성인 기준으로 1.4㎏에 불과한 인간의 뇌는 수천억 개의 신경세포(뉴런)가 시냅스라는 특수한 연결 구조로 소통하고 정보를 처리하며 기억을 저장한다. 시냅스의 신호를 보내는 쪽(시냅스 전 말단)과 받는 쪽(시냅스 후 말단)이 나노미터(㎚) 수준에서 정교하게 정렬되어야 정확한 신호전달이 가능해진다. 고도로 정밀한 신호 전달 시스템을 유지할 수 있게 돕는 뇌 속의 ‘마에스트로’ 단백질이 처음 발견돼 주목받는다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌과학과 시냅스 다양성 및 특이성 조절 연구단, 충남대 의대 공동 연구팀은 뇌 속 신경세포 간 정교한 신호전달과 기억 형성에 핵심적 역할을 하는 단백질 ‘카스킨2’(CASKIN2)의 기능을 처음으로 규명했다고 17일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 11월 12일 자에 실렸다. 연구팀은 시냅스 전 말단에 있는 ‘카스킨2 단백질’이 흥분성 시냅스의 기능과 강도를 조절하는 핵심 인자라는 것을 확인했다. 카스킨2와 구조가 유사한 카스킨1 단백질은 이런 기능을 수행하지 못하는 점도 밝혀냈다. 특히카스킨2 단백질이 신호를 보내는 신경세포에서만 작동하는 것이 아니라, 신호를 받는 세포의 기능까지 직접 조절하는 것을 확인했다. 카스킨2는 시냅스 사이의 공간을 가로질러 두 신경세포 간 소통 전체를 조율하는 ‘지휘자’(마에스트로) 역할을 한다. 연구팀은 카스킨2 단백질이 ‘PTPσ’라는 단백질과 상호작용을 통해 이 기능을 수행한다는 점도 확인했다. PTPσ가 카스킨2의 특정 부위를 탈인산화하면, 카스킨2가 시냅스 전 말단의 세포 골격 구조를 재배열해 신호를 안정적으로 보낼 수 있게 만든다. 그 결과, 신호를 받는 시냅스 후 말단의 신호 수용체(NMDA 수용체) 기능이 강화돼 신경세포 간 정보 전달이 원활해진다. 연구팀은 이런 단백질의 상호작용이 실제 학습과 기억 형성에도 직접 영향을 미친다는 점을 생쥐 모델 실험으로 확인했다. 기억에 관여하는 뇌 부위인 해마의 신경회로에서 카스킨2나 PTPσ의 기능을 제거한 생쥐는 새로운 장소를 기억하는 ‘공간 인지 기억’ 능력이 뚜렷하게 저하되는 것을 연구팀은 확인했다. 연구팀에 따르면 분자 수준의 단백질 기능이 고등 인지 기능인 학습과 기억의 토대가 된다는 사실을 명확히 보여주는 결과다. 연구를 이끈 고재원 DGIST 교수는 “이번 연구 결과는 시냅스 기능 이상으로 발생하는 알츠하이머병, 자폐 스펙트럼 장애 등 다양한 뇌 질환의 원인 규명과 새로운 치료 전략 개발에 중요한 과학적 단서를 제공할 것으로 기대된다”고 말했다.

1997년 IMF 외환 위기 이후 신자유주의 유입으로 양극화가 시작됐다고 보는 시각이 많다. 양극화를 가속한 또 하나의 분기점은 2007~2008년 세계 금융위기가 꼽힌다. 이후 양극화는 어느 한 나라의 문제가 아니라 전 세계적인 골칫거리가 되고 있다. 극우 세력 창궐도 양극화가 원인일 수 있다. 최근 벌어지는 일련의 사회적 문제들의 모든 원인으로 꼽히는 양극화 해결을 정확한 원인 파악이 우선해야 한다. 오스트리아 빈 의과대학 복잡계 과학 연구소, 빈 복잡계 과학 허브, 미국 산타페이 연구소 공동 연구팀은 사회적 양극화 증가는 사회적 행동의 변화와 함께 발생했으며, 특히 친밀한 사회적 접촉 수의 증가가 원인이라고 29일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 10월 28일 자에 실렸다. 많은 국가가 현재 맞닥뜨린 가장 큰 문제는 ‘왜 최근 몇 년 간 양극화가 극적으로 증가했는가. 2008~2010년에 갑작스럽게 양극화가 증가한 원인은 무엇일까’이다. 연구팀은 양극화 증가는 단순히 인지되는 문제가 아니라 측정할 수 있고 객관적으로 발생하고 있는 문제라고 인식하고, 사회적 네트워크 변화에 주목했다. 이에 연구팀은 사회적 네트워크, 특히 사람들의 친밀한 우정 관계가 변했는지 살펴봤다. 우정 네트워크 분석을 위해 연구팀은 유럽 사회조사(ESS)와 미국 일반 사회 조사(US GSS)를 포함해 유럽과 미국에서 5만 7000명 이상의 응답자를 대상으로 한 30가지 서로 다른 설문조사를 통합해 분석했다. 연구 결과, 수십 년 동안 사회학 연구에 따르면 일반적으로 사람들은 평균 2명 안팎의 친한 친구를 유지했지만 2008년경부터 친한 친구의 평균 수가 2명에서 4~5명으로 급증했다. 친한 친구라고 하는 것은 중요한 문제에 대해 의견 형성에 영향을 미칠 수 있는 사람을 말한다. 실제로 친밀한 우정의 평균 수는 2000년 2.2명에서 2024년 4.1명으로 증가했다. 연구팀은 연결이 많아져 네트워크 밀도가 증가하면 집단 내 양극화는 필연적으로 급격히 증가한다고 설명했다. 밀도 높은 사회적 네트워크가 사회적 양극화를 초래하는지 구체적으로 파악하기 위해 연구팀은 관련한 기존 설문조사 데이터를 분석했다. 연구팀은 미국인의 정치적 태도를 규칙적으로 조사하는 ‘퓨 리서치 센터’가 1999~2017년 실시한 2만 7000건 이상의 설문조사를 활용했다. 이 데이터는 질문이 거의 변하지 않기 때문에 시간에 따른 패턴을 파악할 수 있다는 장점이 있다. 분석 결과, 1999년에는 응답자의 14%만 일관되게 진보적 견해를 밝혔지만 2017년에는 이 수치가 31%로 늘었다. 또, 1999년에는 응답자의 6%가 일관되게 보수적이라고 응답했지만, 2017년에는 16%로 늘었다. 점점 많은 사람이 중도적이기 보다는 한 가지 정치적 진영에 자기를 포함하는 것을 알 수 있다. 사람들이 서로 더 많이 연결될수록 같은 의견을 더 자주 접하게 되고, 이는 필연적으로 더 많은 갈등을 초래하고 궁극적으로 사회적 양극화를 심화시킨다. 연구팀 관계자는 “양극화는 인류가 등장한 이후 항상 존재했지만, 현재 일어나고 있는 것은 역사적 패턴을 뛰어넘는 수준이다”며 “연결성이 증가하면서 작지만 단단하게 결속되고, 서로 매우 다른 의견을 가진 집단들이 형성되고 서로 간 교류는 없는 상태가 되고 있다”고 설명했다. 이런 ‘필터 버블’은 극단적 의견을 가진 두 집단을 서로 부정적으로 생각하거나 적대적으로 느끼게 한다. 연결성이 증가해 임계 연결 밀도를 초과할 때 ‘파편화’가 일어나 갑작스러운 양극화로 이어질 수 있다. 이는 물이 얼음으로 변하는 ‘상전이’와 같다. 연구를 이끈 스테판 터너 오스트리아 빈 의과대 교수(경제물리학)는 “이번 연구는 수학적 사회 모델을 사용해 현재 전 세계 여러 곳에서 동시에 관찰되는 특이한 형태의 양극화, 즉 민주주의를 위협하는 양극화에 대한 과학적이고 근본적인 설명을 제공한다”며 “상전이가 사회에도 존재한다는 것은 매우 흥미롭지만, 정확한 임곗값이 어느 정도인지는 추가 연구가 필요하다”고 말했다.

네덜란드와 호주 연구팀이 평생 성관계를 하지 않은 사람들을 대상으로 한 대규모 연구에서 이들이 전체 인구의 약 1%를 차지하며, 유전적 요인이 15% 정도 영향을 미친다고 밝혔다. 성관계 경험이 없는 사람들은 교육 수준이 높고 외로움을 더 많이 느끼며, 남성의 경우 여성 인구가 적은 지역에 거주하는 경향을 보였다. 네덜란드 암스테르담대학교 의료센터와 호주 QIMR 베르그호퍼 의학연구소가 공동으로 진행한 이번 연구는 지난 16일 국제 학술지 PNAS에 발표됐다. 연구진은 39~73세 영국인 약 40만명과 18~89세 호주인 약 1만 3500명을 대상으로 평생 성관계를 하지 않은 사람들의 특징을 분석했다. “남녀 모두 전체 1%가 평생 성관계 경험 없어”조사 결과 남녀 모두에서 약 1%가 평생 성관계 경험이 없는 것으로 나타났다. 연구진은 이들을 ‘무성애자’와 ‘비자발적 독신자’로 구분할 수 있다고 설명했다. 무성애자는 성적 욕구 자체가 없는 사람들이고, 비자발적 독신자는 성적 욕구는 있지만 적절한 파트너를 찾지 못한 경우다. 연구진이 참가자들의 유전자 데이터를 분석한 결과, 유전적 요인이 성관계 경험 여부의 차이를 15% 정도 설명하는 것으로 밝혀졌다. 하지만 큰 영향을 미치는 단일 유전자는 발견되지 않았고, 여러 유전자가 각각 작은 영향을 미치는 것으로 나타났다. 남녀 간 유전적 상관관계는 0.56으로, 성관계 경험과 관련된 유전적 특성이 성별에 관계없이 어느 정도 공통적임을 시사했다. “높은 교육 수준, 술·담배 덜해…행복감은 낮아”성관계 경험이 없는 사람들은 몇 가지 뚜렷한 특징을 보였다. 이들은 평균적으로 교육 수준이 높았고, 술을 덜 마시고 담배도 덜 피웠다. 반면 신경질적이고 외로움을 많이 느끼며 행복감이 낮았다. 또한 친구나 가족의 방문이 적고, 마음을 털어놓을 상대가 없으며, 삶이 의미 있다고 여기지 않는 경향도 강했다. 이는 성관계와 전반적인 삶의 만족도가 밀접하게 연결되어 있음을 보여준다. 성관계 경험이 없는 남성들은 악력과 팔 근육량이 상대적으로 적었다. 이는 상체 근력을 나타내는 지표로, 여성에게서는 이런 상관관계가 나타나지 않았다. 지역적 특성도 중요한 요인으로 드러났다. 성관계 경험이 없는 남성들은 여성 인구가 상대적으로 적은 지역에 거주하는 경향을 보였다. 또한 남녀 모두에서 소득 불평등이 심한 지역에 거주할 확률이 높았다. “성관계와 불행 간 인과관계 구분 어려워”유전자 분석을 통해 성관계 경험 부족과 다른 특성들 간의 관계도 밝혀졌다. 교육 수준뿐만 아니라 측정된 지능과도 강한 유전적 상관관계를 보였고, 높은 소득 및 사회경제적 지위와도 연결돼 있었다. 성관계 미경험자들이 사회적으로 불리한 위치에 있는 것이 아니라 오히려 지적·경제적 측면에서는 유리한 특성을 가지고 있음을 의미한다. 성관계 미경험은 내향성, 자폐 스펙트럼 장애, 거식증과 양의 상관관계를 보였다. 이는 이런 특성을 가진 사람들이 성관계 경험이 없을 확률이 상대적으로 높다는 의미다. 반면 약물 및 알코올 장애, 우울증, 불안, 주의력결핍과잉행동장애(ADHD)와는 음의 상관관계를 나타냈다. 즉 성관계 미경험자들에게서 이런 정신건강 문제가 나타날 가능성은 오히려 낮았다는 뜻이다. 연구진은 이번 연구 결과가 복잡한 양상을 보인다고 설명했다. 성관계 경험이 없는 것이 불행을 야기하는지, 아니면 불행한 감정 때문에 파트너 찾기가 어려운지 인과관계를 명확히 구분하기 어렵다는 것이다. 또한 참가자들이 성관계 경험 여부만 보고했을 뿐 성적 욕구가 있었는지는 알려주지 않아, 자발적 무성애자와 비자발적 독신자를 구분하는 데 한계가 있었다. 연구진은 “이번 연구는 성관계 미경험에 대한 이해를 크게 향상시켰지만, 욕구와 성애에 대한 더 세밀한 평가가 필요하다”며 “성관계를 하지 않는 사람들에 대해 가치 판단을 해서는 안 되며, 단지 더 깊은 이해를 위해 연구할 뿐”이라고 덧붙였다.

기원전 3세기 시라쿠사 출신 철학자이자 수학자, 과학자이자 공학자였던 아르키메데스에 관한 에피소드 중 가장 유명한 것은 불규칙한 형태를 가진 물체의 부피를 재는 방법을 찾는 이야기다. 왕에게서 왕관에 불순물이 섞여 있는지 왕관을 부수지 말고 알아낼 것으로 요청받은 뒤, 며칠 동안 고민에 빠져있다가 목욕탕에 가서 욕조를 넘치는 물을 보면서 아이디어를 떠올리는 순간 아르키메데스는 벌거벗은 채 “유레카”를 외치며 뛰쳐나왔다는 이야기. 이처럼 사람들은 작업하던 문제에 관해 갑작스러운 통찰력이나 돌파구를 체험하는 ‘유레카’ 또는 ‘아하’의 순간을 맞는다. 과학자들은 번개처럼 스쳐 지나가는 ‘유레카’와 ‘아하’ 순간이 어떻게 찾아오는지 명확히 밝혀내지 못했지만, 통찰의 순간이 오기 전 감지할 수 있는 방법을 찾아냈다. 미국 캘리포니아 머서드대(UC 머서드) 인지·정보 과학과, 인디애나대 심리학·뇌과학과, 넷플릭스 데이터·인사이트 부 공동 연구팀은 유레카의 순간을 맞기 몇 분 전에 일어나는 행동 변화를 식별하는 방법을 개발했다고 22일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 8월 19일 자에 실렸다. 연구팀은 ‘윌리엄 로웰 퍼트넘 수학 경시대회’에서 출제된 악명 높은 어려운 문제들과 씨름하는 박사급 수학자 6명의 풀이 과정을 동영상 촬영했다. 윌리엄 로웰 퍼트넘 수학 경시대회는 미국과 캐나다의 대학 학부생을 대상으로 한 수학 대회로 문제가 난해하기로 유명하다. 수학자들의 사무실과 세미나실에서 촬영됐으며, 칠판에 쓰고, 주목하고, 지우고, 주의를 옮기는 등 4600개 이상의 순간을 모두 기록했다. 그 결과, 수학자들이 ‘아하’ 또는 ‘알았어’라고 외치기 몇 분 전, 행동이 눈에 띄게 예측 불가능해진다는 사실을 확인했다. 문제 풀이 과정에서 나타난 쓰고 지우고 칠판을 쳐다보고 주의를 돌리는 과정이 완전히 달라진다는 것이다. 연구팀은 통계물리학과 생태학 이론을 바탕으로 유레카 순간이 다가오면서 나타나는 예측 불가능성을 정량화했다. 실험에 참여한 모든 수학자에게서 ‘아하’의 순간 몇 분 전부터 미세한 행동의 변화가 꾸준히 증가하는 것으로 나타났다. 연구팀에 따르면 이런 행동은 수학뿐만 아니라 사고 과정이 관찰할 수 있는 단계로 펼쳐지는 모든 분야에서 적용된다. 화학자가 알려지지 않았던 분자 결합을 알아내는 순간이나 디자이너가 프로토타입을 개발하고, 예술가가 새로운 형태를 탐구하는 경우 등 다양하다. 연구를 이끈 타일러 매게티스 UC 머서드 교수(인지과학)는 “이번 연구는 창의성의 미시적 메커니즘을 더 잘 이해하게 하고, 어느 순간 어떻게 돌파구를 찾는지 예측하고, 그 순간을 끌어낼 수 있게 도울 수 있을 것”이라고 말했다.

러시아의 대문호 톨스토이의 소설 ‘안나 카레니나’에는 “행복한 가정은 모두 엇비슷하고, 불행한 가정은 불행한 이유가 제각기 다르다”라는 유명한 문장이 나온다. 행복과 불행의 본질에 대한 통찰을 담고 있는 이 문장은 행복의 조건에는 보편성이 있지만, 불행은 개개인의 다양한 요인으로 인해 발생한다는 것을 의미한다. 그런데, 낙관론과 비관론도 이와 비슷하다는 연구 결과가 나왔다. 일본 고베대 심리학과, 교토대 미래 인간사회 연구소, 오사카 종합보육대 유야교육학부, 긴키대 경영학부, 호주 라트로브대 심리·공중 보건학부 공동 연구팀은 미래 사건을 생각할 때 낙관주의자의 뇌는 유사하게 작동하지만, 비관주의자 뇌는 각자의 방식으로 작동해 개별성이 강하다고 24일 밝혔다. 낙관주의자들은 미래에 대한 공통된 비전을 공유하고 있어, 훨씬 더 사교적이라고 연구팀은 설명한다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 7월 22일 자에 실렸다. 일반적으로 낙관주의자는 자기의 사회적 관계에 더 만족하고, 넓은 사회적 네트워크를 갖는다. 최근 연구에 따르면 사회적으로 중심적 위치를 차지하는 사람들의 뇌는 자극에 유사한 반응으로 반응하기 때문이다. 미래에 대한 태도도 비슷하고, 이를 공유하면서 뇌에서 미래를 비슷하게 상상하면서 서로의 관점을 더 쉽게 이해할 수 있다는 주장이다. 연구팀은 이를 검증하기 위해 사회심리학자와 인지신경과학자로 구성된 연구팀은 비관주의자부터 낙관주의자까지 다양한 스펙트럼을 가진 남녀 87명을 대상으로 다양한 미래 사건을 상상하도록 했다. 이들이 미래 특정 상황을 상상하는 동안 기능적 자기공명영상(fMRI) 촬영을 통해 뇌신경 활동 패턴을 관찰했다. 연구 결과, 낙관주의자가 미래 사건에 대해 생각할 때는 신경 활동 패턴이 서로 매우 유사한 것으로 관찰됐다. 반면, 비관주의자들의 신경 활동 패턴은 훨씬 다양하고 독특하게 나타났다. 낙관적인 사람들은 뇌에서 좋은 미래와 나쁜 미래를 명확히 구분해 인식한다고 연구팀은 설명했다. 낙관주의자는 부정적 사건을 긍정적으로 재해석하는 것이 아니라, 부정적 시나리오를 더 추상적이고 심리적으로 먼 방식으로 처리해 부정적 시나리오의 정서적 영향을 완화하는 방식을 구사한다. 쿠니아키 야나기사와 고베대 교수(사회 인지과학)는 “이번 연구는 일상에서 느끼는 ‘주파수가 일치한다’라거나 ‘같은 파장에 있다’는 느낌은 단순한 비유가 아니라 실제 뇌신경의 활동 결과임을 보여준다”라며 “낙관주의자의 뇌는 물리적 의미에서 미래에 대한 공통 개념을 공유할 수 있다는 것을 파악한 만큼, 이런 메커니즘이 타고난 것인지 경험으로 나중에 형성되는지 추가 연구 중”이라고 설명했다.

“먹는 것을 줄이기 힘든데, 식단 조절 안 하고 운동만 해도 살이 빠지겠죠?” “매일 러닝머신을 5㎞ 뛰는데도 살이 안 빠져요. 왜 그럴까요?” 다이어트를 시작하는 사람들 중 식단 조절보다 러닝머신 뛰기, ‘만보 걷기’ 등 운동을 우선 순위에 두는 경우가 적지 않다. 이처럼 비만은 운동 부족 탓이며, 다이어트를 위해서는 운동이 제일 중요하다는 통념이 확산돼 있다. 그러나 이같은 통념을 뒤집는 연구 결과가 나와 주목받고 있다. 미 워싱턴포스트(WP) 등에 따르면 미 듀크대 연구진은 지난 14일(현지시간) 미 국립과학원 회보(PNAS)에 발표한 논문을 통해 “비만을 유발하는 데에 ‘칼로리 과잉 섭취’가 운동 부족보다 10배 더 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다”고 밝혔다. 비만의 원인으로 운동 부족보다 더 중요한 것은 초가공식품 등 고칼로리 음식을 지나치게 많이 섭취한다는 점이며, 특히 미국 등 선진국에서 ‘칼로리 과잉’으로 인한 비만이 두드러지게 나타난다는 것이다. 연구진은 총 34개국 4213명의 데이터를 수집해 분석했다. 조사 대상에는 아프리카의 목축업자부터 미국의 사무직 근로자까지 다양한 경제·사회적 배경을 가진 사람들이 포함됐다. 연구진은 참가자들이 배출하는 소변에서 산소와 수소 동위원소 비율을 분석하는 방식으로 칼로리 소비량을 측정했다. 참가자들이 매일 소비하는 에너지량과 운동을 통해 소비하는 에너지량, 운동이 아닌 기본적인 생활 속에서 소비하는 에너지량과 함께 이들의 비만 척도인 체질량지수(BMI)를 비교 분석했다. 분석 결과 경제가 발전한 선진국일수록 개발도상국에 비해 전체적인 에너지 소비량이 6%에서 11%까지 줄어드는 경향이 있었지만, 이는 비만의 원인을 충분히 설명하지 못한다고 연구진은 지적했다. 미국의 사무직 근로자가 아프리카의 목축업자보다 덜 움직이는 것은 사실이지만, 이로 인해 비만에 이른 것은 아니라는 설명이다. 다만 연구진이 선진국과 개발도상국의 참가자 일부를 대상으로 하위 그룹을 만들어 분석한 결과, 선진국일수록 에너지 섭취량이 많았으며 초가공 식품을 먹는 비율과 높은 BMI 간에 강한 상관관계가 나타났다. 연구진은 “에너지 소비량이 높은 BMI에 미치는 영향은 약 10분의 1에 그친다”면서 “선진국일수록 초가공 식품을 통한 칼로리 섭취량이 많았으며 비만에 훨씬 더 큰 역할을 한다는 것을 시사한다”고 설명했다. WP는 이같은 연구가 “나쁜 음식을 너무 많이 먹는 것”이 세계보건기구(WHO)가 질병으로 규정한 비만의 근본적인 원인임을 입증한 것이라고 전문가들을 인용해 평가했다. 그러면서도 전문가들은 “운동이 중요하지 않다는 의미는 아니며, 운동은 건강에 필수”라며 “다만 비만 문제를 해결하기 위해 보건당국이 초가공식품 등 식단을 개선하는 데에 노력을 기울여야 함을 의미한다”고 강조했다고 WP는 전했다.

2개의 정자만으로 탄생한 쥐가 성체로 성장해 자연적 번식에 성공했다. 23일(현지시간) 과학 저널 ‘뉴 사이언티스트(New Scientist)’에 따르면 중국 상하이 교통대학교 웨이 얀창 교수가 이끄는 연구진은 세계 최초로 두 수컷 생쥐의 유전자로만 만들어진 생쥐가 자라서 새끼를 낳았다고 이날 밝혔다. 연구진은 핵을 제거해 유전자를 없앤 암컷 생쥐의 난자에 정자 두 개를 넣어 수정란을 만들었다. 단순히 정자를 섞는 것만으로는 수정란이 제대로 자랄 수 없었다. 연구진은 ‘에피게놈 편집’이라는 기술로 정자에 담긴 유전자의 7개 지점을 조절했다. 유전자 자체를 바꾸지 않고, 유전자의 켜짐·꺼짐 상태를 조절한 것이다. 이렇게 태어나게 되는 쥐는 아빠 둘에게서 반반씩 유전자를 물려받게 되며 모두 수컷이 된다. 연구진이 정자로만 만든 259개의 배아를 대리모 암컷에 이식한 결과 단 두 마리의 수컷 쥐만 생존해 성체로 자랐고, 다른 암컷과 짝짓기를 해서 건강한 새끼를 낳았다. 외형, 무게, 성장 속도 등 모든 면에서 정상이었다. 두 마리의 아빠를 가진 쥐를 만드는 것은 두 마리의 엄마를 가진 쥐를 만드는 것보다 훨씬 어려웠다. 앞서 지난 2004년에는 일본 연구진에 의해 아빠 없이 두 엄마만을 가진 쥐 ‘카구야’가 탄생한 바 있다. 하지만 일본 연구진이 발생 단계가 다른 두 난자를 이용했다는 점에서 정자 없이 난자만으로 자손을 낳는 진정한 단성 생식은 아니었다. 이후 웨이 교수 연구진은 2022년 생쥐의 난자에 있는 특정 유전자를 교정해 단성 생식으로 정상 자손을 태어나게 하는 데 성공했다고 밝혔다. 연구진은 DNA의 유전 정보를 바꾸지 않고 유전자의 발현만 조절해 아버지 없는 쥐를 만드는 데 성공했다. 올해 1월에는 같은 방식으로 두 마리의 수컷 부모를 둔 성체 생쥐를 만든 데 이어 이번에 생식까지 성공시킨 것이다. 동성 생식세포만으로 새끼를 얻는 연구는 동물의 수정과 발생 과정을 연구하는 데 도움을 줄 수 있고 이는 불임 치료에도 유용한 정보를 제공할 수 있다. ‘이론적으로는’ 동성 커플이 자신들의 유전자를 가진 아이를 가질 수 있다. 하지만 동물 실험에서도 성공률은 매우 낮았고 유전적 변화의 영향이 완전히 이해되지 않았기 때문에 사람에게는 적용할 수 없다고 연구진은 전했다. 영국 세인즈버리 웰컴 센터의 크리스토프 갈리셰는 “동성 부모로부터 자손을 얻는 이 연구는 유망하지만 필요한 난자 수와 대리모 수, 그리고 낮은 성공률 때문에 인간에게 적용하는 것은 불가능하다”고 말했다. 유니버시티 칼리지 런던의 헬렌 오닐은 그럼에도 “이 연구는 유전체 각인이 포유류의 단부모 생식에 대한 주요 장벽임을 확인하고, 이를 극복할 수 있음을 보여준다”며 중요한 진전이라고 전했다. 이번 연구 결과는 이날 국제 학술지 미 국립과학원회보(PNAS)에 게재됐다.

피파 월드컵이나 올림픽이 되면 온 국민이 하나가 돼 ‘대한민국’을 외친다. 외국의 경우, 축구나 야구, 미식축구, 아이스하키 등 경기에서 연고지 팀을 열광적으로 응원하는 사람들을 만날 수 있다. 축구의 경우는 열혈 팬을 넘어 경기장에서 폭력을 행사하는 훌리건들이 있을 정도다. 그런데, 스포츠 경기에서 이렇게 유독 팬들을 하나로 묶는 것은 무엇일까. 미국 코네티컷대 인류학과, 심리과학과, 브라질 미나스 제라이스 연방대 체육학과, 미나스 제라이스 주립대 체육학과 공동 연구팀은 스포츠 경기를 관람하는 팬들이 경험하는 강렬한 기쁨과 단합, 흥분의 감정은 경기 자체보다는 함께 모이는 의식(rituals)과 더 관련이 있어 보인다고 15일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 6월 10일 자에 실렸다. 연구팀은 축구에 가장 열정적인 국가로 알려진 브라질의 축구 팬 클럽의 협조를 얻어 웨어러블 심박 모니터 장치로 미나스 제라이스 지역의 라이벌팀 간 주(州) 챔피언십 결승전 전, 경기 중, 종료 후 팬들의 생리적 상태를 측정했다. 팬들은 경기 시작 전 경기장 근처에 모여 응원하는 팀 선수들을 태운 버스를 기다리고, 버스가 도착하면 연막탄, 불꽃놀이를 시작하며 깃발을 흔들며 팀 사기를 북돋우고 팬을 하나로 묶는 구호를 외치는 ‘불의 거리’ 의식을 한다. 연구팀은 과학자들이 ‘집단적 열광’이라고 부르는 공유된 흥분 상태는 경기 도중이 아니라 경기장에서 공이 한 번도 차이지 않은 상태인 경기 전 불의 거리 의식을 하는 동안 최고조에 달했다. 이를 넘어서는 생리적 지표가 측정된 것은 홈팀이 골을 넣었을 때가 유일했다. 연구팀에 따르면 경기 전 의식이 경기 자체보다 팬들에게 더 많은 감정적 동조 상태를 만들어 낸다. 연구팀은 축구는 치명적 폭력으로 이어지는 유일한 스포츠라면서, 유럽이나 남아메리카 사람들의 지지하는 팀에 대한 충성심과 사람들이 안전하게 참여할 수 있도록 하는 것 사이에서 균형을 맞추는 것이 필요하다고 조언했다. 연구를 이끈 디미트리스 자이갈라티스 코네티컷대 교수(인류학)는 “어느 스포츠 분야든 열혈 팬들의 모습을 보면 ‘이성적 유기체의 행동’이라고 볼 수는 없을 것”이라면서 “이번 연구를 통해 무엇이 우리를 인간으로 만드는지 보면 의미 없어 보이는 것들에서 의미를 끌어내는 능력”이라고 말했다. 자이갈라티스 교수는 “의식은 언뜻 보기에 인간 행동 관점에서 전혀 이해되지 않는 것들이지만, 사람들에게는 깊은 의미를 갖는다”며 “이번 연구는 왜 사람들이 의미 없는 것에 그렇게 깊이 신경 쓰는지 이해하는 데 도움을 줄 것”이라고 덧붙였다.

하루에 4시간만 자도 푹 잤다고 느끼는 사람들의 비결이 유전자 돌연변이에 있다는 연구 결과가 나왔다. 미국 과학 전문매체 라이브사이언스 등의 최근 보도에 따르면 미 캘리포니아대학교 샌프란시스코캠퍼스 잉후이 푸 교수 연구팀은 국제 학술지 ‘미국국립과학원회보’(PNAS)를 통해 수면 시간이 짧아도 건강을 유지하는 사람들 이른바 ‘숏 슬리퍼’(Short Sleeper)의 유전자에서 공통된 돌연변이를 발견했다고 밝혔다. 지금까지 과학자들은 숏 슬리퍼와 관련한 4개 유전자(DEC2, ADRB1, NPSR1, GRM1)에서 5종의 돌연변이를 발견했는데 푸 교수 연구팀은 최근 연구에서 ‘SIK3’ 유전자에서 돌연변이를 발견했다. 이 유전자는 수면 시간과 깊이를 조절하는 데 중요한 역할을 하는 것으로 알려졌다. 연구팀이 실험용 쥐에 이 돌연변이가 발현하도록 한 결과 돌연변이가 있는 쥐는 일반 쥐보다 하루 평균 31분 덜 자는 것으로 나타났다. 또한 돌연변이가 있는 쥐의 뇌 시냅스에서 SIK3 관련 효소 활성이 증가해 수면 효율이 향상된 것으로 드러났다. 푸 교수는 “우리 몸은 잘 때도 계속해서 작동하며 스스로 해독하고 손상을 복구한다”며 “선천적으로 수면 시간이 짧은 사람들은 잠자는 동안 해독과 손상 회복 속도가 일반 사람보다 더 높다”고 밝혔다. 연구팀은 이번 연구가 수면장애를 더욱 효과적으로 치료하는 방법을 이해하는 데 도움이 될 것이라고 내다봤다.

“저보다 25세 어린 남자친구와 연애하며 삶의 두려움을 내려놓을 수 있게 됐어요. 그저 과감히 도전하고, 어떤 일이 일어나든 받아들이기로 했죠.” 영국 패션 잡지 편집자인 샬롯 앤 피들러(50대)는 자신의 소셜미디어(SNS)를 통해 20대 남자친구의 사진과 영상을 올리며 연애에 대한 만족감을 마음껏 드러내고 있다. 그는 ‘연하남’과의 연애가 “어떤 일이든 과감히 도전할 수 있는 계기가 됐다”며 인생이 달라졌다고 전했다. 11일(현지시간) 뉴욕포스트는 피들러가 지난 2월 텔레그래프에 기고한 글을 재조명했다. 피들러는 이 글에서 자신의 남자친구에 대해 “말도 안 되게 잘생긴 사람”이라고 묘사하는 등 ‘매력적인 25세 연하 남자친구’를 소개했다. 성공적인 커리어, 소중한 남편, 그리고 두 딸. 완벽한 삶을 사는 듯했던 피들러의 삶은 남편이 무려 6년 동안 외도를 해왔다는 사실을 알게 됐을 때 한순간에 무너졌다. 남편의 불륜 사실을 믿을 수 없었던 피들러는 당시 큰 충격에 휩싸였다. 그는 이혼의 상처를 딛고 10대들을 위한 스킨케어 브랜드 ‘스팟 앤 스트라이프’를 창업하며 새로운 길을 걸었다. 그렇게 일에 몰두하며 살던 피들러는 어느 순간 다시 연애할 준비가 됐다고 느꼈다. 이후 데이팅 애플리케이션(앱)을 통해 자신과 비슷한 나이대의 남성들과 만나기 시작했다. 그러나 이들과의 대화 주제가 이혼, 자녀가 전부라는 것을 깨달은 피들러는 자신이 “뭔가 다른 걸 원한다”는 것을 깨달았다. 그는 친구의 권유로 데이팅 앱에서 남성의 나이 설정을 27~39세로 바꿨다. 연하 남성들이 더 많이 보이게 설정을 변경한 것이다. 피들러는 “나이 설정을 바꿨더니 (남성들의) 사진이 훨씬 더 좋아 보이더라”라고 말했다. 피들러는 그러면서 현재 연인인 25세 연하 남성을 만나게 됐으며, 믿을 수 없을 만큼 만족스러운 데이트를 즐겼다. 그는 “남자친구가 왜 나이 많은 여성을 원하는지 의심하지 않았다”며 “우리 사이의 감정을 의심할 수 없었다”고 밝혔다. 두 사람은 첫 만남 후 지속적으로 만남을 이어갔고, 깊은 관계로 발전했다. 피들러는 “남자친구와 함께 있으면 평소 머릿속에서 쉼 없이 돌아가던 생각들이 조용히 멈춘다”며 안정감을 드러냈다. 피들러는 자신을 ‘쿠거족’(나이 어린 남자와 데이트하거나 결혼하는 여성)으로 정의하지 않았지만, 지인들, 심지어 자녀들은 그의 연애를 비판했다. 그는 “큰딸은 남자친구보다 겨우 10살 어리기 때문에 불편함을 느꼈다”며 “(자녀들은) 좀 더 나이 많은 사람을 만나서 자신들에게 아버지 같은 존재가 되길 바랐다. 그래서 저는 ‘너흰 이미 아빠가 있잖아’라고 말했다”고 했다. 피들러는 결혼 계획에 대해서는 “우린 그냥 이 순간을 즐기고 있다”며 “아무 계획도 없다”고 말했다. 한편 미국 국립과학원회보(PNAS)에 발표된 한 연구에 따르면 여성 역시 남성 못지않게 연하에게 매력을 느끼는 것으로 나타났다. 캘리포니아 대학교 심리학과 교수이자 이 연구의 주저자인 폴 이스트윅은 “소개팅을 한 후 참가자들은 어린 파트너에게 더 매력을 느꼈고, 이런 경향은 남성과 여성 모두에게서 동일하게 나타났다”고 밝혔다.

21세기 들어서면서 전 세계적으로 중산층은 붕괴하고 부자와 가난한 이들의 격차는 극심하며 그 격차가 점점 커지고 있다는 지적이 곳곳에서 들립니다. 이런 사회적 불평등은 역사의 필연적 경로일까요. 불평등이 처음 등장한 것은 언제일까요. 영국 요크대, 옥스퍼드대, 더럼대, 케임브리지대, 미국 시카고 필드 자연사박물관, 텍사스 오스틴대, 콜로라도 볼더대, 아르헨티나 국가과학기술연구위원회, 독일 킬대학 공동 연구팀은 인간 역사 전반에 걸쳐 불평등은 광범위하게 존재했지만 모든 장소와 시대에 똑같이 나타난 것은 아니며 필연적이라고 보기도 힘들다고 16일 밝혔습니다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 4월 15일 자에 실렸습니다. 연구팀은 6개 대륙 1000개 이상의 유적지에서 발굴된 주거지 크기를 측정해 각 유적지의 지니계수를 계산하고 사회 불평등 정도를 조사하는 통계분석을 했습니다. 지니계수는 완전한 평등을 0, 완전한 불평등을 1로 삼고 불평등 정도를 평가하는 지표입니다. 연구팀은 인구, 정치적 조직, 기타 잠재적 요인에 따라 불평등 정도가 어떻게 달라지는지 분석했습니다. 또 시대에 따른 불평등 정도의 변화와 경향성도 살펴봤습니다. 연구 결과 인구는 시간이 지남에 따라 꾸준히 증가했지만 불평등이 그에 정비례해 증가하지는 않았다는 점이 발견됐습니다. 연구팀이 유적지들에서 발견한 불평등 척도는 상당히 다양했고 단일한 패턴이 존재하지 않았다고 합니다. 이는 “불평등은 필연적으로 증가한다”는 역사학을 포함한 사회과학 전반에서 받아들여 왔던 가정을 정면으로 반박하는 결과여서 더 눈길을 끕니다. 미국 시카고 필드 자연사박물관의 게리 파인먼 박사(고고학)는 “이번 연구는 시간에 따른 불평등의 패턴을 체계적으로 살펴보기 위한 시도”라며 “기존 사회과학에서 이야기하는 것과 달리 사회가 경제적으로 불평등해지는 이유에 대한 객관적이고 획일적인 설명은 존재하지 않는 것으로 보인다”고 말했습니다. 파인먼 박사는 “역사는 기술 발전과 인구 증가의 요소들이 특정 시간과 장소에서 불평등의 잠재력을 높일 수 있음을 보여 준다”면서도 “인간의 선택과 정치 그리고 협력이 부의 격차에 따른 불평등을 완화하고 억제할 수 있음을 이번 연구로 알 수 있다”고 덧붙였습니다. 불평등이 더 쉽게 발생하거나 높은 수준으로 증가할 수 있는 요인들은 분명히 있지만 인간의 결정과 제도에 의해 완화되거나 수정될 수 있다는 것이 이번 연구의 가장 큰 함의일 것입니다. 결국 “가난은 나라님도 구제 못 한다”거나 “경제는 대통령이 살리는 것이 아니다”라는 말은 헛소리에 불과하다는 것입니다.

국내 연구진이 면역 항암치료를 방해하는 핵심인자를 처음으로 찾아내 폐암 치료의 새로운 장을 열었다. 조광현 카이스트 바이오및뇌공학과 교수팀은 폐암 세포의 면역 회피 능력을 결정짓는 핵심인자 ‘DDX54’를 찾아내는 데 성공했고, 이를 억제하면 암 조직으로 면역세포가 쉽게 침투할 수 있어 면역 항암치료 효과가 크게 개선된다는 사실을 확인했다고 8일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 4월 2일 자에 실렸다. 면역항암제는 인체 면역세포의 공격을 돕는 항체를 이용해 암을 치료하는 기술로, 화학 항암제와 달리 약물 부작용이 적어 주목받고 있다. 문제는 면역 항암치료 반응률이 낮아 실제 치료 혜택을 받는 환자가 많지 않다는 점이다. 연구팀은 폐암을 일으킨 생쥐를 대상으로 면역세포 침투를 막는 원인을 찾아내는 실험을 한 결과, DDX54가 면역세포의 암 조직 공격을 막는다는 점을 발견했다. 조광현 교수는 “폐암 세포가 면역 회피 능력을 갖게 만드는 핵심인자를 처음 찾아내고 이를 제어하면 면역 항암치료 효과를 높일 수 있다는 점을 확인했다는 점이 이번 연구의 핵심”이라고 설명했다. 이번 기술은 카이스트 내 교원창업기업인 바이오리트버로 기술 이전돼 면역 항암치료제의 동반 치료제로 개발 중이며, 2028년 임상시험에 투입될 예정이다.

신석기시대 농업 혁명은 수십만 년 동안 이어져 온 수렵-채집 생활 방식을 정착 농업 생활로 전환했다. 채집 경제에서 생산 경제로 바뀌게 된 계기가 되기 때문에 ‘혁명’이라는 단어를 붙이고 있다. 그러나 유발 하라리의 ‘사피엔스’에서는 농업 혁명으로 인해 인류는 기근과 역병에 시달리고, 잉여 생산물로 인한 전쟁이 잦아졌다고 비판하기도 했다. 그런데, 독일 막스 플랑크 진화인류학 연구소 인간 행동·생태·문화학과, 영국 케임브리지대 고고학과, 바스대 경제학과, 런던대(UCL) 고고학 연구소, 스페인 발렌시아대 선사고고학·선사학과, 체코 고고학 연구소 공동 연구팀은 사냥과 채집에서 농업으로의 전환 과정에서 가장 중요한 것은 다름 아닌 ‘인간 상호작용’이라고 6일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 3월 31일 자에 실렸다. 연구팀은 포식자와 먹잇감의 상호작용을 알아볼 때 사용하는 모형을 이용해 새로운 수학 분석법을 개발했다. 이를 통해 신석기 혁명이 기후 온난화, 강수량 증가, 비옥한 강 계곡의 발달과 같은 외부 요인에 의해 주도됐다는 전통적 관점을 재검토하는 한편, 초기 농부와 사냥꾼-채집자들이 서로에게 어떤 영향을 미쳤는지 조사했다. 분석 결과, 초기 농업 사회가 이주, 경쟁, 문화 교류를 통해 확산하면서 사냥꾼-채집자가 생활하고 환경과 상호작용하는 방식을 재구성했다고 밝혔다. 이 과정에서 인류는 수동적 참여자에 그치지 않았으며, 농업 사회로 전환에서 적극적이고 결정적인 역할을 했다는 것을 확인했다. 농업 혁명 중에 사냥꾼-채집자와 농부 간 경쟁으로 인해 발생한 다양한 인구 성장률과 사망률과 같은 요인들이 농업 발전을 이끌어왔다고 연구팀은 설명했다. 포식자-먹잇감 모델을 방사성 탄소 연대 측정으로 추론된 인구 동태와 통계적으로 비교해 인구 성장이 역사를 어떻게 형성됐는지 분석한 결과, 농업 확산이 이주와 문화적 혼합에도 상당한 영향을 미친 것으로 나타났다. 알프레도 코텔-니콜라우 영국 케임브리지대 박사는 “이번 연구는 사냥과 채집에서 농업으로 전환 과정에서 기후 온난화나 강수량 증가, 비옥한 강 계곡의 발달과 같은 환경적 요인이 중요했던 것이 아니라는 점을 보여준다”라면서 “유발 하라리나 일부 연구자들이 지적하는 문제점도 있었지만, 인류 네트워크 구성에는 상당한 역할을 한 것은 사실”이고 말했다.

“우리는 모두 매일 수학을 사용합니다. 날씨를 예측할 때, 시간을 말하고 돈 계산을 할 때, 수학은 방정식이나 수식 이상입니다. 논리이고 생각하는 방법입니다. 모든 것은 숫자로 돼 있습니다.” 2000년대 초반 수학을 소재로 한 미드 ‘넘버스’의 오프닝 대사다. 수학자들은 우리 주변의 많은 것들이 숫자로 이뤄져 있고 수로 해석할 수 있다고 본다. 아무리 복잡한 상황이나 자연현상도 수식이나 그래픽으로 비교적 간단하게 표현할 수 있다고 생각한다는 말이다. 맑고 화창한 어느 봄날 점심시간 강남대로를 오가는 사람이나 복잡한 공항을 지나는 사람들의 흐름에도 어떤 패턴이 있을까. 사람에 부딪히지 않으려고 이리저리 피하면서 움직여 무질서해 보일 뿐이다. 그런데, 미국 매사추세츠공과대(MIT) 수학과, 폴란드 물리교육원 인간행동학과, 영국 바스대 수리과학과 공동 연구팀은 인간 군집의 움직임을 모델링해 보행자들의 경로가 질서정연한 상태에서 무질서한 상태로 전환되는 시점을 예측하는 방법을 개발했다고 28일 밝혔다. 보다 안전하고 효율적인 통행을 촉진하는 공공 공간 설계에 도움을 줄 것으로 기대되는 이번 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 3월 25일 자에 실렸다. 연구팀은 이번 연구에 앞서 2023년에 군중의 ‘차선 형성’(lane formation) 현상을 밝혀냈다. 입자나 곡물, 사람 등 다양한 군집이 한 지점에서 양쪽으로 움직일 때 자발적으로 일렬로 차선을 형성해 이동하는 현상이다. 연구팀은 군중 속에서 차선처럼 보이는 것이 생기면 주변 사람들은 차선에 합류하거나 양쪽으로 밀려나면서 자발적으로 규칙적이고 구조화된 차선을 형성할 수 있다는 것을 발견했다. 연구팀은 보행자들이 붐비는 건널목을 이동하는 일상적 상황을 유체역학과 입자운동 이론에서 개별 분자의 평균 운동을 다루는 데 활용되는 방정식으로 수학적 분석과 시뮬레이션을 했다. 유체 이동 방정식에서는 특정 변수를 조정해 유체관의 너비(횡단보도 크기), 분자(사람) 이동 각도, 분자가 충돌을 피하기 위해 회피하거나 주변을 돌아갈 수 있는 다양한 방향(회피동작)까지 고려했다. 방정식에 따르면 횡단보도의 보행자들이 반대 방향에서 비교적 직선으로 걸을 때 차선을 형성할 가능성이 더 높다는 것이 확인됐다. 이런 차선 형성 패턴은 사람들이 특정 각도로 방향을 틀기 시작할 때까지 대체로 유지되는 것으로 나타났다. 차선 형성 상태가 무질서한 상태로 바뀌는 핵심 척도를 발견했는데, 연구팀은 이를 ‘각도 분포’(angular spread)라고 이름 붙였다. 각도 분포가 약 13도 이상이 되면 특정 지점에 도달하면 보행자의 흐름이 무질서해지고 차선이 거의 형성되지 않는 것으로 나타났다. 연구팀은 이 수학적 결과가 실제로 적용되는지를 확인하기 위해 체육관에서 사람들을 대상으로 통제 실험을 했다. 연구팀은 실험 참가자에게 고유 번호를 붙인 뒤 머리에 카메라를 착용하도록 하고 보행자들의 움직임을 기록했다. 그리고 횡단보도의 시작점과 종료점을 지정한 뒤, 실험참가자들에게 누구와도 부딪치지 않으면서 목표 지점까지 동시에 횡단보도를 건너도록 했다. 그 결과, 수학 시뮬레이션에서와 마찬가지로 군중의 각도 분포가 13도보다 작을 경우, 대부분의 보행자가 차선을 형성하면서 반대편에서 오는 사람과 부딪치는 일이 거의 발생하지 않고, 일정한 흐름을 형성했다. 횡단보도를 건널 때처럼 사람들은 많지만 더 질서정연하고 차선이 있는 것과 같은 흐름이 형성됐다. 반면, 군중의 각도 분포가 13도를 넘어가면 보행자들이 움직일 수 있는 방향이 많은 공항 터미널이나 열차 대합실같아 무질서 상태가 되는 것으로 확인됐다. 특히 한 사람이 직진에서 13도 이상 각도 분포를 보이며 걷기 시작하면 보행자 흐름이 무질서해지면서 차선 형성이 거의 이뤄지지 않는 것으로 확인했다. 이렇게 군중의 무질서도가 커지면 이동 효율도 떨어진다는 것을 확인했다. 연구를 이끈 캐럴 바식 MIT 응용수학과 수석연구원(유체역학·복잡계 수학)은 “개개인이 아니라 군중 단위로 본다면 유체역할을 이용해 움직임을 설명할 수 있다”라며 “이번 연구는 군중의 이동 패턴을 파악할 수 있게 해 공공 공간 계획자가 보다 안전하고 효율적인 보행자 흐름을 설계하거나 가이드라인을 만들 수 있도록 해줄 수 있을 것”이라고 말했다.

정상적인 정자를 형성하는 데 중요한 역할을 하는 단백질을 일본 연구진이 발견해 눈길을 끈다. 현지에서는 “남성용 경구 피임약 개발 가능성을 보여줬다”는 평가가 나왔다. 도쿄신문 등 일본 언론에 따르면 오사카대 연구팀은 생쥐 실험을 통해 정자의 정상적인 형성에는 ‘Tex38’라고 하는 유전자로 만들어진 단백질이 필요하다는 것을 밝혀냈다고 지난 26일 발표했다. 연구팀이 쥐의 여러 유전자를 조작해본 결과, Tex38 유전자로 만들어진 단백질이 만드는 복합체가 정자의 정상적인 형태를 유지하는 데 필수적인 것을 확인했다. 연구팀은 이 복합체가 다른 단백질을 자극해 불필요한 세포질을 제거하고, 정자의 모양을 안정적으로 변화시키고 있다고 추정했다. 특히 Tex38을 만들지 못하게 된 쥐는 정자 머리 부분이 구부러진 형태의 이상정자가 생겨 제대로 된 수정이 불가능해 불임을 초래하는 것으로 나타났다. 전자현미경으로 관찰한 결과 초승달 모양인 머리 부분이 180도 구부러지고 움직임도 악화했다. 연구진은 “Tex38 유전자로 만든 단백질은 다른 단백질과 결합함으로써 안정화됐으며, 정자 형성에 빠질 수 없는 요소인 것으로 확인됐다”며 “이번 연구로 단백질 기능을 저해하는 남성용 경구 피임약 개발을 기대할 수 있게 됐다”고 전했다. 일본에서는 연간 약 10만건의 인공임신중절이 행해지고 있다. 한편 이번 연구 결과는 ‘미국 국립과학원 회보’(PNAS)에 게재됐다.

미세플라스틱이 농작물 등 식물의 광합성을 방해해 전 세계의 식량 공급을 급감시킬 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 중국 난징대 연구진은 미세플라스틱이 식물에 미치는 영향과 관련해 기존 연구 157건에서 확보한 관찰 자료 3286건을 분석해 이런 결론을 내렸다고 11일 발표했다. 이번 연구는 국제 학술지 ‘미국 국립과학원 회보’(PNAS)에 게재됐다. 연구진은 밀과 쌀, 옥수수 등 전 세계 주요 작물 4~14%가 이미 미세 플라스틱 영향으로 줄고 있다고 추정하면서 앞으로 더 많은 미세 플라스틱이 환경에 흘러들면 상황이 심각해질 수 있다고 경고했다. 영국 일간 가디언은 미세플라스틱이 식물의 잎에 닿는 햇빛을 막거나 식물이 자라는 데 필요한 토양을 오염시키는 등 다양한 방식으로 식물에 해를 입힐 수 있다고 전했다. 또 식물이 흡수한 미세플라스틱은 영양분과 수분 통로를 막아 세포를 손상하는 불안정 분자를 유발하고, 독성 화학 물질을 방출해 광합성 색소인 엽록소 수치 감소로 이어질 수 있다. 연구진은 미세플라스틱으로 인한 육상 식물의 광합성 감소는 약 12%, 해조류의 경우 약 7%에 이른다고 추산했다. 이를 근거로 계산한 결과 아시아에서만 연간 5400만t에서 1억7700만t의 농작물 손실이 발생하고, 바다에서는 어류와 해산물 손실이 연간 100만t에서 2400만t에 이른다고 밝혔다. 연구진은 미세플라스틱 영향으로 인한 연간 농작물 손실이 최근 수십 년 동안 기후 위기로 인한 농작물 손실분과 맞먹는 규모일 수 있다고 지적했다. 그러면서 미세플라스틱 오염으로 인한 식량 불안이 심화하면서 기아 위기를 겪는 인구가 20년 이내에 4억명 더 증가할 수 있다고 전망했다. 2022년 기준으로 기아 영향을 받은 사람 수는 약 7억명이다. 미세플라스틱은 비닐봉지, 물병처럼 일상에서 흔히 소비하는 플라스틱 도구에서 떨어져나온 길이나 지름이 5㎜ 이하인 입자로, 음식과 물, 호흡을 통해 인체에 들어간다. 이미 인체의 혈액과 뇌, 모유, 태반, 골수 등에서 미세플라스틱이 발견되고 있다. 이는 또한 에베레스트산 정상에서부터 가장 깊은 바다까지 지구 전체에서 확인되고 있다. 다만 이번 연구는 미세 플라스틱의 위험성을 알리는 데는 도움이 되지만, 연구 결과를 확증하기 위해서는 추가 자료와 더 면밀한 연구가 뒷받침되어야 한다는 지적이 제기되고 있다.

미세플라스틱이 농작물 등 식물의 광합성을 방해해 전 세계의 식량 공급을 급감시킬 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 중국 난징대 연구진은 미세플라스틱이 식물에 미치는 영향과 관련해 기존 연구 157건에서 확보한 관찰 자료 3286건을 분석해 이런 결론을 내렸다고 11일 발표했다. 이번 연구는 국제 학술지 ‘미국 국립과학원 회보’(PNAS)에 게재됐다. 연구진은 밀과 쌀, 옥수수 등 전 세계 주요 작물 4~14%가 이미 미세 플라스틱 영향으로 줄고 있다고 추정하면서 앞으로 더 많은 미세 플라스틱이 환경에 흘러들면 상황이 심각해질 수 있다고 경고했다. 영국 일간 가디언은 미세플라스틱이 식물의 잎에 닿는 햇빛을 막거나 식물이 자라는 데 필요한 토양을 오염시키는 등 다양한 방식으로 식물에 해를 입힐 수 있다고 전했다. 또 식물이 흡수한 미세플라스틱은 영양분과 수분 통로를 막아 세포를 손상하는 불안정 분자를 유발하고, 독성 화학 물질을 방출해 광합성 색소인 엽록소 수치 감소로 이어질 수 있다. 연구진은 미세플라스틱으로 인한 육상 식물의 광합성 감소는 약 12%, 해조류의 경우 약 7%에 이른다고 추산했다. 이를 근거로 계산한 결과 아시아에서만 연간 5400만t에서 1억7700만t의 농작물 손실이 발생하고, 바다에서는 어류와 해산물 손실이 연간 100만t에서 2400만t에 이른다고 밝혔다. 연구진은 미세플라스틱 영향으로 인한 연간 농작물 손실이 최근 수십 년 동안 기후 위기로 인한 농작물 손실분과 맞먹는 규모일 수 있다고 지적했다. 그러면서 미세플라스틱 오염으로 인한 식량 불안이 심화하면서 기아 위기를 겪는 인구가 20년 이내에 4억명 더 증가할 수 있다고 전망했다. 2022년 기준으로 기아 영향을 받은 사람 수는 약 7억명이다. 미세플라스틱은 비닐봉지, 물병처럼 일상에서 흔히 소비하는 플라스틱 도구에서 떨어져나온 길이나 지름이 5㎜ 이하인 입자로, 음식과 물, 호흡을 통해 인체에 들어간다. 이미 인체의 혈액과 뇌, 모유, 태반, 골수 등에서 미세플라스틱이 발견되고 있다. 이는 또한 에베레스트산 정상에서부터 가장 깊은 바다까지 지구 전체에서 확인되고 있다. 다만 이번 연구는 미세 플라스틱의 위험성을 알리는 데는 도움이 되지만, 연구 결과를 확증하기 위해서는 추가 자료와 더 면밀한 연구가 뒷받침되어야 한다는 지적이 제기되고 있다.

학창 시절 한반도의 계절적 특성은 사계절이 뚜렷한 온대기후라고 배웠다. 그렇지만 지구온난화로 인한 기후변화 때문에 한반도는 여름이 점점 길어지고 다른 계절은 점차 줄어드는 아열대기후로 변하고 있다. 지구 전체가 ‘열받고’ 있기 때문에 이는 비단 우리나라만의 일은 아니다. 이런 가운데 기후변화와 관련된 연구들이 잇따라 발표되면서 눈길을 끈다. 중국 남방과학기술대 환경과학부, 중국과학원 생태환경과학연구센터, 태국 치앙마이 메조대 수산 기술·해양자원학부, 까셋삿대 수산학부 공동 연구팀은 아마존 산림 벌채가 우기를 더 습하게, 건기는 더 건조하게 만든다고 밝혔다. 이 연구 결과는 과학 저널 ‘네이처’ 3월 6일자에 실렸다. 열대 우림 벌목은 해당 지역뿐만 아니라 지구 전체 강우에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 숲에서 나무를 없애면 식물과 토양에서 수증기를 방출하는 증발산을 감소시키며 이는 지역 기후에 영향을 미치게 되고 더 광범위한 영향을 미칠 수 있는 대기 변화를 유발한다. 지역별로 차이가 있지만 보통 연평균 강수량의 70% 정도는 증발산에 의해 대기 중으로 되돌아간다. 연구팀은 열대 삼림 벌채가 강우량을 감소시킨다는 사실을 확인하기 위해 2000~2020년 고해상도 위성 기반 삼림 피복 데이터와 기후 모델을 결합해 삼림 벌채의 지역적, 전 지구적 영향을 분석했다. 그 결과 아마존 삼림 벌채에 따른 강수 패턴은 우기와 건기별로 다르게 나타나는 것으로 확인됐다. 우기(12월~이듬해 2월)에 삼림 벌채는 지역적으로 강우량을 증가시키지만, 벌채 지점으로부터 60㎞ 이상 떨어진 지역에서는 현저한 강우량 감소를 일으킨다. 건기(6~8월) 동안에는 삼림 벌채가 지역 증발산 감소로 인해 지역 강우량을 줄이며, 이는 대기 중 수증기가 적어진다는 의미다. 건기 동안 강우량 감소는 특히 중요하며 작물 수확량을 줄이고 산불 위험을 늘릴 가능성이 크다. 연구팀에 따르면 산림 벌채와 기후변화가 겹치면서 강우량이 감소하면 식생이 악화하고 물이 덜 증발하게 돼 강우량 감소가 더 극심해지며, 아마존 숲의 광범위한 고사를 초래할 수 있는 피드백 메커니즘을 일으킬 수 있다. 그런가 하면 미국 콜로라도 볼더대 환경학부, 환경과학연구소, 지질조사국(USGS), 캘리포니아 산타크루즈대(UCSC) 생태·진화생물학과, 조지아대 식물생물학과, 캐나다 밴쿠버 아일랜드대 생물학과 공동 연구팀은 파괴된 켈프 숲을 되살리는 데 해달이 핵심적인 역할을 한다고 5일 밝혔다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 3월 4일자에 실렸다. 켈프 숲은 연안에서 발달하는 갈조류 중 하나인 다시마로 이뤄진 바닷속 숲을 말한다. 켈프 숲은 수천 종에 달하는 해양생물의 서식지가 될 뿐만 아니라 지구온난화를 일으키는 이산화탄소를 포집·저장하는 역할을 해 기후변화를 완화하는 것으로 알려져 있다. 그러나 최근 해수 온도의 급격한 상승과 그로 인한 성게의 번성으로 켈프 숲이 파괴되고 있다. 이에 연구팀은 1970~1980년 미 캘리포니아와 캐나다 브리티시 컬럼비아 연안을 대상으로 해달이 살고 있을 때 켈프 숲이 어떻게 변하는지를 장기 추적 조사했다. 그 결과 성게를 먹어 치우는 해달이 켈프 숲 회복에 결정적인 역할을 한다는 사실을 새로 확인했다.

세계사 수업 시간에 배운 4~6세기 게르만족 대이동은 현재까지 이어지고 있는 서유럽 문화권을 형성한 대사건이다. 게르만족 대이동은 4세기 후반 훈족이 등장해 게르만 일족인 동고트족을 밀어내자, 동고트족이 서진하면서 연쇄 반응으로 나타난 현상이다. 특히 5세기 훈족의 왕 아틸라는 ‘신의 채찍’이라고 불리며, 몽골의 칭기즈칸 이전에 유럽 전체를 공포에 떨게 했던 첫 번째 인물이다. 이렇듯 훈족의 침입과 아틸라의 존재는 서로마 제국의 붕괴를 가져왔고, 유럽의 재편을 이끌었다. 역사가들은 오랫동안 ‘훈’족이 기원전 200년부터 기원후 100년경 멸망할 때까지 중국 북부와 서부 국경을 위협했던 유목민 집단인 ‘흉노’에서 유래됐다고 생각해왔다. 그렇지만 과연 훈족과 흉노족이 같은 민족이었는지, 중앙아시아 지역을 활보했던 흉노족이 어떻게 로마 국경까지 이동할 수 있었는지 고고학적 증거는 불분명했다. 더군다나, 흉노와 훈족의 무덤 양식은 비슷하지 않았고, 흉노가 역사에서 사라진 기원후 100년부터 훈족이 유럽에 나타나기까지는 300년 정도의 공백이 존재하는 등의 문제로 학계에서는 훈족이 흉노에게서 유래했는지에 대해 논쟁이 이어지고 있었다. 이런 가운데 독일 막스 플랑크 진화인류학 연구소 고유전학과 연구진을 중심으로 체코, 헝가리, 오스트리아, 한국, 미국, 카자흐스탄 7개국 24개 연구 기관과 대학으로 구성된 국제 공동 연구팀은 고(古) DNA를 분석한 결과, 훈족은 흉노와 관련이 없다고 27일 밝혔다. 이번 연구는 유전학자, 고고학자, 역사학자, 생물학자 등 다양한 전공의 연구자들이 모인 다학제 연구팀이 수행했다. 이 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 2월 24일 자에 실렸다. 연구팀은 기원전 2세기부터 기원후 6세기까지 약 800년 동안 몽골 초원, 중앙아시아, 중유럽 카르파티아 분지를 포함하는 지역에서 발굴한 370명의 DNA를 분석했다. 특히 카자흐스탄 지역 3~4세기 유적지와 카르파티아 분지의 5~6세기 유적지 등에서 찾아낸 35개의 새로운 게놈 서열을 조사했다. 분석 결과, 훈족이 발흥할 때 카르파티아 분지에 아시아 초원 출신의 대규모 공동체는 없었던 것으로 확인됐다. 그러나, 유럽에서는 보기 드문 동방형 매장지에서는 소수이지만 뚜렷한 집단이 확인됐는데, 이들은 아시아 지역의 유전적 특징을 갖고 있었다. 이에 대해 연구팀은 유럽의 훈족 중 일부에 몽골 초원에서 활동했던 흉노족이 포함돼 있었을 가능성을 보여주지만, 훈족 전체에 유전적 영향은 미치지 못했을 것이라고 설명했다. 흉노의 엘리트 전사들 직계 후손이거나 가까운 친척의 직계 후손이 훈족에 유입됐을 가능성은 있지만 극히 일부라는 것이다. 연구팀에 따르면 훈족은 중부 유럽에서 기원한 것으로 분석되며, 인구 구성은 중부 유럽인 혈토을 중심으로 아시아 계통도 섞여 있었으며, 이들의 혼혈들도 많아 다양했던 것으로 추정된다. 연구를 이끈 주자나 호프마나노바 막스 플랑크 진화인류학 연구소 교수(고유전학)는 “이번 연구는 훈족 내부에 흉노족 엘리트 전사들 일부 직계 후손이 있었음을 보여주지만 훈족이 흉노에서 유래되지는 않았음을 알려준다”며 “동시에 훈족 인구가 유전적으로 매우 이질적이었음을 보여준다”라고 말했다. 호프마나노바 교수는 “최첨단 유전 연구가 과거 인구 구성과 기원에 대한 고고학적, 역사학적 논쟁을 해결해 줄 수 있음을 알 수 있다”라고 덧붙였다.

동물에 대해 일반인들이 알고 있는 상식은 과학적으로 틀린 경우가 많다. 이전까지는 상식으로 받아들여졌던 것들이 새로운 연구에서 뒤집히는 경우도 적지 않다. 최근 우리의 상식과 기존 연구를 뒤집는 재미있는 연구 결과들이 잇따라 발표돼 주목받고 있다. 우선 영국 런던대(UCL) 암 연구소, 레딩대 생명과학부, 미국 존스홉킨스대 의대 암 생태연구센터 공동 연구팀은 코끼리, 기린, 비단뱀 같은 대형 종들이 쥐, 박쥐, 개구리 같은 소형 종들보다 종양 발병률이 더 높다고 26일 밝혔다. 48년 가까이 이어진 암에 대한 동물계의 믿음을 뒤집는 이번 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 2월 25일자에 실렸다. 1977년 영국의 역학자이자 통계학자인 리처드 페토는 종 수준에서 유기체의 세포 수는 암 발병률과 상관관계가 없어 보인다는 관찰 결과를 발표했다. ‘페토의 역설’이라고 부르는 이 현상은 우리에게 코끼리는 사람보다 몸집이 크고 세포 수도 많지만 암에 걸리지 않는다는 것으로 잘 알려져 있다. 이에 연구팀은 성장이 일정 정도에서 멈추는 조류 79종, 포유류 90종과 평생 성장하는 것으로 알려진 양서류 31종, 파충류 63종 등 263종에 대한 수의학 부검 기록에서 나온 암 데이터를 정밀 분석했다. 그 결과 몸집이 큰 동물들의 양성 및 악성 종양(암) 유병률이 더 높다는 것이 확인됐다. 이는 성장 패턴이 다르더라도 모두 같은 경향을 보이는 것으로 나타났다. 덩치가 큰 종일수록 암 발병률이 낮은 것이 아니라는 말이다. 실제로 코끼리는 크기가 10분의1에 불과한 호랑이와 거의 같은 암 발생 위험을 보였다. 그렇지만 짧은 기간 동안 큰 몸집으로 빠르게 진화한 코끼리 같은 종은 세포 성장을 억제하고 종양을 방지하는 메커니즘도 함께 진화시켰다고 연구팀은 설명했다. 즉 코끼리도 사람처럼 종양이 생기지만 암으로 이어질 수 있는 손상된 DNA를 빠르게 제거하는 유전자를 발달시켰다는 것이다. 연구를 이끈 조지 버틀러 UCL 교수는 “이번 연구는 몸집이 큰 동물은 암에 잘 걸리지 않는다는 ‘페토의 역설’이 잘못됐다는 것을 보여 준다”면서 “종양 발생률은 똑같지만 악성 종양으로 발전하지 않는 진화 메커니즘을 찾는다면 암 치료 및 예방에 도움이 될 것”이라고 말했다. 그런가 하면 영국 브리스틀대 심리과학부 연구팀은 날지 못하는 화식조의 일종인 에뮤와 타조목의 레아가 문제 해결 능력을 갖추고 있다는 사실을 밝혀내고 이를 기초과학 및 공학 분야 국제 학술지 ‘사이언티픽 리포츠’ 2월 21일자에 발표했다. 까마귀나 앵무새 등에 관한 지능 연구는 많았지만 타조나 에뮤 같은 몸집이 큰, 그렇지만 상대적으로 뇌가 작은 새들의 인지 능력에 관한 연구는 거의 없었다. 이에 연구팀은 동물원에 있는 에뮤 3마리, 레아 2마리, 타조 4마리 등 9마리를 대상으로 문제 해결 능력을 조사했다. 연구팀은 너트와 볼트로 고정된 플라스틱 바퀴의 구멍을 맞추면 음식을 먹을 수 있도록 장치를 만든 뒤 에뮤와 레아, 타조의 문제 해결 방법과 시간을 측정했다. 그 결과 대부분 첫 번째 시도에서 퍼즐을 해결했으며 다른 방식으로 퍼즐을 맞춰 놓아도 빠르게 해결해 먹이를 먹는 것이 관찰됐다. 이에 대해 페이 클라크 브리스틀대 박사는 “우리는 흔히 새들은 지능이 떨어질 것이라고 생각하지만 우리의 상식과 달리 훨씬 머리가 좋을 수 있다는 것을 이번 연구로 확인했다”고 말했다.