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나노기술, 신약 개발의 어려움을 해결할 구원 타자

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<KISTI의 과학향기> 제 3287호

과학향기 스토리 기사

190121나노이온소자250 "신약 개발은 실패하기 위해 존재한다"는 말이 있다. 질병을 치료할 수 있는 신약을 개발하는 일은 인류의 복지를 위한 궁극적인 목표지만, 현실적으로는 매우 어렵다. 다른 산업과 달리 많은 단계와 시행착오를 거쳐야 하기 때문이다. 통계에 따르면 하나의 신약을 개발하기 위해서는 평균 15년의 시간과 1조 원이 넘는 비용이 든다고 한다.   후보물질 탐색부터 임상시험까지 신약 개발은 바늘구멍 통과하기   신약 개발은 신약 후보물질을 탐색하는 것으로부터 시작한다. 질병을 일으키는 유전자나 단백질 등을 선정하고 이에 대해 활성을 가지는 화합물을 발견하는 과정이다. 수만 가지에 달하는 대규모 화합물 라이브러리에서 활성 여부를 하나씩 검증해야 하기 때문에 많은 시간과 비용이 소모된다.   이렇게 검증한 신약 후보 물질은 쥐, 돼지, 영장류와 같은 동물에 투여해 효능과 부작용을 알아본다. 이 단계를 통과해야 비로소 사람에게 임상 시험을 할 수 있다. 수많은 환자를 대상으로 총 3단계의 임상시험을 거쳐 약물의 안전성과 유효성을 확인한다.   미국 바이오협회가 2006년부터 2015년까지 미국 FDA의 9,985건의 임상자료를 분석한 결과, 신약 후보 물질이 임상 1상부터 품목승인까지 전 과정을 통과할 확률은 9.6%에 불과한 것으로 나타났다. 그만큼 신약 개발은 바늘구멍을 통과해야 하는 일이다.   임상시험의 경우, 그 과정과 기준이 매우 구체적이고 엄격해서 소요시간을 줄이기 어렵다. 그래서 과학자들은 신약 후보 물질을 발굴하는 첫 번째 과정을 단축시키기 위해 노력 중이다. 최근에는 나노기술을 이용해 후보 물질을 기존보다 빠르고 값싸게 찾아낼 수 있는 다양한 스크리닝 방법을 연구하고 있다.   사진 1.  신약 개발은 후보 물질을 발굴하고 임상 시험을 거쳐 허가를 받아야 비로소 시판이 가능하다. (출처 : 한미약품)   나노이온소자로 빠르게 선별하는 신약 후보물질   2016년 한국생명공학연구원 지승욱 박사팀과 서울대학교 재료공학부 김기범 교수팀은 신약 물질을 높...

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FOCUS 3

결혼 전 부모의 건강이 태아의 건강을 결정한다?

계절의 여왕, 5월이다. 계절의 여왕답게 따뜻한 날씨와 색색의 꽃으로 아름다운 5월은 결혼이 많은 시기이다. ‘5월의 신부’라는 말도 있지 않은가. 5월은 가정의 의미를 되새기는 달이자 새로운 가정이 생기는 축복의 달이다.   요즘은 결혼한다고 해서 반드시 자녀를 갖지는 않는다. 그래도 삶은 예상치 못한 방향으로 흘러가기도 하지 않은가. 예비부부라면 건강 검진을 꼭 받는 게 좋겠다. 자녀의 건강은 부모에게서 비롯하기 때문이다.   사진.  축복과 행복의 달인 5월, 결혼하는 커플이라면 건강검진을 꼭 받자. (출처: shutterstock)   태아의 건강은 부모에게서   아이가 엄마 뱃속에 있는 기간은 평균 280일(10개월)이지만 태아의 건강은 대게 임신 전과 임신 초기에 결정된다. 특히 조산이나...
KISTI의 과학향기
제 3141호
180507부성240
FOCUS 7

아빠의 부성도 모성에 뒤지지 않는다

갓 나온 아기 오랑우탄에게 엄마 오랑우탄은 없어서는 안 되는 존재이다. 엄마는 수년간이나 새끼에게 모유를 먹이고 포식자를 막고 잠자리를 살펴준다. 그렇다면 아빠 오랑우탄은? 대개 아빠는 자기 새끼를 돌보지 않는다. 북극곰도 그렇다. 엄마 북극곰은 힘 없고 경험 없는 새끼를 잘 키우려 애쓰지만 아빠 북극곰은 도와주지 않는다. 심지어 아빠 북극곰이 새끼를 잡아 먹는다는 보고도 있다. 이처럼 동물 세계에서 암컷과 수컷이 양육에 바치는 노력은 다르다. 암컷에게는 본능적으로 자기 새끼를 돌보려는 마음이 있다. 인간은 어떨까? 별 다를 것 없다. 물론 다른 동물과 비교하면 인간 남성은 양육에 더 많이 참여한다. 하지만 우리 역시 이렇게 생각한다. ‘엄마에게는 날 때부터 자식을 보살피는 본능인 ‘모성’이 있다. ...
KISTI의 과학향기
제 3139호
3312
FOCUS 6

봄 이사철, ‘베이크 아웃’ 필요해요

4, 5월 봄은 추위에 얼어붙은 분양시장이 다시 활짝 피는 날이다. 많은 사람이 봄에 신축 주택에 입주하며 새로운 출발을 다짐한다.   하지만 새 마음가짐과 달리 새집에서 갑자기 눈이 따갑고 목이 칼칼해지는 경우가 있다. 심하면 기침이 나고 피부가 가려워지기도 한다. 평소에 알러지가 심한 편이 아닌 사람들도 유달리 답답해하거나 고통을 호소하는 증상이 나타난다. 이럴 때는 ‘새집증후군’을 의심해볼 필요가 있다. 새로 지은 집에 처음 들어간 사람들이 공통적으로 겪는 증상이라는 의미다. 우리나라뿐만 아니라 세계 각국이 겪어왔고 지금도 겪고 있는 문제다.   에너지 효율은 높였지만 건강에는 치명적인   새집증후군이 처음 나타난 것은 1970년대였다. 석유수출국기구(OPEC)와 아랍석유수출국기구(OAPEC)가 ...
KISTI의 과학향기
제 3137호
180426클론가재240
FOCUS 10

스스로 증식하는 가재가 나타났다!

Q. “우리 집 식구가 속수무책으로 불어나고 있습니다. 그렇다고 밥을 안 줄 수도 없고요. 알을 못 갖게 하는 방법은 없을까요?” A. “네, 없습니다.”   한 포털의 애완동물 카페 질문 게시판(http://tip.daum.net/question/75607771)에 이런 안타까운 사연이 올라왔다. 바퀴벌레라도 키우는 걸까?   가재가 자기복제를 한다고?'   1990년대 독일의 수족관 애호가, 일명 ‘물생활’ 사람 사이에서 아주 독특한 생물이 인기를 끌었다. 손바닥에 올라오는 앙증맞은 크기에 대리석 무늬를 띤 민물 가재가 그 주인공. ‘마블 가재’라 불리는 이 가재는 원래 ‘텍사스 가재’라는 이름으로 미국의 애완동물 상인이 독일로 수출한 생물이다. 그 후 마블 가재는 한배에 수백 개의 알을 낳는 엄청...
KISTI의 과학향기
제 3135호
2056
FOCUS 4

공포영화 만드는 수학공식

여름도 아니건만 최근 국내 공포영화가 흥행에 성공해 화제가 되고 있다. 너무 놀라 앞에서 팝콘이 비처럼 쏟아진다고 해서 ‘팝콘 비 영화’라고 불린다고. 흥행하기 쉽지 않은 공포영화가 성공한 바탕에는 어떤 비밀이 숨겨져 있을까? 공포영화는 어떤 공식이 있을까?   여자 주인공이 샤워기에 몸을 맡긴 채 씻고 있다. 샤워기에서 나오는 물소리는 마치 빗소리를 연상케 한다. 여자는 왠지 모르게 무서운 생각이 든다. 침입자가 있을 것만 같다. 아니나 다를까…! 욕실 커튼에 검은 그림자가 드리워지더니 ‘챙챙’ 귀에 거슬리는 쇳소리와 함께 여자 주인공이 칼로 난도질을 당한다. 악~.   이 장면은 50년이 지난 지금까지 회자될 만큼 공포영화 사상 최고의 명장면으로 꼽히는 영화 ‘싸이코’의 한 장면이다. 그런데 왜 사...
KISTI의 과학향기
제 3133호
180423문신과대식세포240
FOCUS 6

문신은 왜 지워지지 않을까?

수렵채집부족이나 지하세계 사람들만이 문신을 한다는 건 옛말이다. 요즘 젊은이에게 문신은 패션이다. 미국에서는 성인 5명 중 1명이 하나 이상의 문신을 했다고 한다. 하지만 전문가들은 문신을 하고 싶다면 신중히 고민한 후 결정하라고 말한다. 문신은 새기는 것보다 지우는 것이 더 까다롭기 때문이다. 손톱 만한 크기라도 이를 제거하려면 오랜 시간에 걸쳐 10번 이상 시술해야 하고 그만큼 가격도 비싸다. 그렇다면 문신은 왜 이렇게 끈질긴 걸까?   진피의 대식세포가 문신을 유지하는 주인공   사람의 피부는 맨 바깥층인 표피, 그 아래층인 진피, 맨 아래층인 피하조직 세 층으로 이뤄진다. 표피층에서는 주기적으로 세포가 교체된다. 안쪽의 표피세포가 위로 올라와 이전 표피세포는 각질이 되고, 이 각질층은 자연스럽게...
KISTI의 과학향기
제 3131호
3278
FOCUS 4

봄의 활력은 산채의 제왕 두릅으로!

‘계절의 여왕’인 봄에 나는 나물 중에 ‘산채의 제왕’이라 불리는 것이 있다. 바로 두릅이다.   우리 상들은 춘곤증 대책으로 두릅을 먹었다   두릅은 이름만 들어도 입속에 향기가 돈다. 아마도 먹고 나면 하루쯤은 그 향기로 살아갈 수 있지 않을까 싶다. 두릅의 향은 우리에게 봄을 선사한다. 길고 긴 겨울을 보내고 나면 우리 몸은 자연히 나른해진다. 이를 예부터 춘곤증이라고 불렀다. 우리 조상들은 이에 대한 해결책도 같이 가지고 있었다. 바로 봄이면 산과 들에 지천으로 나는 봄나물들이 그 해결책으로, 봄이 되면 겨울 동안 떨어진 면역력을 회복하고 춘곤증을 이기기 위해 제철 나물인 봄나물을 먹어야 한다. 특히 봄에 새로 나는 어린 싹 대부분은 약한 쓴맛을 갖는데, 약한 쓴맛은 열을 내리고, 나른해지면서 ...
KISTI의 과학향기
제 3129호
180416나노소재240
FOCUS 3

영화적 상상을 현실로, 소재로 여는 미래 세계

영화는 인간의 꿈을 반영한다. 특히 시공간을 여행하는 장치, 각종 질병을 치료하는 의료로봇, 사랑하는 사람의 마음을 이식한 컴퓨터처럼 SF 영화에 등장하는 기상천외한 과학기술은 운명을 거슬러 더 나은 삶을 개척하려는 인간의 의지를 잘 보여준다. 하지만 우리는 대리 만족에 그치지 않는다. 영화의 허구를 실제로 구현한다. 한 예로 휴대용 기기를 이용한 원거리 통신, 블루투스를 비롯한 무선 전송 기술, 동작 인식 컴퓨터는 이미 <스타트렉>이나 <마이너리티 리포트> 같은 유명한 SF 영화에 나왔었다.   과학기술이 점차 발전하면서 영화 같은 일이 실현되는 속도도 빨라졌다. 눈 깜짝하면 최신 기술이 쏟아진다. 이는 산업에 응용돼 개인의 삶 속으로 파고든다. 이때 그 기술을 뒷받침하는 토대가 무엇일까? 바로 소재...
KISTI의 과학향기
제 3127호
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