DGIST는 신물질과학전공 조재흥 교수팀이 생체모방 망간 효소와 인공산화제를 이용한 고효율 산화반응에서 새로운 활성중간체종 발견했다고 24일 밝혔다. DGIST 신물질과학전공 조재흥 교수는 "이번 연구는 이제껏 발견된 적이 없던 3가의 망간-요오드실벤젠종을 발견하고 그 형성과정을 규명했다"고 말했다. 그는 "실용화까지는 아직까지 넘어야 할 산이 많지만 연구를 지속적으로 진행한다면 앞으로 효소 반응연구 분야 발전에 많은 기여를 할 수 있을 것"이라고 전망했다. 생물의 체내 반응들은 대부분 인간의 몸속에 있는 여러 효소들이 작용하며 일어난다. 효소들 중에서도 특정 금속원자를 구성성분으로 갖는 '금속효소'는 체내 산화반응을 일으키기 위해서 산소와 결합해 '금속-활성산소종'을 형성해야 한다. 이 때, 관련분야에서는 보다 효율적인 산화반응을 위해 산소와 효소의 결합을 도와줄 인공산화제인 '요오드실벤젠'을 사용한다. 하지만 산소가 금속효소에 전달되기도 전에 인공산화제가 금속효소의 금속원자와 먼저 결합해 금속-요오드실벤젠종을 형성해버리는 현상이 지속적으로 관찰됐다. 따라서 학자들 사이에선 금속-요오드실벤젠종이 효소와 산소의 산화반응에 미치는 영향이 어디까지인가를 놓고 많은 논의가 있었다. 조재흥 교수팀은 이를 규명해보고자 체내 금속효소 중 망간 중심을 모방한 생체모사 망간착물과 인공산화제인 요오드실벤젠의 합성연구를 시작했다. 연구과정에서 조재흥 교수팀은 3가의 망간-요오드실벤젠종’이 결합된 중간체를 발견하게 되는데, 이는 해당 분야에서 발견된 전례가 없었다. 또 단결정을 분석해 그 구조를 밝혔고 산화반응이 일어나는 메커니즘도 함께 증명했다. 연구 결과는 화학 분야 최고학술지 '미국화학회지(JACS)'에 지난해 11월 28일자 게재됐으며, DGIST 신물질과학전공 정동현 석박통합과정 학생이 제1저자로 참여했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자

KCI는 2일 에테르화 반응용 금속산화물 촉매와 촉매 제조방법 및 촉매를 이용한 선형 폴리글리세롤의 제조방법에 대한 특허권을 취득했다고 공시했다. /mountjo@fnnews.com 조상희기자

[파이낸셜뉴스] 식기세척기에 플라스틱 식기류를 넣으면 미세 플라스틱 노출 위험이 높다는 연구 결과가 나왔다. 미세 플라스틱은 크기가 매우 작아 혈관, 뇌 등 생물학적 장벽을 쉽게 뚫는 등 침투력이 높다. 이 미세 플라스틱으로 인해 치매 발병 위험도 높아지는 것으로 알려졌다. 브라질 상파울루대 연구팀이 서로 다른 플라스틱 식기 13개를 일반 식기세척기에 넣고 세척 과정을 시뮬레이션해 물에 얼마나 많은 플라스틱이 흘러나오는지 평가했다. 분석 결과, 한 번의 세척 사이클에서 방출된 총 미세 플라스틱과 나노 플라스틱 입자는 약 92만 개에 달했다. 이는 전 세계적으로 가정에서 연간 약 3300만 개의 미세 플라스틱 입자가 방출될 수 있음을 의미한다. 세척 중 방출된 미세 플라스틱 입자가 물과 함께 식기세척기 내부를 순환하며 다른 식기 표면에 부착되면, 이후 그 식기를 사용하면서 인체에 유입될 가능성이 있다. 또 물이 하수도를 타고 환경으로 퍼지기도 한다. 연구팀은 식기세척기의 고온(최대 섭씨 70도), 기계적 마찰 등이 플라스틱 분해를 촉진해 미세 플라스틱 입자 방출을 유도했다고 분석했다. 스페인 오비에도대 연구 결과에 따르면 식기세척기 15분 예비 코스에서 미세 플라스틱 입자가 용기 당 평균 14개 미세 플라스틱 입자가, 섭씨 70도 집중 세척에서 평균 166개 입자가 추가 방출됐다. 미세 플라스틱은 세포 손상, 염증 반응, 산화 스트레스, 면역계 교란 등을 유발하며 일부 연구에서는 심혈관질환, 암, 생식 기능 저하 등과의 연관성이 제기된다. 특히 미세 플라스틱이 후각 신경을 타고 뇌로 직접 유입되면 치매 발병 위험도 높아진다. 브라질 상파울루대 연구에 의하면, 사망한 사람들의 뇌 후신경구에서 폴리프로필렌, 나일론, 폴리에틸렌 등 16종의 합성 고분자 미세 플라스틱이 검출된 바 있다. 상파울루대 수석 연구원인 타이스 마우아드 교수는 “후각 경로가 미세 플라스틱이 뇌로 들어가는 주요 진입 경로인 만큼 실내 환경을 안전하게 조성하려는 노력이 필요하다”고 강조했다. 미세 플라스틱 노출을 최소화하려면 플라스틱 식기류 대신 유리나 금속 소재의 식기를 사용하는 게 바람직하다. 해당 연구 결과는 ‘ACS ES&T Water’에 게재됐다. hsg@fnnews.com 한승곤 기자

[파이낸셜뉴스] 서울시 전역에 오늘 오후 2시 기준 오존(O3) 주의보가 내려졌다. 올해 첫 오존 주의보로 어린이, 어르신, 호흡기나 심혈관 질환자는 실외활동을 자제하는 것이 권유된다. 서울시 보건환경연구원은 27일 "오후 2시 기준 오존 주의보 발령 기준인 시간당 최고 농도 0.12 ppm을 초과했다"며 "서울권역에 오존 주의보를 발령한다"고 밝혔다. 오존은 대기 중의 휘발성유기화합물(VOCs)과 질소산화물(NOx)이 태양에너지와 광화학반응에 의하여 생성되는 2차 오염물질이다. 고농도에 노출 시 호흡기와 눈을 자극해 염증을 일으키며, 심하면 호흡장애 현상까지 초래하게 된다. 서울시는 시민 건강을 보호하기 위해 오존 농도가 높아지는 4월 1일부터 10월 31일까지 주말과 공휴일을 포함해 매일 종합상황실을 운영 중이다. 오존 농도를 실시간 모니터링하고 주의보 발령에 대비하고 있다. 오존 주의보가 발령되면 알림서비스 신청 시민, 서울시 유관부서, 언론사, 학교, 다중이용시설 등에 알림톡(또는 문자) 등을 발송한다. 경보 상황 및 시민행동요령을 안내하기 위해서다. 자치구에서도 관공서, 학교, 아파트, 다중이용시설 및 주민에게 개별적으로 알림톡(문자)을 통해 오존 주의보 조치상황을 안내하고 있다. 오존 주의보 휴대전화 알림서비스를 원하는 시민은 누구든지 서울시 대기환경정보 홈페이지의 '대기질 정보 알림서비스 신청'에서 신청할 수 있다. 오존을 포함해 (초)미세먼지 주의보 또는 경보 발령 시 무료로 해당 발령 상황을 안내 중이다. 이 밖에도 홈페이지, 모바일 등에서도 오존 주의보 발령현황 및 시민행동요령을 안내하고 있다. chlee1@fnnews.com 이창훈 기자

[파이낸셜뉴스] 인간 줄기세포를 기반으로 실제 폐 세포구조와 초기면역 반응을 모사한 ‘폐포 어셈블로이드(iAlvAssemb)’ 개발에 성공했다. 실제 폐포 대식세포의 기능을 정교하게 재현할 수 있어 중증 코로나바이러스 감염증이나 고위험조류독감 연구 등에 활발히 활용될 전망이다. 한국생명공학연구원 줄기세포융합연구센터 이미옥 박사 연구팀은 질병청 김정현 박사 연구팀(현 아주대학교 약학대학)과 공동으로 실제 인간 폐 환경을 모사할 수 있는 ‘폐포 어셈블로이드’를 개발하는 데 성공했다고 15일 밝혔다. 폐는 외부 공기와 직접 접촉하는 기관으로 바이러스, 세균, 미세먼지 등 유해 물질에 가장 먼저 노출되며, 이때 폐포 상피세포와 상주 대식세포는 1차 방어선으로서 상호 협력해 초기 면역반응을 조율한다. 지금까지는 이러한 세포 간 상호작용과 면역 기능에 대한 연구는 주로 마우스 등 실험동물 모델에 의존해왔다. 하지만 인간과 동물 간의 생리적 차이로 실제 인간 폐의 세포 간 상호작용과 면역 반응을 정확히 재현하는 데 한계가 있었다. 연구팀은 인간 줄기세포로부터 유도된 폐포 상피세포의 유사 세포와 대식세포의 유사 세포를 공동 배양해 실제 인간 폐의 구조와 면역 반응을 재현할 수 있는 ‘유도 폐포 어셈블로이드(iAlvAssemb)'를 만들어냈다. 두 세포군 각각의 분화 및 기능적 특성을 최적화하고 공동 배양을 위한 맞춤형 배양 조건을 확립해 세포 간 상호작용을 안정적으로 유지하는 데도 성공했다. 이는 최초로 생체 내 반응을 연구실에서 재현하고 분석할 수 있는 플랫폼을 개발한 연구성과다. 특히, 손상된 상피세포 제거, 산화 지질 흡수, 결핵균 감염 반응 등 실제 폐포 대식세포가 수행하는 기능을 정교하게 재현할 수 있어 현재 중증 코로나바이러스 감염증 및 고위험조류독감 연구에 활용되고 있다. 이번 연구성과는 줄기세포를 기반으로 한 3D 인공 폐 모델을 개발한 것으로 폐 질환 연구 및 신약 개발의 성공가능성을 크게 높이고 인간조직 유사도를 기반으로 새로운 약물 평가법을 제시해 동물실험 축소를 위한 중요한 기술이 될 것으로 기대되고 있다. 이번 연구성과는 4월 9일 세계적인 과학저널인 Nature Communications (IF 14.7) 온라인 판에 게재됐다. jiany@fnnews.com 연지안 기자

현대건설이 친환경 신소재를 공동주택단지에 본격 적용하며 건강하고 안전한 주거환경 조성에 박차를 가한다. 14일 현대건설은 제이치글로벌과 '가시광촉매 차열 고무칩 포장기술 적용을 위한 업무협약'을 체결했다고 밝혔다. 지난 13일 서울 종로구 계동 본사에서 열린 협약식에는 현대건설 최광호 주택설계실장과 제이치글로벌 오주명 대표를 비롯한 양사 주요 관계자들이 참석했다. 이번 업무협약을 통해 현대건설은 올해 준공 단지의 야외 놀이터부터 기술 적용을 시작하고, 휴게시설 및 공용마당 등 조경시설 전반으로 범위를 확대해 나갈 예정이다. 제이치글로벌은 친환경 첨단 소재 연구개발 전문기업으로 광촉매 원천기술 기반의 고성능 솔루션을 개발하는 업체다. 광촉매는 빛에너지를 흡수해 화학반응을 유도하는 물질로 항균·탈취·열차단 등의 특성이 있다. 양사가 공동 개발한 가시광촉매 기술은 자외선에만 반응하는 기존 제품 대비 가시광선은 물론 실내외 조명 아래에서도 유효하게 작용해 활용범위가 넓다. 건축자재 등의 안전성을 평가하는 공인시험기관의 검증 결과, 해당 기술이 적용된 구간은 한낮 기준으로 일반 우레탄을 사용한 놀이터 바닥 온도 대비 평균 11℃의 표면온도 저감 효과를 나타냈다. 또 휘발성유기화합물(VOCs) 제거율은 최대 100%, 질소산화물(NOx)은 허용 기준치 이하로 제거돼 기술력과 실효성을 모두 입증했다. 장인서 기자

[파이낸셜뉴스] 현대건설이 친환경 신소재를 공동주택단지에 본격 적용하며 건강하고 안전한 주거환경 조성에 박차를 가한다. 14일 현대건설은 제이치글로벌과 '가시광촉매 차열 고무칩 포장기술 적용을 위한 업무협약'을 체결했다고 밝혔다. 지난 13일 서울 종로구 계동 본사에서 열린 협약식에는 현대건설 최광호 주택설계실장과 제이치글로벌 오주명 대표를 비롯한 양사 주요 관계자들이 참석했다. 이번 업무협약을 통해 현대건설은 올해 준공 단지의 야외 놀이터부터 기술 적용을 시작하고, 휴게시설 및 공용마당 등 조경시설 전반으로 범위를 확대해 나갈 예정이다. 제이치글로벌은 친환경 첨단 소재 연구개발 전문기업으로 광촉매 원천기술 기반의 고성능 솔루션을 개발하는 업체다. 광촉매는 빛에너지를 흡수해 화학반응을 유도하는 물질로 항균·탈취·열차단 등의 특성이 있다. 양사가 공동 개발한 가시광촉매 기술은 자외선에만 반응하는 기존 제품 대비 가시광선은 물론 실내외 조명 아래에서도 유효하게 작용해 활용범위가 넓다. 건축자재 등의 안전성을 평가하는 공인시험기관의 검증 결과, 해당 기술이 적용된 구간은 한낮 기준으로 일반 우레탄을 사용한 놀이터 바닥 온도 대비 평균 11℃의 표면온도 저감 효과를 나타냈다. 또 휘발성유기화합물(VOCs) 제거율은 최대 100%, 질소산화물(NOx)은 허용 기준치 이하로 제거돼 기술력과 실효성을 모두 입증했다. 이외에도 해당 고무칩을 적용한 바닥재는 탄성력과 내구성까지 갖추고 있어 지속 가능한 자재로서의 활용 가능성도 입증됐다. 현대건설 관계자는 "친환경 솔루션 스타트업과의 기술협력으로 동반성장을 도모하고, 안전하고 건강한 놀이환경을 비롯해 쾌적한 주거단지를 조성해 나갈 것"이라고 말했다. en1302@fnnews.com 장인서 기자

[파이낸셜뉴스] 젬백스앤카엘은 진행성핵상마비PSP) 치료제 ‘GV1001’이 미국 식품의약국(FDA)으로부터 희귀의약품 지정(ODD)을 받았다고 2일 밝혔다. 이번 지정은 PSP 치료제로서 GV1001의 가능성을 대외적으로 인정받았다는 데 의미가 있다. 향후 FDA의 다양한 지원 제도를 통해 개발 효율성을 높일 수 있어 세계 최초 PSP 치료제 개발에 속도감이 더해질 것으로 기대된다. FDA의 희귀의약품 지정 제도는 미국 내 20만명 이하 환자에게 발생하는 희귀질환에 대한 치료제 개발을 장려하기 위한 제도다. 희귀의약품으로 지정되면 △임상 비용 최대 25% 세액 공제 △신약 허가 신청 수수료 면제 △시판 후 7년간 시장 독점권 부여 등 다양한 혜택이 주어진다. 젬백스는 PSP 치료제 GV1001의 글로벌 3상 임상시험을 계획 중에 희귀의약품으로 지정되면서 향후 임상 단계부터 다양한 혜택을 받을 수 있게 됐다. 이보다 앞서 지난해 식품의약품안전처로부터 ‘개발단계 희귀의약품’ 지정을 받은 바 있다. GV1001은 항노화, 항산화, 항염 등 텔로머라제의 다양한 효능이 동시다발적으로 발현되는 다중기전 약물이다. 특히 뇌의 면역 환경을 개선하고 염증 반응을 완화하는 기전을 통해 알츠하이머병, PSP 등 신경퇴행성질환에서의 치료 가능성이 기대되고 있다. 젬백스는 지난해 국내 최초 PSP 2상 임상시험을 완료했으며 임상시험 결과 내약성 및 질환의 진행을 늦추는 경향성을 확인했다. 앞서 진행된 전임상시험에서는 GV1001이 운동능력과 공간인지 능력 회복, 타우 단백질 손상 억제 등에서 통계적으로 의미 있는 효능을 보인 바 있다. 현재 국내에서 2상 임상시험(6개월 투약 완료)에 더해 12개월 연장 임상시험을 순조롭게 진행 중이다. 젬백스는 이를 통해 PSP 환자에서 18개월에 달하는 GV1001의 장기 투여 효과와 안전성 데이터를 확인할 예정이다. PSP는 비정형파킨슨증후군으로 눈의 움직임을 조절하는 핵과 관련된 신경세포가 퇴화하면서 발생하는 질환이다. 주요 증상으로는 균형 상실, 인지 기능 장애, 근육 경직 등이 있으며 현재까지 근본적인 치료제가 없어 신속한 치료제 개발이 요구되고 있다. 젬백스 관계자는 “GV1001은 국내에 이어 FDA에서도 희귀의약품으로 지정되면서 PSP 치료제로서의 가능성을 국내외에서 인정받았다”며 “세계 각국에서 희귀의약품 개발에 대한 적극적인 지원책을 펴고 있는 만큼 효율을 높인 글로벌 임상시험으로 세계 최초 PSP 치료제 개발에 성공할 수 있도록 최선을 다하겠다”고 말했다. vrdw88@fnnews.com 강중모 기자

최근 웰빙 열풍과 더불어 '고대 곡물'이 다시 주목받고 있다. 그 중 대표적인 예가 바로 호라산밀(사진), 상표명으로는 '카무트(Kamut)'로 알려진 고대 밀 품종이다. 호라산밀을 카무트라 부르는 이유는 호라산밀을 가장 많이 판매하는 업체의 상표명이 카무트이기 때문이다. 마치 굴착기를 포크레인이라고 불렀던 것과 같은 이유다. 호라산밀의 원산지는 중동 호라산 지역으로 일반 밀보다 크기가 두 배 이상 크고 단백질과 미네랄이 풍부한 것이 특징이다. 영양학적으로 호라산밀은 일반 밀보다 단백질 함량이 높고, 아연, 마그네슘, 셀레늄 등 항산화 작용을 하는 미량영양소가 풍부하다. 미국의 유럽 임상영양학 저널에 실린 연구에 따르면 호라산밀을 섭취한 그룹은 일반 밀을 섭취한 그룹보다 총콜레스테롤, LDL 콜레스테롤, 혈당 수치가 더 크게 감소한 것으로 나타났다. 심혈관계 질환 예방 및 대사 건강에 긍정적인 영향을 준다는 의미다. 한의학적으로도 호라산밀은 비위(脾胃)를 튼튼하게 하고 기혈(氣血)을 보하는 곡식으로 해석할 수 있다. 전통적으로 곡물은 인체의 중심인 비장 기능을 강화하고 소화를 도우며 면역력을 높이는 데 기여한다. 호라산밀은 성질이 따뜻하며 맛은 감(甘)해 체질적으로 허약하거나 만성 피로를 겪는 이들에게 추천할 만하다. 또한 글루텐 함량이 낮아 소화가 상대적으로 잘 되고 알레르기 반응을 일으킬 가능성도 낮아 현대인의 만성 염증과 장 건강 문제에도 도움을 줄 수 있다. 물론 셀리악병과 같이 글루텐에 극도로 민감한 경우에는 섭취를 피해야 한다. 현대의학과 전통의학 모두에서 긍정적인 평가를 받고 있는 호라산밀은 단순한 유행 식품을 넘어, 식이요법의 한 방편이자 건강 관리의 도구로서 가치가 크다. 식탁에 작은 변화 하나가 건강한 삶으로 이어질 수 있음을 고대 곡물의 지혜가 다시 한번 일깨워 주고 있다. 한진우 인산한의원 원장

[파이낸셜뉴스] 지구 온난화의 주요 원인으로 지목되는 강력한 온실가스인 메탄을 고부가가치 산업 원료인 에탄올로 만드는 기술이 개발됐다. 특히 이 기술은 기존 석유기반의 에탄올 생산공정보다 탄소배출을 최대 90% 줄일 수 있다. 또한 공정 장비와 전력비용을 25% 줄여 경제성도 탁월하다. 고려대 화공생명공학과 문준혁 교수팀은 국립타이완대 보이 유 교수팀과 국제 공동 연구를 통해, 상온에서 메탄으로 에탄올을 만드는 고성능 전기화학 촉매 시스템 개발했다고 24일 밝혔다. 이 시스템을 테스트한 결과, 촉매 1g으로 한시간만에 26 밀리몰(mmol)을 만들어냈다. 즉 에탄올 26mmol은 무게로 환산하면 약 1.2g 정도로 아주 적은 양이지만 여기에 사용한 촉매 또한 1g으로 아주 적다. 또한 이 촉매는 100시간 이상 오랫동안 사용해도 그 성능이 유지됐다. 이와함께 공정 모의실험을 통해 기술의 실현 가능성도 검토했다. 그 결과, 기술경제성 분석(TEA)에서 전해조 단가와 전력 비용이 약 25% 절감될 경우, 생산 단가를 낮출 수 있음을 확인했다. 특히 생애주기환경평가(LCA)에서는 기존 바이오 및 석유 기반 에탄올 생산 공정보다 탄소 배출량이 최대 90%까지 줄었다. 연구진이 이번에 개발한 핵심 기술은 여러 종류의 금속 원소가 섞인 '고엔트로피 산화물'이라는 특별한 물질을 이용한 새로운 촉매 설계다. 고엔트로피 산화물은 다섯 가지 넘는 여러 금속 원자가 아무렇게나 섞여 있는 독특한 구조를 가지고 있어서, 각 원자끼리 영향을 주고받아 기존 촉매에서는 볼 수 없었던 새로운 성질을 보여준다. 연구진은 이 고엔트로피 산화물 구조 안에 메탄 반응에 가장 중요한 역할을 하는 코발트 원자를 아주 작게, 딱 한 개씩 떨어뜨려 놓는 특별한 설계를 했다. 마치 넓은 운동장에 똑똑하게 배치된 전봇대처럼, 촉매 표면에 혼자 떨어져 있는 코발트 원자들은 메탄 분자와의 반응을 최고로 끌어올리는 역할을 한다. 기존의 금속 알갱이 촉매와는 달리, 낱개의 원자로 된 촉매는 금속 원자를 100% 가까이 활용할 수 있고, 주변 환경과 섬세하게 반응을 조절해 원하는 반응만 잘 일어나도록 만들 수 있다. 특히 이번 연구에서는 코발트 낱개 원자가 고엔트로피 산화물 지지대와 딱 맞는 전자적 관계를 맺으면서 메탄 분자의 끈을 쉽게 끊고 에탄올로 바꾸는 중요한 역할을 한다는 것을 알아냈다. 문준혁 교수는 "이번 연구결과는 메탄 전환 뿐만아니라 다양한 연료 전환 및 산화 반응에도 확대 적용될 수 있을 것"이라고 말했다. 한편, 연구진은 이번에 개발한 고성능 전기화학 촉매 시스템을 소재 분야 국제 학술지 '어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)'에 지난 23일 발표했으며, 학술지에서는 표지(Inside Front Cover) 논문으로 선정했다. monarch@fnnews.com 김만기 기자