밥상머리에서 아이들은 좋아하는 것만 먹겠다고 반찬 투정을 하는 경우가 잦다. 그럴 때마다, 부모들은 건강해지려면 골고루 먹어야 한다고 혼내는 경우가 많다. 실제로 영양학적으로도 탄수화물, 지방, 단백질, 무기질, 비타민 등 영양소를 골고루 섭취하는 것이 면역력을 높이고, 아동 청소년에게는 성장 장애를 막아줄 수 있다. 그런데, 과학자들은 “골고루 먹어야 한다”는 부모들의 잔소리가 과학적으로 타당성이 있다는 사실을 증명했다. 이탈리아 트렌토대 세포·계산·통합 생물학과, 유럽 종양학 연구소, 영국의 보건 기업인 ZOE, 킹스 칼리지 런던 영양과학과, 쌍둥이 연구 및 유전 역학과 공동 연구팀은 채식이나 육식 어느 한쪽에 치우쳐 식사하는 것보다 식물성 음식 중심으로 골고루 먹는 것이 건강에 도움이 되는 장내 미생물을 증가시킬 수 있다고 밝혔다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 미생물학’ 1월 7일 자에 실렸다. 많은 연구를 통해 식물성 식품이 적고 가공식품이 많은 식단을 자주 섭취하면 심혈관 질환, 제2형 당뇨(성인 당뇨), 각종 암에 걸릴 위험이 크다는 사실이 밝혀졌다. 이처럼 식단과 인간의 건강은 밀접한 관련이 있는 것으로 알려졌지만, 식물성 음식 중심의 식단이 건강에 구체적으로 어떻게 도움이 되는지는 명확히 규명되지 못했다. 이에 연구팀은 영국, 미국, 이탈리아에서 2만 1561명을 선발해 주로 어떤 식사를 하고 있는지와 장내 미생물(마이크로바이오옴)의 관계를 분석했다. 분석 결과, 채소와 육류를 골고루 섭취하는 잡식성 식단을 주로 하는 사람들은 채식 중심 식단(채식주의 식단)이나 동물성 식품을 전혀 먹지 않는 비건 식단만 하는 사람들보다 더 많은 종의 미생물을 포함하고 있는 것으로 나타났다. 채식주의자나 비건은 장내 미생물에서 큰 차이를 보이지 않았다. 연구팀에 따르면 잡식성 식단을 하는 사람들은 채식주의자나 비건보다 심혈관 질환과 대사 질환을 일으킬 수 있는 물질을 억제할 수 있는 미생물들이 많은 것으로 조사됐다. 비건은 장과 심장 대사 건강에 필수적인 단사슬 지방산 생산에 도움을 주는 과일, 채소 섭취와 관련된 미생물이 더 많았다. 채식주의자들은 비건과 잡식 사이 중간 미생물의 특성을 보였으며, 음식 소화와 관련한 미생물이 가장 풍부한 것으로 나타났다. 연구팀은 비건이나 채식주의자나 잡식주의, 육식주의와 관계없이 건강한 식물성 식품을 많이 섭취하면 건강에 도움이 되는 장내 미생물의 비율이 높아진다고 설명했다. 연구를 이끈 니콜라 세가타 트렌토대 교수는 “건강한 식물성 식품과 섬유질이 풍부한 식품을 많이 섭취하면 건강과 관련된 미생물은 자연스럽게 증가할 것”이라며 “중요한 것은 어떤 식단을 선호하든지, 한쪽에 치우치지 않고 골고루 먹는 것이 장 건강은 물론 전체 건강에도 도움을 준다는 것은 확실하다”라고 말했다.

옐로스톤 국립공원은 미국 와이오밍 북서부, 몬태나주 남부, 아이다호주 동부에 걸쳐 있는 세계 최초의 국립공원이자 거대 공원이다. 특히 옐로스톤 국립공원은 북미지역 최대 화산지대와 겹친다. 옐로스톤에서 볼 수 있는 간헐천과 열수 시스템도 이 때문이다. 그런데, 옐로스톤 지하 거대한 마그마방이 북동쪽으로 이동하고 있다는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 미국 지질조사국(USGS) 하와이 화산 관측소, 캘리포니아 화산 관측소, 오리건 주립대 지구·해양·대기과학부, 위스콘신-메디슨대 지질과학과 공동 연구팀은 옐로스톤 칼데라 아래 마그마방이 북동쪽으로 이동하고 있다고 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 1월 2일 자에 실렸다 옐로스톤 칼데라, 또는 옐로스톤 슈퍼 화산은 미국 옐로스톤 국립공원에 속해 있는 슈퍼 화산 칼데라다. 칼데라는 화산폭발 후 수축으로 생겨난 함몰 지형으로 백두산 천지나 한라산 백록담도 칼데라다. 옐로스톤 칼데라는 해발 3141m로 현재도 분화 조짐이 나타나고 있으며, 60만년 주기로 폭발하는 것으로 알려져 있다. 실제로 지난 210만 년 동안 세 차례의 분화가 발생했다. 지름이 10㎞가 넘는 슈퍼 화산이기 때문에 만약 분화한다면 대량의 용암과 화산재, 화산쇄설류까지 발생해 미국 전체 영토의 66%가 사라질 것으로 예측되기도 한다. 이 때문에 많은 학자가 옐로스톤 칼데라 아래 마그마 분포에 대한 지도를 그리려고 시도하고 있다. 연구팀은 지구 자기장의 변화에 의존하는 전자기 지구물리학적 방법을 사용해 옐로스톤 칼데라 구조와 마그마 분포를 모델링했다. 그 결과, 연구팀은 지각과 맨틀이 만나는 4~47㎞의 다양한 깊이에서 마그마가 상대적으로 많이 분포한 7개 지역을 확인했다. 그중 일부는 서로 영향을 주고받는 것으로 나타났다. 연구팀은 옐로스톤 서부의 화산 활동은 약화하고 있지만, 북동부의 마그마 저장소는 용암의 독특한 형태인 유문암 분출을 일으킬 가능성도 상당히 크다고 밝혔다. 연구팀은 옐로스톤 북동부 지역의 아래쪽에는 약 440㎢의 마그마가 존재하고 있으며, 이는 약 130만 년 전에 옐로스톤에서 발생한 메사 폭포 칼데라 형성 때와 비슷한 양이다. 당시에 분출된 양은 280㎦에 해당했던 것으로 알려져 있다. 연구를 주도한 닌파 베닝턴 USGS 박사(화산지진학)는 “옐로스톤 칼데라는 미국의 대표적 화산으로 이전에도 대규모 분화가 발생한 만큼, 언제 폭발해도 이상하지 않다”라며 “북동부 지역의 거대 마그마 저장소가 언제 분화할 것인지를 파악하기 위해서는 추가 연구가 필요하다”라고 말했다.

나이가 들면 뇌도 늙는다. 뇌의 노화는 기능 퇴화를 가져와 학습 능력과 단기 기억력이 떨어지고 반응 시간, 수행 능력이 느려지는 등 각종 정신 기능이 위축된다. 이와 함께 섬망, 우울증, 성격과 감정 변화, 치매, 알츠하이머, 파킨슨, 뇌졸중 등 뇌 질환도 발생하기 쉽다. 그러나 이런 질병과 증상을 일으키는 뇌 노화가 어떤 과정으로 발생하는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 미국 시애틀 앨런뇌과학연구소 연구팀은 나이가 들수록 유전자 발현이 크게 변화하는 수십 개의 특정 세포 유형을 발견했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 1월 2일자에 실렸다. 연구팀은 단일 세포 RNA 시퀀싱 기술과 미국 국립보건원(NIH)의 ‘뇌 이니셔티브’ 프로젝트를 통해 개발된 고급 뇌 맵핑 도구를 이용해 생후 2개월 된 어린 생쥐와 사람으로 치면 중년 이후에 해당하는 생후 18개월 된 늙은 생쥐의 뇌세포 120만 개 이상을 16개의 뇌 영역으로 나눠 분석했다. 단일 세포 RNA 시퀀싱은 유전자, 조직에 집중하던 기존 연구 방식에서 벗어나 생명체의 모든 정보를 한 번에 읽어 들이고 통합적으로 분석할 수 있게 하는 기법이다. 생쥐의 뇌는 구조, 기능, 유전자 및 세포 유형 측면에서 사람의 뇌와 유사점이 많은 것으로 알려져 있다. 연구 결과, 노화로 인해 유전자 발현이 크게 변하는 뇌 속 특정 세포 유형을 발견했다. 특히 노화에 영향을 받는 미세아교세포들을 많이 찾아냈다. 미세아교세포는 뇌 속에 존재하는 면역세포로, 그중 백질 연관 미세아교세포는 백질에 존재하는 수초 찌꺼기를 제거하는 역할을 한다. 나이가 들면서 이 세포의 분포가 늘어나는 동시에 백질 내 수초 찌꺼기도 많아진다. 문제는 나이가 들수록 미세아교세포의 포식 기능이 저하돼 찌꺼기를 분해하지 못하게 되면서 뇌 백질 손상으로 이어지는 경우가 많다는 것이다. 연구팀은 경계 관련 대식세포(BAMs), 희소돌기아교세포, 에너지 항상성을 조절하는 탄세포(tanycytes), 상의세포(ependymal cell) 등도 노화에 상당한 영향을 끼친다는 점을 확인했다. 또 노화된 뇌에서는 염증 관련 유전자의 활성도가 증가하지만 신경세포 구조와 기능을 유지하는 유전자는 줄어드는 것을 발견했다. 이와 함께 뇌 시상하부에서 신경세포 기능의 감소와 염증 증가가 동시에 나타나는 특정 부위, 즉 뇌의 노화 관련 ‘핫스폿’을 찾아냈다. 음식 섭취, 에너지 항상성, 신진대사, 인체가 영양분을 사용하는 방식에 관여하는 것으로 알려진 시상하부와 제3뇌실 근처에 있는 탄세포, 시상하부 주변 신경세포가 뇌의 노화에 핵심적 역할을 하는 것을 확인했다. 이는 식습관, 생활 습관과 뇌 노화, 노화 관련 뇌 질환이 밀접한 관계가 있다는 것을 보여 준다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 보실리카 타시치 박사(분자 유전학)는 “노화는 알츠하이머와 여러 치명적 뇌 질환의 핵심 요인”이라며 “이번 연구는 어떤 뇌세포가 노화에 가장 큰 영향을 받는지를 보여 준다”고 말했다. 또 “이번 연구로 작성한 뇌 질환 지도는 노화가 뇌에 미치는 구체적 영향을 파악할 수 있게 할 뿐만 아니라 노화 관련 뇌 질환에 대한 새로운 치료법 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

경기가 좋지 않다지만, 연말연시가 되면서 저녁 약속이 늘어난다. 분위기에 취해 폭음하는 때가 많아지는 시기다. 최근 들어서는 남성뿐만 아니라 폭음하는 여성들이 늘고 있다. 많은 전문가는 남성과 같은 양의 술을 마셔도 여성은 남성보다 피해가 더 크고 단기간에 알코올 의존증으로 이어지기 쉽다며 주의를 당부한다. 이런 상황에서 미국 코넬대 의대 연구팀은 여성 호르몬인 에스트로젠이 여성의 폭음에 관여한다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 알코올 중독과 같은 장애 치료에 도움을 줄 것으로 연구팀은 기대했다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 12월 30일 자에 실렸다. 여성이 폭음하는 경우가 많고, 알코올의 부정적 영향에 더 취약한 것으로 잘 알려져 있다. 실제로 코로나19 팬데믹 기간과 팬데믹 종료 이후에 여성은 남성보다 알코올 관련 병원 방문이 늘어났고, 술로 인한 합병증 발생도 증가했다. 그러나, 알코올 사용에 관한 대부분 연구가 남성을 대상으로 이뤄졌기 때문에 여성의 음주 행동을 유발하는 요인에 대해서는 명확히 밝혀지지 않았다. 앞선 연구에 따르면 뇌의 보상 회로와 감정에 관여하는 것으로 알려진 ‘종말줄침대핵’(BNST) 자극에 수컷 쥐보다 암컷 생쥐가 더 취약하다. 연구팀은 에스트로젠이 음주 행동에 어떤 영향을 미치는지 평가하기 위해 암컷 생쥐의 발정 주기 동안 호르몬 수치를 측정하고, 알코올을 제공했다. 그 결과, 암컷 생쥐의 에스트로젠 수치가 높을 때, 에스트로젠 수치가 낮은 시기보다 알코올 섭취량이 훨씬 많은 것으로 나타났다. 이런 폭음 행동은 BNTS의 뉴런 활동 증가와도 연관돼 있다는 사실을 확인했다. 생쥐에게 알코올을 제공하면 BNTS가 활성화돼 30분 이내에 술에 더 집중하게 되는 것이 관찰됐다. 에스트로젠 호르몬이 높은 경우 이런 폭음 행동은 더 강화된다는 설명이다. 일반적으로 에스트로젠 호르몬은 수용체에 결합한 다음 핵으로 이동해 특정 유전자의 활동을 변경하는 방식으로 행동을 조절하기 때문에 시간이 오래 걸린다. 그렇지만, 에스트로젠이 BTNS에 직접 주입되면 뉴런을 활성화하고 몇 분 내에 폭음이라는 특정 행동이 나타나는 것을 발견한 것은 처음이다. 에스트로젠이 세포에 들어가 핵 수용체에 결합하지 못하도록 조작한 생쥐는 알코올을 섭취하더라도 폭음 행동이 나타나지 않았다. 에스트로젠 수용체와 기본 회로 조직 등은 남성에게도 존재하지만, 난소가 없어 테스토스테론이 에스트로젠으로 전환되는 비율이 낮다. 연구를 이끈 크리스텐 플레일 교수(약리학)는 “에스트로젠은 여성의 많은 행동에 강한 영향을 미치는 호르몬으로 이번 연구로 음주 행위에도 관여한다는 사실을 확인했다”라며 “에스트로젠 합성 효소를 억제하면 호르몬 수치가 급증할 때 알코올 소비를 선택적으로 줄이는 방식으로 치료법을 제공할 수 있을 것”이라고 말했다.

적게 먹는 것은 여러 가지 건강상 장점이 있다. 평상시 먹는 것보다 적게 먹으면 체내 염증 반응이 줄어들고, 살이 찐 사람은 체중 조절에도 도움이 된다. 실제로 세계보건기구(WHO)는 매일 500㎉ 덜 먹으면 일주일에 체중을 0.5㎏ 정도 뺄 수 있고, 6개월 동안 지속하면 처음 체중의 10%까지 줄일 수 있다고 조언한다. 실제로 전 세계 장수 마을에 사는 사람들은 대부분 소식을 한다. 칼로리 섭취를 장기간 줄이면 많은 동물의 수명이 연장되는 것이 확인되기도 했다. 그런데, 적게 먹는 것이 어떻게 노화를 늦춰주는지 명확히 밝혀지지 않았다. 이런 상황에서 중국 푸젠 샤먼대 생명과학부, 동물연구 실험실, 약학부, 의학·생명과학부, 창저우 리피드올 테크놀로지, 베이징대 부속 제3병원, 다롄 화학물리학 연구소, 베이징대 기초의과학부, 베이징 유전학·발달생물학 연구소 공동 연구팀과 푸젠 샤먼대, 다롄 화학물리학 연구소, 미국 텍사스대 사우스웨스턴 메디컬센터 공동 연구팀은 장내미생물에 의해 만들어지는 ‘리토콜산’이라고 불리는 분자가 지방의 소화를 돕고 칼로리 제한에 도움을 주는 분자라는 것을 발견했다고 27일 밝혔다. 리토콜산이 선충과 초파리의 수명을 연장하고, 늙은 생쥐를 다시 원기 왕성하게 할 수 있다는 것이다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 12월 18일 자에 각각 두 편의 논문으로 실렸다. 칼로리 제한은 선충류, 파리, 생쥐, 일부 영장류를 포함한 다양한 동물의 수명을 연장할 수 있다는 사실이 여러 연구에서 밝혀졌다. AMPK라는 단백질은 칼로리 제한으로 켜지고, 칼로리 제한에 영향을 도움을 주는 것으로 나타났다. 문제는 칼로리 섭취량을 절반 이상 줄인다면 지속적인 허기와 근육량 감소, 체온 조절의 어려움, 감염 위험 증가가 나타난다. 연구팀은 생쥐에게 칼로리를 제한할 때 수치가 증가한 200개 이상의 화합물을 자세히 분석해, AMPK를 활성화할 수 있는 화합물을 찾았다. 그 중 특히 눈에 띄는 것은 담즙 내 발견뇌는 화학 물질 중 하나인 리토콜산이었다. 이에 연구팀은 선충류, 초파리, 생쥐에게 리토콜산을 먹였다. 그 결과, 리토콜산을 섭취한 초파리와 선충은 그렇지 않은 개체들보다 훨씬 더 오래 살았다. 리토콜산이 생쥐의 수명에 영향을 미치는지는 명확하게 드러나지 않았지만, 리토콜산을 먹은 생쥐는 악력, 근육 구성, 기타 다양한 측면에서 더 젊다는 것이 확인됐다. 연구팀은 리토콜산 수용체 역할을 하는 TULP3라는 또 다른 단백질을 발견했다. 연구를 이끈 솅카이 린 샤먼대 교수는 “일본 장수 마을에 사는 100세 이상 노인들의 혈액에서 고농도의 리토콜산이 발견됐다”라며 “담즙의 리토콜산과 유사 화합물이 칼로리 제한에 도움을 준다는 사실을 바탕으로 체중 조절에 도움을 주는 신약을 개발할 수 있을 것”이라고 말했다.

사람마다 지문과 성격이 다르듯, 신체적·지적 능력도 제각각이다. 사람과 유전자가 98.8%나 똑같고 유인원 중 도구를 가장 잘 사용하는 동물인 침팬지는 어떨까. 얼마 전 스위스 취리히대 연구팀은 아프리카에 서식하는 침팬지 35개 무리의 사냥 행동과 도구 사용을 분석한 결과 사람처럼 복잡한 문화가 집단 간, 세대 간에 축적·전수된다는 연구 결과를 발표했다. 그런데 한발 더 나아가 전수된 기술이 개체들의 능력에 따라 제각각이라는 분석이 나왔다. 영국 옥스퍼드대, 옥스퍼드 민속지학 박물관, 포르투갈 알가르브대, 포르투대, 일본 주부가쿠인대, 중국 시안 노스웨스트대, 모잠비크 고롱고사 국립공원 공동 연구팀은 일부 침팬지가 다른 침팬지들보다 도구 사용에 더 익숙한 것을 발견했다고 25일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 인간 행동’ 12월 24일자에 실렸다. 침팬지가 도구를 사용하는 대표적인 사례는 돌을 이용해 견과류를 깨는 것이다. 돌로 견과류를 깨는 것은 더 적은 에너지 소비로 더 많은 식량을 구할 수 있다는 차원에서 진화적으로도 직접적인 이점이 있다고 알려져 있다. 침팬지 이외에 미얀마 긴꼬리원숭이 등을 대상으로 개체 간 도구 사용 능력에 관한 연구가 있지만 연구 기간이 짧아 결과가 일관되지 못했다. 이에 연구팀은 1992년부터 2017년까지 25년 동안 아프리카 기니의 보수에 서식하는 야생 침팬지 21마리가 견과류를 깨는 장면만 촬영해 관찰했다. 연구팀은 총 800시간 이상에 해당하는 비디오 클립 3882개를 5가지 효율성을 기준으로 분석했다. 5가지 기준은 견과류 하나를 깨는 데 타격 횟수, 견과류를 깨는 데 걸리는 시간, 성공률, 견과류를 정확하게 때리는 횟수, 도구를 바꾼 횟수다. 분석 결과 5개 측정 기준 중 도구 교체율을 제외한 4가지 항목에서 침팬지들은 도구 사용 능력에서 차이를 보이는 것이 확인됐다. 일부 침팬지는 같은 나이 또는 다른 성별의 침팬지보다 견과류를 깨서 먹는 데 2배 이상 시간이 걸리는 것으로 나타났다. 4가지 능력은 최대 11살까지 발달하지만, 개체별로 격차가 있다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 소피 버두고 옥스퍼드대 박사(진화행동학)는 “이번 연구 결과는 침팬지들도 인간처럼 일부 개체가 다른 개체들보다 인지 능력이나 운동 능력이 더 뛰어날 수 있다는 것을 보여 준다”며 “진화론적으로 흥미로운 부분”이라고 말했다.

서울 중구 명동 네이처리퍼블릭 부지가 22년째 전국 땅값 ‘1위’ 자리를 고수했다. 가장 비싼 단독주택에는 이명희 신세계그룹 회장의 서울 용산구 한남동 자택이 10년 연속 이름을 올렸다. 국토교통부가 18일 발표한 2025년 전국 표준지 공시지가에 따르면 서울 중구 충무로 1가 네이처리퍼블릭 부지(169.3㎡)의 ㎡당 공시지가는 1억 8050만원으로 전국 표준지 중에 가장 비싼 것으로 나타났다. 2004년부터 22년 연속 부동의 1위다. 내년 전체 공시지가는 약 306억원을 기록할 것으로 보인다. 법원 등기부등본을 보면 이 건물은 대지면적 169.3㎡·연면적 551.85㎡로 5층 높이 건물로 주인은 경기 남양주시에 거주하는 70대 주모씨다. 그는 원단도매업체를 운영하는 것으로 알려졌다. 주씨는 1999년 서울중앙지법에서 진행한 경매에서 이 부지와 건물을 낙찰 받아 현재까지 보유하고 있다. 당초 감정가는 51억 7597만원이었지만 한 차례 유찰되며 감정가 80% 수준인 41억 8000만원에 낙찰 받았다. 이 필지는 김중원 전 한일그룹 회장이 국제상사 명의로 보유했다가 외환위기를 맞은 1998년, 한일그룹 부도로 경매시장에 나왔다. 임대료와 보증금으로 추산한 건물 가치를 따져봐도 650억원 안팎에 이른다. 건물 5층을 통째로 임대한 네이처리퍼블릭은 보증금 50억원에 월 임대료가 2억 6000만원 수준으로 알려졌다. 전국 땅값 2위인 명동2가 우리은행 부지(392.4㎡)의 내년 공시지가는 ㎡당 1억 7940만원, 3위인 충무로2가의 옛 유니클로 부지(300.1㎡)는 1억 6530만원으로 올해와 변동이 없다. 땅값 4위인 충무로2가의 토니모리(71㎡) 부지는 1억 6250만원이다. 표준 단독주택 중에서는 이명희 신세계 회장의 서울 용산구 한남동 자택이 10년째 1위 자리를 지켰다. 이 회장의 한남동 자택 연면적은 2861.8㎡ 규모로 전체 면적을 고려한 내년 공시가격은 297억 2000만원에 달한다. 2위는 이해욱 DL그룹 회장의 서울 강남구 삼성동 자택(연면적 2617.4㎡)이며 내년 공시가격은 192억 1000만원이다. 삼성그룹 호암재단이 용산구 이태원동에 보유한 승지원(연면적 609.6㎡)은 내년 공시가격이 179억으로 그 뒤를 이었다. 4위에 오른 서경배 아모레퍼시픽 회장이 보유한 용산구 이태원동 주택의 내년 공시가격은 174억 1000만원이다. 표준 단독주택 상위 1~10위 모두 내년 공시가격이 올해보다 올랐지만 순위 변동은 없었다.

국내 연구진이 올해 노벨화학상 수상자와 함께 인공지능(AI)을 활용한 바이러스 구조 모방 치료 기술을 개발했다. 19일 포항공대(POSTECH)는 화학공학과 이상민 교수가 올해 노벨화학상 수상자인 미국 워싱턴대 데이비드 베이커 교수와 공동으로 바이러스를 모방한 새로운 치료 플랫폼을 개발해 유전자 치료 및 차세대 백신 기술 혁신에 한발짝 다가갔다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 현지 시간 18일 세계 최고 학술지인 네이처(Nature)에 실렸다. 바이러스는 둥근 공 모양 단백질 껍질 안에 유전자를 담아 스스로 복제하는 독특한 구조를 가진다. 최근 학계에서는 이런 복잡하고 정교한 구조를 모방한 인공 단백질 연구가 활발하다. 인공적으로 만든 ‘나노케이지(nanocage)’를 이용하면 표적 세포에 효과적으로 치료용 유전자를 전달할 수 있기 때문이다. 연구팀은 AI 기반 전산 설계 기법을 도입해 대칭적이면서도 미세하게 어긋난 바이러스 구조를 설계, 정사면체·정육면체·정십이면체 등 다양한 형태의 나노케이지를 세계 최초로 만들었다. 이를 통해 기존 나노케이지 대비 훨씬 많은 양의 치료용 유전자를 담을 수 있고, 표적 세포까지 성공적으로 전달할 수 있음을 확인했다. 이 교수는 “AI의 발전으로 인류가 원하는 인공 단백질을 설계하고 조립하는 시대가 열렸다”며 “이번 연구가 유전자 치료제와 차세대 백신 등 다양한 의·생명 분야의 혁신적인 발전에 기여하기를 바란다”고 했다. 한편 이상민 교수는 2021년 2월부터 2년 9개월 동안 데이비드 베이커 교수 연구실에서 박사후연구원으로 재직하다 올해 1월 포항공대에 부임했다.

한국인이 사랑하는 시인 윤동주의 ‘서시’에는 “모든 죽어 가는 것을 사랑해야지”라는 문장이 나온다. 과학자들은 죽어 가는 별들을 분석해 극한 중력의 영향과 암흑 물질을 발견하는 데서 한발 더 나아갔다. 미국 존스홉킨스대, 하버드·스미스소니언 천체물리학 연구센터, 보스턴대, 피츠버그대, 이탈리아 트리에스테대, 영국 워릭대 공동 연구팀은 백색왜성 약 2만 6000개를 분석해 질량이 같더라도 표면 온도에 따라 백색왜성 크기가 다르다는 사실을 발견했다. 이 연구 결과는 천문학 분야 국제 학술지 ‘천체물리학 저널’ 12월 19일자에 실렸다. ‘태양의 먼 미래’로 불리는 백색왜성은 질량은 태양 정도, 크기는 지구 정도로 밀도가 매우 높은 항성(별)이다. 핵융합이 끝나 에너지를 생성할 수 없기 때문에 점점 식어 가고 열 압력이 약해지면서 중력 수축이 진행된다. 이 때문에 크기가 원래 100분의1 정도에 불과하다. 태양과 같은 보통 별이 지름 20㎝의 농구공이라면 그 속에 있는 물질들이 지름 2㎜ 정도의 과일 씨로 압축된 천체가 백색왜성이다. 밀도가 높기 때문에 중력은 지구보다 수백 배 더 강하다. 연구팀은 우주 거대 구조를 실측하는 세계 최대 규모의 천문 관측 프로젝트 ‘슬론 디지털 스카이 서베이’와 우리 은하의 3차원 별 지도 작성을 위한 유럽우주국(ESA)의 가이아 프로젝트 데이터를 활용했다. 연구팀은 지구를 기준으로 백색왜성의 움직임에 따른 광파를 측정하고 이를 중력과 크기에 따라 분류해 온도가 부피에 미치는 영향을 분석했다. 연구팀은 백색왜성의 적색편이 현상에 주목했다. 적색편이는 도플러 효과로 인해 천체에서 배출되는 빛이 멀어질수록 에너지를 잃고 점차 붉은 빛을 띠는 현상이다. 이는 알베르트 아인슈타인이 일반 상대성 이론에서 예측한 대로 극한 중력으로 인한 시공간 뒤틀림의 결과이기도 하다. 적색편이가 강할수록 백색왜성의 크기는 작고 표면 온도는 낮으며 지구에서 더 멀리 떨어져 있다는 의미다. 분석 결과 태양과 같은 별은 핵융합이 끝난 뒤에도 밀도 높은 핵을 안정적으로 유지하는 양자역학적 과정인 ‘전자 퇴화 압력’으로 인해 별의 질량이 증가함에 따라 수축하는 것으로 파악됐다. 또 질량이 같은 백색왜성이라도 온도가 높을수록 부피가 더 큰 것으로 나타났다. 이번 연구는 암흑 물질을 발견하는 데도 도움이 될 것으로 전망된다. 암흑 물질은 중력은 있지만 빛이나 에너지를 방출하지 않기 때문에 망원경으로 관측할 수 없다. 태양이 지구 궤도에 영향을 미치는 것처럼 중력은 별, 은하, 기타 천체에 영향을 주기 때문에 백색왜성을 관측해 간섭 패턴을 분석함으로써 암흑 물질의 존재를 간접적으로 밝혀 낼 수 있다. 그런가 하면 미국 캘리포니아 산타크루즈대(UCSC), 독일 막스 플랑크 태양계 연구소, 프랑스 소르본대와 코트다쥐르대 공동 연구팀은 달 암석 표본을 재분석해 43억 5000만년으로 알려진 달의 나이가 그보다 더 오래된 약 45억 1000만년이라는 분석 결과를 과학 저널 ‘네이처’ 12월 19일자에 발표했다.

전국 단독주택 가격 산정의 기준이 되는 표준주택 공시가격이 내년에 1.96% 오른다. 보유세 부담은 역대 최저 변동 폭을 찍은 지난해보다 소폭 오를 것으로 전망된다. 이명희 신세계그룹 총괄회장의 서울 용산구 한남동 자택은 10년째 전국에서 가장 비싼 단독주택 타이틀을 지켰다. 국토교통부는 2025년 1월 1일 기준 표준지 60만 필지와 표준주택 25만 가구의 공시가격을 공개하고 소유자 의견을 받는다고 18일 밝혔다. 내년 표준주택 공시가격은 전국 평균 1.96% 올랐다. 역대 최저 상승률을 기록한 올해(0.57%)보다는 변동 폭이 커졌지만 여전히 낮은 편이다. 가장 크게 오른 곳은 서울(2.86%)이며 이어 경기(2.44%), 인천(1.7%) 순이었다. 서울에선 용산구(3.70%)와 강남구(3.53%), 성동구(3.41%)가 많이 올랐다. 표준지 공시가격은 전국 평균 2.93% 상승했다. 공시가격이 크게 오르지 않은 것은 정부가 내년 현실화율을 문재인 정부가 로드맵을 수립하기 전인 2020년 수준으로 3년 연속 고정했기 때문이다. 이 회장 자택(2861.8㎡·약 865평)의 내년 공시가격은 297억 2000만원이다. 올해보다 11억 5000만원 올랐다. 2016년 표준단독주택 편입 이후 10년째 1위다. 상위 단독주택 10곳은 순위 변동이 없었다. 10곳 중 7곳이 용산구에 있고 나머지는 삼성동 2곳, 서울 서초구 방배동 1곳이다. 전국 땅값 1위는 서울 중구 충무로 1가 네이처리퍼블릭 부지가 22년 연속 차지했다. 해당 부지(169.3㎡·51평)의 ㎡당 공시가격은 1억 8050만원이다. 올해(1억 7540만원)보다 2.91% 올랐다. 전체 면적 기준으로는 305억 5865만원이다.

전국 단독주택 가격 산정의 기준이 되는 표준주택 공시가격이 내년에 1.96% 오른다. 공시가격 시세반영률(현실화율)이 3년째 동결되면서 시세 변동 폭만 반영됐다. 보유세 부담은 지난해보다는 소폭 오를 전망이다. 이명희 신세계그룹 회장의 서울 용산구 한남동 자택은 10년째 전국에서 가장 비싼 단독주택에 이름을 올렸다. 국토교통부는 2025년 1월 1일 기준으로 조사·산정한 표준지 60만 필지와 표준주택 25만 가구의 공시가격을 공개하고 소유자 의견을 받는다고 18일 밝혔다. 내년 표준주택 공시가격은 전국 평균 1.96% 올랐다. 올해 0.57%로 역대 최저 상승률보다는 변동 폭이 커졌지만, 평균보다는 낮은 상승 폭이다. 표준주택 공시가격이 가장 크게 오른 곳은 서울(2.86%)이다. 이어 경기(2.44%), 인천(1.7%) 순이다. 서울에서는 용산구(3.70%)와 강남구(3.53%), 성동구(3.41%)의 상승 폭이 컸다. 표준지 공시가격은 전국 평균 2.93% 상승했다. 공시가격이 비교적 크게 오르지 않은 데는 정부가 내년 공시가격 현실화율도 문재인 정부가 로드맵을 수립하기 전인 2020년 수준으로 3년 연속 고정한 탓이다. 정부는 공시가격 현실화율을 2030년까지 90%로 높이려는 로드맵을 폐지하고 3년째 69%로 묶었다. 이렇게 되면 시세 변동 폭만 공시가격에 반영된다. 정부는 로드맵 폐지와 동시에 시세 반영 비중을 더 높이는 새로운 산정 방식을 도입하려 했지만, 야당 반대 속에 탄핵 정국이 맞물리며 개정법 통과가 불투명해졌다. 이 회장의 한남동 주택(연면적 2861.8㎡·약 865평)은 내년 공시가격이 297억 2000만원이다. 올해(285억 7000만원)보다 11억 5000만원 올랐으며, 2016년 표준단독주택 편입 이후 10년째 1위 자리를 지켰다. 2위는 이해욱 DL(옛 대림그룹) 회장의 서울 강남구 삼성동 주택(2617.4㎡·약 791평)이다. 공시가격 192억 1000만원으로 올해보다 3.0% 올랐다. 3위는 호암재단이 보유한 서울 용산구 이태원동의 삼성그룹 영빈관 승지원(연면적 609.6㎡·약 184평)이다. 내년 공시가격은 179억원으로 4.25% 상승했다. 공시가격 상위 단독주택 10곳의 순위는 1년 새 변동이 없었다. 전국 땅값 1위 자리는 서울 중구 충무로 1가 네이처리퍼블릭 부지가 22년 연속 차지했다. 해당 부지(169.3㎡·약 51평)의 내년도 ㎡당 공시가격은 1억 8050만원이다. 올해(1억 7540만원)보다 2.91% 상승했다. 전체 면적 기준으로는 305억 5865만원이다. 상위 1~8위는 변동이 없었고, 서울 강남구 역삼동 업무 용지(747.7㎡)의 내년 공시지가가 1억 2750만원으로 서초구 서초동 업무 용지(662.2㎡)의 내년 공시지가 1억 2580만원을 앞지르며 1년 사이 9, 10위가 다시 바뀌었다. 표준지·표준주택 공시가 열람 및 의견 청취 기간은 내년 1월 7일까지다. 공시는 1월 24일이다. 표준 공동주택 공시가격은 내년 3월 공개될 예정이다.

우주 선진국을 중심으로 달과 그 너머의 화성까지 우주 탐사에 관한 관심이 뜨겁다. 문제는 인간이 보낸 우주선과 착륙선, 탐사 로버 등 각종 우주 탐사 잔해들이 달과 화성 표면을 뒤덮고 있다. 이런 우주 쓰레기들도 새로운 개척지에 대한 호모 사피엔스의 욕망을 나타내는 중요한 인류학적 자료가 될 수 있다는 분석이 나와 눈길을 끈다. 미국 캔자스대, 뉴멕시코 주립대, 코넬대, 노스캐롤라이나 주립대, 스페인 마드리드 우주생물학 연구센터 공동 연구팀은 인류 최초의 행성 간 탐사 기록을 위해 인류의 화성 탐사 시설들을 목록화하고 보존, 관리할 필요가 있다고 밝혔다. 이 연구 결과는 천문학 분야 국제 학술지 ‘네이처 천문학’ 12월 17일 자에 실렸다. 연구팀이 다른 행성에 인류 탐험의 흔적을 보존해야 한다는 주장은 달의 지형을 인간이 지배하는 ‘달 인류세’가 됐다는 주장을 근거로 하고 있다. 인류가 지구 이외의 천체에 영향을 미친다면 이를 고고학적, 인류학적 측면에서 주목해야 할 필요가 있다고 연구팀은 주장했다. 그중 한 예로 인간이 화성의 지형을 변경한 첫 사례는 1971년 소련의 화성 2호 탐사선이 화성 표면에 불시착한 것이다. 화성 2호 탐사선이 추락한 것은 인류가 달이 아닌 다른 천체에 최초로 접촉한 사건 중 하나다. 지구 인류학자들은 기후와 지질이 유물 훼손에 어떤 영향을 주는지 파악하고 있지만, 화성이나 달처럼 지구 환경과 전혀 다른 천체에서 우주 에너지, 바람, 물, 토양에 의해 유물들이 얼마나 빨리, 그리고 심각하게 손상되는지는 정확히 알지 못한다. 이 때문에 행성 고고학은 다른 천체에서 인간의 거주 가능성도 파악할 수 있게 도와준다는 설명이다. 연구팀은 쓰레기에 대한 해결책은 제거이지만 유산에 대한 해결책은 보존인 만큼 우주 탐사 잔해물도 인류의 문화유산으로 인식할 필요가 있다고 강조했다. 연구를 이끈 저스틴 홀콤 캔자스대 교수는 “호모 사피엔스는 아프리카에서 시작돼 다른 대륙으로 확산하고, 이제는 지구를 벗어나고 있다”라며 “지구의 유물과 지형을 이용해 인류의 진화와 역사를 추적하는 것처럼 우주에서도 탐사선, 인공위성, 착륙선을 비롯해 다양한 우주 탐사 시설물은 상당수가 고고학적, 인류학적 가치가 크다”라고 말했다.

인체 필수 영양소로 알려진 콜라겐이 암 전이 단백질의 악성화와 전이를 촉진한다는 연구 결과가 나왔다. 콜라겐은 피부, 뼈, 머리카락 등을 구성하는 우리 몸의 주요 성분이다. 피부 노화를 방지하는 성분으로 잘 알려져 있어 피부 관리 제품에도 많이 쓰인다. 광주과학기술원(지스트·GIST)은 최근 생명과학부 남정석 교수 연구팀이 이 같은 내용의 암 전이 단백질인 ‘디스에드헤린’(Dysadherin)과 콜라겐 상관관계를 규명했다고 밝혔다. ‘디스에드헤린’은 암에서만 발현하는 단백질로, 미국 국립 인간유전체연구소(NHGRI)의 질병유전체 데이터베이스에서 암 전이 단백질로 분류되고 있다. 특히 침윤성과 전이성이 강한 암일수록 디스에드헤린의 발현 정도가 높은 것으로 알려졌다. 연구팀은 지난 2022년 선행연구에서 디스에드헤린이 암의 악성화와 전이를 유도한다는 사실을 밝히고 이를 억제하는 펩타이드 항암제를 발굴한 바 있다. 이를 바탕으로 종양의 대표적 구성성분인 콜라겐의 분해와 재배치가 암의 악성화와 전이를 유도한다는 사실을 밝혔다. 암으로 인한 사망 대다수의 원인은 특정 장기에서 처음 발생하는 ‘원발성 암’이 아니라 ‘전이’로 인한 필수 장기 기능 손상이다. 암 전이 메커니즘을 규명해 암 전이를 막는 치료 전략을 수립하는 것이 중요한 이유다. 연구팀은 쥐에 이식한 인간의 면역시스템을 활용해 디스에드헤린 매개의 콜라겐 분해와 재배치가 면역억제와 혈관신생을 촉진해 암세포 친화적 종양 미세환경을 형성하는 데 기여한다는 사실도 확인했다. 남정석 교수는 “디스에드헤린에 의한 종양 미세환경 변화를 통해 암의 악성화와 전이를 촉진하는 메커니즘을 규명했다는 데 의의가 있다”며 “종양 악성화와 전이를 제어할 수 있는 새로운 치료 전략의 기반을 마련하는 데 기여할 것”이라고 말했다. 남 교수가 지도하고 국립암센터 이충재 박사후연구원이 수행한 이번 연구는 한국연구재단의 중견연구자지원사업과 바이오의료기술개발사업, IRC 선도연구센터지원사업, 지스트 등의 지원을 받았으며 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’(Nature Communications)에 지난달 30일 게재됐다.

새로운 세상을 경험하기 위해 많은 사람이 여행한다. 일상생활에 지쳐 있을 때 가까운 교외로 여행을 다녀오는 것만으로도 기분 전환이 된다. 여행 관광산업은 최근 세계 각국이 전략적으로 육성하고 있다. 그런데 관광 수요가 늘어날수록 탄소 배출도 함께 증가한다는 분석이 나왔다. 호주 퀸즐랜드대, 시드니대, 그리피스대, 인도네시아 재무부, 독일 한자과학대, 노르웨이 서노르웨이 연구소, 스웨덴 린네대, 뉴질랜드 오타고대 공동 연구팀은 지난 10년 동안 전 세계 관광과 관련된 탄소 배출량이 급격히 증가했다고 12일 밝혔다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 12월 11일 자에 실렸다. 많은 연구에 따르면 관광 산업은 전 세계 탄소 배출의 주요 원인이다. 특히 교통수단과 관련된 탄소 집약적 특성과 더불어 이 부문의 급속한 성장은 전 세계 탄소 배출량 감축 노력에 악영향을 미치고 있다. 이에 연구팀은 175개국의 관광 및 교통 관련 데이터를 사용해 2009~2020년 전 세계 관광업의 탄소 발자국을 종합적으로 분석했다. 그 결과, 전 세계 관광산업의 탄소 배출량은 매년 3.5%씩 증가한 것으로 확인됐다. 이는 세계 경제 성장률인 연간 1.5%의 두 배 이상으로, 코로나19 팬데믹이 발생하기 직전인 2019년에는 이산화탄소 5.2GT(기가톤)을 배출한 것으로 조사됐다. 이는 전 세계 온실가스 총배출량의 8.8%에 해당하는 양이다. 특히 미국, 중국, 인도 등 탄소 배출량이 가장 많은 20개 국가가 전체 탄소 발자국의 4분의3을 차지하는 등 1인당 관광 배출량에서 다른 곳과 현저한 격차를 보이는 것으로 나타났다. 이런 결과는 관광 수요의 지속적인 고성장과 탄소 배출 억제를 위한 관광 분야의 노력이 부족해서 나타난 것으로 확인됐다. 제임스 히그엄 호주 그리피스대 교수는 “이번 연구 결과는 관광 산업에서 배출되는 탄소 배출을 글로벌 기후 목표에 맞추기 위한 효과적인 정책 조치가 시급히 필요하다는 점을 보여준다”며 “관광 산업이 환경에 미치는 영향을 완화하기 위한 전략을 개발하기 위해서는 관광 산업에서 발생하는 탄소 배출의 주요 요인을 이해하는 것이 중요하다”고 말했다.

구글이 기존 슈퍼컴퓨터로는 10자(1자=1조×1조)년이 걸리는 계산을 5분 안에 끝낼 수 있는 양자컴퓨터를 개발했다고 발표했다. 이러한 구글의 양자컴퓨터 성능 실험 결과는 9일(현지시간) 과학 전문지 네이처를 통해 공개됐다. 네이처에 따르면 구글의 양자컴퓨터를 총괄하는 하르트무트 네벤은 ‘윌로’(Willow)라는 새로운 칩을 통해 세계에서 가장 성능 좋은 슈퍼컴퓨터로 약 10자년 걸리는 문제를 5분 안에 풀 수 있다고 밝혔다. 10자년은 우주의 나이를 초월하는 시간으로, 5년 전 구글이 1만년 걸리는 문제를 몇 분 안에 풀 수 있다고 발표한 것보다 훨씬 더 빨라진 것이다. 다만 이번 성능 실험은 양자컴퓨터의 성능을 측정하기 위해 만들어진 알고리즘에 따라 나온 것으로 실제 적용된 사례는 없다. 구글은 기존 컴퓨터가 풀지 못하는 실제 문제 해결 사례를 내년에 발표할 것이라고 밝혔다. 이번에 소개된 기술의 핵심인 신형 양자 칩 윌로는 105개의 ‘큐비트’로 이뤄져 있다. 큐비트는 양자컴퓨터에서 정보를 사용하는 기본 단위다. 기존 컴퓨터가 0과 1을 순차적으로 계산했다면 양자컴퓨터는 0과 1을 동시에 처리해 기존 컴퓨터보다 문제를 빠르고 정확하게 해결하는 것으로 평가받는다. 그런데 대개 전기저항이 없는 초전도 큐비트를 사용해 정보를 처리하는 양자컴퓨터는 외부저항에 쉽게 오류가 발생하는 단점이 있었다. 이 때문에 과학자들은 1990년대부터 양자 오류 수정에 주력해 왔다. 윌로 칩은 이처럼 큐비트 수가 증가할수록 발생하는 오류를 최소화하는 것을 목표로 개발됐으며 ‘임계값 미만’으로 양자 계산을 시연할 수 있는 최초의 칩이라고 설명한다. 실시간으로 오류를 수정할 수 있는 기술도 개발했다고 한다. 구글 본사의 연구진인 마이클 뉴먼은 “이것은 30년간의 목표였다”고 말했다. 구글 양자컴퓨터 최고운영책임자(COO)인 카리나 추는 이번 성과로 10년 뒤에는 양자컴퓨터가 가장 뛰어난 슈퍼컴퓨터로도 불가능한 과학적 발견을 가능하게 할 것이라고 기대했다. 로이터통신은 오류를 실시간 줄일 수 있는 기술은 “양자컴퓨터를 실용적으로 만드는 데 중요한 단계”라고 평했다. 양자컴퓨터 개발은 미국과 중국이 치열하게 선두를 다투는 분야이기도 하다. 미국은 마이크로소프트, 인텔, IBM 등 대기업이 중심이 돼 개발하고 있으며 중국은 정부가 152억 달러(약 22조원)를 쏟아부었다.

몇 년 전만 해도 사람 얼굴은 물론 웬만한 것은 적어 놓지 않고도 잘 기억했는데, 요즘은 깜박깜박할 때가 많다고 말하는 중년들이 많다. 이런저런 이유로 나타나는 뇌의 노화 때문이다. 그런데 중국 과학자들이 뇌의 노화에 관여하는 핵심 단백질을 발견해 눈길을 끈다. 중국 푸단대 의대 국립 신경질환 연구센터, 뇌·지능 과학기술연구소, 정저우대 제1 부속 병원 공동 연구팀은 인간 뇌의 노화와 관련된 핵심 단백질은 13개로, 이들 단백질의 혈중 농도 변화가 뇌의 노화 과정에 중대한 역할을 한다고 밝혔다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 노화’ 12월 10일 자에 실렸다. 2050년까지 전 세계적으로 65세 이상 인구는 약 15억 명을 초과할 것으로 예상된다. 고령 인구가 증가하면서 각종 질환을 앓는 인구도 증가할 것으로 보인다. 특히 치매와 같은 퇴행성 뇌신경 질환의 유병률은 노화와 함께 증가하는 것으로 알려졌지만, 효과적인 치료법은 여전히 없는 상황이다. 이 때문에 뇌의 노화를 조기에 식별하는 것은 매우 중요하다. 이에 연구팀은 대표적인 보건의료 빅데이터인 영국 바이오뱅크에 등록된 45~82세 1만 949명의 건강한 성인 남녀를 대상으로 수집한 다중 뇌 영상 데이터를 바탕으로 뇌 노화에 관여하는 지표를 조사했다. 연구팀은 연구 참여자의 혈장 속 3000여 개의 단백질 농도를 분석했다. 그 결과, 생물학적 뇌 노화와 강하게 연관된 단백질 13개를 찾았으며 중추신경계 단백질인 브레비칸(BCAN)과 관련 있는 것을 확인했다. BCAN과 스트레스에 연관된 것으로 알려진 GDF15는 치매, 뇌졸중, 운동 기능과 연관된 것을 발견했다. 연구팀에 따르면 13개의 단백질은 생물학적 뇌의 나이에 따라 뚜렷하게 변화했으며, 57세, 70세, 78세가 변곡점인 것을 관찰했다. 연구를 이끈 유진태 푸단대 의대 교수(신경학)는 “뇌의 생물학적 나이는 뇌의 부피와 표면적 같은 뇌 영상의 특징을 기반으로 한 예측 알고리즘을 사용해 추정할 수 있지만 혈액 내 단백질로 파악할 수도 있다”라며 “혈중 단백질 농도는 특정 나이에서 뇌 건강 변화를 더 정확하게 파악할 수 있다는 장점이 있다”고 말했다.

가장 정교한 시계 제작자, 달의 수호자, 과학 사기 폭로자, 바이러스 사냥꾼, 기후 기사단…. 과학 저널 ‘네이처’가 과학적 성과를 올리고 글로벌 과학 이슈에 영향을 미친 인물 가운데 ‘올해를 빛낸 10인’을 선정해 10일 발표했다. 콩고민주공화국 국립생의학연구소 소속 역학자인 ‘바이러스 사냥꾼’ 플라시데 음발라 박사는 콩고에서 발생한 치명적 천연두가 국경을 넘어 빠르게 확산할 수 있다는 것을 예측하고 대응을 촉구해 공중 보건에 큰 역할을 했다는 점을 인정받았다. 독일 베를린 자유대 안나 아발키나 연구원은 가짜 논문, 표절논문, 논문 공장 등을 폭로해 과학계 부정행위 근절 운동에 앞장서고 있는 점이 높은 평가를 받았다. 중국 칭화대 의대 후지쉬 교수는 건강한 사람의 면역세포를 유전자 가위로 편집한 뒤 환자에게 주입해 자가면역 질환을 치료하는 데 성공해 올해의 인물로 선정됐다. 이 기술은 암 치료에도 도움을 줄 것으로 기대되고 있다. 독일 국립 측정 표준연구소의 에케하르트 페이크 박사는 토륨 229 원소의 핵 진동을 이용한 일명 ‘원자핵 시계’의 아이디어를 제시해 주목받았다. 2001년 페이크 박사는 원자시계보다 더 정밀한 원자핵 시계 개념을 제시했지만, 실제 제작에는 성공하지 못했는데 지난 11월 미국 콜로라도주립대 연구팀이 초정밀 핵시계를 만들어 내며 주목을 받았다. 중국 항천국 소속 우주 지질학자 리춘라이 박사는 중국의 달 탐사선 창어 6호가 인류 최초로 수집해 지난 6월 지구로 가져온 달 뒷면 토양 표본을 처음 분석해 올해의 인물로 꼽혔다. 구글 딥마인드의 레미 람 연구원은 기존 기후 모델링보다 더 빠르고 정확하게 날씨 예측 인공지능을 개발해서, 웬디 프리드먼 미국 시카고대 교수는 지난 4월 제임스웹 우주망원경 관측 자료로 새로운 허블 상수값을 계산해 우주 팽창 속도에 대한 오랜 질문을 해결할 것으로 기대되면서 올해 10대 인물로 꼽혔다. 한편 21년 만에 과학기술 연구원에 대한 임금 인상을 끌어낸 캐나다 토론토대 박사과정 연구원이자 ‘과학을 지원하라’란 조직을 이끄는 케이틀린 카라스, 스위스 정부를 상대로 기후 변화에 대해 조처하지 않은 것은 인권 침해라는 소송을 제기해 승소 판결을 끌어낸 코르델리아 베어 변호사, 학생 주도 혁명 이후 방글라데시 임시 정부 수반이 된 노벨평화상 수상자 무함마드 유누스도 네이처 10대 인물에 포함됐다.

가장 정교한 시계 제작자, 달의 수호자, 과학 사기 폭로자, 바이러스 사냥꾼, 기후 기사단…. 과학 저널 ‘네이처’는 ‘올해 과학계를 빛낸 10명’을 선정해 10일 발표했다. 네이처가 선정한 10대 인물은 과학적 성과를 올려 주목받은 인물 이외에도 글로벌 과학 이슈에 영향을 미친 사람들까지 포함됐다. 콩고민주공화국 국립 생의학 연구소 소속 역학자인 ‘바이러스 사냥꾼’ 플라시데 음발라 박사는 콩고에서 치명적인 천연두가 발생하고, 이 바이러스가 국경을 넘어 확산할 수 있다는 것을 정확히 예측하고, 치명적 감염병의 확산을 막기 위해 국제적 차원에서 신속한 대응이 필요하다고 촉구함으로써 공중 보건에 중요한 역할을 해 올해의 인물로 꼽혔다. 가짜 논문으로 과학 데이터베이스를 오염시키는 표절자와 논문 공장 등을 폭로해 과학 출판 분야의 부정행위를 근절하는 운동에 앞장서고 있는 독일 베를린 자유대 동유럽연구소 안나 아발키나 연구원도 올해의 10대 인물로 꼽혔다. 아발키나 연구원은 이런 활동 때문에 러시아 정부의 감시 대상에 오르기도 했다. 중국 칭화대 의대 및 상하이 해군 의과대 소속 후지 쉬 교수는 건강한 사람의 면역세포를 유전자 가위 기술을 이용해 편집한 뒤 환자에게 주입해 자가면역 질환을 치료하는 데 성공해 올해의 인물로 선정됐다. 쉬 교수가 만든 기술은 자가면역질환은 물론 암 치료에도 도움을 줄 것으로 기대되고 있다. 독일 국립 측정 표준연구소의 물리학자 에케하르트 페이크 박사는 토륨 229 원소의 핵 진동이 기반하는 일명 ‘원자핵 시계’의 아이디어를 제시해 주목받았다. 2001년 페이크 박사는 현재 원자시계보다 더 정밀한 원자핵 시계 개념을 제시했다. 핵시계를 만들려는 시도는 있었지만, 번번이 실패했다. 그러다, 지난 11월 미국 콜로라도주립대 연구팀이 이론으로만 가능했던 방사성 토륨 원자를 이용한 초정밀 핵시계를 만드는 데 성공하면서 페이크 박사는 과학계의 주목을 받았다. 중국 항천국 소속 지질학자 리 춘라이 박사는 달과 화성 토양 분석 전문가로 중국의 달 탐사선 창어 6호가 인류 최초로 수집해 지난 6월 지구로 귀환한 달 뒷면 토양 표본을 처음 분석한 연구자로 올해의 인물로 꼽혔다. 구글 딥마인드의 레미 람 연구원은 기존 기후 모델링보다 더 빠르고 정확하게 날씨를 예측할 수 있는 인공지능을 개발한 점에 대해, 웬디 프리드먼 미국 시카고대 교수는 지난 4월 제임스웹 우주망원경(JWST) 관측 데이터로 새로운 허블 상숫값을 계산해 우주 팽창 속도에 대한 오랜 질문을 해결할 수 있을 것으로 기대되면서 올해 10대 인물로 꼽혔다. 한편, 21년 만에 대학원생과 박사후과정 연구원에 대한 최대 규모의 투자를 끌어낸 캐나다 토론토대 박사과정 연구원이자 ‘우리 과학을 지원하자’라는 조직을 이끄는 케이틀린 카라스, 64세 이상 스위스 여성 2000명이 정부를 상대로 소송을 해 기후 변화에 대해 조처하지 않은 것은 명백한 인권 침해라는 판결을 끌어낸 코르델리아 베어 변호사, 학생 주도 혁명 이후 방글라데시 임시 정부 수반이 된 노벨평화상 수상자 무함마드 유누스도 네이처가 선정한 10대 인물에 포함됐다.

‘자연은 최고의 스승’이란 레오나르도 다빈치의 말처럼 현재 과학기술의 성과는 자연을 모사한 것들이 상당히 많다. 오랜 진화를 통해 최적화한 많은 동식물은 과학자들에게 다양한 아이디어를 제공할 수 있기 때문이다. 스위스 로잔 연방공과대(EPFL) 지능형 시스템 연구실, 생체로보틱스 연구실, 미국 캘리포니아 어바인대 신경공학 연구실 공동 연구팀은 새에서 영감을 받은 다리를 부착한 비행 로봇 ‘레이븐’(RAVEN)을 개발했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 12월 5일 자에 실렸다. 새의 다리는 걷기, 뛰기, 점프, 비행을 위한 도움닫기 등 다양하게 기능한다. 비행 로봇에 새의 이런 기능을 적용하려는 시도는 많지만, 여러 이동 형태를 가진 시스템을 실제로 구현하는 것은 쉽지 않다. 게다가 새와 똑같은 다기능성 비행 로봇을 만들면 시스템이 복잡해지거나 무거워져 비행할 수 없다는 문제 때문에 성공한 경우는 거의 없었다. 이에 연구팀은 새의 다리처럼 움직일 수 있는 구조를 갖고 있으며 엉덩이, 발목, 발의 형태도 새를 그대로 흉내 낸 로봇을 개발하는 데 성공했다. ‘다중 환경을 위한 새에서 영감을 받은 로봇 차량’이라는 뜻의 약자로 이름 붙여진 비행 로봇은 새들처럼 이륙을 위해 도약하는 것은 물론 지면을 걷고 장애물을 뛰어넘을 수도 있다. 연구팀에 따르면 이륙을 위한 도약은 초기 이륙 속도에 크게 기여하고 점프 없이 이륙하는 것보다 에너지 효율이 더 높은 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 다리오 플로리아노 EPFL 교수는 “이번 기술을 활용한다면 복잡한 지형에서 이륙할 수 있는 항공기를 만들 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 그런가 하면 미국 노스캐롤라이나 주립대 기계·항공공학부 연구팀은 쥐가오리에서 영감을 얻어 물속에서 로봇의 움직임을 제어하는 능력을 높이는 등 빠르게 수영하는 소프트 로봇을 개발하는 데 성공했다. 그 결과가 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 12월 5일 자에 실렸다. 보통 로봇의 이동 속도를 측정하려면 1초당 움직인 몸의 길이를 의미하는 ‘BL/s’ 단위를 사용한다. 이 단위는 로봇은 물론 동물, 자동차 주행 능력을 파악할 때 주로 쓰인다. 연구팀은 2년 전 3.74BL/s를 낼 수 있는 수중 로봇을 개발했다. 당시는 수면 위에서만 헤엄칠 수 있었으나 이번에 개발한 로봇은 쥐가오리 모양의 지느러미를 갖고, 수중과 표면에서 모두 헤엄칠 수 있으며 초당 6.8BL/s를 낸다. 쥐가오리는 헤엄칠 때 환경에 따라 헤엄치는 동작을 변경해 빠르게 이동하는데, 이번에 개발한 로봇 역시 유체 역학을 이용해 쥐가오리와 비슷한 형태의 지느러미를 달고 수면을 따라 헤엄칠지, 잠수해 움직일지, 파도를 타면서 자세를 유지할 것인지 빠르게 판단해 움직인다고 연구팀은 설명했다. 지에 인 교수는 “진짜 쥐가오리처럼 최대한 단순한 움직임 속에서 복잡한 수중 환경을 탐색하고 이동할 수 있도록 만드는 것이 궁극적 목표”라고 말했다.

신경 손상 환자의 뇌에 전기 자극을 가해 손상된 운동 기능을 회복시켰다는 연구 결과를 심심찮게 만날 수 있다. 스위스 중재 신경치료 연구센터, 스위스 로잔 연방공과대(EPFL) 생명과학부, 로잔대, 로잔대학병원 신경외과, 임상 신경과학과, 제네바 와이스 생명·신경공학 연구센터, 미국 프린스턴대 암 연구소, 통합 게놈 연구소, 캐나다 토론토대 의생명물리학과 공동 연구팀도 척수 손상을 입은 인간과 생쥐에게 심부 뇌 자극을 해 보행을 개선하고 운동 기능 회복을 촉진하는 데 성공했다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘네이처 의학’ 12월 3일 자에 실렸다. 척수 손상은 뇌에서 나와 전신으로 이어지는 신경다발이 모여 있는 척수가 손상되는 것을 말한다. 척수 손상은 뇌와 척수 간 통신 경로를 방해해 마비나 운동 기능 저하를 초래하는데 운동과 감각 기능이 완전히 소실된 완전 손상과 기능이 일부 남아있어 적절한 치료를 하면 어느 정도 좋아지는 불완전 손상으로 구분된다. 여러 뇌 영역이 보행 조절에 관여하지만, 어느 영역이 척수 손상에 가장 큰 영향을 받는지, 그리고 다른 뇌 영역이 회복을 지원하고 보행을 회복하는 데 어떻게 이바지하는지는 불확실하다. 이에 연구팀은 척수 손상을 입은 생쥐의 회복 단계 동안 뇌 활동을 3D 이미징 기법으로 관찰해 회복 중 보행에 관여하는 뇌 영역을 확인했다. 그 결과, 일반적으로 각성, 식욕, 동기 부여를 담당하는 측좌 시상하부에 회복에요한 역할을 하는 신경 세포 집단이 모여 있다는 것을 발견했다. 연구팀은 이 관찰 결과를 바탕으로 측좌 시상하부를 심부 뇌 자극술로 자극해 다양한 형태의 척수 손상을 입은 쥐의 행동 및 보행 장애가 개선되는 것을 확인했다. 심부 뇌 자극술은 전극을 뇌 안에 이식한 다음, 가슴 근육 아래 심어놓은 자극 발생기를 통해 목표 부위에 적절한 전기자극을 가하는 치료법이다. 연구팀은 만성 불완전 척수 손상 환자 2명에 대해 측좌 시상하부의 심부 뇌 자극을 실시했다. 그 결과, 두 환자는 보조 기구에 의존하고 여전히 보행에 어려움을 겪기는 했지만, 10m, 6분 보행 테스트에서 보행 성능이 개선됐고 하체 운동 능력도 향상된 것을 발견했다. 특히 재활 치료와 함께하면 환자들은 심부 뇌 자극술이 끝난 뒤에도 회복된 보행 능력을 유지하는 것으로 관찰됐다. 신경과학자로 이번 연구를 이끈 그레고아르 쿠르틴 EPFL 교수는 “이번 연구 결과는 심부 뇌 자극술로 측좌 시상하부의 신경세포를 활성화해 심각한 척수 손상을 입은 환자 일부에게서 부분적인 운동 회복을 확인했다”며 “심부 뇌 자극술이 척수 손상 환자 치료에 상당히 도움이 될 것으로 보인다”라고 말했다.