● what? the big idea?
DNA 서열 분석을 시력검사처럼 쉽고 빠르게
조지 처치와 그의 동료들이 인간게놈 프로젝트를 통해 인간 DNA 30억 개를 거의 모두 해독한지 5년이 지났지만, 이 프로젝트의 가장 큰 가능성 즉 자신의 유전자구성에 맞춤 제작된 치료약개발은 아직 실현되지 않고 있다.
하버드 의과 대학 유전체학자인 처치가 퍼스널게놈프로젝트(PGP)를 시작한 이유가 바로 이것이다.
PGP 프로젝트는 최초의 개인 유전자 서열 분석 시도로서 자원자의 의료기록과 유전자 정보를 비교하여 그 결과를 온라인상에 게시한다.
처치는 이 프로젝트를 통해 DNA 지도 제작을 좀더 일상적인 일이 되게 하여 개인 맞춤 의약품 개발에 도움을 줄 뿐만 아니라 게놈이 대중에 공개되었을 때 어떤 일이 발생할지 미리 알아 볼 수 있는 리트머스 시험 역할을 하길 바라고 있다.
Q.만약 개인이 자신의 DNA 분석을 하고 싶다면 그 비용은 얼마나 드나?
A.20~70억원 정도면 상당히 좋은 게놈 서열 분석을 얻을 수 있다. 현재 우리가 개발 중인 기술을 활용하면 의학적으로 가장 중요한 게놈 1%를, 1년 안에 300만원이면 얻는다.
Q.어떻게 비용을 절감할 수 있나?
A.우리는 폴리나스시퀀싱(Polynase Sequencing)이라는 특허기술을 보유하고 있다. 이 기술은 시퀀싱, 즉 DNA 서열분석 과정을 축소화, 고속화하여 시퀀싱 전체
비용을 감소시킨다.
Q.비용을 낮춘다 하더라도 보험회사가 이를 지불할까?
A.개인 게놈에 드는 100~500만원 사이의 비용은 80년의 수명에 비하면 아무것도 아니다. 만약 단 하루라도 병원 입원 일을 줄일 수 있다면 깊이 생각할 이유가 없다.
Q.PGP의 일부는 자원자의 유전자 정보를 온라인 상에 게시하는 것이다. 그렇게 해서 얻는 것이 무엇인가?
A.내 의료 기록을 온라인에 올렸더니 시애틀에 사는 한 의사가 콜레스테롤 약물치료의 문제점을 발견해줘서 식단과 투약횟수를 변경했더니 몸무게 22킬로그램이 빠졌다.
당신의 개인 게놈을 온라인 상에 올려도 이와 비슷한 일이 발생할 것이다. 다만 다른 점은 컴퓨터가 당신의 게놈을 의료 기록과 비교해 의사에게 의학적 어드바이스를 하면 이를 가지고 의사가 당신과 상담할 거라는 점이다.
Q.유전학적 차별논란에 대한 견해는?
A.우리는 이미 우리 눈에 보이는 유전적 결과를 바탕으로 차별을 하고 있다. 만약 당신이 헌팅턴병의 유전자를 갖고 있다고 치자.
고용주들은 채용을 꺼려할 것인가? 또는 보험회사는 당신의 보험 가입을 거부할 것인가? 정신이상 살인자와 유전자를 공유하고 있음을 알면 이웃사람들은 당신을 배척할 것인가? 물론 단점과 동시에 장점도 나올 것이다.
하지만 이런 건 중요한 문제이다. PGP는 이런 문제에 대한 해답을 얻을 수 있는 첫 번째 걸음이 될 것이다.
“DNA 시퀀싱을 통해 단 하루라도 병원 입원일을 줄일 수 있다면 그 가치는 충분하다.”
'웹 3.0' 시대 예고
● 인터넷
인간처럼 이상적인 답변 제공하는 검색엔진 등장
“따뜻한 휴양지를 찾고있습니다. 예산은 3천달러 정도고 11세된 아이가 있는데 가장 이상적인 휴가계획을 알려 주세요”
이런 요구에 웹을 구성하는 수십억쪽의 서류와 각종 사이트들을 뒤져 인간의 판단력에 비춰 가장 이상적인 답변을 제공하는 검색엔진이 활동하는 시대, 이른바 ‘웹3.0’ 시대가 아직 걸음마 단계이기는 하나 서서히 열리고 있다고 인터내셔널 헤럴드 트리뷴(IHT)이 최근 전했다.
요즘의 웹 2.0 시대 검색엔진이라면 이런 요구를 받고 항공편과 호텔, 렌터카 등의 리스트를 뒤지는데만 수시간이 걸릴 수 있다. 그럼에도 선택되는 답들이 서로 모순적일 수도 있다.
하지만 웹 3.0 검색엔진이 본격 개발되면 마치 여행사 직원이 마련한 것과 같은 세세한 부분까지 곁들인 완벽한 휴가계획을 손쉽게 제공받게 된다.
강력한 웹 3.0이 구축되면 대학 진학을 앞둔 고교생이 자신에게 적합한 대학을 고를 수 있도록 돕는 교육 컨설팅에서 노후 재정계획을 짜는 금융컨설팅에 이르는 다양한 분야에서 웹이 개인 보좌관 역할을 수행할 수 있을 것이다.
웹 3.0 시스템을 구축하는 방법과 시기는 과학자들과 상업적 가치에 주목하는 기술자들 사이에서 치열한 논쟁거리가 되고 있다.
이들은 그러나 이러한 시스템이 등장하자마자 오늘날의 웹 2.0보다 훨씬 큰 상업적 가치를 지닐 것이라는 데 모두 동의하고 있다.
웹상의 정보 가치들에 대한 관계를 탐지하는 기술을 개발중인 레이더네트웍스사는 여행과 영화 등 다양한 주제에 대한 대화자들의 의견이 오가는 교제 사이트의 내용까지 탐지하려 노력하고 있다.
레이더측 기술은 텍스트나 숫자와 같은 구체적인 아이템보다는 동료나 친구, 형제간 대화내용을 저장하는 차세대 데이터베이스 시스템에 기반하고 있다. 이 시스템을 이용하면 미세한 판단까지 가미된 답변을 제공받을 수 있다고 회사측은 설명했다.
英 과학자, 인공 위(胃) 개발
● 인공장기
영국의 과학자들이 인체의 소화 과정을 똑같이 수행하는 인공 위(胃)를 만들었다.
노리치 식품연구소의 마틴 위컴 박사가 설계한 인공 위는 실제로 위에서 나오는 부식성 산과 효소에 견딜 수 있는 정교한 플라스틱과 금속 소재로 만들어졌다.
윗부분은 음식, 위산, 소화 효소가 뒤섞이는 깔때기로 이뤄져 있고 아랫부분은 음식이 인체에 흡수되기 전 음식을 잘게 부수는 작은 금속관으로 만들어져 있다.
위컴 박사가 ‘세계 최초’라고 자부하는 이 인공 위는 위 소화효소의 화학반응에 초점을 맞췄던 과거 실험적 모델들과는 달리 음식을 분해하고, 소화기관을 따라 음식을 이동시키는 위의 수축 과정 등 소화의 생리적 요인들을 포용했다.
위에서 일어나는 물리, 화학적 작용에 초점을 맞춤으로써 인공 위는 식품의 구조와 식품이 소화에 미치는 영향에 대해 좀 더 구체적으로 이해할 수 있게 해준다.
이 인공 소화기관은 이미 상업적 관심을 끌고 있다고 AP 통신은 전했다.
한 과자업체는 비스켓이 소장에서 특수한 영양소를 분비할 수 있는지를 알아보기 위해 이 인공 위를 사용하고 싶다는 의사를 밝혔다. 특허를 받은 이 인공 위는 약 17억원의 연구비를 들여 개발됐으며, 10여개 기업들과 향후 프로젝트를 협상하고 있다.
심줄기세포로 눈먼 쥐 시력회복
● 생명공학
영국 연구팀 “인간 시각장애 치료 길 열려”
영국 과학자들이 줄기세포를 이용해 눈 먼 쥐의 시력을 살리는 획기적인 실험에 성공한 것으로 알려졌다.
런던대학 안과학연구소와 무어필드 안과병원 공동연구팀은 빛의 자극을 받는 수용 신경세포를 배양해 안구에 이식하는 수술을 통해 쥐의 시력이 회복된 사실을 확인했다고 밝혔다.
광수용세포 이식은 그동안 계속 실패해왔으나 이번 동물실험에서 성공함으로써 인간 시력장애 치료에 한걸음 다가섰다고 이 신문은 전했다.
연구팀은 태어난 지 며칠 안되는 새끼 쥐의 안구에서 전구체(前驅體) 줄기세포를 추출해 성장한 눈 먼 쥐의 안구에 이식했다.
연구팀은 안구 줄기세포의 초기 발달단계에서 추출·배양 시점을 선택하는 ‘타이밍 이론’이 연구의 핵심이며 이식될 세포를 형광 초록색으로 변조해 모세포에 안착하는지 여부를 관찰했다고 밝혔다.
이 연구논문은 이번 주중 발행된 과학전문지 네이처에 실릴 예정이다.
논문 대표저자인 로버트 맥라린 박사는 “이번 연구가 시력을 잃은 수많은 사람들에게 빛을 되찾아 줄 수 있는 길임을 확신한다”며 “타이밍 이론은 시력장애 뿐 아니라 다른 중추신경 치료에 널리 응용될 수 있을 것”이라고 말했다.
연구팀의 제인 소든 박사는 “그동안 성장한 안구는 재생능력이 없다고 믿었으나 이번 연구를 통해 안구가 새 광수용세포를 수용해 성장을 뒷받침할 수 있다는 사실이 밝혀졌다”고 말했다.
원유 가채매장량 122년
● 에너지
美에너지硏, 지구상에 총 3조7천400만배럴 원유 존재
세계 석유 생산이 이미 한계점에 도달했다는 이른바 ‘피크 오일(peak oil)’론은 사실이 아니며 앞으로 최소 24년동안은 석유 공급이 줄어드는 일은 일어나지 않을 것이라는 내용의 보고서가 나와 관심이 모아지고 있다.
미국 케임브리지 에너지 연구소(CERA)는 ‘왜 피크오일론은 실패했나. 신화, 전설, 석유자원의 미래’라는 제목의 보고서에서 지구상에는 모두 3조7천400만배럴의 원유가 남아있으며 이는 현재의 소비 속도를 감안할 때 122년은 더 사용할 수 있는 량이라고 주장했다.
이는 피크 오일론자들이 추산하는 석유부존량의 3배에 달한다.
미 에너지부에 따르면 세계 석유 소비량은 하루 8천500만배럴로 미국이 4분의 1가량을 차지하고 있다.
CERA는 또 2030년까지 세계 석유 생산에 있어 ‘피크’는 나타나지 않으며 그 이후에도 생산곡선은 물결 모양의 ‘평탄역’(平坦域)을 보일 것으로 전망했다.
CERA의 석유산업 담당 책임자 피터 잭슨은 피크오일론의 가장 큰 허점으로 석유생산에 있어 유전탐사와 기술발전, 현존 매장량 추산치 증가, 지정학적 변화 등이 고려되지 않은 점을 지적했다.
잭슨은 석유 생산업자들이 더 많은 유전 탐사 및 개발을 통해 석유 생산량을 늘리면서 실제 생산량이 ‘피크 오일’ 예상치를 넘어서고 있다고 덧붙였다. 그는 따라서 석유 생산이 최고점에 도달하는 시기를 좀 더 뒤로 예상하는 것이 바람직하다고 밝혔다.
그는 또 “이러한 시점에 대해 과학적인 설명없이 마구잡이식 예측이 난무하고 있다”며 “세계 경제에 있어 석유는 너무나 중요한 문제인 만큼 조심스러운 분석이 우선돼야 한다”고 말했다.
피크오일론은 1956년에 지리학자 M. 킹 허버트가 처음 제시한 것으로 미국 48개주의 석유생산이 1970년에 절정에 달할 것이라는 점을 정확히 예측했다. 다른 학자들은 이를 세계 석유생산에도 적용해 피크오일 시기를 예측하고 있으나 번번히 빗나가고 있다.
잭슨은 70여개국 3만5천여개 유전에서 석유가 생산되고 있기 때문에 미국 일부에 적용됐던 피크오일론을 전세계로 적용하는 것은 어렵다고 주장했다.
美ㆍ英, 무소음 친환경 항공기 개발
● 항공기술
소음과 연료소모량을 획기적으로 줄인 차세대 항공기 개발이 영국과 미국 합동 연구진에 의해 추진된다.
영국 케임브리지 대학과 미국 매사추세츠 공대(MIT) 과학자들로 이루어진 `조용한 항공기 계획(Silent Aircraft Initiative)’ 팀은 3년간의 작업을 통해 이착륙시의 소음을 제거한 215인승 여객기의 콘셉트 모델을 공개하고 오는 2030년까지 이 항공기를 제작할 계획이라고 밝혔다.
SAX-40으로 명명된 이 혁명적인 여객기는 꼬리 날개 없이 쐐기형 동체와 날개가 한 덩어리를 이루는 일체형 구조를 갖고 있으며 동체가 긴 기존 항공기와 달리 이착륙시의 소음이 세탁기 정도에 불과하고 연료 효율도 기존 항공기에 비해 35%나 높다고 연구진은 밝혔다.
이 항공기 설계에는 상당부분 기존 기술이 응용됐으나 튜브형 동체에 날개가 달린 보통 여객기와 달리 군용 스텔스 첩보기를 연상케 하는 전익(全翼) 형태를 갖고 있으며 꼬리 날개 중앙부에 수직 안정장치가 달린 기존 여객기와 달리 양 날개 끝에 한 쌍의 안정장치가 달려 있다.
날개폭 68m 에 동체길이 44m인 이 항공기의 크기는 보잉 767 정도인데 느린 속도로 공중에 떠 있을 수 있어 착륙시 소음을 줄일 수 있으며 기존 항공기의 착륙시 소음의 원인인 플랩이 없다.
이 항공기에 사용되는 엔진 또한 동체 뒷부분에 내장돼 있어 날개 밑에 엔진이 매달린 기존 항공기에 비해 소음을 크게 줄일 수 있다.
에드워드 그레이처 MIT 교수는 “공항 인근 주민들의 민원사항인 소음 문제는 공항 확장과 항공기 증편에 가장 큰 걸림돌이 돼 왔다”고 지적하고 “조용한 항공기는 이런 문제에 대한 우려를 반영함으로써 항공운송 수요 증가에 부응할 수 있을 것”이라고 말했다.
SAX-40 설계 개발에는 보잉과 롤스-로이스 등 30여개의 항공기 제조사 및 엔진 제조 업체들이 참여했으며 영국 통상산업부가 연구자금의 대부분을 지원했다.
기타 치는 ‘기타 셔츠’ 개발
● 컴퓨터 음악
무대 위에서 공연하는 록그룹의 기타리스트를 손과 몸동작만으로 흉내 내는 ‘에어 기타’도 이제 멋진 소리를 낼 수 있는 시대가 열렸다. 기타 없이도 기타 치는 몸동작만 하면 기타 소리를 내는 셔츠가 개발됐기 때문이다.
호주 신문들은 최근 호주 국립 과학 산업 연구원(CSIRO)의 리처드 헬머 박사가 기타 셔츠를 개발했다면서 이 셔츠는 입은 사람의 팔 동작을 인식해 무선으로 컴퓨터로 전달함으로써 소리를 내게 된다고 설명했다.
신문들은 각기 다른 팔의 위치가 다른 소리를 내게 되는 것이라며 왼쪽 팔은 코드를 고르고 오른 쪽 팔은 기타 줄을 튕기는 역할을 함으로써 기타를 치는 동작을 하면 기타 소리가 나게 되는 것이라고 밝혔다.
그러나 실제로 기타를 치는 것보다 기타 셔츠가 더 좋은 점은 손가락 끝이 부르트도록 연습을 하지 않아도 된다는 점이라고 강조했다.
자신이 기타리스트이기도 한 헬머 박사는 2년여 동안 심심풀이 과제로 연구해왔다면서 맨 처음 아이디어를 얻은 것은 호주의 한 럭비 팀이 시험적으로 사용하고 있는 지능 무릎 받침대를 보았을 때라고 밝혔다.
그는 “연주하는 사람이 뛰어다녀도 소리는 MP3처럼 나온다”면서 앞으로 셔츠를 착용한 사람의 신체적 특징이나 자세, 건강 등도 모두 읽어낼 수 있는 기타 셔츠를 만들어낼 것이라고 연구 계획을 밝혔다.
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