태양보다 180배 정도 어린 별을 공전하는 해왕성 크기의 외계행성을 천문학자들이 발견했다. 이는 지구의 행성 진화 과정을 엿볼 수 있어 학계의 주목을 받고 있다. 미국과 캐나다 등 국제연구진은 차세대 ‘행성 사냥꾼’으로 불리는 테스 우주망원경(TESS)과 지금은 은퇴한 스피처 우주망원경의 관측자료를 분석해 지구에서 약 32광년 떨어진 적색왜성 ‘현미경자리 AU’(AU Mic)의 주위를 공전하는 가스형 행성 ‘현미경자리 AU b’(AU Mic b)를 발견했다.이들 연구자가 이 행성을 거느린 별에 주목한 이유는 이 항성이 비교적 가까운 곳에 있고 어리기 때문이다. 이 별은 지구에서 태양 다음으로 가까운 별인 센타우루스자리 프록시마보다 약 8배 더 먼 곳에 있으며 태양이 존재해온 기간인 약 45억 년과 비교했을 때 겨우 2000만 년에서 3000만 년 정도밖에 되지 않았다. 따라서 이 젊은 별은 자체 중력으로 물질을 중심핵으로 끌어당겨 압축할 때 생기는 고열 탓에 종종 강력한 빛을 내뿜는 데 이를 플레어링 현상이라고 한다. 태양의 절반 정도 크기인 이 별은 아직 그 주변에 먼지와 가스로 된 원시행성 원반을 거느리고 있다. 연구에 참여한 미국 메릴랜드대 볼티모어캠퍼스 우주과학기술센터의 토머스 바클리 박사는 이번 연구 전까지 이 젊은 별이 태양처럼 행성계를 형성했는지에 의문을 품고 있었다고 밝혔다. 그는 “우리가 이해하고 싶은 것 중 하나는 이 행성이 행성계에서 언제 형성됐고 초기에 어떤 일이 벌어졌는가다”면서 “상대적으로 어린 이 행성계는 행성 형성을 연구하는 특별한 실험실로 태양계가 어떻게 형성됐는지를 밝히는 데 도움이 될 수 있다”고 설명했다. 이어 “이 별은 아직 작은 암석형 행성을 만들어낼 시간이 없었을 것”이라면서 “이 행성계는 우리에게 지구나 금성 같은 암석형 행성이 형성되기 전 어떤 일이 일어났는지 알 기회를 준다”고 덧붙였다. 연구를 이끈 미국 조지메이슨대 조교수인 피터 플라브찬 박사는 동료 연구자들과 함께 2018년 이 별을 공전하는 행성의 첫 번째 신호를 탐지했었다. 이 관측은 2019년 스피처 우주망원경의 관측자료에서 다시 한번 확인됐다. 또 다른 연구 참여자인 캐나다 몬트리올대 외계행성연구소의 천체물리학자 조나탕 가네 박사는 현미경자리 AU와 같은 작은 별은 대개 매우 강력한 자기장을 지녀 매우 활동적이라면서 이는 1970년대 확인된 플레어링 활동이 잘 설명해준다고 말했다.이들 연구자는 현미경자리 AU b 행성이 모항성의 앞을 통과할 때 이 행성에 의해 차단된 빛의 양을 분석함으로써 행성의 크기와 공전 주기를 계산할 수 있었다. 테스 프로젝트의 부책임자이기도 한 토머스 바클리 박사는 항성의 이런 밝기 감소는 행성 크기에 관한 많은 정보를 제공한다고 덧붙였다.이를 통해 연구진은 현미경자리 AU b 행성이 크기는 해왕성 정도 되고 지구의 약 58배에 조금 못 미치는 질량을 지니고 있으며 공전 주기는 8.5일 정도 된다는 것을 알아냈다. 참고로 태양에서 가장 가까운 행성인 수성의 공전 주기는 88일이다. 그만큼 이 행성은 모항성에 가까운 곳에 있을 가능성이 크다. 연구진은 또 다음 연구의 일부 단계로 이 행성의 대기 상태에 대해 더 많은 정보를 얻고 싶어한다. 바클리 박사는 “이 행성은 우리가 볼 수 있는 속도로 대기를 빠르게 잃고 있을지도 모른다”고 말했다. 대기를 구성하는 물질을 결정하면 형성된 행성은 모항성에서 일정 거리에만 존재하므로 어떻게 형성됐는지도 확인할 수 있다. 이 점은 행성이 새로운 행성계에서 어떻게 형성되고 움직이는지에 관한 정보를 제공하면서, 처음 발견된 이후로 어떻게 이동하고 있는지에 관한 단서를 제공할 것이다. 바클리 박사는 또 현미경자리 AU b 행성은 목성이나 토성, 해왕성 또는 천왕성 같이 태양계의 가스형 행성과 매우 비슷하지만, 더 뜨겁다고 말했다. 이어 행성들의 움직임을 이해하는 것은 정말 어려운 문제라고 덧붙였다. 이들 연구자는 현미경자리 AU는 행성계와 거기서 만들어지는 파편이나 가스와 어떻게 상호작용하는지를 이해하는 데 특히 유용하다고 말했다. 이런 행성계는 거의 알려져 있지 않으며 심지어 이만큼 지구와 가까운 것으로 알려진 행성계는 거의 없다. 게다가 현미경자리 AU 행성계는 지구와 가까워 더 밝게 빛이 나므로 다양한 장비로 관측할 수 있다. 현미경자리 AU는 우주의 같은 영역에서 거의 동시에 형성된 젊은 별들의 모임 일부분이다. 그중 화가자리 베타(Beta Pictoris)라는 이름이 붙여진 항성 역시 원시행성 원반을 갖고 있다. 하지만 이 행성계에서는 모항성이 태양 질량의 1.75배로 더 크고, 행성들도 목성의 11배와 9배로 상당히 크다. 따라서 이 행성계는 현미경자리 AU 행성계와 같은 방식으로 진화하지 않은 것으로 추정된다. 연구진은 공통점이 많지만 서로 다른 이 두 행성계를 연구하면서 행성 형성의 매우 다른 두 시나리오를 비교할 수 있다. 시간이 지남에 따라 그리고 더 많은 관측을 통해 이들 연구자는 초기 행성 형성의 본질과 행성이 모항성 중심에서 외부로 이동하는지 아니면 제자리에 형성되는지 이해할 수 있기를 바란다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 세계적 학술지 네이처(Nature) 최신호(6월24일자)에 실렸다. 사진=NASAS 고다드 우주비행센터 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

동식물 유전자 특정 부분을 정교하게 잘라내 품종을 개선하거나 유전자 관련 질병을 치료할 수 있는 유전자 가위 기술은 생물학 분야의 혁명이라고까지 불린다. 현재는 3세대 유전자 가위기술인 ‘크리스퍼 유전자 가위’와 관련해 활발한 연구가 이뤄지고 있다. 크리스퍼 유전자 가위도 한 종류만 있는 것이 아니라 다양한 종류가 존재한다. 문제는 유전자 가위들마다 특성이 다른데 이를 체계적으로 분석한 연구가 없어 어떤 유전자 가위를 이용해 연구나 임상에 적용해야 하는지 헷갈릴 때가 많다. 국내 연구진이 이 같은 문제를 해결하기 위한 인공지능 알고리즘을 개발해 주목받고 있다. 연세대 의대 약리학교실, 재활의학연구소, 의생명과학부, BK21연세의과학사업단, 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단, 서울대 전기정보공학과, 생물정보학협동과정 공동연구팀은 유전자 교정 상황에 따라 가장 효율적인 유전자 가위기술을 추천해주는 인공지능 알고리즘(DeepSpCas9variants)을 개발했다고 25일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’에 실렸다. 유전자 가위는 표적 DNA의 특정 염기서열 정보를 가진 가이드RNA와 염기서열을 자르는 절단효소로 구성되는데 최근에는 화농성연쇄상구균에서 가져온 SpCas9을 절단효소로 활용하는 크리스퍼 유전자 가위가 가장 많이 활용되고 있다. SpCas9는 효율은 높지만 표적 이외 지점을 잘라내는 표적 이탈현상이 빈번하다는 문제가 있다. 이 때문에 이를 막기 위한 다양한 종류의 크리스퍼 유전자 가위 기술이 파생돼 있다. 유전자 가위들의 약점을 보완한 여러 종류의 파생기술들이 있지만 이들의 성능과 장단점을 분석한 연구가 없어 전문 연구자들마저도 어떤 유전자 가위를 언제 사용해야 하는지 혼란스러울 때가 많다. 이에 연구팀은 다양한 연구데이터베이스를 바탕으로 SpCas9 변이체 13종을 대상으로 가이드RNA 표적 염기서열에 따른 교정효율을 측정하고 교정 정확성 차이를 밝혀냈다. 또 동일한 조건에서 인간배아 신장세포를 이용한 유전자 교정실험을 실시해 교정 효율을 분석했다. 이를 바탕으로 연구나 임상 상황에 따른 유전자 가위의 효율을 예측하는 알고리즘을 개발했다. 이 알고리즘을 이용하면 가장 효과적인 유전자 가위기술을 추천받을 수 있을 뿐만 아니라 이를 활용했을 때 기대되는 교정효율까지 파악할 수 있게 된다고 연구팀은 설명했다. 연구팀 관계자는 “이번 연구는 지금까지 밝혀지지 않았던 여러 유전자 가위의 파생기술들의 차이를 체계적으로 분석함으로써 정확한 유전자 교정도구를 선택할 수 있는 가이드라인을 제시했다는데 의미가 크다”라며 “이번에 개발된 알고리즘을 활용하면 표적이탈로 인한 돌연변이 같은 부작용을 최소화할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

연초 미국 해양대기관리청(NOAA)과 영국 기상청 등이 올여름 역대급 더위가 찾아올 것이라는 예측을 내놨을 때 많은 사람들이 반신반의했다. 국내에서는 5월 시작과 함께 때이른 더위가 시작됐고 지난 22일 서울은 6월 하순 기준으로 62년 만에 가장 더운 하루를 기록하기도 했다. 기후 변화에 영향을 미치는 엘니뇨 현상도 발생하지 않은 상태이기 때문에 전문가들은 이번 더위의 직접적 원인은 지구온난화 때문으로 파악하고 있다.지구온난화를 막기 위해서는 자동차 운행과 화력발전소 가동 감축, 친환경 연료 사용으로 이산화탄소 발생을 억제하는 방법은 물론 이산화탄소 저장능력을 키우기 위해 나무심기, 숲 조성이 꼽히고 있다. 지난 5월 미국과 브라질 공동연구팀은 지구온난화를 막기 위한 근본적인 대안 없이 무턱대고 나무심기를 하는 것은 기후변화 차단에 도움이 되지 않는다는 분석결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’에 발표한 바 있다. 생태학 분야 국제학술지 ‘네이처 지속가능성’ 23일자에도 나무심기가 기후변화를 막는 만병통치약이 될 수 없다는 연구논문 2편이 실려 주목받고 있다. 미국 캘리포니아 산타바버라대(UCSB) 환경과학부, 스탠퍼드대 환경연구소, 칠레 콘셉시온대 산림과학부, 환경정책의 사회경제적 영향 연구센터, 벨기에 가톨릭 루뱅대 지구생명연구소 공동연구팀은 철저한 계획 없이 조림사업을 실시할 경우 이산화탄소 포집 효과는 적고 오히려 생물다양성을 해칠 수 있다고 24일 밝혔다. 연구팀은 칠레를 중심으로 남미 국가들의 대규모 조림사업 현황과 효과를 분석했다. 분석 결과 남미 국가들이 현재 시행하고 있는 조림정책은 생태 환경복원보다는 ‘같은 값이면 경제적 가치’를 강조하는 경향이 강하다 보니 과일나무, 고무나무처럼 특정 종류의 나무만 집중적으로 심는 경우가 많은 것으로 확인됐다. 해당 지역 특성에 맞는 고유 수목종이 아니다 보니 자연적으로 형성된 숲보다 탄소를 흡수하거나 홍수를 막는 효과가 작고 생물다양성을 확보하는 데도 도움이 되지 않는 상황이라고 연구팀은 설명했다. 한편 중국 베이징대 도시환경과학부, 베이징사범대 수질과학부, 중국과학원 티베트고원연구소, 지리과학 및 천연과학 연구소, 미국 로욜라대 환경지속연구소, 콜로라도주립대 생태학부, 스페인 생태산림응용연구소(CREAF) 공동연구팀도 기후변화 차단에 산림녹화가 중요하지만 탄소포획 능력을 과대평가할 경우 이산화탄소 감축을 위한 다른 노력을 소홀하게 만들 수 있다는 연구결과를 내놨다. 분석 결과 토양 유기탄소 밀도가 낮은 경우 조림사업은 땅속 이산화탄소 흡수 능력을 증가시키지만 이미 땅속에 유기탄소 밀도가 높은 곳에 나무를 심을 경우 오히려 토양의 탄소 저장능력을 낮춘다는 것이 확인됐다. 이에 연구팀은 조림사업을 실시하기 전 토양 분석을 실시해 토양 유기탄소 밀도가 임계치에 다다른 곳의 경우는 새로 조림사업을 실시하기보다는 자연 재생능력을 믿고 놔두는 것도 필요하다고 조언했다. 로버트 하일마이어 UCSB 교수(환경시스템과학)는 “이번 연구를 포함해 최근 일련의 연구결과들이 나무심기가 기후변화를 막는 데 전혀 도움이 되지 않는다고 주장하는 것은 아니다”라고 선을 그었다. 하일마이어 교수는 “지구온난화 차단을 위해 나무심기와 조림사업의 영향을 과대평가해서는 안 되며 산림정책이 제대로 시행되거나 설계되지 않는다면 오히려 공기 중 탄소량을 더 늘리거나 생물다양성을 잃을 위험도 크다는 것을 인식해야 한다”고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

울산과학기술원(UNIST), 삼성전자 종합기술원, 기초과학연구원(IBS), 영국 케임브리지대, 스페인 카탈루냐 나노과학기술연구소 공동연구팀은 반도체 소자를 더 작게 만들고 정보처리속도는 더 빠르게 만들 수 있는 ‘초저유전율 절연체’라는 소재를 개발하고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 25일자에 발표했다. 현재 반도체 공정기술로는 소자가 작아질수록 내부 전기간섭 현상이 심해져 정보처리 속도가 느려진다. 이 때문에 많은 연구자들이 전기간섭을 최소화할 수 있는 낮은 유전율을 가진 신소재 개발에 관심을 갖고 있었다. 연구팀은 원자 배열이 불규칙한 비정질 질화붕소라는 물질로 새로운 반도체 절연체를 만드는 데 성공했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19 대확산으로 외출이 줄고 집에 머무는 시간이 길어지다보니 체중이 늘었다고 고민하는 사람들이 많다. 많은 사람들이 체중이 늘면 다이어트나 운동으로 살을 빼려는 노력을 한다. 비만은 고혈압이나 당뇨 같은 대사질환을 비롯해 각종 질병 원인이라고 지목받고 있기 때문이다. 과연 비만이 나쁘기만 한 것일까. 건강에 악영향을 미치는 나쁜 비만만 있는 것이 아니라 각종 건강지표가 정상 수준인 건강한 비만도 있다. 그동안 숨겨져 있던 건강한 비만의 비결이 국내 연구진에 의해 풀렸다. 기초과학연구원(IBS) 혈관연구단 연구팀은 혈관 생성을 촉진하는 ‘안지오포이에틴-2’라는 단백질이 대사적으로 건강한 비만을 유도하는 핵심 요소라고 24일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 살이 찌면 혈액 내 지질수치가 높아지고 당 대사기능을 하는 간, 근육 등에 지방이 비정상적으로 축적되면 대사질환 위험이 높아진다. 반면 대사적으로 건강한 비만은 일반 비만에 비해 내장지방 축적이 적고 인슐린 저항성 수치, 혈압, 심혈관 질환 발병 위험이 낮다. 지방 축적에는 모세혈관이 관여하는 것으로 알려져 있다. 지방산 전달인자들이 모세혈관에서 나타나 모세혈관을 통해 전달돼 지방세포로 축적된다. 모세혈관이 지방 축적을 위한 지방산 전달자이면서 이동통로라는 것이다. 그렇지만 모세혈관이 어떤 방식으로 지방을 축적하는지에 대해 정확히 알려져 있지 않았다. 연구팀은 건강한 비만환자와 일반 비만환자의 혈액과 생명정보학적 데이터를 분석했다. 그 결과 안지오포이에틴-2이 건강한 비만 환자의 피하지방에서만 발견된다는 것이 확인됐다. 연구팀은 생쥐에게 안지오포이에틴-2이 비활성화되도록 하면 혈중 지방이 증가하고 인슐린 기능과 신진대사에 이상이 생기는 것이 확인됐다. 고규영 IBS 혈관연구단 단장(카이스트 의과학대학원 특훈교수)은 “이번 연구는 혈관의 대사기능을 조절해 혈액 속 지방 축적을 제한할 수 있다는 것을 보여줬다”라며 “비만, 당뇨병, 고혈압 등 대사질환 치료에 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19에 감염돼 형성된 항체가 감염 후 2~3개월이면 급속히 줄어든다는 연구 결과가 나왔다. 중국 질병예방통제센터 산하 충칭의과대학 연구팀이 코로나19 무증상 감염자 37명과 가벼운 증상이 나타난 감염자 37명을 대상으로 진행한 연구 결과 이 같은 사실이 밝혀졌다고 로이터통신 등이 23일 보도했다. 유증상 그룹은 무증상 그룹과 연령, 성별, 기저질환 등이 비슷한 환자들로 구성됐다. 전체적으로 감염자의 90% 이상이 감염 2~3개월 후 코로나19 특이 면역 글로불린 G(IgG) 항체가 급격히 감소한 것으로 나타났다. IgG 항체 감소량은 두 그룹 모두 평균 70% 이상이었다. 감염 뒤 8주가 지나자 무증상 그룹은 40%, 유증상 그룹은 12.8%가 코로나19 항체를 찾아볼 수 없었다. 코로나19 항체 중에서 다른 항체의 도움 없이 혼자 힘으로 바이러스의 침입을 막을 수 있는 중화 항체(neutralizing antibody)도 IgG만큼은 아니지만 줄어들었다. 무증상 그룹은 81%, 유증상 그룹은 62%가 중화 항체가 줄어들었다. 중화 항체의 평균 감소량은 무증상 그룹이 8.3%, 유증상 그룹이 11.7%였다. 이는 코로나19 항체는 어떤 종류든 감염 후 줄어들 수 있음을 보여주는 것이라고 연구팀은 설명했다. 이 연구는 코로나19 감염에서 회복된 환자가 코로나19 바이러스에 완전히 또는 영구적으로 면역력을 가졌다고 판단하는 것은 안전하지 않으며, 언젠가는 재감염도 가능하다는 것을 보여주는 것이라고 연구팀은 설명했다. 환자의 샘플 사이즈가 적기는 하지만 이 결과는 정부가 코로나19 항체를 지닌 사람의 해외여행을 허가할 것인지를 결정하는 데 도움이 될 것이라고 연구팀은 덧붙였다. 그러나 홍콩 대학의 진동옌 바이러스학 교수는 이 연구 결과에 실망할 필요는 없다고 평가했다. 이번 연구에서 면역력 평가 기준으로 삼은 요소 외에도 인체의 면역 체계의 또 다른 요소들이 코로나19 바이러스에 대해 면역력을 갖게 할 수도 있다는 것이다. 면역 체계의 일부 세포는 첫 감염에 바이러스에 대처하는 법을 기억했다가 두 번째 감염을 차단한다면서 코로나19 바이러스에도 이러한 메커니즘이 작용하는지는 더 두고 봐야 할 것이라고 말했다. 이 연구 결과는 영국의 의학 전문지 ‘네이처 메디신’(Nature Medicine) 최신호에 발표됐다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

현대자동차그룹이 미국의 세계적인 디자인 학교 로드아일랜드디자인스쿨(RISD)과 함께 미래 모빌리티 디자인의 새로운 방향을 제시하는 공동 연구 프로젝트를 진행한다고 23일 밝혔다. 사진은 현대차그룹과 RISD가 공동연구를 진행하는 ‘네이처 랩’의 모습으로 다양한 동식물과 곤충 등 생물 표본과 최첨단 연구 설비를 갖추고 있다. 현대자동차그룹 제공

영화에나 등장하던 인류의 ‘우주 이주’를 목표로 한 세계 각국의 노력이 이어지는 가운데, 프랑스 연구진이 성공적인 이주를 위해서는 최소 110명의 인류가 필요하다는 흥미로운 연구결과를 내놓았다. 프랑스 보르도의 국립 폴리테크니크 연구소 연구진은 ‘붉은 행성’ 화성에서 인류가 자급자족하며 안정적인 이주 생활을 하기 위한 다양한 환경을 설정하고, 이를 수학적 모델링을 이용해 분석했다. 그 결과 자급자족을 위한 노동력과 이를 통해 생산된 자원을 효과적으로 사용하는 등 화성에서의 이주에서 성공하기 위한 여러 조건을 만족하기 위해서는 최소 110명의 인원이 필요하다는 결론에 이르렀다. 화성에서 거주하는 인류를 소재로 한 SF영화인 ‘마션’(2015) 에서는 우주 탐사 중 극적으로 생존한 우주비행사가 남은 식량과 기발한 재치로 화성에서 살아남을 방법을 찾아가지만, 실제로 화성에서 안정적으로 생계를 이어가기 위해서는 1~2명 만으로는 턱없이 부족할 것이라는 게 연구진의 설명이다. 다만 화성 이주의 성공은 최소 110명의 인원이 얼마나 협력하고, 시간과 자원을 효율적으로 공유할 수 있는지 등 다양한 요인에 달려있다고 지적했다. 연구를 이끈 장 마르크 샬로티 박사는 “이번 연구는 전쟁이나 자원 고갈 등으로 더 이상 지구에 인류가 살 수 없게 된 상황을 가정한 것이다. 현재로서는 이러한 연구결과가 이론에 불과하지만, 인류의 미래에 상당한 영향을 미칠 수 있다”고 설명했다. 이어 “지구는 여러 사건에 의해 위협받을 수 있으며, 인류가 생존할 수 있는 유일한 방법은 화성이나 다른 행성으로 향하는 것”이라면서 “이번 연구는 인류가 화성으로 이주해야 하는 상황이 됐을 때, 이를 가능하게 하기 위해 해야 할 일과 살아남기 위해 필요한 최소 인원에 대한 이해를 도울 것”이라고 덧붙였다. 인류의 화성 이주 프로젝트는 이미 첫발을 뗐다. 미국항공우주국(NASA)은 다음 달 화성에 다섯 번째 무인 탐사차(로버)를 보내 2024년 미국 우주비행사의 달 복귀, 2028년 달 상주에 이어 화성 유인탐사에 이르는 큰 그림의 발판을 마련할 예정이다. 자세한 연구결과는 국제학술지 네이처의 자매지인 사이언티픽 리포트 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

먼지가 휘날리는 외계행성에도 고전 공상과학(SF) 영화 ‘사구’(Dune)의 사막행성처럼 생명체가 살 가능성이 있다고 과학자들이 주장하고 나섰다. 영국 엑서터대와 이스트앵글리아대 등 공동연구진은 먼지에는 태양광을 차단해 기온을 낮추고 보존하는 두 가지 효과가 있으며, 이런 효과는 지금까지 생명체가 존재하기 어렵다고 여겨온 행성 환경을 거주가능 환경으로 바꿀지도 모른다고 제안했다. 현재 외계행성은 꽤 많은 수가 발견돼 과학자들은 물론 일반인들도 이런 행성에 우리 지구에서처럼 생명체가 존재할 수 있는지를 두고 점차 관심이 커지고 있다.하지만 이런 행성에는 액체 상태의 물이 존재할 수 있는지가 가장 중요해 모항성과의 거리가 너무 가깝거나 멀지 않은 영역인 이른바 ‘골디락스 존’으로 불리는 생명체 거주가능 영역 안에 들어가는지를 먼저 파악하는 것이 핵심이다. 왜냐하면 행성이 모항성에 너무 가까우면 뜨거워 물이 기체 상태로 존재해 생명체가 살 수 없고 반대로 너무 멀어도 모든 것이 얼어붙어 이 역시 생명체가 존재하기가 어렵기 때문이다.그런데 이번 연구에서 이들 연구자는 태양보다 작고 덜 뜨거운 항성인 적색왜성(M형 주계열성)이 생명체 거주가능 영역에 들어갈 가능성이 크다고 봤다. 적색왜성은 매우 가까운 영역에 골디락스 존이 형성된다. 그런데 모항성과 행성 사이의 거리가 이처럼 가까우면 행성에는 자전과 공전의 동기화가 일어날 가능성이 커진다. 동주기자전이라고도 불리는 이 현상은 지구와 달 사이에서도 나타난다. 이 현상은 주로 두 별 중 주성에 대해 반성이 항상 같은 면을 향하는 상태로 나타나지만, 행성의 경우 항상 빛을 받는 부분과 그렇지 못한 부분이 생겨 지역에 따라 낮과 밤이 고착돼 버린다. 그러면 항상 낮인 지역은 점점 더워지고 밤인 지역은 점점 차가워져 생명체가 거주할 수 없는 환경이 돼 버리는 것이다. 이 때문에 적색왜성 주변에서는 만일 행성이 골디락스 존 안에 존재해도 동주기자전 현상이 있으면 지금까지 생명체가 존재할 수 없는 환경으로 여겨왔다. 하지만 이번 연구에서는 먼지가 지닌 주요 영향을 세 가지로 분리해 분석함으로써 동주기자전 현상이 있는 행성에서도 먼지로 뒤덮여 있으면 낮 지역의 기온을 낮추고 밤 지역으로 남는 열을 옮김으로써 골디락스 존을 형성할 수 있다는 것을 이들 연구자는 발견했다. 이에 대해 이번 연구를 이끈 엑서터대 이언 보틀 박사는 “지구와 화성에서의 먼지폭풍은 표면에 냉각과 온난화라는 두 효과를 가져오지만 일반적으로는 냉각 효과가 더 크게 나타난다. 그렇지만 동주기자전 현상을 지닌 행성에서는 상황이 다르다”면서 “이런 행성에서는 영원한 밤인 지역이 있고 거기서는 온난화 효과가 크게 나타나지만 영원히 낮인 지역에서는 냉각 효과가 훨씬 더 크게 나타난다”고 말했다. 이어 “이런 효과는 극단적인 기온 차를 완화해 행성을 더 거주하기 좋게 만든다”고 덧붙였다. 사실 이런 먼지 효과는 지구의 기후에도 커다란 역할을 하고 있다. 연구진은 최첨단 기후 모형을 이용해 지구 크기의 외계행성에 관한 시뮬레이션을 수행하고 먼지의 영향에 의해 생명을 유지할 환경이 만들어진다는 것을 처음으로 보여줬다. 이번 연구는 지금까지 행성의 생명을 지탱하는 환경에 대기에 포함된 먼지 역시 중요한 요인이 될 수 있음을 시사한다. 하지만 행성을 둘러싼 먼지의 존재는 그 표면에 생명체가 있는지를 조사하는 것도 방해한다. 이 점은 앞으로 연구로 극복해야 할 문제이기도 하다. 그렇지만 이번 연구는 지구의 기후를 연구하는 최첨단 기술을 외계 행성을 조사하는 도구로도 활용할 수 있다는 점은 알아낸 분야를 초월한 뛰어난 성과다. 따라서 이번 연구는 우주에서 우리만 존재하는지 아니면 다른 생명체가 더 있는지 답을 찾는 데 언젠가 도움이 될지도 모른다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications) 최신호(6월 9일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

20년도 더 된 플라스틱 쓰레기가 4150m 해저에서 온전한 형태로 발견됐다. 21일(현지시간) 과학 전문매체 사이언스 알러트는 최근 발표된 연구 결과를 인용해 해저에 가라앉은 플라스틱 쓰레기가 20년이 지나도록 분해되지 않은 것으로 나타났다고 전했다. 독일 GEOMAR 헬름홀츠 해양연구소(GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel)를 주축으로 한 연구팀은 2015년 페루 해안에서 약 815㎞ 떨어진 태평양 해저에서 플라스틱 쓰레기를 수거했다. 4150m 해저에 가라앉아 있던 플라스틱 쓰레기는 콜라캔과 치즈 용기 등이었다.수거된 플라스틱 쓰레기는 모두 원형 그대로를 유지하고 있었다. 특히 치즈 용기는 비닐 포장이 조금 찢어지긴 했지만 제품명과 바코드까지 선명했다. 콜라캔은 32년 전인 1988년 제작된 한정판이며, 치즈 용기는 독일의 한 제조업체가 1990년 첫 출시한 제품의 것으로 확인됐다. 해당 업체는 1999년 경쟁업체에 인수돼 사라졌다. 치밀한 미생물 군집에도 불구하고 플라스틱 쓰레기는 그 어떤 분해나 화학적 변화 없이 20년 넘게 4000m 깊이의 바다 밑에 숨죽이고 있었던 셈이다.분석 결과, 실제로 해저 미생물이 수거된 플라스틱 안정성에 영향을 미치지 않은 것으로 나타났다. 연구를 주도한 스테판 크라우제 박사는 수거된 플라스틱 쓰레기가 모두 20년 이상 된 것이었지만, 분해된 징후는 찾아볼 수 없었다고 설명했다. 크라우제 박사는 “플라스틱 표면에 미생물이 군집을 이루고 있었으나, 화학적, 생물학적 분해 징후는 없었다”고 말했다. 흥미로운 발견은 플라스틱 표면에 쌓인 미생물 군집이 주변 해저 퇴적물에서 확인된 것과는 다르다는 것이다. 크라우제 박사는 “플라스틱 쓰레기 표면의 미생물 다양성이 떨어지는 것으로 나타났다”면서 “플라스틱 축적량이 증가하면 우세한 몇몇 미생물의 비율을 변화시킬 수 있다”고 우려했다.연구팀에 따르면 바다에 떠다니는 잔해 중 60% 이상이 플라스틱 쓰레기다. 해저 일부 지역의 플라스틱 밀도는 190만 개/㎡에 달한다. 플라스틱 쓰레기 대부분이 ‘자외선 안정제’(자외선을 차단, 흡수해 플라스틱을 보호하는 첨가제)를 포함해 광산화 분해도 어렵다. 레고 등 일부 플라스틱 쓰레기는 수백 년까지도 원형을 유지할 수 있을 거란 추측도 있을 정도다. 다만 플라스틱 쓰레기가 극한의 심해 환경에서 얼마나 오래 분해되지 않는지는 확실치 않았다. 크라우제 박사는 “콜라캔의 경우 감싸고 있던 비닐봉지 때문에 분해가 더 늦어진 것으로 보이지만, 플라스틱 쓰레기가 해저로 가라앉아도 그 지속성은 최소 20년에 달한다는 사실이 입증됐다”라고 밝혔다. 관련 연구 결과는 11일 네이처 자매지인 ‘사이언티픽 리포트’에 게재됐다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

‘스타트랙’은 국내에서는 유명하진 않지만 전 세계 SF팬들이 사랑하는 작품 중 하나이다. 1966년 TV드라마로 처음 방송되기 시작한 이후 영화로도 많이 만들어지면서 SF의 전설이라고까지 평가받고 있다. 스타트랙을 대표하는 가장 유명한 대사는 “Beam me up, Scotty”(스카티, 날 전송해주게)이다. 커크 함장이 다른 곳에서 엔터프라이즈호로 귀환하려고 할 때마다 외치는 명령이다. 스타트랙에서 사람을 먼 거리까지 순간이동시키는 텔레포테이션 기술은 SF에서나 존재하는 것으로 알려졌지만 최근 과학자들이 전자를 텔레포테이션하는데 성공했다. 미국 로체스터대 물리천문학과, 채프먼대 양자연구소, 퍼듀대 물리천문학과, 나노기술센터, 재료공학부, 전기컴퓨터공학부 공동연구팀은 하나의 물질을 멀리 떨어진 다른 곳으로 이동시키는 텔레포테이션 기술이 양자역학의 아원자 세계에서는 가능하다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 연구팀은 이번 연구에서 밝혀낸 텔레포테이션 기술은 SF에서 등장하는 것처럼 물질 자체를 이동시키는 것이 아니라 정보를 옮기는 것이라고 밝혔다. 과학자들은 지난해 빛 알갱이라고 부르는 광자(光子)가 물리적으로 연결돼 있지 않은 상태에서도 컴퓨터 칩 사이에서 정보를 전달할 수 있다는 사실을 확인했다. 연구팀은 이번에는 전자들 사이에서도 텔레포테이션이 가능하다는 것을 보여줬다.양자 텔레포테이션은 양자역학에서 흔히 양자얽힘이라고 알려져 있다. 다른 입자와 멀리 떨어져 있는 한 입자의 특성이 변할 때 순간적으로 동시에 다른 입자에 영향을 미치는 현상을 양자얽힘이라고 한다. 특히 양자 순간이동에는 멀리 떨어진 두 개의 입자가 관여하는데 세 번째 입자가 즉시 두 개의 얽힌 입자에 상태를 전송하는 것이다. 연구팀은 전자를 이용한 양자 텔레포테이션을 실험하기 위해 하이젠베르그 교환결합 원리를 바탕으로 한 기술을 활용했다. 특정 종류의 입자의 양자회전상태를 갖도록 한 뒤 정보에 해당하는 스핀상태를 텔레포테이션하는 실험을 한 것이다. 그 결과 멀리 떨어져 있는 전자의 스핀상태를 동일하게 만들어 양자얽힘 상태를 만들 수 있다는 것을 확인해 양자 텔레포테이션을 증명했다. 존 니콜 로체스터대 물리학 교수는 “이번 기술은 멀리 떨어져 있는 전자들 사이에서도 양자-기계적 상호작용이 가능하다는 것을 제시함으로써 더 빠르고 효율적인 프로세서와 센서기술을 만들어 양자컴퓨터를 현실화시키는데 도움이 될 것”이라며 “양자 텔레포테이션이 장시간 유지될 수 있도록 안정화시키는 것이 다음 단계”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 각종 질환을 일으키고 생태환경 교란의 주범으로 지목받고 있는 미세먼지와 미세플라스틱만 콕 집어 효과적으로 없앨 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 센서시스템연구센터, 서울대 전기정보공학부 공동연구팀은 공기나 물 같은 유체 속에서 떠다니는 머리카락 1000분의 1 굵기인 20㎚(나노미터) 수준의 초미세입자들을 포획하는 ‘나노갭 전극’을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 2018년 노벨물리학상 수상 업적인 광집게 기술을 비롯해 과학계는 나노단위 입자를 손상없이 조작할 수 있는 기술을 개발하기 위한 노력을 기울여 왔다. 그렇지만 공기나 물 속에서 100나노미터 이하 입자를 포집하고 선별해 정제하고 농축하는 기술은 여전히 나오지 못하고 있다. 이에 연구팀은 초당 수백~수천 번 진동하는 파장을 발생시키는 전극으로 불균일한 전기장을 만들어 주변에 미세입자를 끌어당기거나 밀어내는 ‘유전영동’ 기술에 주목했다. 연구팀은 고가의 장비 대신 일반적인 반도체 공정으로 만들 수 있는 다양한 전극 구조를 실험했다. 그 결과 수직 배열의 비대칭 전극이 기존 수평배열보다 10배 이상 더 큰 유전영동력을 발생시킨다는 것을 확인했다. 이를 바탕으로 두 개의 전극 사이 간격이 나노미터 수준인 나노갭 전극의 대면적화와 비용절감을 가능케 했다. 실제로 기존 수평 배열 방식으로 나노갭 전극을 만들 때는 최소 수십 만원의 제작비가 들었지만 이번 기술을 활용하면 최대 5000원으로 LP레코드판 크기의 나노갭 전각을 만들 수 있다. 이번에 개발된 나노갭 전극을 공기나 물 필터에 적용할 경우 건전지 정도의 낮은 전압으로도 초미세먼지나 미세플라스틱은 물론 바이러스, 세균, 박테리아 등 다양한 미세부유입자를 실시간으로 검출하고 제거할 수 있다. 연구팀은 나노갭 전극으로 초미세먼지, 미세플라스틱 분류는 물론 신약개발이나 암진단 신규 마커로 주목받고 있는 세포밖 소포체와 알츠하이머 치매 환자의 뇌세포에서 발견되는 베타아밀로이드 단백질만을 골라서 농축하는 실험에 성공했다. 유용상 KIST 박사는 “이번 연구는 다양한 나노 크기 입자의 선별 정제 기술로 응용될 수 있다”라며 “특히 대면적 전극의 제작은 물론 전극 모양을 다양하게 만들고 제작 단가까지 낮출 수 있기 때문에 기술 상용화가 용이하다는 장점이 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2020년이 기상 관측 역사상 가장 더운 해가 될 것이라는 예측이 쏟아진 가운데, 반려견을 키우는 주인들이라면 필독해야 할 연구결과가 공개됐다. 영국 노팅엄트렌트대학과 영국왕립수의대학 공동 연구진이 영국 전역의 약 100만 마리에 달하는 반려견의 건강 정보를 분석한 결과, 불도그나 퍼그 등 주둥이가 납작한 외모의 반려견은 주둥이가 진 반려견에 비해 열사병에 걸릴 위험이 2배 가까이 높은 것으로 나타났다. 연구진은 열사병에 비교적 강한 래브라도 리트리버(이하 래브라도)를 기준으로 삼았다. 대형 견에 속하는 래브라도는 주둥이가 긴 편이고 코가 돌출돼 있는 것이 특징이다. 연구결과에 따르면 주둥이가 납작한 품종 중에서도 잉글리시불도그는 래브라도에 비해 열사병에 걸릴 확률이 14배 높았다. 프렌치불도그는 6배, 퍼그는 3배 더 높은 것으로 나타났다. 래브라도와 비교했을 때 열사병에 유독 약한 견종은 주둥이가 납작한 불도그나 퍼그뿐만이 아니다. 차우차우나 골든 리트리버는 몸에 털이 많은 탓에, 래브라도에 비해 열사병에 걸릴 위험이 각각 17배, 3배 더 높다. 세계에서 가장 빠른 경주 개로도 유명한 그레이하운드는 근육량이 많아 열사병에 걸릴 확률이 높은 것으로 나타났다. 심하게 달리거나 놀고 난 뒤 근육에서 많은 열이 발산되기 때문이다. 비슷한 이유로 비만인 개 역시 열사병 위험이 높다고 연구진은 경고했다. 일반적으로 개는 사람처럼 땀을 흘리지 않기 때문에 체온 조절을 위해 혀를 내밀고 숨을 가쁘게 몰아쉰다. 그럼에도 땀을 흘리는 것보다는 체온 조절이 쉽지 않은 까닭에, 기온이 높은 날 창문이 닫힌 차량에 20분만 갇혀 있어도 열사병에 걸릴 수 있으며, 열사병에 걸린 개 7마리 중 1마리는 목숨을 잃는다. 실제로 기온이 높아질 때마다 반려견이 주인에 의해 차량에 갇혀 있다 구출되거나 목숨을 잃는 사고는 끊임없이 발생한다. 전문가들은 뜨겁게 달아오른 차에 갇힌 개는 수십 분 안에 사망할 수 있으며, 운 좋게 죽지 않는다고 해도 질식이나 열사병 등으로 뇌 손상 또는 시력손실 등 건강에 문제가 생길 수 있다고 경고한다. 열사병에 걸린 반려견은 구토나 발열, 비틀거리는 걸음걸이와 무기력 등의 증상을 보인다. 이러한 증상이 보일 경우 주인은 반드시 반려견을 그늘지고 바람이 잘 통하는 곳으로 옮긴 뒤 물을 뿌리거나 물수건 등을 이용해 체온을 낮춰야 한다. 이후 물을 조금씩 마시게 해 안정을 되찾게 한 후 반드시 전문가의 진료를 받아야 한다. 연구진은 “개는 인간처럼 체온을 조절할 수 없기 때문에 열사병의 징후를 항상 살펴야 한다”면서 “특히 납작한 주둥이를 가졌거나 과체중인 개는 여름일수록 주의깊게 관찰할 필요가 있다”고 강조했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 네이처의 자매지인 사이언티픽 리포트 최신호(18일자)에 실렸다. 　 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

과거 남극에서 발견된 거대한 화석의 정체가 무엇인지 드러났다. 최근 미국 텍사스 대학 연구팀은 남극에서 발견된 화석이 세계에서 가장 큰 파충류의 알이라는 연구결과를 세계적인 학술지 네이처(Nature) 17일 자에 발표했다. 지난 2011년 남극에서 칠레 과학자들에 의해 처음 발견된 이 화석은 28x18㎝ 크기로 축구공 만하다. 전문가들의 호기심을 자아낸 것은 과연 이 화석의 정체가 무엇이냐는 것. 이후 전문가들 사이에 여러 다양한 추측이 제기됐으며 지난 2018년이 되어서야 공룡과 같은 거대 동물의 알이라는 주장이 힘을 얻어왔다.이번에 텍사스 대학 연구팀은 화학적 분석 등 다양한 분석을 통해 이 화석이 약 6600만 년 전 멸종된 바다뱀이나 도마뱀의 일종이 낳은 '알'이라고 결론지었다. 연구팀에 따르면 이 알은 부드러운 막과 비슷한 층층 구조, 얇지만 단단한 외층으로 둘러싸여 있었다. 이는 알이 부드러운 껍질로 이루어져 있음을 보여주며 화학적 분석 결과에서도 이는 알껍질로 원래 살아있는 조직이었음이 드러났다. 논문저자인 루카스 르장드르 박사는 "이 미스터리 화석은 역대 발견된 것 중 가장 크고 부드러운 껍질을 가진 알로 드러났다"면서 "이렇게 잘 보존된 연성 껍질의 알을 찾는 것은 매우 드문 일"이라고 의미를 부여했다.이어 "알 크기로 보면 공룡같은 큰 동물에게서 나온 것이지만 공룡알과는 전혀 다르다"면서 "이 알은 현재의 도마뱀과 뱀의 알과 가장 유사하기 때문에 친척뻘인 거대 동물의 것"이라고 설명했다. 　 　 　 　 　 그렇다면 이 알은 과연 어떤 동물의 것일까? 연구팀은 거대 바다 괴물 모사사우루스(Mosasaurus)일 가능성에 무게감을 두고있다. 모사사우루스는 백악기 후기에 살았던 육식성 해양파충류로 최대 15m 자라는 거대 해양 파충류다. 영화 ‘쥐라기 월드’에도 등장해 유명세를 탔으며 당시 바다에서는 적수가 없는 바다의 포식자였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

전 세계 인구의 절반이 심각한 수준의 대기오염에 노출돼 있다는 연구 결과가 나왔다. 영국 엑서터대 연구진은 대기질 개선을 위한 노력이 전 세계적으로 이뤄지고 있어도 세계 인구의 절반은 여전히 세계보건기구(WHO)의 기준치보다 5배 이상 높은 수준의 대기오염에 노출돼 있다는 것을 발견했다.연구진은 지난 2010년부터 2016년까지 전 세계 대기질의 추이를 세계 각국의 대기오염을 줄이기 위한 노력 수준과 비교해 자세히 분석했다. 이들 연구자는 이런 자료를 에어로졸광학깊이(AOD)와 화학이동모델(CTM) 그리고 기타 출처의 위성 검색에서 나온 정보와 합쳐 개개의 국가와 지역 등 전 세계에 연간 대기질 프로필을 제시했다. 그 결과, 세계 인구의 55.3%는 이 연구의 기간인 6년여 동안 심각한 수준의 대기오염에 노출돼 있는 것으로 나타났다.특히 고농도의 대기오염은 중동의 일부 지역과 아시아의 일부 지역 그리고 사막먼지와 관계가 있는 아프리카의 사하라이남 지역에서 확인됐다. 연구진은 “사막먼지는 대기오염 농도의 규모와 세계 특정 지역에서 매우 먼 거리를 이동할 수 있는 능력으로 인해 점차 많은 관심을 받고 있다”면서 “사하라사막은 세계 최대 사막먼지를 발생하는 곳 중 하나로 이 지역의 미세먼지를 포함한 대기오염의 증가는 기후변화에 따라 사막먼지가 증가한다는 예측과 일치한다”고 지적했다. 연구를 이끈 개빈 섀딕 교수 “대기오염을 줄이기 위한 장기적 정책이 유럽과 미국의 여러 지역에서 효과가 있다고 나왔지만, 대기오염 수준이 WHO의 기준치보다 5배 이상 높은 지역이 여전히 존재하고 일부 지역에서는 대기오염 수준이 높아지고 있다”고 지적했다. WHO는 매년 전 세계 사망자 약 420만 명의 사망 원인이 실외 대기오염 때문이라고 추정한다. 그리고 이 기관은 연간 미세먼지(PM)의 평균 대기오염 농도가 10㎍/㎥(1세제곱미터당 마이크로그램)를 넘어서는 안 된다고 권고한다. 기준치 이상의 미세먼지에 노출된 인구는 2010년 94.2%에서 2016년 90%로 감소했지만, 이는 북미와 유럽이 더 많은 정책을 시행한 결과였을 뿐이다. 섀딕 교수는 “특정 정책 결과를 정확하게 정량화하는 것은 어렵지만, 효과적 개입을 위한 증거를 대기오염의 세계적 그리고 지역적 경향과 합하면 앞으로 정책을 알리고 모니터링하는 데 핵심적인 근거 기반에 필수적인 정보를 제공할 수 있다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 네이처 출판그룹(NPG)에서 발행하는 ‘네이처 파트너저널 기후와 대기과학’(npj Climate and Atmospheric Science) 최신호(6월17일)에 실렸다. 사진=개빈 섀딕 교수/액서터대 제공 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

■ 장우현(전 서울대 의대 교수)씨 별세 △ 장우현(전 서울대 의대 교수·한국과학기술한림원 종신회원)씨 별세, 조윤숙(전 정의여고 교사)씨 남편상, 장창수(미 아르곤연구소 연구원)·장진수(전 목암연구소 연구원)씨 부친상, 이재영(목포대 교수)씨 장인상, 윤소원씨 시부상, 16일 오후 4시, 순천향대 서울병원 장례식장 2호실, 발인 18일 오전 10시, 장지 강원도 원주시 문막읍 충효공원묘원. 02-792-4355 ■ 공용진(네이처이앤티 이사)씨 장인상 △ 김종옥씨 별세, 김동환(포스코플랜텍)씨 부친상, 공용진(네이처이앤티 이사)·박기현씨 장인상, 16일 오전 6시 10분, 경북 포항성모병원 장례식장 2호실, 발인 18일 오전 8시. 054-260-8048 ■ 류지영(전 국회의원)씨 모친상 △ 이순금씨 별세, 류지영(전 국회의원)·류창원·류창희·류경희·류정선·류일선씨 모친상, 16일 오전 5시49분, 서울대병원 장례식장 6호실, 발인 18일 오전 6시30분, 장지 대구 동구 도림사. 02-2072-2022

●이순금씨 별세 류지영(전 국회의원)·창원·창희·경희·정선·일선씨 모친상 16일 서울대병원, 발인 18일 오전 6시30분 (02)2072-2022 ●김종옥씨 별세 김동환(포스코플랜텍)씨 부친상 공용진(네이처이앤티 이사)·박기현씨 장인상 16일 포항성모병원, 발인 18일 오전 8시 (054)260-8048 ●김종철씨 별세 이금자씨 남편상 김하늬(뉴스토마토 기자)·무늬(롯데시네마 매니저)씨 부친상 김상윤(이데일리 기자)씨 장인상 16일 중앙보훈병원, 발인 18일 오전 10시 (02)2225-1004

지구에서 1억3000만㎞ 떨어진 곳에서 태양 궤도를 돌고있는 소행성 '베누'(Bennu·1999 RQ36)의 비밀이 서서히 풀리고있다. 최근 미국 행성과학연구소(Planetary Science Institute)는 베누 표면에 있는 수많은 돌과 바위들이 햇빛에 깨지고 균열이 갔다는 연구결과를 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’(Nature Communications) 9일 자에 발표했다. 베누는 지름이 500m 정도의 작은 소행성이지만 태양계 초기에 형성돼 태양계의 형성과 진화, 더 나아가 생명의 기원인 유기물의 출처에 대한 정보까지 가지고 있을 것으로 보고있다. 이 때문에 미 항공우주국(NASA)은 탐사선 오시리스-렉스(OSIRIS-REx)를 발사했으며 지난 2018년 12월 초 이곳에 도착했다.이번 연구결과는 오시리스-렉스가 베누 주위를 돌며 탐사한 자료를 바탕으로 한 것으로 실제 공개된 사진을 보면 균열이 가있는 암석들을 쉽게 확인할 수 있다. 물론 지구의 암석도 햇빛, 공기, 물 등의 영향으로 같은 현상이 일어난다. 지구에서 이처럼 암석이 갈라지는 주된 원인은 풍화작용 때문이다. 예를들어 빗물이 작은 단층이나 바위 틈으로 스며들어 기온이 영하로 떨어지면 얼음으로 변해 팽창하면서 균열이 일어나는 것. 그러나 베누에는 지구와 같은 대기가 없으며 공기나 물, 생명체 등이 존재하지 않는다. 그렇다면 베누의 암석은 어떻게 균열이 갔을까? '범인'은 햇빛 뿐이다. 베누의 자전주기는 4.3시간인데 이 과정에서 햇빛의 영향으로 표면은 빠르게 뜨거워졌다가 급속히 차가워진다. 연구팀에 따르면 베누의 낮 최고 기온은 126℃, 밤의 최저 기온은 -73℃로 곤두박칠 친다. 　 　 　 　논문의 수석저자인 제이미 몰라로는 "베누에는 날씨가 없지만 급격한 기온의 변동도 암석에 비슷한 영향을 미칠 수 있다"면서 "바위가 온도 변화에 노출될 때 마다 표면은 팽창하거나 수축한다"고 설명했다. 이어 "이번 연구는 과거 베누의 표면이 어떤 모습이었는지, 그리고 수백 만년 후에는 어떤 모습일지 말해주는 퍼즐의 한 조각"이라고 덧붙였다.　한편 오시리스-렉스는 기존의 탐사선과는 달리 표면까지 하강해 로봇팔을 쭉 뻗어 샘플을 채취해 지구로 가져올 예정이다. 올해에는 표면의 샘플을 60g이상 채취하며 이듬해에는 다시 지구로 귀환한다. 지구 도착은 2023년 9월로 샘플을 담은 캡슐은 낙하산을 이용해 미국 유타 주에 떨어진다.　　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

일본팀, 클로자핀 N옥사이드 주입·관찰48시간 Q뉴런 활성화, 동면상태와 유사美팀, 하루 음식 안 주고 신진대사 낮춰생쥐 신경회로서 Q뉴런의 활성화 확인“장기 동면상태에선 이식 장기 손상 막고발병 후 조직 손상 최소화 등 이익 크다” SF영화 역사상 최고의 걸작으로 꼽히는 ‘2001 스페이스 오디세이’(1968)에서 시작해 ‘멜 깁슨의 사랑이야기’(1992), 실베스터 스탤론 주연의 ‘데몰리션맨’(1993), ‘바닐라 스카이’(2001), 에일리언 시리즈, 그리고 2016년 말 개봉한 ‘패신저스’까지 공통점은 뭘까. ‘냉동인간’ 혹은 ‘인공동면’(冬眠)을 소재로 하고 있다는 점이다. SF에서는 수십~수백 광년이 떨어진 곳까지 우주여행을 하거나 불치병에 걸려 과학기술이 더 발전한 먼 미래에 깨어나 치료받기 위한 소재로 쓰인다. 그렇지만 SF에서는 전혀 다른 원리를 갖고 있는 냉동인간과 인공동면을 혼동해 사용하는 경우가 많다. 겨울잠이라고 불리는 동면은 에너지를 아끼기 위한 것이 주요 목적이고 냉동인간은 특정 목적 때문에 생체조직이 상하지 않도록 특수 처리한 상태에서 초저온으로 냉동시켜 장기 보존하는 것이다. 냉동인간 기술을 활용해 사업을 하는 기업들이 전 세계적으로 서너곳이 있지만 냉동만 가능할 뿐 조직 손상 없이 해동시키는 방법은 아직 알고 있지 못하다. 인공동면이나 냉동인간 기술이 성공한 사례는 없다는 말이다. 그렇지만 과학계에서는 냉동보존 기술의 첫 단계로 곰이나 개구리 등 겨울잠 자는 동물들의 동면 원리를 알아내기 위해 끊임없이 노력하고 있다. 이런 가운데 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 6월 11일자에는 설치류를 대상으로 동면과 비슷한 상태를 유발시킬 수 있는 신경세포 회로를 발견했다는 연구 결과 2편이 실려 주목받고 있다.사람은 추운 곳에 오래 노출될 경우 저체온증으로 서서히 의식을 잃고 사망하는 경우가 많다. 그렇지만 겨울잠을 자는 동물들은 날씨가 추워져 먹을 것을 구하기 어려워지면 에너지 소비를 낮춰 체온을 떨어뜨리고 심장도 거의 움직이지 않는 상태로 한철을 보내게 된다. 많은 과학자들이 동면은 뇌 시상하부의 ‘시각교차전(前)구역’이라는 부위에서 온도조절 작용 때문이라고 추측했을 뿐 정확한 메커니즘은 밝혀내지 못한 상태였다. 일본 쓰쿠바대 의대, 국제통합수면의학연구소, 이화학연구소(리켄) 망막재생연구소, 리켄 세포기능역학연구소, 니가타대 뇌연구소, 쓰쿠바 고등연구협회 공동연구팀은 생쥐에게 ‘클로자핀 N옥사이드’라는 화학물질을 주입한 결과 뇌 시상하부에 있는 Q뉴런이라는 지금까지 잘 알려지지 않은 부분이 활성화되면서 48시간 이상 동면 상태와 비슷하게 신진대사 활동이 느려지고 체온이 떨어지는 것을 확인했다. 또 광유전학 기술로 Q뉴런을 자극할 경우에도 동면 상태가 유도되는 것을 관찰했다. 유도동면에서 깨어난 뒤 생쥐들에게서 이상행동이나 조직이나 장기손상은 관찰되지 않았다고 연구팀은 밝혔다. 미국 하버드대 의대 신경생물학과, 신경과학부, 영상·데이터분석센터, 베스 이스라엘 디코니스 의료센터(BIDMC) 내분비·당뇨·대사질환과, 샌디에이고 소재 의료기업 뉴로포토메트릭스 공동연구팀은 일본 연구팀처럼 약물을 주입하는 대신 24시간 동안 음식과 물을 주지 않아 신진대사 활동을 낮춘 뒤 생쥐의 신경회로를 관찰한 결과 역시 Q뉴런이 활성화된다는 사실을 확인했다.이번 연구를 주도한 신경생물학 분야의 세계적 권위자 마이클 그린버그 하버드대 의대 교수는 “인간에게 장기적인 동면 상태를 유도하는 것은 이식을 위해 장기를 손상 없이 보존할 수 있게 해주거나 질병 발생 후 조직손상을 최소화시키는 등 잠재적으로 의학적 이점이 큰 기술”이라며 “이번 연구는 신경회로 자극을 통해 인공동면 유도 가능성을 보여 줬다는 데 의미가 크다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

스위스 취리히대, 취리히연방공과대(ETH) 통합생물학연구소, 오스트리아 그레고르 멘델 연구소, 일본 치바대, 도쿄대, 요코하마시립대, 니가타대, 나고야대, 국립유전학연구소, 독일 포츠담대, 미국 서던캘리포니아대 공동연구팀은 특정 유전자가 식물이 생산하는 꽃가루 숫자를 조절한다고 10일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 6월 9일자에 실렸다. 연구팀은 생물학 실험에 많이 쓰이는 식물인 애기장대의 144개 변종에 대해 꽃 한 송이당 꽃가루 알갱이 숫자를 세었다. 그 결과 꽃 한 송이당 꽃가루 알갱이는 2000~8000개로 다양한 것으로 나타났다. 연구팀은 ‘RDP1’이라는 유전자가 꽃가루 숫자에 영향을 미치고, 꽃가루 숫자가 적을수록 질병에 강하고 번식 성공 확률도 높은 것으로 확인했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr