영화 ‘해리포터’와 ‘반지의 제왕’에서는 몸을 숨길 수 있는 망토가 등장한다. 현실에서도 레이더나 음파를 흡수해버리는 스텔스기나 스텔스함정, 스텔스 잠수함 등이 있다. 이렇게 스텔스 기능을 만들어 주는 것은 자연계에는 존재하지 않는 메타물질 때문이다. 국내 연구진이 음파 성질을 자유자재로 바꿔 투명망토나 스텔스 기능은 물론 소음까지 없애줄 수 있는 메타물질을 개발해 주목받고 있다. 서울대 전기전자공학부, 홍콩과학기술대 공동연구팀은 디지털 프로그램으로 폭넓은 영역에 스텔스 기능을 구현할 수 있는 가상 메타물질 기술 개발에 성공하고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 14일자에 발표했다. 특히 이번 기술은 음향 파동이라는 물질적 특성을 자유자재로 구현할 수 있어 다양한 분야로 활용할 수 있다는 특징이 있다. 메타물질은 자연계에는 존재하지 않는 특이한 물리적 특성을 가진 물질로 고해상도 이미징, 투명망토, 스텔스 기능, 무반사 태양전지 등 다양하게 활용이 가능하다. 문제는 메타물질을 만드는데 사용된 자연물질과 구조체의 특성에 따라 메타물질의 성질과 기능이 결정되기 때문에 메타물질을 사용하려는 목적에 맞춰 모든 영역에 적용하기는 쉽지 않다. 이 때문에 기존에 메타물질을 설계할 때는 메타물질 구조체를 설계한 다음 원하는 특성을 가질 때까지 조금씩 변형하는 설계기법이 쓰였다.연구팀은 거꾸로 원하는 특성을 얻을 수 있는 메타물질 구조를 계산해 만드는 방식을 선택했다. 이를 위해 디지털 회로와 신호처리 기술을 이용해 자연물질의 분극현상을 흉내내 실제 구조체 없이도 원하는 파동물성과 주파수 분산 특성을 자유자재로 구현하는 가상화 음향 메타물질 기술을 개발했다. 스텔스기를 만든다고 할 때 기존에는 스텔스기 표면에 물리적으로 메타물질을 붙이거나 도색을 해야 했지만 이번 기술을 활용하면 기존 항공기도 스텔스 기능을 갖출 수 있게 되는 것이다. 연구팀은 이번에 개발한 가상의 메타물질을 이용해 빛, 소리 등 파장의 반사, 산란 같은 현상을 제어할 수 있게 됨에 따라 레이더나 소나로부터 탐지되지 않는 스텔스 기술이나 방음, 흡음설계도 가능하다고 설명하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

21세기 지구상에 살고 있는 인간을 포함한 모든 생물체에 가장 중요한 과학적 문제는 지구온난화로 인한 기후변화일 것이다. 기후변화로 인해 겨울철 혹한과 폭설, 여름철 폭염과 열대성 폭풍 등이 잦아지고 있다. 특히 태풍이나 허리케인, 사이클론 등 열대성 저기압은 적도 부근 바다온도에 영향을 받고 있다. 많은 과학자들이 열대지역의 해수온도가 높아지는 이유에 대해 찾고 있지만 아직까지 정확한 해석을 내놓고 있지 못하다. 이 같은 상황에서 기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단, 울산과학기술원(UNIST) 도시환경공학부, 미국 하와이대 대기과학과, 시애틀 워싱턴대 대기해양합동연구소 공동연구팀은 아열대 지역에서 발생한 온실기체가 열대지역 온도 상승을 부추긴다는 사실을 밝혀내고 기후학 분야 국제학술지 ‘네이처 기후변화’ 14일자에 발표했다. 이산화탄소, 메탄 같은 대기 중 온실가스가 지구 평균기온을 상승시킨다는 것은 잘 알려져 있지만 그 정도는 지역마다 차이를 보이고 있다. 지난 50년 간 지구 전체 평균 해수면 온도는 0.55도 상승했지만 동태평양을 제외한 열대지역 해수면 온도는 0.71도 높아졌다. 열대 해수면 온도상승은 4~5년에 한 번씩 발생하는 엘니뇨 현상과 맞물려 날씨와 강우를 불안정하게 만들기 때문에 기후과학자들의 관심 대상이었다. 연구팀은 열대 지역은 해들리 순환이라는 대규모 대기순환을 통해 아열대 지역과 영향을 주고 받는다는 사실에 착안했다. 연구팀은 열대와 아열대에서 발생한 온실가스가 온도상승에 기여하는 정도를 분리해 접근했다. 기후모형으로 열대와 아열대 지역에 이산화탄소 농도가 증감을 시뮬레이션해 대기와 해양순환과정을 정밀분석했다. 기존 기후분석 모형들은 전 지구에 동일한 농도의 이산화탄소가 있다고 가정했기 때문에 지구온난화가 다른 지역에 어떤 영향을 미치는지에 대해 정확히 알지 못했었다.그 결과 아열대 지역 이산화탄소는 같은 양의 열대지역 이산화탄소보다 열대 해수면 온도를 40% 이상 상승시키는 것으로 확인됐다. 연구팀에 따르면 온실가스 증가로 아열대 지역의 온도가 상승할 경우 적도-아열대 간 온도차가 줄어들고 해들리 순환이 약화된다는 것이 관찰됐다. 이에 따라 무역풍과 해수용승 현상이 줄어 결국 열대 해수면 온도 증가로 이어진다는 설명이다. 이와 동시에 무역풍이 열대지역으로 수송하던 수증기량도 감소해 열대지역 구름양이 줄어들어 맑은 날이 계속되면서 일사량이 늘어나고 온도 증가를 촉진시킨다는 것도 확인됐다. 악셀 팀머만 IBS 기후물리연구단 단장(부산대 석학교수)은 “이번 연구는 아열대 지역인 중남부 아시아, 미국 남부 등에서 온실가스 감소가 열대지역의 온도 상승에 영향을 미칠 수 있다는 것을 보여준 것”이라며 “온실가스 이외 대기 질이 미치는 영향을 추가로 연구해 이 같은 상관관계를 명확하게 밝힐 계획”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 화학산업은 물론 제약산업에서 다방면으로 쓰이는 과산화수소를 저렴하면서도 친환경적이고 생산효율을 8배 가량 높일 수 있는 촉매기술을 개발해 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단, 서울시립대 화학공학과, 포항가속기연구소 공동연구팀은 산소와 물만으로 화학산업의 ‘쌀’로 불리는 과산화수소를 저렴하게 생산해 낼 수 있는 방법을 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘네이처 머티리얼즈’ 14일자에 실렸다. 이번에 개발된 기술은 기존에 사용되던 촉매보다 2000배 가량 저렴해 가격, 효율, 환경 문제를 모두 해결한 것으로 평가받고 있다. 과산화수소는 치약, 주방세제 같은 생활용품은 물론 폐수처리장, 멸균과 살균이 필요한 의료현장, 불순물 제거가 필수적인 반도체 공정 등 다양한 화학, 의료, 환경분야에서 활용되는 화학물질이다. 과산화수소 분자식을 보면 원자 2개, 산소 원자 2개가 결합된 형태이기 때문에 이론적으로는 수소기체, 산소기체, 물만으로도 합성이 가능하지만 실제 세 종류만으로는 활성이 낮아 거의 활용되지는 않는다. 현재는 과산화수소를 만들 때 안트라퀴논을 유기용매에 녹인 뒤 값비싼 귀금속인 팔라듐으로 만든 촉매를 이용해 산화, 환원반응을 거쳐 만들어 진다. 비싼 촉매를 이용해 다단계를 거치기 때문에 에너지 효율이 낮고 유기 용매를 사용하기 때문에 환경오염을 일으킨다는 단점이 있다. 연구팀은 철이나 코발트, 니켈 같은 저렴한 원자가 그래핀 위에 놓여있을 때 전기화학적 반응 효율이 높아진다는 점에 착안했다. 실제로 연구팀은 계산화학적 방법을 이용해 촉매 활성 조절이 가능하다는 것을 확인하고 꿈의 신소재라고 불리는 2차원 그래핀 위에 저렴한 코발트 원자를 올린 형태의 촉매를 만들었다. 팔라듐으로 촉매를 만들었을 때보다 가격이 2000분의 1 수준에 불과하다. 연구팀이 개발한 코발트-그래핀 촉매를 산소포화 수용액에 넣고 전기를 가하면 별도의 화합물이나 복잡한 공정없이 간단히 과산화수소를 생산할 수 있는 것이다.1㎏의 촉매를 사용했을 때 하루 341.2㎏의 과산화수소를 생산할 수 있어 현재 가장 효율이 높다는 귀금속계 촉매보다 8배 이상 생산효율이 높은 것으로 평가받고 있다. 이번에 개발한 촉매는 110시간 이상 연속 생산을 한 뒤에도 성능이 98% 이상 유지되는 것도 관찰됐다. 이와 함께 기존 촉매와는 달리 반응 후 회수해 재활용할 수 있다는 장점을 갖고 있기 때문에 폐촉매 발생 같은 환경문제도 일으키지 않는다. 현택환 단장(서울대 화학생물공학부 석좌교수)은 “최근 초정밀 반도체, 정밀 기계부품 기술이 발전하면서 과산화수소 수요도 증가하고 있는 만큼 저렴하고도 높은 효율로 생산할 수 있는 방법이 필요한 상황”이라며 “이번 연구는 과산화수소를 환경친화적이며 경제적으로 생산할 수 있게해줄 뿐만 아니라 화학산업 전반의 생산성 향상에도 도움을 줄 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

포도처럼 열리는 토마토가 국내 연구진에 의해 개발됐다. 원광대학교 생명과학부 박순주 교수 연구팀은 토마토 줄기 마디 길이를 조절하는 유전자를 편집해 포도송이처럼 열리는 토마토를 개발했다고 5일 밝혔다. 이 연구는 미국 콜드 스프링 하버 연구소와 공동으로 진행했다. 특히, 이 토마토는 일반 토마토보다 20일가량 빨리 과실을 맺게 유도해 재배 기간을 줄였고 줄기 마디를 짧게 해서 식물공장의 단위면적당 수확성을 높였다. 연구팀은 토마토에서 유전자 3개의 DNA를 잘라서 꽃피는 시기와 줄기 길이를 적절하게 조절할 수 있는 원천기술을 확보했다. 박 교수는 “이 연구는 실내 재배가 가능한 친환경적인 농작물의 범위를 확대했다는 점에서 의미가 있다”며 “도시농업용 식물공장에서 토마토뿐만 아니라 고추, 가지 등도 같은 방법으로 생산할 수 있고 도시환경개선에도 중요한 역할을 할 것”이라고 말했다. 이번 연구 결과는 생명과학 학술지인 네이처 바이오테크놀로지 온라인판에 실렸다. 전주 임송학 기자 shlim@seoul.co.kr

2020년 새해가 밝았습니다. 과학적으로만 따진다면 지구 자전으로 12월 31일에서 1월 1일로 날이 바뀐 것뿐이고 지구가 공전궤도를 따라 움직이면서 반복되는 사계절을 1년 12달로 나누다 보니 새로운 해가 시작된 것처럼 인식될 뿐 특별할 것이 없습니다. 올해는 새 천년의 두 번째 10년인 2010년대를 마감하고 ‘새로운 10년’이 시작되는 때입니다. 2000년대가 시작되고서 지난 20년 동안 과학분야에서는 인공지능(AI) 재등장, 유전자 편집기술 같은 생물학 기술의 발전, 기후변화 가속화 등 많은 일이 있었습니다. 과학계는 새로운 10년이 시작되는 2020년에는 어떤 연구들이 세계인의 눈을 사로잡을 것인지 이런저런 예측들을 내놓고 있습니다. 전 세계 과학계에 미치는 영향을 고려할 때 다양한 과학분야의 성과를 다루는 ‘네이처’와 ‘사이언스’의 2020년 첫 호, 가장 앞 부분을 장식한 연구들을 통해서도 올 한 해, 그리고 앞으로 10년을 조심스럽게 예측해볼 수도 있을 것입니다. ‘네이처’가 올해 첫 호에 앞세운 연구는 다름 아닌 의과학 분야입니다. 미국 국립보건원(NIH) 백신연구센터, 피츠버그대 의대 미생물·분자유전학과, 피츠버그 아동병원 소아과, 라곤의학연구소, 매사추세츠공과대(MIT) 의공학기술연구소, 브로드연구소, 코흐 통합암연구소 공동연구팀은 결핵백신(BCG) 접종방식을 바꾸면 결핵 예방에 더 효과적일 것이라는 연구결과를 발표했습니다. 네이처는 이들의 논문과 함께 분석 리포트를 실었습니다. BCG는 태어나서 가장 먼저 맞는 백신 중 하나로 생후 4주 이내에 접종합니다. 경피용이나 피내용 방식으로 실시하는데 경피용은 피부에 주사액을 바른 다음 바늘식 도장을 눌러 피부에 흡수시키도록 하는 방식이고 과거 ‘불주사’라고 알려진 피내용은 주사기로 접종을 하는 것입니다. 두 방법 모두 피부 밑 피하조직에 주사하는 방식입니다. 연구팀은 히말라야 원숭이를 대상으로 BCG 접종방식과 백신용량을 변화시킨 뒤 관찰했습니다. 연구팀은 원숭이들을 두 그룹으로 나눈 후 한 그룹은 현재 쓰는 것처럼 표준용량으로 피내접종을 하고 다른 한 그룹은 표준용량보다 100배 많은 양을 정맥에 직접 주사한 다음 폐결핵균에 노출시켰습니다. 6개월 뒤 관찰한 결과 정맥주사를 맞은 원숭이들은 대부분 결핵균에 감염되지 않았지만 피내접종을 받은 원숭이들은 10마리 중 8마리가 결핵균에 감염된 것이 확인됐다고 합니다. 물론 동물실험 결과이기 때문에 곧바로 사람을 대상으로 적용할 수 없을 것입니다. 그렇지만 이런 기초연구들이 누적되면서 후진국 질병이라고 하는 결핵을 완전히 퇴치할 수 있게 될 것입니다. 1980~90년대 나온 SF를 보면 2020년이 되면 우주복 비슷한 옷을 입고 날으는 호버보드를 타고 다니며 달이나 화성을 옆집 드나들 듯 할 것으로 생각했었습니다. SF에서 묘사한 것처럼 세상이 변하지는 않았지만 당시로서는 상상할 수 없었던 스마트폰, 영상통화기술, 유전자가위, 여러 분야에서 인간의 능력을 뛰어넘는 AI 등이 등장했습니다. 현실은 어느 날 갑자기 놀라운 과학기술이 ‘짠’하고 나타나기보다 가랑비에 옷 젖듯 서서히, 그러다 어느 순간 새로운 기술로 완전히 바뀐 세상이 우리 곁에 와 있는 경우가 많습니다. 올해는 어떤 연구성과들이 나와 인류의 삶을 바꾸는 동력이 될지 기대됩니다. edmondy@seoul.co.kr

연말연시가 되면 평소보다 외식이 많아진다. 외식을 하게 되면 자신도 모르게 과식을 하는 경우가 많다. 이 때문에 많은 사람들이 새해가 되면 ‘꼭 다이어트에 성공하고 말테다’라고 굳은 결심을 한다. 결심과는 달리 한밤 중 TV 앞에서 치킨이나 피자를 맛있게 먹거나 영화관에서 커다란 통에 짭짜름하면서도 고소한 팝콘을 집어먹으며 콜라를 마시는 자신을 보며 깜짝 놀랄 때가 있다. 사실 음식에 대한 충동은 인류의 시작과 함께 나타났다고 보는 이들이 많다. 수렵 채집 시절이나 음식이 부족하던 옛날 음식이 있으면 무조건 많이 먹어야 한다는 생각이 뇌에 새겨져 진화돼 왔다는 것이다. 그렇지만 이런 음식에 대한 충동성과 관련한 정확한 인체 메커니즘은 지금까지 밝혀지지 않고 있었다. 이 같은 상황에서 미국 남가주대 생명과학과, 정신·행동과학과, 신경과학과, 조지아대 식품영양학과, 펜실베니아대 의대 정신과, 시카고 일리노이대 심리학과, 시애틀 워싱턴대 병리학과 공동연구팀은 음식에 대한 충동성에 관여하는 뇌의 특정 회로를 발견하는데 성공했다고 27일 밝혔다. 과식으로 인한 비만을 해결하는데도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대되고 있는 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 행동의 결과에 대해 생각하지 않고 순간적으로 반응하도록 하는 충동은 뇌의 보상시스템이 과도하게 반응함으로써 나타나는 것으로 약물이나 도박 중독이나 쇼핑중독처럼 일종의 충동조절장애로 나타난다는 것이다. 그렇지만 과식이나 폭식 같은 음식에 대한 충동은 조금 다를 것이라고 과학자들은 봐왔다. 연구팀은 뇌의 시상하부에서 분비되는 멜라닌응집호르몬(MCH)가 식탐에 관여하는 것으로 보고 생쥐실험을 실시했다. 우선 연구팀은 우리 안에 있는 쥐가 발판을 누르면 달고, 기름지며 맛있는 음식을 먹을 수 있도록 했다. 대신 한 번 먹은 뒤 20초가 지나야 다시 발판을 누를 수 있는데 너무 빨리 누르면 20초를 더 기다리도록 했다. 연구팀은 우리 안에 두 개의 다른 색깔 발판을 마련해 놓고 하나의 발판은 누르는 즉시 맛있는 음식이 주어지는 대신 한 번 밖에 못 누르도록 했고 다른 하나의 발판은 누른 뒤 30초 뒤 음식을 먹을 수 있지만 여러 번 누를 수 있도록 했다. 연구팀은 두 가지 실험을 하면서 학습과 기억에 관여하는 것으로 알려진 시상하부부터 해마까지 뇌의 활동을 측정했다. 그 결과 첫 번째 실험에서는 일단 음식을 맛본 생쥐는 20초를 기다리지 못하고 계속 발판을 눌렀으며 두 번째 실험에서는 여러 번 음식을 먹을 수 있는 발판 대신 즉시 음식을 주는 발판을 눌러대는 것이 관찰됐다. 연구팀은 음식에 대한 충동성이 일어날 때 시상하부에서 MCH가 해마쪽으로 이동하는 것을 확인하고 MCH를 인위적으로 늘리고 줄이는 실험을 병행했지만 MCH의 양은 음식에 대한 충동성에 영향을 미치지 못하는 것으로 조사됐다. 음식에 대한 충동, 식탐은 MCH의 양이 아닌 MCH를 생산해 내는 시상하부의 뇌세포와 회로를 활성화시키면 음식에 대한 충동이 증가하는 것으로 확인됐다. 스콧 카노스키 남가주대 교수(인간진화생물학)는 “음식에 대한 충동은 배고픔이나 보상심리 작동과는 전혀 다른 시스템”이라며 “이번 연구결과를 활용하면 억지로 식욕을 줄이거나 맛있는 음식을 덜 먹지 않고도 과식을 막아 다이어트에 성공할 수 있도록 도와주는 방법을 찾을 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

소비자원, 자발적 회수 및 폐기, 판매 중단 권고 유명 온라인쇼핑몰에서 새벽배송으로 판매하는 훈제연어에서 식중독균이 검출됐다. 한국소비자원은 마켓컬리와 쿠팡, SSG, 롯데프레시, 헬로네이처 등 새벽배송 업체 5곳과 G마켓, 옥션, 11번가, 위메프, 티몬 등 5개 일반배송 업체에서 메추리알 장조림과 훈제연어, 명란젓 각 10개 제품을 구입해 검사한 결과 훈제연어 2개 제품에서 식중독균인 리스테리아 모노사이토제네스가 검출됐다고 26일 밝혔다. 해당 식중독균이 검출된 제품은 마켓컬리에서 구입한 ‘연어연구소 참나무 훈제연어’(유진수산 서운분점/마타래 제조·판매)와 SSG에서 구입한 ‘데일리 냉장 훈제연어’(동원산업 부산공장 제조·판매)다. 마켓컬리에서 구입한 제품에서는 일반 세균도 부패가 진행되는 기준보다 최대 1.9배 검출됐다. 리스테리아 모노사이토제네스는 설사, 고열, 오한 등 ‘리스테리아증’을 일으키는 세균이다. 면역 기능이 정상인 성인은 감염 가능성이 낮지만, 임산부나 신생아, 노인 등 면역력이 약한 계층에게는 감염 위험이 높다. 특히 조사 대상 제품은 모두 가열하지 않고 바로 섭취하는 제품군으로, 리스테리아 모노사이토제네스가 검출돼서는 안 된다. 이번 조사에서 일반 세균은 새벽배송 제품에서, 대장균군은 일반배송 제품에서 더 많이 검출돼 새벽배송과 일반배송에서 위생 수준 차이는 확인하기 어려웠다. 표시 실태 조사에서는 30개 제품 중 6개 제품이 식품유형, 원재료명 등을 누락하거나 잘못 기재한 것으로 나타났다. 한국소비자원은 조사 결과를 바탕으로 관련 업체에 해당 제품을 자발적으로 회수·폐기하고 판매를 중지할 것과 제조 공정·유통 단계의 위생 관리 강화 등을 권고했고 해당 업체들은 이를 수용하기로 했다. 소비자원은 식품의약품안전처에는 온라인 판매식품의 위생·안전 및 표시에 대한 관리·감독 강화를 요청할 계획이다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

2000년대 들어서면서 우리에게 익숙해진 단어 중 하나는 ‘지구온난화’, ‘기후변화’입니다. 자주 듣다 보니 오히려 지구온난화와 기후변화의 심각성에 대해 무감각해지는 게 아니냐는 지적까지 나오는 상황입니다. 그런데 올해는 기후변화의 심각성에 대해서 전 세계인이 다시 한 번 깨닫게 된 것 같습니다. 북유럽 국가 중 한 곳인 스웨덴에 사는 당찬 10대 소녀 그레타 툰베리 덕분입니다. 툰베리는 과학저널 ‘네이처’가 선정한 ‘올해의 10대 인물’은 물론 미국 시사주간지 ‘타임’에서 올해의 인물로 뽑혀 표지에 실리기도 했지요. 툰베리가 전 세계 기후변화 대응의 아이콘으로 떠오르면서 지구온난화, 생물다양성, 자연보존에 대한 관심이 그 어느 때보다 커지고 있음에도 지금도 여전히 기후변화와 개발로 인한 환경파괴는 계속되고 있습니다. ●“생물종 생존 위협 최고조”… 국제학술지 실려 올해 네이처, 사이언스 등 여러 과학저널에 실린 논문 중에서도 기후변화로 말미암은 위기를 보여 주는 연구들이 많았습니다. 2019년을 며칠 남겨 두지 않은 이때, 경고 내용이 담긴 연구 결과가 하나 더 나왔습니다. 미국 지질조사국 북동기후적응과학센터 주도로 마다가스카르 보건환경연구소, 캐나다 토론토대 인류학과 등 3개국 25개 연구기관이 기후변화는 단순히 특정 동식물의 생존과 관련된 문제가 아니라 생활환경 그 자체를 파괴해 지구 전체 생물종의 생존을 위협한다는 사실을 재확인했습니다. 이 같은 연구 결과는 생물학 및 환경과학 분야 국제학술지 ‘네이처 기후변화’ 24일자에 실렸습니다. 연구팀은 아프리카 남동쪽에 위치한 세계에서 네 번째로 큰 섬인 마다가스카르에 사는 여우원숭이 2종의 거주지 12곳을 대상으로 88년 동안 각종 환경 데이터를 분석했습니다. 특히 기후변화와 개발이 서식지 파괴에 어떻게 영향을 미치는지 살펴봤습니다. ●2070년 여우원숭이 서식지 최대 93% 파괴 마다가스카르는 아프리카 대륙과도 뚝 떨어져 있어 수천만년 동안 사람의 손길이 미치지 않아 다른 곳에서는 보기 어려운 동식물들을 흔히 발견할 수 있는 곳입니다. 과학자들도 전 세계 생물 약 20만 종 중 75%가 이곳에 사는 것으로 추정하고 있습니다. 특히 여우원숭이는 마다가스카르 일대에서만 사는 동물인데 서식지 파괴와 지구온난화 때문에 101개 종 중에서 96%가 생존에 위협을 받는 것으로 알려졌습니다. 이번 분석 결과 2070년까지 여우원숭이가 사는 서식지가 벌목만으로 최대 59% 줄어들 수 있으며 기후변화만으로도 75%까지 사라질 것으로 예측했습니다. 악몽 같은 분석 결과가 함께 진행된다면 서식지의 최대 93%까지 잃을 수 있으며 2080년이 되기 전에 여우원숭이가 살 곳은 아예 없어질 가능성이 무척 높다는 결론을 내렸습니다. 거주지와 농장 등을 만들려면 열대우림을 개간하는 행위는 기후변화를 가속화시켜 여우원숭이를 비롯한 많은 동물들을 멸종위기로 내몰게 됩니다. 이런 악순환은 생물다양성의 보고라는 마다가스카르에서는 더 심각하게 나타나는 것이지요. ●지속가능발전·생물다양성 확보 함께 고민해야 전체 지구 시스템을 보면 생물다양성은 양보할 수 없는 문제입니다. 그러나 국민 75%가 하루 한 끼를 해결하기 어려울 정도로 절대 빈곤에 시달리는 마다가스카르 국민들에게 생물다양성과 환경보존만을 무조건 강요할 수도 없습니다. 지구 전체의 지속발전 가능성과 저개발국의 경제발전이라는 딜레마를 어떻게 풀어갈지 전 세계인이 머리를 맞대고 고민해야 할 듯싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

고대 로마제국 황제들 중 약 3분의 2가 즉위 첫해에 ‘비명횡사’할 위험이 가장 컸다는 흥미로운 통계 연구 결과가 나왔다. 미국 조지아공대 조지프 살레 박사팀은 로마제국 통치자들의 생애주기에 관한 새로운 통계 연구에서 이들 황제가 즉위한 뒤 사망할 때까지의 기간에 공학 분야에서 쓰는 통계 방식을 적용해 이런 결론에 이르렀다고 밝혔다. 이 방식은 기기나 시스템의 안전성과 보전성 등을 다루는 신뢰성 공학에서 사용하는 것으로, 원래 제품의 고장률 패턴과 수명 분포를 측정하는 것이지만, 이 연구에서는 황제의 뜻밖의 죽음을 분석한 것이다. 역사 기록에 따르면, 초대 아우구스투스(사망 서기 14년)부터 테오도시우스 대제(사망 서기 395년)까지 고대 로마제국의 황제 69명 중 자연사 38%를 제외한 62%인 43명은 암살이나 자살 또는 전쟁 중 전사로 그야말로 비명횡사했다. 이런 기록은 일반적으로 통치자에 대한 충성심과 부(富) 같이 개별적인 요인과 함께 각각의 죽음을 하나의 무작위적 사건으로 검토한다. 하지만 각 황제의 통치 기간이 얼마나 오래 지속했는지에 관한 공통적이고 근본적인 패턴이 있는지는 이번 연구 전까지 알려지지 않았다. 살레 박사는 공학 분야에서 부품들의 신뢰성을 시험하는 데 자주 쓰는 통계 방법을 적용함으로써 황제의 통치 첫해부터 사망하기까지의 기간을 통계적으로 모델링했다. 그 결과, 황제들이 비명횡사할 확률은 부품들이 무작위로 고장 날 확률과 패턴이 비슷한 것으로 나타났다. 살레 박사에 따르면, 로마 황제들은 즉위 첫해 동안 비명횡사할 높은 위험에 직면했었다. 이 패턴은 공학 분야에서 부품들이 초기 생산 과정에서 의도한 대로 기능하지 못해 고장이 나는 확률처럼 가장 높았다. 이후 이들 황제가 사망할 위험은 8년차까지 점차 줄었지만, 안정기를 거쳐 12년차부터 다시 늘었다. 이는 부품들이 피로나 부식 또는 마모로 인해 고장 나는 것과 비슷한 패턴으로 확인됐다. 이 연구에서 사용된 로마 황제들의 데이터는 로마 황제들에 관한 동료 검토 온라인 백과사전 ‘드 임페라토리부스 로마니스’(DIR·De Imperatoribus Romanis)에서 나온 것이다. 이에 대해 그는 “고대사의 출처는 불일치하는 경우가 많고 정확한 사인은 기록마다 다를 수 있어 이 데이터의 한계를 인정해야 한다”면서도 “앞으로의 연구는 로마 황제들이 왜 반복해서 비명횡사했고, 또 다른 역사적 사건들 역시 이와 같은 방법으로 분석할 수 있는지를 탐구해나갈 것”이라고 말했다. 자세한 연구 결과는 네이처 자매지인 ‘폴그레이브 커뮤니케이션스’(Palgrave Communications) 최신호(23일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

짧은 뿌리와 가지에 열매가 가득 열리는 신종 토마토가 등장했다. 4차산업혁명의 핵심이자 ‘끝판왕 기술’로 불리는 크리스퍼 유전자가위의 산물이다. 미국 뉴욕 콜드스프링하버연구소(Cold Spring Harbor Laboratory, CSHL)가 공개한 신종 토마토는 토마토의 유전자를 크리스퍼 유전자가위 기술로 편집, 보다 더 빨리 자랄뿐만 아니라 열매 주위의 자잘하고 긴 줄기가 사라진 새로운 모습이다. ‘도시 농업 토마토’(urban agriculture tomatoes)라는 별칭처럼, 연구진은 고층빌딩이 즐비한 도심이나 좁은 공간에서도 손쉽게 토마토를 키울 수 있는 방법을 찾기 위해 크리스퍼 유전자가위 기술을 이용한 실험을 진행해 왔다. 그 결과 생장 기간이 40일 정도이며, 기존 토마토에 비해 모양이 더 작고 한 뿌리에 여러 열매가 주렁주렁 매달려 있어 거대한 꽃다발을 연상케 하는 신종 토마토가 탄생했다. 무엇보다 연구진이 주목하는 것은 일반 토마토에 비해 더 적은 재배면적만으로도 충분히 열매가 무성한 토마토를 키워낼 수 있다는 사실이다. 연구진은 “땅을 파헤치거나 갈아엎지 않고도, 혹은 강이나 개천으로 흘러들어가 오염시킬 수 있는 비료를 사용하지 않고도 토마토를 키울 수 있는 새로운 방법을 찾고 싶었다”면서 “신종 토마토는 도심에서 온실효과를 유발하는 이산화탄소 배출량을 줄여주는데 기여할 뿐만 아니라 사람들이 보다 쉽게 토마토 농작에 다가갈 수 있도록 돕는다”고 설명했다. 신종 토마토가 나오기까지 역경이 없었던 것은 아니다. 과거 연구에 따르면 토마토의 특정 유전자를 ‘가위질’ 할 경우 의도하지 않게 수확량이 적어지거나 맛이 나빠지기도 했다. 연구진은 이러한 특성을 개선하기 위해 작물 줄기의 길이를 조절하는 유전자에 크리스퍼 기술을 도입했고, 이를 통해 줄기를 더욱 짧게 만들어 신종 토마토를 탄생시켰다. 신종 토마토는 도심 한복판에서 농업을 꿈꾸는 도시인뿐만 아니라 먼 우주에 나가있는 우주인의 관심을 끄는데에도 성공했다. 연구진은 “미국항공우주국(NASA) 과학자들 역시 우리의 새로운 토마토에 관심을 보이고 있다”면서 “이번 연구가 키위와 같은 다른 과일 작물에도 시도될 수 있기를 희망한다”고 설명했다. 자세한 연구결과는 생명공학 분야에서 가장 권위 있는 학술지인 ‘네이처 바이오테크놀로지’(Nature Biotechnology) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

연구개발자가 사장까지 오른 건 이례적 오리온 “성과주의·효율경영 기반 인사”오리온의 히트상품 ‘꼬북칩’ 개발을 이끈 이승준(59) 연구소장이 2020년 오리온그룹 정기 임원인사에서 부사장에서 사장으로 승진하면서 신설된 글로벌연구소장을 맡게 됐다. 연구개발(R&D) 전문가가 사장 직급까지 오른 것은 오리온 사상 처음이며 식품업계에서도 매우 이례적인 일이다. 오리온그룹은 사장 승진 1명 등 총 10명에 대한 내년도 정기 임원인사와 조직개편을 단행했다고 23일 밝혔다. 한국 법인에서는 연구소장 이승준 부사장을 사장으로 승진시키고 글로벌연구소장으로 선임했다. 글로벌연구소는 중국, 베트남, 러시아 등 법인별로 흩어져 있었던 연구소를 통합한 조직으로 해외 시장에서의 제품 경쟁력 강화를 위해 이번에 새롭게 만들어졌다. 인하대 생물학과와 연세대 대학원 식품공학과를 졸업한 이 소장은 1989년 오리온의 전신인 동양제과에 입사해 국내외 여러 인기 과자 브랜드 개발을 책임져 온 ‘과자 장인’이다. 상품개발팀장과 중국 법인 R&D 부문장을 거쳐 2015년부터 오리온 연구소장을 맡았고 2017년부터는 글로벌 R&D를 총괄했다. `꼬북칩’과 `마켓오네이처 오!그래놀라’, `생크림파이’, `치킨팝’, `단백질바’ 등을 잇따라 히트시켰으며 중국과 베트남, 러시아에서도 로컬 신제품을 지속적으로 선보여 현지 법인 성장에 크게 기여했다는 평가를 받았다. 최근에는 간편대용식인 그래놀라 제품과 생수 신제품 개발까지 총괄하며 전문 영역을 넓혔다. 내부에서는 “과자를 잘 아는, 현장·실무 중심의 관리자”라는 평가를 받고 있다. 오리온 관계자는 “현재 국내 주요 식품회사 R&D 연구소장 가운데 사장 직급은 이 소장이 유일하다”고 말했다.특히 이 소장은 2017년 3월 출시된 꼬북칩을 빠른 시간 내 ‘국민 과자’로 등극시켰다. 보통 스낵 시장은 소비자들이 기존에 먹어온 과자를 선호하기 때문에 신제품의 진입 장벽이 높다. 그러나 꼬북칩은 독특한 4겹 구조와 바삭한 식감으로 출시되자마자 폭발적인 인기를 끌어 1년 만에 3000만봉 판매를 기록했다. 오리온만의 기술과 노하우로 제작하기 쉽지 않은 4겹 스낵을 완성시켰기에 카피 제품이 나오지 못해 꼬북칩의 독주는 계속됐다. 인기는 해외에서도 통했다. 지난해 중국 출시 6개월 만에 3400만봉을 팔았고 지난 8월에는 미국 최대 창고형 유통업체인 코스트코 20곳에 입점했다. 오리온 관계자는 “이번 인사와 조직 개편은 성과주의 인사원칙 아래 제품 경쟁력과 효율 경영에 기반한 성장을 지속하기 위한 체제 확립에 중점을 뒀다”고 밝혔다. 심현희 기자 macduck@seoul.co.kr

미래의 탈거리에 대한 개념을 완전히 바꿀 것으로 기대되는 자율주행차 기술은 4차산업혁명의 대표적인 분야로 꼽힌다. 구글이나 테슬라를 비롯해 많은 자동차기업들이 자율주행차 시장에 뛰어들어 기술이 점점 발달하고는 있지만 여전히 불완전한 것이 사실이다. 특히 자율주행차의 눈이라고 할 수 있는 레이더의 불완전함은 자율주행차 사고의 가장 큰 원인으로 지목받고 있다. 흰색 트럭을 하늘로 인식하거나 빛 흡수율이 높은 물체는 인식하지 못해 추돌사고나 인명사고로 이어지는 경우가 많았다. 이는 자율주행차에 쓰이는 레이더가 반사되는 신호를 이용하기 때문인데 신호 흡수율이 높은 물체는 인식을 못하게 된다는 것이다. 그런데 과학자들이 이처럼 물질에서 반사되는 빛이 아닌 흡수되는 빛까지 이용해 물체를 감지하는 원리를 발견해 주목받고 있다. 이 기술을 활용하면 빛이나 전파를 흡수해 자신의 위치를 숨기는 스텔스기까지도 추적이 가능하게 된다. 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질연구단 연구진은 소리, 전파, 빛 같은 파장의 반사 뿐만 아니라 흡수로 인해 나타나는 미세한 온도증가까지 탐지해 초고해상도 영상으로 촬영할 수 있다는 사실을 발견했다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 일반적으로 캄캄한 어둠 속에서 손전등으로 빛을 비추거나 장애물에 음파를 쏴서 피하는 박쥐, 레이다나 라이다 같은 장치로 다른 차나 보행자의 위치를 인식하는 자율주행차 모두 목표물에서 반사돼 돌아온 빛, 소리, 전자기파로 정보를 얻는 원리이다. 이는 물체가 충분한 에너지를 반사했을 때만 가능하다.그렇지만 스텔스기나 스텔스함처럼 레이더의 파장을 반사하는 대신 흡수해버리면 감지가 쉽지 않다. 연구팀은 스텔스기처럼 파장의 반사가 아니라 흡수를 하는 경우 미세한 온도변화가 발생한다는데 착안했다. 문제는 레이더나 음파가 전달하는 에너지가 아무리 크더라도 온도 변화는 크게 나타나지 않기 때문에 이를 어떻게 감지하느냐가 관건이다. 연구팀은 대상에 빔을 쏴서 발생시킨 온도변화에 따라 복사량이 달라진다는 것을 확인했다. 빔의 강도가 강할수록 물체에 반사하는 것도 강해지지만 복사로 방출되는 빛의 세기는 온도에 따라 크게 달라진다는 것이다. 상온에서 적외선 영역에 속한 800나노미터(㎚)의 빛을 비추면 온도가 1% 증가할 때 복사로 발생하는 광자의 수는 57% 늘어난다. 연구팀은 이를 이용해 아주 짧은 시간동안 나타나는 온도상승을 포착해 복사광선 감지가 가능하다는 것을 보였다. 빔을 물체에 비추면 중심부분의 온도가 더 올라가 복사는 빔의 지름보다 더 작은 부분에서 발생한다는 것을 확인했다. 이런 복사광선을 감지하면 현재 사용하는 현미경보다 더 높은 초고해상도의 현미경을 개발할 수 있을 것이라고 연구팀은 보고 있다. 또 이 원리를 활용하면 스텔스기나 스텔스함도 쉽게 포착할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 기욤 카시아니 IBS 첨단연성물질연구단 연구위원은 “이번 연구는 자율주행차 레이더나 스텔스 물체의 중거리·장거리 감지 등 분야에 활용될 수 있다”라며 “이번 발견을 활용해 나노미터 크기의 물체에서부터 비행기 같은 큰 물체에 이르기까지 다양한 크기의 물체와 상황에서 선명한 영상을 얻을 수 있음을 이론적으로 예측했다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

양자 컴퓨터조차 해킹할 수 없는 세계 최초의 ‘해킹 불가’ 보안 시스템이 개발됐다고 영국 일간 텔레그래프 등 외신이 20일(현지시간) 전했다. 보도에 따르면, 영국 세인트앤드루스대 등 국제연구진은 해커들이 절대로 정보를 재현하거나 가로채지 못해 ‘완벽한 보안’(perfect secrecy)을 달성하는 일회성 키(Key)를 가지고 정보를 전송하는 광학식 칩을 만들어냈다. 실리콘으로 된 이 칩은 매우 복잡한 구조로 돼 있어 그곳으로 빛으로 저장된 정보가 지날 때 빛이 구부러지고 굴절돼 해커들은 정보가 어떤 것인지 알 수 없게 만드는 것이다. 연구 주저자인 안드레아 디 팔코 세인트앤드루스대 물리천문학부 교수는 “통신은 누군가와 끈으로 연결된 종이컵 두 개를 이용해 대화를 나누는 것과 같다. 이때 컵을 긁으면 소리가 가려지지만 매번 소리가 다르게 나므로 절대로 해킹할 수 없다”면서 “이 기술은 우리가 논문(아티클)에서 엄격하게 증명했듯이 절대 깨지지 않는다”고 설명했다. 이와 함께 “사람들은 점점 더 데이터의 프라이버시를 걱정해 이 기술은 그들의 보안을 보장할 것”이라면서 “빛의 (속도) 한계에 가까운 초고속으로, 경제적이며 전자적으로 호환되는 광학 칩으로 사용자가 어떤 거리에 의해서도 정보를 주고 받는 통신의 기밀성을 보호하는 데 사용할 수 있다”고 말했다. 오늘날 표준 암호화 기술은 정보를 신속하게 전송할 수 있지만, 앞으로 양자 컴퓨터에 의해 깨질 수 있다. 연구진은 데이터를 암호화하는 새로운 방법이 기존 암호화 통신보다 네트워크상의 공간을 적게 차지하면서도 기존 통신망을 파괴할 수 없게 한다고 말했다.연구 책임저자인 안드레아 프라탈로키 사우디아라비아 압둘라킹과학기술대(KAUST) 부교수도 “더 강력하고 양자적인 컴퓨터의 출현으로 현재의 모든 암호화가 짧은 시간에 깨질 것이다. 현재는 물론 더 중요한 과거의 프라이버시가 노출될 것”이라면서 “예를 들어 해커는 오늘 전송되는 암호화된 메시지를 저장해두고 통신 데이터를 해독하는 데 적합한 기술이 나올 때까지 기다릴 수 있기 때문”이라고 설명했다. 이어 “이번 연구는 모든 사람들에게, 그리고 모든 곳에서 보안 문제를 해결할 수 있는 잠재력을 갖는다”면서 “이 기술이 세계적으로 도입된다면, 해커들은 다른 직업을 찾아야 할 것”이라고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

매년 연말이 되면 올해 가장 주목받은 뉴스를 선정해 발표하곤 한다. 과학계에서는 일반인들을 대상으로 설문조사를 거쳐 전문가들이 올해의 뉴스나 올해 주목받은 연구들을 뽑는다. 전문가의 입장이 아니라 일반인들의 관점에서 가장 좋아했던 연구결과들은 다르지 않을까. 세계적인 과학저널 ‘사이언스’는 ‘연구자나 전문가가 아닌 대중들이 가장 좋아했던 올해의 과학뉴스 10선’을 선정했다. 이것들은 사이언스 홈페이지에 올라온 과학뉴스들 중 독자들이 가장 많이 관심을 가진 뉴스들로 잃어버린 대륙, 암흑물질로 만든 총알, 우주 소, 인간 길들이기 등이 포함됐다.사이언스는 가장 먼저 ‘인간이 가장 먼저 길들인 것은 다름 아닌 인간’이라는 소식이라고 밝혔다. 이탈리아, 스페인, 독일, 스위스 4개국 11개 연구기관이 이달 5일 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 발표한 연구결과이다. 사람은 고양이, 개, 소, 말 등 많은 동물들을 길들여 사람의 친구로 삼았는데 연구자들에 따르면 인간이 가장 먼저 길들인 것은 다름 아닌 ‘사람’ 그 자체라는 것이다. 연구진은 유전학적 증거를 분석한 결과 연구진은 인간 스스로 공격성을 줄이는 방향으로 스스로를 길들여 더 우호적이고 협력적인 방향으로 진화하게 됐다는 사실을 밝혀내 화제가 됐다.대중들이 두 번째로 관심을 많이 가진 연구는 ‘우드 와이드 웹’(Wood Wide Web) 였다. 우드 와이드 웹은 일종의 ‘나무들의 인터넷’으로 미국, 독일, 중국, 영국 생태학자들이 지난 5월 15일 ‘네이처’에 발표한 연구이다. 이들에 따르면 나무들은 땅 위에서는 독립적으로 보이지만 땅 속에서는 나무 뿌리와 토양 사이 수 백만 종의 곰팡이와 박테리아들과 네트워크를 이뤄 영양분과 신호를 주고받는다. 기후변화로 인해 가뭄이 잦아지고 있는 만큼 산림이 어떤 역할을 할 수 있을 것인지를 보여주는 중요한 연구라는 평가를 받았다.지난해 6월 발견된 ‘우주 암소’(The Cow)라는 별칭이 붙은 ‘AT2018cow’ 폭발은 올해까지 여전히 풀리지 않는 수수께끼로 남았다. AT2018cow는 전형적인 초신성보다 10~100배 밝고 관측 2주만에 완전히 사라져버려 과학자들의 궁금증을 더했다. 지난 1월 ‘천체물리학 저널’에는 우주 암소는 갓 태어난 블랙홀이거나 초밀도 중성자 별일 가능성이 있다는 연구결과가 실리기는 했지만 여전히 신비한 ‘수수께끼’로 남아있게 됐다.실험실 생쥐도 숨바꼭질을 할 수 있으며 사람과 장난을 칠 정도라는 연구결과에 대해서도 많은 사람들이 관심을 가졌다. 지난 9월 13일 ‘사이언스’에는 독일 훔볼트대 생물학과 연구진이 실험실 쥐에게 숨바꼭질을 가르치는데 성공했으며 사람과 장난할 수 있을 정도라는 재미있는 연구결과가 발표됐다. 보통 실험실에서는 먹이를 주는 등 보상행위를 통해 특정 행동을 하도록 훈련시키는데 이번에는 부모와 아이들이 하듯 사회적 상호작용을 통해서만 숨바꼭질을 가르치는데 성공했다는데 많은 사람들이 주목했다.해외여행을 나가면 외국어를 잘 하는 사람들도 현지인들의 언어 속도에 당황하는 경우가 많다. 이탈리아 사람들이나 스페인 사람들은 말을 더 빨리 하는 것 같고 독일어는 또박또박 천천히 하는 느낌이 든다. 그렇지만 아주대 불어불문학과 오윤미 교수가 포함된 국제공동연구팀은 지난 9월 5일자 ‘사이언스 어드밴시즈’에 언어가 다르고 아무리 빠른 것처럼 느껴지더라도 정보전달 속도는 초당 39.15비트로 일정하다는 연구결과를 발표했다. 실제로 이 속도를 넘어가면 인간의 뇌에서 정보처리가 불가능하다고 밝혔다.흔히 잃어버린 대륙이라고 하면 ‘아틀란티스’를 떠올리는 경우가 많다. 그렇지만 네덜란드, 노르웨이, 남아프리카공화국, 스위스, 영국, 호주의 지질학자들이 지난 9월 3일자 지구과학 분야 국제학술지 ‘곤드와나 리서치‘에 발표한 연구에 따르면 약 1억 4000만년 전에는 유럽 일대에 ‘대 아드리아’(Greater Adria)라는 대륙이 존재했다는 사실을 밝혀냈다. 그런데 이 대륙의 실체를 확인할 수 없는 이유는 가상의 대륙 아틀란티스처럼 바다 속에 가라앉은 것이 아니라 유럽 남부 지각 밑에 깔려 있기 때문이다.대중들이 열광한 과학 뉴스 중 하나는 미국 캘리포니아 샌디에고대(UC샌디에고) 연구진이 후성유전학 시계를 이용해 개의 나이를 사람의 나이로 환산하는 방법을 발견해 낸 것이다. 이 연구는 미국 콜드스프링하버 연구소에서 운영하는 생물학 분야 출판 전 논문공개 사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxi) 11월 4일자에 실렸다. 연구팀은 생후 4주~16살의 래브라도 레트리버 품종 개 104마리를 대상으로 게놈 메틸화를 사람의 것과 비교한 결과 개의 노화시계는 처음에는 사람보다 빨리 가다가 이후에는 더 천천히 움직인다는 사실을 밝혀냈다. 이 밖에도 미국 케이스 웨스턴 리저브대 물리학과와 지구환경행성학과 연구진이 거대 암흑물질의 경우 사람의 몸을 암흑물질 탐지기로 사용할 수 있다는 아이디어를 내놨다는 뉴스에 사람들이 관심을 보였다. 영국 브리스톨대 기계공학과, 스페인 팜플로나 공립대 공동연구팀이 개발한 영화 스타워즈처럼 영상과 소리, 촉감이 동시에 느껴지는 3D 가상현실 영상 기술도 독자들이 주목한 올해의 연구로 선정됐다. 이스라엘 와이즈먼연구소 연구진이 지난 11월 27일자 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’에 발표한 연구도 주목받았다. 이들은 대장균의 유전자를 편집해 식물처럼 이산화탄소를 흡수해 생존할 수 있는 기술을 개발함으로써 지구온난화 주범 이산화탄소를 흡수해 의약품이나 주요 화학물질로 전환시킬 수 있을 것으로 기대하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 단백질을 빠르게 냉각시켜 원래 모습 그대로 관찰할 수 있는 기술을 활용해 암 발생과 확산, 전이 원인이 되는 단백질 구조를 밝혀냈다. 카이스트 생명과학과, 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부 공동연구팀이 암세포에서 많이 만들어지고 암의 진행을 촉진시키는 것으로 알려진 단백질의 구조를 규명하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 17일자에 발표했다. 사람의 DNA 사슬을 모두 풀면 지구에서 명왕성까지 연결할 수 있을 정도의 길이이지만 히스톤이라는 단백질 덕분에 작은 세포 핵 속에 들어가 있다. 히스톤은 DNA 유전정보를 복제하거나 유전정보를 읽어 단백질을 만들 때도 중요한 역할을 하는 물질이다. 문제는 DNA 사슬을 조절하는 과정에서 히스톤이 뭉치거나 엉키게 되면 유전정보의 손실이나 과발현이 발생해 암을 비롯한 각종 질병이 발생하게 된다. 연구팀은 이런 과정이 제대로 작동하도록 제어하는 히스톤 샤폐론 단백질, 특히 ATAD2의 분자구조와 작용 메커니즘을 밝혀낸 것이다. ATAD2 유전자는 전립선암, 대장암, 췌장암 등 여러 암에서 많이 발견되는데 이 유전자가 많이 발현되는 경우 암은 전이가 쉽게 되고 악성인 경우가 많은 것으로 알려져 있다. 이 때문에 ATAD2에 대한 임상적 연구는 많지만 실제 세포 내에서 기능과 메커니즘이 명확히 밝혀지지는 않았다.연구팀이 이번에 활용한 기기는 ‘초저온 전자현미경’이다. 이는 2017년 노벨화학상을 받은 자크 두보쉐 스위스 로잔대 교수, 요아킴 프랑크 미국 컬럼비아대 교수, 리처드 핸더슨 영국MRC분자생물학연구소 박사가 개발한 것으로 단백질 같은 복잡한 생체조직을 수 밀리세컨드라는 짧은 시간에 영하 190도까지 냉각시켜 얼음결정이 생기지 않고 원래 모습을 그대로 유지하도록 해 원자수준의 해상도로 관찰할 수 있도록 해주는 기술이다. 연구팀에 따르면 ATAD2는 생체 에너지를 이용해 나선형 구조에서 고리 구조로 변형되면서 암을 유발시키며 악성화되는 것으로 확인됐다. 송지준 카이스트 교수는 “이번 연구는 초저온 전자현미경 같은 첨단 생물물리학적 기술을 활용해 암과 관련된 단백질 구조는 물론 작용메커니즘을 밝혀냈다는데 의미가 크다”라며 “이번 발견을 바탕으로 해당 단백질을 표적으로 하는 신약후보 물질 발굴이 가속화될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인류 최고(最古)의 동굴벽화 기록을 고쳐 써야 할 전망이다. 인도네시아 술라웨시섬에서 발견된 벽화가 4만 4000년 이전에 제작됐다고 과학 학술지 네이처가 11일(현지시간) 게재했기 때문이다. 이 작품에는 자연 그대로가 아니라 인간의 상상력이 동원된 반인반수(半人半獸) 그림이 등장해 중요성을 더하고 있다. ●부리·꼬리 달린 ‘인간 같은’ 8명 묘사 술라웨시섬 남부의 석회암 동굴인 ‘리앙 불루 시퐁4’에서 발견된 벽화는 길이 4.5m의 벽에 적갈색으로 ‘인간 같은’ 인물이 동물을 사냥하는 것 같은 모습을 묘사하고 있다. 멧돼지 두 마리, 물소 네 마리와 함께 창과 밧줄을 든 인물 8명이 그려져 있다. 이 인물들은 부리가 달려 있거나 꼬리가 달린 수인(獸人)이다. 벽화는 2017년 12월 발견돼 그동안 조사 과정을 거쳤다. 조사에 참여한 호주 그리피스대 애덤 브럼 교수는 “수인 그림은 술라웨시에 정착한 초기 인류가 자연세계에서 존재하지 않는 것을 생각할 능력을 가졌다는 것을 보여 준다”고 말했다. ●네이처 “이전 벽화보다 4000년 빨라” 연구팀은 이 동굴 벽화를 우라늄 방사선 동위원소 측정법으로 연대를 측정한 결과 멧돼지 한 마리 그림은 최소 4만 3900년, 물소 두 마리는 4만 900년 이상 된 것으로 드러났다고 네이처는 전했다. 1만 7000년쯤 전에 제작된 프랑스 라스코 동굴벽화보다도 2만년 이상 먼저 제작된 셈이다. 라스코 동굴벽화에도 부리 모양의 입을 가진 수인이 나타난다. 또 4만년 전에 제작된 독일의 ‘인간·사자’ 상아 조각 역시 수인 작품이다. 브럼 교수는 “(술라웨시 동굴) 그림은 사냥하는 모습처럼 보이지만 신화적이거나 초자연적 의미인지 정확히 알 수 없다”고 말했다. 사냥이 아닌 동물 영혼을 묘사한 샤머니즘 의식일 수 있다는 의미다. 그간 빙하기의 구석기 동굴벽화는 유럽에서 먼저 시작됐다는 시각이 일반적이었다. 이에 대해 영국 사우샘프턴대 고고학자 아리스테어 파이크 교수는 “벽화 기원이 유럽이 아닐 수 있다는 증거”라고 말했다. 또 영국 더덤대 고고학자이자 암각화 전문가인 폴 퍼티드는 “한 시대인지 의심스럽다”며 해당 벽화에 대해 수천년에 걸쳐 그린 것으로 추정했다. 반면 연구팀을 이끈 그리피스대 고고학자 맥심 오버트 교수는 “인수 그림의 재료와 동물 그림 재료가 색상과 빛이 바랜 방식으로 볼 때 같은 시기”라고 주장했다. 이기철 선임기자 chuli@seoul.co.kr

스위스 로잔연방공과대(EPFL) 시스템생물학·유전학연구실, 연방 바이오인포매틱스 연구소, 로잔대 복잡계유전학연구그룹 공동연구팀은 ‘세포 속 공장’이라고 불리는 미토콘드리아의 DNA가 생명체의 신진대사 특성을 결정짓는 중요한 요소라고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 메타볼리즘’ 10일자에 실렸다. DNA가 생물체의 외형을 결정짓는 중요한 요소라는 것은 알려져 있었지만 미토콘드리아 DNA 역할에 대해서는 명확히 밝혀지지 않았었다. 이에 연구팀은 초파리의 미토콘드리아 DNA 염기서열 분석을 실시한 결과 다양한 질병과 특성이 미토콘드리아 DNA의 미세한 변화에 따라 달라지는 것을 확인했다. 연구팀은 실제로 초파리의 미토콘드리아 게놈 일부를 교체해 이전보다 음식을 많이 섭취하거나 다른 식습관을 갖도록 하는 데 성공했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

약 1억 년 전 공룡의 깃털에 기생하다 '영원한 무덤'에 봉인된 기생충이 발견됐다. 지난 10일(현지시간) 미국 CNN 등 해외 주요언론은 미얀마에서 발견된 ‘호박’(琥珀)에 있던 공룡 깃털 안에서 현대의 이와 비슷한 곤충을 찾았다고 보도했다. 외관이 다소 손상됐으나 거의 완전한 모습으로 발견된 이 곤충은 오늘날의 이처럼 공룡의 몸 밖에 기생하면서 흡혈을 통해 영양분을 빨아먹었을 것으로 추정된다. 과거에도 전문가들은 공룡의 피를 빨아먹는 진드기, 벼룩 등의 증거를 발견했으나 이번 발견은 역대 가장 오래된 기록이다. 논문의 공동저자인 중국 서우두사범대학 청쿤 쉬 교수는 "만약 우리가 화석에서 이를 찾는다면 당연히 오늘날의 이보다 덩치가 클 것이라 생각했다"면서 "그러나 이번에 발견된 이는 오히려 매우 작은 것으로 드러나 발견하는데 왜 이렇게 오래 걸렸는지 설명이 된다"고 설명했다. 연구팀은 호박에서 공룡 깃털에 살았던 곤충 총 10마리를 발견했으며 마치 누군가의 먹힌 것처럼 보였다고 밝혔다. 쉬 교수는 "고대 기생충과 그 숙주와의 관계를 연구함으로써 과학자들은 현대 해충의 진화 방식에 대한 새로운 통찰력을 얻을 수 있다"면서 "인류의 역사에도 기생충은 전염병 등 항상 큰 영향을 미쳐왔다"고 말했다. 　 한편 이의 영원한 무덤이 된 호박은 나무의 송진 등이 땅 속에 파묻혀서 수소, 탄소 등과 결합해 만들어진 광물을 말한다. 호박이 일반인에게 알려진 것은 영화 ‘쥬라기 공원’ 덕으로 오래 전 멸종한 고대 동물의 모습을 생생히 볼 수 있다. 이번 연구결과는 네이처 커뮤니케이션즈(Nature communications) 최신호에 발표됐다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

국내 연구진이 가장 저렴한 재료인 흑연으로 세상에서 가장 얇은 다이아몬드를 만드는 데 성공했다. 얇은 다이아몬드 박막은 반도체 소자는 물론 전기, 화학, 기계 분야에서 폭넓게 이용될 수 있을 것으로 기대된다. 기초과학연구원(IBS) 다차원탄소재료연구단, 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부, 신소재공학부, 화학과 공동연구팀은 간단한 화학공정만으로도 흑연의 한 층을 얇게 벗겨 낸 그래핀을 다이아몬드 박막으로 변환시키는 데 성공했다. 이번 연구 결과는 나노분야 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’ 11월 10일자에 실렸다. 다이아몬드는 열전도성이 뛰어나고 기계적 강도가 우수하지만 전기가 통하지 않고 그래핀처럼 쉽게 휘어지지 않는다. 이 때문에 많은 연구자들이 다이아몬드를 그래핀처럼 평면 구조로 만들려는 시도를 해 왔다. 연구팀은 구리니켈 합금기판 위에 2층의 그래핀을 만든 다음 불소 기체를 주입하는 비교적 간단한 방법으로 필름 형태의 초박형 다이아몬드를 만드는 데 성공했다. ‘F다이아메인’으로 이름 붙여진 이번 초박형 다이아몬드의 두께는 0.5㎚(나노미터)에 불과하다. 로드니 루오프(UNIST 자연과학부 특훈교수) IBS 단장은 “이번 연구 결과는 다이아몬드의 우수한 물성을 다양한 산업 분야에서 활용할 길을 열었다는 데 의미가 크다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 가장 저렴한 재료인 흑연으로 세상에서 가장 얇은 다이아몬드를 만드는 데 성공했다. 얇은 다이아몬드 박막은 반도체 소자는 물론 전기, 화학, 기계 분야에서 폭넓게 이용될 수 있을 것으로 기대된다. 기초과학연구원(IBS) 다차원탄소재료연구단, 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부, 신소재공학부, 화학과 공동연구팀은 간단한 화학공정만으로도 흑연의 한 층을 얇게 벗겨 낸 그래핀을 다이아몬드 박막으로 변환시키는 데 성공했다. 이번 연구 결과는 나노분야 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’ 11월 10일자에 실렸다. 꿈의 신소재로 불리는 그래핀은 흑연의 한 층을 얇게 벗겨 낸 물질이며 다이아몬드는 지구상 가장 단단한 물질이지만 이들은 모두 탄소 원자로만 이뤄져 있다는 공통점이 있다. 대신 그래핀은 탄소 원자가 육각형 벌집 모양을 이룬 평면 형태이고 다이아몬드는 탄소 원자가 정사면체 형태로 이뤄져 있다는 차이점이 있다. 다이아몬드는 열전도성이 뛰어나고 기계적 강도가 우수하지만 전기가 통하지 않고 그래핀처럼 쉽게 휘어지지 않는다. 이 때문에 많은 연구자들이 다이아몬드를 그래핀처럼 평면 구조로 만들려는 시도를 해 왔다. 문제는 얇은 평면 구조의 다이아몬드(다이아메인)를 제조하려면 고압 환경을 만들어야 하기 때문에 제조 비용이 많이 들고 수율도 높지 않다는 것이다. 연구팀은 구리니켈 합금기판 위에 2층의 그래핀을 만든 다음 불소 기체를 주입하는 비교적 간단한 방법으로 필름 형태의 초박형 다이아몬드를 만드는 데 성공했다. ‘F다이아메인’으로 이름 붙여진 이번 초박형 다이아몬드의 두께는 0.5㎚(나노미터)에 불과하다. 또 기존 공정과 달리 고압 환경이 필요치 않아 제조 비용도 대폭 줄일 수 있는 것으로 확인됐다. 로드니 루오프(UNIST 자연과학부 특훈교수) IBS 단장은 “이번 연구 결과는 다이아몬드의 우수한 물성을 다양한 산업 분야에서 활용할 길을 열었다는 데 의미가 크다”며 “다음 단계 연구는 다이아몬드 박막의 전기적, 기계적 특성까지 조절 가능한 대면적 다이아몬드 필름을 만드는 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr