미국과 유럽에서나 생기는 일로 여겨졌던 꿀벌 대량 실종 사건이 최근 국내에서도 전국적으로 나타나고 있다. 꿀벌 실종, 대량 폐사 원인은 여러 가지로 추정된다. 그중 하나가 도시화로 인한 꿀벌 서식지 감소다. 이 때문에 전문가들은 생물다양성 확보와 도시민 건강 차원에서 녹지 확보를 권고하고 있다. 꿀벌을 살리고 아름다운 도시공간도 연출하기 위해 필요한 녹지의 규모는 어느 정도일까. 벌 생태학자로 유명한 데이비드 굴슨 교수가 이끈 영국 서식스대 생명과학부 연구팀은 시민 과학자들(citizen scientists)과 함께 장기 실험을 실시한 결과 4㎡(1.21평)의 공간만으로도 꿀벌, 나비 같은 꽃가루 매개자에게 충분한 서식지가 될 수 있으며 생물다양성 확보에 도움이 된다는 것을 확인했다고 27일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘곤충 보존’(Journal of Insect Conservation) 3월 15일자에 실렸다. 굴슨 교수팀은 과학저널 ‘사이언스’ 3월 4일자에 “꿀벌의 생존을 위협하는 살충제 오염, 전자파 노출, 도시화, 온난화 등은 모두 인간의 활동에서 기인한 것”이라는 분석 논문을 발표하기도 했다. 연구팀은 영국 전역의 시민들과 함께 2년 동안 개인 주택이나 도시 곳곳의 자투리땅에 ‘미니 초원’ 만들기 실험을 실시했다. 미니 초원의 크기는 가로세로 각각 2m의 공간부터 20㎡까지 다양했다. 연구팀은 확보된 미니 초원을 세 종류로 나눴다. 한 그룹의 공간(믹스1)에는 여러 종류의 야생화를 심었고, 다른 집단의 공간(믹스2)엔 기존 문헌과 연구에서 등장한 곤충이 좋아하는 식물만 심었다. 나머지 공간(믹스3)에는 흔히 도시 조경에서 많이 사용되는 식물을 심었다. 실험 결과 야생화만 심은 믹스1 공간에 꿀벌과 나비 등 각종 꽃가루 매개곤충이 많이 모였으며 식물들도 더 풍성하게 자랐다. 믹스2 공간에는 꿀벌들이 모였지만 천적인 말벌들도 함께 모인 것으로 관찰됐다. 믹스1에는 믹스3에 비해 꿀벌과 나비 등이 1.5배 이상 많이 모인 것으로 확인됐다. 연구팀은 넓은 녹지공간 하나보다는 작은 소규모 녹지가 여러 개 있는 것이 유익한 곤충들을 유인하기 쉽고 생물다양성 유지와 가루받이에도 도움이 된다고 설명했다.

인류의 시작과 함께 우주는 동경의 대상이 돼 왔다. 시인과 소설가들은 우주를 노래했고 과학자들은 우주의 비밀을 파헤치기 위해 다양한 시도를 하고 있다. 최근에는 민간 우주업체들이 등장해 희귀광물 확보, 관광객 유치 등 우주를 산업의 대상으로 바라보는 시각까지 나타났다. 국내에서도 이런 추세에 발맞춰 우주 연구와 우주산업 육성을 위한 정책들이 속속 나오고 있다.우주가 인간들의 새로운 정복 대상이 되면서 탄소발자국에 대한 우려도 커진다. 탄소발자국은 개인, 기업, 국가가 활동하는 모든 과정에서 발생하는 온실가스, 특히 이산화탄소의 총량을 말한다. 탄소발자국을 가장 크게 내는 산업은 항공 분야로 항공기 승객 1명당 이산화탄소 배출량은 1마일(1.6㎞)당 0.2㎏이지만 민간 우주기업들이 우주여행을 위해 발사하는 저궤도 우주비행선이 만들어 내는 이산화탄소 배출량은 1마일당 12㎏으로 약 60배나 많은 것으로 알려져 있다. 그렇지만 우주 연구개발(R&D) 과정에서 발생하는 탄소발자국에 대해서는 정확히 계산된 게 없다. 프랑스 툴루즈대 천체물리학·행성연구소 연구팀이 천문학 연구에 사용되는 우주와 지상에 있는 시설들의 탄소발자국과 연간 온실가스 배출량을 따져 봤다. 연구팀은 우주 연구개발 전 과정을 계산해 우주 연구로 발생하는 이산화탄소를 추산한 결과 매년 최소 120만t에 이른다고 27일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 천문학 분야 국제 학술지 ‘네이처 천문학’ 3월 22일자에 실렸다. 연구팀은 전 세계 46개 우주 연구 활동과 39개 지상 천문우주망원경 시설의 건축비, 운용비, 전기 사용량, 연구 임무, 발사 과정 등을 분석해 온실가스 배출량을 추산했다. 계산에서 과학자들이 학회 참여를 위해 비행기를 타거나 연구를 위해 슈퍼컴퓨터를 가동한 것, 연구실 냉난방에 쓰인 전력 등은 제외됐다. 연구팀의 계산 결과 천문연구시설 및 장치들이 만든 탄소발자국은 2030만t이며 매년 117만t의 온실가스를 배출하는 것으로 확인됐다. 이산화탄소 배출량 2000만t은 2020년 기준 볼리비아(2100만t), 쿠바(2000만t), 과테말라(1900만t)가 연간 배출한 양과 비슷하다. 우주 연구사업 중 탄소발자국이 가장 큰 것은 지난해 크리스마스 때 제임스웹우주망원경의 발사로 30년 만에 퇴역한 허블우주망원경으로 확인됐다. 운영 기간 동안 과학자 4만 2315명이 5만 2497편의 논문을 쓸 수 있도록 한 허블우주망원경의 탄소발자국은 55만 5500t으로 연간 1만 8517t으로 추정됐다. 지상 기반 연구시설 중 탄소발자국이 가장 큰 것은 칠레 아타카마 사막에 설치된 초거대망원경(VLT)이다. 운영 기간 21년 동안 2만 6442명의 과학자가 1만 7235편의 논문을 쓸 수 있도록 도운 VLT는 54만t의 탄소발자국을 남긴 것으로 추정됐다. 또 지난해 발사된 제임스웹우주망원경이나 2030년 운영을 목표로 건설 중인 초거대 전파망원경 ‘스퀘어 킬로미터 어레이’(SKA) 같은 시설은 각각 최소 31만t의 이산화탄소를 배출할 것으로 연구팀은 예상했다. 연구를 이끈 위르겐 크레들세더 박사는 “일반인들이 모르고 있는 것이 우주 관련 연구개발에서는 상당한 양의 이산화탄소가 배출된다는 사실”이라며 “파리기후협정 목표를 달성하기 위해서는 앞으로 우주 관측 연구도 지속 가능하게 느린 속도로 추진하고, 기존 관측 자료들을 최대한 활용하는 등 ‘슬로 사이언스’가 필요하다”고 말했다.

최근 질병관리청은 대기 중 오존 농도 상승으로 인한 초과사망자가 2010년 1248명에서 2019년 2890명으로 10년 만에 두 배 이상으로 늘었다고 밝혔다. 해당 기간 동안 국내 오존 농도는 평균 35.8ppb에서 45ppb로 높아졌다. 대기 중 오존은 자동차, 공장에서 배출되는 배기가스나 질소산화물이 햇빛 속 자외선과 반응해 만들어지는 오염물질로, 광화학스모그를 일으켜 호흡기 질환을 유발시키는 것으로 알려져 있다. 오존 오염은 임산부나 노약자의 건강을 위협하는데, 저농도 오존이라도 지속적으로 노출되면 청소년들의 정신건강에 악영향을 미칠 수 있다는 연구 결과가 나왔다. ●저농도라도 지속되면 악영향 미국 덴버대 심리학과, 스탠퍼드대 정신과학·행동과학과, 심리학과 공동 연구팀은 오존 오염에 지속적으로 노출된 청소년의 경우 그렇지 않은 청소년에 비해 우울 증상이 심하고 각종 정신건강 문제에 시달리는 것으로 나타났다고 27일 밝혔다. 이 연구는 심리학 분야 국제 학술지 ‘발달 심리학’ 3월 15일자에 실렸다. ●절망감·수면 장애 등 정신건강 위협 연구팀은 미국 샌프란시스코 해안 지역에 사는 청소년 213명을 대상으로 4년 동안 스트레스, 우울증, 불안감 등 정신건강 변화를 조사했다. 이와 함께 조사 참여 청소년들이 사는 곳의 대기질 데이터를 비교했다. 분석 결과 전체 대기질이 양호하더라도 상대적으로 다른 지역보다 오존 농도가 높은 곳에 사는 청소년들은 우울증, 절망감, 집중력 저하, 수면 장애 등 정신건강 상태가 좋지 않은 것으로 확인됐다.

사람들은 불안하거나 익숙치 못한 환경을 접하면 손톱을 깨물거나 다리를 떨거나 하는 등 행동을 반복하는 경우가 많다. 불안감으로 인한 반복적 행동은 사람과 함께 사는 반려동물들에게서도 나타난다는 것이 밝혀졌다. 핀란드 헬싱키대 수의생명과학과, 의료·임상유전학과, 헬싱키 공중보건연구센터 공동 연구팀은 운동이 부족하거나 주인을 새로 만나거나 대가족 사이에서 지내는 반려견들이 반복적 행동을 강박적으로 한다고 26일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 3월 25일자에 실렸다. 반려견들의 비정상적인 반복 행동은 주인과 관계를 해치고 반려견의 행복도 악화시킬 수 있다는 연구들이 많이 있었다. 그렇지만 반려견들이 반복적인 행동을 하는 이유에 대해서는 막연하게 불안하기 때문이라는 정도 밖에 알려지지 않았다. 연구팀은 2015년 2월부터 2018년 9월까지 22품종 반려견 4436마리와 주인을 장기 추적관찰했다. 반려견들이 하는 반복적 행동은 꼬리쫓기, 거울에 비친 모습이나 그림자를 할퀴거나 으르렁대기, 바닥 핥기, 서성거리기, 한 곳을 멍하니 바라보기, 다리나 꼬리 깨물기 등 다양했다. 연구팀의 분석에 따르면 관찰한 반려견 중 30%에 해당하는 1315마리가 반복적 행동을 하고 대부분이 가정환경, 생활습관과 관련이 있다는 사실이 확인됐다. 주인이 바뀐 개들은 그렇지 않은 반려견들보다 반복적 행동을 하는 경우가 58% 더 많았고, 세 명 이상의 가족과 함께 사는 반려견은 한 사람과 사는 반려견보다 강박적 행동을 보일 가능성이 33% 높았다. 또 다른 반려견들과 함께 살지 않는 경우 반복적 행동을 할 가능성이 64% 높았고 하루 1시간 미만으로 운동하는 반려견들이 1~2시간 운동하는 개들보다 강박행동을 보일 가능성으 53% 높은 것으로 조사됐다. 또 강박적이고 반복적 행동은 독일 셰퍼드, 차이니즈 크레스티드, 펨브록 웰시코기에서 흔하게 나타나고 스무스 콜리, 미니어춰 쉬나우처, 라고토 로마그놀로 종에게서는 거의 나타나지 않은 것으로 확인됐다. 2세 미만과 8세 이상의 반려견들에게서 반복적 행동이 더 많이 관찰됐다. 이런 반복적 행동을 보이는 반려견들은 그렇지 않는 개들보다 더 과민하고 공격적이며 주의도 쉽게 산만해지는 것으로 확인됐다. 하네수이 로이 수의생명과학과 교수는 “개의 반복적 행동은 복잡하고 다양한 환경, 생활 방식, 유전적 요인들이 복합적으로 작용한다”며 “이 같은 요인들을 이해하는 것이 사람은 물론 반려견의 복지를 개선하는데 도움이 될 것”이라고 설명했다.

플라스틱이 분해되는 과정에서 생기는 미세플라스틱이 처음으로 체내 혈액에서 검출됐다고 영국 일간 가디언이 24일(현지시간) 보도했다. 네덜란드 암스테르담자유대학의 생태독성학자 딕 베타악 교수팀이 건강한 성인 22명의 혈액 샘플을 분석한 경과 17명의 표본에서 플라스틱 입자가 발견됐다. 샘플의 절반에서 음료수 병으로 주요 사용되는 페트(PET) 성분이 나왔고 3분의 1에서 식품 포장 등에 사용되는 폴리스틸렌이, 4분의 1에서 비닐봉지를 만드는 데 쓰는 폴리에틸렌이 검출됐다.베타악 교수는 가디언과의 인터뷰에서 “혈액 속에서 플라스틱 고분자 입자가 발견될 수 있음을 보여주는 첫 연구로 획기적인 결과”라고 자평했다. 이번 연구는 위, 대장, 대변 등 소화기에서 주로 검출되던 체내 미세플라스틱이 혈액에 스며들 수 있다는 가능성을 보여줬다는 측면에서 주목할 만하다. 미세플라스틱이 혈액을 통해 체내에서 이동할 수 있고, 특정 장기에 쌓일 수 있기 때문이다. 베타악 교수는 “체내에 유입된 미세플라스틱이 몸에 그대로 남아 있는지, 혈액을 통과해 특정 장기로 이동할 수 있는지, 질병을 유발할 수 있는지 등 추가 연구가 필요하다”고 강조했다.그는 “이전 연구를 보면 성인에 비해 영유아의 체내에서 검출된 미세플라스틱이 10배 이상 많았는데, 화학물질에 영유아들이 더 취약하다는 점에서 상당히 우려스럽다”고 말했다. 네덜란드 국립 보건 연구기관과 플라스틱 오염을 줄이기 위한 사회적 기업 ‘커먼시즈(Common Seas)’로부터 자금을 지원받아 진행된 이번 연구 보고서는 학술지 ‘환경인터내셔널’에 실릴 예정이다.커먼시즈를 설립한 조 로일은 “플라스틱 생산은 2040년까지 2배 수준이 될 것”이라며 “우리는 이 모든 플라스틱이 우리 몸에 어떤 영향을 끼치는지 알 권리가 있다”고 말했다. 커먼시즈는 80개 이상의 비영리기구와 과학자, 영국 하원의원들과 함께 영국 정부에 플라스틱이 인간 건강에 미치는 영향에 대한 연구에 1500만 파운드(약 241억원)의 예산을 배정해달라고 요구하고 있다.

기대 수명이 늘면서 건강한 노년에 대한 관심이 높아지고 있다. 과거는 암 같은 질병이 노년을 괴롭히는 주요 질병이었지만 최근에는 알츠하이머, 치매가 노인들을 힘겹게 만든다. 과거에는 치매는 나이들면서 나타나는 질병으로 알려져 있지만 최근에는 30~40대 젊은 층에서도 치매 환자들이 나오고 있다. 이 때문에 과학자들은 알츠하이머, 치매를 조기 진단하고 정복할 수 있는 방법을 찾기 위한 다양한 시도를 하고 있다. 이 같은 상황에서 미국 보스턴대 의대와 공중보건대 소속 의학과, 생리학·생물리학과, 해부학·신경생물학과, 생물통계학과, 신경과, 정신의학과, 역학과, 알츠하이머연구센터 연구진들은 35세 때 혈액 속 고밀도지단백 콜레스테롤(HDL) 수치와 중성지방 수치가 수 십년 후 알츠하이머 치매와 밀접한 연관이 있다는 사실을 확인했다고 25일 밝혔다. 나이들어 치매에 시달리지 않기 위해서는 젊어서부터 HDL을 늘리고 중성지방을 낮추기 위한 노력을 기울여야 한다는 것이다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘알츠하이머 및 치매’ 3월 23일자에 실렸다. 연구팀은 1971년부터 시작된 ‘프래이밍햄 심장 연구’(FHS) 참가자 4932명을 대상으로 약 38년 동안 진행된 추적 조사 자료를 분석했다. 연구팀은 4년 간격으로 9번 실시한 건강검진 결과 중 혈당, 혈압, 체지방지수(BMI), 혈액 내 콜레스테롤 수치, 흡연여부 등 요소와 나이들어 알츠하이머 발병과 상관관계를 분석한 것이다. 그 결과, 좋은 콜레스테롤로 알려진 HDL이 15㎎/㎗ 증가할 때마다 알츠하이머 치매 발병 위험이 초기 중장년기인 35~50세에는 15.4%, 후기 중장년기인 51~60세에는 17.8% 떨어진 것으로 나타났다. 또 중성지방이 15㎎/㎗ 늘 때마다 치매 위험은 35~50세 때는 33%, 51~60세에는 15% 높아지는 것으로 조사됐다. 이와 함께 중장년기 혈당과 혈압도 노년기 알츠하이머 치매 발병 위험에 영향을 미치는 것으로 확인됐다. 반면 나쁜 콜레스테롤로 알려진 LDL, 총콜레스테롤, BMI는 노년기 알츠하이머 발병 위험과 직접 관련은 없는 것으로 나타났다. 린제이 파레 보스턴대 의대 교수는 “HDL은 그동안 심혈관 위험인자로만 알려져 있었지만 이번 연구는 30대 때부터 알츠하이머와 밀접한 관련을 갖고 영향을 미친다는 것을 보여주고 있다”며 “알츠하이머는 생각보다 이른 시기부터 시작되는 만큼 중장기적인 건강관리가 매우 중요하다”라고 설명했다.

“벌이 없었다면 꽃은 지금처럼 화사하지도, 향기롭지도 않았을 것이며 자연과 인간은 지금과는 완전히 다른 모습이었을 것이다.” 미국 보존생물학자이자 과학저술가인 소어 핸슨 박사가 저서 ‘벌의 사생활’에서 한 말이다. 손가락 마디 하나보다도 작은 벌이 인간과 자연에 미치는 영향은 우리가 상상하는 것 이상이라는 의미다. 또 꿀벌이 사라지게 될 경우 인간도 최악의 상황을 준비해야 한다는 경고와 다름없다.●식량 대다수 가루받이 의존도 높아 꿀벌과 인류의 관계를 이야기할 때 많이 인용되는 것은 “벌이 사라진다면 인류도 4년 안에 지구에서 사라지게 될 것이다”라는 문장이다. 국내는 물론 외국에서도 상대성이론을 만든 물리학자 알베르트 아인슈타인이 한 말로 언론을 통해 알려져 있다. 꿀벌의 중요성을 이야기하기 전에 짚고 넘어가야 할 부분이기도 하다. 생태학자와 생물학자들이 지적하듯 이 말은 아인슈타인이 한 말이 ‘절대’ 아니다. 꿀벌 전문가인 제프 올레턴 영국 노샘프턴대 생태학과 교수나 키스 델라플란 미국 조지아대 곤충학과 교수에 따르면 이 말은 1941년 발행된 양봉 관련 잡지 ‘캐나다 꿀벌 저널’에 실린 캐나다 양봉가의 글이 최초 출처다. 1965년 프랑스 과학 잡지에서 아인슈타인이 한 말로 잘못 인용하면서 확대 재생산됐다. 어쨌든 유엔식량농업기구(FAO) ‘수분(가루받이) 매개자 통계’에 따르면 수분을 하는 동물로는 꿀벌 외에 나비, 나방, 말벌, 딱정벌레, 새, 박쥐가 있지만 가장 중요한 것은 꿀벌과 나비다. 전 세계 야생 식물의 90%, 식용 작물의 75%가 동물의 가루받이에 의존한다. 꿀벌은 세계 주요 100대 농작물 중 71개 작물의 가루받이를 돕는다. 실제로 작물별 꿀벌의 가루받이 의존 정도를 보면 아몬드는 100%, 양파·호박 90~100%, 사과·망고 80~100%, 수박 70~100%, 식용유의 주 원료인 유채와 해바라기는 50~100%에 이른다. 유럽에서 꿀벌을 소, 돼지와 함께 세 번째로 중요한 가축으로 여기는 이유도 여기에 있다. FAO는 현재 전 세계적으로 새, 박쥐 같은 척추동물 수분매개체의 16%가 심각한 멸종위기 상황에 있으며 무척추동물 수분매개체, 특히 꿀벌과 나비는 40%가 멸종에 직면해 있다고 경고하고 있다. 꿀벌과 나비의 급격한 감소에 대해서는 유엔 생물다양성과학기구(IPBES)도 우려를 표하고 있다.●곤충 매개 작물, 전체 생산량의 35% IPBES는 생물다양성협약의 과학적 자문을 위해 2012년 설립된 기구로 기후변화협약 부속 과학자문기구인 ‘기후변화에 관한 정부 간 협의체’(IPCC)와 비슷한 기능을 한다. 이들이 작성한 ‘수분매개체, 수분 및 작물생산 평가보고서’에 따르면 현재 수분 매개 곤충에 의해 재배되는 작물 생산량은 전 세계 작물 생산량의 35%를 차지하고 있으며 전 세계 농산물 생산액 중 5~8%에 이른다. 돈으로 환산하면 연간 2350억 달러(약 285조원)에서 최대 5770억 달러(약 700조원) 수준이다. 꿀벌이 사라지면 작물 생산뿐만 아니라 인간 생존 자체가 위험해진다. 미국 하버드대 연구진은 꿀벌이 사라지면 매년 142만명 이상이 추가로 사망하게 될 것이라는 전망을 의학 분야 국제학술지 ‘랜싯’에 발표한 바 있다. 과일 생산량은 22.9%, 채소는 16.3%, 견과류는 22.3% 줄면서 특히 임산부와 아동, 청소년에게 필수적인 비타민A, 비타민B, 엽산 등 영양소 공급이 급격히 줄어 저소득층을 중심으로 사망자가 늘 것이라는 분석을 내놨다. 그렇다면 꿀벌의 잇단 폐사나 실종의 원인은 뭘까. IPBES에 따르면 꿀벌의 감소 원인은 크게 ▲서식지 감소 ▲병해충 ▲기후변화 ▲농약사용 ▲외래종 유입 ▲환경오염 6가지이다. 도시개발로 인해 꿀벌이 서식하고 꽃가루를 얻을 수 있는 곳이 줄어들고, 농경지나 산지가 줄면서 집약적 환경에서 수확률을 높이기 위해 쓰는 농약이 해충뿐만 아니라 일반 곤충에게까지 치명적 영향을 미친다는 것이다. 기후변화로 꿀벌의 면역력이 떨어져 병해충에 대한 저항력이 약해 곤충 감염병이 쉽게 확산되는 것도 문제라는 설명이다.●꿀벌 폐사의 주범은 농약 이 중에서 가장 직접적이고 치명적인 원인은 농약이다. 환경단체들은 ‘네오니코티노이드’라는 약제를 꿀벌 폐사의 주범으로 지목하고 있다. 담배 속 니코틴과 화학적으로 유사한 네오니코티노이드는 기존 살충제보다 독성이 덜해 전 세계적으로 가장 많이 사용되는 농약이다. 독일 요하네스 구텐베르크 의대 연구팀은 네오니코티노이드는 극미량이라도 꿀벌에게는 치명적이며 꿀벌이 생산하는 꿀의 품질을 저하시키는 원인이라는 연구 결과를 미국 공공과학도서관에서 발행하는 기초과학 분야 국제학술지 ‘플로스 원’에 발표하기도 했다. 스위스 베른대 연구진을 중심으로 영국, 오스트리아, 프랑스 등 20개국 37개 연구기관이 참여한 ‘국제꿀벌연구협회’(COLOSS)에서 활동하고 있는 앨리슨 그레이 영국 스트래스클라이드대 수학·통계학과 교수는 “꿀벌 폐사는 생각보다 복잡한 문제로 특정 날씨 패턴이나 양봉환경에 따라 달라지고 여름철에 양봉 관리가 어떻게 됐는가에 따라 겨울철 폐사율이 달라진다”며 “최근 기후변화로 인해 꿀벌의 천적인 각종 기생 진드기의 번식 기간이 길어지면서 꿀벌 폐사율에 영향을 미치는 것으로 분석되고 있다”라고 말했다. 벌 생태학자인 데이비드 굴슨 영국 서식스대 교수는 이달 초 과학저널 ‘사이언스’에 발표한 분석 논문에서 “살충제 오염, 전자파 노출, 도시화, 온난화 등 꿀벌 생존을 위협하는 요소들은 대부분 인간의 활동에서 기인한 것”이라고 지적했다.

최근 많은 과학 학술지에서 ‘인류세’(Anthropocene)에 관한 우려 섞인 연구 결과가 쏟아져 나오고 있다. 인류세는 안정적으로 진화해 온 생태계가 인간 때문에 심각하게 파괴되고 있다는 의미로 사용되는, 부끄러운 용어다. 실제로 지난 3월 18일자 과학저널 ‘사이언스’에는 캐나다 토론토 미시소가대 진화생물학자들을 중심으로 26개국 과학자 287명이 전 세계 160개 지역에서 수집한 데이터를 분석한 결과 인간과 도시가 진화의 방향을 결정하는 지배적 힘이 된 것으로 나타났다는 연구 논문이 실렸다. 인간이 생태계 속 동식물의 생존을 예측하기 어렵게 만들고 있다는 경고이기도 하다.멕시코 국립자치대, 미국 스탠퍼드대, 미주리 주립식물원 연구팀도 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 “인간 때문에 지구상 모든 생물의 70~95%가 사라지는 여섯 번째 대멸종의 시계가 빨라지고 있다”며 “생태계 붕괴와 멸종 속도가 예상보다 빨라 자연의 회복 능력을 넘어서고 있는 상황”이라고 지적했다. 인간 때문에 멸종한 동물 중 가장 유명한 사례는 ‘도도새’다. 아프리카 동쪽 인도양 모리셔스에 살았던 비둘기목 동물인 도도는 칠면조보다 크고 천적이 없어 날 수 없는 새였다. 1505년 포르투갈인들이 모리셔스에 상륙한 이후 신선한 고기를 원하는 사람들 때문에 무분별하게 포획되면서 100년 만에 희귀종이 됐고 1681년에는 남은 한 마리가 죽어 지구상에서 사라지게 됐다. 한반도에서도 인간에 의해 사라진 생물이 많다. 대표적인 예가 한국 동해안과 독도 지역에 살았던 바다사자과 ‘독도 강치’다. 독도 강치는 19세기 초 수만 마리가 살았지만 1905년 이후 일본인들이 가죽과 기름을 얻기 위해 집중 포획하면서 멸종위기 동물이 됐다. 독도에서 마지막으로 확인된 것이 1972년이었으며 1994년 국제자연보전연맹에서 멸종을 선언했다.인간이라는 요소에 직간접적인 영향을 받으면서 동식물 멸종은 더욱 빨라지고 그 규모도 커지고 있다. 2019년 유엔 생물다양성과학기구 총회에서 50개국 과학자 145명은 지구상에 살고 있는 동식물 800만 종 가운데 100만 종이 멸종 위기에 처해 있으며 생물종의 멸종 속도는 지난 1000만 년 동안보다 수십, 수백 배 빨라졌다는 보고서를 발표했다. 산호초는 150년 전과 비교해 절반 수준으로 줄었고 양서류는 40%, 포유류 25%, 식물 중 침엽수는 34%가 멸종위기 상태에 놓였다. 미국 스미스소니언 국립자연사박물관, 다트머스대, 하버드대 공동 연구팀은 지난 3월 11일자 생태학 분야 국제학술지 ‘식물, 인간, 행성’에 식물 생태계에서도 인간에게 필요한 식물만 살아남고 그렇지 않은 식물은 멸종의 길을 걷고 있다는 연구 결과를 발표하기도 했다. 존 크레스 스미스소니언 국립자연사박물관 수석식물학자는 “지구 생태계에서 인간이 당장 자신에게 도움이 되는 것들만 선택하려는 경향 때문에 생물다양성뿐만 아니라 진화라는 자연적 과정이 파괴되고 있다”며 “최종 결과는 그대로 사람에게 되돌아올 것”이라고 말했다.

피부가 투명해 속이 훤히 보이는 신종 개구리가 발견됐다. 지난 23일(현지시간) 영국 BBC 등 외신은 에콰도르에서 신종 유리개구리(Glass frogs) 2종이 발견됐다고 보도했다. 피부가 투명해 장기가 밖에서도 보이는 유리개구리는 그 특징 때문에 '시스루 개구리'라는 재미있는 별칭으로도 불린다. 주로 중미와 남미의 습한 산 속에서 서식하는데 이번에 발견된 2종 역시 비슷하다. 두 개구리는 안데스 산맥 구아얄라밤바강을 사이에 두고 불과 20㎞ 떨어진 곳에 서식하는데 한 종(학명·Hyalinobatrachium mashpi)은 강 남쪽 마시피 보호구에서, 또 다른 한 종(학명·Hyalinobatrachium nouns)은 강 북쪽 계곡에서 발견됐다.두 개구리가 사는 곳의 기온과 습도가 거의 같았던 만큼이나 생김새도 유사하다. 몸 길이는 1.9~2.1㎝이며 등에는 노란 물방울 무늬가 있으며 그 주위에 검은 점이 마치 후추처럼 뿌려져 있다. 또한 배는 다른 유리개구리들처럼 투명해 심장과 소화기관 등 내장이 훤히 보인다. 연구를 이끈 에콰도르 샌프란시스코 데 키토 대학 후안 마누엘 과야사민 교수는 "처음 이 개구리들을 봤을 때 같은 종이라고 생각했다"면서 "두 개구리의 유전자 샘플을 채취해 분석한 결과 다른 종인 것이 확인됐다"고 설명했다.두 개구리는 특히 신종으로 확인되자마자 국제자연보전연맹(IUCN)의 멸종위기 생물을 대상으로 지정하는 적색목록(Red List)으로 추천됐다. 인간에게 처음 발견되자마자 곧바로 멸종위기종으로 등록되는 셈. 이는 사실 '병 주고 약 주는' 인간 탓이다. 다른 동식물과 마찬가지로 개구리 역시 환경의 영향을 받는데 최근에는 농업과 광업으로 오염과 서식지 파괴가 일어나고 있다. 이번에 신종 개구리가 발견된 안데스 산맥 지역도 활발하게 광산이 개발되고 있어 서식지 파괴는 시간 문제다. 과야사민 교수는 "사실 중요한 문제는 새로운 종을 찾는 것이 아니라 이를 보호하며 연구할 충분한 시간과 자원을 확보하는 것"이라면서 "이번에 발견된 유리개구리는 시간 내에 발견돼 세계와 공유하게 됐지만 다른 신종은 그럴 기회 조차 갖지못하고 멸종될 것"이라고 밝혔다. 한편 유리개구리는 중미, 카리브해, 남미 등에 널리 분포하며 현재까지 확인된 종은 총 156종이다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘피어제이’(PeerJ)에 최신호에 실렸다.　 　  

인공 심장박동기, 제세동기 같은 인체 삽입형 의료기기를 사용하는 환자들은 일정 기간이 지나면 배터리 교체를 위해 외과수술을 해야 한다. 이 과정에서 합병증이 발생하는 경우도 적지 않다. 또 해저케이블의 상태를 진단하는 센서도 장거리 이동을 해야하기 때문에 물 속에서 배터리를 충전해야 할 때도 많다. 물 속에서, 그리고 수술 없이 몸 속 전자장치 배터리를 충전하는 방법은 없을까. 한국과학기술연구원(KIST) 전자재료연구센터, 인하대 물리학과 공동 연구팀이 이런 필요성에 응답하는 연구 성과를 내놨다. 연구진은 기존 무선충전 방식과는 다른 초음파로 전력을 무선 전송할 수 있는 기술을 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구 결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘에너지 및 환경과학’에 실렸다. 현재 사용되고 있는 무선 전력 전송기술은 전자기 유도, 자기공명 2가지 방식이 있다. 스마트폰 충전에 쓰이는 전자기 유도 방식은 물이나 금속 같은 전도체는 통과하지 못하고 충전거리가 짧다. 또 충전 중 발열 문제 때문에 체내 삽입장치에 사용하기는 위험하다. 자기공명 방식은 자기장 발생 장치와 송신 장치의 주파수가 정확히 일치해야 하는데 와이파이나 블루투스 같은 무선통신 주파수와 간섭을 일으켜 충전효율이 현저히 떨어질 수 있다.이에 연구팀은 건강검진을 할 때나 해저 물체 탐지에 쓰이는 초음파를 이용해 에너지를 전송하는 방식을 개발했다. 기존에도 초음파 전력 전송기술이 있었지만 에너지 효율이 낮아 상용화가 쉽지 않았다. 연구진은 작은 기계적 진동을 전기 에너지로 변환이 가능한 마찰발전 원리를 이용해 초음파를 수신해 전기 에너지로 변환하는 소자를 만들었다. 강유전물질을 추가해 기존에는 1%에 불과한 초음파 에너지 전송효율을 4% 이상으로 높였다. 이를 통해 6㎝ 떨어져 있는 거리에서 LED 전등 200개를 동시에 켜거나 물 속에서 블루투스 센서를 작동시켜 데이터를 전송할 수 있는 정도인 8㎽(밀리와트) 이상 전력을 충전하는데 성공했다. 또 전기 에너지로 전환하는 동안 열 발생이 거의 없었다. 송현철 KIST 박사는 “이번 연구로 초음파를 이용해 무선 전력 충전이 가능하다는 것을 보여준 만큼 소자의 안정성과 효율을 개선한다면 배터리 교체가 번거로운 장비 구동을 위한 전력을 무선으로 손쉽게 공급할 수 있게 될 것”이라고 설명했다.

기후변화가 초래하는 피해는 전지구적 현상이지만 특히 경제적 약자에게 한층 가혹한 피해를 입힌다는 점은 잘 알려진 사실이다. 국가 단위로 보면 적도 주변의 빈국이나 섬나라가 더 극적인 환경변화 앞에 놓이고 개인 차원에서 보더라도 기후변화로 인한 주거 문제가 발생했을 때 가난할수록 대응력이 약해진다. 그런데 특정 질환을 지닌 질환자 역시 기후변화의 표적이 될 수 있다는 연구가 나와 주목받고 있다. 봄철 꽃가루 알레르기에 시달려 온 비염 환자의 고통이 해를 거듭할수록 강해지고 길어지고 있다는 것이다. 미국 미시간대 연구팀이 비염 환자 등의 알레르기 증상을 악화시키는 꽃가루 양이 21세기 후반에 대폭 증가할 것이라는 연구 결과를 발표했다고 미국 뉴욕 로체스터대학이 운영하는 과학 전문매체인 퓨처스트가 21일(현지시간) 전했다. 연구팀은 과학 저널인 네이처 커뮤니케이션스에 게재된 논문에서 “2081~2100년의 꽃가루가 날리는 양이 1995~2014년에 비해 최대 40% 늘고 꽃가루가 날리는 기간도 19일 늘 것”이라고 예측했다. 예측대로라면 이번 세기 말 봄철 꽃가루 방출은 과거보다 최대 40일 일찍 시작된다고 한다. 연구는 온도와 강수량에 따라 봄철 북미 지역에서 가장 흔하게 날리는 꽃가루 15종의 생태가 어떻게 변하는지 조사하는 예측모델을 개발하는 방식으로 이뤄졌다. 고온다습할수록 개화 시기가 빨라지고 대기 중 이산화탄소 농도가 짙어질수록 꽃가루 생산이 늘어나는데 기후변화가 꽃의 생장을 촉진한다는 게 이번 연구의 골자다. 그런데 꽃이 처음 피는 시기는 기존 계절 구분을 무색하게 할 정도로 빠르게 앞당겨지고 있고 이에 따른 생태변화 역시 기존 예상치를 뛰어넘을 정도로 크단 것이다. 지난해 2월 독일 뮌헨공대 연구팀 역시 1987~2017년 중부유럽 도시 6곳의 꽃가루 관련 자료를 분석해 비슷한 결과를 생물학 국제학술지인 ‘최신 알레르기학’에 발표한 바 있다. 연구를 한 30년 동안 풍매화 종류별로 꽃가루 날리는 시기가 최소 보름, 최대 두 달 정도 빨라졌다는 내용이었다. 과학자들의 꽃가루 생태 연구는 기후변화가 태풍, 폭우, 가뭄 등의 거대한 재앙의 실마리일 뿐 아니라 환자의 기저질환을 악화시키는 미세한 단위에도 영향을 미친다는 점을 상기시킨다. 미시간대 연구팀은 “미국 천식알레르기 재단은 꽃가루로 인한 호흡기 알레르기를 성인의 30%, 어린이의 40%가 앓고 있다고 집계한다”면서 “알레르기 증상은 눈, 재채기, 발진 등으로 나타나고 심하면 호흡곤란을 일으키기도 한다”고 설명했다. 이어 “이번 연구는 기후변화가 꽃가루에 미치는 결과와 그로 인한 건강 영향에 대한 조사를 위한 출발점”이라고 강조했다.

국내 연구진이 바이오센서에 사용되는 인공세포막의 수명을 기존 5일에서 50일 이상으로 10배를 늘리는데 성공했다. 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학창의연구단은 실리콘 기판 위에서 50일 이상 안정적으로 유지될 수 있는 세포막 인공구조물 개발에 성공했다고 22일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 세포막은 한 쪽은 물과 잘 섞이는 친수성, 다른 쪽은 잘 섞이지 않는 소수성의 이중막 형태를 갖고 있어 세포를 보호하는 일종의 바이오센서이다. 이 때문에 세포막을 흉내낸 바이오센서에 대한 연구가 활발하다. 문제는 인공세포막 형태를 유지할 수 있는 구조물 유지기간이 5일 이하로 짧다는 점이다. 인공세포막을 연구에 활용하거나 바이오센서 제작을 위해서는 최소 1개월 이상 유지되는 내구성이 필수적이다. 연구팀은 블록코폴리머라는 2개 이상 블록으로 구성된 고분자에 주목했다. 블록코폴리머는 친수성, 소수성 같은 서로 다른 특성의 블록을 반복적으로 길게 배열할 수 있다. 연구팀은 실리콘 기판 위에 지름 8㎛(마이크로미터) 크기의 구멍 수 만 개를 규칙적으로 만든 뒤 표면처리를 하고 구멍에 일정량의 블로코폴리머 용액을 넣어 건조시켰다. 여기에 전기장을 걸어 블록코폴리머 이중막 구조물을 만들어 비눗방울 같은 구형부터 튜브 같은 원통형까지 인공세포막의 크기와 모양을 마음대로 만들 수 있도록 했다.이렇게 만들어진 3차원 블록코폴리머 이중막 구조물 외부를 인체 구성성분과 비슷하면서 탄력성과 복원력이 좋은 다공성 하이드로겔로 채워 단단히 고정하면 50일 이상 안정적으로 유지되는 인공세포막이 형성된다. 연구팀은 이를 활용해 소장 내 상피세포를 흉내낸 인공장기 구조물을 제작하고 당류 분해효소를 결합시켜 인공장기 소재로 활용할 수 있음을 증명해 보였다. 김태송 KIST 박사는 “이번 연구는 2차원 평면형 구조물의 인공세포막을 3차원 구조물로 만들 수 있으며 유지기간을 10배 이상 늘렸다는데 큰 의미가 있다”며 “세포 기능을 닮은 초고감도 바이오센서, 신약개발을 위한 약물 스크리닝, 뇌신경 전달물질 및 호르몬 연구 등에 활용가능하다”고 설명했다.

[홍희경 기자의 기후변화 스코프]미국 미시간대 “금세기 말 꽃가루 40% 증가 전망”  기후변화가 초래하는 피해는 전지구적 현상이지만 특히 경제적 약자에게 한층 가혹한 피해를 입힌다는 점은 잘 알려진 사실이다. 국가 단위로 보면 적도 주변의 빈국이나 섬나라가 더 극적인 환경변화 앞에 놓이고 개인 차원에서 보더라도 기후변화로 인한 주거 문제가 발생했을 때 가난할수록 대응력이 약해진다. 그런데 특정 질환을 지닌 질환자 역시 기후변화의 표적이 될 수 있다는 연구가 나와 주목받고 있다. 봄철 꽃가루 알레르기에 시달려 온 비염 환자의 고통이 해를 거듭할수록 강해지고 길어지고 있다는 것이다. 미국 미시간대 연구팀이 비염 환자 등의 알레르기 증상을 악화시키는 꽃가루 양이 21세기 후반에 대폭 증가할 것이라는 연구 결과를 발표했다고 미국 뉴욕 로체스터대학이 운영하는 과학 전문매체인 퓨처스트가 21일(현지시간) 전했다. 연구팀은 과학 저널인 네이처 커뮤니케이션스에 게재된 논문에서 “2081~2100년의 꽃가루가 날리는 양이 1995~2014년에 비해 최대 40% 늘고 꽃가루가 날리는 기간도 19일 늘 것”이라고 예측했다. 예측대로라면 이번 세기 말 봄철 꽃가루 방출은 과거보다 최대 40일 일찍 시작된다고 한다. 연구는 온도와 강수량에 따라 봄철 북미 지역에서 가장 흔하게 날리는 꽃가루 15종의 생태가 어떻게 변하는지 조사하는 예측모델을 개발하는 방식으로 이뤄졌다. 고온다습할수록 개화 시기가 빨라지고 대기 중 이산화탄소 농도가 짙어질수록 꽃가루 생산이 늘어나는데 기후변화가 꽃의 생장을 촉진한다는 게 이번 연구의 골자다. 그런데 꽃이 처음 피는 시기는 기존 계절 구분을 무색하게 할 정도로 빠르게 앞당겨지고 있고 이에 따른 생태변화 역시 기존 예상치를 뛰어넘을 정도로 크단 것이다. 앞서 지난해 2월 독일 뮌헨공대 연구팀 역시 1987~2017년 중부유럽 도시 6곳의 꽃가루 관련 자료를 분석해 비슷한 결과를 생물학 국제학술지인 ‘최신 알레르기학’에 발표한 바 있다. 연구를 한 30년 동안 풍매화 종류별로 꽃가루 날리는 시기가 최소 보름, 최대 두 달 정도 빨라졌다는 내용이었다. 과학자들의 꽃가루 생태 연구는 기후변화가 태풍, 폭우, 가뭄 등의 거대한 재앙의 실마리일 뿐 아니라 환자의 기저질환을 악화시키는 미세한 단위에도 영향을 미친다는 점을 상기시킨다. 미시간대 연구팀은 “미국 천식알레르기 재단은 꽃가루로 인한 호흡기 알레르기를 성인의 30%, 어린이의 40%가 앓고 있다고 집계한다”면서 “알레르기 증상은 눈, 재채기, 발진 등으로 나타나고 심하면 호흡곤란을 일으키기도 한다”고 설명했다. 이어 “이번 연구는 기후변화가 꽃가루에 미치는 결과와 그로 인한 건강 영향에 대한 조사를 위한 출발점”이라고 강조했다.

밤낮 기온차가 큰 환절기가 되면 평소 건강해 보이던 중년 이후 남성 중 갑자기 사망했다는 소식이 종종 들린다. 돌연사의 원인은 심부전 같은 심장질환인 경우가 많다. 국내 연구진이 돌연사의 원인 심부전을 일으키는 체내 물질을 찾아냈다. 인제대 의대 심혈관대사질환센터 연구팀은 심장의 전기활동과 수축력을 조절하는 ‘세레블론’이라는 단백질의 새로운 기능을 규명했다고 21일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘유럽 심장 저널’에 실렸다. 심부전은 심장 기능 저하로 신체에 혈액을 원활히 공급하지 못해서 생기는 질환으로 암에 이어 국내 사망률 2위에 이른다. 특히 매년 유병률이 늘어나고 건강수명을 단축시키는 고위험 질환이다. 문제는 정확한 발병 메커니즘이 밝혀지지 않아 심부전 자체를 치료하기 위한 방법은 없는 상황이다. 대부분 치료는 고지혈증, 고혈압 약물과 수술 요법으로 증상 개선만 이뤄지고 있다. 연구팀은 심부전 환자 심장에서 세포 내에서 특정 단백질 분해를 결정하고 다양한 세포 기능을 조절하는 세레블론 유전자 발현이 늘어나 있다는 점에 주목했다. 연구팀은 생쥐 실험을 통해 세레블론 단백질이 심장 수축력을 조절하는 칼슘 통로를 분해한다는 사실을 처음 밝혀냈다. 세레블론 단백질 발현이 적은 생쥐는 심장 수축능력과 심장질환에 대한 저항성을 갖는다는 것도 확인했다. 김형규 인제대 의대 교수는 “심장질환자의 주요 사망원인은 심장 좌심실 수축능력이 저하되는 ‘좌심실 박출률 감소 심부전’(HFrEF)인데 이번 연구는 그 원인을 새로 밝혀냈다는 점에 의미가 크다”며 “세레블론-칼슘통로 신호전달체계 개선을 통해 심부전을 막아주는 새로운 치료제 개발에 도움이 될 수 있을 것”이라고 설명했다.

똑같은 증상에 똑같은 약 처방을 받아 복용을 해도 효과는 제각각인 경우가 많다. 항생제는 물론 항암제에 대해서도 개별 세포마다 반응하는 정도가 다른 경우가 많다. 실제로 똑같은 유전자를 가진 세포들이 동일한 외부 자극에 다르게 반응하는 이유는 정확히 파악되지 않았다. 국내 연구진이 수학적 방법을 이용해 이 같은 미스터리를 풀어냈다. 카이스트 수리과학과 연구팀은 외부 자극에 대한 세포간 이질성 크기가 세포 내 신호전달 과정의 반응속도 제한단계 수에 비례한다는 것을 규명했다고 21일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다. 몸 속 세포는 항생제, 삼투압 변화 같은 다양한 외부 자극에 반응하는 신호전달체계가 있다. 이런 신호전달체계는 세포가 외부 환경과 상호 작용하는데에 가장 핵심적인 역할을 한다. 동일한 외부 자극에 대한 세포의 반응 정도가 다르기 때문에 약물에 대한 이질적 반응, 약물 내성이 생긴다. 특히 외부 자극에 대한 반응의 차이는 화학 항암치료를 할 때 암세포의 완전 사멸을 막는데 핵심 역할을 한다. 연구팀은 이 같은 외부 자극에 대한 세포 반응 차이를 풀어내기 위해 세포 내 신호 전달 체계를 묘사하는 ‘큐잉 모형’이라는 수학 모델을 개발했다. 또 연구팀은 큐잉 모델을 바탕으로 통계적 추정 방법론인 베이지안 모형과 혼합 효과 모형을 결합해 MBI라는 컴퓨터 소프트웨어를 만들었다. 수리 모델 분석을 통해 세포 반응 메커니즘을 밝혀낸 뒤 실제 대장균을 이용해 항생제 반응 실험을 한 결과 모델 분석 결과와 일치한다는 것을 확인했다.김재경 카이스트 수리과학과 교수는 “이번 연구를 통해 신호전달 체계를 이루는 속도 제한 단계 수가 늘어날수록 유전적으로 같은 세포 집단이어도 전달 신호가 다양하게 나타난다는 것을 알게 됐다”며 “항암 치료시 중요하게 고려되는 세포간 이질성에 대해 파악된 만큼 항암 치료 개선방안을 마련할 수 있을 것”이라고 설명했다.

미국 노스웨스턴대 의대, 브리검여성병원, 하버드대 의대 공동연구팀은 조명을 켜 놓고 자면 심장질환, 당뇨, 대사증후군 발병 위험이 높아진다는 연구 결과를 내놨다. 이 연구는 미국국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 3월 15일자에 실렸다. 연구팀은 18~40세 건강한 성인 남녀 20명을 대상으로 3㏓(룩스) 희미한 빛과 100㏓ 중간 밝기의 빛에서 수면을 취하도록 한 뒤 생체변화를 관찰했다. 1㏓는 1m 떨어진 거리에서 촛불 1개가 내는 밝기이다. 실험 결과 100㏓의 조명을 켜 놓고 잔 사람은 자는 동안에도 교감 신경계가 자극돼 심장 박동수가 증가하고 혈당이 떨어지지 않는 것으로 확인됐다. 연구팀은 잠을 자는 동안은 조명을 완전히 끄든지 바닥 쪽으로 어두운 조명만 켜 놓는 것이 건강에 도움이 된다고 조언했다.

무게 약 1.4㎏, 신경세포 약 1000억개, 이것들을 연결해 주는 시냅스 100조개가 있는 신체 기관이 바로 ‘뇌’다. 뇌는 우주, 심해와 함께 과학계 마지막 탐구 영역으로 남아 있다. 뇌신경과학 연구가 활발해지면서 뇌에 대한 수수께끼가 하나둘 풀리고 있다. 달리기를 할 때 출발선에 서 있다가 신호와 함께 전력 질주를 하고, 신호등이 빨간불일 때는 멈춰 있다가 초록불이 켜지면 일제히 움직인다. ‘당연한 것 아냐’라고 생각할 수도 있겠지만 뇌과학 측면에서 본다면 두 상황 모두 뇌는 출발 호각소리나 초록불이란 특정 신호까지 실행(움직임)을 억제하고 있는 것이다. 미국, 영국, 호주, 중국, 네덜란드 등 5개국 과학자들은 계획을 외부 신호에 맞춰 실행할 수 있게 하는 뇌 신경망을 처음으로 발견했다고 20일 밝혔다. 이 연구에는 미국 하워드휴즈 의학연구소, 막스플랑크 플로리다 뇌과학연구소, 베일러의대, 국립정신보건연구소(NIMH), 앨런 신경역학연구소, 영국 런던대(UCL), 호주 퀸즐랜드대 뇌연구소, 중국 남방과기대, 네덜란드 에라스무스 메디컬센터 소속 생물학자와 신경과학자들이 참여했다. 이 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘셀’ 3월 15일자에 실렸다. 움직임을 제어하는 뇌 운동 피질은 움직임을 계획하는 단계와 실행하는 단계의 활동 패턴이 전혀 다르다는 것은 알려져 있었지만 무엇이 이런 패턴 전환을 가져오는지는 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 생쥐에게 수염을 건드린 뒤 특정 신호를 주면 오른쪽 먹잇감을 핥도록 하고, 수염을 건드리지 않고 신호만 주면 왼쪽을 핥도록 훈련시켰다. 연구팀은 실험을 하면서 생쥐의 뇌파를 측정했다. 실험 결과 신호를 받아 운동 계획을 실행할 때는 중뇌, 시상, 대뇌피질을 이어 주는 신경회로가 작동한다는 사실을 확인했다. 빛을 이용해 특정 신경회로를 통제할 수 있는 광유전학 기술로 이번에 발견한 신경회로 일부를 차단한 뒤 똑같은 실험을 했다. 신경회로 일부에 이상이 생기면 신호를 받아도 핥는 행동을 하지 않거나 신호를 받기 전에 핥는 행동을 하는 등 계획-실행 이상현상을 보이는 것이 관찰됐다. 카렐 스보보다 미국 하워드휴즈 의학연구소 교수는 “이번 연구로 운동 장애를 겪는 사람이 특정 상황을 신호로 여겨 운동 기능이 일시적으로 정상화되는 ‘역설적 운동신경증’을 설명할 수 있게 됐다”고 말했다. 하버드대 진화생물학과, 뇌과학연구센터 연구팀도 비슷한 연구를 수행해 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 3월 15일자에 발표했다. 악기 연주나 자전거 타기, 수영 같은 운동은 어릴 적 배워 놓으면 오랜 시간이 지난 뒤에도 금세 익숙하게 한다. 하버드대 연구팀은 흔히 ‘몸이 기억한다’고 하는 이런 학습 패턴에 대해 뇌는 어떤 식으로 작동하는지 의문을 품었다. 연구팀은 생쥐로 실험한 결과 복잡한 새로운 동작은 대뇌 운동피질-기저핵을 통해 학습된 뒤 시상을 거쳐 저장된다는 사실을 확인했다. 대뇌 운동피질이 손상되면 새로운 동작을 배우는 데 시간이 오래 걸리기는 하지만 학습은 가능하다. 그렇지만 기저핵이나 시상과 연결이 끊어질 경우는 학습한 동작을 다시 수행하지 못한다는 사실도 연구팀은 새로 확인했다. 스테판 볼프 메릴랜드대 교수(약리학)는 “이번 연구들은 뇌의 각 부위가 어떻게 학습과 실행을 통제하는지를 보여 주고 있다”며 “파킨슨병 같은 운동장애와 외상이나 뇌졸중 등으로 인한 뇌 부상의 환자들을 치료하는 데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다.

코로나19가 남성의 고환 건강에 악영향을 끼칠 수 있다는 새로운 연구 결과가 나왔다. 고환의 크기부터 정자 수, 남성호르몬 테스토스테론까지 감소할 수 있다는 것이다. 홍콩대 연구진은 코로나19가 햄스터의 고환에 미치는 영향을 연구해 국제학술지 ‘감염병학회지’에 게재했다. 연구진은 햄스터를 대상으로 매번 용량을 달리해 바이러스를 투여했다. 일부 햄스터에겐 코로나19 백신을 접종했다. 햄스터는 코로나19 연구에서 흔히 이용된다. 햄스터가 호흡기 바이러스에 대해 보이는 반응이 인간이 보이는 반응과 비슷하기 때문이다. 연구진은 코로나19 감염 1~120일 차 햄스터를 해부해 이들의 고환 상태를 관찰했다. 백신을 접종하지 않은 쥐에게선 감염 4~7일 차에 정자와 테스토스테론 감소를 확인했다. 또 고환 염증이나 퇴화, 괴사 같은 조직 손상을 이르면 7일 후부터 관찰할 수 있었다. 120일 차 조직에서도 같은 현상을 확인했다. 이뿐 아니라 고환 크기와 무게도 줄었다. 하지만 백신을 접종받은 햄스터를 관찰했을 때는 고환 손상을 확인할 수 없었다.연구진은 논문에 “코로나19 바이러스는 햄스터의 급성과 만성 고환 손상을 유발한다”며 “코로나19에서 회복된 남성이 보고한 고환염이나 테스토스테론 감소를 유발하는 성선기능저하증과 일맥상통한다”고 적었다. 이어 “코로나19에서 회복 중인 남성의 정자 수와 성호르몬 추이에 관한 장기 연구를 추가로 계획 중”이라고 덧붙였다. 이탈리아의 연구진은 코로나19 검사에서 양성 반응을 보인 25명과 음성 반응을 보인 75명 총 100명을 대상으로 연구해 코로나19가 발기 장애와 관련 있다고 발표했다. 미국 마이애미대의 연구진은 코로나19 바이러스 감염에 따른 발기 장애가 음경에 혈액 공급이 원활하지 못했기 때문이라는 가설을 세웠다. 또 다른 연구진은 발기 장애의 원인으로 스트레스나 우울감 같은 심리적 영향을 원인으로 보고 연구하고 있다. 이와 관련 미국 래퍼 니키 미나즈는 지난해 트위터에 “트리니다드토바고에 있는 사촌은 코로나19 백신을 맞지 않으려고 한다”며 “친구가 백신을 맞고 성불구가 됐다”는 글을 게시했다. 트리니다드토바고 보건 당국은 이 래퍼의 주장이 사실이 아니라며 우려를 일축했다. 백악관도 그가 백신에 관한 궁금증을 해소할 수 있도록 전문가와 통화를 제안했다.

이스라엘 의료진 274명 대상모더나·화이자 4차 시험접종 분석 화이자, 모더나 등 mRNA(메신저 리보핵산) 방식의 신종코로나바이러스 감염증(코로나19) 백신 4차 접종의 감염 예방 효과가 아예 없거나 극히 제한적이라는 연구 결과가 나왔다. 17일 이스라엘 최대 의료기관인 셰바 메디컬 센터는 국제학술지 뉴잉글랜드저널오브메디신(NEJM)에 게재한 연구 논문에서 이같이 밝혔다. 연구진은 이번 논문에서 4차 접종의 젊고 건강한 사람에 대한 감염 예방 효능은 3차 접종과 비교해 보통 수준이었다는 사실을 확인했다고 전했다. 274명 의료진에게 화이자(154명), 모더나(120명) 4차 접종 연구진은 자체 의료진을 대상으로 시험 접종을 진행한 바 있다. 코로나19 백신 3차 접종 후 4개월이 지난 274명의 의료진에게 화이자(154명), 모더나(120명)의 백신을 추가로 접종한 뒤 같은 수의 3차 접종자와 비교했다. 셰바 메디컬센터의 길리 레게브-요하이 감염예방 통제 과장은 “4차 접종 1개월 후 면역 글로불린 G(IgG)와 중화항체 수치는 3차 접종자와 비슷한 수준이었다”고 말했다. 이어 그는 “4차 접종그룹의 코로나19 감염률은 비교 대상인 통제그룹보다 근소하게 낮았을 뿐”이라고 강조했다. 또 “아직 코로나19에 감염되지 않은 사람들에게 3차 접종이 아주 중요하다는 점이 강조되어야 한다”며 “4차 접종은 위험 요소를 가진 인구층의 중증 위험도를 낮춘다는 측면에서 중요하다”고 덧붙였다. 한편 이스라엘 내 4차 접종자는 73만7000여 명이다. 이스라엘은 지난해 12월 말 면역 저하자에 대한 백신 4차 접종을 시작했고, 이후 단계적으로 4차 접종 대상을 전체 성인으로 확대했다.

mRNA(메신저 리보핵산) 방식의 코로나19 백신 4차 접종이 감염 예방에 효과가 거의 없다는 연구결과가 나왔다. 미국 제약사 화이자, 모더나 등 한국에서 접종되고 있는 백신이 mRNA 방식의 백신에 속한다. 이스라엘 최대 의료기관인 셰바 메디컬 센터는 코로나19 백신 3차 접종 후 4개월이 지난 274명의 의료진에게 화이자(154명), 모더나(120명)의 백신을 추가로 접종한 뒤 같은 수의 3차 접종자 예방 효과를 비교했다. 그 결과 4차 접종의 젊고 건강한 사람에 대한 감염 예방 효능은 3차 접종과 비교했을 때 크게 높아지거나 낮아지지 않는 수준이었다. 연구를 주도한 셰바 메디컬센터의 길리 레게브-요하이 과장은 “4차 접종 1개월 후 면역글로불린G(IgG, 항체 작용을 하는 단백질의 일종)와 중화항체 수치는 3차 접종자와 비슷한 수준이었다”며 “4차 접종그룹의 코로나19 감염률은 비교 대상인 통제그룹보다 근소하게 낮았을 뿐”이라고 강조했다. 이어 “아직 코로나19에 감염되지 않은 사람들에게 3차 접종이 아주 중요하다는 점이 강조되어야 한다“며 ”4차 접종은 위험 요소를 가진 인구층의 중증 위험도를 낮춘다는 측면에서 중요하다“고 덧붙였다. 연구를 진행한 이스라엘은 지난해 12월 말 장기이식수술을 받은 면역 억제 치료 환자 등 면역 저하자에 대한 백신 4차 접종을 시작했고, 이후 단계적으로 4차 접종 대상을 전체 성인으로 확대했다. 자세한 연구결과는 16일 국제학술지 뉴잉글랜드저널오브메디신(NEJM)에 게재됐다.한편, 16일 mRNA 방식의 코로나19 백신을 개발한 화이자는 65세 이상 고령자를 대상으로 한 백신 4차 접종 허가를 신청했다. 최근 앨버트 불라 화이자 최고경영자(CEO)는 코로나19에 대한 면역력을 유지하기 위해 부스터 샷 외에 추가 접종이 필요하다는 견해를 밝혔다. 다만 전문가들 사이에선 코로나19 예방 차원에서 mRNA 백신을 3차례 접종하는 것만으로도 충분하다는 견해도 적지 않아 FDA 검토 과정에서 논쟁이 될 것으로 보인다. 뉴욕타임스는 ” FDA가 65세 이상을 대상으로 4차 접종을 허가하더라도 일반 성인을 대상으로 한 추가 접종은 올가을에나 가능할 것으로 보인다“고 전했다. 현재 미국에서는 면역 체계가 손상되거나 면역력이 약한 환자들에 대해서만 질병통제예방센터(CDC)가 4차 접종을 권고하고 있다.