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[과학돋보기] 안전한 물질로 바이러스 막는다!

■ 권요셉 / 한국기초과학지원연구원 박사

[앵커]
겨울 식중독 하면 가장 먼저 떠오르는 것이 역시 노로바이러스일 텐데요. 미량의 바이러스만 섭취해도 병을 일으킬 수 있어 매우 위험한 질병으로 알려져 있습니다.

하지만 작두콩을 이용해 노로바이러스를 예방하는 방법이 있다고 하는데요. 오늘 <과학돋보기>에서는 '안전한 물질로 바이러스를 막는 방법'에 대해 알아보겠습니다.

한국기초과학지원연구원 장비운영부 권요셉 박사와 함께 이야기 나눠보겠습니다. 안녕하세요?

겨울철에 골칫거리 중 하나입니다. 노로바이러스. 그런데 이 노로바이러스를 30분 안에 진단할 수 있는 기술이 개발되었다고 들었습니다. 일상에서 흔하게 접할 수 있는 종이로 진단할 수 있다고 하는데요. 개발 과정을 듣기 전에, 일단 노로바이러스가 어떤 질병인지 짧게 설명 부탁합니다.

[인터뷰]
노로바이러스는 급성위장염을 일으키는 겨울철 식중독균으로 알려져 있습니다. 실제로는 겨울뿐 아니라 사계절 주의해야 하는 질병인데요. 대부분 3일 내로 자연 회복하지만, 영유아나 노인과 만성질환자는 탈수증으로 생명이 위험해질 수 있습니다. 식중독과 차이점이 있다면 영하의 추운 날씨에도 생존할 수 있을 뿐 아니라 염소가 든 일반 수돗물에서는 물론 60도로 30분 동안 가열해도 독성이 유지되는 질긴 바이러스입니다. 또한, 사람 사이에 직, 간접 접촉으로 전염성이 매우 높으며 오염된 식품과 물을 매개로 집단 유행을 일으킵니다. 하지만 예방백신이 없어서 빠른 진단과 노로바이러스 확산을 막을 방법이 절실한데요. 이런 노로바이러스로 인한 사회적 경제적 손실은 매년 1조 3,000억 원 이상으로 추산됩니다.

[앵커]
그렇게 질긴 노로바이러스를 어떻게 종이로 진단할 수 있는 건가요?

[인터뷰]
종이 칩을 이용한 고감도 '현장 진단(POC)' 원천기술 덕분인데요. 현장 진단 센서는 비전문가도 이른 시간 안에 질병 검사가 가능한 현장 검사용 진단기기를 말합니다. 노로바이러스는 급성 위장염을 일으키는 바이러스기 때문에 적은 양으로도 감염력이 강해 고감도 진단법이 필요한데요. 그래서 우리 연구팀에서는 저렴한 소재인 종이에 친수성 왁스를 수직으로 쌓아 올려 3차원 유체를 형성하고 신호를 증폭시키는 방법으로 고감도 저비용 노로바이러스 진단 키트를 개발했습니다. 감염이 의심되는 환자의 분변이나 토사물을 키트에 묻히고 10분 정도 기다리면 검사 결과를 곧바로 알 수 있는데요. 결과 창에 줄이 생기면 노로바이러스가 검출되었다는 뜻입니다. 임신 진단 키트와 작동법이 유사해서 누구나 쉽게 이용할 수 있고요. 특히 금 나노입자를 촉매로 이용해 기존 진단 키트의 단점으로 지적돼 온 낮은 민감도를 100배 이상 높이는 데 성공했습니다.

[앵커]
노로바이러스에 감염되었는지 빠르게 확인할 수 있는 거군요. 하지만 그보다 더 중요한 것은 예방법이 아닌가 싶어요. 박사님께서는 콩으로 노로바이러스를 예방하는 방법을 찾았다고 들었습니다.

[인터뷰]
저희는 독성물질이 아닌 먹을 수 있는 안전한 소재로 바이러스를 예방하면 좋겠다고 생각해서 콩을 연구 소재로 선택했는데요. 콩 200개를 조사해서 바이러스에 잘 붙는 단백질을 찾았습니다. 그중 작두콩 속에 있는 렉틴 단백질의 특정 위치가 인체감염형 노로바이러스와 선택적인 결합을 한다는 사실을 밝혀냈는데요. 작두콩에 함유된 단백질은 노로바이러스가 세포로 침투할 때 필요한 부분을 막아 안전하게 중화할 수 있었습니다. 국내 고유종인 작두콩에서 이런 효능이 있는 단백질을 찾았다는 것에 정말 큰 보람을 느꼈습니다.

[앵커]
작두콩에 그런 효능이 있었군요. 그리고 이를 응용 해서 손 소독제도 개발하셨다고 들었습니다. 어떤 건가요?

[인터뷰]
네, 가져왔는데요. 저희가 개발한 손 소독제인데요. 기존에 말씀드렸던 연구 결과를 바탕으로 거품 비누에 콩 소재를 넣었더니 알코올보다 중화를 잘 시키고 물비누보다 세정력이 뛰어났는데요. 그래서 손으로 전파되는 바이러스 특성을 고려하여 손 소독제를 개발하게 되었습니다. 지금 이게 그것인데요. 2018년 평창동계올림픽 당시, 현장에서 노로바이러스가 발생했다는 소식을 접하고 긴급하게 기업 몇 군데에 자금 지원을 요청해 손 소독제를 제작하여 전달했습니다. 손 소독제는 천연성분을 활용해 제작되었고, 인체감염형 노로바이러스에 대한 손 세정 능력이 97.3%로 알코올 기반 세정제 26%와 비교해 볼 때 세정력이 우수하고, 손에 의한 바이러스 전파 차단 능력이 우수함을 확인하였습니다. 다행히, 손 소독제 전달 후에 환자 수는 감소했고, 선수들에게 전파는 차단되었습니다. 이후 패럴림픽까지 안전하게 경기를 진행할 수 있었고요. 이후 노로바이러스 확산 방지 공로로 올림픽 조직위원회로부터 감사장까지 받게 되었습니다.

[앵커]
엄청난 발견을 하셨다는 생각이 듭니다. 지속적으로 개발이 되면 좋을 텐데, 어려움이 있다고요?

[인터뷰]
병원 등에서 사용하려면 항바이러스 효능을 표기할 수 있는 의약외품이 되어야 하는데, 콩 추출물은 첨가물 소재로 등록하기가 어렵습니다. 세균과 바이러스는 비슷하다고 생각하는데, 전혀 다르거든요. 항균용 물질만 의약외품으로 첨가물이 등록 가능하고, 바이러스는 그런 준비가 아직 많이 안 된 상태예요. 그런 어려움이 풀려서 병원이나 어린이집 같은 곳에서 쓸 수 있게 하는 게 희망입니다. 혹시 이 방송을 들으시고 저희가 부족한 부분을 채워 줄 수 있는 곳이 생기면 좋겠습니다.

[앵커]
의외의 부분에서 문제가 있었군요. 이 소재를 이용해 노로바이러스 외에 다른 바이러스의 감염을 감소시킬 수 있는 연구를 하고 계신다고요?

[인터뷰]
네, 현재 저희가 콩 소재를 이용해서 시험을 해 본 결과 A형 간염 바이러스를 완벽하게 중화하는 것을 확인하였습니다. 이 부분은 저희가 더욱더 연구를 할 에정입니다.

[앵커]
최근 조개젓 때문에 A형 간염 바이러스에 대한 우려감이 높은데 이런 인체를 위협할 수 있는 바이러스뿐 아니라 바이러스 자체가 감염역 여부를 파악하는데에도 기술들이 빨리 사용화됐으면 좋겠습니다. 오늘 말씀 잘 들었습니다.
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