어린 시절 누구나 한 번쯤 열광하고 사랑에 빠지게 만드는 존재. 바로 ‘공룡’이다. 아이들이 공룡에 빠지는 이유는 지금은 사라지고 없어져 마음껏 상상력을 펼칠 수 있기 때문일 것이다. 우리가 과학관이나 박물관에서 볼 수 있는 공룡이나 고생물들은 불완전한 화석을 바탕으로 당시의 모습과 생태를 복원한 것이다. 그렇기 때문에 고생물학자들도 새로운 화석이 발견되면 지금까지의 해석을 보완하거나 기존의 이론이나 가설을 완전히 바꿔야 하는 경우도 종종 있다.●스피노사우루스 돛·꼬리 완벽 형태 찾아 미국 디트로이트 머시대, 예일대, 하버드대, 이탈리아 국립고생물학협회, 밀라노자연사박물관, 밀라노대, 영국 포츠머스대, 레스터대, 모로코 카사블랑카 하산2대학, 독일 브라운슈바이크 주립자연사박물관 공동연구팀은 중생대 백악기 중기에 살았던 육식공룡 스피노사우루스가 악어처럼 수영을 잘하며 물속에 사는 동물들을 잡아먹는 수생공룡이었다는 사실을 새로 밝혀냈다. 이 같은 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 30일자에 실렸다. ‘가시 도마뱀’이라고 불렸던 스피노사우루스는 등에 2m 넘는 부채모양의 돛을 가진 것이 특징이다. 등에 있는 돛의 기능에 대해서는 고생물학자들도 체온을 조절하는 역할을 했을 것이라고만 추측해 왔다. 연구팀은 모로코 남동부에 위치한 고대하천 켐켐강 인근 화석층에서 거의 완벽한 형태의 스피노사우루스 화석을 발견했다. ●수중 생활 적응한 체형… 수생 생물 확인 화석을 분석한 결과 스피노사우루스의 등에 붙어 있는 부채모양 돛은 물속에서 방향조절 기능을 했으며 길고 유연한 꼬리는 현재의 악어들처럼 빠른 속도로 이동할 수 있도록 돕는 역할을 했던 것으로 확인됐다. 니자르 이브라힘 디트로이트 머시대 교수(고생물학·비교해부학)는 “이번 연구결과는 티라노사우루스 등장 이전 가장 강력한 육식공룡이었던 스피노사우루스가 악어처럼 물에서 생활하며 먹이를 사냥했던 수생동물임을 보여 주고 있다”고 말했다. ●중생대 포유류 곤드와나테리어 골격 발굴 한편 미국 덴버 자연사과학박물관, 스토니브룩대, 뉴욕공과대, 카네기 자연사박물관, 루이스빌대, 텍사스 오스틴대, 오하이오대, 맥칼리스터대, 독일 본대학, 호주 모나쉬대, 빅토리아박물관, 마다가스카르 안타나나리보대학 공동연구팀도 곤드와나 대륙에 살았던 최초의 포유류 ‘곤드와나테리어’의 완전한 골격 화석을 처음 발굴해 포유류 진화의 새로운 증거를 찾았다고 ‘네이처’ 30일자에 발표했다. 곤드와나 대륙은 고생대 후기부터 중생대에 걸쳐 남반구에 존재했던 초(超)대륙으로 현재 남아메리카, 아프리카 대륙과 호주, 남극, 인도를 포함하는 것으로 알려져 있다. 북반구에는 북아메리카, 아시아, 유럽 대륙이 붙어 있던 로라시아 대륙이 있었다. ●크기 더 큰 ‘아달라테리움’ 생존 경쟁 유리 곤드와나테리어는 공룡들이 지구를 지배하고 있던 중생대에 등장한 포유류로 알려졌는데 이번에 발견된 화석은 두개골부터 발가락 같은 말단부위 작은 뼈와 연골조직까지 보존된 것이다. 이번에 발굴된 곤드와나테리어는 이전에 발견된 것들과는 전혀 다른 종으로 확인돼 연구팀은 ‘아달라테리움 휴이’라는 학명을 붙였다. 아달라테리움은 몸무게는 약 3.1㎏으로 쥐와 비슷한 모습을 하고 있는 것으로 확인됐다. 중생대 시절 존재했던 포유류들은 현재 생쥐들만큼 작았지만 아달라테리움은 상대적으로 거대 포유류였다고 연구팀은 설명했다. 덴버 자연사박물관 수석큐레이터인 데이비드 크라우스 박사는 “이번 발견은 지구상에 포유류가 처음 나타났을 때의 진화 과정을 설명할 수 있을 뿐만 아니라 포유류가 거대 동물인 공룡과 어떻게 생존경쟁에서 살아남았는지 이해시켜 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

연초 코로나19가 중국을 벗어나 전 세계적으로 확산하기 시작했을 때만 해도 4월 중순이나 5월이 되면 종식될 것이라는 예측이 나오기도 했습니다. 당시만 해도 많은 사람이 그렇게까지 오래 지속될까라는 생각을 했지만, 현재 상황으로 5월 종식은 희망에 그칠 것 같습니다. 과학자들도 여름이 되면 확산세가 잠시 주춤했다가 가을이나 겨울이 되면 다시 유행할 가능성이 크다고 예측하고 있습니다. 코로나19는 이전 감염병들과는 달리 한 번 걸렸더라도 항체가 생기지 않아 재감염되는 경우도 나오고 있습니다. 이 때문에 코로나19 감염자가 늘어나면 자연스럽게 면역반응이 생길 것이라는 가정하에 집단면역 시험을 한 스웨덴도 환자 숫자가 폭발적으로 증가하면서 사회적 거리두기와 이동제한 등 조치를 취하고 있습니다. 결국 예방백신이나 치료제가 유일한 해결책이라고밖에 할 수 없습니다. 실제로 감염병을 예방하고 확산을 막기 위해서 백신은 최적의 무기입니다. 그런데 백신으로 감염병 차단뿐만 아니라 또 다른 부가적 효과가 있다는 연구결과가 나왔습니다. 미국 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 공중보건역학부, 전염병·백신학부, 계산생물학센터, 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의대, 프린스턴대 환경연구소, 영국 임페리얼 칼리지 런던 공중보건학부, 인도 질병역학·경제학 및 정책센터 공동연구팀은 백신접종이 질병 예방뿐만 아니라 항생제 내성 문제까지도 해결할 수 있다는 분석결과를 네이처 30일자에 발표했습니다. 연구팀은 2006~2018년에 저소득국가와 중진국으로 분류된 국가 중 항생제 내성이 큰 나라 18개국을 선정해 인구통계건강조사(DHS)와 복수지표집단조사(MICS) 데이터를 바탕으로 5세 이하 영유아들에 대한 항생제 처방과 백신접종과의 상관관계를 분석했습니다. 특히 연구팀은 중진국 이하 국가 영유아들에게서 흔히 발생하는 호흡기 질환과 장염을 막아 줄 수 있는 폐렴구균과 로타바이러스 백신에 대해 주목했습니다. 연구팀은 이들 18개 국가들에서 영유아에게 처방한 항생제 중 호흡기 질환 24.8%, 장염 21.6%가 폐렴구균과 로타바이러스 백신접종으로 막을 수 있는 병원균 때문에 유발된다는 것을 알게 됐습니다. 또 백신 접종을 받은 영유아들은 그렇지 않은 아동들에 비해 호흡기 질환에 걸릴 가능성은 19.7% 낮고 설사병에 걸릴 가능성은 11.4% 낮은 것으로도 확인됐습니다. 연구를 이끈 조셉 루냐드 UC버클리 교수는 “폐렴구균과 로타바이러스 백신을 맞으면 각각 연간 2380만건, 1360만건의 항생제 처방을 줄일 수 있게 돼 항생제 내성을 가진 슈퍼박테리아 발생 가능성도 줄일 수 있게 된다”고 설명했습니다. 코로나19 대확산은 많은 사람에게 과학의 중요성과 백신의 필요성을 되돌아보게 하고 있습니다. 그렇지만 최근 몇 년 동안 미국이나 유럽에서는 백신 안전성에 대한 근거 없는 주장을 펼치는 사람과 그런 주장을 믿는 사람들이 많아져 코로나 백신이 나와도 쉽게 받아들일지 모르겠습니다. 얼마 전 백신 반대론자인 도널드 트럼프 미국 대통령이 코로나 치료를 위해 살균제 주입이나 자외선 활용 방법을 찾아봐야 한다는 발언으로 구설에 오른 것은 과학기술 선진국이라는 나라에서 벌어진 가장 황당한 사건이 아닐까 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

영국 케임브리지대 심리학과, 이스라엘 바이츠만과학연구소 인간뇌영상연구센터, 뢰벤슈타인병원 재활센터, 텔아비브대 의대 공동연구팀은 심각한 뇌 손상 환자의 후각반응을 관찰함으로써 현재 상태는 물론 회복 및 생존 가능성까지 파악할 수 있다는 연구결과를 ‘네이처’ 30일자에 발표했다. 일반적으로 뇌 손상 환자의 의식상태를 파악하기는 쉽지 않고 오진율도 40%로 높다. 연구팀은 집중치료실에 있거나 재활치료를 4년 이상 받은 뇌 손상 환자 43명을 대상으로 상큼한 샴푸 향과 썩은 생선냄새를 맡게 했을 때 콧속으로 들어간 공기흡입량을 통해 후각반응을 관찰하고 이후 병의 진행상태를 관찰 분석했다. 그 결과 후각반응을 거의 보이지 않았던 환자들의 회복률과 생존율은 후각반응을 확실히 보인 환자보다 현저하게 낮다는 사실을 파악했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19로 어려움을 겪고 있는 호주 취약계층을 돕는 한국인들이 있다. 이들은 한국에서 설립되어 국내, 북한, 해외에서 굶주림 없는 세상, 더불어사는 세상을 만들기 위해 노력하는 한국형 국제구호 개발 NGO 굿네이버스이다. 지난 3월 이후 발효된 제한 조치로 다수의 실업자가 발생한 가운데 호주 정부가 시민들과 사업장을 부양하기 위한 지원 조치를 발표했으나, 이는 시민권자 및 영주권자에만 한정되어 임시 비자 소유자들은 그 혜택에서 제외되었다. 또한, 이동이 제한되면서 한 부모 가정 등에서는 아동과 함께 장을 보거나 외출이 어려운 상황에 놓이면서, 생필품 확보에 어려움을 겪는 취약계층들이 속속 발생하고 있다. 굿네이버스 호주는 “도움이 필요한 곳은 어디든지 달려간다”라는 가치에 따라, 한 부모 가정, 난민, 무급 휴직 혹은 실직 상태에 있는 임시 거주 비자 소지자 등 취약계층에게 식료품과 위생용품이 담긴 케어 키트(Care Kit)를 지원하였다. 굿네이버스 호주는 한인 커뮤니티를 비롯하여, 서로 연대하고 지원할 수 있는 별도의 커뮤니티가 형성되어 있지 않은 난민에 이르기까지 인종, 종교, 사상을 초월하여 도움이 필요한 소외된 이웃을 향해 좋은 이웃들의 따뜻한 마음을 전하고 있다. 이를 위해 농심 호주, 대상 호주, CJ 푸드 호주 등 한국 굴지의 F&B 회사가 함께하고 있으며, 레인보우 앤 네이처, HOME789에서 위생용품을 지원하는 등 아름다운 도움의 손길들이 이어지고 있다. 이효실 굿네이버스 호주 대표는 “이번 호주 내 긴급 지원을 통해 어려운 상황에 처한 이웃들이 힘을 내고, 격려를 받는 기회가 되기를 바란다“며 ”전 세계적으로 힘든 이때에, 연대하는 마음과 더불어 이웃을 향한 따뜻한 배려와 관심이 이 위기를 잘 극복할 수 있는 동력이 될 것으로 믿는다”고 전했다. 한편 29일 현재 호주내 코로나19 누적 확진자 수는 6738명이며 이중 88명이 사망했다. 한때 500명을 넘나들던 하루 확진자수는 최근 강도 높은 사회적 거리두기를 시행하면서 20명 내외로 줄어들어 감소추세에 접어들었다. 혹시 모를 2차 확산을 방지하기 위해 여전히 사회적 거리두기를 시행중이지만 주마다 조금씩 봉쇄 조치를 해제하는 추세다. 김경태 시드니(호주)통신원 tvbodaga@gmail.com

다가오는 5월 가정의 달을 맞아 건강식품을 찾는 이들이 증가하고 있다. 2020 소비트렌드 중 하나로 손꼽히는 에이지리스(Ageless)와 마이크로바이옴(Microbiome)에 대한 관심은 건강식품 구매에도 영향을 미치고 있다. 에이지리스는 나이와 관계없이 자신이 원하는 가치를 추구하는 현상이다. 또 마이크로바이옴은 미생물(Microbe)과 생태계(Biome)가 결합된 말로 우리 몸에 사는 미생물과 그 유전정보를 말한다. 이러한 트렌드에 발맞춰 건강기능식품 시장에서도 콜라겐과 프로바이오틱스 제품의 인기가 높아지고 있는 가운데 건강식품 전문 브랜드 ‘시너지월드와이드코리아’가 가정의 달 선물로 적합한 콜라겐과 프로바이오틱스 제품을 소개했다.시너지월드와이드코리아의 관계자는 “자사에서 출시한 프로바이오틱스와 콜라겐 제품은 2019년 하반기 출시된 이후 꾸준히 높은 판매량을 이어가고 있다”며 “특히 가정의 달을 맞아 어버이날 선물로 건강식품에 대한 수요가 증가하며 시너뷰 콜라겐(일반식품), 프로바이오틱스 플러스(건강기능식품) 매출이 눈에 띄게 증가하는 추세”라고 밝혔다. ‘프로바이오틱스 플러스’는 발효음식에서 유래한 10종 혼합 유산균을 주 원료로 사용해 유산균 증식 및 유해균 억제, 배변활동 원활에 도움을 줄 수 있는 건강기능식품이다. 1일 1회 섭취를 통해 장의 연동 운동이 약해진 이나 불규칙한 생활습관으로 장 건강이 나빠진 현대인에게 도움을 준다. 1포당 2000mg 저분자 피쉬 콜라겐이 함유된 ‘시너뷰 콜라겐’은 19가지 아미노산으로 구성된 콜라겐이 담긴 제품이다. 피부건강에 도움을 줄 수 있는 비타민C, 히알루론산, 허니부쉬추출발효분말이 함유돼 있는데 스틱젤리 형태로 제작돼 휴대가 간편하고, 섭취가 용이하다. 한편 시너지월드와이드는 50년 전통의 글로벌 건강식품 전문기업 네이처스 선샤인(Nature’s Sunshine)의 제품 기술력을 이어받은 건강식품 전문 브랜드다. ISO-9001 인증, USDA 인증, NSF 인증 등을 통해 엄격한 안전관리와 품질 절차를 보증하고 있는 네이처스 선샤인은 폭넓은 제품 라인업을 선보이고 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

‘바이러스 진원지’ 주장 확산…트럼프도 동조미국 내 협력기관에 “모든 자금지원 중단” 도널드 트럼프 미국 행정부가 중국 우한바이러스연구소와 협력한 미국 내 연구기관에 자금 지원을 중단했다. 미국에서는 우한바이러스연구소가 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 발원지라는 주장이 제기됐으며, 최근 트럼프 행정부 내에서도 이에 동조하는 목소리가 나와 중국 정부가 반발하는 등 논쟁이 이어지고 있다. 28일 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMP)가 미국 폴리티코를 인용해 보도한 바에 따르면 미국 국립보건원(NIH)은 지난주 비영리 연구기관 ‘에코헬스 얼라이언스’에 향후 모든 자금 지원을 중단할 것이라고 통보했다. 지난 5년간 이 연구기관을 지원해온 NIH는 올해 지원금에서 남은 36만 9819달러의 사용을 중단하라는 요구도 했다. NIH의 갑작스러운 지원 중단은 매우 이례적인 일로, 통상 과학적 위법행위나 재정적 부정행위가 발생했을 때 이런 조처를 한다. 이번 결정은 최근 미국 내 언론 보도에서 에코헬스 얼라이언스와 중국 우한바이러스연구소의 협력이 논란이 됐기 때문으로 보인다. 에코헬스 얼라이언스는 박쥐를 통해 퍼지는 코로나바이러스의 위험성과 박쥐에서 인간으로 바이러스가 옮아갈 가능성 등에 대한 연구로 지난 2015년부터 370만 달러(45억원) 이상의 지원을 받았다. 이 연구로 과학전문지 네이처 등에 게재된 논문을 포함해 최소 20편의 논문을 내는 성과를 거두기도 했다. 그런데 2018년 4월 NIH가 박쥐 연구 프로젝트를 홍보하기 위해 낸 보도자료를 보면 공동 연구자에 중국 우한바이러스연구소의 과학자들이 포함됐다.미국 일부에서는 우한바이러스연구소에서 유출된 바이러스가 코로나19를 발생시켰다는 주장이 나오고 있으며, 트럼프 행정부 내에서도 공개적으로 동조하는 목소리가 나온다. 트럼프 대통령은 지난 17일 박쥐 연구 프로젝트에 지원 중단 의사를 밝히면서 “이 지원금은 꽤 오래전에 지급됐다. 당시 대통령은 누구였을까. 궁금하다”며 버락 오바마 전 행정부에 화살을 돌리기도 했다. 폴리티코는 오바마 행정부 시절 이 프로젝트에 대한 지원이 시작된 것은 맞지만, 트럼프 행정부도 지난해 7월 이를 갱신했다고 지적했다. 에코헬스 얼라이언스 측은 “우리는 지난 20년간 코로나바이러스와 같은 전염병의 원인에 대해 연구해왔으며, 연방정부의 사전승인을 받아 25개국 연구기관과 협력해왔다”며 “NIH와 자금 지원 문제에 대해 논의할 것”이라고 밝혔다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

밤이 되면 야광으로 빛나는 독특한 식물이 개발됐다. 영화 ‘아바타’(2009)의 팬이라면 더욱 눈길을 거두기 어려운 이 꽃은 영화 속 한 장면처럼 컴컴한 밤에도 형광 녹색 빛을 뿜어내며 활짝 피는 것이 특징이다. 러시아 과학아카데미, 영국 MRC 런던 의과학 연구소, 호주 과학기술연구소 등지에서 모인 과학자 27명은 다양한 동식물에서 관찰할 수 있는 ‘생물발광’ 현상에 관심을 기울였다. 생물발광은 생명체가 스스로 빛을 만들어 내는 현상으로, 곤충에게서는 반딧불이나 조개물벼룩 등에서, 식물에서는 버섯 등 균류에서 50여 종의 발광생물이 존재하는 것으로 알려져 있다. 공동 연구진은 생물발광 능력을 가진 식물 중 하나인 버섯에서 DNA를 채취한 뒤, 이를 생물발광 능력이 없는 담뱃잎과 담배 나무꽃에 ‘이식’하는 실험을 진행했다. 그 결과 담뱃잎과 담배 나무 꽃은 묘목 시기부터 성장이 모두 끝날 때까지 발광 능력을 꾸준히 유지한다. 과거에도 생물발광을 하는 반딧불이의 DNA를 꽃에 주입해 빛을 내는 식물이 개발된 적은 있지만, 여기에는 DNA뿐만 식물 겉면에 빛을 내는 화학물질을 첨가하거나 바르는 방식이 이용됐다. 그러나 이번 실험을 통해 등장한 식물은 오로지 버섯의 DNA로만 ‘자체 발광’한다는 점에서 더욱 눈길을 사로잡는다. 연구진은 이러한 기술이 스스로 빛을 내는 관상용 나무나 꽃을 개발할 수 있을뿐만 아니라, 맨눈으로는 보기 어려운 식물의 미세한 기관을 관찰하고 연구하는 데도 도움이 될 것으로 기대했다. 연구진은 “우리는 식물을 간과하는 경향이 있다. 식물은 다양한 신호를 보내고, 다양한 발달과정을 통해 만들어진다”면서 “식물이 스스로 빛을 발하게 함으로서 우리는 생물과 새로운 관계를 맺을 수 있으며, 이들이 어떻게 생존하는지 더욱 쉽게 알아낼 수 있다”고 설명했다. 이어 “추가적인 연구를 통해 식물에 해를 끼치지 않으면서 지금보다 10배 더 밝게 빛나는 식물을 만들 수 있을 것으로 보인다”면서 “장미와 같은 다른 식물들도 스스로 빛을 내도록 ‘재탄생’시킬 수 있으며, 미래에는 식물의 색깔이나 밝기를 바꾸거나 심지어 주변 환경에 반응하도록 적응된 식물이 탄생할 것”이라고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 국제학술지 네이처 바이오테크놀로지 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

4000만 년전 현재의 남극대륙의 생존했던 고대 개구리의 화석이 최초로 발견됐다. 스웨덴 자연사박물관과 아르헨티나 공동 연구진이 2011~2013년 남극 시모어 섬에서 발견한 이 화석은 남극대륙에서 발견된 최초의 양서류 화석으로, 현존하는 개구리의 조상으로 추정된다. 연구진이 발견한 화석은 개구리의 엉덩이 부분으로, 분석 결과 몸길이는 4~5㎝ 정도였을 것으로 추정됐다. 외형은 남아메리카 대륙 남쪽에 위치한 파타고니아에 서식하는 칼립토케팔렐라과(calyptocephalellidae) 개구리와 유사하다고 연구진은 밝혔다. 연구를 이끈 고생물학자인 토마스 모르스 교수는 “겉모습은 현존하는 개구리와 다른 점이 거의 없다. 다만 크기가 조금 작다는 것이 특징”이라면서 “이 고대 개구리는 4000만 년 전, 남극에 어둡고 긴 추위가 시작되면 진흙 속에서 동면을 취했을 것으로 보인다”고 설명했다. 이어 “이 고대 개구리는 현생 개구리와 마찬가지로 기후가 계절마다 자주 바뀌는 곳이 아닌, 칠레 안데스산맥과 같은 습하고 비가 자주 내리는 숲을 좋아했을 것”이라고 덧붙였다. 현재 눈과 얼음이 가득하고 혹독한 추위가 이어지는 남극에서 고대 개구리는 어떻게 생존할 수 있었을까. 연구진에 따르면 시모어 섬에서 개구리의 화석과 함께 현재는 멸종된 고대 수련의 흔적을 발견했다. 다년생 수생식물인 수련은 주로 연못에서 서식한다. 연구진은 이를 통해 당시 남극이 지금과 같이 모두 얼어있던 것이 아니라, 액체 상태의 담수가 흐르는 지역이 존재했을 것으로 보고 있다. 이번에 발견된 화석의 주인인 고대 개구리 역시 수련이 피어있고 담수가 모여 있으며, 습하고 비교적 춥지 않은 남극의 특정 지역에서 서식했을 것으로 추정된다. 또 이 고대 개구리가 서식했던 4000만년 전인 에오세(약 5500만~3800만년 전)는 호주가 남극대륙으로부터 북쪽으로 분리되기 시작하면서 두 대륙 사이에 바다가 생긴 시점이며, 이 과정에서 남극 주변의 기온이 급격히 낮아지기 시작한 것으로 알려져 있다. 전문가들은 에오세 동안 남극에 빙하 존재 여부는 확실하지 않다고 말하지만, 이번 연구를 이끈 연구진은 적어도 고대 개구리가 서식했던 4000만 년 전의 남극에는 얼지 않은 담수와 습한 환경이 존재했을 것으로 추정했다. 연구진은 "고대 개구리의 화석 연구가 수천만 년 전 남극의 기후를 짐작하는데 도움이 될 것"이라고 기대했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 네이처의 자매지인 사이언티픽 리포트 최신호(23일자)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

4000만 년전 현재의 남극대륙의 생존했던 고대 개구리의 화석이 최초로 발견됐다. 스웨덴 자연사박물관과 아르헨티나 공동 연구진이 2011~2013년 남극 시모어 섬에서 발견한 이 화석은 남극대륙에서 발견된 최초의 양서류 화석으로, 현존하는 개구리의 조상으로 추정된다. 연구진이 발견한 화석은 개구리의 엉덩이 부분으로, 분석 결과 몸길이는 4~5㎝ 정도였을 것으로 추정됐다. 외형은 남아메리카 대륙 남쪽에 위치한 파타고니아에 서식하는 칼립토케팔렐라과(calyptocephalellidae) 개구리와 유사하다고 연구진은 밝혔다. 연구를 이끈 고생물학자인 토마스 모르스 교수는 “겉모습은 현존하는 개구리와 다른 점이 거의 없다. 다만 크기가 조금 작다는 것이 특징”이라면서 “이 고대 개구리는 4000만 년 전, 남극에 어둡고 긴 추위가 시작되면 진흙 속에서 동면을 취했을 것으로 보인다”고 설명했다. 이어 “이 고대 개구리는 현생 개구리와 마찬가지로 기후가 계절마다 자주 바뀌는 곳이 아닌, 칠레 안데스산맥과 같은 습하고 비가 자주 내리는 숲을 좋아했을 것”이라고 덧붙였다. 현재 눈과 얼음이 가득하고 혹독한 추위가 이어지는 남극에서 고대 개구리는 어떻게 생존할 수 있었을까. 연구진에 따르면 시모어 섬에서 개구리의 화석과 함께 현재는 멸종된 고대 수련의 흔적을 발견했다. 다년생 수생식물인 수련은 주로 연못에서 서식한다. 연구진은 이를 통해 당시 남극이 지금과 같이 모두 얼어있던 것이 아니라, 액체 상태의 담수가 흐르는 지역이 존재했을 것으로 보고 있다. 이번에 발견된 화석의 주인인 고대 개구리 역시 수련이 피어있고 담수가 모여 있으며, 습하고 비교적 춥지 않은 남극의 특정 지역에서 서식했을 것으로 추정된다. 또 이 고대 개구리가 서식했던 4000만년 전인 에오세(약 5500만~3800만년 전)는 호주가 남극대륙으로부터 북쪽으로 분리되기 시작하면서 두 대륙 사이에 바다가 생긴 시점이며, 이 과정에서 남극 주변의 기온이 급격히 낮아지기 시작한 것으로 알려져 있다. 전문가들은 에오세 동안 남극에 빙하 존재 여부는 확실하지 않다고 말하지만, 이번 연구를 이끈 연구진은 적어도 고대 개구리가 서식했던 4000만 년 전의 남극에는 얼지 않은 담수와 습한 환경이 존재했을 것으로 추정했다. 연구진은 "고대 개구리의 화석 연구가 수천만 년 전 남극의 기후를 짐작하는데 도움이 될 것"이라고 기대했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 네이처의 자매지인 사이언티픽 리포트 최신호(23일자)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

인간 뇌를 모방하는 핵심 전자칩의 개발이 생체 전자공학의 급격한 발전 덕분에 순조롭게 진행되고 있다. 이른바 ‘뉴로모픽 컴퓨팅 칩’으로 불리는 이 핵심 연산장치는 인간 뇌의 뉴런(신경세포)들과 이들을 연결하는 부위인 시냅스(연접부)들의 구조를 모방해 기계학습을 수행하면 기존 컴퓨터에서는 할 수 없던 복잡한 의사결정을 인간 수준으로 해낼 수 있다. 하지만 지금까지 기술로는 이 칩을 가동하는데 최소 1V 안팎의 전압이 필요했다. 이는 인간 뇌가 필요로 하는 전압인 80㎷와 비교하면 압도적으로 높은 전압이다. 하지만 뉴로모픽 컴퓨팅 칩의 최종 목표는 인간의 뇌를 완전히 대체할 수 있을만큼 발전하는 것이므로, 이렇게 높은 전압은 바람직하지 못하다. 그런데 미국 매사추세츠대 애머스트캠퍼스 연구진은 자신들이 개발하고 있는 뉴로모픽 컴퓨팅 칩을 가동하는 데 필요한 전압을 실제 뇌 수준인 40~100㎷까지 낮추는 데 성공했다고 밝혔다. 이런 성과 덕분에 이 전자칩은 실제 뇌를 재현하기 위한 마지막 관문을 돌파했다고 할 수도 있다. 또 적정 전압의 획득으로 손상됐거나 오래된 뇌세포를 대체하는 이른바 ‘뇌 바꾸기’도 실현 가능할 것이다. 그렇다면 도대체 무엇이 이번 저전압화를 가능하게 했던 것일까. 그 열쇠를 쥐고 있던 것은 뜻밖에도 세균에 있었다. 의사 시냅스의 구조 뉴로모픽 컴퓨팅 칩의 개발에 있어 가장 어려운 문제는 시냅스를 재현하는 것이다. 시냅스의 역할은 보통 전자회로의 스위치에 있는 온·오프 기능과 비슷하지만 다른 한편으로 흐르는 전류가 많거나 적음에 따라 스위치로 기능하는 유연성을 갖는다. 기존 전화회로로는 이런 성질을 재현하기가 어려웠지만, 최근 10여년간의 급격한 기술 발전 덕분에 뉴로모픽 컴퓨팅 칩은 실제 시냅스와 같이 유연한 전류 조절을 재현하는 의사 시냅스를 탑재하는 데 성공한 것이다. 저전압화 실현에 핵심이 된 부분은 금속 환원 미생물(혐기성 세균)인 지오박터 설퍼레두신스가 만들어내는 단백질로 된 나노와이어다. 이는 단면의 지름이 1나노미터 정도의 극미세선을 말한다. 생물 호흡의 본질은 체내에서 생긴 잉여 전자를 버리는 데 있다. 산소를 이용하는 호기성 호흡의 경우 체내 전자를 산소에 부여해 이산화탄소로 대체 방출한다. 반면 금속을 이용하는 혐기성 호흡은 체내에서 생긴 잉여 전자를 금속에 버리는 방식으로 호흡한다는 것이다. 연구진이 주목한 단백질 나노와이어는 혐기성 세균이 전자를 버리기 위해 금속(자연계에서는 광석)과 자신의 신체 일부를 연결하는 데 쓰인다. 이들 연구자는 의사 시냅스 사이를 이 혐기성 세균에서 채취한 나노와이어들로 채웠다. 그리고 의사 시냅스 전후 회선에 전압이 가해지면 나노와이어에 전자가 흐르고 주위에 부유시킨 은 이온을 은으로 바꿔 의사 시냅스 사이에서 은 덩어리가 생기게 했다. 분자 상태의 은이 모이면서 의사 시냅스는 접속돼 간다. 전기를 통하게 함으로써 수중의 은 이온(Ag+)이 단백질 나노와이어로부터 전자를 받아 은 덩어리를 형성하고 그 덩어리가 성장하면서 회로가 연결된다. 그리고 전기가 끊기면 집적된 은 덩어리는 다시 은 이온이 돼 수중에 녹아 연결이 끊어지는 것이다. 즉 혐기성 세균이 가지는 자연계 최소의 전선은 은과 은 이온으로부터 전자를 주고 받는 역할을 통해 생체 촉매와 같은 기능을 했다는 것이다. 생물이 지니는 촉매 작용은 매우 효율적이고 의사 시냅스의 작동에 필요한 전압을 극적으로 줄이는 과정으로 이어졌다. 따라서 이 연구를 통해 만들어진 신경 연결은 기존 기술의 비세포적 성질과 단백질 나노와이어로 이어진 세포적 성질 양측 모두를 지닌 이른바 하이브리드 뇌라고 할 수도 있다. 비세포성 뇌 만들어내나 이 연구로 생체 전압 수준의 제어가 실현돼 손상된 신경을 비세포성 전자회로로 대체할 수 있게 됐다. 배양한 세포와 달리 비세포성 회로는 거부 반응이 일어나기 어렵기 때문이다. 또 적정 전압은 대체할 신경을 중추신경으로 확대할 수도 있다. 뇌는 매우 생물학적인 조직이지만 신경 연결의 구조를 모방할 수 있으면 세포를 사용하지 않아도 모방할 수 있다. 손상됐거나 오래된 뇌세포를 이런 전자칩으로 대체할 수도 있다. 또 최신 연구에서는 쥐의 손상된 뇌를 인간의 피부세포에서 배양한 뇌세포를 사용해 대체하는 실험에도 성공했다. 이런 잠정적인 대체 기술을 통해 뇌를 모든 전자회로로 대체하는 미래도 가능해질 것이다. 어쩌면 그 때가 오기 전에 세포가 만들어내는 감정과 전자회에서 발생하는 감정의 차이가 무엇인지를 생각하기 시작해야 할지도 모른다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 네이처의 자매지인 네이처 커뮤니케이션스 최신호(20일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

유럽 농업생명과학센터(CABI), 프랑스 국립항공생물학감시네트워크(RNSA)와 미국, 스위스, 영국, 네덜란드, 이탈리아, 오스트리아, 세르비아 8개국 공동연구팀은 돼지풀잎벌레가 돼지풀 꽃가루 때문에 생기는 알레르기 환자를 연간 1120만명가량 줄이고 관련 의료비를 약 64억 유로(약 8조 4924억원) 절약할 수 있다는 사실을 밝혀내 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 22일자에 발표했다. 연구팀은 2004~2012년 유럽 전체 꽃가루 발생 지도와 꽃가루로 인한 알레르기 환자 발생 지도를 만들어 비교하고 돼지풀잎벌레를 확산시켰을 때 상황을 시뮬레이션했다. 그 결과 돼지풀잎벌레가 돼지풀 꽃가루 발생을 82%나 줄일 수 있으며 일부 지역에서는 돼지풀을 100% 제거할 수 있음을 확인했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

오리 같은 새를 직접 사냥하거나 말 같이 커다란 동물을 한쪽으로 몰아 사냥하는 데 쓴 30만 년 된 던지기용 막대가 독일에서 발견됐다. 독일 튀빙겐대 연구진은 북부 니더작센주(州) 쇠닝엔에 있는 한 광산에서 고고학 발굴 조사를 수행하다가 이 사냥용 무기를 발견했다고 밝혔다.‘레빗 스틱’ 또는 ‘킬링 스틱’으로도 불리는 이 던지기용 막대는 빙하기였던 전기 구석기 말 당시 현생인류와 근연관계에 있는 멸종인류 호모 하이델베르겐시스가 사용한 도구다. 연구진에 따르면, 당시 북유럽에 살던 호미닌(분류학상 인간의 조상으로 분류되는 종족)들은 오늘날까지 거의 보존되지 않는 다양한 목재 무기를 지닌 탁월한 사냥꾼들이었다. 특히 이번에 발견된 사냥용 무기는 소나뭇과의 상록 침엽 교목으로 재질이 부드러워 주로 작은 물건을 제작할 때 쓰는 스프루스라는 나무를 가지고 석기로 자르고 표면을 매끄럽게 해서 제작한 것으로 확인됐다.또한 이들 연구자는 길이는 64.5㎝, 지름은 2.9㎝를 조금 넘으며 무게는 264g으로 측정된 이 막대를 가지고 일련의 실험을 진행했다. 그 결과, 이 무기는 던졌을 때 최대 속도가 시속 108㎞에 달할 수 있는 것으로 나타났다. 이에 따라 이들은 한쪽은 날카로운 편이고 다른 한쪽은 납작한 이 사냥용 막대를 던지면 부메랑처럼 힘차게 회전하지만, 비행 중에 이를 투척한 사람에게 되돌아가지는 않는다는 것을 알아냈다. 그 대신 이 무기의 회전력은 표적을 향해 직진으로 정확한 궤적을 유지하는 데 도움을 줘 먹잇감을 강타할 확률을 높이는 것으로 확인됐다. 또 이 무기는 기존 비슷한 연구 사례에서 발견된 흔적과 일치하는 균열과 손상이 있는 것으로 나타났다. 이는 이런 무기의 기능에 관한 명확한 증거를 최초로 제공한다고 연구진은 덧붙였다.연구에 참여한 조르디 세란젤린 교수는 “이 무기는 특히 서로 다른 거리에 있는 물새를 사냥할 때 효과적이었다. 이 인공물이 발굴된 지층에서는 고니와 오리의 뼈들도 나왔다”면서 “게다가 쇠닝엔 호숫가에서 자주 사냥당하던 말 등 대형 포유류는 던져진 이 막대에 깜짝 놀라 일정한 방향으로 몰렸을 가능성이 높다”고 설명했다.연구를 주도한 니콜라스 코나르트 교수도 “30만 년 전 사냥꾼들은 던지기용 막대와 투창 그리고 찌르기용 장창 같이 서로 다른 고품질의 무기를 조합해서 사용했다. 목재로 만든 구석기 인공물을 발견할 가능성은 보통 제로다”면서 “쇠닝엔의 수(水) 포화 상태의 호숫가 퇴적물에서 매우 좋은 보존 상태 덕분에 우리는 사냥의 진화와 목재 도구의 사용을 기록할 수 있었다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘네이처 생태와 진화’(Nature Ecology & Evolution) 최신호(20일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

목성이나 토성 같은 가스형 거대 행성의 중심부가 어떻게 생겼는지 밝히는 데 도움을 줄 한 외계행성의 존재가 처음으로 확인됐다. 영국 워릭대 데이비드 암스트롱 박사가 이끄는 국제연구진은 2018년 미국항공우주국(NASA)의 테스(TESS) 우주망원경이 처음 발견하고 칠레 라실라 천문대가 나중에 존재를 확인한 외계행성 TOI-849b를 조사했다. 지구에서 약 730광년 떨어진 항성 TOI-849의 주위를 공전하는 이 외계행성은 그 질량이 지구의 약 40배, 토성의 절반 수준이고 그 지름은 지구의 약 3.45배, 해왕성에 맞먹는 수준이라는 것을 칠레 파라날 천문대와 라스 컴브레스 천문대에 있는 두 지상망원경의 관측자료 덕분에 확인했다.또 모든 정보를 종합했을 때 이 행성은 지금까지 발견된 가장 밀도가 높은 해왕성 크기의 행성인 것으로 밝혀졌다.특히 이 행성은 18.4시간마다 모항성 주위를 빠르게 공전한다. 이는 이 행성과 모항성 사이의 평균 거리가 1천문단위(AU)의 1.5%에 불과하다는 것을 보여줬다. 여기서 1AU는 지구와 태양 사이의 평균 거리로 약 1억5000만㎞이다. 따라서 이번에 발견된 이 행성은 모항성과의 거리가 매우 가까워 가스를 모두 잃었다고 해서 ‘해왕성 사막’(Neptunian desert)이라고도 불린다. 이에 대해 연구진은 이 행성은 모항성에서 나오는 우주 방사선에 의해 기체로 된 바깥 층이 파괴됐을 가능성이 있다는 이론을 세웠다. 하지만 이들 학자는 항성의 강력한 열기가 이 행성의 핵까지 벗겨내기에는 충분하지 않았을 것이라고 말했다. 이 신비한 외계행성은 형성된지 약 67억 년밖에 되지 않았으며 모항성과의 거리를 고려할 때 질량의 단 몇 %밖에 잃지 않았을 것이라고 연구진은 설명했다. 또 이 행성은 궤도를 따라 빠르게 공전하는 동안 다른 거대 행성과 충돌했을 가능성도 있다. 또 다른 이론은 이 행성이 모항성 주위를 도는 궤도에서 형성되긴 했지만, 완전히 형성하는 데는 재료가 되는 물질이 충분하지 않았다는 것을 시사했다. 하지만 이 행성은 기화한 암석과 먼지의 대기가 너무 얕아서 차세대 망원경만이 그 화학적 구성을 확인할 수 있을 것이라고 연구진은 덧붙였다. 따라서 이 행성의 역사는 아직 수수께끼로 남았지만 그 모습은 과학자들에게 가스형 거성의 내면을 처음으로 엿보게 해 앞으로 목성이나 토성 등의 중심부가 어떻게 생겼는지 밝히는 데 도움을 줄 전망이다. 자세한 연구 결과는 미 코넬대 온라인 논문저장 사이트 ‘아카이브’(ArXiv.org)에 3월23일자로 공개됐으며, 세계적 학술지 ‘네이처’에도 투고돼 최종 승인(Accept)을 받은 것으로 전해졌다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미국 과학자들이 피부세포로 시각세포를 만들어 앞을 보지 못하는 생쥐들에게 이식해 사물을 인지할 수 있게 하는데 성공했다. 미국 노스텍사스대 의대 시각연구소, 국립보건원(NIH) 산하 국립안(眼)연구소, 노스캐롤라이나 채플힐대 의대 안과, 바이오기업인 나노스코프 테크놀로지, 아이CRO, CIRC테라퓨틱스 공동연구팀은 피부줄기세포로 알려진 섬유아세포를 화학적으로 재구성해 시력과 관련된 광(光)수용체 세포를 만들 수 있다는 것을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 16일자에 발표했다. 노인성 황반변성, 당뇨망막병증 같은 다양한 망막질환은 빛을 감지하는 광수용체 세포가 사라지면서 회복시킬 수 없기 때문에 심할 경우는 시력을 잃을 수 있다. 이 때문에 광수용체를 재생시키는 방법을 찾는 것은 과학계의 중요한 과제 중 하나였다. 그동안 광수용체 재생을 위해 사용한 방법은 피부나 혈액세포를 이용해 줄기세포를 만든 다음 줄기세포를 광수용체로 분화되도록 유도해 이식하는 것이었다. 그런데 연구팀은 줄기세포를 만들어 분화를 유도하는 과정을 건너 뛰고 섬유아세포를 직접 광수용체 중 막대세포로 재프로그래밍한 것이다. 생물학에서 재프로그래밍 또는 리프로그래밍(reprogramming)은 특정 세포를 완전히 새로운 종류의 세포로 바꾸는 것으로 체세포 핵을 치환하거나 유도만능줄기세포(iPS), 세포융합 방법으로 만든다. 유도만능줄기세포는 성인의 세포를 이용해 모든 종류의 세포나 조직으로 분화시킬 수 있지만 이식 준비가 되기까지는 6개월이나 걸린다. 그렇지만 이번에 개발한 재프로그래밍 기술을 활용하면 피부세포를 10일 만에 이식 가능한 광수용체로 만들 수 있다. 광수용체는 막대세포와 원뿔세포 두 종류로 나뉘는데 더 많은 것이 막대세포이다. 막대세포는 빛에 민감해 어두운 곳에서 빛을 인식하는 구실을 하고 망막 주변부에 더 많이 분포한다. 막대세포가 손상되면 빛이 적은 어두운 곳에서는 아예 앞이 보이지 않는 야맹증이 나타나게 된다. 연구팀은 생쥐의 섬유아세포를 유도 광수용체 막대세포(CiPCs)로 전환시킬 수 있는 5종류의 화합물을 만들었다. 연구팀은 이들 화합물을 이용해 만든 CiPCs를 분석한 결과 실제 광수용체 막대세포와 유사하다는 것을 확인했다.연구팀은 망막변성이 일어나 시력을 거의 잃은 14마리의 생쥐의 눈에 CiPCs를 이식한 뒤 빛에 대한 동공반사와 시력을 조사했다. 그 결과 3~4주 뒤 6마리의 생쥐에게서 빛이 약한 환경에서도 동공반응이 개선됐음을 확인했다. 또 시각기능 회복 여부를 알아보기 위해 회피시험을 실시했다. 그 결과 장애물도 쉽게 피하는 것을 확인했다. 또 이식 3개월 뒤에는 광수용체들이 망막 안쪽 뉴런과 시냅스 연결이 된 것도 관찰됐다. 화학적 리프로그래밍으로 만들어 낸 세포가 실제 시각 회복에 도움이 됐다는 것을 보여준 것이다. 사이 샤발라 노스캐롤라이나대 의대 교수는 “이번 연구는 직접적이고 화학적인 재프로그래밍을 통해 망막과 같은 세포를 만들어 낼 수 있음을 보여주는 첫 번째 성과”라며 “이번 기술을 활용하면 중간 단계를 거치지 않기 때문에 세포치료제를 개발하는데 걸리는 시간을 상당히 단축시킬 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

일반 초신성(supernova)보다 최고 500배나 밝은 새로운 초신성이 발견됐다. 초신성은 항성 진화의 마지막 단계인 폭발하며 사멸하는 과정에서 순간적으로 엄청난 에너지를 방출하고 평소보다 수억 배 이상의 밝기에 이르는 질량이 큰 별을 뜻한다. 13일(현지시간) CNN 방송에 따르면 하버드대·스미스소니언 천체물리학센터(CfA) 공동 연구팀은 최근 발견한 초신성 ‘SN2016aps’가 지금까지 발견된 초신성 중에서 가장 밝고 에너지와 질량도 크다는 연구 결과를 과학저널 ‘네이처 천체물리학’ 최신호에 실었다. SN2016aps는 2016년 하와이 할레아칼라 천문대 망원경 ‘판-스타스’에 처음 포착됐으며, 이후 4년간 에너지 방출 등 진행 상황을 추적 관측해 확인된 것이다. 관측 결과 SN2016aps는 폭발 에너지가 10의 52승 에르그(erg)에 이르고 이 에너지의 약 50%가 가시광으로 복사돼 밝기가 일반 초신성의 500배에 이른다. 질량 역시 밝기가 절정 대비 1%가 될 때까지 추적한 결과 태양의 50~100배에 이른다. 일반 초신성의 질량은 태양의 8~15배 정도다. 공동 연구팀을 이끈 에도 버거 하버드대 천문학과 교수는 “이번 초신성은 극히 희귀한 형태의 폭발이고 믿을 수 없을 정도로 에너지가 컸다”면서 “이 같은 폭발은 지금까지 실제 관측되지 않고 이론으로만 존재해 왔다”고 설명했다. 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr

지난 2017년 10월 마치 시가처럼 길쭉하게 생긴 특이한 외형을 가진 천체가 발견돼 전세계 천문학계의 큰 관심을 끌었다. 미국 하버드 스미스소니언 천체물리학센터의 에이브러햄 러브 교수 연구팀이 발견한 이 천체의 이름은 ‘오무아무아'(Oumuamua)로 태양계 너머 '외계에서 온 첫 손님'으로 분석됐다. 길이가 400m 정도인 오무아무아의 정식 명칭은 ‘1I/2017 U1’로, 이름에 붙은 ‘1I’의 의미는 첫 번째 인터스텔라라는 뜻이다 오무아무아는 2017년 10월 14일 2400만㎞거리로 지구와 최근접했으며 이후 페가수스 자리 방향으로 사라졌다. 당초 전문가들은 오무아무아의 정체를 혜성으로 추측했다. 그러나 태양 인근을 지나가면서도 오무아무아가 혜성의 특징인 꼬리 분출같은 현상이 보이지 않아 소행성이라는 주장도 나왔다. 여전히 학자들 사이에 정체 논란이 지속되는 가운데 일부에서도 우주선이라는 주장까지 나오기도 했다. 이후에도 학자들은 오무아무아의 기원에 대한 연구를 지속했으며 어떻게 형성돼 이같은 특이한 모양을 갖게되었는지에 관심이 집중됐다.　 최근 미국 캘리포니아대학교과 중국과학원 공동연구팀은 오무아무아가 항성에 의해 찢겨져 생긴 천체라는 시뮬레이션 결과를 과학 저널 ‘네이처 천문학’(Nature Astronomy) 최신호에 발표했다.시뮬레이션 결과를 간단히 설명하면 이렇다. 오무아무아는 한때 지구만한 행성의 일부였으나 인근에 있던 항성에 너무 가깝게 다가가면서 찢겨졌다. 그리고 항성계 밖으로 축출돼 태양계까지 왔다는 설명. 이같은 '과거' 때문에 건조한 표면과 길쭉한 시가같은 모양을 하고있으며 우주선으로 의심되는 특이한 궤적을 보인다는 주장이다. 또한 지구보다 10배나 큰 행성이라도 적색왜성 근처를 시속 4만㎞의 속도로 지나간다면 중력의 영향으로 갈기갈기 찢겨질 수 있다는 것이 연구팀의 주장이다. 논문의 제1저자인 장 윈 연구원은 "대부분의 행성체는 수많은 바위조각이 중력의 영향아래 뭉친 형태"라면서 "우주를 떠다니는 모래성이라고 상상할 수 있다"고 설명했다. 이어 "일반적으로 각 행성계는 오무아무아와 같은 천체를 수백조 개 밖으로 방출한다"면서 "오무아무아는 빙산의 일각으로 앞으로 이와같은 외계 천체가 태양계에서 발견될 것"이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

북극에서 초대형 오존 구멍이 발견돼 학계의 우려가 커지고 있다. 오존층은 태양에서 쏟아지는 유해한 자외선을 막아줘 지구의 생명체를 보호하는 역할을 한다. 오존층이 파괴돼 생기는 ‘오존 구멍’(Ozone hole)은 주로 남극 대륙에서 관찰돼왔으며, 1987년에는 오존층 파괴의 주범으로 꼽히는 냉각제와 에어로졸 용기에 사용되는 화학물질 사용을 규제하는 몬트리올 의정서가 발표되기도 했다. 하지만 오존이 위협받는 지역은 남극 만이 아니었다. 유럽우주국(ESA)이 인공위성 ‘코페르니쿠스 센티넬-5P’가 관측한 사진을 분석한 결과, 올 3월 들어 북극의 오존층 두께가 급격히 얇아졌다는 사실을 확인했다. 지난해 3월, 미국의 인공위성이 촬영한 지구 오존층의 모습을 보면 붉은색(오존층이 두꺼운 곳)과 녹색(오존층 두께가 상대적으로 얇은 곳)이 주를 이루지만, 정확히 1년 뒤인 지난달 말에 촬영된 사진에는 전에 없던 파란색이 두드러지는 것을 확인할 수 있다. 사진 속 파란색은 오존층이 극단적으로 얇아져 구멍이 뚫렸다는 것을 의미하며, 이 면적은 남한의 10배에 이르는 100만㎢에 이른다. 일반적으로 남극에서는 계절의 변화에 따라 오존의 구멍이 형성됐다 사라지는 것을 반복해왔지만, 북극에서 초대형에 속하는 오존 구멍이 발견된 것은 매우 드물어 전문가들의 우려가 높아졌다. 원인을 분석 중인 ESA는 올해 북극에 불어닥친 비정상적인 추위와 인간이 만들어낸 오염물질인 염소 성분과 만나 거대한 오존 구멍이 만들어진 것으로 보고 있다. 염소는 오존층을 파괴하는 주요 물질로, 기온이 낮을 때 더욱 활발하게 오존층을 파괴한다. 전문가들은 올해 북극의 성층권에도 극강의 추위가 닥치면서 오존층이 파괴된 구역이 늘어난 것으로 추측하고 있다. 또 북극에 극강의 추위를 몰고 온 주범은 북극이나 남극 등 극지방의 대류권 상층부부터 성층권까지에 걸쳐 형성되는 강한 저기압 소용돌이인 ‘극소용돌이’(polar vortex)인 것으로 보인다고 밝혔다. 다만 ESA는 공식 홈페이지를 통해 “북극에서 발견된 거대한 오존 구멍이 이달 중순이 되면 닫힐 것으로 보인다”고 밝혔다. 태양의 고도가 높아지고 기온이 상승하면 자연스럽게 오존 구멍의 주범인 극소용돌이도 잦아들 것이라는 것. 이에 반해 일부 전문가들은 “오존을 파괴할 수 있는 염소 상당량이 대기에 축적돼 있기 때문에 오존 구멍이 쉽사리 사라지지 않을 수도 있다”고 경고하고 있다. 이번 연구결과는 지난달 27일 세계적인 과학저널 네이처에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

하루에 커피 2잔을 초과해 마신 여성은 뇌백질 고강도신호의 용적이 높아 뇌졸중, 인지기능 저하 발생 위험이 상대적으로 높다는 사실이 밝혀졌다. 분당서울대병원은 김기웅 정신건강의학과 교수팀이 국내 노인들의 평생 누적 커피 소비량과 뇌백질 고강도 신호 용적 사이의 관계를 분석해서 이같은 결과 얻었다고 13일 밝혔다. 이번 연구 결과는 세계적 과학저널 네이처 자매지 ‘사이언티픽 리포트(Scientific Reports)’ 최근 호에 게재됐다. 많은 양의 커피를 장기간 마실 경우 뇌로 통하는 혈류가 감소하고, 혈압 상승과 동맥 경직이 발생한다고 한다. 이렇게 뇌로 가는 혈류가 감소하는 관류저하가 생기면 자기공명영상(MRI)에서 백질의 이상소견을 확인할 수 있는데, 이를 ‘뇌백질 고강도신호’라고 부른다. 주로 노인들에게서 발견되며 뇌백질 고강도신호 병변이 발견되는 경우 뇌졸중과 인지기능 저하가 발생할 위험이 높아 주의가 필요하다. 김기웅 교수팀은 평생 누적 커피 소비량이 노년기 뇌백질 고강도신호 용적에 미치는 영향을 밝혀내고자 성남 지역에 거주하는 60세 이상 노인 492명을 대상으로 연구를 진행했는데, 일일 평균 커피 소비량에 평생 커피 소비 지속시간을 곱해 계산한 평생 누적 커피 소비량이 높을수록 노년기 뇌백질 고강도신호 용적이 증가하는 것으로 나타났다. 대상자들을 평균 커피 소비량에 따라 평생 비섭취 그룹, 하루 2잔 이하로 마신 그룹, 하루 2잔 초과로 마신 그룹으로 나눠 그룹 간 뇌백질 고강도 신호 용적을 비교한 결과, 하루 2잔 초과로 마신 그룹은 뇌백질 고강도신호 용적이 더 적게 마신 그룹들에 비해 큰 것으로 드러났다. 다만만 평생 커피를 마시지 않은 그룹과 하루 2잔 이하로 마신 그룹 사이에는 유의한 차이가 없었다. 또한 연구 대상자를 남성과 여성 그룹으로 나눠 분석한 결과 남성의 평균적 전체 뇌용적과 뇌백질 용적이 여성그룹에 비해 컸으며, 일일 평균 커피 소비량과 평생 누적 커피 소비량도 여성에 비해 높았다. 그럼에도 불구하고 커피소비량과 뇌백질 고강도신호 용적 사이의 관계성은 여성그룹에서만 통계적으로 유의하게 나타났다. 즉 여성그룹에서는 커피 소비량이 높을수록 뇌백질 고강도신호 용적이 증가한 반면, 남성그룹에서는 둘 사이에 유의미한 관계가 나타나지 않았다.이번 연구는 장기간의 커피 섭취가 노년기 뇌백질 고강도신호 용적을 증가시킬 수 있음을 제시한 최초의 연구이다. 장기간 카페인 섭취로 인해 뇌 관류가 저하되고, 혈압 상승과 함께 동맥경직도가 증가하면서 노년기에 뇌백질 고강도신호 용적이 증가한 것으로 보인다. 구체적으로 커피의 어떤 성분이 뇌백질 고강도신호 용적 증가를 유발하는지는 아직 밝혀지지 않았다. 김 교수는 “이번 연구를 통해 커피 섭취로 인한 뇌백질 고강도신호 용적 증가 위험이 남성보다는 여성에서 높을 수 있다는 사실이 밝혀졌다”며, “여성이 남성에 비해 카페인 민감도가 높고 체내 여성호르몬인 에스트라디올 영향으로 카페인 분해 속도가 느린 것이 원인이 될 수 있다”고 설명했다. 김 교수는 또 “하루 2잔을 초과해 섭취한 그룹에서 노년기 뇌백질 고강도신호 용적이 증가했다”면서 “연구 결과를 일반화하려면 더 많은 인구 수와 인종을 대상으로 한 후속 연구가 필요하지만, 커피 소비가 늘어나고 있는 현 시점에서 올바른 커피 섭취에 대한 인식을 재정립해야 할 때”라고 덧붙였다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

국내 연구진이 산성환경에서만 커지는 나노물질을 개발해 암세포만 선택적으로 터트려 없애는 기술을 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질연구단, 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부 공동연구팀은 표면에 전하를 띄는 리간드가 결합된 금속 나노입자를 이용해 암세포만 선택적으로 파괴할 수 있는 기술을 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’에 실렸다. 여러 형태의 암치료법이 있지만 여전히 많이 사용되는 것은 외과수술과 화학적 요법이다. 화학 항암요법은 암세포만이 아니라 정상세포도 동시에 공격하는 부작용이 있다. 연구팀은 암세포에서만 커지는 나노입자를 이용해 암세포만 공격하는 기술을 개발한 것이다. 이번에 개발한 나노입자는 세포 소기관인 리소좀 내부로 침투할 수 있도록 설계됐으며 암세포에서만 커지도록 해 세포를 죽이도록 했다.연구팀은 암세포 주변 환경이 산성이라는 점에 착안해 암세포 속 리소좀으로 흡수된 다음 리소좀을 파괴하고 세포 사멸까지 이어지도록 한 것이다. 암세포는 산성을 띠어 나노입자가 잘 뭉치는데다가 기능이 비정상이라 크게 자란 나노입자를 밖으로 배출하기 힘들어 사멸하게 된다. 연구팀은 금나노입자 표면에 각각 양전자와 음전하를 띠는 꼬리모양 물질인 리간드를 8대 2의 비율로 붙였다. 연구팀은 정상세포와 암세포를 대상으로 세포실험을 실시해 ‘암시야 현미경’으로 관찰한 결과 암세포만 선택적으로 사멸시키는 것이 확인됐다. 연구를 이끈 바르토슈 그쥐보프스키 UNIST 교수는 “이번 연구는 암세포가 고장난 정상세포라는 특성을 역으로 활용해 암세포를 죽일 수 있었다는데 의미가 있다”라며 “동물실험을 진행해 항암치료제로 가능성을 추가로 연구할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

맛있는 빵과 맥주, 와인을 만들기 위해서는 빵을 풍선처럼 부풀리고 맥주와 와인을 발효시키는 과정이 필요하다. 이를 위해 반드시 필요한 것이 바로 미생물인 ‘효모’. 국내 연구진이 맥주나 빵, 포도주를 만들고 난 뒤 버려지는 효모를 이용해 미래 청정에너지 수소를 쉽게 만들어 내는 방법을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부 화학과 김광수(국가과학자) 교수팀은 버려진 폐효모에 나노물질을 씌워 물을 수소와 산소로 전기분해할 수 있는 저렴한 촉매물질을 합성하는데 성공했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 환경 분야 국제학술지 ‘네이처 지속가능성’ 최신호(7일자)에 실렸다. 현재 가장 깨끗한 에너지 공급원으로 주목받고 있는 수소는 물을 전기분해해 얻는다. 문제는 물 분자 속 수소와 산소는 아주 강하게 결합해 있기 때문에 이를 끊기 위해서는 플레티넘으로 더 잘 알려져 있는 백금(Pt)이나 이리듐 같은 촉매를 이용해야 한다. 문제는 이들 촉매 원료는 가격이 비싸고 반복적으로 사용하기 어렵다는 것이다.연구팀은 생명체인 효모는 빵이나 알콜 음료를 만든 뒤에도 전기 전도도를 높일 수 있는 탄소, 인, 황, 질소 같은 물질이 풍부하고 다른 물질을 붙잡을 수 있는 작용기가 여전히 남아있어 금속입자를 고정시키는 등 촉매의 역할을 할 수 있을 것이라는데 주목했다. 연구팀은 효모에 루테늄 금속 나노입자와 루테늄 단원자를 입혀 수소를 만드는 음극용 촉매를 만들었고 효모에 자철광을 입혀 산소를 만드는 양극용 촉매를 만들었다. 특히 수소를 만드는 음극 촉매는 기존 백금촉매보다 더 뛰어난 성능을 보였다. 연구팀은 효모 촉매를 이용해 물의 전기분해를 실시했는데 건전지 수준의 에너지만으로도 충분하다는 것을 확인했다. 더군다나 전기에너지 공급 없이 태양광을 비춰주는 것만으로도 물을 산소와 수소로 분해하는 것이 가능하다고 연구팀은 설명했다.김광수 교수는 “이번 연구는 친환경적이고 저렴한 폐효모를 이용해 바이오매스의 새로운 활용법을 제시했을 뿐만 아니라 이를 활용해 수소에너지를 손쉽게 얻을 수 있게 됐다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr