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  1. 2009/01/23 무선 의료용 초소형 그립퍼(집게) 연구 활발 by 네오
  2. 2008/12/26 꿈 녹화 꿈 아니다...일, 뇌속 이미지 영상화 기술 개발 by 네오
  3. 2008/10/17 IBM, 세계 최초의 단분자 스위치를 개발 by 네오
  4. 2008/10/17 '손가락 한마디'만한 현미경, 美대학이 개발 by 네오
  5. 2008/10/17 알코올성 지방간을 예방·치료하는 레스베라트롤 by 네오
  6. 2008/10/15 세포의 죽음을 인지하는 Mincle by 네오
  7. 2008/10/14 제2한강기적 이끌 엔진 찾아라 by 네오
  8. 2008/10/13 영아의 심각한 감염을 감지할 수 있는 새로운 검사법 by 네오
  9. 2008/10/13 단백뇨 치료에 효과가 있는 Cyclosporine A의 작용 기작 by 네오
  10. 2008/10/13 뇌를 혼란시켜서 질병을 유도하는 과식 by 네오

무선 의료용 초소형 그립퍼(집게) 연구 활발

사용자 삽입 이미지

가까운 미래에, 외과 의사는 외과용 메스를 사용하는 대신에 화학적인 신호에 반응하여 감염되었거나 손상된 조직을 잡고 제거하는 먼지 크기의 무선 기기들을 환자의 몸에 주입하게 될지 모른다. 이러한 직경이 0.1mm보다 작은 초소형 집게(microgrippers)가 John Hopkins 대학교의 연구원들에 의해 개발되었고, 동물 조직을 이용한 생체 검사같은 과정에 테스트를 받았다. 이 초소형 집게는 손과 같이 동작하는 것으로 설명되었다. 즉 "손바닥"에 대상물을 열고 둘러쌀 수 있는 6개의 "손가락"으로 구성되어 있다. 마치 게처럼 생긴 기기들은 외부의 자석에 의해 유도되어 움직이고, 비독성 생화합물 또는 온도 변화에 반응하여 움켜쥐거나 놓는다. 대조적으로, 현재 사용되는 초소형 그립퍼는 얇은 선 또는 튜브를 통해 물리적으로 제어되는데, 이는 복잡한 굴곡을 통하여 기기들을 동작시키는 것을 어렵게 만든다. Hopkins에 제작된 microgrippers는 금도금의 니켈로 구성되어, 신체 외부의 자석을 이용하여 상대적으로 먼 기리에서 기기들을 원격으로 움직이고 유도하는데 사용될 수 있다. 이 생체 공학 프로젝트는 Whiting School 공과대학의 화학 및 생체 분자 공학 조교수인 David Gracia에 의해 지휘되었다. 그의 연구실은 생체 시스템과 시스템 간의 인터페이스의 소형화에 초점을 두고 있다. 무선 microgrippers의 신작을 사용하는 실험들의 결과는 "Proceedings of the National Academy of Sciences."에 보고되었다. 이 논문의 주요 저자들은 Timothy Leong, Gracia, 공동 저자인 Christina Randall, Brian Benson, Noy Bassik, George Stern 등이다. John Hopkins 대학의 기술 이전 관련 직원들은 이 팀의 발명을 다루는 미국 특허를 획득하였고, 특허권 보호를 추구하고 있다. Gracia는 이 기술의 1세대인 이들 기기들이 저렴하게 대량으로 재생 가능한 스스로 동작하는 마이크로 스케일 그리고 나노 스케일의 외과 수술 도구가 되어 의사들이 현재 가능한 것보다 훨씬 적게 신체에 영향을 주면서 다양한 질병을 진단하고 치료할 수 있게 해줄 것이라고 전망한다. 이러한 기들을 만들기 위하여, 팀은 컴퓨터 칩을 위해 사용되는 것과 동일한 공정인 과정인 포토리소그래피(Photolithography)를 사용하였다. 기기의 손바닥과 손가락들에 금도금의 니켈층은 감시자들이 기기를 관찰하게 해주는데, 이들은 MRI와 같은 의학용 영상 시스템을 이용하여 기기를 유도한다. microgrippers 손가락들의 접합부분들은 얇은 크롬층과 구리층을 가지고 있다. Hopkins 보도 자료에 의하면 이러한 층들은 손가락이 야구공 주위를 감싸듯이 자연스럽게 휘감아 잡는 방식으로 압력을 준다. 연구팀은 폴리머 수지의 층을 추가하여 손가락들을 단단하게 그리고 열린상태로 유지한다. 연구팀은 손가락들이 닫히도록 하기 위해 2가지 방법을 사용했다. 하나는 인체의 일반적인 온도와 비슷한 섭씨 36.5도로 주변 조직의 온도를 올리는 방식이다. 열은 폴리머를 부드럽게 하고, 손가락들은 구부러지게 된다. 두 번째 방법은 폴리머에 비슷한 영향을 주는 생물학적 솔루션을 사용한다. 하나의 실험에, 연구팀은 튜브 끝에 달린 살아있는 셀 덩어리로부터 수십 개의 동물 셀들을 붙잡기 위하여 기기들을 사용하였다. Hopkins 보도 자료에 의하면, "이 셀들은 72시간 후에도 여젼히 살아있었다. 이는 세포 취득과정에서 세포를 해치지 않았다는 것을 의미"하는 것이라고 한다. 연구원들이 연구하고 있는 하나의 단점은 일단 집게가 닫히면 집게가 잡은 것을 놓기 위해 다시 열릴 수 없다는 것이다. 연구팀은 다시 열릴 수 있는 별도의 기기를 만들었지만 이는 인체에 유해할 수 있는 과산화 수소 같은 화학적인 자극에 의존하기 때문에(소형화된 조립과 같은 분야와 같이) 산업용 "픽 엔드 플레이스"를 주요 목적으로 하고 있다. 2008년 가을에 Gracia는 미국 국립 위생 연구소로부터 150만 달러의 New Innovators Award를 수상했다. 그는 5년 간의 연구 기간 동안 "완벽한 모바일, 생화학적으로 반응하는 마이크로 그리고 나노 스케일의 외과수술 도구 세트를 개발"할 계획이다. 최초 micrograbber 연구에 대한 기금은 National Science Foundation, National Institutes for Healt, Dreyfus and Beckman Foundations에 의해 조성되었다. (http://www.networkworld.com)

KISTI 『글로벌동향브리핑(GTB)』 2009-01-22

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꿈 녹화 꿈 아니다...일, 뇌속 이미지 영상화 기술 개발

꿈이나 공상 속에서 본 장면을 그대로 다시 재생해서 볼 수 있는 날도 멀지 않은 것 같습니다. 사람들이 꿈이나 머리 속에서 만들어내는 이미지들을 포착해 영상으로 보여줄 수 있는 기술이 일본에서 개발됐습니다.

도쿄에서 김상우 특파원이 보도합니다.

[리포트][인터뷰:남성]
"차를 타고 있다 사고를 당한 것입니다."

[인터뷰:여성]
"다리 위에서 뛰어 내리는 꿈을 꾸었습니다."

[인터뷰:남성]
"기억 나지 않습니다. 대체로."

이 같은 꿈의 내용 파악이 가능한 지 실험해 봤습니다.

방법은 알파벳이나 사각 등의 기호를 흑백으로 그린 모자이크 모양 400장을 본 뒤 두뇌의 반응이 어떤지 MRI로 촬영해 비교해봤습니다.

왼쪽은 실험 대상자에게 보여 준 기호 오른쪽은 이를 본 뒤 찍은 대뇌 모습입니다. 1장 당 12초간 보여준 뒤 뇌의 혈액 순환 패턴을 체크해 본 결과 모습이 거의 비슷하게 나타납니다. 눈으로 본 것이 망막으로 전기신호로 변환돼, 대뇌의 시상 부위에서 영상화된 것입니다. 일본의 국제전기통신 기초기술연구소는 이런 연구 결과를 미국의 과학잡지 뉴론 최신호에 발표했습니다.

현 수준은 뇌에서 만들어진 간단한 이미지들을 처리할 수 있는 정도. 하지만 앞으로 꿈이나 마음 속의 비밀 등을 볼 수 있는 수준으로 발전할 가능성이 크다는 평가입니다.

연구팀은 앞으로 10년 뒤쯤이면 사람이 무슨 생각을 하고 있는지 일부 파악할 수 있을 것으로 전망하고 있습니다.

도쿄에서 YTN 김상우[kimsang@ytn.co.kr]입니다. 기사입력 2008-12-12 02:22

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IBM, 세계 최초의 단분자 스위치를 개발

IBM 연구팀은, 보다 큰 시스템에 적용 가능한 세계 최초의 단 분자 스위치를 개발했다. 또한, 같은 날 IBM의 다른 연구팀은 단일 원자 레벨의 자기 저장장치(Magnetic Storage) 개발로 연결될 수 있는 연구 결과를 발표했다. 이 2개의 연구 성과는, 8월 31일(현지시간) ‘싸이언스(Science)’ 잡지를 통해 보도됐다.

IBM 취리히 연구소의 과학자 팀 인솔자 피터 릴제로스(Peter Liljeroth)는, 나후타로시아닌으로 불리는 분자를 기초로 하여 분자 스위치의 데모를 실시했다. 나후타로시아닌의 내부 공동에는 2개의 수소 원자가 존재하고, 이 원자들은 2개의 위치를 잡을 수 있다. 기사에 의하면, 이러한 원자가 위치를 바꾸는 것으로, 나후타로시아닌의 전도성에 큰 변화를 가져와, 미세한 논리 게이트의 구축을 가능하게 한다고 한다.

분자 스위치는 과거에도 만들어졌지만, 이번에는 분자의 형태가 일정하다는 점이 종래의 분자 스위치와 다르다. 릴제로스는 ZDNet.co.uk와의 인터뷰에서, “우리가 개발한 스위치는 (분자의)형태는 변하지 않고 중앙의 수소 원자만 이동한다. 이 스위치를 사용하여 보다 복잡한 장치를 만드는 것은, 아주 중요한 일이다”라고 덧붙였다.

나후타로시아닌은 릴제로스가 가능성있는 몇 개의 후보를 테스트하는 중 발견했다. 이 분자는 복잡한 장치를 개발하는데 있어서, 하나 더 큰 이점이 있다. 그것은 어느 분자가 이동하면, 인접하는 분자의 스위칭에 영향을 주는 것이다.

릴제로스는 “분자 스위치를 사용할 때, 그 스위치와 다른 복수의 스위치를 통상의 구리 철사로 잇는 방식은, 현실적이지 않다. 그것보다 분자끼리 직접 이어서, 분자로 구성되는 네트워크를 구축하는 것이 더 적합하다”라고 지적했다. 만일 분자군으로부터 보다 복잡한 논리 장치를 만들 수 있다면, 이러한 분자군을 다른 분자군이나 실제 장치에 전자적으로 잇는 것이 가능하다.

그러나 현시점에서 이 스위치는 절대 영도에 가까운 저온에서만 가능하다. 릴제로스는 시스템간 결합의 강도나 보다 복잡한 시스템의 실현 가능성을 조사한 다음, 실온에 가까운 온도로 서서히 접근해 갈 계획이다. 그 방법에는 몇 가지 아이디어가 있지만, 이것은 어디까지나 시험이라고 그는 말했다.

한편, 캘리포니아주 샌노제에 소재해 있는 IBM 아르마덴 연구소의 과학자 팀 인솔자 안드레아스 하인리히는, 주사형 터널 현미경(STM)을 사용하고, 단일철원자가 안정된 자장(자기 이방성)을 얼마나 유지할 수 있는지 측정했다. 현재의 하드 디스크에 사용되고 있는 자구에는 수백만개의 원자가 포함되어 있다. 따라서 단일 원자의 자장을 조작할 수 있으면 자기 미디어의 기억용량은 큰 폭으로 증가한다. 싸이언스 잡지에 보다 상세한 정보가 게재되어 있다.

“우리는 문자 그대로, 1개의 원자를 선택하여 그 자기 이방성을 측정하였다. 그리고 그 근처에 다른 원자를 두어, 그 원자가 (최초 원자의)자기 이방성에 어떤 영향을 주는지 조사했다. 거기서 우리가 예상하고 있는 광대한 데이터 기억 밀도를 가진 소재를, 만드는 방법을 알아냈다”고 하인리히는 말했다.
 
Peter Judge ( ZDNet UK )   2007/09/04 08:07:53 PM
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'손가락 한마디'만한 현미경, 美대학이 개발

손가락 끝에 놓을 수 있을 만큼 작은 현미경을 미국 캘리포니아 공과대학이 개발했다.

이 초소형 현미경은 렌즈를 사용하지 않지만, 최고 품질의 현미경 수준의 확대능을 갖춘 것으로 알려졌다. 1만원 정도의 가격으로 대량생산이 가능하고, 혈액을 분석해 말라리아를 발견하거나 수질검사로 기생충을 찾아내는 등 야외에서도 이용할 수 있다고 한다.

‘optofluidic microscope’라는 이름의 이 현미경은 기존 컴퓨터 칩 기술과 마이크로 유체공학을 조합한 것이다. 25센트 동전의 4분의 1 정도의 크기로, 물체를 촬상하는 부분은 동전에 그려진 미국 초대 대통령 워싱턴 초상화의 코 정도의 크기.

이 현미경은 CCD 센서를 금속층으로 가린 단순한 구조로, 금속층에는 직경 100만 분의 1미터 미만의 작은 구멍이 5마이크로미터 간격으로 나란히 있다. 금속층 위에는 분석 표본을 포함한 유체를 흘리는 경로가 있다. 표본을 분석할 때 현미경 전체에 위에서 조명을 비춘다(햇빛으로도 충분).

표본을 흘려 넣으면 표본중의 세포나 소조직이 금속층의 구멍을 막아 조명이 센서에 닿는 것을 차단한다. 이것이 바늘구멍 사진기처럼 빛과 그림자에 의한 상을 맺게 한다.

개발팀은 이 현미경이 매우 작아 “휴대폰에도 달 수 있고, 태양광만으로도 조명을 사용할 수 있기 때문에 제3세계에도 도움이 될 것”으로 기대하고 있다. 또 이 현미경 양산을 위해 바이오 기술 업체와 논의중이라고 밝혔다.

[지디넷코리아] 박효정 기자, 2008/07/29 04:10:06 PM
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알코올성 지방간을 예방·치료하는 레스베라트롤

최고의 술안주는 과일

과일안주를 챙겨먹는 애주가들은 현명한 선택을 한 것이다. 더욱이 적포도주와 과일안주는 주독(酒毒)을 없앨 뿐 아니라 건강을 지키는 최적의 콤비로 각광을 받을지도 모를 일이다. 왜냐하면 주당들이 안주로 즐겨먹는 과일에 들어 있는 성분이 알코올성 지방간을 예방·치료하는 데 도움을 준다는 연구결과가 나왔기 때문이다. 문제의 성분은 레스베라트롤(resveratrol)이다. 레스베라트롤은 포도, 땅콩, 장과(berries), 적포도주 등에 함유되어 있는 폴리페놀 성분이다. 마우스를 대상으로 한 선행연구에서는 레스베라트롤이 항암 및 항염효과를 발휘한다는 사실을 밝힌 바 있으며, 레스베라트롤이 심장을 보호하고 인슐린민감성을 향상시킨다는 작용을 한다는 연구결과도 발표되어 있다. 레스베라트롤은 한때 (SIRT1을 활성화시켜) 수명을 연장시키는 불로장생약으로 알려져 많은 업체들로 하여금 건강기능식품 개발에 뛰어들게 한 장본인이기도 하다. 그러나 아쉽게도 인간을 대상으로 이러한 효능들을 입증한 연구는 아직 발표되어 있지 않다.

이번에는 레스베라트롤이 만성 알코올 섭취로 인한 지방간을 예방·치료할 수 있다는 연구결과가 나왔다. 사우스플로리다 대학의 연구진이 American Journal of Physiology-Gastrointestinal and Liver Physiology 최근호에 발표한 논문에 의하면, 레스베라트롤이 알코올을 섭취한 마우스의 간에 축적되는 지방의 양을 감소시켰으며, 이와 동시에 간에서 지방이 분해되는 속도를 증가시켰다고 한다. 만성적 알코올 섭취는 간에 지방을 축적시키고 간경화나 간의 섬유화(fibrosis) 등을 초래할 수 있다. 이번 연구는 레스베라트롤이 알코올성 지방간을 치료할 수 있을 뿐만 아니라, 고위험군 환자의 알코올성 지방간 발병을 예방할 수 있음을 입증한 것으로 관심을 모으고 있다.

이번 연구는 "알코올이 간에서 신호전달과 지방의 분해에 관여하는 두 개의 분자(AMPK, SIRT1)를 저해한다"는 선행연구 결과에 기초를 두고 있다. 선행연구들은 알코올이 AMPK(AMP-activated protein kinase)와 SIRT1(sirtuin 1)을 불활성화함으로써 간에 지방이 축적되는 결과를 초래한다고 밝히고 있다. 그런데 레스베라트롤은 AMPK와 SIRT1의 강력한 활성화제로 알려져 있다. 따라서 연구진은 레스베라트롤이 간에서 지방을 제거하는 데 도움을 줄 것이라는 가설을 설정하고 연구에 착수하였다.

연구진은 가설을 검증하기 위하여, 마우스를 4개의 그룹으로 나누어 저지방식을 먹이면서, 1그룹에게는 레스베라트롤을 섞어 먹이고 2그룹에게는 레스베라트롤과 에탄올을 석어 먹였다. 그리고 3그룹에는 에탄올만을 먹이고, 4그룹에는 에탄올과 레스베라트롤을 모두 먹이지 않았다. 연구진은 종료시점에서 마우스의 간을 검사하여 그룹 간에 상호비교하였다. 분석 결과 연구진이 예상했던 대로 레스베라트롤을 투여받은 마우스들은 SIRT1의 발현이 증가하고 AMPK의 활성이 증가한 것으로 나타났다. 나아가 SIRT1과 AMPK의 발현은 다음과 같은 결과를 초래한 것으로 밝혀졌다:
- SREBP-1(sterol regulatory element binding protein)의 감소
- PGC-1α(peroxisome proliferator-activated receptor gamma co-activator alpha)의 활성화
- 혈중 아디포넥틴(지방세포가 생성하는 호르몬으로서 비만을 조절하는 역할을 함)의 농도 증가
- 간에서 아디포넥틴 수용체의 발현 증가

이상의 지표들은 레스베라트롤이 지방대사를 제어하는 분자들을 조절함으로써 알코올성 지방간을 억제한다는 것을 시사한다. 다시 말해서, 레스베라트롤은 간에서 지방의 생성을 감소시키는 동시에 지방의 연소를 증가시킴으로써, 알코올로 인하여 지방이 축적되는 것을 억제한다는 것을 의미한다. 흥미로운 것은 알코올과 레스베라트롤을 병용투여한 경우 레스베라트롤의 긍정적 효과가 더욱 향상되었다는 점이다. 연구진은 이상의 연구결과를 종합하여, "레스베라트롤이 알코올로부터 간을 보호하는 작용은 전적 또는 부분적으로 「SIRT1-AMPK 신호전달 시스템」의 상향조절에 의한 것"이라는 결론을 내렸다. 이번 연구결과가 임상시험에서 재확인될 경우 알코올성 지방간의 예방·치료제를 개발하는 데 크게 기여할 것으로 보인다.

SOURCE: "Resveratrol alleviates alcoholic fatty liver in mice", Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol 295: G833-G842, 2008.
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세포의 죽음을 인지하는 Mincle

 
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세포의 죽음은 다양한 세포들로 구성된 기관들의 발달과 유지를 위해 요구되며 일반적으로 세포 사멸 (apoptosis, programed death pathway)을 통해 매개되고 염증 반응을 유도하지 않은 체 대식 세포 (phagocytes)에 의해 죽은 세포들은 인지되고 제거된다. 그러나 apoptosis 세포의 비효율적인 제거나 세포 손상으로 인한 세포의 죽음, 즉 necrosis는 세포막의 손상으로 인해 세포질과 핵의 요소들이 세포막 밖으로 유출된다. 대식세포에 의한 necrosis 세포의 인지는 염증을 일으키는 면역 반응을 유도한다. 그러나 이러한 세포를 인지하는 수용체와 기작들은 완전하게 규명되지 않았다. ‘Nature Immunology` 최신호에는 세포막 C-type lectin 수용체인 (CLR) Mincle이 necrotic 세포에 대한 염증 반응을 유도한다고 발표하고 있다 (Nature Immunology 9, 2008:1099).

Micle은 CLR 중 DCIR의 멤버 중 하나로 주로 항원 제시 세포 (antigen-presenting cells)에 의해 발현되고 자연 살생 유전자 복합체 (natural killer gene complex)에 위치한 유전자에 의해 발현된다. Mincle은 대식세포에서 lipopolysaccharide 의 자극으로 유도되는 단백질로 동정되었고 곰팡이에 반응하는 염증 반응을 자극하는 것으로 알려져 있다. 그러나 Mincle의 리간드와 신호 기작에 관해서는 규명되지 않았다.

우선 연구팀은 dectin-2 과 DCAR을 포함하는 DCIR 클러스터에 있는 다른 수용체처럼 Mincle은 세포막 도메인에 있는 양성적인 아미노산 잔기가 Fc receptor common -chain (FcR)과 결합하고 있다는 결과를 관찰했다. FcR은 immune receptor tyrosine activation motif를 통해 tyrosine kinase Syk를 활성화시켜 세포 내 신호 전달과 caspase-recruitment domain protein CARD9의 기작을 자극하는 역할을 한다. 연구팀은 대식세포에서 Mincle 수용체를 항체로 자극하면 TNF, IL-5, CXCL1 (KC)와 CXCL2 (MIP-2)를 포함하는 면역성 사이토카인과 케모카인의 생산이 유도되는 현상을 보여주고 있다. 또한 연구팀은 이러한 반응들이 FcR 과 CARD9에 의존하지만 TLR 신호 전달 단백질인 MyD88의 유전적 제거나 Mincle의 아미노산 말단의 세포질 도메인에는 영향을 받지 않은 결과를 얻어냈다. 한편 연구팀은 Micle을 발현하는 세포들이 necrotic 세포에 의해 활성화되는 현상을 관찰했고 세포의 necrotic 세포에서 유출되는 작은 핵 ribonucloprotein의 요소인 SAP130을 Mincle의 리간드로 동정해 냈다. 연구팀은 Mincle이 생체 내에서 세포 죽음에 대해 정상적인 반응에 필요한지를 조사하기 위해 생쥐를 방사선에 노출시켜 흉선의 죽음을 유도하여 neutrophils가 흉선으로 침입하는 현상을 Mincle을 인지하는 항체를 주사하여 막을 수 있었다. 이러한 결과는 Mincle이 비항상성 세포의 죽음을 인지하는 수용체로 염증성 사이토카인을 생산하여 neutrophils를 손상된 조직으로 침입하도록 유도한다는 것을 의미한다.

세포의 죽음으로 인해 악화된 염증성 반응들은 전신성 홍반성 루푸스 (systemic lupus erythematosus 와 같은 자가 면역 질환을 포함하는 몇 가지 병리 현상과 관계되어 있기 때문에 연구팀은 Mincle 이 이러한 질병의 발달에 기여할 수 있을 가능성을 제시하고 있다. 특히 Micle은 이러한 질병들과 병리적으로 관련되어 있는 주요한 핵 항원의 요소들을 인지하고 있다는 점을 고려해 볼 때 Micle이 자가 면역 발달에 중요한 수용체일 수 있다고 연구팀은 설명하고 있다. 따라서 앞으로 추가적 연구를 통해 Mincle의 유전적으로 결여된 생쥐가 이러한 질문에 대해 해답을 줄 수 있을 것으로 기대된다.
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제2한강기적 이끌 엔진 찾아라


섬유 → 철강 → 車 → 반도체 → ? …‘제2 한강기적’ 이끌 엔진 찾아라

‘1인당 국민소득은 100달러 이하, 실업자는 노동인구의 25%, 전력 산출량은 멕시코의 6분의 1 수준, 수출은 200만 달러, 수입은 2억 달러…. 이래서 한국의 경제적 기적 가능성은 전혀 없다.’

미국 외교협회(CFR)가 발간하는 격월간 외교전문지인 ‘포린 어페어즈’는 1960년 한국 경제에 대해 이같이 전망했다.

이후 약 50년간 한국 경제는 이 같은 전망을 무색하게 하듯 빠른 성장을 했다.

선진국이 100년 넘게 걸려 이룩한 산업화를 한국은 30∼40년 만에 실현하면서 ‘한강의 기적’이라는 찬사를 받았다.

특히 조선과 디스플레이, 휴대전화, 반도체, 자동차 등의 산업은 지난해 세계 시장 점유율 1∼5위에 포함될 만큼 경쟁력도 확보했다.

하지만 고도성장을 접고 저성장 국면에 접어들면서 한국 경제에 대한 우려 섞인 전망이 적잖게 나오고 있다. 그동안 경제성장을 이끌던 주력 산업을 대체할 만한 새로운 성장동력(動力)을 창출하지 못하고 있기 때문이다.

산학연(産學硏) 전문가로 구성된 신(新)성장동력기획단이 최근 에너지·환경과 수송시스템 등 6대 분야, 22개 신성장동력 사업을 확정해 이명박 대통령에게 보고한 것도 이 같은 위기의식에 따른 것이다.

경제 전문가들은 “성장동력의 확충은 더는 늦출 수 없는 일인 만큼 시장 창출을 위해 정부가 선제적 투자에 나서야 한다”고 강조한다.


○ 점점 고갈되는 성장동력

한국의 성장동력이 고갈되고 있다는 징후는 곳곳에서 나타나고 있다.

한국의 국내총생산(GDP) 규모는 1993년 세계 12위에 오른 뒤 등락을 거듭하면서 2004년 11위로 한 단계 ‘전진’했다가 2006년 러시아, 2007년 인도에 각각 추월당하면서 13위로 ‘후퇴’했다.

이처럼 성장의 돌파구를 찾지 못한 채 15년간 11∼13위를 맴돌고 있는 주요 원인은 새로운 성장동력 발굴에 실패했기 때문이다.

1960년대 섬유, 1970년대 철강과 기계, 1980년대 자동차와 전자, 1990년대 반도체와 컴퓨터 등 기존 주력산업은 시기를 달리하며 경제성장을 견인했지만 2000년대 들어서는 성장을 이끄는 뚜렷한 신산업이 등장하지 않고 있는 실정이다.

삼성경제연구소는 지난해 ‘한국 경제 르네상스를 위한 구상’ 보고서를 통해 “국가와 기업 모두 새로운 성장 엔진을 찾지 못하고 있는 현실”이라며 “경제 규모에 맞는 선진국형 산업구조로의 전환이 필요한 시점”이라고 진단했다.

최근에는 △지식기반 경제의 도래 △에너지와 환경문제의 대두 △저출산과 고령화 등에 따라 경쟁 환경의 틀이 근본적으로 바뀌면서 기존 경제성장 전략의 실효성도 상당 부분 상실됐다는 지적도 나온다.

세계적 컨설팅회사 맥킨지의 롤랜드 빌링어 서울사무소 대표가 지난해 11월 동아일보와의 인터뷰에서 “한국은 시장 규모와 성장성 면에서 한계에 이르렀다”고 진단한 것도 이런 흐름과 무관하지 않다.


○ 한국 경제 재도약하려면

경제 전문가들은 이명박 정부가 추진하는 신성장동력 사업이 성공하기 위해서는 노무현 정부의 ‘차세대 성장동력’ 사업의 공과를 타산지석(他山之石)으로 삼으라고 조언한다.

노무현 정부 역시 성장동력의 확충을 시급한 과제로 보고 출범 초기 10대 성장동력을 발표했다. 하지만 이후 국정 어젠다로 힘을 받지 못하고 부처별 연구개발(R&D) 과제 수준으로 격하됐다는 평가가 적지 않다. 기술개발에 치중한 나머지 정작 중요한 시장 창출에는 미흡했다는 지적도 나온다.

결국 신성장동력 육성을 위한 정부의 강력한 추진력과 시장 창출 과정에서 민관(民官)의 역할 구분이 명확히 설정돼야 한다는 충고인 셈이다.

삼성경제연구소 복득규 수석연구원은 “신성장동력 사업에서 정부의 역할은 우물에서 펌프질을 하기 전에 한 바가지 먼저 넣어주는 ‘마중물’이 돼야 한다”며 “민간이 나서기 어려운 분야에 정부가 좀 더 강한 의지를 갖고 선제적 투자를 해야 민간 투자가 촉발될 수 있다”고 말했다.

또 그는 “단순히 특정 기술을 정해 R&D 자금을 투입하는 전략에서 벗어나 산업화를 위해 규제를 어떻게 완화할 것인지 등에 대한 점검도 병행해야 한다”고 덧붙였다.

신성장동력 사업 과정에서 ‘선택과 집중’이 필요하다는 제언도 나온다.

현대경제연구원 이주량 신산업연구실장은 “(신성장동력기획단이 확정한) 22개 사업은 너무 많다”며 “국가에서 드라이브를 거는 사업은 3, 4개 정도면 충분하고 나머지는 집중 육성과 유지 발전, 민간 주도 등으로 좀 더 세분해 선택적이면서 차별적인 지원을 해야 한다”고 강조했다.

[동아일보, 2008년 10월 14일] 차지완, 박재명 기자



▼생명공학 - 에너지 - IT… 선진국들 사활 건 투자 ▼

미국과 일본, 유럽연합(EU) 등 주요 선진국도 향후 10년 내 세계 시장에서 유망할 것으로 예상되는 기술을 선정해 대대적으로 투자하고 있다.

정보기술(IT)과 생명공학, 에너지 분야는 공통적으로 포함돼 있고 고령화 사회에 대비한 바이오·보건의료와 환경기술 분야도 각광을 받고 있다.

미국은 민관(民官)이 함께 첨단소재·화합물, 생명공학, 전자·컴퓨터·통신, IT, 제조, 기타 등 6개 분야에 집중 투자하는 ‘첨단 기술개발 프로그램’을 시행하고 있다. 영리기업이 연구 과제를 기획해 제안하면 대학과 비(非)영리 연구기관들이 협동 연구자로 참여하는 구조로 목표를 상업화에 두고 혁신 기술을 상품화하는 데 초점을 맞춰 기술 개발을 하는 게 특징이다. 지난해 예산은 13억 달러였다.

일본 정부는 2004년부터 연료전지, 정보가전, 로봇, 콘텐츠 등 첨단산업 분야와 건강·복지, 환경·에너지 기기 및 서비스, 비즈니스 지원 서비스 등 앞으로 늘어날 사회 수요에 대비하는 산업 분야 등 모두 7개 분야를 육성하는 ‘신산업 창조전략’을 펴고 있다. 이 프로젝트는 미래 유망사업뿐 아니라 현재 일본이 우위를 보이는 기존 산업까지 포함해 지속적인 경제 발전이 이뤄질 수 있도록 하고 있다.

대만 정부는 2002년 4개 산업 분야에 집중 투자하는 ‘양조쌍성(兩兆雙星) 산업발전 계획’을 발표했다. 이미 경쟁력이 있는 반도체, 영상 디스플레이 분야를 강화하는 양조계획과 신규 유망 산업인 디지털콘텐츠, 생명공학 분야를 발굴 육성하는 쌍성계획으로 나뉘어 진행된다.

전문가들은 신성장동력 사업을 육성하려면 △실용화할 수 있고 기업이 원하는 기술 중심으로 △기존 주력 산업과 성장 가능성이 높은 첨단 산업의 균형을 맞춰 △사업화와 수익 창출, 재투자의 선순환이 이뤄지도록 제도적 뒷받침을 해야 한다고 조언했다.

지식경제부 당국자는 “선진국들의 미래 성장동력 프로그램은 민간부문 투자와 창업 환경 조성에 중점을 두고 있다”며 “민간부문의 기술 개발을 유인하기 위한 기금 조성이나 시장 창출을 위한 정책들은 참고할 점”이라고 말했다.

[동아일보, 2008년 10월 14일] 장강명 기자
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영아의 심각한 감염을 감지할 수 있는 새로운 검사법

명확한 이유 없이 고열이 발생하여 응급실을 찾는 영아들의 경우 요로 감염이나 혈류 감염과 같은 심각한 박테리아 감염 (serious bacterial infections-SBIs)을 감지할 수 있는 간단한 혈액검사법이 발견되었다.

보스턴의 어린이 병원 연구진은 조지워싱턴대학 연구진과 합작으로 SBIs의 고위험 영아들을 선별하면서 위험율이 낮은 영아의 입원이나 불필요한 치료, 검사 등을 감소시킬 수 있는 프로칼시토닌(procalcitonin)이라는 새로운 진단 표지자를 발견했다.

연구진은 임상적 범주에서 SBIs 의 잠재적 위험성이 18%인 3개월 미만의 고열 영아 234명에게 FDA에서 최근 허가 받은 새로운 프로칼시토닌 테스트를 사용하였다. 이 결과에서 프로칼시토닌은 고열 영아에 있어 모든 경우의 SBIs을 감지하였고 심각한 감염 우려가 낮은 영아를 구별할 수 있는 역치값을 수립할 만큼 민감한 반응으로 판명되었다. 실제로 감염에 대한 유일한 임상적 표지자로 이 검사를 사용했을 때 다양한 실험실 검사나 임상적 평가를 포함하는 현행 진단법에 접근하였다.

미국에서는 고열로 응급실을 방문하는 영유아가 소아 환자의 다수를 차지한다. 이들 중 20%는 감염의 원인을 알아낼 수 없다. 대부분은 가벼운 질환이거나 자가 치료가 가능한 것으로 판명되지만 일부의 소아는 균혈증(bacteremia)이나 뇌수막염, 폐렴 또는 뇨로 감염과 같은 SBIs로 진단된다. 이 위험율은 3개월 이하의 영아에서는 매우 심각한 것이다.
소아 병원 응급실의 책임자인 Richard Bachur박사는 “우리가 심각한 질환으로 인식하지 않은 환자 중 12%는 검사를 통해 심각한 감염으로 진단된다.”고 말했다.

임상의들은 고열이 있는 소아 중 어떤 아이가 심각한 감염인지를 결정할 수 없으므로 많은 아이들이 광범위한 검사를 거치게 된다. 3개월 미만의 영아들에게 주로 하는 검사는 혈액검사, 뇨검사, 척수액검사를 위한 요추천자(lumbar puncture) 등이며 병원에서 항생제 치료를 하게 된다

고열 조절을 위해 현재 영아들에게 행해지는 비효율적 방법을 인식한 Bachur연구진은 응급실을 처음 방문했을 때 심각한 감염인지를 판단할 수 있는 신속한 진단방법을 연구하였다. Bachur박사는 “우리는 심각한 감염의 위험율이 낮은 영아들을 구별하여 침습적인 검사나 불필요한 항생제투여를 최소화하는 맞춤 치료를 하려고 한다.”고 밝혔다. 새로운 프로칼시토닌 검사법의 고민감성으로 인해 Bachur박사 연구팀은 임상의들이 SBIs위험율이 낮은 아이들을 구별할 수 있는 실제적인 결정값(cut-off values)을 수립할 수 있었다.

연구진은 프로칼시토닌 검사법을 평가하기 위해 다기관 연구를 계획하고 있다. Bachur박사는 만약 이 검사법이 유용한 것으로 판명되면 고열이 있는 영아들의 표준 진단법이 되기를 바라고 있다. 이 연구는Frederick H. Lovejoy Jr 레지던트 연구기금과 소아과 레지던트 연구기금에 의해 자금지원되었고 procalcitonin (PCT) 표지자 분석은 Brahms Diagnostica社에 의해 제조되었다.

[2008-10-08] http://www.sciencedaily.com/

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단백뇨 치료에 효과가 있는 Cyclosporine A의 작용 기작

Calcineurin 억제제인 사이클로스포린 (cyclosporine A, CsA) 의 면역 억제 작용은 T 세포에서nuclear factor of activated T cells (NFAT) 신호기작을 억제하기 때문이라고 알려져 있다. CsA는 또한 proteinuric 신장 질환들을 치료하는데도 사용되어져 왔다. CsA의 단백뇨 치료 효과는 면역억제 작용에 기인한 것으로 알려져 있었다. `Nature Medicine` 최신호에는 단백뇨 (proteinuria)에 대한 CsA의 효과는 T 세포의 NFAT작용을 억제하는데 의존하지 않고 신장의 족세포 (podocyte)의 actin cytoskeleton을 안정화시키기 때문이라고 발표되었다 (Nature Medicine, 2008, 14:931).

사용자 삽입 이미지
신장의 사구체는 매우 특별한 구조를 갖고 있기 때문에 혈장을 선택적으로 여과하여 필수적인 단백질은 다시 혈액으로 돌려보내는 역할을 한다. 미세변화 질환 (minimal change disease (MCD) 과 국소 분절성 사구경화증(focal segmental glomerulosclerosis,FSGS)을 포함하는 다양한 신장 질환들에서 가장 일반적인 공통분모는 소변을 통해 다량의 단백질이 손실되기 때문인데 이러한 병리적 원인은 족세포의 비정상적 기능에 기인하는 것으로 알려져 있다. 족세포 actin cytoskeleton의 다이내믹한 조절은 정상적인 신장의 여과 기능에 핵심적인 작용을 하고 몇몇 족세포 단백질들에 영향을 주는 돌연변이는 acitin cytoskeleton을 재배열시켜 단백뇨 질환을 발생시킨다. 따라서 족세포 actin의 다이내믹함을 조절하는 단백질들은 사구체의 여과 기능을 유지하는데 중요하다.

미국 Miami 의대 Peter Mundel박사 연구팀은 Cys가 족세포에서 Rho GTPases의 조절 인자인 synaptopodin의 탈인산화를 매개하는 calcineurin의 작용을 억제하여 궁극적으로 인산화에 의존적인 synaptopodin14-3-3beta 간의 상호작용을 유지하는 현상을 관찰했다. 또한 연구팀은 이러한 상호작용의 유지는 다시 cathepsin L이 매개하는 단백질 분해 과정으로부터 synaptopodin을 보호한다는 결과를 얻어냈다. 이러한 결과들은 calcineurin 신호 기작의 새로운 견해를 보여주고 있고 단백뇨성 신장 질환들을 치료할 수 있는 계기를 마련한 것으로 평가된다. Synaptopodin과 같은 새로운 calcineurin 기질들은 장기간에 걸친 CaA 치료의 심각한 부작용을 피할 수 있는 단백뇨 치료 약물을 개발할 수 있는 새로운 치료 목표물이 될 수 있다고 연구팀은 설명하고 있다.

[2008-10-04] http://www.nature.com/

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뇌를 혼란시켜서 질병을 유도하는 과식

과식이 뇌를 혼란스럽게 하여 일련의 손상 연쇄반응을 촉진시킴으로서 당뇨, 심장병 및 다른 질병들을 유발시킨다고 미국의 과학자들이 발표했다. 위스콘신 매디슨대학의 Dongsheng Cai 박사가 ‘Cell’에 발표한 논문에 따르면 과식은 뇌에서 휴면상태인 면역계를 활성화시켜서 특정 부위에 외부의 침입자가 없음에도 공격하도록 만든다고 한다. 이번 연구는 비만 환자들이 왜 다른 질병들을 많이 갖고 있는지를 설명해주는 동시에 비만을 예방하는 새로운 방법도 제시하고 있다. Cai 박사는 “이 대사경로는 뇌에서 존재하지만 불활성화 상태로 있다.”라고 설명했다.

2007년 기준으로 전세계 인구 중 18억 명이 과체중 또는 비만으로 분류될 정도로 비만은 전세계적인 문제로 부각되고 있다. 또한 비만은 만병의 근원으로 여겨지고 있으며, 비만과 관련된 가장 많은 연구가 진행된 질병은 당뇨병이다. 비만, 임신, 약물 등으로 인슐린이 생산은 되지만 분비가 안되는 당뇨병을 2형 당뇨라고 한다. 이들 2형 당뇨병 환자의 70%정도는 발병 당시 비만이라는 보고가 있다. 비만과 관련된 다른 주요 질환으로는 심장마비, 고혈압, 관절염 등이 있다. 비만인 사람들은 관상동맥 질환에 걸릴 위험이 높으며 이에 따라서 고혈압이나 심장마비가 발생하게 된다. 현재 여러 비만 치료제들이 판매되고 있지만, 효과가 제한적이거나 위중한 부작용이 발생한다는 문제점이 제기되고 있다.

연구팀은 비만이 왜 만성 염증을 유발시키는가를 설명하기 위한 마우스 시험을 실시했다. 염증은 심장병과 당뇨병을 포함하여 비만과 연관된 여러 다양한 질병에서 확인되고 있다. 연구팀은 IkB 카이네이즈 베타(IkB kinase: IKKb)/핵 인자 카파 B(nuclear factor kappa B: NF-kB가 비만 및 염증의 원인임을 확인했다. 대식세포나 백혈구와 같은 면역세포들은 IKKb/NK-kB를 이용하여 외부의 침입자에 대항한다. 그러나 연구팀은 신체의 물질대사와 연관된 뇌의 부위인 시상하부(hypothalamus)에서도 이 물질이 존재함을 확인했다. Cai 박사는 “시상하부는 에너지를 조절하는 본부 역할을 한다.”라고 밝혔다.

마우스의 뇌에서 IKKb/NK-kB가 높은 수치로 존재하지만 정상적으로는 불활성화되어 있다고 한다. 그러나 이들 마우스에게 고지방 식이를 섭취시키자 IKKb/NK-kB가 과도하게 활성화되고, 그에 따라서 몸에서 식욕과 인슐린을 조절하는 뇌의 호르몬인 렙틴(leptin)의 신호를 무시하게 되었다고 한다. 또한 마우스에서 IKKb/NK-kB를 활성화시키면 사료를 더 많이 섭취했으며 저해하면 덜 섭취했다고 한다.

Cai 박사는 이번 연구가 과식으로 유발되는 질병을 조절하는 중심 스위치를 찾은 것으로 믿고 있다. 그는 “시상하부의 IKKb/NK-kB는 비만과 과다영양 섭취로 유도되는 모든 질병들의 기반이 된다.”라고 설명했다. 연구팀은 왜 이 물질이 뇌와 면역계에 존재하는지는 명확히 알지는 못하지만 오래 전에 정교한 면역계를 갖지 못한 원시동물에서 마우스나 사람과 같은 현대의 동물로 진화된 것으로 추측하고 있다.

Cai 박사는 “이들 물질이 면역방어에서 특별한 역할을 하는 것으로 추정된다. 그렇지만 현대사회가 되면서 영양과다와 같은 환경적인 변화로 이들 경로가 새로운 역할을 하는 것으로 생각된다.”라고 지적했다. 연구팀은 비만 마우스의 유전자를 제거(knock out) 시켜서 정상적으로 사료를 섭취하고 비만을 예방시켰다. 그렇지만 사람들에게 같은 방식을 적용할 수 없기 때문에 IKKb/NK-kB를 저해하는 약물이나 유전자 요법이 효과적일 것으로 보고 있다. 유전자 요법은 바이러스나 벡터(vector)라 불리는 유전자 전달체로 교정용 DNA를 인체로 전달하는 기술이지만 아직은 실험단계이다.

[2008-10-06] http://www.reuters.com/

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그간 컴퓨터와의 얄팍한 관계 속에서 느낀바 있어 이제 진짜 블로거로써도 한번 살아보고 싶은 네오 하지만 딱히 글쓰는 재주는 없고 그렇다고 박학다식하지도 않으며, 또 주관이 뚜렷한 것도 아니라서 줄 곧 불펌 나르기만 해왔기에.. 할 줄 아는 거라곤 그나마 전공이지 않을까 전공으로 뭐 하나 해 볼 순 없을까 결국 얄팍한 지식의 깊이도 들어나겠지만.. 한번 건들여 봐?

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