가장 큰 원인은 다름 아닌 ‘사람’ “도시화·벌목이 활동 영역 파괴” 네이처 “2200년 포유류 25% 멸종” 야생동물 생활 공간 확보해 줘야지난 25일 강원 원주에서 멧돼지가 민가로 내려와 노부부를 공격한 일이 있었다. 서울에서도 멧돼지가 시내를 질주하는 소동을 벌이다가 포획되거나 사살되는 일이 벌어지곤 한다. 이웃 일본에서도 지난 28일 이바라키현 쓰쿠바시의 한 자전거 전용도로에 멧돼지가 나타나 사람들을 공격해 심각한 부상을 입히는 일이 벌어졌다고 현지 언론이 보도했다. 인구 2000만명이 사는 인도 제2의 대도시 뭄바이에서는 한밤중에 인근 국립공원에서 내려온 표범이 먹을거리를 찾아 골목을 어슬렁거리는 일도 자주 목격되고 있다.야생 동물들이 사람들이 살고 있는 도심에 나타나는 이유는 뭘까. 이런 궁금증을 풀기 위해 독일 쉔켄베르크 자연학연구회 소속 생물다양성 및 기후연구센터 주도로 24개국 99개 연구기관의 114명의 과학자가 대형 생태계 연구 프로젝트에 나섰다. 이 연구에는 북구의 노르웨이, 스웨덴부터 아프리카 대륙 최남단의 남아프리카공화국까지 그리고 지구온난화로 인한 해수면 상승으로 국가 위기 상황에 놓인 피지 등 다양한 국가의 연구진이 참여했다. 이들이 5대양 6대주에 사는 포유류의 움직임에 대해 분석한 결과가 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 이번 주(26일자) 표지 논문으로 실렸다.연구팀에 따르면 야생 동물의 도심 출현의 가장 큰 원인은 다름 아닌 ‘사람’이다. 사실 이번 연구 이전에도 많은 과학자들은 급속한 기술 발전과 지구 온난화로 인한 생태계 파괴와 기후 변화 때문에 지구 환경이 급속히 변하고 있으며 사람이 이런 변화의 주요 원인이라고 지적했다. 인류가 환경 변화의 주요 변수가 됐기 때문에 현대를 ‘인류세(世)’로 정의하기도 했다. 지난해 1월 12개국 28개 연구기관과 국제환경보호단체인 국제보전기구가 참여한 국제공동연구진도 ‘인간’ 때문에 야생에 있는 고릴라, 침팬지, 보노보, 원숭이 등 영장류 300여 종이 멸종 위기에 있다는 연구 결과를 자연과학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 발표했다. 2015년 과학 국제학술지 ‘네이처’는 2200년쯤 되면 양서류의 41%, 조류의 13%, 포유류의 25%가 멸종할 것이라는 예측을 내놓기도 했으며 일부 학자들은 사람을 포함한 지구 생물의 75%가 사라지는 ‘6번째 대멸종’이 발생할 수 있다고 경고하기도 했다. 이번 국제 공동연구팀은 산업화, 도시화로 인해 동물의 활동 공간이 어떻게 변했는지 살펴보기 위해 인간을 제외한 영장류와 임팔라, 개코원숭이, 토끼, 멧돼지 등 57종 803마리의 포유류에게 위성추적장치(GPS)를 부착해 두 달 동안 이동거리와 장소 등을 추적 분석했다. 동물의 활동 영역은 생존은 물론 서로 다른 동물들 간 영향, 생태계와의 관계 등을 파악할 수 있는 중요한 요소다. 연구팀은 동물들의 활동 공간이 인간의 거주 영역과 3분의1에서 최대 2분의1까지 겹친다는 사실을 확인했다. 회색곰이나 표범, 코끼리처럼 몸집이 큰 동물들일수록 활동 영역이 넓은데 인간들이 도시화와 벌목 등으로 서식지를 쪼개고 비좁게 만들었다는 것이다. 이 때문에 야생동물들은 좁아터진 생활영역에서 먹이 구하기가 쉽지 않을 뿐만 아니라 기존에 자신들이 살았던 서식지 영역이라는 기억 때문에 사람들의 거주지까지 내려와 어슬렁거리는 것이라고 연구팀은 설명했다. 이런 활동 공간의 축소는 단순히 동물 생존을 위협할 뿐만 아니라 씨앗이 동물 몸에 붙어 다른 지역으로 이동하는 식물에도 영향을 미칠 수 있다. 결국 동물의 이동거리 축소가 전체 생태계를 위협할 수 있다는 것이다. 연구팀은 야생 동물이 인간 거주지로 내려오는 것을 막겠다고 무조건 사살하거나 개체수를 인위적으로 줄이는 것은 대책이 될 수 없다고 지적하고 있다. 야생 동물들이 생활할 수 있는 공간을 확보해줘야 한다는 것이다. 마리 터커 독일 괴테대 생물학 박사는 “사람은 타인이 자신의 영역을 침범하는 것을 못 참으면서 동물들의 생활공간을 침범하는 데 대한 고민은 전혀 없다”며 “야생동물들이 필요로 하는 생활공간을 충분히 확보하지 못한다면 종의 다양성 감소로 인한 생태계의 혼란을 가져와 궁극적으로는 인류 생존에도 상당한 위협이 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

●과천과학관, 동계스포츠전 국립과천과학관(관장 배재웅)은 평창동계올림픽 성공 개최와 관심을 이끌기 위해 31일부터 다음달 25일까지 동계스포츠 속 과학원리를 주제로 특별전을 개최한다고 30일 밝혔다. 이번 특별전은 동계올림픽 주요 종목을 소개하고 그 속에 숨어 있는 중력, 가속도, 양력, 마찰력, 각 운동량 등 과학 원리를 체험과 놀이를 통해 이해할 수 있도록 구성됐다. 또 가상현실(VR)을 통한 봅슬레이를 체험하고 3D프린터와 레이저머신으로 동계올림픽 마스코트를 만들 수 있다. ●체성분측정 기술로 당뇨 진단 한국한의학연구원 한의기반연구부 김재욱 박사팀은 생체전기 임피던스 기술로 간단하게 당뇨를 진단할 수 있는 기술을 개발하고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호에 발표했다. 생체전기 임피던스는 신체에 미세한 교류 전류를 흘려 전기저항을 측정하는 방법으로 주로 체성분을 분석할 때 활용하는 기술이다. 이번 기술을 활용하면 혈액을 채취해 혈당 수치를 잴 필요 없이도 체성분 분석처럼 간단한 방법으로 당뇨 여부를 확인할 수 있다. ●유전자 발현량 조절 법칙 발견 중앙대 화학과 성재영·윤상운·김지현 교수와 캐나다 토론토대 분자유전학 및 컴퓨터과학과 필립 김 교수 공동연구팀은 세포 내에서 생성되고 소멸되는 분자의 농도를 조절하는 ‘화학요동 법칙’을 발견했다고 30일 밝혔다. 이번 연구는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 최신호에 실렸다. 이 법칙은 일반적인 생성·소멸과정에 모두 적용할 수 있어 역학, 약학뿐만 아니라 경제학 같은 사회과학 연구에도 도움을 줄 것으로 기대되고 있다.

“따님이 엄마와 너무 닮았네요.” “어디 가셔도 형제분이라는 걸 바로 알겠어요.” “아들이 아빠 붕어빵이야.”부모와 자녀, 형제자매 간은 얼굴 생김새부터 키, 심지어 목소리까지도 상당히 비슷한 경우를 많이 볼 수 있다. 오래전부터 유전학자들은 이러한 현상을 부모, 자녀, 형제자매 간에 공유하는 유전적 정보에 의해 결정된다는 것을 알고 있었다. 이제는 이 유전정보가 우리 몸을 구성하는 세포 안의 게놈을 구성하는 DNA에 있는 것까지 알게 되었다.하지만 부모, 자녀, 형제자매 간이라도 약간의 차이가 있다. 이것은 양쪽 부모에게서 받은 유전 정보의 조합 때문에 나타나는 현상이라고 생각해 왔다. 그렇지만 이런 조합으로는 설명되지 않는 차이가 있는 경우가 종종 있는데 이것은 어떻게 가능할까. 이를 설명해 줄 수 있는 하나의 기작(機作)으로 DNA 일부가 이리저리 위치를 옮기는 현상이 있다. 유전정보를 지니고 있는 DNA는 항상 그 상태를 유지할 것으로 생각되기 때문에 DNA의 일부가 이리저리 위치를 옮긴다는 것은 위험하지 않을까라는 생각도 들 수 있다. 하지만 이런 현상은 20세기 중반 미국의 유전학자 바버라 매클린톡 박사가 처음 발견했다. 매클린톡 박사는 옥수수 색깔의 변화가 DNA의 일부가 위치를 바꾸는 현상으로 결정된다는 것을 발견했고, 그 덕분에 1983년 노벨생리의학상을 수상했다. DNA의 일부는 이리저리 위치를 옮기는데 이런 DNA를 점핑 유전자라고 부른다. 이런 점핑 유전자가 인간 게놈 프로젝트를 마친 뒤 중요성이 더욱 부각됐다. 그 이유는 우리가 갖고 있는 DNA 중 점핑 유전자가 차지하는 비율이 거의 절반 가까이 되기 때문이다. ‘DNA는 유전 정보이니 그 상태가 그대로 유지될 것이다’라는 일반적인 생각과 상당히 다르다. 우리의 유전정보가 변화무쌍하게 움직이고 있을지도 모른다는 것이다. 하지만 다행히도 이러한 점핑 유전자들 중에 많은 경우는 게놈상에서 움직이는 능력을 잊어버려서 실제로는 아주 작은 숫자들 정도만 위치를 옮기는 능력을 가지고 있다. 점핑 유전자의 움직임으로 생명체는 진화를 할 가능성을 열어 놓지만 과도하거나 잘못된 위치로 움직이는 점핑 유전자는 질병을 유발할 수도 있다. 질병, 진화, 그리고 노화까지도 관련성이 있을 것으로 생각이 되면서 최근 점핑 유전자가 움직이는 메커니즘과 세포 내 작용을 알아내려는 연구가 활발해지고 있다. 지난 11일 점핑 유전자의 움직임을 촉진하거나 저해하는 생체 내의 단백질에 대한 첫 청사진과 관련한 논문이 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 실렸다. 이 논문에서는 기존에 잘 알려져 있는 DNA 복제와 손상 복구 단백질들이 중요한 역할을 할 것이라고 밝혔다. DNA 복제와 손상 복구는 오랜 기간 동안 과학자들의 관심사였고 수많은 노벨상을 배출한 분야이기도 하다. 필자도 관련 분야에 대해 연구를 진행하고 있다. 이번에 발표된 논문 결과를 분석해 보면 아마도 생명체 내의 세포는 점핑 유전자가 위치 이동을 하는 것을 효과적으로 조절하는 것이 아닌가 싶다. 이러한 조절을 통해 질병과 노화를 막고, 진화의 방향을 정하는 것은 아닐까 하는 생각도 든다. 좀더 많은 연구가 수행되면 점핑 유전자를 이용한 게놈의 변화를 유도할 수 있지 않을까 하는 생각도 해봤다. 최근 DNA를 이용해서 정보를 저장하려는 시도들이 있었다. 전 세계의 모든 정보를 컴퓨터에 저장하려면 너무나 많은 공간이 필요하다. 그런데 DNA를 이용하면 이러한 문제가 해결된다고 한다. 하지만 현재의 기술로는 DNA에 저장된 정보를 편집할 수 없다는 것이 큰 걸림돌이다. 오늘 이야기한 점핑 유전자의 효과적 조절과 최근 들어 활발하게 연구되는 유전자 가위기술을 이용할 수 있다면 DNA에 저장하려는 정보를 우리가 컴퓨터에서 정보를 수정하듯이 쉽게 고칠 수 있는 그런 날이 오지 않을까 하는 생각을 해 본다.

영화 ‘스타워즈’에서는 로봇 알투디투(R2-D2)가 공기 중에 레이저로 레아 공주의 입체 영상을 투영한다. 이런 공상과학(SF)적인 장면이 현실이 될 날이 그리 멀지 않은 듯하다. 미국 브리검영대학 대니얼 스몰리 교수가 이끄는 연구팀은 공기 중에 무수히 많은 미세 입자를 제어해 홀로그램보다 사실적이고 명확하게 보이는 3D 영상을 제작하는 방법을 개발했다고 세계적 학술지 네이처(Nature) 24일자에 발표했다. 스몰리 박사는 “이 기술은 단지 공간에 무언가를 빨리 인쇄하고 지우는 것”이라고 말했다. 연구팀은 이 기술로 손가락 하나 위에서 조그만 나비 한 마리가 춤추는 모습과 스타워즈 속 레아 공주를 흉내 낸 한 대학원생의 모습을 영상으로 제작했다. 이 기술은 지금까지 나온 어떤 홀로그램 기술보다 스타워즈 속 한 장면과 가깝게 재현한 것이다. 경쟁 기술을 개발 중인 미국 로체스터대학의 커티스 브로드벤트 박사는 “이번 기술은 정말 멋지다”면서 “사람들은 이 영상을 원형으로 둘러서서 볼 수 있고 어떤 장소에서도 입체적으로 볼 수 있는데 이는 홀로그램으로 불가능하다”고 말했다. 이에 대해 스몰리 교수는 “공기 중 입자들은 영화 ‘스타트렉’에 나왔던 트랙터 빔 방식처럼 레이저 광선에 의해 제어된다”고 설명했다. 하지만 스몰리 교수에게 이런 아이디어를 떠올려준 것은 영화 ‘아이언맨’에서 토니 스타크가 홀로그램 장갑을 착용하고 영상을 조작하는 장면이었다. 현실에서는 영상이 교란돼 스타크의 팔처럼 자유자재로 제어할 수 없다. 스몰리 교수는 “홀로그램에서 이른바 ‘부피측정 디스플레이’(volumetric display)로 불리는 이런 기술로 발전하는 과정은 일반적인 2D 프린터에서 3D 프린터로 발전하기만큼 어렵다”면서 “홀로그램은 눈에 3D로 보이긴 하지만 모든 작동 원리는 2D 평면에서 일어난다”고 말했다. 이와 함께 “핵심은 토니 스타크의 팔처럼 입자를 포착해서 움직여야 하므로 팔은 방해가 되지 않는다”고 말했다. 연구 초기에 스몰리 교수는 중력이 입자를 떨어뜨려 영상을 유지할 수 없으리라 생각했다. 하지만 레이저 광선의 에너지는 대기압을 변화해 입자의 부유 상태를 유지한다고 그는 말했다. 스몰리 교수는 영상을 공기 중에 투영하기 위해 어린이 도시락 크기의 1.5배 정도 되는 기기를 만들어 사용했다. 현재 기술로는 이보다 크게 영상을 만들면 안전상의 문제가 있다고 한다. 따라서 스몰리 교수는 더 많은 연구와 다양한 레이저 빔을 사용해 더 큰 프로젝트를 만들 계획이다. 그의 기술이 현실화되려면 아직 몇 년은 더 걸리겠지만, 앞으로 엔터테인먼트뿐만 아니라 의료 분야에도 활용될 수 있으리라 기대를 모은다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

NSF “中, 43만 6000여편 발표”전 세계 논문의 18.6%…美 제쳐“신중국 성립 100주년인 2049년까지 중국을 전 세계 과학기술 선도국으로 만들겠다.” 2016년 5월 30일 시진핑 중국 국가주석은 과학자 400명을 모아 놓고 ‘중국이 전 세계 과학기술을 주도할 것’이라는 ‘과학굴기’를 천명했다. 사실 2004년을 기점으로 과학기술 관련 각종 지표들에서 중국의 가파른 상승곡선이 그려지고 있었지만 많은 사람들은 중국을 서방국가의 하청업체 수준인 ‘세계의 공장’ 정도로만 생각하고 있었다.지난 18일 미국 국립과학재단(NSF)이 발표한 ‘2018 과학·공학지표’는 더이상 중국이 하청 국가가 아닌 선도 국가로 자리매김하고 있음을 알게 해 준다. 지표에 따르면 2016년을 기준으로 중국은 사상 처음으로 전 세계에서 가장 많은 과학 논문을 발표한 국가로 올라섰다. NSF는 2년에 한 번씩 전 세계의 논문 숫자, 연구개발 투자 규모, 연구 인력 등 42가지 과학기술 관련 통계를 묶어 과학·공학지표로 발표하고 있다. 올해 발표된 지표에는 특허, 지적재산권을 통한 수익, 혁신벤처 기업 추이 등을 포함한 기술이전 및 혁신에 관한 통계들이 새로 포함됐다.이번 지표에 따르면 중국은 전 세계에서 출판된 과학 논문의 18.6%에 해당하는 43만 6000여편을 발표했다. 이는 40만 9000편을 발표한 미국(17.8%)을 훌쩍 뛰어넘는 수치다. 2년 전에 발표된 2016년 지표에서 중국은 40만 1435편으로 미국의 41만 2542편보다 적었지만 연평균 논문수 증가율에서 미국을 월등히 앞서고 있어서 곧 순위가 뒤집힐 것이라는 점은 충분히 예측됐었다. 또 2000~2014년 과학 및 공학 분야 대학 졸업생의 숫자도 중국은 35만 9000명에서 약 165만명으로 늘었지만 미국은 48만 3000명에서 72만 2000명 정도밖에 증가하지 않았다. 완강 중국 과학기술부 부장(장관) 역시 이달 9일 베이징에서 열린 ‘전국과학기술공작회의’ 업무보고에서 과학기술 논문수, 특허 보유량 등 각종 통계지표를 제시하며 중국의 과학기술 혁신 능력이 세계 선두권에 들어섰다며 자신감을 표시했다. 이 같은 분위기는 몇 년 전부터 감지돼 왔다. 2016년 7월 세계적인 과학저널 ‘네이처’가 세계적 수준의 자연과학 학술지 68개에 우수 연구성과를 발표한 국가와 연구기관을 분석해 500개씩 순위를 매겨 발표하는 ‘네이처 인덱스’에서 중국이 1~9위를 싹쓸한 것이다. 당시 100위 안에도 40개의 대학과 연구기관 이름을 올려 전통적인 기초과학 강국인 미국(11개), 영국(9개), 독일(8개)을 훨씬 웃돌았다. 과학기술에 대한 막대한 투자로 중국은 올해도 과학기술 분야에서 독보적인 성과를 내겠다고 벼르고 있다. 지난 22일에는 수도 베이징에서 7600㎞ 떨어진 오스트리아 빈까지 대륙 간 무선 양자통신에 성공했다. 특히 2016년 8월에는 세계 최초의 양자통신 위성 ‘묵자’를 발사하고 지난해 9월에는 베이징에서 상하이까지 세계 최장 양자통신 네트워크를 구축하는 등 양자통신 분야에서 월등한 기술력을 바탕으로 국제기술표준을 이끌겠다는 포부를 보인 것으로 분석되고 있다. 여기에 ‘과학기술 G2’ 굳히기를 위해 올해 말을 전후해 달 탐사선 창허 4호를 발사할 계획도 갖고 있다. 차두원 한국과학기술기획평가원(KISTEP) 연구위원은 “최근 중국이 우주개발 같은 기술 발전에 대한 자신감을 바탕으로 사람이나 장비 등 기초과학 분야에 대한 막대한 투자와 지원을 하는 것을 보면 더이상 ‘라이징 스타’라고 부르기 어려울 정도”라며 “공학 분야는 물론 물리학, 화학, 생명과학, 지구환경과학 같은 기초과학 분야에서도 중국이 내놓고 있는 연구 성과는 괄목할 만하다”고 말했다. 반면 과학기술 분야 선도 국가의 자리를 위협받고 있는 미국 과학계의 분위기는 침울한 것으로 알려졌다. 매사추세츠공대(MIT) 지구물리학과 마리아 주버 교수는 “미국이 여전히 과학기술 분야에서 선두주자이기는 하지만 전 세계적으로 본다면 과학기술 분야에서 미국의 점유율이 점점 줄고 있다는 것도 사실”이라며 “다른 나라들이 과학기술 분야에 투자하는 것과 달리 최근 도널드 트럼프 행정부는 반대로 가고 있는 것 아닌가 하는 생각이 든다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

무술년 새해를 맞아 많은 사람들이 새로운 다짐을 한다. 특히 다이어트, 운동, 금연 등 건강과 관련된 다짐이 많다. 그러나 술과 관련된 다짐은 별로 없는 것 같다. 아마도 일정량의 음주는 도리어 건강에 도움이 된다는 연구 결과들 때문이 아닐까 싶다. 술, 즉 ‘에탄올’을 마시면 우리 몸은 대사과정을 통해 에탄올을 ‘알데하이드’로 변화시킨다. 알데하이드는 유전자에 악영향을 미치는 물질이다. 우리 몸은 ‘알데하이드 디히드로제나제2’(ALDH2)라는 효소를 이용해 알데하이드 축적을 막는다. 그러나 효소가 작동하지 않으면 알코올 중독과 암 발생 위험이 높아진다. 문제는 우리나라를 포함한 동아시아 사람들이 이런 효소가 잘 작동하지 않는 유전자를 많이 갖고 있다는 사실이다. 네이처 1월호에 술과 관련한 재미있는 연구 결과가 발표됐다. 알데하이드가 혈액세포를 만드는 ‘조혈모세포’ 유전자를 손상시키는 다양한 과정을 구체적으로 밝혔다. 그리고 알데하이드 디히드로제나제 효소 기능이 떨어지면 유전자 이상 위험이 4배나 높아진다는 사실을 밝혔다. 우리 몸의 유전자 복구 기전이 잘 작동하지 않으면 유전자 손상과 암 발생이 증가한다. 즉 알데하이드가 축적되면 유전자 손상이 일어날 가능성이 높아지고 암으로 발전할 수 있다는 것이다. 영국에서는 술로 인해 매년 1만 2000명 이상의 암환자가 발생하는 것으로 알려져 있다. 우리나라는 어떨까. 우리는 독특한 음주문화를 가지고 있다. 좋든 싫든 모두 다 같이 술을 마시고 2차, 3차까지 가서 폭음을 한다. 하지만 꼭 생각해 봐야 하는 부분이 있다. 술자리 앞사람은 알데하이드 디히드로제나제 효소가 정상일까. 다른 흥미로운 연구 결과도 있다. 2006~2010년 40~70대 성인 34만명을 대상으로 건강한 생활습관을 가진 사람과 그렇지 않은 사람을 관찰했다. 흥미로운 점은 5가지 건강한 생활습관을 가질 경우 5년 동안 암 발생률이 평균 32%나 감소했다는 것이다. 대장암은 25%가 감소했고 유방암도 35% 줄었다. 건강한 5가지 생활습관의 첫째는 금연이다. 단순히 흡연량을 줄이는 게 아니라 담배 한 개비조차 피우지 않는 것이다. 둘째는 적절한 체중을 유지하는 것이다. 체질량지수(BMI)는 18.5에서 25 사이를 유지해야 한다. 셋째는 적절한 운동이다. 일주일 동안 속보, 자전거 등 중등도의 운동을 150분 이상 하거나 조깅이나 달리기, 빠른 수영, 에어로빅 등의 고강도 운동을 75분 이상 하는 것이다. 넷째는 건강한 식습관이다. 야채는 하루에 400g 이상, 과일은 5조각 이상 먹는 것이 좋다. 마지막으로 적절한 음주다. 적절한 음주는 일주일에 와인 6잔, 맥주 6잔 정도다. 하지만 제일 좋은 것은 금주다. 연구 결과에 따르면 5가지 건강한 생활습관 중 2가지를 지키면 암 발생률은 13%, 3가지를 지키면 19%, 4가지는 24%, 5가지 모두 지키면 32%나 감소했다. 가장 효과가 좋은 것은 금연으로 5년간 암 위험을 27%나 줄였다. 금주만으로는 5%가 감소했다. ‘1월 1일’과 ‘12월 31일’이 특별히 다른 날은 아니지만, 새로운 다짐을 하는 것은 매우 중요하다. 존경하는 은사님은 “대나무는 매듭을 짓는다. 속이 빈 대나무가 높이 자랄 수 있는 이유는 매듭을 짓기 때문”이라고 말씀하셨다. 건강하지 못한 생활습관은 매듭짓고, 건강한 생활습관을 시작해야 한다. 5가지를 모두 지키기 어렵다면 그중에서 4가지만이라도, 아니 3가지만이라도 시작하면 좋을 것이다.

산모들이 궁금해하는 ‘자연주의 출산’에 대한 서적이 발간됐다. 22일 산부인과 연앤네이처 박지원 원장이 출간한 자연주의 출산이야기 ‘우리, 잘 낳을 수 있어요’는 분만을 질병의 치료가 아닌 자연스러운 탄생의 기쁨으로 받아들이고 자연출산을 해야 한다고 설명한다. ‘우리, 잘 낳을 수 있어요’는 총 4부로 이뤄져 있다. 1부에서는 자연주의 출산에 대해 저자의 경험과 노하우를 설명한다. 2부는 자연주의 출산을 하지 못하는 산모들의 이야기와 꼭 자연주의만이 정답은 아니라는 점을 설명한다. 3부는 부부가 함께 출산의 두려움을 극복할 수 있는 내용으로 채워졌다. 4부는 고통 끝에 세상에 나온 아이들을 위한 산모들의 생생한 이야기로 마무리했다. 박 원장은 “자연주의 출산이라고 하면 그냥 아무것도 안하고 내버려 두는 것이 아니냐는 사람들도 있다”며 “하지만 자연주의 출산이 더 많이 알아야하고, 더 많이 공부하고, 더 많이 인내하고, 완벽하게 여자의 몸을 알아야 한다는 점을 이해했으면 좋겠다”고 말했다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

한국연구재단은 아주대 생명과학과 최상돈 교수가 주도하고 전 세계 2000여명의 과학자가 참여해 만든 ‘신호분자 대백과사전 제2판’이 최근 출간됐다고 21일 밝혔다. 이 백과사전은 인간 유전자 중 생명현상 유지를 위해 핵심적인 역할을 하는 신호관련 유전자 8000여개에 관해 자세히 설명해 놓았다. 독일의 과학전문 출판기업인 ‘스프링거 네이처’에서 이달에 발간한 컬러판 영문서적으로 총 9권, 7176쪽으로 구성됐다. 특히 그림 1893개, 표 247개가 포함돼 있어서 처음 접하는 이들도 쉽게 이해할 수 있도록 만들어졌다. 그동안 포괄적인 유전자 데이터베이스를 구축하려는 시도는 많이 있었지만 대부분이 지나치게 간략하거나 부분적이어서 유전자의 기능과 역할에 대해 알기 어려웠을 뿐만 아니라 연구자의 내용검토가 빠져 있는 것도 많아 불확실하다는 문제점이 있었다. 최 교수가 이끈 집필진이 만든 이번 대백과사전은 찾아보기 쉽게 유전자 이름에 따라 배열했고 유전자나 유전자 집단에 대한 연구배경, 인체 내 생리학적 역할, 앞으로 연구방향에 대해 자세히 설명돼 있다. 최 교수는 “연구 현장에 있는 연구자는 물론 유전자의 기능에 대해 알고 싶은 학생들에게도 고급 지식을 제공하고 연구프로젝트를 설계하는 데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

짠 음식을 계속 먹으면 치매에 걸릴 위험이 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 뉴욕 웨일코넬의대 연구팀은 지난 15일(현지시간) 짜게 먹으면 뇌 혈류량이 줄면서 뇌세포 활동 역시 감소해 인지기능 손상으로 이어질 수 있음을 쥐 실험으로 확인하고 이런 영향은 사람에게도 충분히 일어날 수 있다고 밝혔다.콘스탄티노 라데콜라 박사가 이끄는 연구팀은 생후 8주차 쥐들을 두 그룹으로 나눠 싱거운 저염식과 이보다 8~16배 염분이 많은 고염식을 4~24주간 각각 투여했다. 이들 쥐를 자기공명영상장치(MRI)로 검사한 결과 단 몇 주 만에 고염식을 섭취한 그룹은 혈관을 둘러싸고 있는 내피세포에 기능 장애를 일으켰고 뇌 혈류량 역시 줄어든 것으로 나타났다. ●뇌혈관계 손상 유발해 인지행동 장애 유발 또한 이들 쥐 그룹은 소화기관에도 면역 반응을 일으켰다. 면역세포 TH17가 증식해 전염증 화학물질 IL17의 농도 역시 증가했다. IL17은 내피세포에 손상을 주며 이때 일어나는 화학 반응은 일산화질소를 억제한다. 일산화질소는 혈관 이완에 도움이 되는 역할을 하며 해마가 새로운 기억을 형성하는 데 필요하고 인지기능에도 중요하다. 즉 고염식 섭취로 혈액 혈장에서 IL17 농도가 높아지면 뇌에 혈액을 공급하는 뇌혈 관계에 손상을 유발하고 결국 인지행동 장애로 이어지는 것이다. 또 연구팀은 이들 쥐에게 새로운 물건을 찾는 행동 검사를 진행했다. 그 결과 고염식 섭취 그룹은 제대로 된 수행 능력을 보이지 못하는 것으로 나타났다. ●새로운 물건 찾는데도 수행 능력 떨어져 라데콜라 박사는 “짠 음식을 먹은 쥐들은 3개월쯤 지나자 치매에 걸렸다. 호기심이 강해 새로운 것을 찾으려는 본능이 있는 쥐들은 시간이 지나자 정상적인 식별 능력을 잃었다”면서 “우리에 넣고 조용한 곳을 찾는 실험에서도 자신들이 어디에 있었는지 기억하지 못했다”고 말했다. 그러나 사람도 쥐처럼 짠 음식을 먹으면 몇 개월 만에 이런 인지장애를 보인다는 의미는 아니다. 다만 연구팀은 짠 음식을 최소 몇 년에서 최대 몇십 년 계속해서 먹으면 치매에 걸릴 가능성이 있다고 주장했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 신경과학’ 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

실험참가자 회상시 동일부분 활성 특정 세포 자극 개별기억 분석까지 새해가 시작되면 지난 한 해를 되돌아보고 새로운 계획을 세우거나 못다 이룬 목표를 달성하겠다고 결심합니다. 사실 지난해를 되돌아 본다고 해서 365일 일어난 모든 사건들을 기억해내지는 못합니다. 어떤 기억은 방금 일어났던 일처럼 또렷하지만 그런 일이 있었나 싶을 정도로 까맣게 잊는 경우가 더 많지요.같은 상황을 겪은 지인들과 이야기를 하다 보면 같은 상황에 대해서도 서로 다른 해석을 내놓거나 전혀 다른 기억을 갖고 있는 경우가 있어 당황할 때가 종종 있습니다. 미국 존스홉킨스대 뇌과학과 제니스 첸 박사는 사람들에게 영국 BBC에서 방송한 인기 드라마 ‘셜록’ 시즌1의 한 에피소드를 함께 보도록 한 뒤 특정한 장면을 회상해 설명하는 실험을 해 ‘네이처 뉴로사이언스’에 발표한 적이 있습니다. 실험 결과, 사람들마다 똑같은 장면을 다르게 기억하고 해석한다는 사실이 밝혀졌습니다. 첸 박사는 실험 대상자들이 기억을 되살리며 설명하는 동안 뇌를 자기공명영상(MRI)으로 촬영했는데 서로 다른 기억과 해석을 내놓기는 하지만 똑같은 영역이 비슷하게 활성화된다는 사실도 확인됐습니다. 최근 10년간 신경과학 분야와 영상진단 기술이 발달하면서 개별 기억들이 어떻게 만들어지고 다른 기억들에 영향을 주는지에 대한 기본 법칙을 밝히려는 시도들이 많아지고 있습니다. 어느 정도 성과도 거두고 있지요. 세계적인 과학저널 ‘네이처’는 지난 10일자에 이 같은 기억 연구의 동향에 대해 자세한 분석 기사를 실었습니다. 네이처에 따르면 지금까지 연구는 기억과 관련된 뇌의 위치나 일반적인 기억 형성 메커니즘을 찾는 데 집중됐지만 최근 들어서는 ‘하나’의 개별 기억을 추적하는 연구가 붐을 이루고 있다고 합니다. 흔히 기억이란 정보를 단순히 모아놓는 주머니나 저장이라고 생각하기 쉽습니다. 그렇지만 기억은 뇌의 한 영역에만 국한되지 않는 고도의 분산과 융합 과정이라고 합니다. 개별 사건들이 뉴런을 자극시켜 비슷한 기억들을 불러내 융합되면서 새로운 기억을 형성하고 강화한다는 것입니다. 그렇기 때문에 특정 기억 하나만을 ‘콕’ 집어서 추적하는 것은 쉽지 않은 일이었습니다. 최근에는 빛으로 특정 신경세포만 자극해 연구할 수 있는 광유전학 기술과 영상진단 및 인공지능(AI)을 통한 분석기술이 발전하면서 개별 기억만 골라내 분석하는 것이 가능해지고 있다고 합니다. 그 덕분에 하나의 기억이 어떻게 상호작용해 시간에 따라 변화하는지까지 추적할 수 있다고도 하네요. 이렇듯 뇌과학의 발달과 기억의 비밀이 하나하나 풀려가면서 나이가 들거나 질병을 앓았을 때 왜 기억력이 떨어지는지, 범죄 수사과정에서 증인의 기억이 어떻게 왜곡되는지도 밝혀낼 수 있을 것입니다. 결국 학습 효율을 높이고 기억력을 증진시킬 수 있는 방법을 찾아내겠지요. 러시아 출신의 세계적인 신경심리학자 알렉산드르 루리야 박사가 만난 ‘모든 것을 기억할 수 있는 남자’ 솔로몬 셰레셰브스키의 삶을 보면 많은 것을 기억하고 있는 것이 결코 축복이 되지 않는다는 것을 알 수 있습니다. 망각하는 능력이 없어 과거의 현실이 눈앞에 생생하게 펼쳐졌던 셰레셰브스키는 몽상에 빠져 살다가 결국 정신병원에서 생을 마감했다고 합니다. 학생이나 기억하는 것보다는 잊는 것이 많아지는 나이대의 사람들에게는 그런 무한한 기억력이 부럽기는 할 것입니다. 그렇지만 곰곰이 생각해 보면 적당히 기억하고 적당히 잊을 수 있다는 것이 행복의 지름길이 아닐까 싶기도 합니다. edmondy@seoul.co.kr

소금을 너무 많이 먹으면 치매의 일종인 알츠하이머병에 걸릴 위험이 커질 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 뉴욕 웨일코넬 의대 연구진은 쥐 실험을 통해 짜게 먹는 습관이 뇌 혈류량을 줄여 뇌세포(뉴런) 활동 감소로 이어져 인지 기능에 손상을 줄 수 있다는 사실을 확인했다고 ‘네이처 신경과학’ 최신호(15일자)에 발표했다. 연구를 이끈 콘스탄티노 라데콜라 박사는 이런 영향은 우리 인간에게서도 충분히 일어날 수 있다고 말했다. 연구진은 8주 된 다 자란 쥐들을 대상으로 싱거운 저염식(0.5% 소금물과 먹이)과 이보다 8~16배 염분이 많은 고염식을 4~24주 동안 각각 제공했다. 그리고 자기공명영상(MRI) 장치를 사용해 시간이 지남에 따라 뇌의 혈류량과 혈액 속 혈구 수를 측정해 비교했다. 그 결과, 단 몇 주 만에 고염식을 먹은 쥐들의 혈관을 둘러싼 내피세포는 기능 장애를 일으켰고 뇌로 가는 혈류도 줄어드는 것으로 나타났다. 소화기관도 소금에 면역 반응을 보였는데 TH17로 알려진 면역세포의 수가 늘어 IL-17로 불리는 전(前)염증 화학물질의 수치 역시 높아졌다. 이 물질은 내피세포에 손상을 주며 이때 일어나는 화학 반응은 일산화질소를 억제한다. 일산화질소는 혈관 이완에 도움이 되는 역할을 하며 해마가 새로운 기억을 형성하는 데 필요하고 인지 기능에도 중요하다. 일산화질소가 부족하면 뉴런은 기능을 위해 고군분투하는 것이다. 고염식 섭취로 혈액 혈장에서 IL-17이 증가하면 뇌에 혈액을 공급하는 뇌혈관계에 손상을 유발해 행동 장애로 이어진다. 라데콜라 박사는 “정상적인 인지 기능이 적절히 잘 조절된 혈류가 필요하다. 뉴런은 아이처럼 까다로워 영양 공급은 오직 포도당과 산소만을 원한다”면서 “두 공급원이 원활하지 않으면 뉴런도 제대로 기능하지 않는 것”이라고 말했다. 또한 연구진은 쥐들이 새로운 물체를 찾는 행동 검사를 시행했는데 고염식을 먹은 쥐들은 제대로 된 수행 능력을 보이지 못했다. 라데콜라 박사는 “3개월쯤 지나자 쥐들은 치매에 걸렸다. 쥐들은 호기심이 강해 새로운 것을 찾으려 하는데 시간이 지남에 따라 정상적인 식별 능력을 잃었다”면서 “케이지에 넣고 조용한 장소를 찾는 실험에서도 어디에 있었는지 기억하지 못했다”고 말했다. 이어 “쥐들은 매일 같이하던 집 짓기도 하지 못했다”고 덧붙였다. 그렇다고 해서 우리 인간이 짠 음식을 먹은 지 몇 개월 만에 이런 인지 장애를 보인다는 말은 아니다. 우리가 고염식을 먹더라도 최소 몇 년에서 최대 몇십 년까지 걸릴 것이라고 연구진은 설명했다. 사진 저작권: ezergil / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

인간을 비롯한 생물체는 어느 정도 자가 치유 능력이 있어 작은 상처는 쉽게 치유할 수 있다. 하지만 내장이나 손발에 큰 손상을 입은 경우에는 저절로 회복하기 어렵다. 예를 들어 잘려나간 손가락이 다시 돋아나지는 않는 것이다. 도마뱀처럼 꼬리가 잘려나가도 다시 재생되는 일은 인간에서는 불가능하다. 따라서 많은 과학자가 이 한계를 극복하기 위해 연구 중이다. 여기에는 로봇 의수나 인공 장기를 이용하는 방법도 있지만, 최근에는 환자 자신의 줄기세포를 이용해서 조직이나 장기를 재생하는 연구가 많이 진행되고 있다. 미국 듀크 대학 연구팀은 2015년에 환자의 근육에서 추출한 줄기세포를 이용해서 실제로 수축이 가능한 근육을 재생한 데 이어 피부에서 추출한 세포를 이용한 유도 만능 줄기세포(induced pluripotent stem cells, iPSC)를 이용해서 진짜 근육처럼 수축할 수 있는 근섬유(muscle fiber)를 재생하는 데 성공했다. 유도만능 줄기세포는 여러 종류의 세포로 분화할 수 있는 능력이 있지만, 그렇다고 바로 근육이나 뼈가 될 수는 없다. 벽돌을 무더기로 쌓아서 건물이 되는 것이 아니듯 조직 역시 여러 종류의 세포가 목적에 맞게 유기적으로 조합되어야 제대로 작동할 수 있기 때문이다. 연구팀은 3차원 배양 기술과 줄기세포가 근육 세포로 분화하도록 만드는 Pax7 단백질을 이용해서 실제로 수축이 가능한 근섬유를 만드는 데 성공해 저널 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)에 발표했다. 물론 당장에 환자에 적용할 수 있는 것은 아니지만, 연구팀은 듀켄씨근이영양증(Duchenne muscular dystrophy)처럼 근육 위축이 오는 질환에서 근육 대신 다른 조직에서 근섬유를 공급할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또 근육을 이용한 여러 가지 약물 반응 테스트 및 연구에도 활용될 수 있을 것으로 보인다. 다만 환자에게 이식할 수 있는 수준의 인공 조직을 만들기 위해서는 앞으로 갈 길이 멀다. 일반적인 조직은 한 가지가 아니라 여러 세포로 구성되어 있으며 건물내에 복잡한 배관과 전선이 있는 것처럼 신경과 혈관이 나 있기 때문이다. 다만 과거 그랬던 것처럼 지속적인 연구를 통해 새로운 돌파구가 열릴 수 있을 것으로 기대된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

2018년 무술년이 시작된 지도 벌써 일주일이 지났다. 새해에도 연구자들은 새로운 연구성과를 내기 위해 연구에 매진할 것이다. 그렇지만 전 세계 과학계의 큰손이라고 할 수 있는 미국 도널드 트럼프 행정부는 여전히 지구온난화와 백신접종에 부정적인 모습을 보이는 등 과학기술에 대해 불신을 드러내고 있으며 영국의 유럽연합(EU) 탈퇴에 따른 연구비 지원과 과학자들의 이탈 등 정치적 변화가 과학계의 모습을 바꿀 수 있다는 우려도 커지고 있다. 그럼에도 불구하고 세계적인 과학저널인 ‘네이처’와 ‘사이언스’는 ‘올해 기대되는 과학분야 연구성과’들을 선정해 발표했다.올해 기대를 한 몸에 받고 있는 연구는 ‘블랙홀의 실제 모습 공개’이다. 블랙홀이 있다는 사실은 중력파 덕분에 확인됐지만 실제 블랙홀의 모습이 공개된 적은 한 번도 없다. 지난해 4월 남극, 미국 하와이, 칠레, 프랑스 등 전 세계 9곳에 설치된 전파망원경을 하나로 연결해 지구 크기의 거대 망원경처럼 활용해 블랙홀의 모습을 보려는 ‘이벤트 호라이즌 망원경’(EHT) 프로젝트에 나섰다. 한국 천문연구원도 참여한 이 프로젝트는 우리 은하 중심부에 있는 거대 블랙홀인 ‘궁수자리A*’를 관찰했다. 거대 블랙홀은 질량은 크지만 크기는 작기 때문에 국제 연구팀은 관측한 데이터에서 블랙홀과 관련 없는 잡음을 제거하고 서로 다른 지점에서 관측된 데이터를 붙여 분석하는 작업을 거쳐 좀더 명확한 관측영상을 올해 공개할 것으로 예상되고 있다.또 주목받고 있는 것은 ‘DNA고고학’을 통해 인류 기원을 밝혀내는 연구다. DNA고고학은 유물에 대한 DNA 분석을 통해 과거를 추적하는 학문분야다. 지난해 초 독일 막스플랑크 진화인류학연구소는 오래된 유골뿐만 아니라 퇴적물에서도 원시인들의 DNA를 채취할 수 있는 기법을 개발했다고 발표했다. 원시인들이 거주했던 동굴이나 집단군락지가 잘 보존돼 있다면 유골이 아니더라도 다른 유물들로부터 극미량의 유전자를 찾아낼 수 있게 됐다는 것이다. 이런 신기술을 바탕으로 원시 인류 조상의 DNA에서 지금과 알려지지 않은 새로운 인류의 기원을 발견할 수도 있게 될 것이라고 ‘사이언스’는 예측했다.전염병을 예측한다는 것은 사실상 불가능한 일이지만 최근 몇 년 동안 사라진 것으로 간주됐던 과거의 전염병들이 다시 대유행할 조짐이 나타나고 있다는 것을 주목해야 한다는 지적이 나왔다. 아프리카 나이지리아와 브라질 상파울루 지역에서는 모기에 의해 전파되는 황열병이 다시 등장해 주변 지역으로 확산될 조짐을 보이고 있으며, 주로 겨울에 유행하는 전염병으로 최근에는 거의 사라진 것으로 알려진 디프테리아는 더운 방글라데시 지역에서 유행하고 있다. 또 예멘 지역에서는 콜레라가 확산되고 있다. 역학 전문가들은 “콜레라나 황열병, 디프테리아 등은 현재 거의 사라진 전염병이라고 생각해 백신 제조업체들에서 생산을 줄이고 있어서 비축된 백신도 많지 않아 오래된 전염병들이 다시 급속도로 확산될 가능성이 커지고 있다”고 지적했다.한편 지난해 말 미국 도널드 트럼프 대통령이 달에 다시 사람을 보내겠다는 행정명령에 서명함에 따라 유인 달탐사 경쟁이 다시 불붙을 것으로도 예측했다. 유인 달탐사 재개를 선언했지만 미국이 달까지 사람을 보내는 데는 시간이 걸릴 것으로 예상하고 있는 가운데 현재 달탐사에 있어서는 인도와 중국이 앞서 나가고 있는 상황이다. 인도는 오는 3월 인도 사타시 다완 우주센터에서 궤도선과 착륙선, 탐사로봇을 실은 우주선 ‘찬드라얀2’호를 발사할 예정이다. 2008년 찬드라얀1호가 달 궤도 탐사를 한 이후 9년 만에 발사하는 찬드라얀2호는 달 표면탐사를 시도할 계획이다. 중국 국가우주국도 올해 12월쯤 달 착륙선과 탐사로봇을 실은 ‘창허4’호를 발사할 예정이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

암을 예방하거나 치료하기 위해 반드시 멀리해야 할 식품 중 하나는 술이다. 최근 영국의 유력 연구기관은 알코올과 암세포 간의 연관관계를 밝힌 논문을 발표했다. 영국 최고의 연구기관으로 꼽히는 MRC(Medical Research Council) 분자생물학 연구진이 실험용 쥐에게 희석된 알코올인 에탄올을 먹인 뒤 조혈모세포의 DNA 염기서열 및 염색체를 분석한 결과, DNA의 기본 구조인 ‘이중 나선’이 에탄올을 먹기 이전과는 다른 형태로 바뀐 것을 확인했다. 이중 나선은 DNA의 기본 분자구조로, 당과 인산으로 된 두 가닥의 사슬이 염기에 의해 이어져 있는 구조를 뜻한다. 연구진에 따르면 에탄올을 먹은 쥐의 이중 나선이 처음과 다르게 뒤엉켜 있거나 염색체의 배열이 바뀌어 있었으며, 이는 DNA의 손상 및 더 나아가 암으로 이어질 위험을 높인다. 일반적으로 알코올이 체내에서 분해될 때 독성 물질 중 하나인 아세트알데히드가 생성되는데, 연구진은 이 아세트알데히드가 적혈구와 백혈구 등의 혈액세포를 만드는 조혈모세포의 DNA를 영구적으로 변화시켜 DNA의 손상을 유발한다는 사실을 밝혀냈다. 인체는 독성 물질인 아세트알데히드가 체내에 발생했을 때, 이를 없애는 효소인 알데히드 디하이드로게나제(ALDH2)라는 효소를 방출한다. 하지만 섭취한 알코올의 양이 지나치게 많거나 선천적으로 ALDH2 효소가 결핍된 사람들은 아세트알데히드를 제거하지 못하고, 이렇게 쌓인 아세트알데히드가 DNA를 변형·파괴해 암의 위험을 높인다는 것이 연구진의 설명이다. 특히 ALDH2 효소가 결핍돼 있거나 이 효소를 만드는 유전자가 변이된 사람은, 이 효소가 정상적으로 분비되는 사람에 비해 아세트알데히드로 인한 DNA 손상 정도가 4배 더 높다는 사실이 쥐 실험을 통해 확인됐다. 알코올은 간암과 유방암을 포함해 대장암과 구강암, 후두암 등 주요 암과 밀접한 연관이 있는 것으로 알려져 있다. 연구진은 이번 실험을 통해 알코올이 직접적으로 암을 유발하는 것은 아니지만 아세트알데히드와 같은 알코올 독성 물질이 DNA를 손상시키고 이것이 ALDH2와 같은 효소 분비를 방해해 암 유발에 영향을 미치는 것으로 분석했다. 자세한 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 최신호에 실렸다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

암을 예방하거나 치료하기 위해 반드시 멀리해야 할 식품 중 하나는 술이다. 최근 영국의 유력 연구기관은 알코올과 암세포 간의 연관관계를 밝힌 논문을 발표했다. 영국 최고의 연구기관으로 꼽히는 MRC(Medical Research Council) 분자생물학 연구진이 실험용 쥐에게 희석된 알코올인 에탄올을 먹인 뒤 조혈모세포의 DNA 염기서열 및 염색체를 분석한 결과, DNA의 기본 구조인 ‘이중 나선’이 에탄올을 먹기 이전과는 다른 형태로 바뀐 것을 확인했다. 이중 나선은 DNA의 기본 분자구조로, 당과 인산으로 된 두 가닥의 사슬이 염기에 의해 이어져 있는 구조를 뜻한다. 연구진에 따르면 에탄올을 먹은 쥐의 이중 나선이 처음과 다르게 뒤엉켜 있거나 염색체의 배열이 바뀌어 있었으며, 이는 DNA의 손상 및 더 나아가 암으로 이어질 위험을 높인다. 일반적으로 알코올이 체내에서 분해될 때 독성 물질 중 하나인 아세트알데히드가 생성되는데, 연구진은 이 아세트알데히드가 적혈구와 백혈구 등의 혈액세포를 만드는 조혈모세포의 DNA를 영구적으로 변화시켜 DNA의 손상을 유발한다는 사실을 밝혀냈다. 인체는 독성 물질인 아세트알데히드가 체내에 발생했을 때, 이를 없애는 효소인 알데히드 디하이드로게나제(ALDH2)라는 효소를 방출한다. 하지만 섭취한 알코올의 양이 지나치게 많거나 선천적으로 ALDH2 효소가 결핍된 사람들은 아세트알데히드를 제거하지 못하고, 이렇게 쌓인 아세트알데히드가 DNA를 변형·파괴해 암의 위험을 높인다는 것이 연구진의 설명이다. 특히 ALDH2 효소가 결핍돼 있거나 이 효소를 만드는 유전자가 변이된 사람은, 이 효소가 정상적으로 분비되는 사람에 비해 아세트알데히드로 인한 DNA 손상 정도가 4배 더 높다는 사실이 쥐 실험을 통해 확인됐다. 알코올은 간암과 유방암을 포함해 대장암과 구강암, 후두암 등 주요 암과 밀접한 연관이 있는 것으로 알려져 있다. 연구진은 이번 실험을 통해 알코올이 직접적으로 암을 유발하는 것은 아니지만 아세트알데히드와 같은 알코올 독성 물질이 DNA를 손상시키고 이것이 ALDH2와 같은 효소 분비를 방해해 암 유발에 영향을 미치는 것으로 분석했다. 자세한 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 최신호에 실렸다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

서강대학교가 로봇 시스템과 인공지능 분야 등에서 학문적 성과로 국내·외에서 화제가 되고 있다. 지난 11월 ‘2017 대한민국 발명특허대전(KINFEX)’에서 서강대학교 기계공학전공 공경철 교수와 산학협력단이 ‘다족 주행로봇’ 기술로 대통령상을 수상했다. 보행보조로봇 ‘워크온 수트(WalkON Suit)’는 하지 완전마비 장애인의 활동을 가능하게 하는 웨어러블 로봇으로, 서강대학교 기계공학과 로봇 시스템 제어 연구실의 원천기술 연구를 통해 개발됐다. 작년에는 국제로봇대회 ‘사이배슬론 Powered Exoskeleton Race’에서 독일과 미국에 이어 세계 3위로 입상하는 쾌거를 달성하며 한국 로봇연구가 세계적인 수준에 이르렀다는 것을 입증한 적이 있다. 이 기술은 현재 교수 창업기업인 ‘SG로보틱스’로 이전되어 사업화에 들어갔다. 서강대학교 물리학과 이기진 교수와 이한주 박사 연구팀은 지난 3월 인공지능 컴퓨터를 위한 차세대 메모리 소자를 개발했다. 차세대 메모리 소자는 자기장과 열을 동시에 영상화할 수 있는 기술이다. 스스로 진화하고 외부 환경에 적응할 수 있는 인공지능 컴퓨터용 메모리에 대한 개발 가능성에 한 걸음 다가서게 됐으며, 네이처 자매지인 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’에 게재되어 연구 성과를 인정받기도 했다. 서강대학교는 또한 연구 분야와 더불어 4차 산업혁명 시대에 요구되는 인재 양성을 위한 융합교육에도 박차를 가하고 있다. 서강대학교는 LG전자와 ‘스마트융합 특성학과 양성트랙’을 신설과 운영을 위한 협약을 체결하고, 공학부에 ‘LG전자 연구개발 전문인력 양성 Track’을 개설했다. loT, 로봇, 인공지능(AI), 자율주행 분야 등에서 전문 인력을 양성하게 되는 ‘LG전자 Track’에 선발된 학생들은 산학장학금을 통해 2년간 석사과정을 지원받으며, 선발된 전원은 원하는 경우에 졸업 후 LG전자 입사가 가능하다. 서강대 전자공학과 정옥현 교수는 “4차 산업혁명 시대는 단순 지식 교육보다 문제해결능력을 배워 지식을 조합하고 활용하는 법을 가르치는 교육, 즉 고기 잡는 방법을 넘어 고기를 기르는 방법을 가르치는 대학교육이 되어야 한다”고 말했다. 기술 발전을 통한 삶의 변화가 그 어느 때보다 빠르게 진행되고 있는 시대, 서강대학교는 인공지능(AI), 빅데이터, 로봇 등의 미래 기술 연구와 교육 연계로 글로벌 경쟁력을 갖춘 인재 양성에 앞장서고 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

2050년 지구 평균온도가 산업혁명 이전 대비 2℃ 상승하면 전 세계적으로 건조화가 심각해질 것으로 전망됐다. 특히 남부 유럽은 2040년쯤부터 사막화 현상이 극심해질 것으로 예측됐다. 환경부 한국환경산업기술원은 2일 기후변화로 인한 전 세계 지표면의 사막화 진행과 변화를 정량적으로 예측·분석하는 기술을 개발했다고 밝혔다. 국제적·국가별 기후변화 적응책을 마련하기 위해서는 기후변화로 인한 영향을 정량화하는 작업이 필요하다. 이 기술은 기후변화로 인한 사막화 진행에 대한 시간별·지역별 사막화 진행 결과를 분석해 향후 사막화 관련 대응정책 수립을 지원할 수 있게 됐다. 환경산업기술원이 유엔 기후변화정부간협의체(IPCC) 5차 보고서에서 제시된 온실가스 농도 시나리오(RCP)를 기반으로 사막화가 심해지는 시점과 지역, 피해 규모 등을 분석한 결과 지금과 큰 차이를 보였다. 온실가스 저감 정책이 실행되지 않고 현 추세로 온실가스를 배출(RCP8.5)하면 2050년 지구 평균온도가 산업혁명 이전보다 2℃ 상승해 전 세계 지표면 24∼34%, 세계 인구의 최대 26%가 건조화 피해를 받을 것으로 예측됐다. ?이번 기술은 세계적인 과학학술지 ‘네이처 기후변화’ 온라인판에 1일 게재됐다. 세종 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

미국 하버드대 연구진이 ‘완벽한’ 렌즈를 공개했다. 1일(현지시간) 영국 일간 데일리메일 보도에 따르면, 페데리코 카파소 하버드대 교수팀이 스마트폰 카메라와 가상현실(VR) 헤드셋 등 모든 광학 기기에 혁신을 일으킬 메타렌즈를 개발해냈다. 메타렌즈는 평평한 표면으로 나노 구조를 사용해 빛을 모은다. 이는 현재 광학 기기에 쓰이고 있는 부피가 큰 굴절 렌즈가 더 단순하고 평평한 렌즈로 대체된다는 점을 의미한다. 하지만 지금까지 개발된 이런 메타렌즈는 초점을 맞추는 데 영향을 주는 빛의 스펙트럼에서 제한적이었다. 왜냐하면 가시광선의 각 파장은 다른 속도로 물질을 통과하기 때문이다. 예를 들어 빨간색 파장은 유리에서 파란색보다 더 빨리 이동해 두 색상은 다른 시간에 같은 위치에 도달해 서로 다른 초점을 만든다. 이는 색수차로 알려진 이미지 왜곡을 만든다. 따라서 카메라 등 기존 광학 기기는 이런 왜곡을 보정하기 위해 서로 다른 두께와 소재로 된 다중 굴절 렌즈를 추가적으로 사용한다. 이 때문에 이른바 ‘카툭튀’(카메라가 툭 튀어나옴)라는 말까지 나온 것이다. 그런데 이제 하버드대 연구진은 백색광을 포함한 모든 가시광선을 같은 부분에 고해상도로 초점을 맞출 수 있는 최초의 단일 렌즈를 개발했다. 따라서 앞으로 극적으로 더 얇은 카메라 렌즈와 해상도가 더 뛰어난 새로운 VR 헤드셋으로 이어질 수 있다는 것이다. 이에 대해 카파소 교수팀은 “메타렌즈는 전통적인 (굴절) 렌즈보다 장점이 많다. 얇고 만들기 쉬우며 비용 효과적”이라면서 “또한 이번 렌즈는 이런 장점을 모든 가시광선 스펙트럼으로 확장한다”고 설명했다. 하버드대 연구진은 빛의 모든 파장에 똑같이 초점을 맞추고 색수차를 제거하기 위해 이산화티타늄 나노핀 배열을 사용해 메타렌즈를 만들었다. 연구에 참여한 알렉산더 주 연구원은 “우리는 색지움 렌즈를 사용해 고품질의 백색광 이미지 처리를 실현했다. 이로써 우리는 이 렌즈를 카메라 등 일반 광학 기기에 통합하는 목표에 한 발자국 더 다가서게 됐다”고 말했다. 이제 연구는 이 렌즈를 지름 약 1㎝까지 크기를 확대할 계획이다. 이는 앞으로 가상현실(VR)과 증강현실(AR) 응용 프로그램(애플리케이션) 등 많은 분야에 새로운 가능성을 열어줄 것이다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 '네이처 나노테크놀로지'(Nature Nanotechnology) 최신호에 실렸다. 사진=하버드대(위), 삼성 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

언제부턴가 ‘스트레스’라는 말은 마치 우리말이 되기라도 한 듯 일상에서 너무나 자연스럽게 쓰이고 있다. 하지만 정작 스트레스가 무엇인지 설명하기는 쉽지 않다. 뇌과학을 통해 스트레스의 정체를 알아보자. 스트레스라는 단어의 첫 번째 의미는 ‘긴장 혹은 긴장하게 하는 힘’이다. 이런 정의는 스트레스를 ‘단위 면적당 주어지는 힘’으로 계산할 수 있는 압력과 같이 공학적 맥락으로 이해한 것이다. 두 번째로 옥스퍼드 사전에 따르면 스트레스는 부정적이거나 부담이 큰 환경의 결과로 오는 정신 및 정서적 중압감이나 긴장감이다. 두 정의의 공통점은 스트레스란 외부에서 주어지는 힘이라는 것과 힘을 받는 대상에게 부정적 영향을 준다는 사실이다. 이런 외부의 힘은 우리에게 어떤 반응을 일으킬까. 오스트리아 출신의 캐나다 내분비학자 한스 셀리에는 1936년 7월 네이처지에 발표한 ‘다양한 유해물에 의해 유발되는 단일 증후군’ 논문을 통해 스트레스를 현대 용어로 확립했다. 그는 독소, 추위, 더위, 방사선, 통증, 강제운동 등의 다양한 유해 자극에 동일한 반응이 나타난다는 사실을 확인했다. 이렇게 나타나는 경고반응, 저항, 회복·탈진의 3단계 반응을 ‘일반 적응 증후군’이라고 이름지었다. 다양한 외부 자극에 동일한 반응을 보인다는 것은 무엇인지는 모르지만 동일한 기전이 작동한다는 것을 의미한다. 이에 과학자들은 그 공통분모가 무엇인지 찾고자 했다. 즉각적 경고반응은 자율신경계와 관련되는데 그중에서도 ‘교감신경계’의 반응이 핵심이다. 위험한 상황에 노출되면 교감신경계가 활성화하면서 혈액에 ‘아드레날린’을 분비한다. 이에 따라 심박동수가 증가하고 호흡이 빨라지며 글리코겐을 포도당으로 분해해 에너지 공급을 늘린다. 저항 단계에서는 좀더 복잡한 체계가 작동한다. 뇌 속의 ‘시상하부’가 스트레스 상황에 반응하면 호르몬 분비를 관장하는 ‘뇌하수체’로 신호를 보내고 뇌하수체는 다시 신장 위 고깔모자 모양의 ‘부신’이라는 기관으로 신호를 전달한다. 이런 다단계 반응을 통해 ‘코티졸’이라는 스트레스 호르몬 양을 늘린다. 코티졸은 양날의 칼과 같아서 초기에는 스트레스를 이겨낼 수 있도록 도움을 준다. 코티졸은 에너지원으로 쓰는 ‘포도당’ 전환을 촉진하고 염증반응도 줄여준다. 그러나 혈액 속 코티졸 양이 계속 높게 유지되면 새로운 단백질 합성이 억제되고 면역 기능이 낮아진다. 그래서 저항단계가 끝나면 스트레스를 극복하고 회복 단계에 이르거나 아니면 반대로 탈진 상태에 빠져 면역력 억제, 성장 억제, 고혈당, 응고 항진상태, 불면 등 다양한 문제를 경험하게 된다. ‘스트레스는 만병의 근원’이라는 말이 과장된 것은 아니라는 뜻이다. 진화적으로 살펴볼 때 등뼈를 가진 경골어류부터 현대적 의미의 스트레스 반응체계를 갖췄다고 한다. 그 대표적인 예가 연어인데, 코티졸 생산체계 덕분에 하루 평균 40㎞를 9개월에 걸쳐 자신이 태어난 강으로 거슬러 올라가는 대장정이 가능하다. 반면 장기적인 코티졸 상승 때문에 알을 낳을 때 즈음엔 에너지가 고갈되고 광범위한 감염이 발생해 죽음을 앞두게 된다. 우리는 스트레스를 받으며 살고 있지만 언젠가는 스트레스 없는 내일이 오길 바라며 하루하루 묵묵히 견뎌내 왔는지도 모르겠다. 올 한 해는 우리 모두가 스트레스도 적게 받고 피할 수 없는 스트레스에는 건강하게 대처하며 몸과 마음의 건강을 잘 유지하는 하루하루로 채우길 소망한다.

2018년 첫날 지구촌 곳곳에서는 다양한 축제가 펼쳐져 74억 인구가 희망과 기대에 가득 찬 새해를 맞았다. 그러나 축제 분위기 속에서도 한쪽에서는 안타까운 사고가 끊이지 않았다고 1일(현지시간) 외신들이 전했다. 뉴질랜드, 지구촌 첫 새해맞이 전 세계에서 시간이 가장 빠른 뉴질랜드에선 지구촌 첫 새해를 맞아 수만명의 인파가 거리와 해변에 몰렸다. 뉴질랜드 도심부와 항구 등에서는 불꽃놀이가 이어졌고, 시민들은 입맞춤과 포옹을 하며 서로의 행운을 빌었다. 호주 시드니항에서도 불꽃놀이가 펼쳐졌다. 폭포처럼 흐르는 무지개색 불꽃과 화려한 디스플레이를 보며 시민들은 최근 동성결혼 합법화를 축하하는 것으로 새해를 시작했다. 세계 최고(最高) 빌딩인 두바이 부르즈 칼리파에서는 그동안 진행해 온 새해맞이 불꽃놀이 대신 레이저쇼가 펼쳐졌다. 아랍어 서체와 기하학적인 무늬, 아랍에미리트(UAE) 초대 대통령인 셰이크 자이드 빈 술탄 알 나흐얀의 초상 등이 레이저쇼를 통해 형상화됐다. 인도에서는 모스크(이슬람 사원), 시크교도의 예배당, 교회 등 종교별 사원 등에서 자정을 맞아 새해를 기념했다. 인도 서북부 암리차르에 있는 황금사원은 새해를 맞아 환하게 불을 밝혔다. 러시아는 다소 조용한 새해를 맞았다. 러시아 상트페테르부르크 광장에서 열리기로 했던 새해맞이 행사가 준비에 문제가 생겨 취소됐기 때문이다. 새해를 전후해 주로 눈으로 뒤덮였던 모스크바는 올해 비와 흐린 날씨가 계속되면서 축제 분위기가 가라앉았다. 중국은 새해를 기념해 여행을 떠난 관광객으로 북적였다. 중국신문망은 원단(元旦·양력설) 연휴 기간 중국 내 여행객 수가 1억명을 돌파했다고 전했다. 중국의 국가여유국이 추산한 결과 원단 연휴 3일 가운데 지난달 30일과 31일 이틀간 중국의 국내 여행객 수는 각각 5600만명, 5100만명으로 1억명을 넘어섰다. 이란 반정부 시위 최소 12명 사망 그러나 사고 소식도 잇따랐다. 이란에서는 계속되고 있는 반정부 시위로 지금까지 최소한 12명이 사망했으며 무장한 시위대가 경찰서와 군기지 장악을 시도하고 있다고 1일(현지시간) 관영 TV가 전했다. 이란 시위는 지난달 28일 북동부 최대도시 마슈하드에서 물가고와 경제난에 항의하는 내용으로 처음 발생했으며 이후 여러 도시로 확산돼 전국적 규모로 이어지고 있다. 수백명이 체포됐다. 유명 관광지인 중미 코스타리카 푼타 이스리타 삼림 지역에서는 지난달 31일 네이처 항공 소속 소형 비행기가 추락해 탑승객 12명이 모두 숨지는 사고가 발생했다. 숨진 탑승객 가운데 10명은 미국인 관광객이며 2명은 현지인 조종사로 파악됐다. 현지인 조종사 1명은 2010~2014년 재임한 라우라 친치야 전 대통령의 사촌이다. 정확한 추락 원인은 밝혀지지 않았다. 중국에서는 시골에 홀로 남겨진 농민공 자녀가 난로에 불을 붙였다가 일산화탄소 중독으로 사망하는 사건이 발생했다. 1일 홍콩 사우스차이나모닝포스트에 따르면 구이저우성의 한 빈민촌 어린 형제가 가스 중독으로 숨진 채 발견됐다. 숨진 어린이는 4살, 11살이었으며, 부모는 형제만 남겨 놓고 대도시인 쿤밍에서 일을 하고 있었다. 서울 심현희 기자 macduck@seoul.co.kr 베이징 이창구 특파원 window2@seoul.co.kr 도쿄 이석우 특파원 jun88@seoul.co.kr