고층빌딩이나 높은 산에서 불야성을 이루고 있는 서울 시내 풍경을 보노라면 자신도 모르게 탄성이 나옵니다. 실제로 한국을 찾은 외국인들이 가장 놀라워하는 것 중 하나도 서울의 야경이라고 합니다. 1879년 토머스 에디슨이 미국 뉴저지 멘로파크 연구소에서 백열전구를 공개했을 때만 해도 지금 같은 도시의 밤풍경은 상상도 못 했을 것입니다. 이후 다양한 인공조명이 발명돼 인간의 활동 시간을 획기적으로 늘리는 데 지대한 영향을 미쳤지만 최근 들어 야간 인공조명으로 인한 문제들이 점점 불거지고 있는 상황입니다. 우선 영국 엑서터대 환경·지속가능성연구소, 생태보존센터, 프랑스 집단생물학연구센터, 국립농업연구소, 몽펠리에대 공동연구팀은 126건의 관련 연구를 메타분석한 결과 야간 인공조명이 동물은 물론 식물들의 호르몬 수치, 번식 주기, 생존에 악영향을 미친다고 4일 밝혔습니다. 메타분석은 비슷한 주제로 연구된 문헌들을 통계적으로 통합하거나 비교해 새로운 결론을 도출해 내는 연구 방법입니다. 이 같은 연구 결과는 생태학 분야 국제학술지 ‘네이처 생태학·진화학’ 11월 3일자에 실렸습니다. 인공조명 때문에 생체주기를 조절하는 역할을 하는 멜라토닌 수치가 감소하고 야행성 동물들의 활동 시간이 줄어든다고 합니다. 주행 중인 자동차 불빛으로 날아들었다가 죽는 곤충들도 늘고 있으며, 인공조명을 햇빛으로 착각해 각종 이상 행동을 보이는 동물들도 증가했다고 합니다. 식물은 인공조명 때문에 계절에 맞지 않게 싹을 틔우거나 꽃을 피우기도 한다고 합니다. 벌과 나비 같은 곤충도 인공조명으로 생체리듬이 교란되면서 식물 가루받이를 제때 하지 못하는 경우도 늘고 있다고도 합니다. 생태계 교란을 일으키는 인공조명이 영향을 주는 범위와 빛의 강도가 최근 10년 동안 전 세계적으로 매년 2% 이상씩 꾸준히 증가하고 있다는 점이 더 큰 문제입니다. 미국 북텍사스보건국, 텍사스대 사우스웨스턴메디컬센터 정신의학교실, 뇌과학연구소, 일본 쓰쿠바대 통합수면의학연구소 공동연구팀은 빛공해로 인한 수면 부족이 각종 중독 증상을 촉발한다는 충격적인 연구 결과를 신경과학 분야 국제학술지 ‘e뉴로’ 11월 2일자에 발표했습니다. 연구팀은 밤과 낮 생체주기가 12시간인 암수 생쥐를 두 집단으로 나눠 한 집단은 정상 생체주기를 유지하도록 하고, 다른 집단은 8시간만 자도록 해 수면 부족을 유도했습니다. 그다음 코카인이 섞인 식사와 일반 식사를 동시에 제공한 뒤 선호도를 관찰한 결과 수면 부족을 겪은 생쥐들이 코카인에 쉽게 중독된다는 사실을 확인하게 됐습니다. 수면 부족으로 인한 중독 증상은 뇌 속 시상하부 ‘오렉신’이라는 물질 때문이라고 연구팀은 설명하고 있습니다. 수면이 부족하면 오렉신이 증가하는데 오렉신은 잠 부족을 다른 방식으로 충족시키려고 하기 때문에 갖가지 중독에 빠지기 쉬워진다는 것이지요. 2015년 미국 의학협회는 인공조명이 암, 당뇨, 심혈관질환 발병 가능성을 높일 수 있다고 지적하며 인공조명 노출을 줄이라는 권고를 내놓은 바 있습니다. 어둠에 대한 인간의 원초적 두려움을 없애 준 인공조명은 이제 부메랑이 돼 인간은 물론 생태계 전체를 위협하는 존재가 됐습니다. 과학자들의 지적처럼 이제는 인공조명을 지구온난화로 인한 기후변화와 비슷한 관점에서 관리해야 하는 것 아닌가 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

자체 수집한 30만장 실험자료 바탕 인공신경망 활용, 영상 변형물 포착“아주 정교한 영상도 90% 이상 탐지”지난해 미국에서는 전현직 대통령의 얼굴을 합성한 가짜뉴스 영상이나 유명 연예인을 합성한 불법 동영상이 유통돼 논란이 된 바 있다. 연예인뿐만 아니라 헤어진 연인의 얼굴을 다른 나체 사진이나 성인물 동영상과 합성한 뒤 온라인상에 유통시키는 경우가 자주 발생해 사회적 문제가 되고 있는 상황이다. 인공지능과 디지털 기술의 발달로 실제와 구분할 수 없을 정도로 정밀하게 영상을 위변조하는 ‘딥페이크’를 쉽게 잡아내기 어렵기 때문에 생기는 일들이다. 이런 상황에서 이흥규 카이스트 전산학부 교수와 교내 벤처기업 디지탈이노텍 공동연구팀은 인공신경망을 이용해 디지털 형태의 사진 변형 여부를 정확하고 손쉽게 찾아낼 수 있는 소프트웨어 ‘카이캐치’를 개발했다고 3일 밝혔다. 기존 위변조 탐지 기술이 이론 검증을 위한 논문 발표 수준이었다면 이번에 개발된 기술은 세계에서는 두 번째로 실용화 단계에 도달한 것으로 평가받고 있어 주목받고 있다.기존의 디지털 영상 포렌식 기술은 유형별로 수행되는 영상 변형에 대응해 개발됐기 때문에 하나의 영상에 여러 종류의 변형이 가해지거나 어떤 변형이 수행된 것인지 전혀 알 수 없는 디지털 영상 분석에서는 정확성과 신뢰도가 크게 떨어진다. 이 때문에 극소수 전문가들의 주관적 판단에만 의존해야 한다는 문제점까지 안고 있었다. 그런데 연구팀은 자체적으로 만든 ‘디지털 이미지 위변조 식별 웹서비스’를 통해 수집한 약 30만장의 영상 자료와 신경망 기반 포렌식 영상자료, 딥페이크 분석을 위한 실험영상 자료를 바탕으로 ‘카이캐치’를 만들었다. 이번 기술은 잘라 붙이기, 복사 붙이기, 지우기, 물체 크기 변화, 이동, 리터칭처럼 자주 사용하고 손쉬운 변형 방법은 물론 다양한 영상 변형을 인지할 수 있다. 또 어떤 식으로 변형됐는지 알 수 없는 영상에 대해서도 평균 탐지 정확도 90~95%, 변형 영역에 대한 추정 확률 90%로 탐지하는 데 성공했다. 이 교수는 “인공지능 기술을 융합한 영상 포렌식 기술과 픽셀 수준의 변형을 탐지해 아무리 정밀하게 변형한 영상정보도 거의 완벽하게 잡아낼 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

3일 아침은 전날보다 3~5도 떨어져 전국이 추운 날씨를 보인 가운데 설악산, 화천 광덕산, 태백산, 소백산 등에는 올 가을 첫 눈이 내려 쌓였다. 지난해는 10월 15일에 첫 눈이 관측됐는데 올해는 이보다 18일 늦게 내린 것이다. 4일 수요일 아침은 3일보다 3~5도 더 떨어져 초겨울 날씨를 보일 것으로 예상돼 따뜻한 옷차림이 필요하겠다. 기상청은 “11월 시작과 함께 한반도 북서쪽에서 차가운 공기가 지속적으로 유입되고 있으며 4일 아침은 복사냉각까지 더해져 전날보다 더 낮아져 내륙 대부분 지역에서 0도 이하, 중부내륙과 전북동부, 경북내륙은 영하 5도 이하로 낮아 추운 날씨를 보이겠다”고 3일 예보했다. 낮에도 중부내륙을 중심으로 10도 내외에 머물면서 바람도 강하게 불어 춥겠다. 4일 전국의 예상 아침 최저기온은 영하 7도~영상 7도, 낮 최고기온은 9~15도 분포를 보이겠다. 서울의 경우 4일 아침 최저기온은 영하 1도, 체감온도는 영하 3도까지 떨어지겠다. 이번 추위는 5일 아침까지 계속된 뒤 풀리겠다. 이후 6~7일 서울과 경기도, 강원 영서, 충청도, 전북 지역에 비가 내린 뒤 일요일인 8일부터 다시 아침 기온이 영하 1도~9도, 낮 기온은 11~18도 분포를 보이며 다시 추워지겠다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

겨우내 우리 밥상에 오르는 주요 반찬 김치를 담그는 김장 시기가 올해는 예년보다 하루나 이틀 정도 서두르는 것이 좋겠다. 민간기상업체 ‘케이웨더’는 ‘올해 김장 최적시기’와 관련해 서울은 오는 27일, 대전은 29일, 광주는 다음달 9일, 부산은 12월 31일이 가장 좋을 것이라고 2일 밝혔다. 이달 하순과 12월 상순 기온이 평년보다 다소 낮을 것으로 예상되면서 김장 최적시기가 평년보다 1~2일 정도 빨라진 것이다. 이에 따라 중부와 남부내륙 지역은 11월 하순에서 12월 상순, 동·서해안 지역은 12월 상순~중순, 남해안 지역은 12월 중순~하순이 적당할 것으로 전망됐다. 일반적으로 김장 적정시기는 일 평균기온이 4도 이하이고 일 최저기온은 0도 이하로 유지될 때이다. 이보다 기온이 높은 경우 김치가 빨리 익고, 기온이 낮을 경우 김장 주재료인 배추나 무가 쉽게 얼어 제맛을 내기 어렵기 때문인 것으로 알려져 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

북서쪽에서 차가운 공기가 한반도로 계속 유입되면서 4일까지 추운 날씨가 이어지겠다. 기상청은 “3일 아침은 전날보다 3~5도 더 떨어져 전국 대부분 지역이 5도 이하, 중부내륙과 남부산지는 0도 이하로 낮고, 경기북부와 강원영서 북부는 기온이 전날보다 10도 이상 큰 폭으로 떨어지는 곳이 있을 것”이라고 2일 예보했다. 3일 전국의 아침 최저기온은 영하 2도~영상 10도, 낮 최고기온은 7~14도 분포를 보이겠다. 늦가을 추위는 수요일에도 계속되겠다. 4일은 2일 아침보다 6~10도 크게 떨어져 전국 대부분 지역에서 0도 이하, 경기동부, 강원영서와 산지는 영하 5도 내외로 낮아 올가을 들어 가장 추운 날이 되겠다. 4일 전국 아침 최저기온은 영하 6도~영상 7도, 낮 최고기온은 9~15도 분포를 보이겠다. 이날 서울의 경우 아침 최저기온은 영하 1도, 체감온도는 영하 4도로 예상됐다. 3일 오후 11시30분쯤에는 설악산 정상 부근에 내리던 비가 눈으로 바뀌면서 첫눈이 관측됐다고 강원지방기상청이 밝혔다. 이번 첫눈은 지난해보다 17일 늦게 내렸다. 기상청 관계자는 “도로에 블랙아이스 현상이 나타나는 곳도 있겠으니 교통안전에 각별히 유의해 달라”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

북서쪽에서 차가운 공기가 한반도로 계속 유입되면서 4일까지 추운 날씨가 이어지겠다. 기상청은 “3일 아침은 전날보다 3~5도 더 떨어져 전국 대부분 지역이 5도 이하, 중부내륙과 남부산지는 0도 이하로 낮고, 경기북부와 강원영서 북부는 기온이 전날보다 10도 이상 큰 폭으로 떨어지는 곳이 있을 것”이라고 2일 예보했다. 3일 전국의 아침 최저기온은 영하 2도~영상 10도, 낮 최고기온은 7~14도 분포를 보이겠다. 늦가을 추위는 수요일에도 계속되겠다. 4일은 2일 아침보다 6~10도 크게 떨어져 전국 대부분 지역에서 0도 이하, 경기동부, 강원영서와 산지는 영하 5도 내외로 낮아 올가을 들어 가장 추운 날이 되겠다. 4일 전국 아침 최저기온은 영하 6도~영상 7도, 낮 최고기온은 9~15도 분포를 보이겠다. 또 3~4일은 전국 대부분 지역에서 서리가 내리는 곳이 많겠으며 3일은 중부 내륙과 남부 산지, 4일은 내륙 대부분 지역에 얼음이 어는 곳도 많을 것으로 기상청은 전망했다. 기상청 관계자는 “도로에 블랙아이스 현상이 나타나는 곳도 있겠으니 교통안전에 각별히 유의해 달라”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

유럽과 미국을 중심으로 코로나19가 다시 확산세를 보이고 있는 상황에서 대기오염에 장기간 노출되면 코로나19에 쉽게 감염될 뿐만 아니라 사망위험도 증가한다는 분석결과가 나왔다. 이탈리아 국제이론물리학센터, 독일 막스플랑크 화학연구소, 샤리테의대, 요하네스 구텐베르크대 부설병원, 심혈관연구센터, 미국 하버드대 공중보건대, 런던 위생·열대의학대학원, 키프로스 국립기후대기연구센터 연구진으로 구성된 연구팀은 대기오염으로 인한 추가적인 코로나19 사망률을 추정한 결과 최대 30%까지 늘어날 수 있다고 2일 밝혔다. 연구결과는 유럽심장학회에서 발행하는 의학분야 국제학술지 ‘심혈관 연구’에 실렸다. 연구팀은 미국과 중국의 대기오염 관련 위성관측 자료, 세계 각국의 코로나19 감염률과 사망률 등의 자료를 바탕으로 대기오염이 코로나19 사망률에 미치는 영향을 분석했다. 그 결과 코로나19로 인한 전 세계 사망자의 약 15%는 대기오염에 장기간에 노출됐기 때문에 추가로 발생한 것이라고 연구팀은 밝혔다. 실제로 대기오염으로 인해 유럽은 19%, 북미지역은 17%, 동아시아 지역은 27%의 코로나19 사망자가 추가로 발생했다고 연구팀은 밝혔다. 대기오염으로 인한 국가별 추가사망률이 가장 높은 국가는 체코로 29%, 다음이 중국 27%, 독일 26%, 스위스 22%, 벨기에 21%로 나타났으며 대기오염의 영향을 가장 적게 받은 국가는 뉴질랜드로 1%, 호주와 이스라엘이 3%로 조사됐다. 토마스 뮌첼 독일 마인츠대 의대 교수는 “대기오염 입자는 바이러스의 수명을 연장시킬 뿐만 아니라 코로나19 바이러스에 감염될 경우 심혈관 질환을 악화시킬 뿐만 아니라 면역기능의 복원력을 떨어뜨려 갖가지 합병증을 유발시킬 수 있다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한 쪽에서는 출산율 저하를 걱정하고 있지만 지구 전체로 본다면 인구는 점점 늘어나고 있는 상황이다. 인간의 욕심으로 지구 생태계와 환경은 점점 망가지고 있어 SF영화 ‘인터스텔라’처럼 인류가 이주가능한 외계천체가 필요한 시기가 오는 것 아니냐는 목소리가 높아지고 있다. 과학자들도 ‘호기심 반, 실현가능성 반’으로 외계 이주 가능 행성을 찾고 있다. 그런데 최근 우주과학자들이 우리 은하계 내에 인간이 잠재적으로 거주가능한 행성이 상당히 많다는 연구결과를 내놔 주목받고 있다. 미국 항공우주국(NASA) 에임스연구센터, 고다드우주비행센터, 외계지적생명체탐사(SETI) 연구소, 캐나다 브리티시컬럼비아대 물리천문학부를 중심으로 미국, 캐나다, 덴마크, 영국, 브라질 5개국 44개 연구기관 연구자로 구성된 국제공동연구팀은 나사에서 운용하고 있는 케플러 우주망원경에서 수집한 데이터를 분석한 결과 우리 은하 내에 인간이 잠재적으로 거주할 수 있는 행성이 약 3억개에 이르며 일부는 태양계에서 30광년 이내에도 있다고 31일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 미국 코넬대에서 운영하는 출판 전 논문공개 사이트인 아카이브(arXiv.org) 29일자에 실렸으며 곧 천문학 분야 국제학술지 ‘천문학 저널’에 실릴 예정이다. 케플러 우주망원경은 지구와 유사한 환경을 가진 외계행성을 찾기 위해 2009년 발사돼 2018년 11월 15일 임무를 종료했다. 케플러 우주망원경은 9년 동안 2662개의 행성을 발견했고 항성(별) 53만 506개, 초신성 61개를 찾아냈다. 케플러 우주망원경으로 탐사한 행성들은 아직도 분석 중에 있다.연구팀은 합리적 추정을 위해 우선 지구와 비슷한 크기이면서 암석 행성일 가능성이 높은 것들을 골라냈다. 그 다음 태양과 비슷한 생성시기를 갖고, 비슷한 온도를 갖고 있는 것들을 추려냈다. 사람이 살기 위해 중요한 조건 중 하나인 액체 상태의 물이 존재하기 위해서는 태양과 지구와 관계처럼 항성과 적당한 거리를 두고 암석형태의 행성이어야 하기 때문이다. 이를 근거로 추정한 결과 우리 은하 내에 생명체가 생존가능한 행성은 약 3억개 정도이며 태양으로부터 30광년 떨어져 있는 가까운 곳에도 10개 이내의 거주 가능한 행성이 존재한다고 연구팀은 주장했다. 이번 연구에 공동저자로 참여한 제프리 코린 SETI 연구소 외계행성연구원 겸 나사 케플러 과학국장은 “은하계에 잠재적으로 거주할 수 있는 행성의 숫자를 신뢰성 있게 측정하기 위해 그동안 연구됐던 모든 조각들을 찾아 합친 것”이라며 “거주 가능성 뿐만 아니라 의사소통이 가능한 우주 외계문명의 숫자를 추정하는데도 도움을 줄 수 있을 것으로 기대하고 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중생대 육지의 지배자가 다양한 크기와 모양의 ‘공룡’들이었다면 하늘의 지배자는 ‘익룡’이었다. 프테로사우루스라고도 불리는 익룡은 흔히 날으는 공룡이라고 생각하는 경우가 많지만 공룡과 별도로 갈라져 진화한 비행 파충류이다. 익룡은 중생대 첫 번째 기간인 트라이아스기와 두 번째 기간인 쥐라기에 존재했던 ‘람포린코이드’류와 중생대 말기인 백악기에 번성했던 ‘프테로닥틸로이드’류가 있다. 널리 알려진 프테라노돈은 프테로닥틸로이드에 속한다. 익룡 화석은 세계 곳곳에서 발견되고 있지만 어떻게 날기 시작했는지 무엇을 먹고 살았는지 정확히 알려지지 않았다. 그런데 영국 고생물학자들을 중심으로 이 같은 궁금증이 일부 풀리게 됐다. 영국 레스터대 지리·지질·환경과학부, 박물관학부, 고생물학연구센터, 버밍엄대 지리·지구환경과학부 공동연구팀은 2억 1000만년 전 등장해 6600만년 전 공룡과 함께 멸종한 익룡의 치아화석을 정밀 분석한 결과 익룡은 먹잇감의 변화와 함께 진화했다고 30일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 29일자에 게재됐다. ‘먹는 것이 곧 그 사람이다’라는 말처럼 연구팀은 익룡의 먹잇감을 분석하면 익룡의 기원과 중생대 먹이피라미드에서의 역할 및 위치, 진화 과정을 파악할 수 있을 것이라고 생각했다. 연구팀은 중생대 17개 다른 세대에 속하는 익룡들의 치아화석을 3차원 마이크로미터 패턴 분석법을 이용해 미세마모특성을 통해 먹잇감을 분석했다. 그 결과 쥐라기 초기에 살았던 디모르포돈은 기존에 알려진 것과는 달리 곤충 같은 무척추동물은 섭취하지 않고 척추동물들만 주로 먹은 육식 익룡이었으며 람포린쿠스는 생선을 먹었으며, 아우스트리아닥틸루스는 딱정벌레나 갑각류 같은 딱딱한 껍질을 가진 무척추동물을, 프테로닥틸루스는 무척추동물을 먹은 것으로 확인됐다. 마크 퍼넬 레스터대 교수(고생물학)는 “일반적으로 익룡이라고 하면 한 종류라고 생각하는 경우가 많지만 현대 조류처럼 다양한 종류가 존재했으며 먹잇감도 다르다”라며 “익룡들의 식성 변화는 중생대에 등장한 조류들과의 경쟁에서 촉발된 것으로 해석된다”라고 말했다. 또 영국 리딩대 생물과학부, 브리스톨대 지구과학부, 링컨대 생명과학부 공동연구팀은 익룡들은 중생대 내내 비행능력을 꾸준히 향상시켜 왔다는 사실을 밝혀내고 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 29일자에 발표했다. 지금까지 알려진 것처럼 익룡이 중생대 초반 갑자기 나타나 비행능력을 향상시킨 것이 아니라 1억 5000만년 동안 조금씩 작은 개선들을 통해 발생했다는 것이다. 연구팀은 익룡 화석을 통해 날개 폭과 몸 크기를 측정하고 현존하는 조류들을 기반으로 통계적, 수학적, 생물물리학적 분석을 통해 75종의 익룡의 비행 효율 변화를 계산했다. 분석 결과 익룡들은 초기에는 단거리만 이동이 가능한 비효율적 이동만을 했지만 점차적으로 비행 시간과 거리를 늘려 장시간, 장거리 비행이 가능하도록 진화했다.그러나 케찰코아틀루스, 타페야라를 포함하는 거대 익룡 ‘아즈다르코이드’류는 시간이 지남에도 비행능력이 향상되지 않는 것으로 확인됐다. 케찰코아틀루스의 경우는 키가 현재 기린과 비슷했던 것으로 알려져 있다. 이들 아즈다르코이드들은 비행보다는 지상에서 주로 생활했기 때문에 비행효율이 중요하지 않았기 때문이라고 연구팀은 설명했다. 크리스 벤디티 리딩대 교수(진화생물학)는 “지난 3억년 동안 변하지 않은 몇 안되는 것 중 하나가 물리 법칙이기 때문에 익룡들의 비행 진화를 이해하기 위해 이 법칙들을 사용할 수 있다는 것은 대단히 흥미로운 일”이라며 “지금까지는 화석들을 통해 해부학적 구조를 설명하고 기능을 예측했지만 이번 연구를 통해 멸종 동물의 작동효율을 물리적 법칙을 계산해 구체적 진화과정을 알 수 있게 됐다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

과학기술의 발달로 PET(양전자방출단층촬영), CT(컴퓨터 단층촬영), 형광현미경 등 다양한 진단기기가 개발돼 암이나 치매 같은 질환들도 조기 진단이 가능하다. 이 같은 기기로 생체 내부를 촬영하기 위해서는 촬영 대상이 잘 보이도록 하기 위해 조영제를 사용하는 것이 필수적이다. 문제는 조영제를 사용할 경우 간혹 부작용이 발생할 수 있다는 점이다. 이 때문에 첨단 영상장비를 이용한 조기검진을 꺼리는 사람들도 많다. 국내 연구진이 이런 조영제 부작용을 걱정 않고 치매나 암을 진단할 수 있는 기술을 개발했다. 한국과학기술연구원(KIST) 센서시스템연구센터 연구팀이 테라헤르츠(㎔) 전자기파를 이용해 조영제 없이 생체 내 미량만 존재하는 물질을 찾아낼 수 있는 새로운 형태의 영상진단 기술을 개발했다고 1일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 화학분야 국제학술지 ‘바이오센서 앤 바이오일렉트로닉스’에 실렸다. 테라헤르츠 전자기파는 X선이나 방사선처럼 에너지가 높지 않아 생체조직을 변형시키지 않고 별도의 조영제 없이도 생체 내부를 관찰할 수 있어 안전한 차세대 영상진단 기술로 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 문제는 X선이나 가시광선보다 파장이 길어 크기가 작거나 극미량의 물질을 관찰하기 어려울 뿐더러 생체 내 수분에 쉽게 흡수되기 때문에 관찰 정보를 수집하기도 어렵다. 이에 연구팀은 자연계에 존재하지 않는 메타물질을 개발해 관찰 대상의 광학적 특성을 바꾸면 특정 파장에서도 물질 관찰이 가능하다는 점에 착안했다. 연구팀은 실제로 생체 내부의 물과 만날 경우 그 경계면에서 전파가 흡수되지 않고 반사되도록 하는 새로운 메타물질을 개발했다. 그 결과 기존 테라헤르츠파 기술로는 영상화가 어려운 극미량의 생체조직의 선명한 영상을 촬영했으며 형광물질이나 방사성동위원소 같은 조영제를 사용하지 않고도 기존 영상장치와 유사한 수준의 영상을 얻었다.연구팀은 실제로 이번 기술을 활용해 치매 원인 물질로 알려진 ‘베타 아밀로이드’ 단백질을 진단하는데 성공했다. 기존 영상 장치로는 베타 아밀로이드 단백질의 축적 여부만 확인할 수 있었지만 이번 테라헤르츠파 측정 기술로는 베타 아밀로이드 단백질의 축적된 양까지도 정확히 분석할 수 있었다. 서민아 KIST 박사는 “이번 연구는 인체 내 다양한 질병 원인물질을 조영제 없이 직접 관찰할 수 있게 됨에 따라 치매, 암을 비롯해 다양한 질병 진단에 활용될 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19가 전 세계적으로 확산되면서 많은 나라들이 주요 방역대책 중 하나로 사회적 거리두기를 실시하고 있다. 그런데 동물의 세계는 이미 오래전부터 질병 확산을 막기 위해 사회적 거리두기를 실시했다는 연구 결과가 나와 주목받고 있다. 독일 라이프니츠 진화·생물다양성과학연구소 부설 자연사박물관 시몬 리퍼거 박사가 주도하고 미국 오하이오주립대 생태·진화·유기체생물학과, 텍사스 오스틴대 통합생물학과, 파나마 스미소니언 열대연구소로 구성된 공동연구팀은 야생 흡혈박쥐들은 질병에 걸리게 되면 자연스럽게 다른 개체들과 사회적 거리두기를 한다는 것을 확인했다고 29일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘행동 생태학’ 28일자에 실렸다. 연구팀은 흡혈박쥐 서식지 중 한 곳인 중남미 벨리즈의 라마나이에서 암컷 흡혈박쥐 31마리를 포획한 뒤 16마리에게는 염증 유발물질인 ‘지질다당류’를 주입해 질병에 걸린 상태처럼 만들고 나머지 15마리에게는 식염수를 주사했다. 연구팀은 박쥐들의 위치를 파악할 수 있는 센서를 붙이고 원래 살던 곳으로 돌려보낸 뒤, 동료가 질병에 걸렸을 때 다른 박쥐들은 어떤 행동을 보이는지 6시간 동안 관찰했다. 관찰 결과 병에 걸린 16마리의 박쥐는 집단 내에서 어울리는 박쥐의 숫자도 적고 접촉시간도 짧은 것으로 확인됐다. 병에 걸린 16마리의 박쥐는 정상 박쥐보다 다른 박쥐들과 어울리는 시간이 평균 25분 정도 적은 것으로 나타났다. 식염수가 주입된 박쥐들 중 다른 박쥐와 어울리는 것은 49% 정도였지만 병에 걸린 박쥐들은 다른 박쥐와 어울리는 정도가 35%에 불과한 것으로 조사됐다. 공동 연구자인 제럴드 카터 미국 오하이오주립대 교수는 “동물들은 동료가 이상 행동을 보이거나 분비물을 배출할 경우 질병감염 징후를 감지하고 자연스럽게 거리두기를 실천하는 것으로 확인됐다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

10월의 마지막 금요일인 30일 아침은 전국이 맑은 가운데 전국을 중심으로 전날 아침보다 더 떨어진 5도 이하의 기온 분포를 보이면서 춥겠다. 기상청은 “30일은 전날 북서쪽에서 내려온 찬 공기의 영향을 받아 전국 대부분 지역의 아침 기온이 5도 이하, 중부내륙과 전북동부, 경북내륙, 산지는 0도 안팎으로 떨어지겠으며 중부지방의 경우 낮에도 15도 내외로 머물러 추울 것”이라고 29일 예보했다. 30일 전국의 아침 최저기온은 영하 1도~영상 11도, 낮 최고기온은 14~20도의 분포를 보이겠다. 30일 지역별 아침 최저기온은 춘천 2도, 대전 4도, 서울·광주·대구 6도, 부산 11도, 제주 12도 등이다. 10월의 마지막 날인 31일 토요일까지 내륙을 중심으로 새벽부터 아침 사이에 서리가 내리는 곳이 많겠다. 중부내륙과 전북동부, 경북내륙, 산지에는 얼음이 어는 곳도 있는 등 쌀쌀한 날씨가 주말 내내 이어지겠다. 11월이 시작되는 1일은 중부지방과 전라도, 2일은 충청도, 남부지방, 제주도에 비가 내리겠다. 기상청 중기예보(10일 예보)에 따르면 비가 내린 뒤 3일부터는 전국의 아침 예상기온은 영하 3도~영상 8도의 분포를 보이고, 낮 기온도 15도 이하로 쌀쌀한 날씨가 되겠다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19가 전 세계적으로 확산되면서 많은 나라들이 주요 방역대책 중 하나로 사회적 거리두기를 실시하고 있다. 그런데 동물의 세계는 이미 오래 전부터 질병 확산을 막기 위해 사회적 거리두기를 실시했다는 연구결과가 나와 주목받고 있다. 독일 라이프니츠 진화·생물다양성과학연구소 부설 자연사박물관 시몬 리퍼거 박사가 주도하고 미국 오하이오주립대 생태·진화·유기체생물학과, 텍사스 오스틴대 통합생물학과, 파나마 스미소니언 열대연구소로 구성된 공동연구팀은 야생 흡혈박쥐들은 질병에 걸리게 되면 자연스럽게 다른 개체들과 사회적 거리두기를 한다는 것을 확인했다고 29일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘행동 생태학’ 28일자에 실렸다. 이에 앞서 지난 8월 미국 피츠버그대, 버지니아공과대 공동연구팀도 영장류인 맨드릴은 물론 바닷가재의 일종인 카리브해 닭새우, 거미, 흰개미, 꿀벌까지 동물 세계에서는 질병이 발생하면 사회적 거리두기를 한다는 연구결과를 생물학 분야 국제학술지 ‘영국왕립학회보 B’에 발표한 바 있다. 연구팀은 흡혈박쥐 서식지 중 한 곳인 중남미 벨리즈의 라마나이에서 암컷 흡혈박쥐 31마리를 포획한 뒤 16마리에게는 염증 유발물질인 ‘지질다당류’를 주입해 질병에 걸린 상태처럼 만들고 나머지 15마리에는 식염수를 주사했다. 연구팀은 박쥐들의 위치를 정확하게 파악할 수 있는 센서를 붙인 뒤 원래 살던 곳으로 돌려보낸 뒤 동료가 질병에 걸렸을 때 다른 박쥐들은 어떤 행동을 보이는지 관찰했다. 연구팀은 6시간 동안 관찰한 다음 질병에 걸린 16마리 박쥐를 치료해줬다. 관찰 결과 병에 걸린 16마리의 박쥐는 집단 내에서 어울리는 박쥐의 숫자도 적고 접촉시간도 짧은 것으로 확인됐다. 병에 걸린 16마리의 박쥐는 정상 박쥐보다 다른 박쥐들과 어울리는 시간이 평균 25분 정도 적은 것으로 나타났다.식염수가 주입된 박쥐들 중 다른 박쥐와 어울리는 것은 49% 정도에 달했지만 병에 걸린 박쥐들은 다른 박쥐와 어울리는 정도가 35%에 불과한 것으로 조사됐다. 또 병에 걸린 박쥐들도 치료가 완료된 뒤에는 다시 동료들과 자연스럽게 어울리고 사냥에도 함께 나서는 등 자연스럽게 일상으로 돌아간 모습이 관찰됐다. 공동 연구자인 제럴드 카터 미국 오하이오주립대 교수는 “동물들은 동료가 이상 행동을 보이거나 분비물을 배출할 경우 질병감염 징후를 감지하고 자연스럽게 거리두기를 실천하는 것으로 확인됐다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

10월의 마지막 금요일인 30일 아침은 전국이 맑은 가운데 전국을 중심으로 전날 아침보다 더 떨어진 5도 이하의 기온 분포를 보이면서 춥겠다. 기상청은 “30일 금요일은 전날 북서쪽에서 내려온 찬 공기의 영향을 받아 전국 대부분 지역의 아침기온이 5도 이하, 중부내륙과 전북동부, 경북내륙, 산지는 0도 안팎으로 떨어지겠으며 중부지방의 경우는 낮에도 15도 내외로 머물러 추울 것”이라고 29일 예보했다. 30일 전국의 아침 최저기온은 영하 1도~영상 11도, 낮 최고기온은 14~20도 분포를 보이겠다. 30일 지역별 아침 최저기온은 춘천 2도, 대전 4도, 서울, 광주, 대구 6도, 부산 11도, 제주 12도 등이다. 10월의 마지막 날인 31일 토요일까지 내륙을 중심으로 새벽부터 아침 사이에 서리를 내리는 곳이 많겠고 중부내륙과 전북동부, 경북내륙, 산지에는 얼음이 어는 곳도 있는 등 쌀쌀한 날씨는 주말 내내 이어지겠다. 11월이 시작되는 1일은 중부지방과 전라도, 2일은 충청도, 남부지방, 제주도에 비가 내리겠다. 기상청 중기예보(10일 예보)에 따르면 비가 내린 뒤 3일부터는 전국의 아침 예상기온은 영하 3도~영상 8도 분포를 보여 춥겠으며 낮 기온도 15도 이하로 쌀쌀한 날씨가 되겠다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국은 다행히도 코로나19 재유행을 효과적으로 차단하고 있는 편이지만 미국과 유럽 국가들에서는 코로나19 확진자들이 기하급수적으로 증가하고 있습니다. 여기에 찬 바람이 불기 시작하면서 계절성 독감의 동시 유행에 대한 우려까지 커지고 있습니다. 이런 가운데 의과학자와 보건학자들이 코로나19와 독감, 감기 같은 호흡기 질환을 예방할 수 있는 손쉬운 방법을 제기해 주목받고 있습니다. ●충분히 섭취하면 호흡기 질환 예방 도움 영국 임페리얼칼리지런던대 공중보건대, 국제영양보건센터, 런던 위생·열대의학대학원, 일본 나가사키대 열대의학 및 국제보건학부 공동연구팀은 비타민 A, E, D가 성인의 호흡기 질환을 줄이는 데 도움을 줄 수 있다고 28일 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 영국 의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘BMJ 영양학·예방의학·보건학’ 10월 27일자에 실렸습니다. 연구팀은 매년 영국 전역의 남녀노소 1000명을 무작위로 선정해 식습관과 생활습관을 조사하는 ‘전국 식이영양조사’ 결과를 활용했습니다. 연구팀은 이 중 성인 남녀 응답자 6115명을 다시 추출해 식습관과 호흡기 질환 전반의 발병 여부를 재분석했습니다. 호흡기 질환은 감기, 독감 같은 전염성 질환은 물론 만성폐쇄성폐질환(COPD), 천식 같은 비감염성 질환을 모두 포함했습니다. 분석 결과 비타민 A, D, E를 보충제나 식품으로 충분히 섭취하는 사람은 그렇지 않은 사람에 비해 감염성, 비감염성 호흡기 질환에 덜 걸리는 것으로 나타났습니다. ●코로나 환자 80%가 비타민D 결핍증 스페인 칸타브리아대, 마르케스 드 발데실라 대학병원 공동연구팀은 코로나19로 입원한 216명의 환자 중 80%가 비타민D 결핍증이 나타났다는 연구 결과를 의학분야 국제학술지 ‘임상 내분비학·대사학’ 10월 27일자에 발표했습니다. 비타민D는 달걀노른자, 생선, 간 등에 들어 있지만 햇빛을 통해 주로 합성되며 체내에서 면역세포를 만들어 면역체계에 영향을 주고 혈중 칼슘 농도를 조절하는 것으로 알려져 있습니다. 연구팀의 분석에 따르면 남성이 여성보다 비타민D 수치가 낮고, 비타민D 결핍증이 있는 사람은 염증 표지자인 ‘페리틴’과 ‘D-다이머’의 혈중 수치가 높고 림프구 수치는 낮은 것으로도 나타났습니다. 연구를 주도한 호세 에르난데스 칸타브리아대 교수는 “일조량이 줄어드는 겨울철 비타민D가 부족해지면서 코로나19 감염과 그에 따른 합병증에 더욱 취약해질 수 있는 만큼 비타민D 보충제 섭취가 필요하다”고 조언했습니다. 지난 9월 미국 보스턴대 의대 연구팀도 비슷한 연구 결과를 미국공공과학도서관에서 발행하는 국제학술지 ‘플로스 원’에 발표했습니다. 연구팀은 코로나19에 감염돼 병원에 입원한 235명의 환자에게서 채취한 혈액에서 비타민D 수치와 염증표지자, 림프구 수와 환자의 상태를 분석했습니다. 그 결과 비타민D 혈중 수치가 낮은 환자들은 의식불명, 저산소증에 빠지거나 심할 경우 사망한 경우가 더 많았던 것으로 확인됐습니다. 유행가 가사처럼 며칠 뒤면 ‘10월의 마지막 날’입니다. 10월이 지나면 겨울이 찾아오고 코로나19로 점철된 2020년도 두 달만 남게 됩니다. 운 좋게 코로나19 치료제나 예방백신이 연말에 나온다고 하더라도 모든 사람들에게 사용되는 것은 내년 하반기나 돼야 할 것입니다. 결국 올겨울은 충분한 영양 섭취로 면역기능을 높이고 개인 방역수칙을 지키며 지내는 것이 필요할 듯 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

스마트기기 함께 쓰는 시간 길어질수록 주의력 감소… 심하면 기억 왜곡될 수도 가벼운 개입으로 행동 유도, 실패 확률 커 우편·이메일·문자메시지 쓰면 효과 없어상식은 사람들이 알고 있거나 알아야 하는 지식들을 말한다. 그렇지만 잘못 알려진 것은 물론 새로운 연구를 통해 기존 상식을 뒤집는 경우도 자주 있다. 최근 뇌신경과학자들이 그동안 상식처럼 받아들여져 왔던 것들이 잘못됐음을 보여 주는 재미있는 연구 결과들을 잇따라 발표해 주목받고 있다. 미국 스탠퍼드대 심리학과, 캘리포니아 샌프란시스코대(UCSF) 의대 신경과학과, 뉴로스케이프, 신경과학연구소 공동연구팀은 미디어 멀티태스킹이 청소년들의 주의집중력과 기억력 저하의 주요 원인이라는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 10월 29일자에 발표했다. 미디어 멀티태스킹은 동영상이나 TV를 시청하면서 문자메시지나 인터넷 검색, 음악 감상을 하는 것처럼 여러 종류의 디지털 미디어를 동시에 사용하는 행위다. 뇌신경과학의 발달로 기억과 관련한 비밀들이 하나둘 풀리고 있지만, 여전히 건망증이 생기는 이유, 사람마다 기억력에 차이가 있는 이유 등에 대해서는 명확한 답을 내놓고 있지 못하다. 연구팀은 디지털 문화의 부상으로 미디어 멀티태스킹이 기억에 미치는 영향에 주목했다. 최근 출시되는 많은 스마트기기는 멀티태스킹에 최적화되도록 설계돼 출시되고 있으며 멀티태스킹을 21세기 인간의 특징이자 성공의 비결로 꼽는 이들도 많다.연구팀은 18~26세 건강한 남녀 80명을 대상으로 미디어 멀티태스킹이 기억과 주의력에 미치는 영향을 실험했다. 연구팀은 실험 참가자들에게 TV를 보면서 다양한 스마트기기를 동시에 사용하도록 하고 뇌파측정(EEG)과 동공 크기 변화를 관찰했다. 실험이 끝난 뒤에는 TV 속 내용에 대한 질문을 던지고 응답의 정확성을 측정했다. 또 주당 미디어 멀티태스킹 시간, 비디오게임 사용량에 대한 설문조사와 함께 주의력결핍과잉행동장애(ADHD), 주의집중력, 각종 정신장애 관련 측정을 실시했다. 그 결과 미디어 멀티태스킹 시간이 길수록 심각할 정도로 주의력과 기억력이 떨어지는 것으로 나타났다. 연구를 이끈 앤서니 와그너 스탠퍼드대 교수(인지심리학)는 “기억은 주의력이 전제돼야 하며, 집중한다는 것은 기억을 위한 필수 준비과정”이라며 “멀티태스킹은 본인도 인식하지 못하는 수준에서 이 과정을 ‘해킹’당하는 것”이라고 지적했다. 와그너 교수는 “멀티태스킹은 기억을 위한 신경신호를 감소시킨다”며 “심할 경우 기억이 왜곡되거나 치매와 비슷한 상태에 이르는 경우도 생길 수 있다”고 덧붙였다. 한편 영국 런던 퀸메리대, 킹스칼리지 런던대, 독일 에어푸르트대, 막스플랑크 인간발달연구소 공동연구팀은 강압적이지 않고 옆구리를 살짝 찌르는 식으로 사람들이 더 좋은 선택을 할 수 있도록 유도한다는 ‘넛지’(Nudge)가 성공보다는 실패하는 경우가 더 많다는 연구 결과를 제시했다. 팔꿈치로 슬쩍 찌르거나 가벼운 행동으로 주의를 환기시킨다는 뜻의 ‘넛지’가 ‘사람들의 선택을 유도할 수 있는 자연스러운 개입’이라는 뜻으로 알려지기 시작한 것은 2008년 미국의 행동경제학자 리처드 세일러 미국 시카고대 교수와 캐스 선스타인 하버드대 로스쿨 교수가 함께 쓴 책 덕분이다. 이후 많은 분야에서 넛지 효과를 이용한 행동개입이 활용되고 있다. 그렇지만 이번 연구팀의 분석에 따르면 넛지가 알려진 것과는 달리 성공보다는 실패할 가능성이 더 높다는 것이다. 이 같은 연구 결과는 심리학 및 뇌과학분야 국제학술지 ‘인지과학 연구경향’ 10월 29일자에 실렸다. 연구팀은 2008~2019년에 발행된 65편의 연구논문들을 메타분석했다. 그 결과 넛지가 행동을 개선하기보다는 악화시키는 ‘역효과’를 내는 경우가 더 많다는 것을 확인했다. 특히 일반적으로 받아들여지고 있는 사회적 규범을 고치기 위한 넛지나 개인의 행동변화를 이끌어 내기 위해 비슷한 집단의 사례를 들면서 비교하는 식의 넛지가 실패할 확률이 가장 크다고 연구팀은 지적했다. 또 넛지 수단으로 우편이나 이메일, 문자메시지를 활용할 경우 기대했던 효과를 이끌어 내는 경우는 거의 없는 것으로 나타났다. 마그다 오즈먼 런던 퀸메리대 박사(실험심리학)는 “이번 연구는 성공의 지름길처럼 받아들여지는 넛지가 많은 분야에서 효과적으로 작용할 것이라는 생각을 뒤집고 있다”며 “넛지를 설계할 때 실패 가능성을 염두에 둔다면 예산과 시간 절약은 물론 원하는 행동변화도 일부 이끌어 낼 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

많은 사람들이 인공지능(AI) 스피커를 사용하고 있다. 그렇지만 잘 못 알아듣거나 질문과는 다른 답변을 내놔 헛웃음을 짓게 만드는 경우가 여전히 많다. 국내 연구진이 기존의 AI 스피커와는 달리 주인의 눈치까지 챙길 줄 아는 똑똑한 AI 스피커를 개발해 주목받고 있다. 카이스트 전산학부, 산업디자인학과 공동연구팀은 스마트 AI 스피커가 사용자가 말을 걸기 전에 먼저 말을 걸어 정확한 답변을 내놓을 수 있는 기술을 개발했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 컴퓨팅 분야 국제학술지 ‘ACM 인터렉티브, 모바일, 웨어러블, 유비쿼터스 기술회보’에 실렸다. 현재 시판되 사용 중인 스마트 AI 스피커는 사용자가 먼저 말을 걸어 요청한 서비스만 제공한다는 단점이 있다. 이 때문에 최근 스마트 스피커는 사용자의 상황에 맞춰 선제적으로 일정이나 건강관리 같은 서비스를 먼저 제공해주는 형태로 개발되고 있다. 그렇지만 여전히 기술적 한계 때문에 상황에 딱 맞는 서비스 제공은 어렵다. 이에 연구팀은 스마트 AI 스피커가 사용자에게 먼저 말을 걸기 좋은 시점을 찾기 위해 실험용 스마트 스피커와 동작 센서를 이용해 카이스트 내 기숙사에 거주하는 학생 40명의 방에 설치하고 1주일간 3500개의 문답 데이터를 수집했다. 스마트 홈 환경에서 인공지능 스피커가 음성서비스를 시작하거나 중지, 재개를 스스로 결정할 수 있는 발화시점을 찾기 위한 것이다. 데이터 분석 결과 현재 기술로는 스마트 스피커의 발화시점 47%가 대화하기 좋은 시점이 아니라는 점을 밝혀냈다. 연구팀은 또 발화시점을 결정하는 상황맥락 요인으로 개인적 요인, 움직임(동작) 요인, 사회적 요인이 있다는 것을 확인했다. 스마트 스피커는 거실처럼 가족 구성원이 함께 생활하는 공간에 설치되는 것이 일반적인데 전화 통화, 타인과 함께 있는 상황은 스마트 스피커가 말 걸기 부적당한 시점이라는 것도 확인했다.개인적 요인은 활동 집중도, 긴급함 및 바쁨 정도, 정신적·육체적 상태, 다중 작업 수행을 위한 듣기 또는 말하기 가능성 4가지가 있었으며 움직임 요인은 외출, 귀가, 활동 전환 3가지로 확인됐다. 이의진 카이스트 전산학부 교수는 “이번 연구는 스마트 스피커나 음성대화 인공지능 에이전트가 현재보다 더 능동적으로 서비스를 제공할 수 있도록 도와줄 것”이라며 “특히 집에서 행동을 감지하고 판단해 적절한 순간에 말을 걸어 선제적으로 서비스를 제공함으로써 영화 ‘아이언맨’에서 나오는 인공지능 비서 ‘자비스’처럼 사용자가 필요할 때 원하는 도움을 줄 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 인공지능을 이용해 이전에는 없었던 새로운 물질을 예측할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 카이스트 생명화학공학과, 캐나다 토론토대 공동연구팀은 인공지능을 이용해 원하는 물성을 갖도록 소재의 구조를 거꾸로 찾아가는 ‘역설계 방법’으로 원하는 결정구조를 새롭게 만들어 낼 수 있는 기술을 개발했다고 27일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 화학회에서 발행하는 국제학술지 ‘ACS 센트럴 사이언스’에 실렸다. 신소재나 신약 개발에 있어서 궁극적인 목표는 원하는 물성을 가진 소재를 발견하는 것이다. 특히 무기화합물의 경우는 가능한 조성과 결정구조를 고려한다면 무한대에 가까운 수를 모두 찾기는 쉽지 않다. 이런 문제를 해결하기 위해 기존에 알려진 물질 중에서 원하는 것을 찾는 컴퓨터 스크리닝 소재탐색법이 있기는 하지만 찾고자 하는 소재가 스크리닝 데이터베이스에 없는 경우도 많다. 이에 연구팀은 원하는 물질 조성을 제어해 숨어있는 화학공간을 효율적으로 탐색해 물질을 설계할 수 있도록 하는 새로운 역설계 방법을 개발한 것이다. 특히 인공지능의 생성모델인 ‘적대적 생성 신경망’(GAN) 기술과 간단한 원자들의 3차원 좌표를 표시한 물질 표현자 기술을 활용했다. 이 같은 새로운 결정구조 예측기술로 연구팀은 빛을 이용해 수소를 만들어 내는 촉매로 활용 가능한 ‘마그네슘-망간-산화물 기반 광촉매’ 결정구조를 예측하는데 성공했다. 기존 데이터베이스에는 존재하지 않는 생성조건으로 다양한 마그네슘-망간-산화물 구조를 만들어 광촉매로 충분히 활용가능한 신물질을 개발한 것이다. 정유성 카이스트 교수는 “이번 기술은 화합물의 화학적 조성 뿐만 아니라 사용자가 원하는 특정 물성을 갖는 소재를 역설계 하는데 적용이 가능하고 여러 소재 응용분야에서도 많이 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

일본이 2011년 폭발사고가 발생한 후쿠시마 원전의 방사능 오염수를 바다에 방류하겠다는 계획을 놓고 다음달 초 최종결정을 내리겠다고 밝혀 한국을 포함한 주변국들의 우려가 커지고 있다. 이런 가운데 국내 연구진이 방사성 물질이 해양에 배출됐을 때 오염상황을 신속하고 정확하게 추적, 감시할 수 있는 기술을 내놨다. 한국원자력연구원 원자력환경실 연구팀은 원자로에서 만들어지는 대표적인 방사성 물질인 스트론튬-90(Sr-90)을 빠르게 분석해 바다에서 방사성 오염수가 어떤 경로로 확산되는지를 확인할 수 있는 ‘자동핵종분리장치를 이용한 해수 중 방사성 스트론튬 신속 분석법’을 개발했다고 27일 밝혔다. 바닷물 속에는 여러가지 물질이 녹아 있는데 스트론튬-90과 비슷한 화학적 특성을 가진 물질도 많다. 이 때문에 원자로에서 만들어진 스트론튬-90만을 정확히 분리해 측정하는 것이 쉽지 않다. 이에 연구팀은 스트론튬-90이 시간이 지나지면 이트륨-90(Y-90)이라는 물질로 변하는데 18일 정도가 지나면 스트론튬과 이트륨의 양이 같아진다는 사실에 착안했다. 이트륨-90을 흡착하는 물질과 자체 개발한 자동핵종분리장치를 이용해 이트륨-90 양을 토대로 스트론튬-90의 양을 간접적으로 확인하는 분석법을 개발한 것이다.기존 기술은 분석공정이 복잡할 뿐만 아니라 바닷물에서 스트론튬-90을 추출해 분석하는데만 3주 이상이 소요되지만 이번에 개발한 기술은 공정도 단순하고 이틀만에 스트론튬-90의 양을 정확하게 분석해 낼 수 있다. 연구를 이끈 김현철 박사는 “이번에 개발한 신속 분석법은 빠르고 정확한데다가 분석물질을 바꾸면 스트론튬 이외의 핵종까지 측정할 수 있다는 범용성도 갖추고 있다”라며 “현장에서 실시간 감시가 가능한 수준까지 기술을 고도화시킬 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 실험실에서 사람의 폐포를 만들어 코로나19 바이러스 감염 과정을 정확히 밝혀내는데 성공했다. 카이스트 의과학대학원, 국립보건연구원 국립감염병연구소, 기초과학연구원(IBS) 혈관연구단, 서울대병원, 벤처기업 지놈인사이트와 영국 케임브리지대 공동연구팀은 3차원 미니 장기기술을 이용해 실험실에서 사람의 폐포 세포를 만들어 내는데 성공하고 이를 활용해 코로나19 바이러스가 사람의 폐 세포를 파괴하는 과정을 정밀하게 규명했다고 26일 밝혔다. 이번 연구결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘셀 스템셀’에 실렸다. 미국 존스홉킨스대에서 운영하는 코로나19 감염자 현황에 따르면 26일 현재 확진자 수는 4300만 9311명으로 지난 18일 4000만 명을 넘어선지 열흘이 못 된 상황에서 300만 명의 환자가 더 늘었다. 미국의 총감염자 수는 863만 6165명으로 가장 많은 것으로 나타났다. 지난 24일 미국에서는 하루에 8만 8973명의 신규 확진자가 발생해 하루 최대 코로나19 환자 발생을 기록했다. 이 같은 가운데 코로나19 바이러스를 정밀 타격할 수 있는 치료제나 예방백신을 개발하기 위해서는 바이러스가 몸 속에 들어와서 어떤 과정으로 감염을 시키는지 정확히 파악할 수 있어야 한다. 많은 과학자들이 정확한 코로나19 감염 메커니즘을 밝혀내고자 하지만 생쥐를 이용해서는 코로나19 바이러슥 감염이 쉽지 않고 실험실 수준에서 활용할 수 있는 사람의 폐포 모델도 존재하지 않아 한계가 있었다.연구팀은 이 같은 문제를 해결하기 위해 폐암과 같이 폐질환 관련 수술이나 검사시에 채취한 사람의 폐조직을 이용해 실험실에서도 사용할 수 있는 장기간 안전한 3차원 폐세포 모델을 만들었다. 이렇게 만든 폐포 실험결과 코로나19 바이러스에 노출되면 6시간 내에 급속한 바이러스 증식이 발생해 세포 상태에서는 완벽하게 감염된 것으로 확인됐다. 코로나19 바이러스 입자 하나가 세포 하나를 감염시키기에 충분한 만큼 급속한 바이러스 증식으로 몸 전체에 코로나19 바이러스 퍼져나가는 것이 가능하다는 것도 확인했다. 연구팀에 따르면 폐세포의 선천 면역반응이 활성화되는 것은 사흘 가량의 시간이 걸리는데 감염 이후 사흘이 지나면 세포 가운데 일부분은 고유의 기능을 급격히 상실되는 것이 관찰됐다.주영석 카이스트 교수는 “이번에 개발한 3차원 인체 폐배양모델을 활용하면 코로나19 바이러스를 포함한 다양한 호흡기 바이러스 감염 연구에 유용하게 사용될 수 있을 것”이라고 말했다. 주 교수는 “특히 동물이나 인체 다른 장기에서 만들어낸 세포 모델이 아니라 바이러스에 직접 공격을 받아 영향을 받는 사람의 폐세포를 직접 연구에 활용할 수 있기 때문에 정확한 메커니즘을 파악할 수 있을 뿐만 아니라 치료제 개발에도 이용될 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr