북한 이동식발사대(TEL)의 움직임을 빠르게 파악할 수 있는 초소형 정찰위성이 개발된다. 또 레이저빔과 전자파로 드론 공격을 무력화하는 첨단 방공망도 구축된다. 국방과학연구소(ADD)는 지난 3일 충남 태안 안흥시험장에서 창설 50주년을 맞아 합동시연회를 개최하고 현재 개발 중인 각종 첨단전력을 공개했다. 지난해 말부터 개발 중인 초소형 영상레이더(SAR) 위성은 원통형 본체에 날개형 태양전지판이 달린 일반 위성과는 달리 가로 3m, 세로 70㎝ 크기의 직사각형 형태다. 무게가 66㎏ 이하로 경량화됐지만 주야간과 악천후 등 기상과 관계없이 고도 510㎞ 궤도에서 지상에 있는 1m 크기의 물체까지 고해상도로 관측이 가능하다. 2023년 11월까지 개발하는 것을 목표로 하고 있다.위성의 경량화 및 소형화로 경제성과 기동성에서 장점이 있다는 게 ADD의 설명이다. ADD 관계자는 “초소형 SAR 위성 32대를 띄우면 30분 이하의 간격으로 북한 등 한반도 주변을 정찰할 수 있다”고 설명했다. 무인기나 미사일을 무력화하는 ‘레이저 요격장치’의 실제 사격 모습도 최초로 공개됐다. 20㎾의 레이저빔이 1㎞ 앞 미사일 모형에 일직선으로 발사된 지 약 10초가 지나자 불꽃과 함께 성인 남성 주먹만 한 구멍이 뚫렸다. 레이저 요격장치 기술은 이미 상당 수준에 이르렀다는 평가다. ADD 관계자는 “우리나라 레이저빔 생성 기술은 미국에 이어 두 번째로, 기술 격차가 1~2년에 불과하다”고 말했다. 레이저 요격체계는 2023년까지 전력화한다는 계획이다. 전자파로 무인기를 무력화시키는 ‘드론 대응 전자기펄스’(EMP) 체계도 현재 핵심 기술 연구가 완료됐다. 지상에서 안테나로 고출력 전자파를 발사해 여러 대의 소형 드론을 무력화시킬 수 있다. 레이더와 연동된 영상 카메라를 이용해 드론을 자동으로 포착하고 추적한다.또 스텔스 기능을 갖춘 ‘저피탐 무인전투기’(UCAV)도 길이 14.8m, 전폭 10.4m로 미국 B2 전략폭격기와 닮은 모습으로 개발이 진행되고 있다. 고도 10㎞에서 마하 0.5의 속도로 최대 3시간 비행을 목표로 하고 있다. ADD 관계자는 “다양한 기술을 확보하는 차원에서 관련 연구를 진행 중”이라며 “스텔스 기능에서 중요한 도료의 무게를 낮추는 연구도 진행하고 있다”고 전했다. 코로나19 치료제 개발에도 힘을 쏟고 있다. ADD는 최근 코로나19 유전체 정보를 이용한 합성생물학 기술로 ‘억제 유전자 치료제’(siRNA)를 설계하고 동물실험에서 효능을 입증했다. 바이러스가 자기복제를 하는 과정에서 취약점을 찾아 복제하지 못하도록 공격하는 방식이다. 현재 논문 제출까지 완료됐으며 임상시험 돌입까지는 약 1년이 소요될 것으로 보고 있다. 정경두 국방부 장관은 5일 대전 ADD에서 열린 창설 50주년 기념식에서 “앞으로 우리 군은 정밀유도조종 기능을 갖춘 유도무기, 장사정 및 극초음속 미사일, 고위력 탄두, 한국형 위성항법체계 등의 기술 개발을 가속화해 미사일 전력을 더욱 고도화해 나갈 것”이라고 말했다. 태안 이주원 기자 starjuwon@seoul.co.kr

레이저 발사로 北 미사일 무력화…30분마다 北 살피는 위성 “레이저 요격 시험 사격을 시작하겠습니다. 셋, 둘, 하나, 사격 개시!” 지난 2일 충남 태안 국방과학연구소(ADD) 안흥시험장에서 창설 50주년을 맞아 첨단무기 합동시연회가 개최됐다. 무인기와 로켓 등을 레이저빔으로 무력화 시키는 ‘레이저 요격장치’가 사격통제관으로부터 발사 명령이 내려지자 북한 노동미사일 모형에 일직선으로 발사됐다. 열영상카메라로 볼 수 있는 20kw의 레이저 빔은 발사가 시작된지 약 5초가 지나자 미사일 모형의 한 가운데를 정확히 관통했다. 미사일 모형은 연기를 내뿜고 철이 녹아내리며 무력화됐다. 사격이 완료된 뒤 확인한 미사일에는 작은 크기의 구멍이 나 있었다. 한국의 레이저 무기화 기술은 이미 상당 수준에 이르렀다는 평가다. 아직 레이저 무기를 전력화한 나라는 없다는 점에서 한국도 개발에 속도를 내고 있다. 현재 레이저 발생기술은 미국과 약 5년의 격차가 나며, 나머지 기술은 1~2년 수준으로 보고 있다. 레이저 요격무기는 조만간 군에 배치돼 드론이나 미사일 등을 방어할 계획이다. 5일 창설 50주년을 맞은 ADD는 1970년 8월 6일 대통령령 제5267호, 법률제225호에 따라 특별법에 의한 특수법인으로 출범했다. 1974년 2월 충남 대전에 항공사업본부가 신설되고, 1976년 경남 진해에 해상·수중사업본부가 만들어졌다. 1983년 1월 연구소 본부가 지금의 위치인 대전으로 이전해 오늘날 모습을 갖췄다. 현재 탄도미사일과 위성 등 각종 첨단무기를 개발하며 세계 9위의 국방과학기술력을 만들었다. 최근 세계 군사 능력의 트랜드는 ‘무인 기술’이 핵심이다. ADD도 무인수송차량과 무인수상정 등 사람이 직접 탑승하지 않아도 되는 무기들을 개발하고 있다. 앞으로 기갑 및 기계화부대에 배치되는 무인수색차량은 자율주행기능이 탑재돼 위험 지역에서 임무수행이 가능하다. 목표 지점을 입력하면 장애물 등을 회피하면서 기동한다. 6륜 독립구동으로 제자리 선회가 가능해 기동성이 확보되며, 험지에서도 기동할 수 있다.‘자율터널탐사 로봇’도 병력 투입이 제한되는 갱도나 지하시설, 오염지역에서 활약하게 된다. 최대속도 약 10㎞로 지하로 들어가 탑재된 레이더와 영상 카메라 등으로 2D·3D 지도를 작성한다. 휴대전화에 어플리케이션을 설치해 조종이 가능하며, 진입 중 자동으로 중계기를 떨어뜨려 통신 기능을 유지한다. 특히 전 세계가 ‘우주 전쟁’ 양상에 돌입한 만큼 ADD도 위성 체계 개발에 한창이다. ADD는 경제성과 기동성이 우수하고 소형화·경량화 된 ‘초소형 SAR 위성군 체계’를 개발하고 있다. 소형화된 위성군 체계로 빠른 재방문주기를 갖게 돼 정찰 능력을 확보할 수 있다는 평가다. 32개 군집위성을 통해 30분 단위의 재방문주기로 북한을 들여다 볼 수 있게 된다. ‘인공지능’(AI) 기반의 무기들도 앞으로 전력화 계획을 가지고 있다. AI가 바다 속 소음을 탐지해 물체를 식별하는 ‘음탐식별 기술’과 드론 및 기동장비에 설치된 센서를 이용해 부분 가림 표적을 AI에 의해 자동으로 식별하는 ‘자동인식 기술’도 전력화를 앞두고 있다. 또 물체를 직접 보지 않고도 컴퓨터 그래픽으로 구현한 가상데이터를 통해 표적을 탐지할 수 있는 ‘딥러닝 물체탐지 기술’도 확보했다.코로나19 치료제 개발 한창…동물 실험 효과 입증 첨단 무기뿐만이 아니라 코로나19 치료제 개발에도 한창이다. ADD는 그동안 북한에서 내려온 ‘한탄 바이러스’로 전방 지역 장병들의 감염 사례가 자주 발생하면서 치료제를 개발해 왔다. 지난 2월부터 코로나19가 한국에도 심각하게 확산하자 코로나19 방향으로 연구를 시작했다. ADD는 최근 코로나19 유전체 정보를 이용한 합성생물학 기술로 억제 유전자 치료제(siRNA)를 설계하고 동물에서 효능을 입증했다. 기존 민간 업체에서 개발 중인 치료제와 다른 점은 유전체 정보를 기반으로 바이러스가 자기복제를 하는 과정에서 취약점을 찾아 복제하지 못하도록 공격하는 것이다. ADD는 유전자 정보를 바탕으로 확보한 1000개의 후보 물질 가운데 최종 1개를 영장류와 햄스터를 대상으로 실험한 결과 발열 완화와 바이러스 감소 등 긍정적인 결과를 얻었다. 현재 논문 제출까지 완료됐으며 비임상 실험과 임상 실험을 준비하고 있다. 임상 실험에 돌입하기까지는 약 1년이 소요될 것으로 바라보고 있다. ADD 관계자는 “항체 개발은 비용과 개발이 비싸다는 단점이 있다”며 “합성생물학 기술은 유전체 분석을 통해 표적을 빨리 찾아 공격할 수 있을 것으로 본다”고 말했다. 이날 내부 행사로 진행된 5주년 기념식은 정경두 국방부 장관과 왕정홍 방사청장 및 역대 소장과 전·현직 연구원들이 참석한 가운데 개최된다. 남세규 ADD 소장은 “미래 50년은 비닉무기 개발에 집중하고, AI, 양자레이더, 합성생물학 및 우주분야와 같은 첨단과학에 과감히 도전할 것”이라고 말했다. 태안 이주원 기자 starjuwon@seoul.co.kr

코로나19가 전 세계로 확산되면서 공포와 혼란에 빠지게 만든지 벌써 7개월이 지나고 있다. 많은 연구자들이 코로나19와의 전쟁에서 승리하기 위한 무기인 백신과 치료제 개발에 전력투구하고 있다. 덕분에 조만간 치료제와 백신이 개발될 것으로 기대되고 있다. 그렇지만 한편에서는 백신의 효과가 길어야 3개월 정도에 불과할 것으로 보고 있고 바이러스의 변이 때문에 효과가 줄어들 것으로 예상되기도 한다. 감기도 원인 바이러스의 변이가 빠르고 잦아 백신이나 치료제 개발이 사실상 불가능한 것처럼 코로나19도 비슷한 상황이 되지 않겠냐는 우려도 나오고 있다. 실제로 코로나19 유발 바이러스는 인체 세포가 바이러스를 인식하지 못하도록 변신하는 능력이 있다는 사실이 밝혀졌다. 미국 텍사스대 샌안토니오 보건센터, 텍사스대 의대, 텍사스 암예방연구소 공동연구팀은 코로나19 바이러스(SARS-CoV-2)는 인체 세포에 침투할 때 면역방어체계를 교란시키는 단백질 효소를 갖고 있다는 사실을 밝혀내고 기초과학 및 공학분야 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈’ 24일자에 발표했다. 코로나19 바이러스는 RNA를 유전체로 이용하는 RNA바이러스이다. RNA바이러스는 증식과정에서 돌연변이를 자주 일으키고 치료제 내성이 쉽게 생기고 백신도 효과가 떨어지는 경우가 많다. 연구팀은 코로나19 바이러스가 침투하기 쉽게 만드는 비구조단백질(nsp) 중 nsp16 효소의 3차원 구조를 해독해 냈다. 해독 결과 nsp16 효소는 인체 세포들이 코로나바이러스를 외부에서 들어온 이질적인 것이라고 인식하지 못하도록 위장시키는 역할을 한다는 것을 알아냈다. nsp16 효소는 체내에 바이러스에 대한 항체가 생길 경우 세포와 다른 물질이라고 인식하지 못하도록 만드는 물질을 분비하기 때문에 침투한 바이러스에 대해 면역체계가 작동할 수 없게 한다는 것이다. 쉽게 얘기하자면 코로나19 바이러스는 인체 세포라는 공간에 들어갈 때 면역체계라는 경보장치를 건드리지 않고 들어갈 수 있는 만능열쇠를 갖고 있다는 말이다. 연구를 이끈 요게쉬 굽타 텍사스대 의대 교수는 “코로나19 바이러스의 변이가 많다는 이야기가 나오는 이유는 이번 연구에서 밝혀냈듯이 nsp16이 바이러스의 RNA를 외부에서 침투한 것이 아니라 세포 고유의 것이나 세포 일부라고 인식하도록 만들기 때문”이라며 “백신과 치료제 효과를 높이기 위해서는 nsp16을 공략하는 것이 필요하다”라고 설명했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

7개월 넘게 전 세계를 휩쓸면서 공포에 떨게 만들고 있는 코로나19. 많은 과학자들이 중국 윈난성의 ‘관박쥐’를 원인 동물로 보고 있다. 박쥐는 코로나19뿐만 아니라 2000년대 초반 사스(중증급성호흡기증후군)를 유발한 원인 동물로도 지목받고 있다. 박쥐는 사스, 코로나19를 일으키는 코로나 바이러스뿐만 아니라 수천 가지 바이러스를 몸속에 갖고 있는 이른바 ‘바이러스 저장고’로 알려져 있다. 박쥐는 수많은 바이러스를 체내에 보유하고 있음에도 생존에 전혀 영향을 받지 않는 놀라운 면역 기능을 포함해 여느 동물들과 다른 특성을 갖고 있어 오랫동안 과학자들의 관심을 끌어 왔다. 이솝우화에 나오는 것처럼 박쥐는 조류도 아니고 쥐(설치류)도 아닌 전혀 다른 종의 동물로 새처럼 날아다니는 유일한 비행 포유류다. 극지방을 제외한 전 세계에 분포돼 동굴이나 폐광처럼 어두운 곳에 사는 박쥐는 퇴화된 눈을 대신해 음파로 지형지물을 파악하는 것으로도 알려져 있다. 실제로 박쥐 눈을 완전히 가리더라도 음파를 발사해 반사되는 파장으로 자신의 위치를 인식하고 장애물을 피해 간다. 독일 막스플랑크 분자세포생물학 및 유전학연구소, 막스플랑크 복잡계물리학연구소, 막스플랑크 동물행동연구소, 막스플랑크 심리언어학연구소를 중심으로 한 아일랜드, 호주, 영국, 미국, 프랑스, 네덜란드 7개국 24개 연구기관이 참여한 ‘Bat1K’라는 공동연구팀은 대표적인 6종의 박쥐를 분석해 바이러스, 노화, 염증에 저항하는 특이 면역력, 초음파 사용 같은 박쥐의 특이 능력을 가질 수 있게 한 유전체(게놈) 일부를 확인했다.이 같은 연구 결과는 세계적인 과학저널 ‘네이처’ 7월 23일자에 실렸다. 이번 연구를 수행한 Bat1K 연구팀은 전 세계에 분포한 박쥐 1421종의 게놈 전체를 분석하기 위해 구성된 국제 연구 조직이다. 연구팀은 ‘생명의 나무’라고 불리는 계통수에서 박쥐가 어디에 위치하는가라는 미해결 문제를 풀기 위해 관박쥐, 이집트과일박쥐, 옅은색창코박쥐, 생쥐귀박쥐, 쿨집박쥐, 벨벳자유꼬리박쥐 등 6종의 박쥐 DNA 염기서열과 42종의 다른 포유동물의 DNA 염기서열을 비교 분석했다. 연구팀은 6종의 박쥐 유전체에 대해 각각 96~99%의 분석을 끝낸 상태에서 다른 종의 포유류들과 비교한 결과 박쥐는 개·고양이·물개를 포함한 육식동물, 천산갑·고래·말이나 소처럼 발굽을 가진 유제류 등을 포함한 ‘페루운굴라타’라는 계통과 가장 밀접한 것으로 확인됐다. 또 연구팀은 음파를 사용할 수 있도록 청력 및 감각기관 유전자가 변화됐으며 바이러스에 내성을 갖는 유전자가 있고, 노화와 종양을 일으키는 염증 유발 유전자는 없다는 것을 확인했다. 최근 코로나19 대확산 상황에 따라 주목받고 있는 박쥐의 바이러스 내성에 대한 비밀도 이번 연구로 일부 풀렸다. 연구팀은 박쥐 DNA에서 ‘화석화된 바이러스’를 발견함으로써 먼 과거 바이러스 감염에서 살아남은 박쥐의 유전자가 후손에게 이어지면서 전달돼 온 것으로 보고 있다. 또 다른 동물들보다 종다양성이 풍부한 것도 바이러스 내성 유전자가 지금까지 이어질 수 있는 비결 중 하나라고 연구팀은 밝혔다. 독일 막스플랑크 분자세포생물학 및 유전학연구소의 유진 마이어스 교수는 “박쥐의 바이러스 내성이나 노화 저항력에 대한 유전학적 근거를 파악함으로써 인간의 노화와 질병 대응력을 높이는 데 도움을 받을 수 있을 것”이라고 했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

“울산이 게놈서비스산업 규제자유특구로 지정되면서 인간의 게놈정보를 산업적으로 활용할 수 있게 됐습니다. 이를 기반으로 우리나라는 미래 산업을 주도할 바이오헬스산업 분야의 선진국으로 도약할 것으로 기대됩니다.” 울산 게놈산업을 이끄는 박종화(53) 울산과학기술원(UNIST) 생명공학부 교수는 22일 “지금까지 게놈정보는 연구목적의 공공영역에서만 제한적으로 사용됐지만, 이번 규제자유특구 지정으로 산업에도 폭넓게 활용할 수 있게 됐다”고 말했다. 울산시는 지난 6일 ‘게놈서비스산업 규제자유특구’로 지정돼 2022년 7월까지 헬스케어와 정밀 의료서비스 산업화를 위한 바이오 데이터 팜 구축 및 실증, 심혈관질환·우울증 맞춤형 진단 마커 개발, 감염병 유전체 분석과 신약개발 플랫폼 구축을 추진하게 됐다. 또 시는 이 기간에 게놈 전문기업 9개 사 유치와 396명의 고용유발 효과, 774억원의 생산유발 효과를 기대한다. 박 교수는 “게놈산업은 인간의 생로병사 모든 영역에서 부가가치가 큰 파생상품을 만들어 낼 것”이라며 “인간의 삶에서 가장 소중한 상품들과 핵심 서비스를 만들어내는 산업인 만큼 바이오 의료 분야의 반도체로 불릴 수 있다”고 설명했다. 이어 그는 “게놈산업은 생명 의료과학기술의 발전을 이끌 혁명적 산업일 뿐 아니라 정보산업혁명 이후 가장 높은 부가가치를 창출할 산업이 될 것”이라며 “산업도시 울산은 대한민국 게놈산업을 세계적 수준으로 이끌 산파 역할을 할 것”이라고 기대했다. 아울러 박 교수는 “울산은 정부의 ‘게놈코리아사업’을 실행하려고 이미 5년 전부터 ‘울산 만명게놈사업’을 진행해 풍부한 데이터와 경험을 쌓았다”며 “이 사업이 올해 완료되면 우리나라도 만명 단위의 고급 게놈정보를 활용하게 될 뿐 아니라 난치병 환자 치료와 코로나 바이러스 등에 신속히 대응할 치료제와 백신을 만들 수 있는 고급 게놈분석 인프라를 구축하게 된다”고 강조했다. 특히 그는 “그동안 게놈산업 중요성은 인식됐지만, 정부 지원은 충분하지 않았다”며 “울산에 국가게놈기술원을 설립하는 등 다양한 게놈산업 인프라 구축을 위한 정부차원의 전폭적인 지원이 필요하다”고 말했다. 울산 박정훈 기자 jhp@seoul.co.kr

류정호(46) 영남대 신소재공학부 교수가 한국과학기술단체총연합회 ‘제30회 과학기술 우수논문상’을 수상했다. 류 교수는 지난 3일 열린 2020 대한민국과학기술연차대회에서 ‘Linear and Nonlinear Dielectric Ceramics for High-Power Energy Storage Capacitor Applications (고에너지 저장 커패시터 응용을 위한 선형, 비선형 유전체 세라믹)’이라는 논문으로 공학부문 우수논문상을 수상했다. ‘과학기술 우수논문상’은 한국과총이 창의적인 연구 활동을 통해 우수한 논문을 발표한 과학기술자에게 수여한다. 연구의욕과 사기를 높이고 연구 분위기 제고 및 과학기술 수준 향상과 선진화에 기여할 목적으로 한국과총이 지난 1991년부터 국내 과학기술 관련 학술단체 및 학회로부터 우수 논문을 추천받아 심사해 선정하는 국내에서 가장 권위 있는 상이다. 류 교수는 현재까지 세라믹 신소재 및 응용 소자 분야에서 국제학술지 약 230여편을 게재하였고, 국내외 특허 100여건을 등록하는 등 활발한 연구 활동을 펼치고 있으며, 미래창조과학부 장관상, 미국세라믹학회 젊은 세라미스트상, 한국세라믹학회, 한국전기전자재료학회의 우수논문상을 다수 수상했다. 대구 한찬규 기자 cghan@seoul.co.kr

200년 전 메리 셸리가 쓴 소설 ‘프랑켄슈타인-근대의 프로테메우스’는 스위스 과학자 빅터 프랑켄슈타인 박사가 시체를 이용해 244㎝의 인조인간을 만들어 생명을 불어넣으면서 벌어지는 일을 다루고 있다. 셸리는 전기분해 기술, 자연발생실험 같은 당시 최첨단 과학기술을 소재로 활용했지만 사람과 똑같은 인조인간을 만든다는 생각은 공상에 불과했다. 그렇지만 최근 생물학과 생체공학 기술이 발달하면서 프랑켄슈타인까지는 아니지만 실험실에서 신경세포나 생식세포를 만들고 기능을 상실한 폐를 되살리는 수준에 이르고 있다. 미국 컬럼비아대 의생명공학과, 컬럼비아대 의대, 밴더빌트대 의대, 스티븐슨 기술연구소, 서던캘리포니아대 의대, 스탠퍼드대 의대 공동연구팀은 이식할 수 없을 정도로 손상된 폐를 돼지의 순환계에 연결해 회복시킬 수 있다는 연구 결과를 의생명공학 분야 국제학술지 ‘네이처 메디슨’ 7월 14일자에 발표했다. 폐 손상이 심각해 기능을 잃게 되면 폐 이식을 고려하게 되지만 이식용 장기를 구하기 쉽지 않다. 이식을 위해 기증된 폐는 쉽게 손상돼 70~80%는 폐기되는 것으로 알려졌다. 기계장치를 연결해 이식용 폐의 기능을 되살리는 방법이 있기는 하지만 소생 확률은 낮은 편이다. 이에 연구팀은 이식 불가 판정을 받은 사람의 폐 5개를 기증받아 마취한 돼지의 순환계와 24시간 연결한 뒤 관찰했다. 돼지의 피가 폐로 전달되도록 하고 인공호흡장치를 연결해 산소 공급을 하는 한편 면역거부반응을 막기 위한 면역억제제도 투여했다. 그 결과 적출 뒤 시간이 오래 지나 괴사가 시작돼 상당 부분이 하얗게 변한 폐가 건강한 핑크색을 띠고 정상적으로 산소를 전달하는 등 기능 회복이 관찰됐다. 연구팀은 면역거부반응에 대한 대책을 포함해 추가적인 연구가 필요하지만, 현재 수준만으로도 환자에게 이식하기 충분한 상태에 도달했다고 밝혔다. 또 미국 국립보건원(NIH) 산하 국립신경질환·뇌졸중연구소(NINDS) 연구팀은 ‘정크 DNA’ 중 하나인 레트로바이러스가 신경 줄기세포의 분화를 좌우하고 신경세포 발달에도 영향을 미친다는 연구 결과를 미국 국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’ 7월 13일자에 발표했다. 레트로바이러스는 네안데르탈인 때 사람의 몸속으로 들어와 유전자처럼 자리 잡고 있는 것으로 알려져 있다. 전체 DNA의 약 8%를 차지하고 있지만 실제로는 바이러스 역할을 못 하는 비활성화된 상태여서 ‘정크 DNA’ 중 하나로 분류되고 있다. 연구팀은 실험실 연구를 통해 레트로바이러스 중 12번, 19번 염색체에 새겨진 HERV-K가 활성화될 경우 루게릭병으로 알려진 근위축측삭경화증이 유발될 수 있다는 것을 확인했다. 연구팀은 건강한 성인남녀에게서 추출한 혈액세포로 인체의 다양한 세포로 분화될 수 있는 유도만능줄기세포를 만든 뒤 신경줄기세포로 분화시켰다. 연구팀은 신경줄기세포 표면에 HERV-K 유전자가 활성화되도록 한 뒤 관찰한 결과 신경세포(뉴런)로 분화되지 못하고 HERV-K 유전자를 억제시키면 줄기세포가 쉽게 뉴런으로 만들어지는 것을 확인했다. 한편 미국 캘리포니아 샌디에이고대(UCSD) 의대 산부인과·재생과학과·비뇨기과·유전체의학연구소, 피츠버그대 의대 여성연구소 공동연구팀은 사람의 정원줄기세포(SSC)를 시험관에서 배양하는 방법을 찾아내 국제학술지 ‘PNAS’ 7월 13일자에 발표했다. SSC는 남성의 고환 내에 존재하는 줄기세포로 일생 증식하면서 일정 수를 유지하면서 일부가 생식세포로 분화돼 정자를 만든다. 분화 기능에 이상이 있으면 남성 불임이나 무정자증이 발생하기 때문에 불임치료를 위해 SSC를 추출해 시험관에서 배양시켜 정자로 분화시키는 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 문제는 정자로 분화하기 전 단계인 SSC조차 체외 배양이 쉽지 않다는 것이다. 연구팀은 ‘단일세포 유전자 발현 분석’이라는 첨단 기술로 인간 SSC의 특성을 파악해 세포분열과 생존에 관여하는 AKT 경로를 억제할 경우 실험실에서 가장 잘 성장시킬 수 있다는 것을 알게 됐다. 연구팀은 고환에서 추출한 30개 이상의 세포 샘플로 실험한 결과 2~4주 동안 안정적으로 SSC를 유지하는 데 성공했다. 연구팀은 이번 연구를 바탕으로 질 좋은 정자로 분화시키는 기술을 개발해 불임 수술에 새로운 지평을 열겠다는 계획이다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

과학자는 미술이나 음악 같은 예술 분야도 분석적 시각으로 보게 됩니다. 인문학자나 예술가의 시선으로 보는 과학은 과학 연구자나 일반인이 보는 것과는 다를 것입니다. 이렇듯 서로 다른 시각은 새로운 연구방법이나 학문 분야를 만들게 됩니다. 벨기에 왕립미술관, 겐트대 식물생명공학·생명정보학과, 플랑드르 생명공학연구소(VIB) 시스템생물학센터 공동연구팀은 생물학 분야 국제학술지 ‘트렌드 인 플랜트 사이언스’ 7월 15일자에 독특한 연구 보고서를 발표했습니다. 미술사학자와 식물유전학자로 구성된 연구팀은 예술 작품을 분석해 과일과 야채의 진화를 연구하는 ‘예술유전학’을 만들었다는 것입니다. 생물의 진화 과정을 파악하기 위해서는 보존된 표본에서 유전체를 분석하는 방법이 쓰입니다. 그러나 생물, 특히 과일이나 채소의 진화는 장소와 시기에 따라 다를 뿐만 아니라 모든 시대, 모든 장소의 표본을 갖고 있지 못하기 때문에 진화 과정을 완벽하게 설명하는 것은 쉽지 않습니다. 이에 연구팀은 그림을 통해 지금까지 설명할 수 없었던 비어 있는 고리를 찾겠다는 것입니다. 연구를 이끈 이브 드 스멧 VIB 박사와 다비드 베르가우웬 왕립미술관 교수는 어려서부터 친구였다고 합니다. 이들은 2년 전 함께 여행을 갔다가 미술관에 들렀는데 17세기 벨기에 화가 프란스 스네이데르스의 그림 속 과일을 보고 토론을 시작했는데 그것이 예술유전학의 시작이었다고 합니다. 연구팀은 고대 벽화나 중세, 근대의 그림으로 야채나 과일의 생김새, 색깔, 어디서 그려진 것인지를 분석하고 그림이 그려진 시기와 가까운 때의 표본을 찾아 DNA를 분석해 비교함으로써 식물 진화 과정을 파악한다는 것입니다. 연구자들은 전 세계 박물관 관람객이나 미술 애호가들에게도 과일과 채소 진화의 연결 고리를 찾을 수 있는 그림을 찾아 달라고 요청했습니다. 과일과 채소 진화 연구에 ‘시민과학’을 접목하겠다는 것이지요. 시민과학이란 과학에 관심 있는 비전공자들이 데이터 수집이나 관찰에 참여하도록 해 과학자들의 분석을 돕거나 아직 발견하지 못한 새로운 현상까지 알아내는 행위입니다. 시민 참여는 과학에 대한 관심을 자연스럽게 일으킬 뿐만 아니라 연구 비용을 적게 들이면서 예상치 못했던 연구 결과까지 가져올 수 있다는 장점이 있어 생물, 환경, 천문 분야를 중심으로 확산되고 있습니다. 영국 물리학자, 작가인 찰스 퍼시 스노 경은 1959년 ‘두 문화와 과학혁명’이란 제목의 강의에서 과학과 인문학 간 소통 부재와 단절이 심각하다고 지적했습니다. 1998년 미국 사회생물학자 에드워드 윌슨 교수의 책 ‘통섭’이 나온 이후 국내외에서 두 문화 간 소통은 활발해진 분위기입니다. 실제 외국에서는 과학과 인문학들이 다양한 방식으로 융합 연구되고 있습니다. 국내에서도 공동연구, 융합연구가 활발하다고는 하지만 자세히 들여다보면 기존 연구에 다른 분야 연구자들이 구색 맞추기 식으로 참여하는 수준에 머물러 있는 경우가 많습니다. 과학을 문화로 받아들이고 있는지 경제발전 수단으로만 인식하고 있는지에 따라 나타나는 차이일 겁니다. 국내에서 과학문화 정책은 기껏 과학 유튜버 양성이나 SNS 소통 정도에 머물러 있습니다. 이런 수준으로는 과학을 문화로 자리잡게 하는 것은커녕 두 문화 간 융합연구도 힘들지 않을까 싶습니다. edmondy@seoul.co.kr

차의과학대학교 분당 차병원은 소화기내과 이주호, 차움 면역증강클리닉 오수연, 차의과학대학교 생명과학대학 김기진·곽규범 교수팀이 단백질을 분해하는 효소인 ADAM9(A Disintegrin and Metalloproteinase 9)가 간암 항암치료 시 치료 반응 여부를 조기에 예측하고, 생존 예후와 연관성이 있음을 세계 최초로 밝혀냈다고 7일 밝혔다. 이번 연구결과는 임상의학 연구분 야를 선도하는 국제학술지 캔서스(Cancers, IF 6.162) 최신호에 게재됐다. 분당 차병원에 따르면 이주호 교수팀은 간암 환자의 ADAM9 발현 양상과 암 진행의 연관성을 규명하기 위해 암유전체 아틀라스 데이터베이스의 간암환자 370명 유전체 자료를 분석해 간암 조직에서 주변 조직보다 ADAM9 발현량이 높게 나타난 것을 확인했다. 또한 ADAM9 발현량이 높을수록 간암 환자의 생존율이 낮아짐을 밝혔다. ADAM9은 단백질을 분해하는 효소로 암세포 표면에 발현하는 NK세포 수용체인 MICA(MHC class I-related chain A)를 잘라버림으로써 인체의 면역체계를 교란한다. 암세포를 포함한 비정상 세포 표면에 발현되어 NK(자연살해, Natural Killer)세포를 자극하는 단백질인 MICA는 NK세포가 암세포 항원을 인식하고 암세포를 효과적으로 제거하도록 도와준다. 즉, ADAM9에 의해 암세포 표면에서 MICA가 잘라지면 NK세포는 암세포를 감지하지 못하여 NK세포에 의한 암세포의 효과적인 제거가 어려워진다. 이주호 교수팀은 분당 차병원 간암 치료 환자를 대상으로 1차 표적치료제 소라페닙 투여군, 1차 표적치료제 실패 후 면역항암제 니볼루맙 투여군으로 나눠 ADAM9 mRNA 혈중농도 및 진료 효과를 비교 관찰했다. 그 결과 간암 치료 전 단계에서는 ADAM9 혈중농도가 일반인에 비해 증가한 것으로 나타났으나 간암이 완치된 환자에서는 일반인과 같이 ADAM9 혈중농도가 낮아진 것을 확인했다. 또한 면역항암치료제인 니볼루맙 투여 후 치료반응이 있는 환자군에서 ADAM9 mRNA 혈중농도가 조기 감소한 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 이 교수팀은 간암 1차 표적항암 치료 실패 후 또 다른 치료제인 레고라페닙을 투약받은 환자가 NK 세포치료제의 병용 투여 후 ADAM9 발현이 억제되고 암세포가 완전히 사라진 것을 확인했다. 이 교수는 “간암 1차 표적항암 치료의 실패로 다른 치료제인 레고라페닙을 투약받았던 한 환자가 본인의 의지로 치료반응을 높이기 위해 NK세포 치료를 주기적으로 투여받고 얼마 전 완전 관해라는 놀라운 치료 반응을 확인했다”며 “특히 간암 치료제로 널리 활용되는 소라페닙과 레고라페닙은 ADAM9의 발현을 억제시키는 기전이 이미 보고된 바 있어 향후 NK세포 치료제와 복합 치료 시 상승작용을 가져올 수 있을 것으로 보고 지속적인 연구를 진행할 계획”이라고 말했다. 이 교수는 오는 31일 대한간암학회 정기총회에서 ‘문맥혈관 침범이 있는 난치성 간세포암 치료에 레고라페닙과 NK세포 병용치료의 면역치료 효과를 주제로 NK세포 치료로 완전관해 치료반응이 나타난 환자 사례를 발표할 예정이다. 신동원 기자 asadal@seoul.co.kr

국내 연구진이 세포 내 DNA 이상 구조를 제어하는 방법을 찾아냈다. 이번 연구를 활용하면 암 예방에도 도움이 될 것으로 보인다. 기초과학연구원(IBS) 유전체항상성연구단 연구팀은 암 억제단백질로 알려진 ATAD5가 DNA 이상 구조를 어떻게 없애 유전체 안정성을 유지하는지를 규명했다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘핵산 연구’(Nucleic Acids Research)에 실렸다. 인체 세포는 생명유지를 위해 DNA 복제, 전사, 복구 등 다양한 대사활동을 한다. DNA 전사과정에서 RNA는 DNA 이중나선의 한 가닥에 결합한 ‘R-루프’라는 것이 일시적으로 형성되는데 대사과정이 끝나면 사라지게 된다. 문제는 R-루프가 해소되지 않고 장시간 유지될 경우 DNA 대사과정이 완료되지 못하는데 이 상태에서 세포분열이 진행되면 DNA가 손상돼 암을 유발시키게 된다.ATAD5 단백질은 DNA가 복제 과정을 완료하지 못하고 멈춰 버리는 DNA 복제스트레스 현상을 해소해 암 억제에 기여한다는 것을 이번 연구에 앞서 밝혀낸 바 있다. 연구팀은 ATAD5 단백질이 DNA 복제 과정에서 R-루프 형성을 제어해 유전체 안정성을 유지한다는 것을 추가로 밝혀냈다. 연구팀은 사람 세포를 이용한 실험에서 ATAD5 단백질 양을 인위적으로 줄이자 DNA 복제가 진행 중인 세포에서 R-루프 양이 증가하는 것이 관찰됐다. ATAD5가 세포 속 유전적 변이에 중요한 역할을 한다는 것을 보여주는 점이라고 연구팀은 설명했다. 이규영 IBS 연구위원은 “이번 연구는 ATAD5 단백질이 DNA 복제를 조절하고 복제스트레스를 해소할 뿐만 아니라 DNA 내 이상구조를 제어할 수 있음을 밝혀냈다는데 의미가 크다”라며 “암 치료제나 노화억제제 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

신규 확진자 59명, 이달 들어 최대방역당국 “수도권에서 타 지역으로 충분히 전파될 수 있어”“재유행·장기화 가능성 모두 열어두고 대비”4명 중 1명, 감염경로도 모르는 ‘깜깜이’ 사망자백신 나와도 국민 우선순위 정해 접종코로나19 걸리면 A형은 중증, O형은 경증 가능성 커코로나19 집단감염이 수도권에 이어 대전에서도 발생하자 방역당국이 방역 강화 조치를 비수도권으로 확대하는 방안을 검토하고 있다. 윤태호 중앙사고수습본부(중수본) 방역총괄반장은 18일 브리핑에서 “수도권에 내린 방역 강화 조치를 전국적으로 확대하는 것을 내부적으로 검토하고 있다”며 “전국으로 확대할지, 수도권 인근지역으로 확대할지 정리되면 발표하겠다”고 밝혔다. 이날 0시 기준 신규 확진환자는 59명으로, 이달 들어 가장 많은 신규 환자가 발생했다. 무엇보다 우려되는 점은 수도권 집단감염이 다른 지역으로 확산할 조짐을 보이고 있다는 것이다. 대전 지역에서는서구 갈마동의 꿈꾸는 교회에서 3명이 추가 확진돼 7명의 누적 확진자가 발생했고, 서구 괴정동 방문판매업체와 관련해 7명이 새로 양성 판정을 받아 지금까지 18명의 환자가 나왔다. 대전에는 중앙 역학조사팀이 파견됐다. 권준욱 중앙방역대책본부(방대본) 부본부장은 “대전과 수도권의 연결고리는 아직 조사 중”이라며 “코로나19가 지역사회에 상당히 퍼져있을 가능성이 있어 수도권과 이동이 활발한 타 지역으로 충분히 전파될 수 있는 상황”이라고 말했다. 이밖에 미등록 방문판매업체 리치웨이와 관련해 4명이 추가 확진돼 현재까지 180명의 환자가 발생했고, 수도권 개척교회 관련해선 2명의 새로 양성판정을 받아 모두 119명이 확진됐다. 서울 도봉구 삼성데이케어센터와 관련해선 3명 추가 확진돼 누적 환자가 38명으로 늘었으며, 시청역 안전관리요원 접촉자 4명도 추가 확진 판정을 받았다. 또 서울 은평구 가족 집단감염과 관련해 5명이 새로 양성 판정을 받아 지금까지 12명이 확진됐다. 한국대학선교회 관련 1명 추가 확진돼 14명의 누적 확진자가 확인됐다. 전북 전주시 전주여고 학생 1명도 확진돼 학교와 학원의 접촉자 963명을 검사했으나 아직 추가 확진자는 발견되지 않았다. 누구를 통해 어디에서 감염됐는지도 모른 채 사망하는 이들도 늘고 있다. 국내 코로나19 사망자 4명 중 1명은 정확한 감염경로가 확인되지 않은 것으로 나타났다. 방대본은 이날 0시 기준 국내에서 280명의 사망자가 발생한 가운데 감염경로를 조사 중인 환자가 70명으로 25.0%에 이른다고 밝혔다. 산발적 집단감염이 속출하자 방역당국은 ‘장기화’와 ‘재유행’ 가능성을 열어두고 방역 체계 정비를 서두르고 있다. 윤 반장은 “코로나19는 장기화할 가능성이 높다. 소멸하지 않고 다른 호흡기 바이러스와 재유행할 가능성이 있다”며 “현재의 의료체계가 감당 가능한 신규 확진자 30∼50명 수준의 ‘장기화’와 함께 확산이 폭발적으로 증가하는 ‘재유행’ 두 가지를 다 고려하고 있다”고 밝혔다. 그는 “산발적인 집단감염을 최대한 막는 억제 전략이 가장 중요하고, (만약) 재유행이 오면 피해를 최소화하는 전략으로 장기화에 대응하고 있다”고 설명했다. 손영래 중수본 전략기획반장은 “대개는 코로나19가 2~3년 정도 이어질 것이라는 관측이 나온다”고 말했다. 이런 추세를 뒤집으려면 현재로서는 백신 밖에 답이 없는 상황이다. 하지만 백신이 나오더라도 모든 이들이 단시간내에 백신을 맞기는 어려워 보인다. 권 부본부장은 “백신이 실제 확보되더라도 국민 중 우선순위 정해 접종하며 모니터링을 병행하는 막중한 과제가 놓여있다”라고 말했다. 한편 17일(현지시간) 뉴잉글랜드 의학저널에 실린 ‘중증 코로나19 호흡부전과 전유전체 연관에 대한 연구’에 따르면 코로나19 증상이 악화하는데 혈액형도 영향을 미치는 것으로 나타났다. 연구진은 이탈리아와 스페인 병원 7곳의 중증 환자 1980명과 경증이나 무증상 환자 2000여명을 비교분석해 혈액형 A형은 중증 증상을 나타낼 가능성이 크고, 혈액형 O형은 경증 증상을 나타낼 가능성이 크다는 선행 연구가 사실이라고 결론 내렸다. 이와 관련해 권 부본부장은 “콜레라의 경우도 0형이 특별히 중증을 나타내는 일이 많다”면서 “방역당국도 내부적으로 혈액형과의 연관성을 분석 해보겠다”고 말했다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr

코로나19(신종 코로나바이러스 감염증)가 중증으로 악화되는 데 혈액형이 영향을 미칠 수 있다능 연구결과가 나왔다. 17일(현지시간) 뉴잉글랜드 의학저널에 실린 ‘중증 코로나19 호흡부전과 전유전체 연관에 대한 연구’에 따르면, 환자에 대한 유전 분석 결과 혈액형에 따라 증상이 중증으로 악화하는 데 영향을 미칠 수 있는 것으로 나타났다. 연구진은 이탈리아와 스페인 병원 7곳의 중증 환자 1980명과 경증이나 무증상 환자 2000여명을 비교분석한 결과 혈액형 A형은 중증 증상을 나타낼 가능성이 크고, 혈액형 O형은 경증 증상을 나타낼 가능성이 크다는 선행 연구가 사실이라고 결론 내렸다. 연구진은 6종의 유전자 변이와 혈액형을 코로나19가 중증으로 악화할 가능성과 연계해 분석해 이와 같은 결론을 냈다. 이번 연구에는 이탈리아, 스페인, 덴마크, 독일 등의 연구진이 참여했다. 앞서 중국 연구진은 지난 3월 코로나19 발원지로 알려진 우한(武漢)시의 진인탄(金銀潭) 병원의 확진자 1천775명을 조사한 결과 혈액형 O형이 감염 가능성이 상대적으로 낮은 반면, A형은 감염 위험이 높다는 분석 결과를 발표한 바 있다. 국제혈액골수이식연구센터 연구책임자인 메리 호로비츠 박사는 AP통신에 “혈액형 A, B, O, AB형 여부는 적혈구 표면의 단백질로 결정된다”고 설명했다. 미국 위스콘신 의대의 혈액전문가인 파라메스와 하리 박사는 “혈액형이 O형인 경우 코로나19 표면의 단백질을 이질적이라고 인식하는 능력이 더 나을 수 있다”고 설명했다. 혈액형은 콜레라, 위궤양이나 위암을 불러일으키는 헬리코박터 파일로리에 대한 민감도와 연계돼 있기도 하다고 전문가들은 덧붙였다. 임효진 기자 3a5a7a6a@seoul.co.kr

병원이나 약국에서 처방받은 뒤 먹거나 바른 뒤 남은 것들을 무심코 화장실, 싱크대나 화장실 변기에 버리는 이들이 있다. 문제는 이렇게 버려진 약물은 강이나 토양으로 흘러들어가 환경오염을 시킬 뿐만 아니라 항생제 내성균을 만들어 다시 사람의 몸 속에 축적될 우려가 있다. 국내 연구진이 실제로 한강물을 채취해 분석한 결과 항생제 내성균을 전달할 수 있는 바이러스 유전자를 찾아냈다. 인하대 생명과학과, 명지대 생명과학정보학부, 중앙대 시스템생명공학과 공동연구팀은 한강물 속에 있는 박테리오파지라는 바이러스에서 항생제 내성을 일으키는 원인 유전자를 찾아내고 ‘한강 바이롬 베타락탐 분해효소’(HRV)라는 이름을 지었다고 8일 밝혔다. 이 같은 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘마이크로바이옴’에 실렸다. 박테리오파지는 세균을 숙주 삼아 기생하는 바이러스로 지구상에 가장 많이 존재하며 강이나 바다 같은 물에서 존재하는 바이러스의 90% 이상을 차지하고 있다. 보통 박테리오파지는 세균 속에 침투한 뒤 숙주세균의 유전자를 획득해 다른 세균에게 전달하는 방식으로 생존하고 확산된다. 이 때문에 박테리오파지가 항생제 내성 유전자를 얻어 다른 세균으로 전파시키고 결국 사람에게까지 전달될 수 있다는 가설들이 제기됐다. 문제는 박테리오파지 연구를 위해서는 분리와 배양이 필수적인데 숙주세균의 배양이 어려워 이를 확인할 방법이 없었다.이에 연구팀은 한강의 6개 지점에서 10ℓ씩 표층수를 채취한 뒤 세균을 제거하고 바이러스만 농축했다. 그 다음 핵산 추출을 통해 130만개의 염기서열 조각을 얻었고 이 중 25개가 항생제 내성 유전자라는 사실을 밝혀냈다. 이들 항생제 내성 유전자는 베타락탐, 폴리믹신, 반코마이신 등 항생제에 내성을 보이는 것으로 확인됐다. 특히 이 가운데 4개 유전자는 가장 흔한 항생제 내성 유전자인 베타락탐 분해효소 유전자로 판명됐으며 이들 유전자의 염기서열은 이전까지 보고된 것과는 연관관계가 낮은 새로운 것이라는 점도 확인됐다. 조장천 인하대 교수는 “이번 연구는 박테리오파지에서 유래한 항생제 내성 유전자가 실제로 존재하고 있음을 보임으로써 이를 통한 전파가능성을 제기했다는데 의미가 있다”라며 “박테리오파지 유래 항생제 내성 유전자 이동을 추적하기 위해 파지 유전체에 대한 모니터링이 필요하다”고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘무늬만 승격’ 논란·전문성 되레 하락 우려 “방역·연구” vs “보건의료 기술 개발” 이견 정은경 “보건硏, 복지부에… 공동 발전” 여권 일각 “관료들 한계 못 벗어나” 지적 보건硏 기능 어떻게 강화할지가 관건문재인 대통령이 ‘무늬만 승격’ 논란이 제기된 질병관리본부 조직개편안에 대해 전면 재검토 지시를 내리면서 관계부처들이 골머리를 앓고 있다. 국립보건연구원을 승격되는 질병관리청 아래 둬 방역과 연구를 동시에 하도록 해야 한다는 의견과 보건복지부 아래서 보건의료 기술개발 등 보건의료 전반을 연구하게 해야 한다는 의견이 팽팽하게 맞서고 있어 조율이 순탄치 않을 것으로 보인다. 이번 논란은 행정안전부가 지난 3일 질병관리본부를 질병관리청으로 승격시키면서도 질병관리본부 산하 연구기관인 국립보건연구원은 확대해 복지부로 옮긴다는 내용의 정부조직법 개정안을 발표하면서 불거졌다. 질병관리본부의 청 승격은 감염병 대응 컨트롤타워 역할을 재정립한다는 데 의의가 있는데, 연구 기능을 복지부로 옮기면 오히려 전문성이 하락할 것이라는 우려가 전문가들을 중심으로 제기됐다. 국립보건연구원이 복지부 행정관료들의 인사 적체를 해결할 ‘자리 채우기용’ 기관이 될 것이라는 지적도 나왔다. 일단 문 대통령이 직접 지시한 만큼 국립보건연구원을 다시 질병관리청 산하로 돌리는 방안이 유력해 보인다. 다만 국립보건연구원이 감염병뿐 아니라 치료제·백신 개발, 유전체·줄기세포 등 보건의료 기술개발 분야까지 다루도록 기능을 어떻게 강화할지가 관건이다. 전반적인 보건의료 사업을 총괄하는 곳은 복지부여서 국립보건연구원을 질병관리청으로 보내려면 복지부와 질병관리청 두 기관의 업무 연계 문제 등도 해결해야 한다. 전병율 전 질병관리본부장은 7일 “국립보건연구원이 질병관리청으로 간다고 해서 다른 조직이 되는 게 아니다. 원래 하던대로 협조하며 일하면 된다”며 “내 것, 네 것을 따지는 생각 자체가 잘못된 것”이라고 지적했다. 문 대통령의 재검토 지시 전까지 질병관리본부 입장은 국립보건연구원이 복지부 소속기관으로 있어야 한다는 것이었다. 정은경 질병관리본부장은 4일 브리핑에서 “국립보건연구원은 청의 소속기관 형태보다는 복지부의 직접 소속기관으로서 질병관리청과 같이 2개 기관이 공동으로 발전·확대되는 것이 필요하다”고 밝혔다. 권준욱 국립보건연구원장도 5일 “외국의 경우 질병관리청은 국민 건강을 보호하고 안전을 보장하는 즉시 업무를 주로 하고 국립보건연구원은 지식 증진, 연구개발을 통해 국민 수명을 연장하는 호흡이 긴 업무를 한다”며 “국립보건연구원이 먼저 시범사업 등을 펼치고 연구비를 지원받도록 역할이 커져야 한다”고 비슷한 취지의 발언을 했다. 한 여권 관계자는 “정 본부장과 권 원장은 전문가이지만 동시에 관료이기도 해 한계를 벗어나지 못하고 있다”고 지적했다. 이번 문제가 행정관료들의 ‘조직이기주의’에서 비롯됐다고 보는 시각도 있다. 산하기관을 떼어 놓지 않으려는 공무원 조직의 습성이 발동했다는 지적이다. 기동민 더불어민주당 의원은 아예 질병관리본부를 국무총리실 산하 ‘질병예방관리처’로 승격해 복지부로부터 ‘분가’시키는 정부조직법 개정안 발의를 예고했다. 기 의원은 통화에서 “질병관리본부 독립 문제가 제기될 때마다 복지부 간부들은 효율성과 연계성 문제를 언급하며 이구동성으로 반대했다”며 “이는 검찰이 검경수사권 조정을 싫어하는 논리와 같다”고 비판했다. 이현정 기자 hjlee@seoul.co.kr

고령화 사회로 빠르게 진입하면서 각종 만성질환과 퇴행성질환이 늘어나고 있다. 특히 관절염은 45세 이상 성인에게서 나타나는 가장 흔한 만성질환으로 알려져 있다. 최근에는 20~30대 젊은 층에서도 관절염으로 고생하는 이들이 나오고 있다. 이 같은 상황에서 국내 연구진이 치료가 쉽지 않은 관절염을 회복시킬 수 있는 유전자를 발견해 주목받고 있다. 가톨릭대 의과대, 서울대, 한국생명공학연구원 공동연구팀은 관절염 회복을 돕는 유전자 3개를 발견했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 기초의학 분야 국제학술지 ‘저널 오브 클리니컬 인베스티게이션’에 실렸다. 뼈와 뼈가 만나는 관절부위에 여러 원인으로 손상되거나 염증이 발생하는 관절염은 상태가 악화됐다가 호전되기를 반복하고 치료가 쉽지 않다. 과학계에서는 관절염을 포함해 염증 악화의 원인인 자가면역반응을 억제하는 약물에 대한 연구가 활발하다. 그렇지만 염증 치료제는 정상적인 면역체계에도 손상을 입히는 경우가 발생해 바이러스 감염에 쉽게 노출되는 부작용도 있었다. 연구팀은 류머티스 관절염을 앓은 뒤 자연치유된 생쥐의 관절조직을 채취해 3만개 이상의 유전체를 RNA서열분석해 관절염 증상에 영향을 미치는 85개의 후보 유전자를 선별해 냈다. 이들 후보 유전자를 대상으로 면역학적 실험을 실시한 결과 그동안 관절염과 연관성이 알려지지 않았던 인테그린(Itgb1), 알피에스-3(RPS3), 이와츠(Ywhaz)라는 핵심유전자 3개를 최종 찾아냈다. 이들 3개 유전자는 관절조직과 염증억제에 관여하는 조절T세포라는 면역세포에서 나타나 항염물질을 만들어 내면서 관절염 회복에 관여한다는 것을 연구팀은 확인했다. 이들 3종의 유전자는 병든 면역세포에 작용해 염증성 사이토카인 생성을 억제하고 질병을 자연적으로 회복시키는 것으로 분석됐다. 특히 이와츠 유전자는 류머티스 관절염을 앓는 생쥐 관절에 주사하면 증상과 통증이 눈에 띄게 줄어드는 것으로 확인됐다. 연구팀은 65명의 류머티스 관절염 환자의 소변을 분석한 결과 치료제에 쉽게 반응하는 환자들은 항류머티스 약물을 투여하면 이와츠 농도가 늘어났지만 약물 투여에도 이와츠 농도가 늘어나지 않고 오히려 감소하는 것이 관찰됐다. 이에 연구팀은 이와츠 유전자로 부작용이 적은 치료제를 만들거나 간단한 피검사나 소변검사로 관절염 치료를 미리 예측할 수 있는 바이오마커로 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 김완욱 가톨릭대 의대 교수는 “이번 연구는 관절염이 인체 내에서 어떻게 자연치유될 수 있는지를 보여주는 첫 사례라는 의미가 크다”라며 “관절을 보호하고 회복시키는 핵심적인 자연치유물질을 발굴했을 뿐만 아니라 이번에 발굴된 유전자 중 하나는 간단한 혈액검사나 소변검사를 통해 관절염 회복을 사전에 예측할 수도 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

‘청양’ 고추, ‘설향’ 딸기, ‘대학찰’ 옥수수 그리고 ‘홍로’ 사과 등 많이 낯익은 이름일 것이다. 한국육종학회가 지난해 창립 50주년을 맞이하여 발간한 백서에 전문가들로부터 추천을 받아 실은 우리나라의 주요 명품 품종의 일부이다. 이들 품종이 선보인 것은 20~30년이 지났지만, 재배 농가나 소비자로부터 끊임없이 사랑을 받고 있다. 매운 고추의 대명사 ‘청양’은 제주 재래종과 태국 도입종을 교배한 후대에서 캡사이신 함량이 높은 품종을 육성하는 과정에서 탄생하였다. 딸기나 사과는 2000년대 이전까지만 해도 국산 품종이 거의 없어 일본 등 외국 품종을 도입하여 재배하였지만, 이들 유전자원을 교배하여 새롭게 태어난 ‘설향’과 ‘홍로’는 원 품종보다도 과일 맛, 색깔 및 수량 특성이 뛰어나다. ‘설향’은 겨울철 대표 과일이 딸기로 바뀌게 만들었고, ‘홍로’는 추석용 사과로 인기를 끌고 있다. ‘대학찰’ 옥수수는 우리 재래종 유전자원을 교배에서 우수한 식감과 맛이 좋은 계통을 선발한 것이다. 이들이 창출한 경제 산업적 효과도 매우 크다. 2010년대 초반, 다른 농작물의 생산액이 감소하는 속에서도 이들 품종의 덕분으로 딸기와 사과는 소비가 증가하여 농가 생산액 기준 1조원 이상의 품목으로 성장하였다. 한마디로 대박 난 ‘설향’은 최근 단일 품종으로 국내 딸기 재배면적의 약 85%, 농가 생산액만으로도 매년 1.1조원 이상의 부가가치를 창출하고 있다. 찰옥수수의 대명사가 된 ‘대학찰’은 충북의 괴산, ‘홍로’ 사과는 전북 장수 등 빈한했던 산간 지역의 특산 브랜드로 발전하였다. ‘청양’ 고추의 명칭 유래지와 축제 개최를 놓고는 경북 청송, 영양과 충남 청양 등 지자체 간에 신경전을 벌일 정도로 하나의 명품 품종은 지역의 산업과 이미지도 좌우한다. 앞에서 국산 품종의 성공사례를 몇 가지 들었지만 우리나라의 종자산업은 아직도 경쟁국에 비교하면 취약하다. 종자 업체는 국내 재배가 많아 종자 판매가 유리한 채소류 위주로만 개발하여 배추, 고추 및 수박 등은 세계적으로도 우수성을 인정받았다. 그러나 국내 업체는 IMF 시기를 겪으면서 다국적 기업에 합병되었거나 영세하다. 국내에서 재배되는 과수, 화훼 및 버섯류는 물론이고 파프리카, 양파, 양배추 등의 종자는 대부분 외국에서 개발된 것이다. 2000년대 들어 외국 종자 로열티 문제가 부각이 되면서 정부도 본격적인 종자 연구개발을 지원하게 되었다. 종자 강국을 목표로 산학연이 연계한 골든씨드프로젝트(GSP) 사업이 2012년도부터 10년간 추진 중에 있다. 이 사업의 성과로 국내 연구개발 역량 강화와 아울러 해외 인프라가 구축되고 있고, 690여건의 신품종이 개발되었다. 전량 수입에 의존하고 금값보다 비싸다는 미니 파프리카 종자의 경우 국산화율을 45%까지 올렸고, 소과종 토마토도 30%에서 80%로 끌어 올렸다. 아시아를 넘어 유럽과 미주 지역에 적합한 고추 종자가 개발되었고, 인도에 단옥수수 종자 수출도 처음으로 성사되었다. 세계 종자 시장은 매년 7% 정도의 급성장을 보여 2019년 554억달러에서 2025년에는 860억달러에 이를 것으로 예측되고 있지만, 한국의 점유율은 1% 정도이다. 국산 종자의 수출 규모도 2018년 5200만달러로 최근 급증하고 있지만, 수입액 1억 2675만달러에 비하면 적자이다. 국내 종자 개발 기술 수준은 세계 최고 대비 60~70% 수준으로 아직 종자의 자급화는 물론 세계 시장으로의 갈 길이 멀다. 최근 코로나19 팬데믹으로 어려운 상황에서도 우리 농산물 및 가공식품의 수출이 크게 증가하였다는 반가운 소식이다. 종자는 그 자체가 하나의 제품이고 산업일 뿐만 아니라 농림수산업, 식품, 제약 등 미래 바이오산업의 핵심 원천이다. 그리고 앞으로의 종자 개발은 교배 등 기존의 육종기술만으로는 경쟁력을 담보할 수 없다. 유전체, 대사체 등 생명공학 기술은 물론 IT 및 인공지능 등 다양한 첨단기술과의 융합이 절대적으로 필요하다. 농산물에 대한 소비자의 기호나 생산 여건도 사회 및 기후 변화에 따라 빠르게 변화한다. 이러한 변화나 특정 소비자에 대응한 새로운 개념의 ‘맞춤형’ 종자 개발도 중요하다. 그래서 GSP 후속 사업 등 정부의 종자 개발에 지속적인 투자가 긴요하다. 육종연구자의 한사람으로 앞으로 국내외 소비자들에게 사랑받는 많은 명품 품종이 개발되어 대박 나는 기업체나 육종가가 늘어나기를 소망해본다.

환경부 소속 국립생물자원관은 27일 암이나 각종 종양 치료제 개발에 쓰이는 ‘크로모마이신 에이3’(A3)를 합성하는 균주를 우리나라 토양에서 발견했다고 밝혔다.A3는 흙 속의 미생물에서 뽑아낸 항생물질로 1g에 약 9000만원에 달하고, 국내에서 생산되지 않아 전량 수입하고 있다. 고가의 항생물질을 만드는 미생물이 발견됨에 따라 국내에서 대체할 수 있는 기반을 마련할 수 있게 됐다. 생물자원관이 우리나라 토양에서 유용한 균주를 발견한 것은 처음으로 ‘스트렙토마이세스 그리세우스 에스제이 1-7’로 이름을 붙였다. 연구진은 지난달 유전체 해독을 끝낸 후 5월 19일 특허 출원까지 마쳤다. 스트렙토마이세스 그리세우스는 결핵 치료에 사용되는 스트렙토마이신을 분비하며, 크로모마이신과 같은 항생물질을 합성한다. 또 아수가마이신 등 32개의 활성물질 유전자가 있어 다양한 연구가 기대된다. 배연재 관장은 “스트렙토마이세스 그리세우스 균주는 균핵병·궤양병 등 식물의 병원균 사멸 효과가 커 향후 친환경 식물병 방제제 등의 개발에도 속도가 붙게 됐다”고 말했다. 생물자원관은 2018년부터 토양 미생물 연구를 진행 중이다. 토양에는 항생제 사용 등으로 오염된 유해미생물에 대항해 생장을 억제하는 다양한 유용미생물이 존재한다. 세종 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

한국인 약 1000명을 대상으로 한 유전체(게놈) 빅데이터가 구축됐다. 이번 게놈 빅데이터에 따르면 서양인과 한국인은 3902만개 정도의 유전체가 다른 것이 확인됐다. 울산과학기술원(UNIST) 게놈산업기술센터(KOGIC), 게놈연구재단(GRF) 게놈연구소(PGI), 바이오벤처기업 클리노믹스, 울산대 의대, 울산병원, 영국 케임브리지대, 미국 뉴멕시코대, 뉴멕시코대 통합암센터, 하버드대 의대 공동연구팀은 한국인 1094명의 전장 게놈과 건강검진 정보를 통합 분석한 ‘한국인 1천명 게놈’(Korea1K) 프로젝트 결과를 기초과학 및 공학 분야 국제학술지 ‘사이언스 어드밴시즈’ 28일자에 발표했다. 이번 결과는 한국인의 유전적 다양성을 지도화시키기 위해 2015년부터 시작된 ‘울산 1만명 게놈사업’ 중 첫 번째 성과로 올해 말까지 1만명 게놈 데이터가 추가로 확보될 계획이다. 연구팀에 따르면 2003년 미국과 영국에서 완성된 인간참조표준게놈지도, 흔히 표준게놈이라고 불리는 것과 비교한 결과 3902만 5362개의 변이가 발견됐다. 한국인 1000명의 게놈이 인간표준게놈과 약 4000만개가 차이를 보인다는 설명이다. 특히 이번에 발견된 변이들 중 34.5%는 한국인에게서만 발견되는 독특한 변이라고 연구팀은 밝혔다. 한국인만의 독특한 유전적 변이와 기능, 역할을 잘 설명하기 위해서는 방대한 게놈 빅데이터가 필요하다. 이번에 구축된 게놈데이터 역시 이를 위해 구축된 것으로 특히 한국사람들이 잘 걸리는 암과 관련한 유전적 변이 예측에 유용한 것으로 확인됐다. 연구팀은 기존 한국인 위암 환자의 게놈데이터를 이번에 구축한 게놈 데이터와 기존에 구축된 서양인 중심의 데이터와 비교한 결과 암세포와 관련된 체세포 변이 예측은 Korea1K 데이터가 훨씬 잘 설명해주는 것으로 나타났다.연구팀은 건강검진 때 혈액 검사로 알수 있는 중성지방, 갑상선 호르몬 수치 등 11개 검사 항목이 15개 영역 467개 유전자 변이와 관련있다는 사실도 확인했다. 특히 이 중 4개 영역은 이번에 새롭게 밝혀진 것이며 9개 영역은 기존에 알려진 것보다 높은 상관관계를 갖고 있다는 것을 밝혀내기도 했다. 이번에 구축된 1094명의 바이오 빅데이터 크기는 5MB 크기의 음악파일 2억개 저장이 가능한 1페타바이트(PB)이 이르는 것으로 알려졌다. 또 참여자들의 자발적 동의를 바탕으로 수집된 모든 정보는 익명화 절차를 거쳐 저장됐다. 이번에 발표된 연구결과 중 한국인의 변이빈도는 ‘Korea1K’ 누리집(http://1000genomes.kr/)에서 누구나 열람할 수 있다. 연구 1저자인 전성원 UNIST 생명공학과 연구원은 “기존에 수행됐던 전장 유전체 연관분석(GWAS)들은 한정된 영역에서만 유전변이를 볼 수 있었지만 이번 연구에서는 한국인 게놈 전체를 읽어 모든 부분에서의 변이를 파악할 수 있으며 유전자 연관성도 좀 더 정확하게 파악할 수 있다”라고 말했다. 유용하 기자 edmondy@seoul.co.kr

그동안 식용버섯으로 알려진 ‘큰갓버섯’도 중독을 일으킬 수 있어 주의가 필요하다.산림청 국립수목원은 국민의 안전과 관계가 깊은 독버섯에 대한 정확한 정보 제공을 위해 ‘국가표준버섯목록’을 개정했다고 14일 밝혔다. 기존 형태적 특징을 통한 버섯 분류를 DNA를 통해 분류하면서 2013년 공식적으로 기록된 1901종에서 176종이 추가된 2077종으로 늘게 됐다. 특히 그동안 알려진 버섯이 다른 종으로 분류되면서 식용·약용시 부작용이 우려된다. 불로초(영지)와 비슷해 중독사고를 일으키는 ‘붉은사슴뿔버섯’은 독성이 있는 트리코데르마속으로 변경됐다. 큰갓버섯도 ‘식독불명’의 유사 버섯이 발견돼 중독사고를 일으킬 수 있다. 국립수목원은 독성 산림생명자원 기반 구축 등을 위해 독성 산림식물과 독버섯에 대한 분류학적 재검토 연구를 추진하고 있다. 주요 독버섯을 대상으로 독성이 가지는 신규 유용물질 발굴 및 전체 유전체 분석 연구를 통해 독버섯에 대한 정확한 리스트 및 핵유전체 염기서열 DB를 구축하고 중독사고 예방과 신규 자원 활용소재로 유전자 정보를 제공할 계획이다. 국가표준버섯목록은 국가생물종지식정보시스템(www.nature.go.kr)에서 검색 가능하다. 식용 420종, 약용 77종, 독버섯 238종, 식독불명 1342종이다. 대전 박승기 기자 skpark@seoul.co.kr

코로나19 바이러스의 대유행에 전 세계가 멈춰 버렸다. 컨테이너에는 미처 수습하지 못한 시신이 쌓이고, 마스크 없이는 일상생활이 불가능하다. 전염병에 지친 사람들이 눈을 돌린 곳에는 온갖 잔혹한 방법으로 여성들을 학대한 이른바 ‘n번방’ 소식이 기다리고 있다. 영화와 드라마, 소설 속 디스토피아를 연상케 하는 사건·사고가 끊이지 않는다. 전염병에 잠식된 작금의 상황은 정유정의 소설 ‘28’과 닮아 있다. 가상의 도시 화양을 배경으로 한 이 소설에서는 개와 사람에게 전염되는 정체불명의 인수공통전염병으로 개들이 무참하게 살처분당하고 봉쇄된 도시에 남겨진 이들은 살아남기 위해 서로 죽이고, 분노하며, 공멸해 간다. ‘n번방’ 사태를 떠오르게 하는 작품으로는 마거릿 애트우드의 1985년 발표작인 ‘시녀 이야기’를 꼽을 수 있다. 여성의 몸이 공공재로 소비되는 세계, 계급에 따라 여성이 그저 아이를 낳는 도구와 성노예로 전락한 세계, 그래서 때로는 여성이 인간 아닌 가축으로 취급받는 세계를 그린 이 소설은 피해 여성을 ‘노예´로 부르며 돈벌이 수단으로 착취하고 소비한 ‘n번방’의 수많은 범죄자를 연상케 한다. 하루가 멀다 하고 들려오는 소식들이 가상인지 현실인지 헷갈리는 상황에 놓이니, 디스토피아를 그린 작품들이 더는 허구로만 보이지 않는다. 디스토피아 작품의 대표 격인 ‘멋진 신세계’가 다시 회자되는 이유이기도 하다. 올더스 헉슬리의 소설 ‘멋진 신세계’는 과학기술의 지나친 남용으로 인간성이 파괴된 암울하고 끔찍한 세계가 배경이다. 하나의 난자에서 180가지의 인간이 생산되고, 실험용 병 속에서 태아가 자라나며, 267일 만에 기계적으로 대량생산되는 태아들은 병마개가 열려야 세상에 나온다. ‘멋진 신세계’는 약 90년 전에 완성된 소설이라는 사실이 믿기지 않을 정도로 기발하면서도, 코앞까지 닥친 현실을 그렸다는 점에서 섬뜩하다. 실제로 2018년 중국에서는 유전체에서 원하는 부위의 DNA를 정교하게 잘라내는 크리스퍼 유전자가위 기술을 이용해 에이즈(후천성면역결핍증) 면역력을 가진 ‘맞춤형 아기’가 탄생했다. 작가는 소설의 내용이 600년 뒤를 예견한 것이라 말했지만, 이미 인류가 인조인간에 한 걸음 더 다가갔다는 사실을 부인하기는 어렵다. 모든 것이 사이버 머니로 결정되는 디스토피아 세계를 그린 드라마 ‘블랙 미러´의 에피소드 ‘핫 샷´, 핵전쟁으로 인해 더이상 살 수 없는 지구를 떠나 우주정거장에서 살고 있는 인류의 모습을 그린 드라마 ‘원헌드레드´ 등도 허구로 보기에는 지나치게 현실적인 디스토피아 작품으로 꼽힌다. 영화와 드라마, 소설 속 한 장면을 눈앞에서 봐야 하는 지금, 어떤 디스토피아가 가장 먼저 현실이 될지, 그 현실이 얼마나 암울할지 두려워하는 이가 적지 않다. 무엇이 인류를 포함한 생명체를 정체불명의 바이러스로부터 보호할 수 있는지, 성별을 둘러싼 양극화와 혐오의 시대를 어떻게 헤쳐나가야 하는지, 인간성을 말살하는 과학과 기술은 어떻게 통제해야 하는지 등의 현실적 고찰이 없다면 디스토피아는 머지않아 더이상 허구가 아니게 될지도 모른다. huimin0217@seoul.co.kr