Techno Leaders Digest

전체 글

(1)

2007. 3. 20.

Vol. 145

http://radar.yeskisti.net/TLD Catch the Trends, See the Future

미국, 나노기술 위험성 연구 강조

미 환경보호청(EPA), 나노기술백서(Nanotechnology White Paper) 발간

미 환경보호청(EPA)은 나노물질이 환경에 미치는 영향과 위험성을 정리 하고, 이에 관한 평가와 권고사항을 제시한「나노기술백서」를 발간했다. 이는 2004년 12월부터 EPA 산하 과학정책위원회(SPC : Science Policy Council) 에서 논의된 결과이다.

나노기술은 제조업·건강·운송·에너지·농업 등 다양한 분야에서 미국 경제에 큰 영향을 미칠 가능성이 있다. 나노기술은 오염물질의 최소화·측 정·감시 등에 활용할 수 있고, 친환경적 산업공정 운영과 환경제품 제조를 통해 간접적인 환경 개선에 이바지할 수 있다. 반면, 나노기술이 미치는 환경 위험성에 대한 우려의 시각도 존재한다. 따라서 EPA는 나노기술 응용분야 개발 및 연구뿐만 아니라, 나노재료가 환경에 미칠 위험성을 조사하고, 이를 기관 운영에 반영할 필요가 있다. 따라서 나노기술 응용분야와 위험성을 조 사하기 위해 환경 프로그램·정책·연구지원에 대한 우선 지침 마련이 요구 된다.

미 환경보호청(EPA) 과학정책위원회 권고 사항

Contents

01 미국, 나노기술 위험성 연구 강조 02 브라질, 성공적 대체에너지 전략

모델(Ⅰ)

세계는 지금

TLD는 창의적 리더를 위한 주간 기술 동향 지식지입니다.

http://radar.yeskisti.net에서 TLD 웹 서비스 및 과학기술산업정보 에 관한 분석리포트와 매일 새로운 해외과학기술동향을 전하는 글로벌 동향브리핑(GTB)등의 고품격 분석 정보 서비스를 받으실 수 있습니다.

08 국가경쟁력 강화 - 미래 성장동 력 원천 마련을 위한 기반 정책이 관건

HOT BOX 05 형질전환체 상용화를 위한 새로

운 도약

07 2011년 고화질(HD)TV 소유 가정 수, 현재의 세 배

07 청각 장애인을 위한 수화 동영상 전송 시스템

테크노 트렌드

EPA는 환경측면*에서 나노재료 응용을 고려하여 나노정보를 이해·적용하고, 다양한 연구를 지원·협력·착수해야 함.

* 그린제조, 그린에너지, 환경치유, 센서, 기타 응용

EPA는 분야별 위험평가측면에서 나노정보를 이해·적용하고, 다양한 연구를 지원·협력·착수해야 함.

ⅰ) 화학적 특성 연구 ⅱ) 치명적 환경오염과 치유 연구

ⅲ) 환경 탐지 및 분석 연구 ⅳ) 인체 노출 정도 측정 및 관리 연구

ⅴ) 인체 영향 평가 연구 ⅵ) 생태계 노출 및 효과 연구

ⅶ) 위험 평가 사례 연구

EPA는 나노기술산업에 전문가 및 자원 지원과 더불어, 나노 재료 오염방지체제 구축 및 환경관리정신 고취를 위한 방안을 마련해야 함.

EPA는 나노재료 응용·인력·환경보건관련 협력연구를 지속 및 확장해야 함.

EPA는 지역과 프로그램간 위험 평가에 관한 정보 지원 및 규제 활동 기획시 조직 내 공동 검토를 수행해야 함.

EPA는 나노기술의 환경적 검토사항과 잠재적 위험요소와 관련 하여 기관내 과학자 및 관리자 교육활동을 지속 및 확장해야함.

1. 환경 응용 연구

2. 위험 평가 연구

3. 오염 방지·환경 관리정신·지속 가능성 4. 협력

5. 기관내 워킹그룹 6. 교육

(2)

http://www.epa.gov TLD0145A001409

미국 비영리 공공정책기구이며, 시장경제 관련 싱크탱크로 알려져 있는 CEI(Competitive Enterprise Institute)가 브 라질 바이오 에탄올 정책과 현황을 분석한 보고서를 내놓았 다. 이 보고서는 브라질의 바이오 에탄올 정책이 성공할 수 있 었던 이유를 분석하고 있다.

유가가 연일 고공 행진을 하는 가운데 얼마 전에는 유엔 정 부 간 기후변화위원회(IPCC)가 지구온난화가 몰고올 대재앙 을 경고하고 나선 바 있다. 이처럼 지구온난화 문제와 고유가 상황이 맞물리면서, 바이오 에탄올이 대체 에너지로서 급부상 하고 있다. 원유 등 천연자원을 무기화하려는 움직임이 전 세 계적으로 활발한 가운데 원유를 확보하기 위한 미국과 중국의 경쟁은 가히 전쟁을 방불케 한다.

중국과 미국, 두 원유 공룡은 엄청난 속도로 원유를 집어삼 키면서 한편으로는 바이오 에탄올을 원유 대체에너지로 개발 하기 위한 계획을 발빠르게 진행하고 있다. 우리와 사정이 비슷한 이웃나라 일본도 이미 정부차원에서 바이오 에탄올 개발계획을 추진하고 있으며, 심지어 산유국들도 대체에너지 환경 응용 연구에 관한 연구 제언

① 그그린린 제제조 연구

② 그그린린 에에너너지 연구

③ 환환경경 치치유 연구

④ 센센서서 연연구

⑤ 기기타타 응응용 연구

일반제품 및 나노제품 제조 과정에서 에너지 사용 및 쓰레 기를 감소하게 하는 나노기술 개발 등

태양에너지, 수소 및 전력 변환, 디젤, 오염물질 조절기기, 전등기기 등에서 나노재료의 그린에너지 응용에 대한 연구 개발 등

나노재료에 대한 새로운 나노·구조·특성을 연구하여 오염물질 검출을 향상시키거나 파괴하는 연구개발 등 나노재료를 포함한 주요물질 및 오염물질을 측정·감시할 수 있는 나노기술 이용기기 개발

수해성 박테리아, 바이러스, 생물을 신속하게 탐지하는 새로운 나노센서 개발 등

환경 응용에 사용된 나노재료 및 제품 성능의 검증을 위해 산업체와 협력 연구

나노재료 및 제품의 급속한 기술변화에 보조를 맞춘 신속 한 조사방법 개발

나노재료의 위험 노출을 줄일 수 있는 타 나노기술 응용 평가기관과 협력연구 등

④ 인인체체 노노출 정도도 측측정정 및 관리리 연연구

⑤ 인인체체 영영향 평가가 연연구

⑥ 생생태태계계 노노출 및 효효과과 연연구

⑦ 위위험험평평가 사례례연연구

다양한 나노재료의 위험 평가에 대한 정의 진화론적 관점에서 나노재료의 노출 영향정도를 측정

((방방법법)) 나노입자의 독성을 평가하는 현 조사 방법(조직, 노출 부위, 분석방법 등)의 적절성을 평가

((나나노노독독성성학학)) 나노재료나 관련 물질의 직접적 노출시 건강 에 미치는 영향을 조사

((위위험험성성 분분별별··측측정정)) 나노재료의 물리화학적 특성(무게, 표면, 입자수)의 독성 정도 조사와 다양한 노출경로에 따라 생성된 나노재료의 흡수·확산·대사·배설 등에 대한 연구 ((감감염염)) 나노 재료 노출에 따른 인체 건강의 위험 증가를 인구 특성별 조사

((나나노노독독성성계계산산)) 나노독성을 예측하는 효과적인 평가 방법 ((방방법법)) 현 조사 지표 및 방법의 유용성 협력연구 ((위위험험성성 분분별별··확확산산)) 생태계에서의 나노재료의 확산 연구 ((나나노노독독성성학학)) 나노재료가 생태계에서 여러 종에 노출되었 을 때 효과 조사 등

전반적인 나노재료의 위험 평가를 적용하기 위한 공공 자료나 다양한 나노재료에 기반을 둔 사례연구

위험 평가 연구에 관한 연구 제언

① 화화학학적적 특특성 연구

② 치치명명적적 환환경 오염염과과 치치유 연구

③ 환환경경 탐탐지지 및 분석석 연연구

④ 인인체체 노노출 정도도 측측정정 및 관리리 연연구

나노재료의 화학적·물리적 특성과 타 재료와의 반응성 및 독성 등을 연구

나노재료의 제품 구성시 환경 영향 조사

천연 미세입자와 생산된 나노재료를 구별할 수 있는 측정 방법 개발 등

화학적으로 오염 치유를 위한 나노재료의 수명연구를 관련 연구기관과 다년과제로 협력연구

대기 중 나노입자의 안정성에 대한 연구

나노재료의 상태변화(액체·고체·기체) 및 전이상황(생물 적·비생물적) 관련 연구

환경에 치명적으로 영향을 주는 물리적·화학적 나노재료 의 수준을 정의하는 연구

나노재료를 활용하여 폐수를 정화하는 연구 식수 정화시 사용되는 나노재료의 치명성 연구

나노재료의 연소 및 다른 열적 처리 과정시 발생하는 치명 성 연구

일반쓰레기 처리과정(화학적 산화 등)과 산업폐기물 처리 시 치명성 연구

공공 및 개인별 나노재료의 환경 탐지 방법 및 기술 개발 나노재료를 분석하는 표준공정지침 개발

공공 환경에서 주요 분석 대상을 샘플링하고, 분석하는 표준 방법 개발

나노재료 노출시 물리적·화학적 수준별 효과를 측정하는 문헌 조사

나노재료의 환경 노출 측정시 측정지표(무게·노출면적·

입자 수 등)를 결정하는 연구

나노재료의 응용시 화학적 방출과 노출을 평가하는 정보원 의 적절성 평가

나노재료가 누출되었을 때 적절한 긴급 행동과 치료에 대한 평가

브라질, 성공적 대체에너지 전략 모델( Ⅰ)

세계 바이오 에탄올 증산 추이와 브라질의 전략

(3)

개발에 적극적으로 참여하고 있다. 하지만, 대부분의 에너지 자원을 수입에 의존하고 있는 우리나라는 이제 막 바이오 에 탄올 도입의 타당성을 검토하고 있다. 이제 에너지는 경제나 산업의 차원의 문제가 아니라 국가안보의 차원에서 다루어지 는 문제가 되었다.

석유파동, 고유가 시대, 교토의정서 발효

여러 차례 석유파동을 경험하면서 세계 각국은 대체에너지 개발에 대한 필요성을 절감하게 되었다. 최근 들어 바이오 에 탄올에 대한 관심과 수요가 많이 증가한 원인으로 고유가와 교토의정서 발효에 따른 탄소배출 저감대책이 필요했기 때문 이다. 엄청난 속도로 원유를 빨아들이는 원유 공룡들 때문에 유가가 가파르게 상승했고, 교토의정서 발효에 따라 탄소배출 저감대책이 필요해졌다.

바이오 에탄올과 휘발유를 혼합한 연료를 사용하게 되면 석 유의존도를 낮춰 에너지원의 다변화를 통한 경제적 효과를 거 둘 수 있을 뿐만 아니라, 일반 휘발유에 비해 이산화탄소 및 대기 오염물질 발생량이 현격하게 낮아 환경적인 이점이 있 다. 바이오 에탄올의 이러한 장점이 현 상황과 맞아떨어지면 서 바이오 에탄올에 대한 관심이 자연스럽게 높아진 것으로 이해할 수 있다.

플렉스(flex) 연료 차량 보급

바이오 에탄올이‘핫이슈’로 떠오른 배경에는 브라질과 미 국에 바이오 에탄올 수요가 급격하게 증가한 것도 한 몫을 했 다. 브라질은 휘발유에 일정 수준 이상 바이오 에탄올 혼합을 법으로 의무화하고 있다. 에탄올과 휘발유 모두를 연료로 사 용할 수 있는 플렉스(flex) 연료 차량 보급은 브라질의 에탄올 수요를 폭발적으로 증가시키는 도화선이 되었다. 미국은 바이 오 에탄올이 환경오염을 유발하는 연료 첨가제인 MTBE (Methyl Tertiary Butyl Ether)를 대체하면서 수요가 폭발 적으로 증가하기 시작했다.

전 세계 바이오 에탄올 생산량은 2005년 한 해에만 전년보 다 생산량이 무려 10%나 증가했을 정도로 빠른 성장세를 보이 고 있다. 2005년 이후 나타난 가장 눈에 띄는 변화는 미국과 브라질을 제외한 국가에서 생산되는 바이오 에탄올의 양이 폭 발적으로 증가하고 있다는 것이다. 예를 들어 핀란드는 2005

년에 전년 대비 바이오 에탄올을 생산량이 879%나 증가했다.

한 가지 아쉬운 것은 바이오 에탄올의 생산량이 2005년 16 억2천만 석유환산톤(TOE)*으로 폭발적인 증가를 나타냈지 만, 전체 원유 생산량에 0.5% 정도에 불과하다는 점이다.

국가 석유수입 의존도를 낮추기 위한 브라질의 프로-알코올 (PROALCOOL : Programa do Alcool) 정책은 1975년에 시 작됐다. PROALCOOL 정책은 대체에너지 개발과 함께 사탕 수수를 바이오 에탄올 생산 목적으로 흡수함으로써 브라질의 주요 수출 품목인 설탕의 가격을 안정화시키기 위한 목적에서 시작되었다. 먼저 브라질 정부는 장려책을 통해 사탕수수를 이용한 바이오 에탄올 생산자를 늘렸다. 보조금으로 바이오 에 탄올 생산에 따른 손실을 보존해주고, 신규 설비투자를 위해 바이오 에탄올의 급부상 배경

전 세계 바이오 에탄올 생산량 변화 추이

미국 바이오 에탄올 생산량 변화 추이

* 석유환산톤(Tonnes of Oil Equivalent)

원유 1톤에서 얻을 수 있는 열량(약 10,000,000kcal)을 1로 정의하였을 때, 다른 에너지원으로부터 얻을 수 있는 열량의 상대적인 값을 의미한다.

<출처 : EthanolToday August 2005>

<출처 : BP Statistical Review of World Energy 2006>

30년 공든탑, 브라질의 바이오 에탄올 대체에너지 개발 정책

(4)

(다음 주에 이어집니다.) The Brazilian Sugarcane Ethanol Experience(Feb. 15, 2007) BP Statistical Review of World Energy 2006 - Renewables section EthanolToday August 2005 지식코디네이터 brmdolee TLD0145A001410 휘발유 연료 차량과 플렉스 연료 차량의 신차 판매량 변화 추이 정책자금을 장기저리로 대출해주는 금융지원을 했다. 브라질

정부가 정책추진을 위해 필요했던 총투자 금액의 29%(약 20 억 달러)에 해당하는 엄청난 자금이 시작단계에서 집행되었다.

다음 단계에서 브라질 정부는 국영석유회사인 페트로브라 스(PETROBRAS)를 이용해 바이오 에탄올과 휘발유를 섞은 혼합연료의 전국적인 배급망을 구축하고, 휘발유 가격을 인위 적으로 바이오 에탄올보다 높게 유지했다. 그 결과 불과 4년 만에 바이오 에탄올 생산량이 3배로 증가하는 놀라운 결과를 낳았다.

1979년 불어 닥친 2차 석유파동의 매서운 바람은 PROALCOOL 정책이 더욱 확장되고 강화되는 계기가 되었 다. 1980년대 초 브라질 정부는 피아트, 폴크스바겐, 메르세 데스 벤츠, 제너럴 모터스(GM), 도요타 등 자국 내 자동차 생 산자들에게 100% 바이오 에탄올로 운행할 수 있는 자동차 개발과 생산에 장려하고, 택시가 100% 바이오 에탄올 차량 으로 변경할 경우 세제혜택을 주는 등 강력한 장려책을 실시 했다. 브라질의 이러한 노력은 1983년에서 1988년 사이 5년 동안 판매된 차량에 90%가 바이오 에탄올 차량으로 판매되 는 놀라운 결과로 돌아왔다.

그러나, 1980년대 말 재원부족과 인플레이션 심화로 PROALCOOL 정책에 위기가 닥쳤다. 정부의 보조금 감소와 1995~1996년 사이 원유가격의 급격한 하락은 바이오 에탄 올의 경쟁력을 심각하게 악화시켰다. 그리고 1988년 치솟은 국제 설탕가격은 PROALCOOL 정책에 결정타가 되었다. 바 이오 에탄올 생산에 사용되던 사탕수수가 설탕 생산용 원료로 전용되면서 1989년 2분기엔 품귀현상이 나타났고, 이를 해결 하고자 브라질 정부가 에탄올 수입을 허가하는 아이로니컬한 상황이 벌어졌다.

1990년대에 들어서면서 브라질의 경제 정책은 안정화, 사 유화와 자유화의 가치를 강조하는 기조로 선회한다.

PROALCOOL 정책의 성격은 새로운 기조와 너무 달랐다.

PROALCOOL 정책은 최소한의 정책적 지원만으로 명맥을 이어가야 했다. 하지만 이 기간에도 브라질은 바이오 에탄올 이 20% 첨가된 휘발유 판매 의무화를 고수했다.

2003년 플렉스 연료 차량의 도입은 어려운 상황을 단숨에 역전시켜 버렸다. 2004년 3월 플렉스 연료 차량의 신차 판매 비중은 16%에 불과했다. 하지만 2년이 지난 2006년 2월에 는 전체 신차 판매의 73%를 플렉스 연료 차량이 차지했다.

<출처 : Anfavea, 2006>

TIP

유럽단일연구공간(ERA) 추진 현황

기후변화와 에너지수요 증가 등 단일 국가 차원에서 해결할 수 없는 부문에서, 공동 연구개발투자의 중요성 부각

2000년 리스본에서 유럽단일연구공간(ERA)의 설립과 연구 투자 강화 를 결의

ERA는 지역 과학기술 공동시장을 발판으로, 국가 간 협력과 연계를 강화시키면서, 과학적 우월성·경쟁력 강화·기술적 혁신을 추구 - 연구원·아이디어·기술의 자유로운 소통을 보장하고, 자원 및 노력

의 분산을 피하고, 회원국과 프로그램 정책 간의 연계 고리를 구축

ERA 전략과 연계하여 2002년 유럽 정상들은 바르셀로나에서 2010년 까지 연구개발비를 GDP 대비 3%까지 증액시키기로 합의

- 지난 10년간 유럽 25개국의 GDP 대비 연구개발지출은 1995년 1.82%

에서 2005년 1.85%로 불과 0.3%가 증가(Eurostat) - 스웨덴(3.86%)과 핀란드(3.48%)만이 목표치를 상회

유럽 25개국은 2005년 2,000여억 유로를 연구개발에 지출했고, 개별국 별로 독일·프랑스·영국이 각각 550억, 350억, 300억을 기록하면서, 총 지출액의 3분의 2를 차지

EU가 지원하는 연구개발프로그램은 유럽 권한보다 회원국의 권한이 우선한다는 보충성의 원칙(Subsidiarity principle)에 입각하여 에너지나 천문학 분야와 같은 대규모 연구 인프라에 적용

2000년 이후 다양한 연구가 정착되면서, 국부적인 작은 프로젝트 연합에서 대규모의 프로젝트 네트워크로 연구 규모가 확장

http://www.euractiv.com TLD0145A001411

(5)

유전자 조합 작물이 농업 생산성 향상 에 이바지하는 바는 크나 환경 유해성 에 관한 논란이 지속되고 있고 국내 소 비자의 반응도 유전자 조합 생산물에 대해 냉담한 편이다.

한편, 우려보다 유전자 조합이 비목적 생물에 미치는 영향이 적은 점 등은 매 우 고무적이다. 그러나 의도하지 않은 유전자들이 자연계에서 이동될 가능성 도 충분하다. 따라서 이러한 문제를 효 과적으로 극복할 수 있는 기술 개발은 향후 다양한 유전자 조합 작물들의 상 업화를 꾀하는 육종가들과, 관련 기업 들에 희소식이 아닐 수 없다.

스페인과 독일 연구진들로 구성된 한 공동 연구팀이 유전자 조합 웅성붙임 식물체를 생산하는 신규 방법으로서 PsEND1* 프로모터 부위의 활용성에 대해 보고했다. 이들은 수종 곰팡이에 길항작용을 나타내고 발현 조직에서 세 포독성을 나타내는 바네이즈(barnase) 유전자를 완두 유래 PsEND1 프로모터 에 융합시켜, 발육 초기 단계의 꽃밥 구 성에 관여하는 세포층들을 선택적으로 제거하였다. 그 결과 담배(Nicotiana tabacum), 토마토(Solanum lycoper- sicon), 애기장대(Arabidopsis tha- liana), 유채(Brassica napus) 등에서 효과적으로 웅성불임체를 생산하는 데 성공했다.

꽃밥은 차세대 식물을 생산할 종자를 생성하는 데 필요한 웅성 생식 과정을 수행하기 때문에 작물 생산에서 중요한 역할을 한다. 꽃밥 세포 분화 과정에 일 어나는 유전자 발현에 관한 연구들을 통해 웅성 수정 조절을 위한 다양한 유 전자 조합 시스템들이 개발되었다. 대

다수 이들 시스템들은 발육 중인 소포 자들에, 영양분, 세포벽 구성 성분 그리 고 효소들의 제공에 중요한 꽃밥 주변 세포층인 융단 층에서의 중요한 기능들 을 간섭함으로써 화분 생존력을 억제하 는 기법에 그 원리를 두고 있다. 유전자 제거술은 잡종 종자들을 얻는 과정에서 원하는 특성인 웅성불임을 생산하는 기 법으로 활용됐다. 또한, 꽃밥 특이 프로 모터들에 세포독성 유전자들을 융합시 키는 기법은 특정 세포들이 없는 상태 에서 발육 단계를 관찰함으로써 수컷 배우자 형성을 연구하는 데 이용됐다.

특정 개체에서 원하는 형질을 도입하 는 일반적인 방법은 대상 형질을 갖는 개체와 갖고 있지 않은 개체를 교배하 는 것인데, 교배에 의한 형질도입에서 발생할 수 있는 문제점 가운데 하나는 목적형질 외에 다른 형질이 함께 도입 된다는 것이다. 이처럼 교배에 의한 형 질 도입은 두 개체 간의 교배 친화성을 고려해야 할 뿐만 아니라 부가적으로 필요 없는 형질을 제거해야 한다는 문 제점을 안고 있고, 이를 제거하는 데 많 은 시간과 노력이 필요하다는 단점이 있다. 이와 같은 단점을 극복하기 위한 대안 가운데 하나는 인위적으로 목적 형질만을 대상 개체에 도입시킬 수 있 는 유전자조작에 의한 형질전환기술을 들 수 있다. 그러나 이 기법 또한 다수

의 문제점을 지니고 있는데 그중에서 형질전환체의 꽃가루 이동에 의한 자연 계 교란에 많은 관심이 집중됐다.

연구자들이 사용한 PsEND1::- barnase 유전자는 웅성불임 식물체들 을 얻고자 기존에 활용되었던 융합 유 전자들과는 다른 특성이 있다. 이 방법 은 꽃밥 발육 첫 단계에서 특정 세포층 들의 제거를 목적으로 융단조직 특이 프로모터 대신에 PsEND1 프로모터를 활용하였다. 조직 특이적인 조절 부위 에 세포독성 유전자를 융합시키면 발육 기에 프로그램된 특이한 세포들만의 파 괴를 가져올 수 있다. 이런 식으로 활용 되는 세포독성은 특정 기관이나 조직 내의 세포 기능과 신호전달을 연구하는 강력한 도구이다. 또한, 이들은 조직 특 이성과 조절 부위의 타이밍을 연구하는 데도 활용된다. 유전적인 세포 절개는 수컷 배우자 형성에 관한 연구 및 웅성 불임체를 생성하기 위한 생물학적 기법 으로도 활용되고 있다.

연구자들이 생산한 16개의 웅성불임 형질전환체들에서 꽃밥 발육은 초기 단 계에서 억제되어 화분낭과 꽃가루 형성 이 일어나지 않았다. 한편, 갈고리 모양 의 구조물들이 형질전환체 꽃밥에서 나 타났다. 이들 구조는 그 수술대가 커지 지 않았기 때문에 결코 암술에 도달하지 못한다(그림 1 C와 D). 이러한 수술대 크기의 감소는 흔히 웅성불임 또는 수정 력 감소와 연관된 현상으로 알려졌다.

야생형에서 얻은 화분으로 형질전환 식 물체를 교배수정하면 정상적인 과실과 종자를 생산한다. 이러한 결과는 암컷 생식력이 PsEND1::barnase 융합으로 영향을 받지 않았음을 의미한다.

PsEND1::barnase 식물체들의 기형

형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약 형질전환체 상용화를 위한 새로운 도약

* PsEND1 유전자

완두의 꽃밥 원시세포 초기에 발현되는 꽃밥(anther) 특이 유전자로, 이후 상피조 직, 결합조직, 꽃밥의 안쪽 세포와 중간 세포층에서 제한적으로 발현되고, 융단 세포(tapetal cell)와 화분모세포(micro- sporocyte)와 같은 다른 꽃 기관이나 생장 조직들에서는 발현되지 않는 특성이 있다.

(6)

수술을 전자현미경으로 확인하면, 애기 장대 야생형에서는 그 꽃밥의 4엽을 뚜 렷하게 관찰할 수 있지만(그림 1 E와 F), PsEND1::barnase 식물에서는 어 떤 꽃밥 수술의 세포형태로 간주할만한 장식무늬가 전혀 없이 단순히 팽창된 세 포들만을 상피세포층에서 관찰할 수 있 다(그림 1 I와 J). 그러나 야생형 화분 낭의 상피세포층에서 나타나는 장식무 늬를 가진 혀 모양의 세포들(그림 1 I) 은 이들 구조에서는 존재하지 않는다(그 림 1 F, H와 J). 조직학적인 차이와 세 포독성 유전자에 영향을 받은 세포 유형 들을 확인하고자 연구자들은 각기 다른 발육 단계들에 놓인 야생형과 형질전환 체 모두의 단면도를 분석했다. 이들은 발육 초기 단계에서 꽃밥 간의 차이점을

F1 잡종을 생산할 수분 조절을 위한 시 스템 고안이 필요하다. 연구자들이 입 증했던 것처럼 PsEND1 프로모터는 웅 성불임 유채를 생산할 수 있는 효과적 인 수단이다. 어느 경우에서나 과일이 나 종자가 생산되지 않아야 하는데, PsEND1::barnase 융합체의 효율성은 이런 점에서도 입증되었다. 토마토는 전 세계 주요 작물로서 많은 웅성불임 시스템들이 존재하지만, 순수한 웅성불 임 계통을 유지하기 어려워서 상업적으 로 이용되고 있지 못한 실정이다. 그러 나 이 PsEND1::barnase 계를 이용한 토마토 웅성체 생산은 매우 효과적일 것으로 보인다.

종합하면, 잘 조절된 PsEND1::

barnase 유전자계는 세포 기능, 세포 계통 연관성, 그리고 발육 중인 꽃밥 세 포 유형 간의 상호작용과 관련하여 가 치 있는 정보를 제공하는 데 활용될 수 있다. 연구자들은 PsEND1 프로모터가 모델 종인 애기장대에서뿐만 아니라 주 요 작물들에서도 완벽하게 기능 한다는 사실을 입증했다. 따라서 웅성불임 식 물체들을 효과적으로 생산하기 위한 신 규 도구로서 이 프로모터를 활용할 수 있고, 성적으로 맞지 않는 식물 종들 간 에도 원하지 않는 유전자 흐름을 억제 할 수 있을 것이다. 이 융합체는 화분모 세포들의 분화 전 소포자형성(micro- sporogenesis)을 억제하여 어떤 활력을 갖는 화분도 생성하지 못한다. 따라서 이 PsEND1 프로모터는 향후, 유전자 조합 웅성불임 식물체들을 만들어낼 수 있는 우수한 대체기술로서 잡종 종자들 의 생산을 위한 육종 프로그램들에서 활용될 수 있고, 더불어 많은 식물종들 에서의 의도하지 않은 유전자 흐름을 차단할 가능성이 매우 높은 기술로 평 가된다.

Plant Cell Rep(2007)26:313-325 지식코디네이터 weed90 TLD0145B001412 확인하였다. 야생형 꽃밥은 세포벽층과

포자층을 함유한 4개 부분을 관찰할 수 있었지만, PsEND1::barnase 꽃밥 원 시세포에서는 명확한 4부분의 세포분열 활력을 관찰하기 어려웠다(그림 1 L).

상업적으로 이용 가능한 품종들을 생 산하기 위해 육종가들은 작물 생산량과 생산 효율을 향상시킬 목적으로 잡종을 만든다. 전통적으로, 자가수정 식물체 들의 잡종화는 선별한 화분과의 수정 후에 거세를 해서 행한다. 그러나 거세 는 노동 집약적이면서 100% 불임을 보 장받지 못하는 단점이 있다. 유전자 조 합 웅성불임은 자가 수분을 억제할 가 장 이상적인 시스템이다. 유채는 30%

가 타가수분이고, 70%가 자가수분으로

그림 1. 정상 줄기와 종자 봉우리를 갖고 있는 야생형 A와 수분능력이 없는 유전자 조합체 B. 정상 꽃 밥(화살표)을 갖고 있는 야생형 꽃 C와 꽃밥 발육기에 바네이즈 영향을 보이고 있는 동일단계의 유전 자 조합체의 꽃으로 화분낭 미형성 및 수술대가 커지지 않은 모양 D. 야생형의 꽃밥 E와 수술대의 전자 현미경 사진 F. PsEND1::barnase수술의 꽃밥 G와 수술대가 갈고리 모양을 하고 있는 전자현미경 사진 H. 야생형 꽃밥의 상피세포로 표면에 장식무늬가 있음 I. 형질전환제 꽃밥 표면은 매끈한 모양 J.

barstar 유전자(PsEND1::barnase)를 갖고 있는 생식형과 barnase 유전자(PsEND1::barnase)를 갖고 있는 웅성불임 계통을 교배해서 얻은 회복된 꽃밥과 수술대가 있는 꽃 K. 야생형과 PsEND1::barnase 꽃밥 발육기를 비교한 조직 사진 L.

A B

C E

F

D G H

I

L

E P

Sp E

WT PsEND1::barnase

J K

(7)

수를 2007년 2월 기준으로 거의 두 배 로 향상시켰고, 케이블 회사간의 합병 으 로 탄 생 한 버 진 미 디 어 (Virgin Media)사는 많은 시청자들을 끌어들이 고 있는 상황이다.

http://www.reuters.com 지식코디네이터 Kimyn0101 TLD0145B001413

첨단 정보통신 장비의 발달과 함께 신 체 장애인을 위한 보조 장비 또한 지속 적으로 연구되고 있다. 시각과 청각 장 애를 가진 장애인들을 위한 기기 또한 많이 연구되고 있는데, 최근 미국에서 는 청각 장애인용 자동 수화 전송 시스 템이 개발되었다.

시애틀의 워싱턴대에서 개발된 이 시 스템은 동영상 압축기술을 이용하여 대 역폭이 낮은 이동 통신 환경에서도 수 화 동영상을 쉽게 보낼 수 있도록 설계 되어 있다. 지금까지 청각 장애인들이 손에 익은 수화를 사용한 커뮤니케이션 을 선호한다는 점이 잘 알려져 있음에 도, 수화 동영상의 전송이 높은 대역폭 을 요구한다는 점이 난제였다. 이 시스 템은 연속 수화 동작 중 바뀌는 부분은 그리 많지 않다는 점에 착안하여 프레 임마다 바뀌는 동작만을 새로 전송하는 기술을 도입했다.

이 시스템은 워싱턴대 컴퓨터과학과 의 리차드 래드너(Richard Ladner, http://www.cs.washington.edu/hom es/ladner/) 교수가 주도한 프로젝트를 통해 개발됐다. 래드너 교수는 청각 장 애인들이 일반인들처럼 기존 이동통신

환경에서 수화로 채팅을 하기에는 기술 적 장애가 있다는 점에 착안했다. 수화 동영상을 낮은 대역폭을 이용하여 일반 전송 알고리즘으로 주고받을 경우 화질 이 떨어져서 손, 손가락, 얼굴 동작 묘사 가 정확하게 이루어지지 않아 수화 대화 가 불가능했다. 또한, 비디오 압축기술 이 이러한 문제를 해결하더라도 다량의 비디오 압축 계산을 위해서 밧데리 전력 이 빨리 소모되는 문제가 존재했다.

래드너 교수는 이브 리스킨(Eve Riskin), 쉴라 헤마미(Sheila Hema- mi) 교수와 함께 동영상 압축 기법을 연구했고, 송신되는 데이터 양을 줄이 기 위해서 프레임마다 손동작이 바뀌는 장면만을 포착하여 새로 전송하는 기술 을 개발하였다. 수화 통신에서 중요한 손, 팔, 그리고 얼굴의 표정 부분의 변 화에 집중하는 기술도 개발하여, 동작 이 큰 손과 팔은 저성능 통신을 기반으 로 하고 수화 언어해석의 95%를 차지 하는 얼굴 동작은 고성능으로 미세한 변화를 감지하는 수화 대화에 최적화된 통신 전송기술을 고안하였다.

래드너 교수의 수화 전송 시스템은 초 당 10킬로비트에서 20킬로비트 가량의 초저용량 데이터만을 전달할 수 있는 네트워크에서도 잘 동작하여 핸드 셋을 들고 수화 채팅이 가능하다.

http://news.bbc.co.uk 지식코디네이터 Kimyn0101 TLD0145B001414 향후 3년 이내에 고화질(HD)TV기

술이 더욱 선명해지고, 더욱 생생한 영 상을 전달하는 등 급속도로 발전하고, 전세계적으로 HDTV 보유 가구수는 세 배로 증가할 것이라는 보도가 나왔 다. 이러한 발전은 과거 흑백TV에서 컬러TV로의 전환에 견줄 만하다고 여 겨진다.

인포마텔레콤스앤미디어(Informa Telecoms and Media) 조사기관에 의 하면, HDTV를 소유한 가정 수는 2006 년 TV를 소유한 전체 16억 가정 중 480만 가구였으며 2011년경에는 1억 5,500만에 이를 것이라고 한다(번역자 주 : 인터넷 비즈니스보다 더 큰 비즈니 스 기회가 HDTV 분야에서 펼쳐질 것 으로 기대되고 있다.).

현재 HDTV를 소유한 가정 중 58%

가 미국의 가정이고 20%가 일본, 나머 지에서는 주로 영국, 캐나다, 중국, 독 일이 그 뒤를 따르고 있다. HDTV 가격 하락과 함께 급속도로 HDTV의 보급이 확산되고 있다. 그러나, HDTV에서 소 비자들이 매력을 느낄만한 콘텐츠가 아 직 충분히 확보되지 않았다는 문제점도 있다. 현재, 미국, 일본, 호주 등의 국가 에서는 정부가 주도적으로 방송국 관계 자들에게 이러한 문제에 대한 해결책을 제시할 것을 시한부로 제시하면서, 그 해결책을 모색중이다.

한편, 영국의 위성회사인 브리티시스 카이브로드케스팅(BSkyB : British Sky Broadcasting)사는 2006년 5월 고화질 서비스를 시작하였는데, 시청자

청각 장애인을 위한 휴대폰을 이용한 수화 동영상 전송 화면

청각 장애인을 위한 수화 동영상 전송 시스템

휴대폰으로 수화통신이 가능

2011년 고화질(HD) TV 소유 가정 수,

현재의 세 배

(8)

21세기 정보산업사회에서 살아남기 위한 국가간 경쟁이 점점 치열해지고 있다. 이는 세계 경제 환경이 세계무역기구(WTO)출범 과 도하개발어젠다(DDA)를 통한 추가적인 무역자유화 노력, 자유무역협정(FTA)을 통 한 국가간 짝짓기, 중국, 인도 등 이머징 국가 의 등장으로 글로벌 시장에서 경쟁이 격화되 고 있기 때문이다. 한편, 산업분야에서는 지 식기반사회로 진입하면서 신기술의 등장과 기술 진보로 산업의 융·복합화 되고, 지속개 발, 쾌적한 환경에 대한 새로운 수요 증대로 세계 산업지도의 변화가 가속화되고 있다.

이와 같은 추세에 따라서 세계 각국은 범국 가적인 차원에서 미래 유망기술분야를 선정하 고 이를 토대로 국가경쟁력 강화를 위한 전략 마련에 부심하고 있다. 연료전지, 정보가전, 로봇산업, 콘텐츠산업, 건강·복지, 환경·에 너지, 비즈니스지원서비스산업(일본의 경우) 과 생명공학, 우주, 환경, 에너지산업(미국) 등이 대표적 유망산업분야로 떠오르고 있다.

또한 경쟁국을 추월하기 위한 다년도 계획을 마련(EU의 프레임워크프로그램 등)하기도 한다. 우리나라의 경우에도“국가과학기술위 원회”가 중심이 되어 미래국가유망기술을 선 정하여 육성하고 있다.

이 과정에서 우리는 경쟁국들의 정책방향을 면밀히 검토할 필요가 있다1). 첫째, 각국은 자 국의 산업경쟁력 강화를 위해서 인재의 육성 및 확보(평생교육 강화), R&DT 투자증대,

이노베이션 기반확충 등 자국의 이노베이션 촉 진기반을 강화하고, R&DT 결과에 대한 산업 화/상업화를 촉진시키기 위해 노력한다. 둘째, 지속성장, 쾌적한 삶의 동시적인 추구를 위한 노력을 강화하고 있다. 대부분의 국가들이 정 도의 차이는 있으나 저출산 고령화 사회에 대 응하여 첨단산업과 연계된 보건서비스(Health Care Service) 산업육성 등“인간과 기계의 친 밀화”를 위한 노력을 가속화하고 있다. 셋째, WTO 체제 출범 후 달라진 국제무역환경에 대 응하여 공정무역/지식재산권(IPR)보호 노력 을 강화하고 있다. 각국은 무역/통상부문에서 시장개방을 통한 경쟁력 강화에 힘쓰고 있고 특히 FTA 정책을 통한 지재권/시장개방 노력 을 강화하는 추세이다.

종합적으로 보아 최근 선진국들의 국가경쟁 력 강화를 위한 정책은 정책개발과정에서 산·관·학이 협력하여 인재육성과 해외우수 인력을 활용할 수 있는 기반마련, 관련투자 활 성화, 그리고 글로벌 수준의 관련 인프라의 확 충 등에 역점을 두고 있다. 미래 우리 경제를 지탱할 수 있는 국가경쟁력의 원천은 우리가 얼마나 많은 인재를 효과적으로 육성하고, 투 자하고, 관련 기반을 마련하느냐에 달려있음 을 유념할 필요가 있다.

TLD0145C001415

국가경쟁력 강화 - 미래 성장동력 원천 마련을 위한 기반 정책이 관건

- 프랑스 그레노블대학교 경제학 박사

- 전 산업연구원(KIET) 산업협력 센터 소장(선임연구원) - 현 KISTI 전문연구위원

: 과학기술정책분야 활동

주 간 Techno Leaders’Digest (특수주간신문)

발행일 2007년 3월 20일 (통권 145호) | 등록번호 대전다01213

발행인 양병태 | 편집인 서지현, 주용규, 유호연 / 팀장 : 원동규 / 센터장 : 문영호 발행처 한국과학기술정보연구원 정보분석센터 기술정보분석팀

주 소 130-741 서울특별시 동대문구 청량리동 206-9 전 화 02-3299-6046, 6045 | FAX 02-3299-6117

E-mail jhsuh@kisti.re.kr | 디자인·인쇄 디디컴 (042-635-2010)

본 기사의PDF 파일은 KiSTi 홈페이지인

Yes KiSTi의 과학기술레이더에서 확인할수 있습니다.

신 용 대

1) 신용대 외, 미국의 과학기술경쟁력 강화 동향과 시사점 (2006기술동향분석보고서), KISTI, 2006년 12월, 신용대 외, 일본의 신산업창조전략과 시사점(2005기술동향분석보고서), KISTI, 2005년 12월 등 참조.

수치

Updating...

참조

Updating...

관련 주제 :