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  • 피 한 방울로 치매 진단

    ‘꿈의 신소재’로 불리는 그래핀을 이용해 피 한 방울만 있으면 알츠하이머 치매 같은 각종 난치병을 쉽고 간단하게 진단할 수 있는 기술이 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST) 바이오마이크로시스템연구단 황교선 박사팀은 반도체를 만드는 정밀 공정기술을 활용해 혈액 속에 있는 특정 단백질을 1pg(피코그램, 1조분의 1g)까지 진단할 수 있는 ‘그래핀 바이오센서’를 만들고 기초과학 분야 국제학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 10일자에 발표했다. 이번에 개발한 바이오센서는 센서의 패턴 배열에 따라 다양한 질병의 빠른 진단이 가능하다는 장점이 있다. 황 박사는 “이번 연구는 혈액검사라는 손쉬운 방법으로 고감도 센서의 상용화에 한발 더 접근했다는 데 의미가 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 얼굴이 곧 지갑… 눈앞에 온 ‘생체 인증’ 시대

    얼굴이 곧 지갑… 눈앞에 온 ‘생체 인증’ 시대

    홍채인식 기술을 탑재한 삼성 스마트폰 ‘갤럭시 노트7’이 출시되면서 생체인식 기술에 대한 관심이 높아가고 있다. 특히 최근 들어 은행에 직접 찾아가지 않고 금융거래를 하는 비대면 금융서비스가 개발되고 지난해 말 인터넷전문은행이 승인을 받는 등 정보통신기술(ICT)과 금융이 결합한 핀테크 시장이 열리면서 ‘생체인식 기술’은 앞으로 더욱 각광받을 산업분야로 꼽히고 있다. 10여년 전만 해도 SF 영화나 소설의 단골 소재로 쓰이며 공상 차원에 머물렀던 생체인식 기술은 지문이나 홍채, 망막, 정맥, 손금, 얼굴 윤곽, 손모양, 족문은 물론 목소리, 필체, 체형, 걸음걸이 등 다양한 신체적, 행동적 특성을 개인식별과 인증 수단으로 활용하는 단계로까지 진입했다. 국경 관리나 공항출입통제 시스템 같은 군사적 보안이나 치안에 주로 쓰이던 것이 기술 발달과 새로운 시장 출현 등과 맞물리면서 2000년대 중반 이후부터 PC보안, 스마트폰 사용자 인식, 콘텐츠 거래 인증, 차량 운전자 인식은 물론 감염병 검역에 이르기까지 활용 범위가 대폭 넓어졌다. 생체인식 기술에 쓰이기 위해서는 ▲모든 사람이 갖고 있어야 할 것 ▲사람마다 달라야 할 것 ▲시간 변화에 영향을 받지 않아야 할 것이라는 3대 요소가 필요하다. 다양한 인식기술 중 현재 가장 보편적으로 사용되고 있는 것은 지문인증과 정맥인증이다. 지문과 정맥 인식은 손가락이나 손등을 인식기에 대는 것만으로도 높은 정밀도로 개개인을 구분해 낼 수 있다는 장점이 있다. 게다가 인식장치의 설치비가 다른 생체인식기술 인식기보다 상대적으로 저렴하기까지 해 지문인식은 생체인식 시장의 30% 이상을 점유하면서 관련 시장을 선도하고 있다. 범죄자 식별 같은 감시 및 보안 영역에서 많이 활용되고 있는 얼굴인식 기술은 대상이 측정기기에 직접 접촉할 필요가 없이 어느 정도 떨어진 위치에서 측정할 수 있으며 일정 수준 이상의 해상도를 가진 카메라만 있으면 실현가능하다는 장점이 있다. 스마트폰에서 사용자와 닮은 연예인을 검색하는 애플리케이션도 기초적인 얼굴인식 기술을 바탕으로 하고 있다. 중국 전자상거래 업체 알리바바는 이미 지난해 3월 얼굴인식을 이용한 결제기술을 선보인 바 있다. ‘얼굴이 곧 지갑’인 시대가 머지않았음을 예고한 것이다. 눈의 중심부에 위치한 동공을 통해 전달되는 빛을 조절하는 홍채를 이용한 인식기술은 가장 빠르게 성장하고 있는 생체인식 분야다. 1960년대 초 홍채정보가 지문처럼 개개인을 식별할 수 있는 ‘눈의 지문’으로 밝혀진 뒤 1987년 미국에서 원천특허를 갖고 있다. 홍채 정보가 유사할 확률은 5억명당 1명꼴에 불과하다. 실제로 홍채는 출생 후 3세 이전에 모두 형성되고 완성된 후 평생 변하지 않는 것으로 알려져 있다. 더군다나 유전정보와 무관하게 일란성 쌍둥이도 서로 다르며 동일인도 왼쪽과 오른쪽의 홍채 정보가 다르고 콘텍트렌즈나 안경을 착용해도 인식이 가능하기 때문에 최적의 생체인식 기술이라는 평가를 받고 있다. 그렇지만 걸림돌도 지니고 있다. 홍채를 등록하는 절차가 복잡한 데다 지문보다 정보인식 시간이 2배 정도 더 걸린다는 점이다. 또 홍채나 망막인식은 인식장치에서 쬐는 적외선이 인체에 해롭지는 않지만 사용자들의 거부감이 강하다는 것도 단점으로 작용한다. 이 밖에도 과학계에서는 뇌파를 이용해 개인 인증을 하는 방법도 연구하고 있다. 한국과학기술연구원(KIST) 로봇연구단 박명수 박사는 “개인 생체정보를 활용한 다양한 기술과 기기가 보급되면서 생체인식 기술은 금융, 의료, 공공 분야에 다양하게 활용될 것”이라며 “생체정보 활용에 따른 개인의 거부감 해소와 생체정보 이용과 관리의 투명성 확보가 관련 기술 대중화의 핵심”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 中 기초과학 포효… ‘뜨는 연구소’ 1~9위 싹쓸이

    中 기초과학 포효… ‘뜨는 연구소’ 1~9위 싹쓸이

    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
  • 뒤틀린 금빛 욕망…조기 ‘뇌도핑’까지

    뒤틀린 금빛 욕망…조기 ‘뇌도핑’까지

    남미대륙에서 최초로 열리는 브라질 리우데자네이루올림픽이 다음달 6일부터 ‘15일의 대장정’에 돌입한다. 올림픽이 코앞으로 다가오면서 대회 개최국인 브라질 정부는 물론 세계올림픽위원회(IOC), 그리고 각국 선수단은 눈코 뜰 새 없는 날들을 보내고 있다. 이들 말고도 바쁜 사람들이 또 있다. 선수들의 금지약물 복용, 즉 도핑(doping)을 감시하게 될 과학자들이다. 경기력 향상과 올림픽 메달 획득은 모든 선수들의 꿈이다. 더 나은 경기력을 추구하다 보면, 경기에서 일시적으로 체력을 끌어올이는 근육증강제나 심장흥분제 등을 복용하는 도핑의 유혹에 빠지기도 한다. 어느 올림픽에서든 도핑 논란이 끊이질 않았다. 하지만 최근 불거진 러시아 육상선수들의 집단 도핑은 국가 차원에서 조직적으로 불법 도핑이 자행됐음을 보여주는 사건이라는 점에서 전 세계 스포츠 무대에 더 큰 충격을 안겨주고 있는 상황이다. ●올림픽 역사와 함께 반도핑 활동 진화 불법 도핑과 이를 감시하고 적발하기 위한 반도핑 활동은 올림픽의 역사와 함께 진화를 거듭해 왔다. 금지약물을 탐지하는 반도핑 테스트가 정교해지자 약물을 피해 뇌도핑(Brain doping)과 기계도핑(machine doping)이라는 새로운 형태의 도핑법까지 나오고 있다. 실제로 미국 스키 및 스노보드 협회는 스노보드 점프 선수들을 대상으로 9V(볼트)의 작은 건전지만으로 운동기능을 담당하는 뇌의 특정 부위에 미세한 전류를 흘린 결과 점프력과 균형감각이 평소보다 70~80% 향상되는 것을 확인했다. 또 사이클처럼 장비를 이용한 운동 경기의 경우 눈에 띄지 않을 정도의 미세한 기계장치를 설치해 기록을 높이는 방법까지 등장하고 있다. 인류 최초의 도핑약물은 식물에서 추출한 환각제인 ‘스트리키닌’이다. 고대 부족국가에서 이웃 부족과 전쟁을 할 때 전투원들에게 쓰였다. 이후 16세기 신대륙에서 구대륙으로 유입된 카페인이나 코카인도 도핑에 주로 쓰였다. 운동경기에서 도핑약물 사용이 문제가 되기 시작한 것은 1886년 프랑스의 사이클 선수가 코카인과 헤로인을 과다 복용해 사망하는 사건이 발생하면서부터다. 육상, 복싱, 보디빌딩에서 주로 사용됐던 남성호르몬은 근육과 뼈의 발달을 돕거나 상대방에 대한 적개심과 경쟁심을 높인다. 아나볼릭 스테로이드는 근육 단백질 합성이 눈에 띄게 발달하면서 경기력을 급격히 향상시키는 것으로 알려져 있다. ●치료제 이용한 불법 도핑 판단 어려워 도핑검사에서 가장 혼란스러운 것은 치료 목적으로 쓰인 약들의 부가적 효과들이다. 부정맥 치료제인 베타 차단제는 심장 박동수를 떨어뜨려 긴장감을 늦추거나 떨림을 완화시켜 양궁이나 사격 등에서 활용되기도 한다. 천식 치료제인 베타2 길항제는 지방대사 촉진으로 체중 감소와 남성화 효과를 가져와 경기력을 향상시킨다. 빈혈증 치료제인 에리스로포이에틴은 적혈구 숫자를 늘리고 산소 운반 능력을 높여 육상이나 수영종목에 쓰이기도 한다. 특히 고혈압 치료제인 이뇨제는 다른 도핑약물을 은폐시키는 역할을 하기 때문에 도핑검사 시 특히 주목하고 있다. 이런 치료용 약물들이 도핑에 쓰였는지 확인하기 위해서 본래 질병치료 목적의 약물 사용량을 초과하는가에 집중한다. 이런 불법 약물을 검출해 내는 세계반도핑기구(WADA) 공인 실험실은 올 초까지는 35개였다. 러시아의 집단도핑 사건처럼 도핑실험실이 나서서 조작·관리하는 등 불법을 자행하고 평가 기준에 못 미치는 경우가 생기면서 8개 실험실이 퇴출돼 7월 현재 전 세계 도핑실험실은 27개로 줄었다. 공인 실험실은 WADA가 규제한 약물 모두를 탐지할 수 있는 능력을 갖추고, 올림픽·월드컵 등 국제대회에서 분석 의뢰 24시간 내에 결과를 통보할 수 있어야 한다. ●10여년래 금지약물 2배 늘어 300가지 국내 유일의 도핑실험실인 한국과학기술연구원(KIST) 도핑컨트롤센터는 2018년 평창동계올림픽을 대비해 인슐린 및 황체형성호르몬 분석법, EPO 분석법 등 기존의 도핑 방법을 업그레이드한 기술을 도입할 계획이다. 권오승 센터장은 “금지약물이 300여 가지로, 2000년대 초보다 두 배 이상 늘었지만 펩타이드와 단백질 등을 이용한 바이오시밀러 약물과 유전자 치료제, 세포 등을 활용한 약물도 속속 나오면서 도핑 분석 기술도 정교하고 다양해진다”면서 “이번 리우올림픽에서도 고감도, 고분해 성능을 갖춘 약물 분석 기기가 도입되는 것으로 알고 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [부고]

    ●고성태(전 조흥증권 부장)성일(유안타증권 스마트채널본부장)씨 모친상 안재원(전 동일드방레 부회장)오호수(전 증권업협회장)유경찬(전 한불종금 이사)김용달(전 산업인력공단 이사장)최병철(한국특수공구 대표이사)홍성무(법무법인 동인 대표변호사)이명철(이명철성형외과 원장)씨 장모상 21일 서울성모병원, 발인 23일 오전 7시 (02)2258-5940 ●박종오(KBS 대전총국 보도국 부장)씨 모친상 21일 고려대 구로병원, 발인 23일 오전 8시 070-7606-4213 ●강연홍(국민은행 과장)연경(선교사)연미(서울아산병원 원무팀 과장)씨 부친상 최성경(국민은행 여의도지점 과장)씨 시부상 이석우(선교사)이은형(비티몰 차장)씨 장인상 21일 서울아산병원, 발인 23일 오전 8시 (02)3010-2295 ●박동구(울산시 울주군의회 운영위원장)씨 장인상 21일 성주전문장례식장, 발인 24일 오전 8시 (054)931-4444 ●최재혁(조선일보 논설위원)재원(아발리코코리아 대표)씨 부친상 21일 경북대병원, 발인 23일 오전 7시 (053)200-6141 ●서형식(전 삼성SDI 천안공장장)씨 부인상 재호(A&G테크놀로지 근무)씨 모친상 천원문(삼성반도체 근무)씨 장모상 21일 삼성서울병원, 발인 23일 오전 9시 (02)3410-6903 ●임주택(프로야구 한화이글스 운영팀 차장)씨 부친상 21일 부산보훈병원, 발인 23일 오전 6시 (051)601-6796 ●이달희(국립경주문화재연구소 기획운영과장)씨 모친상 21일 서울 원자력병원, 발인 23일 오전 8시 (02)970-1551 ●오상록(KIST 강릉분원장)씨 장모상 21일 인천 연수성당, 발인 23일 오전 8시 30분 (032)822-2277
  • 노주원 KIST 단장 ‘몽골 우수과학자상’

    한국과학기술연구원(KIST) 스마트팜솔루션 융합연구단 노주원 단장이 지난 8일 몽골 울란바토르에서 개최된 ‘2016 천연자원 및 소재 활용 국제심포지엄’(ICCIUNR)에서 몽골 교육문화과학부의 우수과학자상을 받았다. 노 단장은 2004년부터 한·몽골 국제공동연구를 시작했으며 2008년부터는 한·몽골 과학기술협력센터장으로 몽골 약용 식물연구와 우수과학자 인재양성 등에 노력하고 있다. 노 단장의 이번 수상은 2011년 몽골과학원 최우수 연구자상과 2012년 몽골 보건복지부 명예훈장에 이은 것이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [달콤한 사이언스] 눈물 한 방울로 당뇨 진단하는 콘택트렌즈

    인슐린 분비 기능에 이상이 생겨 혈중 포도당 농도가 높아지는 대사질환인 당뇨병은 망막병증, 신장 기능 장애, 심혈관질환 등을 일으키는 주요 원인으로 꼽힌다. 현재 정확한 당뇨 진단을 위해서는 혈액을 뽑아 보는 것이 유일한 방법이다. 그러나 앞으로는 눈물 한 방울만으로도 당뇨병을 진단하고 관리할 수 있게 될 것으로 보인다. 한국과학기술연구원(KIST) 광전소재연구단 송용원 박사팀은 눈물을 이용해 당뇨병 진단이 가능한 콘택트렌즈 형태의 진단기기(스마트 콘택트렌즈)를 개발, 시제품 제작에 성공했다고 10일 밝혔다. 이번 연구 성과는 이르면 2년 안에 상용화가 가능할 것으로 전망된다. 안구를 촉촉하게 만들어 눈을 보호하는 기본 눈물 속에는 당뇨를 진단할 수 있는 글루코스(포도당)뿐 아니라 요산 등 다양한 성분이 녹아 있다. 콘택트렌즈 형태의 당뇨센서는 기본 눈물에 포함된 이 미량의 포도당을 검출해 내는 정밀 센서기술이 핵심을 이룬다. 연구진은 콘택트렌즈 표면에 미세한 배관 구조를 만들어 15초 동안 7㎕(마이크로리터)를 수집해 분석할 수 있는 시제품을 만드는 데 성공했다. 또 센서를 작동시킬 수 있는 초박막 배터리 기술과 센서에서 수집하고 분석한 정보를 스마트폰이나 컴퓨터로 전송할 수 있는 통신회로 기술도 확보했다. 스마트 콘택트렌즈는 눈물을 포집하고 측정하는 센서가 있는 층과 전지·데이터통신 칩이 있는 가운데 층, 그리고 일반 콘택트렌즈로 이뤄진 세 번째 층으로 구성돼 있다. 송 박사는 “정보통신기술(ICT)과 결합, 폭넓은 분야에 응용될 수 있다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 문어 빨판 스마트 접착 패드 개발

    문어 빨판처럼 표면에 달라붙는 ‘스마트 접착 패드’가 개발됐다. 고현협 울산과학기술원(UNIST) 에너지 및 화학공학부 교수팀과 김형준 KIST 박사팀은 문어 빨판의 구조와 접착 원리를 모사한 ‘열반응성 스마트 접착 패드’를 개발했다고 30일 밝혔다. 이 접착 패드는 외부 온도가 높으면 달라붙고, 온도가 낮으면 떨어지는 특성이 있다. 고 교수팀은 고분자 탄성체인 PDMS(polydimethylsiloxane)에 움푹 파인 구멍을 뚫고, 여기에 열반응성 하이드로젤(pNIPAM)을 붙인 뒤 코팅했다. 구멍 뚫린 PDMS가 빨판 모양이고, 열에 반응하는 하이드로젤이 빨판 근육 역할을 하도록 했다. 열반응성 하이드로젤은 32도보다 높은 온도에서는 수축하고, 이보다 낮은 온도에서는 습윤 팽창하는 성질을 가지고 있다. 이에 따라 스마트 접착 패드는 외부 표면에 닿았을 때 온도에 따라 접착특성이 달라져 문어 빨판처럼 작동한다. 고 교수는 “새로운 개념의 생체모사 스마트 소재를 개발함으로써 기존보다 우수한 접착특성을 가진 스마트 접착 시스템을 구현했 “이번 성과는 전자소자 분야뿐 아니라 의료용 접착패치, 로보틱스 분야에도 폭넓게 응용될 중요한 소재가 될 것”이라고 밝혔다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr
  • 위성 관측·배출원 규명… 미세먼지 공습, 과학기술로 넘는다

    위성 관측·배출원 규명… 미세먼지 공습, 과학기술로 넘는다

    매년 늦가을부터 이듬해 봄까지 한반도는 미세먼지에 시달린다. 특히 이번 기간에는 중국발 스모그에 잦은 대기정체 현상 때문에 매연이 가득한 터널 속에 있는 것과 비슷한 상황까지 악화되기도 했다. 산업화와 도로 운행 차량의 증가로 미세먼지를 포함한 대기오염 문제는 전 세계의 고민거리가 됐다. 특히 한국은 국내 발생 미세먼지에 ‘베이징 스모그’로 대표되는 중국발 미세먼지까지 겹쳐 더 심각하다. 국내 대기 과학자들은 “중국발 미세먼지의 영향에 대해 정확한 데이터베이스를 갖추지 못해 중국과의 외교협상에서 우위를 점하지 못하고 있다. 경유차나 발전소가 미세먼지에 미치는 영향도 추정이나 단순한 모델링에 의존하고 있어 미세먼지 대책의 실효성에 의문이 든다”고 지적한다. 정확한 오염원과 생성 원인의 과학적 규명이 우선돼야 한다는 말이다. 이 때문에 과학자들은 미세먼지가 발생하는 첫 단계부터 측정·예보 기술, 배출 먼지 저감기술까지 미세먼지로 인해 발생할 수 있는 피해를 최소화하는 기술을 찾는 데 노력을 기울이고 있다. 국내에서는 광주과학기술원(GIST)과 한국과학기술연구원(KIST)을 중심으로 미세먼지 저감기술을 연구하고 있지만 이 밖의 정부출연연구기관과 대학들에서도 관련 연구를 진행 중이다. GIST 초미세먼지연구센터는 현재 미세먼지 발생 원인에 대한 정확한 분석에 집중하고 있다. ●1·2차 배출원 규명이 저감 기술 열쇠 미세먼지는 생성 특성에 따라 1차 배출 미세먼지와 2차 생성 미세먼지로 나뉜다. 1차 배출 미세먼지는 자동차나 공장 굴뚝 등에서 나오는 것을 말한다. 2차 생성 미세먼지는 질소산화물, 황산화물, 휘발성 유기화합물(VOCs)이 대기 중에 떠돌아다니다가 햇빛과 만나 화학반응을 일으켜 2차적으로 만들어지는 먼지입자다. 센터장인 박기홍 GIST 교수는 “미세먼지를 줄이기 위해서는 1차 배출 먼지뿐만 아니라 2차 생성 먼지의 양까지 알아야 하는데 1차 배출량의 정확한 측정자료가 부족하고 파악하지 못하는 배출원도 상당히 많을 것이라고 보고 있다”면서 “미세먼지 저감정책과 기술은 미세먼지 발생원과 원인, 배출량 등 원인 규명에서 시작해야 한다”고 설명했다. 이를 위해 연구진은 각종 원인으로 만들어진 미세먼지를 전자현미경으로 촬영한 데이터베이스(DB)를 구축하고 있다. 원인들로는 경유차, 선박에서 나오는 배출입자, 쌀겨나 참나무 등 농작물과 바이오매스(식물)를 태운 연소입자, 플라스틱 소각입자, 석탄, 담배 연소입자, 양초 연소입자, 북극에서 관찰된 미세먼지, 도로변 먼지 입자 등 매우 다양하다. 미세먼지별 입자 크기나 모양, 화학적 성분 등 상세특성과 인체 유해성 정보를 광범위하게 구축하면 미세먼지가 발생했을 경우 생성 원인과 발생 지역 등을 신속하게 진단하고 그에 맞는 대응을 할 수 있게 된다는 것이다. 이 DB에 따르면 같은 질량으로 비교했을 때 경유차 배출입자가 다른 입자들에서 나온 미세먼지보다 세포독성이나 유전독성이 높은 것으로 나타나고 있다. 과학자들은 미세먼지가 광범위하게 만들어져 빠른 속도로 밀려 들어오는 만큼 이동 경로를 파악해 빠르게 관련 정보를 알리는 것도 중요하다고 판단하고 있다. 현재는 2010년 발사된 통신해양기상위성 ‘천리안’에 탑재된 GOCI-1이라는 장치를 이용해 한반도 상공을 하루 8번씩 관측하면서 미세먼지 발생을 감시하고 있다. 2년 뒤인 2018년에는 GOCI-2를 위성에 추가 발사하는 한편 선박과 항공기를 이용해 입체적 감시체제를 구축한다면 미세먼지 발생을 좀더 촘촘하게 파악하고 신속하게 사전 대응할 수 있을 것으로 보인다. ●‘선박 먼지’ 이동특성 분석 기술 개발 현재 발표되는 미세먼지 농도예보는 건물의 2~3층 높이에서 측정한 결과를 바탕으로 내려지기 때문에 사람이 실제 호흡하는 높이인 1~2m의 공기질과는 차이가 있다는 지적도 많다. 이 때문에 기상정보와 실제 생활공간에서 미세먼지 농도를 정확하게 예측할 수 있는 기법을 개발하는 것도 시급하다. 현재 인공지능(AI)과 예보관의 협업시스템을 통해 미세먼지 예보의 정확도를 높일 수 있는 ‘한국형 미세먼지 예측 모델링 기법’의 개발도 진행 중인 것으로 알려져 있다. 이미 발생한 미세먼지를 제거하기 위한 기술 개발도 활발하다. 실내 공기정화를 위해 나노기술을 활용한 신소재 마스크 필터와 고분자와 금속섬유, 세라믹 등을 활용해 필터 교체가 필요 없는 공기정화기 개발은 물론 비가 오면 공기 중 먼지들이 사라진다는 점에 착안해 외국에서 날아오는 미세먼지 제거를 위해 인공강우도 적극적으로 검토하는 분위기다. 이와 함께 도로와 자동차에서 발생하는 미세먼지들을 제거하기 위해 별도의 전원공급 장치 없이 먼지를 빨아들일 수 있는 무동력 집진기 기술 개발도 연구 중에 있다. KIST 환경복지연구단도 1991년 도시 스모그현상 연구를 처음 시작한 이후 대기환경 분야 연구를 이어 오고 있다. 연구단은 선박에서 배출하는 미세먼지를 측정하고 기후변화에 어떤 영향을 미칠지에 대한 평가기술과 미세먼지 속 유해성분의 장거리 이동 특성을 분석할 수 있는 모델링 기술을 개발했다. ●“예보 정확도 높여 의료 정보 제공해야” 현재 연구단은 전동차에 부착해 지하철 터널 내 미세먼지를 신속하게 제거하는 ‘도시철도 터널 오염물질 제거기술’과 자동차에서 배출되는 초미세입자에 의한 실내외 생활공간의 오염 영향을 분석하는 ‘극미세 입자 평가관리 기법’ 등 다양한 미세먼지 관련 기술을 개발하고 있다. 배귀남 단장은 “미세먼지의 종합 관리를 위해서는 오염도 예측 기법을 향상시켜 예보의 정확도를 높이는 한편 고농도 미세먼지 오염으로 인한 의료비 상승과 사망률 증가 등 다각도로 정보를 제공할 수 있는 기술 개발까지 병행돼야 한다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [부고]

    ●조희문(전 영화진흥위원회 위원장)병희(화신기계상사 상무)보희(연합뉴스 사진부 부국장대우)씨 부친상 정한주(자영업)씨 장인상 25일 상주적십자병원, 발인 28일 오전 (054)530-3017 ●허태열(GS건설 홍보업무실장)씨 모친상 26일 연세대 세브란스병원, 발인 28일 오전 8시 (02)2227-7500 ●김석연(프로야구 넥센히어로즈 육성팀 외야·주루코치)씨 모친상 26일 충남 태안군 보건의료원, 발인 28일 오전 7시 (041)671-5303 ●오동진(전 삼성엔지니어링 상무이사)씨 부친상 26일 삼성서울병원, 발인 28일 오전 8시 30분 (02)3410-6912 ●백창기(전 감사원 감사관)씨 별세 호종(한국항공대 교수)현종(부산대 교수)씨 부친상 배성호(한국에너지기술평가원 책임연구원)씨 장인상 윤진식(전 산업자원부 장관)씨 처남상 26일 서울성모병원, 발인 29일 오전 7시 (02)2258-5940 ●조장희(전 KIST 산하 선박해양연구소 부소장)씨 별세 경수(미국 거주)경일(카이스트 산하연구소 연구교수)효진(문원의료법인 서울병원 이사장)효남(서울청소년소아과병원장)씨 부친상 한문성(서울병원장)조원동(중앙대 석좌교수)씨 장인상 이길원(미주 YTN 부사장)박경수(디자인 프리랜서)씨 시부상 26일 삼성서울병원, 발인 29일 오전 8시 (02)3410-6917
  • KIST 대공 발칸포 사격훈련 분석기 개발

    KIST 대공 발칸포 사격훈련 분석기 개발

    현대전에서는 기술 중심의 공군력과 해군력이 승패를 좌우한다고 보는 전문가들이 많다. 이 때문에 공중으로 침투하는 적의 항공기에 대한 대응능력은 군(軍)전력 향상에도 상당한 영향을 미친다. 일반적으로 적 항공기 침투시 장갑차에 장착되거나 진지에 설치된 초고속 대공화기인 ‘발칸포’가 많이 활용된다. 한국과학기술연구원(KIST) 차세대반도체연구소 박민철 박사팀은 발칸포 사격 훈련 효율화와 사격능력 향상을 위해 ‘발칸 추적훈련 분석기’를 개발하는 데 성공했다고 16일 밝혔다. 기존 발칸포 사격훈련은 발칸포 사수가 이동하는 모의표적을 따라가며 발칸포를 겨냥하면 훈련교관이 육안으로 표적 겨냥 여부를 측정해 훈련합격 여부를 판정하는 방식이었다. 교관의 감각에 의존하기 때문에 판정 결과의 신뢰도가 떨어질 뿐만 아니라 실전과 같은 훈련이 이뤄지지 않는다는 단점이 있다. 연구진은 발칸포 조준기에 고성능 카메라를 설치해 사수의 추적훈련 결과를 정밀하게 실시간 촬영한 뒤 훈련교관의 컴퓨터로 전송할 수 있는 시스템을 개발했다. 시스템은 사수 4명의 추적훈련을 동시에 확인할 수 있다. 이와 함께 정밀한 영상추적이 가능하기 때문에 사수의 현재 수준을 평가할 수 있다. 간단한 시스템으로 보이지만 영상탐지 센서기술, 통신기술, 광학장비기술, 통합 운영소프트웨어 기술이 종합된 기술이다. 이번에 개발한 분석기는 지난해 여름 국방기술품질원에서 주관한 개발시험평가를 통과한 뒤 전·후방 6개 방공부대에서 실전 배치해 최근 운용시험평가에서도 최종 합격판정을 받았다. 이에 육군본부는 내년부터 발칸포를 갖춘 전 부대에 즉시 도입해 활용할 계획이다. 박 박사는 “이번 발칸 훈련분석기는 육안에 의지한 기존 훈련체계를 과학적으로 개선해 군전력 향상에 도움을 줄 수 있는 기술”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 천경자 차녀 “위작 미인도, 해외 기관에 감정 의뢰해야”

    “25년간 곪아 온 미인도 위작 논란은 어머니에게 크나큰 아픔이고, 작품 생애에 어두운 그림자를 남겼습니다. 이를 거둬 낼 마지막 기회라고 생각하고 전력을 다하겠습니다.” 지난 6일 귀국해 8일 검찰에 모습을 드러낸 고 천경자 화백의 차녀 김정희(62)씨의 목소리가 미세하게 떨렸다.미인도 위작 논란을 수사 중인 서울중앙지검 형사6부(부장 배용원)는 8일 김씨를 고소인 자격으로 불러 조사했다. 미국 몽고메리칼리지 미술과 교수이기도 한 김씨는 올해 4월 바르토메우 마리 국립현대미술관장 등 관계자 6명을 사자 명예훼손과 저작권법 위반 혐의 등으로 고소한 바 있다. 김씨와 변호인들은 미인도가 명백한 위작임에도 계속해서 진품이라고 소개하는 것은 명예훼손이자 저작권 침해라고 주장해 왔다. 미인도를 둘러싼 논란은 국립현대미술관이 1991년 ‘움직이는 미술관’ 전시회 때 소장 중이던 미인도를 공개하면서 시작됐다. 미인도는 1979년 10·26 사태 이후 김재규 전 중앙정보부장이 소유하고 있던 것을 정부에서 압류한 이후 1980년 문화공보부가 현대미술관이 관리하게 한 것으로 알려져 있다. 그러나 당시 작품을 직접 본 천 화백이 “내가 그린 작품이 아니라 가짜”라고 주장하면서 25년째 진위 논란이 이어지고 있다. 1991년 국립현대미술관이 한국과학기술연구원(KIST)과 국립과학수사연구원에 감정을 의뢰했지만 사실상 감정 불가 판정이 나온 것도 혼란을 부추기는 계기가 됐다. 검찰은 분석 기술이 향상된 만큼 국과수에 다시 분석을 맡기는 방안도 염두에 두고 있다. 검찰은 이날 임의제출 형식으로 국립현대미술관으로부터 미인도 원본을 넘겨받았다. 하지만 김씨가 “국내 기관이 아닌 해외의 전문기관에 감정을 의뢰해야 한다”고 주장하고 있어 감정기관을 결정하는 데도 시일이 걸릴 것으로 보인다. 조용철 기자 cyc0305@seoul.co.kr
  • 더 독한 ‘녹조라테’ 온다

    더 독한 ‘녹조라테’ 온다

    독성물질 내뿜는 남조류 번식↑ 8월까지 녹조 현상 극심 우려 녹차라테를 연상시키는 초록색 강물, 이른바 ‘녹조라테’로 지난해 봄 남부 지방 강들이 몸살을 앓았다. 봄부터 시작된 가뭄으로 물의 흐름이 더뎌지고 영양염류가 강에 머물면서 녹조 현상이 심화한 탓이다. 올해 역시 녹조가 극심할 것이라는 우려가 커지고 있다. 무더위가 이르게 찾아온 데다 여름철 기온은 높은 반면 강수량은 적을 것이라는 전망은 남조류와 녹조류의 번식이 활발해질 것이라는 예상과 직결된다. 실제로 올해 조류경보는 지난해보다 한 달 정도 빨리 발령된 상태다. 기상청이 지난달 발표한 ‘2016년 여름철(6~8월) 기상전망’에 따르면 6~7월엔 이동성고기압의 영향으로 평년 기온(21.2도)을 웃도는 무더위가 찾아오고 강수량도 평년(158.6㎜)보다 적은 수준을 보이며, 평년(274.9㎜)보다 많은 비가 올 것으로 전망되는 8월 이전까지는 녹조 현상이 심해질 것으로 예상됐다. 전문가들은 녹조 발생 원인을 크게 3가지로 꼽는다. 우선 질산염이나 인산염 같은 무기영양염류가 물속에 과다 유입될 때 녹조가 발생한다. 또 일조량이 많고 기온이 높아 수온이 상승하면 녹조류나 규조류, 남조류 등이 폭발적으로 증가한다. 물의 흐름과 속도도 주요 원인이다. 물의 흐름이 느려지면 영양염류가 빠져나가지 못해 조류의 증식을 가속화한다. 실제로 전문가들은 지난해에도 녹조가 심각했던 낙동강 유역의 경우 4대강 보 설치 이후 유속이 이전보다 5.4배 느려졌다고 분석했다. 당장 이달부터 4대강 주요 구간의 수온이 20도를 넘을 것으로 보이면서 남조류 증식 환경이 만들어지고 있다. 수온이 20도 중반을 유지하면 독성을 내뿜거나 악취를 만들어 내는 마이크로시스티스, 아나베나 등 남조류 여러 종이 다량 번식한다. 지난달 31일부터 낙동강 하류 지역인 창녕함안보 인근에 조류경보 ‘관심’ 단계가 발령됐다. 지난해까지 ‘주의보’ 단계로 불렸던 관심 단계는 남조류 세포수가 1㎖당 1000개일 때 내리는 경보로, 이 수치를 넘기면 녹조가 본격적으로 시작된다고 본다. 지난해 첫 조류경보는 6월 30일에 발령됐는데 올해는 이보다 한 달가량 빨라졌다. 이 때문에 정부는 최근 황교안 국무총리 주재로 ‘국가정책조정회의’를 열고 오는 9월까지 한강 수계 17곳과 낙동강 수계 27곳의 하·폐수 처리시설 오염물질 처리기준을 상향 조정했다. 주 1~3회 수질분석을 하고 녹조 발생과 확산 원인 분석연구를 본격적으로 추진한다는 내용의 ‘여름철 녹조 대응·관리 대책’을 확정했다. 한국과학기술연구원(KIST)과 한국건설기술연구원 등 정부출연연구기관들을 중심으로 녹조 제거 기술 개발도 활발하다. 최근에는 먹이사슬을 이용한 친환경 처리기술에 대한 연구가 많다. 녹조 원인인 남조류나 녹조류를 먹어 치우는 포식자를 인위적으로 늘려 녹조 발생을 사전에 차단할 수 있다는 게 장점이다. 그러나 녹조포식생물이 늘어났을 때 발생할 문제점을 예측하기 어렵다. 이 밖에도 황토 살포, 하수처리장에서 주로 사용하는 화학적 응집제 살포와 전기분해나 초음파를 이용해 조류의 세포를 파괴해 녹조를 제거하는 방법 등도 연구되고 있다. KIST 물자원순환연구단 관계자는 “녹조 현상은 광범위한 지역에서 다양한 요인이 결합돼 발생하는 자연현상이라 완벽하게 예방하는 것은 사실상 어렵다”며 “다양한 기술을 확보해 녹조 발생 상황에 맞춰 적합한 기술을 적용해야 한다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • 이름도 얼굴도 기억도 시간에 모두 지워졌다… DNA만 빼고

    이름도 얼굴도 기억도 시간에 모두 지워졌다… DNA만 빼고

    #1 “아이고야… 우짜면 좋노, 우짜면 좋노…. 같은 부산 하늘 아래에 살았는데 어째 이리 몰랐노.” 지난달 불편한 몸을 이끌고 간신히 부산 북구 평화의 집을 찾은 이모(59·여)씨는 울기만 했다. 34년 전 장을 보러 간 자갈치시장에서 계산하려고 잠깐 아들의 손을 놓은 것이 화근이었다. 두 살이었던 아이는 물건을 사는 동안 인파 속으로 사라져 버렸다. 밤새 아들을 찾아 자갈치시장을 돌아다니고 몇 날 며칠을 찾아다녔지만 다시는 그 얼굴을 볼 수 없었다. 인근 파출소마다 들러 아이의 행방을 수소문했지만 그마저도 소용이 없었다. 이씨는 그렇게 아들을 가슴에 묻은 채 수십년을 살아왔다. 이씨가 잃어버린 아들을 찾겠다며 딸(32)과 함께 부산 서부경찰서를 찾은 것은 지난해 12월이었다. ‘잃어버린 지 오래된 가족도 이제는 유전자(DNA) 검사를 통해 경찰이 다 찾아 준다더라’는 지인들의 말을 듣고 큰 기대는 안 했지만 시도라도 해 보자는 생각이었다. 부산 서부경찰서 여성청소년수사팀 유성탁 경장은 아이를 잃을 당시에 나이가 워낙 어렸던 데다 긴 시간이 흘렀기 때문에 성장 과정에서 개명을 했을 것으로 판단했다. 유 경장은 이씨의 유전자를 채취한 후 실종 아동전문기관에 동일한 유전자가 있는지 감정을 의뢰했다. 3개월 후 가족으로 추정되는 유전자가 있다는 답변을 받은 뒤 정확성을 위해 재검사를 했다. 그리고 또 석 달 뒤 전기수(가명)라는 이름으로 살고 있는 아들을 찾을 수 있었다. 상봉한 날은 기쁨과 행복, 미안함과 서글픔으로 범벅이 됐다. 아장아장 걷던 아들은 장성했지만, 지적장애 탓에 어머니 이씨를 제대로 알아보지 못했다. 성장하면서 지적장애 2급 판정을 받았다고 했다. 이씨는 “어렸을 때는 장애가 없었는데…. 미안하고 안쓰럽다”고 말하고는 또 한참을 울었다. 이씨도 기초생활수급자인 데다가 건강이 안 좋아 당장 함께 살기는 힘들다. 유 경장은 “아들이 물 한 잔도 혼자 마시기 어려울 정도로 장애가 심해 돌볼 사람이 필요하기 때문에 우선은 지속적으로 만나는 것만으로 만족해야 하는 상황”이라고 전했다. #2 “아버지 만나니까 좋지 않아?” “네, 뭐….” 14년 만에 만난 부자(父子)는 서로 말이 없었다. 아들(16)은 담담하게 아버지 허모(45)씨를 바라봤다. 허씨는 반가움이 밀려왔지만, 미안한 마음이 더 크게 다가와 아들을 제대로 껴안지도 못했다. 허씨는 2002년 아내와 이혼했다. 큰아들은 허씨가, 막내아들은 전 부인이 키우기로 했다. 두 살배기 막내아들에게는 엄마 손이 필요하다고 판단했다. 하지만 이혼한 지 얼마 지나지 않아 막내아들은 실종됐다. 허씨는 전 부인과 연락을 끊고 목포로 떠난 터라 실종 사실을 까마득히 몰랐다. 지난해 12월, 우연히 부산에 살던 지인과 전화를 하다가 막내의 실종 사실을 뒤늦게 들었다. 눈앞이 캄캄했다. 억장이 무너지는 심정을 추스르고 일단 경찰에 신고부터 했다. 아들을 찾기 위해 백방으로 수소문하던 허씨는 지난 3월 온라인 실종 아동 찾기 사이트에서 엄지 손에 멍처럼 생긴 점이 있는 아이를 봤다. 반신반의하는 마음으로 전남지방경찰청 박광균 경위에게 이야기를 전했다. 박 경위는 아이가 지내는 부산의 한 보육원을 찾았고 사진을 찍어 허씨에게 보여 주었다. 박 경위는 “(허씨가)바로 자신의 아이라고 말하는데, 같은 아버지의 입장에서 마음이 짠했다”고 말했다. 이후 유전자 감식을 진행했고 둘이 친자 관계인 것을 확인했다. 상봉은 목포에서 이루어졌다. 고등학교에 잘 다니는 아들이 마냥 대견한 허씨는 “더 열심히 일해 형편이 조금 나아지면 빨리 아이를 데려오겠다”는 다짐을 거듭했다. ●실종 대비 18세 미만 청소년 지문 등록해야 경찰은 유전자 및 지문 분석을 통해 실종 가족을 찾아준다. 2011년 4만 3080건 발생했던 실종 아동은 지난해 3만 6785건으로 4년 만에 14.6% 감소했다. 경찰은 실종 아동이 매해 조금씩 줄어드는 것에 대해 유전자 및 지문 분석의 영향도 있는 것으로 판단하고 있다. 경찰은 18세 미만 청소년은 지문을 등록하도록 권유하고 있다. 실종 같은 경우에 대비하기 위해서다. 18세 미만 아동 896만 1805명 중 264만 333명(29.5%)이, 8세 미만 아동은 총 365만 6264명 중 237만 1844명(64.9%)이 지문을 등록한 상태다. 경찰서 여성청소년과를 찾아 지문을 등록해 두면 아이를 잃어버렸을 때 바로 대처할 수 있다. 지난해 7월 대구 서구에서 길을 잃은 후 아무 말도 없이 울기만 하던 3세 아이는 인근 시민의 신고로 경찰에 인계됐고 지문을 이용해 30분 만에 부모를 찾았다. 경찰청은 오는 11월까지 전국 어린이집, 유치원, 특수학교, 장애인·노인요양시설 등을 방문해 사전 신청자에 대해 지문 등록을 해 주고 있다. 경찰 관계자는 “아이의 실종 시간이 길어질수록 찾기가 어려워져 최대한 빨리 찾는 게 중요하다”면서 “지문만 등록돼 있으면 잃어버린 자녀가 가정으로 돌아가는 시간이 훨씬 단축된다”고 설명했다. 그는 “지문 등록에 대해 개인정보가 남을까 간혹 망설이는 경우가 있는데, 언제든 요청하면 폐기할 수도 있다”고 덧붙였다. ●10년간 유전자 분석으로 349명 찾아 유전자 분석으로 실종 아동 등의 보호 및 지원에 관한 법률이 개정된 2005년부터 지금까지 349명이 가족의 품으로 돌아가는 성과를 거뒀다. 유전자 분석은 실종자를 찾으려는 가족과 경찰이 만들어 놓은 유전자 데이터베이스(DB)를 비교하는 방식이다. DB는 실종 아동, 지적장애인, 치매 환자 등이 있는 보호시설에서 유전자를 채취해 확보해 놨다. 실종자를 찾는 가족이 경찰서를 방문하면 유전자 채취용 키트로 구강 세포를 채취한다. 시료는 실종 아동 전문기관, 국립과학수사연구원 등에서 분석하고 DB를 확인해 가족을 찾아 준다. 만일 가족을 찾았거나 본인이 원한다면 채취한 유전자도 폐기할 수 있다. 아동, 지적장애인, 치매 환자의 유전자 채취 건수가 2만 9113건에 달하는 데 비해 보호자 유전자 채취 건수는 2588건에 불과하다. 경찰 관계자는 “시설에 일제 점검을 나가면 부모를 찾고 싶다며 먼저 유전자를 채취해 달라는 아이도 있다”며 “아동이 원하는 경우, 지적장애인은 동의 없이도 가능하기 때문에 유전자를 채취해 가족을 찾아 주려고 노력하고 있다”고 말했다. ●장기 실종아동 성장 예측 몽타주도 만들어 유전자 분석으로 지난해 8월에는 미국으로 이민 간 아버지가 40년 전에 실종됐던 딸과 상봉하는 기적 같은 일도 벌어졌다. 1974년 3월 지적장애인이었던 딸을 잃어버렸던 정모(71)씨는 지난해 3월 전남 순천의 동생집을 방문하기 위해 우리나라에 왔다. 정씨는 경찰서를 찾아 ‘죽기 전에 딸 얼굴을 한 번 보는 게 소원’이라고 읍소했고, 그는 유전자 분석으로 딸을 찾을 수 있었다. 경찰은 또 10년 이상 된 장기 실종 아동 가족을 위해 ‘성장 예측 몽타주 지원 사업’도 하고 있다. 한국과학기술연구원(KIST)과 공동 연구해 개발한 성장예측 프로그램을 이용해 실종 당시 사진을 바탕으로 성인이 된 현재 얼굴을 예측해 몽타주를 그린다. 지난달 시범 사업으로 장기 실종 아동을 둔 가족 12명에게 몽타주를 주었다. 현재 경찰청, 서울지방경찰청, 부산지방경찰청, 경기남부지방경찰청 등 4곳에 관련 프로그램이 설치돼 있으며 향후 전국으로 확대할 방침이다. 이민영 기자 min@seoul.co.kr
  • 뇌에 빛 쬐여… 치매·우울증 치료한다?

    뇌에 빛 쬐여… 치매·우울증 치료한다?

    여러 파장 빛으로 뉴런 자극 손상없이 신경세포 활동 조절 “인간의 뇌는 우리가 알고 있는 우주에서 가장 복잡한 세계다. 그런 복잡함 때문에 단순한 모델은 비현실적인 것이 되고 정확한 모델은 이해할 수 없게 된다.”(미국 듀크대 인지과학자 스콧 휴텔) 과학의 발달로 가장 작은 미립자의 세계에서 끝을 상상할 수 없는 광대한 우주까지 비밀이 속속 풀리고 있지만 여전히 과학계에 미스터리로 남아 있는 부분이 있다. 바로 ‘뇌’다. 뇌의 각 부분이 어떤 일을 하는지, 기억은 어떻게 이뤄지는지, 뇌질환은 어떻게 발생하는지 등 뇌의 비밀을 풀어내려는 뇌 과학자들에게 빛을 이용해 신경세포를 선택적으로 작동시킬 수 있는 ‘광유전학’이라는 새로운 도구가 주어졌다. 광유전학(optpgenetics)은 빛(opto)과 유전학(genetics)을 결합한 용어로, 뇌 신경세포를 빛에 반응할 수 있도록 유전적으로 조작해 세포의 생리를 연구하는 학문이다. 신경세포 중에 빛에 반응할 수 있는 광반응성 단백질이 발견되면서 시작됐다. 광유전학이 주목받는 이유는 ‘100세 시대’라 불릴 정도로 인간의 수명이 늘어나면서 뇌질환, 신경질환을 앓는 사람들이 함께 늘고 그에 따른 사회적, 경제적 손실이 커지고 있기 때문이다. 더군다나 기존에는 뇌를 연구하거나 치료하기 위해서는 외과수술을 통해 뇌의 일부분에 손상을 주거나 뇌에 칩을 심어 전기적 자극을 주는 등의 침습적 방식밖에 없었다. 광유전학은 신경세포를 손상시키지 않고도 정교하게 뇌 기능을 알아낼 수 있을 뿐만 아니라 뇌 신경 활동을 조절할 수 있다는 장점까지 갖추고 있다. 신경세포인 뉴런은 컴퓨터처럼 전기신호로 정보를 주고받는다. 막전위(膜電位)라고 부르는 세포 안팎의 전압 차로 생긴 전류가 뉴런을 자극하면 이웃한 뉴런에 신경전달물질을 내뿜어 정보를 전달하는 방식이다. 뉴런에 인위적인 전기 자극을 준다면 뇌 신경 회로를 마음대로 조정할 수도 있게 된다는 말이다. 광유전학은 서로 다른 파장의 빛으로 여러 신경세포의 활동을 조정할 수 있다는 것을 전제로 하고 있다. 2005년 미국 스탠퍼드대 연구진이 녹조류에서 추출한 ‘채널로돕신’이라는 단백질을 포유류의 신경세포에 심은 뒤 빛을 쬐이자 뉴런이 활성화되는 것을 확인한 것이 광유전학 연구의 시작이었다. 이후 생물학자들은 초파리와 꼬마선충, 생쥐 등을 이용해 광유전학 연구를 진행했다. 초파리는 광유전학 초창기에 시도된 동물이다. 과학자들이 유전자를 변형시켜 초파리에게 빛으로 작동하는 이온채널 단백질이 나타나도록 한 뒤 355㎚(나노미터) 파장의 레이저를 쏘자 초파리의 활동이 과다하게 활발해졌다. 빛이 초파리의 중추신경에 발현된 이온채널을 활성화시켜 통제할 수 없을 정도의 엄청난 전기신호들을 발생시켰기 때문이다. 광유전학 연구에서 가장 많이 쓰이는 동물은 ‘예쁜꼬마선충’이다. 성충의 몸길이도 1㎜에 불과한 이 선형동물은 생체 구조가 단순하고 수명이 3주에 불과하지만 유전자 조작이 쉽고 포유동물과 유사한 유전자들을 갖추고 있어 신경과학이나 노화 연구에 많이 활용된다. 생물학자들은 광유전자인 채널로돕신을 꼬마선충의 촉각신경세포에서 발현시킨 뒤 빛을 쬐여 주면 다양한 행동을 조정할 수 있다는 사실을 밝혀냈다. 이런 광유전학 기술을 이용하면 알츠하이머, 파킨슨 질환 같은 퇴행성 뇌질환, 우울증, 불면증, 강박증, 간질, 외상후스트레스장애(PTSD), 불안장애, 기억상실, 거식증 같은 정신질환의 원인과 치료법 개발, 암세포 및 암신호전달 연구 등에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다. 그렇지만 광유전학을 실제 사람의 치료에 적용하기 위해서는 빛에 반응하는 단백질이나 유전자를 원하는 신경세포까지 전달하는 기술과 두개골 속 깊숙한 곳에 위치한 신경세포를 빛으로 효과적으로 자극하는 방법을 찾아야 하는 두 가지의 숙제가 남아 있다. 이를 위해서는 뉴런과 뉴런이 어떻게 연결돼 있는지를 보여주는 정밀한 ‘뇌지도’가 필요하다. 한국과학기술연구원(KIST) 관계자는 “광유전학은 최근 뇌과학 분야에서 가장 빠르게 발전하고 있는 분야”라며 “광유전학 기술의 바탕이 되는 정밀한 뇌지도는 인간의 뇌 연구에 새로운 지평을 열어줄 수 있을 뿐만 아니라 새로운 형태의 인공지능과 로봇 시스템 개발에도 도움이 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • “서른둘 딸 모습으로 실종자 전단 만들어야죠”

    “서른둘 딸 모습으로 실종자 전단 만들어야죠”

    “어른이 된 내 딸 사진을 보니까 확실히 엄마보다는 아빠인 저를 닮았네요.” 경찰청과 보건복지부가 25일 서울 중구 페럼타워에서 개최한 제10회 ‘실종아동의 날’ 행사에서 서기원(53)씨는 1994년 4월 잃어버린 딸 희영(당시 10세)씨의 32세 모습을 추정해 만든 사진을 받아 든 뒤 감격에 겨운 듯 쉽게 말을 잇지 못했다. 해당 사진은 지난해 말 경찰청과 한국과학기술연구원(KIST)이 공동으로 개발한 몽타주 프로그램을 이용해 실종아동이 커서 어른으로 변한 모습을 만든 것이다.<서울신문 5월 5일자 9면> 그는 지난 22년간 잃어버린 딸을 찾기 위해 전국 곳곳을 찾아 돌아다녔지만 성과가 없었다. 서씨는 “아이를 잃어버린 지 워낙 오래돼 전단을 뿌려도 사람들이 성인이 된 희영이의 모습을 알아보지 못할까 걱정이 많았다”면서 “새로 받은 사진으로 실종자 전단을 만들고 소셜네트워크서비스(SNS)에도 사진을 올릴 것”이라고 말했다. 경찰청은 희영씨를 포함해 이날 12명의 실종아동 가족에게 성인 모습 몽타주를 전달했다. 향후 매월 신청을 받아 성장 예측 몽타주를 제작할 예정이다. 경찰 관계자는 “경찰청, 서울청, 부산청, 경기남부청 등에 최신 몽타주 프로그램을 설치했고 앞으로 전국으로 확대하겠다”고 밝혔다. 이날 행사에서는 SK이노베이션 등 6개 기업으로 구성된 ‘실종아동 찾기 및 예방을 위한 실종 홍보 민간협력단’ 위촉식도 열렸다. 경찰은 아동, 지적·자폐·정신장애인, 치매 환자 실종에 대비해 지문 등을 등록하는 ‘사전등록제’를 2012년 도입했으며 그 결과 제도 시행 직전인 2011년에 비해 지난해 18세 미만 아동의 실종 발생 건수가 30.9% 감소했다고 전했다. 이민영 기자 min@seoul.co.kr
  • 출근 전 앱으로 황사·미세먼지 체크… ‘공기 좋은 길’ 알려주는 내비게이션

    출근 전 앱으로 황사·미세먼지 체크… ‘공기 좋은 길’ 알려주는 내비게이션

    # 1년 전부터 자전거로 출퇴근하는 직장인 박선규(40)씨는 최근 스마트폰에 대기환경 예보 애플리케이션(앱)을 설치했다. 올 들어 유독 황사와 미세먼지의 농도가 짙어졌다는 뉴스가 자주 눈에 띄기 때문이다. 박씨는 “미세먼지에 관한 뉴스를 자주 봐서 그런지 몰라도 지난해 가을부터는 날씨가 맑아도 금세 목이 칼칼해지는 경우가 많아 출근하기 전 꼭 앱으로 대기 상태를 확인하고 집을 나선다”고 말했다. 최근 미세먼지의 농도와 독성이 강해지는 등 대기환경이 악화되면서 외부 활동에 대한 당국의 경고가 잦아지고 있다. 이런 가운데 이미 발생한 환경오염 물질을 처리하거나 환경 관련 사고로 파괴된 환경을 복원하는 기술만큼이나 오염물질이 어디에서 발생해 어떻게 이동하며, 어디에 쌓이는지를 밝혀내는 ‘환경 모니터링’ 기술이 주목받고 있다. 환경 모니터링은 환경공학 내에서도 다른 기술들보다 늦게 시작됐지만, 요즘 연구자들이 가장 관심을 갖고 있는 분야다. 환경 모니터링 기술은 물리, 화학, 생물학적 지식을 바탕으로 전기·전자공학과 기계공학, 컴퓨터공학 등이 결합되는 대표적인 융합연구 분야다. 미세먼지나 황사로 인해 대기오염을 측정하는 환경감시 기술에 대한 관심이 높지만 환경 모니터링 기술의 분석 대상은 대기, 하천과 바다, 지표면, 지하공간 등 자연환경뿐 아니라 환경호르몬으로 알려진 인공 화학물질에 이르기까지 다양하다. 환경 모니터링 기술의 궁극적인 목표는 실내외 할 것 없이 실시간으로 측정된 정보를 분석해 현재 환경 상태를 정확하게 진단함으로써 효과적인 대응 방법을 찾는 데 있다. 이를 위해서는 ▲측정 대상을 정확하게 감지할 수 있는 환경센서 기술 ▲개별 센서들을 연결하는 네트워크 기술 ▲각종 센서에서 얻어지는 방대한 데이터를 효과적이고 빠르게 취합하고 분석해 실시간으로 알려줄 수 있는 데이터베이스 및 분석 솔루션 기술 등 3가지 기술이 뒷받침돼야 한다. 각종 오염 대상을 정확하게 측정할 수 있는 센서 기술은 환경 모니터링에 있어서 가장 핵심적이다. 고전적인 의미의 센서는 특정물질을 감지하는 수준이지만 앞으로는 감지신호를 정확하게 중앙으로 전달해 정확한 판단을 내릴 수 있도록 정보를 제공하는 역할로까지 확대될 전망이다. 환경 모니터링을 바탕으로 구현할 수 있는 대표적인 기술로 환경 지능형 내비게이션이 꼽힌다. 환경 지능형 내비게이션은 사고 지역이나 차량 정체에 대한 정보는 물론 곳곳에 설치된 환경센서로 수집되는 환경 빅데이터가 네트워크를 통해 실시간으로 전송되면서 환경오염이 심한 지역을 스스로 판단해 피해 갈 수 있도록 돕는 신개념의 차량안내 시스템이다. 환경 모니터링 기술이 일반인들에게 실제로 도움이 되는 정보로 만들어지기 위해서는 넘어야 할 기술적 난관들이 많다. 최근 문제가 되고 있는 가습기살균제처럼 가정에서 흔히 사용하는 화학물질들의 잠재적 위험요소들까지 모니터링하고 진단할 수 있는 새로운 센서 원리와 기술 개발이다. 또 측정하려는 대상물질에 따라 센서의 작동 방식이 다른 것도 기술적으로 넘어야 할 산으로 지적된다. 환경 모니티링 기술의 목표를 실현하기 위해 현재 가장 필요한 것은 다양한 대상 물질을 하나의 단위로 측정할 수 있고 지금보다 더 작으면서도 오랫동안 사용할 수 있으며 관리하기 용이한 센서를 만드는 것이다. 한국과학기술연구원(KIST) 녹색도시기술연구소 관계자는 “환경과 건강한 삶에 대한 관심이 높아지면서 전 세계적으로도 환경 모니티링 관련 기술과 시장이 지속적으로 확대될 것”이라며 “실용화에 초점에 맞춘 산학연의 협력 연구로 기술우위를 확보하는 것이 필요하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr
  • [과학계는 지금]

    피부 안에 삽입하는 태양전지 개발 광주과학기술원(GIST) 기계공학부 이종호 교수와 캘리포니아공대(칼텍) 주혁 교수, 조지아 공대 왕종린 교수 공동연구팀은 피부 안에 삽입할 수 있는 얇은 막 형태의 태양전지를 개발하는 데 성공하고, 이를 헬스케어 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 헬스케어 머티리얼스’ 최신호에 발표했다. 이번에 개발한 기술은 실시간 혈당분석기나 심박조율기처럼 몸속에 삽입하는 전자기기들의 전원에 활용될 수 있다. 70배 빠른 다차원 빅데이터 분석 한국과학기술정보연구원(KISTI)은 현재 나와 있는 상용 빅데이터 분석 속도보다 70배 정도 빠른 다차원 빅데이터 분석기술 개발에 성공했다고 16일 밝혔다. 이번에 개발한 빅데이터 분석시스템 ‘투픽스’는 데이터 저장과 계산방식을 바꿔 분석 속도를 높였을 뿐 아니라 개인용 컴퓨터 수준의 사양으로도 빅데이터 처리가 가능하도록 했다는 장점이 있다. 원자력硏 전자빔 이용기술 워크숍 한국원자력연구원(원장 김종경)은 18일 원내 국제원자력교육훈련센터에서 전자 가속기 및 전자빔 이용 기술 연구개발 성과와 산학연 정보교류를 목적으로 ‘제11회 전자빔 이용기술 워크숍’을 연다.
  • [인사]

    ■미래창조과학부 △정보통신산업과장 조현숙 ■행정자치부 ◇부이사관 승진△전자정부정책과장 황규철△자치행정과장 김광휘△재정정책과장 김장호△국가기록원 서울기록관장 권오정△서기관 차호준 이병남 김화진◇과장급 전보△운영지원과장 안정태△정보자원정책과장 김엽△사회통합지원과장 안경원 ■한국과학기술기획평가원(KISTEP) △국제협력센터장 정상원 ■한국서부발전 ◇상임이사 연임△기획관리본부장 정영철△기술본부장 김동섭 ■국민일보 ◇편집국 <국장대우 승진>△통합뉴스룸부문 사회2부(부산주재) 윤봉학△통합뉴스룸부문 사회2부(대구주재) 김재산<부국장대우 승진>△편집부문 종합편집2부장 신동석△편집부문 종합편집부 유명렬<부장대우 승진>△편집부문 종합편집부 변윤환 김대한◇경영전략실 <부장대우 승진>△총괄데스크 권혜숙△인사기획팀장 천성우◇광고마케팅국 <부국장대우 승진>△총괄데스크 김성호◇독자마케팅국 <부장대우 승진>△판매지원팀장 강의형 ■현대경제신문 ◇부국장△광고부장 조민영 ■글로벌이코노믹 △산업부 대기자 김화주△온라인뉴스총괄 국장대우 김하성△산업·IT 국장급 전문기자 이재구 ■맥쿼리투자신탁운용 ◇전무△마케팅본부장 이경수 ■대한상공회의소 ◇신임△유통물류진흥원장 서덕호
  • “22년前 실종된 딸… 성인 몽타주로 찾을 겁니다”

    “22년前 실종된 딸… 성인 몽타주로 찾을 겁니다”

    “해마다 어린이날이 되면 열 살이던 그해의 희영이가 하얀 티셔츠에 파란 바지를 입고서 그때 그 모습으로 똑같이 나타납니다. 어버이날에는 ‘아빠’를 크게 부르며 웃던 아이의 얼굴이 더 뚜렷하게 떠오르지요.” 서기원(53)씨의 딸 희영이는 1994년 4월 27일 실종됐다. 그로부터 22년이 넘게 흐른 지금까지 서씨는 전국 방방곡곡 안 가 본 곳이 없을 정도로 딸을 찾아 헤맸다. 1984년생인 희영이는 전북 남원시 향교동의 집 앞 놀이터에서 친구들과 놀다가 사라졌다. 올해 우리 나이로 33세가 됐다. 아빠뿐 아니라 삼촌, 이모 등 모든 친척과 지인이 동원돼 희영이를 찾으러 다녔지만 아직 돌아오지 못했다. “희영이가 살아 있겠냐고요? 당연하죠. 절대 잊을 수가 없고 시간이 흐른 만큼 아픔이나 그리움은 더 커집니다.” 전국을 찾아다니던 서씨는 같은 처지의 실종아동 부모들을 만났다. 서로 정보를 교환하고 위로하던 부모들이 모여 1995년 실종아동 가족모임을 만들었다. 이 모임은 실종아동찾기협회로 발전했고, 서씨는 2008년부터 대표를 맡고 있다. 협회는 2005년 5월 ‘실종아동 등의 보호 및 지원에 관한 법률’(실종아동법)이 제정되는 데 힘을 보탰다. 이 법에는 실종아동의 발생을 예방하고 조속하게 발견하도록 돕는 정책 시스템뿐 아니라 실종아동이 가정으로 복귀한 후 사회 적응을 돕기 위한 지원책 등이 담겼다. 서씨와 같이 수십년째 실종된 아이를 찾는 부모들에게 가장 어려운 것은 성인이 된 아이의 모습을 정확히 알 수 없다는 점이다. 대부분 전단에는 실종 당시의 아이 사진만 있어 설령 전단을 받은 시민들이 주변을 유심히 살핀다 해도 정작 아이를 알아보지 못할 수 있다. 서씨는 다행히 경찰청이 진행 중인 ‘실종아동 몽타주 사업’에 참여하게 됐다. 경찰은 12명의 실종아동에 대해 성인이 된 모습을 몽타주로 그려 ‘세계 실종아동의 날’인 오는 25일 부모들에게 전달한다. 경찰청 범죄분석센터 이상숙 행정관은 “지난해 말 한국과학기술연구원(KIST)과 공동으로 개발한 몽타주 프로그램을 이용한다”며 “기존 몽타주 프로그램은 성인에서 노인으로 변환할 수 있었지만, 아동에서 성인으로 변환하는 것은 불가능했다”고 말했다. 그는 “여성은 화장이나 머리 모양에 따라 외모가 크게 달라지고, 남성은 청소년기에 골격이 크게 변하지만 최대한 실제 모습과 흡사하게 만들기 위해 노력 중”이라며 “부모의 동의를 얻어 이 사업을 확대할 것”이라고 전했다. 경찰이 2008년부터 2년간 ‘장기 실종아동 성장 예측 지원사업’을 실시한 적은 있지만 몽타주 작성 요원이 부모와 면담한 후 가족사진 등을 참고해 그려 내는 식이었다. 하지만 이번에는 몽타주 작성 요원이 어렸을 때 사진을 그림으로 그린 뒤 나이 변환 기능을 적용해 성인 모습을 구현한다. 미국 민간기구인 실종아동찾기센터(NCMEC)도 나이 변환 기능으로 성인 모습을 예측해 주지만 서양인의 골격에 맞춘 프로그램이라는 한계가 있다. 서씨는 경찰로부터 성인이 된 희영이의 모습을 담은 사진을 받으면 전단을 다시 만들 계획이다. “소셜네트워크서비스(SNS)에도 올리고 주변에도 널리 알려야죠. 이번에는 정말 희영이를 찾을 수 있기를 기도합니다.” 이민영 기자 min@seoul.co.kr
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