이번 주말은 동쪽 지역을 중심으로 건조한 날씨를 보이겠으며 서쪽 지역은 미세먼지 ‘나쁨’ 단계를 보이겠다. 기상청은 “이번 주말은 동해상에 위치한 고기압 가장자리에 들면서 14일 토요일은 동해안은 대체로 흐리고 그 밖의 지방은 맑다가 오후부터 차차 구름이 많아지겠으며 일요일도 전국이 구름 많은 날씨를 보일 것”이라고 13일 예보했다. 특히 건조특보가 발효된 강원 영동과 경북 일부 지역은 대기가 매우 건조할 것으로 기상청은 전망했다. 이와 함께 15일까지는 밤사이 지표면 냉각으로 아침 기온이 전국 대부분 지역에서 5도 이하 분포를 보이겠지만 낮에는 햇볕에 의해 기온이 15도, 남부지방은 20도 내외까지 오르면서 내륙을 중심으로 일교차가 15도 이상 크게 날 것으로 예상된다. 14일 토요일 전국의 아침 최저기온은 0~12도, 낮 최고기온은 16~20도 분포를 보이겠고 15일 아침 최저기온은 3~12도, 낮 최고기온은 15~20도가 되겠다. 국립환경과학원에 따르면 이번 주말 전국의 미세먼지 농도는 전반적으로 ‘보통’ 단계를 보이겠지만 중국발 미세먼지와 국내 대기정체로 인해 서울과 경기, 충청, 전북 지역은 오전에 ‘나쁨’ 단계에 머물다가 오후부터 ‘보통’ 단계로 완화될 것으로 보인다. 한편 기상청 중기예보(10일 예보)에 따르면 다음주 수요일인 18일부터 20일 오전까지 전국 대부분의 지역에서 비소식이 예보돼 건조한 날씨를 다소 완화시켜줄 것으로 전망된다. 비가 내린 뒤에는 낮 기온도 10도 안팎에 머무는 등 초겨울 날씨를 보일 것으로 기상청은 전망했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

세기의 복서 무하마드 알리, SF 영화 백투더퓨처 주인공 마이클 제이폭스의 무릎을 꿇린 질병은 다름 아닌 ‘파킨슨병’이다. 파킨슨병은 알츠하이머에 이어 두 번째로 발병률이 높은 퇴행성 뇌질환으로 꼽히며 근본적 치료법도 없는 상태이다. 국내 연구진이 파킨슨병으로 인해 발생하는 운동 이상증을 정상 수준으로 회복시킬 수 있는 방법을 찾아내 화제가 되고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 생명과학과 연구팀은 도파민 신경세포에서 ‘오글루넥당화’가 도파민 신경세포 기능과 사멸에 관여한다는 사실을 밝혀내고 이를 활성화시키면 파킨슨병의 대표적인 증상인 근육마비나 경련 같은 운동 이상증세를 완화시킬 수 있다고 12일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘브레인’ 9일자에 실렸다. 파킨슨병에 걸리면 뇌 속 도파민 신경세포가 죽어 인체 운동과 근육 움직임에 관여하는 물질인 도파민 분비가 줄어든다. 이 때문에 현재는 도파민을 보충해 운동이상을 치료하는 대증적 요법으로 파킨슨병에 대응하고 있다. 그렇지만 도파민 신경세포 자체가 죽기 때문에 근본적 치료는 아니다. 연구팀은 오글루넥당화 활성화를 통해 도파민 신경세포 조기 사멸을 억제할 수 있다는 사실을 확인했다. 오글루넥당화가 신경세포 조기사멸의 원인으로 꼽히는 단백질 인산화를 차단하기 때문이다. 실제로 연구팀은 파킨슨병을 유발시킨 생쥐에게 오글루넥당 분해를 억제하는 약물을 투여하고 관찰한 결과 도파민 신경세포가 일찍 죽는 현상이 억제되고 운동이상 증상이 완화되는 것을 확인했다. 김재익 UNIST 교수는 “오글루넥당화는 그동안 신경세포와 신경계에서 중요한 역할을 할 것으로 추정돼 왔는데 이번 연구는 오글루넥당화가 도파민 신경세포에 미치는 영향을 새롭게 밝혀냈다”라며 “오글루넥당화가 과인산화를 억제한다는 것을 증명함으로써 단백질 과인산화로 나타나는 파킨슨병 뿐만 아니라 알츠하이머 치료의 새로운 가능성을 보였다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19 바이러스는 기침이나 재채기로 튀어나오는 침을 통해 전파된다. 공기감염의 가능성도 제기되고 있지만 명확한 증거는 없는 상황이다. 코로나19 이외의 병원균은 공기감염 되는 경우도 많다. 국내 연구진이 공기 중 특정 바이러스를 즉시 검출해 낼 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 분자인식연구센터, 광주과학기술원(GIST) 화학과, 건국대 수의학과 공동연구팀은 공기 중 바이러스를 포집해 그자리에서 바로 검출할 수 있는 기술을 개발했다고 12일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 분석화학 분야 국제학술지 ‘ACS 센서스’에 실렸다. 공기 중에 퍼져 있는 세균이나 곰팡이, 바이러스 같은 위해물질을 검사하기 위해서는 검사 장소의 공기를 포집한 뒤 실험실로 가져가 특수한 분석과정을 거쳐야 한다. 문제는 이 과정에 걸리는 시간이 짧게는 수 시간에서 길게는 수 일이 소요된다. 또 실험실로 옮기지 않고 현장에서 바로 검사할 수 있는 기술이 있기는 하지만 세균이나 곰팡이 농도를 파악할 수 있을 뿐 미생물이나 입자 크기가 작은 바이러스를 구별하는 것은 어렵다는 한계가 있었다. 이에 연구팀은 모세관 현상을 이용한 유리 섬유 필터로 일회용 바이러스 포집 및 진단키트를 개발했다. 이번에 개발한 진단 키트는 공기 채집기를 이용해 공기 중 떠다니는 바이러스를 유리섬유로 이뤄진 다공성 패드에 수집, 농축하고 모세관 현상을 이용해 검출 영역으로 이동시킨다. 검출영역으로 이동한 바이러스는 특정 바이러스에만 반응하는 항체가 부착된 적외선 발광 나노입자와 반응하면서 원하는 바이러스를 선택적으로 검출할 수 있다. 또 특정 바이러스 반응 나노입자를 바꾼 장치를 4개 이상 삽입할 수 있기 때문에 여러 종류의 바이러스를 동시에 검출할 수 있다. 이번에 개발한 진단 키트는 임신진단기와 유사한 형태로 별도의 세척이나 분리 없이 하나의 장치를 갖고 10~30분 동안 공기를 포집하고 20분의 분석시간을 가져 현장에서 최대 50분 내에 포집과 분석을 마쳐 부유 바이러스 존재를 확인할 수 있다. 실험을 통해 넓은 공간에 확산된 독감 바이러스를 이번 장치로 포집해 100만배 이상 농도로 농축했고 정밀한 수준으로 검출할 수 있다는 것을 확인했다. 이준석 KIST 박사는 “이번에 개발한 장치는 현쟁에서 포집하고 바로 분석이 가능하기 때문에 코로나19 바이러스처럼 공기 중에 떠다니는 생물학적 위해인자를 현장에서 진단해 실내 공기오염 모니터링 시스템으로도 응용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

요즘 SF 소재들은 온난화로 인한 기후변화가 주를 이루고 있습니다. 1990년대까지만 해도 핵전쟁에 대한 공포나 핵전쟁 이후의 상황에 대한 상상을 다룬 경우가 많았습니다. 아직도 기억나는 가장 충격적인 SF는 1983년 미국 ABC에서 만든 TV영화 ‘그날 이후’(The Day After)입니다. 미국과 소련이 핵전쟁을 벌이면 나타날 수 있는 상황을 너무나 잘 표현해 핵전쟁에 대한 공포감을 그대로 담아냈습니다. 방영 당시 약 1억명이 시청한 것으로 알려져 있는데, 이는 역대 최고 시청률로 2009년까지 깨지지 않았다고 합니다. 냉전 시대에는 미소 양대 강국이 핵전쟁의 키를 쥐고 있었지만 소련 붕괴 이후에는 미국, 러시아 이외 핵보유국들이 문제가 되고 있습니다. 많은 전문가들이 가장 우려하고 있는 곳은 카슈미르 지역을 둘러싸고 갈등을 겪고 있는 인도와 파키스탄입니다. ●인도·파키스탄 핵전쟁 땐 소빙하기 올 수도 실제로 지난해 10월 미국 럿거스대, 콜로라도대 공동연구팀은 인도·파키스탄 핵전쟁 발생 시 5000만~1억 2500만명이 숨지고 지구 전체 기온이 2~5도가량 떨어지면서 소(小)빙하기가 찾아올 것이라는 분석 결과를 ‘사이언스 어드밴시스’에 발표했습니다. 지난 3월에도 럿거스대, 컬럼비아대 연구진이 인도·파키스탄 핵전쟁이 지구 식량 생산에 미치는 영향을 예측하는 논문을 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 발표했습니다. 연구에 따르면 핵전쟁 첫해 전 세계 식량 생산의 12%가 감소한다고 합니다. 그래도 솟아날 구멍은 있는 듯싶습니다. 스페인 바르셀로나 자치대, 미국 텍사스 리오그란데밸리대, 콜로라도 볼더대, 국립대기연구센터, 럿거스대, 항공우주국(NASA) 고다드우주연구소, 컬럼비아대, 캘리포니아 샌타바버라대, 캐나다 맥길대, 독일 라이프니츠 포츠담 기후영향연구소 공동연구팀은 핵전쟁이라는 최악의 상황이 벌어질 경우 발생할 수 있는 농업 생산 감소분을 어업이 충분히 상쇄할 수 있다고 11일 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 11월 10일자에 실렸습니다. ●농업 생산량 20% 감소… 어류 큰 변화 없어 연구팀은 인도·파키스탄 간 핵전쟁 시나리오 5개와 미국·러시아 간 핵전쟁 시나리오를 갖고 지구 전체 농업생산량 변화, 어획량 변화를 시뮬레이션했습니다. 분석 결과 앞선 연구들과 마찬가지로 1945년 일본 히로시마에 투하된 것과 비슷한 파괴력인 16㏏급 핵폭탄 100개가 터지는 저강도 핵전쟁 상황에서도 낙진으로 인해 햇빛이 가려지고 온도가 떨어지면서 전 세계 농업생산량이 10~20%가량 줄어든다고 밝혔습니다. 그렇지만 전 세계 어류 개체수는 크게 줄지 않아 전쟁 후 1~2년 동안 모든 동물성 단백질의 40%를 대체하는 등 농업생산량 감소에 대한 완충 역할을 할 수 있을 것이라고 예측했습니다. 단 전제 조건이 있습니다. 남획을 막고 어류 자원을 보호할 수 있는 강력하고 효과적인 조치입니다. 만약 이런 조건이 지켜지지 않는다면 핵전쟁 발생 시 어류 자원도 30% 이상 줄어 심각한 식량 부족 현상이 발생해 국가·계층 갈등이 발생할 수 있다고 합니다. 핵전쟁이 아니라 지구온난화 때문에도 식량 자원 감소가 우려되는 만큼 이제는 현재가 아니라 미래를 생각하고 행동해야 할 때가 아닌가 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

한국여성과학기술단체총연합회(회장 정희선)는 13일 ‘2020 여성과총 학술대회’를 유튜브 온라인 생중계로 개최한다고 11일 밝혔다. 올해 학술대회는 ‘뉴노멀 시대의 기회와 성찰’이라는 주제로 열린다. 제롬 김 국제백신개발연구소 사무총장이 ‘코로나19: 글로벌 팬데믹과 백신 개발’, 염흥열 순천향대 교수가 ‘감염병 추적 관리와 프라이버시’를 주제로 기조 강연에 나선다. 기조 강연 뒤에는 송문정 고려대 교수가 좌장으로 나서 강연자와 토론의 시간도 갖는다. 이후 젊은 여성과학기술인을 발굴해 포상하는 ‘2020 미래인재상 시상식’도 진행된다. 자세한 사항은 여성과총 홈페이지(kofwst.org)에서 확인할 수 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 제46대 대통령으로 결정된 조 바이든 당선인은 내년 1월 대통령 취임 후 가장 먼저 파리기후협약에 재가입하겠다고 밝히고 있다. 파리기후협약은 195개국이 지구 평균온도가 산업혁명 이전보다 2도 이상 오르는 것을 막기 위해 온실가스 배출량을 줄이자는 국제적 약속이다. 음모론까지는 아니더라도 지구온난화가 아직 심각하지 않다는 생각을 갖고 있는 이들은 여전히 많다. 그렇지만 지구온난화로 인해 생기는 극단적 기후 사례와 연구 결과는 속속 나오고 있다. 일본 오키나와 과학기술대학원대학교(OIST) 유체공학연구팀은 지구온난화로 인한 해수면 온도 상승 때문에 허리케인이 육지에 상륙한 뒤에도 세력이 약화되는 속도가 점점 늦어지고 있다는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 11월 12일자에 발표했다.일반적으로 태풍이나 허리케인은 해수면 온도가 높은 지역을 지나면서 수증기를 공급받아 몸집을 불린 뒤 육지에 상륙하면 수증기 공급을 더이상 받지 못하는 데다 지표면과 마찰이 일어나 급격히 세력이 약화된다. 그러나 최근에는 태풍이나 허리케인이 내륙 깊숙이 침투할 때까지 강도가 약해지지 않고 피해를 입히는 경우가 잦아지고 있다. 이에 연구팀은 1967~2018년 해수면 온도 등 해양기후 변화와 허리케인 관련 자료를 분석한 결과 해수면 온도가 상승할수록 허리케인이 육지에 상륙해 소멸되기까지 시간이 점점 길어지고 있다는 것을 확인했다. 실제로 1960년대에는 허리케인이 육지에 상륙한 날 에너지의 75%를 잃었지만 2000년대에 들어서는 육지에 상륙해서도 에너지의 50% 이상을 갖고 있는 것으로 나타났다. 미국 스탠퍼드대, 해양대기관리청(NOAA) 지구물리학 유체역학 연구실, 프린스턴대 공동연구팀도 인간에 의한 기후변화가 남아프리카 남서부 지역에서 발생한 ‘데이제로’의 원인이며 향후 10년 내에 전 세계 많은 도시에서 나타날 수 있다는 연구 결과를 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 11월 10일자에 발표했다.데이제로는 물이 완전히 바닥날 정도로 가물어서 하루 물 사용량이 ‘0’에 가까운 상태를 말한다. 실제로 남아공 케이프타운의 경우 몇 년째 이어지는 가뭄 때문에 많은 도시가 데이제로 상태에 놓여 2018년에는 하루 물 사용량을 50ℓ로 제한하는 조치를 내리기도 했다. 50ℓ는 90초의 짧은 샤워나 변기 물 1~2번 정도밖에 내릴 수 없는 양이다. 연구팀은 기후 예측 모델링 시스템을 이용해 이산화탄소 발생 수준에 따른 극심한 가뭄 발생 가능성을 분석했다. 그 결과 현재와 비슷한 수준이나 좀더 많은 이산화탄소가 배출될 경우 케이프타운을 마비시킨 것과 같은 가뭄과 그로 인한 데이제로가 10년 내에 전 세계 곳곳에서 2~3년 간격으로 발생할 수 있다고 밝혔다. 특히 미국 캘리포니아나 호주 남부, 남유럽, 남미 지역이 데이제로 발생 가능성이 가장 높다는 예측이 나왔다. 살바토레 파스칼 스탠퍼드대 연구교수(수문기후학)는 “이번 연구는 현재 기후변화는 사람에 의한 것이라는 점을 명확히 보여 주고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19 유행 이후 마스크 착용과 손씻기 등이 생활화되면서 수두, 볼거리, 백일해 등 5대 법정 감염병은 물론 호흡기 질환의 발생률이 눈에 띄게 줄었다는 연구 결과가 나왔다. 연세대 세브란스병원 소아감염면역과, 삼성서울병원 감염내과, 가천대 길병원 예방의학과 공동연구팀은 코로나19 감염을 막기 위한 생활방역수칙들 덕분에 법정 전염병은 물론 호흡기 질환을 일으키는 바이러스 감염률이 최대 5분의1 수준으로 낮아졌다고 11일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 의학 분야 국제학술지 ‘임상 감염병학’에 실렸다. 연구팀은 2016~2019년 2~7월 질병관리청에 신고된 수두, 볼거리, 침습성 폐렴구균 감염증, 성홍열, 백일해 등 5대 법정 전염병의 발생률과 국내에서 코로나19가 본격적으로 확산한 올해 2~7월까지 발생률을 비교했다. 지금까지 병원이나 지역단위로 코로나19 방역수칙이 계절성 독감 유사증상이나 폐렴 같은 호흡기 질환 감염률을 얼마나 낮췄는가에 대한 조사는 있었지만, 전국 단위로 발병률 추이를 비교 분석한 것은 이번이 처음이다. 수두는 2016~2019년에는 인구 100만명당 연평균 723.47건이 보고됐지만, 올해는 278.01건으로 38.4% 수준으로 감소했다. 성홍열은 코로나19 발생 이전에는 인구 100만명당 163.57건이었지만 올해는 25.87건으로 15.8% 수준으로 줄어든 것으로 확인됐다. 이 밖에도 감기나 폐렴, 장염, 수족구 등을 일으키는 바이러스 양성 검출 건수도 코로나19 생활방역 덕분에 급격히 줄어든 것으로 나타났다. 수족구나 장염을 일으키는 엔테로바이러스 감염은 이전에는 평균 1229.25건이었지만 올해는 39건으로 감소했고 급성 열감기, 목감기, 중이염을 일으키는 아데노바이러스 감염 역시 4827.50건에서 914건으로 눈에 띄게 줄었다. 강지만 연세대 세브란스병원 교수는 “개인방역수칙을 잘 지킨다면 코로나19와 관련된 불필요한 선별검사나 진료 같은 사회적 비용을 줄이는 것은 물론 각종 감염병을 줄일 수 있다는 것을 이번 연구에서 알 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

토끼나 생쥐 같은 동물은 번식율은 높지만 생애 주기가 짧은 반면 오소리나 박쥐, 인간을 제외한 영장류 같은 동물들은 번식보다는 생존 기간을 길게 하기 위해 더 많은 에너지를 사용한다. 이처럼 번식률은 낮지만 더 오래 사는 동물들을 ‘슬로우 리빙 애니멀’이라고 부른다. 이런 슬로우 리빙 애니멀들이 인간에게 전염될 수 있는 각종 병원균들의 저수지라는 연구결과가 나왔다. 영국 엑서터대 생태보존연구센터, 환경 및 지속가능성연구소 공동연구팀은 번식률은 낮지만 더 오래 사는 느리게 사는 동물들이 사람에게 치명적 감염병을 옮길 수 있는 질병의 저수지가 될 가능성이 높다는 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 생태·진화’ 10일자에 발표했다. 코로나19는 박쥐에게서 유래돼 천산갑을 중간숙주로 해 사람에게 전염된 것으로 알려져 있다. 2000년대 초반 전 세계를 휩쓸었던 중증급성호흡기증후군(사스) 역시 박쥐에게서 유래돼 박쥐는 바이러스의 저수지라고 불린다. 연구팀은 숙주와 장기간 공존하는 감염성 질병에 초점을 맞춰 동물의 인구학적 능력을 수학으로 분석했다. 어떤 종의 동물이 병원체와 장기간 공존할 가능성이 높은지에 대해 조사한 것이다. 동물의 감염병에 대한 인구학적 능력은 숙주가 높은 수준의 감염상태를 유지하면서도 오랜 동안 생존이 가능한 상태를 말한다. 분석 결과 느리게 사는 종들은 지속적 감염에 대한 더 높은 인구통계학적 능력을 갖고 있으며 이 때문에 다른 종으로 질병을 감염시킬 가능성도 높아지게 된다는 것을 확인했다. 감염병에 대한 인구통계학적 능력이 높은 동물들이 인간과 접촉하는 계기가 높아지면 인간은 이전에는 겪을 수 없었던 새로운 질병에 쉽게 노출될 수 있다는 설명이다. 최근 들어 인수공통감염병이나 동물유래 감염병이 인간에게 확산되고 있는 이유도 그 때문이다. 이와 반대로 인구통계학적 능력이 낮은 동물종은 새로운 질병에 감염됐을 때 생존이 어려워 멸종할 수 밖에 없다는 것이다. 야생동물들이 갖고 있는 질병들은 실제로 멸종 위기에 처한 종이나 생물다양성이 낮은 동물종들의 생존에 위협이 되고 있다고 연구팀은 지적했다. 또 인간의 무분별한 개발로 인해 사람과 야생 동물간 접촉이 잦아질 경우 이전에는 볼 수 없었던 치명적 감염병이 인류에게 확산되면서 인류를 멸종 위기까지 몰아넣을 가능성도 충분하다고 연구팀은 강조했다. 데이비드 호지슨 엑서터대 생명과학과 교수(생태사 진화학)는 “이번 연구는 바이러스나 박테리아 같은 병원체 자체 특성 뿐만 아니라 숙주의 인구사회학적 특성이 감염병에 있어서 중요하다는 것을 보여준다”라며 “생애 주기가 짧은 숙주와 긴 숙주 사이에서 나타나는 면역체계의 차이도 새로운 질병에 감염됐을 때 앓는 정도와 재감염 여부에 영향을 미친다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 퇴행성 뇌질환을 일으키는 새로운 독성 인자를 발견해 효과적인 치료방법 개발에 도움을 줄 것으로 기대되고 있다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌·인지과학전공 이성배 교수팀은 퇴행성 ‘핵인자 카파비’라는 물질이 뇌질환 발병에 영향을 미치는 새로운 독성 인자라고 10일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘세포 생물학’에 실렸다. 고령화 사회가 가속화되면서 퇴행성 뇌질환 환자 숫자가 증가하고 있지만 관련 치료제나 치료방법은 아직 개발되고 있지 않고 있다. 연구팀은 헌팅턴병처럼 신경퇴행성 질환인 폴리글루타민 뇌질환과 루게릭병으로 알려진 근위축성 측삭경화증의 병리학적 메커니즘에 대한 연구를 진행한 결과 평소 활성이 억제돼 있던 핵인자 카바비가 뇌질환 초기부터 비정상적으로 과활성화되면서 신경독성을 유발시키고 신경세포의 형태를 변화시키고 사멸 시키는 등의 방법으로 심각한 신경병증을 일으키는 것으로 확인됐다. 연구팀은 헌팅턴병이나 루게릭병 이외에 알츠하이머나 파킨슨병에도 핵인자 카파비의 신경독성이 작용할 가능성이 크다는 것을 확인했다. 이에 따라 핵인자 카파비의 활성 억제를 통해 다양한 퇴행성 뇌질환의 효과적 치료제 개발이 가능할 것으로 연구팀은 기대했다. 이성배 교수는 “이번 연구는 강한 신경 독성을 갖고 있지만 평소는 억제돼 있다가 질병상황에서 비정상적으로 활성화되는 독성인자를 실험적으로 증명한 것”이라며 “기존에 알려진 퇴행성 뇌질환 유발 독성인자와 함께 핵인자 카바비를 감소시킬 수 있다면 효과적인 치료가 가능할 것으로 기대된다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 물에 햇볕만 쪼여주는 것만으로 친환경 에너지인 ‘수소’를 손쉽게 만들 수 있는 기술을 개발해 화제가 되고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부, 신소재공학부 연구팀은 유기화합물을 이용해 만든 유기반도체 기반의 고효율, 고안정성 광전극을 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 기존에 수소를 얻기 위해서는 물에 전기를 가해 수소를 얻는 전기분해 방식이 많이 쓰였지만 최근에는 광전극을 물에 넣고 햇볕만 쪼여주면 물이 분해되면서 수소를 얻는 방식에 대해 관심이 높아지고 있다. 광전극은 태양광 에너지를 흡수해 전하 입자를 만드는 반도체 물질이다. 광전극이 만든 전하 입자는 전극 표면에서 물과 반응해 수소와 산소를 만드는 원리이다. 보통 이 같은 반응은 물 속에서 일어나기 때문에 티타늄이나 철 같은 금속산화물을 기반으로 한 무기반도체 광전극을 주로 사용했지만 유기 반도체 물질에 비해 수소 생산 효율은 낮다. 유기반도체 광전극은 물 안에서는 금새 손상되기 때문에 오래 사용이 어렵다는 단점이 있었다.연구팀은 액체금속과 니켈포일, 니켈포일 위에서 성장시킨 촉매로 구성된 모듈시스템을 이용해 물 속에서도 안정적이고 오래가는 유기 반도체 광전극을 만들었다. 이번에 개발된 유기화합물 기반 광전극은 기존 무기 반도체 광전극보다 수소생산효율이 2배 이상인 것으로 확인됐고 물 속에서도 수분침투를 완벽하게 차단하는 것으로 관찰됐다. 장지욱 에너지 및 화학공학부 교수는 “이번에 개발한 유기반도체 기반 광전극은 대면적으로 생산이 가능하고 효율도 높기 때문에 추가적인 성능 향상도 손쉬울 것으로 기대되고 있으며 태양광 수소생산 상용화에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

공간감각이 둔해 몇 차례 가본 길이나 장소를 제대로 기억하지 못하고 처음 가본 것처럼 헤매는 사람들을 두고 ‘길치‘라고 부른다. 공간감각이 공간기억으로 연결되지 못하기 때문에 나타나는 행태이다. 길치도 음악감각이 떨어지는 음치처럼 노력해도 쉽게 고쳐지지 않는 경우가 많다. 그런데 뇌에 빛을 비추는 단순한 방법만으로도 ‘길치’에서 벗어날 수 있다는 흥미로운 연구결과가 나왔다. 영국 런던대 의생명연구소, 신경과학과, 노르웨이 국립과학기술대(NTNU) 시스템 신경과학연구소, 독일 막스플랑크 생물사이버네틱스연구소, 프랑스 파스퇴르연구소 공동연구팀은 뇌에 빛을 쪼여 GPS 세포라고 불리는 장소세포를 재조정할 수 있다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀’ 7일자에 실렸다. 사람을 포함해 대부분 동물의 뇌에는 장소를 인지하거나 길 찾기를 담당하는 ‘장소세포’가 있다. 뇌 속 위성항법장치(GPS)라고도 불리는 장소세포는 그동안 공간정보만 처리하는 것으로 알려졌지만 최근에는 감각이나 기억에도 관여하는 것으로 확인되기도 했다. 연구팀은 생쥐실험을 통해 길을 제대로 찾지 못하는 길치 쥐라도 장소세포를 빛으로 자극하면 위치에 대한 기억을 재활성화시킬 수 있음을 확인했다. 연구팀은 장소세포가 단순히 공간에 대한 기억 뿐만 아니라 뇌 속 정보들을 탐색해 찾게 만들어주는 역할을 한다는 사실을 증명한 것이다. 연구팀은 생쥐의 신경세포를 조작해 뇌 신경세포가 활성화될 때 빛이 발생해 쉽게 파악할 수 있도록 했다. 그 다음 디지털 홀로그램으로 특정 경로를 기억하도록 설탕물로 보상을 했다. 연구팀은 홀로그램과 똑같은 실제 미로에 생쥐를 갖다 놓은 뒤 길을 찾도록 했다. 가상현실과 실제가 똑같았지만 처음에 생쥐는 길을 찾지 못하고 우왕좌왕하는 모습을 보였다. 이후 연구팀이 레이저를 이용해 장소세포를 자극한 결과 생쥐는 실제 미로에서도 손쉽게 길을 찾아내는 것이 관찰됐다. 이번 연구를 주도한 신경과학자 마이클 하우저 런던대 교수는 “이번 연구는 장소세포라는 특정 신경세포를 이용해 기억이 뇌에 저장되는 방식을 좀 더 정확하게 알 수 있게 해주고 있다”라며 “기억이 저장되는 방식에 대한 새로운 사실과 이해도를 높여 통해 치매나 알츠하이머 같은 기억관련 장애를 치료할 수 있는 새로운 방법을 찾는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

김 교수, 글로벌 제약사 ‘화이자’ 개발 신약 효과 수학적 예측에도 참여 국내 대표적인 생물수학자가 세포질 혼잡을 일으키는 비만, 치매, 노화가 불안정한 수면상태를 유발한다는 것을 수학적으로 규명하고 해결책을 제시해 주목받고 있다. 카이스트 수리과학과 김재경 교수팀은 수학적 모델로 세포내 분자 이동을 방해하는 세포질 혼잡 현상이 일주기 생체리듬을 불안정하게 만들어 불면증을 유발시킨다는 것을 예측해냈다고 9일 밝혔다. 김 교수팀의 예측은 미국 플로리다주립대 이주곤 교수팀의 실험을 통해 검증됐다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 사람을 비롯한 많은 동물들은 뇌 속 생체 시계를 갖고 있다. 사람의 생체시계는 24시간 주기에 맞춰 살 수 있도록 행동과 생리작용을 조절하는 역할을 한다. 실제로 사람의 생체시계는 밤 9시가 되면 멜라토닌 분비를 촉진시켜 수면을 취할 수 있도록 하고 학습능력에도 영향을 미친다. 2017년에는 생체시계와 관련한 연구를 수행한 과학자 3명이 노벨생리의학상을 받았다. 이들에 따르면 ‘PER 단백질’이 일정 시간에 세포핵 안으로 들어가고 나오는 것이 생체 시계의 핵심이다. 그렇지만 다양한 물질이 존재하는 복잡한 세포 환경에서 수 천 개에 이르는 PER단백질이 일정한 시간에 핵 안으로 들어가는 것은 생체시계 연구의 오랜 수수께끼로 남아있다. 연구팀은 이 같은 난제를 풀어내기 위해 세포 내 분자의 움직임을 묘사하는 ‘시공간적 확률론적 모형’을 자체 개발해 분석한 결과 PER 단백질이 세포핵 주변에 충분히 응축되고 인산화되면서 핵 안으로 들어간다는 사실을 예측했다. 연구팀은 노화나 비만, 치매가 발생할 경우 PER 단백질이 핵 안으로 들어가 응축되는 것을 방해하는 지방액포 같은 물질들이 세포 내에 많아지기 때문에 세포질이 혼잡해지면서 인산화 스위치가 작동하지 않아 일주기 리듬이 불안정해지고 불면증 같은 증상이 나타난다고 설명했다. 김재경 교수는 “이번 연구는 비만과 치매, 노화가 세포질 혼잡을 일으킴으로써 불면증 같은 불안정한 수면을 유발시키는 핵심 원인이라는 것을 수학과 생명과학의 융합연구로 규명했다는데 의미가 크다”라며 “세포질 혼잡을 해소시킨다면 수면질환을 효과적으로 치료할 수 있을 것”이라고 설명했다. 김 교수는 비선형 역학이론, 확률론 등 수학 이론을 이용해 신체 내 생화학적 반응과 생체주기 조절 메커니즘 같은 생물학 분야의 문제들을 연구하는 대표적인 생물수학자다. 2016년에 세계적인 다국적 제약사 화이자가 개발 중인 생체리듬 조절과 관련된 신약 효과를 수학적으로 예측하는 연구를 맡으면서 이미 화제가 된 바 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

9일 월요일 아침은 전날 최저기온보다 10도 이상 낮아지면서 추운 날씨를 보이겠다. 특히 경기동부 내륙과 일부 강원 지역, 경북서부 내륙, 충북 영동, 충남 홍성 지역은 8일 밤 11시를 기해 한파특보가 발효됐다. 기상청은 8일 “중국 북부지방에서 대륙고기압이 확장하면서 차고 건조한 공기가 한반도로 지속적으로 유입되면서 한파특보가 발효된 지역은 전날 아침 최저기온보다 10도 이상 낮고 평년보다는 3도 낮아지겠다”며 “경기동부와 강원영서, 충북북부는 영하 5도 내외로 떨어지면서 매우 춥겠다”고 예보했다. 9일 전국의 아침 예상 기온은 영하 5도~영상 6도, 낮 최고기온은 8~15도 분포를 보이겠다. 기상청에 따르면 이번 추위는 9일 아침 절정을 이룬 뒤 기온이 차차 오르겠지만 맑은 날씨가 이어지면서 화요일인 10일에도 복사냉각으로 전국 대부분 지역의 아침 기온이 5도 이하의 분포를 보이면서 춥겠다. 10일 아침 최저기온은 영하 3도~영상 9도, 낮 최고기온은 11~16도로 예상된다. 또 10일까지는 전국 대부분의 지역에서 서리가 내리고 내륙을 중심으로 얼음이 어는 곳이 많을 것으로 전망됐다. 이 같은 날씨는 이달 중순까지 이어질 것으로 기상청은 전망했다. 기상청 중기예보(10일 예보)에 따르면 오는 18일까지 전국은 비오는 날 없이 아침기온은 영하 2도~영상 11도, 낮 기온도 13~20도로 쌀쌀한 날씨를 보이겠다. 또 강원 강릉, 속초, 고성, 양양 지역에는 올가을 들어 처음으로 건조경보가 발효됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 학습과 기억, 인지기능과 관련한 새로운 신경회로와 유전자를 발견했다. 경희대 의대, 충남대 생명과학과, 한국뇌연구원 퇴행성뇌질환연구그룹 연구팀은 뇌에서 인지, 학습, 기억의 메커니즘에 관여하는 새로운 신경회로와 원인 유전자를 발견했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘분자 정신과학’에 실렸다. 연구팀은 뇌 고삐핵에서 인지장애와 관련한 유전자 GNG8를 발견했다. 뇌 고삐핵은 정서나 혐오 같은 감정조절과 수면에 관여하는 부분으로 알려져 있었을 뿐 인지기능과 관련한 구체적인 관련성은 밝혀지지 않았다. 연구팀은 앞서 뇌 고삐핵에서 ‘삼돌이’라는 유전자가 활성화되지 않을 경우 자폐증으로 이어질 수 있다는 사실을 밝혀내기도 했다. 삼돌이는 신경계에서 발현되는 사이토카인 유전자로 자폐증 관련 핵심인자로 보고됐다. 연구팀은 삼돌이처럼 뇌 고삐핵에서 특이적으로 발현되는 GNG8라는 유전자가 인지장애와 밀접한 관계를 갖고 있음을 밝혀냈다. 연구팀은 유전자 가위기술을 이용해 GNG8 유전자를 제거한 생쥐를 대상으로 수동회피검사와 수중미로검사를 실시한 결과 장기기억과 공간학습 같은 인지관련 장애가 발생한다는 것을 확인했다. 연구팀은 이같은 인지기능 저하가 뇌 고삐핵에서 기억과 학습을 조절하는 대표적인 신경전달물질인 아세틸콜린과 그 합성효소가 현저히 적게 생성되기 때문에 나타나는 결과라고 설명했다. 아세틸콜린이 적게 합성되면 학습과 기억에 관여하는 뇌 부위인 해마의 장기강화 효과가 눈에 띄게 감소한다. 실제로 알츠하이머 치매도 베타아밀로이드 단백질이 뇌에 쌓이면서 아세틸콜린이 생성이 적어지면서 나타나기 때문에 기억력 손상 완화를 위해 아세틸콜린분해효소 저해제가 사용되기도 한다. 연구팀은 생쥐에게 아세틸콜린 신호전달을 강화하는 화합물을 투여할 경우 장기기억과 공간학습 장애가 회복되는 것이 관찰됐다고 밝혔다. 심인섭 경희대 의대 교수는 “이번 연구는 인지결핍을 동반하는 발달장애의 새로운 원인 유전자를 밝혀냈으며 기존의 중격-해마 기억회로 이외에 내측 고삐핵-대뇌다리사이핵 신경회로도 학습과 기억을 관장하는데 중요한 역할을 환다는 것을 새롭게 규명했다는데 의미가 크다”라고 말했다. 심 교수는 “이번 연구는 지적장애, 발달장애, 정서장애 분야의 새로운 치료법을 개발하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

컵 절반 정도에 물이 채워진 것을 보고 “물이 반 밖에 안 남았네”라고 생각하는 사람이 있는가하면 “물이 반이나 남았네”라고 생각하는 사람이 있다는 이야기는 주어진 상황에 대한 삶의 태도를 설명해주는 이야기로 유명하다. 사소한 일에도 한숨을 쉬거나 무심한 태도를 보이고 짜증을 내는 사람들이 많아지고 있다. 부정적인 생각으로 삶을 대하는 사람은 주변 사람들에게도 좋지 않은 영향을 미치면서도 정작 본인은 무엇이 잘못된 것인지 모르는 경우가 많다. 문제는 이렇게 부정적 삶의 태도를 갖고 있는 사람들은 그렇지 않지 않은 사람들보다 나이들면서 기억력이 빠르게 쇠퇴하고 치매 발생 가능성도 높아진다는 연구결과가 나왔다. 미국 노스웨스턴대, 웨스트버지니아대, 브랜다이스대, 독일 훔볼트대 심리학자와 뇌과학자로 구성된 공동연구팀은 평소 긍정적인 삶의 태도를 갖고 사는 사람이 나이 듦에 따라 발생하는 기억력 감퇴 속도가 늦춰질 뿐만 아니라 치매 발병률도 낮다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 실험심리학 분야 국제학술지 ‘심리과학’에 실렸다. 연구팀은 1995~1996년, 2004~2006년, 2013~2014년에 실시된 미국 중년 건강조사 자료를 바탕으로 조사에 참가한 중년 이상 성인 남녀 991명을 무작위로 뽑아 장기 추적 조사를 실시했다. 연구팀은 특히 실험참가자들이 보고한 최근 30일 동안 경험한 다양한 감정과 기억력 측정 결과의 상관관계를 분석했다. 연구팀은 나이와 성별, 교육수준, 우울증과 같은 감정질환 여부, 외향성과 내향성 같은 성격 요소의 영향이 결과에 미치는 영향은 최소화해 결과를 도출했다. 그 결과 평소 부정적인 생각을 갖거나 최악의 결과를 우선 생각하는 사람들은 보다 긍정적인 사고를 하는 사람에 비해 기억력 저하 속도가 느린 것으로 확인됐다. 특히 평소 10년 기준으로 봤을 때 부정적 생각을 많이 하는 사람들은 그렇지 않은 사람보다 기억력 감퇴 수준이 가파르게 상승한다고 연구팀은 밝혔다. 클라우디아 핫세 노스웨스턴대 교수는 “이번 연구결과는 나이가 들면서 기억력이 쇠퇴하는 것은 당연한 노화의 결과이지만 삶에 대한 태도에 따라 그 속도를 바꿀 수 있다는 것을 보여주고 있다”라고 말했다. 핫세 교수는 “사람들은 기억이 평생 지속되기를 원하지만 많은 신체적, 정서적 요인이 기억이라는 정보를 유지하기 쉽지 않다는 것을 잘 알고 있다”라며 “삶에 대한 방식을 쉽게 바꾸기는 어렵겠지만 긍정적인 태도를 갖는 것이 건강한 노후를 맞게 해준다는 것을 제시하고 있다”라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

9일 월요일 아침은 전날 아침 최저기온보다 10도 이상 낮아지면서 추운 날씨를 보이겠다. 특히 경기동부내륙과 일부 강원지역, 경북서부내륙, 충북 영동, 충남 홍성 지역은 8일 밤 11시를 기해 한파특보가 발효됐다. 기상청은 “중국 북부지방에서 대륙고기압이 확장하면서 차고 건조한 공기가 한반도로 지속적으로 유입되면서 한파특보가 발효된 지역은 전날 아침 최저기온보다 10도 이상 낮고 평년보다는 3도 낮아지겠으며 특히 경기 동부와 강원 영서, 충북 북부는 영하 5도 내외로 떨어지면서 매우 춥겠다”라고 8일 예보했다. 9일 전국의 아침 예상 기온은 영하 5도~영상 6도, 낮 최고기온은 8~15도 분포를 보이겠다. 지역별 아침 최저기온은 춘천 영하 4도, 서울 영하 1도, 대전 0도, 대구 2도, 광주, 부산 4도, 제주 11도 등이다. 기상청에 따르면 이번 추위는 9일 아침 절정을 이룬 뒤 기온이 차차 오르겠지만 맑은 날씨가 이어지면서 화요일인 10일에도 복사냉각으로 전국 대부분 지역의 아침 기온이 5도 이하 분포를 보이면서 춥겠다. 10일 아침 최저기온은 영하 3도~영상 9도, 낮 최고기온은 11~16도로 예상된다. 또 10일까지는 전국 대부분의 지역에서 서리가 내리고 내륙을 중심으로 얼음이 어는 곳이 많을 것으로 전망됐다. 이 같은 날씨는 이달 중순까지도 이어질 것으로 기상청은 전망했다. 기상청 중기예보(10일 예보)에 따르면 오는 18일까지 전국은 비오는 날 없이 아침기온은 영하 2도~영상 11도, 낮 기온도 13~20도 분포로 쌀쌀한 날씨를 보이겠다. 이와 함께 차고 건조한 공기 탓에 일부 지역에서는 대기가 매우 건조한 상태가 되면서 강원 강릉, 속초, 고성, 양양 지역에는 올 가을 들어 처음으로 건조경보가 발표됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

세계 최대 규모의 비디오 플랫폼 유튜브가 2005년 동영상 서비스를 시작한지 15년이 지났다. 현재 1분당 300시간 분량의 동영상이 업로드 될 정도로 콘텐츠의 홍수를 이루고 있는 가운데 가장 많이 시청한 영상 1위~10위에 한국 콘텐츠와 어린이 콘텐츠가 강세를 보여 눈길을 끈다. ‘아기상어’가 5일 현재 약 70억 7000뷰로 유튜브 최다 조회 영상 1위를 기록하고 있다. ‘아기상어’는 북미권 구전동요를 편곡해 한국어와 영어 등 다양한 언어는 물론 국악·EDM 등 여러 가지 버전으로 선보이며 인기를 끌었다. 1위에 오른 영상은 영어 곡에 율동을 곁들인 버전이다. 2016년 6월 유튜브 핑크퐁 채널을 통해 공개된 ‘핑크퐁 아기상어 체조(Baby Shark Dance)’는 2015년 11월 업로드된 ‘핑크퐁 아기상어’에 율동을 가미했다. 2위는 루이스 폰시의 뮤직비디오 ‘Despacito’가 차지했다. 5일 현재 3위와는 약 20억뷰 정도로 크게 차이가 벌어져 있으며, 1위와는 약 5000만 뷰가 차이로 1위를 바짝 추격하고 있다. 2017년 2월에 발매된 곡은 같은해 8월 가장 많이 시청한 유튜브 영상에 올라 오랜시간 1위 자리를 유지해 왔다. 3위로는 에드 시런이 2017년 3월에 발표한 ‘Shape of you’가 약 50억 5000만뷰를 기록했다. 뒤를 이어 영화 ‘분노의 질주 : 더 세븐’의 OST이자 찰리 푸스와 위즈 칼리파가 2015년 3월 발표한 ‘See you again’이 약 40억 8000뷰로 4위를 차지했다. 러시아 애니메이션 시리즈 ‘마샤와 곰’의 에피소드 ‘Recipe for Disaster’가 약 40억 3600뷰로 5위를, 동요 ‘Johny Johny Yes Papa’ 영상이 약 40억 1600뷰로 6위를 차지하며 어린이 콘텐츠가 강세를 보였다.브루노 마스의 대표적인 히트곡인 ‘Uptown Funk’가 약 39억 9000뷰로 7위를 차지했으며, 2012년 말춤으로 돌풍을 일으켰던 싸이의 ‘강남스타일’이 약 38억 4000뷰로 8위에 올라 여전히 10위권에 이름을 올리고 있다. 9위 역시 어린이 콘텐츠로 러시아에서 제작한 ‘Learning Colors-Colorful Eggs on a Farm’이 약 36억 5000뷰를 기록했다. 끝으로 저스틴 비버가 2015년 11월에 발표한 ‘Sorry’가 약 33억 6000뷰로 10위를 차지했다. 강경민 콘텐츠 에디터 maryann425@seoul.co.kr

올해 노벨 화학상은 3세대 유전자 가위 기술인 ‘크리스퍼/캐스9’ 유전자 가위를 개발한 프랑스와 미국 여성 과학자에게 돌아갔다. 크리스퍼 유전자 가위 기술은 기존의 유전자 가위기술과 달리 저렴하게 만들기 쉽고 정확성도 높아 차세대 유전자 치료기술로 주목받고 있다. 크리스퍼/캐스9을 시작으로 크리스퍼를 이용한 다양한 형태의 유전자 가위들이 개발되고 있지만 여전히 유전자 부위를 잘못 자를 수 있는 가능성이 있다. 국내 연구진이 다양한 크리스퍼 유전자 가위의 표적 특이성을 고민감도로 검측할 수 있는 기술을 개발해 유전자 치료에 사용될 경우 오작동을 사전에 막을 수 있게 됐다. 한국생명공학연구원 국가영장류센터, 미래형동물자원센터, 한양대 의대 공동연구팀은 크리스퍼 유전자 가위가 목표 유전자 이외의 주변 유전자를 의도치 않게 잘라내는 오작동 문제를 사전에 검증하는 시스템을 구축했다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’에 실렸다. 크리스퍼 유전자 가위가 기존 유전자 가위들보다 정확도가 높아졌다고는 하지만 여전히 비표적 유전자의 절단 가능성이 있어서 이 같은 문제를 사전에 파악할 수 있는 검증 시스템들이 개발되고 있지만 1% 이하의 오작동을 감지하는데는 여전히 어려움을 겪고 있다. 연구팀은 크리스퍼 유전자 가위의 오작동 여부를 정밀하게 찾아내기 위해 표적 DNA를 증폭시킨 뒤 차세대 염기서열 분석을 통해 오작동 여부를 확인할 수 있는 기술을 개발했다. 연구팀은 이번 기술을 이용해 크리스퍼 유전자 가위 오작동 여부를 분석한 결과 1% 이하의 오작동 표적DNA까지 잡아낼 수 있다는 것을 확인했다. 이승환 생명공학연구원 박사는 “이번 연구결과를 활용하면 미세하게 나타나는 유전자 가위의 오작동 여부를 기존 방법보다 획기적으로 증가한 민감도 수준에서 검측할 수 있게 됐다”라며 “다양한 유전질환, 희귀성 난치질환 등 유전자 치료제 개발을 할 때 안전성 검증에서 크게 기여할 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19 여파로 올 초는 덜했지만 한반도는 매년 가을부터 이듬해 봄까지 고농도 미세먼지로 몸살을 앓는다. 한국 연구진이 중국 과학자들과 함께 매년 한반도를 내습하는 고농도 미세먼지가 중국에서 유래되고 있다는 사실을 과학적으로 증명했다. 한국과학기술연구원(KIST) 환경복지연구센터 연구팀은 중국과학원(CAS), 미국 캘리포니아 데이비스대(UC 데이비스) 과학자들과 함께 고해상도 실시간 측정분석기를 이용해 지난해 3월 전국을 뿌옇게 만든 고농도 미세먼지가 중국의 오염물질이 장거리 이동해 영향을 미친 것을 확인했다고 5일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 환경과학 분야 국제학술지 ‘대기 화학 및 물리학’에 실렸다. 연구팀은 고농도 미세먼지 농도가 100㎍/㎥인 날이 사흘 이상 지속돼 비상저감 조치 등이 시행된 지난해 3월을 분석 대상으로 삼았다. 연구팀은 고해상도 실시간 측정분석기 데이터를 이용해 2개월 동안 3분 단위로 중국과 서울 시내의 대기 중 미세먼지 화학적 구성성분을 측정했다. 중국에서 한반도로 이동하는 시간차를 계산해 이틀 차이를 두고 측정값을 비교해 미세먼지 성분을 분석한 것이다. 그 결과 해당 기간 동안 미세먼지 속 유기성분, 질산염, 황산염은 물론 장거리 이동오염 물질인 납도 중국에서 오는 것이 실시간 분석으로 밝혀졌다. 또 당시 비상저감 조치의 일환으로 시행된 자동차 2부제 효과를 놓고 논란이 있었다. 그런데 이번 연구팀의 분석 결과 고농도 미세먼지 원인이 장거리 이동에 의한 것이었기 때문에 전체 농도 감소에 절대적 영향을 주지는 못했지만 자동차로 인한 국내 발생 미세먼지 농도 감소에는 확실히 효과가 있었다는 것을 확인했다. 연구팀은 이번 연구를 통해 국내 뿐만 아니라 동아시아 미세먼지 정책 수립에 있어서 근거로 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 김화진 KIST 박사는 “이번 연구는 오염물질이 장거리 이동이 가능하다는 것을 한-중 공동연구를 통해 밝혀냈으며 어떤 오염물질이 이동해 올 수 있는지를 규명했다는데 의미가 크다”라며 “고농도 미세먼지 현상이 항상 장거리 이동에 의해서만 발생하는 것이 아니기 때문에 추가적인 연구를 진행 중”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

무게 1.4~1.6㎏, 부피 1300~1500㎖의 신체기관. 포도당의 75%, 심장에서 보내지는 산소의 15%를 소비하는 기관. 바로 ‘뇌’다. 뇌는 척수와 함께 생명체의 모든 신경을 조절하는 중추신경계다. 인간 개인의 정체성을 형성하는 사고, 감정, 기억, 인식, 마음 같은 작용 대부분이 뇌 없이는 결코 일어날 수 없다. ‘우리는 우리 뇌다’라는 말이 나오는 이유이기도 하다. 최근 20년 동안 뇌와 관련한 지식이 기하급수적으로 증가하고 있음에도 여전히 뇌는 많은 부분이 베일에 싸여 있다. 이 때문에 ‘인간의 뇌는 소우주’라고 불리기도 한다. 인간이 보이는 독특한 행동양식들이 뇌의 특정 작용 때문이라는 재미있는 연구 결과들이 쏟아져 나왔다. 미국 존스홉킨스대 신경과학부, 심리·뇌과학과, 신경과학연구소, 미네소타대 신경과학부 공동연구팀은 똑같은 선택지라도 상황에 따라 음식의 선호도를 달라지게 만드는 뇌 부위를 발견하고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 11월 5일자에 발표했다. 연구팀은 우리 안쪽에 발판을 밟으면 생수나 설탕물이 나오는 장치를 설치하고 생쥐에게 각각의 용액이 나오는 곳을 기억하도록 훈련시켰다. 그다음 물을 주지 않아 갈증을 느끼도록 만든 뒤 어떤 선택을 하는지 관찰했다. 그 결과 생쥐 대부분이 갈증을 느낄 때는 설탕물보다는 생수를 선택했으며 이후 갈증이 해결된 뒤에는 생수가 아닌 설탕물을 마시는 것이 확인됐다.연구팀은 뇌파 분석을 통해 음식 선택을 할 때는 보상과 관련된 전뇌의 ‘배쪽창백핵’이라는 부위가 작동한다는 사실을 확인했다. 실제로 달콤한 초콜릿 케이크와 딱딱하고 오래된 빵을 놔뒀을 때 생쥐들은 대부분 초콜릿 케이크를 선택하지만 배쪽창백핵을 자극할 경우 케이크보다 딱딱하고 오래된 빵을 선택하는 것이 관찰됐다. 연구를 이끈 신경과학자 패트리샤 자낙 존스홉킨스대 의대 교수는 “이번 연구는 단순히 어떤 것을 먹을 것인가를 선택하는 데 작용하는 것뿐만 아니라 중독 증상이나 지나친 의사결정 장애를 겪는 사람들을 치료하는 데도 도움이 될 수 있을 것”이라고 말했다. 사람들은 자신의 취향에 딱 맞는 음악을 들었을 때 ‘소름 끼친다’라거나 ‘전율을 느꼈다’는 표현을 하곤 한다. 생존에 전혀 도움이 되지 않아 보이는 음악이 인류의 시작과 함께 지금까지 이어지는 이유와 음악을 들을 때 희열을 느끼는 이유는 오랫동안 과학계의 수수께끼로 남아 있었다. 프랑스 부르고뉴 프랑슈콩테대 통합임상신경과학연구실, 브장송대 메디컬센터 신경이미지연구센터 공동연구팀은 뇌파측정(EEG)을 통해 음악을 들으면서 전율을 느끼는 것은 뇌의 보상 체계, 감정 처리와 관련된 ‘안와전두피질’, 신체 움직임에 관여하는 중뇌의 ‘운동보조영역’, 청각정보 처리에 관여하는 ‘우측 측두엽’이 복합적으로 작용하면서 나타나는 신체 반응이라고 4일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 뇌과학 분야 국제학술지 ‘최신 신경과학’ 11월 3일자에 실렸다. 연구팀은 음악을 좋아해 악기를 한두 개 정도 다룰 수 있으며 음악을 즐겨 듣는 18~73세의 정신적·신체적으로 건강한 남녀 18명을 대상으로 실험했다. 실험에 참가한 이들은 모두 음악을 듣거나 연주하면서 전율을 느낀 경험을 갖고 있는 사람들이었다. 연구팀은 실험 참가자들이 좋아하는 음악 90곡 중 하이라이트만 모아 15분짜리 음악으로 편집해 들려주면서 고밀도 뇌파를 측정했다. 또 참가자들에게 음악을 들으면서 즐거움을 느낀 정도와 전율을 느끼는 순간을 기록하도록 했다. 그 결과 참가자들은 전체적으로 305번의 전율을 느꼈으며, 전율의 지속 시간은 평균 8.75초가량인 것으로 보고됐다. 전율을 느꼈다고 보고할 당시 뇌파 측정 결과를 보면 뇌의 다양한 영역이 복합적으로 작용했으며 뇌의 활동이 갑작스럽게 폭발적으로 증가한 것으로 확인됐다. 티에리 뮐린 브장송대 메디컬센터 교수는 “음악을 들을 때 감동과 함께 전율을 느끼는 것은 민감한 청각 기능과 함께 다음에 무슨 선율이 나올 것인가를 기대하고 예측할 때 가능하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr