수소를 연료로 사용하면 대기오염 없이 산소와 결합돼 물만 배출한다고 해서 미래 청정에너지로 주목받고 있다. 그러나 현재는 수소를 만들기 위해 화석연료를 사용해야 하기 때문에 오히려 이산화탄소 같은 온실가스 등 오염물질 배출이 더 많아지는 딜레마에 빠지게 된다. 이 때문에 햇빛을 이용해 물을 수소와 산소로 분해하려는 시도가 활발하지만 햇빛을 전기로 바꾸는 효율이 낮아 상용화에 어려움을 겪고 있다. 국내 연구진이 햇빛을 전기로 바꾸는 효율을 높이는 기술을 개발해 수소 연료 생산에 청신호가 들어왔다. 아주대 신소재공학과 서형탁 교수팀은 햇빛을 전류로 전환시키는 효율을 높여 수소 생산량을 늘릴 수 있는 광전극을 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 촉매화학 분야 국제학술지 ‘응용 촉매 B:환경’ 최신호에 실렸다. 기존 연구들은 햇빛을 전기로 바꾸는 광전류 전환 효율을 높이기 위해 태양광을 흡수해 전하를 잘 만들어 내는 소재개발에 집중돼 있었지만 연구팀은 전하를 양극과 음극으로 효율적으로 분리하고 전하의 손실을 최소화하는 방향으로 생각을 바꿨다. 이런 아이디어를 바탕으로 연구팀은 태양광으로 만들어진 전하의 이동을 촉진시킬 수 있는 전극을 만들어 광전류 전환 효율을 현재 60% 수준에서 최대 97%까지 향상시키는데 성공했다. 이를 활용해 수소를 생산할 경우 1㎠ 광전극에서 시간당 3㎎의 수소기체를 만들어 낼 수 있는 것으로 확인됐다. 연구팀은 이산화티타늄 나노막대와 황화물 박막 위에 니켈 산화물 박막을 수직으로 쌓는 텐덤 구조를 적용해 단일 전극으로 다양한 광파장을 흡수할 수 있도록 했다. 서형탁 교수는 “이번 연구는 저가의 니켈산화물을 활용해 텐덤구조를 만듦으로써 최고 수준의 광전환 효율로 수소를 만들어 낼 수 있게 했다는데 큰 의미가 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

임신을 한 여성이 트랜스 지방이 함유된 과자류의 간식을 많이 먹으면 출산 후 아이에게 식품알레르기가 생길 위험이 1.5배 높다는 연구결과가 나와 눈길을 끈다. 아이의 식품알레르기 발생 가능성을 낮추려면 임신 후 트랜스 지방이 많이 함유된 식품은 가급적 섭취를 줄이는 게 낫다는 게 연구진들의 판단이다. 소아의 식품알레르기는 생명까지 위협하는 알레르기성 쇼크(아나필락시스)로 이어질 수 있기 때문이다. 9일 서울아산병원·세브란스병원 소아청소년과 공동 연구팀(홍수종, 손명현, 김윤희)이 2007∼2015년 알레르기질환 출생 코호트(COCOA)에 등록된 영아 1628명의 엄마를 대상으로 임신 중 식이 패턴이 식품알레르기에 미치는 영향을 분석한 결과 이러한 연관성이 관찰됐다고 밝혔다. 코호트는 수많은 조사 대상자를 장기 추적해 질병 요인에 노출된 집단과 그렇지 않은 집단의 정보를 비교 분석해 질병 원인을 규명하는 연구 방식이다. 이 연구결과는 국제학술지 ‘알레르기·임상 면역학 저널’(The Journal of Allergy and Clinical Immunology) 최근호에 발표됐다. 연구팀은 임신 26주에 식품섭취빈도조사로 임신부의 간식 식이 패턴을 전통식(채소, 해초류, 과일, 김치 등), 과자류(빵, 케이크, 아이스크림, 초콜릿 등), 고기류(치킨, 소고기, 돼지고기 등), 가공식(패스트푸드, 라면 등), 커피·우유식의 5가지로 분류했다. 연구진은 영아의 제대혈(탯줄혈액)을 이용해 알레르기질환과 관련 있는 것으로 알려진 단일염기다형성(SNP)을 분석했다. SNP는 사람에 따라 특정 부위의 DNA 염기서열이 변이된 것을 말한다. 예를 들어 질병이 있는 환자와 정상인을 비교했을 때 특정 SNP가 나타나는 빈도가 유의하게 다르다면 그 SNP는 질병과 관련된 것으로 본다. 연구진에 따르면 전체 조사 대상 영아 가운데 10분의 1인 9.0%(147명)가 식품알레르기를 가진 것으로 진단됐다. 특히 임신 중 엄마가 먹은 간식 가운데 ‘과자류’가 아이의 식품알레르기 위험을 1.51배 더 높이는 요인으로 분석됐다. 반면 다른 간식들은 아이의 식품알레르기 발생과 큰 관련이 없었다. 연구팀은 과자류 간식을 먹은 여성들에게서 트랜스 지방 섭취가 많았던 점으로 미뤄 트랜스 지방이 아이의 식품알레르기 발생에 영향을 미쳤을 것으로 추정했다. 트랜스 지방은 감자칩 같은 튀긴 음식, 비스킷 등의 과자류에 주로 많이 들어있다. 서울아산병원 홍수종 교수는 “소아 식품알레르기가 점점 증가하는 건 유전적, 환경적 요인이 함께 관련돼 있기 때문”이라면서 “트랜스 지방은 임신을 어렵게 할 뿐만 아니라 출산 후에도 아이의 식품알레르기 발생 위험도를 높이는 만큼 임신 중 음식 섭취에 주의할 필요가 있다”고 조언했다. 강주리 기자 jurik@seoul.co.kr

하루에 20분 만이라도 근처 공원을 산책하면 스트레스를 줄일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 미시간대 연구팀은 자연 속에 있다는 느낌을 받을 수 있는 공원 같은 장소에서 20~30분 동안 앉아서 쉬거나 산책하면 스트레스 호르몬인 코르티솔의 수치를 약 10%까지 낮출 수 있다는 연구결과를 발표했다. 이 논문에서 연구팀은 30분이 지난 뒤에도 이런 효과는 지속되긴 했지만, 이후에는 급격히 줄어들었다고 설명했다. 즉 스트레스를 줄이기 위한 산책 시간은 20~30분이 최적이라는 것. 연구를 이끈 메리 캐럴 헌터 박사는 “이 연구는 코르티솔의 수치를 효과적으로 낮추기 위해 당신이 할 수 있는 가장 좋은 방법은 스스로 자연 속에 있다는 느낌을 받을 수 있는 장소에서 20~30분 동안 있어야 한다는 점을 보여준다”고 설명했다. 이와 함께 “그렇다고 해서 교외 지역까지 갈 필요는 없다”면서 “건물에서 벗어나 나무나 꽃이 있는 곳 옆에 앉아만 있는 것으로도 충분할 수 있다”고 말했다. 이어 “이런 결과에 따라 의사들은 스트레스와 불안감에 시달리는 환자들에게 녹지 공간에서 시간을 보내라는 조언을 할 수도 있다”면서 “이는 그야말로 자연이 우리에게 선사하는 약”이라고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘프론티어스 인 사이콜로지’(Frontiers in Psychology) 최신호에 실렸다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

알쏭달쏭한 매력을 가진 고양이에 대한 재미있는 연구결과가 나왔다. 최근 일본 조치대학교 연구팀은 고양이도 '집사'들이 자신을 부르는 이름을 인식할 수 있다는 연구결과를 발표했다. 아마도 집사라면 경험적으로 알 수 있는 이번 연구결과는 고양이가 실제로 자신의 이름을 인식하고 있다는 사실을 과학적으로 입증했다는 점에서 의미가 있다. 개와 달리 고양이의 경우 실험에 적극적으로 참여시키는 것 자체가 어렵기 때문이다. 이번에 연구팀은 일반 집고양이와 고양이 카페에 있는 고양이를 대상으로 실험을 실시했다. 먼저 연구팀은 실제 이름과 같은 길이의 의미없는 단어 4개를 만들어 이름을 부를 때와 같은 억양으로 15초 간격으로 고양이를 불렀다. 그러자 고양이는 처음에는 머리나 귀를 움직이는등 약간 움직였지만 점차 반응은 줄어들었다. 한마디로 점점 흥미와 관심을 잃어버린 것. 그러나 5번째로 실제 이름을 불렀을 때는 달랐다. 자기 이름을 듣자 곧바로 이름을 부르는 쪽으로 머리와 귀를 움직이는 등 뚜렷하게 반응한 것. 이는 처음 보는 낯선 사람이 이름을 불렀을 때도 마찬가지였다. 다만 고양이 카페에 사는 고양이의 경우에는 같은 실험에서 별다른 차이가 발생하지 않았다. 논문의 선임저자인 아츠코 사이토 연구원은 "적어도 집고양이의 경우에는 인간의 말을 구별할 수 있다는 것을 증명한 첫번째 실험"이라며 의미를 부여했다. 다만 연구팀은 고양이가 이름이 자신의 정체성을 나타낸다는 것을 아는 것은 아니라고 선을 그었다.사이토 연구원은 "고양이에게 이름은 일종의 자극제"라면서 "먹이, 놀이와 같은 보상과 관련이 있을 수 있다"고 설명했다. 특히 연구팀은 개와 고양이의 차이에 대해서도 언급했다. 사이토 연구원은 "이름을 불렀을 때 어떻게 반응하는지를 개와 비교하는 불공평한 게임"이라면서 "개는 수천년 동안 인간에게 순종하며 사육된 반면 고양이는 여전히 가축화가 진행 중"이라고 밝혔다. 이어 "고양이들은 여전히 당신을 무시하고 있을 수 있다"면서 "고양이는 자신이 원할 때 인간과 의사소통을 하는데 그게 바로 고양이"라고 덧붙였다. 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

동남아시아나 아프리카, 중남미 지역을 여행할 때는 반드시 말라리아 예방약을 먹거나 주사를 맞는다. 모기에게 물려 나타나는 말라리아는 오한과 발열 등의 증상을 동반하는 급성 전염병의 일종이다. 한국을 비롯한 온대지역에서도 토착 말라리아를 옮기는 모기가 있기는 하지만 모든 모기가 말라리아를 옮기는 것은 아니다. 실제로 국제 공동연구진이 특정 모기들이 말라리아의 원인이 되는 말라리아원충을 인간에게 잘 전파한다는 사실을 밝혀냈다. 독일 막스플랑크 감염생물학연구소, 말리 국립과학기술대, 프랑스 몽펠리에대, 스트라스부르대, 이탈리아 페루자대 의대, 케냐 국제생리학및생태학센터, 카메룬 말라리아연구소, 영국 임페리얼 칼리지 런던대 생명과학과 공동연구팀은 말라리아 원충이라는 기생충을 특히 잘 전달하는 모기 종이 따로 있다는 사실을 최근 확인했다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 미생물학’ 1일자에 실렸다. 연구팀은 앞서 실험실에서 키운 모기에게서 ‘TEP1’이라는 유전자를 발견하고 이 유전자가 말라리아 원충을 전파하는 능력을 좌우한다는 사실을 밝혀냈다. 문제는 최근까지 자연상태의 모기에게서도 이 유전자가 있는지는 확인되지 않았다. 이에 연구팀은 모든 모기에게서 이 유전자가 존재하는지 확인하기 위해 말리, 부르키나파소, 케냐, 카메룬 등 아프리카 지역에서 수 천 마리의 모기를 4년 동안 채집해 분석했다. 그 결과 TEP1 유전자가 자연상태의 모기에도 존재한다는 사실을 발견했다. 말라리아를 옮기는 모기는 얼룩날개 모기로 알려진 아노펠레스 종으로 알려져 있는데 연구팀은 TEP1 저항성 유전자가 아노펠레스 감비아가 아닌 아노펠레스 콜루찌 종에서만 발견됐다는 사실을 새로 확인했다. 가까운 모기 종임에도 한 종에서만 발견됐다는 것이다.또 연구팀은 계량경제학에서 주가를 예측하는 방법을 응용해 모기종에 따른 말라리아 전파의 정도를 확인했다. 채집한 모기들의 종별 군집과 비율차이와 말라리아 전파 정도를 비교한 것이다. 그 결과 아노펠레스 감비아가 늘어나면 말라리아 전파 가능성이 커지고 아노펠레스 콜루찌가 많아지면 말라리아 전파 가능성이 낮아진다는 것을 확인했다. 지금까지는 두 종 모두 말라리아 원충을 옮기는 것으로 알려져 왔었다. 이처럼 연구팀은 말라리아를 옮기는 모기 군집을 발견해 냄으로써 모기 군집의 인위적 조절을 통해 전염병 확산을 막을 수 있을 것이라고 보고 있다. 엘레나 레바쉬나 독일 막스플랑크 감염생물학연구소 박사는 “과학자들은 특정 모기 군집에 원하는 유전자를 주입해 개체수를 줄이는 방법을 개발해 갖고 있는 만큼 남은 것은 어떤 모기 종을 대상으로 하느냐에 달려 있다”라면서 “자칫 개체 조절 대상 모기종을 잘못 결정한다면 오히려 말라리아를 더 많이 확산시킬 위험이 커지는 만큼 이번 연구는 타겟을 정확히 설정할 수 있도록 돕는다는 차원에서 중요한 연구”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

현대 생물학을 이용한 최첨단 기술로는 단연 ‘유전자 가위’를 꼽을 수 있을 것이다. 유전자 가위는 유전체에서 특정 유전자 염기서열을 인지해 해당 부위의 DNA를 잘라내거나 다른 DNA로 교체하는 기술이다. 지난해 11월 말에는 중국의 한 과학자가 유전자 가위 기술을 이용해 유전자 편집된 쌍둥이 아기를 태어나게 했다고 발표해 전 세계적으로 파문을 일으키기도 했다. 현재 사용되고 있는 유전자 가위는 3세대 ‘크리스퍼’이다. 강력한 유전자 가위로 알려져 있지만 희한하게 도마뱀과 뱀 같은 파충류에게서는 유전자 편집이 성공률이 낮다. 그런데 미국 연구진이 성숙하지 않은 미수정란을 편집하는 방식으로 파충류의 유전자를 편집하는데 성공해 주목받고 있다. 미국 조지아대 유전학과, 세포생물학과, 의생명과학연구센터 공동연구팀은 크리스퍼 유전자 가위를 이용해 아놀 도마뱀의 난모세포를 편집해 하얀색의 알비노 도마뱀을 탄생시키는데 성공했다고 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 논문 출판 전 공개사이트인 ‘바이오아카이브’(bioRxiv) 최신호(3월 31일자)에 실렸다. 일반적으로 크리스퍼 유전자 가위는 단세포 수정란에 넣어 원하는 DNA를 잘라내거나 붙여 원하는 변이를 만들어 낸다. 그렇지만 파충류의 경우는 정자를 수란관 속에 오랜 시간 보관했다가 수정하기 때문에 크리스퍼 유전자 가위를 주입해야할 시기를 포착하기가 쉽지 않다. 더군다나 파충류는 수정시 알껍질이 형성되기 때문에 배아를 손상시키지 않고 편집을 시도하기는 매우 어렵다. 연구팀은 아놀 도마뱀 난소 속에 있는 난모세포에 크리스퍼 유전자 가위를 주입하는 우회방식을 사용해 색소 침착에 영향을 미치는 티로시나제 편집을 시도했다. 연구팀은 21마리의 도마뱀의 난모세포 146개에 유전자 편집을 시도해 4마리의 생체 색소가 하나도 없이 하얀 피부를 가진 알비노 도마뱀을 탄생시켰다. 원칙적으로 피부 색소 변화를 시키기 위해서는 암컷과 수컷 유전자를 모두 변이시켜야 하지만 난모세포의 유전자를 우선 편집해 이후 수정이 될 때 수컷의 정자에 있는 색소 유전자를 차단하게 됐을 것이라고 설명했다. 이번 연구결과에 대해 생물학자들은 “아놀 도마뱀은 파충류 진화와 발생 연구에 매우 중요한 모델로 이번 연구 덕분에 파충류에 대한 발생유전학 연구가 탄력받게 될 것”이라며 “이번 기술은 도마뱀 뿐만 다른 파충류들에게도 적용할 수 있을 것으로 생각된다”고 평가했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

오늘날 바다를 지배하는 거대한 고래의 진화 비밀을 밝혀줄 중요 화석이 새롭게 발견됐다. 지난 4일(현지시간) 미국 CNN 등 주요언론은 페루 연안의 해양 퇴적물에서 네다리가 달린 고대 고래의 화석이 발견됐다는 연구결과를 보도했다. 잘 알려진대로 고래는 줄곧 바다에서 생활하는데도 폐로 호흡하는 따뜻한 피를 가진 포유류다. 이 때문에 전문가들은 고대 고래가 처음에는 육지에서 살다가 해양으로 서식처를 옮기면서 진화한 것으로 여겨왔다. 이를 입증하는 것이 과거 파키스탄과 인도 등지에서 발견된 고대 고래 화석인 '파키세투스'(Pakicetus)다. 약 5000만년 전 이 지역 물가에서 살았던 파키세투스는 네 다리와 긴 꼬리를 가진 늑대 정도의 몸집을 가졌으며 최고(最古)의 원시적 고래류로 추정되어왔다. 이번에 페루에서 발견된 화석은 4260만 년 전 것으로 네 다리와 발굽 그리고 긴 꼬리를 갖고있다. 길이는 꼬리를 포함해 약 4m 정도로 형태학적으로 분석한 결과 육지에서도 잘 걷고 바다에서도 잘 헤엄칠 수 있다는 것이 연구팀의 설명이다.연구를 이끈 벨기에 왕립 자연과학연구소 올리비에 랑베르 박사는 "과거 인도와 파키스탄 지역에서 발견된 것보다 보존 상태가 훨씬 완벽한 화석"이라면서 "대부분의 시간을 물에서 보냈으며 출산을 위해 다시 육지로 올라왔을 수 있다"고 설명했다. 이번 화석 발견이 더욱 의미있는 것은 고래 진화의 미스터리 해결은 물론 그 확산 경로에 대한 궁금증을 일부나마 해소할 수 있기 때문이다. 지금까지 전문가들은 약 5000만 년 전 고대 고래가 지금의 남아시아 지역에서 시작해 북아프리카와 북미 지역으로 퍼져나간 것으로 생각해왔다. 그러나 이번 화석 발견으로 이 고대 고래가 대서양을 헤엄쳐 지금 거리의 절반인 남미에 도착했으며 이후 북미 대륙으로 확산한 것으로 분석된다. 이에 연구팀은 이 고래 화석을 '태평양에 도착한 여행하는 고래'라는 의미의 ‘페레고세투스 파시피쿠스’(Peregocetus pacificus)로 명명했다.　 　 이번 연구결과는 국제 학술지 ‘커런트 바이올로지’(Current Biology) 최신호(4일자)에 실렸다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

1987년 영화 ‘이너스페이스’는 눈에 보이지 않을 정도로 작은 나노 잠수정을 타고 동물과 사람의 몸 속을 탐험하는 이야기가 나온다. 이 영화는 SF작가 아이작 아시모프의 ‘마이크로 탐험대’의 아이디어를 그대로 차용하고 있다. 최근 나노기술이 발달하면서 SF에 등장하는 것처럼 혈관을 비롯해 몸 속을 돌아다니면서 문제가 되는 부분을 고치는 나노 규모의 로봇 개발이 현실이 되고 있는 분위기다. 국내 연구진이 나노 크기의 초미세공간에서 원하는 대로 움직이게 만들 수 있는 모터, 일종의 동력기관을 개발해 주목받고 있다. 이화여대 화학나노과학과 김준수 교수팀은 DNA를 기반으로 해 나노입자의 움직임을 제어할 수 있는 ‘브라운 모터’를 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 6일자에 실렸다. 나노로봇이나 나노머신을 몸 속이나 미세공간에서 제대로 활용하기 위해서는 분자들을 원하는 곳으로 선택적으로 이동시킬 수 있어야 하는데 쉽지 않은 일이다. 원인은 나노 크기의 분자들은 용액 속에서 다른 용매들과 충돌하면서 방향성 없이 움직이는 ‘브라운 운동’을 하기 때문이다. 연구팀은 이 불규칙한 브라운 운동을 제어해 나노입자를 특정 방향으로 이동시킬 수 있는 브라운 모터를 개발했다. 이론화학 및 계산화학 기법을 바탕으로 나노입자가 DNA를 따라 한쪽 방향으로 이동하도록 DNA를 설계한 것이다. 음(-)전하의 DNA와 양(+)전하의 나노입자는 정전기적 인력으로 결합되는데 DNA 구조가 유연할수록 나노입자와 결합에너지가 낮고 결합하기 쉬워진다. 이런 원리로 나노입자가 DNA의 유연한 부분을 향해 이동할 수 있다는 것이 계산적으로 확인됐다. 연구팀은 이 원리를 바탕으로 DNA 유연성이 점진적으로 증가하는 구조가 반복되도록 합성한 뒤 주변 이온 농도를 변화시키면 나노입자가 한 쪽으로 이동한다는 것도 확인했다. 김준수 교수는 “이번 연구는 초미세 공간에서 DNA를 결합한 나노입자를 원하는 방향으로 이동시킬 수 있는 나노크기의 모터를 설계할 수 있음을 보여준 것”이라며 “선택적으로 분자 위치를 제어할 수 있는 나노디바이스나 응용기술 개발에 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

하루에 20분 만이라도 근처 공원을 산책하면 스트레스를 줄일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 미시간대 연구팀은 자연 속에 있다는 느낌을 받을 수 있는 공원 같은 장소에서 20~30분 동안 앉아서 쉬거나 산책하면 스트레스 호르몬인 코르티솔의 수치를 약 10%까지 낮출 수 있다는 연구결과를 발표했다. 이 논문에서 연구팀은 30분이 지난 뒤에도 이런 효과는 지속되긴 했지만, 이후에는 급격히 줄어들었다고 설명했다. 즉 스트레스를 줄이기 위한 산책 시간은 20~30분이 최적이라는 것. 연구를 이끈 메리 캐럴 헌터 박사는 “이 연구는 코르티솔의 수치를 효과적으로 낮추기 위해 당신이 할 수 있는 가장 좋은 방법은 스스로 자연 속에 있다는 느낌을 받을 수 있는 장소에서 20~30분 동안 있어야 한다는 점을 보여준다”고 설명했다. 이와 함께 “그렇다고 해서 교외 지역까지 갈 필요는 없다”면서 “건물에서 벗어나 나무나 꽃이 있는 곳 옆에 앉아만 있는 것으로도 충분할 수 있다”고 말했다. 이어 “이런 결과에 따라 의사들은 스트레스와 불안감에 시달리는 환자들에게 녹지 공간에서 시간을 보내라는 조언을 할 수도 있다”면서 “이는 그야말로 자연이 우리에게 선사하는 약”이라고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘프론티어스 인 사이콜로지’(Frontiers in Psychology) 최신호에 실렸다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내에 심어진 낙엽송의 ‘유전적 다양성’이 우수한 것으로 분석됐다. 낙엽송은 구조재·집성재 등 건축재로 수요가 늘면서 조림 면적이 늘고 있다.4일 산림청 국립산림과학원에 따르면 무주·봉화·강릉 등 국내 낙엽송 조림지 10곳에서 유전적 다양성을 조사한 결과 최대 0.778(평균 0.706)로 원산지인 일본 낙엽송에서 보고된 측정치(최대 0.762·평균 0.742)와 유사했다. 유전자 다양성은 1에 가까울수록 높은 값인데 생물종이 기후변화나 다양한 생육환경에 적응할 수 있다는 의미다. 조림과 육종에 영향을 주는 조건이기도 하다. 우리나라 자생종이 아니고 외국에서 수종은 원산지와 비교해 유전적 다양성이 낮고 우수한 유전자가 부족할 것으로 알려져 있는 데 낙엽송도 유전자 다양성에 대한 우려가 제기됐다. 그러나 연구결과로 국내 낙엽송의 유전자 다양성이 원산지와 비교해 떨어지지 않는 것으로 확인되면서 경제 수종으로서의 활용이 확대될 수 있을 것으로 기대된다. 우리나라는 1904년 일본 후지산 자생수종인 ‘일본잎갈나무’가 처음 도입된 후 2018년 현재 여의도 면적의 325배에 달하는 27만 2800㏊에 조림됐다. 조림 면적으로는 소나무(156만 2843㏊)에 이어 두 번째로 규모다. 산림과학원 산림생명정보연구과 이제완 박사는 “다양한 유전자를 받은 종자가 도입돼 환경에 잘 적응하는 것으로 평가할 수 있다”며 “우수 자원을 선발하거나 유전자원 보존 측면에서도 가치가 높다”고 말했다. 세종 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

한국식품연구원 전통식품연구단은 옻나무에서 주로 발견되는 ‘설퓨레틴’이 자외선에 의한 피부 콜라겐 분해를 막아 주름을 억제한다는 사실을 새로 알아냈다고 3일 밝혔다. 피부가 자외선에 노출되면 피부 조직 내 교원섬유(피부의 모양을 유지해주는 콜라겐 조직) 분해효소가 활성화되면서 콜라겐이 분해돼 주름이 만들어진다. 연구팀은 인체유래 피부세포를 이용해 실험한 결과 설퓨레틴이 교원섬유 분해 효소는 물론 주름을 만들어 내는 또 다른 염증 관련 신호전달체계를 억제한다는 사실을 확인했다. 설퓨레틴은 아토피 피부염은 물론 관절염, 비만과 같은 만성질환을 억제하는 데도 도움이 된다고 알려져 왔던 물질이다. 연구팀은 설퓨레틴을 이용한 주름방지 화장품 같은 산업적 이용을 위한 후속연구를 진행할 계획이다. 이번 연구결과는 식품학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 펑셔널 푸드’ 최신호에 실렸다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘주52시간’ 보완 추가때 일자리·임금 늘어 정부의 ‘일자리 쪼개기’ 유도와 결과 상반주 52시간 근로제를 보완하는 탄력근로제의 단위 기간을 1년으로 늘리면 주 52시간제로 사라질 일자리 약 29만개, 임금소득 약 4조원, 국내총생산(GDP) 약 7조 40000억원을 구할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 탄력근로제 단위 기간을 기존 노사합의인 6개월보다는 1년으로 늘릴 때 일자리와 임금소득에서 모두 이득이라는 것이다. 탄력근로제란 계절·프로젝트별 특수성 때문에 일정 기간 장시간 근무가 필요한 업종에 대해 정해진 단위 기간 동안 몰아서 일하고 장기간 쉬는 기간을 부여해 평균 주 52시간 근무를 맞추게 한 제도다. 김재현 파이터치연구원 연구위원은 3일 국회 의원회관에서 김종석·임이자 자유한국당 의원이 주최한 ‘탄력근무제 도입의 경제적 효과’ 토론회에서 이 같은 연구 결과를 발표했다. 이는 주 52시간 도입 자체가 ‘일자리 쪼개기’를 유도해 일자리와 근로소득을 늘릴 것이란 정부 의도와 상반된 연구결과이다. 이번 연구가 주 52시간 도입 정책이 일자리·임금소득에 부정적 영향을 미칠 것이란 1차 결론에서 비롯됐기 때문이다. 주 52시간제 도입이 일자리와 임금소득을 줄인다고 김 연구위원이 본 근거는 이렇다. 업무가 몰릴 때 숙련근로자가 주 52시간을 준수해 근로량을 줄여도 대체 신규인력을 찾기 어렵기 때문에, 사용자는 숙련근로에 따른 제품·서비스 공급량을 줄이게 된다. 일감이 연중 일정하게 있지 않으니 숙련근로자는 때를 놓치면 초과근무를 통한 추가 임금 확보를 꾀할 수 없다. 역으로 비숙련근로자 근로시간이 단축되면 사용자는 새 인력을 뽑기보다 기계로 대체하는 경향을 보인다. 이처럼 숙련도를 막론하고 모두의 근로시간이 단축되니 근로자별 임금소득이 줄고, 소득이 감소함에 따라 근로자들은 소비를 줄인다. 이는 GDP 감소로 연결된다. 김 연구위원은 주 52시간 근무제만 적용할 경우 일자리가 40만 1000개, 임금소득이 5조 7000억원 감소할 것으로 추산했다. 6개월 내 평균 주 52시간 근무를 맞추는 탄력근무제를 도입한다면 일자리 감소분은 20만 5000개, 임금소득 감소분은 3조원이 되고 1년 단위 탄력근무제를 도입한다면 일자리 감소분은 11만 4000개, 임금소득 감소분은 1조 7000억원으로 조정된다고 김 연구위원은 추산했다. 홍희경 기자 saloo@seoul.co.kr

세포간 경쟁관계에서 피부 노화 나타나 나이 들면 COL17A1 단백질 점점 감소 이 때 ‘Y-27632’ ‘아포시닌’이 탄력 유지“얼마나 슬픈 일인가! 난 점차 늙고 끔찍하고 흉해지겠지. 내가 언제나 젊고 이 그림이 대신 나이를 먹을 수 있다면! 그것을 위해서라면 세상에 내가 바치지 못할게 뭐가 있을까. 내 영혼이라도 기꺼이 내어줄 것이야.” 아일랜드의 유미주의 작가 오스카 와일드가 쓴 장편소설 ‘도리언 그레이의 초상’은 자신의 초상화에 매료돼 영원한 젊음을 유지하고 그림이 대신 늙어가도록 영혼을 파는 주인공이 등장한다. 소설 속 주인공뿐만 아니라 ‘불로불사’(不老不死)를 꿈꾸며 불로초를 찾도록 한 진시황의 이야기도 유한한 삶을 사는 인간이 꿈꾸는 ‘불로장생’의 열망을 보여주는 대표적 사례이다. 과학기술과 의학의 급속한 발전으로 최근에는 ‘불로불사’까지는 아니더라도 건강하게 오래 살 수 있는 방법들이 속속 나오고 있다. 유전자 편집을 통해 노화세포가 스스로 제거되도록 하거나 3D 프린팅 기술을 이용해 노화된 신체조직을 교체한다든지 젊은 피를 수혈받는 등의 방법은 노화에 대응하기 위한 대표적인 연구결과물이다. 일본 도쿄대 의대 줄기세포생물학과, 의학·치의과학센터, 피부과학과, 프랑스 스트라스부르대 유전학 및 분자생물학과 공동연구팀은 생쥐를 이용해 피부 노화는 세포 간 경쟁관계에서 나타나는 현상이라는 사실을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 4일자에 발표했다.노화된 피부는 두께가 얇아지고 약해지면서 상처가 날 경우 치유되는 시간이 오래 걸린다. 이는 피부 각질세포나 멜라닌 세포처럼 피부 탄력을 유지하는 세포들의 숫자가 현저하게 줄어들기 때문이다. 또 탄력 있는 젊은 피부는 피부 내 정상 줄기세포들이 손상되거나 늙은 줄기세포를 밀어내는 일종의 ‘경쟁’을 통해 유지되는 것으로 알려져 있다. 그렇지만 이런 세포 간 경쟁이 피부 노화를 어떻게 유발시키는지에 대한 명확한 작동 메커니즘은 아직 밝혀지지 않은 상태였다. 이에 연구팀은 생후 7주 된 어린 생쥐부터 30개월 된 늙은 생쥐까지를 대상으로 생쥐 꼬리 피부의 노화를 정밀 분석했다. 생쥐 꼬리는 사람의 피부세포와 비슷한 구조와 형태를 갖고 있는 것으로 알려져 있다. 분석 결과 ‘COL17A1’이라는 특정 콜라겐 단백질이 피부 세포들의 경쟁을 촉진시킨다는 사실을 밝혀냈다. 젊을 때는 피부 내에 COL17A1 농도가 높아 세포 경쟁을 촉발시켜 손상되거나 문제 있는 세포들을 제거함으로써 탄력 있는 피부를 유지하는 것이다. 그렇지만 나이가 들면 자외선이나 각종 유해환경에 노출되는 시간이 축적돼 피부 내 COL17A1 단백질이 점점 줄어든다는 사실을 확인했다. 나이가 들면서 세포 경쟁이 줄면서 손상되거나 문제 있는 세포를 제거하지 못해 피부 노화 현상이 나타난다는 설명이다. 연구팀은 ‘Y-27632’와 ‘아포시닌’이라는 물질이 COL17A1 단백질 감소를 막아 생쥐의 상처 치유를 촉진시키고 피부의 탄력을 유지시킨다는 사실도 밝혀냈다. 노화 연구자들은 이번 연구결과를 반기면서도 “이번 연구를 포함해 지금까지 나온 대부분의 노화 연구들은 노화의 속도를 늦추거나 막으면 노화 관련 질병도 사라질 것이라는 전제에서 진행되고 있는데 이는 나이와 관련된 또 다른 생물학적 조건들을 고려하지 않고 있다는 것이 가장 큰 맹점”이라며 “진정한 노화 연구가 되기 위해서는 고령화로 인해 복합적으로 나타날 수 있는 질환의 가능성과 그에 대한 예방, 건강수명 연장에 따른 사회적, 제도적 대응까지 함께 이뤄져야 한다”고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“유성에서 조치원으로 가는 어느 들판에/우두커니 서 있는 한 그루 늙은 나무를 만났다…묵중한 그들의, 침울한 그들의, 아아 고독한 모습/그 후로 나는 뽑아낼 수 없는/몇 그루의 나무를 기르게 되었다.” ‘청록파’ 시인으로 잘 알려진 박목월 선생이 1964년 발표한 ‘나무’라는 시의 한 부분입니다. 여행길에서 만난 나무를 통해 고독감과 삶의 의미를 사색하는 내용입니다. 일상에 찌들어 있는 현대인들이 시인처럼 나무를 보고 깊은 상념에 빠지기는 쉽지 않지만 초록 물결 가득한 나무나 숲을 보면 가슴이 뻥 뚫리는 듯한 시원한 느낌을 받게 됩니다. 나무와 숲은 인류 역사와 함께 다양한 형태로 관계를 맺어왔습니다. 초기에는 식량 공급원이나 땔감, 건축자재 등으로 쓰이는 동시에 종교나 신앙의 대상이 되기도 했습니다. 요즘은 예전과는 달리 나무를 직접 활용해 얻는 효용은 많이 낮아졌습니다. 그렇지만 이산화탄소를 흡수하고 산소를 내뿜어 만드는 대기질 개선 효과, 산사태와 가뭄 방지, 산림휴양, 생물다양성 확보, 온실가스 흡수, 열섬 완화 등 간접적이고 공익적 효과는 오히려 커지고 있습니다. 실제로 국립산림과학원이 계산한 산림의 공익적 가치는 2014년 기준으로 국내총생산(GDP) 8.5%에 해당하는 126조원에 이릅니다. 숲이 국민 한 사람당 249만원 정도의 혜택을 돌려주고 있다는 계산입니다. 기후변화 차원에서만 보더라도 나무와 숲은 엄청난 일을 합니다. 과학자들이 온실가스인 이산화탄소를 포집·저장하는 기술을 개발하고 있지만 산림만큼 효율이 높지는 않다고 합니다. 산림청에 따르면 국내 산림은 전체 탄소량의 약 7%(9억 3500만t)를 저장한다고 합니다. 숲을 이루고 있는 나무와 흙, 낙엽이 이산화탄소를 잡고 있는 것입니다. 많은 사람들이 ‘나무나 숲 가꾸기’라고 하면 어렵고 거창하게 생각하는데 그럴 필요가 없다는 연구결과들이 많습니다. 2015년 영국 지속가능성 산림·기후변화 연구센터 과학자들은 도심의 자투리 땅을 이용해 나무를 심거나 식물을 키우는 것도 사람들의 삶에 상당한 영향을 미친다는 연구결과를 임학분야 국제학술지 ‘도시 임학 및 원예학’에 발표했습니다. 도심 자투리 땅을 이용해 나무를 심거나 식물을 키우는 것만으로도 열섬 현상은 물론 대기오염까지 줄일 수 있다는 것입니다. 대형 녹지공간을 덜렁 하나 만들어 놓는 것보다는 도심 곳곳에 소형~중형 녹지를 조성하는 것이 지구온난화로 인해 나타날 수 있는 문제들을 해결하는 데 도움이 된다는 이야기입니다. 게다가 도시인들의 정서 안정에도 커다란 공원 하나보다는 곳곳에 있는 작은 도심 숲이 훨씬 도움이 된다고 합니다. 한국은 2015년 말 기준으로 남한 면적의 63%에 해당하는 633만 5000㏊의 산림이 조성돼 있습니다. 민둥산으로 가득한 40~50년 전과 비교하면 그야말로 ‘전 국토가 푸르게’ 가꿔져 있습니다. 그렇지만 매년 산불로 인해 사라지는 산림 면적이 상당할 뿐만 아니라 도심 주변은 각종 개발공사 때문에 점점 녹지를 찾아보기 어렵습니다. 1949년 시작돼 올해 74회를 맞는 ‘식목일’도 2006년 휴일에서 제외되면서 사람들의 관심에서 멀어지는 것 같습니다. 그 때문에 나무 심기 행사도 예전보다 덜 한 것 같습니다. 크게는 지구온난화로 몸살을 앓는 한반도를 위해서, 작게는 내 자신을 위해서라도 다시 나무 한 그루, 화분 하나 가꾸기에 나서보는 것은 어떨까요. edmondy@seoul.co.kr

미세먼지가 사회재난에 포함될 정도로 심각해지자 책임 논란이 자치단체에까지 미치고 있다. 중국 등 외부요인이 가장 크지만 지자체가 오염물질 저감 정책 등을 펼쳤다면 상황은 다소 달라졌을 거라는 지적이 나오고 있기 때문이다. 2일 한국환경공단과 충북도 등에 따르면 충북지역이 지난 3월 한 달간 미세먼지 농도 ‘나쁨’ 이상을 기록한 날은 전국에서 가장 많은 17일이다. 서울과 석탄화력발전소가 밀집한 충남이 더 심각할 것 같지만 이들 지역은 모두 13일을 기록했다.‘맑은고을’이라는 이름을 가진 청주(淸州)는 충북에서도 가장 심각한 수준이다. 올 들어 미세먼지 농도가 가장 높았던 지난달 5일 도내 시·군별 측정수치를 보면 청주 오송읍·사천동·오창읍 등 청주지역 3곳이 가장 심했다. 청주시는 중국과 서해안 화력발전소 등에서 유입된 다량의 미세먼지 등이 공기질을 나쁘게 만든 첫 번째 원인이라고 분석한다. 소백산맥 등이 미세먼지 이동을 막아 청주에 오래 머물게 하고, 전국에서 유일하게 청주지역난방공사가 벙커C유를 쓰는 것도 상황을 악화시키고 있다고 주장한다.하지만 시민단체들은 대기오염에 대비하지 않은 시의 책임도 적지 않다고 꼬집는다. 현재 청주에는 민간 소각시설 6곳이 몰려 있다. 이들 시설의 하루 소각 가능용량은 1458t이다. 국내 폐기물 소각장 전체 처리용량의 18%에 달한다. 소각시설 3곳이 몰린 북이면은 암환자가 속출해 주민들이 역학조사를 호소하고 있다. 이런 상황에서 또 다른 민간소각장 신설이 추진 중이다. 한 업체가 청주시 오창읍 후기리에 130만㎡의 폐기물매립장, 하루 처리용량 기준 282t의 소각시설, 500t 규모의 슬러지 건조시설을 건립하고 있다. 청주시의회와 시민단체들은 소극적인 행정을 탓한다. 시가 주민피해를 예측하고 적극적으로 소각장 신설이나 증설을 막았어야 하는데 그동안 방관했다는 것이다. 박완희 시의원은 “인구 50만명 이상 대도시는 조례를 통해 사업장 배출허용기준을 강화하고 엄격한 환경영향평가를 받게 할 수 있지만 청주시는 그런 조례를 마련하지 않았다”며 “소각장들이 들어선 이후라도 위기감을 느끼고 조례를 만들었다면 증설이라도 막을 수 있었을 것”이라고 목소리를 높였다. 청주시가 대중교통 체계 개선에 나서지 않은 것도 미세먼지 악화의 원인으로 꼽힌다. 현재 청주 시내버스 노선은 육거리~내덕동 칠거리와 상당공원~가로수길에 집중됐다. 이를 연결하면 T자 노선이 된다. 시내버스 노선 120여개 가운데 80%가 여기에 몰려 있다. 구도심인 상당구 문화동 도청 인근 버스 승강장은 한꺼번에 버스 5~6대가 줄지어 들어오지만 신도심 가운데 하나인 서원구 성화동은 20분 이상 기다려야 버스를 탈 수 있다. 청주 외곽지역에 대규모 아파트 단지가 들어서고 있는 현실이 반영되지 않은 셈이다. 이는 시민들의 자가용 이용을 부추겨 미세먼지 일상화에 일조했다는 게 전문가들 지적이다.공원과 숲 조성을 소홀히 한 점도 도마에 오른다. 지역 환경단체인 ‘두꺼비와 친구들’에 따르면 청주의 1인당 공원 면적은 법적 기준인 6㎡에 못 미치는 4.50㎡다. 이에 반해 대전(8.05㎡), 서울(8.48㎡), 인천(10.19㎡), 울산(10.41㎡) 등 다른 대도시들은 청주에 비해 많은 녹지와 쉼터를 확보하고 있다. 나무 한 그루가 연간 35.7g의 미세먼지를 흡수한다는 연구결과가 있어 ‘시가 공원녹지나 숲 가꾸기에 적극적으로 나섰더라면’ 하는 아쉬움이 나온다. 청주의 부족한 공원은 내년 이후 도시공원 일몰제로 더욱 심각해질 전망이다. 이 제도는 도시공원으로 지정해놓고 지자체가 20년간 공원조성을 안 하면 땅 소유자의 재산권 보호를 위해 도시공원에서 풀어주는 것이다. 이에 따라 내년에만 38개 공원의 개발이 가능해진다. 8곳(잠두봉·새적굴·원봉·영운·월명·홍골·매봉·구룡공원)은 민간개발 특례사업 대상이라 이미 6곳에서 개발이 추진되고 있다. 극히 일부지만 몇몇 지자체들은 소유주 반발에도 도시자연공원구역 지정 제도를 활용해 개발제한을 연장하거나 공영개발 등을 통해 숲을 최대한 살리고 있다. 공원 내 사유지 매입에도 적극적이다. 신경아 두꺼비와 친구들 사무처장은 “청주 서원구만 따지면 1인당 공원 면적이 0.95㎡에 불과하다”며 “그런데 시가 공원을 매입한 것은 해제 대상 가운데 10% 정도에 그친다”고 꼬집었다.산업단지 조성, 대규모 투자유치, 아파트 건설 등 시의 개발위주 정책도 달라져야 한다고 시민단체는 입을 모은다. 청주지역 산업단지는 현재 9곳인데 19곳이 조성 중이거나 예정이다. 아파트 과잉공급도 심각하다. 2016년 10월 이후 현재까지 최장기간 미분양관리지역으로 지정돼 있다. 청주시는 어려움이 있다고 호소한다. 뛰어난 접근성 때문에 전국 각지에서 물량을 가져오는 소각장들이 청주로 몰려왔고, 법적으로 문제가 없다면 진출을 막기가 쉽지 않다는 주장이다. 시내버스 노선은 개편을 위해 2017년 외부용역 결과물을 얻었지만 운수회사들이 동의하지 않아 적용하지 못했다고 한다. 시 관계자는 “일종의 지적재산권인 노선권을 운수회사가 갖고 있어 지자체 마음대로 할 수 없다”며 “운수회사들이 노선 전면 개편으로 인한 한동안의 혼란으로 수익이 줄어들면 이를 보전해 달라고 요구해 결국 추진하지 못했다”고 전했다. 도시공원 일몰제는 나름 노력했다고 해명한다. 우암산과 부모산을 도시자연공원 구역으로 전환시켰고, 어려운 재정여건 속에서도 공원 내 사유지 매입을 진행했다고 토로한다. 담당부서 한 관계자는 “관련 예산이 항상 후순위로 밀리는 힘든 상황에서 최선을 다하고 있다”고 한다. 산업단지 조성과 투자유치는 경제활성화를 위한 어쩔 수 없는 선택이었다고 호소한다. 시는 시민단체들의 요구가 거세지자 최근 대책들을 쏟아내고 있다. 한범덕 청주시장은 가능재원을 총동원해 구룡산공원을 매입하라고 지시했다. 시는 부도난 회사를 인수한 뒤 사업재개를 위해 소각로 교체 등을 추진하는 업체와 소송도 벌이고 있다. 대기오염 총량제 실시를 위해 환경부에 대기관리권역 포함도 건의도 했다. 5곳이던 자동차공회전 제한지역을 청주 전역으로 확대했다. 문윤섭 교원대 환경교육과 교수는 “지자체들이 미세먼지 고농도 발생 시라도 강력한 조치를 취해야 한다”며 “민간도 차량 2부제를 실시하고 공장들과 대기오염 배출 저감 협약을 체결해야 한다”고 충고했다. 글 사진 청주 남인우 기자 niw7263@seoul.co.kr

이산화탄소와 함께 지구온난화 주범으로 ‘메탄’이 꼽힌다. 이 때문에 소의 트림이나 방귀가 지구온난화를 일으킨다는 연구결과가 나오기까지 하고 있다. 이렇게 대기 중에 있는 메탄가스 이외에도 땅 밑에 매장돼 있는 메탄도 상당히 많아 지구상에서 가장 풍부한 가스 자원으로 꼽히기도 한다. 국내 연구진이 이런 메탄을 원유를 대체할 수 있는 유용한 물질인 메탄올로 전환시킬 수 있는 기술을 개발해 화제다. 고려대 화공생명공학과 이지원 교수팀은 메탄가스로부터 메탄올을 손쉽게 생산할 수 있는 인공 효소 나노입자를 개발했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘네이처 촉매반응’ 2일자에 실렸다. 현재 다양한 생활용품이나 산업용 소재를 만들 때 활용되는 탄화수소물은 원유를 원료로 생산되고 있다. 이들 대부분은 메탄올에서도 생산할 수 있기 때문에 고갈 가능성이 큰 원유를 대체할 수 있는 탄화수소 제조 원료로 메탄올에 대한 관심은 높아지고 있다. 문제는 메탄올을 생산하기 위해서 메탄가스를 이용하는 경우가 많은데 이 때 활용되는 화학적 산화공정은 에너지 소비량이 많고 환경오염 물질도 많이 유발되는데 반해 메탄올로 반응 전환율은 낮다는 단점이 있다. 이 때문에 많은 생물화학공학자들은 메탄산화세균을 이용한 메탄올 생산 바이오공정을 개발하려는 시도를 많이 하고 있다. 문제는 메탄산화세균의 고농도 배양은 물론 대량 생산이 쉽지 않아 이를 활용해 메탄올 전환 성공사례는 아직 보고되지 않고 있다. 연구팀은 유전공학 기술로 메탄산화효소의 핵심 활성 부위만 활용해 자연 상태의 메탄산화효소와 거의 같은 수준의 활성을 갖는 효소 나노입자를 개발하는데 성공했다. 이번에 개발한 효소 나노입자는 짧은 시간에 고농도로 쉽게 배양되는 대장균을 이용해 대량생산이 가능할 뿐만 아니라 다공성 하이드로겔과 결합시켜 장시간 반복적으로 재사용도 가능하다는 장점이 있다. 이지원 교수는 “이번 연구는 문제점이 많은 기존 화학적 메탄 산화공정을 고효율의 바이오공정으로 대체할 수 있도록 했다”라며 “이번에 개발한 효소나노입자 기술을 확장하면 메탄올 생산 뿐만 아니라 여러 화학물질을 생산하는 물질을 개발할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1928년 영국 미생물학자 알렉산더 플레밍은 우연히 푸름곰팡이가 포도상구균을 죽인다는 사실을 발견했다. 플레밍이 발견한 곰팡이 죽이는 물질 ‘페니실린’은 무서운 전염병을 일으키는 박테리아들에 특효라는 사실이 밝혀지면서 항생제로 만들어져 지금까지 수많은 목숨을 구했다. 그렇지만 항생제의 지나친 남용으로 내성을 가진 ‘슈퍼 박테리아’가 속속 등장하고 있어 보건의료 분야에 심각한 문제가 되고 있다. 슈퍼 박테리아에 대응할 수 있는 슈퍼 항생제가 아직 나오지 않아 두 종류의 항생제를 섞어 처방하는 ‘항생제 조합 치료’가 주목받고 있지만 서로 다른 항생제를 정확히 조합해야 효과를 볼 수 있다. 카이스트 기계공학과 전성윤 교수팀은 미세유체 칩을 이용해 두 개의 항생제 간 시너지 효과를 검사할 수 있는 시간을 기존의 3분의 1로 줄이는 기술을 개발했다고 3일 밝혔다. 이번 연구결과는 영국 왕립학회에서 발행하는 분석화학 분야 국제학술지 ‘랩 온 어 칩’ 최신호에 실렸다. 두 종류 이상의 항생제를 조합해 처방하는 항생제 조합 치료를 위해서는 정확한 조합과 농도 범위를 찾아야 하는데 기존 효과검사 방식으로는 항생제를 희석시키고 샘플을 준비하는 과정이 불편하고 결과를 도출하기까지 24시간 이상이 걸린다는 문제가 있다. 연구팀은 효과 측정을 위한 샘플의 양이 수십 마이크로리터(㎕)에 불과한 머리카락 굵기의 미세유체칩을 이용했다. 이번 기술을 활용하면 두 개의 항생제간 농도조합 121개를 35분만에 자동으로 만들어 낼 수 있고 그 효과를 8시간 내에 확인할 수 있다. 실제로 연구팀은 항생제 농도조합을 35분만에 만들어 내고 효능검사를 실시해 8시간 만에 가장 효과적인 항생제 종류와 배합비율을 찾아내는데 성공했다. 전성윤 교수는 “이번에 개발한 기술은 번거로운 희석과정과 최소 24시간이 걸리는 검사시간으로 인해 불편했던 점을 개선함으로써 앞으로 환자들에게 적절한 항생제 조합 치료를 할 수 있게 도와줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

DGIST 기초학부생들의 실험 수업에서 시작된 연구가 국제학술지에 게재됐다. DGIST는 진권휴, 제갈장환, 염지우 학생이 기초학부 재학 때 수업조교였던 실험동물센터 임승영 전임기술원, 웰에이징연구센터 정진주 연구원과 함께 공동연구를 진행해 MAOA유전자와 공격성에 관한 논문을 국제학술지 사이언티픽 리포츠(Scientific Reports)에 게재했다고 2일 밝혔다. MAOA유전자는 모노아민 계열 신경전달물질을 분해하는 유전자로, 30개의 염기쌍이 하나의 단위로 반복되는 ‘연쇄반복서열’을 지닌다. 이 때 연쇄반복서열의 반복횟수에 따라 MAOA유전자의 유전형이 달라진다. 연쇄반복서열이 4.5번 반복되는 ‘4.5R 유전형’을 가진 사람은 상대적으로 다른 사람들에 비해 공격성이 높다는 연구결과가 있다. 이번 연구는 기초학부생 수업 도중 실시한 유전자 분석 실험에서 시작됐다. 당시 수업 담당교수인 이창훈 교수와 학생들은 4.5R 유전형 보유 집단과 비보유 집단 간의 공격성 비교 심리검사를 진행했지만 큰 차이점을 찾을 수 없었다. 이에 학생들은 4.5R 유전형 MAOA유전자가 성격 형성에 갖는 영향력을 측정할 방법을 고민하다 이를 학부생 공동 연구 프로젝트 UGRP(Undergraduate Group Research Program)의 연구주제로 선정, 연구를 진행하게 됐다. 연구진은 4.5R 유전형 MAOA유전자를 가진 사람들의 뇌파와 심전도를 측정해본 결과, 공격적인 자극을 받으면 다른 유전형 보유자들보다도 더 강한 반응을 보인단 사실을 알게 됐다. 이는 뇌파와 심전도 측정을 통해 공격성에 대한 생명과학적 해석이 가능함을 보여줘, 향후 성격검사를 보완할 수 있는 단초를 제시했다는 측면에서 의미가 크다. 이번 연구를 진행하고 DGIST 정보통신융합전공 대학원 석사과정으로 진학한 진권휴 학생은 “‘분자와 생명현상 실험’ 수업의 ‘너 자신을 알라’ 프로젝트가 연구까지 발전하게 됐다”며 “단순한 학문적 호기심을 학술지에 실릴 만큼의 성과로 발전할 수 있었던 데에는 UGRP의 힘이 컸다”고 밝혔다. □ 또한 연구팀은 이번 연구 과정에서 얻은 분석 결과를 토대로 국제학술지 익스페리멘털 뉴로바이올로지(Experimental Neurobiology)와 뉴로사이언스 레터스(Neuroscience Letters)에도 각각 한 편 씩, 총 두 편의 논문을 더 게재했다. 연구를 진행했던 기초학부생들은 모두 DGIST 대학원에 진학해 학업을 이어가고 있다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

빅뱅 이전에도 우주가 존재했을까? 빅뱅 이후 우주는 어떻게 진화했는가? 이 같은 문제를 알기 위해서 연구자들이 시계처럼 작동하는 입자의 영향을 조사할 것을 제안한 새 연구가 발표되었다고 30일(현지시간) 우주전문 사이트 스페이스닷컴이 보도했다. 현재 대세를 이루고 있는 우주론은 우주가 태초의 짧은 순간에 엄청난 속도로 팽창을 했다는 급팽창 이론(inflation theory·인플레이션 우주론)이다. 빅뱅 후 10−36~10−34초라는 매우 짧은 시간에 우주의 크기가 1043배 팽창되었다는 것이다. 이 기간에 공간 자체는 빛의 속도보다 빠르게 팽창했다. 인플레이션 이론은 우주의 구조와 진화에 대한 여러 신비를 푸는 데 도움이 될 수 있다. 예를 들어, 인플레이션은 우주가 모든 방향에서 대체로 같은 모습을 보이는 우주의 평탄성 이유를 잘 설명해준다. 그러나 인플레이션 이론을 비판하는 쪽에서는 우주에 대한 시작 조건이 있을 것으로는 보이지 않는다고 주장하며, 우주의 가장 오래된 빛인 마이크로파 배경복사에 대한 최신 데이터를 설명하기 위해 점점 더 부가적인 모델이 필요하다고 연구 공동저자인 아비 로브 하버드대 천체물리학과장이 밝혔다. “가장 자연스럽고 그럴듯한 인플레이션 모델이 배제되었다”고 주장하는 로브는 “모든 것이 가능하고 어떤 시나리오라도 수용할 수 있는 지극히 유연한 인플레이션 이론은 조금 걱정스럽다. 과학적 이론의 강점은 어떤 결과를 예측하고 다른 이론들을 배제할 수 있는 데에 있다”고 강조한다. 과학자들은 지금까지 인플레이션 이론과 같이 우주의 수수께끼를 설명할 수 있는 전혀 다른 우주론 모델을 개발해왔다. 예컨대, 인플레이션 이론은 우주가 물질과 에너지가 극한으로 밀집된 한 특이점(singularity)에서 출발했다고 가정한다. 이론상으로 특이점은 공간과 시간의 구조를 무한대로 왜곡시키기 때문에 빅뱅 이전에는 아무것도 존재하지 않으며 시간조차도 존재하지 않는다. 그러나 또 다른 우주론 모델은 우주가 원시우주의 붕괴에 뒤따른 ‘빅 바운스'(Big Bounce)에서 태어났다고 제안한다. 이 모델은 인플레이션 이론과 마찬가지로 우주가 왜 지금처럼 되었는가를 설명할 수 있다고 로브는 주장한다. 인플레이션 이론과 다른 우주론의 진위를 결정하기 위해 로브와 그의 동료 연구자들은 한 가지 테스트를 제안했다. “과학은 믿음이 아니라 증명으로 발전하는 것이다. 그래서 우리는 어떤 시나리오가 발생했다는 것을 입증하기 위해 단서를 찾는 작업에 착수했다”고 로브는 밝혔다. 이 테스트의 핵심은 다른 우주론 모델에서 우주가 어떻게 행동하는가를 알아보는 것이라고 밝히는 하버드 대학의 종-지 시안위 공동저자는 “인플레이션은 우주가 기하급수적으로 확장되었다고 보는 반면, 빅 바운스는 원시우주가 축소되고 현재의 우주로 확장되었다고 가정한다. 어떤 모델은 우주가 서서히 팽창했다고 보지만, 그와 반대로 우주가 급격히 팽창했다고 보는 우주론도 있다”고 설명한다. 지금의 우주가 있기 전에 원시우주란 게 존재했다면, 현재의 물리학은 시계추가 앞뒤로 흔들리듯이 일정한 주파수로 진동하는 입자들이 존재했을 것이라는 사실을 말해준다. 이러한 ‘원시 표준시계’의 작동은 극미세계의 물질 밀도에 불균질을 가져와 우주가 팽창한 후 지금과 같은 구조를 갖게 하는 데 씨앗이 되었을 것이다. 하버드 대학의 싱잉 첸 대표저자는 “빅뱅 이전에 어떤 일이 있었는지에 대해 우리가 지금까지 알아낸 모든 정보가 필름 롤에 들어 있다고 상상해보면 표준시계가 어떻게 이러한 프레임을 재생해야 하는지를 알려준다”고 주장한다. 한때 원시우주가 존재했다면, 그 붕괴는 현재의 우주 구조에서 감지할 수 있는 방식으로 원시 표준시계를 작동하게 했을 것이라는 말이다. 시안위 공동저자는 성명서에서 “우주가 수축하는 것을 보여주는 신호 패턴이 발견되면 인플레이션 이론이 완전히 허구임이 입증될 것”이라고 주장한다. 연구자들이 그 같은 증거를 찾기 위해 분석할 수 있는 몇 가지 데이터 세트가 있다. 하나는 슬론 디지털 스카이 서베이(Slan Digital Sky Survey)를 비롯해, 곧 취역하게 될 다크 에너지 서베이(Dark Energy Survey), 광시야 적외선 망원경(WFIRST), 대형 시놉틱 관측 망원경(LSST)들이 전천에 대한 대규모 조사에 나설 것이라고 밝히면서, 과학자들은 또한 우주 마이크로파 배경복사를 볼 수 있을 것이라고 로브는 덧붙였다. “우리는 이미 인플레이션 이론을 배제할 수 있는 관찰 가능한 세부 사항을 확인했다”고 밝히는 로브는 “인플레이션이 발생했을 가능성은 매우 높지만, 인기있는 아이디어가 과연 진실인지 밝힐 수 있는 것은 언제나 멋진 일이다”고 강조한다. 연구진은 피지컬 리뷰 레터에 자세한 연구결과를 게재했으며, 출판 전 서버인 아카이브에 웹 사이트에서 볼 수 있다. 이광식 칼럼니스트 joand999@naver.com　　

드림웍스의 애니메이션 덕분에 일반인들에게 잘 알려진 아프리카 남동쪽 인도양에 있는 섬 마다가스카르. 세계에서 4번째로 큰 섬나라인 마다가스카르는 가장 가까운 육지와 400㎞ 가까이 떨어져 있어서 독특한 동식물들이 존재한다. 전 세계 생물 약 20만 종 중에서 75%를 여기에서만 볼 수 있다고 할 정도로 생물의 천국이다. 최근 국제공동연구진이 마다가스카르에서 손톱만한 크기의 개구리를 비롯해 지금까지 보지 못했던 개구리 5종을 새로 발견했다. 독일 루트비히 막시밀리안대학 진화생물학, 함부르크대 동물학연구소, 라이프치히 진화및생물다양성 연구소, 미국 캔자스대 생태학및진화생물학과, 마다가스카르 안타나나리보대 동물학과 공동연구팀은 손톱 크기에서 쌀알 크기의 새로운 개구리 종을 발견했다고 31일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 28일자에 실렸다. 프랑스보다 약간 큰 마다가스카르에는 350여 종의 개구리가 있는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 이번에 가장 큰 것은 엄지손톱에 앉을 수 있을 정도의 크기이고 가장 작은 것은 쌀 한 톨 크기의 개구리 5종을 새로 발견했다.이번에 발견한 새로운 종들에는 ‘미니’ ‘미니 멈’ ‘미니 스큘레’ ‘미니어쳐’라고 이름이 붙여졌다. 미니 멈과 미니 스큘레는 8~11㎜, 미니어쳐는 15㎜ 정도의 크기를 갖고 있는 것으로 알려졌다. 현재까지 가장 작은 개구리는 2009년 8월 파푸아뉴기니에서 발견된 7.7㎜ 크기의 ‘페도프라이네 아마우엔시스’로 기록돼 있다. 마크 셜츠 독일 루트비히 막시밀리안대학 진화생물학및동물학연구소 교수는 “우리가 흔히 볼 수 있는 개구리들은 모양과 크기가 비슷하기 때문에 개구리가 얼마나 다양한지 잊을 때가 많다”라며 “이번 연구를 통해 마다가스카르가 생물 다양성의 보고라는 사실을 다시 한 번 알 수 있게 됐다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr