 독식하는 사회가 될 수 있는 만큼 우리 사회가 따뜻한 공동체로 나가기 위한 정책 수립 등에 기준점이 될 수 있을 것”이라고 설명했다.

강원 정선에 우주 근원을 탐구하는 연구실험시설이 들어섰다. 강원도는 예미랩 준공식이 5일 정선 예미산 현지에서 노도영 기초과학연구원(IBS) 원장과 오태석 과학기술정보통신부 1차관, 김진태 강원지사, 최승준 정선군수 등이 참석한 가운데 열린다고 4일 밝혔다. 예미랩은 IBS가 2017년부터 지난달까지 197억원을 들여 예미산 지하 1000m에 조성한 지하실험실과 지상연구실이다. 2020년 8월 지하터널 공사를 마쳤고, 지난달 차세대 대용량 검출기 인프라 구축 공사를 완료했다. 예미랩 면적은 3000㎡로 세계 6위급이다. 지하실험실은 엘리베이터를 이용해 600m를 내려간 뒤 782m 길이의 지하터널을 지나면 나온다. 지상연구실은 함백중 폐교를 리모델링했다. IBS는 현재 양양양수발전소 지하 700m에서 운영 중인 양양랩의 규모가 작아 예미랩 설립을 추진했다. IBS 지하실험연구단은 내년 1월부터 양양랩 장비를 예미랩으로 이전한 뒤 본격적으로 암흑물질과 중성미자 연구에 돌입한다. 암흑물질은 우주를 구성하는 것으로 추정되는 물질이고, 중성미자는 우주를 이루는 근본입자 가운데 하나로 약력과 중력에만 반응한다. 예미랩은 기상청, 한국지질연구원, 한국원자력연구원, 경북대, 미국 중성미자연구그룹도 공동으로 활용한다. 강원도 관계자는 “지하실험연구단은 국제학술지 네이처에 연구 결과를 싣는 등 그동안 많은 성과를 냈다”며 “예미랩 구축을 통해 과학기술이 한층 발전할 것으로 기대한다”고 말했다.

기초과학 분야에 정부 연구비 지원이 90% 이상 쏠린 것으로 드러났다. 인문사회 분야 연구 신청은 늘고 있지만, 인문사회학 홀대에 따라 선정률은 뚝 떨어졌다. 정부가 인문사회학 위기를 심화시킨다는 지적이 나온다. 도종환 더불어민주당 의원이 연구재단에서 받은 ‘최근 10년 기초과학·인문분야 연구비 지원 및 선정 현황’ 자료에 따르면, 올해 한국연구재단 14개 기초과학과 11개 인문사회 학술지원사업 전체 예산은 2조 7009억원이었다. 이 가운데 기초과학 지원 예산이 2조 4666억원으로 전체의 91.3%를 차지했다. 반면 인문사회 분야 지원 예산은 2343억원으로 8.7%에 그쳤다. 2012년 9355억원(84.3%)이었던 기초과학 분야 지원금은 지난 10년 동안 1조 5311억원 늘어난 반면, 인문사회 분야는 595억원 증가했다. 사업 신청 대비 선정률 격차도 커지는 추세다. 기초과학 신청 건수는 10년 동안 1만 7437건에서 1만 8771건으로 소폭 늘었지만, 신청 건수 대비 선정률은 21.6% 증가했다. 인문사회 신청 건수는 7598건에서 1만 1772건으로 2배 이상 급증했지만, 반대로 신청 건수 대비 선정률은 45.4%에서 31%로 감소했다. 기초과학 신진 연구 선정률은 19.3%에서 24.9%로 증가했지만, 인문사회 신진 연구는 34.5%에서 21.6%로 감소했다. 2021년 기준 선정률은 비슷했지만, 기초과학 신진연구 예산이 1017억원에서 2485억원으로 2배로 증가하는 동안 인문사회는 120억원에서 177억원으로 감소했다.중견연구자 지원도 상황은 비슷했다. 기초과학 분야 예산은 2955억원에서 8939억원으로 3배 증가하고, 선정률도 15.1%에서 34.7%로 2배 이상 증가했다. 그러나 인문사회 중견연구 지원예산은 230억원에서 225억원으로 줄면서 선정률도 55%에서 24.8%로 줄었다. 대표적 후속 연구지원 사업인 박사후국내연수 사업과 인문사회 학문후속세대사업을 비교해보면 이런 격차는 더 두드러진다. 신청자는 35% 줄었지만, 기초과학 박사후국내연수 사업 예산은 58억원에서 444억원으로 증가했다. 선정률은 15.6%에서 74.5%로 4.8배 높아졌다. 반면 인문사회 학문후속세대 사업은 44%나 증가했지만 10년간 예산이 208억 증가하는데 그쳤다. 기초과학 분야에 있는 박사후국외연수, 대통령포닥, 박사과정생장려금과 같은 사업이 인문사회 분야에는 아예 없었다. 도 의원실은 “기초과학과 인문사회 분야에 대한 지원이 극단적으로 편중되고 점점 격차가 벌어진다면 인문학에 대한 연구 의욕이 떨어지고, 후속 연구는 끊기게 된다. 대학 관련 학과 통폐합도 가속화 하면서 악순환이 반복될 것”이라며 “교육부가 인문학이 고사하지 않도록 인문사회지원 예산을 확대하는 등 특단의 조치를 마련해야 한다”고 강조했다.

한국인 중 약 1%가 앓고 있다는 류머티스 관절염의 원인은 명확히 밝혀지지 않은 상태이다. 류머티스 관절염 관련 잠재적 유전자를 갖고 있는 사람이 외부 자극을 받으면 인체내 면역체계가 자신의 몸을 비정상적으로 공격해 발생하는 정도로만 알려져 있다. 류머티스 관절염은 흔히 관절에 염증이 생기겨 통증을 유발하는 것으로 알려져 있지만 실제로는 기억력 감퇴 같은 인지장애와 우울증 같은 신경정신질환이 동반된다는 보고도 적지 않다. 국내 연구진이 류머티스 관절염이 인지장애를 유발하는 원인을 밝혀내고 새로운 치료법 개발 가능성을 제시했다. 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단, 분당차병원 류머티스내과 공동 연구팀은 뇌를 구성하는 세포의 절반 이상을 차지하는 성상교세포, 일명 별세포에서 나오는 ‘마오비’(MAO-B)라는 효소가 류머티스 관절염 환자의 인지장애를 유발하는 원인이라고 26일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생화학 및 분자생물학 분야 국제학술지 ‘실험 및 분자의학’에 실렸다. 연구팀은 반응성 별세포의 마오비 활성으로 생성된 억제성 신경전달물질 ‘가바’가 신경세포의 신호전달을 억제해 인지기능 저하를 가져온다는 사실에 주목했다. 연구팀은 동물에게 인지장애를 동반한 류머티스 관절염을 유발시킨 뒤 관찰했다. 그 결과, 류머티스 관절염으로 나타나는 염증 물질인 ‘인터류킨-1 베타’가 기억에 관여하는 뇌 속 별세포에 영향을 주고, 마오비가 가바를 과다생성시켜 인지장애를 유발시킨다는 것을 확인했다. 또, 류머티스 관절염 환자의 관절 조직에서 분리한 활막세포를 분석한 결과, 마오비가 관절 속 활막세포 관절액을 배출하는 세포라는 사실을 확인했다. 류머티스 관절염 염증은 주로 활막과 연골을 공격하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 임상 1상 시험 중인 새로운 마오비 억제제 ‘KDS2010’을 류머티스 관절염을 유발시킨 동물에게 투여했을 때, 관절 염증이 감소하고 동시에 인지기능이 회복되는 것도 확인했다. KDS2010가 뇌 속 별세포와 관절 활막세포에 있는 마오비를 동시에 억제해 인지장애를 개선하고 관절 염증을 완화하는 일석이조 효과를 갖고 있음을 보여준 것이다. 이창준 IBS 단장은 “지금까지 류머티스 관절염 연구는 염증 발생에 초점을 맞추다보니 인지장애 원인과 치료 표적을 찾기 쉽지 않았다”며 “이번 연구는 류머티스 관절염으로 인한 인지장애가 만성염증에 의한 반응성 별세포로부터 유발된다는 사실을 처음 밝혀낸 것이 의미가 있다”고 말했다. 정상윤 분당차병원 교수도 “이번 연구를 통해 류머티스 관절염 환자가 호소하는 건망증, 기억감퇴 같은 인지장애를 마오비 효소 억제를 통해 치료할 수 있다는 가능성을 찾았다”고 설명했다.

얼마 전 종영한 ‘이상한 변호사 우영우’ 때문에 자폐스펙트럼증후군에 대한 관심이 높아졌다. 자폐스펙트럼증후군은 질병 이름처럼 증상의 범위가 무척 넓다. 자폐스펙트럼증후군 환자 중에는 드라마 주인공처럼 특정 분야에 재능을 보이는 아스퍼거증후군을 보이는 경우도 있지만 많지 않다. 자폐스펙트럼증후군은 치료가 쉽지 않은 질병으로 알려졌지만 국내 연구진이 유년기에 자폐를 조기 진단하고 집중적 약물 치료를 하면 증상을 완화시킬 수 있다는 가능성을 보이는 연구를 내놨다. 기초과학연구원(IBS) 시냅스 뇌질환연구단, 카이스트 생명과학과, 경북대 치과대 공동 연구팀은 자폐 조기 진단과 유년기 치료의 중요성을 보이는 연구 결과를 21일 발표했다. 이 같은 연구 결과는 기초과학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’와 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’에 잇따라 실렸다. 자폐스펙트럼장애는 전 세계 인구의 약 2%에서 나타나는 뇌 발달장애 중 하나로 사회적 상호작용 결여, 행동의 강박적 반복 등이 대표적 증상이다. 주로 어린시절 시작돼 성인기까지 이어지는데 원인이나 치료법은 아직 밝혀지지 않았다. 연구팀은 생쥐에게 MYT1L이라는 유전자에 변이를 만들어 자폐를 유발시켰다. MYT1L 유전자가 변이된 생쥐는 다른 생쥐와 교류하지 않고 우리 안에서 이유없이 여기저기 뛰어다니는 등 사람과 비슷한 자폐 증상을 보였다. MYT1L에 문제가 생긴 어린 생쥐는 뇌 전전두엽에서 흥분성 시냅스의 숫자와 신호전달이 눈에 띄게 감소됐다. 시냅스는 흥분성, 억제성 두 가지 종류로 구성돼 있는데 두 시냅스의 균형이 깨지면 뇌에 문제가 발생한다. MYT1L 결손 생쥐는 청소년기에는 자폐 증상이 일시적으로 완화됐다가 성인이 되면서 억제성 시냅스의 숫자와 신호전달이 폭발적으로 증가했다. 유년기와 성년기의 자폐가 다른 메커니즘으로 발생한다는 것이다. 연구팀은 자폐증상을 유발시키는 뇌의 변화가 유년기에 시작된다는 점에 착안해 또 다른 자폐 유발 유전자인 ‘ARID1B’ 단백질 이상으로 자폐증을 유발시킨 어린 생쥐에게 흥분성 시냅스를 억제하는 약물 ‘플루옥세틴’을 생후 3주 동안 투여했다. 그 결과, 유년기에 약물 치료를 받은 돌연변이 생쥐는 성체가 되서도 일반 생쥐와 비슷한 수준의 사회성과 행동을 보이는 것이 관찰됐다. 시냅스의 수와 신호전달 양상도 정상화된 것이 관찰됐다. 연구를 이끈 김은준 IBS 단장은 “이번 두 건의 연구로 성장과정에서 나타나는 자폐 발생 메커니즘을 규명하고 유년기에 집중 약물치료를 받으면 추가로 약물 투여를 않더라도 평생 자폐증상이 완화될 수 있음을 확인했다”며 “자폐증상은 다양한 유전자가 원인이 되는 만큼 다른 유전자로 인한 자폐증도 유년기 진단과 약물치료로 완화될 수 있는지, 사람에게도 적용이 가능한지 후속연구를 진행할 것”이라고 설명했다.

매년 10월이면 122년 역사를 자랑하는 노벨상의 주인공을 기다리며 전 세계의 이목이 북유럽으로 쏠린다. 올해는 10월 3일 노벨 생리의학상을 시작으로 4일 물리학상, 5일 화학상, 6일 문학상, 7일 평화상, 10일 경제학상 수상자가 차례로 발표된다. 노벨상 수상자 발표 한 달 전부터는 ‘예비 노벨 과학상’이라는 별명이 붙은 각종 상의 수상자가 가려진다. 노벨상 수상자는 대체로 기초과학 분야에서 입지를 탄탄하게 다진 학자들이다. 그러나 1980년대에는 기초과학이 당장 성과를 내지 못해 쓸모없다는 비판이 일기도 했다. 하원의원인 짐 쿠퍼는 미국 과학진흥협회(AAAS)와 함께 기초과학 연구가 황금알을 낳는 거위 같은 역할을 할 것이라는 취지에서 2012년부터 ‘황금거위상’을 시상하고 있다. 미국 정부 예산을 받아 연구하는 과학자들이 대상이다. 지난 15일 AAAS는 제11회 황금거위상 수상자를 호명했다. 올해는 펨토초 레이저를 이용해 시력을 개선하는 ‘라식’ 수술법을 개발한 연구팀, 중저개발국에서 전염병을 진단하거나 가짜 약물을 식별하는 데 사용할 수 있는 저렴한 종이 현미경을 만든 과학자들, 청자고둥이 갖고 있는 생체독에서 만성통증 환자를 치료할 수 있는 진통제를 만든 연구자들이 황금거위상의 영광을 안았다.미국 스탠퍼드대 생명공학과 마누 프라카시 교수와 짐 사이불스키 폴드스코프사 CEO는 1달러 미만의 재료로 고배율의 종이 현미경 ‘폴드스코프’를 만든 공로를 인정받았다. 이들이 만든 종이 현미경은 렌즈, 배터리, 발광다이오드(LED) 전구가 정렬된 형태로 기존 광학현미경을 능가하는 2000배 배율을 자랑한다. 연필 한 자루 정도의 무게라 휴대성이 높고, 떨어뜨려도 부서지지 않는다. 폴드스코프는 지난 10년 동안 전 세계 160개 이상 국가에 약 200만개가 보급됐다. 특히 아프리카나 동남아시아 지역 저개발국가에서 수인성전염병의 원인균을 현장에서 즉시 발견하고, 새로운 병원균을 발견하는 데 활용돼 왔다.이어 최근에는 시력 개선을 위해 일상적으로 사용되는 시술인 라식 수술, 그중 메스를 사용하지 않고 레이저를 이용한 블레이드리스 라식 기술을 개발한 5명의 연구자에게도 황금거위상이 돌아갔다. 수상자 중에는 펨토초 레이저 연구 성과를 인정받아 2018년 노벨 물리학상을 수상한 도나 스트리클런드 영국 워털루대 교수와 제라르 무루 프랑스 에콜폴리테크니크 교수도 포함됐다. 이들의 연구 덕분에 전 세계 수많은 사람이 부작용 없이 안전하게 시력을 개선할 수 있게 됐다고 AAAS는 선정 이유를 밝혔다.또 발도메로 마르케스 올리베라 미국 유타대 교수와 로데즈 크루즈 필리핀대 교수를 중심으로 한 4명의 과학자는 필리핀 해안에 서식하는 독성 바다달팽이 중 하나인 청자고둥이 갖고 있는 코노톡신을 이용해 다양한 약물 개발이 가능하다는 것을 증명해 냈다. 코노톡신은 독사, 복어, 전갈이 갖고 있는 독보다 훨씬 강한 것으로 알려져 있다. 코노톡신에 노출되면 손쓸 틈 없이 목숨을 잃게 된다. 이들의 연구 덕분에 코노톡신을 이용해 중독을 유발하는 마약성 약물과 달리 효과는 강력하고 안전한 진통제를 만들어 만성통증 환자의 고통을 줄여 줄 수 있게 됐다. 이들의 연구는 동물 신경계를 도식화해 뇌신경계 연구에도 도움을 줬다고 AAAS는 밝혔다.

미국 스탠포드대 화학공학과, 생명공학과, 스탠포드 의대 흉부외과, 스탠포드 암조기진단센터 공동 연구팀은 폴리머로 만든 인공 피부를 이용해 종양 크기 변화를 정밀하게 측정할 수 있는 기술을 개발했다고 18일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 9월 17일자에 실렸다. 종양의 크기 변화를 정밀하게 측정하는 것은 암의 진행과정과 치료효과를 알아보기 위해 필수적이다. 이에 연구팀은 인체 친화적이고 유연하며 신축성이 있는 폴리머를 이용해 금회로가 저장된 인공 피부를 개발했다. 암 발생 부위에 인공 피부를 붙이면 종양 크기 변화를 0.01㎜까지 정밀하게 실시간 측정이 가능하다. 또 스마트폰 어플리케이션(앱)과 연결해 종양 크기 변화를 환자가 직접 볼 수도 있다.

자녀가 있는 부모들이라면 누구나 한 번쯤 ‘백일의 기적’이라는 말을 들어봤을 것입니다. 울고 보채며 밤낮이 바뀌어 엄마, 아빠를 힘겹게 만드는 아이들도 생후 100일이 지나면 먹이고 재우는 일이 훨씬 쉬워진다고 해서 나온 말입니다. 물론 모든 아이들에게 해당되는 것은 아닙니다. 실제로 온라인 맘카페에는 ‘100일이 지났는데 육아가 더 힘들어진 것 같다’는 식의 글이 꽤 많습니다. 그래서 ‘100일의 기적’이 아닌 ‘100일의 기절’이라고 말하는 이들도 있습니다. 아이 키우는 것에 정답은 없겠지만, 과학자 부모들도 비슷한 고민을 했었나 봅니다. 세계적인 기초과학 연구기관으로 꼽히는 일본 이화학연구소(리켄·RIKEN)의 뇌과학센터와 소피아대 심리학과, 사이타마 심혈관·호흡기센터, 사이타마 아동병원, 이탈리아 트렌토대 심리학·인지과학과, 아일랜드 더블린 트리니티칼리지 신경과학연구소 공동 연구팀은 심하게 울고 보채는 영유아를 쉽게 달래 재울 수 있는 간단한 방법을 제시했습니다. 이 같은 연구 결과는 생명과학 분야 권위지 ‘커런트 바이올로지’ 9월 14일자에 실렸습니다. 이번 연구를 이끈 리켄의 쿠미 쿠로다 박사는 오랜 기간 포유류의 부모-자녀 관계, 친밀적 사회 행동을 연구해온 의과학자이면서 네 자녀를 키우는 엄마입니다. 쿠로다 박사는 “많은 부모들이 밤낮이 바뀐 영유아 때문에 육아를 힘들어 한다”며 “특히 경험이 없는 부모들에게는 스트레스를 유발시키고, 극히 소수이지만 영유아 학대로 이어지는 경우도 있어 쉽게 볼 문제가 아니다”라고 지적하며 연구 배경을 설명했습니다. 연구팀은 생후 0~7개월 사이 아이와 엄마를 대상으로 했습니다. 아이들이 미친듯이 울고 보챌 때 엄마가 ▲아이를 안고 걷기 ▲안고 앉아있기 ▲요람에 눕혀놓기 ▲요람에 눕히고 흔들어주기 4가지 방식으로 대응하도록 한 뒤 관찰했습니다. 실험 결과, 엄마가 아이를 안고 걷는 것이 가장 효과적이라는 사실을 확인했습니다. 요람에 눕히고 흔드는 것도 아이를 진정시키는데 도움이 되지만 안고 걷기보다는 효과가 절반 수준이며, 그냥 안고 앉아있거나 요람에 눕혀 놓기만 하는 것은 달래는 데 전혀 도움이 되지 않는 것으로 나타났습니다. 연구팀에 따르면 엄마가 아이를 안고 걸으면 30초 이내에 아이의 심장 박동수가 느려지면서 진정됐습니다. 5분이 지나면 모든 아기가 울음을 그쳤고, 그 중 절반 이상이 잠드는 것도 볼 수 있었다고 합니다. 그렇지만 잠들었다고 해서 요람이나 잠자리에 눕히면 3분의1 아이들이 20초 내에 다시 잠에서 깨 보채는 것으로 확인됐습니다. 아기가 잠들었더라도 5~10분 더 안고 걸으면서 아이가 완전히 잠들도록 하는 것이 좋다고 조언했습니다. 이는 사람 뿐만 아니라 쥐, 개, 원숭이 등 많은 포유류들의 경우, 선천적으로 어미에 안겨서 이동할 때 편안함을 느끼는 ‘수송 반응’ 때문이라고 연구팀은 설명했습니다. 이번 연구자들도 언급하고 있지만 아이들의 행동은 생각보다 훨씬 복잡하고 다양합니다. 그렇기 때문에 육아는 정답이 없고 미국 시인 로버트 프로스트가 이야기한 ‘한 번도 가보지 않은 길’일 것입니다. 아이들의 미래를 위해 아무도 가보지 않은 새로운 길을 개척하고자 매일 고군분투하는 세상의 모든 부모에게 격려의 박수를 보냅니다.

전라남도가 반도체 등 첨단산업에서 비교우위를 확보하고, 기초과학 연구에서 학문적 성과를 거두기 위해서는 국내 유일의 초강력 레이저 연구시설 구축이 시급하다는 의견이 제시됐다. 전남도는 15일 도청에서 ‘초강력 레이저 연구시설 구축을 위한 전문가 전략회의’를 열어 초강력 레이저를 활용한 선순환 산업 생태계 조성 및 기초연구 연계방안을 모색했다. 특히 이날 회의에서는 초강력 레이저를 실제 활용하는 각계 전문가가 참석해 일선 현장에서 급증하는 레이저 수요와 초강력 레이저 연구시설의 조속한 구축을 요청하는 현장 분위기를 전달했다. 정성호 한국레이저가공학회장은 “가공용 레이저는 반도체 및 디스플레이, 자동차, 조선 같은 제조업 분야에서 용접, 절단, 초미세 가공 등 제품 생산에 핵심적 역할을 담당하고 있다”고 평가했다. 이어 “전남에 초강력레이저 연구시설이 유치되면 레이저 자체뿐 아니라 레이저 개발에 필수적인 초정밀 광학 부품 가공기술, 광학소재 기술 등이 동반 성장하는 기회를 확보, 가공산업의 경쟁력이 한층 높아질 것”이라고 강조했다. 초강력 레이저를 활용해 지구 내부의 광물학적 특성 변화를 연구하는 성동훈 전남대 지구환경과학부 교수는 주제 발표를 통해 “초강력 레이저는 지구뿐만 아니라 외계행성, 항성 등의 내부구조를 연구할 수 있고, 이런 극한 환경조건을 통해 새로운 물질을 만들고 연구할 수 있다는 점에서 기초, 응용과학 분야에서 세계와 경쟁하기 위해서 반드시 필요하다”고 조언했다. 전남도는 초강력 레이저 연구시설을 반드시 유치해 우수한 성능의 레이저 및 레이저 가공기술을 보급, 확대하고, 새로운 레이저 기술은 신속하게 산업체 적용이 가능하도록 산학연 협력체제를 구축할 방침이다. 박창환 전남도 정무부지사는 “90% 이상 해외수입에 의존하는 레이저 핵심부품의 국산화를 통해 글로벌 레이저 기업을 전남에 유치하고 양질의 일자리도 창출토록 하겠다”며 “앞으로 과기부 전국 공모에 총력 대응해 초강력 레이저 연구시설을 반드시 전남에 유치하고, 국내 유일의 초강력 레이저 전주기 클러스터로 키우겠다”고 말했다. 전남도는 이날 논의된 전문가 의견을 현재 진행 중인 ‘대형레이저 연구시설 유치전략 수립 기획연구’에 적극 반영해 정부와 긴밀히 협력하고, 2022년 하반기 또는 2023년 1사분기에 예정된 정부의 공모심사에 차질없이 대응할 계획이다.

전남지역 미래 신성장동력산업을 발굴, 육성하고 과학기술 자문을 할 제2기 전남도 과학기술 발전위원회가 14일 공식 출범했다. 전남도는 이날 오후 목포 신안비치호텔에서 박창환 정무부지사와 고서곤 과학기술정보통신부 과학기술혁신조정관, 과학기술발전위원회 위원 등 주요 인사 30명이 참석한 가운데 제2기 출범행사 및 총회를 개최했다. 제2기 위원회는 새정부 과학기술 정책과 전남도 지역 현안 대응을 위해 기초과학, 조선, 석유화학, 백신·바이오메디컬, 농생명·환경, 우주, 반도체 등 7개 분야 24명의 호남 과학계 인사와 지난 3월 개교한 한국에너지공대의 수소, 반도체 분야 교수 4명이 참여했다. 공동위원장으로 문승현 광주과학기술원 명예교수와 최용국 한국과학기술단체총연합회 광주?전남지역연합회장이, 부위원장으로 박기영 순천대학교 교수와 범희승 전남대학교 의과대학 교수가 제1기에 이어 재위촉됐다. 2024년까지 운영될 위원회는 전남의 미래 신성장동력산업을 뒷받침할 초강력레이저센터 구축을 비롯한 과학기술 인프라 구축과 전남의 강점을 활용한 과학기술 미래전략 마련 등 과학기술 전반의 자문 역할을 한다. 또 국내외 과학계 저명인사를 초청, 지역산업과 연계한 세미나와 토론회, 포럼 등을 분기별로 개최하고 연구개발 현안 과제를 발굴하는 등 과학기술 이해도 제고와 연구시설 유치 붐 조성을 위해 힘쓰게 된다. 총회에선 제2기 위원 위촉장 수여식와 함께 과학기술정보통신부가 수립 중인 ‘제6차 지방과학기술진흥종합계획 수립 계획’에 전남도 중점과제 선정, 전남 과학기술 발전 전반에 대한 토론이 이어졌다. 특히 고서곤 조정관은 ‘새 정부 국가 R&D 주요 추진 방향’이라는 주제의 기조강연을 통해 “디지털 전환, 국가 간 기술경쟁 등 대전환 시대를 맞아 국가 연구개발(R&D)의 전략성을 강화하고, 민간 주도, 임무지향 중심으로 연구개발을 전환해야 한다”며 “지역 연구개발 역시 지역 주도의 과학기술 혁신을 통해 자생력을 회복하는 것이 필요하다”고 조언했다. 박창환 부지사는 “과학기술발전위원회는 명실상부한 과학기술 분야 최고 자문단으로 과학기술 저변 확대를 위해 큰 역할을 하고 있다”며 “앞으로 과학인들의 구심체 역할을 맡은 위원회를 통해 과학기술 중심 미래산업을 적극 육성하겠다”고 말했다. 한편 전남도는 미래 첨단과학기술 연구를 위한 초강력레이저센터를 나주 한국에너지공대 인근에 구축할 것을 과학기술정보통신부에 건의하고 있다.

“무서워할 이유는 하나도 없으면서 배울 것은 많은 존재가 나무다. 활기차고 평화로운 그들은 우리를 힘내게 하는 정수를 아낌없이 나눠 준다.” 방대한 양과 의식의 흐름을 따라가는 복잡한 문장 때문에 들어는 봤어도 끝까지 읽어 본 사람은 없다는 소설 ‘잃어버린 시간을 찾아서’를 쓴 작가 마르셀 프루스트가 나무에 바친 찬사다. 나무는 오랫동안 인류에게 건축 자재로 사랑받았다. 그런데 1867년에 열린 제2회 파리 만국박람회에 조제프 모니에라는 정원사가 출품한 작고 보잘것없는 작품 이후 목재는 건축 자재로서 이전의 명성을 잃게 됐다. 모니에가 내놓은 작품은 ‘정원 물통’으로, 콘크리트와 금속을 결합시켜 만든 최초의 철근 콘크리트 제품이었다. 철근 콘크리트가 건물을 높이 짓기도 쉽고 불에도 강하다는 점에 건축가들이 주목한 것이다. 20세기를 거쳐 지금까지 철근 콘크리트는 목재를 대체한 건축 재료의 강자로 자리잡고 있다. 최근 지구온난화 문제가 불거지고 친환경이 시대정신이 되면서 목조 건축 기술이 다시 주목받고 있다. 철근 콘크리트 건물에는 철근, 철골, 시멘트가 필요한데, 이 재료들을 만드는 과정에서 많은 이산화탄소가 배출된다. 완공 이후에는 냉난방을 위해 엄청난 에너지가 필요하다. 이 때문에 건축 부문에서 배출되는 온실가스는 전 세계 온실가스 배출량의 30~40%를 차지하는 것으로 알려져 있다. 2016년 과학 저널 ‘네이처’가 발표한 목조 건축 분석 보고서에 따르면 목조 건축물은 철근 콘크리트 건물에 비해 지진에도 강하다. 오스트리아, 일본, 이탈리아 과학자들이 분석해 보니 합성목재로 만든 7층 목조 건물은 규모 6.5~7.3의 강진에 해당하는 충격에도 무너지지 않았지만 철근 콘크리트 건물은 일부가 파괴되거나 철골 구조에 비틀림이 생겼다. 이 같은 상황에서 독일 포츠담 기후영향연구소, 베를린 훔볼트대 농업경제학과, 대만 세계채소센터 공동 연구팀은 전 세계 도시 인구의 90%가 강도를 높인 공학목재로 만들어진 중층 건물에서 산다면 2100년까지 106Gt(기가톤)의 이산화탄소를 추가로 줄일 수 있다고 4일 밝혔다. 공학목재는 목재 요소를 접착·접합시켜 만든 목재로, 원목구조재에 견줘 변형이 거의 없다. 강도, 내구성, 내화성도 우수해 고층 빌딩이나 다리를 만들 때 활용하기도 한다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 8월 31일자에 실렸다. 연구팀은 2100년까지 공학목재 수요 증가가 토지 사용과 직간접적인 이산화탄소 배출에 미치는 영향을 평가하기 위해 ‘국제적 다지역 공개 토지시스템 모델’을 이용해 분석했다. 분석 결과, 세계 도시 인구의 90%가 공학목재로 새로 만든 4~12층 규모의 목조 건물에 산다면 2100년까지 106Gt의 이산화탄소를 추가로 줄일 수 있다고 밝혔다. 이 같은 목조 건물 수요에 대응하기 위해서는 2100년까지 전 세계의 산림 면적이 1억 4000만㏊ 이상 늘어나야 한다. 연구를 이끈 알렉산더 포프 포츠담 기후영향연구소 수석연구원(토지이용관리학)은 “나무를 이용한 건축이 철근 콘크리트보다 환경에 도움을 주는 것은 확실하지만, 목재 사용량이 급속히 늘어날 경우 생물다양성이 감소하고 숲이 파괴되는 것을 어떻게 막을 수 있을 것인지에 대한 고민이 필요하다”고 말했다. 포프 박사는 “노후화된 목재 건물을 폐기할 때 나오는 폐목재의 재활용법을 비롯해 목재 도시로의 전환을 위한 신중한 계획과 강력한 거버넌스가 필요하다”고 덧붙였다.

한국이 집중호우로 극심한 물난리를 겪을 때 스페인과 프랑스 등 유럽 전역에선 40도를 훌쩍 넘는 폭염과 가뭄으로 대규모 산불이 발생했다. 중국에서는 폭염, 가뭄, 홍수가 동시에 발생하기도 했다. 원인은 지구온난화다. 미국 기상 컨설팅 기업 웨더타이커, 콜로라도주립대, 플로리다주립대, 미시시피주립대, 엠브리리들 항공대, 노스캐롤라이나주립대, 해양대기청(NOAA) 국립허리케인센터 공동 연구팀은 지구온난화로 인해 태풍 발생 시기가 점점 빨라지고 있다고 분석했다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 8월 17일자에 실렸다. 열대성 저기압은 적도 부근의 열대 해상에서 발생하는 기상 현상으로, 동아시아에서는 태풍, 인도양에서는 사이클론, 북대서양에서는 허리케인으로 불린다. 허리케인이 6~11월 사이에 발생한다는 계절적 정의는 1965년에 만들어졌다. 한국에 영향을 미치는 태풍은 7~10월에 발생한다. 최근에는 기존에 알려진 것보다 빠르게 형성되는 경우도 잦다. 연구팀은 1979~2020년 대서양 지역의 허리케인 활동 시작과 1900~2020년 허리케인 미국 상륙 시기를 비교 분석했다. 연구 결과 1979년 이후 허리케인 첫 발생이 10년에 5일꼴로 빨라지고 있다. 또 1900년 이후 허리케인의 미국 상륙 시기도 10년에 2일꼴로 빨라지고 있는 것으로 확인됐다. 연구팀에 따르면 열대성 저기압 발생 시기가 빨라지는 이유도 결국 온난화로 인한 해수온도 상승과 관련이 있다고 분석했다. 한편 중국 칭화대, 미국 텍사스 오스틴대, 펜실베이니아주립대 공동 연구팀은 온난화로 인해 담수가 줄어 2060년이 되면 아시아 일부 지역은 심각한 물 부족 현상이 생길 것으로 봤다. 이 같은 연구 결과는 기후학 분야 국제학술지 ‘네이처 기후변화’ 8월 16일자에 실렸다. 연구팀은 아시아 지역의 급수탑으로 불리며 하류 쪽에 사는 약 20억명 이상의 사람들에게 담수를 공급하는 티베트 고원을 대상으로 했다. 연구팀은 인공지능(AI) 기계학습 모델로 기온, 강수량, 습도, 구름량 등 기상변수를 고려해 티베트 고원의 담수 총저수량을 시뮬레이션했다. 특히 기후변화에 관한 정부간협의체(IPCC) 보고서에서 제시된 세 가지 기후 시나리오에 따른 저수량을 예측했다. 그 결과 현재보다 이산화탄소 배출량을 줄이는 ‘약한’ 기후 시나리오 상황에서도 담수 저장량은 회복할 수 없을 정도로 줄어들었다. 이산화탄소 배출량이 현재보다 줄어도 21세기 초반(2002~2030년)과 비교해 21세기 중반(2031~2060년)에는 담수가 230Gt(기가톤) 사라질 것으로 예측됐다. 또 중국 동부와 인도, 중앙아시아 일대의 담수 저장량은 현재보다 45~60%가량 축소될 것으로 예상됐다. 이산화탄소 배출이 현재와 비슷한 수준 또는 더 많아질 경우 담수 저장량은 현재의 10~20% 수준까지 줄어들면서 심각한 물 부족 현상을 일으킬 것이라고 연구팀은 밝혔다. 연구를 이끈 디룽 칭화대 교수(수문학)는 “이번 연구는 앞으로 수십년 동안 이산화탄소 배출을 획기적으로 줄이지 못하고 현재와 비슷한 수준으로 유지하는 선에서 그치기만 하더라도 심각한 물 부족 현상을 겪게 된다는 것을 보여 준다”며 “이번에는 아시아 지역에 한정해 분석했지만 실제로는 지구온난화는 전 세계적으로 심각한 물부족 현상을 유발할 것”이라고 말했다.

약 45억년 전 지구가 만들어진 이후 소행성 충돌, 대규모 화산 폭발, 급격한 기후변화 등의 이유로 다섯 차례의 대멸종이 있었다. 2억 5000만년 전 고생대 페름기 말에 발생한 3차 대멸종에서는 전체 생물종 95%, 2억년 전 중생대 트라이아스기 말에 발생한 4차 대멸종 때는 생물종 80%가 사라졌다. 이 같은 최악의 대멸종 원인은 기후변화 때문으로 추정된다. 미국 하버드대, 하버드 비교동물학박물관, 노스캐롤라이나 자연사박물관, 노스캐롤라이나주립대, 캐나다 앨버타대 공동 연구팀은 3·4차 대멸종을 가져온 급격한 기후변화가 중생대 쥐라기, 백악기 시대 파충류의 폭발적 증가와 진화를 가져왔다고 21일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 8월 20일자에 실렸다. 연구팀은 3·4차 대멸종기 전후에 발생하고 사라진 125종의 동물의 화석 약 1000개와 당시 기후 상황을 시뮬레이션해 분석했다. 특히 새로 나타난 종(種)과 등장 시기, 진화 속도에 주목했다. 그 결과 3·4차 대멸종기에는 이전이나 이후와 달리 파충류 종의 수와 형태적 다양성이 폭발적으로 증가하면서 조류, 포유류를 압도했다. 중생대에 다양한 종류의 공룡들이 나타나 지구를 지배할 수 있었던 이유다. 연구를 이끈 스테파니 피어스 하버드대 교수(진화생물학)는 “이번 연구 결과는 급격한 기후변화가 기존 생물종을 없애고 새로운 생물종을 부상하게 한다는 것을 명확히 보여 준다”며 “기후변화 대응을 위한 적응 방안도 고려되고 있지만 근본적인 원인을 제거하지 않는 이상 인류가 6차 대멸종 대상이 될 수 있다”고 밝혔다.

생물학자와 고인류학자로 구성된 연구팀은 껌 씹는 것이 의외로 많은 칼로리를 소모하는 일이라는 연구 결과를 내놨다. 영국 맨체스터대, 독일 막스플랑크 진화인류학 연구소, 칠레 산티아고 칠레대, 네덜란드 마스트리히트대 메디컬센터, 라이덴대 공동 연구팀은 부드러운 음식보다 좀 더 질기고 딱딱한 음식을 씹는 행위가 대사활동을 촉진시켜 칼로리 소모를 늘린다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 8월 18일자에 실렸다. 사실 이번 연구는 단순히 씹는 행위와 칼로리 소모의 관계를 파악하기 위한 것이 아니라, 현대인의 턱이 인류의 먼 조상, 현대 영장류의 턱 모양과 다른 이유에 대한 진화적, 실험적 증거를 찾기 위해 수행됐다. 이를 위해 연구팀은 세계 최초로 사람이 껌을 씹는 데 얼마나 많은 에너지를 사용하는지 측정했다. 연구팀은 18~45세 남녀 21명을 대상으로 둥근 어항 형태의 헬멧을 쓰고 두 종류의 껌을 씹도록 했다. 연구팀은 실험 편차를 줄이기 위해 남성과 여성 각 집단을 서로 키와 몸무게가 비슷한 참가자들로 구성했다. 연구팀은 소화기관이 에너지를 사용하지 않도록 실험 참가자들에게 무미, 무취, 무칼로리 껌 두 종류를 각각 15분 동안 씹도록 했다. 껌 하나는 부드럽게 씹히는 것이고, 다른 것은 약간 질기고 딱딱한 느낌을 주는 껌이었다. 연구팀은 참가자들이 껌을 씹는 동안 산소 소비량과 이산화탄소 배출량을 측정했다. 측정 결과, 실험 참가자들 호흡에서 쉬고 있을 때보다 산소 소비량과 이산화탄소 배출량이 증가했다. 이는 신체 대사기관이 활발히 에너지를 소비하고 있다는 것을 의미한다. 부드러운 껌을 씹을 때는 평균 10%, 딱딱한 껌을 씹을 때는 15% 이상 증가한 것으로 확인됐다. 격렬한 운동을 할 때보다는 낮은 수준이지만 가벼운 산책을 할 때와 비슷한 수준이라는 설명이다. 연구팀에 따르면 평소 식사할 때도 부드러운 것보다는 단단하거나 섬유질이 풍부해 오래 씹어야 하는 음식을 먹는다면 에너지 소비량은 더 증가할 것으로 추정했다. 연구팀은 이번 연구 결과는 씹는다는 행위에 따른 얼굴 골격의 변화를 파악할 수 있는 개념증거라고 강조했다. 400만~200만년 전 아프리카에서 살았던 오스트랄로피테쿠스는 현대인보다 치아가 4배 정도 더 컸고 턱 근육도 발달돼 있었다. 그렇지만 인류가 불을 사용하고 부드러운 음식을 섭취하고, 요리법이 다양하게 발전하면서 치아의 크기는 물론 턱 골격이 작아지고 그 대신 두개골은 커지는 방향으로 진화했다고 연구팀은 설명했다. 또 씹는 행위에 에너지를 적게 사용해 에너지를 체내에 쉽게 축적할 수 있도록 진화했으며 다른 활동에 에너지를 사용할 수 있는 여유를 가지게 된 것이라고 부연했다. 연구를 이끈 아담 반 카스테렌 영국 맨체스터대 박사(생물인류학)는 “이번 연구에 따르면 인류 조상들은 씹는 것에 힘을 덜 들임으로써 다른 일에 더 많은 에너지를 사용할 수 있도록 진화했다”고 말했다.

강수량 집중 시간대 예측은 안 돼韓 예보 기술, 선진국 수준이지만슈퍼컴 계산 능력 등 더 개선해야10㎞ 기준 분석 ‘해상도’ 향상 중요 지형·인구 등 고려한 위험도 분석“기상청·유관기관 유연한 협력을”이번 중부지방 집중호우처럼 변동성이 심한 극한기상 상황에서는 단순히 비가 얼마나 내릴지 예측하는 것만으로는 피해를 막기 어렵다는 게 극명하게 드러났다. 예상 강수량을 근접하게 맞히는 것을 넘어 앞으로 내릴 비가 어떤 피해를 가져올 것인지에 대한 면밀한 분석과 선제적 대피 안내가 이뤄졌어야 했지만 이번 수도권 물난리에서 알 수 있듯 대비는 시민 각자의 몫이었다.기상청이 지난 8~9일 수도권에 많게는 300㎜ 이상의 비가 올 것이란 전망을 한 시점은 7일 오후 4시 20분쯤이다. 이틀에 걸쳐 수도권에 최대 300㎜ 이상의 비가 올 수도 있다고 한 건데 실제 서울 동작구에는 8일 하루에만 300㎜ 이상의 비가 내렸다. 비의 총량은 어느 정도 예측했지만 변동성이 심한 강수가 어느 시간대에 집중될지 등에 대해선 정확한 예보가 이뤄지지 못한 측면이 있다. 전문가들은 100% 정확한 기상 예측은 불가능의 영역이라면서도 기후변화의 흐름과 경향성을 분석해 단기 기상 예측의 정확성을 높이고 장기 기후변화 요인을 관리해야 한다고 설명한다. 이준이 부산대 기상과학연구소 교수는 15일 “자연 시스템에는 항상 불확실성이 존재하고, 기후변화로 인해 점차 예측이 어려워지는 상황”이라며 “단기 예측 모델 개선 및 과학적 이해 증진을 위한 기초과학 분야 연구 투자가 필요하다”고 말했다. 기상청이 한국형 수치예보모델(KIM)을 개발해 영국 등 선진국 수준(99.2%)으로 예보 기술력을 끌어올리고 있지만 슈퍼컴퓨터의 계산 능력 등은 개선이 더 필요한 상황이다. 기상청 슈퍼컴퓨터는 전 세계 성능을 줄 세웠을 때 31위로, 수치 모델을 한 번에 장기간 비교하거나 다방면 수식을 적용하기에는 다소 성능이 뒤처지는 것으로 알려졌다. 허창회 서울대 지구환경과학부 교수는 “수치 모델을 좀더 개량하고 관측 장비도 세밀하게 정비해야 한다”면서 “과거 기상값을 가지고 앞으로 펼쳐질 극한기상을 정확히 예측하는 건 매우 어려운 일이기에 예보관에게도 예측 자율성을 부여해야 한다”고 설명했다. 김형준 카이스트 문술미래전략대학원 교수는 “기후를 관측할 때 지리 격자 정보를 기존 100㎞ 기준으로 쪼갰던 걸 10㎞로 쪼개는 식으로 더 세밀하게 분석하는 등 수치 모델 ‘해상도’를 높이는 게 중요하다”고 말했다. 이어 “해상도를 2배 높일 때 이를 처리할 계산 능력은 10배 늘어야 하기 때문에 슈퍼컴퓨터의 성능 개선도 뒷받침돼야 미래 날씨를 수차례 실험으로 돌려 본 뒤 가장 높은 확률을 계산해 낼 수 있다”며 “기존에 관측하지 못했던 불확실성에 근거한 방재 전략 최적화를 꾀해야 한다”고 덧붙였다. 무엇보다 재해 영향예보가 중요하다고 전문가들은 강조한다. 단순히 ‘비가 얼마만큼 내린다’는 예보에 그치는 게 아니라 해당 날씨로 인한 잠재 영향과 피해 발생 가능성 등 지역 맞춤형 취약 정보를 종합 진단하는 게 영향예보다. 영향예보를 처음 시행한 영국은 지형·지표 상태와 산업 분포, 교통, 인구 이동 수 등의 정보를 고려해 위험도를 분석한다. 영향예보가 실효성을 갖추려면 기상청과 방재 유관기관의 협력과 소통이 필수다. 김 교수는 “한국 사회에서 기상 관측과 예보는 기상청 일원화로만 경직된 면이 있어 기상청이 정확하게 예보해도 재해 대응 관련 부서에서 실시간으로 대응하는 역량이 부족한 편”이라며 “모든 역할과 책임을 기상청에만 맡길 게 아니라 기초 데이터 공유 등을 통해 학계와 부처 등이 적극적으로 협력하는 등 유연성을 키워야 한다”고 지적했다.

<하> 이상기후 피해 대처하려면 강수량 집중 시간대 예측은 어려워韓 예보 기술, 선진국 수준이지만슈퍼컴 계산 능력 등 더 개선해야지형·인구 등 취약 정보 함께 고려“기상청·유관기관 유연한 협력을”이번 중부지방 집중호우처럼 변동성이 심한 극한기상 상황에서는 단순히 비가 얼마나 내릴지 예측하는 것만으로 피해를 막기 어렵다는 게 극명하게 드러났다. 예상 강수량을 근접하게 맞히는 것을 넘어 앞으로 내릴 비가 어떤 피해를 가져올 것인지에 대한 면밀한 분석과 선제적 대피 안내가 이뤄졌어야 했지만 이번 수도권 물난리에서 알 수 있듯 대비는 시민 각자의 몫이었다. 기상청이 지난 8~9일 수도권에 많게는 300㎜ 이상의 비가 올 것이란 전망을 한 시점은 7일 오후 4시 20분쯤이다. 이틀에 걸쳐 수도권에 최대 300㎜의 비가 올 수도 있다고 한 건데 실제 서울 동작구에는 8일 하루에만 300㎜ 이상의 비가 내렸다. 비의 총량은 어느 정도 예측했지만 변동성이 심한 강수가 어느 시간대에 집중될지 등에 대해선 정확한 예보가 이뤄지지 못한 측면이 있다. 전문가들도 100% 정확한 기상 예측은 불가능의 영역이라면서도 기후변화 흐름과 경향성을 분석해 단기 기상예측 정확성을 높이고 장기 기후변화 요인을 관리해야 한다고 설명한다.이준이 부산대 기상과학연구소 교수는 15일 “자연 시스템에는 항상 불확실성이 존재하고 기후변화로 점차 예측이 어려워지는 상황”이라며 “단기 예측 모델 개선 및 과학적 이해 증진을 위한 기초과학 분야 연구 투자가 필요하다”고 말했다. 기상청이 한국형 수치예보모델(KIM)을 개발해 영국 등 선진국 수준(99.2%)으로 예보 기술력을 끌어올리고 있지만 슈퍼컴퓨터의 계산 능력 등은 개선이 더 필요한 상황이다. 기상청 슈퍼컴퓨터는 전 세계 성능을 줄 세웠을 때 31위로, 수치모델을 한 번에 장기간 비교하거나 다방면 수식을 적용하기에는 다소 성능이 뒤처지는 것으로 알려졌다. 허창회 서울대 지구환경과학부 교수는 “수치모델을 좀 더 개량하고 관측 장비도 세밀하게 정비해야 한다”면서 “과거 기상값을 가지고 앞으로 펼쳐질 극한 기상을 정확히 예측하는 건 매우 어려운 일이기에 예보관에게도 예측 자율성을 부여해야 한다”고 설명했다. 김형준 카이스트 문술미래전략대학원 교수는 “기후를 관측할 때 지리 격자 정보를 기존 100㎞ 기준으로 쪼갰던 걸 10㎞로 쪼개는 식으로 더 세밀하게 분석하는 수치모델 ‘해상도’를 높이는 게 중요하다”고 말했다. 이어 “해상도를 2배 높일 때 이를 처리할 계산 능력은 10배 늘어야 하기 때문에 슈퍼컴퓨터 성능 개선도 뒷받침해야 미래 날씨를 수차례 실험으로 돌려본 뒤 가장 높은 확률을 계산해낼 수 있다”며 “기존에 관측하지 못했던 불확실성에 근거한 방재 전략 최적화를 꾀해야 한다”고 덧붙였다.무엇보다 재해 영향예보가 중요하다고 전문가들은 강조한다. 단순히 ‘비가 얼마만큼 내린다’는 예보에 그치는 게 아니라 해당 날씨로 인한 잠재 영향과 피해 발생 가능성 등 지역 맞춤형 취약 정보를 종합 진단하는 게 영향예보이다. 영향예보를 처음 시행한 영국은 지형·지표 상태와 산업 분포, 교통, 인구이동 수 등 정보를 고려해 위험도를 분석한다. 영향 예보가 실효성을 갖추려면 기상청과 방재 유관 기관의 협력과 소통이 필수다. 김 교수는 “한국 사회에서 기상 관측과 예보는 기상청 일원화로만 경직된 면이 있어 기상청이 정확하게 예보해도 재해대응 관련 부서에서 실시간으로 대응하는 역량이 부족한 편”이라며 “모든 역할과 책임을 기상청에만 맡길 게 아니라 기초 데이터 공유 등을 통해 학계와 부처 등이 적극적으로 협력하는 등 유연성을 키워야 한다”고 지적했다.