시대별 미국인 고정관념 확인 女 수식어 ‘연약한’ 男 ‘수완 좋은’ ‘테러’ ‘폭력’ 이슬람 연관 단어로 2016년 세계경제포럼(WEF)에서 화두로 던져진 ‘4차 산업혁명’에 대해 전문가들은 ‘컴퓨터, 디지털 혁명을 기반으로 모든 것이 연결되는 지능사회로의 진화’라고 설명하고 있다. 사이버 가상 세계와 물리적 현실이 네트워크로 연결되는 지능사회의 핵심은 인공지능(AI)이다.4차 산업혁명의 중심에 서 있는 인공지능 기술이 상상 밖 속도로 발전하면서 일부에서는 인류 문명에 심각한 위협이 될 것이라는 우려를 표하고 있다. 얼마 전에는 인공지능을 연구하는 외국 학자들이 카이스트에 공개서한을 보냈다. 지난 2월 카이스트와 민간기업이 발족시킨 ‘국방 AI 융합연구센터’에서 영화 ‘터미네이터’에 등장하는 킬러로봇을 개발할 수 있다고 지적하고 나선 것이다. 총장이 적극 해명에 나섬으로써 일단락되기는 했지만 인공지능 활용 가능성이 다양해지면서 전문가와 일반인들의 우려가 커지고 있음을 보여 주는 단면이라고 할 수 있다. AI 장착 킬러 로봇의 등장은 먼 미래 이야기일 수 있겠지만 현재 인공지능은 연구자들이 대량의 데이터를 빠르게 처리할 수 있는 좋은 수단으로 자리매김하고 있다.미국 스탠퍼드대 전기공학과, 역사학과, 컴퓨터공학과, 언어학과, 바이오메디컬 데이터과학과 공동연구팀이 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 3일자에 발표한 논문도 인공지능을 활용한 독특한 연구성과이다. 연구팀은 계량언어학적 방법으로 20세기에 미국에서 발행된 책과 논문, 뉴스들을 분석해 여성과 소수 인종에 대한 미국인들의 고정관념(stereotype)과 태도를 분석했다. 이번 연구에는 스탠퍼드대에서 가장 인기 있는 교양강의 ‘음식의 언어’를 가르치는 계량언어학자 댄 주래프스키 교수도 참여했다. 주래프스키 교수를 포함한 연구팀은 컴퓨터가 대용량 데이터를 분석하고 특정 패턴을 자동으로 찾을 수 있는 심화학습(딥러닝) 알고리즘을 설계했다. 연구팀은 구글 북스, 구글 뉴스 데이터셋, 뉴욕타임스 데이터베이스를 바탕으로 1910년대부터 2005년까지 100년 가까이 발행된 인쇄매체에 등장한 1000억개의 단어를 분석했다. 디지털화되지 않은 20세기 초·중반 인쇄물들을 분석하기 위해 지금까지는 많은 연구자들이 오랜 시간에 걸쳐 마이크로필름을 일일이 읽어보면서 문장과 단어를 찾아 분석해야 했다. 이제는 AI 덕분에 연구자가 원하는 문장이나 단어를 오류 없이 빠른 속도로 찾을 수 있게 됐다. 연구팀은 남성과 여성, 그리고 히스패닉과 아시아인 같은 소수인종을 수식하는 단어들을 찾았다. ‘감정적인’ ‘섬세한’ 등의 단어가 남성보다는 여성을 꾸미는 단어로 많이 등장한다면 이는 해당 시기 미국인의 고정관념이고 인쇄매체에 반복적으로 등장함으로써 편견을 강화시키는 역할을 한다고 봤기 때문이다. 그 결과 20세기 초반에는 여성을 묘사할 때 ‘매력적인’ ‘사랑스러운’ ‘연약한’ 같은 단어들이 주로 쓰였다. ‘수완이 좋은’ ‘똑똑한’ 같은 단어들은 남성들에게만 쓰였지만 시대가 변하면서 중성적인 단어로 변했다는 사실을 확인했다. 또 1910년대에는 주로 감정적인 부분에 초점을 맞춰 여성을 묘사했지만 1990년대를 거쳐 21세기가 가까워 오면서는 외적이고 육체적인 매력을 강조하는 단어로 여성을 표현했다고 연구팀은 설명했다. 아시아인에 대해서는 20세기 초·중반까지만 해도 ‘이방인’에게 갖는 부정적인 고정관념이 강했지만 1950년대 이후 아시아 이민자들이 늘어나기 시작하면서 긍정적인 단어들도 쓰이기 시작했다. 한편 1993년 뉴욕 세계무역센터 차량 폭탄 테러와 2001년 9·11테러를 거치면서 신문과 잡지, 책에서 테러리즘을 연상시키는 폭탄, 테러, 폭력이라는 단어와 이슬람, 모스크 등이 연관 단어로 등장했고 이 때문에 미국인들에게 ‘이슬람=테러’라는 편견을 강화시켰다고 연구팀은 분석했다. 주래프스키 교수는 “이번 연구에서도 알 수 있듯이 인공지능과 계량언어학은 문헌의 전승 과정, 방언을 비롯한 언어의 변화를 빠르게 분석해 줘 사회 변화를 시간적, 공간적으로 쉽게 이해할 수 있도록 해 준다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘최초의 인류‘로 알려졌던 ’루시’(Lucy)보다 120만년이 빠른 440만 년 전에 아프리카 밀림지대에서 살았던 것으로 추정되는 ‘아디'(Ardi, 학명 아디피테쿠스 라미두스)와 관련해 새로운 사실이 밝혀졌다. 아디는 1992년 아프리카 이디오피아에서 발견된 원인 화석으로, 지난 수 십 년동안 전문가들이 방사선 동위원소 측정 등 다양한 연구 분석 작업을 통해 인류의 최초 조상에 대해 연구해 왔다. 아디는 주로 나무 위에서 생활했으며, 땅에 내려와서는 완전한 직립보행이 가능했다. 즉 나무에서는 고릴라나 침팬지 같은 유인원과 같았고, 땅에서는 직립보행이 가능한 인류였던 것. 키 120cm, 몸무게 50kg으로 추정되는 아디의 화석은 그 이후에 발견된 침팬지 화석에 비해 두개골과 이의 크기가 작아 여성으로 추정됐다. 긴 팔은 침팬지와 비슷하지만 완전한 직립보행이 가능해 유인원에서 인류로 진화하는 단계를 보여주는 중요한 자료로 평가받았다. 다만 아디가 어떻게 나무 위와 땅에서 자유자재로 움직일 수 있었는지에 대해서는 여전히 의문점으로 남아있었는데, 최근 뉴욕시립대학 연구진은 아디의 화석을 자세히 분석한 결과 아디의 골반 아랫부분이 인류의 골반보다 길이가 더 긴 것을 확인했다. 연구진은 인류보다 더 긴 골반이 아디를 직립 보행할 수 있게 하는 동시에, 인간보다 훨씬 발달한 엉덩이가 유인원처럼 나무에도 오를 수 있는 가장 강력한 힘을 준 것으로 추측했다. 이러한 구조는 현존하는 유인원이나 인류에게서는 찾아볼 수 없는 구조다. 최초의 인류로 알려졌던 루시에게서도 이러한 신체 구조는 찾아볼 수 없다. 루시는 320만년 전 살았던, 직립보행에 적응한 발을 가진 원시인류인데, 그럼에도 불구하고 신체구조상 땅에서의 직립보행보다는 나무를 타는 것에 더 익숙했다는 사실이 과거 연구를 통해 밝혀진 바 있다. 연구를 이끈 헤르만 폰처 박사는 사이언스뉴스와 한 인터뷰에서 “아디의 위쪽 골반이 아래쪽 골반의 뒤쪽에 위치해 있는데, 이는 인간처럼 다리와 허리를 쭉 펴고 걷는데 도움이 됐다”면서 “이러한 골반 구조는 인류의 다른 초기 조상이나 유인원과 다르며, 길이도 인간보다 길어서 나무를 타는 것과 직립 자세를 갖추는 것이 모두 가능했던 것으로 보인다”고 설명했다. 자세한 연구결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 2일자 최신호에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

2015년 봄 전국을 공포에 빠뜨린 메르스(중동호흡기증후군)와 2015~2016년 북미와 남미지역을 강타한 지카바이러스는 본래 지역 토착 질병이었지만 비행기를 통해 다른 지역으로 확산됐다.전 세계적으로 연간 30억명 이상이 비행기를 이용하면서 특정 지역의 토착 질병이 다른 지역으로 확산될 가능성도 높아지고 있다. 그렇다면 비행기를 탔을 때 바이러스에 노출되지 않기 위해서는 어디에 앉는 것이 좋을까. 미국 에모리대 간호대, 생물통계학 및 생물정보학과, 수학 및 컴퓨터과학과, 조지아공대 수학부, 보잉사 항공건강연구팀 공동연구진은 기내에서 바이러스 같은 병원균에 노출되지 않으려면 창가 쪽에 앉는 게 좋다는 연구 결과를 발표해 화제다. 이번 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 19일자에 실렸다. 연구팀은 애틀랜타에서 출발해 3시간 31분~5시간 13분 정도 비행하는 항공기 10편에 나눠 탔다. 연구팀은 또 이코노미석에서 승객과 승무원 움직임을 정밀하게 태블릿PC에 기록하고 과거 기내에서 바이러스가 확산된 사례를 적용해 최악의 시나리오를 만든 뒤 이를 분석했다. 그 결과 1명의 환자는 0.7명의 새로운 환자를 만들어 낼 수 있으며 바이러스에 감염된 승무원은 4.6명을 추가 전염시킬 수 있다고 예측했다. 연구팀은 특히 사람들이 오가는 통로와 떨어져 있는 창가 쪽 좌석에 앉거나 화장실 사용을 최소화하는 한편 승무원과의 접촉을 줄이는 게 기내 전염을 막는 최선의 방법이라고 조언했다. 이와 관련, 생물통계학자들은 “기내 바이러스 확산에 대해 새로운 분석방법을 제시한 것은 훌륭하지만 단지 수학적 시뮬레이션에 불과해 역학적으로는 시사점이 크지 않다”고 평가했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

스크럽·치약 속 미세플라스틱 바닷새·굴·새우 체내에 저장 에비앙 등 유명 생수 93% 검출1868년 미국의 발명가 존 웨슬리 하이엇이 값비싼 상아 당구공을 대신하기 위해 발명한 셀룰로이드는 세계 최초로 만들어진 플라스틱이다. 처음엔 당구공 제조에나 사용됐으나 1906년 벨기에 출신 미국 화학자 리오 핸드릭 베이클랜드가 페놀계 합성수지 베이클라이트를 개발하며 본격적인 플라스틱 세상이 열렸다.철이나 유리보다 저렴하게 만들 수 있고 유연하며 탄력성도 있고 강도와 내구성은 물론 투명도까지 조절할 수 있게 되면서 다양한 분야에서 유리, 나무, 철, 섬유 대신 플라스틱을 사용하게 됐다.문제는 분해가 쉽지 않기 때문에 한 번 만들어 낸 플라스틱은 어딘가에 남아 심각한 환경오염 원인이 되고 있다는 점이다. 실제로 태평양에는 바다로 모여든 플라스틱 쓰레기들로 거대한 섬을 이뤄 떠다니고 있는 것이 인공위성을 통해 관측되기도 했다. 2015년 호주 연방과학원, 뉴사우스웨일스대, 영국 임페리얼칼리지런던대 공동연구팀은 135종의 바닷새를 대상으로 컴퓨터 시뮬레이션을 한 결과 바닷새의 90% 이상이 플라스틱을 먹이로 착각하고 있다는 연구 결과를 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 발표했다. 플라스틱 조각들을 먹이로 착각하고 삼켜 위와 내장 속에 쌓여 고통을 겪다가 죽은 바닷새의 사진이 함께 공개돼 충격을 주기도 했다. 연구팀은 1960년대 초반까지만 해도 플라스틱을 먹이로 착각해 삼키는 바닷새들은 전체 개체 중 5%에 불과했지만 2010년에는 80%, 2050년이 되면 99%에 가까운 바닷새들이 플라스틱을 먹게 될 것이라는 우울한 예측을 내놓기도 했다. 미국 캘리포니아 샌타바버라대 롤랜드 게이어 교수는 “현재 인류가 매년 배출하는 플라스틱 쓰레기는 너무 많아 육지는 물론 바다까지 지구 전체를 되돌릴 수 없을 정도로 오염시키고 있다”고 강조했다. 최근 환경오염의 새로운 골칫거리로 부상하고 있는 것은 마이크로비드(microbead)라고도 불리는 미세플라스틱이다. 피부 각질을 제거하기 위해 사용하는 스크럽 제품이나 치석을 제거하는 데 효과적인 치약을 보면 푸른색이나 붉은색으로 된 작고 까끌까끌한 알갱이가 있는데 그것이 미세플라스틱이다. 미세플라스틱은 크기가 5㎜ 이하로 하수처리 과정에서 걸리지지 않아 하수구를 통해 그대로 강과 바다로 흘러 들어가기 때문에 문제가 되는 것이다. 바다로 흘러 들어간 미세플라스틱은 바닷새는 물론 물고기들이 먹이로 착각해 먹게 된다. 뿐만 아니라 미역이나 김 같은 해조류, 산호초, 굴 같은 어패류들도 플라스틱을 삼켜 멸종에 이르게 될 가능성이 커진다는 연구 결과가 나오기도 했다. 프랑스 국립해양연구소 아르노 후베 박사팀은 미세플라스틱이 가득한 물에 굴을 키우는 실험을 한 결과 굴의 난세포가 정상보다 35%가 줄었고 정자의 활동 빈도도 23% 가까이 느려지는 한편 굴의 성장 속도가 느려진다는 사실도 확인했다. 호주 연구진이 남극새우라고도 불리는 크릴새우가 바다로 흘러 들어간 미세플라스틱을 삼키고 체내에서 저장한다는 사실을 확인하고 이 같은 연구 결과를 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션스’의 지난 8일자에 발표했다. 크릴새우는 많은 해양 동물들이 즐겨 먹는 먹잇감이기 때문에 먹이사슬을 타고 결국 사람들의 밥상 위까지 올라올 수 있다고 연구팀은 지적했다. 지난 14일에는 미국 프레도니아 뉴욕주립대 연구팀이 ‘오브 미디어’라는 비영리단체 의뢰를 받아 미국, 멕시코, 중국 등 9개국 11개 브랜드 생수를 259병씩 조사한 결과 에비앙, 퓨어라이프 같은 유명 제품을 포함한 93%에서 미세플라스틱이 검출됐다는 조사 결과를 발표했다. 이에 세계보건기구(WHO)가 위해성에 대한 조사를 하겠다고 밝히기도 했다. 이에 앞서 지난해 미국 연구팀은 전 세계 수돗물 83%에 미세플라스틱이 포함돼 있다는 연구 결과를 발표해 충격을 주기도 했다. 해양 과학자들은 “플라스틱을 만드는 재료나 과정을 고려해 미세플라스틱이 인체에 어떤 영향을 미칠지에 대한 구체적인 연구가 없는 상태”라면서도 “환경에 미치는 영향은 명백한 만큼 미세플라스틱 사용을 자제해야 할 필요는 있다”고 입을 모으고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

고대 마야문명 때 마야인들이 개와 같은 동물을 무역의 수단으로 삼았다는 사실이 연구를 통해 밝혀졌다. 스미소니언 열대연구소(Smithsonian Tropical Research Institute) 연구진은 2500년 전 마야문명 당시 마야인들은 개나 다른 동물들을 무역의 수단으로 삼았으며, 이는 종교적인 의식을 위해서였을 가능성이 높다고 밝혔다. 연구진은 고대 마야 도시 중 한 곳인 과테말라의 세이발에서 동물의 화석을 발견하고 동위원소연대측정법을 이용해 동물의 생존 시기를 추정했다. 그 결과 해당 동물의 뼈와 치아 화석은 마야 중기 시대인 기원전 700~350년 당시의 것으로 밝혀졌다. 또 이 동물들은 주로 풀이나 옥수수 등을 먹었으며, 연구진은 이 같은 결과를 토대로 고대 마야인들이 현대의 애완동물이나 가축처럼 동물에게 먹이를 주며 사육했던 것으로 보인다고 밝혔다. 특히 이번 연구는 마야인들이 개를 물물교역과 같은 무역의 수단으로 삼았다는 증거를 최초로 발견했다는 점에서 학계의 관심을 받았다. 연구진은 크고 깊은 구덩이에서 개 두 마리의 턱뼈를 발견했는데, 여기에서 서로 각기 다른 토양 성분의 탄소동위원소가 발견됐다. 연구진은 “각기 다른 지역에 살았던 개가 한 곳에서 발견됐다는 사실은 개의 서식지가 옮겨졌다는 것을 의미한다”며 이것이 고대 마야인들의 동물거래를 의미한다고 설명했다. 또 애초 마야인들에게 개는 단순히 ‘식량’으로 활용됐을 것이라는 주장이 지배적이었지만, 이번 연구를 통해 각기 다른 종(種)의 개 흔적이 발견됐으며 이는 ‘먹기 위한’ 개와 ‘사냥용’ 개가 따로 있었음을 의미한다고 덧붙였다. 당시 마야인들이 사육한 동물은 개 하나만은 아니다. 과테말라 정글 속에 있는 마야의 피라미드 인근에서는 재규어 또는 퓨마로 보이는 동물의 흔적이 발견됐다. 연구를 이끈 스미소니언 열대연구소의 애슐리 샤프 박사는 “이번 연구는 고대인들이 동물을 단순한 식량용으로만 키운 것이 아니며 일부는 의식을 치르기 위한 용도로서 활용한 것으로 보인다”면서 “이는 생각보다 훨씬 이전부터 동물이 인류 역사에서 매우 다양한 역할을 해 왔다는 것을 의미한다”고 설명했다. 자세한 연구결과는 19일 미국 국립과학원회보(PNAS)에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

지구에 사는 사람들 중 약 4%가 ‘공감각’이라는 신비한 현상을 경험한다. 이는 소리를 들을 때 색이 보이거나 어떤 단어를 읽을 때 어떤 색이 보이는 등 두 가지 이상이 감각이 한꺼번에 느껴지는 증상이다. 이런 현상은 오랫동안 과학자들을 당황하게 했지만, 한 최신 연구는 뇌에서 공감각이 일어나는 메커니즘을 해명할 새로운 단서를 제공한다. 미국 국립과학원회보(PNAS) 최신호(3월 5일자)에 실린 이번 연구는 공감각을 지닌 사람들의 뇌에 어떤 일이 일어나고 있는지 엿볼 방법을 제시한다. 연구에 참여한 네덜란드 막스플랑크 심리언어학연구소의 언어·유전학부 책임자 사이먼 피셔 박사는 “이전에 자기공명영상(MRI)을 이용한 여러 뇌 기능 연구는 공감각이 실제로 생물학적 현상이라는 점을 확인했다. 예를 들어, 색을 보면 소리가 들리는 등 특정 공감각을 지닌 사람들의 뇌를 스캔했을 때 시각과 청각 모두에 연결된 뇌 부위에 활동이 나타났다”고 설명했다. 실제로 “기존 연구에서는 공감각을 지닌 사람들의 뇌는 그렇지 않은 이들의 뇌보다 서로 다른 영역에서 더 많은 연결이 확인됐다”고 피셔 박사는 덧붙였다. 하지만 과학자들은 뇌에서 이렇게 서로 다른 연결이 일어나는 원인이 무엇인지를 밝히기 위해 애를 쓰고 있다. 그 답변을 피셔 박사와 그의 동료들은 유전학 연구에서 찾고 있다. 공감각은 종종 집안 내력으로 나타나므로, 연구팀은 이런 증상이 발생하는 원인을 유전자에서 찾기로 했다. 이들은 적어도 3세대(조부모·양친·자녀)에 걸쳐 소리와 색에 관한 공감각을 지니고 있는 세 가족을 찾아냈다. 그런데 조사 결과, 이들 참가자는 한 가족인 경우에도 같은 소리를 들었을 때 눈에 보이는 색상은 제각각이었다. 이런 현상은 세 가족 모두에게서 나타났다. 연구팀은 참가자들의 유전자를 연구하기 위해 DNA 염기서열 결정법(DNA sequencing)을 사용했다고 밝혔다. 그다음으로 공감각의 원인일 수 있는 유전자를 찾기 위해 공감각을 지니거나 지니지 않은 가족 구성원들의 유전자를 비교했다. 그런데 그 결과는 절대 간단하지 않았다. “세 가족 모두 공감각을 설명할 유전자는 단 하나도 발견되지 않은 것”이라고 피셔 박사는 설명했다. 이어 “그 대신 유전자 변이 가능성이 있는 후보 유전자 37가지를 발견했다”고 덧붙였다. 물론 이 연구는 표본 자체가 적으므로 후보 유전자 37개 중에서 공감각에 영향을 주는 특정 유전자를 찾기가 쉽지 않을지도 모른다. 이에 따라 연구팀은 각 유전자가 어떻게 공감각 발생과 관련이 있을 수 있는지 알아내기 위해 그 생물학적 기능을 살폈다. 피셔 박사는 “확인한 후보 유전자들 중 대부분은 상당히 강력한 몇몇 생물학적 특성만을 보였다”면서 “그 중 하나는 ‘엑소노제네시스’(axonogenesis)로, 뉴런이 발달 중인 뇌에서 서로 연결되는데 도움을 주는 중요한 과정”이라고 설명했다. 여기서 엑소노제네시스는 휴런에서 긴 줄기에 해당하는 축색(축삭) 돌기가 새롭게 형성되는 것을 뜻한다. 이런 현상은 공감각을 지닌 사람들의 뇌 검사에서 변화된 연결성이 이전 발견과 일치함을 의미한다고 피셔 박사는 말했다. 즉 이 연구에서 확인된 유전자들은 뇌가 어떻게 연결되는지 그 방식에 영향을 주며 공감각을 지닌 사람들의 뇌가 왜 다르게 보이는지를 잠재적으로 설명하는 것이다. 이제 연구팀은 앞으로 진행할 연구에 참여할 더 많은 지원자를 찾는다. 이를 통해 특정 유전자의 변이가 어떻게 뇌의 구조와 기능에 변화를 일으키는지 더 잘 이해하는 데 도움이 되리라 기대한다. 피셔 박사는 “공감각에 대한 연구는 근본적으로 인간의 전반적인 뇌가 외부세계의 감각적 표현을 어떻게 구현하는지 엿볼 기회를 제공할 것”이라고 말했다. 사진=윌런 음악원 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

“2100년 해수면 66㎝ 상승” 빙하 사라져 물부족 현상까지 2018년 새해가 시작되면서부터 한반도를 덮친 ‘냉동고’ 같은 차가운 날씨가 입춘까지 한 달 넘게 지속됐다. 한국뿐만 아니라 전 세계가 폭우와 폭설, 한파 등 극단적인 기상이변으로 한 해를 시작했다. 지구온난화로 인한 이런 극단적인 날씨는 점점 잦아질 것이라는 것이 기상 전문가들의 예측이다.국제 민간회의기구인 세계경제포럼(WEF)도 지난달 중순 스위스 다보스 연례회의를 앞두고 발표한 ‘글로벌 리스크 리포트 2018’에서 올해 전 세계에서 발생할 수 있는 위험 요인 30가지를 꼽았는데 이 중에서 ‘극단적 기상이변’이 발생할 가능성은 물론 그 파급효과도 가장 클 것으로 예측했다. 실제로 지구온난화가 현재와 같은 속도로 진행된다면 해수면 상승은 물론 전 세계적으로 물 부족 현상이 나타나 인류에게 큰 위협이 될 것이라는 연구결과가 속속 나오고 있다. ●해수면 상승 年 3㎜→10㎜로 미국 콜로라도 볼더대 환경과학협력연구센터, 항공우주국(NASA) 고다드우주비행센터, 국립대기연구소(NCAR), 올드 도미니언대, 사우스플로리다대 공동연구팀은 지구온난화로 인한 해수면 상승 속도가 예상보다 빨라 금세기 말인 2100년이 되면 현재보다 60㎝ 이상 상승할 것이라는 연구 결과를 미국 국립과학원에서 발간하는 국제학술지 ‘PNAS’ 12일자에 발표했다. 연구팀은 해수면 감시를 목적으로 NASA가 쏘아 올린 토펙스·포세이돈 위성과 제이슨 1, 2, 3호 위성에서 보내온 지난 25년치 위성사진과 데이터를 분석한 결과 1993년부터 지금까지는 해수면이 연평균 2.9㎜ 정도 상승했지만 최근 들어 가속도가 붙었다고 밝혔다. 이 때문에 2100년이 되면 현재보다 3배가 넘는 10㎜ 정도의 속도로 매년 해수면이 높아질 것으로 예상했다. 이에 따라 2100년에는 현재의 해수면보다 66㎝가 높아질 것으로 연구진은 내다봤다. 이는 기존 예측치인 30㎝ 상승의 두 배가 넘는 수치다. 현재보다 60㎝ 정도 해수면이 상승할 경우 미국 로스앤젤레스, 뉴욕, 중국 상하이, 영국 런던 등 세계 주요 도시들의 일부가 물에 잠기고 한국에서는 부산, 인천을 비롯해 서해안과 남해안에 위치한 도시들이 침수 피해를 볼 것으로 예측되고 있다. 로버트 스티븐 네렘 콜로라도대 교수는 “이번 연구를 통해 나온 수치는 가장 보수적인 분석 결과로 나온 것이기 때문에 실제 해수면 상승은 더 높아질 수도 있다는 게 큰 문제”라고 강조했다. 또 네렘 교수는 “해수면 상승 속도 증가는 북극 지방의 그린란드와 남극 대륙의 빙하가 녹으면서 영향을 준 것으로 보인다”며 “지구 온난화를 막는 데 전 세계가 동참해야 할 또 하나의 이유가 생겼다”고 말했다. ●실제 해수면 상승 더 높아질 수도 전 세계적으로 약 20만개의 빙하가 있는데 남극과 북극을 제외할 경우 유럽의 알프스, 아시아의 히말라야, 남아메리카의 안데스 산맥처럼 대부분 높은 산꼭대기에 위치해 담수 제공의 중요한 역할을 하고 있다. 그런데 지구온난화로 인해 남극이나 북극의 빙하뿐만 아니라 이들 내륙의 빙하까지 녹아내려 사라지고 있어서 물 부족 현상이 전 세계적으로 나타날 수 있다는 경고도 나왔다. 스위스 취리히연방공과대(ETH), 프리부르대, 미국 알래스카 페어뱅크스대, 스웨덴 웁살라대 공동연구팀은 전 세계 내륙에 위치한 56개의 대형 빙하를 대상으로 현재와 같은 지구온난화가 계속 이어진다는 가정하에 2100년쯤의 모습을 예측해 국제학술지 ‘네이처 기후변화’ 최신호에 실었다. 연구팀은 빙하가 녹아 강으로 흘러들어 가는 양은 한동안 증가세를 보이겠지만 2100년이 가까워지면서 빙하가 제공하는 담수의 양은 점점 줄어들어 물 부족 현상이 나타나게 될 것이라고 전망했다. 마티아스 후스 ETH 수리·수문 및 빙하학 교수는 “내륙에 있는 빙하들이 담수를 제공해 주기 위해서는 항상 일정량의 빙하를 유지해야 하는데 지금도 그 기준선을 겨우 맞추고 있을 뿐”이라며 “빙하가 줄어들어 물 부족 현상이 나타날 경우 가장 고통받는 것은 하류지역에 있는 도시와 사람들”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국 과학자들이 주도한 국제공동연구팀이 생물학 분야 최신기술인 유전자 가위기술과 4차산업혁명에서 주목받고 있는 빅데이터 기법으로 정신질환을 유발시키는 새로운 유전자를 찾아내 주목받고 있다.기초과학연구원(IBS) 인지및사회성연구단, 충남대, 서울대를 비롯해 이탈리아, 미국, 브라질, 호주, 캐나다, 뉴질랜드 연구진으로 구성된 국제공동연구팀이 유전자 가위기술과 빅데이터 분석을 통해 자폐증을 유발시키는 새로운 신경계 신호전달물질을 발견했다고 31일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호에 실렸다. 자폐증은 3세를 전후해 언어 표현과 이해, 애책행동, 놀이에 대한 관심이 저조해지는 것을 시작으로 나타나는 발달장애 증상으로 자폐성 장애, 아스퍼거 증후군, 서번트 증후군 등 다양한 형태로 발현된다. 전체적인 뇌의 발달이나 측두엽 이상 또는 비정상적인 신경전달 물질의 발현 등이 원인으로 지목되고 있지만 아직까지 명확한 원인을 발견하지는 못했다. 연구팀은 자폐증과 관련되는 것으로 보이는 새로운 신경계 신호전달물질인 사이토카인 5종을 발견하고 한국식 이름인 ‘삼돌이’라고 이름을 붙였다. 연구팀은 이 유전자들이 신체 어느 부위에서 나타나는지를 추적하는 유전자발현 분석법으로 뇌와 신경조직에서만 나타난다는 것을 확인했다. 연구팀은 유전자 가위기술을 이용해 제브라피시와 생쥐에게서 삼돌이 유전자를 제거한 다음 정상적인 것들과 행동을 비교분석했다. 그 결과 삼돌이 유전자가 제거된 제브라피시와 생쥐는 신체적 성장에는 문제가 없지만 불안행동이나 감정조절이 이상이 있다는 것이 확인됐다. 여기에 3만 2000여 명의 정신질환 환자들의 유전체 정보를 빅데이터 기법으로 분석했더니 삼돌이 유전자가 없는 사람들에게서 자폐증이 나타난다는 것이 발견됐다. 연구를 주도한 김철희 충남대 생물학과 교수는 “이번에 발견한 유전자는 우울증, 주의력 결핍 과잉행동장애(ADHD), 외상후 스트레스장애(PTSD), 조울증 치료제를 만들 때 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

독감 바이러스를 가진 사람이 재채기 할 때나 기침을 할 때뿐만 같은 공간에서 호흡만 해도 독감이 전염될 수 있다는 내용의 연구결과가 나왔다. 미국 메릴랜드주립대학 및 버클리 캘리포니아주립대학, 산호세대학 공동 연구진이 독감에 걸린 환자 142명을 대상으로 실험을 실시했다. 연구진은 이들에게 공기 중 바이러스 여부를 측정할 수 있는 특수 기기를 한 명씩 착용하게 한 뒤, 30분간 이 안에서 말이나 재채기, 기침, 혹은 호흡만 하도록 지시했다. 이후 이들이 있던 공간 내의 바이러스 여부를 검사한 결과, 기침이나 재채기를 하지 않고 호흡만 한 상태에서도 공중에 독감 바이러스가 퍼지는 것을 확인했다. 구체적으로 기침과 재채기 없이 호흡만 한 실험참가자에게서 채취한 공기 샘플 중 48%에서 바이러스의 흔적이라고 볼 수 있는 RNA핵산이 검출됐으며, 35%에서는 곧바로 독감에 걸릴 수 있는 전염성 바이러스를 포함하고 있었다. 기존 연구에서는 독감 바이러스가 주로 비말감염(보균자가 기침이나 재채기, 또는 말을 할 때 튀어나오는 작은 침방울을 통해 감염되는 것)이 되는 것으로 알려져 있었다. 하지만 이번 연구는 독감 전염을 피하기 위해서는 손을 닦고 주변을 청결하게 하는 것만으로는 독감을 완벽하게 예방할 수 없으며, 독감 바이러스가 에어로졸(기체 중 고체와 액체의 미립자가 부유한 상태)전염이 가능하다는 사실을 알려준다고 연구진은 설명했다. 연구진은 “독감에 걸린 사람이 다른사람에게 전염시킬 위험을 줄이기 위해서는 회사나 공공장소에 나가는 것보다 가급적 집에 머무는 것이 좋다”고 권고했다. 이어 “이번 연구결과는 독감 감염 확산의 위험성을 예측하는 수학적 모델 개발 및 감역 확산 방지책, 공중보건 정책 수립 등에 도움이 될 것”이라고 덧붙였다. 자세한 연구결과는 현지시간으로 18일 미국국립과학원회보(PNAS)에 실렸다. 사진=123rf.com 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

‘인간의 본성은 선한 것일까, 아니면 악한 것일까’라는 문제는 맹자의 성선설과 순자의 성악설뿐만 아니라 동서고금의 많은 철학자들의 연구 주제였습니다. 사실 성선설과 성악설을 비롯해 이 문제에 관한 모든 논쟁은 교육의 중요성을 강조하며 마무리 짓는 경우가 많습니다.인간은 본래 착한 성품을 타고 나는데 세파에 찌들어 악한 마음을 갖게 되는 만큼 교육을 통해 본성을 되찾도록 해 줘야 한다는 성선설과 인간의 본성은 악하기 때문에 끊임없는 교육을 통해 악한 마음을 순화시킬 수 있도록 해야 한다는 수준입니다. 그러나 영국의 철학자 존 로크는 ‘빈 서판’론을 통해 인간의 마음은 백지처럼 아무것도 없는 상태이기 때문에 무엇을 쓰느냐에 따라서 달라질 수 있다고 주장하기도 했습니다. 20세기 과학기술이 발달하고 뇌과학 연구가 활발해지면서 인간 본성에 대한 연구에 뇌과학자, 진화생물학자 같은 과학자들이 뛰어들기 시작했습니다. 특히 진화학자이자 심리학자인 스티븐 핑커 미국 하버드대 심리학과 교수는 ‘빈 서판’, ‘우리 본성의 선한 천사’ 등의 책을 통해 인간 본성의 근원을 찾으려고 애쓰고 있습니다. ‘우리 본성의 선한 천사’는 빌 게이츠 마이크로소프트 창업자, 마크 저커버그 페이스북 최고경영자(CEO) 등이 극찬을 한 책이기도 합니다. 서평들을 보면 인간의 마음과 인류 문명을 탁월하게 해석한 명저라고 하지만 막상 책을 본다면 쉽게 책을 구입하거나 읽을 엄두가 나지는 않을 것 같습니다. 1400여 페이지에 달하는 두꺼운 책이기 때문입니다. ●“과학발전→소통 활발→폭력성 감소” 간단히 내용을 살펴보면 많은 사람들이 현재보다 과거가 더 낭만적이었고 20세기가 가장 폭력적인 시대였다는 생각들을 갖고 있지만 수많은 그래프와 표, 인류 역사를 분석한 결과 폭력은 지속적으로 감소해 왔고 우리 본성의 선한 ‘천사’들이 악마를 제압함으로써 평화로운 시대가 왔다는 것을 강조하고 있습니다. 핑커는 거버넌스의 변화와 과학기술의 발전 등으로 커뮤니케이션이 활발해지면서 폭력성이 줄었다고 강조하고 있습니다. 그런데 최근 미국 노트르담대, 애팔래치안주립대, 위스콘신·메디슨대 인류학과 공동연구진이 “인구의 크기가 증가하면서 군대의 크기가 상대적으로 줄어 폭력성이 줄어들게 돼 보이는 것일 뿐 인간 본성에 변화는 없다”는 연구결과를 미국 국립과학원에서 발행하는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘PNAS’ 12월 11일자에 발표했습니다. 이번 연구에는 한국계 연구자인 김남철 위스콘신·메디슨대 인류학과 교수도 참여했습니다. ●“인구증가로 군대 감소… 본성 그대로” 연구의 출발점은 “오늘날 폭력에 희생되는 사람의 비율이 낮다는 주장을 수학적으로 설명할 수 있을까”라는 의문이었습니다. 실제로 연구팀은 기원전 2500년 전부터 오늘날에 이르기까지 295개 사회, 430건의 전투를 정밀 분석했습니다. 연구팀은 전체 인구규모와 군대의 규모 비율, 그리고 군대의 규모와 사상자 수를 비교분석한 것입니다. 그 결과 인구 크기에 증가해 군대는 작아지고 전문화되면서 전투에서 사상자 수도 줄어든다는 말입니다. 연구팀은 100명의 성인으로 구성된 집단에서 4분의1에 해당되는 25명이 전투원으로 활동하는 것은 합리적이지만 1억명의 인구집단을 가진 국가에서 2500만명의 병사들을 갖는다는 것은 효율성은 물론 수송과 보급 같은 병참에서도 문제가 생길 수 있다는 것입니다. 연구팀은 이런 불일치를 ‘비례축소’라는 용어로 설명하고 있습니다. 연구팀은 기술과 거버넌스의 진보 덕분에 인류가 좀더 평화적이고 선한 천사로 변하고 있다는 주장은 사실과 다르다는 결론을 내리게 된 것입니다. 물론 스티븐 핑커 교수는 세계적인 과학저널 ‘사이언스’와의 인터뷰를 통해 이번 연구결과가 ‘인간 본성을 제대로 설명하지 못하고 있다’고 비판하기도 했지요. 핑커 교수의 주장처럼 인간의 폭력성이 점점 줄어드는 것이든지, 이번 연구결과처럼 인구증가에 따라 전쟁과 전쟁 사상자가 줄어드는 것이든지 간에 2018년에는 전쟁이나 아동폭력 같은 안 좋은 소식은 이제 그만 들리는 평화로운 한 해가 됐으면 하는 바람입니다. edmondy@seoul.co.kr

미국의 과학자들이 뇌 임플란트 기술을 사용해 성범죄자의 성욕을 억제하는 등 이상 행동을 억제하는 방법을 개발하고 있는 것으로 전해졌다. 미국국립과학원회보(PNAS) 18일자에 실린 연구논문에 따르면, 미국 스탠퍼드대 연구진은 뇌에서 식욕과 성욕을 제어하는 부위 ‘측위신경핵’을 겨냥해 충동적인 행동을 막는 장치를 개발하고 있다. 연구진은 욕구를 이기지 못해 충동적으로 행동하기 직전 측위신경핵에서 전기 신호가 발생하며 이때 해당 뇌 부위를 자극하면 신호를 상쇄해 충동적인 행동을 막을 수 있다는 사실을 발견했다. 연구진은 이번 연구에서 충동을 이해하기 위해 폭식 성향이 있는 쥐들을 관찰했다. 그런데 이들 쥐는 폭식을 하기 직전 측위신경핵에서 특정 신호를 보였고 거기에 따라 행동하는 것처럼 보였다. 이때 해당 뇌 부위에 전기 자극을 주면 충동적인 행위를 막을 수 있었다고 한다. 이제 연구진은 이런 사실에 기반, 뇌심부자극술을 응용하려 하고 있다. 이는 뇌의 특정 부위에 전기 장치를 이식해, 이식 부위에 미세한 전기 자극을 가하는 치료법을 말한다. 지금까지 이 기술은 미리 입력한 프로그램에 따라 정해진 시간과 간격으로만 뇌를 자극할 수 있어 파킨슨병 등의 치료에만 쓰여왔다. 하지만 충동은 상황에 따라 갑자기 발생하는 것이므로, 연구진은 뇌 신호에 반응해 전기 장치 스스로 작동하는 프로그램을 개발하고 있는 것이다. 이에 대해 연구를 이끈 케이시 할펀 박사는 “이 장치는 성범죄자 외에도 자살을 시도하거나 약물에 중독된 사람은 물론 폭식이나 폭음하는 경우에도 응용할 수 있다”고 말했다. 사진=ⓒ taa22 / Fotolia 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

호주에서 발견됐던 35억 년 전 화석에 생명이 살았던 흔적을 마침내 확인해냈다고 미국의 과학자들이 18일(현지시간) 밝혔다. 이날 미국국립과학원회보(PNAS)에 실린 연구논문에 따르면, 1982년 호주 서부 에이펙스 처트 퇴적암층에서 발견한 화석에는 원통형과 뱀처럼 긴 형태 등 미생물 11종이 보존돼 있었다. 이 중에는 이미 멸종한 것부터 오늘날 살아있는 것까지 다양하게 존재했다. 이에 따라 지구상 최초의 생명은 35억 년 전보다 5억 년은 더 거슬러 올라간다고 과학자들은 보고 있다. 사실 이 화석은 이미 1993년과 2002년에 각각 발표된 연구논문을 통해 미생물들의 존재가 드러났다. 하지만 이후 2011년에는 그 존재가 생명의 흔적이 아니라 변성 작용이 일어날 때 만들어진 작은 결정들의 집합체인 무기물질에 불과하다는 주장이 제기됐다. 이 때문에 미국 위스콘신대 매디슨캠퍼스의 존 배리 교수팀은 이 화석을 발견했던 캘리포니아대 로스앤젤레스캠퍼스의 제임스 스코프 교수팀과 함께 10년이 넘는 긴 시간 동안 이차이온질량분석법(SIMS)이라는 기법을 응용해 화석에서 내용물을 분리해내는 기술을 개발했다. 그리고 화석을 파괴하지 않고 1㎛씩 분쇄하는 방식으로 탄소 12, 13의 비중을 조사한 뒤 이를 같은 암석에서 화석이 포함되지 않은 단면과 비교했다. 연구팀에 따르면, 미세 화석 11개는 석영의 경화층에 싸여 있었다. 각 두께는 10㎛ 정도로, 이 중 8개는 인간의 머리카락 굵기와 비슷하다. 물론 지금까지 39억5000만 년 전으로 거슬러 올라가는 더 오래된 흔적을 발견했다는 연구가 발표되기도 했지만, 기존 연구는 미세 화석의 형태나 화학적 추적 중에서 하나에만 근거한 것이었다. 이에 대해 배리 교수는 “기존 모든 연구는 생명의 흔적으로 간주할 수는 없다”면서 “이번에야말로 처음으로 두 가지 모든 점을 고려한 최초의 흔적이 확인된 것”이라고 설명했다. 사진=존 배리 교수(위), 제임스 스코프 교수 제공 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

신생아에서 발생하는 생리적 황달은 대부분 큰 문제 없이 저절로 해결된다. 하지만 산모와 신생아의 영양 및 보건 상태가 좋지 않은 아프리카 국가에서는 치명적인 질병인 핵황달로 진행하는 경우가 드물지 않다. 황달은 혈액 속의 빌리루빈 수치가 높아서 생기는데, 너무 높은 경우 뇌까지 침범해서 치명적인 신경 장애를 일으키고 심한 경우 사망에 이를 수 있다. 사하라 이남 아프리카 지역에서 핵황달의 위험도는 미국의 100배에 달한다. 하지만 의료 기관을 이용하기 쉽지 않은 가난한 나라들이 많아 치료는 커녕 진단도 받기 어려운 경우가 많다. 간단한 피검사로 혈중 빌리루빈 수치를 측정할 수 있지만, 빈곤층은 그 비용을 감당하기 어렵기 때문이다. 라이스 대학 연구팀이 개발한 빌리스펙(Bilispec)은 앞으로 신생아 황달의 진단에 큰 도움이 될 것으로 기대된다. 단순하게 생긴 장치지만, 혈당 측정기처럼 한 방울의 피만 있으면 2분 안에 혈중 빌리루빈 수치를 측정할 수 있다. 가장 중요한 부분은 한 번 검사하는데 가격이 5센트에 불과해 일반적인 피검사와 비교할 수 없을 만큼 저렴하다는 점이다. 또 일반 혈당 측정기보다 약간 큰 크기로 쉽게 휴대할 수 있어 병원뿐 아니라 간이 진료소나 이동 진료소는 물론 필요하다면 가정에서도 사용할 수 있다. 연구팀은 68명의 자원자를 대상으로 빌리스펙이 비교적 신뢰할 수 있는 수치를 제공할 수 있다는 연구 결과를 미국 국립과학원회보(PNAS)에 발표했다. 물론 일반적인 피검사에 비해 정확도는 좀 떨어질 수 있으나 앞서 말한 장점이 워낙 크기 때문에 신생아 황달이 심각한 아프리카 국가에 우선 도입될 것으로 예상된다. 빌리스펙은 NEST(Newborn Essential Solutions and Technologies) 프로젝트의 일부로 개발되고 있으며 완성되면 아프리카 병원에 보급할 예정이다. 물론 저렴한 휴대용 빌리루빈 측정 장치가 개발되면 혜택을 보는 것은 신생아만이 아닐 것이다. 간이나 담도에 질병이 있어 황달이 생긴 경우 외래나 집에서 쉽게 측정할 수 있어 질병 치료 및 관리에 도움이 될 수 있다. 당뇨 관리에 혈당 측정기가 매우 유용한 것처럼 앞으로 빌리루빈 측정기도 환자와 의사에게 상당한 도움을 줄 것으로 기대된다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

노벨상 수상자가 최근 발표한 논문에서 오류가 발견돼 논문이 철회돼 ‘망신’을 당했다.학술논문 철회 정보를 추적하는 웹사이트인 ‘리트랙션 워치’는 7일 2009년 노벨생리의학상을 받은 미국 하버드대 잭 쇼스택 교수가 지난해 화학분야 국제학술지 ‘네이처 케미스트리’에 발표한 ‘지구 생명 RNA 기원설’ 논문이 철회됐다고 밝혔다. 이 논문은 지구에서 생명이 발생할 당시에 존재했을 가능성이 있는 특정 유형의 펩타이드가 RNA의 자기복제에 유리한 조건을 조성한다는 연구결과를 제시했다. 이는 DNA나 복잡한 단백질보다 먼저 RNA가 나타나 진화했을 것이라는 과학계의 가설을 지지하는 것으로 해석돼 주목을 받았다. 그러나 쇼스택 교수의 연구실에 있던 티볼리 올슨 박사가 지난해 논문의 결과를 재현해 보려고 실험을 했지만 재현이 되지 않았다. 이에 올슨 박사는 초기 데이터 해석이 잘못된 것으로 밝혀졌다. 결국 펩타이드가 RNA 복제를 쉽게 하는 환경을 조성하는 것이 아니었다는 뜻이다. 쇼스택 교수는 이 같은 사실을 보고 받고 공저자들은 물론 학술지 편집자들과 상의해 논문을 철회했다. 쇼스택 교수는 “이번 실수는 매우 당혹스러운 일로 실험을 해석함에 있어 충분히 주의를 기울이고 엄격한 기준을 적용했어야 하는데 그렇게 하지 못했다”며 “그나마 다행인 것은 우리 스스로가 오류를 발견해 고치고 상황을 파악했다는 것”이라고 말했다. 쇼스택은 노벨상 수상자로 선정된 2009년에도 그 전년도에 발표한 미국 국립학술원회보(PNAS) 논문을 ‘재현 불가’로 철회한 적이 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

물고기도 살지 못하는 열악한 물에서도 생존하는 알칼리 파리(Alkali Fly)의 ‘비밀’이 밝혀졌다. 알칼리 파리는 알칼리성 물이나 염도가 높은 물 등에서도 번창하는 것으로 알려져 있다. 조류나 다른 곤충이 낳은 알 등을 먹이로 먹는데, 스쿠버 다이빙을 하듯 물에 들어갔다 나와도 몸통이 젖지 않는 것이 특징이다. 미국 캘리포니아대학 연구진은 알칼리 파리의 서식 환경을 알아보기 위해 염도가 매우 높은 알칼리성 호수로 알려진 캘리포니아의 모노호에 알칼리 파리를 풀어놓고 번식 과정을 관찰했다. 그 결과 이 파리는 온 몸의 잔털이 특수한 왁스 성분으로 뒤덮여 있으며, 이것이 캡슐의 역할을 해 물 속에 들어가도 몸이 젖지 않는다는 것을 알게 됐다. 대부분의 육지 곤충이 방수 성분을 가진 털로 뒤덮여 있긴 하지만, 알칼리 파리만큼 거의 완벽한 방수를 자랑하는 곤충은 드물다. 뿐만 아니라 모노호의 경우 염도가 높아 물고기들도 잘 서식하지 못할 만큼 생명체에게는 열악한 환경임에도 불구하고, 알칼리 파리는 이곳 호수의 물속에 들어가 조류 등 다양한 식량을 구하고 이를 통해 원활한 성장과 번식을 하는 것이 확인됐다. 이 과정에서 호수 바닥을 기어 다닐 수 있도록 진화된 알칼리 파리의 앞발 등도 열악한 환경에서 번식하는데 도움이 된 것으로 분석됐다. 연구진은 “알칼리 파리는 염분이 높은 알칼리성 호수에서 주로 번식하는데, 이러한 물에서는 곤충이나 물고기들도 잘 살지 못한다. 그렇기 때문에 강력한 포식자가 없는 환경에서 번창할 수 있는 것”이라고 설명했다. 열악한 수중에서도 뛰어난 생명력을 자랑하는 알칼리 파리의 연구결과는 지난 20일 미국 국립과학회보(Proceedings of the National Academy of Sciences,PNAS)에 실렸다. 송혜민 기자 huimin0217@seoul.co.kr

●신장암 발병 새로운 메커니즘 발견 서울대 생명과학부 김재범 교수와 서울대병원 곽철 교수, 삼성서울병원 남도현 교수 공동연구팀은 지방 합성으로 인한 세포주기 이상으로 인해 신장암이 발병하고 전이될 수 있다는 사실을 발견해 분자생물학 분야 국제학술지 ‘몰레큘러 셀룰러 바이올로지’ 11월호에 ‘주목할 만한 연구논문’으로 실렸다. 이번 연구는 신장암 진단 및 항암치료제 개발에 새로운 단서를 제공할 수 있을 것으로 기대되고 있다. ●초정밀 광학렌즈용 절삭기술 개발 한국생산기술연구원(원장 이성일) IT융합공정그룹 최영재 그룹장 연구팀은 국내 처음으로 700나노미터(㎚) 이하 미세패턴을 가공할 수 있는 초정밀 광학렌즈용 절삭가공 원천기술을 개발했다고 14일 밝혔다. 연구팀은 1㎚ 움직임까지 제어가 가능한 절삭가공장치를 개발해 미세패턴을 만들어 낼 수 있게 됐다. 이번 기술은 가상 및 증강현실 기기, 자율주행 자동차용 적외선 카메라, 헤드업 디스플레이 등 다양한 스마트 기기에 활용될 것으로 보인다. ●식물 환경 스트레스 대응 유전자 발견 연세대 시스템생물학과 김우택, 양성욱 교수 공동연구팀이 다양한 환경 스트레스를 감지해 변형된 단백질을 제거하거나 원상태로 돌리는 메커니즘을 만들어 내는 유전자를 발견했다고 14일 밝혔다. 이번 연구는 미국국립과학원에서 발간하는 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호에 발표됐다. 연구팀은 세포 안에서 기능이 상실된 변성 단백질을 제거해 다양한 환경스트레스에 대응해 식물의 생존력을 높이는 핵심유전자를 발견하고 그 원리를 찾아냈다. 이번 연구로 가뭄에 강한 벼, 고온에 강한 배추나 상추 등 다양한 신기능성 작물 개발이 가능해질 것으로 보인다.

가을에서 겨울로 옮겨 가는 요즘 같은 환절기에는 생체 시계 변화 때문에 쉽게 피곤하고 힘들어하는 경우가 많습니다. 그럴 때 옆에서 “고기를 안 먹어서 그래. 내가 살 테니 고기 먹으러 가자”고 하면 갑자기 기운이 나기도 합니다. 그런데 요즘은 이런저런 이유로 채식을 하는 사람들이 늘면서 함께 식사를 하는 자리가 생기더라도 채식하는 사람들의 눈치를 보는 경우도 많아지고 있습니다.인류사에서 가장 큰 변화로 꼽히는 산업혁명 이후부터 소득이 증가하면서 육류를 먹을 수 있는 인구도 점점 늘어났습니다. 실제로 경제학자들은 한 국가가 빈곤에서 벗어나는 가장 첫 번째 신호가 육류 소비량의 증가라고 보고 있습니다. 그러나 생태학자들이나 기후학자들은 세계적인 육류 소비 증가에 대해 마뜩잖은 눈길을 보내고 있습니다. 육류 소비의 증가가 지구온난화를 부추긴다는 생각 때문입니다. 미국의 경제학자이자 문명비평가인 제러미 리프킨 역시 ‘육식의 종말’이란 책에서 현대 문명의 위기를 초래한 원인 중 하나가 인간의 식생활 변화이고 그 핵심에 육류 소비가 있다고 비판하고 있습니다. 미국의 경우 곡물의 70% 이상이 소를 비롯한 가축들에 의해 소비되고 있다는 사례까지 들고 있습니다. 그런데 미국 버지니아공대 동물 축산과학과와 미국 농림부 낙농사료연구센터 공동연구팀이 ‘모든 미국인이 비건(Vegan)이 된다면 과연 지구온난화를 줄일 수 있을까’라는 극단적인 시나리오를 바탕으로 지구온난화의 원인으로 지적되고 있는 이산화탄소의 감소 정도와 그 밖의 장단점에 대한 분석 결과를 발표했습니다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 13일자에 실렸습니다. 비건은 고기는 물론 우유나 달걀도 먹지 않는 엄격한 채식주의자를 일컫는 단어입니다. 연구팀은 도널드 트럼프 미국 대통령이 가장 좋아하는 음식이면서 미국인들이 가장 많이 먹는 메뉴 중 하나인 햄버거를 기준으로 분석했습니다. 이들의 분석에 따르면 햄버거에 들어가는 패티 4개를 생산하는 데는 동물사료 25㎏, 목초지 25㎡, 물 220ℓ가 필요하다고 합니다. 3억 2000만명의 미국인이 모두 비건이 된다면 농업에서 만들어 내는 이산화탄소 배출량은 현재 축산업으로 인해 만들어지는 이산화탄소 배출량보다 28%나 줄어든다고 합니다. 현재 미국 전체 이산화탄소 배출량 중 축산업이 미치는 영향은 절반에 가까운 49% 정도입니다. 연구팀은 일부 과학자나 환경운동가들이 주장하는 것처럼 고기를 덜 먹는다고 해서 이산화탄소를 비롯한 온실가스 방출량이 획기적으로 그리고 엄청나게 줄어드는 것은 아니라는 점에 주목했습니다. 연구팀은 고기 생산을 위해 축산업에서 사용하는 모든 토지를 식량 개발을 위한 경작지로 전환한다고 할 때 농업 폐기물을 태우는 과정에서 이산화탄소가 배출되는 한편 동물 배설물을 원료로 해 만드는 퇴비를 대체하는 합성비료를 만드는 과정에서 또 온실가스가 발생하기 때문에 생각만큼 많이 줄어드는 것은 아니라고 지적하고 있습니다. 또 완전한 채식으로 전환할 경우 현재 사람들에게 필요한 칼슘이나 비타민A, 비타민B12를 비롯한 영양소와 신체활동에 필요한 핵심지방산을 충족시키기 어렵다고 연구진은 보고 있습니다. 지나친 육식으로 망가진 지구 시스템이나 건강상 문제를 채식 중심의 식단으로 고칠 필요는 있겠지만 완벽한 채식주의도 해결책은 아니라는 것을 이번 연구 결과는 보여 주고 있습니다. 뭐든 극단적인 선택은 바람직하지 않은가 봅니다. edmondy@seoul.co.kr

관능적인 붉은 색의 와인이 담긴 둥그런 잔을 손가락 사이에 끼우고 빙빙 돌리는 모습을 보면 여유가 있어보이며 고급스럽다는 생각을 갖게 해준다.고급스럽고 격식이 차려진 자리에서는 꼭 나와야 할 것만 같은 술, 와인을 사람들은 언제부터 마셨을까. 기원전 9000년 경 신석기 시대부터 포도를 비롯한 과일을 따서 그대로 두면 과일껍질에서 천연 효모가 나와 발효가 진행돼 술이 만들어졌다고 알려져 있다. 유적이나 기록상으로는 기원전 5400~5000년 전에 이란 토기에서 와인 성분이 검출돼 가장 오래된 기록으로 알려져 있다. 이집트에서는 기원전 3500년으로 추정되는 포도재배, 와인제조법이 새겨진 유물이 출토됐다. 이후 기원전 2000년 바빌론의 함무라비 법전에서도 와인의 상거래에 대한 내용이 나와 기원전 2000년 쯤에는 와인을 마시는 것이 일반화된 것으로 추정되고 있다. 그런데 최근 미국과 캐나다 공동연구진이 지금까지 알려진 것보다 훨씬 빠른 시기인 8000년 전 신석기 시대에 이미 와인을 만들어 마셨다는 연구결과를 발표했다. 토기를 처음으로 만들어 쓰기 시작한 신석기인들이 자신들이 만든 토기에 와인을 담아 빙빙 돌리며 마셨다는 것이다. 미국 펜실베니아대, 보이시주립대, 캐나다 토론토대, 그루지아 국립박물관, 프랑스 몽펠리에대, 이탈리아 밀라노대, 이스라엘 와이즈만과학연구소 국제공동연구진이 신석기 시대 유물을 분석한 결과 와인성분이 포함돼 있다는 사실을 확인하고 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 13일자에 발표했다.연구팀은 러시아와 터키 사이에 위치한 그루지아의 신석기 유적지에서 기원전 6000~5800년에 사용했던 토기조각을 수집해 토기조각 속 물질의 질량분석을 한 결과 와인성분을 찾아냈다. 흔히 포도주 산이라고 부르는 타타르산이 주로 채취됐고 말릭산과 시트릭산 등 포도같은 과일을 발효시켰을 때 나오는 물질들이 검출됐다. 실제로 그루지아에서는 아직도 점토로 빚은 커다란 항아리인 크레브리에 으깬 포도를 넣고 자연발효시키는 전통 양조법이 전해져 내려오고 있다. 크레브리 양조법은 유네스코 인류무형문화유산으로도 정해져 있다. 패트릭 맥거번 펜실베니아 고고학박물관 박사는 “이번 연구는 인류의 가장 오래된 술인 와인의 역사를 다시 쓰게 해줬다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난해 독감 백신의 효과는 42%에 그쳤다고 미국질병통제예방센터(CDC)는 추정한다. 예방 접종을 해도 절반 이상이 독감에 걸렸다는 말이다. 미국 펜실베이니아주립대의 스콧 헨슬리 박사팀이 최근 미국국립과학원회보(PNAS)에 발표한 한 연구논문에 따르면, 이런 원인은 인플루엔자 A형(H3N2) 백신 균주에 변이가 생겼기 때문이다. 독감 백신의 변이는 현재 가장 널리 쓰이고 있는 유정란으로 독감 바이러스를 배양하는 제조 방식에 그 원인이 있다. 헨슬리 박사는 CNN과의 인터뷰에서 “올해 독감 백신 역시 영향을 받을 수 있다”며 “결과적으로 독감 예방 효과가 미미한 시즌이 될 수도 있다”고 예상했다. 그럼에도 헨슬리 박사는 “독감의 중증화를 막으려면 예방 접종을 받는 게 가장 좋다”고 조언했다. 독감 백신은 매년 독감이 유행하는 시즌에 들어서기 전 어떤 바이러스 균주들이 유행할지 예상해 제조한다. 선정한 균주들을 백신 제조업체에 배포하고 각 회사는 이를 배양해 의료기관에 제공한다. CDC에 따르면, 2015~2016년 시즌에는 독감 백신의 효과가 47%였다. 심지어 2014~2015년 시즌에는 19%에 불과했다. 물론 지난 시즌 효과는 전체적으로 42%이긴 했지만 이때 가장 많이 유행한 H3N2를 예방한 효과는 34%에 그쳤다. 백신 효과는 유행 중인 바이러스 균주에 얼마나 맞느냐에 따라 차이가 발생한다. 하지만 유행 중인 바이러스 균주와 같은 백신이더라도 기대만큼 효과가 나타나지 않을 수도 있다. 헨즐리 박사팀은 지난 시즌에서 두 번째로 많이 유행한 바이러스 균주에 주목했다. 백신의 근원이 되는 균주는 유정란으로 배양하는 방식이 일반적이지만, 이런 백신의 유전자 배열을 유행 중인 바이러스의 배열과 비교한 결과, 뚜렷한 변이가 확인됐다. 변이에 따른 영향을 알아내기 위해 동물은 물론 사람에게 백신을 투여해 조사한 결과, 동물도 사람도 항체가 독감 바이러스에 결합하지 못해 무력화시킬 수 없는 것으로 나타났다. 미국에서는 대부분 업체가 백신을 유정란으로 제조하며 극히 일부에서만 곤충과 포유류의 세포를 사용한다. 이 제조 방식을 이용하는 업체 프로틴 사이언시스의 ‘플루블록’을 동물과 사람에게 투여한 결과, 모두 뛰어난 항체 반응을 보였는데 유행 중인 H3N2형 바이러스에 제대로 결합해 무력화시킬 수 있었다. 다만 유정란을 쓰는 대부분 업체가 곤충과 포유류 세포를 사용하는 제조 방식으로 백신을 제조하려면 생산 시설을 바꿔야 하는데 그 비용이 엄청나 문제를 해결하기 쉽지 않다. 올해 백신도 지난해와 같은 바이러스 균주를 사용해 제조한다. 이에 대해 헨즐리 박사는 “올해는 특히 더 어려울 수 있다. 지난해 발생한 유정란 적응 변이뿐만 아니라 H3N2가 진화하고 있다는 징후가 있기 때문”이라고 설명했다. 사진=CNN 방송 캡처 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 연구진이 가짜 세포를 이용해 환자의 현재 상태를 정확히 파악해 맞춤형 진료가 가능하도록 하는 기술을 개발해 주목받고 있다.카이스트 생명화학공학과 이상엽 특훈교수팀은 환자의 세포 대사 특성을 정확히 예측할 수 있는 ‘인체 가상세포’ 시스템을 만들었다고 2일 밝혔다. 이번 연구성과는 미국 국립과학원에서 펴내는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호에 발표됐다. 인체 가상세포는 세포 안에서 일어나는 각종 화학적, 생물학적 반응을 컴퓨터상에 만들어 낸 다음 환자에게서 나타날 수 있는 세포 반응을 예측하는 기술이다. 환자 개개인별로 나타나는 질병의 특성과 항암치료 같은 치료약물의 표적을 예측하기 위한 시뮬레이션에 활용되는 등 임상에 적용 가능성이 커지고 있는 연구 분야다. 문제는 기존에 나온 가상세포들은 인체 유전자 특성에 대한 정보가 정확히 반영되지 않는 등 불명확한 정보를 사용하기 때문에 시뮬레이션의 정확도도 떨어져 임상에 사용하기 어렵다는 것이다. 인체 유전자의 경우 선택적 이어맞추기라는 과정을 통해 하나의 유전자라도 서로 다른 기능을 갖는 단백질(단백질 이소형)을 만들어 내는데 기존의 가상세포들은 이런 유전자 특성을 반영하지 못하고 있다.연구팀은 기존 가상세포에 반영됐던 생물학 정보들을 표준화하고 선택적 이어맞추기를 통한 단백질 이소형처럼 반영되지 않았던 정보를 업데이트 했다. 이 과정에서 다양한 단백질 이소형이 만들어 내는 세포 대사 정보를 자동적으로 반영할 수 있도록 하는 ‘겟프라 프레임워크’라는 방법론을 개발해 인체 가상세포 완성도를 높이는데 활용했다. 연구팀은 이렇게 만들어진 인체 가상세포 시스템과 암 환자 446명의 생물학적 데이터를 이용해 446개의 환자 맞춤형 가상세포를 만들었다. 이렇게 만들어진 환자 맞춤형 가상세포는 환자 개개인의 암세포 특성과 치료 방법을 정확하게 예측한 것으로 나타났다. 이번 연구 1저자로 참여한 김현욱 박사는 “이번 연구로 정교한 환자 개별 맞춤형 가상세포를 구축해 시뮬레이션하는 것이 가능해졌다”며 “4차 산업혁명 시대의 정밀의료를 선도할 수 있는 기반기술이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr