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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 6

태풍의 위력이 점점 강해지는 이유

행정안전부에 따르면 지난 달 30일부터 7월 3일 오전 6시까지 쁘라삐룬 및 장맛비로 인해 사망 3명, 부상 1명, 실종 1명의 인명피해가 일어났다. 그 어떤 문명도 태풍 같은 대자연의 위력 앞에서 한없이 약해진다. 최근 들어 자연의 변덕 앞에 인간은 점점 더 움츠러드는 모양새다. 왜 태풍은 갈수록 강해질까. 그 이유가 지구온난화 때문이라는 주장이 갈수록 힘을 얻고 있다. 정말 지구온난화가 초강력 태풍에 영향을 미치고 있을까. 그렇다면 그 이유는 무엇일까.   사진. 태풍 쁘라삐룬의 위성 사진. 중형 태풍이지만 사상피해를 낼 정도로 강력하다. (출처: wikipedia)   해수면 온도와 밀접히 관련돼   지구온난화와 태풍의 연결고리는 바로 해수면 온도다. 간단하게 설명하면 태풍은 적도 부근의 바다...
KISTI의 과학향기
제 3173호
180702감옥실험250
FOCUS 11

스탠퍼드 감옥 실험의 진실

1981년 늦여름, 스탠퍼드 대학 조던 홀 지하에 작은 교도소가 들어섰다. 교도소에는 12명의 재소자가 수감됐고 12명의 교도관이 이들을 관리했다. 재소자와 교도관은 모두 중산층 가정에서 자란 평범한 대학생들이었다. 이들은 재소자와 교도관의 성격 특질이 교도소에서 벌어지는 학대 행위를 예측하는지 알아보려는 역할극 실험의 참가자들이었다.   그런데 예상치 못한 일이 일어났다. 실험 첫째 날부터 재소자들은 크고 작은 소동을 일으키며 교도관에게 불복종하기 시작했다. 교도관들은 이들을 통제하고자 엄격한 규칙을 만들고 제재를 가했다. 이튿날 재소자와 교도관 사이의 갈등은 더욱 심해졌고, 시간이 지나자 교도관들은 재소자들을 신체, 정신적으로 학대했다. 평범한 대학생이 역할에 점점 더 몰입하면서 상황은 걷잡을 수 ...
KISTI의 과학향기
제 3171호
1805
FOCUS 3

축구 경기에서 조심해야 할 부상과 대처법!

6월 18일에 열린 2018 러시아 월드컵 대한민국 vs 스웨덴 전에서 정말 안타까운 장면이 있었다. 바로 박주호 선수가 패스를 받다가 햄스트링 부상으로 쓰러진 것. 초반에 주력 선수가 부상으로 퇴장한 탓인지 스웨덴 전에서는 유효슈팅이 0이라는 아쉬운 경기를 펼쳤다. 이렇게 거칠고 부상 위험이 잦은 축구 경기에서 발생하는 부상에는 어떤 것들이 있을까?   축구 경기에서 가장 많이 발생하는 부상   먼저 가장 빈번한 부상으로 전방십자인대 손상이 있다. 전방인대는 무릎관절 안정성을 위해 매우 중요한 인대라고 할 수 있다. 전방 십자인대가 완전히 파열되면 반드시 수술이 필요하며, 재활 기간도 8개월에서 1년까지 걸리는 아주 심각한 손상이다.   대부분의 선수들은 축구 경기 중 접촉성 손상보다는 비접촉성 손상...
KISTI의 과학향기
제 3169호
180625화성달250
FOCUS 5

화성의 달, 포보스로 알아보는 위성 탄생의 비밀

위성은 어떻게 생겨났을까?   위성이란 행성 따위의 둘레를 도는 천체를 말한다. 미항공우주국(NASA)과 국제천문연맹(IAU)의 최근 자료를 종합해보면 우리 태양계의 여덟 행성 주변을 맴도는 위성은 173개로 알려져 있다. 그러나 최근에도 위성들이 발견되고 있는 만큼 이 숫자는 늘어날 것으로 보인다.   행성이 어머니라면 위성은 그 자식과 같은 존재로, 목성과 토성은 무려 60~70개의 위성 식구를 거느리고 있는 반면, 수성과 금성은 자식이 하나도 없는 외로운 신세이며, 지구는 달 1개, 화성은 2개를 갖고 있다.   이 붉은 행성의 궤도를 돌고 있는 두 개의 작은 위성, 포보스와 데이모스는 지구의 달보다 훨씬 작은 것으로, 초기 태양계의 형성에 관한 여러 가지 비밀을 지니고 있는 우주 암석이다.  ...
KISTI의 과학향기
제 3167호
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FOCUS 2

2018년 러시아 월드컵 개막, 성공적인 경기를 위해 중요한 건?

2018년 러시아 월드컵의 막이 올랐다. 축구팬들은 밤잠을 설치고 치킨집에서는 치킨이 동나고 있다. 이번 러시아 월드컵은 월드컵 사상 처음으로 스마트 기기와 비디오 판독이 도입되는 IT 월드컵이기도 하다. 하지만 새롭게 도입된 요소보다 더 중요한 건 축구장에 꼭 필요한 인프라다. 그것은 잔디다.   잔디의 종류, 난지형과 한지형   잔디는 난지형 잔디와 한지형 잔디로 나뉜다. 난지형 잔디는 섭씨 25~30도(℃)에서 잘 자라며, 뿌리가 길고 탄탄하기 때문에 잔디를 낮게 깎아도 잘 견딘다. 또한 고온에 잘 견디고 건조 기후에도 강하다. 하지만 저온에 약해 잎의 색깔이 누렇게 변하고, 동사할 위험이 있다. 대부분의 한국형 잔디가 이에 속한다. 대표적으로 우리나라에서 흔히 볼 수 있는 들잔디, 산기슭에서 볼...
KISTI의 과학향기
제 3165호
180618나노녹색도시250
FOCUS 4

나노 셀룰로오스, 친환경 나노 소재가 만드는 녹색 도시

영화가 그리는 디스토피아 세계에는 공통점이 있다. 바로 자연이 없다는 것. 어둡고 칙칙한 색감의 도시에서 분열된 사람들은 무언가를 찾으려 애쓴다. 그것은 바로 녹색의 유토피아다. 그렇다. 유토피아의 첫째 조건은 청록빛으로 물든 자연이다.   세계는 지금 인간이 만드는 환경 재난으로 고통을 겪고 있다. 기후변화, 미세먼지, 전염병 등 안전하고 건강한 삶을 위협하는 문제들이 산적한 가운데, 미래를 회색빛의 디스토피아가 아니라 푸르른 유토피아로 만들기 위해서 녹색기술이 절실하다.   나노 셀룰로오스의 무한한 가능성   녹색 유토피아를 만드는 친환경 나노 소재로 새롭게 주목받는 것이 ‘나노 셀룰로오스’다. 나노 셀룰로오스는 간단히 말해 나무의 주성분인 셀룰로오스를 나노(10억분의 1m)수준으로 분해한 고분자 ...
KISTI의 과학향기
제 3163호
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FOCUS 1

식스팩도 타고난다고?

여름이면 몸 만들려는 사람으로 헬스장이 북적인다. 몇 년 전부터 남녀 모두 배의 선명한 근육, 즉 ‘식스팩’ 만들기가 화두다. 하지만 윗몸 일으키기를 천 개씩 해봤자 식스팩은 잘 생기지 않는다. 왜 그럴까?   근육은 붉은 ‘지근’과 하얀 ‘속근’으로 나뉜다. 지근은 미오글로빈 함유가 높아 붉은 색을 띈다. 쉽게 지치지 않는 근육으로 마라톤 선수들이 갖고 있는 슬림한 근육이 이에 해당된다. 속근은 미오글로빈 함유가 적으며 성장속도가 빠른 반면 쉽게 지친다. 단거리 달리기나 역도, 보디빌더 선수들은 단시간에 힘을 내는 속근이 발달해 있다. 아쉽게도 복근은 지근의 비율이 높다. 속근보다 만들어지는 속도가 느려 오랫동안 꾸준히 운동해야 모양이 나타난다. 최소 3개월 이상은 운동에 전념해야 배에 새겨지는 복근...
KISTI의 과학향기
제 3161호
180611노동시간250
FOCUS 7

40대가 넘으면 일주일에 3시간만 일하라?

일은 인간의 숙명이다. 모든 사람은 제각기 일을 하며 생계를 유지하고 가족을 건사한다. 물론 재생산에만 그치지 않는다. 일에서 얻는 행복감은 신체 및 정신에 긍정적인 영향을 준다. 적정한 일은 우리를 건강하게 만든다. 당연히 지나치게 많은 일은 일이 주는 모든 장점을 무너뜨린다. 대표적인 장시간 근로 사회인 우리나라는 국민의 건강과 행복을 위해 점차 근로시간을 줄여나가고 있다.   중년 이후의 인지 기능에는 적은 노동시간이 도움 된다   근로시간과 행복 사이에서 고민할 현대의 직장인들, 특히 가정에서의 행복과 직장에서의 성공이라는 두 마리 토끼를 모두 잡기 위해 분주한 40대 직장인들이 꼭 관심을 갖고 살펴봐야 할 보고서가 얼마 전에 발표됐다.   호주 멜버른 대학교의 연구팀은 호주의 40대 이상의 남...
KISTI의 과학향기
제 3159호
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