장기간의 우주비행이 ‘암’의 원인이라는 주장이 제기됐다. 이에 본격적인 채비에 나선 화성 유인탐사나 달 관광에 적지 않은 영향을 미칠 것으로 보인다. 미국 조지타운대학 메디컬센터(GUMC) 카말 다타 박사 연구팀은 1일(현지시간) 생쥐를 모델로 한 시뮬레이션 결과, 내밀한 우주 공간의 ‘은하 우주방사선(GCR)’에 장기간 노출되면 위장 조직의 기능 변화뿐 아니라 위와 대장 종양 위험을 높일 우려가 있다고 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 밝혔다. 앞서 연구팀은 장기 우주여행 중 중이온 방사선의 영향으로 노화가 가속화하고 뇌 조직이 손상될 위험도 있다는 연구결과를 내놓은 바 있다. 연구팀은 중이온 방사선이 위와 장 등 소화기관에 미치는 영향을 분석하기 위해 미국항공우주국(NASA) 우주방사선연구소(NSRL)에서 저선량의 중이온 방사선에 노출한 생쥐와 아무것에도 노출되지 않은 생쥐를 비교했다. 그 결과 중이온 방사선에 노출된 쥐들은 대장에서 영양분을 제대로 흡수하지 못했으며 암으로 발전할 수 있는 용종도 형성됐다. 이에 더해 중이온 방사선이 DNA를 손상해 노화세포를 늘리는 것으로 나타났다. 노화세포는 정상적인 세포분열을 못 하고 산화스트레스와 염증을 유발하기도 한다. 논문 공동저자인 알버트 퍼내스 2세 박사는 “심우주에서 몇 개월에 걸쳐 우주비행을 하면 매우 낮은 선량의 방사선에 노출되더라도 그 영향은 영구적일 수 있다”고 경고했다. 이어 그는 “미래의 우주 여행객을 보호할 수 있는 모든 대책을 세우는 것이 중요하다”고 덧붙였다. 워싱턴 한준규 특파원 hihi@seoul.co.kr

항생제 내성균의 출현은 21세기 인류의 가장 큰 위협 가운데 하나다. 현대 의학은 인간에게 치명적인 감염을 일으키는 세균을 통제할 수 있는 항생제 없이는 불가능하다고 해도 과언이 아닌데, 이 항생제에 듣지 않는 세균이 늘어나기 때문이다. 최악의 경우 20세기 초에 그런 것처럼 세균 감염으로 죽는 사람의 숫자가 많이 늘어날 가능성이 있다. 따라서 새로운 기전의 항생 물질을 찾으려는 연구가 활발하다. 많은 과학자가 자연계에 존재하는 천연 항상 물질을 찾아 바닷속 깊은 곳에서 땅끝까지 여러 생물체를 찾아다니고 있다. 그런데 미국과 러시아의 과학자팀이 전혀 상상할 수 없는 장소에서 새로운 항생 물질을 찾아냈다. 바로 시베리아 갈색 곰(Siberian brown bear)의 침 속이다. 시베리아의 넓은 산림과 초원 지대에 사는 갈색 곰은 때때로 육식을 하지만, 의외로 식물성 위주의 식단을 지니고 있다. 그런데 이 과정에서 필연적으로 다양한 세균을 섭취하게 된다. 연구팀은 처음에는 갈색 곰의 세균을 연구하기 위해 야생 곰을 생포해 침을 분리한 후 풀어줬다. 예상대로 곰의 침에는 매우 다양한 세균이 살고 있었는데, 이 가운데 식물에서 유입된 것으로 보이는 바실루스 푸밀루스(Bacillus pumilus)균에서 독특한 항생물질이 분리됐다. 곰의 침에서 분리한 바실루스 푸밀루스 균주는 'amicoumacin A'라는 물질을 분비했는데, 이 물질은 사람에서 다양한 감염을 일으키는 황색포도상구균(Staphylococcus aureus)을 죽이거나 억제했다. 황색포도상구균은 사람과 동물의 피부와 비강에 흔한 세균으로 자연계에 흔하기 때문에 곰 역시 먹이를 섭취하는 과정에서 이 세균을 섭취했을 가능성이 높다. 하지만 이미 곰의 입속에는 많은 세균이 살고 있어 새로운 세균을 위한 자리는 없다. 따라서 세균 사이에 치열한 생존 경쟁이 발생한다. 네가 죽어야 내가 사는 환경에서 세균들이 즐겨 사용하는 무기는 바로 항생 물질이다. 바실루스 푸밀루스가 항생 물질을 분비하는 것도 같은 이치다. 발견한 장소가 의외이긴 하지만, 자연의 치열한 경쟁을 생각하면 당연한 결과이기도 하다. 이 내용은 미국립과학원회보(PNAS)에 발표됐다. 페니실린계 항생제를 포함한 여러 항생제에 내성을 지닌 황색포도상구균은 매우 심각한 문제로 최근에는 이런 내성균에 효과적인 항생제인 반코마이신에도 내성을 지닌 반코마이신 내성 황색포도상구균(VRSA)까지 등장해 큰 우려를 낳고 있다. 따라서 과학자들은 황색포도상구균에 대한 새로운 항생물질을 여러 개 발견했지만, 이 가운데 인체에 부작용이 적고 대량 생산이 가능하며 내성균에 실제로 효과적인 항생물질이라서 약물로 개발할 수 있는 것은 극소수에 불과하다. 하지만 후보 물질이 많을수록 개발 가능성 역시 커진다. 앞으로도 자연계에서 천연 항생 물질을 찾기 위한 연구는 계속될 것이다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

달의 남극과 북극의 극 지역 표면에 얼음이 존재한다는 직접적인 증거가 발견됐다. 지난 20일(현지시간) 미국 하와이 대학과 브라운 대학 등 공동연구팀은 달의 극 지역 표면에서 물로 이루어진 얼음이 발견됐다는 연구결과를 미국 국립과학원 회보(PNAS: Proceedings of the National Academy of Sciences) 최신호에 발표했다. 그간 달의 북극과 남극에도 물이나 얼음이 존재할 가능성이 높다는 전문가들의 추정은 있어왔으나 이를 입증할 직접적인 증거는 찾아내지 못했다. 그러나 이번에 연구팀은 미 항공우주국(NASA)이 인도우주연구소(ISRO)의 찬드라얀1호에 탑재해 발사한 ‘달 광물 지도작성기'(M3)의 데이터를 분석한 결과 달에도 얼음이 존재한다는 증거를 찾아냈다. 논문에 따르면 달의 극지역은 영구적으로 햇빛이 닿지않는 가장 어둡고 추운 지역으로 가장 따뜻한 때도 -120℃를 넘지 않는다. 이중 달의 남극 지역은 얼음이 크레이터 부근에 집중적으로 모여있는 반면, 북극쪽은 넓지만 드문드문 얼음이 있는 것으로 드러났다. 연구팀은 "달의 극 지역 표면에 밖으로 노출된 얼음이 있다는 직접적이고 명확한 증거를 발견했다"면서 "달의 독특한 진화과정을 연구하는데 도움이 되는 것은 물론 달 식민지 건설과 로켓 연료에 활용돼 미래 우주탐사에 기여할 것"이라고 밝혔다. 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

3조각 이상으로 부러지는 스파게티 MIT 연구팀 ‘두 조각 내는 법’ 찾아 2·3차원 재료 구조역학 통제법 얻어 광섬유·철근 구조나 배치법에 응용요즘같이 더운 날씨에는 얼음을 둥둥 띄운 동치미 국수나 겨자와 식초를 약간 뿌려 시원한 국물과 함께 면을 훌훌 넘길 수 있는 냉면 생각이 간절합니다. 면(麵)을 좋아하신다면 이탈리아의 대표적인 면요리인 파스타는 어떤가요. 파스타는 재료의 종류에 따라 160여 가지, 면의 형태에 따라 600여 가지가 넘는 요리로 만들어질 수 있다고 합니다. 대형마트에 가 보면 다양한 형태의 파스타 면을 볼 수 있습니다. 그중 가장 익숙한 것은 국수처럼 긴 파스타인 ‘스파게티’입니다. 기다란 스파게티 면에는 세계 최고의 과학자들도 골머리를 앓게 만든 ‘과학’이 숨어 있습니다. 스파게티 면으로 간단한 실험을 해 보면 알 수 있습니다. 스파게티 면을 하나 꺼내 양쪽 끝을 잡은 다음 부러질 때까지 구부려 보는 것입니다. 몇 조각으로 부러졌나요. 분명 3조각에서 10조각까지 다양할 겁니다. 재미있는 것은 절대 두 조각으로 부러지지 않는다는 것입니다. 이것이 과학계에서 유명한 ‘스파게티 미스터리’입니다. 알베르트 아인슈타인과 함께 20세기 최고의 물리학자로 평가받고 양자전기역학을 발전시킨 공로로 1965년 노벨물리학상을 받은 리처드 파인먼(1918~1988)도 밤새 스파게티 면을 부러뜨리면서 ‘왜 두 조각으로 부러지지 않는가’에 대한 이론적 설명을 찾으려고 골머리를 앓았다고 합니다. 많은 천재 과학자들을 괴롭힌 스파게티 미스터리는 2005년 프랑스 물리학자들에 의해 풀리기 시작했습니다. 프랑스 파리6대학 바질 오도리, 세바스티앙 노이히르슈 박사는 유체역학에서 탄성체의 움직임을 설명하는 ‘키르히호프 방정식’을 이용해 스파게티가 3조각 이상으로 부러지는 이유를 밝혀내고 물리학 분야 국제학술지 ‘피직스 리뷰 레터스’에 발표했습니다. 스파게티 양쪽 끝에서 정확히 똑같은 힘을 가할 수 없기 때문에 서로 다른 형태의 탄성파가 전달되면서 여러 조각으로 부러지게 된다는 것입니다. 이 연구는 기발하고 기상천외한 연구에 시상하는 ‘이그노벨상’의 2006년 물리학상 분야에 선정되기도 했습니다. 그렇다면 스파게티 면을 두 조각 내는 것은 정말 불가능한 일일까요. 미국 매사추세츠공과대학(MIT)과 코넬대, 프랑스 엑스마르세유대 수학자들이 스파게티 면을 두 조각으로 부러뜨릴 수 있는 방법을 결국 찾아내 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 8월 13일자(현지시간)에 발표했습니다. 요른 듄켈 MIT 응용수학 교수가 이끈 국제공동연구팀은 스파게티를 두 조각 내기 위해 특수한 기구까지 만들었습니다. 수백 차례에 걸친 실험 결과 스파게티 한쪽 끝을 270~360도 정도로 비튼 뒤 서서히 힘을 가해 구부려 부러뜨리면 두 조각 낼 수 있다는 것을 밝혀냈습니다. 할 일 없는 과학자들의 심심풀이 연구 같지만 스파게티 미스터리는 2차원이나 3차원 재료의 구조역학을 이해하고 통제하는 데 필요한 아이디어를 제공한다고 합니다. 탄소나노튜브의 강도를 높이거나 외부 스트레스에 오래 견디는 광섬유를 만드는 것은 물론 교량이나 건축물을 지을 때 철근이나 철골을 얼마나, 어떻게 배치해야 하는지에도 적용할 수 있는 중요한 연구라는 것입니다. 논문의 질보다는 양을, 번뜩이는 아이디어보다는 외국의 선행 연구 사례를 요구하는 한국 과학정책 현실에서 이런 독특하고 재미있는 연구를 기대하는 것은 무리가 아닐까 하는 생각이 스쳐 지나갑니다. edmondy@seoul.co.kr

빙하 감소·동토 해빙·열대우림 파괴 등 여러 요인 복합 작용… 금세기말 5도 상승 “강도 높은 이산화탄소 감축 노력 없으면 지구 회복성 악화돼 이상기후 심해질 것”지난달 11일 짧은 장마가 끝난 뒤부터 한 달 가까이 계속되고 있는 폭염으로 한반도가 몸살을 앓고 있다. 우리나라뿐만 아니라 이웃 일본도 41도를 넘나드는 기록적 폭염에 시달리고 있다. 미국 서부지역은 50도를 넘고 스페인과 포르투갈도 낮 최고기온이 47도까지 오르는 등 북반구 전체가 펄펄 끓고 있다. 과학자들은 폭염의 근본 원인을 온실가스로 인한 지구온난화 때문이라고 본다. 그런데 기후변화로 인한 ‘도미노’가 쓰러지기 시작해 지금보다 더 강도 높은 이산화탄소 감축 노력이 없을 경우 올해와 같은 폭염은 물론 한파, 폭우, 냉해 등 극한 기후가 더욱 심해질 것이라는 냉혹한 전망이 나왔다. 스웨덴, 호주, 덴마크, 영국, 미국, 벨기에, 독일, 네덜란드 등 8개국 13개 연구기관이 참여한 국제공동연구팀은 지구온난화가 15가지 이상의 요인들이 복합적으로 상호관계를 가지면서 진행되고 있기 때문에 이를 멈추려면 상당한 노력이 필요하다는 연구 결과를 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 6일자(현지시간)에 발표했다. 기존에는 이산화탄소를 흡수할 수 있는 숲이 줄어들면 0.25도의 기온이 상승하고 영구 동토층 얼음이 녹을 경우 0.9도가 오른다는 식으로 한두 가지 요인만으로 현재 지구온난화 진행 상황을 분석했다. 그러나 연구팀에 따르면 지구온난화로 인해 극지방 해빙(海氷)이 녹으면서 차가운 얼음물이 정상적인 해류 흐름을 방해하고 바닷물의 양이 늘어 열기를 품는 그릇도 크게 만든다. 이런 연쇄반응으로 멕시코 만류의 온도가 오르면서 지구 전체 바다의 열순환 시스템이 교란되고, 이는 지구 열기를 분산시켜 주는 제트기류에 영향을 미친다는 것이다. 또 영구동토가 녹으면서 얼음 밑에 저장돼 있던 메탄과 이산화탄소가 공기 중으로 배출되면서 금세기 말이 되면 지금보다 지구 평균온도가 5도 이상까지 오를 수 있어 지구 생태 시스템이 최악의 상황으로 치닫게 될 것으로 연구팀은 예측했다. 여기에 지구온난화로 인한 바닷속 산호초의 백화현상과 아마존 같은 열대우림의 파괴는 온실가스를 저장할 수 있는 여지를 더욱 줄이고 있다고 분석했다. 한스 요아힘 셸른훔버 독일 포츠담대 지구물리학 교수는 “이번 연구는 온실가스 배출로 인한 지구온난화가 단순히 남극과 북극의 빙하를 녹이기 때문에 문제가 되는 것이 아니라 지구의 회복 탄력성을 악화시켜 최악의 상황으로 몰고 가기 때문이라는 것을 보여 준다”고 설명했다. 영국 이스트앵글리아대 필 윌리엄슨 박사도 “파리기후협약에서 세계 정상들이 약속한 ‘지구 온도 2도 상승 억제’에서 2도라는 기준은 과학적 측면에서 인류가 이뤄 놓은 문명의 붕괴를 막을 수 있는 유일한 마지노선”이라고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

세계의 지붕으로 불리는 티베트 고원에서 서식하는 뱀은 고산병에 매우 강하며, 이것이 주변 환경에 적응하기 위한 돌연변이 유전자 덕분이라는 연구결과가 나왔다. 중국과학원 연구진은 지구에서 가장 높은 해발 3500~4000m의 티베트 고원지대 및 인근 숲에 서식하는 베일리 스네이크(Bailey’s snake)를 대상으로 연구를 진행했다. 연구진에 따르면 독을 가진 이 뱀이 강한 자외선에 노출 되거나 산소 농도가 낮은 환경 등 고산지대에서 만날 수 있는 환경에서도 살아남을 수 있었던 것은 진화 과정에서 발생한 유전자 돌연변이 때문이다. 특히 이 독사에게서는 산소가 희박해지면서 나타나는 고산병의 증상을 찾아볼 수 없었는데, 이는 EPAS1 유전자의 변형 덕분인 것으로 밝혀졌다. EPAS1 유전자는 헤모글로빈을 줄이고 산소 사용률을 높이는 데 관여하는 유전자로, 심장을 보호하고 혈액 내 산소 농도를 유지하는데 중요한 역할을 한다. 과거 연구에서는 3만~5만 년 전, 러시아와 중국, 몽골의 접경지역인 시베리아 알타이 산맥의 데니소바 동굴에서 발견된 고대 인류의 유골에서 EPAS1 유전자가 발견된 바 있다. 당시 연구진들은 고대 인류의 유전자가 현존하는 티베트인들에게까지 전해지면서, 티베트인들은 다른 사람에 비해 온몸에 충분한 혈액을 전달하는 능력을 지니게 됐다고 분석했다. 중국과학원 연구진은 티베트 고원에 사는 독사 베일리 스네이크와 인간에게서 공통적으로 발견되는 이 유전자가 있을 경우 체내 산소를 몸 곳곳으로 전달하는데 큰 도움을 받는다는 사실을 확인했다. 또한 이 유전자를 이용해 고산병 치료제를 개발하는데도 도움이 될 것으로 기대했다. 중국과학원 리자탕 연구원은 “고산지대를 오르는 많은 사람들에게서 고산병이 발견되는데, 이번 연구가 진전된다면 고산병 치료제를 만드는데 큰 도움이 될 것”이라고 설명했다. 자세한 연구결과는 미국 국립과학원회보(PNAS) 지난달 31일자 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

며칠 동안 야근을 하거나 밤샘작업을 하고 나면 주변 사람들은 “며칠 사이에 확 늙어버린 것 같다”는 농담 아닌 농담을 건내는 경우가 많다. 밤과 낮이 뒤바뀌면 신체 내 생체시계가 교란되면서 실제로 세포 노화는 빨라진다는 연구결과들이 많다. 사람 뿐만 아니라 식물도 낮과 밤이 뒤집히면 빨리 늙는다는 사실을 국내 연구진이 밝혀냈다. 기초과학연구원(IBS) 식물 노화·수명 연구단은 식물이 하루 24시간을 인지하도록 하는 일(日)주기 생체시계 유전자가 잎의 노화에 직접적인 영향을 미친다는 사실을 규명했다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호에 실렸다. 식물의 일주기 생체시계 시스템은 언제 잎을 펼칠지, 꽃을 피울지 등 식물의 삶에 있어서 중요한 시기를 결정한다. 일주기 생체시계 시스템에 문제가 발생할 경우 잎이나 꽃이 나오는 시기가 빨라지거나 느려지거나 해 열매를 채취하는데 문제가 발생하기도 한다. 최근 식물 노화에 관여하는 유전자들이 일주기 리듬에 영향을 받는다는 사실은 알려졌지만 정확한 둘 사이 상관관계가 규명되지는 않았다. 연구팀은 애기장대라는 식물을 활용해 식물 노화와 관련된 3개의 핵심 유전자 중 하나인 ‘오래사라1’이 식물 일주기 시스템에 따라 잎의 노화에 영향을 미친다는 사실을 밝혀냈다.오래사라1은 2009년 남홍길 IBS 식물 노화·수명 연구단장팀이 발견한 식물 노화 주요 3개 유전자 중 하나다. 연구팀은 일주기 생체시계를 담당하는 여러 유전자 중에서 아침에 활성화되는 ‘PRR9’이라는 유전자가 오래사라1 유전자 발현에 중요한 역할을 담당한다는 사실을 확인했다. PRR9이 오래사라1 유전자를 직접 활성화시키거나 발현을 억제하는 등의 방식으로 잎의 노화에 관여한다는 설명이다. 남홍길(대구경북과학기술원 펠로우) 단장은 “이번 연구결과는 단순히 일주기 시스템이 노화에 관여한다는 것을 알아낸 것이 아니라 식물 노화에 일주기 시스템이 어떻게 작용하는지 분자단위로 분석해 냈다는데 의미가 크다”며 “이번에 밝혀낸 생치시계 회로를 이용해 식물의 노화를 보다 미세하게 조절할 수 있게 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

북극 최다 개체수· 최상위 곤충 포식자 온실기체 방출 균류 먹는 ‘톡토기’ 섭취 기온 오르면 거미끼리 서로 잡아먹어 ‘톡토기’ 늘어나 해로운 균류 감소 기대미국 뉴욕의 평범한 고등학생 피터 파커는 핵폐기물을 관리하는 연구소에 견학을 갔다가 방사선에 노출된 거미에게 물리게 된다. 이후 피터 파커는 맨손으로 벽을 타고 엄청난 힘과 스피드를 가진 ‘스파이더맨’이 돼 위기에 빠진 사람들을 구하고 이후 슈퍼 히어로들의 결사체인 어벤저스에 합류해 인류를 구하는 데 나선다. 그런데 최근 생물학자들이 진짜 ‘스파이더’(거미)가 지구온난화로 인해 위기에 빠진 극지방을 구할 수 있을 것이라는 희망에 찬 연구 결과를 발표했다. 지구온난화 위기에서 인류를 구원할 주인공은 다름 아닌 길이 1.2~4㎝ 크기의 ‘북극 늑대거미’(학명 Pardosa glacialis). 미국 워싱턴대 생물학과, 듀크대 환경 및 생명자원학과, 버몬트대 생물학과 공동연구팀은 지구온난화로 인해 극지방의 기온도 상승하면서 북극 늑대거미의 식생이 바뀌고 결국 북극 생태계 전체에 영향을 미쳐 온난화 속도를 늦추거나 막아 줄 수 있을 것이라고 25일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 7월 24일자에 실렸다. 북극 늑대거미는 북극에서 개체수가 가장 많고 곤충 먹이사슬의 가장 위에 있는 포식자다. 생물학자들은 북극 늑대거미를 모두 모아 무게를 재면 알래스카에 거주하는 회색늑대들 무게의 80배에 달할 것으로 추정하고 있다. 북극 늑대거미는 0.6㎝ 크기의 ‘톡토기’라는 곤충을 먹고 산다. 톡토기는 지구온난화의 주범으로 알려진 이산화탄소나 메탄가스를 방출하는 극지방 균류들을 먹고 산다.연구팀은 북극의 늑대거미가 기후에 미치는 영향을 알아보기 위해 알래스카 툴릭 강변의 빙하로 가득 찬 브룩스레인지산맥에서 실험을 했다. 연구팀은 수주 동안 수백 종의 늑대거미들을 채집한 뒤 직경 1.5m 크기의 원형 울타리 30개를 만들어 각기 다른 숫자의 거미를 넣었다. 거미가 빠져나가지 못하도록 위는 그물망으로 막았다. 울타리 절반에 해당하는 15개는 지구온난화 효과를 모방하기 위해 주변보다 2도 정도 온도를 높게 유지하도록 장치했다. 그런 다음 14개월 뒤 울타리로 막아 놓은 실험 생태계 변화를 관찰했다. 연구팀은 당초 ‘거미가 많이 있는 울타리일수록 톡토기 수가 줄어들 것’이라는 가설을 세웠다. 일반적인 극지방 온도에 해당하는 울타리 안에서는 이 가설이 맞아들었지만 온난화 상황을 만들어 놓은 울타리 내에서는 가설과는 다른 상황이 관찰됐다. 온도가 상승하면서 늑대거미의 식생 방식이 바뀌어 톡토기를 먹는 것이 아니라 서로를 잡아먹는 상황이 된 것이다. 이에 따라 톡토기의 개체수가 증가하고 톡토기의 균류 섭취가 늘어나면서 온실가스가 적게 배출되는 것이 관찰됐다. 연구팀 관계자는 “기온이 상승해 북극 늑대거미가 살기 좋은 환경이 되고 개체수가 증가하면 도리어 거미들 간 경쟁이 빈번해져 서로 싸우거나 잡아먹는 현상이 생긴다”며 “이런 상황에서 톡토기는 개체수를 늘리고 결국 토양 속 온실가스 유발 균류들을 먹어 치우기 때문에 온실가스 방출이 멈추게 되는 것”이라고 설명했다. 연구를 주도한 아만다 콜츠 워싱턴대 박사도 “이번 연구로 지구온난화가 포식자와 피식자의 일반적인 관계를 바꿔 오히려 북극 기후변화에 안전판으로 작용할 것이라는 사실을 확인했다”며 “이번에 관찰된 효과의 규모에 대해서는 추가 연구가 필요하지만 지금 같은 지구온난화 상황에서는 거미처럼 작은 곤충도 매우 중요한 역할을 할 수 있다는 것을 보여 준 사례”라고 강조했다. 그러나 지구온난화에 특정 생물이 미치는 영향을 간단한 실험으로는 증명하기 어렵다는 반론도 있다. 미국 클레어몬트 매케나 칼리지의 생물학자 세라 길먼은 “연구진의 결론은 그럴듯해 보이기는 하지만 이번 소규모 실험 결과를 바탕으로 거미 생태계가 북극 전체의 지구온난화 속도를 늦출 것이라고 단정하는 것은 무리”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

화장품은 피부를 더 생기있고 화사하게 보이기 위해 사용된다. 다양한 화장품의 종류만큼 사용목적도 다르다. 화장품이 본래 목적에 걸맞게 사용되기 위해서는 피부 흡수 정도나 속도가 중요하다. 국내 연구진이 수많은 땀구멍이 있는 피부처럼 불규칙한 표면에서 액체가 스며드는 속도와 흡수에 영향을 미치는 요인을 찾아내 화제다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 이동욱 교수와 미국 캘리포니아 산타바바라대(UC산타바바라) 공동연구팀은 피부처럼 작은 구멍이나 빈틈이 있는 표면에서 액체가 스며드는 속도를 분석하는데 성공했다고 22일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원에서 발간하는 국제학술지 ‘PNAS’ 19일자에 실렸다. 이번 연구로 다양한 화장품을 만들고 페인트나 왁스를 효과적으로 칠하는 방법을 찾는데 도움을 줄 수 있을 것으로 기대되고 있다. 연구팀은 실리콘으로 땀구멍처럼 입구가 좁고 내부는 넓은 ‘오목한 공극’을 갖고 있는 거친 표면을 만든 다음 액체 속에 담가 젖는 속도를 관찰했다. 그 결과 실리콘 표면의 공극의 상태와 액체의 종류나 상태에 따라 젖는 속도가 다르다는 것을 발견했다. 액체가 물처럼 점성이 거의 없고 물체가 물을 좋아하는 성질이 강할수록, 그리고 공극의 입구가 넓은 경우 젖는 속도가 빠르다는 설명이다. 또 물 속 공기량이 적고 휘발성이 강한 액체일수록 실리콘 표면이 빨리 젖었다. 물 속에 계면활성제 포함 여부도 젖는 속도에 영향을 미쳤다.연구팀은 고체 표면의 화학적 성질과 구조, 액체 속 용존공기량, 계면활성제 포함 여부와 종류, 액체의 휘발성이 액체가 스며드는 속도에 영향을 준다고 결론지었다. 이 같은 결론을 화장품에 적용하면 자외선 차단제와 색조 화장품은 모공을 막지 않아야 하기 때문에 화장품 속 용존공기량을 늘리고 화장품 자체의 휘발성을 줄이는 방향으로 만들어야 한다. 또 모공을 가리는 목적의 모공프라이머나 모공 속 피지를 제거하는 세안제는 용존 공기량을 줄여야 빠른 속도로 모공 속으로 침투해 들어가 목적을 달성할 수 있다는 설명이다. 이동욱 UNIST 교수는 “이번 연구결과는 목적에 따른 화장품 제조나 페인트 칠, 가구를 보호하기 위힌 코팅제 처리 등에 응용할 수 있다”며 “이번처럼 표면과학 연구는 실생활은 물론 다양한 분야 연구개발에 도움을 줄 수 있을 것“이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

인류가 언제부터 ‘빵’을 만들어 먹었을까? 인류의 농경문화가 시작되기 훨씬 전인 약 1만 4500년 전에 이미 빵을 먹었다는 것을 증명할 흔적이 발견돼 화제다. 이는 농경 생활이 시작되기 400여년 전으로, 9100년 전 터키 유적지에서 찾은 가장 오랜 빵의 흔적보다도 이른 것이다. 16일(현지시간) 코펜하겐대학 식물고고학자인 아마이아 아란즈-오태귀 박사가 이끄는 연구팀은 요르단 북동부 검은사막의 ‘슈바이카 1’로 알려진 나투프 수렵 유적지에서 발견된 숯이 된 음식물을 전자현미경으로 분석해 이런 결과를 얻었다고 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 밝혔다. 아란즈-오태귀 박사는 “이번 연구에서 분석한 24종의 숯 잔해는 보리와 귀리, 외알밀 등의 야생 곡물을 빻아 체로 거른 뒤 반죽을 했다는 점을 보여준다”면서 “유럽과 터키의 신석기와 로마 유적지에서 발견된 이스트를 넣지 않은 플랫브레드와 상당히 유사하다”고 설명했다. 이번 연구 결과는 농경문화가 빵에서 시작됐다는 것을 나타내는 것이라고 연구팀은 밝혔다. 선사시대 인류가 야생에서 곡물을 채집해 빵을 만드는 데 시간과 노동력을 많이 투입해야 하는 등 여러 가지로 불편하자 이를 극복하기 위해 곡물을 재배하기 시작하면서 농경사회로 접어들었다는 설명이다. 워싱턴 한준규 특파원 hihi@seoul.co.kr

야간 교대근무와 비만과 뇌졸중, 심장질환 등의 위험 사이의 연관관계가 밝혀졌다. 미국 워싱턴주립대와 영국 서리대 공동 연구진이 9일(현지시간) 모의실험과 혈액 표본 검사를 통해 야간 교대근무를 3일만 해도 생체시계가 크게 바뀐다는 사실을 확인했다고 밝혔다. 연구에 공동 수석저자로 참여한 워싱턴주립대의 한스 판 동언 박사는 22~34세 건강한 성인남녀 14명을 모집해 3일 동안 실험실에서 교대근무 모의실험을 진행했다. 판 동언 박사는 이들 참가자를 7명씩 주간 교대근무조와 야간 교대근무조로 나눴다. 그리고 실제로 근무하는 상황을 재현하고 수면 시간도 일정하게 정해줬다. 주간 교대근무조는 오후 10시부터 다음 날 오전 6시까지, 야간 교대근무조는 오전 10시부터 오후 6시까지 8시간씩 수면할 수 있게 했다. 이후 판 동언 박사팀은 24시간 동안 이들 참가자의 혈액 표본을 3시간마다 채취해 분석했다. 연구 수석저자이자 서리대 신경심리학과 교수인 데브라 스켄 박사는 자신의 연구원들과 워싱턴주립대에서 보내온 혈액 표본에서 대사산물을 분석해 생체시계의 변화를 확인했다. 생체시계는 뇌의 중심부 시교차 상핵이라는 곳에 있는 중추시계가 태양에서 오는 광선을 이용, 시각을 판단하고 그 정보를 온몸에 산재해 있는 말초시계에 전달하는 방식으로, 수면 패턴과 체온, 면역체계, 그리고 호르몬 분비 등을 조절한다. 그 결과, 3일 동안 야간 교대근무를 재현한 참가자들은 뇌에 있는 중추시계가 평균 2시간 느려진 것으로 나타났다. 반면 소화기 계통에 관여하는 말초시계는 무려 12시간 동안 단절 상태가 됐다. 이는 단 3일만 야간 교대근무를 해도 말초시계가 바뀌어 신체 리듬에 혼란이 올 수 있는 것이라면서 이런 대사 혼란이 암은 물론 비만과 신장질환 등의 질병 위험을 키우는 것이라고 스켄 박사는 설명했다.　 기존 여러 연구에서도 교대근무는 제2형 당뇨병과 만성 신장질환, 그리고 피부암 위험을 키우는 것으로 나타났다. 또한 연구에 참여한 워싱턴주립대의 쇼반 가다메디 박사는 “특히 야간 교대근무조는 만성 신장질환과 관련한 대사산물 2종에서 큰 변화가 확인됐다”면서 “이는 이 연구가 교대근무와 만성 신장질환 사이의 연관성을 처음으로 확인해주는 것”이라고 말했다. 자세한 연구 결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 사진=fizkes / 123RF 스톡 콘텐츠 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

세계에서 가장 ‘오래된 색깔’를 발견했다는 연구결과가 공개돼 학계의 관심이 쏠리고 있다. 호주국립대학교 연구진이 아프리카 사하라사막에서 발견한 이것은 사막 깊은 곳에 존재하는 암석에서 추출한 자연 상태의 색소로, 밝은 분홍색을 띠고 있다. 연구진은 서아프리카 사하라사막 지하에서 흑색 셰일(모암으로부터 침식된 퇴적물이 하천이나 호수에 쌓여 굳어진 쇄설성 퇴적암)을 발견했고, 여기에서 오래된 염료를 추출하는데 성공했다. 이는 지금까지 알려진 가장 오래된 염료보다도 무려 5억 년 이상 앞서는 11억 년 전 것으로 연구진은 추정하고 있다. 연구진은 이 흑색 셰일을 가루로 분쇄해 색소를 추출하는데 성공했으며, 분자 구조를 분석한 결과 이는 광합성 원시 조류인 사이아노박테리아(cyanobacteria)의 엽록색 분자 화석인 것으로 밝혀졌다. 연구를 이끈 호주국립대학 지구과학연구대학원의 누르 구엔넬리 박사는 “색소 분석을 통해 사이아노박테리아가 10억 년 전 바다의 먹이사슬 맨 아랫부분을 형성했었다는 사실을 확인했다”고 밝혔다. 이번 연구는 당시 지구상에 생명체가 존재할 수 없었던 이유를 밝히는데에도 큰 몫을 했다. 연구진에 따르면 사이아노박테리아는 현존하는 먹이사슬의 기초인 조류의 1000분의 1 밖에 되지 않아, 이를 먹이로 하는 동물이 출현할 수 없었다. 연구진은 이번에 추출한 밝은 분홍색의 원시 색소 추출 결과가 피부색을 그대로 간직한 1억 년 전 티라노사우르스 화석을 발굴한 것과 유사하다고 설명했다. 연구진은 “우리가 발견한 것은 티라노사우르스보다 10배 더 오래된 것”이라면서 “6억 5000만 년 전 조류가 생태계 진화에 필요한 에너지를 공급하기 시작하면서 사이아노박테리아도 사라졌다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

눈의 초점이 맞지 않아 물체가 여러 개로 흔들려 보이는 난시는 각막의 곡률이 균일하지 않아 생기는 현상이다. 현미경이나 망원경 등에도 이처럼 난시 현상이 나타나는 경우가 많다. 학생들이 사용하는 광학장비에서는 난시현상이 나타나더라도 큰 문제가 없지만 정밀과학 분야에서는 연구결과에 심각한 영향을 미치게 된다.이 때문에 많은 학자들이 현미경의 난시현상을 개선하기 위해 연구를 하고 있지만 효과가 크지는 않은 상태다. 국내 연구진이 빛의 파동을 정보라는 개념으로 접근해 현미경 난시현상을 근본적으로 해결할 수 있는 방법을 제시해 주목받고 있다.광학 분야에 정보개념을 도입해 기하학적 정보의 손실을 이론적으로 규명하고 이를 이용해 현미경 난시라고 불리는 ‘수차현상’을 줄여 해상도를 개선하는 방법을 제시했다고 27일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호에 실렸다. 이번 연구결과는 현미경 뿐만 아니라 전자기파, 빛, 소리 같이 파동을 활용하는 모든 분야에서 정보손실을 막을 수 있을 것으로 기대되고 있다. 카메라나 현미경 등 광학기기는 초점이 얼마나 작은 영역에 보이는가에 따라 해상도가 결정되는데 초점을 맞추고 결정하기 위해서는 곡률과 형태 등 모양정보에 해당하는 파동의 기하학 정보가 필요하다. 연구팀은 파동이라는 정보가 어떻게 사라져 초점을 변하게 하는지 확인하기 위한 실험을 진행했다. 그 결과 렌즈의 휘어짐을 나타내는 곡률 때문에 초점 차이가 만들어져 이미지가 흐려진다는 사실을 확인했다. 이에 연구팀은 렌즈의 곡률을 일부러 다르게 만들어 초점을 이동시킴으로써 해상도를 높이는 비교적 단순한 방법으로 광학장비의 난시 현상을 해결했다. 프랑소와 암블라흐 연구위원은 “이번 연구는 초정밀 광학장비의 해상도를 향상시키기 위한 근본적 방법을 제시한 것”이라며 “기초과학은 물론 위성 및 우주선과 장거리 통신을 비롯해 파동을 이용하는 모든 기술의 설계를 바꿀 정도로 획기적인 성과”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

과거에 비해 지구의 하루가 길어졌으며, 이 같은 현상은 앞으로도 지속될 것이라는 연구결과가 나왔다. 미국 명문 주립대인 위스콘신주립대학 매디슨 캠퍼스의 스테판 메이어스 교수 연구진은 천체이론을 지질관측과 연계시키는 천체화학분석법을 이용해 지구와 달, 시간의 과거와 연관관계를 추적했다. 연구진은 중국 북부에서 발견한 14억년 전 퇴적층과 나미비아 서쪽에 있는 월비스해령의 5500만년 전 퇴적층을 분석했다. 지질학적 기록을 통해 암석의 나이를 측정하고, 당시 지질학적 특성을 바탕으로 당시 달과 지구 사이의 거리를 분석했다. 그 결과 14억 년 전 지구의 하루는 현재 24시간보다 6시간 짧은 18시간이었지만, 달과 지구 사이의 거리가 멀어지면서 하루가 더욱 길어진 것으로 나타났다. 달이 지구에서 꾸준히 멀어지면서 중력의 힘이 약해지고, 이것이 지구의 회전속도를 줄여 하루를 더욱 길게 만들고 있다는 것이 연구진의 설명이다. 즉 지구가 360도 자전하는 속도가 느려지면서 14억 년 동안 지구의 하루가 더 길어졌다는 것. 연구진에 따르면 달과 지구 사이의 거리는 매년 평균 3.82㎝씩 멀어지고 있다. 이 같은 추세라면 먼 미래의 지구는 현재보다 더 긴 하루를 보낼 가능성이 있다. 메이어스 교수는 “우주에서 행성의 움직임은 다른 행성과 위성을 포함한 여러 천체에 영향을 미친다. 특히 지구를 포함해 각 행성이 축을 중심으로 화전하는 방식에 변화를 줄 수 있다”면서 “달과 지구 사이의 거리 및 중력 변화로 지구에 태양빛이 분포되는 시간과 장소가 달라질 수 있으며, 이런 변화는 지구의 기후 상태를 변화시킬 수도 있다”고 설명했다. 이어 “14억 년 전에는 달과 지구의 거리가 매우 가까워서 중력적 상호작용이 매우 컸을 것”이라면서 “퇴적층과 같은 지질학적 기록은 초기 태양계를 추측해볼 수 있는 천문관측소와 같다”고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 미국 국립과학원 회보(PNAS: Proceedings of the National Academy of Sciences) 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

국내 연구진이 시스템 생물학 기법을 활용해 식물 노화와 관련된 유전자 간 상호작용을 분석하고 핵심 유전자를 찾아냈다.기초과학연구원(IBS) 식물노화·수명연구단 황대희 부단장팀은 애기장대라는 식물에서 노화 속도 조절에 관여하는 유전자를 찾고 이 유전자들의 관계를 네트워크로 분석하는 데 성공했다고 24일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호에 발표됐다. 식물의 노화 정도와 형태는 다양한 종류의 유전자가 어떻게 연결되는가에 따라 달라지는데 지금까지 분자유전학적 방법으로 노화 현상을 이해하는 데 한계가 있었다. 이에 연구팀은 유전자나 단백질 간 상호작용을 시간에 따라 분석할 수 있는 기법을 활용했다. 단백질 합성에 관여하는 RNA에 형광 처리를 해 그 밝기에 따라 유전자 발현을 시각적으로 보여 줄 수 있는 이 방법으로 식물 노화에 관여하는 유전자 49종의 상호 관계를 연계 분석했다. 그 결과 다른 유전자들과 가장 상호작용을 많이 하는 유전자 3종을 골라내는 데 성공했다. 이 유전자 3종은 노화를 촉진시키는 활성산소와 살리실산 반응을 억제하는 역할을 하는 것으로 밝혀졌다. 연구팀은 이들 3종 유전자 중 하나라도 없을 경우 잎이 말라가는 황화현상이 빨라지고 활성산소가 정상 식물보다 급격히 증가하면서 조기 노화 상태를 보인다는 사실을 확인했다. 황대희 부단장은 “식물 노화에 관련된 다양한 유전자들이 시간 변화에 따라 어떻게 네트워크를 구성하고 노화 속도를 조절하는지에 대해 알게 됨에 따라 노화를 늦추거나 촉진시키는 방법을 개발하는 데 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영양 부족에 사춘기 성장 멈춰 대중매체들에서 날씬한 몸매의 연예인들이 주목받으면서 청소년들 사이에서도 마른 몸매를 갖기 위해 다이어트를 하는 경우가 많다. 그렇지만 한창 커야 할 사춘기 청소년들이 무리하게 다이어트를 할 경우 성장 장애가 나타날 수 있다는 연구결과가 발표돼 주목받고 있다. 현서강 중앙대 생명과학과 교수팀이 초파리 유충의 영양상태가 악화될 경우 성호르몬이 증가돼 성장 관련 호르몬을 억제하면서 신체 성장속도가 늦춰진다는 사실을 규명했다고 24일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 21일자에 실렸다. 사람들뿐만 아니라 생물체 대부분이 유년기 급격한 성장을 위해서는 많은 에너지원이 필요하기 때문에 영양분 공급이 제한될 경우 개체 성장에 큰 영향을 미친다는 것은 잘 알려져 있다. 그렇지만 어떤 분자유전학적 과정을 거치는지에 대해서는 정확히 밝혀진 바 없다. 연구팀은 사람과 비슷한 성장 과정을 거치는 초파리를 이용해 성장과 영양상태의 상관관계를 실험했다. 초파리는 청소년기에 해당하는 유충 때 신체가 급격히 성장하다가 사춘기 후반부터 성장 속도가 서서히 늦춰진다. 연구팀은 사람의 사춘기와 같은 제3령기에 접어든 초파리 유충에게 영양분 공급을 제한했다. 그 결과 체내에 성호르몬인 엑다이손이 증가했고, 엑다이손이 증가하면서 인슐린 성장인자를 억제하는 호르몬 양이 늘어나는 것을 발견했다. 인슐린 성장 신호가 억제되면서 초파리의 신체 성장속도는 느려져 정상적으로 영양분을 공급받은 초파리들보다 크기가 작은 상태로 성충이 되는 것을 확인했다. 연구팀은 앞서 2012년 초파리 실험을 통해 성호르몬이 몸의 크기를 조절한다는 사실을 밝혀내기도 했다. 현 교수는 “이번 연구는 사춘기 시기 영양 부족이 성호르몬과 성장호르몬 신호를 변화시키는 과정을 처음으로 규명한 것”이라며 “사춘기 성장 장애에 대한 새로운 치료 및 예방법을 개발하는 데 도움을 줄 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

●대장균 이용해 60종 나노재료 합성 카이스트 생명화학공학과 이상엽 특훈교수와 중앙대 화학과 박태정 교수 공동연구팀은 기존 물리적, 화학적 방법으로 합성할 수 없는 새로운 나노재료를 대장균을 이용해 생물학적으로 합성하는 데 성공하고 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 22일자에 발표했다. 연구팀은 유전자 재조합 대장균을 이용해 주기율표에 나와 있는 35개 원소로 이뤄진 60가지의 다양한 나노재료를 친환경적으로 합성할 수 있는 기술을 개발했다. 이번에 합성된 60종의 나노재료들은 입자, 막대, 판상형 등 다양한 모양을 가지고 있다. ●분자 단위 물질 비추는 나노등대 연세대 전기전자공학과 김동현 교수팀은 일반 광학현미경에 장착해 분자 단위의 생체물질을 보다 명확히 관찰할 수 있도록 해 주는 나노등대 기술을 개발했다. 이번 연구결과는 광학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 옵티컬 머티리얼스’ 22일자 표지논문으로 실렸다. 연구팀은 현미경에 금속 나노칩을 부착해 등대처럼 거의 모든 부분에 빛을 쪼일 수 있는 다채널 광변조 시스템을 만들었다. 특히 이번 기술은 연구실에서 흔히 사용하는 일반 현미경에 쉽게 접합시킬 수 있기 때문에 바이러스나 단백질은 물론 특정 세포 안에서 움직이는 단분자들을 손쉽게 관찰할 수 있게 해 준다.

기계장치에 있어서 모터와 배터리는 핵심 장치이다. 그런데 미국 연구진이 모터와 배터리 없이 물에서 움직이는 신기한 로봇을 개발해 화제다.스위스 취리히연방공과대(ETH) 기계및공정공학과, 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 공학및응용과학부 공동연구팀이 구동장치와 전원공급 장치 없이 온도 변화로만 움직일 수 있는 로봇 장치를 개발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’15일자(현지시간)에 실렸다. 이번에 만들어진 구동장치 없이 움직이는 로봇은 세계 최초로 만들어진 것으로 기존 로봇이라는 개념의 기계장치를 뛰어넘은 신소재와 로봇의 경계에 놓여있다는 평가다. 연구팀은 차가울 때는 휘어지고 따뜻할 때는 늘어나는 일종의 형상기억 고분자 재료를 만들어 활용했다. 연구팀은 형상기억 고분자 조각의 두께를 달리해 보트의 노처럼 만들어 로봇 양쪽에 배열시켰다. 이렇게 만든 ‘수영 로봇’을 따뜻한 물에 넣으면 고분자 조각이 차례로 늘어나면서 노를 저어 앞으로 움직이게 만들어 준다. 고분자 조각이 두꺼울수록 온도 변화를 감지하는데 시간이 오래걸린다는 원리를 활용해 로봇이 움직이는 속도나 방향을 조정할 수 있게 했다. 현재로서는 물의 온도가 일정한 곳에서는 작동 시간에 한계가 있어 움직이다가 멈춰버릴 수 있다는 단점이 있다. 이 때문에 연구팀은 로봇 몸통에 신호를 전송하고 작동을 제어할 수 있는 일종의 논리연산칩을 장착해 온도 변화를 로봇 스스로 제어해 작동하는 연구를 진행하고 있다. 키아라 다라이오 칼텍 교수는 “이번 연구는 환경의 변화에 따라 달라지고 변형되는 재료를 사용해 로봇을 제어하고 추진할 수 있음을 보여주고 있다”라며 “온도 뿐만 아니라 염분이나 산도(pH) 같은 다른 환경적 요인에 따라 움직이는 기술도 개발 중”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

많은 사람들이 사회적 관계에서 나타나는 갈등은 사회적 지위나 경제적 능력 등이 서로 다른 경우 나타난다고 알고 있다. 그렇지만 국내 연구자가 포함된 국제공동연구팀이 상식과는 달리 사회적 지위와 정체성이 비슷할 경우 폭력적이고 파국적인 갈등 현상이 나타난다는 사실을 밝혀내 주목받고 있다.카이스트 문화기술대학원 이원재 교수, 독일 베를린 유럽기술경영대(ESMT) 매튜 보트너 교수, 프랑스 인시아드MBA 헤닝 피준카 교수, 미국 재부무 리처드 하인즈 박사 공동연구팀은 국제자동차연맹에서 여는 세계 최고 자동차경주대회 ‘포뮬러 원’(F1) 경기 데이터 45년치를 분석해 사회적 지위와 정체성이 비슷할수록 갈등이 더 많이 발생한다는 것을 확인했다고 19일 밝혔다. 이번 연구는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호에 실렸다. 지금까지 사회적 관계와 갈등에 대한 연구들은 제한된 인간 집단이나 실험실이라는 조건화된 환경에서 이뤄진 동물실험을 바탕으로 한 뇌과학이나 생화학적 지표로만 이뤄졌다. 그렇지만 이번 연구는 스포츠경기에서 나타난 실제 갈등 구조를 분석했다는데 관심을 끌고 있다. 연구팀은 회사나 조직에서 경쟁관계나 우위에 관한 객관적인 데이터는 구하기 쉽지 않지만 스포츠 경기는 종속변수인 선수의 성과가 객관적으로 기록된다는데 착안해 F1 자료를 선택했다. 연구팀은 지난 45년 동안 이뤄진 F1 경기에 출전했던 355명 사이에서 발생한 506회의 충돌 사고 데이터를 분석했다. 우선 순위, 날씨 같은 객관적인 성과지표와 함께 선수간 우열 관계를 토대로 선수별, 시즌별로 프로파일을 구성했다. 그 결과 선수간 나이와 실력 같은 프로파일이 유사할 때 충돌사고를 일으킬 가능성이 높다는 사실을 확인했다. 그리고 흐린 날보다는 날씨가 맑은 날 갈등 현상은 더 커지는 것으로 확인됐다. 상호 경쟁관계에서 우위가 확실히 구분되지 않을 경우 개인들은 자신의 정체성에 혼란을 느끼게 돼 실력이 월등한 사람에게는 지더라도 본인과 비슷한 상대에게는 반드시 이기겠다는 생각 때문에 심각한 갈등 상황이 연출된다고 연구팀은 설명했다. 이원재 카이스트 교수는 “이번 연구 결과는 경쟁이 일상화된 시장이나 조직에도 적용이 가능하다”라며 “조직 내에서 극한의 갈등이 발생할 수 있는 사회구조적 조건을 밝혀냄으로써 갈등으로 인한 사고 방지를 위한 제도와 체계 설계에 방향을 제시할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

플라스틱을 분해하도록 생물학적으로 제어한 효소가 재활용 쓰레기 대란에 혁명을 불러일으킬지도 모르겠다. 영국 포츠머스대와 미국 국립재생에너지연구소 공동 연구진이 2년 전 일본의 한 플라스틱 재처리 공장에서 발견된 플라스틱을 먹는 박테리아의 구조 등을 연구하던 끝에 우연히 플라스틱을 분해하는 더욱 강력한 효소를 만들어냈다. 특히 이 변이 효소는 레토르 음식이나 생수 등 식품과 음료 포장에 쓰이는 가장 인기있는 플라스틱인 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET, 이하 페트)를 단 며칠 만에 원래의 화학 물질로 분해하는 것으로 나타났다. 이는 이 효소를 이용하면 폐기물 발생뿐만 아니라 플라스틱 제조에 쓰이는 원유 사용을 줄일 수 있다는 것이다. 현재 대부분의 재활용 공정에서 플라스틱 페트병은 재활용하면 품질이 떨어져 제조업체들은 원유에서 나온 새로운 페트를 사용하길 선호한다. 물론 재활용된 r페트(rPET)로 품질 좋은 제품을 제조하는 기술은 아직까지 없다. 따라서 가치가 떨어진 r페트는 플리스(양털 같이 부드러운 직물)로 만든 의료나 카펫같은 저품질의 제품으로 재활용되다가 결국 매립지로 보내진다. 연구를 이끈 존 매기언 포츠머스대 교수는 “우리 효소는 플라스틱을 원래 재료로 분해하는 것”이라면서 “이는 진정한 순환 과정”이라고 설명했다. 페트 분해 효소는 플라스틱을 초기 화학 물질로 분해하기 위해 특별히 고안된 효소다. 이는 재활용 플라스틱을 최고 등급의 플라스틱으로 다시 만들 수 있음을 뜻한다. 이번 연구 논문을 분석한 호주 로열 멜버른 공과대의 올리버 존스 박사는 “효소는 독성이 없고 생분해성이며 미생물에 의해 대량으로 생성될 수 있다. 이 논문은 가장 흔히 쓰이는 플라스틱을 효소 기술로 분해해 쓰레기 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있음을 보여준다”고 말했다. 한편 이번 연구 결과는 국제 학술지 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr