오류 가능성 높여 정신장애 원인되기도신약이나 새로운 물질을 개발할 때는 항상 동물을 이용해 독성이나 부작용을 확인하는 전임상실험을 합니다. 제브라피시나 초파리, 생쥐도 활용되고 있지만 이런 동물들로 실험을 할 경우 사람에게 나타날 수 있는 문제점이 발견되지 않을 가능성이 높습니다. 그렇기 때문에 사람과 유전자 일치도가 93.5%에 이르는 원숭이로 실험을 하곤 합니다. 원숭이는 사람과 유사성 때문에 뇌과학 연구에서도 많이 활용되고 있습니다. 이스라엘 와이즈만 과학연구소, 텔아비브대 의대, 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 신경외과 공동연구팀은 사람과 원숭이의 뇌를 비교 분석해 ‘뇌 소프트웨어’가 서로 다르다는 것을 밝혀냈습니다. 사람의 높은 지능은 물론 각종 정신장애의 원인도 다름 아닌 진화를 통해 장착된 뇌의 소프트웨어 때문이라는 것입니다. 이런 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 17일자에 실렸습니다. 그동안 많은 연구자들은 사람의 뇌를 이해하기 위해 이들 둘의 해부학적 차이(하드웨어)에만 주목해왔습니다. 그렇지만 이번 연구팀은 하드웨어가 아닌 소프트웨어인 뇌신호에 주목한 것입니다. 연구팀은 편도체와 대상피질에 주목해 비교했습니다. 진화적 관점에서 보면 원시적 영역인 편도체는 정서, 특히 공포감정과 공포기억에 관련돼 있으며 대상피질은 학습 같은 정교한 인지기능과 통제를 담당하는 것으로 알려져 있습니다. 뇌과학 연구의 궁극적 목표는 인간의 뇌에 대해 알고자 하는 것이지만, 사람의 뇌를 직접 연구하는 것은 쉽지 않은 일입니다. 멀쩡한 자신의 뇌를 열어 과학자들에게 공개하겠다고 나서는 사람은 없을테니 말입니다. 보통 뇌전증 환자들을 치료할 때는 뇌에 미세한 전극을 이식한 뒤 전기신호를 모니터링하면서 뇌의 어떤 부위에서 이상신호가 발생해 발작을 일으키는지를 찾습니다. 그 다음 이상신호를 유발시키는 손상된 뇌조직과 전극을 제거하는 수술을 하는 것이지요. 치료를 위해 전극이 심어져 있기 때문에 뇌전증 환자들은 이번처럼 뇌기능 연구에도 자발적으로 참여하기도 합니다. 연구팀 역시 뇌전증 수술을 받기 위해 전극을 이식받은 환자 7명과 원숭이 5마리를 대상으로 편도체와 대상피질의 뉴런 움직임을 비교했습니다. 연구팀은 두 영역에 있는 750여개의 뉴런을 대상으로 강건성(robustness)과 효율성(efficiency)을 분석했습니다. 강건성은 일부 뉴런이나 시냅스의 오작동이 있더라도 전체 시스템의 특성이 변하지 않는 성질을 말합니다. 반면 효율성은 정보처리의 속도를 위해 시스템 안정성을 희생하는 것을 의미합니다. 분석 결과 사람은 편도체나 대상피질 모두에서 강건성보다 효율성이 높은 것으로 나타났다고 합니다. 뇌의 효율성이 높다는 것은 환경에 빠르게 적응하기 위해 신경세포의 활성패턴을 빠르게 전환시킬 수 있다는 말이기도 합니다. 인간이 뇌의 효율적 활용을 위해 강건성을 희생한 것으로 해석할 수 있을 것입니다. 효율성 중심의 패턴 때문에 뛰어난 지적 능력을 발휘할 수 있겠지만 그만큼 오류 가능성도 높아집니다. 바로 이 오류가 정신장애라는 결과로 나타날 수 있다는 것이 연구진의 설명입니다. 연구진이 제시한 ‘강건성-효율성 상충가설’에 대해 많은 신경과학자들은 추가 연구를 통해 검증돼야 할 부분이지만 매우 흥미있는 내용이라고 평가하고 있습니다. 그런데 이번 연구 결과를 보면서 문득 스쳐지나간 생각입니다만, ‘이것이 신이 인간을 창조한 증거’라거나 ‘창조과학을 뒷받침하는 증거’라고 주장하는 사람들은 설마 없겠지요. edmondy@seoul.co.kr

인류 최초로 달 표면에 토마토·면화 등 식물을 재배하는 중국의 실험이 실패로 끝난 것은 적정 환경 유지를 위한 배터리 용량이 부족했기 때문인 것으로 전해졌다. 18일(현지시간) 홍콩 사우스차이나모닝포스트(SCMO)에 따르면 이 프로젝트에 참여한 한 과학자는 “극한의 온도 환경을 보이는 달에서 식물을 재배하기 위해서는 식물이 들어있는 알루미늄 용기 내에 적정 온도를 유지해야 한다”면서 “(프로젝트팀은) 태양 전지를 통한 전력 공급으로 이 문제를 해결하려고 했지만 태양전지의 용량 부족으로 실패하고 말았다”고 설명했다. 그는 “창어 4호에 실을 수 있는 장비 무게에 제한이 있기 때문에 우리는 추가 배터리를 탐사선에 실을 수 없었다”면서 “하지만 이런 사실을 예측하지 못하고, 추가 배터리를 탑재하지 못한 것은 오류로 여겨질 수밖에 없다”고 덧붙였다. 인류 역사상 최초로 달 뒷면에 착륙한 중국의 달 탐사선 창어 4호는 달 표면에서 식물을 재배하는 생육 실험을 진행했지만, 달의 극한 환경에 실패로 끝났다.지난 15일 국영 중국중앙(CC)TV는 창어 4호가 지구에서 가져간 식물 씨앗 중 면화씨의 싹이 튼 장면을 보도했다. 대기가 없는 달 표면은 낮 온도가 100℃를 넘고 밤 온도는 -100℃ 이하로 떨어지는 등 낮과 밤의 온도 차가 엄청나게 커 식물이 자라기 어렵다. 이 때문에 식물 생육 실험은 온도를 일정하게 유지해주는 특수 용기 안에서 이뤄졌다. 창어 4호가 싣고 간 높이 18㎝, 지름 16㎝의 원통형 알루미늄 합금 용기에는 면화 외에도 토마토, 샐러드용 갓류 식물 크레스(cress) 씨앗도 있었다. 또 누에와 초파리 알도 함께 보내 부화된 누에와 초파리가 식물이 배출하는 산소를 통해 호흡하고, 식물이 필요로 하는 이산화탄소와 거름으로 쓰일 배설물을 공급하는 작은 생태계가 작동하는지 알아보려 한 것이다.지구 밖에서의 식물 생육 실험은 미국 항공우주국(NASA)이 지난 2016년 국제우주정거장(ISS)에서 지니아(zinnia) 꽃을 피우는 것은 성공한 적 있다. 다만 지구 외 다른 행성 또는 위성에서는 식물 재배를 시도한 적이 없었다. 그러나 이 과학자의 말이 사실이라면 용기 안의 온도를 일정하게 유지해 줄 전력을 공급하는 배터리의 용량 부족으로 인류의 첫 달 표면 식물 생육 실험은 실패하게 된 것이다. 이 실험이 성공했다면 달에 사람이 거주할 수 있는 시설을 만들 수 있는 첫 걸음이 됐을 것으로 과학계는 평가하고 있다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

인류 역사상 달 뒷면에 착륙한 중국의 달 탐사선 ‘창어 4호’가 수행한 ‘식물 생육 실험’이 실패로 돌아갔다. 16일(현지시간) 영국 일간 가디언 등에 따르면 창어 4호가 최근 지구에서 가져간 면화씨가 싹을 틔우는 데까지는 성공했지만 생육에는 끝내 실패했다. 최저 영하 170℃까지 떨어지는 달의 밤을 견디지 못했기 때문이다. 달에는 대기가 없어 햇볕이 그대로 내리꽂는 낮에는 기온이 120℃까지 치솟고, 밤에는 최저 영하 170℃까지 떨어지는 등 극단적인 일교차 때문에 이번 실험은 온도를 일정하게 유지해주는 특수용기 안에서 진행됐지만 식물이 온전히 생육하기에는 역부족이었다. 창어 4호가 가져간 면화씨가 이 특수용기 안에서 싹을 틔우면서 중국 연구진들은 환호했지만, 이 싹은 끝내 살아남지 못했다. 창어 4호는 면화씨 외에 감자씨, 효모균, 장대나물, 겨자종 식물 등의 생육 실험도 함께 진행했지만 싹을 틔우는 데 모두 실패했다. 중국 우주당국은 특수용기 안에 초파리 알도 함께 넣었지만 이 알이 부화했는지는 확인되지 않았다. 지구 밖에서의 식물 생육 실험은 미국 항공우주국(NASA)이 2016년 국제우주정거장(ISS)에서 진행한 바 있다. 그러나 지구가 아닌 다른 위성이나 행성에서 비슷한 실험을 하는 것은 이번이 처음이었다. 실험을 기획한 충칭대 셰겅신 교수는 이미 예견된 결과였다면서 “실험통 속 생명은 달의 기후에서 생존하기 힘들 것”이라고 말했다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

찬바람이 불고 날씨가 건조해지면 면역력이 약한 아이들은 감기를 달고 사는 경우가 많다. 면역력이 약하면 성인들도 쉬이 피로해지고 각종 질병에 쉽게 걸린다. 스위스 연구진이 장내 세균의 부조화가 면역계의 기능장애를 유발시키고 활성산소를 많이 생산해 노화에도 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈다. 스위스 로잔연방공과대(EPFL) 글로벌보건연구소 연구진은 장내 미생물의 부조화가 면역계 문제를 일으키고 이것이 활성산소 생성을 늘려 노화관련 증상을 촉진시키는 일련의 작동 메커니즘을 밝혀냈다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘면역학’ 13일자에 실렸다. 장내 미생물은 오늘날 생물학과 의학 분야 연구에서 가장 중요한 주제로 떠오르고 있다. 최근 발표된 연구결과들에 따르면 장에서 서식하는 여러 종류의 세균들이 면역 시스템을 비롯한 다양한 신체 기능에 영향을 미친다. 장내 미생물들은 모든 동물에 존재하는데 ‘공생’이라는 특정한 기능적 균형을 이루면서 살고 있다. 질병에 걸리거나 항생제나 약물을 과다복용할 경우 장내 미생물이 사라지거나 불균형을 이뤄 오히려 질병 감염 위험이 커지고 세포 수명이 짧아지는 등의 ‘공생 장애’ 상태가 발생할 수 있다. 이런 사실들이 알려지기는 했지만 장내 미생물이 건강에 어떻게 도움을 주거나 건강을 해치는지에 대해서는 명확히 알려지지 않았다. 연구팀은 장내 미생물과 면역계 사이의 신호전달과 관련이 있는 것으로 알려진 PGRP-SD라는 수용체 단백질에 주목하고 초파리를 이용해 실험했다. 연구팀은 초파리를 유전자 변형해 PGRP-SD 유전자를 완전히 제거했다. 이렇게 만들어진 돌연변이 파리는 일반 파리보다 수명이 짧고 장내 세균 중 젖산을 만들어 내는 박테리아가 비정상적으로 많아졌다는 것을 발견했다. 연구팀은 장내 미생물이 젖산을 과도하게 만들어 냄으로써 활성산소종 생성을 촉발시켜 세포를 파괴시키고 세포 노화를 촉진시킨다는 사실을 알게 됐다. 연구진은 반대로 PGRP-SD 유전자를 활성화시키면 면역력이 강화될 뿐만 아니라 심지어 파리의 수명이 늘어나는 것을 관찰했다. 브루노 르마이뜨 교수는 “이번 연구로 공생균과 숙주 사이에서 젖산균이 과도하게 만들어질 경우 세포 손상을 촉진시키는 활성산소도 증가한다는 것을 알 수 있었다”며 “초파리를 이용한 실험이지만 사람을 비롯한 포유류의 장에서도 비슷한 메커니즘이 작동될 것으로 보이며 이번 연구 결과를 바탕으로 나이와 관련된 질병을 막을 수 있는 새로운 치료법을 찾아낼 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 알츠하이머 치매나 파킨슨병처럼 퇴행성 신경질환 발병 공통원인이 세포 내 소기관인 미토콘드리아 때문인 것을 밝혀냈다. 한국생명공학연구원 위해요소감지BTN연구단, 한국기초과학지원연구원, 미국 스탠포드대 의대 공동연구팀은 퇴행성 신경질환이 세포 소기관인 소포체와 미토콘드리아가 상호작용을 하면서 만들어 낸 이상반응 때문이라는 것을 규명했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호에 실렸다. 미토콘드리아는 영양분으로 흡수된 포도당에서 세포의 주요 에너지원인 ATP를 만들어 내는 ‘세포내 발전소’이다. 또 세포내 칼슘 농도를 일정하게 유지하는 항상성에 관여함으로써 세포 에너지 대사 활성과 세포 사멸을 조절하기도 한다. 신경세포의 경우 복잡한 신경망 내에서 기능 유지를 위해 많은 에너지를 필요로 하는데 노화로 인한 미토콘드리아 기능저하와 손상된 미토콘드리아가 증가하면서 신경세포가 죽고 뇌손상이 촉진되면서 기억력 감퇴, 운동기능 조절 이상 같은 증상이 나타나기도 한다. 연구팀은 파킨슨병과 알츠하이머를 유발시킨 초파리의 신경세포를 관찰한 결과 소포체와 미토콘드리아의 접촉면이 늘어나 있고 이로 인해 미토콘드리아 내에 과도한 칼슘이 흡수돼 신경세포가 사멸된다는 사실을 확인했다. 파킨슨병 원인 유전자로 알려진 PINK1 돌연변이 유발 초파리에게서는 미토콘드리아 내 칼슘 농도가 증가하면서 도파민 신경세포 숫자가 현저하게 감소되고 미토콘드리아 칼슘채널을 억제할 경우 신경세포 사멸이 지연된다는 것도 확인했다. 알츠하이머 역시 칼슘채널을 차단할 경우 증상이 개선되는 것이 확인됐다. 이규선 생명공학연구원 박사는 “이번 연구결과는 퇴행성 신경질환을 효과적으로 치료하기 위해서는 미토콘드리아의 칼슘 항상성 조절이 중요하다는 것을 보여줬다”라며 “칼슘 항상성 조절은 퇴행성 신경질환 뿐만 아니라 암, 염증성 질환, 대사질환, 각종 노인성 질환 등 치료제 개발에도 폭넓게 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

초파리는 놀라운 생물체다. 인간의 눈에 작은 점처럼 보이는 곤충이지만, 유리컵 안쪽처럼 좁은 공간에서도 복잡한 3차원 비행이 가능하며 위험을 회피하고 먹이를 찾는 능력이 뛰어나다. 보통 사람들은 과일이나 음식물 쓰레기에 이끌려 집안으로 들어오는 성가신 작은 파리로 생각하지만, 과학자들은 초파리의 놀라운 능력에 매료되어 이 생물을 오래전부터 연구했다. 작은 크기지만, 대신 키우기가 쉽고 세대가 짧아 유전학을 포함한 여러 과학 연구에 적합한 생물이기 때문이다. 마이클 딕킨슨 칼텍 교수와 그 동료들은 초파리가 사막에서도 길을 잃지 않는 놀라운 방향 감각을 지니고 있다는 사실에 주목했다. 연구팀에 의하면 초파리는 모하비 사막처럼 극한적인 환경에서도 살아갈 수 있다. 구분이 어려운 비슷한 지형을 지닌 사막에서도 초파리는 길을 잃지 않고 정확하게 물과 먹이가 있는 장소로 날아갈 수 있다. 연구팀은 초파리가 몇몇 곤충과 비슷하게 태양을 기준으로 방향을 알아낸다는 가설을 세우고 연구를 진행했다. 연구팀은 초파리를 암실에 가두고 여러 개의 빛과 가상 현실을 보여주면서 실험을 진행했다. 특히 햇빛을 시뮬레이션한 강한 빛을 보여줬을 때의 반응을 조사한 결과 초파리는 가짜 햇빛에 반응해 방향을 알아내는 것으로 확인됐다. 연구팀은 한 걸음 더 나아가 초파리의 작은 뇌에서 구체적으로 어떤 신경 세포가 이를 감지하는지 밝혀냈다. 이 신경 세포를 파괴한 경우 초파리는 그냥 강한 빛을 따라서 움직일 뿐이었다. 결론적으로 초파리는 햇빛을 이용해서 방향을 알아낼 수 있으며 이 신호를 처리하는 특화된 신경 세포를 지녔다. 하지만 연구팀은 여기서 끝이 아닐 것으로 보고 있다. 태양의 방향은 많은 생물들이 표지로 사용하는 유용한 방법이긴 하지만, 그것만으로 정확한 거리와 방향을 측정하기는 곤란하기 때문이다. 아마도 더 복잡한 생체 내비게이션 시스템이 있을 가능성이 크다. 앞으로의 연구 과제인 셈이다. 초파리의 뇌는 매우 작고 단순하지만, 인간이 만든 어떤 로봇보다 복잡한 일을 수행할 수 있다. 그 비밀을 밝히는 것은 현대 과학이 도전하는 가장 큰 미스터리인 뇌의 비밀을 밝힐 뿐 아니라 더 정교한 인공지능을 만드는 데도 도움을 줄지 모른다. 앞으로도 이 작고 놀라운 곤충에 대한 연구가 계속 진행될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

여름과 초가을 불을 끄고 누워 있노라면 ‘앵’하는 모기소리에 잠을 깨곤 한다. 불을 켜고 모기를 잡으려고 하지만 쉽지는 않다. 음식물 쓰레기 주변을 돌아다니는 초파리 역시 잡기란 쉽지 않다. 네덜란드 델프트공대 미세비행체연구실, 바헤닝언 실험동물학그룹 공동연구팀이 파리 같은 작은 곤충들의 비행 모습을 그대로 재현한 ‘델플라이 님블’이라는 비행로봇을 개발하고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 14일자에 발표했다. 곤충은 먹이를 사냥하거나 천적에게서 달아날 때 빠르게 방향을 바꾸거나 공중에서 제자리 비행을 하는 등의 모습을 보인다. 이 때문에 로봇 공학자들은 이 같은 비행 곤충을 모사하기 위해 많은 노력을 한다. 그렇지만 작고 가벼우며 에너지 효율이 높은 비행로봇을 만들기란 쉽지 않다. 연구팀은 얇은 비닐을 날개로 몸체 양쪽에 붙인 델플라이 님블을 만드는데 성공했다. 날개를 완전히 편 상태 길이가 33㎝, 무게 29g으로 초파리보다 55배 정도 크다. 또 초당 17번의 날개짓으로 시속 25㎞의 속도로 5분간 비행이 가능하다. 특히 초파리처럼 꼬리가 없는 델플라이 님블은 날개짓만으로 모든 움직임을 구현할 수 있다는 장점이 있다.연구팀은 여러 형태의 비행실험을 한 결과 유턴과 비슷한 형태의 뱅크턴, 직각의 방향전환, 제자리 비행 같은 민첩한 비행을 재현하는데 성공했다. 이와 함께 델플라이 님블을 이용해 초파리의 비행을 유체역학, 비행역학적으로 설명할 수 있게 됐다. 마테 카라섹 델프트공대 교수는 “이번 연구를 통해 초파리의 날렵한 움직임 등 동물학적 이해를 넓힐 수 있게 한 것은 물론 드론의 새로운 응용가능성을 열었다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

신장결석 환자가 롤러코스터를 타면 결석이 제거될까, 앉아서 대장내시경을 받는 것이 더 편할까. 싫어하는 상사가 있다면 ‘부두’(voodoo) 인형을 만들어 바늘로 찌르면 기분이 좋아질까. 누구나 한 번쯤 생각해봤을 법한 궁금증들이지만 답을 찾기란 쉽지 않다. 13일 오후 6시(현지시간) 미국 하버드대 샌더스 극장에서는 이런 황당하지만 기발한 질문들에 대해 놀랍고 신기한 연구업적을 내놓은 사람들에게 시상하는 ‘제28회 이그노벨상 시상식’이 열렸다. 올해 행사 주제는 ‘마음’이었지만 실제 수상자들은 마음과는 상관없는 부분에 대한 분야의 연구들에서 쏟아져 나왔다.전 세계 대부분 직장인들의 가장 큰 스트레스는 상사와의 갈등이다. 많은 사람들이 어떻게 스트레스를 풀어야 할지 몰라 끙끙거려 속앓이를 하거나 심할 경우 직장을 그만두기까지 한다. 그런데 캐나다 윌프리드 로리어대 심리학자 린디 량 박사팀은 자기가 싫어하는 상사의 부두인형을 만들어 괴롭히거나 바늘로 찌르는 등의 방식으로 스트레스를 푸는 사람은 그렇지 않은 사람보다 스트레스 지수가 낮아질 뿐만 아니라 건강한 직장생활을 이어갈 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 이 같은 연구결과를 지난 8월 경제학 분야 국제학술지 ‘리더십 쿼터리’에 발표한 ‘악의적 상사를 상징하는 부두교 인형에 대한 보복으로 정의감 회복’이라는 제목의 논문으로 발표했다. 그 덕분에 량 박사팀은 올해 이그노벨 경제학상을 수상했다. 롤러코스터를 타면 신장결석을 쉽게 치료할 수 있다는 연구결과를 발표한 마크 미첼 박사와 데이빗 워팅거 박사는 이그노벨 의학상을 수상했다. 이들은 3D 프린팅한 신장에 결석을 넣은 뒤 플로리다주 올랜도에 있는 디즈니월드에 있는 ‘빅 썬더 마운틴 레일’이라는 롤러코스터를 타면서 결석 제거 효과를 측정했다. 이들은 롤러코스터의 위치를 바꿔가면서 타고 결석 제거 효과를 분석했는데 롤러코스터 뒷부분에 앉으면 결석 제거율이 64%에 이르렀는데 앞부분에 앉으면 17%로 낮아졌다는 사실을 밝혀내고 2016년 미국 정형외과학회지에 발표했다. 호주 퀸즐랜드공과대 디자인학부 알레테아 블래커 박사는 많은 사람들이 복잡한 제품을 새로 구입했을 때 사용 매뉴얼을 읽지 않는다는 사실을 밝혀내고 새로운 기계 장치에는 자체 내장된 매뉴얼을 만들어야 한다는 연구결과를 2016년 ‘인터렉팅 위드 컴퓨터’라는 학술지에 발표했다. 그 덕분에 이번에 이그노벨 문학상을 수상하게 됐다. 일본의 위장병 학자인 아키라 호리우치는 앉은 자세에서 대장 내시경 검사를 받을 때 편안함과 효율성을 검토한 실험 결과 누워서 대장 내시경 검사를 받을 때와 큰 차이가 없이 ‘가벼운 불편함’만 느꼈다는 사실을 밝혀내 이그노벨 의학교육상을 수상했다. 이그노벨 평화상은 운전자의 25% 이상이 운전 중에 소리를 지르거나 욕설을 퍼붓는다는 사실을 확인하고 그 중 2%의 운전자만이 자신의 그런 태도에 대해 인정한다는 사실을 밝혀낸 스페인 발렌시아가대학 연구팀에게 돌아갔다. 또 성인 남성의 발기기능을 검사하기 위해서 가장 좋은 방법은 성기 주변에 우표로 감싸서 측정하는 것이라는 사실을 재확인한 미국 오리건대 의대 비뇨기과 의사들에게는 이그노벨 생식의학상이 수여됐다. 이 밖에도 사람의 침이 알코올이나 다른 세정제보다 세정능력이 뛰어나다는 사실을 밝혀낸 포르투갈 연구팀에게 이그노벨 화학상이, 짝짓기를 못한 암컷 초파리가 포도주 잔에 앉아 내뿜는 페로몬이 와인을 상하게 한다는 것을 밝혀낸 스웨덴 과학자들에게는 이그노벨 생물학상이 돌아갔다. 영국 브라이튼대 고고학자 제임스 콜은 구석기인들이 사람을 잡아 먹었을 때 섭취한 칼로리가 다른 고기를 먹었을 때보다 낮다는 사실을 밝혀내 이그노벨 영양학상을 받았다. 또 스웨덴 룬드대 연구진은 지역 동물원에서 침팬지가 사람을 흉내내는 것만큼이나 사람도 침팬지를 흉내낸다는 사실을 확인해 이그노벨 인류학상을 수상했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영양 부족에 사춘기 성장 멈춰 대중매체들에서 날씬한 몸매의 연예인들이 주목받으면서 청소년들 사이에서도 마른 몸매를 갖기 위해 다이어트를 하는 경우가 많다. 그렇지만 한창 커야 할 사춘기 청소년들이 무리하게 다이어트를 할 경우 성장 장애가 나타날 수 있다는 연구결과가 발표돼 주목받고 있다. 현서강 중앙대 생명과학과 교수팀이 초파리 유충의 영양상태가 악화될 경우 성호르몬이 증가돼 성장 관련 호르몬을 억제하면서 신체 성장속도가 늦춰진다는 사실을 규명했다고 24일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 21일자에 실렸다. 사람들뿐만 아니라 생물체 대부분이 유년기 급격한 성장을 위해서는 많은 에너지원이 필요하기 때문에 영양분 공급이 제한될 경우 개체 성장에 큰 영향을 미친다는 것은 잘 알려져 있다. 그렇지만 어떤 분자유전학적 과정을 거치는지에 대해서는 정확히 밝혀진 바 없다. 연구팀은 사람과 비슷한 성장 과정을 거치는 초파리를 이용해 성장과 영양상태의 상관관계를 실험했다. 초파리는 청소년기에 해당하는 유충 때 신체가 급격히 성장하다가 사춘기 후반부터 성장 속도가 서서히 늦춰진다. 연구팀은 사람의 사춘기와 같은 제3령기에 접어든 초파리 유충에게 영양분 공급을 제한했다. 그 결과 체내에 성호르몬인 엑다이손이 증가했고, 엑다이손이 증가하면서 인슐린 성장인자를 억제하는 호르몬 양이 늘어나는 것을 발견했다. 인슐린 성장 신호가 억제되면서 초파리의 신체 성장속도는 느려져 정상적으로 영양분을 공급받은 초파리들보다 크기가 작은 상태로 성충이 되는 것을 확인했다. 연구팀은 앞서 2012년 초파리 실험을 통해 성호르몬이 몸의 크기를 조절한다는 사실을 밝혀내기도 했다. 현 교수는 “이번 연구는 사춘기 시기 영양 부족이 성호르몬과 성장호르몬 신호를 변화시키는 과정을 처음으로 규명한 것”이라며 “사춘기 성장 장애에 대한 새로운 치료 및 예방법을 개발하는 데 도움을 줄 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

만성적인 외로움이 뇌 생성 화학물질에 변화를 줘 공격성과 두려움을 유발한다는 사실을 과학자들이 밝혀냈다. 미국 캘리포니아공과대(캘텍) 연구진은 쥐를 대상으로 한 실험연구에서 장기간(2주) 격리된 쥐들은 뇌에서 두려움과 관련한 특정 단백질을 더 많이 생성하는 것을 발견했다. Tac2/NkB로 알려진 이 물질은 동물들이 위협에 훨씬 더 오래 반응하도록 한다. 그런데 겁을 먹거나 위협적인 자극을 받은 쥐들에게 이 물질의 분자를 표적으로 삼는 약물 ‘오사네탄트’를 주사하자 행동이 반대로 변한 것이다. 이는 사별로 스트레스를 받는 사람들이나 폭력적인 행동이 증가한 독방 수감자들을 위한 신약을 개발하는 희망을 안겨준다고 연구진은 말한다. 사실 오사네탄트는 조현병과 심각한 우울증의 잠재적 치료제로 개발됐다. 이 약물은 임상시험에서 사람에게 안전한 것으로 확인됐지만, 효과는 없었다. 공동저자인 데이비드 앤더슨 박사는 “이번 연구는 독방 감금뿐만 아니라 사별 스트레스 또는 다른 유형의 스트레스에서 사회적 고립의 영향과 관련한 다른 정신질환을 치료하기 위해 이 약물을 재사용할 가능성을 제기한다”고 말했다. 또 그는 “사회적 고립은 쥐들에게 극도의 스트레스를 주는 경험이 돼므로 쥐는 외로움을 분석하는 데 훌륭한 동물 모델이 된다”면서 “쥐는 불안할 때 일반적으로 다양한 부정적 자극에 훨씬 더 크게 반응하고 이런 행동은 오랫동안 이어진다”고 말했다. 연구진은 이번 결과가 만성 외로움이 뇌를 난해한 방법으로 변하게 하는 메커니즘(기전) 중 하나를 밝혀준다고 말했다. 이번 연구는 Tac2/NkB가 초파리의 공격성을 높여 사회적 고립을 초래하는 것을 처음 발견한 초기 연구 이후 진행됐다. 또 이 연구는 뇌 가소성(brain plasticity)으로 알려진 현상인 뇌가 환경 변화에 적응하는 능력을 강조한다. 기존 연구에서는 장기적인 외로움이 사람들의 뇌에 변화를 일으켜 다른 사람들과의 관계를 덜 맺게 할 수 있는 것으로 나타났다. 한편 이번 연구 결과는 세계적 학술지 셀(Cell) 최신호에 게재됐다. 사진=ryanking999 / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

겨울에서 봄으로 넘어갈 때나 가을에서 겨울로 넘어가는 환절기에는 몸에 이상을 호소하는 사람들이 많습니다.여느 때보다 병원을 찾는 이들도 많다고 합니다. 계절이 바뀌면서 체내 호르몬 분비의 변화 뿐만 아니라 흔히 생체리듬이라고 하는 생체시계의 변화 때문이기도 합니다. 이런 생체시계의 변화로 인한 후유증은 긴 휴가를 보내고 일상으로 복귀할 때도 마찬가지로 나타난다. 이 때문에 지난달 초 긴 추석 연휴 끝에 연휴 후유증으로 출근과 등교를 어려워 하는 사람들이 많이 눈에 띄기도 했다. 실제로 사람들은 태어날 때부터 누가 가르쳐 주지 않아도 날이 밝으면 잠에서 깨고 어두워지면 잠자리에 듭니다. 또 일정시간이 되면 배가 고파지는 것도 생체시계의 일종인 소위 ‘배꼽시계’가 작동해 소화효소를 배출하기 때문입니다. 사람을 비롯한 생명체들은 지구 자전으로 낮과 밤이 주기적으로 변하는 것에 맞춰 24~25시간을 주기로 일정하게 움직이는 신체리듬을 갖고 있습니다. 이 신체리듬을 ‘생체시계’(biological clock)나 ‘일주기 리듬’(Circadian Rhythm)이라고 부르는데 약 25억년 전 지구에 나타난 시아노박테리아도 24시간 주기의 생체시계를 갖고 있었다고 합니다. 지난달 2일 올해 첫 노벨상 수상자 발표인 노벨생리의학상은 초파리를 이용해 일주기 리듬을 제어하는 유전자를 분리하고 생체 시계의 작동 메커니즘을 밝혀낸 제프리 홀 미국 메인대 교수, 마이클 로스바시 브랜다이스대 교수, 마이클 영 록펠러대 교수에게 돌아갔습니다. 과학계에서 이들의 발견은 기존 생체시계에 대한 개념을 완전히 바꾼 일종의 ‘패러다임 쉬프트’로 받아들여졌습니다. 이들은 생체시계 작동에 필수적인 ‘피리어드’ 유전자를 활성화시키는데 필요한 단백질을 발견하고 빛이 생체시계와 일치하도록 만드는데 필요한 단백질들까지 발견했기 때문입니다. 피리어드 유전자가 만들어 내는 단백질 농도가 24시간 주기로 놀랄만큼 정확하게 변화함으로써 인간의 행동, 호르몬의 혈중농도, 수면, 체온, 대사 등 필수기능을 조절한다는 것입니다. 외부환경과 체내 생체시계가 일시적으로 차이를 보일 때는 시차부적응 현상 같은 단기적 증상이 나타나지만 계속 문제가 될 경우 면역계의 균형이 무너져 각종 알레르기나 자가면역질환 같은 난치성 만성질환에 시달릴 수 있게 된다고 합니다. 생체시계 교란으로 인해 면역체계가 완전히 무너질 경우 만성염증은 물론 심할 경우 패혈증으로 이어져 사망에 이르는 경우도 있다고 하네요. 그런데 의학 분야 국제학술지 ‘사이언스 중개의학’ 8일자(현지시간)에는 영국 분자생물학연구소, 케임브리지대 의대 애든브룩스 병원, 맨체스터대 부속 사우스맨체스터 아너러리 대학병원 공동연구진이 수행한 생체시계와 관련한 재미있는 연구결과가 또 하나 실렸습니다.그동안 생물학자와 신경과학자들은 생체시계가 시각 신호를 전달받고 처리하는 시신경교차상핵이라는 시상하부의 영역에만 있다고 생각해 왔습니다. 그런데 신체 다른 각 부위의 세포에도 생체시계 조절기가 있다는 것이 밝혀졌다고 합니다. 연구팀은 상처 치유에 필수적인 섬유아세포라는 피부세포를 연구했는데 이 세포들도 생체시계를 갖고 자기조절력을 발휘한다는 것을 밝혀냈습니다. 연구팀은 섬유아세포를 성장시킨 피부세포를 실험접시에 놓고 8시간 간격으로 상처를 낸 다음 치유되는 과정을 살펴봤습니다. 생체시계 작동 시간이 다른 때를 잡아 상처를 내고 치료 속도와 과정을 살핀 것입니다. 그 결과 낮에 입은 상처가 밤에 난 상처보다 빨리 치유된다는 사실을 알게 된 것이지요. 실험접시의 실험에서 벗어나 실제 생쥐에게 서로 다른 생체시계 시간에 상처를 내고 치유과정을 살펴본 결과도 마찬가지였다고 합니다. 상처 치유를 위한 단백질이 낮시간에 더 활발히 작동한다는 것입니다. 상처치유 단백질도 밤 시간에는 잠이 든다는 얘기로 볼 수 있습니다. 연구진은 국제화상상해 데이터베이스를 조사한 결과 야간 화상환자가 낮 화상환자보다 치유기간이 평균 11일 이상 더 오래걸린다는 사실도 확인했습니다. 존 오닐 분자생물학연구소 박사는 “이번 연구를 통해 상처 발생시간이 치유속도에도 관여한다는 사실을 알게 됐다”며 “추가적이고 좀 더 명확히 통제된 임상시험을 해봐야겠지만 이 연구결과 대로라면 개인의 일주기 리듬에 맞춰 수술을 하는 것이 회복기간도 줄이고 회복속도를 높일 수 있음을 알 수 있다”고 말했습니다. 이 연구를 보고 갑자기 궁금증이 생기네요. 타인에게 입은 마음의 상처도 밤에 받은 것보다 낮에 받은 것이 더 빨리 잊혀지고 치유될까요. edmondy@seoul.co.kr

정확히 60년 전 오늘 스푸트니크 2호가 저유명한 개 라이카를 싣고 우주로 떠났다. 그 뒤 많은 개들이 미국과 우주 탐사 경쟁을 벌이던 옛소련의 우주인을 대신해 캡슐 로켓에 몸을 실었다. 미국이 원숭이, 침팬지들을 보낸 반면 옛소련은 개들을 보냈다. 길들이기 쉽고 인간과 감정적 유대가 깊으며 쉽게 구할 수 있다는 이점 때문이었다. 모두 암컷 잡종견이었으며 기증받은 개들도 있었지만 대부분 떠돌이개들이었다. 영국 BBC가 라이카를 비롯해 우주로 간 견공들의 뒷얘기를 3일 풀어놓아 눈길을 끈다. 라이카를 비좁고 창문도 없는 캡슐에 밀어넣은 이들은 다시는 이 개를 볼 수 없다는 것을 잘 알고 있었다. 불과 한달 전인 10월 4일 스푸트니크 1호의 성공에 고무된 니키타 흐루시초프 옛 소련 서기장이 한달 안에 개를 태워 우주로 발사하라고 불호령을 내렸기 때문에 돌아오는 방법에 대한 고민조차 하지 않고 발사하는 데만 급급했다. 영국 런던 과학박물관의 우주 분야 큐레이터인 더그 밀리아드는 “언제나 원웨이 미션일 수 밖에 없었다. 냉전이 최고조에 이르렀고 초강대국끼리 투쟁의 일부였기 때문”고 돌아봤다. 옛소련은 라이카가 충분한 음식과 물이 있었기 때문에 궤도에 안착한 뒤 일주일은 편안하게 살아 있었을 것이라고 선전했으며 2002년에야 라이카가 7시간 밖에 살지 못했다는 사실이 확인됐다. 하지만 옛소련은 라이카를 선전에 활용해 국가적 영웅으로 만들었다. 113㎏짜리 캡슐에 살아있는 동물을 태워 우주로 보냈다는 것은 우주 탐사와 미사일 기술에서 옛소련이 앞섰다는 증거로 활용됐다.3년 뒤부터 옛소련은 우주탐사 초기 저궤도에 여러 개를 올려놓아 대기권 밖으로 나가게 한 다음 지구로 귀환시켰다. 대다수 개들이 라이카와 달리 살아 돌아왔다. 1960년 8월 19일 벨카와 스트렐카가 쥐 두 마리와 토끼 한 마리, 초파리들, 식물들과 함께 우주로 날아갔다. 발사는 괜찮았고 모든 의료 데이터는 정상적이었다. 하지만 궤도에 들어설 때 그들은 꿈쩍도 하지 않았다. 네 번째 궤도를 돌 때 벨카가 토하기 시작했다. 녹화된 동영상에 따르면 개들은 이리저리 움직이며 짖었다. 의료 데이터는 평온하며 그닥 스트레스를 받지 않는 것으로 나타났다. 17번째 궤도를 돌 때 지상통제소는 역추진 로켓을 발사시켜 지구로 귀환시켰다. 캡슐이 열리자 두 마리 모두 행복한(?) 표정으로 나타났다. 몇 시간 안돼 이들은 사교계 거물이 돼 지면을 장식하고 TV 토크쇼에 출연해 귀여움을 독차지했다. 유리 가가린이 지구 궤도에 올라간 첫 인간이 된 지 두달 뒤인 1961년 6월 존 F 케네디 대통령과 흐루시초프 서기장이 오스트리아 빈에서 역사적인 첫 정상회담을 가졌다. 여러 가지로 어려운 회담이었지만 만찬 도중 재키 케네디가 서기장에게 우주로 간 견공들에 대해 물었다. 서기장이 스텔카가 새끼들을 낳았다고 말하자 재키는 한 마리만 보내달라고 간청했다. 몇주 뒤 작은 러시아 여권을 지닌 채 푸신카란 이름의 강아지가 백악관에 모습을 드러냈다. 미국 연방수사국(FBI)은 세균 감염 우려가 없는지 검색한 다음 백악관에 거처를 마련해줬다. 하지만 케네디 대통령이 개 알레르기가 있어 주로 아이들과 시간을 보냈다. 원래 있던 개 찰리와도 가까워져 새끼들을 낳았다. 냉전이 낳은 로맨스였다. 1년 뒤 쿠바 미사일 위기 때 두 지도자 사이에 생각의 다리를 놓은 것이 개들이 맺어준 인연이었다고 대통령애완견박물관의 앤드루 헤이거는 믿고 있다. 그는 “모스크바에 즉각 폭탄을 쏟아붓자는 백악관 매파들의 의견에 귀를 기울이지 않은 이유가 그것이라고 생각하고 싶다”고 말했다. 대통령이 “풉닉들(pupniks)”이라고 별명 붙인 푸신카의 새끼 두 마리는 재키에게 편지를 써 키우게 해달라고 간청한 미국 어린이들에게 넘겨졌다. 1963년 케네디가 암살당하자 푸신카는 백악관 정원사에게 건네졌고 나중에 또 몇 마리 새끼를 낳았다.헤이거는 푸신카의 후손들을 찾고 있지만 아직까지 성과가 없어 발을 구르고 있다. 영국 BBC는 기사 말미에 후손들의 행방을 아는 이들은 페이스북과 트위터를 통해 알려달라고 요청했다. 인간이 우주 여행에 성공하자 우주로 개들을 보내는 프로그램은 시들해졌다. 하지만 밀리아드는 이들 견공이 우주 개척 역사에 상당한 비중을 차지하고 있어 제대로 돌아볼 필요가 있다고 말했다. 그는 “내 생각에 그들은 마땅히 받아야 할 인정을 받지 못했다. 미국에서의 침팬지들도 마찬가지고. 인간이 별세계로 날아가는 길은 이들 강아지들과 원숭이들이 깔아준 것”이라고 강조했다. 임병선 선임기자 bsnim@seoul.co.kr

올해 노벨생리의학상은 생체시계의 비밀을 밝혀낸 미국의 과학자 3명에게 돌아갔다.스웨덴 카롤린스카의대 노벨위원회는 2일(현지시간) 제프리 C. 홀(72) 메인대 교수, 마이클 로스배시(73) 브랜다이스대 교수, 마이클 영(68) 록펠러대 교수를 노벨생리의학상 공동 수상자로 선정했다고 발표했다. 이들은 생체시계로 알려진 ‘서캐디언 리듬’(24시간 주기리듬)을 통제하는 분자 기구를 발견한 공로로 노벨상의 영예를 안았다. 노벨위원회는 성명에서 “이들의 발견은 식물과 동물, 인간이 어떻게 생체리듬을 조정해 지구의 공전과 일치시키는지를 설명한다”고 선정 이유를 밝혔다. 노벨위원회에 따르면 이들 과학자는 초파리를 이용해 평상시 생물학적 리듬을 조절하는 유전자를 분리, 이 유전자가 밤 동안 세포에 축적된 단백질을 어떻게 암호화하고 낮 동안 어떻게 분해하는지를 보여줬다. 이러한 생체시계는 식물이나 동물, 인간을 포함한 다세포 유기체의 세포에서 똑같은 원리로 작동하고 있다는 사실도 확인했다. 특히 생체시계는 인간의 행동, 호르몬 수위, 잠, 체온, 신진대사와 같은 아주 중요한 기능을 통제한다는 사실도 밝혀냈다. 따라서 인간의 행복도 외부 환경과 체내 생체시계 사이의 일시적인 부조화가 있을 때 영향을 받는다고 이들은 설명했다. 예를 들어 다른 시간대를 여행할 때 시차 부적응을 경험하는 것도 이런 이유에서다. 이들의 연구 결과는 몸속 생체시계가 지배하는 리듬과 우리의 생활습관 사이에 만성적인 불일치가 다양한 질병의 위험성 증가와 관련이 있다는 점도 가리킨다고 위원회는 강조했다. 토마스 페를만 카롤린스카 의대 노벨위원회 사무총장은 로스배시 교수가 수상 소식을 전해 듣고 “잠시 침묵하더니 ‘당신 농담하는 것 아니냐’는 반응을 보였다”고 전했다. 이번 수상자들은 900만 크로나(약 12억 6000만 원)의 상금을 받는다. 노벨위원회는 생리의학상을 시작으로 물리학상, 화학상, 문학상, 평화상, 경제학상 등의 순으로 노벨상 수상자를 발표한다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

‘돈키호테’의 저자 세르반테스는 “수면은 피로한 마음의 가장 좋은 약이다”이라고 말했다.사람 뿐만 아니라 초파리부터 대왕고래까지 다세포 생물인 후생동물들은 대부분 잠을 자는 것으로 알려져 있다. 과학기술이 발달한 현대 사회에서도 잠은 여전히 미스터리로 남아있다. 사람도 평균 7~8시간 정도 잠을 자고 하루의 절반을 잠에 할애하는 동물도 있다. 이 시간 동안은 포식자에게 잡아먹힐 수도 있고 먹지도 못하고 짝짓기도 할 수 없는데도 잠을 자는 이유가 명확하지 않다는 것이다. 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 생물 및 생명공학부 연구팀은 잠을 관장하는 뇌가 없는 해파리도 잠과 비슷한 행동을 한다는 사실을 처음으로 확인하고 잠이라는 수면행위(sleep behavior)가 오랜 시간에 걸쳐 진화된 행동이라는 주장을 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 9월 22일자에 발표했다. 연구팀은 ‘생물이 잠을 자는데 필요한 최소 신경계는 무엇일까’라는 질문에서 연구를 시작했다. 해파리는 신경세포인 뉴런은 있지만 뇌와 같은 중추신경이 없어 연구에 안성맞춤이었다. 이에 연구팀은 흔히 머리라고 하는 갓을 아래로 하고 해저에 머물면서 촉수를 흔들기 때문에 ‘뒤집힌 해파리’로 불리는 카시오페아 해파리를 관찰했다. 이 해파리는 좀처럼 움직이지 않아 수면과 그에 따른 영향을 관찰하기 좋아 비디오 카메라를 이용해 진동을 추적하는 자동시스템을 만들어 실험했다. 그 결과 밤이 되면 카시오페아 해파리의 갓 진동 속도가 3분의 1로 떨어지고 먹이나 사물의 움직임 등 외부 자극에 대한 반응이 훨씬 느려진다는 사실을 관찰했다. 또 연구진은 해파리가 수면 행위를 취하지 못하도록 방해한 뒤 다음날 움직임을 관찰했는데 활동성이 현저하게 떨어지는 것도 발견했다. 리아 고렌토로 교수는 “해파리는 동물의 계통수 상 매우 낮은 곳에 위치해 있는데 이번 연구 결과를 보면 생물체에게서 나타나는 잠의 역사가 지금껏 생각했던 것보다 훨씬 길다는 것을 알 수 있다”고 강조했다. 고렌토로 교수는 “뇌가 없는 해파리도 잠을 자는 것을 보면 뇌만 잠을 필요로 하는 것이 아니라 개별 신경세포들도 잠이 필요하고 지구상 처음으로 나타난 단세포 동물에게서도 잠이 있었을 것이라고 추정할 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

군 마트(PX)에 공급되는 각종 식품에서 인체에 해로운 이물질이 발견되는 사례가 매년 증가해 장병의 먹거리 안전에 대한 군의 대책 마련이 시급하다는 지적이 나왔다.24일 국회 국방위원회 소속 자유한국당 김학용 의원이 국군복지단에서 제출받은 자료에 따르면, 2013년부터 올해 9월까지 군 마트 공급 식품에서 89건의 이물질이 발견됐다. 발견된 이물질은 머리카락, 닭털, 도마뱀 사체, 애벌레, 초파리, 진딧물, 비닐, 너트, 나사, 케이블타이 등이다. 2013년 16건이었던 이물질 발견 건수는 2014년 17건, 2015년 21건, 작년 22건으로 해마다 꾸준히 늘었다. 올해도 9월까지 13건에 달했다. 군 마크 공급 식품에서 이물질 발견이 끊이지 않았던 이유는 이물질이 나와도 해당 생산 업체에 경고나 1∼2개월 납품 중지 등 가벼운 징계만 내려왔기 때문이다.실제로 올해 들어 A사가 납품하는 빵에서 비닐이, B사가 납품하는 도넛에서 초파리가, C사가 납품하는 만두에서 케이블타이가 각각 발견됐으나, 모두 경고 처리만 받고 납품을 계속했다. 유력 식품 업체인 D사의 경우 2014년 두 차례, 작년과 올해 한 차례씩 총 네 차례 이물질이 검출됐는데도 여전히 군 납품을 하는 것으로 확인됐다. 김학용 의원은 “군 마트 식품에서 발견되는 이물질이 매년 늘어나는 것은 군의 불량업체에 대한 솜방망이 처분 때문”이라며 “군에 반입되는 식품에 대한 철저한 관리와 불량업체에 대한 강력한 징계가 필요하다”고 강조했다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

‘해피투게더3’에 출연한 ‘워너원’ 강다니엘 박지훈 옹성우 윤지성 황민현이 상상을 초월하는 데뷔 전 스토리를 대 방출해 이목을 집중시킨다. KBS 2TV ‘해피투게더3’(이하 ‘해투3’)의 10일 방송은 ‘해투동-소녀시대 특집’과 ‘전설의 조동아리-워너원 특집 2탄’으로 꾸며진다. 이 가운데 ‘전설의 조동아리’에서는 대한민국에 인기돌풍을 일으키고 있는 대세 아이돌 ‘워너원’ 강다니엘 박지훈 옹성우 윤지성 황민현이 지난 주에 이어 ‘조동아리’와 또 한번 예능 호흡을 맞출 예정. 특히 ‘워너원’ 5인방은 금주 ‘조동아리’와 함께 국내최초 도서관 리얼버라이어티로 대중에 큰 사랑을 받았던 레전드 예능 ‘잠을 잊은 그대에게’(2000년作)를 부활시킨다고 전해져 기대감이 수직 상승한다. 최근 진행된 녹화에서 ‘워너원’ 5인방은 화려한 데뷔를 맞이하기까지 온갖 우여곡절을 겪었음을 털어놔 눈길을 끌었다. 특히 윤지성은 ‘워너원’ 중 최장기 연습기간을 자랑하는 만큼 버라이어티한 이야기로 이목을 집중시켰다. 윤지성은 “연습기간 7년 내내 반지하 고시원에 살았다”며 운을 뗀 뒤 “’프로듀스 101’이 마지막이라고 생각했다. 입대 날짜도 있었다”고 밝혀 모두를 깜짝 놀라게 만들었다. 이어 윤지성은 “반지하에서 초파리 알 까는 모습도 봤다”며 열악했던 당시 상황을 부연 설명했는데, 눈으로 보지 않고서는 도저히 믿기 힘든 윤지성의 주장에 주변 모두 ‘허언증’을 의심해 현장이 웃음바다를 이뤘다. 한편 옹성우는 아르바이트 경험담으로 관심을 모았다. 옹성우는 쇼핑몰 피팅 모델, 웨딩 모델, 헤어 모델 등 데뷔 전의 다양한 아르바이트 경력이 알려지며 팬들 사이에서 ‘알바왕’으로 통하는 멤버. 특히 피팅 모델 시절 난해한 패션들은 옹성우의 흑역사로 일컬어지기도 한다. 이에 대해 옹성우는 “옷을 모르는 쇼핑몰 사장님께서 옷을 입혀주셨다”고 해명해 웃음을 자아냈다. 또한 옹성우는 “포즈도 이상한 걸 계속 요구하셨다. 자꾸 다리를 벌리라더라”며 직접 재연까지 해가며 억울함을 호소해 폭소를 유발했다. 더욱이 옹성우는 “데뷔 전에 사진을 다 없애려고 구글링까지 했는데 없어서 안심했었다”며 시한폭탄 같은 흑역사 사진 때문에 노심초사했음을 고백해 배꼽을 잡게 만들었다. 그도 잠시 옹성우는 “지금은 수 십장이 올라왔다”며 체념한 듯 고개를 떨궈 현장의 모든 이들을 포복절도케 만들었다는 후문. 그런가 하면 이날 강다니엘 역시 “윤지성 덕분에 ‘프로듀스 101’에 도전한 것”이라고 밝히는 등 ‘워너원’ 5인방 모두 드라마틱한 에피소드들을 솔직하게 꺼내놔 큰 호응을 얻었다는 전언이다. ‘해피투게더3’는 오늘(10일) 밤 11시 10분에 방송된다. 사진=KBS 2TV ‘해피투게더3’ 이보희 기자 boh2@seoul.co.kr

좋은 과학자가 가져야 하는 소양은 어떤 것일까.과학을 좋아하고 남보다 앞선 생각을 하며 창의적 아이디어가 샘솟아 시간 가는 줄 모르고 실험이나 계산을 하는 사람을 떠올릴 것이다. 과학적 아이디어로 사업을 해서 많은 돈을 벌면 금상첨화라고도 생각할 것이다. 아이가 과학에 소양이 있다고 하면 위와 같은 사람이 되게 하려고 부모들은 물심양면으로 과학에 몰입하게 만들어 주고 싶어 한다. ‘과학에서 리더십’을 말하면 ‘과학자에게 그런 것이 필요할까’라고 되묻는 사람이 많다. 연구만 열심히 하면 되지 다른 사람들과의 관계인 리더십이 중요하느냐는 것이다. 그러나 21세기를 살아가는 과학자들에게 리더십은 점점 더 필요한 덕목이 되고 있다. 첫째 집단 연구에 의한 과학 실험이 많아지고 있다. 2015년 힉스입자 관련 논문은 저자 수가 무려 5154명에 달했다. 저자 이름만 나열한 분량이 전체 33쪽의 논문 중 24쪽에 이른다. 생물학에서도 초파리 유전자 논문 하나에 1014명의 저자가 등장하기도 했다. 이런 거대 집단 연구에는 반드시 리더가 필요하다.필자가 지난주 참가한 국제우주선학회에서는 여러 실험 그룹에서 발표했는데 대부분이 수백명의 연구자가 참여하는 실험이다. 한 연구에 참여하는 국가도 5~10개국이 대부분이다. 이런 실험들에서는 각자 맡은 역할을 충실히 하는 것도 중요하나 실험에 대한 비전을 제시하고 미래를 내다보는 계획을 하는 리더 학자들이 있어야 한다. 과학 리더십은 어떻게 나타나는 것일까. 많은 연구자가 과학자로서의 소양은 잘 갖추고 있다. 그러나 리더십에는 몇 가지 덕목이 더 필요하다. 리더는 보다 긴 안목에서 더 중요한 것을 볼 수 있어야 한다. 여러 분야의 사람들과 충분한 소통을 통해 큰 비전을 공통의 관심사로 도출할 능력이 있어야 한다. 또 개인적 호기심에 기반을 둔 과학 연구가 사회에 어떤 영향을 줄 수 있을 것인지 성찰해야 한다. 과학에서 중요한 업적이 사회적 변화를 이끌어 내기 위해서는 반드시 후속 세대로 연결돼야 하는 만큼 멘토링 능력도 필요하다. 이를 위해서는 자신의 업적을 넘어서서 보다 창의적인 일을 할 수 있도록 후속 세대에 대한 배려와 존중하는 마음이 무엇보다 중요하다. 한국의 과학 리더들은 어떻게 길러지고 있을까. 약 35년 전 과학고가 처음 만들어진 뒤 현재 20여개 영재고와 과학고에서 좋은 시설과 훌륭한 교사진이 우수한 학생들을 교육하고 있다. 문제는 선행학습에 의해 선발된 학생들이 협업보다는 경쟁을 하는 환경, 자신의 호기심에 기반한 도전보다는 잘 짜여진 탐구 활동에 의해 각각 교육받고 있다는 것이다. 답이 나올 수 있는 것들만 경험하는 것이다. 또 교수들의 양적 연구실적을 강조하는 우리나라 대학의 현실에서는 리더십을 발휘할 후속 세대에 대한 멘토링보다는 말 잘 듣고 시키는 일 열심히 하는 조직의 부품이 양산되고 있다. 리더십을 가진 과학자는 글을 잘 쓰고 말도 잘해야 하며 인문학적 소양도 두루 가질 수 있는 눈과 독서력을 가져야 한다. 미국에서 유명한 브롱크스과학고는 1938년 개교해 지금까지 8명의 노벨상 수상자를 배출했다. 개교 34년이던 1972년 졸업생 중 첫 노벨상 수상자인 리언 쿠퍼가 나왔다. 좀더 자세히 들여다보면 6명이 개인 연구가 중요한 이론물리학으로 노벨상을 받았다. 1960~70년대 인기를 끌었던 이론물리학에 최고의 인재들이 몰릴 때 발군의 실력을 발휘한 것이다. 그런데 이 학교 출신 중 7명이나 퓰리처상을 받았다는 것도 우리에게 시사하는 바가 크다. 교육계와 과학계 차원에서 과학에서 리더십을 발휘할 인재를 어떻게 만들고 있는지 우리의 모습에 대한 철저한 반성이 필요하고 국가 차원에서도 앞으로 100년 동안 과학계를 이끌 리더를 어떤 식으로 배출할 것인가 고민해야 할 때다.

문어의 영혼/사이 몽고메리 지음/최로미 옮김/글항아리/356쪽/1만 6000원서양 사람들은 보편적으로 문어와 같은 두족류를 싫어하고 두려워한다. 영화를 보면 알 수 있다. 극악한 적은 대개 문어 형상을 하고 있고 뭔가 꺼려지는 대상이 있다면 그 형체는 어김없이 문어다. 영화 ‘타이탄’의 크라켄, ‘캐리비언의 해적’의 문어 머리 선장 데비 존스가 대표적이다. ‘프로메테우스’에서 인간을 만든 ‘엔지니어’를 몰살시킨 것도 문어 모양의 에일리언이었다. 새 책 ‘문어의 영혼’은 이 같은 생각을 가진 보편적인 서양 사람이 쓴 문어 이야기다. 저자 스스로도 ‘악마의 물고기’라고 표현할 만큼 경원시하면서도 문어를 친구처럼 스스럼없이 대하는 모습이 재밌고 놀랍다. 문어는 말 그대로 ‘머리에 다리가 달린’ 두족류다. 흔히 머리라고 생각되는 부위는 인간의 배에 해당된다. 심장은 세 개, 피는 푸른빛이다. 수컷은 발 중 하나가 생식기에 해당되는 ‘교접완’이다. 수명은 4년. 암컷은 알을 낳고 돌보다 생을 마감한다. 문어는 이처럼 여러모로 사람과 많이 다르다. 무엇보다 배·머리·다리 순으로 이뤄진 구조부터 그렇다. 저자는 이런 간극을 넘어 문어를 알고 싶었다. 거대 괴물로 표현되는 미디어 속 문어가 아닌 진짜 문어를 만나고 싶었다. 이를 위해 저자는 한 아쿠아리움에 2년여 동안이나 드나들며 문어인 아테네, 옥타비아, 칼리, 카르마를 만났다. 문어는 주로 촉각과 미각으로 세상을 파악하기 때문에 저자는 자신의 살갗과 문어의 빨판을 접촉시키며 그들과 대화를 나눴다. 문어들은 놀랍게도 사람과 교감할 줄 알았다. 저자의 팔을 감싸고 빨판으로 뽀뽀 자국을 만들었고, 낯선 사람을 경계하며 친숙한 사람을 반겼다. 자신에게 잘 대해준 사람과 그렇지 않은 사람을 기억해 뒀다가 다르게 대했다. 먹이를 주지 않는다고 심통을 부리는가 하면 사람에게 물벼락을 안기며 장난을 쳤다. 하긴 하찮은 초파리 수컷도 암컷에게 성적 거절을 당하면 알코올을 찾는다는데 영특하다고 알려진 문어야 더 말할 게 없다. 문어 각자의 성격도 판이했다. 점잖은 문어가 있는가 하면 유달리 짓궂은 문어도 있고, 느긋하거나 예민한 문어도 있었다. 외계생물처럼 생긴 문어가 각각의 ‘의식’를 지닌 영혼이라는 것을 인정할 수밖에 없는 대목이다. 문어가 각각의 의식을 가진 하나의 영혼이라면, 그 정신세계는 어떤 것일까. 책은 저자와 문어의 교감을 통해 문어가 가진 의식과 정신을 독자가 간접적으로 체험하도록 돕고 있다. 손원천 기자 angler@seoul.co.kr

‘음주가무(飮酒歌舞)’는 인간만의 전유물이 아니었다. 야생의 동물들도 저마다(?) 음주와 풍류를 즐기고 있었다. 독일 주간지 슈피겔은 동물들의 알콜 섭취에 대한 기사를 온라인에 게재했다. 어떤 동물이 가장 술을 잘 마실까. ‘주정뱅이’ 초파리 “(그들은) 쓴맛을 기꺼이 참습니다. 음주 뒤 불쾌함을 경험했어도 다시 술을 찾죠. 두 번째 취하는 데엔 시간이 더 걸려요.” 독일 쾰른대학에서 신경생물학을 연구하는 헨리케 숄츠는 초파리로 실험을 했다. 연구 주제는 ‘알콜을 섭취한 초파리의 행동’이다. 숄츠에 따르면 알콜을 섭취한 초파리는 곡선으로 비행하는 등 이상 행동을 보이다가 이내 떨어진 채 가만히 있는다고 한다. 깨어난 뒤 다시 알콜을 섭취한 초파리가 취하기까지 걸리는 시간은 앞선 실험보다 더 오래 걸린다. 초파리가 취하는 데 시간이 더 오래 걸리는 것을 두고 숄츠는 “(초파리) 신진대사가 마치 알콜중독자의 변화와 비슷하다”고 말했다. 주정뱅이 초파리는 야생에도 있다. 그들은 주로 발효된 과일에서 알콜을 찾는다. 물론 그들이 인간처럼 마시고 취하기 위해 알콜을 섭취하진 않는다. 숄츠는 “알콜의 영양소를 섭취하기 위해 학습된 행동”이라고 밝혔다. ‘애주가’ 침팬지 “야생에 적이 없을수록 알콜중독에 빠지는 종이 많아요. 알콜중독은 높은 지능을 가진 종에서만 발견되는 행동입니다.” 만하임 정신건강센터의 연구원 볼프강 좀머의 말이다. 술에 취해 자의식이 약해진 동물은 천적의 먹잇감이 되기 십상이다. 따라서 술을 자주 찾는 종은 야생에 천적의 공격으로부터 비교적 자유로울 가능성이 높다는 논리다. 지능이 높은 동물 중 애주가로 의심 받는 동물은 침팬지다. 2015년 영국왕립오픈과학저널(Royal Society Open Science)엔 3리터짜리 야자주를 다 마셔버리는 아프리카 기니의 침팬지들의 사례가 보고됐다. 연구팀은 침팬지들의 음주 행태가 암수·나이를 불문했다고 전했다. ‘환각파티’(?) 벌이는 돌고래 2013년 영국의 동물학자 롭 필리는 다섯 마리의 돌고래가 복어를 ‘죽지 않을 정도’로 질겅질겅 씹으며 갖고 노는 장면을 영상에 담아 데일리메일에 발표했다. 돌고래들이 복어독의 성분을 환각제로 이용하는 게 아니냐는 주장이 제기되기도 했다. 돌고래가 복어를 씹은 행위를 두고 해석은 분분하다. 돌고래들은 정말 바닷속에서 환각파티를 벌였을까. 정확한 연구 결과는 아직 나오지 않았다. ‘주당’ 붓꼬리나무두더지 붓꼬리나무두더지들은 야생에서 알아주는 ‘주당(酒黨)’이다. 이들이 매일 즐기는 야자주는 도수가 4도가 넘는다. 체내알콜흡수율로 따지면 인간이 매일 보드카 한 병을 마시는 것과 마찬가지다. 그럼에도 두더지들은 취한 티를 전혀 내지 않는다고. 만하임 정신건강센터의 약학자 라이너 슈파나겔은 “(두더지들이) 알콜을 개별적으로 잘 분해하는 방식으로 진화했기 때문”이라고 말했다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr 오경진 수습기자 oh3@seoul.co.kr

‘FABP7’ 유전자 없는 사람이 더 숙면 생체시계 유전자 ‘CRY1’ 돌연변이 땐 수면 장애 발생… 수면 패턴도 불규칙 “불면증, 유전자 치료로 고칠 날 올 것”햇살이 따뜻한 봄이면 시도 때도 없이 졸음이 쏟아지는 춘곤증에 시달리는 사람들이 많다. 춘곤증은 환경변화로 인한 신체 적응과정이다. 이 때문에 1~2주 정도 지나면 사라지는 경우가 많은데 간혹 한 달 이상 지속되는 이들도 있다. 다양한 요인의 스트레스 때문에 불면증과 수면 부족에 시달리는 이들이 늘고 있기도 하다. 실제로 한 통계에 따르면 국내 불면증 환자는 400만명에 이르며 이 가운데 80% 이상은 불면증이 1년 이상 지속돼 수면 치료가 필요한 상태라고 한다. 잠은 생명을 유지하고 살아가는 데 필수적일 뿐만 아니라 고갈된 신경전달물질을 보충해 활발한 뇌 활동을 할 수 있게 도와주기도 한다. 뇌과학의 발달은 잠이 우리 몸과 뇌에 미치는 영향에 대해 많이 알려줬지만 빙산의 일각일 뿐이다. 이 때문에 “만약 잠이 우리 몸에 정말로 중요한 기능을 하지 않는다면 진화가 만들어 낸 가장 큰 실수”라고 말하는 생물학자들도 있다. 이런 가운데 잠의 비밀을 풀어낼 단초를 제공하는 논문들이 잇따라 발표돼 주목받고 있다. 미국과 일본 공동연구진은 포유류의 뇌에 있는 ‘제7형 지방산 결합 단백질’(FABP7)이 수면의 질을 결정한다는 연구결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 5일자에 발표했다. 연구에는 미국 워싱턴주립대 의대, 펜실베이니아대 의대, 위스콘신 매디슨대, 일본 이화학연구소(리켄) 뇌과학연구소, 시가대 의대, 도호쿠대 의대 연구진이 참여했다. 연구팀은 FABP7 유전자를 제거한 생쥐와 일반 생쥐의 수면 패턴을 비교해 본 결과 FABP7 유전자가 없는 생쥐들이 훨씬 숙면을 취한다는 것을 발견했다. FABP7 유전자가 사람의 숙면에 어떤 영향을 미치는지 확인하기 위해 일본 오사카 지방의 한 무역회사에 근무하는 성인 남성 310명의 수면패턴과 DNA 분석을 실시했다. 그 결과 FABP7이 부족하거나 손상된 사람이 깊은 잠을 잔다는 사실을 알게 됐다. 이 현상은 초파리 실험에서도 확인됐다. 또 미국 록펠러대, 코넬대 의대, 터키 빌켄트대 공동연구진은 생체시계 유전자인 ‘CRY1’에 돌연변이가 생기면 수면 장애가 발생하거나 수면 패턴이 바뀐다는 연구 결과를 세계적 권위의 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 6일자에 발표했다. 새벽 늦게 자고 아침에 일어나기 힘들어하는 ‘올빼미형 인간’의 수면패턴과 DNA를 분석한 결과 이는 일종의 수면 지연장애로 판단했다. 연구팀이 터키인 6개 가구의 수면패턴을 분석한 결과 올빼미형 인간들은 CRY1 유전자에 돌연변이가 발생해 있어 늦은 시간에 잠자리에 들었고 수면패턴도 불규칙하다는 사실을 밝혀냈다. 제이슨 가트너 워싱턴주립대 의대 교수는 “잠은 진화 과정에서 동물의 유전자에 새겨진 일종의 문양으로, 이번 연구를 통해 모든 종들이 공통적으로 갖고 있는 수면 메커니즘이 있다는 것을 추정할 수 있다”며 “심한 불면증 환자를 유전자 치료로 고치는 날이 올 것”이라고 말했다. 마이클 영 록펠러대 유전학 교수는 “유전적 문제가 있다고 해서 수면 패턴을 바꿀 수 없는 것은 아니다”라며 “불규칙한 수면 패턴과 습관을 바꾸려는 노력과 잠자리 환경을 개선한다면 수면 문제를 일정 부분 해결할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr