‘찬밥’을 먹으면 살도 빠지고 당뇨도 잡을 수 있다고? 중국과 독일 공동 연구팀은 찬밥처럼 노화 녹말이나 덜 익은 바나나, 고구마, 감자 같은 저항성 전분을 식단에 보충하면 체중 감량과 당뇨 관리에 도움이 된다고 밝혔다. 이번 연구에는 중국 상하이교통대 의대, 홍콩대, 홍콩 시티대, 홍콩 폴리테크닉대, 상하이 해양대, 독일 라이프니츠 감염생물학 및 천연물 연구소, 프리드리히 쉴러대, 뷔르츠부르크대 생물학자, 컴퓨터 공학자, 의학자 등이 참여했다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 메타볼리즘’ 2월 27일 자에 실렸다. 저항성 전분(resistant starch)은 소장에서 잘 소화되지 않고 저항하는 프리바이오틱 탄수화물이다. 대부분의 녹말은 소장에서 대부분 소화되지만 저항성 전분은 소장에서 소화되지 않고 대장으로 옮겨가 장내 미생물에 영양을 공급해 유익한 대사산물을 만들어 내는 것으로 알려져 있다. 저항성 전분은 통곡물, 렌틸콩, 강낭콩, 고구마, 감자, 녹색 바나나, 카사바 등과 차게 식은 밥처럼 노화 녹말에 많이 포함돼 있다.연구팀은 과체중이나 비만으로 분류된 37명의 남녀 참가자를 대상으로 20주 동안 실험했다. 참가자들은 과체중 및 비만 성인 건강 관리 지침에 따라 하루 세끼 균형 잡힌 식단을 제공했다. 연구팀은 8주 동안은 하루 40g씩 저항성 전분을 식단에 포함했고, 다른 8주 동안은 저항성 전분을 제공하지 않았다. 그 결과, 저항성 전분을 꾸준히 섭취한 8주 동안은 참가자들 모두 평균 2.8㎏ 체중 감량 효과와 함께 인슐린 저항성이 개선됐다는 점이 확인됐다. 그렇지만 저항성 전분을 식단에서 제외하면 이런 효과가 사라지는 것이 관찰됐다. 연구팀에 따르면 이런 효과는 장내 미생물의 구성과 군집의 변화 때문이다. 저항성 전분이 비피도박테리움 아돌레센티스(Bifidobacterium adolescentis)와 같은 유익 장내 미생물을 풍부하게 만든다고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 고지방식을 먹여 비만이 된 수컷 생쥐에게 비피도박테리움 아돌레센티스 보충제를 먹이면 체중이 감소하고 장내 기능이 개선되는 것을 확인했다. 연구를 이끈 웨이핑 지아 중국 상하이교통대 의대 교수는 “저항성 전분을 함유한 식이 보충제가 과체중인 개인에게 도움을 줄 수 있을 것”이라며 “이번 연구에 따르면 저항성 전분이 체중 감량과 당뇨 관리에 도움이 되는 것은 유익한 장내 미생물에 영향을 미치기 때문으로 분석됐다”라고 말했다.

국내 연구진이 석유 대신 포도당과 미생물을 이용해 꽃향기를 만드는 데 성공했다. 카이스트 생명화학공학과, 생물공정연구센터 연구팀은 방향성 성분인 벤질 아세테이트를 포도당 같은 재생 가능 탄소원과 미생물로 생산하는 공정을 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 화학공학’에 실렸다. 재스민 향과 일랑일랑 향은 화장품, 식품, 음료 제조에 널리 이용되고 있다. 꽃에서 직접 추출해 생산하는 향료의 양은 수요를 충족시키지 못한다. 이 때문에 산업계에서는 석유에서 화학적으로 합성해 벤질 아세테이트를 생산하고 첨가해 제품을 생산한다. 연구팀은 각종 산업에서 널리 이용되는 방향성 화합물인 벤질 아세테이트를 친환경적이고 지속 가능한 방식으로 생산하기 위해 시스템 대사공학 기술을 활용했다. 연구팀은 대장균을 이용해 포도당으로부터 벤질 아세테이트를 생산하는 발효 공정을 개발했다. 연구팀은 포도당에서 벤조산을 거쳐 벤질 아세테이트를 생합성 하는 대사 경로를 개발해 2종류 이상의 미생물을 혼합해 동시에 배양하는 공생배양을 통해 벤질 아세테이트를 생산하는 데 성공했다. 공생배양 전략을 활용할 경우, 벤조산을 벤질 아세테이트로 전환하는 데에 이용되는 효소가 벤조산 생합성 중 생성되는 중간체에 비특이적으로 작용해 신나밀아세테이트라는 부산물을 만들어 생산 효율이 감소한다. 연구팀은 벤조산을 벤질 아세테이트로 전환하는 속도를 늦추는 지연 공생배양 전략을 적용해 부산물 생성은 억제하고, 목표 화합물의 생산 농도는 10배 이상 향상해 1ℓ당 2.2g의 벤질 아세테이트를 생산하는 것이 확인됐다. 이상엽 특훈교수는 “이번 연구는 벤질 아세테이트라는 산업적으로 유용한 화합물을 효과적으로 생산하는 미생물 공정을 개발하는 데 성공했다”라며 “앞으로도 산업적으로 유용한 화합물을 지속 가능한 방식으로 생산할 수 있는 미생물 공정의 종류와 수를 늘려나갈 것”이라고 말했다.

전 세계 인구의 절반 이상인 약 56%가 도시에 거주하고 있다. 한국도 도시 면적이 전체 국토의 16.7%에 불과하지만, 총인구의 91.8%가 집중돼 있다. 도시에는 각종 생활 인프라가 집중돼 있고 사람들은 삶의 편의성을 중요하게 생각하기 때문에 도시화 속도는 더욱 빨라질 것으로 보인다. 이런 이유로 도시경제학자인 미국 하버드대 에드워드 글레이저 교수는 “도시는 인류가 만든 최고의 발명품”이라고 말한다. 유엔 경제사회국(DESA)에 따르면 2030년이 되면 인구 1000만명 이상이 거주하는 ‘메가시티’가 31곳에서 43곳으로 늘어난다. 2050년이 되면 전 세계 인구 10명 중 7명이 도시에 살 것이라는 예측도 했다. 그렇지만 도시에 사람들이 몰리면서 도농 간 불균형 발전을 비롯한 각종 문제가 벌써 발생하고 있다. 그래서 과학자와 공학자들은 인류 최고의 발명품인 도시가 ‘지속 가능한 발전’을 하고 살기 좋은 곳이 되도록 하기 위해 여러 대안을 제시하고 있다. 이런 상황에서 미국, 호주, 영국, 캐나다, 케냐, 페루, 중국, 네팔, 나이지리아, 콜롬비아 10개국 공동연구팀은 청년들이 살기 좋은 도시를 조성하기 위해 가장 필요한 요소는 개방성, 안전성이라고 밝혔다. 인적, 물적 네트워크를 가능하게 할 공공 공간도 필요하다고 덧붙였다. 이 연구에는 미 존스홉킨스대 공중보건대, 시애틀 워싱턴대, 하버드대, 국립보건원(NIH), 뉴욕대 의대, 호주 멜버른대, 영국 도시 설계 및 정신보건 연구센터, 캐나다 몬트리올대, 세계보건기구(WHO) 등 30개 연구 기관의 수학자, 통계학자, 물리학자, 도시 계획학자, 보건학자 등 다양한 분야 연구자가 참여했다. 이들이 수행한 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 2월 22일 자에 실렸다. 전 세계적으로 25세 미만 젊은이들은 교육, 사회, 취업 기회를 위해 도시로 이주할 가능성이 가장 큰 인구 집단이다. 문제는 무계획적인 도시 공간의 확대로 녹지 공간 부족, 환경 오염, 불평등, 범죄에 대한 불안감 등으로 청년층뿐 아니라 도시민 전체의 정신 건강에 악영향을 미칠 수 있다는 점이다. 도시계획을 세울 때 도시민, 특히 아동·청소년과 청년층의 정신 건강 개선을 위한 고려가 필요하다는 목소리가 높아지고 있는 이유다. 연구팀은 도시계획, 정신 건강, 복지 등 다양한 분야의 전문성을 갖춘 53개국 518명을 대상으로 건강한 도시를 위한 37개 특성을 분석하고 필요한 것이 무엇인지 전문가 패널 조사를 했다. 분석 결과 청년층이 찾는 도시를 조성하기 위해 가장 중요한 요소는 서로를 연결하고 배울 수 있는 자유롭고 안전한 커뮤니티 공간에 대한 접근성으로 나타났다. 안정적 취업 기회, 교육 시스템, 양질의 의료 서비스에 대한 접근성도 중요한 특성으로 확인됐다. 연구팀에 따르면 도시 계획 과정에서 소수 집단에 대한 편견으로 인한 개별적, 구조적 차별을 근절하기 위한 공간 설계와 정책을 마련하는 것도 매우 중요하다고 밝혔다. 이번 연구는 코로나19 대유행 기간에 수행됐기 때문에 감염병 사태가 도시 내 아동·청소년과 청년의 복지에 미치는 영향에 대해서도 살펴봤다. 그 결과 도시 설계에 있어서 물리적 커뮤니티 공간뿐 아니라 온라인 네트워크도 중요하다고 확인됐다. 이런 커뮤니티 공간이 없거나 부족할 경우 개인의 고립과 정신 건강 악화에 영향을 미칠 수 있다는 것이다. 패멀라 콜린스 존스홉킨스대 의대 교수(정신보건학)는 “도시에 활력을 불어넣기 위해서는 젊은층의 유입이 필요하다”며 “이번 연구에 따르면 청년층을 끌어들이고 지속 가능한 도시가 되려면 개방성 확대, 정신 건강 개선을 위한 공간 설계와 정책적 고민이 필요함을 알 수 있다”고 했다.

지난 19일은 눈이 비가 돼 내리고, 얼음이 녹아 물이 된다는 24절기 중 ‘우수’였다. 우수가 지나 경칩이 가까워지면 바람 끝에서도 포근함이 느껴진다. 날이 풀리면서 많은 사람이 운동에 나선다. 운동과 함께 근육을 만들기 위해 고단백질 식품을 섭취하는 경우가 많다. 그러나, 고단백식품을 많이 먹으면 심혈관 질환 발생 가능성이 커진다는 연구 결과가 나왔다. 미국 피츠버그대 의대, 세인트루이스 워싱턴대 의대, 존 코크란 VA 의료센터, 미주리대 의대, 루이지애나 주립대 보건 과학 센터, 캐나다 토론토대 공동 연구팀은 권장 단백질 섭취량을 초과한 고단백 식단을 오래 이어간다면 체내 아미노산 류신이 증가하면 죽상동맥경화증이 생길 수 있다고 밝혔다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 메타볼리즘’ 2월 20일 자에 실렸다. 단백질은 탄수화물, 지방과 함께 필수 영양소다. 서구 사회 사람들은 평균적으로 일일 권장량보다 약 33% 정도 더 많은 단백질을 섭취한다. 최근 한국 사회에서도 식단의 서구화로 단백질 섭취량이 늘어나는 추세다. 게다가 몸매 만들기를 위해 단백질만 섭취하는 경우도 적지 않다. 앞선 여러 연구에서 수행한 동물 실험을 보면 단백질 과잉 섭취는 동맥경화를 비롯한 심혈관 질환과 밀접한 관련이 있는 것으로 확인됐다. 연구팀은 체질량 지수(BMI)가 과체중으로 분류된 23명의 성인 남녀를 대상으로 단백질 섭취량에 따른 혈액 내 아미노산 수치를 분석했다. 14명에게는 500kcal 식사를 두 번 제공했다. 처음에는 단백질 함량을 높이고, 다음에는 단백질 함량이 낮춘 식사를 하도록 했다. 9명에게는 한 끼 기준인 450kcal 표준 식사를 두 차례에 제공하면서 한 번은 16g의 단백질, 다음에는 25g의 단백질을 함께 섭취하도록 했다. 연구팀은 각각 식사 전후와 식사 후 1시간, 3시간 뒤 혈액검사를 했다. 그 결과, 한 끼에 25g을 초과하는 단백질을 섭취하면, 순환계에서 아미노산 류신의 수치가 증가해 대식세포와 단핵구에 영향을 미친다는 사실을 확인했다. 생쥐 실험과 세포 실험에서도 권장 섭취량의 22%를 초과한 단백질을 섭취하면 체내 류신 수치가 증가해 면역 세포에 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈다. 단백질 과다 섭취는 죽은 세포나 기능을 상실한 세포를 제거하는 대식세포에 악영향을 미쳐 혈관 벽에 죽은 세포들이 쌓이고 시간이 지나면서 굳어져 죽상경화증이 악화할 수 있다는 설명이다. 연구팀에 따르면 이런 현상은 식물 단백질에서는 나타나지 않았으며, 동물 단백질에서 주로 나타났다. 연구를 이끈 바박 라자니 세인트루이스 워싱턴대 의대 교수는 “이번 연구는 근육량을 늘리기 위해서 맹목적으로 단백질 섭취를 늘리는 것은 문제라는 것을 보여준다”라면서 “특히 심장 질환이나 혈관 장애 위험이 있는 사람들에게는 식단 전체를 살펴보고 균형 잡힌 식사를 하는 것이 중요하다”라고 말했다.

“지구가 태양 주위를 도는지도 모를 정도로 천문학 지식 없음. 철학, 문학 지식 없음. 식물학 지식은 독성물질에만 해박. 지질학 지식은 실용적이지만 한정적. 화학 지식 전문가급. 해부학 지식 정확. 필체 분석과 향수 감별 전문가급. 담뱃재에 대한 지식 상당.” 이런 사람이 있을까 싶겠지만 1887년 ‘주홍색 연구’로 처음 대중 앞에 등장한 셜록 홈스의 특징을 동료 존 왓슨 박사가 관찰해 정리한 내용이다. 소설 ‘주홍색 연구’에서 홈스는 과학적 방법으로 피해자 사망 시간을 추정한다. 과학수사 원조라고 하는 홈스의 뒤를 잇는 것은 영국 소설가 리처드 오스틴 프리먼이 창조한 존 이블린 손다이크 박사다. 변호사이자 병리학자, 추리소설 사상 최초 전문 법의학자로 ‘휴대용 실험실’이라고 불리는 녹색 가방을 들고 범죄 현장에 나타난다. 가방 속에는 현대 과학수사대나 감식반이 갖고 다니는 것처럼 각종 현장 검증을 위한 실험장비가 들어있다. 실제로 미국과 영국 경찰에서 20세기 중반 과학수사대가 만들어진 것도 손다이크 박사가 등장하는 소설 때문이라는 것은 공공연한 비밀이다.20세기 중반까지만 해도 법과학 활용 수준은 추리소설보다 뒤졌다. 1950년대를 지나면서 분자생물학을 비롯한 다양한 과학기술 발전으로 법의학, 법 물리학, 법화학, 법생물학, 법 고고학 등 법과학 수준도 빠르게 발전하고 있다. 기증받은 36구 사체 활용다양한 환경과 기후에서 부패 실험사체 분해 미생물 종류와 순서 확인 이런 상황에서 미국 콜로라도 주립대 동물과학대, 테네시대 미생물학과를 중심으로 한 미국 내 27개 대학 및 연구기관과 캐나다 국립 고등연구소 공동 연구팀은 인간 사체를 분해하는 데 관여하는 미생물 군집과 종류는 지역이나 환경 조건과 관계없이 보편적이라고 18일 밝혔다. 유기물을 분해하는 미생물 상호 작용의 보존과 예측할 수 있는 순서가 있음을 의미하는 것으로 법의학 연구와 실제 범죄 수사에 영향을 미칠 것으로 기대된다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 미생물학’ 2월 13일 자에 실렸다. 생태계에서 분해는 죽은 생물학적 물질을 재활용해 식물이나 토양에 연료를 공급하는 과정이다. 분해는 곰팡이, 박테리아가 주로 관여한다. 많은 연구가 있지만 인간을 포함한 동물 사체에는 쉽게 분해되는 단백질과 지질이 풍부해, 생물 지질 화학이나 생태계에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았다.연구팀은 미국 연방 형사정책연구소 지원으로 테네시대, 샘 휴스턴 주립대, 콜로라도 메사대 세 곳의 법인류학 연구실에서 기증받은 36구의 사체가 분해되는 과정을 살폈다. 연구팀은 온대, 반건조 기후를 가진 세 곳에서 각각 사계절마다 3구씩 배치해 분해 과정을 장기간 분석했다. 연구팀은 부패하는 각 시신에 대해 처음 21일 동안 시신의 피부 변화와 주변 토양 표본을 수집했다. 연구팀은 표본에서 분자 및 게놈 분석을 했다. 이를 통해 각 시신에 존재하는 미생물 군집(마이크로바이옴) 지도를 구축했다. 그 결과, 연구팀은 부패 중인 인간 사체에는 지역이나 기후, 계절에 상관없이 부패하지 않은 환경에서는 찾아볼 수 없는, 오직 분해 시에만 나타나는 20종의 미생물 군집이 같이 나타나는 것을 발견했다. 특히, 이 미생물 군집은 특정 시점에 시계처럼 나타나며 그로 인해 모여드는 곤충들도 같은 것으로 나타났다.이번 연구 결과와 AI 머닝러신 결합정확한 사망 시간 예측 도구까지 개발 연구팀은 이번 연구 결과와 기존에 얻은 법과학 지식을 결합한 빅데이터와 인공지능 머신러닝 기술로 사망 후 시간을 정확하게 예측할 수 있는 도구를 개발했다. 부검의가 추정하는 사망 시간보다 좀 더 정확하게 예측이 가능할 것으로 기대된다고 연구팀 관계자는 밝혔다. 연구를 이끈 제시카 매트칼프 콜로라도 주립대 교수(실험 생태학·생물정보학)는 “모든 살인 사건의 수사에서 중요한 것은 사망 시간”이라면서 “이번 연구는 유해의 사망 시간을 정확히 예측하고, 신원을 확인하며, 잠재적 용의자를 파악해 수사하는 데 상당한 도움이 될 것”이라고 말했다. 매트칼프 교수는 “야외에서 발견된 사체에서는 사망 시간을 비롯해 수사의 단서가 될 만한 것을 수집하기가 어렵다”라면서 “이번 연구는 야외에서 발견된 시신에 대해서도 정확한 정보를 얻을 수 있게 도와줄 것”이라고 덧붙였다.

태양계가 형성되고 지구의 나이도 겨우 5억 살 정도밖에 되지 않았을 때, 이웃 형제 행성인 화성은 말 그대로 불타는 행성이었다는 연구 결과가 나왔다. 중국 홍콩대 지구과학과, 우주연구실, 중국 지구과학대, 미국 스토니브룩대 지구과학과, 노던 애리조나대 천문·행성과학과 공동 연구팀은 화성이 생성된 지 얼마 안 됐던 약 40억~35억 년 전 곳곳에서 활화산이 폭발하고 지각 활동이 활발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구 결과는 천문학 분야 국제 학술지 ‘네이처 천문학’ 2월 13일 자에 실렸다. 현재 화성은 지구와 달리 화산이나 지각 활동이 거의 없다. 화성 표면의 거의 절반이 35억 년 이상으로 추정된다. 과학자들은 이런 사실에 미뤄 35억~40억 년 동안 지각 재활용이나 지질학적 활동이 거의 없었다고 보고 있다. 지각 재활용은 암석권의 표면 물질이 섭입, 침식, 박리 등을 통해 맨틀로 재활용되는 지각 과정이다. 대륙 이동도 지각 재활용 때문에 나타날 수 있는 현상이다. 35억~40억 년 이후 화성의 지질학적 활동에 대해서는 파악하고 있지만, 화성 탄생 후 첫 10억 년까지 지질학적 활동은 명확히 밝혀진 바가 없다. 연구팀은 화성 궤도선과 탐사선에서 확보한 데이터를 활용해 화성 남반구의 에리다니아 지역 형태와 광물에 대해 분석했다. 분지 형태의 에리다니아 지역은 물이 채워져 있었을 것으로 추정되는 지역이면서 화성의 고대 자기장의 흔적과 다양한 화산 활동의 흔적이 남아 있는 곳이다. 분석 결과, 연구팀은 약 35억 년 전에 활발한 지질 활동의 흔적이 있었던 것으로 추정되는 화산 돔, 용암류와 화산쇄설물이 교대로 층을 이뤄 퇴적한 성층화산, 암설 순상 화산(pyroclastic shield), 칼데라 복합체 네 가지 유형의 화산 63개를 새로 확인했다. 이 밖에도 에리다니아 지역에서만 이런 유형의 화산 수백 개가 더 있을 것으로 추정되고 있다.연구팀은 이 같은 관측 결과는 화성에서도 지구 판구조론에서도 등장하는 수직 지각으로 지각 재활용이 있었음을 보여주는 것이라고 설명했다. 연구를 이끈 조셉 미캘스키 홍콩대 교수(행성 지질학)는 “이번에 발견된 다양한 화산 구조는 고대 화성에서는 이전에 생각했던 것보다 화산 활동을 비롯한 다양한 지질학적 운동이 있었음을 의미한다”라고 말했다. 미캘스키 교수는 “지구 생명체 탄생 관련해 제시된 시나리오 중 열수 기원설이 있는데, 화성이야말로 열수 기원 생명체 탄생과 가장 가까운 행성”이라고 주장했다.

‘지구의 허파’ 아마존 열대우림이 가뭄, 벌목, 기후변화의 영향으로 2050년에는 생태계 복원이 불가능한 ‘전환점’을 맞아 급격히 붕괴할 수 있다는 전망이 나왔다. 14일(현지시간) 영국 일간 가디언에 따르면, 브라질 산타카타리나 대학 연구진은 이런 내용의 논문을 최근 과학 저널 네이처에 발표했다. 연구진은 지구 온난화, 강수량, 계절에 따른 강우 강도, 건기 기간, 삼림 벌채 등 아마존에 ‘스트레스’를 주는 5가지 요인의 추세를 분석했다. 이를 통해 아마존이 회복을 기대할 수 있는 이른바 ‘안전한 경계’를 넘어서 훼손되고 있으며, 2050년이 되면 아마존의 10∼47%가 티핑포인트(작은 변화로 큰 변화를 가져오는 지점)에 도달할 수 있다는 결론을 도출했다. 기존 연구에서는 아마존 우림의 20∼25%가 벌목으로 훼손되면 티핑 포인트가 올 수 있다고 전망했으나, 이번 연구에서는 숲이 훼손 규모가 이미 25%를 넘어선 것으로 제시됐다. 숲의 15%는 이미 사라졌고 17%는 벌목과 화재 등 인간 활동으로 훼손된 상태이며, 지난 10년간의 장기 가뭄으로 아마존의 38%가 추가로 약화했을 가능성이 있다는 것이다. 논문의 주저자인 베르나르도 플로레스는 숲이 더 약해지고 균질화되고 있다면서 “2050년이 되면 변화 속도가 더 빨라지기 때문에 지금 대응해야 한다. 티핑 포인트를 지나면 우리는 시스템을 통제할 수 없게 될 것”이라고 말했다.연구진은 아마존이 현재 화재에도 매우 취약한 상태라고 지적했다. 건기 기온은 이미 아마존 중부와 남부 지역에서 40년 전보다 2도나 높다. 그런데 컴퓨터 모형화에 따르면, 2050년까지 연간 최고 기온은 2∼4도 상승하고 건조한 날도 지금보다 10∼30일 더 많아질 것으로 예상됐다. 연구진은 이런 환경 변화로 인해 “숲과 지역 주민들이 잠재적으로 견딜 수 없는 더위에 노출될 것”이라며 아마존의 산림 생산성과 탄소 저장 능력이 감소할 것으로 예측했다. 연구진은 1980년대 초부터 아마존 중앙과 주변부가 건조해지고 서부와 동부 지역이 습해지고 있는 강우 차원의 변화에 대해서도 주목했다. 이 추세가 계속된다면 일부 지역은 사바나(열대초원)가 되고 나머지 아마존은 황폐해진 상태로 유지될 가능성이 높은 것으로 분석했다. 지구 육상생물의 10% 이상이 서식하고 있는 아마존은 지구가 15∼20년간 배출한 이산화탄소를 저장하고 남미 전역에 비를 뿌리는 등 지구 생태계와 기후에 매우 중요한 역할을 하고 있다.

요즘은 책이나 신문, 잡지처럼 긴 글 대신 소셜미디어(SNS)의 짧은 글이나 이미지를 더 선호합니다. 심지어 쇼츠(짧은 동영상)도 1분이 넘어가면 주목도가 떨어진다는 분석이 있습니다. 문제는 이런 짧은 글과 이미지, 동영상 등이 사람들에게 편견을 심어 줄 가능성이 크다는 점입니다. 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리), 컬럼비아대, 서던 캘리포니아대 물리학과, 영국 공공정책연구소 공동 연구팀은 온라인 이미지가 온라인 텍스트보다 더 강한 성 편견을 보인다고 밝혔습니다. 또 시각적 성 고정관념에 자주 노출될수록 사람들의 성 편견에도 더 강하게 영향을 미치는 것으로 확인됐습니다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 2월 15일자에 실렸습니다. SNS, 온라인 광고, 온라인 뉴스 등에서는 이미지 소비가 늘고 있습니다. 이는 사람들이 텍스트보다 이미지를 더 빠르고 오래 기억할 수 있다는 사실에 기인합니다. 그런데 이미지가 글보다 성 편견을 드러내기 쉽다는 연구 결과들이 있었지만 구체적 분석은 없었습니다. 연구팀은 구글, 위키피디아, IMDb(인터넷 영화 데이터베이스) 속 이미지 100만개와 텍스트를 수집해 분석했습니다. 연구팀은 의사, 변호사, 공장 근로자 등의 직업과 이웃, 친구, 동료, 멘토 등 사회적 역할을 포함해 약 3500개의 사회적 범주와 관련된 성별 편견에 주목했습니다. 그 결과 텍스트의 56%에서 남성 편향성이 드러났지만 이미지에서는 62%가 남성에 치우쳐 있었습니다. 예를 들어 배관공, 경찰서장, 목수를 검색하면 남성이 더 많이 표시되고 발레 댄서, 헤어스타일리스트, 간호사로는 여성의 얼굴이 더 많이 나타난다는 식입니다. 이후 연구팀은 450명의 남녀를 세 집단으로 나눠 한 그룹은 구글 뉴스, 다른 그룹은 구글 이미지에서 특정 직업을 검색하도록 하고 나머지 한 그룹에는 여러 직업 목록을 주고 알아서 검색하도록 했습니다. 일정 시간이 지난 뒤 참가자들에게 특정 직업과 가장 연관성이 높은 성별은 무엇인지 질문을 던졌습니다. 그 결과 이미지를 검색한 사람들이 텍스트를 검색하거나 알아서 검색한 집단들보다 성별 편견이 강하게 나타났으며 편견의 지속 시간도 긴 것으로 나타났습니다. 연구를 이끈 더글러스 길뷰 UC버클리 교수(계산사회학)는 “이번 연구를 통해 온라인 이미지의 성별 편견을 해결하는 것이 인터넷을 공정하고 포용력 있는 공간으로 만들기 위해 필수적이라는 것을 알 수 있다”고 설명했습니다. 이스라엘 네게브 벤구리온대, 텔아비브대 연구팀도 비슷한 연구 결과를 내놨습니다. 이들은 서구, 특히 미국 영화계에서 다양한 인종의 배우들이 활동하고 있음에도 불구하고 영화 포스터에는 백인 배우가 비백인 배우보다 더 자주 등장하는 것으로 확인됐다고 14일 밝혔습니다. 이 연구 결과는 인문·사회학 분야 국제 학술지 ‘인문학 및 사회과학 커뮤니케이션스’ 2월 8일자에 발표됐습니다. 온라인에서 접한 정보를 생각 없이 수용할 경우 그 정보가 자신의 생각인 것으로 착각하고 결국 편견으로 굳어질 수 있음을 보여 주는 연구 결과들이라 하겠습니다.

프랑스 파리 시테대, 파스퇴르 연구소, 콜레주 드 프랑스, 스웨덴 카롤린스카 연구소 공동 연구팀은 흡연이 인체 면역 반응에 악영향을 미치며 금연 후에도 상당 기간 지속될 수 있다고 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 2월 15일자에 실렸다. 세균이나 바이러스에 감염됐을 때 다양한 요인으로 인해 인체 면역 반응이 달라진다는 사실은 잘 알려져 있다. 나이, 성별, 유전처럼 바꿀 수 없는 부분도 있지만 생활 방식같이 바꿀 수 있는 환경적 요인도 있다. 연구팀은 성인 남녀 1000명을 대상으로 136가지 생활·환경 요인이 면역 반응, 특히 면역 단백질 중 하나인 사이토카인 분비에 어떤 영향을 미치는지 조사했다. 그 결과 136가지 생활·환경 요인 중 흡연이 가장 심각한 영향을 미치는 것으로 조사됐다. 흡연은 태어날 때부터 가지고 있는 선천적 면역이나 외부 병원균과 싸우면서 기억되고 백신 접종으로 학습돼 얻는 후천적 면역 모두에 악영향을 미치는 것으로 확인됐다. 선천적 면역은 금연을 하면 금세 회복되지만 후천적 면역은 담배를 끊은 수년 뒤에도 쉽게 회복되지 않는다고 연구팀은 설명했다.

“역대 정부들도 그리 잘하진 못했지만, 이번 정부는 정말 너무 못하는 거 같습니다.” 최재천(70) 이화여대 석좌교수가 정부의 기후위기 대응에 쓴소리를 날렸다. 최 교수는 14일 ‘최재천의 곤충사회’(열림원) 출간 기자간담회에서 “한국은 ‘기후깡패’나 ‘기후얌체’라고 불리는데, 제가 보기엔 ‘기후바보’ 같다”고 꼬집고 “재생에너지 등에 관심을 기울이지 못하면 나중에 반도체도 자동차도 팔 수 없게 된다. 정부가 빨리 나서야 한다”고 촉구했다. 최 교수의 이번 신간은 생태학자이자 동물행동학자, 사회생물학자로서 통섭적 연구 토대를 마련하고 사회문제에도 목소리를 내 온 그가 2013년부터 2021년까지 했던 강연을 추려 묶었다. 미국에서 생태학을 공부하고 한국으로 돌아와 인간을 탐구하기에 이른 삶과 연구 이력, 생각 등이 생생하게 담겼다. 최 교수는 하버드대 교수직 제안을 받고도 1994년 서울대에 오게 된 사연을 이날 소개했다. 당시 한국에 들어올 때 한국에 대한 특집 기사가 담긴 ‘네이처’ 잡지를 가방에 넣어 왔다. ‘한국이 국민 세금으로 마련한 연구비를 온전히 기초과학에 투자하고, 대기업이 응용과학에 투자할 것’이라는 내용이었다. “당시 ‘아, 정부가 이제 기초과학에 투자하겠구나’ 기대했지만 지금까지 제대로 이행되지 않았다”며 “솔직히 그때 귀국하지 말걸 그랬다는 생각도 들더라”고 토로했다. 이번 책은 인간과 다른 듯 닮은 사회성 곤충의 세계를 들여다본다. 그는 “아주 어렸을 적엔 제비가 많았지만 못 본 지가 오래됐다. 제비가 먹을 곤충들의 종뿐 아니라 개체수도 줄었기 때문”이라며 “조만간 새들이나 작은 동물이 대한민국에서 대규모로 멸종하는 사태가 벌어질지 모르겠다”고 우려했다. 곤충이 사라지기 시작한 지금, 우리에게 주어진 유일한 방법으로 ‘생태적 전환’을 제시한다. 최 교수는 이와 관련해 “자연을 보호하는 게 우리를 보호하는 유일한 길”이라고 강조했다. 특히 책의 맺음말에서 죽고 사는 문제에 부딪힌 인류를 향해 “호모 사피엔스(현명한 인간)라는 자화자찬은 집어던지고 호모 심비우스(공존하는 인간)로서 겸허한 마음으로 거듭나야 한다”고 강조했다.

“역대 정부들도 그리 잘하진 못했지만, 이번 정부는 너무 못하는 거 같습니다.” 최재천(70) 이화여대 석좌교수가 정부의 기후위기 대응에 쓴소리를 날렸다. 최 교수는 14일 서울 종로구의 한 식당에서 열린 ‘최재천의 곤충사회’(열림원) 출간 기자간담회에서 “한국은 환경 관련 연구소를 많이 만들었고, 정책도 발 빠르게 만들지만, 정작 이행하지 않는다”고 지적했다. 유엔환경개발회의에서 채택한 생물다양성협약(CBD)에서 직접 겪은 굴욕도 소개했다. 당시 의장을 맡았을 때 ‘한국은 약속을 지키지도 않는 나라인데, 한국인이 의장을 하느냐’는 지적이 나와 각국 대표들이 지켜보는 가운데 연단에서 내려오는 수모를 두 번이나 겪었단다. 최 교수는 “한국은 ‘기후깡패’나 ‘기후얌체’라고 불리는데, 제가 보기엔 ‘기후바보’ 같다”면서 “재생에너지 등에 관심을 기울이지 못하면 나중에 반도체도 자동차도 팔 수 없게 된다. 정부가 빨리 나서야 한다”고 촉구했다. 이번 신간은 생태학자이자 동물행동학자, 사회생물학자로서 통섭적 연구 토대를 마련하고 사회문제에도 목소리를 내온 최 교수가 2013년부터 2021년까지 했던 강연을 추려 묶었다. 미국에서 생태학을 공부하고 한국으로 돌아와 인간을 탐구하기에 이른 삶과 연구 이력, 생각 등이 생생하게 담겼다. 최 교수는 하버드대 교수 제안을 받고도 1994년 서울대에 오게 된 사연을 이날 소개했다. 당시 한국에 들어올 때 한국에 대한 특집 기사가 담긴 ‘네이처’ 잡지를 가방에 넣어왔다. ‘한국 과학기술에 동이 텄다. 국민 세금으로 마련한 연구비를 온전히 기초과학에 투자하고, 대기업은 응용과학에 투자할 것’이라는 내용이었다. “당시 ‘아, 정부가 이제 기초과학에 투자하겠구나’ 기대했는데, 지금까지 제대로 이행이 되지 않았다”고 고개를 저었다. 특히 이번 정부가 ‘카르텔’을 운운하며 올해 ‘연구개발(R&D)’ 예산을 대폭 삭감한 것을 두고 “우리 정부가 국민 총생산 대비 연구비 투자가 세계 최대라 자랑하지만, 규모가 30조원에 그친다. 하버드대만 해도 50조가 넘는다. 300조로 늘려도 시원찮을 마당인데 그것마저 깎았다”면서 “솔직히 그때 귀국하지 말 걸 그랬다는 생각도 들더라”고 토로했다. 그러면서도 2019년 세계 동물행동학자 500여명을 이끌고 총괄 편집장으로 ‘동물행동학 백과사전’을 편찬한 일을 두고 “제자들이 다양한 동물에 대해 훌륭한 연구를 해줬기 때문에 편집장을 맡을 수 있었다. 어느덧 학계에서 다양한 동물을 깊이 있게 연구한 사람이 됐다”면서 “백과사전을 완성하고는 정말 많이 울었다”고 제자들에게 감사를 표했다. 학자이면서도 사회에 대한 비판을 서슴지 않는 것에 대해 “사회가 조금이라도 변화했으면 하는 마음으로 했던 일들이 제법 있다. 당시에는 아무 효과 없을 것 같은 느낌으로 했던 일들이 시간이 지나면서 변화하는 게 보였다”고 밝혔다. 그러면서 “한국은 집단적 현명함을 갖춘 나라라는 게 코로나19 겪으면서 밝혀졌다. 당시 ‘며칠만 집에 있어 달라’는 말에 총 들고 나와서 ‘자유를 구속하지 말라’ 했던 미국은 과학의 영역을 이해 못 하는 민도가 낮은 나라이고, 우리는 모두가 다 알아듣고 기꺼이 따랐다. 나 같은 누군가가 끊임없이 노력하면 대다수가 이를 품는 모습을 여러 번 봤다”며 “이런 게 대한민국 국민의 힘이 아닐까 생각한다”고 밝혔다. 이번 책은 인간과 다른 듯 닮은 사회성 곤충의 세계를 들여다본다. 최 교수는 곤충이 사라지기 시작한 지금, 우리에게 주어진 유일한 방법으로 ‘생태적 전환’을 제시한다. “아주 어렸을 적엔 제비가 많았지만 못 본 지가 오래됐다. 제비가 먹을 곤충들의 종뿐 아니라개체수도 줄었기 때문”이라고 설명하고 “조만간 새들이나 작은 동물이 대한민국에서 대규모로 멸종하는 사태가 벌어질지 모르겠다”고 우려했다. 이와 관련 “자연을 보호하는 게 우리를 보호하는 유일한 길”이라고 강조했다. 책의 맺음말에서 죽고 사는 문제에 부딪힌 인류를 향해 “호모사피엔스(현명한 인간)라는 자화자찬은 집어던지고 호모심비우스(공존하는 인간)로서 겸허한 마음으로 거듭나야 한다”고 강조한다. 이와 관련 우리에게 가장 부족한 것으로 ‘마주 앉아 이야기하기’를 꼽았다. “우리 삶을 좀 더 나아지게 해달라고 투표로 뽑고 월급도 주지만 여의도에 계신 분들은 눈 뜨고 있는 순간 싸움만 하는 거 같다” 꼬집고 “토론의 ‘토’의 한자가 ‘두들길 토’라고 생각해 싸움만 하는 것 같은데, 나는 깊이 생각할 ‘숙’자를 써서 ‘숙론’을 하자고 제안한다. 합의점을 찾아내고 성숙의 단계를 거치면 대한민국은 참 멋있는 사회가 될 거 같다. 은퇴 후 그걸 해보고 싶다”고 강조했다.

인류는 해와 달, 별이 있는 우주를 오랫동안 동경했다. 과학기술이 발달하면서 우주 선진국을 중심으로 지구를 벗어나 달, 화성, 소행성과 심(深)우주는 동경의 대상이 아닌 도전과 개척의 대상이 됐다. 지구에서 얻을 수 없는 희귀원소나 먼 미래의 사람이 살 수 있는 거주지를 확보하기 위한 것이다. 실용적 이유 이외에 과학자들이 우주 탐구를 멈추지 않는 것은 ‘광활한 우주에 과연 우리밖에 없을까’라는 근본적 질문에 답하기 위한 것이다. 외계에서 물의 흔적을 찾는 이유도 생명체가 존재하기 위한 최소한의 조건이라고 생각하기 때문이다. 프랑스 릴대학, 소르본대, 파리 PSL 연구대, 파리 천문대, 낭트대, UTINAM 연구소, 영국 런던 퀸 메리대, 중국 지난대 공동 연구팀은 태양계의 여섯 번째 행성인 토성의 위성 중 가장 안쪽에 있는 ‘미마스’에 바다가 존재할 수 있다는 연구 결과를 과학 저널 ‘네이처’ 2월 8일자에 발표했다.이번 연구 결과는 미국 항공우주국(NASA)이 1997년 8월 발사해 2017년 임무를 끝낸 토성 탐사선 카시니호에서 보낸 관측 자료를 분석한 것이다. 태양계 행성들의 위성 표면 아래 바다가 있을 수 있다는 증거는 점점 늘어나고 있지만 실제로 물을 관측하는 것은 어려웠다. 특히 미마스 표면은 수많은 충돌구와 갈라진 틈이 많아 물이 존재하기는 쉽지 않다는 의견이 지배적이었다. 행성이나 위성의 자전운동과 공전 궤도는 내부 물질의 영향을 받는다. 연구팀은 미마스 내부가 암석이 아닌 바다와 같은 물로 차 있을 때 관측자료를 더 잘 설명한다는 결론을 얻었다. 연구팀 계산 결과 바다는 미마스 지하 20~30㎞에 있을 것으로 분석됐다. 시뮬레이션에 따르면 지하 바다는 2500만~200만 년 전에 형성돼 여전히 진화하고 있는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 발레리 레이니 파리 천문대 박사는 “이번 연구 결과는 태양계 전체의 중간 크기 얼음 위성에는 물이 존재할 가능성이 크며 생명의 흔적을 발견할 수도 있음을 암시한다”고 말했다. 이에 앞서 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA), 코넬대, 애리조나대, 캘리포니아공과대 제트추진연구소(JPL), 퍼듀대, 노르웨이 오슬로대, 독일 드레스덴 공과대, 스웨덴 룬드대 공동 연구팀은 NASA의 화성 탐사 로버 퍼서비어런스가 화성 예제로 분화구 바닥에서 호수 퇴적층을 확인했다고 밝혔다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 1월 26일자에 실렸다.퍼서비어런스는 예제로 분화구로 주변으로 나 있는 물줄기의 흔적이 남은 삼각주(델타) 지역으로 이동해 관측했다. 이 관측에는 퍼서비어런스에 장착된 ‘림팩스’(RIMFAX)가 쓰였다. 림팩스는 10㎝ 간격으로 레이더파를 발사해 지표면 아래 약 20m 깊이까지 침투해 반사되는 파장을 분석해 물의 존재와 흔적을 탐사할 수 있는 장치다. 이번 발견으로 예제로 분화구가 물로 가득 찬 호수였으며 바닥에 퇴적층이 쌓였다는 사실을 보여주는 것으로 생명체의 흔적을 찾을 가능성을 높였다. 한편 중국과학원(CAS) 연구팀은 중국의 무인 달 탐사선 ‘창어 5호’가 가져온 달 표본을 분석한 결과 달이 기존에 알려진 것보다 더 많이 소행성, 혜성과 충돌했다고 밝혔다. 이 연구 결과는 물리학 및 재료과학 분야 국제 학술지 ‘극한에서 물질과 방사선’ 2월 7일자에 게재됐다. 연구팀 관계자는 “충돌 분화구 주변 표토에서 스티쇼바이트, 자이페르타이트, 알파 크리스토발라이트같이 초고압, 초고온에서 형성되는 물질들이 다량 발견됐다”며 “이는 우주 물체와 매우 자주 충돌했다는 것을 보여 주는 증거로 달 형성의 비밀을 풀 수 있을 것”이라고 설명했다.

네덜란드 바헤닝언대, 위트레흐트대, 독일 라이프니츠 기후 영향 연구소(PIK), 훔볼트대 농업·원예과학 연구소, 헬름홀츠 환경연구센터 공동 연구팀은 2050년에는 전 세계 3분의1 이상 강 유역이 심각한 물 부족에 시달릴 것이라고 밝혔다. 특히 중국 남부, 중부 유럽, 북미, 아프리카 지역이 심각한 가뭄에 시달릴 것으로 예측했다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 2월 7일자에 실렸다. 전 세계적으로 기후 변화, 도시 확대, 농지 확장 등으로 물 수요가 늘고 오염도 심각해지면서 안전한 식수원 확보가 시급하다. 이에 연구팀은 주요 식수원이면서 각종 경제 활동이 이뤄지는 장소인 전 세계 강 유역을 분석한 결과 기온 상승과 각종 오염 물질로 인해 물 부족으로 분류되는 강 유역이 급격히 증가하는 것으로 나타났다. 2010년 기준으로 수량 부족 유역은 984곳, 수량이 부족하고 수질 상태도 좋지 않은 곳은 2571곳이었다. 그런데 2050년에는 3061개 유역이 수량과 수질이 모두 최악의 상태가 될 것으로 예측됐다. 이렇게 되면 30억명의 인구가 안정적 수자원 공급에 위협을 받게 된다.

미국 중남부에는 강한 폭우가 쏟아져 85만 가구가 정전되고, 남미 지역은 연일 40도가 넘는 불볕더위로 사람들이 쓰러지고 있다. 세계경제포럼(WEF)이 최근 발간한 ‘전 세계 위험 보고서 2004’에 따르면 올해 가장 강력하고 광범위한 위험으로 ‘극한 기상’이 꼽혔다. 중장기적 위험으로도 1~4위가 모두 기후 환경 문제가 거론됐다. 산업화 이전 대비 지구 평균 기온 상승이 1.5도를 넘으면 극한 기후는 일상화되고 지구 환경 파괴는 되돌릴 수 없는 상태가 될 가능성이 크다. 많은 전문가가 2030년이 되면 1.5도 상승을 넘어설 것이란 예측을 하고 있다. 그렇지만 호주와 미국 연구진이 이미 1.5도 상승을 넘어섰고 조만간 2도 상승도 돌파할 것이라는 충격적 분석을 내놨다. 호주 서호주대 대양연구소, 미국 인디애나주립대 지구·환경 시스템학과, 푸에르토리코-마야구에스대 해양과학과 공동 연구팀은 지표면 평균 온도가 ‘티핑 포인트’인 1.5도를 넘어섰다고 밝혔다. 10년 뒤가 되면 2도를 넘어설 수도 있다는 예측도 함께 내놨다. 이 연구 결과는 기후학 분야 국제 학술지 ‘네이처 기후 변화’ 2월 6일 자에 실렸다. 2015년 파리 협정으로 전 세계적으로 산업화 이전 대비 기온 상승을 2도 이하로 유지하고, 1.5도로 제한할 것을 결의했다. 연구팀은 다른 지역보다 기온의 변동성 폭이 크지 않은 동부 카리브해에서 채취한 경화 해면체 골격을 활용해 지난 300년 동안 해양 혼합층 온도를 조사했다. 해양 혼합층은 대기와 상호작용하는 물속 영역으로 해양 온도와 대기 온도의 변화를 간접적으로 조사할 수 있는 영역이다. 경화 해면체는 탄산칼슘 골격에 화학적 변화를 나이테처럼 갖고 있어, 온도 변화의 자연 기록 보관소 역할을 한다. 그 결과, 산업화가 본격화되기 이전 시기인 1700~1790년과 1840~1860년에는 기온 변화가 안정적인 것으로 나타났다. 화산 활동으로 인해 갑자기 냉각된 시기의 간극이 있었던 것으로도 확인됐다. 이번 연구에 따르면 인간 활동과 관련된 온난화는 1860년대 중반부터 시작돼 1870년대 중반에는 뚜렷하게 나타났다. 이번 분석은 이전 고(古)기후 분석 결과들과 일치했다. 또 해양 혼합층과 지표면 온도가 1961~1990년에 약 0.9도 상승한 것으로 분석됐다. 이는 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)의 1850~1900년 기온 상승 추정치인 0.4도보다 높은 것으로 조사됐다. 놀라운 것은 이런 기록을 바탕으로 시뮬레이션해본 결과 1.5도 온난화에 이미 도달했으며, 2018~2022년 사이에 1.7도까지 상승한 것으로 연구팀은 추정했다. 연구를 이끈 맬컴 맥컬로치 서호주대 교수(지구 생화학)는 “이번 연구 결과를 보면 지구 평균 온도 상승을 1.5도 이하로 제한할 기회는 이미 지나갔으며, 2도 이하로 유지하려는 목표 수정이 필요하다”라면서 “전 세계 기후 위기를 해결하기 위해서는 즉각적인 행동이 필요하다는 것을 보여준다”라고 설명했다.

동물원에서 아이들이 가장 귀여워하는 동물 중에 해달과 수달이 있다. 수달은 식육목 족제비과 수달아과 수달속 동물이고 해달은 식육목 족제비과 수달아과 해달속 동물이다. 서식 장소나 몸 크기, 특성 등이 다르지만 동물 마니아가 아닌 이상 해달과 수달을 구분하기는 쉽지 않다. 그래서 온라인에서는 “딱 봤을 때 똑소리 나게 생기면 수달, 나한테 조개를 뺏겨도 ‘어어’ 할 것 같으면 해달”이라는 우스개 분류법이 돌기도 했다. 멸종위기 종인 해달과 수달을 보호하는 것은 생물다양성 확보 차원에서도 필요하지만, 생태 교란 동식물을 먹잇감으로 삼기 때문에 생태계 균형 측면에서도 중요하다. 미국과 캐나다 과학자들은 해달이 서식지 주변 염습지의 침식 속도를 최대 90%까지 늦춰 준다는 새로운 사실을 확인했다. 미국 소노마주립대, 듀크대, 캘리포니아 샌타크루즈대(UCSC), 캘리포니아 샌타바버라대(UCSB), 플로리다대, 모스랜딩해양연구소, 캘리포니아 몬터레이수족관, 지질조사국(USGS), 캐나다 니드라환경연구소, 사이먼프레이저대 소속 해양학자, 생물학자, 수학자들이 참여한 이번 연구는 과학저널 네이처 2월 1일자에 발표됐다. 염습지 생태계는 온대 해안 지역 야생동물과 인간 모두에게 중요한 서식지로 꼽힌다. 염습지는 조수에 의해 바닷물이 쉽게 드나들어 염분 변화가 큰 습지로 거머리말, 바닷말 등 염생식물이 사는 지역이다. 하구 입구, 만의 안쪽, 울타리 섬의 육지쪽에 잘 발달하는데, 한국에서는 낙동강 하구나 전남 순천만에서 만날 수 있다. 최근에는 염습지의 탄소 흡수량이 일반 갯벌보다 최대 5배 많다는 연구 결과가 나와 주목받기도 했다. 문제는 염습지가 해안 개발, 온난화로 인한 해수면 상승, 외래종 침입으로 점점 줄고 있다는 점이다. 또 남획으로 인한 염습지 토착 포식자가 줄어들면서 게, 달팽이 같은 종들이 늘어 해안선 침식과 침하가 발생하기도 한다. 이 때문에 염습지 생태계의 최상위 포식자 숫자를 늘리면 이런 파괴 현상이 줄어들 것이라는 주장이 있지만, 과학적으로 검증되지 않았다. 이에 연구팀은 1985년부터 2018년까지 미국 캘리포니아 중부 해안 지역을 대상으로 해달 개체수와 습지 가장자리 침식을 정밀 분석했다. 그 결과 습지 침식 감소 정도가 해달의 생태 밀도 증가와 밀접한 관계가 있음을 발견했다. 연구팀은 이런 상관관계를 더 자세히 파악하기 위해 캘리포니아 중부 해안 보호 구역 엘크혼슬라우의 5개 구역을 대상으로 3년 동안 해달의 개체수, 해달에 의한 해안 게 소비량, 습지 가장자리 침식을 재조사했다. 그 결과 해달의 존재가 해안 게 개체수를 억제해 습지 가장자리의 강도와 복원력을 개선하는 것으로 확인됐다. 13개 구역을 대상으로 해달의 서식지가 형성되기 이전인 2009~12년과 서식지 형성 이후인 2015~17년 습지 가장자리를 비교한 결과 역시 해달이 많이 서식하는 구역의 습지 침식률이 해달 밀도가 낮은 습지보다 약 69% 낮은 것으로 나타났다. 연구팀은 공간 분석을 통해 해달 밀도가 높은 지역이 낮은 지역보다 해안 게의 개체수도 약 67% 적은 것을 확인했다. 연구를 이끈 브렌트 휴즈 소노마주립대 교수(해안생태학)는 “사람의 힘으로 습지를 복원하기 위해서는 엄청난 비용이 투입돼야 하지만, 해달이라는 해안 생태계 최고 포식자가 들어와 해안 게를 먹어 치우는 것만으로 습지를 보존할 수 있게 됐다는 점은 의미심장하다”고 했다. 휴즈 교수는 “이번 연구는 무너진 먹이사슬을 되돌리는 것만으로도 생태계를 복원할 수 있다는 가능성을 보여 줬다”고 밝혔다.

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.