미국의 과학자들이 신종코로나바이러스 감염증(코로나19)와 그 변이들, 그리고 또 다른 유형의 코로나바이러스에도 맞설 수 있는 항체를 확인됐다. 11일 외신에 따르면, 최근 미국 노스캐롤라이나대학 채플힐 캠퍼스와 노스캐롤라이나주 더럼에 있는 듀크대학의 공동 연구진은 과학저널 ‘중개의학(Science Translational Medicine)’ 온라인판에서 ‘DH1047’이라는 항체가 코로나바이러스 세포에 달라붙어 이를 중화하고 복제를 차단하는 것으로 밝혀졌다고 발표했다. DH1047, 코로나19 감염 막고 이미 감염된 환자 치료에도 효과 연구진은 현재 진행 중인 코로나19 팬데믹(세계적 대유행)과 향후 발생할지 모를 코로나바이러스 사태에 맞설 수 있는 중요한 무기를 발견했다고 자평했다. DH1047은 코로나19 감염을 막아주고 이미 감염된 환자의 치료에도 효과가 있는 것으로 나타났다. 연구진은 1700종이 넘는 코로나바이러스 항체를 확인했다. 이 가운데 50종은 코로나19와 2000년대 초 아시아에서 등장한 중증급성호흡기증후군(사스·SARS) 바이러스에 달라붙는 것으로 확인됐다. 그 중 특히 DH1047은 동물·인간 바이러스에 모두 달라붙어 중화하는 데 효과가 탁월했다. 이에 헤인스 박사는 “이 항체는 코로나바이러스가 수많은 변이를 거쳐 보존한 부분과 결합한다”면서 “결과적으로 이는 광범위한 코로나바이러스를 중화시킬 수 있다”고 말했다.이미 감염된 동물을 대상으로 한 실험에서 DH1047은 폐의 중증화 정도도 떨어뜨리는 데 효과가 있는 것으로 나타났다. 코로나19에 노출된 쥐에게 DH1047을 테스트해본 결과 쥐는 감염되지 않은 것으로 확인됐다. 게다가 DH1047는 전염력이 강한 델타 변이 등 모든 유형의 변이에도 효과를 발휘했다. 특히 앞으로 인간을 괴롭힐 가능성이 있는 다른 유형의 코로나바이러스들까지 효과가 있었다. UNC의 역학 교수이자 이 연구의 공동저자인 랠프 배릭 박사는 “이번 결과는 변이를 예방하고 기존의 코로나바이러스로부터 폭넓은 보호를 제공하는 보편적 백신 전략의 합리적 설계를 위한 본보기를 제공한다”고 말했다. 한편 자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘과학 중개 의학’(Science Translational Medicine) 11월 2일자에 실렸다.

과일과 채소, 콩 그리고 커피와 같이 체내 염증을 막는 데 효과가 있는 항염증성 식품을 주로 섭취하면 치매에 걸릴 가능성이 3분의 1로 줄어들 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 이런 식품에는 치매 위험을 키울 수 있는 체내 노화와 관련한 염증과 싸우는 데 도움을 주는 식물성 화합물이 들어 있다. 그리스 아테네대 등 국제연구진은 65세 이상 그리스인 남녀 1059명을 대상으로 지난 한 달간 어떤 식품을 먹었는지에 대해 답변한 설문조사 결과를 바탕으로 식생활을 분석했다. 이들이 섭취한 식품에는 과일과 채소, 유제품, 육류, 생선, 디저트, 술, 콩류(콩, 완두콩, 병아리콩, 렌즈콩)가 포함돼 있었다. 그러고나서 모든 참가자를 평균 3년간 추적 관찰했다는 데 이 중 62명에게서 치매가 발명한 것으로 나타났다. 이에 따라 연구진은 누가 치매에 걸릴 가능성이 더 큰지를 알아내기 위해 설문지 답변에 기초해 모든 참가자를 항염증성 식품 평균 섭취량에 따라 세 집단으로 나눴다. 이 중 항염증성 식품을 가장 적게 섭취한 사람들은 일주일 평균 과일 9조각, 채소 10인분, 콩류 2인분, 커피나 차 9잔을, 이런 식품을 가장 많이 섭취한 사람들은 같은 기간 평균적으로 과일 20조각, 채소 19인분, 콩류 4인분, 커피나 차 11잔을 소비했다. 분석 결과, 항염증성 식품을 가장 적게 섭취해온 사람들은 이런 식품을 가장 많이 섭취한 사람들보다 치매에 걸릴 가능성이 3배 더 높은 것으로 나타났다. 연구진은 또 치매가 나이가 들수록, 남성보다 여성에게서, 그리고 고학력자보다 저학력자에게서 더 잘 발병한다는 점을 고려해 이와 같은 요인을 통제하고 다시 분석했지만, 누군가의 식단에서 염증성 식품의 비율이 늘어날 때마다 치매 위험이 커지는 것과 관계가 있다는 점도 확인했다. 이에 대해 연구 주저자로 미국신경학회(AAN) 석학회원이자 그리스 아테네대 신경학과 부교수인 니콜라오스 스카르메아스 박사는 “이번 결과는 사람들이 더 건강하게 음식을 먹으면 뇌를 보호할 수 있다는 점을 시사한다. 사람들은 식단을 바꿀 수 있으므로 염증을 더 많이 유발하는 식품 대신 과일이나 채소와 같은 항염증 식품을 먹는 것을 고려해야 한다”면서 “그렇지만 이 연구는 명확한 증거를 제시하는 임상시험은 아니므로 구체적인 식단을 조언하기 전에는 추가 연구가 필요하다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 미국신경학회(AAN) 학술지 ‘신경학’(Neurology) 온라인판 11월 10일자에 실렸다.

코로나19가 확산된 지난해부터 한국뿐만 아니라 많은 나라에서 배달음식 주문이 폭증했다고 합니다. 그 때문에 일회용 플라스틱 용기 사용이 늘어나면서 환경에 부담을 주고 있다고도 하지요. 음식을 주문할 때는 일단 먹을 것을 정하고 스마트폰 배달 애플리케이션(앱)에 올라온 별점이나 이용 후기를 보고 가게를 결정하는 사람이 많습니다. 다른 나라 사람들은 어떤 기준으로 음식점을 선택할까요. 프랑스와 함께 미식의 나라로 알려진 일본 연구자들이 궁금증을 풀기 위해 나섰습니다. 일본 홋카이도대 심리학과와 통계학과 공동연구팀은 고객들의 음식점 선택 기준을 파악하기 위한 실험을 했습니다. 그 결과 많은 사람이 오랜 전통이 있는 식당을 선호하는 것으로 확인됐습니다. 오랜 세월 동안 자리를 지킬 수 있었던 이유가 있다고 생각하는 것이지요. 이번 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 11월 11일자에 실렸습니다. 경영학이나 행동경제학 연구를 보면 고객의 상품 평가에 영향을 미치는 요소들은 다양합니다. 제품에 대한 고객의 기대에 부합하는 브랜딩이나 라벨링이 중요하다는 것은 잘 알려져 있습니다. 연구팀은 일본의 전통음식인 메밀국수(소바) 식당과 화과자 판매점을 대상으로 실험했습니다. 일본의 많은 메밀국수, 화과자 전문점들이 광고를 할 때 창업연도를 중요하게 여긴다는 사실에 착안한 것입니다. 연구팀은 메밀국수, 화과자 전문점들만 모아 놓은 가상의 음식 사이트를 만들었습니다. 사이트 곳곳에 설립연도가 없는 가게도 섞어 놨습니다. 성인남녀 34명에게 메밀국수와 화과자를 주문하도록 한 뒤 가게를 선택한 이유와 예상되는 음식의 질에 대한 설문조사를 실시했습니다. 그 결과 설립연도가 오래된 메밀국수와 화과자 가게들이 주로 선택받았고 설립연도를 표시하지 않은 곳은 선택받지 못했습니다. 오랜 전통을 가진 집일수록 고객들의 맛에 대한 기대감이 높고 다른 사람들에게도 추천하고 싶어 하는 것으로 나타났습니다. 전통음식이 아닌 패스트푸드 같은 현대 음식들도 설립연도가 오래된 가게를 선호할까요. 연구팀은 피자, 햄버거, 스파게티, 와인을 판매하는 가상의 음식 사이트를 만들어 성인남녀 136명을 대상으로 실험했습니다. 실험 결과 이번에는 메밀국수와는 달리 창업한 지 1년 안팎인 가게들을 많이 선택했고 가게에 대한 평가도 호의적이었다고 합니다. 연구를 주도한 홋카이도대 가와하라 준이치로 교수(인지심리학)는 “이번 연구를 통해 온라인에서 고객들에게 영향을 미치는 중요한 요소가 설립연도라는 것을 알 수 있었다”며 “음식의 종류에 따라 광고 전략을 달리해야 할 필요가 있다”고 밝혔습니다. 한국은 경제개발협력기구(OECD) 회원국 중에서 자영업 비율이 25%로 가장 높다고 합니다. 특히 음식 관련 자영업은 창업만큼 폐업도 많은 것으로 알려져 있습니다. 그러다 보니 이번 실험에서처럼 오랜 전통을 가진 식당이 많지 않아 우리나라에서는 식당을 고를 때 별점과 후기를 기준으로 하는 경우가 많은 것 같습니다. 그렇지만 음식을 제공받고 그럴듯한 리뷰를 올리는 ‘인플루언서’까지 끼어들면서 별점과 리뷰만 믿고 주문했다가 실패하는 경우도 많습니다. 한 끼 맛있게 먹기도 쉽지 않은 세상입니다.

영국 옥스퍼드대, 엑서터대 공동 연구팀은 밤 10시까지는 잠자리에 드는 것이 심장마비, 뇌졸중 같은 심혈관 질환 위험을 낮춰 준다고 10일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 의학분야 국제학술지 ‘유럽심장학회지-디지털 헬스’ 11월 9일자에 실렸다. 연구팀은 영국 대규모 의학데이터베이스 ‘바이오뱅크’에 포함된 43~79세 남녀 8만 8026명을 대상으로 연령, 성별, 수면시간 및 패턴, 생활습관, 신체지수와 심혈관 질환 발병 가능성을 비교분석했다. 그 결과 일반인과 비교해 밤 12시 이후에 잠을 자는 사람은 심혈관 질환 위험이 25% 이상, 밤 11시~11시 59분에 잠드는 사람은 12%가 늘어나는 반면 10시 이전에 잠드는 사람은 심혈관 질환 발병 가능성이 오히려 24% 정도 낮아지는 것으로 나타났다. 이런 양상은 여성보다 남성에게 더 많이 나타난다고 연구팀은 밝혔다.

과학자들이 코로나19와 그 변이 그리고 다른 모든 종류의 코로나바이러스로부터 인간을 보호할 수 있는 항체를 발견해냈다. ‘DH1047’로 명명된 이 항체는 바이러스의 세포에 결합해서 그것을 중화해 복제를 막는다. 이는 감염을 예방하는 것은 물론 이미 코로나에 감염된 환자를 치료하는 데도 효과적이다. 미 노스캐롤라이나대 채플힐캠퍼스(UNC)와 듀크대 공동연구진은 현재의 코로나19 팬데믹(전염병의 세계적 대유행)과 미래의 다른 바이러스 대유행을 막는 데 도움이 될 가능성이 있는 중요한 항체를 발견했다고 밝혔다. 듀크대 인간백신연구소(DHVI) 소장이자 이 연구의 공동저자인 바턴 헤인스 박사는 성명에서 “이 항체는 현재의 전염병에 치료제가 될 가능성이 크다”면서 “또다른 코로나바이러스가 자연의 동물 숙주에서 인간으로 뛰어든다면 그때 미래의 발병에도 이용할 수 있을 것”이라고 밝혔다. 연구진은 2000년대 초 사스를 일으켰던 원래의 사스바이러스(SARS-CoV-1)에 감염된 환자와 현재의 코로나19를 일으키는 코로나바이러스(SARS-CoV-2)에 감염된 환자의 혈액을 분석, 항체를 분리해 1700개 이상의 항체를 확인했다. 그중 50개의 항체는 코로나바이러스뿐만 아니라 사스바이러스에 결합할 수 있는 능력을 지닌 것으로 확인됐다.추가 분석 결과, 이들 교차 결합 항체 중 ‘DH1047’이라는 항체가 특히 강력한 것으로 나타났다. 이는 인간을 감염시키는 두 바이러스 외에도 다수의 동물 코로나바이러스에 결합할 수 있었기 때문이다.이에 대해 헤인스 박사는 “이 항체는 코로나바이러스가 수많은 변이를 거쳐 보존한 부분과 결합한다”면서 “결과적으로 이는 광범위한 코로나바이러스를 중화시킬 수 있다”고 말했다. 이 항체는 쥐를 대상으로 한 시험에서 쥐가 코로나바이러스에 노출돼도 코로나에 감염되는 것을 막고 심지어 전염성이 강한 델타 변이를 포함해 모든 종류의 변이에도 효과가 있는 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 미래에 인간을 감염시킬 가능성이 있다고 여겨지는 다른 코로나바이러스에 대해서도 시험을 진행한 결과 이들 바이러스는 이 항체에 의해 중화됐다. UNC의 역학 교수이자 이 연구의 공동저자인 랠프 배릭 박사는 “이번 결과는 변이를 예방하고 기존의 코로나바이러스로부터 폭넓은 보호를 제공하는 보편적 백신 전략의 합리적 설계를 위한 본보기를 제공한다”고 말했다. 게다가 이 항체는 이미 감염된 쥐에서도 폐와 관련한 증상의 심각성을 줄이는 데 효과가 있는 것으로 나타났다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘과학 중개 의학’(Science Translational Medicine) 11월 2일자에 실렸다.

지구상에서 가장 부지런한 생물로 손꼽히는 개미로부터 영감을 얻어 만든 로봇 개미가 등장했다. 미 노트르담대, 조지아공대 공동연구진은 단순하지만 효과적으로 장애물과 지형을 개별 또는 집단으로 극복하는 군집 가능 4족 보행 로봇을 개발했다.길이 15㎝나 20㎝의 이 로봇은 임무를 혼자 할 수 없는 경우 동료 로봇들과 서로의 몸을 연결하는 방식으로 작업을 수행한다. 이에 대해 개발 연구를 주도한 야스민 오즈칸아이딘 노트르담대 로봇공학과 교수는 “로봇 개미는 우주 탐사 분야에서 가장 효과적으로 활용할 수 있다. 작고 저렴하기 때문”이라면서 “크기나 무게는 우주 탐사를 위해 고려해야 할 사항이라서 이런 종류의 로봇 시스템은 우주여행에 이상적”이라고 설명했다. 이어 “군집 크기에는 상한이 없어 필요에 따라 계속 추가할 수 있다”고 덧붙였다.연구진에 따르면, 4족 보행 로봇은 거친 지형이나 좁은 공간과 같이 도전적인 환경을 극복할 수 있고 다리의 사용은 효과적인 신체 지지력을 제공해 신속한 기동성을 가능하게 해 장애물을 쉽게 극복하게 해준다. 하지만 소형 로봇의 경우 자연환경에서 이동성 문제에 직면해 이동과 성능이 떨어질 수 있다. 우주 탐사에서 흔히 사용하는 바퀴 달린 로봇 역시 고르지 못한 지형 탓에 방해를 받을 수 있다. 연구진은 코로나19 팬데믹 봉쇄 조치 기간 실험을 해야 했기에 집에서 일하고 당장 구할 수 있는 재료를 사용해야만 했다. 따라서 이들 로봇은 3D프린터를 사용해 인쇄하고 일반적인 장난감 가게에서 구할 수 있는 모터가 장착됐다. 오즈칸아이딘 교수는 “3D프린터와 몇백 달러만 있으면 누구나 만들 수 있다”면서 “다리의 유연성은 로봇이 어떤 장애물도 곧바로 지나갈 수 있게 도와준다”고 말했다.이들 로봇은 나뭇잎이나 도토리 등 식물이 있는 야외 환경뿐만 아니라 카펫이나 계단 등 실내 환경에서 이동하는 임무를 수행했다. 또 다양한 환경에서 물건을 운반하는 작업도 수행했다. 실제로 연구진은 보고서를 통해 이들 로봇은 주어진 모든 임무를 수행할 수 있었다고 밝혔다. 자세한 연구 성과는 로봇공학 전문 학술지 ‘사이언스 로보틱스’(Science Robotics) 최신호에 실렸다.

현미경으로 봐야 보이는 다리 8개의 무척추동물인 곰벌레는 극단적인 환경에 노출돼 체내 수분이 빠지면 모든 대사 활동을 멈추는 특수 상태인 ‘탈수 가사’에 들어간다. 이로 인해 극저온이나 진공 상태의 우주 공간만이 아니라 심지어 치명적인 방사선에 노출돼도 견딜 수 있는 것이다. 이후 물이 다시 공급되면 곰벌레는 원래 상태로 돌아간다. 이에 따라 곰벌레는 흔히 ‘지구 최강 생물’로 불리지만, 이런 생존력을 가능하게 하는 메커니즘은 지금까지 거의 밝혀지지 않았다. 최근 일본 자연과학연구기구, 나고야시립대 등 연구진은 다양한 첨단 측정 기술을 통합적으로 사용해 곰벌레의 경이로운 환경 적응력에 관한 일부 비밀을 밝히는 데 성공했다.연구진은 곰벌레의 세포에 풍부하게 존재하는 단백질인 ‘CAHS1’에 주목하고 조사를 시작했다. 투과형 전자현미경을 사용해 건조 상태에 있는 CAHS1 단백질의 형태를 살핀 것이다. 그 결과 세포는 수분이 없어짐에 따라 단백질의 농도가 높아졌다. 그래서 수용액 속 단백질을 저농도에서 고농도로 바꾸면서 분자 형태나 결집 상태를 관찰했다. 그러자 CAHS1 단백질은 농도가 높아짐에 따라 자연스럽게 모여 섬유를 형성하고 결국 젤라틴과 같은 겔 상태가 됐다. 이후 물을 더해서 농도를 희석하자 섬유와 젤은 사라져 원래 상태로 돌아갔다는 것이다. 이처럼 탈수라는 스트레스에 의해 단백질이 모여 섬유를 만드는 과정을 입증한 사례는 이번이 처음인 것으로 전해졌다. 이에 대해 연구진은 “이 단백질의 집합체야말로 곰벌레의 탈수 가사를 가능하게 하는 것인지도 모른다”면서 “예를 들어 탈수 상태에서 돌아올 때 필요한 성분을 보호하거나 건조에 의해 발생하는 유해 물질을 격리하는 작용이 있으리라 생각된다”고 설명했다. 연구진은 이번 결과로부터 곰벌레가 세포 속 풍부한 단백질 덕분에 탈수 상황에 신속하게 대응할 수 있는 것으로 보고 있다. 이번 성과는 곰벌레의 탈수 가사에 관한 이해를 깊게 할 뿐만 아니라, 물이 없는 환경에서 생명체가 적응하는 전략을 이해하는데도 커다란 단서가 된다. 연구진은 “이번 발견은 ‘살아 있다는 것은 무엇인가’라는 수수께끼에 다가감과 동시에 의료나 생명공학에 관한 응용 연구를 추진하는 과정으로 이어질 수 있다”며 기대감을 표했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포트’ 최신호(11월 4일자)에 실렸다.

지금까지 약 2만6000t의 코로나19 관련 플라스틱 폐기물이 세계 바다에 유입된 것으로 보인다는 충격적인 연구 결과가 나왔다. 이는 2층버스 2000대 이상에 해당하는 것으로 전해졌다. 영국 일간 가디언 8일자 보도에 따르면, 중국 난징대와 미국 캘리포니아대 샌디에이고캠퍼스(UC 샌디에이고) 공동연구진은 코로나 관련 플라스틱 쓰레기가 해수를 따라 표류하며 점차 작게 조각나 해안이나 해저에 안착하는 과정을 시뮬레이션해주는 컴퓨터 모델을 개발했다. 이 모델은 플라스틱이 어떻게 바람에 의해 바닷물과 함께 움직이고 수면에 뜬 채 햇빛의 열화로 부스러져 미세플라스틱으로 변해 플랑크톤을 오염시키고 해안으로 밀려오거나 해저로 가라앉는지를 보여준다. 이 모델에 따르면, 지난해 1월 코로나19 팬데믹(전염병의 세계적 대유행) 초기부터 지난 8월 중순까지 세계 193개국에서 개인보호장비(PPE) 등 코로나 관련 플라스틱 쓰레기가 약 840만t 발생했으며, 그중 2만5900t 이상의 쓰레기가 세계 바다로 유입된 것으로 나타났다. 이에 대해 연구진은 “문제가 되고 있는 코로나 관련 플라스틱 쓰레기 대부분(73%)은 병원 시설에서 발생하는 의료 폐기물로부터 나온 것”이라고 지적하면서 “이는 아마존 등 온라인쇼핑 대기업이 판매하는 PPE와 이를 포장하는 플라스틱 양을 과소평가할 만큼 많은 것”이라고 설명했다.PPE에는 일회용 마스크와 장갑, 페이스실드 그리고 수술용 가운 등이 있는데 이번 연구에서 언급한 코로나 관련 플라스틱은 PPE뿐만 아니라 이런 제품을 담기 위해 사용하는 모든 플라스틱 포장재와 코로나 검사 키트까지 포함한다.이 연구에서는 코로나 관련 플라스틱 쓰레기의 대부분이 강에서 바다로 유입되고 있는 것으로 나타났다. 그중에서도 특히 아시아의 샤트알아랍강(5200t)과 인더스강(4000t), 양쯔강(3700t) 그리고 갠지스강 및 브라마푸트라강(2400t)이 1위부터 4위까지 차지했다. 이는 이들 강에서 나온 많은 코로나 관련 플라스틱 쓰레기가 각각 페르시아만과 아라비아해, 동중국해 그리고 벵골만으로 흘러 들어가고 있다는 것이다. 다음으로는 흑해로 흘러가는 유럽의 다뉴브강(1700t)가 뒤를 잇고, 오호츠크해로 흘러가는 아시아의 아무르강(헤이룽강·1200t) 순으로 확인됐다. 연구진은 또 코로나19 발생 사례를 대륙별로 분리한 강으로 유입되는 코로나 관련 플라스틱 쓰레기 수준과 비교했다. 그 결과 아시아는 세계 코로나 발생 사례의 31.2%, 코로나 관련 플라스틱 폐기물 배출량의 46.3%로 두 가지 모두에서 가장 큰 비중을 차지하는 것으로 나타났다. 이에 대해 연구진은 “이런 결과는 인도나 중국과 같은 개발도상국의 의료폐기물 처리 수준은 북아메리카나 유럽 선진국의 처리 수준보다 낮다는 점을 반영하고 있다”고 지적했다. 그러면서 바다로 유입된 코로나 관련 플라스틱 쓰레기는 대부분 앞으로 3~4년 안에 해안이나 해저에 안착할 것이라고 추정했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘미국국립과학원회보’(PNAS) 최신호에 실렸다.

밤 10시에서 11시 사이에 잠들면 심장질환에 걸릴 위험이 낮아진다는 연구 결과가 나왔다. 영국 엑서터대 연구진은 43~73세 영국 성인남녀 8만8000여 명을 대상으로 한 주간 취침 및 기상 시간을 관찰하고 생활 방식도 설문조사했다. 그러고나서 이들의 지난 5년간 심장질환, 심장마비, 뇌졸중, 심부전 등 사례를 자세히 다룬 의료기록과 비교 분석했다. 그 결과, 매일 밤 10시부터 10시 59분 사이에 잠든 사람들은 심장질환 위험이 가장 낮은 것으로 나타났다. 반면 자정 이후 잠든 사람들은 심장질환에 걸릴 확률이 25% 더 높았다. 그렇다고 해서 더 일찍 자면 오히려 심장질환 위험만 키웠다. 밤 10시 이전 잠든 사람들은 심장질환 위험이 24% 더 높았기 때문이다. 그리고 밤 11시에서 자정 사이에 잠든 사람들의 심장질환 위험은 12% 더 높았다. 연구진에 따르면, 잠든 시간과 심장마비나 뇌졸중 사이에는 연관성이 있다는 점이 이번 연구로 확인됐다. 다만 결과는 남녀에 따라 차이가 있었다. 여성의 경우 늦게까지 깨어 있을 때 심장질환 위험성이 더 컸기 때문이다. 이는 호르몬의 차이와 폐경 때문일 수 있는 것으로 알려졌다. 반면 남성의 경우 밤 10시 이전 잠들면 심장질환에 걸릴 가능성이 더 컸지만, 자정을 넘겼을 때 유의미한 위험은 없었는데 이는 내분비계가 일주기 리듬 혼란에 반응하는 데 잠재적으로 남녀 차이가 있기 때문일 수 있다고 연구진은 설명했다. 연구진은 또 “자정 이후 잠든 사람들은 아침 햇빛을 덜 보게 돼 자연적인 체내 시계를 흐트러뜨려 심장에 손상을 줄 수 있다”고 지적하면서도 “사람들에게 규칙적인 취침 시간을 유지하도록 권장하면 최소의 비용으로 심장질환 환자를 예방하는 데 도움이 될 수 있다”고 결론지었다. 주저자인 데이비드 플랜스 박사는 “신체는 24시간 생체 리듬으로 불리는 체내 시계를 갖고 있는데 이는 신체적, 정신적 기능을 조절하는 데 도움을 준다”면서 “이번 결과는 일찍 자거나 늦게 자면 체내 시계를 흐트러뜨려 심혈관 건강에 악영향을 줄 가능성이 크다는 점을 시사한다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘유럽 심장저널’(European Heart Journal) 최신호에 실렸다.

많은 남성은 나이가 들면서 탈모를 경험한다. 이는 모발을 만드는 기관인 모낭에서 세포를 분화하는 줄기세포가 점차 사라지면서 일어나는 현상이지만, 이런 세포가 왜 노화에 의해 사라지는지 그 메커니즘은 이전까지 제대로 알려지지 않았다. 그런데 미국 노스웨스턴대 연구진이 살아있는 생물의 줄기세포가 노화와 함께 어떻게 되는지를 추적 관찰해 그 세포가 원래 있어야 하는 위치에서 이동하면서 환경에 적응하지 못해 사멸한다는 사실을 밝혀냈다. 이는 줄기세포를 고정하는 접착제 같은 성분이 사라진 탓인데 연구진은 이 성분을 만드는 유전자도 확인했다. 즉 이 유전자를 원래대로 돌릴 수만 있다면 탈모 현상을 역전시킬 수도 있다는 것이다. 모발은 항상 자라고 빠지는 현상을 반복한다. 이는 모낭이 항상 모발을 만들면서 일어나는 현상이지만, 빠진 머리가 다시 나지 않는 이유는 모낭이 모발을 생성하는 기능을 잃고 있기 때문이다. 좀 더 자세히 설명하면 모발은 모낭 맨 아래 돌출부인 벌지(bulge) 영역에 있는 모낭 줄기세포가 분화한 모모세포에서 생성된다. 즉 이론적으로는 모낭 줄기세포를 유지해야 탈모를 되돌릴 수 있는 것이다. 지금까지의 연구로는 젊은 시절 많이 있던 모낭 줄기세포가 노화 뒤 감소하고 있었다는 사실이 확인됐다. 하지만 살아있는 동물의 노화 과정을 직접 추적한 사람은 이전까지 없어 노화로 인해 실제로 무슨 일이 일어나는지는 제대로 알지 못했다. 그래서 이 연구에서는 탈모인의 모델로 산 쥐를 이용해 줄기세포의 변화를 실시간으로 관찰하는 실험이 시행됐다.연구진은 쥐의 모낭 줄기세포에 녹색의 형광 단백질로 표시하고 이를 장파장 레이저로 며칠간 반복해서 관찰했다. 때에 따라서는 모낭 1개를 26일간 계속해서 관찰해 모낭 파괴의 전체 과정을 관찰하는 데 성공했다. 이를 통해 연구진이 관찰한 사실은 줄기세포가 모낭에서 탈출하고 있는 것이었다. 지금까지 연구에서는 많은 과학자가 탈모 원인은 모낭 줄기세포가 사멸하거나 노화로 세포 분열을 할 수 없게 된 경우에 일어난다고 생각했다. 연구 주저자인 루이 이 박사는 “이 연구에서도 세포 사멸은 확인됐기에 지금까지의 연구에서 제시한 이론을 부정하는 것은 아니다. 다만 우리 연구는 모낭 내 상황이 생각했던 것과 조금 다르다는 점을 보여준다”면서 “이는 모낭 줄기세포가 노화와 함께 모낭에서 진피로 탈출하는 것”이라고 설명했다. 이어 “이로 인해 모낭 줄기세포가 크게 줄어 그 점이 모발이 얇아지는 원인이 됐다는 것”이라고 덧붙였다. 모낭 줄기세포는 모낭이라는 미세 환경 속에서 기능하는 세포다. 그래서 진피로 이동한 줄기세포는 결국 달라진 환경에 적응하지 못하고 죽게 된다는 것이다. 그렇다면 왜 모낭 줄기세포는 모낭에서 탈출해 버리는 것일까? 연구진은 젊은 쥐와 늙은 쥐 사이의 유전자 발현 수준을 비교했다. 그 결과 늙은 쥐에서는 모낭 줄기세포의 접착에 관련한 유전자의 발현이 적어지고 있는 것으로 나타났다. 즉 모낭 줄기세포에는 올바른 위치에 세포를 고정하는 접착제 같은 성분이 있지만, 이는 노화와 함께 사라져 모낭 줄기세포가 본래 위치에서 어긋나 진피로 이동해 죽게 된다는 것이다. 이 사실을 확인하기 위해 연구진은 자신들이 확인한 세포 접착 유전자인 ‘FOXC1’과 ‘NFATC1’을 발현할 수 없도록 만든 쥐의 상태를 관찰했다. 그러자 그 쥐는 생후 4개월쯤 털이 빠지기 시작해 12~16개월 안에 모두 다 빠져버렸다. 이는 세포 접착에 관련한 두 유전자가 탈모의 원인일 가능성을 시사한다. 이에 따라 연구진은 해당 유전자들을 복구함으로써 모발이 다시 자랄 수도 있다고 보고 추가 연구를 진행하고 있는 것으로 전해졌다. 이번 연구는 모발이나 조직이 어떻게 노화하는지에 관한 새로운 통찰력을 제시한다. 만일 추가 연구가 잘 진행된다면 탈모를 치료할 수 있을지도 모른다. 자세한 연구 성과는 국제 학술지 ‘네이처 에이징’(Nature Aging) 최신호(10월 4일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

과학기술의 발달로 암 치료기법도 날로 환자친화적으로 바뀌고 있다. 그렇지만 여전히 암 치료에 있어서 많이 사용되는 것은 외과수술, 화학요법, 방사선 요법이다. 다른 치료법도 마찬가지지만 방사선 요법 역시 암조직 이외 정상조직의 손상을 최소화하려고 하지만 그 영향을 정확히 파악하기는 어려웠다. 국내 연구진이 자기공명영상(MRI)을 이용해 치료효과를 한 눈에 파악할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국원자력의학원 방사선의학연구소, 조선대병원 영상의학과, 경희대 임피던스영상신기술연구센터 공동연구팀이 MRI의 도전율을 이용해 방사선 항암치료 이후 조직변화를 영상화하고 정량화할 수 있는 방법을 찾았다고 8일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 종양학 분야 국제학술지 ‘캔서스’에 실렸다. 도전율은 물체에 전류가 흐르는 정도를 알려주는 물리량으로 사람의 몸은 조직 구성 이온 농도와 이동도에 따라 생체 내 도전율이 다르게 나타나는 것으로 알려져 있다.이전에도 MRI를 활용해 방사선 항암치료 효과를 평가하는 방법이 있었지만 민감도가 낮아 치료효과를 정확히 알 수는 없었다. 이에 연구팀은 MRI 기반 도전율 영상을 이용해 방사선 치료효과를 파악할 수 있는 방법을 찾아냈다. 방사선 치료는 조직성분의 이온화를 유발해 방사선을 쪼인 조직은 그렇지 않은 조직보다 이온이 많이 생성되고 그로 인해 도전율이 눈에 띄게 증가한다. 실제로 뇌암을 유발시킨 생쥐를 이용해 방사선 조사선량과 노출시간을 변화시키면서 도전율 변화를 영상으로 관찰했다. 그 결과 도전율 차이에 따라 암의 크기와 정상조직 변화를 한 눈에 파악해 이전보다 방사선 항암치료의 효과를 쉽게 파악할 수 있었다. 박지애 원자력의학원 박사는 “이번 연구를 통해 방사선 치료에 대한 정량화와 주변 정상조직의 손상 등을 영상을 통해 손쉽게 파악할 수 있게 됨에 따라 암 환자의 치료과정을 상세히 모니터링해 향후 치료방향을 정하는데도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.

많은 남성은 나이가 들면서 탈모를 경험한다. 이는 모발을 만드는 기관인 모낭에서 세포를 분화하는 줄기세포가 점차 사라지면서 일어나는 현상이지만, 이런 세포가 왜 노화에 의해 사라지는지 그 메커니즘은 이전까지 제대로 알려지지 않았다. 그런데 미국 노스웨스턴대 연구진이 살아있는 생물의 줄기세포가 노화와 함께 어떻게 되는지를 추적 관찰해 그 세포가 원래 있어야 하는 위치에서 이동하면서 환경에 적응하지 못해 사멸한다는 사실을 밝혀냈다. 이는 줄기세포를 고정하는 접착제 같은 성분이 사라진 탓인데 연구진은 이 성분을 만드는 유전자도 확인했다. 즉 이 유전자를 원래대로 돌릴 수만 있다면 탈모 현상을 역전시킬 수도 있다는 것이다. 모발은 항상 자라고 빠지는 현상을 반복한다. 이는 모낭이 항상 모발을 만들면서 일어나는 현상이지만, 빠진 머리가 다시 나지 않는 이유는 모낭이 모발을 생성하는 기능을 잃고 있기 때문이다. 좀 더 자세히 설명하면 모발은 모낭 맨 아래 돌출부인 벌지(bulge) 영역에 있는 모낭 줄기세포가 분화한 모모세포에서 생성된다. 즉 이론적으로는 모낭 줄기세포를 유지해야 탈모를 되돌릴 수 있는 것이다. 지금까지의 연구로는 젊은 시절 많이 있던 모낭 줄기세포가 노화 뒤 감소하고 있었다는 사실이 확인됐다. 하지만 살아있는 동물의 노화 과정을 직접 추적한 사람은 이전까지 없어 노화로 인해 실제로 무슨 일이 일어나는지는 제대로 알지 못했다. 그래서 이 연구에서는 탈모인의 모델로 산 쥐를 이용해 줄기세포의 변화를 실시간으로 관찰하는 실험이 시행됐다.연구진은 쥐의 모낭 줄기세포에 녹색의 형광 단백질로 표시하고 이를 장파장 레이저로 며칠간 반복해서 관찰했다. 때에 따라서는 모낭 1개를 26일간 계속해서 관찰해 모낭 파괴의 전체 과정을 관찰하는 데 성공했다. 이를 통해 연구진이 관찰한 사실은 줄기세포가 모낭에서 탈출하고 있는 것이었다. 지금까지 연구에서는 많은 과학자가 탈모 원인은 모낭 줄기세포가 사멸하거나 노화로 세포 분열을 할 수 없게 된 경우에 일어난다고 생각했다. 연구 주저자인 루이 이 박사는 “이 연구에서도 세포 사멸은 확인됐기에 지금까지의 연구에서 제시한 이론을 부정하는 것은 아니다. 다만 우리 연구는 모낭 내 상황이 생각했던 것과 조금 다르다는 점을 보여준다”면서 “이는 모낭 줄기세포가 노화와 함께 모낭에서 진피로 탈출하는 것”이라고 설명했다. 이어 “이로 인해 모낭 줄기세포가 크게 줄어 그 점이 모발이 얇아지는 원인이 됐다는 것”이라고 덧붙였다. 모낭 줄기세포는 모낭이라는 미세 환경 속에서 기능하는 세포다. 그래서 진피로 이동한 줄기세포는 결국 달라진 환경에 적응하지 못하고 죽게 된다는 것이다. 그렇다면 왜 모낭 줄기세포는 모낭에서 탈출해 버리는 것일까? 연구진은 젊은 쥐와 늙은 쥐 사이의 유전자 발현 수준을 비교했다. 그 결과 늙은 쥐에서는 모낭 줄기세포의 접착에 관련한 유전자의 발현이 적어지고 있는 것으로 나타났다. 즉 모낭 줄기세포에는 올바른 위치에 세포를 고정하는 접착제 같은 성분이 있지만, 이는 노화와 함께 사라져 모낭 줄기세포가 본래 위치에서 어긋나 진피로 이동해 죽게 된다는 것이다. 이 사실을 확인하기 위해 연구진은 자신들이 확인한 세포 접착 유전자인 ‘FOXC1’과 ‘NFATC1’을 발현할 수 없도록 만든 쥐의 상태를 관찰했다. 그러자 그 쥐는 생후 4개월쯤 털이 빠지기 시작해 12~16개월 안에 모두 다 빠져버렸다. 이는 세포 접착에 관련한 두 유전자가 탈모의 원인일 가능성을 시사한다. 이에 따라 연구진은 해당 유전자들을 복구함으로써 모발이 다시 자랄 수도 있다고 보고 추가 연구를 진행하고 있는 것으로 전해졌다. 이번 연구는 모발이나 조직이 어떻게 노화하는지에 관한 새로운 통찰력을 제시한다. 만일 추가 연구가 잘 진행된다면 탈모를 치료할 수 있을지도 모른다. 자세한 연구 성과는 국제 학술지 ‘네이처 에이징’(Nature Aging) 최신호(10월 4일자)에 실렸다.

코로나19와 함께 살아가는 ‘위드 코로나’가 시작되면서 한국을 비롯한 많은 나라들이 코로나19 백신접종률을 높이기 위해 박차를 가하고 있다. 한국은 11월 7일 기준 백신 1차 접종률은 80.9%, 백신 완전 접종률은 76.6%에 이르고 있다. 그렇지만 코로나19 백신 최대 생산국이자 백신 접종을 가장 먼저 시작한 미국은 1차 접종률 66.28%, 완전 접종률 57.09%에 머물고 있다. 미국에서 이처럼 백신접종률이 낮은 이유가 무엇인지 파악하기 위해 보건학자와 통계학자들이 조사에 나섰다. 미국 뉴욕시립대 공중보건·보건정책대, 에머슨대 통계학부, 스페인 바르셀로나대 국제보건연구소 공동연구팀은 코로나19 백신 접종을 꺼리는 사람들의 절반 이상이 코로나19보다 백신이 더 위험하다고 믿고 있으며 이 같은 믿음을 바꿀 생각이 없는 것으로 확인됐다고 7일 밝혔다. 특히 이들은 정치적 성향이 보수에 가깝고 저소득, 육체노동에 종사하는 경우가 많은 것으로 조사됐다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 11월 5일자에 실렸다. 연구팀은 지난 4월 미국의 18세 이상 성인남녀 6073명을 대상으로 코로나19 백신 접종에 대한 태도를 조사했다. 설문 대상자는 뉴욕, 로스앤젤레스, 시카고 등 대도시는 물론 시골지역까지 미국 전역에서 골랐다. 조사 결과 설문 대상자 5명 중 1명 꼴인 21.4%가 코로나 백신을 결코 맞지 않겠다는 완강한 태도를 갖고 있는 것으로 나타났다. 백신접종을 꺼리는 태도는 대도시 거주자들보다는 시골지역 거주자들에게서 많이 나타나났다. 백신접종을 거부하는 이유는 백신의 안전성에 대한 우려 때문이었다. 백신접종 거부자들도 82% 이상이 코로나19가 건강에 심각한 건강상 위협이라는 점에는 동의했지만 백신이 더 위험하다고 생각하는 것으로 나타났다. 또 백신이 코로나19를 예방해줄 수 없다고 생각하는 사람도 15% 이상인 것으로 조사됐다. 연구팀에 따르면 백신 거부자들은 정치적 성향이 보수적이고 저소득층, 육체노동에 종사하는 사람들이 많은 것으로 나타났으며 교육수준, 인종, 연령, 성별은 영향이 없는 것으로 조사됐다. 연구를 이끈 제프리 라자러스 스페인 바르셀로나대 교수는 “미국은 코로나19 백신접종이 가장 먼저 시작됐지만 접종률이 여전히 높지 않은 것은 가짜 뉴스에 쉽게 흔들리며 백신접종을 강하게 거부하는 층이 있기 때문”이라며 “이들을 대상으로 백신 접종률을 높이기 위해서는 금전적 이득 이외에 다른 유인 방법을 고려해야 할 것”이라고 말했다.

이달 1일부터 ‘단계적 일상회복’, 위드코로나가 시작됐다. 이에 따라 코로나19 위중증 환자 관리가 무엇보다 중요해졌다. 이에 따라 국내 연구진이 코로나19 환자의 개별 임상상태에 따라 최대질병 중증도를 예측할 수 있는 시스템을 개발해 주목받고 있다. 연세대 강남세브란스병원 비뇨의학과, 카이스트 경영대학 공동연구팀은 인공지능 기술과 역치 최적화 시뮬레이션 기법을 이용해 코로나19 환자의 최적 중증도 분류시스템을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘JMIR 메디컬 인포메틱스’에 실렸다. 연구팀은 코로나19 발생 시점부터 지난해 4월까지 확정 판정된 코로나19 환자 5601명을 대상으로 질병관리본부의 코로나19 확진자 임상자료를 바탕으로 질병이 가장 악화됐을 때 상태인 최대 임상 중증도를 분석했다. 연구팀은 인공지능(AI) 기계학습과 로비스틱 회귀분석 교차검증을 통해 예측모델을 만들었다. 그 결과 중환자실 치료가 필요한 기관 삽관, 에크모 적용, 사망 같은 중증질환으로 이환될 확률을 96.5%의 정확도로 예측할 수 있었다. 이는 기존 비슷한 해외연구의 결과인 77~91%보다 월등히 높은 수준으로 나타났다. 이와 함께 연구팀은 코로나19 검사장비가 제한적인 의료환경이나 자가진단시에도 활용해 예측할 수 있는 모델도 개발했다. 그 결과 이 간편모델의 예측 정확도 역시 96.3%로 높게 나타났다. 또 예측모델을 통해 신규확진자 유입대비 중증 이환 사망환자 수를 최소화할 수 있는 최역치-조정 시스템도 설계해 중환자실이 필요한 환자에게 제한된 의료자원을 효율적으로 배분할 수 있도록 하는 시뮬레이션을 실시한 결과 사망률을 최대 18%까지 낮출 수 있는 것으로 확인됐다. 이번에 개발한 알고리즘은 웹사이트(http://covid19severity.duckdns.org)를 통해 누구나 이용할 수 있다. 연구를 이끈 구교철 강남세브란스병원 교수는 “위드코로나로 해외처럼 확진자가 급격히 늘어날 수 있어 선제 대응이 필수적이 되는 만큼 중증환자 사망률이 급증하지 않도록 조기 선별과 치료를 실시해야 할 것”이라며 “이번 연구로 신규확진자 유입량 대비 쓸 수 있는 중환자실에 따라 중증도 예측확률 역치를 조정함으로써 코로나19 사망률을 낮출 수 있을 것”이라고 말했다.

2011년 3월 일본 후쿠시마 제1원자력 발전소에서는 대지진과 쓰나미의 영향으로 방사성 물질이 유출되는 사고가 일어났다. 이 때문에 근처 여러 호수도 세슘137과 같은 방사성 물질에 오염되고 말았다. 그런 호수 중 한 곳인 아카기산의 오누마 호수에서는 참사 뒤 몇 년간 오염 수준이 측정됐지만, 그 피해가 장기적으로 얼마나 지속할지는 명확하게 알 수 없었다. 그런데 이제 일본의 한 연구팀이 이 문제를 밝혀냈다. 쓰쿠바대에 따르면, 이 대학이 주도한 연구팀은 후쿠시마 원전 참사 뒤 약 30년간 오누마호의 방사성 물질 농도가 어떻게 변할지를 예측했다. 오누마호는 유입수와 유출수의 양이 제한된 후쿠시마 원전 인근 폐쇄 호수 중 하나다. 이런 호수의 방사성 물질 농도는 참사 직후 급감하긴 했지만, 그후로는 감소세가 크게 둔화했다. 연구 공동저자 중 한 명인 하타노 유코 쓰쿠바대 교수는 성명에서 “이전 연구들은 측정된 세슘137의 방사성 농도에 맞추기 위해 두 지수함수의 합인 ‘2성분 감쇄함수’(two-component decay function) 모델을 사용했다”면서 “대신 우리는 호수에서 발생하는 복잡한 확산 과정을 포착하는 체계인 ‘분획 확산’(fractional diffusion) 모델에 기초했다”고 밝혔다. 이어 “이런 과정에는 대류에 의한 순환, 난류 혼합, 플랑크톤 및 다른 유기체에 의한 흡수가 포함된다”고 덧붙였다.국제 학술지 ‘사이언티픽 리포트’ 10월13일자에 실린 연구논문에 따르면, 연구팀은 이 같은 모델로 오누마호의 담수는 물론 이 호수의 대표적 어종인 연못 빙어를 대상으로 참사 뒤 5.4년간 측정한 세슘137 농도 데이터를 사용해 그 농도가 장기적으로 어떻게 변할지 예측한 공식을 세웠다. 그후 이 같은 공식을 토대로 참사 뒤 최대 1만 일(약 30년) 동안 방사성 농도가 측정될 것이라고 판단한다. 이에 대해 하타노 교수는 “두 모델 모두 참사 뒤 처음 몇 년간 측정된 호수와 연못 빙어의 방사성 농도와 일치한다. 하지만 이번 연구에서는 분획 확산 모델을 사용하면 기존 모델보다 방사성 농도의 감소가 느려지는 것으로 나타났다”고 설명했다. 이번 공식은 폐쇄된 호수의 방사성 물질 오염을 장기적으로 예측할 수 있게 하고 이런 수역 근처에 사는 주민에게 장기적인 전망을 제공한다. 이에 대해 연구팀은 예측의 타당성을 위해서는 참사 뒤 5000일(약 15년) 이상은 방사성 물질 농도를 측정할 필요가 있다고 지적했다.

세계에서 가장 건조한 사막이자 거대한 알마 전파망원경이 설치돼 있는 곳으로 유명한 칠레 아타카마 사막에는 신비한 유리 파편들이 폭 75㎞에 걸쳐 무수히 흩어져 있다. 그런데 이는 아주 오래 전 한 거대한 혜성이 지표면과 가까운 상공에서 폭발한 영향으로 만들어졌을 가능성이 크다는 흥미로운 연구 결과가 나왔다.미국 브라운대 등 국제연구진은 칠레 북부 타마루갈 고원 동쪽에 있는 아타카마 사막에서 유리 파편 약 300개를 표본으로 수집한 뒤 전자현미경으로 관찰하고 분광장치를 통해 화학적 성분을 분석했다. 짙은 녹색이나 검은색으로 된 유리 파편 중에는 폭 50㎝에 달하는 큰 것부터 비틀려 있거나 접혀 있는 등 변형 흔적이 고스란히 남아 있는 것이 다수 존재한다. 이 지역은 항상 사막이 아니었기에 이런 파편은 오래 전 화산 활동이나 화재 발생으로 형성된 것으로 여겨졌다. 하지만 이번 연구는 유리 속 광물 지르콘이 열에 의해 분해돼 바델리석을 형성했을 때 1670℃ 이상의 극고온을 필요로 하는 등 몇몇 중요한 물리적 특성을 알아내 기존 이론이 불가능하다는 점을 보여줬다.또 이들 유리에는 종종 지구 밖에서 날아온 유성이나 혜성에서 발견되는 큐버나이트나 트로이라이트와 같은 광물이 포함돼 있다. 게다가 이런 광물은 2004년 미 항공우주국(NASA)의 스타더스트 우주선이 빌트2 혜성을 접근 통과하면서 수집해온 광물 표본의 조성과도 밀접하게 일치한다. 미 펀뱅크 과학센터의 행성지질학자 스콧 해리스 박사는 “이들 광물은 우리에게 이런 유리가 혜성의 모든 흔적을 갖고 있다는 점을 보여준다”면서 “스타더스트 표본에서 봤던 것과 같은 광물학 특성이 유리에 존재하는 것은 혜성 공중 폭발의 결과임을 보여주는 매우 명확한 증거”라고 설명했다. 이에 따라 연구진은 이런 광물은 사막 표면의 모래를 녹일 만한 폭발을 일으킨 지구 밖에서온 천체, 아마 혜성이 만들어낸 흔적일 가능성이 크다고 결론지었다.연구를 이끈 피트 슐츠 브라운대 교수는 “지구에서 유성이나 혜성이 지표 바로 위에서 폭발하면서 일으킨 열복사와 폭발풍에 의해 생성된 유리 파편에 관한 명확한 증거를 찾은 사례는 이번이 처음”이라면서 “이렇게 넓은 지역에 극적인 영향을 끼쳤다는 점은 당시 폭발이 정말 엄청났다는 것을 시사한다”고 밝혔다. 또 “우리 중 많은 사람은 하늘을 가로지르는 폭발 유성을 본 적이 있지만 이런 유성은 당시 폭발한 혜성과 비교하면 아주 작은 파편에 불과하다”고 설명했다. 연구진에 따르면, 유리 파편에 남은 흔적은 토네이도에 맞먹는 강풍을 동반한 거대 혜성의 폭발 영향과 일치한다. 특히 이런 파편은 신생대 제4기 홍적세(플라이스토세)에 속하는 약 1만2000년 전 지표 근처에서 거의 동시에 강력한 공중 폭발이 일어났다는 점을 시사한다. 홍적세 동안 아타카마 사막에는 산악지대에서 동쪽으로 뻗은 강에 의해 형성된 나무와 풀이 우거진 습지가 있는 비옥한 땅이 있었다. 슐츠 교수는 유리 파편의 정확한 연대를 확인해 혜성 폭발이 정확히 언제 일어났는지를 정하려면 추가 연구가 필요하다고 말했다. 하지만 이미 다른 전문가들은 이 같은 영향이 현재 아타카마 사막이 있는 지역에서 거대 포유류가 사라질 무렵에 일어난 것으로 보고 있다. 이에 대해 슐츠 교수는 “아직 인과관계가 있다고 말하긴 이르지만, 이 같은 사건이 메가파우나(거대 동물상·체중 40㎏ 이상 거대 동물의 통칭)가 사라졌다고 생각했던 시기와 거의 같은 시간대에 발생했다는 점은 흥미롭다. 또 이 지역에 막 정착한 초기 주민들이 실제로 이를 봤을 가능성도 있다”면서 “이건 꽤 멋진 볼거리였을 것”이라고 말했다. 자세한 연구 결과는 미국지질학회(GSA) 발행 학술지인 지올로지(Geology) 최신호(11월 2일자)에 실렸다.

논문의 주제와 제목, 내용까지 100% 동일한 논문으로 석사 학위를 받은 학생의 행각이 드러나 논란이다. 중국 유력매체 펑파이신문은 최근 후난성에 소재한 후난대학교 대학원에서 발표한 논문이 사실상 100% 표절 논문으로 확인됐다고 4일 이 같이 보도했다. 논란이 된 논문은 지난 2016년 해당 대학 대학원에서 공학 석사 학위를 받은 천지에라는 이름의 학생 논문으로 확인됐다. 당시 발표된 천 씨의 논문이 사실은 같은 해 베이징이공대학에서 먼저 발표했던 석사 논문을 그대로 베낀 100% 표절 논문이라는 지적이다. 이번 사건을 가장 먼저 수면 위에 올린 인물은 베이징이공대 소속 장화핑 부교수다. 장 교수는 지난 1일 “나와 함께 지난 2016년까지 연구 논문을 작성했던 자오롄웨이 학생의 석사 논문이 후난대 출신의 천 씨에 의해 100% 표절당했다”면서 “중국학위평정회가 피해 학생의 신고를 받고 약 3개월 간의 심사를 통해 해당 논문이 완전한 표절 논문이라고 판단했다”고 밝혔다. 논문 표절을 당한 피해 학생 자오 씨는 현지 언론은 펑파이뉴스와 한 인터뷰에서 “인터넷에서 쉽게 검색해 원문을 찾아볼 수 있는 상황에서 문제의 천 씨의 논문이 앞서 나의 논문과 100% 동일하게 작성된 것을 확인했다”면서 “논문 초입부분의 인사말이 조금 다를 뿐, 논문의 형식까지 전체적으로 100% 동일하게 베낀 표절 논문이다”고 지적했다. 자오 씨의 논문 발표 시점은 지난 2016년 1월 1일로, 이후 자오 씨의 논문은 인터넷 상에 원문 그대로 게재돼 있던 상황이었다. 반면 표절 논문으로 지목된 천 씨의 논문은 같은 해 11월 28일 발표돼 이듬해 2월 표절 논문으로 석사 학위를 수여 받았다. 표절 사실을 확인한 이후 자오 씨와 그의 지도 교수였던 베이징이공대 출신의 장 박사는 곧장 문제의 논문으로 학위를 수여한 대학원에 연락해 표절 의혹을 제기했던 것으로 알려졌다.  장 박사는 “논란이 된 대학은 중국의 남부 지역에서 유명 대학으로 손에 꼽히는 교육 기관이다”면서 “해당 대학 책임자에게 연락해 문제를 제기했지만 거듭된 사과 요구와 공식 처리 요구에도 대학 측은 묵살로 일관했다. 이를 공식적으로 문제화 하지 않을 경우 악질적인 표절 문제가 근절되지 않을 것이라고 판단하고 여론에 알리게 됐다”고 설명했다.  또, 장 박사는 일각에서 제기된 원저자가 해당 논문을 온라인 상에서 팔아넘겼을지 모른다는 의혹에 대해서도 입장을 밝혔다.  그는 “일면식도 없는 사람에게 논문을 표절토록 할 사람은 없다”면서 “학생이 스스로 문제를 일으켰을 리 만무하다”고 의혹에 선을 그었다.  한편, 사건에 대한 논란이 확산되자, 문제의 대학 측은 표절 논문을 제출한 학생 천 씨의 석사 학위를 취소하고 해당 논문을 지도했던 교수에 대해서도 지도 교수 자격 취소를 통보했다고 밝혔다.  또, 대학 측은 “향후 학문과 관련된 부정행위에 대해서는 무관용 원칙을 고수할 것”이라면서 “논란이 된 사건에 대해 깊이 반성한다. 관리 감독을 강화해 다시는 이 같은 사건이 재발하지 않도록 하겠다”는 입장을 거듭 밝혔다.  문제는 중국에서 이 같은 논문 표절과 학위 발급 남발에 대한 논란이 이번이 처음이 아니라는 점이다.  지난해 중순 미국 월스트리트저널은 중국에서 발표된 국제 학술지 논문 100여편이 모두 조작, 표절한 정황이 드러났다고 ‘가짜 논문 공장’이라는 의혹을 제기했다. 당시 미국의 미생물학자 엘리자베스비크 박사는 중국 50여개 도시 소재 병원과 의과대학 소속 연구자들이 지난 4년 동안 발표한 생물학 관련 논문 121편에 사용된 다수의 연구 사진이 수 차례 재활용된 정황이 드러났다고 지적했다.  특히 알리바바의 전자상거래 플랫폼인 타오바오에는 구매자가 연구 주제를 선택하면 가짜 논문을 써주는 연구 논문 아웃소싱 서비스가 횡행하고 있는 것으로 알려졌다. 해당 가짜 논문 한 편당 가격은 최저 4000달러에서 최고 3만 달러까지 천차만별로 거래되는 셈이다. 특히 최근에는 중국 다수의 지역 정부가 고액의 인센티브를 명목으로 각 대학과 연구자들에게 고가의 논문 상금을 제시, 대학이 이른바 논문 공장화 되고 있다는 비판의 목소리도 제기됐다.  중국 당국과 각 교육 기관이 전 세계 학술계에서의 중국 영향력을 넓히려는 목적으로 학술지 게재를 기준으로 연구자 지원금 여부를 결정, 편법 경쟁까지 일어나고 있다는 지적이다.  반면 표절 의혹이 제기된 논문이 취소되기까지는 상당히 까다로운 과정이 수반된다는 것이 현지 언론의 설명이다. 

사람 뇌에 있는 한 수용체가 키를 크게 할 뿐만 아니라 사춘기를 빨리 시작하게 하는 원인이었던 것으로 밝혀졌다. 영국 케임브리지대·런던퀸메리대·브리스틀대와 미국 미시간대·밴더빌트대 등 공동연구진은 시상하부 신경세포(뉴런)에 있는 ‘멜라노코르틴3수용체’(MC3R)가 사람의 성장과 성성숙을 조절한다는 점을 밝혀냈다.연구진에 따르면, MC3R은 영양분의 특정 신호들에 반응해 성장과 성성숙을 조절하는 특정 호르몬의 분비를 제어한다. 그런데 만일 이 수용체가 제대로 활성화하지 않으면 키가 잘 크지 않아 사춘기도 늦게 접어드는 것으로 확인됐다. 연구진은 이 연구를 위해 영국 코호트연구인 UK 바이오뱅크에 등록된 영국 남녀 약 50만 명의 자료에서 MC3R의 유전자에 변이가 있는 몇천 명을 찾아냈다. 이 중 여성 812명은 이런 변이가 없는 여성들보다 평균 4.7개월 늦게 사춘기에 접어들었던 것으로 나타났다.MC3R 변이를 지닌 사람들은 또 더 적은 양의 ‘지방 제외 조직’(lean tissue)을 갖고 있지만, 지방이 이 변이에 미치는 영향은 없는 것으로 파악됐다. 영국 ‘에이번 부모-자녀 종단연구’(ALSPAC) 참가자 6000명의 자료를 살펴보면, 아동 6명이 MC3R 변이를 갖고 있는데 이들 아동은 이런 변이가 없는 또래 아동들보다 어린 시절 키가 더 작고 지방 제외 조직 역시 더 적었다. 그리고 MC3R 유전자의 두 복제본에 모두 변이가 있는 한 아동은 키가 매우 작아 사춘기는 20세가 넘어서야 접어든 것으로 확인됐다. 연구 공동저자인 스티븐 오라힐리 케임브리지대 교수는 성명에서 “이번 발견은 뇌가 어떻게 영양분을 감지하고 이를 분석해 우리의 성장과 성성숙에 영향을 주는 잠재의식적인 결정을 내리는지를 보여준다”면서 “영양분이 성장과 성성숙에 영향을 주는 뇌의 경로를 알아내면 지난 한 세기 동안 과학자들을 어리둥절하게 했던 키가 점차 커지고 사춘기에 접어드는 나이가 어려지고 있는 세계적인 현상을 설명할 수 있다”고 말했다.연구진은 이번 발견이 근육량을 늘리거나 지연된 성장을 촉진하는 약물의 개발로 이어질 수 있다고 믿는다. 오라힐리 교수는 “이번 발견은 MC3R 변이와 관련해서 성장과 사춘기 발달의 심각한 지연을 지닌 아이들을 대상으로 한 검사에 즉시 실질적인 영향을 줄 수 있다”면서 “이 연구는 아동 발달과 생식 건강 외에도 폭넓은 의미를 가질 수 있다”고 말했다. 또 “많은 만성질환은 근육을 포함한 지방 제외 조직의 감소와 그 결과 발생하는 허약체질과 관계가 있다”면서 “이런 체질은 단백질이 풍부한 음료와 같이 간단한 영양 보조 식품을 섭취해도 좀처럼 나아지지 않는다”고 지적했다. 이어 “MC3R 경로의 활동이 지방 제외 조직 양에 영향을 준다는 사실은 추가 연구를 통해 MC3R을 선택적으로 활성화하는 약물이 환자의 신체 기능을 개선하는지, 열량이 지방 제외 조직으로 전환하는 데 도움이 되는지를 알아볼 필요가 있다는 점을 시사한다”고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 ‘네이처’ 최신호(11월 3일자)에 실렸다.

지구에서 128억 광년 떨어진 은하에서 물의 흔적이 발견됐다. 이는 지금까지 나온 흔적 중 가장 멀고, 가장 오래된 것으로 전해졌다. 미 어바나샴페인 일리노이대 연구진은 칠레 아타카마 사막의 알마(ALMA) 망원경을 사용해 빅뱅 이후 7억8000만 년 만에 생성된 고대 은하 ‘SPT0311-58’에서 수소(H)와 산소(O) 원자로 만들어진 물(H2O) 분자에 관한 증거를 찾았다. 이런 증거는 빅뱅 당시 형성된 우주 최초의 분자로 여겨지는 수소 이온과 헬륨으로 이뤄진 수소 이온화 헬륨(HeH＋·Helium hydride ion)에서 더 복잡한 분자가 매우 빠르게 만들어졌다는 점을 시사한다. 헬륨(He)이나 수소보다 무거운 원소는 별의 수명이 끝남에 따라 중심핵에서 융합된다. 따라서 이 연구는 우주 초기 8억 년 안에 처음 별들이 생겨나고 사라지면서 물 분자를 생성했다는 점을 시사한다. 그 결과, 그 자체는 지구와 태양, 태양계 그리고 인류 등 오늘날 우리가 아는 모든 물질로 이어졌다. 물의 흔적이 나온 은하는 2017년 알마 망원경을 사용한 과학자들에게 처음 발견된 것으로 사실 두 은하로 이뤄졌다. 게다가 이 은하가 지구로부터 128억 광년 떨어져 있다는 점은 우리가 지금 보는 빛이 128억 년 전부터 날아왔다는 것이다. 이른바 ‘재이온화 시대’(Epoch of Reionization)로 불리는 당시에는 최초의 별과 은하가 탄생했다. 날아온 빛을 보면 당시 두 은하는 융합하기 시작한 것처럼 보인다. 그리고 두 은하의 빠른 별 형성 속도는 결국 가스를 소진해 한 쌍의 거대 타원 은하를 형성했을 것이다. 연구 주저자인 스리바니 자루굴라 수석연구원은 “SPT0311-58로 알려진 한 쌍의 은하에서 분자 가스에 관한 알마 망원경의 고해상도 관측을 통해 두 은하 중 큰 쪽 은하에서 물과 일산화탄소 분자를 모두 발견했다”면서 “특히 산소와 탄소는 1세대 원소이며 일산화탄소와 물의 분자 형태에서는 우리가 알 수 있듯이 생명에 매우 중요하다”고 밝혔다.이 은하는 알려진 초기 은하 중 가장 커서 가스와 먼지도 많다. 이는 분자 관찰을 더 쉽게 해 물 분자와 같이 생명에 관여하는 요소가 초기 우주 발전에 어떤 영향을 줬는지를 더욱더 잘 이해할 기회를 줄 것이라고 주저자는 설명했다. 물은 수소와 일산화탄소 다음으로 우주에서 세 번째로 풍부한 분자다. 이전 연구에서는 물의 배출과 먼지의 원적외선 방출을 연관지었다. 먼지는 은하의 별로부터 자외선을 흡수해 원적외선 광자로 다시 방출한다. 이는 물 분자를 더욱더 활성화시켜 과학자들이 관찰할 물의 배출을 일으킨다. 이런 원리는 이번 연구에도 도움을 줬다. 이런 연관성은 물을 별 형성의 추적 지표로 쓸 수 있어 앞으로 우주적 규모로 적용할 수 있다. 자세한 연구 결과는 미국 코넬대에서 운영하는 출판 전 논문공개 사이트인 아카이브(arXiv.org)에 공개됐으며 곧 세계적인 학술지 ‘천체물리학저널’(ApJ·Astrophysical Journal)에 실릴 예정이다.

이미 컴퓨터에서 자취를 감춘 플로피디스크에 이어 서서히 사라지고 있는 장치가 바로 광학 디스크 드라이브 (ODD, Optical Disc Drive)입니다. 과거 하드디스크 용량도 적고 인터넷 속도도 상대적으로 느렸던 시절 컴퓨터에서 영상 감상 수단은 주로 CD나 DVD를 읽을 수 있는 ODD였습니다. 1990년대 나온 멀티미디어 PC에는 CD나 DVD 드라이브가 기본으로 탑재됐습니다. 여기에 데이터를 기록할 수 있는 ODD가 나오면서 한동안 데이터 백업용으로 큰 인기를 끌었습니다.  그러나 ODD의 시대는 블루레이로 넘어오면서 서서히 저물기 시작합니다. 영상을 온라인으로 시청하는 경우가 늘어나고 대용량 SSD와 하드디스크가 나오면서 굳이 거추장스럽게 CD나 DVD를 사용할 이유가 줄어든 것입니다. 데이터 센터에서도 미디어 저장 용량이 적은 광학 디스크보다 하드디스크나 자기 테이프를 백업용 저장 장치로 사용하고 있습니다.  하지만 광학식 데이터 저장 기술에는 하드디스크나 자기 테이프 같이 자성 물질을 이용하는 방식이나 낸드 플래시 메모리처럼 반도체 기반 방식에는 없는 장점이 있습니다. 저장 미디어가 저렴할 뿐 아니라 수명이 매우 길다는 것입니다. 따라서 저장 장치를 연구하는 과학자들은 대용량의 데이터를 반영구적으로 보존할 수 있는 새로운 광학 저장 기술을 연구하고 있습니다.  최근 주목받는 소재는 바로 유리입니다. 마이크로소프트의 프로젝트 실리카(Project Silica)는 순수한 실리카(SiO2)로 이뤄진 석영유리(silica glass)에 100펨토초 간격으로 레이저(femtosecond, 10^-15초)를 발사해 대용량 데이터를 영구 저장하는 프로젝트입니다.  레이저를 유리 내의 한 점에 모으면 1마이크로미터 이하 크기의 결정이 형성되는데, 이를 복셀 (Voxel)이라고 부릅니다. 복셀은 하드디스크처럼 평면으로 데이터를 저장하는 것이 아니라 유리 내부에 3차원적으로 쌓아 올릴 수 있어 막대한 양의 데이터를 보존할 수 있습니다. 더 중요한 사실은 데이터를 1만 년 동안 보존할 수 있을 정도로 안전성이 뛰어나다는 것입니다. 자기 물질이나 플라스틱이 아닌 유리이기 때문에 가능한 일입니다.  펨토초 레이저를 이용한 광학 데이터 저장 기술에 도전하는 곳은 마이크로소프트만이 아닙니다. 이 분야에서 선구자 중 하나인 사우스햄프턴 대학의 연구팀은 펨토초 광학 데이터 저장 기술의 단점이었던 느린 속도를 개선한 연구 결과를 광학 전문 학술지인 저널 옵티카 (Optica)에 발표했습니다.  사우샘프턴대학의 기술은 펨토초 레이저를 이용해 석영유리 안에 50-500nm 크기의 작은 이방성(anisotropic) 나노 결정을 만드는 방식입니다. 기본적으로 마이크로소프트의 프로젝트 실리카와 비슷하지만, 유리 내부에서 3차원적 위치를 지닌 복셀 한 개가 결정 구도와 결정 크기의 2차원의 광학 데이터를 담고 있어 5D 광학 데이터 저장 (5D optical data storage) 방식이라고 부릅니다.  이를 풀어서 설명하면 복셀 하나가 0과 1대신 0,1,2,3의 상태를 지닐 수 있어 MLC 낸드 플래시 메모리 셀처럼 더 많은 데이터 저장이 가능하다는 이야기입니다. 일반적인 광학 디스크 크기의 5D 광학 데이터 저장 디스크는 최대 500TB의 데이터를 저장할 수 있는데, 50GB 블루레이 1만 장에 해당하는 용량입니다.  하지만 유리 디스크 데이터 저장 기술은 데이터 기록 속도가 매우 느리다는 것이 큰 단점입니다. 연구팀은 새로운 방식을 도입해 초당 100만 개의 복셀 혹은 225kB/s의 데이터 기록 속도를 달성했습니다. SSD나 하드디스크를 생각하면 너무 느린 속도이지만, 앞으로 속도를 점점 높여 대용량 데이터의 영구 백업 시스템의 가능성을 보여준 연구 결과입니다. 연구팀은 8.8 X 8.8 mm 데이터 블록 네 개에 6GB 데이터를 저장한 프로토타입 디스크를 공개했습니다. (사진)  현재 우리가 사용하는 저장 장치의 수명은 생각보다 짧습니다. 물론 계속해서 복사하고 백업되는 과정에서 데이터는 사라지지 않지만, 데이터의 양이 폭발적으로 증가하면서 더 안전하고 고밀도로 데이터를 보존할 방법이 필요합니다. 유리가 그 대안이 될 수 있을지 앞으로 연구 결과가 주목됩니다.