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  • 지구 최강 생명체 곰벌레, 특정 단백질로 ‘인간 노화’ 늦춘다 [핵잼 사이언스]

    지구 최강 생명체 곰벌레, 특정 단백질로 ‘인간 노화’ 늦춘다 [핵잼 사이언스]

    지구 최강의 생명체로 불리는 곰벌레의 특정 단백질이 인간의 노화를 늦추는 비밀을 갖고있다는 연구결과가 나왔다. 지난 29일(현지시간) 미국 라이브사이언스 등 과학전문매체들은 곰벌레의 특정 단백질이 잠재적으로 인간의 노화를 늦추는 핵심 성분이 될 수 있다는 와이오밍 대학 연구팀의 논문내용을 보도했다. 적어도 5억 년 이상 지구상에 존재했을 것으로 추정되는 곰벌레는 ‘물곰’(Water Bear)으로도 불리며 행동이 굼뜨고 느릿한 완보(緩步)동물이다. 몸크기는 50㎛(1㎛는 1m의 100만분의 1)~1.7㎜ 정도로 놀라운 것은 영하 273도, 물의 끓는점보다 훨씬 높은 151도, 치명적인 농도의 방사성 물질에 노출돼도 죽지 않는다는 사실이다. 심지어 곰벌레는 음식과 물 없이도 30년을 살 수 있는 사실상 불사에 가까운 존재다. 이 때문에 극강의 생명력을 갖춘 곰벌레의 비밀을 밝혀 인간에게 적용한다면 불로불사의 꿈도 현실이 될 수 있다.연구팀은 이번에 CAHS D라 불리는 곰벌레의 단백질에 초점을 맞춰 실험실에서 연구를 진행했다. 그 결과 곰벌레에서 추출한 이 단백질이 실험실 접시에 있는 인간세포의 신진대사를 느리게 할 수 있다는 사실을 발견했다. 와이오밍 대학 분자생물학과 수석 연구저자인 실비아 산체스-마르티네즈는 “특정 단백질을 인간 세포에 도입하면 놀랍게도 곰벌레처럼 젤화되고 신진대사가 느려진다”면서 “이 과정은 되돌릴 수 있는 것으로 나타나 장기간에 걸쳐 인간 세포를 보관하는데 사용될 수 있을 뿐 아니라 새로운 치료법을 개발하는데 도움을 줄 것”이라고 밝혔다. 다만 연구팀은 곰벌레의 특정 단백질이 어떻게 이런 작용을 할 수 있는지에 대해서는 밝혀내지 못해 연구과제로 남아있다.
  • ‘새 대가리’라 부르면 새들이 억울해한다 [달콤한 사이언스]

    ‘새 대가리’라 부르면 새들이 억울해한다 [달콤한 사이언스]

    흔히 머리 나쁘거나, 기억력이 좋지 못한 사람을 놀릴 때 ‘새 대가리’ 또는 ‘닭 대가리’라고 부른다. 그런데, 새들이 이런 사실을 알면 억울해할 것이라는 재미있는 연구 결과가 나왔다. 미국 컬럼비아대 마음·뇌·행동 연구소, 뉴욕 기초과학연구소 공동 연구팀은 박새가 먹이를 저장한 곳을 까먹지 않기 위해 뇌에 독특한 바코드 형식으로 정보를 부호화한다고 31일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘셀’ 3월 30일 자에 실렸다. 사람도 각종 인지 과정을 계획하고 순서를 정하고 작업을 수행하기 위해서는 단기 기억(작업 기억)이 중요하다. 이는 동물들에게도 마찬가지다. 과학자들은 오랫동안 기억에 관여하는 뇌 부위인 해마가 단기 기억에 핵심 역할을 한다는 것은 알고 있었지만, 기억들이 어떻게 저장되는지는 정확히 알지 못했다. 더군다나 동물의 경우는 특정 시점에 무엇을 기억하고, 어떻게 기억을 꺼내는지 알기 더 힘들었다. 연구팀은 먹이를 특정 장소에 저장했다가 다시 찾으러 가는 행동 방식을 가진 박새에 주목했다. 이는 정보를 짧은 시간 동안 기억했다가 다시 재생시켜야 한다는 것을 의미하기 때문이다. 연구팀은 박새에게 먹이를 저장하고 회수하는 행동을 자동 추적할 수 있는 장치를 부착하고, 이동하는 동안 뇌에서 발생하는 신경 정보를 기록하는 소형 장치를 부착하고 관찰했다. 조사 결과, 박새가 특정 장소에 먹이를 저장할 때마다 바코드와 유사한 독특한 신경 패턴을 활성화한다는 사실을 발견했다. 저장된 먹이를 찾으러 돌아갈 때는 정확한 바코드 패턴으로 신경이 재활성화되는 것이 관찰됐다.연구팀은 기억의 바코드는 해마 세포의 7%에 저장된다는 것을 확인했다. 동시에 해마의 장소 세포도 활성화되는 것이 관찰됐다. 연구팀에 따르면 단기 기억은 장소 세포와 함께 바코드로 저장된다는 것이다. 연구팀이 이번에 발견한 해마 바코드는 컴퓨터 해시 코드와 비슷하다. 해시 코드는 다양한 사건을 고유 식별자로 구분하는 것이다. 연구팀은 해마 바코드와 같은 패턴은 많은 기억을 서로 간섭하지 않으면서 빠르고 신속하게 저장할 수 있게 한다고 설명했다. 연구를 이끈 드미트리 아로노프 컬럼비아대 교수(신경과학)는 “이번 연구로 모든 정보는 해마에 고유한 패턴으로 저장된다는 것을 발견했다”라고 말했다. 아로노프 교수는 “기억의 패턴을 바코드로 부르는 이유는 개별 기억마다 독특한 표식이기 때문”이라면서 “두 개의 서로 다른 바코드는 가까이 있어도 서로 관여하지 않고 혼선을 빚지 않는다”라고 덧붙였다.
  • 마시면 살이 쏙 빠진다는 콤부차, 알고 보니… [달콤한 사이언스]

    마시면 살이 쏙 빠진다는 콤부차, 알고 보니… [달콤한 사이언스]

    콤부차는 차를 우린 물에 유익균을 넣어 발효시킨 음료다. 톡 쏘는 탄산과 새콤달콤한 맛이 있고, 혈압을 낮추고 암을 예방하며 대사성 질환과 간 보호 효과까지 있다고 알려지면서 최근 인기가 높아지고 있는 음료다. 미국 노스캐롤라이나대 채플힐 캠퍼스 분자생물학 및 유전학과, 생물학과, 세포생물학 및 생리학과, 통합 생명·게놈과학과 연구팀은 콤부차의 효과가 콤부차 내 미생물이 만드는 독특한 대사 과정 때문이라고 30일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 유전학’ 3월 29일 자에 실렸다. 콤부차에 대한 다양한 효과가 알려지면서 인기를 끌고 있는데, 막연히 프로바이오틱 미생물 때문으로만 알려져 있을 뿐 명확히 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 콤부차 내에 있는 유익균을 실험 곤충인 ‘예쁜 꼬마선충’에게 섭취하도록 한 다음 신진대사에 미치는 영향을 분석했다. 그 결과, 콤부차에 포함된 효모와 박테리아가 예쁜 꼬마선충의 장에 서식하면서 단식 중에 발생하는 것과 유사한 대사 변화를 일으키는 것을 확인했다. 연구팀에 따르면 프로바이오틱 미생물은 지방 대사에 관여하는 유전자 발현을 변화시켜 지방을 분해하는 물질은 더 많이 만들어 내고, 중성지방 생성은 억제해 체내 지방 저장량을 감소시킨다. 이는 콤부차의 유익균들이 숙주의 몸에 충분한 영양분이 있을 때도 공복과 같은 상태를 유발한다는 것이다. 예쁜 꼬마선충에서 관찰된 이런 현상은 사람이 콤부차를 섭취했을 때 나타나는 건강상 이점과 일치한다는 것이다. 연구를 이끈 롭 도웬 교수는 “이번 연구에서 밝혀낸 콤부차에서 발견되는 프로바이오틱 미생물이 지방 축적을 억제하고 중성지방 수치를 낮추고 지질을 저장하는 소기관의 크기를 줄인다는 사실은 눈길을 끈다”라고 말했다. 도웬 교수는 “이번 연구 결과를 바탕으로 보완적 건강 관리 접근 차원에서 콤부차 섭취를 권장할 수 있을 것”이라고 덧붙였다.
  • 불면증 있다면 일주일에 2~3번만 운동해 봐요 [달콤한 사이언스]

    불면증 있다면 일주일에 2~3번만 운동해 봐요 [달콤한 사이언스]

    바쁜 현대인은 각종 스트레스에 야간 빛 공해까지 더해져 밤잠을 제대로 못 이루는 경우가 많다. 불면증에 시달리는 사람들은 여러 방법을 동원해도 백약이 무효인 경우가 적지 않다. 뻔한 얘기 같지만, 규칙적인 신체 활동이 불면증을 완화해줄 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 아이슬란드를 비롯해 9개국 18개 연구 기관 과학자들은 일주일에 2~3회 꾸준히 운동한다면 불면증을 예방하고 권장 수면시간을 채울 수 있다고 29일 밝혔다. 이 연구에는 아이슬란드 레이캬비크대, 아이슬란드대 의대, 스웨덴 웁살라대, 우메아대, 예테보리대, 영국 임페리얼 칼리지 런던, 프랑스 몽펠리에대, 호주 멜버른대, 스페인 환경역학 연구센터, 폼페우 파브라대, 독일 뮌헨대, 미국 존스홉킨스대, 에스토니아 타투대 의학자와 생물학자, 보건학자들이 참여했다. 이 연구 결과는 영국 의학회에서 발행하는 국제 학술지 ‘BMJ 오픈’ 3월 27일 자에 실렸다. 규칙적인 운동은 전반적인 건강 개선에 도움이 된다. 신체 활동이 수면의 질을 높이고 만성 불면증 증상을 개선할 수 있다는 연구도 있다. 그렇지만, 성별, 나이, 체질량(BMI), 체력, 건강 정도, 운동 유형 등과 연관성은 명확하지 않다. 이에 연구팀은 유럽 9개국 21개 메디컬센터에서 실시한 ‘유럽 지역사회 호흡기 건강 조사’에 참여한 성인남녀 4399명을 대상으로 주간 신체활동 빈도, 기간, 강도와 불면증 여부, 야간 수면 시간, 주간 졸음 증상을 조사하고 10년 동안 추적 분석했다. 분석 결과, 참여자 중 노르웨이 사람들이 가장 활동적이었고, 스페인과 에스토니아 사람들이 가장 비활동적으로 나타났다. 또, 일주일에 최소 2회 이상 운동을 하는 사람은 그렇지 않은 사람보다 밤에 잠들기 어렵다고 느끼는 비율이 42%, 불면 관련 증상이 2~3개 있을 비율은 40%나 낮은 것으로 나타났다. 연구팀은 나이, 성별, 체중, 흡연 여부 등을 보정한 뒤 신체활동과 불면증 관계를 살펴봤다. 그 결과, 활동적인 사람은 정상 수면을 취하는 경우가 대부분이었고, 비활동적인 사람은 불면 관련 증상이 나타나는 것으로 확인됐다. 일주일에 2~3회 이상 신체 활동을 하는 사람은 정상 수면을 취할 가능성이 55% 이상이었고, 수면 시간도 권장 수면 시간 6~9시간인 경우가 많은 것으로 조사됐다. 에를라 비욘스도티르 아이슬란드 레이캬비크대 박사는 “이번 연구 결과는 불면증 증상에 대한 신체 활동의 유익한 효과를 보여준다”라면서 “중요한 것은 꾸준히 신체 활동을 해야 한다는 점”이라고 강조했다. 비욘스도티르 박사는 “꾸준히 운동하지 않는다면 불면증 완화 효과는 보기 어렵다”고 덧붙였다.
  • 세계 최대 신종 아나콘다, 발견 5주만에 의문의 죽음 맞아

    세계 최대 신종 아나콘다, 발견 5주만에 의문의 죽음 맞아

    몸길이 7m가 넘는 신종 아나콘다 뱀이 아마존 열대우림에서 발견된 지 5주 만에 의문의 죽음을 맞았다. 28일(현지시간) 영국 일간 인디펜던트 등에 따르면, 지난 24일 브라질 남부 마투그로수두술주(州) 보니토 지역 포르모소 강에서 26피트(약 7.92m) 길이의 북부 녹색 아나콘다(학명 Eunectes akayima) 뱀이 죽은 채 발견됐다. ‘아나 줄리아’라는 이름이 붙여졌던 이 뱀은 지난달 처음 발견됐다. 연구팀은 이 개체를 통상적인 녹색 아나콘다(학명 Eunectes murinus·남부 종)와 비교해 유전적으로 5.5% 차이가 나는 북부 종임을 확인했다. 사람과 침팬지의 유전자 차이가 약 2%밖에 되지 않는다는 점을 고려하면 이 두 종의 유전자 차이는 믿을 수 없을 정도로 크다.아나 줄리아는 총에 맞아 죽은 것으로 전해졌다. 네덜란드 생물학자 프리크 본크 암스테르담 자유대 교수는 지난 26일 소셜미디어를 통해 이 같은 보고가 있다고 전하면서도 당국이 아직 조사하고 있다고 밝혔다. 그는 이 뱀의 발견을 도우면서 물 속에 들어가 뱀과 함께 헤엄치는 모습이 담긴 영상을 공유해 주목받기도 했다. 본크 교수는 자신과 함께 헤엄쳤던 아나 줄리아의 죽음에 “너무 슬프고 한편으로는 화가 난다. 이렇게 아름답고 특별한 동물에게 이런 짓을 하려면 얼마나 아픈 사람이어야 하나”라고 분노했다. 그는 또 “우리가 아는 한, 그녀는 매우 건강했고 여전히 삶의 전성기에 있으며 앞으로 몇 년 안에 많은 후손을 낳을 수 있었을 것”이라고 말했다. 그러면서 “이처럼 강에서 헤엄쳐 다니는 거대한 뱀은 그리 많지 않으므로 생물 다양성, 특히 이 종에 대한 타격도 엄청날 것”이라고 덧붙였다.
  • 제임스 웹 우주 망원경 알고 보니 태양계 안 ‘이것’까지 본다 [아하! 우주]

    제임스 웹 우주 망원경 알고 보니 태양계 안 ‘이것’까지 본다 [아하! 우주]

    과학자들은 지구에서 멀리 떨어진 천체를 관측해 초기 우주의 모습을 연구한다. 멀리 떨어진 천체일수록 더 오래전의 모습이기 때문이다. 예를 들어 110억 광년 떨어진 은하를 관측하면 빛이 지구에 도달하는 데 걸린 시간인 110억 전의 모습을 볼 수 있다. 당연히 더 강력하고 비싼 망원경일수록 더 멀리 있는 천체를 포착할 수 있다. 따라서 인류 역사상 가장 비싸고 강력한 망원경인 제임스 웹 우주 망원경의 주요 목표는 가장 멀리 떨어진 희미한 은하와 블랙홀을 관측하는 것이었다. 하지만 그렇다고 해서 제임스 웹 우주 망원경이 가까운 천체를 관측하지 않는 것은 아니다. 태양계에 있지만, 너무 어두워서 관측이 어려운 희미한 소행성과 태양계의 행성, 위성도 관측 대상이다. 사실 제임스 웹 우주 망원경에 첫 1년 관측 프로젝트의 7%가 태양계 관측에 사용됐다. 센트럴 플로리다 대학(UCF) 연구팀은 제임스 웹 우주 망원경이 관측한 것 가운데 가장 작은 형태의 천체를 연구했다. 바로 소행성이다. 태양계 외곽에 있는 소행성은 너무 어두워 지구에서 관측하면 대부분 희미하고 작은 점처럼 보인다. 따라서 하지만 제임스 웹 우주 망원경의 강력한 성능 덕분에 연구팀은 해왕성과 3:2 궤도 공명을 하는 소행성 쌍성계 341520 모르스-소무스(Mors–Somnus)을 분석할 수 있었다. 모르스-소무스는 지름 60km 정도의 소행성 두 개가 2만 1000km 거리에서 서로를 공전하는 쌍성계 소행성으로 해왕성 궤도와 그 밖을 타원형으로 공전하는 얼음 소행성이다. 이 소행성은 과학자들이 차가운 클래식 TNO(trans-Neptunian objects)로 분류한 소행성 중 하나로 태양계 초기의 물질을 많이 갖고 있는 얼음 천체로 생각된다. 하지만 너무 먼 거리에 있어 정확한 구성 물질을 파악하기 어려웠다.연구팀은 제임스 웹 우주 망원경의 분광 데이터를 이용해서 질소, 산소, 수소, 탄소 등 여러 가지 원소의 비율을 확인할 수 있었다. 그리고 이 소행성의 밀도가 물의 절반 정도인 0.5 g/㎤ 정도에 불과하다는 것도 확인했다. 해왕성 궤도에 있는 태양계 외곽 소행성인 TNO와 이보다 좀 더 먼 거리에 있는 카이퍼 벨트 소행성들은 이렇게 대부분 낮은 온도에서 얼은 물질들이 엉성하게 모인 얼음 천체로 보인다. 사실 정확한 크기와 밀도, 구성 물질을 확인하기 위해서는 뉴허라이즌스호가 확인한 소행성 486958 아로코트(Arrokoth)처럼 직접 탐사선을 보내 확인하는 것이 가장 정확하다. 하지만 현실적으로 해왕성이나 명왕성보다 더 멀리 떨어진 작은 소행성에 일일이 탐사선을 보내는 것은 가능하지 않은 일이다. 제임스 웹 우주 망원경은 직접 가서 확인할 수 없는 차가운 얼음 소행성을 관측해 아직도 많은 미스터리를 간직한 태양계 외곽의 비밀을 풀고 있다.
  • “폭발·화재 위험 없는 대용량·고성능 전지 나온다”

    “폭발·화재 위험 없는 대용량·고성능 전지 나온다”

    광주과학기술원(GIST)은 신소재공학부 유승준 교수 연구팀이 폭발·화재 위험 없는 세계 최고 수준의 성능과 효율성을 가진 ’무흐름 아연-브롬 전지‘를 개발했다고 28일 밝혔다. 연구팀은 브롬과 고체 착화물을 형성하면서 교차확산을 억제하고 덴드라이트 형성도 차단할 수 있는 다기능성 ’브롬 착화제‘를 활용하여 양극과 음극의 문제를 동시에 해결했다. 연구팀은 다양한 물 기반 전지 기술 중 아연과 브롬을 활물질로 사용하는 아연-브롬 전지는 높은 구동 전압과 에너지 밀도를 갖고 있어 1970년대부터 지속적으로 개발돼 왔다. 특히 ‘무흐름 아연-브롬 전지’는 기존 레독스 흐름 아연-브롬 전지 구동에서 반드시 필요한 전해질 저장소와 펌프를 제거해 구조를 단순화한 셀 구조를 통해 가격 경쟁력을 확보할 수 있다는 장점이 있다. 반면, 아연-브롬 전지는 음극에서 아연 금속과 수계 전해질 간의 계면 에너지가 불안정하기 때문에 덴드라이트와 물 분해 반응에 따른 부산물이 발생한다는 치명적인 단점이 있다. 또 양극에서는 브롬의 교차확산에 의한 자가 방전이 발생해 효율성이 떨어져 상용화에 어려움을 겪고 있다. 연구팀은 브롬과 고체 착화물을 형성하면서 교차확산을 억제하고 덴드라이트 형성도 차단할 수 있는 다기능성 ‘브롬 착화제’를 활용해 양극과 음극의 문제를 동시에 해결하는 전략을 제시했다. 연구팀은 용해도 문제를 해결하기 위해 아연 이온의 양을 기존보다 3배로 늘리고 수분 함량을 30%로 최적화한 수화된 깊은 공융 용매 전해질을 개발했다.이번 연구에서 개발된 전해질은 음극의 경우 아연 금속 표면에 물의 부반응을 막을 수 있는 소수성 보호층을 형성해 덴드라이트 형성을 억제하는 데 성공했다. 또 양극에서는 브롬의 상변화를 통하여 교차확산이 억제되는 것을 확인했고, 이로 인해 셀의 자가 방전을 억제하는 데 성공했다. 결과적으로 연구팀은 고용량(297 mAh/g)으로 1만사이클 이상 안정적으로 충방전이 가능한 차세대 아연-브롬 전지를 개발하는 데 성공했다. 유승준 교수는 “이번 연구에서 개발한 차세대 전해질은 저렴하고 제조가 용이, 대용량화에 적합하기 때문에 상용화를 통해 향후 에너지 저장 장치에 활용될 것으로 기대된다”고 말했다.
  • 아이의 비만 원인 알고 보니 미세플라스틱?

    아이의 비만 원인 알고 보니 미세플라스틱?

    크기가 5㎜ 이하인 미세플라스틱은 하수 처리 과정에서도 걸러지지 않아 그대로 강과 바다로 흘러 들어가고, 토양에 스며들어 환경 문제를 일으킨다. 또 직간접적으로 인간에게 흡수돼 각종 건강 문제를 일으키는 것으로 알려졌다. 그런 상황에서 국내 연구진이 미세플라스틱이 아이들의 비만의 원인이 될 수 있다는 연구 결과를 내놔 눈길을 끈다. 한국생명공학연구원 희귀난치질환연구센터 연구진이 초미세 플라스틱이 모유를 통해 다음 세대로 옮겨질 수 있으며, 이것이 자손의 비정상적 체중 증가를 유발할 수 있다고 28일 밝혔다. 이번 연구 결과는 환경 분야 국제 학술지 ‘국제 환경학’(Enviroment International)에 실렸다. 초미세 플라스틱은 미세플라스틱이 더 잘게 쪼개져 만들어지는 플라스틱 입자로 크기가 1㎛(마이크로미터) 이하여서 검출이 더욱 어렵다. 연구팀은 미세플라스틱이 인체에 미치는 영향을 파악하기 위해 임신한 생쥐에게 폴리스타이렌(PS)과 폴리프로필렌(PP) 초미세 플라스틱을 섭취토록 했다. 새끼 생쥐는 성장호르몬 분비량이나 섭취량 증가가 없음에도 몸무게와 체지방이 두드러지게 증가하는 것이 관찰됐다. 초미세 플라스틱에 노출된 어미 생쥐의 모유를 먹고 자란 생쥐의 장내 미생물을 분석한 결과, 비만 억제 효과가 있는 미생물 군집이 정상 모유를 먹고 자란 새끼 생쥐들보다 눈에 띄게 적은 것이 확인됐다. 이에 연구팀은 초미세 플라스틱을 흡수한 어미의 모유의 성분을 분석했다. 그 결과, 비만도와 관련이 높은 지질 성분인 LPC(리소포스파티딜콜린)이 증가하고, PC(포스파티딜콜린)은 줄었으며, 이는 모유를 섭취한 새끼 생쥐들의 혈액에서도 유사한 변화가 있는 것으로 나타났다. 효소 활성 조절을 통해 초미세 플라스틱에 의한 지질 성분 변화를 억제하면 새끼 생쥐들의 몸무게 증가가 정상적으로 회복되는 것도 관찰됐다. 연구를 이끈 이다용 박사는 “이번 연구는 미세플라스틱과 소아 비만과 연관 가능성을 대사적으로 규명한 것”이라며 “추가 연구를 통해 소아 비만 예방과 치료를 위한 새로운 차원의 접근 방안과 미세플라스틱 오염 문제해결을 위한 정책 및 제도 마련에 필요한 과학적 근거가 될 것으로 기대한다”고 말했다.
  • 위기의 생태계… 지구 온난화에 꿀벌이 사라진다[과학계는 지금]

    위기의 생태계… 지구 온난화에 꿀벌이 사라진다[과학계는 지금]

    미국 뉴멕시코대, 워싱턴주 농림부, 연방 농무부 농업연구청, 유타주립대 공동 연구팀은 지구 온난화로 기온이 상승하고 대기가 건조해지면서 꿀벌의 종 다양성이 위협받고 개체수도 급격히 줄 수 있다고 경고했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 3월 28일자에 실렸다. 꿀벌은 나비와 함께 꽃가루를 옮겨 식물이 열매를 맺도록 돕는 대표적인 수분 매개곤충이다. 전 세계 주요 작물의 75% 이상이 열매를 맺기 위해서는 수분 매개곤충이 필요하다. 그러나 기후 변화로 인해 수분 매개곤충의 개체수가 급감하는 것으로 알려졌다. 더군다나, 꿀벌의 경우 기후 변화로 인한 개체수 감소 추세를 예측하는 것이 쉽지 않다. 이에 연구팀은 기온과 습도가 꿀벌 개체군에 미치는 영향을 실험한 결과와 2002~2019년 꿀벌 개체수 변화 데이터, 기후 변화 관측 자료를 비교 분석했다. 이를 통해 지구 온난화로 꿀벌 개체군이 어떻게 변화할 것인지 예측했다. 분석 결과 꿀벌 개체수는 습도에 특히 민감한 것으로 나타났다. 꿀벌 243종 중 71%가 건조 지수 변화에 민감하게 반응하는 것으로 확인됐다. 건조한 날씨는 꿀벌 군집 내 종 다양성을 저하하고, 가뭄 조건에 더 잘 견디는 몸집이 큰 꿀벌들만 살아남게 될 것이라고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 멜라니 카제넬(수분 매개곤충 생태학) 뉴멕시코대 교수는 “기후 변화로 인해 특정 성질을 가진 종만 살아남게 된다면 생태계 차원에서 심각한 결과를 초래할 수 있다”고 경고했다.
  • 노화는 가라… 줄기세포 바꾸니 몸도 뇌도 ‘회춘’

    노화는 가라… 줄기세포 바꾸니 몸도 뇌도 ‘회춘’

    SF 영화나 소설에서는 혈액이나 세포를 교체해 젊음을 되찾거나, 다른 사람으로 변한다는 내용이 흔히 등장한다. 사실 신선한 피가 노화를 막아 줄 것이라는 생각은 흡혈귀 전설부터 시작해 오랜 세월 이어져 왔다. 그런데 실제로 젊은 피나 체액을 주입하면 의학적 효과가 일부 있다는 연구들도 최근 심심찮게 나오고 있다. 2014년 미국 하버드대 의대 연구팀은 젊은 생쥐의 피를 늙은 생쥐에게 수혈해 근육과 뇌가 젊어지는 효과를 확인했다는 연구 결과를 내놨다. 2017년 스탠퍼드대 의대 연구팀은 인간 신생아의 제대혈에서 추출한 혈장을 늙은 생쥐에게 주입했더니 기억력과 판단력 같은 뇌 기능이 전반적으로 향상됐다는 연구 결과를 발표했다. 이 밖에도 운동을 많이 한 생쥐의 혈액을 게으른 생쥐에게 주입하면 운동을 한 것과 똑같은 효과를 갖는다는 연구, 어린 생쥐의 뇌척수액을 늙은 생쥐에게 투여하면 뇌 기능 전반이 회복된다는 연구 결과들도 있었다.미 생물학자와 의학자들이 항체 치료법을 이용해 혈액 줄기세포를 바꿔 늙은 생쥐의 면역 체계를 젊은 상태로 되돌리는 데 성공했다는 연구 결과를 새로 내놨다. 이번 연구에는 미국 스탠퍼드대 의대 줄기세포 생물학 및 재생의학 연구소, 암 줄기세포 연구 의료센터, 암 연구소, 방사선 종양과, 병리학과, 미 국립보건원(NIH) 국립 알레르기·감염병 연구소(NIAID), 빌링스 몬태나주립대 생물·물리과학과 과학자들이 참여했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 3월 28일자에 실렸다. 노화는 신체 기능뿐만 아니라 인지 기능까지 떨어뜨려 치매나 퇴행성 신경질환 발병 위험을 높인다. 또 노화는 인체 면역 기능도 저하시켜 나이가 들수록 각종 질병에 걸리기 쉬워진다. 과학자들은 노화가 혈액 세포를 만드는 조혈모세포(HSC)라는 줄기세포의 변화와 관련이 있다고 본다. 젊은 HSC는 면역 반응에 중요한 역할을 하는 림프구와 골수구를 균형 있게 만들어 낸다. 하지만 나이가 들면서 HSC도 노화돼 림프구 생산은 줄거나 그대로인 데 반해 골수구 세포 생산은 증가하면서 불균형이 발생한다. 이런 변화가 면역력 감소, 체내 염증 증가를 유발해 각종 노화 관련 질환을 일으킨다는 설명이다.이에 연구팀은 노화 HSC 균형을 회복하기 위해 골수구 생산 HSC를 감소시키는 면역 요법을 개발했다. 이를 위해 연구팀은 젊은 HSC에는 없고 노화된 HSC에서만 발견되는 특이 세포의 표면 단백질을 찾아냈다. 연구팀은 이 세포의 표면 단백질을 공격하는 항체를 만들어 비정상적으로 증가한 골수구 생산 HSC를 제거하도록 했다. 연구팀은 늙은 생쥐에게 항체를 주입해 골수구 생산 HSC를 억제함으로써 일반 림프구 전구 세포와 기타 면역 세포를 증가시켜 젊은 생쥐와 비슷한 수준으로 면역 체계를 회복시키는 데 성공했다. 항체 치료를 받은 생쥐는 염증과 같은 노화 지표가 감소했고, 바이러스 감염에 대한 면역 반응도 젊은 생쥐와 비슷한 것으로 확인됐다. 줄기세포 및 재생의학 분야 석학으로 이번 연구를 이끈 어빙 와이즈먼 교수는 “이번 연구에서는 비정상적인 노화 줄기세포를 변화시켜 젊은 혈액 세포를 생산하도록 하면 노화 관련 면역 저하가 줄어드는 것으로 확인됐다”고 말했다. 와이즈먼 교수는 “이 연구 결과가 인간에게 적용 가능한지를 확인하기 위해서는 전임상 및 임상 연구가 필요하다”고 덧붙였다.
  • 기후 변화로 꿀벌 보기 힘들어진다 [과학계는 지금]

    기후 변화로 꿀벌 보기 힘들어진다 [과학계는 지금]

    미국 뉴멕시코대, 워싱턴주 농림부, 연방 농무부 농업연구청, 유타주립대 공동 연구팀은 지구 온난화로 기온이 상승하고 대기가 건조해지면서 꿀벌의 종 다양성이 위협받고 개체수도 급격히 줄 수 있다고 경고했다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 3월 28일자에 실렸다. 꿀벌은 나비와 함께 꽃가루를 옮겨 식물이 열매를 맺도록 돕는 대표적인 수분 매개곤충이다. 전 세계 주요 작물의 75% 이상이 열매를 맺기 위해서는 수분 매개곤충이 필요하다. 그러나 기후 변화로 인해 수분 매개곤충의 개체수가 급감하는 것으로 알려졌다. 더군다나, 꿀벌의 경우 기후 변화로 인한 개체수 감소 추세를 예측하는 것이 쉽지 않다. 이에 연구팀은 기온과 습도가 꿀벌 개체군에 미치는 영향을 실험한 결과와 2002~2019년 꿀벌 개체수 변화 데이터, 기후 변화 관측 자료를 비교 분석했다. 이를 통해 지구 온난화로 꿀벌 개체군이 어떻게 변화할 것인지 예측했다. 분석 결과 꿀벌 개체수는 습도에 특히 민감한 것으로 나타났다. 꿀벌 243종 중 71%가 건조 지수 변화에 민감하게 반응하는 것으로 확인됐다. 건조한 날씨는 꿀벌 군집 내 종 다양성을 저하하고, 가뭄 조건에 더 잘 견디는 몸집이 큰 꿀벌들만 살아남게 될 것이라고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 멜라니 카제넬(수분 매개곤충 생태학) 뉴멕시코대 교수는 “기후 변화로 인해 특정 성질을 가진 종만 살아남게 된다면 생태계 차원에서 심각한 결과를 초래할 수 있다”고 경고했다.
  • 서영경 금통위원 “금리 인하, 집값 자극 가능성 안 커”

    서영경 금통위원 “금리 인하, 집값 자극 가능성 안 커”

    다음달 20일로 임기가 끝나는 서영경 한국은행 금융통화위원이 지난 4년을 ‘구불구불하고 끝이 안 보이는 마라톤’에 비유했다. 서 위원은 또 기준금리 인하가 주택가격을 자극할 가능성은 크지 않다고 했다. 서 위원은 26일 서울 중구 한은에서 ‘팬데믹 위기는 우리에게 무엇을 남겼나 : 통화정책 경험과 과제’를 주제로 기자간담회를 했다. 재임 기간 중 코로나19 팬데믹, 인플레이션(물가 상승) 충격 등을 겪은 서 위원은 금통위원으로 지낸 4년을 생각하면 비틀스의 노래 ‘길고도 험한 길’(The long and winding road)이 떠오른다고 했다. 그러면서 “구불구불하고 끝이 안 보이는 마라톤을 뛴 것 같다”고 돌아봤다. 서 위원은 가장 도전적이었던 결정으로 팬데믹 이후 금리 인상을 시작했던 “퍼스트 마일(first mile)이 가장 어려웠다”고 꼽았다. 외환위기와 금융위기를 겪었지만, 팬데믹 위기와 인플레이션 충격에 대응하는 것은 쉽지 않았다고 설명했다. 지난 2022년 10월 두 번째 빅스텝(기준금리 0.5%p 인상)에 대해서도 “굉장히 어려웠던 결정으로 기억한다”며 “당시 소수의견이 두 분이나 나올 만큼 금통위에서도 이견이 있었다”고 전했다. 금통위 내 유일한 여성인 서 위원은 후속 인사로 여성 금통위원이 필요하다고 보느냐는 질문에 “다양성 제고 측면에서 필요하다. 금통위원 구성에서 여성도 필요하고, 산업계에 몸담으셨던 분이 오시면 그것도 균형적 의사결정에 도움이 될 것으로 생각한다”고 답했다. 올해 기준금리 인하와 관련해서는 “기준금리 인하가 가계대출이나 주택가격을 자극할 우려가 있는 것은 사실이지만 (가능성이) 크지는 않다”고 말했다. 현재 실질금리가 양(+)인 상황으로, 긴축 국면이기 때문에 통화정책 정상화가 금융 불균형을 초래하는 정도는 당장 크지 않을 것이라는 게 서 위원의 설명이다. 서 위원은 “가계대출이나 주택가격 상승을 자극하는 데는 결국 기대 심리가 중요한데 지금은 (그 심리가) 높지도 낮지도 않은 상황”이라면서 “올해 들어 가계대출 증가율이 낮아졌고 주택가격 변동률도 3월부터 안정됐다”고 밝혔다. 다만 “과거 경험에 비추어 금리가 하락할수록 금융안정에 미치는 비선형적 영향이 커질 수 있으므로 경제주체들의 미래 금리 인하 기대가 과도하지 않도록 커뮤니케이션에 유의할 필요가 있다”고 했다. 적절한 기준금리 인하 개시 시점에 대해서는 “대답하기 어렵다. (내수 진작과 주택가격 자극) 양방향을 잘 보면서 결정해 나가야 할 것”이라고 답했다. 서 위원은 1988년 한은에 입행해 경제연구원 국제경제연구실장, 국제국 국제연구팀장, 통화정책국 금융시장부장을 거쳐 한은 부총재보를 지냈다. 이후 고려대 경제학과 초빙교수, 대한상공회의소 지속성장이니셔티브(SGI) 원장으로 근무하다가 2020년 4월 금융통화위원회 위원으로 합류했다.
  • 김수현 같은 아들, 김지원 같은 딸 낳으려면… [달콤한 사이언스]

    김수현 같은 아들, 김지원 같은 딸 낳으려면… [달콤한 사이언스]

    임산부들은 건강한 아이를 낳기 위해 먹는 것에 상당히 신경을 쓴다. 그런데, 먹는 것에 따라 아이의 얼굴도 달라질 수 있다는 재미있는 연구 결과가 나왔다. 엄마가 먹는 것에 따라 김수현 같은 아들, 김지원 같은 딸을 낳을 수도 있다는 말이다. 스웨덴 카롤린스카 연구소를 중심으로 7개국 20개 대학 및 연구 기관 소속 과학자로 구성된 국제 공동 연구팀이 임신한 어미 쥐의 단백질 섭취 함량에 따라 새끼의 얼굴 모양이 달라진다고 밝혔다. 이번 연구에는 스웨덴 카롤린스카 연구소, 예테보리대, 중국 베이징대, 체코 브루노 공과대, 오스트리아 빈대학, 러시아 카잔 연방대, 미래 기술 생애 개발 연구센터(LIFT), 세베르초프 생태 및 진화연구소, 콜초프 발달생물학 연구소, 일본 준텐도대, 벨기에 루벤 가톨릭대 소속 과학자들이 참여했다. 이 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 3월 27일 자에 실렸다. 태아의 얼굴 형태는 모체의 자궁에서 일어나는 복잡한 과정에 따라 결정된다. 그 과정에 오류가 발생할 경우 구개열이나 두개골 뼈가 너무 일찍 결합하는 것 같은 선천적 결함이 나타나게 된다. 유전적 원인도 있겠지만, 환경적 요인도 이런 질환에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 일란성 쌍둥이는 유전적 영향과 환경적 영향을 모두 공유하지만, 얼굴 특징에 약간의 차이를 보인다. 발달 과정에서 더 미묘한 얼굴 특징이 어떻게 형성되는지는 명확하게 밝혀지지 않았다. 연구팀은 인간 배아에서 얼굴이 발달하는 동안 유전자 발현을 조절하는 DNA 영역인 ‘인핸서’를 검색했다. 인핸서는 DNA 염기서열의 특정 부분으로, 유전자의 전사 효율을 높이는 염기배열이다. 그다음, 인간 얼굴 특징의 변이에 관여하는 유전자 목록과 인핸서를 비교 분석했다. 분석 결과, 인핸서 중 일부는 영양에 반응하는 세포 과정을 제어하는 mTORC1 경로와 관련된 유전자와 연결된 것이 확인됐다. 이를 바탕으로 연구팀은 생쥐와 제브라 피시로 실험했다. 그 결과, 초기 배아 발달 단계에서 이 경로가 활성화하면 얼굴이 커지고 코 연골이 두꺼워지는 것으로 나타났다. 그러나, 이 경로가 억제되면 제브라 피시의 얼굴이 길어지고 생쥐의 주둥이가 길어지는 것으로 나타났다. 또, 고단백 사료를 먹인 임신한 생쥐의 배아는 저단백 사료를 먹인 임신한 생쥐의 배아에 비해 mTORC1 신호가 변하고 비강 부분이 더 커지고 턱뼈가 작아진 것으로 나타났다. 연구를 이끈 안드레이 차긴 스웨덴 카롤린스카 연구소 교수(생리학·약리학)는 “이번 연구 결과는 모체 식단 변화가 복잡한 유전적 메커니즘과 상호 작용해 다양한 얼굴 특징을 만들어내는 데 영향을 미칠 수 있음을 보여준다”라고 설명했다. 차긴 교수는 “이 같은 경로가 인간의 얼굴 특징 형성에도 중요한 역할을 할 수 있을 것으로 본다”라고 덧붙였다.
  • 화성에 거대 화산이 숨어 있다? [아하! 우주]

    화성에 거대 화산이 숨어 있다? [아하! 우주]

    태양계에서 가장 큰 화산은 어디 있을까? 정답은 바로 화성이다. 화성에 있는 거대한 순상화산인 올림포스산은 높이가 26km, 면적이 30만 제곱킬로미터로 지구의 에베레스트산이 작아 보일 정도다. 그리고 올림푸스산이 포함된 타르시스 화산군에는 세 개의 대형 화산이 더 존재한다. 아스크라이우스산, 파보니스산, 아르시아산 역시 하나 하나가 에베레스트산과 높이가 비슷하거나 더 높은 거대 화산들이다. 지구 지름의 절반 정도인 화성에 이렇게 큰 화산이 있는 이유는 지구 같은 지각 판 구조가 없어 에너지가 모두 화산으로 분출될 뿐 아니라 한곳에서 계속 분출이 이뤄지기 때문으로 풀이된다. 하지만 화성의 거대 화산은 이 네 개가 전부가 아닐지도 모른다는 주장이 제기됐다. 최근 개최된 55회 달 및 행성 과학 학회에서는 그 옆에 에베레스트산과 맞먹는 높이의 거대 화산이 숨어 있다는 연구 결과가 발표됐다. SETI 및 화성 연구소의 파스칼 리가 이끄는 연구팀은 화성 마리너리스 협곡의 끝에 있는 미로 같은 지형인 녹티스 라비린투스에 높이 9022, 지름 450km의 화산이 존재했다고 주장했다.그렇게 큰 화산이 어떻게 숨어 있을 수 있는지 의아할 수 있지만, 실은 심하게 침식되어 한눈에 알아보기 어려운 상태라는 것이 연구팀의 설명이다. 이 화산은 인근 타르시스 화산 지대에 있는 거대 화산들처럼 순상 화산으로 이들보다 더 오래전에 분출해 거대한 용암 지대를 만들었다. 연구팀이 임시로 녹티스 화산 (Noctis volcano)라고 명명한 이 고대 화산은 화성에 주기적으로 빙하가 있던 시기에 생성되어 상당 부분이 심하게 침식된 상태다. 하지만 연구팀은 이 화산의 잔해에서 매우 중요한 사실을 발견했다. 녹티스 화산의 침식된 분화구 주변에는 용암이 흐른 지형과 함께 수포(blister)가 잡힌 듯한 지형이 있는데, 이는 화산재에 묻힌 얼음이 아래로 흐른 용암에 의해 녹아 분출했다고 해석할 수 있는 지형이다. 30억 년 전 화성이 춥고 건조해지면서 표면의 물이 빙하로 변했고 이후 그 위에 화산재가 쌓였다면 단열재 역할을 해 빙하가 오래 보존될 수 있다. 이 빙하 중 일부가 무사했다면 일부는 지금도 남아 있을 가능성이 있다. 만약 이 가설이 사실이라면 미래 화성 식민지 건설에 필요한 물을 쉽게 구할 수 있을 뿐 아니라 어쩌면 고대 화성에 존재했을지도 모르는 생명체의 단서를 찾을 수 있어 후속 연구 결과가 주목된다. 물론 위성 궤도에서 알아낼 수 있는 정보에는 한계가 있기 때문에 이곳에 실제 화산이 존재했고 그 주변에 빙하가 지하에 숨어 있는지 알아내기 위해서는 결국 직접 탐사선과 로버를 보내 확인해야 한다. 미래 화성 탐사에서 흥미로운 목표가 하나 더 추가되는 것이다. 당장은 아니지만, 언젠가 인류는 여기에도 탐사선을 직접 보내 진실을 밝혀낼 것이다.
  • 수원시, 핀란드 헬싱키대학교 연구팀에 디지털 기반 시민 참여정책 소개

    수원시, 핀란드 헬싱키대학교 연구팀에 디지털 기반 시민 참여정책 소개

    핀란드 헬싱키대학교 연구팀이 수원시청을 찾아 수원시의 ‘시민 참여 활성화를 위한 디지털 플랫폼 구축’ 등 정책을 벤치마킹했다. ‘한국-핀란드 시민참여 및 디지털정부 현황과 과제조사’를 위해 한국을 방문한 헬싱키대학교 연구팀은 25일 김현수 제1부시장과 환담한 후 시청 영상회의실에서 최현주 디지털정책과장, 남기민 마을자치과장, 신성용 시민소통과장 등을 인터뷰하며 디지털 플랫폼을 기반으로 한 수원시의 시민 참여 정책에 대한 설명을 들었다. 인터뷰에서는 ▲수원시 디지털정책 부서·업무 ▲시민디지털교육 ‘디지털 배움터’ ▲시민 참여 정책, 참여 촉진 전략 ▲주민참여예산, 주민자치회 ▲시민 정책제안 플랫폼 새빛톡톡 ▲시민참여 데이터 활용 방안 등을 소개했다. 헬싱키대학교 연구팀은 미코 라스크(Mikko Rask) 헬싱키대 소비자센터 사회연구원 부교수 등 6명으로 이뤄져 있다. 3월 20일 입국한 연구팀은 시민참여 활성화를 위한 프로그램 등을 조사한 후 30일 출국할 예정이다. 수원시 관계자는 “디지털 기술이 발달하면서 시민이 시정에 적극적으로 참여할 수 있는 기반이 마련됐고, 수원시도 다양한 방식으로 디지털 플랫폼을 활용해 시민 참여 정책을 추진하고 있다”며 “이번 인터뷰가 헬싱키대학의 ‘시민 참여 디지털정부’ 연구에 좋은 영향을 미치길 바란다”고 말했다.
  • ‘살아있는 화석’…전설의 신종 ‘유령상어’ 태국 심해서 발견 [핵잼 사이언스]

    ‘살아있는 화석’…전설의 신종 ‘유령상어’ 태국 심해서 발견 [핵잼 사이언스]

    무지개 빛깔의 눈과 거대한 머리를 가진 기괴한 해양생물이 있다. 바로 여러 생물을 합쳐 놓은 듯한 외형 때문에 키메라(chimaera)라는 별칭을 가진 ‘은상어’다. 그러나 서구에서 불리는 이름은, 외모에 걸맞는 ‘유령상어’(Ghost Shark)다. 최근 미국 산호세 주립대 태평양 상어연구센터 연구팀은 태국 안다만 심해에서 유령상어의 신종을 발견했다는 연구결과를 발표했다.이름도 으스스한 유령상어는 수심 2㎞ 바닷속에서도 서식하는 심해어종으로 좀처럼 인간에게 그 모습을 허락하지 않는다. 연골어류의 일종인 유령상어는 상어와 가오리의 먼 친척뻘로, 3억 년 이상을 지구에서 살았을 것으로 추정돼 과학자 입장에서는 그야말로 ‘살아있는 화석’과도 같다. 상어연구센터 연구팀은 수심 772~775m에서 운좋게 276㎜ 길이의 수컷 유령상어를 발견해 포획하는데 성공했다. 이 유령상어는 전체 몸의 3분1에 달하는 머리와 독침처럼 날카로운 꼬리 그리고 검은색 깃털 지느러미를 가진 기괴한 모습이었다. 연구팀은 유전자 분석을 통해 이 유령상어가 신종임을 밝혀내고 새로운 이름(Chimaera Supapae)으로 명명했으며, 이에따라 유령상어는 현재까지 밝혀진 총 53종에서 54종으로 늘어났다.연구를 이끈 데이비드 에버트는 “태국 해역에서 유령상어를 만나는 일은 거의 없다”면서 “유령상어의 신종을 발견한 것은 우리가 해양환경에 대해 얼마나 아는 것이 적은 지를 보여준다”고 설명했다. 이어 “유령상어는 3~4억 년 전의 혈통을 지닌 가장 오래된 어류 계통 중 하나”라고 덧붙였다. 한편 유령상어의 특이한 생식과정도 흥미롭다. 먼저 유령상어 수컷의 머리에는 갈고리 모양이 기관이 존재하는데 이는 접었다 펼 수 있는 기능이 있다. 이 기관의 용도는 자신의 주위로 지나가는 암컷의 지느러미를 잡는 것이다. 이렇게 암컷이 잡히면 수컷은 배지느러미 부근에 있는 기각(clasper)이라는 한쌍의 생식기를 통해 정자를 주입한다. 이렇게 정자를 체내에 흡수한 암컷은 이를 일종의 ‘정자은행’에서 수년 간 보관한다.
  • 지스트, 암환자 약물반응 예측 기술 개발

    지스트, 암환자 약물반응 예측 기술 개발

    광주과학기술원(GIST)은 AI(인공지능)대학원 이현주 교수 연구팀이 사람의 유전자 발현 정보와 약물 그래프 정보를 기반으로 암환자의 약물 반응을 예측하는 인공지능 모델을 개발했다고 25일 밝혔다. 연구팀에 따르면 동일한 유형의 암 환자에 같은 약물을 사용하더라도 개인의 유전적 특성이나 암세포의 돌연변이에 따라 약물의 반응이 달라질 수 있다. 각 개인에게 맞는 약물을 찾기 위해서는 정확한 약물 반응 예측이 중요하기 때문에 최근에는 머신러닝이나 딥러닝 같은 인공지능 기법을 사용해 약물의 반응을 예측하려는 연구가 활발히 진행되고 있다. 대부분의 약물 반응 예측 연구에서는 약물 반응 정보가 존재하는 환자 데이터의 수가 부족해 데이터가 충분히 많은 세포주 데이터로 모델을 학습시킨다. 그러나 세포주 데이터는 면역계, 혈관계 등이 존재하지 않다는 점에서 환자 데이터의 유전자 발현량 정보와는 큰 차이가 있다. 따라서 세포주 데이터로 학습시킨 모델을 환자 데이터에 적용했을 때 정확성이 낮아지는 한계가 있다. 연구팀은 적대적 생성 신경망(GAN)을 활용해 인공지능 모델에서 세포주 데이터와 환자 데이터 상호 간 표현의 차이를 줄임으로써 세포주 데이터로 학습하더라도 환자 데이터에서도 정확한 약물 반응을 예측할 수 있도록 한 …PANCDR‘ 모델을 개발했다. 연구팀이 개발한 ‘PANCDR’ 모델은 판별자와 약물 반응 예측 모델을 번갈아 가며 학습시키는데, 1단계에서는 가우시안 인코더(Gaussian encoder)가 인코딩한 잠재 벡터(latent vector)가 세포주의 유전자 발현 데이터에서 온 것인지 환자의 유전자 발현 데이터에서 온 것인지 구분하는 판별자를 학습시킨다. 2단계에서는 반대로 판별자가 어느 데이터에서 온 것인지 구분하지 못하도록 약물 반응 예측 모델을 학습시킨다. 이때 환자의 데이터는 유전자 발현 데이터만 있고 약물 반응성이 없는 대규모의 데이터를 활용하였다. ‘PANCDR’ 모델(AUC 0.7106)은 환자 데이터에서 기존의 약물 반응 예측 모델(AUC 0.5273)보다 34% 이상 뛰어난 예측 성능을 보였다. 연구팀은 ‘PANCDR’ 모델을 서울대병원 연구팀(박성혜 교수)의 소아 뇌종양 환자 데이터에 적용하여 반응성이 가장 높게 예측된 상위 5개의 약물을 선정했다. 그리고 이에 관한 기존 연구를 조사한 결과, 5개 약물 모두 뇌종양과 관련되어 있음을 확인해‘PANCDR’ 모델의 정확도와 신뢰도를 검증했다. 이현주 지스트 교수는 “이번 연구 성과를 통해 세포주 데이터로 약물 반응 모델을 학습하더라도 환자 데이터에서 높은 정확도로 예측하는 것이 가능하다”며 “향후 개인 맞춤 치료를 위한 정확한 약물 반응 예측을 제공할 것으로 기대된다”고 말했다. 이현주 지스트 AI대학원 교수가 지도하고 김주연 연구원이 수행한 이번 연구는 서울대학교 의과대학 병리학교실 박성혜 교수와의 공동연구로, 정보통신기획평가원(IITP)의 지원을 받았으며 생명정보학 분야 국제학술지 ‘Briefings in Bioinformatics’에 지난 14일 게재됐다.
  • 청소년 자녀의 머리 냄새 원인, 알고 보니… [달콤한 사이언스]

    청소년 자녀의 머리 냄새 원인, 알고 보니… [달콤한 사이언스]

    갓난아기의 살냄새는 모성애나 부성애를 자극한다. 그렇지만 아이들이 커가면서 아기 때의 포근한 살냄새는 사라진다. 그래서인지 온라인에서는 청소년 정수리 냄새를 없애준다는 두피케어 제품들도 심심찮게 만날 수 있다. 단순히 호르몬의 변화 때문일까. 독일 프리드리히 알렉산더대 향·후각 연구소, 드레스덴 기술대 심신의학 및 심리치료학과, 예나 프리드리히 쉴러대 임상 심리학과, 프라운호퍼 공정설계 및 포장연구소 공동 연구팀은 영유아와 청소년 체취의 화학적 구성에는 차이가 있다고 25일 밝혔다. 이 연구 결과는 화학 분야 국제 학술지 ‘커뮤니케이션 케미스트리’ 3월 22일 자에 실렸다. 연구팀은 0~3세 유아 18명과 14~18세 남녀 청소년 18명을 대상으로 체취를 수집해 화학성분을 분석했다. 체취는 하룻밤 동안 착용한 면 티셔츠와 일상복 겨드랑이 부위에 면 패드를 부착해 얻었다. 연구팀은 실험에 참여한 아이들의 부모에게 실험 48시간 전부터 강한 향이 나는 음식과 향이 나는 제품이나 세제를 피하도록 요청했다. 분석 결과, 체취의 화학적 구성은 두 집단 모두 전반적으로 비슷했다. 그렇지만, 10대의 체취에서는 카복실산인 3-메틸부탄산, 2-메틸헵탄산, 옥탄산, 4-에틸옥탄산, 도데칸산, 미리스톨레산이 고농도로 포함돼 있었으며, 패출리 알코올과 알 수 없는 냄새 화합물이 포함돼 있는 것으로 확인됐다. 연구팀은 카복실산 성분들은 치즈 냄새, 과일과 말린 자두 냄새, 곰팡냄새, 고수 냄새, 산패한 기름 냄새, 염소 냄새, 왁스 냄새, 풀 냄새 등 복합적인 냄새를 만들었으며, 알 수 없는 냄새 화합물은 백단향과 미세한 향수 냄새를, 패출리 알코올 성분은 흙냄새를 풍기는 것으로 확인했다.연구팀은 10대 청소년들에게서는 땀, 소변, 사향, 백단향 냄새를 만드는 페로몬성 스테로이드 물질인 ‘5α-안드로스트-16-엔-3-원’(5α-androst-16-en-3-one)과 ‘5α-안드로스트-16-엔-3α-올’(5α-androst-16-en-3α-ol) 이라는 두 가지 화합물이 발견했다. 이 물질들은 영유아에게서는 발견되지 않았다. 반면 영유아에게서는 바이올렛 꽃 향이나 비누, 향수 같은 냄새를 만드는 ‘케톤 α-이소메틸오온’(ketone α-isomethylionone)이라는 물질이 10대 청소년보다 압도적으로 많이 검출됐다. 연구를 이끈 프리드리히 알렉산더대 화학·약학과 헬렌 루스 수석 연구원은 “10대 청소년과 유아의 피지선과 아포크린샘의 활동성 차이 때문에 체취가 달라질 수 있다”라면서 “영유아들에게서는 불쾌한 냄새를 유발하는 페로몬성 스테로이드가 전혀 없고 카복실산 수치가 낮기 때문에 청소년들의 체취보다 더 기분 좋은 냄새를 만든다”라고 설명했다. 루스 박사는 “청소년기에는 피지선의 활동이 활발하고 페로몬성 스테로이드가 많이 나오기 때문에 자주 씻는 것이 기분 나쁜 체취를 없애는 데 도움이 될 것”이라고 덧붙였다.
  • 기성용♥ 한혜진이 밝힌 ‘먹고 싶은 거 다 먹고도 날씬한 이유’

    기성용♥ 한혜진이 밝힌 ‘먹고 싶은 거 다 먹고도 날씬한 이유’

    배우 한혜진(42)이 마음 껏 먹고도 날씬만 몸매를 유지하는 자신만의 관리 비법을 공개했다. 22일 한혜진은 자신의 인스타그램 스토리에 만 보 기록이 적혀 있는 스마트워치 사진과 함께 “오늘도 만 보 걷기, 먹으려면 걸어야…맛있는 거 못 잃어~”라는 글을 올렸다. 걷기는 대표적인 유산소 운동으로 체지방을 태워 체중 감량에 도움이 되는 것은 물론 각종 질환 발병 위험도 줄여준다. 호주 멜버른 빅토리아대 연구팀에 따르면 시속 8㎞ 미만의 속도로 일주일에 한 번 50분씩 달리는 사람은 달리기를 전혀 하지 않은 사람보다 조기 사망 위험이 27%나 낮았고 심혈관 질환 위험은 30%, 암 위험은 23% 각각 감소했다. 뒤로 걷기는 운동 효과가 더 높다. 단국대 스포츠과학대학원 스포츠의학과 연구팀에 따르면 30분 뒤로 걸을 때 에너지 소비량과 근육 활동량은 앞으로 걸을 때보다 1.5~2배 정도 높았다 한편 한혜진은 8살 연하 축구선수 기성용과 2013년 결혼해 슬하에 딸 시온양 1명을 두고 있다.
  • 한국공대, 연산 기능 갖춘 비휘발성 메모리 지능형 반도체소자 개발

    한국공대, 연산 기능 갖춘 비휘발성 메모리 지능형 반도체소자 개발

    한국공학대학교는 안승언 나노반도체공학과 교수 연구팀이 차세대 지능형 반도체에 활용 가능한 로직 연산과 메모리 기능이 통합된 강유전체 기반의 ‘프로세스 인 메모리’(PIM) 소자 개발에 성공했다고 22일 밝혔다. 이번 연구 결과는 ‘Exploring Multi-Bit Logic In-Memory with Memristive HfO2-Based Ferroelectric Tunnel Junctions’라는 제목으로 전자 소자 및 재료과학 분야 저명 학술지 ‘Advanced Electronic Materials’에 지난 8일자 표지논문으로 게재됐다. 연구에는 박사과정 고원우(제1저자), 황현주(공저자) 학생이 참여했다. 연구팀은 최근 학계와 산업계의 큰 관심을 받고 있는 ‘하프늄·지르코늄 산화물’을 기반으로 강유전체 터널 접합(FTJ) 형태의 멤리지스터(메모리+레지스터)를 구현해 멀티 레벨 스위칭 구현 및 신뢰성을 확보하고 중간 레벨(inter-state) 간 스위칭을 구동하는 데 처음으로 성공했다. 나아가 소자의 스위칭 특성을 조합해 NAND, NOR, OR 등 16가지의 논리 연산 기능을 카르노 맵을 통해 제시해 PIM 응용 가능성을 검증했다. 안승언 교수는 “최근 새로운 개념의 컴퓨팅 시스템 구현을 위해 다양한 PIM 소자의 연구 결과가 발표되고 있다”면서 “하지만 비휘발성 멀티레벨의 신뢰성 및 중간 레벨 간 스위칭 구동 연구가 여전히 초기 단계에 있는 상황에서 본 연구의 진일보한 결과는 차세대 지능형 반도체 분야의 기술적, 학문적 도약에 기여를 할 것으로 기대한다”고 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 지원하는 중견연구자지원사업과 산업통상자원부가 지원하는 미래반도체개발사업의 지원으로 수행됐다.
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