1986년 체르노빌 원전 사고 이후 사람의 발길이 끊긴 ‘죽음의 땅’이 희귀 야생말의 터전으 변했다. 미국 애리조나주립대학교 피터 슐리칭 박사가 이끄는 연구팀은 벨라루스의 ‘체르노빌 제한구역’(CEZ)에서 멸종위기종으로 지정된 야생말이 번식하고 있다고 전했다. 연구팀은 2004년 이 지역에 ‘프르제발스키'(Przewalski) 종의 말 개체 36마리를 풀어놓고 곳곳에 카메라를 설치한 뒤 15년간 관찰을 이어왔다. 지난해까지만 해도 지구상에 현존하는 유일한 야생말로 여겨졌던 프르제발스키는 방사선 피폭으로 사람들이 떠난 땅에서 생존하며 첫 4년간 2배가량 개체 수가 늘어났다.연구팀은 이 야생말 무리가 카메라를 설치한 10개 구조물 중 9곳에서 35차례, 8개 구조물에서는 149차례 포착됐으며, 빈집과 헛간 등에서 오랜 시간을 보내는 것으로 관찰됐다고 밝혔다. 이는 말들이 새로운 환경을 생존에 이용하고 있다는 사실을 보여준다고 연구팀은 설명했다. 조지아대학교 부교수 제임스 비슬리는 “야생말은 일상적으로 폐쇄지역을 드나들고 있었다”면서 "이번 관찰을 통해 수집한 정보를 토대로 야생말의 행동 패턴에 대해 연구를 계속할 것"이라고 말했다.연구진은 “인간이 사라지고 자연적 변화는 줄었다”면서 방사선 피폭으로 사람이 떠난 땅을 동물들이 차지했다고 덧붙였다. 잠재적인 방사능 영향과 무관하게 체르노빌 제한구역은 이제 야생 포유류의 터전이 되었다. 이 지역에는 야생말 외에도 토끼와 사슴, 너구리, 늑대, 박쥐 등이 서식하고 있다. 1879년 한 탐험가가 몽골에서 발견해 자신의 이름을 붙여준 프르제발스키는 현존 유일의 야생말로 여겨졌다. 그러나 미국 캔자스대학 연구팀은 지난해 초 과학 학술지 ‘사이언스’를 통해 프르제발스키가 야생말이 아닌 가축의 후손인 것으로 드러났다고 밝혔다.프르제발스키는 5500년 전 카자흐스탄에서 사육하던 말에서 비롯됐으며, 원시 야생마는 수천 년 혹은 수백 년 전 멸종한 것으로 보인다는 설명이다. 한편 1968년에 이르러 야생에서 거의 모습을 감춘 프르제발스키는 현재 세계자연보전연맹(IUCN) 멸종위기종으로 지정돼 있다. 권윤희 기자 heeya@seoul.co.kr

미국의 기술자로 이뤄진 연구팀이 10분 안에 충전할 수 있는 배터리(전지)를 개발했다고 발표했다. 이에 따라 전기 자동차 충전 시간에 대한 우려는 과거의 일이 될지도 모른다. 전기차의 급속 충전 기술은 시장 장악을 위한 핵심으로 여겨져 이번 발표는 앞으로 운전자가 잠시 화장실이나 커피숍에 들리는 짧은 시간 동안 차량의 배터리를 완충할 수 있다는 얘기다. 또 이 기술은 장거리 주행 중 목적지에 도착하기 전 배터리 방전에 대한 우려를 해소할 것이다. 이에 대해 새로운 배터리 기술을 개발한 미국 펜실베이니아주립대 연구진은 리튬이온 배터리를 사용하는 기존 기술로는 급속 충전 시 성능이 떨어질 수 있다고 지적했다.이는 배터리를 충전해 에너지를 사용하기 위한 리튬이온 입자의 흐름이 날씨가 추울 때 즉 기온이 낮은 상황에서 급속 충전이 원활하게 이뤄지지 않기 때문이다. 이때 리튬이온은 양극(애노드) 전극에 순조롭게 축적되는 것이 아니라 ‘리튬 전착’으로 알려진 리튬금속 표면에 전압 스파이크를 일으켜 배터리 용량이 줄고 잠재적으로 안전하지도 않다. 물론 높은 온도에서 충전하면 리튬 전착 문제를 피할 수 있지만, 장시간 고온으로 인해 배터리마저 손상된다고 연구진은 지적했다. 이제 연구진은 이런 리튬이온 배터리를 단 10분간 60℃까지 가열했다가 다시 외부 온도로 빠르게 냉각할 수 있으면 리튬 스파이크가 일어나지 않아 열 손상을 피할 수 있다는 점을 발견했다. 이들 연구자가 고안해낸 배터리 설계 구조는 스스로 가열하는 방식으로, 얇은 니켈 포일을 사용해 30초 이내에 가열하는 전기 회로를 제작해 배터리 내부를 따뜻하게 하는 것이다. 배터리를 충전하고 나서 필요한 급속 냉각 장치는 차량에 설계한 냉각 시스템을 사용해 이뤄질 것이다. 연구진은 이 연구를 통해 10분 안에 전기차를 완전히 충전하고 배터리를 계속해서 충전할 수 있다는 것을 보여줬다. 연구를 이끈 왕차오양 펜실베이니아주립대 교수는 “우리는 전기차를 10분 안에 주행거리 200~300마일(320~480㎞)을 갈 수 있는 전기를 충전하고 충전 주기를 2500회까지 유지해 총 50만 마일(80만4600㎞)을 주행할 수 있다는 것을 증명했다”고 말했다. 이어 “10분 이내 충전 트렌드는 미래를 위한 것이며 주행 중 방전에 대한 불안 문제를 해결하므로 전기차 채택에 꼭 필요할 것”이라고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 세계적 권위의 학술지 셀(Cell)의 자매지인 ‘줄’(Joule) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

2003년부터 다산과학기지 연구팀 합류 과학자이자 엄마로 분투한 이야기 담아 새 박테리아 발견 ‘다사니아 마리나’ 명명 “내가 쓴 책 읽고 아이들이 꿈 키웠으면” “북극의 툰드라 지역이 차츰 녹고 있어요. 대기에 메탄과 이산화탄소가 많아지고, 툰드라에 사는 미생물도 이산화탄소를 더 많이 배출합니다. 그럼 어떻게 될까요?” 우리와 직접적으로 관련이 없는 문제 같지만, 해양수산부 소속 극지연구소 이유경 연구원에게는 중요한 연구 주제다. 그는 이 연구가 중요한 이유에 관해 “북극의 변화가 한국의 기후에도 영향을 미치기 때문”이라고 설명했다. 이 연구원은 정부가 2002년 북극에 다산과학기지를 만들고 2003년부터 첫 연구를 시작할 때 합류해 지금까지 북극을 연구하고 있다. ‘북극 연구의 산 역사’라 해도 지나치지 않아 보인다. 그런 그가 과학자로서 분투를 담은 ‘엄마는 북극 출장 중’(에코리브로)을 최근 출간했다. 책은 이 연구원이 서울대 식물학과를 선택한 이유, 비단잘록이를 키우며 해양 생물에 관심을 두게 된 일, 포스텍을 거쳐 극지연구소에 가게 된 일 등을 담았다. 외국 출장이 잦은 엄마로서 느낀 점도 썼다. 2003년 북극에 별다른 정보 없이 가서 낭패를 본 이야기, 대한민국이 극지 연구 강국으로 거듭나는 내용 등이 특히 눈길을 끈다. “막연하게 박테리아를 연구할 생각만 했습니다. 그러려면 바닷가의 미끈한 돌에 있는 해양생물막을 채취해야 합니다. 그런데 막상 가 보니 그런 돌이 없었어요. 이틀 동안 ‘멘붕’에 빠져 있다가 결국 바닷물을 끌어들이는 호수와 선착장 구조물 아래쪽에서 찾았죠.” 이 연구원은 당시 새로운 ‘속’에 속하는 박테리아를 발견한다. 다산과학기지에서 명칭을 따 속 이름을 ‘다사니아’라 붙이고, 바다에서 나왔다고 해 종 이름을 ‘마리나’로 했다. ‘다사니아 마리나’는 이렇게 세상에 알려졌다. 그동안 알려지지 않은 북극 생활도 생생하다. 다산과학기지로 가려면 비행기를 4번 타야 한다. 과학기지 주변의 가장 큰 위험은 300마리나 되는 북극곰이다. 북극이라 하면 아주 추울 것 같지만, 예상보다 덜 춥다. 이 연구원은 지난 17일 인터뷰에서 북극에서 입는 옷이라며 걸쳤는데, 한국 초겨울 즈음 입는 점퍼 수준이었다. 다산과학기지를 건립하면서 우리나라는 북극에 기지를 설치한 12번째 국가, 남극·북극에 모두 기지를 보유한 8번째 국가가 됐다. 쇄빙선도 생겨 극지 연구 강국으로 거듭났다. 유명 과학 학술지인 네이처 등에도 많은 논문을 올리지만, 잘 알려지지 않았다. 한국에선 과학자 꿈을 가진 아이들이 점차 줄어들고 있다는 게 이 연구원에게는 아쉬운 현실이다. “강연을 다녀 보니 학생들은 공부를 잘하는 이들이 과학자가 된다고 생각해요. 호기심이 많고, 그걸을 풀어 보려고 열심히 파고드는 이들이 과학자가 될 수 있다는 걸 알려 주고 싶었어요. 과학자가 되는 길은 막연하지도 않다는 사실도요.” 그는 많은 아이들이 자신의 책을 읽고 과학자의 꿈을 키웠으면 한다는 바람을 전했다. 김기중 기자 gjkim@seoul.co.kr

‘자뻑’은 스스로 잘났다고 믿거나 스스로에게 반해 푹 빠져 있는 모습을 일컫는 속어이다. 심리학적으로 ‘나르시시즘’이나 ‘강한 자기애’ 정도로 해석될 수 있는 자뻑은 다른 사람을 배려하지 않고 잘난체 하는 모습을 연상시켜 부정적인 느낌을 주는 경우가 많다. 그런데 이런 자뻑이 스트레스를 줄이고 우울증을 막는데 도움이 된다는 연구결과가 나왔다. 영국 벨파스트 퀸즈대 심리학부, 탄력성·인지 융합연구실(InteRRaCt) 공동연구팀은 자기애적 성격을 가진 사람들은 외부 충격에 쉽게 흔들리지 않고 스트레스를 덜 받을 뿐만 아니라 우울증을 겪는 경우가 드물다는 연구결과를 심리학, 정신과학 분야 국제학술지 ‘성격과 개인차이’(Personality and Individual Differences)와 ‘유럽 정신과학회지’ 29일자에 각각 발표했다. 왕자병, 공주병, 자뻑 등 다양한 속어로 표현되는 나르시시즘은 그리스 신화에서 호수에 비친 자기 모습에 반해 식음을 전폐하고 자기 얼굴만 쳐다보다가 물에 빠져 죽어 수선화가 된 나르키소스라는 미소년의 이름에서 비롯된 심리상태이다. 정신분석학을 창시한 지그문트 프로이트는 자기 자신을 리비도의 대상으로 삼아 자아를 지나치게 과장하고 자신을 너무 사랑하는 것으로 인격적 장애의 일종으로 봐왔다. 그러나 현대심리학에서 나르시시즘은 병리적 자기애와 정상적 자기애로 나눠 보고 있지만 여전히 많은 사람들에게 나르시시즘은 자기 중심적이고 타인에 대한 공감능력이 떨어질 뿐만 아니라 죄책감 등을 느끼지 않는 부정적 측면만 보고 있는 것이 사실이다. 연구팀은 700명 이상의 성인남녀를 대상으로 자기애와 관련해 실험해 발표된 대표적인 논문 3편에 대해 메타분석을 실시했다. 그 결과 나르시시즘을 가진 사람들은 타인에 대해 방어적이면서 적대감을 갖고 있는 동시에 지위나 힘에 대한 선입견을 갖고 있는 등 부정적인 측면도 있지만 정신질환 증상에 대한 방어와 회복력 측면에서는 긍정적인 면이 있다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀의 메타분석에 따르면 자기애가 강한 사람들일수록 생활환경이 어려운 경우라도 스트레스 지수가 매우 낮게 나타난 것으로 확인됐다. 이와 함께 이들은 우울증 평가에 있어서도 평균보다 낮아 우울증 발병 가능성도 거의 없는 것으로 확인됐다. 코스타스 파파게오르쥬 교수(개인심리학)는 “이번 연구에 있어서 중요한 발견은 자기애라는 것이 정신적 회복탄력성을 높이는데 도움을 줄 수 있다는 것과 자아도취나 자기애를 선악의 기준으로 나눠서 볼 수 없다는 점을 제시했다는 것”이라며 “우울증과 스트레스 같은 일상에서 겪을 수 있는 정신적 어려움을 치료하고 예방하는데 자기애라는 측면을 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 만난 학자 J는 학술지에 논문을 투고했다가 탈락했고, 나름 원인을 분석한 뒤 재심사를 준비하면서 초고에는 누락시켰던 한 저명한 학자의 논문을 출처 각주로 삽입했다. 학계에서 각주는 종종 권위 있는 자들이 모이는 장소로 여겨진다. 만약 어떤 학자의 선행 연구를 밝히지 않는다면 이는 의도적인 배격 행위로 읽힌다. 생략된 자에게 그 빈칸은 커다란 구멍처럼 보일 테니 ‘나를 역사에서 배제하지 말라’고 말하고 싶을 것이다. 각주의 연대기는 학문적 논쟁의 역사, 시기심의 물밑 다툼, ‘서사’(본문)와 ‘증거’(주석)의 맞섬, 세부 사실의 경중을 둘러싼 입장 차로 서술될 수 있다. ‘로마제국 쇠망사’의 저자 에드워드 기번은 고전에 대한 흥미로운 서술은 본문에 전면화하고, 예의를 벗어던진 사견이나 비판은 각주로 후면화했다. 의심은 각주에 은근한 희화화로 배치되기 마련이라 각주는 결코 투명한 유리창이 아니다. 저자가 동류로 인정받고 싶은 학파의 문헌을 인용하거나 조롱하고픈 이들을 향해 칼을 겨누는 장소가 바로 각주다. 독서할 때 각주도 챙겨서 읽는 독자는 주에서 밝혀 놓은 참고문헌이 보잘것없으면 그 책 역시 대수롭지 않게 여기는 경향이 있다. 가령 저자들은 미처 읽지 못한 원자료를 자기 논거 증명에 활용하고자 다른 책에서 재인용할 때가 있다. 하지만 그 ‘다른 책’의 저자가 얕은 바닷물에 불과하다면 독자는 ‘왜 섣불리 이런 유를 인용했을까’ 하는 생각을 떨치기 힘들다. 가끔 서양 학문 전공자들은 한문에 접근하기 어렵다 보니 2차 텍스트를 통해 동양 고전을 전거로 끌어들인다. 하지만 이런 인용이 다 성공하는 것은 아니다. 독자들은 그럴듯한 박학다식함의 이면을 꿰뚫어 보기 때문이다. 말하자면 각주는 글쓴이의 실력을 검증하는 세밀한 장치다. 모름지기 학자는 선대의 문헌을 모두 검토한 뒤 그로부터 새로운 서사를 구축하고 자기만의 주장을 내놓아야 한다. 즉 매력적인 서사들은 저자가 매끈하게 창작한 도자기라기보다는 앞선 자들의 글을 모두 섭렵하는 성실성, 깎고 다듬는 도공 실력, 마침내 한발 내딛는 진보로 인해 빚어진 것이다. 독자가 각주를 보면서 안심하는 까닭은 글쓴이가 선대와의 경쟁에서 뒤지지 않고 마침내 살아 남았음을 입증해 주기 때문이다. 각주의 역사에서 빼놓을 수 없는 인물은 역사가 랑케다. 그는 독자의 수준을 높게 봤는데, 가능한 한 그들이 본문과 함께 각주에 밝혀진 ‘생생한’ 사료까지 공부할 것을 원했다. 또한 학생들에게는 “자네들이라면 분명히 역사가 도출된 사료를 알고 싶겠지”라며 서사의 제공자들을 파헤칠 것을 권유했다. 1차 사료의 중요성을 간파한 학자로서 랑케는 유서 깊은 기록보관소들을 제 집 안방처럼 드나들 방법을 강구했으며, 필경사들을 고용해 사료들을 옮겨 쓰게 했다. 필부필부들이 밤에 먹고 마실 때 그는 아침 일찍 도서관에 가려고 서둘러 잠자리에 들었으며, 올빼미형 인간들의 쾌락을 한 번도 부러워하지 않았다. 후대에 올수록 각주는 출처만 밝히는 무미건조한 공문서처럼 바뀌었다. 게다가 점점 길어지는 각주가 본문을 몽탕하게 만드는 현상까지 나타났다. 이럴 경우 책 전체의 논리성이 아무리 뛰어나다 한들 책 읽기는 불쑥 튀어나오는 방해물로 내내 덜컥거리게 된다. 그런 이유로 각주의 존재를 달가워하지 않는 이가 많아졌다. 랑케조차 각주는 필요악이라 선언했고, 헤겔은 전염병을 피하듯 각주를 피했다. 기번은 “세부 사실에 집착하는 것은 사회적 열등감의 표시”라고 했다. 그리하여 현대에는 한쪽에서 학자들이 각주를 위한 공간을 요구하는 반면, 다른 한쪽에서는 “각주 없는 원고를 써 달라”는 출판인들의 요구가 상충하기 시작했다. 오늘날 각주는 어떤 모습으로 남아 있을까. 각주의 역사와 심리학에 통달한 ‘섬세한’ 각주의 달인을 만나고 싶다.

달에 물을 찾는 데 도움을 줄 탐사로봇을 발사하겠다고 미국항공우주국(NASA)이 25일(현지시간) 공식 발표했다. NASA에 따르면, 이 우주기관은 바이퍼(VIPER)로 명명한 탐사로봇을 오는 2022년 12월까지 달 표면에 안착할 계획이다. 바이퍼는 골프 카트카 정도 크기의 4륜 차량으로, 달 표면을 1m까지 뚫을 수 있는 드릴과 흙을 채취해 수분을 감지하는 분광기 등 각종 과학 장비를 이용해 달에서 물이나 얼음 흔적을 찾아낼 수 있다.일단 바이퍼는 달 표면에 도착하면 100일간 잠재적인 수원의 위치를 지도화하기 위해 자료를 수집할 예정이다. 100일이라는 기간은 어찌 보면 짧을지도 모르지만, NASA는 바이퍼로 달의 극지방 중 남쪽을 집중 조사할 생각이다. 이는 달의 물이 극지방, 그중에서도 남극에 몰려 있을 것으로 추정되고 있기 때문이다. 달은 지구보다 작은 축으로 회전하므로, 수성처럼 물이 극지방에 모일 수 있다. 또 달의 극지방은 태양 빛이 닿지 않아 태양계에서도 가장 추운 곳에 속한다. 때문에 달의 극지방에 물이 얼음 상태로 있을 수 있다는 것이다. 최근 국제 학술지 네이처 지오사이언스에 연구 논문을 발표한 미국 캘리포니아대 로스앤젤레스캠퍼스(UCLA) 연구진에 따르면, 달에서 물은 표면 깊숙한 곳에 있을 수 있고 미래 인류의 정착 활동을 지원할 만큼 충분할 수 있다. 이에 대해 바이퍼 프로젝트의 책임자인 NASA 에임스연구소의 대니얼 앤드루 박사는 “달에서 생명체가 거주하려면 일단 지구에서처럼 물이 꼭 있어야 한다”면서 “10년 전 물의 존재가 확인됐으니 이제 문제는 달에 정말 인류가 생존하는 데 필요한 만큼의 물이 있는지를 알아내는 것”이라고 설명했다. 이와 함께 “바이퍼는 우리가 쓸 물이 어디에 얼마나 있는지에 관한 질문에 답하는 데 도움을 줄 것”이라며 기대감을 드러냈다. 사진=NASA 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

세계적인 과학저널 ‘네이처’가 선정한 개교 50년 이하의 신흥대학들 중 주목할만한 학교 100개 중 한국 대학 8개가 포함됐으며 10위권 내에도 3개 대학이 포진했다. ‘네이처’가 지난 24일 발표한 ‘네이처 인덱스 2019 젊은 대학 순위’에 따르면 한국의 카이스트와 포스텍, 울산과학기술원(UNIST)가 각각 4위, 8위, 10위에 이름을 올렸다. 이 밖에도 광주과학기술원(GIST, 27위), 대구경북과학기술원(DGIST, 50위), 아주대(54위), 과학기술연합대학원대학교(UST, 87위), 울산대(91위)가 100위권에 포함된 것으로 나타났다. 가장 우수한 젊은 대학으로 선정된 곳은 중국과학원대학(UCAS)이며 2위는 싱가포르 난양공대(NTU), 3위는 스위스 로잔연방공과대(EPFL)로 나타났다. 또 이번 인덱스에 가장 많은 대학이 선정된 곳은 독일과 중국으로 각각 11개 대학의 이름을 올렸다. 그 다음으로 호주와 인도가 각각 9개, 한국과 미국이 8개씩 선정됐다. 매년 대학과 연구기관을 대상으로 연구의 우수성을 평가해 발표하는 네이처 인덱스는 올해 처음으로 개교 50년 이하의 젊은 대학들에 대한 연구역량을 평가해 발표했다. 네이처는 각 대학들이 국제 유력학술지 82개에 게재한 논문들을 대상으로 연구자와 소속기관의 기여도를 계산해 평가했다. 또 이번 젊은 대학 순위는 전체 순위 이외에도 화학, 생명과학, 물리학, 지구환경과학 4개 분야에 대해 따로 평가해 기초과학 분야 경쟁력을 확인할 수도 있게 됐다.각 분야별로 보면 지구환경과학에서 가장 우수한 젊은 대학 25개 중에서는 중국과학원대학과 싱가포르 난양공대가 꼽혔으며 한국 대학은 포함되지 못했다. 물리학 분야 50개 대학에서도 1, 2위는 나란히 중국과 싱가포르 대학이 차지했으며 한국은 카이스트(4위), 포스텍(6위), UNIST(8위), GIST(22위), 아주대(42위)로 나타났다. 화학분야 50개 대학 중에서는 카이스트(4위), 포스텍(7위), UNIST(9위), GIST(19위), DGIST(31위)로 조사됐으며, 생명과학 분야 50개 대학에서는 미국 오레곤 보건과학대가 1위로 선정됐고 2위로 중국 UCAS, 3위가 EPFL로 나타났다. 한국대학 중에는 카이스트(5위), 포스텍(24위), UNIST(36위), DGIST(41위)가 이름을 올렸다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

통증을 조절하는 것은 환자들의 삶의 질에 직접적인 영향을 미치는 가장 중요한 요소다. 특히 요통은 전 세계적으로 가장 흔한 만성 통증으로 많은 시간을 의자에 앉아 생활하는 현대인들에게는 고질 중 하나다. 척추질환으로 인한 통증은 척추주사요법을 통해 통증을 조절할 수 있는 것으로 알려져 있다. 하지만, 적절한 보존적인 치료에도 불구하고 통증이 조절되지 않는 매우 심한 요통과 좌골신경통을 호소하는 환자들이 많다. 이영준, 이준우 분당서울대병원 영상의학과 교수팀이 심한 요통과 좌골신경통을 호소하는 환자들의 통증 원인과 영상의학적인 소견을 분석하고, 이 환자들에서 척추주사요법의 효과를 규명한 연구 결과를 국제학술지인 ‘Neuroradiology’에 발표했다. 이번 연구는 2017년 한 해 동안 분당서울대병원에서 척추 관련 통증으로 인해 척추주사 주입을 시행 받은 환자들 중, 통증척도 10점 만점에 10점의 극심한 통증을 호소하는 요통 및 좌골신경통 환자 381명을 대상으로 진행됐다. 환자들을 연령별로 비교해보았을 때, 50세 이전의 젊은 연령층에서는 추간판탈출증(추간판이 돌출되어 요통 및 신경증상을 유발하는 질환)이, 50세 이후에서는 척추협착증(척추관 및 추간공이 좁아져 요통 및 신경증상을 유발하는 질환)이 가장 흔한 원인으로 나타났다. 특히, 35세 이하 환자들은 모두 추간판탈출증으로 통증을 호소했고, 압박 골절로 인한 통증은 65세 이상의 고령 환자에게서만 발생하는 것을 확인했다. 주목할 점은 약 44.2%의 환자가 척추주사요법 실시 후 통증 척도 점수가 30% 이상 감소했으며, 6개월 이내에 수술로 이어지는 경우도 주사요법에 반응을 보이는 환자들이 반응을 보이지 않는 환자들에 비해 통계적으로 5.8%와 16.8%로 유의미하게 낮게 나타났다. 이영준 교수는 “극심한 허리 통증을 호소하는 환자들에 대해서는 그 동안 임상적인 관점에서 소견을 기술한 제한적인 연구만 있었다”며 “이번 연구는 환자들의 임상적, 영상의학적 소견과 치료의 효과를 함께 살펴본 연구로서, 극심한 요통과 좌골신경통을 겪는 환자들에게도 척추주사요법이 통증을 완화시키는데 효과적인 것을 보여준 의미 있는 연구”라고 말했다. 이준우 교수는 “척추질환은 심한 정도가 아니라면 비수술적 치료와 생활습관 관리로 호전이 가능하다”며 “척추 관련 통증의 치료 경향이 점차 더 보존적인 형태로 나아가고 있는 상황에서 수술적 치료에 앞서 척추주사요법을 먼저 시도해 봄으로써 통증완화를 기대해볼 수 있다”고 덧붙였다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

남극대륙과 이어져 바다에 떠 있는 얼음 덩어리인 빙붕이 지난 300년간 극적으로 얇아진 탓에 붕괴를 막지 못할 것이라는 충격적인 연구 결과가 나왔다. 윌리엄 디킨스 영국남극조사단(BAC) 연구원팀은 지난 6250년 동안 남극 빙하의 유실 속도를 재구성해 융해율이 서기 1706년쯤 급증하기 시작한 경향을 발견했다. 이는 기후변화가 남극의 빙하를 더욱더 빠르게 녹게 한 것으로, 우리가 빙하 유실을 막기 위해 할 수 있는 일이 없을 수 있다고 연구팀은 지적했다. 이들 연구자는 이번 연구를 위해 남극 북동쪽 끝자락에서 채취한 빙하 퇴적물을 분석해 과거 빙하 유실이 어떻게 일어났고 현재 어떤 영향을 받고 있는지를 조사했다. 이를 위해 연구팀은 퇴적물 속 단세포 조류의 산소를 분석함으로써 지난 6250년 동안에 걸친 빙하 융해율을 추정할 수 있었다. 연구팀에 따르면, 미생물이 흡수한 산소 동위원소비를 비교하면 단세포 조류가 살았던 해수와 녹은 담수의 비율을 알 수 있다. 더 낮은 산소 동위원소비는 당시 빙하에서 유실된 더 높은 수준의 담수를 의미한다. 이에 대해 연구팀은 “해당 지역에서는 서기 1400년쯤부터 빙하 융해율이 증가하기 시작해 1706년쯤 급격히 높아졌다”고 밝혔다. 연구팀은 또 그 후로도 빙하 유실 속도가 두드러지게 빨라진 시기를 발견했다. 이는 1912년에 시작된 것인데 기존 연구에서는 아프리카 최고봉인 킬리만자로의 만년설이 1912년 이후로 80%가 사라졌다는 것을 밝혀낸 바 있다. 이에 대해 연구팀은 “우리 해석이 맞다면 데이터가 내포하는 한 가지 가능한 결과는 서기 1706년 이후로 남극대륙 동부를 따라서 빙붕이 거의 동시에 유실되는 원인이 됐을 것”이라고 말했다. 이어 “이는 동남극 빙붕이 수백 년, 경우에 따라서는 수천 년 동안 얇아진 경향이 있다는 생각을 더욱더 뒷받침해줄 것”이라고 덧붙였다. 연구팀은 남극 빙하가 얇아지는 속도가 점차 빨라지는 이유가 적어도 부분적으로는 ‘남극진동’(Antarctic Oscillation) 또는 ‘남반구 극진동(Southern Annular Mode)으로 불리는 변화와도 관계가 있다고 추정한다. 여기서 극진동은 남극이든 북극이든 관계없이 발생하는 것인데 흔히 극지방에 소용돌이(극소용돌이)성 바람을 일으켜 지구 에너지 순환에 관여한다. 연구팀은 남극진동이 남극대륙 동부에 더 강한 바람, 대기 온난화, 빙붕 유실 결과를 초래했으며, 따뜻한 물을 웨델해 환류로 끌여들였을 것이라고 생각한다. 웨델해 환류는 남극 북쪽 해안선에서 많은 양의 물을 순환하는 데 빙하의 밑부분 즉 물속에 있는 부분의 녹는 속도를 높이는 데 영향을 줬다는 것이다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호(24일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

다양한 독감(인플루엔자) 바이러스를 막는 항체가 발견돼 만능 백신 개발에 대한 기대가 커지고 있다. 미국 워싱턴의대와 아이칸의대 그리고 스크립스연구소 공동연구진이 한 독감 환자의 혈액 표본에서 이런 항체를 발견했다고 세계적 학술지 ‘사이언스’ 최신호(25일자)에 발표했다. 연구를 이끈 앨리 엘레베디 박사(워싱턴의대 병리·면역학과 조교수)는 2017년 겨울 여러 독감 환자의 혈액 표본을 조사하다가 한 표본에서 독감 바이러스 표면의 주요 단백질인 헤마글루티닌 항체 외에도 분명히 다른 무언가를 표적으로 삼고 있는 다른 항체 3종을 발견했다. 당시 그는 연구를 막 시작해 연구실이 완비되지 않아 이들 항체가 무엇을 표적으로 삼는지 관찰할 도구를 갖고 있지 않았다. 이에 따라 그는 연구 공동저자로 참여한 플로리안 크래머 박사(아이칸의대 미생물학과 교수)팀에 표적도 확인되지 않은 항체 3종을 보냈다. 크래머 박사는 인플루엔자 바이러스 표면에 있는 또 다른 단백질인 뉴라미니다제의 전문가인데 항체 3종 중 나중에 ‘1G01’으로 명명된 1종이 실험 대상이 된 모든 인플루엔자 바이러스의 뉴라미니다제 활동을 차단하는 것을 확인했다. 이에 대해 크래머 박사는 “1G01 항체의 범용성은 정말 놀라운 일이었다. 일반적으로 항뉴라미니다제 항체는 H1N1과 같은 하나의 변종바이러스에 영향을 주지만, 다양한 변종바이러스를 막는 항체의 발견은 이번이 처음”이라고 말했다. 연구진은 처음에 결과를 믿지 않았다. 왜냐하면 인플루엔자 A형과 B형을 아우르는 이 항체의 능력은 그저 믿기 어려웠기 때문이다. 연구진에 따르면, 뉴라미니다제는 인플루엔자 바이러스의 복제에 꼭 필요하다. 이 단백질은 새로 형성된 바이러스를 감염 세포로부터 자유롭게 떼어내 새로운 세포를 감염시킨다. 신종 플루와 같이 심한 독감에 가장 널리 쓰이는 약물인 타미플루 역시 뉴라미다제를 비활성화하는 방식으로 작용한다. 따라서 연구진은 이들 항체가 심한 독감 환자를 치료하는 데 쓰일 수 있는지 알아보기 위해 쥐를 대상으로, 치사량의 인플루엔자 바이러스를 투여하는 실험을 진행했다. 그 결과 항체 3종 모두 많은 변종 바이러스에 효과가 있었고, 그중에서도 1G01 항체는 실험에 쓰인 변종 바이러스 12종 모두에 효과를 보이는 것으로 나타났다. 특히 12종의 바이러스는 인간에게 독감을 일으키는 인플루엔자 바이러스 A·B·C형 세 그룹에 속하는 것들 외에도 조류인플루엔자(AI)와 같이 비인간을 대상으로 하는 변종도 포함된 것으로 알려졌다. 심지어 1G01 항체는 인플루엔자 바이러스 감염 뒤 72시간 만에 투여해도 모든 쥐의 목숨을 구했다. 이에 대해 엘레베디 박사는 “모든 쥐는 확실히 독감에 걸려 살이 빠졌지만, 우리는 여전히 이들 쥐를 구할 수 있었다. 결과는 주목할 만하다”면서 “타미플루를 사용하기에 너무 늦은 환자를 집중 치료하는 시나리오에서 이 항체를 사용할 수 있을지도 모른다”고 말했다. 타미플루는 24시간 이내에 투여해야 한다. 나중에 사용할 수 있는 약은 타미플루를 사용할 수 없는 많은 환자들에게 도움이 될 것이다. 하지만 연구진은 이 항체를 기반으로 한 약물을 설계할 생각을 하기도 전에 항체가 뉴라미니다제를 어떻게 방해하는지를 이해할 필요가 있었다. 이들 연구자는 스크립스연구소의 저명한 구조 생물학자로 공동저자로 참여한 이안 윌슨 박사에게 도움을 요청했다. 공동저자로 참여한 윌슨 박사는 자신의 연구실에 있는 주쉐융 박사와 함께 세 항체가 뉴라미니다제에 들러붙어있는 동안 이들 항체의 구조를 지도화(매핑)했다. 두 연구자는 이들 항체가 모두 기어 스틱처럼 뉴라미니다제의 활성 부위 안을 미끄러지듯이 움직이는 루프고리를 갖고 있다는 것을 발견했다. 이 고리는 뉴라미니다제가 세포 표면에서 새로운 바이러스 입자를 방출하는 것을 막았고 따라서 세포에서 바이러스 생성 주기를 깨뜨리는 것으로 나타났다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

유럽 여행을 다녀온 사람들은 고딕양식의 성당에 들어갔을 때 형형색색의 스테인드글라스를 통해 쏟아지는 빛 때문에 황홀경에 빠진 경험이 있을 것이다. 국내 연구진이 스테인드글라스처럼 형형색색의 태양전지를 만들 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 이 기술을 활용하면 지금처럼 지붕이나 건축물 외벽에 보기싫게 설치된 태양전지가 아닌 디자인적 요소까지 가미돼 건물 미관을 해치지 않는 예술적인 태양전지 패널이 설치될 수 있을 것으로 기대된다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학부, 국민대 응용화학부 공동연구팀은 건축물 외벽에 1680만 가지 이상의 색깔을 표현할 수 있는 풀컬러 페로브스카이트 태양전지를 개발했다고 24일 밝혔다. 이번 연구 성과는 나노분야 국제학술지 ‘ACS 나노’에 실렸다. 태양전지는 햇빛 중에서 가시광선을 흡수해 빛에너지를 전기에너지로 바꾼다. 사물의 색깔은 그 사물에 반사되는 가시광선에 따라 결정된다. 태양전지에 색깔을 표현하려면 가시광선을 모두 흡수하는 것이 아니라 일부는 반사하도록 해야 하기 때문에 태양전지의 효율이 떨어지게 된다. 이 때문에 태양전지 연구자들은 태양전지의 색 표현과 효율이라는 딜레마에 맞닥뜨리게 된다. 또 현재 사용되고 있는 실리콘 태양전지는 태양광이 전지로 들어오는 입사각도에 따라 발전효율이 달라진다. 이 때문에 건물 외벽처럼 태양광이 비스듬하게 부딪치는 곳에는 설치가 쉽지 않다.연구팀은 빛 반사 영역을 최소화한 나노필터와 입사각의 영향을 받지 않는 페로브스카이트 태양전지를 결합시켜 이런 문제들을 해결했다. 나노필터가 빛 반사 파장과 각도를 최소화하면서 다양한 색깔을 구현하는 동시에 많은 태양광을 흡수하도록 했고 페로브스카이트 태양전지로 태양광 입사각이 달라져도 발전효율 저하가 없도록 한 것이다. 연구팀은 나노필터를 적용한 풀컬러 페로브스카이트 태양전지의 효율을 측정한 결과 19%에 이르는 것을 확인했다. 연구팀은 이와 함께 나노필터에 태양전지 수명을 단축시키는 일명 노화현상을 막기 위해 자외선 차단기능도 추가했다. 장성연 UNIST 교수는 “이번에 개발한 다양한 색깔의 태양전지를 건물 외벽에 적용하면 미적 감각을 살릴 수 있으면서도 에너지를 생산할 수 있기 때문에 건축분야에서 다양하게 활용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

개미는 많은 생물과 공생 관계를 이루며 살아간다. 식물에 피해를 주는 진딧물과 공생 관계를 이루는 개미가 있는가 하면 반대로 식물을 해충이나 초식동물로부터 보호하는 개미도 있다. 후자의 경우 식물과 개미의 공생 관계가 너무 밀접해서 사실상 상대방 없이는 독자 생존이 어려운 경우도 있다. 식물은 개미에게 집과 양분을 제공하고 개미는 식물을 보호해 삶의 터전을 지킨다. 한 가지 흥미로운 사실은 개미의 보호를 받는 식물이 해충에만 강한 것이 아니라 질병에도 강하다는 것이다. 개미와 식물을 공생 관계를 연구해온 덴마크의 오르후스 대학 요아킴 오펜버그 연구원은 개미가 치료하거나 예방하는 식물의 질병이 적어도 14종에 이른다는 연구결과를 학술지 오이코스(Oikos)에 발표했다. 연구팀에 의하면 개미의 질병 치유 능력은 페로몬 등에 포함된 항생 물질이 원인일 가능성이 가장 크다. 개미는 사회적 곤충으로 수많은 개체가 좁은 개미굴에서 살아간다. 그 만큼 감염병이 생기면 순식간에 퍼져 군집이 붕괴할 위험성이 크다. 따라서 많은 개미가 몸에서 항생 물질을 분비해 감염을 예방한다. 식물과 공생하는 개미는 항생 물질을 분비해 식물의 세균 및 곰팡이 감염을 막는 것으로 보인다. 개미 입장에서는 삶의 터전인 식물을 지킬 뿐 아니라 개미에게도 위험할 수 있는 병원균이 식물에 존재하는 것을 막는 효과가 있다. 과학자들은 개미의 질병 예방 및 치료 능력이 농업에 도움이 될 수 있다고 보고 있다. 실제로 농장에서 감염성 질환에 시달리던 사과나무가 나무 개미(wood ant)의 등장 이후 감염병이 줄어든 사례가 보고되기도 했다. 다만 개미는 일부 식물에만 공생하기 때문에 농업 부분에 널리 활용하기 위해서는 정확한 원인 물질과 기전을 밝혀 이를 응용한 치료제를 개발해야 한다. 연구팀인 이와 관련된 후속 연구를 희망하고 있다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

무더운 여름이나 격한 운동을 한 다음에는 이가 시릴 정도로 차가운 맥주 한 잔이 생각난다는 사람들이 많다. 역사상 가장 오래된 알코올 음료인 맥주는 물, 차(tea) 다음으로 세계에서 세 번째로 많이 소비되는 음료라는 말처럼 전 세계인이 즐겨 마시는 술임은 확실하다.약 1만년 전 인류가 농경을 시작하면서 저장된 곡물과 물이 만나 발효되면서 만들어진 것이 바로 ‘취하게 하는 물’인 맥주라는 것에 대해 많은 학자들이 의견 일치를 보이고 있다. 실제로 기원전 4000년쯤 수메르인들이 설형문자로 맥주를 만드는 방법을 기록해 놓고 있기도 하다. 맥주를 의미하는 영어단어 ‘비어’(beer)가 ‘마시다’라는 뜻의 라틴어 ‘비베레’(bibere)와 ‘곡식’을 뜻하는 고대 게르만어 ‘베오레’(bior)에서 유래됐다는 것만 봐도 그 역사를 짐작할 수 있다. 맥주의 주원료는 물, 대맥이라는 보리, 홉, 효모 등이다. 그런데 똑같은 원료로 만들더라도 맥주의 맛은 천차만별이다. 맥주의 본고장이라는 독일, 벨기에 과학자들과 미국 과학자들이 효모의 종류에 따라, 그리고 발효 중 서로 다른 효모들이 혼합되고 결합되는 하이브리드 과정을 거치면서 독특한 맛을 만들어 낸다는 사실을 각각 밝혀냈다.벨기에 VIB-KU 루벵 미생물센터, 루벵대 유전학연구소, 루벵 맥주연구소, 겐트대 식물생명공학·바이오인포매틱스학과, 독일 바이헨스테판 발효·식품관리 연구센터 공동연구팀은 밀가루를 빵으로 만들고 당분이 포함된 물을 맥주나 와인으로 바꾸는 대표적인 효모균 200여종의 게놈을 분석한 결과 이들 중 4분의1이 여러 종의 효모균 DNA가 섞인 ‘하이브리드 효모균’이라는 사실을 밝혀냈다. 미국 위스콘신 메디슨대, 스페인 농화학·식품기술연구소, 프랑스 파리 샤클레대, 아일랜드 더블린 트리니티칼리지, 포르투갈 리스본 노바대, 아르헨티나 코마휴국립대 국제공동연구팀도 전통 발효주인 맥주, 와인, 과실주 효모의 게놈을 분석한 결과 대표적인 7가지의 효모종(種) 게놈 조합을 발견했다. 이들의 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 에콜로지 앤드 에볼루션’ 22일자에 함께 실렸다.독일과 벨기에 연구팀은 전 세계적으로 유명한 괴즈 맥주(자연 발효시킨 에일 맥주의 한 종류)와 트래피스트 맥주(벨기에 등의 수도원에서 생산하는 에일 맥주) 같은 독일과 벨기에 정통맥주 속 효모를 분석했다. 그 결과 이들 맥주에는 에일 맥주를 만들어 내는 사카로스미세스 세레비지에를 비롯해 사카로스미세스 쿠드리아브제비, 유아바누스, 우바룸 등 다양한 맥주효모 DNA가 재조합된 새로운 잡종 효모균들이 작용함으로써 맥주의 독특한 맛과 향을 만들어 내는 것으로 확인됐다. 또 연구팀은 현재 전 세계적으로 널리 쓰이는 맥주 효모들의 기원을 분석한 결과 대부분이 중세시대 벨기에와 독일에서 유래된 것이라는 점도 밝혀냈다. 또 미국 포함 6개국 국제공동연구팀은 발효주에서 발견되는 100여개의 혼합 효모 게놈을 분석한 결과 혼합 효모에 영향을 미치는 대표적인 7가지 DNA 시퀀스를 발견했다. 이와 함께 대부분의 혼합 효모는 2~3개의 효모가 결합된 것으로 나타났지만 독특한 맛과 향으로 맥주 애호가들의 사랑을 받는 맥주들은 4~5개의 효모에서 비롯된 혼합 효모가 만들어 내는 것으로 연구팀은 밝혀냈다. 케빈 베르스트레펜 벨기에 루벵대 교수는 “맛이 좋고 향이 좋은 맥주를 만들기 위해 가장 중요한 것은 효모를 어떻게 구성하는가에 따라 달려 있다”며 “맥주의 맛도 발효화학 같은 과학의 힘에 좌우될 수 있다는 것을 보여 준 연구”라고 말했다. 크리스 토드 히팅거 미국 위스콘신 메디슨대 교수(유전학)도 “효모의 유전적 차이가 맥주라는 최종 산물까지 가는 분자반응 메커니즘을 다르게 만들고 그 때문에 맛과 향이 제각각 달라질 수 있는 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

뇌과학과 신경과학 관점에서 사람의 뇌는 생존의 뇌에서 시작돼 감정의 뇌, 사고의 뇌로 발달해 나갑니다. 겉으로는 어른과 다름없어 보이는 청소년기는 감정의 뇌에서 사고의 뇌로 넘어가며 급속히 발달하는 단계로, 완전히 뇌가 자란 상태는 아닙니다. 이 때문에 영유아기에서 청소년기, 청소년기에서 성인기로 넘어가는 시기에 문제가 생기면 뇌 발달에 문제가 생길 수밖에 없습니다. 소셜네트워크서비스(SNS)를 하면서 오랜 시간을 보내거나 엄마에게서 학대를 받은 아이들은 뇌 발달에 심각한 장애를 일으킨다는 연구 결과가 나왔습니다. 미국 나탄클라인연구소, 뉴욕대 의대 아동청소년정신의학과, 록펠러대 의대 신경내분비연구소, 캐나다 브리티시 컬럼비아대 세포생리학과 공동연구팀은 부모, 특히 엄마의 신체적·정서적 학대는 감정조절, 기억, 학습 등에 관여하는 것으로 알려진 뇌의 편도체와 해마에 심각한 손상을 미칠 수 있다는 연구 결과를 미국국립과학원에서 발간하는 국제학술지 ‘PNAS’ 22일자에 발표했습니다. 연구팀은 새끼를 막 출산한 어미 생쥐에게 일주일가량 전기충격 같은 외부자극으로 공포와 스트레스를 줬습니다. 그다음 출산 8일째 되는 날부터 새끼와 함께 지내도록 했습니다. 극도의 스트레스를 받은 어미는 새끼 생쥐에 대해 관심을 갖지 않고 방치하거나 새끼가 가까이 다가오면 앞발로 때리는 시늉을 하고 물어뜯는 등 물리적 학대를 하는 것이 관찰됐습니다. 연구팀은 어미에게 학대를 받은 새끼 생쥐의 뇌를 추적 관찰한 결과 편도체와 해마가 제대로 성장하지 않고 태어났을 때의 크기와 비슷한 상태로 남아 있다는 사실을 알게 됐습니다. 또 연구팀은 정상적인 새끼 생쥐에게 스트레스 호르몬이라고 불리는 코르티코스테론을 주입해 봤지만 학대받은 새끼 생쥐들처럼 뇌 성장에 문제가 발생하지는 않았다고 합니다. 학대가 여타 스트레스와 달리 뇌에 치명적이라고 볼 수 있는 부분입니다. 한편 영국 글래스고대 의대 정신의학부 연구진은 페이스북이나 트위터, 인스타그램은 물론 왓츠앱 같은 인스턴트 메신저 등 SNS를 하루 3시간 이상 사용하는 청소년의 경우 수면 시간에 이상이 발생하고 생체시계 교란으로 뇌 활동이 저하되면서 학습능률이 떨어질 뿐만 아니라 우울감, 불안감 같은 정서장애를 느끼는 경우가 많다고 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 영국의학회에서 발간하는 ‘BMJ 오픈’ 23일자에 실렸습니다. 아동 또는 청소년 관련 뇌과학, 심리학 분야 연구 중 ‘아이들을 제대로 키우기 위해 부모들은 이래서는 안 돼’라는 내용들이 많아 보이는 것이 사실입니다. 그런 연구 성과들을 보면 세상의 모든 부모들은 ‘우리 아이 잘 클 수 있을까’라는 불안감이 더 커지기도 합니다. 사실 현대 과학은 부모의 불안감이 자녀의 성장에 별 도움이 되지 않고 ‘다 너를 위해 그런 거야’, ‘나중에 잘살기 위해 지금은 조금 힘들 수밖에 없어’ 같은 부모의 말도 자기 위안에 불과하다는 것을 알려줍니다. 실제로 현재 행복감을 느끼는 아이들이 미래에도 행복한 어른이 된다는 것은 수많은 장기 추적 연구 결과에서 알 수 있습니다. 또 사회 안전망이 충분치 않고 사회 변동성이 지나치게 크거나 사회 구조가 경직돼 있을 때 불안감은 심해진다고 합니다. 한국 부모들이 자녀의 미래에 대해 막연한 불안감을 갖는 이유이기도 할 것입니다. 그렇지만 신이 아닌 이상 그 어떤 과학으로도 아이들의 미래를 예측하기는 쉽지 않습니다. 형제가 아무리 많아도 아이 한 명, 한 명의 성장 과정은 다릅니다. 그래서 육아는 미국 시인 로버트 프로스트가 이야기한 것처럼 ‘한 번도 가 보지 않은 길’입니다. 아이들의 미래를 위해 아무도 가 보지 않은 새로운 길을 가고자 고군분투하는 세상의 모든 부모들에게 격려의 박수를 보냅니다. edmondy@seoul.co.kr

SF의 단골 주무대이자 지구의 바로 옆에 있어 우주 첫 식민지로 꼽히는 행성. 다름 아닌 ‘화성’이다. 더군다나 화성은 과거에 지구와 비슷한 환경을 가지고 있었을 것이라 추정되면서 생명체도 존재했을 것이라는 추정하에서 많은 과학자들이 그 가능성을 추적하고 있다. 그런데 최근 과학자들이 화성에도 지구의 바다와 같이 짜디 짠 소금이 녹아있는 바다가 있었을 것이라는 증거를 찾아내 주목받고 있다. 미국 캘리포니아공과대(칼텍), 미국항공우주국(NASA) 제트추진연구소, 인디애나대, 텍사스A&M대, 볼더 우주과학연구소, 테네시 녹스빌대, 애리조나주립대 지구·우주탐사학부, 다트머스대, 로스알라모스 국립연구소, 프랑스 리옹대 지질학연구소, 앙제대 행성·지구역학연구소, 캐나다 뉴브룬스윅대 공동연구팀은 화성의 게일 크리에이터에 거대한 소금물이 존재했다는 사실을 밝혀냈다. 이 같은 연구결과는 지구과학 분야 국제학술지 ‘네이처 지오사이언스’에 실렸다. 연구팀은 화성 탐사선 큐리오시티가 2012년부터 보내온 자료들을 분석했다. 큐리오시티는 2011년 11월 말 발사돼 2012년 8월 화성의 게일 크리에이터에 착륙했다. 큐리오시티는 약 35~38억년 전에 운석 충돌로 만들어진 게일 크리에이터의 지형과 지표면을 분석해 화성의 역사와 지질구조를 정밀분석하는 임무를 수행 중이다. 연구팀이 이번에 발견한 소금호수의 흔적은 게일 크리에이터가 만들어졌던 당시에 형성됐으며 그 이후로 최소 수 백년에서 길게는 수 만년까지 오랜 기간 존재했던 것으로 분석되고 있다. 그러나 이후 우주선(線)이나 우주 방사능을 막아줄 수 있는 자기장이 사라지면서 대기층도 점점 약해져 지표면에 대한 압력이 낮아지게 되고 액체 상태의 물이 안정될 수 있는 조건은 없어져 결국 소금호수도 증발된 것으로 연구팀은 분석하고 있다. 연구팀은 화성에 있었던 소금호수는 현재 볼리비아-페루-칠레 국경을 맞대고 있는 중부 안데스 고산지대에 위치한 알티프라노 고원의 우유니 소금호수와 비슷했을 것으로 보고 있다. 알티프라노가 고도가 높고 건조한 고원지대에 위치한 것처럼 산맥의 강이나 개울이 바다로 흐르지 않고 닫힌 공간에서 호수로 만들어진 것처럼 화성의 소금호수 역시 마찬가지로 형성되고 사라졌을 것이라는 설명이다. 연구팀은 게일 크리에이터의 고대 소금호수가 몇 차례의 차고 마르는 과정을 거친 뒤 지금처럼 완전히 말라버린 것으로 보고 있다. 연구를 이끈 윌리엄 래핀 미국 칼텍 박사(행성과학)는 “이번 연구결과를 통해 과거 화성의 기후가 덥고 습한 시기와 건조하고 마른 시기가 번갈아가며 나타났다는 것을 알 수 있다”라며 “화성 생명체가 존재했다면 이 같은 기후 변화에 어떻게 적응했는지 파악할 수 있는 좋은 단서”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

식물은 햇빛과 물, 이산화탄소로 광합성을 해 필요한 영양분을 만들어 낸다. 과학자들은 지구온난화의 주범 중 하나인 이산화탄소를 고부가가치 물질로 전환할 수 있다는 점에서 식물의 광합성을 인공적으로 만들어 내려는 시도들을 하고 있다. 국내 연구진이 햇빛을 직접 이용한 인공광합성 방법이 효율이 더 높다는 사실을 밝혀내 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터 연구팀은 반도체 전극과 금속복합체를 이용해 빛의 유무에 따라 인공광합성 반응경로가 달라진다는 점을 규명하고 이산화탄소를 이용해 고부가가치 물질인 일산화탄소를 선택적으로 생산하는데 성공했다고 22일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학분야 국제학술지 ‘안게반테 케미’ 표지논문으로 실렸다. 자연 광합성은 이산화탄소를 유용한 물질로 전환하는 환원 반응만 일어나지만 빛을 흡수해 전력을 만들어내고 촉매반응을 촉진시키는 조촉매를 사용하는 인공광합성은 환원반응과 함께 수소 발생 반응이 함께 일어나 일산화탄소 생산효율을 높이기 어려운 것으로 알려져 있다. 또 인공광합성은 태양광을 전기에너지로 바꾼 다음에 수행되는 것과 빛 에너지를 직접 이용하는 방법이 있는데 두 방법 간 차이가 아직 알려지지 않아 인공광합성 기술 설계에 큰 어려움이 있는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 광전극과 조촉매를 이용해 빛 에너지를 직접 공급하는 인공 광합성 방식이 자연 광합성처럼 이산화탄소 환원 반응만 일어나게 할 수 있다는 사실을 확인했다. 또 전기에너지를 이용한 인공 광합성 방식은 이산화탄소 환원 반응을 일으키기 위해 높은 에너지가 필요하고 그 과정에서 수소 발생 반응이 나타날 수 밖에 없다는 것도 밝혀냈다. 이런 사실을 바탕으로 실험을 한 결과 빛에너지를 이용한 인공광합성을 할 경우 98% 이상 전자가 이산화탄소 환원반응에 참여해 수소 발생반응이 거의 일어나지 않고 전기에너지를 이용해 인공광합성을 할 경우는 14%의 전자만 이산화탄소 환원 반응에 사용되고 대부분 수소 발생반응에 참여하면서 고부가가치 물질 생산 효율이 떨어지는 것을 확인했다. 주오심 KIST 박사는 “이번 연구는 그동안 잘 알려지지 않았던 인공광합성의 빛반응 원리를 밝혀낸 것으로 고효율 인공광합성 시스템을 만들 때 중요한 이론적 기반이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

식사시간과 운동시간을 적절하게 변경하는 것이 운동효과를 최대치로 끌어올리는데 도움이 된다는 사실을 입증한 연구결과가 공개됐다. 영국 버밍엄대학과 바스대학 공동 연구진은 비만 또는 과체중으로 분류된 남성 30명을 대상으로 6주간 진행했다. 연구진은 실험참가자들을 운동 전과 후 아침식사를 한 그룹과 생활습관을 바꾸지 않은 그룹으로 나누고, 동일한 운동과 식사를 유지하도록 했다. 그 결과 아침식사 이전에 운동을 한 사람은 아침식사 후 운동한 사람에 비해 지방이 2배 더 많이 연소되는 것을 확인됐다. 연구진에 따르면 아침까지 공복을 유지한 경우, 인슐린 수치가 낮아진 상태에서 운동을 하게 되고 이 경우 주로 지방조직 및 근육 내의 지방을 에너지로 사용하기 때문으로 밝혀졌다. 6주의 실험기간 동안 참가자들의 체중이 감량하는 폭이 크진 않았지만, 아침식사 전 공복 상태에서 운동할 경우 신체가 인슐린에 더 잘 반응해 혈당수치를 조절하고, 잠재적으로 당뇨병과 심장병 등의 위험을 낮춘다는 장점이 있었다. 바스대학 건강학과의 하비에르 곤잘레스 박사는 “이번 실험은 운동할 때, 식사시간을 변경하면 전반적인 건강에 중대한 변화를 가져올 수 있다는 사실을 입증했다”면서 “이러한 변화는 체중감량에 큰 영향을 미치지는 않았지만, 전반적인 건강을 크게 향상시켰다”고 강조했다. 이어 “아침식사 전에 운동을 한 그룹은 인슐린에 대한 반응 능력이 높아졌다. 혈당에서 근육으로 포도당이 더 잘 운반이 됐고, 체내 단백질 수치도 더 높게 증가했다”고 덧붙였다. 연구진은 이번 연구가 남성을 대상으로 했다는 점에서 한계가 있으며, 차후 여성을 포함한 여러 그룹에 대한 연구를 진행할 예정이라고 밝혔다. 다만 전문가들은 빈혈이나 고혈압, 심장질환, 관절염이나 허리디스크 등의 증상이 있는 경우 공복 또는 아침 운동을 피하는 것이 좋다고 권장한다. 자세한 연구결과는 미국 내분비학회 학술지 ‘임상 내분비학·대사 저널’(Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

맷 데이먼이 주연한 SF 영화 ‘마션’(2015)은 ‘SF 영화는 흥행이 어렵다’는 징크스를 깨고 영화 ‘인터스텔라’(2014)에 이어 또 한 번 관객들에게 인기를 끌었다. 사고로 동료들과 떨어지게 된 주인공은 구조 때까지 기다리기 위해 여러가지 준비를 하는데 그 중 하나가 먹을거리 확보였다. 영양분이 풍부하고 충분한 에너지를 공급할 수 있는 식량을 확보하기 위해 주인공이 생각해 낸 것은 다름 아닌 ‘감자’이다. 영화적 상상력이 아니라 실제로 지구력이나 에너지를 지속적으로 내야 하는 운동을 하는 선수들에게 가장 좋은 식품이 ‘감자’라는 연구결과가 나와 주목받고 있다. 미국 일리노이대 운동역학 및 공중보건학과, 영양과학부, 동물과학과, 일리노이 어바나-샴페인대 생명공학센터, 미국 올림픽·패럴림픽 위원회 공동연구팀은 지구력이 필요한 장시간 운동을 위해서는 혈당 수치를 일정하게 유지하고 에너지를 내는 것이 필요한데 이를 위해 가장 좋은 식품이 다름 아닌 감자라고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국생리학회에서 발간하는 국제학술지 ‘응용생리학’ 19일자에 실렸다. 지구력이 필요한 운동을 하는 선수들의 경우 흔히 ‘에너지 젤’이라고 불리는 젤 형태의 탄수화물 농축액을 섭취하는 경우가 많다. 그런데 판매되고 있는 탄수화물 젤은 먹기 편하게 하기 위해 단맛을 가미해 오래 복용할 경우 거부감을 갖는 경우도 많은 것으로 알려져 있다. 이 때문에 연구팀은 지구력이 필요한 운동이나 일을 할 때 간편하고 오래 동안 먹어도 식상하지 않을 수 있는 대체제를 찾았다.연구팀은 여러 식료품 중 인체에 필요한 필수 아미노산들이 포함돼 있을 뿐만 아니라 체내 혈당을 급격히 높이지 않기 때문에 최적의 식품으로 감자를 꼽았다. 이에 연구팀은 건강한 사이클 선수 12명을 선발해 세 그룹으로 나눈 다음 운동을 하기 전 감자를 죽처럼 만든 퓌레나 탄수화물 젤, 물이나 에너지 음료를 마시도록 했다. 그 다음 120분 동안 사이클을 타도록 한 다음 혈당과 체온, 운동 강도, 위장 상태, 음식의 소화정도, 혈액 내 젖산염 농도 등을 측정했다. 그 결과 감자 퓌레를 섭취한 선수들의 혈당은 서서히 증가해 체내에 에너지를 일정하게 공급했을 뿐만 아니라 피로도를 의미하는 혈액 내 젖산염 농도는 탄수화물 젤을 섭취한 사람들보다 덜 상승하는 것으로 조사됐다. 더군다나 감자 퓌레를 섭취한 사람들은 탄수화물 젤이나 에너지 음료를 섭취한 사람들보다 위에 부담을 훨씬 덜 느낀 것으로도 조사됐다. 니콜라스 버드 일리노이대 교수(운동역학)는 “감자는 다른 식품이나 영양제보다 비용이 저렴하고 영양소가 풍부할 뿐만 아니라 탄수화물도 충분히 공급해줘 포만감까지 주기 때문에 지구력이 필요한 운동선수는 물론 밤샘 근무를 하는 사람들에게도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

죽음은 인간을 비롯한 살아있는 모든 생명체가 절대 피할 수 없는 숙명이다. 그렇지만 우리는 대개 이런 죽음에 대해 그리 깊게 생각하지 않는다. 이는 우리의 뇌가 죽음에 연연하지 않도록 최선을 다하고 있기 때문이라고 이스라엘 심리학자들이 주장하고 나섰다. 바르일란대 연구진이 시행한 새로운 연구에 따르면, 인간의 뇌는 죽음을 다른 사람들에게만 일어나는 불행한 사건으로 분류함으로써 실존적 공포를 막는다. 이 연구에 주저자로 참여한 야이르 도르-지데르만 연구원은 영국 일간지 가디언과의 인터뷰에서 “뇌는 죽음이 자신과 연관돼 있다는 점을 받아들이지 않는다”면서 “우리는 이런 원시적인 메커니즘(기전)을 갖고 있는 데 이는 뇌가 자신과 죽음을 연관하는 정보를 얻을 때 믿을 수 없다는 생각이 들게 하는 것”이라고 말했다. 연구진은 뇌의 이런 메커니즘은 죽음에 관한 생각을 잊게 함으로써 우리는 현재 순간의 삶을 즐기고 미래에 무슨 일이 일어날지 걱정하지 않을 수 있는 것이라고 설명하면서 모든 사람이 죽게 된다는 점을 이해하기 시작하는 어린 시절부터 뇌에서는 이런 메커니즘이 작동할 것이라고 추정했다. 연구진은 인간의 뇌가 죽음에 관한 생각을 어떻게 다루는지 조사하기 위해 놀랄 때 뇌에서 나타나는 신호를 측정할 수 있는 실험을 고안했다. 이들은 참가자들에게 컴퓨터 화면에서 순간 나타나는 얼굴들을 지켜봐달라고 요청하고 이들의 뇌 활동을 관찰했다. 화면에는 각 참가자 자신의 얼굴과 한 낯선 사람의 얼굴이 반복해서 나왔고 마지막에서는 전혀 다른 사람의 얼굴이 나타났다. 마지막 사람의 얼굴을 봤을 때 참가자들의 뇌는 놀랐을 때 나타나는 신호가 생성됐다. 왜냐하면 마지막 얼굴 이미지가 참가자가 예상한 얼굴과 달랐기 때문이다. 또 화면의 얼굴 옆으로는 단어가 함께 나왔는데 그중 절반이 ‘장례식’ 같이 죽음과 관련한 것이었다. 그 결과 참가자들은 자신의 얼굴이 죽음과 관련한 단어 옆에 나타났을 때 뇌에서 이를 예측하는 시스템이 중단되는 것으로 나타났다. 이는 자신을 죽음과 연관 짓기를 거부하는 것으로 이때는 놀랐을 때 나타나는 신호도 생성되지 않았다. 이에 대해 연구 책임저자인 에이비 골드스타인 심리학과 부교수는 “이는 우리가 자신에 관한 예측을 멈추거나 죽음이라는 정보를 자신이 아닌 다른 사람에 관한 것으로 분류함으로써 자신이 죽을 것이라는 생각을 의식적으로 막는 것을 시사한다”고 설명했다. 또 도르-지데르만 연구원은 “우리가 죽을 것이라는 생각을 이성적으로 부정할 수는 없지만, 우리는 죽음을 다른 사람들에게나 일어나는 일로 생각하는 것”이라고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘뉴로이미지’(NeuroImage) 11월호에 실릴 예정이다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

최근에는 스마트폰이 컴퓨터, 디지털카메라는 물론 오디오 기능까지 수행하는 등 그야말로 만능 스마트기기로 활용되고 있다. 스마트폰에서 운용되는 기능들이 늘어나면서 배터리 용량도 커지고 있다. 그렇지만 배터리 용량에는 한계가 있기 때문에 스마트폰을 사용하지 않는 경우는 충분히 충전이 돼야할 필요가 있다. 더군다나 5G통신, 사물인터넷(IoT) 등으로 인해 언제 어디서든 충전이 필요한 상황에서는 무선 충전의 중요성이 커지고 있다. 국내 연구진이 언제 어디서든 빠르게 무선충전이 가능하며 여러 개의 전자기기를 동시에 무선 충전할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 전기전자컴퓨터공학부 변영재 교수팀은 여러 개의 스마트기기를 동시에 무선 충전할 수 있을 뿐만 아니라 무선충전대에 정확히 거치시키지 않아도 충전이 가능한 대면적 자율배치 무선충전기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 국제전기전자공학회(IEEE)에서 발행하는 국제학술지 ‘IEEE 트랜쟁션 온 파워 일렉트로닉스’에 실렸다. 스마트 기기의 무선충전은 전류가 자기장을 일으키기도 하고 자기장이 전류를 발생시키는 원리를 이용하고 있다. 전원장치의 전류에서 발생된 자기장을 전자기기가 받아 다시 전류로 바꾸는 것이다. 기존 무선충전 기술을 자기장을 보내는 매질로 공기를 이용하는데 전자기기와 무선충전기가 정확히 일치하는 위치에 놓이지 않으면 충전효율이 급격히 떨어지거나 충전이 중단된다. 이에 연구팀은 자기장을 전달하는 매질을 ‘페라이트’라는 물질로 바꾼 것이다. 페라이트를 이용할 경우 공기로 자기장이 전달될 때보다 전송효율이 1000배 가량 좋아진다. 연구팀은 이와 함께 전원장치에서 자기장을 발생시키는 코일을 감는 방식도 다르게 해 전송효율을 높였다. 평평한 판형 구조의 페라이트에 코일을 위 아래로 감으면 판을 기준으로 위와 아래의 전류방향이 반대가 되면서 자기장이 상쇄된다. 그렇지만 코일을 비스듬하게 감으면 자기장 상쇄현상을 줄일 수 있게 된다. 변영재 교수는 “공기보다 자기저항이 낮은 페라이트를 이용함으로써 충전범위도 넓힘으로써 충전하고자 하는 휴대기기를 자유롭게 배치할 수 있다는 장점이 있다”라며 “이번 기술이 상용화될 경우 책상, 탁자, 벽, 바닥 등 원하는 부분에 무선충전장치를 설치해 어디서든지 간편하게 충전할 수 있게 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr