싱가포르, 중국 공동 연구팀은 웨어러블 전자기기에 사용할 수 있는 전자장치 내장 섬유 만드는 방법을 개발했다고 과학저널 네이처 2월 1일자에 밝혔다. 이번 연구에는 싱가포르 난양공대, 고성능컴퓨팅연구소, 디지털분자분석과학연구소, 중국 지린대 생체공학 연구실, 중국과학원대(UCAS), 선전종합기술원, 쑤저우 나노기술·나노생체공학연구원 소속 과학자들이 참여했다. 신호를 감지하고 처리할 수 있는 ‘입을 수 있는’ 웨어러블 전자기기 제작 방법은 다양하지만, 제조 과정에서 섬유로서 기능이나 전자 기기 성능이 떨어지는 경우가 많다. 이에 연구팀은 통신용 광섬유 제작에 쓰는 광섬유 드로잉 장치로 고성능 섬유와 반도체를 결합하는 방법을 개발했다. 이렇게 만들어진 섬유는 반도체 성능 저하 없이 직물로 짜거나 옷으로 만들 수 있는 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 레이 웨이 싱가포르 난양공대 교수(광학섬유공학)는 “이번 기술로 평상복에도 마이크로컴퓨터를 내장할 수 있게 된다”면서 “우선 시각장애인을 도울 수 있는 신호등 변화 감지 모자나 유연한 심장 모니터링 장치 등에 활용될 것으로 본다”고 말했다.

일론 머스크 테슬라 최고경영자(CEO)의 뇌신경과학 스타트업 뉴럴링크가 인간의 뇌에 컴퓨터 칩을 심어 생각하는 대로 컴퓨터나 스마트폰을 제어하는 임상시험에 돌입했다. 머스크는 29일(현지시간) 소셜미디어 엑스에 “어제(28일) 첫 환자가 뉴럴링크로부터 칩을 이식받아 회복 중”이라고 밝혔다. 이번 임상시험은 뉴럴링크가 지난해 5월 미국 식품의약국(FDA)에서 인간 대상 임상시험 승인을 받은 지 8개월 만에 이뤄졌다. 뉴럴링크는 2019년 생쥐를 시작으로 돼지에 컴퓨터 칩을 심어 뇌 신호를 수집했고 원숭이 뇌에 비디오 게임을 할 수 있는 컴퓨터 칩을 이식하는 데 성공한 것에 이어 이번에는 사람을 대상으로 임상시험에 착수한 것이다. 머스크는 “뉴럴링크 첫 제품명은 ‘텔레파시’로, 생각하는 것만으로도 휴대전화나 컴퓨터 또는 주변 기기를 모두 제어할 수 있다”고 말했다. 그는 “스티븐 호킹이 타자를 빨리 치는 타이피스트나 경매인보다 빠르게 의사소통을 할 수 있다고 생각해 보라. 그것이 목표”라고 강조했다. 머스크가 사례로 든 호킹 박사는 21세에 근위축성측삭경화증(루게릭병)을 앓기 시작해 평생 휠체어에 의지한 물리학자다. 이번에 쓰인 기술은 생각만으로 각종 기기를 제어할 수 있도록 뇌컴퓨터 인터페이스(BCI) 장치를 뇌에 이식하는 것이다. 국내 대표적 뇌공학자인 임창환 한양대 전기·생체공학부 교수는 “머스크의 뉴럴링크 방식은 이전 BCI 기술과는 다른 독특한 방식이라는 점에서 주목할 만하다”고 말했다. 기존 BCI는 마이크로 어레이라는 미세 전극이 박힌 칩을 뇌에 깊숙이 꽂아 마우스 커서를 움직이거나 컴퓨터 화면에 글자를 타이핑하는 방식이었다. 뇌에 이식된 전극에서 보내 오는 신호는 무선이 아닌 긴 전선을 이용한 유선 수신 방식이다. 이와 달리 뉴럴링크는 뇌 표면에 전극이 코팅된 가느다란 전선들을 수술 로봇으로 미세하게 박음질한 다음 전선들을 한데 모아 링크라는 장치와 연결하는 방법을 취한다. 링크는 칩과 뇌 신호 송수신 장치가 일체화된 동전 크기의 전자장치다. 두개골에 동전 크기의 구멍을 낸 다음 링크를 끼우고 미세 전선들과 연결하는 것이다. 이렇게 되면 칩에서 수집한 뇌 신호를 송수신 장치를 통해 무선으로 컴퓨터나 스마트폰에 전송하게 된다. 생각만으로 전자 장비를 움직일 수 있는 원리다. 임 교수는 “이전 실험실에서 행해졌던 BCI 기술과 비교하면 뉴럴링크의 방식은 덜 침습적”이라고 설명했다. 그렇지만 뉴럴링크의 방식은 다른 BCI 경쟁 기업의 전자장치 이식보다 깊이가 더 깊은 것으로 알려져 갈 길이 멀다고 전문가들은 평가하고 있다. BCI 기술은 1970년대 초 처음 등장했지만 구체적 성과를 내놓기 시작한 것은 뇌신경과학, 전자공학 기술이 빠르게 발전하기 시작한 21세기 들어서다. 2021년 5월 과학 저널 ‘네이처’에는 미국 스탠퍼드대 하워드 휴스 의학연구소를 중심으로 한 연구팀이 사지 마비 환자가 생각만으로 글씨를 쓸 수 있게 하는 데 성공했다는 연구 결과가 실렸다. 연구팀은 2007년에 척수 손상으로 목 아래로는 몸을 움직일 수 없는 65세 남성 환자의 뇌에 마이크로 탐침이 박힌 전자칩 2개를 이식해 생각만으로 컴퓨터에 글자를 쓸 수 있게 한 것이다. 이처럼 연구실 수준에서 진행되던 BCI 연구에 머스크나 메타(페이스북) CEO 마크 저커버그 등이 뛰어들면서 상용화가 빨라질 것이란 전망이 제기된다. 이번 임상시험도 같은 맥락으로 볼 수 있다. 그렇지만 다른 한편에서는 안전성에 대한 지적도 끊이지 않고 있다. 뇌 관련 모든 수술은 신체적 손상과 거부 반응이라는 내재적 위험이 있는 만큼 칩을 심었을 때 장기적으로 어떤 문제점이 나타날지 모른다는 것이다. 실제로 뉴럴링크에서 컴퓨터 칩을 이식받은 원숭이들이 전신 마비, 발작, 뇌부종 등의 부작용을 겪었다는 주장까지 나오고 있다.

백신을 맞지 않고 코로나19에 감염된 산모가 낳은 아이가 백신을 접종한 산모에서 태어난 아기보다 호흡곤란을 겪을 가능성이 최대 3배 높다는 연구 결과가 나왔다. 29일(한국시각) 미국 캘리포니아대 로스엔젤레스(UCLA) 연구팀은 이번 연구를 위해 코로나19에 감염되기 전 예방접종을 하지 않은 151명을 포함한 총 221명의 임산부가 2020년 4월부터 2022년 8월까지 낳은 신생아 199명의 건강 상태를 조사했다. 그 결과 199명의 신생아 모두 코로나19에 감염되지 않은 채 태어났다. 하지만 임신 중 코로나19에 노출된 경우 호흡곤란으로 이어지는 염증성 연쇄반응이 신생아 기도에서 일어날 수 있다는 사실을 발견했다. 또 백신을 접종한 임산부 아이보다 백신을 접종하지 않은 임산부에게서 태어난 아이는 호흡곤란 발생 확률은 최대 3배 더 높았다. 코로나19 예방접종이 산모 건강뿐만 아니라 신생아 호흡곤란을 막는 방법임을 보여줬다는 점에서 의미가 있다고 연구팀은 밝혔다. 카린 닐슨 UCLA 데이비드 게펜 의대 교수는 “임신 중 코로나19에 감염된 산모에게서 태어난 아이는 출산 직후 호흡곤란이 비정상적으로 높았다”며 “이는 예방접종이 이 합병증을 막아준다는 사실을 보여주는 것”이라고 설명했다. 한편 이번 연구논문은 국제학술지 네이처 커뮤니케이션스에 게재됐다.

어린 시절 성장 호르몬 치료를 받은 사람들이 알츠하이머 치매 초기 증상에 해당하는 인지 장애를 겪고 있다는 연구 결과가 나왔다. 이는 알츠하이머가 일반적으로 아밀로이드 베타 단백질이나 타우 단백질이 뇌에 침착되면서 발생하는 것으로 알려졌지만 의학적 치료로 인해 후천적인 형태로 발생할 수도 있음을 의미하는 것이어서 의학계는 비상한 관심을 보인다. 영국 런던대(UCL) 프리온 질병 연구소, 퀸 스퀘어 신경학 연구소, 국립 치매 연구소, 국립 신경 및 신경외과병원 공동 연구팀은 어린 시절 인간 뇌하수체 유래 성장 호르몬 치료를 받은 5명이 알츠하이머 초기 및 진행성 인지 장애를 겪고 있다고 밝혔다. 이 연구 결과는 의학 분야 국제 학술지 ‘네이처 메디슨’ 1월 30일자에 실렸다. 성장호르몬 치료는 1958년 미국 모리스 라벤 박사가 성장호르몬 결핍증 진단을 받은 17세 남자 청소년에게 사체에서 추출한 인간 뇌하수체 유래 성장호르몬을 투여해 효과를 처음 보고하면서 시작됐다. 이후 1959년부터 1985년까지 영국에서는 1848명이 사체의 뇌하수체에서 추출한 인간 성장 호르몬(c-hGH) 치료를 받았다. 그렇지만 이후 일부가 프리온에 오염된 c-hGH를 투여받고 ‘인간 광우병’으로 불리는 크로이츠펠트 야코프병(CJD)으로 사망한 후 지금은 전 세계에서 사용되지 않고 있다. 현재는 유전자 재조합에 의한 성장 호르몬이 개발돼 안전하게 처방되고 있다. 사망자들에 대한 사후 부검 결과, 일부의 뇌에서 아밀로이드 베타 단백질 응집이 발견됐다. 그렇지만 사망 전 알츠하이머가 발병했는지는 CJD 증상 때문에 명확히 확인되지 못했다. 앞서 연구에 따르면 당시 사용됐던 c-hGH에는 여전히 측정할 수 있는 아밀로이드 베타 단백질이 추출됐으며, 생쥐에게 투여하면 알츠하이머가 발병해 전염 가능성이 제기돼 왔다. 현재 사용 금지된 성장호르몬제로 감염연구진 “알츠하이머 전염 가능성 확인” 이에 연구팀은 영국에서 어린 시절 c-hGH를 투여받았는데 CJD에 걸리지 않은 8명을 무작위로 추출해 분석했다. 그 결과, 5명은 알츠하이머 진단 기준에 부합하는 초기 치매 증상을 보였다. 증상이 나타난 시기는 38~55세로 비교적 이른 때 발현됐으며, 두 개 이상의 인지 영역에서 일상생활 수행에 영향을 미칠 정도로 심각한 진행성 장애를 보였다. 한 명은 42세에 처음 증상이 나타나 경도 인지장애 수준이었으며, 또 다른 한 명은 주관적 인지 장애 증상만 있었다. 남은 1명은 증상이 나타나지 않았지만, 알츠하이머 진단을 위한 바이오마커 분석 결과, 알츠하이머 발병 우려가 매우 높은은 것으로 조사됐다. 또 연구 기간에 사망한 두 명의 환자를 대상으로 광범위한 부검을 실시한 결과, 실제로 알츠하이머병의 원인으로 꼽히는 아밀로이드 베타 단백질의 응집이 확인됐다. 이에 연구팀은 알츠하이머도 잠재적으로 전염될 가능성이 높으며, CJD와 마찬가지로 알츠하이머도 유전성과 함께 드물게 후천적 형태를 가질 수 있다고 설명했다. 연구를 이끈 존 콜링 UCL 의대 교수는 “이번 연구 대상이었던 환자들이 투여받았던 c-hGH는 더 이상 사용되지 않고, 수년에 걸쳐 반복적으로 노출된 후 증상이 나타났기 때문에 알츠하이머의 의인성 전염은 드문 것이 사실”이라면서 “일상적인 치료나 일상생활과 같은 다른 상황에서 알츠하이머병이 전염될 수 있다는 증거는 아직 없다”라고 말했다. 그렇지만 콜링 교수는 “아밀로이드 베타 단백질의 전염이 확인된 만큼 다른 의학적 치료 및 절차를 통한 우발적 전염을 막으려는 조치를 검토해야 할 것”이라고 조언했다.

“오! 커피는 얼마나 맛 좋은가/천 번의 키스보다 달콤하고/무스카텐 술보다 부드러워/나는 커피를 마실 거야/누구든 나를 원한다면/아, 제게 커피를 주세요.” 음악의 아버지 요한 제바스티안 바흐가 작곡한 ‘커피 칸타타’는 바흐의 다른 작품처럼 장중하기보다는 통통 튀는 경쾌함을 느끼게 합니다. 커피가 서양으로 전해지면서 바흐를 비롯한 당대의 명사들은 커피 찬양에 침이 마를 정도로 열광했습니다. 전 세계에서 물만큼이나 많이 소비되는 음료가 커피라는 이야기가 있을 정도로 이제는 일부만 즐기는 기호식품을 넘어 일상적으로 소비하는 식품이 됐습니다. 커피 소비가 증가하면서 커피의 맛과 향을 따지는 사람도 늘고 있습니다. 커피 맛은 여러 요소가 좌우하겠지만 가장 기본이 되는 것은 커피 원두일 것입니다. 기후변화가 커피 원두의 질에도 영향을 미칠 것이라는 예측이 나와 커피 애호가들을 안타깝게 하고 있습니다. 이런 상황에서 이탈리아, 미국, 프랑스 국제 공동 연구팀은 전 세계 커피 생산량의 약 60%를 차지하는 아라비카 커피의 유전체를 완전히 분석하는 데 성공했습니다. 이번 연구에는 이탈리아 생명과학 연구기업 응용유전체학연구소(IGA)와 이탈리아 대표 커피 기업 라바차그룹, 우디네대, 베로나대, 미국 비영리 농업 연구기관 세계커피연구(WCR), 프랑스 몽펠리에대 과학자들이 참여했습니다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 1월 24일 자에 실렸습니다. 커피 종(種)은 약 60가지에 이르지만 상업용으로 주로 재배되는 것은 로부스타 커피의 ‘코페아 카네포라’와 아라비카 커피의 ‘코페아 아라비카’ 2종입니다. 아라비카 커피는 로부스타 커피의 친척뻘인 ‘코페아 유게니오데스’의 교잡으로 만들어진 것으로 알려졌습니다. 이 교배가 아라비카 커피의 독특한 향과 맛을 만들어 내기도 했지만 유전체의 복잡성을 불렀지요. 많은 연구자가 아라비카 커피의 유전체를 일부분 분석했지만 유전적 다양성을 만들어 내는 메커니즘은 명확히 밝혀내지 못했습니다. 그래서 아라비카 커피의 유전체 분석은 육종학과 유전학 연구에서 오랜 숙제로 남았습니다. 연구팀은 최신 시퀀싱 기술로 아라비카 커피의 지금까지 알려지지 않았던 영역을 포함해 그동안 조금씩 알려진 유전체 일부분을 조합, 완전한 유전체 조립(게놈 어셈블리)을 하는 데 성공했습니다. 동시에 커피의 여러 종에서 수집한 174개 표본의 유전체를 분석한 결과 일부 아라비카 커피 품종은 로부스타·아라비카 잡종에 의해 특정 유전체 영역에서 다양성이 증가한 것을 확인했습니다. 그렇지만 아라비카 커피의 유전적 다양성이 생각만큼 복잡하지 않다는 사실도 발견했습니다. 미켈레 모간테 이탈리아 우디네대 교수(식물 유전체학)는 “이번 연구를 통해 아라비카 커피의 독특한 풍미의 비밀을 풀어냈다”며 “동시에 질병 저항성을 갖고 다양한 풍미를 지닌 새로운 커피 품종을 개발하는 데도 도움이 될 것으로 기대한다”고 말했습니다. 이번 연구로 미뤄 볼 때 기후변화 때문에 커피의 향과 맛이 떨어질 것이라는 걱정은 하지 않아도 될 것 같습니다.

미국 미시간대, 뉴욕시립대, 캐나다 맥길대, 영국 켄트대, 폴란드 아담미츠키에비치대 공동 연구팀은 도시농업으로 생산한 농산물이 일반 농업으로 재배된 과일이나 채소보다 평균 6배 많은 탄소발자국을 남긴다고 24일 밝혔다. 이번 연구 결과는 토목 및 환경과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 시티스’ 1월 22일 자에 실렸다. 도심 내 자투리 공간을 이용해 농사를 짓는 도시농업은 도시와 도시 식품 시스템을 보다 지속 가능하게 만드는 방법으로 전 세계적으로 인기를 끌고 있다. 도시농업의 사회적, 영양학적 이점에 관해서는 여러 연구가 있지만 도시농업의 탄소발자국에 대한 연구는 많지 않다. 연구팀은 프랑스, 독일, 폴란드, 영국, 미국 5개국 73개 도시에 있는 도시 농장과 재래식 농업의 탄소발자국을 비교했다. 그 결과 도시농업을 통해 생산된 식품은 평균적으로 1회 제공량(1인분)당 이산화탄소 0.42㎏을 배출하는 것으로 확인됐다. 이는 기존 농업 생산물의 1회 제공량당 0.07㎏ 이산화탄소 배출보다 6배 높은 수준이다. 이런 수치는 여러 요인이 있지만 특히 도시농장 조성에 쓰이는 자재 때문이라고 연구팀은 지적했다.

미국 미시간대, 뉴욕시립대, 캐나다 맥길대, 영국 켄트대, 폴란드 아담 미츠키에비치대 공동 연구팀은 도시농업으로 생산한 농산물이 일반 농업으로 재배된 과일이나 채소보다 평균 6배 많은 탄소발자국을 남긴다고 24일 밝혔다. 이번 연구 결과는 토목 및 환경과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 시티즈’ 1월 22일 자에 실렸다. 도심 내 자투리 공간을 이용해 농사를 짓는 도시농업은 도시와 도시 식품 시스템을 보다 지속 가능하게 만드는 방법으로 전 세계적으로 더 인기를 끌고 있다. 도시농업의 사회적, 영양학적 이점에 관해서는 여러 연구가 있지만, 도시농업의 탄소발자국에 관한 연구는 많지 않다. 연구팀은 프랑스, 독일, 폴란드, 영국, 미국 5개국 73개 도시에 있는 도시 농장과 재래식 농업의 탄소발자국을 비교했다. 그 결과, 평균적으로 도시농업을 통해 생산된 식품은 1회 제공량(1인분)당 이산화탄소 0.42㎏을 배출하는 것으로 확인됐다. 이는 기존 농업 생산물의 1회 제공량당 0.07㎏ 이산화탄소 배출보다 6배 높은 수준이다. 이런 수치는 여러 요인이 있지만 특히 도시농장 조성에 쓰이는 자재 때문이라고 연구팀은 지적했다.

미국과 중국 연구팀은 성인이 우유 섭취를 늘리면 제2형 당뇨병 위험이 감소한다고 밝혔다. 이런 효과는 특히 유당 분해 효소인 락타아제가 생성되지 않는 유당불내증이 있는 성인에게 뚜렷하게 나타나는 것으로 확인됐다. 이 연구에는 미국 알버트 아인슈타인 의대, 페닝턴 의·생명 연구센터, 하버드대 의대, 브리검 여성병원, 존스 홉킨스대 공중보건대, 텍사스 보건과학대, 캘리포니아 샌디에이고대(UCSD), 중국 쑤저우대 의대 소속 의학자, 보건학자, 식품영영학자, 면역학자 등이 참여했다. 이번 연구 결과는 생명과학 및 의학 분야 국제 학술지 ‘네이처 메타볼리즘’ 1월 23일자에 실렸다. 락타아제(LCT) 유전자의 단일 염기 다형성 rs4988235의 유전자형에 따라 성인이 돼서 락타아제 발현이 유지되는지가 결정된다. 락타아제 지속성의 AA/AG 유전자형을 가진 사람은 성인이 돼서도 우유 같은 유제품을 쉽게 소화할 수 있지만, 락타아제 비지속성의 GG 유전형을 가진 사람은 유당불내증을 앓기 쉽게 된다. 사람은 영유아기에는 모두 우유를 소화하기 쉽게 유당분해효소 유전자를 갖고 있지만 차츰 나이가 들면서 유당분해효소가 비활성화되는 경우가 있다. 우유를 소화하지 못하는 유당불내증은 동양인에게서 많으며, 한국인 75%가 유당불내증이 있는 것으로 알려졌다. 연구팀은 히스패닉과 라틴계의 건강 증진 및 악화 인자를 확인하기 위한 코흐트 연구인 ‘히스패닉/라티노 커뮤니티 건강연구’(HCHS/SOL)에 참여한 1만 2653명의 남녀를 대상으로 유전자형, 장내 미생물, 혈중 대사물질 수치를 6년 동안 추적 관찰했다. 동시에 참여자들을 대상으로 24시간 동안 섭취한 음식 성향에 대해 설문 조사했다. 그 결과, 우유 섭취량이 하루 1컵이 늘어날 때마다 락타아제 비지속성이 있는 사람들은 성인 당뇨 발병 위험이 약 30% 감소하는 것으로 나타났다. 연구팀은 영국 바이오뱅크에 참여한 16만 7172명을 대상으로 우유 섭취량과 락타아제 유전자형, 2형 당뇨 위험 사이 연관성을 재조사했다. 우유 섭취는 유당 불내증을 가진 개인의 장내 미생물의 변화를 가져오는 것으로 밝혀졌다. 특히 우유 섭취를 통해 유용한 장내 미생물인 비피도박테리움의 종류와 숫자가 늘어나면서 2형 당뇨 위험을 줄인다고 연구팀은 설명했다. 또 우유 섭취는 분비 사슬아미노산(BCAA)이나 트립토판 대사 산물 같은 2형 당뇨 위험을 낮춰주는 혈중 대사 산물의 수준이 높게 만든다고 덧붙였다. 유당 불내증이 없는 사람도 우유 섭취가 2형 당뇨 발병 위험을 낮춰주는 것으로 조사됐지만 통계적 유의성이 나타나지는 않았다. 유당 불내증 환자의 경우는 우유를 한 번에 마시는 것보다 조금씩 나눠 마시거나 데워 마시는 것이 좋다. 유당을 제거한 락토프리 우유나 식물성 우유를 마시는 것도 도움이 된다. 연구를 이끈 미국 알버트 아인슈타인 의대 역학 및 공중보건학과 퀴빈 퀴 교수는 “이번 연구는 유당 불내증을 가진 사람의 경우 우유 섭취를 늘리면 성인 당뇨 위험을 낮출 수 있음을 확인했다”라고 말했다.

설탕은 중세까지만 해도 금보다 비쌌던 물건이었다가 산업 혁명 이후는 누구나 맛볼 수 있게 됐다. 심지어 요즘 웬만한 음식 레시피에 설탕이 포함되지 않은 것이 없을 정도다. 음식의 감칠맛을 더해줄지는 모르겠지만 충치와 비만, 대사질환, 각종 성인 당뇨 원인이다. 게다가 단맛에 빠지면 계속 소비할 수밖에 없도록 뇌를 ‘중독’ 시키기도 한다. 그런데, 이런 당분이 또 다른 문제를 일으킬 수 있다는 지적이 나왔다. 중국과 미국 공동 연구팀은 뇌의 포도당 수치가 높을수록 항생제 내성이 생기기 쉽다고 21일 밝혔다. 이 연구에는 중국 과학원(CAS) 미생물학연구소, 중국과학원대, 충칭 시난대, 베이징 수도의대, 유전학 및 발달 생물학 연구소, 베이징 연합 의대 병원, 베이징 방사선 의학 연구소, 생명과학 연구소, 베이징대, 해군 의학대, 미국 조지아대 의과학자들이 참여했다. 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 미생물학’ 1월 16일자에 실렸다. 곰팡이로 인해 걸리는 질환은 다양하다. 대표적인 것이 무좀이다. 피부 표면에서 발생하는 질환 이외에 곰팡이가 장기나 혈액 속으로 침투해 질병을 일으키기도 한다. 축농증, 구내염, 천식, 폐렴 등이 대표적이다. ‘크립토코쿠스 네오포만스’(Cryptococcus neoformans)라는 곰팡이는 면역력이 저하된 사람의 호흡기를 통해 체내에 들어가 혈액을 통해 전신으로 퍼진 다음 혈액-뇌 장벽을 통과해 수막염, 뇌염 등을 일으킨다. 이 곰팡이 때문에 매년 전 세계에서 약 18만 명이 사망하는 것으로 알려졌다. 곰팡이 관련 질환을 치료할 수 있는 대표적인 항진균제는 ‘암포테리신B’다. 만약 암포테리신B에 대한 내성이 있을 경우는 치료가 쉽지 않다. 이에 연구팀은 어떤 인자가 항진균제 내성을 유발하는지 분석에 나섰다. 연구팀은 생쥐의 뇌 조직과 사람의 뇌척수액을 추출해 수많은 대사산물이 크립토코쿠스 네오포만스와 암포테리신B의 상호 작용에 미치는 영향을 분석했다. 그 결과, 뇌에 존재하는 포도당이 포도당 억제 조절인자인 크립토코쿠스 네오포만스의 ‘Mig1’이라는 단백질과 결합해 항진균제 내성을 유도한다는 것을 규명했다. 또, 생쥐 실험을 통해 Mig1이 암포테리신B의 약효를 제한한다는 것을 확인했다. 연구팀은 곰팡이의 세포막 구성성분 중 하나인 ‘이시톨포스포릴세라마이드’를 억제하는 물질과 암포테리신B를 병용하면 네오포만스로 인해 발생하는 뇌 감염질환 치료 효과가 높아진다는 것을 밝혀냈다. 연구를 이끈 린퀴 왕 CAS 미생물학연구소 교수는 “이번 연구 결과는 당분처럼 숙주 유래 대사산물에 의해 항생제 약물 내성이 발생할 수 있음을 보여준다”라면서 “곰팡이나 세균 질환을 표적으로 하는 효과적인 치료법 개발에 도움이 될 것으로 기대한다”라고 설명했다.

사람은 살면서 무엇을 남길까. ‘무엇’이라는 게 사람마다 다를 수 있으나 한 가지 공통되는 정답이 있다. 바로 추억이다. 순간과 순간을 겹겹이 모아 생을 완성하는 추억들을 잃어버리고 지워버렸을 때를 이별이라고 한다. 물리적으로 떨어져야 하는 거리감이 아니라 함께했던 아무것도 기억하지 못할 때 진짜 이별은 찾아온다. 치매를 앓는 부모에게서 추억이 빠져나갔을 때 찾아오는 상실감에 마음이 무너지는 이유다. ‘네이처 오브 포겟팅’는 기억하는 능력을 상실해가는 한 사람의 추억을 가슴 먹먹하게 더듬는 작품이다. 영국 극단 ‘시어터 리’가 2017년 런던에서 초연해 호평받은 작품으로 2019년 내한 공연, 2022년 한국 라이선스 초연 모두 매진을 기록하며 관객들의 마음을 사로잡았다. 쉰다섯번째 생일을 맞은 톰에게 딸이 다가와 주머니 속에 빨간색 넥타이가 꽂혀 있는 남색 재킷을 입으라고 말한다. 그러나 조기 치매를 앓는 톰은 이내 딸의 당부를 잊어버리고 옷장을 뒤지기 시작한다. 한참을 찾아 옷장 속에서 무심코 교복 재킷을 꺼내입은 톰에게 생을 강렬하게 관통했던 기억들이 하나둘 스쳐 지나기 시작한다.배우들의 몸짓으로 이야기를 표현하는 피지컬시어터(신체극)인 ‘네이처 오브 포겟팅’은 톰의 여러 추억들을 관객들 앞에 펼쳐 보인다. 무대 위 작은 정사각형의 공간은 톰의 기억을 표상하는 곳으로 이곳에서 물이 닿은 글씨처럼 번져 또렷하지 않은 톰의 기억들이 뒤엉켜 전개된다. 배우들의 대사는 중간중간 끊기지만 극대화된 몸짓 덕분에 어떤 이야기를 전하려는지 충분히 이해할 수 있다. 뒤죽박죽 엉킨 추억 속에서 톰은 엄마가 등교 전 머리를 빗겨주던 어린 시절, 자전거를 타고 신나게 내달리던 등굣길, 친구들과 함께했던 교실, 결혼식 피로연장 등을 오간다. 완전체가 순차적으로 떠오르는 게 아니라 한꺼번에 다발적으로 뭉뚱그려 떠오르고, 나의 말보다는 상대의 말을 더 선명하게 인식하게 되는 기억의 감각을 구체적이고 탁월하게 묘사했다. ‘네이처 오브 포겟팅’은 원작 연출인 기욤 피지가 유니버시티 칼리지 런던의 신경과학자팀과 협업해 과학과 예술을 접목한 작품이다. 알츠하이머 환자들과 가족을 인터뷰하며 기억에 대한 면밀한 과학적 분석과 관찰을 통해 얻은 결과물을 몸이라는 강렬한 언어로 무대 위에 펼쳐냈다. 배우들의 역동적이고 섬세한 움직임에 더해 피아노와 바이올린, 퍼커션, 루프스테이션을 연주하는 2인조 라이브 밴드의 음악은 70분간 펼쳐지는 이야기에 흠뻑 빠져들게 한다.삶을 빛내는 순간들을 무대라는 입체 위에서 빛나게 표현한 작품이다. 살아가는 동안 형태를 잡고 단단해지는 기억들이 언젠가는 힘을 잃고 흩어지겠지만 마지막까지 인간의 삶을 경이롭고 아름답게 만드는 것들을 뭉클하고 벅찬 감동으로 담아냈다. 작품으로서는 짧은 70분이지만 잔상은 그 이상으로 오래 남는다. 단순하게 보자면 치매를 앓는 이의 추억을 표현한 극이지만 더 이상 남지 않으려는 기억을 붙잡기 위한 절박함이 말로 쉽게 설명할 수 없는 짙은 여운을 남긴다. 치매를 소재로 했지만 망각이라는 인간의 숙명, 흔적을 남기고 유지하고 버리다 사라지는 생의 본질과도 맞닿아 있어서다. 인간이라면 누구나 언젠가는 마주할 일이라는 점에서도. 피지 역시 “궁극적으로 우리 작품은 치매에 대한 게 아니라 깨지기 쉬운 삶의 취약성, 또한 기억이 사라져도 남을 우리 모두가 공유하는 영원한 무언가에 대한 것”이라고 설명했다. 공연은 오는 28일까지 서울 종로구 대학로아트원씨어터에서.

북극해 그란란드 빙하가 지난 몇십 년 동안 기후 위기 탓에 시간당 평균 3000만t이나 사라졌으며, 이는 지금껏 알려진 양보다 20% 더 많은 것이라는 연구 결과가 나왔다. 영국 가디언과 AFP 통신 등에 따르면, 미국 항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL) 등 미 연구팀은 지난 1985년부터 2022년까지 매달 그린란드 빙하종점위치를 담은 위성사진 24만 장을 분석했다. 그 결과 그린란드 빙하에서 지금까지 알려진 5조t보다 20% 더 많은 총 6조t의 빙하가 녹아 없어진 것으로 나타났다.연구팀은 최근 몇십 년 동안은 그전보다 빠르게 그린란드 빙하가 사라지고 있는 것은 분명하다고 지적했다. 또 그린란드 빙하가 지난 1985년 이후 가장 크게 줄어드었다며 계절적 변화와 기후변화 영향에 가장 민감한 모습을 보였다고 설명했다. 이번에 추가로 사라진 것으로 분석된 빙하 대부분에 대해서는 그린란드와 맞닿은 해수면 아래 위치해 해수면 상승에 미친 직접적 영향을 미미했을 것이라고 분석했다. 다만 세계 기후시스템에 큰 역할을 하는 심층 해수 순환시스템 중 하나인 ‘대서양 대규모 해양순환’(AMOC)에 미칠 영향에 대해서는 우려를 표했다.이번 연구 주저자로 JPL 소속 빙하학자 채드 그린 박사는 언론 인터뷰에서 거의 모든 그린란드 빙하가 최근 몇십 년간 감소했다며 바다에 유입되는 담수 양이 늘어나면 AMOC 약화는 불가피하다고 지적했다. 과학자들도 적은 양이라도 담수 유입량이 늘어나면 AMOC의 전면적 붕괴와 이에 따른 세계 기후 패턴과 생태계 교란, 식량안보 문제를 불러올 수 있는 극적인 전환점으로 작용할 수 있다고 우려했다. 팀 렌튼 영국 엑서터대 교수는 북대서양에 대한 추가적인 담수 유입은 우려할만한 상황이라면서 AMOC의 부분적인 붕괴만으로도 영국과 서유럽, 북미 일부, 사헬지역(아프리카 사하라사막 남쪽 가장자리 지역)에 심각한 영향을 줄 수 있다고 분석했다. AMOC는 지구 기후 시스템에서 한번 변화가 일어나면 되돌릴 수 없는 중요한 하위 시스템 중 하나로 여겨져 왔으며, 붕괴 시점을 2025년으로 예측하는 연구들도 있다. 바다에는 극지의 차가운 물이 깊이 가라앉아 저위도 지역으로 흘러가는 심층 해수 순환이 있다. 이런 해수 순환은 열, 탄소, 산소, 영양분 등 공급은 물론 해수면 높이와 세계 기후 시스템 변화 등에 큰 영향을 미친다. 대표적인 해수 순환으로는 남반구에 ‘남극 역전 순환’(Antarctic overturning circulation)이 있고, 북반구에서는 ‘대서양 자오선 역전 순환’이라고도 불리는 AMOC가 있다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 ‘네이처’ 1월 17일 자에 게재됐다.

중국 과학자들이 체세포를 이용해 지금까지 성공한 적이 없었던 영장류 복제에 성공했다. 중국 과학원(CAS) 신경과학연구소, 상하이 뇌과학 센터, 중국과학원대, CAS 유전학 및 발달 생물학연구소 공동 연구팀은 체세포 복제를 통해 태어난 붉은털원숭이(히말라야 원숭이)가 2년 이상 건강하게 살아있다고 18일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 1월 17일자에 실렸다. 생식세포가 아닌 피부세포 같은 체세포는 생명체가 어떻게 만들어지는지에 대한 유전 정보를 갖고 있지만 새로운 유기체를 만들어 내기는 어렵다. 이 때문에 난자의 핵을 제거한 뒤, 체세포에서 채취한 세포핵을 이식해 복제하는 ‘체세포 핵 이식’ 또는 ‘체세포 핵 치환’ 기술로 생존 가능한 배아를 만들었다. 이런 방식으로 복제된 최초의 동물이 양 ‘돌리’다. 이후 필리핀 원숭이를 비롯해 다양한 포유류 종의 복제가 체세포 핵 치환술로 시도됐다. 그렇지만 대부분의 포유류 종에서 복제 효율이 낮고 태아 때나 갓 태어나서 사망하는 확률이 높았다. 특히 동물 실험에서 많이 활용되는 붉은털원숭이는 체세포 복제에 성공한 경우가 한 번 있었지만, 출생 직후 사망했을 정도로 복제가 어려운 동물로 알려져 있다. 연구팀은 흔히 시험관 아기로 불리는 체외수정(IVF)으로 얻은 붉은털원숭이의 배반포와 체세포 핵이식으로 복제된 붉은털원숭이 배반포의 후성유전학적 데이터를 비교 분석했다. 그 결과, 복제 배아 및 태반은 IVF 배아 및 태반과 비교해 크기와 모양에 이상이 있음을 확인했다. 연구팀은 이런 문제를 해결하기 위해 발달 중인 복제 배아에 건강한 태반을 제공하는 방법으로 체세포 복제 붉은털원숭이를 태어나게 하는 데 성공했다. 이렇게 태어난 붉은털원숭이는 2년 이상 건강하게 생존하고 있다. 연구팀에 따르면 이렇게 태어난 복제 붉은털원숭이는 한 마리뿐이지만 추가로 더 만들어 낼 예정이며 다른 영장류 복제에도 활용할 계획이라고 밝혔다. 이번 연구를 주도한 CAS 신경과학연구소의 퀴앙 선 수석 연구원(비인간 영장류 실험실장)은 “이번 연구 결과는 영장류 생식 복제 메커니즘에 대한 이해를 높일 뿐만 아니라 복제 효율성을 개선하는 데 도움이 될 수 있다”라고 말했다. 지금까지 이 방법을 사용한 건강한 붉은털원숭이 복제는 단 한 마리만이 보고되었지만, 이 연구 결과는 향후 영장류 복제를 위한 유망한 전략으로 입증될 수 있습니다.

지난 연말 과학 저널 ‘네이처’는 올해 주목해야 할 연구 중 가장 먼저 ‘인공지능(AI) 연구의 질주’를 꼽았다. 네이처의 예측대로 연초부터 놀라운 AI 연구 성과들이 쏟아져 나와, 2024년이 AI가 인간을 뛰어넘는 ‘티핑 포인트’의 해가 되는 것 아니냐는 목소리까지 나오고 있다. 구글 딥마인드와 미국 뉴욕대 컴퓨터과학과 공동 연구팀은 복잡한 기하학 문제를 인간 이상의 능력으로 풀어낼 수 있는 수학 인공지능 ‘알파지오메트리’(AlphaGeometry)를 공개했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 1월 18일자에 실렸다. 기계학습 기반 AI 시스템으로는 수학 증명 문제를 풀어내는 게 쉽지 않다. 기계학습은 컴퓨터가 특정 작업을 수행하는 방법을 익힐 수 있도록 하는 빅데이터가 반드시 있어야 한다. 그렇지만 기하학 증명 문제는 AI를 훈련할 수 있는 자료가 거의 없다. 이에 연구팀은 사람이 만들어 놓은 데이터가 필요 없는 방법을 사용했다. 알파지오메트리는 기본적인 기하학 정리와 증명법을 바탕으로 복잡한 문제를 스스로 풀고 학습해 훈련하는 신경 언어모델을 활용했다. 연구팀은 알파지오메트리에게 2000~2020년 국제수학올림피아드에 출제된 기하학 문제 중 30개를 풀도록 했다. 그 결과 알파지오메트리는 25개의 문제를 완벽하게 증명했다. 알파지오메트리의 풀이를 본 수학자들은 국제수학올림피아드 금메달리스트 수준이라고 평가했다. 특히 2004년 국제수학올림피아드에서 출제된 문제에 대해서는 기존에 알려지지 않았던 새로운 방식의 증명을 내놨다. 연구팀은 알파지오메트리가 현재는 기하학 분야 문제 해결에 국한돼 있지만, 다른 수학 영역에까지 적용이 가능할 것으로 예측했다. 알파지오메트리 개발을 이끈 트리우 트린 구글 딥마인드 연구원은 “이번 연구는 AI 개발의 핵심 목표인 복잡하고 논리적인 문제를 인간이 보여 준 최고 실력에 근접하는 수준으로 해결할 수 있음을 보여 줬다는 데 의미가 있다”고 말했다.한편 미국 위스콘신·매디슨대 생화학과, 화학·생명공학과 공동 연구팀은 인간의 개입이 전혀 없이 단백질을 설계할 수 있는 AI 로봇을 개발했다고 17일 밝혔다. 이 연구 결과는 화학 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 화학공학’ 1월 12일자에 발표됐다. 생체 내 거의 모든 화학반응은 단백질로 이뤄진 효소로 진행된다. 또 수많은 질병은 유전자 오류로 인해 잘못된 단백질 생산이나 구조 이상 때문에 생긴다. 그래서 단백질의 구조와 기능을 이해하는 것은 생화학, 생물물리학뿐만 아니라 생물학, 의학 연구에서 핵심 과제라고 할 수 있다. DNA 유전 암호를 해석하면 단백질을 구성하는 아미노산 순서는 알 수 있지만 단백질의 3차원 구조를 예측하고 새로운 단백질을 만들어 내는 것은 쉽지 않은 일이다. 이번 연구팀은 단백질을 빠르게 설계할 수 있는 AI 플랫폼인 ‘단백질 경관 탐색을 위한 자율주행 머신’(샘플)을 개발했다. 연구팀은 샘플이 내열성 강한 단백질 효소 4종을 설계하도록 했다. 그 결과 인간 과학자가 6~12개월 걸린 단백질 효소 개발을 샘플은 단 몇 주 만에 설계해 냈다. 연구를 이끈 필립 로메로 위스콘신·매디슨대 교수(구조 생물학)는 “이번 AI 로봇은 신약 개발이나 신물질 발견에 걸리는 시간과 비용을 획기적으로 줄여 줄 것으로 기대한다”고 말했다.

사흘 춥고 나흘 포근하다는 ‘삼한사온’은 겨울 날씨를 대표하는 표현이었지만 이제는 옛말이 됐습니다. 올겨울 날씨만 봐도 그렇습니다. 초봄 같은 날씨를 보이다가 갑자기 냉동고 추위가 찾아오고, 아침에는 춥다가 낮에는 포근해지는 등 종잡을 수가 없습니다. 뻔한 이야기 같지만 이 모든 것의 근본 원인은 온난화로 인한 기후변화 때문입니다. 이런 상황에서 미국 캘리포니아공과대(캘텍) 제트추진연구소(JPL), 새너제이주립대 모스 랜딩 해양연구소, 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 지구시스템과학 연구소 공동 연구팀은 크기로는 세계 두 번째인 그린란드 빙상 면적이 1985년 이후 약 5091㎢나 줄어든 것을 확인했습니다. 이 연구는 과학 저널 ‘네이처’ 1월 18일자에 실렸습니다. 가장 큰 빙상인 남극 빙상을 비롯해 극지방 빙상은 지난 수십년 동안 점점 줄어들고 있습니다. 특히 북극 지역 그린란드 빙상은 1990년대 이후 급격히 감소하고 있습니다. 연구팀은 위성과 항공 영상으로 1985~2022년 23만 6328개 그린란드 빙상 가장자리의 변화, 그로 인해 손실된 총얼음 면적을 정밀 분석해 정량화했습니다. 그 결과 그린란드 빙상은 지난 40년 동안 5091㎢가 사라졌으며, 무게로 따지면 약 1034Gt(기가톤, 1034조㎏)에 해당합니다. 연구팀에 따르면 2000년 1월 이후 감소 속도가 빨라져 매년 평균 218㎢씩 줄어들었습니다. 빙하학자 채드 그린 JPL 박사는 “이번 연구로 확인된 빙상 감소는 해수면 에 미치는 영향은 상대적으로 적지만 해양 순환과 열에너지가 지구 전체에 분배되는 방식, 즉 기후에는 상당한 영향을 미칠 수 있는 양”이라고 말했습니다. 그런가 하면 미국 플로리다대, 산림청 북부연구센터, 미시간 앤아버대 환경학부 공동 연구팀은 기후변화로 인한 기온 상승, 가뭄, 산불, 각종 전염병 발생이 숲에 악영향을 주고 있음을 확인했습니다. 이 연구는 미국 국립과학원에서 발행한 국제 학술지 ‘PNAS’ 1월 16일자에 발표됐습니다. 전 세계적으로 숲은 연간 탄소 배출량의 약 25%를 흡수해 기후를 조절하는 데 중요한 역할을 합니다. 연구팀은 미국 산림 관리 데이터를 바탕으로 11만 3806곳 산림 측정치를 분석하고 1999~2020년 추세를 모델링했습니다. 이산화탄소는 나무의 광합성을 유도해 성장을 촉진합니다. 그렇지만 연구 에 따르면 현재 이산화탄소 증가 추세는 성장에 필요한 수준을 훌쩍 넘어섰습니다. 게다가 기후변화로 산불과 가뭄이 잦아지면서 숲의 탄소 저장 능력마저 감소하는 것으로 확인됐습니다. 연구를 주도한 에런 호건 플로리다대 박사는 “이번 연구는 지금까지 기후변화와 해수면 상승에 대한 미래 예측이 너무 낙관적이었음을 보여 준다”고 단언하면서 “숲의 탄소 저장 용량이 줄어들면 온난화와 기후변화가 더 빨라지는 악순환으로 이어진다”고 말했습니다.

중국 연구진이 인간과 유사해 의학 실험에 광범위하게 이용되는 붉은털원숭이를 복제해 2년 넘게 생존시키는 데 성공했다. 16일(현지시간) 영국 BBC 방송 등에 따르면 중국 과학원대학교(UCAS) 연구진은 세계 최초로 체세포 복제를 통해 태어난 포유동물인 ‘복제 양 돌리’ 때와 기본적으로 같은 방법을 이용, 붉은털원숭이 복제에 성공했다. 복제 양 돌리는 지난 1996년 양의 체세포에서 채취한 유전자를 핵을 제거한 암컷 양의 난자와 결합한 뒤 이를 다른 암컷 양의 자궁에 이식하는 방법을 통해 태어났다. 이와 관련해 연구진은 복제된 붉은털원숭이가 2년 전 태어났으며 건강한 상태를 유지하고 있다고 밝혔다. 또 이는 복제 성공을 의미하는 것이라고 전했다. 연구진은 이번에 113개의 배아를 사용했고 이 가운데 11개가 이식됐다면서, 임신에 성공한 것은 2개이며 이 가운데 하나가 태어났다고 설명했다. 지난 2018년 짧은 꼬리 원숭이 복제는 성공한 적이 있으나, 붉은털원숭이 복제는 이번이 처음이다. 연구진은 복제 방법인 ‘영양막 치환술’(trophoblast replacemement)에서 착안해 원숭이 이름을 ‘Re Tro’로 지었다고 한다. 주로 아시아 지역에 서식하는 붉은털원숭이는 인간과 유전적 유사성으로 인해 주로 감염과 면역실험 대상이 되고 있다. 연구진은 붉은털원숭이 복제 성공이 의약품 실험 기간 단축으로 이어질 것으로 기대한다고 말했다. UCAS의 파룽 루 박사는 “모든 윤리적 승인을 받은 뒤 이번 연구를 했다”면서 앞으로는 배아 사용량을 줄이면서 더 많은 복제 붉은털원숭이를 만드는 것이 목표라고 밝혔다. 그러나 동물복지 단체인 영국의 동물학대방지협회(RSPCA)는 동물의 고통이 환자가 얻을 수 있는 즉각적인 이익보다 더 크다면서 깊은 우려를 표했다. RSPCA 대변인은 실험에서 고통받고 힘들어할 수많은 동물과 매우 낮은 성공률에 대해 심각한 우려를 표시한다면서 영장류는 실험용 도구가 아니라 지능과 지각이 있는 동물이라고 강조했다. UCAS의 이번 연구 논문은 국제학술지인 네이처 커뮤니케이션스에 게재됐다.

지난 연말 과학 저널 ‘네이처’는 올해 주목해야 할 연구 중 가장 먼저 ‘인공지능(AI) 연구의 질주’를 꼽았다. 네이처의 예측대로 연초부터 놀라운 AI 연구성과들이 쏟아져 나와, 2024년이 AI가 인간을 뛰어넘는 ‘티핑 포인트’의 해가 되는 것 아니냐는 목소리까지 나오고 있다. 구글 딥마인드와 미국 뉴욕대 컴퓨터과학과 공동 연구팀은 복잡한 기하학 문제를 인간 이상의 능력으로 풀어낼 수 있는 수학 인공지능 ‘알파지오메트리’(AlphaGeometry)를 공개했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 1월 18일자에 실렸다. 기계학습 기반 AI 시스템으로는 수학 증명 문제를 풀어내는 쉽지 않다. 기계학습은 컴퓨터가 특정 작업을 수행하는 방법을 익힐 수 있도록 하는 빅데이터가 반드시 있어야 한다. 그렇지만 기하학 증명 문제는 AI를 훈련할 수 있는 자료가 거의 없다. 이에 연구팀은 사람이 만들어 놓은 데이터가 필요 없는 방법을 사용했다. 알파지오메트리는 기본적인 기하학 정리와 증명법을 바탕으로 복잡한 문제를 스스로 풀고 학습해 훈련하는 신경 언어모델을 활용했다. 연구팀은 알파지오메트리에게 2000~2020년 국제수학올림피아드에 출제된 기하학 문제 중 30개를 풀도록 했다. 그 결과 알파지오메트리는 25개의 문제를 완벽하게 증명했다. 알파지오메트리의 풀이를 본 수학자들은 국제수학올림피아드 금메달리스트의 수준이라고 평가했다. 특히 2004년 국제수학올림피아드에서 출제된 문제에 대해서는 기존에 알려지지 않았던 새로운 방식의 증명을 내놨다. 연구팀은 알파지오메트리가 현재는 기하학 분야 문제 해결에 국한돼 있지만, 다른 수학 영역에까지 적용이 가능할 것으로 예측했다. 알파지오메트리 개발을 이끈 트리우 트린 구글 딥마인드 연구원은 “이번 연구는 AI 개발의 핵심 목표인 복잡하고 논리적 문제를 인간이 보여준 최고 실력에 근접하는 수준으로 해결할 수 있음을 보여줬다는 데 의미가 있다”라고 설명했다. 인간 없이 단백질 설계 가능한 AI로봇 개발인간 1년 걸린 설계, AI로봇 단 몇 주 만에 한편, 미국 위스콘신-매디슨대 생화학과, 화학·생명공학과 공동 연구팀은 인간의 개입이 전혀 없이 단백질을 설계할 수 있는 AI 로봇을 개발했다고 17일 밝혔다. 이 연구 결과는 화학 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 화학공학’ 1월 12일자에 발표됐다. 생체 내 거의 모든 화학반응은 단백질로 이뤄진 효소로 진행된다. 또 수많은 질병은 유전자 오류로 인해 잘못된 단백질 생산이나 구조 이상 때문에 생긴다. 그래서, 단백질의 구조와 기능을 이해하는 것은 생화학, 생물물리학뿐만 아니라 생물학, 의학 연구에서 핵심 과제라고 할 수 있다. DNA 유전 암호를 해석하면 단백질을 구성하는 아미노산 순서는 알 수 있지만, 단백질의 3차원 구조를 예측하고 새로운 단백질을 만들어 낸다는 것은 쉽지 않은 일이다. 구글 딥마인드는 2018년 단백질 구조를 예측하고 만들어 내는 인공지능 ‘알파폴드’를 내놨다. 알파폴드는 2020년 코로나19 바이러스 단백질 구조를 예측하고, 2022년에는 인간 단백질 98.5%를 포함한 단백질 구조 데이터베이스를 공개해 학계를 놀라게 했다. 이번 연구팀은 단백질을 빠르게 설계할 수 있는 AI 플랫폼인 ‘단백질 경관 탐색을 위한 자율 주행 머신’(샘플·SAMPLE)을 개발했다. 연구팀은 샘플이 내열성 강한 단백질 효소 4종을 설계하도록 했다. 그 결과, 인간 과학자가 6~12개월 걸린 단백질 효소 개발을 샘플은 단 몇 주 만에 설계해냈다. 연구를 이끈 필립 로메로 위스콘신-매디슨대 교수(구조 생물학)는 “이번 AI 로봇은 신약 개발이나 신물질 발견에 걸리는 시간과 비용을 획기적으로 줄여줄 것으로 기대한다”라고 말했다.

사흘 춥고 나흘 포근하다는 ‘삼한사온’은 한국 겨울 날씨를 대표하는 표현이었지만 이제는 옛말이 됐습니다. 올겨울 날씨만 봐도 그렇습니다. 초봄 같은 날씨를 보이다가 갑자기 냉동고 추위가 찾아오고, 아침에는 춥다가 낮에는 포근해지는 등 종잡을 수 없습니다. 뻔한 이야기 같지만 이 모든 것의 근본 원인은 지구 온난화로 인한 기후 변화 때문입니다. 이런 상황에서 미국 캘리포니아공과대(캘텍) 제트추진연구소(JPL), 산호세 주립대 모스 랜딩 해양연구소, 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 지구시스템과학 연구소 공동 연구팀은 크기로는 세계 두 번째인 그린란드 빙상 면적이 1985년 이후 약 5091㎢나 줄어든 것을 확인했습니다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 1월 18일자에 실렸습니다. 가장 큰 빙상인 남극 빙상을 비롯해 극지방 빙상은 지난 수십 년 동안 점점 줄어들고 있습니다. 특히 북극 지역 그린란드 빙상은 1990년대 이후 급격히 감소하고 있습니다. 연구팀은 위성과 항공 영상으로 1985~2022년 23만 6328개 그린란드 빙상 가장자리의 변화, 그로 인해 손실된 총 얼음 면적을 정밀 분석해 정량화했습니다. 그 결과, 그린란드 빙상은 지난 40년 동안 5091㎢가 사라졌으며, 무게로 따지면 약 1034Gt(기가톤, 1034조㎏)에 해당합니다. 연구팀에 따르면 2000년 1월 이후 감소 속도가 빨라져 매년 평균 218㎢씩 줄어들었습니다. 빙하학자 채드 그린 JPL 박사는 “이번 연구로 확인된 빙상 감소는 해수면 상승에 미치는 영향은 상대적으로 적지만, 해양 순환과 열에너지가 지구 전체에 분배되는 방식, 즉 기후에는 상당한 영향을 미칠 수 있는 양”이라고 설명했습니다. 그런가 하면, 미국 플로리다대, 산림청 북부연구센터, 미시간 앤아버대 환경학부 공동 연구팀은 기후 변화로 인한 기온 상승, 가뭄, 산불, 각종 전염병 발생이 숲에 악영향을 주고 있음을 확인했습니다. 이 연구는 미국 국립과학원에서 발행한 국제 학술지 ‘PNAS’ 1월 16일자에 발표됐습니다. 전 세계적으로 숲은 연간 탄소 배출량의 약 25%를 흡수해 기후를 조절하는 데 중요한 역할을 합니다. 연구팀은 미국 산림 관리 데이터를 바탕으로 11만 3806곳 산림 측정치를 분석하고 1999~2020년 추세를 모델링했습니다. 이산화탄소는 나무의 광합성을 유도해 성장을 촉진합니다. 그렇지만, 연구 결과에 따르면 현재의 이산화탄소 증가 추세는 식물 성장에 필요한 수준을 훌쩍 넘어섰습니다. 게다가 기후 변화로 산불과 가뭄이 잦아지면서 숲의 탄소 저장 능력마저 감소하는 것으로 확인됐습니다. 일부 숲은 기후 조절 능력을 잃어 탄소 흡수원이 아닌 배출원이 되는 것으로 나타났습니다. 연구를 주도한 아론 호건 플로리다대 박사는 “이번 연구는 지금까지 기후 변화와 해수면 상승에 대한 미래 예측이 너무 낙관적이었음을 보여준다”라고 단언하면서 “숲의 탄소 저장 용량이 줄어들면 온난화와 기후 변화가 더 빨라지는 악순환으로 이어진다”고 설명했습니다.

정부가 최근 대폭 줄어든 연구개발(R&D) 예산 확대를 이야기하고 있지만, 올해 추경 등을 통해 늘릴 계획은 없다고 밝혔다. 또 내년에 예산을 늘리더라도 학회 중심의 과제 기획 방식으로 운영할 것으로 보인다. 15일 오후 정부서울청사에서 과학기술정보통신부와 산업통상자원부 공동으로 이날 오전에 열린 민생토론회 관련 사후 브리핑에서 이렇게 밝혔다. 이날 오전 대통령실 주재로 ‘민생을 살찌우는 반도체 산업’을 주제로 국민과 함께하는 세 번째 민생토론회가 열렸다. 이종호 과기부 장관은 이날 오전 토론회에서 윤석열 대통령이 “연구자들이 마음껏 도전하고 기회를 창출할 수 있도록 내년에는 R&D 예산을 대폭 증액하겠다”라고 밝혔음을 공개했다. 이에 대해 사후 브리핑에서 “내년도 R&D 예산 증액 방침이 확정됐느냐”는 질문에 대해서 이종호 과기부 장관은 “R&D 예산 확대는 다분히 2025년을 목표로 해서 하는 것이고 그동안 비효율적 부분, 낭비적인 부분을 걷어내고 정말 연구다운 연구, 세계 최고에 가까운, 최고 또는 최초 이런 것을 지향하는 그런 연구과제를 도출해야 한다”라고 말했다. 이 장관은 또 “제대로 된 연구 과제를 만들어내야지, 거기에 예산을 담을 수 있을 것”이라면서 “얼마나, 어떤 과제를 만들어내는 것인가에 따라 내년 R&D 예산 증액이 관계되지 않나 생각한다”라고 덧붙였다. 또 이 장관은 “예산 증액과 관련해 기본적으로 과제 기획을 하는 방식도 과거에 비해 조금 더 투명하고 공정하게 가져가기 위해 큰 학회 위주로 해서 조금 더 공정한 방식으로 가져갈 것”이라고 강조했다. 이 장관은 연구자들의 불안감을 잠재우기 위해 올해 추경을 해 예산을 늘릴 계획은 없음을 밝히기도 했다. 이 장관은 “대통령의 말씀도 ‘올해 당장 뭐를 올리겠다’ 이런 것이 아니고 ‘올해 제대로 준비해서 내년 예산을 하겠다’라고 하신 것으로 이해한다”라고 말했다. 이에 대해 연구자들은 어이가 없다는 반응이다. 서울 소재 대학에서 자연과학 분야를 연구하는 한 교수는 “지금 정부에서 하는 이야기는 ‘너희들이 하는 것 봐서 늘려줄 수도 있어’라는 말로 받아들여진다”라고 말했다. 그는 “지금 정부가 얘기하는 R&D 예산 증액은 마치 다이어트 하겠다는 사람이 살을 잔뜩 찐 뒤 원래 몸무게로 돌아가면서 살을 뺐다고 말하는 것과 같은 느낌”이라면서 “네이처나 사이언스 같은 과학 저널들에서도 우려할 정도로 예산을 삭감해놓은 상태에서 올리겠다고 해봐야 기껏 원상복구 수준일 것”이라고 비판했다. 또 다른 현장 연구자는 “큰 폭의 R&D 예산 삭감을 한 뒤 올리면서 ‘전년 대비 몇 퍼센트 R&D 예산이 늘어났다’라고 홍보하려는 것 아닌가 하는 의심이 강하게 든다”라고 비판하기도 했다.

29만 5000~21만 5000년 전에 멸종한 것으로 알려진 ‘기간토피테쿠스 블라키’(Gigantopithecus blacki)는 키가 3m에 달하고 몸무게는 200~300㎏에 육박하는 유인원으로 지구상에 존재했던 영장류 중 가장 컸다. 기간토피테쿠스의 존재는 1935년 독일 고고학자 랄프 폰 쾨니히스발트가 우연히 홍콩의 전통 약재상에서 ‘용 뼈’로 팔리던 약재가 유인원의 이빨 화석이라는 것을 밝혀내면서 처음 알려졌다. 이후 중국 남부 지역에서 턱뼈와 이빨 화석 2000여개가 집중적으로 발견됐다. 최근 연구에 따르면 멸종 직전 기간토피테쿠스가 활동했던 지리적 범위가 눈에 띄게 줄어들었다. 그런데 활동 지역이 갑자기 줄어들게 된 이유나 시기는 명확히 밝혀지지 않았다.이런 상황에서 중국 척추동물 고생물학·고인류학 연구소, 호주 매쿼리대, 독일 막스플랑크 지구인류학 연구소를 중심으로 미국, 스페인, 남아프리카공화국 6개국 19개 기관 연구진으로 구성된 국제 공동 연구팀은 지금까지 알려진 가장 큰 영장류인 기간토피테쿠스가 멸종한 것은 기후를 포함한 각종 환경 변화에 적응하지 못했기 때문이라는 사실을 확인했다. 이런 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 1월 11일자에 실렸다. 연구팀은 중국 남부에 있는 22개 동굴에서 발굴한 기간토피테쿠스 턱뼈와 이빨 화석 표본을 수집해 연대 측정을 했다. 연구팀은 치아 분석을 통해 식습관이나 행동 변화를 파악하고 동굴 속 퇴적물을 통해 서식 환경을 재구성했다. 동시에 기간토피테쿠스와 서식 장소가 거의 일치하고 빙하기에 멸종한 가장 가까운 영장류 친척뻘인 ‘중국 오랑우탄’(Pongo weidenreichi)의 화석과도 비교했다. 중국 오랑우탄의 이빨은 현존하는 오랑우탄의 이빨보다 20% 정도 커 기간토피테쿠스와 비슷한 몸집을 가졌을 것으로 추정한다. 기간토피테쿠스 화석이 발견된 동굴의 퇴적물에서 나온 꽃가루를 분석한 결과 기간토피테쿠스와 중국 오랑우탄이 처음 살았던 환경은 하늘이 보이지 않을 정도로 나무가 빽빽하게 들어찬 폐쇄적 형태의 숲이었다. 계절 변화가 크게 없고 물도 쉽게 구할 수 있는 환경이었을 것이라고 연구팀은 설명했다. 그렇지만 멸종 추정 시기인 29만 5000~21만 5000년에는 숲을 이루는 식물 군집이 변하면서 숲도 개방적 형태로 변한 것으로 분석됐다. 연구팀 관계자는 “기간토피테쿠스의 치아 분석에 따르면 거주환경의 변화는 이전보다 먹을 수 있는 것들이 줄어들고 물도 구하기 어려워져 스트레스 요인으로 작용했던 것으로 보인다”고 설명했다. 반면 같은 기간에 살았던 중국 오랑우탄은 변하는 조건에 훨씬 잘 적응해 스트레스도 덜 받은 것으로 확인됐다. 29만 5000년경 중국 오랑우탄 화석이 기간토피테쿠스 화석보다 더 많고 더 넓은 지역에서 발견된 것은 이 같은 분석을 뒷받침해주는 것이라고 연구팀은 밝혔다. 결국 기간토피테쿠스가 다른 영장류 종들보다 환경 변화에 적응하는 데 어려움을 겪으면서 멸종의 길을 걸었을 것이라는 설명이다. 연구를 이끈 키라 웨스터웨이 매쿼리대 교수(환경 인류학)는 “기간토피테쿠스의 멸종은 고생물학과 고인류학 분야에서 오랜 수수께끼였다”며 “최근 여섯 번째 대멸종에 대한 위기감이 커지는 가운데 왜 종들이 멸종하는지 이해하는 것은 중요하다”고 말했다. 웨스터웨이 교수는 “한 종의 멸종에 대한 명확한 원인과 화석 기록에서 사라지는 정확한 시기를 파악하는 것은 인류가 환경 변화에 대응할 수 있는 시간을 추정할 수 있게 도와줄 것으로 보인다”고 덧붙였다.

셰익스피어의 희극 작품 중 하나인 ‘베니스의 상인’에는 수전노 샤일록이라는 인물이 등장합니다. 루터나 칼뱅의 종교 개혁 여파가 영향을 미치기 전 작품이었기 때문인지 이 작품에서 기독교인들은 돈에 대해서는 초연한 척하면서, 고리대금업자인 유대인 샤일록을 돈만 아는 기생충이며 사회를 좀먹는 존재로 묘사하는 장면이 자주 나옵니다. ● 돈과 동기부여 상관관계 밝혀 그렇지만 종교 개혁 이후 서구 기독교 사회에서도 돈에 대한 인식은 바뀌게 됩니다. 독일 사회학자 막스 베버의 책 ‘프로테스탄트 윤리와 자본주의 정신’은 이런 서구 기독교 사회의 분위기를 자세히 분석하고 있습니다. 베버는 서구 자본주의 발생과 근본정신은 16세기 종교 개혁과 연관돼 있다고 설명합니다. 프로테스탄트 윤리는 ‘현세적’ 사람들에게 영향을 미쳤는데 일과 관련된 분야에서 그 영향이 두드러졌다는 것입니다. 사람들은 프로테스탄트 윤리에 따라 일이나 계약을 발달시켜 부의 축적에 나서기 시작했다는 설명입니다. 베버는 직업 소명설을 주장한 칼뱅주의 윤리가 자본주의 발전에 영향을 끼쳤으며, 자본주의 발달을 이끈 원동력이 됐다고 강조했습니다. 미국 시카고대와 프린스턴대, 예일대 공동 연구팀은 ‘서구화하고 교육 수준이 높으며 산업화하고 부유하며 민주적인’(위어드·WEIRD) 국가에 사는 사람들의 경우 비서구 국가에 사는 사람들보다 금전적 보상이 다른 어느 것보다 큰 동기 부여 수단이 된다는 분석을 내놨습니다. 이 연구 결과는 행동 과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 인간 행동’ 1월 9일자에 발표됐습니다. 돈은 종종 어떤 행위를 하도록 만드는 주요 동기로 간주되지만, 동기 부여에 실제로 효과가 있는지는 명확히 분석된 적 없습니다. ●서구화될수록 금전적 보상 원해 이에 연구팀은 대표적인 위어드 국가인 미국, 영국과 비서구 문화권인 중국, 인도, 멕시코, 남아프리카공화국 사람들을 대상으로 금전적 보상과 동기 부여의 상관관계를 비교 분석했습니다. 연구팀은 8133명의 직장인을 대상으로 고정 급여, 고정 급여와 금전적 보상 없는 심리적 격려, 고정 급여와 추가적인 금전 보상이라는 세 가지 조건에서 언제 더 열심히 일하는지를 비교한 것입니다. 그 결과 미국과 영국 실험 참가자들은 심리적 개입보다는 금전적 보상이 약속될 때 더 열심히 일하는 것으로 조사됐습니다. 특히 미국인 참가자들의 경우 금전적 보상이 없는 경우 절반 이상이 과제 수행을 포기하는 것으로 나타났습니다. 반면 멕시코와 중국인들은 열심히 일해야 한다는 규범을 강조하는 심리적 격려나 개입만으로도 금전적 보상이 주어지는 것만큼 효과가 있는 것으로 확인됐습니다. ●비서구국, 격려만으로도 효과 또 연구팀은 영어와 힌디어를 사용하는 인도인을 대상으로 영어로 지시했을 때와 힌디어로 지시했을 때 동기 부여 정도를 비교했습니다. 연구팀에 따르면 참가자들은 영어로 업무를 지시했을 때는 돈에 대한 동기가 52%로 심리적 격려보다 높았지만 힌디어로 지시했을 때는 돈에 대한 동기가 27%로 뚝 떨어졌습니다. 이번 연구를 보면서 ‘돈으로 살 수 없는 것들’이 분명히 있음에도 모든 것이 돈으로 해결될 수 있을 것처럼 생각하는 요즘 세태가 떠올라 씁쓸함이 느껴집니다.