2015년 개봉한 영화 ‘마션’에는 멧 데이먼이 화성에 홀로 남겨져 식물학자이자 기계공학자로서 능력을 이용해 구조 때까지 고군분투하는 모습이 그려지고 있다. 최근 우주 선진국들이 화성탐사에 관심을 갖고 있는데 이는 화성이 제2의 지구로 활용될 가능성이 있는지, 실제 인류가 화성에서 생존할 수 있는지에 대한 각종 정보를 파악하기 위한 것이다. 미국 대학우주연구협회(USRA) 부설 달·행성연구소(LPI), 아칸소대 우주행성과학센터, 사우스웨스트연구소, 미시건 앤아버대 기후우주과학과 공동연구팀은 화성에 존재하는 물의 염분이 지나치게 높아 사람이 정착해 살기는 어렵다는 연구결과를 우주과학분야 국제학술지 ‘네이처 천문학’ 12일자에 발표했다. 화성 표면에서 가장 높은 온도는 영하 48도로 생명체가 견딜 수 있는 최저온도보다 낮다. 실제로 화성의 대기층이 얇고 지표온도가 낮으며 극도로 건조하기 때문에 지구에서 생각하는 담수가 화성 표면에 노출되는 순간 얼거나 끓거나 바로 증발한다. 소금물처럼 물 속에 염(鹽)이 포함돼 있어 화성과 같은 조건에서 일정시간 안정적으로 지속될 수 있다고 연구팀은 설명했다.연구팀은 열역학적 모델과 기후모델을 결합해 소금물이 형성될 수 있는 위치와 소금물이 얼마나 지속시간을 분석했다. 그 결과 소금 농도가 높은 물이라면 화성 전체 표면의 40%에서 6시간 정도 존재할 수 있다는 것을 확인했다. 또 지하 8㎝ 깊이에서는 1년 중 2달 가량 물이 존재할 수 있을 것이라고 예측했다. 그동안 많은 관측으로 화성에 생명체의 필수요소인 물이 존재할 것이라고 알려져 있지만 연구팀은 현재 화성에서 안정적으로 존재하는 물이 있다면 염분이 지나치게 높아 지구 생물체가 적합한 환경이 아니라고 주장했다. 에드거 리베라 발렌틴 LPI 박사는 “이번 연구는 화성 표면과 얕은 지하에 액체가 형성되기 어렵다는 것을 보여주며 한편 염도가 높은 수분환경에서 살아남을 수 있는 생명체가 있을지에 대해서 다시 한 번 고민해야 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사람의 뇌는 자는 동안에도 세포 손상을 수복하고 면역 및 감정을 제어하는 활동 등으로 분주하다. 그런데 새로운 연구에 따르면, 우리 뇌는 깨어있을 때 겪은 일들을 재현해내느라 바쁘다. 이는 일반적인 꿈과는 또 다른 것이다. 미국 매사추세츠 종합병원 등이 주도한 연구진은 사람의 뇌가 이런 활동을 일부러 하는 이유로 경험을 정리함으로써 예전 기억을 덧씌우지 않고 새로운 기억을 오랜 기간 보존하기 위한 것으로 추정한다. 이들 연구자는 깨어있을 때의 체험을 잘 때 뇌에서 재현하는 것을 ‘오프라인 리플레이’라고 말한다. 이는 오래전부터 동물들에서 관찰된 현상이지만, 사람에게서 관찰된 사례는 이번이 처음이다. 사실 이 연구의 참가자들은 사지마비 환자 두 명으로 이들은 뇌의 신호를 검출해 컴퓨터나 로봇 팔 등을 조작하도록 하는 실험에도 참여하고 있다. 따라서 이들 참가자의 대뇌피질 일부에는 전극이 이식돼 있다. 이번 연구가 가능했던 이유도 바로 이 때문이다. 이런 전극을 이용하면 이들 참가자가 깨어있는 동안과 잠든 사이에 발화(firing)한 신경세포를 검출할 수 있다. 이런 기회는 흔치 않으니만큼 전례없는 연구인 것이다. 연구진은 이 연구에서 자고 있는 동안의 오프라인 리플레이를 관찰하기 위해 이들 참가자에게 잠자기 전후 ‘사이먼’이라는 이름의 기억 놀이를 하도록 요청했다.사이먼 놀이의 규칙은 간단하다. 4가지 색의 패널이 있고 그것들이 순서대로 빛나므로 빛난 순서를 기억해 그대로 패널을 눌러 나간다. 단지 이번 참가자들은 사지마비 탓에 팔이 움직이지 않기에 뇌파로 커서를 조작해 놀이를 수행했다. 그 결과, 자고 있는 참가자들의 신경세포에서도 이 놀이를 하고 있을 때와 같은 패턴으로 발화하는 것으로 확인됐다. 이는 이들이 잠든 사이에도 머릿속으로 놀이를 하고 있었다는 점을 시사한다. 일어나 있을 때의 놀이 활동으로 생긴 발화 패턴이 신경세포 수준으로 재현되고 있던 것이다. 연구진의 견해에 따르면, 이런 오프라인 리플레이는 하루 동안의 경험을 이해하고 이를 새로운 기억으로 저장하는 데 도움을 주려는 것이다. 그리고 이 과정에는 해마와 신피질이라는 뇌 영역이 관계돼 있을 가능성이 높다. 해마는 대뇌피질 아래에 있는 작은 해마처럼 생긴 영역으로 기억과 밀접한 관계가 있다. 신피질은 뇌 표면의 주름 부분으로 감각 정보의 처리와 자발적 동작 제어 그리고 의사결정을 담당한다. 특히 해마는 가소성이 매우 높은 부위다. 이는 뉴런 사이 연결인 시냅스의 세기가 빨리 변한다는 것. 하지만 신피질의 가소성은 해마만큼은 아니다. 이는 새로운 기억을 빠르게 만드는 것이 서툴다는 것을 의미한다. 그 대신 한 번의 기억을 저장하면 그렇게 쉽게 잃지 않는다. 해마처럼 옛 기억이 새로운 기억으로 바뀌는 일도 없다. 따라서 해마는 체험이라는 스냅 사진을 찍는다고도 말할 수 있다. 무슨 일이 생기면 얼른 신경세포의 결합을 강화해 이를 기록한다. 기억은 이후 같은 신경세포가 다시 활성화됐을 때 느껴지는 체험이다. 오프라인 리플레이에서는 이런 기억이 서서히 신피질로 저장된다. 하지만 핵심은 신피질에는 이미 그동안 축적된 기억과 지식이 저장돼 있고 새로운 기억은 그 속으로 편입된다는 것이다. 이 경우 기존 정보가 새로운 정보로 덮어쓰기 돼 사라지는 일은 없다. 따라서 평소 양질의 수면이 중요하다는 것은 바로 이 점에 있다. 시험이나 중요한 면접이 있는 날의 전날 밤에는 제대로 잠을 자면 인지 능력을 끌어올리기가 쉽다. 즉 공부하고 난 뒤에 잠을 자면 배운 점을 기억하는 데 도움이 될 수 있다는 것이다. 자세한 연구 성과는 국제 학술지 셀 리포츠(Cell Reports) 최신호(5월 5일자)에 실렸다. 사진=Cell Reports 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 연구진이 다양한 알츠하이머 발병 원인을 한번에 처리할 수 있는 방법을 찾아 알츠하이머 치매의 새로운 치료제 개발 가능성을 높였다. 임미희 카이스트 화학과 교수가 주도하고 백무현 카이스트 화학과 교수, 이주영 서울아산병원 교수가 참여한 공동연구팀은 알츠하이머 발병 원인을 모두 억제 가능한 치료 방법을 찾아내고 동물실험을 통해 효과를 입증하는 데 성공했다고 11일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘미국 화학회지’에 실렸다. 연구팀은 방향족 저분자 화합물의 산화, 환원 반응을 이용해 알츠하이머의 원인으로 알려진 활성산소종, 베타아밀로이드 단백질, 구리 같은 금속이온을 동시에 조절할 수 있다는 것을 증명했다. 산화 정도가 다른 물질을 합성해 알츠하이머의 여러 원인 인자를 한꺼번에 조절할 수 있다는 것이다. 연구팀이 개발한 저분자 화합물을 이용하면 활성산소종에 대한 항산화 작용은 물론 베타아밀로이드, 금속-베타아밀로이드 단백질의 응집과 섬유 형성을 감소시킬 수 있다는 것을 확인했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한동안 잠잠했던 코로나19 감염 확산세가 최근 서울 이태원 클럽을 중심으로 다시 커지면서 개학을 앞둔 학생들의 등교 개학 여부에도 관심이 집중되고 있다. 덴마크, 독일, 이스라엘, 네덜란드, 캐나다 등 일부 국가에서는 이미 학교 문을 열었다. 코로나19 확산 초기부터 코로나19 바이러스를 전파하는 데 있어서 아동, 청소년들의 역할은 중요한 궁금증 중 하나였다. ●美 감염자 15만명 중 18세 미만 1.7% 세계적인 과학저널 ‘사이언스’와 ‘네이처’는 의학 분야 학술지 ‘랜싯 감염병학’, ‘임상 감염성 질병’, ‘JAMA’ 등에 최근 실린 관련 논문들을 분석한 결과 과학계가 아동 청소년들의 감염에 대해 서로 다른 결론을 내놓는 등 오리무중에 빠져 있다는 분석기사를 11일 내놨다. 청소년을 대상으로 대규모 검사와 분석을 실시한 나라 중 하나인 아이슬란드의 과학자들은 10세 이상 청소년의 코로나19 감염률이 약 1%에 불과하고 확진자와 밀접 접촉한 10세 미만 어린이 848명 중에서도 감염자가 한 명도 나타나지 않았다는 연구 결과를 내놨다. 미국 내 약 15만명의 감염자 중에서도 18세 미만 청소년은 1.7%에 불과한 것으로 조사됐다. 반면 중국 선전에서 발생한 391명 확진자와 밀접 접촉자 1300여명을 대상으로 한 조사에서는 아동, 청소년의 감염률이 성인과 차이가 없다는 결론을 내놓기도 했다. ●감염 위험성 낮아도 무증상·접촉 많아 특히 과학자들을 혼란스럽게 만드는 것은 코로나19에 감염된 어린이들의 코와 목에서는 성인 환자와 동일한 양의 바이러스 유전물질인 RNA(리보핵산)가 검출됐지만 증상이 거의 없는 ‘무증상’인 경우가 많다는 점이다. 중국과 미국 과학자들은 어린이들이 성인보다 3배 정도 많은 사람을 만난다는 연구 결과를 ‘사이언스’ 최신호에 발표하기도 했다. 감염 위험성이 어른의 3분의1에 불과하다고 가정하더라도 빈번한 접촉이 집단 감염의 또 다른 원인이 될 수 있다고 연구팀은 지적했다. ●“당장 학교 문 열면 확산 가능성 높일 수도” 커스티 쇼트 호주 퀸즐랜드대 의대 교수는 “휴교령 해제가 아이들의 교육과 정신건강에 도움이 되는 것은 분명하지만 과학자들이 감염 위험성에 대해 명확하고 일치된 결론을 내릴 수 없는 상황”이라면서도 “지금까지 수집된 데이터들에 따르면 지금 당장 학교 문을 여는 것은 또 다른 확산의 가능성을 높이는 행위일 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

공상과학(SF) 영화 속 이야기로 들릴 수 있지만, 미국항공우주국(NASA)과 일부 과학자는 우리 지구를 오염시킬 수 있는 외계 바이러스에 대해 우려하고 있다. 이들 전문가는 인류 최초의 화성 탐사 임무가 준비되면서 우주비행사들은 화성에서 우주선을 타고 귀환할 때 외계 오염물질을 옮겨오지 않도록 하는 명확한 규정이 필요하다고 지적한다. 스콧 허버드 미 스탠포드대 항공우주학과 교수는 7일(현지시간) 스탠퍼드 뉴스와의 인터뷰에서 해결책은 바로 ‘행성 보호 규정’에 있다면서 우주선과 같은 기계적 시스템은 고온 살균 처리와 화학적 세척을 병행해야 하지만, 화성에서 채집한 토양 표본이 들어있는 시험관은 안전성이 입증될 때까지 에볼라 바이러스처럼 취급해야 한다고 말했다. 허버드 교수는 또 아폴로호 임무로 달을 최초로 방문한 우주비행사들이 격리됐던 것처럼 화성에서 돌아온 사람들도 그런 조치를 받아야 한다고 제안했다. 지난해 짐 브리든스틴 NASA 국장은 2030년대 안에 빠르면 2035년까지 NASA는 화성에 인류를 보내는 임무를 목표로 하고 있다고 밝혔다. 물론 화성 탐사 임무는 흥미롭지만, 만일 우주를 개척하는 영웅들이 외계 오염물질을 싣고 돌아온다면 지구에 해가 될 수 있다.1970년대 중반 바이킹 1, 2호와 같이 대규모 예산이 드는 로켓을 이용한 기존 화성 탐사 임무에서는 단지 고온에서 살균 처리할 수 있었다. 하지만 이제 미국의 스페이스X와 같은 민간우주기업과 대학에서는 모두 저비용으로 로켓을 개발하고 있어 이런 작은 우주선은 행성 보호 프로토콜에 관한 부담을 갖게 될 것이다. 이에 대해 허버드 교수는 고온 살균 기술만으로는 오염을 제거하는데 충분하지 않지만 이 과정에 화학적 세척을 더하면 효과적일 수 있다고 지적했다.NASA는 2020년 화성에 인내라는 의미의 퍼서비어런스 로버를 보내 토양 표본을 채집한 시험관을 연구자들이 접촉할 수 있도록 살균 처리해야 할 것이다. 허버드 교수는 “역으로 오염되는 것을 막기 위해 귀환하는 우주선과 화성의 암석 표본 사이에 접촉이라는 사슬을 끊으려는 큰 노력이 필요하다. 예를 들어 3, 4단계의 격납용기를 만드는 자율 밀봉 및 용접 기술이 계획돼 있다”면서 “나와 과학계의 생각으로는 몇백만 년 된 화성에서 온 암석들에 지구를 오염시킬 활동적인 생명체가 있을 가능성은 극히 낮다”고 밝혔다. 허버드 교수는 또 사람을 로봇처럼 청소할 수 없다는 사실을 인정하며 기존 규정들에 대해 살피고 있다. 그는 “사람의 경우 아폴로호의 우주비행사들은 혹시 모를 질병의 징후가 나타날 것을 대비해 처음 몇 달 동안 격리돼 있어야 했다. 달은 위험성을 내포하지 않은 것으로 밝혀져 방역 절차가 사라졌다”면서도 “이런 절차는 화성에서 귀환하는 사람들에게 의심할 여지 없이 똑같이 해야 하는 것”이라고 말했다. 전문가들은 또 이뿐만 아니라 지구의 세균이 화성에 퍼지는 것에 대해서도 두려움을 갖고 있다. 하지만 미 노보사우스이스턴대와 브라질 리우데자네이루연방대 공동연구진은 화성에 특정 미생물을 옮기면 이른바 테라포밍이라는 지구의 환경처럼 변하는 과정이 시작돼 생명체가 살 수 있는 환경이 만들어질 수 있다고 제안했다. 미생물학자로 이뤄진 이들 연구자는 또 화성에 미생물을 옮기기 전에는 테라포밍 가능성이 있는 미생물을 선별하면서도 위험할 수 있는 미생물은 폐기하는 과정을 개발해야 한다고 지적했다. 이들 학자가 주장하는 주요 문제는 각국의 우주 개발 과정에서 지구의 미생물이 화성 등 다른 행성으로 옮겨가는 것은 불가피하다는 것이다. 이미 각 기관은 60여 년 전 우주 공간의 평화적 이용을 위해 설립된 국제우주공간연구위원회(COSPAR)가 만든 ‘행성 보호 프로토콜’이라는 규정에 따라 지구의 미생물이 다른 행성으로 옮겨가거나 다른 행성에 혹시 존재할지도 모르는 미생물이 지구로 유입되지 않게 탐사선을 고온 살균 처리하는 등의 조치를 하고 있다. 하지만 이들 미생물 전문가는 이런 조치에도 불구하고 미생물의 오염을 막는 것은 불가능하므로, 우리가 다른 세계를 오염하기 전에 이처럼 더 많은 연구를 해야 할 필요가 있다고 지적했다. 이에 대해 이들 연구자는 “대개 미생물의 유입은 우연한 것이 아니라 막을 수 없다고 여겨야만 한다”고 말했다. 관련 연구 논문은 유럽미생물학회(FEMS)가 발간하는 동료검토 학술지 ‘미생물 생태학’(Microbiology Ecology) 2019년 10월호에 실린 바 있다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 연구진이 다양한 알츠하이머 발병원인을 한 번에 처리할 수 있는 방법을 찾아 알츠하이머 치매의 새로운 치료제 개발 가능성을 높였다. 임미희 카이스트 화학과 교수가 주도하고 백무현 카이스트 화학과 교수, 이주영 서울아산병원 교수가 참여한 공동연구팀은 알츠하이머 발병 원인을 모두 억제 가능한 치료 방법을 찾아내고 동물실험을 통해 효과를 입증하는데 성공했다고 11일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘미국 화학회지’에 실렸다. 알츠하이머는 치매를 일으키는 대표적 퇴행성 뇌질환으로 치매 원인의 50% 정도를 차지하고 있다. 알츠하이머 유발 원인으로 다양한 요소들이 제시됐지만 이들 사이의 정확한 메커니즘은 아직 밝혀지지 않은 상태이다. 알츠하이머는 활성산소종, 베타아밀로이드 단백질, 구리 같은 금속 이온 때문에 생기는 것으로 알려져 있는데 개별적으로 질병을 유발시키기도 하지만 상호작용을 통해 악화시키는 경우가 많다. 금속이온이 베타아밀로이드가 응집, 축적되는 속도를 빠르게 하고 활성산소종들을 과다하게 생성해 신경독성을 유발해 알츠하이머를 악화시키게 될 수 있다는 것이다. 이 때문에 많은 연구자들은 복잡하게 얽힌 여러 원인을 동시에 공격할 수 있는 치료방법과 치료제 개발에 나서고 있다. 그런 가운데 이번 연구팀은 방향족 저분자 화합물의 산화, 환원 반응을 이용해 알츠하이머의 여러 원인을 동시에 조절할 수 있다는 것을 증명했다. 산화 정도가 다른 물질을 합성해 알츠하이머의 여러 원인 인자를 한꺼번에 조절할 수 있다는 것이다. 연구팀이 개발한 저분자 화합물을 이용하면 활성산소종에 대한 항산화 작용은 물론 베타아밀로이드, 금속-베타아밀로이드 단백질의 응집과 섬유형성을 감소시킬 수 있다는 것을 실험적으로 증명했다. 연구팀은 알츠하이머를 유발시킨 생쥐에게 방향족 저분자 화합물을 주입한 결과 뇌 속에 축적된 베타아밀로이드 단백질 응집이 줄어들고 손상된 인지능력과 기억력이 향상되는 것을 확인했다.임미희 카이스트 교수는 “이번 연구는 아주 단순한 방향족 저분자 화합물의 구조변화를 통해 산화환원 정도를 조절해 여러 원인인자를 동시에 조절할 수 있을 뿐만 아니라 간단히 치료제를 디자인할 수 있다는 장점이 있다”라며 “이번 기술을 신약 개발의 디자인 방법으로 사용한다면 비용과 시간을 훨씬 단축시켜 최대의 효과를 가질 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영남대 신소재공학부 고영건(43) 교수 연구팀이 제안한 ‘금속-무기물-유기물’ 조합으로 이루어진 신소재가 학계로부터 세계적인 주목을 받고 있다. 고 교수는 최근 금속, 무기물, 유기물 등 각각 소재의 장점을 결합해 종래 구현되지 않은 광범위한 특성 제어가 가능한 신소재에 관한 연구결과를 발표했다. 특히, 고 교수가 제안한 이 신소재는 표면적이 넓은 꽃 모양과 유사한 3차원 구조를 가져 소재 물성이 대폭 향상됨을 확인했다. 일반적으로 금속은 강도와 연성 등 탁월한 기계적 물성을 갖고 있으나 환경 부식에 취약한 단점을 가지고 있다. 이에 비해 무기물은 우수한 내식성을 가지고 있으나, 충격 안정성이 떨어진다. 한편 유기물은 금속이나 무기물에 비해 상대적으로 소재 다양성이 보장되어 있다. 따라서 고 교수는 이번 연구에서 개별 소재가 가지고 있는 장점을 결합함으로써 취약점을 보완하고 표면적을 극대화시킬 수 있는 3차원 복잡구조를 세계 최초로 제안함으로써 소재의 구조 및 기능성을 동시에 확보할 수 있는 독창적인 개념을 제시한 것이다. 이 신소재는 에너지, 환경, 바이오 등 광범위한 분야에 활용할 수 있어 산업적 잠재력이 매우 높은 원천기술로 평가된다. 이번 연구결과는 ‘자연모사 3차원 구조를 갖는 하이브리드 무기물-유기물 소재’라는 제목으로 세계적 학술지 ‘프로그레스 인 머터리얼스 사이언스’ 7월호에 게재될 예정이다. 이 같은 세계적인 연구 성과가 국내외 대학이나 연구기관과의 공동연구가 아닌 영남대 독자적인 연구력으로 나왔다는 점에서 더욱 주목된다. 이번 연구 논문에 저자로 이름을 올린 연구자들은 모두 고 교수 연구실에서 연구를 수행중인 연구교수이거나 고 교수에게서 지도를 받고 박사 학위를 취득한 연구자들이다. 고 교수는 “국내외 우수한 연구자들이 영남대에서 학위를 받고 연구를 수행중이다. 이번 연구 성과가 신소재 분야에서 영남대 연구력이 세계적 수준으로 올라섰다는 것을 방증한다”면서 “이번 연구에 이어, 물리야금 및 표면공학 개념을 확장한 소재 조합기술을 활용하여 구조적 극한을 넘어서면서도 다기능 특성을 갖는 첨단소재 개발을 연구할 계획”이라며 후속 연구계획을 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행됐다.? 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

“이 즈음의 신록에는 우리 마음에 참다운 기쁨과 위안을 주는 이상한 힘이 있는 듯하다. 신록을 대하고 있으면, 신록은 먼저 나의 눈을 씻고, 나의 머리를 씻고, 나의 가슴을 씻고 다음에 나의 마음의 모든 구석구석을 하나하나 씻어낸다.” 영문학자 이양하 선생이 1948년 발표한 수필 ‘신록예찬’의 한 구절이다. 바쁜 일상에 찌들어 있는 현대인들이 자연을 보고 깊은 상념에 빠지기 쉽지는 않지만 초록으로 가득한 나무와 숲을 만나면 가슴이 뻥 뚫리는 듯한 시원한 느낌을 받는 것은 사실이다. 코로나19 바이러스가 기승을 부리고 있어 바깥 나들이가 여전히 조심스러운 상황에서는 초록물이 뚝뚝 떨어지는 듯한 자연을 느끼고 싶은 마음이 어느 때보다 절실하다. 이런 가운데 영국 엑서터대 의대 부설 유럽환경·보건연구센터, 왕립원예학회, 환경보호공사(Natural England) 공동연구팀은 집 근처 가까운 공원에서 시간을 보내거나 집 안에 작은 정원을 들이는 것이 우울감과 스트레스를 해소할 뿐만 아니라 좋은 집이나 부유한 지역에서 사는 것보다 건강과 삶의 만족도를 더 높여 준다는 연구 결과를 환경 및 건축공학 분야 국제학술지 ‘조경과 도시계획’ 최신호(5일자)에 발표했다.연구팀은 환경보호공사가 2009년부터 2016년까지 영국인 7814명을 대상으로 거주지역, 소득수준, 자연에서 보내는 시간, 실내 정원 가꾸기 여부 등을 묻는 설문조사를 분석했다. 그 결과 자연에서 시간을 보내는 시간이 많은 사람들은 그렇지 않은 사람들보다 신체적 건강, 심리적 행복수치가 높은 것으로 나타났다. 또 거주지와 가까운 곳에 숲이나 공원이 없는 경우 실내에 식물을 들여 작은 정원처럼 꾸미고 가꾸는 사람이 그렇지 않은 사람보다 정신적, 신체적 건강 상태가 우수한 것으로 확인됐다. 이들의 삶에 대한 만족도는 좋은 집이나 부유한 지역에 거주하는 사람들보다도 더 높은 것으로 조사되기도 했다. 샨 드벨 엑서터대 교수(환경의학)는 “이번 연구는 정원이나 실내 조경의 건강상 이점과 공공의료 자원으로의 활용 가능성을 보여 주는 것”이라며 “도심개발에 있어서 주거지역과 가까운 곳에 자연을 느낄 수 있는 소공원을 많이 조성하는 것은 도시민의 신체적, 정신적 건강 차원에서 반드시 필요한 요소”라고 말했다.지난해 9월 미국 워싱턴대 환경산림과학부 중심으로 네덜란드, 영국, 스웨덴, 독일, 중국, 캐나다 등 7개국 31개 연구기관이 참여한 공동연구팀은 도시 개발을 할 때 자연 그대로의 환경을 최대한 보존하는 것이 도시민들의 정신적, 육체적 건강을 지키는 데 도움이 된다는 연구 결과를 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’에 발표하기도 했다. 도시 개발을 할 때 일반적으로 건물을 지은 뒤 자투리땅에 녹지나 공원을 조성하는 경우가 많은데 자연을 우선에 두고 지역개발을 하는 것이 도시화에 따른 환경문제와 도시민의 정신건강에 도움이 된다는 설명이다. 이처럼 녹지공간이 사람에게 미치는 영향에 대해서는 건축 분야뿐만 아니라 뇌신경과학 쪽에서도 다양하게 연구되고 있다. 1984년 미국 델라웨어대 로저 울리히 교수(지리학)는 펜실베이니아주 교외에 있는 요양병원에서 담낭제거 수술을 받은 환자 46명을 관찰한 결과 창으로 작은 숲이 내다보이는 곳에 입원했던 환자 23명은 담벼락만 보이는 병실에 입원한 환자보다 빨리 치유돼 입원 기간이 짧았다는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’에 발표한 바 있다. 독일의 대문호 괴테는 “자연과 가까울수록 병은 멀어지고 자연과 멀어질수록 병은 가까워진다”는 말을 남겼다. 다소 완화되기는 했지만 여전히 사회적 거리두기가 필요한 요즘 ‘코로나 블루’(코로나 우울증)를 호소하는 사람들이 적지 않다. 이럴 때 가까운 마트나 화원에 가서 평소 기르고 싶었던 식물을 사서 실내에 들여 정성껏 가꿔 보는 것도 코로나 블루를 날리는 한 방법이 아닐까.

미국 연구진이 치타의 생물역학에서 영감을 얻어 기존보다 빠르게 움직이는 소프트 로봇을 개발하는 데 성공했다. 8일(현지시간) 과학 정보포털 ‘유레카 얼러트’에 따르면, 노스캐롤라이나주립대가 주도한 이들 연구자는 1초에 단단한 표면 위에서 자체 길이(BL)의 2.68배 거리를 움직이는 소프트 로봇을 제작했다. 이는 기존 기록인 초당 자체 길이의 0.8배를 움직였던 것보다 3배 이상 빠른 속도다.중량 45g에 전장 7㎝·폭 6㎝인 이 작은 로봇은 네 개의 구부러진 다리와 소프트 실리콘과 스프링으로 만든 길고 유연한 몸통을 가지고 육상에서 가장 빠른 생명체인 치타처럼 달리도록 설계됐다.이에 대해 연구 교신저자인 노스캐롤라이나주립대 기계항공공학과 조교수인 인지에 박사는 “우리는 치타에게서 영감을 얻어 스프링으로 작동하는 쌍안정(bistable) 척추를 제작했는데 이는 로봇이 두 개의 안정된 상태를 갖는 것을 의미한다”고 설명했다. 인 박사는 또 “우리는 소프트 실리콘 로봇을 연결하는 채널에 공기를 주입함으로써 이런 안정적 상태 사이를 빠르게 전환할 수 있게 했다. 두 상태 사이를 전환하면 상당한 양의 에너지가 방출돼 로봇이 딱딱한 표면에서 빠르게 힘을 발휘할 수 있다”면서 “이는 이 로봇이 표면을 가로질러 질주할 수 있게 한다”고 말했다. 소프트 로봇이라는 분야는 더욱더 유연한 소재를 사용해 자연적 형태를 모델로 한 로봇을 만들어 더욱더 역동적이고 다양한 지형에서 더 잘 움직일 수 있도록 하자는 아이디어에서 시작됐다.이들 연구자는 또 이번 소프트 로봇이 비록 평지보다 느리지만 가파른 경사도 오를 수 있고 심지어 물속에서도 헤엄칠 수 있다는 것도 보여줬다. 연구진은 자신들의 설계가 완전히 새로운 종류의 소프트 로봇 기초가 되기를 희망하며 로봇을 ‘리프’(LEAP·Leveraging Elastic instabilities for Amplified Performance)라고 부른다.이들은 또 이 로봇이 어떤 물체를 섬세하게 잡을 수 있고 심지어 11.4㎏에 달하는 무거운 물체까지 들 수 있는 충분한 힘을 갖고 있다는 것을 실험을 통해 보여줬다. 앞으로 인 박사는 이런 로봇의 역동적인 능력으로 사회에서 여러 가지 다른 생산적인 역할을 수행하는 데 도움이 되길 바란다고 밝혔다. 그는 “잠재적인 응용 분야로는 속도가 필수인 탐색 및 구조 기술과 산업용 로봇 제조 기술이 포함된다”면서 “예를 들면 더 빠르지만 여전히 부서지기 쉬운 물체를 다룰 생산 라인의 로봇을 상상할 수 있다”고 말했다. 자세한 연구 성과는 세계적 학술지 사이언스 자매지인 ‘사이언스 어드밴시스’ 최신호(5월 8일자)에 실렸다. 사진=노스캐롤라이나주립대 등/사이언스 어드밴시스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

툭 튀어나온 눈과 매직핸드(머니퓰레이터)처럼 돌출된 입… 위 그림 속 생물은 3억년 전 고생대 석탄기 바다에 산 ‘털리 몬스터’(Tully Monster)로 불리는 생물이다. 1958년 미국의 아마추어 화석 수집자 프랜시스 털리가 처음 화석을 찾아내 이런 별칭이 붙었고, 그후 일리노이주 메이슨 크릭에서만 1800여개가 발견됐다. 하지만 이 생물은 지금까지 무척추동물인지 아니면 척추동물인지 확인되지 않았다. 지난 2016년, 예일대 연구진이 털리 몬스터 화석 몇천 점을 해부학적으로 조사해 이 생물에는 척추동물과 같은 장기가 있다고 결론 내렸지만 직접적인 증거라고 할 수는 없었다. 그래서 최근 위스콘신대 연구진이 이 논쟁을 끝내기 위해 화석에 남은 화학성분을 분석하기로 했다. 왜냐하면 화학성분에 의한 분석은 해부학적 분석보다 더욱더 직접적인 증거가 되기 때문이다. 분석 결과, 툴리 몬스터는 척추동물로 볼 수 있는 화학성분을 갖고 있는 것으로 확인됐다. 따라서 이 성과는 툴리 몬스터의 정체를 둘러싼 지금까지의 논쟁에 큰 영향을 줄 것으로 보인다. 그렇다면 대체 어떤 화학성분이 이 종이 척추동물인지를 확인하는데 결정적인 영향을 한 것일까. 그 답은 뜻밖에도 오늘날 세계를 살고 있는 우리에게도 꽤 익숙한 성분이었다. 털리 몬스터를 분류하는 열쇠가 된 성분은 바로 단당류인 키틴과 단백질의 일종인 케라틴이었다. 키틴은 곤충의 뿔이나 게의 껍질 등 주로 무척추동물의 딱딱한 부분에 존재하는 성분이고, 케라틴은 인간의 손톱이나 머리카락를 비롯해 비늘이나 부리 같이 척추동물의 딱딱한 부분에 주로 존재하는 성분이다. 모두 같은 역할을 생명체에 제공하지만, 키틴은 다당류이고 케라틴은 단백질의 일종이라서 양측의 분자 구조는 크게 다르다. 따라서 화석에 키틴 유래 화석성분이 포함돼 있으면, 털리 몬스터는 무척추동물이고 케라틴 유래 화석성분이 포함돼 있다면 척추동물의 직접적인 증거가 될 수 있는 것이다. 분석에는 현미라만분광기(Micro Raman Spectroscopy)가 쓰였다. 현미라만분광기는 관찰 대상에 레이저를 조사해 산란광을 검출하는 현미경적인 성질과 산란광 패턴으로부터 대상의 화학결합 종류나 결정격자의 왜곡을 직접 검지하는 검지기의 기능이 더해졌다. 분석 결과, 화석에서 검출된 것은 다당이 아니라 단백질 유래 화석성분으로 확인됐다. 이로 인해 털리 몬스터에는 키틴이 아니라 케라틴을 지닌 척추동물과 같은 종류라는 결론을 내릴 수 있었다.다른 기존 연구에서는 털리 몬스터가 척추동물일 경우 현존하는 종 중에서 가장 가까운 종은 칠성장어목 생물이라는 결과도 나와 있다. 칠성장어가 속한 원구류는 협의의 어류에서도 벗어난 존재(장어는 어류)이며, 어류·양서류·파충류·조류·포유류 등 다른 척추동물이 가진 턱이 없는 이질적인 존재이다. 이는 원구류가 척추동물의 턱 획득 전에 다른 계통으로 분기한 것을 의미한다.이를 통해 척추동물은 턱보다 먼저 척추를 획득하고 있었다는 것을 알 수 있다. 털리 몬스터의 입이 이상하게 생긴 것도 칠성장어처럼 턱이 없어 다른 계통의 입을 획득하고 있었던 것일지도 모른다. 이번 연구 성과는 위스콘신대의 빅토리아 맥코이 조교수 등이 정리해 국제학술지 ‘지구생물학’(Geobiology) 최신호(4월28일자)에 게재했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

코로나19로 국가적 위기를 겪은 중국이 유사 사례의 재발을 막기 위한 법과 시스템 정비에 돌입했다. 제13기 전국인민대표대회(전인대) 상무위원회는 지난달 26~29일 베이징 인민대회당에서 제17차 회의를 열고 생물안전이 국가 안보의 핵심 요소임을 명시하는 생물안전법 초안을 심의했다. 다음달 21일 시작되는 ‘양회’(전국인민대표대회·전국인민정치협상회의)에서 심의 내용을 토대로 처음으로 생물안전법을 제정할 방침이다. 이와 관련, 한국 학자들이 지난달 30일 국내 학술지 ‘환경법 연구’에 ‘중국 생물안전법에 대한 연구’ 논문을 발표해 화제가 되고 있다. 중국의 실태와 해결 방안들이 자세하게 제시됐고 현재 논의 중인 중국 생물안전법 초안에도 유사한 내용들이 많아 학계의 주목을 받고 있다. 논문 집필자인 중국 저장성 싱크탱크 둥하이(東海)연구원의 한승훈 연구원과 한국환경정책평가연구원(KEI) 이현우 선임연구위원에게 생물안전과 관련된 중국의 앞으로의 정책 방향과 한중 간 협력 방안에 대해 들어봤다. 중국 내 한국인 환경법 박사 1호인 한 연구원은 지난해 10월 전인대에서 생물안전법 1차 심의 소식을 듣고 논문을 구상했으며 현재 가족과 함께 우한에 거주 중이다. 코로나19로 인한 76일간의 ‘우한 봉쇄’ 상황에서 논문을 작성했다고 한다. 인터뷰는 이메일과 전화로 이뤄졌다.-중국의 생물안전법 제정 배경은. 한승훈 “중국은 이번 사태로 국가적 위기를 겪었다. 시진핑 국가주석이 당국 대응 정책에 대한 개선이 필요하다고 판단하고 국가 생물안전법 체계와 제도적 보장 시스템을 조속히 만들라고 지시했다.” -중국 생물안전에 대한 법체계에 대한 문제점은 무엇인가. 한승훈 “기존 중국에는 생물안전과 관련된 수많은 단행법이 산재해 있어 이들 법률을 통합적으로 조율할 법률이 없을 뿐 아니라 기존 법률 간 내용이 중복되거나 상충되는 문제가 있다.” ●공공안전사건땐 지방委 → 국가委 직접보고 -향후 중국 법체계 개편 방안은. 한승훈 “중국은 중장기 생물안전 계획을 수립해서 관리체계 강화, 중앙정부와 지방정부의 역할 분담, 생물안전 분야별 대응방침, 민관군 협력체계, 생물안전 목표, 대외 협력방안 등을 강화해 나갈 것이다. 이를 위해 복잡한 관리체계를 간소화하고 생물안전에 힘을 실어 줄 필요가 있어 국가안전을 책임지는 중앙국가안전관리위원회 산하에 국가생물안전회를 신설하고 각 지방정부의 당위원회 산하에 지방생물안전위원회를 설치하는 방안을 제시했다. 전염병 또는 돌발적인 공공안전사건이 발생할 경우 지방생물안전위원회가 직접 국가생물안전위원회에 보고하고 관리하자는 것이다. 이것은 중국 공산당 중앙이 직접 지도해야 한다는 뜻이다. 또한 국가생물안전 업무협조 시스템 역시 국무원의 위생건강위, 농업농천부, 과학기술부, 외교·군사 등 관련 부서의 유기적 체계를 구성해 효율성을 높일 것으로 보인다.” -코로나19와 같은 생물안전 문제 발생 시 신속하고 효과적인 처리법은. 한승훈 “정보보고·정보공개·응급조치 이 3가지 절차는 한 세트이고 이 세트가 어떻게 진행되느냐에 따라 생물안전 문제 해결의 성패가 달려 있다. 코로나19 사태에서 보듯이 일부 전염병 바이러스는 순식간에 전파되기 때문에 과학적 분석과 판단이 나오기를 기다리기보다는 빠른 시간 내에 응급조치를 취해 확산을 차단하고 초기에 과하다 싶을 정도로 억제조치를 취하는 것이 무엇보다 중요하다.” -초안 심의 내용을 보면 상시 모니터링과 조기경보 제도를 도입하겠다고 하는데 어떤 의미가 있는가. 한승훈 “전문기관에 주도적으로 모니터링, 수집, 분석, 정보 보고, 새로운 돌발성 전염병 예측 등의 업무를 진행토록 한 뒤 보고를 받은 국무원 관련 부문과 지방인민정부가 즉시 조기 경보를 하고 상응한 예방 및 통제 조치를 취하겠다는 것이다.” ●초기에 과할 정도로 억제조치 취해야 -논문에서 위험성 예방(사전배려) 원칙을 도입하자고 제안했는데 어떤 의미인가. 한승훈 “전 세계가 사스, 에볼라, 메르스, 페스트, 아프리카돼지열병 등 이런 유사한 상황을 매번 겪을 때마다 제대로 대처를 못하고 속수무책으로 당해 왔다. 많은 국가가 예방의학 관점에서 전염병에 대한 과학적 검증을 한 후 대응조치를 하는데 이러면 골든타임을 놓치기 쉽다. 위험성 예방 원칙은 과학적으로 검증되지는 않았지만 전염병 가능성이 높다는 예측과 의심이 되면 즉시 상응한 조치를 취할 수 있도록 해 인과관계가 증명될 때까지 기다리지 않도록 하는 것이 핵심이다.” -다소 인권침해의 소지도 있어 보이는데. 한승훈 “물론 예측과 의심은 상당한 개연성을 내포하고 있다. 하지만 이러한 내용은 생물다양성 협약 선언에도 명시돼 있다. ‘생물다양성이 심각한 감소 또는 피해의 위협을 받을 시 충분한 과학적 근거가 부족하다는 이유로 이러한 위험의 회피와 피해를 감소시킬 수 있는 조치를 지연해서는 안 된다’는 내용이다. 중국 생물안전법에 위험성 예방(사전배려) 원칙을 규정한다면 앞으로 상당한 효과가 있을 것이다.” -중국법 초안에 포함된 다른 주요 내용은. 한승훈 “다른 사람에게 전염병 발생 상황을 숨기거나 지연·거짓 보고하도록 해서는 안 되며 타인이 전염병이나 모니터링 범위에 속하는 원인불명의 질병에 대해 보고하는 것을 막아서도 안 된다는 내용이 포함됐다. 이를 어기면 시정명령 및 경고를 하고 관련 책임자를 강등·면직·해고할 수 있도록 하겠다는 것이다.” -코로나19의 발병 원인인 야생동물과 관련한 중국의 법체계는. 이현우 “현행 야생동물보호법은 식용을 목적으로 하는 판매와 이용에 대해 금지 및 처벌 규정을 두고 있지만, 적용 대상이 일부 법적 보호종에 국한돼 있다. 바이러스 숙주로 자주 거론되는 박쥐 같은 경우 법적 보호종이 아니다. 앞으로 육상 야생동물(특히 포유류, 조류)은 일률적으로 식용을 금지하되 사육이 잘되고 전염병을 퍼뜨릴 위험성이 낮은 가축 같은 일부 종들만 사육을 허용하게 될 것이다. 이번 생물안전법 제정과 함께 야생동물보호법, 동물방역법의 개정을 서두르고 있어 관련 법률과 정책이 상당히 강화될 것으로 보인다.” -중국의 유전자편집 아기 출산이 큰 논란이 된 적이 있었다. 이번 생물안전법에서는 유전공학기술의 오남용 문제를 어떻게 다루는가. 이현우 “우리나라에도 꽤 알려졌지만 중국에서 에이즈에 걸린 부부를 모집하고 DNA 편집기술을 통해 쌍둥이가 출산됐다고 해서 사회적 문제가 된 적이 있다. DNA 편집기술이 급속히 보편화되고 있지만 당국의 관리 감독이나 제도가 허술해서 발생한 대표적 사례다. 중국도 DNA 편집과 인간배아 실험을 엄격하게 허가하고 행정 및 형사처벌을 강화할 것이다.” -중국의 생물자원, 인류 유전자원, 외래종 침입에 대한 대책 방안도 있는가. 이현우 “이 분야도 생물안전법에서 다루는 것으로 보이는데 이 중에서 생물자원과 외래종 문제는 기본 법제도가 다소 취약하다. 이번에 관련 법률과 법규를 강화할 것으로 보인다.” -생물안전에 대한 한국의 실상은 어떤가. 이현우 “한국도 부처 소관에 따라 생명공학기술과 산업, 전염병, 외래종, 생물무기 등을 따로 다루고 있고 생물안전을 통합적으로 다루는 법률이 없다. 생물안전 문제에 대한 국가기능을 더욱 견고하게 하기 위해 우리도 정부와 국회, 학계에서 생물안전기본법 제정을 검토할 필요가 있다.” ●시진핑 주석 방한 때 양해각서 체결을 -생물안전과 관련해 한중 간 협력할 여지는. 한승훈 “이번 코로나19 대응 과정에서 한중은 교민대피나 방역물자 지원, 임상정보 교환 등 다양한 협력을 했고 효과도 컸다. 하지만 생물안전 분야는 이보다 훨씬 광범위하다. 한중 간 기존의 전염병 예방 관련 양해각서를 시대적 흐름에 맞게 개정 보충하거나 또는 생물안전 협력 양해각서를 새롭게 체결해 보다 효율적으로 공동 대응하는 것이 시급하다. 현재 추진 중인 시 주석의 방한 시 체결되는 것이 바람직하다.” oilman@seoul.co.kr

19세기 영국 도싯주의 한 해변에서는 특별한 화석이 발견됐다. 이는 두 고대 생명체가 엉켜있는 것으로 밝혀졌지만, 이들 종을 확인할 만큼 정밀한 분석장치가 없어 오늘날에 이르기까지 연구되지 못한 채 노팅엄에 있는 영국지질조사국(BGS) 전시실에 보관돼 있었다. 그런데 최근 영국 플리머스대와 미국 캔자스대 등 국제 연구진이 이른바 쥐라기코스트로 알려진 해변에서 발굴된 해당 화석을 자세히 연구한 결과, 그 정체가 고대 오징어가 사냥감을 습격해 포식하는 순간임을 알아냈다. 게다가 이들 연구자는 연대 측정으로 화석이 약 2억 년인 쥐라기 시네무리움절(시네무리안)로 거슬러 올라간다는 사실도 확인했다. 물론 고대 오징어 화석은 이전에도 발견됐지만, 이번 화석은 지금까지 가장 오래된 것보다 1000만여 년 더 이전의 것으로 밝혀진 것이다.특히 공개된 화석을 보면, 사진상 왼쪽이 ‘클라케이테우티스 몬테피오레이’(Clarkeiteuthis montefiorei)라는 학명이 붙여져 있는 고대 오징어이며, 오른쪽이 먹잇감이 된 ‘도르세티크티스 베체이’(Dorsetichthys bechei)라는 학명의 청어처럼 생긴 물고기이다. 해당 물고기의 머리 뼈는 오징어의 습격으로 완전히 부서졌고 그 주변에는 여전히 오징어의 다리가 뒤엉켜 있는 모습이다.이에 대해 이번 연구에 책임저자로 참여한 맬컴 하트 플리머스대 명예교수는 “19세기 이후로 도싯에 있는 (쥐라기코스트의) 블루리아스층과 차머스이암층에서는 고대 연체동물의 화석이 대거 발견됐다. 그중에는 이번처럼 이들 생물의 생태를 알려주는 화석도 있다”면서도 “그렇지만 이런 화석은 극히 드물어 매우 희소한 것”이라고 설명했다. 다만 이런 동적인 순간이 어떻게 화석으로 남을 수 있었는지는 여전히 풀리지 않는 수수께끼이다. 빙하기 육상에서 갑자기 얼음이 됐다면 몰라도 바다 속에서, 게다가 포식하는 도중에 화석이 됐다는 점은 이해하기가 어렵다. 하지만 이들 연구자는 이 점에 대해 다음과 같은 두 가설을 제시했다. 하나는 오징어가 노린 물고기가 먹기에는 너무 컸거나 먹을 때 입에 끼어서 함께 죽어 그대로 해저로 가라앉았고, 어떤 이유로 그 위에 침전물이 단기간에 쌓여 화석이 됐다는 가설이다. 그다음 가설은 오징어가 물고기를 포획했지만, 다른 포식자에게 빼앗기지 않으려고 해저 깊이 내려갔다가 실수로 산소량이 거의 없는 수역으로 들어가 질식사했다는 것이다. 확실히 이런 가설이라면 오징어의 포식 순간을 간직한 채 화석이 됐다는 것도 납득할 만하다. 자세한 연구 성과는 유럽지구과학연맹(EGU) 연례회의에서 발표되며, 국제 학술지 ‘영국 지질학자협회 회보’(Proceedings of the Geologists’ Association)에도 게재될 예정이다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 연구진이 소금성분으로 태양전지 효율을 높일 수 있는 방법을 찾아냈다. 한양대 바이오나노학과 연구팀은 소금 속 나트륨(Na) 이온이 금 나노클러스터 태양전지 효율에 영향을 미친다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘ACS 에너지 레터스’ 8일자 표지논문으로 실렸다. 금이나 은 같은 귀금속이 눈에 보일 정도로 모인 상태는 반응성이 낮지만 원자 크기 금 수십개가 모인 금 나노클러스터는 일반적인 금과는 전혀 다른 성격을 갖게 되면서 원자 단위로 제어가 가능하고 활성을 띨 수 있어 화학반응 촉매나 플랫폼으로 활용할 수 있게 된다. 특히 금 원자 22개가 14면체 구조로 모인 금 나노클러스터는 독특한 구조를 갖게 돼 빛을 잘 흡수할 수 있게 된다. 현재 사용되는 실리콘이나 페로브스카이트 태양전지에 이용되는 중금속 광흡수체보다 금 나노클러스터는 친환경적이어서 차세대 태양전지 소재로 꼽힌다. 문제는 빛을 전기로 변환하는 광전환 효율이 실리콘 태양전지 5분의 1 수준에 불과하다는 것이다.이에 연구팀은 전극제조 과정에 소금 속 나트륨 이온이 금 나노클러스터와 전극의 흡착을 돕는다는 것을 알아냈다. 빛을 흡수한 금 나노클러스터에서 전자가 만들어지면 접합된 반도체 산화물 전극으로 이동한 뒤 전자가 백금 상대 전극으로 수송되면서 전기가 만들어진다. 이 때 나트륨 이온이 광흡수체와 산화물 전극간 흡착을 강하게 만들어 광전환 효율을 높여 실리콘 태양전지와 비슷하게 될 것으로 기대되고 있다. 방진효 교수는 “중금속이 아닌 금 나노클러스터를 광흡수체로 이용함으로써 무독성 친환경 태양전지를 개발할 수 있게 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

DGIST 정보통신융합전공 장재은 교수팀이 기존 박막전극에 아주 작은 마이크로 구멍을 특정 형상으로 배치해 전기적 내구성을 높인 박막전극 제조 기술을 개발했다. 또 이를 이용한 박막 트랜지스터를 제작 기술도 함께 개발해, 향후 전기적 내구성이 필수적인 플렉시블 디바이스에 많은 응용이 가능할 것으로 기대된다. 최근 폴더블 스마트폰처럼 휘거나 접는 전자제품이 증가하며 플렉시블 전극 연구가 활발하다. 기존 연구들은 전도성을 확보하면서도 유연성을 향상시키기 위해 전극의 새로운 구조를 설계하거나 응력 응력(Stress): 재료에 압축, 인장, 굽힘, 비틀림 등의 하중(외력)을 가했을 때, 그 크기에 대응하여 재료 내에 생기는 저항력 이 최소인 부분을 이용한 균열 억제에 초점을 맞춰왔으나 제조 공정이 복잡하거나 새로운 생산라인이 필요한 한계가 있어왔다. 또 전극을 제작 하더라도 제한적인 물질로만 제작이 가능하며, 개발한 전극도 전도성이 낮아 상용화에는 문제가 많았다. 이에 장 교수팀은 기존과 다른 관점에서 접근했다. 기존 연구가 전극이 접히거나 구부러지면서 생기는 균열을 억제하려 했다면, 장 교수팀은 균열을 발생시키고, 이를 제어하는 관점에서 전극 연구를 진행했다. 그 결과, 최적화된 배열로 작은 마이크로 구멍을 형성하는 새로운 박막 전극 구조를 제시했다. 이는 특정 부분에만 응력을 집중시켜 균열이 퍼지는 것을 제어하는 새로운 구조다. 연구팀은 2~3마이크로미터의 아주 작은 구멍을 전극에 특정한 배열로 형성해 구멍 부분에서만 균열이 일정하게 발생하게끔 유도했다. 기존의 전극은 휘거나 굽을 경우, 전극 전반에 균열이 발생하며 전기가 전달되지 않았다. 하지만 일정 배열로 전극에 배치된 구멍들은 구멍의 측면 부분에만 균열을 집중적으로 발생시켰으며, 전극을 30만 번 이상 굽혔다 펴도 전극 내 다른 부분에 균열이 가지 않을 정도로 전극의 전기적 내구성을 개선시켰다. 또한 개발된 박막전극은 현재 전극을 생산하는데 사용 중인 반도체 공정 장비를 그대로 이용해 제작이 가능하다. 이는 전혀 새로운 생산 장비가 필요하던 기존 연구보다도 훨씬 경제적이고 효율적이다. 그리고 개발한 박막 전극을 이용해 개발한 트렌지스터 또한 기존과 유사한 성능을 유지하면서도 높은 내구성을 자랑해 향후 광범위한 활용이 기대된다. DGIST 정보통신융합전공 장재은 교수는 “이번 연구를 통해 개발한 박막전극은 미세한 구멍을 이용해 균열을 효과적으로 통제하는 새로운 개념의 전극”이라며 “향후 관련 기술을 좀 더 발전시킨다면 플렉시블 전자기기의 전자적 내구성을 획기적인 개선에 긍정적인 영향을 줄 것으로 기대된다”고 말했다. 이번 연구 결과는 관련 분야 국제학술지 ‘ACS Applied Materials & Interfaces’에 지난 4월 2일 온라인 게재됐다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

목성 질량의 3배에 달하는 거대한 외계행성이 발견됐다. 미국 하와이대 천문학연구소는 지난달 29일(현지시간) 지구에서 약 1243광년 떨어진 케플러-88 항성계에서 이와 같은 행성을 발견하고, 케플러-88d로 명명했다고 밝혔다. 이번 관측에는 하와이 W.M.켁 천문대의 고해상도 에셸분광기(HIRES)가 사용됐으며 발견에는 6년이라는 시간이 걸렸다. 게다가 이 행성은 거대한 크기 덕분에 항성계 내 다른 행성들에 대한 지배력 역시 황제 수준으로 불리고 있다.케플러-88d(이하 88d)는 주성인 케플러-88을 타원 궤도에서 공전하고 있는데 한 바퀴 도는 데 걸리는 기간은 약 4년인 것으로 전해졌다. 같은 항성계에는 이미 케플러-88b(이하 88b)와 케플러-88c(이하 88c)로 명명된 두 행성이 각각 존재하는 것이 확인됐다. 하지만 이들 행성 모두 88d보다 훨씬 작다. 88b는 해왕성 크기로 공전 주기는 11일에 불과하며, 88c는 태양계 최대 행성인 목성에 맞먹지만 공전 주기는 22일밖에 되지 않는다.W.M.켁 천문대가 공개한 영상에는 각 행성의 공전 주기가 충실하게 재현돼 있다. 또한 88c의 크기는 88b의 20배 이상에 달해 그 안쪽을 도는 88b의 공전 주기에 영향을 미친다. 그런데 이번에 발견된 88d는 88c보다 더 거대하므로, 나머지 두 행성에 대해 상당한 지배력을 가질 것으로 예측된다. 목성의 크기는 우리가 사는 지구의 약 300배이다. 목성의 강한 중력은 화성이나 토성 등 주위 행성에 영향을 미치고 있어 태양계에서는 왕으로 부를 수 있다고 연구에 참여한 하와이대 천문학연구소의 로렌 위스 박사는 말했다. 그런데 이런 목성조차 케플러-88 항성계 안에 있다고 가정하면 이번에 발견된 행성 88d에 영향을 받는다는 것이다. 역시 어느 세계에서나 ‘뛰는 놈 위에 나는 놈이 있다’라는 속담이 적용되는 것일지도 모르겠다. 자세한 연구 성과는 저명한 천문학 분야 학술지 ‘천문학 저널’(AJ·The Astronomical Journal) 최신호(4월 29일자)에 실렸다. 사진=미국 하와이대 천문학연구소, W.M.켁 천문대 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미국 펜실베이니아주립대 전염병역학센터, 영국 임피리얼칼리지런던 MRC 국제전염병분석센터 공동연구팀은 말라리아를 옮기는 모기들의 흡혈 시간이 한밤중에서 초저녁과 새벽, 이른 아침으로 이동하는 추세를 보이고 있다고 6일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 생태학 및 진화’ 5일자에 실렸다. 연구팀은 말라리아를 옮기는 아노펠레스 모기 2종을 가지고 온도를 변화시키면서 흡혈 시간을 측정했다. 그 결과 21.4도 이하에서는 한밤중에 흡혈하는 경우가 많지만 26도보다 높은 경우는 밤 10시 이전과 새벽 5시 이후에 흡혈하는 경향이 강한 것으로 조사됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19의 원인 바이러스는 지난해 말 처음 사람에게 감염돼 그때부터 전 세계로 급속히 확산했다는 유전자 분석 결과가 나왔다. 영국 유니버시티 칼리지 런던(UCL) 유전학연구소의 프랑수아 발루 교수가 이끄는 국제 연구진은 전 세계 코로나19 확진자 7600여 명에게서 채취한 원인 바이러스의 유전자 자료를 분석해 위와 같은 결과를 전염병 분야의 세계적 학술지 ‘감염, 유전학 그리고 진화’(Infection, Genetics and Evolution) 최신호(5월 5일자)에 발표했다. 연구에 따르면, 이들 연구자는 전 세계 과학자들이 코로나19의 유전자 자료를 공유하고 있는 대규모 데이터베이스(DB)를 사용해 서로 다른 시기, 세계 여러 나라에서 채취한 원인 바이러스의 염기서열에 관한 변이를 자세히 조사했다. 그 결과, 코로나19 원인 바이러스는 지난해 말부터 처음으로 사람들을 감염시키기 시작한 것으로 나타났다. 이는 해당 바이러스가 확인되기 훨씬 전에 이미 확산해 많은 사람을 감염시켰다고 가정하는 기존 시나리오들을 배제하는 것이라고 이들 연구자는 설명했다. 일부 의사는 코로나19 바이러스가 지금까지 보고된 것보다 몇 개월 전부터 조용히 확산하기 시작해 이미 많은 사람이 면역력을 획득했을 가능성에 기대를 걸어왔다. 발루 교수 역시 “모두 이런 시나리오를 바라고 있었고 나 역시 마찬가지였다”면서 “실제 감염자는 많아도 세계 인구의 10%에 불과할 것”이라고 말했다. 코로나19 바이러스는 박쥐에서 유래했지만, 또 다른 동물들에게 먼저 감염된 뒤 사람에게 전염됐다는 것이 다른 많은 연구로 밝혀졌다. 최초 감염자는 지난해 12월 중국 우한시에서 보고됐다. 바이러스는 스스로 복제할 때마다 오류가 생기는 데 이런 변이는 시간과 지리적 위치를 통해 바이러스를 추적하는 이른바 분자시계로 활용될 수 있다. 발루 교수에 따르면, 코로나19 바이러스는 엄청난 속도로 세계 거의 모든 나라로 확산했다. 이들 연구자는 또 미국과 유럽 등 여러 나라에서도 지난 1, 2월 첫 번째 확진자가 발생하기 몇 주 전이나 심지어 한두 달 전 사람들에게 감염됐다는 의혹을 뒷받침하는 유전적 증거를 발견했다. 하지만 발루 교수는 어떤 나라에서도 이른바 0번째 환자라고 불리는 실질적 최초의 환자를 찾는 것은 불가능할 것이라고 말했다. 또 그는 “모든 바이러스는 자연적으로 변이한다. 변이 자체가 나쁜 것은 아니며 코로나19 바이러스가 예상보다 빠르거나 느리게 변한다는 것을 시사하는 증거는 아무것도 없다”면서도 “아직 이 바이러스가 점점 더 치명적이거나 덜 전염되는 방향으로 변하고 있다고 단정 지을 수 없다”고 지적했다. 지금까지 이와 같은 보고서를 검토해온 미국 존스홉킨스 보건안전센터의 분석가 레인 웜브로드 박사는 코로나19 원인 바이러스의 유전적 변화가 어떻게 이 바이러스를 전염성이나 병원성으로 만들 수 있는지 증명하려면 동물을 대상으로 한 더 많은 연구가 필요하다고 말했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

기후 변화와 상업 목적의 어업으로 크릴이 급격히 줄면서 이름과 달리 이를 주식으로 삼는 게잡이 바다표범은 더 먼 바다까지 헤엄쳐 나가야 하는 혹독한 삶을 살고 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 캘리포니아대 산타크루스캠퍼스(UC산타크루스) 해양과학연구소의 이 연구는 게잡이 바다표범들과 주요 먹이인 크릴의 계절적 움직임 및 먹이 수급 패턴을 모델화했다. 이번 데이터는 2001년 남극 반도의 게잡이 바다표범(이하 물범)들에게 부착한 전자태그를 통해 수집한 뒤 기후 변화가 이 해역에 미치는 영향을 보여주는 환경 및 해양 순환 모델과 결합한 것이다.이들 연구자는 남극의 해수가 계속해서 따뜻해짐에 따라 크릴은 더 추운 남쪽으로 이동했으며 늘어나는 포식자를 피하기 위해 더 차가운 먼바다로 이동하는 것을 발견했다. 연구를 주도한 루이스 허크스타트 박사는 “우리는 이 포식자 한 마리의 사냥 행동을 가지고 이들 포식자의 먹이 수급을 위한 서식지와 그것이 어떻게 변할 수 있는지를 보여주는 지표로 쓰고 있다”고 설명했다. 기존 연구는 남극의 크릴이 지난 90년간 이미 남쪽으로 430㎞ 이동했음을 보여줬다. 이에 대해 허크스타트 박사는 “크릴 서식지가 해안에서 멀리 떨어지면서 펭귄과 물범 같은 종들에게 큰 영향을 주고 있는데 펭귄의 경우 새끼를 먹이기 위해 육지로 와야 하므로 사냥을 오랫동안 할 수 없다. 이런 현상은 많은 종에게 도전적인 일이 될 것”이라면서 “남극에서 상황은 너무 빨리 변해 우리가 모델에서 보는 변화는 우리 예상보다 빨리 오게 될지도 모른다”고 말했다. 또한 이들 물범은 상업 목적의 크릴 어선 수가 점점 늘면서 다른 포식자들뿐만 아니라 사람들과도 식량 수급을 위해 경쟁해야 하므로 환경적 압력을 더 심하게 받게 됐다. 허크스타트 박사는 “앞으로 어업으로 인한 압력이 어떻게 변할지에 대해 우리는 제대로 파악하지 못하고 있는데 이는 남극 서부에 많은 해양보호구역의 수립을 제안하는 이유 중 하나”라고 말했다. 최근 추정치에 따르면, 상업용 조업으로 매년 남극 바다에서 최소 30만t의 크릴이 잡히고 있다. 허크스타트 박사는 “남극 반도는 이 지역에서 가장 풍부하고 중요한 먹이 종인 크릴의 중요 서식지”라면서 “모든 것은 크릴에게 달렸으므로 이들에게 변화라도 있으면 생태계를 통해 폭포처럼 밀려들 것”이라고 지적했다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 네이처 자매지인 네이처 기후 변화(Nature Climate Change) 최신호(4월27일자)에 실렸다. 사진=대니얼 코스타/UC산타크루스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

5일 열리는 한국 프로야구 개막 경기의 시구(始球)를 정은경 질병관리본부장이 했으면 좋겠다고 많은 야구팬들이 주장하고 나서 눈길을 끈다. 한 팬은 인터넷에 “정은경 본부장님을 프로야구 개막 시구자로 모시면 안되느냐”는 댓글을 달았고, 다른 네티즌은 “예쁘고 멋진 연예인, 타종목 스포츠 스타, 정치인도 좋지만 올해 만큼은 이 위기를 극복하도록 힘써주신 의료진에게 의미있는 자리를 마련해드리는게 좋다고 생각한다”고 했다. 올해 프로야구는 코로나19로 한달 넘게 개막이 지연됐으며 그나마도 무관중으로 시작한다. 그래도 아직 개막을 엄두도 못내는 미국이나 일본 프로야구에 비하면 한국 야구팬은 행복한 편이다. 야구팬들이 정 본부장을 시구자로 추천하는 것은 지난 수개월 간 거의 매일 코로나19 관련 대국민 브리핑을 하는 등 고되게 일한 데 대한 감사의 표시로 해석된다. 이진형 한국야구위원회(KBO) 사무차장은 3일 서울신문과의 통화에서 “정 본부장은 가을 야구에 반드시 모시고 싶은 인물 1순위”라며 “하루에 1, 2시간씩 자면서 코로나19 최전선에서 싸우고 계신 분을 야구장에 부르는 건 결례인 것 같다”고 말했다. 이어 “지금은 아직까지 코로나19와 싸워야할 때”라며 “코로나19가 진정돼 사회적 안정을 되찾고 감사를 표해야 할 때 모시지 않을까 싶다”고 말했다. 정 본부장은 코로나19 방역으로 바빠 잠 잘 시간이 없는 와중에도 미국 질병통제센터(CDC)가 발행하는 의학학술지에 서울 구로구 콜센터 사례를 분석한 논문을 발행하는 등 국제 의료 정보 공조에도 힘썼다. 미국과 일본의 유력 외신들도 정 본부장의 리더십에 대해 앞다퉈 보도했다. 월스트리트저널은 “코로나19 사태에서 대중에 거의 알려지지 않은 전문관료가 ‘진짜 영웅’으로 떠올랐다”며 주요 사례로 우리나라의 정은경 본부장을 소개하는데 지면의 상당 부분을 할애했다. 니혼게이자이신문은 “한국에서 첫 감염자가 나온 1월20일 이후 하루도 쉬지 않고 기자회견에 임해 감염 상황을 전달한 사람이 사령탑 질병관리본부 정 본부장”이라며 “국민 공감을 부른 것은 그의 대응방식과 함께 과학적 지식에 바탕을 둔 설명에 힘입은 바가 크다”고 썼다. 정 본부장의 시구가 이뤄지든 이뤄지지 않든 야구팬들 사이에서 시구자로 거론된 것 자체가 의미 있다는 평가도 나온다. 정부 당국자가 시구자로 거론된 건 처음이기 때문이다. 역대 프로야구 개막전 시구는 대통령이나 서울시장 같은 정치인, 스포츠 스타, 인기 연예인 등이 주로 했다. 프로야구 출범 첫 시구자는 전두환(89)씨였다. 그뒤 프로야구 초창기인 2000년대 이전까지는 문체부 장관 등 주로 정치인들이 시구자로 나섰다. 2000년대 들어 정치인 시구자는 줄었지만 프로야구 연고지가 있는 서울, 대구, 부산, 광주 시장의 개막전 시구는 잦았다. 이명박(79) 전 대통령, 오세훈(59) 전 서울시장 등은 서울시장 재임 기간 동안 2년 연속 프로야구 시구자로 나섰다. 박원순(65) 서울시장도 2016년 개막전 시구자로 나선 바 있다. 프로야구 출범 이래 지자체장이 프로야구 개막전 시구자로 나선 건 49번이다. ‘피겨 퀸’ 김연아(30), ‘빙속여제’ 이상화(31), ‘매직핸드’ 김승현(42), 한국계 미국인 최초로 미 프로풋볼 슈퍼볼 MVP에 오른 하인스 워드(44) 등 스포츠 스타들도 시구자로 나섰다. 지난해에는 드라마 SKY캐슬로 인기를 끈 김서형(47), 걸그룹 아이오아이 멤버 김소혜(21)가 시구자로 선정됐다. 올해 프로야구 구단들은 코로나19 관련 인물을 시구자로 초청했다. 코로나19 피해가 가장 심각했던 대구에서의 개막을 앞둔 삼성 라이온즈는 이성구 대구시 의사협회장을 초청했다. 삼성은 “이성구 회장은 2월 말 코로나19가 대구를 뒤덮자 눈물의 호소문으로 전국 각지의 의료지원을 이끌어냈다”며 “모든 의료진의 희생과 헌신에 감사하는 마음을 담아 이성구 회장에게 개막전 시구를 제안했다”고 밝혔다. SK 와이번스는 세뱃돈을 모아 지역 주민센터에 마스크 100개, 라텍스 장갑 200개, 휴대용 티슈 86개를 기부한 노준표(11) 어린이를 시구자로 초청했다. kt 위즈는 “어린이날을 맞아 수원 연고 어린이를 섭외중”이라며 “시구자는 개막 당일 공개한다”고 밝혔다. LG 트윈스는 “올시즌 연간 회원 가운데 가장 빨리 가입한 ‘엘린이’ 회원 3명을 시구자로 초청했다”며 “사전녹화를 진행한 시구 장면은 전광판에 띄울 계획이다”라고 밝혔다. 기아 타이거즈는 시구자 없이 진행한다. NC다이노스도 지역 사회에서 코로나19 최전선에서 싸운 의료진을 시구자로 선정했다. NC 다이노스는 “5월 8일 홈 개막전 시구자로 김원덕(46) 삼성창원병원 종합검진센터 가정의학과 교수를 정했다”고 발표했다. 김 교수는 4월 12일 청와대가 선정한 ‘숨어있는 우리들의 영웅’ 세 번째 주인공으로 선정된 인물이다. 김 교수는 경북 영덕에 있는 삼성 인력개발원 영덕연수원에서 20여명의 의료진과 함께 3월 18일부터 4월 1일까지 코로나19 확진으로 격리된 환자를 돌봤다. 최영권 기자 story@seoul.co.kr

모유 수유가 출산 후 산모의 당뇨병 발병률을 낮추는 효과를 국내 연구진에 의해 규명됐다. 2일 분당서울대병원에 따르면 장학철 내분비대사내과 교수, 김하일 KAIST 의과학대학원 교수 공동연구팀은 모유 수유가 산모의 췌장에 존재하는 베타세포를 건강하게 만들어 출산 후 당뇨병 발생을 억제하는 효과를 규명하는데 성공했다. )가 공동 1저자로 참여한 이번 연구 성과는 국제학술지 ‘사이언스 중개의학 지난달 29일자 온라인 판에 게재됐다. 임신성 당뇨병 및 출산 후 산모의 당뇨병 발병은 여성 평균 출산 연령이 높아짐에 따라 점차 증가하는 추세다. 전체 산모의 10% 이상이 임신성 당뇨병에 걸리고, 그중 절반 이상은 출산 후 당뇨병으로 연결된다. 또한, 임신과 출산을 경험한 여성은 그렇지 않은 여성에 비해 당뇨병 발병률이 더 높다. 당뇨병은 통상 심혈관과 뇌혈관, 신경, 망막 질환 등의 다양한 합병증을 유발하기 때문에 여성의 건강과 삶의 질을 크게 떨어뜨린다는 게 학계의 정설이다. 모유 수유는 그동안 산모와 아기의 신체적, 정신적 건강에 다양한 이로운 효과가 있고 특히 당뇨병을 예방하는 효과가 있는 것으로 알려졌지만 그 기전에 대해서 정확하게 파악하지 못했다. 모유 수유 중인 산모의 뇌하수체는 모유의 생산을 촉진하는 호르몬인 프로락틴을 활발히 분비한다. 프로락틴은 혈당 조절에 관여하는 호르몬인 인슐린을 분비하는 췌장의 베타세포를 자극한다. 이때 합성되는 신경 전달 물질인 세로토닌은 베타세포의 증식을 유발해 베타세포의 양을 증가시키고 베타세포 내부의 활성 산소를 제거하여 산모의 베타세포를 보다 건강한 상태로 만든다. 따라서 모유 수유는 산모의 베타세포를 다양한 대사적 스트레스에 유연하게 반응할 수 있게 만들어 준다.연구팀은 174명의 임신성 당뇨병 산모들을 출산 후 3년 이상 추적, 관찰한 데이터를 분석한 결과, 수유를 했던 산모들이 수유를 시행하지 않았던 산모에 비해 베타세포의 기능이 개선되고 혈당 수치가 20mg/dL 정도 낮아지는 현상을 확인했다. 김하일 교수는 “모유 수유에 의한 베타세포의 기능 향상이 임신과 출산을 경험한 여성의 당뇨병 발병 예방에 큰 도움이 된다”고 전했다. 장학철 교수는 “모유 수유가 지닌 효과는 장기간 지속돼 수유가 끝난 후에라도 장기적으로는 당뇨병을 예방 효과를 가진다”고 덧붙였다. 이번 연구는 한국연구재단, 국가과학기술연구회, 보건장학회 등의 지원을 받아 수행됐다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr