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2017년 12월 31일 일요일

하드디스크 속도를 두 배로 끌어올릴 Multi-Actuator Technology (MAT)



(출처: 시게이트) 


 시게이트는 이번달에 하드디스크의 읽기/쓰기 속도를 두 배로 증가시킬 수 있는 새로운 액추에이터 기술을 공개했습니다. 이 멀티 액추에이터 기술 (Multi-Actuator Technology (MAT))은 두 개의 개별적인 액추에이터 암을 이용해서 서로 다른 위치에서 기록을 읽어들일 수 있게 도와줍니다. 물론 가장 이상적인 경우에만 속도가 두 배 빨라지겠지만, 하나만 있을 때 보다는 속도가 더 빨라질 것은 분명합니다.


 시게이트가 보여준 개념도에서는 8개의 플래터에 장착된 16개의 헤드가 두 개로 나뉘어 작동을 하고 있습니다. 일반적인 하드디스크는 플래터당 1-2개의 헤드가 있어 여기서 기록을 하거나 읽어들이게 되는데, 한 개의 액추에이터 암에 모든 헤드가 붙어 있어 각 플래터에서 같은 구간에서 데이터를 읽어들입니다. 예를 들어 1번 플래터의 12번 트랙, 2번 플래터의 12번 트랙.... 하는 식입니다. 


 보통 하드디스크에 데이터를 기록할 때도 같은 방식으로 기록하기 때문에 하나의 데이터 셋을 불러들일때는 큰 문제가 없지만, 만약 두 개의 별도 데이터를 읽어야 하는 상황이 되면 하나를 먼저 읽은 후 다음 데이터를 읽기 때문에 대기 시간이 길어집니다. 하지만 액추에이터 암이 두 개라면 1번 플래터의 12번 트랙과 5번 플래터의 8번 트랙을 동시에 읽거나 혹은 쓸 수 있습니다. 


 따라서 이 기술은 원리상 여러 개의 플래터와 헤드를 지닌 HDD에서 유리하며 모든 상황에서 속도가 두 배가 되는 것은 아니라고 할 수 있습니다. 주로는 데이터 센터나 NAS 등 읽고 쓸일이 자주 발생하는 경우 유리하며 일반적인 PC 유저나 데이터 백업 용으로 사용하는 경우에는 그다지 체감 속도 향상이 없을 가능성이 높습니다. 따라서 시게이트는 2018년에 MAT 하드디스크를 데이터 센터 중심으로 공급할 예정입니다. 


 그래도 이런 멀티 액추에이터 기술이 아주 의미가 없지는 않을 것입니다. 최근 대용량 하드디스크는 용량이 10TB가 넘어서고 있고 앞으로 20, 30TB 하드디스크도 결국 선보일 것입니다. 이렇게 용량이 급격히 증가하는 데 비해 하드디스크의 속도는 천천히 증가하고 있어 결국 데이터를 읽고 쓰는데 걸리는 시간이 크게 증가하고 있습니다. MAT HDD는 완전한 해결책은 아니지만, 이를 완화시킬 수 있을 것입니다. 


 다만 실제로는 하드디스크 두 개를 하나에 패키지에 담은 구조라 비용은 비쌀 것으로 예상됩니다. 물론 용도를 생각하면 저렴할 순 없겠지만, 비용 문제 때문에라도 일반 유저들이 쉽게 구매하지는 않을 것으로 생각합니다. 


 참고 





산호를 위한 정자 은행



(Scientists collect the bundles of coral sperm and egg, clean them, and separate out the sperm for freezing.
PHOTOGRAPH BY GARY CRANITCH, QUEENSLAND MUSEUM)

(Researchers are only freezing coral sperm for now, as the larger eggs are difficult to freeze without damage.
PHOTOGRAPH BY GARY CRANITCH, QUEENSLAND MUSEUM)


 지구 온난화와 해양 오염, 인간의 남획 등으로 인해 현재 해양 생태계는 몸살을 앓고 있습니다. 해양 생태계에서 매우 중요한 역할을 하고 있는 산호초 역시 예외가 아닌데, 호주의 그레이트 배리어 리프를 비롯한 지구 곳곳의 산호초가 백화현상을 겪고 있습니다. 




 과학자들은 산호초의 다양성과 종 보호를 위해서 산호의 난자와 정자를 채취해 장기 보존하는 프로젝트를 진행 중에 있습니다. 타롱가 보호 협회 (Taronga Conservation Society’s Western Plains Zoo in New South Wales)에서 주관하는 이 프로젝트에서는 최근 1710억개의 정자를 확보하는 데 성공했습니다. 이 정자는 31개의 산호 콜로니에서 나온 것으로 8종의 경산호(hard coral)을 대표하는 것이라고 합니다. 




(동영상) 


 이는 세계 최대의 정자은행이지만, 물론 과학자들의 목표는 모든 산호의 정자는 물론 난자 역시 냉동 보존해서 산호의 개체수 감소와 멸종을 방지하는 것입니다. 문제는 산호의 난자가 생각보다 급속 냉동에 약해서 냉동 보존이 어렵다는 것입니다. 


 연구팀은 난자의 냉동 방법 개발은 물론 궁극적으로는 이미 수정된 알과 어린 개체까지 냉동 보존할 수 있는지 연구하고 있습니다. 


 사실 산호 역시 오래 전 등장해서 수많은 대량 멸종을 이겨내고 살아남은 동물입니다. 하지만 그렇다고 해서 모든 산호가 살아남아 지금까지 후손을 남긴 것은 아닙니다. 매번 살아남은 것은 소수의 생존자들일 것이고 이들이 다시 다양성을 회복하는 데 까지는 오랜 시간이 필요했습니다.  


 과학자들은 새로운 대멸종을 대비해 이들을 보존하고 있습니다. 하지만 가장 좋은 방법은 냉동 보존이 아니라 대멸종 자체를 막는 일일 것입니다.


 참고 


경미한 인지 장애에는 규칙적인 운동을 권장 한다 - Practice guideline update summary




 누구나 나이가 들면 어쩔 수 없이 뇌기능을 포함한 신체 기능이 쇠퇴하게 됩니다. 특히 급격한 뇌기능 감소는 결국 치매로 이어지기 때문에 누구에게나 두려운 일입니다. 하지만 실제로 뇌기능 감소는 치매 보다는 경미한 수준인 경우가 더 흔합니다. 미 신경과 학회 (American Academy of Neurology)의 공식 저널인 Neurology에는 경도의 인지 장애에 대한 새로운 가이드라인 (updated guideline for mild cognitive impairment)이 발표되었습니다. 


 이에 따르면 경도의 인지 장애에 있어 약물치료 및 식이 요법은 그다지 효과적이지 않으며 사실 FDA에서 인증한 치료제도 없는 상태입니다. (The guideline did not recommend dietary changes or medications. There are no drugs for mild cognitive impairment approved by the U.S. Food and Drug Administration.)


 대신 주당 150분 (30분씩 주 5회 혹은 50분씩 주 3회) 정도의 가벼운 운동이 도움이 될 수 있다는 연구들이 있습니다. 가이드라인의 주 저자인 메이요 클리닉의 로날드 피터슨(Ronald Petersen, M.D., Ph.D., lead author, director of the Alzheimer's Disease Research Center, Mayo Clinic, and the Mayo Clinic Study of Aging)은 운동은 심장은 물론 사실 뇌에도 좋다고 설명했습니다. 




(동영상) 


 물론 노인에서 격렬한 운동을 권장하는 것은 아니고 가볍게 땀이 날 정도의 규칙적인 운동 (가벼운 조깅이나 산책)을 권장하는 것입니다. 가볍지만 규칙적인 운동은 신체 기능을 유지하는 데 매우 중요한데, 아마도 이것이 인지 기능 저하를 막는 이유일 것입니다. 


 점차 평균 수명이 길어지면서 치매는 아니지만, 경미한 인지 장애를 가진 인구도 점점 증가하는 추세입니다. 만약 인지 장애가 일어나는 시점을 몇 년만 뒤로 옮길 수 있다고 해도 삶의 질이 크게 달라지기 때문에 상당히 의미있는 결과라고 할 수 있습니다. 새로운 가이드라인은 규칙적인 신체 활동의 중요성이 뇌건강에도 중요하다는 것을 강조한 것으로 보입니다. 


 참고 



2017년 12월 30일 토요일

새로 생성된 화산섬에 주목하는 나사




(View from the top of tuff cone of the new Tongan island, June 2017.
Credits: NASA/Damien Grouille/Cecile Sabau)


 2014년 12월 남태평양의 통가에서 해저 화산이 분화했습니다. 그리고 그 자리에는 새로운 섬이 탄생했습니다. 기존에 있던 두 개의 섬 사이에 새로운 화산섬이 생긴 것이죠. 나사의 이 과정을 위성과 항공 촬영을 통해서 상세히 관측했습니다. 이 영상에는 새로운 화산섬이 어떻게 변했는지를 실시간으로 보여주는 모습이 담겨져 있습니다. 



(동영상1)



(동영상2) 



 새로 생긴 화산섬은 매우 취약한 구조로 내부의 분화구의 한 쪽이 이미 무너져 내리면서 새로운 해변가를 형성했습니다. 남은 부분은 최대 25-30년 정도 형태를 유지하겠지만, 점점 풍화되면서 깍여 내려갈 것으로 보입니다.  


 이 새로운 섬은 적어도 1400m 높이의 화산 위에 생성된 것으로 내부 분화구의 지름은 600m 정도입니다. 너비는 최대 5km 정도인데 점차 시간이 지나면서 줄어드는 부분도 있을 것입니다. 


 나사는 이렇게 완전히 새롭게 행성된 대지가 화성의 땅처럼 생물학적 과정을 거치지 않은 환경과 유사하다고 보고 있습니다. 아직 생물체가 침투하지 않은 순수한 암석과 암석 부스러기로 우리가 보는 토양이 되기까지는 상당한 시간이 필요할 것입니다. 그 전에 이 지역을 탐사하는 것은 미래 화성 탐사에 단서를 제공할 것으로 기대됩니다. 


 참고 



우주 이야기 734 - 칫솔 은하단



(A multiwavelength false-color image of the "Toothbrush" cluster of galaxies, 1RXS J0603.3+4214. The intensity in red shows the radio emission, blue is X -ray, and the background color composite is optical emission. Astronomers studying the cluster with new radio observations combined with other wavelengths have been able to confirm the galaxy merger scenario and estimate the magnetic field strength in the shocks. Credit: van Weeren et al.)


 은하는 그 자체로 매우 큰 별의 집단이지만, 사실 거대 은하단에서는 은하를 이루는 별처럼 흔한 존재입니다. 이 거대한 은하단에는 은하만 있는 것이 아니라 가스 역시 존재합니다. 물론 은하 밖에 존재하는 은하 헤일로 처럼 매우 낮은 농도의 입자이지만, 매우 크게 퍼져 있어 그 질량이 적지 않기 때문에 은하단의 진화에 큰 영향을 미치는 것으로 생각됩니다. 그리고 때때로 은하단 끼리의 충돌을 겪으면서 더 커지고 뜨거워질 수 있습니다. 


 칫솔 은하단 ("Toothbrush" galaxy cluster)이라고 명명된 1RXS J0603.3+4214 는 전파 영역에서 보면 거대한 우주 칫솔 같은 모양을 하고 있습니다. 붉은색으로 보이는 부분이 바로 은하단 내 가스로 길이는 600만 광년에 달합니다. 이 가스는 칫솔 머리, 목, 손잡이 세 개의 해당하는 구조로 이뤄져 있는데, 마지막에 칫솔 손잡이에 해당하는 긴 구조물이 가장 활발하게 움직이는 입자의 모입입니다. 참고로 파란색으로 보이는 부분은 X선 영역이며 의도적으로 그랬는지는 모르겠지만, 마치 치약처럼 보입니다. 이는 은하단 


 이 은하단 내 가스는 밀도는 매우 낮지만 섭씨 1000만도에 달하는 초고온 입자로 구성되어 있습니다. 그리고 그 거대한 크기 때문에 사실 은하단 내에 있는 모든 별의 질량보다 무겁습니다. 이렇게 뜨겁게 달궈진 거대 가스가 존재할 수 있는 것은 과거 은하단에서 발생한 거대 충돌이 이유 가운데 하나로 생각됩니다. 충돌로 인한 에너지와 충격파가 거대한 가스 구름에 에너지를 공급한 것으로 풀이됩니다. 


 아무튼 거대한 칫솔처럼 생간 은하단내 가스의 모습이 흥미롭습니다. 



 참고 


"Deep VLA Observations of the Cluster 1RXS J0603.3+4214 in the Frequency Range 1-2 GHz," K. Rajpurohit, M. Hoeft, R. J. van Weeren, L. Rudnick, H. J. A. R ottgering, W. R. Forman, M. Bruggen, J. H. Croston, F. Andrade-Santos, W. A. Dawson, H. T. Intema, R. P. Kraft, C. Jones, and M. James Jee, ApJ 2017 (in press). lanl.arxiv.org/abs/1712.01327 



3D프린터로 출력한 부품을 사용하는 SLS



(Owen Brayson, an instrumentation technician for NASA's RS-25 prime contractor Aerojet Rocketdyne, exhibits the pogo accumulator assembly, NASA's largest 3-D-printed rocket engine component tested in the restart of RS-25 production, on Engine 0528. The engine was successfully tested Dec. 13.
Credits: Aerojet Rocketdyne)

(The successful hot-fire test of an RS-25 development engine at NASA's Stennis Space Center on Dec. 13 included NASA's largest 3-D printed rocket engine component to date, the pogo accumulator assembly. The test was the first of 50 for NASA's restart of RS-25 engine production.
Credits: NASA/Stennis)


 앞서 소개드린 것처럼 나사는 금속 3D 프린팅 기술을 이용해 복잡한 로켓 부품의 생산 단가와 시간을 획기적으로 줄이는 연구를 진행 중입니다. 이미 상당한 기술적 진보를 이룬 상태로 현재 나사가 개발 중인 대형 로켓인 SLS에 3D 프린터 출력 부품을 사용하는 테스트가 진행 중입니다. 


 지난 12월 13일 진행된 엔진 연소 실험에서는 pogo accumulator라는 큰 비치볼 만한 크기의 부품을 3D 프린터로 출력해서 테스트를 진행했습니다. (사진) 강력한 로켓 엔진의 연소 중에는 부품 전체가 매우 강한 진동과 압력, 열을 받게 됩니다. 이 테스트에서 3D 프린터로 출력한 부품은 성공적으로 진동과 충격을 견딜 수 있는 것으로 나타났습니다. 


 SLS에 사용되는 엔진은 과거 우주 왕복선의 유산인 RS-25 계열 로켓 엔진으로 현재 보유한 16기 이외에도 6기 정도를 추가 주문할 계획입니다. 그런데 이렇게 소량 생산하는 엔진이라도 그 구조가 복잡해서 제작에 많은 시간과 비용이 소모됩니다. 더욱이 복잡한 형태의 부품을 만들기 위해 여러 부분을 용접해야 하는데, 이것 역시 시간과 비용을 상승시킬 뿐 아니라 용접 불량으로 고장의 원인이 될 수 있습니다. 


 금속 3D 프린터 기술은 한 번에 복잡한 부품을 출력할 수 있기 때문에 이런 문제에서 자유롭습니다. 나사에 의하면 pogo accumulator를 3D 프린터로 출력한 결과 비용을 35%정도 줄이고 시간은 80%나 감소시킬 수 있었다고 합니다. 특히 용접 부위를 100곳이나 줄여 제작이 매우 간단해졌습니다. 


 앞으로 테스트를 통해 3D 프린터 출력 부품이 신뢰할 수 있다는 점을 증명하면 로켓 제조 부분에서 새로운 혁신이 일어날 것으로 기대됩니다. 앞서 소개드린 것과 같이 GE aviation은 이미 3D 프린터 출력 부품을 대형 항공기 엔진에 적용하고 있으며 3D 프린터 로켓 부품 역시 이미 실용화가 되어 앞으로 응용 범위가 넓어질 것으로 생각됩니다. 


 앞으로 이 부분에서 발전이 계속되어 로켓 발사 비용 및 제작 시간을 크게 줄일 수 있기를 기대합니다. 




 참고 





2017년 12월 29일 금요일

배터리 교체 지원을 발표한 애플 - 사용자 불만 가라앉힐 수 있을까?


 배터리 노후화에 따른 의도적인 성능 저하로 비난 여론은 물론 소송에 직면한 애플이 배터리 교체 지원을 발표했습니다. 문제가 된 부분에 대해서는 사과하고 2018년 1월부터 12월까지 아이폰 6 이상 기기에서 배터리 교체 비용을 79달러에서 29달러로 낮춰주겠다고 언급했습니다. 그리고 새로운 iOS 업데이트에서 배터리 상태를 더 상세하게 파악할 수 있도록 지원하겠다는 것이 보상 프로그램의 전부입니다. 


Addressing customer concerns
We’ve always wanted our customers to be able to use their iPhones as long as possible. We’re proud that Apple products are known for their durability, and for holding their value longer than our competitors’ devices.

To address our customers’ concerns, to recognize their loyalty and to regain the trust of anyone who may have doubted Apple’s intentions, we’ve decided to take the following steps:

Apple is reducing the price of an out-of-warranty iPhone battery replacement by $50 — from $79 to $29 — for anyone with an iPhone 6 or later whose battery needs to be replaced, starting in late January and available worldwide through December 2018. Details will be provided soon on apple.com.
Early in 2018, we will issue an iOS software update with new features that give users more visibility into the health of their iPhone’s battery, so they can see for themselves if its condition is affecting performance.
As always, our team is working on ways to make the user experience even better, including improving how we manage performance and avoid unexpected shutdowns as batteries age.
At Apple, our customers’ trust means everything to us. We will never stop working to earn and maintain it. We are able to do the work we love only because of your faith and support — and we will never forget that or take it for granted.





 애플은 신형 아이폰을 팔기 위한 꼼수가 아니었다고 이야기하고 있지만, 정황상 100% 신뢰하는 사람은 별로 없을 것입니다. 일단 소비자의 신뢰를 기만한 것은 애플이 먼저일테니 말이죠. 이런 상황에서는 무상 배터리 교체를 해준다고 해도 불만이 완전히 가라앉지 않을 것 같은데, 배터리 교환 비용을 낮춰준다는 보상 프로그램이 얼마나 신뢰 회복에 도움이 될지는 모르겠습니다. 


 아무튼 소비자의 권리를 소비자가 찾는다는 이야기를 다시 확인시킨 사례가 될 것 같습니다. 아무말도 안하고 지나가면 자신의 권리를 포기하는 것과 마찬가지입니다. 리튬 이온 배터리를 포함한 2차 전지 모두가 시간이 지나면 성능이 떨어지고 기기 역시 시간이 지나면 수명이 다하는 것은 누구나 알고 있습니다. 


 이 점은 공지를 안해도 모두가 아는 상식이지만, 기기의 성능 자체를 다운 그레이드 시키는 것은 우리의 상식이 아닙니다. 애플은 아무 고지 없이 업데이트를 통해 기기 성능을 떨어뜨렸고 이는 소비자의 피해를 불러일으켰습니다. 그런데도 가만히 있으면 제조사가 알아서 소비자 권리를 찾아주지는 않을 것입니다. 


 앞으로 어떻게 마무리가 될지는 모르겠지만, 이번 사건은 애플이나 다른 제조사가 비슷한 일을 시도하려고 할 때 그러면 안되는 이유를 잘 설명해 줄 것입니다. 동시에 차기 아이폰에서는 이 이슈를 근본적으로 해결하려고 시도할 가능성이 큽니다. 결국 아이폰 소비자의 적극적인 행동이 아이폰 유저 뿐 아니라 다른 스마트폰 유저들에게까지 도움이 될 것으로 생각합니다. 


 애플 역시 소비자의 신뢰를 회복하기 위해서 더 적극적인 대응과 사과하는 모습을 보여줘야 할 것으로 생각합니다. 



광합성 식물의 기원은 12,5억 년 전?


(The Angmaat Formation above Tremblay Sound on the Baffin Island coast. Bangiomorpha pubescens fossils occur in this roughly 500-meter thick rock formation. Credit: Timothy Gibson)


 진핵생물의 등장은 적어도 20억년은 된 일로 생각됩니다. 초기의 박테리아와 고세균이 어떤 이유에서인지 서로 협력해서 복잡한 세포 소기관과 핵을 지닌 진핵생물로 진화한 것입니다. 이 사건이 정확히 어느 시점에 일어났는지는 지금도 논쟁이 있지만, 이와 동시에 최초의 광합성 진핵생물, 즉 식물이 언제 등장했는지 역시 상당한 논쟁이 있는 주제 중 하나입니다. 당연히 초창기 엽록소의 화석이 지금까지 남기가 거의 불가능하기 때문이죠. 


 맥길 대학의 연구자들은 엽록소를 지닌 원시적인 식물의 등장이 적어도 12.5억년 전에 일어났다는 연구 결과를 저널 Geology에 발표했습니다. 


 이들은 북극권에 속하는 캐나다 지층에서 발견한 원시적인 조류(algae)인 Bangiomorpha pubescens를 연구했습니다. 이 생물은 엽록소를 지닌 매우 원시적인 식물의 조상으로 생각되는데, 아마도 7.2억년에서 12억년 사이 지층에서 발견된 것으로 생각되어 왔습니다. 


 연구팀은 배핀 섬에서 발견된 화석의 연대를 Rhenium-Osmium 동위원소 연대 측정법을 이용해서 매우 정밀하게 측정했습니다. 그 결과 암석의 연대가 10억 4700만년 전이라는 결론을 얻었습니다. 그런데 B. pubescens의 형태는 현재의 홍조류(red algae)와 별로 차이가 없기 때문에 연구팀은 이 홍조류가 진화하기 전 더 원시적인 조류가 있었을 것으로 보고 있습니다. 연구팀의 추정으로는 최초의 엽록소를 지닌 원시 조류는 이보다 2억년 전에 등장했을 것이라고 하네요. 


 이번 연구는 늦어도 10억년보다는 전에 원시적인 식물의 조상이 등장했음을 시사합니다. 물론 아직 우리가 발견을 못했을 뿐이지 더 오래된 홍조류의 화석이 어딘가 있을 가능성도 있습니다. 광합성 진핵 생물의 등장은 10-15억 년 전일 것으로 생각되나 더 연구가 필요한 부분입니다. 


 아무튼 이렇게 원시적인 단세포 식물에서 지금의 거대한 나무로 진화하기까지는 영겁의 세월이 필요했습니다. 물론 이 점은 동물도 마찬가지죠. 우리를 포함한 모든 다세포 생물은 지구 생명의 경이적 결과물이라고 할 수 있습니다. 


 참고 


More information: Timothy M. Gibson et al, Precise age of Bangiomorpha pubescens dates the origin of eukaryotic photosynthesis, Geology (2017). DOI: 10.1130/G39829.1


체중 조절의 새로운 메카니즘이 밝혀지다.


 인간을 비롯한 동물들은 대개 일정한 체중을 유지하려는 경향이 있습니다. 물론 이는 주변 환경에 영향을 많이 받지만, 적절한 체중을 유지하는 것은 건강과 생존에 중요하므로 이를 조절하는 인체의 메카니즘이 존재할 것이라는 점은 쉽게 유추할 수 있습니다. 과학자들은 20여년 전 체중 및 식욕 조절에 연관된 호르몬인 렙틴 (leptin)을 찾아내 그 기전 중 일부를 밝힌 바 있습니다. 


 렙틴은 지방세포에서 분비되는 호르몬으로 식욕을 억제하고 대사 작용을 활발하게 만들어 체중을 줄이는 방향으로 몸을 조정합니다. 따라서 렙틴이 발견되었을 때 이를 비만 치료에 응용하려는 연구가 매우 활발이 진행되었습니다. 




 하지만 렙틴을 투여하는 방법은 비만치료에 큰 효과가 없었습니다. 이는 비만 환자에서 렙틴이 모자라기 보다는 렙틴에 대한 저항성이 있기 때문이기도 하지만, 사실 체중 조절 기전이 하나가 아니라는 점을 시사합니다. 


 스웨덴의 예테보리 대학(Sahlgrenska Academy, University of Gothenburg)의 연구팀은 골세포 (osteocyte)가 그 기전 가운데 하나일지 모른다는 연구 결과를 저널 PNAS에 발표했습니다. 


 연구팀은 동물 모델을 통해 골세포가 있는 동물과 없는 동물에서 체중 증가와 식욕, 체지방 비율, 대사 변화를 연구했습니다. 보통 정상 동물의 경우 체중이 갑자기 증가하면 식욕이 감소해 다시 본래 체중으로 돌아가려는 현상이 일어납니다. 하지만 골세포가 없는 실험군에서는 이런 모습이 보이지 않았습니다. 


 이전 연구를 통해서 골세포가 단순히 뼈와 관련된 일만 하는 것이 아니라 다양한 대사 기능에 관련된다는 사실이 알려졌지만, 이번 연구를 통해서 체중 조절에도 관여한다는 가설이 제기된 것입니다. 연구의 리더인 John-Olov Jansson은 골세포가 일종의 생체학적 저울로 체중이 증가하면 지나치게 먹지 않도록 신호를 보내 뼈에 무리가 가지 않도록 조절하는 것으로 보인다고 설명했습니다. 연구팀에 의하면 일종의 생체 저울이라는 것입니다. 


 물론 흥미로운 이야기이긴 하지만 구체적으로 어떤 경로를 통해 뇌에 영향을 주는지를 검증해야 합니다. 만약 새로운 경로를 발견한다면 앞으로 비만 치료제의 새로운 목표가 될 수 있습니다. 


 사실 이미 비만한데 많이 먹는다는 것은 뭔가 이상한 일입니다. 이미 축적된 에너지가 많은데 새로운 에너지를 섭취하는 것이기 때문입니다. 왜 그런지 이유를 밝힌다면 비만 치료에 돌파구를 마련할 수 있을 것입니다. 


 참고 





2017년 12월 28일 목요일

자가 수정을 하는 물고기


(mangrove killifish or mangrove rivulus, Kryptolebias marmoratus (syn. Rivulus marmoratus), 출처: 위키피디아)


 세상에는 별의별 희안한 생물들이 존재하지만, 맹그로브 킬리피쉬(mangrove killifish)는 아마도 척추 동물 가운데서 가장 독특한 생물이라고 해도 과언이 아닐 것입니다. 이 물고기는 염도 변화가 심한 해안가와 민물에서 사는 소형 어류로 대개 1-3.8cm 정도 몸길이를 지닌 흔한 어류 같지만, 몇 가지 독특한 재주가 있습니다. 


 맹그로브 킬리피쉬는 염도 변화에 매우 강해 소금기가 거의 없는 민물은 물론이고 바닷물보다 2배의 염도를 지닌 짠물에서도 살 수 있습니다. 피부를 통해 호흡을 하는 능력도 지녀 심지어 육지에서도 거의 두 달을 버틸 수 있다고 합니다. 이는 극심한 염도 변화와 수분 증발이 일어나는 맹그로브 숲의 환경에 적응한 결과일 것입니다. 


 이것만해도 놀랍긴 하지만, 진짜 놀라운 재주는 제목처럼 자가 수정이 가능하다는 것입니다. 스스로 정자와 난자 모두를 생산 가능한 자웅동체형 생물로 혼자서도 수정이 가능합니다. (fertilizes its own egg with its own sperm) 이런 능력은 무척추동물에서는 흔하지만, 척추동물에서는 맹그로브 킬리피쉬를 포함 두 종밖에 보고된 적이 없다고 합니다. 


 맹그로브 킬리피쉬는 염도 변화가 크고 물이 증발할 위험도가 높은 극한 환경에서 진화하면서 만약 생존에 좋은 조건을 발견하면 매우 빠른 속도로 증식하기 위해서 이런 능력을 진화시킨 것으로 보입니다. 하지만 이런 무성 생식 방법은 유전적 다양성을 줄여 전염병에 취약해지고 환경 변화에 빠르게 진화하기 어려운 문제점을 지니고 있습니다. 


 워싱턴 주립 대학의 생물학자들은 이 문제점을 확인하기 위해 15개의 다른 킬리피쉬 계통 (lineage)의 DNA를 비교했습니다. 그 결과 예상외로 유전적 다양성이 풍부한 것으로 드러났습니다. 이는 맹그로브 킬리피쉬가 무성 생식은 물론 유성 생식도 매우 선호한다는 의미입니다. 


 연구팀에 의하면 일부 킬리피쉬는 아예 수컷으로 역할을 전담해서 자력 갱생을 하기보다는 자신의 유전자를 퍼트리기 위해 노력한다고 합니다. 이는 후손을 남긴다는 전략에서 보면 남의 몫을 가로채는 전략이 될 수 있으나 결국 이것이 전체 집단의 유전적 다양성을 유지하는 데 큰 도움이 됩니다. 이는 무성 생식에서 유성 생식으로 어떻게 진화했는지에 대한 단서를 제시하는 결과입니다. 


 물론 척추 동물인 킬리피쉬의 경우 사실은 유성 생식에서 무성 생식으로 진화한 것으로 보이는데, 이는 진화의 방향이 매우 다양하게 일어날 수 있음을 보여주는 좋은 사례 같습니다. 아마도 짝을 구하기 힘든 환경에서도 적응할 수 있게 진화된 결과일 것입니다. 하지만 이 경우라도 유성 생식의 이점은 분명히 존재한다는 것이죠. 


 하지만 사실 성의 진화나 킬리피쉬의 진화에 대해서 아직도 모르는 부분이 많습니다. 대중적으로 유명한 물고기는 아니지만, 맹그로브 킬리피쉬는 생물학자들을 놀라게 만들 많은 이야기를 지니고 있습니다. 


 참고


More information: Luana S. F. Lins et al, Whole-genome sequencing reveals the extent of heterozygosity in a preferentially self-fertilizing hermaphroditic vertebrate, Genome (2017). DOI: 10.1139/gen-2017-0188






우주 이야기 733 - 파괴된 행성의 증거



(This illustration depicts a hypothetical uneven ring of dust orbiting KIC 8462852, also known as Boyajian's Star or Tabby's Star. Astronomers have found the dimming of the star over long periods appears to be weaker at longer infrared wavelengths of light and stronger at shorter ultraviolet wavelengths. NASA/JPL-Caltech)


 지구에서 550광년 떨어진 RZ Piscium는 매우 독특한 변광성입니다. 윙크하는 별 (winking star)라고 알려진 이 별은 이틀 동안 밝기가 10분의 1로 줄어들어드는 등 불규칙한 밝기 변화를 보입니다. 앞서 소개드린 KIC 8462852처럼 밝기 변화가 일반적인 변광성에서는 볼 수 없는 독특한 패턴인데, 최근 이 별에 대해서 연구한 과학자들은 이것이 파괴된 행성의 증거일지 모른다는 연구 결과를 발표했습니다. 


 로체스터 공대의 크리스티나 푼지 (Kristina Punzi)와 그 동료들은 유럽 우주국의 XMM-Newton 관측 위성과 지상의 망원경 관측 데이터를 이용해서 이 별의 비밀을 연구했습니다. 


 RZ Piscium는 태양의 수천배에 달하는 X선을 방출하고 있어 매우 어린 별로 생각되었습니다. 따라서 이 별 주변에 아직 형성중인 행성이 있거나 가스와 먼지 고리가 있다면 별을 가려 밝기를 변화시킬 수 있습니다. 하지만 이번 관측에서 표면의 리튬 농도를 측정한 결과 이 별의 나이는 대략 3000-5000만년 정도이며 표면 온도도 태양과 비슷한 섭씨 5,330도로 그렇게 젊은 별은 아니라는 것이 밝혀졌습니다. 


 연구팀은 그보다는 별 주변에서 행성이 충돌해 파괴된 결과일지 모른다고 생각하고 있습니다. 이 파편들은 별에서 5000만km 이내에 위치해 있으며 온도는 섭씨 230도 정도로 별에서 나온 에너지에 의해 뜨겁게 달궈져 있습니다. 




(동영상) 


 사실 행성의 충돌과 파괴는 그렇게 드문 현상은 아닌 것으로 생각됩니다. 지구 역시 화성 크기의 천체와 충돌해서 지구와 달을 형성한 것으로 여겨지고 있습니다. 비슷한 크기의 행성이 적당한 각도로 충돌하면 다시 산산조각 나는 일도 충분히 가능할 것입니다. 


 이 추정이 옳다면 RZ Piscium 주변의 먼지 고리는 생성된지 얼마 되지 않았을 것입니다. 그리고 시간이 지남에 따라 다시 뭉쳐 결국 새로운 행성을 형성하게 될 것입니다. 별의 일생으로 보면 비교적 짧은 순간에 나타나는 일이라고 할 수 있는데, 아마도 우리가 이런 형태의 변광성을 자주 보기 어려운 이유일 것입니다. 


 참고 




Punzi, K. M.; Kastner, J. H.; Melis, C.; Zuckerman, B.; Pilachowski, C.; Gingerich, L.; Knapp, T. (21 December 2017). "Is the Young Star RZ Piscium Consuming Its Own (Planetary) Offspring?". The Astronomical Journal. 155 (1). doi:10.3847/1538-3881/aa9524.

미 육군 주력 전차급 무인 전투차량 개발 계획



(A Maneuver Robotics and Autonomous Systems Live Fire Demonstration takes place Aug. 22, 2017 at the Digital Multi-Purpose Range Complex at Fort Benning, Ga. The Army wants to design a Remote Combat Vehicle like this but much more lethal and maneuverable. (Photo Credit: U.S. Army photo by Patrick A. Albright)
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 미 육군이 주력 전차 수준의 화력을 지닌 무인 전투 차량을 개발하기 위해 준비하고 있다는 소식입니다. RCV (Remote Combat Vehicle)이라고 알려진 이 무인 전투차량은 미 육군의 앨런 스티븐스 소령 (Maj. Alan L. Stephens, Acquisition Corps officer at the Mounted Requirements Division of the U.S. Army Maneuver Center of Excellence)에 의하면 M1 에이브람스 탱크 수준의 화력과 스트라이커 장갑차 수준의 기동력을 지닐 것이라고 합니다. 


 아직 구체적인 개발 계획이나 요구 조건에 대한 언급은 없지만, 미 육군이 다양한 무인 전투 차량 및 수송 차량을 연구하고 있다는 사실은 널리 알려져 있습니다. 현재 구상 중인 RCV는 완전 자율형 전투 차량과 원격 조종 전투 차량을 포함하고 있습니다. 다만 자율 주행 차량이라고 해도 공격 및 지휘는 사람이 통제하는 방식으로 이뤄집니다. 현재 미군은 사람의 지시 없는 인공 지능의 독자 공격을 금지하고 있기 때문입니다. 


 우선 구상하는 방식은 RCV를 유무인 형태로 만든 후 유인 RCV 한 대가 무인 RCV 두 대를 통제하는 것입니다. 신뢰성이 확보되면 이 비율을 1:4로 늘릴 계획입니다. 이 무인 전투 차량은 미 육군 기계화 부대의 화력을 증가시키고 병사의 위험 부담을 줄이는데 도움을 줄 뿐 아니라 사람이 직접 들어가기 어려운 생화학 및 방사선 위협 환경에 적합할 것으로 보입니다. 


 아직은 프로그램 구상 단계이지만, 자율 주행 및 인공 지능과 관련된 선행 연구가 상당히 진행된 상태라서 의외로 빠른 시기에 RCV가 등장할 가능성도 있습니다. 미 육군은 2022년까지 시제 차량이 등장하기를 기대하고 있습니다. 



 무인 드론은 이미 공습에 활용되고 있고 앞으로 무인 전투 차량이 등장하는 것은 어쩌면 시간 문제라고 할 수 있습니다. 이것이 전쟁의 양상을 어떻게 바꿀 지는 두고봐야 알 수 있겠지만, 사실 가장 좋은 것은 이런 무기가 쓰이지 않는 미래일 것입니다. 로봇이 인명을 살상하는 미래는 영화에서만 봐도 충분할 것입니다.


 참고 




2017년 12월 27일 수요일

한 개의 플라스틱 봉투가 175만개의 미세 플라스틱이 된다?




 미세 플라스틱에 의한 해양 오염은 점차 그 위험성이 커지고 있습니다. 인류는 매년 최소 수백만톤 이상의 플라스틱 쓰레기를 바다로 흘려보내고 있고 이 쓰레기는 바다에서 마찰과 해양 생물의 작용으로 잘게 부서져 미세 플라스틱이 됩니다. 그러면 작은 해양 생물 입장에서는 플랑크톤과 구분이 어렵기 때문에 이를 먹게 되는데, 먹이 사슬을 통해 다시 더 큰 생물까지 여기에 오염되는 악순환이 진행되는 것입니다. 아직은 이것 때문에 물고기 섭취를 제한할 정도까지는 아니라고 해도 점점 누적되면 그렇게 되는 날이 올 가능성을 배제하기 어렵습니다. 


 플리머스 대학 (University of Plymouth)의 연구팀은 우리가 흔하게 사용하는 플라스틱 봉투 같은 플라스틱 제품이 바다로 흘러들어갈 경우 해양 생물에 의해 어떻게 분해되는지 연구했습니다. 이 대학의 해양 생물학과 교수인 리처드 톰슨(Professor of Marine Biology at Plymouth University Richard Thompson)과 그 동료들은 흔한 해양 갑각류의 일종인 Orchestia gammarellus에 주목했습니다. 


 연구팀에 의하면 생물막 (biofilm)과 O.gammarellus는 자연적으로 분해되는 것보다 훨씬 빨리 플라스틱 봉투를 조각내 175만개의 작은 미세 플라스틱으로 바꿀 수 있다고 합니다. 이렇게 미세하게 조각난 플라스틱은 해양 생물체에 의해 섭취되어 체내에 축적될 수 있으며 각종 환경 호르몬과 화학물질을 운반하는 통로가 될 수 있습니다. 이것만으로도 문제가 되지만, 더 큰 문제는 결국 먹이사슬을 타고 인간이 섭취할 가능성이 있다는 것입니다. 


 궁극적인 해결책은 플라스틱 쓰레기가 바다로 흘러들어가지 못하게 막는 것입니다. 이미 흘러간 쓰레기를 수거하는 일도 필요하긴 하겠지만, 사실상 넓은 바다에서 전부 수거하기 힘든데다 들어간 순간부터 분해가 시작되어 미세 플라스틱이 되므로 바다로 들어가기 전 제거하는 것이 가장 합리적인 해결책이 될 것입니다. 


 이는 국가 정책도 물론 중요하지만, 모든 사람이 함부로 플라스틱 쓰레기를 버리지 않고 분리 수거에 동참해야 문제를 극복할 수 있습니다. 물론 일회용 플라스틱 제품의 사용을 줄이거나 생분해성 플라스틱 소재를 확산시키기 위한 노력도 필요할 것입니다. 


 참고