북반구 지표 밑에 뉴욕면적에 육박하는 초대형 얼음 층이 존재하는 것으로 확인돼 학계의 관심이 집중되고 있다. 미국 과학전문매체 라이브 사이언스닷컴은 컬럼비아대학 라몽-도헤르티 지표 관측소(Lamont-Doherty Earth Observatory) 연구진이 그린란드 북반구 지표 밑에 뉴욕 맨해튼에 맞먹는 대규모 얼음 층이 존재하는 것을 확인했다고 16일(현지시각) 보도했다. 연구진은 최첨단 물리 탐사기법인 지표 투과 레이더(ground penetrating radar)를 이용해 그린란드 북부 지표 밑에 자리 잡고 있는 두꺼운 얼음 층을 영상화 할 수 있었다. 이 기술은 광대역 전자기파를 지표면에 입사시켜 매질 경계면에서 연속적으로 반사되는 파장을 수신해 다시 시각화함으로써 인간이 목격할 수 없는 지하 대상물의 위치, 크기, 경계를 찾아낸다. 그린란드 땅 밑 1~2.5㎞에 위치해있는 해당 얼음 층은 총 면적이 1,710,000㎢에 달하는데 이는 미국 뉴욕 맨해튼이나 그린란드 전 국토의 80%에 육박하는 엄청난 크기다. 연구진에 따르면, 해당 얼음 층의 형성연대는 120,000년 정도며 가장 높은 지역은 높이가 1,000m에 육박한다. 이는 남극에 이어 세계에서 2번째로 질량이 큰 얼음 층이다. 실제로 해당 얼음 층을 볼 수 있다고 가정하면 그 단면은 우리가 흔히 먹는 롤 케이크와 흡사할 것으로 여겨지는데 마치 전설로만 전해지는 땅 밑 ‘잃어버린 세계’를 연상 시킨다. 해당 연구는 지난 2009년부터 미 항공 우주국(NASA)에 의해 진행 중인 오퍼레이션 아이스브리지(Operation IceBridge) 프로젝트에서 활용되는 장비 중 일부를 이용해 이뤄졌다. 아이스브리지 계획은 지구환경탐사위성인 ‘ICESat’을 통해 북극 얼음 층의 변화를 지속적으로 확인하는 프로젝트다. 연구진은 북극 빙하에서 얼음이 녹으며 유입된 대량의 바닷물이 그린란드 지표 밑에 스며들어 다시 냉각되는 방식으로 얼음 층이 형성된 것으로 보는데 생각보다 해당 방식과 같은 얼음 층 생성이 오랫동안 광범위하게 이뤄졌을 가능성을 제시한다. 연구를 주도한 컬럼비아대학 지구 물리학자 로벤 벨 박사는 “이 얼음 층은 지구 온난화에 극지방 빙하가 어떻게 대처하는지 그 방법을 생생히 보여주고 있다”고 설명했다. 한편 이 연구결과는 이 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)’에 15일(현지시각) 발표됐다. 자료사진=Mike Wolovick/라이브 사이언스닷컴 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

현존하는 가장 정확한 시계는 바로 원자 시계다. 이는 원자 고유의 공명주파수를 기준으로 하기 때문에 그 오차는 1천~수억년에 1초 차이밖에 안 날 정도로 정확하다. 하지만 지구 각지에 있는 이런 시계를 동기화시키는 것은 생각보다 쉬운 일이 아니라고 한다. 과학자들이 양자 역학 기술을 이용하면 기존의 어떠한 단일 원자 시계보다 정확한 양자 네트워크 시계를 구축할 수 있다고 세계적인 학술지 네이처 물리학(Nature Physics) 15일 자로 발표했다. 이 네트워크는 각국의 표준시를 완벽하게 동기화하고 위성측위 시스템의 정확도를 향상시키며 ‘시공간의 물결’로 여겨지는 중력장의 파동인 중력파와 같은 물리학 개념을 탐구하는 데도 도움이 될 수 있다. 연구에 참여한 미국 하버드대학의 물리학자 에릭 케슬러 박사는 “양자 역학의 활용에 대한 약간의 상상을 시도했다”면서 “이에 대한 모든 기본 원칙은 이미 입증되고 있고 우리는 이 모든 분야를 융합시킨 다가올 미래를 상상해봤다”고 말했다. 하버드대학 미하일 루킨 박사가 이끈 연구팀은 최근 발표되고 있는 두 연구를 통해 이런 아이디어를 떠올렸다. 이중 첫번째는 하전 입자나 원자의 에너지 상태에 대한 초고속 변동을 측정하는 방법이 개선될 때마다 정확도가 상승하는 원자 시계에 대한 연구이며, 두 번째는 양자 얽힘에 대한 연구다. 양자 얽힘은 매우 멀리 떨어진 입자 중 한 입자의 상태가 다른 입자의 상태에 즉시 영향을 주는 연결된 상태를 나타낸다. 연구팀은 이런 원자 얽힘 상태를 이용해 많은 원자 시계를 하나의 네트워크로 구성하는 것을 제안하고 있다. 케슬러 박사는 “지구를 공전하는 10대의 위성이 있고 각각에는 원자 시계가 있다고 상상해보라”고 말했다. 이 네트워크의 중심이 되는 한 위성은 처음에 자신이 가진 시계의 입자들이 양자 얽힘 상태가 되도록 만든다. 다음 그옆 위성과 통신해 얽힘 상태를 그곳까지 연장시킨다. 이런 연결은 궁극적으로 모든 계기로 퍼져 모든 위성을 하나의 양자 네트워크로 통합시킨다. 양자 얽힘은 측정되는 노이즈값을 줄임으로써 원자 시계의 정확도를 향상시킨다. 따라서 네트워크상에 있는 모든 시계는 각각의 시계로 있을 때보다 성능이 훨씬 뛰어나다고 케슬러는 말했다. 그는 “이 시계들은 마치 단 하나의 거대한 진자를 가진 것처럼 정확하게 움직이며 정보를 공유해 시계를 보다 안정화한다”고 설명했다. 또한 메릴랜드대학의 물리학자 크리스토퍼 먼로는 “네트워크상의 시계를 늘린다면 한층 더 성능을 높일 수 있다”고 말한다. 예를 들어, 시계의 정밀도가 상승하면 세계 금융 시장을 거의 완벽하게 동기화해 운용할 수 있으며, 전지구측위시스템(GPS) 위성의 성능 향상에도 이용할 수 있다. 또한 일반 상대성 이론의 효과를 탐구하는 데도 이용될 수 있다. 네트워크화된 양자 시계는 공유 주파수를 기준으로 시공의 미묘한 변화까지도 감지할 수도 있기 때문이다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

기억을 제거하는 기술은 오랫동안 공상과학(SF) 영화에서나 나오는 것이었지만, 미국의 과학자들이 특정 기억을 지우는 실험에 성공했다고 영국 일간 데일리메일 등 외신이 보도했다. 이는 쥐를 이용한 실험을 통해 확인되고 있으며, 강박 장애의 치료나 무서운 전장의 기억을 가진 군인 혹은 사고를 경험한 사람의 트라우마를 제거하는 것 등에 크게 기여할 수 있다. 바로 윌 스미스와 토미 리 존스가 출연한 영화 ‘맨 인 블랙’에 등장하는 기억 소멸 장치 ‘뉴럴라이저’가 현실화가 된다는 것. 미국 캘리포니아대학(UC샌디에이고) 연​​구팀은 광학 레이저​​로 뇌의 신경을 자극해 특정 기억을 지울 수 있다고 주장하고 있다. 이들은 뇌의 시냅스 결합에 의한 기억의 형성, 유지, 회상에 관한 이론을 구축하고 시냅스 결합을 강화하거나 약화하는 실험을 통해 기억을 없애거나 생각나게 하고 있다는 것을 증명했다. 연구팀의 로베르토 말리노 신경과학과 교수는 “신경의 자극에 의​​해 시냅스 연결을 강화하거나 약화해 기억을 없애거나 다시 상기시키는 것을 원하는 데로 할 수 있는 것”이라고 말한다. 국제학술지 ‘네이처’(Nature)에 게재된 쥐를 사용한 실험에서 연구팀은 유전자 조작으로 빛에 민감한 쥐의 일부 신경을 자극하는 특정 주파수의 광학 레이저​​를 이용한 실험을 진행했다. 이 실험은 쥐에 레이저를 쬐는 것과 함께 다리에 전류를 흐르게 해 레이저에 의한 신경 자극과 다리 통증을 연관시켰고 레이저로 특정 신경이 자극됨으로써 두려움을 가질 때까지 학습시켰다. 그다음으로는 지금까지와는 다르게 발에는 전류를 가하지 않고 낮은 주파수의 광학 레이저를 수차례 쬐도록 하는 것으로, 먼저 형성된 ‘두려움’을 쥐의 기억에서 제거했다. 즉 학습으로 기억을 덧씌워 기존 두려움을 준 주파수의 레이저를 쏘아도 더는 두려움을 보이지 않았다는 것이다. 또한 연구팀은 쥐에 높은 전압 충격을 주는 것으로 두려움의 기억을 되살려냈다. 충격을 준 후에 쥐에 처음 주파수의 레이저를 주면 발밑에 전류를 흘리지 않아도 다시 ‘두려움’을 보이게 됐다고 한다. 연구를 이끈 사데흐 나바비 박사는 “신경을 자극해 시냅스 연결을 강화하거나 약화함으로써 우리는 동물에 두려움을 주고 그다음 그 두려움을 제거하고 다시 두려움을 연상시킬 수 있었다”고 말했다. 말리노 교수는 “알츠하이머 환자의 뇌에 축적되는 해로운 생성물은 우리가 행한 실험과 유사한 방법으로 시냅스 연결을 약화ㅘ고, 기억을 감퇴시키고 있는 것을 보여준다. 이 연구가 알츠하이머병의 진행을 막는 새로운 길을 제시하는 것이 될지도 모른다”고 말했다. 미국 국립정신건강연구소의 토머스 인셀 소장은 “이 연구가 가져온 기억 메커니즘에 대한 깊은 지식이 PTSD(외상후스트레스장애) 환자 등이 안고 있는 힘겨운 트라우마를 제어할 수 있는 실마리가 될 것”이라고 말했다. 한편 기억 삭제에 관한 연구는 이번이 처음은 아니다. 최근 연구에서는 다발성 경화증 환자에게 투여하는 면역 억제제를 쥐에 투여한 결과 고통스러운 경험과 기억을 잊게 되는 것으로도 나타났다. 사진=영화 ‘맨 인 블랙’ 스틸컷(위), 쥐 실험 장면 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

약 4억 2300만 년 전에 살았던 물고기의 화석이 발견돼 당시 존재했던 고대 생물에 관한 새로운 단서를 얻을 수 있게 됐다. 이 물고기의 몸길이는 약 1m로 추정되며 현재 알려진 당시 척추동물들과 비교해도 훨씬 크다. 지금까지는 3억 80​​00만 년 전 이전의 암석에서 대형 물고기 화석이 발견되지 않았다. 따라서 당시에는 산소 농도가 낮아 성장이 억제된 것으로 여겨졌다. 이번 발견은 이런 가설에 대한 반증이 된다. 연구팀은 중국 윈난성의 실루리아기 후기 퇴적층에서 발굴된 화석을 바탕으로 새로운 물고기에 대해 설명하고 있다. 이 물고기는 턱의 길이가 17cm로 추정되며, 예리하지 않지만 강인한 이빨을 가지고 있으며 껍질이 딱딱한 먹이를 먹는 데 적합했다는 견해를 연구팀은 제시하고 있다. 이런 특징은 이 물고기에 붙여진 학명인 ‘Megamastax amblyodus’에 반영돼 있다. 이는 ‘큰 입으로 예리하지 않은 이빨’이라는 뜻의 그리스어에서 유래하고 있다. 데본기(약 3억 5800만 년~4억 1900만 년 전)는 유턱척추동물의 몸 크기와 다양성 측면에서 중요한 전환기로 생각되고 있다. 예를 들어, 대형 육식어류가 처음 등장한 것이 이 시기로 10m짜리 어류가 발견되기도 했다. 반면 데본기 이전 실루리아기에서는 최근까지 가장 큰 유턱동물의 몸길이는 약 35cm였다. 이번에 몸길이 1m짜리 실루리아기 육식어류가 발견된 것은 데본기 이전에도 비교적 큰 생물이 존재했다는 증거가 된다고 연구팀은 설명했다. 한편 이번 연구는 세계적인 학술지 네이처(Nature) 자매지인 ‘사이언티픽 리포츠’(Scientific Reports) 온라인판 12일 자로 공개됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

음악 페스티벌 시장이 팽창하면서 가지각색의 페스티벌이 쏟아진다. 여전히 록 중심의 페스티벌이 많지만 아웃도어형이나 도심형 등 조금씩 유형이 다양해지고 재즈, 어쿠스틱 등 장르도 세분화되고 있다는 것은 반가운 일이다. 독특한 콘셉트로 꼽힐 만한 페스티벌이 개막을 코앞에 두고 있다. ‘울트라 뮤직 페스티벌(UMF) 코리아’(13~14일 서울 잠실종합운동장)는 일렉트로닉 음악을 앞세워 마니아들을 끌어모으고 있다. UMF는 1999년 미국 마이애미에서 시작해 브라질, 스페인 등 세계 9개국에서 열리는 축제다. 우리나라는 아시아 최초 개최지로 2012년 막을 올려 3년째 이어져 오고 있다. 13일에는 세계적인 트랜스 음악 그룹 어보브 앤 비욘드가, 14일에는 지난해 해체한 스웨디시 하우스 마피아의 스티브 안젤로가 헤드라이너로 나선다. 또 이탈리아의 블러디 비트루츠, 스티브 아오키, 폴 반 다이크 등 세계적인 일렉트로닉 뮤지션들과 국내 최정상급 DJ인 매시브 디토, 디제이 엉클과 록밴드 이디오테잎, DJ로 활발한 활동을 하고 있는 지팍(박명수)과 디제이 쿠(구준엽) 등이 무대에 오른다. 특히 무대가 기존 3개에서 4개로 늘어났으며 굵직한 뮤지션들을 라이브 스테이지에 배치해 열기를 한껏 고조시킨다. 공연 다음 날인 15일에는 서울 광진구 쉐라톤 그랜드 워커힐 리버파크 수영장에서 ‘울트라 풀파티’가 열린다. 1일권 11만원, 2일권 15만원. 1544-1681. 다음 달 4~6일 강원 춘천에서 열리는 ‘그레이트 이스케이프 투어’(GET Tour)는 음악 공연에 생태 여행이 결합된 독특한 콘셉트로 눈길을 끌고 있다. 2012년 5월부터 7회에 걸쳐 제주에서 열린 겟 투어는 음악 공연뿐 아니라 제주의 문화와 생태를 체험하는 프로그램까지 갖춘 대안적인 페스티벌로 주목받았다. 구남과여라이딩스텔라와 로큰롤라디오, 청년들 등 인디신에서 주목받고 있는 뮤지션들과 춘천을 기반으로 활동하는 밴드 모던다락방이 참여한다. 또 춘천 곳곳을 누비는 프로그램들이 마련돼 있다. 숲을 따라 걷는 생태 여행 ‘겟 노마드’, 자연의 소리로 연주되는 음악을 즐기는 ‘겟 네이처’, 여행자들과 뮤지션들이 함께 즐기는 ‘겟 투게더’ 등이다. KT&G 상상마당 춘천 및 춘천 일대. 공연관람권 3만원, 트레인패키지 24만원, 프로그램패키지 21만 5000원. 070-7586-0526. 김소라 기자 sora@seoul.co.kr

뜨거운 태양빛이 작렬하는 여름이 가까워올수록 성인 뿐 아니라 어린아이들의 피부를 보호할 수 있는 자외선차단제(선크림)에 대한 관심이 높아진다. 자외선이 다양한 피부암과 피부노화의 원인이라는 사실이 익히 알려진 만큼 자외선 차단지수가 높은 선크림을 구매하려는 사람들이 늘고 있지만. 전문가들은 선크림을 맹신해서는 안된다고 주장한다. 영국 맨체스터대학과 런던 암연구센터 공동연구팀이 세계 최초로 피부암의 일종인 악성흑색종을 유발하는 원인에 대한 분자 연구를 실시했다. 그 결과 자외선에 노출될 경우 암세포를 사멸하도록 유도하는 항암유전자이자 ‘보호 유전자’인 ‘P53’이 파괴되며, 자외선을 가장 오랫동안 차단해준다는 SPF50 선크림을 발랐을 경우에도 자외선이 완벽하게 차단되지 못해 결국 세포가 파괴된다는 사실을 알아냈다. 이러한 세포 손상은 결국 악성흑생종 등 피부암으로 발전할 가능성이 매우 높다. 피부암의 일종인 악석흑색종은 영국에서 5번째로 흔한 암으로, 매년 1만 3000명의 사람들이 이 병에 걸리는 것으로 조사됐다. 연구를 이끈 영국암센터의 줄리 샤프 박사는 “사람들은 선크림을 바르면 오랫동안 자외선에 노출되어도 괜찮다고 맹신하지만, 이번 연구를 통해 SPF50의 선크림 역시 피부암을 유발할 정도의 자외선 통과를 ‘허용’한다는 걸 발견했다”고 설명했다. 맨체스터대학의 리차드 마레이즈 박사는 “자외선은 우리 몸을 보호하는 많은 유전자들을 공격해서 피해를 입힌다. 이번 연구는 선크림이 자외선을 완벽하게 차단하는 것이 아니라는 걸 입증했다”고 강조했다. 연구팀은 과도하게 자외선에 노출되지 않는 것이 좋고, 자외선을 차단하는데에 있어서 선크림 하나에만 의존하는 것은 옳지 않다고 경고했다. 선크림으로 ‘계절 특수’를 누리는 화장품 업계 역시 이와 생각이 크게 다르지 않다. 영국화장품향료협회(Colipa: European Cosmetic, Toiletry and Perfumery Association) 측은 “화장품 판매자들은 절대 선크림이 피부암 등의 질병에 걸리지 않게 해준다는 말(광고)을 할 수 없으며 외부에서 자외선을 차단할 목적으로 선크림만 바르면 된다고 하지도 않는다”고 강조했다. 이어 “가장 최선은 태양을 피하는 것이고, 두 번째는 피부를 가려주는 모자나 티셔츠를 착용하는 것이며, 마지막 세 번째가 선크림을 바르는 것”이라고 덧붙였다. 한편 이번 연구결과는 세계적 학술지인 네이처지에 게재됐다. 사진=포토리아 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

현대 인류를 비롯한 지구상에 존재하는 척추동물들의 조상님이라 추측되는 물고기의 화석이 발견돼 학계의 이목이 집중되고 있다. 미국 과학전문매체 라이브 사이언스닷컴은 캐나다 로열온타리오 박물관 고생물학 연구진이 현대 지구 척추동물들의 최초 조상이라 추측되는 메타스프리기나(Metaspriggina)의 화석을 발견했다고 11일(현지시간) 보도했다. 연구진이 해당 화석을 발견한 곳은 캐나다 브리티시컬럼비아주(州) 남동부 쿠트네이국립공원의 한 협곡 지형이다. 해당 지역은 약 5억 7천만년 전 고생대 캄브리아기 퇴적층이 잘 보존되어 있는 곳으로 알려져있다. 발견된 화석은 지금의 먹장어나 칠성장어를 연상시키는 미끈한 외형의 자그마한 물고기로 학명은 메타스프리기나(Metaspriggina)다. 이 화석 발견이 주목받는 이유는 딱딱하게 굳어진 조그마한 물고기가 현대 인류, 조류, 파충류 등 턱이 있는 척추동물군인 유악류(jawed vertebrates, 有顎類)가 탄생한 원천일 수도 있기 때문이다. 말하자면 유악류의 가장 오래된 조상님이라 봐도 큰 무리는 없다. 고생물학에서 현대 생물군이 최초로 탄생한 때로 보는 연대는 약 5억 4200만 년 전부터 5억 3000만 년 전 사이에 발생한 ‘캄브리아 폭발’기다. 즉 이때 갑작스럽게 등장한 각종 생물군이 현대의 자연체계를 구성했다고 보는 것이다. 그 중에서도 유악류의 시조라 볼 수 있는 생물이 무엇인지에 대해서는 여러 가지 이론이 엇갈렸다. 그중 주목할 만 것은 19세기 중반에 등장한 이론으로 현대 장어와 같은 미세 생물군이 턱뼈 동물의 조상이라는 것이었다. 이를 주장한 이는 독일의 저명한 해부학자이자 진화론자였던 카를 게겐바우어(1826~1903)로 그는 상어의 턱뼈가 다른 어류 생물군의 아가미 형태와 흡사하다는 것을 발견한 뒤, 이를 비교해부학적으로 정리해 장어와 유사한 미세 어류가 유악류의 조상일 것이라는 주장을 펼쳤으나 실제 화석이 발견되지 않아 단지 가설에만 머물렀다. 특히 이 이론은 구성 재료는 다르나 관계(형태)는 같다는 뜻인 동형성(isomorphism) 가설에 기초한다. 그런데 최근 발견된 메타스프리기나(Metaspriggina)의 모습은 해당 가설 속 유악류의 조상과 무척 흡사하다. 사람 엄지손가락 크기에 불과한 작은 몸체에 평평한 머리 그리고 위로 돌출된 카메라 형태의 눈 모습이 인상적인데 로열온타리오 박물관 연구원 장 베르나르 카론은 “이 눈 형태는 바다 속에서 포식자의 존재를 가장 먼저 알아챌 수 있도록 발달된 모습”이라고 설명했다. 하지만 아직 이 물고기 화석을 유악류의 조상이라고 단정하기에는 이르다. 다만 수많은 진화론 가설 중 하나에 불과했던 생명체의 실질 모습이 발견된 것은 지구 생물군 형성 역사의 단면을 엿볼 수 있는 창을 제공한다는 측면에서 남다른 의미를 가진다. 한편 이 연구결과는 국제 과학 학술지인 ‘네이처(Nature)’에 11일(현지시간) 게재됐다. 사진=Jean-Bernard Caron/Royal Ontario Museum in Toronto 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

모기의 유전자를 조작해 태어날 유충의 대다수가 수컷이 되도록 만들어 궁극적으로 개체 수를 전멸시키는 기술을 생물학자들이 고안했다고 AFP통신 등 외신이 10일(현지시간) 보도했다. 영국 런던 임페리얼단과대학(ICL) 등 생물학 연구진이 발표한 논문에 따르면 일반적으로 모기 개체군에서는 50%의 비율로 수컷이 태어나지만, 유전자 변형 기술을 이용하면 앞으로 태어나는 세대의 약 95%가 수컷이 된다. 그 결과, 암컷의 비율이 매우 적으므로, 이 모기 개체군은 결국 붕괴하고 흡혈성 암컷에 의해 감염되는 말라리아 기생충이 우리 인간에 미치는 위험을 최소화할 수 있다. 연구를 이끈 안드레아 쿠리산티 ICL 교수는 “말라리아는 인간을 쇠약하게 만들고 심하면 죽음에 이르게 하므로, 이에 맞설 새로운 방안을 찾을 필요가 있었다”고 말했다. 이어 이 교수는 “처음으로 실험을 통해 암컷 유충의 생산을 억제하는 데 성공했다”면서 “이는 말라리아 박멸을 위한 새로운 수단이 되는 것”이라고 설명했다. 유럽연합(UN) 세계보건기구(WHO)에 따르면 말라리아에 의한 사망자수는 매년 60만 명 이상에 달하며 특히 사하라사막 이남 아프리카 지역의 어린 아이들이 주로 희생되고 있다. 6년간의 연구 성과인 이 기술은 말라리아 기생충의 주된 매개체인 감비아 모기(학명 : Anopheles gambiae)를 대상으로 했다. 연구팀은 수컷 모기 배아(embryo)의 유전 암호에 일련의 효소 DNA를 주사했다. 이런 수정 작업은 수컷 모기가 성충이 됐을 때 생산하는 정자에서 근본적으로 X 염색체가 제대로 작동할 수 없도록 만든다. 결과적으로 유충의 성별을 암컷으로 결정하는 X 염색체가 거의 없게 돼 정자 대부분은 수컷을 만드는 Y 염색체를 운반하게 된다. 이번 연구는 5개의 케이지에 각각 유전자를 조작한 수컷 모기 50마리와 보통의 야생 암컷 50마리를 넣어 유전자 조작 실험을 시행했다. 그 결과, 4 개의 케이지에서 암컷 부족이 점차 두드러지게 나타나 6세대 이내에 개체수가 전멸했다. 유전자가 수정된 수컷에서는 유전자가 변형된 수컷 유충밖에 태​​어나지 않고, 이는 암컷의 개체가 남지 않을 때까지 마찬가지로 반복된다. 공동 연구자인 로베르토 갈리지 박사는 “연구는 아직 초기 단계이지만, 이 새로운 접근 방식을 통해 장래는 지역 전체에서 말라리아를 퇴치하기위한 저렴하고 효과적인 방법이 초래될지도 모른다”고 말했다. 이런 노력에 대해 환경보호론자들은 유전자 조작(GM) 종을 야생에 방생하는 것으로 생물 다양성의 균형에 알 수 없는 영향을 미칠 수도 있다며 우려감을 나타내고 있다. 그 1종의 모기가 전멸하면 위험을 미칠 우려가있는 경쟁 종이 부근에서 이동해 오는 기회가 퍼지는 환경보호주의자들은 지적하고 있다. 한편 이번 연구결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 10일 자로 게재됐다. 사진=위키피디아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

사전에 적혀있는 ‘포옹(抱擁)’이라는 단어의 의미는 ‘상대를 너그럽게 품어 줌’, ‘품에 껴안음’, 이라는 2가지로 정의된다. 너그럽고 따스함이라는 뜻이 혼재되어있는 만큼 포옹 자체가 신체에 유익할 것이라는 짐작은 어렵지 않다. 그런데 실제로 포옹을 자주 해주면 건강에 유익하다는 주장이 나와 화제를 모으고 있다. 최근 미국 캘리포니아 대학 버클리 캠퍼스 생체공학과 연구진은 포옹을 자주하면 뼈가 튼튼해지고 체중이 감소되며 심지어 신체가 젊어질 수 있다는 연구결과를 발표했다. 연구진이 주목한 것은 포옹과 같은 신체접촉이 활발할 때 분비가 촉진되는 ‘옥시토신 호르몬’이다. 이 호르몬은 뇌하수체 후엽 가운데에서 나오는 신경 전달 물질로 9가지 아미노산으로 구성되어있다. 옥시토신 호르몬은 보통 ‘자궁수축호르몬’이라 불리는데 임신 여성의 자궁을 수축시켜 진통을 유발하고 분만이 쉽게 이뤄지게 하며 동시에 젖 분비를 촉진시켜 수유가 원활하도록 도와주기 때문이다. 이 호르몬은 해당 시기 뿐 아니라 평상시에서 포옹과 같은 신체접촉이 활발하면 분비되는데 정서적 유대삼과 친밀감을 촉진시키는 것으로 알려져 있다. 실제로 과거 스위스 취리히 대학 연구진은 옥시토신 호르몬을 코에 뿌리면 상대에 대한 신뢰감이 증가한다는 연구결과를 ‘네이처’에 게재한 적도 있다. 연구진은 이 옥시토신 호르몬이 정서적 안정 뿐 아니라 신체 건강에도 밀접한 영향을 준다고 판단했다. 이들은 옥시토신이 파괴된 근육을 회복시키고 뼈를 단단하게 해주며 비만조절에도 도움이 될 것이라 가설을 세운 뒤, 이를 쥐 실험을 통해 증명해냈다. 연구진은 상대적으로 뼈와 근육 조직이 감소된 나이 든 생쥐의 피부에 9일 간 옥시토신 호르몬을 주입했다. 이후 나타난 결과는 놀라웠는데 이 생쥐의 근육조직은 젊은 생쥐 근육의 80% 수준으로 회복됐고 뼈 양이 줄어드는 골다공증도 상당부분 개선됐다. 보통 옥시토신 호르몬은 어린이들에게는 풍부하나 노년층이 될수록 분비가 적어진다. 이 연구결과는 포옹 등으로 옥시토신 호르몬 분비를 촉진시키면 골밀도가 향상되고 근육이 회복돼 신진대사가 원활해져 다이어트에 도움이 되고 노화방지에도 큰 효과가 있을 수 있다는 가능성을 제시한다. 연구진은 옥시토신 호르몬이 파킨슨병과 같은 퇴행성 신경질환과 2형 당뇨병에도 효과가 있을 것으로 전망한다. 캘리포니아 대학 버클리 캠퍼스 생체공학과 이리나 컨보이 교수는 “이 연구결과는 옥시토신이 생체노화작용과 밀접한 연관을 맺는다는 것을 알려 준다”며 “옥시토신을 인체 노화방지와 연결 짓는 추가 연구를 진행할 계획”이라고 전했다. 한편 이 연구결과는 국제학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 발표됐다. 자료사진=포토리아　 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

축구를 사랑하는 세계인들이 손꼽아 기다리고 있는 ‘2014 브라질 월드컵’ 개막이 불과 2주 앞으로 다가온 지금, 월드컵 공인구인 ‘브라주카’(Brazuca)가 기존 축구공과 비교해 물리학적으로 훨씬 뛰어나다는 연구결과가 나와 관심이 집중되고 있다. 국제 자연과학 학술지 ‘네이처’(Nature)의 자매지 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)는 2014 월드컵 공인구 ‘브라주카’의 물리학적 우수성에 대한 자세한 내용을 29일(현지시간) 소개했다. 브라주카는 브라질인 특유의 낙천적이고 여유로운 삶을 의미하는 단어 ‘Brazuca’에서 유래한 것으로 아마존 강과 브라질 원주민들의 전통 팔찌를 재현한 적색, 녹색, 푸른 문양이 인상적인 축구공이다. 특히 FIFA는 지난 1970년 멕시코 월드컵부터 공인구를 도입하기 시작했는데 항상 월드컵 시기가 되면 사람들은 新공인구가 전에 비해 얼마만큼 발전되었는지 궁금증을 표해왔다. 전통적으로 축구공 외형은 벌집 모양 스티치가 상징이지만 최근 몇 년 동안은 대부분 32개 패널 디자인으로 제작되고 있다. 물론 항상 그래왔던 것은 아닌데, 대표적으로 2008 유로컵에 사용된 아디다스 팀가이스트II는 14개 패널 디자인이었고 지난 2010 남아공 월드컵 공인구 자블라니는 8개 패널 이었다. 특히 자블라니는 공을 찼을 때 비행경로 예측이 불분명하다는 이유로 많은 비판을 받았었다. 그럼 이번 브라주카는 기존 공인구와 비교해 어떤 특징이 있는 것일까? 일본 쓰쿠바 대학 스포츠 과학 연구소 홍성찬, 아사이 다케시 연구원은 브라주카, 팀가이스트II, 자블라니, 아디다스 카푸자, 그리고 프로 경기에서 많이 사용되고 있는 기존 32개 패널 축구공의 표면 디자인, 공기 저항, 비행 정확성을 비교·분석했다. 연구진은 각 공들을 인공바람이 나오는 곳에 위치시키고 공기저항성이 얼마만큼 강한지 알아보는 풍동 테스트를 진행했다. 테스트 결과. 브라주카는 역대 공인구들과 비교해 상대적으로 공기저항을 덜 받는 것으로 확인됐다. 또한 연구진은 프로그래밍 된 로봇에게 각 공을 차도록 해 25m를 날려 슈팅정확성, 회전력, 일관성 등을 검증했다. 실험 결과, 브라주카는 다른 공에 비해 회전력이 압도적으로 좋았고 같은 곳에 정확히 여러 번 골인되는 등 정확성에서도 높은 평가를 받았다. 그에 반해 다른 공들은 슈팅 시 일관된 방향성을 보여주지 못했다. 종합적인 결과를 보면, 브라주카는 기존 공인구보다 20% 빠른 속도에 정확성, 회전력이 우수한 것으로 나타났다. 그 이유는 다른 공보다 촘촘하고 길게 다듬어진 길이 3.32ｍ 이음매 때문인 것으로 추정됐다. 하지만 단점이 없지는 않았는데 축구공 표면이 거칠고 슈팅 시 떨림이 있다는 것이 지적됐다. 연구진은 이번 연구 결과가 현재 경기를 준비하는 선수들과 코치들의 전략수립에 도움이 됨은 물론 앞으로 새로운 축구공 설계 시 중요한 참고자료가 될 것으로 예측했다. 사진=게티이미지/멀티비츠 이미지　　　 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

축구를 사랑하는 세계인들이 손꼽아 기다리고 있는 ‘2014 브라질 월드컵’ 개막이 불과 일주일 앞으로 다가온 지금, 월드컵 공인구인 ‘브라주카’(Brazuca)가 기존 축구공과 비교해 물리학적으로 훨씬 뛰어나다는 연구결과가 나와 관심이 집중되고 있다. 국제 자연과학 학술지 ‘네이처’(Nature)의 자매지 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)는 2014 월드컵 공인구 ‘브라주카’의 물리학적 우수성에 대한 자세한 내용을 지난달 29일(현지시간) 소개했다. 브라주카는 브라질인 특유의 낙천적이고 여유로운 삶을 의미하는 단어 ‘Brazuca’에서 유래한 것으로 아마존 강과 브라질 원주민들의 전통 팔찌를 재현한 적색, 녹색, 푸른 문양이 인상적인 축구공이다. 특히 FIFA는 지난 1970년 멕시코 월드컵부터 공인구를 도입하기 시작했는데 항상 월드컵 시기가 되면 사람들은 新공인구가 전에 비해 얼마만큼 발전되었는지 궁금증을 표해왔다. 전통적으로 축구공 외형은 벌집 모양 스티치가 상징이지만 최근 몇 년 동안은 대부분 32개 패널 디자인으로 제작되고 있다. 물론 항상 그래왔던 것은 아닌데, 대표적으로 2008 유로컵에 사용된 아디다스 팀가이스트II는 14개 패널 디자인이었고 지난 2010 남아공 월드컵 공인구 자블라니는 8개 패널 이었다. 특히 자블라니는 공을 찼을 때 비행경로 예측이 불분명하다는 이유로 많은 비판을 받았었다. 그럼 이번 브라주카는 기존 공인구와 비교해 어떤 특징이 있는 것일까? 일본 쓰쿠바 대학 스포츠 과학 연구소 홍성찬, 아사이 다케시 연구원은 브라주카, 팀가이스트II, 자블라니, 아디다스 카푸자, 그리고 프로 경기에서 많이 사용되고 있는 기존 32개 패널 축구공의 표면 디자인, 공기 저항, 비행 정확성을 비교·분석했다. 연구진은 각 공들을 인공바람이 나오는 곳에 위치시키고 공기저항성이 얼마만큼 강한지 알아보는 풍동 테스트를 진행했다. 테스트 결과. 브라주카는 역대 공인구들과 비교해 상대적으로 공기저항을 덜 받는 것으로 확인됐다. 또한 연구진은 프로그래밍 된 로봇에게 각 공을 차도록 해 25m를 날려 슈팅정확성, 회전력, 일관성 등을 검증했다. 실험 결과, 브라주카는 다른 공에 비해 회전력이 압도적으로 좋았고 같은 곳에 정확히 여러 번 골인되는 등 정확성에서도 높은 평가를 받았다. 그에 반해 다른 공들은 슈팅 시 일관된 방향성을 보여주지 못했다. 종합적인 결과를 보면, 브라주카는 기존 공인구보다 20% 빠른 속도에 정확성, 회전력이 우수한 것으로 나타났다. 그 이유는 다른 공보다 촘촘하고 길게 다듬어진 길이 3.32ｍ 이음매 때문인 것으로 추정됐다. 하지만 단점이 없지는 않았는데 축구공 표면이 거칠고 슈팅 시 떨림이 있다는 것이 지적됐다. 연구진은 이번 연구 결과가 현재 경기를 준비하는 선수들과 코치들의 전략수립에 도움이 됨은 물론 앞으로 새로운 축구공 설계 시 중요한 참고자료가 될 것으로 예측했다. 사진=게티이미지/멀티비츠 이미지　　　 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

조그만 유전자 하나만 변화시키면 누구나 금발이 될 수 있을 듯하다. 유전학자들이 게놈 속 핵심 부위에 있는 4개의 DNA염기 중 하나를 대체하는 것으로 특정 유전자의 활동을 변화시켜 금발로 바꿀 수 있는 것을 발견했다고 미국 과학전문주간지 사이언스 매거진이 1일(현지시간) 보도했다. 미국 스탠포드대학의 진화유전학자 데이비드 킹슬리 박사팀이 시행한 이 연구는 금발인에 대한 분자적 기초를 제공할 뿐만 아니라 유전자 자체의 변화 없이 DNA조각의 변화로 유전자 제어의 가능성을 입증한 것이다. 인간의 외모는 피부와 머리색에 큰 영향을 받기 때문에, 유전학자들은 오랜 기간 이런 형질의 유전학적 기초와 진화 시기를 이해하기 위해 노력했다. 지난 6년간 수천 명을 대상으로 한 유전자 연구에서 최소 8개의 DNA 영역이 금발과 관련이 있는 것으로 나타났다. 이는 특정 DNA염기가 금발인에게는 볼 수 있지만 다른 머리색을 지닌 사람에게는 볼 수 없다는 사실에 근거한 것이라고 한다. 그런 염기 변화, 즉 단일염기다형성(SNPs)의 일부는 멜라닌 등 색소 생산과 관련한 유전자 속에 있다. 이들 유전자의 변이는 피부와 머리색을 바꾸는 경우가 많다. 하지만 그 유전자 밖에 있는 다른 SNPs는 유전자의 기능 제어를 돕는 ‘조절 DNA’일 가능성이 있다고 한다. 이런 조절 DNA 속 변화가 머리색을 정할 수 있지만, 피부색은 변화시킬 수 없는 것으로 나타났다. 이는 조절 DNA가 신체의 특정 부분에서만 유전자의 활동을 변화시킬 수 있기 때문. 북유럽인들에게는 금발과 밀접한 연관성이 있는 단일 SNP에 가장 가까운 유전자가 줄기세포인자(KITKG)였다. 이는 세포가 신체의 적절한 목적지까지 도달한 뒤 그에 맞춰 특수화하는 단백질을 코드하는 것이다. 이 SNP가 데이비드 킹슬리 박사의 눈길을 사로잡았다. 연구팀은 이 유전자가 큰가시고기로 불리는 물고기의 색을 변화하도록 만드는 유전자임을 발견했다. 큰가시고기는 빙하가 후퇴할 때 민물 하천과 호수에 고립돼 진화해온 어종이다. 각각의 민물 서식지에서 이 물고기는 독립적으로 몇 번이고 계속해서 이 유전자의 조절 영역을 변화시켜 물의 투명도에 따라 약간 희거나 검은 피부로 발전해왔다. 킹슬리 박사는 “물고기의 피부색를 연구하든 인간의 피부색을 연구하든 이는 완전히 동일한 유전자의 같은 문제를 연구하는 것”이라고 말했다. 이 SNP가 인간의 KITLG에 대한 ‘조절 DNA’의 일부임을 알게 된 킹슬리 박사팀은 쥐를 대상으로 실험했다. 이는 SNP에 이상이 있는 DNA를 지닌 쥐는 일반적인 갈색과 달리 밝은색이나 흰색으로 발현하기 때문. 이들은 이 DNA에 관한 인간형의 변이 2가지를 만들어 복제해 각각의 쥐에 넣었다. 하나의 변이형에서는 금발을 발생하는 SNP가 멀쩡했지만, 다른 변이형에서는 SNP가 다른 염기로 바꿨는 데 이는 갈색으로 보이는 DNA와 흡사했다. 즉 금발을 발생시키는 SNP를 지닌 쥐는 다른 변이를 가진 쥐보다 밝은 색상이 된다는 것이다. 연구진은 이 조절 DNA를 실험실에서 배양시킨 인간 세포를 통해 실험하면서 금발을 발생시키는 SNP가 KITLG의 활성을 약 20% 감소시키는 것도 확인했다. 이는 머리색을 바꾸기에 충분하다면서 킹슬리 박사는 “이는 스위치를 끈 것이 아니라 내린 것과 같다”고 말했다. 이 연구에 참여하지 않았지만 네덜란드 에라스무스대학 의학센터의 유전역학자 팬 리우 박사는 “이 연구는 발육된 모낭에서 이 스위치가 KITLG의 발현을 조절할 수 있는 확실한 증거를 가졌다”고 말했다. 리우 박사팀은 개인이 가진 22개의 머리색과 관련한 SNPs를 검사해 매우 정확하게 빨간 머리와 검은 머리를 예측할 수 있다는 것을 발견한 바 있다. 하지만 그는 금발과 갈색 머리를 구별하는 것은 “훨씬 어렵다”고 말했다. 또 다른 분자생물학자인 아이슬란드대학의 에이리쿠르 스테인그림슨 박사는 “일반적으로 조절 DNA는 색소에서 중요한 역할을 하고 있을 가능성이 높다”고 말했다. 그 역시 이 연구에는 참여하지 않는다. 금발은 생존을 위해 중요하다고 생각되지 않지만, 그 유전적 원인에 대한 이번 발견은 진화의 과정에서 어떻게 함께 발생했는지를 명확히 하는 데 도움이 된다. KITLG은 신체의 여러 곳에서 활동하며 유전자 자체의 어떤 변이는 신체의 포괄적 문제를 일으키거나 심지어 사망을 일으킬 수도 있다. 하지만 KTLG는 여러 조절 DNA의 부분에 의해 둘러싸여 있으며 그중 어느 하나가 제어할 가능성이 있다. 리우 박사는 “이 발견은 KITLG의 영향이 머리에 특정하며 눈이나 피부에 일어나지 않는 이유를 설명한다. 이는 현재 알려진 다른 대부분의 염색 유전자보다 훨씬 독특하다”고 말했다. 따라서 금발을 이끄는 변화는 신체의 다른 곳의 유전자에 영향을 주지 않을 것이다. 이는 “말 그대로 금발은 가죽 한 꺼풀 차이(외모로 사람을 판단하지 말라는 뜻)”라고 킹슬리 박사는 설명했다. 한편 이번 연구결과는 유전학 분야 국제학술지 ‘네이처 유전학’(Nature Genetics) 1일 자로 발표했다. 사진=포토리아 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

별은 수명이 다할 때 평소보다 수억 배 밝은 빛을 뿜어내다 서서히 낮아지는데 우리는 이를 ‘슈퍼노바’(supernova) 즉, 초신성(超新星) 현상이라 부른다. 별이 진화되는 가장 마지막 단계임에도 ‘초신성’이라는 명칭이 붙은 이유는 순간적으로 폭발하는 모습이 마치 새로 태어나는 것처럼 보이기 때문이다. 슈퍼노바 현상은 항성의 탄생과 죽음에 이르기까지 모든 과정을 함축하고 있고 이는 작게는 태양계 형성, 조금 더 나아가면 은하의 형성 그리고 궁극적으로는 우주형성의 비밀을 담고 있기에 천문학계는 이를 항상 주시해왔다. 그런데 이런 슈퍼노바 현상을 머나먼 우주공간이 아닌 지구상에서 구현한다면 우주형성의 신비를 조금 더 쉽게 밝혀낼 수 있지 않을까? 미국 과학전문 사이트 레드오빗(redorbit.com)은 영국 옥스퍼드 대학 물리학 연구진이 실험실 테이블 위에서 ‘슈퍼노바’ 현상 재현에 성공했다고 2일(현지시간) 소개했다. 연구진은 슈퍼노바 현상 이후 수백 년이 지나도 끊이지 않고 관측되는 중성미자(neutrino) 형태의 ‘초신성 잔해’를 직접 지구에서 구현할 계획을 세웠다. 이들은 영국 과학기술위원회 산하 옥스퍼드셔 러더퍼드애플톤연구소(Rutherford Appleton Laboratory)의 강력한 발칸 레이저를 이용해 슈퍼노바를 재현해보기로 결심했다. 과정은 다음과 같다. 연구진은 실험실에 마련된 저밀도 가스 충전 공간(외부와 철저히 차단)에 사람 머리카락 굵기 정도의 탄소막대를 넣고 3개의 레이저 빔을 동시에 가동해 초점을 집중시켰다. 레이저는 곧 탄소막대를 가열시켰고 실험공간은 순식간 섭씨 100만도를 웃도는 고열로 가득 찼다. 이때 탄소 막대에서 저밀도 가스가 분출되며 돌풍이 발생했고 이는 천천히 초신성 가스 잔해 형태로 퍼져나갔다. 연구진은 플라스틱 그리드를 이용해 이 순간을 놓치지 않고 시뮬레이션 했다. 연구진은 애초에 실험목표를 카시오페이아자리 초신성 잔해 재현에 중심을 뒀고 이후 나타난 결과는 엇비슷했다. 저밀도 공간 속 잔해는 카시오페이아자리 초신성 잔해처럼 불규칙한 난류를 그렸다. 해당 실험을 통해 얻어낸 소중한 비밀은 슈퍼노바의 먼지, 가스 잔해 성간 물질사이로 일관되게 확장되지는 않는다는 점이다. 또한 해당 실험이 가지는 큰 의미는 바로 초신성과 우주 자기장 사이에 상당한 상호작용이 있다는 점이 파악됐다는 점이다. 실험 데이터를 보면 초신성이 폭발할 때 특정 방사선 생성에 영향을 주는 것으로 나왔는데 이것이 우주 자기장과 큰 연관이 있을 것으로 연구진은 추측 중이다. 참고로 자기장은 대표적 우주생성학설인 ‘빅뱅이론’의 큰 축을 담당하고 있다. 연구를 주도한 옥스퍼드 대학 물리학과 지안루카 그레고리 교수는 “해당 실험은 우주 자기장 의 생성과 발전에 대한 새로운 시야를 제시해줄 것”이라고 밝혔다. 한편 이 연구결과는 물리분야 국제학술지 ‘네이처 물리학(Nature physics)’에 발표됐다. 사진=Oxford University/NASA 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

얼굴 표정, 텔레파시, 육감 등을 이용해 상대방의 생각과 감정을 정확히 읽어내는 ‘독심술’이 더 이상 초능력 영역이 머무르지 않을 것 같다. TV, 컴퓨터, 조명 등 여러 가전 제품에 폭넓게 활용되는 LED(Light-Emitting Diod), 즉 ‘발광다이오드’를 이용해 사람의 생각을 읽어내는 최첨단 ‘뇌신경 스캐너’가 개발돼 관심이 집중되고 있다. 영국 일간지 데일리메일의 30일(현지시간) 보도에 따르면, 미국 워싱턴 대학교 연구진이 ‘발광다이오드’를 상대방 뇌로 투영해 일정한 생각 흐름 패턴을 감지해내는 스캔 장치를 개발했다. 이 장치는 기본적으로 막대한 케이블로 연결된 ‘거대 모자’ 형태로 되어있다. 흡사 고전공포영화인 프랑켄슈타인에 나오는 과학 장치를 연상시키는 이 모자는 수많은 발광 다이오드센서로 구성되어있고 여기서 나온 빛이 착용자의 머리를 투과해 뇌 조직 역동적 변화를 색상으로 감지해내도록 되어있다. 즉, 뇌 신경세포 움직임을 실시간으로 감지해 이를 패턴화하는 것인데 착용자가 어떤 질문이나 특정 상황을 마주했을때 뇌에서 발생되는 각종 움직임, 분비물을 정확히 알아낸다. 그야말로 ‘생각을 읽어내는 기계’인 셈이다. 이 장치는 최근 10년간 연구되어온 ‘확산 광학 단층 촬영’(diffuse optical tomography) 기술을 뇌 영역으로 확장시킨 것이다. 어떻게 보면 고주파를 이용해 인체 속 수소원자핵을 공명시켜 각 조직에서 나오는 디지털신호를 측정, 이를 컴퓨터로 영상화하는 자기공명영상(MRI) 장치와 유사하지만 이보다 인체에 안전하고 보다 정확하다는 장점이 있다. 통상적으로 뇌 스캔 장치의 우수성은 얼마만큼 많은 빛이 두뇌 속으로 침투할 수 있느냐로 기준이 정해진다. 해당 장치는 기존 MRI 장치와 함께 진행된 비교실험에서 최대 두뇌 속 1㎝ 영역까지 침투해내 우수성을 검증받았다. 또한 이 기술은 CT와 달리 방사선을 사용하지 않기 때문에, 여러 번 측정돼도 건강 상 위험이 발생되지 않으며 MRI에 비해서 휴대성이 용이해 병원에 수술실 내부에 비치해 현장에서 즉시 활용이 가능하다. 즉, 뇌종양 검사부터 자폐증 같은 발달 장애 , 파킨슨병 같은 퇴행성 신경질환 모니터링 분야에 폭 넓게 활용될 것으로 기대된다. 이와 관련해 연구를 주도중인 워싱턴 대학교 조셉 컬버 연구원은 “현재 이 장치의 크기는 구식 전화박스 정도지만 이를 바퀴달린 카트로 이동시킬 수 있는 정도의 크기로 간소화시킬 예정”이라고 밝혔다. 한편 이 연구결과는 광학분야 국제 학술지인 ‘네이처 포토닉스(Nature Photonics)’에 발표됐다. 사진=Washington University/데일리메일 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

축구를 사랑하는 세계인들이 손꼽아 기다리고 있는 ‘2014 브라질 월드컵’ 개막이 불과 2주 앞으로 다가온 지금, 월드컵 공인구인 ‘브라주카’(Brazuca)가 기존 축구공과 비교해 물리학적으로 훨씬 뛰어나다는 연구결과가 나와 관심이 집중되고 있다. 국제 자연과학 학술지 ‘네이처’(Nature)의 자매지 사이언티픽 리포트(Scientific Reports)는 2014 월드컵 공인구 ‘브라주카’의 물리학적 우수성에 대한 자세한 내용을 29일(현지시간) 소개했다. 브라주카는 브라질인 특유의 낙천적이고 여유로운 삶을 의미하는 단어 ‘Brazuca’에서 유래한 것으로 아마존 강과 브라질 원주민들의 전통 팔찌를 재현한 적색, 녹색, 푸른 문양이 인상적인 축구공이다. 특히 FIFA는 지난 1970년 멕시코 월드컵부터 공인구를 도입하기 시작했는데 항상 월드컵 시기가 되면 사람들은 新공인구가 전에 비해 얼마만큼 발전되었는지 궁금증을 표해왔다. 전통적으로 축구공 외형은 벌집 모양 스티치가 상징이지만 최근 몇 년 동안은 대부분 32개 패널 디자인으로 제작되고 있다. 물론 항상 그래왔던 것은 아닌데, 대표적으로 2008 유로컵에 사용된 아디다스 팀가이스트II는 14개 패널 디자인이었고 지난 2010 남아공 월드컵 공인구 자블라니는 8개 패널 이었다. 특히 자블라니는 공을 찼을 때 비행경로 예측이 불분명하다는 이유로 많은 비판을 받았었다. 그럼 이번 브라주카는 기존 공인구와 비교해 어떤 특징이 있는 것일까? 일본 쓰쿠바 대학 스포츠 과학 연구소 홍성찬, 아사이 다케시 연구원은 브라주카, 팀가이스트II, 자블라니, 아디다스 카푸자, 그리고 프로 경기에서 많이 사용되고 있는 기존 32개 패널 축구공의 표면 디자인, 공기 저항, 비행 정확성을 비교·분석했다. 연구진은 각 공들을 인공바람이 나오는 곳에 위치시키고 공기저항성이 얼마만큼 강한지 알아보는 풍동 테스트를 진행했다. 테스트 결과. 브라주카는 역대 공인구들과 비교해 상대적으로 공기저항을 덜 받는 것으로 확인됐다. 또한 연구진은 프로그래밍 된 로봇에게 각 공을 차도록 해 25m를 날려 슈팅정확성, 회전력, 일관성 등을 검증했다. 실험 결과, 브라주카는 다른 공에 비해 회전력이 압도적으로 좋았고 같은 곳에 정확히 여러 번 골인되는 등 정확성에서도 높은 평가를 받았다. 그에 반해 다른 공들은 슈팅 시 일관된 방향성을 보여주지 못했다. 종합적인 결과를 보면, 브라주카는 기존 공인구보다 20% 빠른 속도에 정확성, 회전력이 우수한 것으로 나타났다. 그 이유는 다른 공보다 촘촘하고 길게 다듬어진 길이 3.32ｍ 이음매 때문인 것으로 추정됐다. 하지만 단점이 없지는 않았는데 축구공 표면이 거칠고 슈팅 시 떨림이 있다는 것이 지적됐다. 연구진은 이번 연구 결과가 현재 경기를 준비하는 선수들과 코치들의 전략수립에 도움이 됨은 물론 앞으로 새로운 축구공 설계 시 중요한 참고자료가 될 것으로 예측했다. 사진=게티이미지/멀티비츠 이미지　　　 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

서울 중구 충무로1가 24-2(명동8길 52) ‘네이처 리퍼블릭’ 화장품 매장 땅값이 11년 연속 전국 최고가를 기록했다. 국토교통부는 올 1월 1일을 기준으로 전국 251개 시·군·구별 3178만 필지에 대해 개별공시지가를 산정한 결과 지난해(3.41%)보다 0.66% 포인트 높은 4.07%의 상승률을 나타냈다고 29일 밝혔다. 땅값이 가장 많이 오른 광역자치단체는 세종시로 중앙행정기관 이전 호재를 안고 16.87%나 상승해 2년째 전국 1위를 차지했다. 울산(10.39%)과 경남(7.79%)도 상대적으로 많이 올랐다. 인천과 광주는 각각 1.87% 상승에 그쳤다. 기초자치단체 가운데는 경북 울릉군(33.14%)과 예천군(21.05%)이 관광단지 개발 및 도청 이전 호재에 힘입어 높은 상승률을 기록했다. 반면 충남 계룡시와 광주 동구는 농촌 인구 감소와 구도심 인구 유출로 땅값이 떨어졌다. 서울 용산구도 용산국제업무지구 개발사업 백지화로 0.25% 오르는 데 그쳤다. 2004년 이후 전국 최고가를 기록한 명동 네이처 리퍼블릭 매장 땅값은 3.3㎡당 2억 5410만원으로 지난해(2억 3100만원)보다 10% 올랐다. 3.3㎡(1평) 땅값이 중소형 아파트값과 맞먹는다. 반면 전국 최저가는 전남 진도군 조도면 소마도리 산29 땅으로 3.3㎡당 273원에 그쳤다. 주거지역 가운데 가장 비싼 땅은 서울 강남구 대치동 ‘동부센트레빌’아파트터로 2010년 이후 최고가를 기록한 용산구 이촌동 성원아파트터를 제치고 전국 1위에 올랐다. 이 땅의 공시지가는 3.3㎡당 3956만 7000원을 기록했다. 공업지역에서는 서울 성동구 성수동1가 656-335 풍성전기 공장터가 3.3㎡당 2750만 5500원으로 가장 비쌌다. 녹지지역은 경기 과천시 갈현동 20-5가 3.3㎡당 949만 4100원으로 최고가를 기록했다. 한편 개별공시지가 상승으로 세금 부담도 늘어나게 됐다. 개별공시지가는 재산세·종합부동산세 등 토지 관련 세금과 각종 부담금 부과, 건강보험료 산정, 기초노령연금 수급 대상자 선정, 공직자 재산 등록 등에 활용된다. 예를 들면 서울 서초구 잠원동 한 토지의 올해 공시지가는 46억 3475만원으로 지난해 공시지가 44억 4371만원보다 4.3% 올랐다. 이에 따라 재산세도 지난해 1124만원보다 4.8% 정도 많은 1177만원이 부과될 전망이다. 종부세는 별도 합산이므로 따로 낸다. 개별공시지가는 부동산 공시가격 알리미 사이트(www.kais.kr/realtyprice)와 토지가 있는 시·군·구 민원실 또는 홈페이지에서 다음 달 30일까지 확인할 수 있다. 세종 류찬희 선임기자 chani@seoul.co.kr

남극 빙하가 기존 학설보다 약 5,000년 빠른 2만년 전부터 이미 녹기 시작했다는 주장이 제기돼 관심이 집중되고 있다. 최근 독일, 미국, 캐나다, 호주 공동 연구진은 예상보다 5,000년 앞선 20,000년 전 부터 이미 남극 빙하가 녹기 시작했고 이는 지구 해수면 상승에 대한 불투명한 미래를 암시한다는 연구 결과를 발표했다. 연구진은 남아메리카와 남극 대륙 사이 스코티아 해역의 빙하 퇴적물을 정밀 분석한 결과, 이미 2만 년 전 부터 남극 얼음이 녹기 시작해 9,000년 까지 지속됐다는 증거를 포착했다. 해저 퇴적물 속 각종 이물질은 수만 년 지구 생태계 변화 흔적을 고스란히 남겨두었고 연구진은 이를 통해 빙하가 바다로 녹아들기 시작한 시기를 규명해낼 수 있었다. 특히 남극 빙하가 가장 많이 녹았던 시기는 1만 4,600~1만 3,500 년 사이로 이는 최근 100년간 지구 온난화로 해수면이 약 2m 상승한 것과 유사한 수준이었다. 연구진은 이런 해빙기가 8번 찾아왔던 것으로 추정했다. 연구진은 남극 얼음이 녹은 이유를 난류의 흐름에서 찾았다. 해당 시기 따뜻한 난류가 급작스럽게 남극 해역 지하로 스며들면서 빙하가 녹기 시작했다는 것이다. 연구에 참여한 독일 쾰른 대학교 미카엘 베버 연구원은 “남극 얼음은 해당시기 이후, 급격함에서 벗어나 완만하고 꾸준히 녹기 시작하며 현재에 이르렀다”고 설명했다. 또한 연구진은 과거의 흔적을 보면 남극대륙의 빙하상태가 생각보다 더 불안정할 가능성이 높다는 견해를 덧붙였다. 한편 이 연구결과는 국제 자연과학 학술지인 ‘네이처(Nature)’에 28일(현지시간) 발표됐다. 자료사진=포토리아 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

보통 지구 온난화의 원인은 ‘메탄’, ‘프레온가스’로 대표되는 대기 속 ‘온실기체’로 알려져 있지만 사실은 ‘깊은 땅 속’에 진짜 원인이 숨겨져 있다는 주장이 제기돼 화제를 모으고 있다. 최근 미국 위스콘신 대학교 메디슨 캠퍼스 지리학 연구진은 수천 년간 깊은 땅 속에 잠자고 있던 다량의 탄소 물질이 현 지구 온난화의 주요 원인일 수 있다는 연구결과를 발표했다. 연구진의 설명에 따르면, 문제의 탄소가 잠재되어 있는 토양은 로키 산맥, 캐나다 매켄지 강, 텍사스 남부를 모두 아우르는 대평원인 ‘그레이트플레인스’에서도 미 대륙 중부에 해당하는 네브래스카, 캔자스 주에 존재하는 ‘브래디 토양’이다. 이 토양은 약 15,000년 전 형성됐는데 당시 이 지역은 광범위한 빙하지역으로 지금의 북극, 남극 지대와 유사했다. 따라서 이때 형성된 방대한 양의 탄소가 현재도 6.5미터 토양아래 묻혀있다는 것이 연구진의 주장이다. 토양 황토의 무척 두꺼워 탄소가 오랜 시간 변하지 않고 그대로 유지됐다는 것이 연구진의 추측이다. 연구진은 해당 토양에서 추출한 탄소 샘플을 조사한 결과, 이 탄소의 종류는 ‘블랙 카본’인 것으로 밝혀졌다. 블랙 카본은 석탄, 석유, 나무 등과 같은 탄소함유 연료가 불완전 연소될 때 나오는 것으로 보통 자동차 매연이나 아궁이에서 나오는 검은 연기도 이에 해당한다. 블랙카본은 햇빛을 흡수해 대기로 재 방출 하는데 열도 함께 방출시키기 때문에 지구온난화에 큰 영향을 미친다. 참고로 이산화탄소가 지구온난화에 미치는 영향은 약 40%고, 블랙 카본은 2번째로 높은 18%정도 영향을 미친다. 위스콘신 대학교 지리학과 조셉 메이슨 교수는 이 블랙 카본 토양이 미국 ‘그레이트플레인스’ 지역 뿐 아니라 전 세계에 광범위하게 퍼져있다고 전한다. 그는 “세계적으로 광업, 삼림 벌채가 심해지면서 많은 양의 땅 속 블랙 카본이 공기 중으로 흩어졌고 이것이 대기로 올라가 지구 온난화에 큰 영향을 미쳤을 것”이라고 설명했다. 한편 이 연구 결과는 국제 학술지인 ‘네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)’에 발표됐다. 자료사진=포토리아 조우상 기자 wscho@seoul.co.kr

우리 태양보다 최소 5배 이상 뜨겁고 20배나 질량이 무거운 ‘울프-레이에별’이 사라지는 순간이 사상 처음으로 카메라에 포착됐다. 최근 이스라엘 와이즈먼 연구소 등 국제 공동 연구팀은 목동자리(Bootes constellation)에 위치한 울프-레이에별이 초신성으로 폭발해 최후를 맞는 순간을 생생히 촬영하는데 성공했다. 울프-레이에별(Wolf-Rayet Star)은 항성진화의 마지막에 이른 별로 자체 ‘연료’를 빠르게 소모하는 탓에 결국 초신성 폭발을 일으키면서 찬란한 최후를 맞는다고 알려져 있었다. 그러나 이번 연구팀의 발표 전까지 이같은 추측은 이론으로만 존재했을 뿐 실제로 관측된 바는 없었다. 이번에 관측된 울프-레이에별은 지구에서 약 3억 6000만 광년 떨어진 ‘SN 2013cu’로 연구팀은 폭발 전과 후를 사상 처음으로 모두 담아내는데 성공했다. 연구를 이끈 와이즈먼 연구소 갈-얌 박사는 “미 항공우주국 나사(NASA)의 위성과 지상의 대형망원경 등 모든 장비들이 동원된 새로운 기술 덕분에 이번 관측이 가능했다” 면서 “역사상 처음으로 폭발해 사라지는 별의 전과 후를 모두 보는데 성공했다”고 밝혔다. 이어 “이같이 환상적이고 강력한 에너지를 가진 별의 죽음은 폭발하면서 생기는 빛과 물질이 우주로 퍼지기 때문에 관측하기가 대단히 어려웠다” 면서 “과거에는 항상 폭발 후 흔적들만 찾아 연구했다”고 덧붙였다. 이번 연구결과는 세계적 학술지 네이처(Nature) 최신호에 게재됐다. 　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

일본 후쿠시마 제1원자력발전소 주변 지역에서 채취한 방사성물질이 포함된 식물시료를 정상인 나비 애벌레가 먹도록 한 결과, 이상과 조기 사망을 일으키기 쉽다는 연구결과가 나왔다. 지난 2011년 3월 원전 사고로 대량의 방사성물질이 유출된 이후, 지금까지 연구를 통해 이런 방사성 물질에 노출된 남방부전나비(Zizeeria maha)가 생리적 및 유전적 영향을 받았을 가능성이 제기돼 왔다. 일본 류큐대 오타키 조지 교수가 이끄는 연구팀은 후쿠시마현 오염지역에 있는 방사성물질이 남방부전나비의 일생에 어떤 생물학적 영향을 미치고 방사성핵종이 어떻게 작용하는지를 조사했다. 이전 연구에서 후쿠시마현에 서식하는 나비에서 기형을 확인했다. 이번 연구는 방사성물질이 포함된 식물시료를 후쿠시마현 여러 지점에서 채취해 오키나와현에 서식하는 남방부전나비 유충에 어떤 영향을 주는지 확인하는 실험이 이뤄졌다. 오키나와현은 후쿠시마현에서 약 1000마일(약 1600km) 남쪽에 있다. 그 결과, 후쿠시마 원전에서 방출된 인공 세슘을 비교적 소량 포함한 잎을 섭취한 남방부전나비 애벌레의 생존과 성장, 발달에 측정 가능한 영향이 확인됐다. 이에 대해 연구팀은 “이번 결과가 다른 생물에 어떤 영향을 미친다고 확정하는 것은 추가 연구가 필요하다”고 설명했다. 한편 이번 연구는 세계적인 학술지 네이처(Nature) 자매지인 ‘사이언티픽 리포츠’(Scientific Reports) 온라인판 15일 자로 공개됐다. 사진=남방부전나비(ⓒ포토리아) 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr