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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...

과학향기 스토리 기사 목록

과학향기 스토리 기사 - 리스트 타입

1985
FOCUS 1

스테이크 맛은 육즙 가두기가 아니라 마이야르 반응에 달렸다

음식 프로그램과 먹방의 전성시대다. TV나 모니터에서 스테이크가 지글지글 익어가는 모습을 보면 절로 침이 고인다. 그때 진행자나 출연자가 꼭 하는 말이 있다. “센 불에 구워서 스테이크의 육즙을 가둬야 고기가 맛있어져요.” 육즙을 가두는 게 정말 가능한 걸까? 결론부터 말하자면 그렇지 않다. 스테이크를 맛있게 하는 것은 육즙 가두기가 아니다. 바로 ‘마이야르 반응(Maillard reaction)’이다.   스테이크를 불에 구우면 고기 표면에서 수분이 제거되며 마이야르 반응이라는 화학반응이 일어난다. 이로 인해 고기의 색은 먹음직스러운 갈색으로 변하고 침샘을 자극하는 향기가 생겨난다.   고기를 씹을 때 나는 맛은 단백질의 맛이 아니다. 단백질은 인간이 맛을 느낄 수 있는 분자의 크기보다 더 크기 때문...
KISTI의 과학향기
제 3769호
181217나노재난250
FOCUS 0

나노기술로 재난을 조기에 경보하고 인명을 구조한다!

2017년 11월 15일 포항에서는 규모 5.4의 지진이 발생했다. 건물이 무너지고 담벼락이 갈라지는 등 시민들은 극심한 공포와 불안에 떨어야만 했다. 특히 포항지진은 그 이전 해에 일어났던 경주지진의 악몽을 떠올리게 만들면서, 한반도가 안전지대가 아님을 재확인시키는 계기가 되었다.   이 같은 재난은 비단 우리나라만의 일이 아니다. 세계로 시야를 돌리면 지금 이 시간에도 수많은 재난이 인류의 생존을 위협하고 있다. 따라서 재난 극복은 인류에게 주어진 당면 과제이지만, 아직 정확한 답을 찾지 못하고 있다. 다만 과학기술이 그 답을 제시해 줄 것이라 믿고 그 안에서 답을 찾고 있는 중이다.   나노 레이저의 색을 통해 건물구조 이상 여부 파악   재난 극복을 위해 가장 시급한 조치는 무엇일까. 바로 조기...
KISTI의 과학향기
제 3267호
untitled
FOCUS 2

독감과 감기는 어떻게 다를까?

본격적인 추위가 다가왔으니 반드시 해야할 것이 있다. 바로 독감 예방주사 맞기다. 가장 적절한 시기는 물론 10~11월이지만 11월 이후라도 미접종자는 독감 예방접종을 꼭 하는 것이 좋다. 특히 12세 이하 어린이와 65세 이상 어르신은 독감에 취약하므로 예방접종은 필수다. 왜 그럴까?   독감을 ‘독한 감기’ 쯤으로 여기는 사람이 꽤 있지만 감기와는 엄연히 다르다. 감기는 리노바이러스, 아데노바이러스, 콕사키바이러스 등이 코나 목의 상피세포에 침투해 일으키는 질병이다. 일반적으로 4일~2주간 기침이나 콧물, 목의 통증, 발열, 두통, 전신권태 등의 증상이 나타나는데, 잘 먹고 잘 쉬면 시간이 지나면서 대부분 자연 치유된다.   이에 비해 독감은 인플루엔자 바이러스가 폐에 침투해 일으키는 급성 호흡기 ...
KISTI의 과학향기
제 3265호
181210곤충250
FOCUS 3

곤충이 사라지고 있다!

“아무르 표범, 보르네오 오랑우탄, 사올라, 양쯔강 돌고래, 자바 코뿔소...” 다정히 이름을 불러 봐도 머지않아 지구상에서 사라질지 모를 동물의 이름이다. 이들의 근사한 뿔이나 매혹적인 무늬, 귀엽고 이색적인 외모를 탐욕의 대상으로 삼은 인간이 바로 멸종을 가속화한 원인임이 드러나 마음이 무거워진다.   2018년 초, 지구상 단 한 마리 생존하던 수컷 북부흰코뿔소가 사망해 (암컷 두 마리가 남았지만) 사실상 멸종했다는 뉴스가 전 세계에 보도됐다. 이처럼 야생 포유류를 중심으로 한 생물 다양성 보존과 희귀종 및 멸종 위기종의 보호는 환경보호 운동에서 매우 중요한 이슈다. 하지만 생태계에는 소수의 인기 동물만큼이나 큰 관심을 가져야 하는 이들이 있다.   이들의 목소리는 아주 작다. 수명도 짧은 탓에 ...
KISTI의 과학향기
제 3263호
3521
FOCUS 3

겨울철 체온을 잘 유지해야 하는 이유

다가오는 금요일부터 본격적인 추위가 시작될 전망이다. 이제 코트보다는 패딩을 입고 목도리와 장갑, 모자로 드러난 살을 칭칭 감아야 한다. 그런데 이렇게 옷으로 최대한 체온을 유지하는 게 단지 추위를 막는 것 뿐만이 아니라 면역력과도 상관있다는 주장이 있다.   적정체온일 때 가장 건강하다?   우리가 알고 있는 몸의 적정 체온은 36.5~37도 사이다. 이 온도는 오전 10시를 기준으로 겨드랑이에서 쟀을 때 기준이다. 사실 체온은 계속 변하기 때문에 신체 부위에 따라 또 측정시간에 따라 다르다. 항문(직장)이나 귀에서는 38도, 구강은 37.5도가 적정 체온이다. 하루 중 아침 10시와 저녁 6시에 체온이 가장 높고 새벽 3시와 오후 11시에 가장 낮다.   이렇게 체온은 주위 환경과 몸 상태에 따라 ...
KISTI의 과학향기
제 3261호
181203킬로그램250
FOCUS 3

130년 만에 바뀐 질량 1kg 기준, 어떻게 정할까?

2018년 11월 프랑스에서 개최된 국제도량형 총회(CGPM)에서 질량의 단위 ‘kg(킬로그램)’ 을 새롭게 정의하는 기술적 방식이 최종 결정되었다. 약 130년 동안 파리에서 보관한 ‘킬로그램 원기’가 질량 1kg을 나타내는 ‘기준’ 역할을 해왔지만 이제 그 역할을 마치고 박물관에서 여생을 보낼 예정이다.   질량 원기는 백금과 이리듐을 합성해 제작한 분동이다. 1889년 미터 조약에 따라 제작했으며 파리에 위치한 국제도량위원회(BIPM)에서 엄중히 관리하고 있다. 질량 원기를 보관하고 있는 곳의 문을 열기 위해서는 세 개의 열쇠가 필요하다. 열쇠는 각자 다른 사람이 보관하고 있으며 세 사람이 모두 모이지 않으면 문을 열 수 없다. 금고를 열면 투명한 유리 용기 안에 보관한 질량 원기를 눈으로 확인할...
KISTI의 과학향기
제 3259호
untitled
FOCUS 1

온몸이 건조해지는 쇼그렌 증후군

찬바람이 불고 습도가 줄어드는 가을이 되면 피부가 건조해지는 게 당연하다. 게다가 온종일 난방이 되는 실내에만 있다면 몸은 더욱 말라간다. 따라서 생각날 때마다 입술에는 립밤을 발라주고 샤워 후에는 바디로션을 꼭 바르는 게 좋다.   하지만 아주 드물게 계절적 원인과 상관없이 몸이 건조해지는 희귀질병이 있다. 바로 ‘쇼그렌 증후군’이다.   쇼그렌 증후군은 눈물샘과 침샘, 피부의 피지샘, 소화샘, 기관지샘, 질샘 등 외분비샘에 만성염증이 일어나 분비물이 줄어드는 병이다. 체내 면역계의 오작동으로 외부에서 들어온 균을 공격해야 할 면역세포가 외분비샘 같은 체내 정상 조직을 공격해 생기는 자가면역질환이다.   쇼그렌 증후군은 크게 두 종류로 나눈다. 쇼그렌 증후군만 앓는 경우와 류마티스관절염, 전신성 홍반...
KISTI의 과학향기
제 3257호
181126불개미250
FOCUS 3

붉은불개미 문제, 어떻게 해결해야 하나?

잊을 만하면 등장하여 사람들을 불안하게 만드는 곤충이 있다. 바로 ‘붉은불개미’다. 지난해 부산항에서 처음 발견된 이후 사라졌다고 여겼던 붉은불개미가 올해 들어 인천항과 평택항에서 잇달아 붙잡히면서 다시금 주목의 대상이 되고 있다.   국내에서 붉은불개미가 발견된 사례는 총 9번이다. 이중 1~2마리의 개체수가 발견된 것이 두 번이고, 수 십 마리가 발견된 것은 한 번, 그리고 수백 마리에서 수천 마리 이상의 개체수가 동시에 확인된 것은 여섯 번이다.   문제는 붉은불개미들의 여왕개미가 발견된 대구의 경우다. 지난 9월 대구의 한 아파트 공사현장에서 국내에서는 처음으로 여왕개미가 발견되자 방역당국은 비상이 걸렸다. 내륙지역인 대구에서 여왕개미가 발견됐다는 사실은 그만큼 붉은불개미들의 전국 확산 가능성이...
KISTI의 과학향기
제 3255호
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