인류의 오랜 꿈 중 하나는 미래의 일을 사전에 파악하는 것이다. 거북이 등껍질에 칼자국을 내 벌어지는 형태나 신탁을 통해 전쟁의 승패, 국가의 길흉화복을 읽으려는 것도, 그리고 미래와 과거를 오가며 현재를 바꿀 수 있는 가상의 기계 ‘타임머신’을 꿈꾸는 이유도 그 때문이다. 영화 ‘마이너리티 리포트’는 범죄 발생을 사전에 파악해 원인을 제거하면 ‘범죄 없는 도시’라는 유토피아를 만들 수 있을 것이라는 ‘미래 예측’에 대한 상상력의 끝을 보여주고 있다. 과학기술의 발달로 태풍이나 폭염, 혹한 같은 날씨 변화는 일정부분 예측이 가능하지만 지진은 지금도 그야말로 예측 불가의 영역으로 남아있다. 또 사람이 가장 큰 변수로 작용하는 테러리즘도 예측이 쉽지 않기는 마찬가지이다. 최근 과학자들이 지진과 테러라는 예측 불가의 영역에 도전장을 내 관심을 끌고 있다. 스위스 취리히연방공과대(ETH Zurich)의 연방지진정보국(SED) 연구진은 지진학에서 주로 쓰는 ‘구텐베르크-리히터 법칙’으로 특정 지역에서 큰 지진이 일어난 뒤 발생하는 여진의 횟수로 또 다른 큰 지진의 발생 가능성을 예측할 수 있는 방법을 찾아내 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 10일자에 발표했다. 연구팀은 이번에 개발한 방법으로 교통신호등처럼 큰 지진 발생 가능성을 빨간색(확실), 노란색(주시), 녹색(안전)으로 경고하는 방법도 고안해 피해지역 주민들과 정부, 지방정부 등이 신속하게 대응할 수 있도록 했다는 점에 특히 주목받고 있다.연구팀은 2016년 4월에 발생한 일본 구마모토 지진(규모 7.3)과 8월 이탈리아 아마트리체-노르시아 지진(규모 6.6)을 대상으로 구텐베르크-리히터 법칙 속 b값(여진의 빈도)을 분석했다. 이들 지역에서 b값은 1.2~1.3 정도로 나타나는데 큰 지진이 발생하고 나면 b값이 커진다. 여진의 발생 빈도수가 높아진다는 의미이다. 그런데 큰 지진이 발생한 뒤 b값이 오히려 비정상적으로 작아지는 경우, 즉 여진 발생 빈도가 줄어드는 경우는 뒤이어 큰 지진이 발생할 수 있음을 의미한다고 연구팀은 설명했다. 여진이 갑자기 줄어드는 것은 단층끼리 꽉 맞물려 있기 때문인데 이는 지각이 안정된 상태라는 것이 아니라 더 큰 지진을 발생시킬 수 있는 응력이 쌓이고 있다는 의미이다. 연구팀은 큰 지진이 발생한 다음 b값이 평균보다 10% 이상인 경우는 큰 지진이 추가로 발생할 가능성이 낮은 안전한 상태(녹색)라고 볼 수 있지만 평균값보다 5% 정도 낮아지는 경우는 주시해야 하는 상황(노란색)이며 평균값 이하 10%로 나타날 경우는 큰 지진이 일어날 확률이 매우 높은 빨간색 상태라고 봐야 한다는 ‘지진 신호시스템’을 제시했다. 홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수는 “SED 연구팀의 아이디어는 과학계에서 이미 어느 정도 알려져 있지만 이미 큰 지진이 발생한 지역의 시민들에게 또 다른 큰 지진이 발생할 가능성을 신속하게 알려줄 수 있다는 측면에서 가치 있는 연구”라고 평가했다. 한편 미국 노스웨스턴대 복잡계연구소, 켈로그경영대학원 소속 수학자들로 구성된 공동연구팀은 메릴랜드대에서 운영하는 ‘국제 테러리즘 데이터베이스’(GTD)와 랜드연구소의 ‘국제 테러리즘 랜드 데이터베이스’(RDWTI)를 바탕으로 테러조직의 성장 가능성과 테러의 규모 및 강도를 사전에 판단할 수 있는 ‘테러 조기경보 모델’을 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 8일자에 실렸다.GTD에 따르면 2000~2015년 매년 61개의 새로운 테러집단이 생겨나 전 세계적으로 테러 공격이 20세기 말과 비교해 약 800% 늘었다. 연구팀은 알카에다, 이슬람국가(IS)처럼 잘 알려진 테러집단은 물론 인도 아삼지역 통일해방전선, 소말리아 알샤바브, 필리핀 모로 이슬람해방전선까지 1970년부터 2014년 사이에 전 세계에서 운영된 모든 테러집단을 대상으로 이들이 초기에 벌인 테러사건 10건만으로 앞으로 벌일 테러 규모나 치명성을 예측하는 모델을 만들었다. 분석 결과 미래에도 가장 위협적이고 공격적이며 파괴력이 큰 테러를 저지를 가능성이 높은 집단은 미국 도널드 트럼프 대통령이 완전히 격퇴했다고 주장한 IS로 밝혀졌다. 브라이언 우지 켈로그경영대학원 교수는 “이번 모델은 현재는 소규모이고 보잘것없지만 파괴력 큰 집단으로 커질 수 있는 조직을 사전에 파악해 대응함으로써 미래에 많은 비용과 노력을 투자하지 않아도 되도록 해줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

가을이 깊어지면서 거리는 이제 곧 울긋불긋 낙엽들이 거리를 가득 채우게 될 것입니다. 낙엽이 지는 가을이 되면 코트 깃을 세우고 무작정 걷고 싶어하는 ‘추남’(秋男)들도 늘어납니다. 과학자들은 남자들이 가을을 타는 것은 일조량 감소로 인한 호르몬 불균형 때문에 나타나는 일종의 계절성 우울증, 또는 계절성 기분 장애로 판단합니다. 이런 계절성 우울증은 보통 계절이 바뀌면 회복됩니다. 우울증은 그렇지 않습니다. 우울증을 ‘마음의 감기’라고 부르며 감기처럼 누구나 한 번쯤 겪는 심리적 상태로 생각됐던 때가 있습니다. 그러나 심한 우울증 때문에 극단적 선택을 하는 경우가 늘어나면서 우울증에 대한 경각심이 높아졌습니다. 뇌과학자, 심리학자, 의학자들이 우울증의 근본 원인과 우울증 예방법을 찾는 이유도 이 때문입니다. 이런 가운데 호주 맥쿼리대 실험심리학과, 의과학과, 시드니통합병원, 시드니 쿠퍼스트리트클리닉 공동연구팀은 과일과 채소, 생선 중심의 식사가 단기적으로 우울증을 획기적으로 줄이는 데 도움이 된다는 연구결과를 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 10일자에 발표했습니다. 연구팀은 호주에 거주하는 17~35세 남녀 중 ‘우울, 불안, 스트레스 척도-21’(DASS-21) 진단에서 중상 수준의 우울증을 앓고 있는 76명을 무작위로 선발했습니다. 연구팀은 이들을 두 개의 집단으로 나눈 뒤 3주 동안 한 그룹은 식습관 개선을 위한 교육을 실시하고 채소, 과일, 생선 중심의 건강식만 먹도록 했고 다른 그룹은 평소 식단을 그대로 유지하도록 했습니다. 연구팀은 식습관 실험 전후에 DASS-21과 학습능력, 기억력을 측정했습니다. 그 결과 채소, 과일, 생선 위주의 식사를 한 사람들 대부분이 DASS-21 점수가 정상 수준으로 떨어졌으며 학습능력과 기억력 점수는 높아진 것으로 확인됐습니다. 반면 평소 식습관을 그대로 유지한 사람들 중에서는 우울증과 불안 점수가 오히려 더 높아진 사람들이 많이 나타났습니다. 또 연구팀은 3개월 후 식습관 개선 집단에 포함됐었던 33명을 추적조사했습니다. 이 중 건강한 식습관을 그대로 유지한 사람들은 7명(21%)에 불과했는데 이들에게서는 우울 증상이 완전히 사라진 것이 관찰됐다고 합니다. 한편 미국 노스캐롤라이나 채플힐대 사회학과, 캐롤라이나 인구센터 공동 연구팀은 청소년기에 긍정적인 가족관계를 유지했던 사람들이 중년이 넘어서까지도 우울증에 쉽게 빠지지 않는다는 연구결과를 발표하기도 했습니다. 이 같은 연구결과는 미국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘JAMA 소아과학’ 8일자에 실렸습니다. 연구팀은 1만 8185명의 남녀 청소년들이 30대 후반~40대 초반이 될 때까지 장기 추적조사를 했습니다. 그 결과 가족과 많은 시간을 보내고 가족 간 응집력이 강하며 부모와의 갈등이 적었던 가정에서 자란 청소년들은 그렇지 않은 청소년들보다 성인이 된 뒤에도 우울증을 앓을 가능성이 매우 낮은 것으로 나타났습니다. 많은 사람들이 우울증과 무기력감에 빠져 있는 사회는 발전해 나가기 어렵습니다. 아무리 선진국이라도 사회적 분위기가 우울하고 침체돼 있다면 금세 뒤처지게 될 것입니다. 기본적 의식주를 해결하고 건강한 가정을 꾸려 ‘인간적인 삶’을 영위할 수 있도록 돕는 것이 사회 분위기 쇄신은 물론 국가경쟁력 확보를 위해서도 필요한 일이 아닐까요. edmondy@seoul.co.kr

인류의 호기심 해결을 위해 머나먼 붉은 땅에서 탐사를 진행 중인 큐리오시티(Curiosity)가 고대 화성에 소금기가 가득한 호수의 흔적을 찾아냈다. 최근 미국 캘리포니아공대(Caltech) 등 공동연구팀은 게일 크레이터 부근을 탐사한 결과 33~37억 년 전 퇴적층에서 황산염(sulfate)이 포함된 침전물을 발견했다는 연구결과를 ’네이처 지구과학'(Nature Geoscience) 최신호에 발표했다. 황산염은 화성에 한 때 물이 흘렀다는 강력한 가능성을 보여주는 것으로 연구팀은 이를 고대 화성에 소금기가 있는 호수가 존재했다는 증거로 파악하고 있다. 곧 33~37억 년 전 화성에 호수가 존재했으나 건조한 환경으로 바뀌면서 물이 증발해 현재에 이르렀다는 추론. 사실 미 항공우주국(NASA)은 지난 2013년에도 큐리오시티의 탐사를 통해 게일 크레이터에 미생물이 살았을 가능성이 있는 고대 담수호의 흔적을 찾아낸 바 있다. 다만 이번 황산염 발견이 의미있는 것은 33~37억 년 전 형성된 퇴적층에서 처음 발견한 것이기 때문이다.연구를 이끈 윌리엄 라핀 박사는 "큐리오시티의 착륙지가 게일 크레이터가 된 것은 이곳이 오래 전 말라버린 호수 바닥이라고 추측했기 때문"이라면서 "왜 화성이 오래 전에 물을 잃고 말라버렸는지 알 수 있는 중요한 단서가 될 것"이라고 설명했다. 　 　 특히 연구팀은 고대 화성의 호수가 남미 고원지대에 위치한 알티플라노의 호수들과 유사했을 것으로 봤다. 산악지대에서 강을 타고 흘러내린 물이 건조한 고원의 호수들을 채우지만 기후에 따라 수심이 얕아지거나 아예 말라버리는 현상이 고대 화성과 비슷했을 것이라는 추측이다. 한편 소형차 만한 크기의 큐리오시티는 화성에 생명체가 있는지 조사하기 위해 지난 2012년 8월 5일 게일 크레이터 부근에 내려앉았다. NASA에 따르면 지난 7년 간 큐리오시티가 여행한 거리는 총 21㎞가 넘는다. 이같은 탐사 과정을 통해 그간 큐리오시티는 오래 전 화성 땅에 물이 흐른 흔적, 생명체에 필요한 메탄가스와 질산염 증거를 발견하는 큰 업적을 남겼다.　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

과거에는 ‘불치병’으로 받아들여졌던 암도 이제는 과학기술이 발전하면서 점점 관리 가능한 질병으로 바뀌고 있다. 그렇지만 관리 가능하고 정복이 눈 앞으로 다가왔다지만 조기 진단을 하지 못하면 여전히 불치병일 수 밖에 없다. 최근 과학자들은 복잡한 영상장치를 사용해 진단하던 암을 비교적 간단하고 저렴하지만 정확하게 진단할 수 있는 방법들을 내놓고 있다. 국내 연구진이 풍선 모양의 봉투에 숨을 불어넣는 것만으로도 손쉽게 폐암을 조기 진단할 수 있는 기술을 내놔 주목받고 있다. 한국전자통신연구원(ETRI) 복지·의료ICT연구단 진단치료기연구실과 분당서울대병원 흉부외과, 동국대 공동연구팀은 날숨만으로 폐암을 진단할 수 있는 ‘의료용 전자 코’를 개발하는데 성공했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 기계공학 및 전자공학 분야 국제학술지 ‘센서 앤드 액츄에이트 B: 화학’에 실렸다. 지난해 기준 한국인 사망원인은 암, 그중 폐암 사망률은 점점 높아지고 있는 상황이다. 그런데 현재 폐암진단을 위해서는 X선 검사나 컴퓨터 단층촬영(CT) 검사를 실시하는데 모두 방사선을 이용하기 때문에 방사선 노출 위험이 있을 뿐만 아니라 CT는 비용 부담이 여전히 높은 편이다. 연구진은 코가 신경세포를 통해 냄새를 맡는 것에 착안했다. 연구진은 사람이 내뱉는 날숨을 통해 폐 속 암세포가 만들어 내는 휘발성유기화합물(VOCs)를 감지하는 센서와 이를 통해 얻은 데이터로 폐암 여부를 판별할 수 있도록 돕는 인공지능 기계학습 알고리즘 기술을 개발한 것이다. 날숨이 들어오면 전자소자를 이용해 사람의 코처럼 냄새를 맡아 전기적 신호로 바꿔 질병유무를 판단해 검진할 수 있는 ‘전자코’를 만들었다. 연구진이 개발한 전자코 시스템은 데스크탑 컴퓨터 크기의 날숨 샘플링부, 금속산화물 화학센서 모듈, 데이터 신호처리부 3개 부분으로 구성돼 있다. 우선 검진 대상자가 풍선처럼 생긴 비닐 키트에 숨을 불어넣으면 여기에 탄소 막대를 넣는다. 탄소막대에는 호흡 중 배출되는 여러 가스 성분들이 붙게 되고 이것을 전자 코 시스템에 집어넣으면 가스 성분에 따라 전기 저항이 달라지게 된다. 날숨 구성성분 데이터를 알고리즘으로 분석해 폐암 유무를 판별하는 것이다.연구팀은 폐암 환자 37명과 정상인 48명의 날숨을 채취해 200회 이상 분석해 폐암환자의 숨에서만 나타나는 특징을 데이터베이스로 만들었다. 데이터베이스를 기반으로 인공지능이 진단한 폐암환자 여부 진단 정확도는 약 75% 수준으로 임상의사의 진단 정보와 결합하면 폐암환자 판정율은 매우 높아지게 된다. 연구진은 추가 연구를 통해 날숨을 활용해 위암, 대장암 등 다양한 암의 조기진단 기술을 개발할 계획이며 현재는 비만환자의 비만정도와 운동량을 정확하게 판독할 수 있는 ‘웨어러블 전자코 시스템’ 완성을 눈 앞에 두고 있다. 연구팀 관계자는 “이번 기술이 상용화될 경우 저렴하면서도 편리하게 폐암 발병 여부를 검사할 수 있어 국민들의 의료비용 절감은 물론 관련 진단시장 시장경쟁력 확보에도 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

흉부 방사선 촬영 전 가상현실(VR)을 이용한 교육이 소아 환자의 불안과 스트레스를 줄인다는 연구결과가 국내 의료진에 의해 최초로 발표됐다. 7일 분당서울대병원에 따르면 한성희, 유정희, 박진우 분당서울대병원 마취통증의학과 교수와 최상일 영상의학과 교수, 유희정 신건강의학과 교수 등이 참여한 다학제 연구팀은 소아환자가 검사 중 느끼는 불안과 스트레스를 줄이면서 검사 과정을 개선하기 위해 소아에게 친숙한 캐릭터를 주인공으로 한 3분 분량의 가상현실 컨텐츠를 환자에게 보여주고 그 효과를 측정했다. 연구팀은 2018년 7월부터 9월까지 4세 ~ 8세 사이의 소아 환자 50명에게 VR영상을 통해 검사 과정을 체험할 수 있게 했고, 49명의 소아 환자에게는 영상 시청없이 구두로 검사 과정에 대한 안내사항을 전달했다. 두 그룹이 검사 도중 보인 불안감의 지표를 비교한 결과 수술 전 VR 영상을 시청하지 않은 그룹(대조군)은 불안감 지수가 5점으로 높았고, 영상을 시청한 그룹은 2점에 그쳐 불안감이 40% 감소한 것으로 나타났다. 심한 불안을 보인 환자의 비율도 대조군에서는 48%에 달했던 반면 VR 군에서는 22.4%에 불과해 VR 영상을 시청한 그룹에서 불안감이 현저히 감소한다는 것이 입증됐다. 또한 전체 검사에 소요된 시간은 대조군의 경우 75초, VR 그룹의 경우에는 55초였으며, 재촬영의 빈도도 대조군에서 16%, VR 군에서는 8.2%로 나타나, VR 영상을 보여줬을 때 검사 시간이 절약되고 불필요한 재촬영이 줄어드는 등 검사 프로세스가 뚜렷하게 개선됨을 확인할 수 있었다. 병원이라는 낯선 환경은 소아 환자들에게 공포와 불안을 느끼게 하며, 특히 방사선 촬영 검사를 받을 때 낯선 기계와 검사실 환경에 위협을 느낀 환자가 울거나, 몸부림을 치면서 검사 과정이 지연되거나 취소되는 경우도 종종 발생하고 있다. 이를 개선하기 위해 연구팀이 VR업체 JSC 및 컨텐츠 기업 초이락컨텐츠팩토리와 공동으로 제작한 VR 영상은 국내 애니메이션 “헬로카봇”에 등장하는 캐릭터인 차탄과 카봇이 검사 과정을 상세히 설명해주고, 기계 앞에서 어떤 자세를 취해야 하는지 등을 검사 전에 미리 알려주면서 환자가 긴장하지 않고 검사를 받을 수 있게 독려하는 내용으로 구성됐다. 한성희 교수는 “3D와 60도 형식으로 제공되는 가상현실 체험은 소아 환자가 검사 과정을 미리 생생하게 그려볼 수 있게 도움으로써 진정제 등의 약물을 사용하지 않고도 불안과 스트레스를 감소시킬 수 있는 장점이 있었다”고 밝혔다. 유정희 취통증의학과 교수는 “스마트 기기와 가상현실 콘텐츠를 활용해 환자가 생생하고 현실감 있는 경험을 할 수 있도록 유도하여 임상적으로 의미 있는 연구결과를 도출했다”고 전했다. 이번 연구결과는 ‘미국의학협회 소아과학 저널(JAMA Pediatrics)’ 최근 호에 발표되었으며 영국 로이터통신을 포함한 외신에 조명되는 등 많은 관심을 받았다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

아스피린과 같은 비스테로이드 항염증제(NSAID)가 대기오염으로 인한 질병의 위험을 낮춰준다는 사실이 최초로 확인됐다. 미국 콜롬비아 대학 보건대학원과 하버드 챈 보건대학원, 보스턴의과대학 등 공동 연구진은 보스톤 지역에 거주하는 평균연령 73세의 남성 2280명을 대상으로 실험을 실시했다. 연구진은 실험 참가자를 임의로 나눈 뒤, 일부에게만 비스테로이드 항염증제를 먹게 했다. 약 한 달이 지났을 무렵, 같은 지역에 사는 실험참가자들의 폐 기능이 미세먼지로 인해 어떤 변화를 보였는지를 비교·분석했다. 그 결과 실험참가자들은 실험 시작 전보다 실험이 끝난 직후 미세먼지로 인해 폐의 기능이 모두 떨어진 상태였지만, 비스테로이드 항염증제를 먹은 그룹의 폐는 미세먼지의 영향을 절반 가량만 받은 상태인 것이 확인됐다. 즉 아스피린과 같은 비스테로이드 항염증제가 미세먼지 등 대기오염으로 인한 폐 기능 손상의 위험을 절반으로 줄여준다는 것. 연구진은 “이번 연구는 비스테로이드 항염제 중에서도 특히 아스피린을 복용했을 때 이러한 효과가 눈에 띄게 나타났다”면서 “비스테로이드 항염제가 대기오염에 의해 폐에 염증이 생기는 현상을 경감해주기 때문으로 추측된다”고 설명했다. 이어 “이번 연구는 아스피린 및 다른 비스테로이드 항염제가 미세먼지로 인한 단기적인 영향을 막아준다는 것을 의미한다”면서 “물론 대기오염에 최대한 적게 노출되는 것이 가장 중요하다”고 덧붙였다. 또 “전반적으로 대기오염 수준이 낮은 곳에서도, 짧은 시간 동안 갑작스럽게 대기오염에 노출되는 경우는 허다하다. 그렇기 때문에 단시간 대기오염에 노출됐을 때의 피해를 최소화하려는 노력이 중요하다”고 전했다. 자세한 연구결과는 미국 흉부학회 학술지 ‘미국 호흡기·중환자 의학 저널’(American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

별들이 태어나는 '인큐베이터' 속에서 막 생성된 어린 두 개의 별이 세계 최대의 전파망원경으로 관측됐다. 최근 독일 막스 플랑크 천체물리학연구소(Max Planck Institute for Extraterrestrial Physics)는 지구에서 약 700광년 떨어진 곳에 위치한 파이프성운(Pipe Nebula)에서 막 태어나 성장 중인 두 개의 어린 별을 관측했다는 연구결과를 사이언스(Science) 최신호에 발표했다. 　　 가스와 먼지로 이루어진 별의 인큐베이터인 별주위원반(circumstellar disk)에서 무럭무럭 자라고 있는 두 별은 마치 서구의 인기 과자인 프레첼 같은 모습이다. 논문의 선임저자인 펠리페 알베스 연구원은 "전체 원반의 크기는 태양계 소행성 벨트와 비슷하며 두 별 간의 거리는 지구와 태양 사이보다 28배 떨어져있다"면서 "어린 쌍성이 매우 복잡한 별주위원반에서 어떻게 성장하는지 알 수 있는 좋은 연구자료가 될 것"이라고 밝혔다. 파이프성운은 검게 보이고 있는 암흑성운으로 사실 가스와 먼지 구름이 너무 짙어 별 빛을 차단하기 때문에 어둡게 보인다. 이 때문에 그 속을 들여다보는 것이 매우 어려웠는데 과학자들은 최첨단 관측 기기와 고성능 망원경을 통해 기존의 관측 한계를 극복하고 있다. 그 선두에 있는 망원경이 세계 최대의 전파 망원경인 ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array)로 이번 연구팀 역시 이를 활용했다. ALMA는 칠레의 고산 지대에 건설된 거대 전파 망원경 집합체로 66개의 대형 안테나가 하나의 거대한 전파 망원경처럼 작동해 먼 우주를 관측한다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

우리의 에너지원인 태양이 꺼질 때까지도 살아 남을 수 있는 지구 최강의 생명체가 있다. 바로 무척추 동물인 곰벌레다. 8개의 다리를 가진 몸크기 50㎛(1㎛는 1m의 100만분의 1)~1.7㎜의 곰벌레는 ‘물곰’(Water Bear)으로도 불리며 행동이 굼뜨고 느린 완보(緩步)동물이다. 놀라운 것은 영하 273도, 영상 151도, 치명적인 농도의 방사성 물질에 노출돼도 곰벌레는 죽지 않는다는 사실. 심지어 곰벌레는 음식과 물 없이도 30년을 살 수 있는 불사에 가까운 존재다. 이 때문에 과학자들의 관심은 곰벌레의 놀라운 '생존 비결'에 쏠렸다. 3년 전 일본 도쿄대 연구팀은 곰벌레가 극한 환경에서 자신을 보호하는 ‘Dsup’(Damage suppression protein)라는 단백질을 유독 많이 가지고 있다는 사실을 밝혀냈다. 유전자 손상을 막는 이 단백질은 특히 유해한 방사선으로부터 곰벌레를 보호했는데 어떻게 이같은 작용을 하는 지에 대해서는 정확히 알아내지 못했다. 최근 미국 캘리포니아대학교 샌디에이고캠퍼스연구팀이 곰벌레 내에서 Dsup 단백질이 어떻게 작용하는지를 밝혀낸 연구결과를 저널 ‘이라이프(eLife)에 발표했다. 생화학적 분석을 통한 연구팀의 논문에 따르면 Dsup가 염색질(chromatin)에 결합할 때 '보호성 구름'을 만들어 히드록실라디칼(hydroxyl radical)의 유해한 영향으로부터 세포를 보호한다. 히드록실라디칼은 이온화 방사선에 의해 세포에서 생성될 수 있는 반응성이 높은 화합물로 세포의 퇴화를 촉진한다. 　 　 연구를 이끈 분자생물학자 제임스 카도나가 교수는 "Dsup 단백질이 방사선에 저항할 목적으로 생긴 것이 아닐 수 있다"면서 "이끼가 많고 습한 서식지가 마르면 곰벌레는 히드록실라디칼에 노출될 수 있다. 이 과정에 살아남기 위해 진화하는 과정에서 온 일종의 부작용일 수 있다"고 설명했다. 이어 "곰벌레가 어떻게 스스로 보호하는지 이해하면 인류에게도 적용할 수 있을 것"이라면서 "Dsup 연구는 세포에 기초한 치료법 등 다양한 응용분야에 활용될 수 있을 것"이라고 덧붙였다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

영국의 시인 겸 화가인 윌리엄 블레이크는 ‘부지런한 꿀벌은 슬퍼할 시간도 없다’는 말을 남겼다. 게으르고 나태함을 경계하라는 의미이지만 요즘 같은 시대에서 자신의 감정을 숨겨야 할 정도로 부지런함을 보이는 것은 일견 궁상으로 취급받기 십상이다. 그런데 과학자들은 이런 격언에서도 과학적 사실을 파헤쳐보고 싶어한다. 과연 일벌들은 슬퍼할 시간도 느끼지 못할 정도로 부지런할까. 이스라엘 헤브루대 생명과학연구소 생태·진화·행동학과 연구진은 실제로 번데기를 돌보는 일벌들은 다른 벌들보다 잠자는 시간이 훨씬 적다는 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 3일자에 발표했다. 사람처럼 다른 동물들, 특히 벌이나 개미 같은 곤충들도 잠을 잘 때는 전형적인 수면 자세를 갖고 동작을 멈추고 소음이나 외부 자극에 대한 반응이 느려지게 된다. 또 잠을 충분히 자지 못할 경우는 건강상 문제가 발생하거나 활동 능력에 제약이 생기는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 꿀벌들이 계층별로 어떻게 잠을 자고 잠자는 시간은 어느 정도인지 파악하기 위해 서양뒤영벌 6개 집단을 플라스틱 뚜껑을 가진 가로, 세로, 높이 각각 30, 23, 20㎝ 크기의 나무 상자에 만든 벌집에 각각 넣었다. 연구팀은 또 벌들이 활동하기 좋은 27~29도, 습도 40~60%로 환경을 조성했다. 연구팀은 6개 벌통에 24시간 중 조명을 비춰주는 시간을 각기 다르게 하면서 7일 동안 비디오 녹화, 행동분석, 수면부족 실험, 반응 속도평가 등을 실시했다.분석 결과 꽃가루 같은 식량을 구해오는 일벌들은 수면주기가 일정하고 정확한 생체시계를 갖고 있었지만 애벌레들을 돌보는 간호 일벌들은 잠을 거의 자지 않고 24시간 내내 깨어있는 것으로 확인됐다. 연구팀은 번데기에서 만들어지는 특정한 물질이 간호 일벌들의 잠을 줄이는데 도움을 주는 것으로 추정했다. 연구팀에 따르면 특정 철새들이 계절 변화에 맞춰 이동 중에는 잠을 적게 자거나 몇몇 수컷 새들이나 초파리들은 짝짓기 기간 동안에는 잠을 덜 자는 것으로 알려져 있지만 이처럼 특정 임무 때문에 잠을 줄이는 경우는 찾아보기 어렵다. 가이 블로흐 헤브루대 생물학과 교수는 “주기적으로 먹이를 줄 필요가 없는 번데기 상태의 새끼를 돌보는 간호 일벌들이 수면을 포기한다는 것은 정말 놀라운 일”이라며 “추가 연구를 통해 벌들이 거의 잠들지 않으면서도 건강이나 인지능력이 손상되지 않을 수 있는 메커니즘이나 원인을 밝혀낼 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2016년 최순실 국정농단 사건이 불거지면서 사람들이 광장으로 나와 촛불을 들면서 ‘정치는 정치인들이 하는 것’이라는 인식에서 많이 탈피했다. 지난주에 이어 이번주 토요일에도 검찰개혁과 관련해 대규모 촛불집회가 예정돼 있는 것도 이런 연장선상에서 볼 수 있다. 그렇지만 여전히 정치에 무관심하거나 애써 외면하려는 이들도 많다. 과연 국내에서 벌어지는 정치적 사건들이 개인과는 전혀 상관없는 것일까. 최근 영국 의학자들이 정치적 사건이 개개인에게 알게 모르게 정신적 타격을 입혀 심각한 정신과 질환을 일으킬 수도 있다는 임상결과를 발표했다. 영국 노팅엄대 정신건강연구소, 영국 국민건강보험(NHS) 신탁재단 노팅엄셔병원 연구팀은 국가적 이슈가 되는 정치적 사건이 개인, 특히 심리적으로 취약한 사람에게 심각한 정신적 타격을 줄 수 있다고 4일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 영국의사협회에서 운영하는 의학분야 국제학술지 ‘BMJ 임상사례연구’ 2일자에 실렸다.영국은 2016년 6월 유럽연합(EU) 탈퇴여부를 묻튼 국민투표를 실시한 결과 EU탈퇴가 결정됐다. 연구팀은 국민투표 3주 뒤 정신질환으로 인해 병원에 이송된 40대 남성을 치료 분석했다. 이 남성은 응급요원에 의해 병원으로 이송됐을 당시 혼란스러운 말투, 정신적 동요, 주변 사람들이 자신을 감시하고 죽일 계획을 갖고 있다는 망상, TV와 라디오 토론에 과도한 집착 증상을 보이는 등 전형적인 급성·일과성정신장애(ATPD) 증상을 겪고 있었다. 이 남성은 브렉시트 투표 이후 벌어지는 여러 정치적 사건과 아직 벌어지지 않은 일들에 대한 과민반응을 보이고 불면증과 불안증, 강박증으로 인해 가족들의 생활도 어려운 상황이 됐었다고 연구팀은 설명했다. 이후 로제라팜이라는 진정제를 투여받고 3주 동안 올라자핀이라는 항정신성약물을 투여받았다. 이 남성은 약물 투여 3주 뒤 완전히 회복돼 입원 5주만에 퇴원해 현재까지 아무런 정신적 문제를 겪고 있지 않다고 연구진은 밝혔다.퇴원 후 연구팀은 해당 환자의 병력을 조사한 결과 집안에는 정신병력이 전혀 없었지만 평소 업무에 대해 과도한 스트레스를 받는 성격으로 조사됐다. 실제로 13년 전 남성은 업무 스트레스로 인한 신경쇠약으로 병원을 찾은 적이 있는 것으로 나타났다. 이번 연구를 진행한 모하메드 지아 울 학 카트슈 노팅엄대 의대 임상교수는 “평소 걱정이 많고 쉽게 스트레스를 받는 사람들은 정치적 사건에 대해서 자신도 모르게 심각한 스트레스로 다가와 ATPD를 겪을 수 있게 된다”라며 “ATPD는 빠른 진단과 치료를 받으면 완치될 수 있지만 방치할 경우 만성적인 정신질환으로 발전할 우려가 크다”라고 지적했다. 2016년 미국 대선 당시 실시된 설문조사에서도 “정치적 사건이 상당한 심리적 스트레스의 원인이 될 수 있다”라는 결과가 나왔으며 응답자의 3분의 2가 미국의 미래가 중요한 스트레스 원인이라고 꼽았고 응답자 절반은 기존 정치풍토가 스트레스가 되고 있다는 답을 내놓기도 했다. 한편 지난 1월 영국 임페리얼 칼리지 연구팀은 의학분야 국제학술지 ‘BMJ 오픈’에 브렉시트가 어떤 형태로 이뤄지든 과일과 채소 가격이 폭등해 소비가 줄면서 심장병, 뇌졸중 등을 앓는 환자가 늘어나게 되고 장기적으로 건강에도 악영향을 미치게 될 것이라고 밝히기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

현대 물리학의 두 기둥은 상대성이론과 양자역학이다. 상대성이론도 만만찮지만 미시세계를 설명하는 양자역학은 상식적으로 이해하기가 쉽지 않다. 독일 물리학자 하이젠베르크가 만든 불확정성 원리에 따르면 미시세계에서는 입자의 위치와 운동량을 모두 정확하게 측정할 수 없다. 하나를 측정하는 동안 다른 하나가 변해 버리기 때문에 입자의 물리적 상태는 확률적으로만 설명할 수 있다는 것이다. 이 때문에 똑같은 양자를 동시에 다른 곳에서 관찰하는 것도 확률적으로 가능한 일이다. 이런 상식 밖의 양자 중첩과 얽힘 현상은 최근 주목받고 있는 양자컴퓨터 개발에 있어서 매우 중요한 원리이다. 오스트리아 빈대, 스위스 바젤대, 독일 카를스루에 공과대, 중국 중산대 공동연구팀은 하나의 원자가 아닌 2000개의 원자로 구성된 복잡한 분자가 양자 중첩현상을 통해 동시에 두 군데서 나타나도록 하는 데 성공했다고 3일 밝혔다. 이번 연구결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘네이처 물리학’에 실렸다. 연구팀은 기존에 양자 중첩현상 실험에 쓰이던 단일 수소원자 대신 약 2000개의 원자로 만들어져 무게도 2만 5000배가량 무거운 분자를 만들어 양자 중첩현상 실험을 했다. 거대 분자가 동시에 두 군데서 나타나는지 관측하기 위해서 물질파 간섭계라는 정밀 측정장치도 새로 만들었다. 빛 알갱이나 원자 같은 미세물질은 입자와 파동의 성질을 모두 갖는다. 이런 미세입자가 만들어 내는 파동이 물질파이다. 입자들이 만들어 내는 파동이 다르면 상쇄, 보강이라는 간섭현상을 일으키는데 이를 이용해 위치를 측정하는 것이 물질파 간섭계이다. 실험 결과 연구팀은 새로 만들어진 거대 분자를 동시에 다른 위치에서 약 7밀리초(ms, 1ms=1000분의1초) 동안 관측하는 데 성공했다. 마르쿠스 아른트 빈대 교수는 “이번 연구는 그동안 쉽지 않았던 양자역학과 고전물리학의 통합을 가능하게 해 줄 단초를 마련해 줬을 뿐만 아니라 양자컴퓨터 기술을 한 단계 발전시키는 데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. edmondy@seoul.co.kr

물기가 마를 날이 없는 욕실이나 주방, 세탁실에는 자칫 방심하면 찌든 때가 끼거나 곰팡이가 생기기 십상이다. 실내에서 발생하는 곰팡이는 공기 중에 미세한 포자를 퍼트려 번식하기 때문에 사람이 흡입할 경우 기관지염, 천식 같은 호흡기 질환이나 알레르기를 일으킬 수 있다. 이 때문에 곰팡이와 찌든 때를 없애려고 표백제를 사용하는 경우가 많은데 오히려 건강을 해칠 위험이 크다는 연구결과가 나왔다. 캐나다 토론토대, 미국 버크넬대 화학자들로 구성된 공동연구팀은 실내 청소나 소독에 많이 사용되는 표백제를 환기가 잘되지 않는 곳에서 사용할 경우 심각한 호흡기 질환, 심혈관 질환을 일으킬 수 있다고 3일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 환경학 분야 국제학술지 ‘환경 과학기술’에 실렸다. 실내 소독과 곰팡이 제거에는 차아염소산나트륨(NaOCl)을 주성분으로 하는 염소계 세제가 많이 쓰인다. 흔히 ‘락스’라고 불리는 염소계 세제는 사용할 때 일부가 염소가스나 차아염소산(HOCl) 형태로 공기 중에 퍼진다. 락스로 청소를 할 때 코를 톡 쏘는 독특한 냄새가 바로 염소가스 때문이다. 연구팀에 따르면 염소가스가 다른 개인위생용품이나 방향제에 쓰이는 리모넨 같은 화학물질과 반응하면 휘발성유기화합물(VOCs)로 변해 실내 공기를 악화시킬 수 있다. 리모넨은 오렌지나 레몬향을 내는 데 사용되는 화합물이다. 실제로 연구팀은 공기 중에서 리모넨과 차아염소산, 염소가스가 만나면 어떤 화학반응을 일으키는지 실험했다. 그 결과 이들 화합물은 실내 먼지 같은 다른 오염물질들과 만나서 VOCs나 2차유기에어로졸(SOAs)을 만들어 내는 것이 관찰됐다. 특히 햇빛이 잘 비치거나 조명이 켜진 상태에서는 이런 화학물질 합성 속도가 더 빨라지는 것이 확인됐다. VOCs나 SOAs는 악취나 오존을 발생시키는 대표적인 공기오염물질로 새집증후군이나 미세먼지의 원인으로 지목되고 있다. 더글러스 콜린스 버크넬대 화학과 교수는 “실내에서 표백제를 사용할 때는 창문을 열거나 환풍기를 틀어 놔 환기를 시켜야 건강상 피해를 줄일 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

과제 무관한 논문 성과 활용 41건 최다 ‘갈대 재배 기술’ 신청한 뒤 ‘옥수수’ 제출 공문으로 ‘주의’만… 징계도 솜방망이 국내 최대 농업연구기관인 농촌진흥청이 연간 6500억원이라는 대규모 연구개발(R&D) 비용을 연구 목적과 맞지 않거나 부실한 연구에 ‘깜깜이’ 지원을 했던 것으로 3일 확인됐다. 연구과제는 제주흑우인데 말 연구 결과를 제출받고, 갈대와 관련한 과제에 옥수수를 연구한 논문을 받았다. 특히 농진청의 규정에는 이런 부실 연구에 대해 공문으로 주의를 주는 ‘솜방망이 징계’뿐이었다. 국회 농림축산식품해양수산위원회 소속 더불어민주당 김현권 의원이 농진청에서 제출받은 자료에 따르면 농진청이 연구과제를 수행하면서 연구지침 등 규정을 위반한 사례는 최근 5년간 151건이나 됐다. 농진청의 부실 연구 지원 및 징계 사례를 집계한 건 이번이 처음이다. 위반 유형 중 해당 과제와 무관한 논문을 성과로 활용한 경우가 41건(27.2%)으로 가장 많았다. 최종 보고서 작성이 미흡하거나 소홀한 사례는 31건(20.5%)이었고, 연구과제 수행이 소홀했거나 적정하지 않았던 경우가 20건(13.2%)으로 뒤를 이었다. 이외 연구노트 작성이 미흡하거나, 연구과제 책임자를 변경하는 과정에서 인수인계를 제대로 하지 않은 사례도 있었다. 2012~2015년에 24억 5000만원을 지원한 ‘제주흑우 산업화를 위한 우수 유전형질 탐색 연구’의 경우 제주흑우가 아닌 ‘말’과 관련한 학술발표 3건, 논문게재 1건을 과제의 성과물로 연계했다. 2014~2016년에 진행된 연구 ‘토양개선 효과 증진을 위한 갈대, 두과식물 혼식재배 기술 개발’은 9500만원을 지원했지만 갈대가 아닌 ‘옥수수’ 관련 논문을 제출받았다. 2억 4000만원을 들여 2013~2016년에 연구한 ‘억새 가해 이화명나방의 생물학적 특성 및 피해 해석’도 ‘벼멸구’를 연구한 논문을 해당 과제의 성과로 연결했다. 목적과 완전히 다른 연구결과에도 농진청 규정상 징계는 단순 ‘서류통보’뿐이었다. 실제 농진청은 주의 101건, 경고 40건, 통보 8건, 권고 2건 등을 내렸지만 다시 연구를 입찰할 때 감점 등의 제약을 두는 실효성은 없었다. 또 연구보고서가 부실해도 연구 도중에 문제가 적발되지 않으면 최종보고서 단계에서는 수정이나 보완이 불가능했다. 김 의원은 “농진청이 농업 분야의 최고 인재들에게 수천억원의 예산을 들여 지원하고 있지만, 현장 연구 수요에 비해 과제는 실용적이지 못하다는 비판이 오래전부터 있었다”며 “이런 지적이 이번에 사실로 확인됐다”고 말했다. 김진아 기자 jin@seoul.co.kr

“나 요즘 다이어트 시작했어”라고 말하는 사람들을 보면 가장 먼저 식단을 육류와 탄수화물류를 빼고 신선한 야채와 과일로 바꾼다. 실제로 조리 음식이 장내미생물의 종류와 숫자에 영향을 미친다는 연구결과가 나왔다. 미국 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 미생물학·면역학과, 글래드스톤 연구소, 하버드대 시스템생물학센터, 인간진화생물학과, 화학·화학생물학과, 로렌스 버클리국립연구소 환경유전학및시스템생물학부, 에너지부(DOE) 산하 조인트게놈연구소, 보스턴대 의학과, 캐나다 맥길대 마이크로옴·질병센터 공동연구팀은 조리된 음식이 장내 미생물을 변화시킨다는 사실을 확인했다고 2일 밝혔다. 이같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 미생물학’ 1일자에 실렸다. 지금까지 많은 연구에서 장내 미생물은 만성염증, 체중증가는 물론 암 발생까지 건강에 다양한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 식단이 장내미생물에 어떤 영향을 미치는지 구체적으로 확인하기 위해 생후 21일된 생쥐 24마리를 4그룹으로 나눠 생고기, 조리된 고기, 생야채, 조리된 야채를 8주 동안 먹였다. 실험에 사용된 야채는 고구마, 감자, 옥수수, 완두콩, 당근, 사탕무였다. 8주 뒤 각각의 생쥐들 장내미생물을 채취해 분석한 결과 생고기와 조리된 고기를 먹은 생쥐들의 장내미생물은 크게 차이를 보이지 않았지만 야채의 경우는 조리된 것과 그렇지 않은 것들을 먹은 생쥐들 장내미생물의 종류나 숫자에 차이를 보였다. 연구팀은 생쥐 실험결과를 바탕으로 사람에게도 비슷한 결과가 나타나는지 확인하기 위해 8명의 건강한 남녀 대학생을 두 그룹으로 나눠 3일 동안 각각 조리된 음식과 조리되지 않은 음식만을 먹도록 한 뒤 분변 검사를 실시했다. 그 결과 사람에게서도 생쥐들과 똑같은 연구결과를 얻었다. 생쥐나 사람이나 조리되지 않은 음식을 먹는 사람들의 장내미생물 숫자와 종류가 다양한 것으로 조사됐으며 외부에서 침투하는 각종 세균이나 바이러스에 대항할 수 있는 면역력을 가진 장내미생물이 많은 것으로도 확인됐다. 조리된 음식을 많이 먹는 사람의 장내미생물들은 영양분을 더 많이 흡수하도록 돕기는 하지만 외부에서 침투한 물질에 대한 저항성은 낮은 것으로 나타났다. 피터 턴보 UCSF 교수는 “그동안 장내미생물 변화는 탄수화물 대사 변화 때문에 나타나는 것으로 알려져 있는데 이번 연구를 통해 장내미생물 군집 변화가 야채나 채소에 포함된 화학물질 때문에도 나타날 수 있다는 것을 밝혀낸 것이 이번 연구의 의미”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 울산 지역의 대기를 분석한 결과 새로운 유해물질들이 많이 포함돼 있다는 사실을 밝혀냈다. 이 때문에 미세먼지가 조금만 오더라도 다른 지역보다 더 심각한 피해를 입을 수 있다는 분석이다. 울산과학기술원(UNIST) 도시환경공학부 최성득 교수팀은 울산 지역 대기 중 신종유해물질 분포를 조사해 오염지도를 만들었다고 1일 밝혔다. 이번에 만들어진 오염지도를 보면 울산 대기 중에 할로겐화 다환방향족탄화수소(Halo-PAHs)라는 신종 유해물질이 포함돼 있는 것으로 확인됐다. Halo-PAHs은 유기물이 불완전 연소되면서 나오는 것으로 암과 유전자 변이를 일으키는 것으로 알려져 있는 다환방향족탄화수소가 염소나 브롬 같은 결합하면서 독성이 증가된 물질이다. Halo-PAHs는 연료사용이나 산업활동 중에 생성되는 것으로 발암성이 확인됐지만 아직 국내에서는 이 물질이 많이 발견되지 않아 대기 기준이 마련되지 않은 상태이다. 이 같은 연구결과는 환경 분야 국제학술지 ‘유해물질 저널’에 실렸다.연구팀은 울산 지역 20개 지점에서 수동 대기채취기를 이용해 공기를 모아 분석하는 방식으로 진행됐는데 대기오염물질로 관리되고 있는 다환방향족탄화수소(PAHs) 13종과 신종유해물질 35종의 현황을 파악했다. 그 결과 신종유해물질들은 산업단지 주변에서 특히 많이 검출됐는데 신종유해물질이 포함된 상태에서 이들 지역의 대기 위해성은 기존 유해물질만 측정했을 때보다 26% 이상 증가하는 것으로 나타났다. 35종의 Halo-PAHs는 염소화(Cl)PAHs 24종과 브롬화(Br)PAHs 11종으로 나뉘는데 염소화PAHs는 석유화학, 조선, 비철단지 중심으로 높게 나타났고, 브롬화PAHs는 석유화학, 자동차 단지 부근에서 비중이 높게 측정됐다. 연구팀에 따르면 울산에서 측정된 신종유해물질 농도는 인접한 부산은 물론 일본 도쿄, 중국 베이징 등 동북아 주요도시보다 높은 수준이다.최성득 UNIST 교수는 “Halo-PAHs는 비교적 최근에 등장한 것으로 실태조사가 제대로 이뤄지지 않고 있어서 제대로 관리되지 못하고 있는 상황”이라며 “이번 연구는 울산 지역의 미세먼지 농도가 낮아도 독성은 더 높을 수 있다는 주장을 뒷받침하는 증거가 될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 빛을 받으면 활성화돼 일반 세포에는 아무런 영향을 미치지 않고 암세포만 선택적으로 제거할 수 있는 나노물질을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구단 김광명 박사팀은 스스로 특정 형태를 만드는 자가조립 나노물질을 이용해 정상조직에는 영향을 주지 않고 암세포만 선택적으로 제거할 수 있는 기술을 개발했다고 1일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘바이오머티리얼즈’에 실렸다. 최근들어 첨단 레이저 기술을 활용해 종양만을 선택적으로 제거할 수 있는 방법들이 속속 개발되고 있다. 그렇지만 레이저를 이용해 암세포를 죽이는 광역학 치료기술은 빛에 반응해 화학적 변화를 일으키는 광과민물질이나 이를 포함한 나노입자를 투여한 다음 강한 레이저를 이용해 치료한다. 문제는 나노입자가 정확히 종양부위에만 달라붙는 것이 아니어서 치료효율이 낮아 일부 피부와 가까운 쪽에 발병한 피부암 등에만 제한적으로 적용할 수 있었다. 또 레이저 출력이 강해 피부를 태우는 등 안전 문제도 지적돼 왔다.연구팀은 항암효과를 갖고 있으며 스스로 나노구조를 만들어 내는 항암전구체 나노물질을 개발했다. 이 물질을 투여하면 종양조직만 찾아가 서서히 축적된다. 이렇게 축적된 뒤 저선량의 레이저를 쪼여주면 피부를 투과한 레이저에 반응한 나노물질이 항암제를 방출해 암 조직을 제거하는 원리이다. 특히 종양까지 항암제가 전달되는 동안은 나노물질 안에 있다가 레이저로 자극됐을 때만 활성화되면서 항암효과를 드러내도록 함으로써 암조직 뿐만 아니라 일반 정상조직까지 건드리는 것을 피했다. 김광명 KIST 박사는 “이번에 개발한 치료법은 레이저 기술과 나노기술, 전구체 기술을 활용해 독성 없이 암을 완전 사멸시킬 수 있도록 했다”라며 “이번 기술은 차세대 항암 치료기술과 항암제 신약개발에 크게 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

소, 돼지고기 등 붉은 고기(적색육)가 암과 심장병 등의 발병률을 높이는 것으로 알려져 있다. 그렇다면 이런 고기로 만들어진 수많은 음식을 끊어야 할까? AP통신이 30일(현지시간) 보도한 국제 연구진의 논문에 따르면 꼭 그럴 필요는 없을 것 같다. 이날 발표된 논문은 적색육 섭취에 따른 위험 증가가 미미하고 확실하지 않다고 결론 맺고 있다. 그렇다고 적색육이나 핫도그, 베이컨 등에 쓰이는 가공육이 건강에 좋으며, 더 많이 먹어야 한다는 얘긴 아니다.기존 연구와 배치되는 이번 연구결과는 미국 저명 과학자 집단에게 신속하게 공격을 받았다. 과거 연구는 보통 이런 고기를 암, 심장병 등 질병과 연관시켰지만, 그런 관계를 뒷받침할 증거가 약하다는 게 이번 연구의 골자이기 때문이다. 학술지 ‘내과연보’는 해당 연구논문이 앞서 은밀한 게재 철회 압력을 받았다고 밝혔다. 논문은 북미와 서유럽에서 일주일에 평균 2~4번 적색육이나 가공육을 먹는다는 점에 주목, 고기를 적게 먹는 것이 암 발병에 얼마나 큰 영향을 주는지를 측정하려 했다. 연구에 따르면 일주일에 적색육 섭취를 3번 줄이면 암 사망률은 고작 0.007% 줄어들었다. 연구진들은 이 분석에 따라 굳이 건강상의 이유로 적색육 섭취를 줄일 필요가 없다고 밝혔다. 하지만 그러면서도 동물복지나 생산 과정 등 다른 요소를 고려하지 않은 연구결과임을 강조하며 자신들이 충고를 강하게 할 수 없음을 인정했다. 논문 저자들 사이에서도 의견이 엇갈렸다. 공동저자 중 하나인 캐나다 맥매스터 대학 고든 가이아트 박사는 “적색육과 가공육이 건강에 큰 위험을 가지고 있다고 생각하지 않는다”면서 “다만 동물복지나 환경적인 이유로 나는 그런 고기를 소비하지 않는다”고 말했다. 14명 중 3명은 적색육과 가공육 섭취를 줄이는 것을 지지한다고 밝혔다. 논문 철회를 요구한 학자들 중엔 논문 공동저자도 있다는 게 AP통신의 설명이다. 김민석 기자 shiho@seoul.co.kr

잠들기 전 침대 한 쪽을 톡톡 두드리면 전등이 꺼지고 시계를 건드리면 자동으로 기상 알람을 맞출 수 있게 되는 등 접촉만으로도 사물을 인식할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 카이스트 전산학과 이성주 교수팀은 기존에 스마트폰 카메라나 RFID 같은 전자태그를 이용하지 않고 접촉만으로도 높은 정확도로 사물을 인식해 반응할 수 있는 기술을 개발했다고 1일 밝혔다. 이번 연구결과는 지난달 컴퓨터 분야 국제학회인 ‘ACM 유비콤프’에서 발표됐다. 스마트 기기를 이용해 사물을 인식하는 방법으로는 카메라를 이용해 사진을 찍는 방법과 RFID 전자태그를 붙여 사용하는 법이 있다. 문제는 카메라를 이용할 때는 사진을 찍어야 하고 어두운 곳에서는 사용하기 힘들다는 점이 있다. RFID 전자태그를 사용할 때는 모든 사물에 태그를 부착해야만 인식할 수 있기 때문에 번거롭고 태그를 구입하는 가격도 만만치 않다. 연구팀은 이런 불편함을 없애기 위해 카메라나 RFID를 사용하지 않고도 사물을 인식할 수 있는 ‘노커’라는 기술을 개발했다. 노커는 물체를 톡톡 두드리는 노크로 나타난 반응을 스마트폰에 내장된 마이크, 가속도계, 자이로스코프로 감지한 다음 인공지능 기계학습 기술로 분석해 사물을 인식하는 원리이다.연구팀은 노커 기술로 책, 노트북, 물병, 자전거 같은 일상에서 흔히 접할 수 있는 23종의 사물로 실험한 결과 혼잡한 도로, 식당 같은 잡음이 많은 공간에서는 83%의 사물인식 정확도를 보였고 가정 같은 실내 공간에서 사물인식 정확도는 98%나 된다는 것을 확인했다. 이성주 카이스트 교수는 “이번 연구는 특별한 센서나 하드웨어 없이 기존 스마트폰의 센서와 기계학습을 활용함으로써 스마트폰 사용자라면 누구나 쉽게 사용할 수 있어 의미가 크다”라며 “일상생활에서 스마트폰을 활용해 다양하고 새로운 서비스를 가능하게 해줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

요즘은 스마트폰에 전화번호를 저장해놓는 것은 물론 왠만한 정보는 다 검색해 찾아볼 수 있기 때문에 예전에 비해 많은 것을 머리에 담아둬야 한다는 강박관념이 줄어들었다. 기억에 대한 부담이 줄어든 대신 기억력이 쇠퇴하는 것 같다는 느낌도 강하게 든다. 실제로 자신의 집 전화번호나 가족 전화번호를 기억하지 못하는 이들도 많다. 이 때문에 젊은 사람들도 무언가 기억이 잘 나지 않을 때 농담처럼 ‘치매오는 것 아냐’라고 말하곤 한다. 가끔 잊어버리는 것이 아니라 기억력에 스스로 이상을 느끼는 경도인지장애를 겪는 사람이 치매에 걸릴 가능성을 간단한 피검사로 확인할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 서울대 의대, 생명과학부, 고려대 화학과 공동연구팀은 경도인지장애 환자 중에서 알츠하이머로 진행되는 환자를 선별해 내는 방법을 찾았다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘프로그래스 인 뉴로바이올로지’ 30일자에 실렸다. 치매의 원인은 다양한데 뇌에 베타아밀로이드 단백질이 쌓이면서 뇌세포가 손상되는 알츠하이머가 치매 원인의 70% 가량을 차지하고 있다. 특히 기억력에 이상을 호소하는 인지장애 환자 중 50%가 알츠하이머로 진행되는데 뇌세포가 손상된 이후 발견하면 치료나 질병의 진행을 늦추기 어려워진다. 문제는 경도인지장애가 치매로 발전할 가능성이 있는지 확인하기 우해서는 아밀로이드PET(양전자방출단층촬영)를 사용해야 하는데 비용이 비싸 환자들에게 부담이 된다. 연구팀은 피 속에 존재하는 여러 단백질들 중 뇌 속 베타아밀로이드 단백질과 상관관계를 갖고 있는 것이 있을 것이라는 것에 착안해 단백질체학을 기반으로 뇌에 베타아밀로이드 단백질이 증가할수록 변화되는 혈액 내 단백질 후보물질을 발견했다. 효소면역 측정법을 활용해 후보 단백질 중 LGALS3BP, ACE, Periostin, CDH5 4가지 물질이 뇌 속 베타아밀로이드 축적정도를 가장 잘 알려준다는 사실을 확인했다. 이번 연구를 바탕으로 경도인지장애 환자 107명을 대상으로 혈액 측정으로 뇌 속 베타아밀로이드 단백질 축적여부를 예측하고 PET 데이터와 대조해본 결과 정확도가 83.9%로 나타났다. 묵인희 서울대 의대 교수는 “이번 연구결과가 상용화될 경우 간단한 혈액검사만으로 경도인지장애 환자의 치매 진행 여부를 예측할 수 있어 치매예방과 진행 억제에 도움을 줄 수 있을 것”이라며 “추가 연구를 통해 예측정화도를 90% 이상 높이도록 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

얼음이 물로, 물이 기체로, 물이 얼음으로 바뀌는 현상을 과학에서는 상(相)변화라고 한다. 국내 연구진이 상변화 과정 중 고체가 액체로 변할 때 분자배열 변화모습을 실시간으로 관찰하는데 성공했다. 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단과 울산과학기술원(UNIST) 물리학부 공동연구팀은 그래핀 위에서 풀러렌이라는 물질의 분자결정이 액체로 상전이하는 과정을 단일 분자수준에서 관찰할 수 있는 방법을 발견했다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 27일자에 실렸다. 물질이 온도, 압력, 외부 자기장 같은 조건에 따라 하나의 상태에서 다른 상태로 바뀌는 현상을 상전이라고 하는데 기체가 액체가 바뀌는 응축, 액체가 고체로 바뀌는 응고현상 등이 대표적이다. 흔히 볼 수 있는 현상이지만 단일 원자나 분자 수준에서 정밀하게 관찰하기는 쉽지 않다. 특히 액체 상태에서는 분자 배열이 불규칙적이고 움직임이 활발하기 때문에 단일 분자들의 위치를 실시간 측정하는 것은 거의 불가능했다. 연구팀은 꿈의 신소재 그래핀 위에 풀러렌 분자 결정을 만든 뒤 단일 분자들의 움직임을 전자현미경으로 관찰하는 방법을 찾았다. 풀러렌은 탄소원자들이 오각형이나 육각형 모양으로 모여 축구공 같은 구형 분자를 구성하는 물질로 분자를 구성하는 탄소 갯수에 따라 C60 풀러렌, C70 풀러렌 등으로 불린다. 1985년 이 분자구조를 처음 발견한 과학자들은 1996년 노벨 화학상을 수상하기도 했다.풀러렌 분자가 구형이고 전자빔을 쪼이더라도 안정성이 높아 전자현미경으로 관찰하기가 쉽다. 이에 연구팀은 수차보정 투과전자현미경이라는 장치를 이용해 풀러렌 분자결정이 액체로 상전이하는 과정을 정밀하게 관찰하고 단일 분자의 실시간 움직임을 동영상으로 촬영했다. 특히 고체가 액체로 변하는 과정에서 분자들이 정렬된 고체영역과 불규칙한 액체영역이 섞여있음도 확인했다. 김관표(연세대 물리학과 교수) IBS 나노의학연구단 연구위원은 “이번 연구는 이전에 컴퓨터 시뮬레이션으로 상전이 현상을 연구한 것과 달리 실제 분자결정이 액체로 상전이 하는 현상을 직접 관찰했다는데 의미가 크다”라며 “고체에서 액체로 상전이 관찰은 의약품의 체내 흡수 과정 같은 나노입자의 융해 반응 연구에 적용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr