고전소설 ‘심청전’에는 주인공 심청이 앞 못 보는 아버지 심학규의 눈을 뜨게 하기 위해 공양미 300석을 받고 인당수에 몸을 던지는 장면이 나온다. 과학기술이 발달한 현대에서는 공양미를 바치고 기도에 의존하는 대신 뇌의 시각피질을 자극하는 신경칩을 이식해 시력을 회복하도록 하는 기술이 개발됐다. 네덜란드 국립신경과학연구소 시각인지연구부, 암스테르담 자유대 통합신경생리학과, 암스테르담대학병원 정신의학부, 스페인 미구엘 에르난데즈대 생체공학연구소 공동연구팀은 뇌 시각피질을 자극할 수 있는 신경칩을 이식해 시력을 회복할 수 있는 기술을 개발하고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 4일자에 발표했다. 기존에도 뇌 신경칩 이식을 통해 시각 회복을 하려는 시도는 계속 있어왔지만 시력 회복을 했다고 평가할 수 있을 정도의 수준에 미치지는 못해왔다. 연구팀은 첨단 재료공학과 미세전자공학 기술을 이용해 1024개의 전극을 가진 안정적이고 내구성이 뛰어난 뇌 신경칩을 만들었다. 전극 숫자가 많을수록 인식할 수 있는 이미지의 해상력은 높아지게 된다. 연구팀은 앞을 보지 못하는 원숭이 2마리의 뇌 시각피질에 이번에 개발한 뇌 신경칩을 이식했다.뇌 신경칩에 전기자극이 주어지면 특정 위치에서 빛이 보이는 ‘안내(眼內)섬광’이라는 지각현상이 나타나는 것이 관찰됐다. 또 연구팀은 눈동자의 움직임을 측정하고 행동과제를 실시했는데 선이나 움직이는 점을 따라 안구가 움직일 뿐만 아니라 사물의 형태나 큰 글자를 인식하는 것이 관찰됐다. 이번 연구결과는 망막이나 시신경 손상이나 퇴화가 있지만 시각피질이 조금이라도 남아있는 시각장애인의 시력 회복에만 적용될 수 있지만 추가 연구를 통해 작은 글자까지 읽을 수 있을 것이라고 연구팀은 설명하고 있다. 피터 로엘프세마 국립신경과학연구소 교수는 “이번에 개발한 기술은 시각장애인이 사물의 모양과 형태를 인식할 수 있는 기능적 시력을 회복함으로써 삶의 질을 높여줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국식품연구원 전통식품연구단과 국립산림과학원 산림산업연구과 공동연구팀은 국내 자생 참나무를 이용해 외국의 스카치위스키, 브랜디, 버번처럼 숙성시킬 수 있는 전통주 숙성용 소재와 숙성 증류주를 개발했다고 2일 밝혔다. 이번 연구 결과는 식품과학 분야 국제학술지 ‘푸드’에 실렸다. 연구팀은 한반도에서 자생하는 참나무인 갈참나무, 굴참나무, 떡갈나무, 상수리나무, 신갈나무, 졸참나무 6종을 대상으로 숙성통 가공 가능성, 증류주 숙성 중 화학적 변화 등을 분석했다. 그 결과 숙성통을 만들었을 때 시스오크락톤, 트란스오크락톤 등의 성분 증가와 전통주를 담아 숙성시켰을 때 자연스러운 색 변화가 위스키, 브랜디와 비교했을 때 더 우수한 것으로 확인됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

날씨가 쌀쌀해지면서 버스나 지하철 등 대중교통에 히터가 가동됩니다. 따뜻하다 보니 자신도 모르게 꾸벅꾸벅 졸고 있는 이들이 많습니다. 밤잠을 제대로 못 잔다고 하는 사람들도 차를 타면 고개를 떨구고 잠에 빠지기도 합니다. 잠을 안 자고 칭얼대는 아기들은 안고 살짝 흔들어 주면 금세 잠든다는 것은 부모라면 누구나 한 번쯤 경험했을 것입니다. 물론 그런 방법으로도 잠들지 못하는 아이들은 카시트에 앉혀 드라이브를 하면 10분도 안 돼 잠들기도 하지요. 물론 버릇이 되면 침대에서 재우기는 더 힘들어진다는 문제가 있기는 합니다. 어른, 아이 할 것 없이 차를 타면 꾸벅꾸벅 졸게 되는 이유는 지금까지 명확히 밝혀지지 않았습니다. 지난해 호주 왕립멜버른공과대 연구팀은 자동차에 사람을 태우고 진동 주파수를 조절하면서 졸음이 오는 순간을 측정한 결과 저주파인 4~7㎐ 진동이 지속될 경우 졸음이 시작된다는 사실을 밝혀내고 국제학술지 ‘인체공학’에 발표했습니다. 그렇지만 진동이 수면을 유도하는 신경학적 과정은 여전히 수수께끼로 남아 있습니다. 그런데 미국 토머스제퍼슨대 신경과학과, 파버신경과학연구소, 펜실베이니아대 생명공학과 공동연구팀은 초파리 실험을 통해 미세한 진동이 ‘습관화’되면서 더 쉽게 잠들고 일정 진동이 있을 때 더 깊이 잠들게 된다고 밝혔습니다. 수면과학 분야에서 널리 알려진 재미 한국인 신경과학자 고경희 토머스제퍼슨대 교수가 주도한 이번 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 리포츠’ 12월 2일자에 실렸습니다. 연구팀은 대표적인 생물학 실험 동물인 초파리로 진동이 수면에 미치는 영향을 분석했습니다. 연구팀에 따르면 초파리에게 처음 진동을 가하면 활동성이 커지지만 진동에 반복적으로 노출되면 ‘습관화’ 현상이 발생해 오히려 쉽게 잠들게 됩니다. 습관화는 동일한 자극이 반복적으로 제시될 때 점차 주의를 덜 기울이고 초기 반응이 감소하며 자극에 익숙해지는 일종의 학습 과정입니다. 실제로 초파리는 시간이 지남에 따라 미세 진동이 위협적이지 않다는 것을 인식하게 되면서 진동 자극에 대해 둔감해지고 수면 자극으로 인식하게 됩니다. 연구팀은 미세 진동 환경에서는 더 깊고 오래 잠든다는 사실도 확인했습니다. 미세 진동은 깊이 잠들었을 때와 비슷한 뇌파를 유도한다고 연구팀은 설명했습니다. 연구팀은 신경전달물질인 도파민이 과도하게 분비되도록 변형시킨 돌연변이 초파리는 일반 초파리들이 쉽게 잠드는 진동 주파수에서도 잠들지 못하고 잠이 들더라도 금세 깬다는 사실을 확인했습니다. 이런 초파리 수면 패턴이 사람에게도 적용될 수 있는지는 추가 연구가 필요하지만 유전학적 관점에서 사람과 초파리는 유사점이 많은 만큼 파리의 수면조절 연구 결과를 통해 인간의 수면에 대해서도 배울 수 있는 점은 있을 것입니다. 겨울이 되면 추위로 활동량이 줄어들고 난방으로 실내가 건조해지면서 잠 못 이루는 사람들이 많아집니다. 올해는 코로나19로 인한 우울감을 호소하는 이들도 많이 늘어나 불면의 밤을 새우는 사람이 더 많을 것 같습니다. 아이들처럼 흔들침대에서 잠들거나 초파리들처럼 미세 진동 환경에서 잠들 수는 없는 만큼 야식을 피하고 잠들기 직전 따뜻한 우유 한 잔을 마시고 잠자리에 적절한 습도를 유지하는 것이 불면의 겨울밤을 피하는 최선의 방법이 아닐까 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

2015년 개봉한 SF 영화 ‘마션’ 덕분에 익숙한 화성은 지구 바로 옆, 태양계 네 번째 행성이다. 흙에 산화철 성분이 많아 붉은색을 띠고 있어 ‘붉은 행성’이라는 별명을 가진 화성은 신이 인간을 위해 준비한 또 다른 행성으로도 불린다. 이 때문에 많은 나라들이 화성에 관심을 갖고 있다. 지난 7월 아랍에미리트(UAE), 중국, 미국이 잇따라 화성 탐사선을 발사한 것만 봐도 알 수 있다.천문학적 비용과 시간이 투입되는 화성 탐사에 많은 나라들이 주목하는 이유는 태양계와 생명체 기원에 대한 해답을 찾기 위한 과학적 관심사와 생명체의 흔적을 발견하고 분석해 인간의 화성 거주 가능성을 판단하기 위한 것이다. 1961년 11월 구소련이 처음 화성탐사선을 발사한 뒤 화성 표면 착륙에 성공한 것은 1975년 미국의 바이킹 1, 2호다. 바이킹 1, 2호는 화성 표면 온도, 대기밀도, 바람의 속도, 토양 분석 등의 임무를 수행했다. 20여년 뒤인 1997년 12월 4일에는 무인 화성탐사선 ‘패스파인더’를 발사했다. 패스파인더 역시 화성의 대기, 기후, 토양과 암석 연구를 목적으로 했지만 새로운 탐사 기술이 적용돼 2018년 ‘인사이트’, 지난 7월 ‘퍼시비어런스’로 발전했다. 현재 화성에서 임무를 수행하고 있는 화성탐사선 인사이트는 이전 탐사선들과 달리 화성 내부 구조와 지진 활동에 대한 탐사를 진행 중이다. 인사이트가 보내온 자료들을 바탕으로 미국 럿거스대 지구행성과학과, 다트머스대 공학부, 루이지애나주립대 지질학 및 지구물리학과, 행성과학연구소(PSI) 공동연구팀은 화성에서 생명체가 살기 가장 좋은 지역은 지표면 아래 수킬로미터라는 연구 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 12월 3일자에 발표했다.이번 연구는 천문학계의 오랜 수수께끼 중 하나인 ‘어두운 젊은 태양 역설’을 해결하는 데도 도움을 줄 것으로 기대되고 있다. 어두운 젊은 태양 역설은 지구를 비롯한 행성들이 탄생하고 얼마 되지 않았을 때인 약 40억년 전후에 태양은 지금보다 훨씬 약했던 상태이기 때문에 초기 지구나 화성 표면은 온도가 매우 낮아 물이 있었다면 얼어붙었어야 했다는 것이다. 그렇지만 지질학적 지표로 알 수 있는 41억~37억년 전 화성 표면에는 얼음이 아닌 액체 상태의 물이 풍부했다는 것이다. 지질학적 증거와 기후학적 모델의 모순이 어두운 젊은 태양 역설이다. 연구팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 초기 화성 대기권은 지구와 마찬가지로 이산화탄소와 수증기로 가득 차 온실효과를 보여 장기간 따뜻하고 습한 상태를 유지했을 것으로 추정했다. 또 이후 행성자기장의 손실로 인해 공기층이 희박해지고 기온이 하락하면서 지표면에서는 액체 상태의 물을 찾아보기 힘들게 됐다고 설명했다. 그렇지만 지구와 같은 암석형 행성인 화성, 금성, 수성은 우라늄, 토륨 같은 방사성 원소를 갖고 있어 방사능 붕괴 현상으로 열을 발생시키기 때문에 지표면 아래 깊은 곳에서는 여전히 액체 상태의 물이 존재할 수 있을 것이라고 결론 내렸다. 이 때문에 연구팀은 화성에서 생명체 흔적을 찾기 위해서는 지표면이 아닌 물이 존재할 것으로 추정되는 지표면 아래로 깊이 들어가야 할 것이라고 밝혔다. 연구를 주도한 루엔드라 오자(행성지질학) 럿거스대 교수는 “탐사선 인사이트와 내년에 화성에 착륙할 퍼시비어런스가 보내올 추가 자료들로 화성의 거주 가능성과 지열의 역할에 대해 더 명확하게 파악할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2021학년도 대학입학수학능력평가시험이 치러지는 3일 아침은 전국 대부분 지역이 영하권으로 떨어져 춥겠다. 기상청은 “3일 아침기온은 평년(영하 6도~영상 4도)과 비슷하겠지만 예년보다 수능일이 늦어져 대부분 지역에서 영하의 기온분포를 보여 이전 수능일 때보다는 춥겠다”라고 2일 예보했다. 특히 바람도 강하게 불면서 체감온도는 실제기온보다 1~3도 더 낮겠으며 낮 기온도 중부지방은 5도 내외, 남부지방은 10도 내외의 분포를 보여 춥겠다고 기상청은 전망했다. 3일 전국의 아침 최저기온은 영하 7도~영상 4도, 낮 최고기온은 3~12도 분포를 보이겠다. 지역별 아침 최저기온은 춘천 영하 5도, 서울 영하 2도, 대전 영하 1도, 대구 0도, 광주 1도, 부산 4도, 제주 7도 등이 되겠으며 낮 최고기온은 서울 4도, 대전 7도, 광주 8도, 대구 9도, 부산, 제주 11도 등이다. 3일 낮 전라 서해안 지역, 밤부터 4일 새벽 사이 제주도에서는 빗방울이 떨어질 것으로 예상된다. 4일 목요일 아침 기온은 전날보다 2~3도 떨어져 중부 내륙과 일부 경북 내륙, 전북 내륙에는 영하 5도 이하 분포를 보이며 춥겠다. 4일 아침 최저기온은 영하 9도~영상 2도, 낮 최고기온은 3~10도가 되겠다. 기상청 관계자는 “수능일은 평년과 비슷한 기온분포를 보이겠지만 12월에 실시되다보니 춥겠고 코로나19 확산 방지를 위해 창문을 열어 환기를 자주하게 될 것으로 보이는 만큼 얇은 옷을 겹쳐 입어 체온유지에도 각별히 유의할 필요가 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

AAAS “이번 수상자 선정은 전세계 코로나19 연구자에게 경의를 표하기 위한 것” 쓸모없고 황당해 보이지만 나중에 황금알을 낳는 거위같은 역할을 하는 기초과학 분야 연구자에게 시상하는 ‘황금거위상’(Golden Goose Award) 올해 수상자는 코로나19 바이러스와 백신을 만드는 기반을 마련한 연구자 7명에게 돌아갔다. 미국 과학진흥협회(AAAS)는 ‘제9회 황금거위상’ 수상자로 코로나19의 과학적 대응방법을 마련하는데 기초를 마련한 3개팀 7명의 과학자를 선정했다고 1일 밝혔다. 우선 사스(중증급성호흡기증후군), 메르스(중동호흡기증후군)을 포함한 코로나 바이러스에 대한 실험 백신 개발연구를 진행해 왔던 미국국립보건원(NIH)의 키즈메키아 코벳, 바니 그레이엄, 에미 드 위트, 빈센트 먼스터 박사가 선정됐다. 이들은 코로나 바이러스에 대한 연구를 오랫동안 지속해온 결과 코로나19 바이러스 게놈 시퀀싱이 공개된 이후 코로나19 바이러스인 SARS-CoV-2를 표적으로 하는 백신 후보물질 탐색에 바로 돌입할 수 있었다. 이들은 코로나19 바이러스에 대한 동물모델을 개발해 코로나19 백신의 전임상시험을 도왔으며 현재 진행되는 백신들의 3상 임상시험도 함께 진행하고 있는 것으로 알려졌다.또 텍사스대 구조바이러스 학자인 제이슨 멕레란 교수와 다니엘 레프 연구원도 올해 황금거위상 수상자로 선정됐다. 이들은 라마에서 만들어 낸 특수 항체와 인간 항체와 결합한 새로운 항체를 만들어 실험한 결과 코로나19 바이러스의 스파이크 단백질이 체내에서 확산되는 것을 막을 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 이들은 라마, 알파카, 낙타 같은 동물군들에서 코로나19 바이러스를 차단할 수 있는 방법을 찾아냄으로써 사람에게서 효과적인 면역반응을 이끌어 낼 수 있다는 사실을 확인했다. 이들 덕분에 코로나19 감염자에 대한 항체치료법 개발이 가능해졌다고 AAAS측은 밝혔다.밴더빌트대 백신센터 제임스 크로우 교수는 인간 면역체계의 복잡성에 대한 오랜 연구와 뎅기열, 에볼라, 에이즈, 계절성 독감, 노로바이러스, 호흡기세포융합바이러스(RSV), 로타바이러스, 지카바이러스는 물론 코로나19 바이러스까지 질병을 유발하는 다양한 바이러스에 대한 항체 연구로 이번에 수상의 영광을 안았다. 크로우 교수팀은 중국 우한지역에서 발생한 코로나19 감염자들의 혈액샘플을 바탕으로 동물모델에서 바이러스 검사를 실시해 항체 검사 기술과 치료제 후보물질을 찾아낸 공로를 인정받았다. 수딥 파리크 과학진흥협회 CEO는 “올해 수상자로 코로나19 해결에 나선 대표적인 3팀 7명을 선정했지만 미국과 전 세계 수천명에 이르는 과학자와 공학자들의 연구들에 경의를 표하기 위한 것”이라고 수상자 선정결과에 대해 평가했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

늦가을부터 이듬해 봄까지 한반도는 미세먼지로 몸살을 앓는다. 코로나19 확산으로 인해 지난 겨울은 미세먼지가 거의 없었지만 이번 가을부터는 다시 국내외에서 발생하는 미세먼지로 인해 나쁨 수준이 몇 차례 발생했다. 이런 가운데 국내 연구진이 미세먼지를 만드는 원인물질을 이용해 청정 수소에너지를 저장할 수 있을 뿐만 아니라 화학산업에서 다양하게 사용되는 물질을 만드는데 성공했다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학과, 카이스트 화학과 공동연구팀은 미세먼지를 만드는 오염물질 일산화질소(NO)를 전기화학적 방법으로 수소에너지를 액화시켜 저장할 수 있는 암모니아로 100% 변환시킬 수 있는 기술을 개발했다고 1일 밝혔다. 이번 연구결과는 전기화학 분야 국제학술지 ‘ACS 에너지 레터스’ 안쪽 표지논문으로 실렸다. 이전에도 일산화질소를 전기화학적 방법으로 유용한 물질을 만드려는 기술이 있기는 했지만 일산화질소의 반응속도가 느리고 반응중 부산물이 많이 생겨 활용성이 떨어졌다.연구팀은 은나노 촉매 전극을 이용해 일산화질소를 암모니아로 전환시키는 공정으로 기존 암모니아 생산공정에서처럼 이산화탄소를 배출하지도 않는 것으로 확인됐다. 권영국 UNIST 교수는 “액상 암모니아는 액화수소보다 단위부피당 더 많은 수소를 저장할 수 있어서 수소 저장과 운송에 유리하기 때문에 이번 기술은 미세먼지 원인 물질을 없앨 뿐만 아니라 천연 에너지원인 수소 저장까지 가능하다는 점에 의미가 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 파스처럼 피부에 붙이기만 하는 것으로 전기를 만들어 낼 수 있는 열전소자를 개발해 주목받고 있다. 이번 기술을 활용하면 배터리 없이도 웨어러블 기기를 작동시킬 수 있을 것으로 기대되고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 소프트융합소재연구센터, 서울대 전기정보공학부 공동연구팀은 유연성과 열전달 효율을 높여 피부에 붙이는 것만으로도 전기를 생산해 낼 수 있는 신축성 열전소자를 개발하고 자동화 공정을 통해 대량생산 방안도 제시했다고 1일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 열전소자는 소재 앞뒤, 겉과 밖 같은 양단의 온도 차이로 인해 만들어지는 전압으로 에너지를 변환시키는 장치로 산업현장 폐열 같은 열에너지를 실생활에서 사용할 수 있는 전기에너지로 변환시킬 수 있다. 기존 열전소자는 단단한 금속 기반 전극과 반도체를 사용해 유연하지 못해 웨어러블 기기에 사용하기 어려웠다. 반면 유연 열전소자는 공기 같은 열차단층이 생겨 열전도율이 낮아지면서 전기발생 효율도 낮았다. 이에 연구팀은 고성능 무기물 열전재료를 은나노와이어가 삽입된 신축성 기판과 연결시켜 유연성을 높이고 열전소자의 저항을 낮췄다. 이를 통해 열전달율을 기존 유연 열전소자보다 8배 이상 높아졌으며 전력생산능력도 3배 이상 향상시키는데 성공했다.또 소프트 플랫폼 공정부터 열전소자 형성까지 복잡한 전체공정을 자동화시켜 소자의 대량생산도 가능하게 했다. 정승준 KIST 박사는 “이번 연구는 외부 열을 이용해 고온감지 센서장갑 같은 웨어러블 기기를 동작시키는 것이 가능하다는 것을 보여줬다”라며 “기능성 복합재료, 열전소자 플랫폼, 배터리 없는 자율주행용 거리 감지 센서를 개발하는데도 도움이 될 것”이라고 말했다. 홍용택 서울대 교수는 “이번 연구는 유연성과 열효율을 동시에 높여 실제 웨어러블 기기를 동작시킬 수 있는 실용성 높은 유연 열전소자를 개발했다는 데 의의가 있다”라며 “배터리 없는 자가발전 웨어러블 기기의 대중화 및 시장성 확보에 크게 기여할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 지구온난화의 주범 이산화탄소와 바이오디젤을 만들고 남은 폐기름인 글리세롤을 이용해 유용한 화학물질을 만드는데 성공했다. 한국화학연구원 화학공정연구본부, 성균관대 화학과 공동연구팀은 글리세롤과 이산화탄소를 이용해 젖산과 포름산을 고효율로 생산해낼 수 있는 기술을 개발했다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학분야 국제학술지 ‘물질 화학’ 12월호 표지논문으로 실렸다. 화석연료 사용으로 인한 환경오염과 지구온난화 같은 문제 때문에 식물에서 추출하는 바이오디젤 생산이 전 세계적으로 늘고 있다. 바이오디젤을 만드는 과정에서 글리세롤이 부산물로 나오는데 글리세롤 분자에서 수소를 떼어내 반응시키면 플라스틱의 원료인 젖산을 만들 수 있게 된다. 포름산도 연료전지의 수소저장물질, 가죽과 사료첨가제로 쓰일 수 있으며 화학제품을 만드는데도 사용된다. 연구팀은 극소량만 넣어도 글리세롤 분자에서 수소를 떼어낼 수 있는 탈수소화 반응과 이산화탄소에 수소원자를 붙이는 수소화 반응을 동시에 유도할 수 있는 촉매를 개발했다. 이번에 개발한 촉매는 기존 산업공정에서 사용되는 촉매보다 활성이 10~20배 가량 좋고 젖산이나 포름산 생산량도 2배 이상 늘릴 수 있는 것으로 확인됐다. 황영규 화학연구원 본부장은 “이번에 개발한 글리세롤과 이산화탄소의 동시전환 촉매를 이용하면 석유화학, 정밀화학, 바이오화학의 다양한 공정에서 생산성을 높이는데 도움이 될 것”이라며 “추가적으로 계산화학을 이용한 촉매 후보군 탐색으로 생산수율을 높이도록 할 계획이다”라고 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 사람의 간을 그대로 흉내낸 3D칩으로 암이 다른 조직으로 전이되는 과정을 밝혀내 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과, 서울아산병원 병리과 공동연구팀은 ‘3D 간 칩’(Liver-on-a-Chip)을 이용해 세포에서 나오는 나노소포체가 암 전이에 중요한 역할을 한다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘ACS 나노’ 표지논문으로 실렸다. 과학기술의 발달로 암도 이제는 관리 가능한 질병으로 받아들여지고 있다. 그렇지만 암이 다른 조직으로 전이될 경우 사망률이 급격히 높아지고 있어 많은 의과학자들이 암의 전이 원인을 찾아나서고 있다. 특히 암세포에서 나온 소포체가 전이에 중요한 역할을 한다는 가설이 유력하지만 복잡한 생체 내에서 이를 직접 검증하기란 쉽지 않은 문제이다. 소포체는 세포 활동 중에 발생하는 30~1000㎚(나노미터) 크기의 물질로 세포 신호전달은 물론 종양조직의 진행과 전이 등에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 이 같은 가설을 검증하기 위해 ㎛(마이크로미터) 크기의 미세한 관 안에서 액체 흐름을 조절하는 미세유체칩에 간을 구성하는 각종 세포를 배양한 3D 간 칩을 만들었다.연구팀은 간 전이가 잘 되는 유방암 조직을 이용해 실험한 결과 유방암 조직에서 나온 소포체는 간의 혈관벽을 더 끈적하게 만들어 암의 씨앗으로 불리는 혈액순환 종양세포가 혈관벽에 더 쉽게 달라붙게 한다는 사실을 확인했다. 연구팀은 간 전이가 쉽게 발생하는 췌장암 조직과 간 전이가 발생하지 않는 암, 건강한 사람의 소포체로 추가 실험을 한 결과 간 전이가 쉽게 발생하는 암들은 소포체의 종양성장인자 발현량이 많다는 사실을 확인했다. 조윤경 UNIST 교수(IBS 첨단연성물질연구단 그룹리더)는 “간은 전이암 발생빈도가 높고 전이암 발생시 사망률이 급격히 증가한다는 점을 고려한다는 점에서 이번 연구의 의미가 크다”라며 “이번 연구를 바탕으로 간 전이빈도가 높은 췌장암, 대장암 등 전이과정을 명확하게 밝혀낼 수 있을 것”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2021학년도 대학수학능력평가시험이 치러지는 오는 3일은 전국의 아침 기온이 영하권으로 떨어지면서 추운 날씨를 보이겠다. 기상청은 30일 “올해 수능일에는 북서쪽에서 대륙고기압이 확장해 오면서 전국적으로 추운 날씨를 보일 것”이라는 내용의 ‘2021학년도 수능기간 기상정보’를 발표했다. 수능 예비소집일인 2일은 중국 북부에서 다가오는 대륙고기압에 의해 찬공기가 유입되겠지만 강도가 약하겠지만 수능 당일인 3일에는 몽골 부근에서 대륙고기압이 확장하면서 찬 공기의 강도가 강해질 것으로 기상청은 전망했다.수능 당일 아침 기온은 춘천 영하 4도, 서울 영하 2도, 대전, 광주 영하 1도, 대구 0도, 부산 5도, 제주 7도 등이 되겠으며 바람도 다소 강하게 불어 체감온도는 1~3도 정도 더 낮아 추울 것으로 보인다. 낮 기온도 서울, 춘천 5도, 대전, 대구 7도, 광주 8도, 부산, 제주 11도 등으로 기온이 크게 오르지 않아 춥겠다. 기상청 관계자는 “올해 수능일은 예년보다 늦어지면서 평균 기온이 낮고 코로나19 확산을 막기 위해 창문을 열어 주기적인 환기를 할 것으로 보이는 만큼 얇은 옷을 여러 겹 입어 체온관리가 필요하다”라고 말했다. 기상청은 홈페이지에서 ‘수능 시험장별 기상정보’ (www.weather.go.kr/weather/special/special_exam_03.jsp)를 제공할 예정이다.한편 민간기상업체 ‘케이웨더’에 따르면 서울의 경우 1993년부터 치러진 수능시험 중 일평균기온이 평년보다 1도 이상 낮았던 때는 9차례에 불과했고 한파라고 할 수 있는 일최저기온이 영하권을 기록한 때는 7차례 밖에 었었다. 1998년 수능일은 서울 아침 최저기온이 영하 5.3도를 기록해 역대 가장 추운 수능일로 기록됐다. 지난해 수능날에는 서울 일평균기온이 1.3도로 평년보다 6.3도 낮은 추운 날씨를 보였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전기자동차와 에너지저장시스템(ESS)에 쓰이는 리튬 배터리는 용량을 늘리는 데 한계에 도달했으며 폭발과 화재 위험도 상존하고 있다. 국내 연구진이 폭발, 화재 위험이 없고 용량도 더 큰 전고체 전지의 상용화를 앞당길 수 있는 핵심설계 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 에너지소재연구단 박상백 박사와 성균관대 에너지과학과 신현정 교수 공동연구팀은 전고체 전지의 고체 전해질과 전극 사이 표면저항을 낮출 수 있는 소재 설계기술을 개발하는 데 성공했다고 29일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 에너지’에 실렸다. 이번 연구결과는 전고체 전지 상용화를 늦추는 걸림돌 하나를 넘어서게 했다는 평가를 받고 있다. 전고체 전지는 리튬 전지와 달리 전해질을 비롯해 모든 전지 구성요소를 고체 형태로 만든 것이다. 이 때문에 폭발과 화재 가능성도 낮을 뿐만 아니라 에너지밀도 역시 리튬 전지의 2배 이상이기 때문에 전기차나 ESS 시장을 획기적으로 바꿀 것으로 기대되는 차세대 전지이다. 연구팀은 고체전해질과 전극 사이의 표면 저항은 소재의 결정 구조에 따라 달라진다는 사실을 밝혀냈다. 박상백 KIST 박사는 “이번 연구는 전고체 전지의 효율과 수명을 단축시키는 문제를 해결할 수 있는 핵심소재 설계방법을 제시했다는 데 의미가 있다”며 “이번 연구를 활용하면 전기자동차와 ESS 상용화를 위한 중대형 2차전지를 만드는 데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

11월 마지막 날인 30일 월요일 아침은 전국 대부분 지역이 영하권에 머물면서 춥겠다. 기상청은 “30일은 중국 북부지방에서 남동진하는 고기압의 영향을 받아 전국이 가끔 구름이 많은 날씨를 보이는 가운데 내륙지역 대부분 아침 기온이 영하로 떨어지는 곳이 많겠고 중부내륙과 일부 남부내륙은 영하 5도 내외로 낮아 춥겠다”고 29일 예보했다. 낮 기온도 중부내륙과 전북 동부, 경북내륙은 5도 내외, 그 밖의 지역은 10도 이하의 분포를 보이며 바람까지 불면서 쌀쌀할 것으로 기상청은 전망했다. 30일 전국의 아침 최저 예상기온은 영하 8도~영상 4도, 낮 최고기온은 4~11도의 분포를 보이겠다. 이날 지역별 아침 최저기온은 춘천 영하 6도, 서울 영하 3도, 대전 영하 2도, 대구 0도, 광주·부산 2도, 제주 9도 등이 되겠다. 한편 기상청 중기예보(10일 예보)에 따르면 이 같은 추위는 이번 주말까지도 이어질 것으로 전망됐다. 특히 12월 2일부터 5일까지는 내륙을 중심으로 아침 기온이 0도 이하, 중부내륙과 경북내륙 지역은 영하 5도까지 떨어져 추울 것으로 보인다. 대학수학능력평가시험이 있는 오는 12월 3일 목요일도 전국 대부분 지역의 아침 기온이 영하권을 보이고 낮 기온도 10도 이하에 머무는 등 쌀쌀한 날씨가 예상된다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

온실가스 증가로 인한 지구온난화 속도는 쉽게 늦춰지지 않고 있다. 코로나19 여파로 사람들의 이동과 경제활동이 줄어들었음에도 불구하고 이산화탄소 배출은 크게 줄지 않았다는 최근 세계기상기구(WMO)의 분석결과만 보더라도 알 수 있다. 지구온난화는 식물의 식생까지 변화시켜 지구온난화를 가속화시키고 기후는 급격히 변하고 있다. 이 같은 가운데 스위스 취리히연방공과대(ETH) 통합생물연구소, 독일 뮌헨대 시스템 원예학 및 세균학연구소 공동연구팀은 지구온난화로 인한 기후변화가 가속화될 수록 온대지방에서 자라는 나무들은 단풍이 빨리 들고 낙엽도 빨리 떨어질 것이라고 29일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 세계적은 과학저널 ‘사이언스’ 27일자에 실렸다. 지금까지 많은 과학자들은 지구온난화로 인해 온대지역의 나무들은 낙엽 지는 속도가 늦춰지면서 기후변화 속도를 다소간 늦출 수 있을 것으로 예측해 왔다. 그렇지만 연구팀은 1948년부터 2015년까지 중부 유럽에서 자라는 수종의 장기 관찰 결과와 개별 나무의 이산화흡수 능력 변화를 시뮬레이션했다. 그 결과 이산화탄소의 증가와 평균 온도 상승은 봄과 여름철 나무의 성장식의 생산성을 급격히 높임으로써 조기 노화를 유도한다는 것을 확인했다. 침엽수가 아닌 경우 단풍이 빨리 들고 낙엽이 떨어지는 속도가 빨라지게 된다는 것이다. 잎에서 흡수된 이산화탄소가 지나치게 많아지면서 나무 한 그루가 흡수하고 사용할 수 있는 탄소량을 넘어서게 됐다는 의미이다. 이 때문에 나무들은 이산화탄소를 더이상 흡수하지 못하게 하기 위해 잎을 빨리 떨어뜨리는 것이라고 연구팀은 설명하고 있다. 수목의 탄소조절 능력이 낮아지면 온실가스로 인한 지구온난화 속도와 기후변화 속도는 더욱 가속화될 가능성이 높다고도 예측됐다. 이럴 경우 계절적으로 여름과 겨울만 남게될 가능성도 배제할 수 없다고 연구팀은 설명했다. 콘스탄틴 조너 ETH 교수(생태학)는 “이번 연구는 지금까지 우리가 이산화탄소 저장고가 될 수 있을 것이라고 기대했던 수목들의 식생이 지구온난화로 인해 어떻게 변하고 있는지를 그대로 보여주는 것”이라며 “지구 온난화는 산림의 탄소흡수능력을 떨어뜨리는 만큼 더이상의 기후변화를 막기 위해서는 단순히 삼림을 가꾸고 나무를 심는 것이 아니라 온실가스 같은 오염물질 배출을 직접적으로 막아야 할 필요가 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전기자동차와 에너지저장시스템(ESS)에 쓰이는 리튬 배터리는 용량을 늘리는데 한계에 도달했으며 폭발과 화재 위험도 상존하고 있다. 국내 연구진이 폭발, 화재 위험이 없고 용량도 더 큰 전고체 전지의 상용화를 앞당길 수 있는 핵심설계 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 에너지소재연구단 박상백(사진) 박사와 성균관대 에너지과학과 신현정 교수 공동연구팀은 전고체 전지의 고체 전해질과 전극 사이 표면저항을 낮출 수 있는 소재 설계기술을 개발하는데 성공했다고 29일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 에너지’에 실렸다. 이번 연구결과는 전고체 전지 상용화를 늦추는 걸림돌 하나를 넘어서게 했다는 평가를 받고 있다. 전고체 전지는 리튬 전지와 달리 전해질을 비롯해 모든 전지 구성요소를 고체형태로 만든 것이다. 이 때문에 폭발과 화재 가능성도 낮을 뿐만 아니라 에너지밀도 역시 리튬 전지의 2배 이상이기 때문에 전기차나 ESS 시장을 획기적으로 바꿀 것으로 기대되는 차세대 전지이다. 그렇지만 모든 소재가 고체형태이기 때문에 이온전도도가 낮고 표면저항이 높아지면서 전지의 성능과 수명을 떨어뜨리면서 상용화가 되고 있지 않다. 연구팀은 고체전해질과 전극 사이의 표면 저항은 소재의 결정 구조에 따라 달라진다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 서로 다른 형태의 결정구조를 가진 입자로 전고체 전지를 만들어 실험한 결과 빽빽하게 밀집된 형태로 이어지도록 된 결정구조가 전지의 수명은 물론 효율도 높다는 것을 확인했다. 결정표면의 밀집도가 낮을 경우는 충방전이 반복될 수록 표면 저항이 높아지고 열이 발생하면서 성능이 떨어진다는 것이다. 박상백 KIST 박사는 “이번 연구는 전고체 전지의 효율과 수명을 단축시키는 문제를 해결할 수 있는 핵심소재 설계방법을 제시했다는데 의미가 있다”라며 “이번 연구를 활용하면 전기자동차와 ESS 상용화를 위한 중대형 2차전지를 만드는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

11월 마지막 날인 30일 월요일 아침은 전국 대부분 지역이 영하권에 머물면서 춥겠다. 기상청은 “30일은 중국 북부지방에서 남동진하는 고기압의 영향을 받아 전국이 가끔 구름이 많은 날씨를 보이는 가운데 내륙지역 대부분 아침 기온이 영햐로 떨어지는 곳이 많겠고 중부내륙과 일부 남부내륙은 영하 5도 내외로 낮아 춥겠다”고 29일 예보했다. 낮 기온도 중부내륙과 전북동부, 경북내륙에서는 5도 내외, 그 밖의 지역은 10도 이하 분포를 보이며 바람까지 불면서 쌀쌀할 것으로 기상청은 전망했다. 30일 전국의 아침 최저예상기온은 영하 8도~영상 4도, 낮 최고기온은 4~11도 분포를 보이겠다. 30일 지역별 아침 최저기온은 춘천 영하 6도, 서울 영하 3도, 대전 영하 2도, 대구 0도, 광주, 부산 2도, 제주 9도 등이 되겠다. 한편 기상청 중기예보(10일 예보)에 따르면 이 같은 추위는 다음 주말까지도 이어질 것으로 전망됐다. 특히 12월 2일부터 5일까지는 내륙을 중심으로 아침 기온이 0도 이하, 중부내륙과 경북내륙 지역은 영하 5도까지 떨어져 추울 것으로 보인다. 대학수학능력평가시험이 있는 오는 3일 목요일도 전국 대부분 지역의 아침 기온이 영하권을 보이고 낮 기온도 10도 이하에 머무는 등 ‘수능 한파’가 있을 것으로 전망됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 건강을 위해 육식을 줄이고 과일과 채소를 섭취를 늘리는 이들이 많아지고 있다. 몸에 좋은 과일과 채소이지만 당뇨를 앓는 사람이나 신장기능에 이상이 있는 만성 신부전증 같은 신장질환자는 과일이나 채소 섭취도 조심스럽다. 국내 연구진이 이같은 문제를 해결할 수 있는 과일, 채소 생산법을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 스마트팜융합연구센터 연구진은 스마트팜에서 식물의 생육에는 영향을 주지 않고 영양분만 조절이 가능한 채소 생산방법을 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 연구결과는 농식품분야 국제학술지 ‘식품 화학’에 실렸다. 칼륨은 사람이나 식물에게 항상성을 유지하고 신경신호전달 같은 생리반응에 필수적인 영양분이지만 만성신부전증 환자는 고칼륨혈증을 앓게 될 가능성이 높아 주의해야 한다. 연구팀은 녹황색 채소로 베타카로틴 성분이 가장 많아 사람들이 즐겨먹는 케일 재배에 기술을 적용했다. 과일이나 채소 속 칼륨 함량을 낮추기 위해 지금까지 스마트팜에서는 배양액 조성에서 칼륨을 나트륨으로 대체하곤 했지만 이 경우 나트륨 함량이 증가해 건강에 도움이 되지 않는다는 한계가 있었다. 이에 연구팀은 배양액 조성에 칼륨 대신 한국인이 권장량보다 적게 섭취하는 칼슘으로 대체했다. 케일을 재배할 때 칼륨을 배양액에 그대로 포함시키지만 수확 2주 전부터는 칼륨을 칼슘으로 대체하는 것이다. 칼슘 배양액을 사용하더라도 수확량은 기존과 동일한 것으로 확인됐다. 부가적으로 칼슘 배양액을 사용할 경우 항암성분으로 알려진 ‘글루코시놀레이트’의 함량이 2배 이상 증가한 것이 관찰됐다. 노주원 KIST 박사는 “이번 연구로 칼륨 섭취가 제한되는 이들에게도 고칼륨혈증에 대한 걱정 없이 케일을 섭취할 수 있게 될 것”이라며 “이번 기술을 활용하면 병원의 환자용 식단이나 가정에서 손쉽게 재배해서 먹을 수 있을 것으로 기대된다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

생노병사는 사람이 살아가면서 피할 수 없는 순리이다. 그렇지만 과학기술의 발달로 생명을 연장하고 좀 더 젊고 건강하게 살기 위한 방법들이 다각도로 모색되고 있다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 노화된 세포의 시간을 거꾸로 돌려 젊게 만드는 방법을 찾아내 화제가 되고 있다. 카이스트 바이오및뇌공학과, 아모레퍼시픽 바이오사이언스랩 공동연구팀은 시스템 생물학 기법을 이용해 노화된 사람의 진피 섬유아세포를 젊은 세포로 되돌리는 역노화 원천기술을 개발하는데 성공했다고 26일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 또 아모레퍼시픽 기술연구원에서는 이번 연구결과를 바탕으로 동백추출물에서 노화된 피부 주름을 개선하는 화장품을 개발 중인 것으로 알려졌다. 기존에도 세포의 시간을 거꾸로 돌리는 연구는 있었지만 그 과정에서 종양조직을 만들고 암으로 진행되는 부작용이 있었다. 이 같은 부작용을 막기 위해 연구팀은 시스템 생물학 기법으로 노화된 진피 섬유아세포의 세포노화 신호전달망에 대한 컴퓨터 모델을 개발했다. 컴퓨터 모델을 이용해 시뮬레이션 분석을 한 결과 젊은 세포로 되돌리는데 필요한 핵심인자가 ‘PDK1’이라는 물질을 확인했다. 연구팀은 노화된 인간 진피 섬유아세포에서 PDK1 발현을 억제하면 세포 노화가 중단되고 젊은 정상세포로 기능을 회복하는 것을 확인했다. 연구를 이끈 조광현 카이스트 교수는 “이번 연구는 그동안 되돌릴 수 없는 비가역적 생명현상이라고 인식됐던 노화를 거꾸로 되돌릴 수 있는 가능성을 보여준 것”이라며 “노화된 세포의 정상 세포화를 통해 노화 현상을 막고 각종 노인성 질환을 억제할 수 있는 치료제 개발에도 도움이 될 수 있을 것으로 기대된다”라고 말했다. 조 교수팀은 올해 1월 세포가역화 기술을 이용해 대장암세포를 정상 대장세포로 되돌리는데 성공하기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국시간으로 지난 16일 오전 9시 27분 미국 민간 우주탐사기업 ‘스페이스X’가 우주비행사 4명이 탑승한 유인 우주선 ‘리질리언스’를 국제우주정거장(ISS)으로 발사하는 데 성공했다. 리질리언스에 탑승한 4명의 우주인은 ISS에 6개월간 머물며 식품 생리학, 유전자 실험, 작물 재배 실험 등을 수행하고 내년 5월 지구로 귀환한다. 이번 발사 성공은 ‘민간 우주 수송 시대’의 막을 여는 계기가 됐다는 평가를 받고 있다. 미국, 유럽, 중국, 일본, 러시아 등 우주 선진국들은 달, 화성 등 유인 우주탐사에 많은 관심을 기울이고 있다. 과학적 호기심도 있지만 ‘제2의 지구’를 찾겠다는 실질적 목표 때문이기도 하다. 그렇지만 오랜 시간 우주를 여행하고 머물 때는 여러 문제가 생길 수 있다. 2016년 세계적인 과학저널 ‘사이언스’는 ▲우주방사선 ▲고독감 ▲우주곰팡이 ▲미세중력 ▲인적 오류 등 5가지가 우주 시대의 걸림돌이 될 것이라는 분석을 내놓기도 했다. 우주비행사들이 우주 공간에서 다양한 생물학적 변화를 겪는 것은 확실하지만 그런 변화를 일으키는 메커니즘은 정확히 밝혀지지 않았다. 이런 가운데 영국 벨파스트 퀸스대, 미국 필라델피아 아동병원, 캘리포니아 샌디에이고대(UCSD), 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF), 항공우주국(NASA) 존스우주센터, NASA 에임스연구센터, 스탠퍼드대, 라이스대, 듀크대 의대, 펜실베이니아대 의대 등 22개 연구기관으로 구성된 공동 연구팀은 우주인들이 흔히 겪는 근골격계 약화, 면역기능 장애, 심혈관 이상 등의 문제가 미토콘드리아 결함과 이상 때문이라는 연구 결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 26일자에 발표했다.미토콘드리아는 ‘세포 공장’이나 ‘세포 엔진’이라고 불리는 세포 내 소기관이다. 혈액으로 운반된 산소로 세포 활동에 필요한 에너지와 활성산소를 생산하고 세포 간 신호 전달에 관여하는 것으로 알려져 있다. 미토콘드리아에 이상이 발생해 활성산소가 과다 생산되면 체내 대사기능이 떨어져 질병을 유발할 수 있다는 것은 잘 알려진 사실이다. 최근에는 당뇨, 심혈관 질환, 암, 각종 유전질환의 발병 원인이 미토콘드리아 기능 이상과 관련돼 있다는 연구도 속속 보고되고 있다. 연구팀은 우주인의 생물학적 기능에 영향을 미치는 원인을 조사하기 위해 동물 실험연구 자료, ‘진랩’(GeneLab) 플랫폼을 포함해 NASA에서 보유하고 있는 다양한 우주생물학 데이터를 활용해 분석했다. NASA 자료에는 역대 우주비행사 59명의 각종 생물학적 데이터, 쌍둥이 우주인 프로젝트 결과 등이 포함돼 있다. 광범위한 데이터 분석 결과 우주인의 건강 이상에서 공통적으로 나타난 핵심 요인은 미토콘드리아 기능 이상과 변이로 확인됐다. 미토콘드리아 이상으로 인한 인체의 과잉 대사반응이 면역 약화와 각종 신체기관 이상으로 나타난다는 것이다. 장기간 우주에 머물다가 귀환한 우주인들에게서 생체주기 이상이 발생하는 것도 미토콘드리아에 문제가 생겼기 때문이라고 밝혀졌다. 미토콘드리아 이상은 지금까지 많은 우주생물학 연구에서 주목되지 않은 부분이었다. 생물정보학자인 아프신 베헤시티 NASA 에임스연구센터 수석연구원은 “이번 연구는 우주여행과 관련된 건강상 위협 대부분이 미토콘드리아 때문이라는 점을 명확히 보여 주고 있다”면서 “기존의 미토콘드리아 장애 개선 약물들이 우주인 건강에 도움을 줄 수 있는지 확인하는 추가 연구가 필요하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

절기로 따지면 11월은 늦가을입니다. 눈만 내리지 않았을 뿐 올 11월도 추운 날이 더 많았습니다. 겨울에 접어들었다고 해야겠지요. 더운 여름에 생각나는 먹을거리라고는 아이스크림, 수박 정도이지만 날씨가 추워지면 호빵, 붕어빵, 호떡, 군고구마, 군밤 등 떠오르는 간식거리가 많습니다. 이런 먹을거리들과 함께 생각나는 것은 따끈한 음료입니다. 그중 겨울철 하면 떠오르는 것은 ‘핫초코’라고 하는 코코아 음료입니다. 어른, 아이 모두 좋아하는 대표적 겨울 음료인 코코아가 인지능력을 강화시키는 등 뇌 건강에 도움을 준다는 재미있는 연구 결과가 나왔습니다. 미국 일리노이 어배나섐페인대 고등과학기술연구소, 심리학과, 스포츠·재활과학부, 영국 버밍엄대 인간뇌과학연구센터 공동 연구팀은 플라보놀이 많이 함유된 코코아 음료가 뇌혈관 건강은 물론 정신적 민첩성을 향상시키는 데 도움을 준다고 25일 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 24일자에 실렸습니다. 플라보노이드는 과일이나 채소의 색소에서 발견되는 물질로, 항산화 작용을 한다고 알려졌습니다. 플라보노이드는 화학구조에 따라 다시 분류할 수 있습니다. 플라보노이드 계열 화합물 중 하나인 플라보놀은 포도, 사과, 차, 각종 베리류 그리고 코코아에 풍부한데 염증을 억제하는 기능을 갖고 있어 심혈관 질환이나 치매 예방에도 도움이 되는 것으로 알려졌습니다. 이번 연구팀은 플라보놀이 뇌 인지기능과 뇌로 전달되는 혈액 속 산소 농도에 어떤 영향을 미치는지 주목했습니다. 이를 위해 연구팀은 18~40세의 건강한 남성 18명을 두 그룹으로 나눠 한쪽은 고농도 플라보놀 코코아 음료, 다른 한쪽은 일반 음료를 마시도록 했습니다. 그다음 공기 속 이산화탄소 농도의 100배가 훌쩍 넘는 5% 이산화탄소가 포함된 공기를 흡입하도록 한 뒤 기능성 근적외선 분광기(fNIRS)를 이용해 행동 조절, 계획, 의사결정에 관여하는 뇌 전두엽 피질로 가는 혈액의 산소 수치를 측정했습니다. 신선한 공기 속 이산화탄소 농도는 0.04% 정도입니다. 공기 중 이산화탄소가 3%를 넘으면 숨이 가빠지고 10% 이상 고농도에 노출되면 의식을 잃게 됩니다. 5%가 되면 두통, 혈압 상승, 안면 홍조 증상과 인지기능 저하가 나타납니다. 동시에 인지기능을 측정하는 시험도 실시했습니다. 연구 결과 고농도 플라보놀 코코아 음료를 마신 사람은 일반 음료를 마신 사람보다 인지능력 측정 속도는 물론 정답의 정확도가 11%나 높은 것으로 나타났습니다. 이산화탄소 흡입 이후 뇌로 이동하는 혈액 속 산소포화도 역시 훨씬 높은 것으로 조사됐습니다. 뇌 기능을 빠르게 복구시킨다는 말입니다. 이를 근거로 연구팀은 고농도 플라보놀 성분이 인지기능을 필요로 하는 업무나 공부를 할 때 도움을 줄 수 있다고 조언했습니다. 연말연시가 가까워지는 요즘 예년 같으면 이런저런 약속이 많아질 시기입니다. 그렇지만 3차 대유행이라고 할 정도로 코로나19 확진자 수가 폭증하고 있습니다. 빠른 일상 회복을 위해 자제력이 필요한 시기입니다. 이럴 때 뇌 기능과 건강에 도움을 준다는 따끈한 코코아 한잔과 함께 읽고 싶은 책이나 음악을 가까이하는 것도 좋을 것 같습니다. edmondy@seoul.co.kr