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| 인슐린의 혈당 조절 신비 풀었다 |
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산모가 분만을 할 때는 자궁을 수축시키는 옥시토신이라는 호르몬이 다량으로 필요하다. 이는 자궁에 소량으로 있던 옥시토신이 옥시토신을 재생산하도록 촉진해 순식간에 대량의 옥시토신이 만들어진다.
그런가 하면 인슐린은 혈당이 높아지면 분비돼 혈당을 낮추고, 혈당이 어느 정도 떨어지면 인슐린 분비량이 적어진다.
인체는 이런 유사한 주기적 작용이 곳곳에서 일어나면서 생명을 유지한다. 전자는 ‘양성 되먹임’, 후자는 ‘음성 되먹임’이다.
포스텍 시스템생명공학부 최윤섭(박사과정·사진)씨가 미국 스탠퍼드대학 연구진과 공동으로 이런 생체 주기는 음성과 양성 되먹임이 공존할 때에 더욱 안정하게 된다는 사실을 밝혀냈다. 즉, 생체회로의 주기를 조절하는 원리를 알아낸 것이다. 연구 결과는 학술지 사이언스 4일자 인터넷판에 게재됐다.
이에 따라 인공적으로 설계하는 생체회로의 안정성을 높여 생물 발효, 호르몬 생산 등의 효율을 크게 높일 수 있는 길을 열었다.
생명체는 심장 박동이나 세포 분열, 생체 시계 등 대부분 일정한 주기를 가지고 있다. 이런 주기가 안정되지 않으면 생명 유지에 어려움을 겪는다. 미생물로 화학 원료를 생산하는 경우도 이런 주기가 불안정하면 생산량이 급감할 수 있다. 그러나 지금까지 생체 주기의 안정성을 유지하는 메커니즘이 밝혀지지 않았다.
2000년 미국 프린스턴대학 스태니슬라스 리블러 교수팀이 유전자 세 개로 색깔이 나타나는 인공 생체 회로를 만들었으나 그 주기가 불규칙했다. 그 때도 원인을 알지 못했다.
최씨는 컴퓨터 가상 실험으로 그런 원인이 음성과 양성 되먹임이 공전하지 않고,음성 되먹임 시스템만으로 이뤄졌기 때문이라는 사실도 알아냈다.
음성 되먹임은 예를 들어 인슐린 농도가 높으면 낮추게 하고, 낮으면 일정 수준을 유지하도록 더 분비하는 것을 말한다. 인체는 대부분 이런 시스템이다. 그러나 옥시토신처럼 소량의 옥시토신이 대량으로 계속 늘어나도록 하는 것은 양성 되먹임이다.
박방주 과학전문기자
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2008.07.04 01:17 입력 / 2008.07.04 01:49 수정
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| “세계적인 과학자가 되려면 스스로 문제 내 해답 찾아야” |
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“세계적인 과학자가 되려면 훌륭한 문제를 설정하고, 거기에 대한 해답을 찾으려는 능력을 키워야 해요. 요즘 학생들은 선생님이 건네주는 문제나 풀려고 하거든요.”
2001년도 노벨화학상 수상자 일본 노요리 료지(70·이화학연구소 이사장) 박사가 과학자의 길을 걸으려는 청소년에게 주는 충고다.
그는 1일 한양대에서 주는 명예이학박사 취득과 한양대 융합기술관 개관식 참석차 내한해 가진 인터뷰에서 청소년에게 주는 이런 교훈과 한국의 정부 출연연구소의 통폐합 움직임 등에 대한 견해도 밝혔다.
-한국에서는 지금 정부 출연연구소의 통폐합 작업이 한창이다. 그런 경험을 먼저 한 과학자로서 어떤 느낌을 갖는가.
“모든 학문이 극도로 세분화되어 가는 것을 우려하고 있다. 그렇게 되면 젊은 과학자들이 매우 좁은 자신의 전문분야에만 흥미를 갖는다. 자연은 하나다. 국제화와 마찬가지로 과학의 학제화를 추진해 연구자의 시야를 넓히는 것이 필수적이라 본다. 그런 점에서 세분화된 연구기관의 통합은 좋은 일이라고 생각한다.”
-일본은 청소년들이 유학을 잘 가지 않아서, 한국은 두뇌 유출이라고 할 정도로 유학을 많이 가서 문제인 것 같다.
“연구자뿐만이 아니라 리더 격인 사람들은 넓은 시야와 깊은 식견을 가져야 한다. 유학을 하면 시야가 넓어질 수 있다. 적극적으로 유학을 가도록 장려하는 한편 외국에서 국내로 들어오는 길도 넓게 만들어줘야 한다. 그렇다고 구미 등 외국 사람들에게 배운다고 다 훌륭하게 된다는 것은 아니다.
일본인으로서 노벨상을 수상한 물리학자 유카와 히데키, 아사나가 신이치로, 화학자 후쿠이 겐이치 등은 모두 학창시절 유학 경험이 없다. 중요한 것은 독창성과 선도성, 그리고 과학과 사회에 파급효과가 큰 좋은 연구를 하는 것이다.”
-과학자의 길을 가려는 청소년이 가져야 할 자세라면.
“과학 연구는 단순하게 문제와 해답으로 이뤄져 있다. 가장 중요한 것은 좋은 문제를 만드는 것으로, 이는 좋은 해답을 찾는 것보다도 훨씬 어렵다. 학생들은 교사가 주는 문제에 익숙해 있다. 그러나 내가 존경하는 과학자들은 스스로 장대한 문제를 만들고 스스로 깊이 생각해 해답을 찾아냈다. 그런 것들이 과학의 비약적 진보를 가져왔다. 과학자들은 소수파인 것을 자랑스럽게 생각해야 한다. 독창이라는 것은 혼자서 창조한다는 의미이기 때문에 처음에는 당연히 소수일 수밖에 없다.”
-아시아 각국은 서로 경쟁을 하고 있기 때문에 과학기술 개발에 공동 보조를 취하기 어려운 점이 많다. 아시아리서치네트워크에 참여한 이유는 무엇인가.
“이화학연구소(리켄)는 자연과학 종합연구소다. 현재 물리·화학·생명과학·공학 등 광범위한 분야에 걸쳐 활발한 연구가 이뤄지고 있다. 리켄의 최대 과제는 국제화 촉진이다. 나는 특히 아시아 국가 간 협력을 중요하게 생각한다. 그동안 개인 간의 공동연구는 많이 있었지만 국가간 공동연구는 그리 활성화 되지 못했다. 이번 기회가 국가 간 공동연구의 활성화에 큰 계기가 될 것 같다.”
-아시안 국가 간 공동연구의 장점이라면.
“아시아·태평양 지역은 지리적으로 인접해 있어 환경이나 자원, 에너지 문제, 자연재해로 인한 피해의 저감 등 많은 과제를 공유하고 있다. 그중에는 인류 생존과 직결된 심각한 사회적·전 지구적 문제도 적지 않다. 이런 문제들을 해결하는 데는 과학기술이 중요한 역할을 할 수밖에 없다. 아시아 과학자들이 협력한다면 좋은 결과를 가져올 것이다.”
-새로운 관심사는 무엇인가.
“청정화학(그린 케미스트리)에 바짝 신경을 쓰고 있다. 전 지구적 과제는 에너지 절감과 쓰레기 배출 감축 등이다. 이런 문제를 과학과 정치가 함께 나서 풀지않으면 인류의 미래는 어둡다. 미국의 경우 청정화학 분야를 대통령이 나서 육성하고 있다. 한국과 일본도 그렇게 해야 한다. 세제 우대 등 다양한 정책이 뒷받침돼야 청정화학이 이른 시일 내에 자리 잡을 것이다. 개인적으로는 청정화학을 위한 촉매과학 등의 연구와 기획을 하고 있다.”
-건강을 지키는 비결이 있다면.
“열심히 일하는 것이 건강의 비결이라고 생각한다. 과학에 대한 ‘프로’로서 열심히 일하는 것이 즐겁다. 그렇게 즐겁게 일하는 것 자체가 건강을 지키는 원동력이다.”
글=박방주 과학전문기자, 사진=이영규 인턴기자
◇노요리 료지(野依良治)박사=일본 토종 과학자다. 교토대학에서 산업화학을 전공하고, 박사학위도 받았다. 2001년 미국의 윌리엄 놀스, 배리 샤플리스 박사와 공동으로 노벨화학상을 받았다. 화학물질 중 화학적 성질은 같고 모양이 대칭인 두 가지 유기화합물(광학이성질체) 중 한 쪽만 골라 합성하는 방법을 개발한 공로를 인정받았다. 그는 한국을 자주 방문해 한국 과학계에도 잘 알려져 있다.
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2008.07.04 01:16 입력 / 2008.07.04 01:47 수정
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| 황우석 박사, 노쇠해진‘9·11 구조견’ 복제 나서 |
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황우석 박사가 미국의 ‘영웅’ 구조견 ‘트래크’ 복제에 나선다. 트래크는 2001년 미 뉴욕 ‘9·11 사태’ 당시 무너진 건물 더미 속에서 활발한 인명 구조활동을 벌인 명견이다. 미 캘리포니아의 바이오 업체인 바이오아트는 “황 박사가 이끄는 한국의 수암생명공학연구원과 공동으로 트래크를 무료로 복제하는 이벤트를 하기로 했다”고 1일 밝혔다. 이 회사는 트래크의 체세포를 황 박사가 이끄는 수암생명공학연구원에 보낼 계획이다.
박방주 기자
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2008.07.02 01:54 입력 / 2008.07.02 08:08 수정
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| ‘핵 연료봉 빼돌리기’ 꿈도 꾸지마 |
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원자력발전소에서 사용하고 남은 ‘사용 후 핵연료’의 무단 전용을 감시할 수 있는 기술이 개발돼 미국에 수출된다. 한국원자력연구원 김호동 박사팀은 이 기술을 개발해 미국 로렌스리버모어국립연구소(LLNL)로부터 6개월 사용 조건으로 1만2500달러를 받기로 했다고 30일 발표했다.
원자력발전소에서는 원자로에서 꺼낸 연료봉을 커다란 수조에 바둑판처럼 질서정연하게 세워 보관한다. 연료봉에는 거뭇거뭇 덜 탄 석탄이 남아 있는 연탄재처럼 덜 연소된 우라늄·플루토늄이 들어있다.
김 박사팀의 기술은 이 연료봉이 무단 반출돼 핵무기 개발에 전용되는 것을 감시할 수 있는 것이다. 이를 활용하면 사용 후 핵연료를 무단 반출한 뒤 가짜 핵연료봉으로 그 자리를 채워 놓는다 해도 즉시 알아낼 수 있다.
원리는 사용 후 핵연료봉에서 계속 쏟아져 나오는 중성자의 숫자 또는 세기를 측정해 이전 값과 비교하는 것이다. 먼저 핵연료봉이 보관된 수조 중간중간에 중성자 강도 측정기를 세워놓고, 각 측정기의 측정값을 기록해 둔다. 중간에 그 값이 커지거나 작아지는 변화가 있다면 핵연료봉의 위치가 움직인 것이다. 한국원자력연구원 신희성 박사는 “이 기술이 실용화하면 국제원자력기구(IAEA)의 핵 비확산 정책과 활동에도 크게 기여할 것”이라고 말했다.
박방주 과학전문기자
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2008.07.01 00:07 입력
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| ‘동물 체온의 비밀’ 열쇠 찾아 |
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