양현옥 책임연구원 "고부가가치 천연물 소재 개발에 기여 기대" 한반도 자생식물인 '제주상사화' 추출물 속 성분이 항염증 효과가 있다는 사실이 동물실험으로 확인됐다. 한국과학기술연구원(KIST)은 강릉분원 천연물소재연구센터 양현옥 책임연구원팀이 제주상사화 추출물 성분(E144)에서 염증 억제 효과를 확인하고, 그 결과를 학술지 '농업식품화학회지'(Journal of Agricultural and Food Chemistry·8월 8일 자)에 발표했다고 24일 밝혔다. 연구진은 식물 성분 중에서 항염 물질을 찾는 연구를 진행하고 있다. 식물은 성장을 돕거나 해충을 쫓는 다양한 화학물질을 스스로 합성하는데, 이런 물질 중에는 사람의 병을 치료하는 약으로 쓰이는 경우가 많다. 진통제인 아스피린과 항암제 택솔은 각각 버드나무와 주목에서 나왔고 항말라리아제 아르테미신은 개똥쑥에서 얻은 것이다. 나고야 의정서 발효 뒤 해외 천연물을 연구에 이용하기 어려워지며, 인삼이나 옻 등 한반도 자생식물에 대한 연구는 더 중요해졌다. 한반도에서 자라는 식물은 4천여 종으로 추정된다. 연구진은 자생식물 중 제주상사화의 알뿌리에서 'E144'(7-Deoxy-trans-narciclasine)라는 성분을 분리해 염증 억제 효과를 확인했다. 우선 미세교세포(Microglia)가 자라는 배양액에 이 물질을 넣어, 세포 속 염증 인자가 억제되는 것을 관찰했다. 미세교세포는 뇌 회백질에서 많이 보이는 세포로 뇌·신경계 염증반응과 관련이 있다. 또 알츠하이머병을 앓는 쥐에 이 성분을 먹인 결과 뇌 조직 내 염증 인자가 줄어든 것도 확인했다. 알츠하이머 환자들의 뇌 조직에서는 염증반응이 과도하게 발생한다고 알려졌다. 연구진은 "제주상사화와 식물의 유효성분인 E144는 우수한 뇌 내 항염증 효능이 검증돼 퇴행성 뇌 질환의 치료 후보 물질로 개발될 가능성이 유망한 소재"라며 "이를 실제 이용하기 위해서는 임상에서의 유효성 검증 등이 이어져야 한다"고 평가했다. 양현옥 책임연구원은 "한반도 자생식물인 제주상사화를 소재로 사용했다는 점에서 국산 고부가가치 천연물 소재 개발에 기여할 것으로 기대한다"면서 "퇴행성 뇌 질환 관련 의약품 개발 가능성을 찾아냈다는 데도 의미가 있다"고 말했다. /연합뉴스
한국화학연구원 '단원자 철' 설계…"메커니즘 규명 첫 사례" 국내 연구진이 석유화학 시장 미래 기술로 꼽히는 고효율 메탄 직접 전환 촉매 개발에 성공했다. 24일 한국화학연구원(화학연)에 따르면 탄소자원화연구소 김용태·김석기 박사팀은 온실가스인 메탄을 화학 원료와 수소 등으로 바꾸는 비산화 직접 전환 기술을 개발했다. 비산화 메탄 직접 전환 기술은 산소 같은 산화제 없이 메탄으로부터 화학 원료를 직접 얻는 방식이다. 경제성·안전성·효율성이 높을 것으로 기대되면서 활발하게 연구 중이지만 아직 상용화하지 못했다. 화학연 연구진은 촉매 표면 설계를 기반으로 1천도 이상 고온에서 산화제 없이 메탄을 화학 원료로 99％ 전환하는 기법을 고안했다. 핵심은 '단원자 철' 촉매다. 연구진은 실험계산화학 융합연구를 통해 촉매 표면을 최적화했다. 기존 촉매는 여러 원자가 뭉쳐 연쇄 반응을 일으킨다. 이 과정에서 이산화탄소와 코크(coke·탄소 침전물) 등 부산물이 생기고, 불필요한 에너지가 들어간다. 새로 개발한 촉매의 경우 단원자에서 한 번씩만 화학반응이 일어나기 때문에 부산물 생성을 억제할 수 있다. 에너지 효율도 덩달아 높아진다. 실제 연구진은 메탄으로부터 에틸렌·에탄·아세틸렌 86％와 방향족 화합물 13％를 얻었다. 화학연 김석기 박사는 "촉매 표면 성질에 따라 부산물이 억제되는 메커니즘을 밝혔다는 데에서 학술적인 의미가 있다"고 말했다. 이 기술은 중국 대련 화학 물리연구소에서 2014년 논문을 발표한 후 직접 재현한 사례가 없다고 연구진은 설명했다. 김용태 박사는 "미국 메릴랜드대가 2016년과 올해, 중국 측 연구 결과를 토대로 새로운 반응기를 개발하는 논문을 발표한 적이 있다"며 "촉매합성과 반응 활성 재현, 제조법 확립 등 실제 반응 메커니즘을 모두 밝혀낸 건 이번이 처음"이라고 덧붙였다. 성과를 담은 논문은 화학 분야 국제학술지 'ACS 카탈리시스'(ACS Catalysis) 9월호 표지에 실렸다. 논문 1 저자인 화학연 한승주 박사는 "우리나라가 앞으로 전 세계 메탄 직접 전환 기술을 이끌 수 있는 성과"라며 "국내 석유화학 시장의 새로운 먹거리가 될 수 있을 것"이라고 강조했다. /연합뉴스
차세대 소행성 탐지 전용 적외선 망원경 추진 지난 7월 축구장만 한 소행성이 지구로 다가오는 것을 까맣게 모르고 있다가 근접해 지나가기 직전에야 알고 적지않이 당황한 미국항공우주국(NASA)이 지구근접 천체(NEO) 탐색 전용 적외선 우주 망원경을 본격 추진키로 했다. 23일 '사이언스 매거진' 등 과학전문 매체들에 따르면 NASA 과학담당 책임자인 토마스 주부큰 부국장은 이날 행성과학자문위원회 회의에 참석해 NEO 탐색 적외선 망원경을 2020년대 중반께 발사할 것이라고 밝혔다. NEO탐색 적외선 망원경은 NASA 제트추진연구소(JPL)가 이미 15년 전에 '네오캠(NEOCam)'이라는 개념으로 처음 제시했지만, 지금까지 5억~6억달러에 달하는 예산이 뒷받침되지 않아 추진되지 못했다. 과학의 틀 속에서 지구방어를 목적으로 한 네오캠을 다루다 보니 예산 우선순위에서 늘 밀릴 수밖에 없었던 것으로 지적됐다. 주부큰 부국장은 이와 관련 "이 일을 맡으면서 범한 큰 실책 중의 하나"라고 인정하면서 NEO 감시 임무에 "우선 순위를 두고 있다"고 강조했다. NASA는 지구방어 예산으로 이번 회계연도에도 1억5천만 달러를 편성해 놓고 있으나 대부분이 2021년에 발사돼 소행성 궤도를 조정하는 실험을 하게 될 '다트(DART)'에 집중적으로 투입되고 있다. NASA가 적외선 망원경 추진 계획을 발표했지만, 예산권을 쥔 의회가 이를 승인하고 추가 예산을 배정할지는 아직 불투명한 것으로 전해졌다. 미국 의회는 지난 2005년에 통과시킨 법을 통해 NASA에 2020년까지 지구에 충돌할 위험이 있는 지름 140ｍ 이상의 소행성과 혜성을 90%까지 파악할 것을 요구하고 있다. 그러나 예산이 뒷받침되지 않으면서 현재 파악된 위험 소행성과 혜성은 약 30%밖에 안 되는 것으로 추정되고 있으며, 이 시한을 맞추는 것은 불가능하게 됐다. 그러나 미국 과학·공학·의학 아카데미(NASEM)는 최근 한 보고서에서 적외선 망원경이 배치되고 칠레에 건설 중인 대형 시놉틱 관측 망원경(LSST)이 배치되면 이를 현실화할 수 있다고 밝혔다. 가시광에 노출된 소행성뿐만 아니라 우주의 어둠 속에 숨어있는 검은 소행성까지 탐지하려면 적외선 망원경이 필수적인 것으로 지적되고 있다. 현재 이용되는 적외선 우주망원경은 천체물리학 관측을 위해 발사된 '광역적외선관측탐사선(WISE)'을 2013년부터 NEO 탐색용으로 재활용한 것이다. 지금까지 수만개의 소행성을 찾아냈으며 이 중 135개는 지구 가까이 지나가 나름 역할을 했다고 할 수 있다. 하지만 소행성 탐색을 목적으로 개발된 것이 아니라 기능에 한계가 있을 뿐만 아니라 수명도 거의 다해 새로운 적외선 우주망원경이 필요한 시점이 됐다는 목소리가 높아져 왔다. 새 적외선 망원경은 15년 가까이 구상하고 다듬어온 네오캠을 기반으로 추진될 것으로 전망되고 있다. 네오캠은 지구와 태양의 중력이 균형을 이루는 라그랑주 점(L1)에 자리를 잡아 NEO WISE가 위치한 곳보다 온도가 훨씬 낮은 곳에 있는 것으로 구상돼 있다. 이는 적외선 망원경의 성능을 유지하는데 필요한 냉각제인 극저온 액체가 필요치 않아 수명을 연장할 수 있다는 것을 의미한다. 주부큰 부국장은 새 적외선 망원경의 기본 설계수명이 5년으로 10년까지 연장될 수 있는 것으로 밝히면서, 현재 30%에 불과한 위험 NEO 파악률을 5년 이내에 65%, 10년 안에 90%까지 달성할 수 있다고 전망했다. 미국 매사추세츠공대(MIT)의 행성 과학자 리처드 빈젤 박사는 스페이스닷컴과의 이메일 인터뷰에서 "우리는 소행성에 대처하는 데 있어 마침내 운이 아닌 지식에 의존하게 됐다"고 했다. /연합뉴스
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