많은 사람이 전자담배는 일반담배보다 덜 해로울 것이라는 인식을 갖고 있다. 실제로 전자담배는 유독물질이 일반담배의 9분의1 정도에 불과한 것으로 알려져 있다. 그러나 전자담배가 유전자 변이를 가져올 수 있다는 연구 결과가 나와 관심을 끈다. 미국 노스캐롤라이나대 의대와 샌프란시스코 캘리포니아대(UC샌프란시스코) 공동 연구진은 전자담배를 피울 경우 호흡기를 비롯한 신체 내 수백 종의 유전자에 변이를 가져올 수 있다는 연구 결과를 내놨다. 연구진은 비흡연자, 흡연자, 전자담배 사용자 3그룹을 대상으로 3주 동안 소변과 혈액검사를 진행하면서 체내 변화를 관찰했다. 비흡연자를 기준으로 유전자를 비교해 본 결과 일반담배 흡연자는 53개의 유전자 변이가 있었지만 전자담배 사용자에게선 면역체계와 관계된 358개 유전자가 변이된 것이 발견됐다. 연구진은 전자담배 용액이 연기로 바뀌는 과정에서 박테리아나 바이러스 침투가 용이해져 코와 입, 기관지, 호흡기 등을 비롯해 면역계에 관여된 유전자가 변이됐다고 설명했다. 일로나 재스퍼 노스캐롤라이나대 교수는 “일반담배를 오랫동안 피우면 눈에 보이는 질환을 앓게 되지만 전자담배는 눈에 보이지 않는 유전자 변이를 일으키기 때문에 자칫 위험성을 간과할 수 있다”면서 “앞으로는 10~15년 이상 전자담배를 사용한 사람들을 오랫동안 추적한 연구도 진행돼야 할 것”이라고 말했다. 이 연구는 ‘미국 생리학 저널-폐세포 분자생리학’ 최신호에 실렸다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리나라 도심에서도 흔히 볼 수 있는 빨간집모기는 일본뇌염 말고도 웨스트나일바이러스도 옮긴다. 그런데 이 바이러스가 신경세포에 영향을 미치지 않고도 기억상실증을 비롯한 각종 인지 장애를 유발할 수 있다는 사실이 처음 밝혀졌다. 미국 미주리주 워싱턴대 의대, 하버드대 의대, 콜로라도대 의대, 에머리대 의대, 스토니브룩대 공동연구진은 웨스트나일바이러스에 감염될 경우 완치된 후에도 기억상실증을 비롯해 각종 신경학적 문제가 나타날 수 있다는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 22일자에 발표했다. 웨스트나일바이러스도 뇌염의 일종으로 어린이나 노약자 등 면역 체계가 약한 사람들은 중추신경계 혼란으로 심각한 후유증을 앓거나 심할 경우 사망에 이를 수 있다. 워싱턴대 로빈 클라인 교수는 “이번 연구는 뇌염바이러스가 뇌에 침투해 뇌신경세포인 뉴런의 생성과 성장에 영향을 미치지 않고도 인지 기능에 장애를 일으킬 수 있다는 사실을 처음으로 밝혀냈다는 데 의미가 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

이번 주 초반 남부지방에 많은 비를 뿌리고 제주 남쪽 해상으로 남하했던 장마전선이 24일 다시 북상해 전국에 비가 내리겠다. 기상청은 “금요일인 24일은 북상하는 장마전선의 영향으로 전국이 흐린 가운데 새벽에 서쪽지방부터 비가 시작돼 오전에는 전국으로 확대될 것”이라고 23일 예보했다. 이번 장맛비는 24일 밤 늦게 그칠 것으로 보인다. 장마전선은 주말엔 제주도 남쪽 해상까지 물러났다가 다음주 월요일인 27일 오후 다시 올라와 남부지방을 중심으로 비를 뿌릴 것으로 보인다. 24일 예상 강수량은 제주 산간지방과 남부지방은 20~60㎜, 중부지방은 10~40㎜다. 특히 남부지방은 돌풍과 함께 천둥, 번개를 동반한 시간당 20㎜ 안팎의 강한 비가 오는 곳도 있겠다. 기상청 관계자는 “장마전선이 물러난 주말에는 내륙을 중심으로 낮 기온이 30도 내외까지 오른다. 맑은 날씨에 자외선이 강할 것으로 예상돼 일사병, 열사병 등 온열 질환에 유의해야 한다”고 말했다. 한편 기상청은 ‘3개월 날씨 전망(7~9월)’을 발표해 다음달은 평년과 비슷한 기온 분포를 보이고, 비는 적게 내릴 것이라고 예보했다. 그러나 8~9월은 평년보다 더운 날씨에 강수량도 많고 국지성 호우도 잦을 것으로 내다봤다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　나비의 날개 표면에 미세한 나노구조가 규칙적으로 겹쳐 있어 빛을 모아 흡수하거나 반사한다. 나비 날개가 빛에 따라 아름다운 색을 표현하는 방식이다. 이런 나비 날개 구조를 모방해 빛을 조절하고 선명하게 색깔을 나타낼 수 있는 기술을 국내 연구진이 개발했다. 　서울대 화학생명공학부 이종협(사진) 교수팀은 이런 나비 날개의 구조에서 착안해 가시광선을 조절할 수 있는 무기물 소재개발에 성공했다고 23일 밝혔다. 이번 연구성과는 미국화학회에서 발행하는 국제학술지 ‘ACS 어플라이드 머티리얼즈&인터페이시즈’ 최신호에 실렸다. 또 이번 기술은 특허로 출원돼 상업화의 가능성도 열었다는 평가를 받고 있다. 　나비 날개처럼 다양한 색깔을 나타내기 위해서는 광결정이 균일하게 배열돼 있어야 한다. 기존에 개발된 광결정들은 외부 자극에 취약해 구조가 쉽게 변해 색 표현이 잘 안 됐다. 제작 공정도 복잡해 생산비용이 높다는 단점을 갖고 있다. 연구진은 이산화티타늄이란 물질을 이용한 광결정 제작 기술을 개발했다. 이 광결정 기술은 직사광선은 물론 산, 염기 등에도 안정적으로 색을 나타낸다는 장점이 있다. 특히 저가의 이산화티타늄을 사용함으로써 생산비용을 획기적으로 낮춰 대량생산 기술에 손쉽게 적용할 수 있을 것으로 보인다. 　이 교수는 “이번 연구는 자연을 모방해 공학적 응용이 가능한 기술로 구현했다는 특징이 있다”면서 “특히 가시광선 영역 빛의 반사와 흡광을 자유자재로 조절해 특이 환경에서도 성질을 유지할 수 있는만큼 디스플레이, 태양광 발전 소재 등 다양한 분야에 응용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

고혈압이나 스트레스 등 다양한 원인으로 심장 기능이 떨어지면서 몸 전체에 혈액을 제대로 보내지 못하는 ‘심부전’은 환자의 30~40%가 진단 후 1년 내 사망하고 60~70%는 5년 이내에 증상이 악화되거나 급성발작으로 사망할 만큼 치명적인 심장질환이다. 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단 김대형(서울대 화학생물공학부 교수) 연구위원 연구진은 은나노 물질을 이용해 심부전 현상을 치료할 수 있는 ‘소프트 심장 자극기’를 개발했다. 이번 연구 성과는 의학 분야 국제학술지 ‘사이언스 중개의학’ 23일자에 실렸다. 연구진은 미세한 전기가 잘 전달될 수 있도록 하기 위해 은나노 물질을 실처럼 길게 뽑아 은나노선으로 만들었다. 그다음 나노선의 독성을 차단하기 위해 금을 도금하고 심장을 감쌀 때 상처를 주지 않고 탄성을 가질 수 있도록 고무를 둘렀다. 이번에 개발한 자극기는 그물망 형태로 심장 전체를 감싸 전기 자극이 골고루 전달돼 심장의 수축과 이완을 돕도록 했다. 지금도 심장 자극기가 사용되고 있으나 심장 일부에만 전극을 부착하는 형태여서 심장박동을 불규칙하게 만드는 부작용으로 인해 심장마비나 부정맥 등이 발생하는 단점이 있다. 연구진은 인위적으로 심근경색을 유도한 생쥐에게 소프트 심장 자극기를 설치해 실험한 결과 미세한 전기 자극만으로도 심장박동을 정상으로 만드는 데 성공했다. 김 연구위원은 “동물실험과 사람을 대상으로 한 임상시험을 통과해 상용화될 경우 심근경색과 심부전 치료에 획기적 전기를 마련할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“결혼한 여성 과학자라면 누구나 느끼겠지만 육아와 연구를 병행하는 것이 제일 힘들었죠. 아이를 가진 엄마 과학자들이 실험실을 자유롭게 출퇴근하며 연구를 계속할 수 있으면 좋겠습니다.” 22일 ‘2015 한국 로레알-유네스코 여성생명과학상’ 학술진흥상 수상자로 선정된 묵인희(52) 서울대 의대 교수는 “연구를 중간에 그만두는 것은 과학자 생명에 치명적인데, 남성보다 여성이 그런 면에서 더 불리한 것이 사실”이라고 꼬집었다. 묵 교수는 20년 이상 알츠하이머 치매의 원인을 밝히는 기초연구와 치료제 개발, 진단법 등 실용화 연구에 집중한 공로를 인정받아 수상자로 선정됐다. 그는 2004년 로레알-유네스코 여성생명과학상 약진상을 받기도 했다. 그가 수상 소감에서 여성 연구자의 현실을 강조한 배경에는 그의 경험이 있었다. “육아와 연구를 함께 하는 것이 가장 힘들었다”는 그는 “아이들이 아플 때도 연구실에서 연구를 계속할 수밖에 없을 때는 특히 가슴이 쓰렸다”고 말했다. 그는 경력이 단절된 여성과학자들을 다시 연구실로 돌려보내는 것만큼 처음부터 연구실을 떠나지 않도록 연구 환경을 만들어 주는 것이 필요하다고 강조했다. 또 여성 과학자들에게 출산과 육아는 삶의 과정 중 하나이므로 연구 성과가 나오는 것이 남성 과학자들보다 늦어진다고 조바심을 가질 필요는 없다고 조언했다. “인생은 속도보다는 방향이 더 중요합니다. 길게 보고 연구를 했으면 좋겠어요. 또 여성 과학자들이 경력 단절되지 않고 지속적으로 연구를 이어 갈 수 있도록 법적, 제도적 장치 마련도 필요합니다.” 한편 젊은 여성 과학자들에게 주어지는 펠로십 수상자로는 ▲김현경(34) 서울대 기초과학연구원 연구조교수 ▲이정민(36) 카이스트 연구조교수 ▲유남경(32) 서울대 박사후연구원이 선정됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전력효율이 높은 발광다이오드(LED) 조명으로 바꾸고 싶어도 복잡한 조명배선 공사와 비싼 램프 비용 때문에 망설이는 경우가 많다. 국내 연구진이 일반 형광등을 떼어내고 LED 램프로 바로 갈아 끼울 수 있는 조명기술을 개발해 주목받고 있다. 한국전자통신연구원(ETRI) ICT소재부품연구소 김현탁 박사팀은 ‘금속-절연체 전이현상’(MIT)을 조명에 처음으로 적용해 크기는 작게 하면서도 효율은 높은 형광등 대체 LED 램프를 개발했다고 21일 밝혔다. MIT는 물질의 구조 변화 없이 부도체가 도체로 또는 도체가 부도체로 바뀌는 현상으로 2005년 김 박사가 처음 실험으로 입증했다. 이번에 개발한 LED 램프는 형광등 형태로, 밝기는 일반 형광등의 65% 정도다. 부품 크기는 LED 형광램프의 10분의1 수준으로 작고 생산가격도 절반 이하로 떨어질 것으로 예상된다. 특히 형광등을 끼우는 인버터(역변환장치)를 그대로 사용할 수 있기 때문에 별도의 조명공사 비용을 들일 필요가 없다는 게 소비자들에게 큰 장점이 될 수 있다. 연구진은 미국과 일본 등 5개국에 특허를 출원했으며 올해 안에 상용화할 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

앞으로는 중국뿐만 아니라 러시아발(發) 미세먼지까지 걱정해야 할 상황이 됐다. 한국표준과학연구원 대기환경표준센터 정진상 박사팀은 러시아 시베리아 산림 지역 산불로 인해 발생한 초미세먼지가 바람을 타고 3000㎞를 날아와 한국의 초미세먼지 농도에 영향을 미친다는 사실을 밝혀내고 대기과학 분야 국제학술지 ‘대기화학과 물리학’ 최신호에 발표했다. 화석연료나 산림의 연소로 인해 발생하는 초미세먼지는 지름이 2.5㎛(1㎛=100만분의1m) 이하인 먼지로 미세먼지의 4분의1 크기에 불과하다. 코털이나 기관지 섬모에서도 잘 걸러지지 않아 건강에 치명적이다. 연구진은 2014년 7월 25~31일 러시아 시베리아 산림 지역에서 산불이 발생한 직후 대전 지역 초미세먼지 농도가 나쁨(51~100㎛/㎥) 수준이 된 것을 발견하고 초미세먼지 화학조성과 위성영상 분석을 통해 러시아 산불과 초미세먼지의 상관관계를 조사했다. 그 결과 당시 초미세먼지에는 레보글루코산이 평상시보다 4~5배 높게 나타났으며 마노산, 칼륨 등도 많은 양이 포함된 것으로 밝혀졌다. 특히 레보글루코산은 화석연료를 연소할 때는 나오지 않고 산불로 인해 나무나 풀 등이 탈 때만 발생하는 화학성분이다. 정 박사는 “일반적으로 여름철에는 기압배치상 중국이나 시베리아의 영향을 받지 않아 미세먼지가 나타나지 않는데 당시에는 공기의 흐름이 남쪽으로 흐르면서 한반도에 영향을 미쳤다”며 “지금까지는 국내 발생 미세먼지와 한반도 서쪽 중국 공업지대에서 날아오는 것들에만 관심을 가졌지만 앞으로는 러시아, 중국 북부 지역, 그리고 북한에서 발생하는 바이오매스 연소(산불) 등 다양한 원인에 대해 주의를 기울여야 할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

암은 조기에 발견할수록 치료 효과가 높다. 이 때문에 다양한 영상진단법이 등장하고 있는데 문제는 이런 진단기술들도 체내 염증과 종양을 정확히 구분해 내지 못한다는 것이다. 한국원자력의학원 방사선의학연구소 박지애 박사팀은 자체 운용 중인 의료용 사이클로트론인 ‘원형입자가속기’를 이용해 진단용 방사성동위원소 지르코늄-89(Zr-89)를 생산하고 이를 이용해 인체 내 염증세포만을 정확히 찾아낼 수 있는 방사성의약품인 ‘지르코늄 옥살레이트’를 개발하는 데 성공했다고 21일 밝혔다. 의료용 사이클로트론은 양성자와 중수소, 헬륨 같은 입자들을 가속해 충돌시켜 치료나 진단에 사용할 수 있는 방사성동위원소를 생산해 내는 장치다. 이번 연구 결과는 분자제약학 분야 국제학술지 ‘몰레큘러 파마슈티컬스’ 최신호에 실렸으며 국내 특허도 출원된 상태다. 영상진단을 할 때는 몸속을 좀 더 잘 볼 수 있도록 해 주는 조영제라는 물질을 넣는다. 현재 조영제로 가장 많이 쓰이는 것은 포도당과 비슷한 ‘불소 방사성동위원소’(F-18)로 문제는 종양과 염증을 구분하기 쉽지 않다는 것이다. 그렇지만 이번에 개발한 지르코늄 옥살레이트는 종양세포보다는 염증세포에 더 많이 흡수된다는 것을 밝혀냈다. 실제로 연구진은 실험용 쥐에게 지르코늄 옥살레이트를 주입해 양전자방출단층촬영(PET)을 한 결과 염증세포만을 골라 볼 수 있다는 것을 확인했다. 이 때문에 기존에 나와 있는 F-18과 지르코늄 옥살레이트를 함께 사용할 경우 암과 염증세포를 명확하게 구분해 파악할 수 있어 정확한 암 진단은 물론 염증질환의 조기 진단이 가능할 것으로 연구진은 기대하고 있다. 박 박사는 “이번에 개발한 Zr-89를 PET에 활용하면 종양과 염증에 대한 감별 진단은 물론 류머티스 관절염을 비롯한 다양한 염증성 질환 진단에도 활용이 가능하다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2012년 유럽핵입자물리연구소(CERN)가 신의 입자로 불린 ‘힉스 입자’를 발견하고 지난해 9월과 12월 레이저간섭계 중력파 관측소(LIGO) 연구단이 중력파를 관측하면서, 세계 과학계의 오랜 의문이 하나둘 풀렸다. 힉스 입자로써 우주 탄생의 기초입자를 확인하고 현대물리학의 표준모형을 완성했다. 중력파는 1915년 알베르트 아인슈타인이 일반상대성이론을 발표하면서 예측한 현상 가운데 마지막까지 남아 있던 숙제였다. 시공간의 에너지 파장인 중력파를 확인하면서 블랙홀이나 중성자의 생성 같은 우주의 관측에 한 걸음 다가섰다. 이제 과학계가 눈을 돌린 곳은 암흑물질과 암흑에너지다. CERN은 힉스 입자를 발견한 뒤 향후 연구 대상으로 암흑물질을 지목했고, 최근 한국을 찾은 세계적인 입자물리학자인 리사 랜들 미국 하버드대 교수는 6600만년 전 공룡 대멸종의 주요 원인을 암흑물질로 꼽았다. 밤하늘의 별처럼 우주에서 우리 눈에 보이는 ‘일반 물질’은 4~5%에 불과할 뿐 나머지는 미스터리 물질인 암흑물질과 암흑에너지로 채워졌다고 과학계는 보고 있다. 암흑물질의 존재 가능성은 1933년 프리츠 츠비키(1898~1974) 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 교수가 가장 먼저 제기했다. 츠비키의 주장은 20여년 동안 잠들어 있다가 1950년대 말 미국의 천문학자 베라 쿠퍼 루빈 박사가 애리조나 키트피크 천문대에서 은하 내 별의 회전 속도를 측정한 결과를 발표하면서 다시금 과학자들의 주목을 받았다. 루빈 박사는 은하 중심부 주변을 공전하는 별들의 속도가 모두 같다는 것을 발견했다. 기존 중력법칙에 따르면 중심에서 멀어질수록 느려져야 하는데, 이 법칙에서 벗어난 것이다. 일부 과학자들은 중력법칙을 수정해 이런 현상을 설명하려고 했지만 기존 중력법칙이 틀렸다는 증거를 찾지 못했다. 결국 새로운 물질의 존재를 가정할 수밖에 없었다. 그것이 바로 암흑물질이다. 암흑물질 연구 초창기에 연구자들은 블랙홀이나, 전기적으로 중성이며 질량이 거의 0에 가까운 소립자인 중성미자, 별과 별 사이에 존재하는 성간물질 등으로 암흑물질을 설명하려고 했지만 그런 ‘마초’(MACHO·무거운 우주질량체)들과는 성격이 다르다는 사실을 알게 됐다. 암흑물질은 전자기적 상호작용을 하지 않고 빛을 내는 물질과도 반응하지 않기 때문에 관측이 매우 어려운 ‘베일 속 물질’이라고 할 수 있다. 그렇지만 과학자들은 윔프(WIMPs)와 액시온으로 대표되는 위스프스(WISPs)를 대표적인 암흑물질 후보로 보고 검출을 위한 다양한 실험을 시도하고 있다. 국내 연구자들도 암흑물질 탐사를 위한 발걸음이 분주하다. 기초과학연구원(IBS)은 20일부터 24일까지 제주도에서 전 세계 21개국 60여개 기관의 연구자 120여명이 참여하는 ‘제12회 파트라스 국제학술대회’를 열고 있다. 이 대회는 전 세계 암흑물질 관련 연구자들이 한자리에 모여 최근 연구성과를 주고받는 자리로 암흑물질 분야 최대 규모의 학회로 평가받는다. 이와 함께 IBS 액시온 및 극한상호작용 연구단은 이달 초부터 CERN과 함께 위스프스 탐색을 위한 본격적인 공동연구에 나섰다. 지난해 공동연구를 위한 합의를 마치고 두 연구진은 이달 초 9테슬라(자기장 세기의 단위)급의 강력한 자석 개발에 착수했다. 액시온은 강한 자기장을 만나면 빛을 내는 광자로 바뀔 것으로 예측되는 만큼 9테슬라급 자석으로 태양에서 날아오는 암흑물질인 액시온을 검출하겠다는 계획이다. 이 실험은 향후 5년 동안 CERN에서 진행된다. ‘약하게 상호작용하는 무거운 입자’라는 뜻의 윔프 신호를 찾기 위한 지하 검출실험도 각국에서 진행되는 가운데 IBS 지하실험연구단은 강원도 양양 양수발전소 지하 700m에서 윔프 검출 실험을 하고 있다. 김두철 IBS 원장은 “CERN은 천체물리학과 입자물리학 분야에서 우수한 연구자들을 상당히 많이 보유하고 있다. IBS 액시온 연구단은 신호측정을 비롯해 암흑물질과 관련해 보유하고 있는 기술이 세계적이라는 평가를 받는 만큼 공동연구를 통해 물리학계 최대 미스터리인 ‘암흑물질’을 발견하고 물리학의 새로운 발전을 이끌어 낼 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

안녕, 난 스누피야. 영국 잉글랜드 출신의 비글종으로 찰스 먼로 슐츠(1922~2000) 아저씨가 1950년부터 2000년까지 신문에 연재한 4칸짜리 만화 ‘피너츠’에 등장했어. 주인인 찰리 브라운과 함께한 내 이야기는 전 세계 75개국 2600종의 매체에 연재됐고 총발행부수가 3억부가 넘어 만화계의 전설로도 불리지. 실제로 나를 그린 슐츠 아저씨는 1992년에 조사한 미국 개인소득 직업별 상위순위에서 만화가 중 가장 많이 돈을 번 사람으로 꼽히기도 했어. 그때 영화계에서는 스티븐 스필버그, 방송계에서는 오프라 윈프리가 1위를 차지했다지. 내가 얼마나 유명했냐 하면 말야, 1969년 5월 18일 발사된 미국의 아폴로 10호 사령선 호출부호로 찰리 브라운, 달착륙선 호출부호에는 내 이름이 붙었어. 아폴로 10호는 두 달 뒤에 발사돼 인류 최초로 달에 착륙한 아폴로 11호를 위한 최종 리허설 임무를 맡았던 우주선이야. 요즘 많은 애완견들은 대부분 주인의 집에서 지내잖아. 만화를 본 사람들은 잘 알겠지만 나는 집 밖에 있는 개집에서 지냈어. 심지어 폐소공포증 때문에 잠도 내 집 지붕에서 잤지. 내가 처음 등장한 1950년대에는 아무리 애완동물이라고 하더라도 요즘처럼 주인의 침대를 같이 쓰기는커녕 집안에서 지내는 것은 꿈도 못 꿨었지. 어쨌든 요즘 애완동물들은 가족의 일원으로 간주돼 애완동물이 아닌 ‘반려동물’로 불리는 경우가 많잖아. 그러다 보니 요즘 생명공학 분야의 발전은 사람이 아닌 동물 덕분이라는 말까지 나오고 있는 것 같아. 세계적인 과학저널인 ‘네이처’도 이런 생명공학계 분위기를 반영하듯 15일자에 ‘스누피를 위한 줄기세포-애완동물 의학이 바이오 붐을 불붙인다’라는 제목으로 지난주 미국 콜로라도 덴버에서 열린 ‘전미 수의내과학회’ 소식을 전하기도 했어. 반려동물의 숫자가 늘어나는 동시에 수명도 증가하면서 이들이 앓는 암이나 관절염, 노인성 질병에 대한 관심이 커지고 있지. 이 때문에 미국의 많은 바이오벤처 기업들은 동물을 위한 골수이식 기술, 세포치료, 류머티즘 치료제 등의 개발에 나서고 있대. 지금까지 수의학 분야에서 표준 동물치료법은 사람의 몸집과 비교해서 적용하는 경우가 많았대. 특히 반려동물 같은 경우는 몸집이 작은 것을 감안해 사람이 쓰는 의약품을 적은 용량으로 투여하는 경우가 많았다지 뭐야. 그렇지만 동물과 인간의 세포나 항체 등은 다른 경우가 많아. 기존의 표준동물치료법으로는 예상하지 못한 면역반응을 보여 치료 도중 죽거나 증상을 더 악화시킬 위험이 크다더군. 실제로 사람이 쓰는 진통제들 상당수는 고양이에게는 독성을 보인다고 하더라구. 이 때문에 바이오 기업들은 생명공학 기법으로 인간용 의약품으로 승인받은 항체의 구조를 고양이나 개에게 적합하도록 바꾸는 연구들을 많이 하고 있대. ‘아라타나’라는 생명공학 기업은 항체를 이용해 악성세포를 제거하는 암 백신 기술을 개발해 미국식품의약국(FDA)에 신청해 놓기도 했대. 만약 이 기술이 통과되면 FDA로부터 줄기세포를 이용한 암 치료법을 승인받는 최초의 기업이 된다고 하더라구. 반려동물을 위한 치료기술 개발이 사람을 위한 생명공학 기술의 발달 속도보다 빠르다고 하니, 그동안 많은 실험실에서 사람들을 위한 치료법이나 연구를 위해 죽어 간 동물들을 생각하면 격세지감까지 느껴지네. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 배터리 수명을 그대로 유지하면서 충전 시간도 줄일 수 있는 기술을 개발하는 데 성공했다. 카이스트 EEWS대학원 강정구·김용훈 교수 공동 연구팀은 1만번 이상 사용해도 수명이 그대로인 리튬이온 배터리용 소재를 개발하는 데 성공했다고 20일 밝혔다. 이번 연구 성과는 재료공학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼스’ 최신호에 실렸다. 현재 리튬이온 배터리용 소재로는 흑연 표면 한 층을 얇게 떼어낸 탄소나노물질인 그래핀이 많이 쓰이고 있지만 분리 과정에서 그래핀이 깨지거나 불순물이 표면에 묻어 배터리 효율과 수명이 눈에 띄게 줄어드는 단점이 있다. 연구진은 그래핀을 기체 상태로 만들어 얇은 막을 형성하도록 하는 ‘화학기상증착법’을 이용해 불순물이 적고 물성이 우수한 그래핀 박막을 만들었다. 이렇게 만들어진 그래핀 박막을 이산화티타늄 나노입자와 결합시켜 리튬배터리 소재를 만들었다. 연구팀은 이번에 개발한 소재로 배터리를 만들어 실험한 결과 130㎃h(밀리암페어아워) 용량을 1분 내에 충전하는 데 성공했다. 이는 1715㎃h 용량의 아이폰6S는 13분, 3000㎃h의 갤럭시S7은 23분 정도면 완전 충전이 가능한 속도다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

진화학자들은 음악을 언어와 함께 인류의 보편적 특성으로 보기도 한다. 이를 음악적 인간, 호모무지쿠스로 정의하기도 한다. 실제로 사람은 기쁠 때나 슬플 때 음악과 함께하며 기분 전환을 하는 경우가 많다. 그렇다면 물에 젖은 솜처럼 몸이 무겁고 기분이 처질 때 어떤 음악을 듣는 것이 좋을까. 슬프거나 우울할 때는 즐거운 음악보다는 슬픈 음악을 듣는 것이 즐거운 기억을 좀더 쉽게 떠오르게 해 우울한 상황에서 벗어나게 한다는 연구 결과가 나와 주목된다. 영국 더럼대, 핀란드 이위베스퀼레국립대의 음악학과 공동 연구진은 이런 연구 성과를 미국 공공과학도서관에서 발행하는 기초과학 분야 국제학술지 ‘플로스 원’ 6월 15일자에 발표했다. 연구진은 우선 슬픈 음악을 ‘단조로 구성되거나 느린 템포 또는 구슬픈 가사로 만들어진 곡’으로 정의했다. 영국과 핀란드에 거주하는 18세 이상 성인 2436명에게 슬픈 음악과 관련된 설문을 나눠 주고 뇌파 분석을 진행했다. 분석 결과 연구진은 슬픈 음악을 들으면 안 좋은 기억보다 오히려 즐거웠던 기억을 떠올린다는 사실을 발견했다. 슬픈 음악은 느린 단조로 구성된 것들이 많기 때문에 듣는 이가 멜로디나 가사에 빠져들 수 있어 뇌의 전두엽과 측두엽은 물론 언어중추로 알려진 브로카 영역을 더 자극한다. 이 자극은 즐거움을 느끼게 해 주는 신경전달물질인 도파민과 엔도르핀 분비를 촉진한다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

현대전에서는 기술 중심의 공군력과 해군력이 승패를 좌우한다고 보는 전문가들이 많다. 이 때문에 공중으로 침투하는 적의 항공기에 대한 대응능력은 군(軍)전력 향상에도 상당한 영향을 미친다. 일반적으로 적 항공기 침투시 장갑차에 장착되거나 진지에 설치된 초고속 대공화기인 ‘발칸포’가 많이 활용된다. 한국과학기술연구원(KIST) 차세대반도체연구소 박민철 박사팀은 발칸포 사격 훈련 효율화와 사격능력 향상을 위해 ‘발칸 추적훈련 분석기’를 개발하는 데 성공했다고 16일 밝혔다. 기존 발칸포 사격훈련은 발칸포 사수가 이동하는 모의표적을 따라가며 발칸포를 겨냥하면 훈련교관이 육안으로 표적 겨냥 여부를 측정해 훈련합격 여부를 판정하는 방식이었다. 교관의 감각에 의존하기 때문에 판정 결과의 신뢰도가 떨어질 뿐만 아니라 실전과 같은 훈련이 이뤄지지 않는다는 단점이 있다. 연구진은 발칸포 조준기에 고성능 카메라를 설치해 사수의 추적훈련 결과를 정밀하게 실시간 촬영한 뒤 훈련교관의 컴퓨터로 전송할 수 있는 시스템을 개발했다. 시스템은 사수 4명의 추적훈련을 동시에 확인할 수 있다. 이와 함께 정밀한 영상추적이 가능하기 때문에 사수의 현재 수준을 평가할 수 있다. 간단한 시스템으로 보이지만 영상탐지 센서기술, 통신기술, 광학장비기술, 통합 운영소프트웨어 기술이 종합된 기술이다. 이번에 개발한 분석기는 지난해 여름 국방기술품질원에서 주관한 개발시험평가를 통과한 뒤 전·후방 6개 방공부대에서 실전 배치해 최근 운용시험평가에서도 최종 합격판정을 받았다. 이에 육군본부는 내년부터 발칸포를 갖춘 전 부대에 즉시 도입해 활용할 계획이다. 박 박사는 “이번 발칸 훈련분석기는 육안에 의지한 기존 훈련체계를 과학적으로 개선해 군전력 향상에 도움을 줄 수 있는 기술”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

14억년전 블랙홀 2개 충돌때 생성 “자주 관측땐 우주 비밀에 한걸음” 천재 과학자 아인슈타인이 100년 전 일반상대성이론을 바탕으로 예측했던 중력파(重力波)가 또다시 발견됐다. 레이저간섭계 중력파 관측소(LIGO·라이고) 연구단은 지난해 12월 26일 오후 12시 38분 53초(한국시간)에 미국 루이지애나주 리빙스턴과 워싱턴주 핸퍼드에 위치한 쌍둥이 라이고 검출기에서 역사상 두 번째 중력파를 관측하는 데 성공했다고 15일 밝혔다. 이번 연구 결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 15일자에 실렸다. 이번 연구에는 한국 과학자들을 포함해 전 세계 19개국 100여개 기관 1000여명이 저자로 이름을 올렸다. 저자의 이름과 소속을 기록하는 데만 논문의 5페이지를 할애했다. 라이고 연구단은 지난해 9월 두 개의 블랙홀이 충돌하면서 만들어진 중력파를 사상 최초로 검출하고 올해 2월 ‘피지컬 리뷰 레터스’에 관련 논문을 발표해 ‘2016년 노벨 물리학상을 예약했다’는 찬사를 받기도 했다. 중력파는 호수에 돌을 던지면 생기는 물결처럼 블랙홀이나 중성자별처럼 질량이 큰 물체들이 충돌하거나 폭발할 때 우주 공간에 퍼져 나가는 일종의 에너지 파장이다. 이 때문에 중력파를 관측하면 블랙홀이나 중성자별의 생성과 진화는 물론 초기 우주 생성 등 지금까지 인류가 알 수 없었던 문제를 이해할 수 있게 해 줄 것으로 보고 있다. 이번에 찾아낸 중력파는 약 14억년 전 태양 질량의 14배와 8배에 해당하는 두 개의 블랙홀이 합쳐지는 과정에서 만들어진 것으로 분석됐다. 한국중력파연구협력단(KGWG) 이형목(서울대 물리천문학부 교수) 단장은 “블랙홀의 충돌로 만들어지는 중력파가 예상보다 훨씬 많이 생겼을 것이라는 예측을 한 바 있는데 이번 두 번째 관측으로 일단 이 예측이 맞다는 것이 확인됐다”며 “검출기 감도를 높이면 중력파를 더 자주 검출할 수 있을 것”이라고 설명했다. 오정근 국가수리과학연구소 선임연구원은 “중력파가 일상적으로 검출될 날이 가까워졌으며 그렇게 될 경우 중력파는 우주를 읽는 중요한 관측 수단이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“소행성을 지구로 끌어당겨 충돌 공룡 등 지구생명체 멸종의 원인” “우리와 상관없는 은하계와 우주의 암흑물질을 왜 연구하냐고요? 6600만년 전 공룡을 멸종시킨 지구와 소행성 충돌을 야기한 게 암흑물질이기 때문입니다. 우리 은하를 둘러싼 암흑물질이 소행성을 지구로 끌어당겼다면, 인류 생존과의 밀접한 연관성을 설명할 수 있겠죠.” 지난 14일 오후 서울 성북구 고려대에서 기자들과 만난 리사 랜들(54) 미국 하버드대 물리학과 교수는 공룡의 갑작스러운 멸종을 설명하면서 암흑물질을 꺼내 들었다. 전체 우주의 26%를 채우고 있는 암흑물질은 전하도 없고 빛과도 상호작용하지 않는 미지의 물질이다. 이것은 우주의 69%를 차지하고 있는 암흑에너지와 상호작용을 통해 우주를 팽창시키고 있는 것으로 알려져 있다. 그는 최근 출간한 저서 ‘암흑물질과 공룡’의 한국어판에 이런 과감한 주장을 펼쳤다. 공룡의 멸종을 포함해 5차례나 있었던 지구 생명체의 대멸종이 모두 암흑물질 때문이라는 것이다. “암흑물질로 인한 공룡멸종 시나리오는 우주에서 암흑물질의 영향력을 설명하기 위한 사례입니다. 공룡 이야기를 앞세운 것은 우리와는 관련 없어 보이는 은하계나 우주의 구성물질들이 실제로는 인류와 연관돼 있다는 것을 강조하기 위해서죠.” ‘아직 발견되지도 않고 어떻게 활용될지도 모르는 연구를 왜 하느냐’는 다소 도발적인 질문에 랜들 교수는 유전자 검사나 불치병 치료에 이용하는 유전자 본체(DNA)를 들어 에둘러 답했다. 그는 “70여년 전 왓슨과 크릭은 순수한 자연에 대한 호기심과 궁금증으로 연구를 시작했을 뿐 그것을 갖고 어떻게 활용하겠다는 목적이 있었던 게 아니다”라면서 “당장 필요하지 않고 이익을 주지 않는다고 자연과학 연구를 멈춰야 하는 것이 옳은 일이냐”고 반문했다. 이어 그는 “우주의 거대한 수수께끼와 인류의 진화를 이해할 수 있도록 연구를 계속할 것”이라고 덧붙였다. ‘숨겨진 우주’, ‘천국의 문을 두드리며’ 같은 대중 과학서로도 익숙한 랜들 교수는 글쓰기에 대해 “여기저기 흩어진 아이디어를 일관된 구조로 꿰는 작업은 퍼즐을 풀어가는 느낌”이라면서 “대중이 재미있게 읽도록 하는 것은 또 다른 즐거움”이라고 말했다. 랜들 교수는 17일까지 고려대에서 열리는 ‘새로운 물리학 한국연구소’(NPKI) 주최 학술대회에 참석한다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

14억년전 블랙홀 2개 충돌때 생성… “자주 관측땐 우주 비밀에 한걸음” 천재 과학자 아인슈타인이 100년 전 일반상대성이론을 바탕으로 예측했던 중력파(重力波)가 또다시 발견됐다. 레이저간섭계 중력파 관측소(LIGO·라이고) 연구단은 지난해 12월 26일 오후 12시 38분 53초(한국시간)에 미국 루이지애나주 리빙스턴과 워싱턴주 핸퍼드에 위치한 쌍둥이 라이고 검출기에서 역사상 두 번째 중력파를 관측하는 데 성공했다고 15일 밝혔다. 이번 연구 결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’ 15일자에 실렸다. 이번 연구에는 한국 과학자들을 포함해 전 세계 19개국 100여개 기관 1000여명이 저자로 이름을 올렸다. 저자의 이름과 소속을 기록하는 데만 논문의 5페이지를 할애했다. 라이고 연구단은 지난해 9월 두 개의 블랙홀이 충돌하면서 만들어진 중력파를 사상 최초로 검출하고 올해 2월 ‘피지컬 리뷰 레터스’에 관련 논문을 발표해 ‘2016년 노벨 물리학상을 예약했다’는 찬사를 받기도 했다. 중력파는 호수에 돌을 던지면 생기는 물결처럼 블랙홀이나 중성자별처럼 질량이 큰 물체들이 충돌하거나 폭발할 때 우주 공간에 퍼져 나가는 일종의 에너지 파장이다. 이 때문에 중력파를 관측하면 블랙홀이나 중성자별의 생성과 진화는 물론 초기 우주 생성 등 지금까지 인류가 알 수 없었던 문제를 이해할 수 있게 해 줄 것으로 보고 있다. 이번에 찾아낸 중력파는 약 14억년 전 태양 질량의 14배와 8배에 해당하는 두 개의 블랙홀이 합쳐지는 과정에서 만들어진 것으로 분석됐다. 한국중력파연구협력단(KGWG) 이형목(서울대 물리천문학부 교수) 단장은 “블랙홀의 충돌로 만들어지는 중력파가 예상보다 훨씬 많이 생겼을 것이라는 예측을 한 바 있는데 이번 두 번째 관측으로 일단 이 예측이 맞다는 것이 확인됐다”며 “검출기 감도를 높이면 중력파를 더 자주 검출할 수 있을 것”이라고 설명했다. 오정근 국가수리과학연구소 선임연구원은 “중력파가 일상적으로 검출될 날이 가까워졌으며 그렇게 될 경우 중력파는 우주를 읽는 중요한 관측 수단이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

올해 장마는 일요일인 오는 19일 제주도와 남부지방부터 시작된다. 서울을 포함한 중부지방은 21~22일쯤 장마전선이 북상해 영향권에 들어갈 것으로 보인다. 기상청은 “동중국해상에서 일본 남쪽까지 동서로 길게 이어진 장마전선이 18일부터 북상해 19~20일 제주도와 남부지방, 21일에는 중부지방에 영향을 미치면서 본격적인 장마가 시작된다”고 14일 예보했다. 북상한 장마전선은 23일 다시 남쪽으로 내려갈 가능성이 높은 것으로 기상청은 내다봤다. 지역별 30년 평균 장마 기간에 비춰 제주지방은 예년과 비슷한 경향이지만, 중부지방은 사흘 정도 빨라졌다. 장마전선의 위치와 강도는 북태평양고기압의 발달 정도에 따라 유동적이나 장마 기간 강수량은 평년(356.1㎜)과 비슷한 수준으로 지난해와 같은 마른장마가 되지는 않을 것으로 전망된다. 장마는 한 달 정도 이어진 뒤 7월 하순쯤 끝날 것으로 보인다. 한편 중국 산둥반도 부근에서 다가오는 저기압의 영향으로 15일 새벽부터 서울과 경기, 강원, 충남 서해안부터 비가 내리고 오후에 전국으로 확대돼 16일 목요일 오후까지 이어질 것으로 보인다. 이 기간 예상 강수량은 강원 영동과 제주 지역은 10~40㎜, 그 밖의 지역은 20~60㎜로 예상된다. 특히 서울과 경기, 강원 영서, 충남 지역의 경우 곳에 따라 80㎜ 이상 내리는 곳도 있을 것으로 보인다. 기상청 관계자는 “15일 낮부터 16일 낮 사이에는 전국적으로 돌풍과 함께 천둥, 번개를 동반한 국지적 호우가 내릴 것으로 예상되는 만큼 시설물 관리와 안전사고에 유의해 달라”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　매년 여름철 더위 기록이 전년도 기록을 경신한다. 지난해의 무더위는 역대 3번째로 독한 ‘엘니뇨’ 현상을 주요 원인으로 꼽았지만, 역시 가장 중요한 원인은 지구 온난화다. 매해 이런 지구 온난화가 이어진다면 40여년이 지나면 남극과 북극을 제외한 모든 지역에서 여름 폭염에 시달릴 것이라는 연구가 나왔다. 　미국 국립대기연구센터(NCAR) 기후 및 지구역학분과 연구진이 1920년부터 2014년까지 전 세계 여름철 더위 기록을 분석해 미래 기후를 예측한 결과가 지구과학 분야 국제학술지 ‘기후변화’ 최신호에 실렸다. 연구진은 이번 연구를 위해 와이오밍주립대 내에 설치된 슈퍼컴퓨터 센터의 대기변화 예측프로그램인 ‘옐로스톤’ 시스템을 활용했다. 　연구진은 적용한 ‘RCP 8.5 시나리오’를 따르면 2061~2081년에는 극지방을 제외한 북미와 남미, 중부유럽, 아시아, 아프리카 등 육지의 90% 가까이 여름철 폭염에 시달린다는 예상이 나왔다. 특히 80% 이상의 지역은 매년 폭염 기록을 갈아치우게 될 것이라고도 연구진은 내다봤다. 　RCP는 온실가스 농도값에 따른 기후변화 시나리오로 RCP 8.5는 온실가스 저감없이 현재 추세가 이어져 이산화탄소 농도가 940ppm일 경우를 말한다. RCP 6.0은 온실가스 저감 정책이 어느 정도 실현돼 670ppm 수준, RCP 4.5는 온실가스 저감정책이 상당히 실행돼 이산화탄소 농도가 540ppm 수준, RCP 2.6은 온실가스 배출이 사실상 제로(0)에 가까운 상태로 이산화탄소 농도가 현재의 420ppm에서 멈추는 경우다. RCP 2.6은 실현불가능한 상태나 마찬가지다. 연구진은 온실가스 저감정책이 상당히 실행되는 RCP 4.5 시나리오를 따라가더라도 전세계 41% 지역이 매년 폭염에 시달리게 될 것이라는 결론을 내렸다. 그렇지만 온실가스 저감정책을 강도높게 실행할 경우 폭염 위험에 노출되는 지역을 39% 가까이 줄일 수 있다고 봤다. 전 세계가 온실가스 저감에 협력을 해야하는 이유다. 　프레비오 레너 박사는 “지금 현재 온난화 대비 수준으로는 지구가 점점 더워지는 것을 막을 수 없다”이라면서 “극단적인 여름철 폭염이 늘어나면 건강에 대한 위협 뿐만 아니라 가뭄으로 인한 작물재배의 어려움 등 다양한 사회적 문제에 맞닥뜨리면서 엄청난 사회적 비용을 물게 될 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　머리 한쪽이 지끈지끈 아픈 편두통은 심할 경우 구역질과 구토증상까지 동반해 일상생활에 지장을 주기도 한다. 국민건강보험공단의 최근 발표에 따르면 국내 편두통환자도 최근 5년간 5.3% 증가한 48만명에 이르는 것으로 나타났다. 　편두통의 원인으로 스트레스나 피로, 수면부족, 격렬한 운동은 물론 유전적 요인과 초콜릿, 튀긴 음식 등을 꼽는다. 이것이 뇌혈관 이상이나 신경전달물질의 일시적 변화를 일으키는 것으로 추정할 뿐 정확한 발병원인은 알려져 있지 않다. 최근 미국 연구진이 비타민D를 포함한 특정 비타민이 부족할 경우 편두통이 생길 수 있다는 연구결과를 발표해 주목받고 있다. 　미국 신시내티 아동병원 신경과 수잔 헤이글 교수팀은 비타민D를 비롯해 비타민B2, 코엔자임Q10이 부족할 경우 편두통이 발생할 수 있다는 연구 결과를 지난 9~12일 미국 샌디에이고에서 열린 ‘제58회 미국 두통학회 연례회의’에서 발표했다. 　연구진은 병원의 두통센터를 찾은 10대와 젊은 편두통 환자들의 진료기록을 분석한 결과 환자들은 체내 비타민D, 리보플라빈, 코엔자임Q10 함량이 기준치 이하로 나타났다. 평소에도 이와 관련한 음식 섭취가 심각하게 부족한 것을 발견했다. 　비타민D는 음식으로 섭취하기 쉽지 않고 햇빛에 의해 체내에서 합성되는 영양소로 면역계 강화에 필수적이다. 또 리보플라빈이라고도 불리는 비타민B2는 체내 에너지 생성과 피부, 눈, 신경계를 보호하는 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 우유, 치즈, 계란, 육류, 쌀눈, 시금치 등에 포함돼 있으며 비타민B2가 부족할 경우 혓바늘, 지루성 피부염, 성장지연, 광선공포증 등이 나타날 수 있다. 코엔자임Q10은 세포 활성화에 필수적인 영양소로 쇠고기, 계란, 생선, 시금치, 현미, 식물성 기름 등에 많이 포함돼 있다. 피로회복, 심혈관 건강유지, 노화방지, 우울증 개선 등의 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 　연구진에 따르면 편두통 환자들 대부분이 비타민D 결핍이라는 공통점을 갖고 있었는데 특히 남성환자들에게 비타민D가 부족한 것으로 나타났다. 여성환자들은 코엔자임Q10 결핍으로 인한 두통이 더 많았다. 이와 함께 만성적인 편두통 환자들은 비타민B2와 코엔자임Q10가 특히 부족했다. 　헤이글 교수는 “편두통과 특정 영양소와의 관계를 밝혀낸 것은 이번이 처음”이라며 “비타민D나 비타민B2, 코엔자임Q10을 장기복용할 경우 편두통의 개선효과가 있는지 그리고 중장년층에서 나타나는 편두통도 비타민과 상관관계가 있는지에 대해 추가 연구중”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr