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

국내 소화기내과 의사 222명 중 143명 (64.4%)에서 번아웃(소진, Burnout) 증상이 관찰되는 등 증상이 심각한 수준인 것으로 나타났다. 번아웃은 의욕적으로 일에 몰두하던 사람이 지속적인 업무와 스트레스로 인해 신체적·정신적 피로감을 호소하고 무기력해지는 증상이다. 김나영,장은선 분당서울대병원 소화기내과 교수팀은 소화기내과 의사들을 대상으로 일과 삶의 불균형 정도, 그리고 그것이 의사들의 건강에 어떠한 영향을 미치는지 분석하고자 연구를 진행했다. 이번 연구는 한국여성과학기술단체총연합회에서 연구비 지원과 한국여자의사회 주관으로 진행됐으며 국제학술지(Digestive Disease and Science) 온라인판에 게재됐다. 의사들은 진료, 시술, 연구 등 업무를 담당하는데 업무가 연속되다 보면 스트레스나 근골격계 질환은 물론 심혈관계와 소화기계 질환 등 다양한 건강 문제로 연결될 수 있다. 연구팀은 2018년 4월부터 10월까지 국내 44개 기관에서 내시경 검사 및 진료를 하는 222명의 소화기내과 의사를 대상으로 설문조사를 했다. 특히, 실제 본인의 업무와 일상생활 등 삶의 패턴을 2주 이상 매일 기입하도록 했다. 응답지를 분석한 결과 2차와 3차 의료기관에서 근무하는 국내 소화기내과 의사들은 평균 주당 71.5시간 동안 업무를 하고 있는 것으로 나타났다. 남녀 간에 큰 차이는 없었다. 가사와 육아 등 가정과 관련된 일에는 주당 16.6시간을 사용했는데 여성은 20.7시간, 남성은 14.3시간으로 여성이 가정에서 일하는 시간이 많은 것으로 확인됐다. 건강 상태에 대한 조사에서는 대상자 중 89.6%가 근골격계 통증을 경험한 적이 있으며 소화기계 증상은 53.6% 우울과 불안과 같은 정신적 증상은 68.9%에서 나타났다. 중요한 점은 근골격계 통증이 심하거나 내시경 시술을 많이 할수록(주당 60건 이상) 일상생활에 영향을 미칠 수 있는 심각한 정신적 증상의 유병 비율이 높은 것으로 나타났다. 222명 중 143명(64.4%)에서는 번아웃 증상이 관찰됐는데, 여성에서는 70.4%로 남성의 59.7%에 비해 많았고. 30대 여성에서는 심한 번아웃 증상인 이인감(depersonalization) 증상까지 나타나기도 했다. 이인감은 자기 자신이 낯설게 느껴지거나 자기로부터 분리·소외된 느낌을 경험하는 것으로 사회생활 또는 대인관계에도 문제가 발생할 수 있어 스트레스를 적절하게 관리하는 것이 중요하다. 이러한 증상들은 직업 만족도 저하로 이어졌다. 특히 여성 의사들은 다시 직업을 선택한다면 의사가 되겠다고 답한 비율이 남성에 비해 상대적으로 낮았고 의사가 되더라도 소화기내과를 택하겠다고 응답한 비율도 낮았다. 김나영 교수는 “소화기내과 의사, 특히 40대 이하 여의사들의 번아웃 증상이 심각하다는 사회적 문제를 밝혀냈다는 점에 의미가 있다”며 “의사들의 신체적·정신적 건강 문제는 환자의 건강까지 위협할 할 수 있는 만큼, 근무 형태를 개선하고 여의사의 활동을 지원할 수 있도록 하는 제도 마련이 시급하다”고 주장했다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

‘빠른 동물’ 하면 대부분은 치타나 사자 등을 떠올리겠지만, 이제는 개미도 이 리스트에 추가해야 한다는 내용의 연구결과가 나왔다. 독일 울름대학 연구진이 사하라 사막 북부의 모래언덕에서 사는 사하라 은개미((Saharan silver ant)를 먹이로 유인해 움직이게 한 뒤 속도와 움직임을 측정했다. 그 결과 사하라 은개미는 1초당 47걸음을 옮겨 총 855㎜를 이동한다는 사실이 확인됐다. 이는 몸길이의 무려 108배에 달하는 엄청난 기록이다. 연구진은 같은 원리로 계산했을 때, 치타의 경우 초당 이동거리는 몸길이의 16배 정도에 불과하며, 고양이 정도 몸집의 동물이 시속 193㎞로 달리는 것과 마찬가지의 속도라고 설명했다. 이 개미가 걸음을 걷는 동안, 각 걸음 사이에 발이 땅에 닿는 시간은 7ms(밀리초, 1000분의 1초)에 불과했다. 이렇게 다리를 빠르게 움직일 수 있었던 것은 사하라 사막 환경의 특수성 때문이다. 일반적으로 사하라 사막의 동물과 곤충 대다수는 정오 전후, 섭씨 50℃에 달하는 열기를 피하기 위해 거의 움직이지 않는다. 그러나 은개미들에게는 이 시간이 먹이활동을 하는 최적의 시간이다. 사하라 사막의 정오 전후 시간대는 열기에 타 죽은 곤충이나 동물의 사체를 가장 쉽게 발견할 수 있다. 사하라 은개미들은 조금 더 풍부한 먹이를 얻기 위해 가장 뜨거운 시간대에 이동하고, 이 과정에서 몸에 닿는 열기를 줄이기 위해 지면에 발이 닿는 시간을 최소화하려는 노력을 한 결과 보속이 빨라지게 됐다. 뿐만 아니라 이 개미들은 햇빛을 반사하는 은빛 털을 가지고 있는데, 이 역시 사하라 사막의 뜨거은 환경에서 적응한 결과다. 둥지로 돌아가는 최단 경로를 찾기 위해 태양의 위치를 확인하는 똑똑한 두뇌도 가지고 있다는 사실을 확인했다. 연구진은 이후 사하라 은개미의 둥지를 조심스럽게 발굴해 실험실로 가져온 뒤, 사하라보다 낮은 온도에서의 움직임을 확인했다. 그 결과 온도 10℃의 실험실에서는 초당 이동거리가 57㎜정도로 매우 느려지는 것을 확인했다. 연구진은 개미의 다리 근육이 어떻게 이토록 빠른 속도로 움직일 수 있는지를 알아내는 것이 다음 연구과제라고 밝혔다. 이번 연구는 국제 학술지 ‘실험생물학 저널‘(Journal of Experimental Biology) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

밤샘근무하거나 시험을 앞두고 며칠 동안 잠잘 시간을 줄여가며 밤새워 공부를 한 다음에는 머릿 속에서는 달콤한 도넛이나 달달한 음료가 간절하게 생각난다. 그러나 이처럼 ‘수면이 부족하면 단 음식에 대한 유혹이 커진다’는 생각은 착각일 뿐이라는 이야기도 있었다. 그렇지만 수면부족이 인체 대사기능에 영향을 미쳐 실제로 기름지고 달콤한 음식에 대한 갈망을 높인다는 연구결과가 나왔다. 미국 노스웨스턴대 의대 신경학과, 정신의학 및 행동과학과, 심리학과, 샌디에고주립대 보건복지학부, 펜실베니아대 의대 신경학과, 심리학과 공동연구팀은 수면부족 현상은 후각처리 신경경로에 영향을 미쳐 단 음식을 먹고 싶어하는 충동을 자극한다고 19일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘e라이프’ 최신호(9일자)에 실렸다. 연구팀은 수면 부족이 체내 엔도카나비노이드 시스템(endocannabinoid system, ECS)에 영향을 미친다는 기존 연구에 착안했다. ECS는 두려움, 걱정 같은 감정 조절에 관여할 뿐만 아니라 혈압, 수면, 식욕, 칼로리 연소, 체내 염증 제어 같은 수많은 대사과정에 관여함으로써 신체 기능을 조절하는 것으로 알려져 있다. 특히 식욕을 불러일으키는 중요한 요소인 후각 기능에 ECS가 중요한 역할을 한다. 연구팀은 41명의 건강한 성인남녀를 선발했다. 연구 대상으로 선정된 사람들의 나이는 18~40세이고 담배를 피우지 않고 하루 7~9시간의 규칙적인 수면을 하며 체질량지수(BMI)가 18.5~24.9로 정상 수준이고 신경정신적으로 문제가 없으며 모두 오른손잡이로 사전 조건을 통일했다. 연구팀은 사전 실험을 통해 41명 중 정식실험을 위해 25명을 추려내서 두 그룹으로 나눴다.연구팀은 한 그룹은 새벽 1~5시까지 4시간만 자도록 하고 다른 그룹은 밤 11시에 잠들어 다음날 아침 7시에 일어나도록 했다. 28일 후에는 각 그룹의 수면 패턴을 바꿔서 다시 4주를 실험했다. 즉 4시간을 잤던 그룹은 8시간을, 8시간을 잤던 그룹은 4시간만 자도록 한 것이다. 이렇게 하면서 연구팀은 실험대상자들의 혈액을 채취해 검사했다. 실험이 끝나는 날에는 이들에게 뷔페식을 제공해 섭취하는 음식과 칼로리를 측정하기도 했다. 분석결과 잠을 덜 잤던 사람들은 ECS에 작용하는 단백질 수준이 높은 것으로 나타났다. 또 뷔페식사를 할 때 잠이 충분이 잔 그룹과 그렇지 않은 그룹 모두 식사량은 비슷했지만 잠을 덜 잔 사람들은 달고 기름진 음식을 선호한다는 것이 확인됐다. 연구팀은 뷔페식을 제공하기 전 다양한 냄새들을 맡게 하면서 기능성자기공명영상(fMRI)를 찍어 뇌의 움직임을 확인했다. 분석 결과 잠이 부족하게 되면 뇌에서 후각을 담당하는 조롱박피질과 음식섭취를 조절하는 뇌섬이라는 영역이 민감해지면서 달달한 음식을 더 찾게 되는 것으로 확인됐다고 연구팀은 설명했다. 토스텐 칸트 노스웨스턴대 의대 교수(신경과학)는 “이번 연구는 ECS와 후각, 수면, 식욕 간 상관관계를 밝혀낸 거의 첫 연구”라며 “이번 연구는 비만을 유발하는 새로운 원인을 설명해줄 뿐만 아니라 섭식장애를 치료하는 방법을 새로 제시해줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2009년 미국 애플사에서 ‘아이폰 3GS’를 처음 내놓으면서 휴대전화 시장은 스마트폰 중심으로 재편됐다. 현재 전세계 성인 대부분이 스마트폰 1대씩은 갖고 있는 것으로 알려져 있을 정도로 등장 10년 만에 스마트폰 없는 세상은 상상할 수 없게 됐다. 스마트폰 이전의 휴대전화는 전화와 문자메시지 사용이 주요 기능이었지만 스마트폰 시대에서는 전화는 부수적인 기능으로 밀려나고 다양한 컨텐츠를 언제 어디서나 사용할 수 있도록 하는 단말기 개념이 강해졌다. 이 때문에 스마트폰으로 인한 각종 정신적, 신체적 건강 문제도 제기되고 있는 상황이다. 대표적인 것이 스마트폰 중독 증상일 것이다. 그런데 보건과학자들이 스마트폰 화면에서 나오는 블루라이트가 노화도 촉진시킬 수 있다는 연구결과를 내놔 주목받고 있다. 미국 오레곤주립대 통합생물학과, 오레곤보건과학대 산업보건과학연구소, 폴란드 바르사바대 동물생리학과 공동연구팀은 스마트폰, 컴퓨터, TV 화면에서 발생하는 블루라이트에 장시간 노출될 경우 시신경은 물론 뇌와 피부 세포에 심각한 손상을 일으킨다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 네이처 출판그룹에서 발행하는 보건학 분야 국제학술지 ‘노화와 질병 메커니즘’ 18일자에 실렸다. 블루라이트는 우리 눈에 파란색으로 보이는 빛으로 380~500㎚(나노미터) 파장을 갖는 가시광선 영역으로 빨간색이나 노란색 같은 다른 가시광선들에 비해 파장은 짧고 에너지는 크다는 특징이 있다. 물체를 선명하게 볼 수 있게 해주는 대신 블루라이트에 오래 노출되면 불면증을 유발할 수 있고 시력손상 등의 건강상 문제가 발생할 수 있다는 주장은 꾸준히 나오고 있다. 연구팀은 질병이나 노화연구에 많이 사용하는 초파리를 이용해 스마트폰과 컴퓨터에서 나오는 블루라이트 파장대의 빛에 매일 노출될 경우 세포와 생체 변화를 관찰했다. 연구팀은 초파리를 두 그룹으로 나눠 한 그룹은 매일 12시간씩 블루라이트 파장대 빛에 노출시키고 나머지 초파리들은 블루라이트 파장이 걸러진 빛에 노출되도록 했다.그 결과 매일 12시간씩 블루라이트에 노출된 파리들은 그렇지 않은 파리들에 비해 같은 시기에 태어났음에도 불구하고 수명이 절반에 가까운 42%나 짧은 것으로 나타났다. 또 블루라이트에 지속적으로 노출된 초파리들은 망막 세포와 뇌 신경세포인 뉴런에 손상을 입어 벽을 쉽게 기어오르지 못하는 등 이동능력이 눈에 띄게 저하되는 것도 관찰됐다. 실험에 사용한 일부 초파리들은 태어날 때부터 눈이 발달되지 않은 상태였는데 이들도 블루라이트에 지속적으로 노출되면 뇌 손상과 운동장애 증상을 보이는 한편 수명이 짧아진 것을 연구팀은 관찰했다. 예드비가 기볼도비치 오레곤주립대 교수(통합유전학)는 “빛은 뇌파 활동, 호르몬 생성, 수면 패턴은 물론 세포 재생 같은 인체 순환리듬에 중요한 역할을 하는데 블루라이트 같은 인공광에 대한 노출이 증가하면 이런 생리적 메커니즘 전체가 무너지게 된다”라며 “이번 연구를 통해 인공광이 노화를 가속화시킨다는 사실을 밝혀낸 것은 매우 놀라운 일이며 생체에 영향을 덜 미치는 인공광 개발을 촉진시킬 것으로 기대한다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

가을이 깊어지면서 많은 사람들이 산과 들, 야외를 찾아나선다. 이 때 여름만큼은 아니지만 햇볕에 얼굴이 타는 것을 피하기 위해 자외선차단제를 사용한다. 그런데 하얀 피부를 위해 자외선 차단제를 지나치게 사용할 경우 안에 포함된 나노물질이 인체 주요 장기에 축적될 수 있다는 연구결과가 나왔다. 한국화학연구원 부설 안전성평가연구소 생체유해성연구그룹 유욱준 박사팀은 이산화티타늄 나노물질이 체내에 들어가면 뇌와 간, 태반 등에 축적되기 쉽다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 독성학 분야 국제학술지 ‘파티클 앤드 파이버 톡시콜로지’에 실렸다. 나노물질은 다양한 생활용품 제조에 쓰이고 있는데 특히 이산화티타늄은 페인트, 코팅제는 물론 자외선차단제, 화장품에서 많이 사용되고 있다. 그렇지만 다른 나노물질처럼 이산화티타늄에 대한 안전성 여부는 명확히 밝혀져 있지 않은 상태이다. 더군다나 나노물질에 많이 노출될 경우 민감한 반응을 나타낼 수 있는 임산부에 대한 연구는 더 적다. 연구팀은 임신한 생쥐에게 이산화티타늄 나노물질을 투여한 뒤 안전성과 체내 주요 장기에서 나노물질이 어떻게 분포하는지 관찰했다. 그 결과 임신 중 이산화티타늄에 노출되면 간과 뇌, 태반에 축적된다는 것이 확인됐다. 그러나 특이한 독성학적 영향은 관찰되지 않았다고 연구팀은 밝혔다. 연구를 주도한 유욱준 박사는 “이번 연구는 노약자나 임산부 같은 건강취약층에서 나노물질이 체내에 들어갔을 때 어떤 영향을 미치는지를 살펴본 기초적인 연구”라면서 “동물실험에서 이산화티타늄 나노물질에 대한 독성이 발견되지 않았을 뿐 이산화티타늄이 안전하다고 단정하기는 어렵고 나노물질의 다양한 물리화학적 특성을 고려할 때 사람에 대한 추가적 안전성 연구는 필요하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구상에 사는 동물 중 가장 빠른 것은 무엇일까. 육상에서는 치타(시속 120㎞), 바다에서는 돛새치(시속 112㎞), 하늘에서는 군함조(시속 400㎞)가 가장 빠른 것으로 알려져 있다. 현재 지구상에 존재하는 동식물을 통틀어 가장 많은 종(種) 숫자를 자랑하는 것은 바로 곤충이다. 곤충은 종류가 많다 보니 아직까지 어느 것이 가장 빠른지는 명확히 밝혀져 있지 않다. 이 같은 상황에서 독일 울름대 신경생물학연구소, 프라이부르크대 생물학연구소 공동연구팀은 우리가 일상에서 가장 흔히 볼 수 있는 곤충인 개미 중에서는 아프리카 사하라 사막에서 사는 ‘사하라은색개미’가 가장 빠르다는 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘실험생물학’ 17일자에 발표했다. 연구팀은 사막개미를 연구하기 위해 튀니지 쪽 사하라 사막을 조사하던 중 친척뻘인 사하라은색개미가 모래언덕에 집을 짓고 살고 있는 것을 발견했다. 또 사막개미보다 몸집이 작은 사하라은색개미들이 더 빨리 움직인다는 것도 알게 됐다. 이에 연구팀은 사하라은색개미의 거주지와 이동모습을 촬영한 다음 정밀분석했다. 그 결과 사하라은색개미들은 초당 0.855m로 이동하는 것으로 밝혀져 현존하는 개미 중 가장 빨리 움직이는 것으로 확인됐다. 보통 곤충의 이동속도는 몸길이(체장)의 몇 배로 움직이는지로 표시하기도 하는데 사하라은색개미는 초당 체장의 108배 속도로 이동하는 것으로 분석됐다. 반면 친척인 사막개미는 사하라은색개미보다 다리가 20% 정도 더 길지만 이동속도는 초속 0.62m이며 체장속도도 절반 수준인 50배에 불과한 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 사하라은색개미들은 4.3~6.8㎜의 다리를 초속 1.3m의 속도로 움직이는데 이는 사막개미보다 30% 정도 더 빠른 것이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr