미국과 남미를 중심으로 하루 코로나19 확진자 수가 4만~5만명에 이르는 등 2차 대유행이 온 것 아니냐고 할 정도로 다시 무섭게 확산되고 있다. 국내에서도 확진자 수가 증가하고 있어 방역 당국이 바짝 긴장하고 있다. 이런 가운데 최근 확산되고 있는 코로나19 바이러스는 발생 초기보다 전염성이 더욱 강하게 변이됐을 것이라는 연구 결과가 나와 주목을 받고 있다. 베트 코버 미국 로스앨러모스 국립연구소 이론생물·생물물리학부 박사를 중심으로 라호야 면역연구소, 듀크대 의대 등 공동연구팀은 코로나19가 일부 구조가 변형돼 올 초 유행했던 바이러스보다 전염성이 더 강해졌을 것이라고 5일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 3일자에 실렸다. 연구팀은 세포 실험을 통해 코로나19의 스파이크 단백질 중 614번의 변이가 발견됐으며, 이는 감염된 사람의 체내에서 바이러스 양을 늘려 바이러스의 전염력을 강하게 만든다는 연구 결과를 내놨다. 스파이크 단백질은 코로나19가 인체 세포 속으로 침입하는 데 중요한 역할을 하는 물질인데 이번에 발견된 변이는 스파이크 단백질을 더 작게 만들어 인체 세포로 좀더 쉽게 침투할 수 있게 만든다고 연구팀은 설명했다. 연구팀에 따르면 이번 변이는 전파력은 강하지만 독성은 더 강해지지 않고 이전과 비슷한 수준인 것으로 보고 있다. 연구를 이끈 코버 박사는 “이번 발견은 바이러스의 새로운 변이형태가 전염성을 높여 더 위험해졌다는 것을 보여 준다”며 “백신이나 치료제가 나오기 전까지는 마스크를 착용하고 사회적 거리를 유지하는 것이 유일한 대비책”이라고 강조했다. 이번 연구에 대해 앤서니 파우치 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립알레르기·전염병연구소(NIAID) 소장도 “이번 연구에 대해 의학계에서 일부 견해차가 있기는 하지만 코로나19 바이러스가 변이를 일으켜 전염성이 강해졌을 가능성은 크다”고 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나로 인해 3개월 이상 중단됐다가 지난달 20일 다시 열린 도널드 트럼프 미국 대통령의 오클라호마주 털사 유세가 흥행 실패했는데 그 이면에 ‘K팝 팬’이 있었다는 분석들이 있었다. K팝의 인기를 보여주는 대표적인 에피소드라고 할 수 있을 것이다. 실제로 외국에서 한국가요를 K팝이라고 부르며 팬을 자처하는 사람들이 점점 늘고 있다. 이처럼 특정 음악에 팬덤을 형성하는 이유는 뭘까. 데이비드 그린버그 이스라엘 바일란대 음악학과 교수를 중심으로 미국 컬럼비아대 경영대학원, 뉴욕주립대 스토니브룩 캠퍼스, 이스라엘 바일란대 실험심리학과, 영국 케임브리지대 연구자로 구성된 공동연구팀은 사람들이 특정 가수나 그룹을 선호하는 이유는 음악과는 직접적인 연관성이 없는 가수나 그룹이 지향하는 성격(페르소나) 때문이라고 5일 밝혔다. 페르소나는 스위스의 정신분석학자 칼 구스타프 융이 제시한 개념으로 외부로 드러난 일종의 성격과 같은 것을 말한다. 이 같은 연구결과는 심리학 분야 국제학술지 ‘성격 및 사회심리학’ 3일자에 실렸다. 연구팀은 우선 폴 메카트니, 밥 딜런, 엘튼 존, 휘트니 휴스턴, 롤링 스톤스부터 비욘세, 콜드플레이, 마룬5, 테일러 스위프트, 오지 오스본까지 50명의 가수와 그룹을 선정한 뒤 남녀노소 8만명의 팬을 무작위로 뽑아 다양한 변수를 분석했다. 연구팀은 50명의 음악가들 페르소나, 연주할 때나 평소 때의 스타일, 가수들이 연주하거나 노래 부를 때 청중의 반응, 가사에 포함된 의미, 팬이 된 계기 등 다양한 변수를 분석했다. 분석 결과 특정 음악이나 음악가를 선호하게 되는 것은 음악 그 자체 때문이라기보다는 음악가들이 외부로 보여지는 페르소나 때문이라는 사실이 밝혀졌다. 연구팀에 따르면 청중들은 음악가의 페르소나가 자신과 일치한다고 생각될 때 특정 음악가와 음악을 좋아하게 된다고 설명하면서 이를 ‘음악의 자기조화 효과’라고 이름붙였다. 이와 함께 음악을 듣는 사람과 음악가 사이의 성격적 일치성 뿐만 아니라 음악이 표현하고 있는 성별, 나이에 따라서도 음악의 선호여부가 달라지게 된다고 연구팀은 밝혔다. 연구팀은 음악에 대한 팬덤 형성은 음악과 인류의 진화와도 밀접한 관계를 갖고 있다고 설명했다. 과거 음악은 소속 집단 내에서의 결집은 물론 다른 집단과의 협력여부를 결정하는데도 상당한 도움을 줬다는 것이다. 집단이 갖고 있는 음악적 특성이 맞는 집단과는 협력하고 그렇지 않은 집단에 대해서는 협력을 거부하는 식이었다는 설명이다. 연구팀은 이번 연구결과가 음반회사나 음악가들이 관객들에게 어떻게 접근해야 할지를 제시하는 한편 개인이 스트레스 상황에서 자신과 비슷한 성향을 보이는 음악가의 음악이 도움이 될 수 있음을 보여준 것이라고 강조했다. 데이비드 그린버그 교수는 “이번 연구는 음악이 팬들에게 어떻게 자부심을 부여하고 사회적 연대감을 느끼게 해주는지 보여주는 한편 음악적 선호도는 사회적, 심리적, 집단적 역학관계에 따라 달라진다는 것을 제시했다”라고 말했다. 그린버그 교수는 “사회적 분열이 증가하고 있는 요즘 음악이 사람을 하나로 모을 수 있는 공통분모가 될 수 있음을 보여준 것”이라고도 평가했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

마치 새가 비행을 하듯 독특한 움직임으로 공간을 이동하는 ‘하늘을 나는 뱀’의 비결을 밝힌 연구결과가 공개됐다. 미국 버지니아공대 이삭 예튼 교수 연구진에 따르면 동남아시아 밀림에 주로 서식하는 '파라다이스 나무뱀'(paradise tree snake·학명 Chrysopelea paradisi)은 마치 새가 하늘을 날 듯 나무와 나무 사이를 수평으로 이동하는 것으로 알려져 있다. 이 뱀이 날개가 있는 새처럼 실제로 하늘을 나는 것은 아니지만 ‘비행’이라는 표현을 쓸 정도로 가공할만한 ‘비행 능력’을 가졌는데, 이러한 능력에 대해 밝혀진 사실은 많지 않았다. 다만 일반적인 뱀이 땅에서 이동할 때 파도가 치듯 몸을 구불거리듯이, 이 뱀 역시 공중에서 몸을 빠르게 흔든다는 사실을 확인하고는 이 습성에 초점을 맞춰 연구를 진행했다. 연구진은 파라다이스 나무뱀이 파도가 치듯 공중에서 몸을 구불거리는 행동을 3D 모델로 만든 뒤, 이 행동을 다각적으로 분석한 결과, 공중에서 몸을 상하좌우로 구불거릴 때 발생하는 흔들림이 비행 중 더욱 안정성을 유지하는데 도움이 된다는 사실을 확인했다. 반대로 공중에서 구불거리는 동작이 없을 경우 나무에서 나무 사이로 날 듯 이동하는 것이 아닌, 곧바로 땅에 떨어지게 된다는 것도 확인했다.실제 연구진이 실험실에서 인공적으로 서식환경을 만든 뒤 10m 높이에서 점프를 하게 했을 때, 수평 또는 수직으로 몸을 구불거리는 것이 뱀의 ‘비행’ 능력을 증가시키는 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 파라다이스 나무뱀은 공중에서 이동하는 동안 머리의 각도를 위와 아래로 흔드는 동작을 통해 더욱 안전성을 얻었다. 연구진은 뱀이 이러한 동작으로 얻은 안전성을 이용해 수 십m까지 공중에서 이동할 수 있는 것으로 파악했다. 과거 연구에서는 파라다이스 나무뱀에게 날개 역할을 하는 몸이 하나 뿐인 대신, 몸 자체가 좌우 대칭을 이루고 있어 양옆으로 흔들리더라도 안정적인 ‘비행’이 가능하다는 사실이 확인된 바 있다. 자세한 연구결과는 국제학술지 네이처 피직스(Nature Physics) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

2000년부터 매년 10월 초 서울 여의도에서는 서울세계불꽃축제가 열린다. 올해는 코로나19 영향으로 열리지 않을 것으로 알려졌지만 축제가 열릴 때는 일대 교통정체는 물론 발디딜틈이 없을 정도의 사람이 몰린다. 불꽃놀이는 축제나 기념일에 빠지지 않고 열린다. 미국은 7월 4일 독립기념일이 되면 곳곳에서 대규모 불꽃놀이가 벌어진다. 중국은 최대명절이라는 춘절이 되면 크고 작은 불꽃놀이가 전국에서 열리면서 그로 인한 미세먼지가 한반도에까지 심각한 영향을 미친다는 분석결과가 몇 년 전 나오기도 했다. 갖가지 화려한 색깔과 모양으로 하늘을 수놓는 불꽃놀이가 눈을 즐겁게 해줄지는 몰라도 호흡기를 비롯해 건강에는 최악의 영향을 미친다는 연구결과가 나왔다. 미국 뉴욕대 의대 환경의학교실, 컬럼비아대 지구관측연구소 공동연구팀은 화약류를 연소시켜 폭발시키는 불꽃놀이는 순간적으로 폭발하면서 각종 독성화학물질과 납, 구리 같은 중금속을 순간적으로 대기 중에 확산시켜 심각한 폐손상을 가져올 수 있다고 2일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 독성학 분야 국제학술지 ‘입자·섬유 독성학’(Particle and Fibre Toxicology Journal) 2일자에 실렸다. 미국에서는 매년 불꽃놀이 때문에 화상을 포함해 손가락이나 팔을 잃거나 시력 손상 같은 물리적 상해를 입어 병원을 찾는 사람이 1만~2만 5000명에 이르는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 미국 내에서 쉽게 구할 수 있는 불꽃놀이 표본 12종을 구해 생쥐와 사람의 폐세포를 이용해 실험했다. 연구팀은 가로, 세로, 높이 각각 1m의 스테인리스 박스(한쪽은 안쪽을 볼 수 있는 투명한 플라스틱) 안에 생쥐와 사람의 폐세포를 넣고 대규모 불꽃놀이를 할 때 발생하는 연기와 비슷한 비율의 화약연기에 20분 정도 노출시켰다. 보통 불꽃의 색깔을 내기 위해 다양한 금속가루를 사용하는데 리튬(빨간색), 나트륨(노란색), 칼륨(보라색), 구리(청록색), 칼슘(주황색), 스트론튬(짙은 빨간색) 등이 대표적이다. 불꽃놀이 때 나오는 연기에는 이들 금속가루에 열이 가해지면서 화학반응을 일으키는 것으로 알려졌다. 연구팀은 생쥐 및 세포실험 결과 화약연기에는 납, 구리와 같은 중금속 농도가 인체에 유해한 수준으로 나타났다고 밝혔다. 또 이들 중금속 입자에 노출될 경우 호흡기, 특히 폐세포의 산화속도가 급속히 증가되는 것이 관찰됐다. 세포 산화가 계속될 경우 세포가 기능을 잃고 손상되거나 괴사하게 된다. 이와 함께 연구팀은 환경보호국(EPA) 대기분석데이터를 바탕으로 매년 대규모 불꽃놀이가 벌어지는 대도시 12곳을 대상으로 1999년부터 2014년까지 대기질을 분석했다. 그 결과 매년 12월 31일과 1월 1일, 7월 4~5일에 대기 중 납, 티타늄, 스트론튬, 구리 등 독성 금속물질의 수치가 극도로 높게 나온 것을 확인했다. 특히 일부 화약에서는 다른 화약보다 인체세포에 미치는 독성의 정도나 중금속 함량이 10배 이상인 것으로 나타났다. 테리 고든 뉴욕대 의대 교수(환경독성학)는 “일반적으로 불꽃놀이라고 하면 화상 같이 폭발로 인한 부상만 생각하는 경우가 많지만 화약류의 연소로 인해 나오는 연기는 더 많은 사람에게 심각한 영향을 미칠 수 있다는 것을 이번 연구에서 보여준 것”이라고 말했다. 고든 교수는 또 “매년 짧은 시간 동안에만 화약연기에 노출된다고 생각하지만 한꺼번에 많은 양이 강도 높게 배출되기 때문에 매일 호흡하는 대기오염물질보다 독성이 훨씬 강하다”고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

마치 새가 비행을 하듯 독특한 움직임으로 공간을 이동하는 ‘하늘을 나는 뱀’의 비결을 밝힌 연구결과가 공개됐다. 미국 버지니아공대 이삭 예튼 교수 연구진에 따르면 동남아시아 밀림에 주로 서식하는 '파라다이스 나무뱀'(paradise tree snake·학명 Chrysopelea paradisi)은 마치 새가 하늘을 날 듯 나무와 나무 사이를 수평으로 이동하는 것으로 알려져 있다. 이 뱀이 날개가 있는 새처럼 실제로 하늘을 나는 것은 아니지만 ‘비행’이라는 표현을 쓸 정도로 가공할만한 ‘비행 능력’을 가졌는데, 이러한 능력에 대해 밝혀진 사실은 많지 않았다. 다만 일반적인 뱀이 땅에서 이동할 때 파도가 치듯 몸을 구불거리듯이, 이 뱀 역시 공중에서 몸을 빠르게 흔든다는 사실을 확인하고는 이 습성에 초점을 맞춰 연구를 진행했다. 연구진은 파라다이스 나무뱀이 파도가 치듯 공중에서 몸을 구불거리는 행동을 3D 모델로 만든 뒤, 이 행동을 다각적으로 분석한 결과, 공중에서 몸을 상하좌우로 구불거릴 때 발생하는 흔들림이 비행 중 더욱 안정성을 유지하는데 도움이 된다는 사실을 확인했다. 반대로 공중에서 구불거리는 동작이 없을 경우 나무에서 나무 사이로 날 듯 이동하는 것이 아닌, 곧바로 땅에 떨어지게 된다는 것도 확인했다.실제 연구진이 실험실에서 인공적으로 서식환경을 만든 뒤 10m 높이에서 점프를 하게 했을 때, 수평 또는 수직으로 몸을 구불거리는 것이 뱀의 ‘비행’ 능력을 증가시키는 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 파라다이스 나무뱀은 공중에서 이동하는 동안 머리의 각도를 위와 아래로 흔드는 동작을 통해 더욱 안전성을 얻었다. 연구진은 뱀이 이러한 동작으로 얻은 안전성을 이용해 수 십m까지 공중에서 이동할 수 있는 것으로 파악했다. 과거 연구에서는 파라다이스 나무뱀에게 날개 역할을 하는 몸이 하나 뿐인 대신, 몸 자체가 좌우 대칭을 이루고 있어 양옆으로 흔들리더라도 안정적인 ‘비행’이 가능하다는 사실이 확인된 바 있다. 자세한 연구결과는 국제학술지 네이처 피직스(Nature Physics) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

환자의 몸속을 어떤 부작용도 없이 자세히 보는 데 활용할 수 있는 거미줄 렌즈가 개발됐다. 대만 담강대와 국립양밍대 공동연구진은 특정 형태의 거미줄을 가지고 머리카락 굵기인 약 40㎛(마이크로미터·1㎛는 100만분의 1m) 크기보다 훨씬 작은 지름 약 2㎛의 거미줄 렌즈를 만드는 데 성공했다고 밝혔다.거미줄 렌즈는 거미가 거미집의 기본 틀을 만들거나 위급 시 급강하할 때 쓰는 이른바 ‘드래그라인 실크’(Dragline silk)라고 하는 거미줄로 만들었다. 이런 거미줄은 거미가 상황에 따라 사용하는 여러 거미줄 가운데서도 가장 질긴 것으로 유명하다.이들 연구자는 집유령거미(학명 Pholcus phalangioides)라는 거미로부터 매끄럽고 균일한 드래그라인 실크를 채취했다. 이후 이 거미줄 섬유에 천연수지를 한 방울 떨어뜨렸다. 거미줄은 인장강도가 매우 높아서 천연수지의 무게도 충분히 견뎌 끊어지지 않았다. 특히 거미줄의 습윤 특성 덕분에 거미줄에 천연수지가 응축하면서 자연스럽게 돔 형태가 됐다. 이를 자외선으로 굳힌 것이 바로 거미줄 렌즈다. 또 연구자들은 거미줄 렌즈가 광학 렌즈로 충분히 사용할 수 있다는 사실을 확인했다. 이들은 거미줄로 만든 렌즈에 레이저 빔을 조사했을 때 렌즈 반대쪽에 아주 작은 제트 꼬리처럼 생긴 국부적인 전기장 증대가 발생하는 현상인 이른바 ‘광 나노제트’(photonic nanojets)가 뚜렷하게 나타나는 것을 확인했다. 이 빔은 생물의학용 기기에 초고화실 이미지를 제공할 수 있다. 따라서 연구진은 이 기술을 자기공명영상(MRI)처럼 환자의 몸속을 관찰하는 새로운 영상 기법으로 활용할 수 있을 것으로 보인다고 기대했다. 거미줄 렌즈에 쓰인 천연 거미줄 섬유는 합성섬유보다 성능이 뛰어나고 체내 세포에 전혀 해를 끼치지 않아 이미 광범위한 의약품에 쓰인다. 또 거미줄 렌즈는 만들 때 자외선으로 굳히는 시기를 늦춤으로써 크기를 조절할 수 있어 다양한 형태의 영상 촬영이 가능한 것으로 전해졌다. 연구 교신저자인 류청양 국립양밍대 교수는 “드래그라인 실크는 고탄성과 고인성(질긴 정도) 그리고 고인장강도 등 주요한 특성이 있기에 흥미로운 천연 소재 중 하나”라면서 “드래그라인 실크는 무게 대비 강도가 강철보다도 강하다”고 설명했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 응용물리저널(Journal of Applied Physics) 최신호(6월 30일자)에 실렸다. 사진=류청양 교수 제공 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 연구진이 세포 내 DNA 이상 구조를 제어하는 방법을 찾아냈다. 이번 연구를 활용하면 암 예방에도 도움이 될 것으로 보인다. 기초과학연구원(IBS) 유전체항상성연구단 연구팀은 암 억제단백질로 알려진 ATAD5가 DNA 이상 구조를 어떻게 없애 유전체 안정성을 유지하는지를 규명했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘핵산 연구’(Nucleic Acids Research)에 실렸다. 인체 세포는 생명유지를 위해 DNA 복제, 전사, 복구 등 다양한 대사활동을 한다. DNA 전사과정에서 RNA는 DNA 이중나선의 한 가닥에 결합한 ‘R-루프’라는 것이 일시적으로 형성되는데 대사과정이 끝나면 사라지게 된다. 문제는 R-루프가 해소되지 않고 장시간 유지될 경우 DNA 대사과정이 완료되지 못하는데 이 상태에서 세포분열이 진행되면 DNA가 손상돼 암을 유발시키게 된다.ATAD5 단백질은 DNA가 복제 과정을 완료하지 못하고 멈춰 버리는 DNA 복제스트레스 현상을 해소해 암 억제에 기여한다는 것을 이번 연구에 앞서 밝혀낸 바 있다. 연구팀은 ATAD5 단백질이 DNA 복제 과정에서 R-루프 형성을 제어해 유전체 안정성을 유지한다는 것을 추가로 밝혀냈다. 연구팀은 사람 세포를 이용한 실험에서 ATAD5 단백질 양을 인위적으로 줄이자 DNA 복제가 진행 중인 세포에서 R-루프 양이 증가하는 것이 관찰됐다. ATAD5가 세포 속 유전적 변이에 중요한 역할을 한다는 것을 보여주는 점이라고 연구팀은 설명했다. 이규영 IBS 연구위원은 “이번 연구는 ATAD5 단백질이 DNA 복제를 조절하고 복제스트레스를 해소할 뿐만 아니라 DNA 내 이상구조를 제어할 수 있음을 밝혀냈다는데 의미가 크다”라며 “암 치료제나 노화억제제 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국 과학자가 참여한 미국 연구진이 미세혈관 손상까지 찾아낼 수 있는 고해상도 초음파 영상 기술을 개발했다. 미국 피츠버그대 생체공학과, 피츠버그대 의대 초음파분자이미징 및 치료센터 연구팀은 기존 초음파 기술로는 불가능했던 질환의 진행과정을 관찰할 수 있는 초고해상도 초음파 영상기술을 개발했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘국제 신장학’(Kidney International)에 실렸다. 이번 연구에는 대구경북과학기술원(DGIST) 로봇공학전공 유재석 교수도 참여했다. 흔히 건강검진에서 복부와 목 부위 갑상선 검사를 위해 초음파 검사를 실시한다. 여기에 쓰는 초음파 영상 기기 해상도는 음향회절한계가 있었다. 음향회절한계란 특정 물체를 시각화하기 위해서는 물체 크기가 시각화하는데 필요한 주파수의 절반 이상이 되야 한다는 것이다. 충분히 크지 않으면 초음파 영상을 볼 수 없다는 것이다. 또 기존 방식은 데이터를 취합하는데도 시간이 걸리기 때문에 응급 상황에서는 사용이 쉽지 않았다. 연구팀은 초음파 조영제의 개별신호를 구분해 위치를 찾아내는 국지화 기술을 이용해 기존 기기보다 4~5배 이상 해상도를 높이는데 성공했다. 기존에는 150~200㎛(마이크로미터) 크기의 혈관까지만 찾아낼 수 있었지만 이번 기술을 활용하면 32㎛의 미세혈관도 관찰이 가능하다. 또 천문학에서 주로 사용되는 신호처리 기술을 활용해 데이터 수집시간을 기존 수 분에서 1초 이내로 줄여 응급상황에서도 활용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 연구팀은 이번에 개발한 기술을 이용해 기존 초음파 영상기기로는 관찰이 불가능했던 급성신장손상이 만성신장질환으로 진행되는 과정을 관찰하는데 성공했다. 연구에 참여한 유재석 교수는 “이번에 개발한 초음파 영상기술은 기존 초음파 기기로는 해상도의 한계 때문에 진단이 불가능했던 질병의 진행을 관찰함으로써 치료하는데 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

카이스트 생명과학과 이승재 교수와 포스텍 생명과학과 김경태 교수 공동연구팀은 1㎜ 크기의 ‘예쁜꼬마선충’에서 수명 연장을 돕는 장수 유도 단백질 ‘VRK1’의 작동 원리를 밝혀내고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 7월 2일자에 발표했다. 동물 세포에는 에너지가 항상 일정 수준으로 유지될 수 있도록 모니터링하는 ‘AMPK’라는 효소단백질이 있다. 생쥐, 초파리, 예쁜꼬마선충 등에서 AMPK는 수명 연장을 촉진하는 것으로 알려져 있지만 정확한 작동 원리는 밝혀지지 않았다. 연구팀은 VRK1 단백질이 AMPK를 조절해 세포 공장이라고 알려진 미토콘드리아의 전자전달계 기능을 감소시켜 수명을 늘리는 것으로 확인했다. 연구팀은 AMPK를 활용해 대사질환을 치료하고 노화 속도를 늦추는 데 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19 대확산으로 많은 것들이 바뀌고 앞으로도 바뀔 것입니다. 코로나19 발생 이후 많은 변화 중 하나는 질병관리본부 브리핑에서 수어 통역사들의 참여입니다. 이전에도 방송국 차원에서 일부 프로그램에 수어 통역을 제공하기는 했던 것으로 기억되지만 이번처럼 정부 브리핑에 수어 통역사들이 전면에 나선 것은 처음이 아닌가 싶습니다. 이런 상황에서 청각장애인들이 불편함 없이 일상생활을 할 수 있도록 돕는 새로운 기술 하나가 또 등장했습니다. 미국 캘리포니아 로스앤젤레스대(UCLA) 생명공학과, 중국 충칭대 광전자공학과, 충칭사범대 물리·전자공학과 공동연구팀은 청각장애인이 특수 장갑을 끼고 수어를 하면 상대방의 스마트폰 애플리케이션(앱)에서 곧바로 문장으로 표시해 주는 장치를 개발했습니다. 수어 사용자와 수어를 모르는 일반인이 통역사 없이 직접 의사소통을 할 수 있게 해 주는 기술입니다. 이 같은 연구 결과는 전자, 전기공학 분야 국제학술지 ‘네이처 일렉트로닉스’ 6월 30일자에 실렸습니다. 기존에도 수어를 스마트폰이나 다른 전자기기에 번역해 주는 웨어러블 통역 시스템이 있기는 했습니다. 그렇지만 웨어러블이라고 하기에는 너무 크고 무거워서 착용하기가 불편할 뿐만 아니라 수어 인식 정확도가 떨어지고 번역 속도가 느려 효용성이 떨어졌다고 합니다. 연구팀은 손과 손가락의 움직임을 인식할 수 있고, 얇고 신축성이 있으며 센서가 달려 있는 장갑 한 쌍과 스마트폰 앱을 연결시켜 줄 수 있는 지름 3㎝ 정도의 무선 전송 장치가 달린 손목밴드로 구성된 장치를 개발했습니다. 또 수어 일부인 얼굴 표정과 입 모양을 포착하기 위해 수어 사용자의 눈썹 사이와 입 한쪽에 지름 1㎝ 정도로 동전보다 작은 반창고 형태의 접착식 센서도 만들었습니다. 손가락과 손, 얼굴의 움직임을 전기신호로 바꿔 손목밴드 장치로 보내면 이를 무선으로 상대방의 스마트폰에 전송하는 방식입니다. 스마트폰 앱에서는 초당 1~2단어 정도의 속도로 수어를 구어로 변환해 준다고 합니다. 수어 사용자와 무난하게 대화할 수 있는 수준이라고 합니다.첸준 UCLA 교수는 “이번 기술은 수어를 사용하는 사람과 비수어 사용자 간 직접 의사소통을 가능하게 해줄 뿐만 아니라 더 많은 사람들이 수어를 쉽게 배울 수 있도록 도와줄 것”이라며 “이번에는 영어 수어에만 적용됐지만 기본 원리를 활용하면 다른 언어의 수어까지 확장 가능할 것”이라고 말했습니다. 최근 장애인이 일상생활에서 맞닥뜨리는 어려움을 없애는 ‘배리어 프리’를 넘어 장애 유무, 성별, 연령, 문화적 배경에 상관없이 누구나 손쉽게 사용할 수 있는 제품이나 환경을 만드는 ‘유니버설 디자인’이 주목받고 있습니다. 예전에 비해 한국에서도 장애인에 대한 차별이 많이 줄었다고 하지만 여전히 부족한 면이 있는 것이 사실입니다. 장애인이 불편 없이 살기 위해서는 기술 발전과 사회의 인식 변화가 함께해야 하지 않을까요. edmondy@seoul.co.kr

알츠하이머 환자의 기억력 쇠퇴와 인지능력 저하의 근본 원인이 밝혀졌다. 오스트리아 그라츠의대 라인홀트 슈미츠 교수가 주도하고 네덜란드 네이메헌 라드바우드대 신경의학센터, 독일 루트비히 막시밀리안 뮌헨대 메디컬센터 연구진으로 구성된 공동연구팀은 알츠하이머 환자의 인지능력 저하는 뇌 속 철분이 쌓이기 때문이라는 연구 결과를 의학분야 국제학술지 ‘방사선학’ 6월 30일자에 발표했다. 연구팀은 알츠하이머 환자 100명과 인지능력이 정상인 일반인 100명을 대상으로 고해상도 영상을 얻을 수 있는 3T(테슬라) 자기공명영상(MRI) 장치로 뇌를 정밀하게 촬영했다. 또 연구팀은 알츠하이머 환자 100명 중 56명을 무작위로 뽑아 17개월 동안 신경심리학적 검사와 3T MRI 촬영을 주기적으로 했다. 분석 결과 알츠하이머 환자들은 일반인들보다 뇌에서 철분 농도가 높게 나타났으며 알츠하이머 환자들 사이에서도 뇌 철분 농도가 높을수록 인지능력이 더 떨어진다는 사실을 확인했다. 특히 알츠하이머 환자의 뇌에서는 다른 부위보다 측두엽에서 유독 철분 농도가 높다는 것이 확인됐다. 측두엽은 언어와 기억, 학습, 사회적 관계에 관여하는 뇌 부위다. 또 이번 연구에 따르면 뇌의 부피가 정상적이라도 철분 수치가 높게 나타날 경우 기억력을 포함한 인지능력이 떨어지는 것으로 나타났다. 연구팀은 뇌 속 고농도 철분이 그동안 알츠하이머 치매 원인으로 알려진 베타아밀로이드 단백질과 타우 단백질 축적을 촉진시켜 뇌에서 독성물질을 만들어 내 인지 기능을 저하시키는 것으로 분석했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

해왕성이나 천왕성 같은 얼음 행성 내부에 ‘다이아몬드 비’가 내리는 과정을 입증한 연구결과가 공개됐다. 지금까지 전문가들은 이들 행성의 내부 약 8000㎞ 안에서 엄청난 압력이 발생하고, 이 과정에서 수소와 탄소가 분리되면서 다이아몬드 비가 내린다고 추측해왔다. 다이아몬드는 99% 이상 탄소 원자로 이루어진 입방체 결정구조를 가지고 있으며, 지구에서도 약 150㎞ 깊은 지하의 높은 온도와 압력 조건에서 만들어진다. 미국 로렌스 리버모어 국립 연구소 및 독일 독일 헬름홀즈 협회 등 공동 연구진은 미국 스탠퍼드 선형 가속기 센터(SLAC)가 개발한 입자가속기의 일종인 선형가속기(LCLS)를 이용해 실험을 진행했다. 그 결과 탄소가 곧바로 다이아몬드 결정으로 변환되는 과정을 확인할 수 있었다. 연구진은 해왕성과 천왕성에 다이아몬드가 다량 존재한다는 기존의 가설을 입증하기 위해 합성수지인 폴리스티렌을 이용, 해왕성 내부 1만㎞ 지점과 유사한 환경을 만든 뒤 섭씨 4727℃에 달하는 열을 가했다. 이와 함께 150만 개의 막대와 강력한 레이저로 아프리카코끼리 250마리와 맞먹는 무게의 충격파를 더했다. 2017년 당시 독일 연구진도 엑스레이(X선)를 이용해 유사한 실험을 진행했었는데, 이는 다이아몬드가 완성되기 전의 비결정성 분자를 확인하기에는 다소 한계가 있었다. 미국 연구진은 탄소가 다이아몬드로 변환되는 과정을 명백하게 분석하기 위해, 폴리스티렌의 전자(electron)에서 엑스레이가 어떻게 산란 되는지를 측정하는 새로운 방식을 이용했다. 그 결과 열과 압력에 의해 분리된 탄소가 다이아몬드로 변환되는 과정을 확인했으며, 분리된 수소에는 탄소의 성분이 거의 남지 않는다는 것을 알게 됐다.연구진은 “이번 연구는 쉽게 재현하기 어려운 흥미로운 과정을 예측해볼 수 있는데 도움을 준다. 예컨대 토성이나 목성 같은 가스로 이루어진 행성의 내부에서 발견되는 수소와 헬륨은 이러한 극한 조건에서 어떻게 혼합되고 또는 분리되는지 알 수 있다”면서 “이것은 행성과 행성의 진화 역사를 연구하는 새로운 방법이다. 뿐만 아니라 미래의 잠재적인 에너지에 대한 실험으로 이어질 수 있다”고 설명했다. 전문가들은 수천 년에 걸쳐 다이아몬드 비가 천천히 내리면서 천왕성과 해왕성의 핵 주변에 두꺼운 층을 이뤘을 것으로 보고 있다. 또 이렇게 생겨난 다이아몬드 중에는 수백만 캐럿에 이르는 거대한 크기도 있을 것이라는 예측도 있다. 일부 전문가들은 이러한 가설을 토대로, 해왕성이나 천왕성 등 얼음행성 전체가 다이아몬드로 이뤄졌을 가능성도 있다고 내다봤다. 이밖에도 지구에서 약 40광년 떨어진 슈퍼지구 중 하나인 ‘55캔크리e’ 역시 행서의 표면이 흑연과 다이아몬드로 덮여 있을 가능성이 높아 일명 ‘다이아몬드 행성’이라 불리기도 한다. 자세한 연구결과는 세계적인 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션’ 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

알츠하이머 치매는 오랫동안 축적되어 온 기억과 인지능력을 상실하게 만듦으로써 아름다운 노년을 방해하는 가장 심각한 질환으로 꼽힌다. 과학과 의학이 발달한 현대에서도 알츠하이머의 발병원인과 인지능력이 급격히 떨어지는 이유에 대해 정확히 밝혀지지 않았다. 이런 가운데 오스트리아 그라츠의대, 네덜란드 네이메헌 라드바우드대 신경의학센터, 독일 루트비히 막시밀리안 뮌헨대 메디컬센터 공동연구팀은 알츠하이머 환자의 인지능력 저하는 뇌 속 철분이 쌓이기 때문이라는 연구결과를 의학분야 국제학술지 ‘방사선학’ 6월 30일자에 발표했다. 알츠하이머는 베타아밀로이드 단백질과 타우 단백질이 뇌에 과도하게 쌓이면서 기억력을 비롯한 인지능력이 저하되는 질환으로 치매 발병 원인의 50% 이상을 차지하고 있다. 이전에도 알츠하이머 환자들이 일반인들에 비해 뇌 철분수치가 비정상적으로 높다는 것은 알려져 있었지만 어떤 영향을 미치는지에 대해서는 밝혀내지 못한 상태였다. 연구팀은 알츠하이머 환자 100명과 인지능력이 정상인 일반인 100명을 대상으로 고해상도 영상을 얻을 수 있는 3T(테슬라) 자기공명영상(MRI) 장치를 이용해 뇌를 정밀하게 촬영했다. 연구팀은 알츠하이머 환자 100명 중 56명을 무작위로 뽑아 17개월 동안 신경심리학적 검사와 3T MRI 촬영을 주기적으로 실시했다.분석 결과 알츠하이머 환자들은 일반인들보다 뇌에서 철분 수치가 높게 나타났으며 알츠하이머 환자들 사이에서도 뇌 철분수치가 높을수록 인지능력이 더 떨어진다는 사실을 확인했다. 특히 뇌의 다른 부위보다 측두엽에서 유독 철분 수치가 높게 나타나는 것을 발견했다. 측두엽은 언어와 기억, 학습, 사회적 관계에 관여하는 뇌 부위이다. 또 알츠하이머 환자들은 뇌의 부피가 줄어들면서 인지능력이 저하되는 것으로 알려져 있었지만 이번 연구에 따르면 뇌의 부피가 정상적이라도 철분 수치가 높게 나타날 경우 기억력을 포함한 인지능력이 떨어지는 것으로 나타났다. 연구팀은 뇌 속 고농도 철분이 베타아밀로이드 단백질과 타우 단백질 축적을 촉진시키고 이들이 신경독성을 나타내도록 촉진시키는 요인으로 보고 있다. 라인홀트 슈미츠 그라츠의대 교수(노인신경학)는 “이번 연구는 뇌 속 철분농도를 알츠하이머를 미리 예측하는 수단으로 사용하는 한편 뇌에서 과도한 철분을 제거하는 방식으로 알츠하이머를 치료할 수 있다는 점을 제시했다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 지구온난화 주범으로 지목받고 있는 이산화탄소를 화학적으로 유용한 일산화탄소로 전환시킬 수 있는 인공광합성 촉매 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터, 광주과학기술원(GIST), 고려대, 독일 베를린공과대 화학과 공동연구팀은 식물의 잎처럼 이산화탄소를 흡수해 유용한 화학물질로 전환시킬 수 있는 인공광합성 전극을 개발했다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 에너지·환경 분야 국제학술지 ‘나노 에너지’에 실렸다. 인공광합성 시스템은 이산화탄소를 이용해 일산화탄소 같은 고부가가치의 화학물질로 전환시킬 수 있는 기술이다. 환경오염 없이 이산화탄소를 제거할 수 있어서 주목받고 있는 기술이다. 기존의 이산화탄소 전환 기술은 주로 액체상태에서 진행됐다. 그렇지만 이산화탄소가 물에 잘 녹지 않아 투입된 에너지 대비 효율이 낮고 액체상태로 만들어야 하기 때문에 공정이 복잡해진다는 문제가 있었다. 연구팀은 촉매와 전극구조가 반응 중 어떻게 작동하는지 실시간 관찰할 수 있는 분석기법을 활용해 이산화탄소를 액상으로 만들지 않고 기체상태에서 일산화탄소로 전환시킬 수 있는 나노크기의 산호모양 은촉매 전극을 개발했다. 이번에 개발한 전극은 기존 은촉매 기술과 달리 반응표면적이 커져 투입 에너지는 적고 일산화탄소 전환 효율은 100배 이상 향상된 것으로 확인됐다. 또 전극의 크기도 상용화가 가능한 수준의 대면적으로 제작이 가능해졌다. 오형성 KIST 박사는 “이번 기술은 나노미터 크기의 산호형태 은촉매 전극을 만듦으로써 이산화탄소 전환시스템의 성능을 크게 향상시키고 앞으로 연구방향까지 제시했다는데 의미가 크다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중국 돼지에게서 신종 플루 바이러스가 발견됐다. 현지 연구진은 해당 바이러스에 팬데믹(세계적 대유행) 가능성이 있다고 밝혀 우려가 높아지고 있다. 영국 BBC 등 해외 언론의 29일 보도에 따르면, 베이징에 있는 중국농업대학 연구진은 2011~2018년 중국 축산농가의 돼지에게서 3만여 개의 샘플을 채취한 뒤 이를 분석했다. 그 결과 기존에 알려진 신종 플루 바이러스와는 다른 특징을 가진 새로운 바이러스가 확인됐다. ‘G4 EA H1N1’으로 명명된 이 바이러스는 2009년 전 세계를 휩쓸었던 A형 인플루엔자 바이러스와 북미에서 발생한 ‘H1N1’ 바이러스의 성질을 공통으로 가진 것으로 알려졌다. 새로운 바이러스의 명확한 정체와 특징을 완벽하게 파악하지 않은 상황에서, 더욱 우려를 높이는 것은 해당 신종 바이러스가 인간에게 감염돼 코로나19에 이은 또 다른 팬데믹으로 번질 수 있다는 예측이다. 연구진은 신종 플루 바이러스인 ‘G4 EA H1N1’이 도살장 또는 축산농가에서 일하는 몇몇 사람들에게서 이미 감염 사례가 나왔으며, 중국 10개 지역에서 발견된 신종 인플루엔자 유전자 타입 대부분이 ‘G4’ 계열이라고 밝혔다. 연구진은 “현재로서 G4 계열의 바이러스가 인간에게서 인간에게로 전염을 일으킬 가능성은 낮은 편이지만, 2009년 신종 플루 대유행 이후 바이러스가 진화하는 과정에서 인간-인간 전염이 가능하도록 달라졌을 수 있다”고 설명했다.이어 “‘G4 EA H1N1’에 감염된 돼지가 늘어날수록 인간도 노출될 위험이 높아진다. 해당 바이러스는 이미 중국 축산농가의 큰 문제”라면서 “만약 감염 사례가 늘어난다면 바이러스가 새로운 환경에 완전히 적응하고 팬데믹으로 번질 수 있다”고 덧붙였다. 다만 일부 전문가들은 과거와 마찬가지로 신종 플루 바이러스의 팬데믹 가능성이 그다지 높지 않다고 반박했다. 미국 국립보건원 산하 포가티 국제센터의 진화생물학자인 마사 넬슨 박사는 미국 과학 매체인 ‘사이언스’와 한 인터뷰에서 “연구에 활용된 샘플이 매우 적기 때문에, G4 바이러스가 중국 축산농가에 얼마나 광범위하게 퍼졌는지는 알 수 없다”면서 팬데믹 가능성은 낮다고 주장했다. 다만 “인플루엔자는 우리를 놀라게 할 수 있다. 특히 (코로나19 바이러스로 인한 위험이 높은) 현재는 인플루엔자와 같은 위협이 간과될 위험이 있다”고 덧붙였다. 영국 케임브리지대학 수의학과장인 제임스 우드 교수는 BBC와 한 인터뷰에서 “이번 연구는 지속해서 발견되고 있는 병원균이 새 위험으로 떠오르고 있다는 것을 일깨워준다”면서 “특히 농가에서 길러지는 동물은 야생동물보다 인간과 더 많이 접촉하는 만큼, 대유행의 원인이 될 수도 있다”고 밝혔다. 한편 2009년 멕시코에서 처음 감염자가 발생한 뒤 전 세계로 퍼져 나간 신종 플루는 사람과 돼지, 조류 인플루엔자 바이러스의 유전물질이 혼합된 새로운 형태의 바이러스로, 일반적인 인플루엔자처럼 감염자의 기침이나 재채기 등을 통해 전파되는 것으로 알려져 있다. 미국의 경우 사망자는 100만 명에 1.7명꼴 정도로 비교적 낮다. 자세한 연구결과는 국제학술지 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호(29일자)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 교통사고나 산업재해 등 사고로 인한 척수 손상이나 운동신경세포가 파괴되는 루게릭병 같은 질환을 치료할 수 있는 방법을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부 김정범 교수팀은 피부세포에 2종의 유전인자를 주입해 척수를 구성하는 운동신경세포를 만드는 데 성공했다고 29일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 유럽분자생물학회에서 발행하는 국제학술지 ‘이라이프’에 실렸다. 연구팀은 피부세포에서 원하는 세포를 곧바로 얻을 수 있는 직접교차분화 기술로 운동신경세포를 만들었다. 환자 피부세포에 두 종류의 유전자를 직접 주입해 만능세포단계를 거치지 않고 곧장 운동신경세포로 만들어지도록 해 면역거부반응과 암세포 분화 가능성을 모두 제거했다. 연구팀은 이번에 개발한 세포치료제를 척수 손상 실험쥐에게 주입한 결과 손상된 척수조직에서 신경이 재생되는 것을 확인됐다. 김 교수는 “기존 기술로는 척수 손상 치료가 쉽지 않았는데 이번 기술은 실질적인 치료 효과를 나타낼 수 있을 것”이라고 기대했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

역대 가장 더운 여름이 예상되면서 폭염이 계속되는 가운데 마스크 착용을 힘들어하는 사람이 늘고 있다. 숨쉬기 편한 마스크가 판매되고 있지만 수제 마스크도 침방울이 튀어 나가는 것을 막아 준다는 분석 결과가 나왔다. 미국 플로리다 애틀랜틱대 해양·기계공학과 싯다르타 베르마 교수가 주도한 연구팀은 기침이나 재채기를 할 때 튀어나오는 침방울을 막아 줄 수 있는 마스크 효과를 모의실험한 결과 여러 겹의 천으로 만든 수제 마스크도 시중에서 판매하는 마스크와 비슷한 효과를 보인다는 연구 결과를 물리학 분야 국제학술지 ‘유체 물리학’ 30일자에 발표했다. 연구팀은 다양한 재료와 형태로 마스크를 만들어 재채기나 기침을 했을 때 침방울을 얼마나 잘 차단하는지 모의실험을 실시했다. 실험 결과 시중에서 판매되는 마스크들은 거의 100% 침방울을 차단했으며 여러 개의 천을 겹쳐 만든 수제 마스크도 90% 이상 침방울을 차단하는 것으로 나타났다. 등산용 손수건으로 알려진 반다나나 스카프를 접어 입과 코를 가리는 것은 침방울이 튀는 것을 막는 데 전혀 도움이 되지 않는 것으로 확인됐다. 베르마 교수는 “마스크를 쓰는 것은 매우 중요하지만 바이러스를 100% 차단할 수는 없다”며 “백신이 출시되기 전까지는 마스크 쓰기와 함께 사회적 거리두기 등 보건당국자들의 권고사항을 철저히 지키는 게 중요하다”고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중국 연구진이 인공 달 먼지로 콘크리트보다 강도가 22배 더 강한 건설 자재를 만들어내는 데 성공했다. 중국과학원 신장물리화학기술연구원 연구진은 이번 연구를 통해 달의 먼지를 고온에서 반복해서 녹이면 믿을 수 없을 정도로 내구성이 강한 섬유를 만들어 달 기지 건설에 사용할 수 있다는 가능성을 보여줬다. 이들 연구자가 만든 물질은 이른바 현무암섬유로 불리는 것으로, 이번 연구에서는 인장 강도가 최대 1400MPa(메가파스칼)에 달하는 것으로 나타났다. 이는 일반적인 콘크리트 강도보다 내구성이 22배 높고, 지난 2월 유럽우주국(ESA)이 달 먼지와 소변 화합물 요소를 결합해 만든 물질의 강도인 32MPa보다 43배 이상 높은 것이다. 이에 대해 연구를 주도한 마펑청 박사는 사우스차이나모닝포스트(SCMP)와의 인터뷰에서 이 물질은 작은 운석이 충돌해 생기는 폭발에서도 파괴되지 않을 만큼 충분히 단단할 것이라고 주장했다. 사실 이들 연구자가 달의 먼지를 가지고 건설 자재를 만들려고 하는 이유는 달 기지를 건설하는 데 있어 가장 큰 문제가 되는 비용을 줄이기 위한 것이다. 왜냐하면 달까지 건설 자재를 보내는 데 들어가는 돈이 ㎏당 5만~9만 달러(약 6000만~1억1000만 원)나 되기 때문이다.실제로 미국항공우주국(NASA)이 어떤 달 기지를 건설하는 데 필요한 콘크리트와 철강 그리고 물 등 건설 자재는 총 1만2000t이 필요할 것이라고 밝힌 바 있다. 이는 만일 이들 자재를 모두 지구에서 운송해야 한다면 1조 달러(약 1200조원)가 필요하다는 것이다. 하지만 이들 연구자는 달에서 이른바 현무암섬유로 불리는 물질을 생산할 수 있다면 건설 비용을 상당히 줄일 수 있다고 보고 있다.이 때문에 이들은 백두산에서 채취한 암석으로 만든 인공 달 먼지를 활용해 현무암섬유를 제작했다. 특히 이 먼지는 이산화규소 약 48%에 산화알루미늄 약 17% 등으로 구성됐는 데 이는 1971년 당시 NASA의 아폴로14호가 달에서 가져온 달 먼지 표본의 구성과 거의 똑같은 것이다. 이에 대해 연구진은 이런 달 먼지는 더욱더 흔한 다른 종류의 현무암보다 더 쉽게 현무암섬유로 변할 수 있다고 설명했다. 달 먼지는 1300℃ 이상 가열해 녹인 뒤 급속 냉각하면 유리로 변한다. 그런 다음 이를 가루로 분쇄한 뒤 녹을 때까지 좀 더 높은 온도로 가열한 뒤 노즐을 통해 공급하면 연속적인 필라멘트가 생성되는데 이것이 바로 현무암섬유다. 현무암섬유는 군사 건설 프로젝트와 무기 등에 쓰여왔다. 1950년대부터 옛 소련이 이를 작은 규모로 만들기 시작했고 곧 미국에서도 이를 생산하기 시작했지만, 이와 관련한 생산 정보는 1990년대까지 기밀에 부쳐졌다. 반면 중국은 현무암섬유 생산 후발주자이지만, 현재 많은 기업에서 이를 콘크리트에 넣어 교량 등 인프라 건설 프로젝트에서 더 저렴한 비용으로 강도를 높이는 데 사용하고 있는 것으로 전해졌다. 중국의 달 기지 건설 현장에 관한 청사진에는 온도 1000℃ 이상 낼 수 있는 열 집열기에 햇빛을 반사하는 거대 거울이 있어 현무암섬유를 현장에서 만들 수 있는 것으로 나와 있다. 현무암 섬유는 주로 다른 재료에 첨가해 쓰지만, 일주 중요 구성품을 제조하는 데 단일로 사용할 수 있다. 하지만 이들 연구자는 우주와 같은 외부 환경에서 시뮬레이션을 해야 할 몇몇 중요 단계와 함께 이 재료가 달에서 실제로 제대로 작동할 수 있는지를 확인하기 위해 생산 과정을 여전히 검토하고 있다고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언티아 시니카 테크놀로지카’(Scientia Sinica Technologica) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 연구진이 교통사고나 산업재해 같은 사고로 인한 척수 손상 환자나 운동신경 세포가 파괴되는 루게릭병 같은 질환을 치료할 수 있는 방법을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부 김정범 교수팀은 피부세포에 2종의 유전인자를 주입해 척수를 구성하는 운동신경세포를 만드는데 성공했다고 29일 밝혔다. 연구팀은 동물실험을 통해 운동신경세포의 재생능력을 확인하기도 했다. 이 같은 연구결과는 유럽분자생물학회에서 발행하는 국제학술지 ‘이라이프’에 실렸다.신체를 지탱하는 척추뼈 안에 있는 신경조직인 척수는 뇌 신호를 몸 구석구석으로 전달하고 신체 감각을 뇌로 전달하는 중요한 역할을 한다. 척수가 손상이 되면 운동기능이나 감각을 잃거나 몸을 움직일 수 없는 심각한 후유증을 겪게 된다. 약물치료나 외과수술로 척수손상을 치료하기도 하지만 효과가 크지 않다. 이 때문에 줄기세포를 이용해 손상된 조직을 재생시키는 세포치료제가 주목받고 있지만 줄기세포 분화과정에서 암세포가 형성되는 경우도 환자에게 사용되지는 못하고 있다. 연구팀은 피부세포에서 원하는 목적의 세포를 바로 얻을 수 있는 직접교차분화 기술을 이용해 운동신경세포를 만들었다. 환자 피부세포에 두 종류의 유전자를 직접 주입해 만능세포단계를 거치지 않고 곧장 운동신경세포로 만들어지도록 해 기존 줄기세포치료제의 문제점인 면역거부반응과 암세포로 분화 가능성을 모두 해결했다.기존의 직접분화 기법으로 만들어진 세포수는 너무 적어 환자 임상치료에 활용하기 충분치 않았지만 연구팀은 세포 자가증식을 통해 대량생산이 가능토록 했다. 실제로 이렇게 만들어진 세포치료제를 척수를 손상시킨 실험쥐에 주입한 결과 운동기능이 회복되고 손상된 척수조직에서 신경이 재생되는 것이 확인됐다. 김정범 교수는 “척수 손상은 산업재해에 의한 발병률이 높은데 반해 지금까지 나온 기술로 치료는 쉽지 않았는데 이번에 개발된 세포치료제는 기존 치료방법들의 한계를 극복해 실질적인 치료효과를 가져다 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

보통 기억력이 나쁘거나 우둔한 사람들에게 ‘새대가리’라고 놀리는 경우가 많다. 우둔한데다가 자기 중심적이기까지 하면 ‘벌레 또는 곤충만도 못한 인간’이라고 비난하는 경우도 있다. 그런데 거의 눈으로 보이지 않을 정도로 작은 뇌를 가진 곤충들도 학습하고 기억하고 사회적 추론을 할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 미국 미시건 앤아버대 생태·진화생물학과 연구팀은 종이말벌 또는 쌍살벌로 불리는 벌들은 생물학자들이 ‘사회적 엿듣기’라고 부르는 능력을 통해 잠재적 적들의 집단적 행동을 살펴 본 뒤 기존에 학습하고 기억한 것들을 되살려 신속하게 평가한 뒤 행동한다는 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 26일자에 발표했다. 영장류는 물론 제브라 피시 같은 물고기나 일부 조류들은 잠재적 경쟁자들의 행동을 살펴보고 자신의 현재 능력과 비교함으로써 대응전략을 세움으로써 분쟁 비용을 최소화하도록 진화한 것으로 알려져 있다. 그렇지만 곤충들에게서는 이 같은 능력이 확인되지 않았다. 그렇지만 연구팀은 곤충들의 작은 뇌신경계가 정교한 행동을 제한하는 것은 아니라는 연구결과들을 내놓은 것이다. 연구팀은 학교가 있는 앤아버 주변에서 폴리스테스 푸스카투스(Polistes fuscatus)라는 쌍살벌들을 수집해 관찰했다. 푸스카투스 쌍살벌은 여러 마리의 여왕벌이 한 둥지에서 사는 경우가 많은데 이 때문에 벌들 사이에 먹이 분배, 일 분담, 번식 우선권 등을 둘러싸고 싸움이 벌어질 수 있기 때문에 엄격한 위계질서가 필요하다. 만약 엄격한 질서가 없다면 각 파벌들로 나뉘어 싸움을 벌이다 모두 멸종할 수 있다는 것이다.연구팀은 서로 다른 여왕벌을 섬기는 말벌 6마리를 뽑아 가슴에 물감으로 색깔을 표시해 구분할 수 있도록 한 다음 가로, 세로, 높이 각 ㎝의 작은 투명유리상자에 넣었다. 그 다음 전투말벌 한 마리씩 뽑아 작은 통에 넣은 뒤 전투를 하도록 하고 나머지 네 마리는 이를 관찰하도록 했다. 연구팀에 따르면 네 마리의 벌들은 전투말벌이 싸우는 것을 오랫 동안 관찰한 다음 다시 벌집으로 돌아갔을 때도 싸우는 것을 보고 익힌 것을 바탕으로 적과 아군을 정확하게 판단하고 행동한다는 것을 확인했다. 연구팀은 쌍살벌들이 미세한 얼굴의 특징과 행동을 파악해 불필요한 경쟁이나 싸움을 피하도록 진화한 것으로 보고 있다. 엘리자베스 티베츠 교수(신경·행동생물학)는 “복잡한 사회관계와 상황 판단 능력은 두뇌 진화, 특히 사회적 지능 발달에 따른 것으로 알려져 있지만 곤충의 뇌에서도 그 같은 판단이나 사고가 가능하다는 것을 보여주는 연구”라며 “쌍살벌의 경우 놀라운 장기기억력을 갖고 있으며 이전에 관찰하거나 학습한 사회적 상호작용에 근거해 행동한다는 것을 알 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr