체외 혈액에서 염증반응을 일으키는 물질만 제거할 수 있는 기술을 국내 연구진이 개발했다. 환자와 유사한 실험조건에서도 뛰어난 치료 효과를 나타내 패혈증 치료의 새로운 길을 제시할 것으로 보인다. 울산과학기술원(UNIST)은 바이오메디컬공학과 강주헌·주진명 교수팀과 분당서울대학교병원 응급의학과 이재혁 교수팀이 적혈구-초상자성 나노입자 기반 체외 혈액정화 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이 기술은 초상자성 나노입자를 활용해 패혈증의 원인 물질을 제거할 수 있다. 패혈증은 박테리아, 바이러스 등 감염에 대한 인체의 전신성 이상 염증 반응이다. 주요 장기에 기능 부전을 일으켜 높은 치사율을 동반하지만, 지금까지 뚜렷한 치료법이 존재하지 않았다. 강주헌 교수팀은 2022년 선행 연구를 통해 유사한 기술을 개발했다. 니켈, 철과 같은 자성 나노입자가 체외로 순환하는 환자의 혈액과 반응해 병원체를 포획하게 한 다음, 외부 자기장으로 염증 반응을 일으키는 물질을 혈액에서 제거해 패혈증을 치료하는 방법이다. 그러나 자기장에 의해 끌려오는 힘인 자화율이 낮아 수 리터의 체외 혈액을 정화하기 어려운 점 등 실제 임상에서 기술적 한계를 보였다. 이번 연구에서는 이론적으로 성인 환자의 전혈을 1시간 안에 정화하는 데 필요한 자성 나노입자의 크기, 크기 분포 등을 계산하고, 최적화 값을 예측했다. 또 새로운 수열 합성법으로 기존보다 자화율과 입자의 균일도가 높은 초상자성 나노입자를 합성했다. 연구팀은 초상자성 나노입자에 적혈구 세포막 기술을 입혀 기능성 초상자성 나노입자를 개발, 혈액 속 병원균을 시간당 6ℓ의 빠른 유속에서도 쉽게 제거할 수 있었다. 이 기술은 돼지 모델을 통한 전임상실험에서 치료 효과와 유효성이 검증됐다. 강 교수는 “실제 의료 현장에서 사용할 수 있도록 의료 기기 인증 등을 계획 중”이라며 “사전 진단 없이 다양한 종류의 병원체를 제거할 수 있기 때문에 신·변종 감염병 유행에 대응할 수 있는 새로운 개념의 감염병 치료 기술로 개발할 계획이다”고 말했다. 연구 결과는 와일리(Wiley) 출판사에서 발간하는 국제 학술지 ‘스몰 메소드’에 실려 17일 정식 출판됐다. 연구는 삼성전자미래기술육성센터, UNIST, 과학기술정보통신부 한국연구재단 기초연구실지원사업, 중견연구자지원사업, 보건산업진흥원 치매극복연구개발사업, 포스코청암재단의 지원을 받았다.

명지대학교 제약바이오융합 특성화사업단이 지난달 19일 창원컨벤션센터(CECO)에서 열린 ‘2024 한국생물공학회 캡스톤디자인 경진대회 BB Jump’(Biotechnology and Bioengineering Jump)에서 은상을 받았다고 16일 밝혔다. 한국생물공학회가 주관한 이날 대회는 지난달 17일부터 19일까지 진행된 한국생물공학회 춘계학술발표대회 및 국제심포지엄 행사 내 프로그램의 일환으로 진행됐으며, 창의적 종합설계 능력을 갖춘 생물공학 인재 양성을 위해 개최됐다. 명지대 측은 교내 정책형특성화사업단인 제약바이오융합특성화 사업단 프로그램을 통해 팀을 꾸려 본 대회에 출전했다. 명지대 식품영양학과 장다영(21학번), 주혜린(19학번), 최인혁(20학번) 학생으로 구성된 NPC(Nano Particle Club) 팀은 ‘Zein Ceramide NP Agar Eco-friendly Film’라는 주제로 은상(한국생물공학회장상)을 받았다. NPC팀은 마스크팩 시트지의 환경오염 및 미용성분의 낮은 피부 전달률을 문제로 인식하고 이를 개선하고자 나노입자 제조 기술이 도입된 친환경 마스크팩을 제시했다. 이들 팀은 버려지는 옥수수에서 추출한 제인(zein) 단백질을 이용해 나노입자(NP)를 생성했다. 이 단백질 나노입자를 운반체로 피부미용 성분인 세라마이드를 탑재해 피부에 수분공급과 함께 생분해성을 가진 한천(agar)을 필름 소재를 사용해 친환경 ‘zeincera film’을 만드는 데 성공했다.

서울시립대학교 생명과학과 최인희·최정우 교수와 화학공학과 이종범 교수 연구팀이 ㈜네오리젠바이오텍과 공동으로 ‘콜라겐 및 금 나노입자를 기반으로 한 새로운 광활성 콜라겐하이드로겔 나노소재(Au-CHP)’를 개발했다고 20일 밝혔다. 이번 연구는 나노소재 합성 기술을 생명과학 분야에 적용한 바이오 융합 연구의 대표적인 사례로 평가된다. 특히 자극 감응성 나노입자를 사용해 생체 내에서 정확하고 효율적인 단백질 전달을 가능하게 한다고 연구팀은 설명했다. ‘광열 전환 효과’(Photothermal conversion effect)란 금이나 은과 같은 플라즈몬 금나노입자에 특정 파장의 빛이 조사되면 빛 에너지를 열로 변환하는 현상이다. 이 효과를 이용하면 빛을 이용해 원하는 시점에 원하는 만큼 약물을 방출할 수 있는 자극 감응성 약물 전달 시스템을 구현할 수 있다. 연구팀은 이 광열 전환 효과를 응용해 하이드로젤 내부에 금 나노입자의 밀도를 조절함으로써 발열량을 정밀하게 조절할 수 있는 시스템을 개발했다. 해당 시스템은 단백질 방출 시 열로 인한 손상을 최소화하면서 동시에 열 감응성 하이드로젤 구조 변형을 유도해 전달 효율을 효과적으로 높일 수 있다는 점을 확인했다. 서울시립대 관계자는 “자극감응성 나노입자를 사용한 전달 기술은 생체 내에서 정확하고 효율적인 단백질 전달을 가능케 하며, 특히 화장품 분야에서도 나노입자는 입자 크기와 높은 안전성을 기반으로 피부 조직 내로 안전하고 높은 효율로 단백질을 전달할 수 있어 향후 관련 제품 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대된다”고 밝혔다. 이번 연구는 서울시립대 기초 보호학문·융복합 분야 R&D 기반조성사업 및 중소벤처기업부 산학연 Collabo R&D 사업의 지원으로 수행됐으며, 연구 결과는 나노재료 분야 국제 학술지 ‘ACS Materials Letters’지 최신호(2월 5일)의 표지논문으로 게재됐다.

국내 연구진이 유전자 가위의 움직임을 실제 가위처럼 실시간으로 볼 수 있는 기술을 개발해 눈길을 끌었다. 한국원자력연구원 첨단방사선연구소 가속기동위원소연구실 연구팀은 방사성 동위원소 지르코늄-89(Zr-89)를 이용해 크리스퍼 유전자 가위의 영상화에 성공했다고 23일 밝혔다. 이번 연구 결과는 약물 전달 분야 국제 학술지 ‘저널 오브 컨트롤드 릴리스’ 1월호 표지 논문으로 실렸다. 지난해 12월 미국식품의약국(FDA)은 세계 최초로 크리스퍼 유전자 가위를 치료제로 승인했다. 크리스퍼 유전자 가위는 3세대 유전자 가위로 동식물의 유전자에서 손상된 DNA를 잘라내고 정상 DNA로 교체해 질병을 치료하는 기술이다. 유전자 가위는 길잡이 역할을 하는 가이드 RNA와 표적 부위를 인식하고 잘라내는 효소 단백질로 구성돼 있다. 연구팀은 크리스퍼 유전자 가위 중 하나인 크리스퍼-캐스12a 단백질과 의료용 방사성 동위원소인 지르코늄-89를 접목한 새로운 바이오 소재를 개발했다. 크리스퍼-캐스12a는 크리스퍼-캐스9보다 크기가 작아 더 정교한 유전자 편집이 가능한 기술이다. 유전자 가위는 분자 크기가 크고, 구조가 복잡해 다른 물질과 결합하기 어렵다. 그러나, 연구팀은 의료용 동위원소 지르코늄-89는 반감기가 3.3일로 체내에 오래 머물지 않아 안전하고, 생체 물질 추적이 쉬울 뿐만 아니라 다른 물질과 결합하기 쉽다는 특징에 착안했다. 이에 연구팀은 적절한 배양 온도, 시간 등 최적의 조건을 찾아 유전자 가위 기능을 유지하면서 지르코늄-89와 결합하는 데 성공했다. 연구팀은 간경화 치료를 위해 간경화에 악영향을 주는 콜라겐 증식을 억제하도록 고안된 크리스퍼 유전자 가위를 활용했다. 유전자 가위와 지르코늄-89를 결합한 뒤 체내에서 잘 전달되도록 지질 나노입자로 둘러싸 캡슐화해 정맥주사로 간에 전달했다. 연구팀은 이 과정을 PET(양전자 단층 촬영) 영상으로 확인하면 유전자 가위의 작용 여부를 알 수 있다. 연구팀에 따르면 이번 기술을 활용하면 암과 같은 질환의 진단과 치료가 가능할 뿐만 아니라 약의 이동과 치료 효과를 즉시 파악할 수 있다. 연구를 이끈 박정훈 원자력연구원 가속기동위원소개발실 실장은 “이번에 개발한 소재는 지르코늄-89에서 나오는 감마선을 추적해 유전자 가위가 어디로 이동하는지 영상으로 확인할 수 있는 특징이 있다”라면서 “특정 DNA로 찾아가는 유전자 가위의 정확한 위치를 파악해 치료 효과를 높일 수 있고 신약 연구개발에도 활발히 사용될 수 있을 것으로 기대한다”라고 말했다.

경기도일자리재단이 지난 5일 도내 제조기반 창업 기업 지원을 위한 ‘기회 마스터 리그 투자설명회(IR데이)’를 진행했다. 이번 행사에는 기계/재료, 전기/전자, 정보/통신, 공예/디자인 등 다양한 분야에서 선발된 기회마스터 14개팀이 재단의 시제품 제작 지원금, 기술/경영 멘토링 등 맞춤형 지원으로 완성한 시제품을 투자자 앞에 선보였다. 행사는 시제품 판로개척등 역량교육, 투자설명(IR)피칭, 투자자와 창업기업간 1:1 상담 및 네트워킹, 우수기업 시상식 순으로 진행됐다. 우수기업 시상식에서는 ▲환경오염을 일으키는 폐소화기를 재활용해 친환경 소화기를 개발한 이스트투웨스트 구본무 대표가 영예의 대상을 수여했다. 최우수상에는 ▲다채로운 컬러의 베지터블 가죽 소재를 활용해 제작한 친환경 패션가방 ‘리멤버 스퀘어백’을 발표한 엠에스알 민에스라 대표가 수상했다. 엠에스알은 버려지고 있는 자투리가죽과 폐플라스틱을 업사이클&리사이클 하여 패션잡화를 만들고 있다. 또 기회상은 슈엘로, 바이브, 펫그라운드, 엠피컴퍼니, 한수코퍼레이션이 수상했다. ▲슈엘로의 공민지 대표는 100% 생분해성 친환경 콜라겐 멜팅팩을 선보였다. 멜핑팩은 나노입자로 흡수해 집중한 멜팅패치를 얼굴에 붙이면 1분만에 녹아 흡수가 쉽고 100% 친환경 제품으로 2년내 퇴비화가 가능한 제품으로 11월 온라인 판매를 시작했다. ▲바이브의 서민식 대표는 위치기반 맞춤형 광고 미디어 손 세척기를 선보였다. ▲펫그라운드의 안홍식 대표는 국내 최초 반려동물 체성분 분석기기를 발표했다. 해당 기기는 다주파수 생체전기저항분석기술과 인공지능(AI)기술을 접목한 반려동물 체성분 분석시스템으로 세계 최조의 시스템이다. ▲엠피컴퍼니의 황지애 대표는 민감성 피부질환자에게 효과가 있는 ‘K마스크’를 개발해 선보였다. ▲한수코퍼레이션의 이세진 대표는 잉여농산물 등을 활용해 환경 문제 해결에 도움이 되는 숙취해소 음료를 개발해 선보였다. 이 외에도 ▲수험생의 브레인 퍼포먼스 향상 영양식 ‘모두 채움바’ ▲난가공성 및 자유형상을 갖는 부품의 표면 연마가 가능한 ‘자성연마시스템’ ▲인공지능(AI)모델과 카메라가 결합해 다양한 목적에 맞도록 활용할 수 있는 시스템 ▲ 전기차 충전 매칭 서비스 플랫폼 ▲수작업으로 제작했던 커스텀 신발, 모자 등을 3D입체 승화전사 기술로 적용한 맞춤형 커스텀 제품 제작 시스템 ▲친환경 우드 배너 거치대 등 다양한 제품을 선보였다. 김선영 경기도일자리재단 융합인재본부 본부장은 “기회 마스터 14개 팀이 고분군투하여 맺어낸 결실을 크게 축하하며 “이번 투자설명회(IR데이)가 참여 기업들에게 원활한 자금 조달과 판로개척의 계기가 되었으면 좋겠다”며 “창업가분들이 경기도민들에게 좋은 일자리를 창출하여 제공할 수 있도록 재단은 지속적으로 최선을 다하겠다”고 말했다.

산업통산자원부가 아시아태평양경제협력체(APEC) 정상회의에 참석한 윤석열 대통령의 미국 방문을 계기로 미국 기업이 자동차, 반도체 등 분야에서 한국에 약 1조 5000억원의 국내 투자를 신고했다고 19일 밝혔다. 산업통상자원부에 따르면 GM, 듀폰, IMC, 에코랩 등 4개 미국 기업이 총 1조 5000억원(11억 6000만 달러)의 국내 투자를 신고했다. 정부는 4개 기업의 투자가 연간 4조 5000억원 이상의 수출 확대 및 수입 대체 효과를 유발할 것으로 예상했다. GM은 지난 15일(현지시간) 윤 대통령과의 면담에서 한국 현지 생산량을 늘려가겠다는 의사를 밝힌 바 있다. 실판 아민 GM 수석 부회장은 “한국 정부의 과감한 규제 개혁과 글로벌 스탠다드에 맞는 제도 개선으로 한국에서 기업 활동하는 데 자신감이 생겼다”면서 “지난 20년간 파트너십에 이어 앞으로도 한국 생산을 계속 늘려나가겠다”고 언급한 바 있다.듀폰은 향후 경기도 용인에 조성될 세계 최대 규모의 반도체 클러스터 조성 계획과 연계해 반도체 소재·부품 생산 공장 및 연구개발(R&D)센터 증설에 2000억원 이상의 투자를 해 100명 이상을 신규 고용하기로 했다. 이는 작년 9월 윤 대통령의 방미를 계기로 한국 정부에 신고한 투자의 2배 규모에 달한다. IMC는 세계적인 투자기업인 버크셔 해서웨이의 자회사다. 반도체 제조공정 또는 고강도 공구 제조에 사용하는 산화 텅스텐 생산 시설에 투자한다. IMC의 소재부품 분야 한국 내 6번째 투자 프로젝트로서 한국이 아시아·태평양의 소재부품 투자거점으로 인정받았다는 평가가 나온다. 에코랩은 반도체 제조용 연마제인 CMP 슬러리 생산에 필수적인 고순도 나노입자(콜로이드 실리카) 생산 시설에 투자할 예정이다. 에코랩이 해외에 고순도 나노입자 공장을 건설하는 것은 이번이 처음이다. 방문규 산업부 장관은 “이번 투자가 첨단산업 한미 동맹 강화와 우리 반도체 산업 공급망 안정화에 크게 기여할 수 있을 것”이라며 “투자 후속 지원과 함께 킬러 규제 혁파 등 투자 환경 개선 노력을 지속하겠다”고 말했다.

알츠하이머나 파킨슨 같은 퇴행성 뇌 질환은 물론 뇌종양까지 뇌에 생기는 질병을 약물로 치료하기란 쉽지 않다. 바로 혈액-뇌 장벽(BBB) 때문이다. BBB는 뇌세포를 둘러싸 뇌혈관을 통해 외부 물질이 뇌에 침입하는 것을 막아주는 역할을 한다. 평소는 문제없지만 질병이 발생했을 때 뇌에 전달되어야 할 약물까지 막는다는 문제가 있다. 국내 연구진이 퇴행성 질환 치료제가 BBB를 통과할 수 있도록 돕는 나노 운반체 기술을 개발해 주목받고 있다. 광주과학기술원(GIST), 포스텍 공동 연구팀은 BBB는 손상하지 않고 체내 약물 투과 효율은 높일 수 있는 나노 운반체를 개발했다고 17일 밝혔다. 이번 연구 결과는 생명과학 분야 국제 학술지 ‘어드밴시즈 인 콜리드 앤드 인터페이스 사이언스’에 실렸다.BBB는 뇌 대사 활동과 신경 기능을 유지하는 데 중요하기 때문에 이 막을 손상하지 않고 약물을 뇌로 전달하는 것이 중요하다. 이 때문에 치료용 약물이 혈액-뇌 장벽으로 손쉽게 투과할 수 있는 방법을 찾는 연구가 활발하다. 연구팀은 고분자 나노 운반체의 크기, 모양, 표면 전하가 혈액-뇌 장벽 투과 능력에 미치는 영향을 분석했다. 그 결과 혈액-뇌 장벽 투과에 적합한 나노입자 크기는 50~150㎚(나노미터)이고 표면 전하는 –1~-45㎷(밀리볼트) 범위라는 사실을 확인했다. 또 막대 형태는 같은 구형 나노 운반체에 비해 더 효과적으로 BBB를 통과할 수 있다는 것도 밝혀냈다. 이와 함께 항체, 압타머, 펩타이드 같은 물질을 사용하면 약물 손실을 최소화하고 혈액-뇌 장벽 손상 없이 쉽게 통과할 수 있다는 점도 확인했다. 연구를 이끈 이강택 GIST 교수는 “이번 연구 결과는 퇴행성 신경 질환의 약물 치료 효과를 극대화하기 위한 뇌 내 투과 효율을 높여 새로운 치료제 개발 가능성을 제시했다는 것에 의미가 크다”라고 말했다. 이 교수는 “추가 연구를 통해 나노 전달체 안전성을 높여 염증 발생을 막고 임상에 활용하는 방법을 찾을 것”이라고 덧붙였다.

20년 전 미국 실리콘밸리 한가운데인 팰로앨토 대학로에 위치한 엑셀 벤처캐피털 사무실. 트위터 초기 투자자로 유명한 이 회사의 피터 펜턴이 필자에게 말했다. “한국에서 획기적인 기술을 개발했군요. 제가 소니 대신 삼성 TV를 샀습니다. 한국 기술이 획기적인 도약을 하고 있는 것을 체험했습니다.” 비록 TV와는 상관없는 새로운 데이터베이스 소프트웨어 플랫폼에 대해 소개한 뒤였지만 펜턴은 한국의 삼성 TV 제품을 경험한 뒤 한국의 미래 전망에 대한 믿음을 이렇게 표현했다. 이어 친절하게 필자가 만든 비즈니스 플랜의 문제점을 지적하면서 비즈니스 모델을 제대로 만들어야 벤처 투자자들이 리스크를 감안한 투자 결정을 할 수 있다고 조언했다. 당시만 해도 실리콘밸리의 벤처캐피털들은 실패해도 돌아갈 곳이 있는 대학 교수 출신 창업자들을 별로 신뢰하지 않았다. 하지만 필자가 포기하지 않고 몇 번 찾아가자 펜턴이 한국 전자제품에 대한 신뢰를 바탕으로 마음의 빗장을 풀고 충고를 한 것이다. 닷컴 붕괴 이후 열악한 환경 때문에 필자는 벤처캐피털에서 투자를 받는 대신 글로벌 소프트웨어 기업 SAP와 전략적 인수합병을 하게 됐다. 그로부터 20년이 지난 실리콘밸리에는 중국이 밀려난 자리에 당당히 들어선 ‘코리안’들과 이들을 추종하는 한국인들이 빠르게 증가하고 있다. 팰로앨토 대학로에는 HANA 하우스가 있다. 필자가 이끈 SAP 한국연구소 팀이 개발한 HANA의 이름을 따서 SAP가 세운 곳이다. 한국의 존재감을 나타내는 상징적 시설로 자리잡았다. 얼마 전 이 HANA 하우스를 방문했는데 책임자가 한국계 벤처캐피털이 팬데믹 기간 동안 이곳을 자주 사용했다고 소개했다. 스톰 벤처의 남태희 대표, 버텍스 벤처의 이인식 대표, 젠슨 황 옆에서 20년 동안 엔비디아의 비즈니스 생태계를 만든 제프 허브스트와 함께 글로벌프런티어테크(GFT) 벤처를 공동 창업한 음재훈 대표 등 한국계 이민자들이 세운 벤처캐피털이 두각을 나타내고 있다. 이 중 이인식 대표는 20대 초반이던 1990년대 초 인터넷 태동기에 최초의 자바 서버 기업 KIVA를 창업한 후 이 회사를 인수한 넷스케이프의 마크 안드레센 등과 두 번째 창업을 한 연쇄 창업자다. 한국에서 대학을 마친 창업자들도 성공 가도를 달리고 있다. 인공지능(AI) 기반 고성능 광고 플랫폼으로 새로운 광고 시장을 개척한 몰로코는 유튜브에서 빠른 정보 흐름에 맞는 광고 기술에 대해 고민하던 안익진 박사가 2013년 창업했다. 2021년 실리콘밸리의 큰손 타이거 캐피털로부터 유니콘 투자를 받았고 지금은 회사 가치가 20억 달러를 넘어섰다. 나스닥 상장을 준비하고 있다. 기업용 메신저 서비스 플랫폼 기업인 센드버드를 만든 김동신 대표는 미국 유학도 하지 않은 순수한 토종 창업자다. 몰로코와 같은 해인 2013년 창업해 2021년 기업 가치가 10억 달러를 넘는 유니콘으로 키워 냈다. 바이오 분야에서는 카이스트 졸업 후 버클리에서 생명과학 박사를 한 이근우 박사가 유전자 치료 물질을 안전하게 전달하는 폴리머 나노입자 기술 회사 진에딧을 창업했다. 한국인으로는 처음으로 시드 투자 단계부터 실리콘밸리의 메이저인 세쿼이아 벤처 투자를 받은 바이오 분야 딥테크 회사다. 한국의 좁은 시장을 벗어나 글로벌 무대에서 혁신을 이끌고 있는 한국인들은 각종 규제에 얽힌 국내 혁신 자본과 그들의 제한된 네트워크로부터 자유롭다. 이런 한계를 벗어나게 하려면 산업화 시대에 만들어진 국내 혁신 자본들을 통합해 독립된 지배구조를 가진 글로벌 혁신 자본으로 만들어야 한다. 돈이 글로벌화돼야 코리안 벤처들이 글로벌로 뻗어 나갈 수 있다.

4일(한국시간) 오후 발표 예정이던 올해 노벨화학상 수상자 명단이 공식 발표 약 3시간 전에 유출됐다고 로이터통신이 보도했다. 로이터통신은 스웨덴 일간 다겐스 뉘헤테르를 인용, “스웨덴 왕립과학원 노벨위원회가 이메일을 통해 ‘2023년 노벨 화학상은 양자점과 나노입자를 발견하고 발전시킨 연구에 돌아갔다’고 밝혔다”고 전했다. 사전 유출된 수상자 명단은 루이스 브러스, 알렉세이 에키모프, 뭉기 바웬디 등 3명이다. AP통신은 스웨덴 SVT방송을 인용해 “(노벨위원회가) 수상자 명단이 담긴 보도자료를 실수로 일찍 보냈다”고 했다. 이에 대해 요한 외크비스트 노벨화학위원장은 로이터에 “스웨덴 왕립과학원의 실수”라며 “(노벨상 결정) 회의는 오전 9시 30분(한국시간 오후 4시 30분) 시작됐고 수상자가 아직 선정되지 않았다”고 밝혔다.

수십년 걸리던 백신 개발을 1년여 만에 가능하게 해 수많은 목숨을 코로나19에서 구한 커털린 커리코(68) 바이오엔테크 수석 부사장과 면역학자 드루 와이스먼(64) 펜실베이니아대 의대 교수가 2일(현지시간) 노벨 생리의학상 수상자로 선정됐다. 특히 대학에서 쫓겨날 뻔한 수모를 당하면서도 20년 이상 메신저 리보핵산(mRNA) 기법 연구에 매달린 커리코 박사의 집념이 눈길을 끈다. AFP통신은 커리코 박사를 “mRNA 백신의 길을 닦은 이단아”라고 소개했다. 통상 노벨상 수상자의 공로를 검증하는 데 10년 이상 걸리는데 올해 생리의학상은 검증 시간을 대폭 줄였다. 그만큼 인류가 코로나19와 맞서는 데 두 사람의 백신 개발 기법이 큰 힘이 됐다는 것을 인정한 것이다. mRNA 백신은 코로나19 바이러스가 가진 유전체 일부를 나노입자에 실어 전달한다. mRNA가 체내에 들어가면 면역체계가 활성화돼 바이러스에 감염될 경우 면역 반응이 빠르게 일어나게 된다. 처음 시도되는 것이라 일부 접종자에게 발열이나 두통 같은 부작용을 유발하지만 치명적 감염병으로부터 인류를 지킬 수 있었다는 평가를 받는다. 이세훈 삼성서울병원 혈액종양내과 교수는 “이들의 연구는 코로나19 같은 감염병뿐만 아니라 암 극복 영역에까지 적용된다”면서 “최근 모더나가 흑색종 환자를 대상으로 mRNA 기반 새 치료제를 임상시험 중인데 암 재발 위험을 44%나 낮췄다고 보고해 학계를 놀라게 했다”고 말했다. mRNA를 활용한 암 백신도 머지않아 나올 수 있다는 전망이다. 커리코 박사는 1955년 헝가리 동부 시골의 푸줏간 집 딸로 태어났다. 세게드대 학부생 시절 mRNA의 매력에 눈뜬 그는 1984년 미국 학계의 관심이 뜨거워지자 유학을 결심했다. 1985년 미국 템플대에서 연구직 일자리를 얻자 남편, 두 살배기 딸과 함께 중고로 처분한 차값 900파운드(약 148만원)를 배 속에 집어넣은 곰 인형을 들고 필라델피아로 이주했다. 하지만 mRNA의 동물실험에서 면역반응을 일으켜 동물이 즉사하는 문제점이 드러나 미국의 연구 열기가 얼어붙었고, 대학에서의 입지도 위태로워졌다. 1995년 무렵 펜실베이니아대 의대는 mRNA가 실용적이지 않다며 계속 연구하려면 교수직을 포기하고 연구원으로 일하라고 했다. 그는 딸의 학비와 비자 갱신을 위해 신분이 강등되는 수모를 받아들일 수밖에 없었고, 시간당 1달러 정도의 시급을 받으며 실험실을 떠돌았다. 2년 뒤 같은 대학으로 옮긴 와이스먼 교수와 복사기 사용을 놓고 다투다 친해진 것이 그의 인생을 완전히 바꿔 놓았다. 이미 꽤 유명했던 와이스먼 교수는 연구비 조달 문제를 해결해 줬다. 2013년 mRNA 백신을 개발하던 바이오엔테크의 스카우트 제안을 받아들였는데 대학 측은 ‘웹사이트도 없는 곳’이라며 그의 전직을 대놓고 비아냥댔다. 커리코 박사는 강의가 끝나면 “당신 상급자가 누구냐”는 질문을 받았다며 “그들은 (외국인) 억양이 있는 저 여자 뒤에는 더 똑똑한 누군가가 있을 거라고 생각했다”고 말했다. 그의 노벨상 수상은 남성이 지배적인 미 과학계에서 외국인 여성을 저평가하는 병폐에 경종을 울렸다는 평가를 받는다.

2023년 노벨 생리·의학상은 mRNA를 이용한 코로나19 백신을 개발한 과학자에게 주어졌다. 스웨덴 카롤린스카연구소 노벨위원회는 2일(현지 시간) 올해 노벨 생리·의학상 수상자로 화이자-바이오엔테크와 모더나 백신 개발의 핵심 기술을 제시한 헝가리계 미국 생화학자 커털린 커리코(68) 바이오앤테크 수석부사장(펜실베이니아대 의대 겸임교수)과 면역학자 드루 와이스먼(64) 미국 펜실베이니아대 의대 교수를 선정했다고 밝혔다. 이번 수상자 발표는 애초 현지 시간 오전 11시 30분에 있을 예정이었지만 오전 11시 45분으로 15분 늦춰져 공개됐다. 노벨 위원회는 “두 사람의 연구는 mRNA가 면역체계와 상호작용하는 방식에 대한 이해를 근본적으로 변화시켜 전례 없는 인류 건강에 대한 큰 위협이었던 코로나19에 대응할 수 있는 백신 개발을 빠르게 이끌었다”라고 수상 업적을 평가했다. 이들 연구 덕분에 수십 년 걸리던 백신 개발이 약 1년 정도 만에 가능했고 이를 통해 코로나19 대유행 때 수많은 목숨을 구할 수 있었다는 말이다.mRNA는 DNA에서 전사 과정을 거쳐 생산돼 세포질 안의 리보솜에 유전 정보를 전달함으로써 단백질을 생산한다. 이론적으로는 필요한 단백질의 유전정보로 코딩된 mRNA가 인체 세포 안으로 들어가면 원하는 단백질을 만들 수 있다. 그런데도 임상에 활용되지 못했던 것은 mRNA가 매우 불안정한 물질이며 의도치 않게 강한 선천면역 반응을 일으킨다는 이유 때문이었다. 실제로 커리코 부사장은 mRNA를 세포에 넣어 면역계가 인식하도록 하는 연구를 1990년대부터 수행했지만, 관심을 받지 못했다. 이후 와이스먼 교수와 2005년에 공동으로 의학 분야 국제 학술지 ‘면역’에 논문을 발표하면서 주목받았다. 이들은 변형된 뉴클레오사이드를 이용해 mRNA를 합성해 선천면역 반응을 회피하고 안전성을 높이는 기술을 처음으로 고안해 낸 것이다. 2019년 말 중국에서 코로나19가 시작되면서 이들의 연구를 기반으로 화이자와 모더나가 새로운 형태의 백신을 만드는 데 핵심적 역할을 했다. 영국의 의사 에드워드 제너를 거쳐 프랑스 루이 파스퇴르가 제시한 백신 원리에 따라 지금까지 개발된 백신들은 바이러스 독성을 약화하거나 바이러스 단백질 일부를 넣어 면역반응을 유도하는 방식이었다. 그러나 이번 수상자들이 제시한 백신 개발 원리는 이전과는 전혀 달라 ‘백신 개발 패러다임을 바꿨다’라는 평가를 받는다. mRNA 백신은 코로나19 바이러스가 가진 유전체 일부를 지질 나노입자에 실어 전달하는 방식이다. mRNA가 체내에 들어가면서 면역계가 활성화돼 실제 바이러스에 감염될 경우 면역반응이 빠르게 일어나도록 한 것이다. mRNA 백신은 처음 시도된 것이기 때문에, 일부 백신 접종자들에게서 발열이나 두통과 같은 부반응을 유발하기도 했지만, 치명적 감염병으로부터 인류를 지킬 수 있었다는데 높은 평가를 받은 것으로 알려졌다.국내 mRNA 전문가로 꼽히는 이혁진 이화여대 약대 교수는 “두 수상자의 가장 큰 업적은 아무래도 코로나19 백신을 빠르게 개발해 보급하는 데 큰 역할을 했다는 것이다”라며 “노벨 생리의학상을 받은 것은 그만큼 많은 사람이 이 기술의 영향을 받았다는 것”이라고 설명했다. mRNA 기반 암 백신 연구도 진행감염병에 암까지 다양한 질병에 적용 이세훈 삼성서울병원 혈액종양내과 교수는 “이들의 mRNA 연구는 코로나19 같은 신종 감염병뿐만 아니라 암 극복이라는 새로운 영역까지 적용된다”라면서 “최근 모더나가 흑색종 환자를 대상으로 mRNA 기반 새 치료제를 임상 시험 중인데 암 재발 위험을 44%나 낮췄다고 보고해 학계를 놀라게 했다”라고 말했다. mRNA를 활용한 암 백신 개발이 성공할 경우 암 치료의 패러다임이 완전히 바뀔 수 있다는 것이다. 이번 수상자들은 2021년에 로젠스틸상, 호위츠상을 수상하고 실리콘밸리 노벨상으로 불리는 브레이크스루상과 ‘예비 노벨생리의학상’으로 알려진 래스커상까지 휩쓸면서 2021년과 2022년에 노벨상 수상이 점쳐졌다. 그렇지만 당시에는 코로나19에 대한 mRNA 백신의 효과가 확실하게 평가되지 않았기 때문에 수상하지 못한 것으로 알려졌다. 이번 생리의학상 수상자들은 상금 1100만 스웨덴크로나(13억 6477만원)를 절반씩 나눠 받게 된다. 노벨 재단은 3일 물리학상, 4일 화학상, 5일 문학상, 6일 평화상, 9일 경제학상 수상자를 발표할 예정이다.

미국 명문으로 꼽히는 노스캐롤라이나대학(UNC) 채플힐 캠퍼스에서 발생한 교수 총격살인 사건의 피의자는 중국에서 온 유학생 제자로 밝혀졌다. 29일(현지시간) CNN에 따르면 UNC 대학원 박사과정에 다니는 치타이레이(34)씨가 1급 살인과 총기 소지 등의 혐의로 기소됐다. 그는 전날 교내 화학관에 있는 코딜 연구소에서 옌쯔제(40) 응용물리학과 조교수를 총기로 살해한 뒤 체포됐다. 범인은 옌 교수의 연구실에 소속된 3명의 연구조교 가운데 1명인 점도 드러났다. 아울러 최소 2건의 논문에 옌 교수와 함께 이름을 올린 것으로 전해졌으나, 범행 이유는 아직 확인되지 않았다. 피의자는 중국 허난성 펑추 출신으로 2011년 대학입학 전국 시험에서 허난성 4위에 해당하는 고득점을 올려 현지 언론에 소개됐던 인물이어서 충격을 더하고 있다. 중국 우한대와 루이지애나 주립대를 나온 그는 지난해 UNC 대학원에 진학했다. 피해자 옌 교수는 중국 후베이성 징먼 출신이다. UNC는 29일 인스타그램에 “옌 교수의 비극적인 죽음에 대해 더할 수 없는 슬픔을 표한다”며 “(총격 사건이 벌어진 시간인) 오후 1시 2분 교내 종탑에서 그를 기리는 조종을 울릴 것”이라고 밝혔다. 고인의 유족과 친구. 학교 동료 등에게 위로를 건네는 댓글도 잇달아 올라왔다. 케빈 구스키에비치 UNC 총장도 “학계 사랑스러운 동료이자 우리 캠퍼스에서 지내는 많은 이들에게 멘토 역할을 해냈으며 가정에선 두 아이에게 훌륭한 아빠였다”고 추도했다. 전문 분야에서 빼어난 실력을 뽐내며 촉망되던 30대 청년이 같은 중국인, 그것도 대학원에서 자신을 가르치던 은사를 끔찍한 총기 난사로 살해한 동기를 둘러싸고 많은 의문점이 생기고 있다. 그와 논문을 공동으로 저술한 중국 충칭대의 한 조교수는 “연구 실적에서 떠오르는 스타로 불리던 마당에 그런 사고를 저질렀다는 게 도저히 믿기지 않는다”고 말했다. 피의자는 평소 오랜 타국 살이에 외로움을 호소한 것으로 알려졌다. 그는 소셜미디어(SNS) 엑스(옛 트위터)에 “몇몇 친구를 사귀고 싶다. 난 나노입자 합성, 고분자 조합 등 과학과 프로야구 메이저리그에 많은 관심을 기울이지만 사소한 일상사엔 약간 무딘 성격인데 괜찮다는 생각이 들면 연락을 달라”고 적기도 했다. 비즈니스 전문 SNS ‘링크드인’ 프로필에 따르면 그는 달리기와 하이킹을 즐기며 2~3년 전 육상대회를 나가 800m 우승과 1500m 6위를 차지하는 등 팔방미인이었다. 배드민턴과 테니스, 탁구에 소질을 발휘했다고 한다. 한편, 사고 당일 범행에 쓰인 총기를 찾는 데 실패했던 경찰은 29일 학교 입장을 전면적으로 통제한 가운데 수색작업을 펼치고 있다.

서울시립대학교는 폐 질환 독성물질 실시간 모니터링 모델 ‘실시간 세포 반응 모니터링이 가능한 폐 모방 다기능성 세포 배양 스캐폴드’가 세계적 학술지 표지논문에 게재됐다고 21일 밝혔다. 서울시립대에 따르면 최인희 서울시립대 생명과학과 교수와 박정태 건국대 화학공학부 공동연구팀이 개발한 이 모델은 실생활에서 폐에 노출될 수 있는 다양한 독성물질에 대한 세포 반응을 실시간으로 관찰할 수 있을 뿐만 아니라 폐 질환의 진단, 치료, 약물 개발에 활용할 수 있다. 해당 연구는 두 연구 그룹에서 각각 수행하고 있는 연구재단 중견연구과제의 지원으로 추진됐다. 연구 성과는 재료과학 분야 권위 있는 국제 학술지인 ‘Advanced Science’(IF: 15.1)지 최신호(8월 15일자)의 표지논문으로 게재됐다. 서울시립대 최인희(공동 교신) 생명과학과 교수가 이끄는 연구팀은 엄성현(공동 1저자) 생명과학과 석사과정, 건국대 박정태(공동 교신) 화학공학부 교수, 이소연(공동 1저자) 석사과정과 함께 폐 질환의 근본적인 이해와 치료 방법의 개선을 위한 세포배양 스캐폴드를 개발하는 연구를 진행했다. 연구진은 폐를 이루는 폐포의 크기와 유사한 다공성 구조에 광학 특성이 우수한 금 나노입자와 전기화학적 특성이 우수한 금속유기골격체(이하 MOF)를 도입해 생체 내와 유사한 3차원 세포배양 조건에서 세포의 반응을 다양한 광학적, 전기화학적 분석법을 활용해 실시간 모니터링할 수 있음을 보였다. 이번 연구에서 개발된 스캐폴드는 금 나노입자의 우수한 광학 특성과 신호 증폭 원리를 이용해 복잡한 전처리 없이 비표지 분광 신호를 통해 다양한 바이오마커와 활성산소 등의 세포 반응 물질을 모니터링할 수 있도록 개발됐다. 또한 MOF의 뛰어난 전기화학적 활성을 이용해 산화환원반응에 의한 전기적 신호의 변화를 측정함으로써 세포의 산화스트레스를 즉각 모니터링할 수 있도록 설계됐다.

컴퓨터 단층 촬영(CT)이나 자기공명영상(MRI), 양전자 단층촬영(PET) 등 다양한 영상진단 기술 덕분에 암을 비롯한 각종 질병을 빠르게 찾아낼 수 있는 세상이 됐다. 그렇지만 CT나 PET는 방사성 물질을 이용하기 때문에 자주 촬영할 경우 피폭 가능성이 높다. 국내 연구진이 피폭 걱정 없이 PET만큼 정밀하게 질병 부위를 촬영할 수 있는 의료영상기법을 개발해 주목받고 있다. 한국전자통신연구원(ETRI)와 을지대 의대 공동 연구팀은 산화철 나노입자를 이용해 125㎜급 시야각을 갖는 의료 영상 장비 개발에 성공했다고 1일 밝혔다. PET는 환자에게 방사성을 띤 조영제를 주사한 다음 핵의학 영상기기로 조영제의 반응 정도를 촬영해 암, 뇌종양은 물론 치매를 조기 진단할 수 있는 장비이다. CT나 MRI는 인체의 구조적 이상을 진단하지만 PET는 인체 조직의 생화학적, 기능적 이상을 진단하는 방식이다. 문제는 PET 조영제가 방사성 의약품이라는 점이다. 극미량이지만 검사 횟수가 많아지거나 환자의 몸 상태에 따라 내부 피폭이 이뤄질 가능성이 있다. 이에 연구팀은 인체에 해가 없는 산화철 나노입자를 활용해 PET를 대체할 수 있는 기술을 개발했다. 이 때문에 연속적으로 사용할 수 있어 방사선 피폭 걱정 없이 만성질환까지 추적이 가능하다. ETRI와 공동 연구를 이끈 유홍일 을지대 의대 교수는 “인체에 해가 없는 산화철 나노입자를 이용한다는 점에서 환자의 심리적 부담을 덜어 줄 수 있고 다양한 질환의 병변 부위를 확인할 수 있다는 점에서 기존 영상 장비와 차별화되는 원천기술”이라고 설명했다.

사람의 외모가 제각기 다르듯 발의 크기와 형태 역시 사람마다 다릅니다. 따라서 우리는 발에 잘 맞는 신발을 고르기 위해 신발을 직접 신어보고 결정하는 경우가 많습니다. 하지만 운동선수처럼 극한의 상황에서 최대한 힘을 끌어내야 하거나 당뇨 환자처럼 발을 잘 보호해야 하는 환자의 경우 단순히 잘 맞는 제품을 고르는 것 이상의 노력이 필요합니다. 때에 따라서는 내게 맞는 신발을 고르는 대신 신발이 나에 맞게 수작업으로 제작해야 합니다. 최근에는 3D 프린터 기술이 특수 목적의 맞춤형 신발이나 신발 깔창을 만들 수 있는 신기술로 주목받고 있습니다. 스위스 연방 공과대학과 로잔 연방공대의 과학자들은 여기서 한 걸음 더 나아가 3D 프린터로 출력한 맞춤형 깔창 내부에 압력 센서를 삽입할 수 있는 기술을 개발했습니다. 3D 프린터로 만든 맞춤형 깔창이나 웨어러블 기기로 압력을 감지하는 스마트 깔창에 이어 3D 프린팅 스마트 깔창을 개발한 것입니다. 물론 이를 위해서는 센서와 전자 회로를 3D 프린터로 출력할 수 있어야 합니다.연구팀이 개발한 3D 프린터는 우선 발의 모양에 맞춰 실리콘과 셀룰로스 나노입자를 섞은 기반층을 3D 프린터로 출력합니다. 그리고 은(silver) 성분이 들어 있는 전도성 잉크로 그 위에 회로를 출력합니다. 압력 센서는 압력을 전기로 바꿔주는 압전 소재 잉크를 이용하는데, 발의 해부학적 구조상 압력을 많이 받는 부위에 센서를 배치합니다. 마지막으로 회로와 센서를 보호하는 실리콘 보호층을 덮어 스마트 깔창을 완성합니다. 이렇게 사람의 발의 모양에 맞게 출력한 3D 프린팅 스마트 깔창은 운동할 때 어디에 압력이 많이 가는지 실시간으로 확인해 선수에 맞는 훈련 방법과 부상을 줄일 방법을 정하는 데 도움을 줄 수 있습니다. 더 주목되는 응용은 당뇨 환자 같은 만성 질환자나 재활 치료입니다. 당뇨발은 발을 절단하는 중요한 원인으로 당뇨 유병률 증가와 함께 심각한 문제가 되고 있습니다. 환자의 발 모양에 맞춘 3D 프린팅 스마트 깔창은 발바닥 특정 부위에 지나치게 많은 압력이 가서 괴사나 손상이 의심되는 경우 환자나 의료진에게 알려줄 수 있습니다. 궤양이 생기기 전에 예방할 수 있는 효과적인 방법이 있다면 당뇨 합병증 관리에 획기적인 발전이 있을 것으로 기대됩니다. 전자 회로와 센서를 통합한 3D 프린터 기술은 아직 걸음마 단계지만, 앞으로 여러 분야에서 큰 잠재력이 있습니다. 당장에는 임상이나 혹은 산업 현장에 바로 적용할 수준이 아닐지 몰라도 발전 속도가 빠른 만큼 미래에는 충분히 기회가 있을 것으로 생각합니다. 

한국과학기술한림원과 생명공학기업 암젠코리아는 ‘제2회 암젠한림생명공학상’ 수상자로 구희범 가톨릭대 교수를 포함해 3명의 연구자를 선정했다고 21일 밝혔다. 암젠한림생명공학상은 생명과학, 생물공학 분야 젊은 연구자들을 발굴해 연구의욕을 고취시키고 해당 분야 발전을 위해 한림원과 암젠코리아가 지난해 만든 상이다. 만 45세 이하 연구자를 대상으로 하는 ‘차세대과학자’ 부문에는 1명을 선정해 상금 4000만원, 국내 연구기관에서 박사후연구원 등 계약직 연구원을 대상으로 하는 ‘박사후연구원’ 부문에는 2명에게 각 1000만원의 상금을 준다. 차세대과학자 부문에는 구희범 가톨릭대 의생명과학교실 교수, 박사후연구원 부문에는 김진영 가톨릭대 미래인재형의과학자교육연구단 박사, 이진규 한양대 생명공학과 박사가 선정됐다. 구 교수는 올해 노벨화학상 수상업적으로 알려진 클릭화학을 나노입자에 응용해 성대마비 같은 각종 질병 치료 방법을 개발 중이다. 김진영 박사는 아밀로이드 축적에 의한 당뇨 발병 기전을 밝혀내고 신규 자가포식 증진제 개발로 당뇨병 개선 및 치료 효과를 규명한 공로를 인정받았다. 또 이진규 박사는 자발적으로 뼈나 연골로 분화가 가능한 줄기세포 스페로이드라는 물질을 개발해 주목받았다.

국내 연구진이 자기장을 이용해 혈액에서 바이러스나 박테리아 같은 질병 원인을 제거하는 기술을 개발했다. 동물실험을 통해 다제내성균(항생제 내성균)과 사람의 분변에 존재하는 박테리아 135종을 이 기술로 99% 이상 제거할 수 있음을 확인했다. 울산과학기술원(UNIST) 바이오메디컬공학과 연구팀은 자성을 가진 나노입자 표면을 혈액세포막으로 감싼 ‘혈액세포막-자성나노입자’를 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 연구 결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘스몰’에 실렸다. 가수 신해철을 사망에 이르게 한 원인으로 알려진 패혈증은 미생물, 바이러스, 균류에 감염되면서 온 몸에 염증반응이 나타나 주요 장기에 장애를 일으키는 증상이다. 또 코로나19 감염 후 증상을 악화시키는 것도 사이토카인 폭풍이라는 과도한 면역 반응이 원인이다. 패혈증이나 사이토카인 폭풍 등에 대응할 수 있는 항생제, 항바이러스제, 백신 등은 개발된 상태이지만 항생제 내성을 가진 새로운 슈퍼박테리아나 코로나19 같은 새로운 병원균까지는 신속 대응이 어렵다. 이 때문에 효과적이고 많은 병원균에 적용할 수 있는 범용적 감염증 치료법이 필요하다. 이에 연구팀은 혈액세포 중 적혈구와 백혈구 세포 표면에서 병원체와 결합하는 혈액세포막을 자기력을 갖는 나노입자 표면에 덮는 방식으로 혈액세포막-자성나노입자를 개발했다. 병원체 포집은 혈액세포막을 이용하고 이것을 몸 밖으로 빼내는데는 자성나노입자를 이용하는 것이다. 이 기술을 이용한 혈액 정화치료 효과는 여러 종류의 항생제에 내성을 갖고 있어 항생제 치료가 어려운 다제내성균에 감염시킨 생쥐로 확인했다. 병원균에 감염된 생쥐에게 이번에 개발한 물질을 투입한 뒤 자석을 이용해 회수하는 방식으로 치료를 하면 몸 속 병원균을 효과적으로 제거할 수 있다는 것이다. 실제로 기존 항생제로는 치료가 어렵다고 알려진 메타실린 내성 황색포도상구균, 카바페넴 내성 대장균 치료 효과를 확인했다. 치료 받은 생쥐는 모두 일주일 뒤 면역체계가 정상화되고 생존에도 성공했다. 연구팀은 이번 기술을 패혈증이나 중환자실 내 2차세균 감염환자 치료와 병행해 사용할 경우 효과가 클 것으로 기대했다. 연구를 이끈 강주헌 UNIST 교수는 “이번에 개발된 기술은 인체가 갖고 있는 면역대응 원리를 흉내내 많은 종류의 감염원을 사전 진단 없이 일괄적으로 제거할 수 있다는 장점이 있다”며 “앞으로 나타날 항생제 내성균 감염이나 새로운 감염병 유행에 신속하게 대응할 수 있을 뿐만 아니라 반복적으로 혈액 정화를 한다면 병원균 감염에 따른 장기부전 치료에도 도움이 될 것으로 기대된다”고 말했다.

타투 시술에 사용하는 잉크가 암을 유발할 우려가 있다는 연구 결과가 나왔다. 미 뉴욕주립대 빙엄턴캠퍼스 화학과 존 스워크 교수팀은 24일(현지시간) 자국 시카고에서 열린 미 화학회 가을학회(ACS Fall 2022)에서 타투 잉크 제품 56개 중 거의 절반인 23개에서 아조화합물을 발견했다고 밝혔다. 연구팀은 아조화합물은 그 자체로 안전하긴 하지만 자외선이나 박테리아에 노출되면 암을 유발하는 발암물질로 변질할 우려가 있다고 설명했다. 조사 대상은 현재 타투 시술업체들이 자주 쓰는 인기제품이다. 이 중 아조화합물이 검출된 타투 잉크는 모두 청색이나 녹색을 내는 제품이었다. 최근 유럽에서도 타투 잉크로 쓰인 청색과 녹색 안료가 암을 유발할 수 있다는 우려가 제기돼 타투 시술에 사용하는 것이 금지되기도 했다. 연구팀은 “미국인 10명 중 3명이 몸에 타투를 새길 만큼 타투가 인기를 끌고 있지만, 미 식품의약국(FDA)과 같은 규제기관은 관련 업계를 예의주시하지 않고 있다. 타투 잉크 제품에 실제로 어떤 성분이 쓰이는지 거의 알려지지 않았다”고 지적했다. 연구팀은 또 전자현미경으로 타투 잉크 제품 16개를 분석했다. 그 결과 절반인 8개 제품에서 100나노미터(㎚·10억분의 1ｍ) 이하 입자인 나노입자가 검출됐다. 스워크 교수는 “입자가 나노 수준으로 줄어들면 세포막을 통과하고 세포핵으로 들어갈 수 있다. 암과 같은 문제를 일으키는 등 인체에 해를 끼칠 수 있다”고 지적했다. 이어 “제조업체는 페인트나 직물과 같은 모든 분야에 사용하는 안료를 만든다. 이런 안료가 타투 잉크에 사용되고 있다는 게 문제”라고 덧붙였다. 연구진은 앞으로 타투 잉크 제품을 추가로 검사하고 데이터를 검토한 뒤 웹사이트에 정보를 게시할 계획이다.

백신은 기본적으로 바이러스나 박테리아 같은 전염성 질환에 대해 면역력을 갖추는 수단이다. 하지만 우리 몸의 면역 시스템이 막는 것은 외부 침입자만이 아니다. 암세포처럼 우리 몸을 위협하는 내부 세력을 막는 일도 겸하고 있다. 그래서 면역력이 떨어진 사람은 암 위험도도 높아진다.  과학자들은 이점에 착안해 암의 발생이나 재발을 막는 암 백신 개발에 도전하고 있다. 암 백신의 원리 역시 다른 백신과 비슷하다. 암 항원을 면역 세포에 인식시켜 강한 면역 반응을 유도하는 것이다.  최근 터프츠 대학의 연구팀은 mRNA 기술을 이용한 암 백신을 개발했다. mRNA 백신 기술은 코로나 19 백신 가운데 가장 좋은 성적을 보이면서 차세대 백신 기술로 주목받고 있다. 따라서 암 백신 연구자들 역시 mRNA 암 백신 개발에 뛰어든 상태다. 하지만 현재 개발 중인 mRNA 암 백신에는 한 가지 문제점이 있다. 암 항원 mRNA를 주입하는 경우 면역 세포로 가는 것보다 간으로 가서 분해되는 것이 더 많다는 점이다.  연구팀은 mRNA를 효과적으로 림프절로 전달할 수 있는 지방 나노입자를 개발했다. 연구팀이 개발한 지방 나노입자는 간으로 가는 mRNA보다 림프절로 가는 mRNA의 양을 3배로 늘려준다. 그 결과 림프절의 면역 세포들이 암 항원을 더 잘 인식할 수 있다.  연구팀은 치료가 매우 어려운 악성 종양인 전이성 흑색종이 있는 쥐에서 mRNA 암 백신의 효능을 시험했다. PD-1 억제제 같은 다른 항암 치료제와 병행해서 사용한 결과 40%에서 암조직이 사라지는 완전 관해를 이뤘고 이 실험 동물 중 상당수가 다시 암이 재발하지 않는 것이 확인됐다.  사실 성공적인 암 수술과 항암 방사선 치료 후 보이는 모든 암 조직이 사라졌더라도 미세 전이가 이뤄져 나중에 다른 곳에서 재발하는 경우가 흔하다. 암 백신은 몸 여기저기 퍼진 암세포가 재발하기 전에 사전에 차단할 수 있는 수단으로 주목받고 있다.  다만 mRNA 암 백신이 실제 사람에서도 효과적이고 안전한지는 앞으로 임상 시험을 통해 검증해야 할 부분이다. 현재는 초기 개발 단계로 결과를 예측하기 어렵지만, 지속적인 연구 개발을 통해 언젠가 돌파구를 찾을 날이 올 것으로 기대한다. 

현재 이차 전지의 가장 일반적인 형태는 리튬이온 배터리입니다. 리튬 같이 한정된 자원을 대체하기 위해 여러 가지 대안적 기술이 개발되고 있지만, 현재까지 에너지 밀도나 경제성, 신뢰성에서 리튬 계열 배터리가 가장 우수해 전기차에서 스마트폰까지 배터리가 필요한 장소에 가장 널리 쓰이고 있습니다.  현재 연구되는 리튬이온 배터리의 대안 중 하나는 레독스 흐름 전지 (redox flow battery)입니다. 레독스 흐름 전지에는 리튬이온 배터리에 없는 몇 가지 정점이 있습니다.  우선 액체 상태의 양극 및 음극 전해질을 따로 분리해 저장했다가 이온 교환막을 사이에 두고 흐르게 하면 전류가 나오는 방식이기 때문에 화재에 안전한 장점이 있습니다. 배터리 용량을 늘리기 위해서 단지 전해질 용액과 저장 탱크의 크기만 늘리면 되기 때문에 대규모 에너지 저장 시스템에 최적의 방식이라는 점도 장점입니다.  단점은 아직 에너지 저장 밀도가 낮아 이론처럼 경제적이지 않다는 것입니다. 상용화된 흐름 전지 중 에너지 밀도가 가장 높은 편인 바나듐 레독스 흐름 전지 (VRFB)의 경우 바나듐을 사용해 가격이 높은 편이고 독성이 있다는 점이 단점입니다. 따라서 흐름 전지 개발자들은 바나듐보다 훨씬 뛰어난 배터리 소재를 찾고 있습니다.  일리노이 공대의 스핀오프 기업인 인플루잇 에너지 (Influit Energy)도 그중 하나입니다. 이들이 개발한 나노전자 연료 (Nanoelectrofuel) 흐름 전지는 값비싼 바나듐 대신 금속 산화물 나노입자를 사용해 에너지 밀도를 높이면서도 가격은 낮췄습니다.  인플루잇에 따르면 부피당 에너지 밀도는 리터당 350-500kWh로 이미 나노전자 연료가 더 우수합니다. 무게로 따지면 여전히 리튬이온 배터리보다 낮은 편이지만, 2세대 나노전자 연료는 에너지 밀도를 더 높여 경쟁력을 확보할 수 있다는 것이 이들의 주장입니다.  이 부분은 앞으로 검증이 필요한 내용이지만, 이 기술에 큰 관심을 보이는 의외의 기관이 있습니다. 바로 미국 고등연구계획국(DARPA)입니다. 레독스 흐름 전지는 충전 대신 전해질 용액을 연료처럼 주입해 휘발유나 경유처럼 금방 채울 수 있다는 장점이 있습니다. 여기에 화재 위험성이 없다는 점이 군의 큰 관심을 끌고 있습니다.  탱크와 장갑차, 그리고 군용 차량들은 막대한 양의 연료를 소비하기 때문에 탑재하는 연료의 양도 많아질 수밖에 없습니다. 당연히 적의 공격에 취약한 부분입니다. 이 연료를 수송하고 저장하는 일 역시 매우 위험할 수밖에 없습니다. 전쟁터에서 한가롭게 대용량 배터리를 충전할 순 없기 때문에 리튬이온 배터리는 대안이 될 수 없습니다. 더구나 화재 위험성이 있기는 마찬가지입니다.  레독스 흐름 전지는 이론적으로 이 문제들을 모두 깔끔하게 해결할 수 있는 대안입니다. 따라서 DARPA가 나노전자 연료에 관심을 보인 것은 의외의 결과는 아닌 셈입니다. DARPA는 우선 1200만 달러의 연구비를 지원해 나노전자 연료가 기술적, 경제적으로 타당한 대안인지를 검증할 계획입니다.  레독스 흐름 전지는 여러 면에서 흥미로운 배터리 기술이기는 하지만, 사실 많은 제한점도 지니고 있습니다. 우선 충전할 때도 두 개의 전해질을 별도로 담는 탱크가 필요하고 방전하고 난 후 전해질도 따로 회수해야 합니다. 따라서 탱크가 총 4개가 필요합니다. (사진 참조) 연료 주유기도 4개의 연료 호스를 지니고 있습니다. 그렇지 않아도 에너지 밀도가 낮은 점을 생각하면 부피와 무게가 늘어날 수밖에 없어 차량용으로 약점이 될 수밖에 없습니다.  그래도 화재 위험성이 없다는 점은 군 입장에서는 무시할 수 없는 큰 장점입니다. 또 대규모 에너지 저장 시스템에서도 매우 큰 장점일 수밖에 없습니다. 앞으로 이 분야에서 레독스 흐름 전지가 새로운 역할을 할 수 있을지 주목됩니다.