40대 비중 3년새 8%P 낮아져 33%로 유아·어린이 식품 매출 450% 급신장 온라인 푸드마켓의 대세로 떠오른 ‘새벽 배송’의 주 고객은 30대 주부인 것으로 나타났다. 19일 온라인 프리미엄 푸드마켓 헬로네이처가 최근 3년간 이용고객 매출을 분석한 결과에 따르면 새벽배송 서비스가 강화된 지난해부터 2030세대의 이용 비중이 51%를 차지했다. 특히 30대는 2016년보다 12% 포인트 높아진 44%를 차지했고 20대도 5% 포인트 상승한 6%를 기록했다. 3년 전에는 40대 비중이 42%로 가장 높았고 50대는 17%, 60대 이상은 8%를 차지하는 등 40대 이상 중장년층의 이용이 가장 많았다. 그러나 쇼핑 수단과 시스템이 모바일, 새벽배송으로 바뀌면서 2030세대의 이용 비중은 급격히 늘어났다. 반면 40대의 구매 비중은 33%로 8% 포인트 내려앉았다. 50대(13%)와 60대 이상(4%) 비중도 모두 이전보다 줄었다. 30대 가운데서도 특히 여성, 육아를 하는 주부들이 새벽 배송 시장의 충성 고객이었다. 실제로 헬로네이처의 유아·어린이 먹거리 전용 코너인 베이비키친은 최근 3년간 매출신장률이 평균 450%에 달했다. 가격은 다소 비싸지만, 프리미엄 상품을 취급하는 온라인 푸드마켓을 처음에는 구매력이 높고 질을 우선시하는 중장년층이 주로 이용하다가 새벽 배송이라는 편의가 접목되자 2030세대로 소비층이 넓어진 것으로 분석된다. 헬로네이처 관계자는 “먹거리 다양성과 배송 편의를 추구하는 젊은 소비층이 유입되면서 새벽 배송은 성장기에 돌입했다”면서 “참신한 상품과 믿고 먹을 수 있는 품질, 합리적 가격으로 소비자들의 만족도를 높이겠다”고 말했다. 심현희 기자 macduck@seoul.co.kr

최근 대학 교수들이 대학원생들에게 연구가 아닌 각종 잡무를 맡기거나 심지어 본인 자녀들의 숙제를 시키거나 연구를 대신하도록 했다는 어처구니 없는 소식들이 자주 부각되고 있다. 훌륭한 연구자로 성장하기 위해 대학원을 갔는데 교수나 선배 연구자들의 하인 취급을 받는다는 소식이 공분을 사고 있는 것은 당연하다. 대학원생들의 스트레스는 비단 한국만의 일이 아니다. 벨기에에서는 박사과정 학생들은 다른 고학력 인구들보다 정신적 스트레스가 2배 이상 높고 3분의 1은 정신장애를 겪거나 위험도가 높다는 결과가 발표되기도 했다. 또 미국 애리조나대학에서는 자체 조사를 한 결과 박사과정 학생들의 75% 이상이 같은 연령대의 사람들보다 평균 이상의 스트레스를 받고 있다는 조사결과를 발표하기도 했다. 과학저널 ‘네이처’는 최근호 사설을 통해 영국 고등교육기금위원회가 이번주 영국 브라이튼에서 대학원생의 정신건강과 복지에 관한 ‘제1회 국제학술회의’를 개최한다고 보도했다. 이번 국제회의는 대학원에 입학해 연구하고 있는 박사과정 학생과 포스트 닥터(박사후과정 연구원)들의 정신건강을 단순히 개인의 문제로만 치부해서는 해결할 수 없다는 공감대에서 열리게 됐다. 특히 미래 연구자들인 대학원생들의 정신건강 문제는 개별 대학 뿐만 아니라 과학계 전체에서도 관심을 가져야 할 중요한 부분이라고 네이처는 지적했다. 개별 대학이나 일부 지역에서만 관련 데이터를 갖고 있어 대학원생들의 정신건강 문제에 대한 공통된 해결책을 마련하기가 쉽지 않다는 문제도 이번 회의에서 논의될 계획이다. 네이처는 “학계는 오랜 시간을 연구에 쏟아 붙는 것이 미덕이자 관행으로 삼고 있다”고 지적했다. 또 네이처 측은 “박사과정생은 물론 박사학위를 받은 뒤 본격적인 연구자의 첫 발을 내딪는 포스트닥터 연구원을 위해 연구 뿐만 아니라 정신적 문제도 관심을 갖고 관리할 수 있도록 대학측이 시스템을 갖추는 것이 필요하다”라며 “예비 과학자들에게 정신 건강관리는 미래 과학기술 발전을 위한 투자라고 볼 수 있다”라고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우주 탐사 역사상 최초로 달의 뒷면에 착륙한 탐사선이 고대의 대충돌로 인해 달 내부에서 방출된 달 맨틀 표본을 발견한 것으로 보인다는 연구 결과가 나왔다. 이 연구는 앞으로 중국의 달 탐사로버 '위투 2호'가 달의 형성과 진화에 관련된 수수께끼를 푸는 데 도움이 될 것으로 예측했다. 이전 연구는 달이 새롭게 형성됐을 무렵, 태양계의 다른 암석형 천체들과 마찬가지로 고온의 달 표면에는 수백 마일 두께에 이르는 마그마의 바다로 덮여 있었을 것이라고 제안했다. 이 마그마 바다가 냉각되고 굳어짐에 따라 감람석과 같은 철과 마그네슘이 풍부한 고밀도 광물질이 기저부에서 결정화됐고, 사장석과 같은 실리콘과 알루미늄이 풍부한 보다 가벼운 광물질은 표면으로 떠올랐다. 현재 사장석이 달 표면의 98%를 뒤덮고 있는 것은 그 때문이다. 그러나 달의 형성과 진화에 대한 이 우세한 모델은 열띤 토론의 장에 올라 있다. 그것은 모델이 제안한 것처럼 달의 마그마 바다가 과연 광물질들이 분리된 결과로 나타나는 화학적-물리적 특성을 정확히 보여주는 혼합비를 가졌느냐 하는 문제가 여전히 불확실하기 때문이다. 달 초기의 신비를 푸는 데 도움이 되는 한 가지 방법은 달의 지각 아래 맨틀의 암석을 분석하는 것이다. 달의 앞면에서 이뤄진 미국항공우주국(NASA)의 아폴로 미션과 소련의 루나 탐사선은 모두 달의 맨틀 샘플을 채취하는 데 실패했다. 달은 지구와 중력으로 묶인 상태로 공전하므로 항상 한쪽 면만 지구를 향하는데, 이 면을 달의 앞면, 지구에서 안 보이는 면을 달의 뒷면이라 한다. 과학자들은 달의 내부 탐사를 위해 착륙선을 내려 달의 지각을 파는 것보다는 탐사선에서 충격탄을 발사해 달 내부의 암석 파편들을 수거하는 방법을 선호했다. 달의 뒷면 남극 가까이에 고대에 있었던 대충돌로 생겨난 에이트켄 분지가 있는데, 지름 약 2500㎞, 깊이 약 13㎞로 달 표면의 3분의 1을 뒤덮고 있다. "예컨대 에이트켄 분지 같은 매우 큰 충돌 크레이터는 달의 지각을 뚫고들어갔기 때문에 여기서 달 맨틀 샘플을 채취할 수 있다"고 연구에 참여한 중국과학원의 행성과학자 빈 리우 박사는 밝혔다. 현재 중국 과학자들은 위투 2호를 이용해 달의 맨틀에 관한 세부 사항을 최초로 밝혀내고 있다. 지난 1월 창어 4호 착륙선은 달의 남극 에이트켄 분지 안에 있는 186㎞ 너비의 폰 카르만 분화구 바닥에 위투 2호를 배치했다. 여기서 위투 2호는 전형적인 달 표면 물질과 현저하게 다른 광물질을 발견했는데, 연구자들은 72㎞ 떨어진 부근의 핀센 크레이터가 생성될 때 만들어진 것으로 보고 있다. 이 광물에서 반사된 빛의 파장을 분석한 결과, 감람석과 저 칼슘 휘석의 존재가 밝혀졌다. 이는 달의 상부 맨틀의 구성에 관한 모델의 예측과 일치하며, 냉각된 마그마 바다가 달의 표면을 뒤덮었다고 제안하는 달 형성-진화 모델을 뒷받침하는 것이라고 설명하는 빈 리우 박사는 이렇게 덧붙였다. "우리의 궁극적인 목표는달 맨틀 조성의 수수께끼를 풀어내는 것이다" 이번 연구결과는 세계적 학술지 '네이처' 5월 16일자에 게재됐다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

나무·균류·박테리아 다양한 공생 유지 이산화탄소 배출량 계속 늘어난다면 온대지역·아한대지역 산림에 치명적 균류와 공생하는 나무종 10% 사라져몇 년 전부터 ‘계절의 여왕’ 5월은 신록을 만끽할 수 있는 때가 아닌 무더위가 시작되는 여름의 초입이 됐다. 올해도 어김없이 초여름을 방불케 할 정도로 낮 최고기온이 30도 안팎으로 오르락내리락하는 5월이지만 회색 빌딩숲을 벗어나 나무가 울창한 산림에 가면 맑은 공기와 함께 녹음이 짙어지는 수목의 모습이 몸과 마음을 상쾌하게 만들어준다. 그런데 지구온난화가 지금과 같은 추세로 계속된다면 숲과 나무, 땅속 미생물들 분포까지 변화시켜 울창한 나무가 있는 숲은 점점 보기 어려워질 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 스탠퍼드대 생물학과, 퍼듀대 산림자원학과, 스위스 취리히연방공과대(ETH) 환경시스템과학과, 중국 베이징임업대, 영국 옥스퍼드대 동물학과를 중심으로 전 세계 181개 연구기관 200여명의 과학자로 구성된 ‘글로벌 산림 생물다양성 이니셔티브’(GFBI) 연구진은 세계 곳곳의 산림지대 110만곳에 있는 2만 8000여종, 약 3100만그루의 나무가 숲 속 균류, 박테리아와 어떻게 공생 관계를 유지하고 있으며 지구온난화가 지속될 경우 자연은 어떻게 변하게 될 것인지를 예측하는 생물 법칙을 만들어 내 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 16일자에 발표했다. 숲 속에 있는 나무들 뿌리와 잎 주변에는 다양한 종류의 균류와 박테리아가 영양분을 교환하면서 함께 공생하지만 연구팀은 식물의 뿌리 속에 사는 수지상균근균(arbuscular mycorrhizal fungi)과 뿌리 바깥에서 존재하는 외생균근균(ectomycorrhizal fungi), 질소고정박테리아 세 종류에 주목했다. 연구팀은 전 세계 약 3100만그루의 나무 위치와 세 종류의 공생균 및 박테리아, 기후, 토양 성분, 식생, 지형 등 다양한 변수를 인공지능 기계학습 알고리즘에 넣고 분석했다. 그 결과 질소고정박테리아는 온도와 토양의 산도(pH)에 좌우되며, 수지상균근균과 외생균근균은 낙엽이 썩는 속도와 같은 유기물 분해율에 영향을 받는다는 사실이 확인됐다. 이 때문에 외생균근균은 온대 지역, 한대 지역 등 고위도 지역의 숲에서, 수지상균근균은 열대 지역 숲에서, 질소고정박테리아는 온대 지역 이하 저위도 지역에서 많이 발견된다. 연구팀은 이번에 발견한 공생 원칙을 공생생물학의 선구자인 영국 셰필드대 동식물과학과 명예교수의 이름을 따 ‘리드 법칙’이라고 이름을 붙였다. 그러나 최근에는 리드 법칙에서 벗어나 수지상균근균이 점점 고위도 지역 숲에서 발견되고 있는데 이는 기후변화 때문인 것으로 분석됐다. 연구팀은 리드 법칙에 따라 이산화탄소 배출량이 현재와 같은 추세로 계속 이어진다면 균류와 공생하는 나무 종의 10%가 사라질 수 있다고 예측했다. 특히 고위도 지역으로 올라갈수록 균류와 공생하는 나무들이 많아 지구온난화는 온대 지역과 아한대 지역의 산림에 치명적일 수 있다. 더군다나 수목종이 사라지면 토양과 나무가 저장하고 있던 이산화탄소가 대기 중에 배출되면서 지구온난화가 가속되는 악순환이 나타날 수 있다고 연구팀은 설명했다. 이번 연구를 주도한 커비어 피이 미국 스탠퍼드대 생물학과 교수는 “이번 연구는 숲 속 나무와 균류, 박테리아들이 다양한 공생 형태를 유지하며 일정한 규칙을 따르고 있음을 보여준 첫 연구”라면서 “이번에 만든 공생 법칙에 따르면 현재와 같은 지구온난화 추세가 지속될 경우 숲의 공생 관계가 깨지고 결국 인간의 생존에까지 영향을 미칠 수 있음을 명확히 보여주고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중국 저장대 의대, 화동과학기술대, 국립 정형외과·재생의학그룹(CORMed), 저장성 재생의학·조직공학연구소 공동연구팀은 빛을 이용해 수술 부위를 빠르고 손쉽게 접합할 수 있는 ‘바이오 글루’ 기술을 개발하고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 15일자에 발표했다. 연구팀이 개발한 바이오 글루는 동물 세포 단백질 구조와 비슷한 하이드로겔 형태로 생체 독성이 없고 자외선을 쐬여주면 굳는 물질이다. 연구팀은 실제로 돼지 3마리의 심장동맥(관상동맥)과 심장, 간에 4~6㎜ 크기의 상처를 낸 뒤 바이오 글루를 사용해 수술한 결과 상처가 빠르게 봉합되는 것을 관찰했다. 바이오 글루로 봉합 수술을 받은 돼지들은 봉합사로 상처 부위를 꿰맨 돼지들과 마찬가지로 수술 2주 뒤에도 생체 이상소견이 발견되지 않았다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구의 유일한 위성 달이 내부 수축작용으로 점차 오그라들어 표면에 주름이 생기고 그 결과 지진이 일어나고 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국과 캐나다 공동 연구팀이 달에 설치한 지진계를 통해 얻은 자료와 달정찰궤도선(LRO)을 통해 얻은 이미지를 결합 분석해 이런 결론에 이르렀다고 국제학술지 ‘네이처 지구과학’(Nature Geoscience) 최신호(13일자)에 발표했다. 달에 있는 지진계는 1969년부터 1972년까지 아폴로 11, 12, 14, 15, 16호가 각각 설치한 것으로, 1977년까지 모두 28차례에 걸쳐 규모 2~5의 진동을 탐지했다. 연구팀은 이런 지진 자료를 분석해 진앙을 정확히 파악한 뒤 LRO의 이미지 약 1만2000점과 결합 분석해 적어도 8건 이상의 충상단층을 따라 지각이 움직이면서 생긴 지진일 가능성이 크다는 것을 알아냈다. 달의 지각은 약해서 내부에서 수축 작용이 일어나면 그 힘으로 인해 표면이 바스러진다. 그러면 단층면을 경계로 상반이 하반 위로 밀려 올라가 충상단층이라는 일종의 역단층을 만드는 것이다. 그 결과 지난 수억 년 동안 달은 충상단층으로 인해 50m 정도 오그라들었다고 연구진은 설명했다. 즉 이번 결과는 소행성이나 운석 충돌 또는 지구의 중력으로 달 내부 깊은 곳에서 일어난 요동에 의한 진동이 아닌 실제 지진이 일어난다는 것을 보여주는 것. 이에 대해 연구팀은 이런 지진의 진앙이 충상단층에서 30㎞ 이내에 있어 단층이 지진을 유발한 것으로 결론 내리기에 충분하다고 설명했다. 또 연구팀은 1977년 이후의 지진 자료는 없지만 달에서 여전히 지각 이동에 따른 지진이 발생하고 있을 가능성이 크다고 분석했다. 이번 연구에서 연구팀은 달의 북극 근처에 있는 크레이터 ‘얼음의 바다’(Mare Frigoris)가 이동해 균열이 일어난 증거도 발견했다. 달 표면에 있는 수많은 크레이터 중 하나인 얼음 바다는 오랫동안 지질학적 관점에서 활동이 없는 것으로 여겨져 왔기에 이번 발견은 놀라운 것이다. 이에 대해 연구팀은 달에서는 지구와 달리 플레이트 운동이 없다. 대신 달은 약 45억 년 전 만들어진 뒤 서서히 냉각하면서 일어나는 지각 활동이 존재한다면서 이 때문에 마치 포도가 건포도가 되듯 달은 오그라들면서 그 표면에 주름이 생기고 있는 것이라고 설명했다. 또한 연구에 공동저자로 참여한 미국 메리랜드대 지질학과 조교수인 니컬러스 쉬머 박사는 “지구가 아닌 곳에서 지각 활동을 관측할 수 있는 사례는 좀처럼 없으므로 지금도 달에 있는 단층이 ‘월진’(달의 지진)을 일으키고 있을지도 모른다고 생각하면 매우 흥분된다”고 말했다. 사진=AFP 연합뉴스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

북두칠성 안에 있는 별 중 하나는 외계 은하에서 온 별인 것으로 밝혀졌다. 별빛을 분광기로 분석하여 스펙트럼을 조사하면 각 별의 화학적 성분을 알려주는 특징적인 암선들이 나타나는 데, 이를 해당 별의 화학적 지문이라 한다. 새 연구는 이를 단서로 북두칠성 안의 한 별이 우리은하가 아닌 외부 은하에 속했던 별임을 밝혀냈다.　​ 이 별의 독특한 화학적 성분은 우리 은하계에 있는 여느 별들과는 다르며, 오히려 가까운 왜소은하에 있는 별들과 더 많은 공통점을 가지고 있다고 새 연구들이 밝히고 있다. 중국과학원 등 국제공동연구팀은 J1124 + 4535라는 이름의 이 괴짜 별은 오래 전 우리은하와 충돌한 왜소은하에서 온 것으로 새 연구에서 제안했다. 그 이론에 따르면, 충돌한 왜소은하가 떨어져 나갔을 때, 이 별이 홀로 좌초되었다는 것이다. 이런 일은 은하의 역사에서 그렇게 흔하진 않지만, 그래도 종종 다른 은하에서 이주한 별들이 유입되는 경우가 끊임없이 이어져오고 있다. 이 별은 2015년 세계 최대 규모의 천체 스펙트럼 분광망원경인 중국의 라모스트(LAMOST, Large Sky Area Multi-Object Fiber Spectroscopic Telescope)에 의해 큰곰자리에서 처음 발견되었다. 그후 2017년 일본의 스바루 망원경에 의해 고해상도 이미지가 포착됐다고 4월 29일 ‘네이처 아스트로노미’(Nature Astronomy)지에 보고되었다. J1124의 스펙트럼을 판독해본 결과, 마그네슘 같은 금속 원소의 함량은 우리은하의 별들에 비해 상대적으로 낮은 반면, 희토류 원소인 유로퓸(europium)의 비율은 높은 것으로 나타났다. 이는 곧, 이 별이 우리은하에 비해 별의 생성 속도가 현저히 느린 왜소 은하 출신이라는 점을 뜻한다. 같은 은하에서 생성된 별은 대부분 비슷한 화학적 조성을 지니고 있다. 별의 화학적 조성은 별이 형성된 곳의 우주 먼지와 가스 구름의 성분을 반영한다. 가까운 이웃 별들은 일반적으로 동일한 재료로 만들어진 만큼 유사한 화학적 성분을 가지게 마련이다. 어떤 별이 한 그룹에서 전혀 다른 조성을 보이면 과학자들은 그 별이 어디서 태어난 것인지 찾게 된다. 이전의 연구들은 오래 전 우리은하가 왜소은하와 충돌하고 흡수함으로써 형성되었다는 사실을 발견했다. J1124 + 4535와 같은 금속 원소 비율이 낮은 별은 현재 우리은하를 돌고 있는 왜소은하에서 흔히 볼 수 있다고 과학자들은 보고했다.이 연구에 따르면, J1124 + 4535에 대한 화학적 분석은 수십억 년 전 우리은하를 형성한 은하 합병에 대한 ‘가장 명확한 화학적 증거’를 제공한다. 그러나 이것은 우리은하의 격동의 역사를 암시하는 유일한 우주적 증거는 아니다. 우리은하 중심의 팽대부는 약 100억년 전 소시지 모양의 왜소 은하와 충돌한 결과라고 과학자들은 보고 있다. 이 사건으로 인해 수십억 개의 별이 유입되어 우리은하의 중심을 부풀게 만들었다. 그 중 어떤 별들은 우주에서 가장 오래된 천체에 속한다. 우리은하의 미래에는 훨씬 격동적인 사건이 기다리고 있다. 우리은하는 현재 대마젤란 은하와 충돌하는 코스에 있다. 다행스럽게도 적어도 20억 년 안에는 충돌이 일어나지는 않을 것이다. 그리고 그 충돌 다음에는 20~30억년 후 안드로메다 은하와의 충돌이 또 기다리고 있다. 물론 그때까지 지구 행성에 인류가 생존해 있지는 않겠지만, 만약 인간이 있다면 지구 하늘전체를 가리며 두 은하가 충돌하는 장관을 볼 수 있을 것이다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

우리는 항상 수많은 세균, 바이러스, 기생충 감염의 위험에 노출되어 있다. 하지만 복잡한 면역 시스템이 우리를 항상 안전하게 지켜준다. 이 면역 시스템에서 중요한 역할을 담당하는 것이 보체 시스템(complement system)이다. 보체는 여러 개의 단백질로 구성된 면역 시스템으로 세균 표면에 표시를 남겨 백혈구가 쉽게 잡아먹게 만들거나 여러 가지 면역 관련 물질 생성과 분비를 돕는다. 그리고 보체가 세균 표면에 구멍을 뚫어 직접 세균을 죽일 수도 있다. 보체가 세균 표면에 구멍을 뚫는 과정에는 여러 보체 단백질이 관여하는데, 최종적으로는 세균 표면에 형성되는 막공격복합체(MAC, membrane attack complex)가 도넛 모양의 원통형 구조를 만들어 세균 표면에 구멍을 뚫는다. 몸에 여러 개의 구멍이 뚫린 세균은 당연히 죽게 된다. 이 과정은 많은 연구를 통해 잘 알려졌지만, 구멍이 뚫리는 순간을 직접 영상으로 촬영하기는 어려웠다. 구멍의 지름 자체가 10나노미터에 불과한 데다, 상당히 짧은 시간에 형성되기 때문이다. 영국 임페리얼 칼리지 런던의 에드워드 파슨스 박사가 이끄는 연구팀은 원자력 현미경(atomic force microscopy)를 이용해 이 과정을 촬영하는 데 성공했다.(사진) 최신 원자력 현미경 기술을 통해 과학자들은 세균 표면에서 막공격복합체가 형성되는 과정을 더 잘 파악할 수 있다. 이를 통해 세균이 어떻게 면역 시스템에 의해 파괴되거나 혹은 면역 시스템을 회피하는지 더 잘 이해할 수 있을 것으로 기대된다. 이 연구는 저널 네이처 커뮤니케이션스에 실렸다. 많은 연구에도 불구하고 우리 몸의 복잡한 면역 시스템은 아직도 모르는 부분이 많다. 과학자들은 순수 학문적 연구는 물론 효과적인 치료법 개발을 위해 연구를 계속하고 있다. 세균이나 바이러스, 암세포가 어떻게 면역 시스템을 피해 생존하고 증식하는지 이해할 수 있다면 면역 시스템을 돕는 방법을 개발할 수 있을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

사람의 장기 중 간(肝)은 70% 정도 잘라내도 되살아나는 탁월한 재생 능력을 갖고 있다. 그렇지만 간을 제외한 대부분의 장기는 그렇지 않다. 특히 폐는 한 번 손상되면 다시 살려낼 수 없어 의료기기에 의존하거나 장기 이식을 해야 한다. 이런 상황에서 미국 컬럼비아대 의대, 스티븐스공과대 생명공학과, 밴더빌트대 심장흉부외과 공동연구팀은 돼지의 손상된 폐를 장기 이식이 가능할 정도로 폐 조직과 기능을 재생하는데 성공했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 지난 8일자에 실렸다. 폐가 질병이나 외상으로 지나치게 손상되면 폐 이식도 사실상 불가능하다. 폐가 심하게 손상되면 위액이나 위에 있는 물질이 폐로 넘어가는 ‘위 호흡’ 현상이 나타나면서 폐의 상피세포가 파괴되는 악순환이 나타나기 때문이다. 연구팀은 이런 위 호흡 현상을 차단하고 이식 수술이 가능할 정도로 폐를 재생하는 방법을 찾아낸 것이다. 연구팀은 5~8개월 된 돼지 8마리에게 심각한 폐 손상을 입혀 위 호흡 현상이 나타나도록 했다. 연구팀은 일시적으로 혈액 순환을 차단해 위 호흡 현상을 막은 다음 항생제를 포함한 여러 종류의 약물을 주입해 손상된 폐 조직과 기능을 되살리는데 성공했다. 이렇게 일부 기능을 되찾은 폐와 정상 돼지의 폐를 외부 교차순환 시스템으로 연결해 자가 호흡 기능을 서서히 회복시킨 다음 이식 수술을 실시하는 것이다. 이번 기술을 활용하면 폐 이식을 위해 확보할 수 있는 시간이 현재 6시간보다 많은 36~56시간에 이르기 때문에 폐 이식 수술 성공률도 높일 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀은 이번에 사용된 장기교차 순환기술은 폐 이외에 심장, 신장 같은 다른 장기의 재생과 이식 수술에도 도움을 줄 수 있을 것으로 전망했다. edmondy@seoul.co.kr

금이나 우라늄 등 중원소들이 우주에서 어떻게 생성되었는가를 밝힌 새 연구결과가 발표되었다. 새 연구에 따르면, 우주에 존재하는 대부분의 중원소들은 급속도로 회전하는 별들이 붕괴되면서 생성된 것이다. 자연에 존재하는 원소의 종류는 약 90여 가지인데, 그중에서 가장 가벼운 세 가지 원소인 수소, 헬륨, 리튬은 빅뱅 직후 1 분 남짓 흐른 우주의 초기 단계에서 나타났다. 원소 주기율표에서 원자번호 26번인 철(Fe)까지 이르는 원소들은 대부분 나중에 별들의 중심부에서 핵융합으로 만들어졌다. 그러나 주기율표에서 철보다 무거운 금과 우라늄과 같이 중원소가 생성되는 방식은 오랫동안 풀리지 않은 수수께끼였다. 이전의 연구가 제안한 핵심 단서로, 원자핵은 종종 빠른 속도로 충돌하는 중성자를 흡수하는데, 이 현상은 ‘r-프로세스’로 알려져 있다. “우리가 주기율표 탄생 150주년을 축하하는 올해까지도 우주의 중원소가 어떻게 생성되는지에 관해서 잘 모른다는 사실이 무척이 흥미로운 주제라는 생각이 들었다”고 캐나다 워털루 소재의 이론물리학 연구소의 대니얼 시겔 대표저자가 8일(현지시간)스페이스닷컴과의 인터뷰에서 말했다. 그러한 중원소에는 휴대용 전자제품에 쓰이는 금과 백금, 희토류 원소가 포함되어 있다. 2017년 LIGO(레이저 간섭계 중력파 관측소)와 Virgo 중력파 관측소를 통해 탐지된 중력파의 발견으로 인해 천문학자들은 중성자 별끼리의 충돌을 감지했다. 중성자 별은 초신성으로 알려진 대폭발로 죽어버린 별의 중성자들이 고밀도로 압축되어 만들어진 별로, 일종의 거대 항성의 시체라 할 수 있다. 중력파 발견은 연구자들로 하여금 대부분의 r-프로세스 원소가 중성자 별의 충돌-합병 때 벼려진 것이라는 결론에 도달했다. 천체의 거대한 충돌시 일어나는 극도의 고압-고온 환경이 중성자들을 핵자 속에 박아넣음으로서 중원소들을 생성하게 되었다는 것이다. 이러한 과정은 순식간에 일어나기 때문에 중원소들이 대량으로 생성되지는 않는다. 이것이 우주에 중원소들이 수소나 헬륨, 철보다 귀한 이유이자, 금이 쇠보다 비싼 이유이기도 하다. 2017년에 발견된 중성자 별 충돌은 블랙홀을 낳았다. 이전의 연구는 r-프로세스 원소의 대부분은 별들의 충돌 때 형성되는 블랙홀 주변의 강착원반에서 생성되는 것이라고 제안했다. “우리는 똑같은 물리학이 완전히 다른 천체 물리학 시스템에서도 발견될 수 있다는 것을 바로 깨달았다”고 시겔 교수는 밝혔다. 연구진은 붕괴되는 별 주위에 형성될 것으로 예상되는 강착원반에 대한 컴퓨터 시뮬레이션을 개발하여, 빠르게 회전하는 거대 항성이 종말을 맞으면서 초신성과 블랙홀로 진행해가는 과정을 추적했다. ​ 시겔 교수는 “우리는 이 강착원반에서 새로 태어난 블랙홀 주변에 많은 물질이 순환하는 것을 발견했다”면서 “전자, 양전자, 중성미자와 같은 입자들은 강착원반의 가장 안쪽 고밀도 영역에서 양성자를 중성자로 변환시키는 방식으로 상호작용하여 금이나 백금 같은 중원소를 생성한다”고 설명한다. 이어 “이번 연구에서 발견한 사실은 우리은하에서 무거운 원소 함량의 80% 이상을 거대 항성의 붕괴가 생산해야 한다는 것”이라면서 “거의 20%는 중성자 별 합병에서 나온 것”이라고 덧붙였다. 앞으로 강력하게 자화된 별이 초신성 폭발을 일으킬 때 만들어지는 다른 종류의 강착원반에서 원소가 어떻게 벼려지는지 연구할 예정이라고 밝히는 시겔 교수는 “우리는 또한 은하의 형성과 화학적 진화에 대한 우리의 연구결과가 우주론적으로 어떤 의미를 갖는지 탐구할 것”이라고 밝혔다. 이번 연구결과는 온라인판 ‘네이처’ 지 5월 8일자에 발표됐다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

막날개 가진 쥐라기시대 암보프테릭스, 익룡이 새·박쥐로 변하는 과정 알려줘 백악기 중기 육식 공룡 수스키티라누스, 최대 2.7m·41㎏… 대형 티라노의 선조공룡에 대해 가장 잘 아는 사람은 누구일까. 어린이, 그다음으로는 그 부모, 마지막으로 공룡을 연구하는 고(古)생물학자라는 우스갯소리가 있다. 지금은 과학관이나 자연사박물관에서나 볼 수 있는 공룡은 지구의 오랜 역사 속에 살았던 생물 중 가장 큰 몸집을 가지고 있었지만 지금은 멸종해 흔적을 찾아볼 수 없기 때문에 아이들뿐만 아니라 많은 사람들이 열광한다. 일반인들이 공룡에 관심을 갖는 것이 단순한 호기심 때문이라고 한다면 화석으로 예전에 살았던 동식물의 모습, 생활환경 등을 연구하는 고생물학자들에게 공룡은 생물의 진화와 지구 환경변화를 파악할 수 있는 중요한 열쇠이다. 이렇듯 고지구 환경과 생물진화를 파악할 수 있는 새로운 종류의 공룡 화석을 중국과 미국 과학자들이 발견해 주목받고 있다. 중국 과학원 고(古)척추동물·고인류 연구소, 생물진화·환경센터 공동연구팀은 중국 랴오닝성에서 약 1억 6300만년 전인 중생대 2기 쥐라기 시대 중후반기에 살았던 박쥐와 비슷한 형태의 날개를 가진 새로운 수각류 공룡을 찾아내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 9일자에 발표했다. ‘암보프테릭스 론기브라키움’이라고 이름 붙여진 이 공룡은 2015년 4월 중국에서 발견된 익룡(翼龍) ‘이치’와는 비슷한 형태이지만 다른 공룡으로 분류됐다. 이치는 박쥐처럼 깃털이 없는 날개를 가진 비둘기 크기의 공룡으로 현생 조류의 조상으로 추정되고 있다. 이치는 손목 쪽에서 길게 뻗어 나온 뼈로 날개를 지탱하는 모습이 특징이지만 암보프테릭스는 넓고 긴 앞다리 뼈를 갖고 있으며 짧은 꼬리와 뒷다리를 갖고 있고 새와 비슷하지만 막(膜) 날개를 가져 새와 박쥐의 중간 단계 모습을 보인다는 차이가 있다. 특히 깃털이 없는 날개를 갖고 있는 암보프테릭스가 새로 발견됨에 따라 익룡이 어떻게 깃털을 가진 새와 박쥐처럼 깃털이 없는 막 날개 날짐승으로 독립 진화했는지를 알려주는 중요한 발견이라는 평가를 받고 있다.미국 버지니아공과대(버지니아텍) 지구과학과, 유타대 지질학·지구물리학과, 유타대 부설 자연사박물관, LA자연사박물관 공룡연구소, 뉴욕 스토니브룩대 해부학과, 애리조나 주니공룡연구소, 영국 에든버러대 지구과학부 공동연구팀도 미국 뉴멕시코 지역에서 ‘수스키티라누스 하제레’라는 새로운 육식 공룡을 발견했다. 수스키티라누스는 대표적인 육식공룡 티라노사우루스 렉스의 친척뻘인 것으로 밝혀졌다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 생태·진화’ 7일자에 실렸다. 약 9200만년 전인 중생대 3기인 백악기 중기에 살았던 수스키티라누스의 크기는 0.9~2.7m, 몸무게는 20~41㎏ 정도였을 것으로 연구팀은 추정했다. 백악기 후기 지구를 정복했던 티라노사우루스와는 달리 두개골이 작고 길다랗고 다리뼈를 비롯한 몸통 뼈들이 가늘고 가벼운 수스키티라누스는 육식공룡이지만 자신보다 작은 동물들을 잡아먹었을 것으로 연구팀은 보고 있다. 백악기 후기에 등장한 티라노사우루스는 10~13m의 키에 최대 9t에 이르는 몸무게를 자랑했다. 스털링 네스빗 버지니아텍 지구과학과 교수는 “티라노사우루스의 친척으로 알려진 공룡들의 화석이 많이 발견되기는 했지만 티라노사우루스의 등장을 명확히 설명해주지는 못했다”면서 “수스키티라누스는 백악기 후대에 나타난 티라노사우루스와 그 밖의 몸집이 큰 육식공룡들의 진화를 설명해줄 수 있는 중요한 연결고리”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

여전히 5월은 ‘계절의 여왕’으로 불리며 아직 봄기운이 남아 있는 달이라고 표현되곤 합니다. 그렇지만 최근 몇 년 새 날씨를 보면 4월 말부터 기온이 오르기 시작해 5월이 되면 초여름을 방불케 하는 날씨가 이어지곤 합니다. 올해도 어김없이 5월 초 일부 내륙지방에서는 벌써 30도에 육박하는 더위가 찾아왔습니다. 이쯤 되니 “올여름은 얼마나 더우려고 그러나”라는 말이 절로 튀어나옵니다. 매년 여름 찌는 듯한 더위 때문에 발생하는 각종 사건사고는 이제 어느 한 나라만의 일이 아닙니다. 지구 온난화로 인한 기후변화로 지구 평균온도는 꾸준히 상승하고 있고 여름철 폭염은 점점 강도가 세지는 추세가 이어지고 있습니다. 그렇지만 겨울철 귀가 떨어져 나갈 것 같은 혹한이 찾아오면 지구 온난화를 잊는 사람들이 여전히 많습니다. 미국 도널드 트럼프 대통령이 대표적입니다. 트럼프 대통령은 폭염으로 사망자가 속출하고 고온 신기록이 경신될 때는 조용히 있다가 겨울이 돼 폭설이나 혹한이 찾아오면 트위터에 “기후변화는 거짓말”이라는 선동을 일삼고 있습니다. 과학적 분석을 통해 기후변화가 인류를 위협하는 가장 치명적인 문제라는 사실이 밝혀졌는데도 믿지 않는 사람들의 인식을 바꾸는 방법은 없을까요. 미국 노스캐롤라이나주립대 관광경영학과, 생물보존학과, 과학교육학과, 산림환경자원학과 공동연구팀은 설문 조사와 행동 실험을 통해 아이들에게 기후변화 관련 교육을 시키는 것이 부모들의 인식을 바꾸는데 효과적이라는 사실을 밝혀냈습니다. 이 같은 연구 결과는 환경 분야 국제학술지 ‘네이처 기후변화’ 7일자에 실렸습니다. 연구팀은 중학교 과학교사들의 도움을 받아 초등학교 6학년~중학교 2학년 학생 238명과 학부모 292명(54가구는 부모 모두 응답 참여)을 대상으로 기후변화에 대한 관심도가 아이들 교육 전, 후에 어떻게 바뀌는지 실험했습니다. 학부모들의 연령대는 29~84세로 청년층에서 노년층까지 다양한 것으로 조사됐습니다. 연구팀은 학생 72명(학부모 93명)에게는 기후변화 관련 수업을 듣지 않도록 하고 166명의 학생(학부모 199명)에게는 기후변화 수업을 1년 동안 듣도록 했습니다. 설문조사 각 항목은 -8점(전혀 상관없음)~0점(무관심)~+8점(매우 우려됨), 17점 척도로 표시하도록 했습니다. 그 결과 기후변화 관련 수업을 들은 학생들은 이전보다 평균 2.78점, 학부모들은 3.89점이 증가해 기후변화에 대한 관심과 우려가 커진 것으로 나타났습니다. 특히 기후변화에 대한 우려는 트럼프 대통령을 지지하는 보수주의자, 딸을 가진 부모, 아빠들 세 그룹에서 두드러지게 상승했습니다. 이들 그룹은 각각 평균 점수보다 높은 4.77점, 4.15점, 4.31점씩 올랐다고 합니다. 연구팀은 이번 연구에 대해 “기후변화 같은 환경이나 과학적 이슈에 대한 부모의 행동과 입장에 아이들이 영향을 미칠 수 있다는 것을 보여준 첫 번째 실험연구 결과”라면서 “의사소통을 용이하게 할 수 있는 도구만 주어진다면 자녀와 부모가 정보를 공유하고 부모를 변화시킬 수 있다는 것을 보여준 사례”라고 평가했습니다. 이번 연구처럼 공교육에서 토론을 위한 주제 제시, 자식 세대와 부모 세대의 합리적 토론 유도라는 방식을 활용한다면 현재 사회적 문제가 되고 있는 가짜뉴스나 유사과학의 폐해도 해결할 수 있지 않을까 하는 생각이 들었습니다. edmondy@seoul.co.kr

계절의 여왕이자 여름의 초입인 ‘5월’이 되면서 점점 날씨가 더워지면서 시원한 바닷가를 찾는 사람들이 늘고 있다. 여름이 가까워오면서 바닷물이 따뜻해지고 더군다나 지구온난화로 바닷물이 따뜻해지면서 바다에 불청객들이 늘고 있다. 바로 ‘해파리 떼’이다. 한반도 주변에는 노무라입깃해파리가 늘고 있는데 해파리에 쏘이게 되면 발진과 통증 , 가려움이 생기고 심할 경우는 호흡곤란과 쇼크로 인해 사망에 이르기까지 한다. 특히 호주를 중심으로 태평양 일대에 분포해 있는 상자해파리는 가장 강력한 독을 갖고 있어 쏘이면 몇 분 내에 사망할 수도 있는 것으로 알려져 있다. 이 때문에 상자해파리가 번식하는 경우는 해수욕장을 폐쇄하기도 하기도 한다. 그런데 호주 시드니대 생명환경과학부, 가반의학연구소, 뉴사우스웨일스대 성빈센트의대, 제임스쿡 분자개발치료센터, 국립열대보건의학연구소, 중국 중산대 제약과학부 공동연구팀이 상자해파리 독이 세포 내로 침투하는 메커니즘을 밝혀내고 크리스퍼 유전자 가위기술을 이용해 해파리 독성 해독제 개발 가능성을 확인했다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호(5월 1일자)에 실렸다.연구팀은 살아 있는 상자해파리를 바닷물에 담궈 촉수에 있는 자세포를 채취한 다음 이것들을 파괴해 방출된 독을 동결 건조했다. 연구팀은 백혈병 환자에게서 채취된 골수세포를 크리스퍼 유전자 가위를 이용해 수백만 개의 다양한 골수세포로 만들었다. 보통 골수세포는 유전적 세포선별검사에 많이 활용된다. 연구팀은 동결 건조된 해파리 독을 골수세포에 투입해 해파리 독에 파괴되지 않는 세포들을 찾아냈다. 독으로 파괴된 세포와 그렇지 않은 세포의 DNA를 분석해 그 유전자가 만드는 단백질이 무엇인지를 분석한 것이다. 그 결과 연구팀은 해파리 독이 겨냥하는 유전자가 4개라는 사실을 확인했다. 연구팀은 기존 약물들 중에 해파리 독이 영향을 미치는 유전자를 보호할 수 있는지를 찾아봤다. 그 결과 두 개의 약물이 인간 골수세포와 생쥐 적혈구 세포를 해파리 독에서 보호해준다는 사실을 알아냈다. 그 다음 강력한 해파리 독을 생쥐에게 주입한 다음 보호 약물을 주입한 결과 통증과 조직괴사, 상처 등을 막아주는 것을 관찰할 수 있었다. 그레고리 닐리 시드니대 교수는 “250개 이상의 단백질로 구성된 해파리 독을 하나의 약물로 차단할 수 있다는 사실을 확인해낸 것이 이번 연구의 가장 큰 성과”라며 “추가 연구를 통해 이번에 찾아낸 해독제 후보물질이 해파리 독으로 인한 쇼크나 심장 마비까지 막을 수 있는지 확인해 볼 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국의 식물성 고기 ‘비욘드미트’가 뉴욕 증시에 화려하게 등장하면서, 덩달아 동물의 세포를 배양해 실험실에서 만든 고기 ‘배양육’에 대한 관심이 커진다. 배양육이란 사육, 도축 등 과정을 거치지 않고 실험실에서 만든 고기를 일컫는다. 초기에는 값이 너무 비싸 시장성이 떨어졌다는 평가였으나, 최근 기술의 발달로 값이 상당히 내려갔다. 과거 배양육 1파운드(453g)를 생산하는 데에는 연구비를 포함해 약 9000달러(1000만원)이 필요한 것으로 알려졌다. 그러나 최근 국제학술지 네이처는 “50달러로 얇은 스테이크를 배양하는 회사가 있다”면서 “가격은 더 싸질 것으로 예상된다”고 보도했다. 큰손들은 이미 배양육에 성장 가능성이 있다고 보고 투자했다. 뉴스위크에 따르면 지난해 중국은 이스라엘 배양육 기업인 ‘슈퍼미트’, ‘미래의고기’ 등으로부터 기술 이전을 받으려고 3억 달러 규모의 계약을 체결했다. 빌 게이츠 마이크로소프트 창업자와 리처드 브랜슨 버진그룹 회장도 배양육 기업 ‘멤피스미트’에 1700만 달러를 투자했다. 멤피스미트는 지난 3월 세계 최초로 닭고기 배양에 성공한 업체다. 그러나 문제는 남는다. 정보기술전문지 와이어드는 전문가를 인용해 “배양육이 가축의 도살을 줄이고, 사육 과정에서 발생하는 온실가스를 줄일 것이라는 관측이 있다. 그러나 이것은 가정에 불과하며 이를 뒷받침할 자료는 거의 없다”라면서 “소 등이 배출하는 메탄 가스는 줄겠지만, 배양육을 만드는 과정에서 소요되는 에너지와 발생하는 이산화탄소가 오히려 지구 온난화를 가속화 할 수 있다”고 지적했다. 또 다른 전문가는 “암소는 단순한 햄버거가 아니다. 가죽, 젤라틴, 애완동물 사료가 주재료는 암소다. 우유도 빼놓을 수 없다”면서 “배양육 산업은 햄버거 시장 점유율에 영향을 미칠 수는 있지만, 소와 관련된 다른 제품에는 영향을 주지 못한다”고 말했다. 개발도상국에서 소가 단순한 식량이 아니라 중요한 노동 자원이자, 통화로서 기능한다는 점도 간과할 수 없다. 윤리적인 문제도 있다. 포브스는 “배양육은 새로운 도덕적 수수께끼와 문화적 도전을 초래한다”라면서 “채식주의 자들은 배양육을 먹어도 되는가, 배양육은 인류를 자연으로부터 더 멀어지게 할 것인가, 만약 인간의 세포로 만든 배양육을 먹으면 식인하는 것인가, 배양육은 전통적인 고기와 다른 새로운 무엇인가“라고 반문했다. 각종 논란에도 불구하고 독일 도이치벨레는 “앞으로 30년간 전 세계 육류 소비는 70% 증가 할 것으로 예상된다. 인류는 2050년까지 약 97억명이 될 것”이라면서 “배양육은 환경 파괴를 줄이는 대안이 될 것”이라며 배양육의 불가피성에 무게를 실었다. 한편 콩·버섯·호박 등에서 추출한 단백질로 ‘100% 식물성 고기’ 제품을 만드는 비욘드미트는 지난 2일 나스닥 상장 첫날 공모가(25달러)보다 40.75달러 높은 65.75달러에 거래를 마쳤다. 주가 상승률은 163%로, 공모가의 3배 가까이로 뛰어올랐다. 시가총액은 37억 7600만 달러를 기록했다. 강신 기자 xin@seoul.co.kr

저산소 환경 적응 돕는 EPAS1 보유 호모사피엔스와 교배로 유전자 전수 히말라야 원주민 원활한 활동에 기반 20세기 초 북극점과 남극점이 미국과 노르웨이 탐험가들에게 차례로 정복됐다. 탐험가들이 다음으로 관심을 가진 곳은 세계에서 가장 높은 산(약 8848m)인 에베레스트였다. 특히 ‘해가 지지 않는 나라’ 영국은 북극점과 남극점 첫 정복을 다른 나라들에 빼앗기자 가장 높은 산 최초 정복으로 눈을 돌렸다. 1920년대부터 도전했지만 쉽게 열리지 않았던 최정상 정복은 1953년 존 헌트가 이끄는 9차 원정대에 의해 이뤄졌다. 에베레스트 정상에 첫 발을 내디딘 사람은 에드먼드 힐러리경과 셰르파 텐징 노르가이였다. 그 이후 셰르파는 히말라야 등반에는 없어서는 안 될 등산 안내자로 자리매김하게 됐다. 과학자들은 셰르파들이 고산 지역에서 쉽게 적응하게 된 이유를 찾아나섰지만 명쾌한 답을 내놓지는 못해 왔다. 그런데 다양한 국적의 인류학자와 생물학자들이 셰르파들의 고산 지역 생존 열쇠는 고(古)인류에게 물려받은 유전자 덕분이라는 사실을 밝혀냈다. 중국 과학원, 독일 막스플랑크 진화인류학연구소와 함께 덴마크, 대만, 미국, 영국, 오스트리아, 프랑스 8개국 14개 대학 및 연구기관이 참여한 국제공동연구팀은 티베트 고원에 있는 한 동굴에서 최초로 데니소바인의 턱뼈를 발견하고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 5월 2일자에 분석 결과를 발표했다.현존하는 인류는 호모사피엔스 1종뿐이지만 5만~6만년 전까지만 해도 유럽과 서아시아 지역에는 네안데르탈인, 시베리아와 동남아시아 지역에는 데니소바인 등 최소 3종의 인류(호미닌)가 함께 살았다. 그러다 네안데르탈인은 5만년 전부터, 데니소바인은 4만년 전부터 서서히 사라져 멸종했다. 인류 진화 연구에서 가장 앞선 막스플랑크 진화인류학연구소 연구팀은 약 10만년 전 네안데르탈인과 현생인류의 교배가 있었음을 2016년에 밝혀냈고, 지난해에는 약 39만년 전 네안데르탈인과 데니소바인 사이에서도 교배가 있었다는 증거를 찾아냈다. 이번에는 중국 과학원 고산생태학연구소와 함께 티베트 고원에서 16만년 전 살았던 데니소바인 턱뼈를 발견한 것이다. 이번 분석에 사용된 턱뼈는 1980년 티베트 불교 승려가 중국 란저우대 인류학과에 기증한 것으로 박물관에 보관돼 있다가 2016년이 돼서야 방사선 동위원소 연대 측정과 단백질 분석 등 본격적인 연구가 시작돼 이번에 데니소바인의 뼈로 확인된 것이다. 데니소바인은 2008년 러시아와 몽골 국경 근처 시베리아 남부 데니소바 동굴에서 처음 발견된 새끼손가락뼈를 DNA 분석으로 발견해 낸 인류다. 데니소바 동굴은 고도 700m에 위치했지만 이번에 새로 확인된 데니소바인은 중국 샤허현에 있는 고도 3280m의 바이시야 카르스트 동굴에서 발견됐다. 이번처럼 높은 고도에서 고인류 종의 흔적이 발견된 것은 처음이라고 연구팀은 밝혔다.연구팀은 단백질 분석을 통해 티베트 데니소바인이 시베리아 데니소바인과 유전적으로 매우 밀접한 것으로도 확인했다. 셰르파, 티베트인 같은 히말라야 고산 지역에 거주하는 현대인들의 게놈에는 저산소 환경에서 적응을 돕는 EPAS1이 발견됐는데, 이는 데니소바인에게서 유전된 것이라고 연구팀은 설명했다. 막스플랑크 진화인류학연구소 장 자크 후블랑 인류진화학 교수는 “이번 연구를 통해 데니소바인이 시베리아 지역에서 남하해 티베트 고원 지역에 자리잡은 다음 뒤늦게 이 지역으로 진출한 현생 인류인 호모사피엔스와의 교배를 통해 고산 지역의 저산소 환경에 적응할 수 있는 유전자를 남겼다고 봐야 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

단백질 보충제를 과하게 먹으면 체중이 늘고 기분이 나빠지며 심지어 기대수명이 줄일 수 있어 좋은 점보다 나쁜 점이 더 많을 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 호주 시드니대 찰스퍼킨스센터(CPC) 연구진이 장기간의 고단백 섭취나 특정 유형의 아미노산 섭취로 인한 지속적이거나 잠재적인 부작용이 있는지를 조사해 이런 결론에 이르렀다고 국제학술지 ‘네이처 메터볼리즘’(Nature Metabolism) 최신호(1일자)에 발표했다. 시드니대 생명·환경과학대학원 교수이기도 한 스티븐 심프슨 센터장과 연구원인 서맨사 솔런비트 박사가 이끄는 연구팀은 이번 연구에서 ‘분지사슬아미노산’(이하 BCAA)으로 불리는 특정 유형의 아미노산이 근육 형성에 큰 혜택을 줄 수 있지만, 과다 섭취하면 체중을 늘리고 기분을 나쁘게 하며 수명을 줄일 수 있는 부작용을 발견했다. BCAA는 근육량(근매스)을 키우는 데 매우 효과가 있다고 알려졌다. 하지만 연구진은 이렇게 키운 근육량은 나중에 큰 대가를 치를 수 있다고 말한다. 솔런비트 박사는 이번 연구에서 (신진)대사적인 건강(metabolic health)과 생식(reproduction), 식욕 그리고 노화 등 다양한 측면에 영향을 주는 이 영양소의 복잡한 역할을 조사했다.이에 대해 솔런비트 박사는 “단백질이 풍부하고 탄수화물이 적은 식단은 생식 기능에 이로운 것으로 나타났으나 이는 중년 후기의 건강에 해로운 영향을 미쳤을 뿐만 아니라 수명을 줄였다. 이번 연구는 아미노산의 균형이 중요하다는 것을 보여줬다”며 “아미노산 균형을 최상으로 유지할 수 있도록 단백질 공급원을 바꿔나가는 것이 가장 좋다”고 설명했다. 이 연구는 이 대학의 핵심연구시설인 시드니 이미징(Sydney Imaging)의 각종 장비를 사용해 실험쥐들에게 먹인 BCAA와 트립토판 등 필수 아미노산이 이들 쥐의 건강과 체지방, 체수분 등 신체조성비에 미치는 영향을 조사한 것이다. 스티븐 심프슨 교수는 “BCAA의 보충으로, 혈중 BCAA 수치가 높아지게 되는 데 이 성분은 뇌로 가는 트립토판과도 경쟁한다. 트립토판은 기분을 좋게하는 효과와 수면을 촉진하는 역할로 흔히 행복 화학물질로 불리는 세로토닌 호르몬의 유일한 전구물질이지만, 세로토닌은 그보다 더 많읂 역할을 하므로 거기에서 문제가 생기는 것”이라면서 “즉 BCAA는 뇌의 세로토닌 수치를 나췄고 이로 인해 BCAA는 식욕을 높이는 강력한 신호가 된다”고 말했다. 이어 “BCAA의 과다섭취로 인한 세로토닌의 감소는 우리 쥐들에게 엄청난 과식을 초래했고 엄청난 비만이 돼 수명이 단축됐다”고 덧붙였다. 연구팀은 이들 생쥐에게 평생 BCAA의 정상량(200%)과 표준량(100%), 그리고 절반(50%), 5분의 1(20%)를 먹였다. 그 결과 BCAA를 200% 먹은 쥐들은 음식섭취가 늘어 비만이 됐으며 수명이 단축됐다. 이에 대해 시드니대 생명환경과학대학원의 공인영양사이자 공중보건영양사인 로슬린 리베이로 박사는 다음과 같이 말하며 다양한 단백질을 섭취할 것을 권장했다. 첫째, 섬유질과 비타민, 미네랄이 풍부한 건강하고 균형잡힌 식단을 통해 다양한 필수 아미노산을 얻기 위해서는 단백질 공급원을 바꾸는 것이 중요하다. 둘째, BCAA는 단백질이 함유된 식품에 존재하는 필수 아미노산이며 붉은고기와 유제품이 가장 풍부한 공급원이 된다. 닭과 생선 그리고 달걀 역시 BCAA의 영양 공급원이다. 셋째, 채식주의자들은 콩과 렌즈콩, 견과류 그리고 콩 단백질로부터 BCAA를 얻을 수 있다. 트립토판이 풍부한 음식에는 씨앗과 견과류, 콩, 치즈, 닭, 칠면조 그리고 악어고기가 있다. 한편 BCAA는 류신과 이소류신 그리고 발린이라는 세 가지 필수 아미노산으로 이뤄져 있으며 붉은고기와 유제품에서 가장 흔히 발견된다. 가장 인기 있는 단백질 보충제 성분 중 하나인 유청단백질 역시 유제품 부산물로 만들어지므로, 높은 수준의 BCAA를 함유한다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

과학기술과 의학의 발달로 이전까지는 불치병으로 알려진 암이 점차 관리 가능한 질환으로 여겨지고 있다. 그렇지만 일단 암이 발병하면 외과수술과 항암치료로 악성종양 조직을 제거하더라도 다시 재발하거나 다른 조직으로 전이돼 환자들을 힘겹게 만드는 경우가 많다. 이는 종양 조직이 제거되더라도 다른 유전자가 변이되면서 항암제가 듣지 않는 내성을 갖는 암 조직이 만들어지기 때문으로 이런 암 재발 문제는 아직도 해결되지 않은 상태이다. 국내 연구진이 암세포가 스스로 자폭해 재발과 전이를 막을 수 있는 핵심 원리와 메커니즘을 발견했다. 충북대 의대 배석철 교수팀은 암세포가 스스로 세포자살을 결정하지 않고 생존을 이어가는 핵심 원리를 규명했다고 30일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호(4월 23일자)에 실렸다. 기존 연구들에 따르면 암의 재발은 암 억제 유전자인 p53 기능이 파괴되기 때문으로 봤다. 그렇지만 최근 연구들에서는 p53 기능이 복구되어도 이미 발병한 암은 완전 치료되지 않는다는 것이 밝혀졌다. 연구팀은 암 세포의 비정상적 세포분열 과정에 주목해 세포가 생명을 지속하거나 사멸하도록 스스로 결정하는 과정인 ‘R-포인트’를 유전자 수준에서 규명했다. 연구팀은 R-포인트가 붕괴되는 주요 원인은 Runx3이라는 유전자 기능이 저하되기 때문이며 암세포에 Runx3을 주입하면 암 세포의 자살 결정과정을 원상 복구시켜 암세포만 선별적으로 사멸시킬 수 있다는 것을 밝혀냈다. 배석철 충남대 교수는 “기존 항암제 개발 전략은 암이 치료된 뒤 1~2년 내 재발하는 문제를 해결하지 못했다”라면서 “이번 연구결과는 이론적으로 암유전자가 활성화된 세포를 자폭시켜 재발이나 전이되는 것을 차단할 수 있는 만큼 추가연구를 통해 재발 없는 항암제 개발로 이어질 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

블랙홀에서 격렬하게 요동치며 뿜어져나오는 입자의 제트 흐름이 발견되었다. 이같이 빠른 속도로 요동치는 제트는 블랙홀의 강한 중력이 주변의 공간을 크게 왜곡하고 있기 때문이라고 천문학자들은 해석하고 있다. 백조자리 V404(V404 Cygni)라는 이름의 블랙홀은 지구에서 약 8000 광년 떨어진 곳에 위치해 있으며, 블랙홀 치고는 비교적 작은 크기로 태양의 9배에 불과하다. 쌍성계를 이루고 있는 이 블랙홀은 서로의 둘레를 공전하는 태양과 같은 동반성으로부터 물질을 빨아들이고 있는데, 블랙홀로 빨려들어가는 물질은 블랙홀 주위에 강착원반을 형성한다.　​ 블랙홀에 떨어지는 입자 중 일부는 분출하는 제트를 통해 외부로 빠져나간다. 이 제트는 블랙홀의 회전축에서 빛의 속도의 절반에 해당하는 강력한 플라즈마의 빔을 형성한다. 천문학자들은 이전에도 블랙홀 제트를 관측한 적이 있지만, 백조자리 V404의 것처럼 단 몇 분 만에 빠르게 요동치는 제트를 본 것은 이번이 처음이다. 밀러-존스와 그 동료들은 미국립과학재단(NSF)이 운영하는 초장기선 전파망원경배열인 VLBA(Very Long Baseline Array)를 사용하여 백조자리 V404를 관측했다. 1938년 밝은 빛을 발산한 이후 관측 대상이 되어온 이 블랙홀은 2015년에 발생한 최근의 폭발로 블랙홀에 대한 새로운 관심을 불러일으켰고, 그때 밀러-존스 팀이 본 연구에 위한 관측을 시작했다.연구원들이 블랙홀을 처음 관찰하고 VLBA 데이터의 이미지를 결합했을 때, 제트는 “빠르게 변하고 있었기 때문에 4시간짜리 이미지에서도 단지 흐릿한 얼룩만을 보았을 뿐”이라고 연구에 참여한 알렉스 테타렌코 하와이 동아시아 천문대원이 밝혔다.​ 천문학자들은 일반적으로 블랙홀을 관찰하기 위해 장시간 노출을 사용하지만, 이번에는 V404의 제트를 명확하게 볼 수 있도록 전략을 수정해야 했다. 그들은 70초 노출로 100개 이상의 이미지를 잡아서 애니메이션으로 결합했다. 공동저자로 이 연구에 참여한 그레그 시바코프 앨버타 대학 천문학자는 “이 천문학적인 발견은 블랙홀과 은하들이 어떻게 형성되었는가 하는 문제에 대해 우리의 이해를 심화시켰으며, 우리가 어떻게 존재하게 되었는가 하는 큰 질문에 대해 많은 시사를 던져주고 있다”고 밝혔다. 블랙홀 제트의 격렬한 춤은 앨버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론으로 설명될 수 있다고 천문학자들은 믿고 있다. 이 이론에 의하면, 거대한 질량체는 주변의 시공간을 왜곡하는 것을 보인다. “거대 질량체가 회전할 때, 그 중력 영향은 공간과 시간을 그 주위로 끌어당기는데, 이것이 좌표계 이끌림(frame-dragging)이라 불리는 효과”라고 국립전파천문대(NRAO) 관계자는 설명한다. 입자가 블랙홀 쪽으로 빨려들어감에 따라 강착원반은 중심에 더 밀집되고 더 뜨거워진다. 원반의 중앙에는 복사 압력으로 ‘부풀어오른’ 고밀도의 도넛형 반지가 형성된다. 강착원반의 지름은 약 1000만km인 반면, 도넛은 겨우 수천km에 불과하다. 이곳이 바로 엄청난 중력에 의해 왜곡된 공간이다. 블랙홀의 스핀 축이 블랙홀의 공전면과 어긋남으로 인해 좌표계 이끌림 현상이 발생하는 것으로 보인다. NRAO 관계자는 “프레임 드래그 효과가 디스크 안쪽 부분을 휘게 만든 다음 뒤틀린 부분을 뒤쪽으로 끌어당기게 된다”면서 “제트가 내부 디스크나 블랙홀에서 발생하기 때문에 제트 방향이 바뀌어 VLBA에서 관찰된 제트 요동이 나타나는 것”이라고 설명했다. 밀러-존스 대표저자는 “아인슈타인의 일반인 상대성 이론에 의해 제트 요동이 유발된다”면서 “이 현상이 느려지면서 회전하는 꼭대기가 요동하는 것이라고 생각할 수 있다”고 밝혔다. 이처럼 백조자리 V404 제트의 격렬한 요동에 대해서는 설명할 수 있지만 아직 그 제트가 어디에서 유래되었는지는 정확히 파악하지 못하고 있다. 다른 블랙홀의 제트 역시 마찬가지다. 과학자들은 제트가 블랙홀의 강착원반 안쪽 부분이나 블랙홀 자체에서 유래할 것이라고 예측하고 있다. 그러나 제트의 기원에 관계없이 이 새 연구는 내부 강착원반의 흔들림이 “제트를 직접 분출하거나 방향을 바꾸는 데 역할을 할 수 있을 것”이라고 제안했다. 논문은 4월 20일자(현지시간) ‘네이처’ 지에 발표되었다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　

올림픽 주경기장 재정비로 이전 에버랜드 스피드웨이 등서 개최올해로 8회째를 맞는 국내 최대 EDM(Electronic Dance Music) 페스티벌 ‘울트라 코리아’가 경기 용인 에버랜드 등에서 열린다. 오는 6월 7~9일 사흘간 열리는 ‘울트라 코리아 2019’는 국내 뮤직 페스티벌 최초로 에버랜드 스피드웨이를 주 무대로 한다. 그동안 개최지였던 올림픽주경기장이 오는 10월 제100회 전국체육대회 준비로 재정비에 들어가면서 새로운 장소에서 열리게 됐다. 서울 잠실종합운동장 서문주차장 일대에서도 일부 공연이 열린다. 두 공연장을 오가는 유료 셔틀버스가 운영된다. 기존 4개이던 스테이지는 모두 5개로 늘어난다. 더 웅장해진 메인 스테이지와 두 가지 모습을 보여 줄 라이브·월드와이드 스테이지, 테크노와 하우스 사운드에 몰입하게 될 레지스탕스 스테이지, 한여름 꿈 같은 매직비치 스테이지가 준비된다. 새로 추가되는 스테이지의 이름과 장르는 추후 공개된다. 울트라 코리아 관계자는 “드넓은 공간과 확장된 스테이지에서 더 많은 아티스트들의 강력한 사운드를 제공하겠다”며 “국내 최고의 자동차 서킷에서 지금껏 경험해 보지 못한 감동을 선사할 것”이라고 말했다. 앞서 공개된 라인업은 화려하다. 2000년대 전자음악 부흥기를 이끈 스웨디시 하우스 마피아가 지난해 5년 만에 재결합한 뒤 아시아 첫 방문지로 한국을 택했다. 평창동계올림픽 대미를 장식했던 세계적인 DJ 마틴 게릭스, EDM 대중화를 이끌며 그래미 어워드를 수상한 바 있는 스크릴렉스, 두터운 마니아층을 자랑하는 포터 로빈슨 등이 공연한다. 핫 네이처드의 멤버 제이미 존스도 울트라 코리아를 통해 처음 내한한다. 이 밖에 조시 윙크, 이츠 에브리싱, 아트 다파트먼트 등 아티스트들이 울트라 코리아를 수놓는다. 조만간 발표될 3차 라인업에도 국내 EDM 팬들의 관심이 쏠린다. 이정수 기자 tintin@seoul.co.kr

‘살아있는 화석’이라 불릴 정도로 수억 년 간 지구상에 존재해 온 원시 물고기의 비밀이 새롭게 드러났다. 최근 영국 브리스톨 대학 등 국제공동연구팀은 실러캔스의 두개골과 뇌의 진화 과정을 밝힌 연구결과를 유명 과학지 네이처 최신호에 발표했다. 다소 낯선 이름의 실러캔스(Coelacanth)는 100년 이상 사는 것으로 추정되는 원시 물고기다. 특히 실러캔스는 4억 년 전 처음 지구상에 출현해 공룡과 함께 살다가 멸종된 것으로 추정돼 왔으나 지난 1938년 남아프리카 코모로 섬 근해에서 포획돼 세상을 놀라게 했다. 또한 실러캔스는 어류와 포유류 양쪽 모두의 유전자를 가지고 있는 것으로 알려져 육상 척추동물이 어떻게 진화했는지 밝혀주는 살아있는 화석이다. 이번에 연구팀이 주목한 것은 실러캔스의 독특한 두개골 구조와 뇌 크기다. 실러캔스는 원시어류의 화석에서만 관찰되는 두개골내 관절에 의해 두개골이 두 칸으로 갈라져있다. 특히 뇌는 두개골 내에서 단 1%의 공간을 차지할 만큼 콩알만큼 작다. 지금까지 학자들을 아리송하게 만든 것은 실러캔스의 두개골이 어떻게 자라고 뇌는 또 왜 이렇게 작은 지에 대한 이유였다.이를 알아보기 위해 연구팀은 최첨단 영상장비를 사용해 실러캔스의 내부를 손상시키지 않고 그 안을 시각화했다. 그 결과 실러캔스의 두개골내 관절은 독특한 척삭(Notochord)의 발달과 관계가 깊은 것으로 분석됐다. 척삭은 척수의 아래로 뻗어있는 연골로 된 줄 모양의 물질이다. 실러캔스의 경우 척삭이 뇌와 척수의 아래로까지 확장됐다. 연구를 이끈 존 롱 교수는 "물고기에서는 보통 척삭이 뇌 아래 작은 막대기 수준으로 퇴화한다"면서 "이에반해 실러캔스는 척삭이 뇌보다 무려 50배 이상 극적으로 커졌다"고 설명했다. 이어 "척삭이 퇴화되지 않고 남으면서 실러캔스의 독특한 두개골을 형성한 것 같다"면서 "우리 인간처럼 두뇌가 급격히 팽창하는 영장류에 비하면 실러캔스의 뇌 성장 과정은 매우 이례적"이라고 덧붙였다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr