네이처 10대 과학 뉴스
국제학술지 네이처는 14일 올해의 과학계 10대 뉴스를 발표했다. 올해도 신종 코로나바이러스 감염증(COVID-19·코로나19)와 맞서기 위한 과학계의 노력이 조명받은 가운데 백신의 효과를 떨어트리는 변이의 출현과 추가접종을 위한 백신 선점, 백신 공평 배분 사이 논쟁도 주목받은 뉴스로 꼽혔다. 기후변화의 위험성을 알리는 보고서 출판과 전 세계 정부의 새 협의에 관한 뉴스도 2개 선정됐다. 화성 탐사와 물리학 표준모형을 뒤흔드는 새 발견, 알츠하이머 약물 승인을 둘러싼 논쟁 등도 꼽혔다.
코로나바이러스 변이, 백신 보호를 위협하다
네이처는 “과학자들에게 올해는 전 세계적으로 확산하고 있는 코로나19 바이러스 변이에 대해 더 많이 알아내기 위해 경쟁하면서 시작했다”며 “마무리도 새로운 변이와 씨름하고 있다”고 전했다. 지난해 말부터 올해 초까지 등장한 코로나19의 새 변이인 알파, 베타, 감마 변이는 코로나19 백신의 효능에 영향을 주는 것으로 보였다. 그리고 3월 델타 변이가 등장하면서 백신의 효과가 무뎌졌다는 사실이 확실해졌다. 전파력 또한 강해진 델타 변이는 빠르게 전 세계로 확산했다. 그리고 11월에는 델타 변이의 등장 때와 모든 것이 비슷한 오미크론 변이가 등장했다.
추가접종을 활용할 것인가 말 것인가
코로나19 백신을 다량 확보한 국가들은 올해 중반 접종을 마친 이들을 대상으로 추가 접종하는 방안을 진지하게 고려하기 시작했다. 과학자들은 그러한 조치가 정당한지에 대해 의문을 제기했다. 델타 변이에 직면해 백신의 면역력이 약화되고 있다는 증거가 있었지만 백신이 입원과 사망으로부터 사람들을 보호하는 효과는 이어졌기 때문이다. 세계보건기구(WHO)가 저소득 국가들의 많은 사람들이 접종받을 수 있도록 추가접종을 중단해달라고 요청했지만 소용이 없었다.
오미크론 변이가 확산하면서 상황은 조금 달라졌다. 추가접종이 코로나19 감염 가능성을 낮춘다는 연구결과가 등장하면서 과학자들은 추가접종의 필요성을 촉구하는 분위기다. 그러나 저소득 국가 국민의 7%만 1회 접종을 마친 상황에서 코로나19 변이가 계속 출현할 것이라는 주장도 제기된다. 네이처는 "전문가들은 백신 공급을 늘리기 위해 지적재산권 면제와 같은 전략을 통해 추가접종과 형평성 사이 상충관계가 발생하지 않도록 해야 한다고 조언한다"고 조명했다.
기후 보고서, 극한 날씨가 계속될 수 있다고 경고
유엔 산하 기후변화에 관한 정부 간 협의체(IPCC)는 8년 만에 기후과학을 집대성해 지구의 기후변화를 분석한 6차 평가보고서를 내놨다. 기록적인 가뭄과 산불, 홍수가 이미 전 세계 지역사회를 파괴하고 있으며 정부가 온실가스 배출을 중단하기 위한 조치를 취하지 않을 경우 악화될 것이라는 잔인하지만 분명한 메시지가 담겼다. 보고서에 따르면 지구는 이미 1850년부터 1900년 평균에 비해 온도가 1.1도 상승했다. 현재 온실가스 배출 수준으로는 10년 내로 1.5도를 넘을 가능성이 크다.
기후정상회담은 협약과 회의론으로 끝나다
유엔 기후변화 당사국총회(COP26)에서 정치인들은 온실가스 배출량을 제한하기 위한 새 공약을 발표했다. 기후변화가 만드는 최악의 영향을 피하기 위해 추가 감축이 필요하다는 데 동의하고 196개 국가가 2030년까지 전 세계 이산화탄소 배출량을 2010년 대비 45% 감축하는 글래스고 기후협약에 서명했다. 그러나 과학자들은 회담에서 약속된 것들이 모두 이행돼도 여전히 산업화 이전보다 2.4도 높은 온도에 도달할 것이라고 보고 있다. 네이처는 정부가 협약 이행을 위한 수많은 과제를 해결할 수 있을지도 의문 부호가 붙고 있다고 전했다.
화성은 행성 탐사의 목적지였다
미국항공우주국(NASA)의 4륜구동 로버 ‘퍼시비어런스’는 2월 18일 화성에 착륙하며 화성 탐사의 새 시대를 열었다. 퍼시비어런스는 지구 밖 다른 세계에서 첫 동력 비행을 실시한 소형 헬리콥터 ‘인제뉴어티’를 배치했다. 초기 실패를 딛고 9월 화성 암석을 처음으로 뚫어내 시료를 저장하는데도 성공했다. 시료는 미래 화성 탐사선에 의해 수거돼 화성에서 생명체의 흔적을 찾는 데 활용될 전망이다.
탐사선과 착륙선, 로버로 구성된 중국의 첫 화성탐사 임무 ‘톈원-1’도 성공했다. 5월 15일 화성에 착륙한 주룽은 화성 북반구에서 이전에 탐험되지 않은 지역에서의 지질 데이터들을 수집하는 데 성공했다. 아랍에미리트(UAE)는 탐사선 ‘아말(호프)’를 화성 궤도에 올려놓고 화성의 오로라 사진을 촬영하는 데 성공했다. 화성의 오로라는 태양풍과 행성 자기장의 상호작용으로 만들어지는 자외선이다.
뮤온 실험, 물리학 변화에 대한 문을 열다
한국의 기초과학연구원(IBS) 연구진 7명을 포함한 7개국 190명의 국제 공동 연구진은 미국 페르미국립연구소에서 실험을 통해 자연의 모든 물질을 설명하는 표준모형으로 설명할 수 없는 새로운 입자의 존재 가능성을 처음 확인했다고 4월 밝혔다. 전자의 ‘무거운 형제’같은 입자로 고에너지 양성자 입자를 총돌시킬 때 만들어지는 뮤온 입자가 표준모형의 예측보다 더 자성을 띠고 있다는 연구결과를 발표한 것이다. 만약 이 불일치가 이어지면 50년 전 개발된 표준모형이 관측을 설명하지 못하는 처음 사례가 된다.
알츠하이머 약물 승인, 벌집을 건드리다
미국식품의약국(FDA)은 6월 미국 바이오젠과 일본 에자이가 개발한 아두카누맙을 알츠하이머 신약으로 승인했다. 18년 만에 첫 알츠하이머 신약 승인이다. 바이오젠은 이 약물이 알츠하이머의 원인 중 하나로 추정되는 아밀로이드 베타 단백질 덩어리를 뇌에서 제거할 수 있음을 보여줬다. 그러나 이 치료법이 임상시험에서 인지능력을 낫게 하는 결과가 나타나지 않았고 자문단 대다수가 약물 승인을 반대했음에도 FDA가 승인을 결정하며 문제가 됐다. 자문단들은 즉각 사임을 시작했고 미국 보건복지부는 승인 단계를 검토 중인 것으로 알려졌다.
크리스퍼 유전자 가위, 체내에서 직접 유전자 편집
크리스퍼 유전자 가위는 질병 치료의 판도를 바꿀 것으로 꼽히는 기술이다. 그러나 기술이 실제 적용되려면 크리스퍼 유전자 가위가 사람 몸에서 표적으로 하는 유전자만 안전하게 편집한다는 것을 증명해야 한다. 6월 인텔리아 테라퓨틱스와 리제네론은 이것이 가능하다는 임상 결과를 공개했다. 신체 기관과 조직에 단백질 접힘이 잘못 이뤄진 단백질이 축적되는 트렌스티레틴 아밀로이드증 질환을 앓는 6명을 대상으로 유전자가위를 활용한 결과 모든 환자가 기형 단백질 양이 줄어든 것으로 나타났다. 고용량 약물을 투여받은 2명은 기형 단백질이 87% 줄었다.
딥마인드의 인공지능(AI), 수많은 단백질 구조 예측하다
딥마인드는 7월 AI ‘알파폴드2’를 활용해 인간이 발현하는 거의 모든 단백질 구조와 20종 유기체의 단백질 구조 대부분을 예측했다고 밝혔다. 단백질 구조는 단백질의 기능을 결정짓는다. 연구자들은 단백질 구조를 알아내기 위해 현미경으로 힘들게 구조를 찾아야 했지만, 알파폴드2는 올해 35만 개 이상의 새 단백질 구조를 예측으로만 찾아냈다. 네이처는 “이것은 AI 시스템이 지금까지 과학 지식을 발전시키는 데 기여한 가장 큰 공헌”이라고 밝혔다.
아프가니스탄의 연구원들, 새로운 체제와 씨름하다
8월 15일 탈레반은 아프가니스탄 수도 카불을 점령했다. 미국이 군대를 철수시키며 탈레반이 아프가니스탄을 다시 장악한 것이다. 과학계 또한 전문 지식과 여성을 경시하는 탈레반 체제에서 아프가니스탄의 연구계 미래와 학문적 자유를 잃게 되는 것을 우려했다. 실제로 탈레반 정권이 집권한 후 대학과 연구기관들은 대체로 문을 닫은 상태다. 네이처는 연구원들도 탈레반의 위협 하에 아프가니스탄을 떠나려고 하는 상태라고 전했다.
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- 조승한 기자shinjsh@donga.com