생물학자와 고인류학자로 구성된 연구팀은 껌 씹는 것이 의외로 많은 칼로리를 소모하는 일이라는 연구 결과를 내놨다. 영국 맨체스터대, 독일 막스플랑크 진화인류학 연구소, 칠레 산티아고 칠레대, 네덜란드 마스트리히트대 메디컬센터, 라이덴대 공동 연구팀은 부드러운 음식보다 좀 더 질기고 딱딱한 음식을 씹는 행위가 대사활동을 촉진시켜 칼로리 소모를 늘린다고 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 8월 18일자에 실렸다. 사실 이번 연구는 단순히 씹는 행위와 칼로리 소모의 관계를 파악하기 위한 것이 아니라, 현대인의 턱이 인류의 먼 조상, 현대 영장류의 턱 모양과 다른 이유에 대한 진화적, 실험적 증거를 찾기 위해 수행됐다. 이를 위해 연구팀은 세계 최초로 사람이 껌을 씹는 데 얼마나 많은 에너지를 사용하는지 측정했다. 연구팀은 18~45세 남녀 21명을 대상으로 둥근 어항 형태의 헬멧을 쓰고 두 종류의 껌을 씹도록 했다. 연구팀은 실험 편차를 줄이기 위해 남성과 여성 각 집단을 서로 키와 몸무게가 비슷한 참가자들로 구성했다. 연구팀은 소화기관이 에너지를 사용하지 않도록 실험 참가자들에게 무미, 무취, 무칼로리 껌 두 종

국내 연구진이 물속 부영양화를 촉진시켜 녹조를 유발시키는 질소와 인을 없애고, 바이오디젤 원료로도 쓸 수 있으며 이산화탄소도 제거하는 ‘1석 3조’ 미세조류를 발견했다. 환경부 국립호남권생물자원관 연구팀은 하천이나 호수 등에 부영양화를 일으키는 질소와 인을 먹이로 삼고 동시에 바이오연료 소재를 만들 수 있는 미세조류(algae)를 찾았다고 18일 밝혔다. 이번 연구 결과는 환경과학 분야 국제학술지 ‘환경관리 저널’ 9월호에 게재될 예정이다. 연구팀은 지난해 5월부터 최근까지 전남 목포시 고하도와 일대 21개 섬의 바닷물, 갯벌, 토양에서 21종의 미세조류를 발견했다. 이 중, 진도군에서 확보한 미세조류 배양체에서 ‘클로렐라 소로키니아나 JD1-1’이라는 신종을 발견했다. 연구팀은 소로키니아나의 생활하수와 축산폐수 처리 능력을 실험했다. 그 결과, 폐수 속 총 질소(N)는 12일 동안 82%까지, 총 인(P)은 7일 동안 99%까지 제거하는 것으로 확인됐다. 또 소로키니아나는 흡수한 질소와 인을 영양분으로 삼아 1g당 7~10%의 지질이 포함된 바이오매스를 생산할 수 있는 것이 관찰됐다. 연구팀에 따르면 소로키니아나를 대량 배양하면 바이오디젤 같은 바이오연료

생물공학 분야 석학 이상엽 카이스트 특훈교수팀이 시력 개선에 도움이 되는 것으로 알려진 루테인을 생산할 수 있는 미생물을 만들었다. 카이스트 생명화학공학과 연구팀은 노안, 백내장 등 예방·치료 효과로 주목받고 있는 루테인이라는 물질을 생산할 수 있는 미생물 균주를 개발하는데 성공했다고 17일 밝혔다. 이번 연구 결과는 화학 분야 국제학술지 ‘네이처 촉매’에 실렸다. 계란 노른자와 과일에 주로 포함돼 있는 루테인은 눈을 산화 손상과 자외선에서 보호해 눈 영양제 성분으로 많이 쓰이고 있다. 최근에는 고령화와 스마트 기기 사용시간이 늘어나면서 눈 건강에 대한 관심이 높아지면서 루테인 수요는 빠르게 증가하고 있다. 시판되고 있는 눈 영양제에 포함된 루테인은 주로 금잔화 꽃에서 추출한 것이다. 문제는 금잔화 꽃을 재배하기 위해서는 땅, 시간, 노동력이 필요하기 때문에 대량 공급이 쉽지 않다. 이 때문에 화학 합성법도 제시돼 왔지만 루테인의 화학구조가 비대칭적이고, 분자식은 같지만 구조가 달라 물리적, 화학적 성질 자체가 다른 이성질체도 많아 분리 공정이 필요해 이 또한 비효율적이다. 이에 연구팀은 미생물의 대사회로를 변화시키는 시스템 대사공학으로 대장균의 대사회로를

국내 연구진이 하천의 녹조와 지하수 오염의 원인 물질로 꼽히는 질산염을 암모니아로 전환시킬 수 있는 박테리아를 찾아냈다. 환경부 국립생물자원관, 카이스트 건설및환경공학과 공동 연구팀은 미량의 수소 기체와 물 속 질산염을 이용해 암모니아를 생산할 수 있는 박테리아 2종을 분리 배양하는데 성공했다고 17일 밝혔다. 연구팀은 물 속 질산염을 제거할 수 있는 생물자원을 찾던 중 대전의 하수처리장에서 질산염을 암모니아로 바꿀 수 있는 박테리아 2종을 찾아냈다. 이번에 발견한 박테리아는 아크로박터 속(屬), 설푸로스피릴룸 속으로 미량의 수소 기체를 이용해 물 속 질산염을 암모니아로 전환하는 능력을 갖추고 있는 것으로 확인됐다. 또 자연환경 조건에서 별도의 유기물을 공급하지 않아도 수소 기체로 호흡해 질산염을 암모늄 이온으로 전환할 수 있다. 즉, 박테리아와 초소량의 수소로 질산염을 제거하면서 암모니아를 만들어 내기 때문에 이를 활용해 질소비료를 지속적으로 생산할 수 있다. 기존에도 미생물로 질산염을 암모니아로 변환한 뒤 질소비료를 생산하는 방법이 있었지만 강산성, 고질산염 등 복잡한 반응조건이 필요하거나 별도의 유기물을 지속적으로 공급해야 하기 때문에 현장에서 활용하

국내 연구진이 세계 최초로 만들어지는 전천(全天) 탐사 우주망원경의 성능을 시험할 수 있는 장비를 개발했다. 한국천문연구원은 미국 항공우주국(NASA)의 ‘스피어엑스’(SPHEREx) 우주망원경의 성능시험을 위한 장비를 개발하고 미국으로 이송까지 완료했다고 17일 밝혔다. 스피어엑스는 우주 공간에서 온하늘을 적외선 영상 분광을 통해 102가지 색으로 촬영할 수 있다. 미국 캘리포니아공과대(칼텍) 주관으로 NASA 제트추진연구소(JPL), 한국 천문연구원 등 12개 기관이 참여하는 프로젝트로 2015년부터 2800억원이 투입됐다. 우주에서 날아오는 적외선은 지구 대기를 통과하는 과정에서 흡수된다. 이 때문에 적외선 영역 관측을 위해서는 망원경을 우주로 띄워야 한다. 문제는 망원경이 우주에서 작동하기 위해서는 우주의 온도보다 낮은 극저온 상태를 견딜 수 있어야 한다는 점이다. 스피어엑스는 2025년 4월 지구 공전방향과 주기와 같은 궤도로 태양과 항상 일정한 각도를 유지할 수 있는 태양동기궤도로 발사돼 약 2년 6개월의 임무기간 동안 전체 하늘을 탐사관측할 계획이다. 약 20억개의 천체들에 대한 개별 분광 자료를 획득할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 이에 천

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 강

기후변화는 극한 기상 일상화는 물론 이미 종식이 선언됐던 감염병들까지 재등장 시키고 있다. 정복을 코 앞에 둔 감염병들도 독성이 강화돼 인류를 위협하는 사례도 늘고 있는데 대부분 원인은 항생제 남용 때문이다. 현재 코로나19가 전세계를 휩쓸고 있지만 에이즈와 함께 세계에서 가장 치사율이 높은 질병은 다름 아닌 결핵이다. 이 때문에 세계보건기구(WHO)는 2030년까지 종식시키겠다고 선언했지만, 최근 과학자들은 현재 발견된 상당 수의 결핵균이 약물 내성을 갖고 있다고 발표했다. 결핵 종식이 쉽지 않은 일이라는 말이기도 하다. 영국 옥스포드대 연구진을 중심으로 전 세계 51개국 연구자로 구성된 ‘결핵에 대한 종합 내성 예측’(CRyPTIC·크립틱) 국제 컨소시엄은 현재까지 발견된 결핵균의 절반 이상이 항생제 내성을 갖고 있다고 15일 확인했다. 이 같은 연구 결과는 미국공공과학도서관에서 발행하는 생명과학 분야 국제학술지 ‘플로스 생물학’ 8월 11일자에 두 편의 논문으로 실렸다. 결핵은 결핵균이 체내에 침투해 발생하는 질병으로 호흡기 분비물을 통해 옮겨진다. 결핵이라고 하면 폐결핵을 많이 떠올리지만 신장, 신경, 뼈 등 체내 대부분의 조직, 장기에서 병을 일으킬

힘들거나 즐거울 때나 자기도 모르게 음악을 흥얼거릴 때가 있다. 알고 있는 음악 뿐만 아니라 자신이 즉흥적으로 만든 음을 허밍하는 경우도 많다. 영화나 드라마에서도 음악이 빠진 상태를 생각하면 우리가 받는 감동이나 재미를 느끼지 못할 것이다. 24시간 우리 주변 언제 어디서나 듣게 되는 음악이 인간의 자연스러운 본능이라는 사실이 실험적으로 확인됐다. 캐나다 몬트리올대 심리학과, 몬트리올대 국제 뇌·음악·음향연구실(BRAMS) 연구팀은 음악 교육을 제대로 받지 않은 사람들도 자연스럽게 음악 이론이나 규칙에 맞춰 음악을 자연스럽게 만든다는 것을 확인했다고 15일 밝혔다. 이번 연구 결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 리포츠’에 실렸다. 학교에서 배우는 음악 이론은 복잡하다. 그렇지만 음악은 음성이나 악기가 만들어 낼 수 있는 모든 음높이의 집합이라는 기본 원칙을 바탕으로 한다. 특히 곡 전반에서 각 음들의 구조와 상관관계를 말하는 조성은 뒤이어 나올 음을 예상할 수 있게 해준다. 전 세계 전통음악을 보면 음계는 서로 다르지만 조성은 다양한 장르와 문화에서 공통적으로 나타나는 특징이다. 이 때문에 일부 학자들은 ‘조성은 인간의 진화된 특성이며 뇌가

누구나 한 번쯤 심하게 운동을 하거나 육체 노동을 한 뒤 통증과 함께 극심한 피로를 느낀 경험이 있을 것입니다. 이는 젖산(lactate)이 근육에 쌓이기 때문으로 알려져 있습니다. 2000년대 들어서 근육 피로가 젖산 때문이 아니라 체내 칼륨(K) 이온 변화 때문이라는 연구 결과들이 나오기도 했지만 육체 피로의 정확한 원인은 아직도 명확히 밝혀지지 않은 상태입니다. ●글루탐산 과다 분비로 인지 피로 발생 그런데 책상 앞에 오래 앉아 있는 학생이나 사무직 노동자들도 공부나 업무가 끝난 뒤 육체 노동을 한 것만큼이나 피로감과 두통을 느끼는 경우가 있습니다. 오랜 시간 열심히 생각하는 것만으로도 사람을 지치고 피곤하게 만드는 원인에 대해서는 육체 피로만큼 연구되지 않고 있었습니다. 프랑스 피티 살페트리에대학병원, 파리 뇌연구소(ICM), 뉴로이미징연구센터(CENIR), 소르본대, 파리 정신과·신경과학 대학병원그룹(GHU) 공동 연구팀은 오랜 시간 정신적 노동에 시달리면 ‘글루탐산’(glutamate)이 과다하게 분비돼 ‘인지 피로’(cognitive fatigue)가 발생할 수 있다고 14일 밝혔습니다. 이 같은 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘커런트

지난주 서울, 경기, 인천 수도권을 중심으로 쏟아진 폭우는 곳곳을 물바다로 만들고 인명·재산 피해를 입혔다. 이번 폭우도 극한 기상만 발생하면 들먹이는 ‘기후변화’가 원인인지에 대해서는 분석이 필요하지만 간접적 영향을 끼쳤다는 것을 부인할 수 없다. 많은 기후학자들은 지금처럼 온실가스 배출이 계속돼 온난화가 가속화할 경우 폭염, 가뭄, 홍수 같은 예측 불가한 날씨가 일상화될 것이라고 보고 있다. 과학자들은 이런 기후변화가 이제는 우리 기억 속에서 사라진 감염병들을 다시 불러내고, 감염병의 독성도 더욱 세게 만들 것이라는 우울한 예측을 내놨다. 실제로 지난 10일 영국 런던의 하수에서 소아마비(폴리오) 바이러스가 검출되면서 영국 보건 당국은 비상이 걸렸다. 1945년 원자폭탄이 발명되기 전까지 인류 최악의 감염병 중 하나였던 소아마비 바이러스가 1984년 이후 런던에서 검출된 적이 없다. 영국 정부가 2003년 소아마비 종식을 공식 선언한 지 19년 만에 다시 발생한 것이다. 전염병의 제왕으로 오랜 기간 인류를 괴롭혔던 두창(천연두)도 1980년 5월 세계보건기구(WHO)에서 종식이 선언되며 완전히 사라졌다. 그렇지만 지난해 말부터 동물에게서 주로 나타나는 원

‘눈은 마음의 창’이라는 말이 있다. 눈을 보면 그 사람의 마음을 이해할 수 있을 것이라는 이야기이다. 또 사람의 인상 형성에 있어서 눈은 중요한 역할을 한다. 눈이 크고 둥근 사람은 착해보인다는 식이다. 그런데 동물, 특히 중생대에 살았던 공룡의 눈 형태에 따라 무는 힘과 공격성이 다르다는 연구 결과가 나왔다. 영국 버밍엄대 지질학 및 지구·환경과학부 연구진은 티라노사우루스 렉스 같은 대형 육식공룡은 무는 힘이 더 강해지도록 눈의 형태가 좁고 타원형으로 진화됐다고 13일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘커뮤니케이션스 바이올로지’ 8월 12일자에 실렸다. 많은 동물과 고생물의 눈구멍(안와)은 안구를 수용하는 두개골의 원형 구멍에 불과하다. 그렇지만 연구팀은 대형 육식동물에서는 눈구멍이 먹이를 덮칠 때 두개골이 충격을 흡수하는데 도움이 되도록 진화했을 것이라고 추정했다. 이에 연구팀은 악어 같은 현재 육식동물의 눈구멍과 화석으로 남아있는 중생대 공룡 410종의 눈구멍을 비교했다. 그 결과, 초식 공룡들은 원형의 눈구멍을 갖고 있지만 두개골 크기가 1m가 넘는 대형 육식동물은 어릴 때는 원형이지만 성체가 되면서 눈구멍이 타원형, 열쇠구멍

국내 연구진이 약물 재창출 기법을 통해 고콜레스테롤혈증 치료제가 항암제로 활용될 수 있음을 확인했다. 카이스트 생명과학과, 가천대 의대 공동 연구팀은 약물 가상 스크리닝 기술을 이용한 신규 항암 치료제 개발에 성공했다고 12일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제학술지 ‘세포 사멸과 질병’에 실렸다. 엠토르(mTOR)라는 신호전달 단백질은 암세포에서 비정상적으로 활성이 높아 엠토르 저해를 통해 암을 치료할 수 있을 것으로 기대되고 있다. 이와 함께 세포 내 엠토르 단백질에 의해 세포가 스스로를 파괴하는 자가포식 현상을 조절할 수도 있다. 연구팀은 단백질 3차원 구조를 분석해 화합물과 표적 단백질 사이 물리적 상호작용을 찾는 약물 재창출 전략으로 엠토르 억제성 항암제 개발에 나섰다. 약물 재창출은 이미 안전성이 검증된 FDA 승인 약물이나 임상 진행 중인 약물 중에 새로운 기능을 찾는 신약 개발 방식이다. 심혈관 치료제로 개발되던 비아그라를 성기능 개선제로 개발한 방식이다. 약물 재창출은 10년 이상 걸리는 신약 개발 기간을 절반 가까이 줄일 수 있는 방법이기도 하다. 연구팀은 3391종의 약물 라이브러리를 활용해 3차 구조 모델링 기술로 통한 엠토

“나이와 체력만 되면 저절로 어른이 되는 농경사회와 달리 현대사회에는 삶의 의미를 찾으며 힘들어하고 정신적 스트레스를 많이 받는 사람이 흔합니다. ‘심리적 유연성’이 필요한 이유입니다.” 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 정두영(44) 교수는 “학생과 교직원을 상담하다 보면 의외로 많은 사람이 불안감, 우울감, 무기력감으로 힘겨워하는 것을 알 수 있다”고 말했다. 공대 교수이자 UNIST 헬스케어센터장인 그는 카이스트 생명과학과와 서울대 의대를 졸업하고 서울대 의대에서 분자·임상종양학으로 석사학위를, 정신의학·행동과학으로 박사학위를 받았다. 2013년부터 2015년까지는 서울대병원에서 정신신체의학, 정신종양학 전공의 과정을 거쳤다. 정신신체의학은 신체 질환을 심신 양면에서 분석 치료하는 것이고, 정신종양학은 암이 환자나 환자 보호자에게 미치는 영향을 전방위로 분석하는 분야다. 2016년 UNIST에 부임한 정 교수는 임상심리사, 상담심리사와 함께 더 많은 사람이 효율적으로 상담 서비스를 받을 수 있는 시스템을 구축했다. 헬스케어센터 진료 횟수는 주 1회, 총 8번으로 제한하고 있다. 이 이상 상담이 필요하면 외부 의료기관을 이용하는 게 맞다는 판

휴대전화를 바로 옆에 놔두고도 한참 찾거나, 검색을 위해 인터넷 창을 열고 뭘 찾으려고 했는지 기억이 나지 않아 SNS에 시간을 보내는 경우도 있다. 건망증은 40대 이후 주로 나타나지만, 요즘은 20~30대에서도 건망증 때문에 머리를 쥐어뜯는 사람들이 있다. 이런 건망증이 어쩌면 휴대전화 케이스나 영수증 때문일 수도 있다. 안전성평가연구소 유전체손상연구그룹은 흔히 ‘환경호르몬’으로 불리는 내분비계 교란 물질에 만성 노출되면 불안감 증가, 기억력 저하가 생길 수 있다고 11일 밝혔다. 이번 연구 결과는 병리학 분야 국제학술지 ‘질병 모델 및 메커니즘’(Disease Models & Mechanisms) 표지논문으로 실렸다. 비스페놀A(BPA)는 휴대폰 케이스, 식품의 용기나 포장재, 영수증 등 일상 생활에서 흔히 접할 수 제품을 만들 때 사용하는 화학물질이다. 문제는 생명체가 BPA에 지속적으로 노출될 경우, 내분비계의 정상적 기능을 방해하거나 혼란을 준다는 점이다. 연구팀은 생활환경 유해물질인 BPA가 신경세포에 미치는 영향을 평가하기 위해 생쥐가 오랜 시간 BPA에 노출되도록 한 다음 대뇌 피질과 기억에 관여하는 해마의 시냅스 형성과 기능 변화,

국내 연구진이 그동안 전량 수입에만 의존했던 희귀질환 진단과 치료용 방사성 동위원소 생산에 성공했다. 한국원자력연구원 동위원소연구부 연구팀은 고순도 루테튬-177(Lu-177)을 순수 국내기술로 생산, 공급할 수 있는 모든 공정을 자립화했다고 10일 밝혔다. 루테튬-177은 진단과 치료가 동시에 가능한 치료용 방사성동위원소로 전립선암과 희귀질환인 신경내분비암 치료 등에 활용되고 있다. 이 밖에도 다양한 질환의 치료 진단에 활용될 것으로 기대되는 물질이다. 일반적으로 의료용 방사성동위원소를 생산하기 위해서는 방사성동위원소를 만드는 ‘조사 과정’, 필요한 동위원소만 선별·추출하는 ‘분리·정제 과정’이 필요하다. 2020년에 연구진은 고순도 루테튬-177을 생산했지만 해외에서 중성자 조사 과정을 거쳐 후속 절차만 국내에서 수행했다. 방사성동위원소는 시간이 지나면 자연스럽게 양이 줄어든다. 이 때문에 해외에서 수입해 2차 생산과정을 거친다고 하더라도 반감기에 따른 품질 저하를 피하기는 어렵다. 연구팀은 연구용 원자로 ‘하나로’를 이용해 이번에 중성자 조사 과정까지 국산화시켰다. 또 2020년에 개발한 분리 장비와 자동화 프로그램 성능을 개선해 루테튬-177을 분