콤부차는 차를 우린 물에 유익균을 넣어 발효시킨 음료다. 톡 쏘는 탄산과 새콤달콤한 맛이 있고, 혈압을 낮추고 암을 예방하며 대사성 질환과 간 보호 효과까지 있다고 알려지면서 최근 인기가 높아지고 있는 음료다. 미국 노스캐롤라이나대 채플힐 캠퍼스 분자생물학 및 유전학과, 생물학과, 세포생물학 및 생리학과, 통합 생명·게놈과학과 연구팀은 콤부차의 효과가 콤부차 내 미생물이 만드는 독특한 대사 과정 때문이라고 30일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 유전학’ 3월 29일 자에 실렸다. 콤부차에 대한 다양한 효과가 알려지면서 인기를 끌고 있는데, 막연히 프로바이오틱 미생물 때문으로만 알려져 있을 뿐 명확히 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 콤부차 내에 있는 유익균을 실험 곤충인 ‘예쁜 꼬마선충’에게 섭취하도록 한 다음 신진대사에 미치는 영향을 분석했다. 그 결과, 콤부차에 포함된 효모와 박테리아가 예쁜 꼬마선충의 장에 서식하면서 단식 중에 발생하는 것과 유사한 대사 변화를 일으키는 것을 확인했다. 연구팀에 따르면 프로바이오틱 미생물은 지방 대사에 관여하는 유전자 발현을 변화시켜 지방을 분해하는 물질은 더 많이 만들어 내고, 중성지방 생성은 억제해 체내 지방 저장량을 감소시킨다. 이는 콤부차의 유익균들이 숙주의 몸에 충분한 영양분이 있을 때도 공복과 같은 상태를 유발한다는 것이다. 예쁜 꼬마선충에서 관찰된 이런 현상은 사람이 콤부차를 섭취했을 때 나타나는 건강상 이점과 일치한다는 것이다. 연구를 이끈 롭 도웬 교수는 “이번 연구에서 밝혀낸 콤부차에서 발견되는 프로바이오틱 미생물이 지방 축적을 억제하고 중성지방 수치를 낮추고 지질을 저장하는 소기관의 크기를 줄인다는 사실은 눈길을 끈다”라고 말했다. 도웬 교수는 “이번 연구 결과를 바탕으로 보완적 건강 관리 접근 차원에서 콤부차 섭취를 권장할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.

비바람이 몰아치던 고대의 여름날, 벌집 하나가 땅에 떨어졌다. 꿀이 저장돼 있던 부분으로 빗물이 들어와 섞이고 희석됐다. 비가 그친 뒤 희석된 꿀물은 태양열에 발효되기 시작했다. 공기 중에 있던 박테리아와 효모 덕에 발효는 한층 빠르게 진행됐다. 어느 날 인류의 조상이라 할 직립 인간이 우연히 그 앞을 지나다 맛을 보게 됐다. 그는 약간 달곰하면서도 시큼한 그러니까 기분 좋은 발포성 음료의 맛이 마음에 들었다. 기분 좋은 상태가 된 선(先) 인류는 이후 가죽 부대나 나무껍질 등의 재료로 만든 용기에 발효 꿀물을 담그는 방법을 개발했다. 이 탁월한 문화적 산물은 이후 전 세계의 다양한 문화와 문명으로 퍼졌다. 고고학계에선 거의 모든 대륙에서 이 가장 오래된 발효 음료의 흔적을 찾아냈다. 중국 허난성 자후 마을의 신석기 시대 무덤에선 꿀을 기초로 만든 발효 음식의 흔적을 발견했는데 무려 8000~9000년 전의 것으로 확인됐다. 이처럼 인간이 벌과 만난 건 아주 오래전이다. 꿀과 꿀벌은 언제 어디서나 존중받았다. 이집트 파라오부터 근대 왕족까지 가문을 상징하는 문장(紋章)으로 꿀벌을 사용하기도 했다. 그러나 오늘날 꿀벌은 환경 보호 차원에서 보호해야 할 대상이 됐다. 인류의 진화 과정에 늘 동행해 온 꿀벌의 운명이 어쩌다 이렇게 위태로워졌을까. ‘꿀벌은 인간보다 강하다’는 꿀벌의 기원과 사회적·의학적·종교적 역할, 상징성, 멸종 방지 대책 등을 아우른 인문서다. 꿀의 공급자로서 벌이 인류에게 가져다준 것들이 얼마나 소중한 것인가를 광범위하게 고찰한다. 현대 사회로 접어들며 꿀벌은 위기를 맞고 있다. 벌이 좋아하는 꽃의 감소, 생산성 향상을 위한 이종 교배의 남발 등으로 인해서다. 음식 역사가인 저자는 숱한 멸종 위기를 잘 극복해 온 벌들이 쉽게 사라지지는 않을 것이라고 낙관한다. 그리고 인간을 구한 꿀벌을 이제 우리가 보호하고 살리기 위해 해야 할 일이 뭔지 광범위하게 살핀다.

최근 일본에서 치사율이 30%에 달하는 감염병이 급속히 확산되고 있다. 영국 일간 가디언 등 복수의 외신에 따르면 올해 2월까지 일본에서 378건의 ‘독성 쇼크 증후군’(STSS) 확진 사례가 나왔다. 일본의 47개 현 중 2개 현을 제외한 모든 현에서 감염이 확인됐다. 임상적으로 빠르게 진행되는 패혈성 쇼크와 다발성 장기 부전을 특징으로 한다. 일본 국립감염병연구소(NIID)는 “급작스러운 형태의 연쇄상구균의 기전은 아직 알려지지 않은 요인이 많고, 이를 설명할 수 있는 단계는 아니다”라며 왜 이렇게 빠르게 확산되는지 불분명하다는 입장이다. 연초 수치를 기준으로 전망하면 2024년 감염자 수는 신기록을 경신해 지난해 기존 기록을 크게 넘어설 것으로 예상된다. 일본은 1999년부터 이 질병에 대한 기록을 시작했다. 고령층이 고위험군에 속하지만, 일본의 공식 자료에 따르면 사망자 대다수가 50세 미만 환자다. 2023년 7월부터 12월까지 50세 미만 환자는 총 65명이 감염됐고, 이 중 21명이 사망해 3분의 1을 차지했다. 노인의 경우 감기와 유사한 증상이 나타날 수 있으나, 경우에 따라서는 패혈성 인두염, 편도선염, 폐렴, 뇌수막염 등으로 악화될 수 있다. 심한 경우에는 장기부전 및 조직 괴사로 이어질 수도 있다.대부분의 STSS는 연쇄상구균 화농균이라는 박테리아에 의해 발생한다. 일반적으로 A형 연쇄상구균으로 알려진 이 박테리아는 인후통을 유발하며 주로 어린이에게 발생하며 많은 사람들이 자신도 모르게 이 질병에 걸리지만 대부분 증상이 없다. 전염성이 강한 이 박테리아는 특히 30세 이상의 연령층에서 심각한 질병, 합병증, 심지어 사망으로 이어질 수 있다. 아사히 신문은 2023년 7월부터 12월 사이에 STSS 진단을 받은 50세 미만 65명 중 약 3분의 1인 21명이 사망했다고 보도했다. 지난해 일본에서 STSS 환자가 크게 늘었는데, 일부 전문가들은 신형 코로나바이러스가 인플루엔자 수준으로 낮아진 데다 방역 경계심이 완화됐기 때문이라고 보고 있다. 연쇄상구균 A형 감염은 비말, 신체 접촉, 손발의 상처 등을 통해 신종 코로나바이러스와 유사한 방식으로 감염된다. 연쇄상구균 A형 세균은 주로 피부, 점막, 장 등을 통해 침투되며 작은 피부 상처에서도 세균 감염을 일으켜 독소를 생성할 수 있다. STSS를 유발하는 독소는 슈퍼항원독소에 속한다. A형 연쇄상구균은 항생제로 치료하지만, 심한 경우에는 여러 항생제와 약물이 필요할 수 있으며 중환자실에 입원할 수도 있다. 일본 보건당국은 코로나19 기간 동안 위생 습관으로 돌아가 손 씻기, 기침 에티켓 등 기본위생수칙을 준수할 것을 국민들에게 권고하고 있다.

인류 최악의 참사로 기록된 체르노빌 원자력 발전소 사고 후 모두가 떠난 그 자리에 여전히 많은 동물은 생존을 위한 ‘초능력’을 키운 것으로 드러났다. 지난 9일(현지시간) 영국 인디펜던트 등 외신은 체르노빌 출입금지구역 주위에 살고있는 벌레를 분석한 결과 방사성 물질에 면연력을 가진 선충이 발견됐다고 보도했다.체르노빌 원전 방사능 누출사고는 지난 1986년 4월 26일 구 소련(현재 우크라이나)의 키예프시 남방 130㎞지점에서 일어났다. 이 사고로 인한 피폭(被曝)과 방사능 휴유증 등으로 수십 만 명의 사상자를 낳았으며 사실상 피해 집계가 불가능할 만큼 체르노빌은 인류 역사상 최악의 재앙으로 기록됐다. 사고 이후 주변 지역이 방사능에 오염되면서 인근 30㎞가 출입금지구역(CEZ)으로 지정돼 민간인은 물론 군 병력조차도 접근이 차단됐다. 이렇게 오랜 시간 인적은 끊겼지만 놀랍게도 동물들은 환경 변화에 적응하며 끈질기게 살아남았다. 이번에 미국 뉴욕대학 연구팀은 체르노빌 지역에서 토양 샘플, 썩은 과일 등에서 지렁이 모양의 아주 작은 선형동물인 20종의 선충을 수집해 분석했다. 선충은 간단한 유전적 구성을 가지고 있으며 빠르게 번식해 척추동물이 한 세대를 거치는 동안 수십 세대의 진화를 할 수 있다.분석 결과는 놀라웠다. 방사선에 지속적으로 노출됐음에도 불구하고 특정 선충의 경우 게놈이 손상되지 않았다는 것이 밝혀졌기 때문. 연구를 이끈 매튜 록맨 교수는 “이번 연구결과는 체르노빌이 안전한 지역이 됐다는 의미는 아니다”면서 “일부 선충류의 경우 정말 회복력이 있고 극한의 조건을 견딜 수 있다는 것을 의미한다”고 설명했다. 특히 연구팀은 이번 결과를 통해 손상된 DNA의 복구가 개인마다 어떻게 다를 수 있는지에 대한 단서를 제공할 것으로 분석했다.한편 체르노빌이 남긴 역설적인 과학 유산은 이뿐 만이 아니다. 앞서 지난 2022년 스페인 오비에도대 등 공동연구팀은 체르노빌 출입금지 구역 내에 서식하는 청개구리를 조사한 결과 돌연변이 유전자를 가진 것으로 보인다는 연구결과를 발표한 바 있다. 논문에 따르면 출입금지 구역 등 방사능이 강한 곳에 사는 청개구리들이 그렇지 않은 곳에 사는 청개구리에 비해 피부색이 검게 짙어진 것으로 나타났다. 또한 체르노빌 지역에 사는 늑대는 일반 늑대에 비해 면역체계가 크게 변화한 것으로 나타나 암과 싸우는 능력이 진화한 것으로 보인다는 연구결과와 체르노빌 인근에 서식하는 제비의 날개에서 발견된 박테리아는 감마 방사선에 저항하는 능력이 더 강하다는 사실이 밝혀지기도 했다.

미국 전역에서 일명 ‘좀비 사슴’으로 불리는 사슴 질병 사례가 급증하고 있어 당국이 비상에 걸렸다. 폭스 뉴스 등 현지 언론의 6일(이하 현지시간) 보도에 따르면, 미국과 캐나다 전역 중 최소 32개 주(州)에서 잠재적으로 인간이 감염될 가능성이 있는 광록병 사례가 확인됐다. 광록병의 정식 명칭은 만성소모성질병(CWD, Chronic wasting disease)으로, 사슴이나 엘크 등 사슴류에 감염돼 중추신경계에 손상을 입히며, 뇌가 파괴되면서 스펀지처럼 구멍이 생기는 증상을 동반한다. 평범한 사슴에 비해 인간을 덜 무서워하게 되고 얼굴표정이 사라지며, 마치 광우병에 걸린 소처럼 침을 흘리거나 주저앉는 증상을 보인다. 이 병에 걸린 사슴을 두고 ‘좀비 사슴’이라고 부르는 이유다.미국의 일부 지역에서는 서식하는 사슴의 4분의 3 가량이 광록병에 감염된 것으로 확인됐다. 현재 콜로라도주 등이 광록병 비상 지역으로 꼽힌다. 콜로라도주 공원 및 야생동물 관리 당국은 “사슴 54마리 중 40마리, 엘크 42마리 중 17마리에게서 만성소모성질병 바이러스를 확인했다”면서 “이 바이러스에 감염될 경우 치료 방법이 없으므로 100% 치명적이라고 볼 수 있다”고 설명했다. 이어 “이 질병은 배설물이나 먹이 등을 통해 전염될 수 있으며, 특히 짝짓기 시즌이 되면 다른 사슴과 더 많은 접촉이 있는 수컷 사슴이 쉽게 바이러스에 감염될 수 있다”고 덧붙였다.앞서 지난해 11월에는 유명 국립공원인 옐로스톤 국립공원에서 서식하는 사슴에게서 광록병 양성 반응이 나온 바 있다. 당시 미국 지질조사국은 미국 23개주와 캐나다 2개주 등지에서 광록병이 확인됐다고 밝힌 바 있으나, 수 개월 새 더 많은 지역으로 확산하면서 당국이 비상에 걸렸다. 캐나다 역시 광록병 사례가 확산하면서 이를 막기 위해 사슴류의 이동과 사체 처리 등을 제한하는 조치를 시작했다. 광록병에 걸린 사슴 개체가 확인된 브리티시컬럼비아주 당국은 “이 질병이 인간에게 전염될 수 있다는 직접적인 증거는 없으며, 인간에게서 질병이 발병한 사례도 아직 없다”고 밝혔으나 광록병 사례가 증가할수록 인간 감염에 대한 우려도 커지고 있다. “인간에게 광록병 전염될 가능성 있다” 전문가들에 따르면, 광록병은 광우병과 마찬가지로 변형 단백질인 프리온(Prions)에 의해 유발되며, 이는 박테리아나 바이러스와 달리 몇 년간 자연에서 파괴되지 않고 타액이나 배설물 등을 통해 전염될 수 있다. 광우병 전문가로 꼽히는 마이클 오스터홀름 미네소타대 교수는 2019년 당시 미국 미생물학회(American Society for Microbiology)에 발표한 논문을 통해 “광록병에 감염된 사슴고기를 섭취할 경우 변형된 프리온에 의한 증상이 나타나기까지 몇 년의 잠복기가 있을 것”이라면서 “10년 내에 광록병에 전염된 인간의 사례가 속속 나타날 것”이라고 경고했다. 이에 전문가들은 좀비 사슴이 발견되는 캐나다와 미국 일대에서 대대적인 캠페인을 통해 감염된 사슴을 사냥하지 않거나, 사냥한 뒤 특정 테스트를 거친 뒤 고기를 섭취하도록 강력하게 권유해야 한다고 목소리를 높였다.캘거리대학 수의과의 헤르만 샤츨 박사는 영국 가디언에 “인간이 광록병에 감염된 사슴고기를 장기간 섭취했을 경우 나타날 현상을 알아보기 위해 원숭이를 동원한 실험이 있었다. 해당 실험에서 영장류 사이에 광록병 전염이 가능하다는 사실을 확인했다”고 밝혔다. 이어 “인간이 광록병에 걸리고, 광록병이 인간 사이에서 전염된다면 이는 최악의 시나리오가 될 것”이라면서 “조류 인플루엔자나 코로나19 바이러스와 마찬가지로 인간에게도 영향을 미치는 전염 사례가 나올 가능성이 있다”고 덧붙였다. 미국 콜로라도주립대학의 마크 자벨 박사는 2019년 당시 UPI와 한 인터뷰에서 “사슴고기를 소시지와 스테이크로 가공하는 처리 시설을 통해서도 질병이 확산될 수 있다. 프리온이 고기를 절단하거나 가공하는 장비를 오염시킬 수 있기 때문”이라면서 “이러한 가공 공장은 먹이사슬에 따라 끔찍한 결과를 가져올 수 있다”고 경고한 바 있다.

미국의 한 여성이 패혈증으로 팔과 다리를 절단한 안타까운 사연이 공개됐다. 5일(한국시간) 뉴욕포스트 등 외신에 따르면 미국에서 교사로 근무하던 셰리 무디(51)는 폐렴으로 인한 패혈증을 앓았다. 지난해 4월 감기 기운을 느낀 무디는 당시에는 별다른 신경을 쓰지 않았다가 결국 며칠 뒤 고열과 호흡곤란을 호소하며 응급실에 갔다. 의료진은 패혈성 인두염을 일으키는 박테리아인 연쇄상 구균에 의해 폐 양쪽에 생긴 이중 폐렴이 생겼다고 진단했다. 혈압을 심각하게 떨어뜨리는 패혈성 쇼크가 발생했던 것이다. 또 무디가 복용하고 있던 관절염 약이 신체 면역력을 낮춰 놓은 것도 상황을 더욱 악화시켰다. 이후 무디는 상태가 급속도로 나빠졌고, 신장과 폐의 기능이 떨어졌다. 무디가 혼수상태에 빠지자, 의료진은 팔과 다리의 혈액 순환을 포기하는 대신 중요한 장기로 혈류를 되돌리는 약물 치료를 시행했다. 무디의 남편은 “아내의 손과 다리가 죽어가는 것을 지켜봤다”며 “마치 미라처럼 검게 변했다”고 말했다. 무디는 지난해 6월 팔꿈치 아래와 무릎 아래를 절단하고 8월에 퇴원했다. 무디와 그의 남편은 “우리 둘은 우리가 받은 축복에 대해 이야기 한다”면서 “다시 내 힘으로 걸을 수 있을 때까지 행복하게 살려고 한다”고 밝혔다. 한편 패혈성 쇼크는 매년 약 75만명의 미국인에게 발병한다. 이중 약 30%가 사망하는 것으로 알려져 있다. 패혈증은 보통 피부 상처, 폐렴 등으로 인해 발생한다. 패혈증 초기에는 오한을 동반한 고열, 저체온과 동반되는 관절통, 두통, 권태감 등이 있다. 초기에 대응하지 못하면 수일 내에 조직 및 장기가 손상되고 사망에 이를 수 있다.

피부는 외부 유해 물질로부터 인체를 보호하는 장벽 역할을 한다. 그런 피부가 손상되면 중증 환자들에게는 패혈증 같은 심각한 질환으로 연결될 수 있다. 특히 당뇨 환자는 혈액 순환과 상처 치유 과정에 일반인과 달라 만성상처가 쉽게 생긴다. 국내 연구진이 상처 발생과 치료 과정을 실시간으로 모니터링해 다른 중증 질환으로 이어지는 것을 사전에 막을 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 카이스트 전기및전자공학부, 중앙대 공동 연구팀은 당뇨 환자의 만성상처 부위 치유 과정을 실시간으로 추적해 치료 시기를 효과적으로 모니터링할 수 있는 무선 시스템을 개발했다고 5일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의공학 분야 국제 학술지 ‘어드밴스드 헬스케어 머티리얼즈’에 실렸다. 만성상처로 인한 피부 재생을 위해 미국의 경우 매년 수백억 달러의 의료비가 지출되고 있다. 또 상처 치유를 촉진하기 여러 방법이 있지만, 환자별 상처 상태에 따라 맞춤 관리도 필요하다. 이에 연구팀은 상처 부위와 건강한 주변 피부 사이의 온도 차를 이용해 상처 내 발열 반응을 추적할 수 있도록 했다. 열 전송 특성을 측정해 피부 표면 근처 수분 변화를 관찰하면 흉터 조직의 형성 과정을 파악할 수 있다는 것이다. 연구팀은 당뇨를 유발한 생쥐를 이용해 만성 상처 치유가 지연되는 과정에서 실험을 진행했고, 수집된 데이터로 상처 치유 과정과 흉터 조직 형성을 정확히 추적할 수 있음을 확인했다. 연구팀이 개발한 시스템은 상처 치유 후 기기를 제거하는 과정에서 발생할 수 있는 조직 손상을 줄이기 위해 체내에서 자연 분해되는 생분해성 센서 모듈을 사용했다. 생분해성 재료를 활용했기 때문에 사용 후 제거할 필요가 없으므로 상처 부위 내부에서도 계속 모니터링할 수 있다는 장점도 있다. 연구팀은 추가 연구를 통해 이번 장치를 항균 특성을 가진 재료와 통합해 염증 반응, 박테리아 감염, 기타 병변을 관측하고 예방하는 기술로 확장할 계획이라고 밝혔다. 연구를 이끈 권경하 카이스트 교수는 “이번 개발한 장치로 상처 부위를 지속해 모니터링할 수 있기 때문에 의료 전문가들이 당뇨 환자의 상처 상태를 더 정확하게 파악하고 적절한 치료를 적시에 제공할 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다.

지구의 육지와 바다 그리고 하늘에서 가장 큰 동물은 모두 척추동물이다. 종류로 말하자면 곤충이 가장 많고 숫자로 따지면 박테리아가 압도적으로 많겠지만, 큰 동물은 대부분 척추동물에 속한다. 척추동물은 이름처럼 튼튼한 등뼈와 다른 뼈대가 존재하기 때문에 몸집을 크게 키울 수 있다. 지구 역사상 가장 큰 동물 역시 척추동물인 몸길이 33m에 무게 179톤인 대왕고래(흰긴수염고래)다. 대왕고래의 크기가 워낙 압도적으로 크기 때문에 과학자들은 지구에서 가장 큰 동물이 대왕고래라고 자신있게 말할 수 있다. 하지만 가장 작은 척추동물이 누구인지 자신있게 말하기는 어렵다. 개구리만 해도 손톱 위에 여유 있게 올려 놓을 수 있는 작은 종들이 많기 때문이다. 이들 가운데 누가 가장 작은지 확인하기 위해서는 성체를 기준으로 여러 마리를 측정해 평균값을 제시할 수 있어야 하는데, 대부분 개체수가 많지 않은 희귀종이라 현실적으로 어렵다. 브라질 산타크루즈 주립대학 과학자들은 과거 가장 작은 척추동물의 후보였던 브라질 벼룩 두꺼비 (Brazilian flea toad, 학명 Brachycephalus pulex)의 정확한 크기를 측정했다. 2011년 브라질의 바히야에서 발견된 브라질 벼룩 두꺼비는 사실 개구리로 손톱 위에 두 마리도 여유 있게 올라갈 정도로 작은 척추동물이다. 하지만 1-2마리 정도 표본으로는 성체의 일반적인 크기라고 주장할 수 없기 때문에 연구팀은 46마리의 성체를 잡아 크기를 측정했다.이렇게 작은 동물인 경우 사실 다 자란 성체인지 아직 덜 자란 새끼인지 구분하기가 쉽지 않다. 따라서 연구팀은 번식을 할 수 있을 정도의 성숙도를 지닌 개체를 성체로 구분하고 암수의 크기를 측정했다. 그 결과 브라질 벼룩 두꺼비 수컷의 평균 몸길이는 7㎜를 약간 넘는 수준에 불과했다. 암컷은 알을 낳기 때문에 이보다는 조금 크지만 그래봐야 몸길이가 수컷보다 평균 1㎜ 더 긴 수준에 불과했다. 가장 작은 성체의 몸길이는 6.45㎜였다. 연구팀은 이 결과를 토대로 브라질 벼룩 두꺼비가 지금까지 보고된 가장 작은 척추동물이라고 주장했다. 물론 연구팀은 더 작은 척추동물이 존재할 가능성을 배제하지는 않았다. 아직 발견되지 않은 미지의 종이 이보다 더 작을 수도 있고, 이미 보고된 종 가운데서도 여러 개체를 포획해 크기를 재면 평균 크기가 이보다 더 작게 나올 수 있기 때문이다. 하지만 연구팀은 척추동물의 크기가 무한정 작아질 수 없다고 설명했다. 브라질 벼룩 두꺼비를 비롯한 초미니 양서류들은 발가락의 숫자가 적거나 시력이 별로 좋지 않은 특징을 지니고 있다. 감각 기관이나 장기가 필요한 최소한의 세포 숫자를 채우기 힘들 정도로 작아져서 제 기능을 못 한다는 이야기다. 이는 결국 생존에 불리한 요소로 작용한다. 따라서 곤충처럼 아예 몸 구조를 더 단순하게 바꾸지 않는다면 브라질 벼룩 두꺼비가 척추동물이 작아질 수 있는 한계에 근접한 크기로 볼 수 있다. 아무리 극단적으로 진화한 생물이라도 한계는 있게 마련이다. 고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

1971년 노벨 문학상을 받은 칠레 민중시인 파블로 네루다의 죽음에 대한 진실이 사후 51년 만에 밝혀질지 관심이 모인다. 칠레 산티아고 항소법원은 20일(현지시간) 독재 정권이 독살했다고 많은 사람이 믿고 있는 네루다의 사망에 대한 재조사를 명령했다고 AP통신이 전했다. 1904년에 태어난 네루다는 1930년대 스페인에 머물던 당시 내전과 프랑코 독재 정권이 집권하는 것을 보면서 인간적인 연대와 반파시즘를 담은 시를 썼다. 1940년대 중반 칠레로 돌아와 상원 의원에 당선되면서 정치판에 뛰어들었지만 그가 몸담은 공산당이 비합법 단체가 되면서 망명길에 올랐다. 1950년대 칠레로 돌아와 창작에 몰두했고, 그의 친구인 살바도르 아옌데 대통령이 인민연합 정권을 수립하면서 프랑스 대사 등의 역할을 맡았다. 그러나 1973년 군사 독재자 아우구스토 피노체트가 쿠데타를 일으킨 지 12일 만에 숨졌다. 우리에게는 영화 ‘네루다’, ‘일 포스티노’로도 잘 알려진 인물이다. 당시 병원은 네루다가 전립선암 때문에 사망했다고 밝혔지만 네루다의 운전사 등은 그가 죽기 전 병원에서 이상한 주사를 맞았다고 주장했다. 지난해 12월 칠레 법원은 네루다의 조카와 공산당이 제기한 사망 원인 조사 재개를 거부한 바 있다. 하지만 네루다의 조카 로돌포 레이예스가 법의학 전문가들이 발견한 독살 증거를 제시하자 법원은 만장일치로 재조사를 결정했다.그의 조카는 덴마크와 캐나다 법의학 실험실에서 독성 물질인 보툴리눔이 네루다의 어금니에서 다량 검출된 사실을 발견했다고 제시했다. 법원은 네루다 사망진단서의 필체 분석, 외국 기관에서 시행한 검사 결과에 대한 메타 분석, 칠레 문서 책임자의 소환 등을 명령했다. 아옌데 당시 대통령은 피노체트의 항복 요구를 거부하고 스스로 목숨을 끊었고, 친구의 죽음에 큰 충격을 받은 네루다는 멕시코로 망명해 독재정권에 대항하려고 했다. 그러나 출국 하루 전날 구급차로 산티아고의 병원에 이송됐고 사망했다. 그의 장례는 피노체트 정권에 대한 칠레 민중들의 첫 항거였고, 17년 동안 독재정권은 3200여명의 반정부 활동가를 살해했다. 1990년 칠레의 군정이 종식되고, 민주주의로 복귀하자 피노체트 독재정권이 네루다의 갑작스러운 죽음과 관련이 있다는 의혹이 본격적으로 제기됐다. 네루다의 유골은 그의 사망 원인을 알아내기 위해 2013년에 발굴됐지만, 당시에는 그의 뼈에 독성 물질이 없다는 사실만 제시됐다. 그의 가족과 운전사는 추가 조사를 요구했고, 2015년 칠레 정부는 네루다의 죽음에 대해 “제삼자가 책임이 있을 가능성이 매우 높다”고 밝혔다. 2017년 당국은 네루다 유골의 어금니에서 독성분인 보툴리눔 박테리아의 파편을 발견했다고 보고했다. 시인의 죽음에 대한 진실은 반세기 만에 다시 조명받게 됐지만 독재자는 단죄받지 않은 채 2006년 91세로 사망했다.

1971년 노벨 문학상을 받은 칠레 민중시인 파블로 네루다의 죽음에 대한 진실이 사후 51년 만에 밝혀질지 관심을 끈다. 칠레 산티아고 항소법원은 20일(현지시간) 독재 정권이 독살했다고 많은 사람이 믿고 있는 네루다의 사망에 대한 재조사를 명령했다고 AP통신이 전했다. 1904년에 태어난 네루다는 1930년대 스페인에 머물던 당시 내전과 프랑코 독재 정권이 집권하는 것을 보면서 인간적인 연대와 반파시즘를 담은 시를 썼다. 1940년대 중반 칠레로 돌아와 상원 의원에 당선되면서 정치판에 뛰어들었지만 그가 몸담은 공산당이 비합법 단체가 되면서 망명길에 올랐다. 1950년대 칠레로 돌아와 창작에 몰두했고, 그의 친구인 살바도르 아옌데 대통령이 인민연합 정권을 수립하면서 프랑스 대사 등으로 역할을 맡았다. 그러나 1973년 군사 독재자 아우구스토 피노체트가 쿠데타를 일으킨 지 12일 만에 숨졌다. 우리에게는 영화 ‘네루다’, ‘일 포스티노’로도 잘 알려진 인물이다.당시 병원은 네루다가 전립선암 때문에 사망했다고 밝혔지만, 네루다의 운전사 등은 그가 죽기 전 병원에서 이상한 주사를 맞았다고 주장했다. 지난해 12월 칠레 법원은 네루다의 조카와 공산당이 제기한 사망원인 조사 재개를 거부한 바 있다. 하지만 네루다의 조카 로돌포 레이예스가 법의학 전문가들이 발견한 독살 증거를 제시하자 법원은 만장일치로 재조사를 결정했다. 그의 조카는 덴마크와 캐나다 법의학 실험실에서 독성 물질인 보툴리눔이 네루다의 몸에 다량 함유된 사실을 발견했다고 제시했다. 법원은 네루다 사망진단서의 필체 분석, 외국 기관에서 시행한 검사 결과에 대한 메타 분석, 칠레 문서 책임자의 소환 등을 명령했다. 아옌데 당시 대통령은 피노체트에 항복을 거부하고 스스로 목숨을 끊었고, 친구의 죽음에 큰 충격을 받은 네루다는 멕시코로 망명해 독재정권에 대항하려고 했다. 그러나 출국 하루 전날 구급차로 산티아고의 병원에 이송됐고 사망했다.그의 장례는 피노체트 정권에 대한 칠레 민중들의 첫 항거였고, 17년 동안 독재 정권은 3200여명의 반정부 활동가를 살해했다. 1990년 칠레의 군정이 종식되고, 민주주의로 복귀하자 피노체트 독재정권이 네루다의 갑작스러운 죽음과 관련이 있다는 의혹이 본격적으로 제기됐다. 시신은 사망 원인을 알아내기 위해 2013년에 발굴됐지만, 당시에는 그의 뼈에 독성 물질이 없다는 사실만 제시됐다. 그의 가족과 운전사는 추가 조사를 요구했고, 2015년 칠레 정부는 네루다의 죽음에 대해 “제삼자가 책임이 있을 가능성이 매우 높다”고 밝혔다. 2017년 당국은 네루다 시신의 어금니에서 독성분인 보툴리눔 박테리아의 파편을 발견했다고 보고했다. 네루다는 특히 사랑에 관한 관능적인 시로 기억되는데, 스리랑카에서 청소부 여성을 성폭행했다는 사실이 사후 회고록을 통해 밝혀지면서 로맨틱한 이미지에 흠집이 나기도 했다. 시인의 죽음에 대한 진실은 반세기 만에 다시 조명받게 됐지만, 독재자는 단죄받지 않은 채 2006년 91세로 사망했다.

1986년 4월 26일 우크라이나 수도 키이우 북쪽 104㎞에 있는 체르노빌 원자력 발전소의 제4호 원자로가 폭발한 원전 사상 최악의 방사능 오염사고가 발생한 지 38년이 지난 가운데, 수십 년 동안 사람들의 출입이 금지됐던 오염 지역 내에서 이전에 없던 새로운 동물에 대한 관심이 높아지고 있다. ◆돌연변이 검은 청개구리 2022년, 체르노빌 원자력 발전소 인근에서는 돌연변이 유전자를 가진 것으로 추정되는 개구리들이 발견됐다. 당시 이를 발견한 파블로 부라코 스웨덴 웁살라대 동물생태학자와 게르만 오리사올라 스페인 오비에도대 생물학자로, 이들은 2016년부터 체르노빌 출입금지 구역 내에서 서식하는 청개구리를 조사해 왔다.방사선이 강한 출입금지구역 안 연못 8곳과 방사선이 자연 상태와 비슷한 금지구역 밖 연못 4곳에서 수컷 청개구리 200여 마리를 채집했고, 분석 결과 사고 당시 방사선이 강한 곳일수록 짙은 청개구리가 더 많이 서식하는 것으로 밝혀졌다. 연구진은 당시 전문가 매체인 컨버세이션에 기고한 글을 통해 “사고 원전 주변에서 평범한 청개구리와는 다른 새까만 청개구리를 여러 마리 발견한 것이 이번 연구의 계기였다”면서 “해당 청개구리는 카스피 해에서 북해에 걸쳐 서식하는데, 일반적으로 밝은 초록 빛깔을 띠지만 종종 짙은 색의 개체가 발견되기도 한다”고 전했다. 이어 “멜라닌 색소가 방사선의 나쁜 영향으로부터 청개구리를 보호한 것으로 추정된다. 청개구리가 스스로를 보호하기 위해 달라진 것으로 보인다”면서 “멜라닌은 세포 안에서 방사선에 쏘여 이온화한 분자들을 청소하고 중성화하는 구실을 한다”고 설명했다. ◆‘초강력’ 박테리아 체르노빌 원전 인근에서 서식하는 제비의 날개에서 발견된 박테리아가 감마 방사선에 저항하는 능력이 더 강하다는 사실이 밝혀지기도 했다. 2016년 사이언티픽리포트에는 방사선에 노출된 체르노빌의 박테리아는 일반적이 박테리아에 비해 번식능력이 훨씬 강한 덕분에 빠르게 번성한다는 내용의 논문이 실렸다. 당시 연구진들은 “자연 개체군에 대한 방사선의 장기적인 영향은 특정 환경에서 생존하는 박테리아에 대한 중요한 영향을 미칠 수 있다”고 밝혔다. ◆암에 걸려도 회복하는 늑대 체르노빌 원전의 황폐화한 황무지를 배회하는 늑대는 암과 싸우는 능력이 진화한 것으로 보인다는 연구결과가 나왔다. 이달 초 미국 프린스턴대학 셰인 캠벨-스태튼 연구실의 진화생물학자이자 생태독성학자인 카라 러브 박사팀에 따르면, 방사능 누출 사고 이후 인간이 떠난 자리를 차지한 회색 늑대들은 수년간 개체 수가 늘었다. 이에 러브 박사 연구진은 늑대가 유전적으로 암에 대한 저항력이나 회복력이 있는지, 아니면 단순히 인간이 방해하지 않아 번성하는지를 확인하기 위한 연구를 시작했다.연구진은 2014년 체르노빌 출입 금지 구역에 들어가 야생 늑대에게 방사선 선량계가 장착된 GPS 목걸이를 부착했다. 또한 암을 유발하는 방사선에 대한 체내 반응을 이해하기 위해 늑대의 혈액을 채취했다. 이후 암을 유발하는 방사선에 여러 세대에 걸쳐 노출됐을 때 어떤 반응이 일어났는지 알아보기 위해 늑대 여러 마리의 혈액 샘플을 채취해 분석하고, 늑대가 어디에서 얼마나 많은 방사선에 노출되는지 등의 측정 데이터를 수집했다. 그 결과 늑대는 인간의 하루 법적 안전 한계치보다 약 6배 높은 방사선량(약 11.28밀리렘·0.1128밀리시버트)에 매일 노출됐음에도 불구하고 놀라울 정도로 회복력이 있는 것으로 나타났다. 또 분석 결과, 체르노빌에 사는 늑대는 외부의 늑대에 비해 면역체계가 크게 변화한 것으로 나타났다.연구진은 “암과 관련한 다수의 유전자에 새로운 돌연변이가 있다는 사실을 확인했다. 이는 방사선으로부터 신체를 보호하기 위해 진화하는 과정에서 나온 현상”이라면서 “암의 위험을 줄이고 치료 성공률을 높이는 길을 열 수 있을 것으로 기대한다”고 전했다. 한편 세계 최악의 원전 사고로 꼽히는 체르노빌 원전사고는 1986년 4월 26일 원자로의 설계 결함과 안전규정 위반, 운전 미숙 등의 원인이 복합적으로 작용하면서 발생했다. 이 사고로 4호기 노심과 원자로 건물 지붕이 파괴되고 화재가 발생했고, 이후 원전 사상 최악의 방사능 오염으로 이어졌다. 이후 인근 30㎞가 강한 방사능에 오염돼 출입금지구역으로 지정됐다.

“지구가 태양 주위를 도는지도 모를 정도로 천문학 지식 없음. 철학, 문학 지식 없음. 식물학 지식은 독성물질에만 해박. 지질학 지식은 실용적이지만 한정적. 화학 지식 전문가급. 해부학 지식 정확. 필체 분석과 향수 감별 전문가급. 담뱃재에 대한 지식 상당.” 이런 사람이 있을까 싶겠지만 1887년 ‘주홍색 연구’로 처음 대중 앞에 등장한 셜록 홈스의 특징을 동료 존 왓슨 박사가 관찰해 정리한 내용이다. 소설 ‘주홍색 연구’에서 홈스는 과학적 방법으로 피해자 사망 시간을 추정한다. 과학수사 원조라고 하는 홈스의 뒤를 잇는 것은 영국 소설가 리처드 오스틴 프리먼이 창조한 존 이블린 손다이크 박사다. 변호사이자 병리학자, 추리소설 사상 최초 전문 법의학자로 ‘휴대용 실험실’이라고 불리는 녹색 가방을 들고 범죄 현장에 나타난다. 가방 속에는 현대 과학수사대나 감식반이 갖고 다니는 것처럼 각종 현장 검증을 위한 실험장비가 들어있다. 실제로 미국과 영국 경찰에서 20세기 중반 과학수사대가 만들어진 것도 손다이크 박사가 등장하는 소설 때문이라는 것은 공공연한 비밀이다.20세기 중반까지만 해도 법과학 활용 수준은 추리소설보다 뒤졌다. 1950년대를 지나면서 분자생물학을 비롯한 다양한 과학기술 발전으로 법의학, 법 물리학, 법화학, 법생물학, 법 고고학 등 법과학 수준도 빠르게 발전하고 있다. 기증받은 36구 사체 활용다양한 환경과 기후에서 부패 실험사체 분해 미생물 종류와 순서 확인 이런 상황에서 미국 콜로라도 주립대 동물과학대, 테네시대 미생물학과를 중심으로 한 미국 내 27개 대학 및 연구기관과 캐나다 국립 고등연구소 공동 연구팀은 인간 사체를 분해하는 데 관여하는 미생물 군집과 종류는 지역이나 환경 조건과 관계없이 보편적이라고 18일 밝혔다. 유기물을 분해하는 미생물 상호 작용의 보존과 예측할 수 있는 순서가 있음을 의미하는 것으로 법의학 연구와 실제 범죄 수사에 영향을 미칠 것으로 기대된다. 이 연구 결과는 생명 과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 미생물학’ 2월 13일 자에 실렸다. 생태계에서 분해는 죽은 생물학적 물질을 재활용해 식물이나 토양에 연료를 공급하는 과정이다. 분해는 곰팡이, 박테리아가 주로 관여한다. 많은 연구가 있지만 인간을 포함한 동물 사체에는 쉽게 분해되는 단백질과 지질이 풍부해, 생물 지질 화학이나 생태계에 미치는 영향에 대해서는 잘 알려지지 않았다.연구팀은 미국 연방 형사정책연구소 지원으로 테네시대, 샘 휴스턴 주립대, 콜로라도 메사대 세 곳의 법인류학 연구실에서 기증받은 36구의 사체가 분해되는 과정을 살폈다. 연구팀은 온대, 반건조 기후를 가진 세 곳에서 각각 사계절마다 3구씩 배치해 분해 과정을 장기간 분석했다. 연구팀은 부패하는 각 시신에 대해 처음 21일 동안 시신의 피부 변화와 주변 토양 표본을 수집했다. 연구팀은 표본에서 분자 및 게놈 분석을 했다. 이를 통해 각 시신에 존재하는 미생물 군집(마이크로바이옴) 지도를 구축했다. 그 결과, 연구팀은 부패 중인 인간 사체에는 지역이나 기후, 계절에 상관없이 부패하지 않은 환경에서는 찾아볼 수 없는, 오직 분해 시에만 나타나는 20종의 미생물 군집이 같이 나타나는 것을 발견했다. 특히, 이 미생물 군집은 특정 시점에 시계처럼 나타나며 그로 인해 모여드는 곤충들도 같은 것으로 나타났다.이번 연구 결과와 AI 머닝러신 결합정확한 사망 시간 예측 도구까지 개발 연구팀은 이번 연구 결과와 기존에 얻은 법과학 지식을 결합한 빅데이터와 인공지능 머신러닝 기술로 사망 후 시간을 정확하게 예측할 수 있는 도구를 개발했다. 부검의가 추정하는 사망 시간보다 좀 더 정확하게 예측이 가능할 것으로 기대된다고 연구팀 관계자는 밝혔다. 연구를 이끈 제시카 매트칼프 콜로라도 주립대 교수(실험 생태학·생물정보학)는 “모든 살인 사건의 수사에서 중요한 것은 사망 시간”이라면서 “이번 연구는 유해의 사망 시간을 정확히 예측하고, 신원을 확인하며, 잠재적 용의자를 파악해 수사하는 데 상당한 도움이 될 것”이라고 말했다. 매트칼프 교수는 “야외에서 발견된 사체에서는 사망 시간을 비롯해 수사의 단서가 될 만한 것을 수집하기가 어렵다”라면서 “이번 연구는 야외에서 발견된 시신에 대해서도 정확한 정보를 얻을 수 있게 도와줄 것”이라고 덧붙였다.

무려 1700년이나 된 계란이 액체 상태의 내용물을 그대로 간직한 채 거의 온전한 상태로 발견됐다. 지난 12일(현지시간) 영국 가디언 등 현지언론은 버킹엄셔 에일즈베리의 유적지를 발굴하던 과정에서 발견된 계란에 대한 놀라운 연구결과를 보도했다. 닭의 알로 추정되는 이 계란은 지난 2007~2016년 해당 지역 고대 로마 유적지의 구덩이를 발굴하던 과정에서 우연히 발견됐다. 당시 연구팀은 커다란 구덩이에서 고대 로마 시기 사용된 바구니, 도자기, 가죽 신발 등의 여러 유물들을 발굴했는데, 이 과정에서 총 4개의 계란도 나왔다. 이중 3개의 계란은 이미 깨져 유황 냄새를 풍겼으나 이번에 연구결과로 발표된 계란만 유일하게 온전한 상태였다. 발굴에 참여한 영국 옥스퍼드 고고학 선임 연구원 에드워드 비덜프는 “서기 270년에서 서기 300년 사이의 온전한 계란을 발견한 것은 정말 놀라운 일”이라면서 “고고학자들이 종종 알 껍질을 발견하기는 하지만 온전한 알은 처음”이라고 밝혔다.이후 연구팀이 계란을 마이크로 CT 스캔을 통해 분석한 결과는 더욱 놀라웠다. 계란 안에 여전히 액체 상태의 노른자와 흰자가 섞인 상태로 들어있었던 것. 그렇다면 어떻게 계란은 1700년이라는 긴 세월을 견뎌낼 수 있었던 것일까? 비덜프 연구원은 “이 계란은 당시 양조를 위한 우물로 사용되었던 구덩이에 신들을 위한 선물로 의도적으로 놓여있었던 것 같다”면서 “계란이 부드럽게 젖은 진흙층에 묻혔는데, 이는 내용물을 부패시킬 수 있는 박테리아의 활동을 억제한다”고 설명했다. 이어 “이 계란은 내용물을 보존한 상태의 현존하는 가장 오래된 조류 알로 보인다”고 덧붙였다.

플라스틱은 20세기 문명의 가장 유용한 도구이면서 동시에 가장 처치 곤란한 쓰레기로 자리 잡았다. 금속처럼 재활용도 어렵고 목재나 종이처럼 잘 썩지도 않는다는 점이 문제다. 더 큰 문제는 한 번 쓰고 버리는 일상 생활용품에 플라스틱 소재가 광범위하게 사용되면서 매일 엄청난 양의 플라스틱 쓰레기가 생긴다는 점이다. 일회용 플라스틱 제품 사용을 줄이려는 노력에도 불구하고 플라스틱 쓰레기는 점점 더 쌓이고 있다. 따라서 과학자들은 플라스틱 쓰레기를 좀 더 유용한 물질로 재활용하기 위해 많은 연구를 해왔다. 철, 알루미늄, 유리처럼 유용하게 재활용할 수 있다면 쓰레기 배출도 줄이고 자원 낭비도 줄일 수 있기 때문이다. 그러나 수많은 시도에도 불구하고 현재까지 플라스틱 쓰레기의 상당수는 재활용되지 못하고 소각된다. 미국 렌슬러 공대 헬렌 자 교수 연구팀은 박테리아를 이용해 처치 곤란한 플라스틱 쓰레기인 폴리에틸렌을 분해해 유용한 물질을 만드는 연구를 시도했다. 연구팀이 사용한 세균은 뜻밖에도 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)이었다. 녹농균은 토양에 흔한 박테리아 중 하나로 인체에서 다양한 감염을 일으키기 때문에 악명이 높다. 최근에는 항생제 내성까지 키워 더욱 골치 아픈 세균으로 진화했다. 하지만 녹농균은 사실 폴리에틸렌을 분해할 수 있는 효소를 지니고 있다. 일부 박테리아들은 분해가 까다로운 폴리머를 분해해 영양분으로 활용하는 재주가 있는데, 녹농균의 경우 그 대상에 폴리에틸렌이 포함된다. 그런데 불행하게도 우리가 버리는 폴리에틸렌 쓰레기인 비닐봉지나 페트병의 경우 녹농균이 먹기에는 너무 질기고 단단하다. 따라서 폴리에틸렌 쓰레기는 자연에서 쉽게 분해되지 않는다. 연구팀은 폴리에틸렌을 녹농균이 먹기 편한 형태로 만들기 위해 고온 고압 환경에서 가공했다. 이후 녹농균을 이렇게 가공한 폴리에틸렌 위에서 배양했다. 연구팀은 단순히 분해만 하는 것이 아니라 다른 유용한 물질을 만들기 위해 녹농균에 유전자를 삽입했다. 연구팀이 삽입한 유전자는 거미줄 단백질을 만드는 유전자였다. 거미줄은 같은 두께의 철사만큼 튼튼하면서 무게는 1/6 수준으로 가벼워 차세대 생물학적 소재로 주목받고 있다. 무엇보다 인체에서 생분해되는 성질 때문에 의료용 소재로 연구되고 있지만, 적당한 가격에 대량 생산이 어려워 아직 상용화되지 못하고 있다. 이번 실험에서 연구팀은 폴리에틸렌 쓰레기를 최종적으로 거미줄 단백질을 많이 포함한 솜 같은 형태의 원료로 만들었다. 박테리아를 이용해 처치 곤란한 플라스틱 쓰레기를 줄이고 덤으로 유용한 물질을 생산할 수 있는 가능성을 보여준 셈이다. 박테리아는 여러 단계를 거쳐야 하는 복잡한 화학적 과정을 대신할 수 있는 미니 화학 공장으로 주목받고 있다. 플라스틱 쓰레기를 유용한 물질로 바꾸는 복잡한 과정도 박테리아의 도움을 받으면 한결 쉽게 해낼 수 있다. 물론 이런 연구 결과가 결실을 얻기 위해서는 경제성과 함께 대량의 플라스틱 쓰레기 처리가 가능하다는 점을 보여줘야 한다. 업사이클링 제품 역시 가격 경쟁력을 지녀야 한다. 이 모든 조건을 다 만족시키기 위해서는 앞으로 많은 연구와 투자가 필요하다. 박테리아가 플라스틱 쓰레기의 해결사 역할을 할 수 있을지 미래가 주목된다. 고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

화장실 환경이 사업장 호감도에 큰 영향을 미치는 것으로 조사돼 청결은 기본, 깨끗하게 씻고 닦을 수 있는 위생용품 구비 기대 화장실이 곧 이미지가 되는 시대다. 여행 차 방문한 공항 화장실을 통해 방문국의 국격을 가늠하기도하고, 주요 관광지 화장실은 지역 이미지와도 맞닿는 만큼 지자체에서 각별한 관심을 기울이고 있다. 행정안전부에서는 화장실 이용문화를 개선해 국가 이미지를 높이자는 취지에서 1999년부터 아름다운 화장실 공모전을 시행해 오고 있다. 그만큼 화장실의 주는 영향이 크다는 반증이다. 실제 조사도 이를 뒷받침한다. 30일 유한킴벌리 자체 소비자 조사에 따르면 응답자의 94.4%가 화장실 환경이 카페나 식당, 빌딩 등 사업장 공간의 호감도에 영향을 미친다고 답변한 것으로 확인됐다. 사업장 수준을 평가하는 주요 요인에서도 ▲전반적 청결성(91.2%)에 바로 뒤이어 ▲화장실 수준(76.8%)이 꼽혔다는 점에서, 공간 이미지에 화장실이 미치는 영향이 매우 크다는 것을 알 수 있다. 화장실 내 개인 위생용품에 대한 관심도 주목할 부분이다. 사업장 화장실의 수준 향상을 위해 개선되길 바라는 용품으로는 ▲핸드워시(52.4%) ▲핸드타월(43.2%) ▲디퓨저·방향제(37.2%) ▲에어드라이어(20.4%) 순으로 꼽혔다. 건조 용도로 사용되는 용품 중에서는 핸드타월이 에어드라이어 대비 2배 이상 선호도가 높은 것으로 조사됐다. 화장실 수준을 판단하는 기준에서도 핸드타월 비치 여부(55.2%)가 에어 드라이어 비치 여부(20.4%) 보다 3배 가까이 높게 고려되는 것으로 나타났다. 이는 코로나19 팬데믹으로 일상 위생에 대한 관심이 커지면서 효과적인 건조 방법에 대한 논의가 진전된 데 따른 것으로 분석된다. 실제로, 세계적 의료기관인 미국 메이요 클리닉의 의학 학술지는 핸드타월이 건조 효과성, 박테리아 제거, 교차감염 최소화 측면에서 에어 드라이어 대비 우수하며, 위생성이 특히 중요한 장소에서는 핸드타월을 사용할 것을 권장한 바 있다. 국군의학연구소 감염특수환경연구센터에서 발간한 학술지 역시 국군의무사령부 등 위생이 우선시되어야 할 곳에서는 핸드 드라이어의 사용을 중지하고 핸드타월 사용을 권장하고 있음을 밝힌 바 있다. 연간 약 1400억원 이상의 규모로 추산되는 국내 핸드타월 시장은 매년 성장세를 이어가고 있으며, 롤핸드타월이 이를 견인하는 것으로 평가받고 있다. 한 번에 여러 장을 뽑아 사용하게 되는 평판형과는 달리 롤핸드타월은 한 장씩 사용할 수 있고, 보다 위생적으로 사용할 수 있다는 장점을 바탕으로 널리 사용되고 있다. 수요 증가에 발맞추어 핸드타월의 환경성과 편의성도 획기적으로 개선되고 있다. 유한킴벌리는 서울시, 롯데물산, HD현대 등 18곳의 지자체, 기업들과 핸드타월 재활용 협력을 지속하고 있으며, 공공 화장실 내 교차감염 우려를 최소화하기 위해 센서로 핸드타월이 자동 토출되도록 설계된 ‘아이콘 자동 롤타월 전용 용기’를 공급하고 있다. 사용한 후 3초 이내에 재 사용할 경우 두 번째 장은 10% 짧게 조절되어 경제성과 환경성까지 겸비해 빠르게 보급이 확대되고 있다. 유한킴벌리 프로페셔널 마케팅 담당자는 “위생성과 환경성이 강점인 롤핸드타월 제품이 빠른 성장을 거듭하며 전체 핸드타월 시장의 성장을 주도하고 있다”며 “다수가 이용하는 공공시설이 보다 위생적인 공간이 될 수 있도록 관련 기술과 제품 개발을 주도해 갈 것”이라고 밝혔다.

춥고 건조한 행성이지만, 화성에는 지구처럼 물이 존재한다. 대부분은 땅속 깊은 곳에 얼음으로 존재하거나 남극과 북극에 있는 빙하에 있는 것으로 추정되지만, 미래 화성 식민지를 건설할 때 꼭 필요한 물은 현지에서 공급할 수 있는 셈이다. 그 덕분인지 화성을 무대로 한 SF 소설이나 영화에서는 적어도 물 문제로 고생하지는 않는다. 하지만 미 항공우주국(NASA)의 과학자들은 문제가 그렇게 단순하지 않다고 입을 모은다. 화성에 얼음 형태의 물이 존재하는 것은 분명하지만, 여러 가지 나쁜 물질이 섞여 있어 마실 수 있는 물로 정수하기가 쉽지 않다. 과학자들이 특히 우려하는 물질은 과염소산염(perchlorate, ClO4-)이다. 과염소산염은 지구에서도 자연적으로 생성되며 불꽃놀이용 폭발물, 기폭제, 성냥, 윤활유, 비료 등 다양한 화학 제품을 생산하는데 사용된다. 용도를 생각하면 사람이 먹으면 안 될 것처럼 생각되는데, 실제로도 발암성을 지닌 독성물질이다. 그런데 화성은 과염소산염이 풍부한 환경이라 화성에서 얻은 물 역시 과염소산염 농도가 높을 수밖에 없다. 물론 필터를 이용해 정수하면 되지 않느냐고 말할 수 있지만, 정수처리를 위해 들어가는 물과 에너지, 주기적으로 교체해야 하는 필터 등을 생각하면 화성 표면에 정수 시스템을 들고가는 것은 현실적이지 않은 방안이다. NASA 에임스 연구센터의 과학자들은 지구 미생물을 대안으로 제시했다. 지구 박테리아 가운데는 독성 물질인 과염소산염을 분해해 에너지원으로 사용하는 것들이 있기 때문이다. 다만 과염소산염 분해 미생물은 강력한 방사선이 쏟아지는 거친 화성 환경에서 살아남기 어렵다는 문제가 있다. 연구팀은 이미 우주 비행에서 뛰어난 생존력이 확인된 박테리아인 바실루스 서브틸리스 168 균주(Bacillus subtilis strain 168)에 과염소산 분해 효소를 만드는 유전자인 pcrAB와 cld를 삽입하는 방식으로 이 문제를 극복했다. 당장 이 미생물을 태운 우주선을 보내 화성 표면에서 테스트하긴 어렵지만, 모의 환경에서 테스트를 통해 추가적인 에너지나 자원 투입 없이 과염소산염을 제거할 수 있다는 점을 증명하면 물이 귀한 화성에서 큰 도움이 될 것으로 예상된다. 박테리아는 스스로 분열해 증식하기 때문에 생산 설비를 증설할 필요도 없고 고장나도 새로운 박테리아로 대체하면 그만이다. 에너지 역시 태양 에너지나 화학 에너지를 사용하기 때문에 현지에서 충분히 조달할 수 있다. 과학자들이 미래 화성 식민지의 조력자로 박테리아에 주목하는 이유다. 고든 정 과학 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

숙명여자대학교 화공생명공학부 최경민 교수 연구팀이 금속유기구조체(MOF)를 활용해 항생제 없이 피부 상처를 빠르게 치유하는 원리를 규명했다. 숙명여대는 최 교수가 분당서울대병원, ㈜랩인큐브와 함께한 ‘지르코늄 MOF의 다중 흡착 메커니즘에 의한 전염증성 매개체 조절을 통한 상처 치유 촉진에 대한 영향 연구’ 논문에서 이 같은 내용을 발표했다고 16일 밝혔다. 향후 항생제의 주요 부작용으로 지적되는 내성을 줄이고, 동시에 치료 과정도 단축할 것으로 기대된다. 연구팀에 따르면 현재 피부에 난 상처에 주로 사용하는 국소 항생제는 오래 사용할 경우 내성이 생겨 치료 효과가 떨어지는 단점이 있다. 최근 무분별한 항생제 사용 탓에 내성이 생긴 ‘슈퍼 박테리아‘가 사회적 문제로 떠올랐고, 미국 질병통제예방센터(CDC)와 주요 피부과 학회에서도 더 이상 예방적 국소항생제 사용을 추천하지 않고 있다. 연구팀은 이번 연구에서 항생제 대신 자체 흡수, 흡착 특성이 있는 MOF를 활용하는 새로운 접근 방식을 제시했다. 주로 기체, 분자 등의 저장과 분리에 응용되는 MOF를 상처에 적용해 부작용을 유발하는 염증 매개체의 양을 줄이는 것이 핵심 아이디어다. 연구 결과 생체 내 환경에서 안정적인 특성이 있는 지르코늄 금속유기구조체(Zr-MOF)를 함유한 하이드로겔이 대조군에 비해 상처 치료 효능이 200% 향상된 것으로 나타났다는 게 연구팀의 설명이다. 이를 통해 불필요한 항생제 처방을 방지하고 상처 치료의 품질은 높이면서 치료 기간까지 단축할 수 있는 새로운 길이 열린 것으로 평가된다. 최 교수팀은 “이번 연구에 사용된 지르코늄 금속유기구조체를 포함한 하이드로겔을 피부질환 치료에 활용하기 위한 실용화를 준비하고 있다”며 “상처 치유뿐 아니라 과발현 물질의 제거가 필요한 다른 생체 부위에도 확장해 사용할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 중견연구지원사업, 기초의과학연구센터(MRC)의 지원으로 수행됐다. 숙대 화공생명공학부 박사과정 류언진 학생이 공동 제1저자, 최경민 교수가 교신저자로 참여했고 서울대병원 허찬영 교수, 남선영 교수 연구팀, 숙명여대 기술지주회사 랩인큐브가 함께했다. 이 논문은 독일 와일리(Wiley) 출판사에서 발간하는 국제 학술지 ‘어드밴스드 헬스케어 머티리얼즈’(Advanced Healthcare Materials, IF=10.0)에 게재됐다.

경기 성남시 분당서울대병원은 성형외과 허찬영 교수 연구팀(남선영 연구교수·숙명여대 최경민 교수)이 금속유기구조체를 활용해 항생제 없이 피부 상처를 빠르게 치유하는 원천기술을 고안하고 그 효과를 규명하는 데 성공했다고 15일 밝혔다. 최근 무분별한 항생제 사용으로 항생제에 반응하지 않는 ‘슈퍼 박테리아’의 발생 비율이 증가하며 세계적으로 문제가 되고 있다. 피부에 바르는 국소항생제(연고)나 경구용 알약, 주사 등 다양한 형태의 항생제가 오남용 문제에 직면해 있는데, 이 중 국소항생제의 경우 일반인이 쉽게 구비할 수 있어 자연히 아물 작은 상처에도 무분별하게 사용되고 있다. 연구팀은 기체, 분자 등의 저장과 분리에 주로 응용되는 금속유기구조체(MOF)를 활용, 상처 치유를 방해하는 주요 염증 매개체의 양을 조절해 항생제 없이 피부 상처를 효과적으로 치료하는 기술을 개발했다. 동물실험 결과, 연구팀은 생체 환경에서 안정적으로 적용 가능한 ‘지르코늄 금속유기구조체(Zr-MOF)’를 통해 산소 종(ROS), 질산 산화물(NO), 사이토카인을 효과적으로 제거할 수 있었고, 이를 통해 상처 치료 효능이 두 배 가량 향상됐다는 사실을 확인했다. 이번 연구는 항생제 없이 빠르고 효율적인 상처 치유가 가능한 원천기술을 고안하고 그 효용성을 입증했다는 점에서 의미가 깊다. 연구 결과를 바탕으로 인체적용 가능한 치료제 개발까지 이어진다면, 세계적으로 문제가 되고 있는 항생제 내성균 억제에도 큰 기여를 할 것으로 전망된다 허찬영 교수는 “세계적으로 문제가 되는 국소항생제 오남용을 획기적으로 줄일 수 있는 기술”이라며 “과발현 물질을 제거하는 원리기 때문에 비슷한 접근이 필요한 다른 치료에도 확장해 사용할 수 있을 것”이라고 밝혔다.

스위스, 벨기에, 영국, 미국 공동 연구팀은 기존 항생제에 내성을 가진 박테리아에 효과적인 새로운 형태의 항생제를 개발하고 이와 별도로 미국, 스위스 공동 연구팀도 다제내성 박테리아에 효과적인 신약후보물질을 개발했다고 밝혔다. 이들의 연구 결과는 ‘네이처’ 1월 4일자에 실렸다. ‘카바넴 저항성 아시네토박터 바우마니’(크랩·CRAB)는 세계보건기구(WHO) 1급 위험 병원균, 미국 질병통제예방센터(CDC) ‘긴급 위협 세균’으로 분류되고 있는 최악의 항생제 내성균이다. 연구팀은 ‘조수라발핀’이라는 새로운 항생물질을 발견하고 생쥐 실험으로 크랩균을 효과적으로 제거하는 것을 확인했다. 조수라발핀은 세균의 이동을 촉진하는 수송 복합체를 억제하는 동시에 염증 유발의 원인으로 꼽히는 지질 다당체(LPS)의 활동까지 차단해 세포 사멸로 이어진다는 사실을 확인했다. 연구팀은 “이번에 새로 발견된 화합물은 내성이 강한 병원균 크랩을 퇴치할 수 있는 가장 강력한 항생물질”이라며 “실제 치료에 활용할 수 있는 약물로 개발하기 위한 임상시험이 진행 중”이라고 말했다.

우리 장 속에는 인간의 세포보다 더 많은 수의 장내 미생물이 살고 있다. 박테리아는 동물 세포보다 크기가 상당히 작기 때문에 전체 부피는 작아도 숫자는 더 많을 수 있다. 장내 미생물은 인체 건강에 큰 영향을 미칠 수 있어 과학자들의 주목을 받고 있다. 그리고 사실 다른 동물에서도 인간만큼 중요한 역할을 하는 경우가 많다. 1985년 이스라엘 텔아비브 대학 과학자들은 홍해의 열대 바다에서 양쥐돔의 일종인 흑갈양쥐돔(brown surgeonfish, 학명 Acanthurus nigrofuscus)의 장에서 현미경 없이 눈으로도 볼 수 있는 거대한 단세포 생물을 발견했다. 연구팀은 생선 먹기 축제의 손님이라는 뜻의 에풀로피씨움 (Epulopiscium)이라는 속명을 부여했다. 후속 연구를 통해 에풀로피씨움은 거대한 그람 음성 박테리아로 밝혀졌다. 몸길이가 0.2~0.7㎜에 달해 현미경 없이도 작은 점으로 보일 뿐 아니라 부피도 대장균의 100만 배에 달해 그때까지 발견된 가장 큰 박테리아라는 기록을 세웠다. 이 기록은 1999년 티오마르가리타 나미비엔시스(Thiomargarita namibiensis)라는 초거대 박테리아가 발견되면서 깨지긴 했지만, 여전히 에풀로피씨움은 세계에서 두 번째로 큰 박테리아다. 작은 박테리아나 그보다 더 작은 바이러스도 연구하는 과학자들에게 이렇게 큰 박테리아는 너무나 쉬운 연구 대상일 것 같지만, 실상은 그렇지 않다. 과학자들은 이후 여러 종의 에풀로피씨움 박테리아를 발견했지만, 모두 열대 산호초의 얕은 바다에 살고 있는 양쥐돔의 장에서만 발견되었기 때문에 세균을 확보하고 배양하는 데 애를 먹었다. 특정 물고기의 장내 환경에서만 살 수 있게 진화했기 때문에 어렵게 세균을 확보해도 연구를 위해 배양하고 보존하기 힘들었다.하지만 코넬 대학 어셔 앤거트 교수가 이끄는 연구팀은 로렌스 리버모어 국립연구소의 과학자와 함께 에풀로피씨움 비비파루스(Epulopiscium viviparus)의 유전자 전체를 해독하고 이들의 독특한 생활 방식을 밝혀냈다. 크기가 다르면 생활 방식도 많은 차이가 생길 수밖에 없다. 에풀로피씨움과의 박테리아는 단순한 이분법에 의해 증식하는 것이 아니라 내부에 작은 세포를 만들어 번식한다. 에풀로피씨움 비비파루스는 내부에 최대 12개의 태아 세포를 잉태한 후 하나씩 낳는다. 워낙 거대한 박테리아이기 때문에 정확히 두 개로 나눠지기 힘들다는 점이 이런 독특한 번식법이 진화한 이유로 생각된다. 따라서 현미경으로 에풀로피씨움 비비파루스의 내부를 들여다보면 여러 개의 주머니 같은 태아 세포를 볼 수 있다.  연구팀에 따르면 에풀로피씨움 비비파루스의 유전자의 상당 부분은 공생 관계에 있는 양쥐돔의 장에서 최대한 많은 에너지를 얻어 내는데 관련되어 있다. 산소가 적은 혐기성 환경에서 살아가는 세균은 사실 많은 에너지를 얻기 힘들다. 발효를 통해 얻는 에너지는 산소 호흡을 통해 얻는 에너지보다 훨씬 적다. 따라서 장내 미생물이 이렇게 커질 수 있다는 것은 과학자들에게 큰 미스터리였다. 연구팀은 에풀로피씨움 비비파루스의 세포막이 마치 미토콘드리아에서 볼 수 있는 것과 비슷한 주름 구조와 단백질을 지니고 있어 효과적으로 에너지를 만들어낸다는 사실을 발견했다. 물론 이는 수렴진화에 의한 것으로 에풀로피씨움 같은 박테리아는 미토콘드리아 같은 세포 내 소기관을 지니고 있지 않다. 에풀로피씨움의 존재는 우리가 알고 있는 생물 다양성이 사실은 일부에 불과하다는 점을 보여준다. 장내 미생물이나 다른 공생 미생물을 생각하면 작은 물고기 장 안에도 우리가 모르는 소우주가 펼쳐져 있는 것과 마찬가지로 다양한 세상이 존재한다. 그리고 이들 가운데는 우리가 모르는 독특한 대사 과정이나 물질을 만드는 미생물이 있어 신물질 개발이나 신약 개발에 도움을 줄 수 있다. 우리가 최대한 생물 다양성과 생물 자원을 보호해야 하는 이유다.