과학기술이 이끄는 안전하고 풍요로운 삶

[국정브리핑 ]


과학기술부는 국가연구개발사업 일선현장에서 과학기술 연구자들의 땀과 노력이 한데 모여 일구어낸 우수한 연구성과를 범부처적으로 발굴하여 효과적으로 알리기 위해 '2003-2005 국가연구개발 우수성과 100선'을 발간했습니다. 정부출연 연구기관과 대학, 기업 등의 우수 연구개발 성과는 앞으로 과학한국을 이끌 든든한 초석이 될 것입니다. 100가지 연구 성과를 10가지 테마별로 내용을 간추려 소개합니다.



김경원 과학기술혁신본부 기술혁신평가국장
21세기는 환경의 시대라고 해도 과언이 아니다. 지구촌의 모든 국가들이 심혈을 기울이고 있는 지속가능 발전은 물론 삶의 질 개선을 포함한 미래의 청사진을 그리는데 있어서 환경이 중심축을 이루고 있다.

지난 세기 무분별한 자원개발과 활용으로 생태계가 훼손되고 우리의 건강까지 위협받고 있다. 미래의 산업은 쾌적하고 안락한 삶을 보장할 수 있는 청정 자원개발과 친환경적 기술개발이 필요하다. 지난 3년간 국가연구개발 현장에서 일구어 낸 성과들 중에는 우리의 삶을 보다 안전하고 풍요롭게 만들어 줄 우수한 성과들이 쏟아져 나왔다.


친환경적 자원개발로 미래를 풍요롭게 한다

■ 극지의 미세조류에서 얻어낸 천연 결빙방지물질

얼음 속에서 얼지 않고 생존하는 호냉성 미세조류
영하 30도를 넘는 혹한의 남극에서 자원탐사 경쟁이 치열하게 벌어지고 있다. 특히 극지에 있는 식물성 플랑크톤인 미세조류로부터 천연물질을 찾아내어 줄기세포, 혈액, 제대혈, 난자, 인체조직 등과 같은 물질 등을 효과적으로 냉동보관할 수 있는 방법을 개발함으로써 냉동보존시장의 우위를 점유하기 위한 노력이 전개되고 있다.

한국해양연구원 부설 극지연구소 강성호 박사팀은 남극의 얼음 속에서도 얼지 않은 채 살아있는 호냉성 미세조류 (Naviculaglaciei) 에서 분비되는 물질이 얼음결정을 자라지 못하게 하는 결빙방지 단백질임을 규명하고 대량으로 배양하는데 성공했다.

현재 사용되고 있는 냉동보존물질은 화학합성물질이기 때문에 독성이 있어 해동과정에서 세포가 파괴되는 단점이 있었으나, 우리 연구팀이 찾아낸 결빙방지단백질은 천연물질로서 독성이 없기 때문에 인체에 적용할 때 더욱 안전하게 사용할 수 있다는 장점이 있다.

연구팀의 개발성공으로 인하여 유용한 생물종, 유전자원, 의료용 세포, 식품 등을 안전하고 장기적으로 보존할 수 있는 새로운 길이 제시됨으로써 응용개발을 통한 냉동보존 산업발전에 크게 기여할 것으로 예상된다.

■ 건강기능성 성분이 강화된 새로운 쌀 품종

거대 배아미 개발
서울대학교 식물생산과학부 고희종 교수팀은 국산 쌀의 경쟁력을 강화하고 국민건강증진을 위한 연구 끝에 기능성 쌀 ‘거대배아미’를 개발하는데 성공했다.

개발된 신품종 쌀은 영양물질과 생리활성물질이 농축되어 있는 배아(씨눈)가 보통 쌀 보다 3-4배 크고, 토코페롤, 식물성 스테로이드, 섬유질, 성장촉진물질(오리자놀), 고혈압 예방 및 신경안정물질인 감마아미노낙산(GABA:γ-amino butyric acid) 등 각종 기능성 성분함량이 다른 품종에 비해 월등히 우수하다.

우리의 주식인 쌀에 건강기능성 성분을 첨가함으로써 별도의 건강보조식품이나 기능성 의약품의 섭취를 줄일 수 있는 등 국민건강 증진뿐만 아니라 농업인의 소득증대를 가져다줄 것으로 기대된다.

■ 병에 강한 신품종 벼를 만드는 유전체 해독기술

벼 흰잎마름병균의 유전체 100% 정밀지도
벼는 세계 인구의 절반 이상이 주식으로 이용하는 쌀을 생산하는 식물로 크기가 작고 형질전환이 용이해 품종개량을 위한 연구가 이루어져 왔다.

농업생명과학연구원 한장호 박사팀은 병원성 세균으로부터 농작물의 피해를 줄일 목적으로 연구에 매진한 결과 최근 벼 농사에 큰 피해를 주고 있는 벼흰잎마름병균의 유전체 염기서열을 완전히 해독(44,941,439개 염기쌍으로 구성됨)해 내는데 성공했다(2005년 네이처지 발표).

이 연구결과로 기존 벼 품종의 문제점을 개선하였을 뿐만 아니라 고부가가치 작물을 개발하는데도 응용이 가능해 농업 생산성 증대에 크게 기여하게 될 것으로 전망된다.

■ 유전자 분석을 통한 과학적인 소나무 재선충 진단법
최근 들어 소나무 재선충이 국·내외적으로 급속히 확산됨에 따라 산림 황폐화 우려가 관심사(국제검역 대상 1호)가 되고 있다. 이러한 상황임에도 불구하고 종전의 검사방법은 선충 전문가들에 의한 현미경 검사법에만 의존함으로써 진단 오류 가능성이 높고, 시간도 많이 소요되어 초동방제를 어렵게 하는 단점이 있었다.

국립산림과학원 산림병해충과 최광식 박사팀이 이러한 단점을 보완해 줄 수 있는 실시간 유전자 증폭장치(RT-PCR)을 이용한 소나무 재선충 신속 진단법을 개발해 내는데 성공했다.

이 진단법은 한번에 많은 시료(96개)를 과학적인 방법으로 신속히 진단할 수 있고 정확성도 또한 높아서 산림병해충 진단 및 예방에 크게 활용되어 우리의 소중한 산림자원을 푸르게 가꾸는데 지대한 역할을 할 것으로 기대된다.


훼손된 생태계를 살아 숨쉬는 환경으로 되살린다

■ 훼손된 하천을 복원시키는 핵심기술

토목섬유 대방틀 시공 전후 장면.
한국건설기술연구원 수자원연구부 우효섭 연구팀은 훼손된 하천을 환경개선뿐만 아니라 본래의 자연상태로 복원하기 위한 연구를 수행한 결과, 하천의 특성에 맞는 생태서식처 복원공법을 개발하는데 성공했다.

연구팀이 개발한 식생매트 공법은 하천의 경관 및 자연성을 향상시키고, 유속으로부터 식물들이 뽑혀나가거나 제방이 세굴되는 것을 방지해 준다. 또한 토목섬유 대방틀 공법은 봉재된 고강도 토목섬유에 모르터(시멘트와 모래를 일정비율로 섞는 것)를 주입하여 방틀을 형성하고 식재하여 녹화할 수 있게 해 준다.
이에 따라 훼손된 하천 생태계의 복원이 가능해 져 자연친화적 하천 정비사업이나 녹화사업에 크게 활용될 것으로 기대된다.

■ 상·하수 처리장의 이끼와 조류를 제거하는 시스템

하수처리장의 조류발생 기술적용 전(왼쪽)과 후(오른쪽) 비교
상·하수처리장의 침전지나 배수로에는 물의 접촉으로 생기는 조류나 이끼가 끼게 되어 제거작업을 해야 하는 경우가 다반사이다. 한국과학기술연구원 환경공정연구부 안규홍 박사팀은 무수한 성능시험과 개량연구를 통하여 조류가 표면에 붙지 않는 판재를 개발해 내는데 성공했다.

연구팀은 금속판과 특수 세라믹 재료를 이용해 조류보다 물과 결합하는 친수성이 강화된 도막을 판제에 형성시킴으로써 조류가 부착되지 못하도록 한 성질을 이용했다. 이에 따라 상·하수 처리장을 보다 위생적으로 관리하고 깨끗한 수자원을 확보하는데 크게 기여할 것으로 전망된다.

또한 개발된 재료가 인체에 유해성이 없고 다른 건축내장재나 주방기구 등의 표면처리 기술에도 응용이 가능해 관련 산업 시장창출 효과도 기대된다.

■ 미래의 물 문제를 해결하는 종합진단 프로그램

통합수자원평가계획시스템(K-WEAP)
한국건설기술연구원 수자원연구부 이동률 박사팀은 수자원 문제를 쉽게 진단하고 평가해 다양한 처방을 내릴 수 있는 통합수자원평가계획시스템 (K-WEAP) 을 개발하는데 성공했다.

연구팀이 시스템 개발에 성공함으로써 지표수와 지하수를 포함한 하수처리수, 해수담수화 등 대체수자원에 대한 진단 및 평가가 가능해 졌다.
또한 기후변화 등에 의한 미래의 물 부족 문제를 비롯해 우리가 사용하는 물에 의한 하천의 수질변화뿐만 아니라 수자원의 경제적 활용방안도 평가할 수 있도록 설계되어 있어 국가 수자원 관리에 유용하게 활용될 것으로 기대된다.


21세기 환경의 시대, 안전하고 풍요로운 삶

21세기 환경시대! 우리 삶의 패러다임도 안전과 질(質) 위주로 바뀌고 있다. 미래의 청정 수자원을 확보하고, 건강기능성이 강화된 새로운 먹거리 자원을 개발하며, 산업화로 훼손된 생태계를 다슬기와 물고기가 함께 살아 움직이는 자연친화적 환경자원으로 탈바꿈하는 변화의 중심에도 과학기술이 함께하고 있다.
인간과 자연을 생각하는 과학기술이 열어주는 안전하고 풍요로운 삶을 함께 누리자.



국정브리핑 기사목록 | 기사제공 :