2022년 노벨생리·의학상은 멸종한 인류의 유전체를 연구한 스웨덴 출신 독일인 진화유전학자인 스반테 페보(67) 독일 막스플랑크 진화인류학연구소 박사에게 돌아갔다. 스웨덴 카롤린스카연구소 노벨위원회는 3일(현지시간) 올해 노벨생리·의학상 수상자를 발표하면서 “페보 박사는 멸종된 인류의 게놈과 인간 진화에 관한 연구를 통해 현생 인류의 면역체계가 감염에 어떻게 반응하고 인류가 인간다움을 만드는 것이 무엇인지를 밝혀내 인류의 과학과 의학 발전에 크게 기여했다”고 수상 업적을 평가했다. 페보 박사는 네안데르탈인의 뼈를 구해 유전자 분석을 해 아시아와 유럽인들의 유전자 중 5%가 네안데르탈인으로부터 왔다는 연구는 물론 네안데르탈인과 또 다른 사라진 인류 데니소바 사이에서 태어난 화석까지 발견해 인류 기원 연구의 새로운 장을 열었다. 페보 박사의 연구 덕분에 피부 유전자, 크론병, 당뇨병 같은 몇몇 질병 유전자들이 사라진 인류인 네안데르탈인이나 데니소바인에게서 물려받았다는 것을 이해할 수 있게 됐다. 또 코로나19 유행이 시작된 이후 코로나 바이러스에 대항하는 유전자가 네안데르탈인에게서 왔다는 연구결과를 미국국립과학원에서 발행하는 ‘PNAS’에 발표해 주목받기도 했다. 최근 노벨과학상 수상자는 2~3명이 공동 수상하는 추세를 보이고 있는데 페보 박사는 이번에 단독 수상했다. 2016년 세포의 자가포식 기능을 밝혀내 노벨생리·의학상을 단독 수상한 일본 오스미 요시노리 일본 도쿄공업대 교수 이후 6년 만이다. 페보 박사의 아버지는 스웨덴 생화학자 수네 베리스트룀(1916~2004)으로 1982년 노벨생리·의학상을 공동 수상했다. 페보 박사는 베리스트룀의 혼외자식이기는 하지만 7번째 부자 노벨상 수상자로 이름을 올리게 됐다. 페보 박사가 쓴 ‘잃어버린 게놈을 찾아서’는 2014년 ‘아마존 올해의 책’으로 선정됐고 국내에서도 과학분야 베스트셀러였다.

2022년 노벨 생리·의학상은 멸종한 인류의 유전체를 발견한 스웨덴 출신 독일인 과학자에게 돌아갔다. 스웨덴 카롤린스카연구소 노벨위원회는 3일(현지시간) 올해 노벨 생리·의학상 수상자로 진화유전학자인 스반테 페보(67) 독일 막스플랑크 진화인류학연구소 박사를 선정했다고 발표했다. 노벨위원회는 “페보 박사는 멸종된 인류의 게놈과 인간 진화에 관한 연구를 통해 현생 인류의 면역체계가 감염에 어떻게 반응하고 인간다움을 만드는 것이 무엇인지를 밝혀내 인류의 과학과 의학 발전에 크게 기여했다”고 수상업적을 평가했다. 페보 박사는 네안데르탈인의 뼈를 구해 유전자 분석을 해 아시아와 유럽인들의 유전자 중 5%가 네안데르탈인으로부터 왔다는 연구는 물론 네안데르탈인과 또 다른 사라진 인류 데니소바 사이에서 태어난 화석까지 발견해냈다. 페보 박사의 연구 덕분에 피부 유전자, 크론병, 당뇨병 같은 몇몇 질병 유전자들이 사라진 인류인 네안데르탈인이나 데니소바인에게서 물려받았다는 것을 이해할 수 있게 됐다. 페보 박사는 코로나19 유행이 시작된 이후 코로나 바이러스에 대항하는 유전자가 네안데르탈인에게서 왔다는 연구결과를 미국국립과학원에서 발행하는 ‘PNAS’에 발표해 주목받기도 했다. 경희대 의학전문대학원 생화학분자생물학교실 김성수 교수는 “그동안 고인류학은 현장에서 몇 안되는 유골을 발굴해 형태학적 분석으로 온갖 추측을 하는 학문으로 인식됐는데 페보 박사는 DNA 분석이라는 과학적 증거를 토대로 인간의 본질과 인류 기원을 연구하는 DNA인류학이라는 새로운 학문분야를 새로 만들었다”라고 “이 분야는 실용성도 떨어져 새로운 의학기술을 개발하는 데 직접적 도움을 주지 못하기 때문에 노벨과학상 받기는 쉽지 않았는데 이번 수상은 놀랍다”고 말했다. 최근 노벨과학상 수상자는 2~3명이 공동 수상하는 추세를 보이고 있는데 페보 박사는 이번에 단독 수상했다. 2016년 세포의 자가포식 기능을 밝혀내 노벨생리의학상을 단독 수상한 일본 오스미 요시노리 일본 도쿄공업대 교수 이후 6년만이다. 페보 박사의 아버지는 스웨덴 생화학자 수네 베리스트룀(1916~2004)으로 1982년 노벨생리의학상을 공동 수상했다. 페보 박사는 베리스트룀의 혼외자이기는 하지만 7번째 부자 노벨수상자로 이름을 올리게 됐다. 페보 박사가 쓴 ‘잃어버린 게놈을 찾아서’는 2014년 ‘아마존 올해의 책’으로 선정됐고 국내에서도 과학분야 베스트셀러였다. 상금은 1000만 스웨덴크로나(13억 70만원)다.

2023학년도 대학수학능력시험(수능)이 45일 앞으로 다가왔다. 많은 수험생이 수능 당일까지 1점이라도 더 올리기 위해 책상 앞에 좀더 오래 앉아 있고, 조금이라도 더 기억하려고 반복해서 외우고 공부한다. 많은 학부모와 교사들은 공부를 잘할 수 있는 비결을 ‘반복 학습’과 ‘무거운 엉덩이’로 알고 있다. 오랜 시간을 투자해 학습 내용이 몸에 체화되는 게 중요하다는 의미다. 학습심리학자, 뇌신경학자, 수학자들도 이런 방식이 맞는지 궁금했던 것 같다. 미국 미시건대, 펜실베이니아대, 텍사스 오스틴대, 스탠퍼드대 심리학과와 펜실베이니아 웨스트체스터대 수학과 연구자로 구성된 연구팀은 순수한 의지력에 의존해 억지로 참고 공부하는 학생들보다 목표 의식을 갖고 전략적으로 자기통제를 할 수 있는 학생들의 성적이 더 높은 것을 확인했다고 2일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국 공공과학도서관에서 발행하는 국제 학술지 ‘플로스 원’ 9월 28일자에 실렸다. 연구팀은 미국의 대학입학자격시험 SAT를 앞두고 있는 1만 9882명의 고등학생을 대상으로 추적 조사를 했다. 연구팀은 SAT를 보기 전 학생들에게 주변의 수많은 유혹을 어떻게 피하고 공부했는지, 공부에 대한 동기부여는 어떤 방식으로 했는지와 관련한 설문조사를 했다. 그다음 학생들의 SAT 성적과 설문조사 결과를 비교 분석했다.그 결과 무조건 ‘참고 견디며’ 오랜 시간 공부한 엉덩이 무거운 학생들은 학습 일정과 시간을 짜 일정 시간 집중적으로 공부한 학생들에 비해 성적이 낮았다. 뻔한 얘기 같지만 자신이 집중할 수 있는 시간과 장소를 파악해 공부 시간만큼은 주변의 모든 유혹을 떨치고 집중적으로 공부하는 것이 학습효율을 높인다는 것이다. 앤절라 더크워스 펜실베이니아대 교수(행동심리학)는 “이번 연구 결과는 학습효율을 높이기 위해서는 목표 달성을 위한 계획과 전략적 자기통제 전략을 갖고 있어야 한다는 것을 보여 주고 있다”고 말했다. 인내심처럼 기억에도 전략이 필요하다는 연구 결과도 나왔다. 뉴욕대 신경과학연구센터, 인문학연구센터 연구팀은 장기기억은 경험의 반복 횟수만큼이나 자극의 강도 순서에 따라 결정되는 경향이 크다고 이날 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 9월 27일자에 실렸다. 연구팀은 캘리포니아 바다민달팽이에게 전기충격을 주면서 장기기억 형성 실험을 했다. 캘리포니아 바다민달팽이는 기억 메커니즘을 분자·세포 수준에서 파악할 때 많이 쓰이는 동물이다. 실험 결과 반복 자극보다는 자극 패턴에 따라 장기기억이 훨씬 쉽게 형성되는 것으로 확인됐다. 자극의 순서가 ‘약-강’일 때가 ‘강-약’보다 쉽게 장기기억으로 바뀐다는 것이다. 사람의 학습에 적용한다면 자신이 좋아하는 공부를 한 뒤 어려운 공부로 넘어가는 것이, 어려운 과목 공부로 힘을 뺀 뒤 쉬운 과목을 공부하는 것보다 학습효율이 높고 내용도 오래 기억할 수 있다는 말이다. 토머스 카레브 뉴욕대 교수(신경과학)는 “이번 연구에서 장기기억은 사건이 단순히 반복되면서 축적돼 생기는 게 아니라 어떤 순서로 자극을 주는가에 영향을 받았다”며 “사람의 학습에 적용한다면 무조건 반복해 외운다고 잘 기억할 수 있는 게 아니라 강약 조절을 통한 전략적 기억법을 사용해야 한다는 것”이라고 설명했다.

지구 온난화는 기상 변화 뿐만 아니라 지구 생태계에 다양한 영향을 미친다. 온난화로 인해 땅 온도가 높아지면 농작물에 악영향을 미치는 해충이 살아남기 쉬워 수확량이 줄어들고, 결국 식량난을 초래할 수 있다는 분석 결과가 나왔다. ‘겨울이 따뜻하면 이듬해 작물 수확량이 떨어진다’는 농가의 암묵지를 실험적으로 증명한 것이다. 미국 노스캐롤라이나주립대 곤충학·식물병리학과, 미 농무부 농업연구소, 캐나다 온타리오주 농림부 연구진을 중심으로 한 33개 공동 연구팀은 토양 온도를 바탕으로 채소 작물을 황폐화시키는 해충 중 하나인 ‘옥수수 귀벌레’ 확산을 효과적으로 예측할 수 있다고 6일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 9월 6일자에 실렸다. 옥수수 귀벌레라고 불리는 큰담배밤나방(Helicoverpa zea)은 옥수수, 목화, 대두, 고추, 토마토를 비롯해 각종 채소 작물을 황폐화시키는 해충이다. 연구팀은 미국 전역을 북위 40도 이하 남방, 북위 40~55도 중위도, 북위 55도 이상 북방지역 3개 구역으로 나눠 1950년부터 2020년까지 각 지역별 기온 변화와 작물 수확량, 해충 피해 정도를 분석했다. 40도 이하 남방은 겨울에도 해충이 살 수 있는 구역이며, 북위 55도 이상에서는 겨울철에는 해충이 절대 살 수 없는 지역이다. 북위 40~55도는 겨울철의 온도 변화에 따라 해충 생존 가능성이 변하는 구역이다. 분석 결과, 1981년 이후 남방지역은 3%씩 확대되고 중간지역과 북방지역은 점점 줄고 있는 것으로 확인됐다. 특히 2074~2099년이 되면 남방지역은 현재보다 두 배 이상 늘어나 대부분 지역에서 해충이 겨울에도 살아남을 수 있게 될 것이라고 분석됐다. 특히 겨울철이 추운 것으로 알려진 미국 북부 미네소타 같은 경우는 1950년부터 2021년까지 겨울에 옥수수 귀벌레가 살아남지 못했으나 세기 말이 되면 미국 전역에서 겨울철에도 해충이 월동할 수 있는 것으로 예측됐다. 연구를 이끈 더글러스 로튼 노스캐롤라이나주립대 박사(토양생태학)는 “이번 연구는 기후변화로 인해 해충의 월동 지역이 점점 북상할 수 있다는 것을 보여준다”며 “해충 확산에 대해 사전에 예측할 수 있다면 살충제 사용량을 조절해 농가의 재정 부담은 물론 환경에 대한 부담을 줄일 수 있을 것”이라고 설명했다.

최근 인기를 끈 드라마 ‘이상한 변호사 우영우’의 주인공 우영우는 자폐스펙트럼 증후군을 앓고 있지만 보고, 듣고, 느낀 것을 정확히 기억해내는 ‘포토그래픽 기억력’을 가지고 있다. 학생이나 시험을 앞둔 수험생들은 우영우 같은 포토그래픽 기억력을 가졌으면 하는 생각을 한 번쯤 하게 된다. 기억력을 타고나지 못한 일반인이라도 기억을 높이기 위한 다양한 기억술들이 있다. 그런데 뇌신경과학자들이 열심히 공부한 것들을 까먹지 않기 위해서 가장 중요한 것은 ‘잠’과 ‘학습 환경’이라는 연구 결과를 내놨다. 독일 튀빙겐대 의료심리학 및 행동신경생물학 연구소, 통합신경과학연구센터, 국제 막스플랑크 연구스쿨, 헬름홀츠 당뇨 및 대사질환연구소 공동 연구팀은 깨어있는 동안 만들어진 기억을 장기 기억으로 이동시키는 핵심은 ‘충분한 잠’과 ‘일정한 학습환경’이라고 19일 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국 국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 8월 16일자에 실렸다. 깨어 있는 동안 학습한 것들이 장기 기억으로 전환되기 위해서는 수면이 중요하다는 연구 결과들은 이전에도 있었다. 연구팀은 잠자고 있을 때 이외에 깨어있을 때도 기억력을 높이는 방법을 연구했다.연구팀은 생쥐 21마리를 두 집단으로 나눈 뒤 새로운 물건에 노출시키거나 학습을 시킨 뒤 한 그룹은 바로 잠을 재웠고, 다른 집단은 2시간 동안 깨어있도록 했다. 또, 연구팀은 학습을 시킨 뒤 전혀 다른 환경으로 옮겨 잠을 자거나 깨어있도록 했다. 그 결과, 이전 연구 결과들과 마찬가지로 잠을 충분히 잔 생쥐들이 잠을 못 잔 생쥐들보다 기억력이 더 우수한 것으로 나타났다. 그렇지만 학습 후 생활 공간을 바꾸면 잠을 충분히 자더라도 이전보다 기억력이 떨어지는 것으로 나타났다. 생활 공간이 바뀌면 깨어있을 때 기억 수준은 비슷하지만 장기 기억으로 쉽게 옮겨지지 않는다는 설명이다. 이번 연구를 이끈 신경과학자 얀 보른 튀빙겐대 의대 교수는 “이번 연구는 기억력을 높이기 위해서는 주변 환경을 안정적으로 유지하는 것이 중요하고 충분한 수면을 취하라는 것을 재확인시켜주고 있다”고 설명했다.

지난주 중부지방은 장마 때보다 더 많은 비가 내렸다. 이전과 비교했을 때 이런 비정상적인 날씨는 점점 잦아지고 있다. 극한 기상은 지구온난화로 인한 기후변화가 직간접적으로 영향을 미치기 때문에 발생한다. 국내 연구진은 이런 극한 날씨들이 남극 앞바다의 상태에 따라 달라진다는 점을 확인했다. 울산과학기술원(UNIST) 도시환경공학과, 미국 콜로라도 볼더대 대기해양과학과, 캘리포니아 샌디에고대(UCSD) 스크립스 해양연구소 공동 연구팀은 남극 앞바다의 기후변화가 태평양 수온 변화에 영향을 미쳐 한국을 비롯한 중위도 날씨를 바꾼다고 16일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 8월 15일자에 실렸다. 기존 기후모델에서는 남극 앞바다의 냉각이 남반구 열대 지역의 강우 상태에 영향을 미치는 이유를 정확히 밝혀내지 못했다. 이에 연구팀은 해양, 대기, 지표면, 해빙을 종합적으로 시뮬레이션해 기후를 분석하는 ‘기후모델’을 이용해 남극해의 수온이 적도 태평양과 중위도 날씨에 미치는 영향을 조사했다. 그 결과, 온난화로 남극 빙하가 녹아 남극해 수온이 낮아지면 열대 동태평양 수온이 낮아지고, 그 영향으로 열대지역 비를 뿌리는 강우가 북쪽으로 이동하는 원격상관 현상이 나타난다는 사실을 확인했다. 원격상관 현상은 멀리 떨어진 지역의 국지적 기후변화가 다른 지역의 기후변화를 변화시키는 것으로, 흔히 ‘북경에서 나비의 날개짓이 뉴욕에 폭풍을 일으킨다’는 말로 표현된다. 태평양 수온 변화는 한국을 비롯한 중위도 지역 기후에 영향을 준다. 적도 동태평양이 서태평양보다 차가운 라니냐 현상이 있을 때 미국 캘리포니아 지역이 극심한 가뭄에 시달리는 것이 대표적 사례이다. 그렇지만 지금까지 기후모델에서는 태평양 수온 변화의 원인을 제대로 밝혀내지 못해 중위도 기후 예측에 실패했다. 강사라 UNIST 교수는 “이번 연구에서는 오존층 파괴나 남극 담수 유입으로 남극 앞바다가 부분적으로 냉각되면서 라니냐 현상과 비슷한 태평양 수온 패턴이 나타난다는 것을 보여주고 있다”며 “남극 앞바다의 냉각이나 온난화에 의한 효과가 전 지구에 영향을 미친다는 것을 확인한 것”이라고 설명했다.

당신의 최애 음식이 환경에 나쁠 수 있다고 생각해본 적 있는가. 이제 영국 옥스퍼드대 등 국제 연구팀은 식품 5만 7000여 종에 대한 환경 영향 평가 연구를 통해 해답을 제시했다. 연구팀은 이번 연구를 위해 각 식품을 온실가스 배출과 토지 사용, 물 공급, 부영양화 지수(유기물질 배출에 따른 생태계 영향)라는 4가지 항목으로 평가했다고 밝혔다. 분석 등을 이유로 식품 100g 기준으로 각 점수를 하나로 통합했다고 덧붙였다.　 연구팀은 이번 연구를 위해 전 세계 119개국 농가 3만 8000여곳에 대한 연구자료 등 식량 생산이 환경에 미치는 영향에 관한 연구 논문 570건도 검토했다.분석 결과, 환경에는 소고기와 양고기 같은 육류가 가장 나빴다. 그중 말린 육포가 최악으로 나타났다. 육식을 즐기는 사람에겐 나쁜 소식이 아닐 수 없다. 그다음으로는 견과류·말린 과일, 커피, 치즈, 생선·해산물, 차(茶), 파이·키슈·파티음식, 잼, 초콜릿, 즉석식품이 순서대로 나빴다. 어떤 사람들은 환경을 따지면 먹을 게 없다고 말할지도 모른다. 그러나 연구팀은 식물성 고기 등 육류 대체품에 대해서도 환경 영향을 평가했다. 결과는 대다수 육류 대체품이 기존 육류보다 환경에 미치는 영향은 5분의 1에서 10분의 1 이하였다. 육류를 대체품으로 먹으면 환경 영향을 줄일 수 있다는 것이다. 환경 영향만 놓고 보면 스포츠·에너지 음료가 가장 낮았다. 이 밖에 콜라 등 탄산음료, 스쿼시·코디얼(과일주스 희석음료), 구운 감자, 감자칩, 어니언링, 쌀, 랩(토르티야)·피타빵·난빵, 주스·스무디, 올리브·피클·처트니 순으로 환경 영향 점수가 낮았다. 연구팀은 “이번 결과는 소비자뿐만 아니라 기업과 정책입안자도 환경에 더 나은 결정을 하는 데 영향을 줄 것”이라고 밝혔다. 자세한 연구 결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호(8월 8일자)에 실렸다.

코로나19가 미국 생명공학 기술로 탄생했을 가능성이 있다는 주장이 나왔다. 4일(현지시간) 영국 데일리메일 등에 따르면, 세계적인 경제학자 제프리 삭스 미국 컬럼비아대 석좌교수는 최근 코로나19가 자연에서 우연히 나온 것이 아니라 생명공학 기술로 탄생한 결과물로 실험실에서 유출됐을 가능성이 있다고 주장했다. 이런 발언은 지난달 중순 스페인 싱크탱크 게이트센터가 주최한 국제 콘퍼런스에서 나왔다. 삭스 교수는 자신이 랜싯 코로나19 위원회 위원장 자리를 맡고 있어 견해를 밝히기가 난처하다면서 코로나19는 생명공학 결과물이지 자연에서 나온 것이 아닐 수도 있다고 거듭 강조했다. 랜싯은 세계적인 의학 저널로, 코로나19 팬데믹(세계적 대유행) 이후 코로나19에 대한 공정하고 지속적인 대책을 마련하고 지원하고자 코로나19 위원회를 만들었다. 그러나 삭스 교수는 코로나19가 생명공학 결과물인지 확신할 수 없다고 인정했다. 그런데도 “이 문제에 대한 충분한 증거가 있다. 조사를 해야 하지만, 미국이나 다른 어떤 나라에서도 이뤄지지 않고 있다”고 지적했다. 삭스 교수는 지난 5월에도 같은 대학 동료인 닐 해리슨 분자약리학·치료학 교수와 함께 코로나19가 실험실에서 유출됐을 가능성이 있다며 미국에 독립적인 조사를 촉구하는 의견서를 미국국립과학원회보(PNAS)에 발표했다. 두 교수는 해당 글에서 “바이러스 데이터베이스와 생물학 표본, 바이러스 염기서열, 이메일 기록, 실험실 노트 등 모든 것은 펜데믹 기원을 밝히는 데 도움이 될 수 있다. 그러나 이 중 어떤 증거도 독립적이고 투명하며 과학적인 조사를 받지 않고 있다”고 주장했다. 두 교수는 또 코로나19가 생명공학 결과물임을 나타내는 지표로 바이러스 스파이크 단백질의 주요 부분에 있는 아미노산 배열 8개가 사람의 기도 세포에서 발견되는 아미노산 배열과 유사하다는 점을 지적했다. 삭스 교수는 국제 기고 전문 매체인 ‘프로젝트 신디케이트’에도 글을 올려 “만일 바이러스가 실험실에서 나온 것이라면 중국 연구자를 이용할 수 있게 된 미국의 생명공학 기술과 노하우로 만들어졌을 것”이라고 주장했다. 그러면서 “코로나19 기원에 대한 진실을 알려면 중국 우한 발생에 대한 조사뿐만 아니라 팬데믹 전 미국 측 관련 연구와 국제 지원, 기술 라이센스에 대한 조사가 필요하다”고 덧붙였다. 그러나 비평가들은 삭스 교수를 시진핑 중국 국가주석의 선전가라고 비난하고 있다. 삭스 교수는 과거 중국 신장 자치구 인권 문제에 대한 미국 측 비판에 순수하지 못한 선전 동기가 있다는 내용의 트윗을 올렸다가 삭제한 바 있으며, 중국 화웨이 최고재무책임자(CFO) 멍완저우 부회장의 체포를 비판했다가 미국 내에서 여론의 뭇매를 맞기도 했다.

코로나19는 물론 최근 원숭이두창을 비롯한 신·변종 감염병이 일상을 위협하고 있다. 이 때문에 병원균으로부터 자신을 보호할 수 있는 항균 기술에 관한 관심이 높아지고 있다. 한국과 일본 공동 연구진이 피부 감각을 그대로 유지하면서 감염을 예방할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국생명공학연구원 감염병연구센터, 한국전자통신연구원(ETRI), 일본 도쿄대 전자공학과 공동 연구팀은 피부 일체형 항균 나노메시 패치를 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 지금까지 병원균을 막기 위해서는 알코올류를 이용한 소독과 위생장갑 같은 보호 제품을 활용했다. 알코올 소독은 사용 후 감염원에 다시 노출될 경우 재오염될 수 있고 자주 사용하면 수분 증발로 인해 피부를 건조하게 만든다. 위생장갑은 오염원에서 보호받을 수는 있지만, 표면 오염으로 교차감염원이 되기도 한다. 또 오래 사용할 때 안쪽에 땀이 차고 피부 감각을 떨어뜨릴 수 있다. 연구팀은 항균 효과가 입증된 구리를 신축성 고분자 메시 나노섬유에 코팅할 수 있는 기술을 개발했다. 장갑처럼 만들어 피부에 밀착시킬 수 있으며 스프레이처럼 뿌려서 피부에 얇은 막을 만들어 사용할 수도 있다. 피부에 일체화된 상태에서도 구리 나노 메시의 다공성 구조로 인해 피부 고유의 습도와 열적 감각을 유지할 수 있는 것이 확인됐다. 항균성이 높아 구리 나노메시에 노출된 대장균 박테리아는 1분 뒤 99.999%가 소멸됐고, 인플루엔자A 바이러스는 10분 뒤 같은 수준으로 사라지는 것이 관찰됐다. 특히 반복된 사용에도 유사한 효과를 보였다. 연구팀은 이번에 개발한 항균 나노메시 패치 기술은 마스크나 장갑뿐만 아니라 의류 등 다양한 분야에 활용 가능할 것으로 기대했다. 연구를 이끈 권오석 생명공학연구원 박사는 “이번 연구는 항균성이 뛰어난 구리 나노구조와 피부 일체화를 가능하게 만드는 나노메시 기술을 더한 것”이라며 “이번 기술을 활용하면 피부를 감염성 병원균들로부터 장기간 보호할 수 있어 다양하게 활용할 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.

미국의 과학자들이 유전자 편집기술로 햄스터를 온순하게 만들려다 되려 난폭하게 바꿔놨다. 영국 데일리메일 4일자 보도에 따르면, 미 조지아주립대 연구팀은 햄스터를 대상으로 유전자 편집기술을 사용해 ‘바소프레신 수용체 1A’(Avpr1A)를 제거하고 행동을 관찰하는 실험을 진행했다. Avpr1A은 바소프레신의 3가지 주요 수용체 중 하나로, 뇌의 시상하부에서 생성되고 뇌하수체 후엽에서 분비되는 펩타이드 호르몬인 바소프레신과 결합해 바소프레신의 작용을 세포에 전달하는 분자다. 바소프레신은 체내 체액의 삼투압을 감지해 신장에서 물의 재흡수를 촉진하고 배설을 억제하는 항이뇨 호르몬이지만, 공격성과 사회적 소통 등 사회적 행동에도 영향을 미친다고 알려졌다. 연구팀은 이번 실험에서 Avpr1A의 비활성화 이후 바소프레신 영향이 줄어들어 햄스터의 공격성과 사회적 소통이 감소할 것으로 예상했다. 하지만 결과는 정반대로 나타났다. 심지어 Avpr1A가 없는 햄스터는 수컷이든 암컷이든 상관없이 높은 공격성을 나타내기 시작했다. 결국 햄스터들끼리 서로 물고 뜯고 쫓는 상황까지 벌어졌다. 연구를 이끈 H. 엘리엇 앨버스 교수는 “바소프레신 수용체인 Avpr1A는 바스프레신의 작용을 전달하는 대신 억제하는 방향으로 작용하는 것 같다. 이번 발견은 뇌의 특정 영역뿐만 아니라 뇌 전체에 존재하는 수용체 작용에 대해 생각할 필요가 있음을 시사한다”고 말했다. 연구팀은 또 이번 결과는 사람에게도 통용될 수 있다고 밝혔다. 그러면서 사회적 행동에서 바소프레신의 역할을 이해하면 자폐증에서 우울증에 이르는 다양한 신경정신질환에 대한 효과적인 치료법도 찾을 수 있다고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다. 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

미국의 과학자들이 유전자 편집기술로 햄스터를 온순하게 만들려다 되려 난폭하게 바꿔놨다. 영국 데일리메일 4일자 보도에 따르면, 미 조지아주립대 연구팀은 햄스터를 대상으로 유전자 편집기술을 사용해 ‘바소프레신 수용체 1A’(Avpr1A)를 제거하고 행동을 관찰하는 실험을 진행했다. Avpr1A은 바소프레신의 3가지 주요 수용체 중 하나로, 뇌의 시상하부에서 생성되고 뇌하수체 후엽에서 분비되는 펩타이드 호르몬인 바소프레신과 결합해 바소프레신의 작용을 세포에 전달하는 분자다. 바소프레신은 체내 체액의 삼투압을 감지해 신장에서 물의 재흡수를 촉진하고 배설을 억제하는 항이뇨 호르몬이지만, 공격성과 사회적 소통 등 사회적 행동에도 영향을 미친다고 알려졌다. 연구팀은 이번 실험에서 Avpr1A의 비활성화 이후 바소프레신 영향이 줄어들어 햄스터의 공격성과 사회적 소통이 감소할 것으로 예상했다. 하지만 결과는 정반대로 나타났다. 심지어 Avpr1A가 없는 햄스터는 수컷이든 암컷이든 상관없이 높은 공격성을 나타내기 시작했다. 결국 햄스터들끼리 서로 물고 뜯고 쫓는 상황까지 벌어졌다. 연구를 이끈 H. 엘리엇 앨버스 교수는 “바소프레신 수용체인 Avpr1A는 바스프레신의 작용을 전달하는 대신 억제하는 방향으로 작용하는 것 같다. 이번 발견은 뇌의 특정 영역뿐만 아니라 뇌 전체에 존재하는 수용체 작용에 대해 생각할 필요가 있음을 시사한다”고 말했다. 연구팀은 또 이번 결과는 사람에게도 통용될 수 있다고 밝혔다. 그러면서 사회적 행동에서 바소프레신의 역할을 이해하면 자폐증에서 우울증에 이르는 다양한 신경정신질환에 대한 효과적인 치료법도 찾을 수 있다고 덧붙였다. 자세한 연구 결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다.

부모님들은 모르겠지만 학생이라면 누구나 현재 성적과는 상관없이 공부를 잘하고 싶다는 생각을 갖고 있습니다. 수학을 포기한 ‘수포자’가 많다고들 하지만 학생들 스스로는 학원도 다니고, 과외도 받고 교육방송을 보는 등 시간 투자를 많이 해도 여간해선 성적이 오르지 않는다고 호소합니다. 공부 방법이 잘못됐을 수도 있지만 노력만큼 성적이 나오지 않으니 자연스럽게 수포자의 길로 갈 수밖에 없는 것이겠지요. 수학이 어렵고 원하는 결과가 나오지 않아 던져 버리고 싶겠지만 꾸준히 공부하는 것이 중요하다는 연구 결과가 나왔습니다. 미국, 중국, 프랑스 과학자들은 뇌 신경회로의 연결 강도가 수학 성적을 좌우한다는 사실을 밝혀냈습니다. 미국 스탠퍼드대 의대·샌타클래라대·럿거스대, 중국 저장대·중산대, 프랑스 파리 사클레대 소속 뇌신경과학자, 행동과학자, 심리학자, 물리학자들이 참여한 이 연구 결과는 뇌신경과학 분야 국제학술지 ‘신경과학저널’ 4월 12일자에 실렸습니다. 어려서 수학적 감각을 제대로 익히지 못하면 학창 시절엔 수포자가 되기 십상이고 평생 수학적, 논리적 능력이 손상될 가능성이 크다고 합니다. 실제로 수학적 감각은 학업 성적은 물론 향후 직업적 성공과 연결된다는 연구 결과도 많습니다. 연구팀은 7~10세 초등학생 96명을 대상으로 수학 성적과 뇌 연결성의 관계를 조사했습니다. 1만 4371건의 기능성 자기공명영상(fMRI) 뇌 분석 사례와 89건의 수학과 인지기능 관련 연구를 메타 분석했습니다. 분석 결과 수학 성적이 좋은 아이들은 뇌 신경회로가 강하게 연결돼 있는 것으로 나타났습니다. 후두정엽 ‘두정엽내고랑’이라는 영역이 숫자와 기호를 처리하는 수학적 능력에 관여하는 것으로 이미 알려져 있었습니다. 연구팀은 두정엽내고랑이 잘 발달돼 있더라도 기억과 학습 중추라는 해마와 강하게 연결되지 않은 경우엔 수학적 감각이 떨어지고 성적이 좋지 않다는 점을 새로 찾아낸 것입니다. 그렇다면 두정엽내고랑과 해마의 연결이 약한 아이들은 수포자가 될 수밖에 없을까요. 연구팀은 한 걸음 더 나갔습니다. 연구팀은 뇌 연결성이 약하고 수학 성적이 좋지 않은 아이들을 대상으로 수학 개념을 좀더 쉽게 이해할 수 있도록 돕는 교육 프로그램을 4주 동안 운영했습니다. 기초부터 차근차근 이해할 수 있게 도왔다는 것입니다. 4주 뒤 연구팀이 이들을 대상으로 다시 시험을 치게 하고 fMRI로 뇌를 촬영해 보니 뇌 신경 연결성이 이전보다 강해지고 성적도 오른 것으로 확인됐습니다. 지난해 영국 옥스퍼드대 연구팀도 아동·청소년기에 수학 공부를 포기하거나 중단하면 인지기능 발달에 부정적 영향을 미친다는 연구 결과를 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 발표했습니다. 이런 연구들을 종합해 보면 아이들의 미래를 위해서라도 수포자가 되게 해서는 안 된다는 말입니다. 단순히 성적을 높이겠다고 학원에 보내 문제풀이나 반복하게 하는 것은 수학에 흥미를 잃고 수포자가 되게 하는 지름길이라는 연구 결과도 많습니다. 새로운 개념을 정확히 가르치고 현실에서 어떻게 사용되는지 다양한 사례를 제시해 흥미와 학습 동기를 이끌어 수학을 못하더라도 관심을 갖게 만드는 것이 중요하다는 의미입니다.

“오! 커피는 얼마나 맛 좋은가/천 번의 키스보다 달콤하고/무스카텐 술보다 부드러워/나는 커피를 마실 거야/누구든 나를 원한다면/아, 제게 커피를 주세요.” ●美 국제학술지 ‘PNAS’에 실려 ‘음악의 아버지’로 불리는 요한 제바스티안 바흐가 작곡한 세속 칸타타 중 하나인 ‘커피 칸타타’는 바흐의 다른 작품들과 달리 통통 튀는 경쾌함을 느끼게 한다. 전 세계에서 물만큼이나 많이 소비되는 음료가 커피라는 이야기가 있을 정도로 커피는 일부 사람들만 즐기는 기호식품이 아닌 일상적으로 소비하는 음료로 자리잡았다. 커피 소비가 증가하면서 커피 맛을 따지는 사람들도 늘고 있다. 커피 맛은 커피 원두의 질과 신선도, 커피 생두를 볶는 로스팅, 분쇄하는 그라인딩, 사용하는 물, 물의 온도 등 다양한 요소가 좌우한다. 그런데 커피 맛을 좌우하는 또 다른 중요한 요소가 있다는 사실을 환경학자들이 찾아냈다.코스타리카 열대농업연구·고등교육센터(CATIE), 미국 버몬트대 환경·자연학부, 군드 환경연구소 공동연구팀은 커피의 맛을 좌우하는 것은 다름 아닌 새와 가루받이(수분·受粉) 매개 동물인 벌이라고 10일 밝혔다. 이 같은 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 4월 5일자에 실렸다. 연구팀은 코스타리카에 있는 커피 농장 30곳을 대상으로 벌의 수분과 조류에 의한 해충 방제 효과를 실험과 컴퓨터 시뮬레이션으로 조사했다. 연구팀은 새들의 활동만 있을 경우, 벌 활동만 있을 경우, 새와 벌 활동 둘 다 없는 경우, 벌과 새의 활동이 자유로운 네 가지 조건으로 분석했다. 그 결과 새와 벌이 없을 경우 커피콩의 수확량은 4분의1이 줄었고 헥타르(㏊)당 1066달러(약 131만원)의 손실이 발생하는 것으로 확인됐다. 특히 다른 조건들보다 새와 벌이 모두 활발하게 활동하면 커피 품질과 가격을 좌우하는 핵심 요소인 열매의 무게나 균일성이 우수한 것으로 나타났다. 커피콩이 훨씬 크고 고르며, 열매도 더 많이 열린다는 것이다. 연구를 이끈 알레한드라 마르티네스 살리나스 박사(열대응용생태학)는 “자연은 여러 구성체들의 상호작용으로 작동하는 시스템이라고 알려져 있다”며 “실제 경제적, 생태학적으로 어떻게 작용하는지는 명확히 밝혀지지 않다가 이번 연구를 통해 새와 벌 이외 많은 생물종들이 인간의 삶에 어떻게 관계하는지를 알게 됐다”고 말했다.●온난화로 새 개체수 70% 사라져 문제는 커피 맛을 좌우하는 생물들의 개체수가 급격히 줄고 있다는 점이다. 미국 일리노이 어바나-샴페인대, 와이오밍대, 시애틀 워싱턴대, 캐나다 앨버타대, 캐나다 국립야생보호국, 파나마 스미스소니언 열대연구소 공동 연구팀은 1977년부터 2020년까지 약 43년 동안 파나마 지역과 남미 지역의 조류 종류와 개체수를 조사한 결과 약 70%가 사라졌다고 10일 밝혔다. 이 연구 결과도 국제 학술지 ‘PNAS’ 4월 5일자에 게재됐다. 연구팀은 43년, 8만 4000시간 동안 채집활동을 벌여 150종, 1만 5000마리 이상의 새들을 포착하고 57종에 대해서는 장기 추적 조사를 했다. 그 결과 연구를 처음 시작했던 1977년과 비교해 2020년에는 70%에 해당하는 40종의 새가 사라지고 35종은 처음에 비해 개체수가 절반 이하로 떨어진 것으로 확인됐다. 개체수가 첫 조사 때와 비교해 늘어난 것은 벌새와 아메리카 오색조 2종에 불과했다. 연구팀은 열대우림의 벌목과 도시개발 그리고 지구온난화가 지금처럼 이어진다면 새들의 개체수와 종류는 지금보다도 3분의1 수준으로 떨어져 새들을 볼 수 없는 상황도 벌어질 수 있을 것이라는 우울한 예측을 내놨다.

최근 많은 과학 학술지에서 ‘인류세’(Anthropocene)에 관한 우려 섞인 연구 결과가 쏟아져 나오고 있다. 인류세는 안정적으로 진화해 온 생태계가 인간 때문에 심각하게 파괴되고 있다는 의미로 사용되는, 부끄러운 용어다. 실제로 지난 3월 18일자 과학저널 ‘사이언스’에는 캐나다 토론토 미시소가대 진화생물학자들을 중심으로 26개국 과학자 287명이 전 세계 160개 지역에서 수집한 데이터를 분석한 결과 인간과 도시가 진화의 방향을 결정하는 지배적 힘이 된 것으로 나타났다는 연구 논문이 실렸다. 인간이 생태계 속 동식물의 생존을 예측하기 어렵게 만들고 있다는 경고이기도 하다.멕시코 국립자치대, 미국 스탠퍼드대, 미주리 주립식물원 연구팀도 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 “인간 때문에 지구상 모든 생물의 70~95%가 사라지는 여섯 번째 대멸종의 시계가 빨라지고 있다”며 “생태계 붕괴와 멸종 속도가 예상보다 빨라 자연의 회복 능력을 넘어서고 있는 상황”이라고 지적했다. 인간 때문에 멸종한 동물 중 가장 유명한 사례는 ‘도도새’다. 아프리카 동쪽 인도양 모리셔스에 살았던 비둘기목 동물인 도도는 칠면조보다 크고 천적이 없어 날 수 없는 새였다. 1505년 포르투갈인들이 모리셔스에 상륙한 이후 신선한 고기를 원하는 사람들 때문에 무분별하게 포획되면서 100년 만에 희귀종이 됐고 1681년에는 남은 한 마리가 죽어 지구상에서 사라지게 됐다. 한반도에서도 인간에 의해 사라진 생물이 많다. 대표적인 예가 한국 동해안과 독도 지역에 살았던 바다사자과 ‘독도 강치’다. 독도 강치는 19세기 초 수만 마리가 살았지만 1905년 이후 일본인들이 가죽과 기름을 얻기 위해 집중 포획하면서 멸종위기 동물이 됐다. 독도에서 마지막으로 확인된 것이 1972년이었으며 1994년 국제자연보전연맹에서 멸종을 선언했다.인간이라는 요소에 직간접적인 영향을 받으면서 동식물 멸종은 더욱 빨라지고 그 규모도 커지고 있다. 2019년 유엔 생물다양성과학기구 총회에서 50개국 과학자 145명은 지구상에 살고 있는 동식물 800만 종 가운데 100만 종이 멸종 위기에 처해 있으며 생물종의 멸종 속도는 지난 1000만 년 동안보다 수십, 수백 배 빨라졌다는 보고서를 발표했다. 산호초는 150년 전과 비교해 절반 수준으로 줄었고 양서류는 40%, 포유류 25%, 식물 중 침엽수는 34%가 멸종위기 상태에 놓였다. 미국 스미스소니언 국립자연사박물관, 다트머스대, 하버드대 공동 연구팀은 지난 3월 11일자 생태학 분야 국제학술지 ‘식물, 인간, 행성’에 식물 생태계에서도 인간에게 필요한 식물만 살아남고 그렇지 않은 식물은 멸종의 길을 걷고 있다는 연구 결과를 발표하기도 했다. 존 크레스 스미스소니언 국립자연사박물관 수석식물학자는 “지구 생태계에서 인간이 당장 자신에게 도움이 되는 것들만 선택하려는 경향 때문에 생물다양성뿐만 아니라 진화라는 자연적 과정이 파괴되고 있다”며 “최종 결과는 그대로 사람에게 되돌아올 것”이라고 말했다.

지금으로부터 6600만 년 전 지금의 멕시코 유카탄 반도에 거대한 소행성이 떨어졌다. 약 9.6㎞에 달하는 거대한 소행성과의 충돌로 백악기 말 공룡을 비롯한 당시 지구 생명체의 약 70%가 사라졌다. 이 과정에서 유카탄 반도에 지름 150㎞에 달하는 지구상에서 가장 유명한 크레이터가 생성됐는데 바로 칙술루브 충돌구다. 최근 영국 브리스톨 대학 등 국제공동연구팀은 당시 거대한 소행성 충돌 후 유황 가스와 기후 냉각의 치명적인 조합으로 공룡이 멸종했다는 연구결과를 발표했다. 그간 당시 소행성 충돌로 인해 발생한 어떤 영향이 공룡을 멸종으로 이끌었는지에 대해서 다양한 주장이 있어왔다. 대표적으로 소행성 충돌로 발생한 열로 인해 공룡과 식물들이 소위 ‘싹쓸이’ 됐다는 이론이나 충돌로 인해 떠오른 먼지가 하늘을 덮으면서 태양광이 표면에 닿지않아 동식물이 멸종했다는 주장 등이다. 또한 충돌 과정에서 발생한 유황도 '유력한 용의자'로 꼽혀왔는데 이번에 연구팀은 여기에 방점을 찍었다. 기존 추측보다 훨씬 더 많은 유황이 생성됐다는 것. 과거 전문가들은 소행성 충돌 후 지구 대기에 황 에어로졸이 약 30~500기가톤 정도 유입됐을 것으로 추정해왔다. 연구팀에 따르면 당시 소행성 충돌 후 기존 예상보다 훨씬 더 많은 양의 유황이 대기 중으로 날아가 성층권까지 떠올랐다. 이 유황을 품은 가스 구름은 적어도 수십 년 동안 태양을 차단하면서 전 지구의 기온을 급락시켰고 치명적인 산성비까지 내려 바다의 화학적 변화까지 일으켰다는 것이 연구팀의 설명.연구에 참여한 미국 시러큐스 대학 지구 환경과학부 크리스토퍼 주니엄 교수는 "소행성 충돌 초기에는 암석 먼지, 그을음, 산불 등이 일어나지만 성층권의 대기 유황은 태양 복사를 산란시키고 지구의 기온을 떨어뜨려 동식물 멸종의 중심적인 역할을 한다"고 설명했다. 연구팀은 이같은 이론의 증거를 칙술루브 충돌구에서 그리 멀지 않은 미국 텍사스주 브라조스 강에서 발견된 몇가지 퇴적물 샘플을 통해 알아냈다. 이 샘플에서 다양한 황 동위원소의 변이를 찾아내 당시 충돌 사건 이후 대기에 엄청난 양의 황이 있었음을 밝혀낸 것. 논문의 공동저자인 영국 브리스톨 대학 지구과학부 제임스 위츠 교수는 "이번 발견은 소행성 충돌로 인해 생성된 황의 양이 과소평가됐음을 보여준다"면서 "만약 당시 소행성이 유황이 풍부한 유카탄 반도가 아닌 다른 곳에 떨어졌다면 기후 변화도 그렇게 심각하지는 않았을 것"이라고 설명했다. 이어 "공룡으로서는 정말 운이 없었다"고 덧붙였다. 이번 연구결과는 미국국립과학원회보(PNAS) 최신호에 실렸다.　　

미국 노스웨스턴대 의대, 브리검여성병원, 하버드대 의대 공동연구팀은 조명을 켜 놓고 자면 심장질환, 당뇨, 대사증후군 발병 위험이 높아진다는 연구 결과를 내놨다. 이 연구는 미국국립과학원에서 발행하는 국제 학술지 ‘PNAS’ 3월 15일자에 실렸다. 연구팀은 18~40세 건강한 성인 남녀 20명을 대상으로 3㏓(룩스) 희미한 빛과 100㏓ 중간 밝기의 빛에서 수면을 취하도록 한 뒤 생체변화를 관찰했다. 1㏓는 1m 떨어진 거리에서 촛불 1개가 내는 밝기이다. 실험 결과 100㏓의 조명을 켜 놓고 잔 사람은 자는 동안에도 교감 신경계가 자극돼 심장 박동수가 증가하고 혈당이 떨어지지 않는 것으로 확인됐다. 연구팀은 잠을 자는 동안은 조명을 완전히 끄든지 바닥 쪽으로 어두운 조명만 켜 놓는 것이 건강에 도움이 된다고 조언했다.

현재 전 세계 인구의 절반 이상인 약 56%가 도시에 거주하고 있으며, 20년 이내에 이 비율은 70%를 넘어설 것으로 전망되기도 한다. 지난해 국토교통부가 발표한 ‘2020년 도시계획현황 통계’에 따르면 한국은 도시면적이 전체 국토의 16.7%에 불과하지만 총 인구의 91.8%가 집중돼 있다. 도시에는 각종 생활 인프라가 집중돼 있고 사람들은 삶의 편의성을 중요하게 생각하기 때문에 도시화 속도는 더욱 빨라질 것으로 보인다. 생태·환경 과학자들은 빠른 도시화 때문에 기후변화 속도는 늦춰지지 않을 것이며 육상에 살고 있는 동물 3분의1 이상의 생태에 심각한 영향을 미칠 것이라는 암울한 전망을 제시했다. 미국 예일대 환경학부, 생태·진화생물학과, 생물다양성·국제변화연구센터, 독일 자연보호청 지속가능과학연구센터 공동연구팀은 도시 면적의 확대는 앞으로 수십 년 동안 전 세계 육상 척추동물 3분의1 이상에 심각하고 치명적인 영향을 미칠 것이라고 밝혔다. 이번 연구 결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 3월 15일자에 실렸다. 생물 다양성 감소에 영향을 미치는 요인들은 다양하지만 삼림 벌목과 야생 생태계 파괴, 도시화가 주요 영향을 미친다. 특히 도시 면적 확장은 생태계에 치명적이라고 전문가들은 지적하고 있다. 연구팀은 ‘도시 사용과 확대’(LULC) 예측 모델을 통해 전 세계를 가로, 세로 300m의 격자로 나눠 2015년부터 2050년까지 도시화가 미치는 사회경제적, 생태학적 시나리오를 검토했다. 특히 3만 393종의 육상 척추동물에 미치는 영향을 분석했다. 그 결과, 2050년까지 도시 면적은 현재보다 최대 3배 이상 확대될 것으로 예측됐다. 이 같은 도시면적의 확대는 육상 척추동물들의 서식지 3분의1을 감소시킬 것으로 전망됐다. 사람이 거주하지 않고 동물만 사는 순서식지 면적 감소도 4분의1에 이를 것으로 예측됐다. 이렇게 될 경우 생물종의 2~3%인 855종이 멸종에 이르게 될 것이라고 연구팀은 밝혔다. 도시면적 확대가 가장 크게 영향을 받게될 종은 파충류와 양서류가 될 것으로 예상됐다. 파충류와 양서류는 먹이사슬의 중간단계에 위치한 생물들로 이들이 사라질 경우 먹이사슬 전체가 무너져 결국 인간에게도 치명적 영향을 가져올 것이라는 설명이다. 도시화로 인한 생태계 붕괴의 가장 큰 위험에 직면한 지역은 사하라 이남 아프리카 지역, 중남미 지역, 동남아 지역 등인 것으로 확인됐다. 연구를 이끈 카렌 세토 예일대 교수(지리학·도시과학)는 “이번 연구는 인간의 편의 때문에 무분별하게 도시를 확장할 경우 생태계를 파괴할 뿐만 아니라 최종적으로는 인간의 삶에도 치명적 결과를 가져올 수 있다”고 경고하며 “이번 연구는 도시화로 가장 취약한 종과 지리적 군집을 파악하게 도와줘 표적보존전략을 시행할 수 있게 해줄 것”이라고 설명했다.

과거 암은 ‘불치의 병’으로 알려졌지만 여전히 치료가 쉽지 않은 암종들도 있기는 하지만 과학기술의 발달로 치료 및 관리가 가능한 질환으로 자리잡고 있다. 다양한 치료법이 나오고 있지만 외과수술, 화학항암제, 항암방사선 치료가 여전히 많이 쓰이고 있다. 문제는 항암치료법들이 암 조직 뿐만 아니라 정상세포까지 공격하면서 탈모, 구토, 설사, 체중 감소 등 심각한 부작용들을 수반한다는 것이다. 이에 기초과학연구원(IBS) 유전체항상성연구단, 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 공동연구팀은 정상세포에서 손상을 주지 않고 부작용 없이 모든 종류의 암 치료에 적용할 수 있는 기술 ‘신델라’를 개발했다고 23일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 2월 22일자에 실렸다. 기존 항암치료법들이 부작용을 일으키는 것은 암세포 뿐만 아니라 정상세포의 DNA 이중나선까지 손상시키기 때문이다. 연구팀이 개발한 신델라 기술은 크리스퍼-캐스9 유전자 가위를 이용해 암세포에만 존재하는 돌연변이 DNA의 이중나선을 골라서 잘라냄으로써 암세포만 선택적으로 사멸시킬 수 있다. 기존에도 유전자 가위를 이용한 암 치료 시도가 있었지만 각각의 암을 일으키는 돌연변이를 찾아 원인을 밝히고 이를 정상으로 되돌리는 유전자 가위를 제작해야 하기 때문에 과정이 복잡하고 시간이 오래 걸렸다. 연구팀은 생물정보학 분석을 통해 유방암, 결장암, 백혈병, 교모세포종 등 여러 암 세포주에서 정상세포에서는 발견되지 않는 고유의 돌연변이를 찾아냈다. 연구팀은 이 돌연변이들을 표적으로 하는 크리스퍼 유전자 가위 ‘신델라’를 만든 뒤 생쥐 실험을 실시한 결과 정상세포에는 영향을 미치지 않고 암세포만 선택적으로 죽일 수 있다는 것을 입증했다. 또 암세포의 성장도 억제할 수 있음도 증명했다. 모든 암 형성 과정에서 공통으로 만들어지는 돌연변이의 DNA 이중나선을 자르기 때문에 암종에 상관없이 치료가 가능해졌다. 명경재 IBS 단장(UNIST 특훈교수)는 “이번 기술은 부작용 없고 모든 암에 적용 가능한 환자 맞춤형 기술을 개발한 것으로 암치료의 패러다임을 전환할 것으로 기대한다”며 “실제 암 환자에게서 채취한 암세포에 신델라 기술을 적용하는 실험을 하고 있으며 추가 연구를 통해 효율성을 높이고 상용화에 박차를 가할 것”이라고 설명했다.

지구의 표면은 70%가 물로 덮여 있다. 대체 이 물은 어디에서 왔을까? 우주의 혜성(더러운 얼음덩어리)이나 물을 포함한 원시 운석에 실려 왔다는 것이 외부 유입설이다. 최근 새로운 증거가 제시됐다. 처음부터 여기 존재했다는 것이다. 지난 14일 미국 로런스리버모어국립연구소 팀이 미 국립과학원회보(PNAS)에 발표한 논문을 보자. 1969~72년 미국이 아폴로 우주선을 통해 달에서 가져온 바위 표본 중 3개를 분석한 결과다. 잠깐, 지구의 물과 달의 바위에 무슨 관계가 있을까. 　사실 달은 지구의 역사를 연구하기 좋은 장소다. 애초에 달이 형성된 것이 약 45억년 전의 대충돌 사건 덕분이기 때문이다. 생성 초기인 아기 지구와 화성 크기의 행성 테이아가 부딪쳤다. 이때 고열에 증발한 대량의 물질이 다시 뭉쳐져 지금의 지구와 달이 됐다는 것이 지배적인 이론이다. 이 같은 흔적은 지구에서는 찾기 힘들다. 대규모 지각 변동이 일어나고 풍화와 침식이 계속됐기 때문이다. 달에는 이런 현상이 없다. 물론 표면에 수많은 운석이 충돌했으며 과거에는 화산도 활동했기 때문에 아주 온전한 것은 아니다. 다만 아폴로 달 탐사에서 가져온 암석 중 일부는 이 같은 변화를 덜 겪었기 때문에 좋은 표본이 된다. 　연구팀은 43억~43억 5000만년 전에 결정화한 3건의 표본에서 동위원소 비율을 분석했다. 대상은 휘발성을 띤 방사성 동위원소 루비듐87과 그 붕괴로 생기는 안정적인 스트론튬87이다. 이를 통해 원래의 루비듐87 함량을 추정할 수 있다. 중간 정도의 휘발성을 가진 루비듐87 등은 좀더 휘발성이 큰 물 같은 성분의 양을 추정하는 근거가 된다. 앞서의 표본을 선정한 기준은 첫째, 달 표면의 운석 충돌로 성분이 휘발하는 등의 변화를 적게 겪은 오래된 암석으로서 둘째, 대충돌 이전의 두 천체에 대한 정보를 제공하는 기준점 역할이다. 　분석 결과 자연계에 흔한 스트론튬86과 비교한 스트론튬87의 함량이 원시 운석에 비해 크게 적은 것으로 나타났다. 이는 지구와 달이 형성될 당시에 루비듐87을 비롯한 휘발성 물질의 양도 비슷하게 적었다는 것을 의미한다. 이들의 연구는 또 두 천체가 약 44억 5000만년 전 이후에 내행성계에서 생성됐다는 힌트를 제공한다. 이때는 태양계가 생성된 지 1억년이 조금 지난 즈음이다. 젊은 태양의 열기 때문에 이들 천체로부터 휘발성 물질들이 가열돼서 대량으로 날아가 버렸을 시기 이후라는 말이다. 　이번 연구 결과는 또한 지구와 달의 기원에 관한 다른 미스터리를 설명하는 데도 도움이 될 가능성이 있다. 오늘날 지구와 달에 있는 산소, 크로뮴, 타이타늄 동위원소의 구성은 비슷하다. 이는 당혹스러운 결과다. 대부분의 형성 모델에서는 이들의 구성이 달라야 하기 때문이다. 　미뤄 두었던 이야기를 하자면 지구에 있는 물은 사실 태양계의 다른 행성이나 위성과 비교할 때 상대적으로 적은 양이다. 다음은 미 항공우주국(NASA) 산하 제트추진연구소와 미국 지구물리데이터센터, 해양대기국의 자료를 종합한 내용이다. 호주의 비즈니스인사이더가 2016년 10월 8일 보도했다. 태양계의 행성과 위성에서 액체 상태인 물(얼음 제외)의 양을 보자. 지구의 물은 13억㎦ 분량(5위)으로 전체 부피의 0.12%에 불과하다. 1위는 목성의 위성 가니메데. 354억㎦에 이른다. 전체의 46%이며 얼음을 포함하면 70%에 가깝다. 토성의 위성 타이탄은 186억㎦(26%), 목성의 위성 칼리스토는 53억㎦(9%)다. 유로파는 지구의 달보다 작지만 26억㎦(16%)다. 심지어 명왕성은 지구 크기의 1%도 안 되지만 10억㎦(15%)의 물을 지닌 것으로 추정된다. 다만 액체 상태의 물이 표면에 있을 정도로 태양에서 멀지도 가깝지도 않은 적당한 거리에 있는 것은 지구뿐이다.

건강검진을 받을 때 빠지지 않는 항목 중 하나가 초음파검사이다. 한·미 과학자들이 초음파의 강도를 높여 암조직을 제거하는 방법을 개발했다. 울산과학기술원(UNIST) 도시환경공학과, 미국 일리노이대 공동연구팀은 고강도 집속 초음파 기술로 암세포를 괴사시킬 수 있는 방법을 찾았다고 17일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 연구팀은 초음파 진동으로 ‘메카노포어’라는 특수 설계한 화학분자를 원격 자극해 세포 안에서 활성산소가 발생하고 결국 세포가 괴사하는 원리를 활용했다. 연구팀은 암을 유발시킨 생쥐의 세포에 메카노포어가 포함된 하이드로겔을 주입하고 고강도 집속 초음파를 가했다. 그 결과 암세포 증식이 억제됐으며 초음파를 조사한지 72시간 내에 암 조직들이 괴사했다. 초음파 진동으로 메카노포어 분자 결합이 끊어져 자유 래디컬이 생기면서 산소와 반응해 활성산소가 만들어졌기 때문이다. 연구팀은 초음파로 발생하는 진동 에너지를 원하는 부위에 필요한 시간만큼만 보낼 수 있는 정밀제어 기술을 개발해 초음파 전달시간을 최소한으로 조절했다. 전달시간이 길어지면 초음파 진동이 마찰열을 발생시킬 수 있다. 기존 초음파 이용 암치료법은 열을 이용했지만 열을 이용할 경우 암 이외 정상조직도 손상될 가능성이 크다. 연구를 이끈 김건 UNIST 교수는 “이번 기술은 초음파가 의료영상 진단에만 국한되는 것이 아니라 기존 비수술 의료기술과 병행해 개복 없이 암을 치료하고 치료 효과도 높일 수 있을 것”이라고 설명했다.