인간 최고의 반려동물인 개가 이번에는 코로나19 방역에 나설 것으로 보인다. 최근 미국 CNN은 칠레 경찰이 경찰 탐지견에게 코로나19 감염자를 냄새로 찾아내는 훈련을 시키고 있다고 보도했다. 오는 9월 중순 훈련을 마치고 현장에 투입될 이 탐지견들은 골든 리트리버 종 등을 포함 모두 4마리다.이 탐지견들은 과거 마약과 폭발물, 실종자 수색에 투입됐으나 이제는 코로나19 감염자를 찾는데 앞장 설 예정이다. 사실 코로나 바이러스는 마약이나 폭발물처럼 특정 냄새가 없어 개가 이를 맡을 수는 없다. 다만 코로나19 감염시 체내 신진대사가 변하면서 사람의 땀 냄새가 달라져 개가 이를 맡아 구분할 수 있다는 주장은 세계 여러 연구팀에서 나오고 있다. 실제로 지난달 프랑스 알포르 국립 수의과대학 연구진은 벨지안 마리노이즈 셰퍼드 8마리를 대상으로 테스트한 결과 코로나19 확진자 감지의 정확도가 83~100% 달한다는 연구결과를 발표한 바 있다. 또한 얼마 전 아랍에미리트 내무부도 경찰견에게 판별을 시켰더니 코로나19 확진자 감지의 정확도가 92%에 달한다고 밝혔다.이번에 칠레 경찰견 프로그램을 진행 중인 수의학자 페르난도 마도네스 교수는 "코로나19에 감염된 신체는 특정 유기화합물을 생성하는데, 각 감염자 겨드랑이에서 얻은 샘플로 개들을 훈련시켰다"면서 "수년 간 마약 등을 탐지해 온 경찰견에게 새로운 냄새, 향을 감지하는 법을 가르치는 셈"이라고 밝혔다. 보도에 따르면 경찰견의 코로나 바이러스 감지 훈련은 짧게는 2주, 길게는 2개월 이상 소요된다. 또 이들 경찰견은 코로나19 감염 가능성이 있는 사람을 찾았을 경우 가만히 그 옆에 앉도록 훈련받고 있다. 칠레 경찰 측은 "개는 한 시간에 250명의 냄새를 맡을 수 있다"면서 "경기장, 학교, 식당 등 사람들이 많은 곳에 투입해 효율적으로 활용할 수 있을 것"이라고 전망했다.　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

최근 코로나19의 전 세계적 확산 때문에 온실가스 배출이 줄어들고 비행기나 자동차 운행이 줄면서 대기오염물질도 줄어드는가 하면 바다와 하천이 깨끗해지고 있다는 의외의 효과가 나타나고 있다. 실제로 한반도는 매년 가을부터 이듬해 늦봄까지 국내외에서 발생하는 미세먼지 때문에 몸살을 앓았지만 올해는 미세먼지로 문제가 됐던 날은 거의 없었다. 공기가 좋지 않다는 예보가 나오면 많은 사람들이 궁금해 하는 것 중 하나가 ‘미세먼지가 많은 날 운동을 하는 것이 건강에 더 나쁠까, 아니면 운동을 하지 않는 것이 더 나쁠까’하는 점이다. 그런데 중국과 대만 연구진이 공기 오염이 심한 지역에서도 정기적인 운동을 하는 것이 건강에 더 도움이 된다는 연구결과를 내놨다. 중국 홍콩중문대 공중보건·1차의료학부, 사회학과, 심천연구소, 정저우대 공중보건학부, 홍콩과학기술대 환경학부, 토목환경공학과, 대만 중앙연구원 사회학연구소 공동연구팀은 정기적으로 운동하는 사람들은 대기상태가 상대적으로 오염이 심한 곳에서 거주하더라도 고혈압 같은 심혈관질환 발병 위험이 더 낮다고 25일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국심장학회에서 발행하는 국제학술지 ‘순환기’ 21일자에 실렸다. 전 세계 91% 가까운 인구가 세계보건기구(WHO)의 기준으로 대기가 오염된 곳에서 살고 있기 때문에 대기오염과 운동 사이의 위험과 효과의 관계는 매우 중요한 공공의 관심사가 되고 있다. 연구팀은 2001~2016년까지 대만에서 거주하고 고혈압을 앓은 적 없는 18세 성인남녀 14만 72명의 건강검진 데이터베이스를 활용해 분석했다. 연구팀은 조사 대상자들의 매주 신체활동 수준과 혈압의 변화 추이, 심혈관질환 발병 여부에 주목했다. 연구팀은 이들이 거주하는 지역의 초미세먼지(PM2.5) 농도를 기상위성 사진을 이용해 확인하고 상관관계를 분석했다. 그 결과 기존에 알려진 바와 같이 대기오염이 적은 지역에 거주하고 운동량이 많은 사람들은 활동적이지 않고 대기오염이 상대적으로 심각한 지역에 사는 사람들보다 고혈압 같은 심혈관질환 위험이 높은 것으로 조사됐다. 일주일에 2~3회 이상 운동하는 사람은 1회 이하 운동하는 사람들보다 고혈압 위험이 4~13% 정도 낮은 것으로 조사됐다. 이 같은 운동효과는 대기오염이 심한 지역에서도 마찬가지로 나타났다. 샹 퀴안 라오 홍콩중문대 교수는 “대기오염이 덜 된 곳에서는 활발한 신체활동이 고혈압 위험을 낮춘다는 것은 잘 알려져 있었지만 상대적으로 대기오염 상태가 심한 지역에서도 신체활동이 건강에 도움이 된다는 것은 이번에 처음 확인됐다”라고 강조했다. 그렇지만 과학자들은 2004년과 2010년 미국심장학회가 대기오염에 노출되는 것은 심혈관질환 유발가능성을 높이고 사망률을 높일 수 있다는 성명을 근거로 대기오염과 운동의 상관관계에 대해서는 추가적인 연구가 필요하다는 신중론을 내놓기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19가 전세계에 확산되며 큰 인명피해를 낳고있지만 지구는 과거에 비해 ‘조용해지는’ 역설적인 상황이 이어지고 있다. 최근 영국 임페리얼 칼리지 런던 등 국제 공동연구팀은 코로나19로 사람들의 발길을 끊긴 사이 인간 때문에 발생하는 지진 소음이 급감했다는 연구결과를 세계적인 과학지 '사이언스' 최신호에 발표했다. 지구는 자연적으로 소음을 만들어내지만 사실 인간의 활동으로 인한 '잡음'도 크다. 곧 자동차와 지하철 등 각종 교통수단과 공장 가동 등 사람들의 일상 생활로 인해 진동이 만들어지며 소음을 일으키는 것. 특히 지질학자들은 지진을 예측하기 위해 지각의 움직임을 연구하는데 이같은 인공 소음은 그 정확도를 떨어뜨린다.그러나 코로나19 팬데믹은 세상의 모든 것을 바꾸어놓았다. 전세계적인 봉쇄령으로 인간의 발길이 묶이면서 지구도 조용해진 것으로 이는 이번 연구결과를 통해서도 확인된다. 전세계 117개국 268곳의 지진 감시소로부터 수집된 지난 5월까지의 데이터를 분석한 결과 인공적인 지진소음은 지역에 따라 최대 50%까지 감소한 것으로 나타났다. 특히 코로나19 확산을 막기위한 봉쇄령이 내려진 지난 1월 말 중국과 3, 4월 유럽 등지에서 이같은 패턴은 보다 명확해졌다. 결과적으로 코로나19로 인한 인간의 활동 둔화와 지진 소음과의 관계가 확실하게 드러난 셈이다. 이같은 현상은 역설적으로 지질 학계에는 도움을 줬다. 코로나19 봉쇄 전과 후를 비교해 인간으로 인한 지진 소음을 보다 명확하게 특성화할 수 있는 점과 인구밀도가 높은 지역에서 구분하기 힘들었던 지진 신호를 보다 선명하게 파악할 수 있게 했기 때문이다. 논문의 수석저자인 벨기에 왕립천문대 지진학자 토마스 레코크는 "세계 인구가 증가함에 따라 지질학적으로 위험한 지역에 더 많은 사람들이 살고있다"면서 "이 때문에 자연적인 소음과 인간이 일으키는 소음을 구분하는 것이 갈수록 중요해지고 있다"고 설명했다. 이어 "다시 일부 지역의 활동의 원래 수준으로 돌아가고 있지만 몇달 간의 '침묵'은 소중한 데이터로 활용돼 새로운 기준선을 제시해줄 것"이라고 덧붙였다.한편 코로나 팬데믹으로 인한 이와같은 상황은 땅 속 뿐 아니라 하늘, 바다에서도 확인된다. 유럽우주국(ESA)에 따르면 올해 봄 유럽과 동아시아의 대기 오염도는 확연히 줄어들었다. 코로나19로 인해 인류의 활동이 멈추면서 자연스럽게 이산화질소 농도도 급격히 감소한 것이다. 또한 코로나19로 해운량이 급감하면서 수중 소음공해 역시 줄어들어 고래를 비롯한 여러 해양 동물이 모처럼의 휴식을 얻고 있다. 캐나다 댈하우지대 연구진에 따르면 밴쿠버항 인근 두 해저 관측소에서 나오는 실시간 수중음향 신호를 조사한 결과 선박 운항과 관련한 저주파음이 현저하게 줄어들었다는 사실을 발견했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

인간의 가장 오래된 동물 친구인 개가 이번에는 전세계적으로 확산일로인 코로나19 방역에 나설 것으로 보인다. 지난 23일(현지시간) 미국 CNN은 칠레 경찰이 경찰견에게 코로나19 감염자를 냄새로 찾아내는 훈련을 시키고 있다고 보도했다. 오는 9월 중순 훈련을 마치고 현장에 투입될 이 경찰견들은 골든 리트리버 종 등을 포함 모두 4마리다.이 경찰견들은 과거 마약과 폭발물, 실종자 수색에 투입됐으나 이제는 코로나19 감염자를 찾는데 앞장 설 예정이다. 사실 코로나 바이러스는 마약이나 폭발물처럼 특정 냄새가 없어 개가 이를 맡을 수는 없다. 다만 코로나19 감염시 체내 신진대사가 변하면서 사람의 땀 냄새가 달라져 개가 이를 맡아 구분할 수 있다는 주장은 세계 여러 연구팀에서 나오고 있다. 실제로 지난달 프랑스 알포르 국립 수의과대학 연구진은 벨지안 마리노이즈 셰퍼드 8마리를 대상으로 테스트한 결과 코로나19 확진자 감지의 정확도가 83~100% 달한다는 연구결과를 발표한 바 있다. 또한 얼마 전 아랍에미리트 내무부도 경찰견에게 판별을 시켰더니 코로나19 확진자 감지의 정확도가 92%에 달한다고 밝혔다.이번에 칠레 경찰견 프로그램을 진행 중인 수의학자 페르난도 마도네스 교수는 "코로나19에 감염된 신체는 특정 유기화합물을 생성하는데, 각 감염자 겨드랑이에서 얻은 샘플로 개들을 훈련시켰다"면서 "수년 간 마약 등을 탐지해 온 경찰견에게 새로운 냄새, 향을 감지하는 법을 가르치는 셈"이라고 밝혔다. 보도에 따르면 경찰견의 코로나 바이러스 감지 훈련은 짧게는 2주, 길게는 2개월 이상 소요된다. 또 이들 경찰견은 코로나19 감염 가능성이 있는 사람을 찾았을 경우 가만히 그 옆에 앉도록 훈련받고 있다. 칠레 경찰 측은 "개는 한 시간에 250명의 냄새를 맡을 수 있다"면서 "경기장, 학교, 식당 등 사람들이 많은 곳에 투입해 효율적으로 활용할 수 있을 것"이라고 전망했다.　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

스텔스 기능에 전자파까지 완벽하게 차단, 흡수할 수 있는 소재가 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST) 물질구조제어센터, 고려대 KU-KIST 융합대학원, 미국 드렉셀대 재료과학과 공동연구팀은 기존 전자파 차폐 소재 한계를 극복한 초경량 전자파 차폐 및 흡수가 가능한 ‘맥신’ 소재 기술이 개발됐다. 이번 연구결과는 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 24일자에 실렸다. 최근 전자통신 장비의 고도화, 고집적화 경향으로 가볍고 전자파 흡수성이 우수한 소재의 필요성이 커지고 있다. 기존에는 전자파 차폐나 흡수할 때 전기전도성이 우수한 금속소재가 많이 활용됐지만 고집적 전자통신 장치에 적용하기가 쉽지 않았고 전자파 반사특성이 강해 반사 유해전자기파로 인해 2차 피해가 발생하는 문제가 있다. 연구팀은 2016년에 금속보다 가볍고 저렴하고 다양한 형태의 표면에 코팅이 가능한 2차원 나노소재로 금속보다 전자파 차폐 성능이 우수한 세라믹 소재인 Ti3C2 맥신을 개발한 바 있다. 기존 맥신 소재는 금속보다 우수했지만 여전히 반사 유해 전자기파가 일부 발생해 연구팀은 이를 개선하기 위한 추가 연구를 실시했다. 연구팀은 이번에 전자기파 반사를 최소화한 티타늄-탄소-질소 맥신화합물(Ti3CN)을 개발했다. 이번에 개발한 Ti3CN 맥신은 이전 것보다 전자파 차단율이 더 우수하고 흡수율도 높은 것으로 확인됐다. 실제로 머리카락 두께와 비슷한 약 40㎛(마이크로미터) 두께에서 116㏈(데시벨) 이상의 높은 전자파 차폐 성능을 확인했다. 구종민 KIST 물질구조제어센터장은 “이번에 활용된 맥신은 자연계에 존재하지 않는 인공 합성 나노소재로 고집적 모바일 전자통신 기기의 전자파 차폐 소재는 물론 스텔스 기술 등 다양한 분야에 활용이 가능하다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

주로 해저에서 서식하는 상어 4종의 몸 안에서 미세플라스틱의 흔적이 발견됐다. 플라스틱에 의한 해양오염의 현주소를 명확히 보여주는 결과다. 영국 엑서터대학과 세계적인 환경단체인 그린피스가 모인 공동 연구진은 콘월 지역 해안의 심해에 서식하는 상어 4종, 총 46마리를 대상으로 위장 내 물질 샘플을 채취해 분석했다. 실험에 동원된 상어는 두툽상어, 스타리 스무스하운드, 돔발상어 등이며, 이 상어들은 대체로 수면과 가까운 곳에서 사냥을 한 뒤 수심 900m의 깊은 바다로 내려가 휴식을 취하기를 반복한다. 그 결과 실험 대상의 67%에 달하는 상어의 위장에서 미세플라스틱으로 부서진 인조섬유질 조각 379개가 발견됐다. 이중 95%를 차지하는 인조섬유질 조각은 코로나19 팬데믹 이후 전 세계에서 쓰고 버려지는 일회용 마스크에서 나온 것으로 확인됐다. 구체적으로 인조섬유질 조각 중 33%는 합성 셀룰로오스였으며, 25%는 일반적인 플라스틱 제품이나 의류에 사용되는 폴리프로필렌, 10%는 물을 정화할 때나 종이, 화장품을 만드는데 사용되는 폴리아크릴아미드였다. 이 소재들은 바다나 쓰레기 매립지에 버려진 뒤 오랫동안 썩지 않고 환경을 오염시키고 있다. 연구진은 심해에 서식하는 상어가 미세플라스틱 및 일회용 마스크 등에서 떨어져나온 인조섬유질 조각 등을 삼킬 경우 건강에 어떤 영향을 미치는지에 대해 아직 정확히 확인된 바가 없다고 밝혔다. 그러나 이번 실험에 동원된 상어 4종은 모두 사람들이 어업 등을 통해 포획한 뒤 섭취할 수 있으며, 이는 생태계의 순환에 따라 결국 인간의 몸속에 미세플라스틱이 쌓이는 결과를 유발할 수 있다고 연구진은 주장했다.미세플라스틱에 의한 오염은 전 세계 바다에서 매우 흔하게 관찰되고 있다. 연구진은 상어 등 해양 동물이 미세플라스틱에 어떤 민감성을 보이는지에 대한 추가적인 연구와 이에 따른 대책 마련이 시급하다고 목소리를 높였다. 연구를 이끈 액세터대학의 그리스틴 파튼은 “이번 연구결과는 미세플라스틱과 인위적인 섬유질 등이 영국에 주로 서식하는 다양한 상어 종에 영향을 미친다는 것을 입증한 것”이라면서 “미세플라스틱뿐만 아니라 옷이나 마스크 등의 제조에 사용되는 합성 셀룰로오스가 다량 발견됐다는 것에 매우 놀랐다”고 밝혔다. 이어 “합성 셀룰로오스의 입자가 매우 작아 옷을 세탁할 때 사용된 물과 함께 쉽게 바다로 흘러들어갈 수 있다”면서 “미세플라스틱은 바다 표면에 둥둥 떠다닐 수 있을 뿐만 아니라 상어가 서식하는 깊은 바다까지도 들어갈 수 있다”고 강조했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 네이처의 자매지인 사이언티픽 리포트 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

영국 잉글랜드 중남부를 흐르는 템스강으로 엄청난 양의 미세플라스틱이 흘러 들어간다는 사실이 확인됐다고 BBC 등 현지 언론이 21일 보도했다. 보도에 따르면 런던대학교-로얄할로웨이 연구진이 템스강으로 물이 유입되는 세 곳에서 각각 채취한 샘플을 분석한 결과, 초당 9만 4000개의 미세 플라스틱이 템스강으로 유입된다는 사실을 확인했다. 템스강으로 흘러들어오는 미세플라스틱에는 여성들이 네일아트에 주로 사용하는 반짝이와 작은 크기의 비즈 등도 포함돼 있었으나, 페트병과 음식 포장지 등 생활 쓰레기에서 나오는 플라스틱 등이 대부분을 차지했다. 또 화장실에서 흘려보내는 물티슈에서 나온 미세플라스틱도 상당수를 차지했다.이러한 미세플라스틱은 템스강에 서식하는 생물에게도 영향을 미쳤다. 연구진은 템스강에 서식하는 갑각류를 채취해 분석한 결과, 갑각류 2종의 위장에서 미세플라스틱을 발견했다. 여기에는 섬유조각과 풍선 또는 고무밴드, 비닐 봉투 등에서 떨어져 나온 미세플라스틱이 포함돼 있었다. 현지 연구진은 런던의 발전에서 역사적으로 중요한 역할을 한 동시에, 현재까지도 수운과 상수도원으로 이용되는 템스강의 이러한 오염 상태가 유럽 국가의 다른 주요 강들보다 훨씬 심각한 상태라고 목소리를 높였다. 연구를 이끈 캐서린 맥코이 박사는 “템스강에서 발견되는 미세플라스틱의 양은 중국 양쯔강에서 발견되는 것보다는 적었지만, 독일의 라인강이나 독일에서 발원해 흑해로 흐르는 다뉴브강 등지의 것보다는 훨씬 많았다”고 밝혔다. 이어 “이번 연구는 이러한 플라스틱을 사용할 때 분리수거와 재활용에 대한 강력한 제재가 필요하다는 사실을 일깨워 준다”면서 “이들 플라스틱의 정확한 출처를 확인하기는 어렵지만, 사람들은 플라스틱을 사용하고 버리기 전에 반드시 다시 한 번 생각해야 한다”고 강조했다.한편 런던 시민이 마시는 수돗물 원천의 약 70%를 차지하는 템스강은 1957년 당시 ‘생물학적 사망선고’를 받았었다. 19세기만 해도 급속한 산업화와 도시화 여파로 오염도가 심각했고, 수많은 사람들이 이 탓에 콜레라로 목숨을 잃었다. 이에 영국 정부와 의회는 1830년부터 1971년까지 141년간 강에 산소를 주입하고, 하·폐수처리시설을 마련하는 등 환경기초시설 건설에 힘을 썼다. 그 결과 현재는 연어와 물개, 고래가 서식하는 대표적인 자연성 회복의 강으로 되살아났지만, 코로나19 팬데믹 이후 일회용 마스크와 장갑, 플라스틱 사용량이 다시 급증하면서 오염의 위협을 받고 있다. 이번 연구결과는 세계적인 학술전문 출판사인 엘제비어가 출간하는 종합환경과학회지(Science of the Total Environment) 와 환경 분야 3대 학술지로 평가되는 환경오염 (Environmental Pollution)에 동시 게재됐다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

“평소 자신이 살던 곳에서 지역사회와 교류하며 공동체의 일원으로 행복하게 살아가는 것은 기본적 복지이자 인권의 문제입니다” 최종현 경기도의원(보건복지위원회 부위원장·더불어민주당·비례)은 21일 경기복지재단에서 열린 ‘지역사회통합돌봄사업 경기도형 실행방안 모색 정담회’에 참석해 사업현황을 듣고 선도사업 종료이후 경기도형 통합돌봄 실행계획을 논의했다. 최종현 의원은 “어려운 여건 하에서 새로운 사업을 실시하고 있는 관계자들의 노력에 대해 감사드린다. 지역사회통합돌봄 사업이 국정과제로 추진되고 있으나 현장에서는 많은 어려움을 호소하고 있는 것으로 알고 있다”며“시범 실시하는 지역은 물론 타 시군에서도 경기도 실정에 맞는 모델로 시행착오 없이 지역사회 통합돌봄 사업을 실시할 수 있는 방안이 제시되고 체계화 되어야 한다”고 말했다. 간담회는 최종현 의원의 제안에 따라 경기도형 모델 개발을 위한 재원의 사용, 대상자의 선정 등 자체 추진 가이드를 만들 수 있는 기초가 되는 연구결과를 위한 토의가 진행되었고, 선도사업 종료시기인 2021년 6월말까지 순차적 결과를 도출하기로 했다. 간담회에는 박노극 경기도 복지정책과장, 선도사업 추진 4개시 부서장, 경기복지재단 연구 위원 등이 참석해 지역별 선도사업의 현안 및 원활한 추진 방향을 논의하고 향후 지역사회 통합돌봄 사업의 경기도형 실행방안 마련을 위한 연구과제를 검토했다. 지역사회통합돌봄 선도사업은 돌봄이 필요한 주민이 살던 곳에서 개개인의 욕구에 맞는 서비스를 누리고 지역사회와 함께 살아갈 수 있도록 주거, 보건, 의료, 요양돌봄을 통합적으로 지원하는 지역주도형 서비스로 부천, 안산, 남양주, 화성시가 시범 참여하고 있다. 보건복지부는 2025년까지 지역사회 통합돌봄 제공기반을 구축하기 위해 전국 16개 시군을 대상으로 정착을 위한 다양한 모델 개발과 효과성 분석을 추진 중이다. 선도 시군별 개별 효과성을 분석하고 있으나 현장의 실행 지침이 없는 상태로 선도 사업 종료 이후나 자체 사업 모색 시군의 사업 진입이 어려운 상황이다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

바이러스 감염을 차단하는 백신이나 치료제, 암 세포를 잡는 항암제 같은 단백질 기반 의약품을 고순도로 빠르게 생산할 수 있는 기술이 개발됐다. 포스텍 화학과, 기초과학연구원(IBS) 복잡계자기조립연구단 공동연구팀은 항바이러스 치료제나 백신, 항암치료제 등 개발에 필요한 재조합 단백질 의약품을 고효율, 고순도로 정제할 수 있는 분자 끈끈이 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생체의학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 20일자에 실렸다. 단백질 전체나 일부만을 나타나도록 해 병원성 물질 전체를 사멸시키거나 독성을 약하게 만드는 백신은 유전재 재조합 기술로 만들어 진다. 이렇게 개발된 백신을 많은 사람에게 접종하기 위해서는 대량생산을 해야 하는데 고순도, 고효율 의약품을 만들기 위해서는 단백질 정제과정을 반드시 거쳐야 한다. 현재 단백질 의약품 정제기술은 동물세포 같은 생물질을 이용하고 있기 때문에 생산비용이 비싸고 보관이나 재사용이 쉽지 않다는 단점이 있다. 이에 연구팀은 속이 빈 호박모양의 초분자 복합체인 쿠커비투릴과 다다만탄이라는 물질에 주목했다. 쿠커비투릴과 아다만탄 인공합성 분자쌍 사이에는 끈끈이처럼 특정 분자를 인지해 붙게 만드는 성질을 활용한 것이다. 분자 끈끈이 원리를 이용해 항바이러스, 항암제 등으로 사용되는 재조합 단백질 의약품을 고효율, 고순도로 정제할 수 있게 됐다.실제로 이번 기술을 활용해 단일클론 항체, 유방암 치료제인 허셉틴, 분자량이 작은 항바이러스제, 백혈병 치료제 인터페론 알파까지 고순도, 고효율로 정제하는데 성공했다. 생체분자가 아닌 인공분자를 사용하기 때문에 만들기도 편리하고 멸균성, 재사용성이 모두 우수한 것으로 확인됐다. 또 유전공학적 조절과 효소처리를 통해 단백질 의약품의 크기, 종류에 상관없이 정제가 가능한 것으로도 확인됐다. 연구팀은 이번 기술을 활용하면 백신이나 치료제 생산 속도를 높일 수 있을 것으로 기대하고 있다. 김기문 IBS 복잡계자기조립연구단 단장(포스텍 화학과 교수)은 “이번에 개발한 분자 끈끈이는 백신용 단백질처럼 단백질 의약품들의 생산 효율성을 높이는데 도움을 줄 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국제 연구진이 그 어떤 기계로도 절단할 수 없는 새로운 물질을 개발해 공개했다. 더럼대학 연구진과 독일 프라운호퍼연구소가 공동개발한 신물질 ‘프로테우스’(Proteus)는 과일 자몽의 거친 껍질과 연체동물의 껍질에서 아이디어를 얻어 제작됐다. 연구진에 따르면 새로운 물질인 ‘프로테우스’의 내부는 알루미늄 메탈과 구체(sphered)의 세라믹으로 이뤄져 있으며, 이러한 물질은 절삭공구에 영향을 미쳐 절삭 능력을 절감시킨다. 실제로 연구진이 공개한 영상은 앵글 그라인더나 드릴로 절단을 시도할 경우 내부 물질에 의해 절삭공구의 가장 바깥쪽 표면이 무뎌지고, 더 이상 절단이 어려운 상태로 변화하는 것을 확인할 수 있다. 동시에 절단을 시도하면서 생기는 세라믹 및 알루미늄 잔해가 절단 도구의 속도를 감소시켜 절단을 더욱 어렵게 만든다. 총으로 모래주머니를 쏠 경우, 안에 든 작은 물질들이 서로 압축해 총알의 회전을 막고 진행을 멈추게 하는 것과 비슷한 원리다.연구진은 “세라믹이 미세 입자로 쪼개지면서 ‘프로테우스’의 내부를 더욱 촘촘하게 채우고, 세라믹 입자 사이에 작용하는 힘은 절삭공구의 속도가 증가함에 따라 더욱 단단해지기 때문에 공구의 능력을 약화시킨다”고 설명했다. 이어 “이 재료는 보안 및 안전산업에서 유용할 수 있다. 현재로서는 현존하는 어떤 공구로도 절단이 불가능한 것을 확인했다”고 덧붙였다. 연구진은 이 새로운 소재가 매우 강력하고 가벼운데다, 절단이 거의 불가능할 정도의 강도를 가지고 있기 때문에 자전거의 자물쇠나 가벼운 갑옷 및 절단 도구를 사용하는 사람들을 위한 보호장비를 제작할 때 큰 도움이 될 것으로 기대했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 네이처의 자매지인 사이언티픽 리포트 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

미량의 조영제(진단용 형광물질)를 흡입하도록 해 폐암 부위와 크기를 정확하게 파악해 외과수술이나 치료에 도움이 될 수 있는 기술을 개발했다. 고려대 의대 구로병원, 카이스트 바이오및뇌공학과 공동연구팀은 간기능검사나 혈관조영술에 사용되는 형광물질을 소량으로 사용해 폐암 병변을 정확하게 탐색해 외과 수술시 절제 부위를 최소화할 수 있는 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘JAMA 외과학’에 실렸다. 세계보건기구(WHO) 통계에 따르면 전 세계적으로 폐암으로 인한 사망자는 연간 약 209만명으로 암 사망자 1위를 차지하고 있다. 다른 암과 마찬가지로 폐암도 조기진단이 중요하다. 이와 함께 암발생 부분만 정밀하게 수술하는 것도 필요하다. 이 때문에 수술 전 형광조영제를 주입한 뒤 수술을 하면서 형광시스템을 이용해 실시간으로 암 병변을 확인하며 절제하는 환자맞춤형 정밀 수술법이 쓰이고 있다. 보통 형광조영제로는 인도시아닌 그린이라는 물질이 쓰이는데 암세포만 표적으로 하는 조영제가 아니기 때문에 정맥주사 방식으로는 암을 탐색하려면 많은 양을 주입해야 하고 이 경우 몸 전체에 퍼지게 되고 암 조직을 확인하기 위해서는 24시간을 기다려야 한다. 이에 연구팀은 혈관 대신 흡입하는 방식을 활용하면 폐에 효과적으로 도달한다는 것을 확인했다. 이렇게 할 경우 정맥주사보다 적은 양이 투입되고 폐포가 파괴된 폐암에서는 형광조영제가 작용하지 않고 정상 폐포에만 작용된다. 어두운 부분이 암세포가 있는 부분이라는 것이다. 실제로 연구팀은 생쥐와 토끼를 이용해 흡입방식으로 형광조영제를 투입할 경우 정맥투여 때보다 2배 이상 선명하게 암세포를 구분해 날 수 있고 사용량도 20분의 1에 불과하다는 것을 확인했다. 현재 쓰이고 있는 방식으로는 형광조영제 주사 이후 폐암병변을 확인하기까지 24시간 정도가 걸리지만 이번 흡입방식으로는 폐암 부위를 확인하는데 10분 정도 밖에 걸리지 않는 것으로 나타났다. 김현구 고려대 의대 교수(흉부외과)는 “이번 기술을 폐암 절제술에 적용할 경우 정상조직을 건드리지 않고 정밀하게 수술이 가능하기 때문에 합병증을 줄이는데 도움이 될 것”이라며 “사람에 대한 실제 임상적용을 위해서는 흡입시 독성 여부에 대한 추가 연구가 필요하다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

이식 수술에 이용하기에는 손상이 심한 사람의 폐를 살아있는 돼지의 혈관에 연결함으로써 재생하게 하는 기술이 등장했다. 이는 가까운 미래 이식용 폐를 현재 수준의 세 배까지 늘릴 수 있으리라는 기대를 모은다. 사람이 죽으면 체내 장기는 손상되기 시작한다. 따라서 어떤 사람이 자신의 장기를 기증하겠다고 생전에 서약했다고 해도 장기가 제대로 기증되려면 환자가 있는 병원까지 최대한 빨리 이송해야 한다. 특히 폐의 경우 매우 민감해 보존하기가 까다롭다. 적출한지 단 몇 시간만 지나도 손상돼 이식 수술에 이용할 수 없기 때문이다. 미국에서는 이식에 적합한 폐는 기증된 폐 중 28%에 불과하다. 물론 생체외폐순환법(EVLP)이라는 기술로 인공적으로 산소와 피를 공급하면 폐를 재생할 수도 있지만, 성공 가능성은 그리 높지 않다. 이에 미국 컬럼비아대학의 고르다나 버냐크-노바코비치 박사가 이끄는 연구진은 폐를 생체에 연결해 양분을 보급하고 유해 물질을 제거하는 등 제기능을 하게 하면 상태를 유지할 수 있을 것이라고 생각했다. 이들 연구자는 이런 아이디어를 검증하기 위해 우선 살아있는 돼지에 주목했다. 이 연구에서는 돼지에게 연결할 폐는 이식 수술에 적합한 것이 쓰였다. 물론 지금은 이식 수술 기준을 충족하지 못하는 손상된 폐를 돼지에 연결하는 실험도 진행되고 있다. 이 기술은 구체적으로 기관튜브를 이용해 마취한 돼지의 목 부위 혈관과 이식할 폐의 혈관을 연결해 혈액을 공급하면서 호흡기로 산소를 제공한다. 또 거부 반응을 막기 위해 면역억제제도 투여한다. 참고로 이번 실험에 쓰인 폐는 여섯 명의 기증자에게서 나온 것으로 좌우 모두 있는 것도 있고 한쪽만 있는 것도 있다. 어떤 사람의 폐는 EVLP 장비에 5시간 연결했지만 불합격된 것으로 적출되고 나서 이들 연구자가 받을 때까지 24시간이 지난 것이었다.이들 폐는 모두 이번 실험 전 흰색으로 변색한 부분이 늘어나고 있었다. 조직이 죽어가면서 산소를 혈액 속에 집어넣는 기능이 사라지고 있는 것이었다. 하지만 돼지에 연결한 다음 24시간이 지나자 폐의 외형이 크게 변했다. 이들 폐를 검사한 결과, 세포와 조직 구조 그리고 산소공급 능력이 개선된 것으로 나타났다. 심지어 몸 밖으로 적출한 뒤 거의 이틀이나 지난 폐조차도 회복한 것처럼 보였다. 이에 대해 버냐크-노바코비치 박사는 “실험에 100% 성공한 것은 아니지만 충분히 거기에 가까워진 상태”라면서 “이론상으로는 이식을 견딘 건강한 상태로 보이지만 실제로 이식하기 전 실험을 더하고 싶다”고 말했다. 그는 또 사람에게 감염될 위험이 있는 병원균을 보유하지 않은 의료용 돼지를 이용할 계획도 준비하고 있다.하지만 이번 실험에서는 돼지에게 연결한 폐에서 돼지 백혈구가 검출됐다는 문제도 확인됐다. 이는 폐 이식을 받는 환자에게 면역 거부 반응이 일어날 우려도 있다는 것이다. 따라서 가까운 미래에는 이식을 받는 환자의 혈관으로 폐를 재생해보고 싶다고 이들 연구진은 말했다. 이번 기술로 모든 폐를 회복할 수 있는 것은 아니지만 4개 중 2개를 재생하면 이식에 이용할 폐는 3배가 되는 것으로 전해졌다. 자세한 연구결과는 네이처 메디신(Nature Medicine) 최신호(7월 23일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

더운 여름 한바탕 땀을 흘리거나 외출하고 돌아오면 뱃 속까지 시원하게 만들어주는 아이스크림이나 청량음료 생각이 간절해진다. 청량음료를 지나치게 많이 마시면 치아건강에 악영향을 미친다는 사실은 잘 알려져 있지만 어떻게 치아가 망가지는지 과정은 명확히 알려져 있지 않았다. 이런 가운데 카이스트 신소재공학과, 서울대 의대 치의학대학원, 캐나다 스마일 웰 덴탈병원 공동연구팀은 원자간힘현미경(AFM)을 이용해 청량음료가 치아의 거칠기와 탄성계수 변화를 측정해 치아 건강에 해롭다는 사실을 과학적으로 뒷받침하는데 성공했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 기계공학 및 생체공학 분야 국제학술지 ‘생체공학재료의 기계적 거동’(Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials)에 실렸다. 치아가 손상됐을 때 치료비용도 비싸고 원상복구가 쉽지 않아 옛날부터 치아 건강은 오복(五福) 중 하나로 꼽힌다. 치아는 다양한 구조로 이뤄져 있는데 가장 바깥쪽은 법랑질(에나멜)이라고 한다. 충치는 법랑질이 손상되는 치아질환으로 음식을 쉽게 먹을 수 없게 된다. 이 때문에 법랑질 손상을 예방하기 위해서는 손상원인과 손상과정을 명확히 파악하고 있어야 한다. 연구팀은 법랑질이 청량음료에 노출됐을 때 노출시간에 따라 법랑질 표면이 받는 영향을 AFM으로 분석했다. AFM은 나노미터 수준의 탐침으로 재료 표면의 형태나 상태를 관측하는 장비이다. 연구팀은 사람들이 많이 마시는 콜라, 사이다, 오렌지주스 3종에 치아를 담갔다가 꺼내 부식되는 정도를 나타내는 표면 거칠기와 힘을 가했을 때 변형되는 정도를 나타내는 탄성계수 변화를 시간대별로 측정했다.그 결과 법랑질의 표면 거칠기는 청량음료 처음 노출되기 시작한 뒤 10분이 지났을 때 초기값보다 5배 정도 더 거칠어졌고 탄성계수는 처음 노출후 5분이 지나면 5분의 1로 줄어드는 것이 관찰됐다. 또 치아에 흠집 같은 손상이 있는 경우 치아의 기계적 특성 수치는 빠르게 나빠지고 부식속도도 빨라지는 것이 관찰됐다. 홍승범 카이스트 교수는 “이번 연구는 청량음료가 치아건강에 해롭다는 치의학계 정설을 AFM으로 정밀하게 관찰했다는 점에서 의미가 있다”라며 “실제 치아 부식 과정은 입 속 환경이나 보호막 역할을 하는 침 때문에 이번 연구결과만큼 심각하지 않을 수 있겠지만 청량음료에 장시간 노출될 경우 표면이 거칠어지고 탄성계수 같은 기계적 특성이 좋아지지 않고 치아건강에 전반적으로 악영향을 미칠 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

가천대학교는 의과대학 예방의학교실 최윤형 교수가 최근 한국과학기술단체총연합회(이하 과총) ‘제30회 과학기술우수논문상’을 수상했다고 20일 밝혔다. 수상 논문은 ‘병원에서의 가습기살균제 노출 사례 연구: 4차 가습기살균제 피해 신청자를 중심으로’이며 지난해 한국환경보건학회 논문집인 Journal of Environmental Health Sciences에 발표했다. 과학기술우수논문상은 과총이 과학기술 수준 향상과 선진화에 기여한 우수 논문을 발표한 연구자에게 수여하는 상이다. 과총은 국내 학술지에 발표된 논문을 대상으로, 각 학회에서 매 년 1편의 논문을 과총에 추천하면 이후 과총에서 분야별 전문위원회 및 종합위원회의 평가를 통해 최종 선정한다. 최 교수는 이 연구에서 가습기살균제 환경노출조사 결과를 바탕으로 병원에서의 가습기살균제 노출사례를 추출하여, 가습기살균제 병원 노출의 가능성과 노출특성에 대해 연구했다. 연구결과 가습기살균제 노출피해 신청인 중 6.9%가 병원에서 노출된 것을 확인하였으며, 병원뿐만 아니라 요양원, 산후 조리원 등 다중이용시설에서의 가습기 살균제 노출은 피해자가 노출 사실을 인지하지 못하거나 피해사실을 증명하기 어려운 특징이 있어 피해 규모가 클 것으로 예상되는 만큼 이들을 대상으로 한 자세한 역학 조사가 필요하다고 제안했다. 최교수는 논문에서 병원에서 사용한 가습기 살균제 제품명 및 사용기간, 가습기 살균제 사용당시 입원한 환자 명단 공유 등을 통해 사각지대에 놓여 있는 노출피해자들을 구제하는 일에 정부가 노력해야한다고 강조했다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

집 안 정리를 하다보면 병원에서 처방받거나 약국에서 구입한 약이 유통기한이 지난 것을 발견하는 경우가 종종 있다. 이렇게 남은 약들을 무심코 개수대, 하수구에 버리거나 일반 쓰레기봉투에 넣어 버리는 경우가 있는데 이 경우 물이나 토양으로 약물이 스며들어 생태계 교란을 일으킬 가능성이 크다. 원칙적으로 유통기한이 지나거나 먹다 남은 약은 약국에 반납해 폐기해야 하지만 잘 지켜지지 않고 있다. 국내 연구진이 이렇게 버려진 약이 강으로 흘러들어 수돗물로 다시 돌아올 가능성이 있다는 연구결과를 내놨다. 광주과학기술원(GIST) 지구·환경공학부, 부산 수질연구소 공동연구팀은 뇌전증 치료약인 가바펜틴이라는 의약품이 먹는 물 원수에 존재하고 염소로 수처리하는 과정에서 독성을 지닌 부산물로 변환될 수 있다는 가능성을 발견했다고 20일 밝혔다. 이번 연구결과는 환경 및 수질과학 분야 국제학술지 ‘워터 리서치‘에 실렸다. 가바펜틴은 뇌전증 치료제로 널리 사용되는데 국내외 하수나 상수원에서 빈번하게 검출되는 약물로 알려져 있다. 이에 연구팀은 낙동강 유역 하수처리장과 강물, 먹는 물 처리장에서 시료를 채취해 미량의 오염물질을 모니터링 분석했다. 그 결과 연구팀은 낙동강 유역 하수 유출수와 낙동강 물에서 가바펜틴이 광범위하게 검출됐고 낙동강 하류에 위치한 정수장 원수에서도 발견했다. 동시에 정수장에서 염소 수처리 과정에서 가바펜틴이 다른 물질로 변환되는 것도 확인했다. 특히 가정에서 배출되는 생활하수가 가바펜틴의 주요 배출원이라는 것을 연구팀은 처음 확인했다. 또 가바펜틴의 분자가 염소와 빠르게 반응해 다른 물질로 변환된다는 것을 실험실에서 확인했고 가바펜틴-니트릴 부산물이 정수장 물에서도 만들어진다는 것을 확인했다. 그렇지만 가바펜틴-니트릴 부산물이 정수장의 후속공정에서 대부분 제거돼 무해한 수준으로 농도가 낮아진다고 연구팀은 밝혔다. 이윤호 GIST 교수는 “이번 연구는 우리 주변에서 흔히 사용되는 의약품과 인공합성화합물이 수처리공정에서 변환돼 먹는 물 수질에 영향을 미칠 수 있다는 것을 확인한 것에 의미가 있다”라며 “미량으로 존재하는 오염물질이라도 물 속에서 어떻게 이동하고 변환하는지에 대한 후속 연구를 통해 지속적 관리가 필요하다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

많은 부모들이 아이들이 어릴 적에는 전집으로 위인전이나 동화책, 세계문학책을 구입해 억지로 읽히려고 든다. 초등학교 고학년만 되더라도 부모들은 아이들이 책을 읽고 있으면 ‘공부 안하고 책 읽고 있다’며 수학, 영어 등 다른 공부를 하라고 혼내는 경우도 많다. 또 글쓰기 능력이 강조되면서 뒤늦게 글쓰기에 관심을 갖는 성인들도 늘고 있다. 작문 실력 향상을 위한 가장 기본 중 하나는 ‘다독’(多讀), 많이 읽기이다. 성인 독서량은 매년 떨어지고 있는 가운데 글을 잘 쓰고 싶어한다는 모순된 상황이 벌어지고 있는 것이다. 이런 가운데 실험심리학자와 뇌과학자들은 학업성적이나 업무능력 향상을 위해 중요한 것은 다름 아닌 꾸준한 독서와 글쓰기 연습이라는 연구결과를 내놨다. 미국 인디애나대, 펜실베니아주립대, 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA), 시카고 일리노이대, 스탠포드대 공동연구팀은 글쓰기 연습과 독서 습관을 유지하는 것이 학습 성취도와 지속성에 가장 큰 영향을 미친다고 19일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 16일자에 실렸다. 연구팀은 미국 중서부 지역대학에 다니는 1학년에 입학한 남녀학생 1063명을 대상으로 글쓰기와 독서능력을 평가했다. 연구팀은 이들 중 글쓰기와 독서 관련 수업을 듣는 학생과 그렇지 않은 학생들의 학업성적과 학교생활, 일상생활 변화를 3년 동안 장기 추적관찰했다. 연구팀은 특히 흑인계, 라틴계, 미국원주민계, 동양계 학생들의 변화에 주목했다. 관찰 조사 결과 독서와 글쓰기 연습을 한 학생들의 경우 그렇지 않은 학생들보다 학업성적이 11~19% 가량 향상됐고 학업을 중도에 포기하는 경우도 9~10% 가량 줄어든 것으로 확인됐다. 또 독서와 글쓰기 연습을 꾸준히 한 학생들은 지역대학을 졸업하고 주립대학 등으로 진학해 공부를 지속하거나 취업도 쉽게 된 것으로 확인됐다. 메리 머피 인디애나대 교수(사회심리학)는 “요즘 같은 불확실한 시기에 각급 학교에서 학생들의 학업능력을 향상시키기 위해 집중해야 할 부분이 무엇인지를 보여주는 연구”라고 말했다. 머피 교수는 또 “이번 연구는 지역대학생들을 대상으로 한 관찰실험이지만 꾸준한 독서와 글쓰기 연습은 초중고등학교에서도 학업 기초능력을 치워주는 중효한 부분으로 다른 어떤 과목의 학습보다 중요하며 학업성적과 학습태도를 향상시키기 위한 왕도”라며 “성인들의 업무 능력 향상을 위해서 독서와 글쓰기가 중요하다는 것은 너무나도 당연하지만 쉽게 간과되는 부분”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

금속을 먹고 이것에서 열량을 얻어내는 ‘전설 속 박테리아’가 우연히 발견돼 학계를 놀라게 했다. CNN 등 현지 언론의 16일 보도에 따르면 최근 캘리포니아공과대학 환경미생물학과 교수인 자레드 리드베터 교수는 자신의 실험실 개수대에 물을 가두고, 망간이 든 유리병을 수돗물에 담가 놓은 채 실험실을 나섰다. 이후 여러 일정을 소화하느라 몇 달간 학교를 떠나 있었고, 그 사이 아무도 리드베터 교수의 실험실을 방문하지 않았다. 리드베터 교수가 다시 실험실로 돌아왔을 때, 그는 유리병 표면이 검정 물질로 덮인 것을 확인하고 의문을 가졌다. 미생물일 것이라고 추정한 그는 연구진과 함께 해당 물질을 분석했다. 그 결과 유리병 표면을 덮고 있던 것은 망간(managanese) 산화물이었고, 이 유리병이 담겨 있던 수돗물에서는 지금까지 소문으로만 무성했던 새로운 박테리아가 발견됐다. 리드베터 교수에 따르면 우연히 발견된 이것은 금속을 에너지원으로 하는 최초의 박테리아다. 망간은 지표면에 풍부하게 존재하는 금속으로, 금속을 먹는 박테리아의 존재가 실제로 발견된 것은 이번이 처음이다. 연구진은 수돗물을 통해 유입된 것으로 보이는 박테리아가 유리그릇의 망간을 산화시켜 망간산화물이 만들어진 것으로 추정했다. 또 새로 발견된 박테리아가 망간을 이용한 화학적 합성 과정을 통해 이산화탄소를 바이오매스(자연에서 얻을 수 있는 에너지원)로 전환시킬 수 있다는 사실도 확인했다.전문가들은 100여 년 전부터 금속을 에너지원으로 사용하는 박테리아가 존재할 것이라는 예상은 했지만 실체를 확인하진 못했다. 리드베터 교수는 ”수돗물이 지나는 상하수도 시설이 망간산화물 때문에 막혔다는 기록들은 다수 존재하지만 이 물질이 어떤 과정으로 왜 생겼는지는 수수께끼였다“고 전했다. 이어 “이번에 발견된 박테리아의 친척뻘 되는 미생물이 지하수에 존재한다는 것을 확인했다”면서 “우리 대학이 위치한 지역의 음용수는 지하에서 뽑아 올리는 지하수이며, 이 지하수에 존재하는 새로운 박테리아가 망간을 먹어치우고 에너지원으로 활용한 과정에서 망간 산화물이 만들어진 것으로 보인다”고 덧붙였다. 연구진은 이번 발견이 지하수와 관련된 화학적 작용 및 물질의 순환을 이해하는데 도움이 될 것으로 기대했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 ‘네이처’(Nature) 최신호(16일자)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

금속을 먹고 이것에서 열량을 얻어내는 ‘전설 속 박테리아’가 우연히 발견돼 학계를 놀라게 했다. CNN 등 현지 언론의 16일 보도에 따르면 최근 캘리포니아공과대학 환경미생물학과 교수인 자레드 리드베터 교수는 자신의 실험실 개수대에 물을 가두고, 망간이 든 유리병을 수돗물에 담가 놓은 채 실험실을 나섰다. 이후 여러 일정을 소화하느라 몇 달간 학교를 떠나 있었고, 그 사이 아무도 리드베터 교수의 실험실을 방문하지 않았다. 리드베터 교수가 다시 실험실로 돌아왔을 때, 그는 유리병 표면이 검정 물질로 덮인 것을 확인하고 의문을 가졌다. 미생물일 것이라고 추정한 그는 연구진과 함께 해당 물질을 분석했다. 그 결과 유리병 표면을 덮고 있던 것은 망간(managanese) 산화물이었고, 이 유리병이 담겨 있던 수돗물에서는 지금까지 소문으로만 무성했던 새로운 박테리아가 발견됐다. 리드베터 교수에 따르면 우연히 발견된 이것은 금속을 에너지원으로 하는 최초의 박테리아다. 망간은 지표면에 풍부하게 존재하는 금속으로, 금속을 먹는 박테리아의 존재가 실제로 발견된 것은 이번이 처음이다. 연구진은 수돗물을 통해 유입된 것으로 보이는 박테리아가 유리그릇의 망간을 산화시켜 망간산화물이 만들어진 것으로 추정했다. 또 새로 발견된 박테리아가 망간을 이용한 화학적 합성 과정을 통해 이산화탄소를 바이오매스(자연에서 얻을 수 있는 에너지원)로 전환시킬 수 있다는 사실도 확인했다.전문가들은 100여 년 전부터 금속을 에너지원으로 사용하는 박테리아가 존재할 것이라는 예상은 했지만 실체를 확인하진 못했다. 리드베터 교수는 ”수돗물이 지나는 상하수도 시설이 망간산화물 때문에 막혔다는 기록들은 다수 존재하지만 이 물질이 어떤 과정으로 왜 생겼는지는 수수께끼였다“고 전했다. 이어 “이번에 발견된 박테리아의 친척뻘 되는 미생물이 지하수에 존재한다는 것을 확인했다”면서 “우리 대학이 위치한 지역의 음용수는 지하에서 뽑아 올리는 지하수이며, 이 지하수에 존재하는 새로운 박테리아가 망간을 먹어치우고 에너지원으로 활용한 과정에서 망간 산화물이 만들어진 것으로 보인다”고 덧붙였다. 연구진은 이번 발견이 지하수와 관련된 화학적 작용 및 물질의 순환을 이해하는데 도움이 될 것으로 기대했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 ‘네이처’(Nature) 최신호(16일자)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 망막변성 환자들이 사용하는 인공망막의 성능을 향상시킬 수 있는 방법을 찾아냈다. 한국과학기술연구원(KIST) 바이오마이크로시스템연구단, 미국 하버드대 의대 매사추세츠종합병원 공동연구팀은 망막질환의 진행 정도에 따라 인공시각 신경신호 변화 패턴이 달라진다는 것을 확인했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 국제전자전기엔지니어학회에서 발간하는 ‘IEEE 신경계 및 재활공학’이라고 말했다. 망막색소변성, 노인성 황반변성 같은 망막변성질환은 빛을 전기화학적 신경신호로 변환시켜주는 광수용체 세포들이 파괴되면서 실명에 이르게 되는 무서운 질병이다. 특히 고령화 사회가 되면서 노인성 황반변성 환자는 급격히 증가하고 있는 추세이다. 그렇지만 망막변성 질환은 치료약물이 존재하지 않고 망막은 수정체나 각막과 달리 복잡한 신경조직이어서 이식도 불가능하다. 망막의 광수용체 세포 뒤쪽 뇌로 신경신호를 전달하는 신경절 세포는 살아남기 때문에 안구 내에 마이크로전극을 이식해 전기적으로 자극하면 볼 수 있도록 할 수 있다. 인공망막장치는 망막변성질환으로 실명한 환자들의 시력 회복을 위한 유일한 시력회복 방법이다. 그러나 인공안구 이식환자마다 성능이 다르게 나타나는데 원인이 정확히 밝혀지지 않았다.연구팀은 유전자 편집을 통해 사람처럼 망막색소변성으로 시력을 잃은 생쥐를 만들었다. 연구팀은 실명한 생쥐와 정상 생쥐를 대상으로 각 신경세포에 동일한 전기자극을 여러 번 반복했을 때 발생하는 신경신호가 서로 얼마나 비슷한지를 분석했는데 그 결과 정상 망막에서는 신경신호가 매우 비슷해 높은 일관성을 보였지만 망막변성은 진행됨에 따라 일관성에 크게 줄어들고 불규칙해진다는 것이 확인됐다. 임매순 KIST 박사는 “이번 연구는 “좋은 품질의 인공시각을 위해서는 망막변성 진행 정도를 면밀하게 검토해 인공망막장치 이식 대상과 시기를 결정해야 한다는 것을 보여주고 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 장내미생물이 노화에 상당한 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈다. 건강한 장내 미생물을 갖고 있는 것이 노화를 막고 동안(童顔)의 비결이라는 설명이다. 한국생명공학연구원 노화제어전문연구단은 예쁜꼬마선충과 대장균을 이용해 장내 미생물이 노화에 미치는 영향을 규명했다고 16일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 인체에 존재하는 미생물은 약 100조 개로 인간 세포보다 10배 이상 많다. 인체에 존재하는 대부분의 미생물은 장내미생물인데 이들은 나이나 건강상태, 식사습관에 따라 변하는 것으로 알려져 있다. 최근에는 장내 미생물이 숙주 수명을 조절할 수 있다는 연구결과들도 나오고 있지만 정확한 메커니즘에 대해서는 밝혀지지 않았다. 연구팀은 대장균(장내미생물)과 예쁜꼬마선충(숙주)을 이용해 실험을 실시했다. 그 결과 예쁜꼬마선충의 수명 증가는 HNS 유전자 변이 대장균 때문이라는 사실을 확인했다. DNA 구조를 변형시키는 HNS 단백질이 제거된 변이 대장균에서 유해성 대사 물질(MG)의 양이 감소함을 발견했고 이 대장균을 섭취한 예쁜꼬마선충에서 새로운 노화조절 경로가 조절됨에 따라 수명이 10~20% 정도 연장됐다는 것을 발견했다. 유해성 대사물질은 활성산소처럼 생체 내 단백질이나 유전물질의 변형을 일으켜 파킨슨병, 당뇨병 등을 일으킨다고 알려져 있었다. 연구팀은 장내미생물에서 발생한 유해성 대사물질이 숙주의 세포신호전달 경로를 조절해 노화 속도에 영향을 미치는 새로운 메커니즘을 밝혀낸 것이다. 권은수 박사는 “이번 연구는 장내미생물에 의해 특이적으로 조절되는 새로운 노화조절 경로를 처음 발견한 것”이라며 “노화에서 장내미생물의 새로운 역할과 분자기전을 확인함으로써 유해성 대사물질을 낮추는 것이 당뇨와 퇴행성신경질환 같은 노인성 질병의 새로운 치료법이 될 수 있음을 제시했다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr