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2014년 인류의 마지막 미개척지로 꼽히는 우주와 뇌를 비롯하여 과학기술 전 분야에서 기술 진화와 지식 확장이 예상된다. 우주 분야에서 최초의 상업용 우주여행 서비스가 시작되고 총알보다 20배나 빠른 혜성에 탐사선을 올려 태우는 묘기가 선보인다. 2014년 예상되는 과학기술분야 이슈를 짚어본다.

과학 이슈	내용
민간 우주여행 시대 개막	영국 우주여행 회사인 버진갤럭틱의 설립자 리처드 브랜슨은 25만 달러짜리 우주여행 서비스를 올해 8월 시작
총알보다 빠른 혜성을 접수하라	10년 전인 2004년 지구를 떠난 혜성탐사선 `로제타'는 20배 빨리 우주를 유영하는 직경 4㎞ 크기 `67P/Churyumov-Gerasimenko' 혜성에 접근, 8월에는 혜성에 근접한 후 11월에 탐사로봇 `필래(Philae)'를 착륙시켜 혜성 표면에 구멍을 뚫고 성분을 분석해 지구로 보낼 예정
암흑물질 파헤쳐라	일반 물질(4%)보다 우주에 훨씬 많은 것으로 알려진 암흑물질(23%)을 찾는 노력이 본격화, 미국 사우스다코타주 홈스테이크 금광 지하에 설치된 암흑물질탐색 시설인 `LUX(럭스ㆍ대형지하제논포집기)'가 올 초 재가동
항암 면역치료제 부상	환자 면역시스템을 강화하는 두 가지 항암제 임상시험 결과에 집중, 두 치료제(nivolumabㆍlambrolizumab)는 종양과 맞서 싸우는 `T세포'의 활동을 막는 단백질을 무력화함
뇌와 로봇이 하나로	미 듀크대 미겔 니콜레리스 교수는 환자 뇌의 동작 명령을 읽어 움직이는 로봇 팔, 다리인 `엑소 스켈레톤'을 개발 로봇 팔이나 다리 없이 사지가 마비된 환자의 사지와 뇌를 다시 연결하는 연구도 활발히 진행 중 미국과 유럽이 대규모 뇌 연구 프로젝트를 추진하면서 기술 진보를 리드하고 있음
에이즈 정복 도전한다	신개념 에이즈 치료제 임상시험 결과가 가을 중 나올 예정 지난해 HIV(인간면역결핍바이러스) 감염 신생아가 출생 직후부터 강도 높은 치료 끝에 완치 판정을 받은 만큼 이 치료법도 폭넓게 적용될 전망 HIV 감염환자에게 생기는 희귀항체 동물실험으로 치료효과를 얻음
줄기세포 치료제 시장 연다	인간 배아줄기세포 유래 스타가르트병ㆍ노인성 황반변성 치료제 임상시험 결과가 올해 중 나오며 임상시험이 성공하면 세계 최초의 배아줄기세포 치료제가 될 것 일본에서는 배아줄기세포와 유사하지만, 윤리성 문제가 없는 역분화 줄기세포를 치료제로 개발하기 위한 임상시험이 올해 처음 시작

최근 미국 하버드대 의대와 호주 뉴사우스웨일즈대 공동 연구팀이 포유동물의 몸에서 노화를 억제하고 심지어 세포를 젊어지게 하는 물질을 발견했다. 연구결과는 세계 3대 과학저널로 꼽히는 ‘셀’지 최신호에 게재됐다. 연구팀은 NAD(니코틴아미드 디욱시뉴클레오타이드)를 이용해 노화된 근육을 회복시키는데 성공했고, 올해에는 이 물질을 인간에게 적용하는 후속 연구를 준비하고 있는 것으로 알려졌다.

* NAD: 세포의 에너지 대사 과정에서 탄수화물이나 지방, 단백질의 분해반응에 작용하는 효소로 알려져 있음

지난달 7일부터 10일까지 미국 라스베이거스에서 ‘국제소비자가전전시회(CES) 2014’가 열렸다. CES는 1967년도부터 시작한 세계 IT 전시회 중 하나로 세계 주요 전자업체들은 CES에서 한 해를 장식할 각종 첨단 가전제품을 선보인다. 하루가 다르게 바뀌는 IT시장이 최근 10년간 어떻게 달려졌을지 지난 10년 CES를 장식한 주요 키워드를 돌아봤다.

년도	내용
2004	MP3 플레이어 전성기
2005	거실을 차지하라! TV와 PC결합, 신호탄을 쏘다
2006	더 치열해진 TV 월드컵 - 더 크고 선명하게
2007	풀HD 시대 본격 개막, OLED의 데뷔
2008	경제불황과 저전력·고효율의 그린IT
2009	활기 띠는 넷북 시장
2010	‘아바타’와 함께 3DTV ↑, 세계로 무대 넓힌 전자책 단말기
2011	태블릿PC의 해, 하드웨어 사양 개선된 스마트폰
2012	쏟아지는 안드로이드 태블릿PC, 울트라북 시대 강림, 3D OLED TV 시장 성장
2013	UHD가 화두, 모바일 프로세서 전쟁 치열
2014	입는 컴퓨터의 전환점이 될 것이며, 정밀 센서 및 3D 프린팅의 확산으로 다양해지는 디지털 기술을 과거 그 어느 때 보다도 더욱 광범위한 영역에서 접하게 될 것으로 전망

국방기술품질원은 앞으로 40여 년 뒤인 2050년을 배경으로 미래 무인 관련 유망기술 80개를 가상전장시나리오에 담은 ‘미래전망 무인기술 2050’을 발간했다. 상상력과 아이디어를 모아 미래를 예측, 국방 무인 분야 신기술과 미래 무기들을 만들어냈다. 앞으로 인공지능을 갖춘 최첨단 무인로봇 등 각종 무인체계가 인간을 지원하는 수준을 넘어 핵심전력으로 부상하고 전쟁의 승패까지 좌우할 것이라는 분석이다.

‘미래전망무인기술 2050’ 주요기술	내용
3D홀로그램 기술	리얼 홀로그램을 통해 마치 실제와 같은 환경에서 가상전투훈련을 수행
근접공중지원 무인기	경량 카본파이버 소재의 모노셀(이음새 없는 일체형) 동체로 병사의 백팩에 장착
기지방어 펜스용 초고출력 레이저 기술	기지외곽경계 및 인공지능 기반 자율공격 기능과 함께 30㎿급 고출력 레이저빔을 로봇끼리 패스함으로써 레이저 펜스를 형성
인조근육을 위한 탄소나노튜브 소재 기술	하지근력 보조를 목적으로 병사의 군복에 탈부착

최근 석유화학산업을 이야기하는 ‘페트로 리파이너리(Petro Refinery)’에 대응하여 생명 자원에서 다양한 소재와 연료를 만드는 ‘바이오 리파이너리(Bio Refinery)’가 주목받고 있다. 바이오 리파이너리는 바이오 플라스틱과 바이오 연료, 바이오 에너지를 만드는 기술로, 이산화탄소를 흡수하는 광합성을 통해 재료를 무한정 공급받을 수 있으며, 분해 과정에서 배출되는 온실가스도 적어 친환경적이다. 이 시장은 지구온난화와 맞물려 2007년 847억 달러(약 90조 원)에서 2012년 1,560억 달러(약 165조 원)로 5년 만에 2배가량 성장했다. 실제로 미국, 유럽 등은 바이오 리파이너리 관련 산업에 대한 투자를 아끼지 않고 있다. 우리나라도 출연연과 기업, 지방자치단체가 손잡고 관련 연구와 상용화에 주력하고 있으며 11월 울산에 바이오 화학실용화 센터가 완공될 예정이다.

바이오 리파이너리 기술	내용
바이오 플라스틱	식물 자원과 키틴 단백질 등을 재료로 하며 환경 호르몬 걱정이 없고 자연에서 스스로 분해된다는 장점을 갖고 있음 그러나 유통기한이 짧아 화장품이나 건축자재 포장재 등으로 쓰기 어렵고, 물성이 약해 고추장이나 치즈 등 발효식품 용기로도 부적합
바이오 베이스 플라스틱	기존의 플라스틱에 바이오 소재를 일정 비율 첨가, 분해 기간을 조절할 수 있고 독성도 없어 칫솔이나 식기류에 쓰이는 등 활용 범위가 넓어지고 있음
바이오 연료	바이오 플라스틱에 앞서 산업화에 성공했으나 식량자원 낭비, 국제 곡물가 폭등 등의 원인으로 목재 폐기물이나 볏짚, 옥수숫대 등 비식용자원과 바다에서 자라는 조류를 이용하는 기술이 개발 최근에는 미생물을 이용하는 기술까지 속속 선보이고 있음

지난 2013년 국내 바이오분야 주요 연구성과 및 뉴스를 돌아본다.

< 학술적으로 가치가 높은 연구성과 Top 5 >

순위	성과	연구자	주요내용
1	치매의 원인을 밝혀내다	신연균(KIST) 이남기(POSTECH)	하나의 포낭 주머니가 세포막에 융합되는 과정을 실시간으로 관찰할 수 있는 첨단 단분자 융합 연구방법을 이용, 알파시뉴클린 응집독소체가 뇌 활동의 가장 중요한 부분인 시냅스에서의 신경전달물질 분비를 저하시켜 기억 및 인지 활동의 저해를 가져와 치매를 유발할 수 있다는 사실을 발견
2	단백질 생체내 분자 인식 메커니즘 가설 단분자 수준에서 증명	김학성(KAIST) 홍성철 (서울대)	단백질 생체내 분자 인식 메커니즘은 그동안 생물 교과서에 가설로만 등장하던 내용인데 김 교수 연구진이 50년 만에 단분자 수준에서 단백질 구조전호나 속도가 변하는 현상을 증명
3	눈의 셔터 로돕신 단백질 변환과정 규명	최희욱 (전북대)	시각 신호 전달에서 결정적인 역할을 하는 로돕신 단백질이 빛 신호를 뇌로 전달하면서 모양이 바뀌었다가 되돌아오는 과정을 처음으로 밝혀냄. 과학계에선 망막 단백질 손상으로 시력이 상실되는 각종 질병을 치료할 길이 열릴 것으로 기대
4	초파리 모델에서 장 점막 면역작용과 장내 세균의 항상성 유지에 조절자로 작용하는 Uracil의 역할 규명	이원재 (서울대)	초파리 모델 시스템을 이용하여 장내 세균의 종류에 따라 다르게 조절 되는 면역반응 기전에 대해 밝혀냄
5	기온변화 감지하는 식물의 온도계 단백질 규명	안지훈 (고려대)	봄철 한파나 이상고온 등 갑작스런 기온변화에 따른 작물이나 화훼 등의 생산성 저하를 막기 위한 실마리를 찾아냄. 대기온도 변화를 감지해 식물의 개화시기를 조절하는 기온변화대응 유전자를 찾아냄

< 사회·경제적으로 가치가 높은 연구성과 Top 5 >

순위	성과	연구자	주요내용
1	알츠하이머 유발 원인구조 분자수준에서 규명	김선희(KBSI)	알츠하이머병을 유발하는 주원인으로 알려진 아밀로이드 펩타이드와 금속이온의 결합구조가 분자수준에서 규명
2	RNA 가위로 동·식물 유전자 재단한다	김진수 (서울대)	RNA를 이용해 특정 DNA 염기서열을 절단하는 '3세대 유전자 가위(RGEN)' 개발. 김 교수팀이 개발한 RGEN은 작은 RNA와 단백질 효소로 구성돼 RNA만 교체하면 어떤 유전자라도 인식할 수 있고 기존 유전자 가위보다 빠르고 간단하게 만들 수 있음
3	MRI·CT 보다 선명한 암세포 진단 기술 개발	현택환 (서울대)	무독성 나노입자를 활용해 몸속 암세포 등을 선명하게 관찰할 수 있는 기술 개발. 기존 발광 영상보다 높은 해상도로 암 등 다양한 의료분야의 초정밀 진단과 치료 가능 기대
4	몸속 치료하는 마이크로 로봇 개발	최홍수(DGIST)	자성 물질인 니켈과 생체적합성 재료인 티타늄을 코팅한 3차원 구조물 형태의 마이크로 로봇 제작에 성공. 자기장 제어 시스템을 이용해 인체 내에서 정밀한 위치 탐색과 방향 제어가 가능한 로봇
5	미생물에서 가솔린 개발, 대장균 대사회로 개량 통해 개발 성공	이상엽(KAIST)	대사공학적으로 개발된 미생물을 이용하여 바이오매스로부터 가솔린(휘발유)을 생산하는 원천기술 개발. 나무 찌꺼기와 잡초 등 풍부한 비식용 바이오매스를 이용해 기존 석유화학제품을 생산할 수 있다는 점에서 관련 산업 기술 발전에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대

< 의학적으로 가치가 높은 연구성과 Top 5 >

순위	성과	연구자	주요내용
1	당뇨병과 비만 잡을 마이토카인 규명	최철수 (가천의대) 이명식 (성균관대)	당뇨병과 비만 치료가 가능한 ‘마이토카인’ 물질을 규명하여, 당뇨병 치료에 새로운 전기를 마련했다. 마이토카인은 비만한 사람의 인슐린 저항성에 문제가 생겨 발생하는 제2형 당뇨병을 근본적으로 치료할 수 있을 것으로 기대
2	암 진행·전이 조절 분자 기능 및 경로 발견	김대곤 (전북대)	간암 및 담관암의 진행과 전이를 조절하는 표적분자인 EphA2의 기능과 작용 경로 발견. 간암 및 담관암의 침습성과 전이 기전을 규명하고 예후, 진단 및 치료에 응용할 수 있는 표적 분자와 신호 전달 경로를 밝혀냈다는 점에서 큰 의미
3	과도한 소금섭취 막는 짠맛 수용체 발견	황선욱 (고려대)	과도한 소금 섭취를 막아 인체 내 나트륨 농도를 일정하게 유지해주는 역할을 하는 단백질 발견. 과도한 짠맛을 불쾌하게 인식해 소금을 더 섭취하지 않도록 하는 'TMC-1' 단백질을 찾아냄
4	바이러스로 말기간암 완치	황태호 (부산대)	천연두 백신에 사용되는 '백시니아 바이러스'를 이용하여 새로운 암치료제를 만들었고, 최근 부산대병원은 허정 교수의 주도로 말기 암 환자 30명을 대상으로 한 임상시험을 한 결과 암종이 현저하게 줄어드는 치료 효과 확인
5	체내 염증 치료에 효과가 있는 장내미생물 발견	이명식 (성균관대) 배진우 (경희대)	고혈당 및 체내 염증 치료에 효과가 있는 장내미생물 발견. 고지방식 섭취로 비만이 된 실험용 쥐에 당뇨병 환자들이 주로 이용하는 메트포민을 투여한 뒤 장내미생물 군집의 변화 관찰

< 바이오분야 뉴스 Top 5 >

순위	성과	주요내용
1	국내 생명과학관련 분야 상위피인용 논문 25%가 IF 5점대 이하	BRIC에서는 최근 10년(2003년∼2012년)간 국내 생명과학 관련 분야 발표 논문 약 10만 4천여 편을 대상으로 피인용 횟수가 높은 논문(이하 상위피인용 논문)을 살펴본 결과 총 323편으로 조사되었다. 하지만 IF 점수 구간별 분포를 조사한 결과 0점~5점 사이가 25%, 5점~10점 사이가 38%로 나타나 IF 10점 이하의 저널에서 상위피인용 대상 논문이 63%를 차지했다.
2	IBS, 연구비 독점 논란과 연구그룹 선정 기준 논란	과학계에서는 엄청난 지원이 50명에게 집중되는 건 부당하며, 연구단장 선정 과정이 불투명하다는 등 과학계 내부의 지적이 불거지기 시작했다. 이는 대규모 투자 시기와 방식의 적절성, 연구비 분배의 원칙 등 국내 기초연구 정책 전반에 대한 논란으로 점점 확대됐다.
3	과기 연구원 80% 비정규직, 비정규직 대책들 눈 가리고 아웅일 뿐	과학기술계 및 정치권에 따르면 정부출연 연구기관 비정규직의 비중은 전체 고용 인원의 약 49%를 차지하고 있는 것으로 나타났다. 비정규직 가운데 일반 사무직 및 노무직을 제외한 순수 연구인력만을 따지면 80%에 육박하는 것으로 나타나 비정규직 연구직 고용문제가 더욱 심각한 것으로 드러났다.
4	방사능 오염공포	2011년 3월 일본 후쿠시마 원전사고 이후 일본산 수산물 방사능 오염에 대한 불안감은 국산 수산물은 물론 수산물을 재료로 만든 어육류까지 확대되고 있다. 정부는 지난 9월 초 후쿠시마를 비롯한 일본 8개 현의 모든 수산물을 수입금지 했지만, 식탁을 덮친 방사능 공포는 좀처럼 가라앉지 않고 있다.
5	셀트리온 첫 항체시밀러 ‘램시마’ 유럽허가 획득	셀트리온은 기자회견을 열고 유럽의약품청(EMA)으로부터 존슨앤존슨의 류마티스 관절염 치료제 레미케이드의 바이오시밀러인 '램시마'의 최종 판매허가를 받았다고 밝혔다. 선진국 규제기관의 판매허가를 받은 세계 최초의 항체 바이오시밀러이자 유럽의 개별국가 규제기관이 아닌 EMA의 의약품 허가절차를 통과한 최초의 국내 의약품이다.

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