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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

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FOCUS 1

맛있는 햅쌀밥의 과학

우리 민족 최대 명절인 추석의 마지막 날이다. 추석 명절이 최대 명절인 이유는 음식, 그 중에서도 윤기가 자르르 흐르는 햅쌀밥 탓이 아닐까?   ‘새로 얻은 곡식’이라는 기분 때문일 수도 있지만 햅쌀밥이 맛있는 것은 과학적인 이유가 있다. 쌀은 찧은 뒤 7일이 지나면 산화가 시작되고 15일이 지나면 맛과 영양이 줄어든다. 또 쌀의 수분이 16%일 때 밥을 지으면 가장 맛있다고 알려졌는데, 갓 수확해 도정했을 때 수분이 딱 그 정도다. 햅쌀로 지은 밥에서 괜히 기름이 자르르 흐르고 촉촉한 게 아니라는 이야기다.   햅쌀밥의 품종이 기름진 밥맛을 만든다.   쌀 품종도 맛있는 밥을 만드는 데 한 몫 한다. 우리나라 사람들이 좋아하는 찰지고 기름진 밥은 ‘자포니카’라 불리는 쌀로 만든다. 자포니카는 쌀알이 ...
KISTI의 과학향기
제 3221호
180924초음속 비행기250
FOCUS 1

10년 후엔 초음속 여객기 시대?! 초음속 여객기 개발 경쟁 가속화

최근 아시안게임과 영국 프리미어리그를 오가며 살인적인 스케줄을 소화했던 손흥민 선수의 건강 상태를 걱정하는 사람들이 많았다. 출전 시간도 많았을 뿐더러 잉글랜드, 한국, 인도네시아, 미국 등 여러 나라를 이동하며 오랜 시간 장거리 비행을 했기 때문이다. 지난 세 달간 손 선수가 비행기로 이동한 거리는 약 76,765km라고 한다.   그런데 손흥민 선수처럼 오랜 시간 장거리 비행을 해야 하는 사람들에게 희소식이 있다. 전 세계 항공기업들이 앞다투어 초음속 여객기 개발에 뛰어들고 있기 때문이다. 초음속 여객기를 탄다면 11~12시간이 걸리는 인천~런던 구간을 불과 3시간 만에 주파할 수 있다.   일반 여객기보다 두 배 빠른 속도   미국의 벤처기업 ‘붐 테크놀로지’는 2025년 상용화를 목표로 초음속 ...
KISTI의 과학향기
제 3219호
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FOCUS 3

벌초하다 말벌을 만났다면?

추석을 맞아 벌초를 하러 가는 사람들로 도로는 북적인다. 벌초할 때는 각종 안전 사고에 주의해야 하는데, 의외로 벌질을 건드려 벌이 쏘이는 사고가 적지 않다. 제대로 된 벌 대처법을 알아보자   말벌류, 맹독에 공격성 강해… 자세 낮추고 자리 피해야   벌 중에서도 문제가 되는 벌은 바다리(쌍살벌, Polistinae spp)종류와 땅벌(Vespula flaviceps spp), 그리고 말벌류(Vespa crabro spp)다. 땅벌류는 땅 속에 집을 지어 바깥에서 보면 흙부스러기가 쌓인 듯한 흔적만 남기지만, 하나의 군집에 수백 마리에서 수천 마리의 땅벌이 있기 때문에 집단 공격을 할 위험이 있다. 가장 위험한 벌은 역시 말벌류다. 독성이 강한데다 침이 단단해 여러 번 공격하면서 독성이 더욱 강해진다...
KISTI의 과학향기
제 3217호
180917황금개띠250
FOCUS 3

나노기술로 생산하는 똑똑한 먹거리, 스마트팜

새로운 행성으로 이주를 원하는 5000여 명의 사람들이 동면을 시작했다. 이들은 120년의 긴 우주여행 기간 동안 깨지 않고 지내다가 도착 서너 달 전에 차례차례 일어나 새로운 삶을 준비한다. 하지만 어떤 이유에서인지 두 사람이 갑자기 동면에서 깨어났다. 행성 도착까지 남은 시간은 90년. 동면 시스템은 고장 나 다시 잠들 수 없다.   다행인 것은 인공지능이 통제하는 우주선 내에는 항상 신선한 채소와 고기로 만든 음식이 가득하다는 점이다. 사람이 먹고 싶은 음식을 입력하면 인공지능은 갓 재배한 채소와 신선한 고기를 이용해 음식을 만들어 제공한다. 2016년 개봉한 영화 <패신저스>에 등장하는 우주선 '아발론'에는 스마트팜을 이용한 '자판기'가 등장한다. 비단 패신저스만의 이야기는 아니다. 마이너리티 ...
KISTI의 과학향기
제 3215호
untitled
FOCUS 2

메르스가 다시 나타났다

3년 만에 메르스 환자가 다시 발생해 관계 당국에 초비상이 걸렸다. 메르스는 치사율이 20∼46%에 달하는 호흡기 질환이다. 국민들은 2015년처럼 외출도 제대로 하지 못하고 관광산업에도 큰 타격이 오는 것은 아닌지 불안에 떨고 있다.   백신없는 메르스, 괜찮을까   메르스를 두려워하는 가장 큰 이유는 백신이 없다는 것이다. 다수의 사망자가 70~80대로 천식이나 고혈압과 같은 만성질환이 있었다고는 하지만 치사율이 15.7%로 높고, 특별한 질환이 없었던 40~60대 환자가 사망하기도 했다. 즉, 어느 날 갑자기 백신이 없는 병에 ‘내’가 걸릴 수도 있다는 공포감은 당연하다.   안타깝게도 메르스는 아직 백신이 개발되지 않았다. 이유는 크게 두 가지다. 메르스는 RNA 바이러스 계열의 신종 코로나 바...
KISTI의 과학향기
제 3213호
180905망각250
FOCUS 6

망각은 어떻게 그리고 왜 일어나는가

망각, 기억이 자연스럽게 소멸되는 것인가 적극적으로 지워지는 것인가   어제 하루 동안 무엇을 했는가? 그저께는? 분명히 내가 보낸 시간들인데 그때 무엇을 했는지 단번에 기억하는 것은 생각보다 쉽지 않다. 바로 하루 전에 일어난 일일지라도 한참을 곱씹어보기도 하고 어떤 일들은 끝끝내 떠오르지 않기도 한다. 이렇게 우리는 늘 망각을 경험하며 살아간다.   우리는 망각에 대해 이야기하며 “잘 떠올랐던 것이 점차 희미해진다”고 말하곤 한다. 과학자들도 그렇게 생각했다. 기억과는 별개의 기제가 망각을 일으키는 것이 아니라 기억을 암호화하는 뉴런들 간의 연결이 점차 끊어지거나 뉴런들이 수명을 다해서 자연적으로 망각이 일어난다고 말이다. 이는 망각 과정을 기존의 기억이 자연스레 사라지게 되는 수동적인 과정으로 본...
KISTI의 과학향기
제 3211호
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FOCUS 1

싱크홀은 왜 생기는 걸까?

최근 금천구 가산동 아파트 인근에 싱크홀이 생겨 주민들이 불안에 떨고 있다. 멀쩡하던 도심 한복판에 뚫린 이 구멍들은 모두 ‘싱크홀(sink hole)’이라 부른다. 싱크홀은 글자 그대로 가라앉아 생긴 구멍을 말한다. 본래 싱크홀은 자연적으로 형성된 구덩이를 말하며, 산과 들, 바다 어느 곳에서나 나타날 수 있다. 인천에서 발생한 사고로 대한민국 역시 싱크홀의 안전지대가 아니란 것이 알려지면서 새롭게 주목받기 시작했다.   이렇게 최근 도심지에서 발생하는 싱크홀은 공포의 대상이다. 도심지에서 싱크홀이 생기는 이유는 무엇일까. 이를 알려면 싱크홀이 왜 생기는지 먼저 알아야 한다.   싱크홀은 한마디로 땅속에서 지하수가 빠져나가면서 생긴다. 땅속에는 지층 등이 어긋나며 길게 균열이 나 있는 지역(균열대)이...
KISTI의 과학향기
제 3209호
180903해양열파250
FOCUS 4

바닷속 온난화 현상, 해양 열파의 공포

기후 변화가 바닷속에까지 영향을 미친다   지난 8월 15일 발행된 학술지 <네이처>에서 실린 제프 톨레손(Jeff Tollefson) 교수 연구팀은 잠재적으로 바닷속 생태계를 파멸로 몰고 갈 ‘해양 열파’가 나타나는 빈도가 35년 만에 두 배로 증가했으며 현재 진행되는 기후 변화가 계속된다면 그 빈도는 다섯 배까지 늘어날 것이라고 경고했다. 해양열파는 수일에서 최대 한 달까지 수천㎢에 걸쳐 해양 표면온도가 상승하는 현상으로, 해양 생태계와 어족 자원에 심각한 영향을 끼치는 것으로 알려져 있다.   안타깝게도 이미 열차는 떠난듯하다. 당장 오늘부터 파리 기후 조약을 충실히 이행하여 인류가 지구 온난화 현상에 의한 온도 상승을 2도 이하로 억제하고 잘 제어한다고 하더라도 해양 열파는 조금씩 천천히 하지만...
KISTI의 과학향기
제 3207호
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