단백질은 생명체 작동에 있어서 필수적인 단위이다. 단백질 생산을 위해서는 DNA와 RNA의 유기적 조정이 필요하다. RNA는 무수한 종류의 단백질을 만들 때 직접 작용하는 고분자 화합물이고 DNA는 RNA의 작용을 조절하는 역할을 한다. 즉 RNA는 DNA가 갖고 있는 유전정보에 따라 필요한 단백질을 합성하는 역할을 하는 물질이다. 최근 중국과 미국 연구자들이 RNA의 변화가 기억과 학습에 직접적인 영향을 미칠 수 있다는 사실을 확인했다. 미국 시카고대 화학과, 생화학·분자생물학과, 신경생물학과, 생물물리역학연구소, 하워드휴즈의학연구소, 펜실베니아대 의대, 중국 상하이공대 생명과학공학부, 저장대 실험동물센터, 화둥사범대 생명과학부, 난징의대 공동연구팀은 mRNA(메신저RNA)의 화학적 변형 형태인 N6-메틸아데노신(m6A)을 인식하는 특정 단백질이 학습과 기억 형성 과정에 중요한 역할을 한다는 사실을 확인했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 지난달 31일자에 실렸다. 후성유전학(epigenetics)은 DNA나 RNA의 염기서열이 변화하지 않는 상태에서 외부 또는 환경적 요인으로 인해 화학적 변형만으로도 유전자 발현 상태가 달라지는 것을 연구하는 학문이다. 분자적 수준에서 정확히 이해되고 있지는 않지만 DNA 메틸화와 히스톤 단백질의 변형이 원인으로 알려져 있다. 실제로 후성유전학적 변화는 면역계 반응, 신경계 발달, 암, 비만 등 다양한 생물학적 과정에 영향을 미치는 것으로 이해되고 있다. DNA에서 단백질로 정보를 전달하는 역할을 하는 것으로 메신저RNA(mRNA)이다. 포유류의 mRNA에 있어서 가장 일반적인 변형은 m6A으로 신경계에 널리 퍼져 있으면서 신경기능 일부를 조정하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 m6A를 인식하는 ‘Ythdf1’이라는 단백질이 학습과 기억 형성 과정에서 중요한 역할을 한다는 사실을 발견한 것이다. 연구팀은 3세대 유전자 가위기술인 크리스퍼-캐스9을 이용해 생쥐에게서 Ythdf1 단백질을 제거한 뒤 학습과 기억 실험을 했다. 연구팀은 Ythdf1 단백질이 완전히 제거된 생쥐와 일반 생쥐를 대상으로 미로 찾기와 수영 측정, 특정 소리와 함께 전기충격을 가한 뒤 청각 공포기억을 측정했다. 그 결과 Ythdf1 단백질이 제거된 생쥐는 미로찾기는 물론 청각공포 체험을 여러 번 반복시켜도 기억을 하지 못하는 것으로 나타났다. 연구팀은 이 생쥐에게 Ythdf1 단백질을 주입해 다시 똑같은 실험을 한 결과 기억력과 학습 과제 수행 능력이 향상되는 것을 확인했다. RNA 변형 단백질이 기억과 학습능력 향상에 도움을 준다는 설명이다. 송홍준 펜실베니아대 의대 신경과학과 교수는 이번 연구는 유전자 번역 과정이 변화될 경우 신경자극이 어떻게 반응하는지를 보여주는 흥미로운 발견”이라며 “m6A 변형은 학습과 기억 뿐만 아니라 면역계에서도 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있는 만큼 다른 자극에 미치는 영향까지 추가적 연구가 필요하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

갑자기 날씨가 추워지거나 더워지면 냉난방기 사용이 늘어난다. 문제는 갑작스러운 냉난방기 사용으로 인해 국가적으로는 전력공급에 차질이 생기거나 개별 사용자들에게는 전기료 걱정이 앞서게 된다. 프랑스와 한국 연구진이 전력 사용을 최소화할 수 있는 친환경 냉난방 장치를 개발해 주목받고 있다. 프랑스 고등사범대, 파리 과학인문대학(PSL대), 몽펠리에대, 파리 샤클레대와 한국화학연구원 CCP융합연구단 공동연구팀은 전력을 거의 사용하지 않아도 되는 친환경 냉난방기용 흡착제를 개발하는데 성공했다고 1일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학 및 에너지 분야 국제학술지 ‘네이처 에너지’ 최신호에 실렸다. 일반적으로 많이 사용되는 냉난방기는 전기로 작동하는 에어컨이나 전기히트펌프이다. 전기히트펌프는 전기모터로 압축기를 작동시켜 냉난방을 하는 장치이다. 문제는 이들 냉난방기는 전력피크나 냉매로 인한 환경 파괴 등의 문제를 일으킬 수 있다. 이 때문에 많은 연구자들이 전기를 거의 사용하지 않고 물과 흡착제, 재생열을 이용해 작동시킬 수 있는 흡착식 냉난방기에 주목하고 있다. 흡착식 냉난방기는 물이 수증기로 증발할 때 주변의 열을 빼앗는 원리로 냉방을 하고 수증기가 물로 응축될 때 열을 방출해 난방을 시킨다. 흡착식 냉난방기는 이름에서도 알수 있듯이 수분을 빨아들이거나 내뱉는 흡착제가 핵심소재다. 문제는 지금까지 나온 실리카겔이나 제올라이트 흡착제는 수분 흡착용량이 작고 다시 사용하는 과정이 복잡하다는 점이다. 연구팀은 지르코늄을 활용해 공극이 많은 다공성 금속-유기 골격체를 개발했다. 이번에 개발한 흡착제는 물을 잘 빨아들이는 친수성과 물을 거부하는 소수성을 동시에 갖고 있기 때문에 기존 흡착식 냉난방기보다 냉방시 수분 흡착력과 저온 재생능력이 우수하다는 평가다.연구팀에 따르면 기존 제올라이트 흡착제보다 24% 이상 효율이 우수하고 흡착용량도 실리카겔 흡착제보다 2배 이상 크고 70도 이하의 온도에서도 수분을 쉽게 제거할 수 있다. 또 황산이나 염산 같은 산성물질에 노출되도 구조 손상이 없고 기계적 강도도 우수하다. 이번에 개발한 흡착제를 흡착식 냉난방기에 적용하면 전력을 현재 전기식 에어컨 5% 미만으로 사용할 수 있는 것으로 분석됐다. 난방기로 구동시킬 때도 마찬가지인 것으로 조사됐다. 장종산 화학연 박사는 “이번 기술은 흡착식 냉난방과 함께 수분제어용 에너지 절약형 흡착제, 기체 분리 및 정제용 멤브레인, 건물 공조기, 제습냉방기, 에너지 절약형 제습기 등 다양하게 쓸 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 암 세포까지 항암제를 손실없이 갖고 이동한 뒤 정확히 치료하는 일종의 ‘나노 항암제 폭탄’ 기술을 개발했다. 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부 유자형, 김채규 교수와 생명과학부 강세병 교수 공동연구팀은 항암제를 암세포까지 손실없이 이동시켜 정확히 치료할 수 있는 약물 전달체 플랫폼 기술을 개발했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 1일자에 실렸다. 약물 전달체는 치료제를 담아 표적으로 삼은 세포에 전달하는 물질이다. 나노기술을 이용한 약물 전달체는 지금까지도 많이 개발됐지만 실제 치료효과는 기대만큼 크지 않았다. 나노 약물 전달체를 암이 생긴 생쥐에게 주사했을 때 100개 중 7개 정도만 암세포로 도달한다는 연구결과들이 보고된 것만 봐도 알 수 있다. 이런 낮은 효율은 ‘단백질 코로나 현상’ 때문이다. 단백질 코로나 물질은 일단 나노 전달체를 주입하면 몸 속에 있는 수많은 단백질이 약물 전달체에 달라붙으면서 움직임이 둔해져 암세포에 도달하기도 어렵고 도달한 다음에도 약물을 내보내기 어려워지고 심지어는 다른 정상적인 조직에 영향을 미쳐 독성이 생기는 부작용까지 보이기도 한다. 연구팀은 체내 다른 단백질들과는 상호작용을 하지 않는 부분과 특정 유전자 서열에 따라 달라 붇는 기능성 부분으로 이뤄지는 재조합 단백질을 만들었다. 항암 나노입자를 이 재조합 단백질로 둘러싸 다른 단백질과는 결합하지 않는 대신 암 조직까지 정확히 찾아갈 수 있도록 한 것이다.연구팀은 실제 생체환경에서도 작동하는지 알아보기 위해 생체와 유사한 실험환경을 만들어 재조합 단백질 결합 나노항암제를 담가두고 관찰하면서 컴퓨터 시뮬레이션으로 분석했다. 그 결과 단백질 보호막이 외부 단백질을 효과적으로 막아 기존 나노항암제보다 효율이 10배 이상 높아진 것으로 확인됐다. 이와 함께 암을 유발시킨 생쥐에게 새로운 나노단백질 항암제 폭탄을 주입한 결과 기존 약물 전달체보다 암세포를 더 잘 공격하면서도 나노물질이 정상 조직에 쌓여 드러내는 ‘나노 독성’도 적은 것으로 밝혀졌다. 유자형 자연과학부 교수는 “이번 연구결과는 새로운 포적 지향형 약물 전달 시스템 원천기술을 확보했다는 의미를 갖고 암 치료 뿐만 아니라 다양한 질병의 진단과 치료에 활용될 수 있을 것으로 기대된다”며 “앞으로 재조합 단백질 설계를 다르게 하며 다양한 역할을 수행할 플랫폼을 개발할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

美 등 우주 강국 인간이 지낼 도시 계획 얼음 200억t 석탄 캐듯 채굴해 물 확보 표토·3D 프린팅 기술로 벽돌집 만들 듯 한국 2030년까지 ‘탐사 프로젝트’ 추진지구로부터 평균 거리 38만 4400㎞, 지구 크기의 4분의1, 지구 질량의 81.3분의1. 바람도 서늘한 맑은 가을밤 뜰 앞에서 하늘을 향해 고개를 들면 한눈에 ‘달’이 들어온다. 지구의 유일한 위성인 달은 인류의 시작부터 동경의 대상이었다. 동서양의 수많은 전설과 신화 속에 등장했던 달은 20세기 중반까지만 해도 문학 작품이나 영화 소재로만 다뤄졌다. 그러다 1969년 7월 20일 미국 아폴로 11호가 달에 착륙해 인류 최초로 발자국을 남기면서 과학의 영역으로 들어왔다. 이후 1972년 12월 7일 아폴로 17호의 달착륙을 마지막으로 달에 대한 관심은 멀어져 왔다. 달 탐사가 냉전 시대 미국과 옛 소련의 대결 구도에서 나온 결과물이기도 했거니와 달 탐사 이후에 대한 구체적인 비전이 없었던 탓이 컸다. 한편으로는 달 너머 심(深)우주와 태양계의 다른 행성과 위성에 대한 관심이 더 켜졌기 때문이기도 하다. 아폴로 11호 달탐사 50주년을 앞둔 현재 미국과 유럽, 중국, 일본 등 전통적인 우주 강국들이 다시 달로 눈을 돌리고 있다. 미국 항공우주국(NASA)은 달 표면에 인간이 상주할 수 있는 ‘우주 기지’(Moon Base)를 건설할 계획을 추진 중이며 유럽 우주국(ESA)도 비슷한 개념의 ‘달 도시’(Moon Village) 계획을 밝혔다. 중국항천국(CNSA) 역시 달 기지 건설을 차기 목표로 발표한 바 있다. 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 이번 주 호에는 달에 세워질 거주지가 어떤 형태로 만들어지게 될 것인가를 다룬 특집을 실어 관심을 끌고 있다. 우주 선진국들은 대략적으로 2020년대 중후반에 달 기지를 구축해 우주인들을 단기 거주시켜 보완해야 할 점을 찾은 뒤 2030년부터는 달에 있는 자원들을 활용해 실제 삶을 영위해가는 ‘첫 번째 달 이민자’를 보내겠다는 계획을 갖고 있다. 이를 위해 ESA와 독일항공우주센터(DLR)는 최근 독일 쾰른의 유럽우주비행사센터에 1000㎡ 크기의 가상 달 표면 체험 장치 ‘루나’(LUNA)를 조성했다. 달 표면과 비슷한 약한 중력 상태를 만들어 달에서 거주할 경우 나타날 수 있는 신체적 변화와 기지 구축, 탐사, 식물 재배 등 다양한 생존 조건을 시험해 보기 위한 일종의 거대한 실험장치다. 달 기지 구축에 있어서 가장 중요한 것은 ‘물’ 확보다. 달에 사람이 거주하게 될 경우 물은 식수는 물론 작물 재배를 위한 농업 용수, 그리고 전력 공급에 필요한 연료 전지로 활용되기 때문이다. 러시아 연방우주국(RSA)의 계산에 따르면 4명이 거주하는 달 기지에서 1년 동안 필요한 물의 양은 수십 톤에 불과하지만 거주자가 늘어날 경우 그 양은 기하급수적으로 증가하게 된다. 달에서 물은 얼어 있기 때문에 석탄을 캐듯 채굴하는 형식이 될 것으로 보이는데 달의 남, 북극에 있는 얼음의 양은 약 200억t 정도가 될 것으로 추정되고 있다. 물 확보가 어려운 경우는 달 표면의 ‘표토’(Regolith)를 활용하게 된다. 달 표면에 있는 돌가루 모양의 물질인 표토는 실리카와 각종 금속산화물, 산소를 포함하고 있어 활용도가 높다. 일단 표토에 산소가 43% 정도가 포함돼 있기 때문에 지구에서 운송해 간 수소를 결합시켜 물을 만들 수 있다. 또 표토는 3D프린팅 기술을 활용해 벽돌을 찍어낼 수 있기 때문에 달 표면으로 향해 날아드는 소행성과 방사선 등을 막을 수 있는 거주지를 만드는 데도 유용하게 활용될 수 있다. 독일항공우주센터 마티아스 모이러 박사는 “달에 사람이 장기 거주하고 식민지화시키기 위해서는 달에 있는 자원들만으로 의식주 문제를 해결할 수 있어야 한다”라고 강조했다. 한편 한국도 달 탐사 경쟁에 뛰어들어 2020년까지 달 주변을 도는 550㎏급 궤도선을 발사하고 2030년에 달 착륙선과 탐사로봇을 보내기 위한 ‘한국형 달 탐사 프로젝트’를 추진하고 있지만 기술 확보나 계획 수준은 우주 선진국들에 비해 한참 뒤처져 있다. 국내 우주 전문가들은 “우주 선진국들처럼 정확한 비전과 목표를 갖고 관련 프로젝트를 추진하는 것이 중요하다”며 “사실 달 탐사나 한국형 발사체 개발 일정이 꼬이고 개발이 늦어지는 이유도 박근혜 정부가 현실을 고려하지 않고 무리하게 2020년까지 달에 태극기를 꽂겠다고 정치적 선언을 하면서부터였다”고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1999년 개봉한 영화 ‘매트릭스’에서 본 인상적인 장면이 있다. 인공지능 기계에 필요한 에너지를 생산하기 위해 ‘인공자궁’에서 태아를 생산하는 모습이었다. 액체가 가득한 기계에 복잡한 관이 연결된 채로 태아들이 줄지어 자라나고 있었다.지난해 비슷한 모습의 사진이 뉴스에서도 등장했다. 마치 다른 세계의 생명체인 것처럼 투명한 비닐주머니에 거의 다 자란 새끼 양이 들어있는 장면이었다. 새끼 양의 탯줄은 혈액을 순환시키고 산소, 영양분을 공급하는 ‘체외순환 시스템’과 연결돼 있었다. 또 비닐백을 채운 ‘인공 양수’는 새 양수를 공급해주는 시스템과 연결됐다. 미국 필라델피아 어린이병원 연구팀이 조산으로 태어난 새끼 양 8마리를 ‘바이오백’이라고 불리는 비닐주머니 속에서 4주 동안 생존시킨 모습을 담은 ‘네이처 커뮤니케이션스’의 사진이었다. 극단적으로 일찍 태어난 양 태아를 어미 뱃속과 같은 곳에서 하얀 솜털이 자랄 때까지 성공적으로 키운 것이다. 인공자궁 연구 역사는 의외로 길다. 1955년 이매뉴얼 그린버그라는 내과의사는 인공자궁 아이디어로 특허를 냈다. 1997년 요리노리 구와바라 일본 준텐도대 교수는 인공양수가 들어 있는 플라스틱 상자에서 염소 태아를 3주간 성장시키는 데 성공했다. 2002년 류흥칭 미국 코넬대 교수팀은 쥐의 자궁내막에서 채취한 세포를 활용해 인공자궁을 만들었다. 지난해 영국 케임브리지대 연구팀은 인간 자궁내막 조직에서 채취한 세포를 배양해 ‘인공 자궁내막’을 개발했다. 미래학자와 윤리학자의 기대와 우려의 시선도 오래됐다. 일각에서는 난임, 불임 부부에게 큰 도움이 될 것이라는 주장과 저출산 문제를 해결하려는 시선이 있다. 종교계에서는 인간복제 논란과 함께 인간 존엄성 문제에 대한 경고를 보낸다. 의학적으로는 과연 건강한 태아가 태어날 것인지 우려하는 목소리도 있다. 하지만 현 시점에선 기우일 수 있다. 40여년 전 ‘시험관 아기’ 기술이 세상에 나왔을 때 “인간을 만들어 내는 신성한 과정에 과학이 침범했다”는 비판이 끊이지 않았지만 오늘날에는 더이상 뉴스거리조차 되지 못한다. 필라델피아 어린이병원 연구팀 책임자는 “언론에 등장하는 윤리적 반발은 본연구에 대한 임상적 의미를 잘 몰라 생긴 일”이라고 했다. 성인들도 체외순환을 오래 지속하면 여러 가지 합병증에 맞닥뜨린다. 장기간 인공자궁에서 태아를 성장시키는 기술은 아직 요원하다. 현재의 연구는 미숙아들이 인큐베이터에서 자라며 생기는 합병증을 줄이고 건강한 삶을 얻도록 하는 데 목표를 둔다. 또 인공자궁 기술 발달과 함께 조산 자체를 줄이는 차원의 의학 발전도 이뤄질 것이다. 인간의 건강한 삶을 향한 의학과 공학의 노력이 바른 방향으로 가고 있는지 우리는 여러 가지로 가정하며 생각하고 걱정해야 한다. 하지만 기술의 한계를 알고 그 선의의 목적을 인지하는 태도도 중요하게 여겨야 할 것이다.

TV나 라디오의 육아상담, 가정상담 코너에는 간혹 남편들이 ‘아내가 아이를 낳은 뒤 연애시절처럼 자신에게 관심을 가져주지 않는다’는 불평불만(?)의 사연을 보내오는 경우가 있다. 육아에 지친 아내에게 아이말고 자신에게도 관심을 가져달라고 하는 요구가 무리이고 아내와 집안일을 분담하면서 자연스럽게 다시 관계를 회복할 수 있다는 결론이 대부분이다. 그런데 일본과 미국 생물학자들이 남편, 아내, 아이 3각 관계 속에서 아내가 남편에게 관심을 갖지 않는 것은 단순히 심리적 무게감 때문만이 아니라 생물학적 요인도 있다는 사실을 밝혀내 주목받고 있다. 바로 아기에게서 분비되는 페로몬이 엄마의 성적 본능을 억제시킨다는 것이다. 일본 도쿄대 농업및생명과학대학원, 이화학연구소(RIKEN) 뇌과학센터, RIKEN 바이오시스템 역학연구센터, 미국 하버드대 의대 세포생물학과 공동연구팀은 생쥐실험을 통해 새끼와 엄마 생쥐간에 페로몬으로 소통을 하며 새끼 생쥐가 분비하는 페로몬은 엄마의 리비도를 억제하는 효과가 있다고 29일 밝혔다. 리비도(Libido)는 정신분석학자인 프로이트가 제시한 개념으로 성(性)본능을 의미하며 인간이 태어날 때부터 갖추고 있는 본능에너지를 말한다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 26일자(현지시간)에 실렸다. 연구팀은 아기 생쥐와 함께 있는 엄마 생쥐들이 아빠 생쥐들과 일정 기간 동안 짝짓기하는 것을 거부하는 것을 관찰하고 그 원인을 추적했다. 아기 생쥐들에게서는 ‘외분비선 분비 펩타이드22’(ESP22)라는 무색 무취의 페로몬이 나오는데 특히 새끼들의 눈물 속에 많이 포함돼 있다는 사실을 확인했다.연구팀은 출산하지 않거나 짝짓기를 하지 않은 암컷 생쥐들에게 ESP22를 노출시킨 결과 수컷 생쥐들과 짝짓기를 거부하는 것을 관찰했다. 연구팀은 지난 2010년에 수컷 생쥐 눈물에 포함된 ESP1이라는 페로몬이 암컷 생쥐의 성충동을 유발시킨다는 사실을 발표한 바 있다. 연구팀은 ESP22와 ESP1에 암컷 생쥐를 동시에 노출시켜본 결과 ESP22가 ESP1을 압도해 성충동을 억제한다는 사실을 새로 확인했다. 연구팀 관계자는 “새끼가 여러 마리일 경우 진화생물학적으로 한정된 자원을 경쟁해야 하는 상황이 벌어지게 된다”며 “새끼 생쥐의 눈물에 포함된 ESP22는 엄마의 성충동을 억제함으로써 자원을 놓고 경쟁할 수 있는 형제, 자매 숫자를 줄이려는 자연의 선택으로 봐야할 것”이라고 해석했다. 연구팀은 각종 질병을 옮기는 시궁쥐와 같은 쥐들을 없애는데 눈물에서 나오는 페로몬을 사용함으로써 개체를 줄여나갈 수 있을 것으로 기대하고 있다. 토우하라 카주시게 도쿄대 응용생화학과 교수는 “페로몬이라는 호르몬 자체는 동물의 종(種)마다 특이적 성질을 갖고 있어 다르게 작용하기 때문에 이번에 나온 생쥐 실험결과를 사람에게 직접 적용해 설명하는 것은 쉽지 않다”라면서도 “페로몬과 다른 여러 종류의 화학신호에 동시에 노출되는 자연 환경에서 뇌가 어떻게 특정 페로몬에 대해 인식하고 반응하는지를 보여준 연구로 페로몬이 사람에게도 특정 행동을 유발케 하는 것은 분명할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

대표적인 법조비리 사건인 ‘정운호 게이트’에 연루돼 약 100억원의 부당 수임료를 챙긴 혐의로 기소된 최유정 변호사의 형이 징역 5년 6개월로 확정됐다. 대법원 1부(주심 이기택)는 변호사법 위반 등의 혐의로 기소된 최 변호사의 재상고심에서 징역 5년 6개월에 추징금 43억 1250만원을 선고한 원심판결을 25일 확정했다. 최 변호사는 2015년 12월∼2016년 3월 상습도박 혐의로 구속돼 재판 중이던 정운호 전 네이처리퍼블릭 대표로부터 재판부에 선처를 청탁해주겠다는 명목으로 50억원을 받은 혐의로 기소됐다. 또 2015년 6∼10월 유사수신업체인 이숨투자자문 대표 송창수씨로부터도 재판부 청탁 취지로 50억원을 받은 것으로 조사됐다. 이외에도 총 50여건의 사건을 수임하면서 65억원에 달하는 수임료를 매출로 신고하지 않고 누락해 6억원 상당을 탈세한 혐의(조세범처벌법 위반)도 받았다. 이 사건은 정운호씨와 최 변호사가 2016년 4월 최 변호사가 정씨를 구치소에서 접견하는 중에 수임료 반환을 둘러싸고 다툰 사실이 알려지면서 불거졌다 1·2심은 “재판부와 교제하거나 청탁할 수 있다는 잘못된 믿음을 의뢰인들에게 심어줘 상상할 수 없는 거액의 금원을 받았다”면서 변호사법 위반과 탈세 혐의 등을 유죄로 인정해 징역 6년을 선고했다. 추징금만 1심이 명령한 45억원이 2심에서 43억 1250만원으로 줄었다. 그러나 대법원은 주된 혐의인 변호사법 위반은 유죄로 인정하되 탈세액 중 일부는 정당한 세금계산서 발생 사실이 인정된다며 이 부분에 한해 2심 재판을 다시 하라고 결정했다. 파기환송심 재판부는 “1심 판단은 여러모로 충분히 수긍할 만하다”면서도 공소사실의 범위가 줄어든 점을 반영해 최 변호사에게 징역 5년 6개월을 선고했다.추징금은 당초 2심에서 명령했던 43억 1250만원으로 책정했다. 대법원도 이번에는 하급심 판결이 옳다고 판단했다. 오세진 기자 5sjin@seoul.co.kr

#트롤리 전차가 시속 100㎞의 속도로 궤도를 달리고 있다. 궤도 앞쪽에는 5명의 인부가 귀마개를 하고 작업을 하고 있어서 전차가 다가오는 소리를 듣지 못하는 상황. 전차를 멈추는 것이 최선이지만 브레이크가 고장났다. 그나마 다행인 것은 선로를 바꿀 수 있는 레버는 작동시킬 수 있다. 문제는 바뀌는 선로에도 1명의 작업자가 있다. 선로를 바꾸지 않으면 5명이 죽게 되고 바꾸면 1명이 죽는다. 과연 어떤 선택이 윤리적으로 타당한 것일까.미국 하버드대 정치철학자 마이클 샌델의 강의 ‘정의’(Justice) 첫 수업에 나오는 유명한 ‘트롤리 사고 실험’이다. 실제상황을 가정한 이 사고 실험은 다양하게 변형돼 윤리 문제를 생각케 한다. 예를 들어 5명은 나와 상관없는 사람들이고 1명이 가족이라면 어떻게 할 것인가 같은 형태이다. 자율주행차 기술이 발달하면서 머지않은 미래에 운전자 없이 인공지능(AI)이 운전하는 완전 자율주행차 시대가 올 것으로 전망되고 있다. 완전 자율주행차 시대가 도래했을 때 ‘트롤리 딜레마’는 단순한 철학적, 윤리적 사고 실험이 아닌 현실 문제가 된다. 이 때문에 외국에서는 과학자들과 윤리학자, 철학자들이 이런 문제를 어떻게 해결할 것인지에 대해 머리를 맞대고 있다. 미국 매사추세츠공과대(MIT) 미디어랩과 데이터·시스템·사회연구소, 하버드대 인간진화생물학과, 캐나다 브리티시컬럼비아대 심리학과, 프랑스 툴루즈1대학 경제학부 공동연구팀은 ‘도덕기계’(Moral Machine)로 이름 붙인 대규모 온라인 조사 플랫폼을 이용해 233개 국가 및 도시에 사는 수백만명을 대상으로 트롤리 딜레마를 조사해 분석한 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 24일자에 발표했다. 이번 연구에는 한국계 과학자 리처드 김 MIT 미디어랩 연구원이 1저자로 참여했다. 도덕기계는 영어, 아랍어, 중국어, 프랑스어, 독일어, 일본어, 한국어, 포르투갈어, 러시아어, 스페인어 10개 국어로 번역돼 2016년 11월부터 2017년 3월까지 약 3961만개의 윤리적 선택에 대한 빅데이터를 수집했다. 자율주행차나 AI의 윤리적 문제에 대한 역대 최대 규모의 조사 연구다. 연구팀은 편도 2차로를 지나는 자율주행차가 횡단보도를 코 앞에 두고 브레이크 고장으로 멈출 수 없는 상황을 가정했다. 이때 곧장 직진을 하면 보행자를 사망에 이르게 하고 핸들을 꺾어 옆 차로로 가면 콘크리트 장벽에 충돌해 탑승자가 죽게 된다. 연구팀은 탑승자와 보행자의 성별과 숫자, 애완동물 동승 등 조건을 변화시켜 13가지 시나리오를 만든 뒤 상황에 따른 응답자들의 선택을 조사했다. 그 결과 우선 보호해야 할 대상으로는 아기, 소녀, 소년, 임산부, 남성 의사, 여성 의사, 여성 운동선수, 여성 CEO, 남성 운동선수, 남성 CEO 순으로 조사됐다. 또 크게 보호할 필요가 없는 대상으로는 고양이, 범죄자, 개, 여성 노인, 남성 노인, 노숙자, 몸집이 큰 남자가 꼽혔다. 특성별로 보면 차량 탑승자보다는 보행자, 남성보다는 여성, 어른보다는 아이, 사회적 지위가 낮은 사람보다 높은 사람, 교통신호를 준수하는 사람, 노인보다는 어린이, 애완동물보다는 사람, 사람 수가 적은 쪽보다 많은 쪽이 살 수 있도록 해야 한다고 선택한 것으로 나타났다. 연구팀은 응답자의 거주지역과 국가별로 서구권(Western), 동양권(Eastern), 오세아니아 및 남미권(Southern) 3개 범주로 구분해 선택 경향을 파악하기도 했다. 서구권에서는 사람의 숫자가 많은 쪽, 어린아이이거나 몸집이 작은 사람들을 구하는 방향을 선호했지만 동양권에서는 사람 숫자와 관계 없이 보행자와 교통규칙을 지키고 있는 쪽이 더 안전해야 한다는 선택을 했다. 남미권에서는 여성과 어린아이, 사회적 지위가 높은 사람이 더 안전하도록 알고리즘이 설계되는 것을 선호하는 것으로 드러났다. 장 프랑소와 보네퐁 툴루즈1대학 교수는 “완전 자율주행차가 갑자기 맞닥뜨릴 수 있는 현실은 개발자들이 이야기하는 것처럼 예측가능한 경우는 거의 없다”라며 “윤리적 결정을 내려야 하는 완전 자율주행차를 허용하기 전 제조사와 정부, 학자들이 함께 머리를 맞대고 범용적 기준이 아닌 지역별, 문화적 맞춤형 도덕 AI 알고리즘을 설계할 수 있도록 해야 할 것”이라고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

역대 최대 233개 국가 수백만명 대상 3961만개 ‘윤리적 선택’ 빅데이터 분석 #트롤리 전차가 시속 100㎞의 속도로 궤도를 달리고 있다. 궤도 앞쪽에는 5명의 인부가 귀마개를 하고 작업을 하고 있어서 전차가 다가오는 소리를 듣지 못하는 상황. 전차를 멈추는 것이 최선이지만 브레이크가 고장났다. 그나마 다행인 것은 선로를 바꿀 수 있는 레버는 작동시킬 수 있다. 문제는 바뀌는 선로에도 1명의 작업자가 있다. 선로를 바꾸지 않으면 5명이 죽게 되고 바꾸면 1명이 죽는다. 과연 어떤 선택이 윤리적으로 타당한 것일까.미국 하버드대 정치철학자 마이클 샌델의 강의 ‘정의’(Justice) 첫 수업에 나오는 유명한 ‘트롤리 사고 실험’이다. 실제상황을 가정한 이 사고 실험은 다양하게 변형돼 윤리 문제를 생각케 한다. 예를 들어 5명은 나와 상관없는 사람들이고 1명이 가족이라면 어떻게 할 것인가 같은 형태이다. 자율주행차 기술이 발달하면서 머지않은 미래에 운전자 없이 인공지능(AI)이 운전하는 완전 자율주행차 시대가 올 것으로 전망되고 있다. 완전 자율주행차 시대가 도래했을 때 ‘트롤리 딜레마’는 단순한 철학적, 윤리적 사고 실험이 아닌 현실 문제가 된다. 이 때문에 외국에서는 과학자들과 윤리학자, 철학자들이 이런 문제를 어떻게 해결할 것인지에 대해 머리를 맞대고 있다. 미국 매사추세츠공과대(MIT) 미디어랩과 데이터·시스템·사회연구소, 하버드대 인간진화생물학과, 캐나다 브리티시컬럼비아대 심리학과, 프랑스 툴루즈1대학 경제학부 공동연구팀은 ‘도덕기계’(Moral Machine)로 이름 붙인 대규모 온라인 조사 플랫폼을 이용해 233개 국가 및 도시에 사는 수백만명을 대상으로 트롤리 딜레마를 조사해 분석한 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 24일자에 발표했다. 이번 연구에는 한국계 과학자 리처드 김 MIT 미디어랩 연구원이 1저자로 참여했다. 도덕기계는 영어, 아랍어, 중국어, 프랑스어, 독일어, 일본어, 한국어, 포르투갈어, 러시아어, 스페인어 10개 국어로 번역돼 2016년 11월부터 2017년 3월까지 약 3961만개의 윤리적 선택에 대한 빅데이터를 수집했다. 자율주행차나 AI의 윤리적 문제에 대한 역대 최대 규모의 조사 연구다. 연구팀은 편도 2차로를 지나는 자율주행차가 횡단보도를 코 앞에 두고 브레이크 고장으로 멈출 수 없는 상황을 가정했다. 이때 곧장 직진을 하면 보행자를 사망에 이르게 하고 핸들을 꺾어 옆 차로로 가면 콘크리트 장벽에 충돌해 탑승자가 죽게 된다. 연구팀은 탑승자와 보행자의 성별과 숫자, 애완동물 동승 등 조건을 변화시켜 13가지 시나리오를 만든 뒤 상황에 따른 응답자들의 선택을 조사했다. 그 결과 우선 보호해야 할 대상으로는 아기, 소년, 소녀, 임산부, 남성 의사, 여성 의사, 여성 운동선수, 여성 CEO, 남성 운동선수, 남성 CEO 순으로 조사됐다. 또 크게 보호할 필요가 없는 대상으로는 고양이, 범죄자, 개, 여성 노인, 남성 노인, 노숙자, 몸집이 큰 남자가 꼽혔다. 특성별로 보면 차량 탑승자보다는 보행자, 남성보다는 여성, 어른보다는 아이, 사회적 지위가 낮은 사람보다 높은 사람, 교통신호를 준수하는 사람, 노인보다는 어린이, 애완동물보다는 사람, 사람 수가 적은 쪽보다 많은 쪽이 살 수 있도록 해야 한다고 선택한 것으로 나타났다. 연구팀은 응답자의 거주지역과 국가별로 서구권(Western), 동양권(Eastern), 오세아니아 및 남미권(Southern) 3개 범주로 구분해 선택 경향을 파악하기도 했다. 서구권에서는 사람의 숫자가 많은 쪽, 어린아이이거나 몸집이 작은 사람들을 구하는 방향을 선호했지만 동양권에서는 사람 숫자와 관계 없이 보행자와 교통규칙을 지키고 있는 쪽이 더 안전해야 한다는 선택을 했다. 남미권에서는 여성과 어린아이, 사회적 지위가 높은 사람이 더 안전하도록 알고리즘이 설계되는 것을 선호하는 것으로 드러났다. 장 프랑소와 보네퐁 툴루즈1대학 교수는 “완전 자율주행차가 갑자기 맞닥뜨릴 수 있는 현실은 개발자들이 이야기하는 것처럼 예측가능한 경우는 거의 없다”라며 “윤리적 결정을 내려야 하는 완전 자율주행차를 허용하기 전 제조사와 정부, 학자들이 함께 머리를 맞대고 범용적 기준이 아닌 지역별, 문화적 맞춤형 도덕 AI 알고리즘을 설계할 수 있도록 해야 할 것”이라고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국, 캐나다, 프랑스 국제공동연구팀이 인공지능(AI)이 운전하는 무인 자율주행차가 도로에서 맞닥뜨릴 수 있는 윤리적 딜레마 상황을 가정하고 무인차가 어떤 선택을 하는 것이 옳다고 생각하는지 대규모 조사를 실시했다. 그 결과 많은 사람들이 어린아이, 여성, 사회적 지위가 높은 사람이 보호받아야 한다고 답했다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 실렸다.

미국, 캐나다, 프랑스 국제공동연구팀이 인공지능(AI)이 운전하는 무인 자율주행차가 도로에서 맞닥뜨릴 수 있는 윤리적 딜레마 상황을 가정하고 무인차가 어떤 선택을 하는 것이 옳다고 생각하는지 대규모 조사를 실시했다. 그 결과 많은 사람들이 어린아이, 여성, 사회적 지위가 높은 사람이 보호받아야 한다고 답했다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 실렸다.

아시아 코끼리의 뛰어난 수학적 능력을 증명하는 실험결과가 공개됐다. 일본 하야마에있는 종합연구소대학원대학(SOKENDAI) 소속 연구진은 도쿄 우에노동물원에 서식하는 아시아코끼리 3마리를 대상으로 실험을 실시했다. 실험에 참여된 코끼리는 각각 15살 된 수컷, 18살 된 암컷, 14살 된 암컷이었으며, 연구진은 이들에게 터치스크린을 장착한 태블릿을 이용해 수적 개념을 교육시켰다. 우선 첫 번째 트레이닝 과정에서는 사육사와 함께 코를 이용해 터치스크린을 정확하게 터치하는 방법을 익히도록 했고, 두 번째 과정에서는 터치스크린에 등장하는 ‘시작’ 버튼을 정확히 터치하는 방법을 익히게 했다. 코끼리들은 터치스크린에 ‘시작’ 버튼이 뜬 뒤 30초 안에 이를 정확히 누르면 사육사로부터 보상으로 먹이(과일)를 얻었다. 세 번째 트레이닝 과정에서는 터치스크린에 두 가지 그림을 띄우고, 이중 더 많은 수를 내포하는 그림을 코로 터치하도록 했다. 예컨대 사과 한 개가 있는 그림과 수박 3개가 있는 그림 등을 보여주는 방식이었으며, 코끼리가 더 큰 수가 있는 그림을 알맞게 터치할 경우 ‘딩동댕’과 같은 소리를 들려주고 과일을 보상으로 주었다. 만약 문제를 맞추지 못한 경우에는 ‘땡’과 같은 짧은 소리를 들려주고 5초 동안 검은색으로 변한 화면을 보게 했다. 이 같은 훈련을 반복한 결과 ‘Authai’라는 이름의 14살 암컷 코끼리는 다른 코끼리에 비해 높은 수준의 수적 감각을 보였다. 이 코끼리는 모든 훈련이 끝난 뒤 더 큰 수를 고르는 271차례의 테스트 중 181번을 맞춰 66.8%의 정확도를 기록했다. 특히 이 코끼리는 테스트에 활용된 그림의 종류나 크기, 그림과의 거리 등과 관계없이 정확히 개수만을 세고 수의 크기를 비교하는 능력을 보였다. 연구를 이끈 나오코 이리에 박사는 “이번 연구는 다른 동물에게서는 보고되지 않은 아시아코끼리만의 독특한 수적 능력을 보여준다”면서 “비록 이 코끼리가 정답을 짚어내는데 걸리는 시간은 거리에 따라 다소 달랐지만, 정답률에서는 차이를 보이지 않았다”고 설명했다. 이어 “이러한 능력은 아시아코끼리에게서만 독립적으로 진화했을지도 모른다”면서 “약 760만 년 전 아시아 코끼리와 아프리카 코끼리가 갈라지면서 서로 각기 다른 인지 능력이 발달했을 가능성이 높다”고 덧붙였다. 이번 연구결과는 스프링거 네이처(Springer Nature)에서 출간하는 학술지인 ‘동물행동학’ 저널(Journal of Ethology) 22일자에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

우주 화성에 생명체가 존재하기에 적합한 양의 산소가 존재할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국항공우주국(이하 NASA)의 제트추진연구소 소속 이론물리학자인 블라다 스타멘코비치 박사 연구진은 화성의 지하에 고농도의 소금이 녹아 있는 지하수가 존재하며, 이 지하수에는 미생물이나 해면동물이 생존하기에 충분한 산소가 녹아있다는 사실을 확인했다. 일반적으로 지구의 대기는 산소가 21% 정도로 호흡 시 산소를 필요로 하는 생물에게 문제가 없지만, 화성 대기에는 산소가 0.14%에 불과해 미생물이나 해면동물 등도 생존하기 어려운 환경으로 추정돼 왔다. 하지만 NASA의 화성탐사 로버인 큐리오시티가 화성 표면에서 산화망간(산소와 망간의 화합물)을 발견했고, 산소가 일정량 이상 있어야 생성되는 산화망간의 존재가 확인되자 연구진은 화성에도 생명체가 살아가기에 충분한 산소가 있을지 모른다는 기대를 품게 됐다. 연구진은 극저온의 기온에서 산소가 짠 물에 용해되는 컴퓨터 모델, 그리고 지난 2000만 년 전과 향후 1만 년의 기후변화에 관한 모델을 종합해 분석했고, 이를 통해 산소를 많이 품고 있는 지역을 추정해냈다. 그 결과 고농도의 소금과 산소가 녹아있는 물이 존재할 가능성이 가장 높은 지역은 화성의 극지방인 것으로 나타났다. 연구진은 “큐리오시티 등 화성탐사를 통해 확인된 화성의 짠 지하수는 영하 195~영하 20도의 극저온에서도 물이 얼지 않으며, 액체 상태로 존재하는 물은 미생물 등 생명체에게 산소를 공급하기에 매우 적합한 환경”이라고 설명했다. 이어 “일부 화성 지하에 있는 짠 물의 산소 농도는 해면과 같은 원시 다세포 생물이 살아갈 수 있을 정도”라면서 “이번 연구결과는 화성에 생명체가 존재한다는 것을 입증하지는 않지만, 생명체 존재 가능성에 대한 인류의 이해를 바꿔놓을 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 지구과학 분야 유력 학술지인 ‘네이처 지오사이언스‘(Nature Geoscience) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

美-中 연구팀 “학생-교사간 교감이 학습동기 유발과 학습성취도에 영향” “캡틴, 오 마이 캡틴”이라는 대사로 유명한 1989년 영화 ‘죽은 시인의 사회’에는 로빈 윌리암스가 괴짜 국어선생님 키팅으로 등장한다. 키팅 선생님은 어른들의 눈으로 볼 때는 괴짜 같지만 학생들에게는 시의 아름다움과 자유로운 사고를 일깨우는 수업으로 진정한 ‘캡틴’으로 자리잡게 된다. 많은 학생들은 키팅 같은 좋은 선생님을 찾아 가르침을 받으려 하고, 교사들은 ‘키팅’ 선생님이 되기 위해 노력한다. 그렇다면 좋은 선생님의 기준은 뭘까. 여러 가지를 들 수 있겠지만 자신에게 도움을 줄 것으로 보이는 좋은 선생님은 학생들이 감각적으로 구분해낼 수 있다는 재미있는 연구결과가 나왔다. 미국 듀크대 신경생물학과, 일본 도호쿠대 생명과학부, 중국 베이징대 생명과학부, 베이징대-IDG맥거번 뇌연구소, 베이징-칭화 생명과학센터 공동연구팀은 어린 금화조(Zebra finch)가 노래를 제대로 가르치는 성인 새를 감각적으로 찾아낸다는 사실을 발견했다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 17일자에 실렸다. 금화조는 노래하는 새인 명금(鳴禽)의 일종으로 사회성이 발달해 있고 수컷이 암컷에게 구애하기 위해 노래를 부르는 것으로 알려져 있어 학습이나 기억 관련 실험을 할 때 자주 사용되는 동물이다. 특히 수컷의 노래는 종족 보존을 위해 필수적인 것으로 알려져 있다. 사람을 비롯해 많은 동물들은 생존과 관련되거나 집단의 문화를 배울 때 어른의 행동을 모방하는 방식을 따른다. 동물들에게 있어서 모방이 가장 좋은 학습 방법이라는 것은 알고 있지만 정확히 어떤 메커니즘으로 작동하는지는 알려지지 않았다. 연구팀은 정확한 음색과 음정으로 노래하는 수컷 어른 금화조의 노래를 녹음해 스피커로 들려주거나 금화조의 노래와 비슷한 다른 종류의 새의 소리를 들려주는 실험을 했다. 그 결과 실제 성인 금화조의 노래가 아니면 새끼 금화조들은 노래를 따라하지 않는 것을 확인했다.연구팀은 어린 새들이 노래를 배우는 과정에서 뇌의 어떤 부위가 활성화되는지에 특히 주목했다. 그 결과 사람의 언어중추라고 부르는 브로카영역과 비슷한 대뇌피질 부분과 수도관주변 회백질(PAG·Periaqueductal gray) 부위가 활성화되는 것을 확인했다. 수도관주변 회백질은 도파민을 방출하는 신경세포군이 포함돼 있는 곳으로 다른 개체와 정서적 교감이 이뤄질 때 활성화되는 것으로 알려져 있다. 실제로 이전에 성인 금화조를 한 번도 만난 적이 없는 어린 금화조들은 노래하는 성인 수컷 금화조의 노래를 들을 때 언어중추는 물론 PAG 부위가 활발히 움직였는데 노래를 부르지 못하는 수컷이나 암컷 금화조를 만났을 경우는 PAG 부위가 활성화되지 않는 것으로 나타났다. 특히 성인 수컷 금화조가 노래를 부르지 않고 있어도 새끼 금화조의 뇌에서는 PAG 부위가 활성화되는 것이 관찰됐다. 연구팀은 이 같은 현상은 뇌신경세포가 소리가 아닌 다른 사회적 신호에 반응하는 것을 의미한다고 해석했다. 실제로 수컷 성인 금화조가 노래를 부를 때 새끼 금화조의 PAG 회로를 차단하면 학습에 참여하지 않고 딴청을 피는 것이 관찰됐다. 반대로 PAG를 활성화시키면서 수컷 성인 금화조의 노래를 녹음해 틀어주면 진짜 새가 없어도 학습에 적극적으로 참여하고 따라하는 현상이 나타났다. 연구팀 관계자는 “도파민은 돈이나 사탕 같은 외부 보상에 의해 강화되고 발현되기도 하지만 제대로 된 교사를 만날 경우에도 보상중추가 활발히 작동해 학습에 대한 동기가 발현될 수 있다”며 “사람의 경우에도 학습에 참여하는 학생들과 교사들의 정서적 교감이 학습동기는 물론 학습능률도 높일 것”이라고 설명했다. 리차드 무니 미국 듀크대 교수는 “금화조는 유전자로 전달받는 특성들 이외에 한 세대에서 다음세대로 학습을 통해 전달받는 것은 노래하는 것으로 마치 사람이 말을 배우는 것과 똑같은 행동”이라며 “이번 연구결과는 올바른 교사를 만나는 것이 좋은 학습 결과를 가져올 수 있다는 사실을 그대로 보여준 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

마트 등에 가면 다양한 요구르트 제품에 ‘프로바이오틱스’ 함유라는 문구를 볼 수 있다. 프로바이오틱스는 섭취해 장에 도달했을 때 장내 환경에 유익한 작용을 하는 균주를 말한다. 이렇듯 먹는 유산균으로 알려진 프로바이오틱스를 이용해 다양한 염증성 질환이나 알레르기 질환을 치료할 수 있을 것이라는 가능성을 확인한 연구결과를 국내 연구진이 발표해 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 면역미생물공생연구단 임신혁(포스텍 생명과학과) 교수팀은 지금까지 단순한 건강식품으로만 알려진 프로바이오틱스가 새로운 면역치료제 원료로 활용될 수 있다는 연구결과를 발표하고 이에 대한 전문가들의 공개 논의를 제안했다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 면역학’ 19일자에 실렸으며 ‘주목할 만한 논문’으로 선정됐다. 11월 중에 전세계 전문가들과 이와 관련한 공개토론을 열고 페이스북으로 생중계될 계획이다. 건강에 도움을 주는 프로바이오틱스 연관 시장과 산업은 매년 크게 성장하고 있으며 관련 연구들도 활발히 이뤄지고 있다. 그렇지만 프로바이오틱스의 어떤 미생물이 어떤 질환에 효과가 있는지 체내에서 어떻게 작용하는지 등은 명확히 밝혀져 있지 않다. 연구팀은 모유 수유를 한 영유아들이 아토피 피부염과 같은 자가면역질환에 덜 걸린다는 사실에 착안했다. 연구팀은 프로바이오틱스 중 면역 제어 기능이 있는 균을 골라낼 수 있는 분석시스템을 개발하고 프로바이오틱스를 투여했을 때 생기는 장내 환경을 모사하는 시스템을 개발해 활용했다. 그 결과 면역반응을 원하는 방향으로 재설계 할 수 있는 ‘비피더스 PRI1’ 균을 발견했다.연구팀은 생쥐의 장에 있는 면역세포들을 분리해 1차 군을 만든 뒤 이 중에서 면역반응을 조절하는 T세포의 분화와 증식을 유도할 수 있는 특정 균을 뽑아 2차 군을 구성했다. 2차 군에 포함된 후보 미생물은 200여 종에 이르렀다. 이 중에서 비피더스 PRI1 균을 추출해 체내에 전혀 세균이 없는 무균 생쥐에게 주입한 결과 비피더스 PRI1이 소장과 대장에서 면역조절 T세포를 분화하고 증식을 유도한다는 사실을 확인했다. 비피더스 PRI1 균이 투여된 생쥐는 그렇지 않은 생쥐보다 면역세포가 크게 증식되고 장 표면 염증도 줄었다. 연구팀은 이탈리아 나폴리대 연구팀과 함께 비피더스 PRI1을 정밀 분석한 결과 ‘세포 표면 다당체’라는 물질이 면역을 활성화시킨다는 것을 증명하고 화학구조와 반응 메커니즘도 밝혀냈다. 임신혁 교수는 “이번 연구는 프로바이오틱스가 꼭 살아있어야만 효능이 있을 것이라고 여겨졌던 기존 상식을 뒤집었다는데 의미가 크다”며 “프로바이오틱스의 유용한 활성에 대한 과학적 근거를 제시하고 면역 활성 물질의 화학적 구조와 작용기작을 규명해 미생물을 이용한 마이크로바이옴 치료제 개발에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘Tears In Heaven’으로 잘 알려진 영국의 뮤지션 에릭 클랩튼은 전 세계 3대 기타리스트로 불리기도 한다. 그런데 몇 년전 말초신경증으로 인해 기타 치기도 쉽지 않다는 소식이 알려져와 국내외 팬들을 안타깝게 했다. 말초신경증은 당뇨나 각종 외상으로 인해 말초신경을 둘러싸고 있는 신경섬유가 손상되면서 나타나는 질환으로 갑작스러운 통증과 함께 손이나 발이 저리고 한쪽 힘이 빠지는 증상을 동반한다. 국내 연구진이 이처럼 손상되거나 끊긴 말초신경을 치료하고 저절로 녹아 사라지는 신경치료제를 개발해 주목받고 있다. 카이스트 바이오및뇌공학과 강승균 교수와 미국 노스웨스턴대 구자현 박사 공동연구팀은 절단된 말초신경을 전기치료하고 치료가 완료되면 몸에서 저절로 분해돼 사라지는 전자약물을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학 분야 국제학술지 ‘네이처 메디슨’ 최신호에 실렸다. 말초신경 손상은 국내에서도 연간 1만건 이상 발생할 정도로 빈도가 높은 외상 중 하나이다. 신경 재생이 얼마나 빨리 이뤄지느냐에 따라 회복율과 후유증 정도가 달라진다. 치료가 늦어질 경우 심하면 영구 근육장애가 발생하기도 한다. 많은 연구자들이 신경재생 속도를 높이기 위한 전자약 개발에 주력하고 있다. 전자약은 전기신호를 통해 체내 장기, 조직, 신경을 자극해 신경재생 속도를 높여 치료효과를 극대화하는 기술이다. 그렇지만 전기신호를 전달하기 위해서는 전선으로 머리카락 두께의 신경을 감싸고 치료가 끝나면 신경을 감쌌던 전선을 다시 제거해야 한다. 부착도 힘들지만 제거 과정에서 2차 신경손상이 일어나는 경우가 많았다. 연구팀은 이같은 문제점을 해결하기 위해 초박막형 실리콘과 유연성을 갖춘 생분해성 고분자를 이용해 300㎛(마이크로미터) 두께의 얇고 유연성있으며 수개월 내에 분해돼 사라지는 전자약을 개발됐다.이번에 개발한 전자약은 한 번 부착하면 무선으로 작동할 수 있고 치료가 완료될 경우 몸 속에 녹아서 흡수되기 때문에 별도의 제거수술이 필요하지 않다. 여러 번의 추가수술 없이 반복적인 전기치료가 가능하고 제거수술이 필요없어 2차 손상을 걱정하지 않아도 된다. 연구팀은 생분해성 무선 전자약 기술은 말초신경 치료 뿐만 아니라 외상성 뇌손상, 척추손상 같은 중추신경 손상 치료 및 재활, 부정맥 치료를 위한 단기심장박동기 기술에도 응용할 수 있을 것으로 보고 있다. 강승균 카이스트 교수는 “이번 기술이 상용화될 경우 몸 속에서 녹는 수술용 실처럼 병원을 찾지 않고도 집에서 편하게 물리치료 받듯 전기치료를 받을 수 있게 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2년 전 ‘세계에서 가장 오래된 화석’이라고 소개된 암석이 실제로는 일상에서 흔히 볼 수 있는 평범한 돌이라는 주장이 나와 논란이 일고 있다. 워싱턴포스트 등 해외 언론의 17일 보도에 따르면 문제가 된 화석은 2016년 호주 월론공대학 연구진이 그린란드에서 발견한 것으로, 지구의 원시생물 중 하나인 남세균(cyanobacteria)이 광물과 뒤섞여 쌓인 퇴적층을 뜻하는 스트로마톨라이트(stromatolite)를 찾았다고 주장했다. 당시 연구진이 발견한 화석은 이전까지 가장 오래된 화석으로 꼽히는 스트로마톨라이트(약 35억 년 전)와 유사한 원뿔 형태였다. 이런 형태의 화석은 오랜 시간 동안 깊숙한 땅 속에서 열과 압력에 파괴되기 쉽지만 그린란드의 극한 환경이 이 화석을 보호해 보존 상태가 양호했다는 설명도 곁들여져 있었다. 문제는 당시 호주 연구진이 37억 년 전 것으로 추정된다고 했던 화석이 35억 년 된 스트로마톨라이트와 형태는 유사하지만 고대 미생물의 직접적인 증거가 발견되지 않았다는 사실이다. 결국 미국항공우주국(NASA) 제트추진연구소의 에비게일 앨우드 박사 연구진은 그린란드에서 스트로마톨라이트로 추정됐던 암석을 재분석했다. 그 결과 문제의 화석이 원뿔형태의 독특한 모양을 가진 것은 사실이지만 이는 그저 오랫동안 압력에 의해 변형된 암석에서 쉽게 나타나는 형태에 불과한 ‘평범한 돌’이라는 결론을 내렸다. 뿐만 아니라 몇 십억 년 전부터 존재한 스트로마톨라이트라면 응당 화석층에 탄산염이 포함돼 있어야 하는데, 호주 연구진이 내세운 화석에서는 내부의 화석층이 아닌 외부에서 탄산염이 발견됐다. 이 역시 문제의 화석이 지구의 역사를 내포한 스트로마톨라이트가 아니라는 것을 의미한다고 앨우드 박사는 설명했다. 미국 현지시간으로 17일, 세계적인 과학 저널인 ‘네이처’에 앨우드 박사 연구진의 논문이 실리자, 2년 전 연구를 진행했던 앨런 넛맨 교수는 즉각 반박 주장을 내놓았다. 넛맨 교수는 영국 과학매체인 뉴사이언티스트와 한 인터뷰에서 “앨우드 연구진이 잘 보존되지 않은 화석만 골라 분석해 오류를 범했다”면서 “대상을 잘못 골랐기 때문에 화석이 아닌 평범한 돌이라는 결론이 나온 것”이라고 주장했다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 태양전지의 효율을 높이고 발전단가를 낮출 수 있는 양자점 박막을 손쉽게 만들 수 있는 기술을 개발했다. 한국기계연구원 나노응용역학연구실 정소희 박사팀은 안정성이 뛰어나 흡수 및 발광파장을 조절할 수 있는 나노미터 크기의 반도체 결정인 양자점을 쉽게 만들 수 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 15일자에 실렸다. 양자점 태양전지는 양자점 소재를 표면에 입혀 태양전지에 적용한 것으로 기존 실리콘 태양전지보다 효율이 높고 발전단가를 낮출 수 있어 많은 과학자들이 연구하고 있다. 그러나 현재 개발 중인 양자점 박막은 불안정성이 커서 효율이 들쭉날쭉해 상용화하기 쉽지 않았다. 연구팀은 광학적, 전기적 특성이 뛰어난 원소주기율표 3족 원소와 5족 원소를 이용해 양자점 잉크와 박막을 만든 뒤 양자점 태양전지를 만들었다. 3~5족 원소가 화합물을 이루고 있는 반도체물질들은 가전제품이나 휴대폰 등 기기의 소형화에 많이 활용된다. 이렇게 만든 양자점 박막은 대기에 노출되어도 전하 농도가 보존돼 전기적 특성이 우수한 것이 확인됐다. 정소희 박사는 “이번에 개발된 3~5족 양자점 잉크와 박막은 대기에 노출된 상태에서도 전하 농도 보존성이 우수하고 크기 조절을 통해 전하를 조절할 수 있어 태양전지는 물론 광센서 등 다양한 광전자 응용분야에서 사용될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

이달 초 열린 유엔 산하 ‘기후변화에 관한 정부 간 협의체’(IPCC) 제48차 총회에서는 ‘지구온난화 1.5도 특별보고서’가 승인됐다. 보고서에 따르면 지구 평균온도가 산업화 이전보다 2도 이상 상승할 경우 전 세계 산호의 99%가 소멸하고 10만 5000종의 생물 상당수가 멸종될 가능성이 커진다. 그뿐만 아니라 여름철 폭염 가능성이 높아지고 말라리아, 뎅기열 같은 감염성 질병 확산 지역이 넓어질 것으로 전망됐다.이 같은 상황임에도 여전히 지구온난화는 심각하지 않다거나 과학자들의 과장일 뿐이라고 생각하는 이들이 있다. 그러나 지구온난화로 인한 기후변화 속도가 가속화될 경우 무더운 여름에 시원한 맥주를 즐기기도 어렵고 세계문화유산을 더이상 볼 수 없게 될지도 모른다는 연구결과를 들으면 어떻게 생각할까. 중국 베이징대와 허난농업대, 국립농업과학원, 베이징사범대, 칭화대, 멕시코 국제옥수수·밀 개량센터, 영국 이스트앵글리아대와 케임브리지대, 미국 캘리포니아 어바인대(UC어바인) 공동연구팀은 기후변화로 인해 극단적인 가뭄과 폭염이 잦아질 경우 맥주의 주성분인 보리의 수확량이 줄어들어 맥주 생산에 영향을 미칠 것이라는 연구결과를 식물학 분야 국제학술지 ‘네이처 플랜트’ 15일자에 발표했다. 연구팀은 IPCC 5차 보고서에 나온 4개 시나리오에 따라 주요 보리재배지 34곳의 수확량에 대한 시뮬레이션을 실시했다. 연구팀이 보리를 시뮬레이션 대상으로 삼은 것은 보리가 기후조건에 민감한 작물이면서 빵, 동물 사료, 맥주 제조 등 다양하게 활용되기 때문이다. 분석 결과에 따르면 보리 재배철에 폭염과 가뭄이 계속된다면 기후변화 시나리오에 따라 3%에서 17%까지 수확량이 줄어들게 된다. 특히 연구팀은 온실가스 배출량을 줄여 기온상승 폭을 1.5도 이하로 막지 못할 경우 맥주 주요 생산국인 벨기에, 아일랜드, 체코 등이 직접적 타격을 입어 맥주 소비량이 3분의1 정도 줄 것으로 내다봤다. 또 최악의 기후 시나리오에 따르면 21세기 말 아일랜드 맥주 가격은 지금보다 적게는 43%에서 최대 338%까지 오를 수 있다고 연구진은 진단했다. 또 독일 킬대학, 국제기후포럼, 영국 사우샘프턴대와 본머스대, 서섹스대 공동연구팀은 지구온난화로 인한 잦은 홍수와 폭우 등으로 인해 해수면이 높아져 지중해 연안에 위치한 유네스코 세계문화유산 49곳 중 47곳이 잠기게 될 것이라는 연구결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 16일자에 발표했다. 연구팀은 IPCC의 기후변화 모델에 따른 시뮬레이션을 만들어 해수면 상승에 영향을 받는 지역과 세계문화유산 위치 데이터를 결합시켜 분석한 결과 해수면 상승으로 해안 침식과 범람의 위협이 특히 심한 곳은 ‘물의 도시’ 베네치아다. 물 위에 떠 있는 도시 베네치아는 기후변화로 인해 큰 홍수가 잦아지면 최대 2.5m의 해수면 상승으로 육상 면적의 97%가 잠길 것으로 전망됐다. 레나 라이만 독일 킬대학 지리학 박사는 “이번 연구를 통해 기후변화가 전 인류의 문화유산을 파괴할 가능성이 크다는 것을 다시 한번 확인했다”며 “피해 최소화를 위해 전 세계가 지구온난화 억제에 나서야 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구상에서 가장 오래된 동물의 흔적이 발견됐다고 사이언스데일리 등 과학전문 매체가 15일 보도했다. 미국 캘리포니아대학 연구진이 오만과 시베리아, 인도 등지에서 수집한 오래된 암석과 유류(oils)들을 정밀 분석한 결과, 여기에서 지구상에 출현했던 가장 오래된 동물의 흔적, 즉 화석을 찾아냈다. 연구진이 찾은 화석은 일반적인 화석처럼 뼈대를 가지고 있는 형태가 아닌, 분자 형태의 화석이다. 분자 화석은 미세 유기물 흔적으로, 그 내부에 그것이 어떤 생명체인지를 말해 주는 생물학적 지표의 하나다. 분석 결과 화석의 주인은 캄브리아 대폭발로 출현한 것으로 알려진 원시 해면동물로 밝혀졌다. 6억 3500만 년 전 암석과 유류에서 나온 해면동물의 분자화석은 생체 내에서 신호 전달 물질로 사용되는 스테로이드 복합체의 한 종류를 포함하고 있었으며, 이는 현존하는 보통해면류에 의해서만 합성되는 26-mes(26-methylstigmastane) 복합체와 동일한 것으로 확인됐다. 즉 이 화합물의 발견은 보통해면류와 이러한 종류의 초기 다세포 동물(혹은 단세포 동물이 다세포 동물로 진화하는 과정의 동물)이 6억 3500만 년 전에도 번성했다는 것을 의미한다고 연구진은 설명했다. 일반적인 화석이 아닌 분자화석으로는 당시 해면의 모습에 대해 특정할 수 없지만, 이번 연구결과는 약 5억 4000만 년 전인 캄브리아기 시기에 갑자기 동물의 문(門)이 폭발적으로 등장(캄브리아기 대폭발)한 이유를 설명하는데 도움이 될 것으로 보인다. 자세한 연구결과는 과학저널 ‘네이처 생태와 진화‘(Nature Ecology & Evolution) 15일자에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr