영국의 과학자들이 유전자 편집 기술로 말라리아를 옮기는 모기를 완전히 없애는 실험에 성공했다. 영국 임페리얼칼리지런던 연구진은 ‘크리스퍼 캐스9’(CRISPR-Cas9)으로 불리는 유전자 가위 기술로 만든 ‘불임 모기’를 이용한 실내 실험에서 말라리아 모기를 절멸하는 데 성공했다고 국제학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’(Nature Biotechnology) 최신호에 발표했다. 연구진은 이번 연구에서 말라리아 매개 모기인 아노펠리스 감비아의 오랫동안 이어져온 초유전자(supergene)를 조작해 세대를 거듭할수록 흡혈과 번식이 불가능한 암모기 수를 급격히 늘리고자 했다. 즉 흡혈과 번식을 불가능하게 하는 특정 형질을 다음 세대에 빠르게 전달하는 것이다. 이른바 ‘유전자 드라이브’로도 불리는 이 기술은 특정한 유전 형질이 후세에 선택적으로 빠르게 퍼질 수 있도록 생물 종 염색체(DNA) 내에 유전자 가위를 심어 지구 전체의 유전자 구성을 바꿀 수 있는 핵심 생명공학 기술이다. 연구진에 따르면, 이번 실험에서는 불과 8세대 만에 말라리아 암모기가 완전히 사라졌다. 이에 따라 자손을 남길 수 없게 돼 개체군은 완전히 붕괴하고 말았다. 연구를 이끈 안드레아 크리산티 생명과학부 교수는 “유전자 드라이브가 우리 목적대로 기능해 지난 몇 세기 동안 인류를 괴롭해온 질병과의 싸움에서 희망을 찾을 수 있었다”고 말했다. 말라리아 감염자 수는 지난 2016년 기준으로 전 세계 2억 명 이상으로, 사망자는 45만 명에 달한다. 지구상에서 사망률이 가장 높은 감염 질환 중 하나로 꼽힌다. 물론 유전자 드라이브 기술을 이용한 실내 실험은 이번 연구진 외에도 다른 연구진들 역시 진행해 왔지만, 저항성 돌연변이의 출현으로 지금까지 실험에 성공한 적은 없었다. 이에 대해 크리산티 교수는 “이제 우리는 다음 단계로 열대 환경을 재현한 폐쇠적인 실험실 환경에서 유전자 드라이브 기술을 시험할 계획”이라면서도 “자연 환경에서의 실험을 검토하려면 적어도 5~10년이 지나야 할 것”이라고 지적했다. 사진=네이처 바이오테크놀로지 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 대표 화장품기업 아모레퍼시픽과 LG생활건강이 각각 자사 브랜드 전문 매장에 타사 브랜드를 입점시키면서 변화를 예고하고 나섰다. ‘원브랜드 전문 매장’에서 벗어나 사실상 ‘헬스앤뷰티(H&B) 스토어’ 시장에 발을 들인 것이라는 해석이 나온다.아모레퍼시픽은 서울 서초구 서초동에 차세대 멀티 브랜드샵을 지향하는 ‘아리따움 라이브 강남’을 문연다고 28일 밝혔다. 이번에 문여는 ‘아리따움 라이브 인 강남’은 자사 브랜드만 판매하던 기존의 뷰티 전문 매장 ‘아리따움’과 달리 아이오페, 라네즈, 키스미 등 기존 아모레퍼시픽그룹의 브랜드 18개 외에도 헤라 메이크업, 프레시팝, 아닉구딸 등 자사 브랜드 11개와 메디힐, 파파레서피, 듀이트리, 스틸라 등 타사 브랜드 59개가 신규 입점했다. 아리따움에 아모레퍼시픽 외의 브랜드가 들어선 것은 이번이 처음이다. 이밖에도 ‘아리따움 라이브 강남’은 아모레퍼시픽의 전문 연구원과 전문 뷰티테이너 스탭들이 피부 진단 및 솔루션을 제공하는 ‘아리따움 뷰티 바’, 퍼스널 컬러 진단을 토대로 메이크업 스타일링 서비스를 제공하는 ‘메이크업 스타일링 바’ 등 매장 곳곳에 고객 체험형 콘텐츠를 강화했다. 여기에 화장품기업인 LG생활건강도 다음달 6일 자사 뷰티 편집매장 ‘네이처컬렉션’에서 타사 브랜드인 VT 코스메틱과 방탄소년단이 협업한 ‘VTXBTS 에디션’을 독점 판매하기로 결정하는 등 사업 확대 조짐을 내비쳤다. 네이처컬렉션은 이번 한정 판매를 시작으로 타사 브랜드 입점을 긍정적으로 검토한다는 방침이다. 대형 화장품 기업들이 이처럼 점포 혁신에 나선 까닭은 빠르게 성장하고 있는 H&B스토어 시장을 의식한 것으로 풀이된다. 업계에 따르면 CJ올리브영을 필두로 한 국내 H&B스토어 시장 규모는 올해 2조원을 돌파할 것으로 보인다. 2025년에는 시장 규모가 5조원에 달할 것이라는 관측이다. 시장 점유율 60%를 훌쩍 넘은 부동의 1위 올리브영에 이어 후발주자들도 적극적으로 사업을 확장하고 있는 추세다. 업계 2위인 GS리테일은 기존 ‘왓슨스’를 ‘랄라블라’로 리브랜딩한 뒤 현재 190여개인 매장 수를 올해 안으로 300여개까지 늘리는 등 본격적으로 몸집 불리기에 나선다는 계획이다. 롯데쇼핑의 롭스와 이마트의 부츠도 공격적으로 점포 수를 늘려나가고 있다. 한 업계 관계자는 “과거에는 뷰티 편집매장이 단순히 ‘가성비’를 강조한다는 인식이 강했다면, 최근에는 해외 고급 뷰티 브랜드를 모아놓은 ‘시코르’가 등장하고 세계 최대 편집매장 ‘세포라’도 국내 상륙을 앞두는 등 고급화가 이뤄져 콧대 높은 화장품기업들에게도 놓칠 수 없는 시장이 되고 있는 것”이라고 말했다. 김희리 기자 hitit@seoul.co.kr

지구와 묘하게 닮은 토성 위성인 타이탄에서 사상 처음으로 모래 폭풍이 포착됐다. 최근 프랑스 파리 7대학 연구팀은 미 항공우주국(NASA)의 카시니호의 데이터를 분석한 결과 타이탄의 적도 부근에서 모래 폭풍이 관측됐다고 밝혔다. 지금까지 태양계 내에서 모래폭풍이 일어나는 곳으로 밝혀진 천체는 지구와 화성 뿐으로 그만큼 타이탄이 지구와 닮았다는 것을 의미한다. 지름 5150㎞, 표면온도는 - 170℃로 매우 낮은 타이탄은 지구와 마찬가지로 구름이 있으며 비가 내리고 호수와 광대한 모래언덕(사구)이 존재한다. 다만 이는 지구와는 성분이 다르다. 타이탄의 대기는 메탄 구름을 가진 질소가 대부분이며 호수 역시 물로 가득찬 지구와는 달리 액체 탄화수소로 이루어져 있다. 또한 타이탄은 지구보다 두꺼운 대기를 가진 독특한 위성으로 역동적인 기후 시스템을 가진 것으로도 보인다. 이같은 이유로 타이탄은 태양계 내에서 생명체 존재 가능성이 가장 높은 곳으로 꼽혀 NASA의 차기 탐사 대상으로도 올라있다. 이번에 연구팀은 카시니호가 지난 2009년과 이듬해 몇차례의 근접비행(Fly by·플라이바이)을 통해 얻어진 데이터를 통해 타이탄의 적도 부근에서 일어나는 먼지폭풍을 분석해냈다. 연구를 이끈 세바스찬 로드리게스 박사는 "타이탄은 매우 활동적인 위성"이라면서 "타이탄의 적도 지역을 덮고있는 거대한 모래언덕은 활동적이고 지속적으로 변화한다"고 설명했다. 이어 "타이탄의 강력한 바람은 지구와 화성처럼 유기 먼지를 전 지역으로 운반할 수 있다는 것을 보여준다"고 덧붙였다. 한편 타이탄은 위성이지만 태양계에서 유일하게 사구 지형이 관찰된 위성이자 두꺼운 대기를 지니고 있다. 대기의 구성 성분은 독특하게도 메탄이나 이보다 더 복잡한 탄화수소 분자로 인해 대기가 짙은 노란색 안개처럼 보인다. 그리고 태양계에서 유일하게 탄화수소가 응결되어 비와 눈으로 내린다. 　 　 이번 연구결과는 지구과학 분야 유명 학술지인 ‘네이처 지오사이언스'(Nature Geoscience) 24일자에 발표됐다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

제2차 세계대전은 독일, 이탈리아, 일본 제국주의 국가들이 세계 제패라는 야욕에 사로잡혀 일으킨 전쟁이다. 특히 영국이나 프랑스처럼 아프리카나 중동에 식민지를 갖고 있지 않아 원유 확보를 제대로 할 수 없었던 독일이 유럽 정복을 위해 세계대전을 일으킨 것은 풍부한 석탄을 석유화할 수 있는 화학기술을 갖고 있었기 때문이라는 지적도 있다. 실제로 공군기 연료의 90% 이상, 그리고 국가 전체 석유 수요의 절반 이상을 이 같은 석탄화 석유로 충당한 것으로 알려져 있기도 하다. 바로 석탄을 석유로 만든 이 마법 같은 기술은 1920년대 독일 화학자 프란츠 피셔와 한스 트롭슈가 개발한 ‘피셔-트롭슈 공정’ 덕분이다. 석탄의 탄소와 공기 속 산소를 결합해 일산화탄소를 만든 뒤 여기에 수소를 넣어 반응시키면 탄화수소(석유)가 만들어지는 것이다. 중동의 석유가 전 세계에서 널리 쓰이면서 이 공법은 많이 쓰이지 않고 있었는데 일본과 중국 화학자들이 이 반응을 개선해 바이오매스에서 가솔린과 항공기 연료를 직접 만들어 내는데 성공했다. 일본 토야마대 응용화학과, 국립재료과학연구소, 중국 과학원, 샤먼대 화학공학부 공동연구진은 100여년 전 독일 화학자들이 석탄에서 합성석유를 만들어 낸 피셔-트롭슈 화학공정을 개선해 석탄 뿐만 아니라 다양한 바이오원료에서 액체 연료를 만들어 내는데 성공했다. 이번 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘네이처 촉매’ 18일자에 실렸다. 석탄이나 잘게 분쇄된 땅콩껍질 같은 바이오매스를 천연가스와 비슷한 성분으로 전환시키는데 피셔-트롭슈 공정은 매우 유용하지만 실제로 가솔린이나 디젤, 항공유처럼 직접 사용되기 위해서는 분리 정제 과정이 필요하다. 이 때문에 피셔-트롭슈 공정으로 연료를 만들기 위해서는 비용과 시간이 많이 든다는 단점이 있다. 이 때문에 이 같은 공정으로 인공석유를 만드는 나라들은 석탄 같은 원료가 지나치게 저렴하거나 원유 수입이 어렵다는 등의 상황이 아닌 이상 사용하는 곳은 많지 않았다. 연구팀은 기존 피셔-트롭슈 공정에서 철이나 코발트를 이용한 촉매 대신 다공성 물질인 제올라이트와 코발트 나노입자를 혼합시킨 촉매를 사용했다. 이렇게 되면 비교적 간단한 방법으로 실제 사용이 가능하고 순도가 높은 액체 연료를 다량 생산이 가능해진다. 실제로 연구팀은 바이오매스를 이용해 순도 74%의 가솔린과 순도 72%의 항공유를 만드는데 성공했다. 기존의 방식으로는 순도 50%가 넘기가 어려웠다. 츠바키 노리타츠 토야마대 교수는 “이번 연구는 가솔린과 항공유처럼 석유를 기반으로 나올 수 있는 액체연료를 다른 방식으로 원스톱으로 생산할 수 있다는 것을 보여준 것”이라면서 “아직 촉매 문제나 합성연료의 수요 등 해결해야 할 문제가 많기는 하지만 석유라는 화석연료를 대체할 수 있는 기술을 확보했다는데 의미가 크다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사람의 두개골 속에 생기는 모든 종류의 종양을 뇌종양이라고 하는데 자라는 아이들에게서 나타나는 소아 뇌종양은 아이들의 성장 속도만큼이나 빠르게 자라 악성인 경우가 대부분이다. 더군다나 소아에게서 나타나는 뇌종양에는 난치성 뇌전증(간질)이 뒤따른다는 특징이 있는데 아직까지 정확히 그 원인이 밝혀지지 않은 상태다. 국내 연구진이 난치성 뇌전증을 일으키는 소아 뇌종양의 근본 원인과 뇌전증 발생 원리를 밝혀내고 의학 분야 국제학술지 ‘네이처 메디슨’ 17일자(현지시간)에 실렸다. 이번 연구를 통해 외과 수술로도 쉽게 치료되지 않는 소아 뇌종양 환자의 난치성 뇌전증을 근본적으로 치유할 수 있는 길이 열릴 것으로 기대되고 있다. 소아 뇌종양 환자에게서 나타나는 뇌전증은 일반 뇌전증 환자에게 사용되는 항뇌전증 약물에 반응하지 않기 때문에 난치성으로 분류되고 현재로서는 별다른 치유법이 없는 상황이다.연구팀은 소아 뇌종양 환자의 뇌 조직과 뇌종양을 유발시킨 동물을 이용해 분자 유전학적 분석을 실시했다. 우선 뇌전증이 동반된 소아 뇌종양 중 일종인 신경절 교세포종 환자의 종양조직을 분석한 결과 신경줄기세포에 ‘비라프’(BRAF V600E)라는 유전변이가 발생했다는 것을 확인했다. 또 동물에게서도 똑같은 신경절 교세포종을 유발시킨 뒤 관찰한 결과 소야 뇌종양 환자와 똑같은 증상을 보인다는 것을 알아 냈다. 즉 태아의 뇌 발달 과정 중에 신경줄기세포에 ‘비라프’ 돌연변이가 나타나면 난치성 뇌전증이 동반된 소아 뇌종양이 발생한다는 설명이다. 또 연구팀은 현재 피부암과 갑상선암 표적 항암제로 사용되는 비라프 저해제를 동물에게 주입한 결과 난치성 뇌전증이 치료되는 것도 확인했다.연구팀은 이번 연구결과를 바탕으로 카이스트 교원창업기업 ‘소바젠’을 통해 소아 뇌종양 난치성 뇌전증 치료약 개발에 나설 계획이다. 이번 연구를 이끈 1저자 고현용 카이스트 연구원은 “소아 뇌종양 환자의 신경줄기세포에서 발생한 돌연변이가 난치성 뇌전증 발생의 핵심역할을 한다는 것을 처음으로 밝혀낸 것”이라며 “난치성 뇌전증을 근본적으로 치료할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

많은 사람들이 몰려 있어 시끌벅적한 커피점에서도 내 이름을 부르는 소리를 또렷하게 들을 수 있는 이유는 뭘까. 길을 걸을 때 다른 사람들의 발자국 소리는 들리는데 정작 자신의 발자국 소리를 듣지 못하는 이유는 무엇일까. 미국 듀크대 의대 신경생물학과, 뉴욕대 신경과학센터 공동연구팀은 멀리 떨어져 있는 다른 사람이 내는 발자국 소리는 들으면서 정작 자신의 발자국 소리를 듣지 못하는 뇌 속 메커니즘을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 12일자에 발표했다. 정상적인 청력 기능을 갖기 위해서는 운동 관련 소리와 주변 환경에서 나오는 소리를 예측하고 구분할 수 있어야 한다. 그렇지만 아직까지 우리 뇌가 움직임으로 인한 소리를 예측하는 메커니즘에 대해서는 명확히 밝혀내지 못한 상태다. 연구팀은 이를 확인하기 위해 ‘음향 가상현실 시스템’을 구축해 생쥐가 환경 소음을 어떻게 처리하는지 신경 회로 메커니즘을 관찰했다. 그 결과 생쥐들은 아무리 조용한 환경에 놓여 있더라도 자기의 발자국 소리를 무시할 수 있는 ‘감각 필터’를 작동시킨다는 사실을 확인했다. 생쥐는 생존을 위해서 자신의 천적인 고양이가 접근하는 소리를 탐지해야 한다. 이 때문에 조용한 상황에서도 자신의 발자국 소리에 고양이의 발자국 소리가 묻히면 안되기 때문에 자신의 발자국 소리를 의도적으로 무시하는 뇌 메커니즘을 작동시키게 되는 것이다. 연구팀은 이처럼 의도적으로 소리를 무시하고 예상하거나 상상하는 소리를 듣는 뇌 작동 방식은 사람의 경우 악기연주나 말하기 같은 복잡한 인간 행동에 있어서도 중요하다고 설명하고 있다. 또 이 같은 뇌 회로가 오작동을 일으킬 경우 조현병이나 소리에 대한 망상증에 시달릴 수 있게 된다고 연구팀은 말했다. 리처드 무니 듀크대 의대 교수는 “이번 연구를 통해 발견한 뇌의 예측회로는 생존을 위해 진화된 뇌 기능인데 이것이 과잉반응할 경우 환각과 조현병 같은 각종 신경증 증세를 유발시킬 수 있다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2009년 개교한 울산과학기술원(UNIST)이 각종 연구 분야에서 세계적인 성과를 올리며 ‘2030년 세계 10위권 과학기술특성화 대학’ 진입을 향해 순항하고 있다. 13일 UNIST에 따르면 연구 논문으로 세계 대학 순위를 매기는 ‘라이덴랭킹’에서 지난해 이어 올해까지 2년 연속 국내 1위를 차지했다. 세계 순위도 지난해 36위, 올해 52위로 상위권이다. UNIST는 2015년 9월 과학기술원 전환 이후 더 빠른 성장세를 보인다. 여기에다 원천기술 연구 성과물을 기반으로 한 기술사업화와 창업 지원에 나서 우리나라 과학기술 분야에 ‘신생 돌풍’을 일으키고 있다.UNIST의 논문 질과 연구 능력은 곳곳에서 객관적으로 입증받고 있다. 라이덴랭킹 외에도 지난해 9월 발표한 ‘2017-2018 THE 세계대학 순위’에서 국내 5위를 차지했다. 5대 평가지표 중 논문 피인용도에서는 우리나라 1위(세계 45위)에 올랐다. 또 개교한 지 50년이 안 된 세계 대학 250곳을 대상으로 평가한 ‘논문 피인용도’에서는 UNIST보다 뛰어난 곳이 4곳뿐이었다. THE(Times Higher Education)는 세계 대학평가기관이다. 더불어 네이처 출판그룹에서 발표하는 질적 연구성과 지표인 ‘네이처 인덱스’에서도 ‘저자의 논문당 기여도’ 부문에서 올해 국내 4위를 기록했다. 이는 나이나 경력에 관계없이 연구자에게 전폭적인 지원을 벌인 ‘연구지원 정책’의 성과물인 것이다. UNIST는 연구 논문 발표에 그치지 않고, 상용화에도 박차를 가한다. 교내 벤처기업인 ㈜리센스메디컬, ㈜유투메드텍, ㈜필더세임, ㈜프론티어에너지솔루션, ㈜슈파인세라퓨틱스, ㈜이고비드 등이 기술사업화의 대표적인 사례다. 이들 업체는 지난 1월 팁스(TIPS)에 선정돼 앞으로 3년간 최대 10억원을 지원받아 사업화를 진행한다. 팁스는 중소벤처기업부의 대표적인 기술창업지원 프로그램이다.급속냉각마취 기술을 기반으로 창업한 리센스메디컬은 유테크 밸리의 첫 번째 기업으로 선정돼 30억원을 유치했다. 슈파인세라퓨틱스는 척추손상 환자 치료를 돕는 패치 상용화를, 필더세임은 가상현실에 사용될 착용형 시스템을 개발 중이다. 프론티어에너지솔루션은 차세대 페로브스카이트 태양전지 상용화를, 고비드는 인공지능을 기반으로 한 능동형 상황인식 기술을, 투메드텍은 영상 진단기기와 알고리즘 개발을 통한 축농증 진단기술의 상용화를 하고 있다. 태양전지·해수전지·이차전지 분야에서도 큰 성과를 내고 있다. ‘이차전지 산학연 연구센터’가 지난해 3월 문을 연 이후 한층 더 속도를 내고 있다. 해수전지는 바닷물 속 소듐 이온(Na)을 이용해 전기 에너지를 저장하는 장치다. 지난 5월에는 ‘등부표 해수전지’ 실증시험에도 성공했다. UNIST는 지난달 31일부터 이틀간 울산시와 공동으로 ‘게놈 엑스포’를 개최했다. 게놈 엑스포에는 세계적인 석학, 기업체, 시민 등 1만명이 참여했다. 세계적인 석학들이 연구 성과를 발표해 관심을 끌었다. 팀 허버드 킹스칼리지런던대학 교수가 ‘영국 10만명 게놈프로젝트’를, 박종화 UNIST 교수가 ‘게놈으로 보는 나의 미래’ 등을 발표했다. 앞서 같은 달 23일에는 ‘대사스트레스 세포대응 연구센터’가 문을 열고, 난치병 해결을 위한 새로운 치료제 개발에 나섰다. 이 연구센터는 ‘2018년 선도연구센터 지원 사업’에 선정돼 앞으로 7년간 최대 105억원을 지원받는다. 대사 스트레스로 인한 항암제 무반응성 난치암과 당뇨병 치료를 위한 기술 기반을 마련할 계획이다. 지난 3일에는 ‘유니스트-웨이크포리스트-바젤 생체 장기모사 연구센터’가 개소했다. 이 분야에 세계적인 연구 역량을 가진 미국 웨이크포레스트 의과대학, 스위스 바젤대학 의과대학과 손잡고 신약 개발에 나섰다. 지난 6일에는 ‘세포 간 신호교신에 의한 암제어 연구센터’도 문을 열었다. 세계적인 권위를 가진 교수들이 UNIST의 젊은 인재들을 키우고 있다. 3명의 교수가 정보분석 서비스 기업인 클래리베이트 애널리틱스에서 선정한 ‘2017 세계에서 가장 영향력 있는 연구자(HCR)’에 이름을 올렸다. 로드니 루오프(59) 자연과학부 특훈교수, 조재필(49)·김진영(46) 에너지 및 화학공학부 교수다. 루오프 교수는 4년 연속 HCR에 선정됐을 뿐 아니라 소재과학·물리학·화학 등 3분야에서 상위 1% 연구자로 뽑혔다. 세계 상위 1% 연구자로 뽑힌 인물은 한국기관 소속 중 유일하고, 세계적으로도 20명뿐이다. 조 교수는 소재과학 분야에서 2년 연속 선정됐고, 김 교수는 처음으로 이름을 올렸다. 이와 함께 UNIST는 글로벌 인재를 키우는 데 힘을 쏟는다. UNIST와 하버드공대가 지난해부터 손잡고 진행하는 ‘연구 인턴십 프로그램’이 대표적이다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr

많은 자동차 업체들은 지구온난화를 유발시키는 각종 오염물질의 배출원이자 미세먼지 유발 원인으로 지적받고 있는 내연기관 자동차 대신 배터리로 움직이는 전기차 개발에 관심을 기울이고 있다. 현재 상용화된 전기차들은 배터리 충전시간이 길고 연료 효율이 내연기관차보다 떨어진다는 단점이 있다. 국내 연구진이 가솔린 엔진보다 효율이 우수한 전기자동차 배터리를 개발해 주목받고 있다. 현재와 같은 충전식이 아니라 교환방식이라 배터리 무게를 줄이면서 에너지는 더 많이 담고 지금보다 연비도 높일 수 있어 상용화 가능성도 높을 것으로 예상된다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지및화학공학부 조재필 교수팀은 현재 전기자동차에 널리 사용되는 리튬이온배터리보다 오래 쓰면서도 효율이 높고 폭발되지 않는 알루미늄-공기 흐름 전지 기술을 개발하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 13일자에 발표했다. 이번에 개발된 알루미늄-공기 흐름 전지는 금속을 공기와 반응시켜 전기를 얻는 원리로 현재 사용되는 리튬이온 배터리처럼 충전해 사용하는 2차 전지가 아니라 건전지처럼 방전만 되는 1차 전지이다. 전기차에 적용할 경우 알루미늄 금속만 교체해 전기를 공급 받을 수 있게된다. 리튬이온 배터리보다 에너지 밀도가 커서 차세대 배터리로 주목받고 있으며 알루미늄 자체는 구하기 쉽고 가볍고 가격도 저렴하다는 장점을 갖고 있다. 같은 부피라고 할 경우 알루미늄이 리튬보다 4배 이상의 용량을 갖고 있기 때문에 전기차 배터리로 사용하기 적절하다. 또 연구팀에 따르면 가솔린의 이론적 에너지 밀도는 1㎏당 1만 3000Wh(와트시)이지만 엔진을 작동시키는 과정에서 발생하는 여러가지 에너지 손실 때문에 실제 에너지 밀도는 1700Wh로 줄어든다.반면 알루미늄-공기 흐름 전지는 알루미늄 1㎏당 2541Wh의 에너지 밀도를 보인다. 이정도의 에너지 밀도는 한 번 교체로 700㎞를 움직일 수 있는 전기차 배터리를 만들 수 있다고 연구진은 소개했다. 알루미늄-공기 전지는 작동 과정에서 알루미늄 부산물이 쌓여 성능이 떨어지는 문제가 발생하는데 연구팀은 전해액을 흐르도록 해 알루미늄 부산물이 쌓이는 것을 막아 효율을 일정하게 유지하도록 하는데도 성공했다. 조재필 교수는 “알루미늄은 산업적으로도 가장 널리 사용되는 금속이기 때문에 소재 수급에 따른 전지 가격 문제에서 자유로울 수 있고 전기차에서 가벼운 알루미늄 금속을 교체하는 방식으로 에너지를 얻을 수 있기 때문에 긴 충전시간이라는 기존 전기차의 단점도 보완할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

마치 스위치를 끄듯 차단하면 고질적인 만성신경통을 완화할 수 있는 뇌 신경부위를 과학자들이 발견했다. 미국 보스턴아동병원 등이 참여한 연구진은 일반적으로 통각과 다른 촉각을 구분하지만 손상 시 그렇지 못하는 뇌 신경망을 발견했다고 세계적 학술지 ‘네이처’ 최신호(12일자)에 발표했다. 연구진이 찾아낸 뇌 신경부위는 확성기처럼 감각 정보를 확대한다. 이는 작은 신경세포 군집으로 신체의 다른 부위에서 척수를 통해 전해진 감각 신호를 증폭해 돌려보내며 이때 촉각이나 통각 중 하나를 느끼게 한다. 그런데 이런 감각 정보를 주고받는 복잡한 신경계의 어느 한 곳이 손상되면 이를 통해 전달되던 신호가 방해를 받아 만성신경통으로 이어질 수 있는 것이다. 신경 손상은 다치거나 암 또는 대상포진 등의 질환이 원인이 될 수 있으며 이로 인해 적절하지 못한 감각 신호를 유발한다. 예를 들어 환자는 즉각적이거나 분명한 원인이 없어도 불에 댄 듯한 쓰라림이나 따끔거림을 느끼거나 마비된 듯 감각을 느끼지 못할 수도 있다. 또 어떤 환자는 눕기만 해도 피부에 극심한 통증을 느낄 수도 있다. 이런 통증은 정확한 원인을 예측해 치료하기 어려워 신체적 불편함을 일으킬 뿐만 아니라 정신적인 고통을 주기도 한다. 지금까지는 항염증제와 같은 진통제를 투여해 신경에서 어떤 압박을 제거함으로써 어느 정도 통증을 줄일 수도 있고 항우울제나 항발작 약물이 효과가 있는 사람들도 있지만, 대다수 사람들에게 신경통은 심각한 고통을 준다. 연구에 참여한 알반 라트레몰리에르 박사는 “정상적인 상황에서 척수에 있는 촉각 및 통각 층은 억제성 신경세포에 의해 확실히 분리되지만 신경이 손상되면 이런 억제가 사라진다”고 말했다. 연구진은 이번 연구에서 신경통을 지닌 쥐들에게서 발견한 신경세포 군집을 증식하거나 잘라냈을 때 이들 동물이 가벼운 접촉에도 더는 안 좋게 반응하지 않지만 침으로 찌르거나 열을 가해 뜨겁게 하는 등 실질적인 통각에는 여전히 반응하는 것을 알아냈다. 물론 이렇게 뉴런을 제거하거나 유전자를 없애는 것만이 환자의 신경통을 치료하는 유일한 방법이 아닐 수도 있지만, 이번 결과는 연구자들에게 앞으로 치료 방법을 개발하기 위한 표적과 메커니즘을 제공한다. 또다른 공동저자 클리퍼드 울프 박사는 “우리는 인지와 기억, 두려움, 그리고 불안 등 뇌의 더 큰 정신 활동이 통증을 더 크게 또는 작게 느끼게 할 수 있다는 점을 잘 안다”면서 “이제 우리는 통증의 정도에 원인이 있을 수 있는 생리학적인 경로를 확인했다”고 말했다. 이어 “우리는 뇌에서 통증 조절 장치를 찾아냈다. 이제 우리는 이 장치를 차단하는 법을 알아내야 한다”고 덧붙였다. 사진=미국 보스턴 아동병원 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

초속 8㎞로 돌면서 통신위성 등 위협 자동파괴·대기권 소각·그물 수거 연구 군사위성 비공개… 우주교통관리 골치# 올 초 중국의 실험용 우주정거장 ‘톈궁 1호’가 지구에 추락할 것으로 예상되면서 세계 각국은 비상이 걸렸다. 지구 대기권에 진입하면서 대부분이 소멸되겠지만 만에 하나 작은 조각이라도 인구밀집지역에 추락하는 경우 심각한 피해가 예상됐기 때문이다. 다행히 ‘톈궁 1호’의 잔재는 남태평양 해상에 떨어져 아무런 피해는 없었다. # 유럽우주국(ESA)에서 2010년 환경 감시 및 연구 목적으로 발사한 크라이오샛2(CryoSat2)는 지난 7월 2일 임무 고도인 700㎞ 상공을 돌고 있었다. 그런데 지상관제국에서 위성을 향해 작은 우주 파편조각이 날아오고 있다는 사실을 발견하고 긴급 강제 조종 모드로 바꿔 가까스로 충돌을 피했다. 1억 4000만 유로(약 1829억원)가 투입된 위성이 무용지물이 될 뻔한 위기일발의 순간이었다. ●인공위성 95% 수명 다해 ‘좀비’ 전락 1957년 10월 인류 최초의 인공위성 ‘스푸트니크1호’가 발사된 이후 수많은 위성이 우주로 올라가면서 토성의 고리처럼 지구 주변을 떠다니고 있다. 그런데 현재 지구 주변을 돌고 있는 위성 중 약 95%는 수명이 다해 더이상 작동하지 않는 ‘좀비’ 위성이다. 여기에 로켓 잔해, 위성에서 떨어져 나간 페인트 조각, 나사, 심지어 우주비행사가 우주 유영 중에 놓친 공구까지 수많은 우주쓰레기가 지구를 둘러싸고 있다.이런 우주쓰레기들은 지구 궤도를 초속 8㎞라는 엄청나게 빠른 속도로 돌고 있다. 운동하는 물체의 에너지는 속도의 제곱에 비례하기 때문에 1㎝ 이하의 작은 조각이라도 정상 작동하는 인공위성과 충돌할 경우 치명적인 결과를 가져온다. 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 최신호에서는 민간 우주기업이 증가하면서 지구 주변을 도는 우주쓰레기들도 기하급수적으로 늘어나 우주공학자들의 골칫거리가 되고 있다는 분석 리포트를 발표했다. ESA가 지난 5월 발표한 ‘우주환경 연간 분석보고서’에 따르면 1957년 이후 우주 물체는 1970년대 2000개, 2000년대 7500개, 2017년 현재는 2만여개에 이른다. 지난해에는 전 세계적으로 400개 이상의 위성이 발사됐다. 이는 2000년대와 비교했을 때 4배 이상 증가한 숫자다. ●부딪치면 파편 생겨 기하급수적 증가 미국 퍼듀대 항공우주공학과 캐럴린 프루에 교수는 “각종 우주물체가 지구 궤도를 가득 채우면서 우주공학자들은 이들과의 충돌을 피하기 위해 다양한 방안을 고민하고 있지만 잠재적 충돌 위험성은 점점 커질 것”이라고 지적했다. 프루에 교수는 “문제는 우주쓰레기와 부딪친 위성들이 파괴되면서 수많은 파편들을 또 만들어 내기 때문에 우주쓰레기의 숫자는 기하급수적으로 늘어날 수밖에 없다는 것”이라고 말했다.이에 우주공학자들은 고열을 이용해 우주쓰레기를 태우거나 압축하는 방안, 위성이 수명이 다 되면 완전 분해에 가깝게 자체 파괴되도록 하는 방법, 우주쓰레기 수거용 위성을 발사해 거대한 그물로 수거하는 방안들을 연구 중인 것으로 알려져 있다. 지상에서 우주쓰레기에 레이저를 발사해 경로를 바꾼 뒤 지구로 떨어지도록 해 대기권에서 태워버리는 방법도 구상되고 있지만 당장 현실화되기는 어렵다는 평가다. 이 때문에 또 다른 우주공학자들은 우주공간에 떠다니는 우주물체들의 정확한 위치를 파악해 새로운 위성을 우주쓰레기와 다른 궤도에 올리는 ‘우주교통관리’ 시스템을 구축하는 것이 현실적이라고 지적하고 있다. 그러나 텍사스 오스틴대 모리바 자 교수는 “우주쓰레기로 인한 위협을 최소화하기 위해서는 각국 정부에서 군사적 목적으로 발사된 위성들의 정보까지 모두 포함시켜야 하는데 이들에 대한 정확한 정보가 없다는 것이 우주교통관리 시스템 도입에 걸림돌”이라고 지적하기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

유전적 요인은 ‘지능지수+성격+행동문제+건강’ 모두 포함학습동기 지속적 부여 필요...학습방해 유전요인 빨리 파악해야많은 부모들이 자녀들이 학교에서 좋은 성적을 받기를 원한다. 그렇다면 부모들이 원하는 좋은 성적과 학업성취도는 유전적 영향을 받을까, 아니면 부모의 재력이나 공부환경 같은 후천적 영향을 받을까. 교육학 분야에서 여전히 논란이 되고 있는 이 같은 문제에 있어서 영국과 미국 과학자들이 유전적 요인에 손을 들어주는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 영국 킹스칼리지런던대, 미국 텍사스 오스틴대, 뉴멕시코대 공동연구팀이 초등학교부터 고등학교 졸업 때까지의 학생들의 학교성적을 좌우하는 것은 유전자라는 연구결과를 네이처에서 발행하는 학습심리학 분야 국제학술지 ‘사이언스 오브 러닝’ 최신호(5일자)에 실렸다. 연구팀은 잉글랜드와 웨일즈 지방에 거주하는 쌍둥이 6000쌍을 대상으로 초등학교 입학부터 고등학교 졸업 때까지 의무교육 과정에서 나타난 영어, 수학, 과학성적을 비교했다. 그 결과 쌍둥이 성적이 완전히 차이가 나는 경우는 거의 없었고 둘 다 공부를 잘하거나 둘 다 못하는 것으로 나타났다. 이들의 성적은 초등학교부터 고등학교 졸업 때까지 일관성있게 나타났다. 연구팀에 따르면 초등학교 때 학업성취도가 높으면 이는 고등학교 졸업 때까지 비슷한 수준으로 나타났으며 그 반대도 마찬가지 경향을 보였다는 것이다. 물론 초등학교와 중고등학교 때 성취도 차이가 나는 경우가 있기는 했지만 크게 나타나지는 않았다고 밝혔다. 이를 바탕으로 연구팀은 학업 성취도에서 유전적 요인이 70% 이상을 좌우한다는 결론을 내렸다. 나머지 30%는 환경의 몫이라고 밝혔다. 환경 중에서는 쌍둥이가 공유하는 것 같은 학업 환경이 25%, 나머지 5%는 친구나 교사 같은 개인별 환경요인으로 나타났다. 연구팀 관계자는 이번 연구에서 밝히는 유전적 요인은 기존 연구들에서 강조하는 지능지수처럼 머리가 좋고 똑똑하다는 것이 아니라 성격, 행동문제, 동기부여, 건강 등 다양한 요인을 포함한다고 밝혔다. 실제로 지능지수를 제외한 유전적 요인 60%가 학업 성취도에 영향을 미친다고 강조했다. 칼리 림펠트 킹스칼리지런던대 정신과학·심리학·신경과학연구소 교수는 “학업성취도에 대해 DNA의 개입은 다양한 방식으로 이뤄진다”라면서도 “공부 유전자를 타고나지 못한 아이들이라도 학습 동기를 계속 자극한다면 성적이 올라갈 것이고 우수한 유전자를 타고나더라도 동기가 부여되지 않는다면 문제가 생길 것”이라고 지적했다. 또 림펠트 교수는 “학습 동기 부여라는 것은 아이들에게 단순히 공부를 강요하는 것이 아니라 공부를 왜 해야하는지, 어떻게 하면 즐겁게 할 수 있는지에 대한 자극”이라며 “부모들은 아이의 학업 성취도를 낮추는 유전적 요인이 무엇인지 파악해 환경적 요인으로 어떻게 보완해줄 수 있는지 고민할 필요가 있다”고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

암과 치매, 그리고 심장질환 같은 노인병을 치료하기 위해 전 세계 수십 개의 신생기업이 연구용으로 젊은 성인들에게서 피를 얻기 위해 애를 쓰고 있는 것으로 전해졌다. 이에 대해 영국 유니버시티칼리지런던(UCL)의 유전학자 데임 린다 파트리지 교수는 이런 실험은 장난이 아니며 현대 의학에서는 가장 유망한 사업 중 하나로 손꼽힌다고 주장했다. 7일(이하 현지시간) 영국 일간 데일리메일 등 외신에 따르면, 지난 5일 세계적 학술지 네이처에 자료 분석 보고서를 발표한 파트리지 교수는 이런 연구가 젊은 피가 암과 치매, 그리고 심장질환과 같은 질병이 없는 삶을 살게 할 수 있다고 말했다. 파트리지 교수의 연구는 젊은 피를 수혈받은 나이든 쥐들은 노화수반병이 생기지 않았고 날카로운 인지 기능을 유지했지만, 나이든 피를 수혈받은 젊은 쥐들은 역효과를 일으키는 것을 보여줬다. 이에 대해 파트리지 교수는 이를 입증하기 위해 신체적 건강을 지켜주는 분자를 확인하려면 동물 시험을 통해 혈액을 더 면밀하게 연구할 필요가 있다고 말했다. 파트리지 교수와 그녀의 연구진은 “혈액은 실질적으로 가장 접근하기 쉬워 흔히 조사되는 (신체의) 조직이지만, 동물 시험에서는 흔히 이용되지 않는다”면서 “건강 위험에 관한 혈액 기반 바이오마커와 노화 특징 등을 알아내는 것이 중요하다”고 말했다. 파트리지 교수의 연구는 미국 샌프란시스코의 신생기업 ‘암브로시아’의 연구와 시험 중 일부다. 이 기업은 페이팔 창업자인 피터 틸의 후원을 받고 있으며 참가자들에게 연구 비용의 일환으로 8000달러(약 900만 원)를 받고 젊은 피를 수혈해주는 임상시험을 진행하고 있는 것으로도 유명하다. 암브로시아의 임상시험에는 지금까지 약 70명이 참가했으며, 최연소 참가자의 나이는 만 30세로 알려졌다. 이들은 만 16~25세 사이의 자원봉사자들에게서 나온 혈액의 주성분인 혈장을 투여받았다. 이에 대해 연구진은 특정 질병에 관한 지표로도 알려진 여러 주요 질병의 바이오마커가 개선됐다고 지적했다. 여기에는 혈중 콜레스테롤 수치가 10% 감소한 것도 포함된다. 콜레스테롤 수치가 높으면 심장질환이 생길 수 있는 것으로 알려졌다. 또다른 효과는 태아성암항원(CEA·carcinoembryonic antigen)으로 불리는 단백질이 20% 감소했다는 것이다. 이는 암 종양이 증식하면서 만들어져 이 수치가 높으면 위암이나 대장암, 췌장암 또는 폐암을 의심할 수 있다. 이밖에도 젊은 피는 치매 환자의 뇌에서 형성되는 독성 단백질 베타 아밀로이드의 수치를 5분의 1까지 낮추는 데 도움을 줬다. 특히 알츠하이머병 초기 증상을 보이던 만 55세 환자는 단 한 번의 수혈 이후 상태가 호전되기 시작했다. 이보다 증세가 심하고 나이가 좀 더 많은 여성 환자 역시 비슷한 효과를 보인다고 암브로시아는 보고했다. 과학자들은 오랫동안 젊은 피가 미치는 영향을 연구해 왔고 다양한 결과를 얻었다. 지난해 11월 미국 캘리포니아대 버클리캠퍼스 연구진은 수혈 치료로 근육 조직을 복구할 수 있다는 사실을 발견했다. 이들 연구자는 수혈 뒤 뇌와 간 모두에 이점이 있다는 것 또한 알아냈다. 같은 달 미국의 연구회사 알카헤스트는 나이든 쥐에게 젊은 사람의 혈액을 투여하는 시험에서 유사한 발견을 했다고 보고했다. 젊은 피를 투여받은 나이든 쥐들은 인지 능력이 높아져 젊은 쥐들처럼 행동하는 것으로 나타났다. 미국 스탠퍼드대 연구진은 이미 3년 전 같은 연구에서 같은 발견을 했지만, 대신 어린 쥐의 피를 사용했다. 하지만 지난 2016년 7월 캐나다 오타와병원 연구진은 상반된 결과를 발표했다. 이들 연구자는 혈액 기증자가 젊은 여성인 경우 환자의 생존율이 떨어지는 것과 관련이 있다고 지적했다. 사진=dolgachov / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

전직 서울대 교수가 국비로 연구한 ‘유전자 가위’ 기술을 자신이 세운 회사로 빼돌렸다는 의혹이 제기돼 서울대가 감사에 착수했다. 서울대는 김진수 전 화학과 교수의 특허 빼돌리기 의혹과 관련한 설명자료를 내고 “이번 사안과 관련해 예비감사 후 특정감사를 실시할 예정”이라고 밝혔다. 앞서 한 언론은 김진수 전 교수가 ‘유전자 가위’ 기술 특허를 자신이 최대 주주로 있는 회사 ‘툴젠’으로 빼돌렸다는 의혹을 보도했다. 김진수 전 교수가 연구를 주도한 ‘크리스퍼 유전자 가위’ 기술은 세균의 면역체계 시스템을 이용해 세포 내 유전 정보를 자유롭게 편집할 수 있는 3세대 유전자 가위 기술이다. 유전자 가위란 특정 유전자를 인공적으로 편집해 더하거나 빼거나 대치하는 방식으로 조작하는 기술을 말한다. 이를 통해 난치병을 치료하거나 유전자변형생물을 개발하는 데 이용할 수 있어 생명과학계의 혁신 기술로 꼽힌다. 김진수 전 교수는 관련 연구를 주도하면서 올해 6월 세계적인 과학저널 ‘네이처’가 선정한 ‘동아시아 스타 과학자 10인’ 중 1명으로 뽑힌 바 있다. 그런데 김진수 전 교수가 서울대에 재직하던 때 동료들과 함께 개발한 유전자 가위 원천기술을 서울대에 거짓 신고를 하고, 자신이 최대 주주로 있는 민간회사로 빼돌렸다는 의혹이 제기된 것이다. 국립대학인 서울대에서 관련 연구를 통해 원천기술을 개발했다면 그 소유권은 일차적으로 서울대에 귀속돼야 한다는 게 통상적인 절차다. 서울대에 따르면 대전지방경찰청이 지난해 6월부터 이 사건에 대한 수사를 진행하고 있다. 서울대는 “올해 4월부터 경찰 조사와 관련해 본격적으로 서울대 자체조사를 시작했다”면서 “외부 전문기관의 정밀 분석에서 서울대의 권리가 침해당한 부분이 발견될 경우 필요한 민·형사상 조처를 할 예정”이라고 밝혔다. 또 서울대는 해당 기술의 가치가 수천억원에 달한다는 주장에 대해서는 “기술이 사업화되기 이전에 그 가치를 평가하는 것은 매우 어렵다”면서 신중한 입장을 나타냈다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

기존 모든 항생제에 내성이 있어 중증 감염은 물론 심지어 사망을 일으킬 수 있는 ‘슈퍼박테리아’가 세계 각 지역에 있는 병원들을 통해 확산되고 있다고 과학자들이 경고하고 나섰다. 국제 학술지 ‘네이처 미생물학’(Nature Microbiology) 최신호(3일자)에 실린 연구논문에 따르면, 호주 멜버른대 연구진은 세계 10개국에서 채취한 표본에서 다제내성균 변이주 3종을 발견했다. 이 중에는 현재 시판 중인 어떤 약으로도 확실히 제어할 수 없는 유럽의 변이주도 있었다. 이 대학의 공중보건연구소 미생물진단부를 총괄하는 벤저민 하우든 교수는 “호주에서 채취한 표본을 시작으로 전 세계로 조사를 확대한 결과 이런 슈퍼박테리아가 전 세계 여러 나라의 많은 의료기관에 존재하는 것으로 밝혀졌다”며 “이런 박테리아는 이미 만연한 것 같다”고 지적했다. 표피포도구균(Staphylococcus epidermidis)으로 알려진 이 세균은 이보다 잘 알려지고 병원성이 강한 메티실린내성황색포도상구균(MRSA)의 근연종이다. 사람의 피부에 상주하는 표피포도상구균은 카테터(소변줄)와 인공관절 등 인공물을 사용하는 노인 등의 환자에 감염을 일으키는 사례가 가장 많다. 하우든 교수는 “생명을 앗아갈 수도 있지만, 이런 사례는 일반적으로 이미 중증인 입원 환자들이다. 완치에 어려움을 겪을 수 있으므로 감염증은 중증이 될 수도 있다”고 설명했다. 하우든 교수팀은 세계 각지의 78개 병원에서 수집한 표피포도상구균 표본 수백 건을 조사했다. 그 결과, 표피포도상구균의 일부 균주는 DNA에 생긴 약간의 변화가 가장 널리 쓰이는 항생제 중 2종에 대해 내성을 갖는 것으로 나타났다. 이 2종의 항생제는 원내 감염을 치료하기 위해 동시 투여하는 경우가 많다. 대부분의 가장 강력한 항생제는 매우 비싸며 독성도 있다. 이에 따라 병원에서는 내성을 피하고자 이보다 저렴하고 약한 여러 약제를 동시에 투여하는 치료 행위를 시행하는 경우가 많다. 하지만 이런 행위는 효과가 없을 수 있다고 연구진은 지적한다. 슈퍼박테리아가 급격하게 퍼지고 있는 이유는 중증 환자에게 강력한 약제를 일상적으로 처방하는 집중치료실(ICU)에서 특히 항생제를 대량으로 투여한 탓도 있는 것으로 생각한다고 연구진은 말했다. 이에 대해 하우든 교수는 이번 논문은 감염이 어떻게 확산하는지, 어떤 세균이 병원에서 잘 퍼지는지 등에 관한 이해를 높일 필요가 있다는 점을 보여준다고 지적했다. 그는 “항생제를 점점 더 많이 투여하는 행위는 세균의 약제내성 증대를 조장하는 것임을 이번 논문은 보여준다”면서 “병원 내 환경에 존재하는 모든 세균에 관해서 균주의 내성 강화가 인위적으로 촉진되고 있으며 항생제에 대한 내성이 전 세계 입원 치료에서 가장 큰 위협 중 하나가 되고 있다는 사실에 의심의 여지가 없다”고 말했다. 사진=표피포도상구균(royaltystockphoto / 123RF 스톡 콘텐츠) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

연예인들이 나오는 토크쇼를 보다 보면 자신의 나이가 실제와는 다르다고 깜짝 고백해 팬들을 놀라게 만드는 경우가 있습니다. ‘아르헨티나여, 날 위해 울지 말아요’라는 곡으로 잘 알려진 에바 페론은 정치적 이유로 실제 나이보다 어리다고 주장했었습니다. 월트 디즈니가 가난한 생활에서 벗어나기 위한 수단으로 군대에 가기 위해 실제보다 나이가 많은 것으로 속였다는 사실은 잘 알려져 있습니다.스포츠 분야에서는 좀더 좋은 성적을 위해 나이를 오히려 올리는 경우도 많습니다. 중국 체조 대표팀이 2000년 호주 시드니올림픽 당시 만 14세에 불과한 여자 체조선수의 나이를 16세로 속여 출전시킨 사실이 뒤늦게 적발돼 단체전 동메달을 박탈당한 것이 대표적입니다. 국제축구연맹(FIFA)은 경기에 참가하는 축구선수들의 정확한 생물학적 나이를 체크하기 위해 손목뼈 검사를 수시로 실시하고 있다고도 합니다. 뼈나이를 측정하는 손목 스캐닝은 비교적 간단하게 생물학적 나이를 확인할 수 있는 방법이지만 오차 범위가 커서 신뢰도가 떨어진다고 알려져 있습니다. 이 때문에 연구자들은 정확한 나이를 파악할 수 있는 다양한 방법들을 고민하고 있습니다. 최근 유럽 과학자들은 환경 등 후천적인 요인으로 인한 DNA 변화를 찾는 후성유전학적 방법으로 연령을 파악하는 방법을 개발하는 데 주력하고 있습니다. 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 4일자에 따르면 연구자들이 신뢰성 높은 증거 기반 검사법인 후성유전학적 기법을 개발하는 이유는 현재 유럽 각국에서 사회문제로 나타나고 있는 ‘난민’ 대책에 도움을 주기 위해서입니다. 현재 유엔에서는 회원국들에게 “18세 미만의 난민들에게는 특별한 보호와 지원을 제공해야 한다”는 규정을 지키도록 권고하고 있습니다. 일부 난민들이 이런 관용적 혜택을 누리기 위해 ‘실제 나이보다 어리다’고 주장하면서 유럽 각국 정부는 최우선적으로 도움을 받아야 하는 대상자를 결정하는 데 어려움을 겪고 있다고 합니다. 일부 극렬 매체들은 이런 사례들만 모아 보도하면서 대중들의 난민들에 대한 혐오증과 폭력까지 부추기고 있는 것이 상황이랍니다. 연구자들은 ‘후성유전학 시계’라는 분자 검사를 이용해 기존 방법보다 좀더 정확하고 빠르게 생물학적 나이를 파악할 수 있다고 주장하고 있습니다. 미드 ‘CSI’에서 흔히 봤던 장면처럼 입안을 면봉으로 슥 문지르는 것만으로도 분석이 가능하다고 합니다. 이런 후성유전학적 기법으로 나이를 예측할 때 오차는 1~2년에 불과하다고 합니다. 기존 뼈 스캔을 통한 해부학적 검사에서 나타나는 오차 범위는 3~4년이기 때문에 훨씬 신뢰성이 높다고 볼 수 있습니다. 물론 후성유전학 시계 검사법으로도 어떤 사람의 나이가 17살 11개월인지 18살인지를 정확히 예측하지 못한다는 한계는 분명히 있습니다. 새로운 과학적 기법을 사용할 때는 항상 윤리적 문제가 동반될 수밖에 없습니다. 후생유전학 기법을 활용한 난민 나이 측정에 대해서도 다른 한편에서는 과학의 이름으로 자칫 한 사람의 삶을 송두리째 바꾸는 상황이 벌어질 수도 있는 만큼 검사 대상자의 완벽한 동의와 프라이버시 보호가 반드시 수반돼야 한다고 주장하고 있습니다. 사실 유럽에서는 범죄자 대상 DNA 검사를 할 때도 개인의 질병 여부 같은 은밀한 정보는 수집할 수 없도록 하고 있습니다. 범죄자에게도 허용되는 인권을 우리와 다른 타자라고 해서 허용하지 않겠다고 한다면 모순 아닐까요. edmondy@seoul.co.kr

공항을 방문하는 사람이라면 누구나 거쳐야 하는 관문인 보안 검색대의 물품 위생상태가 화장실보다 좋지 않다는 조사 결과가 나왔다. 영국 노팅엄대학과 핀란드 국립건강보건연구소 공동 연구진은 2016년 겨울 동안 헬싱키 반타공항 내 곳곳의 바닥과 벽, 사람들의 손이 닿는 물품의 표면 및 공기 샘플을 수 주간 채취했다. 샘플은 공항 이용객이 가장 많은 피크 시간은 7~9시, 11시~12시, 2~4시 직후 공항 직원이 청소를 하기 전 채취됐다. 그 결과 호흡기 질환을 유발할 수 있는 바이러스가 전체 바닥과 벽 샘플 중 10%에서 검출됐으며, 가장 많은 바이러스가 검출된 곳은 소지품 보안 검색대에서 사용하는 플라스틱 바구니로 나타났다. 신발이나 가방, 작은 소지품들을 올려놓는 이 플라스틱 바구니에서는 공항 내 가게나 계단, 여권 체크 카운터, 아이들 전용 놀이방 그리고 공항 곳곳의 공기에서 채취한 샘플 등을 통틀어 가장 많은 바이러스가 검출됐다. 이중에서도 가장 큰 비중을 차지하는 바이러스는 리노바이러스(hRV)였다. 리노바이러스는 코감기를 유발하는 호흡기 바이러스에 속한다. 흥미로운 것은 연구진이 채취한 샘플 중 그 어떤 화장실에서도 호흡기 바이러스는 발견되지 않았다는 사실이다. 연구진은 이러한 결과가 보안검색대 플라스틱 바구니의 위생이 화장실보다 더 좋지 않다는 것을 의미하며, 대체로 화장실에서는 더욱 청결해야 한다는 생각 때문에 손을 깨끗이 씻는 등 위생에 더욱 관심을 기울이기 때문인 것으로 보인다고 분석했다. 연구진은 “이번 연구 결과는 공항과 같은 많은 대중이 모이는 장소에서 바이러스가 어떤 경로로 퍼지는지 알 수 있게 도와준다. 뿐만 아니라 공항 내부 디자인을 결정하거나 정비를 할 때 위생적인 부분을 어떻게 신경써야 하는지 파악하는데 도움이 될 것”이라고 전했다. 자세한 결과는 세계적인 국제학술지 출판사인 스프링거 네이처에서 발간하는 국제학술지 비엠씨 감염성질환(BMC Infectious Diseases) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

미국항공우주국(NASA)이 최근 북극권 호수의 섬뜩한 모습을 영상으로 공개했다. 얼음으로 덮여있어야 할 호수가 녹아서 물 위로 거품이 부글부글 일며 가스가 나오고 있기 때문이다. 지난달 30일(현지시간) 포브스에 따르면, 이는 지구 온난화의 영향으로 북극권에서 온실가스가 이례적인 속도로 방출되고 있음을 보여주는 증거다. NASA의 자금지원을 받고 있는 북극권 조사 프로그램 ‘북극-북방 취약성 실험’(ABoVE·Arctic-Boreal Vulnerability Experiment)에 소속된 국제 연구팀은 최근 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’(Nature Communications)에 조사 보고서를 발표했다. 거기에는 북극의 영구 동토가 녹아 생긴 호수에서 메탄가스와 이산화탄소 등 온실가스의 방출이 급증하고 있다는 내용이 담겼다.북극권은 지구상에서 가장 많은 양의 유기탄소가 얼음 속에 갇혀있는 곳 중 하나다. 아마존 열대 우림에서는 나무가 죽으면 박테리아들이 이를 분해하고 이산화탄소를 내뿜어도 다른 나무들이 광합성을 통해 이산화탄소를 흡수하고 산소를 방출한다. 반면 북극권의 경우 나무나 해조류, 또는 동물 등 무언가가 죽으면 즉시 얼어붙는다. 이 때문에, 북극의 두꺼운 얼음 속에는 지난 몇만 년 동안 유기탄소가 저장돼 온 것이다. 그런데 영구 동토가 녹기 시작하면 박테리아들이 깨어나서 유기탄소를 먹기 시작하고, 막대한 양의 이산화탄소와 메탄가스가 배출된다.이번 영상에서 볼 수 있는 것은 북극의 영구 동토가 녹아 그 결과 지금까지 지하에 잠들어있던 가스가 방출하는 모습이다. 호수 밑 침전물이 녹기 시작하면 그야말로 온실가스 배출 공장이 되는 것이다. 또 연구팀은 영구 동토층에 있는 융해호(thermokarst lake)에 대해서 조사했다. 영구 동토가 녹으면 대량의 물이 방출돼 주변 지반의 저하를 일으킨다. 작은 융해호가 더 큰 호수를 만들어 영구 동토의 융해 속도는 더욱 빨라진다. 연구팀은 이런 현상이 지구 온난화를 더 크고 빠르게 일으킬 수 있다고 지적한다. 영구 동토의 융해에 의한 온실가스 배출은 우리의 상상을 초월하는 속도로 진행되고 있는 것이다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리 몸은 이상 세포가 생겨도 자체적인 면역 기능으로 없애버린다. 이상 세포가 암으로 자랄 수 없도록 말이다. 반대로 암세포 입장에서는 우리 몸의 면역 기능을 잘 회피해야 죽지 않고 살아남을 것이다. 실제로 암세포는 면역 기능을 회피하기 위해 다양한 전략을 이용한다. 그중 하나로 암세포가 ‘생물학적 드론’을 활용한다는 연구 결과가 최근 국제학술지 네이처에 발표됐다.몸속 세포들은 다양한 크기의 지질막으로 둘러싸인 작은 주머니를 세포 밖으로 내놓는데 이를 ‘엑소좀’이라고 한다. 연구 결과에 따르면 암세포는 엑소좀이라는 구조물을 드론처럼 미리 멀리 띄워 보내서 몸 안에 있는 면역세포, 특히 ‘T림프구’를 지치게 만든다. 지친 T림프구는 결국 암세포에 도달하지도 못하거나 겨우 도달해도 힘이 빠져 암세포와 싸울 능력을 잃어버리게 된다. 세포들은 엑소좀을 내놓을 때 원래 세포들이 각자 갖고 있는 표식자를 엑소좀 표면에도 붙여서 내보낸다. 정상세포는 엑소좀을 많이 분비하지 않지만 암이 생기면 분비량이 늘어난다. 연구진은 ‘면역관문억제제’ 치료를 받는 악성 흑색종 환자의 혈액에서 엑소좀을 수집해 분석했다. 그 결과 악성 흑색종 암세포 표면에 있는 단백질 ‘PD-L1’이 엑소좀 표면에도 많이 있는 것을 확인했다. 원래 암세포는 세포 표면에 PD-L1이 나타나게 한다. PD-L1이 암세포 주변에 있는 T림프구 표면의 ‘PD-1’과 결합하면 T림프구 기능이 억제된다. 즉 암세포가 면역억제 물질을 표면에 많이 나타나게 하면 결과적으로 면역기능이 억제돼 우리는 암세포를 죽일 수 없게 된다. 면역관문억제제는 PD-1과 PD-L1 결합을 방해해 면역 기능을 다시 살리고 이를 통해 면역세포가 암세포를 다시 죽일 수 있게 만든다. 그런데 암세포는 엑소좀에도 PD-L1을 붙여서 면역 기능을 억제할 수 있다. 암세포에서 분비된 엑소좀은 혈액을 타고 먼 거리의 T림프구와 결합해 기능을 억제할 수 있다. 즉 암세포가 수많은 엑소좀을 퍼뜨리면 마치 많은 드론을 멀리 띄워 보내는 것처럼 몸 전체 T림프구 기능을 억제할 수 있게 된다. 그럼 암세포가 내놓는 드론에 어떻게 대처해야 할까. 엑소좀을 빨리 발견할 수 있다면 암을 조기에 발견할 수 있다. 간단한 혈액검사로 암 진단이 가능해지는 것이다. 또 혈액은 치료 과정 중에서 쉽게 얻을 수 있어 엑소좀 변화를 쉽게 살펴볼 수 있다. 즉 치료 효과를 더 빨리, 실시간으로 볼 수 있는 것이다. 그래서 암의 진행·재발 여부도 빨리 발견할 수 있게 된다. 엑소좀 표면 표식자와 내용물을 측정할 수 있으면 면역관문억제제나 분자표적치료제 효과도 미리 가늠해 볼 수 있다. 아직은 엑소좀에 대해 알려지지 않은 부분이 많지만 관련 기술이 빠르게 발전하고 있다. 엑소좀은 악성 흑색종뿐만 아니라 폐암이나 유방암에서도 분비되는 것으로 알려져 있다. 이 분야에 대한 더 많은 관심이 필요한 이유다.

쥐라기 공룡과 함께 살았던 초기 포유류의 조상은 지금보다 다둥이 가족이었다는 증거가 발견됐다. 미국 텍사스 대학 연구팀은 1억8,500만년 전 살았던 초기 포유류인 카엔타테리움 웰라시(Kayentatherium wellesi)의 화석에서 작은 동물의 화석을 같이 발견했다. 카엔타테리움은 비글과 비슷한 크기의 초식 포유류로 털이 있는 항온 동물이지만, 현생 태반 포유류보다 훨씬 원시적인 동물로 알을 낳았다. 사실 텍사스 대학의 티모시 로위 교수가 18년 전 애리조나주에서 발견했으나 최근까지 그 중요성을 제대로 파악하지 못하다가 뒤늦게 새로운 사실을 발견했다. 연구팀은 고해상도 CT 스캔을 통해 카엔타테리움과 함께 있는 작은 동물이 새끼라는 결론을 내렸다. 이 새끼들은 부화 직전에 죽거나 혹은 직후에 죽어 어미와 같이 발견된 것으로 보인다. 몸길이는 성체의 1/10 정도인데 새끼의 숫자가 모두 38마리로 일반적인 포유류보다 매우 많았다. 이는 포유류보다 파충류에 가까운 숫자로 일반적인 포유류에서는 불가능하다고 여겨지는 숫자다. 추가적인 분석을 통해 연구팀은 그 이유가 뇌에 있다는 결론을 내렸다. 뇌는 크기에 비해 막대한 자원을 소모하는 장기다. 포유류는 파충류나 양서류보다 뇌가 잘 발달했는데, 대신 이로 인해 새끼의 숫자는 줄어들 수밖에 없다. 새끼 하나를 만드는데 필요한 자원이 더 많이 들기 때문이다. 대개 포유류의 경우 새끼는 어미의 축소형이긴 하지만 머리는 상대적으로 큰 편이며 인간은 특히 극단적일 정도로 아기의 머리 크기가 큰 편이다. 하지만 카엔타테리움의 새끼는 어미의 축소 버전으로 같은 비율의 작은 뇌를 지니고 있다. 연구팀은 이를 근거로 쥐라기 전반기의 초기 포유류가 아직 파충류와 비슷한 원시적 특징을 지니고 있었다고 결론 내렸다. 이 연구 결과는 저널 네이처에 발표됐다. 포유류의 조상은 중생대에는 공룡보다 매우 미미한 비중을 차지하는 동물로 생각된다. 하지만 사실 이 시기에 현생 포유류의 중요한 특징이 진화했다. 카엔타테리움의 시기 이후 상대적으로 뇌가 큰 더 현대적인 포유류가 등장했으며 알 대신 태반에서 새끼를 키워 출산하는 태반 포유류 역시 백악기에 등장한 것으로 보고 있다. 그리고 비조류 공룡의 멸종을 계기로 태반 포유류는 급속하게 생태계를 장악해 신생대의 주인공이 된다. 이 모두는 중생대에 차근차근 진화한 포유류의 조상 없이는 불가능한 일이다. 대부분 작고 힘없어 보이는 동물이지만, 중생대 포유류가 우리에게 중요한 이유다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

혈액 속 200여가지 단백질·세포 존재 수혈 땐 면역력 낮아지고, 감염 위험 저출산으로 10~20대 헌혈 갈수록 줄어 “무수혈에 인센티브 부여, 세금 아껴야”“수술할 때 맹목적으로 수혈에 매달리는 분들이 많습니다. 그렇지만 저는 반대합니다. 오히려 면역력을 약화시켜 감염을 일으킬 위험이 있거든요. 혈세 낭비를 줄이고 건강도 챙기려면 무분별한 수혈을 중단해야 합니다.” 정형외과 전문의 박종훈(53) 고대안암병원장은 ‘무수혈 수술 전도사’로 통한다. 더 엄밀히 말하자면 꼭 필요한 곳에만 수혈하는 ‘최소 수혈’을 지향한다. 수혈은 과거 ‘만병통치약’으로 여겨졌다. 외과 수술하면 혈액부터 떠올릴 정도였다. 그런데 박 병원장은 2일 서울신문과의 인터뷰에서 “수혈이 꼭 필요할 때도 있지만 수술할 때는 가급적 줄이는 것이 좋다”고 했다. 이유가 궁금했다. 그는 “혈액이라고 하면 보통 ‘빨간 수액’ 정도로 생각하는데 실제로는 혈액 안에 200여가지의 단백질과 세포가 있기 때문에 면역 반응을 일으키는 부작용이 있다”며 “결국 수혈받은 사람의 면역력이 낮아져 감염 위험이 높아지게 된다”고 지적했다. 타인의 장기를 이식하면 우리 면역체계는 이것을 세균과 같은 유해물질로 인식해 공격한다. 이와 같은 방식으로 혈액도 수혈량이 많을수록 면역체계에 혼선이 생겨 합병증이 생길 위험이 높아진다는 것이다. 과거에는 적혈구 속 헤모글로빈 수치가 10.0g/㎗ 이하일 때 수혈하도록 했다. 그러나 지금은 국제 기준이 7.0g/㎗로 낮아졌다. 우리나라도 기준은 같다. 하지만 박 병원장은 “그런데 아무도 점검하지 않는다”고 했다. 우리나라는 지난해 10·20대에게 전체 헌혈량의 71%를 의지했다. 그렇지만 저출산 현상이 심화돼 10·20대 헌혈량은 갈수록 줄어들고 있다. 우리나라는 혈액 공급을 대부분 헌혈에 기대고 있기 때문에 공급량이 줄면 큰 혼란이 빚어질 수 있다. 실제로 2016년 9월 대한적십자사가 보유한 O형 적혈구제제가 1.8일분에 그칠 정도로 심각한 상황에 처한 적도 있다. 그런데도 정부는 무수혈 수술을 권장하거나 관리하지 않는다. 박 병원장은 “학계에서 5~6년을 떠들었더니 의사들은 겨우 필요성을 공감하게 됐다”면서도 “하지만 정부가 무수혈 수술에 대한 인센티브를 주거나 모니터링 가이드라인을 만들지 않아 현장에서 실천하는 비율은 낮다”고 했다. 이어 “우리 병원 정형외과 수술에서 6년 동안 수혈량을 50%나 줄였지만 전혀 문제가 없었고 오히려 입원 기간이 줄어들었다“며 “2015년 국제학술지 네이처에 발표된 보고서를 보면 미국 캘리포니아병원이 수혈 가이드라인을 지켰더니 수혈량은 24% 줄고 1년에 17억 8000만원의 의료비를 절감한 것으로 나왔다”고 전했다. 무수혈 수술이나 최소 수혈을 하려면 보조약품이 필요하다. 하지만 현재는 이런 약품에 건강보험이 적용되지 않는다. ‘수혈 만능주의’가 팽배하다 보니 새로운 시도를 하지 않는다. 박 병원장은 “정부가 수혈 적정성을 평가해 상위 기관에 인센티브를 준다면 혈세도 아끼고 국민 건강도 좋아질 것”이라며 “환경 개선에 좀 더 관심을 가져줬으면 좋겠다”고 강조했다. 글 사진 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr