2000년 세계보건기구(WHO)는 미국에서 홍역이 완전하게 사라졌음을 선언했다. 그런데 2017년부터 매년 홍역 환자가 늘더니 올해는 10월 기준으로 홍역 감염자가 1250명이 훌쩍 넘어 ‘판데믹’(대유행) 상태다. 후진국 질병으로 알려진 홍역이 유럽과 미국의 대도시를 중심으로 확산되는 것은 백신에 대한 ‘가짜뉴스’로 예방접종을 거부하는 사람들이 늘었기 때문이라고 보건 전문가들은 해석하고 있다. 이런 상황에서 백신 거부가 불러올 수 있는 치명적 결과를 연구한 두 편의 논문이 같은 날 발표돼 주목받고 있다. 하버드대 의대를 포함한 미국 연구기관 5곳과 네덜란드 에라스무스 의대, 핀란드 헬싱키대 의대 연구자로 구성된 국제공동연구팀은 홍역 백신 접종을 하지 않을 경우 인체는 ‘면역 기억상실증’에 걸려 다른 병원균들에 대한 면역력도 약해진다는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 1일자에 발표했다. 영국 웰컴생어 연구소를 중심으로 한 독일, 싱가포르, 네덜란드, 스위스 공동연구팀도 백신을 맞지 않을 경우 홍역 바이러스가 인체의 면역세포를 상당부분 파괴해 인체 면역체계 전체를 붕괴시킬 수 있다는 연구 결과를 의학 분야 국제학술지 ‘사이언스 면역학’ 1일자에 실었다. 영국 주도 연구팀은 홍역 백신을 맞지 않은 4~17세의 아동, 청소년 77명의 혈액을 채취해 항체를 염기서열분석했다. 그 결과 백신 접종을 받지 않은 아이들은 예방주사를 맞은 아이들보다 항체 숫자가 현저히 적었다. 또 홍역을 앓았더라도 백신을 맞지 않았을 경우 자연 항체가 만들어지지 않았고 홍역에 한 번 걸렸다는 ‘면역 기억력’까지 파괴돼 홍역에 다시 걸릴 가능성이 높다는 것이 확인됐다. 미국 주도 연구팀도 홍역 예방 접종을 한 아이와 그렇지 않은 아이들을 대상으로 ‘바이스캔’이라는 도구로 항체 반응을 분석했다. 역시 예방주사를 맞지 않은 아이들은 홍역 치료 이후 2개월 뒤 항체가 최대 73% 사라졌고 홍역 이외 다른 바이러스나 박테리아에 대한 면역 기억력까지 손상됐다는 사실이 확인됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

주혈흡충증은 우리에게 익숙하진 않지만 세계보건기구(WHO)가 말라리아 다음으로 중요하게 관리하고 있는 열대병이다. 전 세계적으로 2억명 정도가 감염돼 있으며 매년 약 20만명 이상의 사망자가 발생하는 것으로 알려져 있다. 병을 일으키는 흡충(기생충)은 민물달팽이 몸속에서 증식하다가 강이나 호수, 개울물에 배출돼 수영이나 목욕을 하는 사람의 피부를 뚫고 들어가 감염시킨다. 감염된 사람들은 고열과 계속되는 설사 등의 증세를 앓다가 심할 경우 사망하기도 한다. 시애틀 워싱턴대 등 7개 미국 대학과 미국지질조사국(USGS), 벨기에 왕립 자연과학연구소, 영국 런던 자연사박물관, 임페리얼 칼리지 런던대, 런던대, 세네갈 의생명연구센터, 해양혁신연구소 연구진으로 구성된 국제공동연구팀은 인공위성 사진과 드론으로 찍은 항공사진, 그리고 구글에서 제공하는 위성사진 서비스인 구글 어스를 이용하면 민물달팽이 서식지를 쉽게 파악해 주혈흡충증 발생을 근본적으로 없앨 수 있다고 31일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 10월 29일자에 실렸다. 연구팀은 1980년대 중반 이후 주혈흡충증 발생자가 가장 많이 나타난 세네갈 북서부 지역 16개 마을을 대상으로 2016년부터 2018년까지 2년 동안 민물달팽이의 분포를 정밀조사했다. 이를 바탕으로 인공위성과 드론 영상, 구글어스 지도를 비교한 결과 주혈흡충을 옮기는 민물달팽이들은 뿌리 없이 부유하는 식물에서 주로 산다는 것을 알게 됐다. 현재 연구팀은 인공지능(AI)으로 민물달팽이의 서식지가 되는 식물들을 좀더 정확하게 식별할 수 있는 기술을 추가 연구 중이다. edmondy@seoul.co.kr

토비 월시 UNSW 교수·손미나 작가 대담 인간 존엄 지키기 위한 디지털 규제 필요 단기적으론 무기 전용 가능성 가장 우려“인간과 공존할 수 있는 인공지능(AI) 기술의 발전을 위해 필요한 것은 무엇일까요?”(손미나 작가) “그동안 디지털 분야 기술에 대해서는 규제할 수 없을 것이라는 생각이 지배적이었습니다. 혁신의 발목을 잡을 것이라는 생각 때문이었습니다. 그렇지만 AI가 인간의 존엄성을 무너뜨리지 않는 기술이 되기 위해서는 결국 어느 정도의 규제가 필요할 수밖에 없을 것입니다.”(토비 월시 교수)10월 마지막 날인 31일 열린 ‘2019 서울미래컨퍼런스’의 대미는 아나운서 출신 손미나 작가와 인공지능 분야의 세계적 권위자 토비 월시 호주 뉴사우스웨일스대(UNSW) 교수가 장식했다. 이들은 ‘빠른 시대, 느리게 생각하기’라는 주제로 점점 가까워지고 빠르게 변화하는 AI의 시대를 맞아 사회 전체가 어떻게 바뀔지에 대해 차분히 생각하고, 지속 가능한 발전을 가능케 하기 위해 필요한 것은 무엇인지에 관해 진지하지만 대중이 이해하기 쉽게 다양한 사례를 들며 논의를 이어 갔다. 지난해 초 전 세계 57명의 인공지능 전문가와 함께 카이스트의 인공지능 무기화 연구에 우려를 표명하고 공동연구 보이콧을 주도해 우리에게도 잘 알려진 월시 교수는 “AI는 분명히 장기적으론 긍정적 측면이 크지만 단기적으로 부정적인 면이 눈에 많이 띄는 것이 사실”이라고 강조했다. 그는 “무기로 전용될 수 있다는 가능성과 함께 기술 접근성에 따라 나타날 수 있는 불평등 문제가 가장 우려되는 부분”이라고 단언했다.월시 교수는 이날도 “인공지능이나 기계가 자율적으로 전쟁을 수행하도록 한다면 전쟁에 대한 진입 장벽이 낮아져 이전보다 더 끔찍한 일들이 벌어지게 될 것”이라며 “예를 들어 자율주행 기술과 드론이 결합돼 무기까지 장착되면 테러 위험이 상시화돼 지금보다 위험한 사회가 될 것이 너무나도 뻔하다”고 말했다. 손 작가가 ‘많은 사람이 AI가 등장하면 일자리가 줄어들 것이란 걱정을 한다’고 지적하자 월시 교수는 “인공지능 때문에 일자리가 사라지고 사람의 할 일이 없어진다고 생각하지 않는다”는 의외의 답변을 내놨다. “현재도 기계가 인간을 대체하는 부분이 분명히 있고 앞으로도 그런 부분들이 늘어날 겁니다. 기계가 인간을 대체하기 시작한 산업혁명 때를 생각해 봅시다. ‘주말’이란 개념도 산업혁명 때문에 생긴 겁니다. 인간이 하기 싫어하는 지루하고 반복적인 작업을 인공지능과 로봇이 대신해 주는 겁니다. 그러면 사람은 좀더 창의적이고 로봇이나 인공지능보다 잘할 수 있는 일을 찾게 될 겁니다.” ‘생각하는 기계’인 인공지능 분야의 세계적 석학인 월시 교수는 호주 언론에서 디지털 혁명을 이끄는 ‘100명의 대중스타’에 선정되는 등 과학 대중화에도 열심인 학자로 평가받고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr 김주연 기자 justina@seoul.co.kr

알파스타, AI끼리 대전하며 학습 훈련 상위 0.2% ‘그랜드마스터’급 실력 갖춰 테란으로 프로토스 상대 땐 승률 100% 예측불가 상황 대처… 범용AI 적용 기대2016년 3월 이세돌 9단과 맞붙은 바둑 인공지능(AI) ‘알파고’는 압승을 거둬 바야흐로 AI의 시대가 다가왔음을 전 세계에 알렸다. 이세돌 9단과 맞붙었던 ‘알파고 리’를 개발해 AI에 대한 관심을 집중시켰던 구글 딥마인드는 이후 꾸준히 성능을 향상시켜 ‘알파고 마스터’, ‘알파고 제로’를 선보였다. 지난해 12월에는 바둑뿐만 아니라 체스, 쇼기(일본 장기) 등 모든 보드게임이 가능한 ‘알파 제로’를 공개해 세상을 놀라게 했다. 같은 달 ‘알파 폴드’라는 과학 AI로 생명의 기본 분자인 단백질 3차원 형태를 예측하는 국제학술대회에서 우승을 차지하기도 했다. 올해 초 딥마인드는 실시간 전략 시뮬레이션 게임인 ‘스타크래프트2’를 할 수 있는 AI ‘알파스타’를 공개했다. 알파스타는 세계 정상급 프로게이머와 대결해 압도적인 실력을 보였다. 구글 딥마인드 연구진과 네덜란드 프로게임팀 ‘팀 리퀴드’는 알파스타를 업그레이드시켜 전 세계 프로게이머들 중에서도 상위 0.2%에 해당되는 실력을 갖게 됐음을 확인하고 그 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 31일자에 발표했다. 스타크래프트는 서로 다른 특성과 능력을 가진 3개 종족인 테란, 프로토스, 저그 중 하나를 선택해 상대와 승부를 겨루는 게임이다. 인간 프로게이머들은 ‘테란의 황제’나 ‘프로토스의 황제’ 같은 별명에서도 알 수 있듯 하나의 종족에 강점을 갖고 게임을 하는 경우가 많다.그런데 이번에 공개된 알파스타는 사람과 달리 3종족 모두에서 ‘그랜드마스터’급 실력을 갖춘 것으로 확인됐다. 온라인 게임이 이뤄지는 ‘배틀넷’에서 모든 게이머들은 실력에 따라 가장 낮은 브론즈에서 실버, 골드, 플래티넘, 다이아몬드, 마스터, 그랜드 마스터 7단계로 구분되는데 알파스타는 최고 수준에 이르렀다는 것이다. 실제로 알파스타의 전체 평균 승률은 99.8%로 나타났다. 승률이 가장 낮은 경우는 저그를 선택해 프로토스를 상대했을 때로 99.51%, 승률이 가장 높을 경우는 테란으로 프로토스를 상대했을 때인데 모든 게임에서 이겼다. 또 알파스타는 1대3의 승부에서도 99.76~99.93%의 승률을 보였다. 연구팀은 알파스타를 ‘멀티 에이전트 강화학습’(MARL) 알고리즘으로 훈련시켰다. MARL은 주어진 환경에서 높은 보상을 얻을 수 있는 행동이나 전략을 구상하라는 간단한 목적만 부여받은 여러 개의 AI(에이전트)들이 협업과 경쟁을 통해 학습할 수 있도록 한 알고리즘이다. 지금까지 나온 AI들은 스타크래프트처럼 자원 수집, 건설, 전투유닛 생산과 제어는 물론 상대방의 정보를 토대로 전략을 끊임없이 수정하는 등의 복잡한 사항들을 실시간으로 수행하는 데는 한계가 있어 인간 프로게이머와의 경기에서 승리는 쉽지 않을 것이라는 평가를 받아 왔다. 그런데 연구팀은 MARL 알고리즘으로 이 같은 우려를 날려버렸다. 이번 연구를 주도한 오리올 빈얄스 구글 딥마인드 수석과학자는 “AI가 실제로 활용될 것으로 예상되는 개인 비서, 자율주행차, 로봇 등 분야에서는 스타크래프트에서처럼 불완전한 정보로 최적의 답을 찾거나 실시간 결정을 해야 하는 상황에 맞닥뜨리게 된다”며 “이번 연구에서 보여 준 알파스타의 성공은 특정 분야가 아니라 모든 분야에서 활용할 수 있는 범용 AI 알고리즘이 실제 문제에서도 적용될 수 있다는 것을 보여 준다”고 말했다. 지난 27일부터 31일까지 미국 샌프란시스코에서 열리고 있는 ‘미국외과의사협회 2019 임상회의’에서는 외과 수술 이후 환자의 치료 방법을 선택할 때 인간 의사보다 AI 의사가 더 정확하고 올바른 선택을 한다는 미국 뉴욕대 의대 부설 랑곤병원 연구진의 연구 결과가 발표되기도 했다. 수술 환자들은 중환자실에서의 집중 치료, 장기 입원 치료, 단기 입원 후 통원 치료를 받게 된다. 지금까지 수술 후 치료 방법의 선택은 전적으로 의사 판단에 맡겨져 있었지만 연구진은 환자와 관련한 87개 임상 변수와 15개 기준을 바탕으로 AI 의사가 판단하도록 한 뒤 회복 속도와 환자의 만족도를 관찰했다. 그 결과 치료 방법 선택에 대한 의학적 정확도, 환자의 예후와 만족도 모두 인간 의사보다 AI 의사가 12~15% 높은 것으로 나타났다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

햇볕 많이 쬐는 것이 우울감 극복법“지금도 기억하고 있어요/ 10월의 마지막 밤을/ 뜻모를 이야기만 남긴 채/ 우리는 헤어졌지요.” 1980년대에 유행했던 가수 이용의 노래 ‘잊혀진 계절’ 중 한 부분입니다. 10월 31일, 시월의 마지막 날만 되면 라디오에서 많이 흘러나오는 노래입니다. 이 때문에 젊은 사람들도 ‘아 이 노래’ 하는 경우가 꽤 있는 것으로 알고 있습니다만 7080세대에게는 10월의 마지막 날만 되면 마치 ‘파블로프의 개 실험’처럼 조건반사적으로 떠오르는 곡이기도 합니다. 가사를 살펴보면 떠나간 연인을 아직도 잊지 못한 남자의 애절함을 구구절절하게 드러내고 있는데 요즘 세태와는 맞지 않는 좀 낯간지러운 내용입니다. 그렇지만 가을이 되면 감수성이 폭발하는 남성들을 제대로 공략하고 있어 10월 마지막 날만 되면 잊혀지지 않고 소환되는 것 같습니다. 사실 10월 마지막 날은 계절적으로 가을의 문을 닫고 초겨울로 들어가는 11월을 목전에 둔 때입니다. 최근 지구온난화 때문에 가을이 짧아지고 11월에도 완전히 낙엽이 지지 않은 나무들이 많이 눈에 띕니다. 그렇지만 울긋불긋 낙엽들이 거리를 물들일 때면 가을 남자, ‘추남’(秋男)들은 긴 코트 자락과 함께 낙엽을 휘날리고 싶은 충동과 함께 우울감을 느끼는 경우가 많다고 합니다. 일반적으로 감정이 풍부하다는 여성들이 계절 변화에 영향을 많이 받지만 유독 가을에 남성들이 우울한 감정을 주체하지 못하는 경우가 많은 이유는 뭘까요. 남자들이 가을을 타는 것은 호르몬 불균형으로 인해 나타나는 계절성 기분장애 증상입니다. 가을이 되면 낮이 짧아지면서 여름보다 일조량이 눈에 띄게 줄어듭니다. 이 때문에 몸속에서 정상적으로 분비되던 세로토닌과 멜라토닌이라는 호르몬 분비량도 확 줄어들게 되지요. ‘행복 호르몬’이라고도 불리는 세로토닌은 햇볕을 쬘 때 체내에서 만들어지는 신경전달 물질인데 일조량이 줄어들면서 세로토닌 분비도 줄어들기 때문에 우울한 느낌에 사로잡히는 것입니다. 뇌의 송과선에서 만들어져 분비되는 멜라토닌은 밤낮의 길이, 계절에 따른 일조시간 변화 같은 광(光)주기를 감지해 생체리듬을 조절하는 역할을 하는 물질입니다. 가을이 되면 멜라토닌 분비도 일시적으로 줄어들면서 이유 없이 밤중에 깨거나 깊이 잠을 들지 못하는 등 생체리듬이 교란돼 우울한 감정은 더 심해지게 되는 것이지요. 또 햇볕을 쬐면 몸속에서 자연스럽게 만들어지는 비타민D의 양도 줄어들고 남성 호르몬 분비가 전반적으로 감소하게 됩니다. 멜라토닌, 세로토닌, 각종 남성호르몬 감소에 비타민D 합성까지 줄어들게 되면서 가을철 남성의 생체리듬과 감정은 널 뛰듯 종잡을 수 없게 되는 거지요. 반면 이들 호르몬의 감소는 여성 신체에는 별다른 영향을 미치지 않아 가을을 타는 여성은 찾아보기 힘든 것입니다. 10월의 마지막 날 계절성 기분장애를 날려보내겠다는 심정으로 지인들과 술잔을 기울이며 옛사랑을 곱씹거나 노래방에서 ‘잊혀진 계절’ ‘가을엔 편지를 하겠어요’ 같은 가요를 목 놓아 불러봐야 11월 첫날부터 숙취와 자괴감, 우울감에 시달릴 뿐이라고 합니다. 과학자들은 가을에 찾아오는 계절성 기분장애 증상을 극복하기 위해서는 하루 종일 실내에만 있지 말고 점심시간에 잠깐 짬을 내 가까운 공원이나 거리를 산책하면서 햇볕 쬐는 시간을 늘려 세로토닌과 멜라토닌 분비를 촉진시키는 것이 낫다고 조언합니다. edmondy@seoul.co.kr

‘자뻑’은 스스로 잘났다고 믿거나 스스로에게 반해 푹 빠져 있는 모습을 일컫는 속어이다. 심리학적으로 ‘나르시시즘’이나 ‘강한 자기애’ 정도로 해석될 수 있는 자뻑은 다른 사람을 배려하지 않고 잘난체 하는 모습을 연상시켜 부정적인 느낌을 주는 경우가 많다. 그런데 이런 자뻑이 스트레스를 줄이고 우울증을 막는데 도움이 된다는 연구결과가 나왔다. 영국 벨파스트 퀸즈대 심리학부, 탄력성·인지 융합연구실(InteRRaCt) 공동연구팀은 자기애적 성격을 가진 사람들은 외부 충격에 쉽게 흔들리지 않고 스트레스를 덜 받을 뿐만 아니라 우울증을 겪는 경우가 드물다는 연구결과를 심리학, 정신과학 분야 국제학술지 ‘성격과 개인차이’(Personality and Individual Differences)와 ‘유럽 정신과학회지’ 29일자에 각각 발표했다. 왕자병, 공주병, 자뻑 등 다양한 속어로 표현되는 나르시시즘은 그리스 신화에서 호수에 비친 자기 모습에 반해 식음을 전폐하고 자기 얼굴만 쳐다보다가 물에 빠져 죽어 수선화가 된 나르키소스라는 미소년의 이름에서 비롯된 심리상태이다. 정신분석학을 창시한 지그문트 프로이트는 자기 자신을 리비도의 대상으로 삼아 자아를 지나치게 과장하고 자신을 너무 사랑하는 것으로 인격적 장애의 일종으로 봐왔다. 그러나 현대심리학에서 나르시시즘은 병리적 자기애와 정상적 자기애로 나눠 보고 있지만 여전히 많은 사람들에게 나르시시즘은 자기 중심적이고 타인에 대한 공감능력이 떨어질 뿐만 아니라 죄책감 등을 느끼지 않는 부정적 측면만 보고 있는 것이 사실이다. 연구팀은 700명 이상의 성인남녀를 대상으로 자기애와 관련해 실험해 발표된 대표적인 논문 3편에 대해 메타분석을 실시했다. 그 결과 나르시시즘을 가진 사람들은 타인에 대해 방어적이면서 적대감을 갖고 있는 동시에 지위나 힘에 대한 선입견을 갖고 있는 등 부정적인 측면도 있지만 정신질환 증상에 대한 방어와 회복력 측면에서는 긍정적인 면이 있다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀의 메타분석에 따르면 자기애가 강한 사람들일수록 생활환경이 어려운 경우라도 스트레스 지수가 매우 낮게 나타난 것으로 확인됐다. 이와 함께 이들은 우울증 평가에 있어서도 평균보다 낮아 우울증 발병 가능성도 거의 없는 것으로 확인됐다. 코스타스 파파게오르쥬 교수(개인심리학)는 “이번 연구에 있어서 중요한 발견은 자기애라는 것이 정신적 회복탄력성을 높이는데 도움을 줄 수 있다는 것과 자아도취나 자기애를 선악의 기준으로 나눠서 볼 수 없다는 점을 제시했다는 것”이라며 “우울증과 스트레스 같은 일상에서 겪을 수 있는 정신적 어려움을 치료하고 예방하는데 자기애라는 측면을 활용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

얼마전 청소년들에게서 없어서는 안될 스마트폰 어플리케이션(앱)은 다름 아닌 동영상 시청이 가능한 ‘유튜브’라는 조사결과가 발표됐다. 실제로 요즘은 TV를 시청하는 사람들보다 스마트기기로 동영상을 시청하는 사람들이 늘고 있다. 이 때문에 1인 크리에이터나 유튜버에 대한 관심이 높아지고 있다. 다른 사람들보다 독특한 컨텐츠를 제공하려는 사람들은 많지만 초보자에게는 쉽지 않은 일이다. 국내 연구진이 시청자와 상호 교감할 수 있는 콘텐츠를 손쉽게 만들 수 있는 기술을 개발했다. 한국전자통신연구원(ETRI) 지능화융합연구소 연구진은 영상을 보는 시청자가 직접 참여하여 선택에 따라 내용과 결과가 달라지는 인터렉티브 미디어를 만들 수 있는 플랫폼인 ‘모두비’(모두의 비디오 줄임말)를 개발했다고 29일 밝혔다.인터렉티브 콘텐츠는 게임이나 영화에서 주로 사용됐지만 최근 드라마, 인터넷 강의, 광고 등에도 쓰이는 등 제공 분야가 확대되는 추세이지만 1인 크리에이터가 만들기는 쉽지 않은 부분이 있었다. 연구팀은 다양한 동영상 장면을 이용해 컨텐츠를 쉽게 만들 수 있는 플랫폼을 개발했다. 이번에 개발한 플랫폼은 동영상을 자동으로 분할하는 기술, 장면별 자동 분석하고 키워드나 범주에 따라 분류할 수 있는 태깅 기술, 동영상 장면검색과 재구성 기술, 영상과 상호작용하면서 반응을 전달하는 기술, 객체를 제어하고 변환하는 기술로 구성됐다. 이번 기술은 기존 영상을 바탕으로 새로운 창작물을 손쉽게 만들기 위한 것이다. 이를 위해 이 기술을 활용하는 사람은 편집과정에서 특정 영상을 일일이 찾아볼 필요없이 간단히 키워드 검색만으로도 필요한 영상을 찾아 편집 제작할 수 있게 된다. ETRI는 부산 동의대와 씨네폭스와 함께 대학 영화학과 수업과정에서 활용하는 한편 인터렉티브 영화의 시장성을 타진하기 위한 업무협력 의향서를 체결했다.연구를 주도한 박종현 ETRI 박사는 “이번에 개발한 플랫폼은 인터렉티브 미디어 창작의 대중화를 이끌 것”이라며 “학교 교육현장에서 활용가능한 교육 교재나 학습과정별 인터넷 강의영상을 제작할 수 있도록 공공기관, 교육용 컨텐츠 제작업체 등에 기술이전할 계획”이라고 밝혔다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

30일 수요일은 전국이 맑은 날씨를 보이는 가운데 내륙을 중심으로 아침 기온이 영하로 떨어지는 곳이 있는 등 전날보다 더 쌀쌀하겠다. 기상청은 “30일은 중국 상해 부근에 위치한 고기압의 영향을 받아 전국이 맑은 날씨를 보이겠지만 내륙을 중심으로 아침 기온이 영하의 분포를 보이면서 추울 것”이라고 29일 예보했다. 30일 전국 아침 예상기온은 0~11도, 낮 기온은 16~21도 분포를 보이겠다. 지역별 아침 기온은 서울, 대전 5도, 세종 2도, 춘천 3도, 대구 7도, 광주 8도, 부산 10도, 제주 14도 등이다. 기상청 관계자는 “30일은 내륙을 중심으로 새벽부터 아침 사이에 서리가 내리거나 얼음이 어는 곳이 있겠으니 농작물과 시설물 관리에 각별히 유의해달라”고 말했다. 한편 27~28일 중국 북부지방과 몽골 고비사막 부근에서 황사가 발생해 북쪽을 지나는 기압골 후면을 따라 동진하면서 1~2㎞ 상공을 지나고 있지만 일부가 떨어지면서 29일 현재 서해안과 강원 산지, 경북 북서내륙을 중심으로 미세먼지(PM10) 농도가 급격히 올라 ‘나쁨’ 단계를 보이고 있다. 이날 오전 9시 기준으로 1시간 평균 미세먼지(PM10) 농도(㎍/㎥)는 문경 170, 흑산도 169, 연평도 166, 군산 126, 대관령 107 등을 보였다. 그러나 입자가 작은 초미세먼지 농도는 전국이 ‘보통’ 단계를 유지하고 있는 것으로 나타났다. 30일 수요일은 황사가 걷히면서 전국의 미세먼지와 초미세먼지 농도는 ‘보통’이나 ‘좋음’ 단계를 회복할 것으로 전망됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 포함된 국제 공동연구팀이 ‘호모사피엔스’(현생인류)가 아프리카 칼라하리 지역에 처음 나타났으며, 첫 번째 인류 대이동의 원인은 기후변화였다는 사실을 밝혀냈다. 호주의 가반의학연구소와 뉴사우스웨일스대, 한국의 기초과학연구원(IBS) 기후물리연구단, 남아프리카공화국 로즈대, 나미비아 빈트후크중앙병원 등 10개 기관 연구진으로 구성된 국제공동연구팀은 현생인류가 20만년 전 아프리카 칼라하리 지역에서 처음 나타났고 13만년 전 기후변화 때문에 인류 대이동이 있었다는 연구 결과를 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 10월 29일자에 발표했다. 현생인류가 아프리카 대륙에서 출현했다는 것은 이미 알려져 있는 사실이지만 정확한 발상지와 전 세계로 퍼지게 된 원인에 대해서는 명확히 밝혀지지 않았었는데 이번 연구는 이를 규명해 냄으로써 과학계의 주목을 받고 있다. 연구팀은 남아프리카 일대에 거주하고 있으며, 최초의 어머니에게서 갈라져 나온 현생인류의 가장 오래된 혈통으로 알려진 ‘L0’ 유전자를 지닌 후손 198명의 혈액을 채취해 미토콘드리아 DNA를 정밀 분석한 뒤 새로운 인류 출현 계통지도를 만들었다. 그 결과 최초 인류는 현재 나미비아와 짐바브웨 국경에 이르는 보츠나와 북부 지역인 칼라하라 지역에서 나타났으며, L0 혈통이 처음 출현한 시점은 지금까지 알려진 15만~17만 5000년 전이 아니라 20만년 전이라는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 또 해양 퇴적물 같은 고(古)기후 및 지질학적 데이터와 슈퍼컴퓨터를 이용한 기후 모델을 분석한 결과 약 13만년 전 지구 자전축의 움직임이 변해 남반구의 일사량이 변하고 강수량이 이전과 달라지면서 현생인류가 발상지에서 벗어나 이주를 시작했다고 분석했다. 연구팀에 따르면 최초 인류는 13만년 전 칼라하리 북쪽 잠비아와 탄자니아 지역으로, 11만년 전에는 발상지 남서쪽인 나미비아와 남아공 지역의 녹지를 찾아 이동했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

조현병은 과거에 정신분열증으로 알려진 정신질환으로 생각, 감정, 지각, 행동 등 여러 측면에서 다양한 증상이 종합적으로 나타나는 것이 특징이다. 미국의 경우 조현병 환자는 전체 인구의 0.7%, 전 세계적으로도 1% 정도가 앓고 있는 것으로 알려져 있다. 국내에서도 조현병 환자는 약 50만명에 이르는 것으로 보고 있다. 조현병은 유전적 요인이 가장 큰 것으로 알려져 있지만 뇌의 생화학적, 해부학적 이상으로 생거나 살면서 겪는 각종 환경적, 심리적 요인도 작용하는 것으로 알려지는 등 아직까지는 정확히 발병원인이 알려져 있지는 않은 상태이다. 그런데 최근 미국 연구진이 조현병을 유발하는데 결정적인 작용을 하는 유전자 변이를 찾아내 조현병의 원인은 물론 치료방법을 찾는데 도움이 될 것으로 보인다. 미국 매사추세츠종합병원 유전자의학센터, 하버드-MIT 브로드연구소 스탠리정신의학연구센터, 의학 및 인구유전학프로그램 공동연구팀은 전장엑솜분석(whole exome sequencing)이라는 방법을 이용해 조현병을 유발하는데 중요한 역할을 하는 것으로 추정되는 10개의 새로운 DNA를 발견했다고 27일 밝혔다. 이번 연구결과는 지난 15~19일까지 미국 휴스턴에서 열린 ‘미국인간유전학회’(ASHG) 2019 연례컨퍼런스에서 발표됐다. 연구팀은 전 세계 5개 대륙에 살고 있는 2만 5000명의 조현병 환자와 10만명의 일반인의 게놈을 전장엑솜분석이라는 기법으로 비교했다. 전장엑솜분석은 생명체의 모든 유전체 염기서열을 분석하는 전장유전체분석과는 달리 실제 단백질을 합성하는 부분인 엑손만을 선별해 분석하는 방법이다.엑솜은 전체 유전체 중 약 1% 정도를 차지하고 있지만 실제 질병을 일으키는 유전변이의 80% 이상이 엑솜에서 발견되는 만큼 질병 원인 유전자를 찾을 때 많이 쓰이는 방법이다. 그 결과 조현병 위험을 높이는 10개의 유전자를 새로 찾아냈는데 이 중 2개는 글루탐산염 수용체와 관련돼 있는 것으로 확인됐다. 글루탐산염 수용체는 뇌 세포간 신호전달에 중요한 역할을 하는 단백질로 알려져 있다. 이들 유전자의 기능 감소가 조현병 증상을 촉진시키거나 악화시키는 것으로 연구팀은 보고 있다. 더군다나 이들 10개 유전자는 뇌 신경발달 지연과 자폐스펙트럼 장애를 유발시키기도 하는 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 매사추세츠병원 유전의학센터 타진더 싱 박사는 “이번 연구를 통해 발견한 유전자는 변이와 명백한 분자적 메커니즘을 갖고 있기 때문에 조현병을 유발시키는 실질적 원인으로 볼 수 있을 것”이라며 “조현병 발병의 생물학적 경로를 이해할 수 있도록 돕는 한편 새로운 유전적 치료법을 찾을 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한로와 입동 사이로 쾌청한 가을날씨가 계속되지만 밤의 기온이 떨어지면서 서리가 내린다는 상강을 사흘 지난 27일은 일부 내륙 지역에서 아침기온이 영하로 내려가는 등 올 가을들어 가장 추운 날씨를 보이며 첫 서리가 관측됐다. 10월의 마지막 월요일인 28일은 전국이 맑은 날씨를 보이다가 오후들어 중부지방을 중심으로 차가운 날씨를 부르는 늦가을비가 내리겠다. 기상청은 “27일은 한반도 북서쪽에서 찬 공기가 남하하고 밤사이 전국이 구름 없이 맑은 날씨를 보여 지표면이 냉각되면서 대부분의 내륙지역 아침 기온이 5도 이하로 떨어지고 일부 내륙에서는 영하의 기온을 보이는 등 올 가을 들어 가장 추운 날씨를 보였다”라고 밝혔다. 이날 서울과 수원 등에서 첫 서리가 관측됐는데 지난해보다 15일이 늦었으며 서울은 평년보다 하루, 수원은 평년보다 나흘 늦은 것으로 나타났다. 27일은 올 가을 들어 가장 낮은 최저기온을 기록한 곳들이 많았는데 강원도 대관령이 영하 0.9도, 철원 영하 0.3도, 충청도 제천과 경기도 파주가 영하 0.2도를 기록했으며 서울도 5도로 쌀쌀한 날씨를 보였다.월요일 28일은 서해상에서 동진하는 고기압의 영향을 받다가 오후부터 북쪽을 지나는 기압골의 영향을 받아 오후에 경기북부와 강원 영서북부에서 비가 시작돼 밤에 중부지방 전체로 확대되고 29일 새벽에는 전북 북부, 경북북서내륙에도 비가 내릴 것으로 보인다. 예상강수량은 서울, 경기, 강원도는 5~10㎜, 충청도, 전북북부, 경북북서내륙은 5㎜ 내외가 되겠다. 28일 전국의 아침 기온은 2~12도로 평년(2~12도)과 비슷할 것으로 보이며 낮 기온도 16~21도 분포로 평년(16~20도) 기온을 되찾을 것으로 보인다. 지역별 아침 기온은 서울 9도, 춘천, 대구 6도, 대전, 광주 7도, 부산 11도, 제주 12도 등이다. 기상청 관계자는 “28일 새벽부터 아침 사이에 내륙 지방을 중심으로 서리가 내리거나 얼음이 어는 곳이 있을 것으로 보이는 만큼 농작물 관리에 각별히 유의해달라”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

세계적인 과학저널 ‘네이처’가 선정한 개교 50년 이하의 신흥대학들 중 주목할만한 학교 100개 중 한국 대학 8개가 포함됐으며 10위권 내에도 3개 대학이 포진했다. ‘네이처’가 지난 24일 발표한 ‘네이처 인덱스 2019 젊은 대학 순위’에 따르면 한국의 카이스트와 포스텍, 울산과학기술원(UNIST)가 각각 4위, 8위, 10위에 이름을 올렸다. 이 밖에도 광주과학기술원(GIST, 27위), 대구경북과학기술원(DGIST, 50위), 아주대(54위), 과학기술연합대학원대학교(UST, 87위), 울산대(91위)가 100위권에 포함된 것으로 나타났다. 가장 우수한 젊은 대학으로 선정된 곳은 중국과학원대학(UCAS)이며 2위는 싱가포르 난양공대(NTU), 3위는 스위스 로잔연방공과대(EPFL)로 나타났다. 또 이번 인덱스에 가장 많은 대학이 선정된 곳은 독일과 중국으로 각각 11개 대학의 이름을 올렸다. 그 다음으로 호주와 인도가 각각 9개, 한국과 미국이 8개씩 선정됐다. 매년 대학과 연구기관을 대상으로 연구의 우수성을 평가해 발표하는 네이처 인덱스는 올해 처음으로 개교 50년 이하의 젊은 대학들에 대한 연구역량을 평가해 발표했다. 네이처는 각 대학들이 국제 유력학술지 82개에 게재한 논문들을 대상으로 연구자와 소속기관의 기여도를 계산해 평가했다. 또 이번 젊은 대학 순위는 전체 순위 이외에도 화학, 생명과학, 물리학, 지구환경과학 4개 분야에 대해 따로 평가해 기초과학 분야 경쟁력을 확인할 수도 있게 됐다.각 분야별로 보면 지구환경과학에서 가장 우수한 젊은 대학 25개 중에서는 중국과학원대학과 싱가포르 난양공대가 꼽혔으며 한국 대학은 포함되지 못했다. 물리학 분야 50개 대학에서도 1, 2위는 나란히 중국과 싱가포르 대학이 차지했으며 한국은 카이스트(4위), 포스텍(6위), UNIST(8위), GIST(22위), 아주대(42위)로 나타났다. 화학분야 50개 대학 중에서는 카이스트(4위), 포스텍(7위), UNIST(9위), GIST(19위), DGIST(31위)로 조사됐으며, 생명과학 분야 50개 대학에서는 미국 오레곤 보건과학대가 1위로 선정됐고 2위로 중국 UCAS, 3위가 EPFL로 나타났다. 한국대학 중에는 카이스트(5위), 포스텍(24위), UNIST(36위), DGIST(41위)가 이름을 올렸다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

정재승 카이스트 바이오및뇌공학과 교수는 서울미래컨퍼런스가 시작된 2016년과 지난해에 이어 올해도 기조연설자로 나선다. 2016년 4차 산업혁명이 한국의 미래를 어떻게 바꿀지 진단하고 지난해에는 4차 산업혁명으로 인해 나타날 초연결 시대에 대해 논의를 이끌었던 정 교수는 올해는 인공지능(AI)이 바꿀 미래상에 대해 토론을 하게 된다. AI에 대한 관심은 영화 ‘터미네이터’로 대변되는 비관론과 AI가 모든 문제를 해결해 줄 것이란 낙관론으로 나뉘어 있다. 정 교수는 AI라는 혁신적인 기술을 만들어 낸 인류가 기술을 통해 어떻게 새로운 미래를 만들어 나갈 수 있고 빅데이터, 블록체인 같은 다른 기술과 어떻게 융합해 나갈 것인지 진단에 나선다. 또 AI 악용을 막기 위해 필요한 인류 생존의 지향점은 무엇인지 논의할 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국인의 하루 소금 섭취량은 2017년 기준으로 3669㎎으로 세계보건기구(WHO) 권고량인 2000㎎을 훌쩍 넘는다. 한식이 건강식이라고는 하지만 식단 특성상 국이나 찌개, 간장, 고추장, 각종 젓갈 등이 많다보니 기준치보다 많이 섭취하게 된다. 짭짤하지 않으면 음식 맛이 나지 않는다고 해서 국이나 찌개에 소금이나 간장을 추가로 넣는 경우도 많다. 짜게 먹는 습관이 계속되면 고혈압은 물론 뇌졸중, 심근경색 같은 심혈관 질환 뿐만 아니라 위염이나 위궤양, 위암을 앓게될 가능성도 높아진다. 그런데 미국 연구진은 고염식을 하면 인지기능을 떨어뜨리고 알츠하이머 치매를 유발할 가능성까지 높아진다고 밝혔다. 미국 코넬대 의대 뇌·마음연구소, 세인트루이스 워싱턴대 신경질환연구센터 공동연구팀은 생쥐실험을 통해 나트륨 함량이 높은 식사를 계속 하면 알츠하이머 치매의 원인인 타우단백질 변형과 축적을 가져와 인지기능까지 떨어진다는 사실을 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 24일자에 발표했다. 연구팀은 생후 8주가 지난 암수 생쥐를 두 그룹으로 나눠 한쪽에는 사람 기준으로 나트륨 하루섭취 권고량과 비슷하거나 조금 낮은 수준의 0.5% 소금물과 음식을 제공하고 다른 한 쪽은 물과 음식을 포함해 4~8%의 고염식을 제공했다. 4~8% 나트륨은 기준치의 8~16배에 이르는 나트륨 함량이다. 연구팀은 이렇게 4~36주 동안 식사를 제공한 다음 미로찾기, 수영하기 같은 인지기능 테스트와 뇌관류 자기공명영상(ASL-MRI)으로 뇌를 관찰했다.그 결과 표준량의 염분을 섭취한 생쥐 그룹은 미로실험에 첫 번째는 어렵게 통과했더라도 다음번 똑같은 미로는 쉽게 통과하는 것이 관찰됐는데 과도한 염분 섭취를 한 생쥐 그룹은 새로운 사물을 인식하는 능력은 물론 미로실험을 쉽게 통과하지 못하는 것이 관찰됐다. 또 염분섭취가 많았던 생쥐들은 혈관을 둘러싼 세포의 기능이 떨어지고 혈관을 이완시키고 뇌를 보호하는 역할을 하는 산화질소 기능도 저하되는가 하면 뇌로 가는 혈류도 눈에 띄게 줄어들었다. 또 알츠하이머 치매 유발의 원인으로 지목되는 타우단백질의 변형도 많이 관찰됐다. 연구팀은 또 고염식 섭취 기간이 짧을수록 짜게 먹지 않으면 정상 회복 가능성이 높아지지만 고염식 섭취기간이 길어지면 인지기능 회복에 한계가 있는 것도 확인했다. 콘스탄티노 라데콜라 코넬대 의대 교수는 “이번 연구는 짜게 먹는 것이 뇌기능에 장애를 일으키며 오랜 기간 기준치의 2~3배가 넘는 나트륨 섭취를 오래 지속할 경우 알츠하이며 치매까지 유발해 인지기능에 돌이킬 수 없는 상황이 된다는 것을 보여준다”라며 “소금은 음식의 맛을 좌우하는 중요한 물질이지만 과다하게 섭취할 경우 인체를 망가뜨릴 수 있다는 사실을 명심해야 한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

반감기가 1시간인 방사성 물질과 독가스가 들어 있는 상자 속에 있는 고양이는 1시간 뒤 살아있을까, 죽어있을까. 양자역학의 파동방정식을 만들어 낸 물리학자 슈뢰딩거가 고안한 사고 실험인 ‘슈뢰딩거의 고양이’는 양자역학의 불확실성을 보여주는 대표적인 사례이다. 양자역학에 따르면 우리 눈에 보이지 않는 물질인 원자, 분자, 양자 등이 존재하는 미시세계에서는 관측하는 행위가 측정 대상에 영향을 미친다. 이 때문에 정밀한 실험을 할 때는 문제가 될 수 있다. 그런데 한-미 공동연구진이 이런 양자역학적 딜레마를 극복하고 단일 원자의 정확한 사진을 촬영할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 미국 IBM 알마덴연구센터, 한국 기초과학연구원(IBS) 양자나노과학연구단, 이화여대 물리학과, 영국 옥스포드대 물리학과 공동연구팀은 양자역학 원리를 이용한 주사터널링현미경(STM)을 이용해 개별 원자의 전자기적 상태를 측정하고 제어하는 실험에 성공하고 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 25일자에 발표했다.연구팀은 산화마그네슘(MgO) 표면 위에 티타늄(Ti) 원자를 올려놓고 STM으로 관찰했다. 티타늄 원자는 스핀 상태가 두 가지만 갖고 있기 때문에 다른 원자들에 비해 실험하기가 쉽다는 장점이 있다. 고체 표면 위에 있는 티타늄 원자를 관측할 때는 STM에서 마이크로파를 연속적으로 투사시켜 나오는 스핀정보를 측정하는데 두 종류의 스핀 상태 밖에 없음에도 불구하고 양자역학적 특성상 스핀을 원하는 방향만큼만 바꾸거나 특정 방향에서 멈추게 하는 것은 쉽지 않다. 관찰이라는 행위 자체 때문에 스핀 모양이 끊임없이 바뀌기 때문에 정확한 관측이 사실상 어렵다는 설명이다. 이에 연구팀은 마이크로파를 연속적으로 투사시키는 것이 아니라 나노초 단위로 끊어서 티타늄에 쏘는 방식으로 스핀 상태를 제어하고 측정했다. 그 결과 연속 투사방식에서는 할 수 없었던 티타늄 원자의 스핀을 원하는 상태로 설정하는 것이 가능해졌다. 이번 기술은 원자 스핀 제어능력이 더 높아진 만큼 측정 자체가 주는 영향에 신경쓰지 않고도 정밀한 미시세계 관찰을 가능케 해줄 뿐만 아니라 스핀 기반 양자컴퓨터에 정보를 저장할 때도 여러 큐비트(양자컴퓨터의 정보처리 단위)를 통제할 수 있어 정보처리 능력을 높일 수 있게 된다. 안드레아스 하인리히(이화여대 물리학과 석좌교수) IBS 양자나노과학연구단 단장은 “이번 연구결과는 물질 표면 위 원자의 양자 시스템을 제어하는데 중요한 단초를 마련했다는데 의미가 크다”라며 “이번 기술을 활용하면 양자컴퓨터의 정보저장 단위인 큐비트에도 활용이 가능해 양자컴퓨터의 상용화를 앞당길 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

유럽 여행을 다녀온 사람들은 고딕양식의 성당에 들어갔을 때 형형색색의 스테인드글라스를 통해 쏟아지는 빛 때문에 황홀경에 빠진 경험이 있을 것이다. 국내 연구진이 스테인드글라스처럼 형형색색의 태양전지를 만들 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 이 기술을 활용하면 지금처럼 지붕이나 건축물 외벽에 보기싫게 설치된 태양전지가 아닌 디자인적 요소까지 가미돼 건물 미관을 해치지 않는 예술적인 태양전지 패널이 설치될 수 있을 것으로 기대된다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지화학공학부, 국민대 응용화학부 공동연구팀은 건축물 외벽에 1680만 가지 이상의 색깔을 표현할 수 있는 풀컬러 페로브스카이트 태양전지를 개발했다고 24일 밝혔다. 이번 연구 성과는 나노분야 국제학술지 ‘ACS 나노’에 실렸다. 태양전지는 햇빛 중에서 가시광선을 흡수해 빛에너지를 전기에너지로 바꾼다. 사물의 색깔은 그 사물에 반사되는 가시광선에 따라 결정된다. 태양전지에 색깔을 표현하려면 가시광선을 모두 흡수하는 것이 아니라 일부는 반사하도록 해야 하기 때문에 태양전지의 효율이 떨어지게 된다. 이 때문에 태양전지 연구자들은 태양전지의 색 표현과 효율이라는 딜레마에 맞닥뜨리게 된다. 또 현재 사용되고 있는 실리콘 태양전지는 태양광이 전지로 들어오는 입사각도에 따라 발전효율이 달라진다. 이 때문에 건물 외벽처럼 태양광이 비스듬하게 부딪치는 곳에는 설치가 쉽지 않다.연구팀은 빛 반사 영역을 최소화한 나노필터와 입사각의 영향을 받지 않는 페로브스카이트 태양전지를 결합시켜 이런 문제들을 해결했다. 나노필터가 빛 반사 파장과 각도를 최소화하면서 다양한 색깔을 구현하는 동시에 많은 태양광을 흡수하도록 했고 페로브스카이트 태양전지로 태양광 입사각이 달라져도 발전효율 저하가 없도록 한 것이다. 연구팀은 나노필터를 적용한 풀컬러 페로브스카이트 태양전지의 효율을 측정한 결과 19%에 이르는 것을 확인했다. 연구팀은 이와 함께 나노필터에 태양전지 수명을 단축시키는 일명 노화현상을 막기 위해 자외선 차단기능도 추가했다. 장성연 UNIST 교수는 “이번에 개발한 다양한 색깔의 태양전지를 건물 외벽에 적용하면 미적 감각을 살릴 수 있으면서도 에너지를 생산할 수 있기 때문에 건축분야에서 다양하게 활용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

무더운 여름이나 격한 운동을 한 다음에는 이가 시릴 정도로 차가운 맥주 한 잔이 생각난다는 사람들이 많다. 역사상 가장 오래된 알코올 음료인 맥주는 물, 차(tea) 다음으로 세계에서 세 번째로 많이 소비되는 음료라는 말처럼 전 세계인이 즐겨 마시는 술임은 확실하다.약 1만년 전 인류가 농경을 시작하면서 저장된 곡물과 물이 만나 발효되면서 만들어진 것이 바로 ‘취하게 하는 물’인 맥주라는 것에 대해 많은 학자들이 의견 일치를 보이고 있다. 실제로 기원전 4000년쯤 수메르인들이 설형문자로 맥주를 만드는 방법을 기록해 놓고 있기도 하다. 맥주를 의미하는 영어단어 ‘비어’(beer)가 ‘마시다’라는 뜻의 라틴어 ‘비베레’(bibere)와 ‘곡식’을 뜻하는 고대 게르만어 ‘베오레’(bior)에서 유래됐다는 것만 봐도 그 역사를 짐작할 수 있다. 맥주의 주원료는 물, 대맥이라는 보리, 홉, 효모 등이다. 그런데 똑같은 원료로 만들더라도 맥주의 맛은 천차만별이다. 맥주의 본고장이라는 독일, 벨기에 과학자들과 미국 과학자들이 효모의 종류에 따라, 그리고 발효 중 서로 다른 효모들이 혼합되고 결합되는 하이브리드 과정을 거치면서 독특한 맛을 만들어 낸다는 사실을 각각 밝혀냈다.벨기에 VIB-KU 루벵 미생물센터, 루벵대 유전학연구소, 루벵 맥주연구소, 겐트대 식물생명공학·바이오인포매틱스학과, 독일 바이헨스테판 발효·식품관리 연구센터 공동연구팀은 밀가루를 빵으로 만들고 당분이 포함된 물을 맥주나 와인으로 바꾸는 대표적인 효모균 200여종의 게놈을 분석한 결과 이들 중 4분의1이 여러 종의 효모균 DNA가 섞인 ‘하이브리드 효모균’이라는 사실을 밝혀냈다. 미국 위스콘신 메디슨대, 스페인 농화학·식품기술연구소, 프랑스 파리 샤클레대, 아일랜드 더블린 트리니티칼리지, 포르투갈 리스본 노바대, 아르헨티나 코마휴국립대 국제공동연구팀도 전통 발효주인 맥주, 와인, 과실주 효모의 게놈을 분석한 결과 대표적인 7가지의 효모종(種) 게놈 조합을 발견했다. 이들의 연구 결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘네이처 에콜로지 앤드 에볼루션’ 22일자에 함께 실렸다.독일과 벨기에 연구팀은 전 세계적으로 유명한 괴즈 맥주(자연 발효시킨 에일 맥주의 한 종류)와 트래피스트 맥주(벨기에 등의 수도원에서 생산하는 에일 맥주) 같은 독일과 벨기에 정통맥주 속 효모를 분석했다. 그 결과 이들 맥주에는 에일 맥주를 만들어 내는 사카로스미세스 세레비지에를 비롯해 사카로스미세스 쿠드리아브제비, 유아바누스, 우바룸 등 다양한 맥주효모 DNA가 재조합된 새로운 잡종 효모균들이 작용함으로써 맥주의 독특한 맛과 향을 만들어 내는 것으로 확인됐다. 또 연구팀은 현재 전 세계적으로 널리 쓰이는 맥주 효모들의 기원을 분석한 결과 대부분이 중세시대 벨기에와 독일에서 유래된 것이라는 점도 밝혀냈다. 또 미국 포함 6개국 국제공동연구팀은 발효주에서 발견되는 100여개의 혼합 효모 게놈을 분석한 결과 혼합 효모에 영향을 미치는 대표적인 7가지 DNA 시퀀스를 발견했다. 이와 함께 대부분의 혼합 효모는 2~3개의 효모가 결합된 것으로 나타났지만 독특한 맛과 향으로 맥주 애호가들의 사랑을 받는 맥주들은 4~5개의 효모에서 비롯된 혼합 효모가 만들어 내는 것으로 연구팀은 밝혀냈다. 케빈 베르스트레펜 벨기에 루벵대 교수는 “맛이 좋고 향이 좋은 맥주를 만들기 위해 가장 중요한 것은 효모를 어떻게 구성하는가에 따라 달려 있다”며 “맥주의 맛도 발효화학 같은 과학의 힘에 좌우될 수 있다는 것을 보여 준 연구”라고 말했다. 크리스 토드 히팅거 미국 위스콘신 메디슨대 교수(유전학)도 “효모의 유전적 차이가 맥주라는 최종 산물까지 가는 분자반응 메커니즘을 다르게 만들고 그 때문에 맛과 향이 제각각 달라질 수 있는 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

뇌과학과 신경과학 관점에서 사람의 뇌는 생존의 뇌에서 시작돼 감정의 뇌, 사고의 뇌로 발달해 나갑니다. 겉으로는 어른과 다름없어 보이는 청소년기는 감정의 뇌에서 사고의 뇌로 넘어가며 급속히 발달하는 단계로, 완전히 뇌가 자란 상태는 아닙니다. 이 때문에 영유아기에서 청소년기, 청소년기에서 성인기로 넘어가는 시기에 문제가 생기면 뇌 발달에 문제가 생길 수밖에 없습니다. 소셜네트워크서비스(SNS)를 하면서 오랜 시간을 보내거나 엄마에게서 학대를 받은 아이들은 뇌 발달에 심각한 장애를 일으킨다는 연구 결과가 나왔습니다. 미국 나탄클라인연구소, 뉴욕대 의대 아동청소년정신의학과, 록펠러대 의대 신경내분비연구소, 캐나다 브리티시 컬럼비아대 세포생리학과 공동연구팀은 부모, 특히 엄마의 신체적·정서적 학대는 감정조절, 기억, 학습 등에 관여하는 것으로 알려진 뇌의 편도체와 해마에 심각한 손상을 미칠 수 있다는 연구 결과를 미국국립과학원에서 발간하는 국제학술지 ‘PNAS’ 22일자에 발표했습니다. 연구팀은 새끼를 막 출산한 어미 생쥐에게 일주일가량 전기충격 같은 외부자극으로 공포와 스트레스를 줬습니다. 그다음 출산 8일째 되는 날부터 새끼와 함께 지내도록 했습니다. 극도의 스트레스를 받은 어미는 새끼 생쥐에 대해 관심을 갖지 않고 방치하거나 새끼가 가까이 다가오면 앞발로 때리는 시늉을 하고 물어뜯는 등 물리적 학대를 하는 것이 관찰됐습니다. 연구팀은 어미에게 학대를 받은 새끼 생쥐의 뇌를 추적 관찰한 결과 편도체와 해마가 제대로 성장하지 않고 태어났을 때의 크기와 비슷한 상태로 남아 있다는 사실을 알게 됐습니다. 또 연구팀은 정상적인 새끼 생쥐에게 스트레스 호르몬이라고 불리는 코르티코스테론을 주입해 봤지만 학대받은 새끼 생쥐들처럼 뇌 성장에 문제가 발생하지는 않았다고 합니다. 학대가 여타 스트레스와 달리 뇌에 치명적이라고 볼 수 있는 부분입니다. 한편 영국 글래스고대 의대 정신의학부 연구진은 페이스북이나 트위터, 인스타그램은 물론 왓츠앱 같은 인스턴트 메신저 등 SNS를 하루 3시간 이상 사용하는 청소년의 경우 수면 시간에 이상이 발생하고 생체시계 교란으로 뇌 활동이 저하되면서 학습능률이 떨어질 뿐만 아니라 우울감, 불안감 같은 정서장애를 느끼는 경우가 많다고 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 영국의학회에서 발간하는 ‘BMJ 오픈’ 23일자에 실렸습니다. 아동 또는 청소년 관련 뇌과학, 심리학 분야 연구 중 ‘아이들을 제대로 키우기 위해 부모들은 이래서는 안 돼’라는 내용들이 많아 보이는 것이 사실입니다. 그런 연구 성과들을 보면 세상의 모든 부모들은 ‘우리 아이 잘 클 수 있을까’라는 불안감이 더 커지기도 합니다. 사실 현대 과학은 부모의 불안감이 자녀의 성장에 별 도움이 되지 않고 ‘다 너를 위해 그런 거야’, ‘나중에 잘살기 위해 지금은 조금 힘들 수밖에 없어’ 같은 부모의 말도 자기 위안에 불과하다는 것을 알려줍니다. 실제로 현재 행복감을 느끼는 아이들이 미래에도 행복한 어른이 된다는 것은 수많은 장기 추적 연구 결과에서 알 수 있습니다. 또 사회 안전망이 충분치 않고 사회 변동성이 지나치게 크거나 사회 구조가 경직돼 있을 때 불안감은 심해진다고 합니다. 한국 부모들이 자녀의 미래에 대해 막연한 불안감을 갖는 이유이기도 할 것입니다. 그렇지만 신이 아닌 이상 그 어떤 과학으로도 아이들의 미래를 예측하기는 쉽지 않습니다. 형제가 아무리 많아도 아이 한 명, 한 명의 성장 과정은 다릅니다. 그래서 육아는 미국 시인 로버트 프로스트가 이야기한 것처럼 ‘한 번도 가 보지 않은 길’입니다. 아이들의 미래를 위해 아무도 가 보지 않은 새로운 길을 가고자 고군분투하는 세상의 모든 부모들에게 격려의 박수를 보냅니다. edmondy@seoul.co.kr

SF의 단골 주무대이자 지구의 바로 옆에 있어 우주 첫 식민지로 꼽히는 행성. 다름 아닌 ‘화성’이다. 더군다나 화성은 과거에 지구와 비슷한 환경을 가지고 있었을 것이라 추정되면서 생명체도 존재했을 것이라는 추정하에서 많은 과학자들이 그 가능성을 추적하고 있다. 그런데 최근 과학자들이 화성에도 지구의 바다와 같이 짜디 짠 소금이 녹아있는 바다가 있었을 것이라는 증거를 찾아내 주목받고 있다. 미국 캘리포니아공과대(칼텍), 미국항공우주국(NASA) 제트추진연구소, 인디애나대, 텍사스A&M대, 볼더 우주과학연구소, 테네시 녹스빌대, 애리조나주립대 지구·우주탐사학부, 다트머스대, 로스알라모스 국립연구소, 프랑스 리옹대 지질학연구소, 앙제대 행성·지구역학연구소, 캐나다 뉴브룬스윅대 공동연구팀은 화성의 게일 크리에이터에 거대한 소금물이 존재했다는 사실을 밝혀냈다. 이 같은 연구결과는 지구과학 분야 국제학술지 ‘네이처 지오사이언스’에 실렸다. 연구팀은 화성 탐사선 큐리오시티가 2012년부터 보내온 자료들을 분석했다. 큐리오시티는 2011년 11월 말 발사돼 2012년 8월 화성의 게일 크리에이터에 착륙했다. 큐리오시티는 약 35~38억년 전에 운석 충돌로 만들어진 게일 크리에이터의 지형과 지표면을 분석해 화성의 역사와 지질구조를 정밀분석하는 임무를 수행 중이다. 연구팀이 이번에 발견한 소금호수의 흔적은 게일 크리에이터가 만들어졌던 당시에 형성됐으며 그 이후로 최소 수 백년에서 길게는 수 만년까지 오랜 기간 존재했던 것으로 분석되고 있다. 그러나 이후 우주선(線)이나 우주 방사능을 막아줄 수 있는 자기장이 사라지면서 대기층도 점점 약해져 지표면에 대한 압력이 낮아지게 되고 액체 상태의 물이 안정될 수 있는 조건은 없어져 결국 소금호수도 증발된 것으로 연구팀은 분석하고 있다. 연구팀은 화성에 있었던 소금호수는 현재 볼리비아-페루-칠레 국경을 맞대고 있는 중부 안데스 고산지대에 위치한 알티프라노 고원의 우유니 소금호수와 비슷했을 것으로 보고 있다. 알티프라노가 고도가 높고 건조한 고원지대에 위치한 것처럼 산맥의 강이나 개울이 바다로 흐르지 않고 닫힌 공간에서 호수로 만들어진 것처럼 화성의 소금호수 역시 마찬가지로 형성되고 사라졌을 것이라는 설명이다. 연구팀은 게일 크리에이터의 고대 소금호수가 몇 차례의 차고 마르는 과정을 거친 뒤 지금처럼 완전히 말라버린 것으로 보고 있다. 연구를 이끈 윌리엄 래핀 미국 칼텍 박사(행성과학)는 “이번 연구결과를 통해 과거 화성의 기후가 덥고 습한 시기와 건조하고 마른 시기가 번갈아가며 나타났다는 것을 알 수 있다”라며 “화성 생명체가 존재했다면 이 같은 기후 변화에 어떻게 적응했는지 파악할 수 있는 좋은 단서”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

식물은 햇빛과 물, 이산화탄소로 광합성을 해 필요한 영양분을 만들어 낸다. 과학자들은 지구온난화의 주범 중 하나인 이산화탄소를 고부가가치 물질로 전환할 수 있다는 점에서 식물의 광합성을 인공적으로 만들어 내려는 시도들을 하고 있다. 국내 연구진이 햇빛을 직접 이용한 인공광합성 방법이 효율이 더 높다는 사실을 밝혀내 주목받고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터 연구팀은 반도체 전극과 금속복합체를 이용해 빛의 유무에 따라 인공광합성 반응경로가 달라진다는 점을 규명하고 이산화탄소를 이용해 고부가가치 물질인 일산화탄소를 선택적으로 생산하는데 성공했다고 22일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학분야 국제학술지 ‘안게반테 케미’ 표지논문으로 실렸다. 자연 광합성은 이산화탄소를 유용한 물질로 전환하는 환원 반응만 일어나지만 빛을 흡수해 전력을 만들어내고 촉매반응을 촉진시키는 조촉매를 사용하는 인공광합성은 환원반응과 함께 수소 발생 반응이 함께 일어나 일산화탄소 생산효율을 높이기 어려운 것으로 알려져 있다. 또 인공광합성은 태양광을 전기에너지로 바꾼 다음에 수행되는 것과 빛 에너지를 직접 이용하는 방법이 있는데 두 방법 간 차이가 아직 알려지지 않아 인공광합성 기술 설계에 큰 어려움이 있는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 광전극과 조촉매를 이용해 빛 에너지를 직접 공급하는 인공 광합성 방식이 자연 광합성처럼 이산화탄소 환원 반응만 일어나게 할 수 있다는 사실을 확인했다. 또 전기에너지를 이용한 인공 광합성 방식은 이산화탄소 환원 반응을 일으키기 위해 높은 에너지가 필요하고 그 과정에서 수소 발생 반응이 나타날 수 밖에 없다는 것도 밝혀냈다. 이런 사실을 바탕으로 실험을 한 결과 빛에너지를 이용한 인공광합성을 할 경우 98% 이상 전자가 이산화탄소 환원반응에 참여해 수소 발생반응이 거의 일어나지 않고 전기에너지를 이용해 인공광합성을 할 경우는 14%의 전자만 이산화탄소 환원 반응에 사용되고 대부분 수소 발생반응에 참여하면서 고부가가치 물질 생산 효율이 떨어지는 것을 확인했다. 주오심 KIST 박사는 “이번 연구는 그동안 잘 알려지지 않았던 인공광합성의 빛반응 원리를 밝혀낸 것으로 고효율 인공광합성 시스템을 만들 때 중요한 이론적 기반이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr