생물학자와 고인류학자로 구성된 연구팀은 껌 씹는 것이 의외로 많은 칼로리를 소모하는 일이라는 연구 결과를 내놨다. 영국 맨체스터대, 독일 막스플랑크 진화인류학 연구소, 칠레 산티아고 칠레대, 네덜란드 마스트리히트대 메디컬센터, 라이덴대 공동 연구팀은 부드러운 음식보다 좀 더 질기고 딱딱한 음식을 씹는 행위가 대사활동을 촉진시켜 칼로리 소모를 늘린다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 8월 18일자에 실렸다. 사실 이번 연구는 단순히 씹는 행위와 칼로리 소모의 관계를 파악하기 위한 것이 아니라, 현대인의 턱이 인류의 먼 조상, 현대 영장류의 턱 모양과 다른 이유에 대한 진화적, 실험적 증거를 찾기 위해 수행됐다. 이를 위해 연구팀은 세계 최초로 사람이 껌을 씹는 데 얼마나 많은 에너지를 사용하는지 측정했다. 연구팀은 18~45세 남녀 21명을 대상으로 둥근 어항 형태의 헬멧을 쓰고 두 종류의 껌을 씹도록 했다. 연구팀은 실험 편차를 줄이기 위해 남성과 여성 각 집단을 서로 키와 몸무게가 비슷한 참가자들로 구성했다. 연구팀은 소화기관이 에너지를 사용하지 않도록 실험 참가자들에게 무미, 무취, 무칼로리 껌 두 종류를 각각 15분 동안 씹도록 했다. 껌 하나는 부드럽게 씹히는 것이고, 다른 것은 약간 질기고 딱딱한 느낌을 주는 껌이었다. 연구팀은 참가자들이 껌을 씹는 동안 산소 소비량과 이산화탄소 배출량을 측정했다. 측정 결과, 실험 참가자들 호흡에서 쉬고 있을 때보다 산소 소비량과 이산화탄소 배출량이 증가했다. 이는 신체 대사기관이 활발히 에너지를 소비하고 있다는 것을 의미한다. 부드러운 껌을 씹을 때는 평균 10%, 딱딱한 껌을 씹을 때는 15% 이상 증가한 것으로 확인됐다. 격렬한 운동을 할 때보다는 낮은 수준이지만 가벼운 산책을 할 때와 비슷한 수준이라는 설명이다. 연구팀에 따르면 평소 식사할 때도 부드러운 것보다는 단단하거나 섬유질이 풍부해 오래 씹어야 하는 음식을 먹는다면 에너지 소비량은 더 증가할 것으로 추정했다. 연구팀은 이번 연구 결과는 씹는다는 행위에 따른 얼굴 골격의 변화를 파악할 수 있는 개념증거라고 강조했다. 400만~200만년 전 아프리카에서 살았던 오스트랄로피테쿠스는 현대인보다 치아가 4배 정도 더 컸고 턱 근육도 발달돼 있었다. 그렇지만 인류가 불을 사용하고 부드러운 음식을 섭취하고, 요리법이 다양하게 발전하면서 치아의 크기는 물론 턱 골격이 작아지고 그 대신 두개골은 커지는 방향으로 진화했다고 연구팀은 설명했다. 또 씹는 행위에 에너지를 적게 사용해 에너지를 체내에 쉽게 축적할 수 있도록 진화했으며 다른 활동에 에너지를 사용할 수 있는 여유를 가지게 된 것이라고 부연했다. 연구를 이끈 아담 반 카스테렌 영국 맨체스터대 박사(생물인류학)는 “이번 연구에 따르면 인류 조상들은 씹는 것에 힘을 덜 들임으로써 다른 일에 더 많은 에너지를 사용할 수 있도록 진화했다”고 말했다.

국내 연구진이 물속 부영양화를 촉진시켜 녹조를 유발시키는 질소와 인을 없애고, 바이오디젤 원료로도 쓸 수 있으며 이산화탄소도 제거하는 ‘1석 3조’ 미세조류를 발견했다. 환경부 국립호남권생물자원관 연구팀은 하천이나 호수 등에 부영양화를 일으키는 질소와 인을 먹이로 삼고 동시에 바이오연료 소재를 만들 수 있는 미세조류(algae)를 찾았다고 18일 밝혔다. 이번 연구 결과는 환경과학 분야 국제학술지 ‘환경관리 저널’ 9월호에 게재될 예정이다. 연구팀은 지난해 5월부터 최근까지 전남 목포시 고하도와 일대 21개 섬의 바닷물, 갯벌, 토양에서 21종의 미세조류를 발견했다. 이 중, 진도군에서 확보한 미세조류 배양체에서 ‘클로렐라 소로키니아나 JD1-1’이라는 신종을 발견했다. 연구팀은 소로키니아나의 생활하수와 축산폐수 처리 능력을 실험했다. 그 결과, 폐수 속 총 질소(N)는 12일 동안 82%까지, 총 인(P)은 7일 동안 99%까지 제거하는 것으로 확인됐다. 또 소로키니아나는 흡수한 질소와 인을 영양분으로 삼아 1g당 7~10%의 지질이 포함된 바이오매스를 생산할 수 있는 것이 관찰됐다. 연구팀에 따르면 소로키니아나를 대량 배양하면 바이오디젤 같은 바이오연료 소재로 활용할 수 있을 것이라고 밝혔다. 미세조류가 광합성하는 과정에서 1ℓ당 하루 0.06~0.1g의 이산화탄소를 소모하는 것도 확인돼 온실가스 저감에도 도움이 될 것으로 보인다. 류태철 국립호남권생물관장은 “이번 연구처럼 앞으로도 단순히 섬과 연안의 새로운 생물자원 확보에 그치는 것이 아니라 확보된 생물자원을 이용해 폐자원 처리, 소재활용 확대, 탄소중립 기술 확보 등 다각도로 활용하는 방법을 연구할 것”이라고 말했다.

생물공학 분야 석학 이상엽 카이스트 특훈교수팀이 시력 개선에 도움이 되는 것으로 알려진 루테인을 생산할 수 있는 미생물을 만들었다. 카이스트 생명화학공학과 연구팀은 노안, 백내장 등 예방·치료 효과로 주목받고 있는 루테인이라는 물질을 생산할 수 있는 미생물 균주를 개발하는데 성공했다고 17일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘네이처 촉매’에 실렸다. 계란 노른자와 과일에 주로 포함돼 있는 루테인은 눈을 산화 손상과 자외선에서 보호해 눈 영양제 성분으로 많이 쓰이고 있다. 최근에는 고령화와 스마트 기기 사용시간이 늘어나면서 눈 건강에 대한 관심이 높아지면서 루테인 수요는 빠르게 증가하고 있다. 시판되고 있는 눈 영양제에 포함된 루테인은 주로 금잔화 꽃에서 추출한 것이다. 문제는 금잔화 꽃을 재배하기 위해서는 땅, 시간, 노동력이 필요하기 때문에 대량 공급이 쉽지 않다. 이 때문에 화학 합성법도 제시돼 왔지만 루테인의 화학구조가 비대칭적이고, 분자식은 같지만 구조가 달라 물리적, 화학적 성질 자체가 다른 이성질체도 많아 분리 공정이 필요해 이 또한 비효율적이다. 이에 연구팀은 미생물의 대사회로를 변화시키는 시스템 대사공학으로 대장균의 대사회로를 바꿔 저렴한 바이오매스의 주원료인 글리세롤로 루테인을 만들 수 있도록 했다. 대사회로를 바꾸더라도 여러 생화학적 반응에 관여하는 효소가 원하는 물질 생산 흐름을 방해하기 때문에 일정량 이상 생산하기 어려운 것이 보통이다. 연구팀은 이 같은 병목 현상을 없애는 기질 채널링, 전자 채널링 효과로 루테인 생산을 위한 대사흐름을 강화시켜 다량의 루테인을 생산할 수 있게 했다. 연구팀은 전자 채널링 기술을 활용해 대장균에서 자몽향 성분인 누카톤과 항노화 천연화합물인 아피게닌을 만드는데도 성공했다. 이번 연구 제1저자인 박선영 LG화학 박사는 “이번 연구는 천연자원의 비효율적 추출법을 대체할 수 있는 미생물 기반 고효율 루테인 생산 기술을 개발했다는 점에 의의가 있다”며 “이번 기술을 활용하면 미생물 기반의 의약품, 건강보조식품 등 제조법을 한 단계 업그레이드 시킬 수 있을 것”이라고 말했다.

미국과 러시아가 핵전쟁을 하면 전세계 53억명이 기근으로 사망한다는 연구 결과가 나왔다. 최대 핵보유국 간 전쟁으로 세계 인구의 3분의 2가 굶어죽는다는 분석이다. 미 럿거스대 등 국제 연구진은 핵무기 보유국 9곳이 핵전쟁을 벌이는 시나리오 6가지를 가정하고 컴퓨터 시뮬레이션을 시행했다고 국제학술지 네이처푸드 최신호(15일자)에 발표했다. 미국과 러시아 사이 대규모 핵전쟁이 1가지, 인도와 파키스탄 등 소규모 핵전쟁이 나머지 5가지였다. 그 결과, 모든 핵전쟁은 전쟁이 일어난 도시와 함께 수많은 사람을 없애고 토양과 물을 오염시키지만 직접적인 피해가 가지 않았던 다른 모든 곳에도 악영향을 미치는 것으로 나타났다. 핵폭발로 인한 화재에서 발생한 그을음과 먼지가 성층권을 뒤덮으면 햇빛이 차단돼 기온이 급격히 떨어지는 핵겨울이라는 기후변화가 일어난다. 그러면 전 세계적으로 작물과 가축, 어획량 등 식량 공급원이 치명적인 영향을 받아 수많은 사람이 굶어죽을 수 있다. 연구진은 기존 연구를 바탕으로 핵폭발로 인해 발생한 버섯구름이 대기 중으로 확산 시 햇빛을 얼마나 차단하는지를 계산했다.해당 데이터를 미국 국립대기연구센터(NCAR)이 지원하는 기후 예측 도구 복합지구시스템모델(CESM)에 입력한 결과, 아무리 작은 규모의 핵전쟁이라도 세계 식량 공급에 치명적인 혼란을 일으키는 것으로 나타났다. 인도와 파키스탄 간 소규모 핵전쟁만으로도 500만t의 그을음과 먼지가 하늘을 덮게 된다. 그러면 5년간 세계 식량 생산량이 7% 줄어 2억 5500만 명이 굶어죽을 수 있다. 양국간 더 큰 규모의 핵전쟁은 4700만t의 그을음과 먼지를 일으켜 기아로 인한 사망자는 25억 1200만 명에 달할 수 있다. 특히 최근 우크라이나 사태로 인해 군사적 긴장이 최고조에 이른 미국과 러시아가 핵전쟁을 벌이면 1억 5000만t의 그을음과 먼지가 일어나 3~4년간 세계 식량 생산량은 90%까지 줄어 53억 4100만 명이 굶어죽을 수 있다. 핵폭발로 인한 직접적인 사망자도 3억 6000명에 달하는 것으로 나타났다. 연구 공동저자 앨런 로보크 럿거스대 석좌교수는 “어떤 규모의 핵전쟁이라도 수십억 명이 죽는다. 유일한 해법은 핵무기 금지뿐”이라고 강조했다. 현재 핵무기 보유국은 미국, 러시아, 중국, 프랑스, 영국, 파키스탄, 인도, 이스라엘, 북한 등 9개국으로 1만 2700여기 핵탄두를 보유하고 있다. 2017년 채택된 유엔 핵무기금지조약은 세계 66개국이 비준했지만 핵보유국가는 한 나라도 비준하지 않았다.

지난주 중부지방은 장마 때보다 더 많은 비가 내렸다. 이전과 비교했을 때 이런 비정상적인 날씨는 점점 잦아지고 있다. 극한 기상은 지구온난화로 인한 기후변화가 직간접적으로 영향을 미치기 때문에 발생한다. 국내 연구진은 이런 극한 날씨들이 남극 앞바다의 상태에 따라 달라진다는 점을 확인했다. 울산과학기술원(UNIST) 도시환경공학과, 미국 콜로라도 볼더대 대기해양과학과, 캘리포니아 샌디에고대(UCSD) 스크립스 해양연구소 공동 연구팀은 남극 앞바다의 기후변화가 태평양 수온 변화에 영향을 미쳐 한국을 비롯한 중위도 날씨를 바꾼다고 16일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 8월 15일자에 실렸다. 기존 기후모델에서는 남극 앞바다의 냉각이 남반구 열대 지역의 강우 상태에 영향을 미치는 이유를 정확히 밝혀내지 못했다. 이에 연구팀은 해양, 대기, 지표면, 해빙을 종합적으로 시뮬레이션해 기후를 분석하는 ‘기후모델’을 이용해 남극해의 수온이 적도 태평양과 중위도 날씨에 미치는 영향을 조사했다. 그 결과, 온난화로 남극 빙하가 녹아 남극해 수온이 낮아지면 열대 동태평양 수온이 낮아지고, 그 영향으로 열대지역 비를 뿌리는 강우가 북쪽으로 이동하는 원격상관 현상이 나타난다는 사실을 확인했다. 원격상관 현상은 멀리 떨어진 지역의 국지적 기후변화가 다른 지역의 기후변화를 변화시키는 것으로, 흔히 ‘북경에서 나비의 날개짓이 뉴욕에 폭풍을 일으킨다’는 말로 표현된다. 태평양 수온 변화는 한국을 비롯한 중위도 지역 기후에 영향을 준다. 적도 동태평양이 서태평양보다 차가운 라니냐 현상이 있을 때 미국 캘리포니아 지역이 극심한 가뭄에 시달리는 것이 대표적 사례이다. 그렇지만 지금까지 기후모델에서는 태평양 수온 변화의 원인을 제대로 밝혀내지 못해 중위도 기후 예측에 실패했다. 강사라 UNIST 교수는 “이번 연구에서는 오존층 파괴나 남극 담수 유입으로 남극 앞바다가 부분적으로 냉각되면서 라니냐 현상과 비슷한 태평양 수온 패턴이 나타난다는 것을 보여주고 있다”며 “남극 앞바다의 냉각이나 온난화에 의한 효과가 전 지구에 영향을 미친다는 것을 확인한 것”이라고 설명했다.

개만한 덩치를 가진 신종 '갑옷 공룡'이 아르헨티나 북부 파타고니아 리오 네그로 지역에서 발굴됐다. 최근 아르렌티나 펠릭스 데 아자라 자연사 재단 연구팀은 목에서 꼬리까지 보호용 가시로 덮힌 신종 초식공룡 '자카필 카니우쿠라'(Jakapil kaniukura·이하 J. 카니우쿠라)를 발굴했다는 연구결과를 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포트‘(Scientific Reports) 최신호에 발표했다.길이가 최대 1.5m에 달하는 이 공룡은 '갑옷공룡'으로 유명한 안킬로사우루스(ankylosaur)와 스테고사우루스(Stegosaurus)의 먼 친척뻘로 보인다. 그러나 J. 카니우쿠라는 이보다 덩치가 매우 작은 것은 물론 9700~9400만 년 전 공룡의 마지막 시대인 백악기에 살았다. 연구팀은 J. 카니우쿠라를 갑옷공룡류인 장순아목(Thyreophora)으로 분류했는데, 기존 갑옷공룡류와는 몇가지 큰 차이가 드러난다.먼저 일반적으로 갑옷공룡은 덩치가 크며 4족 보행이 특징이다. 그러나 J. 카니우쿠라는 길이는 1.5m, 무게는 4~7㎏의 소형으로 두 다리로 달렸으며 팔은 마치 티라노사우루스처럼 작고 앙증맞은 크기다. 또한 대부분의 장순아목은 약 2억 100만 년 전 부터 1억 6300만 년 전까지 지구 북반구에서 발견된 것과 달리 J. 카니우쿠라는 남반구에서 발굴됐다.연구를 이끈 세바스천 아페스테기아 박사는 "장순아목 혈통이 남아메리카에서 그것도 백악기 후기까지 살아남았다는 사실이 매우 놀랍다"면서 "이전에 알려지지 않았던 갑옷공룡의 전체 계보를 다시 정리해야할 필요가 있다"고 평가했다. 한편 자카필(Jakapil)이라는 이름은 현지 원주민 언어로 '방패를 든 사람'을 의미하며 카니우쿠라(Kanikura)는 '돌'을 의미한다. 곧 천적으로부터 자신을 보호하는 딱딱한 뼈와 가시로 덮힌 갑옷공룡의 특징이 이름에 담겨있다. 또한 연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 J. 카니우쿠라의 생전 모습을 가상으로 생생히 그려냈다. 　 　 

기후변화는 극한 기상 일상화는 물론 이미 종식이 선언됐던 감염병들까지 재등장 시키고 있다. 정복을 코 앞에 둔 감염병들도 독성이 강화돼 인류를 위협하는 사례도 늘고 있는데 대부분 원인은 항생제 남용 때문이다. 현재 코로나19가 전세계를 휩쓸고 있지만 에이즈와 함께 세계에서 가장 치사율이 높은 질병은 다름 아닌 결핵이다. 이 때문에 세계보건기구(WHO)는 2030년까지 종식시키겠다고 선언했지만, 최근 과학자들은 현재 발견된 상당 수의 결핵균이 약물 내성을 갖고 있다고 발표했다. 결핵 종식이 쉽지 않은 일이라는 말이기도 하다. 영국 옥스포드대 연구진을 중심으로 전 세계 51개국 연구자로 구성된 ‘결핵에 대한 종합 내성 예측’(CRyPTIC·크립틱) 국제 컨소시엄은 현재까지 발견된 결핵균의 절반 이상이 항생제 내성을 갖고 있다고 15일 확인했다. 이 같은 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생명과학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 8월 11일자에 두 편의 논문으로 실렸다. 결핵은 결핵균이 체내에 침투해 발생하는 질병으로 호흡기 분비물을 통해 옮겨진다. 결핵이라고 하면 폐결핵을 많이 떠올리지만 신장, 신경, 뼈 등 체내 대부분의 조직, 장기에서 병을 일으킬 수 있다. 결핵은 치료와 예방이 가능한 질병으로 결핵균 감염자 85% 이상이 6개월 이상 약물 복용으로 완치될 수 있다. 결핵은 후진국 질병으로 알려져 있지만 2020년 질병관리청의 통계에 따르면 국내 결핵 사망자 수는 1356명으로 법정감염병 중 가장 많고 국내 전체 사망 원인으로도 14위이다. 2020년 기준 전 세계적으로도 987만명의 환자가 발생해 149만명이 사망해 전년도보다 5.6%포인트 증가했다. 이 같은 상황에서 최근 몇 년 동안 항생제 내성을 가진 결핵균들이 속속 발견되고 있어 공중보건의 위협이 되고 있다.연구팀은 크립틱 컨소시엄 실험실들에서 1만 2289종의 결핵균에 대표적인 항생제 13개를 다양한 농도로 처리 실험을 했다. 그 결과, 결핵균의 절반을 넘는 6814종이 최소 하나 약물에 내성을 갖고 있는 것으로 나타났다. 특히 이 중 4685종은 여러 약물에 내성을 갖고 있으며 대표적인 결핵치료제인 리팜피신으로도 제거되지 않는 것으로 조사됐다. 두 번째 논문에서는 결핵균 1만 228종에 대한 전장유전체상관분석(GWAS) 결과를 실었다. 논문에 따르면 결핵균 대부분이 13개 항생제의 최소 억제농도가 이전에 비해 높아졌다. 즉, 현재 나와있는 항생제로 결핵균을 없애기 위해서는 투여량이 이전보다 더 많아야 한다는 것이다. 연구에 참여한 데릭 크룩 영국 옥스포드대 교수(미생물학)는 “이번 연구는 인류를 위협하고 있는 결핵균의 항생제 내성에 대한 유전적 변이와 현재 상황을 명확히 보여주고 있다”며 “항생제 내성을 일으키는 결핵균 변이체에 대한 이해는 신약 개발과 내성 균주 모니터링에 매우 중요하다”고 설명했다.

힘들거나 즐거울 때나 자기도 모르게 음악을 흥얼거릴 때가 있다. 알고 있는 음악 뿐만 아니라 자신이 즉흥적으로 만든 음을 허밍하는 경우도 많다. 영화나 드라마에서도 음악이 빠진 상태를 생각하면 우리가 받는 감동이나 재미를 느끼지 못할 것이다. 24시간 우리 주변 언제 어디서나 듣게 되는 음악이 인간의 자연스러운 본능이라는 사실이 실험적으로 확인됐다. 캐나다 몬트리올대 심리학과, 몬트리올대 국제 뇌·음악·음향연구실(BRAMS) 연구팀은 음악 교육을 제대로 받지 않은 사람들도 자연스럽게 음악 이론이나 규칙에 맞춰 음악을 자연스럽게 만든다는 것을 확인했다고 15일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 리포츠’에 실렸다. 학교에서 배우는 음악 이론은 복잡하다. 그렇지만 음악은 음성이나 악기가 만들어 낼 수 있는 모든 음높이의 집합이라는 기본 원칙을 바탕으로 한다. 특히 곡 전반에서 각 음들의 구조와 상관관계를 말하는 조성은 뒤이어 나올 음을 예상할 수 있게 해준다. 전 세계 전통음악을 보면 음계는 서로 다르지만 조성은 다양한 장르와 문화에서 공통적으로 나타나는 특징이다. 이 때문에 일부 학자들은 ‘조성은 인간의 진화된 특성이며 뇌가 음악을 인지하고 기억하고 만들어 내는데 도움을 준다’고 주장하고 있다. 그렇지만 전문가 이외에 일반인들이 조성 규칙을 어떻게 알고 있는지에 대해서는 명확히 밝혀지지 않았다. 이에 연구팀은 퀘벡에 사는 음악 교육을 받지 않고, 심지어 음치까지 포함된 성인 남녀 33명을 대상으로 실험했다. 연구팀은 헤드폰과 마이크가 설치된 방음실에서 ‘다’라는 소리만으로 자장가, 춤곡, 슬픈 노래 등을 불러보라고 지시했다. 음치는 일종의 선천적 음악장애로 음높이를 인지하고 만들어 내는데 어려움을 겪는 증상이다. 그 결과, 연구 참가자들은 924곡의 음을 만들어 냈는데 악보로 만들면 30개 음표로 구성된 20초~1분 정도의 음악이었다. 이들이 만들어 낸 음악은, 심지어 음치가 만든 음까지도 음조로 들리는 멜로디를 만들어 낸 것이 확인됐다. 연구팀은 이들이 만든 음악을 컴퓨터로 분석한 결과, 무작위적이고 불규칙한 음으로 즉흥음악을 만들어 냈을 것이라고 생각하기 쉽지만 실제로는 서양 음악 이론에 따른 조성으로 구성된 음을 만들어 냈다는 것이 관찰됐다. 심지어, 음치 한 명과 일부 일반인들은 정식 음악 교육을 11년 이상 받은 전문 음악가(바리톤)가 만든 즉흥음보다 높은 점수를 받았다. 연구를 이끈 이사벨 페레츠 교수(음악신경인지학)는 “이번 연구는 뇌가 음악을 만드는 방식에 대한 그간의 연구를 뒷받침해주고 있다”며 “음치까지 포함해 사람들은 음악 규칙에 대한 암묵적 지식을 타고난다는 것을 의미하는 이번 연구 결과는 음악이 인간의 천성이라는 것을 보여준다”고 설명했다.

지난주 서울, 경기, 인천 수도권을 중심으로 쏟아진 폭우는 곳곳을 물바다로 만들고 인명·재산 피해를 입혔다. 이번 폭우도 극한 기상만 발생하면 들먹이는 ‘기후변화’가 원인인지에 대해서는 분석이 필요하지만 간접적 영향을 끼쳤다는 것을 부인할 수 없다. 많은 기후학자들은 지금처럼 온실가스 배출이 계속돼 온난화가 가속화할 경우 폭염, 가뭄, 홍수 같은 예측 불가한 날씨가 일상화될 것이라고 보고 있다. 과학자들은 이런 기후변화가 이제는 우리 기억 속에서 사라진 감염병들을 다시 불러내고, 감염병의 독성도 더욱 세게 만들 것이라는 우울한 예측을 내놨다. 실제로 지난 10일 영국 런던의 하수에서 소아마비(폴리오) 바이러스가 검출되면서 영국 보건 당국은 비상이 걸렸다. 1945년 원자폭탄이 발명되기 전까지 인류 최악의 감염병 중 하나였던 소아마비 바이러스가 1984년 이후 런던에서 검출된 적이 없다. 영국 정부가 2003년 소아마비 종식을 공식 선언한 지 19년 만에 다시 발생한 것이다.전염병의 제왕으로 오랜 기간 인류를 괴롭혔던 두창(천연두)도 1980년 5월 세계보건기구(WHO)에서 종식이 선언되며 완전히 사라졌다. 그렇지만 지난해 말부터 동물에게서 주로 나타나는 원숭이두창이 인간에게 전염되고 미국, 유럽을 중심으로 사람 간 감염이 확산되면서 WHO는 비상사태를 선언했다. 미국 하와이대 지질환경학과, 지구과학과, 천연자원·환경관리학과, 해양생물학연구소, 위스콘신 메디슨대 공중보건과학과, 스웨덴 예테보리대 해양과학과 공동 연구팀은 기후변화가 홍수, 가뭄, 폭염, 혹한 등 극한 기상을 일상화시키고 사라진 전염병을 불러내고 동물이 주로 걸리던 감염병이 인간을 공격하는 사례는 더 많아질 것이라고 14일 밝혔다. 연구팀은 기후변화가 병원균의 독성을 강화시키고 사람의 면역체계까지 약화시킬 것이라는 분석도 내놨다. 이 같은 연구 결과는 기후학 분야 국제학술지 ‘네이처 기후변화’ 8월 9일자에 실렸다. 기후변화와 감염병 증가의 관계는 그간 개별 병원균이나 폭염, 홍수 같은 특정 위험에만 초점을 맞춰 분석돼 왔다. 연구팀은 기후 위험과 질병에 관해 연구한 3213개 연구를 정량적으로 재분석하는 메타분석 방식으로 연구했다. 이를 위해 사람을 감염시킬 수 있는 286종의 전염병과 홍수, 가뭄, 혹한, 해수면 상승 같은 10가지 기후 위험의 상관관계를 들여다봤다.그 결과 9종을 제외한 277종의 전염병은 홍수나 폭염 같은 단 하나의 극한 기상만으로도 감염력과 독성이 강화될 것으로 봤다. 인류에게 영향을 끼쳤던 전염병의 58%(218종)는 기상 이변으로 인해 변이가 발생해 이미 독성이 강해졌다. 서아프리카 풍토병으로 치사율 30~50%에 이르는 라사열, 공기나 물을 매개로 발열과 호흡기증상을 수반한 박테리아성 감염병인 재향군인병(legionnaires’ disease) 등은 기상이변으로 병원균의 감염성과 강도가 더 세질 것으로 예측됐다. 또 열대 지역에서 많이 발생하는 라임병, 뎅기열, 말라리아 같은 질병은 감염 지역이 전 세계로 확대될 것이라고 연구팀은 밝혔다. 특히 북극의 온난화가 지구 평균보다 4배 이상 빠르다는 연구 결과는 전염병 확산이 더욱 암울하게 흘러갈 것이라는 예측을 가능하게 한다. 지구과학 국제학술지 ‘커뮤니케이션스 어스 앤드 인바이러먼트’ 8월 12일자에 실린 연구를 보면 북극 온난화가 지구 평균보다 2~3배 빠르다고 알려졌지만 실제로는 4~7배에 이르는 것으로 나타났다. 핀란드 국립기상학연구소, 이스턴 핀란드대 응용물리학과, 노르웨이 국제기상연구센터 공동 연구팀은 1979~2021년 북극권 기상 관측 데이터를 분석해 빠른 북극 온난화를 일컫는 북극 증폭이 가속되고 있다는 것을 밝혀냈다. 연구팀은 또 실제로 북극 대부분 지역은 최근 10년 동안 산업화 이전 대비 0.75도 높아졌고, 스발바르 군도와 러시아 노바야제믈라 군도는 10년 동안 1.25도나 상승했다고 분석했다. 기후변화와 감염병 발생을 연구한 카밀로 모라 하와이대 교수는 “기후 위험이 질병으로 이어지는 만큼 각각의 질병에 대한 대응책을 마련하는 것도 중요하지만 온실가스 배출 감소로 기후변화를 억제할 필요가 있다”고 설명했다.

누구나 한 번쯤 심하게 운동을 하거나 육체 노동을 한 뒤 통증과 함께 극심한 피로를 느낀 경험이 있을 것입니다. 이는 젖산(lactate)이 근육에 쌓이기 때문으로 알려져 있습니다. 2000년대 들어서 근육 피로가 젖산 때문이 아니라 체내 칼륨(K) 이온 변화 때문이라는 연구 결과들이 나오기도 했지만 육체 피로의 정확한 원인은 아직도 명확히 밝혀지지 않은 상태입니다. ●글루탐산 과다 분비로 인지 피로 발생 그런데 책상 앞에 오래 앉아 있는 학생이나 사무직 노동자들도 공부나 업무가 끝난 뒤 육체 노동을 한 것만큼이나 피로감과 두통을 느끼는 경우가 있습니다. 오랜 시간 열심히 생각하는 것만으로도 사람을 지치고 피곤하게 만드는 원인에 대해서는 육체 피로만큼 연구되지 않고 있었습니다. 프랑스 피티 살페트리에대학병원, 파리 뇌연구소(ICM), 뉴로이미징연구센터(CENIR), 소르본대, 파리 정신과·신경과학 대학병원그룹(GHU) 공동 연구팀은 오랜 시간 정신적 노동에 시달리면 ‘글루탐산’(glutamate)이 과다하게 분비돼 ‘인지 피로’(cognitive fatigue)가 발생할 수 있다고 14일 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 8월 12일자에 실렸습니다. 연구팀은 20~39세의 남녀 40명을 두 집단으로 나눠 한 그룹은 복잡한 내용을 암기하고 계산하도록 했고 다른 집단은 상대적으로 더 쉬운 문제를 해결하도록 한 뒤 자기공명분광법(MRS)으로 뇌의 움직임을 측정했습니다. 자기공명영상법(MRI)은 뇌의 해부학적, 구조적 변화를 찾을 때 활용하고, MRS는 뇌의 화학적 변화를 파악할 때 사용하는 검사법입니다. ●글루탐산 뇌 축적 땐 인지기능 저하 그 결과 복잡한 계산과 암기를 했던 집단은 그렇지 않은 사람들에 비해 뇌 전전두엽 피질의 시냅스에 글루탐산의 농도가 높은 것으로 확인됐습니다. 글루탐산이 뇌에 과도하게 쌓여 있는 경우 불안감, 우울감이 증가하고 계산이나 암기 정확도도 현저하게 떨어지는 것으로 조사됐습니다. 강도 깊은 사고활동 시간이 길어지면 뇌에서 신경전달물질인 글루탐산이 많이 분비되고, 글루탐산 부산물이 축적되면서 뇌 독성이 발생한다는 것입니다. 이런 상황이 반복적으로 장기화하면 시냅스 연결까지 약화시켜 기억력 감퇴, 인지조절 능력 상실 같은 문제를 유발시킬 수 있다고 지적했습니다. 심할 경우 뇌종양의 원인이 될 수도 있다고 경고했습니다. 연구팀은 뇌의 과도한 활동으로 인한 인지기능 저하를 막을 수 있는 방법도 제시했습니다. 바로 충분한 휴식과 수면입니다. 수면이나 휴식을 취하면 신경세포와 시냅스에 과다하게 쌓인 글루탐산이 제거된다는 것입니다. 또 많은 사람들이 일이나 공부를 잠깐 쉬고 휴식을 취할 때도 뭔가 다른 특별한 행동을 해야 한다는 강박까지 갖는 경우가 많습니다. 그렇지만 연구팀은 쉴 때는 아무것도 하지 않고 ‘멍 때리는 것’이 뇌에 과다하게 축적된 글루탐산 제거에 효과적이라고 조언했습니다. ●충분한 수면·휴식으로 뇌 쉬게 해야 연구를 이끈 안토니우스 빌러 프랑스 살페트리에대학병원 박사(인지신경과학)는 “이번 연구는 피곤할 때 중요한 결정을 내리지 말아야 하는 이유를 보여 주고 있다”며 “전두엽에서 만들어 내는 대사물질을 측정함으로써 번아웃(탈진) 예측 및 예방에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했습니다. 이번 연구를 보면서 문득 과도한 경쟁 사회인 한국에서 쉴 새 없이 뇌를 혹사하는 직장인과 학생들의 뇌는 괜찮을지 걱정이 됩니다.

최근 국민대가 윤석열 대통령의 부인 김건희 여사 논문 4편을 두고 “표절이 아니다”라는 결론을 내려 논란이 일고 있는 가운데, 저승사자 복장을 입은 남성이 국민대 앞에서 1인 시위에 나선 모습이 공개됐다. 그는 개그맨 서승만씨였다. 서씨는 지난 11일 자신의 페이스북에 “뭐라도 해야될 것 같았다. 스트레스가 이만저만이 아니다”라며 국민대 앞에서 1인 시위를 하고 있는 본인의 사진을 공개했다. 그는 “동기 신용규 박사가 ‘지도 교수가 말하길, 서승만은 유명하니 빈틈없이 논문을 써야 한다’고 말했다 한다”며 “총장을 만나려고 시도했지만 만날 수 없었다”고 주장했다. 사진 속 서씨는 검은색 상복과 갓을 착용하고 ‘국민대 출신 박사라 죄송합니다. 공정과 상식이 있다면 김건희 논문 표절 재조사 회의록 즉각 공개하라!’라는 내용의 피켓을 들고 있다. 서씨는 지난 2019년 9월 ‘고령운전자 사고 감소 대책’을 연구한 논문으로 국민대 일반대학원에서 행정학 박사 학위를 취득한 바 있다. 또 동대학에서 영상미디어 부문(영화연출) 석사학위를 받기도 했다. 서씨는 같은 국민대에서 학위를 취득한 만큼, 김 여사 논문에 관한 학교 측의 재조사 결과에 부당함을 느껴 시위에 나선 것으로 보인다. 서씨는 대선 당시 이재명 더불어민주당 후보에 대한 공개 지지를 선언한 바 있다.한편 국민대가 재조사한 김 여사의 논문은 2008년 국민대 테크노디자인전문대학원에서 박사학위를 받은 ‘아바타를 이용한 운세 콘텐츠 개발 연구’ 논문과 대학원에 재학하던 2007년 학술지에 게재한 논문 3편이다. 이중 학술지에 게재된 한 논문의 제목에 ‘회원 유지’라는 표현이 영문 초록에서 ‘member yuji’로 표기돼 논란이 일기도 했다. 국민대는 지난 1일 김 여사의 논문 4편 중 박사학위 논문을 포함한 3편은 “연구부정에 해당하지 않는다”는 결론을 내렸으며, 나머지 학술논문 1편에 대해선 “검증 불가”란 판정을 내렸다. 이로써 김 여사의 국민대 박사학위는 그대로 유지되게 됐다. 하지만 이같은 결과를 이를 두고 국민대 내부에서부터 반발의 목소리가 나오면서 지난 12일 국민대 교수회는 학교 측에 재검증위원회 회의록과 최종보고서를 익명화해 공개해달라고 요청했다. 참석자 대다수는 교수회가 자체적으로 검증위원회를 구성해 논문 표절 여부를 재검증하자는 의견에 동의했다. 국민대 교수회는 다음 주 초 이 같은 내용을 포함해 안건별 대응 방안을 놓고 전체 교수들을 상대로 표결할 방침이다.

국민대학교 교수회가 표절 논란이 불거진 윤석열 대통령 부인 김건희 여사의 박사학위논문을 자체 검증할지 찬반 투표를 하기로 했다. 앞서 국민대는 지난 1일 김건희 여사의 박사학위 논문과 학술지 논문 3편 등 4편의 표절 의혹을 조사한 결과 3건은 연구부정행위가 없었고 나머지 1건은 검증 불가라는 결론을 낸 바 있다. 이와 관련해 교수회는 “대학원 교육과 논문지도, 논문심사과정에서 사전에 (의혹을) 거르지 못한 교수들의 책임을 통감한다”며 “차후 유사 사태가 발생하지 않도록 최선을 다하겠다”고 강조한 바 있다. 이에 따라 국민대 교수회가 12일 임시총회를 열어 김건희 박사학위논문 재조사위원회의 판정 결과 보고서 및 회의록 공개 여부와 교수회 검증위원회를 통한 자체 검증 실시 여부 등을 의제로 찬반 투표를 하기로 결정한 것이다. 교수회에 따르면 이날 총회 참석자 대다수가 교수회 자체 검증위원회를 구성해 박사학위논문 표절 여부를 재검증하자는 의견에 동의했으나 의사정족수에는 미달해 추후 전체 교수 회원을 대상으로 투표를 진행하기로 했다. 이날 비대면 온라인 방식으로 진행된 총회에는 전체 교수회원 407명 중 150명이 출석했다. 이 중 76명은 직접 참석했고, 74명은 위임장을 제출했다. 의사정족수는 회원 수의 과반인 204명이다.교수회는 “학교 본부의 재검증위원회 조사 결과에서 표절이 아니라는 근거로 제시된 표절률은 ‘카피킬러’라는 특정 프로그램에 의한 결과”라며 자체 검증을 추진하게 된 배경을 설명했다. 찬반 투표에서 자체 검증을 하기로 결정이 되면 각 단과대학 교수회 평의원회가 추천한 위원들로 검증위원회가 꾸려진다. 교수회는 “단과대학의 교수회 평의원회가 5명의 검증위원을 추천하면 추첨을 통해 9명 내외의 검증위원을 선정할 예정”이라며 “교수회 검증위원회는 위원들에 의해 독립적으로 운영하고 가급적 이른 시일 안에 결과를 교수회에 보고하게 된다”고 설명했다. 앞서 야당은 학교가 부실 검증을 했다며 비판의 목소리를 높였다. 지난 4일 학교를 방문한 국회 교육위원회 더불어민주당 의원들은 총장에게 “국민대가 김건희 여사 논문에서 드러난 문제들이 사실임을 확인했음에도 연구부정행위에 해당하지 않는다고 결론 낸 것은 총장이 학교 문을 스스로 닫은 것”이라며 강도 높게 비판했다.

‘눈은 마음의 창’이라는 말이 있다. 눈을 보면 그 사람의 마음을 이해할 수 있을 것이라는 이야기이다. 또 사람의 인상 형성에 있어서 눈은 중요한 역할을 한다. 눈이 크고 둥근 사람은 착해보인다는 식이다. 그런데 동물, 특히 중생대에 살았던 공룡의 눈 형태에 따라 무는 힘과 공격성이 다르다는 연구 결과가 나왔다. 영국 버밍엄대 지질학 및 지구·환경과학부 연구진은 티라노사우루스 렉스 같은 대형 육식공룡은 무는 힘이 더 강해지도록 눈의 형태가 좁고 타원형으로 진화됐다고 13일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘커뮤니케이션스 바이올로지’ 8월 12일자에 실렸다. 많은 동물과 고생물의 눈구멍(안와)은 안구를 수용하는 두개골의 원형 구멍에 불과하다. 그렇지만 연구팀은 대형 육식동물에서는 눈구멍이 먹이를 덮칠 때 두개골이 충격을 흡수하는데 도움이 되도록 진화했을 것이라고 추정했다. 이에 연구팀은 악어 같은 현재 육식동물의 눈구멍과 화석으로 남아있는 중생대 공룡 410종의 눈구멍을 비교했다. 그 결과, 초식 공룡들은 원형의 눈구멍을 갖고 있지만 두개골 크기가 1m가 넘는 대형 육식동물은 어릴 때는 원형이지만 성체가 되면서 눈구멍이 타원형, 열쇠구멍 형태로 가늘고 길게 변했다는 것이 확인됐다. 특히 티라노사우루스 같은 거대 수각류 공룡들은 조상들보다 눈구멍의 형태가 더 열쇠구멍 형태로 진화된 것이 관찰됐다. 연구팀은 눈구멍 형태와 두개골 구조와 기능의 영향을 분석하기 위해 5가지 서로 다른 눈구멍 모양을 가진 공룡 두개골로 시뮬레이션을 했다. 또 티라노사우루스 두개골의 안구 형태를 원형과 타원형, 열쇠구멍 모양으로 가정해 분석했다.그 결과, 열쇠구멍 또는 타원형 눈구멍은 원형 눈구멍에 비해 먹잇감을 강하게 물 때 형태가 덜 변형됐으며 깨물 때 두개골이 받는 압력을 효과적으로 분산시킬 수 있다는 사실이 확인됐다. 눈구멍이 좁아지면서 두개골 내 안구에 사용할 수 있는 공간을 줄이면서 턱 근육에 사용할 수 있는 공간을 늘리고 두개골의 견고성을 강화시켰다는 것이다. 또 연구팀은 눈의 크기가 두개골 성장과 같은 속도로 증가했다고 가정하고 계산한 결과, 티라노사우루스 렉스의 눈은 지름이 최대 30㎝, 무게는 거의 20㎏에 달했을 것으로 나타났다. 연구를 이끈 슈테판 라우텐슈라거 버밍엄대 교수(고생물학)는 “이번 연구는 공룡 진화에 있어서 기능적 균형을 보여주는 것”이라고 설명했다.

국내 연구진이 약물 재창출 기법을 통해 고콜레스테롤혈증 치료제가 항암제로 활용될 수 있음을 확인했다. 카이스트 생명과학과, 가천대 의대 공동 연구팀은 약물 가상 스크리닝 기술을 이용한 신규 항암 치료제 개발에 성공했다고 12일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘세포 사멸과 질병’에 실렸다. 엠토르(mTOR)라는 신호전달 단백질은 암세포에서 비정상적으로 활성이 높아 엠토르 저해를 통해 암을 치료할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 이와 함께 세포 내 엠토르 단백질에 의해 세포가 스스로를 파괴하는 자가포식 현상을 조절할 수도 있다. 연구팀은 단백질 3차원 구조를 분석해 화합물과 표적 단백질 사이 물리적 상호작용을 찾는 약물 재창출 전략으로 엠토르 억제성 항암제 개발에 나섰다. 약물 재창출은 이미 안전성이 검증된 FDA 승인 약물이나 임상 진행 중인 약물 중에 새로운 기능을 찾는 신약 개발 방식이다. 심혈관 치료제로 개발되던 비아그라를 성기능 개선제로 개발한 방식이다. 약물 재창출은 10년 이상 걸리는 신약 개발 기간을 절반 가까이 줄일 수 있는 방법이기도 하다. 연구팀은 3391종의 약물 라이브러리를 활용해 3차 구조 모델링 기술로 통한 엠토르 활성 저해능력을 보이는 약물만 골라냈다. 이를 통해 연구팀은 현재 가족성 고콜레스테롤혈증 치료제로 활용되고 있는 ‘로미타피드’라는 약물에서 엠토르 활성 억제 가능성을 확인했다. 연구팀은 생화학적, 세포 생물학적 분석을 통해 로미타피드의 항암 효능을 확인했다. 연구팀은 대장암, 피부암 등 암세포에 로미타피드를 처리하면 암세포의 엠토르 활성이 효과적으로 억제되고 자가포식이 유도되면서 암세포가 사멸된다는 것을 관찰했다. 특히 대장암의 경우 기존 화학항암제보다 암세포 사멸 효과가 우수한 것으로 나타났다. 또 고형암 치료용 항암제로 개발되고 있는 면역관문억제제를 로미티피드와 함께 사용하면 면역관문억제제만 사용했을 때보다 항암효과가 높은 것으로 나타났다. 김세윤 카이스트 교수는 “이번에 찾아낸 로미타피드의 새로운 항암 효능 성과는 향후 엠토르 억제, 자가포식 기반 항암제 개발과 임상 활용에 도움이 될 것”이라고 말했다.

의성군의 공룡 발자국에 대한 연구 결과가 국제학술지에 실렸다. 군은 제오리 공룡 발자국과 만천리 아기공룡 발자국에 대한 연구 결과가 국제학술지인 ‘역사 생물학(Historical Biology)’에 게재됐다고 12일 밝혔다. 이와 관련 의성군은 지난달 국가지질공원 인증후보지로 선정되기도 했다. 제오리 공룡 발자국은 1989년 산사태로 처음으로 알려졌다. 1994년에는 공룡 발자국 화석으로는 국내 최초로 천연기념물로 지정됐다. 만천리 아기공룡 발자국은 2005년 발견됐다. 이 발자국과 관련 2008년 세계척추고생물학회는 목이 긴 초식 공룡의 발자국이라고 소개하기도 했다. 국제학술지에 실린 내용은 군이 지난해 제오리 공룡 발자국과 만천리 아기공룡 발자국의 가치규명 발굴을 위해 진주교대 부설 한국지질유산연구소에 의뢰한 학술연구 용역의 결과다. 이번 연구에서 제오리 공룡 발자국은 목이 긴 초식 공룡과 육식 공룡, 두발로 걷는 초식 공룡 등의 발자국으로 확인됐다. 발자국의 갯수는 모두 384개였고, 35개의 보행렬도 확인됐다. 만천리 아기공룡 발자국은 모두 126개였고, 목이 긴 초식 공룡과 육식 공룡, 두 발로 걷는 초식 공룡, 네 발로 걷는 초식 공룡 등의 발자국으로 확인됐다. 특히 이번 연구에선 아기공룡 발자국으로 알려진 2개의 보행렬이 목이 긴 초식 공룡의 발자국이 아니라 네발로 걷는 초식 공룡의 발자국으로 밝혀졌다. 이 연구로 아기공룡이 두 발로 걷다가 네발로 걸었다는 것이 증명됐다. 아기공룡의 이동 속도는 초당 1.12m와 0.68m로 계산됐다. 연구책임자인 진주교대 김경수 교수는 “이번 연구를 통해 세계적으로 희귀한 공룡 걸음걸이를 연구하고 공룡의 행동 양식을 규명할 기회가 주어져 큰 행운이었다. 국제적인 수준의 학술연구 성과를 낼 수 있도록 기회를 주신 의성군에 감사하다”고 말했다. 한편 만천리 아기공룡 발자국, 제오리 공룡 발자국 등은 내년 3월 26일까지 의성조문국박물관에서 열리는 중생대 화석 특별기획전 ‘의성에서 찾은 생명의 흔적’에서 복제품으로 만나볼 수 있다. 김주수 의성군수는 “우리 지역의 가치를 널리 알리기 위해 지질명소 현장에 해설표지판 등 탐방편의시설을 확충하고, 다양한 프로그램을 운영해 지역주민과 탐방객들에게 양질의 관광 및 교육 서비스를 제공할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.

휴대전화를 바로 옆에 놔두고도 한참 찾거나, 검색을 위해 인터넷 창을 열고 뭘 찾으려고 했는지 기억이 나지 않아 SNS에 시간을 보내는 경우도 있다. 건망증은 40대 이후 주로 나타나지만, 요즘은 20~30대에서도 건망증 때문에 머리를 쥐어뜯는 사람들이 있다. 이런 건망증이 어쩌면 휴대전화 케이스나 영수증 때문일 수도 있다. 안전성평가연구소 유전체손상연구그룹은 흔히 ‘환경호르몬’으로 불리는 내분비계 교란 물질에 만성 노출되면 불안감 증가, 기억력 저하가 생길 수 있다고 11일 밝혔다. 이번 연구 결과는 병리학 분야 국제학술지 ‘질병 모델 및 메커니즘’(Disease Models & Mechanisms) 표지논문으로 실렸다. 비스페놀A(BPA)는 휴대폰 케이스, 식품의 용기나 포장재, 영수증 등 일상 생활에서 흔히 접할 수 제품을 만들 때 사용하는 화학물질이다. 문제는 생명체가 BPA에 지속적으로 노출될 경우, 내분비계의 정상적 기능을 방해하거나 혼란을 준다는 점이다. 연구팀은 생활환경 유해물질인 BPA가 신경세포에 미치는 영향을 평가하기 위해 생쥐가 오랜 시간 BPA에 노출되도록 한 다음 대뇌 피질과 기억에 관여하는 해마의 시냅스 형성과 기능 변화, 행동 실험을 했다. 그 결과, BPA에 장기 노출된 생쥐는 시냅스 형성에 주요 역할을 하는 수상돌기가시의 숫자가 그렇지 않은 생쥐보다 30% 가량 적은 것이 관찰됐다. 또 하나의 신경세포가 다른 신경세포를 흥분시키거나 억제 시키는 흥분성 시냅스와 억제성 시냅스의 균형이 맞지 않는 것도 확인됐다. 연구팀은 이번 연구가 BPA 만성노출이 시냅스를 구성하는 단백질 감소를 일으키고 시냅스 형성 장애와 기능 저하를 유발시켜 불안감을 증가시키고 학습, 기억능력을 떨어뜨리는 등 인지기능에 부정적 영향을 미친다는 것을 보여주고 있다고 강조했다. 이병석 안전성평가연구소 독성기전연구부 부장은 “이번 연구 결과는 유해화학물질 장기 노출이 뇌 기능에 영향을 미칠 수 있다는 점을 구체적으로 검증했다는 점에서 의미가 크다”며 “일상에서 흔하게 접하는 비스페놀류와 같은 유해물질을 대체할 수 있는 친환경 소재 개발이 시급하다”고 설명했다.

알츠하이머 치매는 노년을 힘겹게 만드는 대표적인 퇴행성 질환이다. 최근에는 청장년층에서도 알츠하이머 치매가 발생하는 경우도 늘고 있다. 아직까지 알츠하이머 치매를 치료할 수 있는 방법이나 치료제가 없어 많은 연구자들이 치매 정복에 나서고 있다. 국내 연구진이 당뇨와 같은 대사질환을 잡는 단백질로 치매 치료 가능성을 확인했다. 포스텍 생명과학과, 신약개발업체 노브메타파마, 경북대 약대 공동 연구팀은 대사질환 표적 단백질인 ‘페록시솜 증식체 활성화 수용체’(PPAR)를 활성화시키면 알츠하이머 치매 치료가 가능할 것이라는 사실을 확인했다고 10일 밝혔다. 이번 연구 결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴로테라퓨틱스’에 실렸다. 알츠하이머 치매는 뇌 조직에 베타아밀로이드 단백질이나 타우 단백질 같은 비정상적 단백질 응집체가 만들어지고 만성 염증반응이 생겨 신경세포가 손상되면서 인지기능과 기억력이 감퇴하는 질환이다. 당뇨 역시 체내에 지방이 과다하게 쌓여 인슐린 저항성이 높아져 대사 작용이 이상이 생기고 체내 만성염증도 늘어나면서 생긴다. 알츠하이머 치매와 당뇨 발생 메커니즘이 비슷하다. 이 때문에 알츠하이머 치매를 제3형 당뇨로 부르며 대사질환 연관성을 밝히는 연구들이 속속 나오고 있다. 연구팀은 이 같은 공통점에 착안해 비만이나 이상지질혈증, 당뇨의 치료 표적으로 연구됐던 PPAR에 주목했다. 연구팀은 컴퓨터 가상 스크리닝과 세포 기반 스크리닝 기법을 활용해 PPAR 단백질과 결합하는 활성물질을 개발했다. 연구팀은 이 화합물을 알츠하이머 치매를 유발시킨 생쥐에게 3개월 동안 경구투여했다. 그 결과, 치매로 인해 저하된 기억력과 인지기능이 일반 생쥐와 비슷한 수준으로 회복됐으며 뇌 조직에 쌓인 베타아밀로이드 응집체와 신경교증이 줄어든 것이 확인됐다. 이와 함께 뇌 면역세포에서 만성 염증이 감소됐고 약물이 뇌-혈관 장벽을 통과해 뇌 조직에 효과적으로 전달된 것도 관찰됐다. 연구를 이끈 김경태 포스텍 교수는 “이번 연구는 독성검사, 구조-활성 관계 분석을 통해 알츠하이머 치매 치료에 최적화된 약물을 개발할 것”이라고 설명했다.

많은 비가 내릴 것으로 예보되기는 했지만 지난 8일 하루 동안 수도권을 중심으로 쏟아진 폭우는 서울 강남을 비롯해 곳곳을 물바다로 만들었다. 기상청의 자동기상관측장비(AWS)로 측정된 비공식기록이지만 이번 폭우는 일강수량, 시간당 강수량 모두 역대 최대인 것으로 나타났다. 극한 기상은 비단 한국만의 일이 아니다. 폭염과 가뭄, 홍수 등이 일상화되고 있다. 전문가들은 기후변화가 이 같은 이상 날씨가 더욱 잦아질 것이라는 예측을 내놓고 있다. 이런 상황에서 기후변화가 기존 전염병들의 독성까지도 강화시키고 있단느 연구 결과가 나왔다. 미국 하와이대 지질환경학과, 지구과학과, 천연자원·환경관리학과, 해양생물학연구소, 위스콘신-메디슨대 공중보건과학과, 스웨덴 예테보리대 해양과학과 공동 연구팀은 기후변화가 홍수, 가뭄, 폭염, 혹한 등 극한 기상을 일상화시키고 전염병의 독성을 강화시킬 뿐만 아니라 사람의 면역체계까지 약화시킨다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 기후학 분야 국제학술지 ‘네이처 기후변화’ 8월 9일자에 실렸다. 기후변화가 인수공통감염병 증가를 촉발시키고 인류는 새로운 형태의 질병에 취약하게 된다는 연구들이 많다. 그렇지만 대부분이 박테리아나 바이러스 같은 병원균 형태, 폭염, 홍수 같은 특정 위험, 식품이나 물 같이 감염 매개 유형에 주로 초점을 맞춰왔다. 이에 연구팀은 기후 위험과 질병에 관해 연구한 3213개 연구를 정량적으로 재분석하는 메타분석을 실시했다. 이를 통해 사람을 감염시킬 수 있는 286종 전염병과 홍수, 가뭄, 혹한, 해수면 상승 같은 10가지 기후 위험의 상관관계를 분석했다. 그 결과, 9종을 제외한 277종의 전염병은 최소 하나의 기후 위험에 의해 감염력과 독성이 강화될 것으로 예측됐다. 그런데, 인류에게 영향을 끼쳤던 전염병의 58%(218종)은 이미 기후 위험으로 변이를 일으켜 독성이 강해진 것으로 분석됐다.서아프리카 풍토병으로 치사율 30~50%에 이르는 라싸열, 공기나 물을 매개로 발열과 호흡기증상을 수반한 박테리아성 감염병인 재향군인병(legionnaires’ disease) 등은 기후변화로 병원균의 감염성과 강도가 더 세질 것으로 예측됐다. 또 열대, 아열대 지역에서 많이 발생하는 라임병, 뎅기열, 말라리아 같은 질병은 온난화로 인해 감염지역이 이전보다 늘어날 것이라고 연구팀은 밝혔다. 이번 연구를 주도한 카밀로 모라 하와이대 교수는 “이번 연구는 지속적인 기후변화 상황에서 인류의 건강이 추가로 위협받게 될 것이라는 점을 보여주고 있다”며 “기후 위험이 질병으로 이어지는 만큼 각각의 질병에 대한 대응책을 마련하는 것도 중요하지만 온실가스 배출 감소로 기후 변화를 억제할 필요가 있다”고 설명했다.

학창시절 누구나 한 번쯤 ‘공부를 잘 하려면 엉덩이가 무거워야 한다’는 말을 들어봤을 것이다. 오랜 시간 인내심을 갖고 집중하는 것이 성적 향상의 지름길이라는 말이다. 또 일을 할 때 명확한 목표를 갖고 추진하는 힘이 필요하다는 말도 있다. 그런데 새로운 것을 배울 때 이런 지나친 목표지향성과 집중력이 오히려 방해 요소가 될 수 있다는 연구결과가 나왔다. 대구경북과학기술원(DGIST), 영국 그리니치대, 헝가리 외트뵈시 로란드대, 인지신경과학·심리학연구소, 프랑스 클로드 베르나르 리옹1대학 공동 연구팀은 기능성 자기공명 영상(fMRI) 기술을 활용해 통계적 학습과 뇌의 신경학적 연결망 관련성을 규명했다고 9일 밝혔다. 이 연구는 인간이 새로운 것을 학습하는 능력에 대한 비밀을 풀 수 있는 기반이 될 것이라는 평가를 받고 있다. 이번 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘뉴로이미지’에 실렸다. 통계적 학습은 주어진 환경에서 스스로 규칙성을 파악하고 적응해 다른 문제를 해결할 수 있는 인지능력이다. 지금까지는 뇌의 여러 영역들이 어떻게 통계적 학습을 가능케 하는지 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 20대 성인 남녀 31명을 대상으로 컴퓨터를 이용해 ASRT라는 통계적 학습을 시키면서 fMRI로 활성화되는 뇌 영역을 촬영했다. 그 결과, 전두엽에 있는 상전두회(superior frontal gyrus)를 중심으로 펼쳐진 하향조절에 관련된 영역과 연결망이 관련돼 있다는 것이 확인됐다. 상전두회는 기억과 충동 억제에 있어서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있는 뇌 부위이다. 연구팀에 따르면 해당 영역의 연결 강도가 약할수록 통계적 학습을 잘하는 것으로 나타났다. 목표지향적 행동이나 집중도와 관련있는 뇌 영역의 개입을 줄이는 것이 새로운 것을 배우고 익힐 때 도움이 될 수 있다는 말이다. 연구를 이끈 전현애 DGIST 교수는 “이번 연구는 통계적 학습에 관여하는 신경학적 연결망이 뇌의 어느 부위에서 일어나는지 활성화되는지 확인하고 뇌 연결망을 중심으로 학습 능력을 높이기 위한 새로운 방법 개발에 도움을 줄 것”이라고 설명했다.

“왜 근육에는 암이 없을까?” 영남대학교 체육학부 지현석 교수가 이 질문에 대한 해답에 접근할 수 있는 연구 결과를 발표했다. 최대 심박수의 90%에 달하는 고강도 유산소 운동이 어떻게 대장암세포 증식을 효과적으로 억제하는지에 대한 것이다. 연구팀은 동물실험 중 ▲운동을 하지 않은 건강한 군(그룹) ▲고강도 유산소 운동을 한 건강한 군 ▲운동을 하지 않은 암 걸린 군 ▲고강도 유산소 운동을 한 암 걸린 군 등 총 4개의 그룹을 관찰했다. 연구팀은 이 네 그룹의 근육 유전자 발현상태를 분석해 고강도 유산소 운동에 의해 조절되는 골격근에서 유래하는 4개의 암 억제 인자를 찾아냈다. 이 암 억제 인자의 발현조절을 통해 대장암세포의 증식을 20%까지 억제시킬 수 있다는 것을 연구를 통해 확인했다. 특히, 이번 연구에서는 초기 연구 디자인 단계에서 유산소운동을 통해 체력을 키워놓은 상태의 마우스(생쥐) 암모델을 만들고 실험을 수행했다는 점에 주목할 필요가 있다. ‘운동의 생활화’에 대한 효과 검증을 위해서다. 지 교수는 “이번 연구 결과로 운동의 생활화, 최적 운동의 필요성과 효과에 대한 인식을 전환하는 계기가 될 수 있을 것이다. 또한 이번에 찾아낸 골격근 유래 암 억제 인자가 운동프로그램 개발, 신약개발후보물질 발굴, 임상시험 등에도 활용될 수 있을 것”이라고 기대했다. 이번 연구는 지 교수가 제1저자 및 교신저자, 카이스트 생명화학공학과 김유식 교수가 교신저자로 참여했다. 연구 결과는 ‘고강도 유산소 운동에 의한 골격근 유래의 암 억제 인자를 조절하는 메카니즘과 관련하여’라는 제목의 논문으로 저명 국제학술지 <프론티어스 인 몰레큘러 바이오사이언스>(Frontiers in Molecular Biosciences, 영향력지수(IF) 6.113)에 게재됐다.