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[데일리메디 신지호 기자] 과학전문지 네이처지가 ‘열에 안전한 백신’, ‘뇌(腦) 홀로그램 통한 신경코드 탐색’을 비롯해 ‘냄새를 통한 질병 인식 인공후각’ 등을 2021년 주목할 바이오 7대 기술로 선정했다.
7대 바이오 기술 중 ‘냄새를 통한 질병 포착’ 기술은 고려대학교 신소재공학부 이종흔 교수 주도로 연구가 진행 중인데 국내 학자 중 유일하게 선정돼 주목을 끈다.
‘열에 안전한 백신’은 감염병혁신연합(CEPI)에서 프로그램 연구개발 중인 닉 잭슨에 의해 개발이 진행되고 있다.
지난해 모더나와 화이자의 코로나19 mRNA 백신은 전례없는 속도로 개발돼 세계 곳곳에서 사용 중이며 올해 mRNA 백신 개발의 혁신은 지속될 것으로 전망된다.
그 중 하나가 mRNA를 전달하는 나노입자에 이온화가 가능한 지질을 사용하는 것으로 생리적 pH에서는 중성을 유지하다가 세포 내 산성환경에서 mRNA를 방출하는 기술이다.
개발 중인 차세대 이온화 지질 나노입자는 특정 세포나 조직표면 수용체를 표적으로 mRNA 백신 전달이 가능하다.
또 다른 혁신으로는 접근성을 향상시키는 것으로 백신 구조에 변형없이 효율적으로 동결건조해 쉽게 보관하고 이동이 가능한 형태로 접근성을 높이기 위해 휴대용의 RNA 프린팅기술이 개발 중이다.
‘뇌의 홀로그램’은 이스라엘의 기초과학 연구 및 교육 기관와이즈만 연구소에서 근무하는 오퍼 이지아르(OFER YIZHAR)에 의해 개발 중이다.
특정 뇌세포 및 회로 활동을 제어하는 기술인 광유전학 (optogenetics)는 2005년에 등장한 이후 신경과학 분야에서 큰 반향을 일으켰으며, 2021년에는 이러한 도구가 더 큰 영향을 미칠 것으로 예상된다.
광유전학으로 특정 유형의 뉴런을 조작할 수 있지만 여전히 서로 통신하는데 사용되는 세포 분석이 제한된다. 이 같은 단점을 해결하기 위해 새로운 빛에 반응하는 단백질을 개발 중이다.
동시에 살아있는 조직의 고해상도 이미징 기술, 단일뉴런 조작을 위한 홀로그래피 등 광학적 접근방식이 발전하면서 뉴런을 3차원의 복잡한 시간 패턴으로 정밀하게 분석 가능하다.
단일뉴런과 신경코드를 정밀하게 탐색할 수 있을 것으로 기대된다.
고대 이종흔 교수 냄새 통한 질병 인식 기술 연구, 천식 환자 진단 기대감↑
냄새를 통한 질병인식 기술은 국내 학자로는 유일하게 7대 주목할 기술로 선정된 고려대학교 신소재공학부 이종흔 교수가 연구 중이다.
이 교수는 코로나19를 포함해 질병이나 환경위험에 관한 가스 혼합물을 감지하기 위해 인간 후각을 모방하는 기술을 개발 중이다.
시각, 청각 및 촉각과 달리 후각은 미량 농도에서 수백 또는 수천개 화학 물질의 혼합물을 감지하는데 이 교수는 인공후각 차세대기술 중 하나로 이중층으로 센서를 설계해 가스 감지 재료 다양성을 높이는 연구를 진행 중이다.
10개의 서로 다른 감지 물질 각각을 10개 촉매 층으로 코팅, 각 물질의 가스 감지 특성을 조정하고 총 10x10 또는 100개의 서로 다른 센서를 제작한다.
인공후각 기술은 천식 환자 호흡에서 더 높은 농도의 산화 질소를 감지하는 의료 진단뿐만 아니라 대기오염 모니터링, 식품품질 평가 및 식물호르몬 신호를 기반으로 한 스마트 농업에도 응용 가능할 것으로 기대된다.
네이처가 선정한 7대 기술로는 ▲분자 복제방법인(PIPE) 플랫폼을 활용해 더 우수한 항체를 도입하는 기술 ▲배아발달 초기단계에서 단일세포 및 게놈 분석을 가능케할 3가지 새로운 단일세포 시퀀싱 기술 ▲살아있는 세포의 힘을 측정하는 기술 ▲복잡한 시료에서 분자를 높은 감도로 빠르게 분석하는 임상현장에서의 질량분석 기술이 꼽혔다. |
