아마존 열대우림의 대기의 건조한 정도가 지난 20년간 꾸준히 심각해지고 있으며, 그 원인이 인간 활동에 있다는 지적이 나왔다. 미국항공우주국(NASA) 제트추진연구소(JPL)가 위성 데이터 및 지상에서 수집한 데이터를 분석한 결과, 아마존 열대우림의 대기에 있는 습기와 수분이 갈수록 줄어들고 있다는 것을 확인했다. 일정량의 수분과 습기는 아마존 열대우림이 건강한 상태를 유지하는데 반드시 필요하지만, 지난 20년간 아마존은 갈수록 건조해졌다. 연구진은 “대기에 있는 공기량과 보유할 수 있는 최대 수분량의 차이를 측정하는 증기압차가 특히 아마존 남동부와 남부 지역에서 증가했고, 이는 건기인 8~10월 사이 더욱 극심하게 나타났다”고 설명했다. 이어 “이러한 현상은 온실가스 증가와 관련이 깊다. 연구진은 온실가스가 증가하면서 건조지수가 높아졌고, 이는 농업과 방목을 위해 산림을 태우는 등 인간의 행동에서 야기됐다”면서 “산림을 태우는 과정에서 발생하는 그을음 등은 양으로부터 열을 흡수해 대기 온난화를 가속화하는 에어로졸을 방출한다”고 덧붙였다. 연구에 따르면 대부분의 방목과 농업 확장이 일어나고 있는 아마존 남동부 지역의 대기 건조 상태가 더욱 심각하며, 북서지역의 경우 일반적으로 건기가 없는 지역에 속했지만 지난 20년 동안 심한 가뭄을 겪었다. 이러한 현상은 잦은 화재로 이어졌다. 실제로 올해 아마존의 화재 발생 건수는 급격히 증가했다. 브라질 국립연구소에 따르면 올해 아마존에서 화재가 발생한 빈도는 지난해보다 85% 증가했다. 일반적으로 나무는 광합성 과정을 통해 땅에서 수분을 끌어와 잎을 통해 대기 중으로 수증기를 방출한다. 이 수증기는 구름으로 변해 비 등의 형태로 물을 땅으로 되돌려 보낸다. 그러나 건조해진 대기와 여분의 물이 없는 토양은 이러한 현상을 방해할 수 있으며, 이것은 숲이 더 이상 건강한 상태를 유지할 수 없다록 만든다는 것이 연구진의 설명이다. 세계자연보전기금(WWF)에 따르면 아마존은 세계에서 가장 큰 열대우림이며, 남미지역의 40%를 차지한다. 수십억 t의 이산화탄소를 흡수해 기후변화를 막는데 큰 역할을 한다. 인간 활동이 아마존 대기를 건조하게 만들고, 결국 잦은 화재로 이어지게 만든다는 사실을 입증한 이번 연구결과는 세계적인 학술지인 네이처의 자매지 ‘사이언티픽 리포트’ 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

겨울의 시작인 입동이 지나고 날씨가 쌀쌀해지기 시작하면서 스키, 스키보드, 스케이트를 좋아하는 겨울스포츠광들은 벌써부터 흥분하고 있다. 산꼭대기부터 멋지게 활강하는 모습이나 얼음 위를 신나게 지치고 지나가는 모습 등을 상상하면서 말이다. 눈과 얼음을 미끄러져 나갈 수 있는 것은 압력과 마찰력 때문이라는 사실은 잘 알려져 있다. 스케이트 날이나 스키 플레이트가 위에서 무게를 가하면 압력과 마찰열이 발생해 눈이나 얼음이 녹아 물로 바뀌면서 마찰력이 줄어든다는 것이다. 그런데 액체 상태의 물은 미끄럽게 만드는 윤활 성질이 약한 것으로 알려져 있는데 얼음이나 눈 위에 얇게 녹은 물의 막이 어떻게 마찰을 줄이고 겨울 스포츠를 즐길 수 해줄까. 프랑스 파리고등사범학교 물리학연구실, 파리과학인문대(PLS), 파리 디드로대(파리7대학), 소르본대, 에콜 폴리테크니크 공동연구팀은 마찰이 녹이는 얼음 위의 얇은 액체막의 두께와 성질을 측정하는데 성공하고 마찰과 압력으로 녹은 액체막은 예상보다 훨씬 얇고 일반적으로 볼 수 있는 물보다 점성이 높다는 사실을 발견했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 X’ 4일자에 실렸다. 일반적으로 얼음이 ‘미끄러운’ 이유는 마찰에 의해 만들어진 얇은 액체층 때문인데 이 액체층의 두께나 특성에 대해서 잘 알려져 있지 않다. 심지어는 일부 과학자들은 얼음 위 생기는 액체막의 존재에 대해서도 여전히 의문을 표하고 있다. 연구팀은 원자 지름의 수 십분의 1까지 측정이 가능한 제3세대 현미경인 원자현미경의 일종인 원자힘 현미경(AFM)을 이용해 얼음 위에 생기는 액체막의 두께와 성질을 파악했다. AFM은 원자현미경 중에서 가장 널리 사용되는 것으로 진공 중에서도 사용이 가능하며 시료의 물리적, 전기적 성질을 알아낼 수 있다는 장점이 있다.분석 결과 마찰과 압력이 얼음 위에 만들어 내는 액체 상태의 물을 만들어 낼 뿐 만 아니라 얼음 위에 형성되는 액체막의 두께는 머리카락 굵기의 100분의 1에 해당하는 1미크론(㎛)에서 몇 백 나노미터(㎚)에 불과하다는 사실도 밝혀냈다. 이는 이론적으로 계산한 값보다 훨씬 얇아 연구진을 놀라게 만들었다. 또 AFM으로 관찰한 얼음 위 액체막은 단순한 ‘물’이 아니라 기름처럼 점성이 강하다는 것도 확인됐다. 흔히 생각하는 완전한 액체상태가 아닌 액체와 얼음 사이의 그 중간 정도의 성질을 나타내는 것으로 연구팀은 해석했다. 연구를 주도한 알레산드로 시리아 파리고등사범학교 박사(유체역학)는 “이번 연구는 그동안 명확하게 풀리지 않았던 얼음 위 마찰에 대한 이론적 설명을 제시했으며 지금까지 고려되지 않았던 얼음 위 액체 막의 성질을 제시했다는데 의미가 크다”라고 설명했다. 시리아 박사는 “이번 연구는 동계 스포츠 선수들의 경기력 향상 뿐만 아니라 빙판길에서 자동차의 미끄러짐 방지를 위한 수단을 연구하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

유전적으로 우울증에 걸릴 위험이 있더라도 운동을 꾸준히 하면 그 위험을 현저하게 낮출 수 있음을 시사하는 연구 결과가 나왔다. 미국 하버드의대 정신의학과 교수이자 매사추세츠종합병원 연구원인 카르멜 초이 박사가 이끄는 미국 연구진이 유럽인 약 8000명을 대상으로 한 코호트 연구 자료를 수집·분석해 이런 결론에 이르렀다고 미국 불안·우울증협회(ADAA) 공식 의학학술지 ‘우울과 불안’(Depression and Anxiety) 최신호(5일자)에 발표했다. 이번 연구에 따르면, 전반적으로 매주 4시간이나 매일 35분 동안 운동한 사람들은 앞으로 우울증에 걸릴 확률이 17% 더 낮았다. 심지어 이런 예방 효과는 우울증에 관한 유전적 위험이 큰 이들에게도 마찬가지인 것으로 나타났다. 연구진은 이번 연구를 위해 유전자가 건강 결과에 어떤 영향을 주는지 이해하는 데 도움을 주기 위해 고안된 장기 연구 프로그램 ‘파트너스 헬스케어 바이오뱅크’(Partners Healthcare Biobank)의 참가자 약 8000명의 자료를 수집해 분석했다. 이들 참가자는 이 프로그램에 참여하면서 자신이 어떤 운동을 얼마나 오래 하고 있는지 등을 포함한 생활 습관 관련 설문 조사에 응답했었다. 덕분에 연구진은 2년 동안 이 정보를 건강 기록 자료와 교차 참조함으로써 우울증 진단을 받은 사람들을 찾아낼 수 있었다. 또한 연구진은 이들 참가자의 유전 정보를 사용해 우울증에 관한 유전적 위험이 있는지를 각각 평가해 점수를 매겼다. 그 결과, 유전적으로 우울증 위험이 큰 사람들이 우울증 진단을 받을 확률은 우울증에 관한 유전 위험이 낮은 이들보다 20% 더 높은 것으로 확인됐다. 하지만 이들 참가자가 운동하면 비록 우울증에 관한 유전적 위험은 낮지만 운동을 하지 않는 이들보다도 우울증에 걸릴 확률이 17% 더 낮은 것으로 나타난 것이다. 심지어 유전적 위험 점수가 가장 높은 사람들도 운동하면 우울증에 걸릴 확률은 12% 더 낮았고, 유전적 위험 점수가 낮은 사람들이 운동하면 우울증 위험이 38% 더 낮았다. 운동은 춤 같은 고강도 운동이 우울증 위험을 16%까지 줄였고, 요가 같은 저강도 운동 역시 그 위험을 14%나 줄였다. 달리기와 걷기도 각각 13%와 11%씩 우울증 위험을 낮췄다. 반면 기묘하게도 조깅과 수영 그리고 라켓 스포츠의 경우 어떤 혜택도 나타나지 않았다. 이에 대해 이번 연구에 참여하지 않은 하버드의대 정신의학과 조교수인 마이클 크레익 밀러 박사는 “전 세계 우울증 환자 1억 명 가운데 일부는 항우울제뿐만 아니라 운동에도 효과를 얻을 수 있다”고 설명했다. 운동은 단기적으로 기분을 좋게 해주는 화학물질인 엔도르핀 분비를 촉진하며, 장기적으로는 뇌 기능과 기분을 개선하는 데 도움을 주는 신경전달 물질인 세로토닌과 노르에피네프린의 분비를 촉진하는 것으로 알려졌다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

20세기 산업사회를 구축하게 만든 석유는 고갈 가능성이 점점 커지고 있으며 환경 오염의 주범으로 꼽히고 있다. 특히 석유 정제과정에서 다량으로 발생하는 황 폐기물은 산소와 결합해 황산화물을 만들고 대기 중 수분과 결합해 산성비의 원인이 되기도 한다. 전 세계적으로도 황의 대부분은 폐기물로 축적되고 있으며 처리 방법이 마땅치않아 많은 나라들이 골머리를 앓고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 탄소융합소재연구센터 연구진이 이런 골칫거리인 황 폐기물을 이용해 꿈의 신소재 그래핀을 제조하는 공정을 개발했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 소재분야 국제학술지 ‘컴포짓 파트 B: 공학’(Composites Part B : Engineering)에 실렸다. 한국도 대부분의 황 폐기물을 중국으로 수출하고 있지만 중국의 정유산업도 고도화되면서 자체적으로 나오는 황 폐기물 처리 문제 때문에 우리가 수출할 수 있는 양도 줄어들 가능성이 높다. 이런 가운데 연구진은 꿈의 신소재 그래핀이 흑연을 산화시킨 다음 다시 환원시켜 만들 수 있다는 점에 착안했다. 흑연 환원을 위해 필요한 물질인 환원제로 150도 이상의 온도에서 녹은 황이 매우 효과적이라는 사실을 밝혀낸 것이다. 연구팀은 별도의 환원제 업싱 황만을 환원제로 사용해 산화된 흑연을 녹은 황에 넣어 황이 도핑된 환원 그래핀을 만드는데 성공했다. 그래핀을 만들고 남은 황은 재사용이 가능하고 다시 회수할 수 있다는 장점도 갖고 있다.더군다나 연구팀이 개발한 환원 그래핀은 중금속 흡착 능력이 우수하다는 것도 확인됐다. 실제로 수용액 상태에서 중금속인 수은 이온을 94% 이상 흡착해 제거할 수 있고 복합소재 제조시 기존 소재보다 150% 이상 강도가 향상됐으며 소재 제조시 발생하는 유해가스 차단도 95% 이상 높아졌다. 연구팀은 이번에 개발된 황 환원 그래핀은 수은을 포함한 중금속 제거 필터, 자동차나 항공용 부품소재, 전자기기 부품, 에너지 저장용 배터리 제품을 개발할 때 이용될 수 있을 것이라고 기대했다. 유남호 KIST 박사는 “이번 연구결과는 쓸모없는 폐기물은 황을 유용하게 활용할 수 있을 뿐만 아니라 황의 고유한 특성을 이용해 고부가가치의 새로운 그래핀 소재를 만들 수 있는 방법을 제시했다는데 의미가 크다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

울산과학기술원(UNIST) 연구진이 페로브스카이트 태양전지의 효율과 안정성을 동시에 높이는 소재를 개발했다. 페로브스카이트 태양전지는 효율이 높으면서도 제조 비용이 저렴해 ‘차세대 태양전지’로 불린다. 석상일 UNIST 에너지 및 화학공학부 교수팀은 “새로운 조성의 광흡수층 소재를 제작, 유·무기 하이브리드 페로브스카이트 전지에 적용한 결과 23.7%의 효율을 얻었다”고 8일 국제학술지 ‘사이언스’에 발표했다. 태양전지의 핵심 소재는 태양빛을 직접 흡수해 전자를 생산하는 ‘광활성층’이다. 이와 함께 빛을 전기로 바꾸는 효율뿐 아니라 광활성층의 내구성도 중요한 요인이다. 페로브스카이트 태양전지에서는 페로브스카이트 결정 구조를 갖는 물질을 광활성층으로 쓰는데, 빛 전환 효율을 높이는 것과 함께 이 부분의 내구성을 높이는 게 상용화를 위한 과제로 남아 있었다. 광활성층의 효율은 ‘밴드 갭’에 의해 결정된다. 밴드 갭이 좁을수록 태양광 중 흡수 가능한 파장대가 넓어지므로, 효율을 높이려면 페로브스카이트 물질의 밴드 갭을 좁히는 게 중요하다. 그러나 지금껏 광활성층에 넣어주던 메틸암모늄이나 브롬(Br) 같은 물질은 오히려 밴드 갭을 넓혔다. 메틸암모늄의 경우 광활성층의 내구성도 낮춘다. 연구진은 브롬과 메틸암모늄을 대신 2가 양이온(메틸렌다이암모늄)을 첨가했다. 새 첨가물은 결정구조를 안정하게 하면서 효율도 유지했다. 2가 양이온을 첨가한 페로브스카이트 전지의 효율은 23.7%였다. 태양광을 아래서 600시간 연속으로 작동한 뒤에도 효율은 초기의 90% 이상을 유지했다. UNIST는 “무르고 쉽게 녹이 생기는 철에 다른 금속을 소량 첨가해 단단하고 녹슬지 않는 스테인리스 스틸을 만들 듯, 첨가물로 ‘페로브스카이트’의 단점을 잡는 기술”이라고 이번 연구 성과를 소개했다. 석 교수는 “현재 최적화한 전하 전달 소재를 추가로 개발했고 계면 결함 최소화 연구도 진행했다”면서 “이들을 조합하면 26% 이상의 효율 달성이 가능할 것”이라고 전망했다. 그는 또 “UNIST 창업기업인 ‘프론티어에너지솔루션’과 함께 대면적 모듈 기술을 접목해 페로브스카이트 태양전지를 상용화하는 연구를 이어갈 계획”이라고 밝혔다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr

2000년대 초 업무차 미국에 간 적이 있습니다. 외국이 처음이라 신기한 것투성이었지만 영화나 드라마에서 봐왔던 것들이 사실이 아니었다는 점이 가장 놀라웠습니다. TV나 영화에서는 8등신의 미남, 미녀들뿐이었지만 길거리나 업무차 만난 사람들은 비만인 사람들이 대부분이었기 때문입니다. 실제로 미국 성인 3명 중 1명, 아동은 5명 중 1명이 비만이라고 합니다. 비만은 체내에 지방이 과다하게 쌓여 있는 상태를 말합니다. 비만이 문제가 되는 것은 고혈압, 당뇨, 지방간, 수면무호흡증, 퇴행성 관절염, 통풍은 물론 우울증의 원인이 되기도 하고 대장암이나 췌장암, 유방암, 전립선암 발병 가능성도 높입니다. 세계보건기구(WHO)가 “비만은 21세기 인류가 극복해야 할 중요한 질병”으로 규정한 이유입니다. 과학계에서는 성인 비만보다 아동 비만을 더 심각하게 보고 있습니다. 아동 비만이 성인 비만으로 이어지기 쉽기 때문이지요. 한국의 아동, 청소년 비만율도 점점 높아지고 있다고 합니다. 학업에 시달리면서 운동량은 물론 과일, 채소 섭취가 줄어들고 간단하게 한끼를 해결할 수 있는 패스트푸드 섭취가 늘고 있기 때문입니다. 또 “어려서 찐 살은 키로 간다”는 잘못된 생각도 한몫을 하고 있습니다. 최근 미국 라스베이거스에서 열리고 있는 ‘2019 비만 콘퍼런스’ 때문인지 이번 주는 아동 비만과 관련한 연구들이 많이 발표됐습니다. 우선 미국 버팔로대 의대 연구팀이 엄마와 아이의 친밀도가 초등학교 2학년 때까지 나타날 수 있는 소아비만 가능성을 좌우한다는 연구결과를 의학분야 국제학술지 ‘비만’ 5일자에 발표했습니다. 연구팀은 생후 1개월부터 9세까지 아동이 있는 172가구를 대상으로 아이의 체중과 체질량지수(BMI)를 확인하고 부모의 양육태도, 생활습관, 식습관 등을 분석했습니다. 그 결과 부모, 특히 엄마와 대화를 많이 하고 친밀도가 높은 가정의 아이들은 그렇지 않은 가정의 아이들보다 체질량지수가 정상인 경우가 월등히 높은 것으로 조사됐습니다. 엄마가 스트레스에 민감하고 아이와 소통을 잘하지 않는 가정에서는 아이들이 패스트푸드에 의존하는 경향이 강한 것으로 나타나기도 했습니다. 또 미국 오클라호마대 보건과학센터, 오하이오대 의대 공동연구팀은 아이가 하나인 외동 가정보다는 아이가 둘 이상인 가정의 식습관이나 건강지수가 더 높다는 연구결과를 ‘영양교육과 행동’ 6일 자에 실었습니다. 연구팀은 5~8세까지 아이가 있는 74가구를 대상으로 ‘건강한 식사 지표’(HEI) 조사를 실시했습니다. 그 결과 외동 가정의 아동이 그렇지 않은 가구의 아이보다 편식이 심하고 비만인 경우가 훨씬 높은 것으로 나타났습니다. 연구를 이끈 첼시 크레흐트 오클라호마대 박사는 “건강한 식습관은 학교나 친구들과의 관계에서보다는 가정에서 만들어지는 경향이 크다는 것을 확인했다”라고 말했습니다. 예전 ‘밥상머리 교육’이라 해서 가족들이 모두 함께 식사를 하면서 인성, 예절 교육뿐만 아니라 건강한 식습관을 배웠습니다. 그렇지만 요즘은 맞벌이 가정이 늘고 아이들도 여기저기 학원 다니느라 바쁘다 보니 가족이 한자리에서 식사하는 경우가 많이 줄었습니다. 바쁘더라도 일주일에 2~3일 정도는 온 가족이 함께 식사를 하는 것이 가족 간 친밀감을 높이고 비만까지 막을 수 있는 좋은 해결책 아닐까요. edmondy@seoul.co.kr

# 1869년 11월 4일. 새벽에 내린 비 때문에 안개는 짙게 깔리고 6도 가까이 떨어진 아침 기온이 낮에도 회복되지 않아 으슬으슬하다는 말이 적당한 초겨울 추위가 느껴지는 날이었다. 얼마 전 영국과학진흥협회(BAAS) 회장으로 취임한 토머스 헨리 헉슬리(1825~1895)는 집무실에서 ‘다윈의 불도그’란 별명과 어울리지 않게 긴장한 얼굴로 서성거리며 누군가를 기다리고 있었다. 오후 티타임 시간이 되기 직전 앳된 얼굴의 사환이 사무실로 헐레벌떡 뛰어들어와 거친 숨을 몰아쉬며 “선생님 다 팔렸답니다”라는 한마디를 전했다. 그제서야 헉슬리는 불도그를 연상케 하는 미소를 지었다.150년 전인 1869년 11월 4일은 미국 과학진흥회(AAAS)에서 발행하는 ‘사이언스’와 함께 과학저널 양대 산맥인 ‘네이처’가 첫 호를 발행한 날이다. 당시 네이처는 ‘삽화가 들어간 주간 과학잡지’를 표방하며 40쪽 분량의 창간호를 발행했다. 창간호에는 헉슬리가 ‘자연 : 괴테의 격언’이라는 제목의 권두언을 싣고 “네이처(자연)! 우리는 자연에 둘러싸여 있고 포섭돼 있다: 인간을 자연에서 떼어놓을 수 없을 뿐만 아니라 인간은 자연을 넘어설 수도 없다”라고 선언했다. 헉슬리의 권두언 바로 뒤에는 식물학자 알프레드 베넷이 ‘겨울에 꽃 피는 식물의 수정에 관하여’라는 제목으로 찰스 다윈의 최신 연구결과를 알리는 기사가 실렸다. 창간호에는 개기일식, 현미경 작동방법 등도 실렸지만 박물학이라고 불렸던 생물학 분야 연구성과들이 주로 실렸다. 창간호에는 그해 9월 16일에 사망한 영국 화학자 토머스 그레이엄 런던대 교수에 대한 부고기사가 삽화와 함께 2장 넘게 실린 것도 눈길을 끈다. 그레이엄 교수는 현재 고등학교 과학교과서에도 나오는 기체 확산에 관한 ‘그레이엄의 법칙’을 만든 화학자로 19세기 영국 화학을 대표하는 과학자이자 전 세계 화학교육에 영향을 끼친 인물로 평가받는다. 네이처는 지금까지도 과학자들의 부고기사를 매우 자세히 다루고 있다. 창간 당시에는 ‘교양 있는 독자에게 최신 과학 지식에 관한 읽을거리’를 제공한다는 취지로 만들어졌지만 점차 학술적 경향이 강해지면서 과학자들이 가장 논문을 싣고 싶어 하는 학술지로 성장하게 됐다. 또 1953년에는 게재될 논문에 대해 편집자가 영국왕립학회 소속 과학자들에게 직접 질의하는 전통을 만들어 현재 과학계에서 확고히 자리잡은 동료평가인 ‘피어리뷰’의 기초를 닦기도 했다. 현재 네이처는 2018~2019년 기준 학술지 영향력지수(IF)가 43.070로 사이언스의 IF 41.063을 훌쩍 넘으며 다(多)분야 과학저널 영향력 1위를 차지하고 있다. 150년의 전통 덕분에 네이처에는 매년 850여건의 연구논문을 비롯해 3000건의 과학뉴스와 논평, 분석이 실리고 있으며 월평균 네이처 홈페이지를 찾는 독자는 400만명을 훌쩍 넘어 과학계는 물론 전 세계 과학보도에도 상당한 영향력을 행사하고 있다. 이제는 ‘네이처 출판그룹’(NPG)이라는 이름으로 네이처뿐만 아니라 150여 종의 학술저널을 발간하고 있다. 네이처에 실렸던 논문들의 면면을 살펴보면 19~21세기 현대과학 발전사를 그대로 확인할 수 있다. 1925년에는 지금까지 알려지지 않았던 고인류의 화석을 아프리카에서 발견해 ‘오스트랄로피테쿠스 아프리카누스’라는 학명을 붙였다는 연구가 실렸다. 이 논문 이후 고인류학계는 화석인류 연구와 발견에 뛰어들어 인류의 진화상을 밝혀내고 있다. 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭이 1953년 4월 25일 자 네이처에 발표한 ‘DNA의 분자구조’란 제목의 달랑 1쪽짜리 논문은 현대 생물학의 시작이자 20세기 가장 중요한 발견이라고 평가받고 있다. 1995년 11월 23일 자 네이처에는 스위스 제네바대 천문학과의 스승과 제자가 태양계 바깥 외계행성을 최초로 발견했다는 내용의 논문을 발표했다. 이 논문을 발표한 미셸 마요르, 디디에 쿠엘로 스위스 제네바대 명예교수는 올해 노벨물리학상 공동 수상자로 선정됐다. 이 밖에도 중력파 발견, 탄소원자로만 이뤄진 신소재 그래핀의 발견, 탄소나노튜브 개발 등 네이처에 발표된 수많은 연구성과들이 노벨상으로 이어지기도 했다. 이뿐만 아니라 기후변화에 따른 해수면 상승, 남극에서 발견된 오존 구멍 등 전 세계인에게 경각심을 불러일으킨 연구들도 모두 네이처를 거쳐 나왔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구 온난화에 따른 기후변화 위기를 억제하기 위해 인류가 긴급 행동에 나서지 않으면 엄청난 재앙이 닥칠 수 있다고 전 세게 과학자들이 경고했다. 영국 BBC 등에 따르면 세계 153개국의 과학자 1만 1000여명은 5일(현지시간) 발간된 국제 과학학술지 ‘바이오사이언스’에 공동 성명을 내고 “지구를 보존하기 위한 즉각적인 행동을 취하지 않으면 기후변화 위기는 인류에 막대한 고통을 가져올 것”이라고 강조했다. 그러면서 “이제 더 이상 허비할 시간이 없다”며 “기후변화 위기는 이미 우리 앞에 도달했고 과학자 대다수의 예상보다 훨씬 빨리, 심각하게 진행되면서 생태계와 인류의 운명을 위협하고 있다”고 덧붙였다. 이번 성명은 전 세계가 기후 변화를 의제로 1979년 스위스 제네바에서 처음 머리를 맞댄 지 꼭 40년 만에 나온 것이다. 과학자들은 성명에서 “기후변화에 대처하기 위한 논의가 지난 40년 동안 이어져 왔음에도 불구하고 우리는 위기를 해결하는 데 실패했다”며 “지속가능한 미래를 보장하기 위해서 인류는 삶의 방식을 바꿔야 한다”고 촉구했다. 이들은 이어 기후 변화의 영향을 완화하기 위한 방법으로 ▲화석연료를 저탄소 재생에너지로 대체하고 ▲메탄 등 오염 물질의 배출을 줄이며 ▲지구 생태계를 보호하고 ▲육식보다는 채식 위주의 식사를 하며 ▲탄소 제로 경제를 구축하고 ▲인구를 억제한다는 등의 방안을 제시했다. 성명을 주도한 윌리엄 리플 미국 오리건대 교수는 “눈 앞에 펼쳐지고 있는 극단적인 기후의 급증 때문에 과학자들이 공동으로 나섰다”며 “우리는 인류에게 어떠한 심각한 실존적 위협이라도 명확히 경고할 도덕적 책무를 지니고 있다”고 지적했다. 과학자들은 특히 “기후변화 위기는 고급스러운 생활방식에서 비롯된 과도한 소비와도 밀접히 연관돼 있다”며 비행기 승객의 급증, 각국 국내총생산(GDP)의 성장 등도 기후변화 위기를 부추기는 요인으로 꼽았다. 이런 가운데 세계 200여개 나라가 기후변화를 억제하기 위해 2015년 파리기후변화협약(파리협약)을 채택했지만 주요 국가들의 기후변화 대응 노력은 파리협약의 목표치에 크게 미달하고 있다고 지적한 보고서도 이날 공개됐다. 환경 분야 비정부기구인 세계생태기금(UEF)은 파리협약을 비준한 나라 184개국 가운데 4분의 3에 해당하는 136개국의 이행 노력이 목표치에 터무니없이 못 미치는 것으로 조사됐다고 밝혔다. UEF에 따르면 현재 유럽연합(EU) 회원국 28개국과 노르웨이, 스위스, 우크라이나 등 소수의 국가만이 파리협약에 따른 이행 약속을 준수하고 있다. 반면 전 세계 탄소배출의 절반을 중국과 미국, 인도, 러시아 등 4개국이 차지하고 있다. 하지만 도널드 트럼프 미 정부는 파리협정 탈퇴를 위한 공식 절차에 착수했고 러시아는 파리협약 준수를 위한 아무런 노력을 하지 않고 있다고 보고서는 비판했다. 특히 사우디아라비아와 아랍에미리트(UAE), 쿠웨이트 등 주요 산유국들도 탄소 배출을 줄이기 위한 아무런 목표도 세우지 않고 있다고 비난했다. 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr

국내 연구진이 폐암과 전립선암 세포의 성장을 원천 차단할 수 있는 신종 항암물질을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 화학키노믹스센터 연구진은 암 세포의 에너지 확보와 생성과정을 교란시켜 암세포 성장을 차단하고 암을 치료할 수 있는 새로운 화학물질을 찾아냈다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학 분야 국제학술지 ‘의약화학’(Journal of Medicinal Chemistry)에 실렸다. 암세포는 성장이나 분열속도가 정상세포보다 빠른데 이는 에너지 생성 과정도 다르기 때문이다. 암세포는 생체 내에서 포도당이 연소돼 에너지로 변할 때 만들어지는 피루브산을 세포 소기관인 미토콘드리아로 보내는 것이 아니라 다시 젖산염으로 변환해 에너지를 생산해 소비한다. 연구팀은 암 세포의 이런 특징에 착안해 암세포만 선택적으로 공격할 수 있는 물질을 만들어 냈다. 연구팀은 암세포가 피루브산을 사용하는 것을 막기 위해 ‘피루브산 탈수소효소 키나아제’(PDHK)라는 효소 활동을 억제하는 물질을 찾아냈다. 이 효소는 위암, 피부암, 폐암 등 다양한 암세포에서 과다하게 발현되는 것으로 알려져 있다. 연구팀이 발굴한 효소 억제 물질은 기존의 PDHK 저해제보다 특히 폐암과 전립선암 세포 성장을 차단해 암세포 사멸효과가 뛰어난 것으로 확인됐다. 더군다나 암세포의 미토콘드리아 기능을 저해함으로써 에너지 생성도 막아 정상세포에는 영향을 미치지 않고 암세포만 제거할 수 있는 것으로 확인했다. 이 때문에 기존 항암제와 함께 사용할 경우 폐암 세포의 성장을 막고 사멸까지 유도할 수 있을 것으로 보인다. 심태보 KIST 박사는 “이번 연구는 아직 독성연구가 되지 않은 기초연구단계이기는 하지만 안전성이 확인될 경우 암 뿐만 아니라 당뇨 같이 PDHK 때문에 발생하는 질환들의 치료제로도 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

이산화탄소·온실가스 배출 플라스틱의 4~5배 알루미늄 캔 68%가 재활용… 22배 자원순환 佛 다논, 2025년까지 생수병 절반 캔으로 활용 코카콜라·펩시 캔 공급 업체도 제조라인 증설플라스틱이 지구촌을 급습한 지 오래다. 태평양에 프랑스 3배 크기의 플라스틱 섬이 생겨났다거나 인도양이나 카리브해 등에서 이런 섬들이 떠다닌다는 외신 보도도 종종 나온다. 청정의 대명사 같은 북극에 내린 눈에서도 미세 플라스틱이 다량 검출됐다. 지난해 4월 스페인 남부 무르시아 해변에 떠밀려 온 향고래의 뱃속에서 플라스틱이 29㎏이나 나왔다. 전 세계가 플라스틱 홍역을 앓고 있다. 이 때문에 알루미늄이 대안으로 주목받고 있다. 플라스틱(PET) 물병을 많이 사용하는 생수업계가 재활용 가능성이 높은 알루미늄 캔을 눈여겨보고 있다. 4일 영국의 플라스틱 오염 문제를 추적하는 엘런맥아더재단에 따르면 세계적으로 플라스틱 포장재는 14%만 재활용을 위해 수거된다. 플라스틱 물병은 55%가량 수거되지만 이 가운데 80%는 카페트 등으로 재활용된 뒤 매립된다. 과연 알루미늄은 플라스틱 물병의 대안이 될 수 있을까. 로이터통신은 ‘에비앙’으로 유명한 프랑스의 대표 식음료 기업 다논이 영국과 폴란드, 덴마크에 공급되는 플라스틱 물병을 알루미늄 캔으로 대체하기로 했다고 밝혔다. 다논은 매년 40만t의 플라스틱을 사용하는데, 2025년까지 생수병의 50%를 재활용한 캔을 재료로 사용할 계획이다. 장기적으로 에비앙은 100% 재활용 재료로 병을 생산해 공급할 계획이다. 이런 변화는 코카콜라와 펩시, 네슬레가 플라스틱 생수병 남용에 따른 대중의 분노를 달래고자 생수 제품을 캔 형태로 공급하기로 한 것과 같은 맥락이다. 알루미늄 캔이 바다를 떠다니지는 않을지 몰라도 ‘환경 비용’은 만만치 않다. 캔 하나를 생산할 때 플라스틱 물병 2배에 해당하는 이산화탄소를 대기에 배출하기 때문이다. 영국의 비영리 컨설팅 재단인 ‘카본 트러스트’의 탄소 이력(상품이 생산될 때까지 직간접적으로 발생시킨 온실가스 총량) 담당 이사 마틴 배로는 “알루미늄 산업계는 그 생산물이 재활용이 가능하다는 사실을 (마케팅 등에) 활용할 것”이라면서도 “알루미늄은 엄청난 양의 전기를 사용하고 온실가스와 같은 물질도 많이 배출한다”고 지적했다. 예컨대 330㎖짜리 알루미늄 캔은 제조 과정에서 약 1300g의 이산화탄소를 배출하는데, 이는 자동차를 7~8㎞ 운행할 때 나오는 배출가스와 엇비슷하다. 같은 크기의 플라스틱 병은 330g에 불과하다. 알루미늄을 녹이는 과정에서 많은 에너지가 필요하기 때문에 생산 단계에서 탄소 배출량이 훨씬 많다. EPA 조사에 따르면 알루미늄 캔은 t당 이산화탄소 11.09t을 배출하는 반면 플라스틱 물병은 t당 2.2t의 온실가스가 나온다.●EU, 2021년까지 빨대 등 10개 품목 금지 그럼에도 알루미늄 캔의 재활용률이 플라스틱 물병보다 훨씬 높다. 미국 환경보호청(EPA)에 따르면 알루미늄 캔은 68%가 재활용되지만 플라스틱 물병은 3%에 그친다. 유명 국제학술지 ‘사이언스’의 자매지 ‘사이언스 어드밴시스’에 따르면 2015년 전 세계에서 생산된 플라스틱은 3억 8000만t에 이른다. 약 55%가 폐기됐고 25%는 소각 처리됐다. 20%만 재활용됐다. 이는 생산된 플라스틱이 우리 눈에 안 보인다면 땅에 매립되거나 전 세계 바다를 돌아다니게 된다는 것을 의미한다. 1950년부터 2015년까지 생산된 83억t의 플라스틱 가운데 재활용된 비율은 6%가 채 안 된다. 시장조사기관 ‘유로모니터 인터내셔널’에 따르면 세계적으로 플라스틱 물병은 1분에 약 100만개가 팔려 나간다. 버려져 보기 흉한 플라스틱 덩어리가 대중의 분노를 자극하기도 한다. 이런 이유로 유럽연합(EU)은 2021년까지 빨대와 포크, 나이프 등 10개 품목에 대한 1회용 플라스틱 제품 사용을 금지했다. 2030년까지 모든 플라스틱 포장재를 불법화할 것으로 예고했다. 전 세계가 ‘플라스틱과의 전쟁’을 선포하며 대체재 찾기에 나섰다. 그럼에도 190억 달러(약 22조 1000억원)의 시장 규모를 가진 생수업계가 알루미늄 캔으로 쉽게 갈아타지 못하는 이유는 무엇일까. ●알루미늄, 플라스틱보다 25~30% 비싸 가장 큰 이유는 경제성이다. 알루미늄은 플라스틱보다 훨씬 비싸다. 에너지 컨설팅 업체인 ‘우드 매킨지’의 애널리스트 유데이 파텔은 “알루미늄 캔의 원료 가격은 같은 분량이라면 플라스틱보다 25~30% 더 비싸다”고 말했다. 제조 공정을 알루미늄 캔으로 모두 바꾸면 음료 회사의 부담이 커진다. 비용 일부가 소비자들에게 전가되면서 플라스틱 제품과 비교하면 경쟁력이 떨어질 수밖에 없다. 펩시의 플라스틱 추방 담당 이사 시몬 로덴은 “알루미늄 도입의 가장 어려운 점은 제조 공정을 위한 기반 시설을 전부 바꿔야 하는 것”이라고 말했다. 소비자 편리성도 떨어진다. 기술이 발전하고 있지만 여전히 캔은 한 번 개봉되면 열린 채로 둬야 한다. 하지만 플라스틱 병은 다시 닫아 둘 수 있다. 플라스틱 생수는 다양한 크기로 팔 수 있지만 캔은 상대적으로 제한이 많다. 이런 요인들 때문에 생수 대기업들은 캔 사용을 주저한다. 코카콜라의 환경과 지속가능성 담당 이사인 브루스 카라스는 “캔 생수 제품에 대한 소비자들의 반응을 보고 싶다”고 말했다. 미국의 생수 브랜드 다사니는 올 하반기 일반 알루미늄 캔 생수와 뚜껑을 잠가 둘 수 있는 알루미늄 병 생수를 출시할 계획이다. 다른 대기업들은 생분해되거나 더 쉽게 재활용할 수 있는 새 물질을 찾고 있다. 생수업계가 플라스틱 병 사용을 줄이는 것을 방해하는 훼방꾼으로 맥주와 와인도 있다. 최근 맥주와 와인 회사들이 용기를 유리 병에서 캔으로 바꾸면서 캔 공급 부족 현상이 가속화되는 탓이다. 세계 최대 캔 제조회사인 볼은 수요에 맞추기 위한 생산 능력 확대로 몸살을 앓고 있다. 볼의 음료 포장사업부 캐슬린 피트르는 “오랫동안 보지 못한 성장 현상이다. 우리는 새로운 캔 제조라인을 서둘러 증설하고 있다”고 말했다. 볼은 코카콜라와 펩시에 캔을 공급한다. 볼은 “2021년 중반까지 4억~5억개의 캔의 추가 생산할 계획을 세웠다. 하지만 이는 생수 부문의 잠재적 성장을 고려하지 않은 것”이라고 밝혔다. 음료의 1%만 캔으로 바꾸거나 맥주와 플라스틱·유리 병입 생수를 알루미늄 캔으로 변경해도 240억개의 캔이 더 필요하다는 것을 의미한다고 이 회사는 밝혔다. 우드 매킨지의 파텔에 따르면 단 1%의 변경으로도 알루미늄 수요가 약 31만t 증가한다. 파텔은 “플라스틱 물병의 문제점을 끊임없이 이야기하면 알루미늄 캔 시장이 커질 수 있지만 이것이 진짜 트렌드가 되려면 3~4년은 지켜봐야 한다”고 말했다. 그렇다고 알루미늄 캔에 기회가 없는 것은 아니라는 진단도 있다. 펩시의 로덴 이사는 “운송과 포장, 창고에 머무는 시간 등이 모두 고려 대상”이라고 했다. 알루미늄 캔은 가볍고 공간 효율이 좋으며 유리보다 운송하기 쉽다. 열대지방에서 내용물을 차게 만들 때도 다른 포장재질의 음료에 비해 에너지가 덜 들어간다. 그는 “모든 단계를 광범위하게 고려하면 알루미늄이 실제로 온실가스를 그렇게 많이 생산하는 것은 아니다”라고 말했다. ●“소비자들 플라스틱 줄이기 역할 다 해야” 지구가 플라스틱에 오염되는 것은 물병 제조사의 책임을 넘어서는 문제다. 유로모니터너 인터내셔널의 포장재 연구 수석인 로즈마리 다우니는 “플라스틱 제품에 대해 사려 깊은 소비가 지구촌 모두의 의무가 됐다”면서 “소비자들은 플라스틱 쓰레기 발생 ‘제로’(0)를 위해 자신의 역할을 해야 한다. 기업과 정부도 쓰레기 관리와 재활용을 위한 기반시설 효율을 극대화해야 한다”고 했다. 이기철 선임기자 chuli@seoul.co.kr

㈜고바이오랩(대표 고광표)이 20만 원 상당의 ‘서울대유산균 베스트 상품으로 구성된 해피박스(1000개 한정수량)를 저렴한 금액에 구입 가능한 ‘렛츠기릿 해피박스’ 이벤트를 진행한다. 고바이오랩은 바쁜 일상에 지친 현대인과 자녀를 위해 올해 연말까지 바이오비옴 공식 쇼핑몰에서 서울대유산균 해피박스 이벤트를 진행한다고 5일 밝혔다. 바이오비옴 렛츠기릿 해피박스는 ‘M396’ 유산균을 비롯하여 SCI급 국제학술지 논문에 발표된 한국인 장내 존재 KBL 382 균주가 함유된 ‘NEW M382’와 ‘슬림 바이오틱스(28포)’, 유산균의 먹이가 되는 개별인정원료 프리바이오틱스 락추로스를 담은 ‘더리얼 신바이오틱스’, 동결건조 공법으로 영양소 파괴를 최소화한 유산균 간식 ‘생생 유산균 딸기’로 구성된 패키지 상품이다. 각 제품별로 부부, 부모님, 자녀 등 온 가족 대상 섭취가 가능해 연말 시즌 가족 모임과 크리스마스를 앞두고 실용적인 선물을 찾는 고객들로부터 좋은 반응을 얻을 것으로 기대를 모은다. 고바이오랩 관계자는 “바쁜 현대인의 지치고 힘든 장 건강을 위해 연말을 맞이하여 특별한 가격에 온 가족이 서울대유산균을 만날 수 있는 해피박스 이벤트를 준비했다”라며 “앞으로도 온 가족 고객 대상 맞춤형 혜택을 계속해서 제공하겠다”라고 말했다. 본 이벤트는 오직 바이오비옴몰에서만 구매할 수 있다. 온라인뉴스부 iseoul@seoul.co.kr

아프리카코끼리의 멸종을 부르는 불법 상아 밀거래를 추적할 새로운 기술이 개발됐다. 미국 일리노이주립대학 알프레드 로카 교수 연구진에 따르면 2006~2016년 아프리카 코끼리는 상아를 노린 불법 밀렵 등의 이유로 11만 마리가 감소했다. 현재 남아있는 아프리카코끼리의 개체수는 41만 5000만 마리에 불과하다. 연구진이 개발한 새로운 기술은 약 2000마리의 아프리카코끼리로부터 채취한 DNA 데이터베스를 기반으로 한다. 연구진은 직접 모은 특정 유형의 미토콘드리아 DNA 데이터와 압수된 상아의 DNA를 대조하면, 상아의 ‘주인’이 어느 지역에서 서식하던 코끼리인지 확인할 수 있으며 이러한 정보는 해당 밀렵 지역에서 밀렵꾼들을 찾아 검거하거나 단속을 강화하는데 도움을 준다. 즉 불법으로 채집된 상아의 원산지를 확인할 경우, 불법 거래가 이뤄지는 장소 및 밀렵과 밀수 네트워크의 뿌리를 확인하는데 도움을 준다는 것. 여기에 압수된 상아의 주인을 정확히 식별하는 것은 해당 코끼리 개체수를 정확히 파악하는데 효과적이다. 이번에 개발된 기술은 암컷(어머니)에게서만 자식으로 유전되는 미토콘드리아 DNA 정보를 이용한다. 이는 암컷이 천성적으로 무리를 떠나지 않는 습성이 있고, 이러한 습성이 태어난 지역과 서식지를 구별하는데 더욱 도움이 되기 때문이다. 연구진에 따르면 현재 아프리카에 있는 코끼리 200마리 중 한 마리는 데이터베이스에 DNA 자료가 등록돼 있다. 연구진은 앞으로 더 많은 장소에서 더 많은 샘플을 통해 자료의 규모를 확대하고, 지리적·유전적 희소성까지 밝혀낼 수 있는 프로그램으로 발전시킬 예정이다. 연구를 이끈 알프레드 로카 교수는 “이 프로그램을 통해 코끼리가 밀렵의 피해를 입고 있는 지역을 파악할 수 있으며, 밀렵꾼들이 새롭게 또는 지속적으로 목표로 하는 지역이나 특정 코끼리 개체를 신속하게 식별할 수 있다”고 설명했다. 이어 “이 프로그램은 상아의 수요와 공급을 줄이기 위한 노력의 한 단계”라면서 “상아의 밀렵을 줄이기 위한 경제적 비용을 낮추는데에도 도움이 될 것”이라고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 미국 유전학회 공식 학술지인 유전학저널(Journal of Heredity) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지구를 뜨겁게 만드는 온실가스의 대부분은 이산화탄소이지만 지구온난화를 유발시키는 강력한 물질은 다름 아닌 메탄가스이다. 이산화탄소보다 공기 중 분포는 적지만 지구온난화 유발효과는 33배나 더 크다. 그렇지만 메탄가스는 메탄올 같은 유용한 화학물질로 바꿀 수 있기 때문에 많은 연구자들이 이에 관한 연구를 진행 중이다. 특히 화학적 물리적 변화보다 오염이 적은 생물학적 변화에 주목하고 있다. 한국인 연구자들이 메탄의 메탄올 전환에 있어서 환경오염을 최소화할 수 있는 생물학적 변환 메커니즘을 밝혀내 주목받고 있다. 미국 미시건 앤아버대 생화학과, 전북대 화학과 공동연구팀은 지구온난화 주범인 메탄가스를 유용한 화학물질인 메탄올로 변환시키는 미생물인 ‘메탄자화균’의 작동원리를 규명했다고 4일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다. 메탄자화균은 다른 미생물들과 달리 산소 유무에 상관없이 메탄가스만 먹고 자란다. 메탄자화균이 가진 메탄모노옥시게나제라는 물질이 메탄을 메탄올로 전환시키는데 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있지만 정확한 구조가 알려져 있지 않고 다양한 화학물질이 관여하고 있기 때문에 전체적인 메커니즘에 대해 정확히 알지 못했다. 연구팀은 메탄자화균에서 산화효소와 산화효소-저해효소가 결합된 복합체를 분리해 결정구조를 얻는데 성공했다. 이 결정구조를 바탕으로 X선 분석결과 메탄을 메탄올로 전환하는 대사 경로를 확인하는데 성공했다. 연구팀은 이번에 밝혀낸 메커니즘을 바탕으로 대사공학을 활용하면 메탄자화균을 이용해 바이오연료는 물론 다양한 종류의 고부가가치 화학소재를 만들어 낼 수 있을 것으로 전망했다. 이승재 전북대 화학과 교수는 “추가적으로 최소 8개 이상의 폴리펩타이드 결합이 관여하는 메탄의 메탄올 전환과정을 더 밝혀낼 계획”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

고영진 순천대학교 총장이 세계 3대 인명사전인 ‘마르퀴즈 후즈 후’에서 ‘2019 알버트 넬슨 마르퀴즈 평생 공로상’을 수상했다. 고 총장은 순천대 식물의학과 교수로 재직하는 33년동안 국내외 식물병리학 관련 학술지에 200여편의 연구논문을 발표했다. 한국식물병리학회 회장을 역임하는 등 식물병리학 발전에 기여한 업적이 높아 공로상을 받았다. 고 총장은 특히 키위 궤양병 치료연구로 한국식물병리학회 학술상과 농림축산식품부장관 표창을 수상했다. 지난해에는 지역 고등학교 학생과 농업인을 대상으로 폭넓은 교육과 컨설팅을 펼친 공로로 대통령 표창을 받기도 했다.고 총장은 1980년 서울대학교 식물병리학과를 졸업하고, 동 대학에서 석사와 박사 학위를 취득했다. 이후 1987년 순천대 식물의학과 교수로 임용돼 학생생활관장, 교무처장, 생명산업과학대학장 등의 보직을 맡았다. 지난 5월 순천대 제9대 총장에 취임했다. 마르퀴즈 후즈 후는 1898년 미국에서 설립된 가장 오래되고 권위 있는 인명기관이다. 매년 정치,경제,사회,예술,의학,공학,과학 등 각 분야의 세계적 인물 3%를 선정해 프로필을 등재한다. 한해 탁월한 업적을 이룬 사람에게 평생공로상을 수여하고 있다. 순천 최종필 기자 choijp@seoul.co.kr

1967년 독일 마르부르크와 프랑크푸르트에서는 발열, 구토, 장기출혈을 일으키고 감염 환자의 90% 가까이가 사망하는 일이 있었다. 연구자들은 당시 감염자들에게서 분리한 바이러스를 ‘마버그 바이러스’라고 이름을 붙였다. 마버그 바이러스 출혈열 환자가 발생한지 10년 뒤인 1976년 아프리카 자이르에서도 비슷한 증상을 보이는 환자들이 나타났다. 318명의 환자 중 280명이 사망해 치사율 88%를 기록한 이 질병 때문에 전 세계 보건당국은 바짝 긴장했다. 1년 가까이 인근 지역에서 환자들을 발생시키다가 별다른 의료조치 없이 갑자기 사라져 버렸다. 이후 1990년대 중반까지는 환자가 거의 발생하지 않다가 조금씩 늘기 시작해 2014년 아프리카 기니에서 대규모 환자가 발생한 다음 인근 국가로 확산되면서 서아프리카 지역을 초토화시켰다. 바로 ‘에볼라 바이러스’이다. 에볼라 바이러스나 마버그 바이러스 모두 필로바이러스의 일종이다. 필로바이러스는 선형으로 생겨셔 양 끝이 갈고리처럼 휘어져 있고 복제능력이 없는 단일 RNA 가닥으로 돼 있고 병원성이 강해 쉽게 전염시키고 감염자를 죽음에 이르게 한다. 실제로 에볼라 바이러스와 마버그 바이러스에 대한 백신을 개발하려는 시도들은 있지만 아직 성공하지는 못한 상태이다.이 같은 상황에서 인도 타타 기초연구소 국립생명과학센터, 사스트라대 화학·생명공학부, 매니팔 고등과학대, 우한 바이러스연구소 응급감염학과, 미국 국립 군의관의대 미생물학·면역학과, 싱가포르 듀크-싱가포르 국립의대 응급감염학과, 싱가포르국립대 통합과학기술대학원 공동연구팀은 에볼라 바이러스와 마버그 바이러스를 포함한 다양한 필로 바이러스의 숙주는 다름 아닌 박쥐라고 2일 밝혔다. 연구팀은 또 박쥐와 가까이에서 생활하는 인도 북동부 사람들은 여러 종류의 필로 바이러스에 대한 항체를 갖고 있다는 사실도 확인했다. 이번 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 열대희귀질병’(PLOS Neglected Tropical Diseases) 1일자에 실렸다. 아프리카나 아시아 지역에서는 최소 167개 종의 박쥐들이 사냥돼 소비되고 있다. 특히 인도 북서부 나갈랜드주에서는 여러 부족들이 여전히 박쥐를 음식이나 전통의학 재료로 사용하고 있다. 연구팀은 2017년에 나갈랜드주 지역에서 주로 잡혀서 쓰이는 새벽박쥐속에 속하는 동굴꽃꿀박쥐 16마리, 데스마레 과일박쥐 30마리에게서 신장, 폐, 비장과 혈액을 채취했다. 또 박쥐사냥? 85명의 혈청도 확보해 정밀 분석했다. 실험 결과 박쥐들에게서는 에볼라 출혈열을 일으키는 에볼라 바이러스, 분디부교 바이러스, 수단 바이러스 뿐만 아니라 멘글라 바이러스, 마버그 바이러스 등 필로 바이러스를 갖고 있는 것이 확인됐다. 또 이들 박쥐를 사냥하는 사람들의 5.9% 정도에서는 필로 바이러스 항체가 발견돼기도 했다.이번 연구를 주도한 이안 멘델홀 듀크-싱가포르 국립의대 수석연구원은 “에볼라 바이러스나 마버그 바이러스로 인한 전염병이 발생하지 않았던 지역의 박쥐종에서도 이들 바이러스가 발견된 것은 이례적”이라며 “이번 연구는 아직 발생하지는 않았더라도 인수감염 가능성이 있는 바이러스를 갖고 있는 숙주에 대해서는 철저히 감시해 차단할 필요가 있음을 보여주고 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

추상표현주의 대표 화가이자 미국을 서양 미술의 중심지로 올려놓은 것으로 평가받는 잭슨 폴록(1912~1956). 44세라는 짧은 삶을 살았던 폴록은 커다란 캔버스를 바닥에 놓고 그림 속에 들어가 물감을 붓거나 떨어뜨리는 등의 방식으로 작품을 제작하는 ‘액션페인팅’ 기법을 만들어 그림을 그린 것으로 유명하다. 물리학자들이 폴록의 액션페인팅 기법이 어떻게 놀라운 작품을 만들어 낼 수 있게 했는지에 대한 유체역학적 분석을 내놔 주목받고 있다. 멕시코 국립자치대학 재료분석연구소, 미학연구소, 미국 캘리포니아 리버사이드대(UC리버사이드) 기계공학과, 브라운대 공대 공동연구팀은 폴록이 붓을 사용하지 않고 캔버스에 페인트를 부어 그림을 만들어 낸 것은 유체역학의 고전적인 현상을 응용한 것이라고 1일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 10월 31일자에 실렸다.폴록은 아메리카 원주민들이 모래 그림을 그리는 것을 응용해 한 손에 물감 통을 들고 한 손에는 막대기나 팔레트나이프를 이용해 재빨리 물감을 튀기며 캔버스를 오가며 작품을 만들었다. 그저 혼돈스러운 장난으로 취급한 사람들도 있었지만 1956년 타임지에서는 19세기 말 영국을 충격에 빠뜨린 연쇄살인범 ‘살인마 잭’(Jack the Ripper)을 흉내내 ‘추락자 잭’(Jack the Dripper)이라고 부르며 현대 미국에서 가장 영향력 있는 화가라고 평가하기도 했다. 연구팀은 폴록의 작업 과정을 녹화한 비디오를 이용해 폴록이 얼마나 빨리 움직였으며 캔버스와 물감통의 거리, 팔레트나이프를 움직이는 속도 등을 정밀분석했다. 이와 함께 다양한 높이에 물감 낙하 장치를 설치한 다음 캔버스가 움직이는 속도도 다르게 하면서 폴록처럼 캔버스에 물감을 떨어뜨리는 실험을 했다.그 결과 폴록의 작업 과정은 유체역학에서 코일링 불안전성(coiling instability)이라고 불리는 현상을 피하려는 동작으로 이뤄져 있다는 사실을 확인했다. 코일링 불안정성은 물감이나 벌꿀처럼 점성이 있는 유체가 표면에 부어졌을 때 동그랗게 말리는 컬(curl)이나 돼지꼬리처럼 고리형태(coil)를 형성하는 현상이다. 꿀을 숟가락으로 뜬 뒤 접시에 떨어뜨려보면 길게 늘어나면서 돌돌 말려 쌓이는 것이 코일링 불안정성 현상이라고 볼 수 있다. 유체역학 관점에서 유체가 낙하할 때는 물방울이 만들어지면서 표면에 떨어지는데 폴락은 캔버스에 물방울 형태가 형성되거나 물감이 뭉치는 것을 막고 물감이 길게 늘어나도록 했다. 연구팀에 따르면 폴록은 물감을 캔버스에 부을 때 코일링 불안정성이 발생하지 않도록 적당한 높이와 충분히 빠른 속도로 캔버스를 이동하면서 캔버스나이프를 움직였음을 발견했다고 밝혔다. 로베르토 제닛 멕시코 국립자치대학 교수(유체역학)는 “폴록은 다른 화가들과 마찬가지로 자신의 작품과 창작기법을 완성하기 위해 오랜 실험 과정을 거쳤다고 알려져 있다”라고 말했다. 제닛 교수는 “이번 분석을 통해 폴록이 물리학을 알고 있었던 그렇지 않던 간에 오랜 실험 끝에 얻어낸 그림 그릴 때 움직임과 페인트를 붓는 과정은 유체역학에서 알려진 고전적 현상을 응용한 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2000년 세계보건기구(WHO)는 미국에서 홍역이 완전하게 사라졌음을 선언했다. 그런데 2017년부터 매년 홍역 환자가 늘더니 올해는 10월 기준으로 홍역 감염자가 1250명이 훌쩍 넘어 ‘판데믹’(대유행) 상태다. 후진국 질병으로 알려진 홍역이 유럽과 미국의 대도시를 중심으로 확산되는 것은 백신에 대한 ‘가짜뉴스’로 예방접종을 거부하는 사람들이 늘었기 때문이라고 보건 전문가들은 해석하고 있다. 이런 상황에서 백신 거부가 불러올 수 있는 치명적 결과를 연구한 두 편의 논문이 같은 날 발표돼 주목받고 있다. 하버드대 의대를 포함한 미국 연구기관 5곳과 네덜란드 에라스무스 의대, 핀란드 헬싱키대 의대 연구자로 구성된 국제공동연구팀은 홍역 백신 접종을 하지 않을 경우 인체는 ‘면역 기억상실증’에 걸려 다른 병원균들에 대한 면역력도 약해진다는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 1일자에 발표했다. 영국 웰컴생어 연구소를 중심으로 한 독일, 싱가포르, 네덜란드, 스위스 공동연구팀도 백신을 맞지 않을 경우 홍역 바이러스가 인체의 면역세포를 상당부분 파괴해 인체 면역체계 전체를 붕괴시킬 수 있다는 연구 결과를 의학 분야 국제학술지 ‘사이언스 면역학’ 1일자에 실었다. 영국 주도 연구팀은 홍역 백신을 맞지 않은 4~17세의 아동, 청소년 77명의 혈액을 채취해 항체를 염기서열분석했다. 그 결과 백신 접종을 받지 않은 아이들은 예방주사를 맞은 아이들보다 항체 숫자가 현저히 적었다. 또 홍역을 앓았더라도 백신을 맞지 않았을 경우 자연 항체가 만들어지지 않았고 홍역에 한 번 걸렸다는 ‘면역 기억력’까지 파괴돼 홍역에 다시 걸릴 가능성이 높다는 것이 확인됐다. 미국 주도 연구팀도 홍역 예방 접종을 한 아이와 그렇지 않은 아이들을 대상으로 ‘바이스캔’이라는 도구로 항체 반응을 분석했다. 역시 예방주사를 맞지 않은 아이들은 홍역 치료 이후 2개월 뒤 항체가 최대 73% 사라졌고 홍역 이외 다른 바이러스나 박테리아에 대한 면역 기억력까지 손상됐다는 사실이 확인됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

주혈흡충증은 우리에게 익숙하진 않지만 세계보건기구(WHO)가 말라리아 다음으로 중요하게 관리하고 있는 열대병이다. 전 세계적으로 2억명 정도가 감염돼 있으며 매년 약 20만명 이상의 사망자가 발생하는 것으로 알려져 있다. 병을 일으키는 흡충(기생충)은 민물달팽이 몸속에서 증식하다가 강이나 호수, 개울물에 배출돼 수영이나 목욕을 하는 사람의 피부를 뚫고 들어가 감염시킨다. 감염된 사람들은 고열과 계속되는 설사 등의 증세를 앓다가 심할 경우 사망하기도 한다. 시애틀 워싱턴대 등 7개 미국 대학과 미국지질조사국(USGS), 벨기에 왕립 자연과학연구소, 영국 런던 자연사박물관, 임페리얼 칼리지 런던대, 런던대, 세네갈 의생명연구센터, 해양혁신연구소 연구진으로 구성된 국제공동연구팀은 인공위성 사진과 드론으로 찍은 항공사진, 그리고 구글에서 제공하는 위성사진 서비스인 구글 어스를 이용하면 민물달팽이 서식지를 쉽게 파악해 주혈흡충증 발생을 근본적으로 없앨 수 있다고 31일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 10월 29일자에 실렸다. 연구팀은 1980년대 중반 이후 주혈흡충증 발생자가 가장 많이 나타난 세네갈 북서부 지역 16개 마을을 대상으로 2016년부터 2018년까지 2년 동안 민물달팽이의 분포를 정밀조사했다. 이를 바탕으로 인공위성과 드론 영상, 구글어스 지도를 비교한 결과 주혈흡충을 옮기는 민물달팽이들은 뿌리 없이 부유하는 식물에서 주로 산다는 것을 알게 됐다. 현재 연구팀은 인공지능(AI)으로 민물달팽이의 서식지가 되는 식물들을 좀더 정확하게 식별할 수 있는 기술을 추가 연구 중이다. edmondy@seoul.co.kr

축구 종가인 잉글랜드가 뇌손상을 입을 수 있다는 우려 때문에 유소년 선수들이 헤딩을 못하도록 하는 방안을 검토하고 있다. AFP통신은 잉글랜드 프로축구 프리미어리그 사무국이 유소년 선수들의 헤딩을 금지하는 방안을 검토 중이라는 내용을 담은 서한을 소속 20개팀에 보냈다고 31일(한국시간) 보도했다. 사무국은 잉글랜드 축구협회(FA) 예산지원을 받아 스코틀랜드 글래스고대 연구진이 수행해 최근 의학 관련 학술지에 게재된 연구결과를 인용했다. 연구진은 1900~1976년에 태어난 축구 선수들과 23만명의 일반인을 대상으로 조사한 결과 선수들은 알츠하이머, 파킨슨병 등 뇌 손상에 걸릴 확률이 일반인보다 3.5배나 높다고 결론 내렸다. 현재 유소년 선수 헤딩을 금지하는 나라는 미국뿐이다. 미국축구연맹은 2015년 11월부터 10세 이하는 헤딩을 전면 금지하고 11~13세 선수들은 헤딩 횟수를 엄격히 제한하는 규정을 만들었다. 유소년 축구 관계자와 선수, 부모에게도 헤딩으로 인한 뇌손상 위험성을 알리는 교육도 실시한다. 일부 축구선수와 부모들이 머리부상 방지를 위한 충분한 조치를 취하지 않았다며 집단소송을 제기한 게 계기가 됐다. 스코틀랜드 스털링대와 런던대에서는 각각 헤딩이 순간적으로 기억 능력을 떨어뜨린다거나 헤딩이 뇌세포 퇴화에 영향을 미친다는 연구결과를 발표하기도 했다. FA 의료위원회는 “현재로서는 경기 규정에 변화를 줘야 할 정도로 뚜렷한 증거가 나온 것은 아니다”라고 선을 그었다. 하지만 2015년 당시만 해도 미온적인 반응이었던 것과 비춰 보면 태도가 상당히 달라졌다. 더구나 현대 축구에서 잉글랜드가 갖는 상징성을 고려한다면 한국을 비롯한 다른 나라에서도 비슷한 규정을 도입할 가능성이 높다. 강국진 기자 betulo@seoul.co.kr

진준오 영남대 의생명공학과 교수(제1저자)와 곽민석 부경대 화학과 교수(교신저자)가 우리 몸이 가진 면역세포의 항암작용을 높일 수 있는 핵산 복합물질을 개발했다. 부경대 김해주 박사과정, 한국기초과학지원연구원(KBSI) 허양훈 박사, 독일 아헨공과대학교 안드레아스 헤르만(Andreas Herrmann) 교수도 연구에 참여했다. 연구팀이 개발한 핵산 복합물질은 암세포를 인식할 수 있는 센서로 작용할 단백질 조각과 면역 세포를 자극할 핵산물질 등 생체분자를 활용한 복합물질을 합성한 것이다. 핵산은 뉴클레오티드라(nucleotides)는 단위체로 구성된 중합체로 DNA와 RNA라는 두 가지 유형이 있으며, 유전정보의 저장과 전달, 발현을 돕는 기능을 담당한다. 이 중 DNA는 유전정보를 저장해 다음 세대로 전달하는 유전물질로 잘 알려져 있지만, 서열 특이적인 결합 특성으로 인해 나노구조물의 구성단위 또는 약물전달체로의 활용 가능성도 주목받아 왔다. 이번에 연구팀은 구(球)형으로 자가조립되는 지질 DNA에 암세포 인식력을 높일 단백질 조각과 면역증강효과가 있는 DNA 조각을 탑재한 복합물질(INA, Immunotherapeutic nucleic acid)을 제작했다. 연구팀은 이번에 개발한 핵산 복합물질을 종양을 가진 생쥐 투여 실험을 통해 종양의 성장과 전이를 억제하는 것을 확인했다. 흑색종에 걸린 생쥐에 투여한 결과, 흑색종 특이적인 단백질 조각에 선택적으로 반응하는 면역세포가 증식하는 것과 면역활성을 의미하는 염증성 단백질(Cytokine)이 분비되는 것을 확인했다. 또한 생쥐의 흑색종 및 상피세포암종의 성장을 억제하는 것을 연구를 통해 확인했다. 최근 병원균 등 외부침입에 대비해 우리 몸이 선천적으로 가진 면역세포를 활성화해 암세포를 공격하는 면역항암 연구가 활발하다. 특히 정상세포가 아니라 암세포만을 선별적으로 공격할 수 있도록 하는 것이 면역항암 치료의 중요한 과제로 대두돼 이번 연구 성과가 그 실마리를 제공할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 미래소재디스커버리사업 및 신진연구자지원 사업으로 수행했다. 연구 성과를 담은 논문은 약학 분야 국제학술지 <저널 오브 컨트롤드 릴리즈>(Journal of Controlled Release) 최신호(10월 19일자)에 실렸다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr