일각고래의 길고 흰 나선형 엄니 덕분에 오랫동안 ‘바다의 유니콘’으로 불리며 신화의 대상으로 받아들여졌다. 실제로 중세 유럽에서는 이 엄니가 ‘유니콘 뿔’이라며 마법을 지닌 물건처럼 거래되기도 했다. 당연히 마법은 없지만 아직도 과학계에서는 일각고래가 엄니를 어디에 쓰는지, 왜 엄니에 왼쪽 방향 나선이 그려져 있고 곧게 뻗는가라는 의문을 풀지 못하고 있었다. 이런 가운데 덴마크 오르후스대 나노과학 센터, 화학과, 덴마크공과대(DTU) 응용수학 및 컴퓨터과학과, 물리학과, 스웨덴 예테보리 찰머스공과대 물리학과, 룬드대, 스위스 연방 재료과학 연구소, 폴 세러 연구소, 로잔 연방공과대(EPFL), 중국 과학원대, 프랑스 방사광가속기 연구소, 그린란드 국립 자연물 연구소 공동 연구팀은 첨단 3차원 X선 영상 기술을 이용해 일각고래 엄니가 특유의 나선 구조를 얻게 된 원리를 규명했다고 20일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 8월 19일 자에 실렸다. 연구팀은 다양한 X선 영상 기법을 조합해 일각고래 엄니를 정밀 분석했다. 엄니 자체가 크고 구조가 복잡해서 원자, 나노, 마이크로 규모에 걸쳐 엄니 내부 전체를 3차원으로 지도화했다. 특히 강한 X선을 엄니에 통과시킨 뒤 나노미터 크기의 광물화된 콜라겐 원섬유에서 X선이 산란되는 양상을 분석하는 ‘텐서 단층촬영’이라는 특수 3차원 X선 기법을 활용했다. 일반적인 컴퓨터 단층촬영(CT)이 ‘어디에 무엇이 있는가’를 보여준다면 텐서 단층촬영은 여기에 더해 ‘그 구성단위가 어느 방향을 향하고 있는지’까지 3차원으로 확인할 수 있다. 일각고래의 엄니는 뿔이 아닌 왼쪽 송곳니가 턱뼈와 윗입술을 뚫고 자라 나오면서 2m가 넘게 길어진 것이다. 사람의 치아와 달리 법랑질이 없고 안쪽은 상아질, 바깥쪽은 백악질로 이뤄져 있다. 분석 결과, 엄니 바깥쪽 백악질 조직은 왼쪽 방향으로 꼬여 있지만 안쪽 상아질 조직은 오른쪽 방향으로 꼬여 있는 것으로 확인됐다. 서로 반대 방향으로 감긴 두 나선이 안쪽 조직과 바깥쪽 조직의 경계면에서 맞부딪히며 일종의 생물학적 평형을 이뤄 단단한 형태를 갖게 된 것이라는 설명이다. 또 엄니를 단단하게 한 것은 광물화된 콜라겐 원섬유 때문이다. 원섬유들은 기본적으로는 엄니의 길이 방향을 따라 작은 각도로 일정하게, 일종의 헤링본 형태로 정렬돼 있었다. 미세한 각도 편차가 길이 방향으로 누적되면서 수 m 규모의 거대한 나선이 만들어졌다. 서로 반대로 감긴 두 구조가 만나는 곳은 상아질과 백악질 사이의 전이 구간으로, 생물학적으로 매우 복잡하면서도 정교한 구조를 가진 것으로 확인됐다. 이런 구조는 나선이 하나뿐이거나 막대 형태인 경우에 비해 휘거나 비틀리는 힘에 훨씬 안정적인 것으로 확인됐다. 서로 반대 방향으로 감긴 두 나선 덕분에 일각고래 엄니가 특유의 왼쪽 나선을 유지하면서도 곧게 자랄 수 있다고 연구팀은 설명했다. 실제로 일각고래 엄니는 자연계에서 알려진 유일한 ‘곧은 엄니’다. 연구를 이끈 헨리케 비르케달 덴마크 오르후스대 교수는 “고래의 수명은 80년 정도이기 때문에 이빨은 일생 동안 변해 온 환경 조건의 기록보관소나 다름없다”며 “이번 연구 결과는 바다에서 가장 상징적인 동물 중 하나를 둘러싸고 수백 년 풀리지 않았던 자연과학의 수수께끼를 풀었다는 점과 함께 자연이 극한의 기계적 성능을 지닌 재료를 어떻게 만들어내는지에 대한 새로운 통찰을 얻게 한다”고 설명했다.

강원대 의과대학이 의예과 2년·의학과 4년으로 분리된 학제를 폐지하고 통합 6년제 교육과정 도입을 추진한다. 강원대 의대는 통합 6년제 교육과정 개편 설명회를 오는 18일 개최한다고 17일 밝혔다. 설명회를 시작으로 대학 구성원과 지역사회 의견을 폭넓게 수렴해 통합 6년제로 전환한다는 게 강원대 의대의 계획이다. 통합 6년제는 의예과와 의학과로 나뉜 ‘2+4’ 구조에서 벗어나 1학년부터 6학년까지 기초의학과 임상의학, 인문사회의학, 지역의료 교육을 학생 성장 단계에 따라 구성하는 데 초점을 맞춘다. 특히 지역의사제 시행에 대비한 지역의료인재 심화 트랙과 의료혁신을 선도할 인재를 육성할 융합형 의사과학자 심화 트랙을 운영한다. 지역의료인재 심화 트랙은 지역 의료 환경과 격차, 공공의료와 필수의료 역할에 대한 학생들의 이해도를 높이고, 학생들과 지역 의료 현장을 연결하는 데 중점을 두고 있다. 이희제 강원대 의과대학장은 “지역의사제의 성패는 몇 명의 학생을 선발하느냐보다 그 학생들을 어떤 의사로 교육하느냐에 달려 있다”며 “학생들이 지역의 가치와 의료현장을 이해하고 스스로 지역의료를 자신의 진로로 선택할 수 있는 교육환경을 만들고자 한다”고 설명했다. 의사과학자 심화 트랙은 의학, 기초과학, 연구방법론을 연계해 의료 AI, 정밀의료 분야 인재를 키우는 게 핵심이다. 정재연 강원대 총장은 “교육과정 개편이 교육 경쟁력을 높이는 동시에 지역의료 문제 해결에 기여하는 전환점이 되길 기대한다”며 “지역과 국내 의료 발전에 기여할 수 있도록 대학 차원의 지원을 강화하겠다”고 말했다.

여러 명이 모여있을 때 사람들은 다수의 의견에 동조하는 경우가 많다. 소수파에 속하는 사람은 목소리를 덜 내면 다수는 더 커 보이게 만들고 남은 소수는 더욱 침묵하게 된다. 독일 언론학자 엘리자베트 노엘레노이만이 1974년 제시한 ‘침묵의 나선 이론’이다. 그런데 고립을 두려워하거나 체면을 잃을 걱정도 없는 인공지능(AI)도 다른 인공지능의 눈치를 본다는 연구 결과가 나왔다. 동조라는 행위에 반드시 마음이 필요한 것은 아니라는 뜻이기도 하다. 독일 콘스탄츠대, 이탈리아 엔리코 페르미 연구센터, 복잡계 연구소, 오스트리아 복잡계 과학 허브 공동 연구팀은 인공지능(AI) 에이전트도 서로 영향을 주고받으며 협력하고 심지어 눈치 보기도 한다는 것을 확인했다고 16일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 8월 14일 자에 실렸다. 연구팀은 AI 에이전트 1000개에게 옳고 그름을 정확히 나눌 수 없는 두 가지 선택지를 주고 각자 고르게 했다. 정답도, 보상도 없고 ‘합의하라’는 지시도 없었다. 그런데도 이들은 하나의 답으로 수렴했다. 새 떼나 물고기 떼에서 나타나는 ‘다수 따르기’가 AI 집단에서도 그대로 작동한 것이다. 연구팀은 GPT, 클로드, 라마 세 계열의 10개 모델로 가상 집단을 만들고 질문을 던질 때마다 에이전트 하나를 무작위로 뽑아 자신을 뺀 나머지 전원이 어떤 의견을 지지하는지 보여준 뒤 새로 고르게 했다. 에이전트에게는 기억이 없어 직전에 자신이 무엇을 골랐는지 모르는 상태였다. 그 결과, 대부분 모델이 다수 쪽 의견을 따라갔고 작은 차이가 눈덩이처럼 불어나 집단 전체가 한쪽 의견으로 굳어졌다. 집단 크기를 50개로 맞췄을 때 클로드 오푸스3과 GPT-4 터보는 20번의 실험에서 모두 완전 합의에 이르렀다. 반면 성능이 낮은 클로드 하이쿠3과 GPT-3.5 터보는 합의에 이르지 못했다. 연구팀은 쏠림의 세기를 ‘다수 힘’이라는 값으로 요약했다. 눈에 띄는 것은 GPT-3.5 터보를 뺀 9개 모델의 데이터가 모두 같은 곡선 위에 포개졌다는 점이다. 이 수식은 쇳조각 속 원자 자석들이 같은 방향으로 정렬해 자석이 되는 현상을 설명하는 물리 모형인 ‘퀴리-바이스 모형’과 완전히 일치했다. 이에 연구팀은 통계물리학 이론을 그대로 적용해 ‘임계 집단 크기’를 계산했다. 임계 집단은 합의에 걸리는 시간이 폭증해 사실상 합의가 불가능해지는 규모다. 라마 3 70B는 약 30개, GPT-4o는 약 80개, GPT-4 터보는 약 1000개였다. 클로드 소네트 3.5는 실험 최대치인 1000개에서도 한계에 닿지 않았다. 모델의 언어 능력이 높을수록 이 값이 지수적으로 커지는 것이 확인됐다. 이번 연구 결과는 지금까지 AI 안전성 평가 방식에 의문을 던진다. 모델 하나를 놓고 위험한 답을 하는지 검사하는 방식이었지만 개별적으로 멀쩡한 에이전트들도 서로 눈치를 보다가 아무도 원치 않은 상태로 변할 수 있다는 의미다. 예를 들어 공동 코딩 작업에서 단지 널리 쓰인다는 이유로 비효율적 코드가 계속 재생산되는 상황으로 “다수 AI 에이전트가 만든 규범이 인간의 가치에 부합한다는 보장은 없으며 뭉친 집단은 방향을 되돌리기도 어렵다”고 지적했다. 연구를 이끈 데이비드 가르시아 독일 콘스탄츠대 교수는 “이번 연구 결과는 AI가 사회를 형성했다는 측면으로 보기는 어렵다”며 “협력하라고 설계하지 않더라도 협력과 비슷한 현상이 나타난다는 것을 확인한 만큼 지금까지 AI 안전성 평가를 할 때처럼 ‘위험한 답을 하는가’를 검사하는 것만으로는 부족하다”고 말했다.

우리나라 국민 대다수는 일본과의 경제적 격차를 거의 느끼지 않는 것으로 조사됐다. 특히 한국인 절반 이상은 10년 뒤 한국의 경제력이 일본을 앞설 것이라고 전망했다. 최근 엘림넷이 운영하는 온라인 설문 플랫폼 나우앤서베이(대표 한환희)는 이달 7일부터 10일까지 사흘간 전국 20세 이상 남녀 1007명을 대상으로 ‘한국인은 일본을 어떻게 바라보고 있는가’ 설문조사를 진행했다. 표본오차는 95% 신뢰수준에서 ±3.1%포인트다. 조사 결과 양국의 국가 경제력에 대해 ‘한국이 우세하다’고 답한 응답자는 33.5%, ‘일본이 우세하다’고 답한 응답자는 30.0%로 나타났다. ‘비슷한 수준’이라는 응답은 36.5%로 가장 많았다. 일반 국민의 생활 수준을 놓고는 한국이 일본보다 높다는 인식이 상대적으로 강했다. ‘한국이 높다’는 응답이 37.2%로 ‘일본이 높다’는 응답(23.3%)보다 13.9%포인트 많았다. 미래 전망에 대한 자신감은 더욱 두드러졌다. 10년 뒤 한국과 일본의 경제 격차를 묻는 질문에는 응답자의 절반이 넘는 51.9%가 ‘한국이 일본을 추월할 것’이라고 전망했다. 이는 ‘일본의 우위’(14.0%)를 예측한 비율보다 3.7배가량 높은 수치다. 산업 영역별 경쟁력 평가에서는 전체 13개 분야 중 9개 분야에서 한국이 우위를 점한 것으로 나타났다. 완제품 및 콘텐츠 시장에서는 높은 경쟁력을 보였으나, 기술의 뿌리가 되는 기초과학 영역에서는 일본의 기술력을 더 높게 평가했다. 반도체(4.25점)를 필두로 문화콘텐츠(4.07점), 조선·해양(4.01점)이 ‘한국 절대 우세’ 그룹에 이름을 올렸다. 이어 인공지능(AI)·소프트웨어(3.73점), 이차전지(3.72점), 가전·전자(3.71점), 방위산업(3.59점), 바이오·헬스케어(3.26점), 자동차·모빌리티(3.24점) 순으로 한국의 우세 평가를 받았다. 반면 기초과학·원천기술은 2.69점으로 조사 대상 산업 가운데 유일하게 일본이 우위에 있다는 평가를 받았다.

국내 연구진이 코로나19 백신 같은 mRNA 백신과 치료제 성능을 높일 수 있는 원리를 밝혀냈다. 김빛내리(57) 기초과학연구원(IBS) RNA연구단 단장(서울대 석좌교수) 연구팀은 척추동물 감염 바이러스 337종을 대규모 분석해 RNA의 안정성과 단백질 생성을 높이는 조절 요소들을 찾고 이들의 작동 원리를 밝혀내는 데 성공했다. 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘셀’(14일 자)에 실렸다. 연구팀은 척추동물 감염 바이러스 337종에 달하는 바이러스 유전체를 약 20만개의 RNA 조각으로 나눠 합성하고 대량 병렬 분석 기술로 바이러스 RNA 조절 요소의 다양성과 작동 기전, 진화적 특징을 분석했다. 그 결과 RNA 안정성과 단백질 생성을 높이는 조절 요소 23개를 찾아내고 서열과 구조적 특징에 따라 6가지 유형으로 구분했다. 특히 ‘Pt1’이라는 조절 요소는 RNA 꼬리를 지속적으로 보충해 mRNA의 분해를 늦춘다는 사실을 확인했다. 실제로 세포 내 분해 효소에 의해 쉽게 파괴되는 선형 mRNA에 Pt1을 붙이면 꼬리가 60개에서 194개까지 늘어나고 세포 내 수명도 7.6시간에서 23.1시간으로 약 3배 증가할 뿐만 아니라 안정성도 크게 향상되는 것이 관찰됐다. 김 단장은 “이번 연구 결과를 활용하면 mRNA 백신과 치료제의 성능을 높이는 데 도움이 될 것”이라고 설명했다.

영국 에든버러대·세인트앤드루스대, 일본 데이쿄대·이화학연구소(리켄) 뇌과학연구센터, 이스라엘 히브리대 공동 연구팀은 새가 부르는 노래에도 인간 언어의 ‘단어’에 해당하는 구조가 있으며 구조도 인간 언어와 같은 수학적 규칙을 따른다고 12일 밝혔습니다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 8월 8일 자에 실렸습니다. 연구팀은 반려새로 많이 키우는 십자매 수컷 6마리가 생후 60일부터 120일까지 부르는 노래들을 녹음해 그중 30건을 분석했습니다. 십자매를 비롯한 명금류가 인간 아기처럼 어른 새의 노래를 들으며 노래를 배운다는 사실은 오래전부터 알려져 있습니다. 우선 노래를 이루는 음절마다 알파벳 한 글자를 배정해 노래 하나를 긴 문자열로 바꿨습니다. 그다음 앞 소리에서 뒤 소리로 이어질 확률이 직전보다 절반 아래로 뚝 떨어지는 지점을 잘라냈습니다. 아기가 띄어쓰기 없는 말소리 속에서 자주 붙어 다니는 소리를 단서로 단어의 경계를 찾아내는 것과 같은 원리입니다. 그 결과 십자매가 한 번 부르는 노래는 평균 11개 토막으로 나뉘었습니다. 토막들 중 일부는 매우 자주 쓰이고 나머지는 드물게 쓰이는 형태로 분포됐습니다. 언어학에서 ‘지프 분포’라고 부르는 패턴으로 분포의 기울기까지 인간 언어와 거의 같았습니다. 자주 쓰는 토막일수록 길이가 짧다는 점도 인간 언어와 일치했습니다. 심지어 혹등고래의 소리 패턴과도 일치했습니다. 흥미로운 것은 노래가 아직 어설픈 새끼 때 노래 속에도 지프 분포가 발견됐다는 점입니다. 연구팀은 이 분포가 학습을 마친 결과물이 아니라 배워서 익히는 정보화 과정을 형성하는 근본 원리를 보여준다고 해석했습니다. 물론 새의 단어가 뜻을 담고 있지는 않습니다. 인간 언어의 주된 기능이 의미 전달인 반면 새와 고래의 노래는 주로 구애에 쓰입니다. 연구팀은 이처럼 의미가 없는 신호 체계에서도 언어의 통계적 뼈대가 나타난다는 점에 주목한 겁니다. 세대를 넘어 배워서 전달하는 방식 자체가 배우기 쉬운 구조를 만들어 낸다는 설명입니다. 또 계통이 전혀 다른 세 종이 같은 언어 학습법을 보인다는 것은 수렴 진화의 사례라고도 강조했습니다.

제주 앞바다에서 남방큰돌고래를 관찰하는 관광선박들이 정부의 관람지침을 제대로 지키지 않는 것으로 나타났다. 돌고래와 300m 이내로 접근하면 엔진을 꺼야 하지만 사실상 지켜지지 않았고, 50m 이내 접근금지 규정을 어긴 사례도 확인됐다. 특히 선박에서 발생하는 수중소음이 돌고래의 의사소통을 방해할 가능성도 제기됐다. 제주대 기초과학연구소 김창수 박사 연구팀은 서귀포시 노을해안로 앞바다에서 드론과 수중청음기(하이드로폰)를 이용해 남방큰돌고래와 관광선박의 움직임 및 소음을 분석한 연구 결과를 국제학술지 ‘Ecological Informatics’에 발표했다고 11일 밝혔다. 연구팀은 11일 동안 관광선박의 운항 궤적 187회와 돌고래의 수면 출현 위치 471회를 추적했다. 드론으로 선박과 돌고래의 위치·속도를 파악하고, 수중청음기로 선박에서 발생하는 소음을 측정해 돌고래가 실제로 받았을 것으로 추정되는 소음 수준을 분석했다. 연구 결과 해양수산부가 2023년 마련한 남방큰돌고래 관람지침의 핵심인 ‘300m 이내 엔진 정지’ 기준은 선박 유형을 가리지 않고 광범위하게 지켜지지 않은 것으로 조사됐다. 연구진은 이를 사실상 보편적인 수준의 위반으로 평가했다. 돌고래와 50m 이내로 접근해서는 안 된다는 규정도 어겨졌다. 관광활동을 병행하는 어선의 경우 돌고래 조우 사례의 15%가 50m 이내에서 발생해 가장 높은 근접 접근 비율을 보였다. 소형 관광선과 대형 관광선에서도 각각 약 4.2%, 4.4%의 50m 이내 접근이 확인됐다. 중형 관광선에서는 조사 기간 동안 50m 이내 접근 사례가 발견되지 않았다. 해양수산부 지침에 따르면 관광선박은 돌고래 무리와 300m 이내에 진입하면 엔진을 정지해야 하며, 어떤 경우에도 50m 이내로 접근해서는 안 된다. 또 돌고래 300m 이내에는 3척 이상의 선박이 동시에 접근할 수 없다. 이를 위반하면 최대 200만원의 과태료가 부과될 수 있다. 문제는 규정을 어겼는지를 확인할 상시적인 관리·단속 체계가 사실상 없다는 점이다. 현재 제주 연안에서는 관광선박의 위치와 속도, 돌고래와의 거리, 관람지침 준수 여부를 상시 또는 정기적으로 확인할 수 있는 시스템이 마련돼 있지 않다. 연구진은 “제한속도 표지판만 설치해 놓고 과속단속 카메라나 현장 점검을 하지 않는 것과 비슷하다”고 지적했다. 수중소음도 문제로 나타났다. 돌고래는 시야가 제한된 바닷속에서 소리를 이용해 무리와 소통하고 주변 환경을 파악하며 먹이를 찾는다. 연구팀은 제주 남방큰돌고래의 주요 휘슬 주파수인 5.3~12.5㎑ 대역을 중심으로 선박소음이 돌고래의 의사소통을 방해할 가능성을 분석했다. 그 결과 소형 관광선은 돌고래와 만난 사례의 93%에서 배경소음보다 3㏈ 이상 높은 소음이 발생했고, 44%에서는 6㏈ 이상 높은 소음이 측정됐다. 선박 자체의 소음이 가장 큰 유형은 아니었지만 돌고래에 가까이 접근하는 특성 때문에 돌고래가 높은 소음에 노출되는 경우가 많았다는 분석이다. 반면 대형 카타마란형 관광선은 중형 관광선보다 더 먼 거리를 유지했지만 수중 방사소음이 더 컸다. 대형 선박은 3dB 기준을 약 26%, 6dB 기준을 25% 초과했다. 거리를 유지하더라도 고소음 선박은 돌고래에게 높은 소음 노출을 일으킬 수 있다는 얘기다. 연구팀은 단순히 ‘몇 m 떨어졌느냐’만으로 돌고래 보호 여부를 판단하는 데 한계가 있다고 지적했다. 같은 거리에서도 선박의 크기와 엔진 출력, 추진기 구조, 운항속도 등에 따라 돌고래가 받는 소음이 크게 달라질 수 있기 때문이다. 김창수 박사는 “이번 연구가 보여주는 가장 큰 문제는 특정 업체 한 곳의 위반이 아니라 관람지침을 만들고도 준수 여부를 확인할 행정체계가 없다는 것”이라며 “규정만 만들고 현장을 확인하지 않는다면 보호정책은 선언에 머물 수밖에 없다”고 말했다. 연구팀은 앞으로도 드론과 수중청음기를 활용해 제주 남방큰돌고래 관광선박의 접근거리와 운항속도, 소음 노출 수준 등을 지속적으로 모니터링할 계획이다. 위반 사례를 객관적인 자료로 기록하고 변화와 개선 여부도 공개할 예정이다. 김 박사는 “목적은 과태료 부과 자체가 아니라 행정이 책임 있는 관리에 나서고 관광업계가 돌고래의 실제 소음 노출까지 고려하는 지속 가능한 생태관광으로 전환하도록 하는 것”이라고 강조했다. 제주 남방큰돌고래 관광이 ‘얼마나 가까이에서 볼 수 있느냐’가 아니라 ‘돌고래가 장기간 안정적으로 살아갈 수 있는 환경을 보장하느냐’를 기준으로 바뀌어야 한다는 지적이다.

호암재단이 삼성호암상 상금을 대폭 올려 우수 인재에 대한 지원을 강화한다. 삼성 창업주 호암 이병철 선생 서거 40주기를 맞는 내년부터 적용해 ‘인재제일’과 ‘사회공익’ 정신을 이어간다는 취지다. 호암재단은 5일 삼성호암상 부문별 상금을 기존 3억원에서 5억원으로 증액한다고 밝혔다. 이는 국내 학술상 가운데 가장 많은 금액이다. 과학상 물리·수학과 화학·생명과학, 공학상, 의학상, 예술상, 사회봉사상 등 6개 부문 총상금은 18억원에서 30억원으로 늘어난다. 증액된 상금은 2027년 제37회 시상부터 적용된다. 삼성호암상은 고 이건희 삼성 선대회장이 이병철 선생의 ‘인재제일’과 ‘사회공익’ 정신을 계승하기 위해 1990년 제정했다. 학술·예술·인류복지 분야에서 사회 발전에 기여한 인물을 찾아 지원하는 것도 기업의 역할이라는 철학에서 출발해 1991년 첫 시상식을 열었다. 이 선대회장은 “우리 시대의 사표로서 귀감이 될 분들을 찾아 지원하는 일도 기업이 담당해야 할 소중한 사명”이라고 강조한 바 있다. 인재 지원의 폭도 꾸준히 넓어졌다. 호암재단은 국가 기초과학 지원을 강화하자는 이재용 삼성전자 회장의 제안에 따라 2021년 과학상을 물리·수학과 화학·생명과학으로 나눴다. 이 회장은 2022년부터 5년 연속 시상식에 참석해 수상자와 가족들을 격려했다. 역대 수상자 가운데 세계적 성취로 이어진 인물도 적지 않다. 2021년 과학상 수상자인 허준이 미국 프린스턴대 교수는 이듬해 한국계 최초로 필즈상을 받았다. 서울신문 신춘문예로 등단해 2024년 예술상을 받은 한강 작가도 같은 해 한국인 최초로 노벨문학상을 수상했다. 비디오아티스트 백남준과 소설가 박경리, 영화감독 봉준호, 피아니스트 조성진 등도 수상자다. 이들을 포함해 삼성호암상은 올해까지 188명의 수상자에게 누적 379억원의 상금을 수여했다. 김황식 호암재단 이사장은 “상금 증액을 계기로 세계적 성취를 이룬 우수한 후보자들이 적극 추천되기를 기대한다”고 말했다. 후보 추천은 오는 10월 말까지 받으며 수상자는 2027년 4월 발표한다.

이재명 대통령은 27일 4세대 방사광가속기 ‘한국새빛가속기’ 착공과 관련해 “세계 최고 수준의 연구 인프라로 자리 잡을 한국새빛가속기를 기반으로 충북 청주는 지방주도성장을 선도할 새로운 거점으로 우뚝 설 것”이라고 밝혔다. 이 대통령은 이날 엑스(X)에 “대한민국 과학기술과 첨단 산업의 미래를 이끌 ‘한국새빛가속기’가 오늘 힘차게 첫 삽을 떴다”며 이같이 적었다. 이 대통령은 이어 “이곳에서 시작될 혁신과 발견이 대한민국의 미래 성장동력으로 자라날 수 있도록, 정부가 끝까지 뒷받침하겠다”고 강조했다. 과학기술정보통신부와 한국기초과학지원연구원은 이날 청주 오창 방사광가속기 부지에서 새빛가속기 착공식을 진행했다. 총사업비 1조 1643억원의 새빛가속기가 완공되면 국내 연구자와 산업계가 해외 대형 연구시설에 의존하지 않고 세계 최고 수준의 원자 단위 분석 연구를 수행할 수 있는 국가 대표 기초과학 인프라 역할을 맡게 될 전망이다.

지난 6월 서유럽은 섭씨 40도를 훌쩍 넘는 불볕더위가 발생해 에어컨 없이 지냈던 유럽 국가들에 비상이 걸렸다. 지구온난화로 인해 전 지구가 뜨거워지는 가운데 올해는 슈퍼엘니뇨까지 겹쳐 폭염의 강도는 극심할 것이라 예측되고 있다. 폭염, 집중호우, 가뭄, 태풍 등 극한기상 현상의 발생 빈도와 강도가 커지면서 정확한 기후 예측 기술이 필요해지고 있다. 특히 바다는 지구 표면의 70%를 차지하며 막대한 양의 열과 탄소를 저장하고 순환하는 동시에 대기와 지속적으로 상호작용해 엘니뇨, 라니냐를 비롯한 계절 및 장기 기후 변동을 좌우하는 핵심 요소다. 국내 연구진이 인공지능(AI)을 이용해 보다 정확하고 빠르게 바다를 살펴볼 수 있는 방법을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 기후탄소순환연구단은 AI 기반 전 지구 해양 예측 모델 ‘KIST-오션’을 개발했다고 26일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다. 기존 해양 예측 모델은 복잡한 물리 방정식을 계산하기 위해 슈퍼컴퓨터를 동원해 오랜 시간 계산해야 하기 때문에 신속한 예측과 다양한 기후 시나리오 분석에는 한계가 있었다. 이번에 개발한 KIST-오션은 수십 년 동안 축적된 전 지구 3차원 해양 데이터를 학습해 미래 해양 상태를 예측하게 훈련된 AI 모델이다. 전 지구 해양의 수온, 해류, 염분 등 다양한 물리 정보를 바탕으로 해양의 입체적 상태를 5일 간격으로 예측하고 수심 600m까지 변화를 생성할 수 있다. 특히 GPU 한 대만으로 약 200일치 전 지구 해양 예측 결과를 단 몇 초 만에 생성할 수 있어 기존 수치모델 대비 계산 시간과 비용을 크게 줄일 수 있었다. 연구팀은 KIST-오션이 실제 해양의 물리 현상을 얼마나 정확하게 재현하는지도 검증했다. 가상의 바람 생성 실험에서는 대기 변화에 따른 해양 파동과 용승과 침강 현상이 기존 해양물리 이론과 일치하게 나타나는 것을 확인했다. 또 2015년 슈퍼 엘니뇨 사례에서도 적도 태평양의 해수면 온도 상승과 해양 내부 열 분포 변화 등 주요 발달 과정을 성공적으로 재현했다. 이는 KIST-오션이 단순히 과거 데이터를 학습한 수준을 넘어 대기와 해양 사이의 복잡한 물리적 상호작용까지 효과적으로 반영할 수 있음을 보여주는 것이다. 연구팀에 따르면 KIST-오션의 높은 계산 효율 덕분에 다양한 기후 시나리오를 반복적으로 분석하거나 대규모 앙상블 예측에도 효과적으로 활용될 것으로 보인다. 연구를 이끈 강대현 박사는 “이번에 개발한 KIST-오션은 AI를 이용해 계산 효율성과 뛰어난 예측 정확도라는 두 마리 토끼를 잡았을 뿐만 아니라 대기와 해양 간의 복잡한 물리적 관계도 현실적으로 재현할 수 있음을 입증했다”라며, “이번 AI 모델을 적극 활용해 향후 기후 위기 대응 역량을 크게 향상시킬 수 있을 것”이라고 말했다.

세계적 권위 학술지 ‘네이처 포토닉스’의 표지를 장식한 이란 출신 물리학자와 예일대 첫 여성 종신교수인 오희 교수가 23일 대한민국 국적을 취득했다. 법무부는 이날 국적심의위원회를 열어 과학·경제·문화·체육 등 다양한 분야에서 탁월한 능력을 보유한 우수인재 16명(특별귀화 8명, 국적회복 8명)에게 대한민국 국적을 부여했다고 밝혔다. ‘우수인재 특별귀화·국적회복’ 제도는 외국인 또는 동포가 과학·경제·문화·체육 등 특정 분야에서 우수한 능력을 보유하고 국익에 기여할 것으로 인정되는 경우 국적심의위원회 심의를 거쳐 대한민국 국적을 취득하도록 하는 제도다. 특별귀화 허가를 받은 밀자이 모하마드(MIRZAIE MOHAMMAD) 기초과학연구원 연구위원은 초강력 레이저를 이용해 비선형 콤프턴 산란(전자기파가 전자와 상호작용해 에너지가 감소하는 산란 작용)을 실험실에서 세계 최초로 구현했고, 해당 논문은 2024년 광학 분야 국제적 권위지인 네이처 포토닉스(Nature Photonics)에 표지논문(제1저자)으로 게재됐다. 밀자이 모하마드는 2019년 연구 자격(E-3)으로 국내 입국해 2023년 영주자격(F-5)을 취득한 후 2025년 9월 우수인재 특별귀화를 신청했다. 수학 분야 세계 석학으로 평가받는 오희 예일대학교 수학과 석좌교수도 대한민국 국적을 회복했다. 오 교수는 2013년 예일대학교 수학과에서 최초로 여성 종신직 교수로 부임한 이래 필즈상 선정위원, 미국수학회 부회장 등으로 활동했으며 올해 국제수학자대회(ICM)의 기조강연자로 선정됐다. 이진수 국적심의위원회 위원장은 “이번 회의를 통해 우리 국민이 된 인재들이 한국 사회의 발전과 혁신을 이끄는 큰 동력이 되기를 기대하며, 우리 사회의 다양한 구성원들과 가치를 공유하고 함께 성장해 나가는 튼튼한 버팀목이 되어주기를 바란다”고 말했다.

과학기술의 발전에도 불구하고 암은 여전히 완전 정복되지 않고 있다. 암세포는 성장과 증식을 위해 많은 영양소를 필요로 하는데 그중 아미노산은 단백질 생성 재료뿐만 아니라 에너지를 생산하고 DNA를 합성하는 등 암세포 생존과 증식에 필수적인 물질이다. 특히 대장암은 이런 아미노산 대사가 크게 변하는 대표적인 암이다. 이런 변화는 종양 조직에만 머무르지 않고 혈액 속에서도 나타난다. 국내 연구진이 이런 원리에 착안해 한 번의 혈액 검사만으로 대장암 재발과 전이 위험을 정확하게 예측할 수 있는 방법을 찾았다. 카이스트 의과학대학원, 화학과, 강남세브란스병원, 서울아산병원 공동 연구팀은 혈청 순환 아미노산 네트워크 분석법을 개발하고 이를 대장암 환자의 재발과 전이 위험을 정확하게 예측할 수 있다는 사실을 규명했다고 22일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘어드밴스드 사이언스’에 실렸다. 암 환자 혈액 속 아미노산 농도를 측정해 암조직의 변화를 예측하는 연구들은 활발하지만 아미노산들이 서로 어떻게 연결되고 함께 변하는지는 제대로 밝혀진 바 없다. 이에 연구팀은 소량의 혈청으로 19종의 순환 아미노산을 동시에 정밀 분석할 수 있는 불소 핵자기공명 분광법(19FNMR)을 활용해 아미노산별 농도와 상호 연결 관계를 네트워크 형태로 분석했다. 그 결과, 대장암이 진행될수록 혈액 속 아미노산 네트워크가 단계적으로 재편된다는 사실을 처음 확인했다. 이런 변화는 암이 커지면서 몸 전체 대사 체계를 새롭게 바꾸는 전신 대사 재프로그래밍을 반영하는 핵심 특징으로 분석됐다. 특히 대장암이 진행될수록 근육과 에너지 대사에 중요한 역할을 하는 발린과 류신 등 분자사슬아미노산(BCAA) 비율은 줄고 암세포가 DNA를 만들고 빠르게 증식하는 데 필요한 글리신과 세린 비율은 늘어나는 것이 관찰됐다. 암이 자라면서 몸 전체의 아미노산 사용 방식이 달라지고 있음을 보여준 것이다. 연구팀은 아미노산 네트워크 분석으로 얻은 정보를 인공지능(AI) 모델에 적용해 대장암 환자의 재발과 전이 위험을 분석했다. 그 결과 이번에 개발한 방법은 현재 병원에서 대장암 환자 경과를 살필 때 사용하는 혈액검사 지표인 암배아성항원(CEA)보다 재발과 전이 위험을 더 정확하게 예측했다. 이지민 카이스트 의과학대학원 교수는 “이번 연구는 혈액 속 아미노산의 ‘양‘만 보는 기존 분석을 넘어 아미노산들이 서로 어떻게 연결되고 변화하는지를 함께 분석해야 암의 진행 상태를 더 정확하게 읽어낼 수 있음을 보여준다”며 ”혈액 검사만으로 대장암 환자의 재발 위험을 보다 정확하게 예측하고 환자 맞춤형 치료 전략을 수립하는 새로운 정밀의료 기술로 이어지기를 기대한다”고 말했다. 배충식 카이스트 총장은 “이번 연구는 카이스트 내 ‘석박사 모험연구사업’에서 시작됐다는 점도 주목해야 할 것”이라며 “의과학과 화학 전공 대학원생들의 융합 아이디어를 바탕으로 세계적 연구성과로 이어졌다는 점에서 학생 주도 융합연구가 세계 수준의 성과를 창출할 수 있다는 점에서 창의적이고 도전적인 연구 환경을 조성하는 것이 필요하다”고 말했다.

10~21일 중국 상하이에서 열린 제67회 국제수학올림피아드에서 한국대표단 전원이 메달을 획득했다. 과학기술정보통신부와 한국과학창의재단은 수학올림피아드에 참가한 대표단 6명 전원이 금, 은, 장려상을 수상했다고 22일 밝혔다. 이로써 최근 열린 물리, 생물, 화학을 비롯해 수학까지 기초과학 분야 국제올림피아드에서 전원 메달을 수상하는 쾌거를 거뒀다. 이번 수학올림피아드에는 117개국에서 666명 학생이 참석한 가운데 변서진(세종과학고1), 심성진(서울과학고1), 이현준(서울과학고3) 학생이 금메달, 김동현, 홍승욱(서울과학고2) 학생이 은메달, 김채민(서울과학고1) 학생이 장려상을 수상했다. 특히 이번 대회에서 42점 만점을 받아 개인 1위로 금메달을 획득한 이현준 학생은 지난해 국제수학올림피아드에도 참여해 금메달을 따 2년 연속 출전·금메달 획득이라는 기록을 세우게 됐다. 올해 국제수학올림피아드는 대수, 조합, 기하, 정수 4개 분야에서 문제당 7점, 총 6문제가 출제돼 하루 4시간 30분씩 이틀 동안 시험이 치러졌다. 예년보다 문제의 난이도가 높았던 것으로 평가됐다.

한국기술교육대학교가 대한민국 미래 경쟁력을 견인할 반도체와 인공지능(AI) 분야에서 국가 전략을 뒷받침하는 핵심 거점으로 주목받고 있다. 한국기술교육대는 지난해 교육부 ‘첨단분야 혁신융합대학’에 선정돼 반도체 소재·부품·장비 컨소시엄 대학으로 참여 중이다. 반도체 마이크로디그리 및 융합전공 교육에 전국에서 연간 380여 명의 학생이 참여한다. 학생들은 미국 캘리포니아대 어바인(UCI)에서 반도체 분야의 명망 있는 교수들로부터 반도체 관련 이론과 실무를 연계한 교육과정에도 참여한다. 한국기술교육대는 교육부 ‘반도체 특성화대학 지원사업’에도 선정됐다. 이를 기반으로 운영 중인 ‘반도체 융합전공’을 통해 반도체 설계·공정·소재·장비 분야의 융합 역량을 갖춘 전문 인재를 양성 중이다. 반도체 융합전공 1~4기 이수자 99명 가운데 71명이 대학원 진학 또는 취업에 성공했다. 취업처는 모두 굴지의 대기업과 외국계 기업, 반도체 중견기업, 공공 연구기관, 공기업 등이다. 한국기술교육대는 지난달 교육부 주관 ‘2026년도 기초과학연구역량강화사업’에도 최종 선정됐다. 충청권 반도체 후공정 산업을 견인할 ‘첨단 반도체 패키징 융합 기술 핵심 연구지원센터’를 구축하고 올해부터 2031년까지 51억 7500만원(국비 50%)을 투입해 충남 반도체 후공정 연구개발을 지원한다. 충남형 계약학과인 ’반도체·디스플레이공학과‘도 주목받고 있다. 학생은 입학과 동시에 취업이 확정된다. 학생은 학위 취득 기간 단축과 학비 지원(1학년 등록금 전액 지원, 2~3학년 50% 지원), 현장 실무형 수업 등 혜택을 받는다. 기업은 조기 인재 확보와 기업 맞춤형 인재 양성, 교육과정 개발 참여 등의 이익을 얻는다.

무게 1.4㎏에 불과한 장기이지만 인체 에너지의 20% 정도를 소모한다. 뇌는 우리가 쉬고 있을 때도 끊임없이 움직이기 때문에 노폐물도 많이 생산한다. 노폐물은 뇌척수액에 실려 뇌 밖으로 배출되고 이런 뇌 청소 과정은 뇌의 건강한 기능을 유지하는 데 필수적이다. 만약 뇌척수액의 생성과 배출이 원활하지 않으면 아밀로이드 베타와 같은 신경독성 단백질이 축적돼 퇴행성 뇌질환으로 이어질 가능성이 크다. 이런 상황에서 국내 연구진이 뇌 속 노폐물을 내보내는 숨겨진 통로를 발견했다. 기초과학연구원(IBS) 혈관연구단은 동물 실험으로 뇌 속 노폐물을 청소하는 뇌척수액이 뇌를 감싼 뇌막을 통과해 뇌막 림프관으로 흡수·배출되는 핵심 경로를 세계 최초로 규명했다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘셀’ 7월 22일 자에 실렸다. 연구팀은 2019년, 2024년 네이처에 발표한 연구에서 뇌척수액이 뇌 하부 뇌막 림프관 및 비인두 림프관 망을 거쳐 목 림프절로 배출되며 노화에 따라 이 경로가 퇴화한다는 사실을 밝혀냈다. 지난해에도 눈과 코 주위 얼굴 피부 아래 림프관을 통한 새로운 배출 경로와 함께 미세한 기계적 자극으로 배출을 촉진할 수 있다는 것을 확인했다. 그렇지만 뇌척수액이 어떻게 뇌를 둘러싼 뇌막 중 질긴 보호 장벽 역할을 하는 지주막을 통과해 바깥층인 경막의 뇌막 림프관에 유입되는지는 오랫동안 풀리지 않는 수수께끼였다. 지주막은 뇌와 척수를 감싸고 있는 세 겹의 뇌막 중 중간에 위치한 반투명 막으로 지주막과 연막 사이에는 뇌척수액이 존재한다. 연구팀은 림프관을 형광 표지한 특수 생쥐와 첨단 3차원 입체 영상 기술을 활용해 뇌 앞쪽 후각망울에 있는 림프관이 비강의 림프관과 뇌와 비강 사이 얇은 뼈가 있는 사골판을 사이에 두고 서로 직접 연결돼 있는 모습을 선명하게 확인했다. 또 주사전자현미경 이미징 분석과 뇌척수액에 형광 물질을 태워 흘려보내는 추적 실험을 진행했다. 이 형광 물질은 새로 발견된 미세 구멍인 지주막 소창을 빠져나온 뒤 뇌막 림프관에 흡수돼 코 안쪽을 통과하고 최종 목적지인 목 쪽 림프절까지 끊임없이 이어지며 흘러가는 광경을 포착했다. 또 연구팀은 노화된 생쥐에서는 지주막 소창이 좁아지고 주변 뇌막 림프관이 감소했을 뿐만 아니라 림프관과 후각신경이 통과하는 사골판의 통로도 좁아져 뇌척수액 배출 기능이 크게 감소한 것으로 나타났다. 연구팀은 늙은 쥐의 비강 점막에 림프관 생성을 촉진하는 유전자 ‘VEGF-C’를 투여한 결과 비강과 후각망울 주변 림프관 재생이 촉진되면서 림프관을 통한 배출 경로가 다시 넓어졌고 감소했던 뇌척수액 배출 기능이 젊은 생쥐 수준으로 회복되는 것을 관찰했다. 연구팀에 따르면 약물을 코 안에 투여하는 비침습적 방식으로 치매와 같은 퇴행성 뇌질환을 치료할 수 있다는 가능성을 보여준 것이다. 고규영 IBS 혈관연구단장은 “이번 연구는 250년 전 뇌막 림프관이 처음 발견된 뒤 오랫동안 수수께끼로 남은 뇌척수액의 지주막 통과 경로를 명료하게 밝혀낸 성과”라며 “특히 노화로 저하된 노폐물 배출 기능을 회복시키는 새로운 치료 전략도 함께 제시돼 퇴행성 뇌질환 연구에 새로운 전기를 마련할 것으로 기대된다”고 설명했다.

숭실대학교는 교육부 산하 국가연구시설장비진흥센터(NFEC)가 주관하는 ‘2026년도 기초과학연구역량강화사업’ 핵심연구지원센터 조성·운영 신규 과제에 선정됐다고 21일 밝혔다. 숭실대는 이번 선정으로 올해부터 6년간 총 31억 8750만원의 정부 지원을 받아 전국 최초의 ‘스마트 안전·보건·환경융합 핵심연구지원센터’(SAFE-CORE)를 구축한다. 센터는 생태·산업·환경·기술·정보·사회 등 5대 안전 분야를 아우르는 연구 거점으로 운영될 예정이다. 기초과학연구역량강화사업은 대학 내 연구장비를 집적하고 전문 운영체계를 구축해 기초연구 기반을 강화하는 국가 연구지원 사업이다. 숭실대는 형남공학관 공동기기센터를 중심으로 전용 연구공간과 전자현미경, 형광분석기 등 첨단 장비를 갖추고, IT·AI 기술을 안전·보건·환경(EHS) 분야와 접목한 통합 연구체계를 구축한다는 계획이다. 또한 로봇 안전을 위한 피지컬 AI, 디지털 트윈 기반 산업안전 플랫폼, 친환경 신소재 개발 등 융합 연구도 추진한다. 이윤재 숭실대 총장은 “이번 선정은 숭실대의 연구 인프라와 IT·AI 역량을 인정받은 성과”라며 “국가 연구 경쟁력과 안전 분야 기술 발전에 기여하겠다”고 말했다.

1990년대 말 IMF 외환위기 직후 우리도 금융산업을 키워야 한다는 목소리가 높아졌다. 2003년 정부는 한국을 아시아 3대 금융허브로 키우겠다는 ‘동북아 금융허브 추진전략’을 내놓기도 했다. 제조업만으로는 국가 경쟁력을 유지하기 어렵기 때문에 금융을 미래 먹거리로 키우자는 논리였다. 2008년 세계 금융위기로 미국식 투자은행 모델의 붕괴를 목격하며 실물 경제 뒷받침 없는 금융허브 육성은 사상누각일 수 있다는 인식이 커지면서 잠잠해졌다. 그런데 요즘 정부 정책을 보면 20여년 전으로 되돌아간 것 같은 기시감이 든다. 최근 정부 자료에서 자주 눈에 띄는 단어가 ‘인공지능’(AI)이다. 정부의 3대 메가프로젝트는 물론 사상 처음 800조원을 넘는 내년 정부 지출의 중심도 AI이다. 과학기술 컨트롤타워라는 과학기술정보통신부가 지난주 발표한 ‘2026년 하반기 업무 계획’의 내용도 AI 일색이었다. 과학기술에 관한 부분도 있었지만 자세히 뜯어보면 결국 AI 이야기로 채워져 있었다. 이참에 부처 이름에서 과학기술을 떼고 AI부로 바꾸는 것이 차라리 낫겠다는 생각이 들 정도였다. 실물경제 바탕 없는 금융허브가 모래성인 것처럼 기초과학 없는 AI도 마찬가지다. 2024년 노벨 물리학상은 인공신경망 연구의 토대를 놓은 존 홉필드와 제프리 힌턴에게 돌아갔다. 홉필드 네트워크는 스핀 시스템이라는 통계물리학의 개념 위에 세워졌다. 같은 해 노벨 화학상은 단백질 구조 예측이 가능한 AI를 개발한 연구자들에게 돌아갔다. 단백질 구조 예측을 빠르고 정확하게 할 수 있게 한 인공지능 학습 데이터는 수십 년간 X선 결정학으로 단백질 구조를 하나하나 밝혀 온 구조생물학자들의 노력 덕분이었다. 기초과학이 AI를 탄생시켰고 AI는 다시 기초과학 위에서 도약하는 구조다. 얼마 전 한국과학기술한림원에서 ‘AI 사이언티스트 시대, 인간 과학자의 자리’라는 주제로 토론회가 열렸다. 많은 이야기가 오갔지만 전문가들은 “AI는 과학기술의 발전을 돕는 수단이며 과학기술을 이끌어 가는 것은 결국 인간”이라고 입을 모았다. 동료 과학자처럼 AI로 양질의 연구를 하고 의미 있는 성과를 내놓기 위해서는 제대로 된 입력이 필요하다. 2024년 영국 케임브리지대 연구팀은 AI가 만들어 낸 데이터를 AI가 다시 학습하면 오류가 증폭돼 무의미한 답을 내놓는 모델 붕괴 현상이 벌어질 것이라는 논문을 네이처에 발표했다. AI의 성능은 AI 그 자체가 아니라 인간이 공급하는 지식의 품질에 달려 있다. 세상에서 가장 비싸고 최고의 성능을 갖춘 자동차를 갖고 있더라도 연료 투입 없이는 움직이지 않는 장난감일 뿐인 것과 마찬가지다. 기초연구 지원으로 양질의 콘텐츠를 생산하는 것은 AI 투자와 별개가 아니다. 기술이 인간을 닮아갈수록 인간다움과 세상의 근본을 밝히는 기초학문이 주목받을 수밖에 없다는 것은 역사가 알려 주는 불변의 진리다. 그렇지만 우리 사회를 보면 좀 걱정스럽다. 교육부가 발간한 ‘데이터로 읽는 우리 교육’에서는 최근 대학 학과명을 분석했는데 가장 눈에 띄는 키워드가 AI였다. AI의 인기와는 달리 인문사회, 자연과학 할 것 없이 기초학문들은 통폐합 대상이 되는 경우가 늘고 있다. AI 인재 양성을 이야기하며 AI를 떠받치는 기초 학문의 토양을 갈아엎고 있는 것이다. AI 열풍을 외면하고 투자를 하지 말자는 것이 아니다. 변하는 세상을 아무리 열심히 뒤쫓아봐야 뒤에 있을 수밖에 없다. 급변하는 세상에 올라타기 위해서는 변하지 않는 것 위에 서 있어야 한다. 국내 대표 과학커뮤니케이터인 김상욱 경희대 물리학과 교수도 “빠르게 변하는 세상에서는 변하는 것보다 변하지 않는 것을 먼저 생각해 보는 것이 더 합리적”이라고 말한다. 건물 높이와 규모는 주춧돌과 기초가 얼마나 단단한가에 좌우된다. 지금 같은 AI 열풍이 지나간 뒤에도 한국 경제의 펀더멘털과 경쟁력을 지켜주는 것은 기초과학이라는 주춧돌이다. 유용하 산업부 과학전문기자

미국-이란 전쟁으로 전 세계 석유 수급이 불안정하다 보니 많은 나라가 석유를 대체할 에너지원 확보에 적극 나서고 있다. 그러나 현재 우리 주위의 수많은 플라스틱, 섬유, 의약품 원료 등 대부분 화학제품은 석유에서 생산된다. 하지만 탄소배출과 환경오염 문제가 커지면서 미생물을 이용해 화학물질을 만드는 바이오제조가 차세대 제조 기술로 주목받고 있다. 문제는 실험실 연구가 실제 공장에서 대량 생산으로 이어지지 않는다는 것이다. 카이스트 생명화학공학과 이상엽 특훈교수팀은 이런 바이오제조 상용화의 핵심 과제를 종합 분석하고 이를 극복하기 위한 산업화 전략과 미래 발전 방향을 제시했다고 14일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 바이오제조의 핵심 기술인 시스템대사공학은 미생물의 대사 경로를 설계, 최적화해 원하는 화학물질을 생산하는 미생물 세포공장을 만드는 기술이다. 이 개념은 이상엽 교수가 세계 최초로 창안한 것으로 전 세계적으로 활발히 연구되고 있다. 문제는 연구실에서는 높은 생산성을 보인 기술이 산업 현장에서는 생산성이 떨어지고 생산비가 증가하거나 가격 경쟁력을 확보하지 못해 상용화에 실패하는 경우가 적지 않다는 것이다. 연구팀은 흔히 ‘데스 밸리’라고 불리는 연구실과 산업 현장 사이의 간극을 대표적으로 보여주는 사례로 바이오 기반 화학원료인 숙신산과 생분해성 플라스틱 폴리하이드록시알카노에이트(PHA)를 분석했다. 숙신산은 친환경 플라스틱과 다양한 화학소재를 만드는 핵심 원료다. 연구팀은 숙신산이 기존 석유화학 제품과 경쟁하기 위해서는 생산량뿐 아니라 원료 가격, 발효 공정, 분리·정제 비용, 시장 규모까지 함께 고려해야 하며 의약품, 화장품, 식품 소재 등 고부가가치 시장부터 단계적으로 진입하는 전략이 현실적인 해법이 될 수 있다고 제시했다. 또 PHA는 미생물이 세포 안에 축적하는 생분해성 플라스틱으로 사용 후 자연에서 분해되는 친환경 소재로 주목받는 소재지만 생산비와 회수 비용이 높아 기존 플라스틱과 비교하면 가격 경쟁력이 낮다. 이에 연구팀은 생산 공정을 단순화하고 의료용과 식품 포장재 등 고부가가치 분야부터 적용한 뒤 범용 시장으로 확대하는 단계적 접근이 필요하다고 분석했다. 또 연구팀은 인공지능(AI)이 바이오제조 산업화의 핵심 열쇠가 될 것이라고 전망했다. AI는 효소와 미생물 설계는 물론 생산 공정을 가상으로 구현하는 디지털 트윈, 경제성과 환경성을 동시에 분석하는 기술 등을 통해 바이오제조 전 과정을 최적화할 수 있으며 이를 통해 개발 기간과 생산 비용을 줄이고 상용화 성공 가능성을 높일 수 있다는 것이다. 연구를 이끈 이상엽 특훈교수는 “이번 연구는 바이오제조 산업화의 성공 조건을 종합적으로 분석하고 원료 확보부터 미생물 설계, 발효, 분리·정제, 시장 진입까지 전 주기를 아우르는 산업화 로드맵을 제시했다는 점에서 의미가 크다”고 밝혔다. 이 특훈교수는 “바이오제조 상용화는 원료-균주-발효-정제-시장으로 이어지는 전 과정이 유기적으로 연결돼야 가능하다”며 “시스템대사공학과 AI의 융합은 이러한 병목을 해결하고 바이오제조 시대를 앞당기는 핵심 기술이 될 것”이라고 덧붙였다.

사람들은 매일 오감을 통해 수많은 정보를 경험하고 받아들이지만 어떤 정보는 오랫동안 남는 반면 어떤 것은 돌아서면 잊어버리기도 한다. 오래 남는 기억은 학습과 경험 축적의 기반이 되고 노화로 인한 치매 같은 인지 저하와도 밀접한 연관이 있다. 기초과학연구원(IBS) 기억 및 교세포 연구단, 한국뇌연구원 공동 연구팀은 기억을 오래 유지하는 핵심은 뇌 속 ‘별세포’에 있다는 사실을 확인했다. 연구팀은 별세포 내 단백질 ‘Ank2’가 장기 기억 유지에 필수적인 역할을 하며 별세포 신호만 선택적으로 조절해 기억을 더 오래 유지할 수 있다는 것을 동물실험으로 밝혀냈다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 7월 7일 자에 실렸다. 뇌과학이 발전하면서 기억 연구도 활발하지만 대부분 정보를 전달하는 신경세포(뉴런)를 중심으로 진행됐고 뇌 속 다른 세포들의 역할은 충분히 규명되지 않아 기억의 장기 유지와 관련한 메커니즘은 명확히 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 신경세포 주변 환경을 조절하고 항상성을 유지하는 별세포에 주목했다. 별세포는 뉴런 보조 세포로만 알려졌다가 최근 시냅스 기능 조절, 신경회로 유지에 적극 관여한다는 사실이 속속 밝혀지고 있다. 연구팀은 별세포에서만 Ank2를 제거한 생쥐로 기억 행동 실험을 했다. 그 결과, Ank2 제거 생쥐는 최근 기억은 정상 유지됐지만 2주 뒤 측정한 장기 기억은 눈에 띄게 감소한 것이 확인됐다. 또 Ank2가 없는 별세포는 구조가 단순해지고 기억을 저장하는 신경세포 집단인 엔그램 신경세포와의 물리적 접촉도 크게 줄어든 것으로 나타났다. 학습과 기억 형성에 핵심인 장기강화 유지 능력의 저하도 관찰됨으로써 별세포가 단순히 신경세포 보조 역할을 넘어 기억을 장기간 안정적으로 유지하는 데 직접 관여한다는 점을 파악할 수 있었다. 연구팀은 분자 단위로 기억 유지 과정을 분석했는데 Ank2가 별세포 내 칼슘 신호 전달에 중요한 역할을 하는 것을 확인했다. Ank2가 제거되면 세포 내 칼슘 신호가 약화되고 이에 따라 신경세포 간 연결을 강화하고 기억 형성을 돕는 핵심 단백질인 뇌유래신경영양인자(BDNF)에 반응성이 줄었다. 연구팀은 광유전학 기법으로 별세포 내 BDNF 관련 신호 경로를 자극하자 기억이 오래 유지되는 것을 관찰하기도 했다. 연구를 이끈 고우현 IBS 기억 및 교세포 연구단 박사는 “이번 연구 결과는 그동안 신경세포 중심으로 살펴본 기억 연구의 관점을 확장했다는 점에서 의미가 크다”며 “노화나 우울증으로 인한 인지 저하나 알츠하이머 같은 다양한 기억 관련 뇌 질환 연구와 치료의 새로운 방향을 제시할 것으로 기대된다”고 밝혔다.

뇌·컴퓨터 인터페이스 난제 해결“정년제 개선해 원로도 연구기회를” “과학자의 길은 굉장히 길고 끊임없는 도전과 시행착오가 따르기 마련입니다. 이를 극복할 방법은 동료 과학자와 멘토를 통해 과학적 문제뿐 아니라 과학자로서 삶의 문제를 같이 공유하고 논의할 수 있는 ‘연대 의식’입니다.” ‘대한민국최고과학기술인상’ 수상자로 6일 선정된 천진우(62) 연세대 언더우드 특훈교수(화학과)는 이날 서울 종로구 정부서울청사에서 밝힌 수상소감에서 이렇게 말했다. 이는 과학기술인의 명예와 자긍심을 높이려 2003년부터 수여한 국내 최고 권위의 상으로 지난해까지 총 48명이 수상했다. 천 교수는 연세대 화학과를 졸업하고 미국 일리노이대 어바나-샴페인에서 무기화학으로 박사학위를 받았다. 2002년부터 연세대 화학과 교수로 재직하며 나노화학에 생명공학을 융합했고 이를 통해 질병 진단, 세포 치료, 뇌 회로 교정 등 기존 의학 분야의 한계를 뛰어넘었다. 나노의학 분야를 개척한 천 교수는 나노-자기 유전학 기술을 개발해 자기장으로 살아있는 동물의 뉴런 활성을 무선·원격 조절이 가능하다는 것을 증명했다. 이는 뇌-컴퓨터 인터페이스(BCI) 분야의 오랜 난제를 해결한 것이었다. 또 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단을 설립했고 국제 막스 플랑크 연구센터를 유치했다. 이를 통해 국제 연구 협력과 국내 연구 기반을 강화하며 우리나라를 ‘세계 나노의학 연구 허브’로 이끌고 있다는 평가를 받는다. 천 교수는 이날 기초과학 분야에 젊은 인재를 끌어들이는 방안도 제언했다. 그는 “과학을 하고 싶은 인재들에게 중요한 것은 꿈을 펼칠 안정된 환경 제공”이라며 “과학자의 정년 제도를 개선해 원로 석학들이 걱정 없이 한국 과학 발전에 이바지하는 풍토를 바꾸는 등 장기적이고 충분한 보상제도를 갖춰야 한다”고 말했다. 이어 “무엇보다 기초과학에 대한 국가의 적극적인 제도적 지원이 필요하다”고 강조했다. 천 교수는 7일 서울 강남 과총회관에서 열리는 ‘2026 세계한인과학기술인대회’에서 대통령 상장과 함께 상금 3억원을 받는다.