세계 곳곳의 숲속에는 식물을 숙주 삼아 뿌리에 붙어 영양분을 쪽쪽 빨아먹는 기괴한 뱀파이어 식물이 숨어산다고 식물학자들이 밝혔다. 영국 옥스퍼드대와 브라질 세르지페연방대 공동연구진은 최근 한 학술지를 통해 이른바 뱀파이어 식물로 불리는 한 기생식물 속을 자세히 소개했다.이들 연구자에 따르면, 발라노포라과(Balanophoraceae) 랑스도르피아속(Langsdorffia)의 기생식물은 꽃 부분이 핏빛 붉은색을 띠는 특징이 있으며 관목과 무화과 심지어 선인장의 뿌리에도 달라붙어 양분을 흡수하며 성장한다. 이는 이른바 흡근으로 불리는 빠는뿌리 덕분이다.특히 이들 뱀파이어 식물은 수꽃과 암꽃으로 나뉘어 있고 이들은 모두 각자 달콤한 향기를 내는 꽃꿀을 분비해 딱정벌레와 개미 등 곤충이나 벌새 등 조류를 꽃가루 매개자로 끌어들여 수분한다. 그중에서도 딱정벌레가 수분에 가장 큰 역할을 하는 것으로 전해졌다.흥미로운 점은 이들 식물의 줄기가 잘 보이지 않아 뿌리에서 곧바로 꽃이 자라고 있는 듯이 보인다는 점이다. 수꽃에는 줄기가 어느 정도 있지만 암꽃에는 줄기가 극히 짧아 뿌리에서 직접 나온 것처럼 보이는 데 이를 무병(sessile) 구조라고도 한다. 이들 연구자는 논문을 통해 “랑스도르피아는 다른 식물들과 달리 잘 알려지지 않은 꽃식물 속으로서 꽃식물보다 심해생물과 닮았다”면서 “이런 식물의 희소성과 이해하기 어려운 특징 그리고 외진 서식지는 더 많은 종을 발견할 수 있을지도 모른다는 점을 보여준다”고 말했다. 이 연구를 주도한 옥스퍼드대의 기생식물 전문가 크리스 토로구드 박사는 “이들 식물의 생김새와 생태를 보고 알면 그야말로 뱀파이어 식물이라고 부를 수 있다”고 말했다.한편 랑스도르피아속 식물은 지금까지 중앙아메리카와 남아메리카에 걸쳐 분포하는 랑스도르피아(이하 L.) 히포게아 마르트(hypogaea Mart)와 마다가스카르 고유의 L. 말라가시카(malagasica), 파푸아뉴기니의 L. 파푸아나 지싱크(papuana Geesink), 그리고 브라질 남부와 남동부의 일부 숲에만 있으며 최근 그 존재가 확인된 L. 헤테로테팔라(heterotepala)까지 총 4종이 확인된 것으로 전해졌다.자세한 연구 결과는 뉴 파이톨로지스트 재단(NPT·New Phytologist Trust)의 오픈엑세스 학술지 ‘플랜츠 피플 플래닛’(Plants People Planet) 5월호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

나라꽃 ‘무궁화’의 꽃잎 추출물이 피부 미백에 효과가 뛰어난 것으로 나타났다. 지난해 무궁화 뿌리에서 폐암 세포 증식을 막는 신물질을 발견한 데 이어 기능성 화장품 원료와 피부 미용 소재 등 산업적 활용 가능성까지 확인돼 재배 확산 등이 기대되고 있다. 3일 산림청 국립산림과학원에 따르면 무궁화연구팀이 제주대 김기영 교수팀과 공동연구로 무궁화 꽃잎의 안토시아닌과 플라보노이드 성분이 기미·잡티·노인성 반점의 원인이 되는 멜라닌 색소 합성을 억제하는 효과를 확인했다. 과일과 채소 등에서 붉은색과 보라색을 나타내는 색소 성분인 안토시아닌은 항산화 활성이 높아 노화 방지와 면역력 강화, 당뇨, 심혈관 질환 등에 효과가 있는 것으로 알려졌다. 생체 내 멜라닌 색소 합성 저해에 따른 피부 미백 효능 관련 작용이 밝혀진 것은 처음이다. 공동연구팀은 무궁화 품종 중 ‘백단심’(사진 왼쪽)과 ‘불새’(오른쪽)의 꽃잎 추출물을 멜라닌 합성 호르몬이 활성화된 조건에서 배아에 0∼400㎍/㎖ 농도로 처리한 결과 멜라닌 합성이 무처리군과 비교해 92% 수준까지 감소한 것을 확인했다. 무궁화 꽃잎의 붉은색 부분에 포함된 17종의 안토시아닌과 플라보노이드 성분이 멜라닌 합성에 중요한 역할을 하는 티로시나아제를 억제하기 때문이다. 연구 결과는 지난해 말 천연물 관련 세계적 학술지인 ‘바이오몰레큘스’ 645호에 게재됐다. 올해 6월에는 꽃잎 추출물을 이용한 피부 미백용 기능성 화장품 원료 제조와 관련해 국내 특허 등록한 데 이어 국제특허 출원도 마쳤다. 이석우 산림자원개량연구과장은 “나무 훼손 없이 수천 송이가 열리는 꽃을 활용할 수 있다는 점에서 의미가 있다”고 말했다. 대전 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

전북대 전자공학부 김기현 교수 연구팀이 ‘뉴로모픽(Neuromorphic) 칩’ 핵심 기술인 뉴로 트랜지스터 소자를 개발했다. 전북대는 김 교수 연구팀이 뇌 신경 구조를 모방해 인간의 사고 과정과 비슷한 방식으로 정보를 처리하도록 고안한 반도체를 개발했다고 3일 밝혔다. 이 반도체는 비교적 적은 전력으로 정보 기억과 복잡한 연산 및 학습 기능을 수행할 수 있어 자율 주행 자동차 및 드론, 얼굴인식, 사물인터넷 디바이스 등 4차 산업혁명 기술에 폭넓게 쓰일 것으로 기대된다. 김 교수 연구팀은 독일 드레스덴 공대·헬름홀츠 연구팀과 국제 공동 연구를 통해 뉴로모픽 칩에 ‘졸-겔 실리 케이트’ 물질을 적용한 기술을 개발했다. 이 물질은 다공성 세라믹 구조체로, 내부 이온들이 입력신호에 따라 구멍 사이를 자유롭게 이동하면서 마치 뇌 신경세포(뉴런)를 연결하는 시냅스와 같이 데이터 저장 효과를 유발한다. 또 이온 분극과 확산 현상을 이용해 전자소자의 하드웨어적 학습을 가능하게 하는 인공 신경망 구현도 할 수 있다. 이번 연구 결과는 세계적 전자소자 분야 학술지인 ‘네이처 일렉트로닉스’(Nature Electronics)에 실렸다. 김 교수는 “새롭게 개발한 뉴로 트랜지스터는 전통적 트랜지스터를 기반으로 제작한 인공 시냅스 소자”라며 “이온에 따라 시냅스 가소성을 제어함으로써 인간의 뇌를 가장 밀접하게 모방한 기술”이라고 말했다. 김 교수는 연구성과를 바탕으로 전북대 반도체설계 교육센터(IDEC)와 협력해 4차 혁명 시대를 이끌어 갈 반도체소자 고도화와 상용화를 추진할 계획이다. 전주 임송학 기자 shlim@seoul.co.kr

비키니를 입는 의료종사자들을 ‘전문적이지 못하다’라고 판단한 연구결과에 항의하는 여성 의료인들이 SNS를 통해 항의의 뜻을 내비치고 있다. 영국 일간지 더 선 등 해외 언론에 따르면 미국혈관외과학회(SVS)가 발행하는 학술지인 혈관수술저널에 실린 한 논문은 환자가 병원이나 의사를 선택할 때, 의사를 포함한 의료진의 개인 소셜미디어 콘텐츠를 참고할 수 있는 것으로 나타났다고 주장했다. 연구는 의료 레지던트 235명 중 61명이 ‘전문적이지 않거나 잠재적으로 전문적이지 않은 모습’을 개인 SNS에 올린 것으로 확인했다면서, 전문적이지 않은 모습에는 음주나 비속어 사용, 할로윈 의상 착용, 비키니 입은 사진 공유 등으로 정의했다. 지난해 12월에 발표된 이 연구결과는 뒤늦게 의학계에서 논란이 됐고, 특히 여성 의료인사이에서 이에 대한 반발이 쏟아져 나왔다. 이에 따라 최근 트위터 등 SNS에서는 ‘메드비키니’(#MedBikini)라는 해시태그가 유행하기 시작했다. 비키니를 입는 의료인이 전문적이지 않다는 것은 편견에 불과하다는 것을 알리는 것이 주된 내용이다.많은 여성 의사들이 비키니를 입은 자신의 모습을 담은 사진과 해시태그를 달았다. 한 의사는 “이런 잘못된 연구결과에 목소리를 높여야 한다. 그들(연구진)은 우리 여성 주치의 동료가 비키니를 입었다는 이유만으로 비난하고 있다”고 지적했다. 또 다른 여성 의사는 시스루 의상을 입은 자신의 사진과 함께 “나는 내 일에 뛰어난 전문가이자 의사이고 인간이다. 누구도 내가 의료종사자라는 이유 때문에 나에게 이래라저래라 할 수 없다”고 강조했다.이밖에도 “프로답지 않은 것은 여성 혐오와 성차별이다. 프로다운 것은 인생을 즐기고 긴장을 푸는 방법을 알고, 내 몸에 대해 아는 것”이라면서 “폭포 아래에서 즐기고 있는 내 사진을 봐라. 여기에 비키니 말고 다른 옷을 입는 게 적절하다고 생각하나?”라고 반문한 의사도 있었다. 여성 의사 뿐만 아니라 남성 의사들도 수영복을 입은 자신의 사진을 올리며 ‘메드비키니’ 운동에 동참하고 있다. 비난이 쏟아지자 해당 논물의 저자 중 한 명은 자신의 SNS에 유감의 뜻을 표했지만, 쉽사리 논란은 가라앉지 않고 있다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

캐나다 북극지방의 일부 산꼭대기 만년설이 5년 사이에 흔적도 없이 사라져 버린 사실이 위성사진을 통해 밝혀졌다. 미국 국립빙설자료센터의 마크 세레즈 교수는 미국항공우주국(NASA)의 위성 영상을 분석, 캐나다 북극지역인 엘즈미어 섬 헤이즌 고원의 두 꼭대기 지점 만년설(St. Patrick Bay ice caps)의 변화를 추적했다. 1980년대부터 북극지역 산꼭대기의 만년설을 연구해 온 그는 3년 전인 2017년 당시, 온실가스 배출을 억제하지 않을 경우 만년설이 5년 내 사라질 것이라는 논문을 발표했다. 그리고 그의 암울한 예측은 현실이 됐다.2017년 당시 논문은 1959년과 2015년의 위성사진을 분석한 것이었다. 세레즈 교수 연구진은 테라 위성에 탑재된 열-굴절 복사계인 아스타(ASTER)가 촬영한 이미지를 비교했고, 그 결과 2015년 당시 남아있는 만년설의 양은 1959년의 5%에 불과했다. 그리고 다시 5년이 흐른 2020년 7월, 같은 지역의 만년설을 담은 위성사진을 2015년 당시의 것과 비교한 세레즈 교수는 절망했다. 더 이상 이 지역에 남아있는 만년설이 없었기 때문이다. 세레즈 교수는 2015년 당시 이미 40여 년 전에 비해 5% 밖에 남지 않았다는 사실을 알고 있었다. 그렇기 때문에 2017년 논문을 통해 만년설이 사라질 것이며, 이를 막기 위해서는 기후변화를 통제해야 한다고 주장했었지만 그를 포함한 수많은 기후학자들의 외침은 여전히 공허하게 흩어지고 있다. 전문가들은 지구온난화가 지구를 서서히 끓게 만들고, 이는 가뭄과 기근 및 극심한 자연재해뿐만 아니라 급격한 해수면 상승으로도 이어지고 있다고 지적한다.캐나다 북극지역 일부 만년설이 완전히 사라진 것을 확인한 세레즈 교수는 디스커버리와 한 인터뷰에서 “기루변화가 진행됨에 따라 특히 북극에서 그 영향이 더욱 두드러질 것이라는 사실은 이미 알려져 있었다”면서 “이제 남은 것은 (두 곳의 만년설을 담은) 사진과 많은 추억 뿐”이라며 안타까움을 감추지 못했다. 한편 세계적인 학술지인 사이언티픽리포츠에 발표된 최근 연구에 따르면 향후 80년간 기후변화로 인해 연안에서 발생하는 홍수가 전 세계적으로 약 50% 증가할 것으로 나타났다. 극지의 얼음이 녹으면서 홍수로 인해 수백만 명의 사람이 위험에 처할 수 있으며, 천문학적 수준의 복구비용이 필요할 것이라는 내용도 포함돼 있었다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지구온난화로 인해 북극의 얼음이 녹고 있지만 북극 지역의 바다는 많은 사람들이 오염 없는 청정 해역으로 꼽는다. 그렇지만 언젠가부터 북극 해역에서도 사람의 손길로 인한 오염이 심각해지고 있다. 지난해 말 캐나다 환경연구기관은 북극해에 서식하는 흰돌고래 위 속에서 미세플라스틱이 발견됐다는 연구결과를 내놨다. 이런 가운데 발암물질로 알려진 내분비교란물질, 일명 환경호르몬 물질까지 북극해에서 발견됐다. 독일 헬름홀츠 재료·연안연구센터, 함부르크대 무기·응용화학연구소, 헬름홀츠 극지해양연구센터, 미국 하버드대 공학·응용과학부 공동연구팀은 북극해에서 처음으로 환경호르몬인 ‘과불화화합물’(Per- and polyfluoroalkyl substances, PFAS)으로 검출했다고 1일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 환경과학 분야 국제학술지 ‘환경 과학기술’(Environmental Science & Technology) 지난 7월 30일자에 실렸다. PFAS는 잘 분해되지 않고 열에 강해서 식품 포장지나 다양한 가정용품에서 사용되는데 프라이팬 표면 코팅에도 사용되는 것으로 알려져 있다. PFAS에는 17종 이상이 포함되는데 과불화옥탄산(PFOA), 과불화옥탄술폰산(PFOS)가 대표적이며 PFNA, PFDA 등도 많이 쓰인다. 식품섭취나 조리 중 음식물을 통해 인체로 들어가거나 제조와 처리과정에서 식수나 토양, 동식물에 축적돼 환경에 수 년 동안 남아있을 뿐만 아니라 인체에 축적될 가능성이 있는 것으로 알려졌다. 자연분해가 어렵기 때문에 최근 주목받기 시작한 대표적인 내분비교란물질이다. 실제로 지난 6월 서울대 의대 연구팀은 혈중 PFAS 농도가 높을수록 감상선호르몬이 증가해 어린이들의 갑상선 기능을 교란시킬 수 있다는 코흐트 분석결과를 내놓기도 했다. PFAS가 암을 유발시키거나 면역반응 저하, 임신장애 등을 일으킨다는 연구결과들이 나오면서 잔류성 유기오염물질 생산과 사용을 금지한 스톡홀름협약이 발효된 2004년부터 쓰이지 않고 있다. PFOA를 대체하기 위해 젠X(GenX)라고 불리는 HEPO-PA라는 물질이 개발돼 사용되고 있지만 이 역시 PFAS와 유사한 건강상 문제를 일으킬 가능성이 제기되면서 고위험물질로 분류돼 있다.연구팀은 2018년 여름 그린란드부터 노르웨이 스발바르 제도까지 29개 지역에서 바닷물을 채취해 질량분석법으로 성분을 분석하고 해양 이동가능성을 조사했다. 그 결과 모든 시료에서 PFAS가 검출됐으며 이번 조사에서는 11종의 PFAS가 확인됐다. 또 청정 해역으로 불리는 북극 지역에서까지 PFAS가 검출된 것은 이 화합물이 해류를 타고 장거리 이동이 가능한 것을 보여줬다고 연구팀은 설명했다. 독일 헬름홀츠 재료·연안연구센터 랄프 에빙하우스 교수(환경화학)는 “이번 연구는 내분비교란물질은 쉽게 분해되지 않기 때문에 일단 토양이나 해양에 노출되면 해양 순환으로 인해 전 세계로 확산될 수 있음을 보여준 것”이라고 말했다. 또 에빙하우스 교수는 “최근 북극해에서 미세플라스틱이 검출된 것도 이처럼 전 세계 해양순환의 영향 때문일 것”이라며 “해양순환 과정에서 해양생물 체내에 들어가 사람에게 전달돼 축적될 가능성도 적지 않다“라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 햇빛으로 바닷물을 거의 100% 먹을 수 있는 담수로 바꾸는 기술을 개발했다. 포스텍 기계공학과 연구팀은 별도의 전처리 과정 없이 햇빛을 이용해 바닷물이나 염분이 포함된 물을 먹을 수 있는 물로 손쉽게 바꿀 수 있는 담수화 기술을 개발했다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘나노 에너지’ 28일자에 실렸다. 현재 주로 사용되는 해수담수화 기술은 역삼투압을 이용한 막분리법이 주를 이루고 있다. 반투막에 압력을 가해 물 분자만 통과시키고 물보다 분자량이 큰 물질을 통과시키지 않도록 하는 것인데 복잡한 설비가 필요하기 때문에 비용이 많이 든다. 최근에는 햇빛을 이용해 외부로부터 전기나 열에너지 공급 없이도 담수로 만드는 증발담수기술이 주목받고 있다. 바닷물이나 염수를 증발시켜 얻은 증기를 응축시켜 식수로 회수하는 증발담수 기술은 증발효율이 낮아 식수 생산량이 많지 않다는 문제가 있다. 또 염분이 증발되는 과정에서 멤브레인 표면에 소금결정들이 생겨 증발성능을 낮추게 된다.연구팀은 흔히 볼 수 있는 각설탕을 탄화시켜 다공성 실리콘 구조에 코팅시켜 증발용 광열 멤브레인을 만들었다. 제작비는 1㎡ 당 3000원 정도에 불과한 것으로 계산됐다. 연구팀은 이를 이용해 염수나 해수를 태양광에 노출시켜 증발시키면 고효율로 담수를 만들 수 있게 된다. 기존 증발담수화에서는 멤브레인 표면에 소금결정이 만들어지는데 이번에 개발된 멤브레인을 이용하면 소금결정이 자연적으로 제거된다. 연구팀은 실제로 멤브레인을 해수에 띄운 뒤 햇빛을 비춰 담수화 실험을 한 결과 해수를 99.997%의 고효율로 담수화했으며 담수는 세계보건기구(WHO)와 미국환경보호청(EPA)의 식수기준에 만족한 것으로 확인했다. 또 매일 멤브레인 1㎡ 당 30ℓ의 물을 만들어내는 것도 확인했다. 이상준 교수는 “이번에 개발한 증발용 광열 담수화 멤브레인은 기존 기술과 비교했을 때도 가장 높은 증발 성능을 갖고 있으며 장기간 해수를 안정적으로 담수화시킬 수 있다는 장점이 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“수십 년간 박쥐 사이에 코로나 유행했을 것” 신종 코로나바이러스(코로나19)가 지난 수십년 동안 박쥐 사이에서 유행했던 것으로 보인다는 주장이 나왔다. 미국 과학자들은 중국관박쥐(말발굽박쥐)가 코로나19 바이러스의 숙주일 가능성이 가장 높다고 밝혔다. 30일(현지시간) 해외 온라인 매체들은 이 같은 내용을 전하며 이는 최근 학술지 ‘네이처 마이크로바이올로지’ 연구 논문에 담겼다. 미국 펜실베이니아주립대 전염병역학 센터의 마시에 보니 교수가 이끄는 국제연구팀은 코로나19 바이러스의 재조합 이력을 추적하여 바이러스의 진화 과정을 재구성했다. 코로나19 바이러스가 속한 바이러스들의 유전형질이 약 40~70년 전 다른 박쥐 바이러스와 다르다는 것을 발견했다. 또 2013년 중국 윈난성에서 중국관박쥐로부터 분리한 바이러스와 약 96% 유전적으로 유사했지만 1969년까지 거슬러 올라가면 이와는 또 유전적으로 달랐다. 연구진은 수십년 전 어느 단계에서 코로나19 바이러스가 만들어졌으며 변형의 과정을 거쳐 지속되었음을 의미한다고 전했다. 또 중국관박쥐가 ‘코로나19의 자연 숙주’이며 천산갑은 바이러스를 옮기는 역할을 한 것으로 말했다. 코로나19 바이러스의 기원 또는 숙주가 밝혀지면 보건 당국이 이 동물 숙주로부터 사람들을 분리시켜 감염을 막을 수 있게 된다. 연구원들은 박쥐에 있는 다른 바이러스들도 인간에게 퍼질 수 있는 가능성이 있다고 경고했다. 연구진은 “실시간으로 인체에 나타날 수 있는 질병을 감시하는 글로벌 네트워크가 필요하다”고 강조했다. 김채현 기자 chkim@seoul.co.kr

앉아있는 시간이 늘고 운동시간이 줄고 육류와 패스트푸드 섭취가 늘어나면 핏 속 중성지방과 나쁜 콜레스테롤(LDL) 수치가 높아지게 된다. 이렇게 되면 중년 남성은 남성호르몬 수치가 낮아지면서 각종 성인병에 시달릴 수 있다는 분석결과가 나왔다. 연세대 의대 강남세브란스병원, 용인세브란스병원, 연세대 원주의대 원주세브란스기독병원 가정의학과 전문의들로 구성된 연구팀은 한국 중성남성들의 혈중 중성지방, 고밀도 콜레스테롤 수치와 남성호르몬 수치를 비교해 이 같은 결과를 도출했다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 노화의학 분야 국제학술지 ‘더 에이징 메일’에 실렸다. 연구팀은 45세 이상 남성 1055명을 대상으로 혈중 중성지방 수치를 고밀도 콜레스테롤(HDL) 수치로 나눴다. 고밀도 콜레스테롤은 혈관질환 위험을 감소시켜 좋은 콜레스테롤로 불린다. 연구팀은 나눈 값이 가장 작은 그룹(Q1)부터 가장 큰 그룹(Q4)까지 4개 그룹으로 분류했다. 그 결과 Q1에서 Q4로 갈수록 남성호르몬(테스토스테론) 수치와 성호르몬 결합 글로블린 수치가 낮아지는 경향이 나타났다. 이는 Q4그룹으로 갈수록 중성지방 수치가 높고 고밀도 콜레스테롤 수치가 낮아진다는 의미이기도 하다. 실제로 Q1그룹은 남성호르몬은 16.8 nmol/ℓ, 성호르몬 결합 글로불린 46.1 nmol/ℓ로 나타났고 Q4그룹은 남성호르몬은 14.4 nmol/ℓ, 성호르몬 결합 글로불린은 32.6 nmol/ℓ로 나타났다. 연령, 체질량지수, 흡연과 음주여부, 운동, 혈압, 혈당, 총 콜레스테롤 등을 보정하면 Q4그룹은 Q1그룹보다 남성호르몬은 2분의 1, 성호르몬 결합글로불린은 4분의 1 정도 수준에 불과한 것으로 조사됐다. 이용제 강남세브란스병원 가정의학과 교수는 “남성호르몬 수치가 낮으면 성기능 저하 뿐만 아니라 2형 당뇨, 대사증후군, 비알콜성 지방간 위험도 커지고 만성피로, 무기력감 같은 갱년기 증상과 함께 심·뇌혈관 질환의 위험이 커진다”라며 “채소 위주의 식생활과 함께 규칙적 운동을 하면 중성지방이 줄고 고밀도 콜레스테롤이 늘어나 남성호르몬 수치를 높일 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

독일 막스플랑크 지능형시스템연구소와 미국 펜실베이니아주립대 재료과학연구소, 터키 코크대 의대·공대 공동연구팀은 자연에서 볼 수 있는 단백질을 모방해 상처를 스스로 치유하고, 폐기됐을 때 오염 없이 생분해될 수 있는 고강도 합성 단백질을 개발했다고 29일 밝혔다. 미국 육군전투개발사령부 지원을 받은 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘네이처 머티리얼스’ 28일자에 실렸다. 연구팀은 합성생물학 기술로 오징어 단백질을 활용해 100% 생분해되고 재활용 가능한 자가치유 물질을 개발했다. 자가치유 물질을 로봇 피부나 근육에 사용할 경우 상처나 구멍이 나면 단시간 내에 복구하는 게 확인됐다. 이번에 개발된 합성단백질은 로봇은 물론 의수, 의족 같은 인공 생체기관, 군용 개인보호장비 등에 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전 세계 코로나19 백신 개발 경쟁이 치열한 가운데 러시아가 향후 2주 이내 백신 생산을 장담하고 나섰다. 러시아 정부는 코로나19 백신을 세계에서 처음으로 승인할 계획이라고 밝혔지만 ‘우물 안 개구리식’ 승인이어서 안전성 및 효과를 담보할 수 있겠느냐는 우려가 제기된다. 특히 임상시험 결과 등 백신 개발 과정이 한 번도 공개된 적이 없어 의구심을 사고 있다. 여기에 러시아가 미국보다 먼저 인공위성 ‘스푸트니크 1호’를 쏘아 올려 우주 개발 경쟁에서 이겼던 것처럼 ‘세계 최초’ 타이틀을 쥐려고 무리수를 두는 것 아니냐는 비판이 나온다. 28일(현지시간) CNN에 따르면 러시아 관리들은 모스크바에 본부를 둔 보건부 소속 가말리아 연구소가 생산한 코로나19 백신 승인을 다음달 10일 혹은 그 이전 날짜에 맞춰서 할 계획이라고 밝혔다. 익명의 러시아 보건 당국 관계자는 “코로나19 백신이 ‘공공의 사용’을 위해 승인될 것이며, 최전방에 있는 의료 종사자들이 먼저 맞게 될 것”이라고 말했다. 러시아 백신 연구에 자금을 지원하고 있는 러시아 국부펀드의 키릴 드미트리예프 대표는 1957년 옛소련이 인류 최초 인공위성을 성공적으로 발사했던 역사를 언급하며 “(백신 승인은) 스푸트니크 순간”이라고 말했다. 그는 “당시 미국인들이 스푸트니크 1호 발사를 알리는 ‘삐’ 소리를 듣고 놀랐던 것처럼 이번 백신도 마찬가지다. 러시아가 먼저 그곳(개발 완료 시점)에 도착해 있을 것”이라고 덧붙였다. 그러면서 그는 “우리 목적은 세계 최초가 아니라 국민 보호”라고 목소리를 높였다. 그러나 러시아는 지금껏 코로나19 백신 실험과 관련해 어떤 과학적 데이터도 공개한 적이 없다. 이 때문에 러시아가 자국 백신 사용을 승인한다 해도 안전성 논란이 제기될 수밖에 없는 상황이다. 이미 미국, 중국, 영국, 브라질 등 세계 주요국들이 코로나19 백신 개발 경쟁에 뛰어든 가운데 미국 바이오기업 모더나, 다국적 제약사 화이자, 영국 제약사 아스트라제네카 등은 각각 임상시험 최종 단계인 3상 시험에 들어갔다. 이들 기업은 단계별 임상 결과를 국제학술지에 발표해 왔다. 앤서니 파우치 미 국립보건원(NIH) 산하 국립알레르기·전염병연구소(NIAID) 소장은 전날 “모더나의 경우 오는 10~11월 3상 시험 결과가 나올 것”이라고 기대하기도 했다. 러시아는 아직도 2상 시험을 진행 중인데, 다음달 3일까지 2상 시험을 마무리한 뒤 3상 시험과 의료진 접종을 병행하겠다는 방침이다. 관련 데이터들은 8월 초에 종합적으로 공개하겠다고 밝혔다. 이런 이유로 블라디미르 푸틴 대통령이 러시아를 세계적인 과학 선진국으로 포장하려는 욕심에 정치적 압박을 가하는 것 아니냐는 지적이 나온다. 이재연 기자 oscal@seoul.co.kr

깊은 바다 아래에서 1억 년 넘게 휴면 중이던 미생물이 ‘부활’했다. 영국 일간지 가디언의 28일 보도에 따르면 일본 해양연구개발기구(Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, JAMSTEC) 연구진은 남태평양 해저에서 채취한 고대 침전물 샘플을 채취한 뒤 분석한 결과, 이 침전물에 1억여 년 전부터 미생물이 존재해 왔다는 사실을 확인했다. 일반적으로 미생물은 지구상에서 가장 단순한 유기체 중 하나로, 빛이나 식량, 산소가 없는 극한 환경에서도 생존이 가능한 것으로 알려져 있다. 연구진은 이 미생물이 담긴 침전물을 실험실로 옮긴 뒤 미생물이 휴면에서 깨어나 다시 활동할 수 있는 환경을 조성했다. 그 결과 놀랍게도 1억 년 넘게 잠들어 있던 미생물이 ‘부활’해 정상적인 생명 활동을 시작했다. 오랜 휴면에서 깨어난 미생물들은 스스로 섭취와 번식을 시작했다. 연구진은 이를 통해 미생물이 ‘나이’와 관계없이 오랜 시간 유기적으로 생존할 수 있다는 사실을 알게 됐다고 밝혔다.연구를 이끈 모로노 유키 박사는 “미생물이 휴면에서 깨어나 다시 활동하는 모습을 봤을 때, 우리는 이 결과가 어떤 실수에서 비롯된 것은 아닌지, 실험이 실패한 것은 아닌지 의문을 가졌다”면서 “이제 우리는 해저에 사는 유기체에게는 생존에 대한 연령 제한이 없다는 사실을 깨달았다”고 설명했다. 이어 “지구상에 존재하는 어떤 생물들은 침전물에 남아있는 약간의 산소만으로도 수백 만년이 넘게 생존할 수 있으며, 이 과정에서 필요한 에너지는 극히 적다. 해저의 미생물들은 육지의 미생물에 비해 훨씬 더 낮은 에너지만으로 생존한다”고 덧붙였다. 연구에 참여한 스티븐 디혼트 미국 로드아일랜드대학 교수는 “이번에 발견한 미생물들은 해저에서 채취한 가장 오래된 샘플에서 나온 것”이라면서 “가장 오래되고 먹을 것이 남아있지 않은 침전물에 여전히 미생물이 살아있었고, 이들은 깨어나서 성장하거나 증식한다는 것을 확인했다”고 덧붙였다. 연구진은 “인간과 달리, 지구상에 존재하는 몇몇 생명체들은 실제로 ‘수명’의 개념을 가지고 있지 않다”고 강조했다. 자세한 연구결과는 세계적인 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션’ 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) 백신 개발이 가시권에 접어들면서 접종 가격이 관심을 끌고 있다. 백신개발의 선두주자 격인 미국 바이오업체 모더나는 백신(mRNA-1273)을 접종 가격을 50~60달러, 한화로 약 6만원~7만 2000원 선으로 책정할 것으로 알려졌다. 1인당 2회분 투약을 전제로 산정한 가격대다. 앞서 미국 제약회사 화이자는 코로나 백신 가격을 39달러(약 4만 7000원)로 정했었다. 모더나 백신 최종 단계 3상 임상시험 착수원숭이 시험서도 항체 성과 로이터통신은 28일(현지시간) 영국 파이낸셜타임스(FT)를 인용해 이렇게 보도하면서 “이 가격대는 미국 또는 다른 선진국들에 적용될 것”이라고 전했다. 최종 가격이 될 가능성은 높지 않다면서도 각국 정부와 조달 계약이 체결된 다른 백신보다는 높은 수준이라고 FT는 덧붙였다. 모더나는 백신 개발의 최종단계인 3상 임상시험에 들어간 상태다. 3만명을 대상으로 진행하는 세계 최대 규모의 코로나19 백신 임상시험이다. 미 국립보건원(NIH) 산하 국립알레르기·전염병연구소(NIAID)와 공동으로 진행되는 프로젝트로서, 연내 백신 개발이 가능하지 않겠느냐는 전망이 나온다. 모더나는 원숭이 실험에서도 백신 성과를 거뒀다고 블룸버그통신이 28일(현지시간) 보도했다. 코로나19 백신을 원숭이 16마리에 각각 2차례 투약한 결과, 16마리 모두 최소한의 항체를 얻었다. 항체가 오히려 바이러스의 침투를 도와주는 ‘감염력 강화’ 부작용은 나타나지 않았다. 이번 연구결과는 국제학술지 뉴 잉글랜드 저널 오브 메디신(NEJM)에 게재됐다. FT 보도대로 가격이 책정된다면, 미 다국적 제약사 화이자가 개발하는 백신(BNT162)의 미 정부 납품가보다는 10~20달러(1만 2000원~2만 4000원) 비싼 수준이 된다. 화이자 4만 7000원, 모더나보다 저렴3상 임상 돌입…美에 5천만명분 계약 앞서 독일 바이오엔테크와 코로나19 백신을 공동 개발하고 있는 화이자는 지난 22일 미 보건복지부, 국방부와 코로나19 백신 1억회 투여분을 총 19억 5000만 달러(약 2조 3000억원)에 공급하기로 계약했다. 1인당 2회분 접종비용은 39달러(약 4만 7000원)로, 독감 백신 가격과 큰 차이가 없다. 이 백신은 1인당 2회 투여해야 항체를 형성할 가능성이 크다는 점에서 실질적으로 5000만명 접종분에 해당한다고 로이터통신은 분석했다. 화이자도 3상 임상시험에 돌입했다. 이와 관련, 앨버트 불라 화이자 최고경영자(CEO)는 이날 컨퍼러슨콜에서 코로나19 백신의 선진국 판매가와 관련해 “선진국인 모든 나라가 같은 양의 백신을 미국보다 더 싼 가격에 받지는 못할 것”이라는 입장을 밝혔다고 로이터통신은 전했다. 미국 정부와 계약한 납품가(39달러)를 기준으로, 다른 선진국들에도 동일한 가격 또는 더 높은 가격을 책정할 수도 있다는 의미로 풀이된다. 불라, 트럼프 약값 인하 행정명령에 “정신 분란 조치, 美시장 확장 재고” 불라 화이자 CEO는 “우리는 유럽연합(EU)과 협상 중이다. 그렇게 하는 것이 훨씬 쉽기 때문”이라면서도 “그러나 만약 EU와의 합의에 실패할 경우를 대비해 여러 회원국과도 광범위한 대화를 갖고 있다”고 말했다. 코로나19 대유행이 종식되면 백신 가격이 달라질 수 있다고 화이자는 밝혔다. 불라 CEO는 또 지난주 도널드 트럼프 미국 대통령이 서명한 약값 인하를 위한 행정명령을 가리켜 “제약업계가 코로나19 백신과 치료제 개발에 전적으로 전념해야 할 시기에 정신을 분산시키는 조치”라고 비판했다. 만약 행정명령이 시행되면 화이자의 미국시장 확장 계획을 재고할 수 있다고 덧붙였다. 강주리 기자 jurik@seoul.co.kr

중국발 미세먼지와 국내 자동차 배기가스가 결합한 결과 매년 가을부터 이듬해 봄까지 국내에서 극심한 미세먼지 현상이 나타난다는 국내 연구진의 연구 결과가 나왔다. 한국과학기술연구원(KIST) 환경복지연구센터 연구진은 중국발 미세먼지가 국내에서 배출된 오염물질과 상호작용해 수도권의 고농도 초미세먼지 오염을 악화시킨다고 28일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 대기환경분야 국제학술지 ‘대기 화학 및 물리학’에 실렸다. 국내에서 발생하는 고농도 초미세먼지는 중국발 미세먼지가 원인이라고 지목받고 있지만 단순히 중국발 미세먼지 유입만으로 설명하기에는 농도가 지나치게 높은 경우가 많다. 이에 연구팀은 초미세먼지(PM2.5)를 날짜별로 ▲외국 유입 ▲국내 대기 정체 ▲외국 유입과 국내 대기정체 세 가지 원인조건으로 분류한 뒤 유형별 화학적, 물리학적 특성을 분석했다. 분석 결과 국내 대기정체 때 초미세먼지 농도는 1㎥당 34㎍, 중국발 미세먼지가 유입될 경우 53㎍으로 나타났다. 중국발 미세먼지에 국내 대기정체가 겹칠 경우 72㎍으로 가장 높은 농도를 보였다. 중국발 미세먼지가 유입될 경우는 그렇지 않은 경우보다 황산염, 질산염, 암모늄 등 2차 생성 오염물질이 더 많이 포함되고, 수분도 늘어난 것으로 확인됐다. 수분이 많은 중국발 미세먼지가 유입되면 자동차 배기가스에서 배출되는 질소산화물과 만나 오염물질인 질산염을 늘리는 악순환이 계속돼 미세먼지 농도를 지나치게 높인다는 것이다. 김진영 KIST 박사는 “이번 연구는 국내 발생 오염물질을 줄이면 수도권 초미세먼지 농도를 낮추는 데 도움이 된다는 것을 보여 준다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

올해는 코로나19 여파로 매년 봄 한반도를 숨막히는 가스실로 만드는 고농도 미세먼지 발생일이 많지 않았다. 가을부터 이듬해 봄까지 최악의 대기질을 만드는 초미세먼지의 원인에 대해서는 논란이 여전한 가운데 국내 연구진이 한반도 최악의 대기질을 만드는 원인을 밝혀내 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 환경복지연구센터 연구진은 중국발 미세먼지 유입과 함께 국내에서 배출된 질소산화물의 상호작용이 수도권의 초미세먼지 오염을 더욱 악화시킨다고 28일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 대기환경분야 국제학술지 ‘대기 화학 및 물리학’에 실렸다. 고농도 초미세먼지 오염 원인으로 중국발 미세먼지가 지목받고 있지만 단순히 중국발 미세먼지 유입만으로 설명하기에는 훨씬 더 높은 경우가 많다. 이에 연구팀은 초미세먼지(PM2.5)를 측정날짜에 따라 외국 유입, 국내 대기 정체, 외국 유입과 국내 대기정체 세 가지 조건으로 분류하고 각 유형별 화학적, 열역학적 특성을 분석했다. 분석 결과 국내 대기정체 때 초미세먼지 농도는 1㎥ 당 34㎍이며 중국발 미세먼지가 유입될 경우는 53㎍으로 상승했다. 중국발 미세먼지에 국내 대기정체가 겹칠 경우 72㎍으로 가장 높은 농도를 보였다. 중국발 미세먼지가 유입될 경우는 그렇지 않은 경우보다 황산염, 질산염, 암모늄 같은 2차 생성 오염물질이 포함돼 있고 수분도 늘어난 것으로 확인됐다. 질산염이나 황산염은 흡습성이 강해 입자내 수분을 증가시키는 역할을 한다. 수분이 많은 미세먼지가 수도권으로 유입되면 자동차 배기가스나 화력발전 같은 질소산화물과 만나 반응을 일으켜 다시 질산염을 늘리는 악순환이 계속돼 미세먼지 농도를 높인다는 것이다. 연구팀은 국내 질소산화물 배출 저감을 하는 것이 중국발 미세먼지 유입시 수도권 초미세먼지 오염을 완화시킬 수 있을 것이라고 조언했다. 김진영 KIST 박사는 “이번 연구는 수도권 고농도 초미세먼지는 중국발 미세먼지가 국내 자동차와 산업시설에서 배출되는 오염물질과 결합되면서 발생한다는 것을 밝혀내 효과적인 수도권 초미세먼지 관리정책에 대한 바탕이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

가임기 여성의 임신 전 음주가 태아의 발달 능력을 감소시키고, 거대아 출산율을 높인다는 점을 동물실험 등을 통해 뒷받침한 연구 결과가 나왔다. 질병관리본부 국립보건연구원 김원호 박사 연구팀(이유정·김지연·이대연)은 맥주와 유사한 수준인 5% 알코올이 든 식이(먹을거리)를 임신 전 2주 동안 실험용 쥐에 하루 4.4ｇ씩 섭취시킨 뒤 태아의 발달 능력 등을 분석한 결과 이같이 나타났다고 28일 밝혔다. 연구팀은 알코올이 든 식이를 섭취한 쥐의 임신을 유도한 뒤 태아발달-출산-성장에 이르는 각 단계에서 생체 내 산모와 태아 각 조직의 대사기능 변화를 분석했다. 그 결과 알코올이 든 식이를 섭취한 쥐는 그렇지 않은 마우스와 비교해 임신능력이 22% 감소한 것으로 나타났다. 태아 수와 태아발달능력도 각각 11%, 23% 감소했다. 발가락 기형은 7% 증가했다. 또 새끼 쥐의 출생 직후 몸무게는 정상군보다 1.87배 높았지만, 생후 1주, 2주, 3주에는 몸무게가 많이 감소한 것으로 나타났다. 임신 전 음주를 한 산모에서는 혈당 분해 능력이 감소하고 지방간 형성이 증가했는데, 이런 현상은 태아 발달 이상 및 거대아 발생 증가의 주요 원인이 된다는 것이 연구팀의 설명이다. 연구팀은 후속 연구로 국립보건연구원이 구축한 한국인 임신 코호트(cohort·특정 경험을 공유하는 사람들의 집합) 2886명을 음주량에 따라 비음주군(561명), 일반음주군(2099명), 고위험음주군(226명)으로 구분하고, 거대아 출산율을 비교했다. 고위험 음주군은 한 번에 5잔 이상, 주당 2회 이상 음주를 하는 경우다. 그 결과 고위험음주군에서는 거대아 출산율이 7.5%로 비음주군(2.9%)보다 2.5배, 일반음주군(3.2%)보다 2.3배 높았다. 또 거대아 출산에 영향을 미치는 위험요인을 보정한 이후에도 고위험음주군의 거대아 출산 위험은 비음주군보다 2.3배 높았다. 권준욱 국립보건연구원장은 “이번 연구 결과는 임신 전 음주가 불임·난임, 태아 발달 저하나 기형아·거대아 출산, 출생 후 성장 발육 등의 위험요인이란 직접적인 근거를 제시한 것”이라며 “가임기 여성, 특히 임신을 계획하는 여성은 임신 전부터 음주를 중단하는 것이 필요하다”고 말했다. 이번 동물실험 연구 결과는 국제학술지 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 최근호에 게재됐다. 한국인 임신 코호트 연구 결과는 국제학술지에 제출돼 개정 작업 중에 있다. 이범수 기자 bulse46@seoul.co.kr

일본 정부가 1905년 이전까지 독도를 자신들의 영토로 인식하지 않았고, 이런 내용이 일본의 교과서에도 수록됐던 것으로 나타났다. 한철호 동국대 역사교육과 교수는 이런 연구 결과를 담은 논문 ‘일본 메이지 시기 오쓰키 슈지의 ‘일본지지요략’ 편찬과 독도 인식’을 최근 동북아역사재단 학술지 ‘동북아역사논총’에 게재했다. 오쓰키 슈지(1845∼1931)는 수많은 지리 교과서와 부도를 편찬한 메이지 시대 초기 일본의 대표적인 지리·지문학자다. 오쓰키는 1874년 ‘일본지지략’과 1875년 ‘일본지지요략’을 간행한 후 1886년 이를 보완한 ‘개정일본지지요략’을 출간했다. ‘일본지지략’은 일본 문부성이 최초로 발행한 소학교 일본지리교과서로, 이후 편찬된 교과서의 기준이 됐다. ‘일본지지요략’은 소학교 상등교과서이자 사범학교 참고서로 사용됐다. 한 교수는 저작에 따라 달라진 오쓰키의 독도에 관한 기술을 지적했다. 오쓰키는 ‘일본지지요략’에서 울릉도나 독도를 언급조차 하지 않았지만, 이후 발행한 ‘개정일본지지요략’에서는 명확하게 이름을 밝히며 “조선의 속도(屬島)가 됐다”고 기술했다. 한 교수는 논문에서 이런 내용을 담은 ‘개정일본지지요략’(증보판)이 1889년 일본 전국 사범학교의 예비교사와 중학생을 위한 교과서로 사용할 수 있도록 ‘문부성 검정제’를 획득했다고 강조했다. 한 교수는 “일본 정부가 독도와 관련한 오쓰키의 기술을 그대로 인정한 것으로 볼 수 있다”고 주장했다. 한 교수의 이런 주장에 앞서 비슷한 연구가 많이 나왔지만, 일본은 여전히 독도 고유영토설을 주장하고 있다. 한 교수에 앞서 오쓰키의 저작을 연구한 윤소영 독립기념관 한국독립운동사연구소 학술연구부장은 2013년 한국독립운동사연구 제46집에 낸 ‘근대 일본 관찬 지지(地誌)와 지리 교과서에 나타난 독도 인식’ 논문에서 “오쓰키의 1886년 ‘개정일본지지요략’에 다케시마와 마쓰시마를 일본의 영토와는 상관이 없는 섬으로 인식했다는 점이 보인다”고 밝힌 바 있다. 그러나 1905년 독도를 시마네 현에 귀속시킨 것에 대해 주인이 확실하지 않은 섬이어서 일본이 영토화했다는 인식을 보였고, 그 후가 되어서야 일본의 지리교육에는 독도를 새롭게 얻은 신영토 ‘다케시마’로서 인식하고 교육하기 시작했다고 주장한 바 있다. 윤 학술연구부장은 당시 논문을 통해 “독도에 대한 일본의 역사적 고유영토설은 전혀 성립할 수 없음을 다시 한 번 확인할 수 있다”고 강조했다. 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr

국내 연구진이 주도해 다층 구조의 균일한 그래핀을 세계 처음으로 만드는데 성공했다. 또 대면적으로 합성이 가능해 반도체 고집적 전극이나 다양한 광전극소자 등으로 사용할 수 있을 것으로 기대된다. 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리연구단, 삼성종합기술원 무기재료연구실, 성균관대 물리학과, 에너지과학과, 부산대 광메카트로닉스공학과, 프랑스 파리-샤클레대, 스페인 마드리드 재료과학연구소 공동연구팀은 네 겹 다층 그래핀을 원자가 균일하게 배열한 단결정으로 성장시키는 합성법을 개발했다. 이 같은 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘네이처 나노테크놀로지’ 28일자에 실렸다. 흑연 원자의 한 층인 ‘꿈의 신소재’ 그래핀은 전기전도도와 신축성이 우수하고 투명해 반도체 전극으로 사용이 가능하다. 단층 그래핀이 겹쳐짐에 따라 다른 성질을 보인다는 특징도 갖고 있다. 문제는 이같은 우수한 특성에도 불구하고 고품질 다층 그래핀을 균일하게 넓은 면적으로 만들기가 쉽지 않다는 점이다. 기존에는 구리 같은 금속 박막에 그래핀을 성장시키는 화학기상증착법(CVD)을 이용해 다층 그래핀을 만드는데 층수가 불균일해지는 경향이 있어 고품질로 만들기가 어려웠다.이에 연구팀은 우선 CVD에서 기판이 들어가는 석영튜브에 구리 기판을 넣고 900도의 고온으로 열처리를 했다. 이렇게 되면 튜브에 포함된 실리콘이 기체로 승화되면서 구리판에 확산돼 구리-실리콘 합금이 만들어진다. 여기에 메탄 기체를 주입해 메탄의 탄소 원자와 석영 튜브의 실리콘 원자가 구리 표면에 균일한 실리콘-탄소층을 만들도록 했다. 이렇게 만들어진 기판은 기존의 불균일한 다층 그래핀 합성과는 달리 1, 2, 3, 4층의 균일한 다층 그래핀을 만들 수 있었으며 메탄 농도를 변화하면 더 많거나 적은 층의 그래핀을 만들 수 있다. 더군다나 이렇게 만들어진 그래핀은 대면적으로도 만들 수 있다는 장점이 있다. 이영희 IBS 나노구조물리연구단장(성균관대 물리학과 교수)는 “이번 연구는 고온의 구리-실리콘 합금을 이용해 균일한 고품질의 다층 그래핀을 만들 수 있는 새로운 방법”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아내 대신 임신하고 싶다고 생각하는 남성도 있겠지만, 현재 기술로는 불가능한 얘기다. 그런데 동물 중에는 암컷 대신 수컷이 임신하는 사례도 있다. 그 존재는 바로 바닷속에 사는 해마다. 수컷의 몸에는 이른바 육아낭이라고 부르는 알주머니가 있어 그곳에서 알을 보호하고 치어로 부화하게 하는 데 이 기관에 대해서는 아직 대부분이 수수께끼에 싸여 있다. 그런데 호주 시드니대와 라트로브대의 최신 연구에서 수컷 해마가 가진 육아낭의 역할에 관한 새로운 사실이 밝혀졌다. 수컷의 육아낭은 출산을 담당할 뿐만 아니라 새끼에게 영양분을 주는 태반과 같은 기능도 하고 있다는 것이다. 해마는 수컷이 구애에 성공하면 복부 주위에 있는 육아낭을 열고 그 자리에 암컷이 수란관을 집어넣어 알을 옮긴다. 이와 동시에 수정도 이뤄진다. 알의 이동은 휴식을 취하면서 몇 시간 동안 반복되며 최종적으로 40~50개의 알이 수컷의 육아낭으로 옮겨진다. 그러면 수컷은 최대 한 달 동안 육아낭 안에 수정란을 지키고 그 후 부화한 치어를 육아낭 입구로 낳는 것이다. 이때 수컷은 진통을 느끼는 것 같은 경련도 일으킨다. 그렇지만 육아낭이 어떻게 수정란의 성장을 촉진하는지는 잘 알려지지 않았다. 일반적으로 수정란의 성장에는 두 가지 방법이 있다. 하나는 ‘난황 영양 의존’(Lecithrophy)으로 수정란에 미리 존재하는 난황을 소비하며 성장하는 방법이다. 나머지 하나는 ‘모체 영양 의존’(Matrotrophy)으로 어미의 태반에서 직접 영양분을 받아 성장하는 방법이다.　많은 생물은 발생 초기 단계에서 이 두 가지를 조합하며, 난황을 소비한 뒤 어미 태반의 영양소로 옮겨간다. 연구팀은 이번에 빅밸리해마(학명 Hippocampus abdominalis)를 대상으로 육아낭 안에서 수정란과 부화한 치어의 건조 중량(수분을 제외한 질량)을 비교해 어떤 영양원에 의존하는지를 조사했다. 그 결과, 치어의 건조 중량은 육아낭에 있는 동안 거의 변화하지 않은 것으로 나타났다.조사에 따르면, 수정란의 성장은 난황의 소비에서 시작했기에 치어의 건조 중량은 난황을 소비한 만큼 감소하는 것이다. 하지만 이와 별도로 수정란과 치어의 지질량을 측정한 결과, 성장 과정에서 지질량 감소가 거의 일어나지 않았다. 이는 아비인 수컷이 난황이 없어진 뒤에도 지방 형태의 영양분을 새끼에게 더 공급하고 있다는 점을 보여준다. 즉, 해마의 치어는 많은 생물과 같이 ‘난황 영양 의존’에서 ‘모체 영양 의존’, 정확하게 말하면 ‘부체 영양 의존’(Patrotrophy)으로 이행하는 것이다. 다만 이번 연구에서는 수컷이 영양분을 공급하는 방법까지 설명하지 못했지만, 육아낭 내부를 조사한 결과, 수정란은 주머니 벽에 확실히 박혀 있었다. 이는 육아낭이 어미의 ‘태반’과 같은 기능을 가지고 있으며 이를 통해 영양을 공급하고 있을 가능성을 시사한다. 이 메커니즘을 단정하기 위해서는 추가 연구가 필요하지만, 그래도 수컷의 육아낭에 영양과 산소 공급 능력 그리고 감염증 등으로부터 새끼를 보호하는 기능이 있는 것은 확실하다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘비교생리학 저널 B’(Journal of Comparative Physiology B) 최신호(7월 2일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 연구진이 바이러스를 이용해 화학약품이나 환경호르몬 같은 유해물질을 신속하게 감지할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 광주과학기술원(GIST) 전기전자컴퓨터공학부, 부산대 나노에너지공학과 공동연구팀은 인체에 무해한 바이러스를 이용해 유해물질을 빠르고 정확하게 판별해 낼 수 있는 ‘바이러스 기반 컬러센서’를 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구결과는 공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 사이언스’에 실렸다. 컬러 센서는 약물이나 기능성 색 필터로 화학원소나 화합물을 색 변화로 감지하는 센서로 매우 작은 유해입자까지 감지하고 눈으로 바로 변화를 관찰할 수 있기 때문에 유해물질 감지가 쉽다는 장점이 있다. 또 스마트기기와 연동해 실생활에서 손쉽게 사용할 수 있고 작동을 위해 별도의 전원이 필요하지 않아 차세대 유해환경 감지센서로 주목받고 있다. 연구팀은 다양한 환경오염물질을 빠르고 정확하게 감지하기 위해 ‘M13 박테리오파지’라는 바이러스를 얇게 코팅해 기존보다 2.5배 이상 빠른 반응속도를 구현했다. 연구팀은 바이러스 표면 유전자를 변형시켜 다양한 휘발성 유기화합물, 환경호르몬 같은 각종 유해물질에 대한 반응성을 조절하고 유해물질이 10억분의 1 수준(ppb)의 낮은 농도에서도 구분할 수 있도록 했다. 또 바이러스를 이용해 유해물질의 색변화 감지를 관측하기 위해서는 복잡한 구조가 필요했지만 연구팀은 60나노미터(㎚)라는 얇은 바이러스 두께만으로도 뚜렷한 색을 구현할 수 있도록 하는 기술을 도입했다. 송영민 GIST 교수는 “이번 연구는 나노미터 수준의 섬유형태의 바이러스로 유해물질과 컬러센서간 결합을 유도해 빠르고 정확하게 탐지가 가능하도록 했다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr