[일일 과학톡] 빛나는 박테리아로 암 종양 정확히 찾는다 外

시사위크=박설민 기자

◇ KIST, 박테리아와 형광신호 기반 차세대 암 수술 조영법 개발

국내 연구진이 박테리아를 활용, 수술 중 암 부위를 네온처럼 선명하게 밝혀 암을 정확히 식별할 수 있는 기술을 개발했다. 그동안 종양 추적과 식별이 어려웠던 난치성 암 치료에 새로운 해답을 제시할 수 있을 것으로 기대된다.

한국과학기술연구원(KIST)은 바이오닉스연구센터 서승범 박사, 화학생명융합연구센터 김세훈 박사, 충남대학교병원 이효진 교수 공동연구팀이 암을 표적으로 삼는 유익한 박테리아와 형광 신호로 암 위치를 실시간으로 보여주는 차세대 수술 조영 기술을 개발했다고 18일 밝혔다.

암 수술은 종양을 정확히 제거하는 것이 가장 중요하다. 하지만 이는 쉽지 않은 일이다.  수술 전 영상이나 초음파만으로는 암의 위치와 경계를 완전히 파악하기 어려워서다. 특히 유방암 수술의 경우, 절제 경계에 암세포가 남는 ‘양성 절제율’이 최대 35%에 달해 환자의 재수술 부담과 재발 위험이 큰 문제로 지적돼 왔다.

이에 연구팀은 암 조직에서만 형광을 내는 특수 박테리아를 설계해 수술 중 암의 위치와 경계를 실시간으로 식별할 수 있는 기술을 구현했다. 형광 신호는 체내에서 최대 72시간 이상 유지되며 복잡한 장기 사이에서도 암 부위만 불빛처럼 드러나 수술 정확도를 높인다. 마치 지도 위 특정 건물에 불을 밝혀주는 것처럼 외과의사가 맨눈으로 암을 식별할 수 있도록 돕는다.

KIST 서승범 박사는 “박테리아가 암을 스스로 찾아가 형광 신호를 내도록 설계해 암 수술 중 실시간으로 암의 위치와 경계를 정확히 확인할 수 있었다”라며 “특정 암종에만 한정되지 않고 다양한 고형암에 적용할 수 있어 향후 정밀 수술 영상 기술의 새로운 표준이 될 수 있다”라고 말했다.

이번 연구 성과는 국제학술지 ‘어드밴스드 머티리얼즈(Advanced Materials)의 표지논문으로 게재됐다.

◇ ETRI, 대구시와 AI·디지털트윈 상수도 관제시스템 개발 추진

한국전자통신연구원(ETRI)이 대구광역시 상수도사업본부, 대구경북과학기술원(DGIST) 센소리움연구소와 협력해 디지털트윈 기반 인공지능(AI) 상수도 관제시스템 개발을 추진한다고 18일 밝혔다.

이번 협력은 상수도 운영의 효율성과 안전성을 동시에 향상시킬 수 있는 디지털 기반 기술을 공동 개발하고 실제 지역 환경에 적용해가며 고도화하기 위한 것이다. 세 기관은 지난달 ‘디지털트윈 기반 상수관망 관제 기술 실증 및 확산’을 위한 협력을 체결했다.

ETRI는 디지털트윈과 AI기술을 접목한 상수관망 관제 기술 개발을 총괄한다. 디지털트윈으로 현실의 상수도 관망 시스템을 가상 공간에 정밀하게 구현한다. 이렇게 하면 수압·유량 등의 실시간 수집데이터를 통해 상수도 운영에 있어 사전 대응과 정밀한 유지보수가 가능해진다.

ETRI 대경권연구본부는 1단계 실증연구를 통해 대구광역시 북구 지역에 디지털트윈 기반 상수도 관제 시스템을 구축한 바 있다. 이 시스템은 △실시간 누수 탐지 △수질 이상 감지 △상수관망 시뮬레이션 등 다양한 기능을 구현했다.

특히 센서 데이터를 기반으로 이상 징후가 감지되면 자동으로 경보를 제공하는 기능을 통해 상수도 운영의 선제적 대응 능력과 유지보수 효율성을 크게 높였다. 이번 2단계 실증사업에서는 기술 적용 범위를 대구 군위 지역으로 확대해, 다양한 지형과 환경에서 기술의 확장성과 실효성을 검증할 계획이다.

ETRI 변우진 대경권연구본부장은 “AI와 디지털트윈을 결합한 물관리 기술은 단순한 시스템 고도화를 넘어 도시 인프라 운영 전반의 패러다임을 바꾸는 혁신적 전환을 의미한다”며 “세 기관의 협력을 통해 국민이 직접 체감할 수 있는 안전하고 효율적인 물서비스 혁신에 기여하겠다”고 밝혔다.