국내 연구진이 가상현실이나 메타버스에서 만지는 촉감을 실제로 느낄 수 있게 해주는 장치를 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST), 서울대 공동연구팀은 가상현실 이용자가 가상현실(VR)에서 물체를 만질 때 실제 물체를 만지는 것과 같은 열감과 진동을 느낄 수 있는 장갑 시스템을 개발했다고 27일 밝혔다. 장갑의 고정밀 유연센서가 사용자의 손, 손가락의 움직임을 측정해 가상현실로 즉시 전달하고 가상세계의 열과 진동 같은 자극을 손으로 다시 전달하도록 한 것이다. 이 같은 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’ 9월 24일자 특별호 표지논문으로 실렸다. VR 기술이 빠르게 발전하고 있지만 리모컨으로 조작하고 시각적으로만 보이는 가상현실 세계는 몰입감이 떨어진다. 이 때문에 메타버스 산업에 뛰어든 세계적인 기업들이 손이나 손목의 움직임을 측정해 반영시키는 기술을 앞다퉈 개발하고 있다. 이같은 상황에서 연구팀은 장갑 장치의 센서, 발열히터, 도선 같은 주요부품을 자체 개발한 액체금속 프린팅 기법으로 얇고 정밀하게 제작해 손가락을 굽히거나 움직여도 부품의 성능을 유지할 수 있는 기술을 개발한 것이다. 이번에 개발된 VR 장갑은 5개 손가락의 10개 관절 각도를 실시간으로 측정할 수 있을 뿐만 아니라 열감, 진동도 여러 단계로 바꿀 수 있다. 이 때문에 손가락의 움직임을 가상화면에 즉석에서 보여줄 수 있다. 뜨거운 물 속에 있는 쇠구슬을 잡는 가상현실에서도 실제 뜨거운 물에 손을 넣었다가 뺀 것과 같은 순차적인 온도변화를 느낄 수 있게 된다. 또 손으로 금속 덩어리와 나무토막을 만졌을 때 온도차이를 느끼는 것도 가능하다. 연구팀에 따르면 이번 기술은 단순히 시각만 자극하는 VR 기술이 아니라 촉각까지 자극해 좀 더 실제와 같은 VR세계를 만들어 사용자의 몰입감을 높일 수 있다고 설명했다. 배준범 UNIST 기계공학과 교수는 “이번 기술은 액체 금속 프린팅을 통해 센서, 히터, 도선의 기능을 한꺼번에 구현한 첫 사례”라면서 “이번 기술은 자극전달과 센서기능이 통합됐기 때문에 비대면 메타버스 시대에 맞는 가상기술 훈련이나 게임, 엔터테인먼트 분야에도 폭넓게 적용할 수 있을 것”이라고 설명했다.

뾰족한 주사바늘에 대한 두려움 없이 면역효과도 훨씬 높은 백신 기술이 나왔다. 미국 노스캐롤라이나 채플힐대 통합암센터, 약학부, 미생물 및 면역학과,스탠포드대 의대 방사선학과, 화학공학과 공동연구팀은 3D프린팅 기술을 이용해 미세한 침이 촘촘히 박혀 있는 반창고 형태의 ‘마이크로니들 백신’기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 백신기술은 현재 쓰이는 주사접종 방식보다 면역효과도 높고 보관, 운반도 용이하다는 평가를 받고 있다. 이 같은 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 9월 25일자에 실렸다. 연구팀은 고분자물질을 원료로 미세한 침이 촘촘하게 있는 반창고 형태의 백신칩을 3D프린트로 만들었다. 연구팀은 백신칩 한 면을 젤이나 반고체 형태로 된 약물을 코팅해 반창고처럼 붙이면 체온에 의해 녹으면서 미세침을 통해 피부 안쪽으로 흡수되도록 했다. 연구팀은 세포 및 동물실험으로 백신칩이 기존 주사방식보다 약물전달률은 10배 이상 높고 T세포 같은 면역세포 활성화와 항체반응 유도 효과가 50배 이상 우수하다는 것이 확인됐다. 주사 접종으로 투여되는 약물보다 적은 양으로도 똑같은 면역효과를 낼 수 있다는 것이다. 또 이번에 개발된 기술은 약물이 고체형태로 코팅돼 있기 때문에 기존 백신들처럼 냉장고나 냉동고에 저온보관할 필요가 없어 운송과 보관이 편하다는 장점이 있다. 또 주사방식이아니기 때문에 의료기관에서 백신칩을 받아서 피부 위에 붙이기만 하면 되기 때문에 예방접종률을 높이는데도 도움이 될 것으로 연구팀은 보고 있다. 연구팀을 이끈 조셉 드시몽 노스캐롤라이나대 교수는 “백신칩은 3D프린팅 기술을 이용하기 때문에 독감, 홍역, 간염, 코로나19 등 백신의 종류와 필요에 따라 신속하게 대량생산이 가능하다”며 “화이자와 모더나의 코로나19 백신과 같은 RNA 백신을 백신칩으로 만들기 위한 상용화 연구에 착수한 상태”라고 설명했다.

국내 연구진이 손상된 기능을 스스로 고칠 수 있는 차세대 반도체 소자를 개발했다. 성균관대, 한국화학연구원, 국민대, 한국나노기술원, 세명대, 중국 상하이교통대 공동연구팀은 금속전극 대신 2차원 황화구리 전극을 이용해 자가치유 특성을 가진 2차원 이황화몰리브덴 기반 전자소자를 만드는데 성공했다고 26일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 소재과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’ 표지논문으로 실렸다. 2차원 반도체 소재는 유연성과 투명성 등으로 차세대 반도체 소재로 주목받고 있지만 원자층 수준의 얇은 두께 때문에 반도체 소자 제작공정에서 쉽게 손상된다. 또 전극과 2차원 반도체 계면 결함 등으로 인해 전자가 효과적으로 이동하지 못해 소자 특성이 떨어지는 경향이 크다. 2차원 이황화 몰리브덴의 결함은 대부분 황 원자 결핍에 의해 발생된다는 점에 착안해 연구팀은 황화구리 전극은 소재 내에 존재하는 잉여 황 전자를 2차원 이황화 몰리브덴 황 원자 결핍 부위에 공급해 결함을 치유하도록 했다. 이런 결함치유 능력은 2차원 반도체 소재 내 전하 이동을 원활하게 만들어 소자특성을 향상시킨다는 장점이 있다. 실제로 자가치유 기능을 갖는 2차원 이황화 몰리브덴 기반 트랜지스터 소자는 현재까지 보고된 가장 높은 전자이동도를 달성했다. 소자의 높은 전자이동도와 광민감도를 나타내 차세대 유연기기, 웨어러블 기기의 핵심소자로 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 차승남 성균관대 물리학과 교수는 “이번 기술은 소자의 수명, 동작 특성 등을 획기적으로 개선할 수 있는 만큼 과학기술 및 산업적 응용가치가 높을 것으로 예상된다”고 말했다.

일본에서 이성의 목욕탕에 출입할 수 있는 어린이의 연령을 재검토하려는 움직임이 일어나면서, 적정 나이에 대한 다양한 의견이 쏟아지고 있다. 아시이신문의 24일 보도에 따르면, 일본은 38개 광역자치단체(도도부현) 조례로 이성의 목욕탕에 출입할 수 있는 어린이의 나이를 제한하고 있으며 이는 지역별로 다소 차이를 보인다. 예컨대 교토부는 혼욕 제한 연령 기준이 ‘7세 이상’이지만, 도치기와 이와테, 야마가타, 기후현 등은 ‘12세 이상’으로 제한돼 있다. 즉 일부 지역은 7세 미만 아동까지만 혼욕이 가능하지만, 또 다른 지역은 12세 미만 아동이라면 이성의 목욕탕에 출입이 가능하다는 것. 지난해 12월 후생노동성은 각 광역자치단체에 혼욕 제한 연령에 대한 통지를 보냈다. 해당 통지에는 ‘대략 10세 이상’으로 정해져 있던 제한 연령은 ‘대략 7세 이상’으로 개정한다는 내용이 포함돼 있었다. 이는 혼욕이 가능한 연령에 대한 연구결과, 아이가 이를 부끄럽게 생각하기 시작하는 나이로 6~7세가 가장 많았던 것을 근거로 한 결과였다. 이에 따라 도치기현은 기존 ‘12세 이상’ 혼욕 제한 연령을 ‘7세 이상’으로 낮추는 조례 개정안을 현 의회에 제출했다. 개정안이 가결된다면 내년 1월부터 시행될 예정이다. 이밖에도 야마가타와 이와테현 등지도 혼욕 제한 연령을 낮추는 것을 검토 중인 것으로 알려졌다. 현지 목욕탕 업계는 달라지는 제한 연령에 당혹스럽다는 입장을 보였다. 도치기현의 한 목욕탕 운영자는 이사히신문과 한 인터뷰에서 “우리 목욕탕 안에는 일종의 수영장이 있는데, (12세 이상 제한에서 7세 이상 제한으로 바뀔 경우) 저학년 아이가 바닥에 넘어지거나 수영장에 빠지는 사고가 날까봐 불안하다”고 말했다. 반면 현재 키가 120㎝ 이상인 어린이의 혼욕을 금지한다는 또 다른 목욕탕은 “기존의 혼욕 제한 연령이 높다고 생각했다”며 조례 개정을 환영했다. 한편 한국은 올해 1월 1일부터 공중위생관리법 시행규칙 일부 개정안에 따라 만 4세가 되는 남자아이는 여탕에, 여자아이는 남탕에 들어갈 수 없도록 하고 있다. 2002년 까지는 만 7세 미만이라면 부모 동반 하에 이성의 목욕탕에 들어갈 수 있었지만, 2003년에는 이 기준이 만 5세로 낮춰졌다가 최근 만 4세로 조정됐다.

모로코의 오래된 동굴에서 인류 역사상 가장 오래된 것으로 추정되는 장신구가 발견됐다. 미국 애리조나대학 연구진은 2014~2018년 모로코 남서부 에사우이라에서 약 16㎞ 떨어진 위치에 있는 동굴을 탐사하던 중, 동굴 입구에서 구멍이 뚫린 바다 달팽이의 껍질 조각 33개를 발견했다. 해당 조각에는 작고 정밀한 구멍이 뚫려있었으며, 연구진은 고대 인류가 바다 달팽이의 껍질을 이용해 일종의 구슬을 만들고 이를 꿰어 장신구를 만들었을 것으로 추정하고 있다. 길이가 각각 0.5인치 정도이며, 각각의 ‘구슬’ 속 구멍과 마모 상태는 달팽이 껍질이 끈 또는 옷에 걸려있었음을 나타낸다. 연구진에 따르면 ‘달팽이 껍질 구슬’이 만들어진 시기는 14만 2000~15만 년 전까지 거슬러 올라가며, 이는 인간의 비언어적 의사소통의 형태에 대한 가장 오래된 증거로 꼽힌다. 연구를 이끈 스티븐 쿤 박사는 “이번 발견은 장신구와 장식품을 이용해 자신을 표현하는 인간의 행동이 생각했던 것보다 훨씬 더 일찍 시작됐음을 시사한다”면서 “당시 고대 인류는 옷이나 장신구 등으로 자신의 정체성을 표현했을 것”이라고 설명했다. 이어 “이러한 방식은 수십만 년 전에도 존재했으며, 인류는 직계가족이나 친구뿐만 아니라 더 많은 사람과 의사소통을 하는 것에 관심이 있었다는 것을 보여준다”고 덧붙였다. 연구진은 바다 달팽이 껍질에 구멍을 뚫어 만든 장신구가 단순히 치장의 의미만 지닌 것은 아니라고 보고 있다. 당시 고대 인류 사회에서 신분이나 직업, 직책 등을 상징하는 상징물과 같은 역할을 했을 수 있다는 것. 쿤 박사는 “파란색 제복을 입고 모자를 쓴 사람을 보면 경찰관이라는 사실을 알 수 있듯이, 장신구는 당시의 사회가 어떻게 작동했는지를 생각할 수 있게 한다”고 말했다.이번에 확인된 달팽이 껍질 구슬은 과거 남부 아프리카 전역에서 발견된 유물들과 유사한 형태지만, 제작 시기에서 확연한 차이를 보인다. 지금까지 가장 오래된 ‘구슬’의 흔적은 13만 년 전이었으나, 이번에 발견된 것은 최대 15만 년 전까지 거슬러 올라가기 때문이다. 전문가들은 장신구에 활용된 구슬이 인간의 의사소통 진화를 연구하는 인류학자들에게 매우 중요한 단서가 된다고 입을 모은다. 언어가 등장하기 이전까지 이러한 형태의 구슬이 의사소통의 도구로 활용됐고, 신분을 표현하기 위해 얼굴에 황토나 목탄을 칠하는 것보다 훨씬 더 오랫동안 지속 가능한 형태로 남아있는다는 특징이 있다. 쿤 박사는 “당시 모로코 지역에 살았던 고대 인류는 제한된 자원을 보호하기 위해 씨족 사회를 발전시켰을 가능성이 있으며, 이런 구슬을 통해 특정 지역이나 민족에 속해 있다는 정체성을 표현했을 것”이라고 설명했다. 자세한 연구결과는 SCI급 국제학술지인 사이언스 어드밴시스 최신호에 실렸다.

불과 20년 전까지만 해도 세상 돌아가는 소식은 대부분 신문이나 방송 같은 기존 언론매체에 의존했다. 그렇지만 스마트폰의 개발과 초고속통신망의 발달 등으로 인해 다양한 미디어의 발달로 기존 매체들의 영향력은 급격하게 감소하고 있는 상황이다. 문제는 유튜브나 각종 사회관계망서비스(SNS)에 있는 정보들이 정확하지 않고 의도적으로 가짜 뉴스를 포함시키고 있다는 점이다. 이 같은 상황에서 사람들은 믿고 싶은 것을 말하는 사람들의 말을 귀담아 듣고 다른 목소리를 무시하는 경향이 강하다는 사실을 재확인했다. 미국 캘리포니아 산타바바라대(UCSB) 경제학부의 실험·행동경제학자로 구성된 연구팀은 같은 생각을 가진 사람들은 유튜브와 SNS를 통해 서로의 믿음을 교환하고 확인하면서 편향적인 생각을 강화하는 경향이 있다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 경제학 관련 국제학술지 ‘유럽경제학회 저널’ 9월 14일자에 실렸다. 연구팀은 자기 신뢰에 대한 편견이 어떻게 강해지는지를 실험했다. 연구팀은 무작위로 220명의 성인남녀를 골라 IQ측정을 한 뒤 평균점수보다 높은 점수를 얻은 사람들과 낮은 점수를 얻은 사람을 분리해 비해 일부는 중간값보다 높은 점수를 얻도록 하고 일부는 중간값보다 낮은 점수를 얻도록 한 뒤 비슷한 점수대 실험자들끼리 짝을 만들었다. 연구팀은 실험대상자들에게는 중간값을 알려주지 않고 높은 IQ집단에 속한다는 믿음을 갖도록 했다. 동시에 실험대상자들이 자신의 점수를 얼마나 믿는지를 조사했다. 그 결과 낙관적인 성향을 가진 사람들은 비관적이고 의심을 하는 사람들에 비해 연구팀에서 이야기해준 것처럼 자신이 IQ가 높은 집단에 속해 있다는 믿음을 강하게 갖는 것으로 나타났다. 이들은 시간이 좀 지난 뒤 연구팀이나 다른 사람들이 실제 자신의 점수를 추정할 수 있는 정보를 제공하더라도 자신의 생각이나 신념을 바꾸지 않는 것으로 조사됐다. 이 같은 경향성은 IQ 점수가 상대적으로 낮은 집단에서 강하게 나타나는 것으로 관찰됐다. 연구팀에 따르면 이 같은 결과는 사람들이 시간이 지날수록 새로운 사실들이 제시되더라도 기존에 믿었던 내용들을 강화하는 방식으로 정보를 취사선택하기 때문에 나타나는 것이라고 밝혔다. 연구팀은 초기에 정확한 정보가 제공된 사람들은 자신의 편견을 쉽게 바꾼다는 사실도 확인했다. 연구팀은 정확성이 알려지지 않은 정보들이 넘쳐나는 상황에서는 스스로 판단이 쉽지 않기 때문에 듣고 싶고 믿고 싶어하는 것을 말해주는 정보원에 신뢰성을 부여해 어려움을 해결하려고 하기 때문에 나타나는 현상이라고 지적했다. 이 같은 현상은 시간이 지나면서 동기부여된 추론으로 인한 편견을 더 강화시키고 심지어 사실을 받아들이지 않기까지 한다는 것이다. 라이언 오페아 교수(실험경제학)는 “이번 연구는 정보가 넘쳐나고 빠르게 유통되는 인터넷 시대에 왜 편향된 믿음이 더 강해지는지를 보여주고 있다”라며 “유튜브와 SNS 채널에서 많은 정보를 얻고 있지만 정보의 질에 대해서는 잘 모르고 있는 만큼 이제는 기성 언론 만큼이나 SNS의 정보 정확성과 출처에 대한 판단이 필요할 때”라고 지적했다.

이유 없는 복통과 설사, 혈변 등이 계속되는 경우 염증성 장질환을 의심한다. 크론병, 궤양성 대장염 같은 염증성 장질환은 장관 내에 비정상적 염증이나 궤양이 호전과 재발을 반복하는 만성 휘귀난치병이다. 불규칙하고 서구화된 식습관으로 주로 젊은 층에서 많이 발생하는 것으로 알려져 있다. 최근에는 아동 청소년에게서도 많이 나타나 영양실조, 성장장애 등 문제가 발생한다. 문제는 명확히 원인이 밝혀지지 않아 치료도 항염증제, 면역조절제 등으로 증상완화에 그치고 있다. 세브란스병원 소화기내과 천재희 교수팀은 이스라엘 벤구리온대 연구팀과 함께 염증성 장질환은 장 미생물에서 만들어지는 대사체인 숙신산이 대장 염증을 일으켜 생긴다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’에 실렸다. 장내 미생물의 불균형 때문에 병리학적 이상이 생기는데 특히 숙신산이라는 물질이 염증 반응을 촉진하는 대식세포를 활성화해 만성 염증의 원인으로 지목돼 왔지만 정확한 발병 메커니즘이 밝혀지지는 않았다. 연구팀은 다양한 환경에서 대식세포를 배양해 숙신산을 많이 흡수하는 대식세포의 상태와 숙신산이 염증을 일으키는 과정을 연구했다. 대식세포에 염증작용을 일으키는 지질 다당류와 인터페론-감마 처리를 하면 숙신산 흡수가 빨랐고 면역체계를 제어하는 인터루킨-4와 인터루킨-13 처리를 하면 숙신산 흡수가 느린 것이 관찰됐다. 또 숙신산과 함께 배양되는 대식세포는 그렇지 않은 세포보다 숙신산 함유가 2.5배 많아졌다.연구팀은 염증성 장질환을 앓고 있는 환자의 분변과 혈액을 일반인과 비교해 숙신산과 대장 염증의 관계를 조사했다. 그 결과 염증성 장질환 환자의 분변과 혈액에서는 일반인보다 숙신산 농도가 약 4배 높았고 체내에서 숙신산 조절도 안돼 염증이 심해지는 것으로 확인됐다. 이와 함꼐 염증성 장질환 환자의 대장에서는 숙신산을 만드는 장내 미생물이 늘어나고 숙신산을 억제하는 장내 미생물이 적다는 사실도 확인할 수 있었다. 천재희 세브란스병원 교수는 “이번 연구는 발병 원인과 치료법이 명확하지 않았던 염증성 장질환에서 질병 발생 메커니즘을 규명함으로써 신개념 치료제 개발에 도움이 될 것”이라고 말했다.

공포영화를 볼 때 사랑하는 사람과 손을 잡는 것만으로 두려움이 줄어드는 경향이 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 브리검영대 심리학과 등 공동연구진은 미국인 부부 83쌍(166명)을 대상으로, 혈압·동공 측정기를 사용해 공포영화 관람 시 스트레스를 얼마나 받는지를 측정했다. 이들 부부는 대개 30대이고 결혼생활 10년차 이상이지만, 서로 힘이 되는 ‘지지적 관계’나 사사건건 의견이 엇갈리는 ‘비지지적 관계’ 성향으로 분류됐다.  연구진은 이런 참가자들에게 ‘나는 네가 지난 여름에 한 일을 알고 있다’와 ‘나는 아직도 네가 지난 여름에 한 일을 알고 있다’라는 제목이 붙여진 공포영화 두 편의 2분 또는 10분짜리 영상 클립을 보여주고 이들의 신체 변화를 주의깊게 관찰했다. 또 일반적인 영화를 볼 때 스트레스 수준을 평가하기 위해 ‘알래스카스 와일드 데날리’라는 제목을 가진 자연 다큐멘터리 영화의 짧은 영상 클립을 추가로 보여줬다. 그 결과, 공포영화를 볼 때 서로 손을 잡은 부부들은 그렇지 않은 이들보다 스트레스 수준이 현저하게 낮아져 두려움이 줄어드는 것으로 나타났다. 이는 혈압이 올라가고 동공 크기가 확장하는 것으로 알 수 있었다. 그리고 이런 스트레스 감소 현상은 특히 지지적 관계에 있는 부부들 사이에서 두드러지게 나타난 것으로 확인됐다. 연구진에 따르면, 사람은 종종 공포영화와 같이 전혀 현실적이지 않은 위협에 대해서도 스트레스나 두려움이라는 반응을 활성화하는 특별한 능력을 지녔다. 덕분에 공포영화는 이런 실질적 위협이 없는 상황에서 사람들에게 두려움과 스트레스를 자극하기 위해 이용할 수 있는 것이다.  이에 대해 연구를 주도한 브리검영대 출신으로 와트버그칼리지에서 조교수로 재직 중인 심리학자 타일러 그라프 박사는 “여기서 중요한 점은 사람은 감정적인 지지를 받음으로써 자신의 스트레스를 완화하는 데 도움을 받을 수 있다는 것”이라고 설명했다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘플로스원’(PLOS ONE) 최신호(15일자)에 실렸다. 사진=123rf

티베트 고원에서 22만 6000년 전 고대 인류의 손자국과 발자국을 고스란히 담은 암석이 발견됐다. 연구진은 이를 인류 역사상 가장 오래된 예술작품일 수 있다고 치켜세웠다. 중국 광저우대학과 뉴욕 코넬대학 공동 연구진에 따르면 2018년 티베트 고원에서 발견된 바위에는 약 16만 9000~22만 6000년 전 해당 지역에 살았던 어린이 데니소바인의 작은 손자국과 발자국이 고스란히 찍혀 있었다. 데니소바인의 존재는 2008년 알타이산맥의 데니소바 동굴에서 손가락뼈 화석이 발견되면서 처음 알려졌다. 과학자들은 데니소바인이 약 40만년 전 네안데르탈인에서 갈라져 나와 시베리아와 우랄알타이산맥, 동남아 지역 등지에 주로 살다 3만~5만년 전 멸종한 것으로 보고 있다.연구진은 바위 표면에 남아있는 희미한 자국들을 3D 스캐닝을 통해 분석했고, 여기에는 당시 약 7세 어린이의 것으로 보이는 작은 발자국 5개, 12세 이상 어린이의 것으로 보이는 손자국 4개가 선명하게 찍혀 있었다. 손자국과 발자국이 남아있는 바위는 인근 온천 근처에서 퇴적된 석회암의 일종이며, 손자국과 발자국이 찍힌 이후 점차 굳어졌을 것으로 추측된다. 또 바위에 포함된 우라늄 동위원소의 양을 측정한 결과, 손자국과 발자국이 남겨진 시기가 최대 22만 6000년 전일 것이라는 분석결과를 내놓았다. 일부 전문가는 이것이 22만 6000년 전 어린아이들이 남긴 ‘선사시대의 낙서’일 수 있다고 보는 반면, 일각에서는 고대 인류가 남긴 일종의 예술작품으로 봐야 한다는 주장도 내세우고 있다.이를 직접 분석한 코넬대학 고고학자인 토마스 어반 박사는 “손자국과 발자국은 비교적 신중하게 배치돼 찍힌 것으로 보인다”면서 “단순히 달리기나 점프와 같은 활동에서 생긴 것이 아닌 의도적으로 만들어졌을 가능성이 있다”고 설명했다. 이어 “최근의 연구를 통해 데니소바인이 오랫동안 티베트 고원에서 살았다는 사실을 알 수 있었다. 특히 이번에 확인된 손자국은 고의적인지 아닌지 여부를 떠나 전 세계에서 발견된 가장 초기 인류의 것이 맞다”고 덧붙였다. 또 “손은 인간에게 있어 매우 중요하다. 우리 조상들이 생존을 위한 실용적인 도구를 만들 수 있게 해줬을 뿐만 아니라 궁극적으로 최초의 시각 예술을 가능케 했다”면서 “게다가 아이들이 만든 손자국은 초기 선사시대 예술의 특징이기도 하다”고 강조했다.그러나 일각에서는 이것이 고의적으로 만든 예술일 가능성에 회의적인 의견을 내보였다. 연구에 참여하지 않은 스페인 우엘바대학의 고생물학자인 에두아르도 마요랄 박사는 “손자국에 ‘디자인적 의도’가 있다고 보기 어렵다. 뿐만 아니라 이것이 고의로 만든 예술작품이라는 것을 증명할 과학적 기준이 없다”면서 “이는 (연구자의) 믿음의 문제”라고 지적했다. 자세한 연구결과는 종합 학술지인 ‘차이니즈 사이언스 블레틴’ 최신호(10일자)에 실렸다.

참치는 다랑어 중 참다랑어를 지칭하는 것으로 북대서양에 서식하는 종의 경우 최대 몸길이 3m, 몸무게 560㎏까지 성장하는 등 가장 크기 때문에 ‘바다의 귀족’이라 불리기도 한다. 부드러운 식감 때문에 횟감이나 통조림으로도 만들어져 유통되는데 한국 원양어업의 주요 어획종으로 수산물 어획량과 수출 1위 품목으로 알려져 있다. 그런데 이런 참다랑어는 나이가 들면서 수은을 체내에 축적하는 경향 때문에 전 세계 해양의 중금속 오염 정도를 살펴볼 수 있는 기준점으로 활용할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 대만 국립대만대 해양학연구소, 미국 캘리포니아 산타크루즈대(UCSC) 해양과학연구소, 럿거스대 환경과학과 공동연구팀은 참다랑어는 나이가 들수록 근육조직에 메틸수은이라는 환경독소 물질을 축적하게 되는데 이를 통해 해양 수은오염 변화를 확인할 수 있는 생물지표로 쓸 수 있다고 20일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 9월 14일자에 실렸다. 메틸수은은 수은이 수산물의 체내에 들어가 대사를 일으키는 과정에서 생성되는 신경독성을 일으키는 물질로 알려져 있다. 다랑어나 새치, 상어류에는 메틸수은이 쉽게 축적되는데 간혹 사람이 섭취하기 안전한 수준을 초과하는 경우도 있다. 특히 참다랑어는 해양 수은오염의 생물학적 지표로 활용하려는 시도는 많지만 연령과 크기에 따라 다르고 먹이그물에서의 위치, 먹이의 종류와 양 등에 따라서도 달라져 직접 비교가 어렵다는 지적이 있었다. 연구팀은 1998년부터 2019년까지 참다랑어의 메틸수은 축적과 관련한 기존 연구결과와 실제 북태평양, 인도양, 북대서양, 지중해 4곳에 서식하는 참다랑어의 근육조직 샘플 분석을 통해 지역별 수은농도 변화를 측정했다. 그 결과 참다랑어의 체내 수은 축적률은 지중해에서 가장 높고 북태평양, 인도양, 북대서양 등 원양지역에서는 감소한다는 사실을 확인했다.수은 축적률은 참다랑어의 먹잇감인 동물성 플랑크톤의 메틸수은 농도와 서식지의 바닷물 속 수은 농도와 정확히 비례하는 것으로 나타났다. 특히 지중해, 북태평양, 인도양은 금속 채굴과 재련, 화석연료 연소와 같은 과정에서 바닷 속 수은 농도가 높아지는 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 천마오 쳉 국립대만대 교수(생물지구화학)는 “이번 연구는 참다랑어의 수은 축적률이 해양 수은 오염과 자연적 또는 인간에 의한 농도증가, 지역적 환경적 특성을 정확히 반영하는 만큼 세계 해양오염지표로 사용할 수 있다는 것을 보여줬다”라고 설명했다. 쳉 교수는 “참다랑어를 통해 해양 먹이그물에서 수은의 이동을 확인하고 해산물의 수은 노출에 대한 공중보건 위험을 좀 더 정확하게 파악할 수 있게 될 것”이라고 덧붙였다.

약 9900만 년 전 지구상에 서식했지만 현재는 멸종된 거미가 호박(나무의 송진 등이 땅 속에 파묻혀서 수소, 탄소 등과 결합해 만들어진 광물)에 갇혀 완벽한 상태로 보존된 채 발견됐다고 CNN, 라이브사이언스 등 현지 언론이 14일 보도했다. 미국 캔자스대학 연구진은 미얀마에서 호박 4개를 발견했으며, 이중 하나에는 약 9900만 년 전 서식했던 고대 암컷 거미(학명 Lagonomegopidae)와 이 거미의 알주머니가 고스란히 ‘박제’돼 있었다. 이 거미는 얼굴과 가시가 없는 다리 등의 특징으로 보아 3억 5900만~2억 9900만 년 전에 처음 지구상에 나타난 뒤 백악기에 왕성하게 번식했던 고대 거미과로 추정되며 현재는 멸종됐다. 연구진은 호박의 3D 스캐닝을 통해 거미의 머리 앞쪽 모서리에 어둠 속에서도 주위를 식별할 수 있는 큰 눈을 가지고 있다는 사실을 확인했다. 연구를 이끈 캔자스대학의 폴 셀든 박사는 “나무 껍질 틈에 둥지를 틀고 살았을 것으로 추정된다”면서 “암컷 거미는 새끼를 부화시키기 위해 알주머니를 보호하고 있는 모습 그대로 호박에 갇혔다”고 설명했다. 이어 “오늘날 현존하는 많은 어미 거미가 새끼를 돌보는 서식 습관을 가지고 있다는 것은 익히 알려져 있다. 하지만 약 1억 년 전 호박 화석을 통해 물리적 증거를 찾은 것은 매우 의미있는 일”이라면서 “이 호박은 거미의 모성애를 입증하는 가장 오래된 근거가 될 것”이라고 설명했다.  실제로 이번에 발견된 호박 속 거미의 자세는 암컷이 알을 지킬 때 볼 수 있는 전형적인 암컷 거미의 행동과 일치한다고 연구진은 설명했다. 이번 호박에는 거미가 알을 묶을 때 쓰는 거미줄도 함께 보존돼 있었다. 일부 전문가들은 고대 거미가 알이 흩어지지 않게 하기 위해 거미줄을 써 오다가, 진화 과정에서 사냥 등 다른 용도로까지 사용하게 된 것으로 보고 있다. 연구진은 “거미줄에 얽혀있는 작은 파편 조각도 포함돼 있었으며, 이는 어미가 알주머니를 보호하기 위해 지은 둥지의 일부일 가능성이 높다”면서 “해당 파편은 부화한 새끼들이 곧바로 흩어지기 보다는 부화 후 일정 시간 둥지에서 어미와 함께 머물렀음을 시사한다”고 설명했다. 또 “암컷 거미의 새끼들은 알에서 부화한 뒤 곧바로 죽었을 가능성이 있다. 호박과 함께 보존된 절지동물의 신체 일부는 어미의 다리일 수 있다”면서 “부모의 보살핌은 자손의 건강을 향상시키고, 종종 부모의 생존과 미래의 번식을 위한 부모의 투자를 의미한다. 이러한 능력의 진화는 동물이 환경에 적응하는 돌파구가 될 수 있으며, 사회성 진화에도 중요한 의미를 갖는다”고 전했다. 자세한 연구결과는 영국왕립학회 생명과학 저널인 영국왕립학회보 B(Proceedings of the Royal Society B Biological Sciences) 최신호(14일자)에 실렸다.

국내 연구진이 세포에 에너지를 공급하는 세포공장 미토콘드리아, 불필요한 물질이나 세포찌꺼기를 제거하는 리소좀 등 세포 소기관을 인공적으로 만들 수 있는 방법을 찾아냈다. 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질연구단, 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 공동연구팀은 세포간 정보전달체인 엑소좀이라는 물질을 리프로그래밍해 세포 내에서 에너지 생성이 가능한 인공 세포소기관을 개발했다. 이 같은 연구결과는 촉매과학 분야 국제학술지 ‘네이처 캐탈리시스’ 14일자 표지논문에 실렸다. 과학의 발달로 다양한 신체 장기를 인공적으로 만드는 시도들이 성공하고 있다. 최근에는 세포의 장기라고 할 수 있는 미토콘드리아, 리소좀 같은 세포 소기관도 만들기 위한 연구들이 진행되고 있다. 그렇지만 세포 내 물질전달 효율, 안정성, 생체 합성 등 어려움이 많다. 연구팀은 엑소좀이 나노 크기로 세포간 효율적 정보전달체이기 때문에 신체 조직 깊은 곳까지 침투할 수 있어서 새로운 약물 전달 시스템을 만들 수 있을 것이라는 점에 착안했다. 연구팀은 세포 크기의 액적 기반 미세유체 반응기를 이용해 두 종류의 엑소좀이 합쳐지면서 내부 물질끼리 화학반응이 일어나 융합되는 것을 확인했다. 또 엑소좀 내부와 막단백질에 서로 다른 효소를 갖고 있는 엑소좀의 융합반응을 통해 생촉매 반응을 제어하는데도 성공했다. 연구팀은 세포 에너지 원천인 생체에너지 ‘ATP’를 합성시킬 수 있는 효소들을 인공 엑소좀에 포함시켜 살아있는 세포 내에서 ATP를 만들어내는 인공 합성엑소좀을 만들었다. 인공 엑소좀이 유방암 모사 스페로이드 내부 깊숙한 부분까지 전달되는 것이 확인됐다. 실제로 인공 엑소좀이 저산소증으로 손상된 세포에 에너지를 공급하는 나노 알약 같은 의학적 활용 가능성이 클 것으로 기대됐다. 연구를 이끈 조윤경 IBS 첨단연성물질연구단 그룹리더(UNIST 교수)는 “이번 연구는 인공 엑소좀을 이용해 살아있는 세포에 보다 효율적으로 물질을 전달할 수 있는 방법을 제시했다”며 “엑소좀 내부와 표면에 부가적 기능을 탑재한 다양한 종류의 인공 세포 소기관을 만들 수 있을 것”이라고 설명했다.

주거취약계층 가운데 21%만 정책지원을 받는 것으로 나타났다. 주거취약계층이 주거지원 사각지대로 몰리는 것은 부처 간 ‘칸막이 정책’ 때문으로 나타났다. 국토연구원은 13일 이런 내용을 담은 ‘주거취약계층을 위한 주거지원정책연계 강화 방안’ 연구결과를 발표했다. 연구에 따르면 주거취약가구는 전체 2000만 가구 중 14.7%에 해당하는 290만 가구이며, 이중 내 집에 사는 가구는 7.4%에 불과했다. 일반가구의 자가 보유율(58%)보다 월등히 낮은 수준이다. 보증금 있는 월세의 비율은 40.9%로 높아서 주거안정성이 매우 취약한 것으로 나타났다. 주거취약가구 대부분이 각종 주거지원정책을 알고 있지만, 실제로 정책 지원을 받는 가구는 주거취약가구의 21%에 불과했다. 연구원은 주거취약가구가 제대로 정책지원을 받지 못하는 원인으로 부처 간 칸막이 정책을 꼽았다. 주거지원 정책이 여러 부처와 기관이 관련됐지만, 정책과 사업이 분절적으로 수행되고 있다는 것이다. 주거취약계층 지원 정책과 사업은 국토교통부, 보건복지부, 산업통상자원부, 농림축산식품부, 환경부, 기획재정부, 행정안전부, 여성가족부 등 여러 부처가 나눠 갖고 있다. 또 정부 부처 및 정책 간, 관련 기관 간 연계·협력도 원활하게 이뤄지고 않는 상황이다. 이에 따라 주거지원 정책이 비효율, 종합적 서비스 제공 미흡, 투명성·적시성·일관성이 떨어진다고 연구원은 지적했다. 부처·기관별 협업이 제대로 이뤄지지 않고 유사한 사업을 놓고 다른 정의와 명칭을 사용하며 독자적으로 법과 제도를 운용하고 있다는 지적도 나왔다. 예산 부족으로 연계·협력 사업이 진행되지 못하고 부처·기관별로 이원화된 전달체계가 업무 효율성을 떨어뜨린다는 지적도 따랐다. 강미나 국토연구원 선임연구위원은 “기관별로 주거지원 대상기준이 다르고 상호 정보공유가 원활하지 않아 사각지대가 발생하고 있다”며 “관련 부처 및 기관 간 연계·협력을 강화해 정책의 효과성을 높이고 주거복지 수준을 높일 필요가 있다”고 지적했다.

직장인들이 입에 달고 사는 말 중 하나가 ‘다 때려치우고 그냥 좀 쉬고 싶다’는 것이다. 많은 사람들이 ‘너무 바쁘다, 내 시간이 없다’는 등의 불평을 하는데 과연 더 많은 자유시간이 더 큰 행복을 가져다줄까. 아무 일도 하지 않고 하루 종일 쉬는 시간을 갖게되면 행복할까. 심리학자와 뇌과학자들이 이런 궁금증에 대한 답이 될 수 있는 재미있는 연구결과를 내놨다. 미국 펜실베니아대 와튼경영대학원, 캘리포니아 로스앤젤레스(UCLA) 앤더슨경영대학원 소속 실험심리학자, 사회심리학자, 뇌과학자로 구성된 공동연구팀은 개인이 자유롭게 쓸 수 있는 자유시간이 늘어날수록 행복감도 늘어나지만 지나치게 많은 자유시간은 휴식시간이 거의 없는 것만큼이나 개인의 생산성과 행복감을 높이지 못한다는 연구결과를 심리학 분야 국제학술지 ‘성격과 사회심리학 저널’ 9일자에 발표했다. 연구팀은 2012~2013년에 실시한 ‘미국인 생활시간 사용조사’(ATUS) 참여자 중 2만 1736명의 데이터와 1992~2008년 실시한 ‘전미 노동인구 변화연구’(NSCW)에 참여자 중 1만 3639명의 데이터를 비교 분석했다. 조사 참여자들은 주당 휴일과 하루 근무시간과 자신이 마음대로 쓸 수 있는 자유시간 등 1주일, 24시간 단위의 자세한 시간표를 작성하고 각 시간별로 느끼는 행복감에 답하도록 했다. 자유시간은 통근시간을 포함한 업무시간과 식사시간, 수면시간을 제외한 시간으로 정의했다. 분석 결과 자유시간이 증가함에 따라 행복감이 증가하는 것으로 확인됐는데 일일 자유시간이 2시간까지는 행복감이 급격히 증가했으며 이후 5시간까지는 서서히 증가세를 보였지만 5시간 이후부터는 서서히 감소하는 것으로 조사됐다. 연구팀은 자료분석 이외에 6000여명의 건강한 성인남녀 참가자를 대상으로 2가지 온라인 실험을 실시했다. 첫 번째 실험은 최소 6개월 동안 매일 일정한 자유시간을 갖는 것을 상상하도록 한 뒤 행복감과 만족도를 조사했다. 연구팀은 참가자들을 무작위로 선정해 적은 자유시간(1일 15분), 적당한 시간(1일 3.5시간), 많은 시간(1일 7시간)을 상상하도록 한 것이다. 그 결과 자유시간이 적은 사람은 스트레스 수치가 높고 행복감이 낮게 나왔다. 7시간이 넘는 자유시간을 상상한 사람들 역시 적당한 시간의 자유시간을 갖는 사람보다 스트레스는 높고 행복감이 낮은 것으로 조사됐다.두 번째 가상실험은 1일 3.5시간이나 7시간 자유시간을 상상하도록 한 참가자들을 대상으로 실시됐다. 연구팀은 이들에게 각각 운동이나 취미활동, 독서 같은 생산적 활동을 하면서 시간을 보내는 상상을 하도록 했으며 다른 이들에게는 TV를 비롯한 동영상 시청, 컴퓨터 사용, 온라인 게임 같은 비생산적 활동을 하는 것을 상상토록 했다. 자유시간이 지나치게 많은 사람들도 생산적 활동을 한다면 비생산적 활동을 하는 사람들보다 행복감이 높았으며 적당한 자유시간을 가진 사람들과 비슷한 수준으로 나타났다. 퇴직을 하거나 갑자기 실업상태가 됐을 때처럼 자유시간이 지나치게 많아지면 행복감이 떨어진다는 사실을 알 수 있다고 연구팀은 밝혔다. 자유시간이 길어진다면 좀 더 삶에 새로운 목표를 설정하고 생산적인 일을 할 수 있도록 노력하는 것이 필요하다고 조언했다. 연구를 주도한 펜실베니아대 와튼경영대학원 마리샤 샤리프 마케팅 교수(생물심리학·의사결정론)는 “이번 연구를 통해 자유시간이 부족하면 스트레스 정도가 높아지고 행복감, 웰빙지수가 낮아진다는 통념을 확인함과 동시에 자유시간과 행복감이 계속 비례관계를 보이는 것은 아니라는 사실도 확인했다”라고 말했다. 샤레프 교수는 “주어진 재량시간을 얼마나 생산적인 활동에 사용하는가에 따라 행복감은 차이를 보인다”라고 덧붙였다.

약물을 삼키거나 주사를 했을 때 위치를 알려주고 작용속도까지 전달할 수 있는 다기능 약물전달체 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 카이스트 생명화학공학과, 중앙대 화학과, 가천대 바이오나노과학과 공동연구팀은 중금속 흡착 단백질을 이용한 금속 나노입자 생합성기술을 개발하고 이를 활용한 위치 영상화 가능 약물전달체를 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 화학회에서 발행하는 재료과학 분야 국제학술지 ‘ACS 어플라이드 머티리얼즈 앤드 인터페이시스’에 실렸다. 현재 금속 나노입자를 합성할 때 쓰이는 방법으로는 생체 독성이 있어 동물이나 사람에게 사용하기 어렵다. 이런 문제를 해결하기 위해 단백질을 미생물 내에서 과발현시켜 금속 나노입자를 생합성시키는 기술이 개발됐지만 나노입자를 만들기 위해 미생물이 받아들일 수 있는 금속의 종류나 농도가 제한된다. 이에 연구팀은 대장균에 중금속 흡착 단백질을 만들 수 있는 유전체의 일종인 플라스미드를 형질전환시켜 삽입한 뒤 단백질을 과발현시켰다. 그 다음 과발현된 단백질을 하이드로젤의 일종인 알지네이트 젤에 포집해 활성을 안정화시키는데 성공했다. 중금속 흡착 단백질을 포집한 알지네이트 젤은 다양한 종류의 금속 이온을 30분 이내로 빠르게 고농도로 흡착, 환원시켜 금, 은, 자성 나노입자, 양자점 나노입자 등 다양한 종류의 금속 나노입자를 고농도로 생합성할 수 있다는 것이 확인됐다. 연구팀은 항암제 같은 약물과 중금속 흡착 단백질을 알지네이트 젤에 동시에 포집한 뒤 높은 형광을 나타내는 양자점 나노입자를 젤 내부에 합성함으로써 형광으로 위치 추적이 가능하도록 했다. 또 약물이 장시간에 걸쳐 서서히 방출되는 서방형 다기능 약물 전달체를 만들 수 있다는 것을 제시했다. 실제로 연구팀은 항암제와 녹색 형광을 드러내는 카드뮴 셀레나이드, 파란색 형광을 보이는 유로피움 셀레나이드로 이루어진 양자점을 동시에 포집한 약물전달체를 실험용 생쥐에게 먹인 뒤 약물 전달체의 위치를 영상으로 추적할 수 있다는 사실도 확인했다. 카이스트 생명화학공학과 박현규 교수는 “이번에 개발된 물질은 독성 걱정 없이 고속, 고농도로 다양한 금속 나노입자를 생합성할 수 있고 동시에 약물의 서방형 방출이 가능하기 때문에 위치 추적이 가능한 약물전달체에 응용할 수 있다”고 설명했다.

포유류와 조류의 진화에 기후 변화보다 지형 변화가 더 큰 영향을 줬다는 연구 결과가 나왔다. 영국 케임브리지대 연구진은 지난 300만 년간 지구 표면의 고도·기후의 변화와 포유류·조류 서식지에 관한 데이터를 통합 분석해 지형 변화가 기후 변화보다 포유류·조류의 진화 과정에 더 큰 영향을 미쳤다는 점을 알아냈다고 밝혔다. 이들 연구자에 따르면, 지표 고도의 변화는 놀랍게도 역사적인 기후 변화보다 이른바 ‘종분화’로 알려진 새로운 종의 형성 과정에 더 큰 영향을 미친다. 일반적으로 지표의 고도가 높아지면 기온이 낮아지고 서식지의 복잡성은 증가한다. 예를 들어 산이 형성된 곳처럼 고도가 높아지면 종의 이동이나 혼합을 막는 물리적 장애물이 형성돼 개체군이 고립되는 경우가 생긴다. 이는 종분화를 향한 첫 번째 단계라고 전문가들은 말한다.관련 사례로는 뉴질랜드 고산지대에서 발견되는 큰앵무새 일종인 케아(kea)와 로키산맥의 큰뿔양 등이 있다. 케아와 같은 새의 경우 고도 상승에 따른 기온 변화가 짝짓기 시기 등에 차이를 만들어 다른 집단과 생식적 격리가 될 위험이 있다. 생식적 격리는 개체군간의 교배가 불가능해지는 것을 말한다. 이에 대해 연구 주저자인 앤드루 타넨차프 박사는 “산 정상에는 종종 다른 곳에서 찾아볼 수 없는 독특한 종이 많이 서식한다”면서 “이전에는 기후 영향으로 신종이 형성된다고 생각됐지만 우리는 전지구적인 규모로 고도 변화가 더 큰 영향을 미친다는 점을 발견했다”고 설명했다. 이 연구에서는 시간이 흐르면서 신종 형성의 속도에 관한 고도 상승의 영향이 조류보다 포유류에 더 두드러지는 것으로 나타났다. 이는 새가 다른 지역으로 짝을 찾아 날아감으로써 지형적 장애물을 극복할 수 있다는 사실에 따른 것으로 보인다. 따라서 오늘날 조류는 포유류보다 기후 변화에 더 큰 영향을 받는다. 타넨차프 박사는 또 지형 상승의 두 가지 중대한 요인이 빠른 진화에 영향을 미치는지를 설명하는데 도움이 될 수 있다고 지적했다. 지형 상승의 첫 번째 요인은 다양한 종이 적응할 새로운 서식지를 만든다는 것이다. 관련 사례로는 고도가 높아질수록 서식지가 어떻게 변하는지를 보여주는 빅토리아시대 박물학자 알렉산더 폰 훔볼트의 상징적인 지도가 있다. 따라서 서식지의 다양성과 복잡성은 생물 개체군을 더욱더 빠르게 새로운 종으로 분화할 수 있게 해준다고 타넨치프 박사는 덧붙였다. 두 번째 요인은 지형 상승이 물리적 이동을 방해하는 장애물을 만들어 개체군간 번식을 방해한다는 것이다. 다만 포유류와 달리 조류는 더 먼 거리를 이동할 수 있어 지형 상승의 영향은 포유류에 더 큰 것으로 여겨진다. 자세한 연구결과는 세계적인 학술지인 네이처 생태와 진화(Journal Nature Ecology and Evolution) 최신호에 실렸다.

깨달음에 다다른 종교인이 아닌 이상 많은 사람들이 죽음을 두려워한다. 영국 철학자이자 사회학자 허버트 스펜서가 “인간이 종교를 만든 이유는 죽음이 두렵기 때문”이라고 말한 것도 그 떄문이다. 그런데 인간 뿐만 아니라 별들도 늙어서 죽음에 가까워지는 것을 늦추려고 한다는 연구결과가 나왔다. 이탈리아 볼로냐대 물리천문학과, 볼로냐 천체물리학·우주과학 천문대, 영국 리버풀 존 무어대 천체물리학연구소, 아르헨티나 라플라타국립대 천문·지구물리학부, 라플라타 과학기술연구센터 공동연구팀은 별의 마지막 단계라고 하는 백색왜성이 표면에서 수소를 연소시키면서 노화속도를 늦춘다는 사실을 확인했다. 이 같은 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘네이처 천문학’ 9월 7일자에 실렸다. 백색왜성은 별(항성)을 구성하는 핵융합 연료가 소진돼 열압력이 약해져 중력 수축이 진행되면서 질량은 태양 정도이지만 크기는 지구정도로 밀도가 매우 높은 천체를 말한다. 백색왜성이 주변 물질을 흡수해 질량이 일정 수준 이상 커지면 다시 핵융합이 시작돼 초신성이 되는 경우도 있지만 태양을 비롯해 별의 98%는 백색왜성이 돼 소멸되는 운명을 피할 수 없다. 백색왜성은 별의 진화 마지막 단계로 점점 식어 결국에는 더 이상 빛을 내지 못하게 된다는 것이다. 백색왜성의 냉각단계 연구는 백색왜성 자체는 물론 별 생성 초기단계를 이해하는데 도움이 된다. 이에 연구팀은 허블 우주망원경을 이용해 사냥개자리에 있는 3만 9000광년 떨어져 있는 구상성단 M3와 헤라클레스자리에 있는 2만 5100광년 떨어진 구상성단 M13의 백색왜성을 관찰했다. 두 구상성단의 나이나 구성성분 등은 비슷하지만 백색왜성을 형성하는 개별 별들의 특성은 다르기 때문에 700여개의 백색왜성들을 허블망원경에 장착된 광시야 카메라로 근자외선 파장에서 관측했다. 연구팀은 관측 결과와 별의 진화에 관한 컴퓨터 시뮬레이션 결과를 비교분석했다. 그 결과 M13의 백색왜성 70% 정도가 별 표면에 얇은 수소 외피를 형성해 열핵폭발을 유지함으로써 서서히 냉각되도록 하고 있다는 것을 발견했다. 이는 기존 백색왜성의 진화와 노화에 관한 개념과 전혀 다른 것이다. 특히 이 같은 얇은 수소외피를 갖고 노화를 늦추는 백색왜성에 대한 나이추정은 최대 10억년까지 부정확하게 만들 수 있다고 연구팀은 밝혔다. 연구를 이끈 볼로냐대 물리천문학과 프란시스코 페라로 교수는 “이번 발견은 별이 늙어가는 방식에 대한 새로운 관점을 제시한 것”이라며 “M13과 유사한 다른 성단을 조사해 항성들을 서서히 늙게 만드는 얇은 수소 외피에 대해 추가 연구 중”이라고 설명했다.

국내 연구진이 항암치료 내성을 일으키고 전이와 재발을 유발시키는 새로운 원인 유전자를 찾아냈다. 광주과학기술원(GIST), 가천대 길병원, 가톨릭대, 충남대, 국립암센터, 한국화학연구원 공동연구팀은 대장암 환자의 암 조직 유전체 프로파일링을 통해 항암치료 저항성 유전체 ‘CD45’를 발견했다고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘테라노틱스’에 실렸다. 과학기술의 발달로 인해 암도 관리 가능한 질병으로 인식되고 있지만 여전히 많은 환자들이 항암치료가 완벽하지 않고 치료 이후에도 암전이와 재발로 고통받는 경우가 많다. 이는 항암치료 이후에도 살아 남아있는 소수의 암줄기세포 때문으로 알려져 있다. 연구팀은 대장암 환자들의 암 조직을 이용해 항암치료 저항성을 연구하던 중 항암치료 저항성 암 조직에서 CD45가 많이 나타난다는 것을 발견했다. CD45는 면역세포의 발현 여부를 알려주는 표지자 역할을 하는 유전자로 암세포 내에서의 역할과 기능에 대해서는 거의 알려지지 않았다. 연구팀은 단일세포 유전체 프로파일링이라는 새로운 분석법을 활용해 환자의 암조직 내에 존재하는 CD45의 발현이 높을수록 항암제나 방사선치료에도 살아남아 재발과 전이를 일으킨다는 사실을 확인했다. 특히 암세포 내에 CD45 발현율이 높을수록 방사선요법에 대한 치료 예후가 높지 않다는 상관관계도 증명해 냈다. 연구팀에 따르면 CD45가 발현되는 암세포는 자가재생능력을 지녀 암조직을 재생산하는 암줄기세포의 특성을 갖게 되는 것을 확인했다. 이에 따라 이미 개발돼 사용 중인 CD45저해제를 활용하면 항암치료 저항성을 억제하고 항암치료 이후에 일어나는 암재발능력도 낮출 수 있을 것으로 연구팀은 보고 있다. 남정석 GIST 생명과학부 교수는 “이번 연구는 항암치료 저항성을 유도하는 CD45의 새로운 역할을 밝혀냄으로써 난치성 암을 극복할 수 있는 치료전략을 마련하는데 도움이 될 것”이라고 설명했다.

글을 읽고 이해하는 ‘문해력’은 학업성취도는 물론 원활한 사회생활을 위해서도 중요한 요건이다. 최근 들어 문해력에 대한 관심이 높아지면서 서점가에서는 관련 서적들이 쏟아져 나오고 있다. 많은 전문가들이 문해력의 핵심은 ‘독서’라고 강조하고 있다. 그런데 매일 규칙적으로 하는 독서는 문해력 향상 뿐만 아니라 뇌졸중 예방은 물론 뇌졸중 환자들의 재활에도 유용하다는 연구결과가 나왔다. 미국 조지타운대 종합병원 신경과, 재활의학과, 드렉셀대, 펜실베니아대, 워싱턴 메드스타 국립재활병원 공동연구팀은 언어 관련 중추를 지속적으로 자극시키는 것이 뇌졸중 재활에서 필요한데 특히 규칙적인 독서활동이 도움이 된다고 3일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘브레인 커뮤니케이션즈’ 8월 30일자에 실렸다. 뇌졸중은 뇌기능의 부분적, 전체적 장애가 상당 기간 지속되는 질환으로 뇌혈관이 막혀 발생하는 뇌경색과 뇌혈관이 터져 생기는 뇌출혈로 나뉜다. 뇌졸중이 생기면 여러 증상이 생기는데 뇌졸중 환자 5명 중 1명 꼴로 지속적 언어장애가 나타난다. 연구팀은 뇌졸중 환자 30명과 일반인 37명을 대상으로 독해력과 소리를 듣고 이해하고 사용하는 음운학적 능력을 측정했다. 연구팀은 기능성 자기공명영상(fMRI) 기술을 이용해 회백질 부위와 뇌졸중 발생 부위를 정밀 측정했다. 분석 결과 언어장애를 겪고 있는 뇌졸중 환자들은 ‘언어’ 기능을 관장하는 좌뇌에 문제가 생긴 것인데 두 가지 다른 패턴을 보이는 것으로 나타났다. 왼쪽 전두엽 부분과 관련된 뇌졸중은 정확하고 명확한 음성을 만들어 단어를 소리내는데 문제를 일으키고 왼쪽 측두엽과 두정엽에 문제가 생긴 뇌졸중 환자는 단어의 정확성을 판단하는 능력과 소리의 뜻을 정확히 파악하는 청각운동 기능에 문제가 생기는 것으로 확인됐다. 연구팀에 따르면 뇌졸중 환자의 언어기능 장애 재활치료를 위해서는 책을 매일 규칙적으로 읽는 것이 필요하다고 밝혔다. 연구를 이끈 피터 터켈타웁 조지타운대 의대 교수는 “이번 연구는 뇌졸중이 환자의 언어능력에 어떤 영향을 미치는지 신경해부학적, 인지과학적 기초를 명확히 하고 규칙적인 독서활동이 재활에 도움이 된다는 사실을 제시했다는데 의미가 있다”라고 설명했다. 한편 미국 로마린다대 공중보건대 영양학 및 예방의학센터, 통합보건대 식품영양학과, 스페인 아우구스트 파이아이수니어 생물의학연구소, 카를로스3세 연구소, 바르셀로나 델마르 의학연구병원(IMIM), 발렌시아대 의대 예방의학 및 공중보건학과, 비영리 연구교육기관인 식이지방산연구소(FARI) 공동연구팀은 매일 견과류, 특히 호두를 섭취하는 것이 좋은 콜레스테롤을 늘려 뇌졸중을 비롯한 심혈관 질환을 예방하는데 도움이 된다고 3일 밝혔다. 이 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘순환’ 8월 31일자에 실렸다. 연구팀은 2012년 5월부터 2016년 5월까지 스페인 바르셀로나와 미국 캘리포니아 로마린다에 거주하는 건강한 63~79세 남녀 708명을 두 그룹으로 나눠 한 집단은 매일 하루 호두 반 컵 씩 섭취하도록 하고 다른 쪽은 호두를 제공하지 않았다. 실험이 끝난 2년 뒤 연구팀은 참가자들의 혈중 콜레스테롤 수치와 지질 단백질 수치, 뇌기능을 분석했다. 그 결과 호두를 장기 섭취한 사람들은 ‘나쁜 콜레스테롤’인 LDL 수치와 총 콜레스테롤 수치가 낮아지는 것으로 나타났으며 심혈관질환과 혈관성 치매, 뇌졸중 발병 비율도 현저하게 낮은 것으로 조사됐다. 고혈압과 고지혈증으로 치료를 받고 있던 사람들도 2년 동안 호두를 섭취한 결과 대부분 콜레스테롤수치와 혈압이 정상에 가깝게 떨어지는 것으로 조사됐다. 남성은 LDL 콜레스테롤 수치가 이전에 비해 7.9%, 여성은 2.6% 감소한 것으로 나타났다. 스페인 바르셀로나 델마르 의학연구병원 에밀리오 로스 교수는 “매일 호두를 한 줌씩 먹는 것은 심혈관 건강을 증진시키는 간단한 방법으로 식단에 호두를 비롯한 다양한 식단을 포함시킬 경우 콜레스테롤 수치를 낮추고 심혈관질환과 뇌졸중을 예방하는데 도움이 될 것”이라고 말했다.

국내 연구진이 DNA에는 우리가 흔히 알고 있는 이중나선 구조 이외에 사중나선 구조도 있다는 사실을 밝혀냈다. 성균관대 의대, 한양대 화학과, 광주과학기술원(GIST) 화학과 공동연구팀은 세포 내에 ‘AC-모티프’(AC-motif)라는 새로운 DNA 구조가 있으며 이것이 유전자 발현을 조절한다는 사실을 확인했다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘핵산 연구’ 9월 1일자에 실렸다. 1953년 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭은 세포 유전정보를 저장하는 DNA가 이중나선 형태라는 것을 밝혀냈다. 60억개 염기로 된 사람의 유전체를 구성하는 DNA는 환경, 세포작용, 염기서열 등에 따라 이중나선 이외에 다양한 구조를 가질 것으로 예측됐지만 지금까지는 몇 개의 구조만 밝혀졌고 기능에 대한 연구도 많지 않다. 보통 세포 모양, 특징, 기능은 각 세포에서 어떤 유전자가 발현되고 있는가에 따라 결정되는데 유전자 발현 조절 원리는 아직 완전히 파악되지 못하고 있는 상황이다. 연구팀은 아데닌(A)과 사이토신(C)이 반복되는 여러 종류의 올리고뉴클레오타이드를 합성하고 이들의 삼차구조 형성과 금속이온의 영향을 연구했다. 그 결과 아데닌과 사이토신이 반복되는 염기서열은 마그네슘이 있는 상황에서 4중나선 구조를 갖는다는 사실을 알아내고 이를 ‘AC-모티프’라고 이름 붙였다. 연구팀은 원편광이색 분광분석법, 자기공명분광분석법, 형광분광분석법 같은 실험기법과 분자동력학 계산법을 이용해 AC-모티프가 두 쌍의 이중나선이 엇갈린 4중나선 구조를 갖는다는 것을 확인했다. 또 4중나선 구조가 유전자를 발현시키는데 중요한 역할을 한다는 사실을 규명했다. 세포실험과 유전체 교정기술을 이용해 AC-모티프가 ‘CDKL3’라는 발암유전자 발현을 조절한다는 것도 확인했다. 김경규 성균관대 의대 교수는 “세포 내 유전자 발현을 조절하는 새로운 DNA 구조를 다양한 생물물리학적, 계산화학적 방법을 통해 알아냈다는 것이 이번 연구의 가장 큰 의미”라며 “유전자 발현에 대한 보다 정밀한 이해를 가능케 함으로써 DNA 관련 질환의 유전자 발현 조절이 가능한 신개념 치료제를 찾는데도 도움이 될 것으로 기대한다”고 말했다.