‘박테리아 덩어리’ 제거 非약물 나노기술..수퍼박테리아 사멸도 가능

기사입력 : 2018년07월16일 12:00

최종수정 : 2018년07월16일 12:02

최종훈 교수·서영민 박사, 박테리아 박멸 나노복합체 개발
화장실 등 박테리아 서식지 위생유지 활용
항생제·화학물질 없이 인체 무해하게 효과적으로 제거

[서울=뉴스핌] 김영섭 기자 = 박테리아가 서로 엉겨 붙은 바이오필름은 물론이고 항생제 내성을 가진 수퍼박테리아까지 인체에 무해하게 항생제와 화학물질 없이 효과적으로 제거하는 방법이 국내에서 개발됐다.

16일 한국연구재단에 따르면 중앙대 융합공학과 최종훈 교수·KIST 의공학연구소 서영민 박사 연구팀은 구리 나노입자와 탄소나노튜브의 재료 특성만을 극대화해 박테리아와 바이오필름을 제거할 수 있는 나노복합체를 개발하는 데 성공했다.

바이오필름은 박테리아가 음습한 곳에서 활발히 증식하면서 형성한 보호막으로서 미생물막이라고도 한다. 바이오필름이 생기면 세균에게 서식처를 제공해 악취와 질병을 일으킨다. 또 항생제와 화학 물질의 항균효과가 낮아져 물리적으로 제거해야 한다.

(그림1) 나노복합체 제조과정 모식도 : Avogadro 소프트웨어 프로그램을 이용하여 산처리된 탄소나노튜브 표면에 구리나노입자가 실제로 결합되어 있는 화학구조를 예측한 모식도 [자료=한국연구재단]

연구팀은 문제해결을 위해 박테리아뿐만 아니라 박테리아가 형성한 바이오필름까지 제거할 수 있는 나노복합체를 개발했다. 구리이온은 산화반응하는 경향이 강해서 합성이 어렵지만, 1가 구리이온을 이용해 최적의 조건에서 나노복합체를 합성할 수 있었다고 연구진은 설명했다.

나노복합체는 1차적으로 박테리아 세포에 직접 접촉해 세포벽을 손상시키고 2차적으로 활성산소를 발생시켜 산화 스트레스를 유발한다.

또한 박테리아의 세포 신호전달을 방해, 바이오필름 형성에 필수적인 유전자 발현을 억제한다. 이미 형성된 바이오필름도 효과적으로 제거한 것으로 입증됐다.

(그림2) 시간대별 나노복합체의 항바이오필름 효능 : 박테리아를 사멸시킬 수 있는 항생제와 '항생제+화학물질'은 형성된 바이오필름을 제거하지 못하는 반면에 개발된 나노복합체는 형성된 바이오필름을 효과적으로 제거시키는 모습 [자료=한국연구재단]

최 교수는 “이번 연구는 재료 자체의 특성을 극대화시켜 다차원의 항바이오필름 나노복합체를 개발한 것”이라며 “인체에는 무해한 농도에서 박테리아만 선별적으로 사멸할 수 있고 항생제 내성을 가진 수퍼박테리아에도 적용할 수 있다”고 연구의의를 밝혔다.

따라서 이번에 개발된 나노복합체가 에어컨 열교환기, 정수기, 의료기기, 화장실 등 박테리아가 잘 서식하는 곳에 활용하면 위생적인 환경을 유지하는 데 도움을 줄 것으로 기대된다.

과학기술정보통신부와 한국연구재단 나노‧소재기술개발사업의 지원을 받은 이번 연구 결과는 국제학술지 나노스케일(Nanoscale) 7월2일자에 실렸다.

◆논문 저자들이 직접 전하는 연구 이야기

중앙대 융합공학과 최종훈(왼쪽) 교수와 KIST 의공학연구소 서영민(오른쪽) 박사 [자료=한국연구재단]

- 연구를 시작한 계기나 배경은?

▲항생제 내성에 의한 수퍼박테리아의 발생과 가습기 살균제 사건 등을 언론을 통해 전해들으면서 상당히 큰 충격을 받았다. 직접 연구하고 있는 많은 약물들도 지금은 사용이 허가돼 있지만 언젠가는 부작용이 발생할 수 있을 것이라는 우려에 연구를 진행하게 됐다.

- 연구하면서 어려웠던 점이나 장애요소는? 어떻게 극복했는지?

▲1가 구리이온을 이용한 나노복합체 최적 합성조건 도출과 항바이오필름 효능평가 부분이 가장 큰 장애요소가 됐다. 구리의 경우 산화반응이 상당히 신속하게 이뤄지기 때문에 합성 부분에서 많은 연구가 되지 않았다. 바이오필름의 경우 실험실 환경에서 짧은 시간에 형성시키기 어려워 효능평가의 한계가 있었다. 하지만 융합연구를 통해 다양한 접근방법을 적용함으로써 극복할 수 있었다.

- 이번 성과, 무엇이 다른가?

▲사회적으로 문제가 되고 있는 항생제와 화학물질의 사용 없이 재료 특성을 극대화시킴으로써 항균, 항바이오필름 효능을 확인했다. 1가 구리이온을 이용해 구리 이용성을 극대화함으로써 기존의 구리 이용성에 대한 한계를 극복할 수 있었다. 또한 박테리아보다 더욱 문제시되고 있는 바이오필름의 제거 효능을 실시간으로 확인함으로써 다양한 분야로의 활용 가능성을 보여줬다. 아울러 나노복합체의 항균기작을 증명함으로써 인체에는 무해하며 박테리아와 바이오필름 제거에 효과적이라는 것을 입증했다.

- 실용화한다면 어떻게 활용할 수 있나? 실용화를 위한 과제는?

▲바이오필름은 에어컨 열교환기, 정수기, 의료기기등 항상 수분이 존재하며 관리가 어려운 곳에서 발생되기 쉽기 때문에 바이오필름이 발생될 수 있는 다양한 표면에 적용 가능할 것으로 예상된다. 특히 항생제 내성을 가진 박테리아들의 사멸에 적극 활용되어 효과적으로 인체건강을 보호하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

- 꼭 이루고 싶은 목표나 후속 연구계획은?

▲위험성이 잘 알려져 있는 비브리오 패혈증은 비브리오균에 의해 형성된 바이오필름 때문에 약물들이 침투하지 못해 뚜렷한 효능을 나타내는 치료방법이 아직까지 없는 실정이다. 따라서 환자의 생명을 위협하는 다양한 병원균의 바이오필름에 대한 연구를 진행하고자 하며 나아가 비(非)약물 기반으로 박테리아 또는 세포의 기능을 조절할 수 있는 플랫폼을 개발하고자 한다.

kimys@newspim.com

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법사위, 尹 서울구치소 CCTV 열람 [서울=뉴스핌] 배정원 기자 = 국회 법제사법위원회(법사위)는 1일 윤석열 전 대통령의 수감 중 특혜 제공 여부와 특검의 체포영장 집행 당시 서울구치소 폐쇄회로(CC)TV를 열람하기 위해 현장검증에 나섰다. 추미애 법사위원장과 더불어민주당, 조국혁신당 소속 법사위원들은 이날 오전 경기 의왕 서울구치소를 방문해 윤 전 대통령의 체포영장 집행 거부와 수감 특혜 의혹 등을 점검했다. 국민의힘 의원들은 전원 불참했다. [서울=뉴스핌] 배정원 기자 = 추미애 법사위원장과 더불어민주당, 조국혁신당 소속 법사위원들은 1일 오전 경기 의왕 서울구치소를 방문해 윤 전 대통령의 체포영장 집행 거부와 수감 특혜 의혹 등을 점검했다. 국민의힘 의원들은 전원 불참했다. 2025.09.01 jeongwon1026@newspim.com 김용민 의원은 "국민의힘은 오늘 현장검증이 '망신주기용'이자 인권 침해라고 주장하고 있는데 정작 중요한 검증 절차에는 참여하지 않고 뒤에서 정치적 언사만 하고 있다"며 국민의힘 의원 불참에 유감을 표했다. 김 의원은 "오늘 검증해야 할 사안은 대한민국 형사사법시스템에서 매우 중차대한 문제"라며 "전직 대통령이라는 이유로 구치소에서 편하게 지내고 있다는 국민적 의혹이 해소되지 않는 한 대한민국 사법시스템은 국민으로부터 신뢰받지 못할 것"이라며 현장검증의 필요성을 재차 강조했다. 전현희 의원도 "CCTV를 열람하는 것은 윤석열에 대한 망신주기 목적이 아니다. 중대 범죄자의 체포영장 거부라는 법치주의 파괴 행태와 구치소 측의 특혜는 없었는지를 눈으로 확인하기 위함이다"며 "법치주의를 바로세우고 헌정질서를 회복하는 과정의 일환인 현장검증에 국민의힘이 자리를 비운 것은 매우 유감"이라고 말했다. 추미애 위원장은 "윤 전 대통령은 내란 혐의로 수사를 받으면서 조금의 양심이라도 있다면 응당 책임을 져야 함에도 불구하고 법치를 무시하고 부끄러운 모습을 연출하는 등 수사방해를 일삼고 있다"며 "오늘 현장검증을 통해 특혜 및 수사방해 상황을 면밀히 살피고 수용규칙 위반 등 사실이 확인될 경우 관련 규정에 따라 후속조치를 취하겠다"고 강조했다. 그러면서 서울구치소 측에 8월 한달 간 윤 전 대통령의 변호인 접견 횟수와 구치소 내 변호인 접견방 개수, 변호인 접견 규정 일체 등의 자료를 요청했다. 박은정 조국혁신당 의원과 서영교 민주당 의원은 이명박·박근혜 전직 대통령의 변호인 접견 관련 자료와 윤 전 대통령의 총 접견 시간 및 인원 등 통계 자료를 요구했다. jeongwon1026@newspim.com 2025-09-01 11:08

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[변상문의 화랑담배] 제1회 산세타령 변상문의 '화랑담배'는 6·25전쟁 이야기이다. 6·25전쟁 때 희생된 모든 분에게 감사드리고, 그 위대한 희생을 기리기 위해 제목을 '화랑담배'로 정했다. [자료= 인공지능 AI 이미지] 판소리 춘향가에는 '산세타령'이라는 눈대목(가장 재미있는 부분 중 하나)이 있다. 방자가 춘향이에게 이몽룡의 사람됨을 각 지방 산세에 비유하며 설명하는 대목이다. 방자가 춘향이에게 "여보게 춘향이! 낭군을 얻으려면 뚜렷한 서울 양반 낭군을 얻지. 아, 어찌 시골 무지랭이를 얻으려는가?" 했다. 이에 춘향이가 "미친 녀석! 낭군도 시골 서울이 다르단 말이냐?"하며, 방자 말이 땅에 떨어지기도 전에 이불 개듯 개어 방자 귀에 쑤셔 넣었다. 방자는 "하믄 다르지야. 인걸은 지령이라. 사람이 하는 것은, 산세 따라 나는 법이여. 내가 우리 도련님 성품을 이를 테니 잘 들어 보소. 경상도 산세는 산이 웅장 허기로 사람이 나면 정직하고. 전라도 산세는 산이 촉(비옥함)하기로 사람이 나면 재주가 있고. 충청도 산세는 산이 순순하기로 사람이 나면 인정이 있고. 경기도 올라, 한양 터 보면 천운봉이 높고 백운대 섰다. 삼각산 세 가지 북주가 되고 인왕산이 주산이요, 종남산이 안산인디 동작이 수구를 막았기로, 사람이 나면 선할 때 선하고 악하기로 들면 별악지상(別惡之象)이라." 서울 남산 아래, 선할 때 선하지만 악하기로 들면 별악지상(別惡之象)인 땅. 그곳이 지금의 용산기지다. 이몽룡이 장원급제하고 남원골 춘향이를 만나러 간 길도 남대문-용산고-용산기지 23번 게이트-한강나루-남태령-과천 길이다. 용산은 용산구 효창공원 일대와 원효로 서쪽 일대 구릉지대를 말한다. 한강을 따라 서쪽으로 흐르는 구릉이 마치 용이 꿈틀대는 모습이어서 용산이라 불렀다. 대통령실이 들어선 국방부, 합참 지역의 구릉은 둔지산(屯之山)이다. 조선시대 때 직업군인 집단 거주 마을이 있었다. 이곳은 임진왜란 때는 일본군 병참기지로, 병자호란 때는 청나라군 후방지휘소였다. 임오군란 때는 흥선 대원군이 용산기지 캠프 코이너에서 청나라로 납치돼 갔다. 용산고 앞에서 청나라군과 조선군 간 치열한 전투가 벌어졌다. 1894년 7월 청일전쟁이 터졌다. 일본군 소장 오시마가 이끄는 8000여 명의 일본군이 용산기지에 주둔했다. 조선총독부, 조선주차군사령부가 용산기지에 터를 잡았다. 부대 정문은 용산역 맞은편 아모레 퍼시픽 건물과 용산우체국 사이로 난 길을 따라 200m 정도 들어가면 나오는 문이다. 어김없는 별악지상(別惡之象) 땅이었다. 1950년 6월 25일 01:00 용산기지 내 육군본부 상황실에 전화벨이 울렸다. 당직 장교 작전국 대위 조병운이 수화기를 들었다. "충성! 옹진반도 제17연대입니다. 현재 시간 국사봉 북쪽 능선으로 병력 미상의 북한군이 접근하고 있습니다" 03:00 또 전화벨이 울렸다. "충성! 문산 제1사단입니다. 북한군이 구화리에서 도하용 주정(舟艇)을 운반하고 있습니다" 03:30 또 전화벨이 울렸다. "충성! 의정부 제7사단입니다. 적 포탄이 전 진지에 떨어지고 있습니다" 창밖에는 태풍 엘시가 비를 뿌리고 있었다. 육군본부 정보국 당직 장교 중위 김종필은 정보국장 장도영 대령에게 "전 전선에서 북한군이 공격해 오고 있습니다. 전군에 비상을 내려야 합니다. 국장님께서 빨리 상황실로 오셔야겠습니다"라고 보고했다. 용산기지가 또다시 별악지상(別惡之象)의 땅이 되고 있었다. / 변상문 국방국악문화진흥회 이사장 2025-09-01 08:00