위쪽 a, b, c는 실제 발생한 본진과 여진의 위치를 표시한 것이며 아래쪽 d, e, f는 인공지능이 본진을 바탕으로 여진 발생 가능지역을 예측한 것. 인공지능이 실제 발생한 여진 위치와 거의 유사하게 예측한 것을 알 수 있다. 연구팀은 여진 위치 예측정확도가 98%에 이른다고 주장했다. 네이처 제공

연쇄살인범을 수사하는 데 활용되는 지리적 프로파일링 기법을 이용해 멸종 위기에 놓인 호랑이를 보존할 수 있다는 연구 결과가 나와 주목받고 있다. 네이처/Matt Struebig 제공

수학을 소재로 한 ‘넘버스’(Numb3rs)라는 미드에 푹 빠졌던 적이 있습니다. 천재 수학자인 동생이 수학으로 FBI 수사관인 형을 도와 사건을 해결한다는 내용인데 2000년에 시작해 2010년까지 10년간 방송된 장수 미드이지만 한국에서는 인기를 끌지 못했던 것 같습니다. 수학을 소재로 한 드라마이기 때문에 가끔 화면 가득 복잡한 수식이 가득 차는 장면이 등장하는데 무척이나 인상적입니다. 주인공들이 마주한 첫 번째 사건은 여성을 대상으로 범죄를 저지르는 연쇄살인이었습니다. 산발적으로 일어난 듯 보이는 범죄로, 다음 범행이 어디서 일어날지 예측할 수 없는 상황에서 수학자인 동생은 스프링클러에서 뿜어져 나오는 물방울을 보고 한 생각을 떠올립니다. 물방울들이 어디에 떨어질지 예측하는 것은 불확실성이 너무 많아 불가능하지만 떨어진 물방울의 패턴을 통해 사건의 근원을 추적하는 것은 가능하지 않을까라는 생각입니다. 바로 범행 장소를 보고 범인의 거주지를 역추적하는 ‘지리적 프로파일링’ 기법입니다. 범죄자를 잡는 데 활용되는 지리적 프로파일링 기법이 멸종 위기에 있는 동물을 보호하는 데도 활용될 수 있다는 재미있는 연구 결과가 나왔습니다. 영국 켄트대, 퀸 메리 런던대, 뱅거대, 케임브리지대, 인도네시아 야생보존학회, 인도네시아국립대 국제공동연구팀은 지리적 프로파일링을 통해 호랑이와 사람의 충돌을 막고 멸종 위기의 호랑이를 보호할 수 있다는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 28일자에 발표했습니다. 인도네시아 수마트라섬에만 서식하는 수마트라 호랑이는 현재 5곳의 국립공원에 400~500마리 정도가 살고 있지만 서식지 축소로 개체수는 점점 줄고 있다고 합니다. 연구팀은 수마트라 호랑이가 특히 많이 살고 있는 케린치세블라트 국립공원 주변 5㎞와 인접한 지역을 분석대상지로 삼았습니다. 우선 최근 13년 동안 이 지역에서 사람과 호랑이가 만나 서로 상해를 입히거나 죽인 228건의 사례가 발생한 위치와 시간을 조사했습니다. 여기에 수마트라 주민 2386명을 대상으로 호랑이의 위협과 공존 가능성에 대한 설문조사를 실시해 ‘인간·호랑이 위험 지도’를 만들었습니다. 위험지도에 따르면 호랑이와 마주칠 가능성이 높은 곳은 호랑이 서식지와 직선거리에 있는 숲 근처나 강을 이웃하고 있는 인구가 많은 마을 주변으로 나타났습니다. 그런데 지리적 측면에서는 의외라고 생각되는 지역 3곳도 호랑이와의 조우 가능성이 높은 것으로 분석됐습니다. 연구팀은 이번에 작성한 지도를 이전에 활용할 수 있었다면 가축과 사람에 대한 호랑이의 공격 51% 이상을 막을 수 있었고 15마리의 호랑이도 죽지 않았을 것이라고 설명했습니다. 학창시절 벡터, 미적분, 확률, 통계를 배우면서 ‘도대체 저런 걸 어디에 써먹지’라는 생각을 한 적이 많았습니다. 그렇지만 이번 연구를 포함해 우리 주변의 많은 것들이 ‘넘버스’의 주인공이 말하는 것처럼 “숫자와 관련돼” 있다는 것을 뒤늦게 깨달았습니다. 얼마 전 교육과정 개편과 관련해 기하, 통계가 수능에 포함되니 마니 말이 많았습니다. 첨단 과학을 이해하는 데 기하와 통계가 필수적인 것은 사실이지만 지금처럼 문제만 풀어대는 수학 수업이 계속된다면 무슨 의미가 있을까요. 상대를 이해하지 않고 서로의 목소리만 높이는 것보다는 과학계와 교육계가 머리를 맞대고 아이들이 수학에 좀더 흥미를 느끼고 공부할 수 있는 방법을 모색하는 것이 우리나라 미래를 위해서 훨씬 생산적이지 않을까요. edmondy@seoul.co.kr

　올여름만큼이나 무더웠던 2016년 여름이 막 끝난 시점인 9월 12일 오후 8시 32분 경북 경주시 남남서쪽 8㎞에서 규모 5.8의 지진이 발생했다. 1978년 기상청이 계기지진 관측을 시작한 이래 가장 큰 규모이자 남북한 지역을 통틀어 역대 가장 강력한 지진으로 기록됐다. 1년 뒤인 지난해 11월 15일 오후 2시 29분에는 인근 포항 지역에서 규모 5.4의 지진이 발생했다. 경주 지진에 이어 역대 두 번째로 강력한 규모였다.　집단에 새겨진 공포의 기억은 쉽게 사라지지 않는다. 2년 연속 가을철에 큰 규모의 지진이 발생하면서 국민들은 한반도가 더이상 지진의 안전지대가 아니라는 인식을 갖게 됐다. 끝없이 계속될 것만 같은 폭염의 기세가 누그러지고 가을이 가까워오면서 ‘올해도 큰 지진이 나는 것 아닌가’, ‘이번에는 어느 지역에서 지진이 발생할까’라는 불안감과 함께 일기예보처럼 지진도 사전에 예측할 수 있는 기술은 없을까 하는 궁금증도 커지고 있다. 　결론부터 말하자면 현대 과학기술로도 지진을 사전에 예측하는 것은 어려운 일이다. 전 세계 모든 지역에 지진계를 빼곡하게 설치하지 않는 이상 지진을 정확하게 예측하는 것은 쉽지 않다. 또 지진계가 촘촘히 설치돼 있다고 하더라도 지진계에서 지진파를 감지하는 순간 이미 지진은 시작된 것이기 때문에 예측이라고 할 수 없을 것이다. 　홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수는 “지진은 지구의 역사가 시작되면서부터 쌓여 있던 응력과 지각판이 상호작용하면서 나타나는 현상”이라며 “지진을 예측하기 위해서는 수천, 수만년 동안 쌓인 지구 내부 응력 변화를 파악하고 있어야 하는데 현재는 불과 200~300년 동안의 데이터밖에 갖고 있지 않다”며 지진 예측의 어려움을 설명했다. 　그래도 과학자들은 지진 예측을 위해 다양한 방법을 시도하고 있다. 알파고를 개발한 구글 인공지능팀이 참여한 미국 산·학 공동연구팀이 인공지능(AI)을 활용해 지진 발생 위치를 파악할 수 있다는 연구 결과를 내놔 학계의 비상한 관심을 끌고 있다.　미국 하버드대 지구·행성과학과, 코네티컷대 물리학과와 통합지구과학센터, 구글 공동연구팀은 AI의 딥러닝 기술로 대규모 지진이 발생한 뒤 나타나는 여진의 위치를 정확하게 예측하는 기술을 개발하는 데 성공했다고 29일 밝혔다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 30일자에 실렸다. 　연구팀은 13만 1000개의 본진과 여진 기록을 인공신경망에 입력해 지진에 대해 학습하도록 했다. 그다음 3만개의 새로운 본진 데이터를 입력한 뒤 여진 발생 위치를 예측하도록 했다. 그 결과 지진학자들이 여진의 위치를 예측하는 데 활용하는 ‘쿨롱장 응력변화 기법’보다 더 정확하게 위치를 예측했다고 연구진은 주장했다.　쿨롱장 응력변화 기법은 본진이 발생한 다음 단층 형태에 따라 응력이 어떤 방향에 추가되는지를 계산하고 응력이 지진을 유발할 수 있을 정도인지 분석해 여진 위험지역을 파악하는 방법이다. 그런데 AI는 본진이 발생한 지역의 단층 형태를 비롯한 구체적인 단층 정보를 주지 않은 채 과거 발생한 대형 지진의 규모, 발생 시간과 위치, 여진 관련 정보 등 비교적 단순 데이터만으로 지진에 대해 학습하고도 여진이 발생할 수 있는 위치를 예측해 낸 것이다. 　피비 로빈슨 드브리스 하버드대 박사는 “이번 기술은 대형 지진이 발생한 다음 뒤따르는 여진 발생 가능 지역을 놀라운 정확도로 예측함으로써 지진학 분야에서도 AI의 활용 가능성을 보여 줬다”며 “지진 발생 메커니즘에 대한 물리학적 이해도 역시 한층 높여 줄 것”이라고 말했다. 　전문가들은 이번 연구가 지진의 예측 가능성을 보여 준 것은 의미가 크지만 여전히 부족한 점과 보완해야 할 부분이 많다는 평가를 내리고 있다. 홍태경 교수는 “여진 예측에 AI가 활용될 수 있다는 가능성을 보여 준 것은 좋은 시도이지만 여진이 발생할 수 있는 위치를 지나치게 넓게 잡은 경향이 있다”며 “발생 가능 위치를 넓게 잡을수록 해당 지역 내에서 여진이 발생할 수 있는 가능성은 당연히 높아질 수밖에 없다”고 지적했다. 홍 교수는 “다음 여진이 발생할 수 있는 위치만 예측할 수 있다는 것이지 언제, 어떤 규모인지는 AI도 여전히 예측하지 못하고 있다”며 “지진 예측의 어려움을 보여 준 또 하나의 연구”라고 설명했다. 　유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

오래 전 지구상에 살았지만 멸종돼 화석으로만 그 존재를 알리는 곰이 있다. 바로 신생대 홍적세(洪積世) 기간 유럽과 아시아 등지에서 살다가 마지막 빙하기 무렵인 2만 5000년 전 멸종한 동굴곰(Cave Bear)이다. 최근 독일 포츠담대학 등 공동연구팀은 동굴곰의 DNA를 추출해 분석한 결과 현생하는 불곰(큰곰)의 DNA 속에 0.9~2.4% 존재한다는 연구결과를 발표했다. 동굴곰은 키 170㎝ 이상으로 몸집이 현존하는 곰에 비해 조금 더 크다. 화석이 동굴에서만 발견돼 동굴곰이라고 불리며 흥미롭게도 초식만 고집했다. 일반적으로 현생 곰은 잡식성으로 작은 과일부터 생선, 동물까지 가리지 않고 먹는다. 하지만 동굴곰은 지나칠 만큼 초식만 했으며 대부분의 삶을 동굴에서 동면하며 보냈다. 연구팀에 따르면 멸종한 동굴곰의 DNA가 지금까지 남은 이유는 두 종간의 이종교배 덕이다. 연구를 이끈 진화 생물학자 악셀 바로우 박사는 "선사시대 동물의 DNA가 현생 동물에서 발견된 것은 사상 처음"이라면서 "멸종의 개념을 이제 새롭게 정의해야 할 것 같다"며 의미를 부여했다. 이어 "유전적인 측면에서 보면 멸종했다는 생물종들도 수만년 동안 생존해오면서 진화 영역에 참여해왔다고 할 수 있다"고 덧붙였다. 또한 바로우 박사는 미스터리로 남아있는 동굴곰의 멸종 이유에 대해서도 언급했다. 박사는 "동굴곰 척추에 창에 맞은 자국이 남아있는데 이는 네안데르탈인 등 고대 인류가 사냥했다는 직접적인 증거"라면서 "동굴은 인류와 동굴곰의 생활터전이었기 때문에 영역을 놓고 치열하게 싸울 수 밖에 없었을 것"이라고 설명했다.　 이번 연구결과는 과학저널 ‘네이처 생태와 진화'(Nature Ecology & Evolution) 최신호에 발표됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

“판사 비리 수사 막으려 김수남 의혹 수집” 金, 대검 차장 땐 판사 비위 수사도 안 해 2016년 ‘정운호 게이트’ 당시 비리 판사로 수사가 확대되는 것을 막으려고 양승태 사법부가 언론 플레이까지 고려하며 검찰 수뇌부의 교체를 유도하는 방안을 검토한 정황을 검찰이 포착, 진상 규명에 나섰다. 이 같은 구상이 일부라도 실행됐다면 협박죄 등이 성립될 수 있다고 검찰은 보고 있다. 26일 법조계 등에 따르면 서울중앙지검 특수1부(부장 신봉수)가 확보한 ‘김수천 부장 대응 방안’ 문건에는 검찰 압박 방안이 상세하게 담겨 있다. 김 부장판사는 정운호 전 네이처리퍼블릭 대표로부터 억대 금품을 수수한 혐의로 징역 5년을 선고받고 현재 상고심이 진행 중이다. 그가 2016년 9월 5일 구속되자, 이튿날 양 전 대법원장은 대국민 사과를 했다. 검찰이 압수한 임종헌 전 법원행정처 차장의 이동식저장장치(USB)에 있던 이 대응 방안 문건은 2016년 8월에 작성됐다. 문건은 “중대한 위법 사항이 드러나지 않은 법관들에 대한 수사 착수를 차단해야 한다”고 제안한 뒤 검찰에 이러한 메시지를 전할 방법을 모색했다. 이어 문건은 김수남 당시 검찰총장이 서울중앙지검장일 때 정 전 대표 사건이 한 차례 무혐의 처분을 받은 데 주목했다. 김 전 총장의 개입 여부를 ‘추측’이라고 전제하면서도, 문건은 “(무혐의 처분이 보도되면) 검찰 출신인 홍만표 변호사의 성공한 로비 사건 실체가 드러날 것”이라며 “수뇌부 교체, 특검 개시, 수사권 조정 등 검찰 조직 전체가 치명상을 입을 것”이라고 예상했다. 메시지 전달 경로는 다각도로 검토한 끝에 임 전 차장이 김 전 총장과 접촉하는 방식이 제시됐다. 대학·사법연수원 동기란 이유에서다. 문건은 “메시지를 거부할 경우 향후 검찰의 특수수사에 엄격히 대응할 수밖에 없다는 점도 전달함으로써 메시지 전달의 효과를 극대화할 필요”가 있다고 제안하기도 했다. 행정처는 또 김 전 총장 관련 의혹을 보도할 만한 언론사를 추리는 등 추가 보고서를 만들기도 했다. 검찰은 임 전 차장 재임 중이며 김 전 총장이 대검 차장이던 2015년의 또 다른 게이트 당시에도 검찰이 판사의 비위 의혹을 수사하는 대신 사법부에 알려준 경위를 조사 중이다. 건설업자 정모씨의 부산 지역 정관계 로비 의혹을 수사하던 검찰은 부산고법 문모 전 판사가 룸살롱·골프 접대를 받은 정황을 포착했지만, 이를 수사하지 않고 같은 해 8월 임 전 차장에게 관련 내용을 전했다. 행정처는 문 전 판사에 대해 법원장 구두경고 절차만 밟았고, 문 전 판사는 지난해 사직해 변호사가 됐다. 홍희경 기자 saloo@seoul.co.kr

그룹 레드벨벳이 ‘파워 업(Power Up)으로 ’인기가요‘에서 2주 연속 1위를 차지했다. 26일 오후 방송된 SBS 음악 프로그램 ’인기가요‘에는 레드벨벳의 ’파워 업‘, 아이콘의 ’죽겠다‘, (여자)아이들의 ’한(一)‘이 1위 후보에 올랐다. 이날 레드벨벳은 출연 없이 1위 트로피를 거머쥐며 ’파워 업‘으로 총 9관왕을 달성했다. ’파워 업‘은 레드벨벳의 여름 미니 앨범 ’서머 매직(Summer Magic)‘ 타이틀곡으로 중독성 강한 멜로디와 가사로 음원 차트 상위권에 장기 집권 중이다. 이 밖에도 이날 ’인기가요‘에는 노라조, 슈퍼주니어 D&E, 다이아, 라붐, 임팩트, 정세운, (여자)아이들, 골든차일드, 스트레이키즈, MXM, 소야, 인투잇, 빅플로, 디크런치, 네이처, 열두달, 아이반, 이달의 소녀 등이 출연했다. 연예팀 seoulen@seoul.co.kr

그룹 노라조가 ‘인기가요’에서 컴백 무대를 가졌다. 노라조는 26일 방송된 SBS ‘인기가요’에서 신곡 ‘사이다’를 열창했다. 이날 조빈은 사이다 페트병으로 장식한 모자를 쓰고 등장하는가 하면, 비닐 의상으로 웃음을 자아냈다. 올핑크로 ‘깔맞춤’을 한 패션으로 단번에 시선을 사로잡았다. 노라조의 신곡 ‘사이다’는 빠르고 시원한 비트와 강렬한 기타 사운드를 겸비한 락 스타일의 댄스곡이다. 한편 이날 ‘인기가요’에는 슈퍼주니어-D&E, 다이아, 라붐, (여자)아이들, 임팩트, 정세운, 골든차일드, Stray Kids(스트레이 키즈), MXM, 이달의 소녀, 노라조, SOYA(소야), IN2IT(인투잇), 빅플로, 네이처, 디크런치, 아이반, 열두달 등이 출연했다.

주 40시간 근무제가 확산되면서 이전에는 엄두를 내지도 못했던 ‘워라벨’(일과 삶의 균형)을 누리는 사람들이 많아지고 있다. 이이들이 있는 가정의 경우 아이들과 함께 할 시간들이 늘어났다. 그렇지만 아이들과 함께 시간을 보낸 적이 많지 않고 익숙치 않은 사람들에게는 여유가 생겨도 아이들과 놀아준다는 것은 쉽지 않은 일이다. 그런데 부모들과 놀이 시간을 함께 갖지 못한 아이들은 나중에 비만이 될 가능성이 높다는 연구결과가 나와 주목받고 있다. 미국 콜로라도대 안슈츠의대, 노스캐롤라이나대 채플힐, 펜실베니아주립대 공동연구팀은 부모와 함께 놀이시간을 갖는 것이 아이들의 자아통제능력을 키워 학교에 입학한 다음 자기학습 능력을 키우고 비만도 막을 수 있게 도와준다는 연구결과를 24일 발표했다. 이번 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘국제 비만학’ 19일자에 실렸다. 미국 어린이 다섯 명 중 한 명에 해당하는 17.5%가 비만에 시달리고 있다. 소아 비만은 어릴 때부터 고혈압, 당뇨를 비롯한 대사질환은 물론 천식같은 호흡기 질환에 시달리게 한다. 또 성인 비만으로 연결될 확률도 높아지기 때문에 소아비만을 막는 것이 중요하다. 연구팀은 부모의 육아행동이 아이들의 체중에 어떤 영향을 미치는지에 대해 알아보기 위해 생후 18개월 된 아이와 부모 각각 108명을 대상으로 실험했다. 연구팀은 우선 아이들의 체중을 측정하고 부모에게 아이의 기질과 육아방식을 묻는 설문조사를 실시했다. 그 다음 연구팀은 부모와 아이들이 함께 노는 시간을 주고 이를 관찰했다. 이후 연구팀은 아이들이 4.5세가 됐을 때 체질량지수(BMI)를 측정했다. 그 결과 어린 시절 부모와 적극적으로 놀이를 한 아이들의 BMI가 그렇지 못한 아이들보다 정상으로 나타났다. 특히 BMI가 정상범위에 있는 아이들의 부모들은 명확한 놀이기준을 정해 놀이시간 동안 아이들과 상호작용을 하고 놀이가 끝난 뒤에는 아이들 스스로 놀잇감을 정리할 수 있도록 도왔다는 사실이 밝혀졌다. 이에 대해 연구진은 아이들이 놀이를 통해 욕구가 충족되는 동시에 자기조절 능력을 키우게 돼 식욕에 대해서도 어느 정도 통제할 수 있게되기 때문이라고 설명했다. 카메론 모딩 콜로라도대 의대 소아과 박사는 “이번 연구는 부모가 아이들과 함께 놀아주는 과정에서 아이들이 스스로를 조절하는 법을 배울 수 있게 해준다는 것을 보여준다”라며 “식욕을 포함한 여러 가지 욕구를 효과적으로 조절할 수 없는 아이들에게 자아조절력을 습득할 수 있도록 하는 것은 삶의 여러 부분에 도움을 줄 수 있다”고 설명했다. 연구팀은 부모와 자식간 상호작용과 아동의 자기통제능이 취학 이후 아동이나 청소년의 체중 증가와 식습관에 영향을 미치는지에 대한 추가 연구를 진행 중에 있는 것으로 알려졌다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

판사 비리 수사 확대 막으려····법관 사찰 관여 혐의 고법 부장 판사 소환 검찰이 양승태 전 대법원장 시절 ‘사법농단’ 연루 의혹을 받는 이규진(56) 서울고법 부장판사를 피의자 신분으로 소환 조사했다. 사법농단의 ‘지시’와 ‘실행’의 중간 고리 역할을 맡았던 이 부장판사가 ‘윗선’을 밝히면, 검찰 수사에 속도가 붙을 전망이다.23일 서울중앙지검 특수1부(부장 신봉수)는 이 부장판사를 소환해 법관 사찰과 문서 폐기 등 사법농단 관련 의혹에 어디까지 관여했는지 등을 캐물었다. 이 부장판사는 검찰에 출두하며 “이 자리에 서게 된 것만으로도 한없이 참담하고 부끄럽다”며 “아는 대로, 사실대로 진술할 생각”이라고 말했다. 검찰은 이 부장판사에 대한 조사를 박병대 전 법원행정처장(대법관)과 임종헌 전 법원행정처 차장 등 향후 수사의 징검다리로 삼을 계획이다. 이 부장판사는 2015년 5월부터 지난해 4월까지 대법원 양형위 상임위원으로 근무했다. 이 기간 법원행정처장은 박병대, 고영한 전 대법관이다. 임 전 차장과도 근무 시점이 겹친다. 이날 검찰은 2016년 서울서부지검이 수사 중이던 법원 비리 사건 관련 계좌추적 상황과 통신·체포영장 청구 등 수사기밀을 영장전담 판사에게서 받아 법원행정처로 넘긴 의혹을 받는 대구지법 포항지원 나모(41) 부장판사와 전직 서울서부지법 직원 사무실 등을 압수수색했다. 검찰 관계자는 “해당 직원이 피의자에게 체포영장 청구 사실을 전달해 도주케 했다”면서 “나 판사의 지시 여부는 확인 중”이라고 밝혔다. 검찰은 최유정 변호사와 김수천 부장판사 등이 연관돼 있는 법조비리 사건과 관련, 신광렬(53) 서울고법 부장판사에 대한 압수수색 영장도 청구했지만 기각됐다. 신 부장판사는 판사 비리 수사 확대를 막기 위해 김수남 당시 검찰총장을 압박하는 전략을 세운 ‘김수천 부장 대응 방안’ 문건 작성에도 관여한 것으로 전해졌다. 2016년 김 부장판사가 정운호 전 네이처리퍼블릭 대표로부터 억대 금품을 수수한 혐의를 받자, 법원행정처는 김 총장이 서울중앙지검장으로 재직하던 2014년 정 전 대표가 한 차례 무혐의 처분을 받은 사실을 놓고 ‘봐주기 의혹’을 제기해 압박하는 방안을 구상한 것으로 검찰은 보고 있다. 김동현 기자 moses@seoul.co.kr

기름기가 좔좔 흐르는 음식을 먹더라도 알약 하나만 더 먹으면 몸에 지방이 쌓이지 않아 날씬함을 유지할 수 있는 꿈 같은 시대에 한 걸음 더 다가서게 됐다. 영국 일간 데일리메일 등 외신은 22일(현지시간) 호주 과학자들이 지방 세포의 생성을 억제해 비만을 치료하는 약물을 개발했으며 쥐 실험에 성공했다고 전했다. 호주 뉴사우스웨일스대(UNSW)와 시드니대 등이 참여한 연구팀은 원래 제2형 당뇨병을 예방하는 방법을 찾기 위한 연구를 진행했다. 제2형 당뇨병은 비만에 의해 유발되지만 혈당을 조절하는 호르몬인 인슐린의 내성으로 발생한다. 하지만 연구팀이 개발한 약물은 혈당에 영향을 주는 대신 쥐의 몸에서 체지방이 쌓이는 현상을 막는 것으로 나타났다. 실제로 동물 실험에서 PO53으로 명명된 이 약물을 투여받은 쥐들은 고지방식을 섭취하더라도 살이 찌지 않았다. 약물은 세라미드 합성효소 1(CerS1·ceramide synthase 1)로 불리는 특정 효소를 억제함으로써 작용한다. 이 효소가 약물에 의해 억제되면 몸은 콜레스테롤과 트라이글리세라이드 같은 지방을 지방 조직에 저장하는 대신 근육에서 태우는 것이다. 지금까지 과학자들은 인간의 신진대사를 조절하는 다양한 단백질의 역할 즉 몸이 지방을 연소하는 과정을 완벽하게 이해하지 못했다. 따라서 지방 생성을 억제하기 위해 강력하고 적절한 약물을 만들기가 어려웠다. 하지만 PO53이라는 약물은 지방 생성 효소인 세라미드 합성효소 1(CerS1)의 활동을 억제해 고지방식을 섭취한 쥐의 인슐린 저항성에 영향을 주지 않으면서 신체 전반에 걸쳐 지방을 줄인다. 연구팀은 실험에서 쥐의 체지방이 증가하지 않은 원인이 약물이 근육에 있는 지방산의 연소를 촉진했기 때문이라고 생각한다. 연구팀은 이번 발견은 과학자들이 체지방이 쌓이는 과정을 억제한 최초의 사례라고 말한다. 연구를 이끈 나이절 터너 UNSW 교수는 “이 약물로 비만율이 줄어든다면 비만한 사람들에게서 더 많이 나타나는 제2형 당뇨병과 암, 심장질환, 그리고 치매 위험마저 줄일 수 있어 이번 연구는 훨씬 더 큰 의미가 있을 수 있다”고 말했다. 또한 연구에 참여한 앤서니 돈 시드니대 교수는 “지금부터 우리는 CerS1과 다른 효소 모두를 목표로 하는 약물을 개발해 그 약물이 훨씬 더 강하게 비만과 인슐린 감수성 반응을 억제하는지 살펴볼 것”이라면서 “이런 약물이 병원에서 처방되려면 더 많은 연구가 필요하지만 지금까지 우리의 연구는 그런 시대로 나아가는 길에서 매우 중요한 단계”라고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 네이처의 자매지인 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 최신호(21일자)에 실렸다. 사진=marctran / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

다른 동물에는 없는 거북이의 신기한 등껍질의 생성과 진화 과정을 밝혀줄 거북 화석이 발견됐다. 지난 22일(현지시간) CNN과 BBC 등 해외 유력언론들은 중국 구이저우성에서 2억 2800만 년 전 살았던 거북 화석이 발견됐다고 보도했다. 몸길이가 2.5m 정도로 지금의 거북보다 훨씬 큰 이 거북은 두개골부터 꼬리까지 그대로 보일만큼 보존상태가 거의 완벽하다. 특히 이번 발견에 가장 흥미로운 사실은 이 고대 거북의 경우 거북의 상징인 등껍질이 없다는 점이다. 거북의 등껍질은 동물 가운데 유일하게 갈비뼈와 등뼈가 붙은 복잡한 구조로 약 50개의 뼈로 이루어져 있다. 다른 동물들의 껍질은 모두 신체 표면에 난 뼈비늘이지 뼈가 몸 밖까지 나온 것은 아니다. 이 때문에 학자들은 거북의 독특한 등껍질이 어떻게 생성돼 오늘날과 같은 모습을 갖추게 됐는지 관심을 가져왔다. 보도에 따르면 원반같은 형태의 몸매와 긴 꼬리를 가진 이 거북은 넓은 갈비뼈를 가지고 있으나 상징인 등껍질이 없다. 이에 앞선 지난 2008년 중국에서 발견된 2억 2000만년 전에 살았던 거북 조상 오돈토켈리스(Odontochelys semitestacea)의 경우에는 등껍질은 부분적으로만 형성된 상태였으며 단단한 복갑(腹甲·배를 싸고 있는 단단한 껍질)은 있었다. 특히 연구팀은 이 화석에서 이빨없는 부리를 확인해 '중국에서 온 첫번째 부리거북'이라는 의미의 '에오린크오킬리스 시넨시스'(Eorhynchochelys sinensis)로 명명했다. 　 이번 논문의 공동저자인 미국 시카고 필드 자연사박물관 고생물학자 올리비에 리펠은 "거북의 진화 과정은 다른 동물과 비교대상이 없어 매우 알기가 어렵다"면서 "부리를 가진 거북 화석으로는 가장 오래된 것으로, 그간 알지 못했던 거북 진화 과정의 한 부분을 채워줄 것"이라고 밝혔다. 이번 연구결과는 유명 과학지 네이처(Nature) 최신호에 발표됐다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

무더운 날씨지만 저녁때면 선선해진 요 며칠 잠자리에 들기 전에 아이들과 함께 느지막하게 동네 산책을 하곤 합니다. 가로등 옆 벤치에 잠깐 앉을라치면 아이들은 어김없이 화단 앞에 쪼그려 앉아 뭔가를 한참 관찰합니다. 어깨너머로 보니 개미떼들이 과자부스러기를 들고 줄지어 가는 모습입니다. 개미들의 일사불란한 움직임을 보고 있노라면 새삼 자연의 경이로움을 느끼게 됩니다. 거기서 영감을 받는 사람들도 있지요. 한국인이 사랑하는 작가 중 하나인 베르나르 베르베르도 숲속을 산책하면서 개미들을 관찰하다가 영감을 받아 ‘개미’라는 작품을 써 베스트셀러 작가의 반열에 올랐습니다. 미국 생물학자 에드워드 윌슨 하버드대 석좌교수가 동물들의 사회 행동을 진화생물학적 관점에서 분석하는 ‘사회생물학’을 창시하게 된 것도 개미 덕분입니다. 윌슨 교수는 어려서부터 개미 관찰하기를 좋아해 대학에서도 개미들의 의사소통 방법에 대해 연구를 했습니다. 박사학위 논문에서는 개미들이 페로몬이라는 물질을 사용해 의사소통을 한다는 사실을 처음으로 밝혀내기도 했지요. 개미들은 여왕개미를 중심으로 군집생활을 하면서 각자 주어진 역할에 따라 정확하게 움직이며 사회를 구성하고 있습니다. 지난 17일 ‘사이언스’에는 개미들이 집을 짓거나 터널을 뚫을 때 막힘없이 일을 진행할 수 있는 것은 꼭 필요한 최소의 인원만 일을 할 수 있도록 구조화돼 있기 때문이라는 미국과 독일 연구팀의 논문이 실렸습니다. 그렇다면 개미들이 이렇게 정교하고 효율적으로 집단을 운영할 수 있는 방법이나 원리는 뭘까요. 미국 록펠러대 사회진화·행동연구소, 프린스턴대 생태학·진화생물학과, 스위스 로잔대 생태학 및 진화학과 공동연구팀은 ‘클로널 레이더 개미’ 집단 100개를 관찰한 결과 역할 분담은 6마리 이상 모일 때부터 시작된다는 사실을 확인하고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 23일자에 발표했습니다. 연구팀이 실험 대상으로 삼은 클로널 레이더 개미는 다른 개미들과 마찬가지로 군집은 이루지만, 생식에 특화되고 집단 결속력의 근원인 여왕개미 없이 모든 개미가 일을 하고 번식에 참여하는 독특한 종입니다. 연구팀은 모두 비슷해 보이는 개미들의 역할을 정확히 파악하기 위해 배에 각기 다른 색깔을 칠한 뒤 움직임을 관찰했습니다. 그 결과 개미들은 6마리 이상만 모이면 마치 프로그램된 듯이 자연스럽게 각자의 임무를 나누는 것을 확인했습니다. 또 집단의 크기가 커질수록 각각의 활동이 구체화되고 세분화된다는 것도 알게 됐다고 합니다. 예를 들면 똑같은 일개미라도 개미집이 커지고 집단의 규모가 커지면 A일개미는 집의 위쪽, B일개미는 집의 아래쪽에서 일하는 식입니다. 또 이런 역할 분담은 집단 내 개체의 생존율, 생식수준(출산율), 집단의 확장 시기, 군락 형성 환경에 따라 변한다고도 합니다. 이번 연구를 주도한 록펠러대 다니엘 크로나우어 교수는 이에 앞서 개미들의 역할 분담이 ‘ilp2’라는 물질 때문에 생긴다는 사실을 확인하고 지난달 27일자 ‘사이언스’에 발표했습니다. ilp2는 개미의 대사를 촉진하고 생식능력을 높이는 기능을 하는 일종의 호르몬 물질입니다. 이런 동물 행동학 연구결과들을 접하다 보면 최근 쏟아져 나오는 좋지 못한 뉴스들의 등장인물들을 떠올리게 됩니다. 자칭 ‘만물의 영장’이라는 인간들이 어떻게 미물(微物)인 개미만도 못한 짓들을 하는지, 어디서부터 문제가 시작됐는지 안타까울 뿐입니다. edmondy@seoul.co.kr

유골 화석, 빅데이터로 DNA 게놈 분석 혈연 관계·집단적 이동 등 고대사 파악 네안데르탈-데니소바인 혼혈 자녀 존재 유전자 1.7% 현 인류와 일치…교류 시사‘고고학자’라는 단어를 들으면 많은 사람들은 페도라 모자를 눌러쓰고 낡은 크로스백을 맨 채 유적을 찾아 유럽, 아프리카, 아시아 등 세계 전역을 종횡무진 누비는 영화 속 주인공 ‘인디아나 존스’를 떠올린다. 19~20세기 중반까지만 해도 고고학자들은 보물 사냥꾼인 인디아나 존스까지는 아니지만 유물을 찾기 위해 먼지를 뒤집어쓰고 몸을 움직이는 현장 작업자 같은 분위기였던 것이 사실이다. 그렇지만 최근 많은 고고학자들은 현장 작업도 하고 있지만 인공위성이나 컴퓨터 프로그램, 각종 실험기구에 둘러싸여 있는 과학자의 모습에 더 가깝다. 실제로 고고학계에서는 발굴된 유물의 DNA 분석을 통해 과거를 추적하는 ‘DNA 고고학’이라는 분야가 주목받고 있다. DNA 고고학은 유적지에서 발굴되는 유기체의 DNA를 분석해 과거 유전적 특징을 과학적으로 규명함으로써 혈연, 민족 간 유연관계, 집단이나 문화의 이동에 대한 고고학적 정보를 자연과학적으로 분석하는 분야다.DNA 고고학은 고고유전학(Archaeogenetics)이나 고유전학(Paleogenetics)이라는 이름으로 불리기도 하지만 엄격하게 구분하자면 고고유전학은 고고학적 해석을 위해 분자유전학적 기술을 접목시킨 것이고 고유전학은 유전학적 입장에서 생물의 진화와 과거 생물의 특징에 대한 연구다. DNA 고고학에서는 빅데이터 처리나 시뮬레이션 같은 첨단 과학기술도 자주 활용된다. 오래된 고대인의 뼈나 유품에서 미량의 DNA 조각을 채취해 분석할 경우 방대한 게놈 정보가 나온다. 방대한 데이터를 비교, 분석해 고인류의 복잡한 관계망을 파악할 수 있게 해 주는 알고리즘과 빅데이터 처리기술은 고고학에 새로운 장을 열어 줬다. 실제로 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 23일자에 실린 독일 막스플랑크 진화인류학연구소, 인류사연구소, 캐나다 토론토대, 러시아 국립과학아카데미 고고학 및 민족지학연구소, 국립노보시비르스크대, 영국 옥스퍼드대 국제공동연구팀의 연구결과만 봐도 DNA 고고학 연구가 얼마나 활발하게 이뤄지고 있는지 알 수 있다. 연구팀은 일반인들이 보기에는 작고 길쭉한 돌맹이처럼 보이는 크기 1~2㎝의 뼛조각들에서 DNA를 추출해 유전자 시퀀스를 분석했다. 그 결과 ‘데니소바 11’로 이름 붙여진 뼛조각의 주인은 네안데르탈인 엄마와 데니소바인 아빠 사이에서 태어난 딸로 사망 시 나이는 13살쯤이라는 사실이 밝혀졌다. 현생 인류는 호모사피엔스 1종만 존재하고 있지만 5만~6만년 전까지만 해도 유럽과 서아시아 지역에 살았던 네안데르탈인, 시베리아와 동남아시아 지역에 살았던 데니소바인 등 최소 3종의 인류(호미닌)가 함께 공존했다. 그러다 네안데르탈인은 5만년 전부터, 데니소바인은 4만년 전부터 서서히 사라져 멸종하게 됐다. 이 때문에 고인류학계에서는 각 인류 종간 분리시기와 교배 여부는 인류 진화를 설명하기 위한 중요한 연구 주제였다.2016년에 막스플랑크 진화인류학연구소 연구진은 시베리아 남부 알타이산맥 동굴에서 발굴한 네안데르탈인 화석 유전자를 분석한 결과 현생인류와 네안데르탈인의 교배가 최소 10만년 전에 이뤄졌다는 사실을 ‘네이처’에 발표하기도 했다. 연구팀은 네안데르탈인과 현생인류 사이에 교배가 있었다면 네안데르탈인과 동시대를 살았던 데니소바인과의 교배도 있었을 것이라는 가정에서 연구를 시작했다. 네안데르탈인과 데니소바인은 약 39만년 전 유전적으로 분리돼 다른 종이 됐다. 연구팀은 엄마 네안데르탈인 유전자를 분석해 러시아 데니소바 동굴 부근으로 이동한 초기 네안데르탈인보다 서유럽에 살고 있었던 후기 네안데르탈인 유전자와 더 가깝다는 사실도 밝혀냈다. 데니소바 11의 미토콘드리아 DNA를 분석한 결과 이 혼혈소녀는 현생인류와 1.7% 정도의 유전적 일치도를 갖고 있는 것으로도 나타났다. 데니소바 11이 태어나기 이전 데니소바인, 네안데르탈인과 현생인류의 조상 간 교류가 있었음을 짐작하게 하는 대목이다. 스반테 파에보 독일 막스플랑크연구소 박사는 “이번 단일 게놈분석만으로도 현생인류의 친척들 간 교류가 생각보다 더 잦았다는 것을 추정할 수 있다”며 “현생인류는 호모사피엔스의 단일 순수혈통이 아니라 인류의 다양한 친척종들과 교배해 유전자가 섞여 있는 종이라는 것을 알 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인구 170만명의 공업도시 중국 랴오닝성 번시는 여름 평균기온이 20도 중반에 불과했지만 지난 7월 39.6도의 최고 기온을 기록했다. 열사병으로 병원을 찾는 사람이 일주일에 20명이 넘을 정도였다. 이들은 대부분 야외 또는 통풍이 잘 안 되는 환경에서 일하는 노동자들이었다. 중국 대륙이 올여름 고온에 몸살을 앓았지만 지구온난화 현상으로 인해 앞으로 더 뜨거워질 전망이다.중국 기상국은 19일 지난 7월 중국 대륙 전체의 평균기온은 22.9도로 전년보다 1도 상승했다고 밝혔다. 지난달 중국 전역에서 최고 기온 기록을 갈아치운 지방 기상국은 24곳에 이르렀다. 지린성에서 간쑤성에 이르는 100개 지방 기상청이 35도 이상의 고온을 기록했다. 7월 한 달 동안 35도 이상 고온을 기록한 날이 6.1일에 이르렀고 2.1일은 최고 고온 기록을 넘어선 찜통더위를 보였다. 지구온난화 현상이 이대로 계속되면 4억명 이상이 거주하는 중국 화베이평원 일대는 2070년 농부들이 바깥에서 일할 수 있는 임계점 이상으로 온도가 상승할 것이라고 네이처지는 진단했다. 저장성 하이닝시에서는 34도를 기록한 고온에도 많은 건설현장 노동자들이 오전 10시부터 오후 4시까지 일해야만 했다. 기온이 비교적 낮은 이른 오전과 저녁으로 노동시간을 배분하지 않은 것은 물론이고 고온수당도 지급되지 않았다. 저장성은 6~9월 야외에서 일하는 노동자에게는 월 300위안(약 5만원)의 고온수당을 온도와 관계없이 지급하도록 했다. 하지만 쥐장건설에서 운영하는 빌딩 건설 현장의 노동자들은 아무도 고온수당을 받지 못했다. 중국의 건설현장 노동자들은 시골에서 온 농민공(이주노동자)들로 일하는 지역의 후커우(호적)가 없는 임시직인 경우가 대부분이다. 따라서 고온수당을 받지 못해도 고용주에게 맞서 이의를 제기하지 못한다. 쥐장건설에서 일하는 현장 노동자 예(36)는 “나는 일사병을 겪지 않았지만 동료들은 어지럼증이나 구토 증상을 많이 보였다”며 “그늘이나 에어컨이 있는 곳에서 쉬지 않는다면 일사병을 피할 수 없다”고 말했다. 고온으로 랴오닝성에서는 68만t의 해삼이 집단폐사했고 선양에서는 에어컨 판매가 매년 3500%씩 증가했다. 허난성에서는 길을 건너던 남성이 도로 아스팔트가 녹는 바람에 옴짝달싹 못하는 일도 벌어졌다. 중국에서는 35도 이상의 고온이 3일 연속 계속되면 폭염으로 규정하는데 중국 국가기후센터는 2025년이면 여름철 폭염이 발생하는 날이 절반이 넘을 것으로 내다봤다. 베이징 윤창수 특파원 geo@seoul.co.kr

천문관측 사상 가장 뜨거운 외계행성으로 알려져 있는 ‘KELT-9b’의 대기 성분이 밝혀졌다. 지난해 미국 오하이오주립대, 밴더빌트대와 덴마크 코펜하겐대 등이 참여한 국제 공동연구진이 찾아낸 행성 KELT-9b는 목성의 2.88배·반지름은 1.89배이며, 평균 온도는 4050K(켈빈, 절대온도의 단위), 빛을 받는 표면 온도는 4600K(섭씨 약 4327℃)에 달한다는 것도 확인했다. 참고로 태양 표면온도는 6000K(약 5800℃)다. 이와 관련해 스위스의 제네바대학과 베른대학 공동 연구진은 컴퓨터 시뮬레이션 및 분광기를 통해 행성의 대기를 분석한 결과, KELT-9b의 대기에서 금속 성분 특히 철과 티타늄이 단일 원자와 가스 형태로 존재한다는 사실이 밝혀졌다. 일반적으로 금속 특히 철이나 티타늄 등은 자연에서 가장 풍부한 금속이지만, 외계행성의 대기에서 검출된 사례는 흔치 않다. 연구진은 뉴스위크와 한 인터뷰에서 “대기 중 철과 티타늄 등 금속 성분이 외계행성에서 확실하게 탐지된 것은 이번이 처음”이라면서 “대부분의 행성은 KELT-9b와 같은 고온의 상황에서 대기가 완전히 증발해 버릴 수 있지만, 철이나 티타늄과 같은 물질이 대기의 전체 증발을 막는 역할을 했을 수도 있다”고 추측했다. 이어 “이번 연구는 뜨거운 별에서 나오는 복사 에너지가 강렬한 대기 환경에서도 어떻게 행성이 진화할 수 있는지를 알 수 있는 실험이었다”고 평가했다. 연구진은 특히 이러한 연구 방식이 지구 밖의 생명체를 찾는 과학자들에게도 의미 있을 수 있다고 기대했다. 일반적으로 금속을 감지하기 위해서는 고해상도의 스펙트럼을 사용하는데, 원자와 분자는 각각 다른 스펙트럼 특징을 가지고 있으며, 이것이 생명체와 연관된 특정 원자와 분자를 정확히 감지하는데 도움이 되기 때문이다. 한편 KRLT-9b 행성은 지구에서 650광년 떨어진 외계 태양 ‘KELT-9’ 주변을 돌고 있으며, 이전까지 가장 뜨거운 행성은 지구에서 840광년 떨어져 있는 ‘WASP-12b’로, 표면 온도가 2250K(섭씨 약 1977도)이다. 자세한 연구결과는 15일 세계적 학술지인 ‘네이처’(Nature) 최신호에 실렸다. 　 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

이달 초 미국 기상학회(AMS)는 ‘2017년 기후보고서’라는 연례보고서를 발표했다. 보고서에 따르면 지난해는 역사상 세 번째로 더웠던 해로 나타났다. 가장 더웠던 해는 2016년, 그다음은 2015년으로 최근 3년이 기후 관측 이후 가장 더웠던 해 1~3위를 차지한 것이다.미국 해양대기관리청(NOAA)은 1~6월 기온을 바탕으로 올해가 역대 네 번째로 더운 해가 될 것으로 예측했지만 7월부터 북반구 전체를 강타하고 있는 살인적 폭염 기록을 보면 올해가 가장 더운 해로 기록될 수 있다는 전망도 조심스럽게 나오고 있다. 이 같은 상황에서 유럽의 기후학자들이 최악의 경우 2027년까지 매년 올해 같은 폭염이 나타날 수 있으며 폭염이 지속되는 날도 1년 중 네 달 이상이 될 수도 있을 것이라는 암울한 전망을 내놨다. 스위스 베른대 기후·환경물리학연구소, 기후변화연구센터, 취리히연방공과대(ETH) 대기·기후과학연구소, 생물지구화학·오염역학연구소 공동연구팀은 국제학술지 ‘네이처’ 8월 16일자에 발표한 논문에서 지구온난화로 인해 비정상적으로 바닷물 온도가 상승하는 ‘해양폭염’의 강도가 점점 세지고 광범위한 지역에서 자주 나타나게 될 것이라고 예측했다. 해수면 온도 상승은 태풍이나 허리케인 같은 열대성 폭풍을 지금보다 자주 발생시킬 뿐만 아니라 고온 다습한 날씨를 더 많이 만들어 낼 것이라는 설명이다. 여기에 육지의 온도 상승까지 겹쳐 고온 건조한 공기가 더해지면 매년 여름 ‘불가마더위’가 반복될 수밖에 없게 된다. 연구팀은 기후 해석 모델 12가지를 활용해 1982년부터 2016년까지 일일 지구 해수면 온도 데이터를 비롯해 다양한 날씨 데이터를 입력, 계산한 결과 해양폭염은 최근 30년 동안 두 배 이상 증가했다고 밝혔다. 연구팀은 지구 평균온도가 2도 이상 상승할 경우 해양폭염은 북극해는 물론 남극해에까지 영향을 미쳐 해빙 감소를 가속화한다고 설명했다. 이 경우 지구온난화를 부추기는 다른 여러 요인들과 맞물려 21세기 말 여름철 폭염의 발생 지속 일수는 평균 112일(92~129일)까지 늘어날 수 있다는 예측을 내놨다. 만약 지구 평균 기온 2도 상승을 막으려는 노력이 실패해 21세기 말 지구 평균온도가 산업혁명 이전과 비교해 3.5도 상승할 경우 해양폭염은 산업화 이전보다 41배 이상 증가할 것이라고 예측했다. 이런 상황이 되면 육지의 폭염 강도와 일수는 예측이 어려울 만큼 늘어나게 될 것이라고 덧붙였다. 앞서 프랑스 국립과학연구센터(CNRS) 해양물리학연구소, 영국 사우샘프턴대 해양·지구과학과, 네덜란드 왕립기상연구소 공동연구팀은 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 8월 14일자를 통해 현재와 같은 지구온난화가 계속 진행될 경우 짧게는 2022년까지, 길게는 2027년까지도 올여름과 같은 살인적 폭염이 지속될 수 있다는 연구 결과를 발표했다. 연구팀은 1880년부터 2016년까지 지구 표면 평균온도(GMT)와 해수면 평균온도(SST) 데이터를 바탕으로 기존에 활용되던 10개의 기후 예측 모델을 합해 미래 기후 예측을 좀더 효과적으로 할 수 있는 새로운 모델을 개발했다. 이를 통해 1년, 5년, 10년 단위로 기존 기후를 분석한 뒤 2018년 이후를 예측한 결과 최소 2022년, 최악의 경우 2027년까지도 올해와 비슷하거나 더 심각한 비정상적 여름이 계속될 수 있다고 연구팀은 밝혔다. 플로리앙 세벨레크 CNRS 박사는 “앞으로 최소 5년 동안은 지표면과 함께 해수면 온도도 상승할 것으로 예상되는 만큼 겨울철 혹한 발생 가능성은 상대적으로 낮다”면서 “폭염과 함께 태풍, 허리케인, 사이클론 같은 강한 열대성 폭풍 발생에 대한 대비가 필요하다”고 강조했다. 한편 싱가포르 난양공대, 대만 국립대, 미국 버지니아공대 공동연구팀은 8월 16일자 ‘사이언스 어드밴시스’에 발표한 논문을 통해 현재와 같은 지구온난화가 지속될 경우 2060년에는 해수면이 50㎝, 2100년에는 100㎝ 상승하게 될 것이라는 예측을 내놨다. 연구팀은 이 같은 상황이 되면 해안 지역 도시들은 2011년 일본 후쿠시마 원전 사고를 일으켰던 규모의 쓰나미 위험을 항상 떠안고 살게 되는 것이라고 경고했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아찔할 정도로 높은 곳에 올라가거나 길을 지나갈 때 갑자기 튀어나온 자동차와 마주치거나 골목에서 사납게 생긴 덩치 큰 개와 맞닥뜨렸을 때, 공포영화를 보다가 잔인한 장면이 나오면 자신도 모르게 ‘헉’하며 숨을 몰아쉬거나 눈을 가린 경험을 누구나 한 번쯤은 했을 것이다. 이런 행동은 ‘얼음’(freezing)이라고 부르는 공포 반응 중 하나다. 사실 포식자나 위험한 상황에 맞닥뜨렸다고 뇌가 판단할 경우 공포와 불안반응을 유발시키는 것은 생존을 위해 필수적인 기능이다. 더군다나 이는 배워서 터득하는 몸의 반응이 아니라 오랜 시간 진화를 통해 몸에 새겨진 일종의 선천적 반응이다. 과연 이런 타고난 공포반응은 어디서 유래되고 어떻게 나타나는 것일까. 카이스트 생명과학과 한진희 교수와 대구경북과학기술원(DGIST) 부설 한국뇌연구원 뇌신경망연구부 박형주 박사 공동연구팀이 동물이 보이는 공포에 대한 선천적 반응을 유발시키는 뇌신경회로와 메커니즘을 규명했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호에 실렸다. 선천적 공포반응은 생존에 도움을 주지만 극도의 스트레스나 생존에 지속적인 위협이 가해질 경우 공포회로에 이상이 생기면서 공황장애, 외상후 스트레스 장애(PTSD) 같은 신경질환을 앓게 된다. 많은 연구자들이 이 같은 문제를 해결하기 위해 연구를 하고 있지만 정확한 신경회로를 아직 찾지 못하고 있다. 연구팀은 스트레스 반응을 조절하고 연산기능을 수행하는 전전두엽 피질(PFC)의 일부인 전측대상회 피질(ACC)을 주목했다. 전두엽이 학습을 통한 후천적 공포조절에 관여하고 있다는 사실은 밝혀졌지만 선천적 공포조절 기능에 대해서는 아직 알려진 바가 없다. 연구팀은 빛을 이용해 실시간으로 신경 활성을 조절하는 광유전학 기술을 활용해 생쥐의 전측대상회 피질을 자극했다. 생쥐를 잡아먹는 포식자 중 하나인 여우 냄새를 맡았을 때 활성화되는 부위를 빛으로 조절하는 실험을 한 것이다. 그 결과 전측대상회 피질 영역의 활성을 억제하자 선천적 공포 반응인 ‘얼음 반응’이 증폭됐고 활성을 높이자 공포반응이 감소하는 것을 발견했다. 특히 배외측 편도체핵(BLA)라는 부위가 공포 반응 유발에 중요한 역할을 한다는 사실을 확인했다. 뇌연구원 박형주 박사팀은 전기 생리학 방법으로 전측대상회 피질과 배외측 편도체핵 연결망이 선천적 공포 조절 기능에 관여한다는 사실을 교차검증해 같은 결과를 얻었다.한진희 카이스트 교수는 “이번 연구결과는 공포반응을 유발시키는 뇌 속 핵심 신경회로를 발견했다는데 의미가 크다”며 “이번에 발견한 신경회로를 대상으로 하는 치료기술을 개발한다면 외상후 스트레스 장애 등 뇌신경질환으로 고통을 겪는 이들을 도울 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

진화론을 이야기할 때 항상 빠지지 않는 단어가 ‘자연 선택’이다. 진화 과정에서 승자는 자연에 가장 잘 적응하는 개체나 자연에서 살아남을 수 있는 특정 형질을 가진 개체다. 최근 국제학술지 ‘네이처’에 흥미로운 연구 결과가 발표됐다. 자연 선택이 몇 주 만에도 일어날 수 있다는 것이다.미국 하버드대 연구진은 카리브해의 작은 섬에 사는 도마뱀의 다리 길이와 발바닥 넓이 등을 조사했다. 며칠 뒤 기록적인 두 차례의 허리케인이 지나갔다. 연구진은 다시 그 섬을 찾았다. 그런데 도마뱀들의 앞발이 길어지고 뒷발은 짧아졌으며 앞뒤 발바닥 면적은 넓어졌다. 짧은 몇 주 동안 도마뱀이 환경에 적응하면서 바뀐 게 아니다. 그 특성을 갖고 있는 도마뱀만 강력한 허리케인 속에서 살아남은 것이다. 만약 모든 도마뱀의 다리 길이와 발바닥 면적이 같다면 공룡처럼 사라졌을 것이다. 진화 과정과 자연 선택은 암세포에서도 나타난다. 대부분의 이상 세포는 적절한 기능을 못 해 사라진다. 산소, 영양 부족에 적응하지 못하거나 세포의 수리 기능 덕분에 회복된다. 몸 안의 면역세포가 그 이상 세포를 없애 버리기도 한다. 그러나 이상 세포는 끊임없이 나타나고, 돌연변이 등을 통해 변화하면서 다양한 후손을 남긴다. 이런 이상 세포의 변화와 다양성이 몸 안의 자연 선택을 이겨 나갈 수 있게 한다. 암 치료 전략은 몸의 잃어버린 자연 선택 기능을 회복하거나 강화하는 방향으로 이뤄진다. 암세포는 성장 과정에서 스스로 혈관 형성을 유도하는데, ‘항혈관억제제’로 암 성장을 막을 수 있다. 암세포가 아예 죽도록 유도하는 약제도 있다. 암세포가 ‘면역 관문’을 활성화하면 면역 기능의 감시를 피할 수 있는데, ‘면역 관문 억제제’는 이를 다시 비활성화시켜 면역 기능을 회복시킨다. 지난 수십 년간 많은 암 연구자들이 관심을 가진 분야는 자연 선택을 극복하기 위해 암세포가 보이는 다양성, 즉 암세포를 발전시키는 다양한 유전자 변화였다. 그러나 최근에는 나쁜 돌연변이가 축적되지 않도록 만드는 유전자 변화인 ‘음성 자연 선택’도 암 진행에 중요하다는 사실이 알려졌다. 쉽게 말해 종의 진화와 유지에서 돌연변이가 계속 축적되고 확산되면 다양성 측면에서는 유리하지만, 중요한 기능을 가진 유전자에 계속 돌연변이가 발생하면 오히려 불리할 수도 있다는 것이다. 스페인 연구진은 26종의 암에 걸린 7500명 이상 환자들의 유전자 분석을 시행한 결과 음성 자연 선택에 매우 중요한 필수 암 유전자와 면역 단백질 부위 유전자를 확인했다. 또 이들이 암세포의 기능 유지와 면역회피 반응에 관여한다는 사실까지도 확인했다. 최근의 암 연구는 진화, 자연 선택과 같이 암과 관련 없는 분야의 업적으로 새로운 길을 찾고 있다. 스페인 연구진의 성과도 집단유전학과 의학유전학, 전산생물학, 시스템생물학 전문가들이 함께 모여 이룬 것이다. 학제 간 연구와 협동이 하나의 연구 성과보다 중요하다는 사실을 보여 준다.

지구온난화가 물고기의 후각 능력에도 큰 영향을 미치면서 물고기의 생존을 위협하고 있다는 연구결과가 나왔다. 어류는 외형적으로 튀어나온 코를 가지고 있지는 않지만 비강 내에 감각 세포가 있어 냄새를 감지할 수 있다. 물고기는 후각을 이용해 먹잇감을 찾거나 안전한 서식지를 찾으며, 포식자를 피하거나 물고기끼리 서로 알아보는데도 후각을 이용한다. 영국 잉글랜드 엑서터대학 연구진에 따르면 지구온난화의 영향으로 전 세계 바다의 이산화탄소 농도가 짙어지고 있으며, 이것이 물고기의 후각 상실 현상을 유발하고 있다. 일반적으로 이산화탄소는 가스의 형태지만, 물에도 흡수될 수 있다. 바다 밑으로 내려갈수록 이산화탄소 농도가 높아지며 바닷물의 산성화가 심해지는데, 연구진에 따르면 산업혁명 이후 해양의 이산화탄소 농도는 43% 상승했다. 이산화탄소가 어류에 미치는 영향을 알아보기 위한 실험에서 연구진은 농어를 사용했다. 농어의 개체수가 많고 경제적으로도 중요한 어류로 꼽히기 때문이다. 연구진은 농어를 두 그룹으로 나눈 뒤 A그룹은 현재 해양의 이산화탄소 농도와 같은 물에 풀어놓고, B그룹은 약 20년 전인 세기말(1990년대 후반) 당시의 해양 이산화탄소 농도와 같은 물에 풀어놓았다. 이후 농어의 움직임을 관찰한 결과 산성이 더 높은 물에 있는 A그룹은 B그룹에 비해 움직임이 덜했고, 먹잇감의 냄새가 나타났을 때에도 반응이 더뎠다. 또 B그룹에 비해 불안감이 더 높은 모습을 보이기도 했다. 연구진은 산성화 된 물이 물고기 코 앞쪽의 후각 수용체와 냄새 분자가 결합하는데 영향을 미치며, 이것이 물고기의 후각을 둔하게 만드는 결과로 이어진다고 분석했다. 과거 연구에 따르면 이산화탄소 수치는 어류의 뇌 활동을 저해할 수 있으며, 이산화탄소 농도와 어류 후각의 연관관계를 밝힌 연구가 진행된 것은 이번이 처음이다. 연구를 이끈 로드 윌슨 엑서터대학 교수는 “이산화탄소가 물고기의 후각에 직접적인 영향을 미친다는 사실을 입증했다. 이는 이산화탄소가 중추신경계뿐만 아니라 뇌 자체에서 정보처리가 원활하지 못하도록 하기 때문”이라면서 “미래에 이산화탄소가 증가함에 따라 어류가 얼마나 빨리 이러한 문제점들을 극복할 수 있을지 알 수 없다”고 밝혔다. 자세한 연구결과는 과학저널 ‘네이처 기후변화‘(Nature Climate Change) 최신호에 게재됐다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr