현대차 정몽구 재단이 후원하는 지난해와 올해 장학생 33명이 과학기술인용색인(SCI)급 국제 저명 학술지에 제1저자로 논문을 게재하는 연구 성과를 올렸다. 27일 재단에 따르면 원창희(한양대 컴퓨터·소프트웨어학과 박사과정) 장학생의 논문 ‘전방향 스테레오 정합에 대한 종단 학습 및 불확실성 사전 확률’이 국제 학술지 ‘국제전기전자공학회 패턴분석 및 기계지능’에 게재됐다. 이은비(이화여대 식품영양학과 석박사통합과정) 장학생의 논문은 ‘BBA-지질 분자 및 세포 생물학’에, 조성헌(세종대 환경에너지융합학과 박사과정) 장학생의 논문은 ‘응용 에너지’에 각각 실렸다. 문화예술 분야에서도 재단 장학생의 활약이 돋보였다. 이달 루마니아에서 열린 제오르제 에네스쿠 국제 콩쿠르에서 한재민(한국예술종합학교) 장학생은 첼로 부문 최연소 우승을 차지했다. 위재원(줄리아드음대) 장학생은 바이올린 부문 준우승을 차지했다. 민세연(한국예술종합학교) 장학생은 지난 3월 발렌티나 코즐로바 국제무용 콩쿠르에서 주니어 부문 동상을, 김민진(선화예중) 장학생은 서울발레콩쿠르에서 최우수상을 받았다. 정몽구 재단은 ‘미래산업 인재 장학사업’을 통해 지능정보기술, 바이오헬스, 에너지 신산업 등 미래 혁신 성장의 핵심 분야를 연구하는 대학(원)생을 선발해 지원하고 있다. 이영준 기자 the@seoul.co.kr

코로나19 백신의 바이러스에 대한 면역력이 최소한 1년 이상, 어쩌면 영구 지속될 수 있고 코로나 백신 접종 후 시간이 지날수록 좋아진다는 연구 결과가 잇따라 나왔다. 코로나19에 대한 면역이 단기간에 그칠 것이라는 계속되는 우려를 잠재우는데 도움이 될 수 있을 것으로 보인다. 26일(현지시간) 미 뉴욕타임스(NYT)가 보도한 네이처지에 게재된 연구 결과에 따르면 코로나19를 기억하는 메모리 B 세포가 골수에 남아 있어 필요할 때마다 항체를 만들어낼 수 있다. 생물학연구 사이트 바이오아카이브(BioRxiv)에 게재된 또다른 연구 결과는 이처럼 기억력을 가진 세포들이 초기 감염 이후 적어도 12개월 동안은 시간이 지날수록 더 성숙해지고 더 튼튼해지는 것을 발견했다. 이번 연구는 1년 전에 코로나19 바이러스에 감염됐다가 회복된 사람들을 대상으로 조사·분석한 것이다. 이에 따라 이 두 가지 연구 결과는 코로나19에서 회복돼 면역력을 갖게 된 사람들은 대부분 추가 백신 접종(부스터샷)을 필요로 하지 않을 것임을 시사한다. 미 펜실베니아대학 면역학자 스콧 헨슬리 박사는 “이번 연구 결과들은 코로나19 바이러스에 대한 면역력이 오래 지속된다는 것을 암시한다”며 “이러한 바이러스는 몇 년마다 크게 변한다”고 설명했다. 그러면서 “우리가 반복적으로 코로나 바이러스에 감염되는 것은 면역력보다 이러한 바이러스의 변이와 관련돼 있다”고 지적했다. 하지만 코로나19 바이러스 감염에 대응해 생산되고 백신 접종으로 강화된 메모리 B 세포는 바이러스 변이까지도 방해할 정도로 강력하다. 미 뉴욕 록펠러 대학의 면역학자 미셸 누센츠바이그 박사는 “코로나에 감염돼 백신을 맞은 사람들은 계속해서 항체를 진화시킨다. 나는 이렇게 진화된 항체들이 오래 지속될 것으로 생각한다”고 말했다. 그는 그러나 코로나19에 감염되지 않고 백신 접종만으로 면역력을 갖춘 사람의 경우 면역 기억력이 다를 수 있는 만큼 추가 백신 접종을 받아야 할 수도 있다고 말했다. 백신 접종을 통해 감염되지 않은 사람들은 추가 접종이 필요할 수 있으며, 이는 감염됐다 회복됐지만 강력한 면역력을 갖추지 못한 극소수의 사람들 역시 추가 접종이 필요하다는 얘기다. 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr

귀소본능이 강한 비둘기는 오래전부터 연락을 주고받는 데 활용됐다. 제2차 세계대전 때까지도 통신병 역할을 톡톡히 해냈다. 인류가 우주로 눈을 돌리기 시작한 이후 개와 원숭이 등 동물은 실험을 위해 사람보다 먼저 우주에 올라가기도 했다. 코로나19 상황에서는 백신과 치료제 개발 과정에서 생쥐, 원숭이 등 동물이 실험 대상으로 이용되고 있다. 이렇듯 동물을 빼놓고 인류의 과학기술 발전은 생각할 수 없다. 이런 가운데 미국 콜로라도주립대 생의과학과, 국립야생동식물연구센터, 모넬 케미컬센서 연구센터 공동연구팀은 족제비과에 속하는 ‘페럿’을 이용해 저병원성 조류인플루엔자를 탐지할 수 있는 방법을 개발했다. 이 같은 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 5월 27일자에 실렸다. 한국에서 조류인플루엔자는 매년 가을부터 이듬해 봄까지 바이러스에 감염된 조류의 분비물을 통해 주로 확산된다. 미국에서도 매년 조류인플루엔자 발병으로 매년 49억 달러(약 5조 5000억원)의 직간접적 피해가 발생하고, 5000만 마리에 가까운 가금류들이 살처분되는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 생후 15주 된 수컷 페럿 6마리에게 건강한 청둥오리의 배설물과 조류인플루엔자에 걸린 청둥오리의 배설물의 냄새를 구분하고, 오리의 거주 상태와 먹이, 검체 채취일에 따라 달라지는 냄새를 구분할 수 있도록 훈련시켰다. 이렇게 훈련된 페럿들은 조류인플루엔자에 걸린 청둥오리의 배설물을 매우 정확하게 구분해 내고, 또 다른 조류 감염병인 뉴캐슬병 바이러스나 전염성후두기관염 바이러스에 걸린 조류의 배설물과도 구별할 수 있는 것으로 확인됐다. 콜로라도주립대 글렌 골든 박사는 “이번 연구는 동물을 이용해 감염병 여부를 구분할 수 있도록 한 것으로 같은 원리를 응용해 사람들의 질병조기진단에도 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다.또 아이다호대 생명과학과, 생명정보·진화학연구소, 물리학과, 미네소타대 식물·미생물학과, 미생물·식물유전학연구소, 하버드대 생체·진화생물학과, 일리노이대 미생물학과, 라이스대 생명과학과, 항공우주국(NASA) 에임스연구센터 우주생명과학연구부 공동연구팀은 박테리아를 이용해 독성 화학물질인 포름알데히드를 신속하게 검출할 수 있는 기술을 개발하고 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 5월 27일자에 발표했다. 포름알데히드는 메탄올이 산화되면서 만들어지는 톡 쏘는 냄새의 무색기체다. 이것을 37% 농도의 수용액으로 만든 것이 방부제나 살균제로 쓰이는 포르말린이다. 포름알데히드는 탄소가 포함된 물질이 불완전연소될 때 나오거나 산불, 담배연기, 자동차 매연 등에도 포함돼 있다. 포름알데히드에 노출되면 눈, 코, 목에 자극이 생기고 호흡기 장애가 발생한다. 심할 경우 독성 폐공기증으로 사망에 이르는 경우도 있다.연구팀은 메탄과 메탄올을 영양분으로 사용하는 ‘메틸로트로프’와 ‘메틸로루브룸’이라는 미생물을 이용해 포름알데히드 감지센서를 만들었다. 연구팀은 이들 미생물의 성장과 밀접한 관련이 있는 ‘EfgA’라는 단백질 성분이 포름알데히드에 민감하게 반응한다는 점에 착안했다. 독성화학물질인 포름알데히드 농도가 일정 이상이 되면 EfgA가 반응해 미생물 증식을 멈추고 신호를 보내도록 한 것이다. 연구를 이끈 아이다호대 크리스토퍼 막스 교수(미생물생리학)는 “이번에 개발한 미생물 센서 기술은 기존의 전자센서들에 비해 제조가 쉽고 검출 정확도도 높아 제약을 비롯한 다양한 화학산업 분야에서 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

나이가 어릴수록 혈액 속 노폐물이 적어 피가 깨끗하다. 과학자들이 혈액의 각종 지표를 통해 정확한 생물학적 나이와 노화 속도를 알아낼 수 있는 분석법을 개발해 주목받고 있다. 싱가포르 바이오기업 제로PTE 피터 페디체프 박사 주도로 러시아 스콜코보 과학기술연구원, 모스크바 물리·공학연구소, 쿠르차토프 국립연구소, 미국 로스웰 파크 통합암연구센터, 미국 바이오기업 게놈프로젝션 과학자들로 구성된 공동 연구팀은 노화의 속도와 생물학적 나이를 정확하게 판단할 수 있는 방법을 개발했다. 연구팀은 이번 분석법을 통해 사람의 최대 수명은 100세를 훌쩍 넘는 120세 이상이라고 예측하기도 했다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 5월 26일자에 실렸다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

나이가 어릴수록 혈액 속 노폐물이 적어 피가 깨끗하다. 과학자들이 혈액이 나타내는 각종 지표를 통해 정확한 생물학적 나이와 노화속도를 알아낼 수 있는 방법을 개발해 주목받고 있다. 싱가포르 바이오기업 제로PTE, 러시아 스콜코보 과학기술연구원, 모스크바 물리·공학연구소, 쿠르차토프 국립연구소, 미국 로스웰 파크 통합암연구센터, 미국 바이오기업 게놈프로젝션 연구자들로 구성된 국제공동연구팀은 노화의 속도와 생물학적 나이를 정확하게 판단할 수 있는 방법을 개발했다. 연구팀은 이번 분석법을 통해 사람의 최대 수명은 100세를 훌쩍 넘는 120세 이상이라고 예측하기도 했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 5월 26일자에 실렸다. 노화는 신체기능이 점진적으로 저하되고 만성질환의 위험이 증가하는 것과 연관돼 있다. 이 때문에 많은 연구자들은 노화로 인해 나타날 수 있는 만성질환을 비롯한 각종 질환관리를 위해 생물학적 나이를 판단할 수 있는 방법을 찾았지만 정확도가 떨어졌다. 연구팀은 1999년부터 2014년까지 조사된 미국 국립보건영양조사(NHANES)와 영국 바이오뱅크의 자료를 활용했다. 연구팀은 NHANES에서 18~85세 남녀 4만 592명과 바이뱅크에서는 39~75세 남녀 47만 6495명을 대상으로 각종 혈액지표를 중심으로 나이, 생활방식 등를 종합적으로 고려해 생물학적 나이를 결정하고 노화의 속도를 예측할 수 있는 ‘동적 유기체 상태지표’(DOSI)를 만들었다. DOSI 수치가 높을수록 노화가 많이 진행된 것이며 이 수치를 활용하면 현재 정확한 생물학적 나이를 판단해 만성질환 발병 가능성과 면역기능 상태, 병에 걸렸을 경우 얼마나 빨리 나을 수 있는지를 알 수 있다고 연구팀은 밝혔다. 연구팀은 이번 분석법을 활용해 인간이 살 수 있는 최대수명은 100세를 훌쩍 넘는 120~150세라는 예측을 내놓기도 했다. 이번 연구를 이끈 싱가포르 바이오기업 제로PTE 피터 페디체프 박사는 “이번에 개발한 기술은 노화로 인해 발생할 수 있는 각종 질병을 사전에 예측해 대응함으로써 개인이나 사회의 의료비용을 낮추는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

LSTME Busan은 2021 LSTME Busan 과학/기술/컨설팅 무료 지원 사업 공모를 실시한다고 밝혔다. 이는 독일 최신 엔지니어링 활용 히든 챔피언 무료 지원 사업으로 중소기업과 스타트업 기술문제를 해결하고, 유럽시장 진출을 지원하며, 제품 개발 최적화 및 가속화를 지원한다. 과학/기술/컨설팅 지원 분야로는 ▲시뮬레이션, 통계, 인지, 인공지능, 하이브리드 및 Ingustry4.0 방법을 기반으로 한 생물학적 기원의 문제에 대한 복합공정의 적응형 자동화(퍼지, 신경수치 및 인공지능에 기반한 센서 및 컨트롤러 설계 및 개발), ▲풍력 터빈, 다중발전소, 수소기술 및 신개념 세라믹 버너와 같은 지속 가능한 에너지 분야, ▲생물학적 플라즈마 및 하이드레이트를 이용한 수처리, 대기중의 먼지에 대한 혁신적인 분리기술과 같은 자연환경 기술 분야, ▲자원 효율적 생산 및 제품보존 신기술(고압, 플라즈마, 전기천공, 초음파, Ohmic 및 하이드레이트 처리)과 같은 식품, ▲영양 및 음료(맥주 및 주스에 대한 높은 전문성 보유), ▲의료의약품 및 공정 분야 등으로 나뉜다. 지원 혜택으로는 ▲혁신적인 프로세스 및 제품 개발의 최적화 및 가속화, ▲프로젝트 구현을 위한LSTME 연구원들의 Trouble shooting 지원, ▲시제품 제작 지원, ▲교육 및 트레이닝, ▲글로벌마켓 컨설팅 및 독일과 유럽 내 파트너 탐색 등을 포함한 네트워킹 지원 등이다. 혁신적 아이디어를 바탕으로 제품화 및 시장 진입을 추진 중인 스타트업과 중소기업, 기술 발전과 제품 개선을 추구하는 중소기업이라면 지원 가능하다. 관계자는 “공학 전분야에 접목이 가능한 유체역학과 자동화 분야의 선진화된 기술과 도구 등을 통해 식품영양공학, 에너지, 의약학 및 환경공학과 같은 산업 분야 응용과 발전, 한국 스핀오프/스타트업/중소기업과의 협력을 강조할 때라고 생각하며 이를 위해 이번 사업을 준비했다. 많은 지원과 관심 바란다”고 말했다. 접수 기간은 2021년 6월 10일까지며, 제출 서류는 신청서 및 개인정보 이용 동의서와 회사 소재 및 지원사업 활용 계획서이다. 보다 자세한 내용은 LSTME Busan 지원사업 전용 홈페이지에서 확인 가능하며 이메일 및 전화로 문의하면 된다. 한편, STME Busan은 산업통상자원부(MoTIE)와 부산광역시(BMC)로부터 재정적 지원을 받아 부산시에 설립된 비영리 독일공학연구 개발센터다. LSTME Busan은 프리드리히 알렉산더 대학교 에를랑겐(Friedrich Alexander University Erlangen) 내 유체역학 연구소의 트윈 연구소로 운영되고 있다. 2018년부터 국내 최고 수준의 독일공학연구를 구축해왔고, 한·독 양국의 사회, 학술 및 기술 세계를 연결하는 교두보 역할을 담당하고 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

운동하면 뇌에 변화가 일어난다. 마음과 기분에 커다란 영향을 미친다. 창의력과 자존감을 높이고 의식을 다른 경지로 이끌어 줄 수도 있다. 신체를 도구로 이용해 생각과 감정을 바꿀 수 있다는 얘기다. 지난 19일 영국 과학잡지 ‘뉴사이언티스트’에 실린 기사에 따르면 그렇다. 지난달 ‘움직여라! 신체가 정신에 미치는 영향의 과학’(Move! The new science of body over mind)을 펴낸 캐럴린 윌리엄스 기자가 책 내용을 토대로 썼다. 그는 “진화생물학, 생리학, 신경과학, 세포생물학의 최신 연구를 반영했다”면서 다음의 여섯 가지 운동을 추천했다. 첫째, 두 발로 서라. 본인이 편안한 정도로 걷거나 뛰면 뇌 전전두피질의 활동이 일시적으로 느려진다. 이성적이고 직선적인 사고를 선호하는 이 영역의 활동이 줄어들면 폭넓고 창의적인 생각이 나온다. 미국 스탠퍼드대 연구팀에 따르면 아이디어 회의를 하기 전에 산책을 하면 효과가 있다. 한편 뇌로 가장 많은 혈액이 흘러 들어가는 것은 빠르게 걸을 때였다. 뉴멕시코하일랜즈대의 실험에 따르면 1분당 120보(시속 5.4킬로미터)에 맥박이 120회 뛸 때라고 한다. 이때 뇌 활동이 가장 활발해지는 것으로 예상할 수 있다. 둘째, 근력을 키워라. 조사에 따르면 중년에 체력이 좋았던 사람은 10년 뒤에도 뇌의 회백질이 더 많았고 기억력도 더 좋았다. 체력이 강한 사람은 자존감이 높으며 모든 분야에서 자신감을 느낀다. 현대인에게 불안을 비롯한 정신질환이 퍼져 있는 것은 체력이 저하된 탓일지도 모른다. 우리의 근골격계가 뇌로 보내는 메시지는 우리에게 자신감을 가질 근거를 전혀 주지 않는 것이 아닐까? 근력 운동은 우울과 불안에 대항하는 강력한 도구로 떠오르고 있다. 셋째, 춤을 춰라. 여기에는 사람들을 하나로 뭉치게 하는 효과가 있다. 우리는 춤을 좋아하도록 태어났다. 갓난아기의 뇌를 촬영한 영상을 보면 리듬 음악이 예상 밖으로 박자를 틀리면 (리듬을 놓치면) 이를 알아차린다. 영국 옥스퍼드대 연구팀에 따르면 리듬 음악은 뇌에서 쾌감 관련 물질인 도파민을 흘러나오게 한다. 박자에 맞춰 몸을 움직이면 더욱 많이 흘러나온다. 혼자 있을 때 음악에 맞춰 움직이면 행복감이 커진다. 다른 사람들과 함께 추면 우리는 이들을 더욱 좋아하고 무언가를 함께 더 많이 나누게 된다. 넷째, 깊은 호흡을 하라. 우선 입을 다물고 분당 6회 코로 숨을 들이쉬고 내쉬어 보자. 이 속도는 폐의 공기주머니를 효율적으로 채워서 혈액의 산소포화도를 2% 높게 만들어 준다. 또한 이런 호흡은 미주신경을 자극하는 것으로 확인됐다. 미주신경이란 신체가 스트레스를 겪은 뒤 평온한 상태로 회복하게 만드는 부교감 신경의 일부다. 이에 더해 숨을 1분에 세 차례만 들이쉬고 내뱉게 되면 뇌파가 달라진다. 2018년 이탈리아 피사대학 연구팀은 자원자들의 코에 공기를 불어넣어 분당 3회 공기를 들이쉬고 내뱉게 만들었다. 그러자 이들의 뇌파 주파수가 델타파와 세타파라는 낮은 대역에서 동조하게 됐다. 세타파는 깊은 이완 상태와 관련된 파장이다. 느린 숨쉬기는 아무런 화학물질의 도움 없이 의식의 또 다른 상태로 들어가는 무료 입장권이었다. 다섯째, 자세를 똑바로 세워라. 기존 연구에 따르면 구부정한 자세는 부정적 생각 및 패배감과 연관돼 있다. 가슴을 내밀고 똑바로 세운 자세는 좀더 긍정적인 정신 자세를 가져다준다. 실험에 따르면 스트레스 상황에서 자세를 바로 세우면 스트레스를 덜 받고 더 빨리 여기서 회복하는 데 도움이 되는 것으로 나타났다. 여섯째, 스트레칭을 하라. 기분뿐 아니라 면역에도 좋다. 2016년 하버드대 의대의 연구팀이 들쥐에게 염증 물질을 주사한 실험을 보자. 이틀 후 스트레칭을 시킨 쥐들은 그러지 않은 쥐에 비해 염증 수준이 크게 낮아진 것으로 나타났다. 다른 연구들에 따르면 근육을 감싸는 근막의 구조는 젖은 스펀지와 같다. 스트레칭은 체액을 쥐어짜 림프계로 흘러 들어가게 해 준다. 염증 물질도 흘려보낸다. 이것은 마음에도 중요하다. 통제되지 않은 염증은 우울증, 만성통증, 피로와 관련돼 있기 때문이다.

SF영화 ‘인터스텔라’에는 기후변화로 인해 곳곳이 사막화되고 그로 인한 거대한 모래폭풍이 마을을 덮치는 장면이 나온다. 전문가들은 지구온난화가 가속화된다면 영화 속 이야기라고만 할 수 없을 것이라고 경고하고 있다. 이런 가운데 영구동토층이 기후변화를 가속화시킬 수 있는 심각한 위협이라는 지적과 함께 숲이 기후변화를 막을 수 있는 효과적인 방패가 될 수 있다는 분석과 극단적 환경 위협에도 살아남을 수 있는 식물 유전자를 발견했다는 연구 결과들이 동시에 나왔다.미국 우드웰 기후연구센터, 하버드대 과학·국제문제연구센터 공동연구팀은 지구온난화로 인해 극지방과 주변의 영구동토층이 녹으면서 땅속 온실가스가 대기 중으로 대규모 배출돼 기후변화를 가속화시킬 것이며 이 같은 상황은 현재의 기후변화 대응방식만으로는 막기가 쉽지 않을 것이라는 분석 결과를 23일 제시했다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 5월 18일자에 실렸다. 최근 10년간 극지방, 특히 북극지역의 급격한 온난화는 북극 빙하와 영구동토층 해빙, 시베리아의 기록적 폭염, 잦은 산불의 원인이 되고 있다. 연구팀에 따르면 북극 영구동토층은 지난 수천년 동안 탄소를 축적해 왔으며 그 양이 현재 대기 중 탄소량의 2배가 넘는다. 그런데 최근 영구동토층의 해빙 때문에 땅속 탄소가 대기 중으로 대량 방출되고 있다. 그렇지만 전 지구적인 지구온난화 대응방안이나 연구들에서는 영구동토층에서 배출되는 탄소의 양을 제대로 반영하고 있지 못하다고 연구팀은 지적하고 있다. 이런 상황을 고려하지 않을 경우 지구 기온상승을 1.5도 이하로 막기 위한 현재의 각종 대응방안은 실패할 위험이 크다는 것이다.이런 상황에서 영국 리즈대 지리학부, 요크대 환경지리학과를 중심으로 13개국 54개 연구기관이 참여한 국제공동팀은 지구온난화로 인해 더위와 가뭄이 심해지고 있음에도 아프리카 열대우림의 탄소 흡수능력은 줄지 않고 있다는 연구 결과를 내놨다. 이들은 대기 중 온실가스를 효과적으로 제거하기 위해서는 건조한 날씨를 견딜 수 있는 유전자를 가진 나무들로 숲을 꾸미는 것도 필요하다고 지적했다. 이번 연구는 ‘PNAS’ 5월 18일자에 실렸다. 연구팀은 가나, 가봉, 라이베리아, 우간다, 카메룬, 콩고 등 아프리카 6개국 열대우림 100곳 4만 6000그루 나무의 이산화탄소 제거 능력을 분석했다. 그 결과 아프리카 열대우림은 연간 11억t의 탄소를 흡수하는 능력을 갖고 있는데 이는 2019년 영국의 이산화탄소 배출량의 3배에 해당한다고 연구팀은 밝혔다. 또 아마존이나 동남아시아 지역 열대우림보다 탄소흡수 능력이 우수한 것으로 확인됐는데 이는 아프리카 열대우림의 나무들이 보다 건조한 환경에서도 살아남을 수 있기 때문으로 분석됐다. 한편 미국 캘리포니아 데이비스대(UC데이비스), UC리버사이드, 포트밸리주립대, 에모리대, 네덜란드 위트레흐트대, 캐나다 토론토대, 이탈리아 파도바대, 노르웨이 국립생명과학대 공동연구팀은 지구온난화로 인한 각종 환경위협에 대응해 식량작물이 효과적으로 생존할 수 있고 수확량도 늘릴 수 있는 유전자를 발견하고 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 5월 19일자에 발표했다. 연구팀은 실내와 외부에서 자란 토마토 뿌리의 서로 다른 세포에서 추출한 유전자를 결합시켜 염분과 가뭄, 열 등 환경스트레스에 효과적으로 대응할 수 있는 토마토를 개발했다. 이 같은 생존 메커니즘은 쌀을 비롯한 다른 식물에서도 적용될 수 있어 지구온난화에 대응할 수 있는 식량작물 개발에 도움이 될 것으로 연구팀은 보고 있다. ‘지구의 여섯 번째 대멸종’은 인간으로 인한 기후변화 때문일 것이라는 우울한 전망들이 나오고 있지만 과학자들의 노력과 기후변화 완화를 위한 인류의 적극적인 참여가 있다면 반드시 대응방법을 찾아낼 수 있을 것이다. 영화 ‘인터스텔라’에서 나오는 유명한 대사처럼 말이다. “우리는 답을 찾을 것이다. 항상 그랬듯이.”

스페인을 대표하는 소설가와 고생물학자, 서로 다른 길을 걸어온 두 사람이 인간과 진화에 대한 방대한 궁금증을 나눴다. 소설가이자 저널리스트인 후안 호세 미야스는 선사시대 유적지가 발견돼 세계문화유산으로 등재된 스페인 아타푸에르카에 있는 할아버지 댁을 다녀온 뒤 몇 년간 인류의 기원에 깊이 골몰했다. 구석기, 신석기, 네안데르탈인에 차례로 빠져들어 헤어나오지 못할 정도였다. 그러던 중 만나게 된 인류 진화 박물관 학예연구팀장이던 후안 루이스 아르수아가와 함께 호기심을 푸는 여정을 갖기로 한다. 두 사람은 어디든 가서 무엇이든 이야기한다. 서로 다른 분야를 연구해 온 전문가들이 함께 길을 떠나 지식을 공유하는 ‘알쓸신잡’(tvN) 같달까. 인류의 흔적이 남아 있는 동굴에서 구석기 시대를, 놀이터에서 유인원과 인간의 차이를, 레스토랑에서는 인간의 먹거리가 어떻게 달라졌는지를 논한다. 장난감 가게, 성인용품점, 해변, 학교 등 지금 우리 삶의 현장 곳곳을 누비는 여정이 소설처럼 흥미진진하고 유쾌하다. “우연인 것은 아무것도 없다”며 디저트로 나온 우유튀김 과자를 두고도 유당을 분해하기 위한 단백질 효소가 필요하기 때문이라는 이유가 붙는다. 미야스의 호기심으로 시작된 물음과 아르수아가의 답을 따라가면 결국 과거와 지금이 긴밀하게 연결돼 있음을 알려 주기도 한다. 책 제목의 루시(Lucy)는 에티오피아에서 화석으로 발견된 오스트랄로피테쿠스 원시인이다. 약 320만년 전 살았을 것으로 추정되는, 인류와 오스트랄로피테쿠스의 공통 조상으로 여겨지는 인물로 비틀스의 ‘루시 인 더 스카이 위드 다이아몬드’에서 따왔다. 아르수아가는 선사시대 유적지 동굴에서 이렇게 말했다. “선사시대는 아직 끝나지 않았어요. 우리 안엔 여전히 선사시대 모습이 들어 있어요. 유적지에 있는 것은 뼈뿐이에요. 선사시대는 그림자처럼 이곳을 지나는 모든 동물 속에 있어요.” 허백윤 기자 baikyoon@seoul.co.kr

많은 사람들이 알고 있듯 암세포는 정상세포와는 달리 비정상적으로 무한증식한다는 특징이 있다. 외과수술, 화학적 항암요법, 방사선치료 등으로도 쉽게 죽지 않고 살아남아 환자를 괴롭히는 경우가 있다. 국내 연구진이 암세포가 외부 스트레스에도 끄떡없이 빠르게 증식하는 이유를 밝혀내 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 공동연구팀은 세포 분열 중 발생하는 DNA 복제 스트레스를 해소시켜 암세포가 죽지 않고 살아남게 만드는 단백질을 발견했다고 20일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘핵산연구’에 실렸다. 세포가 분열해 중식할 때는 세포 속 DNA가 함께 복제된다. DNA를 이루는 약 30억쌍의 염기물질이 복제되는 과정 중에는 다양한 원인 때문에 오류가 발생하는데 이 오류를 제때 교정되지 못하면 복제스트레스가 발생해 세포가 죽게 된다. 복제스트레스는 복제 과정에서 발생하는 오류 때문에 DNA 복제가 멈춰 세포 분열과 증식도 멈추게 만드는 역할을 한다. 연구팀은 살아있는 세포에서 실시간으로 단백질 위치를 확인할 수 있는 단초점 세포형광이미징 기술을 활용해 암 세포의 변화를 관찰했다. 그 결과 세포 핵 내부에서 DNA 복제 스트레스 때문에 DNA 복제가 멈춘 위치로 NSMF 단백질이 빠르게 이동하는 것이 관찰됐다. NSMF 단백질은 신경세포 이동을 촉진해 뇌의 발달과 형성에 관여하는 것으로 알려져 있었는데 이번 연구를 통해 암세포의 생존과 확산에도 영향을 미친다는 것이 밝혀졌다. NSMF 단백질은 PRP19, ATR 같은 DNA 복제스트레스를 해소하는 역할을 하는 단백질들을 복제 오류가 발생한 지역으로 이동시켜 복제오류를 수정해 DNA 복제가 다시 이뤄지도록 한다는 것이다. 실제로 정상세포와 비교해 암세포에서는 NSMF 단백질 발현량이 특히 높았는데 이는 NSMF 단백질이 암세포 성장과 분열, 전이를 촉진시키는 역할을 한다는 의미이다. 연구팀은 유전자가위 기술을 이용해 관련 유전자를 제거해 NSMF 단백질 발현을 억제시키면 DNA 복제오류가 누적돼 DNA 복제가 멈추면서 암세포가 성장하지 못하고 죽는 것을 관찰했다. 연구팀은 생쥐실험을 통해 이 같은 사실을 입증하는데 성공하기도 했다. 채영찬 교수는 “지금까지 암세포의 복제스트레스 대응 과정은 미지의 상태로 남아있었다”라며 “이번 연구를 통해 뇌발달에 관여한다고 알려졌던 NSMF 단백질이 세포 복제스트레스 해소에도 참여한다는 새로운 사실이 밝혀져 암세포 복제 스트레스 대응방식을 교란시켜 암세포를 죽이는 방식의 4세대 표적항암제 개발에 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 들어 기후변화 평가, 신기술과 신약 개발부터 가짜뉴스 대응법에 이르기까지 다양한 문제들을 해결하는 데 집단지성이 활용되고 있다. 집단지성은 다수의 참여자가 적극적인 참여와 소통을 통해 얻어 내는 집합적 판단, 지식 또는 이를 만들어 내는 과정을 말한다. 그렇지만 단순히 많은 사람들이 모일 뿐 실제로 집단지성이 효과를 발휘하는 경우는 생각만큼 많지 않은 것으로 알려져 있다. 이렇듯 집단지성의 효과에 대한 의문이 제기되는 가운데 수학자, 컴퓨터과학자, 인지과학자, 사회학자 등이 인공지능(AI)을 활용해 집단지성의 수준을 평가하고 예측할 수 있는 방법을 만들었다. 또 다른 학자들은 연구 성과의 미래 영향력을 예측할 수 있는 AI를 만들어 내기도 했다. 미국 노스이스턴대 경영대학원, 컴퓨터과학부, 네트워크과학연구소, 매사추세츠공과대(MIT) 슬론경영대학원, 집단지성연구센터, 캘리포니아 샌타바버라대(UCSB) 커뮤니케이션과학부, 카네기멜론대 테퍼경영대학원 공동연구팀은 메타분석기법을 바탕으로 집단지성 수준을 정량적으로 평가하고 예측할 수 있는 AI를 개발했다고 19일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNSA’ 5월 18일자에 실렸다.이전에도 집단지성을 정량화하려는 시도는 있었지만 집단 속 개인 역량과 수준에 지나치게 초점을 맞춘 탓에 평가나 예측력이 활용할 수 없을 정도로 매우 낮았다. 연구팀은 총 1356개 집단, 5349명이 참여한 22개의 집단지성 연구에서 수집된 데이터를 정밀 분석했다. 분석 결과, 집단지성의 성과는 개인의 역량보다는 그룹의 협업 시스템, 의사소통 체계, 구성원의 성별·연령·인종 다양성과 강한 상관관계를 보이는 것으로 나타났다. 우수한 개인들이 모인 집단보다 평범하지만 협업이 잘되는 개인들이 모인 집단의 성과가 2배 이상 높다는 것이 확인됐다. 또 그룹 내 여성 비율이 높고 다양한 연령이 모여 있는 경우 집단지성 효과가 높은 것으로 조사됐다. 연구팀은 이 같은 연구 결과를 바탕으로 수학적 모델을 만들고, 다른 집단지성 연구를 분석한 결과 성과 예측률도 매우 높은 것으로 나타났다고 밝혔다. 크리스토프 리들 노스이스턴대 교수(네트워크과학)는 “최근 집단지성을 강조하는 연구나 프로젝트 집단들이 많이 나오고 있지만 실제 성과를 이끌어 내는 경우는 많지 않다”며 “집단지성의 효과를 제대로 보기 위해서는 개인보다는 집단의 협업 능력에 초점을 맞춰야 한다는 것을 이번 연구는 보여 주고 있다”고 설명했다. 그런가 하면 과학기술 분야의 연구성과가 미래에 미칠 영향까지 예측할 수 있는 AI도 만들어졌다. MIT 미디어랩, 계산·시스템생물학과, 비트·원자연구센터 공동연구팀은 과학기술 분야와 사회에 영향을 미칠 상위 5%의 논문과 이것들이 미래에 미칠 잠재적 영향을 예측할 수 있는 인공지능 기술을 개발해 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’ 18일자에 발표했다. 연구팀은 42개 생명과학 관련 국제학술지에 1980~2019년 실린 연구논문 168만 7850건 속에 포함된 780만개 이상의 단어, 2억 1000만개의 연관성, 약 38억개의 계산수치 등 빅데이터로 연구의 미래 영향력을 예측할 수 있는 AI를 개발했다. 연구팀은 이 AI로 1980~2014년 무작위로 선별된 20개의 생명과학 분야 논문 중 19개 논문에 대해서 연구수준과 과학계와 사회에 미치는 영향력을 정확하게 예측하고 식별하는 데 성공했다고 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

19세기 영국 생물학자 찰스 다윈의 진화론에 영감을 준 갈라파고스제도의 명물 ‘다윈의 아치’ 바위가 무너졌다. 에콰도르 환경부는 갈라파고스제도의 무인도인 다윈섬에서 1㎞쯤 떨어진 바다에 솟아 있던 이 암초의 아치 부분이 지난 17일(현지시간) 붕괴됐다며, 두 개의 기둥만 덩그러니 남은 사진을 공개했다.에콰도르 환경부는 “자연 침식으로 인해 바위가 무너졌다”고 붕괴 원인을 추정했다. 갈라파고스의 한 여행사는 트위터를 통해 “안타깝게도 17일 오전 11시 20분 고객들이 눈앞에서 다윈의 아치가 무너지는 일생에 한 번뿐일 경험을 했다”며 수면에서 18m 높이에 폭 23m로 바다 위를 가로지르던 아치 부분이 순식간에 붕괴한 상황을 전했다. 다윈의 아치 주변에서 배를 타고 상어, 거북이, 쥐가오리, 돌고래를 보려는 섬 투어가 진행되곤 했는데, 붕괴 순간 섬 투어에 나섰던 여행객들이 아치의 마지막 순간을 목격한 것으로 보인다. 다윈의 아치 주변은 스쿠버다이빙 명소로도 유명하다. 갈라파고스 제도가 에콰도르 서쪽 해안으로 1000㎞ 떨어진 남태평양 복판에 위치해 섬과 바닷속 생태계 모두 생물 다양성의 보고를 이루고 있어서다. 1835년 갈라파고스제도에서 섬마다 독특하게 변이를 일으킨 핀치새들을 관찰한 덕에 다윈은 진화론에 관한 책인 ‘종의 기원’을 쓸 수 있었다. 명소이던 해안의 기암괴석이나 바위기둥이 파도 침식으로 무너지는 일은 이전에도 있었는데, 남호주의 그레이트 오션 로드에서 조망하던 12사도 바위가 대표적이다. 2003년 ‘열심히 일한 당신, 떠나라’라던 신용카드 광고의 배경으로 등장해 국내에도 잘 알려졌던 곳이지만, 이후 바위들이 잇따라 침식돼 지금은 7개 바위기둥만 남았다. 커다란 바위도 파도 앞에선 무너져 내릴 수밖에 없는 법이긴 하지만, 인간의 활동이 다윈의 아치 붕괴를 촉진했다고 보는 관점도 있다. 뉴욕타임스(NYT)는 유네스코가 기후변화 영향에서 가장 취약한 곳 중 하나로 갈라파고스제도를 지목해 왔음을 상기시켰다. 3개의 해류가 교차하는 길목에 위치한 갈라파고스제도의 해안선이 엘니뇨 때문에 한층 거세진 태풍에 노출돼 침식이 빨라졌다는 것이다. 엘니뇨는 태평양 바다 수온이 상승하는 이상기후 현상을 말한다. 같은 이유로 남태평양에 위치한 또 다른 섬인 이스터섬 해변의 침식 작용도 활발해져, 이 섬의 모아이 동상 바로 앞까지 해수가 들어찬 곳도 있다고 NYT는 전했다. 2007년에 비해 2016년 갈라파고스제도를 찾는 관광객이 90% 늘었다는 집계도 있다. 갈라파고스제도가 기후변화의 직격탄을 맞게 되자, 섬 생태계를 지키려는 노력이 이어지고 있다. 2010년 갈라파고스제도에서 직접 스쿠버다이빙을 하며 환경 다큐를 제작하기도 했던 배우 리어나도 디캐프리오는 4300만 달러(약 487억원) 기부 약정을 맺고 글로벌야생동물보호와 함께 ‘리:와일드’라는 국제야생보호기구를 출범시켰다. 홍희경 기자 saloo@seoul.co.kr

태평양 한가운데 갈라파고스 제도의 또 하나 명물인 ‘다윈스 아치‘가 자연침식으로 무너져내렸다고 영국 BBC가 18일 전했다. 갈라파고스 제도가 속한 에콰도르 환경부는 이날 페이스북에 사진 한 장을 올려 “다윈 섬의 중심에서 1㎞도 떨어지지 않은 다윈의 아치가 붕괴됐다는 보고를 받았다”고 알렸다. 영국의 생물학자 찰스 다윈의 이름을 따 붙여진 이 다리 주변 바다는 스쿠버다이빙 명소로도 이름 높았다. 갈라파고스 제도는 에콰도르에서 서쪽으로 906㎞ 떨어져 있으며 유네스코 세계유산으로 등재됐다. 독특한 동식물들이 고루 서식하고 있어 종 다양성이 확보돼 있다. 다윈이 진화론을 정립하는 데 큰 도움을 줬다. 234개의 섬들과 작은 만들, 암초들로 구성돼 있는데 네 섬에만 약 3만명이 모여 산다. 임병선 평화연구소 사무국장 bsnim@seoul.co.kr

아이의 키가 얼마나 클지, 건강하게 오래 살 수 있을지 궁금하다면 엄마를 보면 알 수 있다는 재미있는 연구결과가 나왔다. 영국 케임브리지대 미토콘드리아 생물학연구부, 공중보건·1차의료학과, 임상신경과학과, 옥스포드 노보노디스크 연구센터, 스페인 국립연구회 생물학연구센터 공동연구팀은 미토콘드리아 속 유전자가 키, 수명과 같은 신체적 특징 뿐만 아니라 당뇨, 다발성 경화증 등 질병 유발에도 중요한 역할을 한다고 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 유전학’ 5월 18일자에 실렸다. 세포 소기관인 미토콘드리아는 세포들이 기능할 수 있도록 에너지를 공급하기 때문에 ‘세포 공장’이라고 불린다. 미토콘드리아는 세포핵 유전자(DNA)와 다른 독자적인 DNA를 갖고 있는데 모체에서만 유전된다는 특징이 있다. 연구팀은 생명유지에 중요한 역할을 하는 미토콘드리아가 단순히 미토콘드리아 DNA 이상으로 인한 질병 유전에만 영향을 미친다는 점에 의문을 품고 연구를 시작했다. 연구팀은 대규모 생물·의학데이터베이스 ‘영국 바이오뱅크’에 등록된 사람들 중 40~69세의 50만 2682명을 대상으로 미토콘드리아 DNA와 키, 몸무게, 체질량지수 같은 신체지수, 흡연, 음주, 수면시간, 식사패턴 등 생활습관, 각종 건강지표를 비교했다.분석 결과, 미토콘드리아 DNA는 키, 수명 같은 신체·건강 특징 뿐만 아니라 성인 당뇨로 알려진 제2형 당뇨병, 다발성 경화증, 간 및 신장기능, 안검하수, 철분 결핍으로 인한 빈혈, 혈액 지표 등 다양한 질병 발생 가능성에도 영향을 미친다는 사실이 확인됐다. 연구팀은 미토콘드리아 DNA가 단순히 유전병 뿐만 아니라 다양한 신체적 특징과 건강에 영향을 미칠 수 있는 이유는 미토콘드리아가 세포 에너지를 생산하기 때문이라고 설명했다. 연구를 이끈 케임브리지대 미토콘드리아 생물학연구부 패트릭 치너리 교수는 “이번 연구는 인간 게놈의 0.1% 정도에 불과한 미토콘드리아 DNA가 유전병 이외 일반적인 질병과 각종 신체적 특징의 유전에 중요한 역할을 한다는 사실을 처음으로 밝혀냈다는데 의미가 있다”라며 “유전병 이외의 질병에 대한 새로운 치료전략을 마련하는데 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

19세기까지는 유전에 관한 엉터리 설명들이 유행했다. 정자 속 유전자가 자손에게 전달되고 어머니는 단순히 정자를 키우는 역할만 한다고 생각했다. 정자 속에 이미 자손이 만들어져 있다는 주장이다. 또 아버지와 어머니의 유전적 특징이 섞여서 그 중간이 자손에게 나타난다는 주장도 있었다.어려서부터 과학에 관심이 많았던 멘델은 수도원 교사로 활동하던 중 수도원장의 권유로 빈 대학에서 석사 과정을 밟았다. 이때 배운 물리학 덕분에 멘델은 수많은 자연현상에는 법칙이 있고 아무리 복잡한 자연현상이라도 작게 나누어 살펴보면 쉽게 그 법칙을 알 수 있으며, 실험을 잘 계획하면 자연법칙을 알게 되는 데에 유리하고, 확률과 통계를 사용해 실험 결과를 정리할 수 있음을 알았다. 멘델은 수도원 정원에 있는 길이 30m, 폭 6m 남짓의 텃밭에서 완두콩으로 8년간 유전학 실험을 수행하면서 수많은 생물학자들에게 과학적 방법론의 모범을 보였고 올바른 유전법칙을 찾아냈다. 첫째, 탁월한 실험 재료를 선택했다. 멘델이 선택한 완두는 한 세대 기간이 짧고, 교배한 하나의 개체에서 얻는 자손 수가 많다. 그래서 비교적 짧은 시간 내에 여러 세대를 살펴볼 수 있고 통계 자료를 만들 수 있다. 완두는 다양한 변종이 있어서 유전 현상들을 비교 분석하는 데 도움이 된다. 실험 재료를 선택할 때 이 기준은 아직도 통용된다. 둘째, 세심한 관찰력이다. 멘델은 관찰을 통해 완두의 꽃 색깔, 씨의 색깔과 모양, 콩깍지 모양과 색깔, 꽃의 위치, 키 등 유전 현상마다 서로 대립되는 두 가지 특징이 있다는 것을 알게 됐다. 셋째, 유전학 실험 방법이 모범적이다. 멘델은 보라색과 흰색 꽃과 같은 두 가지 특징이 어떻게 자손에게 전달되는지 보려고 했다. 이를 위해서는 보라색 꽃과 흰색 꽃을 교배시키는 실험을 해야 하므로 한쪽의 꽃가루를 다른 쪽의 암술에 묻혀야 한다. 그런데 완두는 꽃 하나에 꽃가루를 만드는 수술과 밑씨를 지닌 암술이 함께 있어서 보라색 유전물질이 있는 꽃가루가 같은 꽃의 암술에 결합할 수 있다. 그래서 멘델은 성숙하기 전에 보라색 꽃의 수술을 제거하고 흰색 꽃 수술에서 만든 꽃가루를 붓에 묻혀 수술이 없는 보라색 꽃의 암술머리로 옮겼다. 이렇게 함으로써 정확하게 흰색 꽃과 보라색 꽃의 교배에 의한 자손을 얻을 수가 있었다. 이 실험법은 아직도 식물 유전학자들이 사용하고 있다. 넷째, 끈질긴 시도와 분석 능력이다. 멘델은 실험과 관찰을 첫 번째 자손 세대에서 그치지 않고 2대, 3대를 대상으로 수행했고 드물게는 자손 4대, 5대까지도 관찰했고 그 결과를 양적으로 분석했다. 그 결과 열성 유전자가 사라지지 않고 우성 유전자에 의해 가려진다는 사실을 알게 됐다. 다섯째, 실험 결과에 근거해 추론하는 능력이다. 실험 결과를 바탕으로 완두의 여러 유전 현상을 담당하는 실체(유전자)가 있고 이것들이 자손으로 전달된다고 판단했다. 이를 통해 멘델은 앞에서 언급한 두 엉터리 유전법칙을 논박한 셈이다. 학문적 배경, 연구 준비, 성실한 실험, 추론 능력을 활용한 덕분에 멘델은 유전 기본 법칙을 발견했다. 현대인들은 스스로 과학적 사고를 한다고 생각하고 있다. 그러나 코로나19 백신과 관련해 영국에서만 2000만명 이상이 접종한 아스트라제네카 백신을 독극물처럼 취급하는 일부 언론기사와 수많은 댓글을 보면서 21세기를 살아가는 우리들의 과학적 사고 능력에 대해 짙은 아쉬움이 남는다.

화석은 고대 생물의 모습을 보존한 타임캡슐이다. 하지만 의도적으로 온전히 보존한 것이 아니라 우연히 지층에 남은 흔적이기 때문에 많은 경우 기록이 불완전하다. 화석 기록으로 주로 남는 것은 뼈나 껍데기처럼 단단한 부위인데, 그나마 손상 없이 보존되는 경우는 극히 드물다. 그런데 반대로 손상된 화석 표본이 상당한 학술적 가치를 지니는 경우도 있다. 바로 포식자에 의해 뜯어 먹힌 흔적이 있는 화석이다. 예를 들어 육식 공룡의 이빨 자국이 있는 초식 공룡 화석은 당시 먹이 사슬을 직접 조사할 수 있는 유일한 증거다. 스위스 취리히 대학의 고생물학자인 크리스티안 클루그가 이끄는 연구팀은 독일의 한 채석장에서 발견되어 슈투트가르트 주립 자연사 박물관에 보관 중인 쥐라기 벨렘나이트 (belemnite) 화석에서 독특한 사실을 확인했다. 벨렘나이트는 오징어의 조상뻘 되는 연체동물로 외형은 현생 오징어와 매우 흡사하나 내부에 단단한 골격이 있고 촉수에는 빨판 대신 가시가 달렸다. 이들은 암모나이트와 함께 중생대 바다를 대표하는 해양 생물로 당시 먹이 사슬에서 중간을 담당했다. 벨렘나이트는 주로 작은 갑각류나 물고기를 먹으면서 자신보다 훨씬 큰 상어나 어룡의 먹이가 됐다.연구팀이 조사한 화석 표본에도 이와 같은 흔적이 고스란히 담겨 있다. 해당 화석은 1억8000만 년 전의 것으로 파살로테우디스 라에비가타(Passaloteuthis laevigata)라는 벨렘나이트가 새우 비슷한 갑각류를 잡아먹는 도중 갑자기 매몰되어 화석이 됐다. 화석을 분석한 과학자들은 식사 중이던 벨렘나이트가 급사한 원인을 알아냈다. 벨렘나이트의 딱딱한 골격에 상어의 날카로운 이빨 자국이 나 있었던 것이다. 먹이 사슬의 중간에 있는 동물에게 사냥의 순간은 사실 자신이 사냥당할 가능성이 가장 큰 위험한 순간이다. 먹이를 제압하고 잡아먹는 도중에 방어가 가장 취약해지고 다른 포식자의 이목을 집중시키기 때문이다. 물론 통째로 먹힌 후 소화되면 남는 것이 없어서 이런 상황은 화석으로 잘 보존되지 않는다. 그러나 이 화석은 예외적으로 이빨 자국이 잘 보존되었는데, 상어가 일부만 뜯어먹었거나 혹은 벨렘나이트가 가까스로 상어 입에서 탈출한 것으로 보인다. 물론 이런 큰 상처가 있다면 설령 탈출에 성공했더라도 입에 먹이를 문 상태에서 죽었을 것이다. 어느 쪽이든 벨렘나이트 사체는 마지막 사냥감인 갑각류와 함께 바다 밑으로 가라앉은 후 바로 매몰되어 화석이 됐다. 그리고 그 덕분에 쥐라기 초기 해양 생태계의 먹이 사슬을 한눈에 보여주는 귀중한 화석이 된 것이다. 벨렘나이트에게는 불운한 순간이지만, 과학자들에게는 뜻하지 않은 행운인 셈이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

“심판의 날이 왔다. 독일 국민이 견뎌야 했던 제일 끔찍한 폭군에 대한 청년들의 심판이. 아돌프 히틀러는 가장 비열한 방법으로 우리를 속였다. 독일 청년의 이름으로 우리는 그가 빼앗아간 자유를 요구한다.” 제2차 세계대전이 한창이던 1943년 2월, 독일 뮌헨대(LMU)에선 ‘무서운’ 전단이 날았다. 세계를 향해 맹위를 떨치던 아돌프 히틀러와 나치를 정면으로 공격하는 내용이었다. 이 전단을 만들어 뿌린 건 나치 체제에 반대하는 ‘백장미단’(White Rose). 백장미단의 핵심에 조피 숄이 있었다. 한국에는 거의 알려지지 않았지만, 나치에 맞서다 목숨까지 잃은 조피 숄과 그의 오빠 한스의 이름은 독일에서 저항의 상징이다. 지난 9일(현지시간), 숄이 태어난 지 꼭 100년째 되는 날을 맞아 독일 전역에선 그의 용기와 정신을 기리는 행사가 열렸다. 나치당 가입했던 소녀는 어떻게 “히틀러는 폭군” 돌아섰나1921년 독일의 중산층 가정에서 태어난 숄이 처음부터 히틀러 독재에 저항한 건 아니다. 어린 시절 그와 오빠는 다른 또래들처럼 히틀러 유겐트(나치당의 청소년단)와 자매단체인 독일소녀동맹(BDM)에서 활동했다. 하지만 자유로운 사상과 높은 기독교 신앙심을 가진 부모가 그들을 변화로 이끌었다. 특히 아버지는 히틀러를 ‘신이 내린 재앙’이라고 부를 정도로 나치 정권에 대한 반발이 컸다. 결국 남매는 유대인에 대한 탄압과 자유를 억압하는 전체주의 등에 환멸을 느끼고 반나치주의로 돌아섰다. 1939년 히틀러가 폴란드를 침공하며 본격적인 전쟁이 시작되자 숄은 파병 간 그의 남자친구 프리츠 하트나겔에게 편지를 썼다. “왜 누군가가 끊임없이 다른 사람의 목숨을 위험하게 하는지 모르겠다. 절대 이해하지 못할 것이고 끔찍한 일이다. 조국을 위해서라고는 말하지 마.” 고등학교를 졸업한 숄은 생물학과 철학을 공부하고 싶어 했는데, 이를 위해서는 나치당의 일종의 국가총동원이었던 국가노동봉사단(RAD)에서 일해야 했다. 이때의 군대식 체제와 정신을 마비시키는 똑같은 일상의 반복에 대해 숄은 “영혼이 빈곤하다”고 썼고, 나치에 더욱 회의감을 갖게 됐다.적극적으로 저항에 나선 건 의대생이던 한스를 따라 뮌헨대에 입학하고 나서다. 1942년 한스가 그의 친구 알렉산더 슈모렐과 결성한 백장미단에 숄이 합류한 것이다. 여기에 크리스토프 프롭스트, 빌리 그라프와 그들의 교수였던 쿠르트 후버까지 가세해 6명이 뜻을 모았다. 백장미단의 주요 활동은 독일 국민이 나치즘에 저항하고 전쟁을 끝낼 수 있도록 반체제 전단을 돌리는 거였다. 이들은 1942년 6월부터 1943년 2월 18일 붙잡힐 때까지 총 6개의 전단을 만들어 뿌렸는데, 처음에는 교수와 작가, 친구들에게 우편으로 전달하다 나중에는 전역에 배포했다. 종이와 우표, 봉투 등이 모두 귀한 전시였지만 곳곳에 퍼져있던 지지자들이 그들을 도왔다.하지만 활동은 오래가지 못했다. “이제 들고 일어나 복수하고, 속죄하고, 가해자를 처단해 새 유럽을 만들자. 그러지 않으면 독일의 이름은 영원히 훼손될 것”이라고 쓴 백장미단의 마지막 전단을 만든 뒤 붙잡힌 것이다. 숄은 뮌헨대 본관 꼭대기층에 올라가 전단을 뿌리기 시작했는데, 이를 보던 대학 경비원이 그를 비밀경찰 게슈타포에 신고했다. 숄과 한스는 재판에 넘겨졌지만 형식적 절차에 불과했다. 이들은 사형을 선고받았고, 고작 나흘 만에 단두대에서 처형됐다. 당시 21살이던 숄이 마지막으로 남긴 말은 이랬다. “맑고 화창한 이 날 나는 가야만 한다. 하지만 우리를 통해 수천 명이 깨어나고 행동할 수 있다면 나 하나 죽는 게 무슨 상관이겠는가.” “권총 있다면 히틀러 쏠 것…남자가 안하면 여자가 해야”전단은 당시 엄혹한 상황에도 체제에 반대했다는 의미만 있는 게 아니다. 백장미단의 활동과 정신을 기록하는 화이트로즈재단은 “백장미단은 독일의 가장 잘 알려진 저항 단체 중 하나로 인본주의적 동기에 의해 움직였고, 자유와 정의를 향해 모든 개인의 책임에 호소했다”고 봤다. 첫 번째 전단에서 “무책임한 무리에 의해 저항 없이 ‘통치’되는 것, 문명사회 인간에게 그보다 더 수치스러운 일은 없다”고 히틀러 정권을 비판한 이들은 두 번째로 “이 나라에서 유대인은 잔인하게 살해당했다”고 부르짖는다. 전단은 “우리는 인간의 존엄성에 반하는 가장 끔찍한 범죄를 본다. 인류 역사상 어떤 것과도 비교할 수 없다”며 “유대인 역시 인간이다”라고 강조한다. 독일 내에서 유대인 학살을 공개적으로 비난하는, 몇 안 되는 문서다. 이들은 또 “우리의 현재 상태는 악의 독재다. 당신이 이미 반대한다는 걸 알고 있다”며 “그것을 안다면 왜 행동하지 않는가. 국가가 범죄자와 술주정뱅이의 명령 아래, 아무것도 남지 않을 때까지 당신을 계속 강탈하는 것을 왜 용납하는가”라고 했다. 미국 루이지애나주 뉴올리언스에 있는 국립 제2차 세계대전 박물관의 프로젝트 매니저 탄자 스피처는 “백장미단은 나치 독일을 강하게 비난하고 국민들에게 올바른 행동을 촉구한다”며 “오늘날 전단을 읽으면 당시 이들의 통찰력이 얼마나 끔찍할 정도로 정확했는지 생각하게 된다”고 했다.그 중에서도 숄은 백장미단에서 없어선 안 될 존재였다. 1942년 6월 “무감각한 삶보다 참을 수 없는 고통이 낫다. 공허함보다 고통을 느끼고 싶고 그것에 반항하고 싶다”고 쓴 일기에서 그의 열정은 여실히 드러난다. 같은 해에 숄은 부모님에게 “무엇이든 할 준비가 되어 있다”는 편지를 썼다. 그는 “내가 권총을 갖고 있었다면 히틀러를 쏠 것”이라며 “남자가 하지 않으면 여자가 해야 한다”고 했다. 훗날 나치 관리 중 한사람은 “숄은 인격의 힘과 드물게 깊은 믿음으로 태도를 유지하는 사람이었다”고 돌아보기도 했다.하지만 그의 저항 정신은 원래와 달리 현대에 와서 오용되고 있다. 지난해 코로나19로 각국이 봉쇄 조치를 내리자 독일 내 극우주의자들이 자신이 ‘코로나 독재’와 국가주의에 희생되고 있다며 숄의 이름을 들먹인 것이다. 이에 숄의 전기 작가인 베르너 밀스타인은 “숄은 극우주의자들의 반대편에 있는 사람”이라고 강조했다. 그는 “생물학을 공부한 사람으로서 과학적으로 접근했을 것이고, 아마 마스크도 썼을 것”이라며 “자유는 책임감을 뜻한다. 숄이 우리가 살 수 있는 또다른 독일을 위해 싸웠는데, 그 이름이 악용된다는 것은 씁쓸한 일”이라고 비판했다. 이어 “숄은 ‘단단한 마음과 부드러운 마음’을 가져야 한다고 말했다”며 “잘못된 체제에 저항할 줄 아는 것과 한편으로는 깊은 공감을 발휘할 줄 아는 것, 이게 숄의 외침이다”고 말했다. 김정화 기자 clean@seoul.co.kr◆조피 숄은 누구·Sophie Magdalena Scholl1921 독일 출생1940 고등학교 졸업1941 나치 국가노동봉사단(RAD) 동원1942 뮌헨대 입학1942~1943 ‘백장미단’에서 반나치 전단 제작·배포1943 반역죄로 유죄 판결 후 처형

우리가 먹는 식품들 중 채소나 육류 같은 가공되지 않은 자연물을 제외한 가공식품들에는 다양한 식품첨가물이 들어있다. 식품첨가물은 가공식품 의 제조와 보존을 위해 사용하는 것들로 식용색소 같은 인공착색료, 합성감미료, 화학조미료, 합성보존료, 산화방지제, 방부제 등 다양한 종류가 있다. 특히 인공착색제는 식품의 빛깔을 좋게 만들이 위해 쓰이는 색소로 아이스크림부터 사탕, 과자, 청량음료, 소시지 등 가공식품 대부분에 들어가 있다. 인체에 무해하고 맛이 나지 않고 향기나기도 하는데 식품위생법에 근거해 사용되고 있다. 그런데 의과학자들이 외과수술 같은 질병치료를 받는 사람, 노약자처럼 면역기능이 약한 이들은 식용색소로 인해 알레르기 반응과 질병을 유발할 수 있다는 연구결과를 내놨다. 미국 뉴욕 마운트시나이 아이칸의대 정밀면역연구소, 종양과학과, 게놈학·다중생물학연구소, 약물발견연구소, 약리과학과, 매사추세츠공과대(MIT) 비교의학연구분과, 뉴욕대 의대 생물분자의학연구소 공동연구팀은 가공식품 속에 들어가는 식용색소, 인공착색제가 면역기능이 약화된 사람에게는 대장염, 알레르기 같은 질병을 유발시킬 수 있다는 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 메타볼리즘’ 5월 14일자에 발표했다. 대장염은 대표적인 염증성 장질환으로 심할 경우 대장암으로 진행되기도 한다. 대장염은 정상적 면역기능을 억제하는 면역세포 인터루킨-23(IL-23)이 활성화되거나 면역기능이 약화돼 조절장애가 발생할 경우 유발된다. IL-23은 대장염 뿐만 아니라 각종 면역질환을 일으키는 것으로도 알려져 있다. 연구팀은 생쥐 20마리에게 적색 40호(알룰라 레드 AC), 적색 3호(에리트로신), 황색 6호(선셋 옐로우 FCF), 청색 1호(브릴리언트 블루 FCF) 식용색소 4종을 물 1ℓ에 0.25g 정도로 희석시켜 한 달 이상 섭취시켰다. 이 같은 식용색소들은 과자, 아이스크림, 음료, 약에 널리 쓰이고 있다. 식용색소 황색 6호는 현재 한국에서는 사용 금지돼 있다. 연구팀은 생쥐 절반은 유전자 변형을 통해 IL-23 조절기능을 포함한 면역기능을 제거했다. 연구팀은 인공색소의 염증질환 유발 여부를 확실히 실험하기 위해 면역기능이 약화된 생쥐들을 두 집단으로 나눈 뒤 한 집단은 인공색소가 포함된 물을 마시도록 했고, 다른 그룹은 인공색소가 없는 물을 마시도록 하고 관찰했다. 그 결과 면역기능이 약화된 생쥐들은 인공색소를 섭취한 뒤 대장염에 걸리는 것으로 나타났다. 특히 적색 40호, 황색 6호는 대장염을 쉽게 유발시키는 것으로 조사됐다. 면역기능이 약화된 생쥐들이라도 인공색소가 포함되지 않은 일반 물을 마시면 대장염이 생기지 않는 것으로 나타났다. 면역기능이 정상적인 생쥐들은 적색 40호, 황색 6호가 섞인 물을 한 달 넘게 섭취해도 대장염을 비롯해 염증질환이 발병하지 않는 것으로 조사됐다고 연구팀은 밝혔다. 마운트시나이 아이칸의대 세르지오 리라 교수(임상면역학)는 “과학자들은 지난 세기 대기·수질오염 증가와 식생활에서 식품첨가물이 포함된 가공식품 섭취가 급격히 늘었는데 이런 요인이 염증질환과 자가면역질환 발생률을 높인 것으로 보고 있다”라고 설명했다. 리라 교수는 “이번 연구는 가공식품 내 식품첨가물이 염증 및 자가면역질환을 일으킬 수 있음을 보여주고 있다”라며 “생쥐에게서 나타난 결과가 사람에게도 적용될 수 있는지는 추가 연구가 필요하다”라고 덧붙였다. 이번 연구에 앞서 아동, 청소년이 황색이나 적색 식용색소가 포함된 식품을 많이 섭취할 경우 행동장애를 유발시킬 수 있다는 기존 연구들도 있었지만 명확한 관계가 밝혀지지 않아 여전히 논란이 되고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2010년 개봉한 SF영화 ‘아바타’에는 부상으로 다리를 움직일 수 없는 군인이 가상현실(VR)과 뇌컴퓨터인터페이스(BCI) 기술을 이용해 자신의 뇌와 연결된 또 다른 자아를 움직이는 모습이 나온다. 또 다른 SF영화 ‘매트릭스’에서도 뇌와 컴퓨터가 연결돼 만들어진 가상현실이 등장한다. SF에서나 볼 수 있었던 것처럼 생각만으로 의사소통을 하고 사물을 움직이는 BCI 기술은 1970년대 초 처음 등장했다. 그렇지만 뇌과학과 전자공학, 인공지능(AI) 기술이 빠르게 발전하기 시작한 2000년 들어서야 가시적인 성과가 나타났다. 이 같은 상황에서 미국 스탠퍼드 하워드 휴즈 의학연구소, 스탠퍼드대 전기공학과, 신경생물학과, 스탠퍼드의대 신경과학연구소, 바이오X 연구소, 프로비던스 보훈병원 신경재활·신경공학 R&D센터, 브라운대 뇌과학연구소, 하버드대 의대 공동연구팀은 사지마비 환자가 생각만으로 글씨를 쓸 수 있게 하는 데 성공했다. BCI 기술을 다시 한번 도약하게 만들었다는 평가를 받는 이번 연구 결과는 과학저널 ‘네이처’ 5월 13일자에 실렸다.연구팀은 2007년 척추 손상을 당해 목 아래로는 몸을 움직일 수 없는 65세의 남성 환자 ‘T5’를 대상으로 새로운 BCI 기술을 시험했다. 연구팀은 환자 ‘T5’의 좌뇌 운동피질에 마이크로 탐침 100개가 박혀 있는 전자칩 2개를 이식했다. 소아용 아스피린 크기의 이 전자칩들은 환자가 손과 손가락을 움직이려는 생각을 전기신호로 전환해 컴퓨터로 전달하는 역할을 한다. 컴퓨터로 전달된 전기신호는 신경망 인공지능을 거쳐 화면에 글자로 표시된다. 기존에도 생각만으로 글씨를 쓸 수 있도록 하는 BCI 기술이 개발된 바 있다. ‘포인트 앤드 클릭 타이핑’으로 이름 붙여진 기존 기술은 사지마비 환자가 생각이나 눈동자의 움직임으로 컴퓨터 화면에 표시된 가상 키보드나 마우스를 원하는 글자로 이동시켜 타이핑하는 방식이었다. 이 방식으로는 분당 최대 40자 정도밖에 쓸 수 없었고, 타이핑 정확도는 50% 이하인 것으로 알려져 있다. 이번 연구팀은 환자 T5에게 손발이 마비되기 전처럼 펜을 들고 종이에 글자를 쓰는 상상을 하도록 했다. 환자가 생각으로 쓴 필기체 형태의 글자는 신경망 인공지능이 빠르게 단어와 문장으로 변환시켰다. ‘마인드 라이팅’, ‘브레인 투 텍스트’로 이름 붙여진 이번 BCI 기술은 기존처럼 원하는 글자를 가상 키보드를 찾아서 클릭을 하는 것이 아니라 글자를 상상만 하면 인공지능이 즉시 변환시켜 준다. 글자를 쓰는 속도는 물론 타이핑 정확도도 2배 이상 향상됐다. 연구팀에 따르면 이번 기술을 이용하면 분당 평균 90자, 18개 단어를 타이핑할 수 있게 됐다. 정확도는 94.1%까지 높아졌다. 이는 T5와 비슷한 연령대의 일반적인 스마트폰 타이핑 속도인 분당 115자와 비슷한 수준이라고 연구팀은 설명했다. 연구를 총괄한 하워드 휴즈 의학연구소 크리슈나 셰노이 교수는 “이번 연구는 신체 기능 일부가 손상되더라도 해당 부분을 관장하는 뇌 부위에서는 미세한 신호를 보낼 수 있다는 사실과 생각으로 쓴 글자를 AI로 신속하게 읽어 내는 기술을 결합시킨 것”이라며 “연구의 궁극적 목표는 사지마비나 말을 할 수 없는 환자에게 문자로 의사소통할 수 있는 능력을 회복시켜 주는 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘보기 좋은 떡이 먹기도 좋다’는 속담이 있습니다. 국어사전에는 ‘내용이 좋으면 겉모양도 반반함을 비유적으로 이르는 말, 겉모양새를 잘 꾸미는 것도 필요함을 비유적으로 이르는 말’이라고 풀이돼 있습니다. 보기 좋은 떡이 맛있는 경우도 있지만 그렇지 않은 경우도 적지 않아 선택한 다음 후회하는 경우도 많습니다. 이성과 엄격한 방법론으로 무장한 과학자들은 그런 실수를 저지르지 않을 것 같다는 생각도 듭니다만 과연 그럴까요. 이탈리아 토리노대 생명과학·시스템생물학과, 나폴리 페데리코2세대학 생물학과, 수자원연구소 분자생태학연구그룹, 오스트리아 쿠르틴대 분자·생명과학부, 베를린 자연사박물관 자연인문학연구실, 핀란드 헬싱키대 국립자연사박물관 공동연구팀은 과학자들도 연구 가치보다는 쉽게 눈에 띄고 아름다운 식물을 연구하는 경향이 강하다고 12일 밝혔습니다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘네이처 식물학’ 5월 11일자에 실렸습니다. ●과학자도 화려한 식물 연구에 치중 연구팀은 프랑스 동남부와 이탈리아 서북부에 걸쳐 있는 ‘마리팀 알프스’ 지역에서 자라는 전체 식물종과 최근 45년 동안 이들 지역에 대한 연구 논문 280편에 등장하는 식물 113종을 비교했습니다. 분석 결과 연구자들은 생태학적 중요성보다는 색깔이 화려하거나 접근하기 쉬운 지역에서 자라는 식물처럼 지리적, 형태학적 특성에 주목하는 것으로 나타났습니다. 연구자들은 푸른색을 띠는 식물들을 가장 많이 연구했고, 그다음으로 흰색, 빨간색, 분홍색 꽃을 피우는 식물들을 주목한 것으로 조사됐습니다. 식물의 크기 역시 연구자들의 주목도를 높이는 중요한 요인이라는 사실이 확인됐습니다. 생물다양성 차원에서 중요하게 봐야 할 희귀성이란 특성은 연구자들의 관심을 끄는 동인이 되지 못했다고 합니다. 자연에서 흔히 볼 수 있는 녹색, 갈색을 띤 식물이나 키가 작은 식물보다는 화려하고 크기가 큰 식물들에 주목했다는 이야기입니다. ●미적 편향성 탓 생물다양성 보전 발목 이탈리아 토리노대 마르티노 아다모 박사는 “이번 연구는 생물학자들이 자연을 연구할 때 미적 편향성이 강하게 작용한다는 것을 보여 주고 있다”며 “미적 편향성은 전체 생태계에 크게 영향을 미치지 못하고 보존 노력이 필요 없는 식물에 대한 관심을 높여 생물다양성 보전 차원에서는 매우 부정적”이라고 했습니다. 처음 만나는 사람이나 사물에 대해서는 충분한 사전 정보가 없기 때문에 시각, 청각, 후각 같은 첫인상에 좌우될 수밖에 없습니다. 그렇다 보니 자연스레 보기 좋은 떡을 선택하게 되는 것 같습니다. 모든 경우에 해당되지는 않지만 대체로 보기 좋은 것들이 그렇지 않은 것들보다 피해를 덜 준다는 점을 오랜 진화의 역사 속에서 자연스럽게 체득했기 때문이기도 합니다. 나태주 시인은 대표작 ‘풀꽃’에서 “자세히 보아야 예쁘다/오래 보아야 사랑스럽다/너도 그렇다”라고 말합니다. 세상이 각박해지고 ‘빨리빨리’에 너무 익숙해지다 보니 모든 것에 지나치게 빨리 결론을 내리고, 다른 면을 발견하더라도 첫인상을 쉽게 바꾸지 않는 경우가 많지요. 사실 첫인상이 맘에 들지 않았던 사람이나 사물에서도 자세히 보면 좋은 점 하나쯤은 발견할 수 있습니다. 풀꽃이란 시처럼 좀더 시간을 갖고 기다려 주고 오랫동안 알아 간다면 좋은 점을 훨씬 더 많이 발견할 수 있지 않을까요. edmondy@seoul.co.kr