전기자동차를 6분 만에 90% 충전할 수 있는 기술이 국내 연구진에 의해 개발됐다. 포항공대(포스텍)는 신소재공학과 강병우 교수, 통합과정 김민경씨 연구팀이 성균관대 에너지과학과 윤원섭 교수팀과 함께 더 빨리 충전되고 오래 가는 전기차 전지 소재를 개발했다고 19일 밝혔다. 지금까지 이차전지(전기차 배터리)에서 빠른 충·방전을 하는 데는 전극 물질 입자 크기를 줄이는 방법이 이용됐다. 그러나 입자 크기를 줄이면 이차전지 부피 에너지 밀도가 줄어드는 단점이 있다. 연구팀은 입자 크기를 줄이지 않고도 충·방전 상변이 과정에 중간상을 형성하면 고에너지 밀도 손실 없이도 빠른 충·방전이 가능하다는 점을 확인했다. 상변이 과정은 전극 물질 중 상전이 물질에서 일어나는 현상으로 충·방전 시 리튬이 삽입·탈리되면서 물질 기존 상이 새로운 상으로 변하는 과정을 가리킨다. 연구팀이 합성한 이차전지 전극은 6분 만에 90%까지 충전되고 18초 이내에 54%를 방전하는 성능을 보여 고출력 이차전지 개발 기대감을 높였다. 이 연구 성과는 재료 분야 국제학술지 ‘에너지 앤드 인바이런멘털 사이언스’ 최근호에 실렸다. 강병우 교수는 “기존 접근법은 빠르게 충·방전할 수 있도록 입자 크기를 줄이다 보니 에너지 밀도 저하가 문제였다”며 “이번 연구 성과를 통해 빠른 충·방전, 높은 에너지 밀도, 오랜 성능 유지 시간 등을 모두 충족할 수 있는 이차전지를 개발할 수 있는 기반을 마련했다”고 말했다. 포항 김상화 기자 shkim@seoul.co.kr

국내 제약바이오 기업들이 코로나19 치료제와 백신 개발에 속도를 내고 있다. 셀트리온, GC녹십자 등이 정부와 손잡고 국책 사업을 통해 빠른 속도로 치료제를 개발하고 있어 올해 안에 긴급사용승인을 받아 의료 현장에서 쓰일 수 있을 것이란 전망이 나온다. 4일 업계에 따르면 국내 제약·바이오 기업이 진행하는 코로나 치료제와 백신 임상 연구는 총 27건으로 13개 기업이 국내에서 16건의 임상시험을 하고 있으며 해외에서 진행하고 있는 임상시험은 8개 기업, 11건으로 9개 국가에서 진행 중이다. 코로나19 치료제를 개발하는 방식으로는 혈장치료제·항체치료제 등 신약을 개발하는 방식과 기존 약물을 코로나19 치료제로 활용하는 약물 재창출 방식이 있다. 이 가운데 정부와 함께 치료제를 개발하고 있는 셀트리온과 GC녹십자의 치료제 개발이 가장 앞서 있다. 셀트리온은 지난달 17일 식품의약품안전처로부터 코로나19 항체치료제 ‘CT-P59’의 국내 경증 및 중증환자 대상 임상시험계획(IND)을 승인받고 본격적인 임상 2, 3상에 돌입했다고 밝혔다. 항체는 백혈구가 분비하는 면역단백질로, 바이러스에 결합해 다른 세포로의 감염을 막는다. 동시에 다른 면역세포를 불러 공격하게 한다. 치료 효과와 함께 단기적으로 바이러스 예방 효과도 있어 백신이 나오기 전 의료진을 감염으로부터 보호하는 역할을 할 것으로 기대된다. 셀트리온은 코로나 바이러스에 효과적으로 결합하는 항체를 골라내 세포 배양 방식으로 생산했다. 이렇게 만든 CT-P59의 임상 2, 3상은 국내와 글로벌 환자를 대상으로 진행할 계획이다. 국내에서는 국립중앙의료원을 비롯한 10여개 의료기관과 협력해 CT-P59의 유효성과 안전성을 중점적으로 평가하고 올해 말까지 임상시험을 종료할 예정이다. 셀트리온 관계자는 “내년 초에 CT-P59를 출시하는 것을 목표로 임상을 진행 중”이라며 “순조롭게 임상이 마무리되면 국내 출시 후 해외에 수출할 것”이라고 말했다. GC녹십자는 코로나19 완치자의 혈장을 이용한 혈장치료제 ‘GC5131A’에 대한 임상2상 첫 환자 투여를 지난달 19일 시작했다. GC녹십자 관계자는 “현재 임상 2상이 진행 중이므로 3상을 마치면 연말에는 상업 생산이 가능할 전망”이라며 “만약 긴급사용이 허가되면 의료기관에서는 미리 사용할 수도 있을 것”이라고 말했다. 다만 혈장 확보가 관건이다. 혈장치료제는 코로나19 완치자의 혈액 내 항체 및 면역글로블린을 농축해 만드는 의약품이다. 중앙방역대책본부(방대본)에 따르면 완치자 2642명이 혈장을 공여하는 데 동의했으며 그중 1957명이 채혈을 마쳤다. 이 밖에 약물재창출 방식으로 부광약품, 종근당, 대웅제약, 엔지켐생명과학, 크리스탈지노믹스 등이 코로나19 치료제를 개발하고 있다. 부광약품은 B형간염 항바이러스제 ‘레보비르’(성분명클레부딘)를 개발 중이며 지난 5월부터 고려대 구로병원, 고려대 안산병원 등 8개 대학병원에서 임상 2상을 진행 중이다. 대웅제약도 지난 8월 췌장염 치료제 ‘카모스타트’로 코로나19 치료제의 국내 2상을 시작했다. 이달부터 의료 현장에서 제한적으로 사용할 계획이다. 백신 쪽에서 가장 앞서 나가는 업체는 제넥신으로, 카이스트, 포스텍 등과 컨소시엄을 구성해 백신 후보물질 ‘GX-19’를 연구하고 있다. 지난 6월 임상 1, 2상을 승인받아 진행 중이다. SK바이오사이언스도 코로나19 백신 개발을 위한 비임상시험을 진행하고 있으며 이달 중 임상 1상을 신청할 계획이다. 심현희 기자 macduck@seoul.co.kr

가을 제철 음식이라는 홍합으로 만든 맑은 국물의 홍합탕은 애주가들이 즐겨 찾는 메뉴 중 하나이다. 홍합은 파도와 태풍에서도, 물 속 바위에서도 떨어지지 않고 착 달라붙어 있다. 홍합의 이런 특징을 이용한 생체친화적 접착제가 개발되기도 했다. 국내 연구진이 홍합접착단백질을 이용해 암을 치료하는 물질을 개발해 주목받고 있다. 포스텍 화학공학과, 생명과학과 공동연구팀은 홍합접착단백질을 면역항암제로 쓰이는 항체에 연결한 항암면역치료 물질 ‘이뮤글루’를 개발했다고 21일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘바이오머티리얼즈’에 실렸다. 암이 생기면 외과수술, 방사선 조사를 포함해 화학항암제, 표적치료항암제, 면역항암제를 이용해 치료를 한다. 보통 외과수술 이후에도 항암제 치료를 실시하는데 최근에는 인공적으로 만든 항체를 투여해 면역체계를 조절하는 면역치료요법도 많이 쓰이고 있다. 암세포를 공격하는 면역세포를 활성화시키는 방식으로 치료를 실시하기 때문에 기존 항암제들에 비해 치료 부작용이 적은 것으로 알려져 있다. 하지만 정맥주사로 항체를 한꺼번에 투여하기 때문에 과도한 면역반응을 일으켜 정상세포나 조직에 부작용을 일으키거나 자가면역질환을 일으킬 가능성도 높다. 이 때문에 암이 발생한 표적부위만 골라서 투여하는 국소치료 방식은 피 같은 체액으로 항체들이 표적부위에서 쓸려가면서 사용할 수 있는 항체가 줄어들어 치료효과가 줄어든다는 문제가 있다.이번에 만든 이뮤글루는 물 속에서도 한 곳에 붙어있도록 하는 홍합의 접착단백질을 이용했기 때문에 수분이 많은 체내 환경에서도 치료용 항체를 표적 부위에 장기간 머물도록 해 항암면역치료 효과를 높일 수 있다. 이뮤글루와 기존 화학항암제를 함께 사용할 경우 치료효과를 더욱 높일 수 있을 것으로 연구팀은 기대하고 있다. 연구팀에 따르면 이번에 개발한 이뮤글루는 주사 뿐만 아니라 스프레이로 입이나 코 속에 분사하는 등의 방식도 가능할 것으로 예상하고 있어 항암 면역치료제 시장에서 경쟁력을 갖출 수 있을 것으로 전망되고 있다. 차형준 화학공학과 교수는 “이번 연구는 그동안 생체접착제로만 쓰였던 홍합접착단백질을 면역치료제로 쓸 수 있음을 보여준 첫 연구결과라는데 의미가 크다”라며 “다양한 형태로 치료용 항체를 전달할 수 있다는 점에서 항암면역치료에 성공적으로 활용할 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19의 전 세계적 확산세가 도무지 꺾일 기미가 보이지 않고 있다. 실제로 코로나19 종식을 선언했던 나라들에서도 다시 확진자들이 속출하는 경우도 나타나고 있다. 이 때문에 치료제나 백신이 개발돼 집단면역이 형성돼 코로나가 완전히 사라지기 전까지는 코로나 감염여부를 신속하게 진단하고 대응하는 것이 무엇보다 중요하게 여겨지고 있다. 이정욱 포스텍 화학공학과 교수가 주도한 연구팀은 바이러스의 RNA 서열을 빠르게 분석해 임신진단기처럼 30분 내에 검사 현장에서 바로 감염 여부를 확인할 수 있는 ‘센서’(SENSR) 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 현재 코로나19 진단에 사용되는 RT-PCR 분자진단법은 정확도는 매우 높지만 바이러스를 추출하고 정제하는 복잡한 준비과정이 필요하고 분석에 고가의 복잡한 장비가 필요하다. 또 검사결과가 나오기까지 빨라도 6시간 이상 걸린다는 문제가 있다. 이에 연구팀은 검체에 코로나19 바이러스가 있는 경우에만 빛이 발생하도록 하는 비교적 간단한 방법으로 진단장치를 설계했다. 연구팀은 기존 검사기술과 달리 특별한 처리과정 없이도 검체만으로도 바이러스 감염여부를 신속하게 파악할 수 있도록 했다. 바이러스 진단 정확도 역시 RT-PCR 진단법 수준으로 확인됐다. 이정욱 교수는 “이번 기술은 환자에게서 채취한 검체에 별도의 처리를 하지 않고도 감염 여부를 신속하고 간단하게 확인할 수 있는 기술”이라며 “또 다른 감염성 질병에도 빠르게 적용할 수 있다는 점이 가장 큰 장점일 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

코로나19의 전 세계적 확산세가 도무지 꺾일 기미가 보이지 않고 있다. 실제로 코로나19 종식을 선언했던 나라들에서도 다시 확진자들이 속출하는 경우도 나타나고 있다. 이 때문에 치료제나 백신이 개발돼 집단면역이 형성돼 코로나가 완전히 사라지기 전까지는 코로나 감염여부를 신속하게 진단하고 대응하는 것이 무엇보다 중요하게 여겨지고 있다. 이정욱(사진) 포스텍 화학공학과 교수가 주도한 연구팀은 바이러스의 RNA 서열을 빠르게 분석해 임신진단기처럼 30분 내에 검사 현장에서 바로 감염 여부를 확인할 수 있는 ‘센서’(SENSR) 기술을 개발했다고 20일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 의과학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 18일자에 실렸다. 현재 코로나19 진단에 사용되는 RT-PCR 분자진단법은 정확도는 매우 높지만 바이러스를 추출하고 정제하는 복잡한 준비과정이 필요하고 분석에 고가의 복잡한 장비가 필요하다. 또 검사결과가 나오기까지 빨라도 6시간 이상 걸린다는 문제가 있다. 이에 연구팀은 검체에 코로나19 바이러스가 있는 경우에만 빛이 발생하도록 하는 비교적 간단한 방법으로 진단장치를 설계했다. 연구팀은 기존 검사기술과 달리 특별한 처리과정 없이도 검체만으로도 바이러스 감염여부를 신속하게 파악할 수 있도록 했다. 바이러스 진단 정확도 역시 RT-PCR 진단법 수준으로 확인됐다. 연구팀은 이번 진단 기술을 활용해 실제 환자의 검체에서 30분 만에 코로나19 바이러스인 ‘SARS-CoV-2’의 RNA를 검출하는데 성공했다. 특히 간단한 변형을 통해 코로나19 이외에 병원성 바이러스나 박테리아의 RNA도 검출하는데 활용할 수 있다는 장점이 있다. 이정욱 교수는 “이번 기술은 환자에게서 채취한 검체에 별도의 처리 하지 않고도 감염 여부를 신속하고 간단하게 확인할 수 있는 기술”이라며 “또 다른 감염성 질병에도 빠르게 적용할 수 있다는 점이 가장 큰 장점일 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

올 여름은 이례적으로 긴 장마와 장마가 끝나자마자 강력한 태풍 3개가 한반도를 잇따라 내습했다. 원인에 대해서는 여러 분석이 있지만 지구온난화로 인한 기후변화가 주요 요인 중 하나라는 지적이 있다. 국내 연구진이 지구온난화를 일으키는 물질로 산업적으로 유용한 물질로 전환시킬 수 있는 방법을 찾아 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST), 포스텍, 미국 펜실베니아대 공동 연구팀은 지구온난화를 촉진시키는 주범으로 지목받고 있는 온실가스인 메탄, 이산화탄소를 수소와 일산화탄소처럼 유용한 물질로 바꿀 수 있는 기술을 개발했다고 8일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’에 실렸다. 기존에도 온실가스를 이용해 친환경 에너지원으로 쓰이는 수소나 산업용으로 다양하게 활용되는 일산화탄소를 만드는 메탄건식 개질반응이라는 방법이 있었다. 주로 니켈을 활용한 촉매가 사용됐는데 오래 사용할 경우 성능이 떨어지고 수명이 짧다는 단점이 있었다. 이에 연구팀은 니켈 금속 복합체 촉매 표면에 철 나노입자를 얇게 입히는 비교적 간단한 방식으로 새로운 촉매를 만들었다. 연구팀은 철 박막을 20회 반복해 입혔을 때 수소 전환효율이 가장 높은 것으로 확인했다. 이번에 개발한 촉매 기술을 활용하면 기존 촉매보다 이산화탄소나 메탄을 수소에너지로 전환하는 변환효율이 2배 이상 우수하다는 점도 확인했다. 김건태 UNIST 에너지화학공학과 교수는 “이번 기술은 메탄 가스 전환 뿐만 아니라 고체산화물 연료전지, 저온 전기화학 반응 등 대부분 에너지 변환 기술 분야에서 다양하게 활용될 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

혈당 관리가 필요한 당뇨환자들을 가장 힘들게 만드는 것은 매일 알콜로 소독한 후 손가락 끝을 바늘로 찔러 채혈해야 한다는 점이다. 국내 연구진이 바늘을 사용하지 않고 땀이나 침으로도 혈당을 정확하게 측정할 수 있는 기술을 개발해 당뇨환자들에게 희소식이 되고 있다. 성균관대 화학공학부, 포스텍 신소재공학과, 한국과학기술연구원(KIST) 분자인식연구센터 공동연구팀은 침, 땀, 눈물 같은 미량의 체액만으로도 혈당을 정확하게 측정할 수 있는 고감도, 고선태적 글루코스 압전센서를 개발했다고 3일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 펑셔널 머티리얼즈’ 표지논문으로 실렸다. 기존에도 주사바늘을 사용하지 않고 땀이나 눈물 같은 체액만으로 혈당을 측정할 수 있는 연구들이 있었다. 그렇지만 침이나 땀 속에는 글루코스 농도가 혈액 속 글루코스 농도에 비해 100분의 1 수준에 불과해 측정 정확도가 떨어진다는 문제가 있다. 이에 연구팀은 은 나노와이어가 코팅된 전도성 마이크로입자를 만들고 혈당 측정핵심 물질인 글루코스와만 결합해 반응하는 보론산이라는 물질을 배열했다. 글루코스가 보론산과 결합하면 은 나노와이어들이 서로 연결되도록 한 것이다. 글루코스 농도가 높을수록 은 나노와이어 연결도 많아져 순간적으로 전류가 증가하도록 해 미량의 체액만으로도 정밀하게 검출할 수 있게 했다. 이번에 개발한 센서는 가로, 세로 각각 0.6㎝ 크기로 만들 수 있고 한 방울 정도에 해당하는 100㎕ 수준의 적은 체액만으로도 채혈로 글루코스 농도를 검사하는 수준의 정확도를 보이는 것으로 확인됐다. 이번 기술을 활용하면 반창고처럼 피부 부착형 패치로도 만들 수 있다. 김진웅 성균관대 교수는 “이번에 개발한 센서는 바늘을 사용하지 않고도 저농도의 글루코스를 고감도로 측정할 수 있게 해준다”라며 “센서 메커니즘을 확장하면 글루코스 이외에 단백질, 호르몬 등 생체분자들도 측정할 수 있게 해줄 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

노준석 포항공대(포스텍) 기계공학과·화학공학과 교수가 마이크로시스템 앤 나노엔지니어링 정상회의(MINE)에서 ‘젊은 과학자상’을 받았다. 스프링어 네이처사의 학술지 마인이 주최한 젊은 과학자 포럼은 분과별로 12명에게 젊은 과학자상을 주고 있다. 지금까지 4회 수상자 가운데 한국인이 뽑힌 것은 노 교수가 처음이다. 노 교수는 마이크로·나노 가공 분야에서 최고 수준 연구자로 꼽힌다.

한국과 스웨덴 과학자들이 ‘슈퍼 현미경’을 이용해 물이 가벼운 물, 무거운 물이 있다는 사실을 새로 밝혀내 주목받고 있다. 김경환 포스텍 화학과 교수와 피보스 페라키스 스웨덴 스톡홀름대 교수 공동연구팀은 태양보다 100경 배 밝은 빛을 내는 ‘4세대 방사광가속기’를 이용해 물이 액체 상태에서 무겁고 가벼운 2가지 구조로 이뤄져 있다는 사실을 규명했다고 25일 밝혔다. 이번 연구결과는 물리학 분야 국제학술지 ‘피지컬 리뷰 레터스’에 실렸다. 일반적인 액체들은 기온이 영하로 떨어지면 위, 아래 할 것 없이 일정하게 얼기 시작한다. 반면 물은 위쪽부터 얼기 시작한다. 겨울철에 얼어붙은 강이나 호수 밑에서 물고기가 죽지 않고 살 수 있고 얼음 낚시도 가능한 이유이다. 똑같은 액체인데도 이런 차이를 보이는 것은 오랫동안 과학계의 수수께끼로 남아 있었다. 이런 물의 독특한 특성을 이해하기 위해서는 펨토초(1000조분의 1초) 단위로 이뤄지는 물의 구조변화를 측정해야 한다. 이에 연구팀은 햇빛보다 100경 배 밝은 빛으로 나노 크기의 미세한 물체까지 선명하게 관찰할 수 있는 4세대 방사광가속기를 이용해 물의 구조변화를 관찰하는 데 성공했다. 김경환 포스텍 교수는 “이번 연구는 첨단 실험기구인 4세대 방사광가속기를 이용해 생명의 근원이 되는 물의 복잡한 구조변화를 실험적으로 측정하고 증명해 냈다는 데 의미가 크다”고 말했다. 유용하 기자 edm‘’ondy@seoul.co.kr

인구 1000명당 의사 수가 전국 골찌 수준인 경북에 의과대학을 유치하기 위한 움직임이 본격화되고 있다. 경북도와 포항시, 포스텍은 12일 포항시청에서 의료계, 경제계, 학계 등 분야별 35명으로 구성된 ‘포항 의과대학 유치 추진위원회’를 출범시켰다. 이철우 경북도지사·이강덕 포항시장·김무환 포스텍 총장이 공동위원장을, 김정재·김병욱 국회의원이 자문위원을 맡았다. 위원회는 앞으로 의과대학 유치를 위해 중앙정부 등 관계기관과 협력체계를 구축하고 도민 공감대 형성에 노력한다. 포스텍과 연계한 공공의료 중심 연구 의과대학과 스마트병원, 중증·응급환자 치료를 위한 감염병 전담병원 설립을 추진하고 메디컬·인공지능 연구소 등과 협력한 의과학자 양성프로그램을 운영한다는 계획이다. 또 한미사이언스·제넥신·SK바이오사이언스 등 산·학·관 협력체계를 구축한다. 경북은 인구 1000명당 의사 수가 1.4명으로 전국 17개 시·도 가운데 16위, 인구 10만명당 의대 정원은 1.85명으로 전국 14위,상급종합병원 전무 등 의료환경이 열악하다. 이강덕 포항시장은 “의과대학 정원 증원,지역 의사 운영 등 보건의료 정책이 구체화하는 상황에서 역량을 결집해 의과대학 유치를 적극적으로 추진하겠다”고 밝혔다. 이철우 경북도지사는 “지역 의료환경을 개선하고 메디컬산업을 육성하기 위해 포항 의과대학 설립을 실현하도록 역량을 집중하겠다”고 말했다. 한편 안동에서는 공공의대 설립 유치운동이 전개되고 있다. 안동대는 정부의 공공의대 설립 추진방안에 대응하기 위해 연구위원회 연구 결과 발표와 의견 수렴을 거쳐 오는 11월까지 설립의향서와 정원요구서를 교육부에 제출할 계획이다. 포항·안동 김상화 기자 shkim@seoul.co.kr

체내 혈당을 조절하는 능력을 상실하는 당뇨는 대표적인 대사질환으로 전 세계적으로 환자수가 늘어가고 있는 질병이다. 특히 다양한 합병증을 동반하기 때문에 관리가 무엇보다 중요하다. 당뇨 진단을 받은 환자들은 치료제를 처방받는데 당뇨약을 먹어도 효과가 개인마다 차이를 보이는 경우가 나타나는데 정확한 원인을 밝혀내지 못하고 있다. 한국인 의과학자가 중심이 된 연구팀이 당뇨약의 효과가 차이가 다름아닌 장내미생물 때문이라는 사실을 밝혀내 주목받고 있다. 성균관대 의대 정밀의학교실, 포스텍 생명과학과, 스웨덴 예테보리대, 살그렌스카 대학병원, 룬드대 의대 내과학교실, 덴마크 코펜하겐대 보건과학부 공동연구팀은 장내 미생물 대사체가 당뇨치료제의 혈당조절을 실패하게 만들 수 있다는 것을 제시했다. 이같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘셀 메타볼리즘’ 12일자에 실렸다. 당뇨로 진단받은 환자가 가장 먼저 처방받는 약물은 ‘메포민’인데 60년 이상 혈당강하제로 대표되고 있다. 문제는 정확한 작용메커니즘이 밝혀지지 않아 약효가 사람마다 다르게 나타나는 이유에 대해서도 명확히 파악하지 못하고 있는 상황이다. 연구팀은 장내미생물과 약물 작용에 영향을 미칠 수 있다는 점에 주목했다. 또 선행연구를 통해 당뇨 환자의 혈액에서 이미다졸 프포피오네이트(ImP)라는 물질의 농도가 매우 높게 나타난다는 사실을 파악했다. ImP는 장내미생물이 내뿜는 대사체로 당내성을 떨어뜨리는 것으로 알려져있다.연구팀은 메포민 복용을 하고 있지만 혈당이 높은 당뇨환자의 혈액을 분석한 결과 ImP 농도가 높다는 것을 확인했다. 또 ImP를 마른 쥐, 비만 쥐, 당뇨를 앓는 쥐에게 주입할 경우 메포민의 혈당 저하 효과가 떨어진다는 것을 재확인했다. 쥐에게서 ImP 작용을 억제할 경우 메포민의 효능이 다시 높아진다는 것도 밝혀냈다. 이번 연구를 주도한 고아라 성균관대 의대 교수는 “장내미생물 대사체가 세포 내 신호전달을 교란시켜 약효를 떨어뜨릴 수 있다는 것을 보여준 이번 연구결과는 약물의 개인별 반응성 차이를 조절할 수 있는 치료법을 개발하는데 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

농가에서 생산성을 높이고 병충해 피해를 줄이기 위해 작물이나 가축을 키울 때 클래식 음악을 틀어주는 ‘음악 농법’을 쓰는 경우가 있다. 국내 연구진이 이같은 음악농법의 원리를 규명하고 동화 ‘피리 부는 사나이’처럼 소리를 이용해 분자의 움직임을 조절하는 방법을 찾아냈다. 기초과학연구원(IBS) 복잡계 자기조립연구단, 포스텍 화학과 공동 연구팀은 소리가 물리적 현상 뿐만 아니라 화학 반응까지 조절할 수 있다는 사실을 밝혀내고 화학반응 조절과정을 시각화하는데 성공했다. 이 같은 연구결과는 화학분야 국제학술지 ‘네이처 화학’ 11일자에 실렸다. 마이크로파나 초음파는 물체나 분자 움직임을 변화시킬 수 있다는 사실은 잘 알려져 있지만 파장이 긴 소리는 에너지가 작아 분자 움직임에 변화를 일으키지 못하는 것이 당연하다고 여겨져 왔다. 이 때문에 소리는 화학 분야에서 연구대상으로 거의 고려되지 않았다. 그러나 연구팀은 소리를 이용해 물을 움직여 공기가 녹는 정도를 조절할 수 있다면 하나의 용액 내에서도 서로 다른 화학적 환경을 조성할 수 있을 것이라는 점을 착안해 냈다. 연구팀은 스피커 위에 파란색 용액을 담아둔 실험용 접시를 올려놓은 뒤 소리가 접시 속 물 색깔 변화를 관찰했다. 연구팀이 사용한 용액은 산소와 반응하면 파란색에서 무색으로 바뀌는 염료였다. 그 결과 소리로 액체가 동심원의 물결을 만들 때 움직이지 않는 마디 부분은 파란색이었지만 상하운동을 하는 마루와 골 부분은 산소와 반응해 무색으로 바뀌는 것이 관찰됐다. 소리에 따라 기체의 용해도라는 화학반응이 달라지면서 하나의 용액 속에서도 다양한 색깔을 나타낼 수 있다는 것을 처음으로 증명해낸 것이다. 이번 연구를 주도한 황일하 IBS 연구위원은 “이번 연구결과는 소리로 화학의 기본 반응인 산화, 환원과 산, 염기 반응을 일으킬 수 있다는 점을 처음으로 확인했다는데 의미가 크다”라며 “소리가 생체 내 화학반응에 미치는 영향에 대한 연구를 진행할 계획”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

전남, 동부권 순천 vs 서부권 목포 대립경북, 포항 ‘연구중심’ vs 안동 ‘공공의료’창원·부산·공주도 대학 신설 적극 도전정부 “의료계 불법 파업하면 엄중 대응”“대학 위상과 의료 인프라를 확충하는 의과대학이 우리 지역에 꼭 들어서야 합니다.” 정부와 더불어민주당이 지난달 ‘2022학년도부터 10년간 의료 인력 4000명 양성’을 골자로 하는 ‘의대정원 확대 및 공공의대 설립추진 방안’을 발표하면서 지역 민심이 갈라지고 있다. ‘의대’ 유치를 지역 발전의 발판으로 삼으려는 광역지자체 내 지역 간 경쟁이 치열해지고 있는 것이다. ‘의과대학이 없는 지역에 의대를 신설한다’는 내용이 포함되면서 전국 17개 광역지자체 중 유일하게 의대가 없는 ‘전남도’ 내 동부권의 순천대와 서부권의 목포대가 사활을 건 유치전에 나서고 있다. 전남 동·서부권에서는 정치권과 지자체의 단체장뿐 아니라 시민사회단체·지역 경제단체들까지 나서면서 ‘뜨거운 감자’로 떠올랐다. 동서지역의 대립이 격해지면서 단체장들과 지역주민들이 ‘의과대학 유치’ 손팻말을 들고 1인 릴레이 캠페인을 펼치고 있다.지난달 31일 전남 서남권 9개 시군 자치단체장들이 ‘국립목포대학교 의과대학 및 대학병원’ 설립을 촉구하는 성명을 발표했다. 이들은 “최근 교육부의 타당성 용역에서 당위성과 경제성이 입증된 만큼 목포대에 의과대학과 대학병원 설립을 승인해 줄 것”을 요청했다. 이에 동부권인 순천시는 ‘의료 수요’를 내세우며 맞불작전에 나섰다. 순천시와 민주당 순천지역위원회는 지난달 31일 ‘당정 정책협의회’에서 순천대 의대 유치 방안을 모색한 데 이어 동부권에 지역구를 둔 소병철·김회재 의원 등은 지난 3일 국회의원 회관 세미나실에서 동부권 의대 유치를 위한 토론회를 열기도 했다.경북지역도 포항시와 안동시가 신경전을 벌이고 있다. 포항시는 포스텍과 함께, 안동시는 안동대와 손잡고 의대 유치전에 가세했다. 포항은 대학·연구소·기업 등과 연계한 연구중심의과대학 설립이 가능하다는 점을 앞세운다. 안동은 공공분야 의사를 양성하는 공공의대 설립 의지를 밝혔다. 지자체 간 경쟁은 아니지만, 지역 경제를 살릴 수 있는 의대 신설에 적극적인 지역도 있다. 김경수 경남지사는 “경남의 의과대학이 진주 경상대 한 곳밖에 없기 때문에 정부에서 의과대학을 늘린다면 경남 창원에 반드시 유치할 수 있도록 노력하겠다”고 강조했다. 부산시도 부경대에 방사선 의과대학을 주축으로 한 ‘기장캠퍼스’ 설립을 적극 추진하고 있다. 충남 공주대도 20여년 전부터 의대 설립을 추진했으나 번번이 실패한 상황에서 이번 기회에 노리고 있다. 한편 정부는 의대 정원 증원과 관련해 의료계가 잇따라 파업을 예고하자 증원 필요성을 역설하면서 국민에게 피해가 발생할 경우 엄중하게 대응하겠다고 밝혔다. 김강립 중앙재난안전대책본부 1총괄조정관은 “우리나라 의사 수는 13만명 수준이지만 활동하는 의사 수는 10만명 정도로, 경제협력개발기구(OECD) 평균 16만명과 단순 비교해도 절대적으로 부족한 상황”이라면서 “앞으로 (파업 과정에서) 불법적인 요소가 발생한다면 법과 규정에 따라 원칙적으로 대응할 것”이라고 강조했다. 무안 최종필 기자 choijp@seoul.co.kr·전국종합서울 이범수 기자 bulse46@seoul.co.kr

국내 연구진이 햇빛으로 바닷물을 거의 100% 먹을 수 있는 담수로 바꾸는 기술을 개발했다. 포스텍 기계공학과 연구팀은 별도의 전처리 과정 없이 햇빛을 이용해 바닷물이나 염분이 포함된 물을 먹을 수 있는 물로 손쉽게 바꿀 수 있는 담수화 기술을 개발했다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 에너지 분야 국제학술지 ‘나노 에너지’ 28일자에 실렸다. 현재 주로 사용되는 해수담수화 기술은 역삼투압을 이용한 막분리법이 주를 이루고 있다. 반투막에 압력을 가해 물 분자만 통과시키고 물보다 분자량이 큰 물질을 통과시키지 않도록 하는 것인데 복잡한 설비가 필요하기 때문에 비용이 많이 든다. 최근에는 햇빛을 이용해 외부로부터 전기나 열에너지 공급 없이도 담수로 만드는 증발담수기술이 주목받고 있다. 바닷물이나 염수를 증발시켜 얻은 증기를 응축시켜 식수로 회수하는 증발담수 기술은 증발효율이 낮아 식수 생산량이 많지 않다는 문제가 있다. 또 염분이 증발되는 과정에서 멤브레인 표면에 소금결정들이 생겨 증발성능을 낮추게 된다.연구팀은 흔히 볼 수 있는 각설탕을 탄화시켜 다공성 실리콘 구조에 코팅시켜 증발용 광열 멤브레인을 만들었다. 제작비는 1㎡ 당 3000원 정도에 불과한 것으로 계산됐다. 연구팀은 이를 이용해 염수나 해수를 태양광에 노출시켜 증발시키면 고효율로 담수를 만들 수 있게 된다. 기존 증발담수화에서는 멤브레인 표면에 소금결정이 만들어지는데 이번에 개발된 멤브레인을 이용하면 소금결정이 자연적으로 제거된다. 연구팀은 실제로 멤브레인을 해수에 띄운 뒤 햇빛을 비춰 담수화 실험을 한 결과 해수를 99.997%의 고효율로 담수화했으며 담수는 세계보건기구(WHO)와 미국환경보호청(EPA)의 식수기준에 만족한 것으로 확인했다. 또 매일 멤브레인 1㎡ 당 30ℓ의 물을 만들어내는 것도 확인했다. 이상준 교수는 “이번에 개발한 증발용 광열 담수화 멤브레인은 기존 기술과 비교했을 때도 가장 높은 증발 성능을 갖고 있으며 장기간 해수를 안정적으로 담수화시킬 수 있다는 장점이 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

바이러스 감염을 차단하는 백신이나 치료제, 암 세포를 잡는 항암제 같은 단백질 기반 의약품을 고순도로 빠르게 생산할 수 있는 기술이 개발됐다. 포스텍 화학과, 기초과학연구원(IBS) 복잡계자기조립연구단 공동연구팀은 항바이러스 치료제나 백신, 항암치료제 등 개발에 필요한 재조합 단백질 의약품을 고효율, 고순도로 정제할 수 있는 분자 끈끈이 기술을 개발했다고 21일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생체의학 분야 국제학술지 ‘네이처 바이오메디컬 엔지니어링’ 20일자에 실렸다. 단백질 전체나 일부만을 나타나도록 해 병원성 물질 전체를 사멸시키거나 독성을 약하게 만드는 백신은 유전재 재조합 기술로 만들어 진다. 이렇게 개발된 백신을 많은 사람에게 접종하기 위해서는 대량생산을 해야 하는데 고순도, 고효율 의약품을 만들기 위해서는 단백질 정제과정을 반드시 거쳐야 한다. 현재 단백질 의약품 정제기술은 동물세포 같은 생물질을 이용하고 있기 때문에 생산비용이 비싸고 보관이나 재사용이 쉽지 않다는 단점이 있다. 이에 연구팀은 속이 빈 호박모양의 초분자 복합체인 쿠커비투릴과 다다만탄이라는 물질에 주목했다. 쿠커비투릴과 아다만탄 인공합성 분자쌍 사이에는 끈끈이처럼 특정 분자를 인지해 붙게 만드는 성질을 활용한 것이다. 분자 끈끈이 원리를 이용해 항바이러스, 항암제 등으로 사용되는 재조합 단백질 의약품을 고효율, 고순도로 정제할 수 있게 됐다.실제로 이번 기술을 활용해 단일클론 항체, 유방암 치료제인 허셉틴, 분자량이 작은 항바이러스제, 백혈병 치료제 인터페론 알파까지 고순도, 고효율로 정제하는데 성공했다. 생체분자가 아닌 인공분자를 사용하기 때문에 만들기도 편리하고 멸균성, 재사용성이 모두 우수한 것으로 확인됐다. 또 유전공학적 조절과 효소처리를 통해 단백질 의약품의 크기, 종류에 상관없이 정제가 가능한 것으로도 확인됐다. 연구팀은 이번 기술을 활용하면 백신이나 치료제 생산 속도를 높일 수 있을 것으로 기대하고 있다. 김기문 IBS 복잡계자기조립연구단 단장(포스텍 화학과 교수)은 “이번에 개발한 분자 끈끈이는 백신용 단백질처럼 단백질 의약품들의 생산 효율성을 높이는데 도움을 줄 것”이라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내에 흔한 거저리과(科) 곤충이 분해하기 어려운 플라스틱 성분인 폴리스타이렌을 분해할 수 있다는 연구 결과가 나왔다. 포항공대(포스텍) 화학공학과 차형준 교수 연구팀은 15일 “우리나라에 서식하는 딱정벌레목의 곤충인 산맴돌이 거저리의 유충이 분해가 매우 까다로운 폴리스타이렌을 생분해할 수 있음을 국내 처음으로 발견했다”고 밝혔다. 차 교수와 통합과정 우성욱팀, 안동대 송인택 교수가 참여한 이번 공동연구 결과는 최근 응용 및 환경미생물 분야 권위지인 ‘응용·환경미생물학’ 온라인판에 논문으로 실렸다. 전체 플라스틱 생산량의 6% 정도를 차지하는 폴리스타이렌은 특이한 분자 구조 때문에 분해하기 매우 어려운 것으로 알려졌다. 연구팀은 이 연구에 따라 거저리과나 썩은 나무를 섭식하는 곤충이 폴리스타이렌을 분해할 수 있다는 가능성을 보여준다고 주장했다. 산맴돌이거저리 유충의 장내 균총 내 폴리스타이렌 분해 균주를 이용해 효과적인 분해 기술 개발을 기대할 수도 있다. 차형준 교수는 “플라스틱 분해 박테리아를 이용하면 완전 분해가 어려웠던 폴리스타이렌을 생분해할 수 있어 플라스틱 쓰레기 문제 해결에 이바지할 것”이라고 말했다. 한편 2017년까지 전 지구에서 플라스틱 쓰레기는 83억t 생산됐으나 재활용 비율은 9% 이하다. 포항 김상화 기자 shkim@seoul.co.kr

울산과학기술원(UNIST)이 세계 대학의 논문 수준을 평가하는 라이덴랭킹에서 4년 연속 국내 1위를 차지했다. UNIST는 ‘2020 라이덴랭킹’에서 국내 대학 중 1위를 차지했다고 9일 밝혔다. 세계 순위는 99위에 선정돼 국내 대학 중 유일하게 100위 안에 들었다. 네덜란드 라이덴대학이 발표하는 세계 대학 평가인 라이덴랭킹은 대학 연구력을 가늠할 수 있도록 ‘전체 논문 중 피인용 수 상위 10% 비율’로 순위를 매긴다. 올해는 2015년부터 2018년까지 4년간 800편 이상의 논문을 발표한 65개국 1176개 대학을 분석해 결과를 발표했다. UNIST는 이 기간 1998편의 논문을 발표했고, 이 가운데 피인용 상위 10%에 해당하는 논문은 278편으로 13.9%에 달했다. 상위 1%에 해당하는 논문 비율도 1.4%로, 국내 대학 중 가장 높았다. 세계 순위는 록펠러대가 피인용 상위 10% 비율 33.3%로 1위에 올랐고, 다음으로 MIT(24.5%), 프린스턴대(23.6%), 스탠퍼드대(22.0%), 하버드대(21.6%) 등의 순을 보였다. 국내 대학은 UNIST에 이어 포항공대(포스텍·10.8%) 336위, 한국과학기술원(KAIST·10.0%) 457위, 세종대(9.8%) 497위 등이 이름을 올렸다. 이용훈 UNIST 총장은 “우수한 연구를 위해 힘쓰는 구성원들의 열정이 좋은 평가로 이어졌다”며 “뛰어난 연구자들이 마음 놓고 연구할 수 있는 환경을 만드는 데 더 노력하겠다”고 밝혔다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr

카이스트 생명과학과 이승재 교수와 포스텍 생명과학과 김경태 교수 공동연구팀은 1㎜ 크기의 ‘예쁜꼬마선충’에서 수명 연장을 돕는 장수 유도 단백질 ‘VRK1’의 작동 원리를 밝혀내고 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시스’ 7월 2일자에 발표했다. 동물 세포에는 에너지가 항상 일정 수준으로 유지될 수 있도록 모니터링하는 ‘AMPK’라는 효소단백질이 있다. 생쥐, 초파리, 예쁜꼬마선충 등에서 AMPK는 수명 연장을 촉진하는 것으로 알려져 있지만 정확한 작동 원리는 밝혀지지 않았다. 연구팀은 VRK1 단백질이 AMPK를 조절해 세포 공장이라고 알려진 미토콘드리아의 전자전달계 기능을 감소시켜 수명을 늘리는 것으로 확인했다. 연구팀은 AMPK를 활용해 대사질환을 치료하고 노화 속도를 늦추는 데 도움을 줄 것으로 기대하고 있다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

국내 바이오기업 제넥신이 코로나19 예방 DNA 백신 ‘GX-19’를 사람에게 처음 투여하는 임상시험을 시작했다고 19일 밝혔다. 지난 11일 식품의약품안전처로부터 임상 1/2a상 시험을 승인 받은 지 8일 만이다. GX-19는 지난 3월 제넥신, 바이넥스, 국제백신연구소(IVI), 제넨바이오, 카이스트, 포스텍 등으로 꾸려진 컨소시엄에서 개발한 코로나19 DNA 백신이다. 임상시험에서는 건강한 자원자를 대상으로 GX-19의 안전성, 내약성(약물 투여시 부작용이나 불편감을 견뎌낼 수 있는 정도) 및 면역원성을 확인한다. 임상 1상 시험에서 40명, 2a상 시험에서 150명을 모집할 예정이다. 오는 9월까지 임상 1상 시험을 마무리한 뒤 2a상에 진입하는 게 회사의 목표다. DNA 백신은 독성을 약화한 바이러스를 몸에 주입하는 기존 백신과 달리 바이러스 항원을 만들어 낼 수 있는 유전자를 인체에 투여해 면역 반응을 유도하는 백신이다. 제넥신은 코로나19가 유행하는 해외에서의 GX-19 임상시험도 추진 중이다. 이날 제넥신은 태국의 국립백신연구소(NVI)와 ‘GX-19’를 공동 개발하는 업무협약(MOU)을 맺었다고 밝혔다. NVI는 백신 개발 및 연구를 수행하는 태국의 국가 연구기관이다. 제넥신과 NVI는 코로나19 예방 DNA 백신인 GX-19의 공동개발과 임상시험에 협력 중이다. 신진호 기자 sayho@seoul.co.kr

국내 연구진이 지구온난화의 주범인 이산화탄소를 없앨 뿐만 아니라 전기와 수소를 동시에 생산할 수 있는 기술을 개발해 주목받고 있다. 울산과학기술원(UNIST) 에너지및화학공학부, 포스텍 공동연구팀은 물 속에 녹아있는 이산화탄소가 원료가 돼 수소이온과 탄산수소이온이 만들어지는 반응으로 전기와 수소에너지를 생산하는 수계 금속-이산화탄소 시스템 성능을 높여줄 수 있는 촉매를 개발했다고 16일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료분야 국제학술지 ‘저널 오브 머티리얼즈 케미스트리 A’에 실렸다. 수계 금속-이산화탄소 시스템은 전기화학적 반응을 통해 수소와 전기를 만드는데 좀 더 쉽게 만들어지게 하기 위해 촉매를 사용한다. 기존에는 백금 같은 비싼 귀금속 계열의 촉매가 사용돼 최근에는 다양한 금속 산화물과 탄소 촉매들이 만들어지고 있지만 수소발생 효율이 낮다는 단점이 있다. 이에 연구팀은 루테늄 금속과 다공성 탄소 지지체를 결합시켜 이산화탄소가 포화된 전해질에서도 잘 작동하는 루테늄 탄소복합촉매라는 금속 유기물 복합촉매를 만들었다. 이번에 개발된 촉매는 제조 공정도 간단해 대량생산이 가능할 뿐만 아니라 백금 촉매에 비해 생산가격도 10분의 1 수준에 불과하다는 장점을 갖고 있다. 김건태 UNIST 교수는 “이번 연구를 통해 차세대 전극 신소재 개발과 안정성 문제를 동시에 해결할 단서를 얻었다”라면서 “수계 금속-이산화탄소 시스템에서 백금 대신 값싼 재료로 만든 고효율 촉매를 적용하게 되면 상용화도 빨라질 것으로 기대된다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr