손상 'DNA 조각' 개수까지…초정밀 분석기술 개발 外 [과학게시판]

[아이뉴스24 정종오 기자] 한국표준과학연구원(KRISS, 원장 이호성)이 세포의 DNA 복구 과정에서 발생하는 극미량 ‘손상 DNA 조각’을 초고감도로 검출하고 정량화할 수 있는 분석 플랫폼을 개발했다.

개인 맞춤형 항암 치료와 발암 위험 진단 활용

이번 기술은 손상된 DNA 조각을 개수 단위로 산출할 수 있을 만큼 정밀도가 높다. 기존 분석법 대비 최대 22배 더 많은 조각을 검출할 수 있다. 이를 통해 개인별 DNA 복구능력 비교와 항암제·발암물질 반응 평가 연구의 토대를 마련했다.

인체의 DNA는 자외선, 화학물질, 흡연, 체내 대사 활동 등으로 인해 매일 손상된다. 이러한 손상이 제때 복구되지 않고 돌연변이로 축적되면 노화나 암과 같은 질환의 원인이 될 수 있다.

이에 대응해 세포는 이상 부위를 정교하게 잘라내고 새로운 DNA로 교체하는 ‘뉴클레오타이드 절제 복구(NER)’ 시스템을 가동한다. 이때 잘려 나오는 미세한 DNA 조각의 양과 시간적 변화를 측정하면 세포의 복구 속도와 효율을 정확히 파악할 수 있어, 질병 원인 규명과 치료 반응 예측 연구의 지표로 활용이 가능하다.

KRISS 연구팀은 ‘경쟁적 면역분석법’을 도입했다. 분석용 판 바닥에 손상 DNA와 동일한 구조의 합성 DNA를 기준 물질로 고정하고, 실제 세포에서 추출한 DNA 시료와 손상 DNA 구조에 특이적으로 결합하는 항체를 함께 넣는 방식이다.

시료 속 손상 DNA 조각이 많을수록 항체가 해당 조각에 더 많이 결합하게 돼 결과적으로 바닥의 기준 물질에 남는 항체는 줄어든다. 연구진팀 이 반비례 관계를 활용해 시료 내 손상 DNA 조각의 양을 몰(mole) 단위로 산출하고 이를 개수로 환산했다.

KRISS 최준혁 책임연구원은 “DNA 복구 속도와 효율을 정량화하면 개인별 암 발생 위험을 조기에 진단하고 암세포의 항암제 저항성을 객관적으로 파악할 수 있다”며 “앞으로 실제 사람의 조직을 활용한 후속 검증을 통해 개인 맞춤형 항암 치료 등에 폭넓게 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.

당뇨 관리 ‘스마트 드레싱 패치’ 개발

한국과학기술원(KAIST, 총장 이광형) 기계공학과 박인규 석좌교수 연구팀이 국립한밭대(총장 오용준) 하지환 교수, 한국기계연구원(원장 류석현) 정준호 연구원, 미국 캘리포니아공과대(Caltech·총장 토머스 F. 로젠바움(Thomas F. Rosenbaum)) 웨이 가오(Wei Gao) 교수와 공동연구를 통해 당뇨성 궤양 관리를 위한 ‘무선·무전원 기반 광전자 다중 모달 센서 패치’를 개발했다.

연구팀이 개발한 패치는 여러 생체 정보를 동시에 측정할 수 있는 광전자(optoelectronic·빛과 전기 신호를 함께 활용하는 기술) 센서와 기능성 드레싱을 결합한 형태다. 상처 부위의 포도당 농도, 산성도(pH·수소 이온 농도를 나타내는 지표), 온도 변화 등을 실시간으로 분석할 수 있으며, 환자 스스로 스마트폰으로 상태를 확인할 수 있다.

매일 바늘로 손가락을 찔러야 하는 당뇨 환자들의 고통을 덜어줄 것으로 기대된다.

전류 흘렸더니 전자 ‘회전’ 성질 깨어나

전류를 흘리는 것만으로 나선형 물질 속 전자의 ‘회전’ 성질을 끌어낼 수 있다는 이론 연구 결과가 나왔다. 전자의 이동이 궤도각운동량과 스핀으로 이어지는 과정을 실시간 양자 계산으로 추적한 결과다.

울산과학기술원(UNIST) 물리학과 박노정 교수팀은 미국 미주리대, 펜실베이니아주립대, 독일 막스플랑크 연구소와 함께 나선형 1차원 전도체에 전류가 흐를 때 스핀과 궤도각운동량이 나타나는 현상을 양자 제일원리 계산으로 규명했다.

박노정 교수는 “이번 연구는 나선형 물질에서 특정 스핀을 가진 전자가 더 잘 이동하는 현상인 키랄 유도 스핀 선택성을 이해하고 별도의 자석 없이 전기 신호로만 작동하는 스핀트로닉스·오비트로닉스 소자를 설계하는 데 기초가 될 것”이라고 말했다.

국내 기술로 ITER 삼중수소 저장·공급 시스템 만든다

한국핵융합에너지연구원(원장 오영국)은 국제핵융합실험로(ITER) 건설을 위해 우리나라가 조달하는 품목 중 하나인 ‘ITER 삼중수소 저장·공급 시스템(SDS)’ 계통 설계와 제작을 위한 최종 공급업체로 씨이에스(대표 강영철)를 선정하고 14일 핵융합 본관동에서 계약을 체결했다.

삼중수소 저장·공급 시스템(Storage and Delivery System, SDS)은 ITER 핵융합 반응의 연료인 삼중수소와 중수소를 안전하게 저장·공급하고, 연료 입출 관리와 재고량 측정 등을 수행하는 ITER 연료주기 시스템의 핵심 계통이다.

KIST 원로 과학자 정일남 박사, 키스트미래재단에 1억원 쾌척

키스트미래재단(이사장 김용직)은 14일 서울 성북구 한국과학기술연구원(원장 오상록) 본관에서 김용직 키스트미래재단 이사장, 정일남 박사, 오상록 KIST 원장 등이 참석한 가운데 ‘정일남 박사-키스트미래재단 기부금 약정식’을 개최했다.

대한민국 실리콘 화학 분야의 개척자로 불리는 정일남 박사(전 JSI실리콘 대표이사)가 본인이 몸담았던 KIST의 신진 연구자들을 위해 1억 원을 쾌척했다. 이번 기부금은 키스트미래재단을 통해 연구에 매진하고 있는 미래 과학기술 인재 양성을 위한 장학 사업에 사용될 예정이다.

AI, 공장을 바꾸는 시대에서 조직을 바꾸는 시대로

한국기계연구원(원장 류석현)은 일본 자동차 산업의 AX(AI Transformation)와 DX(Digital Transformation) 전략을 분석한 ‘기계기술정책’ 제123호 ‘일본 제조 AX 현황과 시사점 - 자동차 산업을 중심으로’를 발간했다.

일본 자동차 산업은 AI를 단순 자동화 기술이 아니라 현장의 경험과 판단을 보조하는 ‘보조 지능(Auxiliary Intelligence)’으로 활용하며 인간 중심 협업형 AX 모델을 구축하고 있는 것으로 나타났다.

철도연, ‘폐콘크리트침목 재자원화 장치’ 개발

한국철도기술연구원(이하 철도연)은 13일 춘천시 김유정역 인근 콘크리트침목 적재 장소에서 철도 관계기관 관계자 등을 대상으로 폐콘크리트를 철근과 골재 등 재활용 가능한 소재로 파쇄․분리․선별할 수 있는 ‘폐콘크리트침목 재자원화 장치’의 현장 시연을 진행했다.

이번 현장 시연은 철도 인프라에서 발생하는 폐기물인 폐콘크리트침목을 현장에서 직접 처리할 수 있도록 개발된 이동형 장치의 성능을 확인하기 위한 것이다.

나로우주센터 특별 개방

한국항공우주연구원(원장 이상철)은 우주항공주간을 기념해 오는 24일부터 25일까지 전라남도 고흥에 있는 나로우주센터에서 특별 개방 프로그램을 운영한다.

이번 프로그램 참가자들은 누리호 발사대를 비롯해 보관동에 보관중인 누리호 QM 모델을 직접 둘러볼 수 있다. 이를 통해 누리호 개발과 발사 준비 과정, 우주 발사체 운용 시설의 규모와 역할을 생생하게 확인할 수 있을 것으로 기대된다.

우주항공청, 제5차 ‘우주수송 분야 산업체 SOS 간담회’

우주항공청(청장 오태석)은 14일 경남 창원시 성산구 한화에어로스페이스 제1사업장을 방문해 누리호 발사체 산업 생태계 활성화와 민간 중심 우주수송 분야 산업 발전 방안을 모색하기 위해 산업계와 함께하는 제5차 ‘우주항공 SOS 간담회’를 개최했다.

이번 간담회에서는 누리호 발사 참여 산업체의 현장 의견을 직접 청취하고 누리호 지속 발사를 통해 산업 경쟁력을 강화하기 위한 실질적 방안이 논의됐다.

AI 기반 연구지원·연구행정 혁신방안 논의

구혁채 과학기술정보통신부 1차관은 14일 서울 광화문 HJ 비즈니스센터에서 AI 활용 확산 간담회를 개최했다. 이번 간담회는 현장 중심 정책 실현을 위한 ‘프로젝트 공감 118’의 열다섯 번째 행보다.

구 차관은 연구 현장에서 AI를 적극 활용하고 확산시키기 위한 현장의 목소리를 청취하기 위해 이번 간담회를 주재했다.

한국연구재단, 5단계 BK21사업 본격 논의

한국연구재단(이사장 홍원화)은 지난 11일 제5기 NRF 정책자문위원회 2차 회의를 열고 4단계 BK21사업 성과와 5단계 후속 사업 방향을 논의했다.

정책자문위원들은 BK21사업이 오랫동안 대학원 교육과 연구 경쟁력 강화에 이바지한 대표적 인재양성 사업이라는 점에 의견을 같이했다. 5단계 사업에서도 정책의 연속성과 안정성을 유지해야 한다는 의견이 제시됐다.

호기심 기반 연구 확대 필요

한국과 스웨덴의 젊은 과학자들이 공동 정책보고서를 통해 “최근 양국 모두 의제 기반 연구가 다소 지나치게 장려되고 있다”며 “앞으로 10년, 호기심 기반 연구지원을 확대해야 한다”고 제언했다.

한국차세대과학기술한림원((Young Korean Academy of Science and Technology, YKAST)과 스웨덴차세대한림원(Young Academy of Sweden, YAS)은 ‘호기심 기반 연구와 의제 기반 연구(Curiosity-driven and Agenda-driven Research)’를 제목으로 ‘차세대리포트 특별판’을 발간했다.

민간 수요 맞춤형 위성영상 AI 학습자료 제작

우주항공청(청장 오태석)은 15일 대전컨벤션센터(DCC)에서 국내 위성영상·인공지능 관련 기업들을 대상으로 위성영상 AI 학습자료 수요와 정책 지원 필요 사항을 파악하기 위해 ‘위성영상 빅데이터 AI 학습자료 활용 산업체 간담회’를 개최한다.

나라스페이스, 인도네시아 위성 전문기업 텔콤샛과 지구관측 데이터 사업 협력을 위한 양해각서

나라스페이스테크놀로지와 인도네시아 국영 통신기업 텔콤 인도네시아(PT Telkom Indonesia) 그룹의 위성 전문 자회사 PT Telkom Satelit Indonesia(텔콤샛)와 위성 기반 지구관측과데이터 분석 솔루션 협력을 위한 양해각서(MOU)를12일 자카르타 현지에서 공식 체결했다.

텔콤샛은 인도네시아와 아시아 지역을 대상으로 위성통신 서비스를 제공하는 선도 사업자다. 최근에는 기존 통신 중심 사업 구조를 넘어 지구관측(Earth Observation) 분야까지 포트폴리오를 확대하며, 통신과 지구관측 서비스를 아우르는 종합 우주 기업으로의 전환을 가속화하고 있다.