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한 매체에 따르면 박정훈 한국원자력연구원 첨단방사선연구소 가속기동위원소연구실장 연구팀이 방사성동위원소 ‘지르코늄-89′에서 발생하는 체렌코프 효과를 이용해 암세포를 죽이는 나노물질을 개발했다고 밝혔다.
지르코늄-89는 전기적 성질을 가진 입자로 빛보다 빠르게 움직이며 자외선을 방출한다. 체렌코프 효과란 지르코늄-89와 같은 물질들이 물속에서 빛보다 빠르게 움직이며 빛이나 X선을 방출해 물이 푸른 빛을 내는 현상을 말한다. 원자로 수조가 푸른 빛을 내는 것도 이 효과 때문이다. 1958년 노벨 물리학상을 받은 러시아 과학자 체렌코프가 이 현상을 처음 발견했다.
박 실장 연구팀은 이러한 지르코늄-89를 머리카락 두께 500분의 1 정도 크기인 100나노미터(㎚)짜리 산화티타늄 나노입자 안에 넣었다. 나노입자 외부에는 산화망간을 첨가했다.
이 나노입자는 암세포에 붙어 세포 DNA를 손상시키는 산소 화합물인 ‘활성산소’를 이중으로 방출한다. 우선 지르코늄-89에서 나오는 자외선이 산화티타늄을 녹이면서 활성산소가 나온다. 또 암세포 주변의 약한 산성 조건 탓에 산화망간이 녹으면서도 활성산소가 발생한다. 각각 산화티타늄과 산화망간에서 나온 활성산소는 암세포 DNA를 손상시켜 사멸에 이르게 한다.
이번 연구 성과는 미국 화학회(ACS)가 발행하는 국제 학술지 ‘ACS 응용물질 및 계면’ 표지 논문으로 선정돼 이날 게재됐다. 박 실장 연구팀은 향후 대장암, 폐암, 간암을 비롯한 다양한 암세포주를 이용해 새로 개발한 나노입자 성능을 확인하는 전임상시험을 추진할 계획이다.
지르코늄-89는 암 진단, 면역치료 그리고 나노물질의 체내 거동 확인 등 다양한 의학 분야에 쓰이면서 세계적으로 수요가 급증하고 있다. 지르코늄-89는 체내 분포한 암조직을 영상화하는 역할을 수행하는데, 연구목적에 따라 옥살레이트 제형은 단백질과 항체 기반 의약품 합성에, 클로라이드 제형은 유기저분자와 나노물질 기반 의약품 합성에 쓰인다.
한국원자력연구원은 퓨쳐켐과 동위원소 생산 상호협력협약(MOU)를 체결한 바 있어 투자자들의 관심이 몰린 것으로 풀이된다.
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