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- CJ제일제당, '김치유산균' 美 FDA서 '식품원료' 공식 인정
- [이데일리 함정선 기자] 한국 전통 발효식품인 김치에서 유래한 식물성 유산균 ‘김치유산균’이 미국 식품의약국(FDA)으로부터 새로운 식품원료로서 안전성을 공식 인정받았다.CJ제일제당(097950)은 토종 유산균인 ‘BYO 피부유산균 CJLP133’이 미국 식품의약국의 신규 식품원료(NDI; New Dietary Ingredient)로 등재됐다고 11일 밝혔다.미국 내 사용 가능한 안전한 식품원료로 인정받기 위해서는 원료 경작 조건이나 재배방법, 제조과정, 사용법, 동물실험이나 임상실험 결과에 이르기까지 미국 식품의약국이 요구하는 세부 항목들을 모두 충족해야 한다. 승인 확률은 15% 정도로, 현재 미국 식품의약국이 인정하는 국내 원료는 백수오, 감태, 흑삼, 바이오게르마늄 등 4개 정도에 그친다.CJ제일제당 BYO 피부유산균 CJLP133은 수백여 개 김치에서 분리한 3500개 유산균 분석을 통해 피부 가려움에 도움이 되는 기능성을 입증하며 탄생했다. 안전성과 임상실험 결과 등 미국 식품의약국의 세부 항목별 요건을 모두 충족해 정식 신규 식품원료로 인증됐다.이에 따라 CJ제일제당은 BYO 피부유산균 CJLP133 제품을 미국 내에 유통, 확산시킬 수 있는 기반을 다지는 것은 물론 분유, 선식, 분말 스무디, 토핑 파우더 등 식품 원료로도 사용할 수 있어 글로벌 B2B 시장 진출도 노려볼 수 있게 됐다. CJ제일제당은 지난해 9월 BYO 피부유산균 CJLP133을 중국에 수출한 데 이어 올 2월부터는 일본 코스트코 24개 전 매장에서 판매하고 있으며, 북미와 유럽 시장을 겨냥해 현지 업체와 수출을 협의하고 있다. 제품에 사용된 균주 ‘락토바실러스 플란타룸 CJLP133’은 한국, 중국, 일본, 홍콩, 호주, 싱가폴 등 6개국에 CJLP133 특허 등록을 완료됐으며 미국은 특허 출원 신청 중이다.▶ 관련기사 ◀☞설탕 色의 비밀…황설탕·흑설탕은 건강할까☞CJ제일제당, 일본 한류 행사서 '비비고' 등 한식 홍보 나서☞CJ제일제당, '쁘띠첼 파파독의 심쿵박스' 한정 출시
- [e-무기]北 잠수함 찾는 '바닷속 뱀장어', 한국형 예인음탐기
- [이데일리 김관용 기자] 이무기는 상상 속 동물이다. 이무기는 천 년을 물속에서 살며 기다리다 때를 만나면 천둥, 번개와 함께 승천해 용(龍)이 된다. 우리 군은 ‘자주국방’의 기치 아래 1960년대부터 국산무기 개발을 위해 노력해 왔다. 50년 동안 쌓아온 기술력은 해외 수출로 이어지며 결실을 맺고 있다. ‘용이 된 이무기’ 국산무기를 소개한다. [편집자주]우리 해군의 대표적인 잠수함 탐지 체계는 ‘예인음탐기’다. 끌어서 당긴다는 의미의 ‘예인’(曳引)과 수중 목표물의 거리 및 방위를 측정하는 ‘소나’(SONAR)를 의미하는 음탐기(音探器)의 합성어다. 예인음탐기는 저주파가 멀리까지 퍼져나가는 특성을 이용해 잠수함의 추진기관과 발전기에서 발생하는 저주파 기계 소음을 원거리에서 탐지하고 식별하는 방식으로 적 잠수함을 탐지한다. 국내 연구진이 개발한 예인음탐기는 선배열 예인음탐기다. 선배열은 소리를 듣는 음향센서를 일정 간격으로 연결했다는 의미다. 음향센서가 낮은 대역의 주파수까지 탐지하려면 이 간격이 넓어야 한다. 센서에 튜브를 씌워 물속에서 길게 늘어뜨려 사용한다. 예인음탐기는 총 길이가 2200m나 된다. 이중 핵심인 센서부는 직경 86~89mm, 길이 320m다.센서부는 케이블 연결모듈(1m), 진동격리모듈(4개·22m), 전원공급모듈(11m), 비음향모듈(11m), 신호전송모듈(11m), 초저주파음행모듈(8개·11m), 저주파음향모듈(4개·11m), 고주파음향모듈(22m), 후미안정화모듈(22m)로 구성돼 있다.광개토대왕함 승조원들이 기동훈련 중 예인음탐기체계를 운용하고 있다. [해군 제공]◇한국형 구축함에 탑재, 北 잠수함 탐지북한은 적에게 쉽게 노출되지 않는 잠수함과 잠수정 전력을 지속적으로 육성해 왔다. 중국으로부터 도입한 잠수함과 자체 기술을 통해 잠수함 및 잠수정(소형잠수함) 개발에 몰두했다. 2014년 국방백서에 따르면 우리 잠수함정이 20여척인데 비해 북한이 보유한 수량은 70여척으로 3배 이상 많다. 1980년대 말에서 1990년대 초까지만 해도 한반도 주변에서의 한국해군 수상함은 미국산 선체 고정형 음탐기(HMS)에 의존할 수밖에 없었다. 항공기용 소나인 ‘소노부이’의 지원을 받는 것도 한계가 있었다. 미국의 예인형 선배열 음탐기(TASS)인 AN/SQR-19를 도입하려 했으나 미국의 판매 금지 정책으로 도입이 불가능했다.당시 국방과학연구소(ADD)는 항만감시체계 기초연구를 통해 광대역 선배열 센서 기술을 연구하고 있었다. 1990년대 들어 북한의 잠수함 전력을 견제하기 위한 구축함(KDX)과 예인 음탐기 체계의 필요성이 커지자 1991년 11월 해군은 국내개발을 전제로 한 무기체계 소요를 제기했다. ADD는 1993년 선행개발을 시작했다. 이어 1996년 실용개발을 거쳐 1999년 선배열 예인음탐기 체계 개발에 성공한다. 선배열 예인음탐기는 한국형 구축함(KDX)의 첫 번째 함정인 ‘광개토대왕함’(3200t)에 탑재됐다. 이후 3000톤급 이상의 전투함에는 모두 예인음탐기를 탑재했다. ◇여관 옥상이 작업장, 반복되는 ‘뱀장어 수술’예인음탐기 개발 당시 연구원들은 실험실에서 이를 직접 제작하다 보니 막상 해상에서 시험을 하는 도중에 고장이 발생하기도 했다. 그 중에서도 가장 곤혹스러운 고장이 호스 내부의 신호선이 끊어지는 상황이었다. 통상적으로 동해 외해에서 시험을 하다가 이런 고장이 발생하면 시스템 전체를 일단 숙소(여관)로 옮기고 밤이 되도록 기다려야 했다. 여관을 오가는 일반인들에게 공개할 수 없는 보안 문제 때문이었다.센서부 길이가 길기 때문에 아무 곳에서나 점검하지 못하고 여관 옥상 정도는 돼야 했다. 어두워지기를 기다렸다가 톤 단위를 넘어가는 무거운 시스템을 좁은 여관 통로를 통해 운반해야만 했다. 누가 보면 안 되기 때문에 옥상에 전등을 켜지도 못하고 손전등을 비추어가며 호스 일부를 가르고 센서들과 신호선들을 꺼내어 하나씩 점검했다.ADD 관계자는 “끊어진 부분들을 찾아 연결하고 신호상태를 확인 한 후 다시 호스 속에 넣고 역으로 조립하는 일련의 과정은 마치 의사가 수술하는 과정과 다를 바 없었다”면서 “그래서 이를 뱀장어 수술이라고 불렀다”고 말했다.음탐을 분석하는 것도 만만치 않았다. 해양환경(음속구조)에 따라 음파가 한곳에 뭉치기도(수렴구역)하고 거의 도달하지 않기도(음영구역) 한다. 그 당시만 해도 시험에 참가한 대부분의 관계자들이 물속에서는 음파가 다니는 길이 따로 존재하고 그 길을 결정하는 것이 음속구조란 사실을 몰랐다고 한다. 그래서 당연히 예인음탐기가 표적에서 가까울수록 잘 탐지하는 것으로 생각했다. 1995년 9월 대전함에서 진행된 선행 시제품 해상시험에서 개발자들이 예인음탐기 케이블을 풀고 있다. [국방과학연구소 제공]◇포항에서 울릉도까지 장거리 탐지 성공 성능시험 평가 당시 동해에서 깊이 잠항하는 잠수함을 얼마나 먼 거리에서 탐지할 수 있는지가 체계 개발에 참여한 군과 개발자들의 관심사였다. 연구실에서의 시뮬레이션과 육상에서의 시험 장비를 이용한 장비 성능시험에서는 설정했던 목표를 달성했다. 그러나 바다에서 음파전달 환경의 변수가 많아 해상에서의 탐지 성능을 예측하기 어려웠다.1998년 9월14일 ADD 시험선 선진호에 예인음탐기 개발 시제품을 탑재해 포항 해군 부두에서 해상시험 해역으로 출항했다. 잠수함 신호를 모사해 발신하는 표적물은 부경대 시험선인 탐양호에 탑재했다. 탐양호는 포항 연안에서 북쪽으로 이동하면서 모의 표적을 잠수함 잠항 깊이에서 끌고 갔다. 동해 시험 해역에 도착한 선진호에서 예인탐지기 센서를 바다에 내려서 센서신호가 정상적으로 수신되는 것을 확인하고 시험을 시작했다. 센서심도를 150m로 끌어내렸으며 선진호는 울릉도를 향해 이동하면서 표적을 탐지했다. 50km까지 표적탐지가 가능한 것을 확인한 개발자들은 최대 탐지거리가 얼마나 되는 지 확인하기 위해 배를 울릉로 인근까지 몰고 갔다. 표적이 74km 전방에서 탐지됐을 때 이미 울릉도 근해여서 더 이상 시험을 진행하기 어려웠다. 국내 최초로 잠수함을 원거리에서 탐지할 수 있다는 사실을 확인했던 순간이었다.예인음탐기 주요 핵심부품은 국내 독자기술로 설계·제작됐다. 비교적 얕은 바다인 서·남해와 심해인 동해가 공존하는 우리나라 해역의 대잠 환경에서 최적 운용이 가능하도록 개발한 게 특징이다. 서해는 수심이 얕아 중량케이블을 길게 내릴 수가 없다. 따라서 300m 경량케이블을 적용해 예인함의 방사소음이 센서에 미치는 간섭을 최소화켰다. 센서심도 30m에서도 운용이 가능하다.어선의 어로활동이 빈번해 수중 배경 소음이 높은 대잠 환경에서도 미세한 잠수함 소음을 탐지할 수 있도록 정밀 주파수 분석 능력이 뛰어나다. 적의 어뢰공격 시 어뢰발사 순간 소음을 자동 탐지해 경보하는 순간 소음 탐지기능도 갖추고 있다. 특히 음향 기만기를 함 주변에 살포해 어뢰로 착각하게 함으로써 우리 함정은 긴급히 회피 기동할 수 있도록 한다.특히 예인음탐기 체계는 최대 1800m의 케이블로 수심 300m 아래까지 탐지할 수 있다. 잠수함이 내는 소음을 대역별로 탐지하고 추적하며 아군인지 적군인지 식별 업무까지 수행한다. 여기에 표적 위치 추적 정보를 이용한 표적의 움직임 분석(TMA) 기능도 갖추고 있으며 적 잠수함이 발사한 어뢰에 대한 경고 메시지도 전송한다. 선배열 예인음탐기는 우리 해군이 북한의 재래식 잠수함정에 효과적으로 대응할 수 있도록 했을 뿐만 아니라 항만감시체계와 이동형 수중조기경보 체계인 저주파 예인음탐기를 개발할 수 있도록 한 발판이 됐다.예인음탐기 체계(TASS) 운용개념 [국방과학연구소 제공]
- [e-무기]"수색은 개처럼 운송은 말처럼"…첫 국산 군사로봇 '견마'
- 이무기는 상상 속 동물이다. 이무기는 천 년을 물속에서 살며 기다리다 때를 만나면 천둥, 번개와 함께 승천해 용(龍)이 된다. 우리 군은 ‘자주국방’의 기치 아래 1960년대부터 국산무기 개발을 위해 노력해 왔다. 50년 동안 쌓아온 기술력은 해외 수출로 이어지며 결실을 맺고 있다. ‘용이 된 이무기’ 국산무기를 소개한다. [편집자주][이데일리 김관용 기자] 2008년 어느 봄날 새벽 2시가 넘은 시간, 국방과학연구소(ADD) 창원 시험장 정비동 앞을 차량 헤드라이트가 환히 밝히고 있었다. 그동안 각 기관에서 개발해온 ‘견마로봇’ 부품들을 한자리에 모아 처음 완성체 테스트를 진행하는 날이었다. 견마로봇은 국내 최초의 군사용 로봇이다. 이날 견마로봇은 첫 실험에서 연구원의 제어명령에 따라 움직이기 시작했다. 국내 기술로 우리 연구원들이 만든 견마로봇의 결과를 눈으로 확인한 것이다. 2005년 11월 견마로봇 개발을 시작한지 3년만의 성과였다. ◇장애물 알아서 피하고 적 공격 대비해 기관총도 탑재견마로봇은 개 견(犬)과 말 마(馬)의 합성어다. 말 그대로 개처럼 냄새를 맡으며 수색을 하고 말처럼 물건을 옮기는 로봇이라는 의미다. 시설감시경계용으로 개발된 견마로봇은 근접 전투, 감시 정찰, 주요 시설 감시 경계, 지뢰 탐지 및 물자수송 등의 임무 수행이 가능하다. 가로 2.8m, 세로 1.8m, 높이 1.7m, 무게 1.5톤(t)의 견마로봇은 최고 시속 50km로 주행한다. 8시간동안 작동하면서 주·야간 전방 300~800m 거리 내에 적군을 탐지하는 능력을 갖추고 있다.견마로봇은 네트워크 기반의 이동형 무선 통신을 통해 6km 이상 떨어진 인근 부대와 실시간 정보 공유가 가능하다. 정해진 경로나 지도상에 정해놓은 지점을 통과하도록 명령하면 자율 주행한다. 정해진 시설에서 자동으로 기동임무를 수행할 수 있다. 감시정찰을 위한 확장형 감지장치와 필요 시 적에 대응하기 위한 기관총, 목소리로 암구호를 확인하는 음성 송수신 장치 등도 탑재했다.자율감시기능은 견마로봇의 가장 큰 특징이다. 정해진 기동로나 시설을 자율적으로 감시할 수 있다는 것이다. 이동하면서 철조망을 감시하고, 정지해서는 은닉상태로 움직이는 표적을 자동으로 탐지한다. 이 정보는 원격 운용자에게 전달된다. 원격 운용자는 평소 다른 임무를 수행하면서도 영상을 모니터링할 수 있다. 필요시 감시 장치나 무장을 통해 원격 사격도 가능하다. 통신수단은 2006년 당시 세계에서 가장 앞서 있던 와이브로 통신장치를 개선해 탑재했다. 다른 견마로봇의 원거리 운용을 위한 통신 중계 기능도 탑재하고 있다. 6개의 바퀴가 달린 차량을 기반으로 개발된 견마로봇 [국방과학연구소 제공]ADD는 유사장비인 미국의 MDARS-E(Mobile Detection Assessment and Response System-Exterior)나 이스라엘이 국경지대에 배치해 운용하고 있는 무인차량 ‘가디엄’(Guardium)과 비교해도 견마로봇이 성능면에서 우위에 있다고 강조한다. 이스라엘의 무인차량은 주행로 상에 장애물이 등장하면 일단 가동을 중단하고 원격 운용자가 원격제어로 장애물을 회피한 후 다시 자율 주행한다. 여러 대를 운용할 경우 상대적으로 많은 운용자가 필요한 셈이다. 반면 견마로봇은 장애물을 스스로 회피할 수 있어 주행로상에 예기치 못한 장애물이 등장해도 원격제어 없이 지속적인 자율주행이 가능하다. 이 때문에 1명이 동시에 최대 8대까지도 운용할 수 있다. 미국의 MDARS-E는 디젤 엔진을 탑재해 가동시 상대적으로 소음이 크다. 반면 견마로봇은 하이브리드 엔진을 탑재하고 있어 저속으로 단거리를 운행할때는 배터리를 동력원으로 쓰기 때문에 소음이 없다. 원거리를 고속 이동할 때는 가솔린 엔진을 가동하고 엔진 가동 중에 배터리는 자동 충전된다. ◇로봇 폭발로 화재, 프로젝트 접을 뻔견마로봇 프로젝트는 한국전자통신연구원(ETRI) 등 3개의 국가출연연구소와 5개의 방위산업 기업, 12개의 로봇 중소기업이 협력한 대규모 사업이다. ADD에서도 240명이나 참여했다. 견마로봇으 개발 과정은 순탄치만은 않았다. 2008년 불의의 사고로 테스트 중이던 견마로봇 시제품이 잿더미가 되는 사건이 발생했다. 하이브리드 엔진을 적용한 견마로봇은 가솔린 엔진과 배터리로 동력을 얻는다. 연일 계속되는 테스트를 위해 배터리를 충전하다 과충전으로 배터리가 폭발해 화재가 발생한 것이다. 견마로봇 실험실은 매캐한 연기와 소화기 분말로 가득 찼다. 이후 한동안 사고 관련 보고와 대책 마련으로 연구개발과는 담을 쌓고 지내야 했다. ADD 관계자는 “당시에는 모든 것을 잃었다고 생각했다”면서 “하지만 사용자 입장에 서서 좀 더 안전하고 신뢰성 있는 장비를 개발하게 된 계기였다”고 회고했다. 견마로봇이 기동하고 있다. [국방과학연구소 제공]◇육군 견마로봇 소요제기…공군도 기지방호에 활용 검증견마로봇 개발팀은 2009년 12월부터 다시 3년간의 시험개발을 통해 3가지 모델을 만들어냈다. 야지 주행성이 뛰어난 군수용으로 운용자가 탑승하지 않는 모델, 저가 민수용으로 1명의 운용자가 탑승해 유인 운용이 가능하고 필요시 무인으로도 운용할 수 있는 반무인형 모델, 민수 및 군수 겸용으로 사용 가능하며 2명의 운용자가 탑승하거나 무인으로도 운용 가능한 중저가형 모델이다. 이 시제품들에 대해 국방부가 처음으로 로봇을 활용한 전방에서의 전투실험을 추진했고, 2013년에는 육군이 처음으로 감시정찰 및 수색용으로 활용하기 위한 무인로봇 소요를 제기했다. 견마로봇 개발팀은 2014년 말부터 견마로봇을 공군 기지방호에 활용 가능한지를 확인하는 일종의 실용화 시범사업을 추진하고 있다. 올해 11월까지 진행되는 이번 사업에서 견마로봇은 활주로 담벼락 순찰과 이상징후 탐지 업무를 수행하고 있다.ADD는 향후 추후 견마로봇의 일부 기능을 가감하거나 임무장비를 선택적으로 탑재하는 등의 실용화가 이뤄지면 견마로봇을 더 다양한 시설의 감시경계장비로 활용할 수 있을 것으로 기대하고 있다. 2020년경에는 우리나라에서도 본격적으로 군사용 지상로봇을 활용하는 시대가 올 것이라는 예측이다.ADD 관계자는 “견마로봇은 정교한 레이더 등을 탑재해 악천후에도 스스로 환경을 인식하고 원격 운용자의 최소한의 조작으로도 운용되는 장비로 발전할 것”이라면서 “민수용으로 개발할 경우 테러진압, 재난구조용, 물자수송, 시설감시 등의 다양한 역할을 수행할 수 있을 것”이라고 말했다.
- 국내연구진, 고위험 동맥경화반 조기 진단기술 개발
- [이데일리 오희나 기자] 국내연구진이 고위험 동맥경화반을 조기 진단할수 있는 기술을 개발했다. 미래창조과학부는 김진원 교수(고려대), 박경순 박사(기초과학지원연구원) 등 공동연구팀이 급성 심근경색 및 심장마비를 유발하는 고위험 동맥경화반을 조기에 진단할 수 있는 표적 영상 진단기술을 개발했다고 23일 밝혔다. 동맥경화반은 동맥혈관 내벽에 지방이나 혈액 내 기타 물질들이 쌓인 덩어리를 말한다. 일반적으로 안정적인 상태로 단시간에 위험한 것은 아니나, 특정 염증세포의 침투로 인해 염증반응이 발생한 고위험 동맥경화반은 심근경색, 심장마비를 일으키는 주 원인이다. 최근 심혈관 질환으로 인한 사망률을 낮추기 위해 최근 관상동맥 내 고위험 동맥경화반을 조기에 정밀 영상 진단해 개인별 맞춤 치료에 이용하려는 연구가 전 세계적으로 시도되고 있다. 고위험 동맥경화반은 내부 괴사조직이 크고, 병변을 둘러싼 보호섬유막 조직이 얇으면서 대식세포의 침투로 인한 염증 반응을 보이는 것이 특징이다. 염증 반응 정도가 심한 경우 보호섬유막 조직이 녹아 파열되면 혈관을 막히게 해 심근경색과 심장마비를 일으킨다. 하지만 현재 임상에서 이용되고 있는 영상 진단법은 혈관의 좁아진 정도와 동맥경화반의 형태적 변화만 매우 제한적으로 볼 수 있다. 특히 심장마비의 상당수는 협착 정도가 심하지 않은 부위에서도 예기치 않게 발생하므로 현재의 영상기법으로는 조기에 정밀한 예측이 어려운 실정이다. 연구팀은 이전 선행연구를 통해 인도시아닌그린(ICG)을 이용한 분자영상과 혈관 내 미세구조를 동시에 볼 수 있는 카테터 융합 영상기술을 개발한 바 있다. 인도시아닌그린은 임상에 바로 적용이 가능한 장점이 있는 반면 동맥경화반의 여러 구성 물질에 비특이적으로 결합하는 심각한 한계점을 가지고 있었다. 이번 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 특정 세포를 정밀 표적하는 영상기술을 개발했다.연구팀은 기존연구와 차별화된 전략으로 대식세포에만 선택적으로 결합하는 근적외선 형광 물질을 새로이 합성해 세포 및 소형동물, 인체와 유사한 대형동물 혈관 내 병변까지 정밀영상화 하는데 성공했다. 새로운 대식세포 표적 나노영상물질을 심혈관 카테터 융합 영상 기술에 성공적으로 결합해 심장혈관과 유사한 대형동물 혈관 내 표적 영상 실험에 성공한 것이다. 연구팀은 향후 인체로의 적용은 긍정적으로 예측되며, 고위험 동맥 경화반의 조기 진단을 통해 심혈관 질환 사망률 감소에 크게 기여할 것으로 기대하고 있다. 김진원 교수는 “이번 연구는 의학, 화학, 기계공학, 광학 등 다학제 연구의 결실이며, 실험용 생쥐, 대형동물(토끼)에까지 성공적으로 실험을 마치고 인체 적용 또한 조기에 이뤄질 것으로 전망된다”며 “심혈관 질환으로 인한 사망률 감소에 기여할 것으로 기대된다“고 말했다. 이번 연구는 미래창조과학부 기초연구사업(개인연구) 지원으로 연구를 수행했으며 연구 결과는 세계적 권위의 학술지 사이언티픽 리포트(Scientific Reports) 7일자에 게재됐다. 소형동물 생체영상 시스템과 동맥경화반 대식세포 영상. 자체 개발한 소형동물 생체영상시스템을 이용하여 생쥐 경동맥에 있는 동맥경화반 영상을 획득함. 동맥경화반 내 염증세포가 붉은색으로 밝게 빛나고 있다. 미래부 제공
- 기초과학연구원, 빛으로 제어하는 스마트 NO 전달 시스템 개발
- [대전=이데일리 박진환 기자] 빛에 대한 감응반응을 이용해 일산화질소(nitric oxide, NO)의 저장과 방출을 제어할 수 있는 ‘스마트 NO 전달 시스템’이 개발됐다.기초과학연구원(IBS)은 복잡계 자기조립 연구단의 김원종 그룹리더 연구진이 서울대 의대 김정훈 교수팀과 공동으로 자체 개발한 스마트 NO 전달 시스템을 활용해 동물 안구의 손상된 각막을 치료하는데 성공했다고 23일 밝혔다. 이번에 개발된 스마트 NO 전달 시스템은 다량의 일산화질소를 안정적으로 저장, 빛에 대한 감응반응을 활용해 우리 몸의 질병 부위에 일산화질소를 선택적으로 전달할 수 있다.일산화질소는 우리 몸에서 혈관 팽창과 신경 전달, 면역반응 등에 관여하는 기체로 상처치유와 항암치료 등의 다양한 분야에 적용될 수 있는 물질이지만 반응성이 매우 커 쉽게 변질되는 특성상 인체 내에서 저장과 방출을 제어할 수 있는 전달 시스템 개발에 어려움을 겪어 왔다.이에 연구진은 다량의 일산화질소를 저장했다가 선택적으로 방출할 수 있는 나노입자(nanoparticle) 구조를 개발, 빛과 pH(산도) 변화의 순차적인 자극을 통해 일산화질소의 저장과 방출을 조절할 수 있는 NO 전달 시스템을 구현하는데 성공했다.새롭게 개발된 나노입자는 다량의 일산화질소를 함유한 ‘디아제늄디올레이트(Diazeniumdiolates)’와 빛에 노출되면 산(acid)을 생성해 pH를 낮추는 ‘o-나이트로벤즈알데하이드(o-nitrobenzaldehyde, 이하 o-NBA)’를 포함하는 구조로 입자 표면에 생체 적합성이 높은 인산칼슘(CaP)4) 코팅막을 씌워 만들었다.빛이 차단된 환경에서는 디아제늄디올레이트를 둘러싼 인산칼슘 코팅막이 일산화질소 방출을 억제해 일산화질소를 안정적으로 저장할 수 있다. 나노입자를 빛에 노출시키면 나노입자 표면의 o-NBA가 산을 생성해 산에 약한 인산칼슘 코팅막을 분해, 디아제늄디올레이트가 외부로 노출돼 일산화질소가 방출된다.연구진은 실험동물 각막의 상처 부위에 자체 개발한 일산화질소 전달 나노입자를 도포한 결과, 각막 상피 세포가 재생되는 효과를 확인했다.이에 따라 빛과 pH의 순차적 자극을 통한 스마트 NO 전달 시스템을 활용해 세포 재생이 필요한 상처 부위를 치료할 수 있음을 밝혔다. IBS 김원종 그룹리더는 “지구상에 존재하는 가장 작은 치료용 물질인 일산화질소가스를 제어하는데 있어 한계점을 극복한 연구”라며 “시술 직전에 간편한 빛 처리를 통해 일산화질소의 방출을 유도할 수 있어 향후 박테리아 관련 질환, 혈관질환, 암 등 다양한 질병 치료를 위한 NO 전달 시스템의 개발에 중요한 기반을 제공할 수 있을 것”이라고 설명했다.한편 이번 연구 결과는 나노과학기술 분야 국제 학술지인 ACS나노(ACS Nano, IF=12.881) 온라인판 3월 8일자에 게재됐다.스마트 NO 전달 시스템 반응 메커니즘 및 안구 치료 적용 모식도.사진=IBS 제공
- 홍삼, 골다공증 방어와 억제 효과 입증
- [이데일리 이순용 기자] 활동의 계절 봄이 돌아오면서 건강을 위해 등산, 걷기, 자전거 타기 등을 실천하는 사람들이 많다. 하지만 이렇게 갑자기 활동량이 늘어나다보면 근육과 뼈에 무리가 가면서 크고 작은 부상을 입을 수 있다. 특히 노년층은 골절로 인한 낙상사고로 이어질 수 있어 주의가 필요하다.골절은 흔히 외부 충격에 의해 발생한다. 하지만 노년은 뼈의 강도가 약해진 상태, 즉 골다공증을 겪고 있는 경우가 많기 때문에 가벼운 부딪힘이나 주저앉음 정도로도 골절이 발생할 수 있다. 실제로 고령화 시대에 접어들면서 골다공증 환자가 증가하고 있다. 국민건강보험공단에 따르면 골다공증으로 진료를 받은 사람은 2008년 61만4천명에서 2013년 80만7천명으로 매년 5.6%씩 증가하고 있다.골다공증의 가장 흔한 원인은 노화이다. 뼈는 일생 동안 지속적으로 변화하는데, 뼈의 양이 최대로 많은 시기는 20~30세 경이며, 연령이 증가함에 따라 뼈의 양이 감소하게 되는데 특히 여성의 경우 폐경기 이후 첫 5년 동안 뼈의 골손실이 가장 많다. 그런데 골다공증은 폐경기나 노화 외에도 다양한 원인이 있을 수 있는데, 골대사에 영향을 미치는 질환이나 질병 치료를 위한 약제도 그 원인이 될 수 있다. 특히 약제에 의한 경우는 대표적으로 글루코코르티코이드(Glucocorticoid)가 있다.글루코코르티코이드는 소염제(anti-in-flammatory)와 면역억제제(immunosuppresive)로 가장 광범위하게 사용되는 약물로 염증, 암, 자가면역질환 등 다양한 질병의 치료제로 사용될 수 있다. 그러나 글루코코르티코이드는 장기간 또는 과도한 양을 복용할 경우 조골세포의 증식과 기능을 억제하여 골다공증을 유발할 수 있기 때문에 뛰어난 약효에도 불구하고 사용에 제약을 받고 있다.그런데 최근 가천대학교 한의대학 황귀서 교수팀이 홍삼이 글루코코르티코이드로 유발되는 골다공증을 방어할 수 있다는 연구결과를 발표해 주목을 받고 있다.황귀서 교수팀은 실험동물(ICR Mice)에 글루코코르티코이드의 일종인 프레드니솔론(PDS)을 피하에 삽입, 약물이 장기간 서서히 녹아 나오게해 골다공증을 유발하고, 홍삼을 투여해 골다공증을 방어하는 효과가 있는지 관찰했다.실험군은 글루코코르티코이드를 투여하지 않은 대조그룹, 글루코코르티코이드을 투여한 그룹, 글루코코르티코이드 투여 후 홍삼농축액을 투여한 그룹 등으로 분류해 1주간 글루코코르티코이드를 투여한 후 4주간 매일 홍삼농축액 또는 생리식염수를 투여했다. 황 교수팀은 이 실험군을 대상으로 CT 촬영을 통한 뼈 내부조직의 변화 양상을 비교 분석했다. 또한 실험동물의 조골세포(MC3T3-E1)에 글루코코르티코이드와 홍삼농축액을 48시간 투여한 후 세포의 사멸정도를 관찰했다.◇골조직 손실 억제 및 조골세포 보호로 홍삼의 골다공증 방어효과 확인골조직 파괴 정도를 관찰하는 생체 실험결과, 글루코코르티코이드의 일종인 프레드니솔론(PDS)만 투여한 그룹은 대조그룹에 비해 골 손실이 높게 나타난 반면 홍삼투여군은 프레드니솔론으로 유발되는 골 손실을 현저히 억제했다.또한 조골세포(MC3T3-E1) 사멸 억제 정도를 평가하는 실험에서도 글루코코르티코이드의 일종인 덱사메타손(Dex)만 투여한 그룹의 경우 음성대조군 대비 조골세포 사멸정도가 높게 나타난 반면, 홍삼을 투여하는 경우 덱사메타손에 의해 유발되는 조골세포 사멸이 현저히 감소되는 것이 관찰됐다. 이러한 결과는 다른 실험을 통해 홍삼이 조골세포의 사멸기전에 관여하는 유전자 및 단백질 발현을 조절하기 때문인 것으로 나타났다. 결과적으로 홍삼은 글루코코르티코이드 투약으로 유발되는 조골세포 사멸 억제를 통하여 골다공증을 억제하는 것으로 판단됐다. 황귀서 교수는 “이번 연구로 홍삼이 골조직의 손실과 골세포 사멸을 억제함으로써 글루코코르티코이드 유도 골다공증을 방어하는 효과가 있음을 입증했다”며 “홍삼을 활용한 골다공증 방어 또는 억제를 위한 치료제 개발 가능성을 제시한 것에 큰 의의가 있다”고 밝혔다. 이 논문은 2015년 1월, Journal of Ginseng Research에 게재되었다. 끝.
- 콜레스테롤 낮추는 스타틴, '담도암 성장과 억제'에 효과 기전밝혀
- [이데일리 이순용 기자] 국내 연구진에 의해 콜레스테롤을 낮추는 약물인 스타틴이 담도암세포의 증식과 성장을 억제 할 수 있다는 연구결과가 나왔다.담도암은 췌장암, 페암에 이어 5년 생존율(29%)이 가장 낮은 암이며, 수술을 하더라도 예후가 불량할 뿐 아니라 항암제 반응이 좋지 않다는 점에서 이번 발표는 의미가 크다. 한림대동탄성심병원 소화기내과 이진 교수팀은 ‘심바스타틴의 담도암 세포사멸 유도’라는 제목의 연구논문을 SCI급 국제학술지‘갓 앤 리버’ 3월호에 게재했다.연구팀은 인간 담도암세포를 배양한 뒤 분자생물학적 실험기법을 사용해 스타틴이 암세포의 성장, 세포자멸사, 세포분열, 암세포 성장 및 억제 단백질(BAX, Bcl-2), 그리고 암의 전이 및 공격성을 좌우하는 인슐린 유사 성장인자 수용체에 미치는 영향을 분석했다. 그 결과 스타틴은 담도암세포의 성장과 분열을 억제하여 세포증식을 막았다. 또한 세포사멸과 연관된 ‘Caspase-3’와 ‘BAX’ 단백질을 활성화시키고, ‘Bcl-2’단백질을 억제하여 담도암세포 사멸을 유도했다. 세포에 독성 발현이 없는 농도로 스타틴을 사용했을 경우 대조군과 비교해 약 2.3배의 세포사멸을 유도했다. 특히 암의 전이와 공격성을 좌우하는 인슐린 유사 성장인자 수용체는 강력하게 차단했다.이진 교수는 “항암제 반응이 좋지 않은 것으로 알려진 담도암 환자에 있어 스타틴이 새로운 치료제로 활약할 가능성이 열렸다”면서 “다른 항암제와 스타틴을 병용 투약할 경우 항암효과를 증폭시킬 수 있는 가능성이 크며, 추가적인 동물실험과 임상시험을 통해 담도암 발생이 높은 그룹에서 스타틴 투약은 담도암 발생을 낮출 수 있다는 점을 연구하겠다”고 말했다. 한편 담도암은 간에서 생성된 담즙이 흐르는 담관의 상피세포에 발생하는 암종으로 간내담도암과 간외담도암으로 나뉜다. 주로 황달, 식욕부진, 체중감소, 상복부통증 등의 증상이 계기가 되어 발견되며 초음파나 복부CT가 제1차적인 검사이다. 진행성 담도암은 절제 수술이 가능한 경우가 적고, 수술이 가능하여도 그 5년 생존율이 불량하며, 항암제도 생존율을 크게 개선시키지는 못하고 있다.
- [e-무기]원조 지대공미사일 '천마'…北 아웅산 테러로 부활
- [이데일리 김관용 기자] 이무기는 상상 속 동물이다. 이무기는 천 년을 물속에서 살며 기다리다 때를 만나면 천둥, 번개와 함께 승천해 용(龍)이 된다. 우리 군은 ‘자주국방’의 기치 아래 1960년대부터 국산무기 개발을 위해 노력해 왔다. 50년 동안 쌓아온 기술력은 해외 수출로 이어지며 결실을 맺고 있다. ‘용이 된 이무기’ 국산무기를 소개한다. [편집자주]우리나라는 지형상 삼면이 바다로 둘러싸여 있고 산악지형이 많아 적의 기습공격은 용이한 반면 방어는 쉽지 않다. 특히 저고도 기습공격을 방어하기 어려운 지형이라는 평가다. 이 때문에 국가 주요 시설을 저고도로 공격해 오는 적기로부터 방어하는 방공체계의중요성은 매우 크다.우리 군은 1954년 고사포대대 창설을 시작으로 본격적인 방공체계 구축에 나섰다. 1964년에는 미국으로부터 지대공 유도무기인 ‘호크’(중거리)와 ‘나이키’(장거리)를 도입해 주한 미군의 방공 전력과 함께 운용했다. 1970년대에는 ‘발칸’과 ‘엘리콘’ 등 대공포를 도입하는 등 방공체계를 꾸준히 강화해 왔다.이에 맞서 북한은 1970~1980년대 AN-2기 등을 이용한 저고도 침투 능력과 전자전 능력을 향상시켰다. 한층 강화된 무장 헬리콥터 500MD의 원거리 공격 능력은 아군의 야전기동부대에 큰 위협 요소로 떠올랐다. 이에 따라 우리 육군은 그동안 취약했던 고도 5km, 사거리 10km의 공역 방공을 위해 발칸, 자주대공포, 휴대용 대공 유도무기, 단거리 지대공 유도무기 등을 혼합 편성하는 방공개념을 정립하고 1982년 4월 단거리 지대공 유도무기의 필요성을 제기했다. 최초의 국산 지대공 무기 개발 사업인 ‘천마’ 프로젝트가 시작된 계기다. 지대공 미사일 천마가 실사격 훈련을 하고 있다. [국방과학연구소 제공]◇천마 프로젝트 사장 위기 맞기도무기체계 개발 연구기관인 국방과학연구소(ADD)는 1980년대 초 지대지 유도탄 ‘현무’와 함대함 유도탄 ‘해룡’을 개발하는데 역량을 집중하고 있었다. 박정희 전 대통령의 ‘자주국방’ 방침에 따라 국산 무기 개발을 본격화하던 시기다.하지만 전두환 정권이 들어서면서 상황이 변했다. 국내 개발보다는 외국산 무기를 구매하는 방향으로 무기 도입 정책이 바뀐 탓이다. 당시 프로젝트가 진행되고 있던 현무와 해룡 등 모든 유도무기 개발 사업이 중단됐다. ADD 규모 축소 방침으로 소속 연구원들이 옷을 벗었다. 천마 개발 역시 없던 일이 됐다.반전의 단초는 북한이 제공했다. 1983년 10월 9일 미얀마에서 전두환 대통령을 겨냥한 북한의 테러 사건이 발생했다. ‘버마 아웅산 테러사건’이다. 우리 측 정부 인사 등 17명이 사망한 이 사건을 계기로 국산 무기 개발이 재개됐다. 현무와 해룡 개발 경험을 갖고 있던 ADD는 1984년 태스크포스팀(TFT)을 구성해 다시 개발 가능성 검토에 나섰다. 우여곡절 끝에 국산 단거리 지대공 유도무기(KSAM) 프로젝트가 재개됐다. ADD 관계자는 “향후 호크와 나이키 등 해외에서 들여온 무기 체계의 성능 개량과 해외기술 의존에서 벗어나기 위해서는 국내 방공무기 체계 개발이 필요했다”고 전했다.◇군·산·학·연 공동 프로젝트 ‘천마’천마의 임무는 저고도로 침투하는 적의 항공기를 파괴해 주요시설에 대한 공격을 사전에 차단하는 것이다. 탱크부대 등 기동부대를 적의 항공기로부터 방어하는 것도 중요한 역할이다. 하지만 당시에는 지대지 유도무기 개발에 치중해 지대공 유도무기 개발에 필수적인 레이더 기술이 취약했다. 특히 기동성을 요구하는 지대공 유도무기에 대한 개발 경험은 전무했다.그러나 ADD는 지대지 유도무기 개발을 통해 구축한 초음속 풍동실험실, 추진제공장, 구조실험실 등 충분한 인프라를 확보하고 있었다. 유도탄 설계에 필수적인 유도탄 형상설계 기술을 비롯해 유도조종장치·사격통제장치·탄두 및 추진기관 설계 기술 등도 보유하고 있었다. ADD가 지대공 미사일을 우리 손으로 만들 수 있다고 판단한 이유다. 탐지레이더와 추적레이더 등 탐지추적장치는 해외기술 도입 형태로 개발하기로 했다. 1987년부터 2년간의 분야별 기초연구를 거쳐 1989~1994년까지 선행개발을 진행했다. 가능성을 확인한 우리 연구진은 체계개발을 거쳐 1999년 천마 양산을 시작했다. 천마는 최초의 국산 지대공 미사일 개발 프로젝트여서 국가적 관심사였다. 이 때문에 국방부에 ‘천마사업단’까지 꾸려졌다. 여기에는 ADD의 40여개 연구실 뿐만 아니라 13개의 방위산업체, 11개 연구기관 및 대학교가 참여했다. 2002년 처음 야전에 배치된 천마는 단계적으로 확대돼 2011년 수도권 및 전방 군단을 마지막으로 전력화 작업이 마무리됐다. 지대공 미사일 천마가 실사격 훈련을 하고 있다. [국방과학연구소 제공]◇적기 12대 동시 탐지·궤도차량 탑재로 기동성 확보천마는 표적을 탐지하는 탐지레이더와 교전 표적을 추적하는 추적레이더, 사격통제장치, 발사대, 유도탄 등이 궤도차량에 탑재된 대공유도무기 체계다. 소형 전투기 등 표적을 20㎞ 밖에서부터 탐지·추적할 수 있다.유도탄의 유효사거리는 10㎞나 된다. 주로 고도 5km 이하의 저고도 방공임무를 담당하기 때문에 탐지추적장치는 저고도에서도 탐지·추적 성능을 발휘하도록 개발됐다. 탐지레이더를 이용해 20Km 안의 저고도 비행물체 12개를 탐지 및 추적할 수 있다. 또한 현대전에서 가장 중요시되는 전자전 대응 능력도 갖추고 있다. 총 8발의 미사일이 장착되는데 미사일 발사 속도는 마하 2.6이다. 교전 방식은 탐지레이더가 표적을 탐지·추적하고 표적이 지정되면 추적레이더가 표적을 추적한 뒤 유도탄을 발사하는 형태다. 사격통제장치에서 유도탄을 발사하면 유도탄이 추적레이더가 표적을 바라보는 시선 내에 위치한다. 추적레이더는 표적과 함께 유도탄을 추적하며 사격통제장치에서 계산한 유도명령을 유도탄으로 송신한다. 유도탄은 유도명령을 수신해 표적을 격파한다.지난 16일 실시된 한미 공병부대 연합훈련에서 지대공 미사일 천마가 부교를 이용해 도하하고 있다. [육군 제공]특히 유도탄이 내뿜는 연기와 화염에 의해 추적레이더가 표적을 놓치지 않도록 초기 개발단계부터 추진기관이 내뿜는 연기를 최소화하는 데 주력했다. 연기가 거의 없기 때문에 적기 조종사는 육안으로는 날아오는 미사일을 발견하기 힘들고 미사일 발사 차량 위치도 드러나지 않는다. 이와 함께 천마의 차체는 육군의 주력 장갑차인 ‘K-200’의 차체를 이용해 개발됐다. 전차부대 등 기동부대를 방호하는 임무를 수행할 경우 이와 동일한 기동력을 갖춰야 한다. 천마는 궤도 차량 기반이기 때문에 우리나라와 같은 산악 지형에서 운용하기 안성맞춤이다. 시속 60㎞로 이동할 수 있다. 주·야간은 물론이고 전천후 조건에서 운영이 가능하다. ADD 관계자는 “천마 개발을 통해 확보된 기술과 개발 경험은 이후에 개발된 신궁, 천궁 등 지대공 유도무기의 개발에 밑거름이 됐다”고 말했다.
