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

계명대 약학대학 제약학과 이상길 교수팀의 연구성과가 약학분야 우수 국제학술지인 “Pharmaceutics”에 게재됐다. 이상길 교수는 본 연구에서 치매 치료에 사용되고 있는 약물인 도네페질(donepezil)을 하이드로겔 형태의 경피흡수제형으로 개발했다. 현재까지 전 세계적으로 도네페질이 경피제형으로 개발된 사례는 없다. 국내외 주요 제약기업들이 앞 다투어 임상시험을 수행하는 등 연구개발에 박차를 가하고 있는 연구주제이다. 인지력의 손상을 일으키는 콜린효능성 결핍(cholinergic deficit)은 알츠하이머 질환의 신경퇴화의 중요한 병태생리학적인 특징 중의 하나이다. 도네페질의 작용기전은 항콜린에스터라아제인 콜린에스터라아제와 가역적으로 결합하여 아세틸콜린의 가수분해를 저해하는 것으로 알려져 있다. 결과적으로 콜린성 시냅스의 아세틸콜린 농도를 상승시켜 콜린성 전달을 증가시키게 된다. 또한, 도네페질은 중추적으로 작용하는 가역적인 아세틸콜린 에스터라아제 저해제이다. 본 연구에서는 폴리비닐알콜과 폴리비닐피롤리돈 고분자를 기반으로 한 하이드로겔 패취를 제조하여 쥐 피부를 이용한 경피투과 시험을 수행했다. 이어 무모쥐를 이용한 경피전달 약동학 실험을 수행하여 도네페질의 약물 농도가 혈중에 지속적으로 유지됨을 확인해 냈다. 도네페질의 반감기는 사람이 쥐에 비하여 긴 것으로 알려져 있으며, (사람에서의 소실 반감기는 약 70 시간) 이번 동물실험 결과는 사람에게서는 더욱 연장된 약효지속이 기대되는 결과이어서 향후 치매치료 분야에 새로운 제형을 제시함으로써 치매로 고통 받는 노령환자들의 삶의 질을 높이는 치매 치료제로 개발될 수 있을 것으로 기대된다. 이 연구성과가 게재된 “Pharmaceutics”지는 스위스 MDPI 출판사에서 출간되는 저널로써, 피인용지수(Impact Fact)가 4.773이고 당 연구분야 상위 10% 이내(9.551%)에 해당하는 약학분야의 저명국제학술지이다. 본 논문의 제1저자인 바샬 산토쉬(Bashyal, Santosh 네팔) 학생(대학원 약학과 박사수료)은 이상길 교수의 지도 아래 도네페질 경피제형의 설계 및 특성평가 연구들을 주도했으며, 동아제약 연구소에서 본 제제의 약동학적 특성평가를 수행하였다. 본 연구성과는 교육부의 ‘한국연구재단 대학중점연구소지원사업 (약물의존장애 핵심 진단기술 개발 및 치료전략 연구)’의 지원과 및 동아제약과의 공동연구 수행을 통하여 도출된 연구성과이다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

남극 바다 해빙에서 역사상 최초로 미세플라스틱 조각이 발견됐다. 전문가들은 인간이 만들고 퍼뜨린 오염물질이 지구상에서 가장 청정하다고 알려진 지역에서도 발견됐다며 충격을 감추지 못하고 있다. 호주 타즈매니아대학 산하의 해양 및 남극 연구센터 연구진은 2009년 남극에서 길이 1.1m, 폭 14㎝의 빙상코어(ice core)를 채취해 타즈매니아대학 연구실에 보유해왔다. 빙상코아는 빙상을 원통형으로 굴삭한 것으로, 주로 수㎞ 두께의 빙상퇴적물을 연구하기 위해 얻는 시료를 의미한다. 연구진은 해당 빙상코어를 저장고에서 꺼내 처음으로 분석을 시도한 결과, 빙상코어 내에서 폭 5㎜ 이하의 플라스틱 조각 14종, 96개가 발견됐다. 여기에는 비닐봉지의 원료로 널리 이용되는 폴리에틸렌도 포함돼 있었다. 이밖에도 나일론이나 폴리에스테르 등 섬유 성분도 확인됐다. 연구진은 북반구 극지방의 해빙이나 남극의 바다 수면 샘플에서 미세플라스틱이 발견된 사례는 있지만, 남극의 해빙에서 미세플라스틱 조각이 발견된 것은 이번이 처음으로 보인다고 밝혔다. 연구를 이끈 해양 및 남극 연구센터의 안나 켈리 박사는 “우리는 지난 1년간 연구원 또는 실험실 내에서 샘플(남극 빙상코어)을 오염시킬 만한 그 어떤 것도 존재하지 않는 상태에서 관찰을 거듭했고, 그 결과 남극의 해빙에 미세플라스틱이 존재한다는 사실을 최초로 확인했다”면서 “미세플라스틱의 크기가 작으면 작을수록 생태계에 미치는 영향을 더욱 커질 것”이라고 밝혔다. 이어 “이번에 남극 해빙에서 발견된 플라스틱 조각들은 일반적으로 남극 바다에서 발견되는 것보다는 크기가 큰 편이었다. 일반 바다 쓰레기처럼 이리저리 흘러 다니며 잘게 부숴질 수 없었기 때문”이라면서 “다만 잘게 부서진 초극세사(microfibre) 합성 섬유들이 포함돼 있는 것으로 보아 관광객이나 연구진들의 옷이나 장비로부터 떨어져 나온 것으로 추정된다”고 덧붙였다. 전문가들은 남극 해빙에서 발견된 미세플라스틱이 해당 지역에 서식하는 크릴 등 작은 플랑크톤에 먼저 영향을 미치며, 향후 플랑크톤을 먹고 사는 다른 해양 동물에게도 부정적인 영향을 미칠 수 있다고 경고했다. 자세한 연구결과는 해양환경 분야 저명 학술지인 ‘마린 폴루션 불리틴’(Marine Pollution Bulletin) 최신호에 게재됐다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지구 표면의 가장 바깥쪽을 차지하는 토양과 암석으로 이뤄진 지각이 적어도 32억 년 전부터 움직이기 시작했다는 분석 결과가 나왔다. 이는 기존 이론들보다 최대 13억 년 빨라진 것이다. 지각은 7개의 주요 지각판과 여러 작은 지각판으로 나뉘는 데 1년에 최소 1㎝부터 최대 16㎝씩 움직인다. 미국 하버드대 등 공동연구팀은 지각의 이동은 지구 역사에서 얼마나 일찍 발생했는지 알아내기 위해 이 연구를 수행했다. 연구에서는 가장 오래된 지각 조각에 속하는 서호주의 암석들에서 32억 년 전부터 지각이 매년 약 2.5㎝씩 이동했다는 증거가 나왔다. 지각 활동이 언제 시작됐는지에 대해서는 여러 이론이 있는데 지금까지는 최소 10억 년 전에서 최대 30억 년 전까지였다. 따라서 이 연구는 최대 추정치보다 2억 년 일찍 지각이 움직이기 시작했음을 보여주는 것이다.연구팀에 따르면, 가장 이른 지각 활동의 단서들은 30억 년 이상 된 호주 암석들에서 나왔다. 이들 연구자는 지각 이동이 생각보다 빨라서 오늘날과 비슷한 판의 이동이 일어났다는 가장 오래된 증거를 발견했다고 믿는다. 이들은 또 이 연구가 당시 지구가 오늘날 세계와 구조가 매우 비슷했다는 점을 보여준다고 생각한다. 연구팀이 분석한 암석들은 호주 서부 필바라의 암석권에서 나온 것이다. 암석권은 암석으로 구성돼 있는 지각 표층부로, 이곳은 대륙지각과 해양지각이 붙어있다.연구를 이끈 앨릭 브레너 하버드대 박사과정 학생은 “이번 결과는 기본적으로 지구의 판 이동이 시작한 시기가 훨씬 더 오래됐다는 것을 보여주는 지질학적 증거”라고 설명했다. 여러 지각판의 상대적 움직임에 의해 다양한 지질 현상이 일어나는 것을 판 구조론이라고 하는데 이는 생명의 진화와 행성의 발전에 관한 열쇠가 된다. 지표에는 모두 15개의 지각판이 맨틀 위를 떠돈다. 이들 판의 움직임이 대륙의 위치를 정하고 산맥 등 지형 형성에 도움을 준다. 이는 또 새로운 암석을 지표 위로 노출하게 해 수십억 년에 걸쳐 지구의 표면 온도를 안정화하는 화학적 반응으로 이어졌다. 이로 인한 안정된 기후는 생명 진화에 결정적 요인이 된다고 이들 연구자는 말한다. 게다가 최초의 지각 이동이 발생한 시기는 오랫동안 지질학계에서 논쟁의 쟁점이 돼 왔기에 이를 밝히기 위한 모든 정보는 가치가 있다. 지구의 날인 22일 발표된 이 연구는 지금까지 이론에서 부족한 부분을 채우는 데 도움을 주며 기존 생각보다 좀 더 온화한 환경에서 최초의 생명이 발달했음을 제시한다. 연구에 참여한 로저 푸 조교수는 “우리는 지구를 움직이는 지구물리학적 원리를 이해하려고 애쓰고 있다”고 말했다. 푸 조교수는 또 판의 이동은 생명체에 필요한 요소들을 지구로 들이고 내보내는 역할을 한다고 말했다. 이는 태양계의 다른 행성들과 외계행성들에 관한 이해에도 도움을 주는 과정이다.이들 연구자는 이 연구를 위해 필바라 크레이톤으로 조사 여정을 떠났었다. 우리 말로 강괴를 뜻하는 크레이톤은 대륙괴나 안정지괴로도 불리는 지각의 원초적이고 두꺼우며 매우 안정된 부분을 말한다. 보통 크레이톤은 지각판의 중앙부에서 발견되며 고대 대륙들의 중심부였다. 이런 특징은 크레이톤을 지구과학적 연구를 하기에 좋은 천연 장소로 만든다. 필바라 크레이톤은 길이가 약 480㎞에 달한다. 이는 미국의 펜실베이니아주(州)와 대략 같은 크기다. 2017년 푸 조교수와 브레너는 꿀빨이새 현무암(Honeyeater Basalt)으로 불리는 암석에 구멍을 뚫어 폭 2.5㎝ 정도의 중심부 표본을 채취했다. 특히 이들 연구자의 연구는 기존 대다수의 연구와 다르다. 왜냐하면 두 사람은 시간이 지남에 따라 암석의 위치를 측정하는 부분에 초점을 맞췄지만, 다른 연구는 지각의 움직임을 시사하는 암석의 화학 구조에 초점을 맞춘 경향이 있기 때문이다. 연구팀은 최신 양자 다이아몬드 현미경을 사용해 이번 발견을 확인했다. 하버드대와 매사추세츠공대(MIT)의 공동연구팀이 개발한 이 현미경은 암석 표본의 자기장과 입자를 이미지화한다. 연구팀은 논문에서 진극배회(眞極徘徊·True Polar Wander)로 불리는 현상을 배제할 수 없었다고 지적했다. 이 현상 역시 지구의 표면을 움직일 수 있다. 이런 지질학적 움직임의 시간 간격 때문에 이번 결과는 판구조론 쪽으로 더욱더 기운다. 자세한 연구 성과는 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 연구진이 알츠하이머 치매로 인한 인지기능 저하를 막고 원래대로 되돌릴 수 있는 단백질을 찾아냈다. 카이스트 생명과학과, 바이오및뇌공학과, 서울대 의과학대학 공동연구팀은 뇌 속에 존재하는 신경 펩타이드 중 하나인 ‘소마토스타틴’이 뇌 인지기능을 높일 수 있다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 22일자에 실렸다. 지난해 기준 국내 65세 이상 노인 10명 중 1명은 치매를 앓고 있는 것으로 확인됐다. 치매는 알츠하이머나 알콜, 외상 등 다양한 원인으로 발생하는데 기억력 손실, 인지기능과 운동기능을 떨어뜨려 일상생활을 어렵게 만든다. 최근 고령 인구가 늘어나면서 치매 환자들도 점점 늘고 있는 추세이지만 마땅한 치료방법은 없다. 연구팀은 알츠하이머 치매 환자의 뇌 척수액을 분석한 결과 일반인에 비해 소마토스타틴의 양이 현저하게 적다는 점에 주목했다. 소마토스타틴은 사람을 포함한 포유류들의 중추신경계에 존재하는 물질로 정보처리 정도를 조율한다. 소마토스타틴은 대뇌 피질에서 흥분성 신경세포 활성을 억제하는 ‘가바’를 분비하는 신경세포에서 나오는 것으로도 알려져 있다. 뇌 기능 관련 연구에 있어서 지금까지는 가바에만 주목해 소마토스타틴의 역할에 대해서는 많이 밝혀져 있지 않았다. 연구팀은 생쥐에게 뇌 시각피질과 뇌척수액에 소마토스타틴을 직접 주입해 시각정보 인지·식별능력 향상 여부를 파악한 결과 실제로 시각정보 인지능력이 눈에 띄게 향상된 것을 확인했다. 연구팀은 주사전자현미경을 이용해 뇌 신경망 변화를 관찰한 결과 실제로 소마토스타틴이 주입된 생쥐는 인지관련 신경망이 일반 생쥐와 똑같이 회복된 것도 확인했다. 이승희 카이스트 생명과학과 교수는 “이번 연구에서 그 기능을 확인한 소마토스타틴은 생체 내 독성이 없어 뇌나 뇌 척수액에 안전하게 주입할 수 있다는 장점을 갖고 있어서 사람을 포함한 포유류 인지기능 조절 약물에 적용할 수 있다”라며 “소마토스타틴과 비슷한 기능이나 구조를 가진 인공 단백질 합성체를 개발해 치매나 파킨슨병 등 퇴행성 뇌질환 치료제 개발에 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘지크문트 프로이트’라는 이름을 들으면 그의 업적을 자세히 알지는 못하더라도 ‘오이디푸스 콤플렉스’와 ‘정신분석학’ 정도는 쉽게 떠올립니다. 19세기 말~20세기 초 과학과 의학 분야는 놀라운 발전을 이루고 있었지만 인간의 마음을 이해하는 정신의학은 유독 발전이 더뎠습니다. 이때 프로이트는 무의식, 억압, 방어기제 등에 관한 이론과 대화를 통해 환자의 무의식을 들여다보는 치료법으로 무장한 정신분석학을 제시해 정신의학을 한 단계 끌어올렸습니다. 프로이트의 이론은 이후 많은 학자로부터 비판을 받고 새롭게 해석되는 과정을 거치면서 주류의 자리에서는 밀려났지만 무의식이 인간 행동에 어떤 영향을 미치는지, 어린 시절 경험이 어떻게 성인기까지 이어지는지와 같은 인간 발달 분야에서는 여전히 중요한 역할을 하고 있습니다. 미국 메릴랜드대 인간발달·양적연구학과, 아메리카 가톨릭대 심리학과, 국립보건원(NIH) 산하 국립정신건강연구소(NIMH) 공동연구팀은 성인기의 성격이나 삶의 방식에 영유아기 때 기질이 그대로 반영된다는 것을 재확인했습니다. 이 같은 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 21일자에 실렸습니다. 성인들이 특정 상황에서 일관된 특성이나 행동양식을 보이는 것을 ‘성격’이라고 합니다. 영아들도 외부 자극에 대해 주의 집중과 반응, 자기조절능력 같은 일관된 태도를 보입니다. 반응과 행동이 느린 아기가 있는가 하면 예민한 아기도 있습니다. 잘 웃고 호기심이 많은 아기가 있지만 쉽게 울고 보채며 외부 자극에 관심을 보이지 않는 아기도 있습니다. ‘기질’이라는 생물학적 차이 때문입니다. 어린 시절 기질이 어른이 됐을 때 성격에 영향을 미친다는 연구는 지금까지 많았습니다. 이번 연구팀은 이전 연구들보다 2년가량 더 어린 아기들을 20대 후반까지 추적함으로써 기질과 성격의 관계에 대해 분석했습니다. 이를 위해 연구팀은 1989~1993년 미국 워싱턴DC에서 태어난 아기 165명을 대상으로 생후 4개월 때부터 25년 동안 장기 추적했습니다. 연구팀은 생후 4개월에는 부모들을 대상으로 아기들의 행동 설문조사를 실시하고 14개월 때는 실험실에서 낯선 환경과 낯선 사람, 새로운 장난감과 접하도록 한 뒤 반응을 비디오로 촬영해 분석했습니다. 아이들이 15세가 됐을 때는 여러 자극 중 특정 자극에만 집중하도록 하는 수반자극과제를 수행하도록 한 다음 뇌파측정(EEG)을 실시했습니다. 26세가 됐을 때는 교육 정도, 직업, 결혼 여부와 성격, 평소 생활방식 등에 대해 설문조사를 했습니다. 분석 결과 낯선 사람이나 사물, 낯선 상황을 두려워하고 회피하는 행동을 특징으로 하는 행동억제(BI) 기질을 보였던 아이들은 주의 집중력이 높아 과제 성취도는 높지만 내성적인 어른으로 성장하는 경향이 강한 것으로 나타났습니다. 또 일반적인 수준보다 높은 우울감, 불안감을 보일 가능성이 있는 것으로도 조사됐습니다. 다소 뻔한 결론 같지만 연구진이 이야기하고 싶은 것은 아이마다 기질이 다르고 그에 맞게 성장한다는 것입니다. 기질에 따라 아이들 스스로 환경에 대응할 수 있는 능력을 갖추게 된다는 말입니다. 어른들의 생각과 잣대를 가지고 억지로 아이들을 짜 맞추려고 하다 보면 오히려 잘못될 수 있습니다. edmondy@seoul.co.kr

유럽 농업생명과학센터(CABI), 프랑스 국립항공생물학감시네트워크(RNSA)와 미국, 스위스, 영국, 네덜란드, 이탈리아, 오스트리아, 세르비아 8개국 공동연구팀은 돼지풀잎벌레가 돼지풀 꽃가루 때문에 생기는 알레르기 환자를 연간 1120만명가량 줄이고 관련 의료비를 약 64억 유로(약 8조 4924억원) 절약할 수 있다는 사실을 밝혀내 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 22일자에 발표했다. 연구팀은 2004~2012년 유럽 전체 꽃가루 발생 지도와 꽃가루로 인한 알레르기 환자 발생 지도를 만들어 비교하고 돼지풀잎벌레를 확산시켰을 때 상황을 시뮬레이션했다. 그 결과 돼지풀잎벌레가 돼지풀 꽃가루 발생을 82%나 줄일 수 있으며 일부 지역에서는 돼지풀을 100% 제거할 수 있음을 확인했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

가슴 보형물 덕분에 총에 맞고도 목숨을 구한 캐나다 여성의 사연이 논문의 사례로 등장했다. 미국 CNN, 영국 일간지 데일리메일 등 해외 언론의 21일 보도에 따르면 2018년 캐나다 토론토에 사는 30대 여성은 길을 걷다가 신원을 알 수 없는 사람으로부터 총에 맞았다. 어느 방향에서 총알이 날아오는지 알아챌 틈도 없이 총에 맞은 이 여성은 왼쪽 가슴과 늑골 부위에서 타는 듯한 통증을 느꼈고, 이내 피가 흐르는 것을 확인했다. 하지만 놀랍게도 이 여성은 과다출혈로 쓰러져 의식을 잃거나 현장에서 목숨을 잃은 것이 아니라, 자신의 발로 직접 걸어 병원을 찾았다. 총에 맞았음에도 불구하고, 여성의 부상이 일반적인 총상보다 심각하지 않았기 때문이다. 이 여성을 진료한 온타리오의 병원 의료진은 놀라움을 감추지 못했다. 총상을 입었다는 것을 확인한 직후 수술을 시작했고, 의료진은 여성의 가슴 보형물이 총상을 입고도 목숨을 부지하는데 매우 큰 역할을 했다는 사실을 알게 됐다. 의료진에 따르면 범인이 쏜 총이 여성의 가슴 보형물과 충돌했고, 보형물 탓에 총알의 방향이 바뀐 뒤 갈비뼈를 부러뜨린 것으로 확인됐다. 만약 총알이 원래의 방향대로 날아갔다면 이 여성은 목숨에 위협을 받을 만큼 위중한 상태가 됐을 것이라고 의료진은 설명했다. 의료진은 “가슴 보형물에 남아있는 흔적과 총상의 흔적 등을 토대로 살펴봤을 때, 총알이 가슴 보형물에 맞아 궤도가 바뀌었다는 것을 알게 됐다”면서 “이런 사례는 매우 극소수이지만, 실제로 비슷한 사례에서는 총알이 가슴 보형물과 충돌하면서 속도가 느려졌을 뿐, 궤도가 바뀐 사례는 없었다”고 밝혔다. 이어 “총알은 왼쪽 가슴을 뚫고 오른쪽 갈비뼈를 부러뜨린 뒤 몸을 관통했다. 만약 원래의 방향대로라면 심장과 폐에 직격타를 안겨 환자가 매우 위중한 상태에 빠졌을 것”이라면서 “환자는 수술을 통해 가슴에서 보형물을 제거하고, 총알이 관통한 부위의 상처를 소독하는 치료를 받았다”고 덧붙였다. CNN에 따르면 당시 사건 현장 주변에서는 총기가 발견되지 않았으며, 사건의 범인 역시 잡히지 않은 상태다. 한편 가슴 보형물 덕분에 목숨을 구한 총상 환자의 사례는 지난 15일 영국에서 발행되는 학술지 세이지 저널(SAGE Journal)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr