갑자기 날씨가 추워지거나 더워지면 냉난방기 사용이 늘어난다. 문제는 갑작스러운 냉난방기 사용으로 인해 국가적으로는 전력공급에 차질이 생기거나 개별 사용자들에게는 전기료 걱정이 앞서게 된다. 프랑스와 한국 연구진이 전력 사용을 최소화할 수 있는 친환경 냉난방 장치를 개발해 주목받고 있다. 프랑스 고등사범대, 파리 과학인문대학(PSL대), 몽펠리에대, 파리 샤클레대와 한국화학연구원 CCP융합연구단 공동연구팀은 전력을 거의 사용하지 않아도 되는 친환경 냉난방기용 흡착제를 개발하는데 성공했다고 1일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학 및 에너지 분야 국제학술지 ‘네이처 에너지’ 최신호에 실렸다. 일반적으로 많이 사용되는 냉난방기는 전기로 작동하는 에어컨이나 전기히트펌프이다. 전기히트펌프는 전기모터로 압축기를 작동시켜 냉난방을 하는 장치이다. 문제는 이들 냉난방기는 전력피크나 냉매로 인한 환경 파괴 등의 문제를 일으킬 수 있다. 이 때문에 많은 연구자들이 전기를 거의 사용하지 않고 물과 흡착제, 재생열을 이용해 작동시킬 수 있는 흡착식 냉난방기에 주목하고 있다. 흡착식 냉난방기는 물이 수증기로 증발할 때 주변의 열을 빼앗는 원리로 냉방을 하고 수증기가 물로 응축될 때 열을 방출해 난방을 시킨다. 흡착식 냉난방기는 이름에서도 알수 있듯이 수분을 빨아들이거나 내뱉는 흡착제가 핵심소재다. 문제는 지금까지 나온 실리카겔이나 제올라이트 흡착제는 수분 흡착용량이 작고 다시 사용하는 과정이 복잡하다는 점이다. 연구팀은 지르코늄을 활용해 공극이 많은 다공성 금속-유기 골격체를 개발했다. 이번에 개발한 흡착제는 물을 잘 빨아들이는 친수성과 물을 거부하는 소수성을 동시에 갖고 있기 때문에 기존 흡착식 냉난방기보다 냉방시 수분 흡착력과 저온 재생능력이 우수하다는 평가다.연구팀에 따르면 기존 제올라이트 흡착제보다 24% 이상 효율이 우수하고 흡착용량도 실리카겔 흡착제보다 2배 이상 크고 70도 이하의 온도에서도 수분을 쉽게 제거할 수 있다. 또 황산이나 염산 같은 산성물질에 노출되도 구조 손상이 없고 기계적 강도도 우수하다. 이번에 개발한 흡착제를 흡착식 냉난방기에 적용하면 전력을 현재 전기식 에어컨 5% 미만으로 사용할 수 있는 것으로 분석됐다. 난방기로 구동시킬 때도 마찬가지인 것으로 조사됐다. 장종산 화학연 박사는 “이번 기술은 흡착식 냉난방과 함께 수분제어용 에너지 절약형 흡착제, 기체 분리 및 정제용 멤브레인, 건물 공조기, 제습냉방기, 에너지 절약형 제습기 등 다양하게 쓸 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구 역사상 가장 몸집이 큰 새인 ‘코끼리 새’(Elephant birds)의 뇌구조를 분석한 연구결과가 공개됐다고 CNN 등 해외 언론이 지난달 30일 보도했다. 마다가스카르에서 화석으로만 발견되는 코끼리새는 동물분류학상 ‘에피오르니티대(Aepyornithidae)’과(科)에 속하는 날지 못하는 거대한 몸집의 새로 2속(屬) 15종(種)이 있는 것으로 알려져 왔다. 코끼리새는 마다가스카르에서 500~1000년 전까지 서식했던 것으로 추정되지만 이후 멸종을 맞이했다. 코끼리새가 멸종되기 전까지 어떤 서식 습관을 가지고 있었는지 정확히 파악된 바가 없다. 이에 미국 텍사스대학 연구진은 2종의 코끼리새 구개골 화석을 CT촬영하고, 두개골 화석의 내표면(엔도캐스트)을 분석했다. 학계에서는 지금까지 코끼리새가 에뮤나 타조처럼 몸집은 크지만 날 수 없고, 낮에 주로 활동하며 시력이 발달한 새일 것이라고 예상해왔지만, 뇌 구조를 분석한 결과 기존 예측과 다른 사실들이 밝혀졌다. 연구진은 코끼리새 2종의 시엽(중뇌에서 안구운동과 동공 조절 등을 담당하는 신경중추)이 다른 새에 비해 매우 작았으며, 오히려 야생성 조류이자 날지 못하는 조류인 키위(Kiwi) 새가 더욱 닮았다는 것을 확인했다. 대신 코끼리의 새의 후각신경구(후각과 관련한 2차 감각신경세포가 존재하는 부위)가 발달해 서식지에서 생존하는데 도움을 준 것으로 분석됐다. 즉 지구 역사상 가장 큰 새인 코끼리새는 기존 예측과 달리 야행성이고 눈이 퇴화한 편에 속해 시력이 좋지 않았지만 후각이 발달했던 새라는 것. 연구를 이끈 크리스토퍼 토레스 박사는 “누구도 코끼리새가 야생성일 것이라고는 생각하지 못했다”면서 “지금까지 코끼리새를 다룬 몇몇 연구들은 대부분 코끼리새가 낮에 더욱 활동적이었을 것으로 예상했다.”고 설명했다. 이어 “이번 연구는 우리가 지금까지 코끼리새를 포함한 조류에 대해 제대로 이해하지 못하고 있었다는 사실을 알려준다”면서 “특히 몸집이 이렇게 큰 새가 매우 작은 크기의 시각적 기관을 가지고 있었다는 사실은 매우 놀라운 발견”이라고 덧붙였다. 이번 연구결과는 ‘영국왕립학회보 B’(journal Proceedings of the Royal Society B) 10월 31일자 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 암 세포까지 항암제를 손실없이 갖고 이동한 뒤 정확히 치료하는 일종의 ‘나노 항암제 폭탄’ 기술을 개발했다. 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부 유자형, 김채규 교수와 생명과학부 강세병 교수 공동연구팀은 항암제를 암세포까지 손실없이 이동시켜 정확히 치료할 수 있는 약물 전달체 플랫폼 기술을 개발했다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 1일자에 실렸다. 약물 전달체는 치료제를 담아 표적으로 삼은 세포에 전달하는 물질이다. 나노기술을 이용한 약물 전달체는 지금까지도 많이 개발됐지만 실제 치료효과는 기대만큼 크지 않았다. 나노 약물 전달체를 암이 생긴 생쥐에게 주사했을 때 100개 중 7개 정도만 암세포로 도달한다는 연구결과들이 보고된 것만 봐도 알 수 있다. 이런 낮은 효율은 ‘단백질 코로나 현상’ 때문이다. 단백질 코로나 물질은 일단 나노 전달체를 주입하면 몸 속에 있는 수많은 단백질이 약물 전달체에 달라붙으면서 움직임이 둔해져 암세포에 도달하기도 어렵고 도달한 다음에도 약물을 내보내기 어려워지고 심지어는 다른 정상적인 조직에 영향을 미쳐 독성이 생기는 부작용까지 보이기도 한다. 연구팀은 체내 다른 단백질들과는 상호작용을 하지 않는 부분과 특정 유전자 서열에 따라 달라 붇는 기능성 부분으로 이뤄지는 재조합 단백질을 만들었다. 항암 나노입자를 이 재조합 단백질로 둘러싸 다른 단백질과는 결합하지 않는 대신 암 조직까지 정확히 찾아갈 수 있도록 한 것이다.연구팀은 실제 생체환경에서도 작동하는지 알아보기 위해 생체와 유사한 실험환경을 만들어 재조합 단백질 결합 나노항암제를 담가두고 관찰하면서 컴퓨터 시뮬레이션으로 분석했다. 그 결과 단백질 보호막이 외부 단백질을 효과적으로 막아 기존 나노항암제보다 효율이 10배 이상 높아진 것으로 확인됐다. 이와 함께 암을 유발시킨 생쥐에게 새로운 나노단백질 항암제 폭탄을 주입한 결과 기존 약물 전달체보다 암세포를 더 잘 공격하면서도 나노물질이 정상 조직에 쌓여 드러내는 ‘나노 독성’도 적은 것으로 밝혀졌다. 유자형 자연과학부 교수는 “이번 연구결과는 새로운 포적 지향형 약물 전달 시스템 원천기술을 확보했다는 의미를 갖고 암 치료 뿐만 아니라 다양한 질병의 진단과 치료에 활용될 수 있을 것으로 기대된다”며 “앞으로 재조합 단백질 설계를 다르게 하며 다양한 역할을 수행할 플랫폼을 개발할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아침 식사를 거르면 체중이 늘어나는 이유가 생체시계(체내시계)의 리듬에 이상이 생기기 때문이라는 연구결과가 나왔다.　일본 나고야대 오다 히로아키 교수(시간영양학) 연구팀이 쥐 실험에서 이 같은 메커니즘을 확인했다고 국제 학술지 ‘플로스원’(PLOS ONE) 최신호(1일자)에 발표했다. 아침을 거르는 행위가 비만이나 당뇨병 등의 발병에 연관성이 있다는 점은 기존 관찰 연구에서도 밝혀졌지만, 생체시계의 혼란으로 일어나는 자세한 구조는 좀처럼 알려지지 않았다. 이에 따라 연구팀은 쥐들을 정상적인 활동 시간 동안 고지방식 먹이를 제공한 ‘조식 제공’ 그룹과 같은 먹이를 4시간 더 늦게 제공한 ‘조식 제외’ 그룹이라는 두 개의 환경으로 분리해 사육했다. 그리고 2주 동안에 걸쳐 쥐의 체중 증가나 간에서 나타나는 생체시계 리듬의 변화 등을 조사했다. 그 결과, 먹은 양이 같더라도 아침 식사를 거른 집단은 아침 식사를 한 집단보다 몸무게가 평균 78%인 약 5g 더 늘어 67.4g이 되는 것으로 나타났다. 또 생체시계를 담당하는 유전자의 작용이 약 4시간 더 지연돼 체온도 아침 식사를 할 때까지 오르지 않거나 상승하는 시간이 짧아지는 현상도 나타났다. 아침 식사를 거르면 체지방 대사를 담당하는 간에서 생체시계 리듬이 깨져 신진대사가 떨어진다. 그러면 체온 상승이 억제돼 에너지 소비가 줄어 지방이 쌓이기 쉬워지는 것으로 알려졌다. 오다 교수는 “이 연구는 아침 식사가 생체시계 리듬을 정상화하는 데 중요하다는 점을 명확하게 보여주므로, 인간의 경우에도 아침을 챙겨 먹으면 이런 생활 습관 질병을 예방하는 데 도움이 될 수 있을 것”이라고 말했다. 사진=아이클릭아트 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우리 은하 중심에 거대한 블랙홀이 존재한다는 가설을 뒷받침 할 새로운 이미지가 공개됐다. 비즈니스인사이더 등 해외 언론의 지난달 31일 보도에 따르면 유럽남방천문대(ESO)가 칠레 남부 아타카마 사막에 있는 천체망원경 VLT(Very Large Telescop)를 이용해 우리 은하 중심에 있는 거대 블랙홀 ‘궁수자리(Sagittarius) A*’를 관찰한 결과, 주변에서 소용돌이치는 가스의 무더기가 확인됐다고 밝혔다. ESO에 따르면 궁수자리 A별 주변으로부터 적외선이 뿜어져 나오고 있었으며, 이를 정밀 관찰한 결과 소용돌이치는 가스의 무더기라는 사실을 확인했다. 이 가스들은 빛의 속도의 약 30% 빠르기로 소용돌이 치고 있으며, 모두 궁수자리 A별 바깥 경계에서 관찰됐다. 전문가들은 이를 통해 다시 한 번 우리 은하 중심에 있는 블랙홀의 존재가 확인됐다고 분석하고 있다. ESO가 공개한 것은 블랙홀 주변에서 소용돌이치는 가스의 형태를 이미지화 한 것으로, 지금까지 공개된 궁수자리 A별의 이미지 중 가장 근접한 모습을 보여준다. 영국 옥스퍼드대 천체물리학자 조세핀 피터스 교수는 “이번 연구는 블랙홀에 휩싸이지 않는 범위 내에서 가장 가까이 블랙홀에 접근한 관찰”이라면서 “궁수자리 A별은 우리와 가장 가까운 거리에 있는 거대 블랙홀이지만, 아직까지도 미스터리한 부분이 남아있다”고 설명했다. 이어 “이번 결과는 우리 가까이에 있는 ‘천문학적 괴물’(블랙홀)에 대해 더 자세히 이해하는데 도움이 될 것”이라고 덧붙였다. 한편 궁수자리 A별은 지구에서 약 2만 6000광년 떨어져 있으며, 지름은 약 2250만㎞. 질량은 태양의 400만 배에 달하는 것으로 알려져 있다. 지난 4월에는 궁수자리 A별 주위에 작은 크기의 블랙홀 12개가 추가로 존재한다는 사실이 확인되기도 했다. 이번 연구결과는 ‘천문학 & 천체 물리학 저널’(the journal Astronomy & Astrophysics) 10월 31일자에 실렸다. 사진=ESO 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지난 9월 세계보건기구(WHO), 유니세프, 유엔 공동으로 ‘2018 아동 사망률의 수준과 경향성’이란 제목의 보고서를 발표했습니다. 보고서에 따르면 지난해 전 세계 15세 이하 아동 630만명이 사망했으며 이 중 540만명은 5세 이하의 영유아였다고 합니다. 5초에 1명꼴로 숨을 거둔 것인데 치료나 예방이 가능한 폐렴, 말라리아, 설사병, 임신 중 합병증 등이 사망의 주요 원인이었습니다.5세 이하 아동 사망률의 절반은 아프리카 사하라 사막 남부 지역이, 30%는 남아시아 지역이 차지했다고 합니다. 선진국들의 5세 이하 아동 사망률은 185명 중 1명인데 남아프리카 지역에서는 13명 중 1명꼴로 일어나는 흔한 일이라는 통계도 있었습니다. 아동 사망률이 높은 지역들은 출생신고도 제대로 되고 있지 않는 경우가 많아 실제 사망률은 더 높을 것이라고 보건학자들은 보고 있습니다. 저소득 국가의 아동들에 대해 예방접종, 깨끗한 물 제공, 최소 기준의 영양분 제공 등 조치가 취해지지 않을 경우 2030년까지 5세 이하 아동 5600만명이 사망할 수 있다고 WHO는 전망하기까지 했습니다. 이런 가운데 영국 런던 퀸메리대 1차진료·공중보건센터, 요크대 사회학과, 임페리얼칼리지 공중보건대, 런던 위생·열대의학 대학원 공동연구팀이 한 국가의 ‘성 평등’(Gender equality) 수준이 5세 이하 소녀들의 사망률과 밀접한 연관성을 갖는다는 연구결과를 영국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘BMJ 국제보건학’ 31일자에 발표했습니다. 성 불평등이 심할수록 아동 사망률이 높다는 것은 잘 알려져 있었지만 성 불평등에 따른 성별 영아 사망률에 대해서는 보고된 바 없었습니다. 연구팀은 성 불평등과 아동 사망률의 관계를 보기 위해 유니세프 데이터베이스에서 추출한 2015년 기준 195개국의 ‘5세 이하 성별 사망률’, ‘국가별 성비’와 유엔개발계획(UNDP)에서 발표하는 성 불평등지수(GII)를 비교분석했습니다. GII는 국가별로 천차만별인데 스위스가 가장 낮고(0.040) 중동의 예멘(0,767)이 가장 높은 것으로 알려져 있습니다. 분석 결과에 따르면 전반적으로 5세 이하 남자아이들의 사망률이 여자아이들보다 약간 높은 것으로 나타납니다. 이는 생물학적으로 여성이 남성보다 생존력이 강하기 때문이라고 합니다. 그런데 GII를 대입하게 되면 GII가 높은 나라일수록 소녀 사망률이 높게 나타나 여성의 타고난 생물학적 이점을 상쇄시키고도 남을 정도라고 합니다. 성 불평등 지수가 높은 나라의 경우는 여성에 대한 불평등한 대우가 어린 시절부터 시작되는데 교육을 받기보다 집안일을 비롯한 허드렛일을 하며 각종 건강 위험에 쉽게 노출되고, 할례 같은 비문명적 행위의 대상이 될 뿐만 아니라 예방백신 접종 순위에서도 남자아이보다 후순위에 밀리게 되기 때문에 소녀 사망률이 높다는 분석이 나옵니다. 10월 30일 기준 전 세계 인구는 약 76억 5312만명이며 여성은 약 37억 9282만명입니다. 우리가 알고 있는 선진국들은 성별에 따라 더 많은 권리를 부여하거나 제한하지 않고 오직 개인의 능력에 따라 동등한 기회와 권리를 누릴 수 있도록 하고 있습니다. 모두 함께 잘 살고 건강한 사회를 만들기 위해서 가장 필요한 일은 타고난 성별 때문에 ‘세계의 절반’이 차별받지 않도록 함께 노력하는 것이 아닐까요. edmondy@seoul.co.kr

외로움이 치매 위험을 약 40% 더 높인다는 연구결과가 나왔다. 미국 플로리다주립대 연구진은 만 50세 이상 성인남녀 1만2030명을 대상으로, 약 10년간 외로움이 건강에 미치는 영향을 추적 조사해 위와 같은 결론에 도달했다고 ‘노인의학 저널: 심리과학’ 최신호(26일자)에 발표했다. 연구진은 연구 시작점부터 2년마다 참가자들과 전화 인터뷰를 통해 외로움을 얼마나 인식하고 있는지를 조사했다. 참가자들에게 얼마나 많은 사회적 접촉을 가졌는지보다 얼마나 외롭고 사회적으로 고립됐다고 느꼈는지를 보고하게 했다. 왜냐하면 많은 사람과 어울리고 사회적인 활동을 하고 있더라도 소외감을 느낄 수 있기 때문이다. 모든 조사가 끝났을 때 이들 참가자 중 1104명에게서 치매가 생긴 것으로 확인됐다. 그리고 각종 데이터를 분석한 결과, 외로움은 치매 위험을 약 40% 더 높이는 것으로 나타났다. 이는 사람의 성별이나 인종, 민족, 또는 교육수준을 고려하더라도 마찬가지였다. 심지어 결과는 외로운 사람들이 덜 활동적이거나 담배를 더 피울 가능성이 있다는 요인을 고려해도 높아진 치매 위험은 여전했다. 연구를 이끈 안젤리나 수틴 박사는 “이 연구는 외로움이 치매 위험을 키우는 것과 관련이 있다는 점을 처음으로 보여준 것은 아니다”면서 “하지만 이는 지금까지 모든 연구 중에 표본이 가장 크고 기간도 길다”고 말했다. 하지만 이 연구 역시 외로움이 왜 치매로 이어질 수 있는지 정확하게 밝혀내지 못한다. 그렇지만 연구진은 인지하는 사회적 고립이 뇌 속에 염증을 유발하거나 건강하지 못한 생활을 더욱 잘 유도할 수 있으리라 생각한다. 실제로 치매의 원인은 아직 완벽하게 밝혀지지 않았지만, 건강한 식단과 운동이 그 위험을 줄일 수 있다는 증거가 속속 나오고 있다. 이에 대해 연구진은 “사회화는 인지적 건강을 증진하는 방법으로 정신을 온전히 지키는 데도 중요할 수 있다”면서 “외로움은 수정할 수 있는 위험 요인”이라고 지적했다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

독일 사회심리학자이자 정신분석학자 에리히 프롬은 현대 사회 인간 존재의 문제를 소유양식과 존재양식으로 구별해 분석한 뒤 ‘소유냐 존재냐’(Haben Oder Sein)라는 책으로 펴냈다. 인간 존재 양식의 철학적 고찰 뿐만 아니라 상품의 소비양식도 소유와 존재로 나뉠 수 있다. 바로 공연관람이나 여행 같은 무형상품을 구매(존재)하거나 옷이나 전자기기 같은 유형상품을 구매(소유)하는 것이 바로 그것이다. 지금까지 학계에서는 사람들이 소유보다 경험을 소비하는 것이 행복감을 더 높일 수 있다고 주장했지만 최근 국내 연구진이 이 같은 기존 연구결과는 사회계층간 소득격차를 충분히 고려하지 않은 결과라고 반박하는 분석결과를 내놔 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 경영학부 이채호 교수는 소비를 통해 느낄 수 있는 행복감은 재산 정도에 따라 달라진다는 사실을 규명했다고 31일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국심리학회에서 발행하는 국제학술지 ‘심리과학’ 최신호에 실렸다. 특히 이번 논문은 심리과학에 실린 논문 중 사회적으로 가장 논의가 많이 된 논문 상위 1%에 올랐다. 연구팀은 2000~2012년 발표된 소비행복 관련 23개 연구결과를 메타분석했다. 그 다음 미국 성인남녀 약 1000명을 대상으로 최근 구매한 유무형 상품을 각각 떠올리게 한 뒤 어떤 것이 더 큰 행복을 줬는지 비교하게 하고 스스로 느끼는 사회계층을 평가하도록 했다. 또 상품 구매로 인한 행복감과 객관적인 사회계층을 비교분석했다. 연구팀은 추가로 자신의 월 소득이 지금보다 50% 증가했다고 가정하고 유무형 상품을 구매했다고 할 때 어떤 쪽에 더 행복감을 느끼는지 평가하도록 했다.그 결과 개인의 사회적 계층을 주관적 인식이나 객관적 지표에서 스스로 상위 계층이라고 생각하거나 상위계층인 사람일수록 여행이나 공연관람 처럼 경험과 추억을 구매하는 경험소비에 행복감을 크게 느끼고 스스로 하위계층이라고 생각하는 사람일수록 실제 물건을 구매하는 소유소비에서 행복감을 느끼는 것으로 나타났다. 특히 소득 증가를 예상한 응답자들은 경험소비 행복이 더 클 것이라고 답한 반면 월 소득 감소를 상상하는 경우는 두 소비간 행복감이 비슷할 것으로 예상했다. 이는 학비가 비싸고 상위계층 출신 비율이 높은 미국내 사립대 재학생들은 경험소비의 행복우위가 크게 나타났지만 학비가 상대적으로 싸고 다양한 계층이 골고루 분포된 주립대 등 공립대 재학생에게서는 소유소비에 대한 행복우위가 좀 더 강하게 나타난 메타분석의 결과와도 일치했다. 이채호 교수는 “이번 연구는 경험이나 소유 모두 사람을 행복하게 만들 수 있는 만큼 개인 상황에 맞는 소비 추구가 행복 총량을 늘릴 수 있다는 것을 보여준다”라며 “기업의 판매 전략이나 국가복지정책까지 다양한 사회계층 행복감을 함께 높이기 위해서는 어떤 전략을 활용해야 하는지 고려해야 할 필요가 있다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

개의 뛰어난 후각을 이용, 양말의 냄새를 맡는 것만으로도 양말 주인의 말라리아 감염 여부를 확인하도록 하는 연구의 결과가 공개됐다고 영국 BBC 등 현지 언론이 29일 보도했다. 영국 더럼대학교 연구진은 말라리아 환자들이 신고 있던 양말을 이용해 개들을 훈련시켰다. 말라리아 박테리아 특유의 냄새가 있을 것으로 보고, 환자들의 양말로 이를 구분하게 한 뒤 특정 냄새가 나면 짖거나 그 자리에 앉게 하는 방식으로 감염 여부를 구분하도록 했다. 동시에 말라리아가 극성을 부리는 아프리카 감비아 국가의 5~14세 어린이 175명의 혈액샘플을 채취해 어린이들의 몸에 말라리아 기생충이 있는지 여부를 확인했다. 검사 결과 175명 중 30명에게서는 말라리아가 확인됐고, 나머지 145명은 말라리아 음성으로 확인됐다. 연구진이 말라리아 테스트 훈련을 받은 래브라도-골든리트리버 혼종(種) ‘렉시’와 래브라도 종 ‘샐리’에게 양말 냄새를 맡게 한 결과, 각각 정확도 70%, 73.3%의 확률로 말라리아에 걸린 어린이의 양말을 구별해 냈다. 연구진은 개를 이용해 말라리아 감염 여부를 확인하는 것이 기존의 혈액 분석보다 더 빠를 수 있으며, 이를 이용한다면 말라리아 전염을 막고 보다 신속하게 치료를 시작하는데 도움이 될 것으로 기대했다. 연구를 이끈 스티브 린드세이 교수는 “이 연구는 아직 초기 단계이지만 개에게 말라리아 특유의 냄새를 맡게 해 이를 분별해내도록 훈련시키는 것이 가능하다는 사실을 입증했다”면서 “훈련시킨 개들을 통해 말라리아가 전염되는 것을 빠르게 막을 수 있을 것”이라고 설명했다. 개의 특별한 후각을 이용해 병을 진단해내는 실험이 성공한 것은 이번이 처음은 아니다. 지난 8월 프랑스 연구진은 셰퍼드를 이용해 유방암을 검진해내도록 하는 실험에서 유의미한 성과를 거뒀다. 이번 연구결과는 미국 루이지애나 주 뉴올리언스에서 28일부터 열리고 있는 미국 열대의학 및 위생학회(American Society of Tropical Medicine and Hygiene, ASTMH) 연례회의에서 발표됐다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 인공지능(AI)의 딥러닝 기술을 바탕으로 느린 인터넷 사용환경에서도 고화질 영상을 끊김없이 전송할 수 있는 기술을 개발했다. 카이스트 전기및전자공학부 신진우, 한동수 교수팀은 유튜브나 넷플릭스 등에서 동영상을 사용자에게 전송할 때 사용하는 적응형 스트리밍 비디오 전송기술에 딥러닝 기술인 ‘심층 콘볼루션 신경망’(CNN) 기반 초해상화 기술을 접목시킨 기술을 개발했다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 이달 열린 컴퓨터 시스템 분야 유명 학술회의 ‘유즈닉스’에서 발표됐으며 국제 특허 출원됐다. 기존의 적응형 스트리밍은 시시각각 변하는 인터넷 대역폭에 맞춰 비디오 화질을 조절하기 때문에 네트워크 환경이 좋지 않을 때는 고화질 동영상 시청이 어렵다는 단점이 있다. 동영상을 제공하는 서버에서는 긴 비디오 영상을 일정 시간 길이의 여러 비디오 조각으로 나눠 보내는 방식을 사용하기 때문이다. 연구팀은 적응형 스트리밍에 신경망 조각을 함께 내려받도록 했다. 비디오 서버에는 각 비디오 영상에 대해 학습된 신경망을 제공하며 사용자 컴퓨터 사양에 따라 다양한 크기의 신경망을 제공하는데 제일 큰 신경망 크기는 2MB(메가바이트) 정도에 불과하다. 이 신경망은 사용자 컴퓨터에 비디오와 함께 들어가 초해상화 기술을 작동시켜 저화질 비디오를 고화질로 바꿔줌에 따라 인터넷 환경이 좋지 않더라도 끊기지 않는 고화질 HD 비디오를 감상할 수 있게 되는 원리이다. 연구팀에 따르면 이번 기술을 활용하면 실제로 최대 26.9% 수준의 적은 인터넷 대역폭으로도 기존 적응형 스트리밍 화질보다 평균 40% 정도 우수한 체감품질을 느끼게 된다. 한동수 교수는 “이번 기술은 딥러닝 방식을 이용해 기존 비디오 압축방식보다 더 많은 압축이 가능하도록 했다는데 의미가 크다”며 “데스크톱 PC에서만 구현되고 있지만 앞으로 모바일 기기에서도 작동할 수 있도록 발전시켜 나갈 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

TV나 라디오의 육아상담, 가정상담 코너에는 간혹 남편들이 ‘아내가 아이를 낳은 뒤 연애시절처럼 자신에게 관심을 가져주지 않는다’는 불평불만(?)의 사연을 보내오는 경우가 있다. 육아에 지친 아내에게 아이말고 자신에게도 관심을 가져달라고 하는 요구가 무리이고 아내와 집안일을 분담하면서 자연스럽게 다시 관계를 회복할 수 있다는 결론이 대부분이다. 그런데 일본과 미국 생물학자들이 남편, 아내, 아이 3각 관계 속에서 아내가 남편에게 관심을 갖지 않는 것은 단순히 심리적 무게감 때문만이 아니라 생물학적 요인도 있다는 사실을 밝혀내 주목받고 있다. 바로 아기에게서 분비되는 페로몬이 엄마의 성적 본능을 억제시킨다는 것이다. 일본 도쿄대 농업및생명과학대학원, 이화학연구소(RIKEN) 뇌과학센터, RIKEN 바이오시스템 역학연구센터, 미국 하버드대 의대 세포생물학과 공동연구팀은 생쥐실험을 통해 새끼와 엄마 생쥐간에 페로몬으로 소통을 하며 새끼 생쥐가 분비하는 페로몬은 엄마의 리비도를 억제하는 효과가 있다고 29일 밝혔다. 리비도(Libido)는 정신분석학자인 프로이트가 제시한 개념으로 성(性)본능을 의미하며 인간이 태어날 때부터 갖추고 있는 본능에너지를 말한다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 26일자(현지시간)에 실렸다. 연구팀은 아기 생쥐와 함께 있는 엄마 생쥐들이 아빠 생쥐들과 일정 기간 동안 짝짓기하는 것을 거부하는 것을 관찰하고 그 원인을 추적했다. 아기 생쥐들에게서는 ‘외분비선 분비 펩타이드22’(ESP22)라는 무색 무취의 페로몬이 나오는데 특히 새끼들의 눈물 속에 많이 포함돼 있다는 사실을 확인했다.연구팀은 출산하지 않거나 짝짓기를 하지 않은 암컷 생쥐들에게 ESP22를 노출시킨 결과 수컷 생쥐들과 짝짓기를 거부하는 것을 관찰했다. 연구팀은 지난 2010년에 수컷 생쥐 눈물에 포함된 ESP1이라는 페로몬이 암컷 생쥐의 성충동을 유발시킨다는 사실을 발표한 바 있다. 연구팀은 ESP22와 ESP1에 암컷 생쥐를 동시에 노출시켜본 결과 ESP22가 ESP1을 압도해 성충동을 억제한다는 사실을 새로 확인했다. 연구팀 관계자는 “새끼가 여러 마리일 경우 진화생물학적으로 한정된 자원을 경쟁해야 하는 상황이 벌어지게 된다”며 “새끼 생쥐의 눈물에 포함된 ESP22는 엄마의 성충동을 억제함으로써 자원을 놓고 경쟁할 수 있는 형제, 자매 숫자를 줄이려는 자연의 선택으로 봐야할 것”이라고 해석했다. 연구팀은 각종 질병을 옮기는 시궁쥐와 같은 쥐들을 없애는데 눈물에서 나오는 페로몬을 사용함으로써 개체를 줄여나갈 수 있을 것으로 기대하고 있다. 토우하라 카주시게 도쿄대 응용생화학과 교수는 “페로몬이라는 호르몬 자체는 동물의 종(種)마다 특이적 성질을 갖고 있어 다르게 작용하기 때문에 이번에 나온 생쥐 실험결과를 사람에게 직접 적용해 설명하는 것은 쉽지 않다”라면서도 “페로몬과 다른 여러 종류의 화학신호에 동시에 노출되는 자연 환경에서 뇌가 어떻게 특정 페로몬에 대해 인식하고 반응하는지를 보여준 연구로 페로몬이 사람에게도 특정 행동을 유발케 하는 것은 분명할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

9~11월은 ‘굴’의 계절이다. 이 때 채취한 굴이 가장 맛이 있다는 것이다. 굴은 동서양을 막론하고 많은 사람들이 즐겨먹는 해산물이다. 특히 회 같은 날 것의 해산물을 먹지 않는 서양인들도 유일하게 굴은 날 것으로 즐긴다. 실제로 ‘바람둥이’의 대명사로 불리는 카사노바는 매일 아침 생굴을 50개 가까이 먹었다고 한다. 절세미인으로 알려진 이집트 클레오파트라도 탄력있는 피부를 유지하기 위해 굴을 매 끼니마다 먹었다고 전해진다. 굴은 다른 조개류보다 아연, 철분 같은 무기질 뿐만 아니라 비타민 B1, B2 등 성장에 필요한 비타민이 많고 특히 칼슘함량이 우유와 비슷해 어린이 성장발육에 도움이 된다고 해 ‘바다의 우유’라고 불리기도 한다. 그런데 최근 지구온난화로 인한 기후변화 때문에 스테미너의 상징이면서 바다의 우유인 굴을 제철인 가을에도 구경하기 어려울 것이라는 연구결과가 나와 굴 애호가들을 충격에 빠뜨리고 있다. 미국 캘리포니아주립대 생명과학과, 캘리포니아 데이비스대(UC데이비스) 진화·생태연구실, 워싱턴대 환경과학과, 버몬트대 생물학과 공동 연구팀은 지구온난화로 인한 기후변화 때문에 홍수가 잦아지고 빙하가 녹아 해수면이 높아질 경우 북아메리카 서해안에서 주로 나는 올림피아 굴(Olympia oyster)이 전멸할 수 있다는 연구결과를 발표했다. 이번 연구결과는 생명과학분야 국제학술지 ‘분자 생태학’ 최신호에 실렸으며 미국생리학회가 지난 25~28일 미국 루이지애나주 뉴올리언즈에서 개최한 ‘통합 생리학:복잡성과 통합’ 국제학회에서도 발표됐다. 굴을 비롯한 모든 생명체는 환경 변화라는 스트레스로 인해 DNA가 손상되거나 단백질이 변형된다. 특히 단백질 구조 변화는 동물의 죽음에 직접 영향을 미칠 수 있다. 연구팀은 굴이 해양 생태계 먹이사슬에서 가장 밑 바닥에 있는 기초종이기 때문에 굴의 존재 여부에 따라 생태계 환경 전체가 변할 수 있다고 보고 굴을 연구대상으로 삼았다. 이에 최근 지구온난화로 인해 강수량이 증가하고 빙하가 녹아 해수면이 높아지는 한편 염도가 낮아지고 있는 환경에서 굴의 생존여부를 관찰하기로 했다. 일반적으로 전 세계 바다 염분도는 약 3.5%이지만 담수의 영향을 받는 강과 접해 있는 얕은 연안 생태계 염분도는 제각각이다. 연구팀은 생태환경이 각기 다른 올림피아 굴들을 조사했다. 우선 한 그룹은 강과 맞붙어 강수량에 직접 영향을 받는 큰 강 어귀에 살고, 두 번째 그룹은 담수의 영향이 비교적 적은 작은 강어귀, 세 번째 그룹은 염분도가 앞선 두 그룹보다 높고 강수의 영향을 거의 받지 않는 큰 강과 떨어진 해안에서 사는 것이다. 또 정상적인 염도 환경에서 사는 세 번째 굴을 채취해 0.5% 염도에 5일간 노출시킨 뒤 유전자 발현 과정을 관찰했다. 그 결과 높은 염도에서 생활하던 굴은 낮은 수준의 염도에 노출되면 염분에 좀 더 오래 노출되기 껍질을 오래 열어놓는 방향으로 적응하는 것이 관찰됐다. 이렇게 껍질을 오랫 동안 열어놓다보면 크기도 작아지고 다음 세대로 씨를 퍼트리는 것이 쉽지 않게 된다. 지구온난화로 인해 해양 담수화가 진행되면 굴은 상품성이 떨어져 먹을 수 없게 될 뿐만 아니라 결국은 멸종하게 될 것이라는 설명이다. 타일러 에반스 캘리포니아주립대 박사는 “이번 연구는 지구온난화가 해양생태계의 밑바닥부터 파괴해 전체를 교란시킬 수 있음을 보여주고 있다”며 “낮은 염분이라는 변화된 해양환경에 적응한다고 하더라도 종 자체가 오랫 동안 살아남는 것은 쉽지 않은 일일 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국에서 약 5000㎞ 떨어진 인도와 파키스탄의 뜨거운 열기가 한반도의 뜨거운 여름을 불러일으킨다는 흥미로운 연구결과가 발표됐다. 한양대 해양융합과학과 예상욱 교수와 공주대 대기과학과 김맹기 교수는 각각 올 여름 한반도를 찜통더위로 몰아넣은 원인과 폭염발생 메커니즘을 규명했다고 28일 밝혔다. 김맹기 교수는 1973년부터 2018년까지 46년 동안 인도와 티벳 지역 여름철 기후자료와 한반도 지역 최고기온 등 빅데이터를 이용해 합성분석을 실시했다. 김 교수는 인도 몬순 지역과 티벳 지역 상공에서 발생한 대기 가열이 한국 폭염을 강화시키는 등 원격상관관계가 있다고 밝혀냈다. 연구팀에 따르면 파키스탄 북부와 인도 북서부 지역에서 비정상적으로 강하게 발달한 대류활동이 티벳 고기압을 서쪽으로 확장하게 만들고 이것이 로스비파(波)를 활성화시켜 한반도 상공에 고기압을 유도한다는 것을 규명했다. 로스비파는 편서풍대에서 발생하는 대기 파동으로 상층 대기의 대규모 변화를 이끌어 고기압, 저기압을 형성하고 날씨를 변화시키는 원인으로 알려져 있다. 이 흐름은 일주일 주기로 서쪽에서 동쪽으로 이동한다. 로스비파로 인해 한반도 상공에 고기압이 형성되면서 구름 한 점 없는 날씨를 만들어 태양복사량을 증가시켜 강한 폭염을 유도한다는 설명이다. 이와 함께 티벳 고기압 강화와 확장은 구름 감소와 태양복사량 증가로 티벳고원을 더욱 가열시키고 인도 북서부 지역 상공의 대기가열을 다시 강화하는 되먹임 작용(피드백)이 나타나 더욱 가열시키는 것이다. 예상욱 교수 역시 지난 42년 동안 관측 기후자료를 분석한 결과 인도 몬순 지역 상공에서 발생한 대기 가열이 한국의 폭염을 강화시킬 수 있는 중요한 원인이라는 사실을 밝혀냈다. 결국 인도 북서부 지역 대기가열, 티벳고기압 확장, 티벳 고원 가열과 인도 몬순 강화가 하나의 거대한 순환고리를 형성해 한반도 폭염의 원인이 된다고 연구팀은 설명했다. 지금까지 한반도 지역에서 발생하는 폭염은 한반도 상공 대기 하층으로 북태평양 고기압이 확장하고 상층으로 티벳 고기압이 확장하면서 나타난다고 알려졌지만 정확한 메커니즘이 밝혀진 것은 이번이 처음이다. 김맹기 교수는 “이번 연구를 통해 티벳지역과 한반도 지역의 동서 원격상관이 한반도 폭염의 중요원인이라는 사실을 밝혀냄에 따라 수치예보모델이 남북원격 상관 뿐만 아니라 동서 원격상관을 얼마나 정확히 예측할 수 있는가가 폭염 예측의 핵심이라는 것을 보여준다”라고 말했다. 이번 연구결과는 29~31일까지 제주 국제컨벤션센터에서 열리는 ‘2018년 한국기상학회 가을 학술대회’에서 발표될 예정이다. 이번 학술대회는 ‘2018년 한반도 대폭염 원인과 대응’이라는 주제로 지난 여름 한반도를 강타한 기록적 폭염에 대해 국내외 기상관련 전문가 약 900명이 참석한 가운데 27편의 연구결과와 토론이 이어질 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 들어 주의력결핍 및 과잉 행동장애(ADHD), 분노조절장애 등에 시달리는 사람들이 늘고 있다. 또 충동성으로 인한 각종 분노 범죄나 약물 중독 같은 일도 적지 않다. 많은 학자들은 이런 일의 근원을 찾는 데 몰두하는 가운데 국내 연구진이 이런 충동성 행동을 조절하는 신경회로를 처음으로 발견하는 데 성공했다. 고려대 생명과학과 백자현 교수팀은 동기, 학습, 감정에 관여하는 뇌의 편도체에서 도파민 관련 신경세포를 특이적으로 활성화시켜 충동성이 조절되는 것을 관찰했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호(22일자)에 실렸다. 충동성은 심사숙고라는 과정 없이 결과에 대해 생각하지 않은 채 기분에 따라 즉각적으로 행동하려는 것으로 정의된다. 충동성이 심해질 경우 중독관련 질환, 인격장애, 충동조절장애 같은 여러 종류의 정신질환으로 이어질 수 있다. 실제로 한국의 경우 ADHD는 2010~2013년 3년 동안 3배 가까이 증가했고 미국에서도 최근 15년 동안 3배가량 증가했다. 또 국내에서는 분노조절장애로 진료받은 환자는 2015년 5390명, 2016년 5920명, 2017년 5986명에 이르는 것으로 나타났다. 연구팀은 유전자 조작 생쥐와 빛을 이용해 특정 세포의 활성을 조절하는 광유전학 방법을 이용해 뇌의 어떤 부위에서 충동적 행동을 조절하는지 분석했다. 그 결과 D2 도파민 수용체가 충동성 조절에 핵심역할을 한다는 것을 밝혀냈다. 도파민은 뇌신경세포의 흥분 전달물질로 운동, 인지, 동기 부여에 영향을 줘 D1~D5까지 다섯 종류가 있다. 실제로 생쥐실험을 통해 D2형 도파민 수용체가 부족한 생쥐는 충동적 행동이 증가한다는 것을 확인했다. 반면 도파민 관련 신경세포를 활성화시키면 D2형 도파민 수용체가 활발해져 충동적 행동이 70% 정도 감소된다는 것을 발견했다. 백자현 교수는 “이번 연구는 지금까지 밝혀지지 않았던 새로운 충동성 조절 신경회로를 규명했다는데 의미가 있다”며 “자기통제능력의 결여로 인한 중독, 인격장애, 분노조절 장애 같은 현대 사회에서 특이하게 나타나는 각종 정신질환의 치료 타겟을 정하는데 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한밤중 갑자기 불이 나거나 자연재해가 발생했을 때, 잠들어 있는 아이를 가장 빠르게 깨우는 것은 엄마의 목소리라는 사실이 연구를 통해 밝혀졌다고 BBC 등 해외 언론이 24일 보도했다. 미국 오하이오 주 네이션와이드 어린이병원 연구진은 5~12세의 어린이 176명을 대상으로 잠을 자고 있을 때 다급한 상황이 발생할 경우 아이들을 빨리 깨우는 방법을 찾는 실험을 실시했다. 연구진은 가정뿐만 아니라 유치원이나 사무실 등 공공건물에서도 많이 사용하는 높은 음의 경고음과 엄마의 목소리를 녹음한 음성데이터를 실험에 이용했다. 잠든 아이들에게 동일한 시간 동안 두 소리를 들려준 결과, 높은 음의 경고음을 들려줬을 때 깨어나는 아이는 전체의 53%, 즉각적으로 방을 탈출하는 아이는 51%에 불과했다. 반면 “일어나!” 또는 “○○(이름)야, 일어나!” 등이 녹음된 엄마의 목소리를 들려줬을 경우 잠에서 깬 아이는 86~91%, 즉각 방에서 탈출하는 아이는 86%에 달했다. 연구진은 “아이들은 성인에 비해 깊고 긴 수면을 취하는 특징이 있으며, 잠에서 깨지 않으려는 저항성이 강하다. 이 때문에 아이를 깨우기 위해서는 성인을 깨울 때보다 더 큰 소리가 필요하다”면서 “이것이 취침시간 중 화재가 발생했을 때 아이들의 피해가 더 큰 이유”라고 설명했다. 이어 “이번 연구를 통해 엄마의 목소리가 전통적인 높은 톤의 알람보다 아이들을 위기 상황에서 깨우고 밖으로 대피시키는데 더 도움이 된다는 사실이 입증됐다”면서 “다만 엄마가 아닌 다른 여성 또는 남성의 목소리에도 같은 결과가 나오는지에 대해서는 추가적인 연구를 실시할 것”이라고 덧붙였다. 연구진은 화재 등 만약의 상황을 대비해 일부러 경보음을 내는 기기를 사용하는 것보다 직접 아이를 부르기 위해 목소리를 내는 것이 더욱 효과적이라고 강조했다. 이번 연구결과는 세계적인 소아청소년과 학술지 ‘소아과학 저널’(The Journal of Pediatrics) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

데이노코쿠스, DNA 재조합으로 체르노빌에서도 생존미생물의 생존전략…방사성물질 분해에도 활용가능1986년 4월 26일 당시 소비에트연방 우크라이나 공화국 수도인 키예프시에서 남쪽으로 130㎞ 떨어진 체르노빌 원자력발전소에서 발생한 20세기 최악의 원전 사고가 발생했다. 그 이후로 30년이 지난 지금까지도 체르노빌 일대는 모든 동식물이 살 수 없는 죽음의 지역으로 변해 사람의 접근이 통제되고 있다. 이렇듯 지옥도 같은 지역에서도 살아남는 미생물의 생존전략을 국내 연구진이 밝혀내 주목받고 있다. 한국원자력연구원 첨단방사선연구소 임상용 박사팀과 프랑스 원자력청 그루트 박사 공동연구팀은 방사선 저항성이 있는 ‘데이노코쿠스 라디오두란스’라는 미생물의 생존전략을 규명했다고 25일 밝혔다. 이번 연구결과는 미생물학 분야 국제학술지 ‘FEMS 미생물학 리뷰’ 최신호에 실렸다. 지금까지는 데이노코쿠스가 강한 방사능 환경속에서도 살아남는데는 독특한 생존전략이 있는 것으로 알려졌지만 이번 연구를 통해 11종의 데이노코쿠스속(屬) 미생물들의 생존전략은 각기 다르다는 사실을 처음으로 밝혀냈다. 체르노빌 원전 사고지역을 조사하던 과학자들에 의해서 처음 발견된 데이노코쿠스는 강한 방사선에 노출되도 살아남을 뿐만 아니라 방사성폐기물을 분해하는 능력까지 갖고 있는 것으로 확인됐다. 보통 사람은 10그레이(㏉)의 방사선에만 노출되도 수 일 내에 사망하고 생명력이 아무리 강한 미생물도 200㏉ 이상에서는 살아남지 못하는데 데이노코쿠스는 5000㏉의 환경에서도 살아남는 것으로 알려졌다. ㏉는 방사선이 어떤 물질에 흡수되는 양을 표시하는 단위이다.데이노코쿠스가 강한 방사능 환경에서도 살아남을 수 있는 것은 방사선으로 파괴된 DNA 조각을 다시 연결시켜 생체를 재구축할 수 있기 때문이다. 마치 영화 ‘엑스맨’에 등장하는 주인공 중 한 명인 ‘울버린’처럼 자가재생능력을 갖고 있다는 것이다. 이 때문에 많은 연구자들이 방사선폐기물 처리나 방사선 항암 치료, 방사선 저항성 바이오소재 개발에 활용하려는 시도를 하고 있다. 연구팀은 지금까지 발표된 전 세계 296편의 논문에서 보고된 약 250개 방사선 저항성 단백질을 바탕으로 11종의 데이노코쿠스속 미생물을 비교분석했다. 그 결과 방사선 저항에 핵심적인 단백질은 공통적으로 갖고 있지만 DNA 손상을 복구할 수 있는 단백질과 작동 메커니즘은 11종 모두 다르다는 것을 새로 밝혀냈다. 연구팀은 “이번 연구를 통해 미생물의 방사선 저항성 원리를 체계적으로 정립할 뿐만 아니라 고등동물을 비롯한 다양한 생물체의 방사선 반응 원리를 규명하는데 도움이 될 것”이라며 “추가 연구를 통해 방사선 저항성 미생물을 이용한 다양한 방법을 찾을 계획”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 비만이나 당뇨를 유발시키는 것으로 알려진 단백질이 간염, 간경화나 간암을 유발시킬 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부 박지영 교수팀은 엔도트로핀(ETP)라는 단백질이 간 조직의 미세환경을 변화시켜 만성 간질환을 일으키고 간암까지 유발시킬 수 있다는 사실을 규명했다고 25일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학 분야 국제학술지 ‘병리학’ 최신호에 실렸다. 엔도트로핀 단백질은 비만한 사람의 지방세포에서 많이 만들어지며 유방암 전이와 항암제 내성 뿐만 아니라 당뇨환자의 합병증 원인으로 알려져 있다. 연구팀은 간암환자들의 간조직을 조사한 결과 엔도트로핀이 많을 경우 환자의 생존율이 떨어지고 예후도 좋지 않다는 것을 발견했다. 이에 생쥐의 간에 엔도트로핀이 많이 만들어지도록 하자 간암이 발생한다는 것을 확인했다. 연구팀은 엔도트로핀이 간 손상이 진행되는 과정에서 간세포와 비(非)간세포의 상호작용에서 중요한 역할을 한다는 것을 알아냈다. 즉 엔도트로핀에서 만들어 내는 신호가 간세포를 죽게 만들고 죽은 간세포에서 나온 물질이 비간세포와 상호작용하면서 염증을 유발시키고 간 조직을 딱딱하게 경화시킨다는 것이다. 엔도트로핀 증가-세포사멸-염증 유발-섬유화라는 과정이 이어지면서 만성 간질환과 간암을 유발시킨다는 설명이다. 박지영 교수는 “이번 연구에서는 엔도트로핀이 만성 간질환의 원인으로 작용한다는 사실을 밝혀내 엔도트로핀 활성을 억제할 경우 간질환 치료에도 도움이 될 수 있음을 보여줬다”라며 “엔도트로핀은 세포 밖에 존재하는 물질이기 때문에 혈액검사로도 쉽게 파악할 수 있으며 이번 연구를 바탕으로 환자에게 적용가능한 치료용 항체와 약물 개발을 진행 중”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사랑하는 연인이나 가족이 세상을 떠났을 때 느끼는 비통한 슬픔이 치명적인 염증을 유발해 건강에 악영향을 미친다는 연구결과가 나왔다. 미국 텍사스 주에 있는 라이스대학교 연구진이 배우자 또는 연인을 잃은 지 2주 미만인 99명의 혈액을 대상으로 분석을 실시했다. 연구진은 극도의 슬픔과 관련한 증세를 보인 사람들, 예컨대 먼저 세상을 떠난 고인을 지속적으로 원망하거나 사랑하는 사람이 먼저 세상을 떠났다는 사실을 받아들이지 못하는 사람들과 이러한 증상을 보이지 않는 사람들로 구분하고 이들의 혈액 샘플을 비교했다. 그 결과 극도의 슬픔과 비통함을 느끼는 사람들은 그렇지 않은 사람에 비해 신체 염증 수치가 최대 17%까지 높다는 사실을 확인했다. 뿐만 아니라 슬픔의 강도가 센 상위 약 33%의 사람은 슬픔의 강도가 비교적 낮은 하위 약 33%의 사람에 비해 염증 수준이 53.4% 더 높았다. 연구를 이끈 크리스 파건디스 부교수는 “노년기 사람들이 염증에 노출될 경우 거의 모든 질병에 걸릴 위험이 높아진다는 사실은 이미 과거 연구를 통해 입증된 바 있다. 뿐만 아니라 우울증 역시 높은 염증 수치와 연관이 있다는 사실도 이미 연구를 통해 밝혀졌다”면서 “때문에 배우자를 잃은 사람들은 우울증이나 심장마비, 심장발작, 조기 사망으로 이어질 위험이 높다”고 설명했다. 이어 “하지만 이번 연구는 배우자를 잃은 사람들의 우울증 여부 및 정도와는 관계없이, 염증수치가 높아지고 이것이 건강에 부정적인 영향을 미칠 수 있다는 사실을 최초로 입증한 것”이라고 덧붙였다. 이와 관련해 미국 심장학회(American Heart Association)에서도 일명 ‘상심증후군’(broken heart syndrome)이 심장의 기능을 일시적으로 떨어뜨려 죽음에 이를 수 있다고 발표한 바 있다. 한편 이번 연구결과는 국제정신신경 내분비학회 학술지인 ‘정신신경 내분비학’(Psychoneuroendocrinology) 최신호에 실릴 예정이다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

1993년 여름 개봉한 영화 ‘쥬라기공원’은 지난 6월 ‘쥬라기월드:폴른킹덤’까지 5편이 만들어지면서 공룡 팬들을 열광시켰다. 5편이 만들어지는 동안 다양한 공룡들이 등장했는데 이 중 빠지지 않고 등장하는 공룡이 다름 아닌 ‘벨로시렙터’이다. 공룡이 등장하는 애니메이션이나 영화에서 렙터나 벨로시렙터로 불리는 벨로키랍토르는 7500만년 전~7100만년 전인 중생대의 후기 백악기에 살았던 육식공룡이다. 몽골과 중국지역에서 발굴된 벨로키랍토르는 ‘재빠른 약탈자’라는 의미처럼 몸집은 작지만 빠른 속도와 민첩성을 보이며 무리를 지어 사냥하기 때문에 자기보다 큰 몸집을 가진 먹잇감을 사냥하는데 유리했다. 많은 고생물학자들은 중생대에는 지금보다 산소가 부족했기 때문에 동물들이 빠르게 움직이기 쉽지 않았을 것으로 보고 있다. 그렇지만 벨로키랍토르는 시속 64㎞의 속도로 이동한 것으로 추정돼 그 비밀을 풀기 위해 많은 연구자들이 골머리를 앓았다. 그런데 최근 벨로키랍토르의 비밀 무기는 날카로운 발톱이나 이빨이 아닌 다름아닌 대기 중 산소양과 상관없이 일정하게 산소를 전신에 공급해줄 수 있는 초고효율의 폐 덕분이라는 연구결과가 발표됐다. 중국 린이대, 산둥성 텐위자연사박물관, 난징 지질학·고생물학연구소, 중국과학원, 남아프리카공화국 요하네스버그대 공동연구팀은 벨로키랍토르의 기동성과 사냥실력은 다름 아닌 강화된 폐 ‘슈퍼 렁’(Super Lung) 때문이라는 연구결과를 발표했다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 22일자에 실렸다.많은 생물학자들이 공룡에서 분화된 새들이 독특하고 정교한 호흡시스템을 갖고 있다는 사실을 알고 있지만 고생물학자들은 공룡들이나 초기에 분화된 새들도 비슷한 구조를 갖고 있었는지에 대해서는 논란을 벌이고 있다. 사람이나 다른 포유류들은 숨을 쉬면 폐가 팽창하고 수축하는 것을 반복하지만 새의 폐는 팽창과 수축하지 않고 경직돼 있는 상태이다. 새처럼 폐가 고정돼 있는 경우 산소의 지속적 공급과 흐름을 가능케 하고 폐의 팽창, 수축하는데 쓰는 에너지를 절약할 수 있다는 장점이 있다. 연구팀은 새의 폐와 같이 움직임이 없는 ‘강화 폐’가 공룡들에게도 있었는지, 언제부터 나타나 진화됐는지 확인하기 위해 다양한 종류의 새와 날지 못하는 공룡들의 척추와 갈비뼈 같은 골격 형태를 비교하는 컴퓨터 모델을 개발해 분석했다. 그 결과 벨로키랍토르와 스피노사우르스 같은 육식공룡들도 조류와 비슷한 폐구조를 갖고 있었다는 사실이 밝혀졌다. 연구팀은 현재는 공기 중 산소가 20%에 이르지만 당시에는 10~15%에 불과해 산소를 충분히 흡수해 사용할 수 있는 동물들이 빠르게 움직일 수 있었을 것이라고 분석했다. 실제로 이런 강화 폐는 공룡들에게서 처음 발견됐으며 이후 비행을 하는 조류에게 전달돼 진화된 것으로 밝혀졌다. 중국과학원 고척추동물·고인류 연구소 징메이 오코너 박사는 “공룡의 폐조직은 지금까지 보존될 수 없기 때문에 폐조직을 발견해 분석하기는 상당히 어렵기 때문에 폐를 둘러싸고 있는 뼈의 구조를 보고 추정할 수 있는 것”이라며 “벨로키랍토르와 스피노사우르스 같은 공룡들의 폐는 다른 공룡들의 폐보다 효율성이 높아 발톱이나 이빨보다 빠른 기동성이 먹잇감들에게는 위협적이었을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인류 최대의 난제이자 가장 치료하기 어려운 질병으로 꼽히는 알츠하이머와 파킨슨병 등 뇌 질환을 치료하기 위한 ‘미니 뇌’가 성공적으로 개발됐다. 미국 매사추세츠 주 터프츠대학 연구진은 최근 뇌 질환을 앓고 있는 사람에게서 채취한 유도만능줄기세포(iPSCs·역분화줄기세포)를 이용해 실험실에서 실제 뇌와 같은 역할을 하는 ‘3차원 미니 뇌’를 만드는데 성공했다고 밝혔다. 유도만능줄기세포는 이미 분화된 세포의 시간을 ‘되감기’ 하는 역분화 기술을 사용해 만드는 것으로, 이미 병들거나 역할이 정해진 줄기세포를 배아줄기세포 같은 만능형 줄기세포로 되돌리는 것이다. 이 줄기 세포를 이용해 만든 미니 뇌는 실제 뇌의 기능과 유사한 역할을 하며, 실험실의 특정 환경에서 적어도 9개월 동안 생존할 수 있다. 일반적으로 실험실에서 인공적으로 만든 장기는 생존 기간이 짧은 편이지만, 이번에 개발된 것은 생존 기간이 길어 질병의 초기 발병 징후를 찾고 이를 막을 수 있는 방법을 찾는데 이용될 것으로 보인다. 인간의 뇌신경을 분석한 3차원 뇌지도가 공개된 적은 있지만, 유도만능줄기세포를 이용해 실제로 뇌의 기능을 하는 3차원 인공 뇌가 개발된 것은 세계 최초다. 유도만능줄기세포는 미성숙한 세포를 역분화 시키는 작업을 통해 인체 모든 장기로 자랄 수 있다는 특징이 있는 만큼, 이를 이용한 기술은 인공장기 분야에서 가장 획기적인 분야로 떠오르고 있다. 연구진은 “‘미니 뇌’의 목적은 인간의 뇌를 대체하는 것이 아니다. 도리어 이간의 두뇌가 어떻게 작동하는지를 이해하고 신경 질환을 치료하는 방법을 파악하는 것이 그 목적”이라고 설명했다. 이번 연구결과는 미국화학학회 ACS(American Chemical Society)가 발간하는 학술지인 생체 재료 과학과 기술 저널(Biomaterials Science & Engineering journal) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr