◇ 3D 프린팅으로 인공 심장 제작…연구팀 "약물 독성 관찰 가능"

약물 독성을 미리 관찰할 수 있는 인공 심장이 3차원 프린팅으로 개발됐다.

포항공대(포스텍)는 미국 조지아텍 연구팀과 공동으로 바이오하이브리드 3D 프린팅 기술로 약물 심독성을 체외에서 관찰할 수 있는 인공 심장 모델을 프린팅했다고 17일 밝혔다. 약물 심독성은 약물 개발 초기 단계에서 주요 걸림돌로 분류된다.

심독성은 항생제 등 치료를 위해 사용한 약물이 심장에 독으로 작용해 심장 기능에 이상을 일으키는 상태를 말한다. 연구팀은 지금까지의 인공 심장 모델과 달리 '바이오하이브리드 3D 프린팅' 방법을 도입해 새로운 심장 모델을 만들었다.

약물을 투여하면 실시간이나 지속해서 심장에 어떻게 작용하는지 알 수 있어 급성과 만성 효과를 지속적으로 관찰할 수 있다.

◇ 디지스트 연구팀, G단백질 실시간 감지 센서 개발

대구경북과학기술원(DGIST·디지스트)은 뇌과학과 서병창 교수 연구팀이 우리 몸 속 스위치 역할을 하는 G단백질의 주기가 G단백질 연결 수용체(GPCR)의 구조변화에 실시간으로 미치는 영향을 처음 규명했다고 16일 밝혔다.

GPCR은 냄새, 빛, 온도, 신경전달물질, 호르몬 등의 세포 외부 신호를 받아들여 활성화되며 관련 약품들의 절반 정도가 GPCR을 타겟팅한다고 알려질 정도로 수많은 생체활동에 사용되는 수용체다. GPCR은 G단백질을 활용해 다양한 세포 내 신호전달 경로를 조절한다. 하지만 아직까지 G단백질의 가역적 활성화-비활성화 주기가 GPCR의 구조적 변화에 미치는 영향은 밝혀지지 않았다.

이에 서병창 교수 연구팀은 GPCR의 일종인 ‘인간 M3 무스카린성 아세틸콜린 수용체(hM3R 수용체)를 활용해 형광 단백질 기반의 새로운 바이오센서를 개발했다. 이를 통해 GPCR 기반의 단일 수용체 센서가 G단백질 주기에 의한 수용체의 연속적인 구조적 전환을 표시할 수 있음을 발견했다. 또 연구팀은 G단백질 활성화가 Gq단백질 결합으로 hM3R 수용체 구조의 2단계 변화를 유발한다는 것을 발견했다.

◇ UNIST "블루수소 기반 액체 이산화탄소 최적 생산법 찾아"

울산과학기술원(UNIST)은 탄소중립대학원 및 에너지화학공학과 임한권 교수 연구팀이 블루 수소 기반 액체 이산화탄소 최적 생산 방법을 찾았다고 16일 밝혔다. 연구팀은 '블루 수소 연계를 위한 액체 이산화탄소 최적 생산 모델의 기술·경제·환경적 타당성 분석 연구'를 진행했다.

연구에서는 '천연가스 수증기 개질 반응 공정'에서 발생하는 배기가스를 대상으로 이산화탄소 포집·액화 시스템을 설계해 분석했다.

이 공정에서 생산된 수소를 블루 수소라고 부르는데, 연구팀은 블루 수소 연계를 위한 최적의 이산화탄소 액화 시스템을 모색하고자 시나리오 분석을 진행했다.

특히 모든 공정에 4E(에너지, 엑서지, 경제성, 환경성) 타당성 분석을 도입해 종합적으로 분석했다. 연구팀은 분석 결과 암모니아 냉매를 적용한 시스템이 높은 우선도를 나타내는 것을 확인했다.

◇ 서울대 GIS·LBS 연구실, 부동산 공간추론AI 기술 개발

서울대학교 GIS·LBS 연구실은 최근 화제의 중심인 대화형 인공지능 챗 기능을 부동산에 접목시킨 기술을 개발했다고 16일 밝혔다.

서울대 건설환경공학부 유기윤 교수는 부동산 프롭테크 기업 부톡의 데이터를 활용, 이 기술을 개발했다. 부톡은 2022년 부동산 관련 자사 서비스 개시 이후 10만 건 이상 매칭 데이터를 축적해왔다.

유교수 연구팀은 이렇게 누적한 데이터와 공간을 특정하는 20만 개 단어를 학습(NLP)해 이중 98% 이상 고객 집단이 부동산을 찾는데 사용하고 있는 조건을 ‘가격, 면적, 교통, 교육, 주변편의시설, 단지규모, 입주연도, 개발호재’ 등 8가지로 분류했다. 이 결과를 이번에 부톡과 함께 개발한 공간추론AI 알고리즘에 적용해 사용자 최적의 주거용 부동산을 추천하는 기능을 완성했다.

◇ 우주선·위성에 쓰이는 고전력 전기추력기 개발

한국원자력연구원은 원자력 전기추진, 대형 위성 및 심우주 탐사 등에 활용할 수 있는 고전력 전기추력기를 개발하고 주요 성능을 검증하는 데 성공했다고 15일 밝혔다. 채길병 원자력연구원 선임연구원 연구팀은 4년간에 걸친 연구개발 끝에 국내 최초로 10㎾급 고전력 전기추력기 개발에 성공했다.

전기추력기란 전기에너지를 이용해 연료를 가열 및 가속한 뒤 노즐로 분사해 추진력을 얻는 장치다. 전기추력기는 기존의 화학식 추력기에 비해 추진력은 낮지만 연비가 월등히 높아 연료 무게를 줄이고 탑재체 무게를 늘릴 수 있다는 장점이 있다.

이번에 개발한 고전력 전기추력기는 화학식 추력기에 비해 연비가 4배 이상 높다. 향후 유·무인 우주선, 대형 정지궤도 위성 등에 활용할 수 있을 것으로 전망된다.

채 선임연구원 연구팀은 영구자석 안에 양극, 음극 그리고 양극과 음극을 분리시키는 절연체로 고전력 전기추력기를 구성했다. 양극에서 음극으로 흐르는 전기는 알곤 가스를 플라즈마로 만든다. 직경 30㎝ 원통형 영구자석이 발생시킨 강력한 자기장은 플라즈마화 된 알곤 가스를 가속, 가열하게 되고 이를 노즐로 분사하면 추진력이 발생한다.

◇ KIST "'미래 배터리' 전고체전지 전해질 상온 제조 기술 개발"

한국과학기술연구원(KIST)은 에너지소재연구센터 김형철 책임연구원팀이 높은 이온전도성과 탄성을 가진 고체전해질을 상온과 상압에서 합성하는 데 성공했다고 15일 밝혔다. 전고체 전지는 액체 전해질과 비슷한 수준의 이온전도성을 확보해야 하는 게 과제다.

전해질 소재 중에는 이론적으로 결정화를 시키면 이온전도성을 매우 높일 수 있는 황화물 아지로다이트가 주목받아 왔으나, 이를 위해선 500도 이상 고온 열처리를 거쳐야 했다. 

연구팀은 아지로다이트 결정화 온도를 낮추기 위해 기계 화학적 공정인 '밀링'을 2단으로 적용하는 새 공정을 개발했다. 이를 통해 고온 열처리 없이도 액체 전해질과 비슷한 13.23mS/cm 이온전도도를 가지는 아지로다이트 합성에 성공했다.

◇ 꿈의 암 치료법 '중입자 치료' 효과 방해하는 물질 찾았다

기초과학연구원(IBS)은 케이이치 타카타 유전체항상성연구단 연구위원과 김하진 울산과학기술원(UNIST) 교수 연구팀이 ‘POLQ 단백질’이 암 세포가 중입자 치료에 내성을 갖게 하는 원인물질이라는 분석을 국제학술지 ‘뉴클레익 애시드 리서치’에 지난달 20일 온라인으로 공개했다고 16일 밝혔다.

기존 중입자 치료에도 암 세포가 DNA 손상을 복구하기도 한다. 이 복구 기전은 아직 베일에 싸여 있다. 연구팀은 POLQ 단백질이 염기 탈락 부위와 산화적 손상 부위를 우회해 합성할 수 있는 독특한 DNA 중합효소라는 점을 주목했다. 유전자 교정 기술로 POLQ 단백질의 발현을 억제한 암세포에 탄소이온 고선량 방사선을 조사해 암세포의 반응과 특성을 관찰한 결과, 실제 POLQ 단백질이 발현되지 않은 암세포는 생존율이 감소한 것으로 나타났다.

◇ 기재소위, '대기업 반도체투자 세액공제 8→15%로 상향' 의결

국내 반도체 산업 육성을 위한 이른바 'K칩스법'(조세특례제한법 개정안)이 16일 국회 기획재정위원회 조세소위 문턱을 넘었다.

기재위 조세소위는 이날 오전 10시부터 오후 5시 30분께까지 '마라톤 회의'를 열고 조세특례제한법 개정안을 의결했다.

개정안에 따르면 반도체 투자에 대한 세액공제율은 대기업의 경우 현행 8%에서 15%로, 중소기업은 16%에서 25%로 확대된다. 

세액공제 대상에는 반도체 이외에도 전기차와 자율주행차를 포함한 미래형 이동수단 산업 등이 포함됐다.

◇ 국내 최초 자율주행 화물운송 간선도로 서비스 개시

트럭 자율주행 기술을 적용한 국내 최초의 간선도로 화물운송 서비스가 이달부터 본격적으로 추진된다.

산업통상자원부는 지난해 12월 규제샌드박스 실증특례를 승인한 마스오토의 '유인 자율주행트럭 기반 화물 간선운송 서비스' 사업이 제반 준비를 마치고 개시됐다고 16일 밝혔다.

이번 실증특례는 국내에서 개발된 자율주행 기술을 적용한 트럭 14대를 수도권~영남권 실제 간선도로 화물운송에 순차적으로 투입해 기술·서비스의 유효성과 안전성을 검증한다. 1차년도 6대였던 것이 2차년도에 14대로 늘어난 것이다.