초소형 칩 통해 병원균 빠른 정량분석코로나 DNA 91% 이상 증폭실험 성공기존 검사 속도보다 ‘20분의1’로 줄어고가 대형장비 없이 현장서 바로 사용코로나19 자가진단장비만큼 간편하고 분석시간도 빠르지만, 정확도는 훨씬 높은 진단기술이 개발돼 주목받고 있다. 카이스트 바이오및뇌공학과 정기훈(오른쪽) 교수팀은 빛의 파장보다 짧은 금속나노구조인 ‘나노 플라즈모닉 구조’를 이용해 병원균을 빠르게 정량 분석이 가능한 초고속 실시간 중합효소연쇄반응(PCR) 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구 결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘ACS 나노’에 실렸다. 코로나19처럼 전염성이 높은 신·변종 감염병은 백신이나 치료제가 없어서 빠르고 정확하게 감염자를 찾아 확산을 막고 치료해야 한다. 바이러스 내부 유전물질인 RNA를 DNA로 복사하고서 증폭시켜 해당 바이러스가 있는지를 검출하는 ‘역전사 중합효소연쇄반응’(RT-PCR)은 대표적인 코로나19 진단법이다. RT-PCR은 높은 민감도와 정확도를 가진 진단법이지만 결과를 얻는 데 걸리는 시간이 길고 고가의 대형장비를 이용해야 하기 때문에 실시간 현장 대응이 어렵다는 한계가 있다.이 때문에 얼마 전부터 코로나19 자가검사키트가 쓰이고 있는데 사용이 편하고 현장에서 즉시 검사 결과를 알 수 있다는 장점이 있지만 민감도가 현저하게 떨어진다. 이에 연구팀은 가시광선 전 영역의 빛을 흡수할 수 있는 나노 플라즈모닉 기판 위에 진공 설계된 미세유체칩을 결합시킨 ‘실시간 나노 플라즈모닉 PCR’을 개발했다. 이 PCR 칩은 가로, 세로, 높이가 각각 14, 26, 4㎜로 매우 작은 크기이며 백색 LED를 비추면 최대 200도까지 빠르게 열을 발생시킬 수 있다. 실시간 나노 플라즈모닉 PCR에 검체 한 방울만 넣으면 유전자를 3분 이내에 신속하게 증폭시켜 진단 결과를 5분 내에 도출해 낸다. 실제로 코로나19 실험용 DNA를 사용해 검증한 결과 해당 바이러스를 5분 이내에 91% 이상 증폭시켜 정확하게 검출하는 데 성공했다. 정 교수는 “이번 기술은 기존 실시간 PCR 기술의 검출 시간보다 20분의1로 줄여 현장에서 사용 가능한 초고속 분자진단법”이라며 “바이러스 확산 방지에 이바지할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19 자가진단키트만큼이나 사용이 간편하고 진단시간도 빠르지만 정확도는 훨씬 높은 진단기술이 개발돼 주목받고 있다. 카이스트 바이오및뇌공학과 정기훈 교수팀은 빛의 파장보다 짧은 금속나노구조인 ‘나노 플라즈모닉 구조’를 이용해 병원균을 빠르게 정량분석이 가능한 초고속 실시간 중합효소연쇄반응(PCR) 기술을 개발했다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘ACS 나노’에 실렸다. 코로나19처럼 전염성이 높은 신·변종 감염병은 백신이나 치료제가 없기 때문에 빠르고 정확하게 감염자를 찾아 확산을 막고 치료해야 한다. 바이러스 내부 유전물질인 RNA를 DNA로 복사한 뒤 증폭시켜 해당 바이러스가 있는지를 검출하는 ‘역전사 중합효소연쇄반응’(RT-PCR)은 대표적인 코로나19 진단법이다. RT-PCR은 높은 민감도와 정확도를 가진 진단법이지만 결과를 얻는데 걸리는 시간이 길고 고가의 대형장비를 이용해야하기 때문에 실시간 현장대응이 어렵다는 한계가 있다. 이 때문에 얼마 전부터 코로나19 자가진단키트가 쓰이고 있지만 사용이 편하고 현장에서 즉시 검사결과를 알 수 있다는 장점이 있는 반면 민감도가 현저하게 떨어진다.연구팀은 가시광선 모든 영역의 빛을 흡수할 수 있는 나노 플라즈모닉 기판 위에 진공 설계된 미세유세칩을 결합시킨 ‘실시간 나노 플라즈모닉 PCR’을 개발했다. 이 PCR칩은 가로, 세로, 높이가 각각 14, 26, 4㎜로 매우 작은 크기이며 백색 LED를 비추면 최대 200도까지 빠르게 열을 발생시킬 수 있다. 실시간 나노플라즈모닉 PCR에 검체 한 방울만 넣으면 유전자를 3분 이내에 신속하게 증폭시켜 진단결과를 5분 내에 도출해낸다. 실제로 코로나19 실험용 DNA를 사용해 검증한 결과 해당 바이러스를 5분 이내에 91% 이상 증폭시켜 정확하게 검출하는데 성공했다. 정기훈 교수는 “이번 기술은 기존 실시간 PCR기술의 검출시간보다 20분의 1로 줄여 현장에서 사용가능한 초고속 분자진단법”라며 “현장에서 높은 정확도로 빠르게 진단할 수 있게 됨으로써 바이러스 확산 방지에 기여할 수 있을 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

중국의 과학자들이 지난 6년간 코로나바이러스를 포함한 유전적 생물무기로 싸울 제3차 세계대전을 준비해 왔다는 사실이 미국의 조사기관들이 입수한 문건을 통해 밝혀졌다고 영국 일간지 데일리메일 등 외신이 8일(이하 현지시간) 전했다. 보도에 따르면, 미 국무부가 공개한 이 폭탄 보고서에는 이런 생물무기가 전쟁에서 승리하기 위한 핵심이 될 것이라는 주장과 함께 이를 사용하기 위한 완벽한 조건과 적국의 의료체계에 미칠 영향까지 상세하게 기록돼 있다. 중국 정부가 빠르면 지난 2015년부터 코로나바이러스의 군사적 가능성을 고려했다는 이 최신 증거는 코로나19의 원인에 관한 새로운 우려를 불러일으켜 일부 당국자는 코로나19가 중국의 연구소에서 유출됐을 수도 있다고 의심하고 있는 것으로 전해졌다. 호주 일간지 ‘디 오스트레일리언’에 자세히 공개된 이 문건은 중국 인민해방군 과학자와 보건당국자가 작성한 것으로, 질병들을 조작해 무기를 만드는 방법을 유례 없는 방식으로 조사한 것이다. 이에 따라 영국 정부 고위 관계자들은 중국 연구소의 활동에 관한 중국 정부의 규제가 결여됐다는 우려가 커지는 가운데 시진핑 중국 국가주석의 의향에 관해서 큰 우려를 표명하고 나섰다. 문건의 저자들은 각각 화학전쟁과 핵전쟁으로 묘사된 제1, 2차 세계대전과 달리 제3차 세계대전은 생물전쟁이 될 것이라고 주장한다. 이들 연구자는 또 일본에 투하된 두 차례 원자폭탄이 강제 항복을 하게 했다는 점을 시사하는 연구결과를 인용하면서 생물무기는 제3차 세계대전에서 승리의 핵심 무기가 될 것이라고 말한다. 이 문건은 또 생물무기를 사용해 최대 피해를 일으킬 이상적인 조건을 설명한다. 과학자들은 강한 햇빛이 병원균을 손상할 수 있고 비나 눈이 에어로졸 입자에 영향을 미칠 수 있어 맑은 날이나 한낮에 이런 공격을 해서는 안 된다고 말한다. 대신 밤이나 새벽, 해 질 무렵 또는 흐린 날씨 속에서 풍향이 안정된 상태에서 사용해야 에어로졸을 목표 구역으로 흘러가게 할 수 있다고 했다. 한편 이 문건은 또 이런 공격으로 병원 치료를 필요로 하는 환자를 급증하게 해 적의 의료체계를 무너뜨릴 수 있다고 지적했다. 다른 우려로는 우한 바이러스학연구소에서 진행된 중국의 ‘기능 획득’에 관한 연구를 들 수 있다. 이 연구에서 바이러스학자들이 더욱더 전염되기 쉽고 치명적인 새로운 바이러스를 만들어내고 있다. 톰 투겐다트 영국 하원 외교특별위원회 위원장은 “이 문서는 당 지도부에 조언하는 일부 사람의 야망에 관한 큰 우려를 제기한다”면서 “아무리 엄격한 통제 아래에 있어도 이들 무기는 위험하다”고 지적했다. 화학무기 전문가인 해미시 데브레턴고든도 “중국은 이런 실험이 이뤄졌을 가능성이 있는 연구소들을 규제하고 단속하려는 시도를 모두 막았다”고 말했다. 이 문건의 존재는 호주 언론인 섀리 마크슨이 쓴 신간 ‘우한에서 실제로 일어난 일’(What Really Happened in Wuhan)을 통해 지난 7일 처음으로 밝혀졌다. ‘유전적 생물무기로서의 신종 인공 바이러스’(New Species of Man-Made Viruses as Genetic Bioweapons)라는 이름의 이 문건은 “서로 다른 과학 분야의 발전에 따라 생물학적 제제의 전달에 큰 진전이 있었다”면서 “예를 들어 미생물을 동결 건조하는 새로 발견된 능력은 생물학적 작용제를 저장하고 공격 중에 이를 에어로졸화하는 것을 가능하게 했다”고 설명한다. 분석가들은 이 문건의 저자들은 고위험으로 분류된 연구소에서 재직 중인 18명이라고 밝혔다. 피터 제닝스 호주전략정책연구원 원장도 중국의 코로나바이러스에 관한 생물학적 연구는 앞으로 무기화될 수 있다는 점에 우려를 제기했다. 그는 “연구 능력에 명확한 구별은 없다. 왜냐하면 연구 능력이 공격적으로 사용되는지 방어적으로 사용되는지는 과학자들이 내리는 결단이 아니기 때문”이라고 지적했다. 또 “만일 당신이 생물학적 공격으로부터 당신의 군대를 보호하기 위해 표면적인 기술을 쌓고 있다면 동시에 당신의 군인들에게 이 무기를 공격적으로 사용할 능력을 부여하고 있는 것”이라면서 “두 가지를 분리할 수 없다”고 설명했다. 한편 정보기관들은 코로나19가 우한 연구소의 유출 결과일 수 있다고 의심한다. 하지만 아직 이 바이러스가 의도적으로 유출됐다는 것을 암시할 만한 증거는 없는 것으로 전해졌다. 사진=AP, AFP/연합뉴스 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

바쁜 일상을 사는 현대인들은 스트레스를 받는 경우가 많다. 그 때문에 “스트레스 받아 죽겠다”라거나 “스트레스 때문에 병 나겠다”는 등의 말을 입에 달고 살기도 한다. 실제로 몸 상태가 좋지 않아 병원을 찾으면 의사에게 가장 많이 듣는 것도 ‘스트레스 때문’이라는 말이다. 스트레스와 질병, 질환의 상관관계에 대해서 많은 연구자들도 관심을 갖고 있다. 호주 멜버른대 피터 도허티 감염·면역연구소, 고등분자영상연구센터, 모나쉬대 약학연구소, 피터 맥칼럼 암센터, 허드슨 의학연구소 공동연구팀은 스트레스 정도가 심해질 경우 노르아드레날린은 백혈구의 움직임을 억제해 면역반응을 손상시킨다고 4월 30일 밝혔다. 면역반응이 늦어지고 손상되면서 다양한 질병에 쉽게 걸린다는 설명이다. 이번 연구결과는 의과학 분야 국제학술지 ‘면역학’ 4월 29일자에 실렸다. 교감신경계(SNS)는 신체가 위급한 상황일 때 대처하는, 일종의 스트레스 반응을 조절하는 역할을 한다. 인체는 스트레스를 받으면 교감신경을 활성화시켜 스트레스에 대응을 하게 된다. 그렇지만 지나치게 스트레스를 받으면 활성화된 교감신경이 다시 정상으로 돌아오지 않는 항진상태가 된다.또 스트레스를 받아 교감신경계가 활성화되면 면역반응이 억제되고 스트레스가 만성화될 경우는 면역반응이 저하돼 만성질환에 시달리기 쉽다는 것은 잘 알려져 있었지만 정확한 작동 메커니즘은 밝혀지지 않고 있었다. 이에 연구팀은 교감신경계가 자극되면 T세포를 비롯한 면역관련 세포들의 움직임을 둔화시켜 면역력을 손상시킬 것이라는 가정에서 연구를 시작했다. 특히 연구팀은 대표적인 면역세포인 혈액 속 백혈구의 움직임과 스트레스, 교감신경계의 관계에 주목했다. 연구팀은 ‘2광자 생체 영상’이라는 생체현미경으로 스트레스를 받아 교감신경이 활성화된 생쥐의 백혈구 움직임을 관찰했다. 우선 연구팀은 노르아드레날린을 생쥐에게 주입한 뒤 백혈구의 움직임을 관찰했다. 노르아드레날린이 주입되자마자 백혈구의 움직임은 느려졌으며 이 같은 면역세포의 반응은 45~60분 동안 지속되는 것으로 확인됐다. 면역세포는 외부에서 병원균이 침입하면 빠르게 움직여 대응하는 것인데 스트레스가 면역세포의 활동을 억제해 질병에 대해 빠르게 대응하지 못하게 만들 수 있다는 것이다. 연구팀에 따르면 스트레스는 백혈구 뿐만 아니라 B세포나 수지상세포 같은 다른 면역세포들의 활성도 억제한다. 연구팀은 생쥐에게 대상포진 바이러스를 감염시킨 뒤 스트레스를 유발시킨 결과 백혈구와 T세포의 활성이 떨어져 감염부위가 커지고 증상이 악화되는 것을 관찰했다. 또 흑색종과 말라리아 기생충에 감염된 생쥐에게서도 마찬가지 결과를 얻었다. 연구팀에 따르면 이번 연구를 통해 스트레스가 병을 일으키거나 악화시킨다는 사실을 확실히 알게 됐으며 심부전, 패혈증, 천식이나 알레르기 같은 질병을 앓는 환자에게 투여하는 교감신경 활성화 약물 사용도 신중해야 한다고 조언했다. 스콧 뮬러 멜버른대 교수(면역학)는 “스트레스가 각종 질병의 원인으로는 알려져 있었지만 정확한 메커니즘은 밝혀내지 못했는데 이번 연구는 스트레스 신호가 면역세포의 움직임을 억제해 질병이 체내에서 확산되는 것을 차단하지 못한다는 것으로 보여주고 있다”라고 말했다. 뮬러 교수는 “스트레스 호르몬의 과다분비를 차단할 수 있다면 면역기능 저하를 막을 수 있을 것으로 기대한다”라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“가상훈련, 전수조사, 드론까지 ” 충북지역 자치단체들이 과수화상병 차단을 위해 총력전을 펼치고 있다. 최근 2년간 도내 농가들이 과수화상병 때문에 악몽같은 시간을 보냈기 때문이다. 충북도 농업기술원은 오는 12일부터 시군별로 과수화상병 차단 가상훈련을 실시할 예정이라고 10일 밝혔다. 이번 훈련은 시군에서 과수화상병이 발생했다고 가정하고 이후 절차를 이행하는 방식이다. 병 발생신고, 시료채취, 통제선설치 등 현장대응과 손실보상금 지급 서류 작성까지 실제와 같은 순서대로 훈련이 실시된다. 농업기술원 관계자는 “구제역 등 가축질병 예방을 위한 가상훈련은 있었지만 충북에서 농작물을 대상으로 한 가상훈련은 처음”이라고 말했다. 충북지역에서 가장 큰 과수화상병 피해를 본 충주시 대응은 코로나19 방역을 연상케할정도다. 시는 지난 9일부터 오는 12일까지 사과·배 재배 모든 농가(1698호, 1447.8ha)를 대상으로 선제적인 전수검사를 실시한다. 이번 조치는 화상병 확산을 차단하기 위해 감염된 나무를 미리 찾아내 매몰을 실시하는 것이다. 전수검사는 농장주가 과원에서 의심되는 나무 5주를 선정해 한 가지씩 30~40cm를 절단한 뒤 시료 봉투에 밀봉해 읍면동에 제출하면 된다. 시료는 접수 당일 담당 부서로 송부돼 병원균 감염 여부가 확인된다. 검사 결과 양성이면 식물방제관이 직접 해당 과원 시료를 채취해 보균 여부를 재확인한 뒤 시료를 농촌진흥청으로 보내 정밀진단을 실시한다. 농촌진흥청 검사에서 최종 확진되면 해당 과원은 매몰조치된다. 음성일 경우 특별관리 과원으로 지정돼 집중 예찰이 진행된다. 시 관계자는 “코로나 대응 수준에 준하는 자세로 과수화상병 차단에 나서고 있다”며 “농정국, 농업기술센터, 읍면동의 모든 관계 공무원을 총동원할 예정”이라고 밝혔다. 드론도 투입된다. 시는 지난 8일부터 오는 18일까지 산척면, 앙성면, 동량면, 엄정면, 소태면, 안림동 등 6개 지역 658.2ha를 대상으로 드론 공동방제를 실시한다. 기존 과수화상병 방제는 고속분무기를 활용한 지상 방제로 이뤄졌다. 시는 사전 방제조치, 약제방제 이행 행정명령 등 행정조치 사항을 위반하거나, 방해 또는 은폐하는 농가에 대해 무관용 원칙을 적용, 3년 이하 징역 또는 3000만원 이하 벌금, 손실보상금 경감 또는 미지급, 농업 관련 보조사업 제한 등의 불이익을 주기로 했다. 단양군은 1억 5000만원을 투입해 사과·배 등 재배농가 316곳에 과수화상병 예방 방제약제를 무상 공급했다. 방제약제를 살포한 농가는 약제봉지와 방제확인서를 작성해 보관해야 한다.충북 지자체들이 과수화상병 차단에 팔을 걷어붙인 것은 과수화상병의 무서움을 잘 알고 있어서다. 지난해 도내에선 충주 348농가, 제천 139농가 등 총 507농가에서 과수화상병이 발생해 281㏊가 쑥대밭이 됐다. 전국에서 가장 큰 피해였다. 도내 농가에 지급된 보상금은 581억원에 달한다. 2019년 피해도 만만치 않았다. 충주 76농가, 진천 62농가 등 총 145농가에서 과수화상병이 발생해 88.9㏊가 매몰됐다. 2년 연속 과수화상병이 충북지역을 강타하자 충주시는 화상병으로 상처입은 농업인들의 심리회복 교육도 추진키로 했다. 농가들이 속수무책으로 당하는 것은 아직도 발생원인이 밝혀지지 않은데다, 뚜렷한 치료제도 없기 때문이다. 현재로선 예방약제를 뿌리는 게 최선이다. 하지만 나무에 균이 잠복해있다면 이 방법도 큰 효과를 보지 못한다. 발생 농가는 과수원 내 감염 나무가 5% 이상이면 나무를 뿌리째 뽑아 묻고 전체가 폐원된다. 폐원된 과수원은 3년간 과수 농사를 짓지 못한다. 과수화상병은 주로 사과나 배 등에서 발생한다. 감염되면 잎과 꽃, 가지, 줄기, 과일 등이 마치 불에 탄 것처럼 붉은 갈색 또는 검은색으로 변하며 말라 죽는다. 나무에 잠복된 균이 적정 기후를 만나 발현되거나, 균이 비바람, 벌, 전정가위 등을 통해 번지는 것으로 추정되고 있다. 청주 남인우 기자 niw7263@seoul.co.kr

코로나19는 전자 현미경으로만 볼 수 있는 작은 바이러스의 파괴적인 위력을 생생하게 증명했습니다. 사실 코로나19 같은 신종 전염병 유행은 많은 과학자가 이전부터 경고해왔던 것입니다. 하지만 오래된 병원균이라고 해서 안전한 것은 아닙니다. 코로나19처럼 인류를 위협하고 있는 문제가 우리가 사용하는 거의 모든 항생제에 내성을 지닌 슈퍼 박테리아입니다. 20세기 의학의 가장 큰 성과는 백신과 항생제의 개발 및 보급이라고 해도 과언이 아닐 것입니다. 세균 감염으로 죽는 사람의 숫자가 크게 줄어들면서 평균 수명이 늘어난 것은 물론 수술 후 감염으로 사망하거나 합병증이 생길 가능성이 낮아지면서 장기 이식을 포함해 여러 가지 치료법이 크게 발전했습니다. 20세기 이후 의학의 눈부신 발전은 많은 부분 항생제에 기댄 것이었습니다. 하지만 생물은 끊임없이 진화하기 마련입니다. 숫자가 많고 세대가 짧은 세균의 진화 속도는 매우 빨라 이미 20세기에 기존 항생제에 대한 내성을 지닌 세균이 다수 보고됐습니다. 물론 과학자들도 새로운 항생제를 만들어 재빨리 여기 대응했으나 새로운 항생제 개발 속도는 더딘 반면 내성 발현 속도는 갈수록 빨라졌습니다. 현재와 같은 추세라면 2050년에는 1000만 명이 항생제 내성균으로 사망할 수 있다는 암울한 전망까지 나오는 상황입니다. IBM 왓슨 연구소 파엘 다스가 이끄는 연구팀은 인공지능을 통해 기존의 연구 방법으로는 상상할 수 없을 만큼 빠른 속도로 새로운 항생 물질을 찾아내는 데 도전했습니다. 이를 위해 연구팀은 첫 단계로 심층 생성 오토인코더(deep generative autoencoder) 기법을 통해 항생 능력을 지닌 펩타이드(peptide)를 학습하고 데이터를 수집했습니다. 그리고 두 번째 단계로 CLaSS(Controlled Latent attribute Space Sampling)라는 방법을 통해 항생 능력을 지닌 펩타이드 후보군을 9만 개나 만들어냈습니다. 하지만 박테리아를 죽이는 능력이 있다고 해서 바로 항생제로 개발이 가능한 것은 아닙니다. 인체에도 해로운 물질이라면 아무리 효과가 좋아도 약물로 사용할 수 없습니다. 따라서 마지막 단계로 딥러닝 기반의 분류 알고리즘을 이용해서 인간에게 독성이 있거나 항생 효과가 떨어질 것으로 예상되는 후보를 탈락시켰습니다. 3일에 걸친 인공지능 연산 끝에 연구팀은 20개의 후보 물질을 선발할 수 있었습니다. 연구팀은 이 후보 물질을 48일간 테스트한 후 두 가지 물질이 특히 유망한 항생제 후보라는 사실을 확인했습니다. 이 항생 후보 물질은 실험실 환경에서 그람 음성 및 양성균에 대한 광범위한 효능을 지녔으며 여러 약물에 내성을 지닌 폐렴간균(Klebsiella pneumoniae)과 대장균을 억제하는 데 효과적이었습니다. 쥐를 이용한 동물 실험에서도 낮은 독성이 확인됐습니다. 내성균에 효과적인 항생제 신약의 가능성을 보여준 것입니다. 이 연구는 저널 '네이처'에 발표됐습니다. 물론 후보 물질을 찾았다는 것은 신약 개발에서 아직 초기 단계라는 이야기입니다. 실제 사람에서 임상시험을 하기 위해서는 까다로운 안전성 테스트와 엄격한 임상시험 기준을 통과해야 합니다. 그리고 많은 시간과 비용을 들여 임상시험을 진행해도 성공하는 약물은 소수에 지나지 않습니다. 하지만 자연 물질 가운데 새로운 항생제 후보를 찾는 대신 인공지능을 통해 훨씬 빠르게 항생 물질을 찾아낼 수 있다면 항생제 개발 속도가 획기적으로 빨라질 가능성이 있습니다. 어쩌면 인공지능에 수많은 생명을 구할 수 있는 잠재력이 숨어 있을지도 모르는 것입니다. 인공지능이 일부의 우려처럼 인류를 위협하는 신기술이 아니라 인류를 치명적인 질병에서 도울 수 있는 든든한 조력자가 될 수 있을지 앞으로 후속 연구 결과를 지켜봐야 할 것입니다. 고든 정 칼럼니스트 jjy0501@naver.com

호주에서 대왕오징어와 싸운 흔적이 몸에 남아있는 향유고래 사체가 발견돼 화제가 되고 있다. ABC뉴스 등 현지매체 보도에 따르면, 이 특별한 향유고래 사체는 지난 6일 빅토리아주 필립섬 포레스트 케이브스 해변으로 떠밀려왔다.이 고래 사체는 이미 부패가 상당히 진행돼 5㎞나 떨어진 곳까지 악취를 풍겼다. 하지만 거대한 고래가 떠밀려 왔다는 소식을 접한 많은 구경꾼이 해변으로 몰려 들었다. 현지 당국은 이런 고래 사체로부터 300m 이내로 접근하거나 사체의 일부를 가져가는 행위를 금지하고 있다. 이는 굶주린 상어가 냄새를 맡아 해변과 가까운 곳까지 다가올 수 있고 사체 속에 미지의 병원균이 있을지도 몰라 접근을 금지하는 것이다. 하지만 이미 밤 사이 누군가가 고래의 턱 일부분을 떼어간 것으로 전해졌다. 하지만 이런 고래 사체는 생물학자들에게 완벽한 연구 대상이 된다. 고래의 표본을 채취할 수 있는 사례가 그리 많지 않기 때문이다. 호주 번우롱 환경센터 등 전문가들은 조사를 통해 이 고래 사체의 표면에서 빨판 자국과 같은 것을 확인했다. 빨판의 지름은 최대 10㎝에 달하는 것으로 전해졌다. 이는 이 고래가 생전에 대왕오징어와 사투를 벌였다는 것을 시사한다고 번우롱 환경센터의 교육 담당자 마이크 클리랜드는 설명했다.이 향유고래의 몸길이는 약 16m, 대왕오징어 중에는 몸길이 18m가 넘는 개체도 존재하므로, 만일 이런 오징어와 맞붙었다면 쉽지 않은 싸움이었을 가능성이 있다는 것이다. 향유고래는 수심 1㎞ 이상의 심해까지 잠수해 대왕오징어를 사냥하는 데 이들 오징어도 자신을 지키기 위해 촉수를 휘감으며 저항한다. 그때마다 이런 빨판 자국이 남는 것으로 알려졌다. 다만 이번 향유고래가 죽은 이유가 대왕오징어와의 싸움 때문인지는 불분명하다. 명확한 사인을 알 수 없어 단지 자연사해 해변까지 떠밀려왔을 가능성도 있다는 것이다. 참고로 이번 고래 사체가 발견된 해변은 차량이나 중장비의 진입이 어려워 당국은 사체를 그대로 놔둘 계획인 것으로 전해졌다. 사진=깁슬랜드 환경토지수자원계획부/페이스북 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

호주에서 대왕오징어와 싸운 흔적이 몸에 남아있는 향유고래 사체가 발견돼 화제가 되고 있다. ABC뉴스 등 현지매체 보도에 따르면, 이 특별한 향유고래 사체는 지난 6일 빅토리아주 필립섬 포레스트 케이브스 해변으로 떠밀려왔다.이 고래 사체는 이미 부패가 상당히 진행돼 5㎞나 떨어진 곳까지 악취를 풍겼다. 하지만 거대한 고래가 떠밀려 왔다는 소식을 접한 많은 구경꾼이 해변으로 몰려 들었다. 현지 당국은 이런 고래 사체로부터 300m 이내로 접근하거나 사체의 일부를 가져가는 행위를 금지하고 있다. 이는 굶주린 상어가 냄새를 맡아 해변과 가까운 곳까지 다가올 수 있고 사체 속에 미지의 병원균이 있을지도 몰라 접근을 금지하는 것이다. 하지만 이미 밤 사이 누군가가 고래의 턱 일부분을 떼어간 것으로 전해졌다. 하지만 이런 고래 사체는 생물학자들에게 완벽한 연구 대상이 된다. 고래의 표본을 채취할 수 있는 사례가 그리 많지 않기 때문이다. 호주 번우롱 환경센터 등 전문가들은 조사를 통해 이 고래 사체의 표면에서 빨판 자국과 같은 것을 확인했다. 빨판의 지름은 최대 10㎝에 달하는 것으로 전해졌다. 이는 이 고래가 생전에 대왕오징어와 사투를 벌였다는 것을 시사한다고 번우롱 환경센터의 교육 담당자 마이크 클리랜드는 설명했다.이 향유고래의 몸길이는 약 16m, 대왕오징어 중에는 몸길이 18m가 넘는 개체도 존재하므로, 만일 이런 오징어와 맞붙었다면 쉽지 않은 싸움이었을 가능성이 있다는 것이다. 향유고래는 수심 1㎞ 이상의 심해까지 잠수해 대왕오징어를 사냥하는 데 이들 오징어도 자신을 지키기 위해 촉수를 휘감으며 저항한다. 그때마다 이런 빨판 자국이 남는 것으로 알려졌다. 다만 이번 향유고래가 죽은 이유가 대왕오징어와의 싸움 때문인지는 불분명하다. 명확한 사인을 알 수 없어 단지 자연사해 해변까지 떠밀려왔을 가능성도 있다는 것이다. 참고로 이번 고래 사체가 발견된 해변은 차량이나 중장비의 진입이 어려워 당국은 사체를 그대로 놔둘 계획인 것으로 전해졌다. 사진=깁슬랜드 환경토지수자원계획부/페이스북 윤태희 기자 th20022@seoul.co.kr

국내 연구진이 햄버거병을 일으키는 식중독균이나 결핵, 독감 등을 유발시키는 병원균을 5분 만에 검출해 감염 여부를 확인할 수 있는 기술을 개발했다. 바이오나노헬스가드연구단 신용범 단장이 이끄는 연구팀은 한국과학기술연구원(KIST), 전남대 연구진과 함께 바이러스나 박테리아 등 병원체의 핵산증폭반응을 이용해 5분 만에 감염 여부를 확인할 수 있는 고감도 병원체 검출기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구 결과는 의공학 분야 국제학술지 ‘바이오센서스 앤드 바이오일렉트로닉스’에 실렸다. 지금까지는 질병을 유발시키는 병원체를 파악하기 위해 시료에 포함된 유전자가 담겨 있는 생체고분자인 핵산을 증폭시키는 방법이 사용되고 있다. 그렇지만 장비 크기를 줄여 현장에서 사용하거나 하나의 시료에서 다양한 병원체를 동시에 검출하는 데는 한계가 있다. 이 때문에 전하를 띠는 핵산이 증폭될 때 발생하는 전기적 신호변화를 포착해 검출할 수 있는 센서를 이용하는 방법들이 연구되고 있다. 연구팀은 나노갭 센서를 이용해 유전자 증폭 과정을 실시간으로 확인하고, 증폭된 유전자의 미세한 전기적 신호를 포착함으로써 5분 만에 시료 내 병원균을 검출해 내는 기술을 개발했다. 연구팀은 이번에 개발한 나노갭 센서로 식중독을 일으키는 대표적인 병원성 대장균 ‘O157:H7’을 5분 만에 검출하는 데 성공했다. 신 단장은 “이번 기술은 기존에 상용화돼 사용되고 있는 유전자증폭시약을 그대로 사용하면서 복잡한 온도조절이나 형광포착을 위한 장비 없이 신호변화를 읽어 냄으로써 병원체의 현장검출을 쉽게 만들어 줄 수 있다”고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

육류를 갈아 만든 패티가 완전히 조리되지 않거나 살균되지 않은 우유나 상한 채소 등을 섭취하면 신장에서 불순물을 제대로 걸러주지 못해 체내에 독소가 쌓이면서 심각한 질병이 발생한다. 용혈성요독증후군, 일명 ‘햄버거병’이다. 햄버거병의 원인은 병원성 대장균 ‘O157’ 때문으로 알려졌다. 햄버거병은 물론 식중독, 결핵, 독감 같은 질병을 유발시킬 수 있는 병원균에 빠르게 대응하기 위해서는 신속한 병원체 검출이 필수적이다. 국내 연구진이 이 같은 병원균을 5분 만에 검출해 감염여부를 확인할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 바이오나노헬스가드연구단, 한국과학기술연구원(KIST), 전남대 공동연구팀은 바이러스나 박테리아 등 병원체의 핵산증폭반응을 이용해 5분 만에 감염 여부를 확인할 수 있는 고감도 병원체 검출기술을 개발했다고 9일 밝혔다. 이번 연구결과는 의공학분야 국제학술지 ‘바이오센서스 앤드 바이오일렉트로닉스’에 실렸다. 지금까지는 질병을 유발시키는 병원체를 파악하기 위해서 시료에 포함된 유전자가 담겨있는 생체고분자인 핵산을 증폭시키는 방법이 사용돼 왔다. 그렇지만 장비를 크기를 줄여 현장에서 사용하거나 하나의 시료에서 다양한 병원체를 동시에 검출하는데는 한계가 있다. 이 때문에 전하를 띠는 핵산이 증폭될 때 발생하는 전기적 신호변화를 포착하는 임피던스 센서를 이용하는 방법들이 연구되고 있는 상황이다. 그렇지만 이 역시 센서의 감도를 높여 병원균에서 나타나는 신호변화만을 제대로 포착해 내는 것이 필요하다.이에 연구팀은 나노갭 센서로 전기적 임피던스 센서의 감도를 개선해 유전자 증폭과정을 실시간으로 확인하고 증폭된 유전자의 미세한 전기적 신호를 포착함으로써 5분 만에 시료 내 병원균을 검출해 내는 기술을 개발했다. 연구팀은 이번에 개발한 나노갭 임피던스 센서를 이용해 식중독을 일으키는 대표적인 병원성 대장균 ‘O157:H7’을 5분 만에 검출하는데 성공했다. 이현정 바이오나노헬스가드연구단 책임연구원은 “이번 기술은 기존에 상용화돼 사용되고 있는 유전자증폭시약을 그대로 사용하면서 복잡한 온도조절이나 형광포착을 위한 장비 없이 신호변화를 읽어 냄으로써 병원체의 현장검출을 용이하게 만들어 줄 수 있다”라며 “상용화를 위해 감도 안정화를 위한 최적 측정조건을 찾고 현장진단을 위한 소형화 모듈 등에 대한 연구를 추가진행할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 연구진이 형광등, 백열등 같은 실내조명에서 나오는 가시광선으로 공기 중 바이러스와 박테리아 같은 병원균을 박멸할 수 있는 항균필터 기술을 개발해 주목받고 있다. 한국생산기술연구원 바이오메디칼생산기술센터, 세종대 기계공학과, 한국과학기술연구원(KIST), 영국 런던대(UCL) 공동연구팀은 햇빛이나 실내조명의 가사시광선을 이용해 공기 중에 떠다니는 미생물을 살균할 수 있는 필터기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노분야 국제학술지 ‘나노 레터스’에 실렸다. 실내 공기 중에는 바이러스, 박테리아, 곰팡이 같은 각종 미생물들이 먼지와 함께 떠다닌다. 인체에 무해한 것들도 있겠지만 질병을 일으킬 수 있는 것들도 있기 때문에 기존에는 은, 산화구리, 산화아연 같은 무기물질이나 키토산 같은 천연 유기물질로 만든 항균필터로 이들을 제거했다. 문제는 항균처리된 필터 표면에 직접 접촉돼야 제거할 수 있으며 시간이 지날수록 먼지가 쌓이면서 병원균 정화기능이 떨어지게 된다는 점이다. 이산화티탄은 대표적인 광촉매로 자외선을 흡수하면 주위 산소, 물과 반응해 미생물을 살균할 수 있는 활성산소를 만들어 낸다. 일상적인 실내 공간에서는 자외선을 활용하기 어렵고 가시광선을 이용하기 위해서는 추가적인 복잡한 공정을 거쳐야 한다는 단점이 있다. 이에 연구팀은 가시광선을 만나면 활성산소를 만드는 이산화티탄과 가시광선에 반응할 수 있는 유기염료를 결합시킨 복합나노입자를 만들고 수분 저항성, 광화학적 살균성능을 갖도록 표면처리를 했다. 이번에 개발한 항균필터는 필터 표면에 병원균들이 접촉하지 않더라도 가시광선으로 만들어진 활성산소가 필터 주변의 병원균까지 제거할 수 있다. 연구팀은 이번에 개발한 필터로 표피포도상구균에 대한 항균성을 실험한 결과 실내조명(2.9㎽/㎠)에서는 4시간 뒤에 99.9%, 태양광(18~21㎽/㎠)에서는 1시간 뒤 99.98%가 사라진 것을 관찰했다. 표피포도상구균은 피부에 있는 일상적인 균으로 병원성을 드러내지는 않지만 간혹 식중독이나 패혈증, 요로감염 등을 일으키기도 한다. 연구팀은 실용화를 위해 나노입자가 필터에 안정적으로 부착되는지와 활성산소 농도에 따른 인체 안전성 평가를 추가로 진행하고 있다. 최동윤 생산기술연구원 박사는 “이번 연구결과를 활용한다면 미생물 살균 뿐만 아니라 탈취, 유기물 분해 같은 다양한 오염물질 제어에 활용될 수 있을 것이며 추가 연구를 거친다면 공기청정기 필터, 보호복, 커튼 등 다양한 제품의 항균기능 나노소재에 적용할 수도 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

2021시즌 프로축구 K리그가 코로나19를 뚫고 8개월 대장정을 시작했다. 제한적 관중 입장이 허용되어 두 시즌 만에 팬 앞에서 개막전을 치렀다. 포항 스틸러스가 28일 포항 스틸야드에서 열린 K리그1 첫 라운드 홈 경기에서 지난해 영플레이어상을 받은 송민규의 결승골에 힘입어 인천 유나이티드에 2-1 역전승을 거두며 상큼하게 출발했다. 일류첸코와 팔로세비치가 떠나 공격진 무게가 다소 떨어져 보이던 포항은 라인을 끌어올려 압박을 펼친 인천에 경기 초반 다소 애를 먹었다. 이른 시간 교체 투입된 아길라르에 전반 27분 선제골을 얻어맞기도 했다. 그러나 곧 공세의 고삐를 조이며 지난 시즌 팀 득점 1위의 발톱을 드러냈다. 이현일과 이승모의 결정적인 헤더가 골키퍼 선방과 골대에 막혔던 포항은 후반 14분 마침내 균형을 맞췄다. 세컨드 볼 상황에서 신광훈이 날린 오른발 중거리슛이 인천 수비 김광석을 살짝 스치며 굴절되어 골망을 갈랐다. 신광훈은 5시즌 만에 포항으로 복귀했고 김광석은 포항에서만 16시즌을 뛰다 떠난 터라 희비가 엇갈렸다. 포항은 후반 26분 박스 안을 헤집던 강상우가 날린 왼발 슛이 골키퍼에 맞고 흘러나오자 송민규가 달려들어 마무리 했다. 인천은 지난 25일 부친상을 당한 무고사를 위해 검은 리본을 달고 뛰고 그를 위한 골 세리머니를 하며 아픔을 나눴다. 무고사는 간암 말기 부친을 위해 몬테네그로에 다녀왔다가 코로나19에 확진되어 격리 중이다. 수원 삼성은 이날 안방에서 압도적인 공세를 퍼부은 끝에 후반 5분 터진 김건희의 결승골을 앞세워 광주FC를 1-0으로 제압하고 7년 만에 개막전 승리를 따냈다. 전날 전주에서 열린 리그 개막전에선 디펜딩 챔피언 전북 현대가 FC서울을 2-0으로 눌렀다. 후반 30분 일류첸코와 헤더 경합을 하던 서울 김원균의 자책골이 개막 1호 골이 됐다. 1983년 K리그 출범 이후 처음이다. 전북은 후반 48분 바로우가 골망을 흔들어 경기당 2골 이상 넣겠다는 김상식 감독의 ‘화공’(화끈한 공격 축구)를 간신히 충족시켰다. 초등학교 시절 성폭력 의혹 파문에 휩싸인 서울 기성용은 선발로 나와 36분을 소화했다. 기성용은 경기 뒤 기자회견을 자처해 관련 의혹을 전면 부인하고 강경 대응 방침을 거듭 밝혔다. 5년 만에 1부로 올라온 수원FC는 대구FC와의 원정 경기에서 1-1로 비겼다. 한편 거리두기 2단계의 수도권은 경기장 수용 인원의 10%, 1.5단계의 비수도권은 30%까지 관중 입장이 가능해 27~28일 열린 K리그1 네 경기에는 전주 6199명 등 1만 5381명이 찾았다. 홍지민 기자 icarus@seoul.co.kr

러시아 국영 연구소가 녹은 영구동토층에서 발굴한 동물의 유해를 분석해 선사시대 바이러스에 대한 연구를 시작한다고 밝혔다. 영국 가디언 등 해외 언론의 16일 보도에 따르면 러시아의 세계적인 바이러스 연구소인 벡터연구소는 고생물 바이러스를 식별하고 바이러스 진화에 대한 연구를 수행하기 위해 수만 년 전 지구상에 살았던 동물의 사체를 분석할 예정이라고 전했다. 이번 연구는 최소 4500년 현재의 러시아 지역에서 서식했던 것으로 추정되는 고대 말(馬)의 사체에서 추출한 조직을 분석하는 것부터 시작됐다. 연구진은 고대 말을 시작으로 매머드와 코뿔소, 엘크, 개, 설치류, 토끼 및 기타 선사시대 동물의 유해를 분석하고, 당시 동물들의 체내에 존재했을 것으로 보이는 바이러스를 추출해 바이러스 진화의 비밀을 분석할 것으로 알려졌다. 연구진이 고대 바이러스 분석을 위해 다룰 고대 동물 사체 중 가장 오래된 것은 약 5만 년 야생 쥐인 레밍이다. 지난해 1월, 시베리아 영구 동토에서 4만년 이상 묻혔던 것으로 추정되는 거의 온전한 형태의 레밍 미라가 발견되기도 했다.현재까지 고대 동물의 사체에서 샘플 50개를 채취해 분석 중인 가운데, 일각에서는 고대 바이러스로 인한 감염 위험이 높다는 지적을 내놓았다. 지구온난화로 전 세계의 빙하가 녹아 내리면서 수 십만 년 동안 내포하고 있던 바이러스가 유츌될 수 있다는 우려가 쏟아지는 상황에서, 고대 동물 사체가 이러한 위험을 더 높이는 계기가 될 수 있다는 것. 실제로 2016년 시베리아에서 발생한 탄저병으로 순록 2000마리 이상이 죽고 96명이 입원하는 등 피해가 잇따랐는데, 전문가들은 이상 고온으로 영구동토층이 녹으면서 탄저균에 감염된 동물 사체가 그대로 노출돼 병원균이 퍼졌다고 분석한 바 있다.지난해 1월에는 국과 중국 공동 연구진이 5년간 티베트 고원의 빙하를 통해 고대 미생물을 연구한 결과, 1만 5000년 전에 형성된 것으로 추정되는 고대 바이러스의 존재를 확인하기도 했다. 당시 연구진은 “얼음에 포함된 ‘위험’은 실재하며, 전 세계적으로 녹아내리는 얼음이 증가함에 따라 병원성 미생물의 방출로 인한 위험도 증가한다”고 지적했다. 송현서 기자 huimin0217@seoul.co.kr

인도 확진자 급감 미스터리5개월 만에 10분의 1로 ‘뚝’거리에는 사람들로 혼잡전문가도 분석 난감 의료 인프라가 열악한 상황, 거리에는 방역 수칙을 무시하는 이들로 넘쳐나는 곳. 하지만 감염자 수는 오히려 크게 줄어드는 미스터리 같은 일이 발생했다. 인도의 현재 상황이다. 인도의 코로나19 상황 해석을 놓고 전문가들조차 곤혹스러운 입장에 처했다. 인도 보건·가족복지부 집계에 따르면 16일 인도의 코로나19 누적 확진자 수는 1092만 5710명으로 전날보다 9121명 늘었다. 지난해 9월 중순, 10만명에 육박했던 신규 확진자 수가 불과 5개월 만에 10분의 1로 줄었다. 하루 50만∼80만건에 달하는 검사 수 대비 확진자 발생 비율은 1∼2%대에 불과하다. 하루 신규 사망자 수도 100명안팎에 그치고 있다. 작년 9월에는 하루 1000명 넘게 코로나19로 목숨을 잃었다. 인도 국민 대다수, 이미 코로나19 사태 이전으로 인도 대도시 거리에는 교통 혼잡이 심각하고 시장은 사람들로 북적거린다. 특히 밀집 주거가 대세인 시골과 빈민가에서는 ‘사회적 거리 두기’가 이미 오래전부터 지켜지지 않는 분위기라고 현지 언론은 전했다. 이에 전문가들은 명확한 이유를 제시하지 못하고 있다. 일부는 인도에 집단면역이 형성되고 있다고 주장한다. 실제로 뉴델리 당국이 지난달 진행한 혈청 조사에서 주민 2000만 명 가운데 56%가 이미 코로나19에 노출됐다는 결과를 얻기도 했다. 집단면역은 지역 주민 상당수가 특정 감염병에 면역력을 갖춘 상태를 뜻한다. 일단 집단면역이 형성되면 추가 감염자가 생기더라도 급속한 확산은 쉽지 않다. 하지만 정부 기관인 인도의학연구위원회(ICMR)가 지난해 12월 17일부터 지난달 8일까지 전국 3만 5700명을 대상으로 한 조사에서는 대상자 중 21.5%에서만 항체가 발견됐다. 일부 전문가는 “20%대의 항체 형성률로는 집단면역이 형성되기 어렵다”는 지적을 했다.“인도인 면역력, 남다르다”는 분석도 다른 이들은 인도인의 면역력이 남다르다는 분석을 내놨다. 상당수가 평소 불결한 위생환경과 다양한 병원균에 노출되면서 바이러스 감염에 체질적으로 강하다는 것이다. 또 면역력이 강한 젊은 층의 인구 비중이 크기 때문에 인도가 코로나19에 잘 버틴다는 주장도 있다. 인도에 유행하는 바이러스가 다른 나라의 것보다 덜 치명적인 변종이라는 분석도 있고, 비교적 고온다습한 인도의 날씨가 감염률을 낮춰준다는 지적도 있다. 생계 지장을 우려한 저소득층이 감염 증세가 있음에도 검사를 거부하고 있다는 의견도 있다. 또 검사 오류와 부실한 통계로 인해 감염 실태가 제대로 확인되지 않는다는 분석도 있다. 하지만 최근 뉴델리 등의 코로나19 병상에 상당히 여유가 생기는 등 병원을 찾는 환자가 눈에 띄게 줄었다는 점은 감염자 급감의 원인을 통계 오류로만 설명하기는 무리가 있어 보인다. 인도 정부는 마스크 착용 습관이 국민 몸에 익었고 생활 방역에 신경을 쓴 덕분에 확진자가 줄었다고 설명한다. 이에 AP통신은 “일부 지역에서는 마스크 착용이 제대로 이뤄지지 않았음에도 균일하게 확진자가 감소했다”며 정부의 원인 분석이 충분하지 않다는 점을 지적했다. 다만, 전문가들은 인도의 이 같은 확진자 감소세가 지속하지 않을 수 있다는 점에는 대부분 동의하는 분위기다. 변이 바이러스 확산, 새로운 핫스폿(집중 감염 지역) 등장 등 여러 변수가 있다는 점에서다. 김채현 기자 chkim@seoul.co.kr

미세먼지가 심한 경우만 쓰던 마스크가 지난해 코로나19의 전세계 확산으로 이제 일상에서 없어서는 안될 필수품이 됐다. 그렇지만 요즘처럼 추운 겨울에는 마스크 안에 물방울이 맺혀 불편한 경우도 많고 습기 때문에 마스크 차단효과가 떨어지기도 한다. 국내 연구진이 습기에도 항균, 먼지 차단 효과를 그대로 유지할 수 있는 마스크 소재 물질을 개발했다. 광주과학기술원(GIST) 신소재공학부. GIST 연구소기업 퓨리파이테크노, LG전자 H&A사업본부 에어솔루션R&D랩 공동연구팀은 고분자에 전기적으로 양성과 음성을 모두 갖는 양성(兩性)이온을 부착시켜 정전기력을 영구적으로 가질 수 있는 필터소재를 개발했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘ACS 응용나노재료’ 표지논문에 실렸다. 일반적으로 미세먼지나 항균 마스크에 사용되는 필터는 폴리프로필렌을 가는 실 형태로 뽑는 용융방사법으로 부직포를 만들어 정전기력을 부여해 미세먼지나 침방울을 차단해 병원균이 침투하는 것을 막는다. 문제는 폴리프로필렌 부직포 필터는 습기나 알코올, 유분입자, 탄소입자 등으로 정전기력이 쉽게 사라지면서 차단효과가 반감된다는 것이다. 연구팀은 양성이온이 고분자에 붙어있도록 해 영구적으로 정전기력을 유지할 수 있는 기능성 고분자 소재를 만들었다. 보통 필터가 습기에 노출되면 박테리아가 쉽게 형성되는데 이번에 개발한 필터는 고분자에 붙은 양성이온이 항균기능까지 갖추고 있어 박테리아 번식을 방지할 수 있다. 연구팀이 개발한 나노섬유 원단은 99.90% 항균성과 98.5%의 필터성능을 갖추고 있는 것으로 확인됐다. 습기에도 이 같은 성능은 떨어지지 않는 것으로 알려졌다. 또 다양한 화학구조 설계가 가능해 마스크 필터 뿐만 아니라 휘발성 유기물질, 바이러스 차단도 가능한 공기청정기에도 사용가능할 것으로 기대되고 있다. 이재석 GIST 교수는 “이번에 개발한 기술은 코로나19 확산방지와 미세먼지 차단을 위해 일상적으로 사용하는 마스크에 쉽게 활용할 수 있는 신소재 필터”라며 “나노재료 구조 변경으로 다양한 활용이 가능할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

미세먼지가 심한 경우만 쓰던 마스크가 지난해 코로나19의 전세계 확산으로 이제 일상에서 없어서는 안될 필수품이 됐다. 그렇지만 요즘처럼 추운 겨울에는 마스크 안에 물방울이 맺혀 불편한 경우도 많고 습기 때문에 마스크 차단효과가 떨어지기도 한다. 국내 연구진이 습기에도 항균, 먼지 차단 효과를 그대로 유지할 수 있는 마스크 소재 물질을 개발했다. 광주과학기술원(GIST) 신소재공학부. GIST 연구소기업 퓨리파이테크노, LG전자 H&A사업본부 에어솔루션R&D랩 공동연구팀은 고분자에 전기적으로 양성과 음성을 모두 갖는 양성(兩性)이온을 부착시켜 정전기력을 영구적으로 가질 수 있는 필터소재를 개발했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘ACS 응용나노재료’ 표지논문에 실렸다. 일반적으로 미세먼지나 항균 마스크에 사용되는 필터는 폴리프로필렌을 가는 실 형태로 뽑는 용융방사법으로 부직포를 만들어 정전기력을 부여해 미세먼지나 침방울을 차단해 병원균이 침투하는 것을 막는다. 문제는 폴리프로필렌 부직포 필터는 습기나 알코올, 유분입자, 탄소입자 등으로 정전기력이 쉽게 사라지면서 차단효과가 반감된다는 것이다. 연구팀은 양성이온이 고분자에 붙어있도록 해 영구적으로 정전기력을 유지할 수 있는 기능성 고분자 소재를 만들었다. 보통 필터가 습기에 노출되면 박테리아가 쉽게 형성되는데 이번에 개발한 필터는 고분자에 붙은 양성이온이 항균기능까지 갖추고 있어 박테리아 번식을 방지할 수 있다. 연구팀이 개발한 나노섬유 원단은 99.90% 항균성과 98.5%의 필터성능을 갖추고 있는 것으로 확인됐다. 습기에도 이 같은 성능은 떨어지지 않는 것으로 알려졌다. 또 다양한 화학구조 설계가 가능해 마스크 필터 뿐만 아니라 휘발성 유기물질, 바이러스 차단도 가능한 공기청정기에도 사용가능할 것으로 기대되고 있다. 이재석 GIST 교수는 “이번에 개발한 기술은 코로나19 확산방지와 미세먼지 차단을 위해 일상적으로 사용하는 마스크에 쉽게 활용할 수 있는 신소재 필터”라며 “나노재료 구조 변경으로 다양한 활용이 가능할 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

한국과 미국 과학자가 자연에는 없는 단백질을 합성해 고감도 센서를 만드는데 성공했다. 미국 시애틀 워싱턴대 생화학과, 단백질디자인연구소, 생명공학과, 하워드 휴즈 의학연구소, 카이스트 생명과학과, 국립강원대 의생명과학대 공동연구팀은 새로운 단백질을 합성해 질병 진단, 병원균 감지 등에 사용되는 고감도 단백질 센서 플랫폼을 만들었다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 국제학술지 ‘네이처’에 실렸다. 단백질 센서는 질병이나 병원균 진단, 치료 예후 추적 등에 많이 사용되는데 자연계에 존재하는 것이나 이를 변형한 형태들이 많다. 문제는 자연계에 존재하는 단백질을 센서로 사용하기 위해서는 비용이나 시간이 많이 투입된다는 점이다. 연구팀은 계산 단백질 디자인 방법으로 자연에 존재하는 단백질이 아닌 인공적 골격 단백질을 만든 뒤 심해 새우가 만들어 내는 발광 단백질과 재조합시켜 단백질을 감지하는 기능을 만들었다. 이렇게 만들어진 ‘두 요소’ 단백질 시스템은 특정 단백질과 만날 때만 결합하고 결과적으로 발광하도록 설계됐다. 또 발광 정도는 표적 단백질 농도에 따라 달라지기 때문에 발광 여부와 세기를 측정함으로써 표적 단백질 존재와 농도를 감지할 수 있다. 연구팀이 만든 단백질 시스템은 레고 블록처럼 조립하는 방식으로 원하는 단백질 센서를 만들 수 있는 플랫폼으로도 사용할 수 있다. 실제로 연구팀은 이번 기술을 이용해 B형간염 바이러스 단백질 센서, 코로나바이러스 단백질 센서 등 8종류의 고감도 단백질 센서를 만들었다. 오병하 카이스트 생명과학과 교수는 “이번에 개발한 단백질 센서의 작동 방식은 자연계에서 찾을 수 없기 때문에 자연의 모방을 넘어 자연에 존재하지 않는 단백질과 기능을 창출할 수 있다는 장점을 갖는다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

독성 제거한 병원균 녹여서 동결건조1시간 전 가루에 증류수 더해 활성화생산비도 1회 접종에 약 5600원 불과“의료 낙후 지역서도 손쉽게 사용 가능”한국에서도 이달 중순을 전후해 코로나19 백신접종이 시작될 전망이다. 전무후무한 감염병에 대해 백신이라는 무기를 갖게 됨으로써 그동안 사회적 거리두기와 같은 수세적 대응에서 공세적 대응으로의 전환이 가능해졌다. 현재 사용이 승인된 코로나19 백신들은 제조방법은 물론 보관온도도 다르다. 화이자 백신은 영하 70도 이하의 극저온에서 보관해야 해 의료시스템이 제대로 갖춰지지 않은 지역이나 저개발 국가에서는 사실상 사용이 어렵다. 코로나19 백신 이외에 감염병 예방 백신들도 최적 보관온도가 있다. 적정 보관온도를 유지하지 못할 경우 약물이나 항원, 항체 활성 단위인 ‘역가’가 떨어져 접종을 받아도 예방 효과가 없는 ‘물백신’이 된다. 세계보건기구(WHO)도 모든 백신의 50% 이상이 운송·보관 과정에서 온도 유지에 문제가 생겨 폐기된다고 밝히고 있다. 과학자들이 온도 변화에 영향을 받지 않고 약효를 그대로 유지할 수 있는 백신 생산법을 연구하는 이유다.3일 과학계에 따르면 미국 노스웨스턴대 화학·생명공학과, 합성생물학연구센터, 생화학연구소, 생명과학과, 기계공학과, 통합암연구센터, 코넬대 화학·생물분자공학과, 의생명공학부, 아이오와대 미생물·면역학과, 유전학과 공동연구팀은 보관이 편하고 접종 시점에 신속하고 손쉽게 백신을 만들 수 있는 기술을 개발하고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 2월 4일자에 발표했다. 연구팀은 무세포(cell-free) 합성생물학 기법으로 비병원성 대장균과 독성을 제거한 병원균을 시험관에 함께 넣고 용해시킨 뒤 동결 건조하는 ‘인비트로 결합백신 기술’(iVAX)을 개발했다. 병원균의 세포벽을 제거하고 유전자 활성을 조절하는 분자기구(molecular machinery)를 모아서 체내 침투가 용이하도록 돕는 비병원성 대장균과 섞어 결합백신을 만들고, 다시 가루 형태로 만드는 것이다. 병원균의 당단백질을 대장균과 결합시켜 몸속에 들어가면 자연스럽게 면역 반응을 일으킬 수 있도록 하는 원리다. 연구팀은 탄저균만큼이나 위험한 야토균(Francisella tularensis)으로 실험했다. 야토균은 생물무기로 개발될 정도로 감염력과 치사율이 높아 미국 질병통제예방센터(CDC)에서는 1급 위험성 독소로 지정돼 있다. 연구팀은 생쥐들에게 iVAX 방식으로 만든 야토균 백신을 접종시켰다. 특히 온도 안정성을 확인하기 위해 백신은 37도에서 1주일가량 노출시킨 뒤 접종 1시간 전 증류수와 섞어 사용했다. 시험 결과 백신을 맞은 생쥐들은 야토균에 노출된 뒤에도 모두 살아남았다. 연구팀에 따르면 iVAX 방식의 결합백신은 일반 분말형 주사제들과 마찬가지로 사용 1시간 전 백신가루에 증류수를 첨가하면 곧바로 약효가 활성화되기 때문에 사용이 편리하고 상온에서 6개월 이상 보관이 가능하다. 생산비도 1도스(1회 접종분량)당 5달러(약 5600원)에 불과하다. 연구를 이끈 마이클 주잇 노스웨스턴대 교수(합성생물학)는 “iVAX 방식의 백신은 기존 백신들처럼 냉장 유통이 필요 없어 복잡한 공급망을 필요로 하지 않아 의료시설이 낙후된 지역이나 국가에서도 손쉽게 사용할 수 있다”고 설명했다. 주잇 교수는 “이번에는 박테리아성 감염병에 대한 백신을 만들었지만 바이러스성 감염병 백신은 물론 다른 치료제 개발에도 활용할 수 있을 것”이라고 덧붙였다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

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■교육부 △서울시교육청 기획조정실장 최승복△군산대 사무국장 염기성△안동대 사무국장 최성지△여성가족부 박난숙△교육부(국립외교원 파견) 이난영△교육부(국가공무원인재개발원 파견) 권성연△교육부(국방대학교 파견) 최성부△교육부(세종연구소 파견) 김우정△교육부(국외훈련 파견) 유희진 ■과학기술정보통신부 ◇국장급△국립외교원 파견 송재성△국방대학교 파견 김홍재 ◇과장급△생명연구자원과장 김영혜△세종연구소 파견 박진희 ■행정안전부 ◇실장급 전보△지방자치분권실장 박성호△재난관리실장 최복수△자치분권위원회 자치분권기획단장 최장혁△인천광역시 행정부시장 안영규 ■보건복지부 △OECD대한민국정책센터 파견 정은영 ■농림축산식품부 ◇국장급 전보△농림축산검역본부 영남지역본부장 안용덕 ◇국장급 파견△농어업·농어촌특별위원회 사무국 부국장 박성우△교육훈련(국가공무원인재개발원) 박순연△교육훈련(국방대학교) 전한영 ◇과장급 전보△국립농산물품질관리원 기획조정과장 노영호 ◇과장급 파견△교육훈련(세종연구소) 남현수 ■산업통상자원부 ◇국장급 승진△자유무역협정정책관 양기욱△2030 부산 세계박람회 유치기획단 김홍주 ■고용노동부 ◇실장급 승진△중앙노동위원회 상임위원 김민석 ◇국장급 전보△노동시장정책관 김유진△고용지원정책관 민길수△통합고용정책국장 황보국△직업능력정책국장 송홍석 ◇과장급 전보△국제협력담당관 이성룡△외국인력담당관 정해영△고용보험기획과장 엄대섭△여성고용정책과장 임동희 ■여성가족부 ◇장관 정책보좌관 임용△국장급 조라정△과장급 이경숙 ■법제처 ◇서기관 전보△사회문화법령해석과 조지은 ■특허청 ◇과장급 전보△산업재산활용과장 김준경 ■농촌진흥청 ◇고위공무원 전보△국립축산과학원 축산자원개발부장 문홍길 ■수출입은행 ◇승진△전대금융부장 유광훈△아프리카부장 이현정△북한·동북아연구센터장 김정만△홍보실장 장윤수△창원지점장 조정화△구미출장소장 정창환 ◇신규 보임△남북교류협력부장 박희갑△해양프로젝트금융부장 김환우△디지털전환추진반장 김주홍△바이오서비스금융부장 구자영△여수출장소장 최정훈 ◇전보△기업구조조정단장 모창희△심사평가단장 옥영철△해외경제연구소장 이상헌△자금시장단장 이동훈△디지털금융단장 박익환△경영혁신추진반장 김진섭△인사부장 이원균△인재개발원장 이종복△혁신금융총괄부장 김호준△정보통신금융부장 황정욱△모빌리티금융부장 이동훈△해외사업총괄부장 정순영△인프라금융부장 양구정△플랜트금융부장 권원협△자원금융부장 조현석△중소중견금융총괄부장 정현수△강남수출중소기업지원센터장 손영수△무역금융부장 이재홍△동아시아부장 홍순영△서아시아부장 손승호△남북경협부장 주상진△리스크관리부장 이태균△여신감리부장 이춘재△윤리준법부장 박진오△안전운영부장 차실△경협평가부장 장성호△대구지점장 박유환△대전지점장 이운창△상해사무소장 우정현△마닐라사무소장 문재정△다카사무소장 전시덕△호찌민현지법인장 이원형△심사평가단(수석부장) 김수현△인사부소속 부장(연수) 이익수 정민주 ■한국투자공사(KIC) ◇부서장 보임△부동산투자실장 이승걸