국내 연구진이 간단한 방법으로 독감, 코로나19, 호흡기세포융합바이러스(RSV) 등 바이러스 감염 여부를 빠르게 확인할 수 있는 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST), 전남대병원, 국립보건연구원 공동 연구팀은 검출 용액을 시료와 섞거나 표면에 뿌리면 감염성 바이러스가 있는 곳이 5분 내에 초록색으로 변하는 차세대 진단 기술 ‘퓨전’을 개발했다고 6일 밝혔다. 이는 재료과학 분야 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’에 실렸다. 바이러스 감염 여부를 확인하는 기존 PCR(유전자증폭) 검사는 정확도는 높지만 복잡한 전처리가 필요하다. 또 바이러스 유전물질을 검출하는 방식이어서 이미 감염력을 잃은 죽은 바이러스 조각에도 양성 반응이 나올 수 있다. 연구팀은 바이러스가 실제 세포에 침투할 때만 일어나는 ‘막 융합 반응’에 주목했다. 이 과정을 흉내 낸 가짜 세포를 만들어 감염력 있는 바이러스와 만나면 초록빛 신호가 나타나도록 했다. 특히 기존 PCR 검사처럼 복잡한 유전자 추출이나 증폭 과정이 필요 없이 시료와 검출 용액이 섞이면 바로 반응이 시작돼 5분 안에 결과를 확인할 수 있다. 감염력이 없는 바이러스나 죽은 바이러스에는 반응하지 않아 불필요한 격리를 줄이는 데도 도움이 될 전망이다. 연구팀은 임상 검체 100개를 실험한 결과 감염성 바이러스를 91.7%의 높은 정확도로 구분할 수 있음을 확인했다. 독감이나 코로나19 검사를 할 때 시료 채취 막대를 코 깊숙이 넣는 비인두 채취를 힘들어하는 아이들에게는 착용한 마스크에 이번 기술을 적용한다면 손쉽게 바이러스 감염 여부를 확인할 수 있다는 장점도 있다.

환각이나 환청, 유체이탈 같은 현상은 일반인이 경험하기 어려운 일이라고 생각한다. 독특하고 기억에 남는 경험이나 비범한 경험으로 해석되는 ‘비일상적 경험’(extraordinary experience)은 믿기 힘든 우연의 일치, 유체이탈 경험, 초감각적 지각 등 비일상적 사건이다. 일부에서는 이를 단순한 우연으로 보기도 하지만 종교적 의미나 초자연적 현상으로 해석하거나 때로는 정신질환의 증상으로 해석하기도 한다. 브라질 도르 연구소 인지신경과학·뉴로인포메틱스 분과 연구팀은 비범한 경험을 한 사람의 4분의 1은 즉각적인 불편함을 드러내지만 절반 이상은 그 경험이 긍정적 영향을 미쳤다고 밝혔다. 비일상적 경험은 종교적, 영적, 초자연적, 병리학적 등 어떤 방식으로 틀지어지든 간에 인간의 내면을 성장시키기도 또는 쇠약하게 하기도 한다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 8월 6일 자에 실렸다. 연구팀은 본격적인 대규모 조사를 시작하기 전에 ‘설문지 문항을 일반 사람들이 오해 없이 정확하게 이해하는가’를 확인하고 다듬는 사전 검증 작업을 거쳤다. 이를 위해 비범한 경험을 한 성인 남녀 160명을 대상으로 비일상적 경험의 보편적, 문화적, 종교적 차원을 평가하는 설문지를 수정, 검증했다. 이렇게 수정된 설문지를 이용해 브라질 일반 인구 집단을 대표하는 성인 남녀 5117명을 대상으로 비범한 경험에 대한 2차 설문 실험을 했다. 그 결과 비일상적 경험은 일반적으로 개인이 가진 기존 신념 체계 내에서 해석되는 것으로 나타났다. 5000명이 넘는 2차 설문 응답자 중 약 39%는 경험 당시 혼자였으며 57%는 정상적으로 깨어 있고 긴장 상태였던 것으로 보고했다. 또 대부분의 참가자는 자기의 비일상적 경험이 단순한 우연의 결과라고 생각했고 당시 경험에 대해 어느 정도 통제력을 갖고 있었다고 밝혔다. 비범한 경험의 파급효과와 관련해 응답자의 20%는 비일상적 경험이 삶에 부정적 영향을, 25%는 고통이나 불편함을 일으켰다고 답했다. 반면 51%는 비일상적 경험이 장기적인 긍정적 효과를 촉진했다고 답했다. 이 결과를 바탕으로 연구팀은 비일상적 경험을 정보로 처리하는 과정에는 내재된 복잡성이 있으며 이런 발견은 개인의 웰빙과 정신 건강을 증진하는 데 유용하게 사용될 수 있을 것이라고 설명했다. 어떤 존재를 느끼거나 환영을 보고 자신을 몸 밖에서 관찰하는 것 같은 특이한 경험은 의외로 흔하게 발생하며 이를 겪은 대부분의 사람은 병적 상태가 아니라는 것이다. 대다수는 경험 당시뿐만 아니라 나중에 그 경험을 되돌아보고 성찰할 때 이를 중립적이거나 긍정적인 현상으로 표현했다. 연구를 이끈 로널드 피셔 박사는 “기존 관련 연구에서는 경험 자체와 사람들이 다양하고 독특한 경험에 의미를 부여하는 방식을 구별하지 못했다”고 지적하며 “이번 연구는 사람들에게 독특한 경험이 깊은 의미를 갖고 개인적 성장과 통찰력 획득의 기회로 이어질 수 있음을 보여준다”고 설명했다. 피셔 박사는 “이번 연구 결과는 그동안 주류 정신의학계에서 ‘병리적 현상’으로 치부되기 쉬웠던 환각, 해리성 증상 등 비일상적 경험을 일반 심리학적 차원으로 끌어왔다는 데에서 학술적 의미가 크다”며 “사람의 웰빙과 스트레스를 결정하는 것은 ‘사건 그 자체’가 아니라 그 사건을 어떻게 ‘해석하고 의미를 부여’하느냐에 달려있다는 인지적 평가 이론을 방대한 데이터로 실증한 것”이라고 덧붙였다.

매년 겨울이 되면 인플루엔자, RSV, 코로나19 등이 유행한다. 지난 겨울은 세 가지 질병 모두 유행해 방역 당국에 비상이 걸리기도 했다. 국내 연구진이 간단한 방법으로 바이러스성 질환 감염 여부를 빠르게 확인할 수 있는 기술을 개발해 눈길을 끈다. 한국과학기술연구원(KIST) 생체분자인식연구센터, 전남대병원, 국립보건연구원 공동 연구팀은 검출 용액을 시료와 섞거나 표면에 뿌리기만 하면 감염성 바이러스가 있는 곳은 5분 내에 초록색으로 변하는 차세대 진단 플랫폼 기술 ‘퓨전’을 개발했다고 6일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제 학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈’에 실렸다. 바이러스 감염 여부를 확인하기 위해 사용하고 있는 PCR 검사는 정확도는 높지만 복잡한 전처리가 필요해 현장에서 바로 확인하기란 어렵다. 또 바이러스 유전물질을 검출하는 방식이기 때문에 이미 감염력을 잃은 바이러스 조각에도 양성 반응이 나올 수 있다. 연구팀은 바이러스가 실제 세포에 침투할 때만 일어나는 ‘막 융합 반응’에 주목했다. 연구팀은 이 과정을 흉내 내는 가짜 세포 ‘비콘’을 만들고 감염력 있는 바이러스가 입자와 만나면 초록빛 신호가 나타나도록 했다. 죽은 바이러스나 감염력 없는 흔적에는 반응하지 않도록 했다. 특히 복잡한 유전자 추출이나 증폭 과정이 필요 없이 시료와 검출 용액이 섞이면 바로 반응이 시작돼 실험실에서는 5분 안에 결과를 확인할 수 있다. 또 스마트폰과 연결한 휴대용 판독기를 사용하면 2분 내에 판독할 수도 있다. 연구팀은 임상 검체 100개를 대상으로 실험한 결과 감염성 바이러스를 91.7%의 높은 정확도로 구분했으며 코로나19, 독감, RSV 바이러스도 명확히 구분해 내는 것을 확인했다. 마스크, 나무, 스테인리스, 플라스틱 표면에서도 바이러스가 있는 곳과 없는 곳을 구분할 수 있다. 연구팀에 따르면 감염력 없는 바이러스 흔적에는 반응하지 않아 불필요한 격리를 줄이는 데 활용될 수 있어 학교, 요양시설, 의료기관처럼 반복 선별검사가 필요한 현장과 마스크, 생활용품 오염 여부를 확인하는 환경 방역에도 적용할 수 있다. 또 독감이나 코로나19 검사를 할 때 시료 채취 막대를 코 깊숙이 넣는 비인두 채취를 힘들어하는 아이들에게는 착용한 마스크에 이번 기술을 적용하면 손쉽게 바이러스 감염 여부를 확인할 수 있다는 장점도 있다. 김호준 KIST 박사는 “이번 기술은 검출 용액과 시료를 섞는 것만으로도 감염성 바이러스를 빠르게 확인할 수 있다”며 “마스크, 식기 등 일상용품에 직접 뿌려 바이러스 오염 여부를 빠르게 눈으로 확인할 수 있는 새로운 방역 기술로 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다.

TV 홈쇼핑이나 인터넷을 이용해 물건을 구입할 때 같은 전자제품이라도 컴퓨터 살 때, 오디오를 살 때, 생활가전을 살 때 모두 기준이 달라진다. 컴퓨터를 살 때는 비싸고 평점이 좋은 제품을 고르면서도 오디오나 생활가전은 저렴하고 인기 있는 제품을 고르는 식으로 한 사람의 구매 스타일은 제품에 따라 달라진다. 기존 상품 추천 기술은 이런 차이를 제대로 반영하지 못한다는 단점이 있다. 울산과학기술원(UNIST) 인공지능대학원 연구팀은 세부 상품군에 따라 달라지는 소비자의 구매 성향을 제대로 분석해 추천에 반영할 수 있는 교차 도메인 추천 인공지능(AI) 기술인 ‘멀티탭’을 개발했다고 6일 밝혔다. 이 기술은 오는 9일부터 제주도에서 열리는 데이터마이닝 분야 국제 학술대회 ‘ACM KDD’에서 발표된다. 멀티탭은 같은 상품 분야 안에서도 세부 상품군에 따라 달라지는 구매 성향을 구분하고 다른 상품 분야 정보는 현재 추천과 관련 있는 만큼 반영하는 교차 도메인 추천 기술로 기존 기술 대비 소비자의 세부 취향을 더 정확하게 반영할 수 있다. 교차 도메인 추천 기술은 한 소비자가 자주 구매해 기록이 충분히 쌓인 상품 분야에서 얻은 정보를 기록이 부족한 다른 상품 분야 추천에 활용하는 기술이다. 전자제품은 자주 구매하지만 생활용품을 구매하지 않은 사람에게 전자제품 구매 기록을 근거로 생활용품을 추천하는 방식이다. 멀티탭은 구매 이력과 상품 정보를 분석해 사용자가 가격, 평점, 리뷰 수를 제품 구매 시 얼마나 따지는지와 이용 빈도, 동일 상품 분야에서 얼마나 다양한 세부 상품군을 구매했는지를 3단계로 나눈 다음 대형언어모델(LLM)이 상품군별 차이가 드러나는 문장으로 정리한다. 이 문장을 숫자 정보로 바꿔 기존 추천 알고리즘인 라이트GCN이 학습한 구매 행동 정보와 결합한 뒤 상품을 추천하는 것이다. LLM을 사용하면 높음, 중간, 낮음이라는 3단계 수치만 나열할 때보다 어느 상품군에서 어떤 성향이 나타났는지까지 추천 모델이 구분해 학습할 수 있다. 또 추천 상품 분야를 기준으로 다른 분야 정보가 얼마나 관련 있는지 계산해 반영 정도를 조절할 수도 있다. 연구팀은 아마존의 전자제품, 홈·생활용품, 스포츠용품, 의류, 가구, 장난감 구매 기록을 이용해 성능을 검증한 결과 6개의 교차 추천 과제 중 5개에서 기존 기술보다 높은 성능을 보였다. 실제 구매 상품을 상위 5개 추천 목록에 포함한 비율은 기존 최고 수준의 기술보다 최대 36.3% 높았다. 연구를 이끈 이연창 교수는 “소비자의 취향은 상황과 세부 상품군에 따라 달라지는 만큼 멀티탭 기술은 구매 성향을 여러 페르소나로 나눠 추천에 반영하는 방식”이라며 “구매 기록이 적은 상품 분야에서도 실제 취향에 가까운 상품을 추천해 온라인 쇼핑몰의 개인 맞춤형 추천을 고도화할 수 있을 것”이라고 말했다.

국내 과학자들이 포함된 국제 공동 연구팀이 태양의 표면을 정밀하게 관측하는 데 성공했습니다. 태양이 꽁꽁 숨겨왔던 ‘피부 모공’까지 확인한 셈이랄까요. 미국 국립태양관측소(NSO), 독일 막스플랑크 태양계 연구소, 한국 경희대 우주과학과 공동 연구팀은 태양의 ‘가시적 표면’을 최고 해상도로 관측했다고 밝혔습니다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 8월 6일 자에 실렸습니다. 광구(光球)로 불리는 ‘가시적 표면’은 태양 같은 항성에서 가시광선이 방출돼 우주 공간으로 뻗어가는 얇은 대기층입니다. 태양은 고체 지표면이 없는 거대한 가스와 플라스마 덩어리입니다. 태양 내부에서 형성된 빛은 내부의 높은 밀도 때문에 입자들과 계속 충돌하며 갇혀 있습니다. 그렇지만 중심에서 약 70만㎞ 떨어진 광구 영역에서는 플라스마 밀도가 급격히 낮아지게 됩니다. 이 지점부터 빛이 우주로 방출될 수 있기 때문에 광학 망원경으로 볼 때는 구체의 매끈한 표면처럼 보이게 되는 것이죠. 항성의 얇은 대기층인 광구는 자기장과 대류 등 다양한 물리적 요인이 작용하는 역동적이고 복잡한 공간이기도 합니다. 연구팀은 미국 하와이에 있는 ‘대니얼 K. 이노우에 태양 망원경’을 이용해 역대 최고 수준의 해상도로 태양의 가시적 표면을 관측했습니다. 연구팀이 분석한 지역은 흑점 부근의 강력한 자기 활성 영역이었습니다. 이번에 확보한 고해상도 태양 사진을 보면 태양 표면은 띠와 소용돌이 형태의 구조로 뒤덮여 있습니다. 연구팀에 따르면 이런 표면 특성은 속도가 다른 두 유체가 서로 맞닿아 흐를 때 경계면에서 물결 모양의 구조가 발생하는 고전적인 유체 역학 현상 ‘켈빈-헬름홀츠 불안정성’ 때문입니다. 태양 표면에서 이런 유체 현상이 있을 것으로 예측되기는 했지만 실제 관측된 것은 이번이 처음입니다. 연구를 이끈 데이비드 쿠리제 NSO 박사는 “이번 발견은 지구 생명체의 근원인 태양을 비롯한 항성 내부에서 자기장이 어떻게 작용하는지에 대한 근본적 이해를 넓히는 데 중요한 의미를 갖는다”고 설명했습니다.

단국대학교 연구진이 기존 폐암의 항암 치료 한계를 극복할 수 있는 새로운 임상치료 전략을 제시했다. 단국대는 바이오융합대학 의생명과학부 조정희 교수 연구진이 성균관대 김훈 교수 연구팀과 공동으로 비소세포폐암의 분자표적항암제 내성을 유발하는 새로운 분자기전을 규명했다고 5일 밝혔다. 폐암은 전 세계 암 사망 원인 중 가장 높은 빈도를 차지하는 질환으로 비소세포폐암은 전체 폐암의 약 85%를 차지하는 가장 흔한 유형이다. 동양인 비소세포폐암 환자의 40~50%는 EGFR(표피성장인자 수용체) 유전자 돌연변이를 가지고 있어 EGFR 표적항암제가 표준 치료제로 사용되고 있다. 하지만 EGFR 표적항암제는 초기 뛰어난 치료 효과에도 시간이 지나면서 대부분의 환자에게서 약물 내성이 발생해 암 재발이 한계로 꼽혀 왔다. 연구진은 폐암 세포 모델을 대상으로 대단위 전장유전체와 전사체를 통합 분석해 약물 내성을 획득한 일부 암세포에서 염색체 밖 DNA(이하 ecDNA)가 새롭게 형성되는 것을 확인했다. 이 ecDNA를 통해 RAF1 유전자가 비정상적으로 증폭되어 EGFR 표적항암제 내성을 유발하는 핵심 원인이라는 사실을 규명했다. 조 교수는 “ecDNA 기반 내성 예측 바이오마커와 정밀 의료 기반의 차세대 혁신 항암제 개발 연구를 지속해 난치성 폐암 치료 성과 향상에 기여하겠다”고 말했다. 연구 성과는 생화학·분자생물학 국제학술지 ‘Signal Transduction and Targeted Therapy(신호전달 및 표적 치료)’(2025년 IF=81.2, JCR 상위 0.2%) 온라인판에 게재됐다. 논문 제목은 ‘RAF1 extrachromosomal DNA amplification confers acquired erlotinib resistance in non-small cell lung cancer cell model’이다.

찰스 다윈은 우리에게 진화론과 자연 선택설을 설명한 ‘종의 기원’으로 가장 잘 알려져 있지만, 사실 다방면에 많은 업적을 세운 과학자다. 다윈은 남다른 관찰력과 직관으로 여러 가지 예측을 남겼는데, 지금도 과학자들은 다윈의 예측을 확인하며 그의 남다른 선견지명에 감탄하곤 한다. 최근 미국 조지아 공과대학교와 콜로라도 대학교 바이오 프론티어 연구소의 과학자들은 다시 한번 다윈의 생각이 옳다는 사실을 150년 만에 증명했다. 1881년 다윈은 ‘지렁이의 작용을 통한 식물성 토양의 형성 및 그 습성에 대한 관찰’(The Formation of Vegetable Mould, through the Action of Worms)라는 책에서 “세계 여러 지역의 가파른 풀밭 경사면에서 하나씩 겹쳐 쌓인 작은 수평 턱들이 관찰됐다”고 기술했다. 실제로 세계 곳곳의 비탈에는 마치 계단식 논 같은 구조들이 반복적으로 발견된다. 사람이 인위적으로 만든 것도 아닌데, 이런 독특한 구조가 생긴 이유에 대해서 다윈은 풀을 먹는 초식동물들에 의한 반복적인 지형 눌림이라고 보고 “이런 턱들은 동물들이 풀을 뜯어 먹으면서 같은 수평선을 따라 반복적으로 경사면을 이동하면서 형성된 것으로 여겨져 왔으며, 실제로 동물들이 그렇게 이동하며 턱들을 이용하는 것은 확실하다”고 기술했다. 이후 과학자들은 초식동물의 작용과 자연적인 토사의 흘러내림에 의한 작용을 두고 논쟁을 벌여 왔다. 마치 닭과 달걀의 논쟁처럼 사람이 기르는 소나 양, 혹은 사슴 같은 야생동물이 이미 형성된 지형을 반복적으로 오가는 것인지 반대로 초식동물이 반복적으로 이동하면서 ‘테라세트’(Terracettes)라고 불리는 계단식 지형이 생긴 것인지를 두고 100년 이상 갑론을박이 이어졌다. 연구팀은 수수께끼를 풀기 위해 정교한 시뮬레이션을 사용했다. 시뮬레이션 모델에서 초식동물의 움직임은 매우 간단한 수학적 규칙을 따랐다. 가상 초식동물은 먹이를 많이 먹으면서 동시에 이동에 에너지를 최대한 덜 소모하게 행동한다고 가정했다. 모형 동물을 풀어놓고 동물의 움직임이 비탈면의 모양에 어떤 영향을 미치는지 관찰한 결과 동물들이 수천 걸음을 걷고 나서 옆으로 이동하는 경향이 강해졌다. 그리고 이에 따라 비탈면은 점차 계단식 패턴을 보이기 시작했다. 경사 지형에서는 아래위로 이동하는 것보다 가로로 이동하는 것이 에너지 효율이 높다. 계속해서 가로로 이동하는 동물의 발걸음은 토양을 다지고, 식생을 줄여서 지형을 변화시킨다. 결국 나중에 오는 동물도 같은 경로로 이동하는 것이 가장 에너지를 적게 사용하는 방법이 되면서 이런 경향이 강화된 것이다. 이렇게 서로 조율하지 않지만, 간접적인 환경 수정을 통한 행동 유도가 반복되면서 무질서한 개체 움직임이 질서 있는 패턴으로 조직화되는 경향을 ‘스티메르기적 피드백’(Stigmergic Feedback)이라고 한다. 연구팀에 따르면 시뮬레이션에서 생성된 계단식 지형은 실제 지구 곳곳에서 관찰되는 비탈 지형과 매우 흡사했다. 그리고 이런 형태의 지형이 초식동물이 살지 않는 사막이나 극지에서는 발견되지 않는다는 점을 생각하면 초식동물의 반복적인 이동에 의한 지면 눌림이라는 다윈의 생각이 옳았다는 점을 알 수 있다. 많은 사람이 봤던 자연 지형이지만, 예리한 관찰력과 통찰을 통해 새로운 과학적 사실을 알아낸 다윈의 능력에 다시 한번 감탄하지 않을 수 없다.

자동차와 달리 선박이나 항공기는 전동화가 쉽지 않습니다. 자주 충전할 수 있고 배터리 용량이 상대적으로 작은 자동차와 달리 대형 선박이나 항공기는 일단 중간 충전이 어렵고 배터리 용량이 매우 커지기 때문에 장거리 항해나 비행이 어려워집니다. 그나마 많은 배터리를 탑재할 공간이 되는 대형 선박은 여유가 있지만, 항공기는 무게에 매우 민감하므로 배터리만 사용하는 순수 전기 항공기는 소형 드론이나 초경량 항공기가 아닌 이상 상용화에 한계가 있습니다. 그래서 대안으로 개발 중인 것이 바로 전기 하이브리드 항공기입니다. 전기·내연기관 하이브리드는 이미 자동차에서 널리 사용되고 있지만, 항공기용 하이브리드 엔진은 자동차와 다소 개념이 다릅니다. 하이브리드 자동차는 가까운 거리는 전기차처럼 사용하고 장거리 주행 시 내연기관을 사용하는 개념이라면 항공기용 하이브리드 엔진은 항공기가 많은 연료를 소모하는 이륙 시 추가 동력을 제공하는 개념입니다. 중소형 항공기에 흔히 사용하는 터보프롭 엔진을 기준으로 설명하면 이륙할 때 큰 힘을 내기 위해 실제 순항 비행 시 필요한 것보다 더 강력한 엔진을 탑재하게 되는데, 이로 인해 효율이 떨어지게 됩니다. 하지만 하이브리드 모터로 이륙 출력을 보완하면 더 작고 효율적인 엔진을 탑재할 수 있어 연료 소모와 탄소 배출을 줄이면서 빠르게 목표 고도에 도달할 수 있습니다. 다만 항공기용 고전압 하이브리드 시스템은 저기압과 극심한 온도 변화가 존재하는 고고도 환경에서 안정적으로 작동해야 하므로 가볍고 높은 신뢰성을 갖춰야 합니다. 이를 위해 미국 NASA와 GE 에어로스페이스, 베타 테크놀로지스, 보잉 등은 오랜 기간 메가와트(MW)급 하이브리드 엔진 개발에 공을 들여왔습니다. 최근 이 연구팀은 중형 터보프롭 항공기인 사브 340B의 우측 엔진을 개조한 하이브리드 시제기로 미국 영공에서 2시간 이상 안정적인 하이브리드 비행을 마쳤습니다. 특히 실제 상용 여객기들의 순항 고도인 3만 피트(약 9144m) 이상에 도달하여 하이브리드 항공기 기준 최고 고도 비행 기록을 세웠습니다. 이후 이 시제기는 대서양을 건너 영국의 ‘판보러 국제 에어쇼’ 현장에 도착해 성공적인 시연 비행을 선보였습니다. 참고로 사브 340B는 길이 19.73m, 날개 너비 21.44m, 높이 6.97m에 최대 34명의 승객을 태울 수 있는 중형 터보프롭 항공기로 최대 이륙 중량이 1만 3154㎏에 달합니다. 순항 속도 시속 524㎞, 비행거리 1350㎞ 정도의 성능을 지니고 있습니다. 연구팀에 따르면 이는 15년에 걸친 오랜 연구의 결과입니다. 특히 하이브리드 엔진 시스템을 검증하기 위해 미국 항공우주국(NASA)과 GE 에어로스페이스의 엔지니어들은 2022년부터 오하이오주 샌더스키에 있는 NASA 닐 A. 암스트롱 시험 시설 내 전기 항공기 시험대에서 통합 버전을 테스트했습니다. 실험실 환경에서 이 엔진은 4만 5000피트(약 1만 3700m) 고도 환경에서도 작동했습니다. 연구팀은 이번 테스트에서 하이브리드 항공기가 기존의 터보프롭 항공기와 동일하게 비행할 수 있다는 점을 가장 높이 평가했습니다. 다만 비행 성능이 비슷해도 가격이 더 비쌀 수밖에 없어 경제성을 확보할 수 있을지가 관건이 될 것입니다. 기존의 항공기와 비슷하게 비행하면서 이산화탄소 배출량은 크게 줄인 하이브리드 항공기가 새로운 대세가 될 수 있을지 주목됩니다.

태양계 8개 행성은 수성과 금성을 제외하고 여러 위성을 거느리고 있다. 특히 목성은 미니 태양계라고 부를 만큼 큰 위성 네 개를 거느리고 있는데, 태양계의 내행성 (수성, 금성, 지구, 화성) 만큼 저마다 독특한 개성과 특징을 지니고 있다. 이 가운데서 과학자들의 관심을 집중시키는 천체는 두 번째 위성인 유로파다. 내부에 액체 상태의 바다가 있는 것으로 추정되기 때문이다. 여기에는 생명체가 존재할지도 모르기 때문에 현재 주요 관측 목표가 되고 있다. 하지만 생명체 가능성이 거의 없는 가장 안쪽 위성인 ‘이오’ 역시 독특함으로 치면 유로파에 뒤지지 않는다. 이오의 특징은 바로 태양계에서 보기 드문 활화산 위성이라는 점이다. 이오는 목성의 강한 중력과 다른 위성의 간섭으로 인해 내부가 잡아당겨졌다가 다시 팽창하는 조석 마찰 현상을 겪는다. 이 마찰열로 인해 내부의 암석이 녹고 화산이 분출하는 것이다. 미 항공우주국(NASA)의 목성 탐사 우주선인 주노는 목성 궤도 안쪽으로 이동하면서 2023년 12월 30일과 2024년 2월 3일 근접 비행에서 이오에 표면 약 1500㎞ 거리까지 접근해 관측을 진행했다. 미국 사우스웨스트 연구소의 주노 탐사선 책임 연구원인 스콧 볼턴과 동료들은 이 데이터를 분석해 이오 표면 아래 지열을 상세히 분석했다. 주노 탐사선의 주요 장비 중 하나인 마이크로파 복사계(MWR)는 본래 목성의 두꺼운 구름층을 뚫고 내부를 관측하는 목적으로 개발된 장비다. 적외선보다 긴 파장의 마이크로파는 물체를 더 깊이 투과할 수 있기 때문이다. 이후 과학자들은 이 장비를 유로파의 두꺼운 얼음 지각을 뚫고 관측하는 데 활용했다. 이오 표면은 암석이기 때문에 목성의 구름층이나 유로파의 얼음층처럼 깊이 투과할 순 없지만, 그럼에도 연구팀은 10m 깊이까지 내부 지열의 분포를 확인하는 데 성공했다. 그 결과 이오의 표면과 방출 에너지에 대한 중요한 정보를 확인할 수 있었다. 목성 궤도는 태양에서 멀기 때문에 매우 춥고 어두운 환경이다. 예를 들어 이웃 위성인 유로파 표면은 평균 영하 170도 미만으로 낮다. 이오 역시 표면은 차갑지만, 이번 관측에서 확인된 지열은 생각보다 높았다. 연구팀에 따르면 불과 1m 아래로만 들어가도 온도는 4도로 상승했다. 이는 지표 아래에서 분출하는 에너지의 양이 매우 많다는 의미다. 이렇게 온도가 높은 이유에 대해 연구팀은 이오 지각이 열전도율이 높은 물질로 구성되어 있거나 혹은 표면에 식어가는 용암류에 의한 열에너지일 가능성을 제기했다. 어느 쪽이든 이오 표면에서 나오는 열은 ㎡당 1~3와트로 지구 평균의 30배에 달했다. 이번 연구에서 밝혀진 또 다른 중요한 사실은 이오 표면이 매우 매끄럽고 균일하다는 것이다. 거대한 화산이 분출하는 환경을 생각하면 의외이지만, 이런 화산을 제외하면 용암으로 인해 표면 지형이 매우 균일하게 형성되어 마치 북미의 대평원 같은 지역이 많았다. 그리고 표면 물질의 밀도는 매우 낮아 단단한 암석보다 부석이나 솜털 같은 화산재에 더 가까운 구성을 지니고 있었다. 이번 연구는 생명체를 숨기고 있을지도 모르는 목성의 위성 유로파와 토성의 위성 엔셀라두스, 두꺼운 대기와 호수를 지닌 토성의 위성 타이탄처럼 이오 역시 흥미로운 비밀을 많이 간직한 위성이라는 사실을 보여준다. 주노가 거둔 과학적 성과는 2030년대 목성권을 탐사할 차세대 탐사선들에 의해 이어질 것이다.

고령층에 흔한 ‘대퇴 전자간 골절’은 뼛조각이 떨어져 나와도 추가 고정술 없이 뼈만 정확히 맞추면 안전하게 치료할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 분당서울대병원 정형외과 이영균·박정위 교수팀은 뼛조각을 고정하지 않은 불안정성 대퇴 전자간 골절 환자 157명을 분석한 결과 96.8%에서 뼈가 정상적으로 붙었다고 5일 밝혔다. 재수술이 필요한 경우는 3.2%(5명)에 불과했다. 그동안은 뼛조각을 추가로 고정하는 수술을 해왔으나 출혈과 조직 손상 등 환자 부담이 컸다. 연구팀은 무리하게 조각을 잡는 것보다 뼈를 정확히 맞춰 단단한 지지대를 세우는 것이 수술 성패의 핵심이라고 설명했다. 이영균 교수는 “고령 환자에게 수술 부담을 줄이고 몸에 무리가 덜 가는 치료 전략을 세우는 근거가 될 것”이라고 밝혔다. 이번 연구는 대한정형외과학회 영문 공식 학술지 ‘Clinics in Orthopedic Surgery(CiOS)’에 실렸다.

유럽을 중심으로 청소년의 소셜미디어(SNS) 이용을 제한하는 국가가 증가하는 가운데, 청소년의 SNS 사용이 학업 성적에 심각한 영향을 미칠 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 이탈리아 밀라노-비코카대, 브레시아대, 브레시아 사회연구센터 공동 연구팀은 SNS를 이용하기 시작하는 나이가 어릴수록 주의집중력이 떨어지며 학업 성취도가 낮다고 밝혔다. 스마트폰을 수시로 확인하는 습관 때문이다. 연구 결과는 4일자 ‘네이처 인간 행동’에 실렸다. 연구팀은 북부 이탈리아 28개 학교의 5227명 학생을 대상으로 페이스북, 인스타그램, 틱톡 등 SNS 이용 습관에 대한 설문조사를 한 다음 국가 학업성취도 평가 과목 중 국어(이탈리아어), 영어, 수학 표준화 시험 결과를 비교 분석했다. 학업 성적은 2학년(7~8세), 5학년(10~11세), 8학년(13~14세), 10학년(15~16세) 네 시점에 걸쳐 추적했다. 연구 결과, 조사 대상 학생 절반 정도가 6학년(11~12세)에 스마트폰을 갖고 SNS 계정을 만든 것으로 나타났다. 6학년에 SNS를 시작한 학생은 9학년 이후 SNS를 시작한 학생보다 8학년 이탈리아어 성적이 0.22 표준편차(SD), 수학은 0.18 SD 낮았다. 10학년이 되자 이탈리아어 성적 차이는 여전히 0.22 SD 벌어진 상태였지만 수학은 0.27 SD로 더 크게 벌어졌다. 연구팀에 따르면 0.2 SD는 약 6개월의 학습 성과 차이에 해당된다. 마르코 기 밀라노-비코카대 교수는 “SNS 사용을 스스로 관리할 정도로 인지 발달이 이뤄지기 전까지는 청소년의 SNS 사용을 억제하는 정책이 필요함을 보여준다”고 말했다.

암세포와 가까이 있는 지방세포는 암의 성장과 생존을 돕고 항암제 내성까지 떨어뜨려 암 환자와 의료진에게는 골칫거리다. 국내 연구진이 암세포가 바로 옆 지방세포를 조력자로 바꾸는 메커니즘을 밝혀냈다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과, 국립암센터 공동 연구팀은 세포 속 미토콘드리아 단백질인 ‘TRAP1’이 유방암 주변 정상 지방세포를 암 연관 지방세포(CAA)로 바꾸는 과정을 조절한다는 사실을 밝혀내고 이를 억제하면 기존 항암제 효과를 높일 수 있다는 것을 동물실험으로 입증했다고 4일 밝혔다. 이 연구 결과는 의과학 분야 국제 학술지 ‘시그널 트랜스덕션 앤드 타깃드 테라피’ 7월 28일 자에 실렸다. CAA는 염증 물질과 지방세포 유래 분비 단백질을 내보내 암세포의 증식과 생존을 돕고 항암제 효과도 떨어뜨리는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 TRAP1이 세포 미토콘드리아의 에너지 생산을 촉진해 정상 지방세포가 CAA로 바뀌는 ‘mTOR–PPARγ’라는 경로를 계속 작동하도록 한다는 점을 밝혀냈다. 실제 유방암 환자 31명을 대상으로 조사한 결과 종양 주변 지방조직에서 TRAP1 발현량이 정상 지방조직보다 3.03배 높은 것으로 나타났다. 연구팀은 생쥐 실험으로 TRAP1을 제거하자 지방세포의 미토콘드리아 기능이 감소했고 암을 돕는 지방세포로의 변화도 억제되는 것을 관찰했다. 종양 무게는 최대 56% 줄었고 기존 유방암 항암제를 함께 투여했을 때 항암 효과는 더욱 높아졌다. TRAP1을 직접 억제하는 약물을 투여했을 때도 비슷한 효과가 나타났다. TRAP1 후보물질인 가미트리닙과 항암제 시스플라틴을 함께 투여한 생쥐는 그렇지 않은 생쥐보다 종양 무게가 76% 줄었다. 먹는 약 형태로 개발 중인 TRAP1 억제제 SB-U015는 독성 반응 없이 시스플라틴과 파클리탁셀의 종양 억제 효과를 높여 항암제 내성을 극복할 유망한 치료 후보물질로서 잠재력이 확인됐다. 공선영 국립암센터 표적치료연구과 교수는 “이번 연구는 유방암 주변 지방세포가 항암제 내성에 미치는 역할을 규명했다는 점에서 의미가 있다”며 “기존 항암제에 잘 반응하지 않는 환자뿐 아니라 난소암, 췌장암, 전립선암처럼 지방조직과 가까이서 자라는 다른 암종에도 적용할 수 있는지 추가 연구가 필요하다”고 말했다. 강병헌 UNIST 생명과학과 교수는 “이번 연구는 암세포뿐 아니라 암을 둘러싼 정상 지방세포의 미토콘드리아까지 함께 조절하면 항암 효과를 높일 수 있음을 보여준다”며 “암세포와 주변 환경을 동시에 겨냥하는 항암 치료제 개발에 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다.

과학기술정보통신부는 올해 ‘탑티어 연구기관 간 협력플랫폼 구축 및 공동연구 지원’ 사업 신규 선정결과를 확정하고 지원을 시작한다고 4일 밝혔다. 탑티어 사업은 국내외 최고 수준의 연구기관끼리 공동연구, 인력교류 및 정보교환 등 포괄적 국제 협력을 통해 중장기적이고 지속가능한 협력 플랫폼 구축을 지원한다. 이를 통해 해외 우수 연구 공동체와 네트워크를 축적하고 확산하는 동시에 세계적 수준의 선도기술을 개발하고 기후위기나 전염병 같은 글로벌 공동 문제 해결을 목표로 한다. 올해 신규 선정된 과제는 4개 국내외 연구기관 컨소시엄으로 연간 23억 원씩의 연구개발비가 10년 동안 지원된다. 우선 서울대와 미국 캘리포니아공과대(칼텍)의 ‘반도체 검사·계측 연구센터’ 공동연구팀은 미래 차세대 반도체 정밀구조 제조·검사에 대응하기 위해 초고해상도·초고속·고신뢰성 계측기술 확보를 목표로 한다. 눈에 보이지 않는 초미세 반도체 내부결함을 찾아내는 비파괴 검사 역량을 높이고 인공지능(AI) 기반 첨단 공정 혁신에도 이바지할 것으로 기대된다. 포스텍과 독일 막스플랑크 연구소 컨소시엄의 ‘양자 기능성 소재 연구센터’는 양자의 핵심 성질을 정밀 제어하는 신소재를 개발해 기존 전자기술의 한계를 뛰어넘을 차세대 양자소자 원천기술 확보에 나설 계획이다. 이를 통해 초저전력 정보처리, 양자 AI정보소자 등 첨단 산업 분야로 성과를 확산하겠다는 계획이다. 대구경북과학기술원(DGIST)와 일본 국립생리학연구소 공동연구팀은 소아 뇌병증 등을 유발하는 이온채널 변이구조와 작동원리를 규명하고 맞춤형 후보물질 발굴을 추진할 예정이다. 카이스트와 미국 칼텍의 ‘지능형 순환 화학 생태계 혁신센터’는 할로젠 화합물, 황폐기물 등 화학산업 부산물을 분해해 고부가가치 화학 제품·소재로 업사이클링하는 기술 확보로 탄소중립 및 순환경제 실현의 핵심 기술로 확장하겠다는 계획을 갖고 있다.

우울증과 주의력 결핍을 부추기는 ‘도파민 자판기’인 소셜미디어(SNS)에 대해 각국 정부가 강력한 규제의 칼을 빼 들고 있다. 호주가 16세 미만 SNS 금지법에 천문학적 벌금 조항을 더하는가 하면 프랑스도 15세 미만 청소년의 신규 계정 개설을 법으로 차단하는 등 청소년 정책의 최우선 의제로 다루고 있다. SNS 중독에 빠져들게 하는 추천 알고리즘으로부터 뇌 가소성이 취약한 10대를 구하기 위한 조치들이다. 이런 상황에서 청소년들의 SNS 사용에 더욱 주의가 필요하다는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 이탈리아 밀라노-비코카대 사회학과, 브레시아대 경제·경영학과, 브레시아 사회연구센터 공동 연구팀은 스마트폰과 SNS 사용이 빠를수록 학교 성적이 떨어진다고 밝혔다. 연구팀에 따르면 학업 성취도의 차이는 과도한 SNS 이용과 학생들의 주의력 결핍이 연관돼 있다. 이 연구 결과는 행동과학 분야 국제 학술지 ‘네이처 인간 행동’ 8월 4일 자에 실렸다. 청소년들 사이에서 SNS 사용은 보편적이다 보니 10~11세에 처음 계정을 만든다. 앞선 연구들에서 SNS가 청소년의 웰빙에 영향을 미칠 수 있다는 것을 확인했지만 학습 결과에 미치는 명확한 영향은 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 북부 이탈리아 28개 학교 학생 5227명을 대상으로 페이스북, 인스타그램, 틱톡 등 SNS 관련 이용 습관에 대한 설문조사를 하고 국가 학업성취도 평가 과목 중 국어(이탈리아어), 영어, 수학 표준화 시험 결과를 비교 분석했다. 학업 성적은 2학년(7~8세), 5학년(10~11세), 8학년(13~14세), 10학년(15~16세) 네 시점에 걸쳐 추적했다. 연구 결과, 6학년(11~12세)에 SNS 계정을 만든 학생은 계정을 만들지 않은 학생에 비해 8학년(13~14세) 때부터 이탈리아어에서 0.22 표준편차(SD), 수학에서 0.18 SD 더 낮은 것으로 나타났다. 9학년(14~15세) 이후에 만든 학생과 비교했을 때도 10학년(15~16세) 때 이탈리아어 성적은 0.22 SD 차이를 보였고 수학 점수 격차는 0.27 SD로 더욱 벌어졌다. 연구팀에 따르면 교육 연구에서 0.2 SD 차이는 유의미한 숫자이며 이는 약 6개월 이상의 학업 성취도에 해당한다. 특히 10학년 때 시험 점수 격차는 SNS 계정을 상대적으로 늦게 개설한 학생일수록 전반적으로 작게 나타났다. 7학년(12~13세)에 SNS 계정을 연 학생은 이탈리아어, 수학에서 각각 0.17, 0.22 SD 낮았으며 8학년에 개설한 학생은 두 과목 모두에서 0.11 SD 정도만 낮았다. 연구를 이끈 마르코 기 밀라노-비코카대 교수는 “휴대전화를 더 자주 확인한다고 보고한 학생일수록 SNS 계정을 조기에 개설했을 확률이 높았으며 10학년 무렵 이탈리아어와 수학 점수가 낮은 경향을 보였다”며 “청소년들이 SNS 사용을 스스로 관리할 정도로 인지 발달하기 전까지는 사용을 억제하는 정책이 필요함을 보여준다”고 설명했다.

부산대가 미국 스탠퍼드대학 등과 손잡고 정밀의료 인공지능(AI) 글로벌 협력 허브를 구축한다고 3일 밝혔다. 송길태 정보컴퓨터공학부 교수 연구팀이 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 지원하는 ‘2026년도 해외우수연구기관 협력허브구축사업’에 최종 선정됐다고 추진하는 사업이다. 부산대는 이 사업을 통해 교내에 AI 협력 허브 연구센터를 설립하고 환자 맞춤형 의료 인공지능 기술 개발과 바이오헬스 AX(인공지능 전환) 혁신을 선도할 계획이다. 센터는 부산대와 부산대병원, 스탠퍼드대, 건국대 연구진이 참여하는 국제공동연구 거점이다. 환자 맞춤형 정밀의료 AI 플랫폼과 치료 후보 물질을 개발하는 등 AX 의료 기술 연구를 수행한다. 지원 규모는 향후 6년간 33억 원이다. 연구진으로는 송 교수와 감진규 부산대 정보컴퓨터공학부 교수, 이혜원 부산대병원 순환기내과 교수, 김재범 건국대 첨단바이오공학부 교수가 참여한다. 해외에서는 미국 스탠퍼드대의 알렉산더 어번 교수, 다니엘 에니스 교수, J. 마이클 체리 교수와 세인트 주드 아동연구병원의 용 청(Yong Cheng) 교수가 합류한다. 국내 연구진은 의료 AI 기술 개발, 의료 데이터 확보와 임상적 검증을 담당하고, 해외 연구진은 멀티오믹스 및 바이오마커 분석과 실험적 검증을 맡는다. 부산대와 스탠퍼드대는 2016년부터 협력을 이어 오며 멀티오믹스 및 멀티모달 의료 AI 분야에서 ‘Cell’ 논문 게재 등 성과를 거뒀다. 또 2017년부터 부산대 AI융합대학원생 22명이 스탠퍼드대 단기 연수를 다녀왔으며, 해외 연구진이 부산을 직접 방문해 국제공동연구 워크숍과 의료 AI 콜로퀴엄 강연을 진행하는 등 활발하게 교류했다. 부산대 AI 협력허브 연구센터장인 송 교수는 “10여 년간 쌓아 온 국제공동연구 성과를 바탕으로 최근 주목받는 바이오·의료 인공지능 분야에서 도전적인 연구를 수행할 것”이라며 “센터가 정밀의료 AI 글로벌 협력 거점이자, 의료 AX 분야에서 세계적 수준의 석·박사 전문 인력을 양성하는 선도 기관으로 발돋움하도록 최선을 다하겠다”고 말했다.

많은 사람이 건강을 위해 탄수화물을 줄이고 좋은 지방 섭취를 늘리는 ‘저탄고지’나 탄수화물과 지방을 줄이고 고단백질 중심의 식사를 추구한다. 그렇지만 노화를 늦추고 건강을 유지하기 위해서는 오히려 단백질 섭취를 줄여야 한다는 분석 결과가 나왔다. 미국 위스콘신-매디슨대 의대, 세포·분자생물학과, 통합 당뇨 센터, 노화 기초 생물학 연구센터, 위스콘신 보훈병원 공동 연구팀은 단백질 섭취를 줄이는 것이 대사를 개선하고 영양소에 대한 세포 반응 방식을 변화시키며 세포 손상을 줄이고 건강한 세포 기능을 보존함으로써 건강상 이점이 더 크고 수명 연장, 저속노화에도 도움을 줄 수 있다고 3일 밝혔다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘셀 프레스 블루’ 7월 31일 자에 실렸다. 최근 들어 시리얼과 과자, 커피, 심지어 생수까지 단백질 강화 식품이 많이 등장하고 있다. 많은 연구자가 칼로리 섭취를 줄이는 것이 암과 같은 노화 관련 질환 위험을 줄일 수 있다는 실험 결과를 내놓고 있다. 또 초파리와 설치류 실험을 통해 단백질 섭취를 줄이면 칼로리 섭취량을 줄이지 않고도 수명 연장 효과가 있음을 확인했다. 사람을 대상으로 한 임상시험에서도 단백질 섭취 감소가 체중과 체지방량을 줄이고 공복 혈당을 개선할 수 있다는 사실이 입증되기도 했다. 그러나 동시에 운동과 병행할 경우는 더 많은 단백질 섭취가 노년층 체중 감량을 촉진하고 노화에 따른 근육 손실을 줄일 수 있다는 결과도 속속 나오고 있다. 이에 연구팀은 단백질 제한 및 노화에 관해 지난 수십 년 동안 발표된 350편 이상의 논문을 메타 분석했다. 그 결과, 단백질 제한 식단이 대사 개선과 영양소 반응 변화 등을 통해 노화를 늦추는 것으로 나타났다. 핵심적인 역할을 하는 물질 중 하나는 단백질 섭취가 적을 때 증가하는 ‘섬유아세포 증식인자 21’(FGF21)이라는 호르몬이다. FGF21은 신체 에너지 소비를 늘리고 혈당 조절을 개선하며 염증을 줄일 수 있다. 생쥐 실험에서도 FGF21이 높은 개체는 일반 생쥐보다 더 오래 살았고 이런 이점은 암컷보다 수컷 생쥐에서 두드러지게 나타났다. 사람에게서도 단백질 섭취를 줄이면 FGF21 수치가 상승하는 것으로 확인됐다. 단백질을 섭취하면 메티오닌, 이소류신, 발린 등 단백질 구성 요소이자 이런 효과를 유도하는 아미노산이 성장을 촉진하는 생물학적 과정을 활성화하지만 비만, 염증, 기타 노화 관련 질환 위험을 높이는 것으로도 조사됐다. 특히 임산부나 일부 노년층과 같이 단백질 요구량이 높은 사람도 있지만 주로 앉아서 생활하는 대부분의 성인에게 단백질 강화 식품은 사람들이 기대하는 건강상 이점보다는 단점이 더 많을 수 있다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 더들리 래밍 위스콘신-매디슨대 의대 교수는 “운동선수들이 많은 양의 단백질을 섭취하면서도 대사질환에 걸리지 않는 것은 규칙적인 운동 덕분”이라며 “단백질 섭취를 늘리라는 권고가 많지만 동시에 운동을 병행해야 단백질 섭취의 단점을 보완할 수 있을 것”이라고 설명했다. 래밍 교수는 “나이뿐만 아니라 사람들의 신체적 활동량에 맞춰 단백질 권장량을 개인화할 필요가 있다”고 덧붙였다.

몸무게 70㎏ 성인의 장에는 약 38조 개의 미생물이 산다. 무게로 따지면 0.2㎏ 정도에 불과하지만 인체 세포 수와 거의 맞먹는 규모다. 최근 과학계에서는 장내미생물이 단순히 소화를 돕는 수준을 넘어 면역세포 발달과 분화, 대사 조절, 장벽 기능은 물론 뼈의 밀도, 인간 행동에까지 영향을 미친다는 연구 결과들을 속속 내놓고 있다. 이런 가운데 국내 연구진이 장내 미생물이 심장 건강에도 영향을 줄 수 있다는 연구를 제시했다. 광주과학기술원(GIST) 의생명공학과, 전남대 치의학전문대학원 공동 연구팀이 장내미생물이 만드는 천연 대사물질 ‘유로리틴 A’가 손상된 미토콘드리아를 회복시켜 치명적 난치성 심장질환으로 꼽히는 ‘박출률 보존 심부전’의 진행을 억제한다고 3일 밝혔다. 이 연구 결과는 의과학 분야 국제 학술지 ‘실험 및 분자 의학’에 실렸다. 심장은 수축해 혈액을 온몸으로 내보내고 이완해 다시 혈액을 받아들이는 일을 반복하는 장기인데 심부전은 이런 심장 기능에 이상이 생겨 몸에 필요한 혈액을 충분히 공급하지 못하는 질환이다. 박출률 보존 심부전은 심장 근육이 두꺼워지거나 딱딱해져 이완 과정에서 혈액을 충분히 받아들이지 못하는 것이 특징인 난치성 질환으로 전체 심부전의 절반가량을 차지하며 비만, 당뇨, 고혈압 등 대사질환과 밀접한 관련이 있는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 박출률 보존 심부전이 진행되면 심장세포에서 에너지를 생산하는 미토콘드리아가 손상되고 이를 제거하는 기능까지 저하돼 손상된 미토콘드리아가 세포 내에 축적된다는 점에 주목했다. 손상된 미토콘드리아가 쌓이면 심장세포의 에너지 생산이 줄고 염증과 섬유화가 촉진돼 심장 기능은 더욱 악화된다. 이에 석류, 딸기, 호두 등에 들어 있는 성분이면서 장내 미생물이 만들어 내는 대사물질로 노화와 근육질환 연구에서 미토콘드리아 기능 개선 효과가 확인된 유로리틴 A를 이용해 생쥐 실험을 했다. 연구팀은 생쥐에게 고지방 식사를 제공하면서 혈관 기능을 저하시키는 ‘엘-네임’이라는 물질을 함께 투여해 비만과 고혈압을 동반한 박출률 보존 심부전을 유발시켰다. 박출률 보존 심부전이 발생한 생쥐에게 유로리틴 A를 투여한 결과 저하됐던 심장 이완 기능은 약 32% 개선됐으며 심장 비대는 약 9.4%, 심근 섬유화는 유로리틴 A를 투여하지 않은 심부전 생쥐보다 약 42% 감소했다. 연구팀에 따르면 유로리틴 A는 손상된 미토콘드리아를 선택적으로 제거하는 세포의 청소 기능인 미토파지를 활성화해 미토콘드리아 구조와 에너지 생산 기능을 회복하는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 오창명 GIST 의생명공학과 교수는 “이번 연구는 장내미생물 유래 대사물질인 유로리틴 A가 손상된 미토콘드리아를 제거하는 과정을 촉진하고 장내미생물과 지질 대사를 함께 조절해 박출률 보존 심부전을 완화할 수 있음을 보여줬다”며 “심장세포의 미토콘드리아 기능과 장내미생물-세라마이드 대사를 동시에 조절하는 새로운 박출률 보존 심부전 치료 전략을 제시했다는 데 의미가 있다”고 말했다.

아이스크림과 소스, 샐러드 등에 널리 쓰이는 첨가제 ‘잔탄검’이 장에 염증을 일으켜 암 발생 위험을 높일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 브라질 연구진은 잔탄검을 섭취한 쥐의 장 조직에서 용량과 상관없이 염증 반응이 나타났다고 밝혔다. 2일(현지시간) 영국 데일리메일에 따르면 액체를 걸쭉하게 만드는 증점제인 잔탄검은 가공식품 수백 종에 흔히 들어가는 성분이지만 건강에 해를 끼칠 수 있다는 연구 결과가 최근 들어 지속적으로 제기되고 있다. 브라질 상파울루대 연구진은 최근 국제 학술지 ‘플로스원’(PLOS One)에 발표한 논문을 통해 잔탄검이 소량이라도 장내 염증을 유발할 수 있음을 확인했다고 밝혔다. 연구진은 실험용 쥐를 네 그룹으로 나눠서 각기 다른 양의 잔탄검이 포함된 식단을 10주간 제공했다. 한 그룹에는 잔탄검을 전혀 주지 않았고, 다른 한 그룹에는 글루텐 프리 식단을 섭취하는 사람과 유사한 수준의 잔탄검을 투여했다. 나머지 그룹에는 더 높은 용량을 섭취하도록 했다. 투여량은 미국 식품의약국(FDA)의 공식을 활용해 사람의 섭취량을 동물 실험 기준 수치로 환산해 산출했다. 10주 후 쥐들의 장 조직을 분석한 결과 잔탄검을 섭취한 모든 그룹에서 용량과 상관없이 장내 면역세포 수치와 염증 수준이 일제히 상승했다. 장 조직 내 면역세포가 증가한 것은 신체가 잔탄검을 외부의 위협으로 인식했음을 시사한다. 연구진은 쥐에게 염증이 유발된 정확한 기전을 밝혀내지는 못했지만 잔탄검이 장 점막을 직접 자극했을 가능성을 제기했다. 장벽이 손상되면 미생물이나 병원균이 조직과 혈액 내로 침투하기 쉬워져 감염 위험이 커진다. 장내 염증의 지속은 과민성 대장 증후군이나 대장암 발병 위험을 높이는 대표적 원인으로 꼽힌다. 만성 염증이 세포 돌연변이를 유발해 암 발생 가능성을 키우기 때문이다. 이번 연구는 최근 50세 미만 젊은 층에서 대장암 진단이 급증하는 추세 속에서 발표돼 더욱 주목받고 있다. 대장암은 전 세계에서 세 번째로 흔한 암이다. 미국 콜로라도대 메디컬센터 연구팀이 2022년 발표한 연구에 따르면 우리나라 20~49세 성인 대장암 발병률은 인구 10만명당 12.9명으로 조사 대상 42개국 중 가장 높은 수준을 기록했다. 전문가들은 이처럼 젊은 층의 대장암 발병률이 증가하는 주요 원인 중 하나로 잔탄검과 같은 첨가제가 다량 함유된 초가공식품 섭취를 지목하고 있다.

자신을 소중한 존재로 여기지 못하고 우울한 감정을 자주 느끼는 청소년일수록 스마트폰에 더 깊이 빠져드는 것으로 나타났다. 특히 부모에게 신체적·언어적·정서적 학대를 자주 겪은 청소년은 자존감이 낮고 우울감이 컸으며 스마트폰에 더 의존하는 경향을 보였다. 2일 한국정신건강사회복지학회의 학술지 ‘정신건강과 사회복지’에 실린 논문에 따르면 이화여대 사회복지학과 연구팀은 2022년 한국아동패널 조사에 참여한 중학교 2학년 가운데 스마트폰을 가진 1269명을 분석했다. 학대 경험과 자아존중감, 우울감, 스마트폰 사용을 조절하지 못해 일상생활에 지장을 받는 정도를 함께 살폈다. 분석 결과 스마트폰 중독과 가장 밀접하게 관련된 요인은 ‘낮은 자존감’이었다. 관련 정도를 보여주는 상관계수는 0.246으로 우울감(0.134)이나 학대 경험(0.122)의 약 두 배였다. 학대를 자주 겪은 청소년일수록 자존감은 낮고 우울감은 높았다. 학대 경험과 낮은 자존감의 관계를 보여주는 지수는 0.168, 학대 경험과 우울감은 0.219였다. 낮은 자존감과 높은 우울감의 관련성은 0.466으로 주요 변수 가운데 가장 강했다. 학대 경험은 스마트폰 중독과 직접 연관돼 있었고, ‘학대 경험→자존감 저하→우울감 증가→스마트폰 중독’으로 이어지는 간접 경로도 통계적으로 확인됐다. 부모에게 받은 상처가 자존감을 떨어뜨리고 우울감을 키워 스마트폰에 더 의존하게 할 수 있다는 의미다. 연구팀은 학대를 경험한 청소년의 스마트폰 과사용이 현실의 고통을 피하거나 불안하고 우울한 마음을 달래기 위한 행동일 수 있다고 봤다. 연구팀은 “스마트폰 사용을 문제 행동으로만 보지 말고 현실의 고통을 피하거나 감정을 달래는 수단일 수 있다는 점도 이해해야 한다”고 설명했다. 스마트폰을 많이 쓴다고 나무라기에 앞서 아이가 왜 스마트폰에 의존하는지 정서적 배경부터 살펴야 한다는 뜻이다. 이어 스마트폰 중독 위험이 큰 청소년을 단순한 생활 지도 대상으로 보지 말고, 학대와 정서적 어려움 등 복합적인 위기 징후를 조기에 발견해 지원해야 한다고 강조했다.

자신을 소중한 존재로 여기지 못하고 우울한 감정을 자주 느끼는 청소년일수록 스마트폰에 더 깊이 빠져드는 것으로 나타났다. 특히 부모에게 신체적·언어적·정서적 학대를 자주 겪은 청소년은 자존감이 낮고 우울감이 컸으며 스마트폰에도 더 의존하는 경향을 보였다. 2일 한국정신건강사회복지학회의 학술지 ‘정신건강과 사회복지’에 실린 논문에 따르면 이화여대 사회복지학과 연구팀은 2022년 한국아동패널 조사에 참여한 중학교 2학년 가운데 스마트폰을 가진 1269명을 분석했다. 학대 경험과 자아존중감, 우울감, 스마트폰 사용을 조절하지 못해 일상생활에 지장을 받는 정도를 함께 살폈다. 분석 결과 스마트폰 중독과 가장 밀접하게 관련된 요인은 ‘낮은 자존감’이었다. 관련 정도는 0.246으로 우울감(0.134)이나 학대 경험(0.122)의 약 두 배였다. 학대를 자주 겪은 청소년일수록 자존감은 낮고 우울감은 높았다. 학대 경험과 낮은 자존감의 관계를 보여주는 수치는 0.168, 학대 경험과 우울감은 0.219였다. 낮은 자존감과 높은 우울감의 관련성은 0.466으로 주요 변수 가운데 가장 강했다. 학대 경험은 스마트폰 중독과 직접 연관돼 있었고, ‘학대 경험→자존감 저하→우울감 증가→스마트폰 중독’으로 이어지는 간접 경로도 통계적으로 확인됐다. 부모에게 받은 상처가 자존감을 떨어뜨리고 우울감을 키워 스마트폰에 더 의존하게 할 수 있다는 의미다. 연구팀은 학대를 경험한 청소년의 스마트폰 과사용이 현실의 고통을 피하거나 불안하고 우울한 마음을 달래기 위한 행동일 수 있다고 봤다. 연구팀은 “스마트폰 사용을 문제 행동으로만 보지 말고 현실의 고통을 피하거나 감정을 달래는 수단일 수 있다는 점도 이해해야 한다”고 설명했다. 스마트폰을 많이 쓴다고 나무라기에 앞서 아이가 왜 스마트폰에 의존하는지 정서적 배경부터 살펴야 한다는 뜻이다. 이어 스마트폰 중독 위험이 높은 청소년을 단순한 생활지도 대상으로 보지 말고, 학대와 정서적 어려움 등 복합적인 위기 징후를 조기에 발견해 지원해야 한다고 강조했다.