복부 내장지방이 생체시계를 교란해 염증, 대사성 질환 등을 일으킨다는 연구결과가 나와 눈길을 끌고 있다. 단순히 뱃살을 줄이는 다이어트보다 복부 피하지방을 없애는 것이 아름다움은 물론 건강에도 더 도움이 될 것으로 보인다.2일 연세대학교 강남세브란스병원 가정의학과 이지원 교수 연구팀은 강남세브란스병원 비만클리닉을 방문한 남녀 75명의 복부 내장지방 및 피하지방 면적과 혈액 내 시계유전자 발현을 측정한 결과, “복부 내장지방이 시계유전자 발현에 영향을 미쳐 생체시계로 알려진 24시간 일주기 리듬을 흐트러뜨릴 수 있는 사실을 확인했다”고 밝혔다. 복부 내장지방과 피하지방 면적은 복부 컴퓨터단층촬영(CT) 영상으로, 시계유전자는 환자 혈액의 말초혈액단핵구세포(peripheral blood mononuclear cells)에서 추출해 측정했다. 연구팀에 따르면 내장지방의 면적이 증가할수록 시계유전자로 알려진 PER2, PER3, CRY2 mRNA 발현은 감소한 반면 또다른 시계유전자인 CRY1 mRNA 발현은 증가했다. 세포 내 유전자 발현이 내장지방 면적 증가에 따라 오르내리면서 적정 수준을 벗어난다는 뜻이다. 그러나 흔히 뱃살로 불리는 복부 피하지방 면적은 어떤 시계유전자의 발현과도 연관성을 보이지 않았다. 이에 연구팀은 복부 피하지방보다는 복부 내장지방이 시계유전자 발현에 영향을 미치고, 결국 일주기 리듬을 흐트러뜨릴 수 있다는 결론을 내렸다. 일주기 리듬은 생명체가 지구의 자전에 맞춰 24시간을 주기로 일정하게 움직이는 신체 리듬을 칭한다. 예를 들면 날이 밝으면 잠에서 깨고 일정 시간에 배가 고파지는 행동 등이 모두 일주기 리듬의 영향을 받은 결과다. 지난해 생체시계에 영향을 미치는 유전자를 발견하고 작동 원리를 규명한 미국 과학자가 노벨생리의학상을 수상해 대중에게도 익숙해졌다. 생체시계가 교란되면 인간에 유익한 호르몬이나 면역세포가 제때 활성화되지 않아 에너지대사에 문제를 일으킬 수 있다. 일주기 리듬이 무너지면 비만이 늘어나거나 염증, 대사성 질환이 증가하는 것으로 전해진다. 이지원 교수는 “이번 연구는 복부 내장지방이 시계유전자 발현에 영향을 준다는 사실이 밝혀졌다는 데 의미가 있다”며 “앞으로 심뇌혈관질환, 암 등 복부 내장지방과 관련된 여러 질환에 시계유전자가 어떤 영향을 미치는지 후속 연구가 필요하다”고 말했다. 연구결과는 국제학술지 ‘시간생물학’(Chronobiology International)에 게재됐다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

“따님이 엄마와 너무 닮았네요.” “어디 가셔도 형제분이라는 걸 바로 알겠어요.” “아들이 아빠 붕어빵이야.”부모와 자녀, 형제자매 간은 얼굴 생김새부터 키, 심지어 목소리까지도 상당히 비슷한 경우를 많이 볼 수 있다. 오래전부터 유전학자들은 이러한 현상을 부모, 자녀, 형제자매 간에 공유하는 유전적 정보에 의해 결정된다는 것을 알고 있었다. 이제는 이 유전정보가 우리 몸을 구성하는 세포 안의 게놈을 구성하는 DNA에 있는 것까지 알게 되었다.하지만 부모, 자녀, 형제자매 간이라도 약간의 차이가 있다. 이것은 양쪽 부모에게서 받은 유전 정보의 조합 때문에 나타나는 현상이라고 생각해 왔다. 그렇지만 이런 조합으로는 설명되지 않는 차이가 있는 경우가 종종 있는데 이것은 어떻게 가능할까. 이를 설명해 줄 수 있는 하나의 기작(機作)으로 DNA 일부가 이리저리 위치를 옮기는 현상이 있다. 유전정보를 지니고 있는 DNA는 항상 그 상태를 유지할 것으로 생각되기 때문에 DNA의 일부가 이리저리 위치를 옮긴다는 것은 위험하지 않을까라는 생각도 들 수 있다. 하지만 이런 현상은 20세기 중반 미국의 유전학자 바버라 매클린톡 박사가 처음 발견했다. 매클린톡 박사는 옥수수 색깔의 변화가 DNA의 일부가 위치를 바꾸는 현상으로 결정된다는 것을 발견했고, 그 덕분에 1983년 노벨생리의학상을 수상했다. DNA의 일부는 이리저리 위치를 옮기는데 이런 DNA를 점핑 유전자라고 부른다. 이런 점핑 유전자가 인간 게놈 프로젝트를 마친 뒤 중요성이 더욱 부각됐다. 그 이유는 우리가 갖고 있는 DNA 중 점핑 유전자가 차지하는 비율이 거의 절반 가까이 되기 때문이다. ‘DNA는 유전 정보이니 그 상태가 그대로 유지될 것이다’라는 일반적인 생각과 상당히 다르다. 우리의 유전정보가 변화무쌍하게 움직이고 있을지도 모른다는 것이다. 하지만 다행히도 이러한 점핑 유전자들 중에 많은 경우는 게놈상에서 움직이는 능력을 잊어버려서 실제로는 아주 작은 숫자들 정도만 위치를 옮기는 능력을 가지고 있다. 점핑 유전자의 움직임으로 생명체는 진화를 할 가능성을 열어 놓지만 과도하거나 잘못된 위치로 움직이는 점핑 유전자는 질병을 유발할 수도 있다. 질병, 진화, 그리고 노화까지도 관련성이 있을 것으로 생각이 되면서 최근 점핑 유전자가 움직이는 메커니즘과 세포 내 작용을 알아내려는 연구가 활발해지고 있다. 지난 11일 점핑 유전자의 움직임을 촉진하거나 저해하는 생체 내의 단백질에 대한 첫 청사진과 관련한 논문이 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 실렸다. 이 논문에서는 기존에 잘 알려져 있는 DNA 복제와 손상 복구 단백질들이 중요한 역할을 할 것이라고 밝혔다. DNA 복제와 손상 복구는 오랜 기간 동안 과학자들의 관심사였고 수많은 노벨상을 배출한 분야이기도 하다. 필자도 관련 분야에 대해 연구를 진행하고 있다. 이번에 발표된 논문 결과를 분석해 보면 아마도 생명체 내의 세포는 점핑 유전자가 위치 이동을 하는 것을 효과적으로 조절하는 것이 아닌가 싶다. 이러한 조절을 통해 질병과 노화를 막고, 진화의 방향을 정하는 것은 아닐까 하는 생각도 든다. 좀더 많은 연구가 수행되면 점핑 유전자를 이용한 게놈의 변화를 유도할 수 있지 않을까 하는 생각도 해봤다. 최근 DNA를 이용해서 정보를 저장하려는 시도들이 있었다. 전 세계의 모든 정보를 컴퓨터에 저장하려면 너무나 많은 공간이 필요하다. 그런데 DNA를 이용하면 이러한 문제가 해결된다고 한다. 하지만 현재의 기술로는 DNA에 저장된 정보를 편집할 수 없다는 것이 큰 걸림돌이다. 오늘 이야기한 점핑 유전자의 효과적 조절과 최근 들어 활발하게 연구되는 유전자 가위기술을 이용할 수 있다면 DNA에 저장하려는 정보를 우리가 컴퓨터에서 정보를 수정하듯이 쉽게 고칠 수 있는 그런 날이 오지 않을까 하는 생각을 해 본다.

여아 1위는 21년째 음식점 주인 일본 남아들이 가장 선호하는 장래 직업은 학자·박사 인것으로 나타났다.도쿄신문은 일본 아동을 대상으로 장래희망을 묻는 설문조사에서 학자와 박사가 남자 아이들로부터 가장 많은 표를 얻었다고 5일 보도했다. 학자·박사가 1위에 오른 것은 15년만이다. 최근 일본인의 노벨상 수상이 잇따랐던 것이 영향을 미친 것으로 보인다고 도쿄신문은 전했다. 일본 보험회사 제일생명보험이 작년 7~9월 전국 유아·초등학생 1천100명을 대상으로 실시한 ‘어른이 된다면 되고 싶은 직업’ 설문조사에서 남자 아동은 ‘학자·박사’를, 여자 아동은 음식점 주인을 각각 가장 많이 꼽았다. 제일생명보험은 지난 1989년부터 매년 같은 내용의 설문조사를 진행하고 있다. 남자 아동의 랭킹에서 ‘학자·박사’는 근년 들어 급상승하고 있다. 2016년 발표된 설문에서 8위를 차지하다 작년 2위로 상승했다가 올해 다시 1위가 됐다. 도쿄신문은 ‘학자·박사’가 아동 사이에서 주목받는 배경에는 일본인의 노벨상 수상이 있다고 설명했다. 일본은 작년에는 노벨상 수상자를 내지 못했지만 2015년과 2016년 2년 연속 일본인이 노벨 생리의학상을 수상했다. ‘학자·박사’ 다음으로는 야구선수, 축구선수가 2~3위를 차지했다. 의사와 경찰관·형사는 공동 4위였고 목수와 소방관·구급요원은 6위와 7위였다. 한편 여자 아동이 꼽은 랭킹에서는 21년째 음식점 주인이 1위였고, 간호사, 보육원·유치원 교사, 의사, 학교 교사, 가수·탤런트·예능인, 약사 순이었다. 오달란 기자 dallan@seoul.co.kr

인류 역사에 이름을 남긴 과학자들을 보면 살아있을 때 높은 평가를 받은 이들은 그리 많지 않다. 물론 다른 분야도 마찬가지겠지만, 묵묵히 연구하는 특성상 일반인들은 모르는 경우가 태반이다. 이에 따라 최근 미국 온라인 미디어 ‘빅 싱크’는 과학자들의 훌륭한 업적을 생전에 확인할 수 있도록 현존하는 위대한 과학자 10인을 선정해 소개했다. 다음은 순위에 상관없이 소개된 순서대로 나열한 것이다. 1. 팀 버너스 리(1955년생) 영국 태생의 컴퓨터 과학자다. 오늘날 네트워크 사회의 기초가 되는 월드와이드웹(WWW·World Wide Web)의 하이퍼텍스트 시스템을 고안·개발했다. URL, HTTP, HTM 역시 그가 설계했으며, 1991년에는 세계 최초의 웹사이트를 공개하기도 하다. 2004년 엘리자베스 2세 영국 여왕에게 기사 작위를, 최근에는 IT계 노벨상인 튜링상을 받기도 했다. 2. 스티븐 호킹(1942년생) 현재 우주 물리학 분야에서 가장 영향력이 큰 과학자다. 1988년 출판한 저서 ‘시간의 역사’는 세계적인 베스트셀러로 20년 동안 1000만 부가 넘는 판매를 기록했다. 특히 블랙홀 연구에 있어 매우 날카로운 고찰을 했는데 블랙홀이 양자역학적인 효과로 인해 방출하는 열복사는 그의 이름을 따서 ‘호킹 복사’로 불리게 됐을 정도다. 근위축성 측색경화증(ALS)으로 휠체어를 타고 있지만, 권위 있는 물리학자로서 존경받아 세상의 많은 사람에게 용기를 주고 있다. 3. 제인 구달(1934년생) 영국의 영장류학자로, 세계에서 가장 저명한 침팬지 전문가다. 55년이 넘는 오랜 기간 야생 침팬지들의 사회적이고 가족적인 교류 형태를 연구해왔다. 그녀의 혁신적인 연구는 인간뿐만 아니라 침팬지도 도구를 만들어 활용할 수 있다는 걸 보여줬다. 또 침팬지의 폭력적인 성격에 관한 선구적인 관찰 연구를 해 그 안에서도 어린 원숭이를 사냥하고 포식하는 개체의 실태를 밝혀내기도 했다. 1977년부터는 제인 구달 연구소를 설립해 환경 보호와 생물 다양성 등에 관한 문제에 과감하게 나서고 있다. 4. 앨런 구스(1947년생) 미국의 이론 물리학자이자 우주론자로, 우주의 급팽창(인플레이션)이론을 처음 제안했다. 이는 우주가 처음에는 천천히 커지다가 어느 순간 빛보다 빠르게 급팽창하고 다시 느리게 확장했다는 이론이다. 이를 통해 우주의 탄생을 설명하는 표준 모형인 빅뱅 이론이 설명하지 못한 부분을 대부분 해결한 공로로 기초물리학상과 캐블리상을 받았다. 5. 아쇼케 센(1956년생) 인도의 이론 물리학자로, 끈 이론을 여러 분야에서 다각적으로 연구해 발전시켰다는 평가를 받고 있다. 1989년 ICTP 상, 1994년 샨티 스와럽 바트나가 과학기술상, 2001년 파드마 쉬리 상, 2012년 기초물리학상 등을 받았다. 6. 제임스 왓슨(1928년생) 미국의 분자 생물학자이자 유전학자이다. 1953년 발표한 DNA의 ‘이중 나선’ 구조의 공동 발견자로, 1962년 노벨 생리의학상을 받았다. 이중 나선 구조의 발견은 이후 분자 생물학에서 비약적인 발전으로 이어졌고 그의 공적이 재평가돼 2002년 의학분야에서 가장 저명한 게어드너재단 국제상을 받았다. 7. 투유유(1930년생) 아시아와 아프리카에서 수많은 생명을 구한 말라리아 예방약을 만들어낸 공로로 중국 여성 최초로 2015년 노벨상을 받았다. 그녀는 중국 전통의학을 기초로 삼아 중개똥쑥에서 아르테미시닌과 다이하이드로아르테미시닌을 발견했다. 이를 이용한 치료로 열대 지역에 사는 사람들의 건강을 크게 개선했다. 8. 노암 촘스키(1928년생) 미국의 언어학자이자 정치 활동가로, 많은 분야에서 세계적인 영향을 끼쳤다. ‘현대 언어학의 아버지’로 불리며, 인지 과학 분야의 창시자 중 한 사람이기도 하다. 100여 권의 저서를 집필하고 다양한 분야를 선도하면서 동시대적인 비판까지도 겸비한 그는 오늘날 미국의 외교 정책을 공개적으로 비판하고 있다. 9. 야마나카 신야(1962년생) 줄기세포 연구자로, 신체의 기존 세포에서 다양한 줄기세포(iPS 세포)를 생성하는 기술을 공동 발견해 2012년 노벨 생리의학상을 받았다. 2013년에는 마크 저커버그 등 실리콘밸리 거부들이 만든 ‘생명과학 혁신상’을 받아 300만 달러(약 33억 원)의 상금을 거머쥐기도 했다. 10. 엘리자베스 블랙번(1948년생) 호주와 미국의 이중 국적을 가진 분자 생물학자로 항노화 분야, 특히 염색체 말단부인 텔로미어가 염색체를 보호하는 원리를 규명하고 텔로미어를 보호하는 효소 텔로머레이스를 발견한 공로로 2009년 노벨 생리의학상을 받았다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

노벨상 수상자가 최근 발표한 논문에서 오류가 발견돼 논문이 철회돼 ‘망신’을 당했다.학술논문 철회 정보를 추적하는 웹사이트인 ‘리트랙션 워치’는 7일 2009년 노벨생리의학상을 받은 미국 하버드대 잭 쇼스택 교수가 지난해 화학분야 국제학술지 ‘네이처 케미스트리’에 발표한 ‘지구 생명 RNA 기원설’ 논문이 철회됐다고 밝혔다. 이 논문은 지구에서 생명이 발생할 당시에 존재했을 가능성이 있는 특정 유형의 펩타이드가 RNA의 자기복제에 유리한 조건을 조성한다는 연구결과를 제시했다. 이는 DNA나 복잡한 단백질보다 먼저 RNA가 나타나 진화했을 것이라는 과학계의 가설을 지지하는 것으로 해석돼 주목을 받았다. 그러나 쇼스택 교수의 연구실에 있던 티볼리 올슨 박사가 지난해 논문의 결과를 재현해 보려고 실험을 했지만 재현이 되지 않았다. 이에 올슨 박사는 초기 데이터 해석이 잘못된 것으로 밝혀졌다. 결국 펩타이드가 RNA 복제를 쉽게 하는 환경을 조성하는 것이 아니었다는 뜻이다. 쇼스택 교수는 이 같은 사실을 보고 받고 공저자들은 물론 학술지 편집자들과 상의해 논문을 철회했다. 쇼스택 교수는 “이번 실수는 매우 당혹스러운 일로 실험을 해석함에 있어 충분히 주의를 기울이고 엄격한 기준을 적용했어야 하는데 그렇게 하지 못했다”며 “그나마 다행인 것은 우리 스스로가 오류를 발견해 고치고 상황을 파악했다는 것”이라고 말했다. 쇼스택은 노벨상 수상자로 선정된 2009년에도 그 전년도에 발표한 미국 국립학술원회보(PNAS) 논문을 ‘재현 불가’로 철회한 적이 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

유도만능줄기세포(iPS) 개발로 노벨생리의학상을 수상했던 야마나카 신야 일본 교토대 iPS세포연구소장이 “줄기세포 확보는 공공사업이기 때문에 이익을 위해 특허료를 행사하는 것을 자제해야 한다”는 생각을 밝혀 주목받고 있다.야마나카 교수는 7일 일본 경제일간지 닛케이와 인터뷰에서 iPS세포를 사업화한 후지필름에 재생의료 보급확대를 위해서는 특허 사용료 받는 것을 억제해야 하며 이를 위한 교섭을 시작하고 싶다고 밝혔다. 후지필름의 미국 자회사인 셀룰러 다이내믹스 인터네셔널은 iPS세포에서 이식세포를 만드는 핵심특허를 갖고 있는데 이 특허를 사용하는데 사용료가 지나치게 비싸다는 비판을 받고 있다. 실제로 야마나카 교수가 이끌고 있는 교토대 연구소에서는 iPS세포에 관한 기본 특허의 사용료는 제품의 1.5%로 낮게 설정돼 있다. 야마나카 교수는 “iPS세포를 비축하고 확보하는 것은 공공사업이기 때문에 사용료를 올려서는 안된다”며 공공성을 강조했다. 특허 사용료가 지나치게 높일 경우 일부 돈 많은 계층에게만 재생의학의 혜택이 돌아가는 것을 우려한 것이다. 일본 정부는 iPS세포 연구에 지난 10년 동안 약 1000억엔(약 9740억원)을 투자하고 있다. iPS세포연구소도 정부 지원으로 재생의료에 활용하기 위한 iPS세포를 비축중인 것으로 알려졌다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“전 그리 똑똑한 사람이 아니지만 꾸준히 관찰을 반복하다 보니 우연히 ‘사이클린’(세포주기 핵심조절인자)을 발견해 노벨상을 받게 됐습니다. 조만간 여러분 중에도 노벨과학상을 받는 첫 한국인이 나올 수 있을 것이라 생각합니다.”노벨생리의학상 수상자인 티머시 헌트 영국 케임브리지대 대학원 의학박사는 29일 오후 3시 서울 성동구 한양대 백남음악관에서 ‘내가 어떻게 세포분열의 신비를 발견했나’라는 주제로 열린 특별 초청 강연에서 이같이 말했다. 헌트 박사는 이날 강연에서 자신이 발견한 ‘사이클린 단백질’과 생물학을 쉽게 풀어 설명해 과학도들의 흥미를 이끌어 냈다. 헌트 박사는 1982년 성게의 세포 주기를 연구하던 중 사이클린의 존재를 최초로 발견했다. 사이클린 단백질은 생물의 ‘세포주기 조절 시스템’을 작동시키는 ‘Cdk-단백질’ 활성을 조절하는 역할을 한다. 사이클린이라는 이름은 사이클린 단백질의 농도가 주기적으로 변하는 속성에 빗대 붙여졌다. 헌트 박사는 “살아 있는 모든 것을 구성하는 가장 작은 단위인 세포는 굉장히 매력적인 연구 대상”이라면서 “많은 이들이 이 학문을 어렵다고 생각하지만 세포를 관찰하다 보면 그 움직임에서 경이와 아름다움을 경험하게 된다”며 학생들이 생화학 분야에 더 많은 관심을 갖길 당부했다. 헌트 박사는 케임브리지대를 졸업하고 1991년부터 런던의 임페리얼 암연구기금 산하 세포주기조절연구소에서 연구학자로 활동했다. 노벨재단은 2001년 헌트 박사에게 사이클린을 발견해 세포분열에 대한 이해를 증진시키고 암 치료법 개발에 기여한 공로로 노벨생리의학상을 수여했다. 이하영 기자 hiyoung@seoul.co.kr

우리가 흔히 ‘요구르트’라고 알고 있는 발효유는 원유 또는 유가공품을 유산균과 효모로 발효시킨 유제품의 일종이다. 요구르트라는 단어의 어원은 ‘응고하다’ 또는 ‘걸쭉해지다’라는 뜻을 가진 터키어 ‘yogurtmak’에서 유래했다. 유사한 발효·숙성 과정을 거치는 발효 유제품 치즈와 발효유의 결정적인 차이는 바로 유산균의 유무 여부다. 유산균이야말로 발효유 특유의 끈적한 질감과 톡 쏘는 산미를 만들어줄 뿐 아니라 풍부한 영양까지 책임지는 주인공이다. 최근에는 건강과 체중조절에 대한 관심이 증가하면서 유산균이라는 든든한 조력자를 품은 발효유가 그야말로 ‘승승장구’하고 있다.발효유는 치즈와 마찬가지로 오랜 세월 인류와 함께했다. 본래는 양젖과 물소젖으로 주로 만들어졌으나 목축업이 발달하면서 우유, 염소젖, 말젖, 낙타젖 등 다양한 포유동물의 젖을 사용한 발효유가 등장했다. 빵과 함께 먹는 인도의 전통 요구르트 ‘다히’, 말젖을 발효시켜 만든 ‘쿠미스’, 티벳버섯이라고도 알려진 버섯모양의 균을 우유에 접종시켜 발효시킨 ‘케피어’ 등 발효유는 세계 각국에서 다양한 종류로 발전해 왔다. ●소·말·염소·낙타 등 포유동물 젖 발효 19세기 말 무렵 인체 장내 미생물과 유산균에 대한 학문적인 체계가 잡히고 연구가 본격화되면서 발효유도 주목받기 시작했다. 특히 노벨 생리의학상 수상자이기도 한 생물학자 메치니코프가 1905년 불가리아와 코카서스 지방에 장수하는 사람이 많은 이유가 그들이 발효유를 일상적으로 섭취해 장내 이상 발효와 위장질환을 방지했기 때문이라는 사실을 밝혀내면서 발효유는 더욱 큰 관심을 받게 됐다. 발효유는 형태에 따라 호상, 액상, 살균, 냉동 등으로 구분한다. 호상 발효유란 떠먹는 형태의 발효유를, 액상 발효유는 음료 형태의 마시는 발효유를 의미한다. 국내에서는 이 같은 액상 발효유가 1970년대에 가장 먼저 시장에 등장한 덕분에 지금까지 매출 규모 기준 가장 큰 시장을 형성하고 있다.살균발효유는 호상 또는 액상의 자연 발효유를 저온살균한 다음 무균 포장한 제품이다. 열처리 공정으로 미생물이 모두 제거돼 비교적 보존성이 높은 장점이 있지만 유익한 유산균도 같이 사멸되는 경우가 있어 유산균의 생체 효과는 낮다는 게 단점이다. 냉동발효유는 발효유 배양액을 얼려 아이스크림과 같은 형태로 만든 것이다. 소프트 아이스크림과 유사한 모양으로 판매되는 ‘요거트 아이스크림’이 대표적인 냉동발효유다. 발효유는 일반적으로 선별한 원료유를 균질화, 열처리, 발효, 냉각 및 포장하는 과정을 거쳐 만들어진다. 균질화는 지방이나 유청이 분리되는 현상을 방지하고 최종 제품의 맛과 조직감을 개선하기 위해 재료를 사전처리하는 작업이다. 액상 발효유를 만들 때는 응고물을 형성한 뒤 다시 균질화 과정을 거침으로써 목 넘김의 정도를 조절할 수 있다. 열처리는 높은 온도에서 병원성 미생물 등을 사멸시켜 몸에 좋은 유산균만이 증식될 수 있는 환경을 만들어 주는 작업이다. 단백질의 변성을 유도해서 발효유의 점도를 높이는 효과도 있다. 약 5분 동안 95℃에서 처리하는 것이 일반적이지만 상황에 따라서 고온단시간살균법, 초고온순간살균법 등 다양한 변형 열처리도 가능하다. 발효는 발효유 제조의 핵심이 되는 단계다. 유산균을 원유에 접종해 배양하는 과정이다. 보통 두 종류 이상의 유산균주를 혼합해 사용한다. 이 같은 여러 종류의 유산균이 상호 공생작용을 하면서 발효시간을 단축하고 풍미를 높인다. 원유에 함유된 유당은 발효가 시작되면 유산균에 의해 글루코스와 갈락토스 등의 성분으로 분해되고 다시 여러 과정을 거쳐 최종적으로 유산이 생성된다. 이 때문에 발효 중인 원유의 ph 농도는 5.0 이하로 낮아지고 동시에 산에 의한 응고가 진행되면서 점도가 점차 높아진다. 발효유가 일반 우유에 비해 끈적이는 점성이 높고 특유의 신맛이 나는 것은 이 때문이다. 발효가 끝난 발효유는 과발효를 막기 위해 냉각 과정을 거친다. 보통 발효액의 ph 농도가 4.6 정도에 이르면 배양을 종료하고 냉각해 지나친 ph 저하를 방지한다. 이 과정에서 과일 등을 첨가하면 혼합 발효유를 만들 수 있다. 이어 포장된 발효유의 유통기한은 10℃ 이하의 온도에서 보관하는 것을 기준으로 8~10일 정도가 된다. 발효유는 단백질, 유당, 지질, 비타민, 무기질 등 원료인 우유가 갖고 있는 영양성분을 그대로 함유하고 있다. 여기에 유산균으로 인해 만들어진 유산, 펩톤, 펩타이드 등의 성분 덕분에 장운동을 활발하게 하고 칼슘 흡수율을 높이는 작용도 한다. 유산균은 죽어서든, 살아서든 인체에 도움을 주는 고마운 균이다. 유산균이 장에 도달하기 전에 위산이나 담즙산에 의해 소화·흡수될 경우에는 항암효과, 간기능 촉진 등에 관여하고 살아 있는 상태로 장까지 도달했을 경우에는 장내에서 분열·증식하면서 유해 미생물의 생육을 억제하는 작용을 한다.●1983년 ‘요플레’ 호상 발효유 시장 진출 국내 발효유 시장은 매년 완만한 성장세를 나타내고 있다. 출산율 저하와 식습관 변화 등으로 유제품 관련 시장이 전반적으로 정체기에 들어선 것에 비하면 돋보이는 성과다. 낙농진흥회에 따르면 지난해 국내 발효유 소비량은 64만 8316t으로 2000년대 들어 처음으로 60만t을 돌파했다. 2015년 58만 9768t에 비해 약 10% 증가한 수치다. 또 업계에 따르면 지난해 전체 발효유 매출 규모도 약 1조 7788억원을 기록해 전년도인 1조 7476억원보다 약 1.8% 성장했다. 심재헌 한국야쿠르트 중앙연구소장은 “국내뿐 아니라 세계적으로도 1인 가구 증가와 인구 노령화, 건강한 식습관에 대한 관심 증가 등의 이유로 발효유 시장에 대한 관심이 커지는 추세”라고 말했다. 국내 발효유 시장의 시작을 알린 것은 1971년 한국야쿠르트가 처음으로 출시한 65㎖ 소용량 액상형 발효유 ‘야쿠르트’다. 발매 첫해 760만개 판매를 시작으로 현재까지 480억병 이상이 팔리며 식음료업계 단일품목 기준 최다 판매량 기록을 세우기도 했다. 한국야쿠르트는 1976년 5월 ‘한국야쿠르트 중앙연구소’를 설립해 1995년 국내 최초로 비피더스 유산균 균주를 개발하는 성과를 내기도 했다. 이 때문에 수입 종균에 의존해 오던 국내 시장의 유산균 자족화를 이뤄 냈다는 평가를 받는다. 서울우유협동조합도 1978년 5월 ‘서울우유 요구르트’라는 이름으로 소용량 액상 발효유 시장에 뛰어들었다. 이후 남양유업이 1991년 장기능 개선 등의 기능을 강화한 150㎖ 크기의 농축 발효유 ‘불가리스’를 내놓으며 고급 발효유 열풍을 일으켰다. ‘불가리스’는 누적 판매 개수 25억병을 돌파하는 등 현재까지도 사랑받고 있다. 그런가 하면 빙그레는 1983년 떠먹는 발효유 ‘요플레’를 출시하며 액상 발효유가 독식하고 있던 국내 시장을 호상 발효유로 확장했다. 이후 꾸준히 인기를 끌며 지난해 말 기준 약 3억 6000만개가 팔리는 등 장수식품으로 자리잡은 요플레는 일반 요구르트보다 당과 나트륨 함량이 현저히 낮을 뿐 아니라 약 500억 마리 이상의 유산균을 함유한 그릭 요구르트 제품 ‘요플레 요파’와 프로바이오틱스 유산균을 활용한 ‘요플레 포미’ 등 소비 트랜드를 반영한 신제품을 지속적으로 출시하고 있다.●최근엔 비비고 짜 먹는 제품 선보여 호평 최근에는 더욱 다양한 원재료를 활용한 발효유 제품들이 등장하고 있다. 매일유업의 유제품 브랜드 상하목장은 코카서스 지역에서 유래한 버섯모양의 균 ‘티벳버섯’으로 발효한 ‘케피어12’를 출시했다. 동원F&B는 우유가 아닌 유지방으로 만들어 부드러운 식감과 단맛을 높이고 신맛을 낮춘 유크림 발효유 ‘소와나무 생크림 요거트’를 내놨다. 타깃 소비자층에 따라 특이한 제형이나 용도를 갖춘 제품도 있다. 서울우유는 발효유와 시리얼 등 토핑을 동봉해 직접 비벼 먹을 수 있는 독특한 형태의 간식형 발효유 제품 ‘비요뜨’와 어린이를 위한 짜 먹는 발효유 ‘짜요짜요’ 등의 이색 상품을 잇달아 선보여 좋은 반응을 얻고 있다. 김희리 기자 hitit@seoul.co.kr

겨울에서 봄으로 넘어갈 때나 가을에서 겨울로 넘어가는 환절기에는 몸에 이상을 호소하는 사람들이 많습니다.여느 때보다 병원을 찾는 이들도 많다고 합니다. 계절이 바뀌면서 체내 호르몬 분비의 변화 뿐만 아니라 흔히 생체리듬이라고 하는 생체시계의 변화 때문이기도 합니다. 이런 생체시계의 변화로 인한 후유증은 긴 휴가를 보내고 일상으로 복귀할 때도 마찬가지로 나타난다. 이 때문에 지난달 초 긴 추석 연휴 끝에 연휴 후유증으로 출근과 등교를 어려워 하는 사람들이 많이 눈에 띄기도 했다. 실제로 사람들은 태어날 때부터 누가 가르쳐 주지 않아도 날이 밝으면 잠에서 깨고 어두워지면 잠자리에 듭니다. 또 일정시간이 되면 배가 고파지는 것도 생체시계의 일종인 소위 ‘배꼽시계’가 작동해 소화효소를 배출하기 때문입니다. 사람을 비롯한 생명체들은 지구 자전으로 낮과 밤이 주기적으로 변하는 것에 맞춰 24~25시간을 주기로 일정하게 움직이는 신체리듬을 갖고 있습니다. 이 신체리듬을 ‘생체시계’(biological clock)나 ‘일주기 리듬’(Circadian Rhythm)이라고 부르는데 약 25억년 전 지구에 나타난 시아노박테리아도 24시간 주기의 생체시계를 갖고 있었다고 합니다. 지난달 2일 올해 첫 노벨상 수상자 발표인 노벨생리의학상은 초파리를 이용해 일주기 리듬을 제어하는 유전자를 분리하고 생체 시계의 작동 메커니즘을 밝혀낸 제프리 홀 미국 메인대 교수, 마이클 로스바시 브랜다이스대 교수, 마이클 영 록펠러대 교수에게 돌아갔습니다. 과학계에서 이들의 발견은 기존 생체시계에 대한 개념을 완전히 바꾼 일종의 ‘패러다임 쉬프트’로 받아들여졌습니다. 이들은 생체시계 작동에 필수적인 ‘피리어드’ 유전자를 활성화시키는데 필요한 단백질을 발견하고 빛이 생체시계와 일치하도록 만드는데 필요한 단백질들까지 발견했기 때문입니다. 피리어드 유전자가 만들어 내는 단백질 농도가 24시간 주기로 놀랄만큼 정확하게 변화함으로써 인간의 행동, 호르몬의 혈중농도, 수면, 체온, 대사 등 필수기능을 조절한다는 것입니다. 외부환경과 체내 생체시계가 일시적으로 차이를 보일 때는 시차부적응 현상 같은 단기적 증상이 나타나지만 계속 문제가 될 경우 면역계의 균형이 무너져 각종 알레르기나 자가면역질환 같은 난치성 만성질환에 시달릴 수 있게 된다고 합니다. 생체시계 교란으로 인해 면역체계가 완전히 무너질 경우 만성염증은 물론 심할 경우 패혈증으로 이어져 사망에 이르는 경우도 있다고 하네요. 그런데 의학 분야 국제학술지 ‘사이언스 중개의학’ 8일자(현지시간)에는 영국 분자생물학연구소, 케임브리지대 의대 애든브룩스 병원, 맨체스터대 부속 사우스맨체스터 아너러리 대학병원 공동연구진이 수행한 생체시계와 관련한 재미있는 연구결과가 또 하나 실렸습니다.그동안 생물학자와 신경과학자들은 생체시계가 시각 신호를 전달받고 처리하는 시신경교차상핵이라는 시상하부의 영역에만 있다고 생각해 왔습니다. 그런데 신체 다른 각 부위의 세포에도 생체시계 조절기가 있다는 것이 밝혀졌다고 합니다. 연구팀은 상처 치유에 필수적인 섬유아세포라는 피부세포를 연구했는데 이 세포들도 생체시계를 갖고 자기조절력을 발휘한다는 것을 밝혀냈습니다. 연구팀은 섬유아세포를 성장시킨 피부세포를 실험접시에 놓고 8시간 간격으로 상처를 낸 다음 치유되는 과정을 살펴봤습니다. 생체시계 작동 시간이 다른 때를 잡아 상처를 내고 치료 속도와 과정을 살핀 것입니다. 그 결과 낮에 입은 상처가 밤에 난 상처보다 빨리 치유된다는 사실을 알게 된 것이지요. 실험접시의 실험에서 벗어나 실제 생쥐에게 서로 다른 생체시계 시간에 상처를 내고 치유과정을 살펴본 결과도 마찬가지였다고 합니다. 상처 치유를 위한 단백질이 낮시간에 더 활발히 작동한다는 것입니다. 상처치유 단백질도 밤 시간에는 잠이 든다는 얘기로 볼 수 있습니다. 연구진은 국제화상상해 데이터베이스를 조사한 결과 야간 화상환자가 낮 화상환자보다 치유기간이 평균 11일 이상 더 오래걸린다는 사실도 확인했습니다. 존 오닐 분자생물학연구소 박사는 “이번 연구를 통해 상처 발생시간이 치유속도에도 관여한다는 사실을 알게 됐다”며 “추가적이고 좀 더 명확히 통제된 임상시험을 해봐야겠지만 이 연구결과 대로라면 개인의 일주기 리듬에 맞춰 수술을 하는 것이 회복기간도 줄이고 회복속도를 높일 수 있음을 알 수 있다”고 말했습니다. 이 연구를 보고 갑자기 궁금증이 생기네요. 타인에게 입은 마음의 상처도 밤에 받은 것보다 낮에 받은 것이 더 빨리 잊혀지고 치유될까요. edmondy@seoul.co.kr

우리는 시계를 보고 시간을 안다. 시계의 핵심부품은 1초에 3만 2768번 진동하는 광물인 ‘석영’이나 시간당 2만 8800번 진동하는 ‘기계식 동력장치’다. 이 부품들이 단위 시간에 정확히 진동하는 특성을 이용해 시간을 측정한다. 일정한 시간마다 반복하는 현상이 있다면 어떤 것이라도 시계로서 기능할 수 있다. 우리의 선조 장영실이 물시계를 발명한 원리도 그와 같다. 그렇다면 생물에도 일정한 간격으로 반복하는 생체시계가 있는 것은 아닐까. 올해 노벨 생리의학상은 생체시계의 분자적 원리를 밝힌 3명의 미국인 과학자 제프리 홀, 마이클 로스배시, 마이클 영 교수가 받았다. 생체시계는 무엇이고 그 메커니즘은 무엇이길래 전 세계 과학계가 주목하는 것일까. 하루 24시간 주기로 반복하는 리듬을 ‘일주기 리듬’이라고 한다. 이 리듬을 총지휘하는 생체시계는 우리 뇌 안에 있다. 시상하부의 ‘시교차 상핵’에 있는 1만여개 세포는 뇌의 다양한 부위에 신호를 보내 일주기 리듬을 관장한다. 세포 핵에 존재하는 생체시계 관련 유전자를 해독해 단백질로 발현하면 그 단백질이 다시 핵으로 들어가서 스스로 단백질 발현을 막는 ‘음성되먹임’ 현상이 나타난다. 다양한 유전자의 복잡한 상호작용으로 24시간 주기로 단백질의 증가와 감소를 반복하는 리듬이 나타난다. 미시적인 분자생물학적 변화가 생물의 거시적 활동을 조절한다는 것이 놀라울 따름이다. 일주기 리듬의 존재를 처음 증명한 시기는 18세기다. 프랑스 과학자 장자크 도르투드메랑은 ‘미모사’라는 식물 특성에 착안해 ‘내인성 리듬’의 존재를 증명했다. 미모사는 낮에 잎을 활짝 폈다가 밤이 되면 잎을 모으고 늘어뜨린다. 빛이 없는 캄캄한 상자에 미모사를 두자 낮과 밤 시간을 구별해 잎을 활짝 펴고 접는 패턴을 유지했다. 미모사 잎의 변화는 외부 빛에 대한 반응이 아니라 식물 내부에서 스스로 돌아가는 생체시계에 의한 것임을 보여 준다. 사람은 어떨까. 1965년 독일 막스플랑크 연구소의 생리학자 위르겐 아쇼프 교수는 시간과 관련한 모든 단서를 차단한 지하 벙커에 실험실을 만들고 그 안에서 3~4주간 생활할 자원자를 모았다. 그 결과 25.9시간 주기로 수면과 각성이 일어나는 것을 발견했다. 30년 뒤 하버드의대 찰스 차이슬러 교수는 실험을 더 정교하게 설계해 24시간 11분 주기로 하루가 반복된다는 것을 확인했다. 일주기 리듬의 교란은 각종 암 , 비만, 고혈압, 당뇨 등 여러 질병과 연관돼 있다. 또 일주기 리듬은 사람마다 다양한 특성을 지닌다. 일찍 자고 일찍 일어나는 사람이 있고 늦게 자고 늦게 일어나는 사람도 있다. 따라서 어떤 사람의 건강상태를 이해할 때 일주기 리듬의 특성을 이해하는 것이 중요하다는 주장이 늘고 있다. 미국 노스웨스턴대의 프레드 튜렉 교수는 올해 미국 수면학회 연례회의에서 “인체 유전자의 10~30%가 일주기 리듬과 관련돼 있다. 많은 질환들이 일주기 리듬과 연관돼 있지만 의학적 치료에는 포함돼 있지 않다”고 역설했다. 똑같은 신체적 조건이어도 일주기 리듬은 다를 수 있다. 이것을 어떻게 개인화해 의학에 적용할지에 대한 고민은 일주기 리듬 연구자뿐만 아니라 모든 의학 연구자의 숙제다. 유전자나 신체적 특성과 더불어 일주기 리듬이라는 요소는 맞춤형 의학에서 매우 중요한 개인 특성 중 하나다. 일주기 리듬과 수면의학을 정밀의학에 융합해 진정한 맞춤형 의학이 이뤄지길 기대해 본다.

“말로만 백세 시대가 아니라 곧 기대수명 110세 시대가 될 것이다. 과학기술로 늘어난 수명을 어떻게 영위할 것인지는 인문사회학적으로 해결해야 할 문제다. 고령화 사회로의 성공적인 이행은 과학기술과 인문학이 함께해야 해결될 수 있는 문제다.”인구통계 분야의 세계적 석학으로 알려진 장 마리 로빈 프랑스 국립보건의학연구소 및 파리 국립고등연구소 교수는 30일 서울 강남 코엑스에서 열린 ‘노벨 프라이즈 다이얼로그 서울 2017’에 참석해 이같이 강조했다. 이번 행사는 한국과학기술한림원과 스웨덴 노벨미디어가 공동으로 개최한 행사로 ‘다가오는 고령사회’라는 주제로 열렸다. 로빈 교수는 “지난 200년 동안 인류의 생존 곡선 그래프를 분석한 결과 인류의 기대수명이 110세가 될 날이 그리 멀지 않았다”며 “이른바 ‘장수혁명’이 2015년부터 일어나고 있는 것으로 보인다”고 말했다. 지난해 미국 앨라배마 버밍엄대 스티브 오스태드 교수가 “2150년이 되면 인류의 기대수명은 150살이 될 것”이라고 주장한 것과 같은 맥락이다. 로빈 교수를 비롯해 이번 행사에 참여한 노벨상 수상자 5명과 30여명의 노화 관련 세계적인 석학들은 지난 2000년 동안 인류가 찾아 헤맸던 ‘노화’의 비밀이 풀려 가고 있다고 강조하며 고령화 시대를 대비하려면 기술적 대비뿐만 아니라 인문사회학적 대비도 필요하다고 입을 모았다. 한국 노화연구의 대표 주자로 꼽히는 박상철 대구경북과학기술원(DGIST) 교수는 “DNA 연구가 노화 과학의 새로운 패러다임을 열었다”며 “사람의 몸속에 있는 젊은 세포와 노화 세포의 차이점에 대해 명확히 알게 되면서 노화의 시계를 되돌리는 연구들이 활발히 진행되고 있다”고 소개했다. 박 교수는 “노화된 세포에 줄기세포를 넣어 회춘시키는 연구가 동물실험에서는 벌써 성공했다”고 언급했다. 1993년 노벨생리의학상을 받은 리처드 로버츠 미국 노스이스턴대 교수는 장내 미생물이 노화에 영향을 미칠 수 있다는 사실에 주목하고 있다. 로버츠 교수는 “퇴행성 뇌질환인 파킨슨병도 위장 내 서식하는 미생물이 영향을 미친다는 연구결과가 있다”며 “장내 미생물은 일반 건강은 물론 기대수명과 건강수명을 모두 늘릴 수 있을 것”이라고 말했다. 그는 또 “노화연구는 다시 젊어지겠다는 것이 아니라 늙는다는 이유 때문에 삶의 질이 하락하지 않도록 노화의 메커니즘을 이해하고 죽는 순간까지 건강하게 사는 방법을 찾는 것에 좀더 초점을 맞출 필요가 있다”고 조언했다. 1988년 노벨화학상 수상자인 로베르트 후버(80) 독일 뮌헨공대 명예교수는 “과학기술의 발달로 살아 있는 세포 안을 훤히 볼 수 있고 복잡한 단백질 구성도 쉽게 이해할 수 있지만, 노화연구는 아직 터널 안을 지나고 있는 것처럼 확실히 앞에 뭐가 있다는 말을 하기는 어렵다”며 노화연구의 현주소를 진단했다. 후버 교수는 “시간이 갈수록 노화를 극복할 수 있는 혁신적인 방법이 나올 수도 있을 것”이라며 “아직 깜깜한 터널 안이지만 이제 곧 환한 터널 밖으로 나갈 수 있게 될 것”이라고 말했다. 행사에 참석한 노벨상 수상자들은 과학기술이 고령화 문제를 해결할 수 있는 유일한 방법은 아니지만 기초과학에 대해 꾸준한 투자를 하는 것이 고령화 문제를 해결하는 데 중요한 실마리를 마련해 줄 수는 있을 것이라고 입을 모았다. 특히 양자컴퓨터의 아버지로 불리는 2012년 노벨물리학상 수상자 세르주 아로슈(73) 콜레주 드 프랑스 교수는 “양자기술이 실생활에 쓰이기까지는 아직 넘어야 할 산이 많은 만큼 고령화 사회에 양자기술이 어떤 영향을 미칠지 예측하기는 쉽지 않다”며 “1945년 핵자기공명기술이 개발됐을 때 현재 같은 MRI 기술로 활용될지 아무도 예상을 못 했던 것처럼 양자기술처럼 기초과학에 꾸준히 투자하다 보면 어떤 방식으로든지 결실이 나올 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

노벨상 수상자들과 세계적인 석학들이 보는 고령사회의 미래는 어떤 것일까.한국과학기술한림원은 스웨덴 노벨미디어와 함께 30일 서울 강남 코엑스에서 ‘다가오는 고령사회’라는 주제로 ‘노벨 프라이즈 다이얼로그 2017’ 행사를 열어 세계적인 석학들이 생각하는 다양한 측면의 고령화 사회에 대한 의견을 들었다. 이번 행사는 과기한림원이 30일부터 다음달 1일까지 사흘간 개최하는 ‘코리아 사이언스 위크 2017’의 일환으로 열렸다. 이번 행사에는 노벨상 수상자 5명과 함께 30여 명의 노화 관련 세계적 석학들이 참석해 고령화의 생물학적, 철학적 의미 뿐만 아니라 기술적 대비에 대한 주제강연과 열띤 토론을 벌였다. 주제발표와 토론에 앞서 기자들과 만난 마티아스 피레니어스 노벨미디어 CEO는 “고령화는 한국 뿐만 아니라 많은 나라들에서 중요한 이슈”라며 “과학과 의학의 발달로 100세 이상 살아야 하는 장수 시대가 되면서 고령화라는 문제는 단순히 인문학이나 과학 어느 한 쪽만의 해법으로 풀어나갈 수 없다”고 강조했다. 1988년 노벨화학상 수상자인 로베르트 후버(80) 독일 뮌헨공대 명예교수는 “과학기술의 발달로 살아있는 세포 안을 훤히 볼 수 있고 복잡한 단백질 구성도 쉽게 이해할 수 있지만 노화연구는 아직 터널 안을 지나고 있는 것처럼 확실히 앞에 뭐가 있다라는 말을 하기는 어렵다”며 노화연구의 현주소를 진단했다. 후버 교수는 “시간이 갈수록 노화를 극복할 수 있는 혁신적인 방법이 나올 수도 있을 것”이라며 “아직 깜깜한 터널 안이지만 이제 곧 환한 터널 밖으로 나갈 수 있게 될 것”이라고 말했다. 1993년 노벨생리의학상을 수상한 리처드 로버츠(74) 미국 노스이스턴대 교수는 “노화는 자연적인 생명주기 현상으로 마치 질병처럼 다뤄 치료하고 젊음을 되찾는 일은 쉽지 않을 것”이라며 “노화연구는 다시 젊어지겠다는 것이 아니라 늙는다는 이유 때문에 삶의 질이 하락하지 않도록 노화의 메커니즘을 이해하고 죽는 순간까지 건강하게 살 수 있는 방법을 찾는 것에 초점을 맞춰야 한다”고 말했다. 행사에 참석한 노벨상 수상자들은 과학기술이 고령화 문제를 해결할 수 있는 유일한 방법은 아니지만 기초과학에 대한 꾸준한 투자를 하는 것이 고령화 문제를 해결하는데 중요한 단초를 마련해 줄 수는 있을 것이라고 입을 모았다. 특히 양자컴퓨터의 아버지로 불리는 2012년 노벨물리학상 수상자 세르주 아로슈(73) 꼴레주 드 프랑스 교수는 “양자기술이 실생활에 쓰이기까지는 아직 넘어야 할 산이 많은 만큼 고령화 사회에 양자기술이 어떤 영향을 미칠지 예측하기는 쉽지 않다”며 “1945년 핵자기공명기술이 개발됐을 때 현재 같은 MRI 기술로 활용될지 아무도 예상을 못했던 것처럼 양자기술처럼 기초과학에 꾸준히 투자하다보면 어떤 방식으로든지 결실이 나올 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

물리학상, 바이스 등 3인 수상 화학상, 저온전자현미경 3인 의학상, ‘생체시계’ 공로 3인 알베르트 아인슈타인의 ‘마지막 수수께끼’ 중력파의 실재를 확인해 우주의 신비를 한 꺼풀 벗긴 라이너 바이스(85) 미국 매사추세츠공과대(MIT) 명예교수와 배리 배리시(81) 캘리포니아공과대학(캘텍) 교수, 킵 손(77) 캘텍 명예교수가 노벨 물리학상을 수상했다.스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 지난 3일(현지시간) 수상자 발표 때 “중력파를 관측하는 데 성공해 우주 탄생과 진화 과정에 새로운 관점에서 접근할 수 있게 됐다”며 “천체물리학의 혁명”이라고 평가했다.바이스 명예교수 등은 대형 중력파 검출기 라이고를 통해 2015년 9월 14일 최초로 중력파를 검출했다. 중력파란 질량을 가진 물체가 움직일 때 중력의 영향으로 생기는 시공간의 일그러짐이 파도처럼 전달되는 현상으로 아인슈타인이 1916년 일반상대성이론에서 그 존재를 예측했었으나 직접 확인된 적이 없다. 4일 발표된 노벨 화학상은 ‘저온전자현미경’(Cryo-EM)을 개발해 신약개발·생화학 연구 발전에 결정적인 기여를 한 자크 뒤보셰(75) 스위스 로잔대 명예교수, 요아힘 프랑크(77) 미국 컬럼비아대 교수, 리처드 헨더슨(72) 영국 케임브리지대 교수에게 돌아갔다. 저온전자현미경이란 수분을 함유한 세포나 수용액에 존재하는 생체 고분자를 초저온 상태로 유지한 채 자연적인 상태로 관찰하는 전자현미경을 말한다. 기존 전자식 현미경에서는 강력한 전자선으로 인해 생물 시료가 손상돼 온전한 이미지를 얻는 데 어려움이 있었다. 지난 2일에는 제프리 C 홀(72) 미국 메인대 교수, 마이클 로스배시(73) 브랜다이스대 교수, 마이클 W 영(68) 록펠러대 교수가 노벨생리의학상 수상자로 선정됐다. 이들은 이른바 ‘생체시계’로 불리는 생물학적 주기 리듬을 조절하는 분자 메커니즘에 대한 발견 공로를 인정받았다. 강신 기자 xin@seoul.co.kr

올해 노벨화학상은 ‘저온전자 현미경’ 관찰법을 개발한 자크 뒤보셰(75)·요아힘 프랑크(77)·리처드 헨더슨(72)에게 주어졌다. 저온전자 현미경이란 수분을 함유하는 세포나 수용액에 존재하는 생체 고분자를 초저온 상태로 유지한 채 자연적인 상태로 관찰하는 전자 현미경을 말한다.스웨덴 왕립과학원 노벨위원회는 이들 3명을 2017년 노벨화학상 공동 수상자로 선정했다고 4일(현지시간) 발표했다. 노벨위원회는 이들이 “생체분자 이미지를 단순화하고 개선했으며 생화학의 새로운 시대를 열었다”면서 “신약 개발과 신체화학을 이해하는 데 결정적인 기여를 했다”고 평가했다. 사라 스노게루프 린세 스위스 룬드대 교수는 “더는 비밀은 없다. 이제 우리는 체액의 한 방울, 세포의 구석구석에 있는 생체분자의 복잡한 내용을 볼 수 있다. 우리는 생화학 혁명에 직면해 있다”고 말했다. 영국 스코틀랜드에서 태어난 헨더슨은 케임브리지대 MRC 분자생물학 연구소를 이끌고 있다. 앞서 헨더슨은 1990년 전자 현미경을 사용해 단백질의 3차원 이미지를 생성하는 데 성공했다. 이 기술이 상용 가능하도록 한 것은 프랑크였다. 그는 1975∼1987년 전자 현미경의 흐릿한 2차원 이미지를 분석해 정밀한 3차원 구조를 나타내는 이미지 처리 방법을 개발했다. 독일에서 태어난 프랑크는 미국 시민권자로 현재 미 컬럼비아대 교수로 재직 중이다. 뒤보셰는 스위스 출신으로 현재 스위스 로잔대 명예교수다. 그는 1980년대 초 급속 동결법을 사용해 전자 현미경 사용시 발생할 수 있는 시료 건조 문제를 해결해 생물 시료가 진공 상태에서도 원형을 유지하도록 했다. 이런 과정을 거쳐 저온 전자 현미경은 2013년께 최적화된 해상도를 얻었다. 올해 노벨상 부문별 상금은 900만 크로나(약 12억 7000만원)다. 수상자 3명은 각각 상금의 3분의 1씩 수령하게 된다. 노벨화학상 수상자는 2일 생리의학상(제프리 C.홀 등 3명·미국·‘생체시계’ 연구), 3일 물리학상(라이너 바이스 등 3명·미국·중력파 확인)에 이어 발표됐다. 오는 9일까지 화학상, 문학상, 평화상, 경제학상 등이 차례로 발표된다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

올해 노벨생리의학상은 생체시계의 비밀을 밝혀낸 미국의 과학자 3명에게 돌아갔다.스웨덴 카롤린스카의대 노벨위원회는 2일(현지시간) 제프리 C. 홀(72) 메인대 교수, 마이클 로스배시(73) 브랜다이스대 교수, 마이클 영(68) 록펠러대 교수를 노벨생리의학상 공동 수상자로 선정했다고 발표했다. 이들은 생체시계로 알려진 ‘서캐디언 리듬’(24시간 주기리듬)을 통제하는 분자 기구를 발견한 공로로 노벨상의 영예를 안았다. 노벨위원회는 성명에서 “이들의 발견은 식물과 동물, 인간이 어떻게 생체리듬을 조정해 지구의 공전과 일치시키는지를 설명한다”고 선정 이유를 밝혔다. 노벨위원회에 따르면 이들 과학자는 초파리를 이용해 평상시 생물학적 리듬을 조절하는 유전자를 분리, 이 유전자가 밤 동안 세포에 축적된 단백질을 어떻게 암호화하고 낮 동안 어떻게 분해하는지를 보여줬다. 이러한 생체시계는 식물이나 동물, 인간을 포함한 다세포 유기체의 세포에서 똑같은 원리로 작동하고 있다는 사실도 확인했다. 특히 생체시계는 인간의 행동, 호르몬 수위, 잠, 체온, 신진대사와 같은 아주 중요한 기능을 통제한다는 사실도 밝혀냈다. 따라서 인간의 행복도 외부 환경과 체내 생체시계 사이의 일시적인 부조화가 있을 때 영향을 받는다고 이들은 설명했다. 예를 들어 다른 시간대를 여행할 때 시차 부적응을 경험하는 것도 이런 이유에서다. 이들의 연구 결과는 몸속 생체시계가 지배하는 리듬과 우리의 생활습관 사이에 만성적인 불일치가 다양한 질병의 위험성 증가와 관련이 있다는 점도 가리킨다고 위원회는 강조했다. 토마스 페를만 카롤린스카 의대 노벨위원회 사무총장은 로스배시 교수가 수상 소식을 전해 듣고 “잠시 침묵하더니 ‘당신 농담하는 것 아니냐’는 반응을 보였다”고 전했다. 이번 수상자들은 900만 크로나(약 12억 6000만 원)의 상금을 받는다. 노벨위원회는 생리의학상을 시작으로 물리학상, 화학상, 문학상, 평화상, 경제학상 등의 순으로 노벨상 수상자를 발표한다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

올해 노벨생리의학상은 제프리 C. 홀(72), 마이클 로스바쉬(73), 마이클 영(68) 등 미국 과학자 3명에게 돌아갔다. 스웨덴 카롤린스카의대 노벨위원회는 2일(현지시간) 이들 3명을 2017년 노벨생리의학상 공동 수상자로 선정했다고 발표했다. 이들은 생체시계를 통제하는 분자 메커니즘을 발견한 공로로 노벨상의 영예를 안았다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

가을이 깊어지는 10월이 되면 전 세계의 눈은 풍요로운 북유럽 국가 스웨덴과 노르웨이로 쏠린다. 1901년 첫 수상자를 발표한 이후 지금까지 116년의 역사를 자랑하는 노벨상 때문이다.노벨상 수상자 발표 한 달 전부터 ‘예비 노벨 생리의학상’이라고 불리는 래스커상 수상자와 세계적인 학술정보 서비스 기업 클래리베이트애널리틱스(옛 톰슨로이터)의 예상 노벨상 후보자 명단이 발표된다. 여기에 노벨상을 패러디해 기발한 연구성과에 상을 주는 ‘이그 노벨상’도 9월 2~3째주에 시행되면 분위기는 한껏 달아오른다. 더군다나 클래리베이트애널리틱스가 올해 노벨화학상의 유력 후보로 태양전지 전문가인 박남규 성균관대 교수를 꼽으면서 한국인들의 기대감도 커지고 있다. 몇 년 전에도 노벨화학상의 유력한 후보로 유룡 카이스트 화학과 교수가 꼽힌 바 있다. 추석 연휴가 시작된 10월 2일 노벨 생리의학상 수상자를 이미 발표했다. 이어 오늘 저녁 6시 45분(한국시각)에 물리학상 수상자를 발표하고, 4일 화학상, 6일 평화상, 9일 경제학상, 문학상(미정) 수상자가 차례로 발표될 예정이다. 올해 수상자에게는 기존보다 100만 스웨덴 크로나가 늘어난 900만 스웨덴 크로나(약 12억 7000만원)의 상금, 금메달과 상장 뿐만 아니라 ‘세계 최고의 석학’이라는 영예가 주어지게 된다. 노벨재단은 기금의 장기적 운용에 위기가 올 수 있다며 2001년부터 1000만 크로나이던 상금을 2012년 800만 크로나로 깎았지만 기금의 운영이 안정적으로 이뤄질 수 있을 것이라고 보고 100만 크로나를 증액시킨 것이다. 노벨상은 잘 알려져 있다시피 다이너마이트를 발명한 알프레드 노벨이 기부한 유산 3100만 스웨덴 크로나를 기금으로 삼아 노벨재단이 설립된 뒤 1901년부터 문학, 화학, 물리학, 생리의학, 평화 5개 분야에 상을 수여하기 시작했다. 경제학상은 1968년 스웨덴 중앙은행 창립 300주년을 맞아 만든 상으로 정식 명칭은 ‘알프레드 노벨을 기리는 스웨덴 중앙은행 경제학상’이다. 상금을 노벨재단에 기탁하는 조건으로 노벨상 시상기간에 포함돼 발표되고 있지만 여전히 태생적 문제 때문에 ‘노벨상이 아니다’라고 주장하는 이들도 있다. 물리, 화학, 경제학은 스웨덴 왕립과학아카데미, 생리의학은 스웨덴 카롤린스카 의학연구소, 문학은 스웨덴 학술원, 평화상은 노르웨이 국회 노벨위원회에서 수상자를 선정한다. 노벨이 사망한 12월 10일 열리는 시상식도 생리의학, 물리, 화학, 문학, 경제학 분야는 스웨덴 스톡홀름에서 열리며 평화상은 노르웨이 오슬로에서 열린다. 이는 노벨재단이 설립된 1900년 당시 노르웨이와 스웨덴이 한 나라였지만 1905년 분리되면서 나눠서 심사하고 시상식을 갖고 있다. 노벨상은 수상자 발표 당일 “노벨 재단입니다. 당신이 수상자로 선정됐습니다”라는 전화를 받기 전까지는 당사자마저도 수상 여부를 알지 못할 정도로 보안이 철저하고 수상자 심사위원이 누구인지도 비밀에 붙여있다. 이 때문에 노벨과학상(생리의학, 물리학, 화학)을 누가 받을 것인지 예측하기는 쉽지 않지만 노벨과학상 관전 포인트는 몇 가지 있다. 우선 노벨과학상 중 단독수상자가 나올 수 있을까 하는 점이다. 일단 올해 래스커상 수상자나 톰슨로이터 예상 후보자 명단을 보더라도 단독 수상 가능성이 있는 분야는 없다. 실제로 2001년 이후 지난해까지 노벨과학상 46건 중 42건이 2명 이상 과학자들이 함께 수상했으며 1명의 연구자가 상을 받은 단독수상은 4건에 불과할 정도로 공동수상 경향이 강하다. 1901년부터 2016년까지 전체 노벨과학상 325건 중 176건(54%)이 2명 이상 공동수상했다. 1950년대를 기점으로 공동수상 비율이 전체 수상건수의 50%를 상회하기 시작해 최근 30년간은 노벨과학상 공동수상 비율은 80%를 훌쩍 넘어섰다. 이처럼 노벨과학상 공동수상 비율이 점점 늘고 있는 것은 첨단과학의 대형화와 융복합화에 따른 한계와 연구실패 부담을 최소화하고 연구자들이 보유한 전문성을 보완하기 위한 집단연구 증가 때문으로 분석되고 있다. 또 2000년대에 들어서 일본이 노벨과학상 수상자들을 다수 배출해 미국에 이어 2위 수상국가로 등극했으며 비서구 국가 중에서는 최고의 과학강국으로 자리매김했다. 실제로 클래리베이트애널리틱스가 발표하는 노벨상 후보자 명단에는 일본인이 항상 끼어있다는 특징을 보이고 있다. 일본 이화학연구소(리켄) 연구원 출신인 정재훈 울산대 화학과 교수는 “일본은 1920년대부터 해외 공동연구와 유명 과학자와의 네트워크 확보를 통한 과학기술역량을 확보해옴으로써 그 결실을 지금 거둬들이고 있는 셈”이라며 “단기적 성과에 얽매이지 않고 창의적이고 도전적 연구를 적극 투자하는 것은 우리나라도 벤치마킹해야 할 부분”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2016년 노벨 생리의학상 수상자 오스미 요시노리(72) 일본 도쿄공업대 명예교수가 또 하나의 자신의 꿈을 실현했다.그는 13일 자신의 이름을 딴 ‘오스미 기초과학 창조재단’을 설립했다. 재단은 생물학의 기초 연구를 지원하고, 기업과 대학 등과 협동 연구 등도 벌여나갈 예정이다. 오스미 교수는 젊은 과학도, 특히 자신과 같은 생물학도들을 위한 재단 설립이 꿈이라고 말해 왔다. 지난해 노벨상 수상 결정 직후, “재단 설립을 추진하겠다는 약속”을 실현한 것이기도 했다. 그는 이날 NHK 등과의 회견에서 “공적 기관이나 기존 재단에서는 지원이 미치지 않는 기초 분야를 지원하고, 연구 저변을 넓히고 싶다. 기초 과학 연구자가 결집하는 마당이 되었으면 한다”고 말했다. 그는 관심을 받지 못하던 미개척 분야를 40여년 넘게 천착해 일흔의 나이에 노벨상을 받았다. 젊은 시절에는 정교수 승급도 늦었고, 각광받지 못한 채 오랫동안 ‘엉뚱한 연구자’로 평가 절하받아왔다. 오스미 교수는 재단에 1억엔을 출연했으며, 자신과 뜻을 같이하는 기업이나 단체, 개인들의 기부에 의해서 재단이 운영될 것이라고 밝혔다. ‘미지의 자연현상에 도전하는 독창적인 기초연구’를 강조해 온 그는 “지원을 받기 어려운 도전적인 연구 분야를 발굴·지원해 흔들리고 있는 일본 기초과학에 힘이 되고 싶다”고 강조했다. 그는 이날 “일본의 과학 연구는 최근 몇 년새 잇달아 노벨상 수상자를 배출하는 등 성가를 올리고 있지만 실상은 중국 등 일부 국가들의 추격 속에서 흔들리고 있다”는 경고도 잊지 않았다. 그는 “일본이 과학기술 논문 수에서 중국과 독일에 뒤지는 등 기초연구 역량이 저하되고 있다”는 쓴소리도 입에 올렸다. 오스미 교수는 지난해에도 1억엔을 도쿄공업대의 과학기술 기금 설립을 위해 기부했었다. 또 도쿄공업대 입학생을 위한 장학재단 설립도 준비하고 있다. 그는 세포 내 불필요한 단백질과 세포를 세포 스스로가 분해하고 재활용하는 자가포식현상(오토파지)을 연구·입증한 공로로 지난해 노벨 수상자로 선정됐었다. 생리의학상 단독 수상은 6년 만이었다. 도쿄 이석우 특파원 jun88@seoul.co.kr

세포 성장조절 과학자도 수상 노화·당뇨 등 연구에 밑거름 다음달 2일 노벨생리의학상 발표를 시작으로 ‘노벨상 계절’이 본격 시작된다. 노벨상 판도를 미리 가늠해 볼 수 있는 ‘예비 노벨상’ 수상자들도 속속 나오고 있다. 가장 먼저 미국의 노벨상이라고 불리는 래스커상 수상자가 7일(한국시간) 새벽에 발표됐다.래스커상은 자선사업가인 앨버트 래스커가 설립한 앨버트앤드메리 래스커 재단이 의학연구 장려를 위해 1946년 만든 것으로 기초의학, 임상의학, 공공서비스 3개 부문에 걸쳐 시상한다. 300여명의 역대 수상자 중 87명이 노벨생리의학상을 받아 ‘프리(pre) 노벨상’으로 불린다. 올해는 세포 성장을 조절하는 방법을 알아낸 미카엘 할(64) 스위스 바젤대 분자생물학 교수, 자궁경부암을 일으키는 인유두종 바이러스(HPV) 대항마(백신)를 개발한 더글러스 로위(75)와 존 실러(64) 미국 베데스다 국립암연구소 박사가 선정됐다. 기초의학 분야 수상자로 선정된 할 교수는 세포성장 조절 단백질로 알려진 ‘토르’(TOR)를 처음으로 발견해 노화, 암이나 당뇨 같은 질병, 뇌의 발달 등 다양한 연구의 바탕을 만든 공을 인정받았다. 임상의학 분야 수상자인 로위 박사와 실러 박사는 여성들의 자궁암 공포를 덜어준 공로를 인정받았다. 해마다 전 세계적으로 50만명이 진단받고 25만명이 사망해 여성암 사망률 2위로 지목되는 자궁경부암 예방 HPV 백신을 개발했다. 울프상, 필즈상, 아벨상 등도 프리 노벨상으로 평가받는다. 울프상은 1978년부터 이스라엘 울프재단에서 농업, 물리학, 의학, 수학, 화학, 예술 등 6개 분야에서 시상한다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

# 고양이 한 마리가 철로 만들어진 상자 안에 갇혀 있다. 상자 안에는 고양이와 함께 방사성물질이 들어 있는 가이거 계수기, 계수기와 연결된 망치, 독가스가 들어 있는 유리병이 있다. 방사성물질의 원소 한 개가 한 시간 안에 붕괴할 확률은 50%다. 방사성 원소가 한 개라도 붕괴할 경우 망치는 떨어져 유리병을 깨뜨리게 되고 독가스가 방출되면서 고양이는 죽는다. 그렇다면 이제 한 시간 뒤 상자 속 고양이는 죽어 있을까, 살아 있을까. 정답은 ‘상자를 열어 확인하기 전까지 고양이는 죽어 있는 상태와 살아 있는 상태가 섞여 있다’이다. 일반적인 사고로는 도저히 이해가 되지 않는 이 사고실험은 여전히 대학의 물리학과, 화학과 학생들을 ‘멘붕’에 빠뜨리고 있는 양자역학의 ‘슈뢰딩거 고양이’의 역설이다. 세계적인 물리학자인 스티븐 호킹마저도 ‘누군가 슈뢰딩거의 고양이 이야기를 한다면 난 조용히 총을 꺼낼 것’이라고 할 정도다.●안다는 것은 무엇?… 인식론 철학 선구 양자역학의 확률론적 해석에 대해 가장 잘 표현한 이 사고실험을 만들어 낸 사람이 바로 오스트리아 물리학자 에르빈 슈뢰딩거(1887~1961)다. 오는 12일은 슈뢰딩거가 태어난 지 130년이 되는 날로 과학계에서는 그의 업적을 되돌아보는 활동이 활발하다. 20세기 물리학 업적의 양대 산맥은 상대성이론과 양자역학이다. 이 중 상대성이론은 아인슈타인이라는 천재 한 명이 만들어 낸 것이지만 양자역학은 여러 과학자의 다양한 업적이 모여 만들어진 것이다. 원자와 관련된 거의 모든 것을 설명할 수 있는 탁월한 이론인 양자역학은 이론체계로 만들어지는 과정에서 ‘우리가 안다는 것은 무엇인가’라는 문제를 제기해 인식론이라는 철학적 발전을 이끌어 내기도 했다. 슈뢰딩거는 1926년 양자역학에서 가장 중요한 수학식인 ‘슈뢰딩거 방정식’(파동방정식)을 발표함으로써 양자역학의 체계를 완성했다는 평가를 받고 있다. 1933년 노벨상 위원회는 슈뢰딩거가 만든 파동방정식이 양자역학의 핵심적인 업적이라는 사실을 인정해 그를 노벨물리학상 수상자로 선정했다. 실제로 슈뢰딩거 방정식은 원자, 핵, 고체물리 분야에서 널리 사용되고 있다. 원자현미경의 작동 원리인 ‘터널링 현상’을 풀 때는 물론 원자력 발전이나 핵폭탄처럼 원자핵 붕괴로 에너지를 얻는 모든 분야에서는 슈뢰딩거 방정식을 빼고는 생각할 수 없다는 것이다. 이 때문에 “고전역학(뉴턴역학)에 운동방정식이 있다면 양자역학에는 슈뢰딩거 방정식이 있다”는 평가를 받고 있다. 물리학뿐만 아니라 생물학 분야에도 관심이 많았던 슈뢰딩거는 제2차 세계대전 중 독일 나치를 피해 아일랜드 더블린에서 거주하는 동안 ‘생명이란 무엇인가?’라는 책을 냈다. 생명체의 유전정보를 가지고 있는 복잡한 분자에 대한 그의 생각을 풀어낸 것으로 유전자(DNA) 발견과 분자생물학의 탄생에 기여했다고 알려져 있다. 실제로 DNA 분자구조를 밝혀내 노벨생리의학상을 받은 제임스 왓슨과 프란시스 크릭이 이 책 때문에 DNA 연구를 시작했다고 회고록에 밝히기도 했다.●스마트폰 등 우리 생활과 밀접한 관계 슈뢰딩거가 완성한 양자역학은 우리 삶과 어떤 관계가 있을까. 남순건 경희대 물리학과 교수는 “반도체가 없는 세상을 생각해 보면 양자역학이 실제로 우리 생활과 얼마나 밀접한 관계를 갖고 있는가를 알 수 있다”며 “양자역학이 없었다면 반도체, 컴퓨터는 물론 스마트폰이 존재할 수 없고 레이저, 엘리베이터 출입문 개폐장치, 최근 활발히 연구되는 양자컴퓨터는 그저 SF소설에서나 보게 됐을 것”이라고 설명했다. 양자역학은 20세기 초반 과학기술의 혁명으로 시작돼 물리학의 핵심 기둥이 됐지만 지금도 계속 진화하고 있다. 양자역학을 통해 반도체나 초전도체의 기본 메커니즘이 밝혀졌고 나노기술, 양자계산 등 새로운 방향으로 발전해 나가고 있다. 이론적으로도 양자역학과 특수 상대성이론을 결합한 양자장론(quantum field theory, QFT)은 물론 양자전기역학 등 새로운 이론이 계속 만들어지고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr