NewsPeppermint

지난주 구글은 새로운 “질병 진단을 위한 자기 나노입자” 개발 계획을 발표했습니다. 나노입자란 무엇이며, 어떻게 이들을 이용해 질병을 진단할 수 있는지를 스트라스클라이드 대학의 던칸 그래이험 교수가 답했습니다.

Q: 나노입자란 무엇인가요?

A: 나노입자의 정의는 지름이 100나노미터(0.1 마이크로미터로 머리카락 두께의 약 1/1000이며 원자 크기의 약 1,000배) 보다 작은 입자입니다. 이 크기에서 생물학, 화학, 물리학은 다르게 작동합니다. 금속성, 유기, 무기 등의 다양한 성질이 가능하며 여러 가지 모양과 크기를 가질 수 있습니다. 매연 입자처럼 자연적으로도 발생하며 실험실에서 만들어지기도 합니다.

Q: 나노입자는 새로운 것인가요?

A: 아닙니다. 나노입자가 알려진 것은 수백 년 전입니다. 고대 로마 시대에 제작된 리커거스 컵의 표면이 신비한 색을 띠는 것은 표면의 유리에 나노입자 크기의 금가루가 섞여 있기 때문입니다. 오늘날 임신 진단기에도 항체와 금 나노입자가 사용되고 있습니다. 세정항균제에도 은 나노입자가 들어있지요.

Q: 나노입자가 의학용 진단에 쓰이는 이유는 무엇인가요?

A: 나노입자는 부피에 비해 매우 큰 표면적을 가지고 있습니다. 이는 이들이 표면에 여러 가지를 붙일 수 있음을 의미합니다. 예를 들어 혈액 속에 어떤 드물게 발견되는 단백질 나노입자가 있습니다. 물론 구체적으로 그 단백질을 어떻게 검출할 수 있을 것인가 하는 것이 정말 어려운 문제지요. 연구자들은 다양한 방법을 사용하고 있습니다. 다른 단백질이나 DNA를 그 단백질에 붙이기도 하고, 그들의 광학적, 자기적, 전자기적 성질을 바꾸어 이들이 검출되도록 만들기도 합니다.

Q: 그렇다면 구글은 구체적으로 어떤 일을 하려 하나요?

A: 사실 최근 언론의 호들갑에 비해 실제로 구글이 계획하는 것을 이루기는 쉽지 않을 것입니다. 아직 그들은 일반적인 과학계의 연구방식인 구체적인 제안서나 선행연구, 연구계획 등을 가지고 있지 않습니다. 물론 그들은 구글이고, 자기들만의 방법으로 뭔가를 이루어내겠지요.

일반적인 과학연구방식은 이렇습니다. 연구자는 가능한 문제점들을 나열하고, 자신이 그 문제점들을 해결할 수 있음을 보인 후 자신의 아이디어를 달성할 지원금을 요구합니다. 구글은 반대로 하고 있지요. 그들은 목적지를 정한 후, 자세한 사항들은 나중에 걱정하겠다고 말합니다.

그들이 훌륭한 연구자들을 끌어들인 것은 사실입니다. 따라서 무언가 새로운 것을 만들어낼 가능성이 있습니다. 단지 전통적인 방식은 아니라는 것이지요. 구체적으로 어떤 나노입자를 사용할지는 불확실합니다. 그들이 자기장을 이용한다고 말했기 때문에 철이나 코발트 입자와 관련 있을 수 있습니다.

Q: 구글의 발표와 다른 나노 진단기술은 어떤 관계가 있나요?

A: 이미 많은 기술이 연구되고 있습니다. 구글만 이 일을 하는 것은 아니라는 것이죠. 여러 그룹이 ‘바이오센싱’ 곧, 신체의 이상 신호를 검출하려는 분야를 연구하고 있습니다. 크게 두 가지 접근 방법이 있습니다. 하나는 광학적으로, 곧 나노입자가 스스로 빛을 발하거나 주변의 광학 특징을 변화시켜 신호를 검출할 수 있게 하는 방법이고 다른 하나는 자기장을 이용한 것입니다.

Q: 지금 당장 이 분야가 풀어야 할 문제는 무엇인가요?

A: 두 가지 문제가 있습니다. 첫 번째 문제는 나노입자는 종종 신장을 통해 소변으로 배출됩니다. 즉 지속적인 신호를 받기 위해서는 신체에 이들이 머물도록 만들어야 합니다. 그러나 이 과정은 다른 문제를 낳을 수 있습니다. 곧 ‘생체 찌꺼기(bio-fouling)’문제로, 의도치 않는 다른 분자들이 나노입자에 붙어 불필요한 덩어리를 만들거나 나노입자 본연의 특성을 잃게 하는 것이지요.

그리고 당연히, 이 기술의 정확도와 안전에 대한 주의가 필요합니다. 이것이 만족되어야만 도덕적인 측면이나 규제의 문제를 해결할 수 있지요. 그리고 ‘진단’이라는 말에도 주의가 필요합니다. 진단은 기술이 아니라 의사의 영역입니다. 이상의 유무에 대한 최종결정은 의사에 의해 이루어져야 합니다.

여러 가지 문제가 있습니다. 결국, 그 정보가 어떤 의미가 있는지까지도 생각해야 하죠. 내가 착용한 어떤 장비가 갑자기 나에게 ‘당신은 치료 불가능한 뇌암에 걸렸습니다.’라고 말할 때, 그 말이 내게 어떤 의미가 있을까요? 내 삶에는 어떤 도움이 되는 것일까요?

Q: 누가 이 데이터들을 소유할까요?

A: 구글은 이번에 그 부분을 살짝 피해갔지요. 우리가 그 문제에 너무 집착할 필요는 없지만, 과연 정부기관이 구글이나 페이스북의 자료에 접근할 수 있는지는 작년을 매우 뜨겁게 달구었던 중요한 이슈였습니다.

Q: 암 진단에 있어 나노기술은 어떤 다른 방식의 응용이 가능한가요?

A: 한 가지는 치료제를 암세포로 전달하는 것입니다. ‘나노스펙트라’라는 회사는 금 나노입자를 암세포로 전달한 후 빛을 이용 세포를 파괴하는 기술을 연구하고 있습니다.

(영국 암연구소 블로그)

원문 보기