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

낙천적인 마음가짐이 장수에 긍정적인 영향을 미친다는 연구결과가 나왔다. 미국 보스턴의과대학 연구진이 의사와 간호사 등 의료계에 종사하는 58~86세 여성 6만 9000명과 군대 생활의 경험이 있는 41~90세 남성 1400명을 대상으로 조사를 실시했다. 연구진은 이들에게 얼마나 낙천적인 마음가짐을 가졌는지를 알아보기 위한 다양한 질문을 던졌고 이를 수치화 한 뒤, 평균 수명과 비교 분석했다. 그 결과 비교적 낙천적이거나 매우 낙천적이라고 볼 수 있는 상위 50~70%의 응답자는 평균 수명이 85세 이상으로 조사됐지만, 하위 50% 안에 속하는 응답자의 수명은 이보다 훨씬 낮은 것으로 나타났다. 또 가장 낙천적인 마음가짐을 가진 그룹의 수명은 가장 낙천적이지 못한 그룹의 수명보다 최대 15% 더 긴 것으로 조사됐다. 연구진은 “심리적 요인이 수명을 더 늘릴 수 있다는 증거를 찾았다”면서 “낙천적인 사람일수록 만성질환의 발병 위험과 조기사망의 위험이 낮다는 이전 연구는 있었지만, 낙관론과 장수의 직접적인 관계를 증명한 것은 이번이 처음”이라고 설명했다. 이어 “다만 흡연과 음주 습관, 운동 수준 등의 특정한 생활 건강 요소가 개입될 경우, 연구와는 다른 결과가 나올 수 있다”면서 “낙천적인 마음가짐은 건강을 증진시키는 습관을 키우고, 건강에 좋지 않은 충동에 대한 저항력을 강화시킬 수 있다”고 덧붙였다. 또 “낙천적인 사람들은 갑작스러운 스트레스 요인으로부터 더 빨리 회복할 수 있으며, 이러한 스트레스 요인에 따른 감정적인 반응을 덜 경험할 수 있다”고 밝혔다. 한편 과학전문매체 라이브사이언스는 일각에서 이번 연구가 사회·경제적 지위가 높은 백인들을 대상으로 한 결과이며, 이러한 결과가 다른 인구 집단에 얼마나 적용되는지에 대해서는 불분명하다는 지적이 나왔다고 전했다. 전문가들은 명상이나 간단한 작문 연습, 대화를 통한 상담 등이 낙천적인 마음가짐을 향상시키는데 도움이 될 수 있다고 설명한다. 자세한 연구결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 26일자 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

낙천적인 마음가짐이 장수에 긍정적인 영향을 미친다는 연구결과가 나왔다. 미국 보스턴의과대학 연구진이 의사와 간호사 등 의료계에 종사하는 58~86세 여성 6만 9000명과 군대 생활의 경험이 있는 41~90세 남성 1400명을 대상으로 조사를 실시했다. 연구진은 이들에게 얼마나 낙천적인 마음가짐을 가졌는지를 알아보기 위한 다양한 질문을 던졌고 이를 수치화 한 뒤, 평균 수명과 비교 분석했다. 그 결과 비교적 낙천적이거나 매우 낙천적이라고 볼 수 있는 상위 50~70%의 응답자는 평균 수명이 85세 이상으로 조사됐지만, 하위 50% 안에 속하는 응답자의 수명은 이보다 훨씬 낮은 것으로 나타났다. 또 가장 낙천적인 마음가짐을 가진 그룹의 수명은 가장 낙천적이지 못한 그룹의 수명보다 최대 15% 더 긴 것으로 조사됐다. 연구진은 “심리적 요인이 수명을 더 늘릴 수 있다는 증거를 찾았다”면서 “낙천적인 사람일수록 만성질환의 발병 위험과 조기사망의 위험이 낮다는 이전 연구는 있었지만, 낙관론과 장수의 직접적인 관계를 증명한 것은 이번이 처음”이라고 설명했다. 이어 “다만 흡연과 음주 습관, 운동 수준 등의 특정한 생활 건강 요소가 개입될 경우, 연구와는 다른 결과가 나올 수 있다”면서 “낙천적인 마음가짐은 건강을 증진시키는 습관을 키우고, 건강에 좋지 않은 충동에 대한 저항력을 강화시킬 수 있다”고 덧붙였다. 또 “낙천적인 사람들은 갑작스러운 스트레스 요인으로부터 더 빨리 회복할 수 있으며, 이러한 스트레스 요인에 따른 감정적인 반응을 덜 경험할 수 있다”고 밝혔다. 한편 과학전문매체 라이브사이언스는 일각에서 이번 연구가 사회·경제적 지위가 높은 백인들을 대상으로 한 결과이며, 이러한 결과가 다른 인구 집단에 얼마나 적용되는지에 대해서는 불분명하다는 지적이 나왔다고 전했다. 전문가들은 명상이나 간단한 작문 연습, 대화를 통한 상담 등이 낙천적인 마음가짐을 향상시키는데 도움이 될 수 있다고 설명한다. 자세한 연구결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 26일자 최신호에 실렸다. 사진=123rf.com 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

중국에서 기후변화 영향과 대기오염에 따른 조기 사망자가 해마다 100만명이 넘는 것으로 추산됐다. 특히 대기오염에 따른 피해가 랴오닝(遼寧)성과 지린(吉林)성, 헤이룽장(黑龍江)성 등 중국 동북부 지역에 집중되고 있는 만큼 중국 대기오염 영향을 크게 받고 있는 한국에서도 관련 연구가 필요한 것으로 보인다. 중국 칭화(淸華)대 장창(張强) 교수와 독일 포츠담 기후 영향 연구소 한스 요하킴 쉘른후버 박사가 이끄는 연구팀은 중국 내 기후변화가 대기 질 악화와 관련 사망률에 미치는 영향을 분석한 결과 이 같은 내용을 미국 국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실었다. PNAS 등에 따르면 중국에서 대기 오염 등으로 이미 해마다 100만 명이 넘는 사망자가 발생하고 있다. 특히 중국에서 기후변화 영향이 커지면서 대기오염으로 인한 사망자가 더욱 늘어날 것이라는 연구 결과도 나왔다. 연구팀은 온실가스 저감 정책이 상당히 실현되는 기후변화 시나리오(RCP 4.5)를 토대로 예측한 2046~2050년의 기온과 대기 질을 2006~2010년과 비교했다. 그 결과 중국의 절반 이상(55%) 지역에서 대기 질이 악화할 것으로 나타났다. 이 지역에는 현재 중국 전체 인구의 85% 이상이 살고 있다. 기온은 거의 모든 지역에서 오르고 동북부 지역이 더 많이 오를 것으로 예측됐다. 평균 풍속은 대부분 지역에서 모든 계절에 걸쳐 소폭 떨어지고 대기 경계층 고도도 전반적으로 낮아지며 겨울철에 더 심해질 것으로 나타났다. 이는 대기 순환 약화에 따른 미세먼지 문제 악화로 이어지는데, 중국 북부와 쓰촨(四川)분지의 연평균 초미세먼지(PM 2.5) 농도는 9㎍/㎡까지 늘어날 것으로 예측됐다. 기온상승과 강수량 저하와 밀접하게 관련된 오존 농도는 동부 대부분의 지역에서 4~9월 사이에 시간당 최대 2~8 ppb(1ppb=10억분의 1)까지 증가할 것으로 나타났다. 초미세먼지 PM 2.5와 오존 농도 증가는 각각 3%, 4%로 이에 따른 추가 사망자는 1만 2000명과 9000명에 이를 것으로 예상됐다. 기후변화로 대기 질이 악화해 추가로 사망하는 사람들은 이미 오염도가 높고, 인구가 밀집한 동북부 지역을 중심으로 발생해 문제의 심각성을 더하는 것으로 지적됐다. 추가 사망자의 90%가 중국 내 20% 지역에서 발생하고 거의 절반이 동북부 인구 밀집 지역에서 나올 것으로 예측돼 있다. 연구팀은 또 대기 질 악화로 늘어나는 사망자 중 40% 가까이가 대기 정체로 인한 것으로 예상했으며 6%는 열파 증가가 사망 원인일 것으로 분석했다. 김규환 선임기자 khkim@seoul.co.kr

“통계 부정확·지역범죄율 관련” 반론도지난 3일과 4일 미국 오하이오주 데이턴과 텍사스주 엘페소에서 총기난사로 80여명에 이르는 사상자가 발생했습니다. 편견에 사로잡혀 벌인 증오범죄들이라는 분석입니다. 총기 소유의 자유가 있는 미국에서 총기 관련 사건은 자주 발생합니다. 미국 럿거스대 형사행정학, 워싱턴대 사회학부, 미시간 앤아버대 사회과학연구소 소속 통계학자들은 2013~2017년 미국질병통제예방센터(CDC) 산하 국립인구동태통계시스템(NVSS)의 사망률 통계와 경찰 관련 사망 사건의 언론보도 및 경찰보고서 전체를 분석해 공권력이 편견에 사로잡혀 있을 때 나타날 수 있는 최악의 결과를 공개했습니다. 연구팀에 따르면 흑인 남성들이 경찰 총격으로 사망할 확률은 1000명 중 1명꼴로 전체 평균 남성의 경찰 총격 사망률인 2000명 중 1명보다 높게 나타났습니다. 또 20~30대 젊은 흑인 남성이 경찰 총격으로 사망할 확률은 전체 백인 남성들에 비해 2.5배나 높은 것으로 조사됐습니다. 이 같은 분석 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 6일자에 실렸습니다. 연구팀은 2013~2017년 경찰이 범죄현장에서 총기를 사용한 것은 미국 전역에서 1만 1456건이었다고 합니다. 이들 사건에서 용의자들의 피부색과 민족을 분류하고 실제 총격을 받은 경우를 분석한 결과 흑인 남녀, 인디언 원주민 남녀, 알래스카 원주민 남녀, 그리고 라틴계 남성들이 백인 남녀보다 훨씬 높다는 것을 확인했습니다. 실제로 인디언 원주민 남성과 여성은 백인 남성과 여성보다 경찰 총격으로 사망할 확률이 1.5배 높고, 라틴계 남성은 백인 남성보다 1.4배, 흑인 여성은 백인 여성보다 1.4배 높은 것으로 나타났습니다. 반면 라틴계 여성은 백인 여성들보다 경찰 총격으로 사망할 확률이 1.2배 낮았습니다. 이 같은 주장에 대한 반론도 있습니다. 메릴랜드대, 미시간주립대의 범죄심리학자와 통계학자들은 지난달 23일자 같은 학술지에 전혀 다른 내용의 논문을 발표했습니다. 이들에 따르면 백인 경찰이 흑인이나 소수민족에게 총을 발사하는 경우가 흑인 경찰이나 히스패닉계 경찰들보다 많다고 볼 수 없다는 것입니다. 경찰관이 개입된 총격 사건에 대한 연방정부의 데이터베이스가 완전하지 못하기 때문에 정확한 통계를 낼 수 없을 뿐만 아니라 경찰관이 관련된 총격 사건은 대부분 지역의 범죄율과 관련이 있다는 것입니다. 백인 범죄율이 높은 곳에서는 백인이 경찰관의 총에 맞을 확률이 더 높다는 것이지요. 그렇기 때문에 흑인이나 소수민족의 사람이 백인 경찰의 총에 더 많이 맞는다는 것은 언론이 만들어낸 착각이라는 말입니다. 통계를 바탕으로 한 연구 결과들이기 때문에 어떻게 보는가에 따라 해석이 제각각일 수는 있을 것입니다. 사실 총기가 아니더라도 공권력이 강박적 편견에 사로잡히면 어떤 결과가 나타나는지 우리도 과거에 충분히 경험한 바 있습니다. 뇌과학에 따르면 우리 뇌는 객관적인 감각보다는 경험과 편견을 선호하고 비합리적 선택을 사후에 정당화하는 데 익숙합니다. 편견에 사로잡히지 않기 위해서는 엄청난 에너지가 필요하다는 말이지요. 그런데 최근 어느 한 나라는 역사적 사실을 직시하지 않고 강박적 편견에 사로잡혀 이웃 나라를 괴롭히고 있습니다. 편견이 불러오는 강박적 사고가 개인뿐만 아니라 사회나 국가, 전 인류를 파국으로 몰고 가는 대표적 사례로 꼽히지 않을까 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

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

생물계는 박테리아로 알려진 세균, 진핵생물, 고세균 크게 세 영역으로 나뉜다. 고세균의 경우 세균처럼 핵이 없는 원핵생물이지만 유전적 특징이 달라 세균과는 전혀 다른 제3의 생물계로 분류된다. 고온, 고압, 고염도 등 극한 환경, 특히 원시 지구와 유사한 환경에서도 잘 자라기 때문에 고세균이라는 이름이 붙여졌다. 국내 연구진이 고세균의 생존과 관련해 중요한 사실을 새로 발견했다. 충북대 미생물학과 이성근 교수팀은 서해 바닷물에서 고세균의 군집과 활성을 조절하는 바이러스를 분리해내 그 존재를 확인하는데 성공하고 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 16일자에 발표했다. 고세균은 열수구, 유황온천 같은 극한환경부터 일반환경까지 다양한 곳에서 서식한다. 특히 해양 생태계 전체 미생물의 약 30%를 차지하고 있으며 해양에서의 탄소, 질소 순환에 핵심적 역할을 해 지구온난화를 일으키고 오존층을 파괴하는 아산화질소를 발생시키는 대표적인 미생물로 알려져 있다. 이를 밝혀내기 위해 해양 고세균을 분리하려고 하지만 배양이 쉽지 않아 연구가 극히 드문 상태이다. 더군다나 고세균의 군집과 활성을 조절하는 바이러스의 존재가 주목받았지만 바이러스의 실체에 대해 구체적으로 밝혀지지는 않았다.연구팀은 서해 바닷물에서 특정 계절에 눈에 띄게 개체수가 증가하는 2종류의 해양 고세균에 주목했다. 이를 토대로 바닷물에서 고세균에 영향을 미치는 바이러스를 분리하는데 성공했다. 분리한 바이러스를 분석한 결과 해양 고세균이 바이러스에 감염되면 질소의 산화작용이 멈추고 유기물이나 비타민B12 등의 물질을 방출하는 것으로 확인됐다. 특히 일반적인 바이러스는 숙주세포를 녹여 영향을 미치는데 고세균 바이러스는 증식하면 혹처럼 튀어나와 분리되는 출아법으로 방출된다는 사실도 밝혀졌다. 이성근 교수는 “이번 연구는 바닷물에 많은 고세균을 감염시키는 바이러스의 존재를 처음으로 발견해 지구 물질 순환을 이해하는 기반을 마련한데 의미가 크다”라며 “극한 환경에서 존재하는 것으로 알려진 레몬 형태의 바이러스를 이번에 발견해 기후변화 예측에도 선도적으로 기여할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

화석연료로 인한 지구온난화가 가속화되고 부존량의 한계 때문에 많은 연구자들이 효율 높은 친환경 바이오연료 개발에 나서고 있다. 문제는 바이오연료 생산에 사용되는 목재나 식물 등 바이오매스들의 폐기물도 상당히 많이 나온다는 것이다. 이에 한-미 과학자들이 바이오매스 부산물을 이용해 바이오연료를 효과적으로 추출할 수 있는 재활용 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터, 육군사관학교 화학과, 미국 뉴욕주립대 환경과학임업대, 로런스 버클리 국립연구소 시스템생물학부, 테네시대 화학및생명분자공학과 공동연구팀은 목재의 30~40%를 차지하지만 바이오연료를 만들 때 부산물로 나와 대부분 폐기되는 리그닌이라는 물질을 다시 바이오연료로 활용할 수 있는 방법을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 보통 바이오연료를 만들기 위해서는 석유에서 추출한 용매를 활용해 목재나 식물에서 리그닌 성분을 제거한다. 문제는 바이오연료를 만들 때 사용되는 용매는 석유화학 공법으로 만들어지기 때문에 환경 오염 가능성도 있고 바이오연료의 생산 단가를 높일 가능성도 높다. 이 때문에 바이오에탄올과 같은 바이오연료를 만들 때 기존 석유화학 유기용매 대신에 사용할 친환경 용매를 개발하는데 연구가 집중됐다. 연구팀은 펄프산업이나 바이오에탄올 공정에서 부산물로 나오고 있는 리그닌을 이용해 용매를 만드는데 성공했다. 식물에서 바이오연료를 만든 뒤 폐기되거나 제거되는 물질인 리그닌을 이용해 용매를 만들었기 때문에 저렴하고 친환경적이며 재생가능하다는 장점이 있다. 김광호 KIST 박사는 “이번 연구는 바이오연료 생산에 필수적인 용매를 바이오매스에서 부산물로 나오는 리그닌에서 직접 만들었다는 것이 특징“이라며 “바이오연료 공정에 필요한 물질을 공정 내에서 수급해 활용한다는 점에서 순환형 바이오연료 생산을 가능케 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

엄마 뱃속 태아 시절 뇌신경세포가 발달하지 못해 뇌가 일정 크기 이상 성장하지 못하면 각종 신경질환이나 선천성 장애를 갖고 태어날 수 있다. 지금까지 대뇌의 발달 과정과 그에 따른 신경세포의 분화와 조절 과정이 명확히 밝혀지지 않았는데 국내 연구진이 그 비밀을 풀어냈다. 한국과학기술연구원(KIST) 뇌과학연구소, 신경과학연구단과 중앙대 약대 공동연구팀은 신경줄기세포의 염소이온체널 중 하나인 ‘아녹타민1’이라는 단백질이 태아의 신경발달 과정에서 뇌세포를 특정 위치로 이동시키고 두뇌의 크기를 조절한다는 사실을 규명했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 뇌 신경세포의 선천적 발달 장애는 인지능력, 운동기능 저하는 물론 자폐스펙트럼 증후군 같은 다양한 뇌신경 질환의 원인이 되는 것으로 알려져 있다. 신경줄기세포는 배아 시절 신경세포 증식 뿐만 아니라 뇌 피질을 정확한 위치로 이동시켜 두뇌 형성 과정 전체를 조절하는 역할을 한다. 이 과정은 매우 정교하게 진행되는데 지금까지는 이런 신경줄기세포 발달에 따른 뉴런의 이동, 두뇌와의 연관성이 명확하게 규명되지 않고 있다. 연구팀은 태아 신경발달 과정에서 아녹타민1이라는 단백질이 신경줄기세포에서 많이 나타난다는 사실을 확인하고 여기에 주목했다. 연구팀은 아녹타민1이 활성화되면 신경줄기세포가 늘어날 뿐만 아니라 뇌신경 발달 과정에서 대뇌 피질 내에 존재하는 뉴런의 위치와 두뇌 크기도 조절된다는 사실을 확인했다. 실제로 아녹타민1이 결핍된 생쥐의 신경줄기세포의 섬모 길이가 정상 생쥐보다 짧아 신경세포가 정상발달되지도 않고 최종 뇌의 크기도 정상 생쥐보다 작다는 사실을 관찰했다. 오우택 KIST 뇌과학연구소장은 “이번 연구는 뇌신경세포 형성과정 중 신경줄기세포에서 아녹타민1 이온채널의 역할을 재조명함으로써 동물의 뇌신경 형성과정에 대한 이해를 넓히는데 도움을 줬다”라며 “뇌형성 과정에서 나타나는 오류현상으로 나타날 수 있는 자폐증, 조현병, 뇌전증 같은 뇌신경질환의 새로운 치료법을 개발하는 단초가 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1990년대 초반부터 2000년대 중반까지 ‘모차르트 효과’, ‘바로크 효과’가 유행이었습니다. 모차르트 음악이나 바로크 음악을 들으면 뇌 활동이 활발해져 공간 지각력과 추리력을 향상시켜 학습 능력도 높일 수 있다는 주장이었습니다. 이 때문에 학부모들 사이에서는 클래식 음악 열풍이 불기도 했지요. 이후 클래식 음악이 마음을 안정시키고 집중력을 높이는 데 도움을 줄 수는 있지만 지능이나 성적 향상에 직접적인 도움을 주지는 못한다는 연구 결과들이 발표되면서 모차르트 효과나 바로크 효과에 대한 관심이 시들해졌습니다. 그런데 캐나다 브리티시 컬럼비아대 인구·공중보건학부, 교육학과 공동연구팀이 음악을 배운 학생들 특히 악기 연주를 배운 학생들은 음악 수업을 듣지 않는 학생들보다 수학, 과학, 언어 과목에서 더 좋은 성적을 거둔다는 연구 결과를 미국심리학회에서 발행하는 국제학술지 ‘교육심리학’ 25일자에 발표했습니다. 연구팀은 2000~2003년에 초등학교에 입학한 캐나다 학생 13만 3938명을 대상으로 수학, 과학, 영어의 학습 성취도를 추적 조사했습니다. 특히 연구팀은 이 학생들이 우리나라 고등학교에 해당하는 10~12학년에 음악 수업에 참여했는지 여부에 따른 세 과목의 성적 차이에 주목했습니다. 음악 수업은 콘서트밴드, 피아노, 오케스트라, 재즈밴드, 합창단, 재즈보컬 등 학생들이 직접 음악 연주에 참여하는 것으로 제한했습니다. 분석 결과 10~12학년 학생 11만 2916명 중 13.7%에 해당하는 1만 5483명이 음악 관련 수업에 참여하는 것으로 조사됐습니다. 또 음악 수업을 받는 학생들은 그렇지 않은 학생들보다 수학과 과학은 평균 7~8점, 영어는 평균 5점 정도 높은 것으로 나타났습니다. 연구팀은 악보를 읽고 악기를 연주하며 다른 사람들과 화음을 맞추고 음의 미묘한 차이를 구분해내는 과정에서 공부에 필요한 인지 능력과 자기 통제력을 습득함으로써 성적도 높아지는 것이라고 해석했습니다. 이번 연구 이전에도 미국 노스웨스턴대 신경과학연구소 연구진과 미국 워싱턴대 학습및뇌과학연구소 연구진이 각각 2015년과 2016년에 10대에 악기를 배우는 것이 청각기능과 언어중추를 발달시켜 언어능력 향상에 도움이 된다는 연구결과를 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 발표한 바 있습니다. 이번 연구를 주도한 피터 그주아시스 브리티시 컬럼비아대 교육학과 교수는 “최근 많은 나라들에서 학생들에게 수학, 과학, 영어 과목을 더 많이 가르치기 위해 음악이나 미술 수업을 줄이는 경향이 있는데 아이러니하게도 많은 연구들에서 음악을 포함한 예술교육이 아이들의 인지능력을 높여 전반적인 학업 성취도를 향상시킨다는 것을 보여주고 있다”고 지적했습니다. 성적 향상은 둘째 치더라도 청소년기에는 많은 지식을 배우는 것만큼이나 아름다운 것들을 보고 느낄 수 있는 감각을 체득하는 것이 중요하다고 합니다. 청소년기에 예술작품을 감상하는 방법을 제대로 배우지 못한다면 평생 ‘아름다움’이라는 것을 알지 못하고 무미건조하게 살아갈 수 있기 때문이지요. 초등학교 때부터 대학 입시를 향해 달려가는 한국의 교육 현실을 보면 과연 학교에서 매주 정기적으로 음악과 미술 수업을 한다는 것은 사실상 불가능한 일일 겁니다. 학부모들부터 당장 항의에 나서겠지요. 지금과 같은 교육현실이 창의성을 키우고 미래를 대비할 수 있는 것인지 의문이 들 때가 많습니다. edmondy@seoul.co.kr

사람은 연애할 때 옛 연인과 비슷한 성격을 지닌 상대를 선택하는 성향이 있다는 연구 결과가 나왔다. 캐나다 토론토대 심리학부 연구진이 애인이 있는 다양한 연령층의 성인남녀 332명을 대상으로 9년간 추적 조사한 자료를 분석해 이런 결론에 이르렀다고 미국 국립과학원회보(PNAS) 10일자에 발표했다. 연구 논문에 따르면, 연구진은 2008년부터 시작된 ‘독일 가족 패널 연구’의 참가자 332명과 이들의 과거 및 현재 연애 상대에게 직접 설문을 통해 응답한 답변을 분석해 개별 성격을 파악했다. 이때 참가자들과 각 상대에게는 “난 보통 겸손하며 내성적이다”, “난 많은 분야에 관심이 있다”, “난 계획을 세우고 실천한다” 등의 질문 21가지를 하고 이들이 응답한 답변 유형을 분석해 각 사람이 성실성이나 개방성, 외향성, 친화성 또는 신경민감성이라는 대표적인 성격 특성 5가지 중 어디에 해당하는지를 확인했다. 그 결과, 각 참가자의 과거와 현재 연애 상대가 지닌 성격에는 상당한 일관성이 있는 것으로 나타났다. 특히 많은 참가자는 자신과 성격이 같은 연애 상대를 선호하는 것으로 나타났다. 만일 현재의 연애 상대가 자신과 성격이 다르더라도 이들 상대는 과거의 상대와 같은 성격을 지니고 있을 가능성이 높은 것으로 확인됐다. 이에 대해 이번 연구 주저자인 박유빈 박사과정 연구원은 “사람들은 대개 이별했을 때 상대방의 성격을 탓하며 다음에 연애할 때 기존과 다른 성격을 지닌 상대와 만나겠다고 다짐한다”면서도 “그런데도 이 연구에서는 사람은 계속해서 비슷한 성격을 지닌 상대와 사귀는 경향이 강한 것으로 나타났다”고 설명했다. 연구 공동저자인 제프리 맥도널드 지도교수도 “한 관계에서 다음 관계까지 연애 상대의 성격이 일관되게 같은 것은 사람들이 실제로 선호하는 성격 유형이 있을지도 모른다는 것을 시사한다”면서 “이번 연구가 연애 상대들이 왜 비슷한 성격을 지녔는지 명확하게 밝히지는 못하지만, 우리는 자신과 같은 성격 외에도 계속해서 특정 성격을 지닌 연애 상대를 선호한다는 점은 주목할 만한 사실”이라고 말했다. 이번 연구는 연애 상대의 성격에 관해 참가자의 설명에 의존하기보다 상대방이 스스로 보고한 답변을 분석해 기존 여러 연구에서 발견되는 선입견을 설명한다. 박 연구원은 “이번 연구에서는 다양한 연애 상대의 성격을 파악할 때 한 사람에게만 의존하지 않았으므로 특히 엄격했다”면서 “우리는 연애 상대들로부터 직접 실시간으로 보고를 받았다”고 말했다. 또 연구진은 이번 발견이 관계를 건강하게 하고 커플들을 행복하게 하는 방법을 제공한다고 말한다. 박 연구원은 “사람들은 모든 관계에서 연애 상대의 성격에 대응하기 위한 전략을 배운다”면서 “새로운 상대의 성격이 옛 상대의 성격과 닮았다면 배웠던 기술을 통해 좋은 기반에서 새로운 관계를 시작하는 효과적인 방법이 될 수 있다”고 말했다. 반면 박 연구원은 “이런 전략도 부정적일 수 있다. 새로운 상대와 과거 상대의 성격이 얼마나 비슷해야 플러스나 마이너스가 되는지를 판단하려면 더 많은 연구가 필요하다”고 지적했다. 사진=아이클릭아트 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr