세포 내 수분양을 조절하는 삼투압조절 단백질이 암이나 노화 발생과 억제에 중요한 역할을 한다는 사실이 밝혀졌다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부, 기초과학연구원(IBS) 유전체항상성연구단 공동연구팀은 ‘톤이비피’(TonEBP)라는 세포 삼투압 조절 단백질이 DNA가 RNA를 합성하는 과정에 관여해 암 발생이나 노화 현상에도 깊이 관여한다고 22일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘핵산연구’(Nucleic Acids Research)에 실렸다. 톤이비피 단백질은 유전체(DNA) 이상 구조렐 제거해 유전체 전체 안정성을 유지시켜준다. 특히 톤이비피 단백질은 R루프를 제거하는데 관여하는데 R루프는 DNA를 틀로 RNA를 합성하는 전사 과정에서 DNA 이중나선 구조가 일시적으로 갈라지면서 만들어지는 고리모양 구조체로 R루프가 제 때 제거되지 않고 축적될 경우 DNA 복제에 이상이 생겨 암이나 노화현상이 촉진되는 것으로 알려졌다. 연구팀은 R루프가 만들어지는 곳에 톤이비피 단백질이 있다는 것에 착안하고 DNA 위를 이동하는 단백질 움직임을 실시간으로 관찰할 수 있는 ‘DNA 특수기법’을 이용해 둘 간 상관관계를 관찰했다. 톤이비피 단백질은 세포 삼투압 조절 단백질로 알려져 있지만 최근에는 당뇨성 신장병, 간암, 면역대사질환에도 깊이 관여하는 것으로 알려졌다. 분석에 따르면 톤이비피 단백질은 DNA에 형성된 R루프를 인식해 찾고 RNA 제거효소를 끌어와 제거한다는 것이다. 또 톤이비피 단백질은 R루프에 바로 결합하거나 DNA 가닥을 타고 이동하다가 R루프를 빠르게 찾아 결합한다는 것도 확인했다. 권혁무 UNIST 교수는 “이번 연구는 톤이비피 단백질이 유전체 내에 형성된 이상물질을 인지해 제거함으로써 유전체 불안정성을 줄인다는 사실을 밝혀냄으로써 신개념 항암제, 항노화 치료제 개발에 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“과학지식은 그 자체의 가치를 위해 장려돼야 하며 과학의 진보는 국민의 이익과 직결되기 때문에 국가에서 지원해야 한다.” 루스벨트 대통령의 과학자문관이었던 버니바 부시 매사추세츠공과대(MIT) 교수가 제2차 세계대전이 끝난 직후 작성해 정부에 제출한 ‘과학: 끝없는 프런티어’라는 보고서의 핵심 문장이다. 부시는 과학적 성과란 반드시 기초과학에서 시작해 응용단계로 넘어가면서 만들어지는 것이며 그 같은 과정에서 기술혁신이 이뤄질 수 있다고 주장했다. 기초과학-응용과학-기술개발이라는 ‘선형적 기술혁신’에 대해서는 이후 많은 비판을 받기도 했지만 기초과학의 중요성을 명확하게 밝혔다는 점에서는 이견이 없다. 그러나 시간이 지나면서 당장 성과를 내놓지 못하고 쓸모없어 보이는 연구만 하는 기초과학에 정부가 투자를 해야 하냐는 목소리가 미국 내에서도 나오기 시작했다. 짐 쿠퍼 하원의원(테네시주)은 미국과학진흥협회(AAAS)와 함께 2012년 기초과학 연구가 쓸모없고 황당해 보이지만 나중에 황금알을 낳는 거위 같은 역할을 할 것이라는 취지에서 미국 정부의 과학예산을 받아 연구하는 기초과학 분야 연구자를 골라 시상하는 ‘황금거위상’을 만들었다. 황금거위상이라는 이름은 황금양털상을 비판하기 위한 것이다. 9회째를 맞는 올해는 코로나19의 전 세계 확산이라는 상황에서 백신과 치료제를 만드는 기반을 마련한 기초 연구자 3개팀 7명에게 수상의 영광이 돌아갔다.우선 사스(중증급성호흡기증후군), 메르스(중동호흡기증후군)를 포함한 코로나바이러스에 대한 실험 백신 개발연구를 오랫동안 진행해 왔던 미국국립보건원(NIH) 산하 국립 알레르기·전염병연구소(NIAID) 소속 키즈메키아 코벳, 바니 그레이엄, 에미 드 위트, 빈센트 먼스터 박사가 선정됐다. 이들의 연구 덕분에 코로나19를 유발하는 바이러스(SARS-CoV-2)의 게놈이 해독되자마자 백신 후보물질 탐색에 바로 돌입할 수 있었으며 최근 다양한 코로나19 백신 개발을 이끌어 낼 수 있었다. 또 이들이 코로나바이러스가 어떻게 동물에서 인간으로 전염되는지에 대한 연구를 지속해 왔던 덕분에 코로나19 백신후보물질과 치료제의 전임상시험을 도울 수 있었다는 평가를 받았다.또 구조바이러스 학자인 텍사스 오스틴대 제이슨 맥레란 교수와 대니얼 레프 연구원도 황금거위상 수상자로 선정됐다. 이들은 라마에서 만들어 낸 특수 항체인 나노바디와 인간 항체를 결합시킨 새로운 항체를 만들어 실험한 결과 코로나19 바이러스의 스파이크 단백질이 체내에서 확산되는 것을 막을 수 있다는 사실을 확인했다. 이들의 연구 덕분에 코로나19 치료제 개발이 가능해졌다고 AAAS 측은 설명했다. 밴더빌트대 벡신센터를 이끌고 있는 제임스 크로 교수는 인간 면역체계의 복잡성에 대한 연구와 뎅기열, 에볼라, 에이즈, 계절성 독감, 노로바이러스, 호흡기세포융합바이러스(RSV), 로타바이러스, 지카바이러스는 물론 코로나19 바이러스까지 질병을 유발하는 각종 바이러스에 대한 항체 연구를 오랫동안 해 온 대표적인 바이러스 학자다. 그는 올 초 중국 우한지역에서 발생한 코로나19 감염자들의 혈액 샘플을 공수해 수천 개의 단일클론항체를 만들어 동물모델에서 실험한 결과 가장 효과가 좋은 항체를 찾아내 항체검사기술과 치료제 개발에 도움을 준 공로를 인정받았다.수딥 파리크 AAAS CEO는 “올해 수상자 선정은 미국을 비롯해 전 세계 수천명에 이르는 과학자와 공학자들의 연구들에 경의를 표하기 위한 것”이라고 수상자 선정 결과에 대해 설명하기도 했다. 한국 정부도 매년 기초연구 지원을 위한 예산은 꾸준히 늘리고 있다. 그렇지만 과연 선진국에서 이야기하는 순수한 ‘기초과학’ 분야를 위한 예산인지에 대해서는 생각해 봐야 할 것이다. 매년 10월 노벨상 시즌만 끝나면 정치권과 언론에서는 ‘왜 한국에서는 노벨상 수상자가 나오지 않는가’라는 목소리를 높인다. 그런데 과연 기초과학 연구를 위한 제대로 된 지원을 하고 있는지 다시 한 번 되돌아봐야 하지 않을까.

“진단장비 작고 가벼워 휴대 용이…정확도 기존 PCR과 같은 수준”장비 상업·상용화엔 추가 연구 필요 국내 연구진이 코로나19 감염 여부를 현장에서 단 17분 안에 정확하게 진단할 수 있는 초고속 ‘나노PCR’(nanoPCR) 장비를 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단(단장 천진우 연세대 교수)은 3일 천 단장과 이재현 연구위원(연세대 고등과학원 교수)팀이 하버드의대 이학호 교수팀과 함께 나노자성물질을 이용해 코로나19 바이러스를 17분 안에 정확히 검출하는 현장진단(POC) 기술을 개발했다고 밝혔다. 현재 국내에서는 코로나19 확진 검사에 정확도가 높은 실시간 ‘역전사 유전자 증폭’(RT-PCR) 방식을 채택하고 있다. 그러나 현행 RT-PCR 방식은 검체 채취에서 바이러스 검출 확인까지 4시간 이상 걸리는 게 현실이다. 이 때문에 신속 대응이 어렵고, 고가의 대형 장비를 갖춘 병원이나 연구소 등으로 바이러스 검체를 운송해 진단해야 하기 때문에 시간과 비용도 많이 든다.연구진은 이런 한계를 극복하기 위해 플라스모닉 금속 물질과 자성을 띠는 물질을 결합해 30~40㎚(나노미터 :10억분의 1ｍ) 크기의 ‘마그네토 플라스모닉 나노입자’(MPN)를 개발했다. MPN은 빛 에너지를 빠르게 열에너지로 바꿔주는 나노입자다. 나노PCR 기계에 바이러스 검체 샘플과 MPN 등을 섞은 용액을 넣고 빛을 가하면 용액이 가열되면서 유전물질 증폭 과정이 시작된다. 처음 6분가량 샘플에 빛을 가하면 온도가 섭씨 42도까지 올라가는데, 이 과정에서 RNA과 DNA로 변화하는 역전사 반응(RT)이 일어난다. 이후 초고속으로 섭씨 60~90도 사이 온도를 올렸다 내리는 작업을 진행해 유전자를 증폭시킨다. 기존 RT-PCR에서는 이 과정에 2시간 이상이 걸리지만 나노PCR에서는 5분 이내에 가능하다는 것이 연구팀의 설명이다. 천 단장은 “MPN 혼합 용액이 녹아있는 튜브가 플라스모닉 효과에 의해 균일하게 데워진다”며 “일반 PCR은 온도가 올라갔다 내려가는 사이클 1회에 2∼3분이 걸려 유전자 증폭에 총 2시간가량 걸리지만 나노 PCR에서는 사이클 40회를 진행하는 데 5분가량 걸린다”고 말했다. 증폭이 끝나면 기계 내에 있는 자석을 활용해 샘플에 자기장을 건다. 이때 검은색의 MPN 입자는 자기장에 끌려 아래로 가라앉고 바이러스의 유전물질은 초록색을 띠는 형광을 내며 위로 떠 오른다. 형광을 띠면 검체 속에 코로나19 바이러스가 있다는 뜻이다. 연구진은 MPN이 자성을 띠고 있어 샘플 내 유전 물질과 나노입자를 자동으로 분리하기 때문에 소량의 DNA로도 정확하게 코로나19 바이러스를 검출할 수 있다고 설명했다. 연구진이 나노PCR을 이용해 코로나19 확진자 75명과 대조군 75명 검체를 검사한 결과, 정확도는 99% 이상, 민감도는 3.2 copies/㎕로 기존 RT-PCR 방식과 비슷한 것으로 나타났다. 나노 PCR은 장치 크기(15×15×18.5㎝)가 작고 무게가 3㎏으로 가볍다. 휴대가 용이해 실험실이나 연구소뿐만 아니라 어디서든 활용할 수 있다.다만 이제 막 개발된 단계이기에 아직 현장 사용은 어려운 상태다. 장비를 상업화하거나 상용화하려면 추가 연구 개발이 필요하다는 것이다. 천 단장은 “PCR 구동 방법을 개량하고 소형화해 코로나19를 현장에서 손쉽고 신속하게 진단하는 PCR 기술을 개발했다”며 “코로나19뿐 아니라 향후 다양한 바이러스 전염성 질병 진단에 유용한 플랫폼으로 활용될 것으로 기대한다”고 말했다. 이 연구 결과는 이날 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’(Nature Biomedical Engineering)에 게재됐다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

2015년 개봉한 SF 영화 ‘마션’ 덕분에 익숙한 화성은 지구 바로 옆, 태양계 네 번째 행성이다. 흙에 산화철 성분이 많아 붉은색을 띠고 있어 ‘붉은 행성’이라는 별명을 가진 화성은 신이 인간을 위해 준비한 또 다른 행성으로도 불린다. 이 때문에 많은 나라들이 화성에 관심을 갖고 있다. 지난 7월 아랍에미리트(UAE), 중국, 미국이 잇따라 화성 탐사선을 발사한 것만 봐도 알 수 있다.천문학적 비용과 시간이 투입되는 화성 탐사에 많은 나라들이 주목하는 이유는 태양계와 생명체 기원에 대한 해답을 찾기 위한 과학적 관심사와 생명체의 흔적을 발견하고 분석해 인간의 화성 거주 가능성을 판단하기 위한 것이다. 1961년 11월 구소련이 처음 화성탐사선을 발사한 뒤 화성 표면 착륙에 성공한 것은 1975년 미국의 바이킹 1, 2호다. 바이킹 1, 2호는 화성 표면 온도, 대기밀도, 바람의 속도, 토양 분석 등의 임무를 수행했다. 20여년 뒤인 1997년 12월 4일에는 무인 화성탐사선 ‘패스파인더’를 발사했다. 패스파인더 역시 화성의 대기, 기후, 토양과 암석 연구를 목적으로 했지만 새로운 탐사 기술이 적용돼 2018년 ‘인사이트’, 지난 7월 ‘퍼시비어런스’로 발전했다. 현재 화성에서 임무를 수행하고 있는 화성탐사선 인사이트는 이전 탐사선들과 달리 화성 내부 구조와 지진 활동에 대한 탐사를 진행 중이다. 인사이트가 보내온 자료들을 바탕으로 미국 럿거스대 지구행성과학과, 다트머스대 공학부, 루이지애나주립대 지질학 및 지구물리학과, 행성과학연구소(PSI) 공동연구팀은 화성에서 생명체가 살기 가장 좋은 지역은 지표면 아래 수킬로미터라는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 12월 3일자에 발표했다.이번 연구는 천문학계의 오랜 수수께끼 중 하나인 ‘어두운 젊은 태양 역설’을 해결하는 데도 도움을 줄 것으로 기대되고 있다. 어두운 젊은 태양 역설은 지구를 비롯한 행성들이 탄생하고 얼마 되지 않았을 때인 약 40억년 전후에 태양은 지금보다 훨씬 약했던 상태이기 때문에 초기 지구나 화성 표면은 온도가 매우 낮아 물이 있었다면 얼어붙었어야 했다는 것이다. 그렇지만 지질학적 지표로 알 수 있는 41억~37억년 전 화성 표면에는 얼음이 아닌 액체 상태의 물이 풍부했다는 것이다. 지질학적 증거와 기후학적 모델의 모순이 어두운 젊은 태양 역설이다. 연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 초기 화성 대기권은 지구와 마찬가지로 이산화탄소와 수증기로 가득 차 온실효과를 보여 장기간 따뜻하고 습한 상태를 유지했을 것으로 추정했다. 또 이후 행성자기장의 손실로 인해 공기층이 희박해지고 기온이 하락하면서 지표면에서는 액체 상태의 물을 찾아보기 힘들게 됐다고 설명했다. 그렇지만 지구와 같은 암석형 행성인 화성, 금성, 수성은 우라늄, 토륨 같은 방사성 원소를 갖고 있어 방사능 붕괴 현상으로 열을 발생시키기 때문에 지표면 아래 깊은 곳에서는 여전히 액체 상태의 물이 존재할 수 있을 것이라고 결론 내렸다. 이 때문에 연구팀은 화성에서 생명체 흔적을 찾기 위해서는 지표면이 아닌 물이 존재할 것으로 추정되는 지표면 아래로 깊이 들어가야 할 것이라고 밝혔다. 연구를 주도한 루엔드라 오자(행성지질학) 럿거스대 교수는 “탐사선 인사이트와 내년에 화성에 착륙할 퍼시비어런스가 보내올 추가 자료들로 화성의 거주 가능성과 지열의 역할에 대해 더 명확하게 파악할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

AAAS “이번 수상자 선정은 전세계 코로나19 연구자에게 경의를 표하기 위한 것” 쓸모없고 황당해 보이지만 나중에 황금알을 낳는 거위같은 역할을 하는 기초과학 분야 연구자에게 시상하는 ‘황금거위상’(Golden Goose Award) 올해 수상자는 코로나19 바이러스와 백신을 만드는 기반을 마련한 연구자 7명에게 돌아갔다. 미국 과학진흥협회(AAAS)는 ‘제9회 황금거위상’ 수상자로 코로나19의 과학적 대응방법을 마련하는데 기초를 마련한 3개팀 7명의 과학자를 선정했다고 1일 밝혔다. 우선 사스(중증급성호흡기증후군), 메르스(중동호흡기증후군)을 포함한 코로나 바이러스에 대한 실험 백신 개발연구를 진행해 왔던 미국국립보건원(NIH)의 키즈메키아 코벳, 바니 그레이엄, 에미 드 위트, 빈센트 먼스터 박사가 선정됐다. 이들은 코로나 바이러스에 대한 연구를 오랫동안 지속해온 결과 코로나19 바이러스 게놈 시퀀싱이 공개된 이후 코로나19 바이러스인 SARS-CoV-2를 표적으로 하는 백신 후보물질 탐색에 바로 돌입할 수 있었다. 이들은 코로나19 바이러스에 대한 동물모델을 개발해 코로나19 백신의 전임상시험을 도왔으며 현재 진행되는 백신들의 3상 임상시험도 함께 진행하고 있는 것으로 알려졌다.또 텍사스대 구조바이러스 학자인 제이슨 멕레란 교수와 다니엘 레프 연구원도 올해 황금거위상 수상자로 선정됐다. 이들은 라마에서 만들어 낸 특수 항체와 인간 항체와 결합한 새로운 항체를 만들어 실험한 결과 코로나19 바이러스의 스파이크 단백질이 체내에서 확산되는 것을 막을 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 이들은 라마, 알파카, 낙타 같은 동물군들에서 코로나19 바이러스를 차단할 수 있는 방법을 찾아냄으로써 사람에게서 효과적인 면역반응을 이끌어 낼 수 있다는 사실을 확인했다. 이들 덕분에 코로나19 감염자에 대한 항체치료법 개발이 가능해졌다고 AAAS측은 밝혔다.밴더빌트대 백신센터 제임스 크로우 교수는 인간 면역체계의 복잡성에 대한 오랜 연구와 뎅기열, 에볼라, 에이즈, 계절성 독감, 노로바이러스, 호흡기세포융합바이러스(RSV), 로타바이러스, 지카바이러스는 물론 코로나19 바이러스까지 질병을 유발하는 다양한 바이러스에 대한 항체 연구로 이번에 수상의 영광을 안았다. 크로우 교수팀은 중국 우한지역에서 발생한 코로나19 감염자들의 혈액샘플을 바탕으로 동물모델에서 바이러스 검사를 실시해 항체 검사 기술과 치료제 후보물질을 찾아낸 공로를 인정받았다. 수딥 파리크 과학진흥협회 CEO는 “올해 수상자로 코로나19 해결에 나선 대표적인 3팀 7명을 선정했지만 미국과 전 세계 수천명에 이르는 과학자와 공학자들의 연구들에 경의를 표하기 위한 것”이라고 수상자 선정결과에 대해 평가했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 파스처럼 피부에 붙이기만 하는 것으로 전기를 만들어 낼 수 있는 열전소자를 개발해 주목받고 있다. 이번 기술을 활용하면 배터리 없이도 웨어러블 기기를 작동시킬 수 있을 것으로 기대되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 소프트융합소재연구센터, 서울대 전기정보공학부 공동연구팀은 유연성과 열전달 효율을 높여 피부에 붙이는 것만으로도 전기를 생산해 낼 수 있는 신축성 열전소자를 개발하고 자동화 공정을 통해 대량생산 방안도 제시했다고 1일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 열전소자는 소재 앞뒤, 겉과 밖 같은 양단의 온도 차이로 인해 만들어지는 전압으로 에너지를 변환시키는 장치로 산업현장 폐열 같은 열에너지를 실생활에서 사용할 수 있는 전기에너지로 변환시킬 수 있다. 기존 열전소자는 단단한 금속 기반 전극과 반도체를 사용해 유연하지 못해 웨어러블 기기에 사용하기 어려웠다. 반면 유연 열전소자는 공기 같은 열차단층이 생겨 열전도율이 낮아지면서 전기발생 효율도 낮았다. 이에 연구팀은 고성능 무기물 열전재료를 은나노와이어가 삽입된 신축성 기판과 연결시켜 유연성을 높이고 열전소자의 저항을 낮췄다. 이를 통해 열전달율을 기존 유연 열전소자보다 8배 이상 높아졌으며 전력생산능력도 3배 이상 향상시키는데 성공했다.또 소프트 플랫폼 공정부터 열전소자 형성까지 복잡한 전체공정을 자동화시켜 소자의 대량생산도 가능하게 했다. 정승준 KIST 박사는 “이번 연구는 외부 열을 이용해 고온감지 센서장갑 같은 웨어러블 기기를 동작시키는 것이 가능하다는 것을 보여줬다”라며 “기능성 복합재료, 열전소자 플랫폼, 배터리 없는 자율주행용 거리 감지 센서를 개발하는데도 도움이 될 것”이라고 말했다. 홍용택 서울대 교수는 “이번 연구는 유연성과 열효율을 동시에 높여 실제 웨어러블 기기를 동작시킬 수 있는 실용성 높은 유연 열전소자를 개발했다는 데 의의가 있다”라며 “배터리 없는 자가발전 웨어러블 기기의 대중화 및 시장성 확보에 크게 기여할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

절기로 따지면 11월은 늦가을입니다. 눈만 내리지 않았을 뿐 올 11월도 추운 날이 더 많았습니다. 겨울에 접어들었다고 해야겠지요. 더운 여름에 생각나는 먹을거리라고는 아이스크림, 수박 정도이지만 날씨가 추워지면 호빵, 붕어빵, 호떡, 군고구마, 군밤 등 떠오르는 간식거리가 많습니다. 이런 먹을거리들과 함께 생각나는 것은 따끈한 음료입니다. 그중 겨울철 하면 떠오르는 것은 ‘핫초코’라고 하는 코코아 음료입니다. 어른, 아이 모두 좋아하는 대표적 겨울 음료인 코코아가 인지능력을 강화시키는 등 뇌 건강에 도움을 준다는 재미있는 연구 결과가 나왔습니다. 미국 일리노이 어배나섐페인대 고등과학기술연구소, 심리학과, 스포츠·재활과학부, 영국 버밍엄대 인간뇌과학연구센터 공동 연구팀은 플라보놀이 많이 함유된 코코아 음료가 뇌혈관 건강은 물론 정신적 민첩성을 향상시키는 데 도움을 준다고 25일 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 24일자에 실렸습니다. 플라보노이드는 과일이나 채소의 색소에서 발견되는 물질로, 항산화 작용을 한다고 알려졌습니다. 플라보노이드는 화학구조에 따라 다시 분류할 수 있습니다. 플라보노이드 계열 화합물 중 하나인 플라보놀은 포도, 사과, 차, 각종 베리류 그리고 코코아에 풍부한데 염증을 억제하는 기능을 갖고 있어 심혈관 질환이나 치매 예방에도 도움이 되는 것으로 알려졌습니다. 이번 연구팀은 플라보놀이 뇌 인지기능과 뇌로 전달되는 혈액 속 산소 농도에 어떤 영향을 미치는지 주목했습니다. 이를 위해 연구팀은 18~40세의 건강한 남성 18명을 두 그룹으로 나눠 한쪽은 고농도 플라보놀 코코아 음료, 다른 한쪽은 일반 음료를 마시도록 했습니다. 그다음 공기 속 이산화탄소 농도의 100배가 훌쩍 넘는 5% 이산화탄소가 포함된 공기를 흡입하도록 한 뒤 기능성 근적외선 분광기(fNIRS)를 이용해 행동 조절, 계획, 의사결정에 관여하는 뇌 전두엽 피질로 가는 혈액의 산소 수치를 측정했습니다. 신선한 공기 속 이산화탄소 농도는 0.04% 정도입니다. 공기 중 이산화탄소가 3%를 넘으면 숨이 가빠지고 10% 이상 고농도에 노출되면 의식을 잃게 됩니다. 5%가 되면 두통, 혈압 상승, 안면 홍조 증상과 인지기능 저하가 나타납니다. 동시에 인지기능을 측정하는 시험도 실시했습니다. 연구 결과 고농도 플라보놀 코코아 음료를 마신 사람은 일반 음료를 마신 사람보다 인지능력 측정 속도는 물론 정답의 정확도가 11%나 높은 것으로 나타났습니다. 이산화탄소 흡입 이후 뇌로 이동하는 혈액 속 산소포화도 역시 훨씬 높은 것으로 조사됐습니다. 뇌 기능을 빠르게 복구시킨다는 말입니다. 이를 근거로 연구팀은 고농도 플라보놀 성분이 인지기능을 필요로 하는 업무나 공부를 할 때 도움을 줄 수 있다고 조언했습니다. 연말연시가 가까워지는 요즘 예년 같으면 이런저런 약속이 많아질 시기입니다. 그렇지만 3차 대유행이라고 할 정도로 코로나19 확진자 수가 폭증하고 있습니다. 빠른 일상 회복을 위해 자제력이 필요한 시기입니다. 이럴 때 뇌 기능과 건강에 도움을 준다는 따끈한 코코아 한잔과 함께 읽고 싶은 책이나 음악을 가까이하는 것도 좋을 것 같습니다. edmondy@seoul.co.kr

북반구가 겨울이 되자 미국과 유럽 등에서 코로나19 팬데믹이 극성을 부리고 국내에서도 일일 확진자수가 300명을 넘어서 ‘집콕’으로 위축된 마음이 더 무거워진다. 세계 사람들이 하루빨리 치료제와 백신이 개발돼 코로나19가 완전히 퇴치되기를 열망하고 있다. 최근 화이자와 모더나의 코로나19 백신 개발 성공과 보급이 임박하다는 청신호가 들어오자 전 세계의 주식시장이 들썩이고 콘택트 비즈니스가 활기를 띨 채비를 하고 있다. 백신 개발 소식에 온 세계가 환호하는 것은 그동안의 봉쇄와 통제로 인한 피해와 마음의 상처가 너무 깊었기 때문이다. 이번 백신 개발의 핵심에도, 진단키트 등 코로나19 방역의 중심에도 과학기술이 자리잡고 있다. 비대면 사회의 소통 수단도 과학기술이다. 코로나19 이후의 뉴노멀 사회에서도 과학기술의 역할은 훨씬 더 커질 것이다. 디지털과 바이오를 중심으로 한 ‘K방역’과 ‘K바이오’에 대한 국민적 신뢰와 자부심이 그 어느 때보다도 높아지고 있다. 정부는 2021년도 연구개발예산(안)을 올해 24.2조원보다 12.3% 증가한 27.2조원으로 편성했다. 정부의 연구개발예산은 2008년 10.8조원, 2019년 20.5조원, 2023년 30.9조원(국가재정운용계획)으로 10조원에서 20조원으로 증액하는 데 11년 걸렸지만, 20조원에서 30조원으로 증액하는 데는 4년 걸릴 전망이다. 이는 정부도 미래사회에서 국가 흥망성쇠의 열쇠인 과학기술의 중요성을 확실히 인식하고 전략적으로 타 분야보다 예산을 더 많이 증액하는 것이다. 올해 정부와 민간을 합친 국가총연구개발비가 처음으로 100조원을 돌파할 것으로 전망된다. 연구개발비를 늘리는 것도 중요하지만 이제는 미래지향적 투자가 필요한 때이다. 과학기술정책연구원은 2018년 ‘국가과학기술정책에 대한 일반인과 과학기술전문가의 수요 진단’ 여론조사를 했다. 이에 따르면 ‘과학기술발전을 통해 희망하는 나라’에 대한 질문에 일반인은 안전한 나라(36.3%), 풍요로운 나라(33.7%), 평등한 나라(28.4%), 개방적인 나라(1.2%) 순으로 답했다. 반면 전문가들은 풍요로운 나라(47.5%), 안전한 나라(18.9%), 평등한 나라(17.5%), 개방적인 나라(16.1%) 순으로 답했다고 한다. 우리나라의 과학기술정책은 주로 풍요로운 나라에 방점을 찍었으나 이제는 안전한 나라와 평등한 나라에도 보다 더 관심을 기울여야 한다. 어느 토론회에서 한 교수가 국가가 기업의 연구개발을 도와주어서는 안 된다고 주장했다. 이유는 경쟁하는 두 기업 중 한 기업만 지원하는 것은 지원을 못 받는 기업 입장에서는 국가가 자기가 내는 세금으로 경쟁자만을 도와주는 것이 돼 공정하지 못하다는 것이다. 민간이 정부보다 3배가 넘는 연구개발비를 투입하는 상황에서 정부가 기업의 연구개발을 지속적으로 지원하면 부의 양극화와 불평등을 더욱 심화시킬 수도 있다는 것이다. 국가연구개발계획 수립에서도 근본적인 검토가 필요하다. 국가는 기업들이 경쟁하는 분야를 지원하기보다 단독 기업이 추진하기 어려운 기초연구·표준정립·연구인프라 구축 등에 집중 투자해 연구할 환경을 선제적으로 만드는 것이 옳은 방향이다. 이는 장기적으로 기업들의 연구개발 활동을 더 활성화시킨다. 기업 경쟁력이 매우 취약한 분야는 국가 경쟁력 강화 차원에서 지원이 필요하다. 다만 일부 정치인과 관료들이 단기간에 성과를 내려 하는 탓에 옳은 방향을 고수하기가 쉽지 않아 걱정이다. 이제까지는 정부가 과학기술 정책 방향을 결정할 때에 주로 대학, 연구소, 산업계 전문가들의 논의를 통해 결정해 왔지만 앞으로는 산업기술은 물론 기초과학 정책의 결정과정에서도 시장과 민간의 미래 수요를 좀더 적극적으로 반영하는 절차를 도입해야 하겠다. 그리고 연구개발 투자 확대와 더불어 과학기술문화를 확산해 국민의 과학기술에 대한 이해를 증진시키고 과학기술의 사회적 수용성을 확대하는 데도 정부가 적극 나서야 한다. 생명윤리와 바이오, 데이터 등 과학기술 분야의 과도한 규제의 합리화를 위해서도 노력해야 하겠다. 코로나19 사태로 과학기술의 중요성이 크게 부각된 지금이 정부에는 과학기술 투자를 확대하고 방향을 재정립하며 과학기술문화를 확산하는 데 가장 적합한 골든타임이다.

국내 연구진이 ‘땅 위의 태양’으로 불리는 핵융합발전장치 내 1억도에 이르는 초고온 플라즈마를 20초간 유지하는데 성공했다. 이는 전 세계 핵융합장치 플라즈마 유지 최장시간이다. 한국핵융합에너지연구원 KSTAR연구센터, 서울대 원자핵공학과, 미국 콜롬비아대 공동연구팀은 핵융합 발전의 핵심조건이자 필수요건인 1억도 초고온 플라즈마를 20초 이상 연속 운전하는데 성공했다고 24일 밝혔다. 이번 연구는 한국기초과학지원연구원 부설 국가핵융합연구소에서 핵융합연구원으로 독립한 뒤 첫 공개하는 성과이다. 이번 연구결과는 내년 5월 열리는 ‘IAEA 핵융합에너지 컨퍼런스’에서 발표될 예정이다. 태양에서 이뤄지는 핵융합 반응을 지구에서 발전장치로 활용하기 위해서는 KSTAR 같은 핵융합 장치 내부에 연료를 넣고 핵을 구성하는 이온과 전자로 분리된 플라즈마 상태로 만든 후 이온온도를 1억도 이상 초고온으로 만들어야 한다. 일본, 중국, 유럽연합(EU) 등에서 만든 핵융합장치들도 1억도 이상 초고온 플라즈마를 달성하는데는 성공했지만 유지시간이 10초를 넘지 못했다. 초고온 플라즈마를 가둬두는 상전도 장치와 안정적으로 장시간 유지할 수 있는 운전기술 개발이 어렵기 때문이다. KSTAR 연구진은 내부수송장벽 성능을 향상시켜 장시간 플라즈마를 유지하는데 성공한 것이다. 실제로 KSTAR 연구팀은 2018년 플라즈마 이온온도 1억도를 달성하고 지난해는 1억도 초고온 플라즈마 운전기록 8초를 달성한 뒤 이를 두 배 이상 연장했다. KSTAR 최종 운전목표는 2025년까지 1억도 초고온 플라즈마를 300초 연속운전이다. 윤시우 핵융합연구원 KSTAR연구센터장은 “1억도 초고온 플라즈마의 장시간 운전기술은 핵융합에너지 실현을 위한 핵융합 핵심 과제”라며 “이번 KSTAR의 초고온 플라즈마를 20초 유지하는데 성공한 것은 핵융합에너지 실현을 위한 핵융합로 운전 기술 개발에 한 발짝 더 나가게 됐다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

스트레스를 받거나 기운이 없을 때는 달콤한 음식이 먹고 싶어지는 경우가 많다. 달콤한 음식이 잠시나마 기분을 전환시켜주고 기운을 북돋우기는 하지만 많이 먹을 경우는 이를 썩게 만들고 혈당을 오르게 만들어 당뇨의 위험이 높아진다. 그런데 국내 연구진이 단 음식을 많이 먹게 되면 암이 더 쉽게 걸릴 수 있다는 사실을 밝혀내 주목받고 있다. 서울대 의대 의과학과 연구팀은 과당이 억제된 유전자를 발현시켜 암의 발병과 전이를 촉발시킨다고 15일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 과당은 과일이나 꿀 등에도 포함돼 있으며 단맛을 내는 감미료로 사용된다. 설탕도 몸 속에서 과당으로 분해되는데 각종 인스턴트 식품 소비가 증가하면서 자신도 모르게 과당 섭취도 증가하고 있다. 그동안 과당의 과도한 섭취가 당뇨, 고혈압 같은 대사질환의 원인이 될 뿐만 아니라 유방암, 대장암, 폐암 같은 여러 암의 발병과 진행에 관련이 있다는 역학 연구결과가 보고된 바 있다. 그렇지만 과당이 암으로 연결되는 정확한 메커니즘은 밝혀지지 않았다. 연구팀은 과당을 대사시키는 효소(KHK-C)와 과당을 대사시키지 않는 과당인산화효소(KHK-A)가 암 발병에 미치는 영향을 파악하기 위한 실험을 실시했다. 연구팀은 생쥐에게 유방암 세포를 이식한 뒤 15% 농도의 과당액을 섭취시키고 KHK-C, KHK-A 활성화 정도에 따른 암의 성장과 전이 경향을 관찰했다. 그 결과 KHK-C 효소가 많은 생쥐는 암의 발생이나 전이가 잘 일어나지 않았지만 KHK-A 효소가 많은 생쥐는 유방암 세포가 더 커지고 폐를 비롯한 다른 장기로도 쉽게 전이되는 것이 확인됐다. 박종완 서울대 의대 교수는 “이번 연구는 식재료에 많이 이용되는 과당이 비만, 당뇨 등 대사질환 뿐만 아니라 암 전이에도 관여한다는 것을 보여줬다”라며 “암환자가 영양보충을 위해 과당이 함유된 식단을 이용할 경우 어느 정도 과당섭취가 적당한지 파악하기 위해 추가연구를 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

유용하 서울신문 사회부 기자가 10일 한국과학기자협회가 주는 ‘올해의 의과학취재상’ 과학부문 수상자로 선정됐다. 유 기자는 ‘사이언스톡’, ‘달콤한 사이언스’ 등의 과학기사를 통해 전문적인 연구 주제에 대한 접근성을 높이고 과학정책에 대해 소신 있는 의견을 개진했다는 평가를 받았다. 과학기자협회는 ‘기자가 뽑은 올해의 과학자상’에 고규영 기초과학연구원 혈관연구단장, 김범태 한국화학연구원 신종바이러스융합연구단장, 장혜식 서울대 생명과학부 교수가 선정됐다고 밝혔다. 시상식은 오는 27일 서울 중구 롯데호텔에서 열리는 ‘2020 과학언론의 밤’ 행사에서 진행된다.

서울신문 유용하 기자가 한국과학기자협회가 선정한 ‘올해의 의과학취재상’ 과학부문 수상자로 뽑혔다. 한국과학기자협회는 “유 기자는 사이언스톡, 사이언스브런치 등 다양한 과학코너를 통해 최신 연구결과를 발빠르게 전달하고 어려운 과학에 쉽게 접근하도록 도왔다”고 선정 이유를 밝혔다. ‘유용하 기자의 사이언스톡’은 2015년부터 매주 꾸준히 다양한 분야의 최신 연구성과를 전달하고 있으며 사이언스 브런치, 달콤한 사이언스 같은 코너들도 대중들이 어려운 과학을 쉽게 이해할 수 있게 도와주고 있다. 또 과학정책에 대한 소신 있는 의견 개진을 통해 과학기술계에 경종을 울리는 역할을 해왔다고 평가했다. 유 기자는 2016년 ‘올해의 과학기자상’(현 대한민국과학기자상)을 수상한 바 있다. 이 밖에 과학기자협회는 ‘올해의 과학자상’ 수상자로는 난치성 질환 연구 뿐만 아니라 코로나19에 대한 정확한 정보를 제공한 고규영 기초과학연구원(IBS) 혈관연구단장, 범용 코로나바이러스 치료제 후보물질, 신속 진단 키트 등을 개발한 김범태 한국화학연구원 신종바이러스(CEVI)융합연구단장, RNA 전사체 분석으로 세계 최초로 코로나바이러스의 유전자 지도를 완성해 진단 및 치료제 개발 연구 기반을 마련한 장혜식 서울대 생명과학부 교수를 선정했다. 또 류준영 머니투데이 기자, 윤신영 동아사이언스 기자가 ‘대한민국과학기자상’ 수상자로, 올해 의과학취재상 과학부문에는 유 기자 이외에 노성열 문화일보 부장, 조선일보 특별기획취재팀, 의학부문은 장윤서 조선비즈 기자, 홍은심 헬스동아 기자, 환경부문은 중앙일보 사회기획팀이 수상자로 선정됐다. 과학언론 활성화와 과학문화 확산에 기여한 공로에 시상하는 과학커뮤니케이터상에는 정범진 경희대학교 원자력공학과 교수, 강현철 한국지질자원연구원 홍보실 책임, 김남균 한국과학기술연구원(KIST) 홍보팀 선임전문원, 김지영 한국얀센 북아시아 총괄 홍보 및 대외협력 전무, 봉성경 고려대 구로병원 홍보팀 차장, 이샘물 한국뇌연구원 행정원, 아시아태평양이론물리센터, 기초과학연구원 코로나19과학리포트TF, 조선일보 디자인편집팀이 선정됐다. 심사위원장을 맡은 이재신 중앙대 미디어커뮤니케이션학부 교수는 “과학언론상은 한국 과학언론의 수준을 높이는 소중한 자양분이자 축제의 장으로서의 역할을 해왔다”며 “올해 우리 사회가 코로나19에 현명하게 대처할 수 있었던 것은 코로나 확산으로 인한 어려운 취재 환경 속에서도 과학언론인들이 어느 때보다 헌신적인 노력을 다한 덕분이었다”고 평가했다. 올해 과학언론상 시상식은 오는 27일 금요일 오후 5시 서울 중구 롯데호텔에서 열리는 ‘2020과학언론의 밤’ 행사에서 개최된다.

국내 연구진이 물에 햇볕만 쪼여주는 것만으로 친환경 에너지인 ‘수소’를 손쉽게 만들 수 있는 기술을 개발해 화제가 되고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부, 신소재공학부 연구팀은 유기화합물을 이용해 만든 유기반도체 기반의 고효율, 고안정성 광전극을 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 기존에 수소를 얻기 위해서는 물에 전기를 가해 수소를 얻는 전기분해 방식이 많이 쓰였지만 최근에는 광전극을 물에 넣고 햇볕만 쪼여주면 물이 분해되면서 수소를 얻는 방식에 대해 관심이 높아지고 있다. 광전극은 태양광 에너지를 흡수해 전하 입자를 만드는 반도체 물질이다. 광전극이 만든 전하 입자는 전극 표면에서 물과 반응해 수소와 산소를 만드는 원리이다. 보통 이 같은 반응은 물 속에서 일어나기 때문에 티타늄이나 철 같은 금속산화물을 기반으로 한 무기반도체 광전극을 주로 사용했지만 유기 반도체 물질에 비해 수소 생산 효율은 낮다. 유기반도체 광전극은 물 안에서는 금새 손상되기 때문에 오래 사용이 어렵다는 단점이 있었다.연구팀은 액체금속과 니켈포일, 니켈포일 위에서 성장시킨 촉매로 구성된 모듈시스템을 이용해 물 속에서도 안정적이고 오래가는 유기 반도체 광전극을 만들었다. 이번에 개발된 유기화합물 기반 광전극은 기존 무기 반도체 광전극보다 수소생산효율이 2배 이상인 것으로 확인됐고 물 속에서도 수분침투를 완벽하게 차단하는 것으로 관찰됐다. 장지욱 에너지 및 화학공학부 교수는 “이번에 개발한 유기반도체 기반 광전극은 대면적으로 생산이 가능하고 효율도 높기 때문에 추가적인 성능 향상도 손쉬울 것으로 기대되고 있으며 태양광 수소생산 상용화에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

올해 노벨 화학상은 3세대 유전자 가위 기술인 ‘크리스퍼/캐스9’ 유전자 가위를 개발한 프랑스와 미국 여성 과학자에게 돌아갔다. 크리스퍼 유전자 가위 기술은 기존의 유전자 가위기술과 달리 저렴하게 만들기 쉽고 정확성도 높아 차세대 유전자 치료기술로 주목받고 있다. 크리스퍼/캐스9을 시작으로 크리스퍼를 이용한 다양한 형태의 유전자 가위들이 개발되고 있지만 여전히 유전자 부위를 잘못 자를 수 있는 가능성이 있다. 국내 연구진이 다양한 크리스퍼 유전자 가위의 표적 특이성을 고민감도로 검측할 수 있는 기술을 개발해 유전자 치료에 사용될 경우 오작동을 사전에 막을 수 있게 됐다. 한국생명공학연구원 국가영장류센터, 미래형동물자원센터, 한양대 의대 공동연구팀은 크리스퍼 유전자 가위가 목표 유전자 이외의 주변 유전자를 의도치 않게 잘라내는 오작동 문제를 사전에 검증하는 시스템을 구축했다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 크리스퍼 유전자 가위가 기존 유전자 가위들보다 정확도가 높아졌다고는 하지만 여전히 비표적 유전자의 절단 가능성이 있어서 이 같은 문제를 사전에 파악할 수 있는 검증 시스템들이 개발되고 있지만 1% 이하의 오작동을 감지하는데는 여전히 어려움을 겪고 있다. 연구팀은 크리스퍼 유전자 가위의 오작동 여부를 정밀하게 찾아내기 위해 표적 DNA를 증폭시킨 뒤 차세대 염기서열 분석을 통해 오작동 여부를 확인할 수 있는 기술을 개발했다. 연구팀은 이번 기술을 이용해 크리스퍼 유전자 가위 오작동 여부를 분석한 결과 1% 이하의 오작동 표적DNA까지 잡아낼 수 있다는 것을 확인했다. 이승환 생명공학연구원 박사는 “이번 연구결과를 활용하면 미세하게 나타나는 유전자 가위의 오작동 여부를 기존 방법보다 획기적으로 증가한 민감도 수준에서 검측할 수 있게 됐다”라며 “다양한 유전질환, 희귀성 난치질환 등 유전자 치료제 개발을 할 때 안전성 검증에서 크게 기여할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

무게 1.4~1.6㎏, 부피 1300~1500㎖의 신체기관. 포도당의 75%, 심장에서 보내지는 산소의 15%를 소비하는 기관. 바로 ‘뇌’다. 뇌는 척수와 함께 생명체의 모든 신경을 조절하는 중추신경계다. 인간 개인의 정체성을 형성하는 사고, 감정, 기억, 인식, 마음 같은 작용 대부분이 뇌 없이는 결코 일어날 수 없다. ‘우리는 우리 뇌다’라는 말이 나오는 이유이기도 하다. 최근 20년 동안 뇌와 관련한 지식이 기하급수적으로 증가하고 있음에도 여전히 뇌는 많은 부분이 베일에 싸여 있다. 이 때문에 ‘인간의 뇌는 소우주’라고 불리기도 한다. 인간이 보이는 독특한 행동양식들이 뇌의 특정 작용 때문이라는 재미있는 연구 결과들이 쏟아져 나왔다. 미국 존스홉킨스대 신경과학부, 심리·뇌과학과, 신경과학연구소, 미네소타대 신경과학부 공동연구팀은 똑같은 선택지라도 상황에 따라 음식의 선호도를 달라지게 만드는 뇌 부위를 발견하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 11월 5일자에 발표했다. 연구팀은 우리 안쪽에 발판을 밟으면 생수나 설탕물이 나오는 장치를 설치하고 생쥐에게 각각의 용액이 나오는 곳을 기억하도록 훈련시켰다. 그다음 물을 주지 않아 갈증을 느끼도록 만든 뒤 어떤 선택을 하는지 관찰했다. 그 결과 생쥐 대부분이 갈증을 느낄 때는 설탕물보다는 생수를 선택했으며 이후 갈증이 해결된 뒤에는 생수가 아닌 설탕물을 마시는 것이 확인됐다.연구팀은 뇌파 분석을 통해 음식 선택을 할 때는 보상과 관련된 전뇌의 ‘배쪽창백핵’이라는 부위가 작동한다는 사실을 확인했다. 실제로 달콤한 초콜릿 케이크와 딱딱하고 오래된 빵을 놔뒀을 때 생쥐들은 대부분 초콜릿 케이크를 선택하지만 배쪽창백핵을 자극할 경우 케이크보다 딱딱하고 오래된 빵을 선택하는 것이 관찰됐다. 연구를 이끈 신경과학자 패트리샤 자낙 존스홉킨스대 의대 교수는 “이번 연구는 단순히 어떤 것을 먹을 것인가를 선택하는 데 작용하는 것뿐만 아니라 중독 증상이나 지나친 의사결정 장애를 겪는 사람들을 치료하는 데도 도움이 될 수 있을 것”이라고 말했다. 사람들은 자신의 취향에 딱 맞는 음악을 들었을 때 ‘소름 끼친다’라거나 ‘전율을 느꼈다’는 표현을 하곤 한다. 생존에 전혀 도움이 되지 않아 보이는 음악이 인류의 시작과 함께 지금까지 이어지는 이유와 음악을 들을 때 희열을 느끼는 이유는 오랫동안 과학계의 수수께끼로 남아 있었다. 프랑스 부르고뉴 프랑슈콩테대 통합임상신경과학연구실, 브장송대 메디컬센터 신경이미지연구센터 공동연구팀은 뇌파측정(EEG)을 통해 음악을 들으면서 전율을 느끼는 것은 뇌의 보상 체계, 감정 처리와 관련된 ‘안와전두피질’, 신체 움직임에 관여하는 중뇌의 ‘운동보조영역’, 청각정보 처리에 관여하는 ‘우측 측두엽’이 복합적으로 작용하면서 나타나는 신체 반응이라고 4일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘최신 신경과학’ 11월 3일자에 실렸다. 연구팀은 음악을 좋아해 악기를 한두 개 정도 다룰 수 있으며 음악을 즐겨 듣는 18~73세의 정신적·신체적으로 건강한 남녀 18명을 대상으로 실험했다. 실험에 참가한 이들은 모두 음악을 듣거나 연주하면서 전율을 느낀 경험을 갖고 있는 사람들이었다. 연구팀은 실험 참가자들이 좋아하는 음악 90곡 중 하이라이트만 모아 15분짜리 음악으로 편집해 들려주면서 고밀도 뇌파를 측정했다. 또 참가자들에게 음악을 들으면서 즐거움을 느낀 정도와 전율을 느끼는 순간을 기록하도록 했다. 그 결과 참가자들은 전체적으로 305번의 전율을 느꼈으며, 전율의 지속 시간은 평균 8.75초가량인 것으로 보고됐다. 전율을 느꼈다고 보고할 당시 뇌파 측정 결과를 보면 뇌의 다양한 영역이 복합적으로 작용했으며 뇌의 활동이 갑작스럽게 폭발적으로 증가한 것으로 확인됐다. 티에리 뮐린 브장송대 메디컬센터 교수는 “음악을 들을 때 감동과 함께 전율을 느끼는 것은 민감한 청각 기능과 함께 다음에 무슨 선율이 나올 것인가를 기대하고 예측할 때 가능하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

11월이 됐다. 올해의 노벨상 시즌도 끝났다. 해마다 9월과 10월은 노벨상과 연결해 기초연구 관련 기사가 풍부한 기간이다.노벨상 관련 기사들은 유형화돼 있다. 9월에는 노벨상 동향과 한국의 수상 가능성, 10월 초 수상자가 발표되면 수상자 소개와 한국 기초과학에 대한 진단과 평가 기사가 많다. 기사 제목에는 예측, 기대, 불안 등 정서에 호소하는 단어들, 2019년을 예로 들면 ‘언제쯤’, ‘노벨상앓이’, ‘홍역’, ‘빈손’ 등이 사용됐다. 그 중 하나는 “박수만 쳐야 하는 ‘노벨상 시즌’ 돌아왔네”였다. 내용은 수상이 유력한 연구 영역과 과학자들 소개였다. 제목은 학술정보 기업 클래리베이트 애널리틱스의 이른바 유력 후보 명단에 한국인이 없는 아쉬움의 표현이었을 것이다. 그러나 현장의 과학자들에게 이것은 힘 빠지게 하는 표현이다. 10월 초에 수상자가 발표되면 전전긍긍, 반성, 다짐 등의 기사들을 만난다. 그동안 연구개발에 많이 투자했으니 이제 노벨상을 받을 때가 된 것 같은데 ‘왜 아직’, ‘언제쯤’ 하는 내용이 많았다. 특히 2000년대 이후 일본 과학자가 거의 매년 노벨과학상을 받았기 때문에 일본과의 비교 기사도 많았다. 2019년에는 일본과의 무역 마찰 상황에서 일본의 과학자가 노벨물리학상을 받았기 때문에 더 예민했다. 과학계의 대응은 크게 두 방향이었다. 첫째, 노벨상 수준의 성과가 나오려면 장기간의 연구 축적이 필요한데 우리는 아직 그 정도의 시간을 갖지 못했다. 그럼에도 빠른 속도로 성장 중이니 믿고 기다려 주면 좋겠다. 둘째, 노벨상이 과학 발전의 중요한 척도이지만 과학의 목표는 아니다. 기초과학 연구 기반을 튼튼히 하는 것이 더 중요하다. 인재가 과학계로 몰리고, 안정적ㆍ장기적 연구 지원이 이루어지고, 자율적인 연구환경이 만들어지면 그 결과로 노벨상을 받을 수 있다. 올해 기사들은 비슷한 가운데 조금 다른 모습을 보였다. 일반적인 전망 기사 외에 클래리베이트 애널리틱스의 명단에 포함된 현택환 박사에 대한 기사가 많았다. 수상자 발표 이전에 그의 소속 대학 학생들을 인터뷰한 것이나 발표 이후 그가 ‘실패’했다고 표현한 것은 좀 과했다. 그러나 수상 여부와 관계없이 이것을 계기로 한국의 훌륭한 과학자와 그의 업적이 널리 소개되는 것은 좋은 일이다. 또한 여성, 비서구인, 흑인 등 과학계 소수집단을 언급한 기사가 눈에 띄었다. 여성 수상자가 많아진 것이 배경이다. 2000년대 이후 노벨과학상을 받은 여성은 8명인데 2020년 한 해에 3명이 나왔다. 특히 물리학, 화학에서는 1964년 이후 2009년이 될 때까지 여성 수상자가 없다가 최근 몇 년 동안 연달아 여성들만 수상했다. 이러한 사실을 다루면서 과학계에서 비서구인이나 흑인 소외 등 다양성 문제로 관심이 확대된 것은 바람직하다. 다만 여전히 남성 수상자들이 압도적으로 많은데 “‘여풍’ 거세다”란 기사는 현실의 소외 문제를 가리는 부정적인 효과를 낳을 수 있다. 노벨상 시즌은 앞으로도 계속된다. 이제 노벨상 시즌은 한국 과학자들의 훌륭한 성과를 소개하고 다 같이 알아 가는 계기로 활용돼야 한다. 한국 과학자가 노벨상을 받으면 정말 기쁜 일이지만, 그것이 한국 과학의 목표로 보이면 안 되기 때문이다. 노벨상에 ‘실패’한 현택환 교수의 “노벨상을 받았더라도 연구자로서의 삶이 크게 달라지진 않았을 것”이 모두의 태도가 되면 좋겠다.

■보건복지부 △감사담당관 최신광△복지급여조사담당관 모두순△운영지원과장 정재욱△자립지원과장 김혜인 ■인사혁신처 ◇고위공무원(실장급) 전보△인사혁신처 소청심사위원회 상임위원 최관섭 ■한국기초과학지원연구원 △분석과학연구본부장 권경훈△연구장비개발·운영본부장 김현식△지역분석과학본부장 윤혜온△국가연구시설장비진흥센터장 박찬수△분석과학연구본부 바이오융합연구부장 홍관수△연구장비개발·운영본부 연구장비개발부장 서정주△지역분석과학본부 부산센터장 윤장희△지역분석과학본부 대구센터장 김대경△지역분석과학본부 서울서부센터장 방은정△경영본부 기획부장(직무대리) 전상미△경영본부 행정부장 김영규 ■한국원자력통제기술원 △핵비확산본부 안전조치실장 김민수△핵비확산본부 수출입통제실장 양승효△핵안보본부 사이버보안실장 이정호△경영기획부 경영지원실장 김상순 ■헤럴드 △전무이사 겸 마케팅본부장 전창협△헤럴드경제 논설위원 문호진 ■강원일보 △편집국장 유병욱 ■아주경제 △논설실장 겸 편집총괄 에디터 이상국△편집부장 이낙규 ■고려대 △경영대학장 겸 경영전문대학원장 배종석

‘인텔리전트 건설시스템 핵심지원 센터’가 계명대에 문을 열었다. 4차 산업의 핵심인 미래사용성센터의 인공지능, 빅데이터 기술을 기반으로 보유하고 있는 계측장비를 건설분야와 융합해 실험결과의 질을 향상시키고, 실험방법의 효율성을 높여 IT기술을 접목한 지능형 건설시스템 관련 연구지원 및 공동연구·장비 활성화를 위해 개소한 것이다. 기초과학 연구역량 강화사업은 활용도가 낮은 연구장비를 특화한 연구분야별로 집적한 후 성능을 보완하고, 연구장비 전담인력을 충원해 핵심연구지원센터(Core-Facility)를 조성하는 사업이다. 계명대 인텔센터는 이 사업 건설분야에 선정돼 올해부터 최대 6년(3+3)년간 국비 30억원을 지원받아 사업을 운영하게 되며, 사업종료 후에는 성과활용 기간이 추가되어 그동안의 운영수익금으로 사업을 추진할 계획이다. 계명대는 기존 건설 재료 및 구조 분야 공동활용 장비를 다수 보유하고 있는 첨단건설실험센터와 건설 관련 학과에서 단독활용으로 보유하고 있는 실험장비를 집적해 건설시스템 관련 실험의 범위를 확장하고, 또 4차 산업의 핵심인 미래산업사용성센터의 인공지능, 빅데이터 기술을 기반으로 보유하고 있는 첨단 계측 연구장비를 융합해 실험결과의 질을 향상시키고, 실험방법의 효율성을 높여 IT기술을 접목한 지능형 건설시스템 관련 연구지원을 강화한다는 방침이다. 남재열 산학협력단장은 “이번 핵심연구지원센터 사업을 통해 대학 내 연구시설 및 장비를 개선하고, 연구장비의 활용도와 다양한 특성화 서비스에 의해 산학연 R&D 역량이 크게 향상될 것으로 기대한다.”고 말했으며, 센터장인 장준호 토목공학전공 교수는 “인텔리전트 건설시스템 핵심지원 센터를 통해 대학 내 연구 환경을 개선하고 장비 활용도와 연구 효율성을 높임으로써 R&D 역량 강화뿐만 아니라 효율적인 연구 생태계를 조성할 것이다”라고 말했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

■ 인사혁신처 ◇ 고위공무원(실장급) 전보 △ 인사혁신처 소청심사위원회 상임위원 최관섭 ■ 한국기초과학지원연구원 △ 분석과학연구본부장 권경훈 △ 연구장비개발·운영본부장 김현식 △ 지역분석과학본부장 윤혜온 △ 국가연구시설장비진흥센터장 박찬수 △ 분석과학연구본부 바이오융합연구부장 홍관수 △ 연구장비개발·운영본부 연구장비개발부장 서정주 △ 지역분석과학본부 부산센터장 윤장희 △ 지역분석과학본부 대구센터장 김대경 △ 지역분석과학본부 서울서부센터장 방은정 △ 경영본부 기획부장(직무대리) 전상미 △ 경영본부 행정부장 김영규 ■ 강원일보 △ 편집국장 유병욱 ■ 뉴제주일보 △ 편집인·주필·부사장 부영주

중생대 육지의 지배자가 다양한 크기와 모양의 ‘공룡’들이었다면 하늘의 지배자는 ‘익룡’이었다. 프테로사우루스라고도 불리는 익룡은 흔히 날으는 공룡이라고 생각하는 경우가 많지만 공룡과 별도로 갈라져 진화한 비행 파충류이다. 익룡은 중생대 첫 번째 기간인 트라이아스기와 두 번째 기간인 쥐라기에 존재했던 ‘람포린코이드’류와 중생대 말기인 백악기에 번성했던 ‘프테로닥틸로이드’류가 있다. 널리 알려진 프테라노돈은 프테로닥틸로이드에 속한다. 익룡 화석은 세계 곳곳에서 발견되고 있지만 어떻게 날기 시작했는지 무엇을 먹고 살았는지 정확히 알려지지 않았다. 그런데 영국 고생물학자들을 중심으로 이 같은 궁금증이 일부 풀리게 됐다. 영국 레스터대 지리·지질·환경과학부, 박물관학부, 고생물학연구센터, 버밍엄대 지리·지구환경과학부 공동연구팀은 2억 1000만년 전 등장해 6600만년 전 공룡과 함께 멸종한 익룡의 치아화석을 정밀 분석한 결과 익룡은 먹잇감의 변화와 함께 진화했다고 30일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 29일자에 게재됐다. ‘먹는 것이 곧 그 사람이다’라는 말처럼 연구팀은 익룡의 먹잇감을 분석하면 익룡의 기원과 중생대 먹이피라미드에서의 역할 및 위치, 진화 과정을 파악할 수 있을 것이라고 생각했다. 연구팀은 중생대 17개 다른 세대에 속하는 익룡들의 치아화석을 3차원 마이크로미터 패턴 분석법을 이용해 미세마모특성을 통해 먹잇감을 분석했다. 그 결과 쥐라기 초기에 살았던 디모르포돈은 기존에 알려진 것과는 달리 곤충 같은 무척추동물은 섭취하지 않고 척추동물들만 주로 먹은 육식 익룡이었으며 람포린쿠스는 생선을 먹었으며, 아우스트리아닥틸루스는 딱정벌레나 갑각류 같은 딱딱한 껍질을 가진 무척추동물을, 프테로닥틸루스는 무척추동물을 먹은 것으로 확인됐다. 마크 퍼넬 레스터대 교수(고생물학)는 “일반적으로 익룡이라고 하면 한 종류라고 생각하는 경우가 많지만 현대 조류처럼 다양한 종류가 존재했으며 먹잇감도 다르다”라며 “익룡들의 식성 변화는 중생대에 등장한 조류들과의 경쟁에서 촉발된 것으로 해석된다”라고 말했다. 또 영국 리딩대 생물과학부, 브리스톨대 지구과학부, 링컨대 생명과학부 공동연구팀은 익룡들은 중생대 내내 비행능력을 꾸준히 향상시켜 왔다는 사실을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 29일자에 발표했다. 지금까지 알려진 것처럼 익룡이 중생대 초반 갑자기 나타나 비행능력을 향상시킨 것이 아니라 1억 5000만년 동안 조금씩 작은 개선들을 통해 발생했다는 것이다. 연구팀은 익룡 화석을 통해 날개 폭과 몸 크기를 측정하고 현존하는 조류들을 기반으로 통계적, 수학적, 생물물리학적 분석을 통해 75종의 익룡의 비행 효율 변화를 계산했다. 분석 결과 익룡들은 초기에는 단거리만 이동이 가능한 비효율적 이동만을 했지만 점차적으로 비행 시간과 거리를 늘려 장시간, 장거리 비행이 가능하도록 진화했다.그러나 케찰코아틀루스, 타페야라를 포함하는 거대 익룡 ‘아즈다르코이드’류는 시간이 지남에도 비행능력이 향상되지 않는 것으로 확인됐다. 케찰코아틀루스의 경우는 키가 현재 기린과 비슷했던 것으로 알려져 있다. 이들 아즈다르코이드들은 비행보다는 지상에서 주로 생활했기 때문에 비행효율이 중요하지 않았기 때문이라고 연구팀은 설명했다. 크리스 벤디티 리딩대 교수(진화생물학)는 “지난 3억년 동안 변하지 않은 몇 안되는 것 중 하나가 물리 법칙이기 때문에 익룡들의 비행 진화를 이해하기 위해 이 법칙들을 사용할 수 있다는 것은 대단히 흥미로운 일”이라며 “지금까지는 화석들을 통해 해부학적 구조를 설명하고 기능을 예측했지만 이번 연구를 통해 멸종 동물의 작동효율을 물리적 법칙을 계산해 구체적 진화과정을 알 수 있게 됐다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr