“지금까지 포도향은 잊어라. 화학공법이 아닌 생물학적 공법으로 만든 진짜배기 천연 포도향이 온다.” 식음료에는 다양한 맛과 향을 내는 감미료가 포함된다. 특히 메틸안트라닐산은 콩코드 포도 특유의 향과 맛을 내는 천연화합물로 여러 과일과 식물에 포함돼 있다. 문제는 식물에서 직접 메틸안트라닐산을 추출하는 방식은 경제성이 낮아 지금까지는 유기용매를 사용하는 석유화학적 방법으로 만들어져 인공착향료로 분류돼 있었다. 그런데 국내 연구진이 미생물을 이용해 식물에서 저렴하게 메틸안트라닐산을 추출하는 기술을 개발해 주목받고 있다. 카이스트 생명화학공학과 이상엽 특훈교수팀은 대사공학 기법을 이용해 미생물로 천연 포도향을 만들어 내는 공정을 개발했다고 20일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호(5월 13일자)에 실렸다. 미생물을 이용해 천연물을 합성하는 기술에 대해서는 많은 연구가 진행됐지만 식물에서 나오는 천연 화합물은 미생물들에게는 강한 독성을 갖고 있어 고농도로 생산하기가 쉽지 않다. 이에 연구팀은 사람이 섭취 가능한 아미노산을 생산할 수 있는 코리네박테리움 글루타미쿰이라는 균주를 대사공학적 방법으로 메틸안트라닐산을 만들어 낼 수 있도록 대사회로를 설계했다. 그 다음 포도당처럼 재생 가능한 바이오메스에서 설계된 대사회로를 가진 균주를 넣어 유기용매나 화학촉매를 사용하지 않고도 100% 천연 메틸안트라닐산을 생산할 수 있게 한 것이다. 이번 기술은 화학촉매 반응 없이 순수한 생물학적 공정만으로 천연화합물인 메틸안트라닐산을 생산할 수 있으며 공정 자체가 단순하고 친환경적이기 때문에 저렴하게 대량생산이 가능하다는 장점까지 갖추고 있다.이상엽 교수는 “이번 기술은 지난 100여년 동안 석유화학 기술을 기반으로 만들어진 메틸안트라닐산을 100% 바이오 기반의 친환경 방식으로 생산할 수 있게 됐다”며 “천연 메틸안트라닐산을 식품, 의약품, 화장품 산업 등 다양한 분야에 저렴하게 사용할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지금으로부터 9900만 년 살았던 암모나이트가 사상 처음으로 ‘영원한 무덤’에 ‘봉인’된 채 발견됐다. 최근 중국 난징 지질학 및 고생물학 연구소는 미얀마에서 발견된 ‘호박’에서 암모나이트는 물론 거미, 파리, 벌 등 40여 종의 벌레 등이 함께 발견됐다는 연구결과를 미국 국립과학원 회보(PNAS) 최신호에 발표했다. 주로 교과서에서 접하는 암모나이트는 고생대에 등장한 두족류의 대표주자로 단단한 나선형의 껍질을 가진 것이 특징이다. 암모나이트의 무덤이 된 호박은 우리에게 익숙한 먹는 호박은 아니다. 호박(琥珀)은 나무의 송진 등이 땅 속에 파묻혀서 수소, 탄소 등과 결합해 만들어진 광물을 말한다. 호박이 일반인에게 알려진 것은 영화 ‘쥬라기 공원’ 덕으로 오래 전 멸종한 고대 동물의 모습을 생생히 볼 수 있다. 이번에 발견된 암모나이트의 길이는 33㎜, 폭 9.5㎜, 무게 6.08g으로 겉껍질은 부서졌으며 연조직은 없었다. 또 입구는 모래로 가득차 있어 호박 속에 갇히기 전에 이미 죽었을 것으로 추정된다. 연구팀은 마이크로 CT 등을 통해 암모나이트를 분석했으며 백악기 알비세 때인 약 9900만 년 전 살았을 것으로 추정했다.이번 발견이 학자들을 놀라게 한 것은 바닷속에 사는 암모나이트가 어떻게 땅 위의 호박 속에 갇혔냐는 점이다. 연구를 이끈 왕 보 교수도 "호박 속에 암모나이트가 있을 것이라고는 상상도 못했다"면서 "호박 속에서 대형 해양동물 화석이 발견된 것은 이번이 처음"이라고 밝혔다. 암모나이트가 호박에 갇힌 이유에 대해서는 합리적인 추론은 가능하다. 죽은 암모나이트가 파도에 쓸려 해변으로 올라왔고 마침 그 인근에 송진을 생산하는 나무가 있었을 것이라는 추측. 왕 교수는 "해안가 나무에 있던 송진이 해변에 있던 육지 절지동물과 조개껍데기에 떨어졌다"면서 "날파리 등도 마침 그 근처에 있다가 함께 영원히 갇힌 것"이라고 설명했다. 이어 "당시의 생태를 알 수 있는 좋은 연구자료가 될 것"이라고 덧붙였다.　 　　 박종익 기자 pji@seoul.co.kr

세균이 지구온난화의 주범으로 꼽히는 메탄가스를 줄이는 열쇠가 될지도 모르겠다. 유럽 연구진이 메탄가스를 산소로 바꾸는 능력을 지닌 세균들 가운데 세계에서 흔히 발견되는 한 종을 처음으로 분리·분석하는 데 성공했다고 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호(4월8일자)에 발표했다. ‘메틸로캅사 고르고나’(Methylocapsa Gorgona)라는 학명을 지닌 이 세균은 메탄산화세균(메탄산화균)의 일종으로, 메탄가스 농도가 매우 낮은 곳에서도 살 수 있다. 토양 속에는 메탄산화세균이 다수 존재하며 메탄가스가 대기 중으로 방출되기 전 줄여주는 아주 중요한 역할을 한다고 과학자들은 믿는다. 하지만 메탄산화세균이 생존을 위해 필요로 하는 메탄가스의 양은 매우 적으므로, 점차 늘어나는 메탄가스를 줄이는 데는 별 다른 영향을 주지 못하고 있다.그런데 이제 연구진은 메탄산화세균을 유전적으로 수정할 수 있으면 이들이 지금보다 많은 양의 메탄가스를 산소로 바꿔 지구온난화를 완화할 수 있다고 주장한다. 하지만 메탄산화세균은 우리 인간의 활동으로 쉽게 사멸하는 문제를 안고 있다. 여기에는 논밭갈이와 같은 농업 관습을 비롯해 토양을 파괴하는 다른 농업 기술이 있다고 연구진은 덧붙였다. 이제 연구진은 인간의 이런 활동과 세균의 메탄 산화 능력 사이에 어떤 관계가 있는지 살필 계획이다. 기후과학의 발전에 따라 대기 중 메탄가스를 포획해 제어하는 기술의 필요성이 점차 중요해지고 있다. 메탄가스를 연료로 쓰고 가축들이 배출하는 메탄가스의 양도 만만치 않기 때문이다. 또 온난화의 가속으로 영구동토층 깊은 곳에 매장돼 있는 방대한 메탄가스층이 대기 중으로 방출될 우려마저 나오고 있어 하루 빨리 메탄가스를 통제할 수 있는 기술이 나오길 바랄 뿐이다. 사진=PNAS 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

세균이 지구온난화의 주범으로 꼽히는 메탄가스를 줄이는 열쇠가 될지도 모르겠다. 유럽 연구진이 메탄가스를 산소로 바꾸는 능력을 지닌 세균들 가운데 세계에서 흔히 발견되는 한 종을 처음으로 분리·분석하는 데 성공했다고 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호(4월8일자)에 발표했다. ‘메틸로캅사 고르고나’(Methylocapsa Gorgona)라는 학명을 지닌 이 세균은 메탄산화세균(메탄산화균)의 일종으로, 메탄가스 농도가 매우 낮은 곳에서도 살 수 있다. 토양 속에는 메탄산화세균이 다수 존재하며 메탄가스가 대기 중으로 방출되기 전 줄여주는 아주 중요한 역할을 한다고 과학자들은 믿는다. 하지만 메탄산화세균이 생존을 위해 필요로 하는 메탄가스의 양은 매우 적으므로, 점차 늘어나는 메탄가스를 줄이는 데는 별 다른 영향을 주지 못하고 있다.그런데 이제 연구진은 메탄산화세균을 유전적으로 수정할 수 있으면 이들이 지금보다 많은 양의 메탄가스를 산소로 바꿔 지구온난화를 완화할 수 있다고 주장한다. 하지만 메탄산화세균은 우리 인간의 활동으로 쉽게 사멸하는 문제를 안고 있다. 여기에는 논밭갈이와 같은 농업 관습을 비롯해 토양을 파괴하는 다른 농업 기술이 있다고 연구진은 덧붙였다. 이제 연구진은 인간의 이런 활동과 세균의 메탄 산화 능력 사이에 어떤 관계가 있는지 살필 계획이다. 기후과학의 발전에 따라 대기 중 메탄가스를 포획해 제어하는 기술의 필요성이 점차 중요해지고 있다. 메탄가스를 연료로 쓰고 가축들이 배출하는 메탄가스의 양도 만만치 않기 때문이다. 또 온난화의 가속으로 영구동토층 깊은 곳에 매장돼 있는 방대한 메탄가스층이 대기 중으로 방출될 우려마저 나오고 있어 하루 빨리 메탄가스를 통제할 수 있는 기술이 나오길 바랄 뿐이다. 사진=PNAS 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

석탄, 석유와 같은 화석연료 사용으로 발생하는 각종 오염물질, 특히 초미세먼지(PM2.5)와 오존으로 인해 세계적으로 한 해 최대 550만명이 추가로 사망할 수 있을 것이라는 연구결과가 발표됐다. 독일 막스플랑크 화학연구소, 사이프러스 국립연구소, 캐나다 보건부 인구통계국, 영국 런던 위생열대의과대, 미국 캘리포니아 샌디에이고대(UC샌디에이고) 스크립스 해양연구소 국제공동연구팀은 대기오염으로 인한 추가 사망자의 65%는 화석연료 사용이 원인이 돼 사망한다고 밝혔다. 화석연료 사용은 기후변화를 일으키는 원인의 70%를 차지하기도 했다. 이 같은 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 26일자에 실렸다. 연구팀은 2015년 인구통계학적 데이터를 바탕으로 182개국을 대상으로 분석을 실시했다. 이들은 대기오염이 기후와 공중보건에 미치는 영향을 밝혀내기 위해 ‘대기화학-일반순환 모델’을 적용했다. 대기화학-일반순환 모델은 대기를 구성하는 다양한 물질과 외부에서 유입되는 각종 화학물질의 반응 과정을 분석해 대기오염이 공중보건에 어떤 영향을 미치는지 규명하는 기법이다. 그 결과 대기오염으로 인한 사망률 증가의 직접적이고 중요한 원인 물질은 다름 아닌 오존과 초미세먼지라는 사실이 밝혀졌다. 2015년 기준으로 화석연료 사용에 따른 대기오염 탓에 사망한 사람은 세계적으로 360만 8000명에 이르며, 지구 평균온도도 0.35도 상승했다고 연구팀은 밝혔다. 2015년 기준 화석연료 사용 탓에 사망한 사람이 가장 많은 나라는 중국으로 나타났으며, 그다음으로 인도, 미국, 파키스탄, 일본, 러시아 순으로 나타났다. 한국도 2015년 기준 화석연료로 인한 사망자 수는 3만 1180명이었다. 그중 초미세먼지 때문에 사망한 사람은 2765명으로 25위를 기록했다. 연구팀은 현재와 같은 추세로 화석연료를 사용한다면 2050년이 되면 최대 550만명의 추가 사망자가 발생할 수 있다고 추정했다. 한편 연구진은 화석연료 배출시설을 완전 폐쇄한다면 매년 심각한 가뭄을 겪고 있는 아프리카와 중국, 인도, 중남미 지역에서 강수량을 증가시켜 식량과 수자원 확보에 도움을 줄 수 있을 것이라고도 분석했다. 실제로 지역에 따라 차이는 있지만 인도는 10~70%, 중국 북부지역은 10~30%, 중남미와 서아프리카 지역에는 10~40% 정도의 비가 더 올 수 있을 것으로 예측됐다. 연구를 주도한 요스 레리펠트 독일 막스플랑크 화학연구소 교수는 “이번 연구는 대기오염물질 배출시설을 신속하게 중단시키는 것이 수 백만명을 살릴 수 있고 가뭄과 홍수와 같은 기상이변을 막을 수 있는 유일한 방법이라는 것을 보여 주고 있다”고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

추가 사망자 65% 석탄·석유 사용 때문 초미세먼지·오존이 사망률 증가 원인 2015년 한국 초미세먼지 사망 2765명석탄, 석유와 같은 화석연료 사용으로 발생하는 각종 오염물질, 특히 초미세먼지(PM2.5)와 오존으로 인해 세계적으로 한 해 최대 550만명이 추가로 사망할 수 있을 것이라는 연구결과가 발표됐다. 독일 막스플랑크 화학연구소, 사이프러스 국립연구소, 캐나다 보건부 인구통계국, 영국 런던 위생열대의과대, 미국 캘리포니아 샌디에이고대(UC샌디에이고) 스크립스 해양연구소 국제공동연구팀은 대기오염으로 인한 추가 사망자의 65%는 화석연료 사용이 원인이 돼 사망한다고 밝혔다. 화석연료 사용은 기후변화를 일으키는 원인의 70%를 차지하기도 했다. 이 같은 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 26일자에 실렸다. 연구팀은 2015년 인구통계학적 데이터를 바탕으로 182개국을 대상으로 분석을 실시했다. 이들은 대기오염이 기후와 공중보건에 미치는 영향을 밝혀내기 위해 ‘대기화학-일반순환 모델’을 적용했다. 대기화학-일반순환 모델은 대기를 구성하는 다양한 물질과 외부에서 유입되는 각종 화학물질의 반응 과정을 분석해 대기오염이 공중보건에 어떤 영향을 미치는지 규명하는 기법이다.그 결과 대기오염으로 인한 사망률 증가의 직접적이고 중요한 원인 물질은 다름 아닌 오존과 초미세먼지라는 사실이 밝혀졌다. 2015년 기준으로 화석연료 사용에 따른 대기오염 탓에 사망한 사람은 세계적으로 360만 8000명에 이르며, 지구 평균온도도 0.35도 상승했다고 연구팀은 밝혔다. 2015년 기준 화석연료 사용 탓에 사망한 사람이 가장 많은 나라는 중국으로 나타났으며, 그다음으로 인도, 미국, 파키스탄, 일본, 러시아 순으로 나타났다. 한국도 2015년 기준 화석연료로 인한 사망자 수는 3만 1180명이었다. 그중 초미세먼지 때문에 사망한 사람은 2765명으로 25위를 기록했다. 연구팀은 현재와 같은 추세로 화석연료를 사용한다면 2050년이 되면 최대 550만명의 추가 사망자가 발생할 수 있다고 추정했다. 한편 연구진은 화석연료 배출시설을 완전 폐쇄한다면 매년 심각한 가뭄을 겪고 있는 아프리카와 중국, 인도, 중남미 지역에서 강수량을 증가시켜 식량과 수자원 확보에 도움을 줄 수 있을 것이라고도 분석했다. 실제로 지역에 따라 차이는 있지만 인도는 10~70%, 중국 북부지역은 10~30%, 중남미와 서아프리카 지역에는 10~40% 정도의 비가 더 올 수 있을 것으로 예측됐다. 연구를 주도한 요스 레리펠트 독일 막스플랑크 화학연구소 교수는 “이번 연구는 대기오염물질 배출시설을 신속하게 중단시키는 것이 수 백만명을 살릴 수 있고 가뭄과 홍수와 같은 기상이변을 막을 수 있는 유일한 방법이라는 것을 보여 주고 있다”고 강조했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

남자형제가 있는 쌍둥이 여자아이가 여자형제가 있는 쌍둥이 여자아이보다 수입이 적고 자녀도 덜 낳는 경향이 있다는 연구 결과가 나왔다. 이 같은 결과가 나온 이유에 대해서는 추가 연구가 필요하지만 일단 연구자들은 태아 시절 남성호르몬인 ‘테스토스테론’의 노출정도 차이 때문인 것으로 해석하고 있다. 노르웨이 경제대학, 미국 노스웨스턴대, 에모리대 소속 행동경제학자와 생물인류학자들은 1967~1978년에 노르웨이에서 태어난 73만명 중 1만 3800쌍의 쌍둥이에 대해 분석해 이 같은 결과를 얻었다고 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 19일자에 실렸다. 출산 1000건 당 4건 비율로 태어나는 이란성 쌍둥이 중 절반은 남녀 쌍둥이이다. 남녀 쌍둥이의 경우 남자아이가 만들어 낸 테스토스테론 중 일부가 여자아이에게 전달될 수 있는데 과학자들은 이같은 현상이 여자아이의 성격이나 태도, 사회적 성공 등에 어떤 영향을 미칠지를 두고 논쟁을 벌여왔다. 연구팀은 노르웨이에서 태어난 1만 3800쌍 쌍둥이들을 대상으로 남-녀 이란성 쌍둥이로 태어난 여자아이와 여-여 이란성 쌍둥이로 태어난 여성을 비교했을 경우 남녀 쌍둥이 중 여자아이가 고등학교, 대학교 졸업 확률은 여-여 쌍둥이 여자아이보다 각각 15.2%, 3.9% 낮게 나타났으며 결혼할 확률도 11.7% 낮은 것으로 조사됐다. 또 자녀수와 수입도 5.8%, 8.6% 낮은 것으로 나타났다. 기존 연구에서도 남자형제와 같이 있는 쌍둥이 여자아이는 여-여 쌍둥이나 쌍둥이가 아닌 여자아이에 비해 남자아이와 비슷한 골격이나 뇌를 갖고 있는 것으로 알려졌다. 연구팀은 남자형제와 자궁을 나눈 여자아이들은 흔히 ‘선머슴 같은 여자아이’로 불리며 남자아이들처럼 감정적이고 공격적으로 행동하는 경향이 커 성장 후 생활에도 영향을 미치는 것으로 분석했다. 크리스토퍼 쿠자와 노스웨스턴대 진화인류학 교수는 “이번 연구는 남자-여자 이란성 쌍둥이로 태어난 여성의 사회경제적 성공률 저하 현상의 일부분을 보여준 것”이라며 “남성호르몬이 많아 공격적이고 남성적인 여성들은 전통적 성규범 차원에서는 사회적으로 보이지 않게 배척되는 경우가 많기 때문에 이 같은 효과가 나타날 수 있다”라고 설명했다. 쿠자와 교수는 “이번 연구결과는 태아시절 생물학적 차이가 여성을 바라보는 사회적 분위기에 따라 경제적 차이로 나타날 수 있다는 것을 보여주고 있는 만큼 분명 문화적 영향도 분명 있을 것”이라며 “세계 여러 지역에서 같은 연구를 진행할 필요가 있다”고 덧붙였다. 그러나 이번 연구결과에 대해 반론도 만만찮다. 생물인류학자인 탈리아 멜버 일리노이대 교수는 “여성 안의 테스토스테론이 행동, 성격, 태도에 미치는 장기적인 영향에 대한 학자들의 관심이 높아지고 있기는 하지만 태아 시절 엄마 뱃 속에서 테스토스테론에 노출되는 정도에 따라 여성의 삶이 변할 수 있다는 생각은 성급하고 기정사실처럼 받아들여지는 것은 문제”라고 지적했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구상에 현존하는 가장 큰 동물은 바로 대왕고래다. 몸길이는 보통 24~30m, 무게는 90~170t에 달하는 덩치를 자랑하기 때문이다. 대왕고래는 다른 대형 고래처럼 작은 크릴만 먹는다. 새우처럼 생긴 크릴은 개체수가 매우 풍부하고 떼로 몰려다니므로 이들 고래는 덩치를 유지하기 위해 끊임없이 크릴을 찾아 다닌다. 이에 따라 과학자들은 오랫동안 이들 고래가 이동하는 경로를 추적해왔다. 하지만 이런 고래가 매년 어느 시기에 어떻게 이동 경로를 정하고 있는지는 지금까지 제대로 밝히지 못했다. 그런데 미국의 과학자들은 연구를 통해 그 해답을 찾은 것으로 보인다. 미국해양대기청(NOAA) 등이 참여한 연구팀은 매년 미국 북서부 태평양 연안과 중앙아메리카 코스타리카 앞바다를 오가는 대왕고래 60마리에 대해 위치 추적용 꼬리표를 붙이고 10년 동안 추적한 자료를 분석했다. 그리고 크릴이 먹이로 삼는 식물성 플랑크톤이 매년 봄마다 급증하는 시기와 비교했다. 이를 통해 연구팀은 대부분의 이동성 육생동물이 자원의 변천에 따라 이동 경로를 바꾸는 것과 달리, 대왕고래는 이동 시기와 경로를 정하는 데 오랜 기간 학습된 기억력에 크게 의존하는 경향이 있다는 것을 알아냈다.연구에 참여한 NOAA의 생태학자 브리아나 에이브럼스 박사는 “대왕고래는 기억을 사용한다”며 “어느 특정 시기에 일어난 일에 근거한 것이 아니라 기본적으로 오랜 기간 경험을 통해 발전시킨 예측하는 능력을 사용해 크릴이 증식하는 평균적인 시기를 선택하는 것 같다”고 설명했다. 또 “이들 고래는 말하자면 실패 위험을 줄이기 위해 기억 즉 과거로부터 얻은 경험을 이용하는 것으로 보인다”며 “해양의 변화에는 매우 큰 차이가 있어 뭔가가 일어나는 시기를 정확히 예측하는 것은 매우 어려운 일로 이는 기억에 의존하는 이유 중 하나로 꼽힌다”고 덧붙였다. 에이브럼스 박사에 따르면, 바다는 매우 활동적이며 서식 환경은 수시로 변한다. 해마다 큰 차이가 있어 평균을 선택해 실패할 위험을 분산하는 것이다. 그렇지만 멸종위기종으로 지정된 대왕고래는 기후 변화 탓에 큰 어려움에 처해있다고 에이브럼스 박사는 지적했다. 에이브럼스 박사는 “기후 변화로 평균에서 한참 벗어난 차이가 생기고 있다. 그 차이는 정상적인 변동 범위에서 크게 벗어난다”며 “이런 큰 변화는 고래 같은 동물이 지금까지 적용해온 것보다 훨씬 빨리 일어나고 있다는 점이 심히 우려된다”고 말했다. 자세한 연구 결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

네안데르탈인은 현생 인류의 근연종으로 최근 유전자 분석 연구를 통해 아프리카인을 제외한 현생 인류에 유전자를 남겼다는 놀라운 사실이 밝혀지면서 더 주목을 받고 있다. 네안데르탈인은 사라진 원시종이 아니라 우리 안에 같이 살아가는 동반자인 것이다. 하지만 그렇다고 해서 유라시아 대륙에서 번영을 누렸던 네안데르탈인이 현생 인류와 혼혈이 되어 사라진 것은 아니다. 얼마나 많은 현생 인류의 조상이 유라시아 대륙으로 이주했는지는 확실하지 않지만, 적어도 수십 만년 간 터전을 잡고 살았던 네안데르탈인에 비하면 소수에 불과했을 것이다. 그런데도 인류가 아닌 네안데르탈인이 극히 일부 유전자만 흔적으로 남기고 사라졌다는 것은 대부분 후손 없이 멸종했다는 의미다. 과학자들은 그 이유를 알아내기 위해 노력하고 있지만, 아직 확실한 결론을 내리지 못했다. 다만 몇 가지 단서는 찾아냈다. 최근 막스 플랑크 연구소의 과학자들이 이끄는 국제 과학자팀은 프랑스에서 발굴한 네안데르탈인의 화석에서 질소 동위원소를 분석했다. 그리고 네안데르탈인이 잡식주의자인 현생 인류의 조상과 달리 거의 육식만 했다는 증거를 발견했다. 초식동물과 육식동물은 탄소나 질소 동위원소비가 서로 다르기 때문에 이를 분석하면 어떻게 먹고 살았는지 알 수 있다. 그 결과 네안데르탈인은 현생 동물 중 인간이 아니라 의외로 늑대에 가까운 식단을 가지고 있었다. 과거 과학자들은 네안데르탈인이 덩치가 크고 인간보다 지능이 낮기 때문에 이들이 적극적으로 사냥을 하기보다는 고릴라 같은 대형 유인원처럼 초식 위주의 식단을 지녔을 것으로 추정했다. 하지만 이후 발굴된 도구와 먹다 남긴 동물 뼈를 통해 네안데르탈인이 매우 뛰어난 사냥꾼으로 매머드 같은 대형 초식동물 고기도 즐겨 먹었다는 사실이 확인됐다. 이번 연구에서는 네안데르탈인이 아예 육식동물이라는 증거가 나온 셈이다. 이 연구는 미국 국립 과학원회보 (PNAS)에 발표됐다. 아마도 먹을 수 있는 건 다 먹는 현생 인류와 달리 네안데르탈인은 대형 초식동물이라는 제한된 먹이에 주로 의존했던 것으로 보인다. 이런 먹이가 풍부한 상황에서는 생존에 어려움이 없지만, 기후 변화 등으로 먹이가 감소할 경우 네안데르탈인은 현생 인류보다 멸종 위험도가 높을 수밖에 없다. 물론 이것 때문에 네안데르탈인이 사라졌는지는 분명하지 않지만, 어떤 환경에서도 적응할 수 있는 인간의 높은 지능과 유연성이 인류의 성공 비결인 점은 분명하다. 사진=123rf.com 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

미국영화연구소(AFI)가 선정한 100대 영화에 포함된 마틴 스코세이지 감독의 1976년 작품 ‘택시 드라이버’와 1978년 마이클 치미노 감독이 만든 ‘디어 헌터’의 공통점은 뭘까.우선 주인공이 로버트 드니로라는 점. 그리고 트라우마라고 부르는 ‘외상 후 스트레스 장애’(PTSD)로 인해 삶이 망가져 버린 베트남전 참전 군인들의 모습을 그렸다는 점을 꼽을 수 있다. 이처럼 차마 눈 뜨고 볼 수 없을 정도로 참혹한 전장이나 예상치 못한 지진해일(쓰나미), 지진, 화산 같은 자연재해와 대형 사건사고에 노출된 사람들은 단 한 번의 경험으로 새겨진 트라우마 때문에 남은 삶을 정상적으로 영위해 나가기 힘들어하는 경우가 많다. 광유전학이나 뇌과학이 발달하면서 삶 자체를 위협하는 고통스러운 기억만을 족집게처럼 콕 찍어 없애는 방법들이 활발히 연구되고 있다. 기초과힉연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단 신희섭 단장팀은 시각자극을 통해 PTSD를 치료하는 방법의 메커니즘을 밝혀내고 공포기억과 관련한 새로운 뇌 회로를 발견했다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 14일자에 실렸다. 현재 신경정신과에서는 트라우마를 치료할 때 환자가 공포기억을 떠올리도록 한 뒤 빛을 이용해 눈동자를 좌우로 움직이도록 시각자극을 주는 ‘안구운동 민감 소실 및 재처리요법’(EMDR)을 활용하고 있다. EMDR은 트라우마로 남은 공포기억을 회상하면서 눈동자를 좌우로 움직이도록 함으로써 뇌의 정보처리 기능을 활성화시켜 두려웠던 기억을 저 멀리 사라지게 만드는 기법이다. 실제로 2001년 미국 9·11테러, 2004년 발생한 태국 쓰나미 사태, 1995년 일본 고베지진 때 살아남은 사람들의 공포기억을 치유하는 데 EMDR이 활용된 바 있다. EMDR이 트라우마 치료에 효과적이라는 것은 알려져 있지만 어떤 방식으로 작동돼 공포기억을 제거하는지는 정확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 생쥐에게 특정 소리와 함께 전기충격을 줘 소리에 대한 공포기억을 심어 줬다. 공포기억이 생긴 생쥐는 소리만 들려도 몸이 얼어붙는 공포반응을 보이게 된다. 연구팀은 생쥐가 소리에 공포반응을 보일 때 좌우로 반복해서 깜박거리는 LED 빛을 보도록 하면 몸이 얼어붙는 공포반응이 빠르게 감소한다는 사실을 확인했다. 또 시간이 지난 뒤나 다른 장소에서 똑같은 상황에 맞닥뜨려도 공포반응이 나타나는 비율이 낮다는 것도 확인했다. 사람의 트라우마 치료에 사용되는 EMDR의 치료 효과가 생쥐에게서도 똑같이 나타난다는 것이다. 연구팀은 빛과 유전공학적 기법을 결합해 특정 세포를 조절하는 광유전학을 통해 뇌에서 안구 운동과 주의집중을 담당하는 상구와 중앙 내측 시상핵을 거쳐 기억이 저장되는 편도체에 이르는 신경회로가 공포기억을 관장하는 새로운 통로라는 사실도 밝혀냈다. 신희섭 단장은 “PTSD는 단 한 번의 충격적인 경험으로 형성되지만 기존의 약물과 심리치료 방식으로는 치유기간이 오래 걸린다”며 “이번에 발견한 공포기억 억제회로를 조절하는 약물이나 기술을 개발해 PTSD를 좀더 손쉽게 치료하는 방법을 찾을 것”이라고 말했다. IBS 신희섭 단장팀 연구 이전에 카이스트 생명과학과와 미국 존스홉킨스 의대, 컬럼비아 의대 공동연구팀은 뇌의 흥분성 신경세포에서 포도당과 유사한 물질을 대사할 수 있도록 만들어 주는 이노시톨 대사효소를 제거하면 공포기억이 빠르게 사라진다는 사실을 발견해 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 1월 28일자에 발표하기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미국영화연구소(AFI)가 선정한 100대 영화에 포함된 마틴 스코세이지 감독의 1976년 작품 ‘택시 드라이버’와 1978년 마이클 치미노 감독이 만든 ‘디어 헌터’의 공통점은 뭘까. 우선 주인공이 로버트 드니로라는 점. 그리고 트라우마라고 부르는 ‘외상 후 스트레스 장애’(PTSD)로 인해 삶이 망가져 버린 베트남전 참전 군인들의 모습을 그렸다는 점을 꼽을 수 있다. 이처럼 차마 눈 뜨고 볼 수 없을 정도로 참혹한 전장이나 예상치 못한 지진해일(쓰나미), 지진, 화산 같은 자연재해와 대형 사건사고에 노출된 사람들은 단 한 번의 경험으로 새겨진 트라우마 때문에 남은 삶을 정상적으로 영위해 나가기 힘들어하는 경우가 많다. 광유전학이나 뇌과학이 발달하면서 삶 자체를 위협하는 고통스러운 기억만을 족집게처럼 콕 찍어 없애는 방법들이 활발히 연구되고 있다. 기초과힉연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단 신희섭 단장팀은 시각자극을 통해 PTSD를 치료하는 방법의 메커니즘을 밝혀내고 공포기억과 관련한 새로운 뇌 회로를 발견했다. 이번 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 14일자에 실렸다. 현재 신경정신과에서는 트라우마를 치료할 때 환자가 공포기억을 떠올리도록 한 뒤 빛을 이용해 눈동자를 좌우로 움직이도록 시각자극을 주는 ‘안구운동 민감 소실 및 재처리요법’(EMDR)을 활용하고 있다. EMDR은 트라우마로 남은 공포기억을 회상하면서 눈동자를 좌우로 움직이도록 함으로써 뇌의 정보처리 기능을 활성화시켜 두려웠던 기억을 저 멀리 사라지게 만드는 기법이다. 실제로 2001년 미국 9·11테러, 2004년 발생한 태국 쓰나미 사태, 1995년 일본 고베지진 때 살아남은 사람들의 공포기억을 치유하는 데 EMDR이 활용된 바 있다.EMDR이 트라우마 치료에 효과적이라는 것은 알려져 있지만 어떤 방식으로 작동돼 공포기억을 제거하는지는 정확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 생쥐에게 특정 소리와 함께 전기충격을 줘 소리에 대한 공포기억을 심어 줬다. 공포기억이 생긴 생쥐는 소리만 들려도 몸이 얼어붙는 공포반응을 보이게 된다. 연구팀은 생쥐가 소리에 공포반응을 보일 때 좌우로 반복해서 깜박거리는 LED 빛을 보도록 하면 몸이 얼어붙는 공포반응이 빠르게 감소한다는 사실을 확인했다. 또 시간이 지난 뒤나 다른 장소에서 똑같은 상황에 맞닥뜨려도 공포반응이 나타나는 비율이 낮다는 것도 확인했다. 사람의 트라우마 치료에 사용되는 EMDR의 치료 효과가 생쥐에게서도 똑같이 나타난다는 것이다. 연구팀은 빛과 유전공학적 기법을 결합해 특정 세포를 조절하는 광유전학을 통해 뇌에서 안구 운동과 주의집중을 담당하는 상구와 중앙 내측 시상핵을 거쳐 기억이 저장되는 편도체에 이르는 신경회로가 공포기억을 관장하는 새로운 통로라는 사실도 밝혀냈다. 신희섭 단장은 “PTSD는 단 한 번의 충격적인 경험으로 형성되지만 기존의 약물과 심리치료 방식으로는 치유기간이 오래 걸린다”며 “이번에 발견한 공포기억 억제회로를 조절하는 약물이나 기술을 개발해 PTSD를 좀더 손쉽게 치료하는 방법을 찾을 것”이라고 말했다. IBS 신희섭 단장팀 연구 이전에 카이스트 생명과학과와 미국 존스홉킨스 의대, 컬럼비아 의대 공동연구팀은 뇌의 흥분성 신경세포에서 포도당과 유사한 물질을 대사할 수 있도록 만들어 주는 이노시톨 대사효소를 제거하면 공포기억이 빠르게 사라진다는 사실을 발견해 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 1월 28일자에 발표하기도 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

지구상에 최초로 등장한 다세포동물은 약 21억 년 전 아프리카 가봉에서 출현했다는 연구 결과가 나왔다. 프랑스 푸아티에대와 영국 카디프대 등 국제 연구팀이 가봉에 있는 고원생대 프란세빌리안층 흑색셰일에서 다세포동물로 추정되는 유기체 화석을 발견했다고 미국국립과학원회보(PNAS·Proceedings of the National Academy of Sciences) 최신호(11일자)에 발표했다. 약 21억 년 전 형성된 프란세빌리안층은 당시 얕은 바다였기에 이른바 프란세빌리안 내해로도 불린다. 연구팀은 이번 연구를 통해 이 지층에 남겨진 생물들의 움직임을 추적했다고 밝혔다. 연구팀은 비파괴 X선 촬영기술을 이용한 상세한 3D 분석기법으로 화석 속 유기체들이 대부분 시간을 산소가 과하게 녹은 해수(과산화수소)에서 보냈을 가능성이 있으며 생존을 위해 이런 환경에 살았다는 것을 추정할 수 있었다. 얇은 암석층에 보존된 이런 화석 속에 남겨진 유기체 흔적은 지름이 수 ㎜ 정도로 일정한 ‘관’(튜브) 형태를 띤다. 연구에 공동저자로 참여한 어니스트 치 프루 박사(카디프대 지구해양과학대학원 소속)는 “화석에 숨겨진 유기체들은 해저-해수 경계면에 사는 박테리아들이 생산한 영양분과 산소를 찾아 움직였을 가능성이 있다”면서 “이번 결과는 지구상 생물의 역사는 물론 언제 어떻게 생물들이 움직이기 시작했는지에 관한 여러 매력적인 질문을 제시한다”고 말했다. 연구에 주저자로 참여한 압데라작 엘알바니 교수(푸아티에대 소속)는 다양한 퇴적층 사이에 카펫을 형성하듯 화석화된 미생물들 옆에서 다세포동물 흔적을 발견했다고 밝혔다. 또한 엘알바니 교수는 “이런 현상의 이면에는 다세포동물들이 남세균(시아노박테리아)에 의해 생산된 영양분과 이산소(O2)를 찾아 움직였을 가능성이 있다”면서 “이들은 영양분이 부족해지면 함께 모여 더 유리한 환경을 찾아 움직이는 일종의 슬러그 모습으로 군체 아메바와 비슷했을 것”이라고 설명했다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

2004년 영화 ‘이터널 선샤인’에서 짐 캐리와 케이트 윈슬렛은 이별을 앞둔 연인으로 등장한다. 이들은 이별을 앞두고 서로에 대해 완전히 잊기 위해 기억 삭제 시술을 받게 된다. 기억이 지워진 상태에서 나타나는 사건들을 통해 사랑의 본질에 대해 묻는 내용으로 2015년 재개봉되면서 더욱 화제를 모으기도 했다. 영화에서처럼 많은 사람들은 자신들의 흑역사나 공포스러웠던 장면, 트라우마로 남은 순간을 지워버리고 싶어 한다. 또 대인공포증, 고소공포증, 광장공포증 같이 이유없는 공포증상으로 사회생활이 어려운 사람들도 공포증을 유발하는 원인을 찾아 없애버리고 싶어한다. 국내 연구진이 공포기억을 지워주는 ‘이레이저’, 일명 지우개 효소를 발견해 주목받고 있다. 카이스트 생명과학과, 기초과학연구원(IBS), 미국 존스홉킨스 의대, 뉴욕대, 컬럼비아 의대 공동연구팀은 뇌의 흥분성 신경세포에서 특정 효소를 제거함으로써 공포기억을 지울 수 있다는 사실을 발견했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 1월 28일자에 실렸다. 기억의 생성과 소멸은 신경생물학 분야에서 중요한 연구 주제이다. 이는 사람이 살아가는데 있어서 심각한 문제를 초래하는 각종 공포증이나 외상후스트레스장애(PTSD) 등의 문제를 해결하는데도 도움을 줄 수 있기 때문이다. 흔히 기억의 소멸은 단순히 기억을 지우는 차원이 아닌 공포자극을 불러일으키는 원인 기억을 또다른 학습으로 억제하는 기제로 알려져 있다. 연구팀은 생쥐에게 강한 소리자극과 전기자극을 함께 가해 공포기억을 학습시켰다. 그 다음 뇌의 흥분성 신경세포에서만 나타나는 이노시톨 대사효소라는 물질을 제거하면 공포기억이 사라진다는 사실을 연구진은 확인했다. 이노시톨은 포도당과 유사한 물질로 체내에서도 일부 합성되지만 음식으로 섭취되는 중요한 영양분으로 세포 지질막을 구성하고 인산화된 형태로 세포의 각종 활성을 조절한다. 이노시톨 대사효소는 이노시톨을 인산화시켜 세포 성장과 에너지 대사조절을 하는 중요한 물질이지만 뇌에 미치는 영향은 거의 밝혀지지 않은 상태이다. 연구팀은 이노시톨 대사효소가 생쥐의 편도체에서 공포기억의 소거 반응을 전달하는 신호전달계의 활성화를 조절한다는 사실을 확인했다. 이노시톨 대사효소가 제거될 경우 공포기억에 무덤덤해지게 된다는 것이다. 김세윤 카이스트 교수는 “이번 연구는 대형 사고나 트라우마로 인해 겪게 되는 PTSD, 고소공포증을 비롯해 광장공포증, 대인공포증 같은 각종 사회공포증 등에 대한 이해를 높이고 새로운 치료방법을 찾아내는데 도움을 주게 될 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

공룡은 중생대 말 지구에 운석들이 떨어져 그 영향으로 지구에서 완전히 사라졌다고 알려져 있습니다. 과연 공룡들은 완전히 멸종한 걸까요. 과학자들은 지금도 주변에서 공룡을 흔히 볼 수 있다고 이야기합니다. 도심에서 흔히 볼 수 있는 비둘기는 물론 닭이나 까치 같은 새들이 다름 아닌 공룡이라는 것입니다. 중생대 말 대부분의 공룡은 사라졌지만 그중 한 갈래가 살아남아 현재 1만종이 넘는 조류로 진화했다는 것이지요. 새가 공룡의 후손이라는 것을 알려 주는 증거들은 상당히 많습니다. 현생 조류의 조상인 초기 공룡들은 두 발로 걸어다녔고 날개로 진화할 수 있었던 긴 앞발, 뼈 속의 공기 주머니, 파충류보다는 현생 조류의 알과 비슷한 공룡알, 중온동물, 깃털로 둘러싸인 몸 등이 대표적입니다. 그중 가장 결정적인 증거는 바로 깃털입니다. 현생 조류의 조상인 초기 공룡들도 새들처럼 온몸이 깃털로 덮여 있었다고 합니다. 그렇지만 이 깃털들은 비행 목적이 아닌 보온이나 배우자를 유혹하기 위한 수단이었다고 생각돼 왔었습니다. 또 공룡들이 어떻게 날 수 있게 됐는지에 대해서도 명확히 알려져 있지 않았습니다. 그런데 중국 과학원 난징 지질학·고생물학연구소, 산둥성 린이대, 미국 노스캐롤라이나주립대, 노스캐롤라이나 자연사박물관, 유전자 분석전문 기업 앰비오팜 공동연구팀은 현재 살고 있는 조류와 여러 파충류의 유전체, 7500만~1억 6000만년 전에 살았던 깃털공룡들의 유전체를 분석한 결과 공룡의 깃털을 구성하는 핵심 단백질들이 시간이 지나면서 가벼워지고 신축성을 갖도록 진화해 날 수 있게 됐음을 밝혀냈습니다. 이 같은 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 1월 28일자에 실렸습니다. 모든 척추동물들은 ‘케라틴’ 단백질을 갖고 있습니다. 사람에게는 털·피부·손발톱을 만드는 알파케라틴이 있고, 파충류·양서류·조류에게는 베타케라틴이 발톱과 부리·깃털을 형성합니다. 과학자들은 현생 조류와 파충류의 유전체를 분석한 결과 현생 조류들은 알파케라틴을 거의 상실했으며 베타케라틴이 더욱 많아지면서 탄력 있고 가벼운 깃털을 갖게 됐다는 것을 밝혀냈습니다. 또 연구팀은 ‘안키오르니스 헉슬리아이’라는 1억 6000만년 전에 살았던 닭 크기 깃털공룡의 깃털 유전체를 분석한 결과 그 이전에 살았던 깃털공룡들보다 베타케라틴 단백질의 양이 상당히 늘어났다는 사실을 밝혀냈습니다. 연구팀은 1억 3000만년 전에 살았던 ‘슈부이아 데세르티’라는 깃털공룡의 유전체도 분석했는데 안키오르니스보다 알파케라틴은 더 줄고 베타케라틴의 양은 늘어났다는 사실을 발견했습니다. 여전히 날지는 못하고 날갯짓을 하며 뛰어다니는 수준이었지만 현생 조류 중 날지 못하는 새에 가까워졌다는 설명입니다. 이번 연구에 참여한 진화생물학자들은 깃털공룡의 형태뿐만 아니라 유전적 변화가 날지 못하는 공룡을 날 수 있도록 진화시켜 다양한 새로 진화하게 된 것이라고 설명하고 있습니다. 만약 중생대 말 공룡이 모두 멸종했다면 지금 우리는 치킨의 맛을 알지 못했을 겁니다. 그리고 설 명절, 오랜만에 만나는 친척 아이들에게 이런 재미있는 공룡 이야기들을 풀어 놓는다면 똑똑한 삼촌, 이모, 고모로 보이지 않을까요. 아이들이 가장 좋아하는 이야기는 다름 아닌 공룡 이야기이니까요. edmondy@seoul.co.kr

지난 150년간 지구 온난화가 바다 온도 상승에 미친 영향은 초당 원자폭탄 1개의 에너지에 해당한다는 연구 결과가 나왔다. 영국 옥스퍼드대 연구진은 1871년 이후 해수면 온도를 해양순환 컴퓨터 모델과 결합해 이 같은 결과를 도출해냈다. 이 연구는 미 국립과학원회보(PNAS)에 게재됐다. 영국 가디언지가 분석한 이 연구 결과에 따르면 지난 150년간 바다에 매초 흡수된 열은 히로시마급 원자폭탄이 방출하는 열의 1.5배 정도였다. 흡수되는 열은 탄소 배출물이 늘어남에 따라 급격히 증가해 오늘날엔 초당 3~6개의 원자폭탄에 달한다. 지난 150년간 바다에 흡수된 열의 총량은 436 x 1021J로 인류 전체가 연간 사용하는 에너지의 1000배에 해당한다. 이번 연구를 주도한 로르 재너 옥스퍼드대 교수는 “우리는 넘쳐나는 에너지 대부분을 기후 시스템으로 방출하며, 이 에너지 대부분은 바다로 흘러들어간다”고 설명했다. 인간이 배출한 온실가스에 갇힌 열의 90%는 바다에 흡수되며, 지표면이나 공기, 빙하에 흡수되는 양은 일부에 불과하다. 바다에 흡수된 열 대부분은 대양 깊은 곳에 저장된다. 그러나 이 지점의 열을 측정하기 시작한 것은 불과 수십년 밖에 되지 않은 데다 지금까지의 기술로는 1950년 이전에 흡수된 열을 측정할 수 없었다. 연구진은 해수면을 여러 가지 색으로 표시한 뒤 해양 순환에 따라 각 지역의 해수면 온도가 어떻게 변하는지 관찰하고 심해 온도 변화를 추정하는 기술을 사용했다. 예컨대 1871년 북대서양의 해수면 온도에 이상이 있었다는 사실을 알 수 있다면, 이 이상이 2018년 대서양 심해의 수온 상승에 어떤 영향을 미쳤는지 계산 가능하다는 것이 연구진의 설명이다. 바다에 흡수되는 대량의 열은 해수면을 상승시키고 허리케인 등 자연재해를 더 강력하게 만든다. 해수면 상승은 지구 온난화가 불러 일으키는 가장 파괴적인 영향으로 꼽힌다. 연구진은 “이번 연구 결과로 인해 세계 각지의 해수면 상승을 더 정확하게 예측할 수 있게 될 것”이라고 기대를 표했다. 이기준 통신원 foridealist@naver.com

우리 몸의 화학 공장인 간은 우리가 먹는 영양소를 적절한 형태로 변환하고 조절하는 중요한 역할을 담당한다. 예를 들어 포도당이 부족하면 간에서 포도당을 합성해서 적절한 수준으로 유지하고 포도당이 남으면 글리코겐이나 중성 지방의 형태로 저장한다. 주요 영양소 대사에서 간의 역할이 중요한 만큼 우리가 먹는 음식이 간에 미치는 영향도 크다. 그런데 흥미로운 사실은 간에서 직접 대사되는 부분이 거의 없는 녹색 잎채소(green leafy vegetables)가 지방간을 예방하는 효과가 있다는 것이다. 간세포에 지방이 축적되는 지방간은 대부분 가벼운 간 질환이지만, 오랜 시간 진행하면 간경화나 다른 심혈관 질환의 위험 인자가 되는 것으로 알려져 있다. 비만, 운동 부족, 음주, 흡연, 건강하지 않은 식생활 습관이 지방간의 중요한 원인인데, 이런 위험 인자를 조절하는 것 이외에는 아직 효과적인 약물 치료제는 없는 상태다. 스웨덴 카롤린스카 연구소의 매티어스 칼스트룀 교수 (Mattias Carlström)가 이끄는 연구팀은 쥐를 이용한 동물 모델과 사람 간 세포를 이용한 실험실 모델을 통해서 녹색 잎채소에 풍부한 질산염 (nitrate) 화합물이 그 원인 중 하나라는 증거를 발견했다. 연구팀은 지방간을 유발하는 지방과 설탕이 풍부한 식사를 먹인 쥐에서 질산염 화합물을 투여했는데, 간세포 지방 축적이 현저히 감소했다. 연구팀은 사람 간세포와 쥐의 간세포를 연구해 더 상세한 기전을 밝힌 후 이를 저널 PNAS (미국 국립 과학원보)에 발표했다. 연구팀에 따르면 녹색 잎채소를 섭취하면 여기에 포함된 질산염 화합물은 인체에서 산화질소 (NO) 및 다른 질소 화합물로 변형되는데, 이 화합 물질이 간세포에 있는 미토콘드리아의 효율성을 높여 간세포 기능을 높인다. 그 결과 간세포에 축적되는 과도한 지방이 줄어들고 이로 인한 염증 반응 역시 줄어들어 간 손상을 예방하게 되는 것이다. 이 발견은 앞으로 지방간 치료제 개발에 도움을 줄 것으로 기대된다. 다만 약물 개발이 가능하다고 해도 임상 시험 등을 거치려면 앞으로 상당한 시간이 필요할 것이다. 연구팀의 더 간단한 해결책을 제시했다. 질산염과 다른 영양소가 풍부한 상추나 시금치를 먹는 것이다. 하루 200g 정도만 먹어도 충분한 양을 공급할 수 있다. 충분한 채소와 과일을 먹는 것은 지방간뿐 아니라 다른 만성 질환을 예방하고 영양소 부족을 막는 데 도움이 된다. 물론 의사의 처방도 필요 없고 약물 부작용 걱정도 없다. 지방간이 있고 평소에 채소를 잘 먹지 않았다면 언제 개발될지 모르는 약물을 기다라는 것보다 지금 녹색 채소를 챙겨 먹고 생활 습관을 건강하게 유지하는 것이 더 현명한 선택이다. 사진=123rf.com 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

고양이가 자신의 몸을 핥으며 털을 다듬는 등 ‘그루밍’을 하는 모습은 고양이를 키우는 ‘집사’에게 매우 익숙하다. 하지만 고양이가 이처럼 그루밍을 좋아하는 정확한 이유에 대해 아는 사람은 많지 않다. 최근 미국 조지아공대 연구진은 고양이가 그루밍을 좋아하는 이유를 찾기 위해 고기능 스캐너를 이용, 고양의 혓바닥을 정밀 분석했다. 그 결과 고양이가 혀로 털 고르기를 할 때 주로 사용하는 혓바닥의 돌기가 ‘속이 빈 주걱 모양’이라는 사실을 확인했으며, 이러한 모양의 돌기가 침을 털 깊숙이 밀어넣어 피부를 더욱 청결하게 하고 체온을 조절하는데 도움을 준다는 것을 밝혀냈다. 연구진에 따르면 고양이 혀의 앞부분에는 속이 빈 주걱 모양의 돌기가 약 290개 돋아있다. 길이가 2.3㎜정도인 이 돌기는 입 안쪽을 향해 굽어있으며, 돌기의 성분은 케라틴(단백질)이다. 케라틴은 사람의 손톱을 구성하는 성분이기도 한데, 딱딱하지 않고 약간 구부러지는 성질을 가진 손톱처럼 돌기 역시 유연하게 움직여 뭉칠 털을 풀거나 털 사이사이를 청소하는데 용이한 구조다. 또 컴퓨터 단층 촬영을 한 결과, 돌기는 침과 같은 액체를 머금고 있다가 피부에 닿는 순간 흘러나오는 구조로 이뤄져 있다는 사실이 확인됐다. 돌기에 갇혀 있는 침의 양은 눈물방울의 10분의 1에 해당하는 0.0041㎖였다. 이렇게 고인 침이 피부에 발라지면 무엇보다도 체온을 조절하는데 가장 큰 도움이 된다. 실제로 고양이가 피부에 침을 바르는 것만으로도 피부 온도를 최고 17℃나 떨어뜨린다는 사실이 확인됐다. 뿐만 아니라 그루밍을 함으로서 침에 들어있는 오염물질 분해 효소가 피부를 청결하게 하는데도 큰 몫을 한다는 사실도 확인했다. 연구진은 “다만 페르시안 등 일부 고양이 품종은 털이 길어서 침을 피부에 묻히기 힘들 수 있다. 이런 품종은 매일 빗질해주고 월 1회 목욕을 시켜서 피부의 천연 기름 성분이 골고루 퍼질 수 있도록 해야 한다”고 전했다. 이어 “3D 프린터로 고양이 혀와 유사한 구조의 브러시를 만들어 본 결과, 고양이 털을 빗질하거나 빗어 낸 고양이 털을 제거하는데 매우 유용했다”면서 “이러한 브러시를 상용화하면 고양이 피부에 약물이나 깨끗한 액체를 발라주는데 도움이 될 것”이라고 덧붙였다. 이번 연구결과는 20일 미국국립과학원회보(PNAS)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

고양이가 자신의 몸을 핥으며 털을 다듬는 등 ‘그루밍’을 하는 모습은 고양이를 키우는 ‘집사’에게 매우 익숙하다. 하지만 고양이가 이처럼 그루밍을 좋아하는 정확한 이유에 대해 아는 사람은 많지 않다. 최근 미국 조지아공대 연구진은 고양이가 그루밍을 좋아하는 이유를 찾기 위해 고기능 스캐너를 이용, 고양의 혓바닥을 정밀 분석했다. 그 결과 고양이가 혀로 털 고르기를 할 때 주로 사용하는 혓바닥의 돌기가 ‘속이 빈 주걱 모양’이라는 사실을 확인했으며, 이러한 모양의 돌기가 침을 털 깊숙이 밀어넣어 피부를 더욱 청결하게 하고 체온을 조절하는데 도움을 준다는 것을 밝혀냈다. 연구진에 따르면 고양이 혀의 앞부분에는 속이 빈 주걱 모양의 돌기가 약 290개 돋아있다. 길이가 2.3㎜정도인 이 돌기는 입 안쪽을 향해 굽어있으며, 돌기의 성분은 케라틴(단백질)이다. 케라틴은 사람의 손톱을 구성하는 성분이기도 한데, 딱딱하지 않고 약간 구부러지는 성질을 가진 손톱처럼 돌기 역시 유연하게 움직여 뭉칠 털을 풀거나 털 사이사이를 청소하는데 용이한 구조다. 또 컴퓨터 단층 촬영을 한 결과, 돌기는 침과 같은 액체를 머금고 있다가 피부에 닿는 순간 흘러나오는 구조로 이뤄져 있다는 사실이 확인됐다. 돌기에 갇혀 있는 침의 양은 눈물방울의 10분의 1에 해당하는 0.0041㎖였다. 이렇게 고인 침이 피부에 발라지면 무엇보다도 체온을 조절하는데 가장 큰 도움이 된다. 실제로 고양이가 피부에 침을 바르는 것만으로도 피부 온도를 최고 17℃나 떨어뜨린다는 사실이 확인됐다. 뿐만 아니라 그루밍을 함으로서 침에 들어있는 오염물질 분해 효소가 피부를 청결하게 하는데도 큰 몫을 한다는 사실도 확인했다. 연구진은 “다만 페르시안 등 일부 고양이 품종은 털이 길어서 침을 피부에 묻히기 힘들 수 있다. 이런 품종은 매일 빗질해주고 월 1회 목욕을 시켜서 피부의 천연 기름 성분이 골고루 퍼질 수 있도록 해야 한다”고 전했다. 이어 “3D 프린터로 고양이 혀와 유사한 구조의 브러시를 만들어 본 결과, 고양이 털을 빗질하거나 빗어 낸 고양이 털을 제거하는데 매우 유용했다”면서 “이러한 브러시를 상용화하면 고양이 피부에 약물이나 깨끗한 액체를 발라주는데 도움이 될 것”이라고 덧붙였다. 이번 연구결과는 20일 미국국립과학원회보(PNAS)에 실렸다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

최근 들어 주의력결핍 및 과잉 행동장애(ADHD), 분노조절장애 등에 시달리는 사람들이 늘고 있다. 또 충동성으로 인한 각종 분노 범죄나 약물 중독 같은 일도 적지 않다. 많은 학자들은 이런 일의 근원을 찾는 데 몰두하는 가운데 국내 연구진이 이런 충동성 행동을 조절하는 신경회로를 처음으로 발견하는 데 성공했다. 고려대 생명과학과 백자현 교수팀은 동기, 학습, 감정에 관여하는 뇌의 편도체에서 도파민 관련 신경세포를 특이적으로 활성화시켜 충동성이 조절되는 것을 관찰했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘PNAS’ 최신호(22일자)에 실렸다. 충동성은 심사숙고라는 과정 없이 결과에 대해 생각하지 않은 채 기분에 따라 즉각적으로 행동하려는 것으로 정의된다. 충동성이 심해질 경우 중독관련 질환, 인격장애, 충동조절장애 같은 여러 종류의 정신질환으로 이어질 수 있다. 실제로 한국의 경우 ADHD는 2010~2013년 3년 동안 3배 가까이 증가했고 미국에서도 최근 15년 동안 3배가량 증가했다. 또 국내에서는 분노조절장애로 진료받은 환자는 2015년 5390명, 2016년 5920명, 2017년 5986명에 이르는 것으로 나타났다. 연구팀은 유전자 조작 생쥐와 빛을 이용해 특정 세포의 활성을 조절하는 광유전학 방법을 이용해 뇌의 어떤 부위에서 충동적 행동을 조절하는지 분석했다. 그 결과 D2 도파민 수용체가 충동성 조절에 핵심역할을 한다는 것을 밝혀냈다. 도파민은 뇌신경세포의 흥분 전달물질로 운동, 인지, 동기 부여에 영향을 줘 D1~D5까지 다섯 종류가 있다. 실제로 생쥐실험을 통해 D2형 도파민 수용체가 부족한 생쥐는 충동적 행동이 증가한다는 것을 확인했다. 반면 도파민 관련 신경세포를 활성화시키면 D2형 도파민 수용체가 활발해져 충동적 행동이 70% 정도 감소된다는 것을 발견했다. 백자현 교수는 “이번 연구는 지금까지 밝혀지지 않았던 새로운 충동성 조절 신경회로를 규명했다는데 의미가 있다”며 “자기통제능력의 결여로 인한 중독, 인격장애, 분노조절 장애 같은 현대 사회에서 특이하게 나타나는 각종 정신질환의 치료 타겟을 정하는데 도움을 줄 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

1993년 여름 개봉한 영화 ‘쥬라기공원’은 지난 6월 ‘쥬라기월드:폴른킹덤’까지 5편이 만들어지면서 공룡 팬들을 열광시켰다. 5편이 만들어지는 동안 다양한 공룡들이 등장했는데 이 중 빠지지 않고 등장하는 공룡이 다름 아닌 ‘벨로시렙터’이다. 공룡이 등장하는 애니메이션이나 영화에서 렙터나 벨로시렙터로 불리는 벨로키랍토르는 7500만년 전~7100만년 전인 중생대의 후기 백악기에 살았던 육식공룡이다. 몽골과 중국지역에서 발굴된 벨로키랍토르는 ‘재빠른 약탈자’라는 의미처럼 몸집은 작지만 빠른 속도와 민첩성을 보이며 무리를 지어 사냥하기 때문에 자기보다 큰 몸집을 가진 먹잇감을 사냥하는데 유리했다. 많은 고생물학자들은 중생대에는 지금보다 산소가 부족했기 때문에 동물들이 빠르게 움직이기 쉽지 않았을 것으로 보고 있다. 그렇지만 벨로키랍토르는 시속 64㎞의 속도로 이동한 것으로 추정돼 그 비밀을 풀기 위해 많은 연구자들이 골머리를 앓았다. 그런데 최근 벨로키랍토르의 비밀 무기는 날카로운 발톱이나 이빨이 아닌 다름아닌 대기 중 산소양과 상관없이 일정하게 산소를 전신에 공급해줄 수 있는 초고효율의 폐 덕분이라는 연구결과가 발표됐다. 중국 린이대, 산둥성 텐위자연사박물관, 난징 지질학·고생물학연구소, 중국과학원, 남아프리카공화국 요하네스버그대 공동연구팀은 벨로키랍토르의 기동성과 사냥실력은 다름 아닌 강화된 폐 ‘슈퍼 렁’(Super Lung) 때문이라는 연구결과를 발표했다. 이번 연구결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 22일자에 실렸다.많은 생물학자들이 공룡에서 분화된 새들이 독특하고 정교한 호흡시스템을 갖고 있다는 사실을 알고 있지만 고생물학자들은 공룡들이나 초기에 분화된 새들도 비슷한 구조를 갖고 있었는지에 대해서는 논란을 벌이고 있다. 사람이나 다른 포유류들은 숨을 쉬면 폐가 팽창하고 수축하는 것을 반복하지만 새의 폐는 팽창과 수축하지 않고 경직돼 있는 상태이다. 새처럼 폐가 고정돼 있는 경우 산소의 지속적 공급과 흐름을 가능케 하고 폐의 팽창, 수축하는데 쓰는 에너지를 절약할 수 있다는 장점이 있다. 연구팀은 새의 폐와 같이 움직임이 없는 ‘강화 폐’가 공룡들에게도 있었는지, 언제부터 나타나 진화됐는지 확인하기 위해 다양한 종류의 새와 날지 못하는 공룡들의 척추와 갈비뼈 같은 골격 형태를 비교하는 컴퓨터 모델을 개발해 분석했다. 그 결과 벨로키랍토르와 스피노사우르스 같은 육식공룡들도 조류와 비슷한 폐구조를 갖고 있었다는 사실이 밝혀졌다. 연구팀은 현재는 공기 중 산소가 20%에 이르지만 당시에는 10~15%에 불과해 산소를 충분히 흡수해 사용할 수 있는 동물들이 빠르게 움직일 수 있었을 것이라고 분석했다. 실제로 이런 강화 폐는 공룡들에게서 처음 발견됐으며 이후 비행을 하는 조류에게 전달돼 진화된 것으로 밝혀졌다. 중국과학원 고척추동물·고인류 연구소 징메이 오코너 박사는 “공룡의 폐조직은 지금까지 보존될 수 없기 때문에 폐조직을 발견해 분석하기는 상당히 어렵기 때문에 폐를 둘러싸고 있는 뼈의 구조를 보고 추정할 수 있는 것”이라며 “벨로키랍토르와 스피노사우르스 같은 공룡들의 폐는 다른 공룡들의 폐보다 효율성이 높아 발톱이나 이빨보다 빠른 기동성이 먹잇감들에게는 위협적이었을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr