부분 또는 완전 채식 식단이 우울증이 생길 위험을 키울 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 서던인디애나대와 앨라배마대 등 공동연구진이 정신건강과 육류 섭취의 관계를 조사한 기존 연구 18건의 참가자 16만257명의 자료를 검토하는 연구를 통해 채식주의자들은 정신질환으로 처방약을 복용할 가능성이 2배, 자살을 고려할 가능성이 3배 가까이 높다는 것을 알아냈다. 또한 이런 채식주의자 3명 중 1명은 우울증이나 불안감에 시달리고 있다는 것을 발견했다. 이에 따라 이들 연구자는 이들 채식주의자는 일반인보다 우울증과 불안감이 좀 더 높을 뿐만 아니라 자해를 시도할 위험 역시 좀 더 높다고 결론지었다. 이 연구에서 연구진은 고기를 꺼리는 현상이 이미 그 사람의 정신건강이 좋지 않음을 나타내는 행동 지표일 수도 있다고 시사했다. 이는 이를 뒷받침하기 위해 더 많은 연구가 필요한 제안이라고 이들 연구자는 덧붙였다. 연구진은 이번 논문에 “육류 소비를 피하는 사람들은 우울증과 불안감 그리고/또는 자해 행동의 비율이나 위험이 상당히 높았다”면서 “우리 연구는 전반적인 심리적 건강상의 이점을 위해 육류 소비를 피하는 행위를 지지하지 않는다”고 명시했다. 연구에 참여한 앨라배마대학의 에드워드 아처 박사는 “채식 식단의 위험성과 이점은 몇 세기 동안 논의돼 왔지만, 우리 결과는 육식주의자들이 더 나은 심리적 건강을 지니고 있음을 보여준다. 이번 발견은 무엇이 건강한 식단을 구성하는지를 정의할 때 함축된 의미가 있다”면서 “정신 건강은 특정 식습관의 유익성과 위해성을 평가할 때 강조될 필요가 있을 수 있다”고 밝혔다. 이번 연구보고서를 검토한 영국 국민건강보험공단(NHS)의 자문 심장병 전문의인 아심 말호트라 박사는 자신의 트위터에 “일반적으로 우울증과 불안감 그리고 자해 행동의 증가 위험을 피하고 싶다면 고기를 섭취하라”면서 “윤리적인 이유로 채식을 한다면 정신 건강을 지키기 위한 전략으로 개인적으로 추가 투자(보충제)를 해라”고 조언했다. 자세한 연구 결과는 식품분야 권위의 국제 학술지 ‘식품학 및 영양학에 관한 비판적 고찰’(critical reviews in food science and nutrition) 최신호(4월 20일자)에 실렸다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

공기청정기가 코로나19 바이러스를 확산시킬 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 공기 정화에는 도움이 될 수 있지만 코로나19 예방에는 오히려 독이 될 수 있는 것이다. 가천대 길병원 직업환경의학과 함승헌 교수 연구팀은 이런 내용의 연구논문을 한국역학회의 국제학술지 최신호에 발표했다고 29일 밝혔다. 논문에 따르면 공기청정기는 대부분 기계 아래 쪽에서 빨아들인 공기를 필터로 정화해 내뿜는다. 이때 배출구 주변에 강한 기류가 형성된다. 따라서 누군가 배출구 주변에서 기침을 해 비말이 발생한다면 상승기류를 타고 사무실 전체에 퍼질 수 있다는 게 연구팀의 분석이다. 바닥으로부터 각각 8㎝, 16㎝, 24㎝ 높이에서 인공적으로 비말을 발생시켰을 때 24㎝ 높이에서 생긴 비말의 이동성이 가장 컸다고 연구팀은 밝혔다. 함 교수는 “사무실 공기청정기 주변에서 기침하거나 대화하는 것만으로도 집단감염 가능성을 높일 수 있다”고 지적했다. 공정거래위원회에 따르면 공기청정기 필터는 바이러스까지 걸러낼 수는 없다. 지난달 한국소비자원과 공정거래위는 코로나19 바이러스를 공기청정기로 막을 수 있다고 과장 광고한 45개 사업자를 적발했다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr

도시에 나무를 심어 녹지 공간을 지금보다 10% 더 늘리면 매년 조기 사망 사례의 3%를 줄일 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 산림청과 바르셀로나 세계보건연구소(ISGlobal)가 주도한 국제연구진이 주요국가 7개국에서 성인남녀 총 800만여 명이 참여한 종단적 연구논문 9건을 체계적으로 검토하고 메타분석한 연구를 통해 주거지 주변 녹지 공간의 증가와 조기 사망률 감소 사이에 중대한 연관성을 발견했다. 이번 연구에서 이들 연구자는 메타분석의 용량-반응 관계를 사용해 건강 영향을 평가하고 한 도시 전체의 녹지 공간이 늘어나면 예방할 수 있는 모든 원인의 사망자 수를 추정했다. 이들 연구자는 또 한 가지 예시로 오는 2025년까지 미국 필라델피아에서 나올 수 있는 세 가지 시나리오를 연구했다. 그중 하나는 현재 시의회가 정한 목표에 근거한 가장 야심찬 시나리오로, 시내 각지의 수목 범위를 30%까지 늘린 것이었다. 현재 수목 범위는 20%이므로, 10%를 늘린 것이다. 다른 두 시나리오는 목표치가 덜한 것이었다. 나무숲 위층의 전체적인 생김새인 임관(林冠)에 관한 기존 자료는 항공·위성 사진을 통해 얻었는데 이를 통해 연구진은 상공에서 나무의 꼭대기와 나뭇잎, 나뭇가지 그리고 나무줄기를 보고 수목의 범위를 측정할 수 있었다. 분석 결과, 만일 필라델피아가 오는 2025년까지 수목 범위를 시 면적의 30%까지 늘리는 목표를 달성하면 매년 성인남녀 403명의 조기 사망을 막을 수 있는 것으로 나타났다. 이는 연간 조기 사망률의 3%로 매년 40억 달러(약 4조8700억 원)의 관련 경제적 손실을 줄일 수 있는 것이라고 이들 연구자는 덧붙였다. 나머지 두 시나리오 역시 수목 임관을 늘리면 연간 사망률이 꽤 큰 폭을 줄어드는 것과 관계가 있는 것으로 확인됐다. 연구 제1저자인 미 산림청의 미셸 콘도 박사는 “이 목표를 달성하는 것은 도전 없이 이뤄지지 않는다”면서 “대규모 식목 계획은 기후 변화와 해충, 외래종 그리고 도시 개발로 인한 손실 등 많은 문제에 직면해 있는 상황”이라고 지적했다. 연구 책임저자인 ISGlobal의 마크 니우엔하위선 박사는 “모든 도시는 각자 고유한 특성을 지녔지만, 이 연구는 세계 모든 도시에 관한 예시를 제공한다”면서 “많은 생명은 나무를 늘려 도시 환경을 푸르게 함으로써 심지어 적당한 수준으로 해도 구할 수 있다”고 말했다. 이어 “게다가 녹지 공간은 생물 다양성을 늘리고 기후 변화의 영향을 줄여 우리 도시를 더 지속가능하고 더 살기 좋게 만든다”고 덧붙였다. 이번 연구는 또 사회 경제적 수준이 낮은 이웃들은 녹지 공간의 증가로 가장 큰 혜택을 얻을 것이라는 것을 보여줬다. 참고로 필라델피아는 미국에서 가장 큰 10개 도시 중 가장 가난하며 사망률이 전국 평균보다 높다.　이에 대해 콘도 박사는 “도시 재식림 프로그램은 공중보건 향상에 필수적일 뿐만 아니라 건강 불평등을 줄이고 환경적 정의를 촉진하는 방법”이라고 평가했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘랜싯 플래니터리 헬스’(Lancet Planetary Health) 4월호에 실렸다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

소음에 자주 노출될 경우 암에 걸릴 위험이 높아질 수 있다는 연구결과가 나왔다. 독일 공립 종합대학교인 마인츠대학 연구진은 실험용 건강한 쥐를 비행기가 이착륙할 때 발생하는 소음에 4일간 노출시킨 뒤 건강에 미치는 영향을 확인했다. 그 결과 건강했던 쥐는 소음에 노출된 뒤 혈압이 높아져 고혈압 증상을 보이기 시작했다. 두 번째로 이미 고혈압 증상을 보이는 쥐를 항공기 소음에 노출시킨 결과, 심혈관계 및 신경계에 염증과 스트레스 상호 작용으로 인해 심장에 이상 증상이 나타났으며, 특히 DNA 손상에도 영향을 미친 사실이 확인됐다. 연구진은 고혈압 및 DNA 손상은 암의 위험을 높일 수 있는 중요 인자이며, 결과적으로 소음이 심한 지역에 거주하거나, 소음이 있는 직장에서 근무하는 사람들은 암에 걸릴 위험이 더 높다는 것을 의미한다고 밝혔다. 연구를 이끈 마인츠대학의 마티아스 오엘제 교수는 “이번 연구결과는 특히 소음이 고혈압 및 잠재적인 암 발병과도 밀접한 관계가 있다는 사실을 보여준다”면서 “고혈압과 암은 전 세계인의 사망률을 높이는 질병인 만큼 각별한 주의가 필요하다”고 설명했다. 이어 “소음이 심혈관 계통에 영향을 미쳐 심장에도 질환을 유발할 수 있다는 사실을 밝힌 이번 연구는 소음이 건강에 미치는 영향을 더욱 면밀하게 파악하는데 도움이 될 것”이라면서 “다만 이번 연구는 동물만 대상으로 했으며, 소음의 크기에 따른 건강의 변화는 확인하지 못했으므로 추가적인 연구가 필요하다”고 덧붙였다. 또 “소음에 지속적으로 노출돼있는 사람들은 건강을 해칠 가능성이 높은 고위험 범주에 속하도록 하고, 더욱 주의깊게 건강을 살펴야 한다”고 전했다. 전문가들은 큰 소리 및 소음에 장시간 노출될 경우 청력에 이상을 주는 것은 기본이고, 신체 내부의 감각 세포를 손상시켜 불안 증세나 우울증에 더욱 쉽게 노출되게 만든다고 설명한다. 뿐만 아니라 소음이 계속될 경우 수면을 방해해 불면증으로 이어지고, 스트레스로 인한 면역체계 저하를 유발할 수 있다고 강조해왔다. 자세한 연구결과는 국제 실험생물학계의 SCI(과학기술논문인용색인)급 학술지인 `파셉 저널‘(FASEB Journal) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

레이저를 쐬면 공중으로 떠올라 움직이는 극소형의 비행체가 가까운 미래에 이웃 행성인 화성에서 생명체 흔적을 찾는 임무를 지원할 것으로 보인다. 미국 펜실베이니아대 연구진은 핀포인트 레이저를 조사해 열을 가하면 공중 부양해 움직이는 극히 작은 비행체를 만들어냈다.‘나노카드보드’(nanocardboard)라고 이름 붙여진 이 비행체는 이들 연구자가 종이 골판지의 주름진 빈 공간인 골에서 영감을 얻어 두께 몇십 ㎚(나노미터)의 산화알루미늄 필름판을 이용해 샌드위치 구조로 높이 몇십 ㎛(미크론미터)의 공간이 나열돼 있는 구조로 만든 것이다. 이런 골판지 형태의 구조 설계는 재질의 강도를 높이고 충격을 완화하는 효과를 보는 동시에 그 내부가 비어 있어 무게를 줄여준다. 따라서 나노카드보드 비행체 한 대의 중량은 초파리의 몸무게와 비슷한 0.33㎎ 정도에 불과하다. 특히 이런 일련의 빈 공간은 열을 받으면 기체 자체가 공중으로 떠오르도록 하는 데 이는 화성 탐사로봇에서 핀포인트 레이저를 쏴서 맞추면 된다. 그러고 나면 나노카드보드가 가열돼 화성의 대기와 온도 차이가 생기고 골 공간에서 달궈진 기체가 뿜어져 나와 기체를 땅에서 밀어내 공중으로 띄우는 것이다. 게다가 나노카드보드의 어느 부분을 가열하느냐에 따라 이들 공간에서 나오는 기류가 달라져 이동 방향을 제어할 수 있다.이들 연구자는 자신들이 개발한 나노카드보드 편대가 7월 17일부터 8월 5일 사이 발사되는 아틀라스 V 로켓에 실려 내년 2월 중순 화성에 도착할 예정인 화성탐사 로버 ‘퍼서비어런스’(옛 마스 2020)의 임무를 지원하는 데 도움이 될 것이라 생각한다. 이때 퍼서비어런스는 탐사로버로 가기 어려운 지형을 대신 탐사할 탐사선인 마스 헬리콥터를 실어갈 예정이지만, 만일 해당 기체가 제대로 작동하지 않으면 다른 선택지가 필요할 수도 있다. 이에 대해 이번 연구를 주도한 이고르 바게이틴 펜실베이니아대 교수(기계공학·응용역학)는 “마스 헬리콥터는 매우 흥미진진하지만, 단 한 대의 복잡한 기계다. 만일 잘못되면 고칠 방법이 없어 실험은 끝난다”면서 “우리는 한 가지 수단에 모든 것을 걸지 않는 완전히 다른 접근법을 제안한다”고 말했다. 또 “우리 비행체는 센서를 운반하는 것 외에 단순 착륙으로 수동적으로 먼지나 모래를 부착한 뒤 다시 탐사 로버로 날아가므로 멀리까지 이동할 필요가 없다”고 설명했다. 또 나노카드보드는 크기와 중량이 비교할 수 없을 만큼 작기에 퍼서비어런스에 셀 수 없을 정도로 많이 탑재할 수도 있다. 게다가 화성의 희박한 대기와 낮은 중력은 이들 비행체가 자체 중량의 10배에 달하는 센서나 표본을 실을 수 있도록 한다. 따라서 이들 연구자는 화성에서 생명체의 주요 특징인 물이나 메탄을 탐지하기 위해 탑재할 화학 센서를 현재 수준보다 소형화하는 방법을 연구하고 있다. 자세한 연구성과는 재료과학 분야의 세계적 학술지 ‘어드밴스드 머터리얼즈’(Advanced Materials) 21일자에 실렸다. 사진=이고르 바게이틴 펜실베이니아대 교수팀 제공 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국제 연구진의 최신 연구 덕분에 신종 거북이 발견됐다. 이 거북이 속한 마타마타거북 속(Chelus)에는 지금까지 마타마타거북(학명 Chelus fimbriatus) 한 종 만이 확인됐다. 그런데 유전자 분석의 결과, 마타마타거북 속은 두 종으로 나눠어 있는 것으로 밝혀졌다. 그 진화의 갈림길은 지금으로부터 약 1300만 년 전으로 거슬러 올라간다.특이한 외형 탓에 인기가 많은 나머지… 마타마타거북은 남아메리카 대륙에 널리 분포하는 종으로, 사진 속 모습처럼 외형이 매우 특이해 수족관에서도 높은 인기를 자랑한다. 하지만 인기가 많은 나머지 불법 거래로 빈번하게 거래돼 밀렵과 남획이 문제시되고 있다.크기는 성체의 경우 평균 45~53㎝. 평소에는 진흙으로 된 강바닥에 몸을 숨기는 습성이 있다. 바위와 마른 나뭇가지를 본뜬 것 같은 겉모습과 이끼로 온통 뒤덮인 등 때문에 얼핏 봐서는 바위로밖에 보이지 않는다. 하지만 이런 외모 덕분에 천적을 찾기 쉽지 않다. 반면 먹잇감이 가까이 다가오면 목을 재빨리 뻗어 잡아먹는 민첩함도 겸비했다. 이번 연구에 참여한 독일 젠켄베르크 연구소의 우베 프리츠 박사는 “(마타마타거북은) 외형의 인기가 높지만 유전자적인 특징에 대해서는 거의 알려지지 않았다”고 말했다. 이런 점이 오랫동안에 걸쳐 신종의 존재를 숨겨온 모양이다. 그런데 최근 마타마타거북의 외형이 ‘아마존강 유역’과 ‘오리노코강 유역’이라는 서식지에 따라 다르다는 점이 지적되기 시작했다. 이에 따라 연구진은 두 강 유역에 사는 마타마타거북의 유전자 해석을 진행하기로 한 것이다. 진화의 갈림길은 1300만 년 전 각각의 마타마타거북에서 75개의 DNA 표본을 채취해 분석한 결과, 유전적으로나 형태적으로 구별되는 두 종의 존재가 밝혀졌다.이에 따라 신종 마타마타거북은 아마존에 서식하는 기존 마타마타거북(Chelus fimbriata)과 별도로 서식지인 오리노코강 유역에 사는 마타마타거북이라는 의미의 학명(Chelus orinocensis)을 받았다. 연구진은 두 종의 마타마타에 대해서 “약 1300만 년 전인 마이오세(중신세) 후기에 분기했다”고 추정한다. 왜냐하면 이 시기는 아마존강과 오리노코강이 오늘날과 같은 두 유역으로 분열될 무렵이었기 때문이다. 따라서 이곳의 생물들도 공간적으로 두 그룹으로 나눠져 마타마타거북도 유전자적으로 분리됐을 것으로 추측되는 것이다. 또 지금까지는 “멸종위기종으로 지정할 만큼 수가 적지 않다”고 명시돼 있지만, 두 종으로 나눠어 있다면 필연적으로 종별 개체 수는 줄어든다. 게다가 밀렵과 불법 거래가 증가하는 추세여서 보호를 게을리하면 결국 멸종 위기에 빠질지도 모른다.이에 대해 연구진은 “늦기 전에 마타마타거북의 보호 활동을 추진해 나갈 것”이라고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘분자 계통발생학과 진화’(Molecular Phylogenetics and Evolution) 최신호(9일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

코로나19 사태로 해운량이 급감하면서 수중 소음공해 역시 줄어들어 고래를 비롯한 여러 해양 동물이 모처럼의 휴식을 얻고 있다고 해양학자들이 밝혔다. 캐나다 댈하우지대 연구진은 밴쿠버항 인근 두 해저 관측소에서 나오는 실시간 수중음향 신호를 조사해 선박 운항과 관련한 저주파음이 현저하게 줄어들었다는 사실을 발견했다. 연구를 이끈 데이비드 바클리 해양학 조교수는 영국 일간지 가디언과의 인터뷰에서 “일반적으로 저주파의 수중소음은 해양 포유류에 영향을 미친다”면서 “한 현장에서는 1월 1일부터 소음이 계속해서 줄어 4월 1일까지 4~5㏈의 변화가 있었다”고 말했다. 실제로 같은 기간 밴쿠버항으로 들어오고 나간 선박 수는 약 20% 줄어든 것으로 확인됐다. 또한 가장 가까운 대양 항로에서 약 60㎞ 떨어진 수심 약 3000m의 해저 부지에서는 주간 평균 소음이 약 1.5㏈ 감소한 것으로 나타났다. 이에 대해 바클리 교수는 “이는 이런 소음 감소를 관찰할 규모에 관한 아이디어를 제공한다”고 말했다. 바클리 교수와 동료 연구자들은 자신들의 연구 결과를 한 학술지에 제출했다. 그는 조용한 환경이 해양 생물에 미치는 영향을 알아내기 위해 연구하고 있으므로 이런 해양 교통량 감소를 대규모 인간 실험이라고 부른다. 알래스카 남동부에서 혹등고래를 연구하는 코넬대 해양음향학자 미셸 포넷 박사는 “우리는 진실의 순간을 맞이하고 있다”면서 “우리에겐 들을 기회가 있으며 이번 기회는 우리 생전에 다시 오지 않을 것”이라고 말했다. 이번처럼 바다가 잠잠해진 시기는 거의 20년 전인 2001년 911테러가 발생해 북아메리카에서 선박과 항공 교통량이 현저하게 줄었을 때였다. 당시 우즈홀 해양학연구소 연구진은 이번과 비슷하게 조용한 바다에서 북대서양 긴수염고래를 연구해 선박의 소음이 이들 고래에게 만성적인 스트레스를 주는 것과 관계가 있다는 것을 알아냈었다. 이에 대해 바클리 교수는 “그 논문은 산업 소음이 해양 동물들에 스트레스 영향을 미친다는 꽤 놀라운 증거”라고 말했다. 이제 과학자들은 조용한 수중 세계에 다시 귀를 기울이고 있다. 이들은 침묵이 어떻게 해양 생물들 사이에서 더 잘 소통하고 항해하는 데 도움을 주는지를 배우고 있다. 하지만 이들은 이번 사태가 정상으로 돌아갔을 때 어떤 일이 일어날지에 대해 의문을 제기한다. 미국 천연자원보호위원회의 해양포유류 전문가인 마이클 재스니 연구원은 “환경적으로 우리가 직면한 중요한 질문 중 하나는 일단 이 재앙이 지나고 나면 우리가 어떤 세계로 돌아가느냐는 것”이라면서 “우리는 이전과 같으며 지속가능하지 않고 파괴적인 노선을 따라 경제를 재건할 것인가, 아니면 더욱더 친환경적인 경제와 더욱더 지속가능한 세계를 건설할 기회를 가질 것인가”라고 말했다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

밤이 되면 야광으로 빛나는 독특한 식물이 개발됐다. 영화 ‘아바타’(2009)의 팬이라면 더욱 눈길을 거두기 어려운 이 꽃은 영화 속 한 장면처럼 컴컴한 밤에도 형광 녹색 빛을 뿜어내며 활짝 피는 것이 특징이다. 러시아 과학아카데미, 영국 MRC 런던 의과학 연구소, 호주 과학기술연구소 등지에서 모인 과학자 27명은 다양한 동식물에서 관찰할 수 있는 ‘생물발광’ 현상에 관심을 기울였다. 생물발광은 생명체가 스스로 빛을 만들어 내는 현상으로, 곤충에게서는 반딧불이나 조개물벼룩 등에서, 식물에서는 버섯 등 균류에서 50여 종의 발광생물이 존재하는 것으로 알려져 있다. 공동 연구진은 생물발광 능력을 가진 식물 중 하나인 버섯에서 DNA를 채취한 뒤, 이를 생물발광 능력이 없는 담뱃잎과 담배 나무꽃에 ‘이식’하는 실험을 진행했다. 그 결과 담뱃잎과 담배 나무 꽃은 묘목 시기부터 성장이 모두 끝날 때까지 발광 능력을 꾸준히 유지한다. 과거에도 생물발광을 하는 반딧불이의 DNA를 꽃에 주입해 빛을 내는 식물이 개발된 적은 있지만, 여기에는 DNA뿐만 식물 겉면에 빛을 내는 화학물질을 첨가하거나 바르는 방식이 이용됐다. 그러나 이번 실험을 통해 등장한 식물은 오로지 버섯의 DNA로만 ‘자체 발광’한다는 점에서 더욱 눈길을 사로잡는다. 연구진은 이러한 기술이 스스로 빛을 내는 관상용 나무나 꽃을 개발할 수 있을뿐만 아니라, 맨눈으로는 보기 어려운 식물의 미세한 기관을 관찰하고 연구하는 데도 도움이 될 것으로 기대했다. 연구진은 “우리는 식물을 간과하는 경향이 있다. 식물은 다양한 신호를 보내고, 다양한 발달과정을 통해 만들어진다”면서 “식물이 스스로 빛을 발하게 함으로서 우리는 생물과 새로운 관계를 맺을 수 있으며, 이들이 어떻게 생존하는지 더욱 쉽게 알아낼 수 있다”고 설명했다. 이어 “추가적인 연구를 통해 식물에 해를 끼치지 않으면서 지금보다 10배 더 밝게 빛나는 식물을 만들 수 있을 것으로 보인다”면서 “장미와 같은 다른 식물들도 스스로 빛을 내도록 ‘재탄생’시킬 수 있으며, 미래에는 식물의 색깔이나 밝기를 바꾸거나 심지어 주변 환경에 반응하도록 적응된 식물이 탄생할 것”이라고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 국제학술지 네이처 바이오테크놀로지 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 겹꽃 모양의 나노구조 물질을 개발해 물 속에 녹아 있는 치명적 방사능물질 세슘을 없애는 방법을 찾아냈다. 한국원자력연구원 해체기술연구부 연구팀은 속은 비어있고 표면적은 큰 꽃 모양의 세슘 나노흡착제를 개발했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘케미컬 엔지니어링 저널’에 실렸다. 세슘은 방사성 폐수를 정화할 때 제거해야 할 가장 중요한 물질이다. 그렇지만 방사성폐수에는 세슘과 화학적으로 유사한 나트륨, 칼륨 같은 이온들이 섞여 있기 때문에 세슘만 선택적으로 제거하기가 쉽지 않다. 이 때문에 세슘만 효과적으로 제거할 수 있는 흡착제 개발 연구가 많이 진행되고 있지만 제조과정이 복잡하고 제거 효율이 기대만큼 높지 않다. 연구팀은 티타늄과 페로시아나이드를 이용해 나노 크기 입자를 만들었는데 입자 내부는 빈 공간으로 만들어 무게를 줄이고 입자 표면은 표면적이 큰 겹꽃 모양으로 합성했다. 겹꽃모양 티타늄-페로시아나이드 나노흡착제는 속이 비어있지 않은 기존 금속-페로시아나이드 물질보다 흡착 속도는 1만배 빨랐다. 또 일본 후쿠시마 원전 사고 이후 수습과정에서 사용된 타이타노 실리케이트보다도 흡착속도가 32배 빨랐다. 이번에 개발한 흡착제 흡착용량도 1g 당 최대 454㎎으로 기존 금속-페로시아나이드보다 3배, 타이타노 실리케이트보다 1.7배 큰 것으로 확인됐다. 또 칼륨이 섞여 있는 폐수 속에서도 세슘만 제거하는 능력이 타이타노 실리케이트보다 261배 큰 것으로 나타났다. 이와 함께 바닷물 속에 섞여있는 세슘을 99.1% 이상 제거할 수 있는 것으로도 관찰됐다. 기존 세슘 흡착제는 산도가 pH1 이하 강산성 폐수에서 흡착성능이 떨어지지만 이번에 개발한 흡착제는 강산성 폐수에서도 99.8% 이상 세슘을 제거하는데 성공했다. 연구를 이끈 양희만 원자력연구원 박사는 “이번에 개발된 흡착제는 제조과정이 쉽고 간편해 대량생산도 용이하고 적은 양으로도 대량의 방사성 폐수를 처리할 수 있다는 장점이 있다”라며 “특히 원자력시설 사고시 발생하는 대량의 방사성 폐수나 원전 해체를 할 때 발생하는 강산성의 폐액을 처리할 때도 활용 가능하다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

털매머드와 털코뿔소를 묘사한 암각화는 적어도 1만5000년 전 사람들에 의해 만들어졌다는 연구결과가 나왔다. 러시아와 몽골의 국경지역에서 발견된 이들 바위그림은 생각보다 7000년 더 오래된 것으로 확인됐다고 시베리아타임스가 24일(현지시간) 보도했다. 러시아와 프랑스 공동연구진은 러시아 알타이 우코크고원의 칼구틴스키 광산과 몽골 북서부 바가오이고르-차강살라에서 각각 발견된 암각화들을 자세히 비교 분석했다. 이들 암각화는 현재 서로 다른 나라에 있지만, 거리상으로는 20㎞ 정도에 불과하다.이 그림은 대개 1990년대와 2000년대 초에 발견됐지만, 지금까지 많은 의문점이 풀리지 않았다. 특히 이 그림들이 멸종된 털매머드를 보여주는 것인지 아니면 코가 긴 환상 속 생물인지를 두고 전문가들 사이에서는 논쟁이 있었다. 그런데 이번 연구에서는 새로운 암각화들이 추가로 발견되면서 이들 암각화 속 동물의 정체가 무엇인지를 찾는 데 도움을 줬다.예를 들어 바가오이고르 2번 유적지에서는 오래전 사라진 털코뿔소가 그려진 암각화가 발견된 것이 확실한 증거로 작용했다. 그림의 대부분은 암석의 풍화 작용으로 사라졌지만, 땅딸막한 몸통에 짧고 강인한 다리, 특징적인 꼬리 그리고 과장되게 긴 두 개의 뿔을 지닌 길쭉한 주둥이 덕분에 이 동물을 확인할 수 있었다. 게다가 바가오이고르 3번 유적지에서 발견된 또다른 암각화는 확실히 매머드 새끼의 모습을 보여준다고 이들 연구자는 말했다.이처럼 털매머드나 털코뿔소와 같은 동물들은 약 1만5000년 전 이 지역에서 멸종했으므로, 이들 그림은 적어도 전기 구석기시대 예술가들에 의해 그려졌음을 시사한다. 이에 따라 이들 연구자는 이번 암각화들이 시기적으로도 금속이 아닌 석기로 만들어졌다고 결론 내릴 수 있었다. 연구진은 또 암각화에서 사막칠(사막 피각)도 발견했다. 이는 철, 망간 등의 물질이 모세관을 따라 올라와 표토가 윤이 나는 검은 색으로 변하는 현상인데 암각화 제작 시기가 8000만~1만 년 전 사이라는 이전 가정보다 더 오래됐음을 의미한다.게다가 시베리아와 몽골에서 각각 발견된 암각화들은 서유럽에서 발견된 전기 구석기시대의 동굴 벽화와도 비슷한데 이런 이유로 연구진은 이들 그림에 대해 한 지역의 이름을 따서 칼구스틴스키 양식이라고 불렀다. 자세한 연구 결과는 러시아과학원(RAS) 시베리아지부(SB) 고고학·민족지학연구소(IAET)가 발행하는 학술지 ‘유라시아의 고고학·민족학·인류학’(Archaeology, Ethnology & Anthropology of Eurasia) 최근호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

유럽에서 청동검은 기원전 1600년부터 기원후 600년까지 쓰였다. 청동은 재질이 무른 금속이므로 지금까지 제사용으로 쓰였다는 가설이 더 유력했지만, 이번에 독일과 영국 등 유럽 연구진은 청동검에 남은 흠집을 분석해 이런 청동검이 전투용으로 쓰였을 가능성이 크다는 것을 알아냈다고 밝혔다.구리와 주석의 합금인 청동은 후대에 쓰인 철기 무기와 비교하면 쉽게 찌그러져 복원이 어려우므로 전투용에 적합하지 않다고 여겨진다. 지금까지 유럽 각지의 묘지와 강 그리고 습지 등에서 청동검 수천 자루가 발굴됐지만, 이들 무기는 제사용이거나 높은 사회적 신분에 관한 상징물로 만들어진 것으로 알려졌다. 그런데 이 연구를 주도한 독일 괴팅겐대의 고고학자 라파엘 헤르만 박사는 “도끼와 창 그리고 화살촉과 달리 검은 순수하게 사람끼리 죽이기 위해 발명된 최초의 도구”라고 주장한다. 헤르만 박사는 당시 전사들은 수리하기가 쉽지 않은 청동 무기의 특성을 완벽하게 이해하고 있어 그에 맞는 전투 기술을 터득했으리라 추정한다. 그는 청동검끼리 맞부딪히는 경우를 피하고 상대의 복부를 한 번에 찌르면 무기가 망가질 염려는 없었을 것이라고 말한다.따라서 그와 그의 동료 연구자들은 청동검 복제품 일곱 자루로 실제로 검과 검에 대한 타격이나 방패·창에 대한 타격에서 어떤 흔적이 남는지를 체계적으로 기록했다. 이들 연구진은 중세 유럽의 전투 기술을 재현하는 지역 동호회 회원들에게 협력을 얻어 중세 전투 지도서에서 볼 수 있는 움직임을 참고해 복제 무기로 결투를 하게 했다. 그 모습을 고속 카메라로 촬영해 무기를 사용한 양측의 전투에서 남게 되는 함몰 등 흠집의 종류와 위치를 기록했다. 그리고 특정 검의 움직임으로 무기에 남는 흠집의 패턴을 분류해간 것이다.실물 청동기 안에 이런 패턴과 일치하는 흠집이 보인다면 청동기시대 전사들도 똑같은 움직임을 사용했을 가능성이 크다. 예를 들어, 독일식 검술에서 볼 수 있는 빗겨내기(versetzen) 동작에서 복제 검에 생긴 흠집은 청동기시대 이탈리아나 영국의 검에서 볼 수 있는 특징적인 흠집과 정확히 일치했다. 아울러 이들 연구진은 영국과 이탈리아에서 발견된 청동기시대 검 110자루를 현미경으로 조사해 2500개가 넘는 특징적인 흠집을 목록화해 당시 시대와 출토 지역과 관련지어서 분류했다. 그 결과, 빗겨내기 동작에서 생기는 흠집은 기원전 1300년 이후에 나타나는 특징으로 영국 이전에 이탈리아에서 몇 세기에 걸쳐 볼 수 있는 것으로 나타났다.특히 가로로 쳐 베기를 제대로 받은 검은 10도 정도의 각도로 휘어지는 것으로 확인됐다. 이는 실제 고대 청동검에서도 발견되는 특징으로, 청동검은 이런 공격을 당할 경우 쉽게 구부러지는 것으로 나타났다. 이 때문에 청동검을 가지고 서로 정면으로 맞받아쳐 가며 싸우는 듯한 전투는 피했을 것으로 생각된다. 이 연구는 고대 전사들이 그저 야만적으로 검을 휘두르듯 싸우지 않았고 제대로 훈련된 정교한 동작으로 청동검을 사용했음을 시사한다. 지금까지 고고학자들이 그저 추측할 수밖에 없었던 고대의 전투 기술에 대해 이 연구는 정량적인 평가를 가능하게 한다. 따라서 다른 고고학자들에게서는 이번 연구 방법을 평가하는 의견이 나오고 있다. 이를 통해 고대 전쟁의 모습도 추측할 수 있다. 청동검을 어떻게 다뤘는지를 알 수 있다면, 고대 전사들이 청동 무기로 어떤 동작을 피하고 어느 정도의 위험을 감수했을지 짐작할 수 있다. 따라서 청동검은 실제로 싸움에서 쓰였고 그것은 꽤 숙련된 싸움이었던 것으로 추정되는 것이다. 자세한 연구 결과는 고고학 전문 학술지 ‘고고학적 방법과 이론 저널’(Journal of Archaeological Method and Theory) 최신호(17일자)에 실렸다. 사진=고고학적 방법과 이론 저널 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

정은경 질병관리본부장이 100명에 가까운 확진환자가 나온 서울 구로구 콜센터 사례를 분석한 논문을 발행했다. 26일 미국 질병통제센터(CDC)가 발행하는 의학학술지 ‘신종 감염병’ 온라인 최신판에 따르면 정 본부장 연구팀은 ‘한국 콜센터에서의 코로나바이러스 발생’(제1저자 박신영)이라는 논문을 발표했다. 논문에는 서울, 인천, 경기 등의 방역 담당자들도 참여했다. 정 본부장은 논문에 책임저자(교신저자)로 이름을 올렸다. 정 본부장이 코로나19 관련 논문을 낸 것은 처음이다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr

정은경 질병관리본부장이 100명에 가까운 확진환자가 나온 서울 구로구 콜센터 사례를 분석한 논문을 발행했다. 26일 미국 질병통제센터(CDC)가 발행하는 의학학술지 ‘신종 감염병’ 온라인 최신판에 따르면 정 본부장 연구팀은 ‘한국 콜센터에서의 코로나바이러스 발생’(제1저자 박신영)이라는 논문을 발표했다. 논문에는 서울, 인천, 경기 등의 방역 담당자들도 참여했다. 정 본부장은 논문에 책임저자(교신저자)로 이름을 올렸다. 정 본부장이 코로나19 관련 논문을 낸 것은 처음이다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr

정은경 질병관리본부장이 지난달 서울 구로구 콜센터에서 발생한 신종 코로나바이러스 감염증(코로나19) 집단감염 사태에 대한 사례 분석 논문을 해외 학술지에 실었다. 이 논문은 구로 콜센터에서 발생한 코로나19 방역 및 봉쇄 과정을 소개했다. 특히 방역당국은 감염자가 발생한 건물 근처에서 5분 이상 머물렀던 사람들까지 조사해 선별진료소에서 검사를 받도록 했다. 정 본부장이 교신저자로 참여한 논문은 지난 23일(현지시간) 미국 질병통제예방센터(CDC)의 국제학술지 ‘신흥감염병저널(EID)’ 온라인 판에 공식 게재됐다. 해당 논문은 앞으로 EID 8월호에 실릴 예정이다. 교신저자는 여러 저자가 집필한 논문의 수정 책임자를 말한다. 보통 학술지 편집자 또는 다른 연구자들과 연락을 취하는 저자로 책임저자로도 불린다.논문은 지난 2월 21일부터 3월 8일까지 콜센터가 위치한 건물에서 근무, 거주 및 방문한 코로나19 환자들을 대상으로 조사했다. 연구결과 콜센터와 관련해 코로나19 검사를 받은 1143명 중 97명이 확진 판정을 받았다. 증상을 보인 환자들로부터 2차 감염으로 확진 판정을 받은 사람은 34명이었다. 확진판정을 받은 환자는 격리됐고 음성환자 또한 14일간 자가격리 상태를 유지하도록 지시했다. 또한 증상에 관계없이 환자 발생 후 14일간 확인된 모든 환자의 가정 접촉을 조사해 검사를 하고 추이를 지켜봤다. 방역당국은 발병이 보고된 후 3월 13일~16일까지 건물 근처에서 5분이상 머물렀던 사람들을 추적해 문자 메시지 1만 6628건을 보냈다. 이들에게 다른 사람들과의 접촉을 피하고 가장 가까운 코로나19 선별진료소에 가서 검사를 받도록 조치했다.논문에 따르면 방역당국은 사람들의 휴대전화 위치 데이터를 사용해 콜센터 건물 근처에 있었던 사람들을 찾아냈다. 서울시도 해당 건물을 방문했던 시민 가운데 열, 기침 등 호흡기 증상이 있을 경우 마스크 착용 후 선별진료소에 방문할 것을 요청하는 안내문자를 보냈다. 한편 최근 가장 많은 우려를 낳고 있는 무증상(무자각) 감염자는 양성판정을 받은 97명 중 4명으로 4.1%를 차지했다. 또한 이들과 접촉했던 가족 17명을 조사한 결과 2차 감염자는 한명도 없었다. 무증상자도 감염을 일으킬 수 있다고 알려진 기존 연구와는 다른 결과가 나온 것이다.연구팀은 무증상 감염자들의 전염성이 정확히 진단되지 않았거나, 지난 3월 8일 이후 방역당국이 시행한 고강도 자가격리조치가 2차 감염 확산 방지에 도움이 됐을 것으로 추측했다. 또한 연구팀은 비록 전체 감염률은 8.5%에 그쳤으나 콜센터로만 한정하면 직원 216명 중 94명이 확진판정을 받아 43.5%가 감염됐다고 밝혔다. 건물 엘리베이터와 로비 등 다른 층 사람들과의 접촉이 있었음에도 대부분의 코로나19 확진자는 콜센터가 위치한 11층에서 발생한 것이다. 연구팀은 “콜센터와 같이 밀도가 높은 작업 환경이 코로나19 확산 위험이 매우 높으며 잠재적인 추가 감염원이 될 수 있음을 보여준다”고 설명했다. 윤창수 기자 geo@seoul.co.kr

유라시아 대륙 등 북반구에 있는 구석기시대 유적지에서는 둥근 형태의 석기가 남아있는 경우가 많으며 그중 일부는 심지어 200만 년 전쯤 초기 인류가 만든 것으로 알려졌다. 하지만 수십만 년 전을 끝으로 더는 이런 석기가 나오지 않아 오늘날 연구자들은 이런 돌이 어떤 목적으로 쓰였는지 알 길이 없었다. 그런데 이제 이스라엘 텔아비브대학의 고고학자인 엘라 아사프 연구원 등이 이끄는 국제연구팀이 텔아비브에서 동쪽으로 약 12㎞ 떨어진 곳에 있는 케셈 동굴에서 가장 최근의 둥근 석기 30점을 발견하고 나서 어떤 목적으로 쓰였는지 추정할 수 있었다고 밝혔다.이에 대해 이들 연구자는 둥근 형태의 석기는 같은 동굴에서 발견된 다른 석기와 비교했을 때 매우 오래된 기술에 의해 만들어졌다고 지적했다. 이 동굴에 초기 인류가 살았던 시기는 40만 년 전부터 20만 년 전이었지만, 지중해 동쪽에 해당하는 이 지역에서는 케셈 동굴에서 발견된 것보다 새로운 둥근 형태의 석기는 발견되지 않았다. 또한 30점의 석기 중 한 점은 부싯돌로 만들어졌고 나머지 29점은 석회암이나 백운암으로 만들어진 것으로 확인됐다. 이 동굴 안에서 발견된 또다른 석기와 다른 광택이 표면에서 나타난다는 점에서 둥근 형태의 석기들은 다른 곳에서 들여온 것으로 이들 연구자는 추정하고 있다. 이들 돌은 모두 완전한 구형은 아니며 표면에는 날카롭게 돌출된 부분이 남아 있다. 그중 10점에서는 사용으로 인한 마모나 잔류물의 흔적이 발견되기도 했다. 이에 따라 이들 연구자는 이탈리아 로마 사피엔자대와 협력해 석기 표면을 디지털 입체 현미경 등으로 분석했다.그 결과, 동물의 뼈를 구성하는 치밀골과 해면골, 콜라겐섬유 그리고 동물성 지방 등이 남아있는 것으로 나타났다. 특히 표면에서 돌출된 부분에는 유기물의 흔적이 두드러졌는데 이는 둥근 석기가 동물의 뼈를 부숴 그 안에 있는 골수를 꺼내 먹기 위한 용도로 쓰인 것으로 보인다고 이들 연구자는 추정했다. 또 연구팀은 여러 종류의 바위를 깨부숴 유적지에서 발견된 것과 같은 형상의 돌을 만들어냈다. 이런 복제품과 자연 상태의 돌을 사용해 소나 양고기에 달린 뼈를 부쉈을 때 실제 둥근 돌이 골수를 빼내는 데 도움이 되는지를 조사했다.그 결과, 울퉁불퉁한 둥근 형태의 석기는 자연석보다 손에 쥐기 쉽고 군데군데 튀어나온 부분이 뼈를 으깨는 데 편리해 깔끔하게 골수를 꺼낼 수 있는 것으로 나타났다.또한 복제한 돌로 뼈를 깨뜨린 뒤 거기에 남은 마모 흔적 역시 케셈 동굴에서 나온 돌과 매우 비슷한 것으로 확인됐다고 아사프 연구원은 설명했다. 골수는 동물의 몸에서도 특히 많은 지방산을 포함해 전기 구석기시대의 인류에게 매우 중요한 영양원이었던 것으로 알려졌다. 이에 대해 아사프 연구원은 “이번 연구는 수수께끼 같은 둥근 석기가 지닌 기능에 대한 최초의 증거를 제시했다”면서 “케셈 동굴 주민들은 동물의 뼈에서 골수를 빼내기 위해 둥근 돌을 사용했다”고 주장했다. 이 결과는 케셈 동굴을 연구하는 또 다른 팀이 지난해 발표한 케셈 동굴에 살았던 인류는 동물의 골수를 보존식으로 이용했다는 연구 결과와도 일치한다. 당시 연구에서는 뼈가 골수를 보존하기 위한 일종의 ‘캔’으로 이용됐다고 지적했는데 이번 연구는 골수를 빼내는 데 쓰인 둥근 석기가 바로 ‘캔따개’ 역할을 했다는 것이다. 자세한 연구 결과는 국제학술지 ‘플로스원’ 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

잠자리에 들어서도 스마트폰을 만지작대다가 밤잠을 제대로 못 이루고 아침에 피곤하다는 이들이 많다. 이처럼 늦게 자고 수면시간이 불규칙할 수록 비만 위험이 늘어난다는 연구결과가 나왔다. 더군다나 살이 찌면 쉽게 잠을 못 이루고 깊이 잠들지 못해 비만 위험에 그대로 노출되는 등 악순환이 계속된다는 것이다. 미국 네바다대 생물학과, 펜실베니아대 의대 신경과 공동연구팀은 늦게 자고 수면시간이 불규칙할수록 비만 위험이 높아지며 살이 찔수록 잠자는 시간이 줄고 불규칙해지는 악순환이 이어진다고 26일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 최신호(22일자)에 실렸다. 6시간 미만의 수면시간을 갖는 사람은 비만이나 당뇨에 걸릴 가능성이 높다는 것은 잘 알려져 있다. 실제로 사람과 생쥐, 초파리 등을 이용해 수면이 비만에 미치는 영향에 대해서 일부 알려져 있다. 그렇지만 수면과 식욕과 관계는 명확히 밝혀지지 않은 상태다. 이에 연구팀은 1㎜ 크기의 예쁜꼬마선충이라는 동물을 이용해 실험을 실시했다. 예쁜꼬마선충은 배양하기 쉽고 발생단계가 비교적 단순하기 때문에 세포분화과정을 연구하는데 많이 활용되는 동물이다. 또 신경세포도 302개 정도에 불과하다. 연구팀은 유전자 편집을 통해 예쁜꼬마선충의 수면을 조절하는 신경세포가 활동을 멈추도록 했다. 그 결과 먹고 숨쉬고 짝짓기 등의 기본 기능은 유지하면서도 잠만 못 자는 것으로 확인됐으며 생명체를 움직이기 위한 생체 화학에너지인 APT의 수치가 떨어지는 것이 관찰됐다. 또 연구팀은 예쁜꼬마선충에게서 KIN-29 유전자를 제거하면 잠을 자지 않는 것으로 관찰됐으며 ATP 수치가 정상이더라도 과도한 지방을 축적한다는 것을 확인했다. 지방 분해 메커니즘을 작동시키는 KIN-29 유전자가 수면과도 밀접한 관계를 갖고 있음을 보여준다는 것이다. 연구팀은 이번 연구결과가 수면과 지방 축적 사이에 신경학적으로 밀접한 관계가 있음을 보여주는 것이며 잠을 못 자 비만하게 되는 것 뿐만 아니라 비만해지면서 수면 관련 신경세포가 교란돼 잠을 못 이루게 될 가능성도 있다고 설명했다. 알렉산더 반데르 린덴 네바다대 교수(신경과학)는 “이번 연구는 수면조절과 관련해 뇌와 신체 장기를 연결하는 복잡한 상호작용이 있음을 보여주고 있다”라며 “좀 더 효과적인 수면장애 치료방법을 찾는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

4000만 년전 현재의 남극대륙의 생존했던 고대 개구리의 화석이 최초로 발견됐다. 스웨덴 자연사박물관과 아르헨티나 공동 연구진이 2011~2013년 남극 시모어 섬에서 발견한 이 화석은 남극대륙에서 발견된 최초의 양서류 화석으로, 현존하는 개구리의 조상으로 추정된다. 연구진이 발견한 화석은 개구리의 엉덩이 부분으로, 분석 결과 몸길이는 4~5㎝ 정도였을 것으로 추정됐다. 외형은 남아메리카 대륙 남쪽에 위치한 파타고니아에 서식하는 칼립토케팔렐라과(calyptocephalellidae) 개구리와 유사하다고 연구진은 밝혔다. 연구를 이끈 고생물학자인 토마스 모르스 교수는 “겉모습은 현존하는 개구리와 다른 점이 거의 없다. 다만 크기가 조금 작다는 것이 특징”이라면서 “이 고대 개구리는 4000만 년 전, 남극에 어둡고 긴 추위가 시작되면 진흙 속에서 동면을 취했을 것으로 보인다”고 설명했다. 이어 “이 고대 개구리는 현생 개구리와 마찬가지로 기후가 계절마다 자주 바뀌는 곳이 아닌, 칠레 안데스산맥과 같은 습하고 비가 자주 내리는 숲을 좋아했을 것”이라고 덧붙였다. 현재 눈과 얼음이 가득하고 혹독한 추위가 이어지는 남극에서 고대 개구리는 어떻게 생존할 수 있었을까. 연구진에 따르면 시모어 섬에서 개구리의 화석과 함께 현재는 멸종된 고대 수련의 흔적을 발견했다. 다년생 수생식물인 수련은 주로 연못에서 서식한다. 연구진은 이를 통해 당시 남극이 지금과 같이 모두 얼어있던 것이 아니라, 액체 상태의 담수가 흐르는 지역이 존재했을 것으로 보고 있다. 이번에 발견된 화석의 주인인 고대 개구리 역시 수련이 피어있고 담수가 모여 있으며, 습하고 비교적 춥지 않은 남극의 특정 지역에서 서식했을 것으로 추정된다. 또 이 고대 개구리가 서식했던 4000만년 전인 에오세(약 5500만~3800만년 전)는 호주가 남극대륙으로부터 북쪽으로 분리되기 시작하면서 두 대륙 사이에 바다가 생긴 시점이며, 이 과정에서 남극 주변의 기온이 급격히 낮아지기 시작한 것으로 알려져 있다. 전문가들은 에오세 동안 남극에 빙하 존재 여부는 확실하지 않다고 말하지만, 이번 연구를 이끈 연구진은 적어도 고대 개구리가 서식했던 4000만 년 전의 남극에는 얼지 않은 담수와 습한 환경이 존재했을 것으로 추정했다. 연구진은 "고대 개구리의 화석 연구가 수천만 년 전 남극의 기후를 짐작하는데 도움이 될 것"이라고 기대했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 네이처의 자매지인 사이언티픽 리포트 최신호(23일자)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

급성 뇌경색 발병 후 5년간 지출되는 의료비용이 급성기 치료결과에 따라 최대 5배까지 차이가 난다는 조사 결과가 나왔다. 분당서울대병원에 따르면 신경과 배희준 교수, 김성은 박사 연구팀이 최근 ‘급성 뇌경색 환자 예후에 따른 장기적 비용지출’에 대해 연구결과를 발표했다. 이번 연구는 지난 2011년부터 2013년까지 전국 14개 종합병원에 입원한 1만1136명의 급성기 뇌경색 환자를 대상으로 진행됐다. 다기관 뇌졸중 코호트에 등록된 이들의 국민건강보험공단 청구 자료를 바탕으로 뇌경색 예후에 따른 5년간의 의료비용 지출을 분석했는데, 그 결과 의료비용 지출이 환자의 회복 정도에 따라 크게 차이가 나타나는 것으로 확인됐다. 5년이라는 장기적 비용지출에 대해 분석한 것은 이번이 세계 최초이다. 분석 결과에 따르면, 뇌경색이 발병하기 전 한 해에 지출한 평균 의료비용은 약 760만 원이었으나, 뇌경색이 발병한 첫 해에는 약 3300만 원으로 무려 4배 이상 증가했다. 또한, 뇌경색 환자 한 명이 5년간 지출하는 총 의료비용은 평균 약 1억원인 것으로 나타났다. 특히 주목할 점은 퇴원 후 3개월 뒤 후유증 없이 완전히 회복한 환자의 경우에는 5년간 지출하는 총 의료비용이 약 4700만원인데 반해, 다른 사람의 도움 없이는 보행과 일상생활이 불가능한 환자의 경우에는 총 2억 4000만원을 지출하여 무려 5배 가까이 더 많은 비용이 발생하는 것으로 확인됐다. 즉, 뇌경색 환자를 급성기에 어떻게 치료하느냐에 따라 환자의 회복 정도를 넘어 경제적 부담 또한 상당한 수준으로 경감시킬 수 있다는 점을 밝힌 결과다.의료비용 관련 통계 분석을 담당한 김성은 박사는 “적절한 급성기 치료를 통해 환자를 기능적으로 빠르게 회복시키는 것은 환자의 고통을 줄일 수 있는 것은 물론, 환자 한 명 당 최대 2억 원에 가까운 사회경제적 의료 지출비용을 절감할 수 있다는 의미”라고 말했다. 배희준 교수는 “국내 경상의료비 지출이 1990년 7조 3000억원에서 2018년 144조 4000억원으로 폭발적으로 증가하는 추세이고, 뇌졸중은 한국인 사망 원인 3위를 차지하고 있는 흔하면서 중요한 질환인 만큼, 급성기 뇌졸중에 대한 치료 체계 확립을 통해 의료비용을 절감하는 것이 시급하다”며 “아직도 많은 환자들이 적절한 시간에 급성기 치료가 가능한 뇌졸중센터에서 치료받고 있지 못하고 있는 현실이 안타깝다”고 덧붙였다. 현재 대한뇌졸중학회에서 인증한 급성기 치료가 가능한 뇌졸중센터는 전국에 61곳뿐이다. 한편, 이번 연구는 질병관리본부의 연구비 지원을 바탕으로 국민건강보험공단과 대한뇌졸중학회의 업무협약을 통해 진행됐으며, 세계적 신경과 학술지인 ‘Neurology(IF:8.689)’ 최근호에 게재됐다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

4000만 년전 현재의 남극대륙의 생존했던 고대 개구리의 화석이 최초로 발견됐다. 스웨덴 자연사박물관과 아르헨티나 공동 연구진이 2011~2013년 남극 시모어 섬에서 발견한 이 화석은 남극대륙에서 발견된 최초의 양서류 화석으로, 현존하는 개구리의 조상으로 추정된다. 연구진이 발견한 화석은 개구리의 엉덩이 부분으로, 분석 결과 몸길이는 4~5㎝ 정도였을 것으로 추정됐다. 외형은 남아메리카 대륙 남쪽에 위치한 파타고니아에 서식하는 칼립토케팔렐라과(calyptocephalellidae) 개구리와 유사하다고 연구진은 밝혔다. 연구를 이끈 고생물학자인 토마스 모르스 교수는 “겉모습은 현존하는 개구리와 다른 점이 거의 없다. 다만 크기가 조금 작다는 것이 특징”이라면서 “이 고대 개구리는 4000만 년 전, 남극에 어둡고 긴 추위가 시작되면 진흙 속에서 동면을 취했을 것으로 보인다”고 설명했다. 이어 “이 고대 개구리는 현생 개구리와 마찬가지로 기후가 계절마다 자주 바뀌는 곳이 아닌, 칠레 안데스산맥과 같은 습하고 비가 자주 내리는 숲을 좋아했을 것”이라고 덧붙였다. 현재 눈과 얼음이 가득하고 혹독한 추위가 이어지는 남극에서 고대 개구리는 어떻게 생존할 수 있었을까. 연구진에 따르면 시모어 섬에서 개구리의 화석과 함께 현재는 멸종된 고대 수련의 흔적을 발견했다. 다년생 수생식물인 수련은 주로 연못에서 서식한다. 연구진은 이를 통해 당시 남극이 지금과 같이 모두 얼어있던 것이 아니라, 액체 상태의 담수가 흐르는 지역이 존재했을 것으로 보고 있다. 이번에 발견된 화석의 주인인 고대 개구리 역시 수련이 피어있고 담수가 모여 있으며, 습하고 비교적 춥지 않은 남극의 특정 지역에서 서식했을 것으로 추정된다. 또 이 고대 개구리가 서식했던 4000만년 전인 에오세(약 5500만~3800만년 전)는 호주가 남극대륙으로부터 북쪽으로 분리되기 시작하면서 두 대륙 사이에 바다가 생긴 시점이며, 이 과정에서 남극 주변의 기온이 급격히 낮아지기 시작한 것으로 알려져 있다. 전문가들은 에오세 동안 남극에 빙하 존재 여부는 확실하지 않다고 말하지만, 이번 연구를 이끈 연구진은 적어도 고대 개구리가 서식했던 4000만 년 전의 남극에는 얼지 않은 담수와 습한 환경이 존재했을 것으로 추정했다. 연구진은 "고대 개구리의 화석 연구가 수천만 년 전 남극의 기후를 짐작하는데 도움이 될 것"이라고 기대했다. 자세한 연구결과는 국제학술지 네이처의 자매지인 사이언티픽 리포트 최신호(23일자)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

인간 뇌를 모방하는 핵심 전자칩의 개발이 생체 전자공학의 급격한 발전 덕분에 순조롭게 진행되고 있다. 이른바 ‘뉴로모픽 컴퓨팅 칩’으로 불리는 이 핵심 연산장치는 인간 뇌의 뉴런(신경세포)들과 이들을 연결하는 부위인 시냅스(연접부)들의 구조를 모방해 기계학습을 수행하면 기존 컴퓨터에서는 할 수 없던 복잡한 의사결정을 인간 수준으로 해낼 수 있다. 하지만 지금까지 기술로는 이 칩을 가동하는데 최소 1V 안팎의 전압이 필요했다. 이는 인간 뇌가 필요로 하는 전압인 80㎷와 비교하면 압도적으로 높은 전압이다. 하지만 뉴로모픽 컴퓨팅 칩의 최종 목표는 인간의 뇌를 완전히 대체할 수 있을만큼 발전하는 것이므로, 이렇게 높은 전압은 바람직하지 못하다. 그런데 미국 매사추세츠대 애머스트캠퍼스 연구진은 자신들이 개발하고 있는 뉴로모픽 컴퓨팅 칩을 가동하는 데 필요한 전압을 실제 뇌 수준인 40~100㎷까지 낮추는 데 성공했다고 밝혔다. 이런 성과 덕분에 이 전자칩은 실제 뇌를 재현하기 위한 마지막 관문을 돌파했다고 할 수도 있다. 또 적정 전압의 획득으로 손상됐거나 오래된 뇌세포를 대체하는 이른바 ‘뇌 바꾸기’도 실현 가능할 것이다. 그렇다면 도대체 무엇이 이번 저전압화를 가능하게 했던 것일까. 그 열쇠를 쥐고 있던 것은 뜻밖에도 세균에 있었다. 의사 시냅스의 구조 뉴로모픽 컴퓨팅 칩의 개발에 있어 가장 어려운 문제는 시냅스를 재현하는 것이다. 시냅스의 역할은 보통 전자회로의 스위치에 있는 온·오프 기능과 비슷하지만 다른 한편으로 흐르는 전류가 많거나 적음에 따라 스위치로 기능하는 유연성을 갖는다. 기존 전화회로로는 이런 성질을 재현하기가 어려웠지만, 최근 10여년간의 급격한 기술 발전 덕분에 뉴로모픽 컴퓨팅 칩은 실제 시냅스와 같이 유연한 전류 조절을 재현하는 의사 시냅스를 탑재하는 데 성공한 것이다. 저전압화 실현에 핵심이 된 부분은 금속 환원 미생물(혐기성 세균)인 지오박터 설퍼레두신스가 만들어내는 단백질로 된 나노와이어다. 이는 단면의 지름이 1나노미터 정도의 극미세선을 말한다. 생물 호흡의 본질은 체내에서 생긴 잉여 전자를 버리는 데 있다. 산소를 이용하는 호기성 호흡의 경우 체내 전자를 산소에 부여해 이산화탄소로 대체 방출한다. 반면 금속을 이용하는 혐기성 호흡은 체내에서 생긴 잉여 전자를 금속에 버리는 방식으로 호흡한다는 것이다. 연구진이 주목한 단백질 나노와이어는 혐기성 세균이 전자를 버리기 위해 금속(자연계에서는 광석)과 자신의 신체 일부를 연결하는 데 쓰인다. 이들 연구자는 의사 시냅스 사이를 이 혐기성 세균에서 채취한 나노와이어들로 채웠다. 그리고 의사 시냅스 전후 회선에 전압이 가해지면 나노와이어에 전자가 흐르고 주위에 부유시킨 은 이온을 은으로 바꿔 의사 시냅스 사이에서 은 덩어리가 생기게 했다. 분자 상태의 은이 모이면서 의사 시냅스는 접속돼 간다. 전기를 통하게 함으로써 수중의 은 이온(Ag+)이 단백질 나노와이어로부터 전자를 받아 은 덩어리를 형성하고 그 덩어리가 성장하면서 회로가 연결된다. 그리고 전기가 끊기면 집적된 은 덩어리는 다시 은 이온이 돼 수중에 녹아 연결이 끊어지는 것이다. 즉 혐기성 세균이 가지는 자연계 최소의 전선은 은과 은 이온으로부터 전자를 주고 받는 역할을 통해 생체 촉매와 같은 기능을 했다는 것이다. 생물이 지니는 촉매 작용은 매우 효율적이고 의사 시냅스의 작동에 필요한 전압을 극적으로 줄이는 과정으로 이어졌다. 따라서 이 연구를 통해 만들어진 신경 연결은 기존 기술의 비세포적 성질과 단백질 나노와이어로 이어진 세포적 성질 양측 모두를 지닌 이른바 하이브리드 뇌라고 할 수도 있다. 비세포성 뇌 만들어내나 이 연구로 생체 전압 수준의 제어가 실현돼 손상된 신경을 비세포성 전자회로로 대체할 수 있게 됐다. 배양한 세포와 달리 비세포성 회로는 거부 반응이 일어나기 어렵기 때문이다. 또 적정 전압은 대체할 신경을 중추신경으로 확대할 수도 있다. 뇌는 매우 생물학적인 조직이지만 신경 연결의 구조를 모방할 수 있으면 세포를 사용하지 않아도 모방할 수 있다. 손상됐거나 오래된 뇌세포를 이런 전자칩으로 대체할 수도 있다. 또 최신 연구에서는 쥐의 손상된 뇌를 인간의 피부세포에서 배양한 뇌세포를 사용해 대체하는 실험에도 성공했다. 이런 잠정적인 대체 기술을 통해 뇌를 모든 전자회로로 대체하는 미래도 가능해질 것이다. 어쩌면 그 때가 오기 전에 세포가 만들어내는 감정과 전자회에서 발생하는 감정의 차이가 무엇인지를 생각하기 시작해야 할지도 모른다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 네이처의 자매지인 네이처 커뮤니케이션스 최신호(20일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr