국내 연구진이 암 진단과 치료를 동시에 할 수 있는 물질을 개발해 주목받고 있다. 이화여대 화학나노과학과, 약학과, 연세대 의생명과학부 공동연구팀은 나노분자 하나만으로 암을 진단하고 치료할 수 있는 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국화학회에서 발행하는 화학분야 국제학술지 ‘미국화학회지’ 표지논문으로 실릴 예정이다. 암 부위를 표적으로 하는 물질을 이용해 암을 진단하는 동시에 치료를 동시에 할 수 있는 맞춤의학 기술의 하나가 ‘테라노스틱스’이다. 레이저 같은 빛을 이용한 광역학 치료물질을 활용하기 위해 표적물질, 치료제, 고분자나 그래핀 등 나노구조체 등 다양한 물질을 이용해 복잡한 제조단계가 필요하다는 문제가 있다. 연구팀은 기존의 다양한 물질을 결합시키는 대신 ‘자기조립 나노 프탈로사이아닌 유도체’(나노PcS)라는 다기능 단일 분자를 만드는데 성공했다. 연구팀은 간암과 자궁암 세포를 생쥐에게 이식시킨 뒤 두 그룹으로 나눠 한 그룹에는 나노PcS만 주입하고 다른 그룹에는 나노PcS에 레이저를 조사하고 관찰했다. 치료물질을 주입한 뒤 20일 동안 레이저를 조사하고 종양의 성장여부를 측정한 결과 치료를 시작한지 6주 이후부터 암 치료효과가 나타나기 시작해 20주까지 암 치료효과가 나타난 것이 관찰됐다. 특히 자궁암보다 간암에서 그 효과가 더 크게 나타났는데 간암의 경우 15주부터 90% 이상 완치효과를 보이는 것이 확인됐다. 윤주영 이화여대 화학나노과학과 교수는 “이번 연구는 광역학 치료제가 생체내 존재하는 혈청 알부민 단백질과 결합해 암세포에만 선택적으로 반응하는 물질을 개발했다는 것”이라며 “추가 연구를 통해 나노물질의 체내 장기전달 효율을 높여 치료효과를 증가시킬 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘신생대를 보면 지구온난화의 미래가 보인다?’ 지구 온난화로 인한 기후변화 때문에 북극 얼음 면적이 감소하고 각종 극단적인 기후현상이 나타나고 있다. 국내 연구진이 홀로세 중기 기후를 분석해 지구온난화로 인한 미래 기후가 어떻게 변하게 될지를 예측한 연구결과를 내놔 주목받고 있다. 홀로세는 신생대 마지막 시대로 충적세나 현세라고도 부르는 시기이다. 바로 지금 인류가 살고 있는 시기를 말한다. 인류는 홀로세 초기에 농경을 시작해 급격히 인류문명이 발달했다. 한국지질자연원구원 국토지질연구본부, 극지연구소, 부산대 대기과학과, 서울대 지구환경과학부, 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 대기해양과학과 공동연구팀은 5000~9000년 전 홀로세 초·중기 북극의 해빙 감소가 북반구 기후에 어떤 영향을 미쳤는지에 대한 분석결과를 내놨다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 연구팀은 당시 북반구 여름 태양 복사량은 5~10% 정도 많아 덥고 비가 많은 날씨를 보였다는데 착안했다. 이 시기에는 현재 사막의 대명사로 알려진 사하라가 초원이었다. 연구팀은 복합지구시스템 기후모델을 이용해 태양복사열에 의한 북극 해빙 감소의 영향을 분석했다. 기후모델은 지구온난화가 본격화되기 이전인 1950년대 이전 최근기후, 북반구 여름 온도가 높고 고위도 북극 해빙이 많이 녹았던 홀로세 중기, 북극해빙 면적이 1950년대와 비슷하다고 가정한 상태에서 홀로세 중기 3가지로 만들어 분석했다.그 결과 북극 해빙 감소가 북반구 기후에 영향을 줬으며 북태평양과 북미지역 연평균 온도를 0.5~1도 가량 상승시켰다는 것을 확인했다. 북태평양과 북미 대륙의 온난화는 북극 해빙감소의 결과임을 알려준다. 이와 함께 북극 해빙 감소는 바닷물의 염분을 묽게 만들어 대서양 열염순환을 약화시키고 결국 북대서양 해수온도도 떨어뜨린 것을 확인할 수 있었다. 박효석 지질자원연구원 국토지질연구본부 박사는 “기후 민감도가 높았던 홀로세 중기 기후를 분석함으로써 지구온난화로 인해 급변하는 기후변화에 효과적으로 대응할 수 있는 기후모델을 만들 수 있을 것”이고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

치매에 대한 공포는 노년층 뿐만 아니라 곧 노인이 되는 중년층들에게도 있다. 알츠하이머나 치매 현상과는 관계없지만 청년층에서도 디지털 기기의 과도한 사용으로 인한 ‘디지털 치매’ 현상이 나타나고 있어 청년층들에게도 ‘기억을 잃는다는 것’에 대한 공포를 느끼고 있다. 그래서 간혹 물건을 놓고 오거나 약속을 깜박할 경우 ‘혹시 치매가 아닐까’라고 덜컥 걱정을 하는 경우도 많다. 국내 연구진이 피 한 방울만으로도 치매 여부와 진행 상황을 판단할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 서울대 의대 묵인희, 이동영 교수 공동연구팀은 베타아밀로이드와 함께 알츠하이머 유발물질로 주목받고 있는 타우 단백질의 뇌 축적 정도를 혈액검사만으로 예측할 수 있는 방법을 개발하고 뇌과학분야 국제학술지 ‘브레인’ 21일자 표지논문으로 발표했다. 알츠하이머는 치매 원인의 50~70%를 차지하고 있으며 뇌세포 손상이 진행된 이후 발견되면 근본적인 치료가 어렵기 때문에 조기 진단이 무엇보다 중요하다. 많은 경우 양전자 단층촬영(PET) 기술을 활용해 뇌에 알츠하이머 원인 단백질 축적 여부를 확인하는 조기진단을 하고 있지만 워낙 고가여서 환자들의 부담이 큰 상황이다. 연구팀은 혈중에 존재하는 타우 단백질 농도가 뇌 속 타우 단백질 축적과 밀접한 관계가 있을 것으로 보고 실험을 실시했다. 연구팀은 인지기능이 정상인 52명, 경도 인지장애를 앓고 있는 9명, 알츠하이머 치매 15명 총 76명을 대상으로 했다. 분석 결과 혈중 타우 단백질과 지금까지 알츠하이머의 또 다른 원인으로 잘 알려진 베타아밀로이드 비율이 밀접한 관계가 있을 뿐만 아니라 뇌의 타우 단백질 양과 해부학적 차원에서 알츠하이머 진행과정과 상관관계가 있음을 연구진은 밝혀냈다. 또 뇌 속 타우단백질 축적 유무에 따라 혈중 타우단백질 양도 매우 유의미함을 밝혀냈다. 실제로 혈중 타우 단백질 농도에 따라 민감도 80% 수준에서 뇌의 타우 축적을 91% 가량 예측하는데도 성공했다.묵인희 교수는 “이번 연구결과를 실용화하면 치매의 진행정도를 보다 정확히 예측할 수 있기 때문에 치매 예방, 진행억제에 기여할 것”이라며 “추가 연구를 통해 치매와 관련된 추가적 지표를 발굴하고 베타아밀로이드 예측기술을 함께 사용할 수 있도록 해 치매 예측의 정확도를 더욱 높일 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

오랫동안 과학자들 사이에서 의견이 분분했던 ‘토성의 하루’ 미스터리가 풀렸다. 스페이스닷컴 등 과학전문매체의 19일 보도에 따르면 미국항공우주국(NASA)의 토성탐사선 카시니-호이겐스 호(이하 카시니호)를 담당하는 카시니프로젝트 소속 연구진은 카시니가 보내온 자료를 토대로 토성의 하루는 몇 시간인지를 밝히는 연구를 진행해 왔다. 아름다운 고리가 시그니처인 토성은 공전주기가 29.6년인 것으로 알려져 있지만, 자전주기는 관측할 때마다 다소 차이가 있어 학자들 사이에서도 의견이 분분했다. 그 이유 중 하나는 토성이 가스로 이뤄진 천체여서 자전주기를 관찰할 만한 중심점을 찾는데 어려움을 겪었기 때문이다. 실제로 1980년과 1981년 당시 토성을 지나간 보이저1호와 2호에 의해 측정된 자전주기는 6분 정도의 차이를 보였다. 토성 깊은 내부에서 전파를 만들어내는 과정에서 자전주기가 변화하는 것으로 예측했지만, 이 역시 추측에 불과했다. 연구진은 토성의 고리에서 떨어져 나온 입자를 정밀 분석한 결과, 고리 입자가 토성이 자전할 때 표면에서 마치 지진처럼 흔들리는 진동에 대응한다는 사실을 확인했다. 즉 토성이 자전할 때 토성의 중력장에 작은 변화가 생기면서 이것이 토성 고리에도 영향을 미친다는 것. 이러한 반응은 물리적으로 측정이 가능한 패턴을 만들어냈고, 이것이 토성의 자전주기에 따라 달리 반응한다는 것을 알게 됐다. 연구진은 이러한 사실을 토대로 토성의 고리 움직임을 분석한 결과, 토성의 자전주기는 10시간 33분 38초라고 결론지었다. 연구진은 “토성 고리의 특정한 위치에서 발생하는 이러한 진동은 점진적으로 에너지를 축적하다가 사라지기를 반복했다”면서 “우리는 이러한 눈에 띄는 패턴을 연구했고 이를 토성 본체에 적용시켰다”고 연구방법을 설명했다. 이어 “토성을 연구하는 과학자들은 지속적으로 고리의 파동을 이용해 토성 내부를 들여자보는 연구를 해 왔으며, 이번 연구결과를 통해 고리가 답을 가지고 있었음을 알 수 있다”고 덧붙였다. 참고로 보이저호가 추정한 토성의 자전주기는 10시간 39분 23초, 카시니호가 과거 자기장 데이터를 이용해 추정한 자전주기는 10시간 36분~10시간 48분이었다. 자세한 연구결과는 천체물리학저널(strophysical Journal) 17일자에 발표됐다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지금까지 단 한 번도 탐사가 이뤄진 적이 없었던 미지의 얼음 호수 지하에서 극강의 생명력을 가진 동물의 흔적이 발견돼 학계의 관심이 쏠렸다. 라이브사이언스 등 과학전문매체의 15일 보도에 따르면 전문가들은 남극의 빙저호(수백m~수㎞ 두께의 남극 빙하 아래에 위치한 호수)인 메르세르(Mercer)를 시추해 유의미한 결과를 얻어내는데 성공했다. 미국 네브래스카대학 고생물학자인 데이비드 하우드를 포함한 공동 연구진은 올 초 SALSA(Subglacial Antarctic Lakes Scientific Access)로 불리는 빙저호 탐험을 실시했고, 약 한 달여의 시추 작업 끝에 빙저호 지하 1068m까지 파고 들어갔다. 두께 1㎞가 넘는 얼음을 뚫고 발견한 것은 곰벌레 또는 완보동물로 불리는 동물의 흔적으로, 워터 베어(Water bear)또는 타디그레이드(tardigrade)라고 부르기도 한다. 곰과 유사한 생김새를 가진 이 동물은 사람의 눈에는 전혀 보이지 않을 정도의 초소형 동물로, 성체의 몸길이는 고작 1㎜에 불과하다. 다리는 4쌍, 8개로 이뤄져 있으며 5번에 걸친 지구의 생물 대멸종 때에도 살아남은 동물로도 유명하다. 이번에 발견한 완보동물의 크기는 0.1~1.5㎜정도로 추정되며, 1만 년 전에서 최대 12만 년 전 당시 연못과 하천에서 서식했던 것으로 연구진은 보고 있다. 완보동물이 극저온의 얼음호수에서도 살아남을 수 있었던 정확한 비결은 아직 밝혀지지 않았지만, 연구진은 완보동물이 얼음 아래에 있는 강에서 서식하다가 빙하가 녹는 시점에 함께 얼음호수로 이동했을 것으로 보고 있다. 연구에 참여한 영국 임페리얼칼리지런던의 마틴 시거트 교수는 “이번 발견은 남극 대륙의 거대한 빙상 아래에 생각했던 것보다 더 복잡한 형태로 생명체가 존재할 수 있음을 암시한다”면서 “생물이 상류에서 호수로 흘러들었는지, 남극 빙상 한가운데 또는 바다에서 다른 경로를 통해 들어왔는지를 밝혀내기 위해서는 더 많은 연구가 필요할 것”이라고 밝혔다. 전문가들은 현재까지 빙저호인 메르세르 호수에서 살아남은 생명체는 그 어떤 것도 없을 것으로 추즉해 왔다. 빙하의 두께가 너무 두꺼워서 빛이 도달하기 어렵고, 이 때문에 광합성 조류와 같은 유기체가 생명을 유지하기 어렵기 때문이다. 하지만 이번 연구결과가 발표되자 세계 각국 전문가들은 “극한의 얼음 호수에서 살아있는 것들을 찾을 가능성이 있다”며 기대를 표했다. 한편 2017년 영국 과학지 사이언티픽 리포트에 발표된 논문에 따르면 소행성 충돌이나 초신성 폭발 등 파멸적인 천문학적 재해가 지구에 미칠 영향을 계산한 결과 마지막까지 살아남은 최후의 동물은 틀림없이 완보벌레가 될 것이라는 예측이 나오기도 했다. 자세한 연구결과는18일 세계적인 과작저널 네이처 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

“어떤 사람은 늘 자기가 불행하다고 한탄한다. 자신이 행복하다는 것을 깨닫지 못하기 때문이다. 행복은 누가 주는 것이 아니라 스스로 찾는 것이다.”(러시아 작가 표도르 도스토예프스키) 많은 사람이 ‘행복’을 갈구하고 다른 사람이 보기에 행복해 보임에도 불구하고 “행복하냐”고 물으면 ‘행복하지 못하다’라고 답하는 경우가 많다. 즐거워서 웃는 것이 아니라 웃기 때문에 즐거워진다는 말처럼 행복한 상태에도 불구하고 행복감을 못 느끼는 경우가 있다. 행복의 기준이 높거나 행복에 대해 익숙치 않기 때문인 경우가 많다. 실제로 과학은 인간이 다른 어떤 감정보다 행복감을 표현하는 방식이 가장 다양하다는 것을 밝혀냈다. 미국 오하이오주립대 전기·컴퓨터공학과 연구진은 사람이 얼굴을 통해 행복을 표현하는 방식은 17가지에 이른다는 사실을 규명했다고 18일 밝혔다. 이와 함께 사람은 다양한 방식으로 얼굴 표정을 지을 수 있지만 문화권의 차이를 넘어 실제로 감정을 표현하는데는 35가지 표정이 있다는 사실을 밝혀냈다. 이번 연구결과는 국제전자전기공학회(IEEE)에서 발행하는 컴퓨팅 분야 국제학술지 ‘IEEE 감성컴퓨팅 처리기술’ 최신호에 실렸다. 일반적으로 사람들은 분노, 슬픔, 고통, 혐오스러움 등을 얼굴 근육을 이용해 표현한다. 이번 연구는 연구팀이 얼굴 표정에 관한 앞선 연구결과를 바탕으로 하고 있다. 코, 눈썹, 뺨, 턱의 색이 어떻게 변하는지 관찰함으로써 감정의 75% 정도 정확하게 파악할 수 있다는 것이다. 연구팀은 감정을 설명하는 영어단어 821개를 고른 뒤 정확히 똑같은 의미를 가진 스페인어, 중국어, 페르시아어, 러시아어로 번역을 했다. 그 다음 각 단어들을 사용해 북미, 남미, 유럽, 아시아, 오스트레일리아 31개국에서 가장 널리 사용하는 검색엔진을 이용해 동일한 숫자의 이미지를 인터넷에서 다운로드 받았다. 인터넷에서 쉽게 검색되지 않는 아프리카나 인터넷이 연결되지 않은 오지 국가는 제외됐다.이렇게 내려받은 약 720만개의 표정 이미지를 컴퓨터 알고리즘을 통해 분석한 결과 인간은 서로 다른 얼굴 근육을 다른 방식으로 결합시켜 1만 6384가지의 표정을 갖고 있다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 이렇게 찾은 1만 6384가지의 표정을 다시 컴퓨터 알고리즘으로 분류한 결과 문화권과 상관없이 인간의 표정은 35가지로 구분할 수 있음을 확인했다. 35가지 표정 범주에서 절반에 가까운 17가지가 기쁨과 행복감을 드러내는 것이 밝혀졌다. 공포를 표현하는데는 3가지 표정, 놀람을 표현하는데는 4가지 표정, 슬픔과 분노를 표현하는데는 5가지 표현, 혐오를 표현하는데는 1가지 표정이 있다는 사실을 확인했다. 그 밖의 표정은 감정보다는 긍정이나 부정의 표현을 드러내는 것이었다. 알렉스 마르티네즈 오하이오주립대 교수(인지과학)는 “이번 연구는 대인관계를 끈끈하게 만들고 사회적 접착제로서 역할을 하는 행복감은 여러 표정이 복합적으로 나타난다는 것을 보여줌으로써 행복은 상당히 복잡한 특성이 있다는 것을 보여준 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

민족 최대의 명절인 설이 2주 앞으로 다가오면서 부모님께 드릴 설 선물에 대한 고민이 크다. 제대로 된 ‘건강’을 선물해드리고 싶지만, 마땅히 생각나는 것이 없다. 이런 가운데 노인성 난청으로 인해 대화에 불편함을 느낄 부모님께 명절 선물로 보청기를 떠올리는 이들이 많다. 우리나라의 노인성 난청 인구는 계속 늘고 있다. 난청 질환으로 진료 받은 인원이 연평균 4.8%씩이나 증가하고 있다는 국민건강보험공단의 연구결과가 있다. 이러한 상황임에도 미국, 유럽 등 선진국들과 달리, 우리나라 난청인들의 보청기 착용률 아직까지 약 7% 정도에 지나지 않는다. 보청기는 주파수 별로 떨어져 있는 청각을 일정 수준으로 회복시켜 들리지 않던 주파수 대역까지 들리게 하면서 난청인들의 청력 향상에 도움을 주지만 최대 1000만원대까지 이르는 높은 구입 가격은 큰 부담으로 작용한다. 가격 고민에 빠진 이들을 위해 여러 보청기 회사에서 설 프로모션을 공격적으로 진행하고 있다. ‘경제적인 이유로 듣지 못하는 사람이 없는 세상을 만들고자 하는 착한 기업’을 핵심가치로 하는 국내 보청기 브랜드 딜라이트 보청기는 고성능의 보청기를 알뜰한 가격에 판매하면서 보청기 가격 부담을 최소화하는 이벤트를 추진하고 있다. 딜라이트 보청기 관계자는 “현재 신제품을 양쪽 구매 시 1+1으로 제공하고 있으며, 무선 액세서리도 함께 증정한다”면서 “거동이 불편한 분들을 위한 무료 출장 서비스도 확대 운영해 많은 난청인들에게 도움을 주고자 한다”고 말했다. 이어 “매년 설날 되면 부모님 선물을 위해 보청기를 구매하는 고객이 많아진다”며 “계속해서 고객에게 진정으로 도움이 되는 제품 개발과 이벤트 기획에 힘쓸 것”이라고 약속했다. 딜라이트 보청기의 이벤트에 대한 보다 자세한 사안은 딜라이트 보청기 공식 홈페이지 및 전국 전문점을 통해 확인할 수 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

힘들게 굶고 운동하지 않아도 간편하게 다이어트에 성공할 수 있는 알약 개발이 코앞으로 다가왔다. 미국 미시간주립대학 연구진은 최근 연구에서 몸이 체내 지방을 태우는 것을 방해하는 호르몬 물질을 찾아냈으며, 이것이 목숨을 위협할 정도의 심각한 비만을 가진 사람들을 위한 치료제를 개발하는데 도움이 될 것으로 기대한다고 밝혔다. 연구진은 실험용 쥐를 이용한 실험에서 일명 ‘TSK’(Tsukushi)라는 이름의 호르몬의 역할에 주목했다. 이 호르몬은 간에서 생성되며 체내에서 더 많은 열량을 소모하는 신진대사 활동을 방해하는 역할을 한다. 이 호르몬은 외부 기온에 따라 분비량이 달라지는데, 실험용 쥐를 찬 기온에 노출시켰을 때 TSK 호르몬의 수치가 상승하는 것을 확인했다. 이는 추운 겨울 우리 몸이 체온유지를 위해 에너지를 더욱 많이 소비하는 움직임을 약화시키고, 이러한 현상 때문에 살이 빠지지 않거나 도리어 지는 결과를 가져올 수 있다. 연구진은 이 호르몬의 분비를 억제한다면 체내에서 더 많은 열량과 지방이 소비될 것이라고 예측하고 실험을 진행했다. 실험용 쥐를 두 그룹으로 나눈 뒤, 한 그룹에게만 TSK 호르몬을 억제시켰다. 이후 음식을 전혀 주지 않자 호르몬을 억제시킨 그룹이 그렇지 않은 그룹에 비해 체중이 더 많이 감소하는 것을 확인했다. 또 TSK 호르몬이 억제된 그룹의 쥐는 체온이 더 높고, 체내에서 에너지를 더 많이 태운다는 사실도 추가로 확인됐다. 두 번째 실험에서는 두 그룹에게 고지방 영양식을 먹게 한 뒤 변화를 살폈다. 그 결과 TSK 호르몬이 정상 분비되는 그룹은 몸무게가 2배로 증가한 반면, TSK 호르몬 억제 그룹은 기존보다 30%만 증가했다. 연구진은 “TSK 호르몬을 억제하자 포도당 수치가 올라가고 지방 및 지방간이 줄어드는 것을 확인했다”면서 “TSK 호르몬을 억제하는 알약 한 알 만으로도 비만을 치료하는데 도움이 될 것”이라고 전했다. 이번 연구결과는 네이처 메타볼리즘(Nature Metabolism) 14일자에 게재됐다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

닭이나 오리 같은 가금류나 철새를 따라 옮겨지는 조류인플루엔자(AI)는 동물전염병이지만 사람에게도 옮겨지는 경우가 있고 사람에게 옮겨지는 고전염병성 바이러스는 치명적이다. 조류인플루엔자는 늦가을부터 봄까지 철새들의 이동시기에 많이 발생하는데 국내에서도 매년 주기적으로 발생하고 있는 상황이다. 특히 2개 이상 유형의 바이러스가 동시에 발생하는 경우도 많기 때문에 조기 진단이 무엇보다 필요하다. 국내 연구진이 기존보다 1000배 이상 우수한 감도를 가진 반도체 기반 AI 검출 바이오센서를 개발해 신속한 방역에 도움을 줄 것으로 기대되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 생체재료연구단과 건국대 수의학과 공동연구팀은 이동식 측정이 가능한 반도체 바이오센서를 개발하고 이를 바탕으로 AI바이러스를 즉시 검출할 수 있는 진단 플랫폼도 만들었다고 20일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘ACS 나노’ 최신호에 실렸다. 현재 AI 바이러스 검출 현장키트는 금 나노입자를 활용해 만든 래피트 키트로 바이러스의 병원성 여부를 눈으로 볼 수 있게 표시돼 사용이 편리하지만 감도가 낮다는 문제가 있다. 래피트 키트는 임신진단기처럼 가금류의 배설물을 키트에 묻히면 두 줄의 선이 나타나는지 여부에 따라 AI 바이러스를 확인할 수 있는 현장 분석장치이다. 연구팀은 화학적 방식이 아닌 전기 신호방식의 얇은 반도체 바이오센서를 만들어 검출 신호 감도도 높이고 현장에서도 간편하게 사용할 수 있도록 이동식 장치로 만드는데 성공했다. 이번에 개발한 장치는 고위험성 AI바이러스를 기존 장치보다 1000배 이상의 정확도로 검출할 수 있으며 조류인플루엔자와는 유사하지만 인체감염성은 없는 뉴캐슬 바이러스 같은 유사 바이러스도 명확히 구별해 냈다. 이관희 KIST 박사는 “이번 연구를 통해 고병원성 AI 바이러스를 안정적이고 정확하게 검출할 수 있는 플랫폼을 개발해 신속한 현장 진단과 방역체계 구축에 기여할 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

임신기간 중 20명 중 1명 꼴로 흔히 임신중독증이라고 불리는 ‘자간전증’에 시달린다. 임산부들에게 치명적임에도 불구하고 국내 임산부들 중에서 나타나는 임신중독증에 대한 정확한 통계는 없는 상태이다. 임신중독증이 발생하면 혈압이 상승하고 단백뇨가 검출되는 경우가 많은데 급기야는 신장기능이 저하되거나 정지되기까지 한다. 실제로 임신중독증은 산모와 태아 모두에게 치명적이어서 임신기간 중 발생할 수 있는 가장 흔한 사망사고의 원인으로 꼽히기도 한다. 지금까지는 임신중독증이 심각할 경우는 조기분만이 유일한 해결책이었다. 그런데 최근 과학자들이 임신중독증을 유발시키는 신호전달 체계를 발견하고 이를 치료할 수 있는 약물 치료법을 찾아냈다. 스위스 취리히연방공과대(ETH) 화학·응용생명과학과, 취리히대 약학·독성학연구소, 미국 스탠포드대 미생물학·면역학과, 로슈진단 인터네셔널, 이집트 아인샴대학병원 산부인과 공동연구팀은 임산부의 혈관을 두껍게 만들어 탄력이 떨어지게 해 임신중독증으로 이어지는 원인을 찾아내 지금까지는 치료가 불가능했던 임신중독증을 치료할 수 있는 단초를 마련했다고 밝혔다. 이번 연구결과는 세계적인 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 최신호(1월 10일자)에 실렸다. 임신중독증이 심할 경우 임신기간이나 분만을 앞두고 비간질성 전신 경련발작이나 의식불명을 일으키는 자간 증상이 나타나기도 한다. 연구팀은 이런 자간증상을 일으키는 원인은 ‘이형중합체’라고 알려진 연동및응집 수용체가 있다고 판단했다. 이형중합체는 호르몬 자극이나 기계적 자극에도 반응해 혈관 세포의 모양과 움직임을 근본적으로 변화시키는 신호를 내보내는 경우가 있다. 이 신호를 받은 혈관은 혈관세포를 팽창시키고 그 때문에 혈관 탄력성이 떨어지면서 임신중독증과 관련된 각종 증상을 유발시킨다는 것이다. 연구팀은 임신 후반기에 갈수록 배가 부풀어오르면서 복부에 강한 기계적 압력이 가해지기 때문에 이형중합체가 자극을 받는 것을 확인했다. 실제로 연구팀은 생쥐에게 유전자 조작해 혈관 세포에 기계적 자극을 가한 결과 임신 중독증 산모에게서 나타나는 것과 똑같이 단백뇨가 검출되고 혈압이 상승하는 것을 관찰했다.연구팀은 생쥐에게 고혈압 치료제로 오랫동안 사용돼 왔던 암로디핀을 투여하자 칼슘채널이 차단되면서 이형중합체가 만들어 내는 신호도 줄어들어 혈관세포가 정상으로 회복되고 혈관벽이 탄력을 유지하면서 혈압 및 단백뇨 증상이 완화되는 것이 확인됐다. 연구팀은 임신중독증으로 고통받고 있는 여성의 태반 조직에서도 이형중합체 수용체를 발견했다. 이에 연구진은 초기 임신중독증이 있는 4명의 임산부에게는 암로디핀을 또 다른 4명의 임산부에게는 칼슘채널 차단제인 니페디핀을 처방햇다. 그 결과 임신중독증 환자 모두의 혈압이 낮춰졌으며 임신중독증 증상이 완화되는 것을 발견했다. 특히 암로디핀을 투여받은 임산부들은 니페디핀 처방 그룹과 비교해 출산일도 늦출 수 있었다. 연구를 주도한 우슬라 쿼터러 ETH 분자약리학 교수는 “태아가 엄마의 자궁 안에서 자라도록 놔두는 것이 조산해 바깥 인큐베이터에서 크는 것보다 중요하기 때문에 임신기간이 늘어난다는 것은 바람직한 것”이라며 “이번 연구는 암로디핀이나 니페디핀 모두 유의한 결과를 보여준 만큼 암로디핀이 고위험성 임산부에게서 나타날 수 있는 임신중독증 발병을 조기 차단할 수 있는지에 대한 추가임상연구에 돌입할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“한 잔의 커피를 만드는 원두는 나에게 60여가지의 좋은 아이디어를 가르쳐준다.”(베토벤) “커피가 위 속으로 떨어지면 모든 것이 술렁거리기 시작한다. 생각은 전쟁터의 기병대처럼 빠르게 움직이고 기억은 기습하듯 살아난다. 작중 인물은 즉시 떠오르고 원고는 잉크로 덮인다.”(발자크) 17세기 유럽을 시작으로 한국에서는 20세기 초를 전후해 인기를 끌기 시작한 커피. 많은 사람들이 식사 직후, 나른한 오후, 아침을 시작하기 직전 멍할 때 찾는 것은 ‘검은색의 음료’ 커피이다. 다른 사람과 대화를 시작할 때도 “커피 한 잔할까”라는 말로 시작하는 경우가 많다. 그런데 21세기 중후반부터는 커피를 아무 때나 쉽게 마실 수 없을 것이라는 연구결과가 나와 주목받고 있다. 다름 아닌 지구온난화로 인한 ‘기후변화’ 때문이다. 영국 큐 왕립식물원, 노팅엄대 지리학부, 런던 퀸메리대 생물·화학부 공동연구팀과 영국 큐 왕립식물원, 에티오피아 환경·기후변화 및 커피숲포럼(ECCCFF) 공동연구팀은 각각의 연구분석을 통해 기후변화로 인해 빈번하고 길어진 가뭄과 숲의 파괴, 치명적인 해충의 확산 때문에 전 세계 대부분의 야생 커피 종(種)들이 수 십년 내에 멸종할 가능성이 높다고 밝혔다.이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’와 생물학 분야 국제학술지 ‘지구변화 생물학’ 16일자에 각각 실렸다. 현재 전 세계 커피산업은 수십억 달러에 이르는 규모를 이루고 있다. 커피의 원료가 되는 커피콩은 아라비카와 로부스타라는 두 가지 품종이 대표적인데 특히 아라비카는 전 세계 커피 생산량의 75%를 차지하고 향과 맛이 좋아 최고의 품질로 평가받고 있으며 로부스타는 아라비카종보다 카페인 함유량이 높은 것으로 알려져 있다. 그 밖에도 124종에 이르는 야생 커피 종들이 있지만 수확량도 많지 않고 많이 쓰이지 않고 있는 상황이다. 일반적으로 아라비카는 고온에 취약하고 로부스타는 건조한 토양에 민감하다. 큐 왕립식물원과 노팅엄대, 런던 퀸메리대 공동연구팀은 아프리카, 마다가스카르, 모리셔스의 숲을 포함해 전 세계에 존재하는 야생 커피콩 표본을 카탈로그로 작성하고 각각의 질병 저항성, 카페인 함량, 가뭄 내성 등의 특성을 분류했다. 그 결과 전체 커피 종의 60%가 멸종위험에 놓여있다는 사실을 확인했다. 아라비카를 비롯한 커피종의 72% 정도가 보호된 상태에서 자라고 있지만 기후변화로 인해 재배 환경이 적합하지 않고 해충들의 공격으로 인해 재배가 어렵고 지금과 같은 수확량을 확보하기 어려울 뿐만 아니라 야생 커피 종들은 삼림벌채로 개체수가 급격히 감소할 가능성이 높은 것으로 분석됐다.큐 왕립식물원과 ECCCFF 공동연구팀은 기후변화로 인해 2038년이 되면 커피 생산량이 현재보다 40~50% 가량 줄어들게 될 것이며 21년 뒤인 2040년이 되면 아라비카나 로부스타 커피종은 사실상 멸종하거나 거의 찾아보기 어렵게 될 수 있다는 결론을 내렸다. 또 2088년이 되면 전체 커피 종의 40%, 일부 분석모델에 따르면 80%가 사라질 것이라는 분석도 함께 내놓았다. 현재 아라비카와 로부스타가 대부분을 차지하고 있는 상태에서 이들이 멸종 상태에 이르고 그 밖의 커피 종도 대부분 사라질 것으로 예상되는 만큼 금세기 중반경이 되면 커피는 지금처럼 아무 때나 마실 수는 없게 될 것이라는 설명이다. 애런 데이비스 큐 왕립식물원 연구원은 “현재 우리가 마시는 커피의 품종이 한쪽으로 지나치게 치우쳐 있는 상태에서 기후변화는 더이상 우리에게 커피를 마실 수 있게 허용하지 않을 것”이라며 “종 다양성 확보 뿐만 아니라 기호식품으로 커피를 유지하기 위해서는 다양한 커피 종의 확보와 재배, 특성 분석이 필요하다”고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전 세계적으로 1억명 이상이 앓고 있는 치매나 뇌졸중 등 뇌신경질환의 진단및 예방, 치료기술 개발을 실용화하기 위해서는 뇌관련 첨단산업과 의료기관이 한곳에 결집해 협력할수 있는 클러스터 조성이 시급하다는 주장이 제기됐다. 17일 수원 라마다 플라자 호텔에서 열린 ‘뇌 과학-ICT-의료융합클러스터 조성을 위한 컨퍼런스’에서는 이를 포함한 다양한 의견이 나왔다. 이날 컨퍼런스는 신약개발업체인 (주)지엔티파마가 주최하고 보건복지부, 과학기술정보통신부, 산업통상자원부, 국토교통부, 한국뇌신경과학회, 뇌질환연구협의회가 후원했다. 지엔티파마는 난치성 질환인 뇌졸중·치매 치료제를 개발해 국내·외에서 임상시험 중에 있으며 국내 최초의 뇌 관련 의료복합단지인 ‘브레인 사이언스파크 조성 사업’을 추진중이다. 이날 컨퍼런스에서 세계신경과학회 회장과 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소장을 지낸 데니스 최(한국명 최원규) 미국 뉴욕스토니브룩의과대 석좌교수는 기조 강연을 통해 “급속히 발전하는 뇌과학에 힘입어 뇌·척수 등 신경질환의 치료 기술 개발이 활발히 진행되고 있고 뇌기반 인공지능이 4차 산업을 주도하고 있다”면서 “한국은 의료 수요와 함께 관련 기업의 연구개발 역량이 잘 갖춰져 있고 정부도 적극적인 지원 정책을 펴고 있는 만큼, 뇌관련 의료융합 클러스터가 필요하다”고 강조했다. 최교수는 또 “20년전에는 글로벌 뇌질환 신약개발 연구비가 한해에 약 100억달러(12조원)에 달했으나 시기적으로 너무 앞선 바람에 성과가 미흡했다”며 “이제는 실험실의 연구결과를 뇌질환 환자의 치료에 적용할 수 있는 다양한 기술과 임상연구가 가능해 지면서 한국에서도 세계가 주목할 만한 결과물이 속속 개발되고 있어 매우 고무적으로 생각한다”고 말했다. 이와관련, (주)지엔티파마가 과학기술정보통신부와 보건복지부, 경기도의 지원을 받아 개발한 치매치료제(AAD-2004)가 중증 치매에 걸린 반려견에서 치료 효과를 보였으며 뇌졸중 치료제(Neu 2000)는 중국에서 임상 2상 환자(237명) 등록을 끝내고 올 하반기 임상 3상에 들어간다. 지엔티파마는 이같은 성과물을 기반으로 수도권 지역에 브레인 사이언스 파크를 조성해 신약개발및 뇌질환 전문 의료시설, 뇌 연구원, 의료기기 기업, 로봇및 인공지등 등 혁신기술 개발업체를 유치한다는 계획이다. 최 교수는 “브레인 사이언스파크 조성 사업은 한국의 뇌산업을 한 단계 발전시킬 수 있는 멋진 비젼이다”면서 “이 계획이 완성된다면 삼성전자나 SK 하이닉스 등 IT산업 생태계와 바이오 기업이 만나 융복합 시너지를 발휘할 수 있는 절호의 기회가 될 것”이라고 전망했다. 허성오 한국뇌신경과학회장(한림대의대 교수)은 “현 정부는 2019년도 국가 R&D 예산을 전년도 대비 4.4% 증가한 20조 5000억원을 배정하는 등 신약개발을 포함한 미래 성장동력 창출에 힘을 모으고 있다”면서 “특히 뇌과학-ICT-의료융합클러스터 구축과 같은 인프라 구축사업은 무한 경쟁체제에 돌입한 글로벌 신약개발 시장에서 우리나라가 유리한 고지를 선점하는데 필수적인 핵심 전략이 될 것”이라고 강조했다.두번째 세션에서 지엔티파마 곽병주 대표도 ‘4차산업혁명과 치매’란 주제강연을 통해 “전 세계는 1억명이 넘는 치매와 뇌졸중 환자로 심각한 사회·경제적인 부담을 안고 있다. 이같은 문제는 4차산업혁명으로 반드시 해결해야할 과제로, 뇌과학·정보통신기술·의료기관이 긴밀히 협력할수 있는 브레인 사이언스 파크 조성 사업 등이 기반이 될 것”이라고 역설했다. 컨퍼런스에서는 이밖에 한국보건산업진흥원 좌용건 전문위원(4차 산업혁명 시대의 의료클러스터 육성정책)과 한국 자산관리연구원 고종완 원장(지역경제및 향후 전망) 등의 주제 강연이 있었다. 한편 이날 컨퍼런스에는 노웅래 민주당 국회의원, 김종천 과천시장, 이건한 용인시의회 의장 등 정치인과 학계및 의료계 관계자, 기업인, 지역 주민 등 400여명이 참석해 지엔티파마가 추진중인 브레인 사이언스파크 조성사업에 높은 관심을 보였다. 김병철 기자 kbchul@seoul.co.kr

국내 연구진이 차세대 태양전지 개발에 많이 활용되는 광학재료 페로브스카이트를 활용해 접을 수 있고 선명한 화면의 디스플레이를 만드는데 성공했다. 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학부 송명훈, 김주영 교수 공동연구팀은 페로브스카이트를 이용해 접을 수 있는 ‘페로브스카이트 발광소자’(PeLED)를 개발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 레터스’ 15일자에 실렸다. PeLED는 전기를 받아 빛을 내는 부분에 페로브스카이트라는 물질을 사용하는 LED의 일종이다. 전자이동도가 높아 광효율이 높고 색깔이 선명하고 색조절도 간편하다는 장점이 있지만 금속전극 때문에 유연성이 낮고 불투명하다는 문제점도 있다. 연구팀은 전극으로 투명하고 유연한 은나노와이어와 전기가 잘 통하는 고분자를 사용했다. 그 덕분에 이번에 개발된 PeLED은 기존에 개발된 것들에 비해 투명도가 50% 이상 향상됐으며 절반으로 접어도 성능이 유지될 수 있었다.유연성이 우수하고 투명도가 개선돼 PeLED는 선명한 디스플레이를 만드는데 도움이 될 것으로 기대되고 있다. 특히 유연성 향상으로 최근 스마트폰 업체들이 주목하고 있는 폴더블 스마트폰 디스플레이나 웨어러블 디스플레이 등으로 많이 활용될 수 있을 것으로 보인다. 연구진 관계자는 “이번 연구로 PeLED의 유연성 향상은 물론 유연성 소자를 정확히 분석하는 방법도 확보하게 됐다”며 “페로브스카이트는 우수한 광학적, 전기적 성능을 갖추고 있고 이번에 투명성과 유연성이라는 특징까지 확보한 만큼 다양한 분야에서 활용가능할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

일과 중 앉아있는 시간을 조금만 줄여도 건강을 유지하는데 도움이 된다는 연구결과가 나왔다. 미국 컬럼비아대학 연구진은 45세 미국인 7999명을 대상으로 연구를 진행했다. 2009~2013년 동안 일주일에 최소 4일 이상 신체의 움직임을 감지하는 모니터 기기를 착용하게 하고 신체 활동상황을 지속 관찰했다. 이후 2017년까지 실험 참가자들의 건강상태 및 사망률을 조사한 결과, 매일 30분씩 걷기나 산책 등 저강도 신체활동을 한 사람은 이러한 활동이 전혀 없는 사람에 비해 조기사망 위험이 17% 더 낮은 것으로 나타났다. 또 달리기나 중·고강도의 운동을 매일 30분씩 한 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 조기사망 위험이 35% 감소했다. 연구진은 이번 연구에서 주목할 만한 점이 산책이나 걷기 등 낮은 강도의 움직임도 조기사망 위험을 낮춘다는데 있다고 밝혔다. 즉 하루 8시간동안 앉아만 있다가 퇴근 후 피트니스 클럽에서 격한 운동을 하는 것이나, 일과 시간 도중 틈틈이 그리고 주기적으로 움직이는 것 모두 조기사망 위험을 낮추고 건강을 지키는데 효과가 있다는 것. 연구를 이끈 키스 디아즈 박사는 “미국 성인의 경우 4명 중 1명이 하루 8시간 이상 앉아서 생활한다”면서 “앉아있는 시간을 줄이고 하루에 단 1~2분만 신체활동을 해도 건강에 긍정적인 영향을 미친다는 사실이 확인됐다”고 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 역학 저널(American Journal of Epidemiology) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 전력소모는 최소화하면서 정보처리 속도를 높일 수 있는 차세대 반도체칩 제작 기술을 개발했다. 그래핀 연구로 2010년 노벨물리학상을 수상한 영국 맨체스터대 물리학과 콘스탄틴 노보셀로프 교수팀과 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부, 서울대 화학과 공동연구팀이 효율은 높고 전력소모는 줄일 수 있는 초미세 반도체 입자인 ‘그래핀 양자점’을 효과적으로 만들 수 있는 기술을 개발했다고 16일 밝혔다. 연구팀은 이 기술로 전자 하나으로 신호를 전달할 수 있는 ‘수직 터널링 단전자 트랜지스터’를 만드는데도 성공했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 16일자에 실렸다. 그래핀 양자점은 수 나노미터(㎚) 크기의 반도체 나노입자로 전류를 흘려주거나 빛을 쪼여주면 발광하는 특성이 있어 차세대 디스플레이나 바이오이미징, 센서 등의 소재로 주목받고 있으며 차세대 양자정보통신에도 활용가능성이 높다. 지금까지 그래핀 양자점은 흑연 덩어리를 물리적이나 화학적으로 얇게 한 겹만 벗겨내는 방식으로 만들어져왔다. 이 때문에 원하는 크기의 그래핀 양자점을 얻기도 어렵고 불순물 때문에 전기적, 광학적 특성을 나타내기 어렵다는 문제가 있었다. 연구팀은 백금 나노입자가 배열된 실리카 기판 위에 육방정계 질화붕소를 입힌 뒤 메탄 기체 속에서 열처리해 그래핀 양자점 크기를 원하는대로 조절하면서 불순물도 제거할 수 있는 방법을 찾아냈다.신현석 UNIST 자연과학부 교수는 “이번 기술로 개발한 그래핀 양자점은 전자를 하나씩만 제어가 가능하고 이를 활용해 만든 수직 터널링 단전자 트랜지스터는 그래핀과 육방정계 질화붕소, 그래핀 양자점을 층층이 쌓아 만든 첫 사례”라며 “그래핀 양자점 기반 트랜지스터는 차세대 각종 전자기기에 활용되면서 놀라울 정도의 기술적 진보를 가져다 줄 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아빠와 아이의 유대감을 높일 수 있는 아이의 행복한 체험 ‘아빠랑가자’ 프로그램을 찾는 가족이 점차 증가하고 있다. ‘아빠랑가자’는 중소벤처기업부와 창업진흥원의 창업지원사업인 스마트창작터사업을 통해 서원대 산학협력단이 발굴한 가족 맞춤형 플랫폼 서비스 기업으로 아빠와 아이가 함께 즐길 수 있는 다양한 콘텐츠를 제공 중이다. ‘워킹맘들에게 작은 안식을 줄 수 있는 방법은 무엇일까?’, ‘상대적으로 스킨십이 부족한 아빠와 아이가 함께 시간을 보낼 수 있는 방법은 무엇일까?’를 고민으로 시작된 ‘아빠랑가자’는 현재 ‘아이는 놀아야 한다, 아빠도 즐거워야 한다’라는 캐치프레이즈를 가지고 즐겁고 유익한 체험을 제공하고 있다. ‘아빠랑가자’는 자연스러운 스킨십을 통해 아빠와 아이의 유대감을 향상시키는 것을 가장 큰 목적으로 아이와 아빠가 색다른 추억을 경험할 수 있도록 참신한 콘텐츠와 맞춤일정을 제안한다. 예를 들어 일정 내에 엄마와 사진 찍기 등의 간단한 미션을 제시하고 이를 성공할 경우 뱃지와 선물을 나누어 줘 성취감을 높이도록 한다. 또한 엄마들 역시 실시간으로 아빠와 아이들의 모습을 확인하고 소통할 수 있도록 해 안심하고 쉼을 얻을 수 있도록 했다. ‘아빠랑가자’의 손보경 대표는 “아빠와 유대감이 높은 아이일수록 수리, 논리, 이성적 사고력 등이 그렇지 않은 아이들보다 25% 가량 높다는 연구결과를 비롯해 행복지수도 높아 아이의 삶 전체에 매우 긍정적인 영향을 줄 수 있다는 많은 연구결과들이 있다”면서 “아빠랑가자 프로그램을 통해 엄마의 육아부담은 줄여주는 것은 물론 아이의 행복지수와 아빠의 자존감 향상을 함께 경험하셨으면 좋겠다”고 전했다. 한편 2019년부터 실전창업교육으로 새롭게 개편되어 운영되고 있는 창업진흥원의 스마트창작터사업은 아이디어 또는 비즈니스모델을 보유한 예비창업자를 대상으로 창업실습교육과 고객반응조사, 비즈니스모델 검증 및 최소요건제품 제작을 할 수 있는 시장검증이 각각 2개월씩 총 4개월 운영되고 있다. 모집은 상반기와 하반기 각 2회에 걸쳐 이뤄질 예정이다. 자세한 내용은 서원대학교 산학협력단으로 전화문의를 통해 확인할 수 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

잎채소 중금속 함량이 재배지역 대기 중에 있는 미세먼지 영향을 받는다는 연구결과가 나왔다. 경남 진주시 경상대학교 원예생산공학실험실은 15일 진주 지역 공단과 고속도로 인근, 농촌 등 3개 장소에서 엽채류를 재배해 중금속 함량을 조사한 결과 재배지역에 따라 중금속 함량 차이가 나는 것으로 분석됐다고 밝혔다. 경상대 원예생산공학실험실은 이같은 중금속 함양 차이는 대기중 미세먼지 영향으로 분석된다고 덧붙였다.원예생산공학실험실은 미세먼지 발생원인이 각기 다를 것으로 예상되는 3개 지역에서 지난해 9월 13일부터 10월 2일까지 쑥갓과 시금치를 재배했다. 잎채소 재배·연구기간 동안 3개 지역 대기 중의 PM2.5(지름이 2.5㎛(마이크로미터) 이하인 미세먼지) 농도는 환경부 기준으로 대체로 ‘좋음’과 ‘보통’ 수준이었으며 ‘나쁨’ 이상 비율은 5% 이하였다고 연구팀은 설명했다. 경상대 연구팀은 재배한 엽채류에 대해 중금속 함량을 분석한 결과 생체중량 기준으로 납(Pb)은 고속도로 인근지역에서 재배된 쑥갓과 시금치에서 각각 0.383mg/kg, 0.427mg/kg로 나타나 국내 엽채류 내 중금속 기준(식품의 기준 및 규격. 식품의약품안전처고시 제2018-60호) 0.3mg/kg을 초과했다고 밝혔다. 또 공단지역에서 재배된 시금치에서는 알루미늄(Al)이 다른 지역 재배 시금치보다 최대 15배에 이르는 8.43mg/kg이 검출됐다. 알루미늄은 현재 식품안전기준이 없다. 카드뮴(Cd)은 모든 지역에서 식품안전기준인 0.2mg/kg을 넘지 않았다. 연구팀은 같은 지역에서 재배했더라도 엽채류 종류에 따라 중금속 함량에 유의미한 차이가 있었다고 설명했다. 노경덕 경상대 원예생산공학실험실 연구원은 “이번 연구를 통해 알루미늄 함량이 지역적 특성에 따라 높을 수 있다는 것을 확인했다”며 “많은 연구에서 알루미늄이 소아의 뼈나 신장에 미치는 영향이 큰 것으로 알려져 있어 미세먼지 중 알루미늄 오염으로 인한 식품안전에 대해 과학적인 평가와 안전기준이 마련돼야 한다”고 말했다경상대 연구팀은 연구결과 가정에서 일반적으로 사용하는 세척을 통해 중금속이 상당 부분 제거되고 납도 안전기준치 이하로 떨어져 식품안전에 있어 세척이 매우 중요한 것으로 확인됐다고 밝혔다. 정병룡 경상대 농업식물과학과 교수는 “미세먼지 오염과 안전한 농식품 생산과의 상관관계에 대해 추가연구가 필요하다”며 “고농도 미세먼지 상황 뿐 아니라 환경부 기준으로 미세먼지 농도가 ‘좋음’이나 ‘보통’ 수준이라 하더라도 장시간 지속될 때의 영향도 확인해야 한다”고 지적했다. 한편 경상대 원예생산공학연구실이 전국 농식품 소비자 700명을 대상으로 실시한 ‘미세먼지가 식품안전에 미치는 영향에 대한 인식조사’에서 응답자 10명 가운데 9명은 미세먼지가 농식품 안전에 영향을 줄 것이라고 응답했다. 또 고농도 미세먼지가 지속되는 상황에서 안전한 농식품 생산을 위해 미세먼지가 농산물에 미치는 영향을 과학적으로 규명해야 한다(52.3%)거나 고농도 미세먼지 오염에 대비한 안전한 재배방안을 마련해야 한다(45.3%)는 응답도 많았다. 진주 강원식 기자 kws@seoul.co.kr/

국내 연구진이 암세포까지 항암제를 안전하게 전달해 정상세포에는 영향을 미치지 않고 정밀타격할 수 있는 항암제 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 테라그노시스연구단 안대로 박사팀은 DNA 서열과 화학성분을 다양하게 조합해 16종의 DNA 나노입자 라이브러리를 구축하고 이를 바탕으로 암표적 약물전달 기술을 개발했다고 15일 밝혔다. 이번 연구결과는 생체재료 분야 국제학술지 ‘바이오머티리얼즈’ 최신호에 실렸다. 암 치료효과를 높이기 위해서는 항암제가 암 조직에 정확하게 전달되고 암 조직이 아닌 다른 장기나 조직에는 전달되지 않도록 해 부작용을 최소화하는 것이 필요하다. 이 때문에 다양한 나노입자 기반 암 표적약물 전달체가 개발되고 있지만 지금까지는 나노입자의 암조직 도달량은 투입 대비 0.7%에 불과하다. 연구팀은 1㎚(나노미터) 이하 수준으로 크기나 모양을 정밀하게 제어해 DNA 염기서열 기반 나노구조체를 만들었다. DNA는 유전정보를 갖고 전달하는 용도로 알려져 있지만 염기서열을 분자설계 코드로 활용하면 다른 물질로는 만들기 불가능한 다양한 형태와 크기의 나노구제체를 정밀하게 조절해 만들 수 있다. 연구팀은 이런 DNA의 성격을 활용해 다양한 DNA 종류와 서열 순서를 조합해 모양과 화학적 성분이 다른 여러 개의 나노입자로 구성된 DNA 라이브러리를 만들었다. 마치 도서관에서 필요한 자료를 꺼내 정보를 찾아내듯 연구팀은 DNA 라이브러리를 이용해 기존 암표적 나노입자보다 3배 이상 전달률을 보이는 고성능 암표적 전달체 3종을 발굴하는데 성공하기도 했다. 이렇게 발굴된 전달체에 저분자 항암제, 단백질 항암 약물을 탑재해 암을 유발시킨 동물에게 주입했을 때 다른 장기에는 손상을 주지 않고 암 조직에만 선택적으로 약물이 도달하는 것을 관찰했다. 안대로 KIST 박사는 “이번 연구결과를 활용하면 암의 종류나 형태에 맞는 약물 전달체를 개발할 수 있을 것”이라며 “특히 뇌처럼 약물을 투입하기 힘든 조직을 포함해 다양한 표적 세포와 조직에 선택적이고 효율적으로 전달할 수 있는 물질을 만들어 낼 수 있을 것으로 본다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

힘들게 굶고 운동하지 않아도 간편하게 다이어트에 성공할 수 있는 알약 개발이 코앞으로 다가왔다. 미국 미시간주립대학 연구진은 최근 연구에서 몸이 체내 지방을 태우는 것을 방해하는 호르몬 물질을 찾아냈으며, 이것이 목숨을 위협할 정도의 심각한 비만을 가진 사람들을 위한 치료제를 개발하는데 도움이 될 것으로 기대한다고 밝혔다. 연구진은 실험용 쥐를 이용한 실험에서 일명 ‘TSK’(Tsukushi)라는 이름의 호르몬의 역할에 주목했다. 이 호르몬은 간에서 생성되며 체내에서 더 많은 열량을 소모하는 신진대사 활동을 방해하는 역할을 한다. 이 호르몬은 외부 기온에 따라 분비량이 달라지는데, 실험용 쥐를 찬 기온에 노출시켰을 때 TSK 호르몬의 수치가 상승하는 것을 확인했다. 이는 추운 겨울 우리 몸이 체온유지를 위해 에너지를 더욱 많이 소비하는 움직임을 약화시키고, 이러한 현상 때문에 살이 빠지지 않거나 도리어 지는 결과를 가져올 수 있다. 연구진은 이 호르몬의 분비를 억제한다면 체내에서 더 많은 열량과 지방이 소비될 것이라고 예측하고 실험을 진행했다. 실험용 쥐를 두 그룹으로 나눈 뒤, 한 그룹에게만 TSK 호르몬을 억제시켰다. 이후 음식을 전혀 주지 않자 호르몬을 억제시킨 그룹이 그렇지 않은 그룹에 비해 체중이 더 많이 감소하는 것을 확인했다. 또 TSK 호르몬이 억제된 그룹의 쥐는 체온이 더 높고, 체내에서 에너지를 더 많이 태운다는 사실도 추가로 확인됐다. 두 번째 실험에서는 두 그룹에게 고지방 영양식을 먹게 한 뒤 변화를 살폈다. 그 결과 TSK 호르몬이 정상 분비되는 그룹은 몸무게가 2배로 증가한 반면, TSK 호르몬 억제 그룹은 기존보다 30%만 증가했다. 연구진은 “TSK 호르몬을 억제하자 포도당 수치가 올라가고 지방 및 지방간이 줄어드는 것을 확인했다”면서 “TSK 호르몬을 억제하는 알약 한 알 만으로도 비만을 치료하는데 도움이 될 것”이라고 전했다. 이번 연구결과는 네이처 메타볼리즘(Nature Metabolism) 14일자에 게재됐다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 화학물질을 생산하는데 필요한 바이오 화학반응에 대한 정보를 종합해 과학자들이 손쉽게 활용할 수 있게 지도형태로 만들어 주목받고 있다. 카이스트 생명화학공학과 이상엽 특훈교수팀이 미생물에서 석유나 화학제품을 생산할 수 있는 기존 연구들을 총정리해 지도형태로 만들어 한눈에 볼 수 있는 ‘바이오 기반 화학물질 합성지도’를 만들었다. 이번 연구결과는 화학분야 국제학술지 ‘네이처 촉매반응’ 15일자 표지논문으로 실렸다. 화학제품들은 석유에서 추출한 원료를 활용해 만들어지고 있다. 이 과정에서 온실가스를 배출해 지구온난화와 같은 문제를 유발하고 있어 미생물을 활용한 ‘바이오 리파이너리’라는 친환경적 방식의 화학물질 생산기술 연구가 활발히 이뤄지고 있다. 특히 미생물의 대사작용을 이용해 화학물질을 대량생산할 수 있는 시스템대사공학 기법을 이용한 화학물질 생산이 늘고 있다. 그렇지만 생물공학적 방법과 화학적 방법을 통합하는 것이 더욱 효율적인 경우도 많다. 문제는 생물공학적 방법이나 화학적 방법 중 어느 경로를 선택해야 효율성이 높을지에 대한 정보를 한 눈에 볼 수 있게 정리된 것이 없다는 점이다.연구팀이 이번에 만든 합성지도는 화학물질을 합성할 때 바이오나 화학반응 중 어느 것을 선택해야 최고 생산농도나 수율을 보이고 생산성이 높아지며 산업화에 용이한지를 보여주는 것이다. 이와 함께 시스템 대사공학과 바이오 리파이너리 분야에서 아직 해결하지 못한 문제와 해법을 제시했다는 평가도 받고 있다. 이상엽 교수는 “이번에 만든 합성지도는 시스템 대사공학이 나가야 할 방향과 아이디어를 제시해주는 청사진으로 친환경 그린화학은 물론 의료, 식품, 화장품 등 다양한 화학관련 산업에 유용하게 쓰일 것”이라고 설명했다. 한편 네이처측은 이 교수팀이 만든 합성지도를 포스터로 제작해 산업계와 연구계에서 활용할 수 있도록 할 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr