지구에서 약 73광년 떨어진 항성 주위에서 외계행성 세 개가 발견됐다. 이들 행성은 먼지와 가스가 뭉쳐 행성을 형성하는 모형에서 ‘잃어버린 고리’일 수 있어 학계의 관심이 집중되고 있다. 미국 매사추세츠공대(MIT) 등 국제 연구진이 미 항공우주국(NASA) 우주망원경 ‘테스’(TESS)를 사용해 적색왜성(M형 주계열성) ‘TOI-270’ 주위에서 슈퍼지구 1개와 미니 해왕성 2개를 발견했다고 세계적 학술지 네이처 자매지 ‘네이처 아스트로노미’(Nature Astronomy) 최신호(29일자)에 발표했다.지난 3월 화가자리에 있는 이 항성에서 가장 가까운 약 450만㎞(약 0.03AU) 떨어진 곳에서 발견된 슈퍼지구 ‘b 행성’(TOI-270 b)은 지름이 지구보다 약 1.2배 더 크다. 슈퍼지구는 지구보다 크지만 그 지름이 지구의 1.75배 이하이고 질량은 2~10배 정도인 암석형 행성을 말한다. 이 행성의 공전 주기는 3.4일로 항성과 바짝 붙어있어, 지구형 행성이지만 평균 온도가 약 254°C에 달해 생명체가 도저히 살 수 없는 곳으로 추정된다. 또 이 항성에서 750만㎞(약 0.05AU) 떨어진 첫 번째 미니 해왕성 ‘c 행성’(TOI-270 c)의 지름은 지구의 약 2.4배로 세 행성 중 가장 크다. 미니 해왕성은 지구 지름의 2~3.5배 사이의 행성으로 표면에 수소와 헬륨으로 된 기체를 지닌 가스형 행성이다. 이들은 해왕성이나 천왕성 같은 행성이지만, 기체가 적은 형태의 행성으로 추정된다. 공전 주기는 약 5.7일, 평균 온도는 약 150°C에 달한다. 두 번째 미니 해왕성 ‘d 행성’(TOI-270 d)은 모성에서 약 1100만㎞(약 0.07AU) 거리에 있으며 그 지름은 지구의 약 2.1배다. 공전 주기는 약 11.4일이며 평균 온도는 약 66°C다. 이에 대해 연구를 이끈 MIT 천체물리학자 막시밀리안 귄터 박사는 “항성 TOI-270은 곧 지구형 행성과 가스가 좀더 우세한 미니 해왕성 사이의 잃어버린 고리를 연구할 수 있게 해줄 것”이라면서 “왜냐하면 이 항성계에서는 이 모든 형태의 행성들이 같은 시스템(항성계)에서 형성됐기 때문”이라고 설명했다. 이는 태양계에 이들 행성처럼 지구와 해왕성 크기 사이에 속하는 행성이 없어 행성 행성의 비밀을 밝히는 데 도움이 된다는 얘기다. 따라서 연구진은 슈퍼지구와 두 미니 해왕성의 형성 경로가 같은지 아니면 다른지를 확인할 수 있기를 기대한다.이런 세 행성이 발견된 항성 TOI-270의 이름은 지난해 4월 발사된 뒤 관측 임무를 수행하고 있는 TESS가 발견한 천체들 가운데 행성을 거느릴 가능성이 높은 관심 천체(OI·Object of Interest) 중 270번째(270)라는 뜻에서 이런 약칭이 붙었다. 또한 연구진은 이 항성계 안에 더 많은 행성들이 숨겨져 있을 가능성이 높다고 추정한다. 그중 일부 행성은 생명체 거주 가능 공간에 있을지도 모른다. 귄터 박사는 “TOI-270은 외계행성 과학을 위한 진정한 디즈니랜드이자 TESS가 발견한 가장 중요한 항성계 중 하나”라면서 “이는 하나가 아닌 여러 이유로 뛰어난 실험실로 정말 사람들이 좋아할 요소를 다 갖췄다”고 말했다. 연구진은 앞으로 TESS보다 적외선 분해능이 뛰어난 차세대 제임스 웹 우주망원경(JWST)이 배치되면 TOI-270에 관한 더 자세한 관측 연구에 집중할 계획이다.한편 TESS는 ‘천체면통과 외계행성 탐색 위성’(Transiting Exoplanet Survey Satellite)의 약자로 지난해 11월 퇴역한 케플러 우주망원경의 후임으로 그해 4월 발사됐다. TESS는 2년 동안 슈퍼지구를 포함해 1500개의 외계행성 후보 물질을 분류하는 임무를 수행한다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

장수하는 사람들이 공통으로 지닌 특정 유전자가 혈관을 젊게 유지하도록 도울 뿐만 아니라 이를 이용하면 심혈관계 질환을 막는 약을 개발할 가능성이 있다는 연구 결과가 나왔다. 이탈리아 임상보건의료 과학연구소(IRCCS)와 살레르노대 등이 주도한 국제 연구진이 이른바 ‘센터내리언 유전자’(100세인 유전자)로 알려진 장수 유전자를 쥐들에게 주입한 실험에서 해당 유전자가 일반적인 동맥경화증을 예방하는 것을 발견했다고 국제학술지 유럽심장학회지(European Heart Journal) 최신호(10일자)에 발표했다. 30명의 과학자가 서술한 이번 연구 논문에 따르면, ‘BPIFB4’(BPI fold containing family B, member 4)라는 단백질을 인코드하는 유전자의 ‘장수 관련 변이주’(LAV·longevity-associated variant) 즉 ‘LAV-BPIFB4’를 주입한 쥐들에게서 동맥 내벽에 쌓이는 플라크의 양이 줄어든 현상이 확인된 것이다. 플라크는 지방과 콜레스테롤 그리고 칼슘 등의 성분으로 이뤄진 덩어리로 동맥 내벽에 쌓이면 동맥경화증이 생겨 혈압이 점차 높아지고 결국 심장마비나 뇌졸중 등 심혈관계 질환을 유발하는 주된 원인이 되는 것이다. 연구진은 이전 연구에서 100세가 넘게 오래 사는 사람들이 공통으로 ‘LAV-BPIFB4’라는 유전자 변이주를 지니고 있다는 것을 발견하고 이 덕분에 동맥경화증이 생기지 않거나 늦게 나타나는 것을 확인했다. 그리하여 이번 연구에서는 장수 유전자가 없어도 이 유전자의 단백질을 주입하면 혈관을 건강하게 만드는 효과가 있는지를 알아보기 위해 동물 실험을 진행한 것이다. 이에 따라 연구진은 심장질환 위험이 있는 쥐들을 대상으로 유전자를 조작해 LAV-BPIFB4나 정상 유전자가 발현하도록 했었다. 연구에 주저자로 참여한 IRCCS 및 살레르노대 소속 안니벨레 푸카 박사는 “결과는 극히 고무적이었다. 우리는 혈관 내벽인 내피의 기능이 향상하는 것을 관찰했다”면서 “동맥에서 동맥경화를 일으키는 플라크가 감소했을 뿐만 아니라 염증 상태 역시 줄었다”고 말했다. 혈관이 좁아지거나 막히면 가슴 통증과 함께 심장마비나 뇌졸중이 생길 수 있다. 염증은 신체가 동맥 속 플라크를 이물질로 인식한 뒤 그에 관한 면역반응을 일으킬 때 생긴다. 이는 시간이 지나면 혈관을 자극해 플라크가 느슨해져 색전증까지 일으킨다. 색전증은 심장과 뇌에 산소가 풍부한 혈액을 공급하는 것을 더욱 제한할 수 있다. 연구진은 또 실험실에서 인공 배양한 사람의 혈관에 LAV-BPIFB4의 단백질을 주입하는 실험을 진행했다. 그 결과, LAV-BPIFB4 단백질은 혈관을 더 건강하게 하는 긍정적인 효과를 보이는 것으로 나타났다. 연구에 공동저자로 참여한 카르민 베키오네 박사는 “이는 LAV-BPIFB4 단백질을 기반으로 한 약물 개발에 관한 길을 열어준 것”이라면서도 “물론 그렇게 되려면 여전히 많은 연구가 필요하다”고 지적했다. 이와 함께 “하지만 우리는 환자들에게 이 단백질을 투여함으로써 노화에 따른 심혈관 손상을 늦출 수 있다고 생각한다”면서 “즉 어떤 사람이 장수 유전자를 갖고 있지 않더라도 우리는 그와 같은 수준의 보호 효과를 제공할 수 있을 것”이라고 기대감을 드러냈다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

달에 추측보다 더 많은, 미래에 인류가 이주했을 때 생존할 수 있을 정도의 얼음이 존재한다는 이론이 연구를 통해 제기됐다. 미국 캘리포니아대학 로스앤젤레스캠퍼스(UCLA) 연구진에 따르면 현재 달의 환경은 수성과 비슷하며, 수성처럼 지표면 아래에 거대한 양의 얼음을 품고 있다. 달과 수성 모두 태양과 비교적 근접하지만 태양빛이 거의 닿지 않는 양극에는 얼음이 존재하기 때문이다. 연구진은 심화 연구를 위해 달과 수성의 크레이터를 비교 분석했다. 달과 수성은 비슷한 시기에 형성돼 지형이 비슷한 것으로 알려져 있지만, 관측 결과 수성에는 달보다 크레이터가 더 적었다. 2009년 미국항공우주국(NASA)이 무인 달 탐사선인 ‘달 분화구 관찰 및 탐지위성’(LCROSS)를 달의 남극 분화구에 고의로 충돌시킨 결과, 충돌 당시 우주 공간으로 튀어 오른 파편들의 주성분이 물과 얼음이라는 사실이 확인된 바 있다. 연구진은 이 같은 이전 실험결과에 주목해 달 정찰 궤도위성(LRO)의 데이터를 이용, 1만 2000개에 달하는 달의 크레이터를 분석하고 이 결과를 얼음이 존재할 것으로 예상되는 수성의 크레이터 형태와 비교 분석했다. 그 결과 이 크레이터들이 수성에 존재하는 것으로 믿어지는 것과 유사하게, 두꺼운 얼음 퇴적물을 가지고 있을 가능성이 있다는 사실이 확인됐다. 이 크레이터 부근에는 짙은 그림자가 있고, 이것이 두께가 수 m인 얼음 퇴적물의 존재를 의미한다는 것. 연구진은 이 가설이 사실이라면, 이 크레이터 하나당 최대 1억 t에 달하는 얼음이 존재할 수 있다고 설명했다. 이는 2009년 달 분화구 관찰 및 탐지위성이 추측한 추정치의 2배에 달한다. 연구진은 "달에 묻혀있는 상당한 양의 얼음은 미래에 인류가 달로 이주했을 때 생존에 큰 도움이 될 것"이라면서 "미래의 달 탐사선에 크레이터의 그림자(음영)을 연구하고, 이를 통해 추측과 가설을 확인하는데 필요한 프로그램이 사용돼야 한다"고 제안했다. 자세한 연구결과는 저명한 학술지인 ‘네이처 지구과학‘(Nature Geoscience) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

알래스카에 있는 한 빙하의 해저 부분이 이전 예측보다 최대 100배 빨리 녹고 있다는 충격적인 분석 결과가 나왔다. 미국 오리건대 연구진이 미 알래스카주(州) 주도인 주노 남쪽 해안에 있는 르콩트 빙하의 해저 부분을 음파탐지 기술을 사용한 새로운 조사 방식으로 연구한 결과 예상 밖으로 녹는 비율(용융률)이 높은 것으로 나타났다고 밝혔다. 연구를 이끈 해양학자 데이브 서덜랜드 교수와 그 동료 연구원들은 르콩트 빙하의 해저 경계면의 변화를 지도로 작성하기 위해 2016년 8월 중 6회, 2017년 5월 중 5회에 걸쳐 어선 한 척에 탑재된 다중빔음향측심기를 사용했다. 이들 연구자는 또 빙하가 녹은 물인 융빙수의 유출에 의한 주변 환경 변화를 예측하기 위해 그 온도와 염도 그리고 유속에 관한 자료를 수집했다.이를 통해 연구진은 두 계절 사이의 융빙 변화를 살필 수 있었다. 이에 대해 연구에 참여한 해양학자 레베카 잭슨 교수는 “우리는 르콩트 빙하 주변 해양 환경과 융빙 속도를 측정했으며 그 측정치가 예측했던 자료와 관련이 없다는 것을 알 수 있었다”면서 “이는 용융률이 현저하게 높으며 때로는 기존 이론의 예측보다 100배 높은 것까지 보여준다”고 말했다. 빙하의 용융률은 두 시점 모두 높았지만, 봄에서 여름으로 변할 때 특히 증가했다고 연구진은 보고했다. 이번에 활용한 음파탐지 기술의 장점은 바다에서 끝나는 수직면의 빙하를 분석할 수 있다는 점인데 대륙과 이어진 빙붕을 통해 빙하 경계면에 직접 도달해야 하는 기존 기술로는 연구할 수 없다.서덜랜드 교수는 “이런 식으로 빙하에 접근할 수 있는 수단은 없다”면서 “조수빙하는 항상 분리(calving)되고 매우 빨리 이동해 배를 타고 가까이 다가가기에도 위험하다”고 설명했다. 게다가 해저 빙하의 용융에 관한 기존 연구는 빙하 근처 상태를 측정하고 나서 이를 가지고 직접 테스트해 본 적이 없는 기존 이론에 근거해 용융률을 예측하는 것이었다. 잭슨 교수는 “이 이론은 빙하 연구 분야에서 널리 쓰여왔다”면서 “이론은 빙하 모형에서 바다가 1~2도 정도 따뜻해지면 빙하는 어떻게 반응하는가와 같은 과제를 연구하는 데 쓰인다”고 말했다. 연구진에 따르면, 기존 이론적인 예측이 빙하 용융 속도를 과소평가했던 이유는 빙하 용융의 한 형태를 크게 간과했기 때문이다. 해수면에 떠 있는 대량의 융빙수에서 전형적으로 유출로 이어지는 용융에 초점이 맞춰진 기존 모형은 빙하 밑으로 방류된다. 그 양은 빙하 표면에 저항해 속도를 높이고 양을 늘려 빙하가 천천히 주변 해수로 퍼지기 전 빙하의 침식을 돕는다. 하지만 이렇게 유출된 대량의 융빙수는 전형적으로 빙하 표면의 작은 부분에만 영향을 끼친다고 서덜랜드 교수는 주장했다. 반면 주변의 용융은 전통적으로 그 속도가 10분의 1에서 100분의 1로 낮아서 중요하지 않다고 생각돼 왔지만, 실제로는 빙하 표면 전체에 작용한다는 것이다. 잭슨 교수에 따르면, 음파탐지 기술에 기반을 둬 측정하는 접근 방식은 미래에 다른 빙하에도 적용할 수 있으며 미래의 해수면 상승을 더욱 정확하게 예측할 수 있다. 서덜랜드 교수는 “미래의 해수면 상승은 주로 이런 대륙 빙하에 얼마나 많은 얼음을 보존하는가에 따라 결정된다. 바다와 얼음의 경계면은 얼음이 얼마나 빨리 사라지는지를 제어하는 곳이므로 우리는 이 부분에 초점을 맞춘다”면서 “모형화를 개선하려면 용융되는 위치와 관련한 피드백에 대해 더 많이 알아야 한다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 세계적 학술지 ‘사이언스’ 최신호(26일자)에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 연구진이 자유자재로 형태를 만들 수 있는 웨어러블 디바이스에 사용되는 유연성 있게 늘어나는 배터리의 전기 전도도 저하 문제를 해결할 수 있는 돌파구를 찾아냈다. 연세대 화학과, 포스텍 화학과, 울산과학기술원(UNIST) 기계항공및원자력공학부, 미국 미시건대 화학공학과 공동연구팀은 전기 전도성이 우수하면서도 유연하고 신축성있는 배터리 기술을 개발했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 26일자에 실렸다. 다양한 웨어러블 디바이스가 나오면서 신축성 있고 잘 휘어지는 전원으로써 배터리에 대한 요구가 커지고 있다. 이에 따라 관련 연구도 늘고 있지만 신축성 있는 전극은 늘어나는 과정에서 전도층이 파괴돼 전기가 잘 흐르지 않아 배터리 용량 저하로 이어지기 십상이다. 이를 극복하기 위해 기판을 주름지게 해 쉽게 늘어날 수 있도록 하는 방법도 나왔지만 제작 과정이 복잡하고 전도층이 도포된 표면에만 전기가 흘려 효율이 떨어진다는 문제가 있었다. 연구팀은 고무탄성을 갖는 폴리우레탄(PU)과 전도성이 우수한 금 나노입자를 혼합시켜 금속처럼 전기가 잘 흐르면서도 고무줄처럼 늘어나는 전극을 만들었다. 공기청정기 필터에 먼지가 달라붙거나 머리카락이 풍선에 달라붙는 현상 같은 전기적 인력을 이용한 단순한 공정으로 신축성과 전기전도도를 모두 잡는데 성공했다.이렇게 개발된 신축성 전극을 리튬 이차전지에 적용해 배터리 길이가 30% 이상 늘어나는 물리적 변형에도 우수한 전기적 안정성을 나타내는 것으로 확인했다. 김병수 연세대 화학과 교수는 “기존에 나온 신축성 전극과 달리 이번에 개발한 배터리는 신축성과 전기전도 방향성에 제약받지 않기 때문에 다양한 용도에 맞게 조절할 수 있다는 장점이 있다”라며 “다양한 웨어러블 디바이스와 디스플레이, 인공장기 등에 쓰일 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 거북선 지붕처럼 가시가 뻗쳐 나온 새로운 형태의 반도체 소자를 처음으로 개발해 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 원자제어 저차원 전자계연구단 소속 조문호(포스텍 신소재공학과 석좌교수) 부연구단장팀은 원자 두께 반도체 표면에 돌기가 돋은 형태의 신소재를 개발했다고 28일 밝혔다. 이번에 개발된 반도체 신소재는 양자컴퓨터 메모리 소자로 활용가능성이 높은 것으로 알려졌다. 이같은 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 27일자에 실렸다. 두께가 거의 없는 2차원 반도체는 투명하고 전기전도도가 높아 차세대 초소형, 저전력 전자기기의 핵심으로 주목받고 있다. 2차원 반도체를 실리콘 기판에서 분리하면 유연한 막 형태를 띄어 멤브레인 반도체라고도 부른다. 이 2차원 반도체를 접거나 구부릴 경우 기존과는 다른 독특한 성질이 나타나 많은 연구자들은 주목하고 있다. 문제는 2차원 반도체는 균일한 대면적 합성만이 가능해 구부리거나 접을 경우 찢어지는 경우가 많았다. 연구팀은 10나노미터(㎚) 크기의 바늘모양 돌기들이 규칙적으로 정렬된 지름 4인치 크기의 기판을 제작한 뒤 진공상태에서 유기금속 화합물을 기체형태로 만들어 덮어 씌우는 유기금속화학증착법으로 24시간 동안 이황화몰리브덴이라는 물질을 증착시켰다. 그 결과 몰리브덴 원자 1개와 황 원자 2개가 정확히 층을 이뤄 균일한 두께로 기판 위에 대면적 멤브레인 반도체를 만드는데 성공했다. 2차원 반도체에 돌기를 더해 3차원 형태로 만든 최초의 반도체라는 평가다.이번에 개발한 반도체는 접착 메모지처럼 간단히 떼었다 붙였다 할 수 있는 장점이 있을 뿐만 아니라 반도체에 굴곡을 가함으로써 단일 광자가 방출되면서 양자정보를 담을 수도 있어 양자컴퓨터 소자로 활용 가능성이 커졌다. 조문호 교수는 “구조적으로 변형된 반도체에서 단일 광자가 나온다는 연구들은 많았지만 어디서 어떻게 나오는지에 대해서는 정확히 알려지지 않았다”라며 “이번에 개발한 멤브레인 반도체는 광자가 나오는 지점을 조절하는데 활용될 수 있는 만큼 양자컴퓨팅 소자 기술로도 연결할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

혼밥, 혼술이 건강에 직접적 영향 미치지 않는다는 반론도 불과 4~5년 전까지만 해도 식당에서 혼자 밥을 먹거나 카페에서 혼자 술잔이나 커피잔을 기울이는 것은 주위 시선이 의식되는 어색한 일이었다. 그렇지만 최근에는 1인 가구 숫자가 늘어나면서 혼자 식사를 하는 ‘혼밥’, 혼자 술을 마시는 ‘혼술’문화가 점점 확산되고 있는 분위기이다. 혼밥 인구의 증가는 한국 뿐만 아니라 전 세계적인 추세로 인문사회학자들 뿐만 아니라 과학자들도 혼밥 문화가 개인과 사회에 미치는 영향을 분석하는 시도를 하고 있다. 그런데 스스로 혼자임을 선택하는 혼밥, 혼술 뿐만 아니라 타인과의 관계를 맺지 않는 사회적 고립이 상당한 스트레스 요인으로 작용한다는 연구결과가 나왔다. 모로코 카디아야드대 약리학·신경생물학 연구실, 프랑스 엑스마르세이유대 신경과학연구소, 파리5대학 데카르트의대, 피티에 살페트리에병원 생화학교실 공동연구팀은 집단과 떨어져 혼자 지내는 경우가 많아질수록 스트레스 지수가 높아지고 뇌전증이 발생할 수 있다고 1일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘e뉴로’ 최신호(7월 23일)에 실렸다. 연구팀은 생후 8주된 일반 생쥐 9마리와 생쥐 9주된 뇌전증과 비슷한 증상을 가진 9마리를 대상으로 다른 생쥐들과 고립된 상황에서 어떤 증상과 반응을 보이는지 관찰했다. 생쥐는 사람과 벌, 개미처럼 대표적인 사회적 동물로 알려져 있다. 연구팀은 생쥐들을 다른 생쥐들과 떨어뜨려 혼자만 우리에 넣어 30일 동안 생활하도록 했다. 그 결과 다른 동료들과 함께 거주하는 생쥐들과는 달리 불안해 우리 안을 계속 돌아다니고 스트레스 수치도 상당히 높아진 것이 확인됐다. 일반 생쥐 중 일부는 뇌전증 증상을 보이기도 했다. 또 뇌전증 증상을 갖고 있던 생쥐들은 다른 동료들과 같이 있을 때보다 뇌전증 발작횟수가 잦아지고 발작 정도도 심해지는 것으로 관찰됐다. 실험을 이끈 크리스토프 베르나르 엑스마르세이유대 교수는 “생쥐 실험 결과를 사람에게 그대로 적용할 수는 없겠지만 일단 사회적 고립은 상당한 정신적 스트레스를 유발시킨다는 것을 알 수 있다”라고 말했다. 실제로 혼자하는 식사가 우울증이나 심혈관질환, 비만, 대사증후군 등을 유발시킬 수 있다는 연구결과들은 다수 나온 바 있다. 지난해 영국 경제분석기관인 옥스포드 이코노믹스와 세인즈버리 국립사회연구센터도 8000여명의 영국 성인남녀를 대상으로 한 설문조사 결과 혼밥은 정신질환을 제외한 다른 어떤 요인들보다 개인의 행복감을 떨어뜨리는 직접적 원인이 될 수 있다는 연구결과를 발표하기도 했다. 반면 호주 퀸즐랜드공대 보건학과 연구진은 사람들의 식사장면을 촬영하고 인터뷰 조사를 실시한 결과 혼밥은 건강상 문제나 개인적 성향, 사회경제적 상황 등에 따라 선택되는 것이며 건강에 영향을 미친다고 단정하기는 어렵다는 주장의 연구를 내놓기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

기후변화로 인해 먹잇감이 사라졌기 때문일까. 펭귄을 공격하지 않는 웨델물범이 펭귄을 사냥해 잡아먹는 모습이 국내 연구진에 의해 최초로 포착됐다. 한국해양과학기술원 부설 극지연구소 이원영, 김정훈 박사팀은 남극 장보고과학기지 인근 인익스프레시블 섬에서 웨델물범이 아델리펭귄을 사냥하는 모습을 처음으로 포착해 촬영하는데 성공했다고 26일 밝혔다. 이번 연구결과는 극지과학 분야 국제학술지 ‘폴라 바이올로지’ 7월호에 실렸다. 자식사랑이 극진한 동물로 알려져 있는데 웨델물범은 다른 물범들과 달리 성격이 온순하고 생선이나 갑각류를 주식으로 삼는 것으로 알려져 있다.그렇지만 최근 웨델물범이 아델리펭귄을 공격하고 사냥해 먹는다는 기록과 목격담이 있었다.이에 연구팀은 아델리펭귄 2만 4000여 쌍이 서식하는 인익스프레시블섬에서 2017년 말부터 2018년 초까지 10번의 현장 조사를 통해 웨델물범이 아델리펭귄을 공격해 잡아먹는다는 새로운 취식행동을 발견하고 촬영하는데 성공했다. 연구팀에 따르면 웨델물범은 펭귄을 바다 표면에 내동댕이쳐 기절시킨 다음 잡아먹는데 이는 남극의 펭귄 사냥꾼으로 잘 알려진 표범물범의 사냥 행태와 비슷했다. 웨델물범이 공격하는 아델리펭귄은 털갈이를 거의 마치고 처음 바다로 들어가기 시작한 어린 아델리 펭귄이었는데 수영이 미숙한 점을 노리고 공격하는 것으로 분석됐다. 연구팀은 아델리펭귄 탄생부터 둥지를 떠나는 과정을 지속적으로 관찰한 결과 육지에서는 웨델물범에게 방어행동을 보이지 않던 아델리펭귄이 바다로 뛰어들 무렵에는 경계심을 보이는 것을 관찰할 수 있었다.이원영 박사는 “그동안 웨델물범이 아델리 펭귄을 공격한다는 기록과 목격담은 있었지만 이것이 웨델물범의 고유한 생활방식인지 아니면 기후변화 때문에 먹잇감이 줄어들면서 나타난 현상인지 정확하게 밝힐 필요가 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

△ 구경회 분당서울대병원 정형외과 교수가 미국 ‘인공관절학술지’(Journal of Arthroplasty) 편집위원으로 위촉됐다. 구 교수는 향후 3년간 전 세계에서 투고되는 정형외과 인공관절 분야 논문을 심사하고 게재 여부를 결정하는 역할을 맡는다. 인공관절학술지는 고관절 및 무릎 인공관절치환술 분야의 주요 연구를 제공하는 연구 학술지다.

기대수명 증가로 인해 노령인구가 늘어나면서 치매환자도 동시에 증가하고 있다. 치매는 알츠하이머를 비롯해 혈관성, 알콜성 등 다양한 원인으로 발병하는 대표적인 퇴행성 뇌신경질환이다. 실제로 국내 만 65세 이상 치매환자는 약 75만명으로 노인 10명 중 1명은 치매로 고통을 받고 있다는 이야기이다. 문제는 치매를 유발시키는 여러 원인들이 거론되고 있지만 정확히 밝혀지지 않아 치료는 사실상 어렵고 증상의 완화나 지연시키는 수준에 머물러 있다는 점이다. 이 때문에 치매 발병 가능성을 사전에 파악하는 조기 진단기술이 매우 중요하다. 국내 연구진이 간단한 뇌파 측정만으로도 치매 발병가능성이 높은 위험군을 선별할 수 있는 기술을 개발해 전국 곳곳에 있는 치매안심센터나 1차 의료기관에서도 손쉽게 사용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 한국한의학연구원, 인체항노화표준연구원, 경남 의령군 보건센터, 세명대 공동연구팀은 밴드형으로 이마에 두르기만 하면 되는 전전두엽 뇌파측정기술로 치매 위험군을 선별해 낼 수 있는 기술을 개발했다고 25일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 최신호(18일자)에 실렸다. 현재 치매 정밀진단에는 서울신경심리검사총집(SNSB)이라는 설문조사지와 자기공명영상장치(MRI), 양전자방출단층촬영(PET), 뇌척수액(CSF) 등 방법을 사용한다. 문제는 SNSB 설문조사에만 2시간 이상의 시간이 들며 나머지 검사는 비용이 많이 든다는 점이다. 또 전국 곳곳에 있는 치매안심센터에서 활용하는 치매선별검사(MMSE)는 검사문항이 단순해 치매위험군을 쉽게 구분해내지 못하고 정기적으로 반복검사할 경우 환자가 학습효과로 인해 측정 효과가 떨어진다는 문제가 있다. 연구팀은 2017~2018년 경남 의령군에서 시행된 ‘뇌노화지도구축사업’의 일환으로 수행된 치매검진결과를 분석했다. 연구팀은 500여명의 고령자를 대상으로 밴드형태의 전전두엽 뇌파측정기기를 착용한 뒤 5분 정도 뇌파를 측정했다. 그 결과 치매 위험군을 손쉽게 찾아낼 수 있었다. 특히 이번 기술은 정밀검사에서 필요한 준비과정이 필요없을 뿐만 아니라 검사시간이 짧고 비용도 적게 들며 설문조사가 아닌 뇌파를 직접 측정하기 때문에 MMSE와 같이 학습효과로 인한 측정 효율 저하를 걱정할 필요가 없었다. 김재욱 한의학연구원 박사는 “추가 연구를 통해 뇌파 같은 생체신호를 활용해 치매 초기나 전 단계 증상까지 선별해내고 증상 변화 추이를 모니터링하는 기술을 확보할 것”이라며 “1차 의료기관이나 가정에서 치매 예방에 활용할 수 있는 기술을 개발하는 것이 최종 목표”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

빠른 속도로 서로를 빙빙도는 죽은 두 별이 새롭게 발견됐다. 지난 24일(현지시간) 미국 캘리포니아 공과대학 연구팀은 팔로마 천문대의 광역하늘 천문조사 장비인 ZTF(Zwicky Transient Facility)를 이용해 'ZTF J1539+5027'로 알려진 두 쌍의 백색왜성을 발견했다고 발표했다. 지구에서 약 8000광년 떨어진 ZTF J1539+5027은 매우 흥미로운 백색왜성이다. 다소 낯선 단어인 백색왜성(white dwarf)은 우리의 태양같은 항성이 진화 끝에 나타나는 종착지를 말한다. 일반적으로 수명이 다한 별은 죽어가면서 물질을 우주로 방출하면서 부풀어 오르고 결국 차갑게 식으며 쪼그라드는데 이를 백색왜성이라고 한다. 우리의 태양 역시 앞으로 70억 년 후면 수소를 다 태운 뒤 바깥 껍질이 떨어져나가 행성모양의 성운을 만들고 나머지 중심 부분은 수축한 뒤 지구만한 크기의 백색왜성이 될 것으로 예상된다.ZTF J1539+5027은 둘다 지구 정도 크기로 서로 간의 거리는 불과 7만 7000㎞ 정도다. 이 정도 거리면 지구와 달의 5분의 1로 그야말로 바짝 붙어있는 셈이다. 특히나 두 별이 회전하는 속도도 너무나 빨라 단 7분이면 한바퀴 돌 수 있다. 이 때문에 죽은 두 별이 서로를 저주하며 춤을 춘다는 문학적인 표현까지 나올 정도. 　 논문의 제1 저자이자 발견자인 캘리포니아 공대 대학원생 케빈 버지는 "매일밤 ZTF를 이용해 밤하늘을 살피며 보내는데 무엇인가 사라지고 다시 깜빡이는 이상한 패턴을 발견했다"면서 "두 별이 서로의 앞을 지나는 것을 관측한 것"이라고 소감을 밝혔다. 이어 "쌍성계를 이뤘던 두 별이 결국 합쳐질 지 아니면 큰 별이 나머지를 그대로 흡수할 지는 논쟁거리로 남아있다"고 덧붙였다. 논문에 따르면 두 별 중 약간 작은 별의 표면온도는 특이하게도 4만 9982℃에 달해 태양보다 9배는 뜨겁다. 이같은 극한의 온도가 별을 더 밝게해 발견이 가능했다는 것이 연구팀의 설명이다. 　 　 이번 연구결과는 세계적인 학술지 네이처(Nature) 24일자에 발표했다　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

플라스틱 사용 증가, 이산화탄소와 메탄가스 등 온실가스 증가로 인한 기후변화, 대기와 수질, 토양 오염 증가로 인해 많은 생물종이 급격하게 사라지고 사람이 생태계 최상위 포식자로 자리잡으면서 생태계 전체가 교란되고 있는 상황이다. 이 때문에 지질학자를 포함한 과학자들 사이에서 현대사회를 ‘인류세’(人類世)로 구분하려는 움직임이 활발하다. 모든 일이 그렇지만 사람의 활동을 어떤 방향으로 가져가느냐에 따라 전혀 상반된 결과가 도출될 수 있다는 연구 결과들이 최근 잇따라 나왔다.지구온난화로 인해 해수 온도가 올라가면서 상어 출몰 지역이 점점 확대돼 여름철 바닷가를 찾는 휴양객들을 공포에 떨게 하는 바다의 최고 포식자 ‘상어’도 사람 때문에 씨가 마를 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 포르투갈 포르투대와 영국 사우샘프턴대, 왕립해양생물협회를 주축으로 전 세계 109개 연구기관이 참여한 국제공동연구팀은 태평양과 인도양, 대서양의 온대 및 열대해역에 살고 있는 원양 상어의 서식지가 원양어장과 절반 가까이 겹쳐 상어들의 생존이 위협받고 있다는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 25일자에 발표했다. 연구팀은 상어 23종 1681마리에 인공위성 송신기를 달고, 원양어선 선박에 장착된 충돌방지시스템과 위치추적장치를 활용해 1달 동안 활동반경을 교차분석했다. 그 결과 환도상어와 원양어선의 활동반경은 24%, 백상아리나 비악상어 등의 경우 64% 정도 중첩되는 것으로 나타났다. 이번 연구에 따르면 특히 상어들의 생존을 위협하는 것은 먼바다에서 낚시에 미끼를 달아 표층이나 심층에 드리워 어획하는 연승(longline)어업 선단들이다. 데이비드 심스 영국 사우샘프턴대 생명과학과 교수는 “상어도 전 세계적으로 멸종위기 취약종으로 분류돼 있지만 고래와 같이 적극 보호되고 있지 않아 지금처럼 방치할 경우 가까운 미래에는 박물관에서나 보게 될 것”이라며 “상어 활동 지역을 광범위하게 국제 보호구역으로 설정할 필요도 있다”고 말했다.반면 몰려드는 관광객 덕분에 야생동물의 개체수와 활동 범위를 손쉽게 파악해 생태계 보존에 활용할 수 있다는 연구 결과도 나왔다. 영국 리버풀 존 무어스대, 보츠와나 포식자보호기구, 미국 캘리포니아 버클리대, 펜실베이니아주립대, 호주 뉴캐슬대, 남아프리카공화국 넬슨 만델라대 공동연구팀은 2014년 유네스코 세계자연유산으로 등재된 보츠와나 오카방고델타 지역을 찾은 26개 관광단의 관람객들이 찍은 2만 5000여장의 사진을 분석해 야생동물의 활동반경, 개체수, 주 거주지 등을 파악하는 데 성공했다고 24일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 23일자에 실렸다.연구팀은 2017년 9월부터 2018년 2월까지 6개월 동안 오카방고델타 지역을 찾은 관광객들의 카메라에 사진을 찍은 시간과 장소가 기록되는 위성위치확인시스템(GPS)을 장착하도록 했다. 연구팀은 관광객들에게 사진을 제공받아 이 지역에 사는 대표적인 5대 포식자(사자, 표범, 치타, 점박이하이에나, 들개)의 종별 밀도와 개별 동물들의 활동 범위를 컴퓨터 모델링으로 분석해 그동안 파악되지 못했던 생태 조건과 환경을 파악할 수 있었다. 연구를 주도한 카심 라피크 리버풀 존 무어스대 박사는 “이번 연구는 일종의 시민 참여 과학으로 관광사진을 활용한 최초의 생태연구”라면서 “향후 인공지능(AI) 기술과 결합시킨다면 개별 동물의 생태 환경까지 정확하게 분석해 낼 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

독일의 대문호 괴테는 ‘자연과 가까울수록 병은 멀어지고 자연과 멀수록 병은 가까워진다’는 말을 남겼습니다. 국민의 91.8%가 도시에 거주하는 한국인들을 겨냥한 것이 아닐까 싶을 정도로 뜨끔하게 만드는 문장입니다. 미국 워싱턴대 환경산림과학부를 중심으로 네덜란드, 영국, 스웨덴, 독일, 중국, 캐나다 7개국 31개 연구기관이 참여한 국제공동연구팀은 도시 개발을 할 때 자연 그대로 환경을 최대한 보존하는 것이 도시민들의 정신적, 육체적 건강을 지키는 데 도움이 될 수 있다는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 25일자에 발표했습니다. 지금까지 많은 연구에서 자연과 가깝게 지내는 삶이 행복감과 인지능력 향상, 정신건강 증진, 고통의 감소에 도움이 된다는 것을 보여 줬습니다. 많은 나라가 도시 개발을 할 때 녹지공간 확보를 고려하는 이유도 이 때문일 것입니다. 문제는 어느 정도의 녹지가 최적인지 계량화할 수 없다는 것입니다. 이에 연구팀은 도시화 속에서도 개인의 정신건강을 지키고 자연을 보존할 수 있는 녹지공간을 정량화하는 최적화 모델을 개발했습니다. 이 모델에 따르면 지역 개발을 할 때 건물보다 자연을 우선하는 것이 필요하다고 합니다. 건물을 지은 뒤 자투리땅에 녹지나 공원을 조성하는 것보다는 자연을 최대한 보존하면서 지역 개발을 하는 것이 도시화에 따른 환경문제뿐만 아니라 정신건강에 훨씬 도움이 된다는 말입니다. 연구팀은 미국 워싱턴주 시애틀 한가운데 위치한 ‘워싱턴 수목원’을 좋은 사례로 들었습니다. 워싱턴 수목원은 흔히 볼 수 있는 것처럼 자연을 인공적으로 가꾸는 것이 아니라 자연 모습 그대로 남겨 둔 것으로 유명합니다. 영국 임페리얼 칼리지 런던대와 미국 카네기멜런대 공기·기후·에너지 솔루션센터 공동연구팀은 1999~2015년 알래스카와 하와이를 제외한 미국 본토의 모든 지역에서 초미세먼지(PM 2.5) 농도와 사망률, 평균수명 증감을 분석했습니다. 그 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 의학 분야 국제학술지 ‘플로스 메디슨’ 24일자에 실렸습니다. 도심이나 발전소, 공장 등이 밀집한 지역에서 PM 2.5 농도는 특히 높았으며 매년 3만여명의 사망에 직간접적인 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 대기오염은 평균수명 역시 0.13~0.15년 줄이는 것으로 분석됐습니다. 연구팀은 대기오염으로 인한 유병률과 사망률을 낮추기 위해서는 대기오염 물질 발생원을 억제하는 정책과 함께 도심 숲 조성이나 자연보호가 필요하다고 조언했습니다. 한국에서 도시 개발은 환경과 자연에 대한 고려나 거주민의 삶의 질 향상보다는 물질적 자산 증식에 방점을 두고 있습니다. 그러다 보니 어느 지역에 조성되는 도시든 특색 없는 회색 콘크리트로만 둘러싸여 있는 모습을 보게 됩니다. 최근 몇 년 새 1년 내내 미세먼지와 폭염을 걱정하면서 서로를 믿지 못하고 툭 부딪치기만 해도 폭발할 것 같은 분노조절장애 사회가 된 것도 결국 그런 ‘회색 콘크리트의 역습’이 아닐까 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

가천대학교는 윤영수 신소재공학과 교수가 최근 한국과학기술단체총연합회(KOFST, 이하 과총) ‘제29회 과학기술우수논문상’을 수상했다고 24일 밝혔다. 과학기술우수논문상은 과총이 국내 학술지에 발표된 논문을 대상으로 수여하는 것으로, 각 학회에서 매 년 1편의 논문을 과총에 추천하면 이후 과총에서 분야별 전문위원회 및 종합위원회의 평가를 통해 최종 선정한다. 수상 논문은 ‘다중벽탄소나노튜브 상에 상변화 및 결정성을 동시에 제어한 TiO2 코팅으로 윤 교수가 지난해 한국세라믹학회 논문집인 ‘JKCS (Journal of Korean Ceramic Society)’에 발표했다. 미래 청정 에너지로 주목 받는 수소연료전지는 안정성, 사용 소재의 고가 및 수소스테이션 구축 등에서 아직 풀어야할 문제를 가지고 있으며 이번 발표된 논문은 이러한 단점의 극복 가능성을 응용 수준에서 제시한 것이다. 윤 교수는 “수소화합물 연료전지가 수소연료전지와 함께 개발될 경우 소규모 발전 등으로 연료전지 응용의 확대 보급을 앞당기는 연구로 그 가치가 높다” 고 밝혔다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

△ 김세중 분당서울대병원 신장내과 교수가 국제학술지 ‘사이언티픽 리포트’(Scientific Reports)의 편집위원으로 위촉됐다. 사이언티픽 리포트는 ‘네이처 출판그룹’ 자매지로 자연과학 분야의 주요 연구결과를 매주 온라인상에 제공하는 과학저널이다. 김 교수는 신장학 분야의 논문을 심사하고 게재 여부를 결정하는 역할을 담당한다.

울산과학기술원(UNIST) 연구진이 사고나 질병 등으로 손상된 신경세포를 되살리는 단백질을 발견해 손상된 뇌나 척수 신경을 재생하는 치료제 개발에 새로운 방향을 제시할 것으로 기대된다. 울산과기원 민경태 생명과학부 교수팀은 23일 세포 안에서 소기관들을 연결하는 단백질인 ‘Grp75’(Glucose regulated protein 75)가 손상된 신경을 재생시키는 원리를 규명했다고 밝혔다. 신경세포(neuron)는 인간의 뇌와 몸을 연결해 감각을 받아들이고 운동을 조절하는 역할을 한다. 이 세포는 나뭇가지 모양으로 길게 뻗은 축삭돌기(axon)를 가지고 있으며 이곳이 손상되면 쉽게 재생되지 않는다. 특히 중추신경계인 뇌나 척수를 심하게 다치면 사지 마비 등 장애로 이어진다. 그러나 신경세포 재생 능력에 대한 분자·세포학적 연구나 재생 능력을 회복하는 방법을 제시한 연구는 지금까지 미미했다. 민 교수팀은 신경세포가 손상된 뒤 나타나는 재생 과정을 살피면서 이 과정에서 핵심 역할을 하는 단백질을 찾아냈다. 신경세포가 손상되면 재생을 위한 여러 세포 반응이 나타난다. 먼저 세포 속 소기관인 소포체와 미토콘드리아가 축삭돌기 말단으로 이동한다. 소포체는 찢어진 막을 복구하고, 미토콘드리아는 세포 반응에 필요한 에너지를 제공하는 역할을 하기 위해서다. 이때 필요한 에너지 수요보다 공급이 충분하지 않아 신경세포 재생이 원활하게 이뤄지지 않는다. 민 교수팀은 소포체와 미토콘드리아를 연결하는 단백질인 Grp75에 주목해 이 단백질이 늘어나면 소포체와 미토콘드리아의 상호작용이 늘어나 세포 재생 활동에 도움을 준다는 가설을 세우고 실험했다. 연구진은 좌골신경이 손상된 실험 쥐에 Grp75 단백질의 과발현을 유도해 운동·감각 능력을 회복하는 등 신경세포 재생을 확인했다. 민 교수는 “Grp75 단백질이 많이 만들어지자 소포체와 미토콘드리아 접촉막이 늘어났다”면서 “그 결과 미토콘드리아 에너지 생성 능력이 향상되고, 신경 재생에 필요한 충분한 에너지가 제공됐다”고 설명했다. 그는 “다른 외부 물질을 도입하지 않고 세포 자체 능력을 향상해 신경 재생을 촉진한 연구였다”며 “척수 손상이나 외상성 뇌 손상처럼 중추신경에 손상을 입어 회복이 어려운 환자들을 치료하는데 새로운 실마리를 제공할 것’이라고 기대했다. 민 교수팀의 이 연구내용은 자연과학 분야 학술지인 미국국립과학원회보(PNAS) 23일 자에 실렸다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr

신경세포는 뇌와 몸 각 부분을 연결해 감각을 받아들이고 운동을 조절한다. 특히 신경세포에는 나뭇 가지 모양으로 길게 뻗은 축삭돌기가 있는데 뇌나 척수를 다치면 이 부분이 크게 손상되면서 사지마비나 하반신 마비 같은 심각한 운동장애로 이어진다. 더군다나 한 번 손상된 신경세포는 다시 재생되기가 어렵다는 점이다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학부, 대전대 한의과대 공동연구팀은 세포 내에서 소기관들을 연결하는 ‘Grp75’라는 단백질이 손상된 신경을 재생시킬 수 있다는 것을 알아냈다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 23일자에 실렸다. 지금까지 신경세포의 재생 능력에 대한 분자차원이나 세포차원에서 작동원리는 밝혀지지 않았다. 신경세포가 손상되면 세포 속 소기관 중 하나인 소포체와 미토콘드리아가 축삭돌기 말단으로 이동하게 된다. 소포체는 찢어지거나 상처난 막을 복구하고 미토콘드리아는 세포반응에 필요한 에너지를 제공하기 위해서이다. 문제는 세포에서 필요로 하는 에너지 수요보다 공급이 충분치 못해 신경세포 재생이 원활하지 못하다. 연구팀은 소포체와 미토콘드리아를 연결하는 단백질인 Grp75에 주목하고 이 단백질이 늘어나면 소포체와 미토콘드리아의 상호작용이 활발해지면서 세포 재생 활동에 도움을 줄 것으로 예상했다. 실제로 연구팀은 허벅지를 지나는 신경인 좌골신경을 손상시킨 쥐에게 Grp75 단백질이 많아지도록 한 결과 신경세포가 재생되는 것을 볼 수 있었다. 소포체와 미토콘드리아의 접촉막이 늘어나면서 미토콘드리아의 에너지 생성 능력이 커지고 신경 재생에 필요한 충분한 에너지가 제공된 것이다.민경태 UNIST 생명과학부 교수는 “이번 연구는 외부에 특정 물질을 주입하지 않고도 소포체-미토콘드리아 접촉막을 늘림으로써 세포 자체의 치유 능력을 향상시켰다는데 의미가 크다”라며 “척추 손상이나 외상성 뇌 손상처럼 중추신경이 손상돼 회복이 어려운 환자를 치료하는 단초가 될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 플로리다주(州)에서 발굴한 조개 화석에서 지금까지 알려지지 않은 소행성 충돌에 관한 새로운 증거를 찾아냈다고 과학자들이 밝혔다. 미국 해리스버그대 등 공동 연구진은 2006년 플로리다주(州) 새러소타 카운티 채석장에서 채집한 여러 조개 화석에서 ‘마이크로 텍타이트’로 여겨지는 작은 유리구슬 수십 개를 발견했다. 이는 소행성이 지구와 충돌할 때 녹은 암석의 입자가 하늘로 튕겨 올랐다가 식으면서 다시 결정이 된 것이다. 당시 사우스플로리다대 학부생이었던 마이크 마이어 해리스버그대 지구환경과학 조교수는 플로리다 자연사박물관 무척추동물 고생물학 로저 포텔 소장이 주도한 여름 현장 연구 프로젝트에서 화석화된 조개껍데기들을 발견해 그 퇴적물을 체로 걸러내는 작업을 하다가 이들 구슬을 발견했다. 마이어 조교수는 “정말 눈에 띄었다. 덩어리진 감자 모양의 모래알과 다른 작고 완벽한 구체의 구슬을 계속 찾아낼 수 있었다”고 회상했다.그는 총 83개의 유리구슬을 발견했고 그 정체가 궁금해 여러 연구원에게 이메일을 보냈지만, 당시에는 누구도 이 구슬이 무엇인지 알지 못했다. 따라서 그는 이들 구슬을 한 상자에 넣어둔 채 10년 넘게 보관했다. 그러던 몇 년 전 마이어 조교수는 이들 구슬을 다시 처음부터 연구하기 시작했다. 그는 구슬들의 원소 구성과 물리적 특성을 분석해 석탄재 같은 산업 공정의 마이크로텍타이트와 화산암 그리고 부산물과 비교했다.그 결과 이들 구슬의 기원은 지구 환경이 아닌 외계를 가리키는 것으로 나타났다. 마이어 조교수의 분석에 따르면, 이들 구슬은 플로리다반도를 감싸고 있는 탄산 고원인 플로리다 플랫폼이나 근처에서 이전에 알려지지 않은 한 차례 이상의 작은 소행성 충돌의 산물이다. 이에 대해 마이어 조교수는 이번 논문에 발표하지 않았지만 한 실험에서 이들 구슬에 이국적인 금속 흔적이 있는 것으로 나타났다면서 이는 이런 구슬이 마이크로텍타이트임을 보여주는 추가 증거라고 설명했다.구슬 대부분은 두 종의 조개(Mercenaria campechiensis, southern quahogs) 안에 들어 있었다. 이에 대해 연구에 참여한 로저 포텔 소장은 조개는 죽으면서 미세한 침전물과 입자가 안으로 흘러 들어간다고 설명했다. 시간이 지남에 따라 조개 위에 침전물이 더 많이 쌓이면서 조개는 훌륭한 저장 용기가 된다는 것이다. 이어 포텔 소장은 “이런 조개 안에는 온전한 게나 때로는 물고기 뼈도 발견할 수 있다”면서 “이는 표본을 보존하는 멋진 방법”이라고 덧붙였다. 이 신비한 구슬에서는 아직 더 많은 것을 알아낼 수 있다. 연구진은 이들 구슬을 각기 다른 시기의 지층에서 발견했기 때문이다. 이에 대해 마이어 조교수는 “이는 수천 년간 씻겨나간 지층 하나에서 텍타이트가 나온 것일 수도 있고 우리가 모르는 플로리다 플랫폼에 관한 수많은 영향의 증거가 될 수도 있다”고 말했다. 연구진은 이 마이크로 텍타이트의 연대를 추정할 계획이지만, 포텔 소장은 약 200만 년에서 300만 년으로 추정했다. 한 가지 이상한 점은 이들 구슬이 다른 소행성 충돌 잔해들과 구별되는 특징인 다량의 나트륨을 함유하고 있다는 것이다. 소금은 휘발성이 강해 고속으로 대기 중에 튕겨 나가면 일반적으로 소실된다. 마이어 조교수는 “이 높은 나트륨 함량은 충돌이 매우 가까운 위치에서 일어났음을 시사하므로 흥미를 유발한다. 적어도 어떤 충돌이 있든 간에 아주 많은 양의 암염이나 바다에 충돌했을 가능성이 있다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 국제 학술지 ‘운석·행성과학’(Meteoritics & Planetary Science) 최신호에 실렸다. 사진=마이크 마이어/운석·행성과학 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내연구진이 줄기세포를 이용해 3차원 형태의 인공 간 조직을 만드는데 성공했다. 이번 기술은 신약개발에 있어서 필수적인 단계인 간독성 평가시 활용도가 높을 것으로 기대되고 있다. 한국생명공학연구원 줄기세포융합연구센터, 과학기술연합대학원대학교(UST) 기능성지노믹스과, 울산대 의대 공동연구팀은 인체의 거의 모든 신체세포로 분화가 가능한 ‘인간 전분화능 줄기세포’를 이용해 증식시킬 수 있는 3차원 인간 간 모사모델을 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 헤파톨로지’에 실렸다. 간은 인체 여러 장기 중 재생이 가장 잘 되는 장기로 알려져 있지만 몸 바깥에서 간 세포를 증식시키고 성장시키는 것은 매우 어려운 일이다. 이 때문에 많은 연구자들이 줄기세포를 이용해 신약개발 단계에서 활용하기 위해 간 조직을 성장시키기 위한 연구를 진행하고 있다. 그러나 외과 수술을 통해 간 조직을 확보한 뒤 성체줄기세포를 이용하기 때문에 특정 세포만 얻거나 인간 전분화능 줄기세포를 이용하기 때문에 세포덩어리 형태의 증식하지 않고 기능적으로 미성숙했다는 한계를 가지고 있었다. 연구팀은 기존에 나온 기술들을 결합시켜 환자 맞춤형 인간 전분화능 줄기세포를 이용하면서도 인체조직과 유사하고 성장시킬 수 있고 기능적으로도 인간의 간 세포와 거의 유사한 오가노이드를 만들었다. 이번 기술로 개발한 3차원 인공 간 조직은 장기간 증식이 가능하고 동결, 해동이 가능하며 기능적으로 성숙한 간 모델을 만들 수 있다는 특징이 있다. 실제 실험을 통해 오가노이드가 성숙될 수록 인체와 유사한 약물반응을 보여 보다 정확한 간독성 평가가 가능하다는 것도 확인했다. 또 지방간 모델을 만들어 치료제 발굴에도 활용할 수 있다는 것을 검증했다. 생명공학연구원 손명진 박사는 “신약개발 과정을 보면 동물실험에서는 간독성이 없었지만 사람을 대상으로 한 임상에서는 독성을 나타내 문제를 일으키는 경우가 많다”라며 “이번에 개발한 간 유사체를 활용하면 신약개발 효율성을 높일 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 과학자가 주도하는 국제 공동연구진이 우주의 비밀을 품고 있는 것으로 알려진 암흑물질의 수수께끼를 푸는데 한 발 더 다가서는 연구결과를 내놔 화제다. 기초과학연구원(IBS) 지하실험연구단이 중심이 된 국제공동연구팀은 암흑물질 후보의 연간 신호를 분석하고 검증신뢰도를 1시그마(68.3%)로 높여 20년 전 이탈리아 연구진의 연구결과를 검증해냈다고 22일 밝혔다. 이번 연구결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 최신호(17일자)에 실렸다. 시그마는 정규분포 평균 양쪽으로 표준편차 만큼 떨어진 곳 사이에 분포돼 있는 데이터 비율을 말한다. 보통 실험의 신뢰도가 3시그마(99.7%)이면 힌트를 얻었다고 하고 5시그마(99.99994%)면 ‘발견’한 것으로 본다. 노벨 물리학상 수상업적으로 우주 생성의 비밀을 풀어내는데 도움이 된 중력파는 5.1시그마, 힉스 입자는 5.9 시그마로 발견됐다. 육안으로 보이는 우주의 행성이나 별은 전체 우주의 4% 정도에 불과하고 우주 대부분은 암흑물질과 암흑에너지로 가득 차 있는 것으로 알려져 있다. 특히 암흑물질은 우주의 27% 정도를 차지하는 물질로 아직까지 명확히 그 흔적을 발견하지 못했다. 1998년 이탈리아 그랑사소 지하실험실 ‘다마’(DAMA) 실험팀이 암흑물질 후보인 ‘윔프’를 발견했다고 주장했지만 다른 연구진들에 의해 재현되지 않아 실험에 대한 의문이 제기돼 오고 있었다.연구팀은 강원도 양양에서 다마와 동일한 고순도 요오드화나트륨 결정 제작을 한 뒤 2016년 9월부터 ‘코사인-100’실험을 시작했다. 연구 착수 후 59.5일 동안 얻은 입자신호를 바탕으로 다마가 틀렸을 가능성이 있다는 논문을 지난해 세계적인 과학저널 ‘네이처’에 발표한 바 있다. 그런데 이번에는 완벽한 검증을 위해 필요한 연간조변신호를 처음으로 분석한 결과 다마에서 20년간 축적한 입자신호가 이번에 실시된 재현실험의 관측 오차범위 내에 있는 것으로 확인됐다. 이탈리아에서 관측한 신호가 암흑물질일 가능성이 있다는 것이다. 연구팀은 이 같은 분석 추세라면 3년 내에 데이터 신뢰도 3시그마(99.7%)를 달성함으로써 다마 실험을 완벽하게 검증할 수 있을 것으로 보고 있다. 특히 3년 뒤 코사인 실험과 다마가 다른 관측 결과를 내놓는다면 다마 연구팀이 관측한 것은 암흑물질이 아니라는 설명이다. 이번 연구를 주도한 이현수 IBS 암흑물질연구단 부연구단장은 “이번 연구는 다마실험과 동일한 고순도 결정검출기에서 데이터를 얻어 동일한 분석방법을 적용한 최초의 실험이라는 점에서 의미가 크다”라며 “완벽한 검증까지는 3년이 걸릴 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr