하루 일과를 마치고 집으로 돌아가는 길에 뭔가 발에 툭 걸려 내려다보니 낡은 지갑 하나가 눈에 띈다. 지갑 속에는 지폐와 동전 몇 개, 명함 한 장이 들어 있다. 주변에 지켜보는 사람은 아무도 없는 상황, 당신은 어떻게 할 것인가. 미국 미시간대 정보학부, 유타대 경영학과, 스위스 취리히대 경제학과 공동연구팀은 전 세계 40개국 355개 도시 곳곳에 지갑을 떨어뜨린 뒤 회수율을 조사해 세계적인 과학저널 ‘사이언스’ 21일자에 발표했다. ●40개국 도시 곳곳서 지갑 1만 7303개 실험 연구팀은 무작위로 40개국을 선정하고 355개 도시에 1만 7303개의 지갑을 떨어뜨린 뒤 주인에게 얼마나 돌아오는지 확인했다. 지갑 속에는 연락처가 담긴 명함, 열쇠, 메모 쪽지와 함께 13달러 45센트(약 1만 5000원)나 94달러 15센트(약 11만 7000원)를 넣어 두었다. 또 일부 지갑에는 아예 돈은 없이 명함과 열쇠, 메모 쪽지만 넣어 뒀다. 그 결과 대부분 국가에서 빈 지갑보다는 돈이 들어 있는 지갑의 회수율이 높은 것으로 확인됐다. 특히 돈이 많이 들어 있는 지갑의 회수율은 평균 72%이었지만 13달러가 들어 있는 지갑 회수율은 51%에 불과했다. 지갑의 회수율이 가장 높은 국가는 스위스였고 다음으로 노르웨이, 네덜란드, 덴마크, 스웨덴, 폴란드, 체코 순이었다. 지갑 회수율이 낮은 하위 5개국은 케냐, 카자흐스탄, 페루, 모로코, 중국으로 조사됐다. ● 94달러 15센트 든 지갑 회수율 평균 72% 특히 페루는 회수율이 12~13%로 가장 낮은 수준이었지만 중국의 경우 돈이 든 지갑은 회수율이 21% 정도였지만 빈 지갑 회수율은 5%로 가장 낮았다. 사울 샬비 네덜란드 암스테르담대 실험경제학연구센터 교수는 “이기심이 아닌 이타주의와 타인이 자신을 어떻게 볼 것인지에 대한 자아상이 만들어 낸 놀라운 결과”라면서 “이번 연구로 사람은 자기 이익을 최대한 추구하는 방향으로 선택을 한다는 고전경제학적 논리를 새로 써야 할 것”이라고 평가했다. 살비 교수는 “세계화로 인해 한 도시에 다양한 사람들이 살아가는데 만약 지갑을 잃어버린 사람이 외국인일 경우 시민들은 어떻게 행동할 것인가도 궁금한 부분”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“대부분 유럽계 백인 중심 유전체 연구 다른 인종·민족 적용 땐 질병 분석 한계” 북미 공동연구팀 ‘인종주의 게놈’ 지적 비백인계서 새 유전적 특징 27개 발견 유럽계 일부, 라틴·아프리카계 특징도 “유전 질환, 인류 전체 분석 대상 삼아야”“인종주의는 현대사회의 모든 분야는 아닐지라도 많은 영역에 다양한 형태로 스미어 있다. 과학 분야에서도 미묘하거나 뚜렷한 편견들이 반영되는 경우가 있다.” 미국 노스캐롤라이나대 생물인류학자인 조너선 마크스 교수는 ‘인종주의에 물든 과학’이라는 저서에서 과학연구에서 나타나는 인종이라는 개념에 대해 이렇게 지적했다. 의학, 실험심리학 등 많은 분야에서는 인종을 변수로 삼고 연구하는 경우가 여전히 많다. 인간 유전체를 분석하는 게놈 연구에서도 이 같은 인종적 구분이 저변에 깔려 있는데 과학 기술의 발전을 위해서는 특정 인종이 아닌 인류 전체를 분석 대상으로 삼아야 한다는 주장이 나왔다.미국 스탠퍼드대 바이오메디컬 데이터과학과, 프레드허친슨 암연구센터, 뉴욕 마운트시나이 아이칸의대, 멕시코 국립생물다양성게놈연구소 등 북미 지역 34개 연구기관으로 구성된 공동연구팀은 유전 질환에 대해 정확한 예측을 하고 위험성을 파악하는 한편 의료 격차를 줄이기 위해서는 대규모 게놈 연구를 할 때 다양한 인종과 민족을 포함시켜야 한다고 20일 밝혔다. 연구팀은 현재 진행되고 있는 많은 게놈 연구가 유럽계 백인 중심으로 이뤄지고 있어서 그 결과를 적용할 때 분명한 한계점에 부딪히게 될 것이라고 강조했다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 20일자에 실렸다.연구팀은 유전체학과 역학(疫學)적 방법론을 활용해 인구학적 특성을 정리한 ‘페이지’(PAGE) 데이터를 분석했다. 페이지는 미국 내 거주하는 히스패닉, 아프리카계, 아시아계, 하와이 원주민, 인디언 등 4만 9839명의 비유럽인을 대상으로 26가지 의학적 특성 및 행동양식과 DNA시퀀스 간 연관성을 분석한 전장유전체분석(GWAS) 결과다. 여기에는 비만과 체질량지수(BMI), 하루 흡연량, 커피 섭취량, 혈압, 2형당뇨(성인당뇨)를 포함한 대사질환 여부 같은 건강 특성은 물론 생활 습관에서의 건강 위협 요소 등 다양한 의학 데이터가 포함돼 있다. 연구팀은 ‘페이지’ 데이터와 유럽계 백인 중심의 기존 게놈 데이터들을 비교한 결과 비유럽계인들에게서 이전 게놈 분석에서는 볼 수 없었던 새로운 유전적 특징 27개를 발견했다. 27개의 새로운 유전적 특징은 1444개의 질병 관련 유전자에도 영향을 미치는 것으로 확인됐다. 또 이번 연구에서는 일부 히스패닉들이 아프리카계 미국인과 비슷한 유전적 특징을 보이고 유럽계 백인들 일부에서도 라틴계나 아프리카계의 유전적 특징을 보이는 것으로 확인됐다. 개인의 유전적 특성은 외모처럼 겉으로 드러나는 특징으로는 판단할 수 없다는 것이다. 유전자 자체가 조상으로부터 이어져 내려왔기 때문에 특정 인종이나 민족 중심의 제한된 유전체 연구는 보편적으로 적용할 수 있는 결과를 도출하기 어렵게 만들 가능성이 매우 높다고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 실제로 특정 유전적 변이가 혈당 검사 결과를 왜곡시켜 2형당뇨 합병증의 위험을 발견할 수 없게 만들기도 한다는 점을 사례로 들었다. 크리스토퍼 칼슨 프레드허친슨 암연구센터 박사는 “게놈 분석이 맞춤형 정밀의학의 수준을 높일 것이라고 기대되면서 다양한 인간 게놈 분석 결과를 얻었지만 인종적 다양성은 여전히 부족한 상태”라고 말했다. 에이미어 케니 뉴욕 마운트시나이 아이칸의대 교수도 “다양한 인종과 민족을 고려하지 않은 채 게놈 분석 결과를 임상에 적용할 경우 자칫 환자의 병세를 더욱 악화시킬 수 있는 만큼 게놈 분석의 다양성은 반드시 확보돼야 한다”고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

네덜란드 암스테르담자유대(VU대학) 의대 신경과, 임상신경병리학, 내과 공동연구팀은 클럽이나 전자댄스음악(EDM) 페스티벌 등에서 사용되는 스트로브(섬광) 조명이 감광성 뇌전증 유발 위험을 3배 이상 높인다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 영국의학회에서 발행하는 국제학술지 ‘BMJ 오픈’ 12일자에 실렸다. 연구팀은 2015년 네덜란드에서 열린 28번의 EDM 콘서트에 참석한 40만 343명을 추적 조사했다. 연구팀에 따르면 콘서트 기간 중에 2776건의 응급의료 출동이 있었는데 이 중 39건의 뇌전증 발작이 있었으며 30건은 스트로브 조명의 영향을 많이 받는 야간 공연 중에 발생했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

수면 호흡 감지해 위험땐 구조대 신고“오늘 날씨 어때.” “내일 아빠 운세 알려줘.” “너는 친구가 몇 명이야.” 인공지능(AI) 스피커를 처음 마련했을 때 아이들은 사람이라면 정말 귀찮아할 정도로 질문들을 던졌습니다. 서너달 지나다 보니 AI 스피커가 말을 못 알아듣고 답변도 비슷하다는 것을 눈치채고는 흥미를 잃더군요. 그나마 잠들기 전 음악이나 동화 애플리케이션(앱)을 이용하다가 이제는 그것도 시들해져 구석에 처박혀 먼지가 뽀얗게 앉아 있습니다. 국내 통신업체가 지난해 내놓은 분석에 따르면 2018년 기준으로 300만대가 보급됐고 올해는 800만대까지 보급될 것이라고 합니다. 그러나 AI 스피커 이용자의 만족도는 절반에 못 미치는 45% 정도에 불과하다고 합니다. 역시 콘텐츠 부족과 사람의 말을 완벽하게 인식하지 못하기 때문입니다. 영화 ‘아이언맨’에 등장하는 AI 비서 ‘자비스’를 기대했지만 “무슨 말인지 모르겠어요” “제공되지 않는 서비스입니다”를 외쳐대는 ‘사오정’ 수준이라는 말이지요. 그렇지만 많은 연구자들은 AI 스피커의 활용 방안은 무궁무진한 것으로 전망하고 있습니다. 미국 워싱턴대 컴퓨터과학 및 공학과 연구진은 AI 스피커를 이용한 급성 심장마비 모니터링 시스템을 개발했습니다. 이 같은 연구 결과는 의학분야 국제학술지 ‘npj 디지털 메디슨’ 19일자에 실렸습니다. 연구팀이 개발한 기술은 사용자가 잠들기 전 AI 스피커에 “심장 상태 모니터링해 줘”라고 명령을 내려놓으면 수면 중 호흡 소리를 모니터링하는 것입니다. 심장마비 징후가 감지되면 즉시 심폐소생술(CPR)을 실시하라는 알람을 울려 주변 사람을 깨우거나 알람에 반응이 없으면 10~20초 내에 911 응급구조대에 자동으로 전화 연결을 시키는 시스템입니다. 보통 심장마비가 온 환자는 의식이 없기 때문에 신고 전화를 한 사람이 환자의 입과 코에 전화기를 대고 호흡소리를 들려주면 상황실에서는 응급구조대가 도착하기 직전까지 필요한 조치를 알려 준다고 합니다. 연구팀은 2009~2017년 미국 시애틀 지역 911 응급상황실에 걸려온 심장마비 신고 전화 중 환자의 호흡소리가 비교적 선명하게 들리는 162건을 골라냈습니다. 연구팀은 환자의 비정상적이고 불규칙하며 거친 호흡(agonal breath) 소리를 2.5초 간격으로 끊어 236개의 음성파일로 만들었습니다. 그다음 AI 기계학습 기술로 정밀하게 분석해 음성파일을 다양한 형태의 7316개의 데이터로 확장시켰습니다. 또 침실에 있다는 점을 감안해 수면 중에 발생할 수 있는 각종 소음을 수집해 7305개의 사운드 샘플로 만들었습니다. 옆 사람의 코골이 소리, 고양이의 울음소리, 개 짖는 소리, 멀리서 들리는 자동차 경적, 에어컨 돌아가는 소리 등을 추출해 낸 것입니다. 이런 소리들을 추출해 낸 것은 수면 중 발생하는 각종 소음 때문에 AI 스피커가 심장마비 발생 시 나는 특유의 호흡소리를 놓치지 않도록 하기 위해서입니다. 이렇게 만들어진 심장마비 모니터링 알고리즘은 잠자는 사람에게서 6m 정도 떨어져 있는 곳에서도 97% 이상 정확하게 호흡소리를 구분해 내는 것으로 확인됐습니다. 새로운 기술로 시장을 선점하기 위해서는 그럴듯한 하드웨어가 아닌 이용자의 필요를 인식해 최대한 지원해 줄 수 있는 소프트웨어가 중요하다는 사실을 이번 연구 결과가 다시 한 번 알려 주는 것 같습니다. edmondy@seoul.co.kr

올해는 평년보다 다소 늦은 ‘지각 장마’가 시작될 전망이다. 기상청은 “베링해 부근 상공 약 5㎞에서 발달한 기압능 때문에 한반도 부근 상공에 차고 건조한 공기가 머무르면서 장마전선 북상을 막고 있는 상황”이라고 19일 밝혔다. 이 때문에 제주도와 남해안 지역은 오는 26~27일경 장마전선의 영향을 받아 비가 내릴 것으로 보이며 내륙지역은 7월 초에 장마가 시작될 것으로 기상청은 내다봤다. 기상청에 따르면 19일 현재 장마전선은 동중국해상에서 일본 남쪽 해상까지 동서로 길게 위치해 오르락내리락 하면서 일본 남부에 영향을 주고 있는 상황이다. 평년의 경우 제주 지역은 6월 19~20일경 장마가 시작되고 남부지방은 6월 23일, 중부지방은 6월 24~25일에 장맛비가 내렸다. 지난해는 제주지역은 평년과 비슷한 19일에 장마가 시작됐지만 중부지방과 남부지방은 26일에 늦장마가 시작돼 보름도 안되는 7월 초순에 끝나는 ‘마른 장마’ 경향을 보였다.올해의 경우 현재 베링해 부근 기압능이 점차 약해지면서 다음주 중반인 26~27일 중국 남부에서 발생한 저기압이 남해상을 통과하면서 제주도 남쪽 먼바다에 위치한 장마전선이 영향을 미쳐 비가 내릴 것으로 전망됐다. 그러나 저기압이 동쪽으로 빠져나가면 장마전선은 다시 제주도 남쪽 먼바다로 후퇴해 중부지방과 남부지방의 장마는 7월 초에 본격적으로 시작될 것으로 기상청은 예상했다. 기상청 관계자는 “다음주 26~27일 예상되는 장마전선의 북상정도는 저기압의 발달여부에 따라 달라질 것으로 보이는 만큼 저기압이 예상보다 강하게 발달해 북상할 경우 장맛비가 내리는 지역은 확대될 수도 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

최근 결혼을 늦게 하는 만혼 인구가 늘어나면서 출산연령도 함께 늦어지고 있다. 출산이 늦어짐에 따라 태아와 임산부의 건강상태를 진단하기 위한 산전 검사 수요도 증가하는 추세다. 산전 검사는 긴 바늘을 임산부의 배에 찔러 넣어 양수를 20~30㏄ 정도 뽑아내 검사하는 방식이다. 많은 산모들이 해온 검사이기 때문에 안전하기는 하지만 태아가 있는 배에 주사바늘을 찔러 넣는다는데 거부감이나 우려를 갖거나 검사 비용이 비싸다는 것 때문에 꺼리는 경우가 많다. 그런데 국내 연구진이 양수검사 대신 혈액만으로도 태아의 건강을 확인할 수 있는 안전한 방법을 개발해 주목받고 있다. 한국표준과학연구원 바이오분석표준센터, 과학기술연합대학원대학교(UST) 바이오분석과학과 공동연구팀은 혈액 채취만으로 태아의 다운증후군 여부를 판별할 수 있는 비침습적 산전검사(NIPT)용 표준물질을 개발하는데 성공했다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 분석화학 분야 국제학술지 ‘애널리티컬 케미스트리’ 최신호에 실렸다.NIPT 기술은 임산부 혈액 속에 포함된 5% 미만의 태아 DNA를 검사해 21번 염색체수가 2개인지 3개인지를 판결해내는 기술로 현재도 사용되고 있지만 정확도가 떨어지고 있다. 이 때문에 NIPT 결과 결과 21번 염색체수가 3개일 가능성이 조금이라도 나타날 경우 고위험군으로 판명돼 다시 양수검사를 실시해야 하는 불편함이 있었다. NIPT 검사는 임산부가 산부인과에 가서 혈액을 채취하면 이 혈액이 검사기관으로 옮겨져 분석되는 방식이다. 이 때문에 NIPT 검사기관은 신뢰성 확보가 무엇보다 필요하다. 이 때 활용되는 것이 표준물질인데 검사 결과를 비교해 볼 수 있는 ‘답안지’이다. 이 답안지를 통해 검사기관은 방법의 정확성이나 분석장비의 교정을 통해 분석 정확도를 높이는 것이다. 연구팀은 안정동위원소 표지 DNA를 활용한 DNA 정량분석 기술을 개발해 정제되기 전의 혈청 상태로 다운증후군 여부를 정확히 판별해 낼 수 있는 표준물질을 개발한 것이다. 이번 표준물질의 정확도는 99% 이상인 것으로 확인됐다. 이번에 개발된 다운증후군 표준물질은 NIPT 분석을 실시하는 업체에 제공돼 시범적으로 사용되고 있다.권하정 표준연구원 선임연구원은 “이번에 개발한 방법은 복잡한 매질 속의 DNA 양을 정확하게 측정할 수 있다는 점이 특징으로 산전검사의 품질 향상과 태아의 건강 진단 정확도를 높여 임산부의 부담을 줄이는데 도움을 줄 것”이라며 “태아의 다운증후군 여부 검사 뿐만 아니라 식음료의 품질 평가에도 응용될 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“Everything is numbers.”(모든 것은 숫자로 돼 있다.) 2000년대 초반 방영했던 미드 ‘넘버스’가 시작할 때 나오는 문구처럼 수학자들은 우리 주변의 많은 것들이 숫자로 이뤄져 있고 수로 해석할 수 있다고 보고 있다. 아무리 복잡한 상황이나 자연현상도 수식으로 비교적 간단하게 표현할 수 있다는 말이다. 한국과 미국 공동연구팀은 많은 사람들이 개입해 여러 가지 복잡한 경우의 수가 발생해 불확실성이 큰 주식시장을 예측할 수 있는 수학적 모델을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 자연과학부 수리과학과, 미국 럿거스대 수학과, 카네기멜론대 경영대학원 공동연구팀은 경쟁상대와 상호작용을 통해 가장 이익이 되는 행위를 선택한다는 게임이론을 적용해 국민연금처럼 기관투자자가의 포트폴리오 조정이 주식 시장에 어떤 영향을 주는지 분석하는데 성공했다고 18일 밝혔다. 이번 연구결과는 수리·재무경제학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 파이낸셜 이코노믹스’ 6월호에 실렸다. 지금까지는 주식시장 변동성을 설명할 때 주로 내부정보를 가진 투자자를 주요 변수로 활용했다. 정보를 가진 투자자가 정보가 확산되는 속도를 늦춰 거래수익을 증가시키기 위해 일정 시간 동안 거래할 물량을 작은 단위로 쪼개서 주문하는 ‘주문 분할’을 사용한다는 것이다. 그러나 연기금이나 보험회사들처럼 정보를 덜 가진 투자자들도 포트폴리오 재조정을 시도할 때 가격 충격으로 인한 거래비용을 줄이기 위해 주문을 분할하는 경우가 많다. 포트폴리오란 주식투자에서 위험을 줄이고 투자수익을 극대화하기 위해 여러 종목에 분산투자하는 방식이나 그렇게 투자된 주식 구성을 말하는데 흔히 ‘계란은 한 바구니에 담지 않는다’라고 표현된다. 실제로 기관투자자들에게서는 이런 형태의 투자가 많이 이뤄짐에도 불구하고 거대투자자들의 주문분할이 시장에 미치는 영향을 분석한 연구는 많지 않았다. 이번에 만든 주식시장 분석모델에 따르면 주식시장은 헤지펀드처럼 내부정보를 가진 투자자, 국민연금 등 기관투자자들처럼 제한된 정보를 가진 포트폴리오 재조정자, 개미투자자로 불리는 유동성 거래자, 시장조성자라는 4개의 변수를 도입했다. 이 분석에 따르면 포트폴리오 재조정자와 내부정보를 가진 투자자 간 상호작용 때문에 주식시장 거래 패턴이 장 초반과 후반에 거래량이 증가하는 U자형을 이룬다. 포트폴리오 재조정자는 장 후반의 가격변동을 줄이기 위해 주식시장이 개장하는 초반에 거래량을 늘려 자신의 목표치를 시장이 인식하게하며 정보를 가진 투자자들도 초반에 포트폴리오 조정자를 경쟁자로 인식해 거래량을 늘리는 전략을 도입하기 때문에 기관투자자들이 움직이는 때는 장 초반 전체 거래량이 늘어난다. 그러나 장 중반으로 갈수록 정보 보유 투자자는 포트폴리오 재조정자에 대한 정보를 업데이트하면서 거래량을 줄이는 전략을 쓰게 된다. 장 후반에는 목표 거래물량을 채워야 하는 포트폴리오 재조정자에 의해 거래량이 다시 증가하는 추세를 보이게 된다는 것이다. 최진혁 UNIST 수리과학과 교수는 “이번 연구는 기관투자자처럼 주식을 대량으로 매도하거나 분할해 판해하는 포트폴리오 재조정자가 주식의 거래량이나 가격변동성에 어떤 영향을 미치는지 수학적으로 보여준 연구”라며 “추가적인 실증연구를 통해 주식시장에 대한 이해도를 특히 높일 수 있을 것으로 기대된다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

그룹 갓세븐(GOT7·JB, 마크, 잭슨, 진영, 영재, 뱀뱀, 유겸)이 난치병으로 투병 중인 팬들을 만났다. 소속사 JYP엔터테인먼트는 지난 15~16일 갓세븐의 2019 월드투어 ‘킵 스피닝’(KEEP SPINNING) 서울 공연에 난치병 환아와 가족들을 초대했다고 17일 밝혔다. 미국 캘리포니아에 살고 있는 17세 카림 소피아 올리비아는 15일 공연을 관람하고 갓세븐 멤버들을 직접 만나보고 싶다는 소원을 이뤘다. 올리비아는 폐동맥판폐쇄증으로 투병 중이다. 갓세븐은 앞으로도 월드투어 도시 난치병 아이들의 소원을 이뤄주며 아이들이 용기를 잃지 않고 꿈을 키워갈 수 있도록 힘을 보탠다는 계획이다. 갓세븐은 이번 이벤트는 ‘EDM(Every Dreams Matters! : 세상의 모든 꿈은 소중하다)’라는 캐치프레이즈 아래 진행될 JYP의 난치병 환아 소원 성취 사회공헌활동 일환으로 이뤄졌다. JYP는 ‘EDM 위시키드’ 지원, 대학생 봉사단 ‘EDM 위시엔젤’ 운영, 팬들과 함께하는 기부 캠페인 등 난치병 아이들의 꿈을 응원하는 다양한 활동을 전개할 예정이다. 이달 말에는 JYP 수장 박진영이 직접 난치병 아동의 소원을 들어주는 시간도 마련된다. 한편 JYP는 17일 서울 강동구 성내동 JYP센터에서 메이크어위시 한국지부와 난치병 환아를 위한 사회공헌사업 MOU를 체결했다. 메이크어위시는 백혈병, 뇌종양, 골육종 등 희귀 난치병으로 투병 중인 아동들의 소원을 이뤄주는 비영리단체로 전 세계 42개국에서 활동한다. 이정수 기자 tintin@seoul.co.kr

전기차 주행거리를 지금보다 2배 이상 늘릴 수 있는 대용량이면서도 부피는 3분의 1로 줄이고 폭발이나 화재위험까지 제거한 고체전지가 개발됐다. 한국생산기술연구원 연구진은 폭발과 화재위험을 없애면서도 배터리 팩 부피를 획기적으로 줄일 수 있는 전(全)고체전지 제작기술을 개발했다고 17일 밝혔다. 이번에 개발된 기술은 에너지저장장치(ESS)나 전기자동차의 배터리로 활용될 수 있을 것으로 기대되고 있다. 전고체전지는 전지 내부 양극과 음극 사이에 있는 전해질을 액체에서 고체로 바꾼 차세대 이차전지이다. 현재 전기차나 ESS에 사용되고 있는 이차전지는 대부분 액체전해질을 사용하는 리튬이온전지로 과열되거나 충전이 과하게 될 경우 팽창해 폭발할 가능성도 있다. 연구팀은 고체전해질 중 산화물, 특히 효율이 높은 리튬-란탄늄-지르코늄-산소(LLZO) 소재를 이용한 고강도 복합고체전해질 시트 제조기술을 개발했다. LLZO 소재는 안전성은 뛰어나지만 제작비용이 비싸고 용량이나 수명을 늘리는데 한계가 있어 상용화가 되지 못했다. 연구팀은 비교적 저렴한 연속생산 공정을 도입해 LLZO 분말의 생산비용을 줄이고 분말입자를 나노화시키는데 성공했다. 나노수준의 LLZO 고체전해질 분말은 전지 제작시간을 5분의 1로 줄임으로써 생산 비용도 크게 줄일 수 있었을 뿐만 아니라 전지의 용량과 수명을 좌우하는 이온전도도도 기존 기술보다 3배 이상 향상시켰다. 더군다나 전고체에너지 단위셀 10개로 구성된 바이폴라 구조의 셀스텍을 만드는데도 성공해 상용화 가능성을 한층 높였다. 가로 세로 각각 11㎝, 12㎝ 크기의 대면적 셀스텍을 과충전시킨 다음 가위로 자르는 외부 충격을 주는 실험을 했을 때도 불이 붙거나 폭발현상은 관찰되지 않았다. 여기에 400회 이상 충방전 후에도 배터리 초기용량의 84% 정도를 유지해 기존 전고체전지보다 수명이 5배 이상 늘었다. 이번 기술을 이끈 생산기술연구원 제주지역본부장 김호성 박사는 “최근 잇따른 에너지저장장치(ESS) 폭발, 화재사고로 배터리 안전성이 중요해지는 상황에서 국내 기술력으로 기존 전지를 대체할 수 있는 차세대 전고체전지 기술을 확보했다는 점이 의미가 크다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘노출의 계절’ 여름이 되면서 멋진 몸매를 가꾸기 위해서나 건강, 특히 적당한 신체활동은 치매 예방 같은 정신건강에도 도움이 된다고 해서 남녀노소 운동하는 이들이 늘고 있다. 매일 운동을 하는 사람들은 아침 일찍 일어나 운동을 하기도 하고 일과가 끝난 저녁시간이나 점심시간을 쪼개 체육관을 찾기도 한다. 과연 언제 운동하는 것이 가장 효과적일까. 과학자들의 최근 연구결과에 따르면 “운동 ‘목표’에 따라 자신에게 가장 잘 맛는 시간을 찾아 규칙적으로 하는 것이 중요하다”는 것이 정답이다. 미국 캘리포니아 어바인대(UC어바인) 의대 생화학과, 유전학및바이오인포메틱스연구소, 덴마크 코펜하겐대 통합생리학부, 스웨덴 카롤린스카연구소 분자의학·외과학·통합생리학과 공동연구팀은 운동을 하는 시간에 따라 그 효과가 달라지기 때문에 아침운동이 더 효과가 크다고 볼 수 없다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 메타볼리즘’에 실렸다. 연구팀은 생쥐를 이용해 잠에서 막 깬 시간과 잠들기 1~2시간 전에 쳇바퀴 돌기나 수영 같은 운동을 하도록 한 뒤 근육세포의 반응과 전체 대사과정을 정밀하게 관칠했다. 그 결과 운동에 따른 신체 대사활동은 ‘HIF1-α’라는 단백질이 관여하며 이는 신체 일주기시스템(신체시계)에 따라 작동된다는 사실이 확인됐다. 분석 결과 이른 아침에 하는 운동은 골격근에 강한 대사활동을 일으키는 동시에 근육세포의 지질과 당분 대사를 늘리고 저녁에 하는 운동은 전신 에너지 대사량을 늘린다고 연구진은 설명했다. 쉽게 말하면 근육을 늘리고 체력을 강화하고 싶은 사람은 아침 운동을, 다이어트나 살 빼기 위해서는 저녁운동을 하는 것이 효과적이라는 말이다. 이 때문에 연구팀은 2형 당뇨를 비롯한 대사질환을 앓고 있는 사람은 저녁운동보다는 오전 운동이 효과적이라고 충고했다. 연구팀은 운동을 위해 수면시간을 줄일 경우는 오히려 운동효과를 내지 못하고 신체시계를 교란시켜 인체 건강에 악영향을 미친다고 지적했다. 파울로 사소네-코르시 UC어바인 의대 교수는 “이번 연구는 적당한 신체운동은 건강에 도움을 주는데 아침과 저녁에 운동을 하는 시간에 따라 그 효과가 달라진다는 사실을 처음으로 밝혀낸 것”이라며 “추가 연구를 통해 시간대에 따른 운동전략으로 대사질환을 앓고 있는 환자들에게 도움을 줄 수 있는지 명확한 결론을 내릴 계획”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국 항공우주국(NASA)이 운영하는 허블 우주망원경이 커다란 심장을 가진 작은 은하를 관측하는데 성공했다. 나사는 허블 우주망원경에 장착된 탐사용 고성능카메라(ACS)와 광대역 행성카메라2(WFPC 2)를 이용해 ‘ESO 495-21’라고 명명된 은하를 촬영하는데 성공했다고 14일 밝혔다. 지구에서 1200광년 정도 떨어져 있는 나침반(Pyxis)자리에 위치한 ESO 495-21는 3000광년에 불과한 작은 크기의 은하이지만 엄청나게 많은 수의 항성(별)을 만들어 내는 것으로 확인됐다. 이 때문에 대형 블랙홀도 여러 개가 있을 것으로 추정되고 있는데 이 정도의 작은 은하에서는 이례적이라고 나사는 밝히고 있다. 나침반자리는 남반구에 위치한 별자리로 한국을 비롯한 북반구에서는 거의 볼 수 없으며 밝기 등급도 3등급 이하여서 육안으로는 거의 볼 수 없다. 보통 별은 은하의 차가운 가스에서 만들어진 거대한 분자구름에서 형성되는데 이번 관측을 통해 ESO 495-21는 크기는 작지만 일반 은하보다 1000배 가랑 빠르게 별을 만들어 내는 ‘폭발적 별생성 은하’(starburst galaxy)로 밝혀졌다. 특히 연구팀이 주목한 것은 ESO 495-21이 빠른 속도로 별을 만들어 내는 것 뿐만 아니라 초대형 블랙홀을 은하 중심에 두고 있다는 점이다. 일반적으로 은하가 클수록 블랙홀의 크기도 커진다. 실제로 우리은하인 은하수의 중심부에 ‘궁수자리*’라는 거대 블랙홀이 있는데 태양 크기의 400만배에 해당할 정도로 엄청난 크기를 자랑한다. 그런데 은하수 크기의 3%에 불과한 왜소은하인 ESO 495-21의 중심에 태양보다 100만배 정도 큰 블랙홀이 위치해 있다는 것 역시 매우 이례적인 일이라고 연구팀은 설명하고 있다. 이 때문에 은하의 초거대질량 블랙홀의 기원에 대한 논란을 풀어낼 수 있는 단서가 제공될 것으로도 기대되고 있다. 지금까지 천문학계에서는 은하계가 먼저 형성되고 중심에 있는 물질들이 블랙홀로 만들어지는 것인지, 거대 블랙홀이 주변에 별들을 모아 작은 은하를 형성해 발전하는지에 대한 논란이 지속되고 있는 상황이다. 나사 연구진은 “이번 관측을 통해 은하와 거대 항성이 어떻게 형성되고 진화되는지에 대한 매우 흥미로운 단서를 찾을 수 있을 것”이라며 “특히 왜소은하의 한 가운데서도 거대 블랙홀이 발견된 것은 은하 생성 과정에서 블랙홀이 먼저 생성됐다는 강력한 징후로 볼 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

사람들은 자신과 친한 친구나 처음 만난 사람인데 마음이 잘 맞을 경우 ‘주파수가 잘 맞는 사람’이라고 소개하곤 한다. 주파수가 맞는다는 것은 내가 말하지 않았는데도 똑같은 생각을 하거나 의도를 갖고 있을 때의 표현으로 ‘텔레파시가 통한다’라고도 말한다. 그런데 과학자들이 실제 자연에서 텔레파시가 통하고, 주파수가 맞는 현상을 발견해 주목받고 있다. 독일 막스플랑크 조류학연구소 행동신경생물학과, 루트비히 막시밀리안대 통합신경과학부, 남아프리카공화국 프레토리아대 동물학과 공동연구팀은 참새의 일종인 흰눈썹베짜기(White-browed sparrow-weaver) 수컷과 암컷이 함께 지저귈 때 뇌 활성화부위와 뇌신경세포 활동이 정확하게 일치한다고 14일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 13일자에 실렸다. 흰눈썹베짜기는 남부와 동부 아프리카에 폭넓게 분포하고 있는 참새의 일종으로 둥지를 짓고 지배적인 수컷 암컷 한 쌍과 함께 8마리가 함께 생활하는 것으로 알려져 있다. 흰눈썹베짜기는 천적이 다가오면 동료들과 한꺼번에 소리를 내 쫓아내는데 특히 암수 한 쌍이 정확히 같은 소리를 내 과학자들의 궁금증을 유발시켰지만 이에 대한 신경학적 메커니즘이 밝혀지지는 않았었다. 연구팀은 모바일 송수신기를 세 쌍의 암수컷의 뇌에 설치해 자연에 방사한 뒤 지저귈 때 뇌파와 음향신호를 동시에 기록했다. 새에 장치한 모바일 송수신기는 0.6g으로 배낭형태로 새에게 붙이도록 만들어졌다. 연구팀은 이 장치를 통해 세 쌍이 지저귀는 소리를 650개 파일로 저장했다. 이렇게 녹음된 소리를 분석한 결과 보통 수컷이 먼저 노래를 시작하고 암컷이 뒤따라 부르는 것으로 확인됐다. 수컷이 지저귀기 시작한 뒤 암컷이 노래를 시작하기 까지는 약 0.25초 밖에 걸리지 않은 것으로 나타났다. 정밀 장치 없이 그냥 들을 경우는 암수가 거의 동시에 지저귀는 것으로 느낄 수 있을 정도의 시간차이다.수컷이 노래를 부르기 시작하면 암컷의 대뇌 후배측면에 위치한 고차발성중추(HVC)라는 부위가 곧바로 활성화되면서 노래를 시작하게 된다고 연구팀은 설명했다. HVC는 새들의 소리학습과 생리적 반응을 관장하는 뇌 영역이다. 이 부위가 마치 두 물체의 진동수가 일치하는 공진현상처럼 한 쌍의 흰눈썹베짜기에게 HVC 부위 뇌파와 신경세포 활동이 일치한다는 것이다. 수잔나 호프만 독일 막스플랑크 조류학연구소 박사는 “이번 연구는 서로 다른 개체가 소리정보의 입력과 동시에 신경세포 활동과 음성이 동기화돼 일치한다는 것을 시각적으로 보여준 것으로 구체적인 신경학적 메커니즘은 추가 연구를 통해 규명할 계획”이라며 “사람들도 타인과 사회적 상호작용을 할 때 비슷한 형태로 작동할 것으로 보인다”라고 말했다. 호프만 박사는 “감각 정보의 입력이 제대로 되지 않을 경우나 관련 신경세포 활동이 비정상적일 때 타인과 상호작용이 어려워지는 것으로 생각된다”라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

무분별한 벌목과 인간이 만들어 낸 지구온난화로 인한 기후변화 때문에 지구에 살고 있는 생물의 터전인 숲이 사라지고 있다. 최근 영국과 스웨덴 생물학자들은 식물 멸종 속도가 포유류, 양서류, 조류 등 동물의 멸종 속도보다 2배 빠르다는 연구결과가 발표한 바 있다. 지난달 프랑스에서 열린 유엔 환경계획 산하 ‘생물다양성과 생태계를 위한 정부간 과학정책기구’(IPBES) 제7차 총회에서 채택된 ‘전지구 생물다양성 및 생태계서비스 평가에 대한 정책결정자를 위한 요약보고서’에 따르면 지난해 지구 전체에서 벨기에 면적에 버금가는 3만 6000㎢의 숲이 파괴됐다. 브라질 국립우주연구원에 따르면 지난해 파괴된 아마존 열대우림은 서울시 면적의 13배에 달하는 7900㎢이다. 숲의 파괴는 사람들에게도 심각한 영향을 미치지만 직접적 삶의 터전으로 삼고 있는 동물들은 그 피해가 더 심각하다. 미국 듀크대 진화인류학과, 영장류 장내미생물 연구프로젝트(PMP), 미네소타대 컴퓨터과학공학과, 버지니아공과대(버지니아텍) 어류·야생환경보존과, 생명과학과, 에모리대 환경과학과, 스토니브룩대 인류학과, 영국 임페리얼칼리지런던 생명과학과 공동연구팀은 삶의 환경이 바뀌면 동물들의 장내미생물이 변화되면서 생존 자체를 위협할 가능성이 크고 결국 멸종 위험성을 높인다고 14일 밝혔다. 이번 연구결과는 영국왕립학회에서 발행하는 생물학 분야 국제학술지 ‘바이올로지 레터스’ 13일자에 실렸다. 연구팀은 농경지와 목초지로 조성하기 위해 매년 수천 ㎢의 숲이 개간되고 있는 마다가스카르 섬에 살고 있는 12종 128마리의 여우원숭이 장내미생물의 변화를 관찰했다. 연구팀은 특히 마다가스카르에만 살고 있는 시파카 여우원숭이와 마다가스카르와 마요트에만 사는 갈색 여우원숭이에 주목했다. 갈색 여우원숭이는 주로 과일을 먹고 시파카 여우원숭이는 잎을 주식으로 삼는 것으로 알려져 있다. 연구팀은 장내미생물이 건강상태를 결정하는만큼 장내미생물 상태와 분포의 변화가 종의 생존에 영향을 미친다고 가정했다. 그래서 연구팀은 이들 원숭이의 변을 채집해 장내미생물을 결정하는 것으로 알려진 ‘16S rRNA’ 유전자를 분석했다. 그 결과 서식 영역에 따라 장내 미생물이 눈에 띄게 차이가 난다는 사실을 확인했다. 특히 일부 여우원숭이들은 뻣뻣한 잎을 소화시키기 쉽게 하기 위해 다른 종에서는 발견할 수 없는 장내미생물을 갖고 있는다는 사실을 발견한 것이다. 갈색 여우원숭이는 섬의 어느 곳에 서식하든 간에 비슷한 종류의 장내미생물을 갖고 있었지만 잎을 주식으로 삼는 시파카 여우원숭이의 장내미생물은 서식지가 조금만 차이가 나더라도 확연하게 다르다는 것을 확인했다. 연구팀은 서식지가 파괴돼 섬 내 다른 곳으로 이동하더라도 적응하기 어려운 이유는 해당 지역에서 자라는 식물의 특정 섬유소를 소화시킬 수 있는 장내미생물을 갖고 있지 못하기 때문이라고 분석했다. 리디아 그린 듀크대 박사(생태학)는 “섭취하는 음식이 제한적인 동물들에게 있어서는 서식지 환경파괴는 음식물 제공이 완전히 차단되는 것과 마찬가지 상황”이라며 “무분별한 개발과 벌목으로 산림이 파괴하는 것은 해당 지역에서 사는 동물 전체의 생태계 먹이사실을 붕괴시키는 것과 마찬가지”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난 4월 25일 국내 자체개발한 소형 수직이착륙무인기를 이용한 인공강우실험 정밀분석 결과가 발표됐다. 그러나 자연강수와 섞여 0.5㎜ 정도의 비만 내려 인공강우 효과는 미미한 것으로 나타났다. 한국항공우주연구원과 기상청 국립기상과학원은 전남 고흥과 보성 주변에서 유무인기 협업을 통해 진행했던 지난 4월 인공강우 실험에 대한 이같은 분석결과를 16일 발표했다. 항공우주연구원에서 운용한 무인기는 인공강우용 구름씨를 살포했고 기상과학원에서 띄운 기상항공기는 인공강우 후 기상과 구름변화를 관측했다. 항우연과 기상과학원은 지난 4월 24일 항우연 고흥항공센터 북동쪽 반경 12㎞, 고도 800m 상공에 수직이착륙무인기 TR-60을 띄워 염화칼슘을 함유한 인공강우용 연소탄을 세 번에 걸쳐 12발의 연소탄을 살포했다. 분석 결과 구름씨 살포 후 큰 구름입자의 물 함유농도는 3.8배, 평균 입자 크기는 25㎛(마이크로미터) 늘어난 것으로 확인됐다. 또 실험대상 지역 상공에서는 지상에서 발사한 레이더파의 반사도가 약 10dBZ 정도 증가했다고 분석팀은 밝혔다. 1㎥ 내 직경 1㎜인 물방울이 1개일 때는 0dBZ, 10개일 때는 10dBZ, 100개는 20dBZ로 구름내 물방울이 많이 포함돼 있을 수록 반사도는 높아지게 된다. 이와 함께 구름씨 살포 후 보성에서는 약한 비가 감지됐고 광양에서는 자연강수와 섞인 상태에서 인공강우 효과는 0.5㎜ 강수량을 보인 것으로 확인됐다. 사실상 인공강우 효과는 거의 없다고 봐야할 수준이다. 과기부 성장동력기획과 권기석 과장은 “이번 실험은 유인기와 무인기를 활용한 인공강우 가능성에 대한 검증차원에서 이뤄진 것”이라며 “무인기를 이용해 인공강우 실험을 한 것은 찾아보기 어려운 시도로 앞으로도 지속적인 공동연구를 통해 기상관측과 예측, 가뭄 및 미세먼지 저감 등 관련 기술 연구개발?실증을 추진할 예정”이라고 말했다. 한편 기상청은 기상항공기 운항계획에 따라 상세 기상여건을 분석해 올해 13회 정도 추가로 인공강우를 실시할 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

토요일인 15일에는 구름 많은 날씨에 전국 곳곳에 소나기가 내릴 것으로 보여 외출할 때 우산을 챙기는 것이 좋겠다. 기상청은 “15일 토요일은 중국 상해 부근에 위치한 고기압의 가장자리에 들어 전국에 구름이 많겠지만 대기불안정으로 경기 동부, 강원영서, 충북북부, 경상도 지역에는 오후에 소나기가 내릴 것”이라고 14일 예보했다. 소나기가 내리는 지역들에서는 돌풍과 함께 천둥과, 번개도 예상된다. 또 강원영동과 경북 동해안에는 저녁시간부터 비가 내리기 시작해 일요일 아침까지 이어질 것으로 보인다. 토요일 전국의 아침 예상기온은 15~19도, 낮 최고기온은 21~29도 분포로 평년과 비슷하겠다. 지역별 낮 최고기온은 춘천, 대구 28도, 서울, 대전 27도, 부산 25도, 광주 24도, 제주 23도 등이다. 일요일인 16일 아침 예상 기온도 14~18도, 낮 최고기온도 19~28도 분포를 보여 평년(23~29도)과 비슷할 것으로 보인다. 한편 국립환경과학원은 15일 전국의 미세먼지 농도는 대부분 ‘보통’ 수준이겠지만 일부 서쪽 지역은 오전에 대기 정체로 국내 생성 오염물질이 축적돼 농도가 다소 높아 일시적으로 ‘나쁨’ 수준을 보일 수 있을 것으로 전망했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

아직 팔팔한 청춘이라고 생각했는데 어느날 갑자기 어깨가 잘 움직이지 않는 오십견 증상이 나타나고 하루 종일 책상 앞에 앉아있다가 퇴근 후에야식으로 스트레스를 풀다가 문득 만져지는 불룩한 뱃살과 허리에 놀라곤 한다. 더군다나 노출의 계절 여름이 본격적으로 시작되면서 뒤늦게라도 운동을 해야 하나 생각을 하지만 운동을 위해 따로 시간을 내는 것은 여간한 의지로는 쉽지 않은 일이다. 그런데 발가락 하나 꼼짝하기 싫은 ‘만사 귀차니즘’에 빠진 사람의 귀를 솔깃하게 만드는 연구결과가 발표됐다. 독일 마르틴루터대 스포츠과학연구소, 훔볼트대 스포츠과학연구소, 베를린의학센터 공동연구팀은 사우나에 10~25분 가량만 앉아있더라도 가벼운 조깅이나 실내자전거를 탄 것과 똑같은 운동효과를 낸다는 연구결과를 13일 밝혔다. 이번 연구결과는 대체보완의학 분야 국제학술지 ‘컴플리멘터리 테라피스 인 메디슨’ 최신호에 실렸다. 연구팀은 19명의 건강한 성인남녀를 대상으로 사우나의 운동효과를 측정하기 위해 95도, 실내습도 13%의 사우나에서 25분 동안 앉아있도록 했다. 연구팀은 사우나에 들어가기 직전과 사우나 직후, 사우나에서 나와서 30분 휴식을 취한 이후 혈압과 심박수를 측정했다. 그 결과 25분간 사우나를 할 경우 같은 시간 실내자전거 타기를 한 것과 똑같은 수준의 혈압 상승과 심장박동 증가가 관찰됐다. 혈압상승과 심장박동 증가는 사우나가 운동과 같이 신체적 부하를 가해 심혈관 근육강화에 도움을 준다는 의미라고 연구팀은 설명했다. 연구팀은 25분 내내 사우나에 앉아있는 것이 부담스러울 경우 ‘3~5분 사우나-2분 휴식’ 같은 시간간격을 두고 사우나를 하는 것도 도움이 된다고 덧붙였다. 한편 연구팀은 체중감량을 위해 사우나를 이용하는 경우가 많지만 사우나에서 땀으로 배출되는 것은 체내 수분이기 때문에 사우나 이후 갈증으로 수분을 흡수하면 다시 원상복귀된다고 말했다. 사샤 케텔후트 마르틴루터대 교수는 “일반적으로 사우나는 피로 회복 차원에서 많이 이용하지만 이번 연구는 30분 이내의 사우나는 심장근육의 산소소비량이 증가시켜 100와트 정도의 중강도의 운동과 똑같은 효과를 가져다 준다는 사실을 처음 보여줬다”라면서 “사우나의 운동효과는 한 두번해서 나타나는 단기적인 것이 아니라 장기적인 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘기적의 해’ 1905년 알버트 아인슈타인은 세 편의 논문을 쏟아냈다. 특수상대성이론, 광전효과, 그리고 브라운운동과 관련한 방정식에 관한 것이다. 특수상대성이론과 광전효과 논문에 비해 브라운 운동에 관한 논문은 상대적으로 덜 알려져 있다. 19세기 영국 식물학자 로버트 브라운이 현미경으로 물에 떠있는 꽃가루가 끊임없이 불규칙하게 움직이는 모습을 발견했다. 사람들은 액체나 기체 같은 유체내 움직이는 미세한 입자의 불규칙한 운동을 ‘브라운 운동’이라고 불렀다. 아인슈타인은 한 번 충돌로 입자를 움직일 수는 없지만 초당 수 백만번의 무작위 충돌로 브라운 운동이 나타날 수 있다는 사실을 맥스웰 기체분자이론을 적용해 방정식을 만들어 냈다. 미세입자운동의 비밀이 아인슈타인의 브라운운동 방정식을 통해 어느 정도 밝혀졌지만 여러 분자나 입자가 섞여 있는 혼합 유체에서는 잘 맞지 않았다. 그래서 혼합 유체에서 입자의 운동을 설명하는 것은 현대 통계물리학의 난제로 남게 됐다. 중앙대 세포화학동력학센터, 화학과, 서울대 화학과, 이화여대 화학·나노과학과, 서강대 화학과 공동연구팀은 세포 속 같은 복잡한 액체환경에서도 일관되게 나타나는 분자들의 수송 원리를 발견했다고 13일 밝혔다. 이 때문에 아인슈타인의 브라운 운동 이론으로도 해결되지 않던 통계물리학의 난제가 풀렸다는 평가를 받고 있다. 이번 연구결과는 미국국립학술원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 11일자에 실렸다. 연구팀은 복잡액체 속 입자나 콜로이드 상태의 입자 이동거리 분포는 시간에 따라 정규분포에서 벗어나는 정도가 늘어났다 줄어들었다하는 양상을 보인다는 것을 관찰했다. 이 같은 입자의 움직임은 세포핵, 세포질, 세포막, 고분자 유체, 유리, 이온액체 등 다양한 복잡액체에서 공통적으로 관찰됐다. 연구팀은 환경에 따라 운동성이 변하는 무작위 운동입자 모델에서 아인슈타인의 방정식과는 다른 새로운 수송방정식을 도출해냈다. 이 방정식은 과냉각된 물 분자의 운동은 물론 아령처럼 연결된 2차원 강체입자의 유체운동, 콜로이드 입자 운동 등 다양한 복잡유체 내 입자와 운동을 일관되게 설명할 수 있는 것으로 확인됐다. 또 연구팀은 이번 방정식에서 내적 무질서도, 외적 무질서도라는 새로운 개념을 제시하기도 했다. 성재영 중앙대 교수는 “이번 연구는 통계물리학 분야의 난제인 복잡유체 내 분자열운동과 수송현상을 설명할 수 있는 방정식과 그 답을 찾아낸 것”이라며 “세포 내 효소와 생체 고분자들의 열운동을 통해 나타나는 다양한 생명현상들을 물리화학적으로 이해하고 예측하는데 도움을 줄 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

4차산업혁명의 핵심기술이라고 불리는 빅데이터와 인공지능(AI) 기술을 활용해 신약개발기간을 절반으로 줄이고 약물 부작용을 미리 예측할 수 있는 플랫폼 개발에 3년간 258억원이 투입된다. 과학기술정보통신부와 보건복지부는 맞춤형 인공지능 플랫폼 개발을 위해 인공지능과 신약개발 전문가로 이뤄진 6개 연구팀과 운영관리기관을 곧 구성한다고 13일 밝혔다. 신약개발을 위해서는 1조원 이상의 막대한 연구개발 비용과 약 15년에 달하는 긴 개발 기간이 필요하다. 그러나 세계적인 글로벌 제약사들과는 달리 중소규모에 불과한 국내 제약사에게는 이런 막대한 비용과 시간 투자는 사실상 어려운 문제이다. 이 때문에 아직까지 세계적인 빅 히트 상품이 나오지 못하고 있다. 이 때문에 최근 인공지능을 활용해 신약개발에 소요되는 시간을 단축함으로써 연구개발 투입비용도 줄이는 방안이 유력하게 대두돼 왔다. 실제로 이번에 구성되는 연구팀이 개발하는 것은 후보물질을 찾아내고 임상시험까지 신약개발 단계별로 맞춤형 인공지능 플랫폼 구축을 주요 내용으로 한다. 특히 기초연구와 논문자료를 심층학습한 인공지능으로 신약 후보물질을 빠르게 찾아내는 후보물질발굴 분야, 발기부전 치료제 비아그라처럼 안정성이 이미 검증된 약물의 새로운 효능을 발견해 신약으로 활용할 수 있도록 하는 신약재창출 분야, 의약품 부작용 사례를 학습한 뒤 이상사례 발생 전에 신약의 부작용을 미리 예측해 내는 스마트 약물감시 3개 분야가 우선 개발될 예정이다. 신약후보물질발굴 분야는 바이오기업 아론티어, 중앙대, 대구경북첨단의료산업진흥재단, 이화여대 4개 팀이 연구를 수행하게 된다. 신약 재창출 분야는 임상허가를 통해 안전성이 검증된 약품의 새로운 기능을 찾아내는 것이기 때문에 추가 임상기간이 짧아 적은 비용으로 높은 부가가치를 창출하 수 있다는 장점이 있다. 이를 위해 카이스트 이관수 교수팀이 관련 딥러닝 모델을 개발할 계획이다. 또 의약품 시판 이후 이뤄졌던 사후적 약물 감시체계를 보완해 의약품이 소비자들에게 전달되기 전에 약물이상반응을 조기예측할 수 있는 기술은 서울아산병원 연구팀에 의해 개발된다. 서경춘 과기부 생명기술과 과장은 “이번에 추진되는 신약개발 인공지능 플랫폼은 연구자는 물론 기업이 자유롭게 사용할 수 있도록 공개될 계획”이라며 “플랫폼이 성공적으로 구축될 경우 신약개발기간이 약 15년 걸리던 것을 7~8년으로 절반 가까이 줄일 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지난해 11월 말 허젠쿠이 중국 남방과기대 교수가 크리스퍼 유전자 가위를 이용해 후천성면역결핍증(AIDS)에 걸리지 않도록 유전자 편집을 한 쌍둥이 아기가 태어나게 했다고 발표해 전 세계 과학계가 발칵 뒤집혔다. 이후 중국 과학계 내에서도 비판과 자성의 목소리가 터져나오는 한편 생명과학계에서는 인간의 존엄성을 침해하지 않는 연구 지침을 마련하기 위한 모임을 갖는 등 움직임이 있었다.유전자 편집 기술 연구가 위축되는 것 아니냐는 우려도 있었지만 유전자 가위를 이용한 난치병 치료와 유전자 가위 기술의 정확도를 높이기 위한 연구는 꾸준히 이어지고 있다. 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 13일자에는 생명과학자들의 주목할만한 연구 두 편이 한꺼번에 실렸다. 우선 중국과학원 선전고등기술연구원, 중산대, 남중국농업대, 미국 매사추세츠공과대(MIT), 매사추세츠종합병원, 하버드-MIT 브로드연구소 등 공동연구팀은 크리스퍼 유전자 가위를 이용해 마카크 원숭이의 ‘Shank3’(섕크3) 유전자를 편집해 사람에게 나타나는 자폐증과 다른 신경발달장애와 관련된 증상을 그대로 재현하는데 성공했다. 자폐스펙트럼 장애는 소아 1000명당 1명꼴로 나타나는 발달장애로 타인과 상호관계가 형성되지 않고 정서적 유대감을 형성하기 어려운 것이 특징이다. 많은 연구자들이 자폐증을 치료할 수 있는 약물 개발에 나서고 있지만 모두 실패해 현재는 행동·심리 치료법이 유일하다. 자폐증 치료약물 개발에 나선 연구자들은 생쥐를 이용해 전임상실험을 했지만 생쥐와 사람의 신경학적 구조의 차이 때문에 치료제 개발로 이어지지 않았다. 이런 문제를 극복하고자 연구팀은 영장류를 이용해 치료제 개발의 단초를 마련하려고 시도했다.섕크3 유전자는 뇌의 선조체라는 부분에 위치해 있다. 선조체는 습관적 행동, 계획, 관계형성은 물론 자전거를 타거나 수영하는 법 같은 신체 기억을 형성하는데 도움을 주는 영역이다. 연구팀은 크리스퍼 유전자 가위를 이용해 섕크3 유전자에 변이를 일으킨 마카크 원숭이 배아를 착상시킨 뒤 섕크3 유전자 변이를 가진 마카크 원숭이를 태어나게 했다. 이렇게 태어난 마카크 원숭이는 자폐스펙트럼 장애를 가진 사람과 같이 강박적이고 반복적인 행동을 했고 다른 원숭이들과 상호작용이 적게 나타나는 것을 관찰됐다. 연구팀은 이들 마카크 원숭이의 뇌를 자기공명영상(MRI)으로 촬영한 결과 뇌 신경세포와 선조체 등에서 기능적 연결성이 감소되는 등 자폐스펙트럼 장애를 가진 사람의 뇌 활동 패턴과 일치하는 것으로 확인됐다. 연구팀은 자폐증 치료 후보 물질들을 투여해 약물 치료가 자폐스펙트럼 장애에 미치는 영향을 추가 연구할 계획이라고 밝혔다. 저후이후이 중국 선전고등기술연구원 교수는 “생물학 분야에서 생쥐 모델은 여전히 중요하지만 자폐증과 같은 신경장애 분야에서는 영장류를 이용한 실험모델이 더 효과적이라고 생각한다”며 “이번 연구는 자폐증의 신경생물학적 메커니즘에 대한 명확한 이해와 함께 효과적인 치료제나 유전자 치료법을 찾는데 도움이 될 것”이라고 말했다. 한편 미국 컬럼비아대 생화학·생물물리학과, 약리학과 공동연구팀은 크리스퍼-캐스 유전자 가위의 정확도를 높이고 오류 가능성을 낮출 수 있는 ‘인터그레이트(INTEGRATE)’라는 방법을 개발해 ‘네이처’ 13일자에 발표했다. 기존의 크리스퍼 유전자 가위는 가이드RNA가 원하는 유전자(DNA) 지점까지 찾아간 뒤 절단효소로 목표지점을 정확하게 잘라낸 뒤 이어붙이거나 새로운 유전자를 삽입하는 방식으로 유전자를 편집한다. 문제는 ‘잘라내고 이어붙이고 삽입하는’ 과정에서 오류가 발생할 가능성이 적지 않다는 것이다. 이 때문에 연구팀은 콜레라균에서 발견한 ‘점핑 유전자’를 이용해 가이드RNA가 원하는 위치까지 새로운 DNA를 끌고간 다음 바꾸고자 하는 DNA에 덮어씌우는 방식으로 유전자를 편집하는 ‘크리스퍼 유전자 접착제’ 기술이라고 설명하고 있다. 이 방식은 오류 발생 가능성을 기존 방식보다 획기적으로 낮춤으로써 유전자 치료나 작물 재배에 곧바로 적용할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“가난한 다수를 도울 수 없는 자유 사회는 부유한 소수도 구할 수 없다.”(미국 35대 대통령 존 F 케네디) 한국은 외환위기 이후 소득 불평등 격차가 점점 커지고 있습니다. 소득 불평등의 현실은 직시하지 않고 여전히 ‘하면 된다’를 외치는 사람들이 많습니다. ‘너만 잘하면 돼’라는 실력주의로 포장된 사회에서 빈곤층은 경제적 곤란으로 그러잖아도 힘든데 ‘게으르다’는 모욕까지 받습니다. 그렇지만 ‘승자독식’ 신자유주의 시스템에서 빈곤은 기회의 박탈을 의미하기 때문에 개인의 노력만으로는 여간해서 벗어나기 힘듭니다. 그렇다면 가난이 개인의 기본 자산인 건강에는 어떤 영향을 미칠지 보건학자와 통계학자가 분석에 나섰습니다. 영국 리버풀대 인구보건과학연구소, 런던대(UCL) 아동보건연구소 공동연구팀은 유년 시절 경험하는 빈곤은 신체 건강과 정신 건강에 악영향을 미치며 성인기까지 이어질 가능성이 높다는 연구결과를 발표했습니다. 이번 연구결과는 영국 왕립의학회에서 발행하는 보건 분야 국제학술지 ‘아카이브 오브 디지즈 차일드후드’ 12일자에 실렸습니다. 연구팀은 2000년 9월부터 2002년 1월에 영국에서 태어나 거주하고 있는 아이 1만 652명을 대상으로 한 ‘밀레니엄 코흐트 연구’ 데이터를 분석했습니다. 연구팀은 생후 9개월, 3, 5, 7, 11, 14세에 가계소득 변화와 아동의 생활 습관, 비만도, 만성 질환 등 신체 건강, 우울증, 주의력 결핍 및 과잉행동장애(ADHD) 같은 정신 건강 상태에 대한 응답에 주목했습니다. 연구팀은 빈곤의 기준을 평균 가계소득의 60% 이하로 정했습니다. 이 기준으로 분류했을 때 빈곤을 한 번도 경험하지 않은 아동은 6652명(62.4%), 빈곤층을 벗어나지 못한 아동은 2046명(19.4%), 생후 9개월~7세에 가난을 경험한 아동은 1424명(13.4%), 11~14세에 가난을 경험한 아동은 530명(4.8%)으로 나타났습니다. 연구팀은 부모의 교육수준, 인종 등 변수까지 고려해 빈곤을 경험한 적이 없는 아동과 그렇지 않은 아동들의 신체적, 정신적 건강을 비교했습니다. 그 결과 빈곤을 벗어나지 못한 아동은 빈곤을 경험하지 않은 아이들보다 정신적 문제를 겪을 위험이 3배, 비만 위험은 1.5배 높게 나타났습니다. 천식과 같은 만성 질환이나 백혈병과 같은 장기 치료가 필요한 질병에 걸릴 위험도 2배 가까이 높은 것으로 확인됐습니다. 연구팀은 아동기 빈곤은 청소년기와 청년기의 일탈적 행동으로 이어질 수 있을 뿐만 아니라 대를 이은 빈곤의 악순환을 겪게 만들 가능성이 높다고 지적했습니다. 이번 연구를 주도한 에릭 라이 리버풀대 보건정책학 박사는 “유년기에 경험하는 빈곤은 장기적으로 사회 전체에 부정적 영향을 미칠 수 있는 만큼 정부 정책과 복지 서비스는 모든 어린이가 잠재력을 최대한 발휘할 수 있도록 책임지는 방향으로 추진돼야 한다”고 강조했습니다. 북유럽 국가들이 혁신적인 이유는 탄탄한 복지 체계를 배경으로 시장에서 실패하더라도 다시 재기할 수 있다는 확신을 공유하기 때문입니다. 최근 많은 사람들이 한국 사회에 기업가 정신이 사라졌다고 비판합니다. 4차 산업혁명을 외치는 요즘 1970~1980년대처럼 ‘하면 될 것’이라는 생각만으로는 혁신과 성취 아무것도 얻을 수 없습니다. 삶의 안정성이 보장되지 않는 사회에서 도전 정신과 기업가 정신을 말하는 것은 나무 아래에서 물고기를 구하는 꼴이고 ‘꼰대이즘’일 뿐입니다. edmondy@seoul.co.kr