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

최근 코로나19의 전 세계적 확산 때문에 온실가스 배출이 줄어들고 비행기나 자동차 운행이 줄면서 대기오염물질도 줄어드는가 하면 바다와 하천이 깨끗해지고 있다는 의외의 효과가 나타나고 있다. 실제로 한반도는 매년 가을부터 이듬해 늦봄까지 국내외에서 발생하는 미세먼지 때문에 몸살을 앓았지만 올해는 미세먼지로 문제가 됐던 날은 거의 없었다. 공기가 좋지 않다는 예보가 나오면 많은 사람들이 궁금해 하는 것 중 하나가 ‘미세먼지가 많은 날 운동을 하는 것이 건강에 더 나쁠까, 아니면 운동을 하지 않는 것이 더 나쁠까’하는 점이다. 그런데 중국과 대만 연구진이 공기 오염이 심한 지역에서도 정기적인 운동을 하는 것이 건강에 더 도움이 된다는 연구결과를 내놨다. 중국 홍콩중문대 공중보건·1차의료학부, 사회학과, 심천연구소, 정저우대 공중보건학부, 홍콩과학기술대 환경학부, 토목환경공학과, 대만 중앙연구원 사회학연구소 공동연구팀은 정기적으로 운동하는 사람들은 대기상태가 상대적으로 오염이 심한 곳에서 거주하더라도 고혈압 같은 심혈관질환 발병 위험이 더 낮다고 25일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국심장학회에서 발행하는 국제학술지 ‘순환기’ 21일자에 실렸다. 전 세계 91% 가까운 인구가 세계보건기구(WHO)의 기준으로 대기가 오염된 곳에서 살고 있기 때문에 대기오염과 운동 사이의 위험과 효과의 관계는 매우 중요한 공공의 관심사가 되고 있다. 연구팀은 2001~2016년까지 대만에서 거주하고 고혈압을 앓은 적 없는 18세 성인남녀 14만 72명의 건강검진 데이터베이스를 활용해 분석했다. 연구팀은 조사 대상자들의 매주 신체활동 수준과 혈압의 변화 추이, 심혈관질환 발병 여부에 주목했다. 연구팀은 이들이 거주하는 지역의 초미세먼지(PM2.5) 농도를 기상위성 사진을 이용해 확인하고 상관관계를 분석했다. 그 결과 기존에 알려진 바와 같이 대기오염이 적은 지역에 거주하고 운동량이 많은 사람들은 활동적이지 않고 대기오염이 상대적으로 심각한 지역에 사는 사람들보다 고혈압 같은 심혈관질환 위험이 높은 것으로 조사됐다. 일주일에 2~3회 이상 운동하는 사람은 1회 이하 운동하는 사람들보다 고혈압 위험이 4~13% 정도 낮은 것으로 조사됐다. 이 같은 운동효과는 대기오염이 심한 지역에서도 마찬가지로 나타났다. 샹 퀴안 라오 홍콩중문대 교수는 “대기오염이 덜 된 곳에서는 활발한 신체활동이 고혈압 위험을 낮춘다는 것은 잘 알려져 있었지만 상대적으로 대기오염 상태가 심한 지역에서도 신체활동이 건강에 도움이 된다는 것은 이번에 처음 확인됐다”라고 강조했다. 그렇지만 과학자들은 2004년과 2010년 미국심장학회가 대기오염에 노출되는 것은 심혈관질환 유발가능성을 높이고 사망률을 높일 수 있다는 성명을 근거로 대기오염과 운동의 상관관계에 대해서는 추가적인 연구가 필요하다는 신중론을 내놓기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19가 전 세계로 확산되면서 공포와 혼란에 빠지게 만든지 벌써 7개월이 지나고 있다. 많은 연구자들이 코로나19와의 전쟁에서 승리하기 위한 무기인 백신과 치료제 개발에 전력투구하고 있다. 덕분에 조만간 치료제와 백신이 개발될 것으로 기대되고 있다. 그렇지만 한편에서는 백신의 효과가 길어야 3개월 정도에 불과할 것으로 보고 있고 바이러스의 변이 때문에 효과가 줄어들 것으로 예상되기도 한다. 감기도 원인 바이러스의 변이가 빠르고 잦아 백신이나 치료제 개발이 사실상 불가능한 것처럼 코로나19도 비슷한 상황이 되지 않겠냐는 우려도 나오고 있다. 실제로 코로나19 유발 바이러스는 인체 세포가 바이러스를 인식하지 못하도록 변신하는 능력이 있다는 사실이 밝혀졌다. 미국 텍사스대 샌안토니오 보건센터, 텍사스대 의대, 텍사스 암예방연구소 공동연구팀은 코로나19 바이러스(SARS-CoV-2)는 인체 세포에 침투할 때 면역방어체계를 교란시키는 단백질 효소를 갖고 있다는 사실을 밝혀내고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 24일자에 발표했다. 코로나19 바이러스는 RNA를 유전체로 이용하는 RNA바이러스이다. RNA바이러스는 증식과정에서 돌연변이를 자주 일으키고 치료제 내성이 쉽게 생기고 백신도 효과가 떨어지는 경우가 많다. 연구팀은 코로나19 바이러스가 침투하기 쉽게 만드는 비구조단백질(nsp) 중 nsp16 효소의 3차원 구조를 해독해 냈다. 해독 결과 nsp16 효소는 인체 세포들이 코로나바이러스를 외부에서 들어온 이질적인 것이라고 인식하지 못하도록 위장시키는 역할을 한다는 것을 알아냈다. nsp16 효소는 체내에 바이러스에 대한 항체가 생길 경우 세포와 다른 물질이라고 인식하지 못하도록 만드는 물질을 분비하기 때문에 침투한 바이러스에 대해 면역체계가 작동할 수 없게 한다는 것이다. 쉽게 얘기하자면 코로나19 바이러스는 인체 세포라는 공간에 들어갈 때 면역체계라는 경보장치를 건드리지 않고 들어갈 수 있는 만능열쇠를 갖고 있다는 말이다. 연구를 이끈 요게쉬 굽타 텍사스대 의대 교수는 “코로나19 바이러스의 변이가 많다는 이야기가 나오는 이유는 이번 연구에서 밝혀냈듯이 nsp16이 바이러스의 RNA를 외부에서 침투한 것이 아니라 세포 고유의 것이나 세포 일부라고 인식하도록 만들기 때문”이라며 “백신과 치료제 효과를 높이기 위해서는 nsp16을 공략하는 것이 필요하다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

오징어가 지난 몇 년간 ‘금(金)징어’가 됐던 사연이 밝혀졌다. 23일 공개된 ‘북한 내 검은 어선단 조명’(Illuminating Dark Fishing Fleets in North Korea)이라는 논문에 따르면 중국 어선들이 2017년 900여척, 2018년 700여척 북한 수역 내에서 조업을 하면서 16만t 이상의 오징어를 잡아갔다. 약 4억 4000만 달러(약 5253억원)어치다. 국제 비영리단체 ‘글로벌 어로 감시’(Global Fishing Watch·GFW) 연구팀은 북한 수역 주변을 조사해 최근 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’(Science Advances)에 이 같은 내용을 발표했다. 2003년 이후 한국과 일본 수역에서 잡히는 오징어는 각각 80%, 82%가 줄어들었다. GFW의 논문 공동 저자 데이비드 크룻스마는 “몇 년 전만 해도 불가능했던 고해상도, 고출력 이미지의 증가와 기계학습의 진보로 (분석이) 가능하게 됐다. 위치를 발신하지 않아도 상업적 어로를 하는 선박을 추적할 수 있게 됐다”고 소개했다. 연구팀은 선박 간 충돌방지를 위해 위치를 송신하게 돼 있는 ‘자동식별시스템’(AIS)과 금속 물체를 추적할 수 있는 ‘레이더 이미지’, 야간 조업 선박의 불빛을 포착해 어선의 위치를 잡아내는 ‘야간 이미징’, 선박의 형태와 종류 등을 직접 확인하고 불법 조업 증거를 수집할 수 있는 고해상도 ‘광학 이미지’ 등 4가지 위성 기술을 사용했다. 이번에 포착된 ‘검은 어선들’은 중국에서 출항했다. 중국 측이 소유·운영하는 배들로, 선박등록, 국기, 조업허가 등이 없는 ‘3무 선박’일 가능성이 높은 것으로 추정된다. 논문 공동 저자인 박재윤 GFW 선임 데이터 분석가는 “(북한 수역에서) 불법 어로 활동을 하는 선단 규모는 중국 전체 원양어선단의 3분의1을 차지한다”면서 “다른 나라 수역에서 이뤄진 단일 국가 어선의 불법 어로로는 지금까지 알려진 것 중 가장 큰 규모”라고 말했다. 북한 내 외국의 어로를 금지하는 2017년 유엔 제재 결의를 위반했을 가능성이 크다. 연구팀은 2018년 러시아 수역에 침범해 불법으로 조업한 북한 어선이 3000척쯤 된다”면서 “북한 어선들이 기업화한 중국 트롤 어선과의 경쟁에 밀려 러시아 수역으로 가게 됐을 가능성이 크다”고 해석했다. 먼바다까지 나가기에 장비가 열악한 북한의 소형 목선 수백 척이 일본과 러시아 해안에 표류 중이고, 일부 어촌마을에 “과부촌”이 형성되고 있는 현상의 근본 원인으로도 지목된다. 이지운 전문기자 jj@seoul.co.kr

8억 년 전 지름 100㎞ 이상의 소행성이 부서져 생긴 무수히 많은 파편이 지구와 달에 소나기처럼 쏟아졌다는 분석 결과가 나왔다. 당시 지구에 비처럼 떨어진 운석의 총 질량은 6500만 년 전 공룡을 멸종에 이르게 한 거대 운석의 60배에 달하는 것으로 나타났다. 지름 10㎞ 이상의 운석이 지구에 충돌할 가능성은 1억 년에 한 번꼴이지만, 지구에서는 대기와 물에 의한 풍화 작용과 지각 변동 등의 영향으로 흔적이 되는 크레이터(운석공)은 6억 년 이상 남아있기 어렵다. 그런데 일본 오사카대와 도쿄대의 연구진은 이른바 ‘소행성 소나기’라고 부르는 현상이 달에 일어났다면 지구에도 일어났을 것이라는 전제하에 풍화현상 등을 거의 겪지 않는 달의 크레이터들을 분석해 같은 시기 지구에 얼마나 많은 운석이 충돌했을지를 추정했다.이들 연구자는 일본우주항공연구개발기구(JAXA)의 달 궤도선 ‘가구야 1호’가 촬영한 달 표면의 크레이터 사진을 사용해 지름 20㎞ 이상의 크레이터 59개 속 특징을 분석했다. 그 결과, 지름 93㎞에 달하는 코페르니쿠스 크레이터를 포함해 적어도 8개에서 최대 17개의 크레이터가 같은 시기에 형성된 것으로 나타났다. 이들은 또 미국의 아폴로호 계획으로 지구에 가져왔던 크레이터 시료 등을 분석해 형성 시기가 약 8억 년 전임을 추정할 수 있었다. 특히 지구에는 달에 떨어진 운석보다 약 20배 많은 운석이 떨어진다고 알려졌다. 이에 따라 이번 연구에서는 당시 지구에 떨어진 운석의 총 질량은 40조~50조 t에 달하며 이는 멕시코 유카탄반도에 있는 칙술루브 크레이터를 만들어낸 거대 운석의 30~60배에 해당하는 것으로 추정됐다. 이에 따라 이들 연구자는 이 사건을 소행성 소나기라고 부르고 있는 것이다. 공룡을 포함한 생물의 대멸종을 가져온 것으로 추정되는 백악기 말기의 이 운석 충돌로 운석에 포함됐던 것으로 여겨지는 고농도의 이리듐이 세계 각지 지층에서 검출되고 있다. 8억 년 전 소행성 소나기를 보여주는 증거는 아직 지구에서 발견되지 않았지만, 6~7억 년 전 얼음이 지구 전체를 뒤덮은 최악의 빙하기가 오기 직전인 시대에 바다 속 인의 농도가 4배로 급증해 생물의 다양화가 촉진했을 수도 있다는 연구 결과가 나온 바 있다. 당시 사건으로 지구에 유입된 인의 양은 현재 바다 속 인의 10배 정도로 추정된다. 따라서 소행성 소나기가 당시 지구 환경에 큰 영향을 줬을 수도 있다고 이들 연구자는 지적했다. 게다가 최근 연구에서는 달 표면 전역에 물이나 탄소와 같은 휘발성 물질이 존재하는 것으로 나타났는데 이들 연구자는 휘발성 물질이 소행성 샤워에 의해 달에 유입했을 수도 있다고 언급했다. 8억 년 전 파괴된 소행성 파편 중 일부는 지구나 달뿐만 아니라 다른 행성이나 태양에 떨어진 것으로 보이지만, 또 다른 파편은 에우랄리아족 소행성이 됐을 수도 있다고 이들 연구자는 설명했다. 에우랄리아족 소행성 이름의 바탕이 된 소행성 에우랄리아는 JAXA의 소행성 탐사선 ‘하야부사 2호’가 시료를 채취한 소행성 ‘류구’와 같이 물과 유기물이 풍부한 C형 소행성으로 분류돼 있어 똑같은 C형 소행성인 ‘폴라나’와 함께 류구의 모천체로 추정된다. 이런 지식을 바탕으로 연구진은 8억 년 전 파괴된 소행성의 파편 중 일부가 지구나 달 등에 충돌했지만 다른 파편은 에우랄리아족 소행성이나 류구 같은 근지구천체(NEO)가 됐다고 보고 있는 것이다. 연구를 이끈 데라다 켄타로 오사카대 교수는 “8억 년 전 대규모 운석 충돌이 있었다는 전제로 달의 조성이나 지구의 환경을 다시 검토하면 새로운 결과가 나올지도 모른다”면서 “오는 12월 하야부사 2호가 류구에서 가져올 시료에 기대를 걸고 있다”고 말했다. 자세한 연구 성과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 22일자에 게재됐다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

주로 해저에서 서식하는 상어 4종의 몸 안에서 미세플라스틱의 흔적이 발견됐다. 플라스틱에 의한 해양오염의 현주소를 명확히 보여주는 결과다. 영국 엑서터대학과 세계적인 환경단체인 그린피스가 모인 공동 연구진은 콘월 지역 해안의 심해에 서식하는 상어 4종, 총 46마리를 대상으로 위장 내 물질 샘플을 채취해 분석했다. 실험에 동원된 상어는 두툽상어, 스타리 스무스하운드, 돔발상어 등이며, 이 상어들은 대체로 수면과 가까운 곳에서 사냥을 한 뒤 수심 900m의 깊은 바다로 내려가 휴식을 취하기를 반복한다. 그 결과 실험 대상의 67%에 달하는 상어의 위장에서 미세플라스틱으로 부서진 인조섬유질 조각 379개가 발견됐다. 이중 95%를 차지하는 인조섬유질 조각은 코로나19 팬데믹 이후 전 세계에서 쓰고 버려지는 일회용 마스크에서 나온 것으로 확인됐다. 구체적으로 인조섬유질 조각 중 33%는 합성 셀룰로오스였으며, 25%는 일반적인 플라스틱 제품이나 의류에 사용되는 폴리프로필렌, 10%는 물을 정화할 때나 종이, 화장품을 만드는데 사용되는 폴리아크릴아미드였다. 이 소재들은 바다나 쓰레기 매립지에 버려진 뒤 오랫동안 썩지 않고 환경을 오염시키고 있다. 연구진은 심해에 서식하는 상어가 미세플라스틱 및 일회용 마스크 등에서 떨어져나온 인조섬유질 조각 등을 삼킬 경우 건강에 어떤 영향을 미치는지에 대해 아직 정확히 확인된 바가 없다고 밝혔다. 그러나 이번 실험에 동원된 상어 4종은 모두 사람들이 어업 등을 통해 포획한 뒤 섭취할 수 있으며, 이는 생태계의 순환에 따라 결국 인간의 몸속에 미세플라스틱이 쌓이는 결과를 유발할 수 있다고 연구진은 주장했다.미세플라스틱에 의한 오염은 전 세계 바다에서 매우 흔하게 관찰되고 있다. 연구진은 상어 등 해양 동물이 미세플라스틱에 어떤 민감성을 보이는지에 대한 추가적인 연구와 이에 따른 대책 마련이 시급하다고 목소리를 높였다. 연구를 이끈 액세터대학의 그리스틴 파튼은 “이번 연구결과는 미세플라스틱과 인위적인 섬유질 등이 영국에 주로 서식하는 다양한 상어 종에 영향을 미친다는 것을 입증한 것”이라면서 “미세플라스틱뿐만 아니라 옷이나 마스크 등의 제조에 사용되는 합성 셀룰로오스가 다량 발견됐다는 것에 매우 놀랐다”고 밝혔다. 이어 “합성 셀룰로오스의 입자가 매우 작아 옷을 세탁할 때 사용된 물과 함께 쉽게 바다로 흘러들어갈 수 있다”면서 “미세플라스틱은 바다 표면에 둥둥 떠다닐 수 있을 뿐만 아니라 상어가 서식하는 깊은 바다까지도 들어갈 수 있다”고 강조했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 네이처의 자매지인 사이언티픽 리포트 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

22일은 24절기 중 12번째인 ‘대서’(大暑)였습니다. “염소뿔도 녹는다”는 말이 있을 정도로 대서 때는 장마가 끝나고 가장 더운 시기로 알려져 있습니다. 이 때문에 대서 때는 무더위를 피해 술과 음식을 마련해 산이나 계곡으로 놀러 가는 풍습이 있었습니다. 참외, 수박 같은 여름 과채들이 가장 맛있을 때라고도 합니다. 그래서 대서를 전후해 비가 많이 오면 과일 당도가 떨어져 맛이 없다고들 합니다. 올해 대서는 장마철과 겹쳐서 폭염이 맹위를 떨치지는 못했습니다. 올 장마는 지난달 10일 제주도부터 24~25일에는 남부지방과 중부지방에서 시작돼 한 달 넘게 이어지고 있습니다. 기상청은 다음주에 올 장마가 마무리 수순에 접어들 것이라는 전망을 내놨습니다. 장마가 끝난 뒤 8월 한반도는 평년보다 0.5~1.5도 높아 무더운 날이 많을 것이라고 합니다. 올 초 세계기상기구나 각국 기상청이 올여름은 지구온난화의 영향으로 역대 가장 더울 것이라는 예측을 내놓기도 했지요. 코로나19 대확산으로 전 세계 온실가스 배출량이 많이 줄었다는 이야기가 나오면서 지구온난화는 더이상 심각한 문제가 아닌 것처럼 생각하는 분위기도 있는 듯싶습니다. 그렇지만 다양한 분야의 과학자들이 일주일이 멀다 하고 경고의 목소리를 내놓고 있는 것을 보면 지구온난화는 여전히 인류가 직면한 가장 심각한 문제입니다. 오스트리아 빈대학 주도로 이탈리아, 스페인, 독일, 체코공화국, 프랑스, 벨기에, 영국, 스웨덴, 노르웨이, 스위스, 포르투갈, 폴란드, 러시아, 크로아티아, 네덜란드, 슬로바키아 유럽 17개국 34개 연구기관이 참여한 공동연구팀은 최근 약 30년 동안이 유럽에서 홍수가 가장 많이 발생하고 피해 규모도 크다는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 7월 23일자에 발표했습니다. 이번 연구에는 웬만한 유럽 국가들 대부분이 참여했다고 해도 과언이 아닐 정도로 큰 규모로 꾸려졌습니다. 이는 지구온난화에 대한 심각성을 이해하고 공동 대응하겠다는 의지로 볼 수 있을 것입니다. 대통령이 나서서 ‘지구온난화는 거짓말’이라고 떠들어 대는 미국과는 사뭇 다른 모습이라고 할 수 있습니다. 연구팀은 1500년부터 2016년까지 약 500년 동안 유럽 전역의 103개 강과 관련한 법률 및 행정기록, 신문, 편지 등 다양한 역사적 기록을 분석했습니다. 그 결과 해당 기간 동안 9576건의 홍수가 발생했다는 것을 확인했습니다. 연구팀은 홍수가 유독 많았던 기간 9개를 분류해냈는데 그중 1992~2016년이 나머지 8개 기간보다 홍수 강도와 빈도가 높다는 것을 밝혀냈습니다. 1992~2016년은 다른 때보다 평균 1.4도가량 기온이 더 높고 여름철 홍수 발생이 더 잦아진 것이 특징으로 나타났습니다. 연구팀은 지구온난화가 계속되는 한 이 같은 추세는 더 강화될 것이라고 전망했습니다. 한편 중국 빈저우 의과대, 호주 모나시대 의대 공동연구팀은 지구온난화로 인해 폭염과 혹한이 잦아지면서 심혈관 질환으로 사망하는 사람이 점점 늘어나고 있다는 연구 결과를 의학분야 국제학술지 ‘플로스 메디슨’ 7월 22일자에 발표하기도 했습니다. 인류의 존망을 좌우할 지구온난화 역시 코로나19에 대응하듯 전 세계가 지혜를 짜내야 할 때입니다. 더이상 현실을 외면하고 대책 마련을 늦출 수 없습니다. edmondy@seoul.co.kr

충남대 응용화학공학과, 스위스 취리히연방공과대(ETH), 영국 프랜시스 크릭 연구소 공동연구팀은 초저온투과전자현미경(Cryo-TEM)으로 단백질의 구조 변화를 실시간으로 영화처럼 관찰할 수 있는 기술을 개발했다고 22일 밝혔다. 이 연구 결과는 국제학술지 네이처 커뮤니케이션스에 실렸다. 단백질은 다양한 생체활동에 관여하는 물질이기 때문에 3차원 구조를 명확히 이해하는 것이 의약학 분야에서는 매우 중요하다. 그러나 단백질 구조를 1000분의1초(1밀리초) 단위로 연속 관찰하기는 쉽지 않다. 연구팀은 단백질 시료를 순간 급속냉동시킨 뒤 Cryo-TEM으로 초고해상도 3차원 단백질 구조를 관찰하는 데 성공했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“조사 대상 규모 적어 신중하게 판단할 필요” 대구에서 코로나19에 걸린 실제 감염자 규모가 18만명을 넘어설 수 있다는 연구 결과가 나온 것과 관련해 방역당국이 신중론을 폈다. 해당 조사가 기존 유전자검사법(RT-PCR)이 아닌 다른 검사법을 활용했고, 조사 대상 규모가 적기 때문이란 설명이다. 대구가톨릭대병원과 경북대학교 의과대학 공동 연구팀은 지난 21일 이런 내용의 논문을 대한의학회 국제 학술지 ‘JKMS’(Journal of Korean medical science)에 발표했다. 연구팀은 지난 5월 25일부터 6월 5일까지 대구가톨릭대병원을 방문한 일반 환자와 보호자 198명을 검사한 결과, 15명(7.6%)이 코로나19 항체를 보유한 것으로 확인했다. 진단검사를 받은 환자와 보호자는 코로나19 확진 판정을 받은 적이 없다. 따라서 항체를 보유한 7.6%는 자신도 모르는 사이에 코로나19를 앓고 지나갔을 가능성이 높다는 것이다. 연구팀은 대구 총 인구 243만 8031명 중 7.6%가 코로나19에 감염된 것으로 가정하면 실제 감염자 수는 18만 5290명에 이를 것으로 추산했다. 현재 대구 인구 0.3%가 확진 판정을 받은 것에 비춰보면 방역당국 감시망을 벗어난 감염자가 훨씬 많을 수 있다는 뜻이다. 이에 대해 정은경 중앙방역대책본부 본부장은 22일 정례브리핑에서 “198명을 대상으로 시행한 검사법이 신속 항체진단키트를 사용한 것”이라면서 “특이도(정확도)가 92% 정도 되고, 대상자 규모가 조금 적기 때문에 (검사 결과를) 해석하는데 신중할 필요가 있다고 판단한다”고 밝혔다. 정 본부장은 이어 “방대본도 대구지역에 이미 확인된 확진자보다 조금 더 많은 감염자가 있을 것으로 추정하고 있다”고 말했다. 그러면서 “앞으로 대량의 조사를 통해 감염률 등에 대한 부분을 판단할 수 있을 것으로 본다”고 덧붙였다. 최선을 기자 csunell@seoul.co.kr

영국 잉글랜드 중남부를 흐르는 템스강으로 엄청난 양의 미세플라스틱이 흘러 들어간다는 사실이 확인됐다고 BBC 등 현지 언론이 21일 보도했다. 보도에 따르면 런던대학교-로얄할로웨이 연구진이 템스강으로 물이 유입되는 세 곳에서 각각 채취한 샘플을 분석한 결과, 초당 9만 4000개의 미세 플라스틱이 템스강으로 유입된다는 사실을 확인했다. 템스강으로 흘러들어오는 미세플라스틱에는 여성들이 네일아트에 주로 사용하는 반짝이와 작은 크기의 비즈 등도 포함돼 있었으나, 페트병과 음식 포장지 등 생활 쓰레기에서 나오는 플라스틱 등이 대부분을 차지했다. 또 화장실에서 흘려보내는 물티슈에서 나온 미세플라스틱도 상당수를 차지했다.이러한 미세플라스틱은 템스강에 서식하는 생물에게도 영향을 미쳤다. 연구진은 템스강에 서식하는 갑각류를 채취해 분석한 결과, 갑각류 2종의 위장에서 미세플라스틱을 발견했다. 여기에는 섬유조각과 풍선 또는 고무밴드, 비닐 봉투 등에서 떨어져 나온 미세플라스틱이 포함돼 있었다. 현지 연구진은 런던의 발전에서 역사적으로 중요한 역할을 한 동시에, 현재까지도 수운과 상수도원으로 이용되는 템스강의 이러한 오염 상태가 유럽 국가의 다른 주요 강들보다 훨씬 심각한 상태라고 목소리를 높였다. 연구를 이끈 캐서린 맥코이 박사는 “템스강에서 발견되는 미세플라스틱의 양은 중국 양쯔강에서 발견되는 것보다는 적었지만, 독일의 라인강이나 독일에서 발원해 흑해로 흐르는 다뉴브강 등지의 것보다는 훨씬 많았다”고 밝혔다. 이어 “이번 연구는 이러한 플라스틱을 사용할 때 분리수거와 재활용에 대한 강력한 제재가 필요하다는 사실을 일깨워 준다”면서 “이들 플라스틱의 정확한 출처를 확인하기는 어렵지만, 사람들은 플라스틱을 사용하고 버리기 전에 반드시 다시 한 번 생각해야 한다”고 강조했다.한편 런던 시민이 마시는 수돗물 원천의 약 70%를 차지하는 템스강은 1957년 당시 ‘생물학적 사망선고’를 받았었다. 19세기만 해도 급속한 산업화와 도시화 여파로 오염도가 심각했고, 수많은 사람들이 이 탓에 콜레라로 목숨을 잃었다. 이에 영국 정부와 의회는 1830년부터 1971년까지 141년간 강에 산소를 주입하고, 하·폐수처리시설을 마련하는 등 환경기초시설 건설에 힘을 썼다. 그 결과 현재는 연어와 물개, 고래가 서식하는 대표적인 자연성 회복의 강으로 되살아났지만, 코로나19 팬데믹 이후 일회용 마스크와 장갑, 플라스틱 사용량이 다시 급증하면서 오염의 위협을 받고 있다. 이번 연구결과는 세계적인 학술전문 출판사인 엘제비어가 출간하는 종합환경과학회지(Science of the Total Environment) 와 환경 분야 3대 학술지로 평가되는 환경오염 (Environmental Pollution)에 동시 게재됐다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

콧물 검사로 알츠하이머성 치매 환자를 조기 선별할 수 있는 새로운 기술을 국내 연구진이 개발했다. DGIST 뇌·인지과학전공 문제일 교수 연구팀이 치매 환자의 콧물에서 알츠하이머성 치매의 핵심 바이오마커인 아밀로이드-베타의 응집체 발현량이 증가하는 것을 규명했고, 간단한 콧물시료 검사로 치매환자를 조기 선별할 수 있는 기술 기반을 마련했다. 문 교수 연구팀은 알츠하이머성 치매 초기에 나타나는 후각기능의 이상에 주목하고 환자의 콧물 시료를 통해 알츠하이머성 치매의 핵심 바이오마커인 수용성 아밀로이드-베타 응집체 검출에 성공했다. 그리고 단백질 발현 여부를 확인하고자 면역블롯 분석을 이용해 경도(mild) 및 중등도(moderate) 정도의 인지저하를 가진 환자 그룹과 동 연령대 정상 대조군 그룹 사이의 유의한 차이를 확인했다. 이를 통해 환자들의 콧물에 아밀로이드-베타의 응집체 발현이 더 높다는 것을 확인했다. 연구팀은 이를 증명하고자 지난 3년 간 종단 코호트 연구 종단를 수행하며 콧물 속에 더 높은 응집체 발현을 보인 환자들은 그렇지 않은 환자들에 비해 3년 이내에 인지능력이 더욱 악화됨을 확인했다. 따라서 콧물에서 감지되는 아밀로이드-베타 응집체의 양에 따라 향후 알츠하이머성 치매 진행의 심각도를 미리 예측할 수 있다는 점도 추가로 규명했다. 문 교수는 “많은 분들이 치매 초기관리에 필요한 골든타임을 놓치는 경우가 많다”며, “이번 연구성과를 활용해 조기선별키트를 개발 중이며, 이를 통해 저렴한 비용으로 조기 검사를 받게 되어 환자와 보호자들에게 희망을 주고 국가적으로도 사회적 비용을 절감하길 기대한다”라고 소감을 밝혔다. 이번 연구는 가천대학교 이영배, 장근아 교수, 경희대학교 황교선 교수, 연세대학교 김영수 교수 연구팀과 공동연구로 진행됐으며, 세계적 학술지 ‘사이언티픽 리포트’에 지난 8일 온라인 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

바이러스 감염을 차단하는 백신이나 치료제, 암 세포를 잡는 항암제 같은 단백질 기반 의약품을 고순도로 빠르게 생산할 수 있는 기술이 개발됐다. 포스텍 화학과, 기초과학연구원(IBS) 복잡계자기조립연구단 공동연구팀은 항바이러스 치료제나 백신, 항암치료제 등 개발에 필요한 재조합 단백질 의약품을 고효율, 고순도로 정제할 수 있는 분자 끈끈이 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생체의학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 20일자에 실렸다. 단백질 전체나 일부만을 나타나도록 해 병원성 물질 전체를 사멸시키거나 독성을 약하게 만드는 백신은 유전재 재조합 기술로 만들어 진다. 이렇게 개발된 백신을 많은 사람에게 접종하기 위해서는 대량생산을 해야 하는데 고순도, 고효율 의약품을 만들기 위해서는 단백질 정제과정을 반드시 거쳐야 한다. 현재 단백질 의약품 정제기술은 동물세포 같은 생물질을 이용하고 있기 때문에 생산비용이 비싸고 보관이나 재사용이 쉽지 않다는 단점이 있다. 이에 연구팀은 속이 빈 호박모양의 초분자 복합체인 쿠커비투릴과 다다만탄이라는 물질에 주목했다. 쿠커비투릴과 아다만탄 인공합성 분자쌍 사이에는 끈끈이처럼 특정 분자를 인지해 붙게 만드는 성질을 활용한 것이다. 분자 끈끈이 원리를 이용해 항바이러스, 항암제 등으로 사용되는 재조합 단백질 의약품을 고효율, 고순도로 정제할 수 있게 됐다.실제로 이번 기술을 활용해 단일클론 항체, 유방암 치료제인 허셉틴, 분자량이 작은 항바이러스제, 백혈병 치료제 인터페론 알파까지 고순도, 고효율로 정제하는데 성공했다. 생체분자가 아닌 인공분자를 사용하기 때문에 만들기도 편리하고 멸균성, 재사용성이 모두 우수한 것으로 확인됐다. 또 유전공학적 조절과 효소처리를 통해 단백질 의약품의 크기, 종류에 상관없이 정제가 가능한 것으로도 확인됐다. 연구팀은 이번 기술을 활용하면 백신이나 치료제 생산 속도를 높일 수 있을 것으로 기대하고 있다. 김기문 IBS 복잡계자기조립연구단 단장(포스텍 화학과 교수)은 “이번에 개발한 분자 끈끈이는 백신용 단백질처럼 단백질 의약품들의 생산 효율성을 높이는데 도움을 줄 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국제 연구진이 그 어떤 기계로도 절단할 수 없는 새로운 물질을 개발해 공개했다. 더럼대학 연구진과 독일 프라운호퍼연구소가 공동개발한 신물질 ‘프로테우스’(Proteus)는 과일 자몽의 거친 껍질과 연체동물의 껍질에서 아이디어를 얻어 제작됐다. 연구진에 따르면 새로운 물질인 ‘프로테우스’의 내부는 알루미늄 메탈과 구체(sphered)의 세라믹으로 이뤄져 있으며, 이러한 물질은 절삭공구에 영향을 미쳐 절삭 능력을 절감시킨다. 실제로 연구진이 공개한 영상은 앵글 그라인더나 드릴로 절단을 시도할 경우 내부 물질에 의해 절삭공구의 가장 바깥쪽 표면이 무뎌지고, 더 이상 절단이 어려운 상태로 변화하는 것을 확인할 수 있다. 동시에 절단을 시도하면서 생기는 세라믹 및 알루미늄 잔해가 절단 도구의 속도를 감소시켜 절단을 더욱 어렵게 만든다. 총으로 모래주머니를 쏠 경우, 안에 든 작은 물질들이 서로 압축해 총알의 회전을 막고 진행을 멈추게 하는 것과 비슷한 원리다.연구진은 “세라믹이 미세 입자로 쪼개지면서 ‘프로테우스’의 내부를 더욱 촘촘하게 채우고, 세라믹 입자 사이에 작용하는 힘은 절삭공구의 속도가 증가함에 따라 더욱 단단해지기 때문에 공구의 능력을 약화시킨다”고 설명했다. 이어 “이 재료는 보안 및 안전산업에서 유용할 수 있다. 현재로서는 현존하는 어떤 공구로도 절단이 불가능한 것을 확인했다”고 덧붙였다. 연구진은 이 새로운 소재가 매우 강력하고 가벼운데다, 절단이 거의 불가능할 정도의 강도를 가지고 있기 때문에 자전거의 자물쇠나 가벼운 갑옷 및 절단 도구를 사용하는 사람들을 위한 보호장비를 제작할 때 큰 도움이 될 것으로 기대했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 네이처의 자매지인 사이언티픽 리포트 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

미량의 조영제(진단용 형광물질)를 흡입하도록 해 폐암 부위와 크기를 정확하게 파악해 외과수술이나 치료에 도움이 될 수 있는 기술을 개발했다. 고려대 의대 구로병원, 카이스트 바이오및뇌공학과 공동연구팀은 간기능검사나 혈관조영술에 사용되는 형광물질을 소량으로 사용해 폐암 병변을 정확하게 탐색해 외과 수술시 절제 부위를 최소화할 수 있는 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘JAMA 외과학’에 실렸다. 세계보건기구(WHO) 통계에 따르면 전 세계적으로 폐암으로 인한 사망자는 연간 약 209만명으로 암 사망자 1위를 차지하고 있다. 다른 암과 마찬가지로 폐암도 조기진단이 중요하다. 이와 함께 암발생 부분만 정밀하게 수술하는 것도 필요하다. 이 때문에 수술 전 형광조영제를 주입한 뒤 수술을 하면서 형광시스템을 이용해 실시간으로 암 병변을 확인하며 절제하는 환자맞춤형 정밀 수술법이 쓰이고 있다. 보통 형광조영제로는 인도시아닌 그린이라는 물질이 쓰이는데 암세포만 표적으로 하는 조영제가 아니기 때문에 정맥주사 방식으로는 암을 탐색하려면 많은 양을 주입해야 하고 이 경우 몸 전체에 퍼지게 되고 암 조직을 확인하기 위해서는 24시간을 기다려야 한다. 이에 연구팀은 혈관 대신 흡입하는 방식을 활용하면 폐에 효과적으로 도달한다는 것을 확인했다. 이렇게 할 경우 정맥주사보다 적은 양이 투입되고 폐포가 파괴된 폐암에서는 형광조영제가 작용하지 않고 정상 폐포에만 작용된다. 어두운 부분이 암세포가 있는 부분이라는 것이다. 실제로 연구팀은 생쥐와 토끼를 이용해 흡입방식으로 형광조영제를 투입할 경우 정맥투여 때보다 2배 이상 선명하게 암세포를 구분해 날 수 있고 사용량도 20분의 1에 불과하다는 것을 확인했다. 현재 쓰이고 있는 방식으로는 형광조영제 주사 이후 폐암병변을 확인하기까지 24시간 정도가 걸리지만 이번 흡입방식으로는 폐암 부위를 확인하는데 10분 정도 밖에 걸리지 않는 것으로 나타났다. 김현구 고려대 의대 교수(흉부외과)는 “이번 기술을 폐암 절제술에 적용할 경우 정상조직을 건드리지 않고 정밀하게 수술이 가능하기 때문에 합병증을 줄이는데 도움이 될 것”이라며 “사람에 대한 실제 임상적용을 위해서는 흡입시 독성 여부에 대한 추가 연구가 필요하다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

더운 여름 한바탕 땀을 흘리거나 외출하고 돌아오면 뱃 속까지 시원하게 만들어주는 아이스크림이나 청량음료 생각이 간절해진다. 청량음료를 지나치게 많이 마시면 치아건강에 악영향을 미친다는 사실은 잘 알려져 있지만 어떻게 치아가 망가지는지 과정은 명확히 알려져 있지 않았다. 이런 가운데 카이스트 신소재공학과, 서울대 의대 치의학대학원, 캐나다 스마일 웰 덴탈병원 공동연구팀은 원자간힘현미경(AFM)을 이용해 청량음료가 치아의 거칠기와 탄성계수 변화를 측정해 치아 건강에 해롭다는 사실을 과학적으로 뒷받침하는데 성공했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 기계공학 및 생체공학 분야 국제학술지 ‘생체공학재료의 기계적 거동’(Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials)에 실렸다. 치아가 손상됐을 때 치료비용도 비싸고 원상복구가 쉽지 않아 옛날부터 치아 건강은 오복(五福) 중 하나로 꼽힌다. 치아는 다양한 구조로 이뤄져 있는데 가장 바깥쪽은 법랑질(에나멜)이라고 한다. 충치는 법랑질이 손상되는 치아질환으로 음식을 쉽게 먹을 수 없게 된다. 이 때문에 법랑질 손상을 예방하기 위해서는 손상원인과 손상과정을 명확히 파악하고 있어야 한다. 연구팀은 법랑질이 청량음료에 노출됐을 때 노출시간에 따라 법랑질 표면이 받는 영향을 AFM으로 분석했다. AFM은 나노미터 수준의 탐침으로 재료 표면의 형태나 상태를 관측하는 장비이다. 연구팀은 사람들이 많이 마시는 콜라, 사이다, 오렌지주스 3종에 치아를 담갔다가 꺼내 부식되는 정도를 나타내는 표면 거칠기와 힘을 가했을 때 변형되는 정도를 나타내는 탄성계수 변화를 시간대별로 측정했다.그 결과 법랑질의 표면 거칠기는 청량음료 처음 노출되기 시작한 뒤 10분이 지났을 때 초기값보다 5배 정도 더 거칠어졌고 탄성계수는 처음 노출후 5분이 지나면 5분의 1로 줄어드는 것이 관찰됐다. 또 치아에 흠집 같은 손상이 있는 경우 치아의 기계적 특성 수치는 빠르게 나빠지고 부식속도도 빨라지는 것이 관찰됐다. 홍승범 카이스트 교수는 “이번 연구는 청량음료가 치아건강에 해롭다는 치의학계 정설을 AFM으로 정밀하게 관찰했다는 점에서 의미가 있다”라며 “실제 치아 부식 과정은 입 속 환경이나 보호막 역할을 하는 침 때문에 이번 연구결과만큼 심각하지 않을 수 있겠지만 청량음료에 장시간 노출될 경우 표면이 거칠어지고 탄성계수 같은 기계적 특성이 좋아지지 않고 치아건강에 전반적으로 악영향을 미칠 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

가천대학교는 의과대학 예방의학교실 최윤형 교수가 최근 한국과학기술단체총연합회(이하 과총) ‘제30회 과학기술우수논문상’을 수상했다고 20일 밝혔다. 수상 논문은 ‘병원에서의 가습기살균제 노출 사례 연구: 4차 가습기살균제 피해 신청자를 중심으로’이며 지난해 한국환경보건학회 논문집인 Journal of Environmental Health Sciences에 발표했다. 과학기술우수논문상은 과총이 과학기술 수준 향상과 선진화에 기여한 우수 논문을 발표한 연구자에게 수여하는 상이다. 과총은 국내 학술지에 발표된 논문을 대상으로, 각 학회에서 매 년 1편의 논문을 과총에 추천하면 이후 과총에서 분야별 전문위원회 및 종합위원회의 평가를 통해 최종 선정한다. 최 교수는 이 연구에서 가습기살균제 환경노출조사 결과를 바탕으로 병원에서의 가습기살균제 노출사례를 추출하여, 가습기살균제 병원 노출의 가능성과 노출특성에 대해 연구했다. 연구결과 가습기살균제 노출피해 신청인 중 6.9%가 병원에서 노출된 것을 확인하였으며, 병원뿐만 아니라 요양원, 산후 조리원 등 다중이용시설에서의 가습기 살균제 노출은 피해자가 노출 사실을 인지하지 못하거나 피해사실을 증명하기 어려운 특징이 있어 피해 규모가 클 것으로 예상되는 만큼 이들을 대상으로 한 자세한 역학 조사가 필요하다고 제안했다. 최교수는 논문에서 병원에서 사용한 가습기 살균제 제품명 및 사용기간, 가습기 살균제 사용당시 입원한 환자 명단 공유 등을 통해 사각지대에 놓여 있는 노출피해자들을 구제하는 일에 정부가 노력해야한다고 강조했다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr