문라영(삼육대)이 한국 여자 스켈레톤 사상 처음으로 국제대회 금메달을 목에 걸었다. 문라영은 15일 캐나다 캘거리에서 열린 2016~17시즌 국제봅슬레이스켈레톤경기연맹(IBSF) 북아메리카컵 2차 대회에서 1, 2차 시기 합계 1분58초12의 기록으로 금메달을 수확했다. 문라영은 1차 시기에서 3위(59초17)에 그쳤지만 2차 시기에서 1위(58초95)로 기록을 끌어올리면서 최종 1위에 올랐다. 2위는 캐나다의 매디슨 차니(1분58초26), 3위는 한국의 정소피아(1분58초37)가 차지했다. 문라영과 정소피아는 전날 1차 대회에서는 각각 4위, 3위에 올랐다. 문라영의 우승으로 남자에 비해 두각을 나타내지 못했던 여자 썰매(봅슬레이·스켈레톤)도 앞으로 국제무대에서 활약상을 전해올 수 있을지 주목된다. 스켈레톤 국가대표팀의 리차드 브롬리 코치는 “놀라운 성장을 한 선수들이 자랑스럽다”고 말했다. 한편 원윤종·김진수·지훈·오제한은 이날 같은 장소에서 열린 남자 봅슬레이 4인승 부문에서 1분50초17의 기록으로 3위에 올랐다. 원윤종이 이끄는 한국 팀은 전날 1차 대회에서는 은메달을 수확했다. 지난 시즌을 세계랭킹 2위로 마친 한국 스켈레톤의 ‘간판’ 윤성빈은 출전하지 않았다. 심현희 기자 macduck@seoul.co.kr

봅슬레이는 북아메리카컵 銀 한국 쇼트트랙 ‘간판’ 심석희(한체대)가 컨디션 난조를 딛고 월드컵 2차 대회 첫 금메달을 목에 걸었다. 심석희는 14일 미국 솔트레이크시티 유타 올림픽 오벌에서 열린 2016~17 국제빙상경기연맹(ISU) 쇼트트랙월드컵 2차 대회 여자 1500ｍ 2차 결승에서 2분22초384의 기록으로 가장 먼저 결승선을 끊었다. 전날 출전한 여자 1000m 준결승을 1위로 통과했지만 실격되면서 결승 진출에 실패했던 그는 이날 우승으로 2차 대회 첫 금메달을 수확했다. 심석희는 왼쪽 발꿈치 부상 이후 회복 훈련에 전념하다 이번 대회에 출전했다. 몸 상태는 완전하지 않았지만 1500ｍ 2차 경기 결승에서 중반부에 스피드를 끌어올리며 선두로 치고 올라가 압도적인 실력으로 1위로 경기를 마쳤다. 2위는 김지유(잠일고), 3위는 노도희(한체대)가 차지해 한국 선수들이 메달을 휩쓸었다. 심석희는 이후 열린 여자 3000ｍ 계주에서도 맹활약해 2관왕에 올랐다. 최민정은 이날 한국 쇼트트랙의 취약 종목인 단거리 500ｍ에서 값진 은메달을 보탰다. 초반 4위로 처져있었지만 마지막 곡선주로에서 바깥쪽 코스를 질주해 중국 판커신을 간발의 차로 제치고 역전 은메달을 땄다. 남자부 이정수가 1500ｍ에서 2분8초646으로 은메달을 추가한 한국은 이번 대회 금메달 5개, 은 4개, 동 1개를 수확했다. 한편 원윤종·김진수·전정린·오제한은 캐나다 캘거리에서 열린 국제봅슬레이스켈레톤경기연맹(IBSF) 북아메리카컵 봅슬레이 남자 4인승 1차 대회에서 1분49초23의 기록으로 2위에 올랐다. 이한신도 스켈레톤 남자 1차 대회에서 은메달(1분54초78)을 따냈다. 심현희 기자 macduck@seoul.co.kr

세포 리보솜 입체 구조 등 규명… 2009년도 노벨 화학상 수상 “연구자들, 대중과 소통 필요” “물리학 박사 학위까지 받았지만 생물학을 공부하고 싶다는 생각에 학부과정부터 다시 시작했습니다. 막 입학한 대학생들과 기초 생물학 수업을 들으면서 ‘박사 학위도 있는 내가…’라는 생각도 여러 번 했죠. 그렇지만 내가 좋아하는 것, 재미있어 하는 일을 할 수 있다는 것에 기운을 냈고 결국 노벨상까지 받게 됐습니다.” 기초과학연구원(IBS)의 초청으로 처음 방한한 벤카트라만 라마크리슈난(64) 영국 왕립학회장은 기자들과 만나 “과학자는 자신이 흥미를 갖는 분야가 무엇인지를 찾고 무엇을 연구할지 명확히 정해 한길을 파는 것이 중요하다”고 말했다. 특히 기초과학 분야에서는 성과가 나오기까지 시간이 오래 걸리고 힘든 과정을 거치기 때문에 연구자가 ‘재미’를 느끼지 못하면 쉽게 포기하고 유행만 좇게 된다는 것이다. 영국국립의학연구소 분자생물학연구소 교수이기도 한 라마크리슈난 회장은 세포 안에서 단백질을 만드는 소기관인 리보솜의 입체 구조와 기능을 원자 수준에서 규명하면서 2009년도 노벨 화학상을 받았다. 이때 토머스 스타이츠 미국 예일대 교수, 아다 요나트 이스라엘 와이즈만연구소 박사가 함께 수상했다. 그는 지난해부터 왕립학회장을 맡았다. 1660년에 설립된 학회는 아이작 뉴턴, 찰스 다윈, 알베르트 아인슈타인 등 유명 과학자들이 회원이었고, 리처드 도킨스, 스티븐 호킹, 팀 버너스 리 같은 세계적 과학자들이 회원으로 등록돼 있다. 역대 회원들 중 노벨상 수상자만도 80명에 이르는 영국의 과학 중심기관이다. 라마크리슈난 회장은 왕립학회가 과학기술 대중화를 위해 다양한 형태의 대중강연과 과학교양서 발간을 지원하는 점을 소개하면서, 일반인들이 첨단 과학을 이해할 수 있도록 현장 과학자들이 더 많이 나서야 한다고 강조했다. 그는 “연구자의 연구비는 국민의 세금이니 그것이 어떻게 쓰이는지 알리는 것이 연구자들의 당연한 의무”라며 “과학이 한 사회의 문화로 정착하기 위해서는 연구자들이 좀더 노력해야 한다”고 설명했다. 그는 “과학계에서도 대중강연을 하거나 언론 기고, 교양서적을 쓰는 과학자들에 대해 ‘연구를 열심히 안 하는 사람’이라는 생각을 갖는 경우가 많은데 과학이 대중과 좀더 친근하게 다가서기 위해서는 반드시 사라져야 하는 편견”이라고 했다. 이와 함께 현재 우리의 삶을 둘러싸고 있는 많은 정책결정들이 과학기술과 관련돼 있기 때문에 제대로 된 정책이 시행되고 있는지를 알기 위해서 대중도 과학에 관심을 가져야 한다고 충고했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“연구비 지원 기준 IF 수치 따지면 창의적 연구 아닌 트렌드에 종속” “기초과학 분야를 지원하기 위한 삼성미래기술육성재단의 과제 평가위원으로 참여했던 적이 있습니다. 그런데 심사기준에도 없던 ‘임팩트 팩터’(IF) 높은 학술지에 논문을 내겠다는 목표를 제시한 지원자들이 대부분이더군요. 유명 학술지에 논문을 내는 것이 연구 목표가 된다면 과연 창의적 연구가 가능하겠습니까.” 랜디 셰크먼(68) 캘리포니아 버클리대(UC버클리) 분자 및 세포생물학과 교수는 5일 연세대에서 기자들과 만나 이같이 밝혔다. 임팩트 팩터는 논문이 다른 논문에 얼마나 인용됐는지를 바탕으로 계산한 수치다. IF가 10 이상일 경우 인용이 많이 되는 학술지로 분류되는데 흔히 3대 과학학술지라고 하는 네이처, 사이언스, 셀은 IF가 30이 넘는다. 셰크먼 교수는 “IF는 30년 전 도서관 사서들이 잡지 구독량을 결정하기 위해 게재된 논문의 인용 횟수를 따지며 만든 개념인데 지금은 연구자들까지 종속될 정도로 무분별하게 쓰고 있다”며 “연구비를 지원하는 정부기관이 ‘IF 높은 학술지에 논문 게재’를 기준으로 한다면 창의적 연구보다는 트렌드를 따라가는 연구를 하라는 얘기”라고 비판했다. 그는 한국의 기초과학에 대한 조언도 아끼지 않았다. 미국도 약 70년 전인 제2차 세계대전 직후 국립보건원(NIH)과 국립과학재단(NSF)을 설립해 안정적인 기초연구 지원 시스템을 갖췄다고 소개했다. 셰크먼 교수는 자신이 만난 미국 내 한국인 연구자들의 사례를 들며 우수 한인과학자들을 끌어들이거나 기초과학 기반을 탄탄히 다지기 위해서는 잘 알려지지 않은 기초과학 분야도 어려움 없이 안정적으로 연구할 수 있다는 확신을 갖게 해주는 것이 필요하다고 강조했다. 세포의 물질운송 메커니즘을 규명한 공로로 제임스 로스먼 예일대 교수, 토마스 쥐트호프 스탠퍼드대 교수와 함께2013년 노벨 생리의학상을 수상한 셰크먼 교수는 지난 9월 연세대 생명시스템학과 석좌교수 및 기초과학연구원(IBS) 자문교수로 임용됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

20년 전 몬산토가 시장에 내놓은 제초제 저항성 대두는 상업적으로 가장 성공한 유전자변형작물(GMO) 중 하나다. 세균이 가지고 있는 제초제 저항성 유전자를 콩 염색체에 도입해 만든 것으로 몬산토가 생산하는 라운드업이라는 제초제를 뿌려도 죽지 않기 때문에 잡초에 의한 피해를 크게 줄일 수 있다. 이 콩을 비롯해 옥수수, 카놀라 등 다양한 GMO 종자가 미국과 남미 등 세계 각국에서 대량 재배되어 한국을 비롯한 여러 나라에서 소비되고 있다. 수렵·채집 생활을 하지 않는 한 우리는 GMO 유래 식품을 거의 매일 먹고 있다고 볼 수 있다. 그럼에도 불구하고 GMO에 대한 논란은 점차 심화되고 있다. 인체에 대한 안전성, 환경에 대한 유해성 여부가 확인되지 않았다는 것이다. 이런 과학적 근거보다는 외래 유전자가 들어갔다는 사실 자체에 대해 일반인들의 정서적 거부감이 크다는 사실을 간과할 수 없다. GMO와 일반 농작물은 어떻게 다른가. 가장 분명한 차이는 외부 유전자가 포함되어 있는지 여부다. 이 기준에 의하면 세균의 유전자를 콩의 염색체에 삽입해 만든 몬산토의 대두는 전형적인 GMO다. 반면 일반 농작물은 육종전문가들이 오랜 기간 동안 교배를 통해 바람직한 형질을 갖도록 만든 것이다. 이 과정에서 외부 유전자는 도입되지 않지만 내부 유전자에 무작위 변이가 도입된다. 심지어 원하는 품종을 만들기 위해 종자에 방사능을 조사하고 화합물을 처리해 더 많은 돌연변이를 유도하기도 한다. 필자가 이끄는 서울대 연구팀과 해외 연구진이 각자 개발한 크리스퍼 유전자가위는 난치병 치료 도구로도 주목받고 있지만 고부가가치 농작물과 가축을 만드는 방법으로도 활용될 수 있다. 동식물의 염색체를 잘라 외부 유전자를 손쉽게 도입해 GMO를 만들 수도 있고 외부 유전자 도입 없이 특정 유전자를 제거하는 수단으로서도 활용될 수 있다. 이렇게 만든 농작물과 가축은 외부 유전자 도입 없이 내부 유전자 변이만 가지고 있으므로 육종의 결과물과 구별되지 않는다. 육종의 수단으로 흔히 사용되는 방사능은 DNA를 무작위로 자르는데 비해 유전자가위는 식물 염색체 내 한 군데 정해진 표적 유전자만을 잘라 변이를 유도하기 때문에 더 정교하고 효율적이다. 최근 미국 연구진은 크리스퍼 유전자가위를 사용해 특정 유전자를 제거해서 오래 보관해도 갈색으로 변하지 않는 버섯을 만들었다. 이에 대해 미국 농무부는 외부 유전자가 도입되지 않았고 갈변을 초래하는 버섯 자체의 유전자만 제거한 것이기 때문에 GMO에 해당하지 않는다고 보아 규제하지 않겠다고 밝혔다. 기존 육종기술로 만든 농작물과 구별할 수 없다는 것이다. 아르헨티나, 스웨덴, 일본 정부도 유전자가위를 사용해 만든 다른 식물에 대해서 이와 유사한 입장을 밝혔다. 반면 최근 국회에서 열린 바이오경제포럼에 참석한 한국 정부 관료는 유전자가위를 사용해 만든 농작물도 GMO에 해당한다는 입장을 밝혔다. GMO로 규제를 받게 되면 최소 10년 이상 수백억 원의 비용을 들여 인체와 환경에 대한 안전성을 입증해야 한다. 사실상 국내에서 이 기술로 고부가가치 종자와 가축을 개발하는 것은 포기할 수밖에 없게 되는 것이다. 반면 막대한 자본을 가진 다국적 기업들은 현재 GMO와 마찬가지로 해외에서 이 기술로 만든 농작물의 허가를 받아 대량 재배하고, 한국으로 수출하면 된다. 역설적으로 한국 정부의 규제가 기술혁신의 진입장벽으로 작용해 국내 산업을 위축시키고 다국적 기업에 유리한 기회를 제공하는 결과가 된다. 국제적 기준과 부합하지 않는 과도한 규제로 인해 미래 종자산업의 주도권과 양질의 일자리, 신산업 창출 기회를 해외에 빼앗기게 되는 우를 범하지 않기 위해서 정부와 정치권, 시민사회의 소통과 합의가 시급히 필요하다. 4차 산업혁명을 맞아 한국이 혁신의 주도자와 생산자가 될 것인가 아니면 추종자와 소비자로 남을 것인가 선택을 해야 할 때가 됐다. 기초과학연구원(IBS) 연구단장(서울대 화학과 교수)

‘꿈의 신소재’ 그래핀을 활용해 사람 뇌 신경세포(시냅스)의 정보처리 방식을 흉내낸 차세대 메모리 소자를 국내 연구진이 개발했다. 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리 연구단 이영희(성균관대 물리학과 교수) 단장과 유우종 성균관대 전자전기공학부 교수 공동연구팀은 그래핀 같은 2차원 나노소재들로 시냅스를 모방한 터널링 메모리(TRAM) 반도체 소자를 만들고 기초과학 분야 국제학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션스’ 2일자에 발표했다. 기존의 메모리 소자는 전극이 3개여서 신호 전달과 저장 처리 과정에 시간이 걸린다. 동시에 여러 가지의 계산을 하기도 쉽지 않다. 연구팀은 시냅스는 2개의 돌기로 신호를 주고받으면서 정보를 저장하기 때문에 적은 에너지로도 고도의 사고를 빠르게 처리할 수 있다는 데 착안했다. 연구팀은 기존 메모리 소자의 전극 3개 중 저장전극을 없애고 두 개 전극만으로 신호를 수신·저장하도록 트램 반도체 소자를 만들었다. 또 그래핀을 소재로 활용해 구리보다 100배 이상 전기가 잘 통하고 반도체 주재료인 실리콘보다 100배 이상 전자이동성이 빠르며 신축성도 뛰어나다. 연구팀은 웨어러블 기기에 적용하면 기술적 진보를 가져올 뿐만 아니라 인간의 뇌를 그대로 모방한 뉴로모픽 컴퓨터, 일명 인공지능 컴퓨터 개발에도 도움을 줄 것으로 전망했다. 이번에 개발한 트램 구조는 현재 사용되고 있는 실리콘 메모리에도 바로 적용 가능하다고 연구팀은 설명했다. 그러나 전문가들은 소자의 구조 변화는 반도체 공정의 변환이 필요하기 때문에 당장 상용화하는 것은 쉽지 않을 것이라고 내다봤다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

리우올림픽 개막식에서 난민팀 입장은 예상치 못한 감동을 주었다. 스포츠로 세계 평화를 이룩한다는 쿠베르탱의 올림픽 정신에 딱 들어맞는 순간이었다. 과도한 상업주의, 약물복용, 심판의 오심 등으로 도마에 오른 올림픽에 대한 비판을 상쇄할 수 있을 정도였다. 올림픽 메달은 감동과 기쁨을 주지만 다른 의미도 갖는다. 올림픽의 메달은 선수 자신에게는 노력에 대한 보상과 미래의 기회를 뜻한다. 국민들에게는 즐거움과 감동을 주고 국가에는 스포츠 강국으로서의 이미지를 부여한다. 해당 분야에 대한 관심을 불러일으키는 매력으로도 작용한다. 김연아의 메달로 피겨스케이팅이 큰 인기를 얻었고 ‘김연아 키드’라고 불리는 유망주들이 크고 있다. 그렇다고 올림픽 메달이 정부의 스포츠정책의 목적이어서는 곤란하다. 스포츠정책의 목적은 스포츠를 통해 국민들 삶을 건강하고 즐겁게 만드는 데 있어야 한다. 올림픽의 메달은 이 목적을 위한 중간 단계나 수단일 뿐이다. 과학계에서 노벨상도 올림픽 메달과 비슷하다. 올림픽 메달을 딴 선수는 세계 최고의 실력을 공식 인정받는다. 마찬가지로 노벨과학상 수상자는 세계 최고 수준의 과학연구 성과를 공식 인정받는 것이다. 당사자에게는 노력과 재능에 대한 보상과 명예이고 국가와 국민에게는 영광, 자부심, 관심을 촉발하는 이벤트라는 점도 비슷하다. 첫 올림픽 금메달과 첫 노벨과학상은 상징적이다. 1970년대에 한국은 스포츠를 통해 절대빈곤에서 벗어나 먹고살 만해졌음을 세계에 보여주려 했다. 그래서 1976년 레슬링의 양정모 선수가 올림픽 첫 금메달을 땄을 때 온 나라가 축제 분위기였다. 만일 한국 과학자가 노벨과학상을 타면 열광의 분위기는 그때보다 더할 것이다. 한국은 빠른 산업화를 이루었고 일부 분야에서는 선진국을 앞서고 있기도 하다. 과학기술 연구개발에 대한 투자와 연구성과 모두 빠른 속도로 성장하고 있다. 그런 한국의 과학기술을 대내외에서 인정받고 싶은 열망은 자연스럽다. 이를 위한 방법 중 하나가 노벨과학상이다. 이 때문에 정부와 국민 모두 노벨과학상에 관심이 많고 기대가 크다. 매년 10월 노벨상 수상자가 발표될 때마다 ‘혹시나 하고 기대했다 역시나’ 하고 실망하고 일본이나 중국을 부러워하며 ‘우리는 언제쯤 받을까’란 질문을 반복한다. 정부는 노벨과학상이 목표라는 의도를 숨기기 어려운 기초연구 지원책을 펼쳤다. 외국 수상자들에게 한국의 수상 가능성을 물었을 때 “노벨과학상은 그 자체가 목적이 아니라 열심히 꾸준히 연구한 결과에 따라오는 것”이라는 답은 우리에겐 설득력 없게 들린다. 우리나라의 노벨과학상 열망은 외국에도 널리 알려져 있다. 영국의 세계적 과학 학술지 ‘네이처’는 지난 6월 2일자에 한국의 과학연구에 대한 5쪽 짜리 기사를 실었다. 기사의 첫 장에는 크고 굵은 글씨로 쓴 ‘남한의 노벨상 꿈’이란 표제가 선명하다. 기사는 한국의 연구비가 빠른 속도로 증가했고 기초과학연구원(IBS)이 매우 유망한 연구 주제에 도전 중이라고 말한다. 그러나 한국의 과학자 사회와 연구실 문화를 언급하면서 노벨과학상의 꿈을 위해서는 돈 말고도 많은 것이 필요하다고 지적했다. 익숙한 내용이지만 세계적 학술지를 통해 읽게 되니 민망했다. 연구자 개인은 노벨과학상을 연구의 목표로 삼을 수 있다. 그러나 한 국가의 기초과학 정책의 목표가 노벨과학상일 수는 없다. 노벨과학상 수준의 연구를 할 인재를 키우고 사회가 그들의 연구에 관심과 지지를 보내도록 하는 것, 그래서 과학발전을 통한 국가발전이 목표가 되어야 한다. 그렇지 않으면 한국인이 노벨과학상을 받더라도 수상자 개인의 영광을 넘어서는 사회 파급 효과를 기대하기 어렵다.

韓도 기초과학硏 11위 선전… 설립 4년 만에 평점 4732%↑ 몇 년 전까지만 해도 ‘세계의 공장’으로 불리며 서방국가의 하청업체 정도로 여겨졌던 중국이 기초과학 분야에서 눈에 띄는 연구소와 대학을 가장 많이 보유한 나라로 급성장했다. 세계적인 과학저널 ‘네이처’는 28일자로 최근 4년 사이 네이처 인덱스 평점이 큰 폭으로 오른 전 세계 100대 대학과 연구기관을 추려 ‘2016 네이처 인덱스 라이징 스타’를 발표했다. 네이처 인덱스는 세계적 수준의 자연과학 학술지 68개에 우수 연구성과를 발표한 국가와 연구기관을 분석해 500개씩 순위를 매겨 발표하는 것이다. 상승폭이 가장 큰 1위부터 9위까지의 상위권을 중국의 대학과 연구기관이 싹쓸이했다. 100위 안에 들어간 중국의 대학과 연구소는 40개에 달한다. 이 수치는 전통적인 기초과학 강국으로 꼽히는 미국(11개), 영국(9개), 독일(8개)을 훨씬 웃도는 것이다. 이는 지난 5월 30일 시진핑 중국 국가주석이 주창한 ‘과학 굴기’가 허언이 아니었음을 보여 준다. 시 주석은 이때 과학자 400명을 모아 놓고 “신중국 성립 100주년인 2049년까지 중국을 전 세계 과학기술 선도국으로 만들겠다”고 공언했다. 이와 함께 네이처는 100개 기관 중 국가성장을 견인했거나 순위가 대폭 상승한 기관 25곳을 따로 뽑아 ‘할 수 있으면 잡아 봐’라는 제목의 분석기사도 내놨다. 여기서도 중국 기관이 6곳이나 선정됐다. 차두원 한국과학기술기획평가원(KISTEP) 연구위원은 “물리학, 화학, 생명과학, 지구환경과학 분야에서 중국이 내놓고 있는 연구 성과는 괄목할 만하다”며 “최근 중국이 우주개발 같은 기술발전에 대한 자신감을 바탕으로 사람이나 장비 등 기초과학 분야에 대한 막대한 투자와 지원을 하는 것을 보면 더이상 ‘떠오르는 스타’라고 부르기 어려울 정도”라고 말했다. 한국은 2011년 11월 설립된 기초과학연구원(IBS)이 10위인 영국 옥스퍼드대에 이어 11위를 기록해 선전했고 울산과학기술원(UNIST)이 50위를 기록했다. 네이처는 서문에서 “응용과학과 산업기술에만 집중해 왔던 한국이 기초과학 육성을 위해 일본 이화학연구소, 독일 막스플랑크 연구회를 본뜬 IBS를 설립해 4년 만에 인덱스 평점을 4732% 이상 끌어올렸다는 것은 주목해야 한다”고 언급했다. 한편 네이처는 기초과학 분야에서 특히 주목해야 할 10개 국가로 폴란드, 러시아, 사우디아라비아, 덴마크, 남아프리카공화국, 인도, 칠레, 싱가포르, 태국, 터키를 선정했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

　기초과학연구원(IBS) 나노물질 및 화학반응연구단 박정영(카이스트 EEWS대학원 교수) 그룹리더 연구팀은 촉매반응이 진행될 때 나오는 핫전자를 최초로 검출하는데 성공하고 화학분야 국제학술지 ‘안게반테 케미’ 최신호 표지논문으로 발표했다. 촉매는 원유 정제, 플라스틱 합성 같은 다양한 화학공정에서 반응 속도를 높이고 에너지 사용을 줄여 작업시간을 줄이고 생산비용을 낮춰주는 물질이다. 특히 최근 주목받고 있는 수소연료전지나 이산화탄소를 제거하고 유용한 화학물질을 생산해 내는 인공광합성 시스템을 만드는 데도 촉매는 중요한 역할을 한다. 문제는 고효율 촉매를 만들기 위해서는 촉매의 작동원리를 알아야하는데 아직까지 정확히 알려지지 않았다. 　연구진은 그래핀을 활용한 핫전자 촉매센서를 개발해 이미 고체상태인 백금 나노촉매 표면에서 발생하는 핫전자를 세계 최초로 발견한 바 있다. 고체 상태에서보다 핫전자 검출이 어려운 액체상태 화학반응에서 핫전자 검출을 위해 연구진은 과산화수소 용액에 금속 나노촉매를 넣어 핫전자를 검출하고 전류를 측정하는 데 성공한 것이다. 　박정영 교수는 “액체에서도 작동하는 촉매 핫전자 탐지기를 이용해 액체로 된 화학반응에서 나타나는 핫전자를 세계 최초로 발견하는데 성공했다”며 “이번 발견을 통해 새로운 형태의 고효율 나노촉매 시스템 개발에 속도가 붙을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

연구자서 CEO된 권오준 포스코 회장 “AI 용광로 제어 등 신기술로 재도약” 현택환 기초과학硏 나노 연구 단장 “연구실서 헌신한 제자와 동료 덕분” “지금까지 대한민국 경제 발전을 견인해 온 것으로 평가받는 자동차, 기계, 조선 등 중공업이 이만큼 성장해 온 것은 철강산업이 든든하게 뒷받침하고 있었기 때문입니다. 전통적인 굴뚝산업인 철강 분야를 대표해서 대한민국 최고의 과학기술상을 받게 돼 기쁩니다.” 올해 대한민국 최고과학기술인상 공학부문 수상자로 선정된 권오준(왼쪽·66) 포스코 회장은 11일 정부과천청사에서 열린 기자간담회에서 수상의 기쁨을 이렇게 표현했다. 연구자로 시작해 최고경영자의 자리에 오른 권 회장은 1986~2009년 포스코 산하 포항산업과학연구원(RIST) 수석연구원과 포스코 기술연구소장으로 일하면서 철강 신제품 14건, 제조기술 36건, 품질 예측모델 11건을 직접 개발하는 등 국내 철강산업이 세계적 경쟁력을 확보하는 데 기여한 공로를 인정받아 수상의 기쁨을 누리게 됐다. 권 회장은 일부에서 제기되고 있는 철강산업 비관론에 대해 “새로운 기술과 소재 개발을 통해 잘 팔리는 상품을 만들 수 있도록 자원을 배분함으로써 포스코의 주력인 철강기술 경쟁력 강화에 힘쓴다면 철강산업 분야의 어려움을 뛰어넘을 수 있을 것”이라고 강조했다. 또 그는 “최근 제조업이 스마트화하는 만큼 철강산업에서 가장 중요한 용광로 제어에 인공지능(AI) 기술 도입도 고려하고 있다”고 말했다. 권 회장은 상금 3억원의 사용 계획에 대해서는 “포스코가 설립한 포스텍과 이사장을 맡고 있는 한국공학한림원, 모교인 서울대에 각각 1억원씩 기부할 것”이라고 답했다. 권 회장과 함께 자연과학부문 수상자로 선정된 현택환(오른쪽·52) 서울대 화학생물공학부 교수는 “이번 수상의 영광은 내 것이 아닌 그동안 연구실에서 고락을 함께했던 제자와 동료 연구자들의 것”이라고 소감을 밝혔다. 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단장이기도 한 현 교수는 크기가 균일한 나노입자를 대량으로 합성하는 방법을 개발하고 합성 과정에 대한 기초연구를 수행해 나노입자 합성 분야 발전에 공헌한 공로를 인정받아 이번에 수상자가 됐다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

■미래창조과학부 △융합신산업과장 이재형△정보화기획과장 최준호△정보보호지원과장 박준국△디지털방송정책과장 최승만△융합기술과장 최미정◇국립전파연구원△지원과장 최은호△전파환경안전과장 김신겸◇중앙전파관리소△지원과장 최현호△서울전파관리소 이용자보호과장 유성완△강릉전파관리소장 정규연△대구전파관리소장 이상철 ■국민권익위원회 △기획조정실장 권태성 ■원자력안전위원회 △생활방사선안전과장 배종근 ■식품의약품안전처 △건강기능식품정책과장 홍헌우△식품정책조정과장 한상배△식품관리총괄과장 김명호◇식품의약품안전평가원△연구기획조정과장 김미정△식품위해평가과장 구용의△첨가물포장과장 김미경△영양기능연구팀장 윤혜성△화장품심사과장 최보경△생물의약품연구과장 정자영△생약연구과장 이효민△독성연구과장 손수정△특수독성과장 이종권◇지방청△서울 수입관리과장 장경애△서울 유해물질분석과장 김도훈△부산 운영지원과장 최숙자△부산 식품안전관리과장 정의한△부산 수입관리과장 송성옥△부산 시험분석센터장 강태석△경인 식품안전관리과장 송인환△경인 의료제품안전과장 이윤제△경인 수입관리과장 홍영표△대구 운영지원과장 이제선 ■문화재청 △차장 박영근△기획조정관 이경훈△문화재정책국장 최종덕△운영지원과장 이종희△무형문화재과장 이길배△조선왕릉관리소장 권석주△국립해양문화재연구소 해양유물연구과장 곽유석 ■농촌진흥청 ◇고위공무원 승진△기획조정관 박정승△국립농업과학원 농산물안전성부장 김욱한△국립농업과학원 농식품자원부장 김행란△경기도농업기술원장 김순재◇과장급 <전보>△운영지원과장 전경성△기획재정담당관 이상호△국립농업과학원 운영지원과장 김종배△국립식량과학원 수확후이용과장 김선림<승진>△고객지원담당관 오관석△국립식량과학원 작물기초기반과장 박기도△국립원예특작과학원 기획조정과장 이용민◇서기관 승진△운영지원과 김상학△기획재정담당관실 심규선△역량개발과 이한범△국립축산과학원 가축개량평가과 김선진 ■민주평화통일자문회의 ◇사무처 전보△통일정책자문국장 김점준△기획조정관실 운영지원담당관 조희래 ■기초과학연구원(IBS) △순수물리이론연구단 공동연구단장 이수종△분자분광학 및 동력학연구단 부연구단장 최원식△액시온 및 극한상호작용연구단 그룹리더 유종희 ■한국로봇융합연구원 △선임연구본부장 정구봉△필드로봇연구본부장 최영호△경북의료서비스 로봇융합지원센터장 민정탁 ■한국재정정보원 △경영본부장 황순구△디브레인본부장 윤유석 ■에너지경제신문 ◇부국장급△경제산업부장 고현석 ■고려대 △공과대학장 겸 공학대학원장 겸 테크노콤플렉스원장 정진택△기술경영전문대학원장 겸 그린스쿨대학원장 이관영 ■DGIST △행정처장 한주탁△기획조정실장 한상철 ■분당서울대학교병원 △폐센터장 윤호일△관절센터장 염진섭△소화기센터장 김나영△암센터장 김형호△내과장 이종석△외과장 이태승△흉부외과장 김관민△성형외과장 허찬영△소아청소년과장 최창원△피부과장 윤상웅△신경과장 겸 권역심뇌혈관센터장 배희준△가정의학과장 이기헌△수술부장 도상환△중환자진료부장 임청△특수검사부장 조구영△감염관리실장 겸 감염내과분과장 김의석△방사선안전관리실장 이원우△혈액종양내과분과장 이근욱△내분비내과분과장 임수△신장내과분과장 진호준 ■단국대학교병원 △진료부원장 조종태△기획조정실장 이명용 ■ING생명 ◇부서장 승진△투자관리팀장(부장) 이애랑 ■메트라이프생명 ◇상무 선임△대표계리인 함승우◇상무 승진△커스터머 마케팅/경영전략 담당 한영호 ■KTB투자증권 △경영혁신실장 안태우△경영혁신실 전무 김정수△커뮤니케이션실장 장정욱 ■하나금융투자 △자본시장본부장 심재만 ■한화손해보험 △혁신사무국장 변동헌△신채널사업본부장 최기진 ■한국마이크로소프트 △컨슈머사업본부 부사장 정성미△서비스사업본부 전무 박동배△공공사업본부 상무 김현정

국제과학비즈니스벨트의 핵심시설인 기초과학연구원(IBS)이 사업추진 7년 만에 대전엑스포과학공원에서 30일 착공됐다. 이 연구원은 국비 3268억원을 들여 엑스포과학공원 내 26만㎡ 부지에 지어진다. 내년까지 최첨단 연구실, 행정·교류시설, 게스트하우스 등을 갖춘 본원이 건립된다. 과학 꿈나무 육성의 밑거름이 될 개방형 과학도서관도 지어진다. 이어 2021년까지 추가 연구동과 행정시설이 건립돼 모두 마무리된다. 권선택 대전시장은 이날 기공식에서 “IBS 착공은 국제과학벨트 사업 대장정의 출발을 알리면서 2021년까지 인접 구역에 조성하는 대전시 엑스포재창조사업에도 탄력을 불어넣었다”고 의미를 부여했다. IBS 등 국제과학벨트는 2009년 1월 정부가 세종시의 자족기능과 허약한 우리나라 기초과학을 강화하려고 추진해 논란 끝에 2011년 5월 거점지구를 대전 신동·둔곡지구로 확정했다. 대전시와 중앙 부처는 부지 매입비를 누가 부담하느냐를 놓고 갈등했다. 결국, IBS의 엑스포과학공원 무상 입주로 합의했지만, 미래창조과학부가 약속한 500억원 지원을 지키지 않아 또 논란이 됐고 착공이 지연됐다. 미래부는 2021년까지 IBS 등 국제과학벨트에 세계 정상급 과학자 500명을 유치한다는 계획이다. 대전 이천열 기자 sky@seoul.co.kr

고혈압이나 스트레스 등 다양한 원인으로 심장 기능이 떨어지면서 몸 전체에 혈액을 제대로 보내지 못하는 ‘심부전’은 환자의 30~40%가 진단 후 1년 내 사망하고 60~70%는 5년 이내에 증상이 악화되거나 급성발작으로 사망할 만큼 치명적인 심장질환이다. 기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단 김대형(서울대 화학생물공학부 교수) 연구위원 연구진은 은나노 물질을 이용해 심부전 현상을 치료할 수 있는 ‘소프트 심장 자극기’를 개발했다. 이번 연구 성과는 의학 분야 국제학술지 ‘사이언스 중개의학’ 23일자에 실렸다. 연구진은 미세한 전기가 잘 전달될 수 있도록 하기 위해 은나노 물질을 실처럼 길게 뽑아 은나노선으로 만들었다. 그다음 나노선의 독성을 차단하기 위해 금을 도금하고 심장을 감쌀 때 상처를 주지 않고 탄성을 가질 수 있도록 고무를 둘렀다. 이번에 개발한 자극기는 그물망 형태로 심장 전체를 감싸 전기 자극이 골고루 전달돼 심장의 수축과 이완을 돕도록 했다. 지금도 심장 자극기가 사용되고 있으나 심장 일부에만 전극을 부착하는 형태여서 심장박동을 불규칙하게 만드는 부작용으로 인해 심장마비나 부정맥 등이 발생하는 단점이 있다. 연구진은 인위적으로 심근경색을 유도한 생쥐에게 소프트 심장 자극기를 설치해 실험한 결과 미세한 전기 자극만으로도 심장박동을 정상으로 만드는 데 성공했다. 김 연구위원은 “동물실험과 사람을 대상으로 한 임상시험을 통과해 상용화될 경우 심근경색과 심부전 치료에 획기적 전기를 마련할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2012년 유럽핵입자물리연구소(CERN)가 신의 입자로 불린 ‘힉스 입자’를 발견하고 지난해 9월과 12월 레이저간섭계 중력파 관측소(LIGO) 연구단이 중력파를 관측하면서, 세계 과학계의 오랜 의문이 하나둘 풀렸다. 힉스 입자로써 우주 탄생의 기초입자를 확인하고 현대물리학의 표준모형을 완성했다. 중력파는 1915년 알베르트 아인슈타인이 일반상대성이론을 발표하면서 예측한 현상 가운데 마지막까지 남아 있던 숙제였다. 시공간의 에너지 파장인 중력파를 확인하면서 블랙홀이나 중성자의 생성 같은 우주의 관측에 한 걸음 다가섰다. 이제 과학계가 눈을 돌린 곳은 암흑물질과 암흑에너지다. CERN은 힉스 입자를 발견한 뒤 향후 연구 대상으로 암흑물질을 지목했고, 최근 한국을 찾은 세계적인 입자물리학자인 리사 랜들 미국 하버드대 교수는 6600만년 전 공룡 대멸종의 주요 원인을 암흑물질로 꼽았다. 밤하늘의 별처럼 우주에서 우리 눈에 보이는 ‘일반 물질’은 4~5%에 불과할 뿐 나머지는 미스터리 물질인 암흑물질과 암흑에너지로 채워졌다고 과학계는 보고 있다. 암흑물질의 존재 가능성은 1933년 프리츠 츠비키(1898~1974) 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 교수가 가장 먼저 제기했다. 츠비키의 주장은 20여년 동안 잠들어 있다가 1950년대 말 미국의 천문학자 베라 쿠퍼 루빈 박사가 애리조나 키트피크 천문대에서 은하 내 별의 회전 속도를 측정한 결과를 발표하면서 다시금 과학자들의 주목을 받았다. 루빈 박사는 은하 중심부 주변을 공전하는 별들의 속도가 모두 같다는 것을 발견했다. 기존 중력법칙에 따르면 중심에서 멀어질수록 느려져야 하는데, 이 법칙에서 벗어난 것이다. 일부 과학자들은 중력법칙을 수정해 이런 현상을 설명하려고 했지만 기존 중력법칙이 틀렸다는 증거를 찾지 못했다. 결국 새로운 물질의 존재를 가정할 수밖에 없었다. 그것이 바로 암흑물질이다. 암흑물질 연구 초창기에 연구자들은 블랙홀이나, 전기적으로 중성이며 질량이 거의 0에 가까운 소립자인 중성미자, 별과 별 사이에 존재하는 성간물질 등으로 암흑물질을 설명하려고 했지만 그런 ‘마초’(MACHO·무거운 우주질량체)들과는 성격이 다르다는 사실을 알게 됐다. 암흑물질은 전자기적 상호작용을 하지 않고 빛을 내는 물질과도 반응하지 않기 때문에 관측이 매우 어려운 ‘베일 속 물질’이라고 할 수 있다. 그렇지만 과학자들은 윔프(WIMPs)와 액시온으로 대표되는 위스프스(WISPs)를 대표적인 암흑물질 후보로 보고 검출을 위한 다양한 실험을 시도하고 있다. 국내 연구자들도 암흑물질 탐사를 위한 발걸음이 분주하다. 기초과학연구원(IBS)은 20일부터 24일까지 제주도에서 전 세계 21개국 60여개 기관의 연구자 120여명이 참여하는 ‘제12회 파트라스 국제학술대회’를 열고 있다. 이 대회는 전 세계 암흑물질 관련 연구자들이 한자리에 모여 최근 연구성과를 주고받는 자리로 암흑물질 분야 최대 규모의 학회로 평가받는다. 이와 함께 IBS 액시온 및 극한상호작용 연구단은 이달 초부터 CERN과 함께 위스프스 탐색을 위한 본격적인 공동연구에 나섰다. 지난해 공동연구를 위한 합의를 마치고 두 연구진은 이달 초 9테슬라(자기장 세기의 단위)급의 강력한 자석 개발에 착수했다. 액시온은 강한 자기장을 만나면 빛을 내는 광자로 바뀔 것으로 예측되는 만큼 9테슬라급 자석으로 태양에서 날아오는 암흑물질인 액시온을 검출하겠다는 계획이다. 이 실험은 향후 5년 동안 CERN에서 진행된다. ‘약하게 상호작용하는 무거운 입자’라는 뜻의 윔프 신호를 찾기 위한 지하 검출실험도 각국에서 진행되는 가운데 IBS 지하실험연구단은 강원도 양양 양수발전소 지하 700m에서 윔프 검출 실험을 하고 있다. 김두철 IBS 원장은 “CERN은 천체물리학과 입자물리학 분야에서 우수한 연구자들을 상당히 많이 보유하고 있다. IBS 액시온 연구단은 신호측정을 비롯해 암흑물질과 관련해 보유하고 있는 기술이 세계적이라는 평가를 받는 만큼 공동연구를 통해 물리학계 최대 미스터리인 ‘암흑물질’을 발견하고 물리학의 새로운 발전을 이끌어 낼 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

SK이노베이션은 전기차 배터리 소재인 리튬이온분리막(LiBS) 제품의 생산을 늘리기 위해 생산 설비를 확대한다공 SK이노베이션은 20일 범용 리튬이온분리막보다 안정성이 강화된 리튬이온 전지용 세라믹코팅분리막(CCS) 생산 설비 2기(3~4호기)를 증설한다고 밝혔다. 증설 공사는 이달 말 충북 증평에 있는 정보전자 소재 공장에서 시작해 내년 상반기 중 마무리한다. 리튬이온분리막은 전지의 양극과 음극 사이에서 배터리의 안정성을 유지하는 핵심 소재다. 세라믹코팅분리막은 일반 리튬이온분리막의 한 면 또는 양면에 혼합 무기물층을 보강해 부가가치가 높다. 이번 증설이 끝나면 SK이노베이션의 코팅분리막 설비는 모두 4기로 늘어나고, 생산량도 월 900만㎡(단면 코팅 기준) 규모로 커진다. 3~4호기에서 생산되는 코팅분리막은 모두 전기차 배터리용으로 공급한다. SK이노베이션 측은 “전기차 배터리는 고효율 제품 수요 증가와 함께 배터리 안정성과 관련한 각국의 규제가 강화되고 있어 선제적으로 코팅분리막 투자에 나섰다”고 말했다. 주현진 기자 jhj@seoul.co.kr

지난 8일 국제순수·응용화학연합(IUPAC)은 원소 주기율표의 마지막 비어 있는 4개의 공간인 113, 115, 117, 118번 원소의 이름이 각각 니호늄(Nh), 모스코븀(Mc), 테네신(Ts), 오가네손(Og)으로 제안됐다고 발표했다. 이번에 제안된 원소의 이름은 5개월 동안 관련 연구자들의 의견을 들은 뒤 이견이 없으면 올해 11월 8일 공식 명칭으로 결정돼 전 세계 과학교과서에 실리게 된다. 미국과 러시아, 일본 연구진이 서로 자신들이 먼저 발견했다고 주장한 113번 원소 니호늄은 2004년 모리타 고스케 일본 이화학연구소(니켄) 그룹장 겸 규슈대 교수가 30번 원소 아연(Zn) 원자핵을 83번 원소인 비스무트(Bi)에 충돌시켜 만든 것으로 존재시간이 0.000344초에 불과하고 동위원소만도 6개나 돼 검증에 시간이 오래 걸렸다.　115번 원소는 러시아 핵연구공동연구소(JINR)의 중이온가속기가 설치된 러시아 수도 모스크바의 이름을 따서 모스코븀으로 명명됐고, 117번 원소는 연구에 참여한 미국 오크리지 국립연구소, 밴더빌트대, 테네시대가 위치한 테네시주에 착안해 테네신이라고 이름 붙였다. 테네신은 지금까지 알려진 118개의 원소 중 가장 질량이 큰 원소로 밝혀졌다. 미국 로런스리버모어 국립연구소와 러시아 JINR의 공동 연구로 만들어진 118번 원소는 연구진 리더인 유리 오가네시안 교수의 이름을 따 오가네손으로 불리게 됐다. 오가네손은 살아 있는 과학자의 이름을 따서 원소 이름이 지어진 두 번째 사례로, 첫 번째는 106번 원소 시보귬(Sg)으로 원소를 합성 및 발견한 미국 로런스버클리 국립연구소 글렌 시보그(1912~1999) 박사의 이름을 따서 지었다.　이번에 명명된 113번과 115번 사이에 있는 114번 원소인 플레로븀(Fl)은 1998년 러시아 JINR에서 처음 만들어진 인공원소로 94번 원소 플루토늄(Pu)과 20번 원소 칼슘(Ca)을 충돌해 생성됐다. 116번 원소인 리버므륨(Lv)도 2000년 러시아 JINR과 미국 로렌스리버모어 연구소에서 공동으로 만들어진 원소로 96번 원소 퀴륨(Cm)과 칼슘(Ca)을 충돌시켜 만들어졌다.　새로운 원소를 발견할 경우 발견한 국가나 발견자가 이름을 짓도록 돼 있다. 현재 주기율표 118개의 원소 중 나라 이름이 붙은 것은 31번 갈륨(Ga·프랑스의 옛 라틴어 이름인 갈리아), 32번 저마늄(Ge·독일), 44번 루테늄(Ru·러시아), 84번 폴로늄(Po·폴란드), 87번 프랑슘(Fr·프랑스), 95번 아메리슘(Am·미국)이다. 주기율표에 이름을 올리는 것은 노벨과학상 수상에 버금가는 영광으로 받아들이고 있다.　과학자들 특히 현대 화학자들은 세상의 모든 물질은 원소로 이뤄져 있다고 본다. 화학책을 한 번이라도 본 사람은 누구나 알고 있는 주기율표는 이런 화학자들의 세계관을 바탕으로 원소들을 원자번호 순서와 반복되는 화학적 성질에 따라 배열한 표다. 현재까지 알려진 원소는 총 118개로 자연계에 존재하는 원소는 92종, 나머지 26종은 인공적으로 만든 것이다.　주기율표는 1869년 러시아의 화학자 멘델레예프(1834~1907)가 처음 만든 것으로 알려져 있지만 그 이전에도 원소들을 성질에 따라 배열한 ‘원시 주기율표’는 있었다. 멘델레예프의 주기율표가 중요한 것은 여러 원소들의 알려진 원자량을 원소 성질에 따라 제대로 배열했을 뿐만 아니라 당시 알려지지 않은 여러 원소들의 원자량과 성질까지 정확하게 예측했기 때문이다. 　이덕환 서강대 화학과 교수는 “화학은 물질의 물성과 변환, 분석, 합성을 다루는 학문인데 이는 주기율표를 바탕으로 하고 있다”며 “주기율표는 물질의 화학적 성질을 알려주는 ‘보물지도’로 우리나라 중고등학교에서는 아직도 원소 이름을 외우는 것에만 집중하고 있는데 그보다 주기율표를 통해 나타나는 자연의 오묘한 규칙성을 이해하는 것이 더 중요하다”고 설명했다.　현재도 많은 과학자가 주기율표를 채우기 위해 인공원소를 만드는 연구에 뛰어들고 있다. 미국 로런스버클리 연구소와 러시아 JINR, 독일 중이온연구회의 3파전이던 것이 20세기 말부터는 일본 리켄도 투자를 늘리면서 4파전으로 바뀌고 있다. 우리나라도 기초과학연구원(IBS)에서 중이온가속기 건설을 추진하고 있어 2022년 본가동이 시작되면 인공원소 연구에 본격적으로 뛰어들게 될 전망이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 살아있는 동물의 뇌를 관찰하고 수술도 할 수 있는 기술을 개발했다. 기초과학연구원(IBS)은 김성기 단장 연구팀이 유연한 폴리디메틸실록산(PDMS)을 소재로 한 소프트 두개골 윈도를 개발했다고 13일 밝혔다. 동물의 뇌를 관찰하기 위해서는 뇌를 덮고 있는 두개골의 피부와 뼈를 일부 제거한 뒤 보호를 위해 두개골 대용물을 사용하게 되는데, 이를 두개골 윈도라 한다. 기존에는 커버 글라스를 이용해 왔으나 단단한 재질 때문에 뇌에 직접 자극을 주거나 시술을 하는 것이 어려웠다. 연구팀이 개발한 소프트 윈도는 소재가 유연하고 생체 친화적이어서 장기간 깨끗하고 투명한 상태를 유지할 수 있다. 연구팀이 녹색 표지 형광 쥐를 이용해 관찰한 결과, 마취가 돼 있지 않은 쥐의 뇌 혈류 움직임을 1시간 이상 관찰할 수 있었다. 뇌에 직접 약물을 주입하거나 전극을 원하는 위치에 꽂아 신경 전기신호를 측정할 수도 있다. 김 단장은 “동물에 면역 반응을 일으키지 않고도 안정적인 상태에서 실험이 가능한 생체 친화적인 기술”이라면서 “앞으로 퇴행성이나 난치성 뇌질환 치료에 기여할 것으로 기대된다”고 말했다. 이번 연구 결과는 네이처 자매지인 ‘사이언티픽 리포트’(Scientific Reports) 온라인판 지난 10일자에 실렸다. 연합뉴스

뇌 과학 연구에서 피할 수 없는 것이 바로 생쥐나 원숭이 같은 살아 있는 실험동물의 뇌 활동을 관찰하는 것이다. 잔인한 듯하지만 뇌에 약물을 주입하거나 전기 자극을 주면서 실시간으로 뇌의 움직임을 관찰하는 게 가능하다면 뇌과학의 발전 속도는 좀 더 빨라질 수 있을 것이다. 국내 연구진이 동물에게 부작용을 일으키지 않고 안정적인 상태에서 장기간 다양한 실험을 할 수 있는 혁신적인 기술을 개발해 주목받고 있다. 기초과학연구원(IBS) 뇌과학이미징연구단 김성기 단장(성균관대 교수) 연구진은 살아 있는 동물의 뇌를 관찰하면서 약물 주입이나 전극 삽입 같은 실험을 동시에 할 수 있는 ‘두개골 소프트 윈도’ 개발에 성공했다. 이번 연구 성과는 기초과학 및 의학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 10일자에 실렸다. 동물에게 뇌는 가장 중요한 기관이기 때문에 두껍고 단단한 뼈로 둘러싸여 있다. 뇌를 관찰하려면 수술로 두개골에 구멍을 만들어 뼈를 대신할 투명 창문으로 메우는데, 이를 ‘두개골 윈도’라고 한다. 기존의 윈도는 커버글라스라는 딱딱한 재질로 만들었기 때문에 관찰만 가능했다. 뇌 자극 같은 실험을 하려면 다시 수술을 거쳐야 한다. 재수술은 동물에게도 상당한 스트레스로 작용하기 때문에 연구 데이터에 영향을 미칠 가능성이 있다. 수술하다가 죽는 경우도 많은데, 이러면 다른 동물을 이용해 처음부터 다시 연구를 진행해야 하기 때문에 연구 결과 도출에 시간이 오래 걸린다. 소프트 윈도를 의미 있는 발전으로 여기는 까닭이다. ‘ 소프트 윈도’는 부드럽고 투명한 실리콘 물질인 ‘폴리디메틸실록산’(PDMS)을 이용했다. 소프트 윈도 수술을 한 생쥐는 깨어 있는 상태에서도 1시간 이상 혈류의 흐름을 볼 수 있다. 또 25주 이상 뇌를 관찰하고, 약물을 투입하거나 뇌파 및 신경전기신호 모니터링을 하는 것도 가능하다. 연구진은 이 기술을 현재 국내 특허로 등록했고 미국에도 특허 출원한 상태다. 김 단장은 “소프트 윈도는 실험 목적에 따라 다양한 크기로 2~3시간 만에 간단히 만들 수 있다”며 “윈도 어디에나 다양한 용도의 주사를 주입하고, 동물이 살아 있는 상태에서도 장기간 실험·관찰할 수 있다는 장점이 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

절단 전후 구별… 정확도 높아져 줄기세포 치료제 등 활용 기대 국내 연구진이 유전자를 편집할 수 있는 새로운 ‘가위’를 만들어 실험용 생쥐를 이용한 유전자 교정에 성공했다. 유전자나 줄기세포 치료제, 부작용 없는 항암 세포 치료제, 고부가가치 농축산물 품종 개량 등에 널리 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 기초과학연구원(IBS) 유전체교정연구단 김진수 단장(서울대 화학과 교수) 등 연구진과 서울아산병원 아산생명과학연구원 이상욱·성영훈 교수 연구팀은 제4세대 ‘크리스퍼-Cpf1 유전자 가위’를 만드는 데 성공하고 생명과학 및 화학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오테크놀로지’ 7일자에 논문 3편을 발표했다. ●유전자 가위는 생명과학 ‘마법의 지팡이’ 인류는 히포크라테스 시대부터 질병을 정복하기 위해 끊임없는 노력을 해 왔다. 1950년대 이후 분자생물학이 급속히 발전하면서 많은 질병들이 유전자 이상으로 발생한다는 것이 밝혀지고 있다. 이 때문에 과학자들은 단순히 증상을 치료하는 것이 아니라 유전자 자체를 바꿔 질병을 없애려 시도하면서 ‘유전자 치료’ 기술을 본격적으로 연구하기 시작했다. 유전자 치료는 이상이 생긴 세포에 정상 유전자를 삽입하거나 비정상적 유전자를 제거해 정상 유전자로 교체하는 형태로 시행된다. 1990년 미국에서 선천성면역결핍증 환자를 대상으로 인류 첫 유전자 치료가 시도된 뒤 암과 같은 악성 종양을 중심으로 유전자 치료 기술 개발이 활발하다. 유전자 치료 분야에서 현재 가장 주목받고 있는 기술은 ‘유전자 가위’ 기술이다. 이 기술은 화학물질로 만들어진 ‘가위’를 이용해 DNA를 자르고 붙이는 편집을 가능하게 만드는 유전체 교정 기법이다. 유전자 가위 기술은 유전병 치료뿐만 아니라 특정 병균에 강한 식물이나 동물 품종도 만들어 낼 수 있기 때문에 생명과학 분야에서는 그야말로 ‘마법 지팡이’로 통한다. 유전자 가위는 2003년 1세대인 ‘징크 핑거 뉴클레이즈’가 나온 이후 2011년 말에는 2세대 유전자 가위 ‘탈렌’, 2013년 초에는 3세대 ‘크리스퍼-Cas9 유전자 가위’ 기술이 나왔다. 특히 크리스퍼-Cas9 유전자 가위는 김 단장이 미국 연구진과 함께 개발해 낸 기술이다. 크리스퍼-Cas9 유전자 가위에서 쓰이는 Cas9은 특정 DNA 염기를 잘라내는 효소 이름이다. 이번에 새로 개발된 크리스퍼-Cpf1 가위는 Cas9 대신 Cpf1이라는 새로운 절단효소를 붙인 것이다. 사실 Cpf1은 지난해 미국 매사추세츠공과대(MIT) 펑 장 교수가 처음 발견해 학계에 보고했지만 원하는 위치에서 정확히 유전자를 자르고 붙일 수 있는지 여부는 아직까지 알려지지 않았고 유전자 가위로도 만들어지지 않은 상태였다. 이 같은 상황에서 김 단장팀은 자체 개발한 유전체 시퀀싱 기법을 사용해 크리스퍼-Cpf1 유전자 가위와 크리스퍼-Cas9의 오작동 확률을 측정한 결과 크리스퍼-Cpf1 유전자 가위가 더 정밀하다는 사실을 처음으로 밝혀냈다. 유전체 시퀀싱 기법은 유전자 가위 처리 전과 후를 한눈에 파악해 잘린 위치를 구별할 수 있는 기술이다. 특히 이번에 신형 유전자 가위의 성능이 확인됨에 따라 4세대 유전자 가위로 연구자들에게 인정받을 수 있을지 주목된다. 연구팀은 크리스퍼-Cpf1 유전자 가위를 사용해 생쥐의 면역체계에 관여하는 ‘폭슨원’(Foxn1)이라는 유전자를 교정하는 데 성공했다. 폭슨 유전자에 이상이 생기면 면역체계 교란이 생겨 각종 질병에 쉽게 걸리고 털이 자라지 않게 된다. 연구진은 크리스퍼-Cpf1 유전자 가위로 이 유전자를 교정해 정상적인 생쥐를 만든 것이다. 김 단장은 “이번에 개발된 크리스퍼-Cpf1 유전자 가위는 크리스퍼-Cas9에 비해 정확성이 높기 때문에 생명공학이나 분자의학의 여러 분야에서 널리 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. ●암 유발·면역 억제 생쥐 만들어내 이와 함께 이상욱·성영훈 교수팀은 크리스퍼-Cpf1 유전자 가위를 이용해 실험 쥐의 특정 유전자 기능을 없애는 ‘유전자 녹아웃’에도 성공했다. 연구팀은 유전자 녹아웃 기술을 이용해 암을 유발하는 생쥐와 면역이 억제된 쥐를 만들어 냈다. 암이나 파킨슨병 등 난치성 질환을 연구하기 위해서는 해당 유전자 변형 동물이 필요한데 국내 대부분의 실험실에서는 시설이나 기술 부족으로 미국이나 일본 등에서 수입해 사용해 왔다. 그렇지만 이번 이 교수팀의 연구 덕분에 한 마리에 수십만원에서 수백만원에 이르는 연구용 유전자 변형 생쥐를 국내에서 자체적으로 생산할 수 있게 됐다. 이 교수는 “생명과학 분야 연구자들의 연구비 중 적지 않은 비용이 동물 모델 수입에 쓰이는데 이번 연구 덕분에 외화 낭비를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 기초 분야 연구가 산업으로 바로 연결될 수 있다는 사실을 보여줬다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국 과학계에서 노벨상 수상자가 나오지 않는 이유에 대해 영국 과학저널 네이처가 5가지 이유를 들었다. 1일(현지시간) 네이처는 ‘왜 한국은 세계 최고의 연구개발 투자국인가?(Why South Korea is the world’s biggest investor in research?)’라는 제목의 글을 게재했다. 제목만 보면 한국의 연구환경을 칭찬한 듯 보이지만 사실 글의 주제는 ‘(한국은 세계 최고의 연구개발 투자국인데도) 왜 노벨과학상을 못 타는가’이다. 2014년 기준 한국은 국내총생산 대비 연구개발(R&D) 투자 비중에서 세계 1위다. 그러나 아직까지 과학분야에서 노벨상 수상자를 단 한 명도 배출하지 못했다. 이에 대해 네이처는 “한국은 노벨상 수상에 큰 희망을 걸고 막대한 돈을 쏟아붓고 있지만 노벨상은 돈만으로 안된다는 것을 깨달을 필요가 있다”라며 한국 과학계의 현실을 꼬집었다. 네이처가 분석한 ‘한국에서 노벨 과학상 수상자가 나올 수 없는 이유’ 5가지를 소개한다. 1. 상명하복 상명하복식의 연구실 분위기는 활발한 토론이 이루어지는 데 있어 걸림돌로 작용한다. 이와 같은 조용하고 보수적인 문화에서 창의적인 아이디어가 나오기란 힘들다. 　 2. 기업주도 R&D 투자 대부분이 삼성, LG, 현대 등 대기업을 중심으로 한 산업계에서 나온다. 2014년 R&D 투자의 75%는 기업에서 이뤄졌다. 산업계의 투자는 응용 분야에 국한돼 있어 기초과학 발전에는 크게 도움이 되지 않는다. 기초연구에 대한 장기적 투자에 인색한 정부의 접근방식도 문제가 있다. 기초과학연구원(IBS)가 설립되기 전까지 정부는 그동안 반도체, 통신, 의료 등 응용 분야에 집중투자해 왔다. 　 3. 시류편성 올해 3월 구글 딥마인드의 인공지능(AI) ‘알파고’와 이세돌 프로 9단의 바둑 대결을 벌였다. 세계가 주목한 경기가 알파고의 승리로 끝나자마자 박근혜 대통령은 인공지능에 2020년까지 1조원을 투자하겠다는 계획을 밝혔다. 하나의 사례만으로 ‘인공지능이 미래’라며 투자비중을 대폭 늘리는 것이다. 이러한 ‘주먹구구식 대응’은 한국이 아직도 ‘패스트 팔로어’(성공사례를 따라가려는 자) 마인드를 버리지 못했음을 보여준다. 　 4. 두뇌유출 시류에 편승해 연구투자 비중을 늘리고 줄이는 연구 환경 때문에 한국의 많은 인재들이 국외로 유출되고 있다. 미국 국립과학재단(NSF)의 자료에 따르면, 2008년부터 2011년까지 미국에서 박사학위를 취득한 한국인 과학자 중 70%가 한국에 돌아가지 않고 미국에 남겠다고 응답했다. 투자 규모를 늘려도 연구 환경이 개선되지 않으면 인재 유출 문제를 막을 수 없다. 　 5. 논문부족 한국은 R&D 투자 규모에 비해 논문 수가 절대적으로 부족하다. 한국은 GDP 대비 R&D 투자 비중은 1999년 2.07%에서 2014년 4.29%로 두배 이상이 됐다 . 그러나 2014년 기준 발표 논문 수는 7만 2269편으로 GDP 대비 R&D 투자 비중이 1.22%인 스페인보다 적었다. 스페인의 발표 논문 수는 7만 8817편으로 한국의 논문 수보다 많다. 이지연 인턴기자 julie31080@seoul.co.kr