호주 해안에서 멸종위기종인 ‘대왕고래’가 다소 특이한 색깔의 배설물을 배출하는 순간이 포착됐다. 호주 ABC뉴스는 16일(현지시간) 현지 고래 감시팀이 퍼스 남부 해안에서 이동 중인 대왕고래의 배설 장면을 카메라에 담았다고 전했다. 주 먹이를 크릴새우로 하는 대왕고래의 배설물은 보통 붉은색을 띠지만, 이번에 포착된 고래는 노란색 배설물을 바다에 휘갈겼다.고래감시팀 이안 비제는 “해변에서 2km 거리 해안에서 대왕고래 몇 마리를 발견했는데 그중 한 마리가 밝은 노란색의 배설물을 배출했다”고 설명했다. 그는 “이런 색은 보도듣도 못했다”면서 “고래가 새로운 종의 크릴새우를 발견한 것이 틀림없다”고 말했다. 이어 “먹이 섭취 후 24시간이 채 지나지 않은 것 같다”고 덧붙였다.질소와 인, 철을 다량 함유한 고래 배설물은 해양 생태계에 매우 중요한 존재다. 전문가들은 한 번에 200리터씩 쏟아지는 고래 배설물이 모든 해양 생물의 근원이 되는 플랑크톤 성장을 촉진시킨다고 말한다. 이 플랑크톤은 광합성으로 이산화탄소를 흡수해 대기 환경에도 긍정적 영향을 미친다. 호주 해양생물학자 스티븐 니콜 박사의 연구에 따르면, 남극해의 향유고래 1만2000마리의 배변 활동으로 증식된 식물성 플랑크톤은 매년 20만 톤의 이산화탄소를 바닷속에 격리하는 것으로 나타났다.최대 길이 33m, 무게 190톤으로 현존하는 동물은 물론 역사상 가장 거대하고 무거운 동물인 대왕고래는 그러나 극심한 고래잡이 속에 현재 멸종 위기에 놓인 상태다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

우리는 코로 숨을 쉰다. 숨을 내쉬고 들이쉬는 것을 호흡이라고 하고 영어로 ‘breath’라고 한다. 생물학 교과서를 보면 ‘breath’ 말고 ‘respiration’이라고 부르는 ‘세포호흡’이라는 또 다른 호흡이 등장한다. ‘respire’는 ‘spire’라는 어근을 사용한 단어 중 하나로 이 어근을 사용한 단어들은 숨을 거두다, 열망하다, 탄식하다, 땀을 흘리다 등 생명 활동과 관련되어 있다. 사실 세포호흡은 관찰하기는 어렵다. 하지만 다른 유사한 과정으로 세포호흡 과정을 이해할 수는 있다. 수소가스에 불을 붙이면 폭발이 일어난다. 이 현상은 수소 분자 구조를 유지하는 전자에너지가 순식간에 열로 바뀌면서 나타나는 것이다. 전자에너지가 열로 바뀌는 것은 수소가 에너지를 가진 전자를 끌어당기면서 일어난다. 수소가 전자와 결합하려는 경향이 크기 때문이다.생물은 에너지를 가진 전자를 산소를 이용해 끌어당긴다. 다만 전자에너지를 제공하는 물질이 산소가 아닌 음식물이고 폭발처럼 순식간에 에너지를 열로 모두 방출하게 하지 않는다는 점이 다르다. 생물체는 세포호흡으로 산소를 이용해 음식물이 가진 전자를 당기는데, 이때 전자전달계라는 장치를 이용한다. 이 장치는 여러 단계를 거쳐 전자를 주고받음으로써 전자가 지닌 에너지를 효과적으로 사용하게 한다. 이렇게 수소 폭발이든 음식물에서 전자를 당기든 전자를 주고받는 반응을 산화환원반응이라 한다. 세포호흡의 과정을 수행하는 전자전달계가 있는 곳이 바로 세포 공장이라고 불리는 미토콘드리아이다. 우리가 숨을 들이쉬면 산소는 기도를 통과해 폐에 이르고 폐를 둘러싼 혈관 속 혈액에 이른다. 적혈구의 수많은 헤모글로빈은 산소와 결합하게 되고 산소는 적혈구에 의해 몸 구석구석에 있는 세포로 수송된다. 세포에 도착한 산소는 미토콘드리아에서 사용된다. 산소를 사용한 전자에너지 이용은 결국 신체 에너지인 ATP를 만드는 것으로 결론지어진다. 호흡의 최종적인 목표는 생을 유지하기 위해서 잠시라도 멈춰서는 안 되는 ‘ATP 합성’이다. 그런데, 우리가 섭취한 음식으로부터 에너지를 얻는 과정이 꼭 산소가 있어야만 일어나는 것은 아니다. 우리 몸속에서는 포도당, 지방, 아미노산을 분해하는 과정에 산소가 없더라도 약간의 ATP가 합성된다. 호흡이 ATP 합성에 효율적이기 때문에 산소가 없는 환경에서도 호흡을 할 수 있는 생물들이 출현했던 것 같다. 물론 이들은 산소 대신 질산이온이나 황산이온을 사용하여 전자를 끌어당겨 ATP를 합성한다. 이러한 호흡을 무기호흡이라 하는데 수생 조건을 포함한 무산소 환경에서 서식하는 많은 세균에서 발견할 수 있다. 그러나 주목할 점은 산소를 이용한 ATP 합성이 훨씬 효율적이라는 사실이다. 겉으로 보면 코로 숨을 쉬는 것이 삶과 죽음을 가르는 중요한 일인 것 같다. 그러나 생명을 유지하는 것은 세포호흡을 통한 ATP 합성이다. 눈에 보이지는 않지만 세포호흡이 없다면 코로 숨을 쉬는 행위는 무의미하다. 우리 삶도 마찬가지인 듯하다. 정치, 경제, 외교 등 국가의 정책 결정이라는 호흡도 우리 국민들 개개인이 행복하고 활기차게 삶을 살아가는 세포호흡을 위한 것이다. 그러므로 국가의 정책 결정 방향도 너무나도 분명하다. 생물이 생존하는 방식에서 배울 일이다.

중국 베이징에서 페렴형 페스트 환자가 발생했다. 환자가 거쳐 간 병원 응급실은 폐쇄됐고, 방역 당국은 페스트에 노출된 사람들을 상대로 역학조사를 하며 예방 차원에서 항생제를 투여하고 있다. 페스트는 매우 오래된 질병이다. 고대 북부 아프리카와 중동지역에서 발병했다는 기록이 있고 성경 새뮤얼서에도 페스트로 의심되는 질병의 기록이 남아 있다. 첫 대규모 유행은 6세기 비잔틴 왕국에서 발생해 약 4000만명이 사망했다. 14세기에는 중국에서 시작된 유행이 유라시아 대륙으로 확산해 7000만~2억여명이 사망했다. 페스트로 유럽의 역사적 지형이 바뀌었다. 마지막 대유행은 1850년대 중국에서 시작했다. 1894년에는 홍콩으로 확산했고, 이후 남아프리카, 미국, 태국, 스리랑카, 인도, 유럽으로 퍼져 1900년대 초반까지 유행이 지속됐다. 알베르 카뮈는 소설 ‘페스트’에서 페스트가 창궐한 도시의 비참한 사회상을 다루기도 했다. 이렇게 위세를 떨치던 페스트도 1900년대 이후 미생물학의 발달로 쥐와 벼룩이 옮기는 세균성 감염병이란 사실이 확인되고, 위생이 점점 나아지면서 급격히 수그러들었다. 그러나 사라진 감염병은 아니다. 아직 중국 내륙지역, 아시아, 미국, 아프리카의 콩고민주공화국과 마다가스카르 등에서 연간 2000여명의 환자가 발생하고 있다. 최근의 가장 큰 대규모 유행은 2017년 마다가스카르에서 발생했다. 무려 2417명이 페스트에 걸렸다. 페스트의 원인균은 ‘예르시니아 페스티스’다. 쥐벼룩에 물리거나 감염된 동물의 사체와 접했을 때, 감염된 동물의 분비물을 흡인하거나 오염된 음식을 먹었을 때 전파된다. 폐렴형 페스트는 비말(침 방울)을 통해 사람 간에 전파될 수 있다. 잠복기는 1~6일(평균 1~4일)이다. 림프절을 주로 침범하는 림프절형, 패혈증형, 폐렴형으로 발병할 수 있으며 패혈증형이나 폐렴형은 잘 치료해도 50%가 사망한다는 기록이 있다. 그러나 최근 마다가스카르의 유행 상황을 보면 2417명 중 80% 이상이 폐렴형 페스트였음에도 사망자는 209명(약 9%)이었다. 기록에 남은 50% 이상의 사망률은 의료 자원이 부족해 치료가 여의치 않았기 때문으로 생각된다. 페스트는 주로 항생제로 치료하며, 진단과 동시에 항생제를 투여해야 사망률을 낮출 수 있다. 또한 노출된 사람에게 항생제를 투여하면 발병을 줄일 수 있다. 일부 백신이 나와 있긴 하지만 상용화되어 유통되고 있진 않다. 그렇다면 이번 중국의 페스트는 전 세계로 확산할 것인가? 14세기나 19세기 말과 달리 인류는 페스트의 전파 경로도 알고 있고 예방과 치료를 할 수 있는 항생제도 있어 전 세계적인 유행이 다시 시작될 것 같진 않다. 노출자들에게 예방적 항생제를 투여하고 있어서 베이징 내에서 대규모로 유행할 가능성도 희박하다. 우리나라로 확산할 가능성도 크지 않아 보인다. 1~2주 동안 중국 베이징의 상황을 지켜보면 앞으로 유행이 어떻게 될지 알게 될 것이다.

시조새의 역사를 다시 쓰게 한 화석의 분석 결과가 공개됐다. 일본 후쿠이도립대학 연구진은 2013년 8월 후쿠이현 가쓰야마에서 발견한 화석을 분석한 결과, 지금까지 알려진 적이 없던 신종 조류의 것이라는 결론을 내렸다. 연구진에 따르면 해당 화석은 1억 2000만 년 전 백악기 시대에 살았던 조류의 것으로, 날개와 으뜸, 원시 등을 의미하는 라틴어와 화석이 발견된 지명을 본따 ‘후쿠이프테릭스 프리마’(Fukuipteryx prima)라고 명명됐다. 거의 완벽하게 보존된 이 화석에는 갈비뼈 등 최소 100개 이상의 뼈가 포함돼 있으며, 연구진은 컴퓨터 단층좔영기법 등을 이용해 해당 화석에 다른 시조새에게서는 찾아볼 수 없는 기관이 존재한다는 것을 확인했다. 예컨대 이번에 발견된 후쿠이프테릭스 프리마에는 등뼈 말단에 독특한 돌출부가 있다는 특징이 있고, 연구진은 이러한 특징을 들어 후쿠이프테릭스 프리마가 신종 시조새로 확인됐다고 밝혔다. 또 뼈조직을 분석한 결과 해당 조류는 생후 12개월 미만의 어린 동물이었으며, 날개의 길이는 한 쪽당 50㎝정도로 추정된다는 사실도 확인됐다. 연구진은 이 조류가 현생 새처럼 날지는 못했으며, 닭처럼 날개를 퍼덕이는 정도였을 것으로 보인다고 밝혔다. 연구를 이끈 후쿠이도립대학 공룡연구협회의 타쿠야 이마이 교수는 “백악기 초기에 살았던 조류 화석 90%가 대부분 중국 북동부에서 발견되는데, 이외의 지역에서 거의 완벽하게 보존된 신종 조류 화석이 발견됐다는 사실은 매우 의미가 있다”고 말했다. 이어 “다른 시조새와 달리 매우 독특한 등뼈 말단의 돌출부를 가지고 있고, 이는 공룡에게서 흔히 볼 수 있는 구조”라면서 “추가적인 연구를 통해 조류의 생물학적 진화에 대해 밝힐 것”이라고 덧붙였다. 한편 이 화석의 발견은 지구상에 날개를 가진 조류가 존재하기 시작한 역사적 시점을 바꿔놓을 것으로 보인다. 지금까지 알려진 가장 오래된 시조새 화석은 독일에서 발견된, 150만 년 전 쥐라기 시대 후기의 것이었다. 자세한 연구결과는 영국에서 발행되는 과학전문지 ‘커뮤니케이션스 바이올로지’(Communications Biology) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

“우리 애는 여자라서 그런지 수학이 좀 약한 것 같아요”, “제가 여자라서 그런지 길 눈이 좀 어두워요”라는 말을 하는 이들을 간혹 만날 수 있다. 과연 남자는 여자보다 수학을 잘하고 공간지각력이 뛰어나서 낯선 곳에서도 길을 쉽게 찾을 수 있는 것일까. 여자는 남자들보다 미술이나 음악 등 미적 감각이 뛰어난걸까. 최근에는 남자와 여자의 뇌가 다르다는 생각은 단순한 편견에 불과하다는 연구결과들이 속속 나오고 있다. 뇌과학자와 실험심리학자들이 ‘남녀의 뇌 차이’라는 것은 단순한 편견에 불과하다는 연구결과를 또 하나 내놔 주목받고 있다. 미국 로체스터대 뇌·인지과학과, 시카고대 심리학과, 카네기멜론대 심리학과 공동연구팀은 아동, 청소년들의 뇌에 발달에 대한 종합적 조사를 실시한 결과 남녀간 뇌 기능이나 수학능력에서 성별의 차이는 전혀 없다는 것을 규명했다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 네이처 출판그룹에서 발행하는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘사이언스 오브 러닝’ 최신호(9일자)에 실렸다. 연구팀은 3~10세의 남녀 아동청소년 104명(여자 55명, 남자 49명)과 63명의 성인남녀(여성 25명, 남성 38명)을 대상으로 뇌활동을 측정하기 위한 기능성 자기공명영상(fMRI) 촬영을 실시했다. 또 11.6분 분량의 숫자세기, 덧셈과 같은 간단한 수학 관련 교육영상을 시청하도록 한 다음 fMRI를 찍었다. 여기에 한 문제 풀이에 평균 1.1~1.2초 정도 걸리는 간단한 수학문제 70문항을 내고 풀도록 하면서 fMRI를 촬영했다. 분석 결과 남자와 여자의 뇌활동에 있어서는 어떤 차이도 발견하지 못했으며 수학 관련 교육영상을 볼 때나 간단한 수학문제를 풀 때도 활성화되는 뇌부위가 일치한다는 사실을 발견했다. 또 수학문제를 풀거나 수학동영상을 볼 때 아이들이나 성인이나 같은 부위의 뇌영역이 활성화된다는 것도 확인했다. 생물학적으로는 남녀의 뇌 차이를 발견하지 못한 연구팀은 아이들과 성인들을 대상으로 수학과 과학수업 시간에 대한 기억과 문제를 잘 풀지 못했을 때 부모의 반응 등을 조사했다. 그 결과 연구팀은 여자아이들에게는 사회적, 문화적 편견이 STEM(과학, 기술, 공학, 수학) 분야에서 멀어지게 만든다는 사실을 확인했다. 가정에서 수학이나 공간인지 같은 문제에 대해서는 남자아이들과 더 많은 시간을 보내며 학교에서도 교사들이 수학이나 과학시간에 남학생들에게 더 집중한다는 것을 밝혀냈다. 즉 수학과 과학능력에 대한 주변의 기대가 남녀의 차이를 만들어 낸다는 설명이다. 연구팀 관계자는 “일반적 사회화 과정에서 마찬가지로 과학과 수학분야에서도 사소한 편견이나 판단이 눈덩이처럼 불어나 남녀간 대하는 방법이 달라지게 되는 것”이라고 강조했다. 연구를 이끈 제시카 캔틀론 카네기멜론대 교수(인지신경과학)는 “이번 연구는 아이들의 뇌가 성별에 상관없이 똑같이 기능한다는 것을 보여줌으로써 기존 편견이 사실과 다르다는 것을 보여주고 있다”라며 “지능이나 능력에 대한 성불평등은 사람이 아니라 상황 때문에 만들어진 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 유타 대학의 생물학과 교수인 잭 롱기노는 개미 전문가로 평생 새로운 개미를 찾아 전세계를 돌아다녔다. 그가 수십 년 동안 개미를 조사하기 위해 찾아다닌 곳은 호주, 멕시코, 콜롬비아, 모잠비크, 우간다 등 세계 곳곳을 망라한다. 그는 지금까지 총 200종에 달하는 새로운 개미를 발견하는 업적을 남겼으며 이중 대부분은 중미에서 찾아냈다. 최근 사이언스데일리 등 과학전문지들은 롱기노 교수가 신종 개미를 멀고 먼 오지가 아닌 바로 자신의 집 뒷마당에서 발견했다는 흥미로운 사실을 보도했다. '등잔 밑이 어둡다'는 속담이 딱 어울리는 이번 발견은 지난해 8월 막 해가 져 날이 어두워질 때 이루어졌다. 당시 마당을 산책 중이던 그는 우연히 개미 4마리가 땅 속에서 나와 이동하는 것을 목격했다. 이에 교수는 다음날 무엇인가 특별해 보였던 개미를 찾기위해 땅을 파 어렵지 않게 발견했다. 롱기노 교수는 "처음 개미를 봤을 때 상업용 화분을 통해 이 지역으로 유입된 외래종이라 생각했다"면서 "그러나 실험실로 가져와 연구해보니 이 개미가 인근 애리조나 주에 사는 개미와 비슷한 신종으로 드러났다"며 놀라워했다.교수에 따르면 이 개미는 토속종으로 따뜻하고 습한 서식지를 좋아하며 건조한 기후를 가진 유타 주의 땅 속에서 오랜시간 살아왔다. 그러나 필요한 물을 인공적으로 농지에 공급하는 관개 등 인간의 개입으로 다시 땅 위로 모습을 드러낸 것. 이에 롱기노 교수는 '새로운 출현'이라는 의미를 가진 학명(Strumigenys ananeotes)을 명명했다. 롱기노 교수는 "매우 희귀한 이 개미가 적어도 100년 이상 땅 속에 숨어있다가 인간의 간섭으로 다시 세상에 나올 용기를 얻었는 지 모르겠다"며 의미를 부여했다. 이어 "새로운 개미를 찾아 전세계를 샅샅이 뒤지던 중 뜻밖에도 우리집 뒷마당에서 신종을 발견했다"면서 "이는 가장 평범한 상황에서도 호기심과 관찰력을 가지면 좋은 결과를 낼 수 있다는 것을 의미한다"고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

‘일리아드’와 ‘오디세이’의 작가 호메로스는 ‘잠은 눈꺼풀을 덮어 선한 것, 악한 것, 모든 것을 잊게 하는 것’이라 했고, ‘돈키호테’의 저자 세르반테스는 ‘수면은 피로한 마음의 가장 좋은 약’이라고 말했다. 살아 있는 생명체는 어떤 방식으로든 잠을 자기 마련이다. 사람이 일생의 3분의1 정도의 시간을 할애한다는 잠은 생명을 유지하고 살아가는 데 필수적일 뿐만 아니라 깨어 있는 동안 고갈된 신경전달 물질을 보충해 활발한 뇌 활동을 가능케 해준다. 이 때문에 많은 사람들은 편안하고 깊은 밤잠을 자고 싶어 한다. 그렇지만 잠자리에 눕기만 하면 깊은 잠에 빠져드는 사람이 있는가 하면 아무리 노력해도 숙면을 취하지 못하는 이들도 있다. 미국 보스턴대 물리학과 네트워크생리학연구실, 매사추세츠대 의대, 하버드대 의대 수면의학부, 베스 이스라엘 디코너스 메디컬센터, 브리검여성병원 공동연구팀은 깊은 잠을 자는 사람들은 잠이 드는 순간 지진이 났을 때 나타나는 지진파처럼 갑작스럽고 폭발적인 뇌파가 발생한다는 사실을 밝혀냈다. 이 같은 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘PLOS 전산생물학’ 11월 15일자에 실렸다. 연구팀은 눈동자가 움직이지 않고 깊이 잠든 상태인 비렘수면(Non-REM)에 관여하는 뇌간의 PZ 영역을 손상시킨 생쥐 10마리와 일반 생쥐 5마리를 대상으로 뇌파(EEG)와 근전도(EMG) 조사를 10일 동안 했다. 그 결과 깊은 잠에 빠져드는 순간 뇌에서 델타파가 폭발적으로 증가한다는 사실을 확인했다. PZ 영역이 손상된 생쥐는 잠이 들면 델타파나 세타파가 발생하기는 하지만 일반 생쥐와 달리 폭발적으로 늘지 않아 숙면을 취하지 못한다는 것이 확인됐다. 플라멘 이바노프 보스턴대 교수(생물물리학)는 “깊고 조용한 잠을 자기 위해서는 역설적이게도 대뇌 피질에서 뇌파가 폭발적인 움직임을 보여야 한다는 사실을 알게 됐다”며 “이번 연구를 통해 잠에 대해 더 잘 이해할 수 있게 됐으며, 새로운 수면장애 치료법을 찾는 데도 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

여자의 뇌, 남자의 뇌 따윈 없어/송민령 지음/동아시아/276쪽/1만 6000원우리는 마음을 궁금해한다. 지금 원하는 색깔을 고르면 심리 상태를 알 수 있다거나, 질문에 답하면 나의 성격 유형을 정해준다거나 하는 미심쩍은 테스트들은 사람들의 호기심을 자극한다. 그래서일까, 뇌과학은 여러 과학 분야 중에서도 유독 많은 관심을 받는다. 매주 과학책 신간을 살펴보면 항상 뇌를 다룬 책이 눈에 띈다. 마음이 담겨 있는 뇌를 이해한다면 우리 자신에 대해서도 잘 알 수 있으리라는 믿음이 반영된 것 같다. 그러나 관심이 집중되는 분야인 만큼, 대중적인 통념과 실제 지식의 간극도 크다. ‘여자의 뇌, 남자의 뇌 따윈 없어’의 저자 송민령은 뇌과학 대중서 집필과 강연 활동을 해온 경험을 바탕으로, 사람들이 갖고 있는 뇌과학에 관한 흔한 오해들을 하나씩 풀어나간다. 대표적인 것이 ‘뇌과학’이라는 표현에 관해서다. 보다 보편적이고 정확한 ‘신경과학’이라는 용어와 달리 한국에서는 뇌과학이라는 용어가 정착되었는데, 그러다 보니 뇌과학이 마음 전반에 대해 모든 것을 알려줄 수 있다는 오해도 생겨났다. 저자는 신경과학 외에도 마음을 다루는 여러 학문이 있으며, 그중 일부로서 한계와 가능성을 가진 신경과학을 이야기한다. 이 책의 제목과 같은 글 꼭지도 뇌과학에 관한 가장 흔한 오해에 답한다. 사람들은 남녀의 뇌가 어떻게 다른지에 관심이 많다. 인터넷에서는 ‘여자의 뇌’, ‘남자의 뇌’란 어떠하다는 흥미로운 글들을 쉽게 발견할 수 있다. 그러나 성별 간의 차이는 생물학적으로 결정된 것이기보다는 고정관념과 문화의 영향을 받는다. 특히 주목할 점은, 이러한 주제들이 ‘그 지식을 누가 생산하며, 그 지식이 어떻게 활용되는가’의 문제와 연관되어 있다는 것이다. 성차별적인 사회 속에서 생산된 지식은 그 사회의 편견과 무관하기 어렵다. 뇌과학 분야에서 특히 오해와 낭설이 많은 이유는 사람들이 과학을 끌어와 어떤 가치 판단을 합리화하려는 욕망이 있기 때문일 것이다. 저자는 가짜과학이 파고 들기 쉬운 낭설의 이면을 살펴볼 것을 제안한다. 또한 사회적 편견을 공고히 할 수 있는 가짜과학을 경계하자고 이야기한다. 차분한 질문과 답을 따라가다 보면 인간을 객관적으로 이해하고자 하는 뇌과학적 탐구의 결과들에 호기심이 생겨나면서도, 동시에 그 지식을 대하는 신중하고 조심스러운 태도를 저자와 함께 고민하게 된다.

‘루시’와 같은 현생인류의 먼 직계 조상이 침팬지와 같은 오늘날 유인원보다 지능이 낮았음을 시사하는 연구 결과가 나왔다. 루시는 원시인류인 ‘오스트랄로피테쿠스 아파렌시스’를 쉽게 지칭하는 별명인데 기존 연구에서는 이런 원시인류는 유인원과 지능이 비슷한 것으로 추정됐다. 이유는 이들의 뇌 크기는 모두 비슷하기 때문이다. 하지만 호주 애들레이드대 진화생물학자 로저 시모어 교수가 이끄는 국제 연구진은 루시와 같은 원시인류는 뇌로 흘러 들어가는 혈액의 속도가 유인원의 경우보다 느리다는 것을 알아냈다. 연구진에 따르면, 뇌의 인지 능력은 뇌로 들어가는 혈류량을 측정해 추정할 수 있다. 이를 위해 연구진은 뇌에 혈액을 공급하는 동맥이 지나가는 두개골 구멍의 크기를 바탕으로 혈류량을 측정했다. 이 기술은 인간과 다른 포유류들에 관한 측정을 통해 보정해 정확성을 높였다. 연구진은 고릴라와 침팬지 그리고 오랑우탄 등 유인원 총 96마리의 뇌를 촬영하는 방식으로 혈류량을 측정했다. 그리고 300만여 년 전에 살았던 루시와 같은 오스트랄로피테쿠스 속 원시인류, 호모 사피엔스와 같은 현생인류의 경우 두개골 화석 총 11점을 자세히 분석해 혈류량을 추정할 수 있었다. 이를 비교 분석한 결과, 유인원 중 가장 뇌가 큰 고릴라는 오스트랄로피테쿠스 속과 뇌 크기가 비슷하지만 혈류량이 두 배 많은 것으로 나타났다. 침팬지, 오랑우탄과 같이 뇌가 더 작은 유인원들도 오스트랄로피테쿠스 속보다 혈류량이 많은 것으로 확인됐다. 이는 결국 루시와 같은 오스트랄로피테쿠스가 오늘날 고릴라와 침팬지 그리고 오랑우탄보다 덜 똑똑하다는 점을 의미한다. 이에 대해 연구진은 이번 발견은 원시인류 이후 현생인류부터 사회적 복잡성의 증가에 맞춰 지능이 급격히 발달했다는 것을 시사한다고 설명했다. 자세한 연구 결과는 영국왕립학회 생명과학 저널인 ‘영국왕립학회보 B’(Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

“두려워할 이유는 없으면서 배울 것은 많은 존재가 나무이다. 활기차고 평화로운 그들은 우리를 힘내게 하는 정수를 아낌없이 나눠준다.” 소름 끼칠 정도로 방대한 양과 복잡한 문장을 자랑하는 소설 ‘잃어버린 시간을 찾아서’로 20세기 최고의 작가 중 한 명으로 평가받는 마르셀 프루스트가 이 세상 모든 나무에 바친 찬사이다. 오랫동안 인류에게 쉼터를 제공하고 건축자재로 사랑받았던 나무의 쓸모가 바뀐 것은 1867년이었다. 제2회 파리 만국박람회에 정원사 조지프 모니에는 콘크리트와 금속을 결합시켜 만든 최초의 철근 콘크리트 제품인 ‘정원 물통’을 전시했다. 간단해 보이는 이 작품은 20세기 건축 트렌드를 바꾸는 시작점이었다. 철근 콘크리트는 고층 건물을 짓기에도 용이하고 화재에도 강하다는 장점 때문에 벽돌과 목재를 순식간에 대체했다. 그러나 지구온난화 문제와 친환경 트렌드가 만나면서 나무에 대한 관심이 다시 높아지고 있다.실제로 철근 콘크리트 건축을 위해서는 철근, 철골, 시멘트를 만들어야 한다. 또 완공된 건물에는 냉난방을 위해 엄청난 에너지가 투입된다. 이 때문에 건축 부분에서 배출되는 온실가스는 전 세계 온실가스 배출량의 30~40%를 차지하는 것으로 알려져 있다. 반면 나무는 성장 과정에서 산소를 배출하고 이산화탄소를 흡수한다. 어느 정도 성장하면 광합성 효율과 탄소 저장 능력이 떨어지는데 그대로 둬 썩거나 불에 탈 경우 나무가 저장하고 있던 탄소는 공기 중으로 다시 빠져나간다. 그런 상황에 맞닥뜨리기 전에 적당히 자란 나무를 건축자재로 쓰면 탄소가 공기 중에 배출되는 것을 막을 수 있다는 점에 연구자들은 주목하고 있다. 그러나 목조건축물이 화재에 취약하다는 문제점은 여전히 골칫거리이다. 그런데 영국 케임브리지대 건축학과 자연재료혁신센터, 오스트리아 빈 자연자원·생명과학대(BOKU) 목재기술 및 재생재료연구소 공동연구팀은 대나무를 세포생물학적으로 분석한 결과 에너지 효율이 높고 불에 강한 목재 건축 기술이 가능하다는 사실을 확인하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 13일 자에 발표했다.대나무의 탄성과 강도 같은 물리적 특성과 관해서는 많은 연구가 있어왔지만 대나무 내부의 세포구조에 대한 연구는 많지 않았다. 이에 연구팀은 중국, 대만에서 주로 자라는 모소 대나무 3~5년생을 잘라 수분함량이 10%가 될 때까지 말린 다음 열전도율을 측정하는 주사열현미경(SThM)으로 분석했다. 모소 대나무는 최대 28m까지 자라기 때문에 중국이나 대만 등에서는 건물을 지을 때 작업자들이 오갈 수 있도록 하는 임시가설물인 비계 재료로 많이 쓰인다. 분석 결과 대나무 내부는 두꺼운 섬유질과 얇은 섬유질 층이 번갈아 있는 복잡한 셀룰로스 구조를 갖고 있는 것으로 확인됐다. 두꺼운 섬유질 층은 대나무의 강도에 영향을 미치고 얇은 섬유질 층의 세포들은 생장 방향과 직각에 가까운 각도로 정렬돼 있어 열전도율을 낮추는 역할을 한다는 것이다. 건물 성능 중 중요한 요소 중 하나는 필요한 열은 보존하고 불필요한 열은 차단시키는 단열 기능으로 열전도율을 낮추는 것이 핵심이다. 대나무의 얇은 섬유질 층은 천연 단열재 역할을 한다는 것이 연구진의 설명이다. 두꺼운 섬유질 층은 대나무가 화염에 노출됐을 때 불이 붙기 어렵게 만들 뿐만 아니라 확산 속도를 늦추는 역할을 하는 것으로 확인됐다. 대실 샤 영국 케임브리지대 교수(자연재료·구조공학)는 “이번 연구를 통해 대나무의 열적 특성을 파악함으로써 목조 건축물의 에너지 소비를 줄이고 불이 났을 때 안전성을 높일 수 있는 방법을 찾을 수 있게 됐다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“몸이 천 냥이면 눈이 구백 냥”, “이가 튼튼한 게 최고의 복”, “아픈 곳이 내 몸에서 가장 소중한 부위” 등등 건강에 관한 격언들은 많습니다. 겉으로 드러나 있는 피부에 상처가 나거나 눈이나 귀, 치아 등에 이상이 생기면 금세 알아차립니다. 그렇지만, 몸속 장기들은 심각한 상황이 되지 않으면 얼마나 문제가 있는지 알기 어렵습니다. 심장은 인체의 엔진으로 ‘요람에서 무덤까지’ 쉬지 않고 움직이는 가장 부지런한 신체 장기입니다. 쉬지 않고 열심히 일하는 심장이다 보니 고장 나기도 쉽습니다. 미국의 경우 해마다 약 61만명이 심장질환으로 사망하고 있고 한국인의 3대 사망원인 중 하나도 심장질환입니다. 심혈관질환은 노년층에게서 주로 발병하는 것으로 인식돼 왔지만 편리함을 추구하는 생활습관과 맛있는 음식들의 유혹 때문에 최근 들어 심장질환을 앓는 연령층은 점점 낮아지고 있는 추세입니다. 이런 가운데 미국 컬럼비아대 의대, 듀크대 의대 공동연구팀은 저녁 8시 이후 야식이 심장 건강을 위협하는 최악의 습관이라는 연구결과를 내놨습니다. 이 같은 연구결과는 오는 16~18일 미국 필라델피아에서 열리는 ‘미국심장학회 2019 과학콘퍼런스’에서 발표됩니다. 연구팀은 심장질환을 앓은 적이 없는 여성 112명을 대상으로 흡연과 음주 여부, 평소 식단, 운동 시간 및 횟수 같은 생활 습관과 체중, 콜레스테롤, 혈압, 혈당 등 건강관련 데이터를 측정했습니다. 연구팀은 이들에게 1년 동안 매일 식단, 식사 시간, 운동 시간을 컴퓨터나 스마트폰에 기록하도록 했습니다. 1년이 지난 뒤 연구팀은 실험 직전 데이터, 1년 동안 작성한 생활 데이터, 건강검진 결과들을 비교분석했습니다. 그 결과 오후 8시 이후에 먹는 야식을 즐겼던 사람들이 그렇지 않은 사람보다 혈압, 체질량지수, 혈당수치가 높았고 혈관 노화 역시 심각한 것으로 드러났습니다. 스페인 카를로스3세 보건연구소, 바르셀로나 의대, 그리스 아테네 하로코피오대, 아테네대, 호주 캔버라대, 호주국립대 의대 공동연구팀은 중년 이후에도 근육량을 일정하게 유지하는 것이 심장질환을 막는 데 도움이 된다는 연구결과를 영국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘역학과 공중보건’ 12일 자에 발표했습니다. 연구팀은 18세 이상의 성인남녀 3042명을 10년 동안 장기추적 조사했습니다. 그 결과 꾸준한 운동을 통해 적정한 근육량을 유지하고 있는 사람들이 그렇지 않은 사람들보다 체중, 체지방, 혈압이 정상인 경우가 많았으며 혈관 나이도 생물학적 나이보다 어린 것으로 조사됐습니다. 특히 40세 이후 중년 남녀들에게 근육량은 심장질환 발병률과 밀접한 관계가 있다고 연구팀은 강조했습니다. 하버드대 공중보건대 연구진 역시 심장마비를 한 번 이상 경험했던 50세 이상 남성 1500명을 대상으로 14년 동안 장기추적 관찰을 한 결과 심장마비 환자들도 하루 30분~2시간 정도 걷거나 가벼운 운동을 매일 하면 기대수명만큼 살 수 있다고 밝히기도 했습니다. 진화의학 차원에서 인간의 몸과 유전자는 여전히 원시시대에 머물러 있다고 합니다. ‘공부에 왕도가 없듯’ 건강을 유지하는데도 왕도는 없는 법입니다. 건강한 삶을 위해서는 원시시대 선조들처럼 덜 먹고 부지런히 움직이는 수밖에 없습니다. edmondy@seoul.co.kr

과학과 의료진단기술의 발달로 암의 조기진단 사례가 늘어나면서 환자의 시간적, 금전적 비용을 줄이고 빠르게 건강을 되찾는 경우가 증가하고 있다. 그러나 간혹 암이 아닌 것을 암으로 진단한다든지, 암을 다른 질환으로 진단하는 경우가 발생하기도 한다. 국내 연구진이 암진단 정확도를 획기적으로 높일 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 연세대 의대 의생명시스템정보학교실 연구진은 환자의 암세포 시료를 분석할 때 외부 오염요인을 줄여 분석 정확도를 높일 수 있는 방법을 개발하고 생물학 분야 국제학술지 ‘지놈 생물학’(Genome Biology) 11일자에 발표했다. 의료진은 암에 걸린 것으로 추정되거나 치료를 받고 있는 환자에게서 유전자검사, 약물반응검사 등을 위해 종양조직을 여러 차례 분석한다. 여러 번 분석하기 때문에 충분한 양의 암 세포가 필요하지만 검사를 위해 채취할 수 있는 종양세포의 양은 제한적이다. 이 때문에 종양세포를 한 번 채취한 다음 종양유도생쥐(PDX, patient-derived xenograft model)나 미니장기, 유사장기로 불리는 오가노이드를 만들어 증식시켜 분석에 활용하는 것이 일반적이다. 문제는 이렇게 만든 종양세포는 살아있는 쥐의 몸 속이나 생쥐에게서 추출한 세포질에서 배양된 것이기 때문에 최소 10%, 최대 70%까지 쥐의 세포가 묻어 함께 성장하게 된다. 이처럼 종양세포의 오염상태를 고려하지 않고 분석했다가는 잘못된 진단 결과가 나올 수도 있다. 이런 가능성은 의학계에서 꾸준히 제기돼 왔었지만 발생빈도가 밝혀지거나 예방법이 나오지는 않은 상태이다.연구팀은 이런 종양세포 분석 모델에서 나타날 수 있는 돌연변이 분석 오류를 찾아내고 사전에 오류를 막아 암세포 진단율을 높일 수 있는 방법을 개발했다. 연구팀은 생쥐와 사람에게서 나타나는 모든 유전자 서열의 차이점을 찾은 뒤 이를 ‘하마’(HAMA)라고 이름붙였다. 암세포 분석 과정에서 이런 하마가 나타나면 질병 관련 유전적 변이로 판단할 수 있는데 이번 연구를 통해 생쥐의 유전체 정보로 인한 오류 가능성을 다시 확인할 수 있도록 만든 것이다. 연구팀은 이번 분석을 통해 그동안 잘 알려진 암 관련 돌연변이 데이터베이스 정보 중 생쥐를 이용한 실험모델에서 ‘하마’ 관찰빈도가 높게 나타난 것을 확인했다. 그동안 암 관련 돌연변이로 알려진 것들이 실제 사람의 몸에서 발생한 돌연변이가 아니라 생쥐의 세포에서 비롯된 것이라는 설명이다. 또 유전체 검사 데이터를 통해 나오는 하마의 비율을 토대로 환자의 암세포 배양시 나타날 수 있는 쥐 세포의 비율까지 계산할 수 있는 수식을 제시했다. 여기에 150가지가 넘는 가상의 오염데이터를 기반으로 비교분석함으로써 최적의 오염 배제 방법을 밝혀냈다. 연구팀에 따르면 이번 분석을 적용할 경우 기존 분석 대비 정확성이 58% 정도 높아진다. 김상우 연세대 의대 교수는 “이번 연구는 체외에서 보존, 증식된 환자 암세포 시료의 유전체 분석과정에서 발생할 수 있는 오류를 바로잡을 수 있도록 함으로써 더 정확한 정보에 기초해 환자를 치료할 수 있게 해 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 1인가구, 고령화인구 증가, 저출산 추세 등의 영향으로 반려견, 반려묘 등 반려동물을 키우는 인구가 급속히 늘고 있다. 대한민국 국민 5명 중 1명에 해당하는 1000만명이 반려견을 키운다는 주장도 나오고 있다. 예년에 비해 공원이나 길거리에서 반려견과 함께 산책하는 사람들이 많이 보이는 것이 사실이다. 이 때문에 통계청과 농림축산식품부는 국내 반려동물의 규모를 정확하게 파악하기 위해 내년도 인구주택총조사에서 관련 질문을 포함하는 방안까지 논의 중인 것으로 알려졌다. 사랑스러운 반려견이 집에 왔을 때 주인들이 가장 골머리를 앓는 부분은 길들이기 이다. 충분한 훈련이 되기 전까지는 집 안 여기저기에 배변을 한다든가 옷이나 가구를 씹고 다른 반려동물들에 공격성을 보이기도 한다. 반려견 주인들은 훈련을 시키지만 사람들처럼 개성이 다른 반려견들이 훈련을 받아들이는 속도도 제각각이다. 이 때문에 일부 반려견 주인들은 반려견들에게 소리를 지르거나 혼을 내기도 한다. 그런데 진화생물학자들이 국내 대표적인 반려견 조련사인 강형욱 씨가 이야기하는 것처럼 ‘나쁜 개는 없다, 훈련시키기 나름이다’라는 연구결과를 내놔 주목받고 있다.포르투갈 포르투대 분자세포생물학연구소, 건강및혁신연구소, 아벨 살라자르 생명과학연구소, 영국 에딘버러대 왕립수의과학대, 이탈리아 트리에스테대 공동연구팀은 소리를 지르거나 목줄을 잡아 당기는 것 같은 비교적 가벼운 처벌이라도 반려견에게 상당한 스트레스를 주기 때문에 훈련에 도움이 되지 않는다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 콜드스프링하버 연구소에서 운영하는 생물학 분야 출판 전 논문공개 사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxi) 10월 31일자에 실렸다. 보상과 처벌을 적절히 조합한 훈련방법이 가장 효과적이지만 대부분 반려견 훈련에 관한 내용들은 경찰견이나 실험견들에 초점이 맞춰져 있어서 반려견 훈련에 실제 적용하기는 부적절하다는 지적들이 있어왔다. 연구팀은 92마리의 반려견을 두 그룹으로 나눠 한 그룹(42마리)은 보상 중심의 훈련을 다른 그룹(50마리)은 체벌 중심의 훈련을 하도록 했다. 체벌 중심 훈련은 반려견이 훈련 중 실수를 하면 훈련자가 소리를 지르거나 목줄을 당기고 실수가 반복될 경우는 회초리로 때리기까지 했다. 연구팀은 훈련하는 동안 반려견들을 비디오로 촬영했고 훈련이 끝날 때마다 침을 채취해 스트레스 호르몬이라고 불리는 코티솔 농도를 분석했다.그 결과 체벌 중심 훈련을 받은 반려견들은 보상 중심 훈련을 받은 반려견들보다 코티솔 농도가 높았고 이는 훈련이 끝난 후에도 지속되는 것으로 확인됐다. 또 체벌 중심 훈련을 받은 반려견들은 훈련 기간은 짧았지만 외부 자극에 민감하게 반응했으며 주변 환경에 관심을 갖지 않고 분리불안 증세가 심하게 나타나는 것으로 관찰됐다. 보상 중심 훈련을 받은 반려견들은 생활에 필요한 버릇을 들이기까지 시간이 오래걸리기는 했지만 낙천적이었으며 타인에 대해서도 지나친 공격성을 드러내지 않는 것으로 확인됐다. 아나 카타리나 비에이라 데 카스트로 포르투갈 포르투대 박사(분자생물학·동물심리학)는 “반려견이나 아이들에게 체벌은 단기적으로는 효과가 있는 것처럼 보일 수 있지만 끊임없는 스트레스에 노출시키는 것이기 때문에 미래에 부정적 결과를 초래할 수 있다”라며 “보상 방식의 훈련이 반려견을 훈련시키는데 시간은 더 걸리겠지만 주인과 반려견의 관계를 더 돈독하게 만들 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

캐나다 퀘벡주가 프랑스 국적 대학원생의 이민 신청을 거부했다. 그런데 이유가 재미있다. 과학 저널에 실린 그녀의 논문 가운데 일부를 영어로 쓴 걸 보면 프랑스어 실력이 유창하지 않다는 것이었다. 프랑스에서 태어나 살다 2012년 퀘벡으로 유학 온 에밀 두보아(31)가 이런 어이없는 일을 당했다고 영국 BBC가 7일(현지시간) 전했다. 그녀는 이민 심사국의 편지를 읽고 “웃음이 터져나왔는데 한편으로는 이해가 되지 않았다”고 털어놓았다. 7년 전부터 프랑스어만 쓰는 대학에서 생물학 박사 과정을 마쳤는데 프랑스어가 유창하지 못하다는 이유로 이민 신청이 거부된 것이다. 퀘벡주는 연방정부와 합의해 별도로 이민 심사를 통해 이민을 받아들일 수 있도록 허용 받았다. 캐나다 영구 거주 신청을 하려면 반드시 퀘벡주의 ‘선발 자격’부터 얻어야 한다. 해서 두보아는 외국인 학생의 이민 신청을 받아들이는 프로그램에 신청한 것이었다. 그녀는 “프랑스에서 태어난 프랑스인이라면 프랑스어를 쓰는 대학에 들어가 프랑스어로 모든 것을 할 것이다. 그런데 이런 사실을 모두 부정한다면 말도 안된다”고 BBC에 털어놓았다. 연초에 프랑스어 테스트도 당연히 통과했다. 주초에 가장 먼저 보도한 공영 방송 라디오 캐나다에 따르면 그녀의 논문 다섯 장 가운데 한 장만 영어로 작성됐다. 두보아는 “과학자들이 의사소통하는 방식이다. 이 저널에 실린 논문들은 대부분 영어로 작성돼 지식을 공유하기 위해 그런 것”이라고 설명했다. 이어 퇴짜 편지를 받았을 때 “온 세상이 내 머리 위로 쏟아지는” 기분이었다고 털어놓았다. 두보아는 퀘벡주에 정착해 삶을 꾸리려고 계획했다며 “이제 더 이상 프랑스에 속하지 않는다”고 했다. 이번 결정이 번복됐으면 좋겠다고 밝힌 그녀는 지방의회 의원인 캐서린 도리온이 관심이 많다며 기대를 표했다. 퀘벡주 이민장관도 이날 성명을 내고 이번 결정이 “대체로 말이 안되는 것 같다”며 관리들에게 다시 살펴볼 것을 요청했다. 임병선 기자 bsnim@seoul.co.kr

“Omnes viae Romam ducunt.”(모든 길은 로마로 통한다) 기원전 8세기 무렵 라틴인이 세운 도시국가인 로마는 급속하게 영토를 확대해 5현제 중 하나인 트라야누스 황제가 통치했던 117년 무렵에는 지중해를 에워싸는 대제국을 완성했다. 제국을 세우는데 큰 기여를 한 로마군대는 중장보병이 중심을 이뤘기 때문에 점령지와 로마를 잇는 도로를 만드는 것이 필수적이었다. 이 때문에 공병대를 중심으로 로마의 토목기술이 급속히 발전했다. ‘길은 직선이어야 한다’는 대명제 하에 공병대는 1~2m 정도 땅을 판 뒤 위에 모래를 깔고 다진 뒤 30㎝ 정도 자갈을 깔고 그 위에 돌, 다시 자갈을 깐 뒤 시멘트와 같은 것으로 덮었다. 그 위에 다시 자갈과 모래를 깔고 제일 위쪽에는 크고 평평한 돌을 까는 것으로 도로를 완성했다. 이 도로는 3세기 말 기준으로 총 길이 8만 5000㎞였는데 포로로마노 같은 곳은 지금도 잘 보존돼 있다. 이런 도로를 통해 지중해 주변과 멀리 브리타니아(영국), 게르마니아(독일), 사하라사막, 유프라테스강에 이르는 제국 전체로 물자와 사람이 오갔다. 그런데 고고학자들과 생물학자들이 단순히 길 뿐만 아니라 지중해와 유럽 전체의 유전자도 로마로 들고난 것으로 확인됐다는 연구결과를 내놨다. 모든 길과 DNA가 로마로 통했던 셈이다. 미국 스탠포드대, 하워드 휴즈 의학연구소, 이탈리아 문화재·활동부, 로마 사피엔자대, 토리노대, 피사대, 사사리 누오로주(州) 고고학·미술·조경부, 로마시 문화유산부, 로마 제3대학, 포지아대, 아일랜드 더블린칼리지대, 오스트리아 비엔나대, 포르투갈 코임브라대, 프랑스 엑스마르세이유대, 바티칸시국 그리스로마 유물부 등 7개국 28개 연구기관으로 구성된 공동연구팀은 고대 많은 유럽의 유전적 혈통들이 당시 로마 제국과 연결돼 있었으며 현재 유럽과 지중해 일대 인구의 유전적 변화 패턴을 그대로 반영한다고 8일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 8일자에 실렸다.1세기를 전후해 고대 로마는 지중해 전역과 현재 유럽, 중동, 북아프리카에 이르는 영토를 갖고 있는 인구 7000만명의 제국 수도였다. ‘팍스 로마나’ 시대에는 로마에만 100만명에 이르는 사람이 살았던 것으로 추정되고 있다. 이 정도의 도시 인구는 1500년 이후 산업혁명이 시작되기 이전까지는 유럽에서는 거의 없었던 것으로 알려져 있다. 그렇지만 당시 로마인들의 유전학적 구성에 대해서는 거의 알려져 있지 않은 상태다. 이에 연구팀은 로마 제국이 형성되기 이전부터 로마는 유럽과 지중해 사이의 중요한 문화적, 상업적 교차로였다는 점에 착안해 로마를 중심으로 주변 29개 고대 로마 유적지에서 1만 2000년 전까지로 거슬러 올라갈 수 있는 127개의 인간 게놈을 추출해 분석했다.그 결과 선사시대에 크게 두 번의 로마인의 유전적 변화가 있었다는 것을 확인했다. 우선 약 1만 2000년~6000년 전까지 로마인들의 유전자는 서유럽의 수렵채집인들과 유사성을 가졌다. 그런데 6000~3500년 전 신석기 시대에 농업중심 경제가 만들어지면서 소(小)아시아라고 불렸던 현재 터키반도 일대에 살았던 아나톨리아인과 유프라테스강 주변에 살았던 이란인 농부들이 유입됐으며 청동기 시대가 되면서 지중해 전역에서 온 사람들과 교역이 활발해지면서 유전적 교합이 이뤄진 것으로 확인됐다. 이 때문에 기원전 753년 로마가 건국됐을 당시에는 이처럼 근동지역과 서유럽 혈통이 주를 이루고 있었는데 이후 제국이 확장되는 과정에서 근동, 북아프리카와 지중해 전역에 사는 사람들의 유전자가 섞인 것으로 확인됐다. 조나단 프리차드 미국 스탠포드대 교수(유전학·진화생물학)는 “이번 연구는 지난 1만 2000년 동안 로마와 이탈리아 중부의 유전학적 역사를 개괄했다는데 의미가 크다”라며 “중부 이탈리아의 유전적 다양성은 로마 제국의 흥망성쇠를 함께 하고 있으며 유럽과 지중해의 유전적 교두보, 흔히 얘기하는 것처럼 ‘모든 유전자는 로마로 통한다’라는 결론을 낼 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

# 1869년 11월 4일. 새벽에 내린 비 때문에 안개는 짙게 깔리고 6도 가까이 떨어진 아침 기온이 낮에도 회복되지 않아 으슬으슬하다는 말이 적당한 초겨울 추위가 느껴지는 날이었다. 얼마 전 영국과학진흥협회(BAAS) 회장으로 취임한 토머스 헨리 헉슬리(1825~1895)는 집무실에서 ‘다윈의 불도그’란 별명과 어울리지 않게 긴장한 얼굴로 서성거리며 누군가를 기다리고 있었다. 오후 티타임 시간이 되기 직전 앳된 얼굴의 사환이 사무실로 헐레벌떡 뛰어들어와 거친 숨을 몰아쉬며 “선생님 다 팔렸답니다”라는 한마디를 전했다. 그제서야 헉슬리는 불도그를 연상케 하는 미소를 지었다.150년 전인 1869년 11월 4일은 미국 과학진흥회(AAAS)에서 발행하는 ‘사이언스’와 함께 과학저널 양대 산맥인 ‘네이처’가 첫 호를 발행한 날이다. 당시 네이처는 ‘삽화가 들어간 주간 과학잡지’를 표방하며 40쪽 분량의 창간호를 발행했다. 창간호에는 헉슬리가 ‘자연 : 괴테의 격언’이라는 제목의 권두언을 싣고 “네이처(자연)! 우리는 자연에 둘러싸여 있고 포섭돼 있다: 인간을 자연에서 떼어놓을 수 없을 뿐만 아니라 인간은 자연을 넘어설 수도 없다”라고 선언했다. 헉슬리의 권두언 바로 뒤에는 식물학자 알프레드 베넷이 ‘겨울에 꽃 피는 식물의 수정에 관하여’라는 제목으로 찰스 다윈의 최신 연구결과를 알리는 기사가 실렸다. 창간호에는 개기일식, 현미경 작동방법 등도 실렸지만 박물학이라고 불렸던 생물학 분야 연구성과들이 주로 실렸다. 창간호에는 그해 9월 16일에 사망한 영국 화학자 토머스 그레이엄 런던대 교수에 대한 부고기사가 삽화와 함께 2장 넘게 실린 것도 눈길을 끈다. 그레이엄 교수는 현재 고등학교 과학교과서에도 나오는 기체 확산에 관한 ‘그레이엄의 법칙’을 만든 화학자로 19세기 영국 화학을 대표하는 과학자이자 전 세계 화학교육에 영향을 끼친 인물로 평가받는다. 네이처는 지금까지도 과학자들의 부고기사를 매우 자세히 다루고 있다. 창간 당시에는 ‘교양 있는 독자에게 최신 과학 지식에 관한 읽을거리’를 제공한다는 취지로 만들어졌지만 점차 학술적 경향이 강해지면서 과학자들이 가장 논문을 싣고 싶어 하는 학술지로 성장하게 됐다. 또 1953년에는 게재될 논문에 대해 편집자가 영국왕립학회 소속 과학자들에게 직접 질의하는 전통을 만들어 현재 과학계에서 확고히 자리잡은 동료평가인 ‘피어리뷰’의 기초를 닦기도 했다. 현재 네이처는 2018~2019년 기준 학술지 영향력지수(IF)가 43.070로 사이언스의 IF 41.063을 훌쩍 넘으며 다(多)분야 과학저널 영향력 1위를 차지하고 있다. 150년의 전통 덕분에 네이처에는 매년 850여건의 연구논문을 비롯해 3000건의 과학뉴스와 논평, 분석이 실리고 있으며 월평균 네이처 홈페이지를 찾는 독자는 400만명을 훌쩍 넘어 과학계는 물론 전 세계 과학보도에도 상당한 영향력을 행사하고 있다. 이제는 ‘네이처 출판그룹’(NPG)이라는 이름으로 네이처뿐만 아니라 150여 종의 학술저널을 발간하고 있다. 네이처에 실렸던 논문들의 면면을 살펴보면 19~21세기 현대과학 발전사를 그대로 확인할 수 있다. 1925년에는 지금까지 알려지지 않았던 고인류의 화석을 아프리카에서 발견해 ‘오스트랄로피테쿠스 아프리카누스’라는 학명을 붙였다는 연구가 실렸다. 이 논문 이후 고인류학계는 화석인류 연구와 발견에 뛰어들어 인류의 진화상을 밝혀내고 있다. 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭이 1953년 4월 25일 자 네이처에 발표한 ‘DNA의 분자구조’란 제목의 달랑 1쪽짜리 논문은 현대 생물학의 시작이자 20세기 가장 중요한 발견이라고 평가받고 있다. 1995년 11월 23일 자 네이처에는 스위스 제네바대 천문학과의 스승과 제자가 태양계 바깥 외계행성을 최초로 발견했다는 내용의 논문을 발표했다. 이 논문을 발표한 미셸 마요르, 디디에 쿠엘로 스위스 제네바대 명예교수는 올해 노벨물리학상 공동 수상자로 선정됐다. 이 밖에도 중력파 발견, 탄소원자로만 이뤄진 신소재 그래핀의 발견, 탄소나노튜브 개발 등 네이처에 발표된 수많은 연구성과들이 노벨상으로 이어지기도 했다. 이뿐만 아니라 기후변화에 따른 해수면 상승, 남극에서 발견된 오존 구멍 등 전 세계인에게 경각심을 불러일으킨 연구들도 모두 네이처를 거쳐 나왔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구를 뜨겁게 만드는 온실가스의 대부분은 이산화탄소이지만 지구온난화를 유발시키는 강력한 물질은 다름 아닌 메탄가스이다. 이산화탄소보다 공기 중 분포는 적지만 지구온난화 유발효과는 33배나 더 크다. 그렇지만 메탄가스는 메탄올 같은 유용한 화학물질로 바꿀 수 있기 때문에 많은 연구자들이 이에 관한 연구를 진행 중이다. 특히 화학적 물리적 변화보다 오염이 적은 생물학적 변화에 주목하고 있다. 한국인 연구자들이 메탄의 메탄올 전환에 있어서 환경오염을 최소화할 수 있는 생물학적 변환 메커니즘을 밝혀내 주목받고 있다. 미국 미시건 앤아버대 생화학과, 전북대 화학과 공동연구팀은 지구온난화 주범인 메탄가스를 유용한 화학물질인 메탄올로 변환시키는 미생물인 ‘메탄자화균’의 작동원리를 규명했다고 4일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다. 메탄자화균은 다른 미생물들과 달리 산소 유무에 상관없이 메탄가스만 먹고 자란다. 메탄자화균이 가진 메탄모노옥시게나제라는 물질이 메탄을 메탄올로 전환시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있지만 정확한 구조가 알려져 있지 않고 다양한 화학물질이 관여하고 있기 때문에 전체적인 메커니즘에 대해 정확히 알지 못했다. 연구팀은 메탄자화균에서 산화효소와 산화효소-저해효소가 결합된 복합체를 분리해 결정구조를 얻는데 성공했다. 이 결정구조를 바탕으로 X선 분석결과 메탄을 메탄올로 전환하는 대사 경로를 확인하는데 성공했다. 연구팀은 이번에 밝혀낸 메커니즘을 바탕으로 대사공학을 활용하면 메탄자화균을 이용해 바이오연료는 물론 다양한 종류의 고부가가치 화학소재를 만들어 낼 수 있을 것으로 전망했다. 이승재 전북대 화학과 교수는 “추가적으로 최소 8개 이상의 폴리펩타이드 결합이 관여하는 메탄의 메탄올 전환과정을 더 밝혀낼 계획”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1967년 독일 마르부르크와 프랑크푸르트에서는 발열, 구토, 장기출혈을 일으키고 감염 환자의 90% 가까이가 사망하는 일이 있었다. 연구자들은 당시 감염자들에게서 분리한 바이러스를 ‘마버그 바이러스’라고 이름을 붙였다. 마버그 바이러스 출혈열 환자가 발생한지 10년 뒤인 1976년 아프리카 자이르에서도 비슷한 증상을 보이는 환자들이 나타났다. 318명의 환자 중 280명이 사망해 치사율 88%를 기록한 이 질병 때문에 전 세계 보건당국은 바짝 긴장했다. 1년 가까이 인근 지역에서 환자들을 발생시키다가 별다른 의료조치 없이 갑자기 사라져 버렸다. 이후 1990년대 중반까지는 환자가 거의 발생하지 않다가 조금씩 늘기 시작해 2014년 아프리카 기니에서 대규모 환자가 발생한 다음 인근 국가로 확산되면서 서아프리카 지역을 초토화시켰다. 바로 ‘에볼라 바이러스’이다. 에볼라 바이러스나 마버그 바이러스 모두 필로바이러스의 일종이다. 필로바이러스는 선형으로 생겨셔 양 끝이 갈고리처럼 휘어져 있고 복제능력이 없는 단일 RNA 가닥으로 돼 있고 병원성이 강해 쉽게 전염시키고 감염자를 죽음에 이르게 한다. 실제로 에볼라 바이러스와 마버그 바이러스에 대한 백신을 개발하려는 시도들은 있지만 아직 성공하지는 못한 상태이다.이 같은 상황에서 인도 타타 기초연구소 국립생명과학센터, 사스트라대 화학·생명공학부, 매니팔 고등과학대, 우한 바이러스연구소 응급감염학과, 미국 국립 군의관의대 미생물학·면역학과, 싱가포르 듀크-싱가포르 국립의대 응급감염학과, 싱가포르국립대 통합과학기술대학원 공동연구팀은 에볼라 바이러스와 마버그 바이러스를 포함한 다양한 필로 바이러스의 숙주는 다름 아닌 박쥐라고 2일 밝혔다. 연구팀은 또 박쥐와 가까이에서 생활하는 인도 북동부 사람들은 여러 종류의 필로 바이러스에 대한 항체를 갖고 있다는 사실도 확인했다. 이번 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 열대희귀질병’(PLOS Neglected Tropical Diseases) 1일자에 실렸다. 아프리카나 아시아 지역에서는 최소 167개 종의 박쥐들이 사냥돼 소비되고 있다. 특히 인도 북서부 나갈랜드주에서는 여러 부족들이 여전히 박쥐를 음식이나 전통의학 재료로 사용하고 있다. 연구팀은 2017년에 나갈랜드주 지역에서 주로 잡혀서 쓰이는 새벽박쥐속에 속하는 동굴꽃꿀박쥐 16마리, 데스마레 과일박쥐 30마리에게서 신장, 폐, 비장과 혈액을 채취했다. 또 박쥐사냥? 85명의 혈청도 확보해 정밀 분석했다. 실험 결과 박쥐들에게서는 에볼라 출혈열을 일으키는 에볼라 바이러스, 분디부교 바이러스, 수단 바이러스 뿐만 아니라 멘글라 바이러스, 마버그 바이러스 등 필로 바이러스를 갖고 있는 것이 확인됐다. 또 이들 박쥐를 사냥하는 사람들의 5.9% 정도에서는 필로 바이러스 항체가 발견돼기도 했다.이번 연구를 주도한 이안 멘델홀 듀크-싱가포르 국립의대 수석연구원은 “에볼라 바이러스나 마버그 바이러스로 인한 전염병이 발생하지 않았던 지역의 박쥐종에서도 이들 바이러스가 발견된 것은 이례적”이라며 “이번 연구는 아직 발생하지는 않았더라도 인수감염 가능성이 있는 바이러스를 갖고 있는 숙주에 대해서는 철저히 감시해 차단할 필요가 있음을 보여주고 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

대한류마티스학회(회장 유빈, 이사장 박성환)는 1일 오후 4시부터 한국프레스센터 20층 프레스클럽에서 제1회 강직성 척추염의 날 제정식을 개최한다. 행사에는 대한류마티스학회 임원 및 회원, 척추관절염연구회 임원 및 회원, 환우회 단체인 강직성척추염환우회, 강직척추염협회 임원 및 회원 등이 참석한다. ‘강직성 척추염’이란 척추에 염증이 생기고 뼈의 여러 마디가 하나로 뭉쳐 움직일 수 없게 강직을 일으키는 진행성 염증성 질환으로 류마티스 질환 중 하나이다. 학회는 강직성 척추염 조기 진단으로 환자들이 더 많은 기회와 희망을 갖게 하고 환자와 항상 같이 가겠다는 메시지를 주기 위해 대국민 홍보 차원으로 강직성 척추염의 날을 제정했다. 강직성 척추염의 날은 척추가 뻣뻣해지는 것과 같이 강직이 연상되는 대나무 이미지의 11월 첫 번째 금요일로 제정했다. 올해는 11월 1일이 제1회 강직성 척추염의 날이다. 이번 제정식 행사는 박성환 대한류마티스학회 이사장의 개회사를 시작으로 차훈석 척추관절염연구회 회장의 환영사, 강직성척추염환우회 이승호 회장의 축사로 이어진다. 제1부 세션은 척추관절염연구회 교수 세명이 질환에 관한 꼭 필요한 내용을 강의 형식으로 전달 할 예정이다. 첫번째 강의는 부산의대 류마티스내과 이승근 교수의 ‘진단의 어려움과 오진의 위험’으로 비전문가에 의해 강직성 척추염 질환이 허리 디스크나 관절염으로 오인되거나 역으로 강직성 척추염이 아닌데도 강직성 척추염으로 진단되는 오류에 대해 강의를 할 예정이다. 두번째 강의는 전남의대 류마티스내과 김태종 교수의 ‘다양한 관절 외 증상 및 심혈관 위험성’에 대한 강의로 단순히 관절에 국한된 질환이 아닌 눈, 피부, 대장, 폐, 콩팥, 심혈관 등 전신장기에 침범하는 질병으로 류마티스내과 전문의에 의해 전반적인 평가 및 관리가 이루어져야 한다는 내용을 설명할 예정이다. 마지막 강의는 경희의대 류마티스내과 이상훈 교수의 ‘치료약물의 잠재적 부작용’에 대한 강의로 비전문가에 의해 남용될 수 있는 면역 약물인 생물학적 제제의 올바른 사용과 약물의 잠재적 부작용을 설명하여 강직성 척추염 환자들이 좀 더 안전하게 치료 받을 수 있는 될 수 환경에 대한 설명이 이어질 예정이다. 행사의 2부 세션은 학회와 환우가 힘을 합해 질환을 극복하자는 메시지를 담고 있다. 특히 수기 공모전을 통해 입상한 환우의 어려웠던 질환 극복기를 공유하면서 서로를 공감하고 환우들에게 희망을 줄 수 있을 것으로 기대하고 있다. 또 학회는 어려운 환경의 환우들을 돕기 위해 지난 9월부터 걷는 걸음만큼의 기부금을 전달하는 빅워크 행사를 통해 지구 한 바퀴를 상징하는 4만㎞의 거리를 환자, 의사, 일반인들이 동시에 완주했다. 모금한 기부금은 이날 생계가 어려운 환자에게 전달된다. 이는 학회가 단순 질환의 치료뿐만이 아니라 사회적인 역할에도 일정 부분을 담당하며 환자들과 적극적으로 소통하겠다는 의지가 담겨 있다. 차훈석 척추관절염연구회 회장은 “척추관절염연구회 회원인 전문의들도 강직성 척추염 치료를 위해 많은 연구와 노력을 하고 있으며 해외 유명 석학들과도 공동 연구를 진행하고 있다“며 ”보다 더 좋은 약제가 개발되는데 연구회에서도 많은 노력을 하고 있다는 것을 환우분들이 알고 힘내셨으면 좋겠다”고 말했다. 박성환 대한류마티스학회 이사장은 “강직성 척추염의 날 지정을 통해 강직성 척추염에 대한 국민들의 인식이 향상 되고 류마티스 전문의에 의한 조기진단과 적극적인 치료를 통해 건강한 삶을 누릴 수 있게 되기를 바란다”고 전했다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

호주 일부 지역에서만 발생하던 살 파먹는 박테리아에 의한 궤양 환자가 다른 여러 지역으로 계속해서 확산하면서 전문가들이 주의를 당부하고 나섰다. 데일리메일 호주판은 29일 최근 퀸즐랜드주 최북단인 파노스 퀸즐랜드에서 살 파먹는 박테리아에 의해 또다른 환자가 발생했으며 이는 올해 이 지역에서만 다섯 번째 확인된 사례라고 전했다. 호주에서 ‘데인트리 궤양’ 또는 ‘베언스데일 궤양’으로 불리는 이 질병은 ‘궤양성 미코박테륨’(Mycobacterium ulcerans)이라는 한종의 박테리아에 의한 발생한다. 이 박테리아는 피부 속 세포와 모세 혈관, 심지어 피하 지방까지 파괴해 심각한 궤양과 피부 손상을 일으킨다. 따라서 전문가들은 시간이 지날수록 궤양의 크기가 커지므로 피부 손상을 최소화하려면 조기 진단이 필수적이라고 말한다. 현지매체 케언스 포스트에 따르면, 이 질병은 이전에 퀸즐랜드주 케언스 북부인 데인트리와 모스맨강에서만 발견됐지만, 빅토리아주 모닝턴 반도로 남하했다면서 올해에만 적어도 213명의 환자가 발생했다. 이에 대해 케언스 열대공중보건연구소(TPH)의 내과전문의 리처드 게어 박사도 지금까지 이 질병이 어떻게 특정 지역에서만 발생하는지를 확인하기 위한 연구가 시행돼 왔다고 밝혔다. 그는 “여전히 우리는 왜 이 질병이 빅토리아나 데인트리 모스맨 지역을 포함한 특정 지역에서만 발견되는지를 명확하게 설명할 수 없다”면서도 “현재 감염 경로에 대해서는 많이 알려지지 않았지만, 모기 매개 즉 주머니쥐에서 인간에게 전염되는 것으로 추정된다”고 설명했다. 이와 함께 “제임스쿡대학과 빅토리아 소재 세계보건기구(WHO) 협력 센터와 함께 수년간 모스맨 데인트리 지역에서 이 질병을 조사하는 작업을 진행해왔다”고 말했다. 호주 멜버른대 미생물학자인 팀 스티니어 박사는 앞으로 이 질병이 더 확산할지도 모른다고 우려했다. 그는 더 오스트레일리안에 “실제 변화가 일어났다는 점에 동의한다. 그것은 감염 저수지가 변했다는 것을 암시할 수도 있다”면서 “그점이 걱정되고 확실히 조사가 필요하다고 생각한다”고 말했다. 존 맥브라이드 제임스쿡대 교수 역시 이 질병의 확산을 우려했다. 그는 “첫 사례는 이례적이라고 생각할 수도 있지만, 두 번째와 세 번째 사례가 발생하면 이 질병이 확산하고 있다는 생각을 갖게 한다”고 말했다. 호주 ABC 방송에 따르면, 지난해 4월 현지 감염병 전문가 대니얼 오브라이언 교수가 호주의학지(MJA)에 발표한 논문에서 지난 4년간 해당 박테리아에 감염된 환자 수가 400%나 증가했다고 밝혔다. 한편 살 파먹는 박테리아에 의한 궤양은 원래 아프리카 서부 또는 중부 지역에서 발생하던 질병으로 부룰리 궤양으로도 불린다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr