연세대 기계공학과 이형석, 생명공학과 조승우 교수 공동연구팀이 음파를 이용해 혈관질환 치료용 인공혈관을 만들 수 있는 기술을 개발했다고 30일 밝혔다. 노화나 손상으로 인해 회복이 불가능한 혈관을 대체하기 위해 줄기세포로 제작한 인공혈관 연구가 최근 주목받고 있다. 이에 연구팀은 음파를 이용해 실제 혈관의 3차원 구조를 정밀하게 흉내낸 인공혈관을 만들었다. 음파를 가해 주면 줄기세포가 정렬되면서 세포 간 접합과 상호작용이 높아지고 혈관 형성 유도 단백질이 왕성하게 분비되는 원리를 이용한 것이다. 음파 장치를 이용해 만들어진 인공혈관을 동물에게 적용한 결과 이식 4주 만에 주변 정상 혈관과 결합돼 빠른 회복을 보이는 것이 관찰됐다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호에 실렸다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

북미·유럽 폭우, 남아시아 지역에 영향 무관해 보이는 기후 현상 실제론 밀접 “전염병·정보 확산 밝히는 데도 응용”“브라질에 있는 나비의 날갯짓이 미국 텍사스에서 발생한 토네이도의 원인일까?” 1961년 미국의 수리기상학자 에드워드 로렌츠 박사가 날씨와 관련한 컴퓨터 시뮬레이션 작업을 하던 중에 발견한 ‘나비 이론’은 작은 변동이 결과적으로 엄청난 변화를 일으킬 수 있다는 복잡계 과학의 핵심이 되고 있다. 복잡계 과학은 특히 기상 예측 분야에서 다양하게 변형돼 활용되고 있다. 기상 현상은 대기와 해수의 운동들이 복잡하게 결합돼 나타나는 것으로, 규칙성이 없어 보이기까지 하기 때문에 복잡계 과학을 적용해 연구하기 가장 좋은 소재다. 유럽 연구진이 복잡계 과학을 활용해 지구온난화로 인해 나타나는 여러 종류의 이상 기후 중 극한 강우라고 불리는 폭우 현상을 사전에 예측할 수 있는 방법을 개발했다. 영국 임페리얼칼리지 기후변화연구소, 리딩대 지구과학과, 독일 포츠담 기후영향연구소, 포츠담대 지구환경과학연구소, 훔볼트대 물리학과, 러시아 사라토프주립대 공동연구팀은 전 세계적으로 내리는 극한 강우 현상들이 상호 연관성을 갖고 일정한 패턴을 보인다는 사실을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 1월 31일자에 발표했다. 연구팀은 북위 50도~남위 50도 사이 지역을 대상으로 이 지역을 2500㎞ 단위의 격자로 나눈 뒤 1998년부터 2014년까지 발생한 극한 강우 현상과 기상위성 데이터를 통한 수증기의 이동패턴을 정밀 분석했다. 극한 강우는 해당 지역에서 상위 5% 내에 드는 강수량을 기록한 비가 내린 것을 의미한다. 분석 결과 연구팀은 중부 유럽에서 엄청난 양의 폭우가 퍼붓고 닷새가 지난 뒤 멀리 떨어져 있는 인도에서 똑같이 폭우가 내릴 수 있음을 밝혀냈다. 흔히 생각하는 것처럼 비구름이 천천히 이동하면서 유럽과 인도 사이에 있는 지역들에 비를 퍼부으며 지나가는 것이 아니라 중부 유럽과 인도에서만 폭우가 발생해 전혀 상관없이 보였던 현상이 실제로는 밀접한 관계를 갖고 있다는 설명이다. 특히 인도, 파키스탄 등 남아시아 지역의 날씨는 미국과 캐나다 등 북미 지역과 중부 유럽 지역의 폭우 현상과 밀접하게 연관돼 있다는 것이 이번 연구를 통해 확인됐다. 즉 극한 강우에 ‘원격상관 패턴’이 있다는 것인데 폭우 현상이 원격상관 패턴을 갖고 있다는 것이 밝혀진 것은 이번이 처음이다. 원격상관 패턴은 특정 지점에서 나타난 현상과 이와 지리적으로 멀리 떨어져 있는 지역에서 나타나는 현상이 상관관계를 보이는 것을 말하는 기상학 용어다. 1935년 북대서양 지역의 기후를 연구하던 스웨덴 기상학자 안데르스 옹스트롬이 처음 사용했으며, 1975년 독일 기상학자 헤르만 플론과 헤리베르트 플리어가 적도 태평양의 기후변화와 관련한 논문을 발표하면서 널리 알려지게 됐다. 원격상관 패턴의 대표적인 사례는 우리에게도 잘 알려진 엘니뇨와 라니냐 현상이다. 남미 지역의 해수 온도 변화가 멀리 떨어져 있는 아프리카 남부에 가뭄을 일으키거나 대서양 지역에 강력한 허리케인을 만들고 동북아시아 지역에 혹한이나 폭염을 가져오는 식이다. 니컬러스 보어 임페리얼칼리지 교수는 “이번 연구 결과는 복잡계 과학과 대기과학을 결합한 학제 간 연구의 산물로 최근 잦아지고 있는 극심한 기후 변화와 폭우 현상에 대한 연관성을 밝혀냈다는 데 큰 의미가 있다”며 “이번 연구 결과는 국지성 폭우와 그로 인한 홍수뿐만 아니라 전염병이나 정보의 확산 현상을 밝혀내는데도 응용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

김경수 경남지사가 1심에서 실형을 선고받고 법정 구속되자 김 지사의 재판을 맡은 성창호(47·사법연수원 25기) 서울중앙지법 부장판사에게 관심이 쏠리고 있다. 성 부장판사가 대중에게 알려진 건 국정농단 관련 사건 재판을 맡으면서다. 지난해 7월 방송으로 생중계된 박근혜 전 대통령의 국가정보원 특수활동비 수수·옛 새누리당 공천 개입 재판에서 징역 8년을 선고했다. 2016년 서울중앙지법에서 영장전담으로 근무할 때는 ‘문화계 블랙리스트’ 관련 혐의로 김기춘 전 청와대 비서실장, 조윤선 전 문화체육관광부 장관 등에 대한 구속영장을 발부하기도 했다. 이 밖에도 최경희 전 이화여대 총장과 김경숙 전 이대 학장, 남상태 전 대우조선해양 사장, 법조비리 수사와 관련해 정운호 전 네이처리퍼블릭 대표와 홍만표 변호사, 김수천 부장판사 등이 성 부장판사의 결정에 줄줄이 구속됐다. 최근에는 사법농단 의혹으로 구속된 양승태 전 대법원장과의 인연이 주목받았다. 양 대법원장 시절 대법원장 비서실로 파견돼 2년간 재직했기 때문이다. 이날 선고 직후 김 지사 측 변호인도 “재판장이 양 전 대법원장과 특수관계라는 점이 (영향을) 미치지 않을까 우려했는데 그 우려가 현실로 드러났다”는 김 지사 입장을 전달하기도 했다. 유영재 기자 young@seoul.co.kr

지구온난화 탓에 빙하 속에 잠들어 있던 땅이 모습을 드러냈다. 미 콜로라도대 볼더캠퍼스 등 연구팀은 캐나다 북극권 배핀섬에 있는 빙하가 녹아 4만 년 넘게 숨어있던 대지가 노출된 것으로 나타났다는 연구 결과를 발표했다.연구를 주도한 사이먼 펜들턴 박사는 “이는 단순한 우연이 아니다”면서 “배핀섬에는 태고의 지형이 광범위하게 노출돼 있다”고 설명했다.이 연구에서 연구팀은 지난 2010년부터 2015년 사이 배핀섬의 빙하가 줄어든 장소 30곳에서 이끼와 지의식물 48개를 수집했다. 이런 식물은 수만 년 전 빙하 속에 갇혀 있었음에도 지금까지 뿌리를 내릴 정도로 온전하게 남아 있었다.연구팀은 방사성 탄소연대 측정법을 사용해 이들 식물의 연대를 조사했다. 그 결과 대부분 식물이 적어도 4만 년 동안 빙하에 덮여 있었던 것으로 밝혀졌다.이에 대해 펜들턴 박사는 “일반적으로 고도가 높은 지역에서는 장기간에 걸쳐 얼음이 남지만, 온난화의 규모가 너무 크므로 곳곳에서 모든 것이 녹아내리고 있는 것”이라고 설명했다.수집한 고대 식물은 배핀섬에서 지금도 자생하는 식물들과 같은 종이다. 이들 식물의 연대와 기온에 관한 데이터를 종합 분석한 결과, 오늘날 이 지역의 기온은 적어도 11만 5000년 만에 온난화를 겪고 있을 가능성이 있는 것으로 나타났다. 연구팀은 “이런 추세는 앞으로도 계속돼 배핀섬에 있는 빙하는 앞으로 몇 세기 안에 모두 사라질 가능성이 크다”고 지적했다.자세한 연구 결과는 세계적 학술지 네이처 자매지인 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

맹금류 감소로 ‘천적 스트레스’ 적어…먹이경쟁 치열신재생에너지로 주목받는 풍력발전소가 있는 곳의 먹이 사슬이 변하는 것으로 조사됐다. 인도의 풍력발전소 주변은 도마뱀 서식밀도가 다른 곳에 비해 3배 높다는 조사결과가 24일 일본 아사히신문에 실렸다. 이같은 결과에 대해 인도 연구팀은 풍력발전소 주변에는 맹금류가 줄어든 것이 원인인 것으로 보고 있다. “풍력발전소가 먹이 사슬의 정점에 자리잡은 것 처럼 생태계에 큰 영향을 미친다”는 게 연구팀의 결론이다. 세계의 풍력발전 출력 규모는 5억㎾가 넘으며 인도는 세계 4위 풍력발전 국가다. 태양광 발전과 함께 재생에너지의 주요 전원으로 꼽히지만 새의 진로를 방해해 발전소가 들어선 지역의 새나 박쥐 등이 크게 줄어드는 등 환경에 상당한 영향을 미치는 것으로 지적되고 있다. 인도 연구팀의 이번 연구결과는 풍력발전이 생태계에 알려진 것보다 더 광범위한 영향을 미칠 가능성을 보여주는 것이다. 연구팀은 풍력발전소가 늘어서 있는 지역과 다른 장소의 서식 동물 수를 비교했다. 그 결과 발전소 부근 도매뱀의 서식밀도는 다른 지역의 약 3배인 것으로 나타났다. 반면 도마뱀을 잡아 먹는 맹금류 등은 4분의 1에 불과했다. 도마뱀을 조사해 보니 스트레스 호르몬의 양이 다른 지역 도마뱀에 비해 적은 것으로 밝혀졌다. 포식자를 만난 경험이 적기 때문인 것으로 보인다. 그렇다고 발전소 단지가 도마뱀에게 반드시 좋은 곳이라고만 할 수는 없는 것으로 분석됐다. 개체수가 너무 늘어 먹이 경쟁이 치열해지는 바람에 전체적으로 야윈 상태인 것으로 나타났다고 아사히가 이날 전했다. 연구결과는 과학전문지 ‘네이처 이콜로지 & 에볼루션’에 실렸다. 이기철 선임기자 chuli@seoul.co.kr

국내 연구진이 암을 유발하는 단백질을 분해하는 ‘치료 단백질’을 발견했다. 연세대 생명공학과 최강열 교수팀은 대표적 암 유발 인자로 꼽히는 ‘라스 단백질’을 분해해 암을 억제할 수 있는 단백질을 발견했다고 24일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 17일자에 실렸다. 라스 단백질은 세포 성장과 관련해 신호전달시스템을 교란시켜 암을 유발시키는 중요한 인자로 암조직에서 평균 30% 정도 돌연변이가 발견되고 있다. 췌장암의 경우는 72~90%, 대장암은 32~57%, 폐암은 15~50%의 돌연변이가 나타나고 있다. 이 때문에 연구자들은 라스 단백질의 돌연변이를 제어할 수 있는 항암제를 개발하기 위한 노력이 있었다. 유방암, 대장암, 폐암을 포함한 각종 암을 치료하고 억제하는 항암제도 라스 단백질 돌연변이를 가진 암의 경우는 통하지 않는다는 문제가 있다. 연구팀은 간암환자의 암조직과 정상조직을 비교해 라스단백질과 결합할 수 있는 단백질들을 발굴했다. 그 결과 라스단백질을 분해하는 ‘WDR76’이라는 단백질을 찾아냈다. 연구팀은 실제로 간암을 유발시킨 동물모델에서 WDR76이 부족하면 라스단백질이 증가해 간암이 촉진되고 전이된다는 사실을 확인했다. 반면 WDR76이 많으면 라스단백질이 줄어들면서 간암이 치료되는 것도 관찰됐다. 최강열 교수는 “기존에는 라스 구조를 변화시키는데 집중했지만 이번 연구는 라스의 양을 조절함으로써 단백질 활성을 제어해 치료할 수 있음을 보여주고 있다”며 “이번에 발견한 WDR76 단백질은 라스 단백질의 돌연변이 유무에 영향을 받지 않기 때문에 현재 사용되고 있는 항암제의 한계를 극복한 효과적인 암 치료제 개발에 도움이 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

SBS MTV ‘더쇼’가 오랜만에 방송을 재개했다. 2019년 첫 방송 1위는 여자친구가 차지했다. ‘더쇼’는 22일 NCT 제노와 CLC 장예은의 진행으로 새해 첫 방송인 174회를 방영했다. 지난달 4일 173회 방송을 끝으로 재정비 기간에 들어간 ‘더쇼’는 6주 동안 결방하다 7주 만에 방송을 재개했다. 이날 방송에서는 여자친구가 ‘해야’로 컴백 후 첫 1위를 차지했다. 여자친구는 1위 후보에 함께 오른 아스트로, 이민혁을 제치고 ‘더 쇼 초이스’에 올랐다. 여자친구 멤버들은 “버디에게 감사의 마음을 전한다. 올해 시작부터 좋은 상 주셔서 감사하다”며 “기존 앨범보다 조금 더 노력했는데 소중한 결과를 주셔서 감사하다”고 수상 소감을 밝혔다. 여자친구는 이날 컴백 무대를 ‘메모리아’(Memoria)로 시작했다. 지난해 10월 발매된 여자친구 일본 오리지널 싱글 ‘메모리아’의 한국어 버전으로 여자친구 특유의 청순하고 아련한 느낌이 돋보이는 곡이다. 여자친구는 이어 타이틀곡 ‘해야’ 무대를 펼쳤다. ‘해야’는 전작 ‘밤’과 이어지는 내용으로 소녀의 복잡한 마음을 현란한 오케스트라 편곡으로 완성했다. 한편 이날 ‘더쇼’에는 여자친구 외에 이민혁, 엔플라잉, 라붐, 아스트로, 크나큰, 네이처, 루커스, 보이스퍼, 페이버릿, 베리베리, 원어스, 에이티즈, 그레이시, 머스트비 등이 출연했다. 이정수 기자 tintin@seoul.co.kr

러시아가 최근 세계 최고령자라고 주장해온 러시아 남부 캅카스 지역의 할머니가 128세를 일기로 사망했다고 모스크바타임스가 현지 행정당국을 인용해 21일(현지시간) 전했다. 러시아 캅카스 지역 카라르디노발카리야 자치공화국은 박산스키 구역에 거주해온 최고령 여성 나누 샤오바 할머니가 이날 128세로 별세했다고 발표했다. 러시아판 기네스북인 ‘러시아 기록 책’은 2017년 7월 샤오바를 러시아 최고령자로 등록하고 관련 증명서를 수여했다. 지난해 4월 샤오바의 아들 후세인 샤오프는 리아노보스티통신 인터뷰에서 “어머니가 8명의 자녀와 19명의 손자, 33명의 증손자, 7명의 고손자를 포함해 모두 67명의 후손을 뒀다”고 소개했다. 하지만 미국 조지아주 샌디 스프링스에 있는 노인학연구그룹은 현존하는 세계 최고령자를 116세인 일본인 여성 다나카 가네로 인정하고 있다. 무명의 샤오바가 2017년 들어 갑자기 최고령자로 인정받게 된 데 대해 석연찮은 구석이 있다는 점과 러시아 기록 책의 신뢰성에도 의문이 간다는 이유다. 지난해에는 남미 볼리비아에 거주하고 있는 줄리아 플로레스 콜케 할머니가 당시 118세로 현존하는 세계 최고령자라는 볼리바아 정부의 추정이 있었으나 콜케 할머니가 1900년에 태어났다는 볼리비아 정부의 출생 기록에 대한 의문이 제기돼 아직까지 공식 기록으로 인정받지 못하고 있다. 공식 출생증명서로 인류 역사상 최고령자라고 공인받았던 인물은 1997년 122세로 세상을 떠난 프랑스 여성 장 칼망이다. 이후 무수한 사람들이 120세를 넘겨 사망했다며 역사상 최고령자라고 주장했지만 공식 기록이 미비해 인정받지 못했다. 앞서 1986년에는 일본 남성 시게치요 이즈미가 120세 나이로 사망해 최고령 사망자로 기록될 뻔 했다. 그러나 나이를 검증하는 과정에서 실제 연령이 105세 정도로 추정되면서 기록은 무산됐다. 특히 얀 페이흐 박사가 이끄는 뉴욕 알베르트 아인슈타인 의과대학 연구팀은 2016년 과학학술지 네이처를 통해 인간이 살 수 있는 최대 수명이 115세라는 연구 결과를 발표하면서 주목을 받았다. 1960년대 이후 전 세계 최고령자 나이를 살펴봤더니 1968년 111세였던 것이 1990년대 115세로 늘어났고, 이후 예외적인 1명을 제외하고는 아무도 115세보다 더 오래 살지 못했다는 것이다. 페이흐 박사는 당시 뉴욕타임스에 “장 칼망은 명확한 예외로, 한해에 125세보다 더 나이가 많은 사람이 나올 확률은 1만분의 1 수준”이라며 “평균 기대 연령이 오랫동안 상승한 끝에 지금에서야 인간이 주어진 수명의 천장에 도달할 만큼 오래 살고 있는 것”이라고 설명했다. 하종훈 기자 artg@seoul.co.kr

국내 연구진이 서해안 갯벌에서 나일론을 만들어 낼 수 있는 미생물 유전자를 찾아냈다. 한국생명공학연구원 합성생물학전문연구단은 특정 조건에서만 반응이 나타나도록 한 DNA 설계기술인 ‘인공 유전자회로기술’을 개발해 서해안 갯벌에서 나일론을 만들 수 있는 기능을 가진 효소 유전자를 발견했다고 22일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호에 실렸다. 나일론은 플라스틱, 식품 포장재료, 타이어 코드, 직물 등을 만드는데 사용되는 합성섬유이다. 나일론을 합성하기 위해서는 나일론 원료가 되는 카프로락탐이 있어야 한다. 그런데 카프로락탐은 벤젠으로 만들기 때문에 제조 과정에서 여러 오염물질이 배출될 수 있다. 이 때문에 많은 연구자들이 친환경적으로 카프로락탐을 생산하는 방법을 찾아왔다. 연구팀은 카프로락탐을 만들어 낼 수 있는 효소단백질을 찾기 위해 카프로락탐을 만나면 형광빛을 내는 유전자 회로 ‘CL-GESS’(씨엘-게스)를 만들었다. 그 다음 서해안 갯벌에서 발굴된 유전체들을 모아놓은 메타게놈 라이브러리를 만든 뒤 씨엘-게스를 장착한 대장균을 만들었다. 카프로락탐을 만들어 내는 효소가 존재하면 형광색을 띄도록 함으로써 입실론(ε)-카프로락탐을 만들어 내는 효소 단백질을 찾아냈다. 새로운 촉매반응을 발견하기 위해서 기존에는 세포배양, 효소반응, 물리화학적 분석이라는 복잡한 과정을 반복해야 했기 때문에 시간이 오래 걸려야 했다. 이번에 개발한 기술은 유전자 회로를 도입한 초미세반응기를 활용했기 때문에 짧은 시간 동안 많은 효소유전자들을 분석할 수 있다는 장점이 있다. 염수진 생명연 박사는 “이번 연구결과는 기존에 잘 알려진 유전자에서도 새로운 부수적 반응이 일어날 수 있음을 보여주는 한편 대량 유전체 자원의 기능을 유전자회로 기술로 빠르게 비교분석할 수 있다는 것을 입증했다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘신생대를 보면 지구온난화의 미래가 보인다?’ 지구 온난화로 인한 기후변화 때문에 북극 얼음 면적이 감소하고 각종 극단적인 기후현상이 나타나고 있다. 국내 연구진이 홀로세 중기 기후를 분석해 지구온난화로 인한 미래 기후가 어떻게 변하게 될지를 예측한 연구결과를 내놔 주목받고 있다. 홀로세는 신생대 마지막 시대로 충적세나 현세라고도 부르는 시기이다. 바로 지금 인류가 살고 있는 시기를 말한다. 인류는 홀로세 초기에 농경을 시작해 급격히 인류문명이 발달했다. 한국지질자연원구원 국토지질연구본부, 극지연구소, 부산대 대기과학과, 서울대 지구환경과학부, 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 대기해양과학과 공동연구팀은 5000~9000년 전 홀로세 초·중기 북극의 해빙 감소가 북반구 기후에 어떤 영향을 미쳤는지에 대한 분석결과를 내놨다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 연구팀은 당시 북반구 여름 태양 복사량은 5~10% 정도 많아 덥고 비가 많은 날씨를 보였다는데 착안했다. 이 시기에는 현재 사막의 대명사로 알려진 사하라가 초원이었다. 연구팀은 복합지구시스템 기후모델을 이용해 태양복사열에 의한 북극 해빙 감소의 영향을 분석했다. 기후모델은 지구온난화가 본격화되기 이전인 1950년대 이전 최근기후, 북반구 여름 온도가 높고 고위도 북극 해빙이 많이 녹았던 홀로세 중기, 북극해빙 면적이 1950년대와 비슷하다고 가정한 상태에서 홀로세 중기 3가지로 만들어 분석했다.그 결과 북극 해빙 감소가 북반구 기후에 영향을 줬으며 북태평양과 북미지역 연평균 온도를 0.5~1도 가량 상승시켰다는 것을 확인했다. 북태평양과 북미 대륙의 온난화는 북극 해빙감소의 결과임을 알려준다. 이와 함께 북극 해빙 감소는 바닷물의 염분을 묽게 만들어 대서양 열염순환을 약화시키고 결국 북대서양 해수온도도 떨어뜨린 것을 확인할 수 있었다. 박효석 지질자원연구원 국토지질연구본부 박사는 “기후 민감도가 높았던 홀로세 중기 기후를 분석함으로써 지구온난화로 인해 급변하는 기후변화에 효과적으로 대응할 수 있는 기후모델을 만들 수 있을 것”이고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지금까지 단 한 번도 탐사가 이뤄진 적이 없었던 미지의 얼음 호수 지하에서 극강의 생명력을 가진 동물의 흔적이 발견돼 학계의 관심이 쏠렸다. 라이브사이언스 등 과학전문매체의 15일 보도에 따르면 전문가들은 남극의 빙저호(수백m~수㎞ 두께의 남극 빙하 아래에 위치한 호수)인 메르세르(Mercer)를 시추해 유의미한 결과를 얻어내는데 성공했다. 미국 네브래스카대학 고생물학자인 데이비드 하우드를 포함한 공동 연구진은 올 초 SALSA(Subglacial Antarctic Lakes Scientific Access)로 불리는 빙저호 탐험을 실시했고, 약 한 달여의 시추 작업 끝에 빙저호 지하 1068m까지 파고 들어갔다. 두께 1㎞가 넘는 얼음을 뚫고 발견한 것은 곰벌레 또는 완보동물로 불리는 동물의 흔적으로, 워터 베어(Water bear)또는 타디그레이드(tardigrade)라고 부르기도 한다. 곰과 유사한 생김새를 가진 이 동물은 사람의 눈에는 전혀 보이지 않을 정도의 초소형 동물로, 성체의 몸길이는 고작 1㎜에 불과하다. 다리는 4쌍, 8개로 이뤄져 있으며 5번에 걸친 지구의 생물 대멸종 때에도 살아남은 동물로도 유명하다. 이번에 발견한 완보동물의 크기는 0.1~1.5㎜정도로 추정되며, 1만 년 전에서 최대 12만 년 전 당시 연못과 하천에서 서식했던 것으로 연구진은 보고 있다. 완보동물이 극저온의 얼음호수에서도 살아남을 수 있었던 정확한 비결은 아직 밝혀지지 않았지만, 연구진은 완보동물이 얼음 아래에 있는 강에서 서식하다가 빙하가 녹는 시점에 함께 얼음호수로 이동했을 것으로 보고 있다. 연구에 참여한 영국 임페리얼칼리지런던의 마틴 시거트 교수는 “이번 발견은 남극 대륙의 거대한 빙상 아래에 생각했던 것보다 더 복잡한 형태로 생명체가 존재할 수 있음을 암시한다”면서 “생물이 상류에서 호수로 흘러들었는지, 남극 빙상 한가운데 또는 바다에서 다른 경로를 통해 들어왔는지를 밝혀내기 위해서는 더 많은 연구가 필요할 것”이라고 밝혔다. 전문가들은 현재까지 빙저호인 메르세르 호수에서 살아남은 생명체는 그 어떤 것도 없을 것으로 추즉해 왔다. 빙하의 두께가 너무 두꺼워서 빛이 도달하기 어렵고, 이 때문에 광합성 조류와 같은 유기체가 생명을 유지하기 어렵기 때문이다. 하지만 이번 연구결과가 발표되자 세계 각국 전문가들은 “극한의 얼음 호수에서 살아있는 것들을 찾을 가능성이 있다”며 기대를 표했다. 한편 2017년 영국 과학지 사이언티픽 리포트에 발표된 논문에 따르면 소행성 충돌이나 초신성 폭발 등 파멸적인 천문학적 재해가 지구에 미칠 영향을 계산한 결과 마지막까지 살아남은 최후의 동물은 틀림없이 완보벌레가 될 것이라는 예측이 나오기도 했다. 자세한 연구결과는18일 세계적인 과작저널 네이처 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

15억 광년 떨어진 한 은하에서 미스터리하게 반복되는 폭발적인 전파 신호가 지구에 도달해 관심이 폭발하고 있다. 이른바 ‘빠른 전파 폭발’(FRB)로 불리는 폭발적인 전파 신호는 일시적이고 무작위로 나타나는 전파 방출이어서 감지하는 것은 물론 연구를 진행하기도 어렵다. 그런데 반복되는 FRB가 최근 캐나다의 차임(Chime·Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) 전파망원경에 감지된 사실이 확인되자 학자들의 관심이 쏠리고 있는 것이다. 세계적 학술지 ‘네이처’ 최신호에 실린 이번 연구 논문에 따르면, 캐나다 학자들이 주도한 국제 천문학 연구팀은 지난 여름 3주 동안 차임 전파망원경을 사용해 섬광 같은 FRB 13개를 감지했으며 이중 하나가 반복되는 것을 발견했다.최초의 FRB는 2007년 발견됐다. 그것도 2001년 수집한 자료를 분석하는 과정에서 우연히 나온 것이었다. 지금까지 감지된 60여 개의 FRB 중 이렇게 반복된 FRB는 2015년 푸에르토리코에 있는 아레시보 전파망원경이 포착한 것뿐이었다. FRB는 우리 은하 밖 수십억 광년 떨어진 곳에서 발생하는 것으로 여겨지지만, 정확히 어디서 나오는지 밝혀지지 않았다. 지금까지 나온 가장 그럴듯한 설명은 이런 신호를 먼 우주에 있는 강력한 천체들이 생성했다는 것이다. 전문가들은 이런 신호가 블랙홀이나 초밀도 중성자별에서 나왔다고 생각한다. 하지만 일부 전문가는 좀 다른 이론을 제시한다. 이 중에는 이번 연구에 참여한 미국 하버드-스미스소니언 천체물리학센터의 애비드 러브 교수도 있으며 이들 학자는 이같은 신호가 믿을 수 없을 정도로 발전한 외계인의 기술을 보여주는 증거일 수도 있다고 말한다. 차임 전파망원경에서 이번 연구를 수행한 브리티시컬럼비아대의 천체물리학자 잉그리드 스테어스 박사는 “지금까지 반복되는 것으로 알려진 FRB는 단 한 번뿐이었다”면서 “다른 것이 있다는 것을 아는 것은 더 많은 것이 있을 수 있다는 것을 시사한다”고 말했다. 또 “더 많은 반복되는 FRB 등 더 많은 연구 자료를 얻으면 이런 신호가 어디서 왔고 무엇이 발생하고 있는지 우주의 퍼즐을 맞출 수 있을 것”이라고 말했다. 연구팀에 따르면, 이번에 감지한 FRB 13개 중 대부분은 특수한 특징을 지닌 곳에서 강력한 천체가 될 수 있음을 시사하는 산란(입자선이 물체와 충돌하여 여러 방향으로 흩어지는 현상) 징후를 보였다. 연구에 참여한 토론토대학의 체리 잉 박사는 “이는 초신성(폭발하는 별)의 잔재처럼 밀집한 덩어리나 은하 중심 블랙홀 근처에서 나온 것일도 있다”고 설명했다.또한 이번에 감지한 새로운 FRB들은 전파 주파수가 비정상적으로 낮다. 이전에 감지한 대부분의 FRB는 약 1400㎒의 주파수를 갖고 있지만, 이들 FRB는 8000㎒보다 낮은 범위 안에 머물렀다. 러브 교수는 2017년 ‘천체물리학저널 레터’(ApJL·Astrophysical Journal Letters)에 발표한 연구논문에서 하버드대 동료 마나스비 링햄 연구원과 함께 이런 FRB가 진보한 외계인의 행성 크기 장치에서 나온 것일 수 있다고 말했다. 이는 이 장치가 우리와 소통하기 위해 만들어졌다기보다는 가벼운 돛 이른바 ‘라이트 세일’로 움직이는 거대 우주선을 추진하는 데 쓰인다는 것이다. 라이트 세일은 빛을 반사하는 것으로 이 경우에는 전파 빔으로 추력을 얻어 작동하는 것일 수도 있다. 이에 대해 러브 교수는 “인위적인 전파원은 고려해서 확인할 가치가 있다”고 말했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

힘들게 굶고 운동하지 않아도 간편하게 다이어트에 성공할 수 있는 알약 개발이 코앞으로 다가왔다. 미국 미시간주립대학 연구진은 최근 연구에서 몸이 체내 지방을 태우는 것을 방해하는 호르몬 물질을 찾아냈으며, 이것이 목숨을 위협할 정도의 심각한 비만을 가진 사람들을 위한 치료제를 개발하는데 도움이 될 것으로 기대한다고 밝혔다. 연구진은 실험용 쥐를 이용한 실험에서 일명 ‘TSK’(Tsukushi)라는 이름의 호르몬의 역할에 주목했다. 이 호르몬은 간에서 생성되며 체내에서 더 많은 열량을 소모하는 신진대사 활동을 방해하는 역할을 한다. 이 호르몬은 외부 기온에 따라 분비량이 달라지는데, 실험용 쥐를 찬 기온에 노출시켰을 때 TSK 호르몬의 수치가 상승하는 것을 확인했다. 이는 추운 겨울 우리 몸이 체온유지를 위해 에너지를 더욱 많이 소비하는 움직임을 약화시키고, 이러한 현상 때문에 살이 빠지지 않거나 도리어 지는 결과를 가져올 수 있다. 연구진은 이 호르몬의 분비를 억제한다면 체내에서 더 많은 열량과 지방이 소비될 것이라고 예측하고 실험을 진행했다. 실험용 쥐를 두 그룹으로 나눈 뒤, 한 그룹에게만 TSK 호르몬을 억제시켰다. 이후 음식을 전혀 주지 않자 호르몬을 억제시킨 그룹이 그렇지 않은 그룹에 비해 체중이 더 많이 감소하는 것을 확인했다. 또 TSK 호르몬이 억제된 그룹의 쥐는 체온이 더 높고, 체내에서 에너지를 더 많이 태운다는 사실도 추가로 확인됐다. 두 번째 실험에서는 두 그룹에게 고지방 영양식을 먹게 한 뒤 변화를 살폈다. 그 결과 TSK 호르몬이 정상 분비되는 그룹은 몸무게가 2배로 증가한 반면, TSK 호르몬 억제 그룹은 기존보다 30%만 증가했다. 연구진은 “TSK 호르몬을 억제하자 포도당 수치가 올라가고 지방 및 지방간이 줄어드는 것을 확인했다”면서 “TSK 호르몬을 억제하는 알약 한 알 만으로도 비만을 치료하는데 도움이 될 것”이라고 전했다. 이번 연구결과는 네이처 메타볼리즘(Nature Metabolism) 14일자에 게재됐다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 살아있는 생쥐의 머리에 빛만 비추는 것으로 뇌유전자를 조절할 수 있는 기술을 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단 허원도(카이스트 생명과학과) 교수팀은 약한 빛에도 반응하는 ‘Flp 유전자 재조합효소’를 만들어 특정 유전자 발현을 유도할 수 있는 기술을 개발해 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 18일자에 발표했다. 허 교수팀이 이번에 개발한 유전자 재조합 효소를 이용한 광유전학 기술은 기존 광유전학 기술처럼 수술을 통해 LED칩을 심는 것이 아니기 때문에 동물실험에 있어서 물리적, 화학적 손상으로 인한 부작용도 최소화할 수 있다는 장점이 있다.연구팀이 활용한 ‘광활성 Flp 유전자 재조합 효소’(PA-Flp 단백질)은 약한 빛을 쬐어주더라도 활성화되는 특징이 있다. 기존 Flp 유전자 재조합 효소는 유전자를 자르고 재조합하는 기능을 지녀 유전자 형질전환 동물실험모델을 만들 때 많이 활용돼 왔다. 이 때문에 많은 연구자들이 광유전학 기술에 응용하려고 했지만 체내에 주입된 뒤 자가조립돼 빛에 반응하지 않아 광섬유를 뇌부위에 심는 수술이 필요했다. 연구팀은 실험용 생쥐에게 기억에 관여하는 뇌 부위로 알려진 해마에 PA-Flp 단백질을 주입한 뒤 30초 가량 LED를 머리 부위에 비춰 PA-Flp 단백질이 활성화되는 것을 발견했다. 연구팀이 활용한 LED 빛의 강도는 휴대폰 손전등이나 레이저 포인터 정도의 세기였다. 뇌 수술과 같은 물리적 손상 없이 비침습적 방식으로도 유전자 발현을 조절할 수 있다는 의미이다.연구팀은 PA-Flp 단백질을 이용해 행동 제어 실험도 실시했다. 기억 중추인 해마와 연결된 ‘뇌 내측 중격’에는 칼슘채널이 있는데 칼슘채널이 억제되면 물체 탐색능력이 증가한다. 연구팀은 뇌 내측 중격에 PA-Flp 단백질을 주입한 뒤 LED를 쬐어 칼슘채널의 발현을 억제한 뒤 생쥐들을 관찰했다. PA-Flp 단백질이 주입돼 칼슘채널이 통제된 생쥐들은 그렇지 않은 것들에 비해 탐색능력이 더 높아진 것이 확인됐다. 허 교수는 “기존 광유전학 기술은 실험쥐의 생리적 현상에 영향을 미칠 수 있는 물리적, 화학적 자극이 가해졌는데 이번 연구는 그런 부작용없이 LED로 원하는 특정 유전자 발현을 조절할 수 있다는데 큰 의미가 있다”며 “빛으로 원하는 타이밍에 유전자를 자르고 재조합하는 효소를 사용할 수 있게 됨에 따라 다양한 뇌 영역을 탐구하는데 도움을 줄 것으로 기대된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

독일·스위스·영국 공동연구팀고생대 네발 동물 로봇으로 제작역공학 방식 이용 걸음걸이 복원 육지 초창기 동물 움직임 분석하니 빠르고 효율적… 기존 가설 뒤집혀 박물관이나 과학관에 가면 인류가 지구에 등장하기 이전 고생대나 중생대에 살았던 동식물들이 생생하게 복원돼 전시돼 있다. 관람객들은 흘낏 보고 지나칠 수 있지만 그 이면에는 많은 연구자들의 노력이 숨어 있다. 과학자들이 멸종된 생물을 복원하려는 시도를 끊임 없이 하는 이유는 고생물에 대한 이해뿐만 아니라 현생 동물들이 등장하기까지 나타난 진화 과정에 대한 통찰력을 얻을 수 있기 때문이다. 문제는 복원을 위한 고생물의 뼈나 발자국 화석이 온전하게 남아 있는 것이 많지 않다는 점이다. 그렇기 때문에 형태나 움직임을 완벽하게 복원해 연구하기가 쉽지 않다. 그런데 생물학자, 기계공학자, 의학자, 조형예술가, 디자이너가 협업해 고생대 초기 육지동물의 움직임을 완벽하게 복원했다. 이번 연구가 고생물 연구의 새로운 전기를 마련했다는 평가를 받는 것도 과학자와 예술가들의 협업 덕분이다. 독일 훔볼트대 생물학연구소, 이미지설계연구소, 함부르크미술대 디자인정보학부, 프리드리히실러대 동물학 및 진화연구소, 스위스 로잔연방공과대(EPFL) 바이오로보틱스연구소, 취리히 예술대, 영국 왕립수의대 비교생체의과학부 공동연구팀은 생물학과 로봇공학 기술을 결합시킨 ‘역(逆)공학’ 방식으로 고생대에 등장한 네발 동물의 걸음걸이를 복원하는 데 성공했다. 이를 통해 네발 동물이 예상했던 것보다 좀더 빠르게 육지 생활에 적응했다는 것을 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 17일자에 실렸다. 역공학이라고 부르는 ‘리버스 엔지니어링’은 장치나 시스템의 구조 분석을 통해 기술적 원리를 밝혀내는 기법이다. 일반적으로 기계장치, 전자부품, 소프트웨어 프로그램을 제작 순서와 반대로 분해해 어떻게 만들어졌고 어떤 방식으로 작동하는지를 역추적해 내는 데 활용된다. 연구팀은 약 2억 9000만년 전인 고생대 마지막 시기 페름기에 살았던 네발 육지동물 ‘오로베이츠 팝스티’(Orobates pabsti)를 연구 대상으로 했다. 오로베이츠는 도롱뇽이나 도마뱀, 이구아나처럼 네 발을 넓게 벌리고 걷는 동물의 선조뻘로, 물에서 육지로 올라와 생활한 초창기 동물로 알려져 있다. 오로베이츠는 뼈 화석과 발자국 화석 모두 온전하게 보전돼 있지만 지금까지는 해부학적 특징에 대해서만 연구돼 왔을 뿐 걸음걸이 같은 기능과 형태를 동시에 연구한 적은 없었다. 연구팀은 오로베이츠 뼈와 발자국 화석을 분석한 뒤 현존하는 양서류와 파충류의 걸음걸이와 형태 데이터를 결합시켰다. 뼈 화석을 바탕으로 동역학적 모델을 만들고 발자국 화석으로 운동학적 모델을 만든 뒤 현재 양서류 및 파충류의 형태와 움직임 데이터를 합쳐 컴퓨터 시뮬레이션으로 복원하는 동시에 ‘오로봇’(OroBOT)이라는 실제 로봇을 만들어 비교한 것이다. 그 결과 오로베이츠가 에너지 사용을 최소화하면서 네 발로 빠르게 움직였다는 사실을 밝혀냈다. 또 지형에 따라 움직임이 달라 이후 다양한 걸음걸이를 가진 양서류나 파충류로 진화할 수 있는 바탕이 됐다고 연구팀은 분석했다. 이전까지의 연구에 따르면 오로베이츠는 물에서 뭍으로 올라온 지 얼마 되지 않았기 때문에 걸음걸이가 효율적이지 못했고 움직임이 매우 느렸을 것으로 추정됐다. 존 니야카투라 훔볼트대 교수는 “로봇공학과 컴퓨터 시뮬레이션, 수의학 분야의 융합을 통해 현재는 사라진 고생물의 형태와 움직임을 좀더 정밀하게 복원할 수 있었다는 것이 이번 연구의 가장 큰 의미”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 9일 개봉해 닷새 만에 100만 관객을 넘겨 화제가 된 영화가 있습니다. ‘말모이’입니다. 한국어 말살을 획책하는 일제 탄압에 맞서 조선어학회가 우리말 사전 편찬을 위해 고군분투했던 사실을 바탕으로 하고 있습니다. 등장인물들은 허구의 요소가 많지만 영화에 나온 것처럼 자칫 사라질 뻔했던 한글과 방언들이 주시경 선생이나 최현배 선생 같은 한글 학자들의 노력 덕분에 살아남게 됐음은 부인할 수 없는 사실입니다. 유엔에 따르면 현재 전 세계 언어는 약 7000여개에 이르지만 세계 인구 97%가 사용하는 언어는 그중 4%에 불과합니다. 나머지 96%의 언어는 세계 인구의 3%만 쓰는 소수 언어입니다. 사용하는 사람이 줄고 계승되지 않으면 흔적도 없이 사라지게 될 언어들입니다. 우리 제주도 방언 역시 세대 간 전승 없이 노인층만 주로 사용하고 있어 소멸될 가능성이 높은 토착 언어로 분류돼 있는 상황입니다. 과학저널 ‘네이처’는 천문학자들과 언어학자들이 새로 발견된 외계물체들에 소수 언어로 이름을 붙여 언어를 보존하려는 노력을 하고 있다며 지난 11일자에 소개했습니다. 이런 움직임은 2017년 10월 19일 하와이대 연구진이 판스타스1 망원경으로 포착한 정체불명의 외계물체에서 시작됐습니다. 얼음이나 암석으로 구성된 소행성이나 혜성과는 다르고 표면에 유기물의 흔적까지 발견된 이 물체는 외계 문명에서 보내온 것이라는 주장까지 나오기도 했습니다. 먼 우주에서 날아와 태양계를 지나쳐간 ‘성간(星間) 물체’라고 밝혀졌지만 정확한 정체와 어디서부터 날아왔는지는 여전히 수수께끼입니다. 천문학계는 하와이대에서 처음 발견한 것을 기념하기 위해 하와이어로 ‘먼 곳에서 온 메신저’라는 의미의 ‘오무아무아’(Oumuamua 1I/2017 U1)라고 이름 붙였습니다.이를 계기로 하와이의 천문 및 과학문화 교육단체는 지난 7일 미국 시애틀에서 열린 미국천문학회에서 외계물체에 하와이어를 붙이는 ‘아후아헤이노아’(A Hua He Inoa) 프로젝트를 공개했습니다. 아후아헤이노아는 하와이 원주민들이 사람이나 물체에 이름을 붙이는 행위입니다. 천체 이름을 승인해주는 국제천문연맹(IAU)에서도 긍정적으로 보고 있다고 합니다. 미국 본토에서 3700㎞ 떨어져 있고 1959년 미국의 50번째 주로 편입된 하와이도 고유한 언어가 있지만 영어에 밀려 하와이주 전체 인구의 0.1%만이 사용하고 있어 소멸될 위기에 놓여 있습니다. 하와이는 태평양 한가운데 있고 공해 없는 맑은 하늘이라는 천혜의 조건 덕분에 천문대와 다양한 천체 관측기구들이 있는 만큼 아후아헤이노아 프로젝트의 성공 가능성은 높습니다. 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 천문학자 아파나 벤카테슨 교수는 “이름은 단순히 뭔가를 부르기 위한 수단이 아니라 정체성을 부여하는 역할을 한다”며 “이 프로젝트는 신세대 과학자들에게 인류 공동유산인 언어의 소중함과 필요성에 대해 가르치는 계기가 될 것”이라고 말했습니다. 올해는 소수 언어와 토착 언어를 보존하기 위해 유엔이 지정한 ‘국제 원주민 언어의 해’(IYIL2019)입니다. 언어는 의사소통의 수단일 뿐만 아니라 말하는 이의 생각과 정신을 담고 있습니다. 소수 언어, 토착 언어 보존은 다양성을 인정한다는 차원에서 반드시 필요한 일입니다. 문화 전수·계승과는 거리가 멀어보이는 과학이 이같이 활용되고 있는 것을 보면 인문사회와 과학의 ‘융합연구’를 어렵게만 생각하는 우리에게 여러 시사점을 던져줍니다. edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 전력소모는 최소화하면서 정보처리 속도를 높일 수 있는 차세대 반도체칩 제작 기술을 개발했다. 그래핀 연구로 2010년 노벨물리학상을 수상한 영국 맨체스터대 물리학과 콘스탄틴 노보셀로프 교수팀과 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부, 서울대 화학과 공동연구팀이 효율은 높고 전력소모는 줄일 수 있는 초미세 반도체 입자인 ‘그래핀 양자점’을 효과적으로 만들 수 있는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다. 연구팀은 이 기술로 전자 하나으로 신호를 전달할 수 있는 ‘수직 터널링 단전자 트랜지스터’를 만드는데도 성공했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 16일자에 실렸다. 그래핀 양자점은 수 나노미터(㎚) 크기의 반도체 나노입자로 전류를 흘려주거나 빛을 쪼여주면 발광하는 특성이 있어 차세대 디스플레이나 바이오이미징, 센서 등의 소재로 주목받고 있으며 차세대 양자정보통신에도 활용가능성이 높다. 지금까지 그래핀 양자점은 흑연 덩어리를 물리적이나 화학적으로 얇게 한 겹만 벗겨내는 방식으로 만들어져왔다. 이 때문에 원하는 크기의 그래핀 양자점을 얻기도 어렵고 불순물 때문에 전기적, 광학적 특성을 나타내기 어렵다는 문제가 있었다. 연구팀은 백금 나노입자가 배열된 실리카 기판 위에 육방정계 질화붕소를 입힌 뒤 메탄 기체 속에서 열처리해 그래핀 양자점 크기를 원하는대로 조절하면서 불순물도 제거할 수 있는 방법을 찾아냈다.신현석 UNIST 자연과학부 교수는 “이번 기술로 개발한 그래핀 양자점은 전자를 하나씩만 제어가 가능하고 이를 활용해 만든 수직 터널링 단전자 트랜지스터는 그래핀과 육방정계 질화붕소, 그래핀 양자점을 층층이 쌓아 만든 첫 사례”라며 “그래핀 양자점 기반 트랜지스터는 차세대 각종 전자기기에 활용되면서 놀라울 정도의 기술적 진보를 가져다 줄 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

힘들게 굶고 운동하지 않아도 간편하게 다이어트에 성공할 수 있는 알약 개발이 코앞으로 다가왔다. 미국 미시간주립대학 연구진은 최근 연구에서 몸이 체내 지방을 태우는 것을 방해하는 호르몬 물질을 찾아냈으며, 이것이 목숨을 위협할 정도의 심각한 비만을 가진 사람들을 위한 치료제를 개발하는데 도움이 될 것으로 기대한다고 밝혔다. 연구진은 실험용 쥐를 이용한 실험에서 일명 ‘TSK’(Tsukushi)라는 이름의 호르몬의 역할에 주목했다. 이 호르몬은 간에서 생성되며 체내에서 더 많은 열량을 소모하는 신진대사 활동을 방해하는 역할을 한다. 이 호르몬은 외부 기온에 따라 분비량이 달라지는데, 실험용 쥐를 찬 기온에 노출시켰을 때 TSK 호르몬의 수치가 상승하는 것을 확인했다. 이는 추운 겨울 우리 몸이 체온유지를 위해 에너지를 더욱 많이 소비하는 움직임을 약화시키고, 이러한 현상 때문에 살이 빠지지 않거나 도리어 지는 결과를 가져올 수 있다. 연구진은 이 호르몬의 분비를 억제한다면 체내에서 더 많은 열량과 지방이 소비될 것이라고 예측하고 실험을 진행했다. 실험용 쥐를 두 그룹으로 나눈 뒤, 한 그룹에게만 TSK 호르몬을 억제시켰다. 이후 음식을 전혀 주지 않자 호르몬을 억제시킨 그룹이 그렇지 않은 그룹에 비해 체중이 더 많이 감소하는 것을 확인했다. 또 TSK 호르몬이 억제된 그룹의 쥐는 체온이 더 높고, 체내에서 에너지를 더 많이 태운다는 사실도 추가로 확인됐다. 두 번째 실험에서는 두 그룹에게 고지방 영양식을 먹게 한 뒤 변화를 살폈다. 그 결과 TSK 호르몬이 정상 분비되는 그룹은 몸무게가 2배로 증가한 반면, TSK 호르몬 억제 그룹은 기존보다 30%만 증가했다. 연구진은 “TSK 호르몬을 억제하자 포도당 수치가 올라가고 지방 및 지방간이 줄어드는 것을 확인했다”면서 “TSK 호르몬을 억제하는 알약 한 알 만으로도 비만을 치료하는데 도움이 될 것”이라고 전했다. 이번 연구결과는 네이처 메타볼리즘(Nature Metabolism) 14일자에 게재됐다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 암세포의 전이와 확산, 기억이나 통증을 느끼도록 하는 신경세포의 활성화 같이 다양한 세포기능에 관여하는 신호전달 단백질의 변화를 실시간으로 관찰할 수 있는 기술을 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단 허원도(카이스트 생명과학과) 교수와 독일 막스플랑크연구회 산하 미국 플로리다 신경과학연구소 권형배 박사 공동연구팀은 신호전달 ‘스위치‘ 단백질의 활성 여부를 관찰할 수 있는 바이오센서를 개발하고 이를 활용해 살아있는 생쥐의 신경세포 활성화 과정을 관찰한 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 14일자에 발표했다. 세포 내 신호전달 단백질은 스위치가 켜지면 기계가 움직이듯 활성화되거나 비활성화되는 방식으로 세포 기능을 제어한다. 암세포도 세포내 신호전달 단백질에 의해 만들어지고 다른 조직으로 전이되는 것이다. 대표적인 세포 신호전달 단백질인 ‘스몰 지티파제’는 세포 이동과 분열, 사멸, 유전자 발현 등에 관여한다. 연구팀이 개발한 바이오센서는 스몰 지티파제의 모든 변화과정을 실시간으로 볼 수 있 으며 살아있는 생명체의 세포 변화도 수 ㎚(나노미터) 크기 변화까지 정밀하게 관찰할 수 있다는 장점이 있다. 동물의 암세포 전이, 뇌 속 신경세포의 구조변화까지 볼 수 있다는 것이다.실제로 연구팀은 유방암 전이 암세포에 이번에 개발한 바이오센서를 장착시키고 빛으로 세포 움직임을 조절할 수 있는 광유전학 기술로 암세포 이동방향을 조절하자 세포내 스몰 지티파제 단백질의 움직임과 함께 활성화되는 것을 관찰할 수 있었다. 또 공 위를 달리도록 한 생쥐와 마취된 생쥐의 뇌 운동피질 내 신경세포에서의 스몰 지티파제 단백질 활성여부를 관찰하는 것도 성공했다. 허원도 카이스트 교수는 “이번에 개발한 바이오센서는 시냅스처럼 수 마이크로미터 크기의 미세한 구조에서도 목표 단백질을 관찰할 수 있을 정도로 민감도고 높고 운동하는 생쥐의 생리학적 현상에도 지장을 주지 않는 상태에서 실시간으로 뇌를 관찰할 수 있을 정도”라고 설명했다. 허 교수는 “이번 기술은 광유전학 기술과 함께 사용이 가능하기 때문에 다양한 세포신호전달 연구 뿐만 아니라 뇌인지과학 연구에도 도움을 줄 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 화학물질을 생산하는데 필요한 바이오 화학반응에 대한 정보를 종합해 과학자들이 손쉽게 활용할 수 있게 지도형태로 만들어 주목받고 있다. 카이스트 생명화학공학과 이상엽 특훈교수팀이 미생물에서 석유나 화학제품을 생산할 수 있는 기존 연구들을 총정리해 지도형태로 만들어 한눈에 볼 수 있는 ‘바이오 기반 화학물질 합성지도’를 만들었다. 이번 연구결과는 화학분야 국제학술지 ‘네이처 촉매반응’ 15일자 표지논문으로 실렸다. 화학제품들은 석유에서 추출한 원료를 활용해 만들어지고 있다. 이 과정에서 온실가스를 배출해 지구온난화와 같은 문제를 유발하고 있어 미생물을 활용한 ‘바이오 리파이너리’라는 친환경적 방식의 화학물질 생산기술 연구가 활발히 이뤄지고 있다. 특히 미생물의 대사작용을 이용해 화학물질을 대량생산할 수 있는 시스템대사공학 기법을 이용한 화학물질 생산이 늘고 있다. 그렇지만 생물공학적 방법과 화학적 방법을 통합하는 것이 더욱 효율적인 경우도 많다. 문제는 생물공학적 방법이나 화학적 방법 중 어느 경로를 선택해야 효율성이 높을지에 대한 정보를 한 눈에 볼 수 있게 정리된 것이 없다는 점이다.연구팀이 이번에 만든 합성지도는 화학물질을 합성할 때 바이오나 화학반응 중 어느 것을 선택해야 최고 생산농도나 수율을 보이고 생산성이 높아지며 산업화에 용이한지를 보여주는 것이다. 이와 함께 시스템 대사공학과 바이오 리파이너리 분야에서 아직 해결하지 못한 문제와 해법을 제시했다는 평가도 받고 있다. 이상엽 교수는 “이번에 만든 합성지도는 시스템 대사공학이 나가야 할 방향과 아이디어를 제시해주는 청사진으로 친환경 그린화학은 물론 의료, 식품, 화장품 등 다양한 화학관련 산업에 유용하게 쓰일 것”이라고 설명했다. 한편 네이처측은 이 교수팀이 만든 합성지도를 포스터로 제작해 산업계와 연구계에서 활용할 수 있도록 할 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr