짹짹 지저귀는 새들의 노래가 마치 인류가 몇 세대에 걸쳐 문전통 문화를 계승하는 것처럼 이어져 왔음을 시사하는 연구 결과가 나왔다. 영국 퀸메리 런던대 심리학자 로버트 라클런이 이끄는 연구팀이 네이처 커뮤니케이션스 최신호에 발표한 연구논문에 따르면, 북미 지역에서 흔히 볼 수 있는 늪참새들은 지역마다 저마다 선호하는 노래를 계승해나간다. 연구팀에 따르면, 미국 뉴욕주에 사는 늪참새들은 3박자 노래를 좋아하지만, 미네소타주에 사는 늪참새들은 4박자 노래를 부르는 경향이 있다. 이에 따라 연구팀은 젊은 개체가 나이 든 개체에게 노래를 배워 부르고 있는 것이 아닌지라는 생각에 실제로 노래가 계승되고 잇는지를 조사한 것이다. 연구팀은 이런 가설을 검증하기 위해 뉴욕주와 펜실베이니아주, 미시간주, 그리고 위스콘신주에 사는 수컷 늪참새 615마리의 노래를 녹음해 소프트웨어로 분석했고 늪참새들은 개체당 최대 5곡의 노래를 부를 수 있다는 사실이 확인됐다. 이어 연구팀은 젊은 늪참새가 어떻게 노래를 배우는지 알아보기 위해 새로운 유형의 노래가 집단 속에서 어떻게 확산하는지를 시뮬레이션하는 수학 모델을 개발했다. 그리고 이들 참새가 ‘단순히 마음에 드는 곡을 배우는지’ 또는 ‘아비 등 특정 개체가 부르는 노래를 좋아하는지’ 등 다양한 가설을 이 모델에 적용해 가장 연관성이 높은 노래 학습 방법을 조사했다. 그 결과, 젊은 늪참새들은 다른 개체가 부르는 노래를 무작위로 배우는 것이 아니라 인기 있는 곡을 배우는 것으로 나타났다. 또한 이들 늪참새는 모든 노래를 98%가 넘는 정확도로 익힐 수 있었다. 이에 따라 이들 참새는 몇백 년 동안에 걸쳐 노래를 계승하고 있을 가능성이 시사되고 있다. 이에 대해 스티븐 노비츠키 듀크대 생물학과 교수는 “인류가 가진 전통문화는 높은 인지 능력에 의해 유지됐다. 하지만 이번 연구에서는 ‘단순히 인기 있는 노래를 기억해 노래할 뿐’이라는 단순한 규칙으로도 인간의 전통문화처럼 노래를 오랫동안 이어갈 수 있음이 확인됐다”고 말했다. 사진=로버트 라클런 제공 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

육식 공룡, 도마뱀보다 악어에 더 가까웠다는 연구 결과 나와영화 ‘쥬라기 월드’에 등장하는 육식공룡들이 거대한 도마뱀처럼 혀를 날름거리며 인간들을 위협하는 장면이 등장한다. ‘거대한 도마뱀’이라는 의미의 ‘사우루스’라는 이름이 붙여진 공룡들이 실제로 도마뱀처럼 혀를 자유자재로 움직일 수 있었을까. 고생물학자들이 공룡과 현대 악어, 새들의 뼈를 비교한 결과 수많은 공상과학(SF) 영화에서 묘사하는 것처럼 공룡들이 혀를 날름거리거나 바깥으로 노출시키지 못했을 것이라는 연구 결과를 발표했다.중국 국립과학원 고(古)척추동물 및 고인류 연구소, 미국 텍사스 오스틴대 지질과학학과 공동연구팀은 티라노사우루스 렉스의 뼈와 악어, 새, 도마뱀의 뼈를 비교 분석한 결과 공룡들은 도마뱀보다는 악어처럼 혀를 내밀지 못하는 구강구조를 가지고 있다고 21일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 20일자(현지시간)에 발표됐다. 연구팀은 티-렉스를 비롯한 육식공룡과 익룡의 턱뼈와 악어, 호주에서만 사는 거대 조류인 에뮤 등 현생 파충류와 조류 15종의 뼈를 비교했다. 특히 연구팀은 목과 혀를 지탱하는 혀 아래쪽의 설골(舌骨)에 주목했다. 그 결과 대부분 공룡들의 설골은 혀를 자유자재로 날름거릴 수 있는 도마뱀보다는 혀가 입의 바닥에 거의 붙어 바깥으로 빼지 못하는 악어나 새들과 비슷하다는 사실을 발견했다. 공룡들의 혀는 생각과 달리 짧아 움직임이 많지 않다는 것이다. 이 같은 구강구조 때문에 거대한 공룡들이 내는 소리는 악어나 타조가 내는 소리와 비슷했을 것이라고 연구팀은 추정하고 있다. 줄리아 클라크 오스틴대 교수는 “혀의 위치나 구강구조는 멸종된 동물들의 생활양식에 대한 중요한 통찰력을 제공한다”며 “손을 사용할 수 없는 동물들에게 혀는 먹이를 먹는 형태나 생활습관을 변하게 하는 중요한 요소”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영화 ‘쥬라기 월드’에 등장하는 육식공룡들은 거대한 도마뱀처럼 혀를 낼름거리며 인간들을 위협하는 장면이 등장한다.‘거대한 도마뱀’이라는 의미의 ‘사우루스’라는 이름이 붙여진 공룡들이 실제로 도마뱀처럼 혀를 자유자재로 움직일 수 있었을까. 고생물학자들이 공룡과 현대 악어와 새들의 뼈를 비교한 결과 수많은 SF영화에서 묘사하는 것처럼 혀를 낼름거리거나 바깥으로 노출시키지 못했을 것이라는 연구결과를 발표했다. 중국 국립과학원 고(古)척추동물 및 고인류 연구소, 미국 텍사스 오스틴대 지질과학학과 공동연구팀은 티라노사우루스 렉스의 뼈와 악어, 새, 도마뱀의 뼈를 비교분석한 결과 공룡들은 도마뱀보다는 악어처럼 혀를 내밀지 못하는 구강 구조를 가지고 있다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 20일자(현지시간)에 발표했다. 연구팀은 티라노사우루스 렉스를 비롯한 육식공룡과 익룡의 턱뼈와 악어, 호주에서만 사는 거대 조류인 에뮤 등 현생 파충류와 조류 15종의 뼈를 비교했다. 특히 연구팀은 목과 혀를 지탱하는 혀 아래쪽의 설골(舌骨)에 주목했다.그 결과 대부분 공룡들의 설골은 혀를 자유자재로 낼름거릴 수 있는 도마뱀보다는 혀가 입의 바닥에 거의 붙어 바깥으로 빼지 못하는 악어나 새들과 비슷하다는 사실을 발견했다. 연구팀에 따르면 공룡들의 혀는 생각과 달리 짧아 움직임이 많지 않다는 것이다. 이 같은 구강구조 때문에 거대한 공룡들이 내는 소리는 악어나 타조가 내는 소리와 비슷했을 것이라고 연구팀은 추정하고 있다. 줄리아 클라크 텍사스 오스틴대 교수는 “혀의 위치나 구강구조는 멸종된 동물들의 생활양식에 대한 중요한 통찰력을 제공함에도 불구하고 고생물학을 연구할 때 혀의 위치와 구강구조에 대해 간과하는 경우가 많다”며 “손을 사용할 수 없는 동물들에게 혀는 먹이를 먹는 형태나 생활습관을 변하게하는 중요한 요소”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

세계보건기구(WHO)가 성전환자(트랜스젠더)를 더이상 정신 장애로 보지 않겠다고 선언했다. 트랜스젠더를 ‘정신적, 행태적, 신경발달학적 장애’로 분류하던 WHO는 ‘성적 부조화’로 새로 분류한다고 AFP 통신 등 외신이 20일 보도했다. 사전적인 의미로 트랜스젠더는 사회적 성과 생물학적 성이 일치하지 않는 사람을 가리킨다. 이 가운데 자신의 성과 반대되는 성을 가지려고 갈망하는 사람을 성전환자라고 한다. WHO는 5만 5000개의 질병, 부상, 사망원인 등을 취급하는 목록 속에 이를 포함하고 내년 5월 제네바에서 열리는 세계보건총회에서 회원국들의 승인을 받을 예정이다. WHO는 성적 부조화를 개인이 경험한 성과 타고난 성 사이의 두드러지고 지속적인 부조화라고 설명했다.WHO 생식건강연구분야 코디네이터인 래일 세이는 “새로운 분류로 인해 낙인이 줄어들 것이고, 그렇게 되면 이러한 사람들에 대한 사회의 수용도 한결 수월해질 것”이라고 전망했다. 이들이 정신적 장애인 범주에서 벗어남으로써 의료 서비스와 보험 혜택의 폭이 넓어질 것이라고 설명했다. 이미 프랑스와 덴마크 등 일부 국가는 트랜스젠더를 다시 분류하고 정신 장애에서 제외했다. WHO가 장애과 질병에 대한 분류를 바꾼 것은 이번이 처음이 아니다. 동성애(호모섹슈얼)의 경우 1948년에는 정신질환으로 분류됐지만 1970년대 들어 질병 목록에서 제외됐다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

한 해양생물학자가 죽은 상어를 배경으로 촬영한 사진 한장이 온라인 상의 큰 논란을 일으켰다. 지난 18일(현지시간) 미국 샌프란시스코 크로니클 등 현지언론은 한 여성 해양생물학자가 촬영한 사진이 소식을 전한 방송국 페이스북에 올라 큰 비난을 받고있다고 보도했다. 논란의 이 사진은 지난 17일 캘리포니아 해변에서 촬영된 것으로, 이날 아침 백상아리 한마리가 죽은 채 파도에 밀려왔다. 이에 현지 해양 생물학자인 지안카를로 토매(30)와 동료 연구원들은 죽은 백상아리를 조사하기 위해 해변을 찾았다. 문제의 사진은 이 과정에서 촬영됐다. 지안카를로가 죽은 백상아리를 배경으로 마치 자랑용 '셀카'같은 사진을 남긴 것. 특히나 사진에는 미소를 짓는듯한 모습까지 보여 일종의 동물학대라는 비난까지 쏟아졌다. 이에대해 지안카를로는 "일부 사람들이 사진에 대해 분노를 느끼는 것을 이해한다"면서도 "이 사진은 죽은 상어의 사이즈를 가늠해보기 위해 촬영한 것으로 재미가 아닌 순수한 과학용"이라고 해명했다. 이어 "나는 과학자이자 동물을 사랑하는 사람"이라면서 "사진에 대한 우려와 관심에 감사하다"고 덧붙였다. 　　 　 　　 보도에 따르면 죽은 상어는 부검을 위해 실험실로 옮겨진 상태로 아직 사인은 밝혀지지 않았다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

자연계 98종·합성된 20종 원소 성질에 따라 표로 배열“수(소), 헬(륨), 리(튬), 베(릴륨), 붕(소), 탄(소), 질(소), 산(소), 플(루오르), 네(온), 나(트륨), 마(그네슘), 알(루미늄), 규(소), 인, 황, 염(소)….” 중·고등학교에서 화학을 처음 접하는 사람들이라면 누구나 한 번씩은 거쳐 가야 할 관문이 바로 ‘원소 주기율표’이다. 주기율표는 원소들을 원자번호 순서대로 배치하되 반복되는 화학적 성질에 따라 배열한 것이다. 물질의 성질을 나타내는 기본 물질인 원소는 자연계에 존재하는 98가지와 인공적으로 합성된 20가지를 합쳐 118종이 알려져 있다. 러시아 화학자 드미트리 멘델레예프(1834~1907)가 1869년 당시 알려진 30여개의 원소들을 이용해 주기율표를 만들었다. 멘델레예프의 주기율표 이전에도 원소들을 성질에 따라 분류하려는 시도들은 많았지만 멘델레예프는 원소들의 원자량을 원소 성질에 따라 수정하는 과정을 거쳐 주기율표를 만들었다. 특히 그는 주기율표의 빈 공간으로 남아 있던 당시 미발견 원소들의 원자량과 성질을 예측했다. 학생들에게 화학을 암기과목으로 인식하게 만들어버린 주기율표는 화학을 예측 가능한 학문체계로 자리잡게 만든 공을 세웠다. 수학, 물리학, 생물학 등 다른 분야보다 늦게 출발한 화학이지만 20세기 들어서 현대 물리학의 양자론이 결합되면서 양자화학이 만들어지고 여러 새로운 합성법이 개발되면서 눈에 띄게 발전하게 된 것도 주기율표 덕분이다. 유엔은 멘델레예프가 주기율표를 발표한 지 150년 되는 것을 기념해 내년을 ‘국제 주기율표의 해’로 선정하기도 했다. 2015년 12월에는 미국, 러시아, 일본 연구진이 각각 113번 니호늄(Nh), 115번 모스코븀(Mc), 117번 테네신(Ts), 118번 오가네손(Og)을 새로 발견했다. 그런데 이듬해 5월 이들 원소의 이름을 주기율표에 공식적으로 올리기 위해 모인 심포지엄에서 벌어진 물리학자들과 화학자들 간 설전을 세계적인 과학저널 ‘네이처’가 최신호(6월 13일자)에서 공개했다. 새로운 원소 발견에 대한 검증과 이름을 짓는 작업은 국제순수·응용화학연합(IUPAC)과 국제순수·응용물리학연합(IUPAP)이 공동구성한 ‘합동실무위원회’(JWP)에서 이뤄진다. 1999년 이전까지만 해도 새로운 원소 발견과 관련된 작업은 화학자들이 중심이 된 IUPAC에서 주로 이뤄졌다. IUPAP는 물리교육과 관련한 작업들을 주로 했지만 최근 가속기를 이용한 물리학자들의 원소 발견이 잦아지면서 원소 작명과 검증 작업에 참여하게 됐다. 이들 두 단체가 함께하는 JWP 위원장은 화학자인 반면 위원들은 대부분 물리학자였기 때문에 새 원소 결정 과정에서 갈등은 내재돼 있었다고 네이처는 전했다. 최근 발견된 4개의 원소를 검증하는 과정에서 핵물리학자들은 115번 모스코븀과 117번 테네신에 대한 검증이 좀더 이뤄져야 하기 때문에 원소 발견을 확정 짓는 것은 시기상조라는 의견을 제시한 반면 핵화학자인 JWP 위원장은 멘델레예프가 만든 주기율표의 마지막 줄인 7주기를 채우게 됐다는 점 때문에 원소 발견을 공식화하는 데 적극적이었다고 한다. 우여곡절 끝에 새로운 원소 발견은 승인받게 됐지만 앞으로 주기율표의 8번째 줄(8주기)에 채워질 원소들에 대해서는 IUPAC와 IUPAP가 각각 과학적 검증을 한 뒤 그 결과를 놓고 통과 여부를 결정하기로 규정을 바꾸게 됐다. 새로운 원소를 발견하더라도 검증 과정이 더 까다로워지고 승인 기간이 길어지게 된 것이다. 이덕환 서강대 화학과 교수는 “주기율표가 나온 초창기에는 화학자들이 발견을 주도해 왔지만 최근에는 물질을 구성하는 근본원리와 힘에 대한 호기심 때문에 물리학자들이 인공원소 발견을 이끌어 나가는 형국”이라며 “그렇기 때문에 뒤늦게 원소 발견 인증 작업에 뛰어든 물리학자들과 기존에 원소 명명 주도권을 갖고 있는 화학자 간에 다소 갈등 양상을 빚는 게 사실”이라고 말했다. 또 이 교수는 “주기율표는 물질의 화학적 성질을 알려주는 ‘보물지도’인데 사람들이 만들어 낸 원자번호 100번대가 넘어가는 인공원소들은 자연상에 존재하는 시간이 매우 짧아 활용 가치가 낮기 때문에 화학자들은 별반 관심이 없다”면서도 “물리학자들에 따르면 최소한 원자번호 160번 원소까지 발견할 수 있을 것으로 장담하고 있어 화학계에서도 주목하고 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

●카이스트, AI 윤리 국제 세미나 카이스트(총장 신성철)가 ‘인공지능 길들이기: 공학, 윤리, 정책’이란 제목으로 인공지능(AI)의 윤리적 활용을 주제로 한 국제 세미나를 21일 서울 중구 웨스틴조선 호텔에서 연다. 이번 세미나는 급속도로 발전하고 있는 AI 기술을 책임 있게 개발해 윤리적으로 활용하기 위한 공학적, 정책적 방안을 논의하는 자리다. 이번 세미나에는 올 초 카이스트의 국방연구를 문제 삼아 전 세계 관련학자들의 카이스트와 공동연구 보이콧을 주도한 토비 월시 호주 뉴사우스웨일스대 교수도 참석해 ‘자율적 살상무기: 인공지능 연구자는 무엇을 해야 하는가’라는 주제발표를 할 예정이다. 이 밖에도 안스가 쿠너 영국 노팅엄대 교수, 에마 아리사 일본 도쿄대 교수, 카이스트 이수영 교수도 주제발표자로 나선다. ●동물의 육감 메커니즘 규명 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌인지과학전공 김규형 교수팀이 동물의 여섯 번째 감각으로 불리는 ‘자기수용감각’의 작동 메커니즘을 규명했다고 19일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 바이올로지’ 최신호에 실렸다. 신체의 위치, 방향, 움직임을 감지하고 제어하는 자기수용감각에 이상이 생길 경우 움직임이 부자연스러워지고 보행 이상을 비롯한 각종 행동장애가 발생한다. 연구팀은 예쁜꼬마선충을 이용한 실험을 통해 기존에 알려진 것과 달리 소뇌가 아닌 ‘TRO1’과 ‘TRP2’라는 유전자가 자기수용감각을 통제해 동물의 행동을 조절한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 이번 연구결과를 통해 자기수용감각 이상으로 인한 보행장애 치료제 개발에 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

불면증은 가장 흔한 수면 장애로 우리나라에서 23%의 유병률을 보이고 있다. 불면증은 적절한 수면을 취할 기회와 환경을 제공해도 잠들기 어렵고, 잠이 들어도 자주 깨며, 새벽에 일찍 깨는 것을 가리킨다. 이런 현상이 주 3회, 3개월 이상 지속되면 불면장애로 진단한다. 불면증은 삶의 질을 떨어뜨리고 신체적·정신적 건강에 심각한 영향을 줄 수 있는 질환이다. 어떻게 자고 싶어도 잘 수 없는 상태에 이르는 것일까.미국 뉴욕시립대의 스필만 박사가 제안한 ‘불면증 발생의 3가지 행동 모델’은 30년이 지난 지금도 유효하다. 불면증은 선행 요인, 유발 요인, 지속 요인 등 세 가지 요인이 상호 작용해 발생한다는 것이다. 첫째, 원래 가지고 있던 성격이나 스트레스에 대한 민감성, 유전적 특성을 포함한 개인의 특성을 선행 요인이라고 한다. 불면증은 이런 개인적 특성이 기본적으로 영향을 준다. 지난해 네덜란드의 다니엘 포스튜마 교수는 국제 협력 연구를 통해 7500여 명의 전유전체 관련성 분석을 실시했다. 그 결과 불면증과 연관된 유전자를 발견해 국제학술지 ‘네이처 제네틱스’에 보고했다. 또 불면증 호소와 내성적인 성격, 대사 경향은 유전적으로 양의 상관관계를 나타냈다. 이 연구는 불면증과 연관된 유전자가 선행요인으로 작용할 수 있음을 보여준다. 둘째, 별 문제 없이 지내던 사람도 실직, 실연, 사건, 사고 등에 의해 스트레스가 발생하면 급성 불면증이 시작될 수 있는데 이를 유발 요인이라고 부른다. 셋째, 스트레스 발생 이후 급성 반응은 점차 줄지만 잠을 못 자는 것에 대한 불안, 걱정이 증가하고 이에 대한 잘못된 대처가 고착화되면서 유발 요인과는 별개의 잘못된 수면 행동이 나타난다. 이를 지속 요인이라고 한다. 지속 요인이 작동하면 뇌가 과도하게 활성화돼 만성적인 불면증으로 연결된다. 불면증 환자는 잠을 잘 못 자기도 하지만 잠을 잘 때 뇌가 과하게 활성화돼 있다. 반대로 깨어 있을 때는 뇌활성이 저하돼 낮 동안 기능 저하를 경험한다. 불면증을 치료하려면 과하게 활성화된 뇌를 다시 정상 수준으로 낮춰야 한다. 급성기에 효과적인 것은 ‘약물요법’이다. 불면증 치료제는 공통적으로 각성을 유발하는 뇌회로를 억제하는 기능이 있다. 하지만 약물 효과가 정확하게 뇌의 어떤 부위에 영향을 미치는지는 명확하게 밝혀지지 않았다. 2016년 영국 임페리얼칼리지의 윌리엄 위즈덴 교수팀은 불면증 치료제 ‘졸피뎀’의 작용 부위를 밝히는 실험을 진행했다. 졸피뎀에 반응하지 않도록 유전자를 조작한 쥐에서 뇌 시상하부의 ‘히스타민 뉴런’에서만 졸피뎀 반응을 되살리자 수면 유도 효과가 회복됐다. 반면 ‘대뇌피질 뉴런’의 졸피뎀 반응을 되살렸을 때는 수면 유도 효과가 크지 않았다. 향후 시상하부의 히스타민 뉴런만을 목표로 하는 약물을 개발한다면 좀더 자연스런 수면을 유발할 수 있을 것이다. 하지만 만성 불면장애를 약물만으로 치료할 수는 없다. 지속 요인은 수면에 대한 잘못된 이해, 과도한 기대 등 ‘인지적 오류’를 포함하고 있다. 불면증 환자들은 실제 수면량보다 자신이 적게 잔 것으로 보고하는 경향이 있다. 지난해 미국 브리검영대의 대니얼 케이 박사팀은 이런 불일치가 수면 중 비정상적인 두뇌 활성과 관련됐다는 것을 발견했다. 수면 중 뇌의 오른쪽 전섬엽, 왼쪽 대상피질의 활성이 저하된 환자들은 실제보다 적게 잔 것으로 보고했다. 수면에 대한 올바른 이해와 건강한 수면 습관 형성을 돕는 ‘인지행동치료’를 병행해야 효과적인 치료와 재발 방지가 가능하다는 것이다. 불면증에 대한 뇌과학적 연구는 불면증이 심리적인 현상이 아닌 뇌신경의 이상 현상을 동반하고 있음을 밝히고 있다. 즉 생물학적인 요소와 환경·심리적인 요소의 복합적인 상호 작용으로 불면증이 발생한다. 이것이 불면증 치료가 단순한 약 처방으로 끝나지 않고 다양한 요소를 고려한 통합적인 접근을 필요로 하는 이유다.

대학종합병원이나 대형병원에서 심혈관센터를 보기란 그리 어렵지 않다. 얼마 되지 않은 짧은 기간에 많은 심혈관센터가 생겨났거나 증축됐다. 초등학생이라도 알다시피 심혈관에 문제를 일으키는 가장 큰 원인은 지질의 일종인 바로 ‘콜레스테롤’이다.우리 몸에서 콜레스테롤은 일정 정도는 반드시 필요하다. 인체 세포는 주로 인지질로 이루어진 막으로 둘러싸여 있다. 세포가 필요로 하는 물질을 세포 안으로 들여오거나 신진대사 결과 생긴 쓸데없는 부산물을 세포 밖으로 내보낼 때는 반드시 세포막을 통과해야 한다. 이런 수송이 제대로 수행되려면 인지질로 이루어진 세포막이 너무 딱딱하지도, 너무 부드럽지도 않은 적절한 수준에서 유동성이 유지돼야 한다. 그러지 않으면 세포는 생존할 수 없다. 콜레스테롤은 바로 이 유동성을 일정 범위에서 유지하는 데 관여한다.우리 몸에 콜레스테롤이 어느 정도 있는지는 혈중 콜레스테롤 수치로 정하는데 혈액 100㎖에 들어 있는 양으로 표시한다. 일반적으로 200㎎ 이하이면 정상으로 간주하고 있다. 혈중 콜레스테롤에는 LDL, 중성지방, HDL 등이 포함된다. 상대적으로 단백질이 많은 고밀도 지질 단백질인 HDL은 LDL을 제거하는 ‘좋은’ 콜레스테롤로 알려져 있다. 정작 우리가 관심을 가져야 할 것은 LDL 수치다. 단백질 밀도가 상대적으로 낮은 지질 단백질인 LDL은 ‘나쁜’ 콜레스테롤로 그 수치가 130㎎ 이하일 때 정상으로 본다. LDL이 정상 수준 이상이 되면 혈관 내에 쌓이면서 혈액이 통과할 수 있는 공간을 좁게 만들어 고혈압, 동맥경화 등 각종 심혈관 질환을 일으킨다. 뇌로 가는 혈관이 막혀 버릴 경우 뇌졸중을 일으키고 관상동맥이 막히면 심장마비 등이 발생하는 것이다. LDL을 포함한 혈중 콜레스테롤의 양은 콜레스테롤의 합성에 사용되는 지방(특히 포화지방)을 많이 섭취할수록 증가한다. 그래서 의사들이 먹는 것에 주의를 기울이고 규칙적인 운동으로 지방을 태우라고 하는 것이다. 고(高)콜레스테롤증은 치명적인 유전병 중 하나다. 혈중 LDL 수용체의 유전자가 잘못되면 이 유전병이 발생한다. 잘못된 유전자를 부모 중 한 명으로부터 물려받을 경우 자손은 혈중 콜레스테롤 수치가 300~400㎎까지 올라가 30대 중반에 목숨을 잃게 된다. 만약 부모 양쪽에서 이 유전자를 물려받으면 콜레스테롤 수치는 무려 800㎎까지 오르게 되고 5세 전후로 심장마비를 일으키는 것으로 알려져 있다. 다행히 의학계에서는 LDL 수용체를 증가시켜 혈중 콜레스테롤 수치를 조절할 수 있는 약을 개발해 사용 중이다. 그런데 왜 HDL이나 LDL 같은 콜레스테롤은 단백질과 결합한 형태를 가지는 걸까? 콜레스테롤은 스테로이드의 일종이다. 스테로이드는 지방, 인지질, 왁스 등과 함께 지질에 속한다. 다른 지질과 마찬가지로 스테로이드도 물에 잘 녹지 않는 성질을 갖고 있기 때문에 혈액 속에서 운반될 때 물에 녹는 단백질의 도움을 받게 된다. 그래서 콜레스테롤은 LDL, HDL 등 형태를 갖게 되는 것이다. 우리가 많이 들어 본 에스트로겐이나 테스토스테론은 성(性)에 따른 성장과 발달을 조절하는 호르몬이다. 성 호르몬도 스테로이드의 일종으로 구조적인 면에서 콜레스테롤의 사촌 격이다. 에스트로겐은 여성성의 발달과 성숙, 그리고 배란을 조절하고 기억과 감정에 영향을 미친다. 테스토스테론은 남성 생식기의 형성과 남성성의 발달, 정자 생산을 조절하고 근육 발달을 자극한다. 그런데 에스트로겐과 테스토스테론은 동일한 구조에 OH, O, CO, CH※ 등 원자나 원자들의 결합 형태만 약간 다를 뿐 거의 유사하다. 요즘 우리 사회는 여성과 남성이 마치 전혀 다른 종족같이 대립하고 있다. ‘여혐’과 ‘남혐’이라는 혐오스럽고 공포스러운 말들이 난무한다. 생물학적으로는 거의 다르지 않은데 말이다.

앙숙 같기도, 절친 같기도 한 개와 고양이는 식성에서도 큰 차이를 보인다는 흥미로운 연구결과가 나왔다. 미국 오리건주립대의 진 홀 교수 연구진은 개 17마리와 고양이 27마리 등 총 44마리를 대상으로 실험을 실시했다. 연구진은 이들에게 총 4가지 타입의 먹이를 주고 먹게 했는데, 각각의 먹이는 겉보기에 맛의 차이를 알 수 없도록 만들어졌다. ●고양이는 음식 섭취량 조절… 체중 유지 4가지 타입의 먹이의 차이점은 영양소다. 각각의 먹이는 고지방, 고탄수화물, 고단백질, 혼합영양소 등 각기 다른 영양소로 만들어졌으며, 연구진은 실험에 이용된 개와 고양이가 어떤 영양소가 더 많이 함유된 먹이를 먹는지 등의 습관을 관찰했다. 그 결과 개의 경우 대사 요구량과 체중을 유지하는 데 필요한 모든 칼로리를 섭취하려는 경향이 강한 반면, 고양이의 경우 시간 제한을 두지 않았는데도 먹이를 양껏 먹지 않고 음식의 영양소 밀도에 따라 섭취량을 조절함으로써 체중을 유지하는 경향이 강했다. 또 개의 경우 평균적으로 지방에서 41%, 탄수화물에서 36%의 칼로리를 섭취하는 것으로 나타났지만, 고양이는 이 비율이 탄수화물 43%, 단백질 30%로 나타났다. 즉 개는 주로 지방을, 고양이는 탄수화물을 선호하며 이를 통해 신진대사에 필요한 에너지를 얻는다는 것. ●개·고양이 나이·몸집 따라 다른 영양소 선호 이와 별개로 어린 고양이는 나이가 든 고양이에 비해 단백질 섭취를 더 원하는 경향이 강했지만 개의 경우 강아지는 고단백 식품을 그다지 좋아하지 않았다. 오히려 고양이와 반대로 몸집이 큰 개가 단백질로부터 칼로리를 섭취하려는 성질이 더욱 강했다. 연구진은 “개와 고양이 모두 나이와 몸집에 따라 각기 다른 영양소를 선호하는 모습을 보였다. 이는 이들이 무엇을 선택하고 먹느냐에 따라 생리학적 기본 특성이 달라진다는 것을 의미한다”고 설명했다. 자세한 연구 결과는 영국에서 발행되는 실험생물학 저널 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

커피 마시는 양 65% 줄이고도 각성 효과·집중력은 64% 향상“검은 액체가 위 속으로 떨어지면 모든 것이 술렁거리기 시작한다. 생각은 전장의 기병대처럼 빠르게 움직이고 기억은 기습하듯 살아난다. 극 중 인물들이 즉시 떠오르고 원고지는 순식간에 잉크로 덮인다.” ‘고리오 영감’, ‘골짜기의 백합’ 등의 작품으로 프랑스 사실주의를 이끈 소설가 오노레 드 발자크(1799~1850)의 커피 예찬입니다. 한국인의 커피 사랑은 발자크를 뛰어넘습니다. 커피업계에 따르면 지난해 기준 전체 한국인이 마신 커피는 265억잔, 1인당 연간 커피 소비량은 512잔(하루 평균 1.4잔)에 달한다고 합니다. 세계 최대 커피 소비국이라는 이름이 허언이 아님을 보여 주는 통계입니다. 커피가 전 세계인의 기호식품이 되다 보니 과학자들도 자연스럽게 관심을 갖게 됐을 것입니다. 하루 2~3잔의 커피가 항산화 기능을 해 노화를 막아 주고 항암효과는 물론 당뇨나 심혈관질환 예방에 도움을 준다는 연구 결과들이 속속 나오는 것도 그런 과학자들의 관심 때문일 것입니다. 사실 많은 사람들이 커피를 마시는 이유는 졸음을 쫓아 주는 ‘각성 효과’ 때문일 것입니다. 커피 속 카페인이 중추신경계를 자극해 일시적으로 졸음을 막아 주며 정신을 맑게 만들어 주는 것이지요. 발자크를 비롯해 18~19세기 많은 예술가들이 커피 애호가가 된 것도 그런 이유 때문일 것입니다. 일반적으로 카페인은 흡수한 뒤 1시간 이내에 효과가 나타나고 3~4시간이 지나면 효과가 사라지는 것으로 알려져 있습니다. 그렇지만 카페인을 지나치게 많이 섭취하게 되면 다른 약물처럼 내성이 생기고 제대로 된 각성 효과를 볼 수 없게 됩니다. 때론 불면증에 시달리는 경우가 생길 수 있습니다. 그렇다면 카페인을 적게 섭취하고도 최대의 각성 효과를 볼 수 있는 방법은 없을까요. 미국 육군 원격의료 및 고등기술연구센터 국방생명공학부, 월터 리드 육군연구소 행동생물학부 공동연구팀이 카페인을 언제, 얼마나 섭취해야 내성을 걱정하지 않고 최대의 각성 효과를 낼 수 있는지를 결정해 주는 알고리즘을 개발해 지난 2~6일 미국 볼티모어에서 열린 미국수면학회 연례콘퍼런스에서 발표해 주목받았습니다. 수면의학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 슬립 리서치’ 최신호에도 실렸습니다. 연구팀은 수학의 ‘최적화 이론’을 활용해 스마트폰이나 태블릿PC 등 모바일 컴퓨팅 플랫폼에 적합한 ‘카페인 섭취 알고리즘’을 개발했습니다. 이 알고리즘은 카페인 섭취가 심리적, 육체적 작업에 미치는 영향을 예측해 커피 섭취 시간과 적정량을 결정해 주는 것입니다.연구팀은 수면 부족에 시달리는 군인들을 대상으로 이번에 개발한 알고리즘에 따라 카페인을 섭취하도록 한 뒤 간단한 행동실험을 실시했습니다. 그 결과 이전보다 커피를 마시는 양은 65%까지 줄이고도 각성 효과와 집중력이 평소보다 64% 정도 향상되는 것을 확인했다고 합니다. 커피를 마시기 가장 좋은 시간과 적정량은 수면시간과 체중, 생활패턴 등에 따라 달라진다고 합니다. 바로 위에 있는 수식이 미 육군에서 만든 ‘커피 섭취 최적화 수식’입니다. 수학에 관심이 있으신 분은 짬을 내 한 번 계산해보시는 것도 좋을 것 같습니다. 연구팀은 이번 알고리즘을 일반인들도 손쉽게 사용할 수 있도록 스마트폰용 애플리케이션으로 개발 중이라고 합니다. 현재는 미군 내에서 활용할 수 있는 웹사이트(https://2b-alert-web.bhsai.org/2b-alert-web/login.xhtml)와 모바일 앱(2B-Alert Personalized Alertness and Cognitive Performance)이 있다고는 하지만 일반인들이 사용하기는 쉽지 않은 것 같습니다. 눈치채셨겠지만 이번 연구는 군대 내에서 수면 부족으로 인해 발생할 수 있는 문제를 줄이기 위해 커피의 각성 효과를 극대화할 수 있는 방법을 찾기 위해 수행된 것입니다. 실제로 군인들이 정신적 예민함을 유지하기 위해서는 최소한 7~8시간의 수면을 취해야 하지만 전체 미군 중 40% 정도는 수면시간이 5시간 미만이라고 합니다. 단순한 커피 연구라고만 생각했다가 군인들의 전투력을 극대화시키기 위해 수행된 것이라고 생각하니 할리우드 액션 영화나 SF영화에서 흔히 볼 수 있었던 이상한 군(軍) 실험들이 연상돼 좀 섬뜩한 느낌이 들기도 합니다. edmondy@seoul.co.kr

오는 14일 개막해 한 달여 간 열리는 러시아 월드컵을 현장에서 즐기기 위해 러시아로 향하는 축구 팬들은 홍역 예방접종 이력을 꼭 확인해야겠다. CNN 등 외신에 따르면, 러시아에서 홍역이 기승을 부리고 있어 세계보건기구(WHO)가 예방접종을 권고하고 있기 때문이다. 홍역은 급성발진성 바이러스질환으로, 바이러스가 비말이나 공기를 통해 전파한다. 메르스보다 최대 18배, 독감보다 6~8배 높은 전파력을 갖는다. 따라서 작은 접촉만으로도 충분히 홍역에 걸릴 수 있다. 물론 우리나라에서는 홍역 예방 접종률이 세계 최고 수준인 98% 이상으로, 감염될 가능성은 매우 낮다. 생후 12개월~15개월 사이와 만 4~6세 때 각각 1회씩 홍역, 볼거리로 알려진 유행성이하선염, 풍진의 혼합백신 ‘MMR 접종’을 권장하고 있기 때문이다. 하지만 최근 서울의 한 예술고등학교에서 홍역 확진 판정을 받은 학생 3명은 모두 과거 예방접종을 받은 것으로 확인됐다. 대다수 전문가는 우리나라에 홍역이 유행하지 않은 지 거의 20년이 돼가면서 ‘자연 부스터’ 효과가 없어 면역력이 떨어진 것으로 보인다고 입을 모은다. 오명돈 서울대 감염내과 교수는 “예방 주사를 스케줄에 맞춰 제대로 맞지 않았거나 스케줄에 맞춰 제대로 맞았지만 면역이 생기지 않은 것인지 봐야 한다”며 “후자의 경우는 매우 드물며 예방 주사를 맞은 사람 가운데 약 2% 정도”라고 말했다. 또 “예방접종을 했는데 홍역에 걸린 경우에도 접종력이 전혀 없는 환자보다는 증세가 심하지 않다”고 설명했다. 특히 학생들에게서 나온 바이러스는 ‘D8형’으로 우리나라 토착형이 아닌 것으로 확인됐다. D8형은 유럽과 동남아시아 등지에서 많아 나타나는 유형으로 최근 기승을 부리고 있는 것으로 알려졌다. WHO 유럽지역 사무처에서 백신 예방가능질환 프로그램 총괄자인 롭 버틀러에 따르면, 최근 예방접종률이 떨어져 러시아를 비롯한 유럽 전역에서는 홍역 감염이 확대하고 있다. 버틀러는 “유럽에서는 지난 10년간 백신으로 예방 가능한 질병이 다시 유행하고 있는데 홍역도 그중 하나다”면서 “홍역은 지난해 4배 증가했으며 올해도 계속 증가할 것”이라고 말했다. 지난해 유럽 전역에서 2만 명 이상이 홍역에 걸려 최소 35명이 사망했다. 가장 피해가 컸던 국가는 우크라이나와 루마니아다. 루마니아에서는 지난 한해 5000건이 넘는 홍역 감염 사례가 보고됐다. 러시아에서도 홍역이 기승을 부리고 있으며 올해 들어 감염 보고는 800건을 넘어섰다. 아직 환자가 사망한 사례는 없지만 버틀러는 “러시아 안에서 홍역이 확산하고 있는 것은 확실하다”면서 “건강 상태를 체크하거나 백신 접종을 하지 않은 사람은 누구나 위험할 수 있다”고 지적했다. 최근 홍역이 대유행한 독일과 브라질 등에서도 많은 서포터스가 찾아올 것으로 볼 때 버틀러는 “출국 전 개개인이 건강 상태를 확인하는 것이 매우 중요하다”고 말했다. 미국 존스홉킨스 블룸버그 공중보건대학원에서 분자미생물학·면역학과 교수를 맡고 있는 다이앤 그리핀 박사는 “여러 나라로부터 사람이 모이는 월드컵 같이 거대한 스포츠 행사는 홍역이 유행하는 절호의 환경을 제공하는 것”이라고 지적했다. 버틀러는 “만일 감염됐다면 자국이나 다른 나라에 바이러스를 옮기지 않도록 하는 것 역시 매우 중요하다”면서도 “무엇보다 중요한 점은 월드컵에 가든 안 가든 누구나 백신을 확실히 접종하는 것”이라고 강조했다. 사진=fifg / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

공룡 시대 이전, 지구 상에 살았던 가장 큰 포식자를 고생물학자들이 발견해냈다. 이들 학자는 러시아에서 발굴된 여러 화석을 조사해 검모양 송곳니를 지닌 신종 육식동물 2종을 확인했다. 이들 신종은 두 차례 대멸종 사건 사이인 2억6000만 년 전부터 2억5000만 년 전 사이 당시 생태계를 재조명하는 데 1800만 년이라는 기간 동안 동물들의 우열순서(서열)가 어떻게 변했는지 보여준다. 두 동물은 ‘초기 포유류’(protomammal)에 속한다. 여기에는 이들처럼 검치를 지닌 육식동물을 비롯해 굴을 파고 살며 곤충을 잡아먹는 동물과 엄니를 지닌 초식동물도 있다. 이중 일부는 대멸종에도 살아남아 오늘날 포유류로 진화하기도 했다. 고리니처스 마슈티나이(Gorynychus masyutinae)라는 학명이 붙여진 첫 번째 종은 오늘날 늑대 크기 만한데 당시 가장 큰 육식동물이었다. 두 번째 종인 노츠니차 제미니덴스(Nochnitsa geminidens)는 몸집이 좀 더 작다. 고리니처스는 짐승 머리라는 뜻의 테로케팔리안(therocephalian)으로 불리는 초기 포유류의 하위 그룹에 속하지만, 노츠니차는 고르곤 얼굴이라는 뜻의 고르고놉시안(gorgonopsian)으로 불리는 다른 하위 그룹에 속한다. 이번에 확인된 두 신종 모두 위협적인 생김새 덕분에 러시아 신화에 등장하는 괴물들의 이름을 따서 학명을 붙였다. 고리니처스는 머리가 세 개 달린 용 즈메이 고리니치(Zmey Gorynych)에서, 노츠니차는 악몽의 유령 녹니자(Nocnitsa)에서 따온 것이라고 한다. 두 화석은 러시아 뱟카 고생물학 박물관 소속 발굴팀이 뱟카강에 접해있는 코텔니치 근처에서 발굴됐다. 고생물학자들은 두 화석에 남은 기록들을 분석해 대멸종 후 생태계에 관한 더 많은 정보를 얻을 수 있었다. 약 2억5200만 년 전, 페름기 대멸종 중 페름기 후기의 최상위 포식자들은 호랑이 크기의 검치 고르고놉시안이었다. 또한 이 시기에 테로케팔리안은 전형적으로 몸집이 작은 식충 동물이었다. 하지만 이들의 역할은 페름기 중기 때 뒤바뀐 것이었다. 이 시기 검치 고르고높시안의 크기는 급격히 작았다. 연구를 이끈 미국 노스케롤라이나 자연사박물관의 크리스천 캐머러 박사는 “이런 대멸종 사이에 이들 육식동물은 생태계에 의해 역할이 완전히 바뀌었다”면서 “곰이 갑자기 족제비가 되고 족제비가 곰의 자리를 차지한 것처럼 말이다”고 말했다. 러시아에서 발견된 이들 신종은 페름기 중기 멸종 이후 남아프리카뿐만 아니라 전 세계적으로 육식동물들의 이동이 있었다는 첫 번째 증거를 제공한다. 이어 캐머러 박사는 “코텔니치는 수궁류 화석을 찾는 데 있어 전 세계적으로 가장 중요한 지역 중 하나다. 이 화석들이 놀라울 정도로 완전하고 잘 보존돼 있을 뿐만 아니라 당시 북반구의 초기 포유류 동물에 관한 보기 드문 정보를 제공하기 때문”이라고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 생물학 분야 학술지 ‘피어제이’ (PeerJ) 최신호에 실렸다. 사진=크리스천 캐머러 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

문재인 대통령이 8일 신임 농어업비서관에 최재관(50) 전 더불어민주당 전국농어민위원회 정책센터장을 내정했다. 울산 출신으로 학성고등학교와 서울대 농생물학과를 졸업했다. 사단법인 희망먹거리 네트워크 농업농촌위원장, 자치와협동 대표, 농어업정책포럼 상임이사 등을 지냈다. 19대 대선 때 문재인 캠프 농어업 정책 공약 개발에 참여했다. 청와대 농어업비서관은 지난 3월 선임인 신정훈 전 비서관이 6·13 지방선거 전남지사 경선에 출마하기 위해 사직한 후 3개월간 공석이었다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr

세계에서 가장 오래된 동물의 발자국이 담긴 화석이 발견됐다고 홍콩 사우스차이나모닝포스트가 7일 보도했다. 보도에 따르면 중국 남부 창장(長江)협곡에서 발견된 이 화석은 에디아카라기(Ediacara Period)에 생존했던 동물의 것으로 전문가들은 추정하고 있다. 에디아카라기는 신원생대의 마지막 시기로 약 6억 3500만~5억 4100만년 전까지 지속됐던 시기를 뜻한다. 중국과학원에 따르면 이 화석은 최소 5억 5100만~5억 4100만 년 전에 남겨진 것으로 추정된다. 이전까지 발견된 동물 화석 중 가장 오래된 것은 5억 4000만~5억 3000만 년 전 사이에 남겨진 것이며, 이번에 발견한 화석은 이보다 1000만년 이상 오래된 것이다. 미국 과학잡지 사이언스어드밴스에 실린 관련 논문에서도 해당 화석을 두고 “가장 오래된 동물 화석 발자국으로 기록될 만하다”고 평가했다. 이 발자국을 남긴 동물의 ‘정체’는 아직 밝혀지지 않았다. 다만 몸체가 매우 작으며 짙은 갈색의 석회암에서 발견됐다는 특징을 종합해, 해당 발자국의 주인을 찾는 연구가 계속될 것으로 보인다. 연구진은 “우리는 아직 이 발자국을 남긴 동물에 대해 정확히 아는 것이 없지만, 확실한 것은 신체 구조가 대칭을 이루고 있다는 사실”이라면서 “에디아카라기에는 거미와 같은 절지동물과 갯지렁이와 같은 환형동물, 인류와 같은 사지동물 등 총 3종의 동물이 존재했는데, 아마도 이번 화석의 주인은 절지동물 혹은 환형동물 중 하나일 가능성이 있다”고 설명했다. 한편 해당 화석은 미국 버지니아공대와 중국과학원 소속 난징 지질학 및 고생물학 연구소가 공동으로 분석 중이다. 사진=AFP·연합뉴스 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

앙숙 같기도, 절친 같기도 한 개와 고양이는 식성에서도 큰 차이를 보인다는 사실이 연구를 통해 밝혀졌다. 미국 오리건주립대학의 진 홀 교수 연구진은 개 17마리와 고양이 27마리 등 총 44마리를 대상으로 실험을 실시했다. 연구진은 이들에게 총 4가지 타입의 먹이를 주고 먹게 했는데, 각각의 먹이는 겉보기엔 맛의 차이를 알 수 없도록 만들어졌다. 4가지 타입의 먹이의 차이점은 영양소다. 각각의 먹이는 고지방, 고탄수화물, 고단백질, 혼합영양소 등 각기 다른 영양소로 만들어졌으며, 연구진은 실험에 이용된 개와 고양이가 어떤 영양소가 더 많이 함유된 먹이를 먹는지 등의 습관을 관찰했다. 그 결과 개의 경우 대사 요구량과 체중을 유지하는데 필요한 모든 칼로리를 섭취하려는 경향이 강한 반면, 고양이의 경우 시간제한을 두지 않았는데도 먹이를 양껏 먹지 않고 음식의 영양소 밀도에 따라 섭취량을 조절함으로서 체중을 유지하는 경향이 강했다. 또 개의 경우 평균적으로 지방에서 41%, 탄수화물에서 36%의 칼로리를 섭취하는 것으로 나타났지만, 고양이는 이 비율이 탄수화물 43%, 단백질 30%로 나타났다. 즉 개는 주로 지방을, 고양이는 탄수화물을 선호하며 이를 통해 신진대사에 필요한 에너지를 얻는다는 것. 이와 별개로 어린 고양이는 나이가 든 고양이에 비해 단백질 섭취를 더 원하는 경향이 강했지만 개의 경우 강아지는 고단백 식품을 그다지 좋아하지 않았다. 오히려 고양이와 반대로 몸집이 크고 무거운 개가 단백질로부터 칼로리를 섭취하려는 성질이 더욱 강했다. 연구진은 “개와 고양이 모두 나이와 몸집에 따라 각기 다른 영양소를 선호하는 모습을 보였다. 이는 이들이 무엇을 선택하고 먹느냐에 따라 생리학적 기본 특성이 달라진다는 것을 의미한다”고 설명했다. 자세한 연구결과는 영국에서 발행되는 실험생물학 저널(journal of experimental biology) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

인간은 잡식 동물로 여러 가지 다양한 음식을 먹어야 살 수 있다. 만약 인간이 한 가지 음식만 고집한다면 심각한 영양실조에 빠질 것이다. 하지만 자연계에는 풀만 뜯어먹는 초식 동물처럼 한 가지 종류의 식량에 의존해서 사는 동물들이 흔하다. 물론 식물 안에는 여러 가지 다양한 영양소가 존재할 뿐 아니라 대부분의 동물이 자신이 먹는 먹이에서 필요한 영양분을 합성할 수 있는 능력이 있어 살아가는 데 큰 문제가 없다. 하지만 자연계에는 더 극단적인 사례도 존재한다. 예를 들어 식물 자체가 아니라 식물의 수액을 먹고 사는 진딧물 같은 곤충은 사실 인간의 관점에서 보면 설탕물만 먹고사는 것과 다를 바 없다. 식물의 줄기에서 나오는 수액에는 광합성의 산물인 포도당 같은 탄수화물이 대부분이고 지방이나 단백질은 거의 없다. 이런 먹이 때문에 진딧물 가운데는 남아도는 당분을 분비하는 종류가 많으며 이 당분 때문에 개미 같은 곤충의 보호를 받는다. 아무튼 이들이 탄수화물만 먹고 사는 곤충이기 때문에 과거 생물학자들은 진딧물이 대부분의 단백질을 스스로 합성할 수 있는 능력이 있다고 생각했었다. 하지만 최근 연구 결과는 그런 대사 능력이 없다는 사실을 보여줬다. 그럼에도 이들이 단백질 결핍에 시달리지 않는 이유는 단백질을 합성하는 공생 미생물 덕분이다. 물론 숙주가 할 수 없는 여러 가지 대사 과정을 대신해주는 대신 숙주의 몸속에서 보호를 받는 공생 미생물은 흔하지만, 진딧물 공생 미생물은 아예 숙주 세포 속에서 살아간다는 점이 독특해 생물학자들의 주목을 받고 있다. 일반적인 공생 미생물이 소화기관에 존재하는 것과는 달리 이 공생 미생물은 박테리오사이트(Bacteriocyte)라는 특화된 세포 안에 들어가 살아간다. 흥미롭게도 이 공생 미생물은 진딧물이 섭취하는 극소량의 질소만 가지고 아미노산을 합성한다. 이 비결을 알기 위해 미국 캘리포니아 대학의 앨리슨 한센 교수와 대학원생인 김도협은 진딧물의 유전자를 조사했다. 그 결과 진딧물은 DNA 메틸화를 통해 질소가 매우 적은 식물의 수액에서도 효과적으로 아미노산과 질소 자원을 활용할 수 있는 것으로 나타났다. DNA 메틸화는 DNA 자체의 염기 서열에는 변화를 주지 않으면서 유전자를 활성화시키거나 비활성화시켜 표현형을 달리 조절한다. 진딧물의 경우 주로 섭취하는 식물의 수액에 맞춰 DNA 메틸화를 통해 적응하는 것으로 나타났다. 이 연구는 작은 곤충 안에도 더 작은 미생물이 공존할 수 있고 이들의 진화 역시 함께 이뤄졌다는 점을 보여준다. 비록 인간의 관점에서는 해충에 가까울지 모르지만, 이들의 생존 방식을 이해하는 것은 생물 진화 과정에서 매우 중요한 미생물과 숙주의 공진화 과정을 이해하는 데 큰 도움이 될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com　

여성이 남성보다 뭔가에 혐오감을 잘 느끼는 이유는 진화적 과정에서 생긴 차이 때문임을 시사하는 연구 결과가 나왔다. 영국 런던위생열대의학대학원의 발 커티스 교수가 이끄는 연구팀이 새로운 연구를 통해 인간의 혐오감은 질병 예방을 위한 진화 과정에서 발생했으며 크게 6가지 유형으로 분류된다는 사실을 발견했다. 여기에는 식품 부패와 성적 문란, 위생 불량, 전염병 매개동물, 이례적 생김새, 그리고 피부 병변이 들어간다. 연구팀은 이 연구를 위해 남녀 참가자 약 2500명을 대상으로 혐오감을 느낄 수 있는 시나리오 75가지를 제시했다. 그리고 ‘혐오감이 느껴지지 않는다’부터 ‘혐오감이 극심하게 느껴진다’에 이르는 척도 중 선택해 평가하도록 했다. 그 결과, 참가자들은 연구팀이 제시한 모든 시나리오 중 고름이 생긴 상처 감염을 가장 혐오스럽게 느끼는 것으로 나타났다. 이어 극심한 땀 냄새와 같은 위생 불량 역시 혐오스러운 것으로 확인됐다. 또 연구팀은 이와 같은 참가자들의 반응을 남녀로 구분해 분석했다. 그 결과, 여성들은 대체로 남성들보다 제시된 상황에서 혐오감을 더욱 크게 느끼는 것으로 나타났다. 특히 여성들은 성적 문란에서 혐오감이 극심했다. 연구팀은 “이런 차이는 아이를 낳는 데 제한이 있는 여성들은 배우자를 매우 신중하게 선택해야만 했다는 생물학적 사실에서 기인할 수 있지만, 남성이 자손을 남기는 것은 유혹할 여성의 수에 의해서만 제한되기 때문”이라면서 “따라서 남성은 여성보다 상대적으로 위험한 행동을 더 할 가능성이 있다”고 설명했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘왕립사회회보’(Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences) 특별호(4일자)에 실렸다. 사진=elwynn / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

“공룡 DNA를 나무 진액이 굳어진 화석인 호박에 갇힌 모기 피에서 추출한다.” “먼 옛날 빙하기 때 죽은 매머드 화석에서 DNA를 뽑아 코끼리 난자를 이용해 매머드를 복원한다.”마이클 크라이턴이 발표한 소설 ‘쥬라기 공원’을 바탕으로 한 스티븐 스필버그의 영화 때문에 많은 사람들은 DNA만 있으면 지구 역사의 뒤안길로 사라진 멸종된 생명체들을 다시 만들어 낼 수 있다고 믿는다. 이런 생각은 DNA가 영원히 변하지 않는 정보를 가지고 있다는 믿음에서 기인한다. 하지만 정말 DNA가 영원히 변치 않는 정보를 가지고 있는 것일까. DNA는 유기 화학물질의 복합체이다. 많은 유기 화학물질이 그러하듯 DNA도 주변 환경에 의해 변화된다. 이런 변화의 대표적인 사례가 돌연변이다. 돌연변이는 DNA에 저장된 정보가 변하는 것이다. DNA는 네 개의 염기들 조합으로 이루어져 있다. DNA를 구성하는 네 개의 염기는 아데닌(A), 시토신(C), 구아닌(G), 티민(T)이다. 네 개의 조합으로 많은 정보를 생체 내에 저장할 수 있다. DNA는 세포가 복제될 때마다 두 배로 늘어난다. 이런 복제 과정에서 가끔씩 잘못된 염기를 끼워 넣는 실수를 하기도 한다. 이런 실수가 제대로 고쳐지지 않으면 잘못된 정보가 DNA에 남게 되면서 돌연변이로 이어지게 되는 것이다. 세포는 끊임없이 대사활동을 하고 있기 때문에 지속적으로 대사 부산물들이 만들어진다. 세포 내 여러 작용들로 없어지기는 하지만 간혹 남아 있는 부산물이 DNA를 공격하는 경우가 있다. 환경적 요인에 의해 DNA가 공격당하는 경우도 있다. 대표적인 경우가 자외선이며 최근 침대에서 검출됐다고 문제가 된 방사선도 DNA 구조를 변화시킨다. 여러 요인으로 공격당한 DNA를 제대로 복구하지 못해도 결과적으로 돌연변이가 생기게 된다. 다행히 생명체는 DNA에 생긴 여러 손상을 수리할 수 있는 메커니즘을 갖고 있다. DNA 손상 복구 기작들은 염기의 변형, DNA의 구조 변형 등 생체를 위협하는 여러 문제들을 효과적으로 인식하고 고치는 기능을 수행한다. 2015년에는 DNA 손상 복구 기작을 처음 발견한 과학자 세 명에게 노벨 화학상이 주어졌다. 결국 DNA도 전자회로에 있는 정보처럼 그 정보가 바뀔 수 있고 다시 복원하거나 변화된 상태로 남아 있을 수도 있는 것이다. 그렇다면 DNA를 정보 저장에 사용할 수는 없을까. DNA 염기서열을 컴퓨터에서 사용하는 이진법 정보 저장과 비슷한 형태로 이용해 정보를 저장하려는 시도가 많이 진행되고 있다. 이진법 저장 방식과 달리 DNA는 4진법을 사용할 수 있어 더 다양한 정보를 저장할 수 있다. DNA에 정보를 저장하는 경우 인터넷 백과사전이라고 하는 위키피디아의 모든 정보를 주사위만 한 크기에 저장할 수 있다는 연구결과도 있었다. 이런 일련의 연구들은 DNA를 차세대 정보저장 방식으로 사용할 가능성을 열었지만 아직까지는 정보를 쓰거나 수정하기 어렵다는 단점을 갖고 있다. 최근 분자생물학과 의학 분야에서 혁명적으로 사용되는 유전자 가위는 DNA에 있는 정보 일부를 삭제하거나 바꾸는 일을 가능하게 해 주었다. 아직까지는 우리가 컴퓨터에 정보를 저장하듯 빠르고 효과적으로 그 일을 수행할 수는 없지만 어느 정도 첨삭이 가능해진 것이다. 생명체가 DNA 복제에 사용하는 효소와 DNA 손상 복구에 사용하는 효소들을 더 효과적으로 이용할 수 있다면 더 많은 양의 정보를 효과적으로 쓰고 수정하는 새로운 바이오 컴퓨터를 만들어 낼지도 모른다. 이런 새로운 컴퓨터가 만들어지면 생명체와 같은 정보체계를 가진 컴퓨터가 만들어질 것이다. 또 이 정보체계를 인공지능(AI)에 탑재한다면 인간이 새로운 생명체를 창조하게 될지도 모른다. 그렇게 된다면 새로운 발전이 시작되겠지만 한편으로는 많은 사회적 문제가 대두되는 두려운 세상이 올지도 모르겠다.

최후의 존엄을 지키고자 자신의 목숨마저 포기할 권리가 있다는 목소리와, 인간의 목숨을 빼앗을 권리는 스스로에게도 없다는 목소리 사이에서 안락사 합법화가 표류하고 있다. AP통신 등에 따르면 포르투갈 의회는 지난달 30일(현지시간) 안락사 합법화 법안을 부결했다. 말기암 등 중증의 불치병으로 고통받는 환자의 ‘죽을 권리’를 보장하자는 이 법안은 총 230석의 의석 중 찬성 110표, 반대 115표, 기권 4표를 받았다. 그럼에도 법안 발의에 참여한 의회 좌파연합 대표 카트리나 마틴스는 “정치적인 결정이 내려진 것”이라며 “사회에서 심도 있는 논쟁이 진행될 것”이라고 훗날을 기약했다. 가톨릭 신자 등 안락사에 반대하는 시민 수백명은 이날 의회 앞에서 “안락사는 안 된다”, “완화 치료(중증 환자에게 모르핀 등 마취제를 투여해 고통을 줄이는 치료법)가 대안이다”, “안락사는 노인 학대” 등의 구호를 외쳤다. 지난달 9일에는 104세의 호주 생물학자 데이비드 구달 박사가 삶의 의미가 없어졌다는 이유로 안락사를 통해 생을 마감했다. 그는 고향을 떠나 안락사를 허용하는 스위스 바젤에서 눈을 감았다. 구달 박사는 사망 직전 기자회견에서 “노인이 삶을 지속해야 한다는 통념에서 자유로워질 수 있게 하는 도구로 기억되기 바란다”고 말했다.지난해 4월 20일 미국 오리건주 포틀랜드에서 실시한 안락사 역시 세간의 주목을 끌었다. 66년을 함께한 부부 찰리 애머릭(87)과 프랜시(88)가 이날 안락사를 통해 함께 영면에 들었다. 남편 찰리가 심장병과 전립선암으로 시한부를 선고받자 프랜시도 남편과 함께하기로 결정했다. 딸 시어는 “부모님께는 후회도, 끝내지 못한 일도 없었다”면서 “두 분이 함께 마지막을 맞는다는 사실을 아셨다는 것은 큰 의미가 있다”고 말했다. 프랜시의 이웃 캐럴 놀스(70)는 부부의 결정에 대해 “용감하고 아름다웠다”고 평가했다. 현재 논란이 되는 안락사의 개념은 ‘존엄사’와는 다르다. 존엄사는 회생 가능성이 없는 환자 등이 연명 치료를 중단해 죽음에 이르게 하는 수동적인 행위다. 반면 안락사는 불치병 등의 이유로 죽음을 원하는 사람이 의사의 도움을 받아 약물 등으로 목숨을 끊는 능동적인 행위다. ‘조력 자살’(Assisted Suicide)이라고도 한다.●스위스, 1942년부터 시행… ‘자살 여행’ 비판도 존엄사는 한국을 비롯해 세계 대부분 국가에서 암묵적으로 허용한다. 반면 안락사를 허용하는 국가는 드물다. 스위스에서는 1942년부터 안락사를 시행해 왔다. 다만 스위스는 의료진이 약물을 투여하는 것을 금지한다. 따라서 안락사를 희망하는 환자가 직접 약물을 섭취하거나 투약한다. 스위스는 전 세계에서 유일하게 외국인의 안락사를 허용한다. 앞서 구달 박사가 스위스로 향한 것도 이런 이유에서다. 일각에서는 스위스가 ‘자살여행’을 상품화한다는 비판도 나온다. 스위스의 안락사 단체 ‘디그니타스’에 따르면 2008년 시행한 안락사의 60%는 독일인이었던 것으로 알려졌다. 가디언 등에 따르면 네덜란드는 2002년 안락사를 합법화했다. 네덜란드에서 안락사를 하려면 환자는 불치병으로 견딜 수 없는 고통을 겪으면서 이성적 판단을 내릴 수 있다는 사실을 의사에게 확인받아야 한다. 이후 의사의 입회 아래 의학적으로 적절한 방식으로 안락사를 한다. 12세 미만의 미성년자의 안락사는 금지하며 12~16세의 안락사는 보호자 동의가 있을 때에만 시행한다. 2016년 네덜란드인 6091명이 안락사를 선택했다. 안락사는 스위스, 네덜란드를 포함해 콜롬비아, 벨기에, 룩셈부르크, 캐나다 등 6개국에서만 합법이다.미국에서는 오리건, 캘리포니아, 콜로라도, 버몬트, 워싱턴, 하와이 등 6개 주에서 안락사가 제한적으로 시행된다. 1997년 오리건주가 미국 최초로 약물 투여에 의한 안락사를 조건부 승인했다. 이들 6개 주 가운데 가장 최근인 지난 3월 안락사를 합법화한 하와이에서는 다음과 같은 절차에 따라 안락사를 진행한다. 먼저 의료진 2명이 환자의 증상과 이들이 자발적으로 결정을 내리고 요청할 수 있는 능력이 있는지 확인한다. 그리고 상담사가 환자가 치료 부족이나 우울증에 시달리지 않는지 묻는다. 환자는 20일 간격으로 안락사 약물을 처방해 달라고 두 차례 요청하고, 가족이 아닌 사람 1명을 포함한 2명이 지켜보는 가운데 서면 요청에 서명해야 한다. 안락사 요청에 간섭하거나 안락사 약물 처방을 강요하는 사람은 형사 처벌을 받는다. 의학전문지 메디컬뉴스투데이는 안락사를 둘러싼 쟁점이 다양하다고 전했다. 안락사 지지자들은 개인의 ‘선택의 자유’에 무게를 싣는다. 불치병 또는 고령으로 고통당하는 한 개인이 자신의 생사를 선택할 수 있다는 것이다. 안락사 지지자들은 또 환자의 삶의 질에 주목한다. 병이 장기간에 걸쳐 한 인간의 육체와 정신을 어떻게 파괴하는지, 이에 따라 개인의 삶이 얼마나 피폐해지는지는 본인이 아니면 알 수 없다고 주장한다. ●안락사 허용땐 쉽게 목숨 포기하는 풍조 우려도 안락사 지지자들은 또 한 인간이 감당할 수 없는 고통을 끝낼 수 있게 해 주는 것이 오히려 더 ‘인간적’이라고 주장한다. 안락사가 환자 본인뿐만 아니라 환자의 가족과 친지의 고통을 줄이는 효과가 있다는 목소리도 있다. 고도로 숙련된 직원과 첨단 장비 등 제한된 자원을 살고 싶어 하지 않는 사람보다 살고 싶어 하는 사람을 위해 사용하는 것이 합리적이라는 경제학적 시각도 존재한다. 반면 안락사 반대론자들은 안락사가 생명의 신성함에 대한 가치를 훼손할 것이라고 우려한다. 자살을 금하는 일부 종교에서는 안락사가 본질적으로 “자살과 같다”는 문제를 제기한다. 안락사 반대론자들이 윤리 또는 종교 등 형이상학적 가치에만 근거를 두는 것은 아니다. 환자가 불안, 공포 또는 죄책감에 휩싸여 이성적 판단을 내릴 수 없을 수 있다는 주장도 나온다. 정신적 질환을 가진 환자 또는 치매 환자가 안락사를 하겠다고 할 때 이를 어떻게 결정하겠냐는 것이다. 이뿐만 아니라 환자가 자신의 가족이 겪는 재정적, 감정적, 정신적 부담 때문에 자의 또는 타의로 떠밀리듯 안락사를 선택할 수 있다는 걱정도 있다. 우울증을 동반한 불치병 환자의 감정적 결정 가능성도 배제하기 어렵다. 의료진의 오진 가능성이나 기적적 회복 가능성 또한 안락사 반대론자들의 근거다. 안락사를 선택하면 혹시 모를 완치의 가능성이 완전히 사라진다는 지적이 나온다. 이외에도 일단 안락사를 허용하면 쉽게 목숨을 포기하는 풍조가 번질 것이라는 지적과, 완화 치료가 충분히 안락사를 대체할 수 있다는 의견, 안락사가 ‘히포크라테스 선서’를 포함해 환자의 생명을 최우선으로 하는 의사 윤리를 송두리째 흔들 것이라는 의견 등이 있다. 영국의 진화론자이자 무신론자인 리처드 도킨스는 “역설적으로 안락사가 인생을 연장시킬 것”이라면서 “사람들은 자신이 원할 때 죽을 수 없다는 공포 때문에 자살을 선택한다. 죽고 싶을 때 전문 의료진의 도움을 받아 죽을 수 있다는 확신은, 지금 당장 스스로 목숨을 끊지 않게 할 것”이라며 안락사에 찬성하는 입장을 밝혔다. 세계적인 신학자 한스 큉은 자신의 저서 ‘안락사 논쟁의 새 지평’에서 “신에 의해 생명의 시작이 인간에게 맡겨진 것처럼, 생명의 끝도 인간에게 맡겨진 책임”이라면서 “신은 죽어가는 인간에게 죽음의 방식과 시점에 대한 책임과 양심의 결정을 위임했다”고 주장했다. 프란치스코 교황은 그러나 “안락사는 창조주 앞에 죄를 짓는 것이며 창조주에 대항하는 것”이라면서 “조력 자살은 ‘버리는 문화’를 확산시키고 병든 이들과 노인들을 사회의 짐처럼 여기도록 만들 것이다. 이는 마치 삶의 끝자락에서 내가 원하는 식으로 끝내겠다고 하나님께 말하는 것과 같다”고 비판했다. 강신 기자 xin@seoul.co.kr