녹음이 우거진 숲길을 걸으면 가슴이 탁 트이고 마음이 맑아진다. 숲속에서 스트레스를 해소하고 건강을 챙기는 사람들이 늘고 있다. 숲은 단순히 건강에 좋을 뿐 아니라 몸과 마음에 걸린 병을 고치는 효과가 있다. 백두대간 소백산 자락에 들어선 국립산림치유원은 산림휴양 및 산림치유 체험을 할 수 있는 곳이다. ‘산림치유’라는 주제로 국내 최초로 조성된 복합 단지다. 산림청이 경북 영주시 봉현면과 예천군 효자면 일대 142㏊ 부지에 1500억원의 공사비를 들여 지난 2015년 11월 완공했다. 고도원 원장은 “백두대간의 수려한 산림자원을 이용해 국민건강을 증진하고 삶의 질을 향상시키는 공간”이라며 “산림치유 서비스를 제공할 뿐 아니라 산림치유 효과 분석 및 연구, 교육 기능을 통해 산림치유의 허브 역할을 할 것”이라고 말했다. 고 원장은 마음을 다스리고 치유하는 ‘고도원의 아침편지’로 유명하다.-‘고도원의 아침편지’로 널리 알려져 있다. “김대중 정부 시절 대통령 연설문 담당 비서관으로 근무하면서 몸과 마음이 탈진했다. 머리가 터질 것 같았다. 졸도로 쓰러지기도 했다. 요즘 말로 ‘번 아웃’(burn out) 된 것이다. 이런 일을 겪은 후 삶의 우선순위가 바뀌기 시작했다. 스스로 치유해야 했다. 극심한 스트레스를 해소하고 흔들리는 마음을 되돌아보고 다잡기 위해 몇몇 지인들에게 아침편지를 이메일로 보내기 시작했다. 아침에 30초 동안 시간을 내서 편지를 읽으며 명상을 하고 마음을 치유하자는 취지에 많은 사람이 공감했다.” -아침편지에 어떤 내용을 담고 싶었나. “절망에 빠져 상처받은 마음을 달래주고 새로운 희망을 얘기하고 평화를 주고 있다. 2001년 8월 1일 첫 아침편지의 주제는 ‘희망’이었다. 중국의 사상가이자 문인이 루쉰(1881~1936)이 쓴 글 ‘고향’ 중 ‘희망’에 관한 글에 설명을 달았다. 내용은 이렇다. ‘희망은 본래 있다고도 할 수 없고 없다고도 할 수 없다. 그것은 마치 땅 위의 길과 같은 것이다. 본래 땅 위에는 길이 없었다. 걸어가는 사람이 많아지면 그것이 곧 길이 되는 것이다.’ 희망은 처음부터 있는 게 아니다. 희망을 절망에 굴복하지 않고 이를 극복하는 과정에 생겨난다. 희망이 있다고 믿는 사람에게는 희망이 있고, 희망 같은 것은 없다고 생각하는 사람들에게는 실제 희망은 없다. 일상과 회사에서 극심한 스트레스에 시달리던 사람도 ‘잠깐 멈춤’을 통해 자신을 되돌아보고 명상을 실천하며 희망을 찾도록 하는 게 목표다.” -아침편지를 통해 아픈 마음을 위로하는 작업과 산림치유는 어떻게 연결되나. “바쁜 일상 중 잠시 숨을 멈추고 뒤를 돌아보며 마음을 추스르며 치유하는 것은 글로도 할 수 있고 산속에서 몸과 마음을 내려놓는 것을 통해 할 수도 있다. 숨 가쁘게 달려온 일상생활에서 잠깐 멈추고 자신을 되돌아보는 데는 장소가 매우 중요하다. 그곳이 바로 자연이요, 산이다. 숲속에서 새소리, 바람 소리를 들으며 조용히 앉아 있거나 잠깐 걸어도 정서가 순화되는 것을 느낄 수 있다. 2010년 충북 충주에 설립한 명상치유센터 ‘깊은 산속 옹달샘’을 운영하면 이런 효과를 확인할 수 있었다. 이곳은 하룻밤 300~400명이 숙박하며 몸과 마음을 추스르고 새로운 꿈을 찾고 있다. 연간 10만명 이상이 찾아오고 있다. 이곳은 한국관광공사가 선정한 국내 웰니스 관광(힐링+관광)지 25군데 중 한 군데로 선정되기도 했다. 옹달샘을 운영하면서 익힌 경험을 국가기관에 접목시켜 더 체계적이고 깊이 있게 국민을 치유하는 작업을 하고 있다. 산림치유원을 힘들고 지친 삶을 위로하고 활력을 되찾아주는 공간으로 만들고자 한다.” -산림을 통한 치유 효과는. “산림치유는 숲속 생활을 통해 면역력을 높이고 신체적·정신적 건강을 회복시키는 활동이다. 실제 병이 생기기 직전 숲에 들어와 거닐고 명상하고 휴식을 취하면서 몸과 마음에 활력을 되찾고 새로운 꿈과 희망을 발견하는 사람들을 많이 목격했다. 숲속에 잠시 머무르는 것만으로도 새로운 에너지로 충만 되는 것을 느낄 수 있다.” -산림치유 효과의 과학적 근거가 있나. “숲은 바라만 보는 것만으로 마음이 안정된다. 숲속에서는 피톤치드는 물론 뇌에서 발생하는 알파파가 증가해 심리적 안정을 회복하고 긍정적인 감정이 증가한다는 연구결과가 있다. 산림치유원이 마련한 산림치유센터인 ‘힐링 솔루션’ 프로그램에 참여한 사람들을 대상으로 조사한 결과, 산림은 우울·신체·분노 증상 등 업무와 관련된 스트레스 해소에 긍정적인 효과가 있는 것으로 나타났다. 또 소방공무원 272명을 대상으로 외상 후 스트레스 회복력 강화를 위한 산림치유 프로그램을 운영한 결과, 외상 후 스트레스 지수 고위험군이 17명에서 11명 감소한 6명으로 줄어든 것으로 나타났다. 특히 숲에서 가벼운 운동을 경험한 노인들의 면역력이 높아지고, 항암 및 노화를 지연시키는 멜라토닌 체내 농도가 증가한 것으로 나타났다. 또 우울증·혈압·아토피 치유 효과도 있다. 이런 과학적 데이터를 바탕으로 산림치유에 대한 체계적·장기적 연구를 진행해 대상·증상별 맞춤형 프로그램을 마련하겠다. 이 과정을 통해 많은 국민이 산림치유 효과를 경험할 수 있을 것이다.” -산림치유를 위해 어떤 프로그램을 운영하고 있나. “산림치유원은 건강증진센터, 수(水)치유센터, 장·단기 숙박시설, 치유숲길, 산림치유문화센터 등을 운영하고 있다. 치유정원은 향기·맨발·한방체험·음이온 정원 등으로 구성되어 있으며 소백산과 묘적봉, 천부산 등을 연결한 50㎢의 치유 숲길도 있다. 특히 힐러(치유자)를 적극 양성해 이곳에 들어온 사람들이 좋은 힐러를 만나 치유를 받고 삶의 에너지를 회복해 일상생활에 복귀하도록 하겠다. 지난해 9만여명이 다녀갔다.” -새로운 사업을 하고 싶다면. “한반도에 평화가 정착되어 북한 평양 근교나 비무장지대(DMZ)에도 산림치유를 주제로 한 힐링센터를 세우고 싶다. 또 청소년수련센터도 만들고 있다. 입시 경쟁에 내몰리는 청소년들에게 웅대한 꿈을 키워주고 희망을 갖게 해 우리 사회를 이끌어갈 훌륭한 리더를 양성하고 싶다.” -앞으로 목표는. “산림치유는 미래의 유망산업이 될 것이다. 숲이 주는 힐링 효과를 경험하는 국민들이 늘고 있다. ‘아프면 산에 가면 산다’는 말도 있지 않은가. 실제로 주변에서 약봉지를 달고 살던 이들이 산속에서 치유되면서 비타민만 먹는, 건강한 사람으로 거듭나는 것을 봤다. 가정 내에서의 갈등, 직장 생활에서의 갈등 등에서 오는 현대인의 정신적 스트레스도 산에서 날려버릴 수 있다. 국립산림치유원을 산림치유의 메카이자 세계적인 산림치유의 허브로 키우겠다.” 최광숙 선임기자 bori@seoul.co.kr ■ 고도원 원장은 누구 김대중 대통령 연설 담당 비서관… ‘고도원의 아침편지’ 유명 목사인 아버지의 뜻에 따라 연세대 신학과에 진학했으나 1975년 대학신문인 ‘연세춘추’ 편집국장을 맡으면서 쓴 사회 비판적 칼럼이 문제가 되어 긴급조치 9호로 제적됐다. 강제 징집돼 군 복무를 마치고 사회에 나온 이후 ‘뿌리 깊은 나무’와 중앙일보 기자로 20여년 동안 언론인으로 활동했다. 김대중 대통령 시절 5년 동안 연설 담당 비서관으로 대통령 연설문을 썼다. 2001년 8월부터 지인들에게 보내기 시작한 ‘고도원의 아침편지’는 현재 384만명이 받아보고 있다. 2009년 충북 충주에 명상과 산림치유를 접목시킨 명상치유센터인 ‘깊은 산속 옹달샘’을 열었다. 지난해 10월 제2대 국립산림치유원장에 취임했다.

기후 과학자들이 전 세계 190여 개 국가가 맺은 ‘파리기후협약’에 따라 지구 평균온도 상승을 산업혁명 이전과 비교해 2도 미만으로 유지하더라도 북극 빙하가 완전히 사라질 수 있다는 충격적인 연구결과를 내놨다. 기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단, 부산대, 연세대 대기과학과, 호주 뉴사우스웨일스대(UNSW) 수학·통계학부, 미국 신시내티대 수리과학부 국제공동연구팀은 수 십개의 기후 모형을 고려해 좀 더 예측 정확도가 높아진 새로운 통계기법을 개발해 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 9일자에 발표했다. 이번에 새로 개발된 모델을 적용할 경우 산업혁명 이전 대비 기온이 2도 상승했을 때 ‘9월 북극빙하’ 면적이 완전히 녹을 가능성은 28%로 예측됐다. 북극 빙하는 9월에 급격히 녹았다가 3월에 가장 커지기 때문에 9월 북극빙하 면적을 기후 변화의 척도로 본다. 현재와 같은 파리기후협약만으로는 북극빙하가 줄어드는 것을 완전히 차단할 수 없다는 것이다. 2015년 프랑스 파리에서 190여 개 국가가 전지구 평균기온 상승을 산업혁명 이전 대비 1.5도 이하로 제한하기 위해 노력하고 최소한 2도 미만으로 유지한다고 협약을 맺었다. 온실가스 최대 배출국 중 하나로 꼽히는 미국은 도널드 트럼프 대통령 취임 이후 파리기후협약에서 탈퇴하기도 했다. 미래 기후변화를 예측할 때는 과거 대기, 해양, 빙하 등 주요요소들이 변화하는 과정을 설명하는 방대한 양의 수식을 바탕으로 한 물리적 이해를 토대로 한다. 현재는 전 세계적으로 40여 개 이상의 기후 모형들이 활용되는데 이들은 서로 다르게 미래 기후를 예측하고 있다. 수학자, 통계학자, 기후학자들이 모인 연구팀은 ‘마르코프 연쇄 몬테카를로’(MCMC) 기법을 이용해 기존 31개 기후 모형들을 종합적으로 고려할 수 있는 통계기법을 만들어 냈다. 기존 통계 예측법은 다른 통계기법의 일부 수식을 공유하거나 같은 계산기법을 사용해 상호의존성을 보이지만 이번에 개발된 예측 통계기법은 기존 모형들과 전혀 의존성이 없다는 것이 특징이다.이번 통계기법에 따라 분석한 결과 산업혁명 전 대비 전지구 기온상승이 1.5도가 될 경우 북극해빙이 완전히 사라질 확률은 최소 6%, 2도 상승에 이르면 확률이 28%까지 증가할 것이라는 결과가 나왔다. 이준이(부산대 교수) IBS 연구위원은 “전지구 평균온도가 이미 산업혁명 이전과 비교해 1도 이상 상승한 상태이고 지금 추세라면 2040년에 1.5도 상승에 이를 가능성이 높다”라면서 “이번 연구는 기후변화의 중요한 척도인 북극빙하 유실 가능성을 수치로 제시함으로써 지금보다 더 엄격한 기후변화 대응 정책이 필요하다는 것을 강조하고 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 젊은 수학자가 같은 약인데도 사람마다 약효가 다르게 나타나는 이유와 동물실험 결과와 사람을 대상으로 한 임상시험 결과가 달라지는 이유를 미분방정식으로 풀어내 화제가 되고 있다. 카이스트 수리과학과 김재경 교수와 글로벌 제약사 화이자의 청 장 박사 공동연구팀은 동물실험과 임상시험간 차이가 발생하는 원인과 사람마다 발생하는 약효의 차이를 보이는 이유를 수학적으로 풀어내고 그 해결책을 마련했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘분자시스템 생물학’ 8일자에 실리고 7월호 표지논문으로도 선정됐다. 이번 연구를 주도한 김 교수는 2016년 화이자가 개발 중인 생체리듬 조절과 관련된 신약 효과를 예측하고 검증하는 연구를 맡아 3년 동안 6000만원씩의 연구비를 지원받기로 알려지면서 이미 화제가 된 바 있다. 보통 신약 개발을 위해서는 약효가 있는 후보물질을 찾은 뒤 쥐나 원숭이 등 동물을 대상으로 한 전임상실험을 실시한다. 전임상실험에서 문제가 없는 경우 사람을 대상으로 한 임상시험을 3차례 실시하고 약으로 만들어져 상용화되는 과정을 거치게 된다. 문제는 동물에서는 약효가 나타났지만 사람에게서 나타나지 않거나 사람마다 효과가 다르게 나타나는 경우가 있어서 신약 개발 과정이 중단되는 경우가 많다. 연구팀은 수면장애와 관련한 치료제 개발에 초점을 맞춰 연구를 실시했다. 수면 장애는 맞춤형 치료 분야에서 의외로 개발 속도가 느리다. 쥐는 사람과 수면시간이 정반대인 야행성 동물이기 때문에 수면시간 조절 치료제가 생쥐에게는 맞더라도 사람에게는 효과가 없는 경우가 많다. 이 같은 현상의 원인을 밝혀내면 신약개발이 중단되지 않지만 이를 해석해 내지 못하면 신약개발에 어려움을 겪게 된다.연구팀은 미분방정식을 이용해 가상 실험과 실제 실험을 결합시켜 비교분석했다. 미분방정식은 고등학교 때 배우는 미분으로 만들어지는 방정식으로 시간에 따라 변화하는 현상을 설명하고 예측되는데 많이 활용된다. 분석 결과 주행성인 사람은 야행성 쥐에 비해 빛 노출 때문에 약효가 더 많이 반감된다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 또 사람마다 약효가 달라지는 원인이 수면시간을 결정하는 생체시계 단백질 ‘PER2’ 발현량이 달라지기 때문이라고 밝혀냈다. PER2 양이 낮에는 증가하고 밤에는 감소하기 때문에 투약 시간에 따라 약효가 바뀐다는 것이다. 연구팀은 이를 바탕으로 웨어러블 기기를 이용해 환자의 수면 패턴과 투약에 따라 수면패턴이 어떻게 달라지는지 추적해 최적화된 투약시간을 찾아내 정상적 수면이 가능하도록 한 ‘환자 맞춤형 시간치료법’을 개발했다.김재경 교수는 “이번 연구는 개인별 맞춤형 치료가 가능하도록 한 시간치료법을 수학적으로 개발했다는데 의미가 크다”라며 “외국에서는 수학이 의약학 분야에서도 활발히 사용되고 있는데 이번 연구를 계기로 국내에서도 수학과 다른 분야와의 통합 연구가 활발해졌으면 한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

여름 휴가철이 다가오면서 피서 계획을 세우면서도 막히는 길을 생각하면 벌써부터 한숨을 쉬는 사람들이 많다. 설이나 추석 명절이나 연휴기간, 여름 휴가철 전국의 고속도로는 주차장을 방불케 할 정도로 꽉 막혀 있다. 2~3시간을 가다서다를 반복하다가도 갑자기 뻥 뚫리기도 해 과학자들은 ‘유령정체’라고 부르기도 한다. 그런데 인공지능(AI) 기술이 등장하면서 이 같은 길막힘 현상은 한층 덜해질 것으로 전망된다. 5~15분 뒤 도로 상황을 예측해 알려줌으로써 운전자들이 사전에 대비할 수 있게 해주는 기술이 나왔다. 울산과학기술원(UNIST) 전기전자컴퓨터공학부, 러시아 국립고등경제대학교, 미국 퍼듀대 전기컴퓨터공학부 공동연구팀은 AI 기술을 바탕으로 교통정체 원인을 파악하고 특정 도로의 미래 상황을 예측해 시각화하는 시스템을 개발했다고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국전기전자공학회(IEEE)에서 발행하는 국제학술지 ‘IEEE 비주얼라이제이션 앤 컴퓨터 그래픽스’ 실릴 예정이다. 현재 많은 지방자치단체에서는 지능형 교통체계(ITS)를 구축하는 등의 방법으로 교통정보를 수집했는데 대량의 데이터를 분석하고 교통상황을 예측하는데 한계가 있었다. 연구팀은 AI를 바탕으로 교통상황을 분석하는 예측하는 기술과 결과를 시각화하는 기술을 개발해 결합시켰다. 교통상황 예측 기술은 AI 심층학습 기술로 특정 구간의 과거 평균 이동속도, 도로망, 주변 도로의 정체상황, 혼잡시간 정보 등을 학습시켜 교통 정체를 예측한다. 이 기술을 바탕으로 울산시 교통정보를 분석한 결과 특정 도로의 평균 이동속도를 시속 4㎞ 내외의 오차로 예측할 수 있게 됐다. 또 연구팀은 ‘VS리버스’라는 시각화 기술로 도로별 통행하는 차량 수와 평균 이동속도를 한 눈에 볼 수 있도록 했다.이번 기술이 활용되면 현재 차량 속도는 물론 15분 뒤 차량 속도와 정체구간을 예측할 수 있게 된다. 예를 들면 단순히 “차량이 가다 서다를 반복하고 있다”라는 교통안내가 아닌 “현재 ㅇㅇㅇ 도로가 가장 막혀 시속 10㎞로 이동하고 있는데 15분 뒤 시속 40㎞로 속도를 회복할 수 있을 것”이라는 안내를 받을 수 있게 된다. 이번에 개발된 시스템은 현재 울산교통방송에서 활용 중에 있으며 광주, 대전, 부산, 인천 교통방송에서도 활용될 예정이다. 이와 함께 이 기술을 활용하면 교통경찰이 신호제어를 통해 도로 혼잡을 사전에 통제할 수 있게 되거나 내비게이션 서비스에 제공해 보다 최적화된 도로를 찾고 도착시간을 정확히 예측할 수도 있게 될 것으로 보인다. 고성안 UNIST 전기전자컴퓨터공학부 교수는 “이번 기술은 도시교통정보센터(UTIC) 웹사이트에 구현해 누구나 쉽게 도로 교통상황을 파악할 수 있도록 해주기 때문에 교통방송이나 내비게이션에 연동해 최적 경로를 찾는데 도움이 될 것”이라며 “AI 기술이 적용된 시스템은 도시의 고질적 문제인 교통체증을 획기적으로 줄일 수 있을 것으로 기대된다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전 세계적으로 한국 학부모들만큼 아이들 학업성적에 관심을 갖는 부모들은 없다. 자세히 뜯어보면 모든 것을 긍정적으로 바라볼 수만은 없지만 버락 오바마 전 미국 대통령도 한국 학부모들의 교육열에 대해 여러 번 언급할 정도이다. 많은 학부모들은 아이들이 엉덩이에 자석이라도 붙여놓은 듯 진득하니 책상 앞에 앉아있어야 공부를 하는 것으로 인식하는 경우가 많다. 그렇지만 성적을 올리고 학습효율을 높이기 위해서는 하루 10분 이상, 4000보 이상 산책 같은 가벼운 운동을 하는 것이 좋다는 연구결과가 나왔다. 미국 오레곤보건과학대 의대 신경과학과 연구진은 짧은 시간이나마 규칙적으로 운동하는 것이 건강 뿐만 아니라 학습능률을 높이고 기억력을 향상시키는 등 두뇌활동에도 도움이 된다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘e라이프’ 최신호에 실렸다. 지금까지 많은 연구들이 규칙적인 운동이 심장이나 근육을 포함해 여러 장기의 건강을 유지하는데 도움이 된다는 사실에 초점을 맞춰왔다. 연구팀은 운동으로 건강한 심장이 유지되면 뇌를 포함한 전신에 산소를 빠르게 공급한다는 점에 착안해 운동이 뇌에 미치는 영향에 주목했다. 연구팀은 학습 중간에 운동시간을 포함시킨 생쥐와 운동시간 없이 학습시간만 길게 가진 생쥐들 사이에서 학습능률이나 기억력을 비교하는 한편 뇌에서 나타나는 변화를 관찰했다. 그 결과 학습만 계속해서 한 생쥐보다 운동시간을 가진 생쥐들의 학습능률이 높아지는 것이 관찰됐다. 특히 운동이 Mts1L이라는 유전자가 활성화되면서 학습과 기억, 새로운 것에 대한 인식에 관여하는 뇌의 해마 부위 뉴런의 연결을 늘리고 시냅스 증가를 촉진시킨다는 것이 관찰됐다. 연구팀에 따르면 오랜 시간 운동하는 것보다 10~30분 이내의 가벼운 산책이나 10분 이내 농구시합을 하는 것처럼 짧은 시간 폭발적으로 움직임을 갖는 운동이 두뇌에는 효과적이라는 것이다. 게리 웨스트브룩 교수(신경학)는 “운동을 한다고 해서 많은 사람들은 비싼 돈을 주고 체육관을 가거나 10㎞ 이상 달리기를 하는 것을 생각하는데 뇌를 위해서는 그보다 훨씬 가벼운 운동도 효과가 크다”라며 “중요한 것은 하루 10분 이상 규칙적으로 몸을 움직인다는 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 각종 대사질환이나 면역질환을 일으키는 생체분자를 빠르게 찾는 방법을 개발했다. 이 기술을 활용하면 질병의 원인은 물론 치료법 개발에도 상당한 도움이 될 것으로 기대된다. 광주과학기술원(GIST) 지구·환경공학부, 한국표준과학연구원, 건양대 공동연구팀은 방사성 동위원소를 이용한 ‘대사적 중수(重水) 표지법’이라는 기술을 활용해 일반시료와 환자시료 사이에서 나타날 수 있는 지질의 상대적 비를 분자적 수준에서 찾아낼 수 있는 방법을 개발했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘분석화학’ 최신호에 실렸다. 지질, 흔히 지방질이라고 부르는 물질은 우리 몸을 구성하는 세포의 세포막을 구성하는 성분이다. 에너지 저장과 신호 전달 기능을 담당하는데 지질의 종류와 양의 변화에 따라 2형 당뇨(성인당뇨), 류머티스 관절염, 알츠하이머, 암 과 같은 다양한 대사질환과 면역질환의 원인이 되기도 한다. 이 때문에 생체 내 지질의 양을 정확하게 측정하는 것을 질병 원인 규명과 치료법 개발에 있어 중요하다. 연구팀은 중수 표지법과 분해능이 높은 질량분석기를 결합해 동위원소 분포를 측정한 다음 정상 상태와 질병 상태에서 얻어진 생체분자들 사이에 상대적인 양을 계산할 수 있는 방법을 개발했다. 또 대용량의 질량분석 데이터를 자동화 처리할 수 있는 프로그램도 개발했다. 연구팀은 암세포 모델인 헬라세포를 중수로 표시한 다음 지방산, 글리세롤지질, 인지질, 스핑고지질 등 100여개의 지질과 섞은 뒤 정밀하게 정량하는데 성공했다. 또 저산소증을 유도시킨 헬라세포와 정상세포에서 얻어진 지질의 상대적 정량을 측정한 다음 저산소증으로 나타나는 트라이아실글리세롤의 농축현상도 확인했다. 김태영 GIST 교수는 “이번 연구는 기존 동위원소 기반 정량법이 특정 생체분자만 정량할 수 있었던 것과 달리 지질 뿐만 아니라 단백질, 당, 핵산, 대사체 등 여러 생체분자를 동시에 정량화시킬 수 있다”라며 “질병으로 인해 나타나는 생체 변화를 시스템적으로 연구할 수 있게 해 질병원인 규명과 새로운 치료법을 개발할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 생물학 분야에서 장내미생물의 다양한 기능이 속속 밝혀지고 있다. 장내미생물은 사람이 앓는 질병의 90% 이상 관련이 있을 뿐만 아니라 기분과 같은 심리적인 영향까지 미치는 것으로 알려져 있다. 실제로 류머티즈 관절염 같은 면역반응과 관련된 질병은 물론 암 발병에도 영향을 미친다는 연구결과가 나오기도 했다.그런데 사람 뿐만 아니라 젖소의 장내미생물이 우유 맛을 변화시킬 뿐만 아니라 지구온난화에도 영향을 미칠 수 있다는 연구결과가 나와 주목받고 있다.영국 에버딘대, 노팅엄대, 이스라엘 네게브 벤구리온대, 핀란드 국립자원연구소, 이탈리아 가톨릭대, 스웨덴 국립농업과학대, 체코 동물생리학·유전학연구소, 프랑스 생마르텡데레대, 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 8개국 11개 연구기관으로 구성된 국제공동연구팀은 젖소의 장내미생물이 우유의 품질은 물론 지구온난화의 주범 중 하나로 알려진 메탄가스 생성에 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈다.이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 4일자에 실렸다. 지금까지 낙농 분야에서는 사육 방식과 좋은 품질의 목초가 맛있고 영양이 풍부한 고품질 우유를 만드는 것으로 알려져 있었다. 또 소를 비롯한 염소, 양과 같은 반추동물들은 되새김질과 함께 장 속에 있는 수 백만 마리의 장내미생물의 도움을 받아 건초, 풀 같은 소화시키기 어려운 식물성 물질을 분해해 사용가능한 영양소와 칼로리를 변화시킨다. 문제는 이 과정에서 반추동물들은 트림과 방귀를 통해 매년 1억t에 가까운 메탄가스를 배출한다. 이 때문에 지구온난화를 연구하는 학자들은 소를 비롯한 반추동물들이 기후변화 주범이라고 주장하기도 한다. 연구팀은 영국, 이탈리아, 스웨덴, 핀란드 4개국 7개 농장에서 사육되고 있는 1016마리의 젖소에게서 소의 형질 정보와 장내 미생물의 DNA를 수집해 분석했다. 젖소들은 유럽에서 사육되는 젖소들의 대부분을 차지하는 홀스타인과 노르웨이적색우들로 연구팀이 수집한 소의 형질에는 성장률, 우유 품질과 한 마리가 생산해는 우유의 양, 메탄가스 생성정도 등 수 백가지에 달했다. 이렇게 찾아낸 장내미생물 DNA와 소의 형질을 바탕으로 연구팀은 인공지능(AI) 머신러닝 기술로 미생물이 특정 형질에 미치는 작용원리를 분석했다. 그 결과 사람들의 장내미생물들이 모두 다르듯 소들도 각각 독특한 장내미생물을 갖고 있는 것으로 확인됐다. 그렇지만 512가지의 장내미생물을 공통적으로 갖고 있으며 이 중 39종의 핵심 장내미생물이 우유의 맛과 메탄가스 생성에 영향을 미친다는 것을 연구팀은 밝혀냈다. 이 장내미생물들이 우유 맛과 메탄가스 생성에 관여하는 정도는 유전자보다 더 강한 것으로 확인됐다. 존 월리스 영국 에버딘대 로?연구소 명예교수는 “이번 연구는 장내미생물이 유전자보다 우유 품질과 메탄가스 배출에 지대한 영향을 미친다는 것을 처음으로 밝혀냈다는데 의미가 크다”라며 “사람들이 프로바이오틱스를 복용하는 것처럼 소의 사료에 특정 장내미생물을 첨가한다면 메탄가스 생성을 줄이고 최고 품질의 우유를 만들어 낼 수도 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

화석연료로 인한 지구온난화가 가속화되고 부존량의 한계 때문에 많은 연구자들이 효율 높은 친환경 바이오연료 개발에 나서고 있다. 문제는 바이오연료 생산에 사용되는 목재나 식물 등 바이오매스들의 폐기물도 상당히 많이 나온다는 것이다. 이에 한-미 과학자들이 바이오매스 부산물을 이용해 바이오연료를 효과적으로 추출할 수 있는 재활용 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터, 육군사관학교 화학과, 미국 뉴욕주립대 환경과학임업대, 로런스 버클리 국립연구소 시스템생물학부, 테네시대 화학및생명분자공학과 공동연구팀은 목재의 30~40%를 차지하지만 바이오연료를 만들 때 부산물로 나와 대부분 폐기되는 리그닌이라는 물질을 다시 바이오연료로 활용할 수 있는 방법을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 보통 바이오연료를 만들기 위해서는 석유에서 추출한 용매를 활용해 목재나 식물에서 리그닌 성분을 제거한다. 문제는 바이오연료를 만들 때 사용되는 용매는 석유화학 공법으로 만들어지기 때문에 환경 오염 가능성도 있고 바이오연료의 생산 단가를 높일 가능성도 높다. 이 때문에 바이오에탄올과 같은 바이오연료를 만들 때 기존 석유화학 유기용매 대신에 사용할 친환경 용매를 개발하는데 연구가 집중됐다. 연구팀은 펄프산업이나 바이오에탄올 공정에서 부산물로 나오고 있는 리그닌을 이용해 용매를 만드는데 성공했다. 식물에서 바이오연료를 만든 뒤 폐기되거나 제거되는 물질인 리그닌을 이용해 용매를 만들었기 때문에 저렴하고 친환경적이며 재생가능하다는 장점이 있다. 김광호 KIST 박사는 “이번 연구는 바이오연료 생산에 필수적인 용매를 바이오매스에서 부산물로 나오는 리그닌에서 직접 만들었다는 것이 특징“이라며 “바이오연료 공정에 필요한 물질을 공정 내에서 수급해 활용한다는 점에서 순환형 바이오연료 생산을 가능케 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

펄펄 끓는 용암이 호수처럼 고여있는 거대한 용암호(lava lake)가 대서양 남극지역 가까운 곳에서 발견됐다. 영국 유니버시티 칼리지 런던(UCL)과 영국 남극자연환경연구소(British Antarctic Survey)는 남극해 영국령 해외 영토인 사우스샌드위치 제도에 있는 손더스 섬의 미카엘 화산을 촬영한 위성 사진을 면밀하게 분석했다. 미카엘 화산은 1년 내내 눈과 구름으로 뒤덮인 활화산이다. 연구진은 2003~2018년 사이에 촬영한 위성 사진을 분석한 결과, 희뿌연 구름과 흰 눈 사이에 숨어있는 지름 90~215m의 크레이터 안에는 용융암석(열로 가열돼 액체로 변한 암석)을 품은 용암호가 자리잡고 있는 것으로 확인됐다. 연구진은 크레이터의 규모로 보아 용암호 내 용암의 온도가 최대 1279℃에 달할 것으로 추측했다. 지구상에서 미카엘 화산처럼 용융 암석을 품은 호수는 단 8곳뿐이다. 분화로 흘러나온 새 용암이 괴어서 형성된 용암호는 비교적 빨리 냉각되고 응고하는데, 지하의 마그마가 바로 화구를 채움으로써 용암호가 만들어진 경우에는 내부에서 활발한 대류가 지속돼 유동성이 풍부한 새 용암이 늘 표면에 있으므로 좀처럼 냉각되거나 응결되지 않는다. 남극자연환경연구소의 지질학자 알렉스 버튼-존슨 박사는 “보통 화산에서 들끓는 용암호를 쉽게 볼 수 있을 것이라 생각하지만, 지금까지 이러한 곳이 발견된 사례는 7건에 불과하다”면서“많은 화산이 폭발할 때 용암을 내뿜고, 일시적으로 용융암석이 있는 호수나 웅덩이를 형성하지만 이는 며칠이나 몇 주 이내에 굳어서 단단해지기 마련”이라고 설명했다. 이번에 발견된 곳 외에 이러한 용암호가 존재하는 대표적인 곳은 아프리카 자이르공화국 니라공고화산의 화구다. 연구진은 “화산 분출 시 발생하는 수증기와 가스, 이산화 황과 이산화탄소 등이 용암호가 끊임없이 고온을 유지하는데 영향을 미치는 것으로 보인다”면서 “다음 과제는 실제로 미카엘 화산의 크레이터 위까지 비행기를 타고 날아가거나 드론을 이용해 용암호를 촬영하는 것이지만, 사우스샌드위치 제도는 매우 극지방이라 배나 비행기 등으로 접근하는 것이 쉽지 않다”고 설명했다. 자세한 연구결과는 화산학과 지열연구분야의 세계적인 학술잡지인 ‘Journal of Volcanology and Geothermal Research’지에 최신호에 게재됐다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

아침식사를 하는 청소년은 그렇지 않은 청소년보다 대사증후군 발병 위험이 낮다는 연구결과가 나왔다. 문우진 김포대 보건행정학과 교수팀은 2016년 국민건강영양조사에 참여한 만 13~18세 남녀 청소년 403명을 대상으로 아침 식사가 대사증후군 발병에 미치는 영향을 분석한 결과 이런 결론을 얻었다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 ‘한국산학기술학회지’ 6월호에 발표됐다. 대사증후군은 복부비만, 고혈당, 고혈압, 고중성지방혈증, 낮은 고밀도 콜레스테롤혈증 중 3가지 이상이 기준치를 넘어선 것을 말한다. 청소년기 대사증후군은 그 자체로 문제일 뿐 아니라 향후 당뇨병과 심뇌혈관질환을 일으킬 수 있어 주의해야 한다. 우리나라 청소년의 대사증후군 유병률은 신체 활동 시간의 감소, 과잉 열량 섭취 등으로 2015년 기준 6.5%까지 높아진 상태다. 이번 연구결과를 보면, 아침 식사를 주 1~2회만 해도 전혀 하지 않는 그룹보다 대사증후군 위험도가 0.87배 줄어드는 것으로 평가됐다. 또 체중(㎏)을 키의 제곱(㎡)의 나눈 체질량지수(BMI)는 1 증가할 때마다 대사증후군 위험도를 1.74배 상승시키는 것으로 분석됐다. 신체 활동 측면에서는 하루 앉아있는 시간이 1시간 증가하면 대사증후군 위험도가 1.054배 증가하는 연관성도 확인됐다. 문 교수는 “청소년기의 부적절한 식습관은 과체중 및 비만을 일으키는 중요한 원인 중 하나”라며 “성인기 심혈관질환과 당뇨병 등의 발병을 예방하는 차원에서라도 어려서부터 아침 식사를 꼭 하고, 일상생활에서도 적절한 운동량을 유지하는 게 바람직하다”고 강조했다. 정현용 기자 junghy77@seoul.co.kr

양봉꿀벌의 독 추출물인 ‘봉독’보다 항균 효과가 1.4배 높은 자생 미생물을 국내 연구진이 발견해 천연 항생물질로 활용이 기대되고 있다. 환경부 국립생물자원관은 3일 충남대 이규필 교수 연구팀과 보유 자생 미생물 배양체 1만 5800여주에 대한 항균 활성 분석 연구결과 10주에서 항균 효과가 확인됐다고 밝혔다. ‘주’는 미생물 개체 분류 단위로 ‘종’의 하위 단위에 해당한다.항균 효과가 확인된 자생 미생물은 방사선 내성균 4주와 유산균 6주로 병원성 대장균과 살모넬라균에 대해 우수한 항균력을 가진 것으로 평가됐다. 방사선 내성균 4주 중 니브리박터속 균주는 살모넬라균의 세포벽을 녹이는 항균 활성을 보였다. 이는 세계적으로 처음 확인된 연구 결과다. 유산균 6주는 대장균과 살모넬라균에 대한 항균 효과가 벌독(봉독)보다 최고 1.4배 높았다. 특히 락토바실러스 타이완엔시스에 대한 항균 활성이 최초로 확인돼 기능성 생균제 개발에 활용할 수 있게 됐다. 연구진은 항균 활성이 첫 확인된 니브리박터속과 락토바실러스 타이완엔시스 균주에 대해 특허출원 및 연구결과를 해외 생명분야 전문학술지인 ‘세인스 말레이시아나’와 ‘커런트 사이언스’에 투고했다. 여주홍 유용자원분석과장은 “항균력이 우수한 자생 미생물을 발굴해 국내 바이오 기업에 정보를 제공하고 활용할 수 있는 연구를 추진할 계획”이라고 말했다. 세종 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

‘60일, 지정생존자’ 지진희가 강렬한 엔딩으로 안방극장에 전율을 선사하며 단 2회 만에 대체불가한 배우의 명성을 입증해 보였다. 지난 2일 방송된 tvN 월화드라마 ‘60일, 지정생존자’ 2회에서는 대통령 권한대행을 위임받은 박무진(지진희)의 숨 가쁜 60일이 시작됐다. 상황을 파악할 새도 없이 청와대로 이끌려와 국군통수권자가 된 그의 첫 임무는 비상경계태세 관련 안보·외교 문제를 해결하는 것이었다. 권력과는 거리가 먼 삶을 살아온 과학자가 국가의 최대 위기를 책임져야 하는 혼돈의 상황. 지진희는 자신의 의사와 상관없이 막중한 직책과 난제를 떠안은 박무진의 파도처럼 일렁이는 복잡 미묘한 감정선을 섬세하게 그려낸 연기로 높은 몰입감을 선사했다. 지진희가 연기한 ‘박무진’은 카이스트 화학과 교수 출신 환경부 장관으로 과학적인 연구결과와 데이터를 가장 신뢰하는 인물이다. 실질적인 지위는 있으나 아무런 힘도 없고 정치적 신념이나 야망 따위는 더더욱 ‘제로’인 남자다. 데이터를 정치적으로 이용하고 왜곡하는 걸 과학자로서 용납할 수 없었던 박무진은 꼭두각시 노릇을 원하는 청와대 사람들과의 불협화음으로 해임을 통보받은 상태였다. 이 일로 국회의사당에서 열린 연설에 참여하지 못한 박무진은 유일한 생존자가 되어 헌법에 따른 승계서열에 따라 대통령 권한대행직을 맡게 됐다. 얼떨결에 국가안전보장회의에 참석한 박무진은 이 모든 상황이 실감 나지 않았다. 북한 잠수함으로 인해 테러의 배후를 북한으로 지목하는 세력과 반박 세력간의 치열한 논쟁을 말없이 지켜보던 박무진은 중압감을 이기지 못한 채 자리를 박차고 나갔다. 참았던 긴장감과 두려움이 왈칵 밀려오는 듯 화장실에 주저앉은 지진희의 모습은 안타까움을 자아냈다. 또한 자신을 향한 곱지 않은 시선을 느낀 박무진은 사임을 결심하기도 했지만, 공석이 되면 군부 쿠데타가 일어날 수 있다는 한주승(허준호)의 말에 마음이 흔들렸다. 시간이 흘러갈수록 갈팡질팡 헤매던 모습을 거두고 점차 현실을 직시하고 무거운 책임감을 갖게 되는 박무진의 모습이 그려졌다. 전시작전권을 둘러싼 주변국과 정부 내 견해차가 벌어진 가운데 박무진은 특유의 밝은 숫자 감각과 분석력을 발휘, 사라진 북한 잠수함이 침투가 아니라 침몰일 수 있다는 새로운 가설을 제기했다. 이어 박무진은 먹먹한 마음으로 “잠수함 승조원들 가족들이 기다릴 거다. 구할 수 있는 골든타임이 얼마 남지 않았다”라고 호소했지만, 한주승은 검증되지 않은 사실이라며 데프콘2를 승인하라고 했다. 어찌할 도리 없이 비서실장 말에 따르려던 박무진은 작전 실행 계획이 우리측 해상방어가 우선이 아닌, 북한 핵시설 타격에 초점이 맞춰져 있다는 편협된 사실을 발견하고서 다시 반론을 제기했다. 잠수함 침몰을 입증할 시간을 얻은 박무진은 북한에 직접 팩스를 보냈지만 약속한 시각까지 북한 측의 응답이 없어 데프콘2를 발령하기에 이르렀다. 전투태세에 돌입하려는 일촉즉발의 순간, 북한의 연락을 받은 박무진은 차분하면서도 강단 있게 북한을 설득하는 데 성공하며 한반도의 긴장을 완화시켰다. 그 어떤 선입견과 예단 없이, 당면한 문제만을 정확하고 빠르게 파악하는 박무진의 기지가 발휘된 장면이었다. 마지막 북한 위원장으로부터 승조원 전원구조에 대한 감사 문서를 수신한 박무진은 딸 박시진(옥예린)까지 무사히 깨어났다는 연락을 받고 오열하는 모습으로 시청자들의 눈물샘을 자극했다. 참사 이후 단 한순간도 제대로 숨 쉴 수 없었기에 긴장이 풀린 듯 목놓아 우는 지진희의 눈물 연기는 애잔한 감동을 선사했다. 그리고 두려운 마음을 가라앉히고 담담해진 목소리와 결연한 눈빛으로 대국민 담화문을 시작하는 박무진의 모습이 엔딩을 장식하며 다음 전개에 대한 궁금증을 드높였다. 혼란의 시간을 거쳐 한층 비장해진 듯한 지진희의 분위기, 표정은 앞으로의 활약을 기대케 했다. tvN 월화드라마 ‘60일, 지정생존자’는 매주 월, 화요일 오후 9시 30분 방송. 이보희 기자 boh2@seoul.co.kr

학교성적, 취업문제, 승진문제, 건강 등 현대인은 태어나면서부터 스트레스에 둘러 싸여 산다고 할 정도로 주변 곳곳에 스트레스 요인들이 산적해 있다. 물론 ‘모든 것을 내려놓고 살아야 한다’라고 이야기하는 사람들이나 책들도 많지만 일반인들에게는 쉽지 않은 일이다. 이렇듯 생활 곳곳에서 발견되는 스트레스는 만성화돼 심각한 개인적, 사회적 문제를 야기시킨다. 암이나 우울증, 조현병 같은 각종 정신질환의 원인이 되기도 하고 싶할 경우 치명적인 퇴행성 뇌질환이나 뇌손상 위험을 높이는 것으로 알려져 있지만 스트레스와 뇌기능 손상 사이의 메커니즘이 정확히 알려져 있지 않다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌·인지과학전공 유성운 교수팀은 만성 스트레스로 인해 성체 해마신경줄기세포가 사멸되는 과정과 자가포식 사멸과정을 조절할 수 있는 방법을 찾아냈다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘오토파지’ 최신호(6월 24일자)에 실렸다. 기존 다수의 동물실험 연구에서도 스트레스를 겪는 동물은 새로운 신경세포를 생성하지 못하다는 사실은 알려져 왔다. 연구팀은 만성 스트레스로 인한 각종 뇌질환이 성체 해마신경줄기세포 사멸로 인해 성체 신경발생 감소가 나타나기 때문이라는 사실을 밝혀냈다. 성체 신경발생은 학습과 기억, 정서조절을 담당하는 해마 부위 신경줄기세포에서 가능한 것으로 퇴행성 뇌질환, 신경발달 질환과 관련이 깊은 것으로 알려져 있다. 자가포식 세포사멸은 세포가 세포 내부 물질을 자기 스스로 먹어치워 제거함으로써 자신을 보호하는 반응이다. 연구팀은 생쥐의 신경줄기세포와 유전자 조작 생쥐를 이용해 세포사멸 유전자 중 하나인 Atg7을 제거하면 신경줄기세포의 사멸이 방지되고 스트레스 증상에도 정상적인 뇌기능을 유지하는 것을 확인했다. 이와 함께 SGK3라는 유전자가 자가포식 세포사멸을 유도한다는 사실을 밝혀내고 이 유전자를 제거하면 신경줄기세포가 스트레스에도 줄어들거나 제거되지 않는다는 것을 입증했다. 유성운 DGIST 교수는 “이번 연구는 만성 스트레스로 의한 신경줄기세포의 자가포식 세포사멸 메커니즘을 명확하게 밝혀냈다는데 의미가 있다”라며 “추가적 연구를 통해 우울증, 치매 등 뇌신경질환 치료방법이나 치료제를 개발할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지금의 타조보다 무려 3배나 큰 거대한 새가 한때 유럽에 살았다는 연구결과가 나왔다. 지난달 26일(현지시간) 러시아 과학 아카데미 연구팀은 150만 년 전~200만 년 전 사이 유럽에 살다 멸종을 맞은 거대 조류의 화석을 발견했다는 논문을 국제 학술지 ‘척추고생물학회지’(Journal of Vertebrate Paleontology)에 발표했다. 키는 약 3.5m, 몸무게 450㎏에 달하는 이 새(Pachystruthio dmanisensis·이하 P. 드마니센시스)는 타조처럼 날지못하는 조류로 지구 역사상 가장 몸집이 큰 새인 ‘코끼리 새’(Elephant birds)와 유사하다. 마다가스카르에서 화석으로만 발견된 코끼리새는 500~1000년 전까지 서식했으며 키는 3m, 몸무게는 500㎏가 넘는 것으로 추정된다. 이 정도 크기면 뉴질랜드에서 발견된 거대 해 모아의 2배, 현존하는 타조의 3배다. 또한 몸무게는 북극곰에 달하는 수준. 지금까지 이같은 거대 새는 마다가스카르와 뉴질랜드 등 지구 남반구에서만 발견됐으나 이번에 유럽에서도 그 존재가 처음으로 확인됐다.P. 드마니센시스는 지난해 여름 우크라이나 남쪽으로 흑해를 향해 돌출한 크림반도의 타우리다 동굴에서 처음 발견됐다. 당시 러시아 연구팀은 고대 하이에나가 살던 동굴을 조사하던 중 바닥에 깔려있던 75㎝ 길이의 새 대퇴골 화석을 발견했다. 또한 연구팀은 지난 2013년 조지아에 위치한 드마니시에서 발견된 타조와 비슷한 허벅지 뼈 화석을 재조사한 결과 이것 역시 P. 드마니센시스의 것으로 결론지었다. 논문의 수석저자인 니키타 젤렌코프 박사는 "P. 드마니센시스의 화석을 처음 보았을 때 코끼리새로 생각했지만 연구결과 뼈의 구조 등이 달랐다"면서 "화석이 부족해 P. 드마니센시스가 어떻게 살았는지 육식인지, 초식인지 조차 알 수 없다"고 설명했다. 이어 "허벅지뼈가 덩치에 비해 얇은 것을 보면 날지는 못했으나 빠른 달리기 선수였을 것"이라고 덧붙였다. 그렇다면 P. 드마니센시스는 왜 멸종했을까? 이에 대해서는 추론만 가능하다. 150만 년 전~200만 년 전 사이에 이 지역에는 거대한 덩치의 치타, 하이에나 등 육식동물들이 주름잡고 있었다. 여기에 초기 인류인 호모 에렉투스와 공존했을 것으로 보여 포식자의 존재가 가장 위협적이었을 것으로 보인다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

엄마 뱃속 태아 시절 뇌신경세포가 발달하지 못해 뇌가 일정 크기 이상 성장하지 못하면 각종 신경질환이나 선천성 장애를 갖고 태어날 수 있다. 지금까지 대뇌의 발달 과정과 그에 따른 신경세포의 분화와 조절 과정이 명확히 밝혀지지 않았는데 국내 연구진이 그 비밀을 풀어냈다. 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소, 신경과학연구단과 중앙대 약대 공동연구팀은 신경줄기세포의 염소이온체널 중 하나인 ‘아녹타민1’이라는 단백질이 태아의 신경발달 과정에서 뇌세포를 특정 위치로 이동시키고 두뇌의 크기를 조절한다는 사실을 규명했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 뇌 신경세포의 선천적 발달 장애는 인지능력, 운동기능 저하는 물론 자폐스펙트럼 증후군 같은 다양한 뇌신경 질환의 원인이 되는 것으로 알려져 있다. 신경줄기세포는 배아 시절 신경세포 증식 뿐만 아니라 뇌 피질을 정확한 위치로 이동시켜 두뇌 형성 과정 전체를 조절하는 역할을 한다. 이 과정은 매우 정교하게 진행되는데 지금까지는 이런 신경줄기세포 발달에 따른 뉴런의 이동, 두뇌와의 연관성이 명확하게 규명되지 않고 있다. 연구팀은 태아 신경발달 과정에서 아녹타민1이라는 단백질이 신경줄기세포에서 많이 나타난다는 사실을 확인하고 여기에 주목했다. 연구팀은 아녹타민1이 활성화되면 신경줄기세포가 늘어날 뿐만 아니라 뇌신경 발달 과정에서 대뇌 피질 내에 존재하는 뉴런의 위치와 두뇌 크기도 조절된다는 사실을 확인했다. 실제로 아녹타민1이 결핍된 생쥐의 신경줄기세포의 섬모 길이가 정상 생쥐보다 짧아 신경세포가 정상발달되지도 않고 최종 뇌의 크기도 정상 생쥐보다 작다는 사실을 관찰했다. 오우택 KIST 뇌과학연구소장은 “이번 연구는 뇌신경세포 형성과정 중 신경줄기세포에서 아녹타민1 이온채널의 역할을 재조명함으로써 동물의 뇌신경 형성과정에 대한 이해를 넓히는데 도움을 줬다”라며 “뇌형성 과정에서 나타나는 오류현상으로 나타날 수 있는 자폐증, 조현병, 뇌전증 같은 뇌신경질환의 새로운 치료법을 개발하는 단초가 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

김기남(61) 삼성전자 대표이사 부회장과 장석복(57) 카이스트 화학과 특훈교수가 올해 대한민국 최고과학기술인상 수상자로 선정됐다. 과학기술정보통신부와 한국과학기술단체총연합회(과총)는 김 부회장과 장 교수를 올해 수상자로 선정하고 오는 4일 서울 삼성동 코엑스에서 열리는 ‘2019 대한민국과학기술연차대회’ 개회식에서 대통령 상장과 상금 3억원을 수여한다고 2일 밝혔다. 공학분야 수상자로 선정된 김기남 부회장은 서울대 전자공학과를 나와 카이스트와 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA)에서 전자공학으로 석, 박사학위를 받았다. 1981년 삼성전자에 입사 후 38년 동안 삼성전자에만 근무하면서 시스템 반도체 제조공정과 설계분야에서 세계 최고 수준의 기술을 확보해 한국 시스템 반도체 산업을 크게 도약시켰다는 평가를 받았다. 세계 최초로 14나노 핀펫 및 극자외선 적용 7나노 제조공정 기술을 개발하고 고성능 시스템온칩 설계 기술 개발 및 첨단 이미지 센서를 개발하는 한편 3차원 버티컬 낸드 플래쉬 메모리를 상용화하고 2016년에는 1세대 10나노급 D램, 2017년에는 2세대 10나노급 D램 양산에 성공해 세계 IT시장을 견인해 왔다. 뿐만 아니라 서울대와 카이스트 등 국내 최고 대학들과 전략적 산학협력을 통해 반도체 인력 양성을 적극 지원하는 등 반도체 인재양성에도 기여한 공로가 크다고 과총은 밝혔다. 김 부회장은 “연구개발에 있어서 전문성을 인정받았기 때문에 이번 수상도 가능했던 것으로 생각해 너무 기쁘다”며 “반도체 분야에서 전문가가 되기로 결정한 이상 연구개발이 핵심이라고 생각했고, 주어진 상황에서 최선을 다하면서 실력을 배양하는 것이 더 중요하다고 생각해 그렇게 노력해왔다”라고 소감을 말했다. 김 부회장은 “이번 수상의 영광은 모든 연구원들이 함께 만든 성과”라고 덧붙였다. 김 부회장은 지난해 한국공학한림원에서 주는 ‘제22회 공학한림원 대상’을 수상하기도 했다. 기초과학 분야 수상자인 장석복 교수는 2013년부터 기초과학연구원(IBS) 분자활성촉매반응연구단 단장으로도 관련 연구를 이끌면서 탄소-수소 결합 활성화 촉매반응 개발에 있어서 선도적인 연구결과를 내놔 국내 자연과학의 위상을 높였다는 평가를 받았다. 장 교수는 “운 좋게 동료 선후배들보다 더 나은 여건에서 연구를 해 올 수 있었을 뿐인데 과분한 상을 받게 돼 영광”이라고 수상소감을 말했다. 2015년 장 교수가 발표한 탄소-수소결합 활성화를 위한 질소그룹 도입반응은 올해 2월 기준으로 전 세계 대학과 연구소 등 35개 합성, 의약, 재료과학 연구팀에서 적용해 후속 연구결과들을 내놓고 있는 화학 기본 반응으로 인정받고 있다. 장 교수는 올해 3월 기준 200여편의 관련 논문을 발표해 2만 2145회에 달하는 논문 인용수, 연구자 영향력을 의미하는 H-인덱스 80을 기록하는 등 촉매분야에서 최고 석학으로 평가받고 있는 상황이다. 향후 계획에 대해 장 교수는 “저반응성 유기분자의 탄소-수소결합 활성화 과정에 대한 기초원리를 규명하는데 우선 집중하고 있다”라며 “이를 바탕으로 새로운 촉매 시스템을 개발한다면 천연가스의 주성분인 메탄 등의 저분자량 탄화수소에 유용한 물질을 도입할 수 있기 때문”이라고 설명했다. 대한민국 최고과학기술인상은 2003년부터 시상해온 국내 최고 과학기술분야 상으로 올해까지 총 42명의 수상자를 배출했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

포악하기로 유명한 악어의 조상 일부가 육식이 아닌 채식을 하는 초식동물이었다는 연구결과가 나왔다고 사이언스데일리 등 해외 과학전문 매체가 지난달 27일 보도했다. 미국 유타주의 유타대학 연구진이 멸종한 중생대 악어의 화석을 분석한 결과, 많은 악어의 조상이 현생의 초식성 파충류와 비슷하단 초식동물이었을 것으로 추정된다는 연구결과를 발표했다. 연구진은 멸종한 악어 16종의 화석 146개를 정밀 분석했다. 복잡한 형태를 지닌 이 화석들을 정량화하는 방식으로 초식성 여부를 분석했고, 그 결과 일부 고대 악어는 초식동물이 가지는 복잡한 형태의 이빨을 가졌다는 사실을 확인했다. 일반적으로 육식동물의 이빨은 형태가 비교적 단순하다. 반면 초식동물의 이빨 형태는 이보다 복잡하고, 잡식성은 육식동물과 초식동물의 중간 형태로 알려져 있다. 이는 육식동물의 경우 먹이를 사냥한 뒤 날카로운 이빨로 피부를 뚫고 고기를 잘라 삼키지만, 초식동물은 식물을 자르고 으깬 뒤 삼키므로 이빨에 굴곡과 요철이 많다. 연구진이 분석한 멸종 고대 악어의 절반가량은 초식동물에 가까운 이빨 형태를 가졌으며, 이렇게 식물을 먹고 사는 초식 악어 종은 진화 과정에서 몇 차례나 등장했다는 사실도 확인됐다. 연구진은 “고대 악어가 진화하는 과정에서 초식이 자주 나타난 것은 특별한 현상이라기보다, 더욱 전략적으로 먹이를 섭취하기 위한 진화였다는 것을 보여준다”고 설명했다. 현재 지구상에 서식하는 악어 20여 종은 육식성으로 분류되지만, 이들이 완벽한 육식동물은 아니라는 주장도 나왔다. 엘리게이터의 경우 여러 달 동안 식물성 단백질만 섭취하고도 생명에 지장이 없다고 밝혀졌으며, 일부 악어는 열매를 따 먹은 뒤 씨앗을 퍼뜨리는 역할을 하기도 한다고 연구진은 밝혔다.　 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

전략 시뮬레이션 게임, 슈팅 게임, 롤플레잉 게임 등 온라인 게임을 한 번이라도 해본 사람이라면 갑자기 게임 속도가 느려져 당황했을 때가 있을 것이다. 갑자기 느려진 속도 때문에 예상치 못하게 적의 공격을 받거나 장애물에 부딪쳐 게임 캐릭터가 죽는 상황에 닥치면 화가 치밀어오르기도 한다. 그런데 과학자들이 이런 온라인 게임에서 나타나는 지연현상을 없애는 기술을 개발해 주목받고 있다. 카이스트 문화기술대학원과 핀란드 알토대 공동연구팀이 게임의 겉보기 형태를 변화시켜 게임 속 레이턴시 효과, 일명 랙을 없앨 수 있는 기술을 개발했다고 1일 밝혔다. 이번 연구결과는 지난 5월 열린 인간-컴퓨터 상호작용 분야 국제학술대회 ‘CHI 2019’에서 발표됐다. 랙은 장치, 네트워크, 프로세싱 등 다양한 요인으로 발생하는 지연 현상이다. 사용자가 마우스나 키보드로 입력을 했을 때 모니터 화면으로 가시적으로 나타나는 출력이 나타날 때까지 시간이 걸리는 것이 대표적이다. 실시간성이 주요한 게임에서 랙은 게임자의 플레이에 부정적 영향을 미친다. 이 때문에 온라인 게임에서는 ‘페이버링 더 슈터’라는 방식으로 지연 현상을 보상한다. 페이버링 더 슈터는 250밀리초(ms, 1000분의 1초) 이하 네트워크 지연이 있을 경우 플레이어가 화면에서 본 내용을 토대로 입력을 한 내용을 우선시한다는 규칙이다. 지연 현상을 보상해준다고는 하지만 상대 플레이어는 자신이 본 화면과 다른 게임 결과를 나타나기 때문에 또 다른 불편함을 느끼게 한다. 연구팀은 지연이 나타나더라도 게임자의 본래 실력으로 게임을 할 수 있도록 도와주는 보정 기술을 개발했다. 보정 기술은 지연 상황에 따라 게임 속 장애물의 크기 같은 디자인 요소를 변화시켜 레이턴시가 있음에도 레이턴시가 없는 것처럼 느껴지는 환경에서 게임할 수 있도록 했다. 연구팀은 지연현상이 플레이어에 미치는 영향을 분석해 게이머의 행동을 예측하는 수학적 모델을 만들어 내 사용자의 성공률을 예측할 수 있도록 한 것이다. 이 모델을 활용해 게임 환경에 지연이 발생할 경우 플레이어의 과업 성공률을 예측해 레이턴시가 없는 환경에서 게이머의 성공률과 비슷한 수준으로 만들기 위해 디자인 요소를 변형시킨 것이다. 연구팀은 ‘플래피 버드’라는 게임에서 장애물인 기둥의 높이를 변형시켜 지연현상이 나타나더라도 게이머의 플레이 실력을 유지할 수 있다는 것을 확인했다. 이병주 카이스트 교수는 “이번 기술은 기존에 지연현상 양만큼 게임 시계를 되돌려 보상하는 기존의 보상방법과는 다른 비간섭적 지연현상 보정기술로 게임의 흐름을 방해하지 않고 게이머들의 불만을 줄일 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

냉동시킨 정자가 우주와 유사한 미세중력 상태에서도 생식 능력을 유지할 수 있다는 내용의 연구결과가 발표됐다고 라이브사이언스 등 과학전문매체가 24일 보도했다. 일반적으로 미세중력 또는 무중력 상태는 인간의 순환계와 호흡계 및 생식계에 손상을 초래하며, 이 때문에 우주정거장 등 우주 공간에서 생명을 잉태하는 일은 난제로 여겨져 왔다. 그러나 스페인 바르셀로나에 있는 덱세우스 여성 건강센터 발생학연구소 측은 냉동된 정자가 미세중력 상태에서도 생존능력을 유지한다는 사실을 확인했다고 주장했다. 연구진은 무중력 상태에서 훈련을 경험한 스페인 바르셀로나대학 전문가 및 아마추어 비행사 10명으로부터 정자를 기증받은 뒤, 불임치료에 일반적으로 적용되는 기술을 통해 동결시켰다. 이후 미세중력 상태를 단시간 동안 유지할 수 있는 소형 2인승 곡예비행기에 냉동 정자를 실은 뒤, 비행기를 약 20회 포물선을 그리며 비행하도록 했다. 이를 통해 냉동정자 샘플은 우주와 유사한 미세중력에 8초간 노출되거나, 지구에서보다 2~3배 강한 중력까지 다양한 중력 조건에 노출됐다. 비행이 끝난 뒤 연구진은 냉동 정자 샘플을 해동하고 이를 중력 변동이 없었던 냉동 정자와 비교했다. 정자의 운동성과 DNA 단편화율 등 7가지 특성을 측정함으로써 정자의 생존능력을 평가했다. 그 결과 실험에 이용된 냉동 정자는 미세중력에 노출되기 전과 후 및 중력 변동이 없었던 냉대조군과 큰 차이를 보이지 않는 것으로 확인됐다. 구체적으로 정자 농도와 운동성에서 90%의 높은 일치율을 기록했다. 연구를 이끈 몬트세라트 보아다 박사는 “기존에 발표된 일부 연구에서는 미세중력이나 무중력 등 지구와 다른 중력 환경에서는 냉동되지 않은 정자의 생리 운동성이 현저하게 감소한다는 의견이 제시됐다”면서 “그러나 중력의 차이가 냉동 정자에 미치는 영향에 대해서는 보고된 바 없으며, 이번 연구를 통해 정자를 냉동상태로 우주까지 운반하는 것이 가능하다는 것을 확인했다”고 설명했다. 이어 “지구 밖 외계에 인간 정자은행을 만들 수 있는 가능성을 고려할 수 있게 됐다. 지구 밖에서의 생식에 대해 고려하는 것은 더 이상 비합리적이지 않다”고 덧붙였다. 다만 일각에서는 이번 실험이 동결시키지 않은 정자를 사용하지 않았고, 우주방사선 등 우주비행의 현실적 상황을 고려하지 않은 결과라는 지적이 나왔다. 자세한 연구결과는 지난 24일 오스트리아 빈에서 열린 유럽인간생식 및 배아학회(European Society of Human Reproduction and Embryology) 연례학술대회에서 발표됐다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

햄버거, 피자 등의 정크푸드가 청년들의 고환 기능에 악영향을 미친다는 연구결과가 나왔다. 최근 미국 하버드공중보건대학 연구팀은 '서구식 식단'을 먹는 청년들이 건강식을 먹는 청년들보다 훨씬 양이 적은 정자를 갖고 있다는 논문을 발표했다. 이번 연구는 지난 40년 동안 청년들의 정자수가 거의 60%나 감소했다는 기존의 연구결과와 맞물려있다. 곧 정자수 감소를 이끈 원인으로 '서구식 식단'에 주목한 것. 서구식 식단이란 가공육, 피자, 가당음료, 사탕, 칩 등 많은 젊은이들이 즐겨먹는 것을 말한다. 하버드대 연구팀은 식단이 정자수에 미치는 영향을 알아보기 위해 18~20세 사이 3000명의 덴마크 청년을 연구대상으로 삼았다. 서구식 식단을 먹는 청년과 생선, 닭고기, 야채, 과일 또는 유제품을 포함한 건강한 식단을 먹는 청년의 정자수를 비교분석한 결과는 놀라웠다. 서구식 식단을 먹는 청년이 건강한 식단을 먹는 이들보다 평균적으로 2560만 개나 정자수가 적었기 때문이다. 세계보건기구(WHO)에 따르면 젊은 남성의 경우 한번 사정했을 때 3900만 개 이상의 정자수를 정상치로 본다. 결과적으로 보면 정자의 수치가 낮으면 파트너를 임신시킬 가능성이 그만큼 줄어드는 셈이다. 논문의 수석저자인 호르헤 차바로 교수는 "건강한 식단을 유지하는 것이 더 많은 정자수와 더 활발한 정자 기능과 관련이 있다는 연구결과"라면서 "정크푸드 섭취는 정자수를 감소시킬 뿐만 아니라 심장병과 암의 위험 증가 등 다른 건강상의 영향도 끼칠 수 있다"고 설명했다. 이어 "여성과 달리 남성은 식단에 따라 정자의 질과 양을 높일 수 있다"면서 "담배와 알코올 섭취 등도 낮은 정자수와 연관되어 있다"고 덧붙였다. 　 　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr