국내 연구진이 전기차의 주행거리를 이론상 3배 이상 늘릴 수 있는 배터리 기술을 개발했다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과 연구팀은 리튬이온배터리의 고용량 음극 소재인 실리콘의 내구성을 획기적으로 늘릴 수 있는 합성기술을 개발했다. 이번 연구결과는 소재과학 분야 국제학술지 ‘네이처 에너지’ 12월 14일자에 실렸다. 전기차의 1회 충전 주행거리는 탑재된 배터리 용량에 비례하는데 음극소재에 좌우된다. 이에 한다. 특히 현재 사용되는 리튬이온배터리의 음극소재는 흑연인데 흑연보다 이론적 용량이 10배 이상 큰 소재가 바로 실리콘이다. 문제는 실리콘을 이용해 음극을 만들었을 경우 충방전 때마다 실리콘 부피가 3배 이상 부풀어 오른다는 것이다. 더군다나 팽창과 수축을 반복하면서 구조적 손상이 발생하기 쉽고 팽창하면서 가스에 의한 폭발 위험도 있다. 이 때문에 흑연에 실리콘 소재를 5% 안팎으로만 포함시켜 사용하거나 덩어리 실리콘을 잘게 부숴 합성하는 방식을 활용했다. 연구팀은 양자역학계산을 통해 원료물질을 가스형태로 만들어 합성하는 기상증착을 통해 실리콘 입자를 1나노미터 이하로 줄이는데 성공했다. 이렇게 합성된 실리콘 음극재의 부피 팽창률을 측정했을 때 상용 흑연소재와 유사한 15% 내외에 불과했다. 흑연 음극재의 경우 충전시 13% 정도 팽창했다. 실제로 각형 셀로 만든 실리콘 음극재 평가에서 2800회 충방전을 반복한 뒤에도 초기 용량의 91%를 유지하는 것이 관찰됐다. 이번에 개발된 실리콘 기반 음극소재는 전기자동차 뿐만 아니라 고용량 에너지 저장시스템(ESS)에도 적용이 가능한 것으로 기대되고 있다. 연구를 이끈 조재필 특훈교수는 “이번 기술은 실리콘 입자 성장과정에 대한 이해를 바탕으로 단점을 효과적으로 해결한 합성법을 찾았다는데 의미가 있다”라며 “더군다나 이번 개발한 기술은 대량생산이 쉽고 생산비용 절감효과도 있을 것”이라고 말했다.

목성 질량의 11배에 달하는 거대한 외계행성이 발견됐다. 행성이 존재할 수 없는 환경이라고 여겨졌던 곳에서 발견된 이 행성은 과학자들의 통념을 깨는 사례로 기록됐다. 로이터 통신의 9일 보도에 따르면 ‘b 센타우리 b’로 명명된 이 외계행성은 지구에서 325광년 떨어진 우주를 돌고 있으며, 질량은 목성의 11배에 달해 지금까지 발견된 행성 중 가장 무거울 것으로 추측된다. b 센타우리 b는 두 개의 외계행성으로 이뤄져 있으며, 약 1500만 년 전 형성된 것으로 보인다. 45억 년 전 형성된 태양계에 비하면 매우 어린 행성에 속한다. 새로운 외계행성을 발견한 스웨덴 스톡홀름대학 천문학자 마커스 잔슨 연구진은 2019년 3월 20일 칠레에 있는 유럽남방천문대(ESO)의 초대형망원경(VLT)를 이용해 두 행성 중 하나를 먼저 발견했고, 뒤이어 4월 10일에 주위를 함께 공전하는 또 하나의 행성을 발견했다. 연구진은 행성에서 감지되는 빛의 세기 등을 통해 지구와 외계행성 간의 거리 및 질량과 온도 등을 측정했다. 그 결과 두 개의 외계행성 중 주(主) 행성에 속하는 별은 다른 하나에 비해 3배 더 뜨겁고 많은 양의 자외선과 X선을 방출하는 것으로 확인됐다.별은 뜨거울수록 더 많은 고에너지의 복사열을 만들어내므로, 주변 물질이 더 빨리 증발할 수 있다. 특히 지금까지 태양 질량의 3배 이상인 행성이 발견된 적은 없었다. 전문가들은 태양의 수 배에 달하는 행성은 다량의 방사선을 방출해 주변에서 다른 행성이 만들어질 때 이를 방해한다고 여겨왔다. 그러나 이번 외계행성은 지금까지의 통념을 완전히 뒤집는 사례가 됐다. 주 행성에 속하는 별이 태양보다 매우 뜨겁고 무거움에도, 이 주위에서 또 다른 행성이 나란히 발견됐기 때문이다. 연구진은 “b 센타우리 b와 같은 별들은 일반적으로 매우 파괴적이고 위험한 성질을 가졌다고 간주되었고, 이 때문에 주변에 새로운 행성이 만들어지는 것이 매우 어렵다고 여겨졌었다. 그러나 새롭게 발견된 행성은 기존의 예측을 뒤집었다”고 설명했다. 이어 “이 외계행성은 우리가 지구와 태양계에서 경험하는 것과는 완전히 다른 환경을 가지고 있을 것이다. 극도의 방사선이 지배하는 가혹한 환경이며, 매우 뜨겁고 무겁다”면서 “이번 연구 결과는 우리 예상보다 훨씬 더 거대한 항성계가 존재할 수 있음을 보여준다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 세계적인 과학저널 네이처 최신호(8일자)에 실렸다.

국내 연구진이 인터넷을 이용해서 뇌 신경회로를 원격제어할 수 있는 기술을 개발했다. 뇌질환 치료뿐 아니라 원격진료에도 활용될 수 있을 것으로 기대되는 기술로 주목받고 있다. 정재웅 카이스트 전기및전자공학부 교수팀은 미국 세인트루이스 워싱턴대, 콜로라도 볼더대 연구진과 함께 사물인터넷(IoT) 기반의 뇌신경회로 원격제어 시스템을 개발했다고 8일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의공학분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’에 실렸다. 고령화사회에 접어들면서 알츠하이머, 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환을 앓는 환자들이 늘고 있다. 이에 따라 근본적인 뇌질환 치료법 개발을 위한 효과적인 뇌연구가 필요한 상황이지만 연구 성과는 기대에 못 미치고 있다. 기존 뇌과학 연구에 사용되던 장치 대부분은 유선방식이어서 실험동물들의 움직임이 자유롭지 못해 정확한 뇌 연구 결과를 얻기 어려웠던 탓이다. 연구팀은 사물인터넷 기술을 접목시켜 여러 개의 뇌 이식용 기기들을 인터넷으로 원격 제어하거나 예약된 스케줄에 따라 자동으로 작동되도록 하는 무선네트워크 시스템을 개발했다. 무선장치 ‘뉴럴 임플란트’를 수십 마리 쥐 신경회로에 이식해 자유롭게 제어하면서 쥐의 먹이 섭취량, 활동량, 다른 쥐와의 사회적 상호작용 빈도를 조절하는 데 성공했다. 다수 동물의 뇌 신경회로를 동시에 독립적으로 원격 제어할 수 있다는 것을 밝혀낸 것이다. 연구팀은 더 광범위한 적용을 위해 인공지능 기반 실시간 뇌파 원격 모니터링 기술을 개발해 이번 기술과 접목시키는 추가 연구를 계획하고 있다. 정 교수는 “이번에 개발된 기술은 다양한 퇴행성 뇌질환과 정신질환의 발병 메커니즘을 규명하고 치료법을 개발하면서, 원격의료 구축에도 적용될 수 있을 것으로 본다”고 설명했다.

11월 초 단계적 일상회복(위드 코로나)이 시작됐을 때만 해도 곧 일상으로 돌아갈 것이라는 기대감이 컸습니다. 그렇지만 코로나19의 변이 바이러스 오미크론이 확산되고, 이달 말이면 신규 확진자가 1만명에 육박할 수도 있다는 예측이 나오면서 일상회복에 대한 희망이 다시 멈췄습니다. 코로나19가 사라지면 가장 하고 싶은 일로 여행과 운동이 꼽혔다는 조사 결과가 있었습니다. 코로나19 확산으로 많은 사람들이 ‘코로나 블루’(코로나 우울증)를 호소했던 것도 이동이 제한되면서 나타난 현상이라고 분석한 학자들도 있습니다. 규칙적인 운동이 신체건강은 물론 뇌건강과 인지, 정서 기능에 유익하다는 것은 잘 알려져 있습니다. 그렇지만 어떤 과정을 거쳐 건강에 도움을 주는지는 명확히 확인되진 않았습니다. 미국 스탠퍼드대 의대 중심의 공동연구팀은 규칙적인 신체활동이 혈액 내 항염증 물질을 증가시켜 체내 염증 수치를 낮춰 줄 뿐만 아니라 뇌에 염증유발물질이 축적되는 것을 막아 준다고 밝혔습니다. 스탠퍼드대 의대 신경과학과, 노화생물학연구센터, 신경과학연구소, 화학 및 시스템생물학과, 행동·기능성 신경과학연구실, 유전학과, 이비인후과, 팰러알토 보훈병원, 스탠퍼드 챈·저커버그 바이오허브, 캘리포니아주립대 심리학과, 캘리코생명과학 과학자들이 참여한 이번 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’ 12월 9일자에 실렸습니다. 연구팀은 생후 3~4개월 된 생쥐 50마리를 두 집단으로 나눠 한 집단에는 매일 일정 시간 쳇바퀴를 돌리도록 했습니다. 다른 그룹은 이런 운동을 시키지 않았습니다. 28일이 지난 뒤 운동을 꾸준히 한 생쥐의 혈액 중 혈장 성분만 뽑아 운동을 하지 않은 생쥐에게 주사한 뒤 변화를 관찰했습니다. 그 결과 운동한 생쥐의 혈장을 수혈받은 생쥐들도 해마세포가 늘어나고 활성화되는 것이 관찰됐다고 합니다. 실제로 운동은 않고 혈장을 수혈받은 생쥐를 대상으로 기억력, 판단력, 운동능력을 측정한 결과 꾸준히 운동했던 생쥐들과 비슷한 수준으로 나타났습니다. 연구팀은 운동한 생쥐의 혈장을 분석한 결과 ‘클러스테린’이라는 단백질이 증가했고, 이것이 항염증 효과를 갖는다는 것을 확인했습니다. 연구팀은 급성 뇌염을 유발한 생쥐와 알츠하이머를 일으킨 생쥐에게 클러스테린을 정맥주사한 결과 뇌에 축적된 염증 물질이 낮아지는 것을 관찰했습니다. 연구팀은 또 경도인지장애를 겪는 남녀 환자 20명에게 6개월 동안 꾸준히 신체운동을 시킨 뒤 혈액 검사를 했습니다. 운동 후 인지기능 회복이 관찰됐으며, 운동 전보다 클러스테린 수치가 늘어난 것도 확인됐습니다. 운동을 하면 혈액 속 뇌에 도움이 되는 항염증 인자가 증가한다는 증거입니다. 토니 와이즈 코레이 스탠퍼드대 교수는 “운동이 혈장 속 항염증 인자를 자극해 퇴행성 뇌질환을 예방하고 완화시키는 데 도움이 될 수 있다는 것을 보여 준 연구”라고 말했습니다. 규칙적인 운동이 면역력을 강화시켜 코로나19 같은 감염병도 쉽게 극복할 수 있게 도와준다는 연구들이 많습니다. 운동이라고 해서 체육관까지 가야 할 필요는 없습니다. 코끝이 찡한 추위에 코로나19 확산도 심상치 않지만 마스크를 잘 착용하고 적당한 거리를 유지하면서 하루 30분 정도 가벼운 산책이나 조깅 수준의 운동이라도 한다면 면역력을 높이는 데 도움이 될 겁니다.

국내 연구진이 인터넷을 이용해서 뇌 신경회로를 원격제어할 수 있는 기술을 개발했다. 뇌질환 치료 뿐만 아니라 원격진료에도 활용될 수 있을 것으로 기대되는 기술로 주목받고 있다. 정재웅 카이스트 전기및전자공학부 교수팀은 미국 세인트루이스 워싱턴대, 콜로라도 볼더대 연구진과 함께 사물인터넷(IoT) 기반의 뇌신경회로 원격제어 시스템을 개발했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 의공학분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’에 실렸다. 고령화사회에 접어들면서 알츠하이머, 파킨슨병 같은 퇴행성 뇌질환을 앓는 환자들이 늘고 있다. 이에 따라 근본적인 뇌질환 치료법 개발을 위한 효과적인 뇌연구가 필요한 상황이지만 연구성과는 기대에 못 미치고 있다. 연구장비의 한계 때문이다. 실제로 기존 뇌과학 연구에 사용되던 장치 대부분은 유선방식이어서 실험동물들의 움직임이 자유롭지 못해 정확한 뇌 연구 결과를 얻기 어려웠다. 이에 연구팀은 사물인터넷 기술을 접목시켜 여러 개의 뇌 이식용 기기들을 인터넷으로 원격 제어하거나 예약된 스케줄에 따라 자동으로 작동되도록 하는 무선네트워크 시스템을 개발했다. 이를 통해 실험 동물들의 특정 뇌 회로를 원격 제어할 수 있게 했다. 연구팀은 ‘뉴럴 임플란트’라고 하는 자동원격제어 기능을 갖춘 무선장치가 이식된 수십 마리 쥐의 뇌 신경회로를 광유전학적 방법으로 완전 자동화된 뇌 실험이 가능하다는 것을 증명했다. 자동 제어실험으로 쥐의 먹이 섭취량, 활동량, 다른 쥐와의 사회적 상호작용 빈도를 조절하는데 성공해 다수 동물의 뇌 신경회로를 동시에 독립적으로 원격 제어할 수 있다는 것을 밝혀낸 것이다. 연구팀은 더 광범위한 적용을 위해 인공지능 기반 실시간 뇌파 원격 모니터링 기술을 개발해 이번 기술과 접목시키는 추가 연구를 계획하고 있다. 정재웅 카이스트 교수는 “이번에 개발된 기술은 다양한 퇴행성 뇌질환과 정신질환의 발병 메커니즘 규명과 치료법 개발은 물론 먼 거리에 있는 퇴행성 뇌질환과 정신질환 등을 앓는 환자들이 병원을 방문하지 않고 치료받을 수 있는 원격의료 구현에도 적용될 수 있을 것”이라고 설명했다.

발기부전 치료제 비아그라(성분명 실데나필)가 알츠하이머 치매 예방에 도움이 될 수도 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 클리블랜드 클리닉 유전체 의학 연구소의 청페이슝(Feixiong Cheng) 교수 연구팀이 700여만명의 의료보험 급여 자료를 토대로 비아그라 사용자와 비사용자의 치매 발생률을 컴퓨터 모델링을 통해 비교 분석한 결과 이 같은 사실이 확인됐다고 UPI통신이 6일 보도했다. 전 세계 5000만명 이상이 앓고 있는 알츠하이머 치매는 아직까지 별다른 치료제가 없는 상황이다. 지난 6월 미국 바이오젠과 일본 에자이가 개발한 아두헬름(성분명 아두카누맙)이 신약 허가를 받았지만 여전히 효능을 의심하는 전문가들이 많다. 연구팀은 알츠하이머를 일으키는 것으로 알려진 베타 아밀로이드와 타우 단백질에 작용할 약물을 찾아내려고 했다. 베타 아밀로이드는 신경세포를 보호하는 단백질이지만 세포에서 떨어져 나와 덩어리가 되면 오히려 신경세포에 손상을 준다. 타우 단백질은 세포 안에서 신경섬유 응집체를 형성해 역시 신경세포에 손상을 일으킨다. 연구팀은 알츠하이머 치료제로 효과가 있으려면 두 단백질 모두에 작용하는 약물이어야 한다고 생각했다. 이에 먼저 대규모 ‘유전자 매핑 네트워크’를 활용했다. 인간 유전자 해독 정보와 35만여개의 단백질 간 상호작용 지도를 토대로 베타 아밀로이드와 타우 단백질이 동시에 작용하는 인체 부위를 찾아냈다. 이어 미국 식품의약국(FDA)이 허가한 약물 성분 1608종을 대상으로 두 단백질이 겹치는 곳에 효과가 있는 약물을 골라냈다. 그 결과 14종의 심혈관계 치료제 중 비아그라의 실데나필 성분이 효과가 제일 높을 것으로 예측됐다. 연구팀은 이어 미국 의료보험 시스템에 등록된 방대한 환자 데이터를 분석해 비아그라 복용과 치매 발생률 간 통계를 도출해냈다. 미국인 700만명 이상의 6년치 진료 기록을 분석한 결과 실데나필 복용자는 다른 사람들보다 알츠하이머 치매 발병 위험이 69% 낮게 나왔다고 연구팀은 밝혔다. 다른 고혈압, 당뇨병 치료제 복용 그룹보다도 55~63% 낮았다. 특히 관상동맥 질환(심장병), 고혈압, 2형 당뇨병 등 치매 위험과 연관이 있는 기저질환을 지니고 있는 사람이 비아그라를 사용하면 치매 위험이 낮아지는 경향을 보였다. 그러나 이러한 기저질환이 없는 사람도 비슷한 효과가 있는 것으로 나타났다. 연구팀은 비아그라 외에도 지금까지 치매 예방에 도움이 되는 것으로 알려진 혈압약 로사르탄, 딜티아젬, 당뇨약 메트포르민, 글리메피리드의 사용자와 비사용자 간 치매 발생률도 비교 분석했다. 그 결과 비아그라 사용자의 치매 위험은 로사르탄 사용자보다 55%, 메트포르민보다 63%, 딜티아젬보다 65%, 글리메피리드보다 64% 낮은 것으로 분석됐다. 연구팀은 줄기세포 배양으로 만든 치매 환자의 뇌세포를 시험관에서 비아그라에 노출해봤다. 그 결과 뇌세포의 성장이 촉진되고 치매와 관련된 뇌 신경세포의 비정상 단백질 타우가 줄어드는 것으로 나타났다. 다만 이번 연구가 실데나필과 알츠하이머 치매 사이의 인과 관계를 명확히 입증해주는 것은 아니라면서 위약 대조군과 남녀 모두를 포함하는 무작위 임상시험이 필요하다고 연구팀은 강조했다. 특히 이번 연구는 비아그라가 주로 발기부전 개선을 위해 활용되고 있다는 점에서 환자 데이터 중 여성이 2%에 불과하다는 것이 한계점이다. 인구 전체를 반영하지 못한 것이다. 그렇지만 이번 연구는 이미 치료제로 허가받아 안전성이 확인된 약물 중에서 알츠하이머 치료제로도 활용될 가능성을 찾았다는 점에서 주목을 받고 있다. 이른바 ‘신약 재창출’이라 불리는 연구 방식을 통해 향후 임상에 드는 시간과 비용을 아낄 수 있게 된 것이다. 에볼라 치료제로 개발되려던 렘데시비르가 코로나19 치료제로 허가받은 것이 신약 재창출의 대표적인 사례다. 비아그라 역시 애초에 심장질환 치료제로 개발되는 과정에서 남성의 발기라는 부작용이 발견되면서 그 효능이 전환된 약물이다. 이 연구 결과는 영국의 과학전문지 ‘네이처 에이징’(Nature Aging) 최신호에 실렸다. 연구진은 “파킨슨병, 근위축성 측삭 경화증(루게릭병) 같은 다른 퇴행성 뇌질환에도 효과가 있는지 알아볼 계획”이라고 밝혔다.

남아프리카에서 오미크론 변이가 발견된 것을 계기로 세계 보건의료계에서는 선진국의 ‘백신 독점’을 비판하는 목소리가 높아지고 있다. 선진국이 백신을 사재기하며 부스터샷(추가접종)에 열을 올리는 동안 저개발국은 1차 접종조차 하지 못하는 ‘백신 아파르트헤이트(극단적 인종분리)’가 발생하고 있다는 것이다. 5일(현지시간) 영국 옥스퍼드대 마틴스쿨이 운영하는 통계 사이트 ‘아워 월드 인 데이터’에 따르면 지난달 24일 기준 영국의 백신 완전 접종률이 67.8%, 미국이 58.9%에 달한 반면 아프리카 국가들은 20%대에서 적게는 1%대에 그쳤다. 아프리카의 낮은 백신 접종률은 백신 보급이 더딘 탓이 크다. 백신의 균등한 공급을 위한 국제 프로젝트인 코백스(COVAX)는 중·저소득 국가에 올해 말까지 백신 20억개를 공급하겠다는 목표를 세웠다. 그러나 미국 ABC뉴스에 따르면 지난달 말까지 실제 이들 국가에 전달된 백신은 5억 7000여개에 그쳤다. 공급된 백신이 제대로 보급되지 않는 데에는 중·저소득 국가들 안팎의 문제가 복잡하게 작용한다. 정부의 행정력이 부족해 지방 곳곳에 접종 체계가 닿지 않는가 하면 과거 유럽의 식민 지배를 받으며 생체실험에 동원된 악몽이 있는 주민들이 백신에 거부감을 보이기도 한다. 백신을 저온에서 운송하는 장비조차 부족한 상황에서 유통 기한이 짧은 백신이 공급되면 무용지물이다. 실제 말라위와 동티모르 등에서는 백신이 폐기 수순으로 이어졌다. 과학전문지 네이처는 지난 1일 “아프리카에서 백신 접종률을 높이는 것이 신종 변이의 출현을 막고 전 세계적으로 코로나19 통제를 가속화하는 길”이라고 했다.

인류의 오랜 소망은 ‘불로장생’이다. 최근 의학과 과학기술의 발달로 백세시대가 코 앞으로 다가왔다. 그렇지만 중요한 것은 단순히 오래 사는 것이 아니라 건강하게 오래사는 건강수명이다. 이 때문에 건강수명 연장을 위한 연구도 활발하다. 이런 가운데 과학자들이 포도씨 속에 포함된 물질이 노화방지에 효과가 있어 건강하게 나이들도록 도와줄 수 있다는 동물실험 결과를 내놔 주목받고 있다. 중국과 미국 공동연구팀은 포도씨 속에 포함된 천연화합물인 플라보노이드 물질이 건강을 증진시키고 수명 증가 효과가 있다고 밝혔다. 이번 연구팀에는 중국 과학기술원대학 상하이 영양보건연구소, 상하이교통대 의대 보건과학연구소, 빈주의과대 노화의학연구소, 광저우 재생의학연구소, 미국 벅 노화연구소, 로렌스버클리국립대, 메이요클리닉, 시애틀 워싱턴대 연구진이 참여했다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 메타볼리즘’ 12월 7일자에 실렸다. 화학물질이나 방사선에 노출되거나 나이가 들면 세포는 노화되기 마련이다. 이 같은 노화된 세포가 체내에 축적되면 신체의 기능들이 점점 쇠퇴해 작동하지 않게 되면서 심혈관질환이나 각종 퇴행성신경질환 등에 시달리게 된다. 연구팀은 다양한 식물의 추출물을 인체세포에 주입해 노화에 미치는 영향을 살펴봤다. 연구팀은 다양한 천연물 중 포도씨 추출물, 특히 프로시아디닌C1(PCC1)이 노화세포를 제거하고 세포의 노화를 예방하는데 도움이 되는 것으로 확인됐다. 코코아, 초콜릿, 녹차, 포도 등에서 많이 발견되는 폴리페놀 성분으로 지방질 산화를 억제하고 자유라디칼을 제거해 심혈관 보호에 도움을 주는 것으로 알려져 있었다. 연구팀은 사람으로 치면 75~90세에 해당되는 생후 24~27개월 된 늙은 생쥐 91마리를 두 그룹으로 나눠 한 집단에만 8주 동안 격주로 PCC1을 주사했다. 8주가 지난 뒤 세포상태와 추적조사를 실시한 결과 PCC1를 주사한 생쥐들의 체내 노화세포 분포가 그렇지 않은 생쥐들보다 줄어들었으며 노화로 인해 나타나는 각종 질병은 60% 이상 줄었으며 수명도 9~10% 정도 긴 것으로 확인됐다. 이번 연구를 이끈 선 유 중국과기원대 교수는 “PCC1이 노화를 막고 수명을 연장시키는 정확한 메커니즘과 사람에게 적용 가능한지 여부는 추가 연구를 통해 확인해봐야겠지만 이번 연구는 천연물 속에 포함된 PCC1이 노화 관련 질환 치료제로 활용가능성을 보여주고 있다”라고 설명했다.

코로나19의 새로운 변이인 오미크론이 빠르게 퍼지고 있는 가운데, 여전히 가장 큰 위협이 되고 있는 델타 변이가 중증화하는 원인을 일본의 연구자들이 밝혀냈다. 아사히신문 5일자 보도에 따르면, 도쿄대 등 연구진은 세포 및 동물 실험을 통해 이 같은 사실을 알아냈다고 네이처지 최신호에 발표했다. 이들 연구자는 이번 연구에서 델타 변이에 감염된 세포끼리 덩어리를 만드는 성향이 커진다는 사실을 알아내고, 이에 따라 세포가 죽을 때 폐의 조직에 더 심한 손상을 입히는 것으로 보고 있다. 델타 변이는 지난해 말 인도에서 출현한 뒤 올해 들어 전 세계적으로 확산해 가장 많은 감염자를 발생시켰다. 특히 중증화 위험이 커 관련 연구자들의 주목을 받고 있지만, 특징은 여전히 잘 알려지지 않았다. 그런데 이번 연구에서는 실험용 세포에 델타 변이를 감염시키자 기존 바이러스보다 세포끼리 붙어 평균 3~6배 큰 덩어리를 형성하는 경향이 있는 것으로 확인됐다. 햄스터를 대상으로 한 동물 실험에서도 델타 변이에 감염되면 기존 바이러스 감염 사례보다 체중이 더 줄고 폐의 염증도 더 심해지는 것으로 나타났다. 특히 연구진은 델타 변이에서 특정적으로 나타나는 ‘P681R’라는 돌연변이에 주목했다. 이는 스파이크 단백질의 일부분인 681번째 아미노산 벽돌의 종류가 프롤린(P)에서 아르기닌(R)으로 바뀐 것이다. 스파이크 단백질은 바이러스 표면의 돌기 부분으로 체내 침투에 관여한다. 연구진은 봉쇄 기능이 완비된 실험 시설에서 해당 돌연변이를 갖는 인공 코로나바이러스를 만드는 기술을 사용해 기존 바이러스와 여기에 P681R 돌연변이만을 더한 인공 바이러스를 만들어 특성을 비교했다. 그 결과, P681R 돌연변이만 있는 바이러스에서도 세포가 덩어리화해 햄스터의 체중이 감소하고 폐 상태가 악화하는 현상이 나타나는 것으로 확인됐다. 이에 대해 연구진은 “폐 조직에는 세포들이 질서정연하게 있지만, 델타 변이에 감염되면 세포들이 덩어리화해 그 질서가 깨지거나 세포가 사멸할 때 조직 손상이 더 커지는 등 증중화로 이어지는 것이 아닐까 생각할 수 있다”고 설명했다.

지난해 2월 대구와 5월 서울 이태원 때처럼 이번 코로나19 변이 바이러스 ‘오미크론’의 국내 확산도 감염자의 거짓말로 인해 방역의 골든타임을 놓쳤기 때문으로 지적되고 있다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 오미크론 변이 감염자가 발생한 국가가 전 세계 35개국이며 남아프리카공화국에서는 델타변이를 넘어 우세종으로 자리잡고 있다는 보고까지 나오고 있다. 오미크론 변이의 확산속도가 너무 빨라 과학자들도 정체를 여전히 정확히 파악하지 못하고 있다고 과학저널 ‘네이처’는 3일 분석을 내놨다. 네이처에 따르면 과학자들은 오미크론 변종의 전염성, 심각성, 백신회피능력 세 가지에 초점을 맞춰 연구를 하고 있지만 아직 명확한 결론들은 나오지 않은 상태이다. 오미크론에 대응하기 위해서 반드시 알아야할 이 세가지 정보가 명확해지기까지는 앞으로도 몇 주가 더 걸릴 것이라는 예측이 지배적이다. 남아공 국립전염병연구소(NICD)가 WHO에 오미크론 변이를 처음 보고한 것은 지난달 24일이었는데 일주일도 안 돼 전 세계 35개국 이상에서 공식적으로 확인된 상태이다. 이를 근거로 분자미생물학자와 감염병학자들은 오미크론의 전염성이 이전 델타변이보다 크다는 것은 확실하다고 보고 있다. 추정되고 있는 오미크론의 감염재생산지수 R0는 2 이상이다. 오미크론 감염자 증가 추이와 1차 염기서열 분석 데이터만으로 볼 때 오미크론은 같은 기간 델타변이보다 3~6배 정도 전염성이 큰 것으로 분석됐다. 스위스 베른대 감염병학자 크리스티안 알타우스 박사는 “남아공의 경우는 확실히 R0 수치가 델타변이보다 큰 것은 사실이지만 이것만으로 오미크론의 전염성이 크다고 판단하기는 어렵다”라며 “아프리카 지역에서와 같이 유럽이나 북미, 아시아 지역에서도 나타날 경우에만 오미크론의 감염력이 델타보다 크다고 결론을 내릴 수 있을 것”이라고 지적했다.또 남아공에서의 확산 추이를 봤을 때 오미크론이 백신 면역회피능력도 있을 것으로도 추정된다. 오미크론은 스파이크 단백질의 32개가 변이를 일으켜 체내 침투가 훨씬 용이하다는 것이다. 또 화이자나 모더나 같은 RNA 백신을 2회 접종했거나 코로나19에 감염됐다가 회복된 사람들의 혈액과 세포실험을 한 결과 일부에서 오미크론 변이가 내성을 갖고 있는 것으로 확인됐다는 것이다. 오미크론의 돌파감염 가능성을 완전히 배제할 수 없지만 델타변이 때처럼 기존 백신들도 감염위험과 중증전환율을 낮춰준다는 것은 확실하다는 것이 과학자들의 일치된 의견이라고 네이처는 제시했다. 백신을 접종하거나 코로나19 감염에서 회복됐다가 오미크론 돌파감염된 사람들 중에 중증으로 넘어간 사람들은 없다는 것이다. 영국 세인드앤드루스대 전염병학자 뮈게 체빅 박사는 “오미크론에 대해 최근에 나오고 있는 이야기들은 일부 사례들에 근거하고 있다”라며 “현재 인류가 유일하게 대응할 수 있는 방법은 마스크 착용과 백신 접종 밖에 없다는 사실을 인식해야 할 것”이라고 지적했다. 전문가들은 델타변이도 그렇고 오미크론변이도 백신 접종률이 낮은 저개발국가에서 주로 나타나고 있다고 지적하고 있다. 감염자 검사기술과 백신 모두 공평하게 나누어지지 않는다면 또 다른 변이바이러스가 등장하는 등 코로나19와 계속 갈 수 밖에 없다는 것이다.

암세포의 생존이나 전이에 필요한 단백질을 표적 삼아, 유방암·전립선암·폐암·간암·대장암 등 주요 암에 부작용 없이 효과가 있는 새로운 치료제를 찾아냈다고 미국 프린스턴대가 발표했다. 이 대학의 암 연구자인 강이빈 교수 등 연구진에 따르면, 전이성 유방암은 미국에서만 매년 4만 명 이상의 사망자를 내며 항암치료(화학요법) 등의 효과마저 적다. 전이성 유방암 환자의 5년 생존율은 29%밖에 안 되지만, 비전이성 유방암 환자의 5년 생존율은 99%나 된다. 전이를 어떻게 막는지가 관건인 셈이다. 유방암의 전이나 재발에 대해, 강 교수는 “조기 유방암으로 진단받은 여성 대다수는 수술이나 치료를 받고 회복하지만, 5년 후·10년 후·20년 후 전이성 재발이 일어나는 사람도 적지 않아 오랫동안 과학자들을 괴롭혀왔다”면서 “똑같은 조기 유방암 환자라도 재발을 반복하는 사람과 그렇지 않은 사람이 있는지 이유를 몰랐기 때문”이라고 설명했다. 유방암을 비롯한 암의 전이에 크게 관여하고 있다고 알려진 것으로는 ‘메타드헤린’(MTDH)이라는 단백질과 이를 합성하기 위해 존재하는 암세포의 유전자가 있다. 강 교수는 2009년 발표 논문에서 “유방암 환자의 종양 표본 30~40%에서 MTDH가 합성돼 전이나 화학요법에 대한 저항성의 원인이 되고 있었다는 점을 발견했다”고 밝혔다. 또 2014년 논문에서는 “MTDH가 전립선암·폐암·대장암 등 다양한 암세포의 증식이나 전이에 필수적인 기능을 하고 있다는 점을 발견했다”고 발표했다.15년 넘게 MTDH를 연구해온 강 교수에 따르면, MTDH는 대부분 주요 암의 전이에 관여하고 있지만, 정상적인 체세포에는 전혀 중요하게 작용하지 않는다. 사실 MTDH를 합성하는 유전자가 없는 쥐를 이용한 실험에서 MTDH가 없는 쥐는 일반 쥐와 마찬가지로 성장해 번식할 수 있으며 암에 걸려도 전이나 재발을 일으키지 않는 것으로 확인됐다. 하지만 쥐와 달리 암 환자의 경우 유전자를 바꿀 수 없다. 이에 강 교수는 MTDH를 어떻게 무효로 할 수 있는지를 알아내는 연구를 계속해 지난달 29일 국제학술지 ‘네이처 캔서’(Nature Cancer)에 발표한 두 편의 논문에서 “마침내 MTDH가 기능하는데 필요한 ‘SND1’이라는 단백질과 MTDH와의 결합을 막는 화합물을 알아내는 데 성공했다”고 밝혔다. MTDH는 정상적인 세포에 대해서는 불필요하지만, 암세포에 대해서는 ‘화학요법으로부터 몸을 지킨다’고 하는 기능과 ‘암에 침습된 장기가 몸의 면역체계에 경고하는 것을 막는다’고 하는 기능까지 두 가지 역할을 가진 중요한 단백질이다. 따라서 MTDH의 작용을 저해하는 화합물로 만든 약을 투여하면 화학요법의 효과가 현저하게 높아져 암세포가 전이될 위험도 떨어진다는 것이다. 게다가 MTDH가 무효화해도 정상적인 세포에는 영향이 없어 부작용 우려도 최소화할 수 있다. 강 교수는 이번 발견에 대해 “암세포는 생존과 면역체계 회피에 MTDH를 필요로 한다. 즉, MTDH를 억제하는 약이 있으면 암에 중요한 두 가지 기전을 한꺼번에 무효로 돌릴 수 있는 것”이라면서 “이 약의 가장 중요한 점은 독성이 거의 없다는 것을 의미한다”고 설명했다. 이어 “실제 쥐 실험에서도 부작용은 전혀 보이지 않았다. 게다가 이 약은 특정 암이 아닌 주요 암 모두를 대상으로 한다는 뛰어난 특징을 갖고 있다”고 덧붙였다. 연구진은 앞으로 MTDH를 억제하는 화합물을 치료제로 만드는 연구를 진행해 2~3년 후에는 환자를 대상으로 한 임상시험을 시행할 계획이다.

고품질 창작 콘텐츠 많을수록 팔로어 2~3배 우파 커뮤니티 새 가입자가 편향성 더 키워버스나 지하철을 타서 주변을 둘러보면 승객 열이면 아홉이 스마트폰을 이용해 페이스북, 인스타그램, 트위터 타임라인을 훑어보거나 유튜브 동영상을 보고 있다는 것을 알 수 있습니다. 이처럼 소셜네트워크서비스(SNS)나 인터넷 방송 소비자는 점점 늘고 있습니다. 그러다 보니 신문, 방송 같은 기존 매체보다 정보 확산에 더 큰 영향을 미치기도 합니다. 많은 구독자를 갖고 SNS 여론을 주도하는 ‘인플루언서’들은 어떻게 생기는지, 그들이 어떻게 영향력을 발휘하는지에 대해서는 잘 알려져 있지 않습니다. 이런 상황에서 스위스 취리히연방공과대(ETH) 소셜네트워크연구실, 취리히대 소셜컴퓨팅연구실, 중국 북경대 기계공학과 공동연구팀은 수학적 모델을 개발해 ‘사용자 창작 콘텐츠’(UGC) 품질과 UGC를 가장 잘 드러내 줄 수 있는 플랫폼이 인플루언서를 만드는 중요한 요인이라고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 12월 1일자에 밝혔습니다. 연구팀은 6000명 이상의 과학자 팔로어를 갖고 있는 연구자들의 트위터 데이터를 분석해 SNS 영향력을 평가할 수 있는 수학적 모델을 만든 뒤 다른 사용자들의 트위터에 적용해 봤습니다. 그 결과 공통적인 것은 독특하거나 고품질의 UGC를 만드는 사람들이 그렇지 못한 사람들에 비해 팔로어가 2~3배 많은 것으로 조사됐습니다. 또 UGC의 공급과 소비가 쉬운 플랫폼을 이용하는 사람들이 인플루언서가 되기 쉽다는 것도 발견했습니다. 너무도 당연한 결과 같지만 많은 경우 뻔하게 생각했던 것들이 실제로 가장 어려운 경우가 많지요. 한편 캐나다 토론토대 컴퓨터과학과 연구팀은 온라인 커뮤니티가 어떻게 정치적 편향성을 보이게 되는지에 대한 분석을 하고 그 결과를 과학저널 ‘네이처’ 12월 2일자에 발표했습니다. 연구팀은 온라인 뉴스SNS ‘레딧’을 대상으로 2005년부터 2018년까지 만들어진 레딧의 하부 커뮤니티 약 1만개에 올라온 게시글과 댓글 약 51억건을 분석했습니다. 분석 결과 2016년 민주당 힐러리 클린턴과 공화당 도널드 트럼프가 격돌한 대선을 전후해 레딧의 정치적 편향성이 극심해진 것으로 확인됐습니다. 기존에는 이런 정치적 편향성은 기존 사용자들에 따른 것으로 추정됐지만 이번 분석에 따르면 기존 사용자가 아닌 새로 가입한 우파 성향의 사용자들이 커뮤니티 양극화를 촉발·심화시켰다는 것입니다. 연구를 이끈 애슈턴 앤더슨 교수는 “온라인 뉴스나 커뮤니티의 의견은 편향적으로 흐를 가능성이 높은데 이는 특정 사안에 대한 사회 전체의 의견이 바뀌고 있다기보다는 커뮤니티 구성자나 뉴스 소비자의 인구역학적 변화 때문일 가능성이 크다”고 설명했습니다.

티라노 턱뼈, 질병 찾는 CT로 분석하니치아 한쪽에 큰 공간… 골밀도 감소 증거‘안킬로사우루스’ 화석 칠레 남단 첫 발견7개 골편·꼬리끝 곤봉 단 새로운 種 찾아아이들은 자라면서 공룡에 열광하는 시기를 한 번씩 거친다. 현실에서는 볼 수 없는 과거의 생물체로 아이들의 상상력을 자극하기 때문이라는 분석이 있다. 그런데 만화나 영화에서 무서운 모습으로 등장하는 티라노사우루스가 골다공증과 각종 염증질환에 시달렸고, 남극에도 공룡이 살았다면? 아이들은 아쉬워할 수 있겠지만 과학기술이 발달하면서 상상 속 공룡이 점점 우리 현실 속으로 들어오고 있다. 독일 베를린 샤리테대학병원 영상의학과, 베를린 자연사박물관, 미국 시카고 필드박물관, 일리노이대 공동연구팀은 컴퓨터단층촬영(CT) 기술로 티라노사우루스 렉스의 턱뼈 화석에서 고질적인 골(骨)질환 흔적을 찾아냈다. 이 같은 연구 결과는 지난달 22일부터 12월 2일까지 미국 시카고와 온라인에서 동시에 진행되는 ‘북미방사선학회(RSNA) 콘퍼런스’ 12월 1일 세션에서 발표됐다. 연구팀은 2010년 미국 몬태나에서 발견돼 독일 자연사박물관으로 팔린 ‘트리스탄 오토’라고 이름 붙여진 티라노사우루스의 턱뼈를 ‘이중 에너지 CT’(DE-CT)로 분석했다. DE-CT는 기존 CT로는 밝혀내기 어려운 질병에 대해 찾는 데 활용된다. 분석 결과 아래턱 치아 한쪽 뿌리에 커다란 공간이 있었던 것으로 확인됐다. 이는 전반적인 골밀도 감소와 종양활성골수염의 증거임을 밝혀냈다. 연구팀은 이에 앞서 시카고 필드박물관에 보관돼 있는 ‘수’(Sue)라고 이름 붙여진 유명한 티라노사우루스 화석에 대해서도 CT 분석을 했다. 여기서도 비슷한 증상이 발견돼 사람처럼 티라노사우루스도 나이가 들면서 골다공증과 각종 염증질환에 시달렸다는 것을 알 수 있다고 연구팀은 설명했다.또 칠레 산티아고 칠레대, 국립남극연구소, 교황청 가톨릭대, 콘셉시온대, 푼타아레나스 마가야네스대, 국립자연사박물관, 아르헨티나 마이모니데스대, 브라질 발레두리오두 시노스대 공동연구팀은 티라노사우루스와 같은 시대에 살았던 초식공룡인 안킬로사우루스의 새로운 종을 발견했다. 이 같은 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’ 12월 2일자에 실렸다.백악기 후기에 살았던 초식공룡 안킬로사우루스는 ‘융합된 도마뱀’이라는 이름에 걸맞게 머리부터 꼬리까지 몸을 지지해 주는 골편을 갖고 있다. 길이 8~11m, 무게 6t의 이 공룡은 꼬리 끝에 커다란 곤봉을 갖고 있다는 특징이 있다. 모든 대륙이 하나로 합쳐져 있던 초대륙 ‘판게아’는 1억 8000만년 전 중생대에 북쪽 라우라시아와 남쪽 곤드와나, 두 대륙으로 나뉘게 됐다. 지금까지 안킬로사우루스 화석은 라우라시아 지역이었던 미국 몬태나, 와이오밍, 텍사스와 캐나다 앨버타 같은 북미지역에서 주로 발견됐다. 남쪽 곤드와나대륙에서는 화석이 거의 발견되지 않아 공룡진화 연구의 미지의 영역으로 남아 있었다. 그러던 중 연구팀은 곤드와나대륙에 해당됐던 칠레 최남단 마가야네스에서 2m 크기의 작은 안킬로사우루스 화석을 발견했다. 거의 완벽한 골격을 가진 상태로 잘 보존돼 있던 이번 화석에 대해 발견 초기 고생물학자들은 안킬로사우루스 새끼로 이해했지만 정밀 분석한 결과 ‘스테고로스 엘렌가센’(Stegouros elengassen)에 포함되는 새로운 종이라는 것을 확인했다.이번에 발견된 엘렌가센은 이전 안킬로사우루스와 달리 스테고사우루스와 더 유사하게 상체와 꼬리까지 7개의 납작한 골편으로 이어져 있었다는 것이 밝혀졌다. 그렇지만 안킬로사우루스와 똑같은 독특한 두개골 형태와 꼬리 끝에 납작한 형태의 곤봉이 달려 있는 것으로 확인됐다.

초소형 카메라는 몸에 들어가 질병을 발견하거나 소형 의료 로봇의 눈 역할을 하는 등 커다란 잠재력을 지녔다. 하지만, 지금까지 기술로는 시야도 매우 좁고 해상도도 낮은 편이어서 매우 흐릿한 이미지만 촬영할 수 있었다. 미 프린스턴대와 워싱턴대 공동연구진이 초소형 카메라 기술을 크게 개선했다. 굵은 소금 알갱이 크기의 초소형 카메라로 50만 배나 큰 일반 카메라와 비슷한 화질의 선명한 컬러 이미지를 촬영하는 데 성공했다.연구진은 카메라 하드웨어와 이미지 처리 소프트웨어를 공동으로 설계했다. 해당 기술은 질병의 진단이나 치료 목적으로 이용하는 의료용 로봇의 눈에 이용할 수 있다. 현재까지 의사가 환자의 몸속을 들여다보려면 위내시경 등의 장비를 몸 안에 넣어야 하는데 이럴 경우 환자에게 불편과 통증을 주는 등의 단점이 있다. 하지만, 초소형 의료 로봇에 고해상도를 가진 카메라를 탑재할 수 있다면 영상 진단 의료 분야가 크게 개선될 수 있다. 일반적으로 카메라는 유리나 플라스틱으로 된 곡면 렌즈를 이용해 빛을 굴절시켜 초점을 맞춰 촬영한다. 이때문에 물리적으로 카메라의 크기가 작아질수록 시야도 좁아지고 촬영 대상의 이미지도 정확하게 담기 어려웠다. 이번 연구는 초소형 카메라의 광학 시스템을 개선해 촬영 능력을 큰 폭으로 향상시킨 것이다. 연구진은 ‘메타표면’(metasurface)이라고 불리는 기술을 이용했다. 메타표면은 극히 얇은 유리에 나노 크기의 구조를 내장해 들어오는 빛의 파도를 제어하고 정보를 읽는 기술이다. 초소형 컴퓨터 칩과 같은 아주 작은 카메라 렌즈를 제조할 수 있다. 이번에 개발한 메타표면은 불과 가로, 세로 약 0.5㎜의 소금 알갱이 크기 칩 속에 나노 크기의 원통 160만 개를 내장하고 있다. 작은 원통들은 빛을 모으는 안테나처럼 작동해 좁은 시야에서도 들어오는 빛의 파도를 기록한다. 원통의 하나의 크기는 바이러스의 크기와 거의 같은데 올바르게 작동하려면 원통 하나하나를 적확한 모양으로 설계해야 한다. 다시 말해 160만 개나 되는 바이러스 크기의 원통을 각각 올바르게 정렬해야 하는 것이 기술력의 핵심이다. 아래 이미지는 기존 초소형 카메라와 이번에 개발된 카메라의 촬영 이미지를 비교한 모습이다. 왼쪽이 이전에 연구진이 개발한 초소형 카메라의 이미지이고, 오른쪽이 이번에 개발된 메타표면 카메라 이미지다. 이 메타표면 렌즈는 부피가 자신의 50만 배가 넘는 일반 카메라 렌즈로 촬영한 경우와 똑같은 품질을 실현한다. 이는 복잡한 빛의 상호 작용을 많은 시간을 들여 기록하고 정밀하게 계산한 성과라고 연구진은 설명한다. 새 기술은 의료장비를 넘어 스마트폰에도 이용될 수 있다. 연구 공동저자인 펠릭스 하이데 프린스턴대 컴퓨터과학과 조교수는 “초소형 렌즈가 상용화되면 스마트폰 뒷면에 카메라 렌즈를 3개씩이나 배치할 필요가 없다. 초소형 카메라를 뒷면 전체에 배치하면 폰 뒷면이 하나의 거대한 카메라로 작동하는 초고해상도 카메라를 만들 수 있다”고 말했다. 자세한 연구 성과는 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션’(Nature Communications) 11월 29일자에 실렸다.

토성은 그 주위를 둘러싼 아름다운 고리로 태양계 내에서 가장 신비로운 행성으로 꼽힌다. 또한 토성만큼 뚜렷하지는 않지만 목성, 천왕성, 해왕성에도 고리는 있다. 여기에 추가로 지구도 고리를 갖게될 수 있다는 전망이 나왔다. 최근 미국 유타대학 제이크 애벗 교수 등 공동연구팀은 '지구도 고리가 생기는 과정에 있다'는 내용을 담은 연구결과를 세계적인 과학저널 '네이처' 최신호에 발표했다. 연구팀이 주목한 고리의 정체는 안타깝게도 바로 '우주쓰레기'다. 곧 얼음과 우주 먼지와 화합물이 약간 섞여있는 토성의 아름다운 고리와는 달리 지구의 고리는 인공적인 셈. 우주쓰레기는 인류가 지구 궤도에 쏘아올린 작동 불능의 인공위성과 각종 파편, 심지어 우주비행사가 작업 중 놓친 공구 등을 말한다. 현재 우주쓰레기의 수는 약 1억7000만개 정도로 지금도 시속 2만5000㎞의 맹렬한 속도로 지구 궤도를 돌고있다. 이중 2만9000개 정도는 소프트볼보다 크기 때문에 위성이나 우주인과 충돌하면 심각한 위협을 줄 수 있다.미 항공우주국(NASA)에 따르면 우주선을 훼손할 수 있는 자갈 크기 이상의 우주쓰레기는 50만 개가 넘고 우주복에 구멍을 낼 수 있는 모래 알갱이 굵기는 1억 개가 넘는다. 애벗 교수는 "지구의 땅과 물, 공기는 심각한 오염으로 몸살을 앓고있고 지구의 궤도 역시 태양계의 쓰레기장이 되고있다"면서 "지구는 자신 만의 고리를 갖게되는 과정에 놓여있다"고 밝혔다. 　 다만 연구팀의 논점은 사실 우주쓰레기를 안전하고 경제적으로 청소하는 방법에 방점이 찍혀있다. 이들은 자기(magnetic) 기술을 사용해 빠르게 회전하는 물체를 느리게 해 수집할 수 있다고 주장하고 있다. 세계 각국이 우주쓰레기로 골머리를 앓고있는 가운데 이를 치우는 새로운 '청소 방식'을 연구한 것. 실제로 우주 선진국에서는 우주쓰레기를 치우기 위한 다양한 방법을 발표하고 있다. 현재까지의 대표적인 계획은 청소부 위성을 띄우는 것이다. 다만 우주쓰레기 수거 방법은 조금씩 차이가 있는데 작살 사용, 그물 포획 등 여러가지다. 이중 어떤 방식이 가장 효과적이고 경제적인지는 차후에 드러날 예정이다.

사람은 흔히 나이를 건강의 척도라고 생각한다. 하지만 미국의 일부 과학자들은 건강 상태를 측정할 때 달력상의 나이보다는 ‘염증 나이’(inflammatory age)를 기준으로 삼는 것이 더 정확하다고  주장한다. 스탠퍼드대와 버크노화연구소 공동연구진은 만성 염증의 측정 기준인 염증 나이를 측정하는 혈액 검사를 개발했다고 밝혔다. 또 해당 검사를 정기적으로 받으면 심장 질환부터 치매에 이르는 염증성 질환의 위협을 조기에 찾을 수 있다고 밝혔다. 연구 저자로 스탠퍼드대 혈관외과 조교수인 나지시 사이드 박사는 “인간은 모두 나이 들고 죽게 된다. 유일한 차이는 얼마나 건강하게 나이를 먹느냐에 있다”면서 “목표는 노화와 관련한 일부 건강 문제를 예방해 나이드는 것을 보다 품위 있게 만드는 것”이라고 말했다. 국제학술지 ‘네이처 에이징’(Nature Aging) 최신호에 실린 이 연구는 만성 염증이 질병에 중요하게 관여한다는 이해를 바탕으로 삼고 있다. 우리 몸은 급성 염증에 익숙하다. 급성 염증은 발열이나 붓기, 통증 등과 연관돼 상처 치유와 감염 퇴치에 중요한 역할을 한다. 이런 염증은 보통 며칠밖에 지속되지 않는다. 반면 만성 염증은 시간이 지남에 따라 우리의 세포와 장기를 손상시킬 수 있고, 제2형 당뇨병이나 암과 같은 많은 질병과도 관계가 있다. 염증 수치는 보통 나이가 들면서 높아지는데 과학계에선 노화한 세포가 염증을 일으키는 분자를 방출하기 때문으로 추측하고 있다. 흡연과 비만, 오염 노출 그리고 스트레스와 같은 요인에 의해서도 심해질 수 있다. 우리 몸에 나타나는 피해는 생각보다 느려 실제 고혈압과 같은 증상이 나타나기 시작할 때까지 몇 년이 지나도 알지 못하는 경우가 있다. 연구진은 만성 염증을 측정하는 검사 방법을 개발하기 위해 1000명 이상의 참가자로부터 채취한 혈액 표본을 분석했다. 이를 통해 염증에 관여하는 것으로 알려진 면역계 단백질인 사이토카인 50종의 수치를 측정했다. 검사 결과, 질병에 관한 사이토카인의 특징이 밝혀졌다. 연구진은 염증의 수준에 따라 생물학적 나이인 염증 나이를 계산할 수 있었다. 예를 들어 실제 나이가 45세인 사람의 염증 나이가 65세로 나오면 해로운 염증의 영향 탓에 신체 나이가 20세 더 많다는 것이다. 연구진은 추가 실험을 통해 염증 나이가 실제 나이보다 더 좋은 건강 지표라는 사실을 확인할 수 있었다고 주장한다. 이탈리아에서 건강한 참가자 37명의 혈액 표본을 분석해 염증 나이를 계산했다. 이 중 절반은 50~79세 사이이고 나머지 절반은 100세 이상이었다. 그 결과, 100세 이상의 고령자는 평균적으로 실제 나이보다 염증 나이가 40세 더 낮은 것으로 나타났다. 반면 50~79세 사이 집단 중 대다수는 실제 나이보다 높은 염증 나이를 갖고 있는 것으로 확인됐다. 그리고 일부 참가자는 실제 나이와 염증 나이의 편차가 더욱더 컸다. 실제로 참가자 중에서 건강한 105세 남성은 무려 25세의 염증 나이를 갖고 있는 것으로 나타났다. 연구진은 또 염증 나이를 잘 이용하면 가까운 미래에 누가 가장 쇠약해질지, 또 누가 가사 도우미가 필요할지 예측할 수 있다고 밝혔다. 또 누가 심장 질환에 걸릴 가능성이 높은지 등도 예상할 수 있다고 밝혔다.  새로운 검사 방법이 상용화 되는 데는 몇 년이 걸릴 수 있다. 하지만 연구진은 건강검진에서 콜레스테롤 검사를 하는 것처럼 염증 나이를 체크하는 것도 하나의 방법이 될 수 있다고 말한다.

‘침묵의 살인자’로 일컫는 당뇨병 발병을 미리 예측할 수 있는 기술의 첫 퍼즐을 과학자들이 풀어냈다. 실제 검사 키트 개발로 이어질 경우 최대 19년 후 자신이 당뇨병에 걸릴 것인지를 알아낼 수 있다고 과학자들은 말한다. 스웨덴 룬드대 등 국제연구진은 스웨덴과 핀란드의 서로 다른 두 지역에서 4~19년간 성인남녀 5318명을 추적한 연구 자료를 분석해 제2형 당뇨병의 징후를 나타내는 단백질을 알아냈다. 폴리스타틴이라는 이름의 이 단백질은 주로 간에서 분비되는 데 기존에는 신진대사 조절에 관여하는 것으로만 알려졌다. 당뇨병은 기전에 따라 제1형 당뇨병과 제2형 당뇨병으로 나뉜다. 이중 췌장에서 인슐린이 전혀 분비되지 않아 발생한 당뇨병을 제1형 당뇨병, 인슐린 분비 기능은 일부 남아있지만 여러 가지 원인에 의해 상대적으로 인슐린 저항성이 증가해 발생하는 경우를 제2형 당뇨병이라 한다. 통상 2형 당뇨병환자가 95%로 대부분을 차지한다.이번 연구의 핵심은 혈액 속 폴리스타틴의 농도(혈중 폴리스타틴 농도)가 높아지면 제2형 당뇨병이 발병하기 쉽다는 것을 발견했다는 점이다. 특히 당뇨병이 생기기 전 피 속에 폴리스타틴 성분이 증가하는 현상은 실제 당뇨병이 생기기 19년 전부터인 것으로 확인됐다. 즉 혈액 검사로 혈중 폴리스타틴 농도를 측정하면 미래의 당뇨병 발병 위험을 미리 알 수 있다고 연구진은 덧붙였다. 연구진은 또 혈중 폴리스타틴 농도의 증가가 어떤 방법으로 당뇨병 발병 가능성을 높이는 지를 살폈다. 그 결과, 폴리스타틴이 지방 세포의 분해를 촉진해 간에 지방질 축적을 증가시키는 것으로 확인됐다. 간에 지방이 쌓이면 인슐린 저항성이 생겨 제2형 당뇨병이 발병할 위험이 커지는 것이다. 연구 교신저자인 룬드대 양 데마리니스 박사는 “이번 연구는 폴리스타틴이 제2형 당뇨병을 예측하는 중요한 바이오마커(생체표지자)가 될 잠재력을 갖고 있다는 것을 보여줌과 동시에 당뇨병 발병의 메커니즘을 이해하는 데 한 걸음 더 다가서게 해준다”고 말했다. 연구진은 향후 임상시험을 통해 혈중 폴리스타틴 농도를 이용한 인공지능(AI) 당뇨병 진단 도구를 개발할 예정이다. 연구 성과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션’(Nature Communications) 11월 10일자에 실렸다.

경기도의회 농정해양위원회 김인영 위원장(더민주·이천2)은 16일 해양수산자원연구소를 대상으로 열린 행정사무감사에서 미세플라스틱, 외래종 물고기 처리 문제에 관해 지적했다. 미세플라스틱은 하수 처리시설에 걸러지지 않고 어패류에 그대로 축적되어 생태계에 악영향을 미칠 뿐만 아니라 미세플라스틱에 오염된 어패류를 섭취할 경우 각종 질병을 유발하는 등 최근 심각한 사회적 문제로 대두되고 있다. 김 위원장은 “국제학술지인 ‘네이처 지오사이언스(Nature Geoscience)’에서 경기도 해변의 미세플라스틱 농도가 세계에서 2번째로 높은 곳이라고 발표할 정도로 심각한 상황”이지만 “도내 미세플라스틱 분석 담당자는 1명에 불과해 제대로 대응이 되지 않고 있다”고 지적했다. 이어서 큰입배스, 블루길 등 외래종 물고기로 인해 교란되고 있는 생태계 보호를 위한 대책 마련도 촉구했다. 이에 김 위원장은 “충청남도에서는 외래종 물고기로 맛살, 어묵, 어포 등 가공식품을 제조·판매하고 있고 한국수자원공사에서는 친환경 비료로 활용하는 등 다양한 방법으로 소비하고 있다”며 “이러한 사례를 참고해서 도의 실정에 맞는 가장 효율적인 방식을 통해 외래종 물고기를 처리하고 자원의 선순환까지 도모할 수 있도록 노력해주시기 바란다”고 말했다.

아마존 텃새, 40년간 몸무게 8~10%↓체내 열 방출 위해 날개 길이는 길어져 기후변화가 조류 개체수·체중에 영향 열대지역 동물도 온도 스트레스 받아 온난화로 유발된 種감소, 인간도 피해 “울새, 어치, 굴뚝새, 검정지빠귀…. 대체 새들은 어디로 간 것일까? 밤새 봄을 지저귀던 새들은 더는 울지 않는다. 자연은 소리를 죽였다. ‘침묵의 봄’이 온 것이다.” 환경운동의 어머니라고 불리는 해양생물학자 레이철 카슨(1907~1964)의 대표작 ‘침묵의 봄’에 나오는 유명한 문장이다. 카슨은 책에서 살충제 DDT가 자연에 미치는 영향이 심각하다는 사실들을 모아 소개하면서 환경문제에 대한 전 세계인들의 인식을 바꿨다. 환경에 대한 인식이 이전보다 개선됐다고는 하지만 21세기 들어서도 침묵의 봄은 계속되고 있다. 원인은 살충제가 아닌 지구온난화로 인한 기후변화다. 육지와 바다를 비롯해 전 지구 생태계에 기후변화가 미치는 영향은 광범위하다. 생물종의 다양성은 물론 개체수까지 줄면서 ‘여섯 번째 대멸종’에 직면해 있다는 지적까지 나오고 있는 상황이다. 이런 가운데 미국, 브라질, 노르웨이 등 다국적 연구팀은 기후변화로 조류의 개체수가 줄어드는가 하면 몸집도 작아지고 있다는 연구 결과를 내놨다. 이 연구에는 미국 루이지애나주립대, 펜실베이니아주립대, 국립 오드본협회, 조지메이슨대, 생물다양성연구연합, 미시간 기술대, 브라질 국립아마존연구소, 리오그란데 두술 연방대 생명과학연구소, 마투 그로수 연방대, 노르웨이 국립생명과학대, 콜롬비아 알렉산더 폰 훔볼트 생물자원연구소, 포르투갈 포르투대가 참여했다. 이 같은 연구 결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 11월 12일자에 실렸다.실제로 우리 주변에서도 예전에 흔히 볼 수 있었던 참새, 까치 소리를 듣기 어려워졌고 심지어 ‘닭둘기’라는 별명을 갖고 도심 곳곳을 날아다니던 비둘기마저도 눈에 띄게 줄어들고 있다. 미시간대, 시카고 필즈박물관 공동연구팀도 북미 지역 52종의 철새 7만 716마리를 2년 동안 추적조사하고 40년 뒤 개체수와 몸집을 컴퓨터 시뮬레이션으로 예측한 결과 개체수는 절반 이하로 줄고 크기는 더 작아질 것이라고 2020년 초 발표한 바 있다. 대표적인 열대우림인 남미 아마존 지역에 서식하는 조류들의 종류와 개체수가 지난 40년 동안 꾸준히, 대량으로 감소돼 왔다는 연구 결과도 계속 나오고 있다. 이번 연구팀은 완전히 다른 기후대를 오가는 철새들과 달리 한자리에 머물러 서식하는 텃새에게도 기후변화가 영향을 미치는지 주목했다. 연구팀은 1979년부터 2019년까지 벌목 같은 이유로 파괴되지 않은 아마존 밀림 지역을 골라 해당 지역에서 볼 수 있는 텃새 77종 약 1만 1000마리의 무게, 크기, 날개 길이 등 신체지수를 측정하고 온도, 습도, 우기 및 건기기간 등의 기후데이터와 비교했다. 연구 결과 대부분 아마존 텃새종들은 40년 동안 평균 몸무게가 8~10% 줄어든 것으로 확인됐다. 몸무게가 줄어드는 시기는 평균기온이 1~1.65도 상승했을 때와 일치한 것으로도 나타났다. 또 몸무게와 몸집은 줄어든 대신 날개 길이는 최대 4%가량 늘어난 것으로 확인됐다. 몸이 작아지고 날개가 길어지는 체형의 변화는 더워지는 날씨에 대응해 체내 열을 쉽게 방출시킬 수 있고 힘을 덜 들이고 비행할 수 있기 때문이라고 연구팀은 설명했다. 생태학자들은 조류의 크기와 형태의 변화가 기후변화에 대한 진화적 적응인지, 단순히 기온 상승에 대한 생리학적 반응인지 명확히 분류할 수는 없지만 분명한 것은 더운 열대지역에 사는 동물들도 기후변화로 인한 온도 스트레스를 받고 있다고 강조했다. 이달 초 ‘네이처 커뮤니케이션스’에는 영국 이스트앵글리아대 생명과학부를 중심으로 유럽 14개국 30개 연구기관이 참여한 국제공동연구팀이 유럽과 북미 24개국에서 25년 동안 수집한 조류의 종류와 개체수, 새소리 녹음 파일을 비교분석한 결과 최근 10년 동안 기후변화 때문에 새의 종과 개체수가 감소하면서 자연의 ‘음풍경’(soundscape) 다양성까지 줄어 조용해지고 있다는 연구 결과가 발표됐다. 이번 연구를 이끈 필립 스타우퍼 루이지애나주립대 교수는 “이번 연구를 포함해 과학자들이 강조하는 것은 기후변화가 먼 미래 일이 아닌 지금 일어나고 있는 일이라는 점”이라며 “새들의 감소는 단순히 조류라는 동물이 줄어드는 것이 아니라 동식물 전체에서 나타나는 보편적인 현상으로 봐야 한다”고 경고했다.

우리 은하인 은하수 중심에서 나오는 우주 방사선인 우주선(cosmic rays·宇宙線)을 차단하는 일종의 신비한 장벽이 발견돼 천문학자들이 의아해하고 있다.  영국 과학전문 뉴사이언티스트 등에 따르면, 중국과학원 연구진은 은하수 중심에 가장 가까운 중심 분자 영역(CMZ)이 다른 은하들의 사례보다 낮은 밀도의 우주선을 갖고 있다는 점을 알아냈다. 이는 CMZ라는 영역 속 분자 구름이 우주선을 차단하고 있을 가능성을 시사하는 셈이다. 연구진은 이번 연구를 위해 미국항공우주국(NASA)의 페르미 광역 감마선 우주망원경의 관측 자료를 자세히 분석했다고 밝혔다.분석 결과, 우주선의 밀도는 은하수 중심 바로 밖의 영역에서는 매우 일정한 에너지를 지니고 있지만 은하수 중심에 가장 가까운 중심 분자 영역(CMZ)에서는 에너지가 급격히 감소하는 것으로 나타났다. 이는 무언가가 CMZ에서 우주선을 막고 있다는 점을 시사한다고 연구진은 덧붙였다. 이에 대해 연구 주저자인 황샤오위안 연구원은 “만일 장벽이 없다면 우주선의 바다는 CMZ에도 존재해야 한다”면서 “관측 자료로 볼 때 무언가 장벽이 있다는 방증”이라고 설명했다.대부분 우주선은 하전입자(전하를 띠고 있는 입자)다. 이때문에 강한 자기장이 존재하면 경로가 바뀔 수 있다. 황 연구원은 “외부보다 더 강한 자기장이 CMZ에 존재할 가능성이 크며 이는 우주선이 CMZ로 침투하는 것을 막을 수 있다”면서 “게다가 중심의 초거대 블랙홀인 궁수자리 A별의 활동으로 움직이는 자기장을 띈 바람도 있을 수 있는데, 이런 현상 역시 우주선이 CMZ로 들어가는 것을 막는 것을 돕는다”고 말했다. 자세한 연구 성과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션’(Nature Communications) 최신호에 실렸다.