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[신소재 신기술(63)] 양자 얽힘으로 지구 자전 측정 정밀도 획기적인 향상
- 오스트리아 빈 대학교(University of Vienna) 연구팀이 양자 얽힘을 이용해 지구 자전 측정의 정밀도를 획기적으로 높이는 실험에 성공했다. 이 연구는 양자 얽힘을 활용해 전례 없는 정밀도로 회전 효과를 감지하는 향상된 광학 사그낙 간섭계(Sagnac interferometer)를 사용해 양자역학과 일반 상대성 이론 모두에서 잠재적인 돌파구를 제시한다고 사이테크 데일리가 전했다. 양자 얽힘은 두 개 이상의 입자가 서로 연결되어 있어 하나의 입자를 측정하면 다른 입자의 상태도 즉시 결정되는 현상이다. 빈 대학교의 필립 빌터(Philip Walther) 박사가 이끄는 연구팀은 지구 자전이 양자 얽힘 광자에 미치는 영향을 측정하는 실험을 성공적으로 수행했다. 이번 연구는 얽힘 기반 센서의 회전 감도 한계를 뛰어넘는 중요한 성과로 평가된다. 또한, 양자 역학과 일반 상대성 이론의 교차점에서 추가 연구의 발판을 마련할 수 있을 것으로 기대된다. 연구 결과는 지난 6월 14일 '사이언스 어드밴시스(Science Advances)' 저널에 게재됐다. 사그낙 간섭게의 발전 연구팀은 거대한 광섬유 사그낙(sagnac) 간섭계를 구축하고 몇시간 동안 낮은 노이즈를 유지하며 안정적인 실험 환경을 조성했다. 이를 통해 이전의 양자 광학 사그낙 간섭계보다 회전 정밀도를 1000배 향상시키는 고품질 얽힘 광자 쌍을 충분히 감지할 수 있었다. 사그낙 광학 간섭계는 회전에 가장 민감한 장치다. 사그낙 간섭계는 빛의 간섭 현상을 이용하여 회전 운동을 감지하는 광학 장치다. 1913년 프랑스 물리학자 조르주 사그낙이 고안했으며, 지난 세기 초부터 아인슈타인의 특수 상대성 이론을 확립하는 데 기여해 기초 물리학을 이해하는 중추적인 역할을 해 왔다. 오늘날에는 광섬유 자이로스코프, 레이저 자이로스코프 등 다양한 분야에서 활용되고 있다. 이 장치는 오늘날에도 탁월한 정밀도 분석 덕분에 고전 물리학의 한계로만 제한되었던 회전 속도를 측정하는 최고의 도구로 사용되고 있다. 빈 대학교와 오스트리아 과학 아카데미가 주최하는 연구 네트워크 TURIS의 일환으로 수행된 이번 실험은 최대 얽힘 상태의 두 광자에 대한 지구 자전 효과를 성공적으로 관측했다. 연구팀은 아인슈타인의 특수 상대성 이론과 양자 역학에서 설명하는 회전 기준 시스템과 양자 얽힘 간의 상호 작용을 확인했다. 실제 실험에서 거대한 코일에 감겨진 2km 길이의 광섬유 내부에서 얽힌 광자 2개가 전파되면서 유효 면적이 700㎡가 넘는 간섭계가 구현됐다. 실험 과정에서 연구팀은 지구의 꾸준한 회전 신호를 분리하고 추출하는 데 어려움을 겪었다. 연구의 수석 저자인 라파엘레 실베스트리(Raffaele Silvestri)는 "문제의 핵심은 빛이 지구의 회전 효과에 영향을 받지 않는 측정 기준점을 설정하는 데 있다. 지구의 자전을 멈출 수 없다는 점을 고려하여 우리는 광섬유를 두 개의 동일한 길이 코일로 나누고 이를 광 스위치를 통해 연결하는 해결 방법을 고안했다"고 설명했다. 스위치를 켜고 끄는 방식으로 연구원들은 회전 신호를 마음대로 효과적으로 취소할 수 있었고, 이를 통해 대형 장치의 안정성도 확장할 수 있었다. 마리 퀴리 박사후 연구원으로 이 실험에 참여한 하오쿤 유(Haocun Yu)는 "빛으로 지구 자전을 처음 관측한 지 한 세기 만에 개별 빛의 양자의 얽힘이 마침내 동일한 감도 영역에 진입했다는 점에서 중요한 이정표가 될 것"이라고 말했다. 본 연구는 양자 얽힘 기반 센서의 회전 감도를 더욱 향상시킬 수 있는 토대를 마련했으며, 시공간 곡선을 통한 양자 얽힘의 행동을 테스트하는 미래 실험의 길을 열 것으로 기대된다. 참고 자료: '양자 얽힘을 이용한 지구 자전의 실험적 관측', Raffaele Silvestri, Haocun Yu, Teodor Strömberg, Christopher Hilweg, Robert W. Peterson 및 Philip Walther, 2024년 6월 14일, Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.ado0215
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[신소재 신기술(63)] 양자 얽힘으로 지구 자전 측정 정밀도 획기적인 향상
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가상자산사업자, 대주주 현황 및 법령준수체계 신고 의무화
- 가상자산사업자의 대주주 현황과 법령준수체계를 파악할 수 있는 법적 근거가 마련됐다. 금융위원회는 24일 이와 같은 내용을 담은 '특정금융거래정보 보고 및 감독규정' 개정안이 오는 27일부터 시행된다고 밝혔다. 이번 개정으로 가상자산사업자는 대주주현황을 신고해야 하며, 이를 통해 최대주주 및 주요 주주의 상세 정보 파익이 가능해졌다. 또한 가상자산 관련 법령 준수를 위한 조직, 인력, 전산설비, 내부통제 체계 등에 관한 사항도 신고하도록 법령 준수 여부를 효과적으로 감독할 수 있게 됐다. 개정 규정은 특정금융정보법, 가상자산이용자보호법 등 가상자산 관련 법령을 준수하기 위한 체계에 관한 사항도 신고하도록 했다. 신고사항별 변경신고서 제출 기한도 명확히 규정됐다. 가상자산사업자는 가상자산 관련 법령을 준수하기 위한 적절한 조직과 인력, 전산 설비 및 내부 통제 쳬게 등이 관한 사항을 신고해야 한다. 대주주 현황, 사업자 소재지 등은 변경된 날로부터 14일 이내. 정보보호 관련 체계 인증 정보 변경 등은 30일 이내, 대표자 임원 변경 등 그외 사항은 30일전까지 제출해야 한다. 가상자산사업자 신고 심사 중단 및 재개 절차도 도입된다. 신고사업자, 대표자, 임원, 대주주를 상대로 형사소송 절차가 진행 중인 경우나 금융당국 수사 기관에 의한 조사나 검사 절차가 진행 중인 경우 등에는 신고 심사를 중단할 수 있도록 했다. 또한 심사 중단 건의 재개 여부를 6개월마다 검토하도록 해 예측 가능성을 높였다. 이외에도 금융회사 등이 가상자산사업자에 대한 실명확인입출금계정 발급 시 실시하는 위험평가의 절차와 방법 등을 업무 지침에 모함하도록 하는 내용도 반영됐다. 금융위원회는 개정 특별금융정보법 시행령 및 개정 감독규정의 내용을 반영한 가상자산 사업자 신고 매뉴얼을 다음달초 공개할 예정이다. 이 매뉴얼에는 세부적인 신고 절차, 신고심사 관련 사항 등이 담겨 가상자산사업자의 원활한 신고 및 운영을 지원할 것으로 가대된다.
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가상자산사업자, 대주주 현황 및 법령준수체계 신고 의무화
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미국 일라이릴리 비만약 젭바운드, 폐쇄성 수면무호흡증에도 효과 입증
- 미국 제약대기업 일라이릴리가 개발한 바만증 치료제 ‘젭바운드(성분명 티르제파타이드)’가 후기임상시험에서 중중도에서 고도까지의 폐쇄성 수면시 무호흡증(OSA)에도 효과가 있다는 사실이 입증된 것으로 나타났다. 24일(현지시간) 일라이릴리는 최근 젭바운드가 두차례 임상시험에서 OSA 증후군 환자중 최대 52%가 증상해소에 효과를 보였다고 발표했다. 일라이릴리는 지난 4월 젭바운드가 OSA 환자의 불규칙한 호흡 발생회수를 처음 후기 임상시험에서는 55%, 두번째 시험에서는 62.8% 감소시켰다고 설명했다. 최초의 시험에서는 환자들에게는 티르제파타이드를 단독으로 투여했으며 두번째 시험에서는 같은 약으로 수면중에 기도를 확장시켜 폐에 공기를 보내는 지속적 기도양압(PAP)법을 병용했다. 일라이릴리는 최근 미국 플로리다주에서 개최된 미국 당뇨병학회의 학술회의에서 두차례 임상시험 결과를 발표했다. 티르제파타이드를 단독으로 투여한 환전에서는 43%, 같은약과 PAP를 병용한 환자에게는 51.5% 각각 OSA증후군 증상이 해소됐다. OSA 질환해소란 수면중의 호흡이 얕거나 무호흡의 증사이 1시간당 5차례 미만, 혹은 수면중의 이같은 증상이 5~14회로 하루중에 과도한 졸음을 느끼지 않는 상태를 말한다. 위약(프라시보)시험군에서는 처음 시험에서 14.9%, 두번째 시험에서는 13.6%에서 증상해소가 확인됐다. 일라이릴리는 미구 식품의약국청(FDA)에 티르제파타이드를 OSA증후군의 치료약으로 승인신청했다. 앞으로 수주간내에 해외 당국에게도 신청할 예정이다. 젭바운드의 전체적인 안전성은 과거 임상시험과 같은 정도에서 가장 빈도가 높은 부작용은 설사, 메스꺼움, 구토 변비 등이었다.
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미국 일라이릴리 비만약 젭바운드, 폐쇄성 수면무호흡증에도 효과 입증
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한국은행 "대중국 수입 증가, 제조업 고용 확대로 이어져"
- 한국은행은 심층 분석을 통해 대(對)중국 수입 증가가 국내 지역 제조업 생산 및 고용에 긍정적인 영향을 미쳐왔다는 견해를 제시했다. 이는 중국과의 교역 관계가 상호보완적으로 작용하여 국내 경제에 순기능을 해왔다는 결론이다. 한국은행 조사국 지역연구지원팀 이예림 과장은 24일 발표한 보고서에서 '대중국 수입 증가(충격)가 지역 생산 및 고용에 미치는 영향'을 분석하며 이러한 결과를 도출했다. 주요 선진국에서는 대중국 수입 증가가 자국 제조업에 부정적인 영향을 미쳤으나, 한국은 1990년 3.2%였던 대중국 수입 비중이 2023년 22.2%로 크게 확대되었음에도 불구하고 제조업 고용은 견조한 수준을 유지했다. 이 과장은 이러한 현상의 주요 원인으로 중국산 수입품을 활용해 고부가가치 제품이나 최종재를 생산하는 국내 기업들이 수혜를 입은 '전방 효과'를 꼽았다. 즉, 값싼 중간재 수입을 통해 생산 비용을 절감하고 가격 경쟁력을 확보하여 수출 증대 및 고용 창출에 기여했다는 것이다. 반면, 중국산 제품이 국내 제품을 직접 대체하는 '직접 효과'나 국내 중간재 공급 업체에 영향을 미치는 '후방 효과'는 통계적으로 유의미하지 않았다. 구체적으로, 대중국 수입 증가는 1995년부터 2019년까지 누적 6만6000명의 제조업 고용 증가 효과를 가져왔다. 지역별로는 경남, 인천, 광주에서 긍정적인 효과가, 대구, 경북에서는 부정적인 효과가 두드러졌는데, 이는 지역별 산업 구조 및 중국과의 교역 특성에 따른 차이로 해석된다. 한국은행은 이 과정을 "주요국과 달리 한국에서 긍정적인 효과가 나타난 것은 중간재 중심의 대중국 수입 구조 때문"이라고 분석했다. 저렴한 중국산 중간재 수입은 국내 제품 생산 비용 절감으로 이어져 제조업 부가가치 및 고용 창출에 기여했다. 실제로 2023년 한국의 대중국 수입 중 중간재 비중은 67.2%로, 미국(31.6%), 유럽(39.6%), 일본(39.0%) 등에 비해 현저히 높았다. 다만, 이 과장은 "(알리, 테무 등) 최근 중국 이커머스 업체의 국내 진출로 최종 소비재 수입이 증가할 경우 제조업 생산 및 고용에 부정적인 영향을 미칠 가능성이 있다"는 지적도 나와 향후 변화 가능성을 시사했다. 이는 중국산 최종재가 국내 시장을 잠식할 경우 국내 제조업체의 경쟁력 약화와 고용 감소로 이어질 수 있다는 우려를 나타낸다. 한편, 한국은행 지역경제보고서에 따르면 2분기 제조업 생산은 소폭 증가했고 서비스업 생산은 보합세를 나타냈으며, 향후 지역 경제는 2분기보다 소폭 개선될 것으로 전망된다. 하지만 중국 경제 상황 및 미중 무역 갈등 등 대외 여건 변화에 따라 국내 경제에 미치는 영향은 달라질 수 있다.
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한국은행 "대중국 수입 증가, 제조업 고용 확대로 이어져"
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질병 치료의 게임 체인저, 조절 T 세포의 재발견
- 면역세포인 조절 T 세포가 특정 신체 부위만이 아닌 다양한 조직에서 존재한다는 새로운 연구 결과가 발표됐다. 면역 반응을 억제하는 조절 T 세포에 대한 영국 케임브리지 대학의 이번 연구는 근육 손상 복구부터 모발 재생까지 다양한 질환 체료에 활용될 수 있는 가능성을 제시한다고 뉴아틀라스가 20일(현지시간) 보도했다. '조절 T 세포(Regulatory T cells, Tregs)'는 면역 체계의 과잉 반응을 억제하고 염증을 조절하며 자가면역 질환을 예방하는 백혈구의 일종이다. 기존에는 T 조절 세포가 특정 신체 부위에만 존재하는 특수 세포 집단으로 여겨졌다. 케임브리지 대학교 연구팀의 최근 연구는 이러한 통념을 뒤집었다. 연구팀은 T 조절 세포가 림프 조직 뿐만 아니라 다양한 조직에 존재하며 손상된 부위로 이동하여 복구 기능을 수행한다는 사실을 밝혀냈다. 이는 면역 반응을 유발하는 광범위한 질병 및 부상 치료에 중요한 시사점을 제공한다. 조절 T 세포는 활성화된 면역 세포의 기능을 억제하며 과도한 면역 반응을 방지한다. 또한 자기 자신의 세포나 조직을 공격하는 자가면역 반응을 억제해 자가 면역 발병을 막는 중요한 역할을 한다. 연구팀은 이번 연구 결과를 바탕으로 특정 장기나 조직의 면역 반응을 억제하고 치유를 촉진하는 치료법 개발 가능성을 제시했다. 현재 사용되는 항염증제는 염증 부위 뿐만 아니라 전신 면역 체계를 억제하며 감염에 취약하게 만드는 단점이 있다. 하지만 이번 연구는 특정 부위의 면역 반응만을 조절하여 부작용을 줄이고 차료 효과를 높일 수 있는 가능성을 보여준다. 연구팀은 앞으로 인체 임상 시험을 통해 연구 결과를 검증하고, 궁극적으로는 다양한 질병 치료에 활용될 수 있는 치료법 개발을 목표로 하고 있다. 이번 연구 결과는 '이뮤니티(Immunity)' 저널에 게재됐다.
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질병 치료의 게임 체인저, 조절 T 세포의 재발견
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EU-중국, '11월 EV 추가관세 부과' 공식협상 합의
- 중국과 유럽연합(EU)이 중국산 전기차를 대상으로 한 EU의 반보조금 조사를 둘러싸고 양측 간 공식 협상 회담을 열기로 합의했다. 23일(현지시간) 로이터통신 등 외신들에 따르면 중국 상무부는 엑스(X, 구 '트위터')에 올린 글에서 "6월22일, 왕 원타오(王文濤) 중국 상무부장과 발디스 돔브로브스키스 EU 통상 담당 집행위원은 EU 측의 요청으로 화상 통화를 했다"며 "양측은 중국에서 수입되는 전기차에 대한 EU의 반보조금 조사를 놓고 협의를 시작하기로 합의했다"고 밝혔다. 왕 부장은 이 자리에서 EU의 관세 인상 조치에 대한 부당성을 지적했고 돔브로브스키 집행위원은 자국의 자동차 산업 보호를 위해 관세 인상이 필요하다고 강조했다. 유럽위원회 통상 담당 대변인 올로프 길도 양측이 "이날 솔직하고 건설적인 대화를 나눴다"는 입장을 밝혔다. 그는 "양측은 팩트에 근거하고 세계무역기구(WTO) 규정을 준수하기로 했다"며 "EU측은 조사에 대한 협상 결과가 해로운 보조금 문제를 해결하는 데 효과적이어야 한다고 강조했다"고 말했다. 이어, 양측은 "앞으로 수주 동안 모든 수준에서 계속해서 협력할 것"이라고 덧붙였다. 임기중 처음으로 중국을 방문중인 로버트 하벡 독일 부총리는 방문지인 중국 상하이(上海)에서 "최근 수주간 구체적인 협의일정을 잡지 못했는데 이는 매우 놀랍다"고 지적했다. 그는 "협의 합의는 문제해결을 위한 첫 걸음"이라면서 "11월에 추가관세를 본격적으로 부과하기 전에 대화하는 시간은 있다"고 말했다. 하벡 부총리는 수입되는 중국산 전기차에 대해 EU가 제안한 관세는 "처벌이 아니다"라며 중국 당국이 중국 업체들에 제공한 이점에 대한 보상이라고 설명했다. 그는 EU가 중국 전기차에 대해 최대 48%에 이르는 관세 인상 계획을 발표한 이후 처음으로 중국을 방문한 유럽의 고위급 관료이다. 왕 부장은 하벡 부총리와 만난 자리에서 "EU가 관세를 고집한다면 우리도 우리 기업의 이익 보호를 위해 필요한 모든 조치를 취할 것"이라고 밝혔다. EU와 중국은 이달 초 EU가 중국 전기차에 대한 관세를 발표하면서 갈등을 빚고 있다. EU는 지난 12일 지난해부터 진행해 온 중국산 전기차에 대한 반보조금 조사 결과를 토대로 중국산 전기차에 기존 10% 관세에 더해 최대 38.1%의 포인트를 추가로 부과하겠다는 잠정 계획을 발표했다. 이에 중국은 대형 휘발유차와 돼지고기, 코냑 등 유럽산 제품에 대한 관세 인상 절차에 착수했다.
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EU-중국, '11월 EV 추가관세 부과' 공식협상 합의
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[기후의 역습(16)] 바다 기후 위기의 심화…산호 백화 등 해양 생태계 붕괴 초비상
- 혹독한 더위가 지구촌을 달구고 있다. 더위로 인한 온열 환자와 사망자가 속출하고 있다. 기후 변화로 인한 기상 이변이라는 것이 기후 학자들의 공통된 견해다. 기후 변화가 전 세계적인 관심사로 부상하고 있는 가운데, 해양에서의 기후 위기 우려도 고조되고 있다. 해양은 지구 표면적의 70% 이상을 차지하고 있다. 기후 변화로 해양이 받는 영향과 함께, 그 영향이 인류에게 부여하는 의미에 대한 검증은 그 어느 때보다 활발하게 이루어지고 있다. 환경 관련 NPO(비영리기구) 오세아나(Oceana)의 수석 과학자 캐서린 매튜 박사는 프브스와의 인터뷰에서 "해양은 화석연료를 태움으로써 전 세계에서 발생하는 여분의 열의 90% 이상을 흡수하고 있는데, 지구 온난화로 인해 해양이 흡수하는 열이 지속적으로 증가하고 있는 것이 심각한 문제"라고 지적했다. 이로 인해 해양의 수온이 급등하고 있다는 것이다. 해양의 수온이 전체적으로 상승함에 따라 많은 해양생물이 생존의 위협을 받게 됐다. 섬세하게 균형을 이루고 있는 해수면 아래의 심해 생태계마저 붕괴될 수 있다는 것이 매튜 박사의 우려다. 일례로 산호는 몸속에 품고 있는 작은 조류가 없으면 생존에 필요한 양분을 확보할 수 없다. 그런데 수온이 너무 높아지면 산호는 공생하고 있는 조류를 내뿜는다. 이는 산호의 백화현상으로 불리는 과정이다. 수온이 떨어지지 않는 상태가 계속되면, 조류와 공생하지 못하는 산호는 백화돼 사멸한다. 현재 해양은 대기 중으로 배출된 탄소를 과도하게 흡수하고 있으며, 이는 많은 해역에서 해수의 산성화 진행으로 이어지고 있다. 산성화는 탄산칼슘으로 된 껍질을 가진 해양 생물에게 직접적인 영향을 준다. 이들 생물은 산성화가 진행된 바다에서는 껍질을 형성하기가 어려워지기 때문이다. 매튜 박사는 해양에 대한 적절하고 신속한 개입과 함께, 어업 활동의 유예 등 생태계를 회복하기 위한 조치가 절실하다고 주장했다. 오세아나의 이사회 멤버이자 저명한 수산자원 연구가인 대니얼 폴리 박사는 해양 열파로 불리는 현저한 수온 상승은 온실가스에 의한 탄소 배출과 기후 변화로 인해 빈발하고 있다고 말했다. 해양 열파는 멕시코 만류 등 해류나 엘니뇨 등 기후 패턴의 변화에 의해 일어날 수 있다. 해양의 특정 구역에서 수온이 상승하면 물속에 포함된 산소의 양이 줄어든다. 이에 따라 어류 종은 필요한 산소를 얻기 어려워질 수 있다. 게다가 수온이 올라가면 물고기는 생존을 위해 더 많은 산소를 필요로 한다. 필요한 산소는 많아지는데 절대적인 양은 줄어드는 악순환이 일어나는 것이다. 수온 상승이 완만하면 어류도 온도 변화에 적응할 수 있다. 그러나 갑작스런 열파는 어류의 질식사로 이어질 위험이 있다 수온의 급격한 상승이 미치는 다른 치명적 영향은 해양생물의 생명을 지탱하는 많은 해조류와 플랑크톤이 사망과 개체수 감소다. 그렇게 되면 바다는 산소 농도가 지극히 낮은 '죽음의 해역(데드 존)'으로 전락한다. 멕시코만의 미시시피강 하구 부근에는 이미 이러한 해역이 생겨나고 있다. 심해 산소가 부족해지면 많은 어류 종이 지금의 서식지보다 훨씬 해수면에 가까운 곳까지 부상하게 된다. 이는 어업으로 희생될 확률이 높아짐을 의미한다. 단기적으로 보면 수산업에 긍정적인 효과를 가져올 수 있다. 예를 들어 저산소 해역이 늘어남에 따라 수면으로 부상하는 참치 어획량이 늘어날 것이다. 그러나 길게 보면 공멸의 길이다. 미 해양보호단체인 오션 컨서번시(Ocean Conservancy)의 수석 과학자인 조지 레너드 박사는 기후 변화는 해양 열파를 더욱 격화시킬 것이라고 지적했다. 열파는 따뜻한 바다에 사는 산호 등 움직이지 못하는 생물에게는 죽음을 의미한다. 움직일 수 있는 생물은 남북 양극으로 점차 이동한다. 기후 변화의 영향으로 일부 해양계는 티핑 포인트(임계점)에 도달하고 있다. 해양계를 근본부터 바꾸는 급속한 변화가 일어나고 있다는 것이다. 그렇게 되면 해양계는 예전의 안정된 상태로 돌아가기 어려워진다.
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[기후의 역습(16)] 바다 기후 위기의 심화…산호 백화 등 해양 생태계 붕괴 초비상
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[신소재 신기술(62)] '기적의 소재'로 만든 태양광 패널, 에너지 혁명 앞당긴다
- '기적의 소재'로 불리는 페로브스카이트 실리콘 소재로 태양광 패널의 효율을 30% 이상 높이는 신기록을 수립했다. 세계 최대 태양광 패널 제조업체인 중국 롱기(Longi)그린에너지기술(주)의 연구원들은 직렬형 페로브스카이트-실리콘 태양전지를 사용하여 34.6%의 전력 변환 효율을 달성했다고 인디펜던트가 보도했다. 이 새로운 기록은 또한 대부분의 상용 태양광 패널에서 볼 수 있는 표준 실리콘 태양전지의 기록보다 7% 이상 더 효율적이다. 페로브스카이트는 배터리부터 통신, 재생에너지에 이르기까지 모든 분야를 크게 향상시킬 수 있는 잠재력으로 인해 차세대 태양광 소재로 주목받고 있다. 현재의 실리콘 태양전지 패널이 물리적 한계에 도달함에 따라 연구자들은 이제 태양 에너지를 더 잘 활용할 수 있는 차세대 직렬 전지를 찾고 있는 것. 페로브스카이트 실리콘 전지의 이론적 효율 한계는 43%로 표준 실리콘 전지의 한계인 29%를 훨씬 초과한다. 페로브스카이트 태양전지는 용액 공정을 통해 저온에서 제조 가능해 생산 비용을 크게 절감할 수 있다. 또한 짧은 시간 내에 실리콘 태양전지에 근접하는 효율성을 달성했으며, 이론적으로는 더 높은 효율을 달성할 수 있는 잠재력이 있다. 또한 유연하고 가벼운 특성으로 건물 외벽이나 창문, 휴대용 기기 등 다양한 분야에서 활용할 수 있다. 최신 페로브스카이트-실리콘 태양전지 기록은 지난 3년 동안 태양전지 효율성 부문에서 세계 기록을 16번이나 깬 롱기(Longi)의 일련의 혁신에 이은 것이다. 회사 측은 중국 상하이에서 열린 제17회 국제 태양광 발전 및 스마트 에너지 컨퍼런스(SNEC)에서 사우디 에너지 기업인 ACWA 파워(Power)와 협력해 글로벌 에너지를 변화시키기 위한 새로운 '랜드마크' 계약과 함께 이번 신기록을 발표했다. 인디펜던트는 롱기는 현재 이 기술을 상용화하는 과정에 있는 여러 회사 중 하나이지만 신기술에 대해 더 자세한 내용은 공개되지 않았다고 전했다. 롱기는 성명에서 "전자 수송층의 박막 증착 공정 최적화, 고효율 결함 패시베이션 재료 개발 및 사용, 고품질 계면 패시베이션 구조 설계를 통해 신기록을 달성했다"고 밝혔다. 페로브스카이트에 대한 또 다른 업체로 영국의 옥스포드 PV는 독일에 생산 시설을 설립해, 올해 페로브스카이트 기반 태양전지 제품을 첫 고객에게 전달할 수 있기를 기대하고 있다. 한편, 페로브스카이트는 수분과 열, 빛 등 외부 환경에 취약해 장기적인 안정성 확보가 필요하다는 단점이 있다. 또한 대부분의 페로브스카이트 태양전지는 납을 함유하고 있어 환경과 건강 문제를 야기할 수 있다. 게다가 대면적화 기술 개발 및 상용화가 아직 미흡한 단계에 있다. 과학자들은 페로브스카이트의 이러한 문제를 해결하기 위해 관련 연구를 활발히 진행하고 있다.
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[신소재 신기술(62)] '기적의 소재'로 만든 태양광 패널, 에너지 혁명 앞당긴다
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영국 맨체스터 대학, 빅벤 높이 2배 120m 이상 점프하는 로봇 개발
- 영국 맨체스터 대학(University of Manchester)의 엔지니어들이 현재까지 설계된 점프 로봇 가운데 가장 높은 120m를 점프할 수 있는 로봇을 개발했다고 전문 매체 테크익스플로러가 전했다. 연구진은 수학, 컴퓨터 시뮬레이션 및 실험실 테스트를 결합해 최적의 부품을 채용하고 크기, 모양을 최적화한 로봇을 설계하는 방법을 발견했다. 개발된 로봇은 자체 크기의 수십 배에 달하는 장애물을 넘을 수 있을 만큼 높이 점프할 수 있다. 현재까지 개발된 가장 높이 점프하는 로봇은 자기 몸 크기의 110배에 해당하는 33m까지 도약할 수 있다. 이번에 맨체스터 대학 연구진이 개발한 로봇은 공중에서 120m 이상, 중력이 약한 달에서는 빅벤 타워 높이의 무려 두 배 이상인 200m 이상 점프할 수 있다. 이 개발 결과는 '메커니즘 및 기계 이론(Mechanism and Machine Theory)' 저널 최근호에 발표됐다. 이 로봇은 행성 탐사부터 재난 구조, 위험하거나 접근하기 어려운 공간 탐사 및 모니터링에 이르기까지 다양한 응용 분야에 혁명을 일으킬 것으로 기대된다. 연구진의 일원인 맨체스터 대학교 우주 로봇공학 연구원 존 로 박사는 "로봇은 전통적으로 점프 대신 바퀴를 굴리거나 다리를 사용해 걷도록 설계되었지만, 점프는 우주 공간에서 이동할 수 있는 매우 효과적인 방법을 제공한다"라고 말했다. 지형이 고르지 않거나 동굴 내부, 숲 속, 바위 지대 표면, 심지어 우주의 다른 행성 표면과 같이 장애물이 많은 곳에 적합하다는 것이다. 로 박사는 "점핑 로봇이 이미 개발됐지만 이런 종류의 로봇을 설계하는 데는 몇 가지 큰 난제가 있다. 가장 중요한 것은 크고 복잡한 장애물을 극복할 수 있을 만큼 높이 점프하는 것이다"라며 "우리가 설계한 로봇은 스프링 구동 점핑의 에너지 효율성과 성능을 획기적으로 향상시킨다"고 설명했다. 연구진은 기존의 점핑 로봇이 스프링 에너지를 완전히 방출하기 전에 도약하는 경우가 많아 비효율적이고, 최대 점핑 높이도 제한한다는 사실을 발견했다. 또한 위로 똑바로 움직이는 대신 몸체가 좌우로 움직이거나 회전함으로써 도약 에너지를 낭비한다는 것도 밝혀냈다. 이에 따라 설계된 새로운 로봇 디자인은 필요한 구조적 강도와 강성을 유지하면서도 이 같은 바람직하지 않은 동작을 제거하는 데 중점을 두었다. 연구진인 항공우주공학 벤 파슬루 교수는 "캥거루처럼 땅을 밀어낼 수 있는 다리가 맞을지, 거대한 스프링을 갖춘 피스톤이 맞을지 등 로봇의 구조와 형태에 대해 결정할 사항이 매우 많았다"고 말했다. 다이아몬드처럼 마름모꼴의 대칭 모양이어야 할지, 곡선적이고 유기적인 형태를 갖출지도 연구 대상이었다. 로봇의 크기도 중요했다. 크기가 작으면 가볍고 민첩하지만, 대형 로봇은 더 강력한 점프를 위해 더 큰 모터를 운반할 수 있으므로 어느 정도의 크기로 할 것인지를 정해야 했다. 그래서 설계된 로봇은 로봇 질량을 위쪽으로 많이 분배하고 아래쪽으로 가늘게 만들어졌다. 프리즘 모양의 더 가벼운 다리와 신축성이 큰 스프링을 사용했다. 점프 성능을 향상시키고 점핑 로봇의 에너지 효율성을 극대화하기 위함이었다. 연구진은 후속 작업으로 점프 방향을 제어하고 착지 시의 운동 에너지를 활용해 로봇이 한 번에 수행할 수 있는 점프 횟수를 늘리는 방법을 찾고 있다. 또한 로봇을 달에 더 쉽게 운반하고 사용할 수 있도록 우주 임무를 위한 보다 효율적인 디자인을 모색하고 있다.
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- IT/바이오
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영국 맨체스터 대학, 빅벤 높이 2배 120m 이상 점프하는 로봇 개발
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[기후의 역습(15)] 과학자들, 해수면 60cm 이상 상승 경고
- 해수면 상승은 남서 태평양의 여러 섬에서부터 이탈리아의 베니스와 같은 운하 기반 도시에 이르기까지 전 세계 해안을 위협하고 있다고 지구 온난화를 막기 위한 비영리기관 TCD(쿨다운)이 전했다. 미국에서는 보스턴을 비롯한 많은 해안 도시들이 해수면 상승에 대비하고 있으며, 미국 국립해양대기청(NOAA)은 30cm의 해수면 상승을 어떻게 관리할 것인지에 대한 대화형 지도를 공유하기에 이르렀다. NOAA의 2022년 해수면 상승 기술 보고서는 2022년의 오염 수준이 유지된다고 가정할 경우, 2020~2100년 사이에 해수면이 60cm 이상 상승할 가능성이 더 높아질 것이라고 설명하고 있다. NOAA는 또 운송, 농업, 산업, 기타 원인으로 인한 오염과 지구 온난화를 줄이지 못하면, 같은 기간 동안 해수면의 높이가 2m10cm까지 올라갈 수 있다고 경고했다. 해수면이 60cm 상승하면 미국에서는 동부와 서부 해안에 접한 모든 주들과 루이지애나, 텍사스, 미시시피, 앨라배마까지 위험에 처하게 된다. 오리건은 가장 큰 영향을 받을 수 있는 주 중의 하나다. '오리건 라이브'에 따르면 해수면이 1m80cm 상승하면 주 경계를 따라 흐르는 컬럼비아 강에 있는 섬들이 물에 잠기게 될 것이며, 강 인근에서 가장 큰 섬인 소비아일랜드를 완전히 수장할 가능성도 높다. 이 정도 상승이면 해안을 따라 광범위한 피해가 발생할 것이며, 워렌턴, 씨사이드, 톨레도와 같은 곳도 대부분 물에 잠기게 된다. 높아지는 수위는 무엇보다도 해안 지역 사회를 심각한 홍수의 위험에 빠뜨린다. 가정과 일터를 파괴하고, 일부 지역에서는 사람이 거주할 수 없게 되며, 시민들은 생존의 위험에 노출된다. 미국 국립자원보호협의회(NRDC)에 따르면 해수면 상승의 다른 주요 영향 중에는 기상 이변, 토지 상실 및 해안 침식, 염수 침입 및 담수 오염, 기후 이주 가능성 증가 등이 있다. 여기서 기후 이주는 혹독한 기후로 바뀜에 따라 인간이 거주할 수 없게 돼 강제로 이주할 수밖에 없는 경우를 말한다. 해수면이 60cm 상승한다면 한국 영토의 약 10.8%가 침수될 것으로 예상된다. 이는 약 2600㎢에 해당하는 넓이다. 침수 예상 범위는 해안 지형, 지표고, 조류, 방파제 등 다양한 요인에 따라 달라질 수 있다. 인천광역시, 경기도, 충청남도, 전라남도, 경상남도 등 해안 저지대에 위치한 지역들이 주로 영향을 받게 될 것이다. 해수면 상승의 가장 큰 원인은 지구 온난화다. NRDC가 지적했듯이, 더 따뜻한 날씨는 매년 2700억 톤의 그린란드 빙하를 녹인다. 그린란드 얼음 덩어리가 사라지고 있는 것이다. 이는 그대로 바다로 흘러들어 해수면을 높인다. 바다는 또 이산화탄소와 메탄과 같은 가스의 차단(커튼 효과)에 의해 대기에 갇힌 과잉 열의 약 90%를 흡수한다. 이것은 물의 팽창으로 이어진다. NOAA 과학자들은 2004년 이후 세계 해수면 상승의 3분의 1이 해수 온난화로 인해 발생하는 것으로 추정한다. 따라서 지구 온난화를 유발하는 오염을 줄이는 것이 지구의 건강과 인간의 안전을 위해 필수적이라는 지적이다. 국가와 기관, 기업의 대책도 중요하지만 주민들의 생활 방식 변화도 이에 기여할 수 있다. 자동차를 버리고 걷거나 자전거와 같은 마이크로모빌리티를 타는 것이 권장되며, 식물성 식단으로 전환하는 것도 세계 최대 오염원 중 하나인 육류 산업의 수요를 줄인다. 습지는 자연적인 방수 기능을 제공하며, 해수면 상승에 대한 완충 역할을 한다. 습지 보호 및 복원을 통해 해안선의 자연적 방어력을 강화해야 한다. 또한 염수에 강한 작물과 나무를 개발하여 해수면 상승으로 인한 농업 및 임업 피해를 최소화해야 한다.
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- 포커스온
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[기후의 역습(15)] 과학자들, 해수면 60cm 이상 상승 경고
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전기·가스·수도 물가 상승률, 2년 5개월 만에 최저치 기록… 하반기 동결 기조 유지 여부 주목
- 지난 5월 전기·가스·수도 요금의 물가 상승률이 2년 5개월 만에 가장 낮은 수준을 기록하며 주목을 받고 있다. 이는 정부의 상반기 공공요금 동결 정책의 영향으로 분석된다. 하지만 하반기 요금 동결 여부를 둘러싼 논쟁은 여전히 뜨겁다. 19일 통계청 국가통계포털(KOSIS)에 따르면, 6월 전기·가스·수도 물가는 전년 동월 대비 2.7% 상승했다. 이는 2021년 12월 1.4% 상승 이후 가장 낮은 수치다. 품목별로는 전기료가 1.6% 상승하여 가장 낮은 물가 상승률을 보였고, 도시가스는 3.0%, 상수도료는 3.2%, 지역난방비는 12.1% 상승했다. 전문가들은 이번 물가 상승률 감소가 상반기 공공요금 동결 정책의 직접적인 결과라고 분석했다. 2022년부터 2023년까지 단계적으로 인상된 전기·가스 요금은 2022년 7월 15.5%, 2022년 10월부터 작년 8월까지는 20%대까지 치솟았다. 하지만 올해 들어 요금 인상이 이루어지지 않으면서 작년 높은 기준 대비 상승률이 둔화된 것으로 보인다. 그러나 하반기 공공요금 동결 정책 유지를 둘러싼 논쟁은 여전히 뜨겁다. 국제 에너지 가격 상승과 국내 물가 안정화를 위한 노력 사이에서 균형점을 찾는 것이 쉽지 않은 상황입이. 정부는 관련 부처와 협의를 진행하고 있으며, 하반기 공공요금 정책 방향은 조만간 결정될 전망이다. 전기료는 가중치 16.1로 전체 소비자물가상승률(1000) 가운데 가장 높은 영향력을 행사하며 전기·가스·수도 품목 중 최대 비중을 차지한다. 도시가스는 11.5, 지역난방비와 상수도료는 각각 1.6, 4.5로 그 뒤를 이었다. 통계청 관계자는 "도시가스는 지역별 회사 소매·공급 비용 등의 요인으로 인해 요금 인상 편차가 발생하며, 상수도료 역시 지역별 차이가 존재한다"고 설명했다. 공공요금 인상 여부는 하반기 물가 변동에 중요한 영향을 미치는 주요 변수 중 하나다. 이에 따라 최근 산업통상자원부를 중심으로 '전기·가스 요금 정상화' 논의가 활발하게 진행되고 있지만, 기획재정부는 신중한 입장을 취하고 있다. 전기·가스 요금 인상은 국민과 기업에 미치는 파급 효과가 상당하며, 최근 안정화 추세를 보이고 있는 물가 상승률에 다시 상승 압박 요인으로 작용할 가능성이 존재하기 때문이다. 물가안정기구는 물가 변동에 대한 영향과 에너지 공공기관의 재정 건전성을 종합적으로 검토하여 하반기 공공요금 정책 방향을 조만간 결정할 예정이다. 현재 논의되고 있는 방안으로는 전기 요금은 동결 기조를 유지하면서 가스 요금은 현실화하는 방안이 있다. 전기는 사회 전반에 걸쳐 광범위하게 사용되고 여름철 냉방 에너지 수요 증가를 고려할 때, 요금 인상은 국민 경제에 상당한 부담을 초래할 수 있다. 반면, 도시가스 요금은 과거 인상에도 불구하고 여전히 원가 대비 저렴한 수준에 머물러 있어 조정이 필요하다는 지적도 제기되고 있다. 최상목 부총리 겸 기획재정부 장관은 지난 4일 열린 물가관계장관회의에서 공공기관에 공공요금 안정적 운영을 촉구하고 "국민 생활과 밀접하게 연관된 공공요금은 최대한 자제해야 하며, 불가피한 경우 국민이 부담을 감당할 수 있는 수준으로 인상 폭을 최소화하는 것이 정부의 책임"이라고 강조했다.
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- 경제
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전기·가스·수도 물가 상승률, 2년 5개월 만에 최저치 기록… 하반기 동결 기조 유지 여부 주목
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[먹을까? 말까?(27)] L-테아닌, 스트레스 감소 효과⋯복용시 주의점은?
- 녹차나 말차, 홍차 등에서 발견되는 아미노산의 일종인 L-테아닌이 긴장 안화와 스트레스 감소 등의 효과가 있는 것으로 나타났다. 일부 식품과 보충제에서 발견되는 비단백질 아미노산인 L-테아닌이 스트레스 완화 및 수면 개선 등 신경을 안정시키는 효과로 주목빋고 있다고 이팅웰이 전했다. L-테아닌은 말차나 녹차, 홍차 등의 식물과 일부 버섯과 같은 균류에서 자연적으로 생성되는 성분으로, 긴장 완화 등의 효과가 있는 것으로 알려져 있다. 또한, 일반적으로 알약 또는 분말 형태의 보충제로도 섭취 가능하다. L-테아닌이란? L-테아닌은 스트레스 완화 효과 외에도 다양한 건강상 이점을 제공할 수 있다. 연구 결과에 따르면, L-테아닌은 건강한 개인뿐만 아니라 주요 우울 장애 환자의 스트레스 관련 증상 완화, 수면의 질 개선 및 인지 기능 향상에 도움이 될 수 있다. 또한, 운동선수나 스트레스에 노출된 개인의 경우 L-테아닌 섭취 시 운동 능력 향상과 스트레스 반응 감소 효과가 보고됐다. L-테아닌은 주의력, 집중력 및 인지 능력을 향상시킬 수 있다. 특히 카페인과 함께 섭취하면 기억력과 실행 기능 향상, 주의 산만과 잡념 감소 효과가 더욱 극대화될 수 있다. 또한, L-테아닌은 지속적인 주의력 및 충동 조절 능력 향상에 도움이 되므로 주의력결핍 과잉행동장애(ADHD) 환자에게도 유익할 수 있다. 그러나 이러한 효과를 명확히 규명하기 위해서는, 특히 아동 및 청소년을 대상으로 한 추가적인 연구가 필요하다. L-테아닌은 항산화, 면역 조절 및 항염증 특성을 가지고 있다. 연구 결과에 따르면 L-테아닌은 호흡기 감염 발생률 감소, 독감 예방 및 소화관 염증 감소에 기여할 수 있다. 현재까지 연구 결과를 종합해 볼 때, L-테아닌 섭취와 관련된 심각한 부작용은 보고되지 않았다. 그러나 L-테아닌 섭취량 증가를 위헤 차를 많이 마시는 경우, 카페인 과다 섭취로 인해 두통, 메스꺼움, 긴경 과만, 짜증 등의 부작요이 잘생할 수 있다. 고위험 환경에서 근무하거나 높은 수준의 스트레스에 노출되는 사람들은 L-테아닌의 잠재적인 인지 기능 향상 효과, 특히 카페인과 함께 섭취했을 때 나타나는 집중력 향상 효과를 경험할 수 있다. 또한 수면의 질이 낮거나 우울증 및 불안 증세를 겪는 사람들도 L-테아닌 섭취를 통해 증상 완화를 기대할 수 있다., L-테아닌 섭취시 주의 사항 L-테아닌에 대한 연구가 충분히 수행되지 않았기 때문에 임산부와 아기에게 젖을 먹이는 수유부는섭취를 피해야 한다. 또 고혈압 약물을 복용하는 사람들은 L-테아닌이 혈압을 더욱 낮출 수 있으므로 주의해야 한다. 암치료를 위해 화학 요법을 받는 환자들도 L-테아닌 보충제 섭취를 피해야 한다. L-테아닌의 강력한 항산화 기능이 특정 항암제의 효능을 감소시킬 수 있기 때문이다. L-테아닌은 다양한 건강상의 이점을 제공할 수 있지만, 좀 더 광범위하고 다양한 연구를 통해 효능을 확인할 필요가 있다. 그리고, 새로운 보충제 섭취 전에는 항상 의료 전문가와 상담하는 것이 좋다. 특히 암치료 중이거나 고혈압 환자인 경우 L-테아닌 섭취 전 반드시 전문가와 상담해야 한다.
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- 생활경제
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[먹을까? 말까?(27)] L-테아닌, 스트레스 감소 효과⋯복용시 주의점은?
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[기후의 역습(14)] 태평양 연안 회색 고래, 20년 새 13% 작아져
- 태평양 북서부 연안의 얕은 바다에서 여름을 보내는 회색 고래의 몸 길이가 2000년 경부터 크게 줄었다는 사실이 오리건 주립대(OSU)의 새로운 연구에서 밝혀졌다. 오리건 주립대 홈페이지에 게재된 연구결과에 따르면, 회색 고래의 크기가 작아지면 고래의 건강과 번식에 중대한 영향을 미칠 수 있으며, 고래들이 공존하는 먹이사슬에 경종을 울린다고 연구팀은 지적했다. 연구팀을 이끈 OSU 해양 포유류 연구소의 K.C 비를리히 교수는 "이번 연구 결과는 회색 고래의 개체수가 감소하기 시작했거나 건강하지 않다는 조기 경고일 수 있다"고 말했다. "고래는 해양 생태계의 파수꾼으로 간주되는데, 고래 개체수가 유지되지 않으면 환경 자체에 위협이 될 수 있다"는 것이다. 이 연구는 '글로벌 생물학 변화(Global Change Biology)' 학술지에 발표됐다. 이 연구는 약 1만 4500마리의 동부 북태평양(ENP) 개체군 내 약 200마리의 하위 그룹인 PCFG(태평양 연안 섭식 그룹)를 조사한 결과다. 이 하위 그룹은 오리건 해안에 가까이 머물며 회색 고래 개체군이 1년의 대부분을 보내는 북극해보다 더 얕고 따뜻한 바다에서 먹이를 찾는다. OSU의 최근 연구는 이 하위 그룹에 속한 고래들이 ENP 고래들보다 더 작고 전반적으로 더 나쁜 신체 상태에 있다는 것을 보여주었다. 이들 고래의 크기가 최근 수십 년 동안 점점 작아지고 있는 것으로 나타난 것이다. 회색 고래 길이 13% 짧아져 해양 포유류 연구소는 2016년부터 회색 고래의 크기를 측정하기 위해 고래 위로 드론을 띄워 관측하는 등 회색 고래 하위 그룹을 연구해 왔다. 연구팀은 나이가 알려졌거나 추정되는 고래 130마리의 2016~2022년 이미지를 사용해 분석한 결과, 2020년에 태어난 성숙한 회색 고래의 몸 길이는 2000년 이전에 태어난 고래의 길이보다 1.65m 짧은 것으로 추정됐다. 완전히 성숙했을 때 고래의 길이가 11.58~12.5m로, 13% 이상이 줄어든 것이다. 연구팀원인 스코틀랜드 세인트앤드루스 대학의 엔리코 피로타 연구원은 "동물의 크기는 매우 중요하다. 그들의 행동, 생리, 생활사에 영향을 미치며, 그들이 속한 생태계에 연쇄적인 변화를 일으킨다"고 지적했다. 피로타는 ”젖을 뗄 시기의 작은 고래의 생존율에 영향을 미치며, 독립에 따르는 불확실성에 대처하지 못할 수도 있다"고 강조했다. 성체 회색 고래의 가장 큰 본능은 번식이다. 그런데 이 연구는 "PCFG 회색 고래가 몸체를 키우고 건강을 유지하기 위해 얼마나 효과적으로 에너지를 저장하고 활용할 수 있는지에 대한 의문이 있다"고 지적했다. 회색 고래가 개체수를 유지할 수 있는 충분한 에너지가 유지되기 어려울 수 있다는 것이다. 기후 변화 등 인간 활동에 기인 회색 고래의 크기가 줄어드는 것은 인간 활동으로 인한 것일 수도 있다. 선박 운전과 낚시 도구 등의 사용으로 PCFG 고래에 피해가 생기고, 그 결과 몸집이 작아지며, 에너지 비축량의 감소로 건강이 악화될 수 있다는 우려다. 특히 고래가 부상을 당하면 회복력이 약해질 수 있다. 연구는 또한 바다의 용승과 이완 주기를 추적함으로써 태평양 연안에서 회색 고래의 먹이 가용성을 변화시킬 수 있는 해양 환경의 패턴도 조사했다. 용승은 깊은 바다에서 표면으로 물을 밀어 올리는 현상이며 이완은 그 반대다. 용승은 영양분을 더 깊은 지역에서 얕은 지역으로 쓸어버리며, 이완 기간은 빛이 플랑크톤과 유기체가 얕은 지역에 남아 성장하도록 한다. 바다의 용승과 이완 사이의 균형은 회색 고래가 생존할 수 있는 생태계를 유지하는 핵심 중의 하나다. 그런데 연구 데이터는 용승과 이완 사이의 균형에 변화가 생겼으며, 이것이 고래 크기의 감소에도 영향을 미쳤음을 보여준다. 용승과 이완의 균형이 어긋난 것은 기후 변화 때문이다. 기후 변화는 바람 패턴과 수온의 변화를 일으켜 북동 태평양의 해양에 큰 영향을 미쳤다. 그리고 이러한 변화가 복합적으로 작용해 용승과 이완의 역학을 변화시켰다. 연구팀은 그간 축적된 데이터 세트를 활용, 현재 회색 고래 크기 감소와 환경적 인과관계를 추적하고 있다.
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[기후의 역습(14)] 태평양 연안 회색 고래, 20년 새 13% 작아져
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[먹을까? 말까?(26)] 식이 보충제 오메가-3, 공격성 28% 급감 효과
- 인간의 공격성을 약 30% 감소시키는 식이 보충제가 발견됐다. 미국 펜실베니아 대학교 과학자들의 새로운 연구에 따르면 생선 기름 캡슐인 오메가-3가 공격성을 28%나 줄일 수 있다고 사이언스얼럿이 최근 보도했다. 오메가-3 지방산은 이전 연구에서 정신분열증 예방과 연관성을 보였다. 공격성이나 반사회적 행동은 부분적으로 영양 부족에서 기인하는 것으로 알려져 있다. 펜실베니아 대학교 연구팀은 오메가-3 보충제가 공격성에 미치는 영향에 대한 기존의 소규모 연구들을 바탕으로 메타 분석을 실시했다. 총 3918명의 참가자를 대상으로 29건의 무작위 대조 시럼을 분석한 결과, 모든 시험에서 적지만 눈에 띄는 단기 효과가 나타났다. 다양한 변수(연령, 성별, 의학적 진단, 치료 기간 및 복용량 포함)를 고려해도 공격성이 최대 28% 감소하는 것으로 확인됐다. 아드리안 레인(Adrian Raine) 신경범죄학자는 "지역사회, 임상 현장 또는 형사 사법 시스템 등 어떤 환경에서든 오메가-3 보충제를 활용해 공격성을 줄여야 할 시기가 왔다고 생각한다"고 말했다. '주도적 공격성'도 감소해 1996년부터 2024년까지 진행된 연구를 포함한 이번 분석은 평균 16주 동안 다양한 인구 통계학적 특성을 가진 참가자들을 대상으로 이루어졌다. 특히, 공격성 감소에는 자극에 대한 반응으로 나타나는 '반응적 공격성'과 계획된 행동인 '주도덕 공격성' 모두 포함되어, 오메가-3가 다양한 유형의 공격성에 도움이 될 수 있음을 시사했다. 이러한 관계를 더욱 확실하게 규명하기 위해서는 장기간에 걸친 대규모 연구가 필요하지만, 이번 연구는 어유 정제와 그 안에 함유된 오메가-3가 뇌에 어떻게 유악한 영향을 미칠 수 있는지에 대한 이해를 넓히는 데 기여했다고 한다. 레인은 "최소한 공격적인 아이를 치료하려는 부모들은 아이가 받는 다른 치료 외에도 매주 한 두번 생선을 더 섭취하는 것이 도움이 될 수 있다는 사실을 알아야 한다"고 강조했다. 연구팀은 오메가-3가 염증을 줄이고 필수적인 뇌 기능을 유지하는 방식이 공격성 조절에 도움을 줄 수 있다고 추정했다. 생선 기름에서 추출한 보충제가 치명적인 심장 마비와 뇌졸중 및 기타 심장 질환 위험을 줄이는 데 도움이 될 수 있다는 연구 결과를 고려하면, 식단에 오메가-3를 추가하는 것은 많은 이점을 가져다 줄 수 있다고 연구팀은 제안했다. 레인은 "오메가-3가 사회의 폭력 문제를 완전히 해결하는 마법의 해결책은 아니지만, 이번 연구 결과를 토대로 우리는 확신하며, 우리가 얻은 새로운 지식을 바탕으로 행동해야 한다"고 말했다. 이번 연구는 '공격과 폭력적 행동(Aggression and Violent Behavior)' 저널에 게재됐다.
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[먹을까? 말까?(26)] 식이 보충제 오메가-3, 공격성 28% 급감 효과
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7월부터 은행 대출한도 수천만원 깎인다
- 7월부터 2단계 스트레스 총부채원리금상환비율(DSR) 규제가 실행되면 대출 한도가 최대 수천만원 줄어들 것으로 예상된다. 17일 금융권에 따르면 은행권은 오 7월 1일부터 새로 신규 취급 주택담보대출과 신용대출에 '2단계 스트레스 DSR'을 적용하기로 했다. 지난 2월 26일 1단계 스트레스 DSR시행 이후 약 4개월 만이다. DSR은 대출받는 사람의 전체 금융부채 원리금 부담이 소득과 비교해 어느 정도 수준인지 가늠하기 위한 지표로, 해당 대출자가 한해 갚아야 하는 원리금 상환액을 연 소득으로 나눈 값이다. 현재 은행권의 경우 대출자의 DSR이 40%를 넘지 않는 한도 안에서만 대출을 내줄 수 있다. 도입 이후 지난 2월 25일까지 DSR은 현재 금리를 기준으로 산정했지만, 2월 26일부터 '스트레스 DSR' 체계로 바뀌면서 실제 금리에 향후 잠재적 상환 능력 확대 요인을 감안해 더 높은 금리를 가산했다. 현재 한 차주가 시중은행에서 변동형 주택담보대출을 받을 때 스트레스 DSR을 시행하기 전에는 금리가 4.0%였다면 2월 26일부터는 1단계 스트레스 DSR을 적용해 4.38%로 금리를 가산했다. 보름 뒤 2단계 스트레스 DSR이 시행되면 금리는 4.75%로 오른다. 대출 한도 또한 1단계 스트레스 DSR을 시행하기 전보다 2000만원 줄어든다. 내년 1월 1일 이후 '3단계 스트레스 DSR' 규제가 시작되면 가산금리는 최대 1.5%포인트(P)까지 오른다. 해당 차주의 금리가 5.5%까지 오를 수 있단 의미다. 스트레스 2단계 DSR 적용 배경에는 가계부채 확대가 꼽힌다. 금융위원회에 따르면 5월 중 전 금융권 가계대출은 전달보다 5조4000억원 증가했다. 전달 증가 폭(4조1000억원)보다 확대됐다. 중심에는 주택담보대출(주담대)이 있다. 주담대는 5조6000억원 늘었다. 은행권 주담대 증가 폭이 전달보다 크게 확대(4조5000억원→5조7000억원)된 영향이다. 다만 금융당국에서는 아직 확정된 내용은 없다는 입장이다. 오는 18일 열리는 은행장 간담회에서 해당 내용이 논의될 것으로 예상된다. 금융위 관계자는 "금융당국은 가계부채에 대한 일관되고 안정적인 관리 기조를 유지하는 가운데 서민·실수요자에 대한 영향을 최소화하기 위해 스트레스 DSR 1단계 영향 및 2단계 시행시 예상효과를 살펴보고 있다"면서 "이를 바탕으로 스트레스 DSR 2단계 시행에 관한 구체적인 사항을 확정할 예정"이라고 말했다.
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- 경제
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7월부터 은행 대출한도 수천만원 깎인다
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4월 은행 연체율 상승 전환, 가계·기업 모두 증가세
- 지난 3월 분기말 연체채권 상·매각 효과로 잠시 주춤했던 국내 은행의 연체율(1개월 이상 원리금 연체 기준)이 4월 들어 다시 상승했다. 금융감독원이 14일 발표한 '2024년 4월말 국내은행의 원화대출 연체율 현황'에 따르면 은행 연체율은 0.48%로 전월말(0.43%) 대비 0.05%포인트(P) 상승했다. 전년동월말(0.37%)과 비교하면 0.11%P 오른 수치다. 은행 연체율은 코로나19 종료 이후 점차 증가하는 추세다. 지난 2월 0.51%까지 올라 2019년 5월(0.51%) 이후 최고치를 기록했다가 3월 은행이 연체채권 관리를 강화하는 분기말 효과 덕에 잠시 진정되는 모습을 보였지만 한 달 만에 다시 상승했다. 4월 신규연체 발생액은 2조6000억원으로 전월대비 2000억원 증가했다. 연체채권 정리 규모는 1조5000억원으로 전월대비 2조7000억원 감소했다. 신규연체율은 0.12%로 전월(0.11%)대비 0.01%P 상승했다. 전년동월(0.08%) 대비로는 0.03%P 상승했다. 부문별로 보면 가계와 기업대출 대부분에서 연체율이 증가했다. 4월말 기업대출 연체율은 0.54%로 전월말(0.48%) 대비 0.06%P 상승했다. 대기업대출 연체율(0.11%)은 전월말과 유사한 수준이었고 중소기업대출 연체율(0.66%)은 전월말(0.58%) 대비 0.08%P 증가했다. 중소기업대출 가운데 중소법인 연체율(0.70%)은 전월말(0.61%) 대비 0.09%P 늘었으며 개인사업자대출 연체율(0.61%)은 전월말(0.54%) 대비 0.07%P 상승했다. 가계대출 연체율은 0.40%로 전월말(0.37%) 대비 0.03%P 증가했다. 가계대출 중에서 주택담보대출(주담대) 연체율(0.26%)은 전월말(0.25%) 대비 0.01%P 상승했고 주담대를 제외한 신용대출 등의 가계대출 연체율(0.79%)은 전월말(0.73%) 대비 0.06%P 늘었다. 금감원은 "4월말 연체율은 전월보다 상승했지만 상승폭은 1월 0.07%포인트, 2월 0.06%P에 비해 소폭 둔화됐다"며 "코로나 이전인 2019년 4월(0.49%)과 유사한 수준으로 코로나 이전 10년 간의 장기평균 연체율(0.78%)에 비해 여전히 낮다"고 설명했다. 그러면서도 "다만 고금리·고물가 등이 지속되면서 경기민감업종 개인사업자 등 취약차주를 중심으로 신규 연체가 확대될 가능성에 대비할 필요가 있다"며 "은행권이 연체 및 부실채권에 대한 적극적인 상·매각 등으로 자산건전성 관리를 강화토록 하고 연체우려 취약차주에 대한 채무조정을 활성화해 차주의 상환부담 완화를 지원토록 유도할 것"이라고 말했다.
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- 경제
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4월 은행 연체율 상승 전환, 가계·기업 모두 증가세
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[신소재 신기술(58)] 차세대 나트륨-황산 배터리, 20% 비용 절감 및 성능 향상 달성
- 세계적으로 널리 활용되는 비-리튬 전기화학 에너지 저장 기술의 하나인 나트륨-황(NSA) 배터리가 한층 업그레이드된 모델이 출시됐다. 일본 산업용 세라믹 기업인 NGK와 독일 화학 회사인 BASF 자회사 BASF 고정식 에너지 스토리지(BASF Stationary Energy Storage)는 협력을 통해 기존 NAS 배터리 대비 총비용을 20% 절감하고 성능을 향상시킨 NAS 모델 L24를 선보였다고 에너지스토리지가 12일(현지시간) 보도했다. NAS 모델 L24는 연간 1% 미만의 셀 성능 저하율과 향상된 열 관리 시스템을 통해 장시간 안정적인 방전이 가능하며, 설치 공간 및 유지 관리 비용 절감 효과를 제공한다. 현재까지 전 세계적으로 약 720MW/5000MWh의 NAS 배터리 시스템이 구축됐다. 이는 일반 가정에서 사용되는 전력량(kW)의 7200억 배에 해당하는 대규모 전력량이다. MW(메가와트)sms kW(킬로와트)보다 1000배 더 큰 단위이다. kW는 일반 가정에서 사용하는 전력량을 나타내는 단위로 표시된다. 반면 MW는 대규모 시설이나 산업체에서 사용하는 전력량을 나타내는 데 사용된다. 최근에는 독일, 불가리아, 호주, 일본 등 다양한 국가에서 NAS 모델 L24 주문 및 프로젝트 계약이 체결됐다. 특히 6시간 이상의 저장 용량이 요구되는 중장기 에너지 저장(LDES) 분야에서 NAS 배터리는 대용량 전력 저장 솔루션으로 주목받고 있다. NAS 배터리는 고유한 세라믹 전해질을 사용하여 300℃의 고온에서 작동한다. 낮은 저하율은 NGK 제품의 오랜 강점 중 하나다. 이번에 출시된 NAS 모델 L24는 더욱 개선된 저하율을 자랑하며, 관련 에너지 저장 산업 안전 기준 인증을 획득했다. NGK와 BASF는 2019년부터 NAS 기술 개발 및 판매를 위한 파트너십을 이어오고 있으며, 이번 신제품 출시는 양사의 긴밀한 협력의 결과다. NGK 에너지 저장 부문 부사장 겸 총괄 관리자인 다케다 류고는 "연간 1% 미만의 낮은 저하율은 에너지 저장 산업에서 주목할 만한 성과"라고 강조했다. BASF Stationary Energy Storage의 프랑크 프레히틀 전무 이사는 "NAS 모델 L24를 통해 고객들은 초기 투자 비용 절감뿐만 아니라 장기적으로 약 20%의 프로젝트 비용 절감 효과를 누릴 수 있을 것"이라고 밝혔다.
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[신소재 신기술(58)] 차세대 나트륨-황산 배터리, 20% 비용 절감 및 성능 향상 달성
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금융당국 "제4 인터넷은행 인가 심사, 사업계획 타당성 및 자금조달 능력 집중 검토"
- 제4 인터넷전문은행 설립 경쟁이 심화되는 가운데, 금융당국은 사업계획의 타당성과 안정적인 자금 조달 능력을 핵심 평가 요소로 제시했다. 2024년 하반기 출범 예정인 제4 인터넷전문은행은 2021년 금융위원회의 금융혁신 3.0 로드맵에 따라 추진되는 새로운 형태의 은행이다. 이진수 금융위원회 은행과장은 13일 한국금융연구원 주최 세미나에서 "새로운 인터넷은행은 사업 계획의 실현 가능성을 엄격하게 평가받을 것"이라고 밝혔다. 특히, 소상공인 특화 은행을 표방하는 컨소시엄들에게는 비대면 환경에서도 정교한 신용평가모델 구축이 필수적이며, 경기 변동에 따른 리스크 관리 능력 또한 중요하다고 강조했다. 제4 인터넷은행 설립 필요성에 대해서는 "신규 사업자의 진입으로 경쟁 촉진과 혁신이 가능할지는 예단하기 어렵지만, 새로운 영역에서 혁신적인 신용평가모델을 제시하는 사업자라면 사업계획과 자금조달 능력을 면밀히 심사할 것"이라고 답했다. 이병윤 한국금융연구원 선임연구위원 또한 기존 인터넷은행이 접근하기 어려웠던 소상공인·중소기업 금융 특화를 목표로 하는 컨소시엄들에게 사업계획의 타당성과 대주주의 자금 조달 능력 확보를 강조했다. 인터넷은행은 금융 소외 계층 및 중소기업의 금융 접근성 향상, 지역 경제 활성화 및 일자리 창출 등의 긍정적인 효과를 가져올 것으로 기대된다. 정우현 금융감독원 은행감독국장은 기존 인터넷은행 3사의 성과를 "절반의 성공"으로 평가하며, 압축적인 성장과 흑자전환에는 성공했지만 예상치 못한 자본 확충 문제를 겪었다고 지적했다. 그는 "향후 신규 인터넷은행은 초기 자본 조달뿐만 아니라 지속적인 자본 확충 기반 마련이 중요하다"고 강조했다. 인터넷은행은 모임통장, 파킹통장, 외화통장 등 기존 은행에서 찾아볼 수 없었던 혁신적인 서비스를 제공하고, 주택담보대출 시장에서 금리 인하 및 중도상환수수료 면제 등을 통해 소비자 편익을 증진했다. 그러나 금융당국은 주택담보대출에 편중된 영업 행태에 대해 비판적인 시각을 드러냈다. 정 국장은 "대환대출을 통한 자산 및 수익 증대는 인터넷은행 설립 취지와 부합하지 않는다"고 지적했으며, 이 과장 또한 "수익 창출 방식이 기존 은행과 차별화되지 않아 아쉽다"고 꼬집었다. 인터넷은행의 중·저신용자 신용대출 공급 부족에 대한 비판도 제기되었다. 이 선임연구위원은 인터넷은행의 신용평가시스템 고도화가 기대에 미치지 못했으며, 금융당국의 정책 발표 이후 관리·감독 강화를 통해 개선되었다고 평가했다. 정 국장 또한 "새로운 신용평가모델을 통한 금융 소외 계층 포용이라는 기대와 달리, 기존 중금리 시장에서 경쟁하는 양상으로 흘러간 것은 아쉽다"고 말했다.
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- 경제
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금융당국 "제4 인터넷은행 인가 심사, 사업계획 타당성 및 자금조달 능력 집중 검토"
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우주경제 시대 성큼…우주 여행이 인체 건강에 미치는 영향은?
- 우주 여행은 인체의 건강에 어떤 영향을 미칠까. 이 질문은 전문 우주 비행사뿐만 아니라 돈만 지불하면 누구나 지구 궤도에 진입할 수 있는 우주 관광을 계획하거나 우주를 관광하려는 사람들에게도 매우 중요한 문제다. 지난 2021년 최초의 민간인 궤도 비행에 탑승한 스페이스X(SpaceX) 관광객 4명의 비행 데이터를 사용, 우주가 인체 건강에 미치는 영향을 포괄적으로 조사 분석한 연구 결과 보고서가 출판돼 주목된다고 PHYS가 전했다. 이 보고서는 '네이처' 저널에 게재됐다. 전 세계 100개 이상의 기관에서 온 연구팀은 데이터 조사를 통해 인간의 신체가 우주에 도달하면 다양한 방식으로 변화하지만, 대부분의 변화는 지구로 돌아온 후 수 개월 안에 정상으로 돌아간다는 사실을 보여주었다. 인체는 우주에 머무르는 동안 방사선에 노출되는 것부터 무중력으로 인한 방향 감각 상실 효과까지 엄청난 스트레스를 받는다는 것. 우주 비행은 뼈 질량 손실은 물론 심장, 시력 및 신장 이상 등 건강 문제를 일으킬 수 있다. 물론 우주를 비행한 사람은 700명 미만이기 때문에 표본 크기는 매우 작다. 분석은 인스퍼레이션 4(스페이스X가 운영하는 우주 여행용 유인 우주선) 미션으로 우주에서 3일을 보낸 4명의 미국인 관광객을 대상으로 이루어졌다. 억만장자 재러드 아이작먼(Jared Isaacman)이 자금을 지원한 인스퍼레이션 4 임무는 수년간 훈련을 받지 않은 일반인들도 우주를 비행할 수 있음을 보여주었다. 이를 위해 4명의 민간 우주 비행사들은 다수의 의료 검사를 받았다. 이들 데이터는 64명의 다른 우주 비행사의 데이터와 비교됐다. 연구진은 사람들이 우주에 머물 때 혈액, 심장, 피부, 단백질, 신장, 유전자, 미토콘드리아, 텔로미어(염색체의 말단 소립), 사이토카인(단백질 면역조절제) 및 기타 건강 지표에 변화가 일어나는 것을 발견했다. 한 연구에서는 네 명의 피험자 모두가 우주에 도착했을 때 텔로미어의 길이가 이례적으로 길어졌다는 사실을 발견했다. 그러나 건강 지표의 약 95%는 3개월 이내에 이전 수준으로 돌아왔다. 연구팀원인 웨일 코넬 메디신(Weill Cornell Medicine)의 크리스토퍼 메이슨은 "사람들이 대부분 우주 비행 후 빠르게 회복한다는 것이 의미 있는 발견"이라고 말했다. 메이슨은 "우주인에 대한 심층적 조사를 통해 미래에 우주로 진출하는 사람들을 보호하기 위해 어떤 약물이나 조치가 필요할지 이해할 수 있다“고 덧붙였다. 콜로라도 주립대학교의 수잔 베일리 교수는 텔로미어는 나이가 들수록 길어지기 때문에 이를 해결하는 것은 노화 방지 연구에 큰 진전이 될 수 있다고 말했다. 그는 "'텔로미어 함유 페이스 크림"과 같은 노화 방지 제품 개발로 이어질 수도 있다”고 기대했다. 그러나 장기간의 우주 여행은 신장 손상을 유발할 위험이 높다고 한다. 한 연구에서는 방사능이 많은 우주에서 2년 6개월 동안 방사선에 노출된 생쥐가 영구적인 신장 손상을 입은 것으로 나타났다. 보고서는 신장을 보호할 수 있는 새로운 방법을 개발하지 않는다면 우주 비행사가 화성에 갈 수는 있지만 돌아오는 길에 투석이 필요할 수 있다고 지적한다. 한편, 확증 데이터는 불충분하지만 여성 우주 비행사가 남성에 비해 우주 비행의 스트레스를 더 잘 견디는 것으로 나타났다. 메이슨은 이에 대해 아기를 낳는 여성의 몸이 환경의 큰 변화에 더 익숙하다는 의미라고 말했다.
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우주경제 시대 성큼…우주 여행이 인체 건강에 미치는 영향은?
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[퓨처 Eyes(39)] 유전자 편집 기술 eePASSIGE, 인간 세포 치료 효율 극대화
- 혁신적인 유전자 편집 기술이 최근 개발돼 낭포성 섬유증 등 수백, 수천 개의 돌연변이 유형으로 발생하는 난치성 유전 질환 치료에 새로운 가능성을 제시했다. 기존 유전자 편집 기술은 제한적인 범위 내에서만 변화를 줄 수 있었지만, 이번에 개발된 신기술은 건강한 유전자 복사본을 원래 위치에 직접 삽입해 치료 효과를 극대화할 수 있다. 미국 매사추세츠 공과대학(MIT)과 하버드 브로드 연구소 연구팀은 인간 세포에서 전체 유전자를 삽입하거나 대체할 수 있는 획기적인 유전자 편집 시스템인 'eePASSIGE'를 개발했다. 해당 내용은 네이처와 PHYS등 다수 외신이 지난 10일(현지시간) 집중 조명했다. 이번 연구는 브로드 연구소의 데이비드 리우(David Liu) 박사가 이끌었으며, 단일 유전자 치료법 개발에 중요한 발판을 마련할 것으로 전망된다. 'eePASSIGE'로 명명된 이 프라임 편집 시스템은 기존 유사 방식보다 몇 배 더 효율적인 유전자 전체 치료를 가능하게 하여, 유전 질환 치료의 새 지평을 열 것으로 기대된다. 이 신기술은 최대 100~200개 염기쌍까지 다양한 변화를 유도하는 프라임 편집과 함께 개발된 재조합 효소를 활용한다. 이 재조합 효소는 수천 염기쌍에 달하는 큰 DNA 조각을 유전자(게놈)의 특정 위치에 효율적으로 삽입할 수 있다. 다시 말하면, eePASSIGE는 기존의 유전자 편집 기술보다 훨씬 더 효율적이고 정확하게 유전자를 조작할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 특히 기존 기술에서는 어려웠던 대규모 유전자 편집이 가능해, 수천 염기쌍 길이의 대규모 유전자 삽입도 가능하다. 따라서 이 기술은 낭포성 섬유증처럼 수백 또는 수천 개의 돌연변이 유형 중 하나에 의해 발생하는 질병 치료에 혁신적인 변화를 가져올 수 있다. eePASSIGE는 또 다른 유전자 편집 기술에 비해 오류율이 낮아 정확하게 원하는 유전자 변형을 일으킬 수 있다. 게다가 손상된 유전자를 교체하거나 정상적인 유전자를 삽입하는 방식으로 다양한 유전자 질횐을 치료할 수 있는 잠재력이 있다. 이번 연구 결과는 유전자 편집 기술이 단순히 유전자 일부를 수정하는 것을 넘어 전체 유전자를 효과적으로 치료하는 단계로 진입했음을 보여준다. 이는 난치성 유전 질환 치료에 새로운 희망을 제시하며, 향후 유전자 치료 분야의 발전을 가속화할 것으로 보인다. 연구 결과는 저명한 학술지 '네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature Biomedical Engineering)'에 게재되어 학계의 주목을 받고 있다. 유전자 편집 기술 유전자 편집은 살아있는 유기체의 DNA를 직접 수정하여 질병을 치료하거나 원하는 특성을 부여하는 기술로, 유전자 보강과 유전자 치료라는 두 가지 방식으로 구현된다. 1970년대 시작된 유전자 조작 기술은 '유전자 가위' 크리스퍼(CRISPER)의 등장과 함께 혁명적인 발전을 이루었다. 특히 3세대 유전자 가위인 크리스퍼-Cas9는 DNA를 정교하게 자르고 붙이는 기술로, 생명과학 분야의 '게임 체인저'로 평가받는다. CRISPER-Cas9는 Cas9 단백질과 CRISPR RNA를 이용해 특정 DNA 부위를 정확하게 절단하고, 원하는 유전자를 삽입하거나 삭제할 수 있다. 이 기술은 유전 질환 치료, 농작물 개량 등 다양한 분야에 혁신을 가져올 것으로 기대된다. 크리스퍼-Cas9 이전에도 다양한 유전자 편집 기술이 개발되었다. 2009년에서 2010년 사이에 개발된 '탈렌(TALENs)'은 염기 서열을 인식하는 단백질을 사용하여 DNA를 절단하고 변형하는 기술이다. 또한, '징크 핑거(ZFN)' 기술은 인간 게놈 유전자의 3%에서 발견되는 아연 집게 단백질을 이용하여 DNA를 인식하고 절단한다. 최근에는 CRISPR-Cas9 기술을 변형하여 DNA 염기 서열을 직접 변형하는 '베이스 편집' 기술도 등장했다. 유전자 가위 크리스퍼(CRISPER) 지난 10년 동안 크리스퍼(CRISPER)는 DNA를 쉽고 정확하게 편집할 수 있는 능력으로 생물의학계와 생명과학계에 큰 반향을 일으켰다. 크리스퍼는 인체의 DNA 조각이나 그 화학(소위 후생 유전학)을 정확하게 수정할 수 있으므로 생명의학 과학에서 임상 용도로 사용할 수 있는 잠재적인 도구가 된다. 스탠포드 대학교 생명공학부 부교수이자 사라판 ChEM-H연구소의 스탠리 치 교수는 "크리스퍼는 단순한 도구가 아니다. 기초 과학, 의학, 환경 분야의 오랜 난제를 해결할 수 있는 학문이자 원동력이 되고 있다"고 설명했다. 치 교수는 "최근 미국 식품의약국(FDA)이 겸상 적혈구 빈혈과 베타 지중해빈혈을 치료하는 최초의 크리스퍼 약물인 캐스게비(Casgevy)를 승인한 것은 다른 질병에 대한 안전성과 잠재력을 말해준다"고 부연했다. 캐스게비는 2021년 10월 FDA로부터 승인된 암 치료제로 특정 유형의 혈액암 치료에 사용되고 있다. '겸상 적혈구 빈혈'은 적혈구에 있는 돌연변이가 있는 질병이다. 일반적으로 잦은 수혈이나 일치하는 기증자의 골수 이식 외에는 치료법이 없다. 이는 비용이 많이 들고 환자의 전반적인 건강에 해를 끼친다. 크리스퍼를 사용하면 일회성 치료를 수행해 돌연변이를 영구적으로 교정하는 것이 가능하다. 크리스퍼를 사용해 잠재적으로 치료를 고려할 수 있는 유전병은 8000가지가 넘는다. 현재 크리스퍼는 설정하는 데 몇 주 밖에 걸리지 않으며, 설정 비용은 수 백달러가 조금 넘는다. 연구진은 유전자 편집 기술의 효율성을 높이기 위해 끊임없이 노력하고 있다. 기존 프라임 편집 기술은 수십 염기쌍까지 변화를 유발하는 데 효과적이었지만, 수천 염기쌍에 이르는 전체 유전자를 원래 위치에 삽입하는 데에는 한계가 있었다. 이러한 한계를 극복하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 머지않아 유전자 편집 기술은 더욱 정교하고 효율적인 도구로 발전할 것으로 전망된다. eePASSIGE 유전자 편집 기술 이번 연구는 유전자 질환 치료에 있어 돌연변이 유형에 상관없이 치료 가능성을 높이고, 주변 DNA 서열을 보존하여 유전자 발현 조절을 정확하게 유도할 수 있다. 앞서 2021년 리우 박사 연구팀은 이러한 목표 달성을 위한 중요한 단계를 발표했다. 연구팀은 '트위핀(twinPE)'이라는 프라임 접근 방식을 개발해 게놈에 재조합 효소 '착륙 지점'을 설치하고, 천연 재조합 효소인 Bxb1을 사용하여 새로운 DNA를 프라임 편집된 표적 위치에 삽입하는 방법을 제시했다. 하지만 PASSIGE(prime-editing-assisted site-specific integrase gene editing)라고 불리는 이 기술은 일부 유전자 질환 치료에만 효과적이며 대부분의 질환 치료에는 적용하기 어려운 한계가 있었다. 따라서 이번 연구에서는 PASSIGE의 편집 효율을 높이는 데 초점을 맞췄다. 연구 결과, 재조합 효소 Bxb1이 PASSIGE의 효율성을 제한하는 요인임을 확인했다. 연구팀은 실험실에서 더 효율적인 Bxb1 변형체를 빠르게 진화시키기 위해 이전에 개발한 PACE(phage-assisted continuous evolution) 도구를 사용했다. 개발된 새로운 변형체(eeBxb1)는 'PASSIGE' 시스템을 개선해 실험 쥐 및 인간 세포에서 평균 30%의 유전자 크기 통합할 수 있게 했다. eePASSIGE 기술을 적용한 이 수치는 기존 기술의 4배, 최근 발표된 PASTE라는 다른 방법보다 약 16배 더 효율적이다. 연구팀은 "eePASSIGE와 개조된 바이러스 유사 입자(eVLPs)와 같은 전달 시스템을 결합해 유전자 편집제의 치료 전달을 제한하는 기존 장애물을 극복하기 위한 연구를 진행하고 있다"고 말했다. 이러한 노력은 유전자 질환 치료에 있어 새로운 가능성을 열 수 있다. 향후 임상 연구를 통해 안전성과 효능을 검증해야 하는 것이 과제다. 이번 연구는 유전자 편집 기술의 발전을 보여주는 중요한 성과다. eePASSIGE 시스템은 다양한 유전자 질환 치료에 효과적인 새로운 치료법 개발에 기여할 수 있으며, 향후 지속적인 연구를 통해 더욱 안전하고 효과적인 유전자 치료법 개발이 기대된다. 하지만 동시에 유전자 편집 기술의 윤리적 문제 또한 해결해야 할 중요한 과제다. 유전자 편집 기술은 인간 유전자를 영구적으로 변화시킬 수 있는 강력한 도구다. 따라서 이 기술을 사용하기 전에 신중한 윤리적 논의와 규제가 필요하다. 또한 유전자 편집 기술의 오남용 가능성도 고려해야 한다. 지속적인 연구와 사회적 논의를 통해 유전자 편집 기술을 안전하고 책임감 있는 방식으로 활용해 인류 건강 증진에 기여해야 할 것이다.
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[퓨처 Eyes(39)] 유전자 편집 기술 eePASSIGE, 인간 세포 치료 효율 극대화