나무늘보는 느린 동물의 대명사다. 심지어 영어 명칭인 슬로스(sloth) 역시 나태하다는 뜻을 지니고 있다. 하지만 절대 게으른 동물은 아니다. 그보다는 환경에 극도로 적응을 잘한 동물에 속한다. 이들이 움직임이 느린 것은 대사량이 적고 근육량도 적기 때문으로 먹이를 구하기 힘든 환경에 잘 적응한 결과다. 나무 위에 살기 때문에 영양가 낮은 나뭇잎만 먹고사는데 아예 여기에 잘 적응해 거의 움직이지 않게 진화한 것이다. 하지만 아무리 영양가가 낮더라도 많이 먹어서 보충할 수 있지 않으냐고 반문할 수도 있다. 기린 역시 몸집이 크지만 나뭇잎을 주로 먹고 산다. 사실 나무늘보의 친척 가운데는 기린이나 코끼리 같은 생활 방식을 선택한 이들도 있었다. 1만 2000년 전까지 신대륙을 활보했던 거대 땅늘보인 메가테리움 (Megatherium)이 대표적이다. 지금의 나무늘보를 보면 상상이 되지 않을 수도 있지만, 메가테리움은 몸무게가 최대 4t에 몸길이도 6m에 달해 두 발로 서면 높은 가지에도 쉽게 닿을 수 있었다. 그리고 손에는 크고 날카로운 발톱이 있어 큰 나뭇가지도 쉽게 꺾어 잎을 먹을 수 있었다. 엄청난 몸집과 날카로운 발톱을 지닌 메가테리움을 보면 이런 동물이 멸종하고 나무늘보가 살아남았다는 사실이 의외로 다가온다. 하지만 물론 여기에는 그럴 만한 이유가 있다. 미국 플로리다 자연사 박물관의 레이첼 나두치가 이끄는 연구팀은 박물관 17곳에서 보관 중인 화석 400여 개에서 DNA를 추출해 땅늘보와 나무늘보의 진화 과정을 조사해 늘보의 크기를 조절한 인자를 밝혀냈다. 연구팀 분석으로는 늘보의 조상은 3700만 년 전 아르헨티나에서 살았던 슈도글리토돈(Pseudoglyptodon)라는 큰 개 크기의 동물이었다. 이들은 수십 종에 달하는 땅늘보와 나무늘보로 진화했는데, 아무래도 땅에 사는 땅늘보의 몸집이 훨씬 컸다. 땅늘보의 대명사는 앞서 소개한 메가테리움이다. 이들은 대략 500만 년 전 남미에서 진화한 후 남미 대륙이 북미와 연결된 이후에는 북미까지 퍼져 나갔다. 연구팀은 메가테리움 같은 대형 땅늘보가 몸집을 키운 것은 당시 넓은 초원과 추운 환경에 적응한 결과라고 분석했다. 초원에서 먼 거리를 이동하면서 먹이를 구할 때 큰 몸집은 많은 장점이 있다. 그리고 높이 있는 나뭇잎처럼 다른 동물은 접근하기 힘든 먹이도 쉽게 구할 수 있다. 마지막으로 큰 몸집은 피할 곳이 마땅치 않은 초원에서 몸을 지킬 수 있는 든든한 무기다. 이런 점에서 메가테리움은 오늘의 코끼리와 몸집만 비슷한 게 아니라 생태적 지위도 비슷했음을 짐작할 수 있다. 연구팀은 여기에 더해 기후도 큰 영향을 미쳤다고 분석했다. 메가테리움과 다른 땅늘보들은 여러 차례의 빙하기와 간빙기를 거쳤는데, 날씨가 추워지면 몸집에 커지는 경향을 보였다. 큰 몸집은 상대적 표면적을 줄여 체온을 유지하는 데 유리하다. 하지만 이렇게 천적이 없을 것 같았던 메가테리움은 인간이 신대륙에 들어온 후인 1만 2000년쯤 갑자기 사라진다. 급격한 기후 변화와 인간의 사냥이 주된 이유로 지목되지만, 정확한 이유는 아직 모른다. 우리가 분명하게 알고 있는 사실은 현재 살아남은 생존자가 가장 작고 느린 나무늘보라는 사실이다. 느리지만 그만큼 적게 먹어 먹이가 떨어질 걱정이 없고 몸집이 작아 나무에 숨어 지내기도 적합한 나무늘보는 크고 힘센 사촌들이 모두 사라진 후에도 살아남았다. 나무늘보는 크고 힘센 것만이 전부가 아니라는 자연의 지혜를 우리에게 가르쳐 주는 존재일지도 모른다.

나무늘보는 느린 동물의 대명사다. 심지어 영어 명칭인 슬로스(sloth) 역시 나태하다는 뜻을 지니고 있다. 하지만 절대 게으른 동물은 아니다. 그보다는 환경에 극도로 적응을 잘한 동물에 속한다. 이들이 움직임이 느린 것은 대사량이 적고 근육량도 적기 때문으로 먹이를 구하기 힘든 환경에 잘 적응한 결과다. 나무 위에 살기 때문에 영양가 낮은 나뭇잎만 먹고사는데 아예 여기에 잘 적응해 거의 움직이지 않게 진화한 것이다. 하지만 아무리 영양가가 낮더라도 많이 먹어서 보충할 수 있지 않으냐고 반문할 수도 있다. 기린 역시 몸집이 크지만 나뭇잎을 주로 먹고 산다. 사실 나무늘보의 친척 가운데는 기린이나 코끼리 같은 생활 방식을 선택한 이들도 있었다. 1만 2000년 전까지 신대륙을 활보했던 거대 땅늘보인 메가테리움 (Megatherium)이 대표적이다. 지금의 나무늘보를 보면 상상이 되지 않을 수도 있지만, 메가테리움은 몸무게가 최대 4t에 몸길이도 6m에 달해 두 발로 서면 높은 가지에도 쉽게 닿을 수 있었다. 그리고 손에는 크고 날카로운 발톱이 있어 큰 나뭇가지도 쉽게 꺾어 잎을 먹을 수 있었다. 엄청난 몸집과 날카로운 발톱을 지닌 메가테리움을 보면 이런 동물이 멸종하고 나무늘보가 살아남았다는 사실이 의외로 다가온다. 하지만 물론 여기에는 그럴 만한 이유가 있다. 미국 플로리다 자연사 박물관의 레이첼 나두치가 이끄는 연구팀은 박물관 17곳에서 보관 중인 화석 400여 개에서 DNA를 추출해 땅늘보와 나무늘보의 진화 과정을 조사해 늘보의 크기를 조절한 인자를 밝혀냈다. 연구팀 분석으로는 늘보의 조상은 3700만 년 전 아르헨티나에서 살았던 슈도글리토돈(Pseudoglyptodon)라는 큰 개 크기의 동물이었다. 이들은 수십 종에 달하는 땅늘보와 나무늘보로 진화했는데, 아무래도 땅에 사는 땅늘보의 몸집이 훨씬 컸다. 땅늘보의 대명사는 앞서 소개한 메가테리움이다. 이들은 대략 500만 년 전 남미에서 진화한 후 남미 대륙이 북미와 연결된 이후에는 북미까지 퍼져 나갔다. 연구팀은 메가테리움 같은 대형 땅늘보가 몸집을 키운 것은 당시 넓은 초원과 추운 환경에 적응한 결과라고 분석했다. 초원에서 먼 거리를 이동하면서 먹이를 구할 때 큰 몸집은 많은 장점이 있다. 그리고 높이 있는 나뭇잎처럼 다른 동물은 접근하기 힘든 먹이도 쉽게 구할 수 있다. 마지막으로 큰 몸집은 피할 곳이 마땅치 않은 초원에서 몸을 지킬 수 있는 든든한 무기다. 이런 점에서 메가테리움은 오늘의 코끼리와 몸집만 비슷한 게 아니라 생태적 지위도 비슷했음을 짐작할 수 있다. 연구팀은 여기에 더해 기후도 큰 영향을 미쳤다고 분석했다. 메가테리움과 다른 땅늘보들은 여러 차례의 빙하기와 간빙기를 거쳤는데, 날씨가 추워지면 몸집에 커지는 경향을 보였다. 큰 몸집은 상대적 표면적을 줄여 체온을 유지하는 데 유리하다. 하지만 이렇게 천적이 없을 것 같았던 메가테리움은 인간이 신대륙에 들어온 후인 1만 2000년쯤 갑자기 사라진다. 급격한 기후 변화와 인간의 사냥이 주된 이유로 지목되지만, 정확한 이유는 아직 모른다. 우리가 분명하게 알고 있는 사실은 현재 살아남은 생존자가 가장 작고 느린 나무늘보라는 사실이다. 느리지만 그만큼 적게 먹어 먹이가 떨어질 걱정이 없고 몸집이 작아 나무에 숨어 지내기도 적합한 나무늘보는 크고 힘센 사촌들이 모두 사라진 후에도 살아남았다. 나무늘보는 크고 힘센 것만이 전부가 아니라는 자연의 지혜를 우리에게 가르쳐 주는 존재일지도 모른다.

“콩 한 쪽도 나눠 먹는다”라는 우리 속담이 있다. 콩처럼 작은 것 하나도 나눠 먹는다는 것은 서로 돕고 어려울 때 서로에게 힘이 된다는 의미다. 그렇지만, 실제로 자기가 독차지할 수 있는 상황이거나 어려운 상황에서 다른 사람과 음식이나 물건을 나눈다는 것은 쉽지 않은 일이다. 그런데, 최근 과학자들이 바다의 무법자 상어들도 먹이를 독차지하지 않고 나눈다는 사실을 발견해 눈길을 끈다. 미국 하와이대 해양 생물학 연구소, 호놀룰루 종 보존 연구 프로그램(PSP) 공동 연구팀은 난폭하기로 유명한 큰지느러미흉상어(Oceanic whitetip shark)와 뱀상어(tiger shark)가 먹잇감을 사이좋게 나눠 먹는 모습을 관찰했다고 31일 밝혔다. 이 연구 결과는 해양학 분야 국제 학술지 ‘최신 어류 과학’(Frontiers in Fish Science) 5월 29일 자에 실렸다. 큰지느러미흉상어는 평균 길이가 2m에 달하는 멸종 위기종 상어다. 다른 상어들과 어울리지 않는 독립적 성향을 띠며, 이동성이 높고 먼바다에서 주로 생활하기 때문에 연구가 쉽지 않다. 봄이나 여름철에 하와이 빅 아일랜드에서 발견되기도 한다. 또 뱀상어는 평균 3~4m까지 자라는 종으로 1년 내내 하와이 빅 아일랜드 인근에서 서식한다. 그래서 두 종이 시간적으로나 공간적으로 겹치는 경우는 매우 드물다. 연구팀은 2024년 4월 빅 아일랜드 서쪽 해안에서 약 10㎞ 떨어진 지역에서 심하게 부패한 동물 사체를 발견했는데, 그 주변에 큰지느러미흉상어 9마리, 뱀상어 5마리를 목격했다. 크기도 작고 심하게 부패한 사체를 뜯어 먹는 모습이 관찰됐는데, 같은 종의 상어끼리는 물론 서로 다른 종의 상어끼리도 어떤 적대적 행동 없이 먹잇감을 먹는 모습이 관찰됐다. 또 일부 상어들은 수면으로 뜬 사체 찌꺼기를 먹는 모습도 보였다. 이에 대해 상어들이 종과 크기 등이 달라도 사회적 위계를 정확히 인식하기 때문에 다툼이 벌어지지 않는 것일 수 있다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 몰리 스콧 하와이대 박사는 “이번 연구는 서식하는 환경이 완전히 다른 두 종의 상어가 평화롭게 사체를 처리하는 모습을 관찰한 첫 연구”라며 “보통 대양에서 사는 상어들은 사람을 잡아먹는 식인 상어라는 인식이 강하지만 실제로는 청소부 역할이 더 크다는 것을 확인할 수 있었다”라고 말했다.

경북도의회 행정보건복지위원회(위원장 권광택)는 지난 29일 안동문화예술의전당 국제회의장에서 ‘경북도 신중년 여성 정책의 발전과 실천과제 정책토론회’를 개최했다. 이날 토론회는 경북도의회 행정보건복지위원회가 주관해, 권광택 위원장을 비롯해 행정보건복지위원회 황재철 의원, 관계 공무원, 신중년 여성 당사자 및 관련 전문가, 도민 등 100여명이 참석한 가운데 생애 전환기를 맞이한 신중년 여성의 삶의 질 향상과 사회 참여 확대를 위한 정책 방안을 모색하고자 마련되었다. 권광택 위원장(안동)은 개회 인사말에서 “신중년 여성은 가정과 사회를 지탱해 온 중추적 존재이자, 경북의 인적 자원으로서 잠재력이 크다”라며 “그러나 이들에 대한 정책적 관심과 지원은 아직 미흡한 수준으로, 경북도만의 특성과 여건을 반영한 실천 가능한 정책 마련이 절실하다”고 강조했다. 이어 “이번 토론회를 통해 다양한 의견을 수렴하고 실효성 있는 정책을 발굴하는 계기로 삼겠다”고 밝혔다. 첫 번째 주제발표는 강소랑 서울시50플러스재단 정책연구팀장이 ‘서울시 중장년 정책사례’라는 주제로 서울시의 중장년 일자리 사업과 직업훈련, 창업 창직 지원 사업, 경력설계서비스 등 중장년을 위한 사업들을 소개했다. 두 번째 발표한 김성의 경북여성정책개발원 연구원의 ‘경북 신중년 여성 지역사회활동 활성화 방안’이란 주제로 경북도 신중년 여성 관련 정책과 현황 등을 분석하여 신중년 여성을 위한 지역사회 참여 체계를 마련할 것을 촉구했다. 이어 김지수 경남경영자총협회 기획총괄실장, 신봉천 경북도경제진흥원 일자리지원팀장, 박철훈 (사)지역과소셜비즈 대표이사, 황재철 의원 등 4명이 토론자로 참석한 가운데 좌장을 맡은 권광택 위원장의 진행으로 열띤 토론을 펼쳤다. 황재철 의원(영덕)은 “신중년 여성들에게 가장 절실한 것은 양질의 일자리이며, 그 기준은 결국 안정적인 소득”이라며 “이를 뒷받침할 수 있는 맞춤형 정책과 체계적인 연구가 시급하다”고 강조했으며 “각 지자체는 빠르게 변화하는 산업 생태계에 능동적으로 대응해, 시대적 흐름에 맞는 일자리 기반을 마련해야 한다”라고 덧붙였다. 이외에도 토론자들은 신중년 여성들이 생애주기별로 다양한 역할을 수행하고 있음에도, 이를 뒷받침할 정책과 맞춤형 지원이 여전히 부족하다고 지적했다. 서울시50플러스센터 사례처럼 지역사회와의 연계, 협동조합 창업 등에서 신중년 여성들의 활약이 두드러지며, 돌봄·디지털·문화 분야에 대한 관심도 높다는 점이 강조됐다. 연령대별로는 40대는 안정적인 소득 중심의 일자리를, 50대는 경력 재설계를, 60대는 건강을 고려한 유연한 근무를 선호하는 등 차별화된 접근이 필요하다는 분석도 제시됐다. 토론자들은 민간 중심의 지속가능한 일자리 확대와 창업 지원, 생활인구 유입을 위한 지자체의 실효성 있는 고용 정책이 시급하다고 입을 모았다. 권광택 위원장(안동)은 “이번 토론회를 통해 신중년 여성들이 처한 현실과 다양한 목소리를 깊이 있게 들을 수 있었다”라며 “현장의 생생한 의견을 바탕으로 경북의 특성과 여건에 맞는 실질적이고 지속가능한 정책 마련에 힘쓰겠다”고 밝혔다.

학창 시절에는 운동을 잘하는 학생이 친구들에게 부러움의 대상이 된다. 운동을 잘하고 못하는 것은 많은 사람이 유전 때문으로 알고 있는데, 실제론 그렇지 않다는 재미있는 연구 결과가 나와 눈길을 끈다. 일본 나고야 난잔대 체육교육 연구센터, 도호쿠대 스마트 에이징 연구 센터 공동 연구팀은 자기 운동 능력에 대한 인식은 성격, 가족 특성, 여가 활동, 타인의 인식 등 여러 내·외 요인의 영향을 받는다고 30일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 5월 29일 자에 실렸다. 자신의 운동 능력에 대한 자아 인식은 체육 활동에 참여하려는 동기에 영향을 미친다. 실제로 아동, 청소년에게 자신의 운동 능력에 대한 인식은 각종 신체 활동 참여뿐만 아니라 궁극적으로는 건강과 학업 성취에까지 영향을 미친다. 실제 운동 능력과는 별개로 자신이 운동을 못 한다고 생각하는 사람은 신체 활동을 피하게 되고, 운동을 더 못하게 된다는 말이다. 그런데, 운동 능력에 대한 정의가 모호하고, 자신의 운동 능력에 대한 인식과 관련된 요인들에 관한 연구는 거의 없었다. 이에 연구팀은 406명의 남녀 대학생을 대상으로 운동 능력에 대한 자아 인식을 조사했다. 실험 참가자들은 축구, 배구, 농구 등 11개 스포츠에 대해 자기 신체 능력에 대한 감각을 평가하는 설문 조사를 작성했다. 또 성격과 가족 배경, 신체 활동 이력도 조사했다. 연구 결과, 자기가 다른 사람보다 운동을 잘한다고 스스로 생각하는 학생들은 끈기, 회복력, 계속 성장할 수 있다는 잠재력인 성장 마인드 셋 점수가 높은 것으로 나타났다. 이 학생들은 형제자매 중 막내인 경우가 많았고, 다른 사람들에게 “운동 능력이 뛰어나다”라는 말을 자주 들었고, 처음 걷기 시작한 시기도 빠른 편에 속했다. 또 각종 체육 활동 참여 경험이 많았고, 부모의 가계 소득이 더 높았으며, 부모가 운동선수인 경우도 많았다. 본인이 운동을 잘한다고 생각한 학생들은 온라인 게임이나 음악 같은 다른 여가 활동 참여도나 관심은 낮은 것으로 나타났다. 연구를 이끈 쇼 이토 난잔대 교수는 “이번 연구는 주관적 운동 능력 인식이 스포츠 경험뿐만 아니라 성격 특성, 유아기 환경, 가족 배경에 의해 형성된다는 것을 보여준다”며 “형제자매 중 막내가 운동 능력에 자신감을 보이는 이유는 나이 많은 형제자매들이 운동하는 것을 보고 따라 하기 때문일 것”이라고 말했다.

전기차 시대를 연 일등공신은 리튬 이온 배터리입니다. 리튬 이온 배터리는 과거 사용되던 납 축전지에 비해 에너지 밀도가 매우 높고 상대적으로 가벼우며 자가 방전이 일어나는 정도도 작아 전자기기는 물론 자동차용으로 적합합니다. 여기에 전고체 배터리 같은 차세대 배터리가 상용화되면 내연기관에서 전기차로의 전환은 가속도가 붙을 것으로 예상되고 있습니다. 하지만 차세대 전고체 배터리로도 전기 비행기 상용화는 쉽지 않을 것으로 보고 있습니다. 실용적인 전기 비행기 개발을 위해서는 배터리의 에너지 밀도가 1000Wh/kg 이상 되어야 하는데, 현재 주로 사용되는 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도는 300Wh/kg 이내이고 전고체 배터리도 500Wh/kg 정도를 예측하고 있기 때문입니다. 따라서 과학자들은 자동차를 외에 선박, 기차, 항공기, 트럭 등의 전동화를 위한 차세대 배터리 개발에 나서고 있습니다. 이런 시도들 가운데 하나가 금속 공기 전지입니다. 금속 금속 공기 전지 (metal air battery)는 금속과 공기를 전지의 음극과 양극으로 사용하는 형태의 배터리로 군용으로 상용화된 아연 공기 전지가 대표적 사례입니다. 금속 공기 전지는 음극 역할을 하는 금속과 반응이 일어나는 부분만으로 구성되어 있어 에너지 밀도가 높으며 양극인 공기 중 산소와 분리된 덕분에 화재 위험성이 낮습니다. 따라서 전기 비행기에 필요한 1000Wh/kg 이상의 높은 에너지 밀도를 쉽게 달성할 수 있습니다. 하지만 전기를 내놓는 산화 과정과 달리 충전하는 환원 과정이 쉽지 않아 사실상 일차전지로 사용해야 하기 때문에 널리 쓰이지 못하고 있습니다. MIT의 옛-밍 치앙 교수 연구팀은 일반적으로 사용되는 아연이나 리튬보다 훨씬 구하기 쉬운 소듐 (나트륨)을 이용한 소듐 공기 전지 프로토타입을 개발해 에너지 관련 학술지인 줄 (Joule)에 발표했습니다. 소듐은 소금을 통해 매우 쉽게 구할 수 있어 차세대 배터리 소재로 주목받는 물질입니다. 기본적으로 소듐 이온 배터리 형태로 개발이 한창이고 상용화가 시작된 상황이지만, 연구팀은 소듐이 금속 공기 전지 소재로도 유망하다고 보고 연구를 진행했습니다. 연구팀이 개발한 프로토타입은 사실 이차 전지보다는 연료 전지에 가까운 형태입니다. 공기와 액체 소듐이 전지 역할을 하고 그 사이에 있는 고체 세라믹 층이 전해질과 같은 역할을 담당합니다. 투명한 H 형 튜브 안에는 산소를 공급하는 공기와 가열해 액체 상태로 만든 소듐 사이에 다공성 공기 전극과 세라믹 층으로 존재합니다. (사진) 물론 중요한 것은 이런 기술적인 내용보다 에너지 밀도입니다. 연구팀에 따르면 이 프로토타입의 에너지 밀도는 1,700Wh/kg에 달합니다. 하지만 그렇다고 해서 곧 리튬 이온 배터리를 대체할 수 있는 건 아닙니다. 기존의 금속 공기 전지와 마찬가지로 연구팀이 개발한 소듐 공기 전지 역시 방전 후 충전이 쉽지 않다는 한계가 있습니다. 따라서 카트리지 형태로 교체하는 방안을 생각하고 있습니다. 소듐은 쉽게 구할 수 있는 물질인 만큼 소듐 카트리지를 새로 교체해 1차 전지처럼 사용하는 것입니다. 하지만 궁극적으로는 리튬 이온 배터리처럼 충방전이 쉬우면서 에너지 밀도까지 높은 차세대 금속 공기 배터리 개발이 모든 배터리 개발자의 목표일 것입니다. 이를 위해 MIT뿐 아니라 우리나라를 포함한 세계 각국의 과학자들이 연구에 몰두하고 있습니다. 누가 가장 먼저 실용적인 차세대 금속 공기 전지 개발에 성공하게 될지 궁금합니다.

전기차 시대를 연 일등공신은 리튬 이온 배터리입니다. 리튬 이온 배터리는 과거 사용되던 납 축전지에 비해 에너지 밀도가 매우 높고 상대적으로 가벼우며 자가 방전이 일어나는 정도도 작아 전자기기는 물론 자동차용으로 적합합니다. 여기에 전고체 배터리 같은 차세대 배터리가 상용화되면 내연기관에서 전기차로의 전환은 가속도가 붙을 것으로 예상되고 있습니다. 하지만 차세대 전고체 배터리로도 전기 비행기 상용화는 쉽지 않을 것으로 보고 있습니다. 실용적인 전기 비행기 개발을 위해서는 배터리의 에너지 밀도가 1000Wh/kg 이상 되어야 하는데, 현재 주로 사용되는 리튬 이온 배터리의 에너지 밀도는 300Wh/kg 이내이고 전고체 배터리도 500Wh/kg 정도를 예측하고 있기 때문입니다. 따라서 과학자들은 자동차를 외에 선박, 기차, 항공기, 트럭 등의 전동화를 위한 차세대 배터리 개발에 나서고 있습니다. 이런 시도들 가운데 하나가 금속 공기 전지입니다. 금속 금속 공기 전지 (metal air battery)는 금속과 공기를 전지의 음극과 양극으로 사용하는 형태의 배터리로 군용으로 상용화된 아연 공기 전지가 대표적 사례입니다. 금속 공기 전지는 음극 역할을 하는 금속과 반응이 일어나는 부분만으로 구성되어 있어 에너지 밀도가 높으며 양극인 공기 중 산소와 분리된 덕분에 화재 위험성이 낮습니다. 따라서 전기 비행기에 필요한 1000Wh/kg 이상의 높은 에너지 밀도를 쉽게 달성할 수 있습니다. 하지만 전기를 내놓는 산화 과정과 달리 충전하는 환원 과정이 쉽지 않아 사실상 일차전지로 사용해야 하기 때문에 널리 쓰이지 못하고 있습니다. MIT의 옛-밍 치앙 교수 연구팀은 일반적으로 사용되는 아연이나 리튬보다 훨씬 구하기 쉬운 소듐 (나트륨)을 이용한 소듐 공기 전지 프로토타입을 개발해 에너지 관련 학술지인 줄 (Joule)에 발표했습니다. 소듐은 소금을 통해 매우 쉽게 구할 수 있어 차세대 배터리 소재로 주목받는 물질입니다. 기본적으로 소듐 이온 배터리 형태로 개발이 한창이고 상용화가 시작된 상황이지만, 연구팀은 소듐이 금속 공기 전지 소재로도 유망하다고 보고 연구를 진행했습니다. 연구팀이 개발한 프로토타입은 사실 이차 전지보다는 연료 전지에 가까운 형태입니다. 공기와 액체 소듐이 전지 역할을 하고 그 사이에 있는 고체 세라믹 층이 전해질과 같은 역할을 담당합니다. 투명한 H 형 튜브 안에는 산소를 공급하는 공기와 가열해 액체 상태로 만든 소듐 사이에 다공성 공기 전극과 세라믹 층으로 존재합니다. (사진) 물론 중요한 것은 이런 기술적인 내용보다 에너지 밀도입니다. 연구팀에 따르면 이 프로토타입의 에너지 밀도는 1,700Wh/kg에 달합니다. 하지만 그렇다고 해서 곧 리튬 이온 배터리를 대체할 수 있는 건 아닙니다. 기존의 금속 공기 전지와 마찬가지로 연구팀이 개발한 소듐 공기 전지 역시 방전 후 충전이 쉽지 않다는 한계가 있습니다. 따라서 카트리지 형태로 교체하는 방안을 생각하고 있습니다. 소듐은 쉽게 구할 수 있는 물질인 만큼 소듐 카트리지를 새로 교체해 1차 전지처럼 사용하는 것입니다. 하지만 궁극적으로는 리튬 이온 배터리처럼 충방전이 쉬우면서 에너지 밀도까지 높은 차세대 금속 공기 배터리 개발이 모든 배터리 개발자의 목표일 것입니다. 이를 위해 MIT뿐 아니라 우리나라를 포함한 세계 각국의 과학자들이 연구에 몰두하고 있습니다. 누가 가장 먼저 실용적인 차세대 금속 공기 전지 개발에 성공하게 될지 궁금합니다.

한국인들은 자극적인 음식을 즐기는 것으로 유명하다. 최근에는 젊은 층에서는 ‘단짠’(달고 짠) 음식의 선호도도 상당히 높다. 그렇지만 이렇게 간이 강한 음식은 건강에 악영향을 미칠 수 있다. 국내 연구진이 짠 음식이 뇌암을 유발할 수 있다는 사실을 분자 수준에서 밝혀내 눈길을 끈다. 카이스트 생명과학과, 한국화학연구원 신종바이러스융합연구단, 가톨릭대 서울성모병원 신경외과 공동 연구팀은 고염식이 장내 미생물 구성을 변화시키고, 이에 따라 증식한 미생물에 의해 분비되는 대사물질이 장내에 과도하게 축적돼 뇌종양을 악화시킨다는 사실을 규명했다고 1일 밝혔다. 이 연구 결과는 생의학 분야 국제 학술지 ‘실험 의학 저널’(Journal of Experimental Medicine)에 실렸다. 짜게 먹는 것이 건강에 도움이 되지 않는다는 점은 이미 잘 알려져 있다. 그런데, 짠 음식이 어떻게 건강에 악영향을 미치고, 암까지 발생시키는지에 관한 메커니즘은 정확히 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 생쥐에게 뇌종양을 일으킨 실험을 했다. 연구팀은 두 그룹으로 나눠 한쪽은 4주 동안 음식을 먹이고, 다른 쪽은 일반식을 섭취시켰다. 그 결과, 짠 음식을 먹은 생쥐들은 종양 크기가 커지고, 생존율도 크게 떨어지는 것이 관찰됐다. 연구팀은 항생제로 장내 미생물을 제거하거나, 무균 생쥐에게 고염식을 한 생쥐의 분변 미생물을 이식했을 때도 뇌종양 악화 반응이 확인됐다. 연구팀은 장내 미생물 중 ‘박테로이드 불가투스’가 고염식을 할 경우 증가하고, 이 균이 프로피오네이트라는 효소 물질의 발현을 증가한다는 사실을 발견했다. 짜게 먹은 생쥐의 장에서 프로피오네이트 농도가 비정상적으로 상승했고, 이 물질은 산소가 충분한데도 뇌종양 세포에 산소가 부족한 것처럼 인식하게 하는 ‘저산소유도인자-1알파’를 활성화했다. 이는 다시 형질전환성장인자-베타라는 물질을 증가시키고 제1형 콜라젠을 과도하게 생성해 종양 세포가 더 쉽게 퍼지고 악성도도 높아지게 했다. 연구팀은 이를 바탕으로 실제 뇌종양에서 악성도가 가장 심한 교모세포종 환자의 암세포 데이터 분석을 한 결과, 사람도 생쥐에서와 마찬가지 분자 메커니즘이 작동한다는 사실이 확인됐다. 이를 통해 짠 음식이 뇌종양에 왜 나쁘고, 무엇이 그 과정을 유도하며, 어떤 유전자와 단백질이 작용하는지를 밝혀냈다고 연구팀은 설명했다. 연구를 이끈 이흥규 카이스트 생명과학과 교수는 “이번 연구는 짠 음식 섭취가 장내 미생물 생태계를 바꾸고, 그렇게 생성된 대사산물이 뇌종양을 악화시킬 수 있음을 분자 수준에서 규명했다는 점에서 의미가 있다”며 “뇌종양 환자를 대상으로 한 식이 조절 연구와 장내 미생물 기반 치료 전략 개발에 도움을 줄 것”이라고 말했다.

고래는 바다에 사는 가장 큰 포유류이자, 현존하는 지구상 가장 큰 동물이기도 하다. 그러나 멸종 위기에 처해 있어 국제 포경위원회에서는 1985년부터 상업적으로 고래잡이를 금지하고 있다. 그런데도 암암리에 포경하는 나라들도 있다. 과거 인류는 기름과 고기를 얻기 위해 고래를 사냥했다. 그렇다면, 인류는 언제부터 고래를 사냥했을까. 스페인, 프랑스, 오스트리아, 스위스, 덴마크, 캐나다 6개국 17개 대학과 연구기관으로 구성된 공동 연구팀은 인류는 약 2만년 전부터 고래 뼈를 이용해 도구를 만들어 사용했다고 30일 밝혔다. 이번 연구에는 스페인 바르셀로나 자치대 환경과학기술 연구소, 칸타브리아대, 살라망카대, 오비에도대, 프랑스 파리 국립 자연사박물관, 보르도대, 몽펠리에대, 장 조레스 툴루즈대, 프랑슈 콩테대, 파리 사클레대, 오스트리아 빈대학, 빈 인간 진화·고고 과학 연구소, 스위스 뇌샤텔주 문화 유산·고고학부, 덴마크 코펜하겐대, 캐나다 브리티시 컬럼비아대 과학자들이 참여했다. 이 연구는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 5월 28일 자에 실렸다. 연구팀은 프랑스, 스페인과 접해 있는 비스케이 만 주변 유적지에서 발굴된 뼈 도구 83개와 스페인 산타카탈리나 동굴에서 발굴되니 뼈 90개에 대해 질량 분석법, 방사성 탄소 연대 측정법을 사용해 표본의 연대를 측정하고 분류해 분석했다. 그 결과, 뼈들은 최소 5종의 대형 고래의 것이며, 가장 오래된 것은 1만 9000~2만 년 전으로 거슬러 올라가는 것으로 밝혀졌다. 연구팀에 따르면 이는 인간이 고래 유해를 도구로 사용했다는 가장 오래된 증거다. 이번에 확인된 종은 향유고래, 대왕고래, 참고래, 북대서양긴수염고래, 수염고래 등이다. 이 고래 종들은 요즘에도 비스케이 만 주변에서 발견되고 있다. 또, 현재는 북태평양과 북극에서 간간이 볼 수 있는 회색 고래의 유해도 발견했다. 고래 뼈를 정밀 분석해 얻은 화학적 데이터에 따르면 오래전 고래의 먹이 습성은 현재 고래 종들과는 다른 것으로 조사됐다. 이는 시간이 변하면서 고래의 행동적, 환경적 변화를 의미한다. 연구를 이끈 장 마크 페티용 장 조레스 툴르즈대 교수는 “이번 연구는 해안 지역에서 초기 인류가 고래를 사용했던 방식에 대한 이해를 넓히는 동시에, 지난 2만년 동안 고래 생태계 변화에 대한 통찰을 제시한다”고 말했다.

혈액 부족 사태가 전 지구적인 문제로 떠오르고 있다. 미국 워싱턴대 조사 결과에 따르면 2019년 기준 전 세계 196개국 가운데 119개국이 혈액 부족 현상을 겪고 있다. 혈액 부족에 따른 출혈성 쇼크로 사망하는 사람도 연 200만명에 달한다. 급속한 고령화로 헌혈 인구는 줄어든 반면 수혈 수요는 늘었기 때문이다. 수요 대비 공급 혈액량 감소로 사회적 문제가 야기되자 세계 각국은 ‘혈액 주권’ 수호를 위한 인공혈액 개발에 공을 들이고 있다. 특히 전 세계적으로 보기 드문 저출생과 고령화 현상이 진행 중인 한국은 혈액 수급 해결이 그 어느 나라보다 시급한 상황이다. 하지만 인공혈액의 안전성 확보를 위해서는 생체 적합도를 높이는 기술이 관건이다. 그간 미국과 일본에서 관련 기술을 개발하려는 시도가 계속됐으나 번번이 한계에 부딪혔다. 그런데 최근 한국 과학자들이 ‘숨 쉬는 피 공장’이 되어줄 JAK3 넉아웃 미니돼지 생산에 세계 최초로 성공했다. 살아있는 ‘생체 재생 공장’ 미니돼지 개발인간 혈액, 미니돼지 생체 내에서 재생 한국생명공학연구원은 김선욱 박사 연구팀이 유전자 편집과 형질전환 기술을 이용해 안전한 혈액 공급을 위한 면역 결핍 미니돼지를 개발했다고 29일 밝혔다. 미니돼지는 체격이 큰 중대형 실험동물(중대동물)로, 혈액량이 많고 생리학적 특징이 인간과 유사해 인간의 혈액을 재생시키기 위한 최적의 동물로 평가된다. 미니돼지에 인간 세포와 같은 외부 세포를 이식해 재생을 유도하려면 일단 ‘거부반응’을 일으키지 않도록 ‘면역결핍 상태’로 만들어야 한다. 지난 10여년간 미국과 일본 등에서 인간의 유전질환인 ‘중증복합면역결핍’(SCID)의 원인 유전자 결손을 통해 면역결핍 미니돼지를 개발하려는 연구가 시도됐지만, 림프구(면역세포) 결핍 표현형만 보이는 단순 SCID 모델에 그쳐 한계가 있었다. SCID는 T세포나 B세포, NK세포 등 림프구의 기능 이상으로 인해 감염에 무방비 상태가 되는 유전적 장애로, JAK3(주로 백혈구 등 면역세포에서 발현되는 티로신 키나아제) 등 12개 이상의 유전자 돌연변이에 의해 발생하는 것으로 알려져 있다. “최초로 JAK3 유전자 제거한 중증복합면역결핍 모델 생산” 연구팀은 유전체 교정 기술인 ‘크리스퍼 카스9 유전자가위’(CRISPR-Cas9)를 활용, 미니돼지 최초로 JAK3 유전자를 결손 시킨 녹아웃(Knock-Out·제거) SCID 모델을 생산하는 데 성공했다. 기존 미니돼지와 달리 림프구 결핍은 물론 단핵구 감소·대식세포(외부 병원체를 잡아먹는 면역세포) 기능 저하와 같은 골수종 세포의 이상과 흉선 결손, 장 면역 손상 등 광범위하게 고도화된 면역결핍 특성을 나타냈다. SCID와 같은 희귀 난치질환 치료는 물론 고도의 면역결핍을 통해 세포·조직의 인간화가 가능한 생체 재생공장으로서의 미니돼지 모델 가능성을 제시했다. 연구팀을 이끈 김선욱 박사는 “사람의 혈액을 중대 동물의 생체 내에서 재생시키는 인공혈액 개발에 기여할 것”이라며 “면역결핍 미니돼지를 안정적으로 유지관리하고 활용할 수 있는 인프라 구축 등 후속 연구를 진행할 계획”이라고 말했다. 한국 연구팀이 개발한 미니돼지가 살아있는 피 공장으로서 전 세계적 혈액 공급 부족 사태를 해결할 수 있을지 주목된다. 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘저널 오브 어드밴스드 리서치’(Journal of Advanced Research) 지난달 23일 자 온라인판에 실렸다.

고대 지구에는 바다를 지배하며 가장 강력한 해양 동물로 군림한 전설적인 포식자가 있었다. 바로 지금으로부터 약 2300만년 전에서 360만년 전까지 살았던 것으로 추정되는 이름부터 무시무시한 메갈로돈(megalodon)이다. 최근 독일 프랑크푸르트 괴테 대학 등 공동연구팀은 메갈로돈이 작은 어류까지 닥치는 대로 사냥했다는 새로운 내용의 연구 결과를 발표했다. 지금까지 전문가들은 메갈로돈이 자신의 덩치에 어울리는 고래 같은 대형 해양 포유류만 잡아먹었을 것으로 추정해왔다. 지금도 할리우드 영화의 단골 주인공으로 나오는 메갈로돈은 이름 그대로 ‘커다란(Megal) 이빨(odon)’이란 뜻이며, 길이 최대 20m, 몸무게는 50t에 달해 백상아리보다 3배는 더 큰 것으로 묘사됐다. 특히 메갈로돈은 거대한 덩치를 유지하기 위해 하루에 무려 10만㎉가 필요한데, 이를 충족하기 위해 유연한 포식자였을 가능성이 높다는 것이 연구팀의 결론이다. 연구팀은 메갈로돈의 식생활을 알아내기 위해 화석으로 남아있는 이빨을 연구 대상으로 삼았다. 이빨 속 아연(Zn)을 추출, 동위원소 비율을 분석해 이를 비슷한 시기의 가장 가까운 친척인 오토두스 추부텐시스와 현대 상어의 이빨을 비교해 먹이사슬을 재구성하는 방식이다. 아연은 생명체에 필수적이며 이빨 발달에 중요한 역할을 한다. 특히 이빨의 아연 동위원소 비율은 메갈로돈이 어떤 동물성 먹이를 섭취했는지를 보여준다. 예를 들어 먹이사슬 맨 위에 있는 어류의 경우 아연의 두 동위원소인 아연-64에 비해 아연-66의 양이 매우 적다. 그러나 이번 연구 결과 메갈로돈과 먹이사슬 맨 아래 단계에 있는 도미류 등과 비교해 아연 동위원소 차이가 뚜렷하지 않은 것으로 드러났다. 연구를 이끈 제러미 매코맥 박사는 “메갈로돈의 일반적인 인상은 괴물 상어가 고래를 잡아먹는 모습”이라면서 “이번 연구는 메갈로돈이 고래뿐 아니라 원하는 것은 무엇이든 먹었으리라는 것을 보여준다”고 설명했다. 이어 “메갈로돈은 큰 먹이, 작은 먹이를 가리지 않는 매우 유연하고 융통성 있는 잡식성 포식자”라고 덧붙였다. 이번 연구 결과는 과학 저널 지구·행성 과학 회보(Earth and Planetary Science Letters) 최신 호에 발표됐다.

고대 지구에는 바다를 지배하며 가장 강력한 해양 동물로 군림한 전설적인 포식자가 있었다. 바로 지금으로부터 약 2300만년 전에서 360만년 전까지 살았던 것으로 추정되는 이름부터 무시무시한 메갈로돈(megalodon)이다. 최근 독일 프랑크푸르트 괴테 대학 등 공동연구팀은 메갈로돈이 작은 어류까지 닥치는 대로 사냥했다는 새로운 내용의 연구 결과를 발표했다. 지금까지 전문가들은 메갈로돈이 자신의 덩치에 어울리는 고래 같은 대형 해양 포유류만 잡아먹었을 것으로 추정해왔다. 지금도 할리우드 영화의 단골 주인공으로 나오는 메갈로돈은 이름 그대로 ‘커다란(Megal) 이빨(odon)’이란 뜻이며, 길이 최대 20m, 몸무게는 50t에 달해 백상아리보다 3배는 더 큰 것으로 묘사됐다. 특히 메갈로돈은 거대한 덩치를 유지하기 위해 하루에 무려 10만㎉가 필요한데, 이를 충족하기 위해 유연한 포식자였을 가능성이 높다는 것이 연구팀의 결론이다. 연구팀은 메갈로돈의 식생활을 알아내기 위해 화석으로 남아있는 이빨을 연구 대상으로 삼았다. 이빨 속 아연(Zn)을 추출, 동위원소 비율을 분석해 이를 비슷한 시기의 가장 가까운 친척인 오토두스 추부텐시스와 현대 상어의 이빨을 비교해 먹이사슬을 재구성하는 방식이다. 아연은 생명체에 필수적이며 이빨 발달에 중요한 역할을 한다. 특히 이빨의 아연 동위원소 비율은 메갈로돈이 어떤 동물성 먹이를 섭취했는지를 보여준다. 예를 들어 먹이사슬 맨 위에 있는 어류의 경우 아연의 두 동위원소인 아연-64에 비해 아연-66의 양이 매우 적다. 그러나 이번 연구 결과 메갈로돈과 먹이사슬 맨 아래 단계에 있는 도미류 등과 비교해 아연 동위원소 차이가 뚜렷하지 않은 것으로 드러났다. 연구를 이끈 제러미 매코맥 박사는 “메갈로돈의 일반적인 인상은 괴물 상어가 고래를 잡아먹는 모습”이라면서 “이번 연구는 메갈로돈이 고래뿐 아니라 원하는 것은 무엇이든 먹었으리라는 것을 보여준다”고 설명했다. 이어 “메갈로돈은 큰 먹이, 작은 먹이를 가리지 않는 매우 유연하고 융통성 있는 잡식성 포식자”라고 덧붙였다. 이번 연구 결과는 과학 저널 지구·행성 과학 회보(Earth and Planetary Science Letters) 최신 호에 발표됐다.

갓 태어난 아이들은 자다 깨기를 반복해 새벽에도 깊이 잠들지 못해 부모들의 애를 태운다. 그래서 통잠을 자기 시작하는 생후 백일을 ‘백일의 기적’이라고 부를 정도다. 부모들은 잠 못 드는 아이를 안고서 노래를 흥얼거리며 재우려고 한다. 그런데, 미국 예일대, 프린스턴대, 호프스트라대 의대, 네덜란드 암스테르담대, 뉴질랜드 오클랜드대, 캐나다 맥길대 공동 연구팀은 부모들이 영유아들에게 노래를 직접 불러주는 것이 피부 접촉만큼이나 정신적 건강은 물론 신체 건강에도 도움이 된다고 29일 밝혔다. 이 연구 결과는 심리학 분야 국제 학술지 ‘아동 발달’ 5월 28일 자에 실렸다. 연구팀은 미국 코네티컷주 뉴헤이븐에서 열린 베이비 페어에 방문해 임신 중이거나 출산한 지 얼마 안 되는 부모, 또는 육아 관련 소셜 미디어 그룹, 유아 교육 관련 온라인 커뮤니티에서 활동하는 사람을 대상으로 연구 참가자를 모집했다. 연구팀은 평균 연령 약 4개월인 영아와 주 양육자 110명을 무작위로 선정했다. 부모가 아이들에게 노래를 불러주는 것이 좋다는 사실은 잘 알려졌지만, 장기적으로 건강에 미치는 영향에 관한 연구는 거의 없었다. 연구팀은 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 4주 동안 아이를 달랠 때는 물론, 매일 하루에 3번 이상 아이들에게 노래를 불러주도록 하고, 다른 한 그룹은 아이들이 칭얼댈 때만 노래를 부르도록 했다. 6주 후 유아와 보호자의 기분, 스트레스, 수면의 질 등에 관한 설문조사를 했다. 분석 결과, 부모나 주 양육자들이 노래를 불러주면 영유아들의 기분이 긍정적으로 변하는 것이 관찰됐다. 대부분의 문화권에서 부모들이 노래를 불러 아이들을 진정시키고 달래왔는데 실질적 효과가 있다는 것이 밝혀졌다는 설명이다. 실제로 부모들의 노래는 아이들의 기분과 신체적 건강을 촉진하고 부모의 양육 스트레스는 줄여주는 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 사뮤엘 메어 뉴질랜드 오클랜드대 교수는 “이번 연구는 아이에게 노래를 들려주는 간단한 방법만으로도 유아와 보호자 모두의 건강 개선에 도움이 된다는 것을 보여준다”며 “노래의 긍정적 효과는 음악과 적극적인 부모, 아이와의 상호작용이라는 세 가지 요인이 어울릴 때 가능한 것”이라고 말했다.

삼성전자와 미국 존스홉킨스대 응용물리학연구소가 산학 협력으로 진행한 ‘차세대 펠티어 냉각 기술’ 연구를 통해 냉매 없는 차세대 냉장고의 상용화 가능성을 제시했다. 삼성전자는 해당 연구 논문이 세계적인 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’에 게재됐다고 28일 밝혔다. 펠티어 냉각은 펠티어 반도체 소자에 전기를 가하면 한쪽 면은 차가워지고 다른 면은 뜨거워지는 효과를 활용한 기술로, 냉매를 사용하지 않아 친환경·비화학적 차세대 냉각 방식으로 주목받고 있다. 연구팀은 세계 최초로 나노 공학 기술을 활용해 ‘고효율 박막 펠티어 반도체 소자’를 새롭게 개발하고 이를 활용한 고효율 펠티어 냉장고를 실증하는 데 성공했다. 또 기존과 완전히 다른 반도체 박막 증착 방식의 생산 공정을 도입해 기존 대비 냉각 효율을 75% 향상시키고 소형화·경량화도 달성했다.

국내 연구팀이 인공지능(AI)를 활용한 ‘홍수 위험지도’를 만드는 데 성공했다. 포스텍(포항공대)은 경북대 연구팀과 함께 AI를 활용해 만든 지역별 홍수 위험도를 예측한 홍수 위험지도가 최근 ‘환경관리저널(Journal of Environmental Management)’에 게재됐다고 28일 밝혔다. 연구팀은 최근 20년간(2002~2021) 행정안전부가 기록한 전국 시군구별 홍수 피해 데이터를 분석해 위험 요소를 ▲위해성(비가 얼마나 많이 오는지) ▲노출성(위험에 노출된 인구와 시설) ▲취약성(피해를 받기 쉬운 정도) ▲대응력(얼마나 잘 대처할 수 있는지)으로 세분화했다. 이를 ‘XGBoost’와 ‘Random Forest’ 2개 AI에 학습시킨 결과 77% 이상의 높은 정확도로 홍수 피해를 예측했다. 두 AI 모델 모두 콘크리트 포장 면적이 넓고, 하천 주변에 건물과 기반시설이 집중된 대도시를 홍수 고위험 지역으로 평가했다. 이 같은 분석은 홍수 위험을 예측할 때 전문가의 주관적 판단에 의존하는 기존 ‘계층화 분석법(AHP)’과 달리 예측 불확실성을 수치로 측정할 수 있는 기반을 마련한 셈이다. 연구팀은 AI 분석을 통해 ‘불투수면 비율’과 ‘하천 면적’이 주 위험 요인으로 확인된 만큼 녹지 공간 확보와 하천 주변 개발 제한 등 자연 친화적 도시 개발 정책이 위험도를 낮출 것이라고 분석했다. 논문 제1저자인 포스텍 이은미 연구원은 “AI를 활용해 환경 변화와 실제 피해 데이터를 정밀하게 분석할 수 있었다”며 “위험지도를 활용해 실질적인 홍수 대응 전략을 마련하는 데 도움 되기를 바란다”고 했다.

40~50대 중년에 몸무게를 정상 체중으로 줄이면 제2형 당뇨병과 같은 만성 질환은 물론 모든 원인에 의한 사망률도 크게 낮출 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 핀란드 헬싱키대와 영국 유니버시티칼리지런던(UCL) 공동 연구팀은 성인 2만3000여명을 대상으로 12~35년간 건강 상태를 추적 조사한 결과 중년기에 체중을 과체중에서 정상 체중으로 줄인 사람들은 그렇지 않은 이들보다 이런 위험이 크게 낮아졌다고 미국의사협회 학술지 JAMA 네트워크 오픈(JAMA Network Open) 28일 자에 발표했다. 연구 대상자들은 1960년대부터 2000년 사이 3개 코호트 연구에 참여한 사람들로 체질량지수(BMI:㎏/㎡)에 따라 정상 체중 유지(BMI 25 미만 유지)와 체중 감량(BMI 25 이상에서 25 미만으로 변화), 체중 증가(BMI 25 미만에서 25 이상으로 변화), 지속적 과체중 유지(BMI 25 이상 유지) 등 4개 그룹으로 분류됐다. 분석 결과, 체중 감량 그룹은 지속적 과체중 유지 그룹보다 흡연·혈압·혈중 콜레스테롤 등 다른 건강 요인을 반영한 뒤에도 만성 질환 위험이 제2형 당뇨병을 포함한 경우와 제외한 경우 모두 큰 폭으로 감소한 것으로 나타났다. 이 중 영국인을 대상으로 한 화이트홀 Ⅱ 연구(WHⅡ : 4118명, 나이 중앙값 39세, 1985~1988년)에서는 체중 감량 그룹이 지속적 과체중 그룹보다 만성 질환 위험이 48% 낮았고, 제2형 당뇨병 제외한 만성질환 위험은 42% 낮았다. 핀란드인을 대상으로 한 핀란드 공공 부문 연구(FPS : 1만6696명, 39세, 2000년)에서도 체중 감량 그룹의 만성질환 위험은 지속적 과체중 그룹보다 57% 낮았으며, 헬싱키 직장인 연구(HBS : 2335명, 42세, 1964~1973년)에서는 중년기 체중 감량이 모든 원인에 의한 사망률을 19% 낮췄다. 연구팀은 이들 연구가 비만 수술이나 약물 치료 없이 생활 습관 개선만으로 이뤄진 체중 감량의 효과를 보여준 점에 주목하며 중년기 건강관리가 장기적인 건강상 이점과 생존에 긍정적인 영향을 준다고 강조했다. 다만 이번 연구 주저자인 티모 스트랜드버그 헬싱키대 교수는 자신들이 분석한 연구가 유럽 백인을 대상으로 했다는 점에서 다른 인구 집단에 적용하기는 어렵다고 말했다. 연구를 검토한 미국 러트거스 의대의 임상 연구원이자 의학 강사인 아유시 비사리아 박사도 CNN 방송 인터뷰에서 BMI는 인종이나 민족에 따라 매우 다르다고 지적했다. 실제로 우리나라 성인의 비만 기준 BMI는 25 이상이며, 과체중은 23~24.9로 분류하고 있어 이번 연구 기준과는 다소 차이가 있다. 비사리아 박사는 또 BMI가 계산이 쉬울 뿐 신체 구성을 측정하는 가장 정확한 방법이 아니라면서 뼈나 근육량을 고려하는 것이 중요한데 보통 지방이 많으면 여러 질병 위험이 커질 수 있다고 설명했다. 그러면서 건강을 위한다면 생활 습관을 항상 중요하게 생각해야 하고 체중 감량 약을 먹을 때에도 건강한 식단과 적절한 신체 활동을 위해 계속 노력해야 한다고 지적했다.

아미노산의 한 종류인 시스테인이 체중 감량의 열쇠가 될 수 있다는 연구가 나왔다. 미국 뉴욕대 그로스먼 의대 연구진은 시스테인을 차단하자 생쥐의 몸무게가 일주일 만에 30%가량 줄어들었다는 실험 결과를 학술지 네이처에 게재했다. 시스테인은 육류, 달걀, 통곡물 등 고단백 식품에 많이 함유된 비필수 아미노산으로 필수 아미노산인 메티오닌을 통해 합성되기도 한다. 연구진은 시스테인 생성효소를 차단한 생쥐에게 시스테인이 함유되지 않은 식단을 제공했다. 시스테인을 완전히 차단하자 트레오닌, 히스티딘, 메티오닌 등 필수 아미노산 각각을 제한했을 때보다 더 큰 체중감소 효과가 나타났다. 시스테인 결핍 식단을 섭취한 생쥐는 일일 음식 섭취량이 30% 줄어들었으며, 체중이 31.5% 감소했다. 연구팀은 시스테인 결핍 식단이 식욕 부진을 일으킬 뿐만 아니라 다양한 경로로 체중 감소에 영향을 미친다고 밝혔다. 시스테인 결핍은 통합 스트레스 반응(IRS)과 산화 스트레스 반응(OSR)을 동시에 일으켰다. 이 두 스트레스 반응은 서로 증폭 작용해 스트레스 호르몬인 성장분화인자(GDF)15와 섬유아세포성장인자(FGF)21 생성으로 이어졌다. 스트레스 호르몬이 분비되면 위장 운동과 소화 효소 분비가 저하되어 식욕이 줄어들게 된다. GDF15와 FGF21은 비만 치료제 개발에 활용되기도 한다. 또 시스테인을 차단하자 에너지 대사에 중요한 역할을 하는 코엔자임A(CoA) 수치가 급격히 낮아졌다. 체내 코엔자임A 수치가 감소하면 음식 섭취 후 대사 반응이 비효율적으로 이뤄져 섭취한 포도당이나 단백질이 에너지로 전환되지 못한 채 소변으로 배출된다. 이 때문에 지방을 연소해 에너지원으로 사용함으로써 급격한 체중 감소가 나타나는 것이다. 연구진은 이번 실험 결과를 바탕으로 시스테인을 적게 섭취하면 체중 감소에 도움이 될 것이라고 밝혔다. 다만 체중 감량을 위해 시스테인을 전부 차단하면 오히려 건강에 악영향을 끼칠 수 있어 주의가 필요하다. 시스테인은 우리 몸에서 중요한 생리적 기능을 담당하며 결핍 시 간 기능 저하, 면역력 저하, 염증 반응 증가, 탈모 등으로 이어진다. 또 시스테인은 대부분의 식품에 포함되어 있기 때문에 실험처럼 완전히 차단하기 어렵다. 연구진은 이에 대해 “식단에서 시스테인을 제거하기는 어렵겠지만 아미노산 함량이 낮고 과일과 채소 비중이 큰 식단을 유지하면 비슷한 효과를 볼 수 있을 것”이라고 전했다.

호두가 뇌에 좋은 음식이라는 속설이 있다. 꼬불꼬불한 덩어리 같은 호두 모양이 주름이 많은 뇌와 닮았기 때문인데 실제로 뇌에 좋은 것 자체가 사실이다. 호두에는 오메가3 지방산과 플라보노이드 같은 물질이 풍부해 뇌의 인지 기능을 돕는다. 뇌에 있는 주름은 신경 세포가 모여 있는 대뇌 피질의 표면적을 늘려 뇌세포 숫자도 증가시키는 역할을 하는 것으로 여겨진다. 최근 과학자들은 이외에 다른 기능도 발견했다. 대뇌피질에서 움푹 파인 곳을 고랑(sulcus), 반대로 올라온 곳을 이랑(gyrus)이라고 하는데 뇌의 고랑 부분이 일종의 지름길로 역할한다. 캘리포니아 대학 버클리 캠퍼스(UC 버클리) 소속 헬렌 윌스 뇌과학 연구소의 실비아 번지·케빈 웨이너 교수 연구팀은 뇌의 삼차 고랑(tertiary sulci)이 어떻게 뇌의 다른 부분과 연결되어 사고 기능을 수행하는지 조사했다. 연구 보고서는 신경과학저널(JNeurosci) 5월 19일자로 실렸다. 3차 고랑은 뇌의 발달에서 가장 나중에 완성되는 부분으로 역시 뇌의 주름이 많은 편인 침팬지 같은 인간의 근연종에서 볼 수 없는 인간의 고유 구조다. 따라서 매우 높은 사고 기능을 담당하는 부위로 여겨진다. 특히 3차 고랑은 6세부터 청소년기까지 빠르게 발달한다. 연구팀은 6세에서 18세 사이의 건강한 자원자 43명을 대상으로 뇌의 기능을 조사하는 기능자기공명영상법(fMRI) 검사를 시행했다. 이들에게 사고력을 테스트하는 과제를 주고 이를 푸는 와중에 뇌 활동 변화를 찍었다. 연구 결과 인간이 사고력이 필요한 작업을 할 때 측면 전전두엽 피질(lateral prefrontal cortex)의 3차 고랑은 뇌의 주요 부위와 연결되어 작업을 수행했다. 3차 고랑이 뇌 안으로 깊이 들어가면 이들과 더 빠르고 효율적으로 신호를 주고받는 것으로 확인됐다. 따라서 뇌의 주름은 단순히 표면적을 늘리는 것만이 아니라 뇌의 주요 부분을 빠르게 연결하는 지름길 역할도 함께 담당하는 셈이다. 인간의 뇌는 다른 동물보다 부피만 큰 게 아니라 매우 효율적으로 연결되어 뛰어난 기능을 수행할 수 있다. 인간의 뇌는 소우주와 같다는 이야기가 있다. 수많은 뇌세포가 서로 연결되어 있어 우주처럼 복잡하다는 뜻이다. 우주를 연구하는 과학자들이 하나씩 그 비밀을 풀어나가듯 뇌 과학자들도 비밀을 파헤치고 있다. 언젠가는 인간이 어떻게 생각을 하고 자아를 갖는지에 대해 과학이 자세히 말해 줄 수 있는 날이 오게 될 것으로 기대된다.

40~50대 중년에 몸무게를 정상 체중으로 줄이면 제2형 당뇨병과 같은 만성 질환은 물론 모든 원인에 의한 사망률도 크게 낮출 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 핀란드 헬싱키대와 영국 유니버시티칼리지런던(UCL) 공동 연구팀은 성인 2만3000여명을 대상으로 12~35년간 건강 상태를 추적 조사한 결과 중년기에 체중을 과체중에서 정상 체중으로 줄인 사람들은 그렇지 않은 이들보다 이런 위험이 크게 낮아졌다고 미국의사협회 학술지 JAMA 네트워크 오픈(JAMA Network Open) 28일 자에 발표했다. 연구 대상자들은 1960년대부터 2000년 사이 3개 코호트 연구에 참여한 사람들로 체질량지수(BMI:㎏/㎡)에 따라 정상 체중 유지(BMI 25 미만 유지)와 체중 감량(BMI 25 이상에서 25 미만으로 변화), 체중 증가(BMI 25 미만에서 25 이상으로 변화), 지속적 과체중 유지(BMI 25 이상 유지) 등 4개 그룹으로 분류됐다. 분석 결과, 체중 감량 그룹은 지속적 과체중 유지 그룹보다 흡연·혈압·혈중 콜레스테롤 등 다른 건강 요인을 반영한 뒤에도 만성 질환 위험이 제2형 당뇨병을 포함한 경우와 제외한 경우 모두 큰 폭으로 감소한 것으로 나타났다. 이 중 영국인을 대상으로 한 화이트홀 Ⅱ 연구(WHⅡ : 4118명, 나이 중앙값 39세, 1985~1988년)에서는 체중 감량 그룹이 지속적 과체중 그룹보다 만성 질환 위험이 48% 낮았고, 제2형 당뇨병 제외한 만성질환 위험은 42% 낮았다. 핀란드인을 대상으로 한 핀란드 공공 부문 연구(FPS : 1만6696명, 39세, 2000년)에서도 체중 감량 그룹의 만성질환 위험은 지속적 과체중 그룹보다 57% 낮았으며, 헬싱키 직장인 연구(HBS : 2335명, 42세, 1964~1973년)에서는 중년기 체중 감량이 모든 원인에 의한 사망률을 19% 낮췄다. 연구팀은 이들 연구가 비만 수술이나 약물 치료 없이 생활 습관 개선만으로 이뤄진 체중 감량의 효과를 보여준 점에 주목하며 중년기 건강관리가 장기적인 건강상 이점과 생존에 긍정적인 영향을 준다고 강조했다. 다만 이번 연구 주저자인 티모 스트랜드버그 헬싱키대 교수는 자신들이 분석한 연구가 유럽 백인을 대상으로 했다는 점에서 다른 인구 집단에 적용하기는 어렵다고 말했다. 연구를 검토한 미국 러트거스 의대의 임상 연구원이자 의학 강사인 아유시 비사리아 박사도 CNN 방송 인터뷰에서 BMI는 인종이나 민족에 따라 매우 다르다고 지적했다. 실제로 우리나라 성인의 비만 기준 BMI는 25 이상이며, 과체중은 23~24.9로 분류하고 있어 이번 연구 기준과는 다소 차이가 있다. 비사리아 박사는 또 BMI가 계산이 쉬울 뿐 신체 구성을 측정하는 가장 정확한 방법이 아니라면서 뼈나 근육량을 고려하는 것이 중요한데 보통 지방이 많으면 여러 질병 위험이 커질 수 있다고 설명했다. 그러면서 건강을 위한다면 생활 습관을 항상 중요하게 생각해야 하고 체중 감량 약을 먹을 때에도 건강한 식단과 적절한 신체 활동을 위해 계속 노력해야 한다고 지적했다.

단국대학교는 소프트웨어학과 우사무엘 교수가 자동차 포렌식 전문기업 ㈜씨피식스와 공동으로 차량에 저장된 개인정보를 안전하게 삭제할 수 있는 솔루션 ‘자동차 개인정보 삭제 프로그램 (ACAT in-Vehicle Privacy Protection’을 개발했다고 28일 밝혔다. 국토교통부 2021년 1월 기준 국내 중고차는 연간 387만대 이상 거래되고 있다. 중고차 수출도 40만대에 이른다. 하지만 전문가들은 블루투스 기능을 통해 저장된 연락처, 통화 기록, 문자 송·수신 기록, 차량 운행 정보 등 민감한 개인정보가 삭제되지 않은 채 유통돼 개인정보 유출이 심각하다고 지적한다. 이번에 개발한 ACAT Privacy는 차량 내 내비게이션(AVN)에 저장된 연락처, 통화 기록, 개인정보 등을 데이터 삭제 국제 표준인 ‘DoD 5220’ 방식으로 안전하고 정확한 삭제가 핵심이다. 연구팀은 개인정보가 차량 초기화 기능만으로는 내비게이션(AVN) 시스템 내부에 남아 있으나, ACAT Privacy를 사용해 실제 데이터가 복구될 수 없이 삭제되는 것을 확인했다. 앞으로 연락처, 통화 기록 이외에도 운전 중 운전자에게 보여주거나 읽어 주는 문자 송·수신 내용 등 삭제 범위 확대가 목표다. 안순철 단국대 총장은 “이번 솔루션 개발은 차량에 저장된 개인정보 유출이라는 사각지대를 보완하고, 중고차와 렌터카 유통 생태계 개인정보 보호 체계를 한 단계 끌어올리는 계기가 될 것”이라고 말했다.