호주에서 보석이 된 공룡 화석이 발견됐다. 미국 CNN 등 외신에 따르면, 호주 뉴잉글랜드대(UNE)와 호주 오팔센터 공동 연구진이 이런 성과를 국제 학술지 ‘척추고생물학회지’(Journal of Vertebrate Paleontology) 최신호(3일자)에 발표했다.화석은 1980년대 시프야드 광산에서 오팔 원석을 캐던 광부 밥 포스터에 의해 처음 발견됐다. 그는 자신이 찾은 화석을 시드니 호주 박물관으로 가져가 고생물학자들에게 보여줬고 이들과 함께 광산으로 돌아가 60점이 넘는 화석을 발굴했다. 이후 이들 화석은 호주 박물관에 전시됐고 2015년 마침내 소유주의 자녀들이 호주 오팔센터에 기증하면서 본격적인 연구가 진행될 수 있었다.그때부터 화석 연구를 주도한 호주 고생물학자 필 벨 박사(뉴잉글랜드대)는 60여 개의 화석 조각이 지금껏 발견된 적이 없는 신종 공룡의 것임을 깨달았다. 그러고 나서 이들 연구자는 화석들을 더욱더 자세히 살폈다. 그 결과, 보석이 된 공룡 화석은 한 마리의 것이 아니며 여러 마리의 것으로 밝혀졌다. 이에 대해 벨 박사는 “처음에는 단일 개체의 뼈로 생각했지만, 일부 뼈를 분석하기 시작했을 때 크기가 서로 다른 네 마리의 척추뼈임을 알 수 있었다”면서 “성체 한 마리와 아성체 3마리로 확인됐다”고 설명했다.연구진은 신종 공룡을 처음 발견했던 광부 밥 포스터의 업적을 기리기 위해 ‘포스토리아’(Fostoria)와 현지 원주민 언어로 발굴지인 시프야드 광산을 뜻하는 ‘디힘반건멀’(dhimbangunmal)을 더해 포스토리아 디힘반건멀(이하 포스토리아)이라는 학명을 붙였다. 연구진에 따르면, 포스토리아는 두 다리로 서는 초식공룡 이구아나돈과 같은 그룹에 속한다. 몸길이는 가장 큰 성체의 경우 4.87m로 추정된다. 연구에 참여한 고생물학자 제니 브램멀 호주 오팔 센터 연구원은 “포스토리아는 세계에게 가장 완벽한 오팔 공룡 화석이다. 호주의 다른 오팔 광산에서도 수생 공룡의 일부 화석이 발견됐지만, 단 하나의 뼈나 이빨 또는 몇 개의 뼈에 불과했다”면서 “하나의 골격에서 나온 십여 점의 뼛조각을 되찾은 사례는 이번이 처음”이라고 설명했다.한편 오팔은 주성분인 이산화규소가 물 분자와 결합해 불규칙하게 배열하면서 무지개 같은 화려한 색상을 띠는 것이 특징이다. 오팔은 주로 퇴적암이나 화산암 틈에서 나오는 데 아주 오래 전 육지로 둘러싸인 바다인 내해 근처가 오팔이 형성될 수 있는 최적의 지질학적 조건을 갖는다. 따라서 오팔은 이른바 아웃백으로 불리는 호주 오지에서 전 세계 생산량의 95% 정도를 차지해 호주 국가 보석으로도 지정돼 있다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

英·伊·오스트리아, 남녀 배우 250만명 경력 분석美·인도, 외교문서 골라내 미래 예측·대응 알고리즘 개발“그것은 사회적, 경제적 자극에 대한 인간 집단의 반응을 다루는 수학의 한 분야가 됐다. … 심리역사학은 통계학이기 때문에 한 개인의 미래를 정확히 예언할 수 없다는 것은 익히 알려져 있다.” 미국의 생화학자이자 세계 SF 3대 거장으로 꼽히는 아이작 애시모브가 20대 초반에 시작해 1992년 72세로 세상을 뜨기 전까지 썼던 ‘파운데이션’ 시리즈에는 해리 셀던이라는 천재 수학자가 만든 ‘심리역사학’이라는 가상의 학문이 등장한다. 해리 셀던이 심리역사학으로 은하제국의 몰락을 예측하고 ‘파운데이션’이라는 집단을 만들어 파국적인 상황을 막고 미래를 대비하도록 한다는 것이 파운데이션 시리즈의 주요 줄거리다. ●“배우의 성공은 연기력보다 환경에 좌우” 애시모브의 심리역사학은 통계물리학을 보고 만들어진 것이다. 통계물리학은 입자가 매우 많거나 복잡한 시스템을 통계적 방법으로 연구하는 분야다. 개별 분자 행동은 예측할 수 없지만 공기 전체 움직임을 설명하고 예측하려는 통계물리학처럼 심리역사학도 사람도 개개인의 행동을 예측하기는 어렵지만 거대한 역사의 흐름을 예측할 수 있다고 설정됐다. 그런데 실제로 최근 수학자들이 수학적 방법으로 역사를 예측하고 쇼비즈니스의 성공 가능성까지 예측할 수 있는 방법을 개발했다. SF 속 심리역사학이 현실로 다가오게 된 것이다. 영국 런던 퀸메리대 수리과학부, 앨런튜링연구소, 이탈리아 카타니아대 물리천문학과, 국립핵물리연구소(INFN), 오스트리아 빈복잡계과학허브(CSHV) 공동연구팀은 배우의 경력을 정량화하고 성공과 경력의 지속가능성을 예측할 수 있는 수학적 모델을 만들어 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 6월 5일자에 발표했다. 연구팀은 인터넷영화데이터베이스(IMDb)를 이용해 1888년 최초로 만들어진 영화부터 2016년 1월 16일까지 개봉된 영화, TV드라마에 이름을 올린 남자배우 151만 2472명과 여배우 89만 6029명의 경력을 분석했다. 분석 결과 약 70% 배우들의 전체 경력이 1년에 불과했고 주연급이든 조연급이든 일이 끊기지 않고 배우로서 10년 이상 생명력을 이어 가는 이들은 10% 미만으로 나타났다. 연예계에서 경력은 특정 상품에 대한 수요가 다른 사람들에게 영향을 주는 ‘네트워크 효과’가 강하게 나타난다고 연구팀은 설명했다. 유명세를 타는 배우들이 일자리를 더 얻기 쉽고 대부분의 일을 가져간다는 것이다. 공백기가 긴 배우들은 이전의 유명세와는 상관없이 복귀 후 인기를 회복할 확률이 낮아지는 것으로 예측됐다. 연구팀은 이번 예측식으로 일부 배우들의 활동 기간과 흥행 여부를 계산한 결과 비교적 정확하게 계산된 것으로 알려졌다. 루카스 루카사 퀸메리대 수리과학부 교수는 “이번 연구 결과에서 흥미로운 것은 임의적인 무작위적 사건들이 증폭되면서 부익부 빈익빈 현상이 나타난다는 점”이라면서 “배우들의 성공과 생명력은 연기력보다는 환경에 좌우될 가능성이 크다는 것도 새로 알게 됐다”고 말했다. 또 미국 마이크로소프트(MS) 뉴욕연구소와 MS 인도 방갈로르연구소, 미국 컬럼비아대 역사학과 공동연구팀은 국무부가 공개한 외교 문서와 당시 발생한 중요한 사건들을 연관 분석해 역사적으로 중요한 사건을 암시하는 문서들을 골라내 미래를 예측해 대응할 수 있는 알고리즘을 개발했다. 이 연구 결과는 생물학 및 심리학 분야 국제학술지 ‘네이처 인간행동’ 6월 4일자에 실렸다.●인공지능 문서보관자·미래학자 개발 가능성 연구팀은 미국 국무부가 각종 보고서를 전자문서 양식으로 저장하기 시작한 1973년 자료부터 지난해 기밀 해제된 1979년까지의 기록 195만 2029건을 분석했다. 연구팀은 우선 국무부가 중요하다고 평가해 놓은 보고서들이 이후 벌어진 실제 사건들을 얼마나 정확하게 설명하고 예측했는지를 역사학자들에게 수작업으로 평가하도록 한 다음 인공지능에 기계학습시켰다. 이렇게 학습된 인공지능으로 공문서를 바탕으로 역사적 사건들을 예측하도록 했다. 그 결과 예상 밖으로 출장 일정처럼 주목도가 떨어지는 일상적 보고서도 역사적 사건을 예측하는 데 중요한 단서가 될 수 있음이 밝혀졌다. 덩컨 와츠 MS뉴욕연구소 수석연구원은 “아인슈타인 상대성이론 발견, DNA 이중나선 구조의 발견, 달 착륙, 베를린 장벽 붕괴 등 역사적인 사건들도 모두 사소한 사건에서 촉발됐다”며 “이번 연구는 수많은 문서 더미 속에서 역사적 문서를 식별해 낼 수 있는 인공지능 문서보관자나 인공지능 미래학자를 개발할 수 있는 가능성을 보여 주고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 들어 공원이나 넓은 공터에서 드론을 날리는 모습을 자주 볼 수 있다. 관성항법센서와 GPS 수신기가 경량화되고 자율주행 기술이 발전하면서 드론이 보편화되고 소형화되면서 레저용으로 이용하는 사람이 늘고 있기 때문이다. 드론의 크기에 따라 택배 배달용으로도 활용되기도 한다. 문제는 드론 사용이 보편화되면서 범죄나 테러용으로 사용될 가능성도 배제할 수 없다. 국내 연구진이 GPS 신호 교란으로 드론을 다른 장소로 납치해 제거할 수 있는 대테러 안티 드론 기술을 개발해 주목받고 있다. 카이스트 전기및전자공학부 김용대 교수팀은 위조 GPS 신호를 이용해 드론 위치를 속여 드론을 제거할 수 있는 기술을 개발했다고 4일 밝혔다. 이번 연구성과는 전자보안 분야 국제학술지 ‘ACM 트랜잭션 온 프라이버시 앤 시큐리티’에 실렸다. 드론이 사용이 보편화되면서 사유지와 주요시설 무단 침입, 테러나 범죄에 사용될 경우도 배제할 수 없는 상황에서 공항 같은 주요시설에서 활용되는 안티 드론 시스템은 방해전파나 고출력 레이저를 쏘거나 그물로 포획하는 방식이다. 그러나 폭발물이나 무기를 장착한 드론의 경우는 주요시설물이나 군중과 안전거리를 확보해야 하는데 현재의 기술로는 드론을 못 움직이게 하거나 그자리에 추락시키는 것인데 이 때는 피해를 최소화하기 어렵다. 연구팀은 위조 GPS 신호를 이용해 드론 위치를 속여 드론을 하이재킹하는 안티 드론 기술을 개발했다. 현재도 GPS 신호를 교란시키거나 위조해 정해진 위치나 경로를 이탈시키는 기술이 있지만 GPS 안전모드가 활성화되면 적용하기 어렵다. GPS 안전모드는 드론이 위조 GPS 신호로 신호가 끊기거나 위치 정확도가 낮아지면 발동되는 비상모드로 드론 모델이나 제조사에 따라 제각각이다. 연구팀은 주요 드론 제조업체의 드론 GPS 안전모드를 분석하고 이를 바탕으로 드론 GPS 작동 분류체계를 만들어 유형에 따른 드론 납치 시스템을 설계했다. 이번에 만든 시스템은 거의 모든 형태의 드론 GPS 안전모드를 포함하고 있어 보편적으로 적용할 수 있다. 연구팀은 실제 4종의 드론을 이용해 이번에 개발한 시스템을 적용한 결과 미세한 오차범위 내에서 원하는 방향으로 드론을 안전하게 유도하는데 성공했다. 김용대 교수는 “대부분의 드론은 GPS 안전모드를 갖추고 있어 위조 GPS 공격에 안전한 것처럼 보이지만 대부분 우회가 가능하다”라며 “이번 기술은 드론의 GPS 안전모드를 무력화시켜 불법 드론 비행으로 발생하는 항공업계와 공항의 피해나 테러 위협을 줄이는데 기여할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 체내 일산화질소를 없애 류머티스 관절염을 치료하는 방법이 개발됐다. 포스텍 화학과 연구팀은 체내 일산화질소만을 잡아내는 류머티스 관절염 치료제를 개발했다고 4일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 레터스’ 최신호에 실렸다. 일산화질소는 체내에서 국부적 조절인자나 신경전달물질로 작용한다. 혈중 산소농도가 떨어지면 혈관 벽 내피세포는 일산화질소를 만들어 내 근육을 이완시켜 혈관을 확장시킴으로써 산소가 원활하게 공급될 수 있도록 만들어 준다. 당초 심혈관 치료제로 개발됐다가 발기부전 치료제로 쓰이고 있는 비아그라의 경우는 체내 일산화질소 분해를 지연시켜 혈관 확장이 유지되도록 하기도 한다. 체내 일산화질소는 발생한지 몇 초 지나지 않아 금새 분해되지만 과다하게 생성되거나 분해되지 않을 경우 루푸스나 크론병, 류머티스 관절염 같은 염증성 질환을 유발시킨다. 연구팀은 2017년에도 일산화질소에 반응하는 매크로 하이드로젤을 개발한 바 있다. 이번에 연구팀은 아크릴아마이드와 일산화질소 가교제를 중합시킨 나노 하이드로젤을 만들었다. 이번에 개발한 나노 하이드로젤은 일산화질소를 직접 포집할 수 있다는 장점이 있다. 기존에 나온 일산화질소 억제 물질들은 유전자나 생체 효소에 직접 영향을 미치기 때문에 인슐린 저항성, 심혈관 이상 같은 부작용이 나타는 경우가 많았다. 연구팀은 류머티스 관절염을 유발시킨 생쥐를 대상으로 실험한 결과 현재 염증 억제제로 사용되고 있는 ‘덱사메타손’과 비교해서도 류머티스 관절염을 더 효과적으로 억제할 수 있다는 사실을 확인했다. 김원종 포스텍 화학과 교수는 “이번에 개발한 나노젤은 생체 내 일산화질소를 직접 포집한다는 차원에서 류머티스 관절염을 효과적으로 치료하고 기존 약제의 부작용을 줄인다”라며 “특히 류머티스 관절염 이외의 염증성 질환에도 광범위하게 적용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1991년 개봉된 영화 ‘터미네이터2-심판의 날’에는 구형 터미네이터 T-800(아놀드 슈워제네거)을 제거하기 위해 미래에서 온 신형 터미네이터 T-1000(로버트 패트릭)이 등장한다. T-1000은 액체금속으로 만들어져 어떤 공격을 받아도 다시 원상복원되고 다양한 형태로 변할 수 있어 영화 마지막 장면까지 긴장감을 늦추지 않게 한다. 그런데 국내 연구진이 영화 속 T-1000처럼 외부에서 힘이 가해져 본래 모습이 변형되더라도 성능을 그대로 유지할 뿐만 아니라 자가 치유(self-healing) 특성까지 지닌 신소재를 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 바이오닉스연구단과 생체재료연구단, 서울대, 고려대, 미국 스탠포드대 화학공학과 공동연구팀은 큰 변형이 있더라도 전기 전도도를 그대로 유지하고 손상 이전과 똑같은 모습으로 원상 복구될 수 있는 자가치유 특성을 가진 신소재를 개발했다고 4일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘ACS 나노’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 신축성이 높은 자가 치유 특성을 가진 고분자의 내부에 은 마이크로 입자와 나노입자를 분산시켜 신축성이 우수하면서도 변형을 극복할 수 있는 전도성 고분자 복합 신소재를 개발했다. 이번에 개발된 신소재는 전자소자와 인체 사이에 안정적으로 전력과 데이터를 전송할 수 있는 ‘인터커넥트’로 활용될 수 있다. 연구팀은 이번에 개발된 소재를 인터커넥트로 활용해 실제로 몸에 부착해 근전도(EMG)라는 생체신호를 측정하는데 성공했다. 또 이 신호를 로봇팔로 전송해 실제 팔의 움직임을 그대로 따라할 수 있도록 하는데 성공했다.기존 소재들은 변형이 발생하면 전기전도도가 약해져 성능이 떨어지는데 이번에 개발된 신소재는 처음 상태의 35배까지 변형이 되더라도 성능이 저하되지 않는다. 처음 모습과 완전히 다르게 비틀리거나 구겨지더라도 성능이 문제가 없다는 설명이다. 게다가 외력에 의해 변형이 일어나면 내부 마이크로, 나노입자들이 재배열되면서 전기적 특성이 자발적으로 향상되는 ‘셀프 부스팅’ 현상이 나타난다는 것이 주사전자현미경, 마이크로 컴퓨터 단층촬영으로 확인됐다. 또 변형이 발생하면 오히려 전기전도도가 60배 이상 좋아지는 현상이 나타났다. 손상되거나 완전히 절단되더라도 스스로 회복되고 접합되는 자가 치유 능력을 보였다. 손동희 KIST 바이오닉스연구단 박사는 “이번에 개발한 신소재는 강한 외력과 변형에도 안정적으로 구동할 수 있어 차세대 웨어러블 전자기긱 개발과 상용화에 도움이 될 것”이라며 “의공학, 전자공학, 로봇 공학 분야 등 다양한 분야에 응용될 수 있을 것으로 기대된다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

겨자나 고추냉이를 많이 먹어도 고통을 전혀 느끼지 않는 동물이 처음 확인됐다. 미국 뉴욕타임스 등 외신에 따르면, 남아프리카공화국에서 서식하는 하이펠트 두더지쥐가 이런 특징을 지닌 것으로 확인됐다. 겨자나 고추냉이를 한꺼번에 많이 먹어봤다면 콧속과 두피 전체에 스치는 고통을 느껴봤을 것이다. 이는 세포 내 단백질을 적극적으로 손상하는 이소싸이오사이안산알릴(AITC)이라는 이름의 화학 화합물에서 비롯한다. 연구를 이끈 독일 막스델브뤼크 분자의학센터의 게리 레빈 박사는 “실제로 당신이 보는 모든 동물이 AITC를 피할 것”이라고 말했다. 세계적 학술지 ‘사이언스’ 5월 30일자에 실린 이 연구 논문에서 레빈 박사와 동료들은 하이펠트 두더지쥐가 이 물질에 완벽하게 영향을 받지 않는 것을 보여준다.사실 연구진은 겨자나 고추냉이를 잘 먹는 동물을 찾기 위해 연구를 진행한 것이 아니다. 약 10년 전, 레빈 박사와 동료들은 아프리카에 서식하며 죽을 때까지 늙지 않는 것으로 유명한 신비한 설치류 벌거숭이두더지쥐가 산성이 강한 고농도의 이산화탄소나 고추의 매운맛을 내는 성분인 캡사이신에 노출됐을 때 고통을 전혀 느끼지 않는다는 것을 발견했다. 어떤 성분에 대해 고통을 느끼지 않는다는 점은 통증 완화 및 치료 연구에 도움이 될 가능성이 있다. 따라서 연구진은 이 쥐를 포함한 근연종 9종을 대상으로 고농도의 이산화탄소에 노출된 것과 유사한 반응을 일으키는 산과 캡사이신 그리고 AITC에 노출됐을 때 어떻게 반응하는지를 살폈고, 하이펠트 두더지쥐가 AITC에 전혀 반응하지 않는 것을 발견했다. 연구진은 또 이 쥐를 대상으로 AITC 투여량을 점차 늘렸지만 이 쥐는 그래도 반응하지 않았다. 이후 연구진은 하이펠트 두더지쥐가 왜 AITC에 반응을 보이지 않는지를 살피기 위해 근연종 9종 모두를 대상으로 고통 신호와 관련한 뉴런(뇌 신경세포)을 비교 분석했다. 그 결과, 하이펠트 두더지쥐들의 뉴런은 NALCN으로 불리는 일종의 이온 채널로 독특하게 얽혀있는 것으로 나타났다. 이 채널은 그야말로 누설돼 있어 신경세포를 흥분하게 하는 것을 더 어렵게 만든다고 레빈 박사는 설명했다. 또한 연구진은 하이펠트 두더지쥐들에게 이런 채널을 차단하는 약물을 투여했다. 그러고나서 AITC를 투여하자 이들 쥐는 고통스러워하는 반응을 보였다. 하루쯤 지나 약효가 다 떨어지자 이들 쥐는 다시 아무런 반응을 보이지 않았다. 이는 연구진에게 왜 하이펠트 두더지쥐가 AITC에 반응하지 않도록 진화했는가는 의문을 남겼고 그 답은 프리토리아대학의 다니엘 하트 박사가 찾아냈다. 하트 박사는 여러 해 동안 여러 종의 두더지쥐를 연구해 왔으며 하이펠트 두더지쥐의 굴을 조사할 때마다 항상 개미들의 공격을 받고 있었다는 것을 알아차렸다. 문제의 개미들은 나탈 드룹테일이라는 이름의 독개미로, 이들이 지닌 독은 AITC처럼 작용하는 폼산을 포함하고 있을 것이라고 연구진은 설명했다. 덕분에 이들 쥐는 AITC 내성이 생겨 다른 두더지쥐들이 접근하기 꺼리는 곳에서도 살 수 있다. 이에 대해 이번 연구에 참여하지 않았지만, 연구 논문을 분석한 이완 세인트 존 스미스 케임브리지대학 박사는 이번 발견은 사람의 통증을 치료하기 위해 NALCN의 활동을 조절하기 위한 약의 활용 가능성을 보여준다고 말했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 연구진이 생명체 유지와 유전정보 전달을 위한 필수 대사과정인 염색체 복제에 관여하는 단백질의 핵심 작동원리를 밝혀냈다. 기초과학연구원(IBS) 유전체 항상성 연구단과 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 공동연구팀은 염색체 복제가 끝나면 DNA와 결합하는 PCNA라는 단백질이 결합되고 분리되는 메커니즘을 분자수준에서 밝혀내고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 3일자에 발표했다. 염색체 복제는 DNA 생성에 관여하는 단백질들이 DNA와 결합하는 것으로 시작된다. 특히 고리형태의 PCNA 단백질은 바늘구멍에 실이 꿰어진 형태로 DNA와 결합해 염색체를 복제하고 손상된 염색체를 복구한다. 이 과정이 끝나면 PCNA와 DNA는 분리된다. 그러나 이 때 PCNA와 DNA가 분리되지 않고 계속 결합된 상태로 머물러 있게 되면 염색체에 돌연변이가 발생한다. 연구팀은 이런 염색체 돌연변이는 암이나 각종 유전질환을 일으킬 수 있다고 앞선 연구를 통해 밝혀냈다. 그렇지만 PCNA와 DNA가 분리되는 정확한 원리는 파악하지 못했다.그런데 연구팀은 PCNA와 DNA의 결합, 분리를 추적할 수 있는 실험방법과 실시간으로 결합과 분리를 관찰할 수 있는 ‘단분자 형광 이미징‘ 기술을 활용해 관찰했다. 그 결과 ATAD5-RLC라는 단백질이 PCNA 단백질의 고리를 열어 DNA를 분리시켜 염색체 복제 과정을 종료시킨다는 사실을 밝혀내고 ATAD5-RLC 단백질의 구조까지 확인했다. 이번 연구는 염색체 복제 과정, 손상복구 과정이 정상적으로 종료되지 않으면 유전정보의 변형이 일어난다는 사실을 분자적 수준에서 처음으로 밝혀낸 것이다. 명경재 IBS 유전체 항상성 연구단장은 “이번 연구는 생명체 필수 대사과정인 염색체 복제를 이해하기 위한 중요한 정보를 파악함으로써 생명의 근원을 이해하는데 한걸음 더 다가가게 해줬다”라며 “염색체 복제 오류는 암 같은 질환을 유발시키는 만큼 유전정보 이상으로 발생하는 병의 근본 원인을 규명하고 새로운 치료법을 개발하는데 도움을 받을 수 있을 것”이라고 말했다.유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

본격적인 여름의 시작이라는 6월로 접어들면서 폭염에 대해 걱정하는 사람들이 늘고 있다. 최근들어 지구온난화로 인한 기후변화 때문에 극한 기상이 자주 나타나 여름에는 폭염 뿐만 아니라 허리케인, 태풍이나 폭우로 인한 홍수 등으로 전 세계가 몸살을 앓고 있다. 이 같은 기후변화로 인한 극한기상이 계속 나타고 있음에도 불구하고 ‘기후변화는 거짓말’이라고 믿는 사람들이 있다. 대표적인 인물이 미국 도널드 트럼프 대통령이다. 미국 내에서는 트럼프 대통령이 속한 공화당 지지자들도 기후변화에 의심의 눈초리를 갖고 있는 것이 사실이다. 그런데 최근 미국 연구진이 기후변화로 인한 극한 기상으로 피해를 본 지역사회들은 당파적 색깔과는 관계없이 기후변화에 대한 인식도가 높여진다는 사실이 밝혀졌다. 결국 “거짓말인줄 알았는데 겪어보니 알겠더라”는 설명이다. 미국 듀크대 환경대학, 콜로라도 덴버대 공공정책학과 공동연구팀은 홍수나 가뭄, 폭염 등을 겪은 지역 사람들이 기후변화에 대한 인식이 더 높고 기후변화를 막기 위한 행동에 더 적극적으로 나선다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 기상학 분야 국제학술지 ‘기후변화’ 1일자에 실렸다. 연구팀은 2013년 9월 엄청난 홍수를 겪은 콜로라도주 6개 지역의 주민들을 대상으로 2016~2017년에 기후변화와 관련한 설문조사를 실시했다. 연구팀은 2013년도 피해 정도, 당시 피해와 기후변화의 영향에 대한 인식, 현재 기후변화에 대한 인식, 정치적 성향 등에 대해 질문을 던졌다. 그 결과 개인적인 피해보다는 지역사회나 이웃의 피해를 목격한 경우 기후변화에 대한 심각성을 더 깊이 이해한다는 사실이 밝혀졌다. 또 기후변화로 인한 대형 자연재해를 입은 사람들은 기후변화에 대한 인식이 더 오래 지속되고 이를 바꾸기 위한 직접적인 행동에 나서는 것에 주저하지 않는다는 사실도 확인됐다. 기후변화에 대한 이웃의 피해를 목격하거나 직접 피해를 본 사람들은 자신의 정치적 성향과는 관계없이 기후변화에 대해 강한 인식을 갖고 있는 것으로 나타났다. 엘리자베스 올브라이트 듀크대 교수는 “이번 연구를 통해 심각한 재난 상황이라도 그것을 직접 체험하거나 체험하지 않은 사람들이나 집단이 얼마나 인식차이를 보이는지 알 수 있다”라며 “극한 기후변화로 재난이 상시화되고 있는 만큼 지역사회가 어떻게 반응하는가에 따라 재난 이후 회복 속도나 정도도 달라질 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아침에는 깨어나고 밤이 되면 잠이 드는 것은 사람의 몸 속에 존재하는 생체시계 시스템 때문이다. 사람 뿐만 아니라 많은 동물들은 먹고 자는 시간, 번식기, 동면기 등의 활동이 주기적으로 나타나는데 이런 주기성이 나타나는 것도 생체시계 덕분이다. 2017년에는 이 같은 생체리듬과 체내 시계의 비밀을 분자수준에서 연구해 온 세 명의 미국 유전학자들에게 노벨 생리의학상이 돌아가기도 했다. 그런데 몸을 움직일 수 없을 정도로 피곤하고 힘든데도 막상 잠자리에 누웠는데 의외로 눈이 말똥말똥 잠이 들지 않아 곤란했던 경험이 한 두 번 정도 있을 것이다. 스페인과 미국 연구팀이 몸이 피곤하지만 잠이 오지 않는 원인을 밝혀내 주목받고 있다. 스페인 바르셀로나 과학기술연구원(BIST) 바이오의약연구소, 왕립 카를로스3세 심혈관연구소 발달및세포생물학부, 미국 캘리포니아 어바인대(UC어바인) 후생유전학및대사연구센터 공동연구팀은 사람의 24시간 일(日)주기 조절에 관여하는 생체시계가 뇌 뿐만 아니라 신체 다양한 부분에 존재한다는 것을 규명했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 세계적인 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 31일자에 두 편의 논문으로 발표됐다. 생체 시계는 뇌의 시상하부에서 관장하는 것으로 알려져 있지만 많은 연구자들은 신체에는 다양한 일주기 시계가 존재할 가능성이 있음을 의심해 왔다. 밤 늦게까지 TV나 스마트폰을 보면 생체시계가 교란돼 불면증을 유발시킬 수 있다는 것이 대표적이다. 그렇지만 여전히 많은 과학자들은 눈을 통해 들어온 자극이 뇌의 시상하부에 영향을 미쳐 생체시계가 교란되는 것으로 이해해 왔다.연구팀은 생쥐를 이용해 뇌의 시상하부에 있는 생체시계와 별도로 신체 여러 부분에 일주기 시스템이 따로 작동할 수 있다는 실험을 실시했다. 연구팀은 유전자를 조작해 생쥐의 24시간 일주기 시스템을 초기화 시킨 다음 빛을 이용해 피부, 간, 뇌의 생체시계를 다르게 활성화되도록 했다. 빛을 뇌 부위에만 쬐도록 하거나 뇌를 제외하고 피부나 간에만 빛을 조사하는 등의 방식으로 실험을 한 것이다. 그 결과 뇌의 시상하부에서 통제하는 24시간 일주기 시스템과 별도로 피부나 간 등 그 밖의 신체부위도 다른 형태의 일주기 시스템을 갖고 작동한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 생체리듬에 맞지 않는 다이어트나 운동, 수면 직전 TV나 스마트폰 시청은 생체 시계를 교란시킬 가능성이 크다고 우려를 표했다. 파올로 사손코르시 UC어바인 교수는 “이번 연구를 통해 생체내 각각의 일주기 리듬이 각종 질병과 노화과정에 영향을 미칠 수 있음을 확인했다”라며 “뇌 속 생체시계와 다른 생체 기관과의 생체시계가 정렬되지 않을 경우 불면증은 물론 우울증, 알레르기, 노화, 암을 비롯한 각종 건강문제를 유발시킬 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 최근 등장한 스마트폰처럼 완전히 접을 수 있는 ‘폴더블’ 차세대 고효율 태양전지로 주목받고 있는 페로브스카이트 태양전지를 개발했다. 울산과학기술원(UNIST) 신소재공학부 연구팀은 태양전지 재료인 페로브스카이트의 고유한 물리적 성질을 분석해 유연성을 극대화하는 태양전지를 설계해 반으로 접을 수 있을 정도로 유연한 페로브스카이트 태양전지를 개발했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 레터스’ 최신호(5월 23일)에 실렸다. 페로브스카이트 태양전지는 낮은 생산비용과 높은 광전환 효율 때문에 차세대 태양전지로 주목받고 있다. 페로브스카이트 태양전지는 실리콘 태양전지와 달리 전극이나 기판 소재 변경을 통해 유연화가 가능하지만 지금까지는 종이처럼 말 수 있는 ‘롤러블’ 전지 수준에 그쳤다. 연구팀은 페로브스카이트 박막의 물리적 특성을 정확히 분석하고 단축, 인장실험으로 실제 특성을 측정한 다음 정확한 태양전지 유연성 예측했다. 이와 함께 다른 태양전지들의 물리적 특성도 분석해 유연성을 극대화할 수 있는 태양전지를 설계했다. 페로브스카이트 태양전지의 유연성을 제한하는 금속산화물 투명전극을 초박막 금속 투명전극으로 바꿔 고분자 기판 두께를 15마이크로미터(㎛)까지 줄였다. 이번에 개발한 유연한 페로브스카이트 태양전지는 완전히 반으로 1000번 이상 접었다 폈다한 다음에도 태양전지 광전 변환 효율이 그대로 유지됐다. 김주영 UNIST 교수는 “이번 연구는 다양한 조건의 페로브스카이트 박막의 물성 분석결과를 활용해 유연성을 정확히 예측하고 유연성을 극대화시켰다는데 의미가 크다”라며 “페로브스카이트 태양전지의 유연성이 확보되면서 웨어러블 디바이스로 활용성이 커질 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아침 식사를 1주일에 한 두번만 해도 아예 아침을 거르는 경우보다 심근경색이나 뇌졸중 등 심혈관질환 발생 위험이 절반 가량 줄어든다는 연구결과가 나왔다. 31일 연세대 보건대학원·의대 공동 연구팀(박은철, 이현지, 장지은, 이상이, 최동우)은 2014∼2016년 국민건강영양조사에 참여한 40∼79세 7205명을 분석한 결과, 아침 식사 빈도와 심혈관질환 발생 사이에 높은 연관성이 관찰됐다고 밝혔다. 이 연구결과는 공중보건 관련 국제학술지(International Journal of Environmental Research and Public Health) 최근호에 발표됐다. 연구팀은 조사 대상자를 1주일간 아침 식사 횟수에 따라 4개 그룹(5∼7회, 3∼4회, 1∼2회, 0회)으로 나눈 뒤 10년 내 ‘죽상경화성 심혈관질환’이 발생할 위험도를 분석했다. 죽상경화성 심혈관질환은 혈관 내에 쌓인 혈전으로 혈액의 흐름이 막혀 발생하는 질환을 말한다. 이런 혈전은 오랜 시간에 걸쳐 만들어지는데, 콜레스테롤 같은 이물질이 심장동맥 벽에 쌓여 점차 두꺼워지고 딱딱해지는 게 일반적이다. 분석결과, 전체의 38.7%(2786명)가 10년 이내에 죽상경화성 심혈관질환이 발생할 수 있는 위험군에 속했다. 하지만 그 위험도는 아침 식사 빈도에 따라 큰 차이를 보였다. 1주일에 한 번도 아침을 먹지 않는 사람들은 1주일에 5∼7회 아침 식사를 하는 사람들에 견줘 죽상경화성 심혈관질환 발생 위험이 1.46배 높았다. 성별로는 같은 조건에서 여성(1.55배)의 위험도가 남성(1.47배)보다 높았다. 특히 심혈관질환 가족력이 있으면서 아침을 먹지 않은 사람의 심혈관질환 위험도는 2.1배에 달했다. 주목되는 건 1주일에 1∼2번만 아침을 먹은 사람들의 심혈관질환 위험도가 1주일에 5∼7회 아침 식사를 하는 사람들보다도 22%(0.78배)나 낮게 나온 점이다. 이를 아침을 아예 먹지 않은 사람들과 비교하면 심혈관질환 위험도가 68%나 낮은 것이다. 연구팀은 이번 연구가 1주일에 한 번 이상의 아침 식사를 하는 것만으로도 심혈관질환을 예방하는 데 도움이 될 수 있다는 점을 보여주는 결과라고 의미를 부여했다. 박은철 연세의대 예방의학교실 교수는 “심혈관질환은 다양한 생활습관과 관련이 있고 이 중 하나는 아침 식사”라면서 “아침을 먹는 간단한 변화만으로도 생활방식 전반을 향상해 심혈관질환을 예방할 수 있음을 시사한다”고 말했다. 강주리 기자 jurik@seoul.co.kr

폐암은 위암, 대장암, 갑상선암, 간암 등과 함께 한국인에게 많이 발생하는 암이면서 국내뿐만 아니라 전 세계 암 사망원인 1위를 차지하고 있다. 폐암의 주요 원인으로 흡연이 꼽히지만 최근에는 평생 담배를 피우지 않은 사람들도 폐암에 걸리는 사례들이 늘고 있다. 카이스트 의과학대학원, 서울대 의대 흉부외과, 한국과학기술정보연구원(KISTI), 국립암센터, 미국 하버드대 의대 공동연구팀은 이처럼 비흡연자들에게 폐암을 일으키는 돌연변이 유전자가 어려서부터 나타나기 시작한다는 사실과 함께 이 돌연변이 유전자의 발생 원리를 밝혀냈다. 이번 연구 결과는 세계적인 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 31일자에 실렸다. 연구팀은 138개의 폐암 세포의 전체 유전자 서열 분석으로 얻은 빅데이터를 바탕으로 암세포에 존재하는 다양한 형태의 유전체 돌연변이를 검색했다. 연구팀은 슈퍼컴퓨터 5호 ‘누리온’을 활용해 비흡연 폐암을 일으키는 원인으로 알려진 ‘융합 유전자’를 집중적으로 찾았다. 그 결과 융합 유전자 70% 이상이 DNA 곳곳이 잘려나가 소실되고 일부는 연결되는 등 ‘유전체 파열 현상’으로 돌연변이가 만들어졌다는 것이 확인됐다. 또 연구팀은 정밀 유전체 분석을 통해 융합 유전자 돌연변이가 폐암 증상이 나타나기 수십년 전 어린 나이부터 발생할 수 있다는 사실을 발견했다. 보통 유전자 돌연변이는 노화에 따라 일정한 속도로 형성되는데 융합 유전자 돌연변이는 10대 이전 유년기부터 생기기 시작할 수 있다는 설명이다. 주영석 카이스트 의과학대학원 교수는 “이번 연구는 비흡연 폐암 환자를 조기 진단하고 정밀치료할 수 있는 시스템 구축에 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

더스틴 호프만과 톰 크루즈가 주연한 1989년 영화 ‘레인맨’과 조승우가 열연한 2005년 개봉 한국영화 ‘말아톤’의 공통점은 자폐증상을 보이는 사람이 주인공으로 등장한다는 것이다. 자폐증은 인구 1만명당 5명 꼴로 발생하는 증상으로 다른 사람과의 관계를 맺고 유지하는 일에 어려움을 느끼며 자신에게 비정상적으로 몰입하는 상태를 보인다. 유전적 요소나 출산 전후 감염, 출산 직후 뇌손상 때문으로 알려져 있지만 정확한 원인은 알려져 있지 않다. 일반적으로 자폐증상을 보이는 아이들은 타인에 대해 관계 맺기를 어려워하기 때문에 시선을 마주치려하지 않는다고 알려져 이를 이용해 진단을 내리고 있는 상황이다. 그러나 울산과학기술원(UNIST) 기초과정부(심리학), 미국 캘리포니아 샌디에이고대(UC샌디에이고) 공동연구팀은 지금까지 ‘눈맞춤’을 통해 자폐 스펙트럼 장애를 진단할 때 사용해왔는데 이 방법이 적절치 않다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘미국 소아청소년정신의학’에 실렸다. 연구팀은 만 1~4세 영유아 616명을 대상으로 눈 운동을 관찰했다. 이번 연구에 참여한 616명은 자폐 진단을 받은 영유아 뿐만 아니라 언어를 비롯해 전반적 발달지연을 보이는 아이, 자폐의 몇 가지 증상은 있지만 정도가 심하지 않는 아이, 자폐나 다른 발달지연 문제나 가족력이 없는 아동까지 포함했다. 연구팀은 실험에 참가한 아이들에게 ‘까꿍’ ‘안녕’ 같은 간단한 대화와 동작을 보이는 사람이 등장하는 1분 미만의 짧은 동영상을 보도록 한 뒤 어떤 부분을 얼마나 오래보는지 눈 운동 추적기로 분석했다. 그 결과 자폐 증상으로 진단된 아이들도 일반 아동들과 마찬가지로 동영상 속 인물의 눈을 응시한 시간은 같았다. 특히 같은 동영상 속에 자폐 아동들이 흥미를 갖는다고 알려진 기하학적 무늬를 추가하거나 인물이 정신없이 움직이는 모습 또는 정지된 모습을 보여줘도 동영상 속 인물의 눈을 응시한 시간은 일반 아이들과 같게 나왔다. 눈 운동 추적기를 분석한 결과 연구팀은 자폐 영유아들은 동영상 속 인물의 눈이 아닌 얼굴 전체를 덜 쳐다보고 기하학적 무늬에 시선을 돌리는 경향이 강한 것으로 나타났다. 이는 자폐 영유아가 컨텍스트(문맥)에 맞춰 중요한 정보에 주의 집중하는 능력이 떨어지기 때문으로 분석했다. 권미경 UNIST 기초과정부 교수는 “일반적으로 타인의 감정을 파악하기 위해서 눈을 보고 말하기를 배울 때는 입을 보며 사람이 말할 때는 옆에 다른 물체가 있어서 얼굴에 집중한다”라면서 “자폐아동들은 이런 전체적 맥락에 따라 시선을 처리하는 것을 어려워하는 것”이라고 설명했다. 또 권 교수는 “자폐 진단은 빠르면 빠를수록 치료효과가 높아지는 만큼 이번 연구에서 분석된 자폐 영유아의 시선 처리를 활용하면 자폐 진단과 치료에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

거대한 행성이 있기에 힘든 위치에 존재하는 특이한 행성이 발견됐다. 지난 29일(현지시간) 미국 CNN 등 해외 주요언론은 국제 천문학 공동연구팀이 매우 희귀한 외계행성인 'NGTS-4b'를 발견했다는 연구결과를 보도했다. 우리 태양에서 약 921광년 떨어진 곳에 위치한 NGTS-4b는 해왕성보다는 약 20% 정도 작지만 지구보다는 3배 정도 큰 거대한 행성이다. 표면온도가 1000℃에 이를 정도로 매우 뜨거운 행성으로 이는 항성과 매우 바짝 붙어있기 때문이다. NGTS-4b가 항성을 도는 시간은 불과 1.3일로, 수성이 태양을 한 바퀴 도는데 걸리는 시간이 88일인 것과 비교해보면 얼마나 가까운 지 알 수 있다. 천문학자들을 놀라게 한 것은 지구보다 3배나 클 정도로 거대한 행성이 항성과 이렇게 가까이 붙어있기 힘들다는 점이다. 특히나 NGTS-4b는 대기도 가지고 있는 것으로 확인됐는데 일반적으로 행성은 항성의 영향으로 암석 중심부만 남기고 증발해 대기를 유지하기 어렵다. 이 때문에 천문학자들과 언론들은 NGTS-4b에 존재하지 못할 곳에 있다는 의미로 '금단의 행성’(The Forbidden Planet)이라는 재미있는 수식어를 붙였다. 　 연구에 참여한 영국 워릭대학교 리처드 웨스트 연구원은 "해왕성 크기의 거대 행성이 살아남지 못할 것으로 예상됐던 바로 그 지역에서 NGTS-4b가 발견됐다"면서 "지금까지 한번도 해왕성급 행성은 전혀 발견되지 않는 곳"이라고 설명했다. 그렇다면 NGTS-4b는 어떻게 이같은 위치에 존재할 수 있는 것일까? 이에대해 연구팀은 크게 2가지 가설을 내놨다. 첫번째는 다른 곳에서 있던 NGTS-4b가 몇 백만 년 전 현재의 위치로 이동한 '떠돌이 행성'일 가능성, 또 하나는 NGTS-4b가 지금보다 더 컸으며 여전히 대기가 증발 중이라는 주장이다. 이번 연구는 칠레 아타카마 사막에 있는 ‘차세대 천체 통과 관측계획’(NGTS) 천체 망원경을 이용해 이루어졌으며 연구결과는 천문학 분야 국제학술지 ‘영국 왕립천문학회 월간보고’(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society) 최신호에 실렸다. 　 　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 김건태 교수팀은 차세대 전기차 배터리로 주목받고 있는 ‘금속·공기전지’의 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 복합 촉매를 개발했다고 29일 밝혔다. 이번 연구 결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘ACS 나노’ 28일자에 실렸다. 금속·공기전지는 공기 중 산소를 활성 물질로 사용하기 때문에 가볍고 고밀도 에너지 전지로 활용될 수 있다. 문제는 제작 가격이 비싸고 내구성이 약하다는 점이다. 연구팀은 비교적 저렴한 코발트와 철이라는 두 종류의 금속을 이용해 복합 촉매를 개발했다. 코발트 산화물과 철 유기고분자를 활용하기 때문에 충·방전 효율이 획기적으로 높아졌다. 김 교수는 “값싼 재료로 고효율 촉매를 만들 수 있게 됨에 따라 상용화는 한층 빨라질 것이며 전기차 이외에도 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

佛연구팀, 환경·인구 조건으로 계산 ‘개체군 모델’ 개발“전쟁·기후 아닌 출산율 저하·영유아 사망이 원인일 수도”“이 우주에 인간만 있다면 이 얼마나 엄청난 공간 낭비인가.” 천문학자 칼 세이건은 19세기 살았던 영국의 비평가 토머스 칼라일이 ‘여러 세계들에 관하여’라는 글에 남긴 문장을 인용해 자신의 다큐멘터리이자 저서인 ‘코스모스’에서 이렇게 말했습니다. 수많은 SF에서 외계인을 찾아나서는 이야기가 나오고 실제 천문학계에서도 외계 행성과 외계 생명체의 존재를 찾아 나서는 것도 이런 이유 때문인지도 모릅니다. 지구상에는 수많은 생명체가 살고 있습니다. 우리 눈에는 똑같아 보이는 동식물이라도 서로 다른 종(種)으로 나뉘어 있습니다. 그런데 사람은 ‘호모 사피엔스’(현생인류)라는 하나의 종만 살아남아 있습니다. 지금으로부터 10만년 전까지만 해도 현생인류뿐만 아니라 네안데르탈인, 데니소바인 등 최소 6종의 인간이 살고 있었다는데 지금은 호모 사피엔스를 제외한 다른 종들이 모두 멸종한 이유는 뭘까요. 현생인류와의 전쟁에서 패배해 절멸했다는 주장도 있고 갑작스러운 기후변화에 적응하지 못해 사라졌다는 주장도 있습니다. 기록으로 남아 있지 않기 때문에 과학자들은 고고학적 유물과 고지구의 환경데이터 등을 바탕으로 타당한 설명을 찾아내기 위해 고군분투하고 있습니다. 프랑스 엑스마르세유대, 클로드 베르나르 리옹1대학의 진화생물학자, 생물통계학자, 고인류학자로 구성된 공동연구팀은 개체군 모델링이라는 수학적 기법을 통해 네안데르탈인 멸종에 대한 새로운 가설을 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’ 30일자에 발표했습니다. 연구팀은 다양한 환경조건과 인구통계학적 조건을 바탕으로 해 4000~1만년에 걸쳐 종이 사라질 수 있는 ‘네안데르탈인 개체군 모델’을 개발했습니다. 이 수학 모델은 이주, 출산율, 질병, 기후변화 등을 변수로 하고 인구가 5000명 이하로 떨어지면 멸종에 임박한 것이라고 정의했습니다. 분석 결과 20세 미만 네안데르탈인 여성의 출산율이 2.7% 감소됐을 경우 멸종까지 걸리는 시간은 1만년, 출산율이 8% 감소될 경우는 4000년 이내에 멸종이 일어나는 것으로 확인됐습니다. 네안데르탈인 집단의 생식력 감소에 1세 미만 영유아의 사망률이 높아지면 멸종까지 걸리는 시간은 더 짧아질 수 있는 것으로 나타났습니다. 안나 드조애니 엑스마르세유대 생물인류학 박사는 “이전에 가정했던 것처럼 현생인류와 전쟁이나 기후변화 같은 외적 요인이 아닌 출산율 감소나 영아사망률 증가 같은 집단 내부의 인구통계학적 변화가 네안데르탈인 멸종이라는 엄청난 결과를 가져왔을 수 있음을 보여 준 첫 번째 연구”라고 설명했습니다. 출산율은 집단의 문제이기도 하지만 개개인의 결정이 합쳐져 나타나는 지표입니다. 한국은 ‘하나만 낳아 잘 키우자’는 산아제한 정책을 30년 가까이 유지해 온 데다가 1990년대 말 금융위기 이후 나타난 불안정한 경제사회적 상황이 결합돼 단순한 정책적 지원으로만 저출산 문제를 개선하기는 쉽지 않을 것입니다. 먼 미래의 일이겠지만 결국 한국은 네안데르탈인들의 운명을 따르게 될까요. edmondy@seoul.co.kr

야구선수 평균 7년 더 살아… 수명대결 ‘승’ 몸싸움 많은 미식축구 심장·뇌질환 많아 심혈관 2.4배… 뇌신경질환 비율도 3배↑ “잦은 머리 충격탓… 권투·하키도 증상 비슷”동물원에서 호랑이와 사자를 보고 온 아이들은 둘이 싸우면 누가 이기냐는 질문을 던져 어른들을 당황시키곤 한다. 1970~80년대 어린 시절을 보냈던 사람들은 TV 만화영화를 보다가 문득 ‘태권V’와 ‘마징가Z’가 싸우면 누가 이길까, ‘그렌다이저’와 ‘그레이트마징가’가 대결하면 누가 이길까를 두고 친구들과 말다툼을 벌였던 기억이 있을 것이다. 얼마 전에는 중국 전통무술과 종합격투기나 권투 중 어떤 것이 더 강할까를 두고 두 문파의 고수가 맞붙은 동영상이 올라와 화제가 됐던 적이 있다. 그런데 미국 과학자들은 좀더 심각한 궁금증에 대한 증명에 나섰다. 미국인들에게 가장 인기 있는 미식축구 선수들과 야구선수들 중에서 누가 더 오래 사는가에 대한 것이다. 미국 하버드 공중보건대 환경보건과, 행동과학과, 역학과, 하버드 의대 인지신경과, 다나파버 암연구소, 매사추세츠종합병원 물리치료 및 재활의학과, 모어하우스대 의대 심혈관연구센터 공동연구팀은 북미프로풋볼리그(NFL)와 메이저리그(MLB)에서 활약했던 프로선수들의 사망률을 비교 분석한 결과를 미국의학협회에서 발행하는 국제학술지 ‘JAMA 네트워크 오픈’ 25일자에 발표했다. 일단 결론부터 말하자면 MLB 선수들의 수명이 NFL 선수들보다 길다는 것이 밝혀졌다. NFL 선수들은 MLB 선수들보다 수명이 짧을 뿐만 아니라 심혈관 질환과 퇴행성 신경질환을 앓는 비율도 눈에 띄게 높은 것으로 나타났다. 그동안 프로선수들과 일반인들의 수명이나 건강과 연관 지어 분석한 연구들은 많았다. 문제는 운동선수들은 신체적 조건이 일반인보다 우수할 뿐만 아니라 현역 선수로 남아 있는 사람들은 운동선수들 중에서도 정신적으로나 육체적으로 건강한 사람들이기 때문에 역학자들이 흔히 이야기하는 ‘건강 노동자 효과’(healthy worker effect)라는 편향성이 연구 결과에 영향을 미쳤다. 연구팀은 이런 분석 편향성을 없애기 위해 종목은 다르지만 전직 운동선수들의 건강 상태를 비교했다. 연구팀은 1979~2013년까지 최소한 다섯 시즌 이상 활동한 NFL 선수 3419명과 MLB 선수 2708명의 건강기록을 분석했다. 분석 결과 NFL 선수들은 MLB 선수들보다 심혈관질환 발병률은 2.4배 높게 나타났고 각종 뇌신경질환을 앓는 비율도 3배 이상인 것으로 나타났다. 또 분석 기간 동안 사망한 NFL 선수들은 517명, MLB 선수들은 431명으로 조사됐다. 사망 당시 평균 나이는 각각 59.6세, 66.7세로 전직 메이저리거의 수명이 7년 가까이 길었다. 사망한 NFL 선수들 중 498명은 심장질환, 19명은 뇌질환이 주요 사망 원인이었으며 이 중 20명은 심장질환과 뇌질환을 함께 앓았던 것으로 조사됐다. 특히 생존해 있는 NFL 선수들도 두통부터 우울증, 무감각증, 각종 불안증과 강박증, 분노조절장애, 단기기억상실, 파킨슨병, 치매 등 다양한 뇌신경질환을 앓는 것으로 조사됐다. 반면 MLB 선수들은 심장질환으로 사망한 사람은 224명, 퇴행성 뇌신경질환으로 사망한 사람은 16명으로 나타났다. 마크 와이스코프 하버드대 환경보건과 교수는 “NFL 선수들에게서 나타나는 신경질환의 원인 중 하나는 경기 중 반복적으로 머리에 충격이 가해지기 때문으로 분석된다”면서 “NFL 이외에 신체적 충격이 지속적으로 가해지는 복싱이나 아이스하키와 같은 격렬한 운동을 하는 선수들이나 소음 등 외부 자극이 심한 육체노동을 하는 경우에도 비슷한 증상이 나타날 수 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

공장에서 내보내는 산업폐수에는 중금속을 포함한 각종 오염물질과 함께 내분비계 교란물질인 환경호르몬이 많이 포함돼 있다. 오염물질은 다양한 화학적, 물리적 방법으로 제거할 수 있지만 환경호르몬은 쉽게 분해되지 않아 환경 오염은 물론 사람의 몸 속에 축적될 수 있다. 이 때문에 수처리 연구자들은 오염물질 뿐만 아니라 환경호르몬 제거를 위한 다양한 연구를 진행 중이다. 국내 연구진이 벼의 겉껍질인 왕겨를 이용해 나노촉매를 만들고 이를 초음파 기술과 결합시켜 환경호르몬을 거의 완벽하게 처리할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 물자원순환연구센터 연구진이 초음파 기술과 농촌지역에서 흔히 볼 수 있는 왕겨를 이용해 물 속 오염물질은 물론 환경호르몬까지 거의 완벽하게 제거할 수 있는 폐수처리공정을 개발했다고 28일 밝혔다. 이번 연구성과는 화학 분야 국제학술지 ‘초음파 음파화학’ 최신호에 실렸다. 기존에 하수와 폐수 처리에 사용되고 있는 촉매는 시간이 지날수록 성능이 떨어지고 효율을 높이기 위해서는 별도의 처리나 공정기술이 필요해 비용이 많이 든다. 연구팀은 농촌에서 버려지는 왕겨를 열분해시켜 일종의 숯과 같은 형태의 ‘바이오차’(biochar, 바이오매스와 숯의 합성어)를 만든 다음 나노 이산화망간을 코팅해 바이오차-나노복합체를 만들었다. 기존에 사용되고 있는 폐수처리 촉매는 대표적인 환경호르몬 비스페놀A를 80% 밖에 제거하지 못했지만 이번에 개발한 바이오차-나노복합체를 활용하면 1시간 내에 폐수 속 환경호르몬 95%를 제거하는 것으로 확인됐다. 또 여기에 20킬로헤르츠(㎑)의 초음파를 결합시키면 20분 내에 비스페놀A가 100% 제거되는 것이 확인됐다.또 기존 촉매와는 달리 여러 차례 반복 사용해도 93% 이상 환경호르몬을 제거할 수 있음이 관찰되기도 했다. 최재우 KIST 박사는 “이번에 개발된 기술에 대해 처리공정 최적화 같은 추가연구를 더할 경우 환경적 측면과 경제적 측면을 동시에 충족시킬 수 있는 환경호르몬 제거 시스템을 구축할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

폐경기가 된 여성들은 체내 호르몬의 변화로 인해 다양한 증상을 경험하게 되는데 특히 골다공증은 폐경기 이후 여성들을 괴롭히는 중요한 질환 중 하나이다. 골다공증은 뼈에 구멍들이 생기면서 뼈가 약해져 쉽게 골절되는 병인데 일상생활에서는 큰 불편을 겪지 못해 그냥 넘어가지만 낙상사고 등으로 인해 뼈가 부러지거나 금이 가게 되면 크게 고생하게 된다. 폐경기 여성 뿐만 아니라 나이가 들면서 남성들에게서도 나타나기 때문에 고령화 사회로 넘어가는 국내에서는 주목되고 있는 질환 중 하나이다. 문제는 기존에 나와있는 약물들은 장기 복용할 경우 부작용이 나타날 수 있고 이미 진행된 골다공증은 치료가 어렵다는 단점이 있다. 국내 연구진이 골다공증을 막을 수 있는 치료 타겟을 발견했다. 전남대 치의학전문대학원, 광주과학기술원(GIST) 생명과학부 공동연구팀은 뼈를 형성하는 조골세포와 파괴, 흡수하는 파골세포의 분화를 조절함으로써 뼈의 항상성을 유지하는 핵심유전자와 그 작용과정을 규명했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘본 리서치‘ 최신호(5월 13일자)에 실렸다. 연구팀은 HIF-2α라는 유전자가 조골세포 분화를 억제하고 파골세포 분화를 촉진하는 역할을 한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 생후 4개월된 생쥐에게 HIF-2α를 제거한 뒤 골밀도를 마이크로 컴퓨터단층촬영(CT) 분석을 한 결과 일반 생쥐보다 골밀도가 높고 파골세포 형성이 감소됐음을 확인했다. 연구팀은 난소를 잘라내 골다공증을 유발시킨 생쥐를 만든 뒤 HIF-2α 유전자를 제거한 뒤 관찰한 결과 폐경기 여성과 비슷한 상황임에도 골밀도와 뼈 속 해면골이 증가하고 파골세포 관련 지표들은 줄어든 것이 관찰됐다. 류제황 전남대 치의학전문대학원 교수는 “이번 연구는 조골세포와 파골세포의 분화와 활성과정에서 특정 유전자가 뼈 항상성 유지를 위해 어떻게 작동하는지를 명확히 보여주고 있다”라며 “폐경기 여성의 골다공증 진단과 치료법 개발에 새로운 실마리를 제공해줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

4차 산업혁명을 통해 미래 성장 가능성이 높은 분야로 가상·증강현실(VR·AR)이 꼽힌다. VR은 컴퓨터 등을 활용해 실제가 아닌 특정 환경이나 상황을 만들어 내는 기술이며 AR은 눈에 보이는 현실세계에 가상 물체를 겹쳐 보여주는 기술이다. 한동안 유행했던 포켓몬 고 같은 게임은 대표적인 AR기술을 활용한 것이다. VR을 체험하기 위해서는 여전히 헤드마운트 디스플레이라는 두껍고 무거운 장치를 머리에 써야 하기 때문에 오랜 시간 사용하기가 어렵고 몰입도도 떨어지게 된다. 국내 연구진이 투명망토 소재로 잘 알려진 메타물질을 이용해 가벼운 VR기기를 만드는 방법을 개발해 주목받고 있다. 포스텍 기계공학과, 화학공학과 연구팀은 빛의 스핀을 이용해 여러 홀로그램 이미지를 실시간으로 재생할 수 있는 메타표면을 만드는데 성공했다고 28일 밝혔다. 이번 기술은 광학 분야 국제학술지 ‘레이저 앤 포토닉스 리뷰’ 최신호에 실렸다. VR·AR을 구현시키기 위해서는 공중에 3차원(3D) 이미지를 띄울 수 있는 홀로그램 디스플레이가 필요하다. 홀로그램 이미지를 만들어 내기 위해서는 많은 부품들이 필요해 VR장치의 부피와 무게가 늘어난다. 이 때문에 메타물질을 이용해 홀로그램 이미지를 만드는 기술이 연구돼 왔지만 지금까지는 한 번에 하나의 이미지만 생성할 수 있다는 문제가 있다. 연구팀은 실리콘을 이용해 빛이 회전하는 방향과 편광을 조절하면 두 개의 홀로그램 이미지가 동시에 나타나는 메타표면을 개발했다. 빛의 편광을 조절하면 이미지를 실시간으로 바꿀 수도 있고 동영상으로 작동시킬 수도 있을 것으로 예상된다. 메타홀로그램 장치를 개발하기 위해 기존에는 산화티타늄이나 질화갈륨 같은 비싼 물질을 이용했지만 이번 기술은 실리콘을 이용하고 기존 반도체 공정에서도 바로 제작할 수 있어 생산비용을 수 백배까지 절감할 수 있게 됐다. 노준석 기계공학과 교수는 “이번에 개발한 메타홀로그램은 60% 이상 투과효율 덕분에 선명한 이미지를 관찰할 수 있고 소자의 두께가 300나노미터에 불과해 초경량 고효율 기기로 만들 수 있다”라며 “이번 기술을 활용하면 홀로그램을 복잡하게 설계가 가능해 화폐, 신용카드, 명품 위조방지 기술, 각종 암호화 기술에도 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr