모든 동물은 살아가기 위해 산소를 필요로 한다고 알고 있겠지만 그렇지 않은 동물이 최초로 발견됐다. ‘헨네구야 살미니콜라(Henneguya salminicola)’란 학명의 작은 기생충은 연어 세포 속에 사는데 에너지를 생산하기 위해 산소를 필요로 하지 않게 진화한 사실을 미국 오리건 주립대학 미생물학과의 스티븐 앳킨슨 선임연구원이 이끄는 연구진이 밝혀냈다고 CNN이 26일(현지시간) 전했다. 10개 미만의 세포로 이뤄진 이 동물에 관한 논문은 이번주 과학잡지 PNAS에 게재됐다. 앳킨슨은 “사람들이 동물을 떠올리면 원생생물(protists)과 박테리아 같은 많은 단세포 유기체와 달리 살아남기 위해 산소를 필요로 하는 다세포 생물을 떠올리게 된다. 우리는 적어도 산소를 쓰기 위해 툴킷(toolkit, 프로그래머가 특정 머신이나 응용에 쓸 프로그램 작성에 사용할 수 있는 프로그램)을 갖고 있지 않은 다세포 생물이 적어도 하나는 있다는 것을 보여줬다”고 밝혔다. 헨네구야 살미니콜라는 해파리와 산호에 붙어 사는 점액포자충문 자포동물문(myxozoan cnidarian)의 일종으로 연어의 몸 속에 이미 만들어놓은 영양소를 훔쳐 먹고 사니 직접 산소를 허비할 필요가 없다. 앳킨슨은 동물이 할 수 있는 일의 정의를 넓혔다며 이런 미미한 생명체가 해낼 수 있는 기적과 같은 일들이 제법 있다고 했다. 이 유기체는 연어 근육 안에 흰 포자를 형성하는데 연어에게도, 이를 먹는 인간에게도 어떤 해도 입히지 않는다고 연구진은 설명했다. 물고기 숙주 안에는 산소가 없기 때문에 생존하려면 산소 없이 호흡을 해야 한다. 해서 적응한 방법이 미토콘드리아 게놈을 감소시키는 것이었다. 앳킨슨은 “이렇게 함으로써 이 기생충은 게놈을 복제하지 않아 에너지를 절감하고 있다”고 말했다. CNN도 이 놀라운 생명체에 대해 아직도 풀리지 않는 궁금증이 많다고 했다. 연구진은 이 동물이 산소를 대신해 (에너지원으로) 의지하는 것이 무엇인지 밝혀내지 못했다는 것이다. 앳킨슨은 숙주가 이미 만들어낸 에너지를 분자 형태로 흡수할 것이라고 추측했다. 이어 이 종이 산소를 필요로 하지 않는 마지막 종도 아닐 것이라면서 그런 종은 훨씬 더 많이, 아마도 “훨씬 기이한 모양으로 실존”할지 모른다고 덧붙였다. 임병선 기자 bsnim@seoul.co.kr

산소 없이도 생존하는 기생충의 게놈 지도가 최초로 분석됐다. 이스라엘 텔아비브대학 연구진에 따르면 해파리와 비슷한 외형을 가진 이 기생충(Henneguya salminicola)은 주로 연어 등 어류의 조직에 기생한다. 이 기생충의 존재는 이미 예전부터 알려져 있었지만, 유전자 분석을 통해 산소가 없는 환경에서도 생존할 수 있다는 사실이 밝혀진 것은 이번이 처음이다. 연구진은 북태평양에서 서식하는 연어의 몸속에서 이 기생충을 채취한 뒤 유전자를 분석한 결과, 다른 대다수의 동물과는 달리 호흡에 관여하는 미토콘드리아 게놈을 가지고 있지 않다는 사실을 확인했다. 세포호흡에 관여하는 유전자가 존재하지 않다는 것은 호흡 활동을 하지 않는다는 뜻이며, 이는 해당 기생충이 지구상에 존재하는 생물(동물) 중 현재까지 유일하게 산소가 없이도 생존이 가능한 동물이라는 것을 의미한다고 연구진은 설명했다. 연구진에 따르면 이 기생충은 과거 산소를 이용해 호흡이 가능한 유전자 및 조직이 있었을 것으로 보이지만, 진화 과정에서 조직이나 신경세포, 근육 등을 버리고 더 나아가 호흡에 관여한 유전자마저 퇴화시키는 방향으로 진화했다. 연구진은 “동물은 항상 더 복잡한 유전자로 진화하는 다세포 유기체로 알려져있지만, 이번 발견은 완전히 반대 방향으로 진화하는 유기체도 존재한다는 것을 알려준다”면서 “이 기생충은 단세포에 가깝게 진화하고 있다”고 설명했다. 이어 “호흡하지 않는 상태에서 어떻게 에너지를 얻는지는 아직 미스터리”라며 “일반적으로 다른 유사한 기생충은 감염된 숙주에서 직접 에너지를 얻지만 이 기생충의 방식에 대해서는 추가적인 연구가 필요하다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 국제학술지 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

전 세계 연구진이 코로나19(신종 코로나바이러스 감염증) 치료제나 예방백신 개발에 박차를 가하는 가운데 중국에서만 약 80건의 임상시험이 진행되는 것으로 확인됐다. 반가운 소식이지만 오히려 ‘기대는 금물’이라는 우려가 나온다. 임상시험의 기본적인 기준조차 충족하지 못한 것이 많아 환자에게 도움이 되지 않을 것이라는 지적이다. 16일 세계적인 과학저널 ‘네이처’는 세계보건기구(WHO)의 수석 과학자 소미아 스와미나탄 박사의 말을 빌려 이같이 밝혔다. 네이처에 따르면 중국 내 임상시험 전반을 등록 관리하는 중국임상시험등록센터에는 현재 약 80건의 코로나19 치료제 개발을 위한 임상시험이 등록돼 있으며 계속 늘어나는 추세다. 여기에는 중국 전통 중의학부터 시작해 줄기세포를 이용한 치료법까지 다양하다. 80여건의 임상시험 중 15건이 중의학 전통약물에 대한 것이며 이 중에서 가장 큰 규모로 시도되고 있는 것은 당개나리 열매를 건조시킨 ‘연교’ 추출물을 활용한 ‘샹황롄’이라는 일종의 감기약이다. 코로나19의 직접적인 피해를 입고 있는 중국으로서는 새로운 치료법을 찾고자 다양한 방법이 시도되는 것이 바람직한 일이겠지만 과학계에서는 우려의 목소리도 적지 않다. 스와미나탄 박사는 “코로나19처럼 알려진 치료법이 없는 새로운 질병일수록 신중하게 시행된 임상시험을 거친 치료제나 방법만이 효과가 있는 것으로 인정받아야 한다”면서 “임상시험이 엄격한 잣대로 제대로 설계돼 진행되지 않는다면 연구자의 노력이 헛수고로 돌아갈 수 있을 뿐만 아니라 환자에게 나타나는 부작용도 적지 않을 것”이라고 말했다. 이 때문에 과학자들은 기존에 항바이러스 효과와 안전성은 검증된 약물을 활용한 ‘약물재창출’ 방법이 도움이 될 것이라고 보고 있다. 실제로 에이즈치료제나 말라리아치료제, 에볼라바이러스 치료제 등이 코로나19 확진환자 치료에 활용돼 효과를 보고 있다. 미국 연구진은 시험관 실험과 생쥐, 원숭이 실험을 통해 에볼라 치료제인 ‘렘데시비르’가 코로나바이러스가 원인인 메르스와 사스 치료에 효과가 있음을 확인했다는 연구 결과를 지난 14일 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 발표하기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 연구진이 미국 바이오업체 길리어드에서 개발한 에볼라 치료제인 ‘렘데시비어’가 코로나바이러스 치료제로 광범위한 효과가 있다는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 렘데시비르가 여러 종류의 코로나바이러스 효과가 있다는 과학적 결과가 나옴에 따라 현재 전 세계를 휩쓸고 있는 코로나19(신종코로나바이러스감염증)을 잡는데도 도움을 줄 수 있을 것으로 보고 있다. 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립알레르기·감염병연구소(NIAID) 바이러스실험실와 로키마운틴 수의과학분소, 미국 바이오업체 길리어드 사이언스 생물학분과, 컬럼비아대 공중보건대 감염·면역센터 공동연구팀은 원숭이 실험을 통해 렘데시비르가 메르스를 유발하는 코로나바이러스(MERS-CoV)에 대한 항바이러스 효과를 보였다는 연구결과를 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 14일자에 발표했다. 이에 앞서 중국과학원(CAS) 우한감염병연구소를 중심으로 한 중국연구팀은 렘데시비르와 말라리아 치료제 클로로퀸이 코로나19 치료에 효과가 있다고 발표하기도 했다. 이 밖에도 에이즈치료제로 알려진 로피나비르(칼레트라)도 코로나19에 효과가 있다고 보고 일부 환자 치료에 쓰이고 있기도 하다. 정맥주사제 렘데시비르는 당초 에볼라바이러스 치료제로 개발됐지만 별다른 효과를 보이고 있지 못하지만 지난달 19일 미국에서 처음으로 코로나19 확진판정을 받은 환자에게 투여돼 효과를 봤다는 사실이 의학전문지 ‘뉴잉글랜드저널 오브 메디슨’에 발표되기도 했다. 연구팀은 시험관 실험과 생쥐, 히말라야원숭이(rhesus macaque)를 이용해 코로나바이러스에 대한 렘데시비르의 효과를 검증했다. 연구팀은 우선 생체 바깥 시험관 실험에서 렘데시비르가 메르스를 유발하는 코로나바이러스(MERS-CoV)의 복제를 효과적으로 억제한다는 사실을 확인했다. 연구팀은 그 다음에는 생쥐를 이용해 실험한 결과 사스(중증급성호흡기증후군)를 유발하는 바이러스(SARS-CoV)도 차단한다는 것을 확인했다.이에 연구팀은 추가로 수컷 히말라야 원숭이 9마리에게 메르스 바이러스를 감염시켜 렘데시비르의 효과를 검증하는 실험을 실시했다. 연구팀은 6마리에게는 렘데시비르를 주사하고 나머지 3마리는 일반적 치료를 실시했다. 그 결과 렘데시비르를 투여받은 원숭이는 근육통과 발열, 기침과 같은 코로나바이러스에 감염됐을 때 나타나는 임상적 징후가 눈에 띄게 적었고 폐에서 바이러스 복제가 줄어들어 폐렴이나 폐손상이 거의 나타나지 않은 것이 관찰됐다. 특히 접종 12시간 뒤부터 항바이러스효과를 드러내고 6일 후에는 코로나바이러스가 완전히 사라지는 등 치료효과도 빠르게 드러난다는 사실을 확인했다. 이번 연구를 이끈 NIAID 분자발병학팀의 에미 드 위트 박사는 “이번 연구결과는 렘데시비르가 사스, 메르스 등 코로나바이러스감염증을 효과적으로 차단한다는 것을 처음 실험적으로 확인했다는데 의미가 크다”라며 “사람을 대상으로 한 추가적 임상시험이 필요하겠지만 최근 코로나19 환자에게 투여돼 효과를 보이고 있다는 보고들을 보면 다양한 종류의 코로나바이러스에 효과가 있음을 알 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

보고 듣고 말하고 맛보고 느끼는 인간 오감의 어느 하나만 제대로 작동하지 못한다면 어떻게 될까. 손가락에 작은 가시가 박혔을 때의 불편함이나 감기로 코가 막히는 것은 물론 냄새를 맡지 못하게 되면 도무지 음식 맛을 느낄 수 없다는 것은 누구나 한 번쯤 겪어봤을 일이다. 선천적으로나 후천적으로 오감에 문제가 생긴 이들의 불편함은 일반인들은 상상할 수 없을 수준일 것이다. 최근에는 각종 소음과 이어폰 사용이 늘어나면서 청각기능이 떨어지고 심할 경우 청력을 잃는 경우도 종종 생긴다고 한다. 생물학자들이 이같은 후천적 청력상실을 막을 수 있는 화학적 귀마개 기술을 개발해 주목받고 있다. 미국 아이오와대 생물학과, 세인트루이스 워싱턴대 이비인후과 공동연구팀은 청력 손실을 막을 수 있는 수용체를 확인했으며 이를 활용해 청각에 심각한 영향을 미칠 수 있는 소음을 미리 차단해 청력손실을 막을 수 있다고 7일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 3일자에 실렸다. 이번에 발견한 수용체는 신경세포에 있는 분자의 일부로 내유모세포(inner-ear hair cells)에서 증폭된 소리정보를 뇌의 청각피질로 전달하는 기능을 하는 것으로 확인됐다. 청각기능이 정상적으로 작동하기 위해서는 유모세포에서 신경세포로 음을 잘 전달할 수 있어야 한다. 연구팀은 유모세포에서 신경세포로 신호를 전달하는 역할을 하는 수용체 중 일부라도 ‘GluA2’라고 불리는 단백질이 부족해지면 신경세포가 손상되면서 청력손실을 일으킨다는 사실을 확인했다. 이에 연구팀은 생쥐를 이용해 GluA2 감소 수용체를 차단하는 약물을 투약한 결과 쥐가 소음에 노출되더라도 청력을 잃지 않는다는 것을 확인했다. 내유모세포와 신경세포 사이에서 발생할 수 있는 문제를 사전에 차단해 청각손상을 막아주는 일종의 ‘화학적 귀마개’를 씌운 것이다. 연구팀이 시도한 화학적 귀마개는 큰 소리로 인한 피해를 막아줄 뿐 일상적 소리를 차단하거나 교란시키지는 않는 것으로 알려져 있다. 이번 연구결과를 군(軍)에서 관심을 갖고 있는 것으로 알려졌다. 전투임무 수행 중 폭발음과 총성 등 큰 소음에 자주 노출되는 군인들은 전쟁 후 외상후스트레스장애 뿐만 아니라 청각손실 같은 신체적 손상도 입는 경우가 많기 때문이다. 스티븐 그린 아이오와대 교수(신경과학)는 “영구적 청력 손상은 우리가 안전하다고 생각한 수준의 소음에 의해서도 발생할 수 있으며 현재 기술로는 청각 신경세포나 유모세포를 재생할 수 없기 때문에 소음 노출에 항상 주의해야 한다”라고 말했다. 그린 교수는 “이번에 개발한 화학적 귀마개는 일상적으로 소리를 듣는데는 문제를 일으키지 않으면서도 청각세포에 영향을 미치는 소음을 차단해줄 수는 있지만 아직 사람에게 적용하기 위해서는 추가연구가 필요하다”고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

신천옹(信天翁)이라는 이름으로 알려진 세계 최대 바닷새 앨버트로스의 도움으로 불법 조업을 감시하는 프로젝트 연구의 성과가 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호(1월27일자)에 발표됐다. AFP통신 등에 따르면, 이 연구는 앨버트로스 169마리의 등 부분에 소형 전자기기를 부착해 인도양 남부에서 남극 수역을 항해하는 선박들을 조사한 것이다. 그 결과, 조사 대상이 된 선박의 약 3분의 1이 남극이빨고기와 남극빙어 그리고 크릴새우 등을 불법 조업하고 있을 가능성이 높은 것으로 나타났다.특히 남아프리카공화국령의 프린스에드워드 제도를 비롯해 프랑스령의 크로제 제도와 케르겔렌 제도의 인근 바다는 풍부한 어장으로 알려져 불법 조업하는 어선이 많은 것으로 확인됐다. 프랑스 국립과학연구원(CNRS) 소속 해양생물학자이자 이번 연구를 주도한 앙리 위메스키슈 박사는 불법 조업을 하는 선박을 이런 방법으로 추정한 사례는 이번이 처음이라고 밝혔다. 비행 중인 앨버트로스는 약 30㎞나 떨어진 해역이라도 선박을 발견하면 다가간다. 위메스키슈 박사에 따르면 알바트로스는 장거리를 날 수 있는 데다가 어선에서 잡아들이는 물고기를 먹기 위해 접근하는 습성이 있어 이런 첩보 임무에 최적화됐다는 것이다.연구팀은 위치 탐지를 위한 GPS 안테나와 선박용 레이더를 탐지하기 위한 안테나, 본부에 데이터를 전송하기 위한 안테나 그리고 이런 장치에 전력을 공급하는 태양광 패널을 장착한 소형 기기를 만들어 앨버트로스의 등 부분에 장착했다. 이들 앨버트로스는 등에 매달은 기기의 무게를 신경쓰는 것 같지 않았다고 연구팀은 덧붙였다.모든 앨버트로스는 지난 2018년 11월부터 6개월 동안 4700만㎢가 넘는 넓이의 해역을 순찰하는 임무를 성공적으로 수행했다. 모든 등록 어선에는 선박자동식별장치(AIS)가 탑재돼 있으며 전원을 항상 켜둬야 한다. 이에 대해 웨메스키슈 박사는 “중국이나 스페인 선박 중에는 배타적 경제 수역에 접근하기 위해 신호를 끊는 경우도 있다”면서 “이는 이들 선박이 경계 부근에서 불법 조업을 하고 있다는 점을 의미한다”고 지적했다. 그렇지만 이들 어선도 어선끼리 충돌을 피하려면 레이더는 반드시 켜놔야 한다. 이 점에 착안한 연구팀은 앨버트로스가 특정 어선에 접근하면 등에 달린 기기를 통해 레이더 신호를 탐지, 그 좌표를 전송받는 것이다. 그 결과, 탐지된 모든 어선 353척 중 약 30%가 AIS 전원을 끄고 있는 것으로 나타났다. 이는 이들 선박이 배타적 경제수역에 있을 경우 불법 조업을 하고 있을 가능성이 높다는 것이다. 앨버트로스가 불법 조업을 감시하는 이 프로젝트는 환경 보호를 위한 자료를 수집하는 데 야생동물의 도움을 받는 ‘바다의 파수꾼’이라는 의미를 지닌 오션 센티넬(Ocean Sentinel)이라고 불리는 대규모 프로젝트의 일부분이다. 이에 대해 관련 연구팀은 현재 뉴질랜드와 하와이에서도 연구를 진행하고 있으며 상어나 바다거북 등 해양생물에도 응용할 수 있다고 설명했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우주에서 지구로 떨어진 운석에서 태양계가 만들어지기 전인 약 50억~70억년 전의 우주먼지가 확인됐다. 지구에서 발견된 고체 물질 중 가장 오래된 것으로 학계에 보고됐다. 태양계는 약 46억년 전에 형성된 것으로 추정된다. 미국 시카고대학 필드자연사박물관 큐레이터인 필립 헥 박사가 이끄는 연구팀은 태양이 형성되기 이전의 우주먼지로 만들어진 운석에 관한 연구 결과를 과학저널 ‘미국 국립과학원 회보’(PNAS)에 13일(현지시간) 발표했다. 이 운석은 1969년 9월 28일 호주 멜버른에서 약 100㎞ 남쪽에 있는 머치슨 인근에 떨어졌는데, 시카고대학이 이번에 운석에서 태양계 형성 이전의 알갱이를 추출하는 데 성공한 것이다. 태양 이전의 알갱이는 지구에 떨어지는 운석 중 약 5% 정도로 드물다. 크기도 작아 분석이 어렵지만 태양계 이전 상황을 담고 있어 ‘타임캡슐’ 역할을 한다. 연구팀은 태양계 형성 이전 알갱이가 우주를 돌아다니는 고에너지 입자인 우주선(線)에 노출된 정도를 측정하는 방법으로 나이를 파악했다. 헥 박사는 “지구에 도달한 가장 오래된 물질인 우주먼지를 통해 별과 탄소의 기원, 우리가 숨 쉬는 산소의 기원을 파악할 수 있다”며 “태양 형성 이전의 사건도 추적해 갈 수 있다”고 말했다. 이기철 선임기자 chuli@seoul.co.kr

차가운 합성물질이 아닌 실제 살아있는 세포를 이용해 만든 로봇이 세계 최초로 등장했다. 획기적인 결과물인 만큼 윤리적 논란도 예상된다. 사이언스데일리 등 과학전문매체의 13일 보도에 따르면 미국 버몬트대학과 터프츠대학 공동 연구진은 아프리카발톱개구리에게서 채취한 피부와 심장 세포 및 슈퍼컴퓨터를 이용해 초소형 ’로봇‘을 제작하는데 성공했다. 연구진은 개구리 배아로부터 심장세포와 피부세포를 조합하고, 슈퍼컴퓨터의 진화 알고리즘을 이용해 시뮬레이션 모델을 설계했다. 연구진이 심장과 피부세포를 이용한 이유는 스스로 수축과 이완을 하는 세포의 에너지와 움직임이 기계의 동력원 역할을 할 수 있기 때문이다. 이후 연구진은 해당 시뮬레이션 설계를 통해 총 네 개의 다리와 중앙에 비어있는 공간을 가진 세포 모델을 구현하는데 성공했다. 아프리카발톱개구리의 학명을 따 제노봇‘(xenobot)이라고 명명된 이 로봇은 직선 또는 작은 원을 그리며 이동할 수 있고, 몇 개 이상의 세포가 ’합동‘으로 움직이는 것도 가능하다. 이 모든 움직임은 컴퓨터 프로그래밍을 통해 제어가 가능하다. 세포인 만큼 손상될 경우 자가복구가 가능하며, 세포의 생명력에 따라 7일 정도가 지나면 세포가 죽는 과정과 동일한 과정으로 죽어 없어진다. 연구진은 크기가 1㎜ 남짓한 이 ’살아있는 로봇‘이 중앙의 비어있는 공간에 특정 약물을 싣고 몸 안으로 들어가 특정 위치에 정확하게 약물을 전달하거나, 동맥 내벽의 플라크를 제거하는 등 다양한 역할을 수행할 수 있을 것으로 기대했다. 연구진은 “그동안 DNA나 세포조직 일부가 기계 제작에 활용된 사례는 있었지만 순수하게 생물학적 세포만으로 로봇이 만들어진 것은 이번이 처음”이라면서 “다만 이 같은 성과는 윤리적인 문제에 직면할 수 있다. 살아있는 조직인 만큼 생명체로 봐야하는지, 기계로 봐야하는지에 대한 논란이 생길 수 있기 때문”이라고 설명했다. 이어 “이번 연구는 기계나 로봇이 합성물질로 만들어져야 한다는 고정관념에서 벗어난 결과”라고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 국제학술지 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

우주에서 지구로 떨어진 운석에서 태양계가 만들어지기 전인 약 70억~50억년 전의 우주먼지(宇宙塵·stardust)가 확인됐다. 태양은 46억년 전에, 지구는 45억년 전에 탄생했다. 따라서 이 운석은 지구에서 발견된 고체 물질 중 가장 오래된 것으로 학계에 보고됐다. 미국 필드자연사박물관에 따르면 시카고대학 지구물리학 부교수이자 이 박물관의 큐레이터인 필립 헥 박사가 이끄는 연구팀은 태양이 형성되기 이전의 우주먼지로 만들어진 운석에 관한 연구 결과를 과학저널 ‘미국 국립과학원 회보’(PNAS) 최신호에 발표했다. 이 운석은 1969년 9월 28일 호주 멜버른에서 남쪽으로 100㎞ 떨어진 머치슨 근처에 떨어졌는데 시카고 대학 연구팀은 이 운석에서 태양계 형성 이전의 알갱이를 추출했다. 연구팀은 건초더미를 태워 바늘을 찾는 것처럼 운석을 산(酸)에 녹여 불순물을 없애고 태양 이전의 알갱이를 확보했다. 태양 이전의 알갱이는 지구에 떨어지는 운석 중 약 5%만 갖고있을 정도로 드물며, 큰 것 수백개를 뭉쳐놓아도 마침표 하나 크기에 불과할 정도로 작지만 태양계 이전 상황을 담고 있어 ‘타임캡슐’ 역할을 한다. 연구팀은 태양계 형성 이전 알갱이가 우주를 돌아다니는 고에너지 입자인 우주선(線)에 노출된 정도를 측정하는 방법으로 어떤 형태의 별에서 떨어져 나오고, 얼마나 오래된 것인지를 파악했다. 일부 우주선은 우주 알갱이의 광물과 상호작용해 새로운 원소를 형성하는데 우주선에 더 많이 노출될수록 더 많은 원소를 만들어내는 점을 활용했다. 연구팀은 이를 폭풍우 속에 내놓은 양동이에 비유했다. 비가 계속 내리는 것을 가정할 때 양동이 안에 모이는 물은 빗속에 얼마나 노출돼 있었는지를 말해주듯 알갱이 안에 있는 우주선이 만든 원소를 측정해 얼마나 오래된 것인지 알 수 있다는 것이다.헥 박사는 영국 BBC 인터뷰릍 통해 머치슨 운석의 알갱이 가운데 60%가 49억~46억년 전에 형성됐으며, 10%는 55억년 이전까지 거슬러 올라가며, 나머지는 더 오래 전이거나 더 가까운 오래 전인 것을 밝혀냈다. 지금까지는 55억년 전 알갱이가 가장 오래 된 것이었다. 특히 태양 이전 우주 알갱이는 별이 생을 다하고 폭발할 때 형성된 것이어서 이전 별의 역사에 대해서도 얘기해 줄 수 있는데, 약 70억년 전(또는 75억년 전) 일종의 ‘우주 베이비붐’처럼 새 별이 폭발하듯 늘어난 것으로 분석됐다. 은하 내 별의 생성이 많을 때도 있고 적을 때도 있는 등 부침이 있다는 주장과 일정한 비율로 꾸준하게 만들어진다는 반론 가운데 앞의 주장에 힘을 실어준다. 연구팀은 또 우주선이 알갱이 내 광물과 상호작용하는 과정을 분석하면서 태양 이전 알갱이들이 그래놀라처럼 덩어리가 져 우주를 떠다닌다는 것도 확인했다. 연구팀은 누구도 이런 규모의 덩어리가 떠다닐 것으로 예측하지 못했다고 밝혔다. 헥 박사 연구팀은 “이번 연구를 통해 우주먼지의 생애를 직접 측정할 수 있었다”면서 “우주먼지는 지구에 도달한 가장 오래된 물질이며, 이를 통해 이전의 어미별이나 우리 몸 속 탄소의 기원, 우리가 숨 쉬는 산소 등에 관해 알 수 있으며, 태양 형성 이전으로 추적해 올라갈 수 있다”고 했다. 임병선 기자 bsnim@seoul.co.kr

지구온난화가 현재 수준으로 지속될 경우, 히말라야에 있는 수 천 곳의 호수가 범람해 대규모 홍수를 일으킬 가능성이 높다는 연구결과가 나왔다. 독일 포츠담대학교 연구진은 현재의 지구온난화 수준이 지속된다는 가정하에, 히말라야에 존재하는 빙하호들의 정보를 취합하고, 지형학과 위성데이터 정보를 동원해 총 54억회의 시뮬레이션을 진행했다. 그 결과 지구온난화로 히말라야의 얼음과 눈이 녹아내리면서 빙하를 둘러싼 흙과 돌의 경계가 무너질 수 있다는 사실을 확인했다. 이러한 일종의 제방 붕괴 현상은 대규모 산사태를 유발할 수 있으며, 무너진 흙이 히말라야 곳곳에 존재하는 약 5000곳의 호수로 쏟아지며 결국 홍수로 이어질 수 있다는 것이 연구진의 예측이다. 빙하가 녹아내려 발생하는 ‘빙하 홍수’의 위험은 히말라야 전 지대에서 높게 예측되는데, 연구진은 특히 히말라야 동부 지역의 위험이 다른 지역에 비해 3배에 달한다고 경고했다. 연구진은 “히말라야 상류에 거주하는 인구 및 인프라와 수력발전량 추세가 증가하고 있기 때문에, 빙하 홍수로 인한 미래의 위험에 대해 예측하는 것은 매우 중요하다”고 강조했다. 이어 “이전 연구들을 살펴봤을 때 히말라야 빙하의 3분의 2가 10년 내 사라질 것으로 예상되며, 호수에 많은 물이 쌓이면 특히 하류에 사는 사람들에게 심각한 위험이 될 것”이라고 경고했다. 지구온난화로 인한 히말라야의 변화는 이미 수많은 전문가들에 의해 포착되면서 경고의 목소리가 쏟아져 나왔다. 컬럼비아대학 연구진이 지난 6월에 발표한 연구결과에 따르면, 히말라야에서 녹아내린 빙하의 양은 지난 20년 동안 2배 이상 증가했다. 매년 평균 51㎝의 눈과 얼음이 사라진 것으로 알려져 있다. 전문가들은 기후변화가 히말라야에 미치는 영향은 아시아 전역에 걸쳐 수 억 명에 달하는 사람들의 삶을 위협할 수 있다고 경고하고 있다. 자세한 연구결과는 국제학술지 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

남극 대륙의 빙상 다음으로 지구상에서 두 번째로 큰 그린란드 빙상이 지구 온난화 탓에 급격하게 소실되고 있다는 사실이 무인항공기(드론)를 사용한 관측 조사에서 확인됐다. 이는 해수면 상승이 생각보다 빠르게 진행되고 있음을 시사하는 것. 영국 케임브리지·애버리스트위스·랭커스터대 공동 연구진은 그린란드 북서부 스토레 빙하에 있는 야영지에서 드론들을 운용해 그린란드 빙상에 생긴 균열이 어떻게 확장해 나가는지를 관측하는 데 성공했다고 밝혔다.그린란드 빙상은 그린란드 표면의 약 80%인 121만 ㎢ 이상을 덮은 거대한 빙하 얼음 덩어리로, 매년 여름철 기온 상승에 따라 이른바 빙하 구혈 또는 몰린(moulin)으로 불리는 빙하 균열 수천 개가 얼음 표면 위에 발생한다. 그런데 문제는 그 사이로 빙상에서 녹은 물인 융빙수가 흘러내려간다는 것이다. 융빙수는 여름 내내 균열을 통해 폭포수처럼 흘러드는 데 그 깊이는 무려 1㎞에 달하는 것으로 알려졌다. 연구진은 유럽연합(EU)이 후원하는 대규모 프로젝트인 리스폰더(RESPONDER)의 일환으로, 그린란드 빙상의 변화를 추적하기 위해 그린란드 북서부 스토레 빙하에 있는 야영지에서 드론을 운용했다.드론에는 오토파일럿 장치가 장착됐고 미리 프로그램 된 비행 경로를 따라 운항됐다. 거기에는 위성위치확인시스템(GPS)을 탑재해 관측 조사 시 촬영한 사진 수백 장의 정확한 위치를 추적할 수 있었다. 흥미롭게도 연구진은 이번 조사에서 그린란드 빙상 위에 자연 발생한 한 거대한 호수의 물이 불과 5시간 만에 급격히 줄어드는 모습을 포착하는 데 성공했다. 이는 호수 바로 밑에 생긴 거대한 균열 때문에 올림픽 수영장 2000개분에 달하는 융빙수가 3분의 1 수준으로 감소한 것이라고 연구진은 설명했다. 이에 대해 드론을 운용한 연구진의 톰 추들리 케임브리지대 스콧극지연구소 박사과정 연구원은 “빙하 균열이 그린란드 빙상의 전반적인 불안정성에 미치는 영향을 과소 평가했을 가능성이 있다. 이처럼 빠르게 물이 빠져나가는 호수를 실제로 관찰한 사례는 드물다”면서 “운이 좋게도 우리는 적시에 적당한 장소에 있었다”고 말했다. 이번 탐사대를 이끈 포울 크리스토페르센 박사 역시 “지금까지 대부분 관측은 위성들에 의해 제공됐다”면서 “이번 사진 덕분에 그린란드 빙상 표면을 3D로 재구성할 수 있었다”고 덧붙였다. 이제 연구진은 시추 장비를 이용해 빙상의 균열로 흘러내려간 융해수가 어떻게 되는지, 기후가 계속 따뜻해지면 빙상이 어떻게 변할 수 있는지 등을 조사하고 있다고 설명했다. 자세한 연구 결과는 국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 사진=연구팀 제공 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

우주 생명체의 기원은 지난 과학의 역사에서 가장 미스터리한 영역에 속해있다. 생명체의 기원을 찾기 위한 과학자들의 노력이 이어지는 가운데, 일본 연구진이 지구에 떨어진 운석에서 그 실마리를 찾았다는 연구결과를 발표했다. 일본 도호쿠대 지구과학부 교수인 후루카와 요시히로 교수와 미국항공우주국(NASA) 고다드 우주비행센터 공동 연구진은 지구에 떨어진 운석 2종을 정밀 분석했다. 분석에 사용한 것은 2001년 모로코에 떨어진 5㎏ 운석과 1696년 호주에 떨어진 100㎏ 이상의 대형 운석의 샘플 분말이다. 분석 결과 해당 운석들에서는 유전물질인 리보핵산(RNA)의 필수 당 성분인 리보스가 발견됐다. 구체적으로는 리보스를 구성하는 당 성분인 ‘아라비노스’와 ‘자일로스’가 발견됐으며, 운석에서 생명에 필요한 유전물질인 리보핵산 구성요소가 발견된 일은 이번이 처음이다. 일반적으로 리보핵산은 유전자(DNA)의 특성을 복사한 뒤 단백질을 구성하는 역할을 한다. DNA와 RNA(리보핵산)은 모두 유전물질이나, 이중 리보핵산은 다른 분자의 도움 없이도 스스로 복제가 가능한 특징이 있다. 때문에 운석에서 리보핵산 구성요소를 발견한 이번 연구는 초기 생명체가 DNA가 아닌 리보핵산(RNA)를 자기 복제했다는 학계의 가설을 뒷받침하기에 충분하다. 연구진은 지구 밖에서 온 당 성분이 지구 생명체의 기원이 됐을 가능성이 있다고 추측했다. 연구를 이끈 후루카와 교수는 “이번 연구는 우주에서의 리보스와 당이 지구로 전달됐다는 최초의 직접적인 증거”라면서 “외계에서 온 당 성분은 생물체가 탄생하기 이전의 지구에 RNA를 형성하고, 이것이 생명의 기원으로 이어졌을 수 있다”고 설명했다. 이어 “운석은 초기 지구에게 프리바이오틱 유기 분자를 전달한 운반체였다. 따라서 운석에서 외계 당 성분을 탐지하면 이러한 결과는 태양계 밖의 다른 행성과 달의 생명체 기원을 참사하는 데에도 도움이 될 것‘이라고 덧붙였다. 연구진은 곧 일본의 소행성 탐사선인 하야부사 2호와 NASA의 소행성 탐사선 오시리스-렉스를 통해 소행성 샘플을 지구로 운반하고, 이 우주 암석에서 당 성분을 추출할 수 있는 기회를 기다리고 있다. 이번 연구결과는 국제학술지 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호(18일자)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

매주 네이처, 사이언스, 셀, 미국국립과학원회보(PNAS), 플로스원 등 학술지에서 발표되는 과학 논문들을 훑어보면 ‘무슨 이런 연구를 하나’라는 생각이 드는 연구들도 꽤 많습니다. 이번 주에도 그런 독특한 연구 논문들이 많았지만 특히 눈에 띈 것은 화장실 변기와 관련된 것이었습니다. 미국 펜실베이니아주립대(펜스테이트대) 기계공학과, 재료과학과, 의생명공학과, 재료연구소, 영국 크랜필드대 경쟁적창조디자인센터(C4D) 공동연구팀의 연구 성과인데 이들은 화장실 변기 표면에 세균이 달라붙는 것을 막고 물 사용을 획기적으로 줄일 수 있는 기술을 개발했습니다. 이 연구결과는 환경과학 분야 국제학술지 ‘네이처 지속가능성’(Nature Sustainability) 19일 자에 실렸습니다. 특정 대상의 위생 상태를 강조하기 위해서 화장실 변기와 비교해 세균이 몇 배 많다든지 하는 식의 국내외 연구결과를 흔히 접할 수 있습니다. 비교 대상은 컴퓨터 키보드, 스마트폰, TV 리모컨, 이어폰, 자동차 핸들, 식당 메뉴판, 칫솔, 돈, 도마, 엘리베이터 버튼, 세면대, 설거지용 수세미 등 무수히 많습니다. 이런 조사결과들을 보면 ‘우리 주변에 화장실 변기보다 깨끗한 것은 사실상 없는 것 아닌가’라는 생각이 들 정도입니다. 화장실 변기에 세균수가 얼마 이상이면 안 된다는 기준 같은 것은 없습니다. 단순히 세균 수의 많고 적음이 아니라 세균의 종류와 질병을 유발시킬 수 있는 세균들이 있는가를 보는 것이 훨씬 중요할 것입니다. 우리 몸은 음식물이 입안으로 들어오는 순간부터 소화기관을 거치면서 영양분들을 흡수합니다. 영양분이 모두 빠져나간 음식물 찌꺼기들이 밖으로 배출되는 곳이 화장실입니다. 그렇기 때문에 변기를 정밀 분석해보면 설사나 배탈을 유발하는 대장균이나 식중독을 일으키는 포도상구균 같은 병원균들이 쉽게 발견된다고 합니다. 많은 사람들이 사용하는 공용 화장실이 가정의 화장실보다 세균수는 물론 병원균들도 많을 수밖에 없을 것입니다. 화장실을 청결하게 관리해야 하는 이유입니다. 연구진은 배설물 같은 오물은 물론 그 속에 있는 병원균까지 깨끗하게 씻어내릴 수 있는 코팅 기술을 개발했습니다. ‘액체 침착 유연표면 코팅’(LESS)이라고 부르는 기술인데 변기를 새것으로 바꿀 필요 없이 LESS를 변기 안쪽에 스프레이처럼 골고루 뿌려주기만 하면 된다고 합니다. LESS는 변기 표면에 머리카락보다 10억 배 얇은 실리콘 돌기로 된 얇고 미끄러운 막을 미세 코팅시키는 것입니다. 변기에 LESS를 완전 코팅하는 데 걸리는 시간은 5분 남짓이라고 합니다. LESS로 코팅한 변기에는 이물질이 거의 묻지 않고 현미경 관찰 결과 악취와 질병을 유발시키는 세균도 깨끗이 쓸려 내려가는 것이 확인됐습니다. 부가적인 이득은 변기를 깨끗하게 하기 위해 사용되는 물도 적게 투입된다는 점입니다. 화장실 변기를 씻어내는 데 한 번에 6ℓ의 물이 투입되는데 이것의 절반 정도만으로도 변기를 깨끗하게 만들 수 있다는 설명입니다. 실제로 전 세계적으로는 매일 약 1410억ℓ의 물이 화장실 변기에 사용된다고 합니다. 이는 물 부족을 겪고 있는 아프리카 전체 인구의 하루 물 사용량의 6배에 해당되는 양입니다. 이 때문에 LESS 기술은 공중보건 위생이 취약한 저개발국가에 특히 유용하게 쓰일 것이라고 연구진은 보고 있습니다. edmondy@seoul.co.kr

푸에르토리코, 미국, 호주, 베트남, 영국 등 11개국 82개 연구기관이 참여한 대규모 국제공동연구팀은 치명적인 열대 전염병으로 알려진 뎅기열의 확산을 예측할 수 있는 방법을 개발했다고 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발간하는 국제학술지 ‘PNAS’ 12일 자에 실렸다. 뎅기열은 적도를 중심으로 한 열대지역에서 발생하는 전염병으로 확실한 치료법이 없는 상태다. 연구팀은 페루 이키토스, 푸에르토리코 산후안 2곳을 대상으로 1990~1991, 2000~2001, 2008~2009년에 발생한 뎅기열 통계와 기후 자료를 바탕으로 예측 모델을 만들었다. 이 모델은 뎅기열 발생 장소와 시기를 4개월 전에 예측할 수 있는 것으로 확인됐다. 예측 결과를 바탕으로 모기 서식지를 집중 방역하는 방식으로 뎅기열을 없앨 수 있을 것으로 보인다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

주혈흡충증은 우리에게 익숙하진 않지만 세계보건기구(WHO)가 말라리아 다음으로 중요하게 관리하고 있는 열대병이다. 전 세계적으로 2억명 정도가 감염돼 있으며 매년 약 20만명 이상의 사망자가 발생하는 것으로 알려져 있다. 병을 일으키는 흡충(기생충)은 민물달팽이 몸속에서 증식하다가 강이나 호수, 개울물에 배출돼 수영이나 목욕을 하는 사람의 피부를 뚫고 들어가 감염시킨다. 감염된 사람들은 고열과 계속되는 설사 등의 증세를 앓다가 심할 경우 사망하기도 한다. 시애틀 워싱턴대 등 7개 미국 대학과 미국지질조사국(USGS), 벨기에 왕립 자연과학연구소, 영국 런던 자연사박물관, 임페리얼 칼리지 런던대, 런던대, 세네갈 의생명연구센터, 해양혁신연구소 연구진으로 구성된 국제공동연구팀은 인공위성 사진과 드론으로 찍은 항공사진, 그리고 구글에서 제공하는 위성사진 서비스인 구글 어스를 이용하면 민물달팽이 서식지를 쉽게 파악해 주혈흡충증 발생을 근본적으로 없앨 수 있다고 31일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 10월 29일자에 실렸다. 연구팀은 1980년대 중반 이후 주혈흡충증 발생자가 가장 많이 나타난 세네갈 북서부 지역 16개 마을을 대상으로 2016년부터 2018년까지 2년 동안 민물달팽이의 분포를 정밀조사했다. 이를 바탕으로 인공위성과 드론 영상, 구글어스 지도를 비교한 결과 주혈흡충을 옮기는 민물달팽이들은 뿌리 없이 부유하는 식물에서 주로 산다는 것을 알게 됐다. 현재 연구팀은 인공지능(AI)으로 민물달팽이의 서식지가 되는 식물들을 좀더 정확하게 식별할 수 있는 기술을 추가 연구 중이다. 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

인류의 오랜 꿈 중 하나는 미래의 일을 사전에 파악하는 것이다. 거북이 등껍질에 칼자국을 내 벌어지는 형태나 신탁을 통해 전쟁의 승패, 국가의 길흉화복을 읽으려는 것도, 그리고 미래와 과거를 오가며 현재를 바꿀 수 있는 가상의 기계 ‘타임머신’을 꿈꾸는 이유도 그 때문이다. 영화 ‘마이너리티 리포트’는 범죄 발생을 사전에 파악해 원인을 제거하면 ‘범죄 없는 도시’라는 유토피아를 만들 수 있을 것이라는 ‘미래 예측’에 대한 상상력의 끝을 보여주고 있다. 과학기술의 발달로 태풍이나 폭염, 혹한 같은 날씨 변화는 일정부분 예측이 가능하지만 지진은 지금도 그야말로 예측 불가의 영역으로 남아있다. 또 사람이 가장 큰 변수로 작용하는 테러리즘도 예측이 쉽지 않기는 마찬가지이다. 최근 과학자들이 지진과 테러라는 예측 불가의 영역에 도전장을 내 관심을 끌고 있다. 스위스 취리히연방공과대(ETH Zurich)의 연방지진정보국(SED) 연구진은 지진학에서 주로 쓰는 ‘구텐베르크-리히터 법칙’으로 특정 지역에서 큰 지진이 일어난 뒤 발생하는 여진의 횟수로 또 다른 큰 지진의 발생 가능성을 예측할 수 있는 방법을 찾아내 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 10일자에 발표했다. 연구팀은 이번에 개발한 방법으로 교통신호등처럼 큰 지진 발생 가능성을 빨간색(확실), 노란색(주시), 녹색(안전)으로 경고하는 방법도 고안해 피해지역 주민들과 정부, 지방정부 등이 신속하게 대응할 수 있도록 했다는 점에 특히 주목받고 있다.연구팀은 2016년 4월에 발생한 일본 구마모토 지진(규모 7.3)과 8월 이탈리아 아마트리체-노르시아 지진(규모 6.6)을 대상으로 구텐베르크-리히터 법칙 속 b값(여진의 빈도)을 분석했다. 이들 지역에서 b값은 1.2~1.3 정도로 나타나는데 큰 지진이 발생하고 나면 b값이 커진다. 여진의 발생 빈도수가 높아진다는 의미이다. 그런데 큰 지진이 발생한 뒤 b값이 오히려 비정상적으로 작아지는 경우, 즉 여진 발생 빈도가 줄어드는 경우는 뒤이어 큰 지진이 발생할 수 있음을 의미한다고 연구팀은 설명했다. 여진이 갑자기 줄어드는 것은 단층끼리 꽉 맞물려 있기 때문인데 이는 지각이 안정된 상태라는 것이 아니라 더 큰 지진을 발생시킬 수 있는 응력이 쌓이고 있다는 의미이다. 연구팀은 큰 지진이 발생한 다음 b값이 평균보다 10% 이상인 경우는 큰 지진이 추가로 발생할 가능성이 낮은 안전한 상태(녹색)라고 볼 수 있지만 평균값보다 5% 정도 낮아지는 경우는 주시해야 하는 상황(노란색)이며 평균값 이하 10%로 나타날 경우는 큰 지진이 일어날 확률이 매우 높은 빨간색 상태라고 봐야 한다는 ‘지진 신호시스템’을 제시했다. 홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수는 “SED 연구팀의 아이디어는 과학계에서 이미 어느 정도 알려져 있지만 이미 큰 지진이 발생한 지역의 시민들에게 또 다른 큰 지진이 발생할 가능성을 신속하게 알려줄 수 있다는 측면에서 가치 있는 연구”라고 평가했다. 한편 미국 노스웨스턴대 복잡계연구소, 켈로그경영대학원 소속 수학자들로 구성된 공동연구팀은 메릴랜드대에서 운영하는 ‘국제 테러리즘 데이터베이스’(GTD)와 랜드연구소의 ‘국제 테러리즘 랜드 데이터베이스’(RDWTI)를 바탕으로 테러조직의 성장 가능성과 테러의 규모 및 강도를 사전에 판단할 수 있는 ‘테러 조기경보 모델’을 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 8일자에 실렸다.GTD에 따르면 2000~2015년 매년 61개의 새로운 테러집단이 생겨나 전 세계적으로 테러 공격이 20세기 말과 비교해 약 800% 늘었다. 연구팀은 알카에다, 이슬람국가(IS)처럼 잘 알려진 테러집단은 물론 인도 아삼지역 통일해방전선, 소말리아 알샤바브, 필리핀 모로 이슬람해방전선까지 1970년부터 2014년 사이에 전 세계에서 운영된 모든 테러집단을 대상으로 이들이 초기에 벌인 테러사건 10건만으로 앞으로 벌일 테러 규모나 치명성을 예측하는 모델을 만들었다. 분석 결과 미래에도 가장 위협적이고 공격적이며 파괴력이 큰 테러를 저지를 가능성이 높은 집단은 미국 도널드 트럼프 대통령이 완전히 격퇴했다고 주장한 IS로 밝혀졌다. 브라이언 우지 켈로그경영대학원 교수는 “이번 모델은 현재는 소규모이고 보잘것없지만 파괴력 큰 집단으로 커질 수 있는 조직을 사전에 파악해 대응함으로써 미래에 많은 비용과 노력을 투자하지 않아도 되도록 해줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전자담배의 증기에 노출된 쥐들 중 일부 쥐가 폐암에 걸렸다는 연구 결과가 나왔다. 미국 뉴욕대(NYU) 의대 연구진이 1년여간 실험 쥐를 대상으로 한 연구에서 니코틴 유무에 따른 전자담배 증기에 노출된 쥐들에게 암 등 질병이 생기는지를 자세히 살폈다. 그 결과, 총 54주간 니코틴을 함유한 전자담배 증기에 노출된 쥐 40마리 중 9마리(22.5%)가 폐선암에 걸린 것으로 나타났다. 폐선암은 폐에 생긴 악성종양의 일종이다. 반면 똑같은 기간 니코틴이 전혀 없는 전자담배 증기에 노출된 쥐 20마리 중에서는 어떤 쥐도 암에 걸리지 않은 것으로 확인됐다. 이번 연구는 이들 쥐가 체임버(일종의 방) 안에 갇혀 있던 탓에 한 사람이 전자담배 증기를 들이마시는 것보다 많은 증기에 노출될 수밖에 없었다. 따라서 이번 결과를 사람의 질병과 직접 비교하기에는 다소 무리가 있지만, 니코틴을 포함한 전자담배가 암을 유발하는 과정을 포착했다는 점에서는 의미가 있다고 연구진은 말했다. 또 이번 결과는 니코틴이 아직 암을 유발하는지를 두고 논란의 여지가 있기는 하지만, 질병을 일으키는 데 관여하는 촉매제일 수 있음을 시사한다. 기존 연구에서는 시판 담배를 제조하기 위한 담뱃잎을 가공하는 과정에서 니트로사민류 2종이 생성된다는 사실이 밝혀졌다. 니트로소노르니코틴(NNN)과 니트로소메틸아미노피리딜부다논(NNK)라는 이름의 이들 물질은 DNA를 손상하고 암을 유발하는 발암성 화합물로 알려졌다. 처음에 전자담배는 미국에서 연간 16만 명을 죽게 하는 암을 유발하는 일반 담배의 안전한 대안으로 홍보됐다. 하지만 약 10년 전 처음 시장에 출시된 이후로 미국에서만 거의 20명의 사망자와 수천 명 이상의 질병이 생긴 환자와 관계가 있다는 의혹이 제기돼 왔다. 뿐만 아니라 전자담배는 10대 청소년들 사이에서 유행병처럼 확산했고 미국의 보건 당국자들은 전자담배를 사용하는 수백만 명의 젊은이에게 어떤 즉각적이고 장기적인 결과가 생기는지를 이제 알아차리기 시작했다. 전자담배 사용과 관련한 폐 손상을 겪은 미국인의 약 80%는 35세 미만이며 16%는 18세 이하 청소년이다. 따라서 전자담배에서 가열된 액체의 증기가 폐에 치명적인 영향을 주고 있는 것은 분명하지만, 과학자들은 정확히 어떻게 영향을 받는지를 아직 밝혀내지 못하고 있는 것이다. 이번 연구에 주저자로 참여한 문숑 탕 박사(환경의학·의학·병리학과 교수)와 그의 동료들은 이전 연구에서부터 전자담배의 사용에서 무슨 일이 일어나는지를 살피기 시작했었다. 이들 연구자가 지난해 발표한 기존 연구에서는 전자담배 증기가 배양 접시 속 조직 표본에서 잠재적으로 암을 유발하는 DNA 변화를 일으킬 수 있다는 것이 입증됐다. 이런 결과를 확대하기 위해 연구진은 이번 연구에서 1년이 조금 넘는 기간에 쥐들에게 높은 수준의 전자담배 증기를 노출한 것이다. 실험 쥐들이 전자담배 증기에 완전히 노출돼 영향을 받을 수 있다는 점에서 연구진이 이용한 체임버는 압력밥솥 검사와 약간 비슷했다. 이번 연구에 참여한 비뇨기과 전문의인 허버트 레포 박사는 “이번 결과는 니코틴에서 유래한 DNA 부가물(니트로사민류)들이 전자담배 증기에 노출된 쥐들의 발암 원인일 가능성이 높다는 주장을 뒷받침한다”고 말했다. 이는 니코틴이 없는 전자담배 증기에 노출된 쥐들 중에서 폐선암이 발병하지 않은 결과 때문에 더욱더 확실해진 것이다. 이와 함께 레포 박사는 “다음 연구 단계에서는 대상인 쥐의 수를 늘리고 전자담배에 노출되는 시간을 줄이고 늘려 전자담배 증기로 인한 유전적 변화를 더욱더 자세히 살피는 일이 될 것”이라고 설명했다. 한편 이번 연구 결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 온라인판 7일자에 실렸다. 사진=AP 연합뉴스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

긍정적인 사람들이 그렇지 못한 이들보다 평균 11~15% 더 오래 산다는 연구 결과가 나왔다. 미국 보스턴 의대 르위나 리 교수가 이끄는 연구진이 은퇴한 남성 군인 1429명(41~90세)과 여성 의료연구원 6만9744명(58~86세)을 대상으로 수십 년간 추적 조사해 위와 같은 경향을 알아냈다고 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호(8월26일자)에 발표했다. 이번 연구는 비생물학적 요인인 긍정성 수준과 수명 사이의 관계를 조사한 것으로, 이런 요인 역시 수명에 중요하다는 점을 시사한단. 지금까지 수명에 관한 연구는 대부분이 생물학적 요인을 고려했다. 연구 결과, 긍정적인 사람들은 그렇지 못한 사람들보다 85세 이상까지 살 가능성이 50~70% 높은 것으로 나타났다. 이는 긍정적인 사람이 부정적인 사람보다 평균 11~15% 더 수명이 긴 것이었다고 연구진은 설명했다. 또한 이런 경향은 심장질환이나 암 등을 앓고 있는지, 우울증 경험이 있는지 등 다른 요인을 고려하면 더 커지는 것으로 확인됐다. 이에 대해 연구진은 “우리는 긍정성이 수명과 관련이 있다는 것만을 제시했을 뿐, 긍정성이 장수의 원인으로 입증된 것은 아니다”면서 “또한 조사 대상자 중에는 사회경제적으로 지위가 높은 백인이 많고 그 밖의 집단을 대상으로 했을 때도 비슷한 경향이 있는지는 불분명하다”고 말했다. 이어 “앞으로 단기적으로나 장기적으로 긍정주의가 건강으로 이어지는지를 밝히려면 추가 연구가 필요하지만, 이런 마음가짐은 건강과 장수를 촉진하는 데 도움이 될 가능성은 있다”고 덧붙였다. 또한 긍정적인 여성은 학력이 높은 경향이 있으며 우울증과 제2형 당뇨병을 앓을 가능성은 적었다. 마찬가지로 긍정적인 남성은 교육 수준이 높고 소득 또한 높으며 술을 마시는 경향은 적었다. 사진=123rf 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

그 어떤 항생제로도 박멸이 어려웠던 슈퍼버그에 반응하는 백신 개발이 임상시험 직전 단계에 들어섰다. 미국 워싱턴의과대학 연구진에 따르면 클렙시엘라 속 폐렴간균(Klebsiella pneumoniae)으로 불리는 이 병원균은 치료제가 없는 것으로 알려진 항생제 내성 슈퍼버그의 일종으로, K1과 K2로 알려진 두 가지 유형의 사례의 70%를 차지한다. 연구진은 슈퍼버그 폐렴간균에 대한 백신 연구에 몰두해왔으며, 연구를 통해 외부 표면은 당으로 구성돼있는 당포합체(glycoconjugate) 백신의 특정 단백질을 연결하면 백신의 효과가 높아진다는 것을 확인했다. 이미 이와 유사한 백신은 세균성 수막염 및 폐렴과 같은 치명적인 질병을 예방·치료하는데에도 도움이 된다는 사실은 이미 입증됐다. 연구진은 새로운 백신을 테스트하기 위해 2주 간격으로 쥐 20마리에 3회 용량의 백신과 위약을 투여했다. 이후 이 쥐들에게 수퍼버그를 포함한 약 50가지의 박테리아를 주입한 결과, K1에 감염된 80% 및 K2에 감염된 모든 실험 쥐가 생존했다. 반면 위약을 주사한 쥐 중 K1 유형에 감염된 80% 및 K2 유형에 감염된 30%가 죽은 것으로 확인됐다. 연구진은 “이 백신의 효과에 매우 만족한다. 우리는 생산 규모를 늘리고 생산 과정을 최적화해서 백신을 임상 시험에 사용할 수 있도록 노력하고 있다”면서 “우리의 목표는 바이러스 균주가 훨씬 더 많은 사람들에게 질병을 일으키기 전에 사람들이 사용할 수 있도록 백신을 준비하는 것”이라고 밝혔다. 한편 폐렴간균은 2011년 당시 미국 내에서 18명의 환자에게 감염돼 이중 11명을 사망에 이르게 했으며, 중국과 대만, 한국에서도 감염사례가 존재한다. 자세한 연구결과는 27일(현지시간) 미국 국립과학원회보(PNAS) 최신호 온라인판에 실렸다. 사진=자료사진(123rf.com) 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr