유도 만능 줄기 세포(iPS Cell) 1탄, 또 다른 줄기세포 바람이 분다

몇 년 전까지 과학계에 ‘배아 줄기 세포’ 연구의 바람이 불며 걷지 못하는 사람을 걷게 하는 것이 실제로 이루어 질 것이란 희망이 싹트기 시작했습니다. 하지만 그것도 잠시, ‘배아 줄기 세포’ 연구의 몇 가지 한계로 그 희망은 수그러들었습니다.
하지만 그 한계에도 불구하고, 과학자들은 계속된 연구와 의지로 새로운 줄기 세포를 만들어 냈는데요, 그것이 바로 오늘 소개드릴 ‘유도 만능 줄기 세포(iPS Cell)’입니다. ‘배아 줄기 세포’를 대체할 ‘유도 만능 줄기 세포(iPS cell)’가 등장하면서 다시금 우리의 희망도 고개를 들고 있는 것이죠.

기존의 ‘배아 줄기 세포’ 연구의 한계

@Image Editor / http://www.flickr.com/photos/11304375@N07/6861660272

도대체 이전의 줄기 세포는 어떤 한계에 부딪혔기에 과학자들이 돌아가는 길을 선택할 수밖에 없었을까요?
배아 줄기 세포는 수정 후 4-5일 정도 후에 형성되는 포배로부터 얻어집니다. 여기서 포배는 어떤 세포로도 분화할 수 있는데요, 특수한 장기로만 분화시키기 위해서는 줄기세포의 분화 방향을 조절하기가 어렵다는 문제점이 있습니다.

그리고 가장 논란이 되고있는 이슈가 있죠? 바로 윤리적인 문제가 따른다는 점입니다. 줄기 세포를 통해 원하는 장기를 만들어 이식할 경우, 환자에게 이식 한 후 면역 거부 반응이 일어나지 않도록 환자의 조직과 동일한 장기를 만들어야합니다. 그러기 위해서 어떻게든 난자를 얻어 환자의 체세포를 치환하는 방식을 사용해야 하는데요, 이렇게 만들어진 수정란은 하나의 사람으로도 분화할 수 있는 가능성이 있기 때문에 생명 존중을 외치는 종교계에서는 거세게 반대하고 있습니다.

이렇듯 ‘배아 줄기 세포’를 연구하던 과학자들은 한계에 부딪혔습니다. ‘배아 줄기 세포’의 문이 거의 닫힌 듯 보이자 과학자들은 다른 쪽 문을 찾기 시작했습니다.

그러던 중, 2006년 일본 교토 대학의 야마나카 연구팀유도 만능 줄기 세포(iPS Cell)에 대한 아이디어를 내어놓게 됩니다.

iPS Cell, 이미 분화한 세포에서 줄기 세포로
유도 만능 줄기 세포(iPS Cell)는 이미 분화한 세포에 몇 가지 인자를 처리하면 세포가 분화되기 전의 상태로 돌아간다는 획기적인 아이디어를 바탕으로 만들어졌습니다. 분화된 세포에 인자를 처리하기 때문에 난자를 이용하는 것과 같은 윤리적인 문제나 면역 거부 반응에 대한 걱정을 할 필요가 없어진 것입니다.

야마나카 교수 @Rubenstein / http://www.flickr.com/photos/rubenstein_/3910666834/

야마나카 연구 팀은 배아 줄기 세포 연구를 바탕으로 유도 만능 줄기 세포(iPS Cell) 연구를 시작했습니다. 배아 줄기 세포에서 많이 발현되는 인자들을 조사하여 먼저 24개의 후보를 꼽고, 그것들이 줄기 세포의 특성을 띄도록 할 것이라는 가설을 세웠습니다. 그리고는 24개의 후보에서부터 10개, 4개로 그 폭을 줄여 최종적으로 4개의 인자가 처리되었을 때 배아 줄기 세포와 가장 유사한 성질을 나타낸다는 사실을 밝혀냈습니다.

이렇게 줄기 세포를 만들어내는 궁극적인 목적은 질병을 치료하는 것이기 때문에, 질병 치료에 어떻게 이용할 것인가가 가장 중요한 문제입니다.
유도 만능 줄기 세포(iPS Cell)를 만들어 낸 후, 크게 두 가지 방법으로 치료에 이용할 수 있습니다. 첫 번째로, 환자에게서 얻어낸 유도 만능 줄기 세포(iPS Cell)를 이용하여 환자에게 꼭 맞는 치료약을 찾아내는 것입니다. 먼저 환자에게 맞는 유도 만능 줄기 세포(iPS Cell)를 실험실에서 배양하며 분화시키고 나서 환자에게 나타났던 질병과 관련된 여러 가지 약물을 처리 해 봄으로써 환자에게 꼭 맞는 약을 찾아내는 것입니다.
두 번째 방법은 우리가 잘 알고 있는 치료 방법, 바로 이식입니다. 환자로부터 만들어낸 유도 만능 줄기 세포(iPS Cell)를 정상적인 세포로 키워낸 다음 환자의 몸에 이식하는 것입니다.

위의 두 가지 치료 방법은 이론적으로는 완벽하지만 이와 관련해서도 아직 현실에서는 몇 가지의 해결해야 할 문제점들이 있었습니다. 먼저 줄기 세포는 계속해서 분열할 수 있는 능력을 갖기 때문에 우리 몸에 이식하였을 경우 계속해서 분열하는 암세포를 만들 수 있습니다. 못 걷던 사람을 걷게 만드는데 성공했지만 암이 생겨버린다면, 아무런 소용이 없겠죠? 또, 4가지 인자를 처리하면서 염색체에 돌연변이가 생길 수 있습니다. 염색체에 이상이 생기는 것 또한 예상하지 못한 질병이 뒤따를 수 있으므로 아주 위험한 문제이지요.
(하지만 최근 이러한 기존의 유도 만능 줄기 세포의 문제점을 개선할 수 있는 연구가 나와 눈길을 끌고 있습니다. 이와 관련되서는 2탄에서 자세히 소개해드리도록 하겠습니다.)

이처럼 아직 유도 만능 줄기 세포(iPS Cell)도 완벽하지 않은 모습을 하고 있지만, 질병의 치료에 효과적으로 쓰이기 위해 그 모습을 조금씩 다듬어가고 있습니다. 배아 줄기 세포 연구의 바람이 불던 때 많은 사람들이 희망을 가졌던 것처럼 이번엔 유도 만능 줄기 세포(iPS Cell)에 많은 사람들이 희망을 가지고 있는데요, 이번만큼은 꼭. 유도 만능 줄기 세포(iPS Cell)를 이용한 치료가 실현되길 간절하게 바라며 이번 기사 마무리 하겠습니다.

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굿가이(Goodguy)

우리 생활 속 과학이야기

스타크래프트 과학공부 3탄, 기적의 치료사 편

안녕하세요. 국가과학기술위원회 블로그 기자단 2기 최형일입니다.
오랜만에 다시 스타크래프트 속 과학이야기를 들고 찾아왔습니다. 오늘 소개해드릴 내용은 스타크래프트 속 기적의 치료사들의 이야기인데요, 지난 1월 마린의 스팀팩과 저글링의 아드레날글랜즈(http://nstckorea.tistory.com/203), 8월 제2탄, 테란의 과학유닛인 사이언스 베슬(http://nstckorea.tistory.com/469)에 이은 3번째 시리즈입니다.

게임 속 캐릭터를 통해 과학적 요소들을 찾아보는 스타크래프트 시리즈~


기적의 치료사

스타크래프트 게임에는 프로토스, 테란, 저그라는 종족이 있습니다. 각 종족에는 치료의 기능이 있는데요, 테란에게는 메딕의 힐, 저그에게는 자동 재생능력, 프로토스에게는 쉴드 복구 능력이 바로 그것입니다. 전장의 천사 메딕(Medic)은 공격력은 전혀 없음에도 테란의 꽃일 뿐만 아니라 강력한 구세주의 역할을 합니다. 아마도 부상당한 마린과 불곰의 체력을 회복시켜주는 치료능력 때문일 텐데요, 이와 달리 저그는 메딕과 같은 치료사 없이 자동으로 재생됩니다. 프로토스는 체력이 자동 재생되는 것은 아니지만 보호막인 쉴드는 복구됩니다. 그렇다면 이런 재생 능력들은 어떻게 가능한 것일까요?

1. 저그의 재생기능

여왕이 해처리를 재생시키는 장면

우리가 살고 있는 자연세계는 전쟁의 연속입니다. 생물들은 생존을 위해 끊임없이 투쟁을 하며 이로 인해 수많은 부상을 입기도 합니다. 만약 재생기능이 없다면 생물들에게 부상은 곧 죽음을 의미하는 것일테죠.

모든 생물체들은 항상 자신의 몸을 일정한 상태로 유지하려고 하는 ‘항상성’을 가지고 있습니다. 조그만 부상이나 질병의 경우 별도의 치료 없이도 원상복구가 되는 것을 자연치유라고 합니다. 모든 생물들은 이러한 자연 치유능력을 가지고 있는데요. 저그 또한 이와 같은 원리로 재생기능을 한다고 볼 수 있습니다. 따지자면 저그뿐만 아니라 테란인 인간들도 이런 재생기능을 다 가지고 있는 셈이죠. 하지만 끝도 없이 ‘해처리’(저그의 주 건물)에서 쏟아져 나오는 저그의 유닛들은 하루에도 수도 없이 죽어 없어지는 세포를 다시 재생해내는 놀라운 능력을 가지고 있어야 합니다. 우리의 골수도 지금 이 순간에도 쉴 새 없이 혈구세포들을 만들어 내며, 오래된 혈구 세포들을 파괴하는 것과 같이 말이죠. 이것은 체세포 분열과정으로 설명될 수 있는 원리입니다.

2. 메딕의 힐

메딕의 힐은 마린 부대의 생존율을 크게 높이고, 체력을 복구하는 역할을 합니다. 그렇기에 메딕의 힐을 뒤에 두고 전장을 향해 돌진하는 마린들은 정말 무서운 공격력과 불멸의 힘을 보여줍니다. 물론 현실에서는 당연히 불가능한 일이죠!! 전쟁에서도 의무병을 메딕(Medic)이라고 부릅니다. 현실전쟁에서는 부상을 당했을 시 의무병이 달려가 치료를 하는데요. 부상여부에 따라 전장에서의 응급처치 속도는 달라집니다. 하지만 게임속의 메딕은 단 몇 초 만에 체력이 바닥난 마린을 복구시킵니다. 이러한 것이 가능하기 위해서는 메딕이 마린 몸의 세포들이 빠르게 세포 분열할 수 있게 하는 능력을 가지고 있어야 합니다. 그러나 아무리 그런 능력을 가지고 있다고 해도 팔이나 다리와 같은 절단은 절대 그렇게 할 수 없는 일입니다.

메딕이 마린을 치료하고 있는 모습

현실로 돌아와 볼까요? 인간의 경우는 아니지만, 곤충이나 편형동물, 강장동물, 극피동물, 양서류, 파충류들은 사지가 절단되어도 다시 재생이 가능합니다. 물론, 몇 초 만에 재생은 불가능해도 오랜 시간에 걸쳐 재생되는 것은 가능한 일입니다.
도마뱀 같은 경우를 보면 꼬리가 잘렸을 시 며칠 뒤면 꼬리가 다시 재생되며, 다리가 잘려도 며칠 뒤에 다리가 다시 자라나 있습니다. 어떤 도마뱀은 뇌가 잘려도 재생된다고 하니 정말 놀라운 일이죠. 인간에게도 저런 능력이 있다면 죽음이라는 것도 두렵지 않겠죠?

물론 인간재생을 꿈꾸는 과학자들도 있습니다. KIST 연구원들은 손상된 인체 조직이나 장기의 기능을 복원시키는 '생체치료' 기술개발을 위해 노력하고 있다고 하죠. 의공학연구소 생체재료연구단에서는 인공적 소재를 가지고 생체기능을 복원해주는 연구환자의 세포를 따로 뽑아 세포를 키운 후 환자의 부족한 부분(간이나 뼈 등 생체조직)을 재생시켜주는 연구를 중심적으로 하고 있다고 합니다.

3. 프로토스의 쉴드

프로토스
는 과학기술이 매우 발전한 종족입니다. 특히 ‘쉴드’ 기능은 별것 아닌 것 같아 보이지만, 그 실체를 알고 보면 매우 놀라운 기술에 속합니다. 쉴드는 말 그대로 방패기능으로, 이것 자체로는 별로 놀라운 것이 아닙니다. 진짜 놀라운 것은 쉴드가 시간이 지나면 복구된다는 것이죠. 게임에서 보이는 에너지 장막은 사실상 현실적으로는 가능성이 없어 보이지만 갑옷이나 외부 장갑을 강화하는 일은 기술적으로 가능하다고 합니다. 그것은 바로 자기조직화(Self-organization)라고 하는 생물의 재생기능입니다.

프로토스가 쉴드 방어막을 유령이 EMP로 저지하고 있다

우리 몸에 상처가 나면 대뇌에서 어떤 특별한 명령을 보내서 치료하는 것이 아니라 상처주변의 세포들이 자발적으로 재생해 내는 것인데요. 이렇게 놀라운 기술을 우리도 이제 할 수 있는 길이 열리고 있습니다. 바로 ‘나노기술’을 통해서입니다. 나노로봇은 미래 의학에 혁신적인 역할을 할 것이라고 보는 이들이 많습니다. 혈관 속으로 나노로봇들이 돌아다니며 질병을 치료할 수 있고 병이 들어 손상된 세포를 치료하여 난치병이나 노화의 굴레에서도 벗어나게 할 수 있을지도 모릅니다. 이러한 나노로봇 기술과 큰 분자를 작은 분자로 쪼개어 몸의 구성성분으로 만들어 나가는 분자조립기술이 합쳐진다면 프로토스의 쉴드 복구와 같은 능력을 실현할 수 있는 것이죠. 과학의 세계는 참으로 놀랍지 않은가요?

4. 재생의학의 현주소

현재 재생의학에 대한 관심은 나날이 급증하고 있습니다. 인간은 항상 세포에 손상을 입고 있습니다. 팔, 다리가 절단되거나 신경이 끊어져 마비가 온다거나 하는 이런 질병들은 복구가 어려운 질병들입니다. 하여 전세계 의학도들이 재생의학의 발전에 노력을 기울이고 있습니다.

몇 년 전에는 줄기세포가 큰 이슈로 떠오르게 되었는데요. 줄기세포는 미분화 세포로 신경세포나 혈구세포, 골수세포, 각막세포, 근육세포등 수많은 세포들로 변할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 하지만 이 줄기세포 중에 배아줄기세포는 윤리적 문제가 크게 작용하고 있습니다. 배아 또한 하나의 생명체로 종교계에서는 주장하고 있기 때문이죠. 해서 성체줄기세포를 이용하고 있지만 성체줄기세포는 배아줄기세포와 다르게 세포분화속도가 매우 느립니다.

2006년 일본에서는 재생의학의 한 획을 그은 사건이 터지는데요. 바로 ‘iPS 세포’입니다. iPS 세포는 ‘Induced Pluripotent Stem Cell’의 약자로써 직역하자면 유도만능줄기세포입니다. 이 세포는 우리 몸 체세포의 DNA를 재조합하여 줄기세포로 다시 포맷, 즉 본래의 배아줄기세포단계로 되돌리는 기술입니다. 이것은 자기 체세포를 이용하기 때문에 윤리적 문제 또한 없으며 배아줄기세포와 같은 능력을 가지고 있어 분화속도도 빠릅니다. 앞으로 이러한 줄기세포 연구들이 위에서 말한 뛰어난 재생능력을 실현하게 될 것입니다. iPS 세포에 관해서는 조만간 다시 자세히 다뤄보도록 하겠습니다.

재생의학이 계속 발전하여 더 이상의 부상과 상처 걱정 없이 살 수 있는 첨단 미래의 시대를 기대해 봅니다.  
 

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근육의 비밀-나도 몸짱이 될 수 있을까?


2000년대부터 불기 시작한 웰빙(Well-Being) 바람은 지금도 여전히 진행중! 좀처럼 사그라질 줄 모릅니다. 웰빙을 문자 그대로 해석해 보면, 더 이상 사느냐(Being) 죽느냐의 문제가 중요하지 않고, ‘잘(Well)’ 사는 것(Being)이 중요하다는 의미를 담고 있죠. 즉, 우리 생활의 여러 방면에서 삶의 질을 중요시하게 된 것인데요, 이와 함께 사람들이 가장 먼저 챙기게 된 것이 바로 건강한 신체입니다. 대표적으로 ‘웰빙 열풍’에 이어 불어온 ‘몸짱 열풍’을 예로 들 수 있을 것 같은데요, 적당한 몸무게를 유지하는 것을 넘어 아름다운 신체를 위해 사람들은 근육 키우기에 관심을 갖기 시작한 것입니다.

@EUSKALANATO / http://www.flickr.com/photos/euskalanato/1948899638

사람들이 관심을 갖는 근육, 오늘은 여기서 얘기를 시작할까 합니다. 여러분들이 갖고 있는 그 근육은 대체 어떤 모습이고, 어떻게 자기 역할을 하는 것인지 말이죠. 그리고 과연 여러분들은 몸짱이 될 수 있을까요? 자, 지금부터 이야기를 시작해보겠습니다.

제일 먼저 여러분이 갖고 있는 근육이 어떤 모습을 하고 있는지부터 말씀 드릴게요. 우리 몸에는 크게 골격 근육, 심장 근육, 내장 근육 이렇게 세 가지 종류의 근육이 있습니다. 여기에서 우리가 운동을 통해 키우는 근육은 골격 근육인데요, 앞으로는 이 근육에 대해 집중적으로 말씀 드리겠습니다.

근육은 우리 몸에서 길쭉한 형태로 존재합니다. 근육의 양 끝은 인대를 통해 뼈에 붙어있는 것이죠. 이런 길쭉한 형태는 길쭉길쭉한 모양의 근섬유 다발 때문인데요, 근섬유는 근원섬유 다발로 이루어져 있고, 근원섬유는 근 필라멘트 다발로 이루어져 있습니다. 이렇게 보니 근육은 생각보다 참 복잡한 녀석이죠?

@twid / http://www.flickr.com/photos/twid/3013688365

근섬유는 근육을 이루고 있는 길쭉한 모양의 핵이 여러 개인 세포이기 때문에 근육세포, 근세포라고 불리기도 합니다. 그를 구성하고 있는 근원섬유는 늘어나고 줄어들 수 있는 단백질 다발이구요. 늘어나고 줄어들 수 있는 단백질 다발이라는 말은, 다시 말해, 고무줄 같은 탄성력이 있다는 말인데 이는 서로 다른 두 종류의 근 필라멘트가 서로 미끄러지면서 생기는 현상입니다. 복잡한 내용이지만 다음 동영상을 통해 어떤 모양으로 미끄러지는지 좀 더 쉽게 이해하실 수 있을 거예요.


동영상에서 보시는 것처럼 두 종류의 필라멘트가 당겨지는 때와 다시 돌아오는 때가 있는데요, 두 종류의 필라멘트가 당겨지는 때가 바로 근육이 수축되는 때이고, 제자리로 돌아올 때가 이완되는 때입니다. 바로 이와 같은 근육의 수축과 이완을 통해 우리는 물건을 들고, 운동을 하는 데에 근육을 사용할 수 있는 것입니다.

그렇다면 우리가 운동을 하면 근육이 커지는 것은 어떤 원리일까요?
마치 잠자고 있던 사자가 깨어나듯, 잠잠하던 줄기세포가 분화하기 시작하며 새로운 근육이 만들어집니다.

우리 근육에는 아직 근육세포로 분화되지 않은 줄기세포가 근육에 붙어 있어서, 새로운 근육이 필요한 위기 상황에서는 줄기세포가 분화를 시작하여 새로운 근육 세포를 만들어 냅니다. 새로운 근육이 필요한 위기 상황은 근육에 상처가 난 경우, 또는 운동을 많이 한 경우를 모두 포함 하는데요, 이것이 바로 어느 정도 운동을 했을 때 멋진 근육이 늘어나는 이유입니다. 줄기세포는 근섬유에 붙어서 서로 ‘Notch Signaling'이라는 이름의 신호를 받습니다. 이 신호는 줄기세포가 분화를 할지 말지를 결정하게 하는 신호인데요.

사람들의 언어로 번역하자면,


<평온한 상태>
-근섬유: 분화하지 말고 기다려.
-줄기세포: 네!

<위기 상황>
-근섬유: 분화해 얼른!
-줄기세포: 네!

이정도가 되겠네요.

이런 원리로 근육이 발달하게 된다면, 사람마다 근육의 양이 다른 건 어떻게 설명할 수 있을까요? 여러분이 가장 궁금해 할 질문, ‘나는 과연 몸짱이 될 수 있을까?’와 관련된 설명이 되겠네요.

kbs 남자의 자격(남자, 그리고 식스팬 편) 캡처

kbs 남자의 자격(남자, 그리고 식스팬 편) 캡처


정확한 과정은 밝혀지지 않았지만 사람마다 갖고 있는 줄기세포의 수가 다르다고 합니다. 새로운 근육이 만들어져야 할 상황에서 얼마나 빨리, 잘 만들어지는지가 달라지게 되는 것이죠. 간단한 예로는 남자와 여자의 줄기세포수가 다른 것을 들 수 있겠네요.

이것 외에도 근육의 발달에 영향을 미치는 요인들이 있으니, 결국 개개인의 근육 발달 정도는 다를 수밖에 없는 것이지요. 그러니, 몸짱이 되기 위해 열심히 운동하다 ‘나는 안 되나봐.’ 하신 분이 있다면, 힘내시길. 오늘의 주제였던 ‘나도 몸짱이 될 수 있을까?’의 대답은 ‘될 수 있다!’입니다. 다른 사람들보다 더딜지 몰라도 열심히 운동한다면 분화된 새로운 근섬유로, 멋진 몸매를 갖게 되실 겁니다. 그러니 자, 오늘도 여름철 멋진 몸매를 위해 열심히 운동해봅시다!

 



알립니다

모든 방송용 캡쳐 사진은 인용을 목적으로 하였으며 저작권은 해당 방송사 측에 있습니다. 또한 저작권법 제25조(공표된 저작물의 인용)에 의거 공표된 저작물은 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여는 정당한 범위 안에서 공정한 관행에 합치되게 이를 인용할 수 있다는 부분에 의거 사용했음을 밝힙니다.
 

 



 

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줄기세포 R&D 한마당 FAIR를 다녀오다!

지난 24일 오후, 국가과학기술위원회에서 '줄기세포 R&D 한마당 FAIR'을 개최해, 대한민국 줄기세포 연구의 미래를 위한 정부 R&D투자 방향에 대한 토론회 자리를 마련했습니다. 이번 토론회는 세종대학교 광개토관에서 개최되었는데요. 평소 줄기세포에 많은 관심을 가지고 있었고 전공분야 또한 재생의학분야였기에 꼭 취재를 해야겠다는 마음이 들어 현장을 찾았습니다.
 

줄기세포 R&D 한마당 FAIR 현장

줄기세포 연구 동향 및 과제 전시공간


행사동안에는 R&D 토론회뿐만 아니라 최근 줄기세포 연구 동향과 앞으로의 과제를 엿볼 수 있게 전시가 되어있었습니다. 저 역시 이곳에서 최근 발표된 줄기세포 연구 동향을 볼 수 있어 매우 유익한 시간이었습니다.

망막신경줄기세포 관련 전시물

유명희 대통령실 미래전략기획관


제가 제일 관심 있고 꼭 치료하고 싶은 불치병인 망막신경세포손상입니다. 특히 망막색소결핍증은 현재까지 치료법이 나와 있지 않아 한번 걸리면 고칠 수 없는 병인데요. 무엇보다 유전병이기 때문에 대대손손 누군가는 이 병에 시달린다고 해도 과언이 아닙니다. 유일한 치료법이 바로 줄기세포를 이용한 신경의 재생이라고 볼 수 있습니다.


국가과학기술위원회 김도연 위원장님과 유명희 대통령실 미래전략기획관님도 이곳 전시 부스를 관람하고 계셨습니다. 줄기세포 전문가이신 연세대학교 김동욱 교수님께서 두 분을 가이드 해주셨습니다.

드디어 본격적인 행사가 시작되었습니다.


그 첫 번째 순서로 줄기세포 기초과학연구자이신 김동욱 교수님의 줄기세포에 대한 간략한 소개가 있었습니다.

줄기세포란 영어로 'Stem Cell' 이라고 합니다. 여러분 식물의 줄기를 보면 어떤가요? 하나의 기둥에서 여러 갈래로 뻗어나간 다음 그 줄기에서 새로운 잎이 피어나오죠? 줄기세포 또한 마찬가지라고 생각하시면 됩니다. 기둥이 되는 세포가 있고 이 기둥세포가 여러 종류의 세포로 변하게 됩니다. 마치 줄기가 뻗어나가는 것처럼 말이죠. 하여 마지막에는 이 기둥세포가 피부세포가 되고 골수세포가 되고 혈액세포가 되고 하는 것입니다. 여기서 바로 여러 세포로 변할 수 있는 기둥세포, 이 세포를 바로 줄기세포라고 할 수 있습니다.

그렇기 때문에 줄기세포는 초기에는 아무런 기능을 가지고 있지 않습니다. 하지만 이것이 변하면서 여러 종류의 기능을 가지고 있는 세포로 변하게 되는 것이죠. 만약 우리몸에서 중요한 기능을 하는 세포가 손상이 된다면 바로 이 줄기세포를 이용하여 다시 세포조작이 가능합니다. 특히 줄기세포의 주요 연구는 바로 신경이라고 볼 수 있는데 신경은 한번 손상이 가면 다시 재생이 되지 않기 때문입니다. 우리의 피부에 상처가 생기면 새살이 돋게 됩니다. 이것은 줄기세포가 작용하여 새로운 피부세포를 만들었기 때문입니다. 하지만 신경세포는 그렇지 않습니다. 한번 상처가 나면 영원히 나아지질 않습니다. 그렇기에 아마도 앞으로의 줄기세포에 관한 연구동향은 이쪽 분야로 몰리지 않을까 하는 생각을 조심스레 해봅니다. 


다음 순서로 줄기세포를 이용하여 상업화에 힘쓰고 있는 산업분야의 전문가분들이 나와 최신 주요연구 성과와 국내외 동향에 관해 발표하였습니다. 과학에 연구의 바탕이 되는 기초연구가 있다면 이 기초연구를 바탕으로 제품을 만들고 상업화를 하는 산업연구가 있습니다.


그렇다면 줄기세포를 이용하여 무엇을 만들 수 있을까요?
앞서 설명했듯이 줄기세포를 이용하여 손상된 세포를 재생시키는 세포치료제를 만들 수 있습니다.
현재 세포치료시장은 수조원대에 달하기 때문에 매우 큰 시장이라고 할 수 있습니다. 우리 몸에는 수없이 많은 세포들이 있기 때문에 세포치료제가 만들어진다면 정말 다양한 치료제 개발이 가능해지겠죠. 하지만 그만큼 세포치료제 개발에는 많은 어려움이 따릅니다. 무엇보다 약이기 때문에 FDA 승인과 임상실험 등 10년 이상의 노력이 있어야 비로소 결실을 볼 수 있다는 것이 단점이라 할 수 있습니다. 하지만 그럼에도 불구하고 성공하게 되면 10년 동안 공들인 모든 노력이 한순간에 빛을 발하게 되는 것이니 그만큼 매력 있는 사업 분야가 아닐까 싶습니다. 그러나 잊지 말아야 할 것은 기초가 없는 산업은 있을 수 없는 법! 기초연구와 산업연구의 협력과 조화가 반드시 필요하다는 것입니다. 이 둘이 조화를 이룰 때 대한민국 줄기세포의 발전을 한단계 앞당길 수 있을 것이라 생각합니다.

끝으로 기초연구분야 3분의 전문가와 산업연구분야의 3분의 전문가가 모여 토론회를 가지는 시간이 마련되었습니다. 이날 목진휴 국민대학교 행정학과 교수님의 사회를 토대로 토론회가 진행 되었는데요. 마치 '100분 토론'처럼 찬반양론의 대립이 심할 줄 알았는데 매우 평화로운 분위기에서 좋은 이야기들이 오고 가며 진행이 되었습니다.
진행을 맡으셨던 목진휴 교수님은 왜 싸우지 않느냐며 농담을 던지곤 하시더군요.

주요 쟁점이 된 이야기는 기초분야에 집중투자 할 것인가, 산업분야에 집중투자 할 것인가’ 대한 것이었습니다. 하지만 양쪽 패널 모두 투자의 여부보다는 병의 치료가 목적이라고 주장하였고 하여 돈을 얼마나 투자하든 환자들에게 도움이 될 수 있는 방향으로 투자가 이루어져야한다고 의견일치를 보였습니다.

토론회를 마치며 저 역시도 그 결론이 옳다는 생각이 들었습니다. 줄기세포치료제의 가격이 매우 비싸긴 하지만 아직 가격을 논할 단계는 아니며 현재는 줄기세포 연구가 더 발전을 해야 할 단계인 것 같습니다. 그리고 이 분야에 몸을 담고 싶은 사람으로서, 중요한 것은 일단 돈이 아니라 인류에 얼마나 기여를 할 수 있느냐에 달렸다는 생각이 들었습니다. 
그리고 끝으로, 줄기세포연구에 전념하고 있는 모든 분들에게 힘내시라는 말을 전하고 싶습니다!!

 

※ 보다 자세한 소식은 국과위 홈페이지 보도자료를 참조하시기 바랍니다.

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줄기세포 R&D 한마당 FAIR 개최!
-‘줄기세포 강국도약을 위한 정부 R&D 투자방향 열린토론회'-


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오는 24일(목) 오후 1시부터 5시간 동안 세종대학교 광개토관 컨벤션홀에서 ‘줄기세포 R&D 한마당 FAIR(줄기세포 강국도약을 위한 정부 R&D 투자방향 열린토론회)'가 열립니다!!

국가과학기술위원회가 주최하고 한국과학기술기획평가원과 ㈜케이투비가 주관하는 이번 행사는 맞춤의료 및 재생의료에 대한 중요성과 더불어 전세계적으로 줄기세포에 대한 관심이 높아지고 있는 가운데, 무엇보다 줄기세포 국가 R&D 투자현황 및 지금까지의 성과를 공유하고, 미래 줄기세포 산업 강국으로 발돋움하기 위한 정부의 중장기 투자방향에 대해 각계의 의견을 수렴하기 위해 마련되었습니다.
이번 자리는 정부 연구개발 수행부처 관계자뿐만 아니라 산학연 연구자들이 함께 하여, 한곳에서 다양한 의견을 들을 수 있는 좋은 기회가 될 것입니다.

이번 행사에서는 줄기세포 수행과제, 우수성과 200여점이 전시되고, 이준승 한국과학기술기획평가원 원장의 개회사와 김도연 국가과학기술위원회 위원장의 인사말씀, 유명희 대통령실 미래전략기획관의 격려사가 이어지며, 줄기세포 분야 국내외 동향과 최신 주요 연구 성과 발표, 줄기세포 분야 정부 R&D 투자방향에 대한 발표도 진행됩니다.

한편, 패널토론은 목진휴 국민대학교 행정학과 교수의 진행으로 100분간 진행되는데요, 특히 이번 패널토론에는 기초분야 패널 3명(김동욱 연세대 교수, 손영숙 경희대 교수, 조이숙 한국생명공학연구원 책임연구원)과 산업분야 패널 3명(강경선 강스템홀딩스 대표, 정형민 차바이오앤디오스텍 연구소장, 양윤선 메디포스트 대표)이 참석하여 전문적이고 심도 있는 이야기를 나눌 예정입니다.

이번주 목요일에 있을 '줄기세포 R&D 한마당 FAIR'에 여러분의 많은 관심과 참여 바랍니다~!!

행사 개요
ㅇ 일시 및 장소 : 5.24일(목) 13:00~18:00, 세종대 광개토관 컨벤션홀(B2)
ㅇ 주요 내용 : 줄기세포 분야 국내외 동향, 최신 주요 연구성과, 줄기세포 분야 정부 R&D 투자방향 발표 및 패널 토론

ㅇ 행사문의
한국과학기술기획평가원 생명복지사업실 김인자 연구원 (02.589.2867 / kij@kistep.re.kr)
(주)케이투비 전략기획팀 이형기 연구원 (070.4270.1153 / lhk@k2b.biz)

 

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굿가이(Goodguy)

우리 생활 속 과학이야기

줄기세포 R&D 투자 효율성 높인다
 줄기세포 R&D 협의체 운영, 기초연구 성과의 산업화 촉진을 위한 ‘fast track' 구축

홍재민 심의관이 19일 오전 서울 종로구 새문안로 국가과학기술위원회 중회의실에서 '제14회 국과위 본회의' 상정안건인 '줄기세포 R&D 투자 효율화 방안(안)' 에 대해 발표하고 있다.

국가과학기술위원회(위원장 김도연, 이하 국과위)는 1월 19일(목) 제14차 본회의를 개최하고 ‘줄기세포 R&D 투자 효율화 방안’을 심의․의결했다.

이번에 의결된 내용은 줄기세포 연구개발의 효율성을 높이기 위한 범부처 차원의 가이드라인으로, 향후 전략적 투자방향 및 사업체계 개편안을 담고 있다.

줄기세포 R&D 투자 효율화 방안의 주요 내용은 다음과 같다.

먼저, ‘세포 대량배양’, ‘종양형성 억제’ 기법과 같은 핵심․원천기술 연구개발 투자를 확대하고, 사업화 가능성이 검증된 기술에 대해서는 임상시험 지원도 확대함으로써 줄기세포 연구의 산업화 가능성을 높일 방침이다.

이를 위해 질환별 치료제 맞춤형 줄기세포주 개발 등 산업화 문제해결형 연구개발이 강화된다. 특히 안전성 문제, 면역거부반응 등 그간의 연구개발 과정에서 미해결 난제로 분류되어 있는 주요 기술적 병목요인 해소에 역량을 집중해 나갈 예정이다.

또한 줄기세포 연구의 창조성․다양성 확보를 위해 ‘새로운 분화인자 개발’, ‘바이러스 감염방지 기술’과 같은 탈추격형 연구 분야에 대한 재원 배분도 확충된다.

산업 현장의 임상 수요 증가를 반영한 실용화 연구개발 지원 확대 방침도 이번 투자 효율화 방안의 주요한 특징이다.

또 줄기세포 R&D를 추진하고 있는 각 기관의 미션을 고려하여 교과․복지․지경․농식품부 등 부처별 주요 업무영역이 재정립되고, 부처간․연구단계간 연계체계도 한층 개선될 전망이다.

△교과부 - 줄기세포 기초․기반기술 연구, △복지부 - 중개․임상시험 등 실용화 연구, △지경부 - 치료제 대량생산과 코스트 절감을 위한 개발연구, △농식품부 - 동물줄기세포 연구에 역량을 집중함으로써 제한된 재원이 부처간 중복투자 없이 효과적으로 활용될 수 있도록 역할체계가 강화된다.

아울러 부처간 연구성과의 연계성을 높이기 위한 ‘fast track'이 구축될 예정이며, 관계부처 합동의 ‘줄기세포 R&D 협의체’도 운영된다. 협의체를 통해 각 부처는 상호간 정보교류를 활성화하고, 기관별 사업계획․성과연계․연계사업 발굴/관리 및 성과 공유방안 등을 논의하게 된다.

 * fast track : 기초연구 성과 중 실효성이 높은 과제를 선정하여 심층평가 후 신속하게 후속 지원하는 시스템

줄기세포 사업별 역할체계 및 구조도 개편된다.

부처별 미션을 고려하여 각 사업들이 목적지향적으로 역할이 재조정된다. 그 결과 각 사업의 성격과 지향점이 명확해지고, 그간의 연구공백 분야에 대한 지원도 확대될 전망이다.
 * 목적형 기초‧실용화 연구지원, 안전성‧효능검증 지원 등

아울러 줄기세포 R&D 사업구조도 지금보다 단순화된다. 기존 산발적 추진방식에서 벗어나 연구분야별 특성에 따라 그룹핑되어 통합 관리됨으로써 사업현황 파악이 쉬워지고 성과관리도 용이해질 것으로 기대된다.

국과위 홍재민 심의관은 “올해는 줄기세포의 의학적․산업적 잠재력에 주목하여 예산이 천억 원 수준으로 늘어난 상황”이라며 “재원의 양적 증가와 함께 효율적 운용이 무엇보다 중요한 시점”이라고 말했다.
이어 “이번에 투자 효율화 방안이 마련으로 우리나라 줄기세포 분야의 글로벌 경쟁력도 한차원 높아질 것”이라고 기대감을 나타냈다.

‘줄기세포 R&D 투자효율화 방안’은 1월중 각 부처에 통보되어 세부사업별 기획에 활용될 예정이다.

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굿가이(Goodguy)

우리 생활 속 과학이야기

청각장애, 이제는 그들도 들을 수 있다 ! 

청각장애를 가진 ‘연두’ - 영화 ‘도가니’

“교장실 쪽에서 미세한 음악소리를 들었어요.”
이 말은 바로 지난 9월 개봉한 영화 ‘도가니’에서 청각장애를 가지고 있는 ‘연두’가 법정에서 한 대사인데요,
연두는 어떻게 청각장애를 가지고 있으면서 음악을 들을 수 있었을까요?

청각장애인, 소리를 전혀 듣지 못할까?
우리는 흔히 청각장애라고 하면 소리를 전혀 듣지 못한다고 생각하지만 사실 청각장애인 모두가 소리를 못 듣는 것은 아닙니다. 어떤 소리도 듣지 못하거나 들어도 변별이 안되는 사람, 보청기 등을 착용해도 소리 자극을 인지하지 못하는 사람은 ‘농인’으로 분류합니다. 하지만 청각장애인은 (일명 난청환자) 여러 원인에 의해 정상인처럼 소리를 완벽하게 듣지 못하는 경우로, 이런 경우를 청각장애 또는 청력장애인으로 분류합니다.

우리나라의 경우, 평균 60데시벨 이상의 난청이 있으면 청각장애 6급으로 판정하고 있습니다. 청각장애인의 분류는 애매모호한 점이 있는데 100을 기준으로 10만큼 듣지 못해도 청각장애이고 90을 듣지 못해도 청각장애입니다. 그러나 우리가 일반적으로 이야기 할 때 청각장애인을 농아인들과 동일시하다보니 청각장애인은 소리를 전혀 듣지 못하는 사람이라고 판단하게 되는 것이죠. 최근에는 음악을 크게 듣거나, 잦은 이어폰 사용 등으로 청각장애가 늘어나고 있습니다. 현재 국민의 약 20% 이상이 크고 작은 청각장애를 갖고 있다고 하며, 40대 이후의 경우, 노화로 인해 대부분의 사람이 청각장애를 갖고 있다고 하네요. 물론 정도의 차이는 있지만요. 

연두가 음악소리를 들을 수 있었던 원리는…?
그렇다면 연두는 어떻게 음악소리를 들을 수 있었을까요?
이는 앞서 이야기한 소리를 듣는 정도의 차이와는 다른 방향에서 생각해볼 수 있습니다. 사실 많은 청각장애인들이 사람의 말소리는 잘 듣지 못해도 음악소리는 소리나 진동으로 알 수 있다고 합니다. 예전에 청각장애가 있던 한 지인이 말하길, 자신은 사람의 말은 알아듣기 어렵지만 음악소리는 어렴풋이 들을 수 있다고 하더군요. 소리는 듣지 못하지만 음악은 진동으로 느낄 수 있다고 말이죠.

또한 공지영 작가의 인터뷰에 보면 이와 관련된 내용을 확인할 수 있는데요, 청각장애라는 것이 주파수의 문제이기 때문에 고주파 소리만 듣는 아이도 있고, 그것만 못 듣는 사람도 있는 등 천차만별이며 그렇기 때문에 음악 역시 들을 수도 있다고 합니다. 즉, 연두 역시 청각장애를 가지고 있었지만 음악소리는 진동으로, 혹은 자신이 들을 수 있었던 주파수의 소리였던 덕에 알 수 있었던 것이죠.

연두의 청력을 되찾게 해 줄 ‘인공와우수술’
일반적으로 30db(데시벨)이상의 청력손실이 있으면 보청기를 착용합니다. 현재 미국에서는 BAHA(골전도 보청기)가 많이 사용되고 있는데요, 하지만 보청기는 외관상 보기에도 좋지 않고, 연두의 경우와 같은 8~90 데시벨 이상의 고도 청각 장애에는 거의 도움을 주지 못합니다.

이에 대한 대안으로 최근 떠오르고 있는 것이 바로 ‘인공와우수술’입니다. 인공와우수술은 약 1mm 두께의 전극을 달팽이관에 삽입하여 청신경에 소리를 전달하는 수술로, 이 기술은 성인에서부터 점점 어린 아이들에게까지 그 적용대상이 낮아지고 있는 추세입니다. 아마도 머지않아 연두를 비롯한 어린 아이들이 인공와우수술을 통해 자신의 웃는 소리를 직접 들을 수 있지 않을까요?

청각장애의 근본적인 해결책 ‘줄기세포(Stem cell)’
현재는 인공와우수술이 청력을 되찾는 유일한 대안이지만, 귀 뼈를 뜯었다 다시 붙여야 하는 불편함이 있고, 청각신경이 완전히 상실되지 않아야 한다는 전제조건이 따릅니다.

이와 같은 불편을 덜고자 최근 줄기세포를 이용한 난청 치료 연구가 진행 중이라고 하는데요, 작년 미국 스탠퍼드대 의대 줄기세포연구소 신근우 박사는 “쥐의 줄기세포를 청각 기능에서 핵심 역할을 하는 달팽이관의 유모(有毛)세포로 성장시키는 방법을 찾았다.”며 “미래에는 유모세포를 이식해 청각을 잃은 환자를 치료할 수 있다.”고 밝힌 바 있습니다.

"스물아홉에 처음 내 목소리를"… Esteem Implant 이식한 여성의 감동 영상

지금도 청각장애 해결을 위한 줄기세포 연구는 계속 되고 있습니다. 가톨릭대 의대 서울성모병원 이비인후과 박경호 교수는 “최근 사람의 고막에서 성체줄기세포를 분리하고, 이를 신경전구체와 내이 유모세포 및 신경세포로 각각 분화시키는 데 성공해 특허를 출원했다.”고 밝히며 “세포 치료를 통해 일정 수준의 유모세포를 재생시켜주면 보청기의 효과를 높일 수 있을 뿐 아니라, 와우 신경절의 신경세포 수를 늘려줌으로써 인공와우의 효율을 높여줄 수 있을 것으로 기대된다.”고 전했습니다.

약 2억 5000만 명의 청력을 잃은 사람들에게 희망을 안겨다 줄 줄기세포연구. 그들이 가족들과 친구들 그리고 자신의 목소리를 직접 들을 수 있는 날이 오기를 기대해봅니다.

글 | 국가과학기술위원회 블로그 기자 정 희 엽

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