| WHAT'S NEXT? 우리의 삶을 바꿀 차세대 기술은? < 목차> 1. 화성거주 2. 체중감량 알약 3. 실험실 양육아기 4. 기후위기 해결 5. 암치료 6. 노화하지 않는 뇌 |
BBC SCIENCE 과학 잡지의 메인 표지를 장식한 메인 주제(WHAT'S NEXT?)로 전문가들이 우리가 살아있는 동안 과학으로 어떤 일들을 실현할 수 있는지에 대한 내용을 실었다.
AI의 화려한 등장으로 인류의 과학기술은 앞으로 더욱 빠르게 발전하리라 생각되므로 이 내용들이 먼 미래의 얘기가 아니라 다가올 현실이라 생각되기에 관심 가는 주제이다.
화성거주, 체중감량 알약, 실험실 양육아기, 암치료는 과학 잡지 답게 여러 가지 과학적인 지식과 기술을 소개해서 만족스러웠다. 하지만 기후위기 해결과 노화하지 않는 뇌에 대한 설명은 과학적. 기술적 접근 없이 가까운 미래에는 해결이 어려우니 작은 생활 속 실천으로 해결하라는 내용이라 좀 실망스러웠다.
해당 내용을 간략하게 정리해 보았습니다.
1. 화성 거주
스페이스X의 거대한 스타십이 결국은 실패했지만, 이는 실패가 아니라 꽤나 희망찬 발전이다.
우주 개척은 희망의 집합체로 천체자원을 활용해 부를 얻을 수 있고, 인간과 산업의 과중한 짐을 지구로부터 옮길 수 있으며, 지구가 멸망했을 때를 대비해 인류의 두 번째 집이 될 수 있다.
우주 산업에 많은 돈을 쓰고 있고 이 돈이 우주에 대한 환상으로 낭비되고 있다는 비판이 있지만, 지금까지의 우주에 대한 투자로 네비게이션, 데이터 전송, 환경 모니터링 등 지구에 유용하게 쓰이고 있다.
화성 정착의 어려움:
- 6개월 정도 걸리는 화성으로의 여정은 2년에 한번씩만 발사 가능
- 화성의 대기는 두께가 지구의 1% 수준에 불과하며 대부분 이산화탄소로 이루어짐
- 얇은 대기와 강력한 자기장의 부재로 화성 표면은 높은 수준의 우주 방사능에 노출됨
- 화성의 토양은 미세하고 날카로운 먼지와 미세물질들이 호르몬을 손상시키는 화학물질들과 결합된 결과물로 장비와 폐에 좋지 않음
- 강한 먼지 폭풍이 주기적으로 휘몰아 침
위와 같은 이유들로 화성에서 인류가 살기 위해 음식, 물, 공기를 만들어 내고 재활용하는데 적합한 엄청난 규모의 폐쇄된 생태계를 설계해야 하는데 현실적으로 너무 어려운 일이다.
화성거주라는 것은 허황된 꿈일지 모르지만 우주탐사는 경제 성장과 유용한 정보와 아름다운 진실의 초석이 될 것이며, 지구에 대한 데이터를 얻는 것 이상으로 가치가 있을 것이다.
2. 체중감량 알약
비만은 세계적으로 급격히 증가하고 있으며, 다양한 질환의 위험을 증가 시킨다.
비만은 개인의 생활습관의 문제가 아니라 유전학, 생물, 사회심리학적, 환경적 요인을 받는 복잡한 질환으로 여겨진다.
또한 그동안의 연구를 통해 에너지 균형과 식습관이 위가 아닌 뇌에 의해 규제된다는 것을 알았다.
이를 바탕으로 체중감량 알약 개발이 이뤄지고 있지만, 효과적이고 안전한 비만 치료제를 개발하는 것은 여전히 어려운 과제이다.
체중 감량 알약은 안전하고 효과적이어야 하며, 감당 가능한 부작용만을 지니고, 환자들의 전반적인 신체적 및 정신적 건강에 좋은 결과를 가져다주는 것이어야 한다. 필요한 사람들은 모두 복용할 수 있을 정도로 생산 비용도 저렴해야
한다. 몸무게뿐 아니라 환자들의 삶의 질까지 개선할 수 있어야 한다.
대기업 노보 노르디스크(Novo Nordisk), 엘리 릴리(Eli Liy), 화이자(Pfizer), 베링거 잉겔하임(Boehringer Ingelheim), 아스트
라제네카(AstraZeneca)가 개발에 앞선 지금, 다음 30년 동안 수많은 신치료제가 등장할 것으로 전망된다.
비만 치료법 개발: 지방을 연소하는 자연 경로를 자극하는 방법, 유전 치료법, 나노기술, 크리스퍼(CRISPR) 유전자 편집 등
비만 치료제의 등장 가능성은 꽤 기대할 만 하지만, 이는 단일 해결책이라기 보단 여러 해결책 중 하나로 보는 것이 더 좋다.
궁극적으로 안전하면서도 효과적인 비만 치료제의 개발엔 여전히 여러 어려움이 존재한다. 생물학적, 심리학적 복잡성뿐만 아니라 비용을 포함한 실용적인 측면에서도 그렇다. 하지만 이제 위장-뇌의 축에 새로이 초점을 맞춘 차세대 약물과 함께라면, 진짜 희망이 있다고 말할 수 있다.
3. 실험실 양육 아기
기술의 발전으로 인류가 번식을 하기 위한 더 안전하고 쉬운 방법이 등장하고 있다.
인공 수정, 시험관 아기 기술이 등장했지만 여전히 인간의 정자와 난자가 필요했다. 하지만 줄기세포 기술 덕에 이
는 달라질 전망이다. 첫 발전 단계는 체외 수정(vitro gametogenesis, IVG)으로, 피부세포를 유도만능줄기세포로 바꾸고, 이를 난자와 정자로 바꾸는 방식이다.
또 다른 기술은 배아의 DNA를 편집할 수 있는 기술이다. 2012년, 혁명적인 도구인 CRISPR(Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats, 유전자가위)가 개발되면서 세포 DNA의 특정 시퀀스를 겨낭해 편집하는 일이 가능해졌다. 초기 배아의 DNA를 편집하면 난자와 정자를 포함한 모든 세포 내 DNA가 바뀌게 된다. 즉, 이 배아가 나중에 후대에게 물려줄 부분들까지 바꾸게 되는 것이다.
또 다른 기술은 인공 자궁으로 6, 7일 차 정도의 배아를 가져다가 9개월간 발달시킨 뒤 건강한 신생아가 태어나게 할 수 있는 것이다. 이는 번식에 있어 성관계의 필요성을 제거할 뿐 아니라 임신 과정도 생략할 수 있게 할 것이다.
여성의 줄기세포를 사용해 키운 인공자궁을 혈액, 당, 산소와 온갖 필요한 호르몬을 제공하고 필요 없는 물질은 배출
해 주는 기계에 연결하고 배아를 추가한다고 상상해 보자. 최소한 이론적으로라도 이 인공자궁은 여성 내 자궁을 대체
할 수 있을 것이다.
4. 기후위기 해결
기후 재앙은 인류가 오랜 기간 동안 누적해 온 탄소 배출량 때문이다. 그리고 매년 대기에 계속해서 엄청난 양의 오염을 더하고 있다. 이로 인해 우리의 대기와 기후 시스템을 크게 바꿔 놓았다.
유일한 해결책은 오염을 최대한 빠르게 멈추는 것이다.
기후 위기와의 싸움에선 기술보다 시간이 중요하다. 융합에너지, 더 발전한 핵 에너지, 소형 원자로, 탄소를 가두는 기술 등을 기다릴 시간이 없다.
지금 사용할 수 있는 기술을 이용해서 당장 오늘부터 탄소배출량을 줄여나가는 것이 중요하다.
- 효율성 확보하기
- 음식물 쓰레기 줄이기
- 산림파괴를 포함한 여러 파괴를 줄이기
- 집과 차량을 전기화 하기
- 기름과 가스로 인한 메탄 유출 줄이기
- 저탄소 에너지 자원으로 전환하기
5. 암 치료
다음 10년간엔 암 진단, 치료 및 예방에 더 큰 발전이 있을 것으로 보인다.
암 연구에 현대 유전자 기술을 이용해 빅데이터의 힘을 빌리기 시작하면서 신약 개발 과정은 빠르게 가속되었다.
또한, 유전체의 시퀀싱 또한 더 저렴해지고 빨라지면서 진정한 개인 맞춤용 약의 시대도 도래하고 있다.
암 대상 면역치료 사용도 굉장히 빠른 속도로 발전하고 있다. 다양한 암 면역 치료는 환자의 면역 시스템 효율을 높여 암세포가 될 가능성이 있는 세포를 더 잘 감지하고 파괴하게끔 돕는다. 이 분야는 아직도 초기 단계에 있지만 추후 10년간 계속해서 발전이 이뤄질 것으로 보인다.
암 항원 백신을 맞아 면역력을 키우는 기술도 발전 중이다.
mRNA를 기반으로 한 백신은 면역 반응을 일으키기 위해 암 항원을 사용하는 대신 인체에 mRNA 형식의 지시를 제공해 항원을 직접 생성하게끔 하는 원리다.
환자 종양의 분자 신호가 유전체 시퀀싱을 통해 맵핑되었다면, 백신을 환자의 몸에 들어맞게 바꿀 수 있다. 한 번에 여러 개의 표적을 겨냥하게끔 백신을 설계할 수도 있다.
일부 암의 경우 이미 조기 진단을 할 수 있는 기술이 잘 수립되어 있다. 하지만 스크리닝 테스트가 가능한 종류의 암은 많지 않다. 미래의 암 진단을 개선하는 덴 AI가 큰 역할을 할 가 능성이 높다. AI는 종양 이미지 분석이나 혈액 속 종양의 분자 신호를 감지하는 스마트 테스트를 개발하는 둥 폭넓은 접근 방식에 사용되고 있다.
그렇다면 감염을 통해 생기는 암이 아닌 경우엔 암 차단 기술이 큰 역할을 할 것으로 기대된다. 이 기술은 암세포가 감지 가능한 종양을 형성하기 훨씬 전에 약이나 백신을 활용해 암세포를 죽이는 기술이다. 이는 이미 암을 완치한 환자의 재발을 막는 데도 사용될 수 있다.
6. 노화하지 않는 뇌
나이가 들수록 누구나 인지기능 저하를 겪지만 그 정도나 속도는 모두가 다르다. 이는 가족력이나 유전자에 크게 영향받는다. 인지기능 저하를 예방할 수는 없다. 다만 그 감소 속도를 줄일 수는 있다.
<인지기능 노화를 늦추는 방법>
- 교육, 직업, 활동을 통한 인지기능의 비축
- 저지방 식단
- 사회적 및 성적 상호작용
- 8시간 양질의 수면
- 구강 건강 유지(입속 박테리아 및 염증 인자가 혈관을 통해 뇌로 이동할 수 있음)
위 내용은 우리의 삶을 바꿀 차세대 기술일 뿐 아니라 미래의 유망한 산업으로 경제 및 투자 관련해서도 참고할 만하다고 생각합니다. 여러분들에게 많은 도움이 되길 바랍니다.