매우 단순한 선충(nematode)에 속하는 기생충도 자기 삶의 터전이 될 숙주를 함부로 고르지 않는다는 사실이 밝혀졌다. 우리가 집을 구매할 때처럼 복잡하게 비교하지는 않지만, 최소한 이미 남이 살고 있는 숙주는 피한다는 연구 결과가 발표됐다. 캘리포니아 대학의 연구팀은 토양에서 살면서 다양한 곤충을 숙주로 삼는 선충을 연구했다. 이들은 비록 기생충이지만, 인간에게 해가 되기보다는 도움이 되는 기생충이기 때문이다. 이들은 농작물에 해를 입히는 곤충에 기생한다. 이 과정에서 숙주는 결국 죽거나 제대로 성장하지 못하므로 해충을 조절하는 데 도움을 주는 것이다. 그런데 놀랍게도 작은 곤충에 기생하는 더 작은 선충이 아무 숙주나 고르지 않고 숙주를 선별한다는 사실이 밝혀졌다. 이 기생충은 이미 다른 기생충에 감염되어 영양분을 빼앗기고 있는 숙주는 피한다. 연구팀은 이 단순한 생물체가 어떻게 그럴 수 있는지 그 기전을 연구했다. 그 비밀은 기생충이 만드는 프레놀(Prenol)이라는 화학 성분에 있었다. 곤충에 감염된 기생충은 프레놀을 분비해 주변 기생충에 경고한다. 이를 테면 이미 이곳은 내가 차지했으니 들어오지 말라고 경고를 하는 것이다. 이렇게 하는 것은 이미 자리 잡은 기생충은 물론 숙주에 침입할 준비를 하는 기생충에도 도움이 된다. 이미 많은 기생충이 살고 있는 숙주에 들어가 봐야 더 가로챌 영양분도 별로 없고 후발 주자인 자신이 불리하기 때문이다. 특히 곤충처럼 숙주가 작아서 공간이나 양분이 부족하면 이는 심각한 문제가 된다. 다행히 곤충은 크기는 작아도 숫자가 많으므로 새로운 숙주를 찾기가 어렵지 않다. 그래서 화학 물질로 경고를 해주는 것이다. 단순하지만, 한 숙주에 과도한 기생충이 감염되는 것을 막아 적어도 기생충끼리는 서로 상생할 방법을 찾은 셈이다. 물론 이 방법은 곤충처럼 숙주가 작고 알이 아니라 기생충이 직접 감염되는 경우 통하는 방법이다. 사람처럼 기생충 대비 숙주가 엄청나게 크고 개체 수가 상대적으로 적으면 굳이 숙주를 가릴 이유도 방법도 없다. 그렇지만 연구팀은 이 기생충을 연구하는 것이 사람에게 큰 도움이 될 수 있다고 믿고 있다. 앞서 언급했듯이 해충 퇴치에 도움을 줄 수 있기 때문이다. 이들이 숙주를 감염되는 방식을 더 잘 이해하면 기생충을 활용해서 환경에 안전하고 내성 걱정이 없는 생물학적 해충 조절 방법을 개발할 수 있을 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

애플이 지난 17일 ‘세계 이모지의 날’을 맞아 기존에 없었던 다양한 이모지(emoji·그림문자)를 공개한 가운데, 한 고생물학자가 특정 이모지를 지적하고 나섰다고 라이브사이언스 등 미국 현지 매체의 25일 보도했다. 이번에 공개된 이모지 중 고생물학자의 ‘집중포화’를 받은 것은 바로 공룡 이모지다. 고생물학자들은 티라노사우루스(이하 티렉스)를 본 딴 이 이모지에서 ‘틀린 곳’ 6가지를 찾았다고 주장했다. 위스콘신에 있는 카르타고대학교 고생물학과의 토마스 카르 박사는 “티렉스의 눈은 코 위쪽보다는 조금 더 측면에 위치해 있어야 한다. 귀는 턱관절에서 위쪽으로 더 멀리 떨어진 곳에 있어야 한다”고 주장했다. 또 “비록 티렉스의 앞발은 매우 작은 것으로 알려져 있는 것이 사실이지만, 이모지 속 티렉스의 앞발은 지나치게 가늘고 여윈 형태로 그려져 있어 현실성이 떨어진다”면서 “콧구멍 역시 주둥이와 조금 더 가깝게 있어야 한다. 머리의 전반적인 형태도 실제와는 매우 다르다”고 지적했다. 해당 이모지를 사용할 의사가 있냐는 질문에는 “사용하지 않을 것”이라면서 “나는 그저 기본적인 해부학 정보가 정확한, 특히 두개골 등 머리의 형태만이라도 그럴듯하게 만든 것을 사용하길 원한다”고 밝혔다. 한편 문제로 지적된 이모지가 티렉스 이모지 하나만은 아니다. 8일 아이폰·아이패드용 모바일 운영체제 iOS의 최신 버전인 8.3에 포함된 새로운 이모지 중에는 인종별로 300여 개의 새로운 캐릭터가 추가됐다. 이중 동양인을 나타내는 것으로 보이는 이모지는 다른 이모지 캐릭터에 비해 피부톤이 노랗게 표현돼 있다. 이를 두고 일부 네티즌들은 “저렇게 심한 노란빛 피부의 아시아인은 없다”, “심슨 캐릭터냐” 등의 반응을 보이며 이를 지적했다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

본격적인 휴가철을 맞아 산과 물이 좋은 장소로 텐트와 각종 장비를 가지고 캠핑을 떠나는 사람도 많다. 캠핑 전문가들에 따르면 고수와 초보자의 차이는 텐트를 고정시킬 때 묶는 ‘매듭’을 보면 된다고 한다. 매듭은 실이나 끈을 사용해 매고 죄면서 여러 가지 모양을 만드는 것인데 잘 만들어진 매듭을 보면 미적인 아름다움뿐만 아니라 질서와 균형을 느낄 수 있다. 그런데 물리학자와 수학자들도 매듭에 대해 관심을 갖고 주요 연구 대상으로 삼고 있다는 점은 잘 알려져 있지 않다.매듭을 과학적 연구 대상으로 삼기 시작한 사람은 19세기 초 독일의 천재 수학자 카를 가우스다. 그렇지만 현대적 ‘매듭이론’ 연구는 ‘분자의 화학적 성질은 이를 구성하는 원자들이 어떻게 꼬여서 매듭을 이루고 있는가에 달려 있다’는 켈빈의 ‘보텍스 이론’을 토대로 하고 있다. 매듭이론은 지난 30년간 과학기술 선진국을 중심으로 눈부시게 발전해 왔으며 매듭을 연구하는 수학자 중에서 ‘수학의 노벨상’이라고 부르는 필즈상 수상자도 다수 나왔다. 일상생활에서 볼 수 있는 매듭은 긴 줄을 꼬아 묶은 것을 말하지만 수학에서 이야기하는 매듭은 줄의 양 끝이 붙어 있는 원형 형태다. 원형의 ‘0(영)매듭’이 비틀리고 꼬이면서 다양한 형태의 매듭을 만드는 것이다. 과학에서는 하나의 매듭을 끊지 않고 매끄럽게 움직여 다른 형태의 매듭으로 바꿀 수 있으면 같은 종류의 매듭이라고 분류한다. 어린아이들이 즐겨 하는 실뜨기는 계속 다른 모양으로 바뀌지만 손을 빼내 풀면 결국 영매듭이 되기 때문에 수학적으로는 같은 매듭으로 분류된다. 수학자들은 다양한 종류의 매듭을 보면서 이것들이 같은 것인지를 찾아내는 연구를 한다.수학자들이 매듭을 분류하는 기준은 ‘교차점’의 개수다. 교차점이 3개인 ‘세 잎 매듭’은 두 종류가 있는데 이 둘은 서로 거울에 비춘 모양을 하고 있지만 자르고 붙이는 과정을 거치지 않고는 다른 세 잎 매듭으로 바꿀 수 없기 때문에 서로 다른 종류의 매듭으로 분류한다. 19세기 말 영국 수학자 테이트와 리틀은 교차점 수가 10개 이하인 매듭들을 분류해 냈지만 교차점 수가 증가하면 할수록 매듭 종류는 늘어나고 계산도 복잡해진다. 최근 컴퓨팅 기술의 발달로 교차점이 16개 이하인 매듭은 170만 1936가지로 분류된다는 사실이 밝혀지기도 했다. 금세기 최고의 물리학자로 꼽히면서 필즈상까지 받은 미국 고등과학연구소의 에드워드 위튼 교수는 양자장론(quantum field theory)과 매듭이론을 효과적으로 결합시켜 우주를 이해하는 데 이용한다. 수학과 물리학 외에 생물학에서도 매듭이론은 중요하다. DNA처럼 분자량이 큰 물질들의 행태를 설명하는 데 도움을 주기 때문이다. DNA는 전체적으로 원 모양을 이루는데 자체 장력 때문에 원형을 유지하지 못하고 꼬여서 뭉치면서 이중나선 형태로 보인다. DNA를 복제할 때는 이중나선이 분리돼 한 가닥이 돼야 한다. DNA 복제 시 필요한 부분을 정확히 한 가닥으로 풀어 주고 복제가 끝나면 다시 이어 이중나선을 만들어 줘야 하는데 이런 역할을 하는 것이 효소다. 매듭이론은 효소가 어떻게 DNA의 특정 지점을 끊었다가 이어 주는지에 대한 해답을 주는 것이다. 선진국에 비해 늦기는 했지만 국내 연구자들도 매듭 연구 분야에 뛰어들어 가시적 성과를 내고 있다. 기초과학연구원(IBS) 기하학 수리물리연구단의 김선화, 안병희, 배영진 연구위원은 기존의 방법으로는 구별이 어려웠던 ‘르장드르 특이 매듭’을 구별할 수 있는 방법을 개발하는 데 성공해 주목받고 있다. 이번 연구 결과는 미개척 분야에 대한 성과를 인정받아 조만간 사교기하학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 심플렉틱 지오메트리’에 실릴 예정이다. 배영진 IBS 연구위원은 “수학적 대상에 대한 이해는 어떤 조건들을 만족하는 것들을 분류하는 데서 시작하는데 매듭의 분류는 공간을 이해하고 분류하는 데 중요한 단서를 제공한다”고 설명했다. 배 연구위원은 “이번 연구를 통해 르장드르 특이 매듭을 분류하는 데 새로운 연산 구조를 발견함으로써 장기적으로 매듭이론과 초끈이론의 발전을 가져다줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난주 영국왕립재단으로부터 역사상 가장 위대한 과학 저서로 선정된 ‘이기적 유전자(The Selfish Gene) ’의 저자이며 진화생물학자인 리처드 도킨스(76·영국)가 다음달 캘리포니아주립대 버클리 캠퍼스에서 예정됐던 강연이 취소된 데 대해 반발하고 나섰다. 도킨스를 초청했던 버클리 지역 라디오 방송국인 KPFA는 그가 이슬람을 겨냥해 지나치게 많은 많은 발언을 쏟아낸 것이 강연을 취소하게 된 이유가 됐다고 설명했다고 영국 BBC가 25일 전했다. 이 방송국은 티켓을 구입한 이들에게 보낸 서한을 통해 “우리는 그의 빼어난 과학 저서에 근거해서 이 강연을 확정했는데 그때는 트윗과 이슬람에 대한 다른 언급들을 통해 그가 그렇게나 많은 이들을 공격하고 상처줬는지를 몰랐다”고 밝혔다. 캘리포니아주립대와 아무 관련이 없는 이 방송국은 “상처 투성이이고 권리를 유린하는 강연을 지지할 생각이 전혀 없다”며 “도킨스의 견해를 폭넓게 파악하지 못한 실수에 대해 사과한다”고 덧붙였다.베이 에이리어 매체들은 2013년 ‘만들어진 신(The God Delusion)’을 펴내 반종교 색채를 분명히 드러낸 도킨스가 트위터에 “이슬람은 오늘날 세계의 악에 가장 강력한 군대”라고 적어 적지 않은 버클리 주민들의 우려를 사고 있다고 보도했다. 이에 대해 도킨스 교수는 온라인을 통해 강연 주최측에 서한을 띄워 “이슬람을 겨냥해 유린하는 강연을 한 적이 없다”고 반박했다. 또 과거에 자신이 했던 거친 표현들은 모두 “정치적인 목적으로 종교를 이용하는 이슬람국가(IS) 전사들을 겨냥한 것이었지 신앙에 내재된 것들을 겨냥한 것이 아니었다”고 해명했다. 이어 “이슬람의 소름끼치는 여성혐오와 동성애 혐오를 비판한 것이다. 배교자를 어떤 다른 범죄자보다 잔인하게 처형하는 것을 비판한 것”이며 “내가 종종 기독교에 비판적이지만 그것 때문에 일탈하지도 않았던 것과 같은 맥락”이라고 설명했다. 그는 또 버클리에서 지내는 2년 동안 거의 매일 이 방송을 들었다며 “항상 출처를 밝히는 이 방송의 전통을 특별히 존경했다. 그런데 내가 유린하는 강연을 했다고 비난할 때는 출처를 의심스럽게도 인용하지 않았다. 왜 팩트를 체크하지 않은 거냐, 적어도 강연을 취소하기 전에 알려주고 함께 확인했어야 하는 것 아니냐”고 따졌다. 1960년대 표현의 자유 운동의 메카로 알려진 버클리는 최근에는 극좌파 학생들이 자신과 의견이 일치하지 않는 강연 연사나 학문 분파를 침묵시키려 한다는 의심을 사고 있다. 이에 따라 보수 인사로 분류되는 앤 쿨터와 밀로 이아노풀로스는 대학 당국이 공공의 안전을 빌미로 일방적으로 강연을 취소하자 당국과 충돌하기도 했다. 임병선 선임기자 bsnim@seoul.co.kr

생태계 보고로서 ‘광릉숲’의 가치가 다시 입증됐다. 국내 곤충 가운데 유일한 천연기념물이자 멸종위기야생생물(Ⅰ급)인 ‘장수하늘소’가 광릉숲에서 서식하는 게 4년 연속 확인됐다.24일 산림청 국립수목원에 따르면 지난 21일 나무에서 떨어진 장수하늘소 암컷 1마리를 발견했다. 광릉숲은 국내 유일한 서식처로 알려져 있는데 2006년 이후 개체 확인이 되지 않아 멸종 가능성이 제기되기도 했지만 2014년 수컷 1마리, 2015년 암컷 1마리, 지난해 수컷 1마리, 올해 암컷 1마리가 연속으로 확인됐다. 국립수목원은 생물학적 특성 파악 후 숲으로 돌려보낼 계획이다. 장수하늘소는 지리적으로 아시아와 유럽에 서식하는 딱정벌레류 중 길이가 7~10㎝로 가장 크다. 국내에서는 1934년 곤충학자인 조복성 박사가 북한산에서 처음 발견했다. 개발로 인한 서식지 파괴로 개체수가 급격히 감소한 데다 생태습성으로 발견도 쉽지 않다. 장수하늘소는 알에서 성충으로 자라는 데 5~6년이 필요하고 성충이 된 후 1개월이면 죽는 것으로 알려졌다. 산림청과 문화재청은 장수하늘소 밀도를 높이고 서식지 보존을 위해 인공사육 연구 등을 진행하고 있다. 국내에서 잇따르는 발견 신고는 크기가 비슷한 ‘미끌이 하늘소’로 차이가 있다. 대전 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

광릉숲이 국내 곤충 가운데 유일한 천연기념물 ‘장수하늘소’(Callipogon relictus Semenov)의 서식처로 확인됐다.산림청 국립수목원은 최근 광릉숲 나무에서 떨어진 토종 장수하늘소 암컷 1마리를 발견했다고 24일 밝혔다. 2006년 이후 5번째이자 2014년부터 매년 1마리씩 4년 연속 관찰됐다. 국립수목원은 장수하늘소 암컷의 생물학적 특성을 연구한 뒤 다시 숲으로 돌려보낼 계획이다. 장수하늘소는 아시아와 유럽에 서식하는 딱정벌레류 중 가장 큰 종으로, 수컷의 몸길이는 8.5∼10.8㎝, 암컷은 6.5∼8.5㎝에 달한다. 국내에서는 1934년 곤충학자인 조복성 박사에 의해 처음 기록됐으나 이후 급격히 개체 수가 감소했다. 1968년 천연기념물 제218호로 지정돼 법적 보호를 받고 있으며, 환경부는 멸종위기야생생물 I급으로 지정하기도 했다. 광릉숲에서는 2006년 암컷 1마리가 처음으로 관찰됐다. 수컷은 2002년 발견되기도 했지만 암컷은 1980년대 이후 국내에서 모습을 거의 드러내지 않을 정도로 보기 어려웠다. 이후 관찰되지 않다가 2014년 수컷 1마리, 2015년 암컷 1마리, 지난해 수컷 1마리, 올해 암컷 1마리 등 4년 연속 확인됐다. 다만 2015년에는 조류의 공격을 받아 폐사한 채로, 지난해에는 앞가슴판이 파손된 채로 각각 발견됐다. 장수하늘소는 극상림(생태계가 안정된 숲의 마지막 단계)을 이루는 수종인 서어나무에 주로 산다. 장수하늘소가 잇따라 발견된 광릉숲의 생태계가 안정됐다는 의미다. 광릉숲은 면적 2300㏊로 남한 산림 997만㏊의 0.02%에 불과하지만 서식하는 곤충은 3925종으로 국내 1만 4188종의 27.7%에 달할 정도라 ‘생태계의 보고’로 불리고 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

검은 장막을 걷고 들어가는 순간 신세계가 펼쳐진다. 어두운 실내에 은은한 빛을 발하는 거대한 아홉 개의 구(球)가 부유하듯 전시장에 놓여 있다. 마치 우주의 행성들 같다. 맞은편 벽면 검정 스크린에는 시시각각 다르게 변하는 선들이 그려지고 이상한 소리도 들린다. 그 앞엔 의외의 오브제가 조명을 받고 있다. 거미줄에 매달려 집을 짓고 있는 거미다. 스피커에선 규칙적으로 터져 나오는 저주파의 음과 함께 미세한 먼지 입자들이 공중으로 튕겨 나간다.어두운 공간을 걷다 보면 마치 행성들 사이를 산책하는 착각에 빠진다. 2317㎡에 달하는 광주 국립아시아문화전당 복합 1관 공간을 우주의 일부분처럼 바꿔놓은 이 작품은 세계가 주목하는 현대미술가이자 건축가인 토마스 사라세노(44)의 신작 ‘행성 그 사이의 우리’다. 아르헨티나에서 건축을 공부한 사라세노는 독일 프랑크푸르트의 슈테델슐레에서 현대예술을 수학한 후 예술, 건축, 자연과학을 자유롭게 넘나들며 작업하고 있다. 환경과 기후문제에 대해 고민하며 우주항공엔지니어, 생물학자, 물리학자들과 긴밀한 협업을 통해 ‘실현 가능한 유토피아’를 위한 예술적 연구를 지속하고 있다. 그는 천체물리학, 대기 열역학, 그리고 거미집 구조를 연구하는 예술가로 유명하다.아홉 개의 구, 거미, 우주먼지, 저주파 음향으로 구성된 이 작품은 인간과 비인간의 교감, 생물과 비생물의 소통이 전 우주에서 이뤄진다는 사유에서 출발한다. 거대한 스크린 앞에 설치된 카메라가 먼지입자의 속도와 크기를 포착해 특수 알고리즘을 통해 음파로 변환시키고, 그 음파가 거미에게 전달되면 거미는 그에 반응하며 거미줄을 만든다. 고감도의 마이크가 거미가 만들어내는 미세한 진동을 감지하고 공간에 있는 먼지입자를 진동시켜 공간에 흩어지게 한다. 작품 설치를 위해 광주를 찾은 사라세노는 “전시장에 들어가면 인간과 다른 종의 언어를 듣게 되고 평소 경험하지 못했던 배경과 풍경, 소리를 접하게 된다”면서 “거미와 먼지라는 일상적이고 사소한 존재를 각각의 행성 요소로 인식하게 하면서 얼마나 우리가 인간과 다른 종의 언어를 이해하고 상호작용하면서 대화할 수 있는지에 대한 의문을 던져본 것”이라고 설명했다. 그는 “미래의 우리 인류는 비인류와 함께 살아야 하며 그에 대한 고민을 해야 한다”며 “‘에어로센’ 프로젝트를 가시화한 이번 작품은 미래 세계에 대한 나름의 해답이며 비전”이라고 덧붙였다. ‘에어로센’은 화석연료에 의존하지 않고 태양광에 의해 가열된 구 내외부의 온도 차로 부력을 얻어 자유롭게 이동하는 미래의 주거방식이다. 10년째 거미를 연구하고 있다는 그는 “거미줄이 만들어진 아름다운 모습에 이끌렸고 점차 거미라는 종에 관심을 갖고 연구하게 됐다”면서 “거미줄이 생성되는 과정, 다양한 종의 거미들이 살아가는 방식을 발견해 나가면서 학제적 연구와 작품으로 확장하고 있다”고 말했다. 전시는 내년 3월 25일까지. 글 사진 광주 함혜리 선임기자 lotus@seoul.co.kr

사람을 매우 잘 따르는 개는 특정 발달 장애를 가진 사람들과 유전적 유사성을 공유하고 있다는 연구 결과가 나왔다. ‘윌리엄스 증후군’이라고 불리는 이 발달 장애는 자폐증의 정반대 증상을 띠며 극단적인 사교성이 특징이다. 세계적 학술지 사이언스 자매지인 ‘사이언스 어드밴스’(Science Advances) 최신호(19일자)에 실린 이번 연구 논문에서 연구진은 개들과 윌리엄스 증후군을 가진 사람들에게서 보이는 극단적인 사교성과 관련해 ‘GTF2I’와 ‘GTF2IRD1’라는 변이된 유전자 2개를 발견했다고 밝혔다. 이번 발견은 개가 수천 년 전 늑대인 조상에서 갈라져 나와서 가축화된 경위에 관한 새로운 고찰을 나타낸다. 이번 연구에서는 반려견 18마리(보호소 개 9마리 포함)와 사람과 친해진 야생 회색 늑대 10마리를 대상으로 과제 해결 능력과 인간에 대한 사교성을 조사했던 기존 연구 자료를 자세히 분석했다. 당시 연구에서는 플라스틱 용기에 들어 있는 소시지 간식을 꺼내 먹으려면 매달린 줄을 잡아당겨야 하는 과제에서 이들 개와 늑대가 스스로 꺼내 먹거나 같은 방에 있는 사람에게 얼마나 도움을 청하는지를 평가했다. 그 결과, 늑대들은 개들보다 스스로 간식을 꺼내는 방법을 찾아내는 경우가 많았다. 반면 개들은 근처에 있는 사람을 서운한 듯이 바라보는 경우가 많았다. 또한 이번 연구팀은 늑대와 개의 혈액을 채취해 유전자 분석을 진행했다. 그 결과, 개의 ‘GTF2I’와 ‘GTF2IRD1’이라는 두 개의 유전자에 변이가 있다는 것을 확인했다. 이에 대해 연구진은 연구 논문에서 “(이런 유전자 변이는) 개의 극단적인 사교성과 관련한 것으로 보이며, 이는 개가 가축화한 주요 요인이 됐다”고 설명했다. 이 유전자는 지금까지 윌리엄스 증후군을 가진 사람들의 극단적인 사교성과의 관련성이 지적됐다. 다만, 변이 자체는 사람의 것과 다르다. 이번 연구를 이끈 브리짓 폰홀트 미국 프린스턴대 조교수(생태·진화생물학)는 “우리는 ‘사회적 유전자’를 발견할 수 없었지만, 동물의 성격을 형성하고 야생 늑대를 순종적인 개로 가축화하는 과정을 도운 중요한 (유전적) 요소를 발견했다”고 말했다. 이에 대해 개 유전자 전문가인 애덤 보이코 미 코넬대 조교수는 “이번 연구에서는 전체 표본 크기가 적으므로 더 많은 종류의 개에서 이런 변이의 관련성을 입증해야 할 것”이라고 말했다. 사진=ⓒ Monkey Business / Fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

9살 소년이 동생과 뛰어놀다 멸종한 동물의 희귀 화석을 발견해 화제에 올랐다. 지난 19일(현지시간) 미국 뉴욕타임스는 뉴멕시코주 라스크루케스 인근 사막에서 120만 년 전 살았던 것으로 추정되는 동물의 화석이 발견됐다고 보도했다. 현지 언론과 학계의 큰 관심을 일으킨 발견자는 놀랍게도 9살 소년이었다. 지난해 11월 주드 스파크(10)는 부모와 동생과 함께 이 지역에서 뛰어 놀다가 발에 무엇인가 걸려 바닥에 넘어졌다. 그 순간 주드의 눈 앞에 보였던 것은 이상한 동물의 뼈. 주드는 "나무가 화석이 된 것 같은 무엇인지 알 수 없는 희한한 것을 발견했다"면서 "부모님은 코끼리, 동생은 뚱뚱한 소인 것 같다고 말했다"며 놀라워했다. 그냥 재미있는 경험으로만 묻어둘 수도 있는 상황이었지만 스파크 가족의 생각은 달랐다. 그날 저녁 뉴멕시코 주립대학의 고생물학자인 피터 우드 교수에게 e메일과 함께 촬영한 사진을 보냈다. 이에 사진을 확인한 교수는 심상치 않은 발견이라는 것을 직감하고 다음날 스파크 가족과 함께 발견 현장을 찾아가 그 '정체'를 파악했다. 이후 우드 교수는 당국과 협의를 거쳐 본격적으로 작업에 나서 지난 5월 땅 속에 묻혀있던 화석을 완전히 발굴했다. 주드가 발견한 화석의 정체는 '스테고마스토돈’(stegomastodon). 코끼리의 조상뻘인 스테고마스토돈은 약 1500만 년 전 북미대륙에 출현해 1만 년 전에 멸종한 종으로 어금니 길이만 4~5m에 이를 만큼 거대한 덩치를 자랑한다. 우드 교수는 "친척뻘인 매머드가 많은 화석을 남긴 데 반해 스테고마스토돈은 매우 희귀하다"면서 "주드가 화석을 발견할 당시 폭우가 쏟아져 땅속에 묻혀 있던 화석의 일부가 운좋게 드러난 것으로 보인다"고 설명했다. 이어 "이 화석은 향후 박물관에 전시될 것"이라고 덧붙였다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

미 항공우주국(NASA)과 일런 머스크의 스페이스X는 붉은 행성 화성에 우주비행사를 보낼 것을 계획하고 있으며, 궁극적으로는 화성에 정착촌을 건설하고 식민한다는 원대한 목표를 추진하고 있다. 그런데 과연 화성보다 더 조건이 좋은 곳은 없을까? ‘우주생물학-아웃리치 저널’에 발표된 새 연구는 토성의 위성 타이탄이 식민지로서 더 유리한 조건을 갖추고 있다고 주장한다. 액화 메탄 바다를 가지고 있는 타이탄은 초기 지구와 비슷한 환경을 가진 위성으로 생명이 서식하고 있을 가능성이 아주 높은 곳으로 간주되고 있다. NASA는 홈페이지를 통해 “토성의 최대 위성인 타이탄은 지금까지 우리가 탐사한 천체 중 여러 면에서 지구와 가장 닮은 곳”이라면서 “타이탄의 두터운 대기층과 유기물질이 풍부한 환경은 지구의 빙하기 버전이라 할 수 있다. 생명체가 나타나서 지구 대기에 산소를 펌프질하기 전인 수십억 년 전 지구와 비슷한 환경을 가지고 있다”고 밝혔다. 타이탄은 지름 약 5150㎞로, 목성의 위성 가니메데보다는 작지만 수성보다 크며, 질량도 달의 약 2배나 된다. 또 표면온도가 낮기 때문에 태양계 행성의 위성 중 유일하게 대기를 갖고 있다. 대기의 주성분은 질소이며, 메탄이 액화한 바다를 이루고 있는 것이 카시니 탐사선에 의해 촬영되기도 했다. 타이탄은 어쩌면 미생물을 갖고 있을지 모르며, 적어도 생물 발생 이전의 화학적 상태에 있을 것이라는 점은 분명한 것으로 보인다. 타이탄의 하늘은 메탄과 에탄으로 된 구름으로 뒤덮여 있으며, 또한 대기에는 시안화 아세틸렌과 시안산, 프로판 등 갖가지 유기분자도 발견되었다. 따라서 인간이 숨쉴 수 있는 공기 레시피는 결코 아니다. 중력은 지구의 14% 정도이며, 두터운 구름층으로 인해 방사선은 화성보다 오히려 적다. 또한 다양한 자원을 가지고 있어 에너지를 생산하기는 좋은 환경이다. 논문 저자 아만다 헨드릭스는 공동 저서인 ‘지구를 넘어서: 새로운 고향 행성을 찾아서’에서 타이탄에는 석유와 가스를 만드는 기본물질인 탄화수소가 풍부하다는 사실을 언급하고 있다. NASA의 카시니 탐사선은 지구의 석유와 천연 가스 매장량보다 수천 배 많은 액체 탄화수소가 타이탄에 있음을 탐사했다.​ 이런 여러 가지 이점들 때문에 타이탄은 인류의 미래 식민지로 서서히 부상하고 있는 중이다. ​토성 탐사선 카시니-하위헌스 탐사계획은 NASA와 유럽우주국(ESA), 이탈리아 우주국의 공동 프로젝트로, 1997년 10월 우주선이 지구에서 발사돼 2004년 7월 토성 궤도에 진입했다. 궤도에 진입한 우주선은 카시니 궤도선과 하위헌스 탐사선 등 두 부분으로 되어 있었는데, 이 중 하위헌스 탐사선은 2004년 12월 모선에서 분리돼 2005년 1월 토성의 위성 타이탄의 표면에 착륙해서 배터리가 고갈될 때까지 한 시간 이상 데이터를 송출했다. 카시니 탐사선은 2017년 9월 임무가 끝나면 토성으로 추락시켜 파괴할 예정이다. 한편 NASA는 2030년대까지 인간을 화성에 보낼 계획으로 화성 탐사에 주력하고 있는 중이다. 오는 9월 카시니 미션이 종료되면 NASA와 유럽우주국은 다음 단계의 화성 미션을 계획할 것이라 한다. 천왕성과 해왕성, 그리고 목성의 위성 유로파에 대해서는 탐사 계획을 가지고 있지만, 아직까지 타이탄은 계획서에 오르지 않고 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com

나이가 들면 새벽잠이 없어진다고 합니다. 나이 많은 부모님께서 새벽같이 일어나셔서 동네 뒷산을 오르는 것이 이해가 되지 않을 때도 많았습니다. 노년기에 쉽게 잠이 들지 못하고 자더라도 새벽 일찍 깨어 다시 잠을 이루지 못하는 현상에 대해 현대의학에서는 ‘노인성 불면증’이라고 이름 붙여 노인성 질환 중 하나로 취급하고 있습니다. 주요 원인은 생체시계를 조절해 주는 멜라토닌이라는 호르몬 분비가 감소하기 때문으로 분석하고 있습니다.그런데 영국 왕립학회에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘영국왕립학회지B-생명과학’ 이번주 판에는 이런 통념을 뒤집는 재미있는 연구 결과가 실렸습니다. 캐나다 토론토대, 미국 듀크대, 네바다대, 탄자니아 다르에스살람대 진화인류학자들은 노인들의 새벽 불면증은 초기 인류가 맹수로부터 가족과 부족을 보호하기 위해 진화한 산물이라는 분석 결과를 발표했습니다. 즉 초기 인류가 동굴에서 살 때 경험이 많은 노인들이 ‘불침번’을 서면서 사자나 호랑이 같은 맹수의 위협을 사전에 알려 주기 위한 행동이 지금까지 이어져 오고 있다는 설명입니다. 꿈 연구의 개척자라고 불리는 미국 심리학자 프레더릭 스나이더는 1966년 ‘파수꾼 가설’이라는 것을 발표했습니다. 쥐나 고슴도치, 토끼, 붉은털원숭이 같은 동물들은 선잠을 자면서 주변을 경계하는 수면 습관을 갖고 있는데 그 덕분에 포식자의 공격을 피해 생존할 확률이 높아진다는 것입니다. 사람에게서도 이런 가설이 적용되는지에 대해서는 지금까지 명확히 밝혀진 바는 없었습니다. 연구팀은 아프리카 탄자니아와 나미비아 일대에서 수렵 채집을 하면서 사는 하드자족 20~60대 성인 남녀 33명을 대상으로 20일 동안 수면 상태를 모니터링했습니다. 하드자족 사람들은 낮에는 함께 사냥과 채집 활동을 하다가 어두워지면 한데 모여 잠을 청하는 습관을 갖고 있다고 합니다. 연구팀은 이들에게 동작감지 센서가 달린 시계를 실험 기간 동안 항상 착용하고 다니도록 했습니다. 그 결과 하드자족 역시 50~60대가 20~30대보다 일찍 자고 새벽 일찍 일어났다고 합니다. 또 중간에 잠에서 깨는 경우도 많았구요. 밤시간에 구성원의 3분의1 이상은 늘 깨어 있거나 선잠을 자는 것으로 밝혀졌습니다. 부족원 모두가 동시에 잠이 든 시간은 조사 기간 동안 전체 수면 시간인 220시간 중 단 18분에 불과했다고 합니다. 스나이더의 ‘파수꾼 가설’이 사람에게도 적용될 수 있음을 보여 준 이번 연구 결과에 대해 연구팀은 ‘잠 못 드는 조부모 가설’이라고 이름 붙였습니다. 할아버지나 할머니가 잠을 줄여 가족과 부족을 보호한다는 의미입니다. 듀크대 진화인류학과 찰스 넌 교수는 “수면 패턴이 광범위하고 인생 경험이 많은 노인들이 밤중에 깨어 있다는 것은 진화적 관점에서 초기 인류에게는 분명한 이득이었을 것”이라며 “맹수의 기습이나 화재, 천재지변 등의 위험에 젊은이보다는 노인들이 대처 방안을 빠르게 찾아낼 수 있기 때문”이라고 설명했습니다. 농경사회에서 산업사회로 넘어오면서 노인들의 느릿한 지혜보다는 변화하는 사회에 빠르게 적응할 수 있는 젊은이들의 힘과 신속함이 더 대접을 받으면서 세대 간 갈등으로 이어져 오고 있습니다. 노인은 많은 일을 경험해 말도 많지만 지혜가 많습니다. 젊은이들은 경솔하지만 새로운 일에 두려움 없이 덤벼드는 도전 정신과 힘이 있습니다. 노인과 젊은이의 장점이 한데 모일 수 있는 사회적 공감대를 마련할 수 있다면 세대 간 갈등은 해결되지 않을까요. edmondy@seoul.co.kr

곤충보다 4배 빨라 손으로 못 잡아…유전자 변형 모기로 개체 감소 유도무더운 여름밤 ‘애~앵’ 소리를 내며 귓가를 맴도는 모기는 꿀잠을 방해하는 골칫거리다. 최근 몇 년간은 장마 기간 동안 강수량이 평년보다 적은 ‘마른 장마’여서 모기를 보기가 어려웠다. 가뭄으로 모기의 유충인 장구벌레가 자랄 수 있는 고인 물이 거의 없었기 때문이다. 그렇지만 올해는 중부지방을 중심으로 장마 전후에 많은 비가 내려 장구벌레가 살기 좋은 환경이 됐고, 방역 당국에서는 모기 구제에 비상이 걸렸다.일본뇌염, 말라리아뿐만 아니라 뎅기열, 황열병, 웨스트나일바이러스, 지카바이러스 등 치명적 감염병을 옮기는 모기는 인류의 건강을 위협해 온 오랜 적이다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 매년 7억명 이상의 사람이 모기에 의한 전염병에 걸리고 이 중 100만명이 사망에 이르고 있다.더군다나 최근에는 지구온난화 때문에 모기의 활동 반경이 점점 넓어지고 있는 분위기다. 이 때문에 감염병 전문가들은 “지구온난화가 지금과 같은 속도로 계속된다면 한국도 말라리아, 뎅기열, 지카바이러스같이 열대 지역에서나 볼 수 있는 모기 감염병이 토착화될 수 있다”고 우려를 표하고 있다. 모기가 사람의 피를 빨아 먹는 이유는 시각적으로 인식해서가 아니라 체열과 인간이 분비하는 각종 화학물질 때문이다. 일반적으로 사람은 피부를 통해 350여 가지 화합물을 배출하는 것으로 알려져 있는데 모기는 이 중에 호흡을 통해 배출되는 이산화탄소, 땀에 섞여 있는 1-옥텐-3-올, 락트산 같은 화합물에 특히 민감하게 반응한다. 모기는 머리에 있는 깃털처럼 생긴 더듬이와 턱쪽에 있는 짧은 더듬이에 후각신경세포가 붙어 있어 화학물질에 반응한다. 특히 턱쪽에 있는 더듬이는 30m나 떨어져 있는 사람의 호흡에서 나오는 이산화탄소도 감지한다. 또 하나의 궁금증. 귓가에 맴도는 모기를 잡으려고 손을 뻗지만 항상 실패하는 이유는 뭘까. 영국 런던 왕립수의대 연구팀은 모기가 비슷한 크기의 곤충보다 4배 빠른 날갯짓을 한다는 사실과 기존 곤충 비행 형태와는 다른 새로운 공기역학적 비행을 한다는 사실을 발견하고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 4월호 표지 논문으로 발표했다. 모기의 날개는 다른 곤충에 비해 길고 얇아 빠르게 비행하기 때문에 ‘앵’ 하는 소리에 손바닥을 날리면 이미 늦어 애꿎은 귀만 때리게 된다는 것이다. 이렇듯 밤잠을 방해하고 각종 질병의 매개체인 모기를 박멸하기 위해 인류는 다양한 방법을 고민해 왔다. 최근에는 유전자를 변형시키거나 박테리아에 감염시켜 생식 능력을 없앤 모기를 살포해 아예 개체수를 줄이는 방법이 주목받고 있다. 지난해 11월 8일 도널드 트럼프와 힐러리 클린턴의 대결로 관심이 집중됐던 미국 대통령 투표 당시 플로리다주 키헤이븐과 먼로카운티에서는 지역 유권자들을 대상으로 ‘GM 모기 살포’에 대한 찬반 여부를 묻는 투표를 진행했다. 영국의 생명공학기업 옥시텍이 개발한 GM 모기를 올 상반기 플로리다 일대에 살포하기 위한 투표였는데 반수 이상의 유권자가 찬성해 야생 살포가 결정됐다. 또 구글의 생명과학 부분인 베릴리사 역시 모기의 생식 능력을 제거하는 박테리아에 수컷 모기를 감염시켜 미국 캘리포니아 프레즈노 일대에 살포할 계획을 최근 발표하기도 했다. GM 모기나 박테리아 감염 수컷 모기는 생식기능 일부가 사라졌기 때문에 야생에 풀어 놓으면 암컷 모기와 짝짓기를 해 알을 낳지만 이 알들은 성체로 성장하지 못하고 도중에 죽게 된다. 이런 과정이 세대를 거쳐 반복되면 전체 모기 개체수가 감소해 모기로 인한 감염병도 자연히 사라지게 된다는 것이다. 그렇지만 환경단체들은 생물학적으로 조작된 모기들이 야생 모기와 짝짓기를 해도 애벌레의 4% 정도는 죽지 않고 성체가 되며 이런 모기들은 도리어 저항성을 갖기 때문에 질병을 더욱 확산시킬 수 있다고 반박한다. 모기와 인류는 공존할 수밖에 없다는 지적이기도 하다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

정부는 18일 성충동 약물치료 대상 범죄에 성폭력처벌법상 카메라 등 이용 촬영죄, 강도강간미수죄, 아동·청소년 강간 등 살인·치사죄와 상해·치사죄를 추가하기도 했다.징역형과 함께 약물치료명령을 받은 사람이 형집행 종료 전 9개월부터 6개월 사이에 법원에 치료명령 집행면제를 신청할 기회를 준다. 신청이 들어오면 정신과 전문의 진단과 보호관찰소장의 재범 위험성 등 조사결과를 토대로 면제 여부를 판단한다. 성충동 약물치료, 이른바 화학적 거세란 성범죄자의 재범 방지, 고환암 등 남성기 암의 치료를 목적으로 호르몬 억제제를 주사하는 것을 말한다. 트랜스젠더 여성들의 호르몬 대체 요법을 통해 생물학적 남성에게 투여된 적이 있는 약물이 쓰인다. 부작용은 심혈관계 질환, 불임, 골다공증, 발기불능 등이 있다. 헌법재판소는 “약물치료는 대상자 자신을 위한 치료로 한시적이며, 치료 중단 시 남성 호르몬 생성과 작용의 억제가 회복 가능하다는 점에서 침해의 최소성이 인정된다”며 6:3 합헌 판결을 했으나 3인의 재판관은 부작용이 규명되지 않았다며 반대했다. 트랜스젠더들은 이같은 연구에도 불구하고 성별 정정 신청 시 법원에게 반드시 외과적 수술을 통한 생식능력 제거를 강제받고 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

카카오는 올 초 인공지능(AI) 전문 자회사 카카오브레인(대표 김범수)을 설립하고 AI 연구개발&사업 전담 조직인 AI 부문을 신설했다. 카카오는 올 3분기 중 AI 플랫폼과 전용 디바이스(스피커)를 선보인다. 음성인식, 음성합성, 대화처리 등 대화형 인터페이스 기술과 이미지 내 객체 인식 등 자체 보유한 딥러닝 응용기술을 기반으로 카카오톡과 음악서비스 멜론, 포털 다음 등 카카오의 풍부한 콘텐츠와 카카오내비·택시·맵, 주문하기 등 생활 밀착형 서비스들을 연결해 강력한 AI 플랫폼을 만들 계획이다.이러한 AI 기반 기술들은 다음뉴스·검색, 카카오맵, 카카오내비·택시, 카카오페이지, 카카오버스, 카카오TV 등 수많은 서비스에 적용되어 진화하고 있다. 대표적으로 카카오톡, 멜론 등 카카오의 서비스와 만나 ’생활의 혁신’을 주도하고 있는 셈이다. 카카오톡은 앱 하나로 원하는 것을 뭐든 다 할 수 있는 만능 플랫폼으로 진화해 나간다. 현재 ‘주문하기‘, ‘장보기’가 카카오톡에 적용되었고, 카카오톡, 카카오페이지, 카카오드라이버, 카카오택시, 선물하기, 다음웹툰, 이모티콘 스토어, 카카오메이커스 등 여러 서비스와 플랫폼을 통해 AI 기술은 카카오톡의 진화에 핵심 역할을 담당하고 있다. 카카오는 초기 단계인 AI 기술 개발 및 상용화를 위한 산학 협력과 우수 인재 영입에도 적극 나서고 있다. 카카오는 지난 4월 7일 서울대, 카이스트, 아산병원 등 학계 전문가들로 구성된 50여명 규모의 딥러닝 연구 그룹인 ‘초지능 연구센터’와 산학협력 협약을 체결했다. 카카오와 초지능 연구센터는 문자, 음성, 이미지, 영상 데이터 전반을 망라하는 딥러닝 공동 연구를 비롯해 강화 학습, 비지도 학습, 신경망 학습 최적화 등에 관한 AI 원천기술 개발을 위한 협력에 나선다. 카카오의 투자 자회사 케이큐브벤처스(공동대표 유승운·신민균)는 AI 기술력을 가진 스타트업에도 공격적으로 투자를 진행하고 있다. 케이큐브벤처스는 AI 기반의 의료영상 진단 서비스를 제공하는 루닛과 AI 기반 시스템 생물학 기술을 활용해 신약을 개발하고 있는 바이오 기업 스탠다임에 초기 투자를 진행했다. AI 기반의 컴퓨터 비전 기술을 활용한 드론 기업 유비파이에도 투자했다. 6월에는 스톤브릿지벤처캐피탈과 빅데이터 및 머신러닝분산처리솔루션 기업 ‘래블업’에 20억원을 공동 투자했다. 케이큐브벤처스는 앞으로도 국내외를 가리지 않고 성장 가능성이 있는 AI 창업팀과 창업자를 찾아 지속적으로 투자 규모를 확대할 계획이다. 김예슬 인턴기자

합성생물학(Synthetic Biology)은 인간에게 필요한 새로운 생명체나 인공생명체 혹은 생산물을 만드는 데 사용하는 기술이다. 예측 가능한 기능을 수행하는 세포를 만들기 위해 실제 세포와 필요한 기능을 하는 DNA를 합성하여 실제 세포에 도입한다. 합성생물학은 DNA 기술이 발전되었던 2000년대 초반 처음으로 등장한 신생 학문으로 현재 전 세계적으로 확대되고 있다. 합성생물학 기술은 앞으로 의약품 기술의 혁신을 가져올 것이며 바이오에너지, 농업 등을 비롯한 여러 분야를 아우르는 핵심기술로 성장할 것이라는 전망이다.미래창조과학부는 ‘지능형 바이오시스템 설계 및 합성 연구단’을 설립해 글로벌 프론티어 사업을 추진해 2020년까지 합성생물학과 관련된 연구를 실시할 계획이다. 글로벌 프론티어 사업은 미래를 선도할 핵심 기술에 대해 세계 최고 수준의 기술력 확보를 선점하기 위한 미래창조과학부의 추진 사업이다. 또한 합성생물학으로 유전자 기술을 활용한 신약 개발이 가능해지고 생명공학 분야의 발전으로 이어질 것이라는 예측이 나오고 있다. 합성생물학 분야에 해당하는 스타트업 회사는 현재 100여개 이상이 등록된 것으로 나타났으며 이에 따라 합성생물학 시장은 계속 확대될 전망이다. 합성생물학의 기술에는 유전공학, 미세유체공학, 바이오인포메틱스 등이 있으며 합성생물학 관련 제품으로는 합성 유전자, 합성 클론, 합성 세포 등이 있다. 그러나 4차 산업혁명 10개 선도기술로 선정된 합성생물학은 유전공학과의 학문적·결과물적 유사성으로 인해 눈에 띄는 성과를 내지 못하고 있다. 합성생물학 주도 국가인 미국에서는 합성생물학에 대한 회의적인 시각과 무관심이 존재한다는 의견도 있다. 석유를 대신할 화학물질의 생산과 바이오 디젤 등의 대체 수송 연료 생산에 합성생물학을 사용할 수 있게 되면서 합성생물학이 미래 바이오산업의 핵심기술로 떠오르고 있다. 석탄과 석유로 대표되는 기존의 에너지 생산 원천은 앞으로 신재생에너지와 ‘미생물’이 대신하게 될 것이라는 전망이 나오고 있다. 죽은 미생물을 활용해 에너지를 생산해내는 석탄과는 달리 합성생물학은 살아 있는 미생물로부터의 에너지 생산이 가능하다. 대성환경에너지는 2006년부터 대구 방천리 위생매립장에서 나온 미생물을 통해 가스로 전환해 신에너지 자원으로 활용하고 있다. 미생물을 활용한 합성생물학 기술은 화장품 분야에도 적용이 가능하다. 생물이 자연적으로 만들어내는 성분을 합성생물학 기술로 생산하여 만든 바이오화장품이 피부 고민을 해결해주는 기능성화장품으로 떠오르고 있다. 합성생물학과 바이오기술의 발전으로 조직배양을 통한 동식물의 유효성분을 대량생산할 수 있게 되면서 그것들을 적절히 배합한 화장품 개발이 가능해졌다. 제니스홀딩스는 생명공학기술 회사인 셀로진과 협약(MOU)을 맺고 식품과 화장품 등을 개발하는 바이오산업에 진출했다. 국내 화장품 기업 아모레퍼시픽 역시 바이오산업의 진출을 선언하고 피부세포 등에 합성생물학 기술을 적용한 바이오화장품 시장에서의 활약을 예고했다. 미국의 바이오에너지 생산업체 아미리스는 GM효모를 이용해 당분을 파네센(디젤 대체물질)으로 전환하는 데 성공했다. 합성생물학 기술은 학문적 개념부터 결과물에 이르기까지 유전공학과 바이오 기술 등과 중복되는 부분이 많아 독자적인 시장 규모를 확인하기 어려운 실정이다. 합성생물학 기술이나 제품에 대한 명확한 평가를 위해 기존의 법적 규제나 가이드라인을 수정하거나 개정할 필요가 있다. 김예슬 인턴기자

지난해 스위스에서 열린 다보스포럼의 주제였던 4차 산업혁명은 국내외에서 핫이슈가 되며 새로운 산업 먹거리로 떠오르고 있다. 다보스포럼의 창시자 클라우드 슈밥 회장은 세계경제포럼에서 4차 산업혁명을 주도할 10대 선도 기술을 언급했다. 10대 선도 기술은 무엇이며 국내외 시장 동향과 우리 정부와 기업들은 어떤 대응 전략을 갖고 있는지 알아본다.생물학 분야 선도 기술-유전공학·합성생물학·바이오프린팅 생물학 분야의 선도 기술은 크게 유전공학, 합성생물학, 바이오프린팅으로 살펴볼 수 있다. 이 중 유전공학과 합성생물학은 미래 의료 분야에서 중요한 역할을 할 수 있는 핵심 생명공학기술이다. 생명공학 분야는 이후 사물인터넷(IoT), 빅데이터, 인공지능 등 다양한 분야와 융합될 수 있다. 바이오프린팅 분야는 3D 프린팅 기술과 연관이 깊은데, 사람의 뼈나 근육 등 생체 조직을 3D 프린터로 만들어 내는 기술이다. 국내에서는 모 기업이 자체 개발한 바이오콜라겐을 이용한 바이오프린팅 소재 활용 임상시험을 진행하고 있고, 대학 연구진이 3D 프린팅 인공장기나 인공뼈를 개발하는 중이다. 물리학 분야 선도 기술- 무인운송수단(자율주행 자동차·드론)·3D 프린팅·첨단 로봇공학·신소재 시장조사기관 가트너의 조사에 따르면 2017년 전 세계의 드론 시장 규모는 전년보다 약 34% 증가한 60억 달러를 돌파할 전망이며, 2020년까지는 약 112억 달러 규모로 성장할 것이라고 예측했다. 국내 드론 시장은 다소 열악한 상황이지만 최근 국토부와 KT가 드론 교통 관리 체계를 개발 중이고 드론 개발 전문 기업들이 드론 원천기술 개발에 박차를 가하고 있다. 자율주행 자동차는 국내에서 2010년 현대자동차가 첫 자율주행차를 선보인 것을 시작으로 지난 1월 미국 라스베이거스에서 열린 ‘CES 2017’에서 4단계 기술 수준의 아이오닉 자율주행 자동차 운행 성공을 보여 주었다. 현대차뿐만 아니라 네이버랩스, 서울대 지능형자동차IT센터에서 자율주행 자동차를 만들고 시범 운행에 성공하며 글로벌 자동차 기업들을 빠르게 따라가고 있다. 3D 프린팅 기술은 디지털 도면 정보를 프린터에 입력해 종이뿐만 아니라 플라스틱, 금속, 석재 등 다양한 소재를 입체적 형태로 구현해 내는 기술이다. 국내 인프라는 해외에 비해 다소 미치지 못하는 수준이지만 3D 프린팅 산업 성장을 위해 각 지자체와 대학에서 노력하고 있다. 첨단 로봇공학은 인간의 노동력을 대체할 수 있다는 점에서 주목받고 있다. 특히 산업 분야에서는 로봇을 이용하면 생산의 효율성이 증가한다는 기대를 받고 있다. 국내는 아직 로봇 산업이 미미한 수준이지만 한화테크윈이 산업용 로봇 사업에 진출하며 주목을 받고 있고 대학들도 관련 학과를 개설해 적극적으로 대응에 나서고 있다. 신소재 공학은 기존의 원료를 조합해 새로운 제조기술로 기존에 없던 새로운 성능 및 용도를 가진 소재를 만드는 것이다. 신소재 분야에서는 ‘그래핀’이라는 신소재가 주목받고 있다. 국내의 한 그래핀 기업은 투자의 귀재 짐 로저스에게 투자를 받고 문재인 대통령의 방미 기간에 경제인단으로 참여하며 미국 시장 진출의 발판을 마련하고 있다. 디지털 분야 선도 기술-사물인터넷·블록체인·공유경제 디지털 분야의 IoT는 우리 생활에 가장 밀접하게 다가올 수 있는 분야다. 모든 사물을 인터넷으로 연결해 실시간으로 정보를 주고받는 IoT는 삼성전자와 LG전자 같은 전자제품 기업뿐만 아니라 이동통신사까지 관심을 보이고 있다. 삼성전자는 2013년부터 ‘스마트홈’이라는 개념을 적용해 IoT 시장을 개척 중이며 2020년까지 모든 삼성 제품을 IoT로 연결하는 것이 목표다. LG전자는 오픈 플랫폼, 오픈 커넥티비티, 오픈 파트너십 등을 통해 미국의 아마존, 유럽의 IoT 플랫폼 연합 퀴비콘 등과 파트너십을 맺으며 IoT 시장을 개척하고 있다. 이동통신사 SKT는 로라망을 통해 IoT 서비스 확대에 집중하고 있고, KT는 올레TV와 헬스 부문 IoT 서비스 연동, LG유플러스는 한국전력과 협력해 홈 IoT 사업을 진행 중이다. 블록체인은 인터넷상의 공공 거래 장부라고도 불리는데 가상 화폐 거래 시 발생할 수 있는 해킹을 막아 주어 앞으로 금융업계의 큰 변화를 예고하고 있다. 공유경제는 제품을 여럿이 공유해 쓰는 협업 소비 경제를 말한다. 가장 대표적으로 자신의 집을 숙박으로 공유하는 에어비앤비와 모바일 애플리케이션을 통해 차량 운전기사와 승객을 연결해 주는 ‘우버’가 있다. 국내에서는 카셰어링 애플리케이션인 ‘그린카’가 활성화돼 있고 한화건설과 다날쏘시오가 기업형임대주택 통합주거서비스 MOU를 체결해 시장 공략에 나서고 있다. 박성태 대학발전연구소장 sungt57@seoul.co.kr

지난 칼럼에서 필자는 체중관리 애플리케이션(앱) 서비스를 제공하는 스타트업과 연계해 수행한 사용자 데이터 분석 결과를 소개했다. 그리고 스마트폰 앱을 계속 사용하면 성공적인 체중 관리에 도움이 될 수 있다는 연구 결과를 제시했다. 그런데 전 세계에서 수집한 제법 방대한 양의 데이터를 단순히 앱의 효과를 분석하는 데만 활용한다면 스타트업과 특별한 이해관계가 없는 자유로운 연구자 입장에서는 다소 심심하고 재미없는 일이 아닐까. 필자는 최근 이 데이터를 좀더 입체적으로 분석해 예전에 많은 사람들이 비슷한 생각을 갖고 있었음에도 불구하고 대규모 연구로 확인하기 어려웠던 몇 가지 연구 주제에 도전하고 있다. 대단한 성과는 아니지만 이 가운데 한 가지 연구 결과를 최근 국제학술지에 게재하게 돼 그 결과를 소개한다. 체중 증가는 흔히 개인이 섭취하는 에너지와 실제 소모하는 에너지의 균형이 무너져 발생하는 것으로 설명한다. 하지만 섭취 에너지를 인위적으로 줄이거나, 소모 에너지를 인위적으로 늘려 체중을 감량하는 것은 생물학적 본능에 배치되는 일이므로 실천하기 어렵다. 특히 인위적 체중 감량 상태를 일정 기간 이상 지속하기가 어려워 많은 사람들이 결국 다이어트에 실패하고 ‘요요현상’이라 불리는 체중 증가를 경험한다. 그런데 만일 이런 체중 감량에 대한 인위적 노력에 우리가 미처 생각하지 못했던 다른 요인들이 직접 혹은 간접적으로 관련돼 있다면 어떨까. 그리고 나중에 이런 요인을 우리가 유리하게 통제할 수 있다면 체중에 대한 걱정 없이 좀더 건강한 생활을 영위하는 데 도움을 받을 수 있지 않을까. 이런 관점에서 필자는 스마트폰 앱이 제공하는 세계적 규모의 체중 관리 데이터를 사용해 인간의 체중 감량에 대한 의도적 노력에 우리 주변의 날씨가 어느 정도의 영향력을 미치는지 분석했다. 필자와 공동 연구진은 스마트폰 앱에 수록된 개인의 체중관리 기록과 위치정보를 이용해 기온, 습도, 강수량, 풍속, 이슬점 등의 각종 날씨 정보를 연계해 분석하는 데 성공했다. 결과적으로 온도가 낮을수록, 이슬점이 낮을수록, 풍속과 강수량이 높을수록 인위적 체중 감소에 긍정적 영향이 나타난다는 사실을 확인했다. 이 결과는 특정 지역에 국한하지 않고 세계적인 영향력을 확인했다는 점에서 많은 연구자들에게 주목받았다. 날씨는 개인의 활동량에 영향을 주는 방식으로, 그리고 개인의 에너지 대사량에 영향을 미치는 방식으로 인간의 인위적 체중 감량에 영향을 미치는 것으로 보인다. 단기간으로 살펴보면 영향력이 크지 않지만, 장기간에 걸쳐 개인의 건강에 미치는 영향력은 결코 작지 않으리라 생각한다. 이런 기후 인자는 대부분 사람이 직접 통제할 수 없는 요인들이지만, 장수시대를 맞아 개인의 건강관리를 위해 좀더 쾌적한 환경 조성이 필요하다는 점에서 가까운 미래에 ‘건강에 도움이 되는 날씨’가 주목받게 될지 모를 일이다. 필자가 예측하기 어려운 좀더 먼 미래에는 개인의 건강뿐 아니라 인류의 더 나은 삶을 위해 인간이 인위적으로 날씨를 통제하는 날이 올지 모른다. 이런 시대가 도래하면 미래의 인간들은 더욱 쾌적한 환경에서 더욱 건강한 삶을 영위하게 될 것이다. 아울러 요즘같이 가뭄과 폭우가 오락가락해 여러 사람에게 피해를 미치는 일이 책에서나 등장하는 옛이야기로 전해지게 될 것이다. 궂은 날씨에 이 칼럼을 읽는 분들의 건강과 안녕을 진심으로 기원한다.

인생의 3분의1이 잠 자는 시간이다. 따라서 매일 쓰는 이불과 베개 같은 침구류는 청결을 유지하는 게 중요하다. 특히 기온과 습도가 올라가는 요즘 같은 여름철에 침구류는 세균이 번식하는 이상적인 장소가 돼 건강을 해칠 위험마저 커지는 것이다. 미국 경제전문 비즈니스인사이더는 2일(현지시간) 미국의 저명한 미생물학자 필립 티에르노 박사의 조언을 인용해 침대 시트와 같은 침구류를 얼마나 자주 세탁해야 하고 만일 세탁하지 않으면 무슨 일이 일어나는지를 공개했다. 과거 침구류에 균류가 오염되는 정도를 조사한 한 연구논문에 따르면, 사람은 매년 약 100ℓ의 땀을 흘린다. 그런데 여름철에 침구류는 세균의 온상이 돼 그야말로 배양지가 되는 것이다. 이 연구는 1년 6개월에서 20년 동안 사용한 깃털 또는 합성섬유로 된 베개에 숨어있는 균류의 오염 수준을 조사해 진균류 4~16종을 확인했다. 이런 세균은 잠자는 사람에게서 나온 땀과 타액, 피부 세포, 그리고 배설물에서 유래한다. 이밖에도 반려동물의 표피와 꽃가루, 모래, 먼지, 솜털, 진드기 사체 등에서도 세균이 번식하는 것이다. 이에 대해 필립 티에르노 뉴욕대 임상교수(병리학·미생물학)는 “이런 물질은 일주일 동안 상당한 양이 쌓여 호흡할 때마다 코와 입으로 흡입돼 질병의 원인이 될 수도 있다”고 설명했다. 물론 침대 사용법은 사람마다 다르므로 ‘청결하게 쓰면 자주 세탁하지 않아도 되지 않을까’라고 생각하는 사람이 있을지도 모르지만, 침대를 오염시키는 물질은 그저 슬며시 누워 있다 슬며시 일어나는 사람에게서도 무수히 쏟아진다. 따라서 침대 시트나 베갯잇 등의 침구류는 사용 빈도와 관계없이 최소 주 1회의 주기로 세탁할 필요가 있다고 한다. 왜냐하면 이런 오염 물질을 흡입하게 되면 알레르기가 있는 사람은 증상이 더 심해지며, 알레르기가 없는 사람도 재채기하거나 코와 목 등에 건강상 문제가 생길 수 있기 때문이다. 티에르노 박사는 “만일 길에서 우연히 개똥을 손으로 만졌다면 당장 손을 씻고 싶을 것이다”면서 “세탁하지 않은 침구류는 이와 같은 상태라고 생각하면 된다”고 말했다. 사진=ⓒ dzono / Fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

“인체를 구성하는 모든 원소들의 값은 얼마일까.” 10만원대 초반이라는 말을 들은 적이 있다. 우리 몸의 대부분을 구성하는 산소, 탄소, 수소, 질소를 포함한 25가지 원소들의 양을 기준으로 매긴 값이라고 한다. 그렇지만 이 값은 선뜻 마음에 다가오지 않는다. 식물은 질소가 부족하면 성장이 저하되는 ‘결핍 현상’이 나타난다. 그 이유는 재료인 질소가 부족해서 생물을 구성하는 주요 분자인 DNA와 RNA 같은 핵산이나 단백질이 충분히 만들어지지 않기 때문이다. 대기 중에 질소가 풍부한데 왜 부족한 상황이 발생할까. 대기 중의 질소는 분자 형태로 존재하기 때문에 식물이 흡수할 수 없다. 독일의 화학자 프리츠 하버와 카를 보슈가 ‘하버?보슈 공정’을 통해 고온과 고압의 조건에서 질소 분자를 분해해 식물이 사용할 수 있는 암모니아 비료를 만들지 못했다면 지금처럼 많은 양의 농산물 생산이 불가능했을 것이다. 과학자들의 추정에 따르면 질소 비료가 없었다면 지금 인류의 3분의1, 25억명 정도는 생존이 불가능할 수도 있었다고 한다.요오드(I)는 적은 양이라도 우리 몸에 꼭 필요한 원소다. 갑상선에서 혈압, 심장 박동, 근육 탄력, 소화, 생식 등의 기능을 유지하는 데 관여하는 타이록신과 삼요오드티로닌 등 호르몬을 합성하는 데 핵심 재료가 요오드이기 때문이다. 요오드가 부족하면 혈액 내에 이 호르몬들의 농도가 낮아지고 시상하부는 이를 감지해 뇌하수체 후엽에 명령을 내린다. 뇌하수체는 계속 갑상선자극호르몬을 분비하게 되는데 그 결과 갑상선이 비대해져 목이 붓고 몸의 여러 기능이 정상에서 벗어나는 갑상선종이 생기게 된다. 성인의 경우 평상시에 매일 15~20㎎의 요오드만 섭취해도 갑상선종을 예방할 수 있다. 폭탄먼지벌레는 딱정벌레의 일종이다. 이 벌레를 건드리면 몸에서 뜨거운 액체를 뿜어낸다. 이 벌레는 몸속 두 개의 샘에 과산화수소와 하이드로퀴논을 따로 저장하고 있다가 자극을 받으면 이 액체들을 섞고 효소를 더해 100도의 뜨거운 액체를 만들어 낸다. 자극에 대한 반응이 몸 안에서 화학 반응으로 나타난 것이다. 놀랄 만한 생물 다양성으로 유명한 아마존의 어느 지역에서는 광대한 숲에 한 가지 목본식물만 자라는 기이한 현상을 볼 수 있다. 원주민들은 이곳을 악령들이 관리하는 ‘악마의 정원’이라고 부른다. 그런데 과학자들의 관찰에 따르면 개미들이 자신들의 서식처를 제공하는 이 나무를 보호하기 위해 포름산을 분비해 다른 종류의 식물을 모두 죽이기 때문에 이러한 현상이 빚어진 것이다. 향수병을 열면 우리는 냄새를 맡을 수 있다. 곤충은 이러한 능력이 출중하다. 한 마리의 곤충에서 방출되는 페로몬을 수㎞ 떨어진 곳에 있는 다른 곤충이 인식할 수 있다. 향수병의 향수와는 비교가 안 되는 너무도 낮은 농도임에도 그렇다. 이렇게 냄새를 맡는다는 것은 생물의 몸이 분자의 입체구조를 알아볼 수 있기 때문에 생기는 현상이다. 모르핀과 엔도르핀이 우리 몸에서 비슷한 효과를 나타내거나 우리의 혀가 단맛, 짠맛, 감칠맛, 신맛 등을 인식할 수 있는 것도 마찬가지 이유에서이다, 이처럼 원소들은 생명체가 생명을 유지하는 데 필요한 수없이 많은 유용한 화학분자들을 만드는 재료이다. 그렇기 때문에 “인간을 구성하는 모든 원소들의 값은” 따질 수 없다. 필자가 지도교수로 있는 동아리 소속 한 학생이 일반생물학을 수강해 열심히 공부하더니 A+ 학점을 획득했다. 인문사회계열인 이 학생이 일반생물학 수업에서 얻은 것이 무엇인지 알고 싶어 학기가 끝난 후 물어보았다. 그 학생은 “화학을 공부해야 한다는 생각이 들었어요”라고 답했다. 이 학생은 정말 생물학이 지닌 가장 기본적인 본질 중 하나를 꿰뚫어 보고 있다. 튼튼한 화학의 토대에 생물학이 곧게 설 수 있기 때문이다.

하루에 감귤류 과일을 한 개씩 먹으면 치매 위험이 줄어들 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 7일(현지시간) 영국 일간 데일리메일에 따르면, 이 최신 연구에서 오렌지와 자몽, 레몬, 그리고 라임 등의 감귤류를 종류에 상관없이 매일 한 개씩 섭취하면 치매 발병률이 약 4분의1로 줄어들 수 있는 것으로 나타났다. 일본 도호쿠대 연구진이 몇 년 동안 추적 관찰 조사한 이 결과는 신맛이 나는 이런 과일이 오늘날 급격히 확산하고 있는 치매에 맞설 강력한 무기가 될 수 있다고 제시한다. 이미 많은 연구는 감귤류가 치매나 알츠하이머병으로부터 뇌를 보호할 수 있다고 제시한다. 이런 과일에 많이 든 구연산에는 기억 장애를 늦추거나 역전하는 화학 물질인 노빌레틴이 함유돼 있기 때문이다. 하지만 이번 결과는 감귤류 소비가 치매 위험이 가장 큰 사람들에게 미치는 직접적인 영향을 처음으로 조사한 주요 연구다. 연구진은 7년 동안 중년 또는 노인 남녀 약 1만3000명을 추적 조사해 감귤류를 하루에 최소 한 번 섭취한 사람들은 감귤류를 일주일에 두 번 미만 섭취한 이들보다 치매가 생길 확률이 23% 낮다는 것을 발견했다. 이에 대해 연구진은 “일부 생물학적 연구는 감귤류가 인지 손상에 예방 효과가 있을 수 있다는 것을 보여준다. 하지만 지금까지 감귤류 섭취와 치매 발병률 사이의 관계를 조사한 연구는 없었다”면서 “우리 결과는 감귤류를 자주 섭취하는 것이 치매 위험이 낮다는 것과 연관성이 있다는 것을 제시한다”고 말했다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘영국 영양학 저널’(British Journal of Nutrition) 최신호에 실렸다. 사진=ⓒ nana77777 / Fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr