만병의 근원이 스트레스라는 말이 다시 한번 입증됐다. 스트레스가 남성의 암 위험을 키울 수 있다는 게 최근 연구에서 확인됐다. 최근 네이처 자매지 ‘사이언티픽 리포트’(Scientific Reports)에 실린 한 연구논문에 따르면, 남성은 정신적 스트레스를 ‘강하게’ 느낄수록 암에 걸릴 위험이 컸다. 이 연구는 일본국립암센터가 지난 1990~1994년에 다목적 코호트(JPHC) 연구에 참여한 40~69세(평균 나이 53세) 성인남녀들의 생활 습관과 질환의 연관성을 조사한 것이다. 연구 시작 시점에서 체질량지수(BMI)와 음주·흡연 등의 생활 습관, 과일·채소의 섭취량 등을 질문했다. 정신적인 스트레스에 대해서는 ‘당신은 일상에서 얼마나 스트레스를 받는가?’라고 질문했다. 그리고 “조금”이나 “보통” 또는 “많이”라는 세 가지 중에 답하게 하고 이를 암 위험과 어떤 연관성이 있는지 비교 분석했다. 총참가자 10만 1708명 중에서 평균 17.8년에 걸친 추적 조사 동안 암이 발병한 사례는 1만 7161명. 연구 초기에 스스로 느낀 스트레스 수준과 암 발병 사이에 상관관계는 나타나지 않았다. 하지만 5년째, 10년째 다시 한 질문의 답변을 분석한 결과, 추적 조사 첫해부터 5년 동안 스트레스가 증가한 사람은 스트레스가 “조금”이라고 느낀 이들보다 암 발병 위험이 4~6% 상승했다. 3차례 조사 모두에 응답한 7만 9301명을 분석한 결과, 10년간 항상 스트레스 수준이 높았던 그룹은 낮았던 그룹보다 암 발병 위험이 11% 높았다. 하지만 이런 관계는 남성에서만 명확하게 드러났다. 남성으로 제한해 분석해보면 연구 초기의 스트레스 수준이 “보통”인 경우에도 추적 기간 스트레스 수준이 증가한 그룹은 일관되게 낮았던 그룹보다 암 위험이 20% 더 큰 것으로 나타났다. 특히 흡연이나 음주를 하고 암에 관한 가족력이 없는 즉 유전과 명확한 상관관계가 없었던 참가자들에서 강한 연관성이 확인됐다. 연구팀은 “남성은 스트레스에 대처할 때 흡연과 음주에 의지하는 경향이 있다”고 지적하면서도 “스트레스의 영향은 흡연과 음주 습관이나 비만한 사람들에게서 두드러지게 나타났다”고 설명했다. 하지만 스트레스에서 벗어나고 싶다고 해도 그렇게 간단한 것은 아니다. 그러므로 일상에서 스트레스를 많이 받는다고 느끼는 남성은 우선 생활 습관을 개선하는 게 좋을 듯싶다. 사진=ⓒ Korta / Fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

‘기후변화에 관한 정부간 협의체’(IPCC)는 2013년 ‘5차 보고서’를 내고 전 세계가 온실가스 감축 노력 없이 현재와 같은 추세로 계속된다면 21세기 말인 2081~2100년에는 전 지구의 평균기온이 3.7도, 해수면은 지금보다 63cm가 높아질 것으로 전망했다.지구온난화가 계속될 경우 건조지역과 아열대기후 지역에서는 지표수와 지하수가 크게 감소하면서 물로 인한 분쟁이 증가할 뿐만 아니라 육상과 담수에서 살고 있는 생물종들이 멸종 위험에 처하게 될 것이라고 경고하기도 했다. 그런데 최근 세계적인 과학저널인 ‘네이처’와 ‘사이언스’가 일주일 간격을 두고 잇따라 지구온난화 속도가 예상보다 빠르다는 내용의 논문과 분석기사를 실었다. 미국 스탠포드대 카네기과학연구소 지구생태학과 연구진은 현재 제시된 가능한 모든 기후분석모델을 재평가하는 한편 지구 대기권 최상층에 있는 관측데이터를 통한 에너지 수지를 계산한 결과 실제로 IPCC가 예측한 것보다 지구 온난화 상황이 더 심각하다는 연구결과를 ‘네이처’ 7일자에 발표했다.연구팀은 모든 가용한 기후모델을 사용해 21세기 말 기후변화를 예측한 결과 온실가스 배출이 현재와 같은 추세로 계속된다면 IPCC에서 예측한 최악의 상황보다 15% 정도 더 심각하다고 결론을 내렸다. 이들의 분석 결과에 따르면 21세기 말이 되면 IPCC가 예측한 최악의 상황보다 0.5도가 더 높아지는 것으로 지구 전체 평균 기온이 현재보다 4~5도 가량 높아질 수 있다는 것이다. 연구를 이끈 패트릭 브라운 박사는 “최악의 상황보다 0.5도 상승한 것이 높아보이지 않을 수도 있겠지만 지난 120여년 동안 지구 평균온도는 0.89도 상승했다는 것을 생각해보라”며 “지구 온난화로 인한 최악의 상황을 막기 위해서는 현재 추진하고 있는 것보다 전 세계가 더 강도 높은 온실가스 배출량 감축에 나서야 한다”고 지적했다.지난 1일자 ‘사이언스’는 노르웨이 스발바르에 있는 와렌베르그브린 빙하를 표지사진으로 선정해 지구온난화의 심각성을 경고하고 나섰다. 2013년 9월부터 빙하의 붕괴조짐이 보이기 시작해 2015년에는 하루에 9m에 가까운 빙하가 부서져 쌓이기 시작했다. 2016년 7월에는 티벳 서부 고원지대에 서 폭우가 쏟아진 뒤 한 밤 중에 거대한 빙하가 부서지면서 계곡을 덮쳐 초원에 있던 목동과 양, 야크 등 동물들이 죽는 사태가 벌어지기도 했다. 티벳 서부 빙하는 수천 년 동안 안정적이었음에도 갑자기 부서져 내리기 시작한 것은 빙하 속으로 파고드는 물 때문이라는 사실을 과학자들은 밝혀냈다. 최근까지 많은 연구자들은 빙하의 붕괴는 두께나 모양 같은 빙하 자체의 물리적 특성과 지형상 특성 때문인 것으로만 인식하고 있었다. 그렇지만 연구팀은 비가 내리거나 지구온난화로 인해 빙하가 녹아 표면에 고인 물이 빙하가 갈려져 생긴 틈인 크레바스를 따라 내려가 빙하 가장 밑바닥까지 내려간다는 것이다. 실제로 티벳 서부 평균 기온은 최근 5년간 1.5도 이상 올랐다. 크레바스를 타고 내려간 물의 양이 작으면 다시 얼어붙거나 물이 빙하 바깥으로 빠져나갈 수 있는 물길이 만들어져 빙하를 안정적으로 만들어주지만 한꺼번에 많은 물이 빙하 표면에서 바닥으로 내려갈 경우 빙하 아래쪽 얼음을 녹이고 결국 부서져 나가게 만든다는 설명이다. 최근에는 지구 온난화로 인해 표면의 얼음이 녹는 속도도 빨라져 더 많은 빙하가 부서질 수 있다고 연구진은 예측했다. 지난주 부산에서 기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단 주최로 열린 ‘기후변화 및 인류 이동 콘퍼런스’에서도 “지구 온난화의 속도를 늦추지 못하면 육지와 바다의 생태계가 급격히 변화해 기후변화로 인한 난민들이 발생하는 것은 물론 기후가 원인이 돼 망하는 나라가 속출하게 될지도 모른다”는 지적이 나오기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

백조나 오리의 조상일까?긴 목과 납작한 주둥이를 갖고 있어 외형은 오리나 백조처럼 생긴 신종 공룡 화석이 발견됐다. 이 신종 공룡은 현재 오리나 백조들처럼 두 발로 육지를 뒤뚱거리며 걷는 동시에 물에서도 생활했을 것이라고 추정되고 있다. 이탈리아 지오반니 카펠리니 지질학및고고학 박물관, 프랑스 유럽방사광가속기연구소, 체코 팔라츠키대, 벨기에 브뤼셀자유대, 왕립자연사연구소, 몽골 과학아카데미, 캐나다 앨버타대 국제공동연구진은 몽골 남부 우카톨고드에서 발견된 공룡화석을 분석한 결과 지금까지 발견되지 않았던 신종 공룡이라는 사실을 밝혀내고 세계적인 과학학술지 ‘네이처’ 7일자에 발표했다. 이번에 발견된 신종 공룡화석은 7500만~7100만년전 중생대 백악기 후기 지층에서 발견됐다. 화석의 일부가 암석에 묻혀 있어 연구팀은 전자기방사광 가속기로 분석했다. 일반적으로 공룡 화석을 연구할 때는 컴퓨터단층촬영(CT) 기술을 활용하지만 이번에는 좀 더 세밀한 분석을 위해 방사광가속기인 ‘싱크로트론’을 활용했다. 분석 결과 전체 몸 길이가 70cm 정도인 이 공룡은 앞 팔뼈가 노처럼 납작해 물 속에서도 자유자재로 움직였을 것이라고 추정됐다. 또 긴 목과 납작한 주둥이, 날카로운 앞쪽 이빨은 물고기를 낚아채기 적합한 구조였다는 사실이 밝혀졌다. 또 육상에서 사는 대부분의 공룡은 주둥이 끝에 콧구멍이 있는데 신종 공룡은 콧구멍이 백조나 오리처럼 주둥이 뒷부분에 있다는 특징을 갖고 있다. 긴 목을 갖고 있으면 무게 중심이 앞으로 쏠리기 마련인데 골반이 커 무게 중심을 잡으며 육지에서도 뒤뚱거리며 걸을 수 있었을 것으로 분석됐다. 연구팀은 이번에 발견된 공룡은 수각류 공룡의 한 형태인 ‘마니랍토라’ 계열로 결론 내렸다. 마니랍토라는 크기가 1~2m 정도의 공룡이다.수각류 공룡은 두 발로 걸으며 날카로운 이빨을 가져 흔히 육식공룡으로 알려진 공룡들 대부분이 여기에 포함되며 티라노사우르스도 수각류 공룡의 한 종류다. 연구팀은 신종 공룡의 학명을 ‘할츠카랍토르 에스퀴리에이’(Halszkaraptor escuilliei)로 명명했다. 폴란드 출신의 저명한 고생물학자 할스카 오스모르스카 박사의 업적을 기리기 위해 앞쪽 속(屬)명을 그의 이름과 ‘맹금류’ 또는 ‘도둑’을 뜻하는 라틴어 ‘렙터’를 붙여 ‘할츠카랍토르’라고 이름을 붙였다. 뒤쪽 종(種)명은 도굴돼 유럽에 와 있던 이번 공룡화석을 몽골로 돌려보내 이번 공동연구를 가능케 만든 프랑스의 고생물학자이자 화석수집가인 프랑수와 에스쿠예의 이름을 따 ‘에스퀴리에이’라고 붙였다. 공룡 전문가들은 물과 땅에서 모두 생활할 수 있는 마니랍토라 계열의 공룡이 발견된 것은 이번이 처음이라고 평하고 있다. 이탈리아 지오반니 카펠리니 박물관 소속 안드레아 카우 박사는 “이번 연구결과를 포함해 지금까지 몽골에서 수많은 공룡 화석이 발굴돼 연구되고 있는데 여전히 새로운 형태와 특징을 가진 공룡들이 발견되고 있다”며 “이런 고생물학 연구 덕분에 지구의 역사를 더 상세하게 알게 되는 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

암세포는 유전자 돌연변이, 유전자 단위의 변화 등 다양한 원인으로 발생하기 때문에 똑같은 암이라도 환자에 따라 치료제에 대한 반응이 다른 차이를 보이는 경우가 많다.이런 문제점을 해결하기 위해 카이스트 바이오 및 뇌공학과 조광현 교수팀은 시스템생물학을 활용해 암세포 유형에 따라 최적의 약물 표적을 찾는 기술을 개발하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 5일자에 발표했다. 적(암세포)를 제거할 수 있는 폭탄(치료제)를 골라 정확한 위치(암의 원인)에 투하하는 기술을 개발한 것이다. 지금까지 암 관련 연구자들은 환자에게서 자주 나타나는 유전자 변이를 파악하고 암을 일으키는 핵심 유전자 변이를 찾는데 노력을 집중했다. 그렇지만 이런 접근법은 암세포 내 다양한 유전자와 단백질 상호작용에 의해 발생하는 생물학적 특징과 약물반응의 차이에 대해 설명하지 못해왔다. 실제로 암세포의 유전자 변이는 해당 유전자 기능은 물론 유전자와 연결돼 있는 다른 유전자와 단백질에 영향을 미친다. 또 항암제가 투여됐을 경우 암세포의 반응이 끊임없이 변화되기 때문에 분자네트워크의 동역학적 특성을 밝혀내지 못한 일반적인 항암치료는 내성을 갖게 만들 수 있다.연구팀은 슈퍼컴퓨터를 활용한 대형 컴퓨터 시뮬레이션과 세포실험을 통해 암세포 분자 네트워크의 동역학 변화를 분석했다. 이를 통해 약물 투여에 따른 반응을 예측해 암세포 유형별로 최적의 약물 투여위치와 투여할 약물을 찾는 기술을 개발했다. 연구팀은 이를 통해 폐암, 유방암, 골종양, 피부암, 신장암, 난소암 등 다양한 암세포의 약물 투여에 따른 변화를 정량화하고 군집화하는데 성공했다. 조광현 교수는 “이번 연구는 시스템생물학을 통해 암세포 유형별 분자네트워크의 약물반응을 시뮬레이션으로 분석해 약물 반응의 근본적 원리를 파악하고 새로운 개념의 최적 약물 타겟을 발굴할 수 있게 해준다”며 “암 관련 신약 개발은 물론 맞춤형 치료에도 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2017년은 펄서(pulsar·pulsating radio star)가 최초로 발견된 지 50년째가 되는 해이다. 지금까지 발견된 펄서의 수는 약 2,600개에 이른다. 물론 거의 우리은하 내에 있는 것들이다. 과학자들은 펄서를 이용해 저주파 중력파를 탐지하여 우리은하의 구조를 연구하고 일반상대성 이론을 검증하기도 한다. 펄서 발견 50주년을 맞아 호주 연방과학산업연구기구(CSIRO) 소속의 조지 홉스 등 과학자들이 기고한 칼럼이 지난달 29일자 스페이스닷컴에 발표되었다. 이 기구에서 운용하는 파크스 전파망원경은 현재까지 발견된 펄서의 거의 절반을 발견하는 개가를 올렸다. 펄서란 과연 어떤 천체이며, 펄서의 발견이 천문학사에서 어떤 의미가 있을까? 펄서 발견 50주년을 기념하는 이들의 칼럼을 요약해 소개한다. 박사과정 여학생이 최초로 발견했다 맥동전파원(脈動電波源)으로 불리는 펄서는 회전하는 작은 별이다. 놀랍게도 성분이 모두 중성자로 이루어진 천체로, 보통의 항성이 폭발로 생을 마감한 후 뒤에 남겨지는 속고갱이 같은 별이다. 중성자별의 밀도는 성냥갑 하나 부피의 물질이 무려 5조 톤에 달한다. 그러나 지름은 겨우 30km 정도로, 초당 수백 회에 이르는 회전을 하면서 라디오파나 X-선 빔을 우주공간으로 쏘아댄다. 이 빔이 지구 쪽으로 향하면 우리는 비로소 펄서 존재를 확인할 수 있는 것이다. ​ 1967년 중반, 사람들이 한창 여름휴가를 즐기고 있을 때 영국 케임브리지 대학의 박사과정에 있는 젊은 여학생은 전파망원경 제작에 땀을 흘리고 있었다. 천문학자들이 다이폴 어레이(dipole array)라 하는 쌍극자 안테나를 가리키는데, 이 안테나가 차지하는 영역은 약 2헥타르로, 정구장 57개에 해당하는 면적이다. 전파망원경은 7월에 완성되었다. 24살의 조슬린 벨 학생(지금은 조슬린 벨 경이다)은 전파망원경의 운용과 함께 망원경이 생산하는 데이터를 분석하는 작업을 맡았다. 데이터는 펜으로 종이 위에 그리는 그래프 같은 형식으로 출력되었는데, 이 같은 그래프가 하루에 거의 30m는 쏟아져나왔다. 조슬린은 이 데이터를 눈으로 분석했다. 그래프 위에 나타난 기묘한 ‘꺾임’(cruff)은 이렇게 눈으로 발견된 것이었다. 그러나 이 발견은 그냥 스쳐지나갔다. 다른 발견들이 보통 그렇듯이 이 발견의 진가가 드러나는 데는 시간이 걸렸다. 1967년 11월 28일, 소슬린과 그녀의 지도교수 앤터니 휴이시는 기묘한 시그널을 보여주는 데이터를 하나 잡았다. 조슬린은 비로소 그 ‘꺾임’이 3분의 1초에 한 번씩 일어나는 일련의 펄스라는 사실을 알아챌 수 있었다. 이로써 조슬린과 휴이시는 펄서를 발견했던 것이다. 조슬린은 다른 세 개의 펄스 원을 더 찾아냈다. 이것은 외계 문명의 ‘작은 녹색 사람들’로부터 보내진 신호라는, 다소 이색적인 해석을 물리치는 데 도움이 되었다. 펄서의 발견에 관한 논문은 1968년 2월 24일 ‘네이처’지에 발표되었다. 나중에 펄서의 발견에 대해 수여된 1974년의 노벨 물리학상 수상자에 휴이시와 동료 마틴 라일이 선정되었지만 최초의 발견자인 조슬린 벨은 포함되지 않았다. 이것은 뒤에 노벨상이 가장 불공정하게 수여된 것이라는 비판을 받는 등, 두고두고 많은 논란을 불러일으켰다. '펄서, 과연 어떤 천체인가?' 그렇다면 과연 펄서란 무엇이며, 어떻게 작동하는 걸까? 과연 펄서도 일반적인 항성이라 할 수 있을까? 그러나 아직까지 펄서에 대해서는 밝혀진 것보다 밝혀지지 않은 것이 더 많을 만큼 불가사이한 존재다. 초고속, 또는 초저속으로 회전하는 고밀도의 펄서는 물질이 고밀도 상태에서 어떤 구조를 하고 있는가에 대한 비밀을 품고 있다. 이러한 극단적인 경우를 찾기 위해 우리는 많은 펄서를 찾아야 할 필요가 있다. 펄서는 대체로 쌍성계를 이루며 서로의 둘레를 공전하는데, 이 동반성의 본질은 우리가 펄서의 형성 내역을 이해하는 데 도움이 된다. 우리는 펄서가 무엇으로 이루어져 있으며, 어떻게 작동하는가에 대해 제법 많은 진척을 이루었지만, 그래도 펄서는 여전히 신비에 감싸인 존재라고 할 수 있다. 펄서를 연구하는 과학자들은 펄서의 실용적인 용도를 찾아내기도 한다. 예컨대 펄서의 맥동 타이밍은 전 우주의 저주파 중력파를 감지하는 방법으로 추진되고 있으며, 또한 우주에서 물질의 밀도가 높은 영역을 통과 할 때 펄스 신호가 변경되는 방식을 살펴봄으로써 우리은하의 구조를 측정하는 데 사용되기도 한다. 펄서는 또한 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 테스트 할 수있는 가장 훌륭한 도구 중 하나이기도 하다. 상대성 이론은 천문학자들이 할 수있는 가장 정교한 검증을 모두 통과하여 100년 이상 건재를 과시하고 있다. 그러나 우주가 어떻게 작동하는지에 대한 우리의 가장 성공적인 이론인 양자역학과는 아귀가 잘 맞지 않는다. 과학자들은 그래서 상대성 이론의 작은 결점이라도 찾아내기 위해 분투하고 있는 중이다. 펄서는 이 문제를 풀 수 있도록 도움을 줄 수 있다고 과학자들은 믿고 있다. 지금도 천문학자들에게 날밤을 새게 하는 것은 블랙홀 주변의 궤도에서 펄서를 찾아내고자 하는 열망이다. 이것은 일반 상대성 이론을 검증할 수 있는 가장 이상적인 시스템이기 때문이다. 어쨌든 펄서의 발견은 우주에 대한 인류의 이해를 크게 바꾸었으며, 그 진정한 중요성은 여전히 미지인 채로 펼쳐져 있다고 할 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

금속은 시간이 갈수록 공기, 수분과 접촉해 산화되면서 표면에 부식생성물을 만든다. 이 금속 부식생성물이 바로 ‘녹’(rust)이다.국내 연구진이 녹을 이용해 ‘꿈의 신소재’ 그래핀의 상태를 진단하는 기술을 개발했다. 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학부 권순용 교수, 기계항공 및 원자력공학부 김성엽 교수 공동연구팀은 구리 기판에서 성장시킨 그래핀의 결함을 광학현미경과 전자현미경으로 비교적 간단하게 찾아내는 기술을 개발했다고 29일 밝혔다. 이번 연구성과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호에 실렸다. 그래핀은 탄소 원자 한 층 두께의 얇은 물질로 강철보다 단단하고 열과 전기를 잘 전달하고 유연하기 때문에 투명전극, 에너지용 전극, 차세대 반도체 소재로 주목받고 있다. 문제는 반도체 소자로 활용하기 위해 대면적 그래핀을 만드는 과정에서 다양한 나노 크기의 결함이 나타나는데 이를 찾아내기가 쉽지 않다.일반적으로 대면적 그래핀은 구리 기판 위에 탄소를 기체상태로 만들어 성장시키는 화학기상증착(CVD) 기술로 만드는데 이 과정에서 결함이 발생한다. 이를 찾아내기 위해 기존에는 그래핀 위에 액정(LCD)를 코팅하거나 자외선(UV)를 쪼이는 방식이 있었지만 추가적으로 장비를 사용하기 때문에 번거롭고 비용도 많이 드는 단점이 있다. 연구팀은 그래핀을 공기 중에서 200도 이하로 열처리하면서 나타나는 현상을 관찰하는 간단한 방법을 개발했다. 그래핀에 결함이 있으면 공기 중 수분이 스며들어 구리기판을 산화시키기 때문에 녹이 생긴다. 그 녹자국을 전자현미경으로 촬영해 나노미터 크기로 손쉽게 확인할 수 있다는 것이다. 권순용 교수는 “공기 중 물분자가 그래핀 내에 존재하는 특정 결함 부위에서 분해되고 그 아래 있는 구리를 산화시키는 과정이기 때문에 결함을 쉽게 확인할 수 있는 것”이라며 “이번 연구로 구리 기반 전자소자를 그래핀으로 대체할 수 있는 발판을 마련했다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

세포치료란 살아 있는 세포를 환자에게 투여하는 것이다. 수혈이 가장 대표적이다. 적혈구가 부족해서 빈혈이 생기면 적혈구를, 혈소판이 부족해 출혈이 생기면 혈소판을 주는 것이다. 하지만 살아 있는 성숙 세포에는 유효 기간이 있다. 따라서 계속 새로운 젊은 세포를 만들 수 있는 줄기세포 도움을 받아야 한다. 예컨대 혈액세포를 만드는 조혈기능에 문제가 생기면 조혈모세포를 투여해야 한다. 조혈모세포는 자기 자신의 조혈모세포, 즉 ‘자가 조혈모세포’를 활용할 수도 있지만 정상 조혈모세포를 매번 미리 준비해 놓을 수는 없다. 결국 다른 사람으로부터 조혈모세포를 얻어야 한다. 이를 ‘동종 조혈모세포’라고 한다. 동종 조혈모세포는 ‘양날의 검’과도 같다. 면역기능이 작동해 이식받은 동종 조혈모세포를 파괴해 버리는 이식거부반응이 나타나면 이식은 실패한다. 반대로 동종 조혈모세포에 포함된 면역세포가 이식받은 사람의 정상세포를 파괴하는 일이 벌어지기도 한다. 이를 방지하기 위한 것이 바로 ‘면역억제제’다. 같은 원리로 최근 암세포를 죽일 수 있는 면역세포를 활용해 암을 치료하는 방법을 연구하고 있다. 다만 면역세포를 암환자에게 투여한 결과 기대만큼의 결과를 얻지는 못했다. 면역세포가 암세포만 찾아내는 능력이 부족했다. 반면 T림프구는 세포 구별 능력이 탁월해 좋은 가능성을 보여주고 있다. 폐암이나 악성흑색종 치료에 쓰는 ‘면역관문억제제’는 지친 T림프구를 다시 활성화시켜 준다. 이렇게 활성화된 T림프구는 암세포를 제거한다. 최근 허가된 ‘키메라 항원수용체 T림프구’(CAR-T)는 유전자 재조합 기술로 T림프구의 암세포 구별 능력과 파괴 능력을 모두 강화시켜 항암 효과를 발휘한다. 여전히 몇 가지 문제가 있다. 세포치료제는 결국 환자로부터 얻어야 하기 때문에 다른 환자에게 쓰기가 쉽지 않다. 비용이 크게 늘어나고 사용도 제한된다. 가장 큰 문제는 강화된 T림프구가 과도한 면역반응을 일으켜 환자를 심각한 위험에 빠트릴 수 있다는 것이다. 최근에는 T림프구 장점만 갖고 있는 세포를 직접 만드는 방법을 연구하고 있다. 이달 초 한 스위스 연구진은 네이처 케미컬 바이올로지에 지방줄기세포로 T림프구와 비슷한 합성세포를 만들 수 있다고 발표했다. 합성세포는 특정 항원에 결합할 수 있는 항체부위가 있어 암세포만 인식해 결합할 수 있다. 유전자 네트워크 시스템도 갖고 있어서 합성세포가 암세포와 결합해 특정 복합체를 만든다. 이 복합체는 총알 탄두처럼 암세포를 뚫고 들어갈 수 있으며, 탄두에는 일종의 변환기가 붙어 있어 암세포 내로 들어가면 특정물질을 작동시킬 수 있다. 암세포 안에서 변환기가 작동하면 항암제로 작동한다. 합성세포는 T림프구처럼 암세포를 골라낼 수 있는 능력과 암세포를 죽일 수 있는 능력을 동시에 갖고 있다. 또 면역기능을 이용하지 않기 때문에 심각한 부작용을 피할 수 있고 여러 사람에게도 쓸 수 있다. 머지않은 장래에는 정상 세포에 피해를 덜 주면서 암세포를 죽일 수 있는 세포도 마치 약처럼 만들어 쓰게 될 것이다. 기술이 발전하면 인공장기도 만들 수 있지 않을까 생각한다. 인류는 항상 새로운 방법으로 답을 찾아 문제를 해결했다. 앞으로 암 치료 효과는 점점 좋아지게 될 것이며 결국은 완치에 도달할 것이다. 갑자기 영화 ‘인터스텔라’에서 주인공이 한 말이 생각난다. “우리는 답을 찾을 것이다. 늘 그랬듯이.”

삼성전자는 기존의 리튬이온 전지보다 충전 용량은 45% 향상시키면서 충전 속도를 5배 이상 빠르게 만들 수 있는 배터리 소재 ‘그래핀 볼’ 개발에 성공했다고 27일 밝혔다. 삼성전자 종합기술원 손인혁·두석광 연구팀은 연구 성과를 담은 논문을 최근 과학저널 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 온라인판에 ‘그래핀 볼을 이용한 고속충전 및 고용량 리튬이온 전지 구현’이란 제목으로 실었다. 기존 리튬이온 배터리는 고속충전 기술을 사용해도 완전히 충전하는 데 1시간 가까이 걸렸지만, 그래핀 볼 소재를 사용할 경우 12분이면 된다. 그래핀은 흑연에서 벗겨낸 얇은 탄소 원자막을 말한다. 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고, 실리콘보다 140배 이상 전자를 빠르게 이동시킬 수 있다. 리튬이온 전지는 1991년 처음 상용화된 이후 스마트폰 등 모바일 기기와 전기자동차 등으로 쓰임새가 커지고 있지만, 용량 증가나 충전 시간 단축 등 성능 개선은 소재의 특성상 한계에 다다랐다는 평가를 받아 왔다. 이를 극복할 수 있는 소재로 그래핀에 대한 연구가 전 세계적으로 활발하다. 이재연 기자 oscal@seoul.co.kr

지카바이러스나 뎅기열, 뇌염 등 치명적인 전염성 질병을 옮기는 모기를 잡는 ‘킬러모기’가 자연계에 방사된다.그렇지만 환경단체는 유전자 변형을 통해 만들어진 킬러모기가 장기적으로 자연계에 어떤 영향을 미칠지 모르는 상황에서 자연계에 방사하는 것은 문제가 될 수 있다고 지적했다. 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 따르면 미국 환경보호청(EPA)은 최근 지카바이러스 등 전염병을 옮기는 모기를 퇴치하기 위해 알을 낳지 못하도록 하는 세균에 감염시킨 모기를 자연에 방사할 수 있도록 승인했다. 볼바키아라는 세균에 감염된 모기는 교미를 하더라도 알이 부화하지 않기 때문에 번식하지 못하는데 이런 모기를 반복해서 자연계에 방사하면 모기를 줄일 수 있다는 원리다. 전염병을 주로 옮기는 줄무늬모기에 볼바키아를 감염시킨 뒤 사람을 물지 않는 수컷을 골라 자연에 방사하면 자연계의 암컷이 수컷과 교미해 알을 낳더라도 염색체 이상으로 부화하지 않기 때문에 계속 방사하면 모기 수가 줄어 최종적으로 모기를 완전히 퇴치할 수 있을 것이라는 주장이다. 미국 켄터키주에 위치한 바이오벤처 ‘모스키토 메이트’가 개발한 이 킬러 모기는 이번 EPA의 허가로 캘리포니아와 뉴욕 등 미국 20개 주와 워싱턴DC에서 5년간 판매가 가능해졌다. 모스키토 메이트는 내년 여름 이후 일반 가정과 골프장, 호텔 등에 판매가 될 예정이다. 업체는 실제로 켄터키주 등에서 세균 감염 모기를 시험적으로 방사해 효과와 안전성을 확인했다. 업체는 “볼바키아는 사람에게는 감염되지 않으며 벌과 나비 등 곤충도 함께 죽이는 살충제가 아니라 모기만을 골라 공격할 수 있는 일종의 생물농약으로 생태계에도 영향이 적은 새로운 해충 퇴치법”이라고 설명하고 있다. 환경단체는 “바이러스에 감염된 수컷과 교미한 암컷이 낳은 알이 모두 부화되지 않는 것이 아니기 때문에 일부 살아남은 모기들은 저항성을 갖고 있어 도리어 나중에는 더 처리하기 힘들게 될 수 있다”고 반대하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

4차 산업혁명 시대에 주목받는 기술 중 하나가 자율주행차와 전기차다.전기자동차가 주목받고 있는 기술이지만 아직까지는 고속충전 기술을 사용해도 1시간 가까이 걸려 대중화의 걸림돌이 되고 있다. 국내 연구진이 기존 리튬이온 전지보다 충전용량은 45% 높이고 충전 속도를 5배 이상 빠르게 만들 수 있는 ‘그래핀 볼’ 기술을 개발하는데 성공했다. 서울대 화공생물공학부 최장욱 교수와 삼성전자 종합기술원 손인혁, 두석광 연구원 공동연구팀은 충전속도를 높이고 용량도 향상시킨 배터리 소재를 개발하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호에 발표했다고 27일 밝혔다. 이 기술을 활용하면 기존 전기차 배터리 충전시간의 5분의 1인 12분이면 완전 충전이 가능하다. 또 전기자동차용 배터리에 요구되는 온도 기준인 60도까지 안정성을 유지할 수 있다. 그래핀은 탄소의 얇은 한 겹으로 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고 실리콘보다 140배 이상 전자를 빠르게 이동시킬 수 있어 ‘꿈의 소재’로 주목받고 있는 물질이다. 연구팀은 2차원의 얇은 막 형태의 그래핀을 팝콘처럼 3차원 입체 형태로 대량합성하는 기술을 개발했다. 이렇게 만든 그래핀 볼을 리튬이온 전지의 양극 보호막과 음극 소재로 활용한 결과 충전 용량은 늘고 충전시간이 단축되는 한편 고온 안전성까지 확보할 수 있게 됐다. 연구팀은 그래핀 볼 기술과 관련해 국내 특허는 물론 미국에도 특허를 출원했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 골다공증과 류머티스 관절염 같은 뼈질환을 근본적으로 치료할 수 있는 방법을 찾아냈다.건국대 의학전문대학원 김혁순, 최완수 교수 공동연구팀이 뼈의 파괴를 억제하는 단백질을 발견하고 신호전달 경로를 밝혀내 새로운 류머티스 관절염 치료 방법을 찾아냈다고 27일 밝혔다. 이번 연구는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호에 발표되는 한편 ‘네이처 리뷰 류마톨로지’에 ‘주목할만한 연구성과’로 소개됐다. 뼈의 강도가 약해져 나타나는 골다공증은 골절의 가능성을 높이고 류머티스 관절염은 관절 활막에 염증이 발생해 연골과 뼈 조직에 염증을 확산시켜 골관절의 파괴와 변형을 유발시키는 만성질환이다. 뼈는 골세포를 만드는 조골세포와 뼈의 흡수, 파괴를 담당하는 파골세포의 균형으로 유지되는데 골다공증이나 류머티스 관절염은 파골세포가 비정상적으로 활성화되면서 나타나는 질환이다. 문제는 파골세포의 기능 조절에 관한 연구는 계속되고 있지만 눈에 띄는 성과가 없어서 현재는 골관절 질환을 근본적으로 치료할 수 있는 방법은 없이 염증 완화에 그치고 있다. 연구팀은 파골세포 분화를 조절해 뼈의 항상성 유지에 중요한 역할을 하는 단백질 ‘DJ-1’을 발견하고 작용 메커니즘을 밝혀냈다. 연구팀은 DJ-1이 활성산소를 제거해 신호전달인자의 활성화를 억제하고 궁극적으로 파골세포가 과도하게 활성화되는 것을 막는다는 사실을 확인했다. 실제로 DJ-1을 제거한 생쥐는 일반 생쥐보다 골밀도가 낮고 파골세포의 분화가 활발해진다는 것을 규명했다. 또 류머티스 관절염을 일으킨 생쥐도 DJ-1 단백질이 결핍돼 파골세포 분화와 뼈 파괴가 증가한다는 사실도 검증했다. 김혁순 교수는 “이번 연구는 DJ-1 단백질이 활성산소를 조절하여 파골세포 분화를 억제한다는 사실을 밝혀냈다는데 의미가 있다”며 “DJ-1을 표적으로 비정상적인 파골세포 활성을 예방하거나 골관절 질환을 치료할 수 있게 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

오래 살고 싶다면 개를 키우는 것도 좋은 방법이 될 것 같다. 최근 스웨덴 웁살라대학 연구팀은 개를 키우는 것이 견주 건강에 도움을 준다는 연구결과를 네이처 자매지인 '사이언티픽 리포트' 최신호에 발표했다. 이번 연구결과는 스웨덴인 340만 명을 12년 간이나 추적 관찰했다는 점에서 의미가 있다. 2001년부터 40~80세 사이 성인 남녀를 대상으로 이들의 개 소유 여부와 사망 여부 등을 비교분석했다. 이중 연구팀이 주목한 병력은 심장마비, 뇌졸중 등 심장관련 질환이다. 그 결과는 흥미롭다. 먼저 개를 키우는 사람의 경우, 그렇지 않은 동년배에 비해 심장병으로 인한 사망률이 23%나 감소한 것으로 나타났으며 모든 원인에 의한 사망률 또한 20%나 적었다. 특히 홀로 사는 사람에게 개는 무엇보다 중요한 존재였다. 홀로 사는 견주의 경우 그렇지 않은 홀로 사는 동년배에 비해 심장병으로 인한 사망률이 11%, 특히 모든 원인에 의한 사망률은 33%나 감소한 것으로 드러났다. 　 그렇다면 왜 개를 키우는 것이 주인의 건강도 키워주는 것일까? 연구에 참여한 므웬냐 무방가 박사는 "개를 키우게 되면 다른 사람과의 접촉이 늘어나 사회성이 커지고 운동량도 늘어난다"면서 "애완견 중에서도 리트리버와 같은 사냥견종이 견주의 건강에 가장 좋은 영향을 미쳤다"고 설명했다. 이어 "홀로 사는 사람들이 그렇지 않은 사람들에 비해 심장관련 질환이나 사망률이 높다는 것은 널리 알려진 연구결과"라면서 "홀로 사는 사람에게 개가 중요한 영향을 미치는 것은 아마도 가족같은 역할을 하기 때문"이라고 해석했다. 　　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

대기오염 中보다 심각‘가스실’ 악명 높은데다 年 수만명 사망 주장에도 “초미세먼지가 원인 맞나” 대책은커녕 오리발 내미는 정부 중국의 나쁜 공기는 설명이 따로 필요 없을 만큼 그 ‘명성’이 자자하다. 본격적인 난방철로 접어들면서 중국의 미세먼지 농도는 다시 솟구치기 시작했고, 한국도 그 영향을 직접적으로 받고 있다. 지난 3월 국제학술지 ‘네이처’에 발표된 연구 결과에 따르면 2007년 한 해 동안 228개국에서 초미세먼지로 인한 조기 사망자는 총 345만명에 이르렀고, 한국과 일본에서는 중국발 초미세먼지로 3만 900명이 사망한 것으로 계산됐다.●“초미세먼지로 한 해 345만명 사망” 그런데 중국뿐만 아니라 이웃 나라인 한국과 일본에까지 영향을 미칠 만큼 심각한 대기오염에 시달리는 중국을 부러워하는 나라가 있다. 중국에 이어 세계 2위의 인구 규모를 자랑하는 인도다. 인도 수도 뉴델리는 최근 들어 가스실을 방불케 하는 대기오염에 몸살을 앓고 있다. 지난 8일(현지시간) 뉴델리의 초미세먼지는 883을 기록했다. 일반적으로 초미세먼지 농도가 50을 넘을 경우 인체에 유해한 것으로, 300이 넘으면 건강에 치명적이라고 판단한다. 이에 뉴델리 정부는 대기오염 비상사태를 선포했다. 휴교령이 내려졌고 화물차의 시내 진입도 막아 봤지만 번갯불에 콩 구워 먹듯 내놓은 대책은 실효가 없었다. 반면 같은 날 중국의 초미세먼지 농도는 76이었다. 인도의 공기가 ‘가스실’이라는 오명을 쓰게 된 원인 중 하나로 펀자브주 등 뉴델리를 둘러싼 농촌 지역이 꼽힌다. 이들 농촌 지역에서는 추수가 끝난 뒤 다음해 농사를 위해 논밭을 태우는 화전(火田)을 일구는데, 이때 발생하는 재가 뉴델리 대기를 심각하게 오염시킨다는 것이다. 무엇보다도 정부의 미흡한 대처가 가장 중대한 원인으로 지적된다. 심각성을 가장 먼저 빠르게 인지하고 있어야 할 환경부 장관마저 최근 현지 방송 인터뷰에서 대기오염으로 인해 연간 수만명이 사망한다는 지적에 대해 “어떤 사망증명서에도 오염이 사인이라고 적혀 있지는 않다”면서 “지금 뉴델리 상황이 과거 유독가스가 유출돼 수십만명이 병원에 실려 간 것과 같은 비상상황은 아니다”라고 주장해 비난을 받았다. ●“中 대기질 개선은 정부의 강력한 통제 덕” 이와 관련해 영국 파이낸셜타임스는 지난 11일 보도에서 “뉴델리 시민들은 스모그와 싸우는 데 인도의 민주주의보다 중국의 일당독재가 더 효과적이라고 생각하고 있다”면서 “인도는 민주주의를 실시하고 있기 때문에 효과적인 반스모그 정책이 실현되기 어렵지만, 중국은 공산당 일당이 독재를 하고 있어 스모그와의 전쟁에서 더욱 강경한 조치를 취할 수 있다고 믿는 것”이라고 전했다. 실제로 중국은 대기오염의 대명사로 꼽히던 과거와 달리 공기오염도가 소폭 개선된 것은 사실이다. 베이징대학의 연구에 따르면 2013~2016년 베이징의 초미세먼지는 27% 하락했다. 반면 파이낸셜타임스에 따르면 같은 기간 뉴델리의 초미세먼지는 12% 이상 상승했다. 또 사이언티픽리포트에 실린 연구에 따르면 대기오염에 영향을 미치는 이산화황 배출량은 2007년 이후 중국에서 75% 감소한 반면 인도는 50% 증가했다. 중국이 조금이나마 개선된 공기를 누릴 수 있었던 비결이 정부의 강력한 통제인 것도 인정해야 한다. 2014년 11월 열린 APEC 기간 동안 중국 정부가 베이징 인근 공장을 일시 폐쇄하고 무서우리만치 철저한 자동차 2부제 시행으로 파란 하늘을 ‘만드는데’ 성공하면서 전 세계에 선보인 ‘APEC 란(?)’이 대표적인 예다. 이달 초에는 도널드 트럼프 미국 대통령의 최초 방중을 앞두고 베이징시와 허베이성의 건설 공사 중단 및 트럭 등의 오염 배출 차량의 운행을 금지하는가 하면 바비큐 금지령까지 내렸다. 결과는 역시 대성공이었다. 트럼프가 도착하기 하루 전인 7일 오후가 되자 미세먼지는 거짓말처럼 사라졌고, 중국은 트럼프에게 맑은 공기를 선사하는 데 성공했다. 인도가 일당 독재의 중국을 부러워할 수밖에 없는 이유다. ●차량 홀짝제 권장… 인도정부 뾰족수 없어 인도도 중국과 마찬가지로 차량 홀짝제를 시행하거나 화전을 자제하도록 권장하고 있지만, 이로 인한 시민들의 피해 보상금은 턱없이 낮다는 지적이 쏟아진다. 중국과 달리 철저한 감시 및 처벌도 이뤄지지 않고 있다. 뉴델리 연구센터의 폴라시 무케르지는 “실질적으로 정부는 어떤 대안도 제시하지 않고 있다”고 목소리를 높였다. 세계보건기구에 따르면 ‘사인(死因)은 대기오염’이라고 적어야 하는 사망증명서는 이미 매년 62만장에 달한다. 정부가 눈 가리고 아웅 하는 지금 이 순간에도 인도인들의 폐는 병들어 가고 있다. 성숙한 시민의식과 더불어 정부의 강력한 제재가 필요하다. huimin0217@seoul.co.kr

중국의 나쁜 공기는 설명이 따로 필요없을 만큼 그 ‘명성’이 자자하다. 본격적인 난방철로 접어들면서 중국의 미세먼지 농도는 다시 솟구치기 시작했고, 한국도 그 영향을 직접적으로 받고 있다. 지난 3월 국제학술지 ‘네이처’에 발표된 연구결과에 따르면, 2007년 한 해 동안 228개국에서 초미세먼지로 인한 조기 사망자는 총 345만 명에 이르렀고, 한국과 일본에서는 중국발 초미세먼지로 3만 900명이 사망한 것으로 계산됐다. 그런데 중국뿐만 아니라 이웃나라인 한국과 일본에까지 영향을 미칠 만큼 심각한 대기오염에 시달리는 중국을 부러워하는 나라가 있다. 중국에 이어 세계 2위의 인구 규모를 자랑하는 인도다. 인도 수도 뉴델리는 최근 들어 가스실을 방불케 하는 대기오염에 몸살을 앓고 있다. 지난 8일(현지시간) 뉴델리의 초미세먼지는 883ppm을 기록했다. 일반적으로 초미세먼지 농도가 50ppm을 넘을 경우 인체에 유해한 것으로, 300ppm이 넘으면 건강에 치명적이라고 판단한다. 이에 뉴델리 정부는 대기오염 비상사태를 선포했다. 휴교령이 내려졌고 화물차의 시내 진입도 막아봤지만 번갯불에 콩 구워먹듯 내놓은 대책은 실효가 없었다. 반면 같은 날 중국의 초미세먼지 농도는 76ppm이었다. 인도의 공기가 ‘가스실’이라는 오명을 쓰게 된 원인 중 하나로 펀자브 주 등 뉴델리를 둘러싼 농촌 지역이 꼽힌다. 이들 농촌지역에서는 추수가 끝난 뒤 다음 해 농사를 위해 논밭을 태우는 화전(火田)을 일구는데, 이때 발생하는 재가 뉴델리 대기를 심각하게 오염시킨다는 것이다. 무엇보다도 정부의 미흡한 대처가 가장 중대한 원인으로 지적된다. 심각성을 가장 먼저, 빠르게 인지하고 있어야 할 환경부 장관마저 최근 현지 방송 인터뷰에서 대기오염으로 인해 연간 수만 명이 사망한다는 지적에 대해 “어떤 사망증명서에도 오염이 사인이라고 적혀있지는 않다”면서 “지금 뉴델리 상황이 과거 유독가스가 유출돼 수십 만 명이 병원에 실려간 것과 같은 비상상황은 아니다”라고 주장해 비난을 받았다. 이와 관련해 영국 파이낸셜타임스는 11일 보도에서 “뉴델리 시민들은 스모그와 싸우는 것에 있어서, 인도의 민주주의보다 중국의 일당독재가 더 효과적이라고 생각하고 있다”면서 “인도는 민주주의를 실시하고 있기 때문에 효과적인 반스모그 정책이 실현되기 어렵지만, 중국은 공산당 일당이 독재를 하고 있어 스모그와의 전쟁에서 보다 강경한 조치를 취할 수 있다고 믿는 것”이라고 전했다. 실제로 중국은 대기오염의 대명사로 꼽히던 과거와 달리 공기오염도가 소폭 개선된 것은 사실이다. 베이징대학의 연구에 따르면 2013~2016년 베이징의 초미세먼지는 27% 하락했다. 반면 파이낸셜타임스에 따르면 같은 기간 뉴델리의 초미세먼지는 12% 이상 상승했다. 또 사이언티픽리포트에 실린 연구에 따르면 대기오염에 영향을 미치는 이산화황 배출량은 2007년 이후 중국에서 75% 감소한 반면, 인도는 50% 증가했다. 중국이 조금이나마 개선된 공기를 누릴 수 있었던 비결이 정부의 강력한 통제인 것도 인정해야 한다. 2014년 11월 열린 APEC 기간 동안 중국 정부가 베이징 인근 공장을 일시 폐쇄하고 무서우리만치 철저한 자동차 2부제 시행으로 파란 하늘을 ‘만드는데’ 성공하면서 전 세계에 선보인 ‘APEC 란(蓝)’이 대표적인 예다. 이달 초에는 도널드 트럼프 미국 대통령의 최초 방중을 앞두고 베이징시와 허베이성의 건설 공사 중단 및 트럭 등의 오염 배출 차량의 운행을 금지하는가 하면, 바비큐 금지령까지 내렸다. 결과는 역시 대성공이었다. 트럼프가 도착하기 하루 전인 7일 오후가 되자, 미세먼지는 거짓말처럼 사라졌고, 중국은 트럼프에게 맑은 공기를 선사하는데 성공했다. 인도가 일당독재의 중국을 부러워할 수밖에 없는 이유다. 인도도 중국과 마찬가지로 차량 홀짝제를 시행하거나 화전을 자제하도록 권장하고 있지만, 이로 인한 시민들의 피해 보상금은 턱없이 낮다는 지적이 쏟아진다. 중국과 달리 철저한 감시 및 처벌도 이뤄지지 않고 있다. 뉴델리 연구센터의 폴라시 무케르지는 “실질적으로 정부는 어떤 대안도 제시하지 않고 있다”고 목소리를 높였다. 세계보건기구에 따르면 ‘사인(死因)은 대기오염’이라고 적어야 하는 사망증명서는 이미 매년 62만 장에 달한다. 정부가 눈 가리고 아웅하는 지금 이 순간에도 인도인들의 폐는 병들어가고 있다. 성숙한 시민의식과 더불어 정부의 강력한 제재가 필요하다. 사진=지난 8일, 극심한 스모그에 휩쌓인 인도 수도 뉴델리 인근 지역의 도로 모습. (AP/연합뉴스) 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

수소를 물에서 적은 전력으로도 많은 양을 추출할 수 있는 기술이 국내 연구진이 주도한 국제공동연구팀에 의해 개발됐다.부산대는 기계공학부 김용태 교수와 미국 아르곤국립연구소 네나드 마르코비치 박사가 주축이 된 국제공동연구팀이 물을 전기분해해 수소를 생산하는 수전해(水電解·water electrolysis) 과정에서 전력 소비 효율을 극대화하는 최적의 전극 구조를 개발하는 데 성공했다고 21일 밝혔다. 수전해 기술은 순도 100%에 가까운 수소를 추출하고 부산물로는 산소만을 배출하는 친환경적인 기술이라는 점에서 미래 수소 생산의 가장 유력한 방식으로 손꼽힌다. 그러나 전극에서 느린 반응 때문에 이론치보다 훨씬 높은 전력을 소비하는 것이 문제로 고효율전극을 개발 필요성이 대두했다. 실제 수소를 생산하는 캐소드(cathode·전자가 방출되는 전극)보다 상대 전극인 산소를 발생하는 애노드(anode·산화 반응이 진행되는 전극)에서의 반응 속도가 월등히 느려 애노드 전극에 대한 효율 개선이 시급한 문제였다. 김 교수가 참여한 국제연구팀은 이러한 문제를 해결하고자 전기화학적 탈합금 방식으로 3차원의 나노다공성 전극 구조를 만들었다. 이 전극 구조는 전하 전달의 고속도로 구실을 해 적은 전력으로도 고효율의 결과를 낼 수 있는 것으로 확인됐다. 또 기존에는 전극 설계에서 중요하게 고려하지 않았던 전자전도도가 고전류 밀도에서는 핵심 인자로 작용하는 것을 세계 최초로 규명했다.학계에서는 이번 연구결과는 기존의 전극 설계 개념을 완전히 뒤바꿀 수 있는 획기적인 아이디어로 평가하고 있다. 이번 연구는 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)지 11월 13일 자에 소개됐다. 김 교수는 “이 기술은 수소를 생산할 때 큰 비용이 드는 전력 문제를 해결할 수 있다는 점에서 의의가 있다”며 “수전해뿐만 아니라 수소 연료전지 등 인접 분야에도 적용이 가능하다”고 말했다. 부산김정한 기자 jhkim@seoul.co.kr

우리가 사는 태양계 밖 ‘외계에서 온 손님’의 '민낯'이 사상 처음으로 포착됐다. 최근 미국 하와이 대학 등 공동연구팀은 마치 시가처럼 길쭉하게 생긴 특이한 외형의 소행성 '1I/2017 U1'의 관측 결과를 세계적인 과학지 '네이처' 20일자에 발표했다. 지난달 19일(이하 현지시간) 하와이에 있는 천체 관측 망원경 ‘판-스타스‘(Pan-STARRS 1)를 통해 처음 존재가 드러난 1I/2017 U1은 당초 혜성으로 추정되는 천체였다. 하와이 언어로 ‘오무어무어’(Oumuamua·제일 먼저 온 메신저라는 뜻)라고도 부른다. 지름이 채 400m도 되지 않는 이 작은 천체는 거문고 자리 방향에서 시속 9만 2000㎞의 빠른 속도로 태양계를 거의 수직처럼 날아와 방문했다. 태양과 가장 근접했던 것은 지난 9월 9일이었으나 뒤늦게 발견됐으며, 태양계를 V자 형태로 비행한 후 페가수스 자리 방향으로 날아갔다. 전문가들이 이 소행성을 '외계 방문자'로 지목한 이유는 그 움직임이 일반적인 태양계의 소행성 궤도로는 설명할 수 없었기 때문이다. 이번에 연구팀은 유럽남방천문대(ESO)의 초거대망원경(VLT)으로 1I/2017 U1의 움직임을 관측해 더욱 자세한 특성을 파악했다. 먼저 7.3시간으로 빠르게 자전하는 1I/2017 U1은 길쭉하게 생긴 특이한 형태지만 태양계 내 소행성과 전체적으로 매우 비슷하다. 또한 1I/2017 U1은 빛을 96% 흡수해 극단적으로 어두운 천체인데 표면은 붉은색을 띄고 있다. 이는 소행성이 탄소를 기반으로 한 유기분자를 가졌다는 신호로 해석돼 생명체의 기원을 찾는 실마리가 될 수도 있다. 곧 고대 지구가 소행성 혹은 혜성의 충돌로 생명체를 얻게 됐다는 일부의 가설을 증명하는 이론적인 기반이 되는 셈. 이번 연구를 후원한 미 항공우주국(NASA) 과학임무본부장 토마스 주어부헨 박사는 "수십 년 동안 학계에서는 외계에서 태양계로 온 천체가 있을 것이라는 이론이 제기됐다"면서 "처음으로 이를 직접적으로 증명하는 증거를 찾았으며 태양계 너머 연구에 새로운 장을 열게됐다"며 의미를 부여했다. 한편 1I/2017 U1의 당초이름은 A/2017 U1이었으나 이번에 공식적으로 변경됐다. A는 소행성(asteroid)을, '1I'의 의미는 첫 번째 인터스텔라(interstellar)라는 뜻이다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

지난 6월, 미국 몬테나주(州) 빅스카이로 몇십 명의 과학자가 날아들었다. 최신 유전자 가위 기술을 논의하는 ‘크리스퍼 2017 콘퍼런스’에 참석하기 위함이었다. 회의 둘째 날, 일본에서 온 누레키 오사무 도쿄대 교수가 유전자 가위 기술로 DNA를 잘라내는 순간을 담은 영상을 공개했다. 이른바 ‘크리스퍼-캐스9’(CRISPR-Cas9)로 불리는 이 기술은 DNA에 돌연변이가 생기면 이를 잘라내고 정상 DNA를 붙이는 것이다. 캐스9 단백질 효소를 이용해 이전 기술들보다 정교하고 효율적인 3세대 유전자 가위 기술이다. 그런데 지금까지 캐스9로 DNA 가닥을 절단하는 과정을 직접 관측한 사례가 없었기에 이날 콘퍼런스에 모인 과학자들은 모두 숨죽인 채 영상을 뚫어져라 바라봤다. 실제로 현장에 있었던 미국 캘리포니아대학 버클리캠퍼스(UC 버클리)의 사무엘 스턴버그 박사는 “난 앞쪽에 앉아 있었는데 내 뒤에 있던 모든 사람이 숨소리도 내지 않았다”고 회상했다. 스턴버그 박사는 크리스퍼-캐스9를 개발한 제니퍼 다우드나 UC 버클리 교수 연구실에 소속돼 있다. 해당 영상은 지난 10일 트위터를 통해서도 공개됐다. 오사무 교수팀의 일원인 니시마스 히로시 연구원이 이날 관련 연구논문이 네이처 커뮤니케이션스에 실린 것을 기념하기 위해 자신의 트위터 계정에 공개했다. 영상을 보면 노란색 덩어리가 캐스9이고, 갈색 끈이 DNA 가닥인데 초 단위의 짧은 시간에 DNA 가닥을 잘라내는 것이다. 해당 영상은 공개되자마자 많은 사람의 관심을 끌었다. 4500여 명이 좋아요(추천)를 눌렀고 리트윗(공유) 횟수도 3300회를 넘었다. 그리고 “축하한다”, “멋지다”와 같은 호응이 이어졌다. 사진=니시마스 히로시/트위터 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

오래 살고 싶다면 개를 키우는 것도 좋은 방법이 될 것 같다. 최근 스웨덴 웁살라대학 연구팀은 개를 키우는 것이 견주 건강에 도움을 준다는 연구결과를 네이처 자매지인 '사이언티픽 리포트' 최신호에 발표했다. 이번 연구결과는 스웨덴인 340만 명을 12년 간이나 추적 관찰했다는 점에서 의미가 있다. 2001년부터 40~80세 사이 성인 남녀를 대상으로 이들의 개 소유 여부와 사망 여부 등을 비교분석했다. 이중 연구팀이 주목한 병력은 심장마비, 뇌졸중 등 심장관련 질환이다. 그 결과는 흥미롭다. 먼저 개를 키우는 사람의 경우, 그렇지 않은 동년배에 비해 심장병으로 인한 사망률이 23%나 감소한 것으로 나타났으며 모든 원인에 의한 사망률 또한 20%나 적었다. 특히 홀로 사는 사람에게 개는 무엇보다 중요한 존재였다. 홀로 사는 견주의 경우 그렇지 않은 홀로 사는 동년배에 비해 심장병으로 인한 사망률이 11%, 특히 모든 원인에 의한 사망률은 33%나 감소한 것으로 드러났다. 　 그렇다면 왜 개를 키우는 것이 주인의 건강도 키워주는 것일까? 연구에 참여한 므웬냐 무방가 박사는 "개를 키우게 되면 다른 사람과의 접촉이 늘어나 사회성이 커지고 운동량도 늘어난다"면서 "애완견 중에서도 리트리버와 같은 사냥견종이 견주의 건강에 가장 좋은 영향을 미쳤다"고 설명했다. 이어 "홀로 사는 사람들이 그렇지 않은 사람들에 비해 심장관련 질환이나 사망률이 높다는 것은 널리 알려진 연구결과"라면서 "홀로 사는 사람에게 개가 중요한 영향을 미치는 것은 아마도 가족같은 역할을 하기 때문"이라고 해석했다. 　　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

3차원 다공성 물질은 표면에 구멍이 많아 넓은 표면적을 갖기 때문에 촉매를 저장하거나 기체를 저장하는데 많이 사용하고 있다. 특히 온실가스인 이산화탄소 포집과 저장에도 활용되고 있다.제올라이트 같은 다공성 물질은 무기물로 만드는데 제작 시간이 오래 걸린다. 최근에는 보다 내구성이 좋은 유기물로 다공성 물질을 만들려는 시도도 활발한데 기체나 액체 상태에서 화학반응을 유도해 고체형태의 구조체로 만들어야 하기 때문에 복잡한 후처리와 반응 결과물의 순도가 낮아 다공성 물질로서 기능이 떨어진다. 그런데 국내 연구진이 연쇄반응을 통해 0.1초 만에 유기물 다공성 물질을 만드는 기술을 개발해 화제다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 백종범 교수팀은 고체 상태의 유기물 결정에 열을 가하면 폭발적 반응이 나타나고 이 때 3차원 다공성 유기물 구조체가 만들어진다는 사실을 확인하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 17일자에 발표했다. 연구팀은 고체 상태의 유기물을 가열해 녹이는 간단한 공정으로 3차원 다공성 유기물 구조체를 합성하는 방법을 제시했다. 보통 고체에 열을 가하면 녹아버리는데 연구팀이 만든 유기물 단결정은 열을 가하면 폭발적인 화학반응을 일으켜 액체나 기체가 아닌 다시 고체 형태의 3차원 다공성 물질로 변한다.이번 연구 1저자로 참여한 배서운 박사는 “고체 상태에서 반응을 유도하면 후처리 과정이 필요 없고 순도 높은 반응 결과물을 얻을 수 있다”며 “이 반응으로 합성된 3차원 다공성 유기물 구조체는 표면적이 넓어 이산화탄소 흡착에 탁월한 성능을 보인다”고 설명했다. 백종범 교수도 “이번 연구는 유기물 재료를 합성하는 새로운 방법을 제시할 뿐만 아니라 합성된 재료를 광범위하게 응용할 수 있는 가능성을 제시해 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

유명 학술지 웹사이트에 공개된 엑스레이 사진 한 장이 여러 외신에 소개되면서 관심이 쏠리고 있다. 환자의 두 손을 보여주는 사진에는 실처럼 보이는 무언가가 몇십 개씩 박혀 있다. 금으로 된 바늘, 이른바 ‘금침’(金鍼)이다. 미국 뉴욕포스트 등 외신은 9일(현지시간) 이날 ‘뉴잉글랜드의학회지’(NEJM·New England Journal of Medicine) 웹사이트에 있는 ‘임상의학 이미지’(IMAGES IN CLINICAL MEDICINE) 부문에 위와 같은 희소 임상 사례가 실렸다고 보도했다. 이는 특히 수원 가톨릭대 성빈센트병원의 박경수 교수(류마티스내과 과장)와 주영빈 교수(임상조교수)가 보고한 국내 사례로, 지금까지 4만 8000회가 넘는 열람 횟수를 기록하며 이번 주 두 번째로 많이 본 게시물로 기록되고 있다. 보고서에 따르면, 환자는 58세 여성으로, 엑스레이 사진은 2014년 4월 촬영한 것이다. 환자는 18세 때부터 손발 관절이 아프기 시작해 10년 전 48세 때 류머티즘성 관절염을 진단받았다. 특히 이 환자는 진단을 받기 전까지 이부프로펜(진통제)으로 버티고 통증을 줄이려고 금침 치료를 받은 것으로 전해졌다. 금침 치료는 동양 의학 중에서도 전통적인 침술로 얇은 순금을 1㎝ 미만의 길이로 나눠 살균 처리한 뒤 통증 부위에 주입하는 방식인데, 그 효과는 과학적으로 입증되지 않았다. 이에 대해 박경수 교수는 “환자는 증세가 가벼웠던 초기에 항류머티즘성 약물을 사용한 적절한 치료를 받는 대신 침구 같은 전통의학에 의존했다”면서 “관절이 이렇게까지 변형한 원인은 류머티즘성 관절염과 관련이 있는 혈액 속 특정 단백질 상승 등 다른 위험 인자를 안고 있던 것과도 관계가 있다”고 설명했다. 한편 NEJM은 세계적으로 가장 우수한 의학잡지로, 학회지 영향력과 권위도를 평가하는 인용지수에서 72.4를 기록하고 있는 부동의 세계 최고 학술지다. NEJM 인용지수는 최고의 과학저널로 알려진 네이처(40.1)나 사이언스(37.2)보다 높은 수준이다. 사진=NEJM 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr