전 세계에 암컷 두 마리만 남아 새끼가 태어날 수 없는 ‘기능적 멸종’을 맞은 북부흰코뿔소를 멸종 위기에서 구해낼 방법, 찾을 수 있을까. 북부흰코뿔소의 유일한 수컷이었던 ‘수단’은 지난 3월 자신이 살던 케냐의 한 국립공원 동물보호구역에서 안락사했다. 일반적으로 코뿔소는 최대 50살까지 사는 것으로 알려져 있지만, 당시 45살이었던 수단은 고령으로 인한 합병증으로 큰 고통을 겪고 있었다. 지구상에 단 두 마리 남은 북부흰코뿔소는 수단의 딸과 손녀딸이다. 영국 일간지 BBC의 7일 보도에 따르면 최근 영국 카디프대학과 남아프리카공화국 벤다대학 공동 연구진은 사실상 멸종을 맞은 북부흰코뿔소의 멸종을 막기 위한 열쇠를 찾기 위해 코뿔소 232마리의 유전자 샘플을 분석했다. 그 결과 사촌 관계로 알려져 있던 남부흰코뿔소와 북부흰코뿔소가 1만 4000여 년 전에는 서로 교배해 새끼를 낳았었다는 증거를 찾았다. 학계에서는 이전까지 두 종의 코뿔소가 100만 여 년 전에 갈라진 뒤 유전자가 섞인 적이 없었다는 학설이 유력했다. 때문에 남부흰코뿔소의 난자에 주입해 만든 혼합배아로 새끼가 태어나도 이를 완전한 북부흰코뿔소라고 할 수 없다는 주장이 지배적이었다. 하지만 두 종의 코뿔소 사이에는 유전적 연대를 내포하는 역사가 있으며, 남부-북부흰코뿔소의 혼합 배아가 예상보다 훨씬 긍정적인 결과 즉 북부흰코뿔소의 멸종을 막는데 도움이 될 것이라는게 연구진의 설명이다. 연구진은 “우리는 이번 연구에서 북부코뿔소와 남부코뿔소 사이에 유전적 접점이 있다는 사실을 확인했다”면서 “이는 매우 의미있는 발견이다. 이를 통해 북부흰코뿔소를 복원할 방법을 찾을 수 있을 것”이라고 기대했다. 이어 “비록 흰코뿔소 종이 100만 년 전 유전적으로 나뉘어졌다 하더라도, 마지막 빙하기정도에 다시 이들 사이에 유전적인 연결고리가 생겼다는 것이 입증됐다”면서 “최근에 유전자가 섞였다면 지금도 그렇게 될 수 있다는 가능성이 있는 것”이라고 덧붙였다. 이번 연구결과는 ‘영국왕립학회보 B’(journal Proceedings of the Royal Society B) 7일자에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

생명체가 존재하기 위해 가장 필요한 요소 중 하나인 물의 기원은 오랫동안 학계의 미스터리였다. 지구에 풍부한 물이 어디서 왔는지에 대한 다양한 가설이 존재하는 가운데, 최근 해외의 한 연구진은 지금까지와는 다른 가설을 내놓았다. 미국 애리조나주립대학 연구진은 지구의 물이 태양계가 형성된 뒤 남은 뿌연 먼지와 가스로부터 생겨났다고 주장했다. 지금까지는 지구의 물과 소행성에서 발견되는 물의 중수소 비율이 비슷하다는 이유로, 지구의 물 기원이 소행성이라는 가설이 지배적이었다. 하지만 연구진이 지구의 바다 깊은 곳 즉 지구의 맨틀과 핵 사이에서 채취한 수소를 분석한 결과, 중수소의 비율이 현저하게 낮았다. 이를 토대로 지구 대양의 중수소 비율이 행성 전체의 중수소 비율을 대변하는 것은 아니라는 기존의 연구결과를 재검토 했다. 연구결과, 태양 성운에서 온 헬륨, 네온 등 불활성기체가 우리 지구의 맨틀에서도 발견됐으며, 연구진은 이것이 태양과 행성을 만든 가스 및 먼지로 된 태양계 성운(星雲)이 지구에 풍부한 물의 기초가 됐다는 가설을 제시했다. 일반적으로 소행성이 충돌을 겪으면 거대한 마그마 바다가 생성되고, 성운의 수소 및 헬륨, 네온과 같은 불활성기체가 끌려와 대기가 구성된다. 하지만 성운의 수소는 원래 소행성에 있던 수소보다 중수소 비율이 적고 가벼워서 마그마 바다의 철에 용해된다. 이후 수소는 철에 붙어 핵으로 옮겨가고, 중수소만 마그마에 남아있다가 식으면서 맨틀이 된다. 이러한 모델을 통해 성운 수소의 기여분을 분석한 결과, 지구의 물 분자 100개 당 1~2개는 태양계 성운으로부터 온 것으로 보인다고 연구진은 설명했다. 즉 태양계 성운에 있는 무궁무진한 수소가 지구를 구성하고 있던 물질과 결합해 지구의 풍부한 바닷물의 기원이 됐다는 것. 연구진은 “하나의 행성이 다른 항성은 성운(가스와 먼지)을 통해 자체적으로 물을 확보할 수 있다는 것을 확인했다”면서 “이는 다른 항성계와 행성에 생명체 존재 및 진화의 가능성을 새롭게 보는 시각을 제공할 것”이라고 설명했다. 이번 연구결과는 미국지구물리학연맹이 발행하는 ‘지구물리연구저널‘(Journal of Geophysical Research:Planet) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

앵무새가 먹이를 꺼내기 위해 도구를 만들고 이를 이용할 줄 안다는 사실을 입증하는 실험 결과가 공개됐다. 오스트리아 빈에 있는 비엔나수의과대학 연구진은 실험 전 인도네시아산 수컷 앵무새들을 대상으로 막대기를 능숙하게 사용하도록 훈련을 시켰다. 이후 연구진은 투명한 상자 안에 먹이를 주고 앵무새가 이를 어떻게 꺼내는지 관찰했다. 상자 속 먹이는 앵무새의 입이 닿기엔 너무 멀고, 앵무새가 상자로 직접 들어갈 수 없는 매우 작은 구멍만 있는 상태였다. 이에 실험에 이용된 앵무새 중 한 마리는 자신에게 주어진 도구를 활용하기 시작했다. 첫 번째 실험에서는 먹이가 비교적 먼 곳에 있는 것을 확인한 뒤, 두꺼운 종이를 날카로운 입으로 잘게 자르고 끝을 구부려 긴 손잡이로 만들었다. 그리고 좁고 길게 만든 종이를 먹이가 있는 상자 안으로 밀어 넣어 떨어뜨리려는 시도를 했다. 두 번째 실험에서는 먹이가 비교적 가까이 있는 것을 확인한 뒤, 역시 두꺼운 종이를 짧게 자른 뒤 먹이에 닿도록 밀어 넣었다. 연구진은 먹이와의 거리가 각기 다른 총 3번의 실험을 통해 앵무새가 도구를 자르고, 더 나아가 이를 구부릴 안다는 것을 확인했다. 뿐만 아니라 자신이 만든 첫 번째 종이가 먹이에 닿기에 짧다는 것을 느낀 후에는 종이의 길이를 조절할 줄 안다는 사실도 확인했다. 나뭇가지나 밀랍 같은 다른 재료로도 이러한 도구를 만들 수 있는지 확인하는 실험에서는 총 4가지 재료 중 3가지를 상황에 맞도록 적절히 잘라 도구로 활용하는 모습도 확인됐다. 연구를 이끈 비엔나수의과대학의 앨리스 아우어슈페르크 박사는 “앵무새가 종이 판지를 찢어 사용할 줄 안다는 사실이 확인된 것은 이번이 처음”이라면서 “종이에 비해 도구로 사용하기 더 쉬운 재료를 줬을 때, 새의 인지능력이나 도구를 만드는 전략이 어떻게 달라지는지 확인하는 것이 다음 연구 목표”라고 설명했다. 이번 연구결과는 미국에서 발행되는 국제 학술지 플로스원(PLOS ONE) 최신호(7일자)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

공공장소에서 갑자기 의식을 잃고 쓰러진 심정지 환자를 발견했을 때, 누군가 즉각적으로 시행하는 심폐소생술(CPR)이 환자의 생명을 좌우할 수 있다. 다만 쓰러진 환자가 여성일 경우, 남성 환자에 비해 CPR을 받을 가능성이 적다고 알려져 있다. 이유가 무엇일까.● 남성들 “성추행 의혹 받을까 주저해 ”미국 콜로라도대 연구진은 의료시설이나 의료인이 없는 공공장소에서 CPR을 받는 여성 환자가 남성 환자에 비해 적다는 기존의 연구결과와 관련한 근거를 찾기 위해 54명을 대상으로 설문 조사를 실시했다. 설문조사 참가자 중 남성이 60%, 여성이 40%였으며 백인이 85%를 차지했다. 또 설문 참가자의 30%가 CPR 훈련을 받은 것으로 나타났다. 답변을 분석한 결과 ▲CPR 중 환자에게 외상이 발생할 것에 대한 두려움 ▲여성 심정지 환자에 대한 인식 부족 및 여성의 가슴이 CPR을 더 어렵게 한다는 오해 ▲성추행 의혹을 받을지도 모른다는 두려움 ▲(여성환자의 몸에) 손을 대는 것이 부적절하다는 생각 등 4가지가 여성에게 CPR을 주저하는 주된 원인으로 꼽혔다. 연구진에 따르면 여성에게 CPR을 실시할 때, 성추행이나 부적절한 접촉에 대해 비난을 받을까 봐 두려워하는 남성이 여성에 비해 2배 더 많았다. 반면 여성은 잘못된 CPR로 또 다른 외상이 생길 것을 두려워한다는 응답이 더 많았다. 연구진은 “이 모든 원인들은 여성이 CPR을 받지 못하거나 지연되게끔 하는 결과로 이어진다“면서 ”심혈관 질환은 성별과 인종, 민족과 관계없이 생명을 위협할 수 있다는 사실을 인식해야 한다“고 강조했다. ● 성별·인종 관계없이 생명 살리는 일이 우선 이 연구와는 별개로 펜실베이니아주립대 연구진은 75명의 성인에게 갑자기 응급환자가 발생한 가상의 상황을 준 뒤 CPR과 자동심장제세동기(AED)를 사용하는 비율을 측정하는 실험을 실시했다. 이때 응급환자는 가상의 남성 또는 여성으로 분장한 마네킹이었으며, 실험 결과 사람들은 남성 환자(마네킹)에 비해 여성 환자(마네킹)에 CPR 및 AED를 사용하는 횟수가 더 적었다. 펜실베이니아대 연구진은 “성별과 관계없이 누군가 쓰러졌다면 곧바로 구조대에 연락한 뒤 CPR을 하고 AED를 이용해야 한다”면서 “무언가를 하는 것이 아무것도 하지 않는 것보다 낫다. 당신에게는 누군가의 생명을 살릴 수 있는 힘이 있다”고 강조했다. 이번 연구결과는 10일부터 시카고에서 열리는 미국심장협회의 소생연구심포지엄에서 발표될 예정이다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

기초과학연구원(IBS) 소속 외국인 부부연구자가 암세포가 다른 조직으로 전이할 때 메커니즘을 수학적으로 풀어내 주목받고 있다. 주인공은 IBS 첨단연성물질연구단 바르토슈 그쥐보프스키 그룹리더와 크리스티아나 칸델 그쥐보프스카 연구위원. 이들은 울산과학기술원(UNIST)에서 자연과학부 특훈교수와 생명과학부 겸임교수로 재직 중이다. 이들은 미국 노스웨스턴대, 텍사스대 MD앤더슨 암센터, 네덜란드 라드바우드대 의대, 폴란드 국립과학원 분자물리학연구소, 아담미치키에비치 대학, 일본 아이치공과대 국제공동연구팀은 전이 암세포가 하이에나, 늑대, 표범 같은 포식자가 먹이를 찾을 때처럼 움직이는 ‘레비워크’ 방식으로 움직인다는 사실을 통계적으로 규명했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호에 실렸다. 레비 워크(Levy walk)는 포식자가 먹이를 찾을 때 무작위로 움직이는 것 같지만 한 지역에서 짧은 이동을 여러 번 한 다음 다른 먼 지역으로 이동한다는 것인데 이 규칙성을 처음 밝혀낸 프랑스 수학자 폴 레비의 이름을 딴 것이다. 실제로 상어가 먹잇감을 잡을 때나 꿀벌이 꿀을 찾아다닐 때도 이런 레비 워크 패턴을 따라 움직이는 것으로 알려졌다. 전이 암세포는 전이되지 않는 암세포에 비해 빠르게 확산되고 방향성이 있을 것으로 알려져 있었지만 정확히 어떤 형태로 이동하는지 파악하기가 쉽지 않았다. 연구팀은 전이암세포를 이용한 실험을 기존 2차원에서 실시하던 연구방법과는 달리 1차원으로 단순화시켰다. 연구팀은 세포가 앞뒤로 움직일 수 있는 선을 유리 평면에 만든 다음 전립선암, 유방암, 피부암의 전이세포와 비전이세포 총 6종류의 세포를 16시간 동안 추적 조사했다. 연구팀은 이런 방식으로 세포당 5000~2만개의 위치 데이터를 얻을 수 있었다. 이 데이터를 수학적 모델에 적용해 분석한 결과 전이 암세포는 비전이암세포와 달리 레비워크 방식으로 움직인다는 사실을 확인했다.연구팀은 실제 생체 내에 있는 암세포에서도 레비워크 방식으로 움직이는지 확인하기 위해 생쥐에게 피부암인 흑색종을 유발시킨 다음 고해상도 현미경을 이용해 전이 암세포와 비전이 암세포의 이동을 관찰했다. 그 결과 전이 암세포는 생체 내에서도 레비워크 방식으로 움직이는 것을 재확인할 수 있었다. 생물학 실험을 맡은 그쥐보프스카 연구위원은 “이번 연구결과로 비전이 암세포는 확산운동을 하지만 전이 암세포는 레비워크 방식으로 움직여 다른 조직으로 정확히 이동해 암세포를 확산시킨다는 것을 확인했다”고 설명했다. 교신저자로 이번 연구를 총괄한 그쥐보프스키 교수는 “세포 움직임을 수정하는 RNA 기술과 이를 관찰하는 통계물리학을 결합시켜 세포를 조정할 수 있는 때가 올 것”이라며 “이번 연구는 암 전이의 원리를 이론적으로 밝혀냄으로써 전이를 막는 기술 개발에 도움이 될 것으로 보인다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

건강 회복을 비롯해 다양한 이유로 다이어트를 시도하는 사람들이 많다. 여러 종류의 다이어트 방법이 있지만 최선의 방법은 운동과 함께 식이조절을 하는 것이다. 그렇지만 여전히 많은 사람들이 시도하는 다이어트는 무작정 굶는 것이다. 굶는 다이어트를 해본 사람들이라면 알겠지만 2~3끼만 건너 뛰더라도 신경이 날카로와지기 십상이다. 실제 다이어트 체험기들에는 굶다가 신경질이 나서 결국 폭식을 했다는 웃지못할 사연들도 상당수 발견된다. 사람 뿐만 아니라 다른 동물들도 공복 상태에 놓이면 신경이 날카로와지고 특정 행동의 빈도가 증가하게 된다. 동물의 섭식상태가 어떻게 행동변화를 일으키는지 정확히 알려지지 않았다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌인지과학전공 김규형 교수팀은 동물이 배가 고프거나 포만감을 느낄 때 보이는 행동변화의 메커니즘을 분자단위에서 분석하는데 성공했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘엠보’에 실렸다. 연구팀은 생물학 분야 실험에서 많이 사용되는 예쁜꼬마선충이라는 동물을 이용했다. 예쁜꼬마선충은 특정 페로몬을 감지할 때 회피행동을 보이기 때문에 연구팀은 이를 이용해 포만, 공복 상태의 행동변화를 관찰했다. 연구팀은 예쁜꼬마선충이 공복상태에서 회피행동이 증가하는 것을 관찰했다. 인슐린수용체가 페로몬을 감지하는 감각신경에서 하부 신경으로 전달되는 신경전달물질량을 조절해 회피행동을 증가시키는 것을 확인했다. 연구팀은 이와 함께 예쁜꼬마선충에서 인슐린과 비슷한 작용을 하는 펩타이드가 페로몬 감지 감각신경의 기능을 제어한다는 사실도 확인했다. 공복 여부에 따라 이 펩타이드가 분비되는 양이 조절되면서 동물의 행동 변화에 영향을 준다는 설명이다. 김규형 교수는 “이번 연구는 동물의 섭식상태와 감각신경 사이 상호작용이 어떤 방식으로 이뤄지는지를 밝혀내고 이것이 동물의 생존능력 증가에 영향을 미칠 수 있음을 보여줬다”며 “인슐린 분비가 감각신경의 시냅스 전달을 조절한다는 이번 연구결과를 응용하면 대사증후군 환자들의 발병 초기에 나타나는 감각기관 이상 증상 원인을 찾고 치료하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 전류가 흐르지 않는 부도체인 섬유를 이용해 생체연료전지를 만들어 인공심장이나 신경자극기를 구동시킬 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 고려대 화공생명공학과 조진한 교수와 미국 조지아공대(조지아텍) 기계공학과 이승우 교수 공동연구팀이 면섬유에 금속 나노입자를 코팅한 다음 생체 효소를 넣어 몸 속에서도 부작용 없이 작동할 수 있는 생체연료전지를 개발했다고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 최신호(10월 26일자)에 실렸다. 생체연료전지는 전지의 촉매를 생체효소로 대체하고 포도당이 산화할 때 만들어지는 전자를 이용해 전력을 생산한다. 몸 속에서도 전력을 만들어 낼 수 있기 때문에 인체 삽입형 의료기기의 에너지 공급장치로 주목받고 있다.그러나 지금까지 나온 생체연료전지는 전기전도도가 우수한 탄소나노튜브로 만들어지고 있지만 효소로 코팅하기가 어렵고 금속보다 전기전도도는 낮고 유연성이 떨어진다는 단점이 있다. 연구팀은 면섬유 표면에 금속 성분인 금 나노입자를 균일하게 코팅해 섬유의 다공성 표면을 유지하면서도 높은 전기 전도도를 갖는 고성능 생체연료전지 전극을 개발했다. 또 연구진은 단분자 리간드 치환 층상자기조립법이라는 나노제조기술을 활용해 금속 나노입자간 거리를 최소화해 전극 내부 저항을 낮추는 한편 전자전달 효율을 높여 기존 생체연료전지보다 전력생산 성능을 향상시킬 수 있었다. 이번 기술은 전지에 흔히 포함되는 전해질 분리막이 필요 없을 뿐만 아니라 면섬유를 이용했기 때문에 소형화도 가능하고 소형화할 수 있기 때문에 심장 기능정지 시 사용하는 페이스메이커, 신경자극기 같은 체내 삽입형 의료기기 전력공급원으로 활용도가 높을 것으로 연구진은 전망했다. 조진한 고려대 교수는 “이번에 개발한 생체연료전지는 섬유를 전극으로 활용한 최초의 사례로 기존에 나온 생체연료전지보다 전력생성 성능이 우수하다는 장점이 있다”며 “특히 전극이 유연하고 효율과 안정성도 우수해 웨어러블 기기나 인체 삽입형 전자기기에 자유롭게 사용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

공공장소에서 갑자기 의식을 잃고 쓰러진 심정지 환자를 발견했을 때, 누군가 즉각적으로 시행하는 심폐소생술(CPR)이 환자의 소생을 좌우한다. 다만 쓰러진 환자가 여성일 경우, 남성 환자에 비해 심폐소생술을 받을 가능성이 적다고 알려져 있다. 이유가 무엇일까. 사이언스데일리 등 과학전문매체의 5일 보도에 따르면 미국 콜로라도대학 연구진은 의료시설이 없는 공공장소에서 심폐소생술을 받는 여성 환자가 남성 환자에 비해 적다는 기존의 연구결과와 관련한 근거를 찾기 위해 54명을 대상으로 설문 조사를 실시했다. 설문조사 참가자 중 남성이 60%, 여성이 40% 였으며 백인이 85%를 차지했다. 또 설문 참가자의 30%가 심폐소생술 훈련을 받은 것으로 나타났다. 답변을 분석한 결과 ▲심폐소생술 중 환자에게 외상이 발생할 것에 대한 두려움 ▲여성 심정지 환자에 대한 인식 부족 및 여성의 가슴이 심폐소생술을 더 어렵게 한다는 오해 ▲성추행 의혹을 받을지도 모른다는 두려움 ▲(여성환자의 몸에) 손을 대는 것이 부적절하다는 생각 등 4가지가 여성에게 심폐소생술을 주저하는 주된 원인으로 꼽혔다. 연구진에 따르면 여성에게 심폐소생술을 실시할 때, 성추행이나 부적절한 접촉에 대해 비난을 받을까봐 두려워하는 남성이 여성에 비해 2배 더 많았다. 반면 여성은 잘못된 심폐소생술로 또 다른 외상이 생길 것을 두려워한다는 응답이 더 많았다. 연구진은 이 모든 원인들은 여성이 심폐소생술을 받지 못하거나 심폐소생술이 지연되게끔 하는 결과로 이어진다“면서 ”심혈관 질환은 성별과 인종, 민족과 관계없이 생명을 위협할 수 있다는 사실을 인식해야 한다“고 강조했다. 이와 별개로 펜실베이니아주립대학 연구진은 75명의 성인에게 갑자기 응급환자가 발생한 가상의 상황을 준 뒤 심폐소생술과 자동심장제세동기(AED)를 사용하는 비율을 측정하는 실험을 실시했다. 이때 응급환자는 가상의 남성 또는 여성으로 분장한 마네킹이었으며, 실험 결과 사람들은 남성 환자(마네킹)에 비해 여성 환자(마네킹)에 심폐소생술 및 자동심장제세동기를 사용하는 횟수가 더 적었다. 펜실베이니아대 연구진은 “성별과 관계없이 누군가 쓰러졌다면 곧바로 구조대에 연락한 뒤 심폐소생술을 하고 자동심장제세동기를 이용해야 한다”면서 “무언가를 하는 것이 아무것도 하지 않는 것보다 낫다. 당신에게는 누군가의 생명을 살릴 수 있는 힘이 있다”고 강조했다. 이번 연구결과는 10일부터 시카고에서 열리는 미국심장협회의 소생연구심포지엄(Resuscitation Science Symposium·ReSS) 에서 발표될 예정이다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

시끄러운 도로나 공항 근처에 살면 심장마비나 뇌졸중에 걸릴 위험이 무려 3배로 높아진다는 연구결과가 나왔다. 미국 매사추세츠 종합병원 연구진은 평균 나이 56세 건강한 중년 남녀 499명을 5년간 추적 조사한 연구에서 위와 같은 결론에 이르렀다고 5일(현지시간) 밝혔다. 연구진은 이들 참가자를 대상으로 조사 초기에 뇌와 혈관에 관한 양전자단층촬영(PET)과 컴퓨터단층촬영(CT)을 시행했다. 그리고 이런 이미지를 사용해 뇌에서 스트레스 조절과 정서적 반응에 관여하는 편도체의 활동을 측정했다. 소음 노출 수준은 참가자들의 집 주소와 미 교통부가 제공하는 항공·고속도로 소음지도에서 나온 소음 수준을 사용해 추정했다. 그 결과 5년의 조사 기간 동안 499명 중 40명에게서 심장마비나 뇌졸중 등 심혈관계 질환이 관찰됐다. 이중 가장 높은 수준의 소음에 노출된 사람들은 편도체 활동이 더 높고 동맥에 더 많은 염증이 있었다. 시끄러운 도로나 공항 근처에 사는 이들에게 심장마비나 뇌졸중 등이 생길 위험은 소음 노출 수준이 더 낮은 사람들과 비교했을 때 무려 3배 이상이었다. 심지어 이런 위험은 대기오염과 고콜레스테롤, 흡연, 당뇨 등 다른 위험인자를 고려하더라도 여전히 높았다. 또 다른 분석에서도 편도체 활동이 높으면 심혈관계 질환의 위험인자로 잘 알려진 혈관 염증을 일으켜 질환 발병률이 높은 것으로 나타났다. 이에 대해 연구를 이끈 아자르 라드파르 박사는 “점점 더 많은 연구 결과가 주변 소음과 심혈관계 질환 사이의 관계를 보여주고 있지만, 이면에 숨겨진 생리적 메커니즘은 여전히 분명하지 않다”면서 “우리는 이번 결과가 이런 메커니즘에 관한 통찰력을 제공한다고 생각한다”고 설명했다. 하지만 연구진은 소음 노출이 줄어들면 심혈관계 질환의 위험이 유의미하게 줄어 전체적으로 심혈관계 질환의 발병률을 줄일 수 있는지를 알려면 더 많은 연구가 필요하다고 지적했다. 다만 추가적인 연구가 있기 전까지, 의사들은 높은 수준의 주변 소음에 만성적으로 노출되는 것을 심혈관계 질환에 관한 독립적인 위험인자로 간주해야 한다고 연구진은 말한다. 자세한 연구 결과는 오는 10일부터 12일까지 미국 시카고에서 개최하는 미국심장협회(AHA) 과학회의(Scientific Sessions)에서 발표될 예정이다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리 은하에서 가장 나이가 많은 것으로 추정되는 별의 존재가 확인됐다. 호주 모나쉬대학 연구진은 우리 은하의 별이 밀집된 ‘얇은 원반’에 있는 별 ‘2MASS J18082002–5104378 B’가 무려 135억 년 동안 우주에서 ‘생존’한 것으로 보인다는 연구결과를 발표했다. 이 별은 오랜 시간 우리 은하계 안에 있었지만 과학자들에게 쉽게 관찰되지 않았다. 연구진은 그 이유가 작은 질량 탓인 것으로 분석했다. 연구진에 따르면 이 별의 질량은 태양의 14% 정도밖에 되지 않는다. 뿐만 아니라 별의 특성상 태어난 지 얼마 되지 않을수록 금속의 함유량이 많은데, 이 별은 금속 함유량이 매우 적어서 관찰이 어려웠다. 연구진은 이 별의 금속 함유량이 매우 적고 질량이 작다는 점 등을 미뤄 봤을 때, 이 별이 135억 년 전 탄생한 것으로 보고 있다. 이는 거대한 폭발로 우주가 시작됐다는 이론인 빅뱅(대폭발)이 일어난 약 138억 년 전과 매우 근접한 시기이며, 해당 별이 우주 역사의 초기부터 존재한 매우 오래된 별이라는 사실을 짐작할 수 있다. 이 별은 탄생 초기 다른 별들과 마찬가지로 수소와 헬륨, 적은 양의 리튬 등으로 구성이 됐었을 것으로 추정된다. 하지만 시간이 지나면서 별의 중심에 헬륨보다 무거운 다른 요소들이 생겨나면서 가벼운 물질들은 우주 공간으로 날아갔고, 이후 초신성을 일으키면서 서서히 죽어갔을 것으로 보인다. 이 과정에서 현재는 약간의 금속 성분만 남게 됐는데, 이러한 성질은 중심부에 철과 니켈 등 무거운 성분만 남아있는 수성과 유사하다. 현재 이 별에 남아있는 금속 성분의 양은 지구가 가진 금속의 10%에 불과하다. 연구진은 지금까지 금속 성분이 매우 적은 고대 별이 30개 가량 발견됐지만 대부분 태양과 비슷한 질량이었으며, 이 별처럼 질량이 매우 작은 별은 극히 드물다고 밝혔다. 연구진은 “지금까지 학계에서는 빅뱅 이후 큰 별만 만들어졌으며 이 별이 모두 사라졌다고 생각해왔다. 하지만 이번 관찰을 통해 빅뱅 이후 질량이 작은 별이 만들어지고, 이러한 별이 매우 오랫동안 생존할 수 있다는 사실이 입증됐다”면서 “아마 2MASS J18082002–5104378 B보다 더 오랜 역사를 가진 별도 존재할 것”이라고 설명했다. 이번 연구결과는 천문학분야의 세계적인 저널인 천체물리학회지(The Astrophysical Journal Letter) 최신호에 실렸다.　 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

“혹시 암세포가 몸 안에 여전히 남아 있거나 암세포가 다시 자라면 어떻게 하지?” 많은 암환자가 성공적으로 치료받은 뒤에도 두려움에 떤다. 상당수 환자에게서 암이 재발하기 때문이다. 암세포를 완전히 없애는 것은 생각보다 쉽지 않다.사실 암세포가 자라지 않고 조용히 있기만 해도 환자의 생명과 삶의 질에는 영향이 없다. 하지만 조용히 잠자고 있는 암세포를 누군가 깨우면 문제가 심각해진다. 깨어난 암세포는 다시 자라고 주변 조직을 파괴하거나 전이돼 결국 우리 몸을 황폐하게 만든다. 그런데 최근 암세포를 깨우는 주범이 무엇인지 밝혀졌다. 바로 ‘만성 염증’이었다. 유방암이나 전립선암 세포는 암이 진행하면서 혈액 안으로 침투한다. 혈액을 타고 온몸을 여행하다 아주 작은 폐 모세혈관에 걸린다. 많은 암세포들이 이 작은 혈관을 잘 지나가지 못하고 잡혀 있다가 결국 그곳에서 자리를 잡고 자란다. 많은 암에서 폐 전이가 잘 일어나는 이유다. 그런데 최신 연구결과에 따르면 폐 모세혈관에 걸린 암세포가 자라는 데 흡연으로 인한 만성 염증이 큰 역할을 했다. 또 흡연 외에 다른 독소가 만성 염증을 일으켜도 암 세포가 깨어나 분열하기 시작한다는 사실도 밝혀냈다. 그렇다면 염증을 억제하면 암이 다시 깨어나는 것을 막을 수 있지 않을까. 염증을 일으키는 대표적인 백혈구 세포인 ‘호중구’는 박테리아나 곰팡이 같은 외부 침입자를 여러 가지 방법을 이용해 효과적으로 무찌른다. 그중 한 가지 방법이 DNA를 세포 밖으로 분출해 일종의 그물망을 치고 그 그물망에 특정 효소들을 붙여 일종의 ‘그물 함정’을 만드는 것이다. 이를 ‘호중구 외세포 그물함정’이라고 부른다. 이처럼 만성 염증이 만든 그물 함정은 조용한 암세포 근처에 있을 수도 있다. 문제는 그물망에 붙어 있는 특정 효소가 정상조직에 있는 단백질 일부를 잘라내면서 시작된다. 잘라진 단백질의 모양이 변하면서 암세포에게 깨어나라는 신호를 보낸다는 것이다. 연구진은 모양이 변한 단백질에 항체를 투여해 신호전달을 막으면 암세포가 깨어나는 것을 막을 수 있다는 사실도 보여 줬다. 만성 염증은 조직 손상을 일으킨다. 손상된 조직을 복구하려면 새로운 세포가 필요하기 때문에 세포 분열이 일어난다. 세포 분열 횟수가 많아질수록 유전자 이상 가능성이 높아진다. 결국 암 발생 위험이 높아지는 것이다. 흡연과 B형 간염바이러스 감염이 대표적 예다. 그동안 만성 염증이 암 발생과 재발에 직접적으로 영향을 주는지는 명확하게 밝혀지지 않았다. 이번 연구는 만성 염증이 암 원발 부위에 상관없이 암 재발에 영향을 줄 수 있고, 동시에 예방약도 개발할 수 있다는 사실을 보여 줬다. 하지만 만성 염증을 일으키지 않는 것이 더 좋은 암 예방책일 것이다. 폐암 외의 암환자도 금연을 해야 유방암이나 전립선암 재발을 막을 수 있다. 또 폐질환이 있다면 적극적으로 관리해야 재발을 막을 수 있다.

국내 연구진이 3D프린팅 기술을 이용해 실제와 똑같은 기능을 하는 근육세포를 만드는데 성공했다. 성균관대 바이오메카트로닉스학과 김근형 교수팀은 살아있는 생체 세포와 전기유체공정에 적합한 바이오잉크를 이용해 인공 근육세포를 만들었다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘스몰’ 최신호 표지논문으로 실렸다. 조직재생공학은 인체 내 질병이 발생해 문제가 생긴 조직에 3차원(3D) 지지체를 삽입해 재생효과를 높이는 분야이다. 특히 최근에는 3D프린팅 기술의 발달로 살아있는 세포와 하이드로겔을 혼합한 바이오잉크를 이용한 3D세포프린팅 공정이 사용되고 있다. 세포프린팅 공정은 높은 가공성과 생체적합성이 뛰어나다는 장점이 있지만 세포가 무작위로 성장해 실제 생체에 삽입이 어렵다는 단점이 있다. 이에 연구팀은 근육세포가 자라는 방향을 제어할 수 있도록 하는 전기유체공정을 개발했다. 생체 친화적인 하이드로겔에 가공성이 우수한 폴리에틸렌옥사이드(PEO)라는 물질을 첨가한 바이오잉크를 만들어 전기장을 가해 미세한 패턴을 갖고 한 방향으로 자라는 섬유다발을 만들었다.기존 전기유체공정에서 만들어지는 인공근육세포는 세포가 사멸되는 문제가 있었는데 이번에 개발된 나노근섬유는 초기 세포생존률이 90%를 넘는 것으로 확인됐다. 또 기존 3D세포프린팅 공정보다 세포배열과 분화 등 세포활동이 3배 정도 향상돼 실제와 비슷하게 작동하는 것으로 알려졌다. 김근형 교수는 “이번 연구는 전기유체공정을 이용해 세포가 포함된 나노섬유를 배열시킨 첫 사례로 세포 방향성을 유도하는데 유용한 공정이다”라며 “인체 조직은 다양하게 배열돼 있는데 방향성을 갖춰 조직을 재생하는데 적용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

환경부 국립생태원은 개원 5년을 맞아 야생조류 충돌방지 캠페인 ‘유리벽에 쿵! 새들을 지켜주세요’를 5일부터 시작했다. 캠페인은 국민의 관심과 참여로 야생조류의 유리창 충돌 사고를 줄이기 위해 마련됐다.야생조류의 유리창 충돌사고는 빈번하게 발생하고 있다. 국립생태원 연구결과에 따르면 유리창 충돌로 연간 약 1000만 마리(하루 평균 3만 마리 )의 야생조류가 유리창과 같은 인공구조물에 부딪혀 사고사하는 것으로 나타났다. 야생조류의 개체 수 감소는 장기적으로 생태계 불균형을 초래할 수 있다. 조류 충돌 예방을 위해 미국은 유리창에 무늬(패턴)을 넣거나 자외선 반사 테이프를 부착하고, 독일은 조류가 자외선을 볼 수 있다는 점을 이용해 쉽게 인식할 수 있는 유리창을 개발해 활용한다. 생태원은 누리집에 야생조류가 건물 유리창, 투명 방음벽 등에 부딪혀 죽는 사진과 영상과 함께 일상에서 실천할 수 있는 ‘야생조류 유리창 충돌예방 안내법’을 알려준다. 유리창에 아크릴 물감, 스티커 등을 이용해 선·점으로 표시하는 방식이다. 작은새가 통과되지 않도록 촘촘하게(5×10㎝) 표시하거나 그물망 또는 줄이나나 커튼·가리개(블라인드)로 유리창 반사를 차단하는 방법이 있다. ‘조류충돌 방지 자외선 반사테이프’는 미국과 캐나다에서 터널테스트 등 야생조류 실험을 통해 조류 충돌 방지 효과를 검증했다.생태원이 2015~2016년 2차례에 걸쳐 국립생태원 7개 건물에 자외선 반사테이프를 설치한 결과 시공 전 한달 평균 2.6마리에 달하던 야생조류 폐사율이 1건도 발생하지 않았다. 한편 캠페인 영상 공유자가 1000명을 넘기면 국립생태원 직원과 시민이 방음벽 현장에 자외선 반사테이프를 부착하는 이벤트를 진행키로 했다. 세종 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr 사진)조류가 충돌해 금이 간 유리창 흔적과 유리창에 충돌해 죽은 참새들. 국립생태원 제공

태양계를 찾아 온 첫 외계 천체인 오무아무아(Oumuamua)의 정체가 외계 생명체가 보낸 일종의 ‘돛’일 수 있다는 연구결과가 나왔다. 지난해 10월 발견된 오무아무아는 태양계 밖에서 온 성간 천체로는 최초로 확인됐으며, 매우 빠른 속도로 태양계를 통과하고 있다. 미국 하버드-스미스소니언 천체물리학연구소(Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, 이하 CfA)에 따르면, 이 천체는 우주선의 안정적인 추진을 위해 태양광을 이용하는데 사용되는 돛인 ‘솔라 세일‘(Solar sail)과 유사한 역할을 하는 것으로 보인다. 이 천체의 궤도와 속도 등을 정밀하게 분석한 결과, 오무아무아는 태양 주위에서 속도가 줄어들지 않고 태양 주위를 맴도는 움직임을 보이는데, 이는 오무아무아가 솔라 세일의 역할을 하기 때문이라고 추측했다. 이전 연구에서 전문가들은 오무아무아의 궤도가 태양 중력만으로는 설명이 되지 않는다는 연구결과를 내놓은 바 있다. 또 약 100만 년 전 고향 별에서 튕겨져 나온 것으로 추정했는데, 고향별에서 나와 현재와 같은 궤도를 유지하는 비결이 바로 ‘솔라 세일’이라는 게 연구진의 설명이다. 솔라 세일은 매우 얇은 돛이 태양빛을 받고 이를 연료로 나아가는데 필요한 기술이다. 연구진은 오무아무아가 궤도에서 움직이는 속도를 설명하기 위해서는 매우 가볍고 얇은 두께의 돛이 필요하며, 오무아무아가 바로 그 돛(솔라 세일)의 역할을 한 것으로 보인다고 설명했다. 연구진은 미국 과학잡지 사이언티픽 아메리칸에 기고한 글에서 “오무아무아는 인터스텔라(성간)를 떠다니는 고성능 기기의 잔해일 가능성이 있다. 아마도 본체에서 솔라 세일의 역할을 하다가 떨어져 나왔을 것”이라면 “오무아무아가 외계 생명체가 지구 인근으로 보낸 탐색 기기라는 가능성도 있다”고 설명했다. 오무아무아가 솔라 세일일 것이라는 예측이 매우 터무니없는 것은 아니다. 실제로 일본은 2010년 바람 한 점 없는 우주에서 태양 빛이 돛에 부딪힐 때 생기는 힘으로 날아가는 ‘이카로스’를 성공적으로 우주에 보냈다. 발사 후 약 7개월 후 금성에 도착했으며, 이후 금성을 지나 초속 400m 정도의 속도로 태양 주변을 돌고 있다. 한편 이번 연구결과는 지난 1일 미국 코넬대가 운영하는 온라인 논문저장 사이트 ‘아카이브’(ArXiv.org)에 공개됐다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

체중을 줄이고 싶다면 야식부터 삼가는 것이 보편적이지만 단 한 가지 예외인 음식이 등장했다. 지난 주 미국의 세계 최대 남성 잡지 맨즈 헬스는 잠자기 전 ‘코티지치즈'(cottage cheese) 를 섭취하는 것이 체중 감량에 도움이 된다는 새로운 연구결과를 소개했다. 코티지치즈는 전유에서 일부 유지방을 제거하거나 완전히 유지방을 제거해 저온 살균된 우유에 발효제를 넣고 카세인을 응고시켜 만든다. 순두부처럼 몽글몽글한 모양의 치즈는 신맛이 강하고 지방질이 적은 것이 특징이다. 우유와 식초만 있다면 집에서도 손쉽게 만들 수 있다. 미국 플로리다 주립대학교 연구진은 20대 성인 여성 10명을 대상으로 직접 실험에 나섰다. 실험 2시간 전에 저녁을 먹은 참가자들은 잠들기 30분~1시간 전에 코티지치즈 30g을 섭취했다. 다음날 여성들이 아침 5시~8시 사이에 깨어났을 때, 연구진은 잠들어있는 동안 사용된 에너지양을 측정했다. 그 결과, 코티지치즈처럼 칼로리가 낮고 단백질이 풍부한 자연 식품을 섭취하면 잠들어 있는 동안에도 지방이 쌓일 확률이 낮아지고, 신진대사 촉진과 근육 회복까지 돕는 것으로 밝혀졌다. 이는 코티지치즈 속 카세인(casein)이라는 근육 형성 단백질 때문인데, 카세인은 소화가 천천히 이뤄지도록 돕는 위호르몬을 분비하고, 근섬유를 생산하는 아미노산을 밤새 체내에 전달할 수 있다. 카세인 성분이 높은 코티지치즈를 먹으면 소화 속도가 느려지고 포만감이 오래 유지돼 식욕도 떨어진다. 마이클 옴스비 교수는 “잠들기 전 코티지치즈 두 숟가락이 건강을 개선시키고 설탕이 가미된 간식을 대체 할 수 있는 영양가 높은 음식임을 증명해냈다”면서 “코티지치즈만 사용했기 때문에 단백질이 든 모든 음식에 이를 일반화 할 수 없지만 앞으로 다른 자연 식품 연구에 대한 문호를 열어줄 것”이라고 전했다. 자세한 연구 결과(Pre-sleep protein in casein supplement or whole-food form has no impact on resting energy expenditure or hunger in women)는 ‘영국 영양 저널(British Journal of Nutrition)’에 실렸다. 사진=123rf 안정은 기자 netineri@seoul.co.kr

전 세계 성인이 1대씩은 갖고 있다는 휴대전화가 남성에게 특히 유해하다는 사실이 밝혀졌다. 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립독성학프로그램(NPT) 연구진에 따르면 2G, 3G 휴대전화에서 특히 많이 발생하는 라디오파 방사선(RFR)에 지속적으로 노출된 수컷 집쥐(rat)의 경우 심장암이 발생할 수 있다는 명백한 증거가 발견됐다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 1999년 미국 식품의약청(FDA)으로부터 의뢰받은 휴대전화 전자파 유해성에 여부에 대한 실험 보고서이다. 이번 연구결과는 지난 2월 연구결과 초안이 나온 뒤 3월 외부 과학자의 검토를 거쳐 이번에 발표된 것이다. 이번 연구 역시 생쥐 같은 설치류 동물에 대한 휴대전화 전자파 유해성을 입증하기는 했지만 인체 유해성에 대해서는 명확히 언급하고 있지 않아 논란이 끊이지 않을 것으로 예상된다. 연구팀은 RFR에 대한 실험을 위해 특별한 형태의 실험 챔버에 넣은 뒤 암컷 집쥐와 생쥐는 물론 수컷 집쥐, 생쥐를 대상으로 했다. RFR은 10분 간격으로 매일 9시간 이상 2년 이상 노출시켰다. RFR 강도는 집쥐의 경우는 1㎏당 1.5~6W(와트), 생쥐는 1㎏당 2.5~10W으로 정했다. 임신한 암컷 생쥐와 집쥐에게도 똑같은 정도의 RFR을 노출시켜 태아에 대한 영향도 살펴봤다. 그 결과 암컷들에 대해서는 특별한 영향이 나타나지 않았지만 수컷 집쥐에 대해서는 심장암은 확실히 나타났으며 뇌와 부신쪽에서도 종양이 유발시킬 수 있다는 것이 확인됐다. 그런데 연구에서는 의외로 수컷 생쥐와 집쥐들이 전자파에 노출되면서 늙은 수컷 쥐들에게서 만성신장질환 증상이 줄어들고 수명이 늘어나는 것도 관찰됐다. 이번 연구에는 현재 많이 활용되는 와이파이나 4G에서 나오는 RFR과 앞으로 사용될 5G에 대한 RFR에 대한 것은 제외돼 있다. 또 이번 연구에서는 암 유발 여부만 관찰됐지만 DNA 손상 같은 세포손상에 대해서는 추가적 연구가 필요하다고 연구진은 지적했다. NTP 선임연구원 존 부처 박사는 “이번 연구에 사용된 노출은 휴대전화를 사용할 때 인간이 경험하는 노출과 직접 비교하기 어렵다는 문제가 있어 연구결과의 의미에 대해 확실히 언급하기 어려운 것이 사실”이라면서 “실험에 동원된 집쥐와 생쥐는 온몸에 고주파 복사의 영향을 받았지만 사람은 휴대전화를 귀에 대고 있거나 주머니에 넣고 있기 때문에 일부 조직에만 영향을 미칠 수 있다는 것을 고려하는 것이 필요하다”고 설명했다.부처 박사는 “이번 연구에서 2G와 3G 네트워크를 활용한 것은 연구를 시작하던 당시 사용 표준이었기 때문”이라며 “현재까지는 RFR에 노출된 동물의 건강 영향에 대한 가장 포괄적 연구결과라는 것은 확실하며 고주파 방사선이 종양을 유발하는 원인이라는 점에 대해서는 외부 전문가들 모두 동의했다”고 강조했다. 한편 지난해 12월 미국 연구진은 18세 이상 임산부 913명을 대상으로 와이파이에서 방출되는 자기장 비이온화 방사선 노출이 지나치면 유산위험을 높인다는 연구결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호에 발표했다. 휴대전화의 전자파가 남성의 정자 감소에도 심각한 영향을 미쳐 불임의 원인이 될 수 있다고 연구결과도 발표됐다. 이에 전문가들은 잠깐 동안 휴대전화를 사용하는 것은 문제가 없지만 오랜 시간 통화할 경우는 이어폰이나 휴대전화의 전자파 영향을 최소화할 수 있는 방법을 찾아야 한다고 조언했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

죽어가던 별이 블랙홀과 만나면 되살아나는 ‘좀비 별’이 실존할 수 있다는 내용의 연구결과가 나왔다고 지난달 31일 라이브 사이언스 등 해외 과학매체가 보도했다. 미국 캘리포니아에 있는 로렌스 리버모어 국립 연구소(Lawrence Livermore National Laboratory) 연구진이 슈퍼컴퓨터를 이용해 휴면기에 있는 백색왜성의 움직임과 에너지를 시뮬레이션 한 결과, 중간 질량의 블랙홀과 마주칠 경우 별이 다시 활동을 시작할 수 있다는 근거를 찾았다. 중간 질량의 블랙홀(intermediate-mass black hole)은 태양 1000~10만 개 질량에 해당하는 크기의 블랙홀이다. 일반적으로 백색왜성은 적색거성이 차갑게 식으며 쪼그라들면서 생기는 것으로, 작은 질량을 지닌 별들의 진화 마지막 단계다. 시간이 지나면서 천천히 식다가 빛을 내지 못하는 암체(스스로 빛을 내지 못하는 물체)로 일생이 끝나거나 쌍성을 이루는 거성으로부터 물질이 유입돼 초신성 폭발을 일으키기도 한다. 하지만 연구진의 시뮬레이션 결과 백색왜성이 차갑게 식어 빛을 내지 못하다가도, 블랙홀과 가까워질 경우 빛을 내는 단계로 역행하는 것을 확인했다. 이번 시뮬레이션 결과에서는 백색왜성이 블랙홀과 얼마나 가깝게 스쳐 지났는지에 따라 칼슘과 철 등의 성분이 각기 다른 양으로 융합된다는 사실도 확인됐다. 거리가 가까울수록 우주에서의 핵합성(다양한 핵반응을 통해 새로운 원소가 생성되는 과정)이 더욱 효율적으로 이뤄지고, 동시에 철의 생성량도 많아진다. 연구진은 “수많은 별들의 움직임과 데이터를 시나리오 삼아 이번 이론을 시뮬레이션 했다”면서 “이미 한 번 ‘죽은’ 별이 블랙홀과 근접하자 재점화될 수 있다는 사실을 확인했으며, 이 과정에서 발생하는 뚜렷한 전자파와 중력파 에너지는 지구 궤도 인근에서 관찰할 수 있을 정도일 것”이라고 설명했다. 이어 “다만 백색왜성이 ‘좀비 별’이 되기 위해서는 반드시 중간 질량의 블랙홀과 만나야 한다. 태양 질량보다 작은 블랙홀(스텔라질량 블랙홀)이나, 태양의 10만 배에 달하는 블랙홀(초대질량 블랙홀)과 만나면 백색왜성이 완전히 흡수될 수 있기 때문”이라고 덧붙였다. 이번 연구는 천문학분야의 세계적인 저널인 천체물리학회지(The Astrophysical Journal Letter) 9월 호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

단백질은 생명체 작동에 있어서 필수적인 단위이다. 단백질 생산을 위해서는 DNA와 RNA의 유기적 조정이 필요하다. RNA는 무수한 종류의 단백질을 만들 때 직접 작용하는 고분자 화합물이고 DNA는 RNA의 작용을 조절하는 역할을 한다. 즉 RNA는 DNA가 갖고 있는 유전정보에 따라 필요한 단백질을 합성하는 역할을 하는 물질이다. 최근 중국과 미국 연구자들이 RNA의 변화가 기억과 학습에 직접적인 영향을 미칠 수 있다는 사실을 확인했다. 미국 시카고대 화학과, 생화학·분자생물학과, 신경생물학과, 생물물리역학연구소, 하워드휴즈의학연구소, 펜실베니아대 의대, 중국 상하이공대 생명과학공학부, 저장대 실험동물센터, 화둥사범대 생명과학부, 난징의대 공동연구팀은 mRNA(메신저RNA)의 화학적 변형 형태인 N6-메틸아데노신(m6A)을 인식하는 특정 단백질이 학습과 기억 형성 과정에 중요한 역할을 한다는 사실을 확인했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 지난달 31일자에 실렸다. 후성유전학(epigenetics)은 DNA나 RNA의 염기서열이 변화하지 않는 상태에서 외부 또는 환경적 요인으로 인해 화학적 변형만으로도 유전자 발현 상태가 달라지는 것을 연구하는 학문이다. 분자적 수준에서 정확히 이해되고 있지는 않지만 DNA 메틸화와 히스톤 단백질의 변형이 원인으로 알려져 있다. 실제로 후성유전학적 변화는 면역계 반응, 신경계 발달, 암, 비만 등 다양한 생물학적 과정에 영향을 미치는 것으로 이해되고 있다. DNA에서 단백질로 정보를 전달하는 역할을 하는 것으로 메신저RNA(mRNA)이다. 포유류의 mRNA에 있어서 가장 일반적인 변형은 m6A으로 신경계에 널리 퍼져 있으면서 신경기능 일부를 조정하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 m6A를 인식하는 ‘Ythdf1’이라는 단백질이 학습과 기억 형성 과정에서 중요한 역할을 한다는 사실을 발견한 것이다. 연구팀은 3세대 유전자 가위기술인 크리스퍼-캐스9을 이용해 생쥐에게서 Ythdf1 단백질을 제거한 뒤 학습과 기억 실험을 했다. 연구팀은 Ythdf1 단백질이 완전히 제거된 생쥐와 일반 생쥐를 대상으로 미로 찾기와 수영 측정, 특정 소리와 함께 전기충격을 가한 뒤 청각 공포기억을 측정했다. 그 결과 Ythdf1 단백질이 제거된 생쥐는 미로찾기는 물론 청각공포 체험을 여러 번 반복시켜도 기억을 하지 못하는 것으로 나타났다. 연구팀은 이 생쥐에게 Ythdf1 단백질을 주입해 다시 똑같은 실험을 한 결과 기억력과 학습 과제 수행 능력이 향상되는 것을 확인했다. RNA 변형 단백질이 기억과 학습능력 향상에 도움을 준다는 설명이다. 송홍준 펜실베니아대 의대 신경과학과 교수는 이번 연구는 유전자 번역 과정이 변화될 경우 신경자극이 어떻게 반응하는지를 보여주는 흥미로운 발견”이라며 “m6A 변형은 학습과 기억 뿐만 아니라 면역계에서도 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있는 만큼 다른 자극에 미치는 영향까지 추가적 연구가 필요하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

직화구이는 고기나 생선, 야채 등 식재료를 불에 직접 구워 먹는 조리방식이다. 불과 식재료만 있으면 재료 본연의 맛과 풍미를 느낄 수 있다는 장점 때문에 최근에는 직화구이를 앞세운 요리점들이 많이 눈에 띄기도 한다. 최근 국내 연구진이 직화구이 방식으로 금속산화물 박막을 짧은 시간에 구워내 간단하게 고성능 태양전지를 만드는 방식을 개발해 화제가 되고 있다. 성균관대 화학공학·고분자공학부 김정규 교수와 연세대 화공생명공학과 박종혁 교수, 미국 스탠포드대 공동연구팀은 급속 불꽃 연소공정으로 금속산화물 도핑해 페로브스카이트 태양전지를 만드는 기술을 개발했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료 과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 에너지 머티리얼즈’ 최신호에 실렸다. 페로브스카이트 태양전지는 이산화티타늄 같은 금속산화물을 전자 수송에 이용하기 때문에 실리콘 기반 태양전지보다 효율이 높아 차세대 태양전지로 주목받고 있다. 연구팀은 양념한 음식을 불에 빠르게 조리하는 직화구이처럼 전이금속을 고루 분포시켜놓은 이산화티타늄 박막을 불꽃에 수 십 초 이내에 빠르게 구워내 도핑하는 기술을 개발했다. 물론 기존에도 열을 이용해 도핑하는 방법이 있기는 하지만 550도 미만의 온도에서 공기를 순환시키는 대류 방식으로 처리하기 때문에 가열과 냉각 속도가 느려 공정 자체 시간이 5시간 이상 걸리고 균일한 도핑에 한계가 있다. 연구팀이 활용한 불꽃 직화 공정은 1000도 이상 고온에서 수 밀리 초(1000분의 1초) 단위로 열을 직접 가하는 방식이다. 실제로 연구팀은 불꽃 직화 방식으로 150나노미터 두께와 50나노미터 두께의 이산화티타늄 박막을 도핑하는데 성공했다. 5시간 이상 소모되는 도핑공정시간도 1분 이내로 단축했을 뿐만 아니라 소자의 광전변환효율과 안정성도 높아진 것이 확인됐다. 김정규 성균관대 교수는 “이번 기술은 직화구이 요리방법처럼 수 십 초 이내에 불꽃에 넣었다가 빼기만 해도 금속산화물을 손쉽게 도핑할 수 있다는 것이 핵심”이라며 “태양전지 뿐만 아니라 금속산화물 소재를 사용하는 광촉매, 반도체, 디스플레이 등에 폭넓게 적용해 짧은 시간에 우수한 성능을 낼 수 있는 소자 제작 연구를 진행할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

찬 바람이 불면서 병원에는 독감예방접종을 받으라는 안내문이 붙는다. 독감에 취약한 12세까지 어린이와 만 65세 이상 어르신을 대상으로는 국가에서 독감백신을 무료 접종하고 있다. 물론 독감 예방접종을 받는다고 해서 독감에 걸리지 않는 것은 아니다. 매년 여름 세계보건기구(WHO)는 해마다 그 해에 유행될 것으로 예상되는 표준 독감바이러스주를 공표한다. 이에 따라 독감백신 제조사는 표준 독감바이러스주를 포함시켜 백신을 만든다. 문제는 그 해에 유행하는 독감바이러스와 백신 바이러스주가 일치하면 예방효과가 높지만 그렇지 않으면 백신효과가 떨어진다. 이는 모든 형태의 독감 바이러스를 막을 수 없기 때문이다. 그런데 모든 종류의 독감 바이러스를 막을 수 있는 백신 개발이 동물실험에 성공해 이목을 끌고 있다. 더군다나 주사 형태가 아니라 코 속에 뿌리기만 하면 되는 간단한 방식이기 때문에 더욱 관심이 높아지고 있다. 미국 스크립스생물학연구소, 펜실베니아대 의대, 중국 홍콩대 보건대와 다국적 제약사 얀센의 미국 연구개발(R&D)센터, 네덜란드 백신 및 예방센터, 벨기에 정량과학센터, 벨기에 감염질병센터 공동연구팀은 남미에 사는 낙타과 동물인 ‘라마’에게서 추출한 항체로 만든 분무제가 모든 독감 바이러스를 막아준다는 연구결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 2일자에 발표했다. 바이러스성 질병들은 대부분 복잡 다변한 변이성 때문에 예방 백신을 만들기가 쉽지 않다. 연구팀은 라마에게서 얻은 네 개의 항체와 한 개의 무해한 바이러스를 혼합해 만든 스프레이형 백신이 모든 독감 바이러스를 막을 수 있을 것이라는 연구결과를 발표했다. 특히 생쥐를 대상으로 한 1차 동물실험 결과 인간을 감염시키는 모든 독감 바이러스를 예방해주는 것으로 확인됐다. 연구팀은 범용 백신을 만들기 위해 3개의 상이한 독감바이러스와 2개의 독감 표면단백질이 포함된 백신을 라마에게 접종했다. 연구팀은 독감 바이러스를 주입받은 라마가 만들어 낸 네 개 종류의 항체를 수확한 뒤 이를 하나의 분자로 결합시켰다. 이렇게 만들어진 항체 분자를 유전자 실험에서 흔히 사용하는 인체에 무해한 아데노부속바이러스(AAV)에 탑재시킨 뒤 일단 시험관 내 감염실험을 실시했다. 그 결과 사람을 감염시키는 A, B형에 해당하는 60여가지 독감 바이러스를 막는 효과가 확인됐다. 그 다음 연구팀은 생쥐에게 범용 백신을 주사하거나 코에 분무하는 방식으로 접종한 뒤 독감 바이러스에 대한 반응을 확인했다. 동물실험에서도 사람을 감염시키는 거의 모든 종류의 독감에 예방 효과가 있다는 사실을 확인했다. 또 코에 분무하거나 주사접종 방식 모두 차이를 보이지 않고 똑같이 예방효과가 있는 것으로 나타났다. 이언 윌슨 스크립스연구소 통합구조·전산생물학부 교수는 “이번 기술은 독감 유행철마다 예상바이러스에 맞춰 주문 생산하는 기존 백신보다 범용성을 갖기 때문에 대규모로 비축될 수 있다는 장점이 있다”라며 “기존 백신의 예방효과가 상대적으로 낮은 노약자들이나 주사에 대해 거부감이 있는 사람들에게 도움이 될 것”이라고 설명했다. 면역학자들은 이번 연구결과에 대해 “인간을 대상으로 한 임상시험에 앞서 많은 실험과정이 필요하지만 범용 백신 개발이라는 차원에서 주목할만한 연구”라는 평가를 내놓으며 환영하는 분위기이다. 그러나 한편에서는 인간에 대한 임상시험을 통과하기가 쉽지 않을 것이라는 예측을 내놓기도 했다. 독감바이러스 전문가인 제임스 크로 미국 밴더빌트대 교수는 “라마에서 유래한 단백질을 변형시킨 백신이기 때문에 인간 면역계에서는 이를 이물질로 보고 항체를 형성할 가능성을 배제할 수 없다”며 “백신에 대해 인체에서 항체를 만들어 낼 경우 어떤 증상이 나타날지 아직 모르기 때문에 동물 바이러스를 이용해 독감을 예방하는 이번 기술은 규제당국의 까다로운 심사를 넘기가 쉽지 않을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr