고대신문/고대신문열린마당 () 제목 : [고대신문]4/3 8면(과학면) #506/510 보낸이:전상균 (KUNEWS ) 04/06 10:51 조회:0 1/14 -------------------------목------차------------------------- <기획>바이러스 - (2)바이러스 면역^백신 연구 <이달의 별자리> ### 양자리(3月21日~4月20日) ### <이야기과학사> ### 양자론 ### @미시영역에서 강력한 힘을 발휘하는 이론 ------------------------------------------------------------ <기획>바이러스 - (2)바이러스 면역^백신 연구 @광범위한 항바이러스 작용물질 만드는 인터페론 연구 필요 @B형간염, 인플루엔자, 에이즈 바이러스에 대한 치료제 개발 시 급 @바이러스는 생물의 세포내에서 기생생활을 하는 미생물로 크기 가 매우 작아서 그 정체 규명에 많은 어려움을 겪고 있습니다. 특히, AIDS, 암 등의 원인이 되는 바이러스는 치료제의 개발이 아직 요원한 상태라 그 문제는 더욱 심각합니다. @이에 본란에서는 바이러스가 무엇인지 알아보고 면역과 백신에 대한 연구가 어느정도 진행되었는지 살펴보도록 하겠습니다. (1)바이러스란 무엇인가? (2)바이러스 면역^백신 연구 <편집자주> 宋 基 俊 의과대교수^미생물학 @20세기에 들어와서 의학분야의 중요한 업적 가운데 가장 특이 할 만한 일은 화학요법제를 개발하여 많은 세균감염증을 치료했 다는 점이다. 1935년 설폰아마이드의 발견과 1929년과 1940년에 페니실린이 발견된 이후 여러종류의 항생제가 개발되어 사용되 어 왔고, 현재에도 수많은 종류의 새로운 항생제가 개발되고 있으나 세균감염증보다 더 많은 바이러스 질환에 대한 효과적 인 치료제는 개발된 것이 별로 없는 실정이다. @항바이러스제의 개발이 어려운 이유는 바이러스는 세균과는 달리 살아있는 세포속에서 숙주세포의 합성기전을 이용하여 증식 하기 때문이며, 숙주세포에는 해가 없고 바이러스에만 선택적으 로 독성을 나타내는 약을 개발하기는 정말 어려운 것이다. 현 재 사용되고 있는 항바이러스제들도 상당히 제한된 종류의 바이 러스질환에만 효과가 있으며(표1) 상당한 정도의 독성을 가지고 있어 오래 사용할 수가 없는 실정이다. 바이러스에 감염된 동물 세포는 인터페론이라고 부르는 단백질을 만들어 내는데 이 물질 은 감염안된 세포를 바이러스감염으로 부터 보호하는 기능을 나 타내며 바이러스에 특이성을 거의 가지고 있지 않으며 인터페론 을 알파, 베타, 감마 세가지로 나누인다. 인터페론이 바이러스 증식을 직접 억제하는 것은 아니고 인터페론을 세포로 하여금 항바이러스 작용하는 물질을 만들어내는 유도물질에 불과하며 그 기본기전은 mRNA의 정보가 번역되는 과정을 간섭하는 것으로 생각된다. 인터페론은 광범위 항바이러스 능력을 가지고 있지만 바이러스의 종류에 따라 그 예민도는 상당한 차이가 있으며(표 2) 환자에게 투여했을때 부작용으로 빈열, 피로, 식욕감퇴, 체중 감소, 오심 및 구토, 골수기능저하, 주사부위의 동통, 림프절 종대, 경증의 탈모 등이 올 수 있다. @바이러스 질환에 대한 효과적인 치료방법이 별로 없으므로 가장 좋은 방법은 바이러스질환을 예방하는 것이며 그 유일한 방법 은 백신을 접종하는 것이다. 백신이 개발되기 전 바이러스질환 을 예방하기 위한 수단으로 1천여년 전부터 사용되었던 방법은 중국에서 행하여진 것으로 천연두 환자의 고름이나 딱지를 건강 한 사람의 피부에 문지르거나 그것을 가루로 만들어 코안에 불 어 넣음으로써 자연감염에서 얻은 것과 흡사한 면역을 얻고자 하 였다. 그 천연두 바이러스는 약독화된 것은 아니었지만 이로 말미암은 사망률은 자연감염보다 훤씬 낮은 0.5-2% 정도였다고 한다. 이러한 접종방법은 세계여러 곳에서 시행되어 왔으며 특히 아프가니스탄, 파키스탄 및 에디오피아에서 계속 이어져와 1970 년대까지 천연두를 지구상에서 박멸하고자 하는 세계보건기구의 계획에 큰 걸림돌이 되기도 하였다. 1976년 제임스 핍이라는 아 이에게 우두를 접종한 에드워드 제너에 의해 시작된 천연두 예 방접종법은 결국 1977년 10월26일 소말리아에서 발생한 자연감 염 환자와 1978년 실험실내 감염을 끝으로 천연두가 이 지구상 에서 사라지게 하였다. 1979년 12워 9일 세계보건기구는 천연두 가 완전박멸 되었음을 공식적으로 선언하였다. @천연두 이외에 과거에 많은 환자 발생을 나타내었던 소아마비와 황열도 꾸준한 연구 결과 생산된 백신을 접종함으로써 발생률을 크게 격감시키는데 성공하였다. 고대기록에서도 발생을 찾아볼 수 있었던 병으로 소아에게 마비와 장애를 초래한 소아마비는 1840년에도 상당수의 환자가 세계 이곳저곳에서 발생하였으며, 이러한 발생은 1953년 백신으로 허가를 받아 예방접종이 시행됨 으로써 환자발생을 격검시키는 쾌거를 이루었으며 1962년 세리 빈 등에 의해 값이 싸고, 접종하기도 쉽고, 더욱 효과적인 악독 화시킨 생백신이 개발됨으로써 전세계적으로 소아마비를 효과적 으로 예방할 수 있게 되었다. @간염을 일으키는 바이러스는 여러가지가 있지만 B형 간염은 한 국에서도 많은 환자가 발생하고 있으며 그중 상당수의 사람이 지속성 감염 상태로 진전되어 만성감염, 간경화 및 간암 등으로 사망하고 있고 또한 만성보균자로서 계속 간염바이러스를 체외로 배출하여 다른 사람에게 간염을 옮기는 병원소가 되기도 한다. B 형 간염에 효과적인 치료제는 현재까지 개발된 것이 없어 예방 이 무엇보다 중요하다. 1971년 간염백신이 처음 개발된후 현재까 지 세계적으로 가장 많이 사용되고 있는 것은 B형 감염바이러스 의 보균자 혈청에서 표면항원만을 분리 정제하여 불활화한 것이 며 최근에는 유전자 재조합 기술을 이용하여 대장균이나 효모의 유전자에 B형감염바이러스의 표면항원 유전자를 넣어 재조합하 여 생산된 백신이 개발되었다. @바이러스감염 질환 중 현재 치료 및 예방이 가장 어려운 것으로 알려져 있는 것은 인플루엔자 바이러스와 에이즈바이러스이다. 인플루엔자바이러스의 핵산은 8개의 조각으로 나눠있고 항원에 변이가 일어나기 때문에 이미 병에 걸린 경험이 있거나, 예방백 신을 접종받았어도 변이된 새로운 항원을 가진 인플루엔자바이러 스가 유해하게 되면 다시 걸릴 수 밖에 없다. 변이되는 인플루엔 자바이러스를 따라서 만든 인플루엔자 백신은 새로운 바이러스 에는 쓸모가 없게 되는 것이다. 따라서 최근에는 전세계 여러나 라로부터 인플루엔자바이러스의 항원병이 추세에 대한 전보를 종 합하여 장차 나타날 것으로 예상되는 항원 변이형을 만들어 이 에 대한 백신을 제조하는 방법을 사용하고 있지만 빈번히 예상되 는 예상밖의 변이주가 등장하여 인프루엔자의 대유행이 나타나 인간능력의 한계를 실감케하고 있다. @전세계적으로 문제가 되고 있는 에이즈도 효과적인 치료제가 개발되지 않았고 1992년 미국에서만 26만명 이상이 에이즈로 사 망했으며 우리나라에도 매년 에이즈가환자가 늘어가고 있는 추세 려서 조기진단, 치료 및 예방이 시급한 실정이다. 1987년 에이즈 치료제로 승인을 받은 AZT라는 약도 특정한 소수의 에이즈 환자 에게만 도움을 줄 뿐이며 부작용도 매우 심한 것으로 알려져 있 다. 이제까지 개발된 에이즈바이러스 백신은 바이러스를 죽여 만 든 것인데 큰 효과가 없으며 약독화시킨 바이러스 백신의 개발 이 너무 위험성이 많아 실효성이 없어 백신개발에 큰 어려움을 겪고 있다. 최근 에이즈바이러스의 외피에 있는 [gp120]이라는 당단백질이 사람의 T임파구 표면의 수용체와 결합하는 것이 밝 혀져 이 [gp120] 당단백을 가지고 있는 백신이 실험적으로 만들 어졌는데 이 당단백에 대한 항체는 체액중에 있는 바이러스를 공격할 뿐 아니라 에이즈바이러스에 감염된 T임파구 표면에서 [gp120]을 방해할 수 있을 것으로 기대하고 있다. <이달의 별자리> ### 양자리(3月21日~4月20日) ### @삼각형 모양가진 황도12宮의 첫째별자리 @꽃이 만발한 봄의 캠퍼스에서 가을철 별자리인 양자리의 이야기 를 한다는 것은 다소 우습기도 하겠지만, 별이 거의 보이지 않 는 서울의 특수 상황을 고려한다면 그리 이상한 일만은 아닐 것 이다. 이 별자리는 점성학에서 황도12궁의 첫번째 별자리이자 맑 은 가을하늘에 삼각형 모양을 그리는 별자리로 우리에게 통한다. @가을하늘에 처연한 빛을 내며 우리를 반기는 많은 별자리 중 에서 양자리가 유독 우리의 눈길을 끄는 것은 이 별자리에 얽힌 불쌍한 남매의 아련한 신화 때문일까? 신화의 내용은 대략 다음 과 같다. @그리스의 테살리(Thessaly)라는 곳에 프릭수스(Phrixus)와 헬 레(Helle)라는 두 남매가 살고 있었다. 이들이 어릴 때 친어머니 가 돌아가셔서 그들은 계모의 슬하에서 자라게 되었는데, 이 계 모는 소설에 나오는 계모처럼 사악한 요소를 두루 갖춘 여자였 다. 이런 계모의 슬하에서 이들 남매가 말로 표현할 수 없을 만 큼의 엄청난 고통을 겪는 것을 신들도 알게 되어, 결국 전령의 신인 헤르메스(Hermes)가 이들 남매를 구할 결심을 하였다. 그는 황금양피(Golden Fleece)를 가진 숫양(Aries) 한 마리에 이들 남매를 태워서 그들이 살기에 행복한 곳으로 데려가게 하였다. 이 양은 쏜살같이 빠른 속력으로 동쪽으로 날아갔는데, 아이들 이 양 등을 꼭 붙들었음에도 불구하고 그 속도가 너무 빨라 어 린 헬레는 그만 양 등에서 아래로 떨어지고야 말았다. 결국 혼 자 남게 된 프릭수스만이 양을 타고 계속 날아가 흑해의 동쪽에 자리한 콜기스(Colchis)에 도착하여, 그 곳 왕인 에테스 (Aeetes)에게 후한 대접을 받으며 행복하게 살게 되었다. 신들 의 왕 제우스는 이런 양의 공로를 치하하여 양을 하늘의 별자리 로 만들었다고 한다. @천체에서 이 별자리를 찾는 것은 그리 어려운 일이 아니다. 2~4등성 사이의 밝기를 가진 별 3개가 삼각형 비슷한 모양으로 모여 있기 때문이다. 양자리에 속한 사람들은 강한 생명력을 가 진다고 한다. 이는 끝까지 살아남은 프릭수스의 이야기일지도 모 르겠다. <李承勳 記者> <이야기과학사> ### 양자론 ### @미시영역에서 강력한 힘을 발휘하는 이론 朴 正 翼 대학원 석사과정^양자광학 @자연은 끊임없이 인간에게 말한다. 그리고 인간이 그 말을 들으 려 하므로써 자연과학이라는 언어를 만들었다. 자연현상을 해석 하려면 적어도 하나의 가정 - 누구나 인정하는 - 이 있게 마련이 고 그런 가정이 세워지기까지 무수히 많은 논란과 시행착오가 있 게 된다. 또 거기에는 철학적인 해석이 들어가기도 한다. @양자론은 가장 격렬한 논란을 불러 일으켰고 또 아지까지도 철 학적인 논란의 여지가 남아있지만 원자단위 이하의 미시영역에서 가장 강력한 힘을 발휘하는 이론이다. 양자론의 탄생은 고전물리 학과 현대물리학으로 나누는 기준이 되었으며 그 철학적인 배경 은 인간사고의 일대 혁명이었다. @19세기 맥스웰에 의해 전자기 이론이 완성된 후 학자들 사이에 서는 [이제 자연은 인간이 완벽하게 이해했다]는 분위기였다. 그 러나 아직 난제가 남아있었는데 그것은 흑체복사 문제였다. 모든 물체는 에너지를 흡수도 하고 반사도 하는데 흑체라 함은 모두 흡수하는 물체를 말한다. @20세기의 시작인 1900년 베를린 대학의 막스 플랑크는 우연히 흑체복사를 완벽하게 실험사실과 일치하는 이론을 발견하게 된 다. 하지만 왜 실험사실과 일치하는지 알지 못했다. 그후 아인슈 타인의 광전효과에 대한 논문으로 에너지(빛)는 띄엄띄엄(이하 양자화)되어 있다는 가정을 했고 이 가정으로 흑체복사에 대해 이해할 수 있게 되었다. 이 양자화 개념은 양자론의 근본이 되는 해석이다. 한편 수소원자에 대해 연구하던 닐스 보어도 수소원자 내에 전자도 양자화 된 에너지 상태에 존재한다는 이론을 내놓았 다. 그후 드브로이의 물질파 이론 이후 [확률파]라는 해석이 등 장한다. @입자는 A라는 점에서 발견할 확률은 1 또는 0이다. 즉 국소영역 에서 있다 없다 라고 말할 수는 있지만 확률파의 해석은 A점에서 의 확률만 알 수 있고 이 확률은 파동의 성질을 나타낸다는 것이 다. @1920년대 슈뢰딩거는 미분방정식 형태의 파동방정식을 만들었고 여기서 구해지는 해는 그 절대값의 제곱이 확률을 나타낸다는 슈 뢰딩거 방정식을 만들었다. 또 하이젠베르그는 불확정성 원리에 입각하여 근본을 두고 행렬역학을 만들었다. @불확정성원리는 어떤 입자의 운동에 대해 그 입자의 위치와 운 동량을 정확히 동시에 측정할 수 없다는 것이다. 초기에는 슈뢰 딩거와 하이젠베르그 이론이 전혀 별개의 것으로 생각되었으나, 곧 그 물리적인 의미가 같다는 것이 증명되었다. 곧 수소원자에 대한 방정식을 풀어 그 해가 실험사실과 정확히 일치함을 알았 다. 이렇게 양자론은 그 근거가 마련되었으며 그때까지 그리고 그후로도 무수히 많은 학자들에 의해 발전을 가듭했다. @아이러니하게 양자론의 창시자 가운데 하나인 아인슈타인은 죽 을 때까지 [신은 주사위 놀이를 할 리 없다]라며 양자론을 부정 했고, 닐스 보어와 장기간 논쟁을 벌이기도 했다. 어쨌든 양자론 은 논란의 여지가 있긴 하지만 현대 물리학에 절대적이고 강력한 수단을 제공하고 있다. @[Why]를 추구하지 않고 [How]를 추구한다면 양자론은 현란하고 매혹적인 이론이다. ~~~~~~~~~~pkp~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~pkp~~~~~~~~~~~~ ^_^ 키즈의 아저씨 pkp palindrome ^L^ ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~