국내 연구진이 연료전지 촉매기술에 관한 성과와 전망을 다룬 논문을 발표해 외국 과학계의 주목을 받고 있다. 울산과학기술대(UNIST) 에너지·화학공학부 백종범 교수는 현재 연료전지 촉매에 쓰이는 값비싼 백금을 대체할 수 있는 탄소촉매 개발과 관련한 종합 논문을 화학 분야 최고 권위지인 ‘케미컬 리뷰’ 5월호에 발표했다고 4일 밝혔다. 케미컬 리뷰는 화학 분야에서 네이처나 사이언스, 셀보다도 높은 논문인용지수를 보이는 과학저널로, 백 교수의 논문은 ‘가장 많이 읽힌 논문’ 중 하나로 꼽혔다. 백 교수는 탄소 원자들이 6각형 벌집 구조로 배열된 그래핀에 비금속 원소인 질소나 황 등을 첨가하는 방식으로 촉매 특성을 향상시키는 연구를 진행하고 있다. 그래핀으로 만든 촉매는 제작 비용도 저렴하고 내구성도 10배 이상 좋아 전력 생산율이 백금 촉매를 넘어서는 것으로 알려져 있다. 그는 논문에서 그래핀 촉매와 관련해 그동안의 연구 성과와 향후 연구 방향 등을 제시했다. 백 교수는 “이번 논문은 연료전지용 탄소 촉매에 관한 이슈를 정리하고 방향을 제시함으로써 연료전지 상용화를 앞당기는 데 도움이 될 것으로 기대된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

대부분의 우리 음식에는 간장, 된장, 고추장 등 전통 발효식품이 들어간다. 공통된 재료는 메주다. 메주는 삶은 콩에 메주 곰팡이를 첨가해 만든다. 이때 발암 등 인체에 해를 주는 곰팡이 독소가 발생할 가능성이 크다. 따라서 독소가 발생했는지 여부와 어느 정도 포함돼 있는지를 확인하는 것이 중요하다. 한국표준과학연구원 유기분석표준센터 안성희 박사팀은 곰팡이 독소 중 하나인 오크라톡신A를 정확히 검출해 낼 수 있는 물질을 개발했다고 4일 밝혔다. 오크라톡신A는 곡물, 콩, 커피, 맥주, 건포도, 와인, 코코아, 향신료 등에서 주로 발생하는 곰팡이 독소다. 신장과 간의 손상을 유발하며 특히 간의 면역 작용을 저해하고 급성 지방변성의 원인이 된다. 특히 오크라톡신A는 오크라톡신B, 오크라톡신C보다 독성이 1000배 이상 강해, 세계보건기구(WHO)에서는 발암 유발 독성물질로 분류하고 있다. 이 때문에 우리나라 식품의약품안전처는 매년 농산물과 가공식품의 오크라톡신A 오염도를 조사하고 있다. 문제는 오염도를 조사하는 기관에서 사용하는 분석물질은 외국에서 개발된 것으로, 측정값의 정확도가 떨어지는 단점이 있다는 점이다. 연구팀은 동위원소희석 질량분석법이라는 기술을 이용해 분말 형태의 분석물질을 개발했다. 이번에 개발된 물질은 분석에 필요한 성분이 균질하게 포함돼 있어 외국에서 개발된 분석물질보다 훨씬 정확하게 독소를 검출할 수 있다. 된장 같은 장류뿐 아니라 다양한 식품 분석에도 적용이 가능해 활용도도 상당히 높을 것으로 기대된다. 연구원 측은 이번에 개발된 물질을 오크라톡신A를 분석하는 연구기관과 산업체, 분석기관 등에 보급하고 있다. 안 박사팀은 “이번 연구 성과로 검사기관들의 분석 능력을 높여 국내 유통 중인 농수산물은 물론 수입식품에 대한 국민의 불안감 해소에도 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

세계적인 과학학술지 ‘사이언스’가 “한국의 메르스 확산 속도는 전례가 없는 일”이라며 “바이러스의 대확산으로 한국이 패닉에 빠지고 있다”고 2일자 긴급뉴스로 보도했다. 사이언스는 특히 한국 내 메르스 대확산을 가장 간단히 설명할 수 있는 말은 ‘초기 감염 통제 실패’라며 보건당국의 책임론을 제기했다. ●“메르스에 유전자 취약 가능성도” 사이언스는 “2012년 메르스 바이러스가 처음 발견된 뒤 많은 나라에서 외국여행을 통해 바이러스가 유입됐지만 여러 사람에게 전파된 것은 한국이 처음”이라며 “메르스는 사람 간 감염이 쉽게 되지 않는 것으로 알려져 왔는데, 한국은 아라비아 반도 이외의 지역에서는 감염자 수가 최대치에 이를 만큼 이례적”이라고 밝혔다. 세계보건기구(WHO)의 메르스 자문관인 피터 벤 엠바렉 박사는 “최초의 환자가 이미 다른 바이러스를 보유하고 있는 상태에서 메르스에 감염돼 바이러스 변이가 발생해 전파 속도가 빨라졌을 수도 있다”는 의견을 제시했다. 그는 “한국인이 다른 나라 국민들보다 메르스에 취약한 유전자 구조를 가지고 있을 가능성도 배제할 수 없다”고 덧붙였다. ●“한국, 외국 기관 도움에 답변 안해” 사이언스는 “바이러스의 변형 여부를 확인하기 위해서는 메르스 바이러스 유전자 염기서열 분석이 필요하다”면서 “홍콩대와 네덜란드 에라스무스 메디컬센터 등 외국 연구기관들이 이와 관련해 한국 측에 도움을 주겠다는 의사를 표시했지만 답변은 받지 못했다”고 전했다. 이와 관련, 보건복지부는 3일 브리핑에서 “아직 외국 연구기관에 샘플을 보내지 못했으며 외국 분석의뢰 기관도 미국 질병통제예방센터(CDC)로 바꿀 것”이라고 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

수컷 없이 암컷 혼자서 새끼를 낳을 수 있을까. 답은 ‘가능하다’이다. 자연계에서 동물은 암수 구분이 없는 세균이나 단세포 생물을 제외하고는 암수 짝짓기를 통해 번식하는 것이 일반적이다. 그런데 최근 야생에서 암컷 척추생물이 짝짓기를 하지 않고 새끼를 낳은 것이 처음으로 발견됐다. 미국 스토니브룩대 대기해양과학과 어류생태연구소 앤드루 필즈 박사팀은 플로리다 연안에서 단성생식을 한 톱상어를 발견하고 이를 생물 분야 국제학술지 ‘커런트 바이올로지’ 1일자에 발표했다. 독특한 주둥이를 가진 톱상어는 과거 미국의 해안가 전역에서 볼 수 있었지만 사람들의 무분별한 포획과 생태계 파괴로 개체 수가 급격히 줄어 멸종 위기에 놓여 있다. 연구진은 톱상어 190마리의 유전자 분석을 하던 중 7마리가 단성생식으로 태어났음을 알게 됐다. 동물원 같은 인공적인 환경에서 사는 코모도도마뱀이나 상어 등 일부 동물이 단성생식으로 새끼를 낳은 사례가 종종 보고되지만 전부 태어나자마자 죽었다. 스트레스로 인한 호르몬 불균형과 유전자 변형으로 인해 태어난 돌연변이이기 때문이다. 필즈 박사는 “멸종 위기에 처한 톱상어의 단성생식은 수컷이 극도로 부족한 상황을 극복하고 자신의 종족을 보존하려는 의지 때문”이라고 해석했다. 이번 연구에 대해 김선우 한국생명공학연구원 책임연구원은 “수컷과 암컷이 서로의 유전자를 반씩 갖게 되는 것이 다양성 차원에서 유리하기 때문에 자연계에서는 암수가 나뉘어 존재하는 방식으로 진화한 것”이라며 “종의 생존을 위해 단성생식과 관련된 퇴화된 유전자가 자극받아 활성화된 것 같다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2024년부터 우리 눈으로 외계 생명체 탐색 연구가 가능할 것으로 보인다. 한국천문연구원은 미국 카네기연구소, 하버드대, 스미스소니언연구소, 시카고대, 호주 천문재단, 호주국립대, 브라질 상파울루 연구재단 등 전 세계 10개 기관과 함께 세계 최대 광학망원경인 ‘거대 마젤란 망원경(GMT)’ 건설을 시작했다고 3일 밝혔다. 한국은 전체 사업비 10억 달러(약 1조 1000억원) 중 10%인 1억 달러를 투자해 완공 시 연간 30일 이상 관측 장비를 사용할 수 있게 된다. GMT는 칠레 북부 아타카마 사막에 있는 카네기연구소의 라스 캄파나스 천문대 부지에 22층 높이로 지어진다. 지름 8.4m의 거울 7장을 벌집 모양으로 연결해 만들어지는 GMT의 총지름은 25.4m에 이르고, 반사경으로 쓰이는 거울 1장의 무게는 17t에 달한다. 2021년 첫 관측을 시작해 2024년부터 본격적으로 관측 활동을 하게 된다. 박병곤 천문연구원 대형망원경사업단장은 “우리나라는 여름철 장마 등 흐린 날이 많아 천체 관측에 불리한 점이 많은데, 칠레는 1년 중 300일 이상 건조하고 맑은 날이 지속돼 천문 연구에 최적화된 곳”이라고 설명했다. GMT는 허블우주망원경보다 10배 이상 선명한 영상을 볼 수 있기 때문에 130억 광년 떨어진 우주도 연구할 수 있게 된다. 130억 광년 거리의 우주는 130억 년 전 우주의 모습을 담고 있기 때문에 GMT가 대폭발(빅뱅) 이후 탄생한 최초 은하의 비밀을 풀 수 있게 해 줄 것으로 기대되고 있다. 한인우 천문연구원장은 “GMT는 집광력 등이 뛰어나기 때문에 멀리 떨어진 외계 행성의 물리적 특징이나 대기 성분까지 연구가 가능하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘지하 주차장 살인사건의 용의자가 폐쇄회로(CC)TV에 포착됐다. 하지만 CCTV 촬영렌즈에서 10m 정도 떨어진 위치에서 찍히는 바람에 얼굴을 분간할 수가 없다. 대상을 당겨 찍는 줌인 기능이라도 있으면 좋으련만….’ 현재 운용되는 대부분의 CCTV는 이런 문제를 안고 있다. 대상이 2.7~7.2m 범위 안에 있어야 얼굴 식별이 가능하고 줌 기능도 없다. 한국표준과학연구원 보안인지기술연구단 연구팀은 감시 범위가 60m로 기존 제품의 20배 이상이고 야간이나 악천후에도 대상이 선명하게 찍히는 CCTV 기술을 개발했다고 2일 밝혔다. 이 기술은 영상감시 전문기업에 이전돼 상용화를 앞두고 있다. 이 CCTV는 일반 카메라와 열적외선 카메라, 이동추적 카메라가 일체형으로 이뤄져 있다. 촬영각도가 넓고 카메라를 빠르게 움직일 수 있어 30명의 얼굴을 한꺼번에 추적할 수 있다. 특히 추적 대상이 정해지면 거리가 멀 경우 얼굴 확인이 가능한 해상도까지 자동으로 줌인하는 기능을 갖추고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

파충류의 조상 격인 공룡은 어류나 양서류, 파충류처럼 냉혈동물이라고 초등학교 때부터 배워 왔다. 그러나 얼마 전부터 과학자들은 공룡이 ‘조류나 포유류처럼 온혈동물일 가능성’과 ‘온혈도 냉혈도 아닌 중온동물일 가능성’을 제기하고 있다. 지난해 중온동물설을 주장했던 과학자들의 연구를 재분석한 결과 공룡의 세포 형태나 신진대사 형태가 포유류나 조류와 비슷해 온혈동물일 가능성이 높다는 주장이 나왔다. 미국 스토니브룩대 고생물학자 마이클 데믹 박사는 공룡의 성장률과 일부 세포의 크기 등이 현대의 포유류와 비슷해 온혈동물일 가능성이 높다는 내용의 논문을 세계적 과학저널인 ‘사이언스’ 5월 29일자에 발표했다. 지난해 미국 애리조나주립대·뉴멕시코주립대 연구진은 21종의 공룡화석을 조사한 결과 공룡은 온혈과 냉혈 중간 단계의 생물이라는 연구 결과를 ‘사이언스’에 발표했다. 당시 연구진은 대표적인 육식공룡인 티라노사우르스, 목이 긴 아파토사우르스(브론토사우르스), 오리 모양의 테논토사우르스, 새 형태의 트루돈 등 21종의 공룡과 현대 포유류와 조류, 상어, 뱀, 악어 등을 비교 분석했다. 데믹 박사팀은 이들의 데이터를 다시 분석한 결과 지난해 연구에서 일부 공룡의 성장률을 너무 낮게 계산했다는 것을 밝혀냈다. 성장률은 나무의 나이테와 비슷한 공룡화석의 성장선을 보고 추정한다. 성장선은 공룡의 성장속도, 신진대사 형태는 물론 당시 생활환경까지 추정할 수 있는 지표다. 연구진은 성장선을 재분석하고 현대의 조류나 포유류의 신진대사와 세포 형태, 밀도 등이 유사하다는 것을 발견하고 온혈동물일 가능성이 높다는 결론을 내렸다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

비정상적으로 발현된 암세포는 일반 세포와는 달리 생명력이 강해 외과수술 후에도 다량의 항암제와 방사선 치료가 필요하다. 하지만 과다한 항암제 투여는 암세포뿐만 아니라 정상 세포까지 파괴한다. 탈모나 구토, 빈혈 같은 부작용이 그래서 나타난다. 국내 연구진이 적은 양의 항암제만으로도 암세포를 죽게 만드는 단백질을 찾아냈다. 항암 치료의 부작용을 최소화할 수 있는 치료제 개발에 청신호가 켜진 것이다. 아주대 의대 김유선 교수팀은 항암제 저항성을 가진 암세포까지 죽일 수 있는 세포사멸 단백질 ‘RIP3’를 찾고, 이를 강화하는 방법까지 개발했다고 1일 밝혔다. 이번 연구 성과는 세계적 과학저널 ‘네이처’의 자매지인 ‘셀 리서치’ 온라인 최신호에 실렸다. 김 교수팀은 유방암 환자와 정상인 사이에서 RIP3 발현이 차이가 나고, 유방암 환자 중에서도 RIP3가 많이 발현되는 사람의 경우 치료 효과와 생존율이 높다는 점에 착안했다. 연구진은 이에 따라 RIP3 단백질을 인위적으로 늘릴 경우 항암 치료 효과가 높아질 것으로 봤다. 연구진은 생쥐에게 유방암이 생기게 한 뒤 두 그룹으로 나눠 한쪽에만 RIP3가 많이 발현될 수 있도록 약물을 주입했다. 이어 두 그룹 모두에 항암제를 주입했는데 RIP3가 발현되도록 한 그룹이 그렇지 않은 그룹보다 암 치료 효과가 높은 것으로 나타났다. 김 교수는 “이번 연구는 단백질을 이용해 암세포 자살을 유도하는 새로운 메커니즘을 찾아냈다는 데 의미가 있다”며 “RIP3 조절로 항암제 반응성을 높이는 것은 물론 새로운 개념의 암 치료제 개발에도 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

나쁜 마녀의 저주 때문에 100년 동안이나 깊은 잠을 자다가 멋진 왕자의 키스를 받고 깨어나는 공주 이야기는 알고 있겠지? 어려서 한 번은 들어본 적 있는 그림형제의 ‘잠자는 숲 속의 공주’ 내용이니까 말야.그런데 과학 왕국에서도 ‘잠자는 숲 속의 공주’가 있다는 것은 못 들어봤을 거야. 진짜 공주는 아니고, 연구논문이 발표 당시에는 주목받지 못하고 오랜 시간 잠들어 있다가 뒤늦게 관심을 끈 것들을 그렇게 부른다네. 내가 후배인 보리스 포돌스키, 네이선 로젠과 함께 쓴 ‘물리적 실재에 대한 양자역학적 설명이 완벽하다고 할 수 있을까?’란 논문도 이번에 ‘잠자는 공주 톱 15’ 중 14위로 뽑혔지 뭔가. ●60년 만에 주목받은 아인슈타인 ‘상대성 이론’ 14위 이런 내 소개가 늦었구먼. 수학과 물리만 머릿속에 가득하다 보니 항상 뭔가를 깜박깜박하는구먼. 나, 알베르트일세. 알베르트 아인슈타인. 상대성이론을 만든 바로 그 사람. 여하튼 미국 인디애나주립대 복잡계 연구자인 필리포 라디치 박사가 2200만건의 과학논문를 분석해 대표적인 잠자는 공주를 뽑아 세계적인 과학저널인 ‘네이처’ 5월 25일자에 실었지 뭔가. 내 논문도 1935년에 발표돼서 1994년에 주목받기 시작했으니 거의 60년 만인데도 14위라니. 더 오랜 시간 잠들어 있는 논문들이 얼마나 많다는건지 원. 라디치 박사는 논문이 얼마나 많이 인용됐는지와 함께 논문 발표 후 묻혀 있었던 기간까지 고려해 ‘잠자는 숲 속의 공주 지수’(Sleeping beauty coefficient)를 만들었다네. ‘B’(beauty) 지수라나. B지수가 가장 높아 ‘잠자는 공주’ 1위로 꼽힌 것은 유명한 콜로이드 화학자인 허버트 프로인트리히 박사가 1906년에 쓴 ‘용액에서의 흡착 연구’라는 논문이라네. 2002년부터 주목받기 시작했다더군. ●최장 101년 만에 잠깬 피어슨의 ‘공간내 선과 평면’ 프로인트리히 박사 논문보다 B지수는 낮지만, 가장 오랫동안 잠들어 있던 논문도 있다네. 1901년에 나와서 2002년에 깨어났으니 101년 동안 사람들이 존재를 모르고 있었던 거야. 바로 수리통계학의 창시자인 칼 피어슨 박사의 ‘공간 내 선과 평면에서의 최적화 시스템’이란 논문이지. 과학계에서 이렇게 오랜 시간 잠들었다가 멋진 왕자를 만나 뒤늦게 깨어나는 논문은 6.5%에 불과하다고 하더군. 사실 대부분의 논문들은 발표 초반 5년 내에 많이 인용되곤 하지. 동화 속에서는 공주가 자신의 잠을 깨운 왕자와 결혼해서 행복하게 사는 것으로 끝나잖나. 그런데 과학계의 ‘잠자는 공주’를 깨운 왕자는 누군지 아직 명확히 밝혀지지 않았다네. 언젠가 과학사에 관심이 많은 사람이 베일에 싸인 왕자들이 누군지 밝혀낼 수 있을 거라고 생각되네. 이런, 프린스턴 고등연구소에서 괴델(쿠르트 괴델, 불완전성 원리를 만든 수학자)군과 점심을 하기로 했는데, 주저리주저리 떠들다 보니 또 늦었군. 나중에 또 보세. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

영화 ‘스파이더맨’에서 주인공이 고층 건물 사이를 마음대로 날아다니고, 열차를 끌어당길 수 있는 것은 손에서 발사되는 인공 거미줄 덕분이다. KAIST 기계공학과 유승화 교수팀은 미국 MIT·플로리다 주립대·터프츠대 연구팀과 공동으로 컴퓨터 모델링을 이용해 스파이더맨의 거미줄과 비슷한 인공 생체섬유 개발에 성공했다고 1일 밝혔다. 이번 연구 성과는 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 지난달 28일자 온라인판에 실렸다. 거미줄은 똑같은 두께의 강철보다 강도가 5배나 높고 케블라 섬유보다도 훨씬 질기다. 거미들은 누에처럼 고치를 만들지 않고, 같은 공간에 있으면 서로를 잡아먹기 때문에 사육을 통해 대량으로 거미줄을 얻기는 힘들다. 이 때문에 박테리아 유전자에 거미줄 단백질을 삽입해 생체섬유를 만들려는 시도는 많았지만 대부분 실패했다. 연구팀은 컴퓨터 모델링으로 실제 거미줄을 형성하는 것과 비슷한 단백질을 찾아냈다. 박테리아의 유전자를 조작해 단백질을 삽입한 뒤 거미의 실 분비기관과 유사하게 만든 방적기계로 인공 거미줄을 생산하는 데 성공했다. 연구팀은 또 거미줄 분석을 통해 거미줄 단백질이 물속에서 안정성을 갖는 ‘친수성’ 영역과 물과 쉽게 결합되지 않는 ‘소수성’ 영역이 교차되면서 강도와 인성이 높은 생체섬유가 된다는 것을 발견했다. 유 교수는 “이번 연구를 통해 거미줄의 합성 원리를 밝혀내고, 자연에서 만들어지는 것과 비슷한 생체섬유 제작이 가능하다는 것을 알게 됐다”며 “생체 적합성을 갖기 때문에 인체 내에서도 부작용이 발생하지 않아 의료용으로 많이 쓰일 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 최대 규모의 후버댐. 콜로라도와 네바다주에 걸쳐 있는 이 거대한 댐이 미확인 단층에서 발생한 지진 때문에 마치 레고 블록처럼 힘 없이 무너져 내린다. 후버댐을 무너뜨린 지진이 캘리포니아주를 가로지르고 있는 샌 안드레아스 단층에까지 영향을 미쳐 규모 9라는 최악의 지진을 일으킨다. 건물이 무너지고 지진해일(쓰나미)까지 발생해 ‘천사들의 도시’ 로스앤젤레스는 초토화된다. 이번 주에 개봉하는 대형 재난영화 ‘샌 안드레아스’의 내용이다. 지질학자들은 영화의 소재가 되고 있는 샌 안드레아스 단층이 지나는 캘리포니아주에서 30년 내에 규모 9의 대지진이 발생할 수도 있을 것으로 예상하고 있다. 지난 4월 25일 네팔에서는 규모 7.8의 강진이 발생해 8000명 이상의 사망자가 발생했다. 네팔 지진 발생 한 달 뒤인 5월 25일 일본 사이타마현에서는 규모 5.6의 지진이, 30일에는 일본 도쿄 남쪽 870㎞ 해역에서 규모 8.5의 지진이 일어났다. 잇따른 대규모 지진이 ‘불의 고리’라고 불리는 환태평양 화산대에 영향을 미쳐 ‘지구의 시한폭탄’이 터지는 것 아니냐는 말까지 나올 정도다. 그러나 지진 전문가들은 “예전보다 지진이 잦아진 것으로 보기는 어렵다”고 입을 모으고 있다. 홍태경 연세대 지구시스템과학과 교수는 “초대형 지진이 발생하면 여진이 계속되기 때문에 전체적으로 지진 발생의 빈도가 늘어난 것처럼 보이게 된다”며 “초대형 지진으로 인해 일시적으로 발생한 지진 에너지의 불균형이 점차 균형을 맞춰 가면서 차차 평년 수준으로 돌아갈 것”이라고 설명했다. 지진은 지구 내부의 힘으로 인해 땅속의 거대한 암반이 갑자기 갈라지면서 그 여파로 땅이 흔들리는 현상이다. 급격한 지각변동은 ‘지진파’라고 하는 파동을 발생시켜 지반을 진동시키기 때문에 지진이 발생하면 넓은 지역에서 거의 동시에 느끼게 된다. 지진파는 잔잔한 연못에 돌멩이를 던졌을 때 물결이 퍼져 나가는 것처럼 파동이 땅을 통해 퍼져 나간다. 지진파는 ‘P파’와 ‘S파’로 나뉘는데, 지진이 시작될 때 발생하는 P파는 지면과 같은 방향으로 움직이기 때문에 속도는 빠르지만 파괴력은 약하다. P파가 끝난 뒤 발생하는 S파는 지면과 직각인 방향으로 움직이기 때문에 전달 속도는 느리지만 파괴력이 비교할 수 없이 강하다. 지진에 의한 피해 대부분이 S파로 인해 생긴다. 지진 경보는 이런 지진파 발생의 시간차를 이용해 S파의 도달시간을 예측하는 것이다. 지진의 직접적인 원인은 지표면 이하 100㎞ 두께의 딱딱한 층인 암석권에 있는 판의 움직임이다. 일반적으로 지진 발생 원인에 대해서는 ‘탄성반발론’과 ‘판구조론’으로 설명한다. 탄성반발론은 1906년 미국 샌프란시스코 대지진이 발생했을 때 지질학자인 해리 필딩 레이드가 샌 안드레아스 단층을 조사한 뒤 제기한 이론으로, 지진이 단층운동 때문에 발생한다는 것이다. 지각 일부는 지구 내부의 힘으로 인해 변형되는데, 그 힘이 한계에 다다랐을 때 암석층이 급격히 파괴되면서 지진이 발생한다는 입장이다. 독일 지질학자 알프레트 베게너가 제기한 판구조론은 지진이 단층 운동으로 발생한다고 할 때, 단층을 움직이는 근본적인 힘을 설명해 주고 있다. 판구조론에 따르면 지구의 껍질이라고 할 수 있는 암석권은 유라시아판, 태평양판, 북아메리카판 등 10여개의 판으로 나뉘어 있다. 이들은 각각 서로 부딪치거나 밀리고 포개지기도 하면서 매년 몇㎝ 정도의 속도로 맨틀 위를 이동하고 있다. 이런 판의 운동은 다른 판과의 마찰력에 의해 저항을 받는데, 판의 운동에너지가 마찰력을 뛰어넘는 순간 갑작스러운 미끄러짐이 발생하며 이것이 지진이란 설명이다. 이 이론에 따르면 일본에서 지진이 잦은 이유도 유라시아판과 태평양판, 필리핀판의 경계면에 놓여 있기 때문이다. 또 일본에서 발생하는 대부분의 지진은 태평양 쪽에서 발생하는데, 이는 태평양판과 필리핀판이 유라시아판 밑으로 가라앉으면서 충돌하고 있어서다. 한국지진공학회에 따르면 지난 4월 네팔에서 발생한 강진은 유라시아판이 인도판을 타고 올라가는 형태의 충상단층 현상 때문으로 분석했다. 더군다나 네팔은 일본처럼 지형상 두 지각판이 만나는 곳 바로 위에 있다. 충상단층은 알프스나 히말라야 같이 깊은 습곡을 가진 산맥을 만드는데 히말라야 정상 높이가 1년에 1㎝씩 높아진다는 말이 나오는 것도 인도판과 유라시아판이 끊임없이 밀리면서 나타나는 현상이다. 판 경계에서만 지진이 발생하는 것은 아니다. 1976년 중국 탕산 대지진(규모 7.8)이나 1978년 우리나라 홍성 지진(규모 5.0), 2008년 중국 쓰촨성 대지진(규모 8.0)은 모두 판 경계와는 떨어져 있는 판 내부에서 발생했다. 판 내부에서 발생하는 지진은 판 경계부에서 생긴 지진 에너지인 ‘응력’(應力)이 판 내부에도 전달돼 오랜 기간 쌓여 있다가 약한 지각 부분이 견디지 못하고 깨지면서 발생한다. 이 때문에 드물지만 한 번 발생하면 규모가 큰 지진이 되는 경우가 많다. 일단 전문가들은 한반도는 중국이나 일본의 단층과 지진으로 응력이 축적되지 않고 해소되는 경우가 많기 때문에 큰 지진 발생 확률이 높은 위험지대는 아니라고 보고 있다. 그러나 홍 교수는 “삼국사기나 조선왕조실록 등 역사서에서는 우리나라에서도 규모 7에 해당하는 지진이 여러 차례 발생했다는 기록이 있다”며 “우리나라는 지진 발생 주기가 길기 때문에 당장은 아니지만 한 번 발생하면 큰 피해를 줄 수 있는 지진이 일어날 수도 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

뇌진탕 같은 물리적 충격이나 심리적 요인으로 기억의 전부 또는 일부를 잃어버리는 것을 기억상실증이라고 한다. 지금까지는 주로 정신분석이나 최면요법 등으로 기억상실증을 치료했다. 그런데 최근 미국에서 빛을 쪼이는 것만으로 간단하게 기억을 되찾는 방법이 개발돼 비상한 관심을 모으고 있다. 1987년 노벨 생리의학상을 수상한 도네가와 스스무 교수가 이끄는 미국 MIT대 뇌인지·생물학과 연구진과 하워드휴즈 의학연구소 연구팀이 공동으로 기억상실증 환자에게 특정 파장의 빛을 쪼여 뇌세포를 자극함으로써 기억을 되찾을 수 있도록 하는 기술을 개발했다. 이번 연구성과는 세계적인 과학저널인 ‘사이언스’ 지난 29일자에 실렸다. 연구팀은 실험쥐를 특정 공간에 들어가게 한 뒤, 가벼운 전기 충격을 줘 해당 공간에 대한 공포감을 갖도록 훈련시켰다. 그 다음 기억상실증을 유발시키는 약물을 주입시켜 전기충격의 기억을 잊게 했다. 실제로 쥐들은 전기충격을 받았던 곳에 가도 공포감을 느끼지 못했다. 연구팀은 기억상실증에 걸린 쥐들을 전기충격을 받았던 곳과 비슷하게 만든 공간에 넣은 뒤 특정 파장의 빛으로 공포 기억이 새겨진 뇌세포를 자극했다. 그러자 쥐들은 전기충격을 받았던 공간이 아닌데도 갑자기 전기충격의 기억이 되살아나면서 공포반응을 보였다는 것이 연구진의 설명이다. 도네가와 교수는 “기억상실증은 기억이 저장되지 않는 상태가 아니라 저장된 기억을 제대로 꺼내지 못하는 현상”이라면서 “이번 연구성과는 뇌진탕 같은 외상이나 치매, 충격적 사건으로 닫혀버린 기억의 문을 빛으로 쉽게 열 수 있다는 것을 보여줬다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

우리나라의 성인 사망 원인 1위인 암은 세포의 성장과정을 무시하고 무제한 증식하는 비정상적 세포 때문에 발생한다. 세포의 성장과 사멸을 조절하는 것은 마이크로 RNA라는 물질이다. 유전질환도 20% 이상이 RNA 결함 때문에 발생하는데, 그 핵심에 마이크로 RNA가 있다. 국내 연구진이 이처럼 질병 발병 여부를 좌우하는 물질인 마이크로 RNA가 만들어지는 과정을 세계 최초로 밝혀냈다. 암이나 유전질환의 치료 가능성을 한층 높인 것이다. 기초과학연구원(IBS) RNA연구단 김빛내리(서울대 생명과학부 중견석좌교수) 단장 팀은 마이크로 RNA를 만드는 단백질 복합체인 ‘드로셔 단백질’의 구조와 기능을 규명하는 데 성공했다고 28일 밝혔다. 마이크로 RNA 분야의 세계적인 석학으로 꼽히는 김 단장은 이번 연구 결과를 생명과학분야 권위지 ‘셀’ 28일자 온라인판에 발표했다. 1993년 처음 발견된 마이크로 RNA는 동식물 세포에 포함된 물질로, 사람의 몸에도 2000여 종류가 들어 있다. 특히 몸속에서 필요한 단백질을 만드는 과정에 관여해 특정 유전자가 과도하거나 부족하지 않도록 조절하는 역할을 한다. 세포의 분화와 성장, 사멸을 조절하는 물질이기 때문에 마이크로 RNA가 제대로 작동하지 않을 경우 당뇨나 암 등 각종 질병이 발생할 수 있다. 2002년 마이크로 RNA 생성 과정을 밝혀내 주목받기 시작한 김 단장은 2003년에는 세계 최초로 마이크로 RNA를 만드는 드로셔 단백질을 처음 발견했다. 이후 12년 만에 처음으로 드로셔 단백질의 구조와 기능을 밝혀내는 데 성공했다. 연구진은 드로셔 단백질이 1개의 드로셔와 2개의 DGCR8 분자로 구성돼 있음을 규명했다. 드로셔는 마이크로 RNA를 만드는 재료물질을 자르는 역할을 하고, DGCR8은 드로셔가 재료를 정확히 잘라 낼 수 있도록 도와주는 물질이라는 것도 입증했다. 김 단장은 “마이크로 RNA로 단백질 합성을 인위적으로 조절할 수 있게 된다면 암이나 유전질환 등의 치료에도 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘사상(四象)의학’의 창시자 이제마는 1894년 펴낸 ‘동의수세보원’에서 “1개 고을에 1만명이 있다고 볼 때 태음인은 5000명, 소양인은 3000명, 소음인은 2000명 정도이고 태양인은 10명 정도에 불과하다”고 썼다. 그로부터 120여년이 흐른 지금도 한국인의 이런 체질 분포는 유효한 것일까. 정부출연 연구기관인 한국한의학연구원의 진희정 박사팀은 우리나라 사람 4000명을 대상으로 사상 체질 분포를 분석한 결과를 전통 의학 분야 국제학술지 ‘BMC 보완·대체의학’ 최신호에 발표했다. 연구진은 한의사의 1차 진단과 체질별 한약 처방을 바탕으로 다시 사상 체질을 감별하는 방법으로 4000명을 분석했다. 그 결과 태음인이 전체의 39.2%를 차지했고 소양인은 33.7%, 소음인은 27.1%의 분포를 보였다. 태양인은 거의 없었다. 19세기 말 이제마가 당시 사람들의 체질 분포를 정확한 수치로 제시했던 것은 아니지만 대략적으로 따져 볼 때 태음인은 전체 국민의 50% 수준에서 40% 수준으로 약 10% 포인트 줄어든 것으로 분석됐다. 반면 소양인과 소음인은 과거보다 증가했다. 태양인이 거의 없기는 예나 지금이나 마찬가지였다. 사상의학은 사람의 체질을 네 가지로 나눠 체질에 맞는 한의학 치료를 시행하는 우리나라 고유의 의료 모델이다. 소음인은 작고 마른 체격으로 신장 기능은 좋지만 소화기관이 약한 편이다. 태음인은 뼈대가 굵고 이목구비도 큰 편으로, 간과 위가 튼튼하지만 폐와 기관지는 약하다는 특징이 있다. 머리가 작고 둥근 소양인은 위장 기능은 좋지만 신장 기능이 약하다. 태양인은 폐 기능은 좋지만 소화 기능이 좋지 않은 것으로 알려져 있다. 연구팀은 태음인이 감소하고 소양인·소음인이 증가한 데 대해 “전쟁과 산업화 등 격변의 시기를 거치면서 인구구조가 변했기 때문”이라고 해석했다. 한국인의 체질 분포가 변하면서 관리해야 할 질환군도 달라질 것으로 예상됐다. 실제로 연구팀은 이번 연구에서 체질별로 잘 걸리는 질병의 빈도를 조사했다. 그 결과 태음인은 소음인·소양인에 비해 복부 비만이 많고 이로 인해 당뇨병·고혈압 같은 각종 성인질환 발병률이 높은 것으로 나타났다. 소음인의 경우 고지혈증과 뇌졸중 증상이 많고, 소양인은 당뇨병이 많았다. 진 박사는 “사상의학 체질 분포에 대한 종합적이고 객관적인 통계로는 동의수세보원 이후 처음 나온 것”이라며 “체질과 특정 질병 간의 상관관계를 밝히는 데 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 올바른 걷기를 할 수 있도록 도와주는 ‘스마트 신발’을 개발했다. 한국표준과학연구원 질량힘센터 김종호 박사팀은 촉각센서와 발광다이오드(LED)를 이용해 올바른 자세로 걸을 수 있도록 도와주는 신발을 개발했다고 27일 밝혔다. 국내 및 6개국 특허 등록을 마친 상태로, 상용화를 눈앞에 두고 있다. 스마트 신발은 힘과 압력의 세기를 측정할 수 있는 촉각센서와 빨강·파랑·초록색 빛을 내는 LED 부분으로 구성돼 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

5월 말부터 30도를 넘나드는 더위로 전국이 달아오르고 있는 가운데 우리나라뿐만 아니라 인도와 미국, 중국, 멕시코 등도 기상이변으로 몸살을 앓고 있다. 전문가들은 이런 기상이변의 원인을 지난 2월부터 시작된 엘니뇨 현상과 지구온난화 때문으로 보고 있다. 실제 50도를 넘는 살인적 폭염에 일주일째 시달리고 있는 인도에서는 1100여명이 열사병과 탈수 현상으로 사망했다. 미국 텍사스주와 오클라호마주에서는 집중호우가 발생했고, 멕시코와 미국 접경 지역에서는 대형 토네이도가 잇따르면서 인명과 재산피해가 심각한 상황이다. 캘리포니아주는 120년래 최악의 가뭄이 4년째 계속되고 있다. 중국도 최근 10년마다 연평균 기온이 0.23도씩 상승하면서 이상고온 현상과 가뭄, 폭우, 태풍 발생이 잦아지고 있다. 해수면 온도가 비정상적으로 높아져 발생하는 엘니뇨 현상으로 호주나 인도네시아에서는 최근 들어 부쩍 가뭄이 잦아졌다. 인도에서는 가뭄과 호우·태풍이, 미국 서부·중부 지역에서도 호우와 토네이도 발생이 급증하고 있다. 지난 3월 미국 국립해양대기관리청(NOAA)은 “올 2월에 시작된 엘니뇨가 여름까지 계속될 것”이라고 밝혔다. 호주 기상청과 우리나라 기상청은 적도부근 태평양의 수온이 평년보다 1도 이상 높아 엘니뇨가 빠르게 진행하고 있다고 발표했다. 이 때문에 일부에서는 올해 발생한 엘니뇨가 역대 가장 강했던 1997~98년과 비슷한 수준이 될 것이라 예측하고 있다. 엘니뇨와 함께 지구 온난화 현상도 이상기후의 원인으로 꼽힌다. 우리나라의 경우, 지구 온난화로 최근 10년간 여름철 평균기온이 24.1도로 전체 평균(23.6도)을 0.5도 웃돌았다. 지난해에도 올해처럼 5월 기온이 큰 폭으로 오른 적이 있고, 제주와 강릉에서는 열대야가 발생하기까지 했다. 연세대 대기과학과 안순일 교수는 “최근 잇따라 발생하는 전 지구적 기상이변은 엘니뇨와 지구 온난화 때문”이라며 “올해 발생한 엘니뇨를 ‘슈퍼 엘니뇨’라고 말하기는 아직 이르지만, 슈퍼 엘니뇨로 성장할 수 있는 가능성이 있어 향후 추이에 따라 이상기후의 문제가 더 심각해질 수 있다”고 우려했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

#직장인 김맞춤씨는 요즘 다시 태어난 느낌으로 살고 있다. 10여년 동안 그를 괴롭혀온 류머티즘 관절염이 말끔히 나았기 때문이다. 얼마 전 병원에서 받은 ‘마이크로바이옴’ 검사를 통해 대장 속 불균형한 미생물 군집이 자가면역질환인 류머티즘 관절염의 발생 원인이라는 통보를 받았다. 의사는 하루 한 번 아침식사 후 마이크로바이옴 치료제를 복용하도록 처방했다. 의사의 처방대로 한 달 정도 치료제를 복용했더니 말끔히 나은 것이다. #70대 중반의 이운동씨는 근력이 떨어져 얼마 전부터는 지하철 계단 오르내리기조차 버거웠다. 규칙적인 운동을 하라는 조언을 들었지만 맨손체조도 어려웠다. 하지만, ‘운동효과 바이오닉스’를 이용하고부터는 지팡이 없이도 뒷산을 거뜬히 오르내리게 됐다. 운동을 하지 않고 바이오닉스를 착용하고 다닌 것만으로도 실제 운동한 것처럼 근육량이 늘고 골밀도가 높아진 것이다. ●바이오닉스 착용만으로 근육량 늘어… 실제 운동한 효과 생명과학과 정보통신기술(ICT)이 결합한 바이오헬스 기술이 발달한 가까운 미래에는 위에 예로 든 김씨나 이씨 같은 사례를 흔히 볼 수 있게 될 것으로 기대된다. 한국생명과학연구원과 한국과학기술정보연구원(KISTI)은 빅데이터 분석을 통해 ‘ICT 융합 바이오헬스 10대 미래유망기술’을 선정했다고 27일 밝혔다. 10가지 기술은 ▲차세대 유전체 분석칩 ▲체내 이식형 스마트 바이오센서 ▲사이버 메이트 헬스케어 ▲개인 맞춤형 마이크로바이옴 ▲유전자 교정세포 3D(3차원) 프린팅 ▲퍼스널 노화 속도계 ▲지능형 환자 맞춤약 ▲4D 세포 추적기술 ▲운동효과 바이오닉스 ▲인지·감각기능 증강용 가상현실 등이다. ●초고속 ‘유전자 분석 칩’… 아바타로 질병 예측하는 ‘사이버 메이트’ 이 가운데 차세대유전자 분석칩은 가장 빨리 실현될 기술로 꼽혔다. 이 기술은 칩 위에 올려진 극소량의 피나 침, 피부각질만으로도 유전자 정보를 초고속으로 분석해 언제 어디서나 신속하고 정확하게 질병을 진단해준다. 김흥열 생명연 생명공학정책연구센터장은 “전 세계 유전체 시장은 2018년 기준 21조원 규모로 성장할 것으로 보이는 만큼 우리나라의 우수한 반도체 기술을 접목시켜 이른 시일 내에 국내 기술력을 확보할 필요가 있다”고 말했다. 개인 건강정보를 바탕으로 사용자와 똑같은 아바타를 만들어 질병을 예측하고, 예방하는 ‘사이버 메이트 헬스케어’도 주목받는 기술 중 하나로 꼽혔다. ●‘인지·감각기능 가상현실’ 알코올·게임 중독·치매 치료에 활용 지난해 서울대병원이 선보인 ‘가상현실 치료실’ 기술처럼 ‘인지·감각기능 증강형 가상현실’은 노화로 저하되기 쉬운 인체 기능을 향상시키기 위한 기술이다. 알코올 중독이나 게임 중독, 폐쇄공포증 등 정신과적 치료뿐만 아니라 치매나 노안 등 인지·감각·운동기능 장애를 고치는 데도 활용될 것으로 기대된다. 퍼스널 노화 속도계는 개인의 신체 기능별 노화 속도를 측정할 수 있는 기술로, 개인의 노화속도를 예측할 수 있는 유전자 표식인 ‘마커’를 발굴해 노인성 질환 발병시기 예측이나 건강 관리에 사용하는 것이다. 오태광 생명연 원장은 “이번 기술선정은 생명과학(BT)과 ICT의 융합이 미래 바이오헬스 분야를 어떻게 바꿀 것인지 알려주고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

7~8월에 버금가는 ‘5월 폭염’이 연일 이어지면서 건조특보 지역이 확산되고 자외선·식중독 위험지수가 높아지는 등 건강과 안전을 위협하는 2차 피해 우려가 커지고 있다. 26일에도 경남 밀양과 창녕의 낮 최고기온이 각각 35.5도, 35.3도에 이르는 등 지난 주말부터 시작된 불볕더위가 계속됐다. 27일에도 대구 등 경북 내륙지방의 수은주가 34도를 넘어설 것으로 예상되는 등 전국 대부분 지역의 낮 기온이 30도를 웃돌 전망이다. 기상청은 대구와 경남, 경북 지역 6곳에만 내려졌던 폭염주의보를 26일 오전 강원 일부와 전남 지역 등 전국 31곳으로 확대했다. 이날 주요 도시의 최고기온은 서울 30.4도를 비롯해 대구 34.5도, 광주 33.1도, 울산 32.7도, 대전 31.6도, 부산 30.2도 등을 나타냈다. 이상 고온현상으로 햇볕이 내리쬐는 시간과 일조량이 늘어나면서 전국의 자외선 지수도 며칠째 ‘매우 높음’ 단계를 유지하고 있다. 자외선 지수가 ‘매우 높음’인 단계에서는 태양에 피부가 노출됐을 때 빠르게 타서 위험해질 수 있다. 겉옷을 입고 모자와 선글라스를 착용하고 자외선 차단제를 발라야 하는 단계다. 식중독 발생 가능성을 백분율로 표시하는 식중독 지수도 강원도와 영남, 호남 및 충청 일부 지역에서 ‘경고’ 단계로 상승했다. 특히 26일 포항의 식중독 지수는 100, 경산 98 등으로 ‘위험’ 단계에 다다랐다. 식중독 지수가 70~95일 때 발령되는 경고 단계는 식중독 발생 가능성이 높아 각별한 주의가 필요한 상태다. 경고 단계의 경우 음식을 만든 뒤 실온에 둘 경우 통상 4~5시간 내에 식중독균이 발생할 가능성이 높다. 건조한 공기로 대형 산불 등 화재 위험이 커지면서 건조특보 지역도 빠르게 늘고 있다. 건조특보는 공기 중 습도가 35% 이하일 때 발령된다. 석가탄신일 연휴가 시작되던 지난 23일에는 건조특보가 강원, 대구, 경북 일부 지역에만 발령됐지만 26일에는 서울로도 확대됐다. 강원 및 경북 일부 지역에 건조경보가, 서울·경기 및 경북·충청·전남 일부 지역에는 건조주의보가 발령돼 있다. 기상청 관계자는 “강원 및 남부 일부 지역은 낮과 밤의 기온차가 15도 이상 나는 만큼 야외활동과 건강관리에 각별한 주의가 필요하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 신약이나 백신 개발에 도움을 줄 수 있는 단백질 나노 결합기술을 개발했다. KAIST 화학과 정용원 교수팀은 여러 가지 모양과 크기의 형광 단백질 나노 조립체를 만들 수 있는 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 연구는 자연과학분야 권위지인 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 온라인판 최신호에 실렸다. 여러 종류의 단백질이 결합된 단백질 조립체는 신약과 백신 기능을 높일 수 있을 것으로 기대되고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

고령화 사회로 접어들면서 많은 사람들이 암보다도 치매를 더 걱정하고 있다. 치매로 인한 사회적 비용은 암이나 심장질환, 뇌졸중을 모두 합한 것보다 많다는 연구결과까지 나와 있다. 이런 가운데 치매를 유발하는 ‘알츠하이머’ 병이 인류 지능 발달의 대가라는 주장이 나왔다. 세계적인 과학저널 ‘네이처’는 중국과학원 상하이 생명과학연구원 연구팀이 “알츠하이머 같은 뇌 질환은 인류의 지능 발달과 함께 진화됐다”는 연구 결과를 내놨다고 보도했다. 알츠하이머는 동물 중에서 유일하게 사람만 걸린다. 인간과 유전적으로 가장 가까운 영장류인 침팬지조차 알츠하이머를 앓지 않는다. 연구팀은 여기에 착안했다. 연구팀은 지능이 진화한 증거를 찾아내기 위해 아프리카, 아시아, 유럽계 조상을 가진 현대인 90명의 게놈을 분석했다. 현대인의 DNA를 분석하면 진화에 의한 뇌 구조의 변화를 추정해 볼 수 있기 때문이다. 그 결과 연구진은 5만~20만년 전 뇌의 폭발적 성장을 가져와 인류를 똑똑하게 만들어준 것으로 보이는 6개의 유전자를 발견했다. 이 유전자들은 알츠하이머에 관여하는 유전자와 겹친다는 것도 알아냈다. 뇌의 성장은 뇌 신경의 신호 전달에 관여하는 뉴런의 연결망이 복잡해진다는 것을 의미한다. 그러면 필요한 에너지와 처리할 정보도 늘어나 뇌에 큰 부담을 주게 된다. 연구를 총괄한 쿤탕 박사는 “지능 향상에 따른 과부하로 뇌가 시달리게 되면서 언어능력, 기억력 같은 각종 인지 기능의 장애가 나타나는 것으로 보인다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr