영국정부 산하 복제관련 의학위원회 건의에 따라 영국정부의 인간배아 복제 공식허용이 초읽기에 들어감에 따라 순·역기능 양면에서 큰 파장이 예고되고 있다. 의사 및 유전공학자 등 위원회 멤버들은 배아복제의 의료적 혜택이 부작용을 능가할 만큼 혁명적이라고 주장하는 데 반해 교계 등 반대론자들은 이를복제인간 탄생의 전단계로 간주,윤리의 파탄을 경고하고 있다.이들은 영국정부의 조치가 각국 정부를 자극,실험실속 인간창조의 고삐를 풀게 될 사태를못내 우려하고 있다. 배아복제가 인류 질병치료에 신기원을 열어줄 기술이라는 위원회측 주장은아무도 부인하지 않는다.배아복제를 통해 간(幹)세포(분화되기 전의 최초세포)를 발달초기에 통제하면 장기·골수 등 인체기관을 자유자재로 배양·이식하게 돼 백혈병,파킨슨병,치매,신장·간·심장병 등 기존의 거의 모든 불치병을 치유할 길이 열릴 수도 있다. 예를 들어 백혈병 환자의 겨우 자신의 피부세포를 채취,인간배아 방식으로골수세포를 배양하면 손쉽게 부작용없는 골수조직을 이식받아 생명의위협에서 벗어날 수 있게 되는 것이다. 한 위원회측 멤버는 “배아복제의 광대무변한 가능성을 탐사조차 하지 않는 것이 오히려 (병자 등의)인간성에 대한 위협”이라고까지 말한다.인간복제가 몰고올 윤리적 논란을 우려,위원회측은 다음달 발표할 보고서에서 배아복제를 ‘치료목적’에만 사용토록 강력한 규제조항을 마련한다는 입장이다.또 입법전 장기간의 공개토론회 등을 통해 배아복제가 인간복제가 아니라는 점을 홍보,국민적 컨센서스를 모아갈 방침이다. 그럼에도 불구하고 인간배아 논란은 당분간 큰 논란을 불러일으킬 것이 불가피해 보인다.생명복제 기술이 윤리적 금단선을 넘어 빠르게 발전하고 있음에도 인간복제를 어디까지 허용해야 할지 국제적 규정은 토의된 사례조차 드물다. 이런 가운데 유전공학 기술을 보유한 복제 선진국과 이에 근접조차 할 수 없는 후진국 사이 간극은 간극대로 커가고 있어 첨단시대의 또다른 ‘빈부 격차’를 낳고 있다. 손정숙기자 jssohn@. *국내 반응 “생명복제 허용지침 마련 시급”. 영국 정부가 의학 연구용으로 인간배아 복제를 허용할 것으로 전해지자 국내에서도 생명복제를 어디까지 허용할 것인지에 대한 지침을 서둘러 마련해야 한다는 지적이 제기되고 있다. 현재 국회에는 3건의 생명공학육성법 개정법안이 계류 중이지만 과학계와종교·윤리학계의 입장이 워낙 첨예하게 엇갈려 여론수렴을 위한 공청회를거듭하고 있을 뿐이다. 대부분의 과학자들은 영국이 인간배아 복제를 의학적으로 이용할 수 있도록 문호를 개방한 것을 계기로 기술개발에 관한 국제경쟁이 한층 가열될 것으로 전망한다.또 세계적 추세에서 벗어나 우리만 기술폐쇄쪽으로 간다면 결국과학기술의 종속을 면치 못하게 될 것이라고 우려하고 있다. 서정선(徐廷宣)서울대의대 교수는 “21세기 들어 엄청나게 빠른 속도로 변화해 나갈 과학의 세계를 지금의 보수적 시각으로 판단하려고 한다면 과거정치적 쇄국정책으로 나라의 발전이 크게 후퇴했던 역사를 되풀이하는 셈”이라며 “우리나라 생명공학 연구가 다른 나라에 뒤처지지 않기 위해서는 우리도 인간배아 복제 연구를 허용하는선에서 관련법안이 정비돼야 한다”고말했다. 반면 생명경시 풍조를 우려하는 목소리도 만만치 않다.과학자들과 종교·윤리학자간 의견 대립의 핵심은 생명의 시작을 어디서부터 볼 것인지로 압축된다.과학자들은 학문적으로 생명의 시작은 수정(受精) 이후 14일로 보는 것이 정설이라고 주장하고 있다. 이때 원시선(原始線)이 생기고 인체의 근간이 되는 척추가 형성되며 신경판·간·췌장·심장·근육·혈액 등으로 분화 발달한다.따라서 원시선이 나타나지 않은 상태의 배아는 무한히 분열하는 세포 차원으로 간주된다는 것이다. 종교·윤리학계는 인간생명은 난자와 정자가 수정된 순간부터 시작된다는점을 강조하며 배아간세포를 이용한 난치병의 치료 효과는 아직까지 검증되지 않은 상태에서 어떠한 형태의 복제도 허용해서는 안된다는 입장이다. 함혜리기자 lotus@. *배아란? 용어 그대로 수정된지 얼마 지나지 않은 인간 배아를 복제,질병 치료 용도로 사용하는 것을 말한다.수정한지 14일이 안된 배아는 척추,내장 등 신체기관이 발생하지 않은채 무한 세포분열을 거듭한다.이에따라 과학자들은 수정 14일까지의 배아를 아직 생명체가 아닌 것으로 간주,이에 대한 의료적 사용이윤리적으로 문제가 없다고 주장하고 있다. 배아복제는 현단계에서 환자에게 가장 부작용없는 장기배양법으로 꼽힌다. 유전적으로 동일한 환자자신의 배아세포를 직접 복제하거나 체세포를 이식해배양하기 때문. 이론적으로 그 기법은 다음과 같다.배아세포를 복제한 뒤 인공적 통제를 통해 심장,신장,골수 등 필요한 간(幹)세포 부분을 집중배양한다.배양이 끝나면 이 부분만 적출,환자에게 이식한다.

[런던 연합] 영국 정부는 인간 배아를 의학연구용으로 복제할 수 있도록 허용할 것으로 전망된다고 영국의 일간 데일리 텔레그래프가 3일 보도했다. 의료 전문가들로 구성된 한 정부 위원회가 최근 배아복제가 의학연구를 위해 유용하다는 결론을 내림에 따라 정부가 배아복제를 전격 허용할 것으로보인다고 신문은 전했다. 신문은 익명의 정부 소식통들을 인용,“각료들이 연구 및 치료목적의 배아복제금지 조치를 해제할 것이 확실하다”면서 “앞으로 배아복제를 통해 신장과 간,심장질환 등을 치료할 수 있을 것”이라고 전망했다. 신문은 그러나 정부가 배아복제를 공식 허용하기에 앞서 공개토론회 등을통해 국민들에게 먼저 “조직세포 공학에 배아를 활용하는 것이 인간 자체를 그대로 복제하는 것과는 전혀 다르다”는 점을 설득시킬 예정이라고 덧붙였다.영국 정부는 현재 이와 관련,공식입장을 밝히지 않고 있다.

황금빛 들녘에는 옥수수만큼 키가 큰 벼가 누렇게 익어가고 있다.최근 개발된 이 신품종 벼는 쌀이 옥수수 알처럼 가지런히 모여 있기 때문에 특별히도정과정을 거칠 필요가 없다. 수확량은 기존의 벼보다 10배쯤 늘어났고 맛의 변형이 자유로워 인삼맛,더덕맛,사과맛 등으로 다양한 것이 특징이다. 멀리 야산에는 생분해성 플라스틱을 만들 유채가 화려함을 자랑하며 만개해있고 그 아래 밭에서는 여인네들이 청바지를 짜는데 사용할 파란색 목화솜을따고 있다. 집앞 텃밭에는 당뇨병 치료용 감자가 수확을 기다린다.비닐하우스에서는 설탕보다 단 토마토가 탐스럽게 열려 있다. 2020년경의 농촌 풍경이다.지구상에 기아에 허덕이는 나라는 이제 존재하지않고 화학농약으로 인한 환경문제도 사라진지 오래다. 생명체의 설계도에 해당하는 유전체 연구는 인간의 것 뿐 아니라 식물의 것에 대해서도 활발히 진행되고 있다.생명의 기본설계도를 완성하고,그 설계도면에 따라 각 생명을 구성하고 있는 수천,수만 혹은 십수만개의 유전자의 기능을 밝히게 되면 인간은이제까지는 상상도 할 수 없었던 종류의 유용한 신품종을 개발할 수 있게 된다.생명공학의 발달과 함께 인류가 이룰 21세기의녹색혁명이다. 얼마 전 미국의 클린턴 대통령은 20세기 최대 생물학적인 연구성과 중의 하나인 ‘인간게놈 프로젝트’(30억쌍에 달하는 인간 유전체의 전 염기서열 규명작업)를 올해 6월에 완결할 수 있을 것이라고 발표했다.인간질병의 원인을밝히고 그 치료제를 개발하는 기본 설계도면이 될 이러한 성과는 앞으로 인간의 평균수명을 100세 이상으로 끌어올리는 견인차의 역할을 할 것이 분명하다. 식물의 유전체에 대한 연구도 인간유전체 연구 못지않게 선진국에서 활발히진행되고 있다.그 결과 앞으로 10년쯤 지나면 벼가 옥수수 키만큼 크고 쌀이 옥수수 알처럼 가지런히 모여서 여무는 신품종 개발이 가능하게 된다.반대로 잔디처럼 지표면에 맞닿아서 크는 신품종 옥수수도 선보일 것이다.벼,옥수수,잔디는 모두 화본과에 속하는 인척간의 식물이다.이들 식물의 외형을지배하는 유전자가 발견되면 이를 상호 교환함으로써 옥수수같은 벼,잔디같은 옥수수를 창출해 낼 수 있는 것이기 때문이다.요즘 유전자 조작식품으로 배격받고 있는 제초제 내성 혹은 내충성 콩이나 옥수수는 실상 실험실에서는 10년 전에 개발된 ‘낡은’ 품종이다. 선진국에서는 올해 말까지 애기장대라고 하는 잡초의 유전체 전 염기서열을밝히게 되며,벼에 대한 유전체 염기서열 분석도 1∼3년 내에 완성될 것으로전망된다.애기장대와 벼는 각각 지구상의 모든 쌍떡잎과 외떡잎 식물의 모델이 된다. 향후 우리는 성인병과 암을 예방하는 성분을 만드는 유전자가 도입된 콩과옥수수를 먹게 될 것이다.또한 인체에 해로울 수 있는 유기용매로 가공하지않더라도 유전자 조작으로 카페인을 만드는 유전자가 작동하지 못하도록 함으로써 자연적으로 카페인이 제거된 커피를 즐길 수 있게 될 것이다.당도가사과만큼이나 높은 토마토와 감자를 개발하는 것이 이 분야 연구자들에게는이미 어렵게 느껴지지 않게 됐다. 자연적으로 청색을 띠는 면화가 개발되어 이 청색면화에서 뽑은 실로 짠 바지는 염색을 하지 않아도 자연스러운 푸른빛을 띤 블루진이 될 것이다.노랗거나 빨간 면화를 만들 수도 있다. 우리 생활에서 플라스틱은 필수 불가결한 소재이며,현대는 석기와 철기시대를 잇는 플라스틱 시대라고 말할 수도 있다.그러나 난분해성의 석유화학계열의 플라스틱은 이제 전세계적으로 공해의 주범이 되고 있다.그 실질적 대체는 생분해성 플라스틱인데 현재는 값이 비싸서 의료용 등 한정된 범위에서만사용되고 있다.그러나 조만간 유채나 콩에 미생물의 유전자를 도입함으로써생분해성 플라스틱을 값싸게 생산하여 우리 주변의 난분해성 플라스틱을 대체하게 될 것이다. 일본에서는 철성분이 과도하게 함유되어 있어서 농사짓기가 어려운 토지에 철을 효과적으로 흡착하는 콩 단백질의 유전자를 도입한벼를 재배하였더니 일반 작물과는 달리 생장에 어려움이 없었으며 생산된 쌀에는 빈혈이 있는 사람들에게 이로운 철성분을 보통 쌀보다 훨씬 포함하게됐다는 보고도 있다. 그 뿐이 아니다.금을 흡착하는 단백질의 유전자를 도입한 작물을 광산지역에서 재배하여 수확한 후 이를 태우면열을 활용할 수 있는 것은 물론이고,그 재로부터 금을 얻는 아주 경제적인 제련법에 대한 연구도 진행 중이다.미생물로부터 도입된 유전자로 인해 고분자 공해물질을 흡수하여 분해하는 식물이 오염된 토양을 복구하며,일반 작물들도 보리처럼 혹한에 견딜 있도록개량할 수 있을 것이며,선인장같이 건조한 토지에서 자랄 수 있으며,갯벌을마다하지 않는 신품종 작물이 선보일 것이다.바야흐로 인공종자의 시대가 도래하고 있는 것이다. 인공종자는 생명공학(Biotechnology)의 최종 산출물이다.생명공학은 어떤설계도면보다도 합리적이고 효율적으로 디자인된 유전자의 배열에 따라 최소한의 자재를 사용,어떤 기계와도 비교할 수 없는 정교한 세포라는 공장을 만들 수 있다. 이 세포공장은 매우 적은 에너지를 써서 효율적으로 생산품을 만들며 일반공장에서 쏟아 내는 공해와는 비교할 수 없는 적고 안전한 부산물을 배출한다.생명공학은 유전자를 이용,새로운 제품을 만들어 낸다는 점에서 기존의기술들과 다를 바 없지만 친환경적이고 지속가능한 개발을 가능케한다는 점에서 인류 최후의 산업기술이라고 할 수 있다. 이러한 생명공학의 발전은 얼마나 많은 유용 유전자를 확보할 수 있는가에따라 결정된다.선진 각국이 생물자원 확보와 유전체 연구에 국가 정책적 지원을 아끼지 않는 것은 바로 21세기를 지배할 생명공학 산업에서 주도권을확보하기 위해서다. ●생명공학시대 대책. 인류는 산업혁명과 유전학 및 유기화학의 발달에 힘입어 20세기의 녹색혁명을 달성했지만 자연파괴와 환경오염이라는 엄청난 대가를 치뤄야 했다.따라서 21세기의 녹색혁명은 환경을 지키면서도 농산물의 수확량을 획기적으로늘릴 수 있는 과학기술을 통해 이뤄져야 한다는 생각이 지배적이다.그 해결의 열쇠를 쥐고 있는 분야가 생명공학이다. 생명공학이 이처럼 21세기를 주도할 핵심기술로 떠오르면서 유용 유전자원의 확보가 발등의 불로 떨어졌다. 생명공학 기술의 기본 자원인 유전자원의 확보와 직결되는 것이 생물다양성(Biodiversity)의 보존이다.생물다양성은 생태계에 있어서 종 구성의 다양성을 의미하며 생물종에 따라 식물다양성,동물다양성,미생물 다양성 등으로 나뉜다.이 가운데 식물은 산소,식량,위약품 및 산업소재를 생산공급하는 지구상의 가장 뛰어난 공장이다.식물 다양성을 체계적으로 보존하고 이용기술을개발하는 것은 환경보존 뿐 아니라 국가경쟁력 확보와 생물자원의 무기화 대응을 위해 매우 중요한 의미를 갖는다. 미국 등 선진국에서는 식물 유전자원의 중요성을 일찍부터 인식하고 전세계를 대상으로 체계적인 수집 및 활용연구를 수행하고 있다. 우리나라도 올해부터 ‘21세기 프론티어연구개발사업’의 일환으로 국내 자생생물다양성을 산업적으로 이용하는 작업에 들어갔다.야생도라지,가시오갈피,주목나무 등 국내에 자생하는 다양한 야생 및 특용식물자원 등을 수집·보존·활용해 경쟁력 있는 고부가가치 식물육종과 유용물질의 생산에 필요한기술을 개발하는 것이다. 야생도라지의 색소유전자를 도입한 푸른장미,토착희귀식물인 가시오갈피나무와 울릉도와 제주지역의 주목나무 및 자생 은행나무를 활용한 의약품 등이이 연구의 최종산물이다. 2010년 생명공학산업의 세계시장규모가 약 1,000억달러로 예상되며 이 가운데 식물관련이 30∼40%에 달할 것으로 추정되고 있다.생물다양성의 생명공학적 활용은 인류가 당면한 식량,환경,및 보건문제 해결의 대안으로 연구결과의 파급효과가 매우 클 것으로 기대되고 있다. [함혜리기자 lotus@] 劉長烈 ▲48세 ▲서울대 문리대 식물학과 ▲미 미시간주립대 농학박사 ▲플로리다대 연구원 ▲생명공학연구소 책임연구원 ▲주요연구 성과=수박,인삼 등의 형질전환 시스템 개발,고구마 세포 배양에 의한 효소(POD)생산(jrliu@mail.kri)

살아있는 세포를 모방한 수백만개의 극소형 분자장치들이 암세포를 하나씩하나씩 공격해 암을 치료한다.인체 혈액세포의 10분의 1밖에 되지 않는 칩이 100만대의 PC만큼 강력한 파워를 구사한다.인체의 암세포나 병원균,환경오염물질 등을 원자 수준으로 분해해 제거한다.생물체를 인공합성해 새로운 먹거리를 만든다. 이러한 꿈같은 일들이 21세기 전반기에 달성될 가능성도 있다. 눈에 보이지 않을 정도로 작은 극미세 구조를 다루는 나노테크놀로지가 21세기의 새로운 과학으로 각광받고 있다.나노테크놀로지(Nano Technology,극미세 기술)란 개개의 분자,원자,또는 분자군을 원하는대로 옮기고 조합시켜다양한 물성을 지닌 물질이나 소재,장치를 만들어내는 기술을 말한다.과학자들은 나노테크놀로지가 20세기에 실리콘이 가져 온 변화와 비교되지 않을 기술적·과학적 혁신을 인류에 가져올 것이라 전망한다. **'21세기의 연금술'나노시대 열린다. *나노과학의 태동: 물질을 잘게 나누면 어디까지 나눌 수 있을까.이 질문은인류의 큰 호기심거리 중 하나였고,많은 사람들을 과학에 몰입하게 한 동기이기도 했다. 오랜 노력의 결과 이제 과학자들은 물질의 기본 구성 입자를 잘 이해하고있다.물질은 원자들로 구성돼 있고,원자는 전자와 핵으로 구성된다.핵 또한더욱 잘게 나눌 수 있는데 이를 ‘쿼크’라고 한다.물질의 성질은 핵 주위의 전자의 개수와 그 분포에 따라 결정된다.원자들이 모여 간단한 구조를 가진 물분자로부터 복잡한 구조를 가진 단백질 분자까지를 형성한다.또한 1,023개 이상의 원자 또는 분자가 규칙적으로 배열돼 고체를 형성한다.단백질과생물 세포는 분자 중 가장 복잡한 형태이다. 원자의 존재와 그 구조는 20세기 초 여러 실험에 의하여 간접적으로 증명됐다.원자에서 방출되는 빛이 특정한 파장의 스펙트럼을 내는 것으로부터 전자가 특정 에너지를 가진 것을 알 수 있었고,빠른 이온화된 입자를 원자에 충돌시킴으로써 원자 내의 핵의 존재를 확인할 수 있었다.과학자들은 이 때 정립된 양자역학으로 원자들의 전자 구조를 이해할 수 있게 됐다. *나노과학의 발달과정: 계속된 실험 방법의 발달과 계산 능력의 발전으로 원자 구조에 대한 이론적 접근도 가능해 졌다.즉 원자들이 서로 어떤 식으로반응해 거대한 분자를 이루거나 배열하여 고체를 이루는 과정을 이해하게 됐으며 이에 필요한 에너지와 그들의 안정된 구조를 계산·예측할 수 있게 됐다.과학자들은 원자를 직접 들여다 보면서 결합구조를 확인할 수 있는 방안을 모색하기 시작했다.‘머리카락 두께의 10만분의 1밖에 안되는 원자를 직접 볼 수 있다면….’ 이 얼마나 우리 모두를 흥분하게 하는 말인가. 그러나 1970 년대까지의 모든 실험방법으로는 해상도가 원자 크기에 미치지 못했기 때문에 원자,분자 및 고체의 기본 구조와 그들의 형성과정을 간접적으로만 확인이 가능했다.수소 원자의 크기는 0.05nm(나노미터,10억분의 1m)이고,고체 내부에 있는 원자들의 배열 간격은 약 0.3nm이다.이러한 크기는지금까지 발명된 광학현미경(최상의 해상도 500nm),전자현미경(최상의 해상도 1nm)으로는 측정할 수 없는 작은 크기이다. 1981년 스위스의 과학자 비닉과 로러는 양자역학적 터널링효과(전자가 자신이 가지는 에너지보다 높은 에너지벽이 있어도,전자는 이 에너지벽을 뚫고지나갈 수 있는 확률이 있다는 개념)를 이용해 새로운 현미경을 만들었다.그 동안 발전돼 온 첨단 제어기술,신소재 기술,전자 기술을 이용해 이들이 발명한 주사형터널링현미경(STM·Scanning Tunneling Microscope)은 두 도체가 0.5∼1㎚ 거리로 일정하게 떨어져 있는 경우,한 쪽에서 다른 쪽으로 전자가 터널링 할 수 있고,이 때 측정되는 전류를 측정함으로써 표면 구조를 관측하는 것이다. 이후 거리에 따라 변화하는 여러 물리량을 측정하는 주사형검침현미경(SPM)도 개발됐다.이 현미경들로 광학현미경이나 전자현미경보다 훨씬 좋은 배율을 가지며,원자를 직접 관찰·조작할 수 있게 됐다.이 기기들로 관측된 결과는 지금까지 이론적으로 예측된 구조나 성질과 판이하게 다른 경우도 있어,새로운 과학분야가 자연스럽게 생겨나게 됐다.나노과학의 탄생이다.크기의관점에서 나노과학은 100㎚ 이하 크기의 현상을 연구하는 분야다.물리적인세계에서 보면 나노세계는 곧 원자의 세계다. 이제 인류는 아무리 복잡한 구조도 원자적인 해상도를 가지고 볼 수 있으며,미세 세계의 자연은 인간 앞에서 하루 아침에 그 신비의 껍질을 벗어 버렸다.원자핵 주위의 전자의 분포를 직접 관찰함은 물론,이웃한 원자 사이에 형성된 화학결합도 직접 관찰할 수 있게 됐다.물론 이 반응에 관여하는 원자를 움직여 반응을 유도할 수 있고,이 반응 과정을 나누어 관찰할 수도 있다. *나노과학의 미래: 원자를 자유로 움직이고,원자들끼리의 반응을 유도한다는 사실 하나만으로 나노과학의 응용분야는 예측하지 못할 정도로 많다. 조립된 새로운 화학 물질을 기본 골격으로 하는 신물질 개발,원자·분자 크기의 모터를 이용한 동력개발,기본 생명체의 합성 및 의학에의 응용,전자 소자를 대체하는 원자 크기의 기본소자 개발 및 이를 이용한 컴퓨터의 개발,생물체와의 무기물 소자와의 접속 장치의 개발 등. 생물체는 여러 원자들의 결합으로 이뤄져 있다.따라서 원자를 하나 하나 끌어와 반응을 형성하고,이 결과에 의하여 생물체를 인위적으로 형성하는 것도 상상할 수 있다.실제로 일부 과학자들은 주사형검침현미경을 이용해 생물체 합성을 시도하고 있다.이러한 과정에는 많은 시간이 소요될 것이 예상되지만 언젠가는 가능한 일이다. 노벨상수상자인 리처드 훼인만은 1959년 “원자를 한개씩 한개씩 짜 맞추어 원하는 물체를 만드는 것은 물리학의 법칙들에 위배되지 않는다”고 했다. 당시에는 ‘억측’에 지나지 않았지만 21세기의 나노테크놀로지는 이를 ‘일상사’로 만들고 있는 것이다. 국 양 서울대 물리학부 교수. *컴퓨터·의료분야 획기적 발전 전기. 물질을 원자·분자 수준에서 제어하는 나노테크놀로지가 90년대 들어 첨단선도기술로 각광받고 있다. 원자를 하나씩 쌓아올려 필요한 물질을 실험실에서 만들어내는 나노테크놀로지가 가장 먼저 적용될 분야는 컴퓨터 칩 분야다.나노칩이 반도체칩의 한계를 극복할 수 있을 것으로 기대되기 때문이다. 현재의 정보산업의 발전은 반도체 소자의 소형화,고집적화에 의해 가능했지만 현재의 실리콘반도체 소자는 어느 단계에 이르면 물리적 한계에 도달해기억매체로 쓸 수 없게 된다. 정보의 최소단위인 비트(bit)를 구성하는 회로소자의 크기를 나노미터 크기로 실현해 DRAM(메모리 소자)을 만든다면 지금 시판 중인 256M DRAM보다 100만배 정도의 집적도를 가질 수 있다. 이 나노칩에 회로를 그려 넣는 방법들이 90년대 후반 이후 다양하게 시도되고 있다.전자가 절연체를 뚫고 지나가는 터널링효과를 이용한 주사형검침현미경을 사용하면,물체를 원자적 배율로 관찰함은 물론 원자들을 직접 움직여원자 크기의 구조 제작도 가능하다. 최근 주사형검침현미경의 뾰족한 끝에유기물 잉크를 묻혀 리소그라피(선 긋기)를 수행한 결과 작게는 30㎚ 크기의선을 만들기도 했다. 나노테크놀로지는 ‘나노기능소자’라는 또 다른 가능성을 제시한다.덩어리크기의 물질을 잘게 나누어 소자를 만들기보다는, 자연계의 모든 생물체가그렇듯이 원자나 분자 크기의 물질을 모아서 소자를 만들어야 한다는 새로운발상이다. 바이러스나 암세포를 분석하고 퇴치하는 분자칩,DNA합성기 등 나노기계를 만들 수 있게 된다. 많은 과학자들은 원자 단위의 조작을 위해 새로운 나노도구를 개발 중이다. 미국 하버드대학의 찰스 리버교수팀은 지난 해 말 미세한 유리막대를 금 전극으로 둘러싼 뒤 이 전극에 지름이 50㎚,길이가 4㎛(1㎛=100만분의 1m)인탄소나노튜브 가닥을 붙여 나노핀셋을 만들었다.전류의 조절에 의해 조종되는 ‘분자 젓가락’은 앞으로 DNA를 조작하거나 나노기계 제작,미세수술 등에 이용될 전망이다. 함혜리기자 lotus@

동맥경화,혈전증,혈관의 이상수축 등 혈관 내피세포의 손상으로 인해 발생하는 혈관질환을 근원적으로 치료할 수 있는 가능성이 제시됐다. 전북대 의대 심장근재생연구단(단장 高圭永교수)은 혈관벽 주변에서 생성되는 ‘안지오포이에틴’이 혈관내피세포의 손상을 방지하는 가장 강력한 물질이라는 사실을 확인하고 이 물질의 생성장소,작용 메커니즘 등을 규명했다고16일 밝혔다. 연구팀은 또 안지오포이에틴과 구조가 유사하면서 비슷한 기능을 하는 새로운 물질 3종을 발견,ARP1·ARP2·HAFRP로 각각 명명하고 이를 미 분자생화학저널인 ‘저널 오브 바이오케미스트리’ 등에 발표했다. 신체의 혈관 안쪽은 혈관내피세포라고 불리는 단층으로 구성돼 있다.혈액이접촉하기 때문에 혈액 속에 유해한 물질(약물,감염, 방사선, 독소)이 포함돼있거나 과다한 영양섭취(콜레스테롤)로 손상을 입게 된다.혈관내피세포가 손상되면 이물질이 쌓여 동맥경화,혈전증,혈관수축 등 다양한 혈관질환이 발생한다.이러한 환자는 전 세계적으로 400만∼500만명 정도로 추산되고있으나지금까지 콜레스테롤치를 낮추는 식으로 증상을 개선하는 치료제만 이용하고있다. 고교수는 “안지오포이에틴 단백질을 대량생산할 수 있는 생명공학기법이국내에서는 아직 확보되지 않아 외국 제약회사와 기술협력을 논의중”이라며“동물 체내실험과 인체실험 등을 거치면 5∼6년 내에 치료제로 개발할 수있다”고 말했다. 함혜리기자 lotus@

[런던 교도 연합]영국의 생명공학회사 KS 바이오메딕사(社)의 킴 탄 박사(44)가 개발한 획기적인 암치료용 항체가 세계 의학계의 기대를 모으고 있다. 말레이시아 태생의 탄 박사는 자신이 개발한 특수항체는 앞으로 암을 효과적으로,그리고 적은 비용으로 치료할 수 있는 수단이 될 뿐 아니라 에이즈바이러스(HIV)와 최근 세계 곳곳에서 출현하고 있는 항생제 내성 슈퍼 박테리아를 공격하는 데도 이용될 수 있을 것이라고 밝혔다. 탄 박사는 금년 말부터 이 항암항체에 대한 임상실험을 시작할 계획이다. 탄 박사의 이 암치료용 항체 개발은 세계 최초로 양(羊)의 단(單)클론 항체를 만들어낸 데서 비롯되었다.이 단클론 항체는 암종양을 찾아낸 다음 암세포에 달라붙어 이를 파괴하는 기능을 한다. 탄 박사는 암세포의 독소(항원)를 양에 주입해 백혈구의 생산을 유도,이를자신이 개발한 특수세포와 결합시키는 방법으로 이 양의 항체를 제조했다.탄박사는 이어 양의 이 항체세포로부터 유전자를 채취,이를 인간의 항체 유전자와 결합시켜 암환자에게 사용할 수있는 ‘인간화된’ 항체를 만들었다.바로 이 항체가 금년말 임상실험에서 여러 종류의 암환자들에게 투여될 예정이다.

남성이면 누구에게나 민감한 문제가 있다.바로 ‘심벌’의 크기.표현하지는않지만 상당수 남성이 스스로 음경이 작다고 느낀다.사안의 ‘비밀성’을 악용해 무자격자들이 파라핀(바셀린)을 음경에 주사하는 불법시술이 성행하기도 한다. 하지만 최근에는 수술기법이 많이 발전해 부작용을 최소화하면서도 비교적만족스런 결과를 얻는 첨단수술법이 속속 나와 왜소음경을 가진 남성들이 한번 관심을 가져볼만 하다. 요즘 가장 흔한 시술은 자기피부를 떼내 이식하는 것.배나 엉덩이 등에서 피부와 피하지방조직(폭 5㎝,길이 15cm 정도)을 떼어내 음경에 이식,음경 길이와 굵기를 확대하는 방법이다.자기 피부를 이식하기 때문에 이물감이나 거부반응이 없는 것이 장점. 그러나 피부를 뗀 자리에 흉터가 남고,일정시간이 지나면 지방층이 상당부분흡수된다는 문제도 있다. 하지만 최근 이러한 단점까지 극복한 첨단 시술법이 한 비뇨기과 개원의에의해 개발됐다.서울 서교동 굿맨비뇨기과(02-336-5544)원장인 김정용박사가개발한 ‘자기세포 배양 확대술’이 그것.자기 몸에서 소량(팥알 크기)의 피부를 떼내 약 2주 정도 실험실에서 세포를배양한 다음,일정한 크기와 두께를 가진 틀(스케폴드)을 음경에 삽입한 뒤배양한 세포를 주입해 음경을 확대하는 방법이다.스케폴드는 피부 진피의 주성분인 콜라겐을 고체화한 것으로 화상치료에 많이 쓰이는,이미 상품화한 재료다. 새 시술법의 장점은 음경을 30∼40% 자연스럽게 확대시키면서도 피부를 떼어낸 상처가 남지 않고 음경에 새로 형성된 조직층이 흡수되지 않는다는 점. 수술뒤 약 3주가 지나면 성생활이 가능하다.김원장은 “지난 11월부터 35건의 수술을 시행,90% 이상의 환자에게서 만족하다는 반응을 들었다”고 말한다. 임창용기자

90세 정도의 한 노인이 H병원 K박사를 찾아왔다. “친구가 지난 번에 박사님집도로 척추뼈와 심장을 국산으로 싹 바꿨는데 아주 흡족해 하더군요. 나도인공 간을 국산으로 바꿀까 하는데…” “선생님도 수술 결과에 분명 만족해하실 겁니다. 국산 바이오 소재는 한국사람의 체질에 맞게 개발됐기 때문에외국제보다 오히려 더 적응이 잘되는 것으로 알려져 있습니다.일본이나 중국등 아시아 국가에서도 우리가 개발한 인공장기가 인기가 있습니다.”환자와 의사가 나누는 이런 대화를 들을 날도 멀지 않았다.과학자들은 마치자동차의 부속품을 바꾸듯이 신체의 일부를 인공장기로 바꿀 수 있다고 믿는다. 인간유전자 정보에 대한 완벽한 해석과 더불어 재료의 생체 친화성과 생체 조직에 대한 원리 규명을 통해 향후 20년내에 인체와 완벽한 조화를 이루는 인공장기가 출현할 것으로 예견되기 때문이다. 인공장기는 바이오테크놀로지를 응용한 화학약품이나 의약품제조기술과 함께 전자공학,레이저,화상처리 기술을 갖춘 의료기기를 만드는 기술 덕분에 가능하지만 가장 중요한 이유는 무엇보다도 신소재의 개발을 들수 있다. 일반적으로 인공장기를 만드는 생체 재료는 생체적합성,생체기능,기계적 특성이 뛰어난 것이어야 한다.이식이 됐을때 진짜 장기처럼 자리를 잡고 기능을 잘 수행해야 한다.장기간 체내에 이식돼도 부식되거나 분해되지 않고 기계적 성질을 그대로 간직해야 한다.혈액과 접촉하더라도 혈전이 발생하지 않는 항혈전성 기능을 가져야 한다. 이같은 조건을 완벽하게 갖춘 인공장기는 아직 개발되지 않고 있다.체내투입형 인공장기가 실용화되려면 항혈전성이 높고 이온을 선택적으로 투과시킬수 있는 고분자 분리막, 생체조직 및 기관형성을 촉진하는 합성재료가 개발돼야 한다. 정형외과나 치과 등에서 쓰이고 있는 인공뼈,인공관절,인공치아 등은 생체적합성 외에 우수한 강도와 내마모성이 요구된다.생체 내에서 독성이 적으며,주위의 생체조직과 친화성도 좋고 뼈의 증식에도 적합한 수산화아파타이트세라믹스가 콜라겐과 같은 고분자와 복합된 재료를 개발 중이다.동물의 피부를 모델로 하여 스스로 치료될 수 있는 자기 수복형 고분자 필름이 개발되어 손상된 부분에 붙여 놓으면 상처가 아무는 인공피부에 대한 연구도 활발하다. 세포를 고분자에 고정시킨 하이브리드형 재료 개발이 성공하면 각종 센서재료를 결합시킨 바이오 센서가 체내에 장착되어 외부에서 모니터링이 가능할뿐 아니라 스스로 조절할 수 있는 지능형 장기의 개발도 가능해진다. ■홍국선 서울대공대 교수 ▲43세 ▲서울대 공과대학 요업공학과 ▲한국과학원 공학석사(재료공학과) ▲미 알프레드대 공학박사(세라믹스) ▲한국과학기술연구원 선임연구원 ▲대학산업기술지원단 단장대행 ▲현 서울대 재료공학부 부교수, 서울대 신소재 공동연구소 운영부장(kshongss@plaza.snu.ac.kr). *신금속·고분자·파인세라믹스등 기능성 신소재. 이 세상에서 100% 만족스러운 소재를 찾기란 거의 불가능하다. 다만 용도에맞는 소재를 찾거나 각 소재들의 장점은 살리고 약점은 보완하는 방법을 찾을 뿐이다.여기에 특정한 기능이 첨가된다면 금상첨화다. 과학기술의 발달로첨단화가 가속화되는 미래에는신금속,고분자,파인세라믹스 등 기능성 재료들이 핵심기술로 더욱 각광받을 것이다. 신금속 재료의 경우 가벼우면서도 강하고 단단한 금속을 만드는 것이 소재개발의 목표다.가장 보편적인 방법은 여러 가지 금속원소를 섞어서 합금을만들고 합금의 조직을 조절하는 것이다.섭씨 1,000도이상의 고온과 고압을견디는 자동차 엔진용 내열고강도 합금,온도가 올라가도 열팽창이 거의 없는레일용 저열팽창성 합금, 가볍고 강한 항공기나 우주선 용 경량합금이 개발돼 사용되고 있다. 특수합금 가운데 미래의 첨단소재로 꼽히는 것으로는 형상기억합금과 수소저장합금을 빼놓을 수 없다.형상기억합금은 가공 당시의 온도에서 일정한 모양으로 만들어지면 그때의 자기 모습을 기억하고 있다가 다른 상황에서 변형되더라도 가공당시의 온도에 도달하면 원래 제모습으로 돌아가는 ‘기억력을가진 금속’이다. 이 합금은 미래의 인공위성 태양전지판에도 꼭 필요한 재료이다.엔지니어들은 10m가 넘는 큰 태양전지판을 형상기억합금으로 연결해 여러 번 접어서 스페이스셔틀의화물칸에 넣어 발사한다.우주에서 태양열 때문에 온도가 올라가면 기계적인 동력이 없어도 저절로 전지판이 펴지게 된다.이 합금은 기억력이 좋을 뿐 아니라 탄성이 뛰어나 항공기 잠수함 등의 파이프 이음새부터속옷(여성용 브래지어),부러진 뼈를 부목하는 금속판,치열 교정용 강선까지널리 쓰인다. 가장 기억력이 좋은 것이 니켈과 티타늄의 합금이지만 가격이 은값의 3배정도로 비싸 실용화 길이 요원하다.따라서 가격이 싼 구리계와 철계를 이용한형상기억합금에 대한 연구가 한창이다. 기체상태의 수소를 1,000배 정도 흡수해 저장하고 있다가 필요시 수소가스로 방출하는 수소저장합금도 신금속 재료의 대표주자다.수소저장합금이 안정성 있게 상품화되면 연소시 열량이 크고 연소가스가 전혀 없는 수소를 연료로 사용하게 된다.따라서 경량합금을 사용해 에너지 효율으로 높이고,형상기억합금으로 차체를 만들어 추돌사고로 찌그러져도 열만 가하면 원래 모습으로 되돌아 가며,수소에너지를 사용해 공해가 없는 자동차를 만드는 것도 가능해 진다. *금속에도전하는 고분자. 분자량이 큰 고분자 화합물을 첨가제로 사용해 인공적으로 합성한 플라스틱(합성수지)은 값이 싸고 가벼우며 가공이 쉬운 반면 전기를 통하지 않고 열에약하다는 문제가 있다. 이런 플라스틱이 재료과학 덕분에 신소재로 각광받으며 우주선의 주요 부품이나 첨단산업 재료로 쓰이고 있다. 대표적인 고분자 재료에는 노트북 PC의 디스플레이로 사용되는 액정고분자와 금속이나 세라믹스에 못지않은 강도와 내열성을 갖는 엔지니어링 플라스틱이 있다.엔지니어링 플라스틱 분야에서는 치열한 경량화 경쟁이 벌어지고있어 ‘강철보다 강하고 새털처럼 가벼운’ 신소재가 출현할 전망이다. 최근 주목받고 있는 신소재 가운데 전도성 고분자도 있다.이것은 고분자의본래 특성인 가볍고 가공이 쉬운 장점을 유지한 채 전기를 통하는 플라스틱이다.넓은 면적의 태양전지와 플라스틱 배터리는 물론 정전기 방지나 전자파차단용품으로도 사용될 수 있으며 멀지 않은 장래에 무거운 구리선 대신 나이론실과 같은 전도성 플라스틱이 전선으로 사용될 수도 있다.대형 여객기의배선에 사용되는 전선을 전도성 고분자로 바꾸면 여객기의 무게를 약 1t정도가볍게 할 수 있다. *21세기 핵심소재 초전도 재료. 21세기 신소재와 관련해 빼놓을 수 없는 것이 초전도체다.전기저항을 전혀받지 않는 물질로 이를 활용하면 전력손실이 전혀 없이 전기를 저장할 수 있어 ‘전기통조림’도 가능하다. 강력한 자기를 발생할 수 있기 때문에 자기부상열차에 응용되는가 하면 인체에서 발생하는 미세한 자기를 측정,세포기능을 밝혀내는 센서인 양자간섭소자에도 사용될 수 있다.문제는 절대온도 77도(초전도 물질이 경제성을 갖는 온도) 이상에서 기능을 발휘하는 초전도 재료의 개발이다.액체 헬륨이나액체질소를 냉각,극저온에서 전기저항이 없는 초전도체가 개발돼 있으나 비용이 비싸 상온 초전도체에 대한 연구가 활발하다. 고분자 분야에서도 원자단위의 조작을 통해 새로운 조성과 구조를 갖는 상온 초전도고분자를 연구하고 있다.초전도 고분자는 플라스틱이 갖는 가볍고가공이 용이하다는 점 외에 가격이 저렴하여 이것이 실현되면 초전도 세라믹으로는 불가능한 면적이나 선형 가공이 가능해져 그 파급효과는 실로 엄청날것이다. *20세기 신소재혁명의 선도株 '세라믹스'. 20세기 신소재혁명을 선도한 세라믹스도 앞으로 더욱 다양한 기능을 갖게 될전망이다.전기를 저장하는 능력이 기존의 축전기 재료보다 일만배나 높은 강유전세라믹스는 축전기의 크기를 획기적으로 줄이고, 마이크로파 유전세라믹스는 정보통신 기기의 소형화를 앞당기게 된다. 미래의 신소재로 주목받고 있는 기능성 재료 중의 하나가 압전세라믹스. 이것은 기계적인 충격을 전기로 바꾸거나 전기신호로부터 기계적인 운동을 유발한다.수중탐사를 위해 사용되는 소나,의료용 초음파진단장치도 전기신호로압전세라믹스를 움직이고, 음파를 발생시켜 반사돼 돌아오는 음파에 의해 압전세라믹스가 진동하면 전기적 신호가 만들어지는 현상을 이용한 것이다. 진동을 감지,이와 반대되는 진동을 발생시키는 압전세라믹스의 기능은 각종 센서의 개발을 촉진시킬 것으로 기대된다.

[뉴욕 AFP AP 연합] 획기적인 항암 치료백신이 개발돼 임상실험에서 괄목할 만한 효과가 나타났다.이 항암 치료백신을 개발한 독일 괴팅겐대학의 롤프헤르만 링게르트 박사는 이 백신을 암세포가 전이된 신장암 환자 17명에게투여한 결과 4명이 신장과 기타 뼈,림프절,폐 등 암세포가 전이된 부위에서완전히 사라지고 2명은 반 이하로 줄어들었다고 밝혔다. 암세포가 전이된 신장암은 치료가 어렵기로 악명 높기 때문에 과학자들은실험적인 치료법을 써보곤 한다. 링게르트 박사는 미국의 의학전문지 네이처 메디신 3월호에 발표한 연구보고서에서 백신은 6개월 간격으로 두번 주사하고 암이 더 이상 진행되지 않는 환자에겐 3개월마다 한번씩 추가 주사를 실시했다고 밝히고 종양이 사라진4명 중 3명의 경우는 백신을 주사한 지 12주 안에 종양이 없어졌다고 말했다.

[뉴욕 연합] 미국 연구팀이 배양된 췌장 간(幹)세포를 이식,당뇨병 쥐를 완치시키는 데 성공했다. 미국 플로리다대학의 애먼 펙 박사는 의학전문지 네이처 메디신 3월호에 발표한 연구보고서에서 쥐의 췌장으로 부터 분리한 간 세포를 배양한 뒤 당뇨병에 걸린 쥐에 이식한 결과 인슐린이 생산되면서 당뇨병이 치료되었다고 밝혔다.펙 박사는 이 실험결과는 췌장 간 세포가 당뇨병을 치료할 수 있음을보여주는 것이라고 말했다.펙 박사는 인슐린을 만드는 췌장 섬(島)세포는 췌장 관상피 세포에서 생성된다는 사실에 착안,췌장 관상피 세포 일부를 채취해 이를 시험관에서 배양한 다음 실험한 결과 당(糖)에 반응하여 인슐린을만들어 낸다는 것을 확인하고 이를 당뇨병에 걸린 쥐에 이식했다고 밝혔다.

제대혈(臍帶血·cord blood)을 이용한 시술이 각종 혈액종양 등 난치병 치료에 새 대안으로 떠오르고 있다. 제대혈은 출산시 버리는 탯줄과 태반의 혈액을 말한다.골수처럼 혈액을 만드는 조혈모세포가 다량 들어 있어 골수 대신 각종 혈액종양 환자에게 이식할수 있다. 삼성서울병원은 최근 난치병 치료를 활성화하고자 지난 97년 설립한 제대혈은행을 확대해 본격 운영에 들어갔다.별도의 공간과 대형 냉동고를 마련,혈액은행에 있던 것을 옮겨왔으며 앞으로 저장량을 더욱 확대키로 했다.현재냉동보관 중인 제대혈 110여 유니트를 2002년까지 500유니트까지 늘린다는계획이다. 국내에서 가장 먼저 제대혈은행을 만든 강남성모병원도 1,800여 유니트를 보유하고 조혈모세포 이식을 활발하게 하고 있다.신촌세브란스병원도 지난해제대혈은행을 설립했으며,다른 대형병원중에도 준비중인 곳이 많다. 제대혈이 이처럼 주목 받는 까닭은 골수처럼 백혈병과 악성빈혈 등 혈액종양,유전자·면역질환 치료에 쓰일 수 있기 때문.골수에서 채취한 조혈모세포는 기증자와 환자간 조직적합항원(HLA)이 맞기 힘들어 이식에 어려움이 큰 반면 제대혈 조혈모세포는 조직적합도가 덜 맞아도 이식성공률이 높고 합병증은 적은 장점이 있다. 삼성서울병원 임상병리과 김대원교수는 “제대혈은행을 활성화하려면 산모의 적극적인 동의가 필요하다”면서 “실제 제대혈을 채혈해도 산모나 신생아에게는 아무 문제가 없다”고 말했다.

혈액암과 대장암의 치료에 탁월한 효과를 나타낼 수 있는 유전자 치료제가대구 계명대 동산의료원 연구팀에 의해 개발됐다. 계명대 동산의료원 박종구(朴鍾九)교수팀은 25일 혈액암과 대장암 등에 치료 효과가 탁월한 제3세대 안티센스 핵산 유전자 치료제인 ‘리본 안티센스’(Ribbon Anti Sense)분자 합성에 성공했다고 밝혔다. 박 교수팀은 ‘리본 안티센스’분자를 암세포에 결합한 결과 암세포의 성장을 5일 이내에 90%이상 억제할 수 있음을 확인했다고 말했다.안티센스는 암유전자 발현을 억제하는 방법으로 질병을 치료하는 것으로 기존 1·2세대 안티센스는 혈액 응고가 안되거나 급사를 일으키는 등 부작용이 나타났다.그러나 이번에 박교수가 합성에 성공한 ‘리본 안티센스’는 이같은 부작용을 완전히 해소,안정성을 확보했다. 특히 안티센스 분자는 질병을 발생시키는 유전자 자체를 효과적으로 컨트롤 할 수 있다는 특성 때문에 암은 물론 에이즈 등 감염성 질환과 염증성 질환에도 적용할 수 있을 것으로 기대된다.박 교수는 이같은 연구결과를 최근 경주에서 열린 한국 생화학회 학술대회에서 발표한데 이어 국제학술지인 ‘생화학 저널’등에도 발표,호평을 받았다. 대구 황경근기자 kkhwang@

[댈러스(미국 텍사스주) UPI 연합] 늙은 쥐의 심장에 유전자를 주입시켜 심장을 나이의 3분의1 정도로 젊게 만드는 실험이 성공했다. 하버드대학 의대 연구팀은 미국심장협회(AHA)가 발행하는 전문지 ‘서큘레이션’에 기고한 연구결과를 통해 이처럼 밝히고 인간으로 말하면 70세 노인의 심장을 25세 청년의 심장처럼 젊게 만든 것이라고 주장했다. 이 연구를 주도한 하버드 의대 로저 하야르 조교수는 심장세포 내 칼슘량의조절을 도와주는 ‘SERCA2a’란 유전자를 ‘아데노바이러스’란 감기 바이러스에 실어 약 26개월 된 늙은 쥐의 심장에 주입했다.그 결과 이틀 뒤 늙은쥐의 심장은 6개월된 쥐의 심장처럼 힘차게 뛰기 시작했다. 쥐의 수명은 보통 30개월이므로 인간으로 치면 70세 정도 되는 쥐라는 것이하야르 교수의 설명이다. 이 연구는 고혈압이나 동맥경화가 아닌 노화로 인한 심장병을 유전자요법으로 치료할 수 있음을 보여주는 첫 연구결과라고 하야르 교수는 말했다.

[뉴욕 연합] 에이즈 바이러스(HIV)의 증식을 80∼90%까지 억제할 수 있는 유전자요법이 처음 개발됨으로써 에이즈 정복을 향한 새로운 길이 열렸다. 미국 필라델피아 아동병원 연구팀에 의해 개발된 이 에이즈 유전자요법은아직 동물실험도 거치지 않은 초기단계지만 시험관 실험에서 그 효과가 입증되어 기대를 모으고 있다. 이 병원 면역전염병 치료실장 스튜어트 스타 박사는 의학전문지 ‘유전자요법’최신호에 발표한 연구보고서에서 HIV를 전염된 세포에서 몸전체로 확산시키는 tat유전자를 무력화시키는 유전자요법을 개발했다고 밝히고,시험관실험이기는 하지만 이 방법으로 tat유전자의 HIV증식기능을 80∼90%까지 차단할 수 있었다고 말했다. 스타 박사는 원숭이를 대상으로 이 유전자요법을 실험할 계획이라고 밝히고이 동물실험이 성공적이면 앞으로 3∼4년 안에 직접 에이즈 환자를 대상으로임상실험을 시작할 수 있을 것이라고 말했다.

시신경으로 공급되는 혈액량이 줄어들면 녹내장을 유발한다는 새로운 사실을 국내 연구팀이 밝혀냈다. 서울대병원 안과 김동명교수팀은 실험동물의 시신경 주위에 혈관수축제를 주입해 혈액 공급을 줄이자 눈 속에 있는 유리체에 신경세포 독성물질인 흥분성 아미노산이 정상보다 3배나 늘어나 녹내장이 생길 수 있음을 확인했다고최근 밝혔다. 녹내장 환자의 안구 유리체에 흥분성 아미노산이 증가한다는 사실은 알려져있으나 이런 현상이 시신경에 유입되는 혈액량이 줄어 일어난다는 것은 이번에 처음으로 밝혀진 것이다. 이 연구결과는 미국 안과학 전문학술지인 ‘아카이브즈 오브 옵살몰러지(Archives of Ophthalmology)’4월호에 게재될 예정이다. 녹내장은 안압이 비정상적으로 높아지면서 시신경에 이상이 와 시야가 좁아지다가 말기에는 시력을 잃기까지 하는 질환.일단 시력이 떨어지면 회복이어려워 조기발견 및 치료가 중요하다. 그러나 안압이 조절된 뒤에도 녹내장이 계속 진행되는 경우가 많아 전문가들은 안압 외에 다른 원인이 있을 것으로 추정해왔는데 김교수팀이 이번에 새로운 원인을 찾아낸 것이다. 김교수는 “신경세포에 독성으로 작용하는 흥분성 아미노산이 안압 높이에관계없이 녹내장 발생에 관여하는 것으로 보인다”면서 “녹내장에서 기존의 안압을 내리는 치료와 함께 흥분성 아미노산의 독성을 차단하는 치료법 개발이 필요하다”고 말했다.

주식회사 KSQ는 졸음퇴치와 스트레스 해소는 물론 집중력을 강화하는 휴대용 천연향기 제품(허브아로마)을 특허등록과 동시에 출시했다. 이 회사 김민석(金民錫)부사장은 “천연향기 요법은 구미 국가에서는 이미대중화돼 여러 분야에서 널리 사용되고 있으나 천연향료가 너무 비싸대중화되지 못하고 있는 실정”이라며 “대중화하기에 맞는 가격으로 생산한 것은물론 효능별로 제품을 특성화해 개발했다”고 밝혔다.이 회사가 내놓은 제품은 졸음퇴치·스트레스 해소를 위한 ‘쿨리’,정신진정·우울증 치료를 위한 ‘알리앙스’,뇌세포활성화·기억력 증진을 위한 ‘올라’ 등 3종.

[워싱턴 AP 연합] 인공배양이 매우 어려운 간(肝)세포를 실험실에서 대량으로 증식시키는 기술이 개발됨으로써 간이식이 필요한 간부전(肝不全) 환자들이 손쉽게 치료받을 수 있는 길이 열렸다. 미국 브리검 부인병원의 필립 르볼치 박사는 과학전문지 사이언스 최신호에 발표한 연구보고서에서 간세포를 수백만개씩 인공배양할 수 있는 기술을 개발했다고 밝히고 이를 간기능의 90%가 파괴된 쥐에 이식한 결과 간기능이 회복되었다고 말했다. 간세포는 인공배양이 무척 어렵기 때문에 르볼치 박사는 세포를 무한증식시키는 암 유전자를 이용했다.채취된 간세포에 암 유전자를 주입,간세포를 수백만개로 불린 것이다. 르볼치 박사와 함께 연구에 참여한 네브래스카대학 메디컬 센터의 간이식 전문의 이라 폭스 박사는 이 기술이 간부전 환자에게 필요한 간세포의 부족 문제를 해결해 줄 수 있을 것이라고 말했다. 그는 또 대량생산된 간세포는 냉동보관해 두었다가 필요할 때 이용할 수도있을 것이라고 말했다.

[워싱턴 AP 연합] 치명적인 식중독을 일으키는 대장균인 O157-H7을 억제할수 있는 물질이 처음으로 개발됐다. 캐나다 앨버타대학 화학교수인 데이비드 번들 박사는 O157-H7 대장균이 갖고 있는 독소를 붙잡아 체외로 몰아낼 수 있는 ‘억제분자’를 개발했다고밝히고 이 분자는 5개의 발과 10개의 손으로 무장하고 있어 ‘불가사리’라는 이름을 붙였다고 말했다. 번들 박사는 과학전문지 네이처 최신호에 발표한 연구보고서에서 “‘불가사리’는 현재 개발중인 다른 O157-H7 억제물질들에 비해 효과가 매우 높은것으로 시험관 실험에서 밝혀졌다”고 말했다. 미국에서 매년 250명의 목숨을 앗아가는 이 대장균의 독소는 혈관으로 들어가 신장을 손상시킴으로써 용혈성 요독성(溶血性尿毒性)증후군이라는 병을일으킨다. 이 대장균을 억제할 수 있는 백신이나 감염을 치료할 수 있는 약은 아직까지 없다. 번들 박사가 개발한 ‘불가사리’는 O157-H7의 2개 독소분자에 달라붙어 이독소분자가 인체의 세포와 결합하는 것을 차단한다.‘불가사리’는 손이 10개나 되기 때문에 현재 개발되고 있는 다른 억제분자들에 비해 O157-H7에 달라붙는 힘이 100만∼1,000만배나 강하다고 번들 박사는 밝혔다. 미국에서는매년 약 70만명이 대부분 제대로 익히지 않은 햄버거를 먹고 O157-H7 대장균에 감염되고 있다.

[브뤼셀 연합] 미국 연구팀이 모든 생명체의 기본이 되는 DNA(디옥시리보핵산)의 길다란 가닥들을 조립하는데 성공,앞으로 10년 안에 생명체의 인공합성이 가능하게 될 전망이라고 BBC방송이 27일 보도했다. BBC방송은 미 텍사스대학 사우스웨스턴 메디컬센터의 글렌 에번스 박사가이끄는 연구팀이 개발한 이 DNA조립 기술이 새 박테리아를 합성해내는데 절대적으로 중요한 첫 단계라고 지적하고 인공합성된 미생물은 의학뿐 아니라산업,환경분야에서 매우 귀중한 역할을 하게 될 것이라고 말했다. 에번스 박사는 이러한 미생물의 합성이 가능해지면 어느날엔가는 약물을 생산하는 미생물을 만들어 이를 환자에게 ‘감염’시킴으로써 환자의 병을 고치고 환자가 회복되면 항생제 투입으로 이 합성미생물을 죽이는 것이 가능하게 될 것이라고 말했다. 에번스 박사는 이 방법은 현재 과학자들이 개발에 노력을 쏟고있는 첨단 치료방법보다 이로운 점이 많다고 밝히고,예를 들어 유전자요법은 바이러스를유전물질의 운반수단으로 이용하는 복잡한 방법을 쓰고 있지만합성 미생물을 투입하는 것은 매우 안전하고 또 제거하기도 아주 쉽다고 지적했다. 에번스 박사의 연구팀이 개발한 기술은 미생물이 세포분열에 앞서 자신의유전물질을 복제하는 과정을 그대로 답습한 것이다.

2011년 2월 어느 날.과중한 업무에 시달리는 A씨는 최근에 시작한 프로젝트에 대한 부담 때문인지 소화도 잘 안되고 가끔은 배에 통증을 느끼기도 한다.병원에 가자니 시간도 없고 진단기구들이 부담스러워 썩 마음이 내키지 않는다.마음은 무겁지만 차일 피일 병원가기를 미루던 A씨는 통증 때문에 며칠밤잠을 설치고 나서야 주치의에게 전화를 건다.“병원에 오실 필요 없습니다.근처 약국에서 새로 개발된 ‘캡슐 내시경’을 하나 사서 드시면 됩니다. ” 그냥 조그만 알약 같은 것을 먹기만 하면 어느 부분이 어떻게 잘못돼서아픈지를 알 수 있는 시스템이 개발됐다는 주치의의 한마디에 그의 얼굴에드리웠던 그늘도 금새 사라졌다. 10년 뒤 상용화를 목표로 최근 연구가 시작된 이 캡슐형 내시경은 위,장,자궁 등으로 찾아가 스스로 움직이면서 초소형 적외선 영상 진단장치나 초소형광학장치를 이용해 원하는 부위를 촬영, 자체에 내장된 정보 저장장치에 저장하거나 마이크로 텔레메트리(근거리통신) 방식으로 외부의 단말기를 통해몸 속의 상태를 실시간으로보여준다. 캡슐형 내시경은 기존 내시경의 역할을 수행할 수도 있고,가정이나 직장과같이 병원이 아닌 곳에서는 개개인이 가지고 있는 마이크로 PDA(개인디지털정보장치·Personal Digital Assistant)에 정보를 무선으로 전달하기도 한다.이 정보는 단골 병원의 담당의사 컴퓨터 단말기로 바로 전송돼 빠른 시간내에 고통 없이 내시경 진단을 할 수 있다.마이크로 PDA는 영상정보 뿐 아니라 몸에 이상이 생겼을 때 조직검사를 하기 위한 샘플채취용 검사장치와 이를 자동으로 분석하는 마이크로 진단장치를 내장하고 있다.따라서 유전자나이종(異種) 단백질의 종류를 조사,질병을 진단하기 위한 각종 정보를 한눈에알아 볼 수 있게 해 준다. 이러한 ‘캡슐형 내시경’이나 ‘마이크로 PDA’와 같은 첨단 시스템이 가능한 이유는 바로 마이크로시스템 기술의 발전 덕분이다. 마이크로 시스템기술은 놀라운 속도로 발전을 거듭하고 있는 반도체 기술에서 얻어진 실리콘 공정기술과 고집적(高集積)전자회로칩 기술을 바탕으로 한다.눈으로 볼 수 없을 정도로 소형화된부품과 이에 동반한 마이크로 조립기술,시스템화 기술 등이 집약된 종합기술이다.응용분야는 지난 10여년 동안일본의 통산성(MITI) 연구 프로그램에서 추진해 온 소형 파이프의 내부 검사용 마이크로 로봇에서부터 마이크로 모터,마이크로 가속도센서 등과 같은 부품에 이르기까지 다양하다. 하루가 다르게 급속히 발전하는 마이크로 부품 및 시스템 기술은 반도체의발전이 인간 생활에 미친 영향 이상으로 인간생활에 큰 변혁을 가져올 것이확실하다. 장기 내부를 직접 관찰하여 암이나 혹은 궤양과 같은 이상 병변 유무를 판단하는 내시경도 비타민 크기정도로 소형화한 캡슐형 내시경으로 대체,환자들에게 보다 쉽게 적용할 수 있을 것이다. 앞으로는 뇌졸중으로 언제 쓰러질지 몰라 걱정이 태산같은 고혈압 환자,심장질환으로 항상 페이스 메이커를 달고 다니는 심장병 환자들은 걱정을 잊고생활 할 수 있게 된다. 몸 속에 사람이 느낄 수 없을 정도의 작은 크기로 혈압을 측정하는 센서를 내장,기준치 이상으로 혈압이 높아지게 될 때 센서와함께 내장된 마이크로 약물 투입장치를 통해 혈압 강하제가 주사된다.동시에무선으로 비상상황임을 병원에 알린다. 담당 의사의 컴퓨터,긴급구조반의 컴퓨터와 연결된 마이크로 PDA에는 개인GPS(지리정보시스템·Global Position System)가 내장돼 있기 때문에 환자의위치와 혈압 등의 생체 정보는 곧바로 병원으로 전달돼 응급처치를 받을 수있다. 마이크로시스템 기술의 발달에 따라 21세기 초반에 실현될 수 있는 또 다른응용분야는 정보통신 분야에서의 혁명이다.수년 내로 개인용 컴퓨터는 화상통신도 가능하고 인터넷에 접속할 수도 있으면서 능동적으로 인체내의 모든정보를 처리하여 인간의 복지향상에 지대한 역할을 할 수 있을 것이다.현재의 기술 수준으로도 명함크기 정도의 PDA형 컴퓨터가 만들어질 수도 있지만앞에서 언급한 모든 기능을 포함한 착용가능한 컴퓨터(Wearable Computer)는지능형 마이크로 시스템 기술의 개발과 더불어 가능하게 될 것이다. 모든 기계의 크기는 더욱 작아지지만 기능은 더욱 고도화 된다. 명함 크기의 컴퓨터이지만 화면은 지금의 컴퓨터보다 더 크고 가상 공간에서도 실제상황 같은 화면을 얻을 수 있는 버추얼 디스플레이(Virtual Display)도 가능해 질 것으로 전망된다.현재의 컴퓨터는 자판을 이용해서 정보를입력하지만 미래의 휴대형 컴퓨터는 크기가 작아지기 때문에 자판을 들고 다닐 수는 없으므로,음성으로 정보를 입력하든지 또는 가상의 자판을 만들어서정보를 입력하든지 전자펜과 같은 정보 입력장치 등이 상용화 될 것으로 예측된다.또한 마이크로 PDA로부터 명령받은 정보가 사람이 착용한 안경면 위에 컴퓨터 화면과 같이 나타나 걸어다니면서 그때 그때 정보를 바로 볼 수있는 시스템의 구축도 가능할 것이다. 현재 국내에서도 이러한 마이크로시스템 기술의 중요성을 인식하여 과학기술부에서는 21세기 프론티어 연구사업의 하나로서 지능형 마이크로시템 사업을 추진하고 있다.이와 관련한 인터넷 홈페이지는 http:///www.microsystem. re.kr 이다. ◈朴鍾午◈ ▲45세 ▲연세대 공과대학 졸업 ▲한국과학기술원(KAIST) 공학석사 ▲독일슈투트가르트대학 공학박사(로봇공학) ▲독일프라운호퍼자동화연구소 객원연구원 ▲과학기술부 선정 21세기프론티어 지능형 마이크로시스템 연구개발단장 [박종오 한국과학기술연구원 시스템연구부 책임연구원] *의료분야 마이크로머신 ‘의사는 주사기로 세균크기의 잠수정을 환자의 몸속에 주입한다.잠시 후잠수정은 혈관을 타고 암세포에 이르러 암세포를 섬멸한 뒤 환자의 눈물을타고 밖으로 나온다.’ 공상과학소설가로도 유명한 물리학자 아이작 아시모프가 지난 66년에 쓴 ‘환상의 항해’에 기술된 이 상황은 이제 더 이상 픽션이 아니다.마이크로머신의 발달은 소설이나 영화속에서만 가능했던 이같은 상황을 실현하는데 결정적인 역할을 한다. 마이크로머신이란 크기가 수 마이크로미터(1㎛=100만분의 1m)에서 수㎜에이르는 초소형 기계.의료 분야에서는 혈관 속에 투입돼 진찰과 치료기능을수행하는 로봇,미사일처럼 아픈 부위에 약물을 싣고 가서 선택적으로 치료해주는 지능형 알약을 개발하는 연구가 한창이다. 실제로 지난 해 4월 독일 일메나우공대의 연구팀은 성냥개비보다 가늘고 성냥개비반 만한 크기에 3개의 독립적인 분절로 구성된 초미니 ‘로봇벌레’를 개발했다.이 인공벌레는 교묘한 추진시스템을 가지고 있기 때문에 인체의정맥이나 동맥과 같은 복잡한 형태의 관 속에 들어가 진찰, 청소기능을 수행한다.마이크로 카메라나 초소형 핀셋,메스 등을 장착하면 대수술을 하지 않고도 심장수술을 수행하는데 이용할 수 있다고 연구팀은 전망하고 있다. 미국과 독일 연합연구팀은 최근 마이크로칩이 내장된 알약으로 아픈 부위만선택적으로 치료할 수 있는 지능형 알약을 개발했다.의료진들은 이같은 신기술이 환자들의 생활을 편리하게 해 줄뿐 아니라 고통을 크게 줄여줄 수 있을 것으로 전망하고 있다.하지만 더욱 반가운 것은 현재 부유층 등 극히 일부 사람만이 누릴 수 있는 첨단의료기술이 보편화될 것이란 점이다. 함혜리기자 lotus@