새샘(淸泉)
사이언스 선정 '주목해야 할 2022년 과학 분야' 본문
저명과학학술지 <사이언스 Science>는 지난 해인 2021년 12월 23일 과학 뉴스 담당자들이 뽑은 "코로나19 등 주목해야 할 2022년 과학분야"란 제목의 '뉴스 요약 News in Brief'을 실었다.
여기에 선정된 과학 뉴스는 코로나19 포함 12개이다.
1. 코로나19는 2022년에도 과학계의 큰 뉴스거리
COVID-19 looms large over the next year in science
2. 미국의 연구 보안에 대한 재정의
U.S. redefines research security
3. 희귀한 핵을 생성하는 이온빔
Ion beam to conjure rare nuclei
4. 중국의 엑사스케일 컴퓨터 출시
China debuts exascale computers
5. 달로 향하는 착륙선 무리
Bevy of landers heads for Moon
6. 유엔 자문기구가 오염 문제를 해결?
U.N. panel to tackle pollution?
7. 나선형 블랙홀에 주목
Listening for spiraling black holes
8. 미국의 연구혁신기구 출범
U.S. research innovators launch
9. 더욱 강화되는 생물다양성협약
Biodiversity pact to get stronger
10. 중국의 GM 작물 허용 움직임
China moves to allow GM crops
11. 궤도를 도는 메탄 사냥꾼
Methane hunter to orbit
12. 말라리아 백신의 아프리카 도착
Malaria vaccine arrives in Africa
1. 코로나19는 2022년에도 과학계의 큰 뉴스거리
2022년 과학계에서 즉시 등장하는 것은 역시 범유행병 주역인 코로나바이러스이다.
전 세계가 코로나19 COVID-19 시작 3년 째인 2022년에 접어들면서 연구자들은 최신 변종 오미크론 Omicron이 범유행병 궤적에 미치는 영향을 파악하려고 노력하고 있다.
현재 전 세계 감염자 수를 고려한다면 2022년에는 더 많은 코로나19바이러스 변종이 생길 듯하다.
전 세계 상당히 많은 인구가 예방접종 또는 감염을 통해 기존 변종에 대해 어느 정도의 면역을 갖고 있으므로, 과학자들은 이런 면역반응을 훨씬 잘 회피하는 변종 발생에 대비하고 있다.
이런 대비책의 하나로서 기존 코로나19 백신 사용 여부는 아직 불확실하다.
과학자들은 한편으로 보다 광범위한 면역력을 나타내는 차세대 백신이나 호흡기 점막에서 보다 강력한 반응을 이끌어낼 수 있는 차세대 백신을 개발하고 있는 중이다.
2022년 세계는 또한 코로나19 바이러스 SARS-Co-V2를 표적으로 삼는 먹는 항바이러스제의 효과를 볼 수 있을 것인데, 그 결과 사망자 수와 입원환자 수가 감소함으로써 의료체계에 미치는 스트레스가 줄어들 것으로 보인다.
연구자들은 코로나19 완치 몇 주 후 또는 몇 달 후 뚜렷하게 쇠약해지는 '장기 코로나19 Long COVID' 후유증의 신비를 풀려고 노력할 것이다.
그리고 백신 공급에 따른 핵심 질문은 백신 공급량이 늘어나는 만큼 과연 전 세계 빈곤국들의 많은 국민들도 예방접종을 받을 수 있는가이다.
2. 미국의 연구 보안에 대한 재정의
미국 의회와 백악관은 학술연구 기금 조달에 따른 개방성과 국가안보 사이의 균형을 맞추기 위해 발의된 법률과 규정을 곧 마무리할 수 있을 것이다.
미국 정책 입안자들은 연방 연구비가 중국의 기술 발전을 촉진할 수 있음을 우려하여, 연방 연구비를 지원받는 과학자의 외국 인재 채용 프로그램 참여를 금지하고 경제계 큰손들이 제공하는 모든 종류의 연구 지원에 대한 감독을 강화한다는 법령 준비가 된 것으로 보인다.
몇몇 미국 과학자들은 중국과의 관계를 숨겼다는 혐의로 이미 고발되었는데, 이 재판 결과가 미국 정부가 취했던 중국 이니셔티브 Chineses Initiative 즉 중국계 과학자들에 대한 부당한 표적이며 부기 오류를 범죄시했다고 평론가들이 비판하고 있는 3년간 지속된 법 집행의 운명을 결정하게 될 것이다.
3. 희귀한 핵을 생성하는 이온빔
7억 3천만 달러 규모의 미시간주립대학교 희귀동위원소빔시설(FRIB, Facility for Rare Isotope Beams)이 가동되면, 보통은 별이 폭발할 때만 만들어져서 쏜살같이 지나가버리는 원자핵을 지구에서도 볼 수 있을 것이다.
전 세계에서 가장 강력한 이온 생성 시설인 이 선형가속기는 수소 원자의 단일 양성자에서부터 거대한 우라늄 원자핵에 이르기까지 모든 원자핵을 표적으로 하여 이온빔 ion beam[이온들로만 구성된 하전된 입자 빔]을 발사하여 불안정한 새로운 핵을 만들 수 있다.
FRIB의 목표는 관측된 적 없는 1천 개 이상의 동위원소를 포함하여 이론적으로 가능한 모든 동위원소의 80퍼센트 이상의 희귀 원자핵을 만드는 것이다.
물리학자들은 FRIB를 통하여 핵 구조에 대한 이해를 넓히고, 별의 폭발 과정에서 무거운 원소가 만들어지는 과정을 알아내며, 자연에서의 새로운 힘을 찾아내기를 기대한다.
4. 중국의 엑사스케일 컴퓨터 출시
2022년에 중국은 세계에서 가장 속도가 빠르고 가장 강력한 컴퓨터를 선 보일 것으로 기대하고 있으며, 최근 보고서는 장기 목표 성능을 능가한 것으로 되어 있다.
작년 11월 하순에 열린 슈퍼컴퓨터회의에서 중국이 1초에 1조(10의 18승) 이상의 연산 능력을 가진 엑사스케일 exascale 컴퓨터를 세계 최초로 만들어났다는 뉴스가 보도되었다.
이유는 모르지만 중국은 아직 이 슈퍼컴퓨터에 대한 공식 보도를 하지 않고 있다.
그리고 일반 기준에 따라 세계 최고의 컴퓨터 순위를 매기는 슈퍼컴퓨터 500 목록(TOP500)에도 그 성능에 대한 구체적인 내용이 아직 없다.
그러나 기술 전문가들은 새로운 슈퍼컴퓨터 챔피언으로서 홍콩 선웨이 컴퓨터사 Sunway Computer Co.의 오션라이트 OceanLight와 중국 국립슈퍼컴퓨팅센터 National Supercomputing Center의 티안헤-3 Tianhe-3(천하-3, 天河-3)를 꼽는다.
미국의 최초 엑사스케일 컴퓨터로서 오크리지 국가실험실 Oak Ridge National Laboratory에서 만들고 있는 프런티어 Frontier는 2022년 온라인 출시가 예정되어 있다.
엑사스케일 컴퓨터는 방대한 데이터 세트를 처리할 수 있는 인공지능을 장착함으로써 개인맞춤의약 및 재료발견과 같은 분야를 변화시키고, 기후 변화 및 가속화되는 우주 팽창에 대한 보다 현실적인 모형을 우리들에게 제공해 줄 것으로 기대된다.
5. 달로 향하는 착륙선 무리
인간이 달에 마지막 발을 디딘 지 50년이 지난 지금, 달로 보냈던 로봇들이 임무 결과들을 대거 보내오면서 인간 탐사의 꿈이 되살아나고 있다.
중국의 달 탐사선 착륙 성공에 이어, NASA가 지원한 자금으로 소규모 새싹기업(스타트업 startup)들이 개발한 3개의 로봇 달 착륙선이 2022년에 발사될 예정이며, 여기에 러시아, 일본 및 인도의 달 탐사선도 합류할 것으로 보인다.
NASA의 달 착륙선 프로그램에는 두 가지 목적이 있다.
하나는 달에 미량으로 존재하는 물[미량 수 trace water]의 범위와 그 이용 가능성을 알아내는 것이며, 두번 째는 먼지가 많은 달 표면에 도로 건설용 페이로드 payload를 값싸게 운반하여 달 탐사에 필요한 도로를 닦는 것이다.
그리고 2022년에는 우주비행사와 무거운 화물을 달과 그 너머까지 운반할 두 개의 초대형 로켓 mammoth rocket—NASA의 우주발사시스템 Space Launch System과 스페이스X SpaceX의 스타십 Starship—의 첫 번째 궤도 발사가 예정되어 있다.
6. 유엔 자문기구가 오염 문제를 해결?
유엔환경총회 UN Environment Assembly는 기후변화에 관한 정부간 협의체 Intergovernmental Panel on Climate Change를 본떠 '화학물질 오염과 폐기물 위험을 연구하는 과학자문기구'를 만들자는 제안에 대해 2022년 2월 표결이 있을 예정이다.
이미 UN에는 수은 및 잔류성 유기화합물과 같은 특정 오염에 관한 몇몇 협약이 설치되어 있다.
하지만 이 새로운 자문기구 지지자들은 정책 입안자들이 새로운 문제를 찾아내어 연구 필요성을 확인하도록 돕기 위해 광범위한 평가가 필요하다고 말한다.
1,800명 이상의 과학자들이 총회에 제출할 새로운 자문기구 설치를 지지하는 청원서에 서명했다.
7. 나선형 블랙홀에 주목
중력파 탐지기로 별 크기 블랙홀 black hall[표면적이 0인 점으로 무한히 수축하는 천체로서, 자신을 중심으로 지평선을 이루면서 새까만 공 모양의 둥근 구멍으로 보이기 때문에 붙은 이름]의 충돌을 확인했지만, 과학자들은 더 중요한 현상을 찾기 위해 다른 종류의 탐색을 시도하고 있다.
2022년에 과학자들은 서로 합치려고 나선형으로 이동하는 태양의 수십억 배 질량을 가진 한 쌍의 초대질량 블랙홀 supermassive black hall에서 나오는 중력파의 저주파 울림을 명확히 구별할 수 있는 충분한 자료를 얻고 싶어 한다.
나선형 블랙홀 쌍을 찾기 위해 과학자들은 대형 전파망원경으로 몇 십 개의 펄서 pulsar[주기적으로 신호를 보내는 별이란 뜻의 이름이며, 엄청난 속도로 자전하면서 관측 가능한 강한 전자기파電磁氣波 electromagnetic wave를 방출하는 중성자별] 관측 훈련을 하는데, 그 이유는 붕괴된 별에서는 전파빔 radio beam이 방출되기 때문으로서, 이 전파빔에는 펄서가 회전할 때 생기는 시계와 같은 규칙적인 펄스 pulse가 있다.
펄서별로 나타나는 미세한 비트(박자) beat 차이는 펄서와 지구 사이의 우주 공간에 깔린 중력파를 통과한다는 신호이다.
비록 이런 펄서 타이밍 어레이 pulsar timing array(PTA)를 사용하여 나선형 블랙홀 쌍을 정확하게 찾아낼 수는 없지만, 유럽팀과 북미팀은 자신들이 사용한 어레이에서 우주를 가로지르는 나선형 블랙홀 쌍의 배경 소음일 수도 있는 희미한 신호가 감지되었다고 말한다.
8. 미국의 연구혁신기구 출범
미국의 가장 큰 연구 기관 두 곳에서는 실용적인 발견을 가속시키려는 의회의 명령을 이행할 단위 조직을 만들 준비가 되었다.
국립보건원 National Institute of Health(NIH)에서는 2022년 최대 30억 달러를 확보하여 다양한 질병을 치료하기 위한 '획기적인 breakthrough' 접근 방식에 자금을 지원하는 고급보건연구프로젝트기구 Advanced Research Projects Agency for Health를 설립할 수 있게 되었다.
국립과학재단 National Science Foundation(NSF)은 재단 프로그램에 따라 자금이 지원되어 진행되고 있는 학술 연구의 상업적 실용화 속도를 높이는 데 초점을 맞춘 새로운 기술 이사회 설립에 필요한 금액의 절반까지 자금을 받을 수 있다.
그러나 2022년 2월 중순까지 유지되는 모든 연방기관 예산 동결을 의회가 나머지 회계연도에도 계속할 경우에는 이런 예산의 증가폭은 축소되거나 예산 자체가 없어져 버릴 수도 있다.
9. 더욱 강화되는 생물다양성협약
관련 국가들이 2050년까지 유효한 생물다양성협약 Convention on Biological Diversity(CBD)의 새 계획을 채택한다면 멸종위기종 endangered species에 대한 안전 장치는 더욱 강화될 수 있다.
2022년 중국에서 열리는 제15차 CBD 총회를 위해 협상단이 만든 계획은, 관련 196개국이 자연 생태계 보호 확대, 지속 가능성 강조, 유전자원 사용으로 얻은 이익의 공평한 분배 보장과 함께 소요 자금으로 2030년까지 최소 7억 달러를 모금하는 것이다.
이번 CBD 총회의 목표는 육지와 바다의 30퍼센트 보존, 침입종의 확산 감소, 살충제 사용량을 2/3로 줄이면서 플라스틱 폐기물 무배출 등을 포함하여 세계 쓰레기 배출량의 절반 감소, 도시 거주자를 위한 '녹색과 푸른 공간 green and blue space' 확충 등이다.
CBD의 새 계획의 목표는 2020년을 목표로 하여 채택되었으나 완전히 이행되지 못했던 2010년 계획을 개선하는 것이다.
이번 새 계획에 들어 있는 새로운 접근법으로는 생물종과 생태계 보호를 위한 진행 상황의 모니터링 및 보고 방법 정립, 그리고 현지인을 포함한 이해관계자들의 의사결정 참여 확대 등이다.(계속)
10. 중국의 GM 작물 허용 움직임
중국이 2021년 11월에 공개된 현장 시험 및 안전 요건에 대한 개정안에 따라 유전자변형(GM, genetically modified) 옥수수와 콩에 대한 최초의 상업적 재배를 승인할 것으로 보인다.
GM 옥수수 종자는 2022년 말 시장에 나올 것이다.
현재 중국에서는 파파야 papaya만이 식용으로 생산이 승인된 유일한 GM 작물이다.
중국에서 GM 목화는 널리 재배되며, GM 미루나무(포플러 poplar)도 구할 수 있다.
중국은 GM 옥수수와 GM 콩에 대한 연구 자금을 10년 이상 지원해 왔지만, 대중의 반대와 정부의 경고 때문에 이런 GM 작물을 실험실에 보관만 하고 있는 상태이다.
중국은 가공식품이나 동물 사료용 GM 옥수수 및 GM 콩을대량으로 수입하고 있기 때문에, 중국 정부관리들은 GM 작물 재배에 대한 국내 제한을 완화해야 한다고 소리치고 있다.
이에 대해 중국은 곡물을 자급자족하고 소비자들은 가장 중요한 주식인 GM 쌀의 상업화를 우려하고 있기 때문에 중국 정부가 GM 쌀의 상용화를 곧 허용할 것 같지 않다.
11. 궤도를 도는 메탄 사냥꾼
2021년 11월 영국 글래스고 Glasogow에서 열린 기후정상회의 climate summit에서 세계 정상들은 2030년까지 강력한 온실기체(온실가스 greenhouse gas)인 메탄 methane 배출량을 30% 줄이겠다고 약속했다.
이런 감축이 실제로 일어나는지 확인하기 위해, 지구에서의 메탄 배출원을 찾아내는 새 세대의 인공위성이 2022년에 지구 궤도에 도달하기 시작할 것이다.
그 중 하나는 비영리 기후 단체 환경방어기금 Environmental Defense Fund의 개발한 위성 메탄새트 MethaneSAT로서, 2022년 10월 발사될 예정이다.
이 위성은 논에서 유출되는 메탄가스와 메탄 저장용기 및 이송관에서 새어나오는 메탄가스 등 유출량을 보다 정확하게 측정할 수 있을 것으로 기대된다.
곧 이어 비영리 카본매퍼 과제 Carbon Mapper project에서 개발한 2대의 위성이 합류할 예정이며, 이 두 위성은 메탄과 함께 지구 온난화의 주범 온실기체인 이산화탄소를 배출하는 세계 최악의 온실기체 배출원을 표적으로 한다.
12. 말라리아 백신의 아프리카 도착
2022년에는 최초로 아프리카 모든 국가에서 어린이를 대상으로 말라리아 malaria 백신 접종이 시작될 예정이며, 아프리카에서는 5세 이하의 어린이 26만명 이상이 해마다 말라리아로 사망한다.
RTS,S(또는 RTS,S/AS01)[제품명은 모스퀴릭스 Mosquirix] 백신이란 이름의 말라리아 백신은 30년 동안의 개발 과정을 거쳐 2021년 10월 마침내 WHO 승인을 받았는데, 2021년 12월 세계백신연합(Gloval Alliance for Vaccines and Immunization, Gavi)은 2025년까지 1억 5500만 달러 이상을 들여 백신 구입과 출시를 지원하겠다고 밝혔다.
이 백신은 불완전한 보호막으로서 말라리아 위중증 입원환자를 약 30% 줄여주는 것으로 알려졌다.
하지만 임상 1상 결과 모기장 안에서 자지 않아 모기에 잘 물리는 어린이들에게는 백신 효과가 뚜렷하게 나타났다.
그리고 고위험 우기에 말라리아 치료제의 예방적 투여와 함께 백신 접종을 병용하면 백신 효과가 특히 높아진다는 또 다른 연구결과도 있다.
연구자와 공중보건 관계자들은 백신이 사용되는 장소와 말라리아 이환률 morbidity[건강인에 대한 환자 비율, 보통 인구 1천 명 당 환자수로 표시]과 사망률 mortality[총인구에 대한 사망자수, 보통 인구 1천 명 당 사망자수로 표시]에 어떤 영향을 미치는지 주의 깊게 추적할 것이다.
아직 과학자들은 사하라 사막 이남 아프리카 지역에서 말라리아를 일으키는 다른 종류의 기생충에 대한 백신은 개발하지 못하고 있다.
※출처
1. Science, News in Brief, 'More than a virus: Science’s areas to watch in 2002', 23 DEC 2021 2:00PM, by Science News Staff', doi: 10.1126/science.acz9894(https://www.science.org/content/article/more-virus-science-s-areas-watch-2022).
2. 생명공학정책연구센터('22. 1. 27), '사이언스, 2022년 주목해야 할 과학기술 전망', BioINwatch: 22-8.
2022. 2. 19 새샘
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