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기획특집(67)미생물이용|「企劃特輯」‘꿈의 세계’가 눈앞에 -과학기술이 살길이다 (67)미생물이용醫藥.食品등 두뇌형 高부가가치産業균주30g 배양액 1ℓ당 100억원 호가 금속정련.에너지分野까지 광범한 挑戰(서울=聯合)특별취재반= 2차대전의 패전국 日本을 오늘날 세계경제의 패권자로 끌어올린 원동력은 과연 무엇일까. 일본인들의 근면성과 집념, 그리고 군수산업을 중심으로 축적돼온 과학기술의 잠재력이 결정적인 역할을 했다는데 이론을 제기할 사람은 별로 없을 것이다.그러나 일본의 재기뒤에 ‘아미노산 조미료’의 그림자가 버티고 있었다는 사실은 잘 알려져 있지 않다.한갖 조미료가 오늘날의 일본을 가능하게 했다면 결코 믿기지 않는 일이지만 실제로 전후 일본경제가 활기를 띠게 된 직접적인 계기중 하나는 분명 아미노산 조미료였다는 것이 다수 전문가들의 지적이다.1957년 기노시타등 일본의 과학자들은 사설카지노 미생물에서 L-글루타믹산을 분리추출하는데 성공했고 곧 아미노산조미료인 ‘MSG’로 정제돼 시판되기 시작했다.이 발명 후 일본은 전세계에 조미료라는 새로운 문명을 전파하면서 아미노산공업의 선두주자로 부상했고 침체된 경제는 일시에 활황국면으로 전환됐다.이처럼 세균, 효모, 곰팡이등 미생물에서 유용물질을 찾아내거나 유용물질이 생성되도록 이들을 의도적으로 조작하는 것을 ‘微生物이용기술’이라고 한다.미생물은 종류가 수없이 많고 구조가 간단해 조작이 쉬울 뿐아니라 증식이 빠르며 환경조건에 대한 적응력이 뛰어나다.미생물이 최초로 이용된 분야는 발효식품이다. 술, 빵, 장류등이며 김치가 여기에 포함된다. 우리는 오랜 옛날부터 미생물을 실생활에 응용해왔지만 이를 과학적으로 규명하는데 별 성과를 거두지 못했다. 가장 발달한 장류문화를 갖고 있으면서 오늘날 오히려 일본에서 제품을 수입하고 있는 이유 중 하나가 여기에 있다.그 다음이 아미노산제품. 발효공정기술이 점차 향상되면서 조미료 뿐아니라 의약품연구용 시약, 각종 발효공업의 출발물질로 쓰이고 있다. 아미노산의 세계시장 규모는 연간 60여만t으로 추정되는데 일본이 석권하고 있다.다른 미생물이용기술에 비하면 이 분야는 그래도 우리나라가 상당한 기술을 확보하고 있다. 아미노산조미료가 발효법에 의해 국내에서 생산된 것은 지난 61년. 주식회사 미원이 포도당을 주원료로 사용한 액체배양법을 개발하면서부터였다.이후 미원과 제일제당이 국내외 시장을 놓고 열띤 경쟁을 벌인 결과 최근에는 전세계 아미노산생산규모의 15-16%를 점유하고 있을 정도로 기술에 대한 평가를 받고 있으며 첨단제품에 속하는 L-류신, 글리신, L-시스테인등의 생산기술까지 갖추고 있다.아미노산을 제외하면 선진국과 우리나라의 미생물이용기술의 격차는 매우 큰 편이다. 한 예로 효소기술을 들 수 있다. 효소는 전통식품의 발효에 필수재료로 사용 사설카지노돼 왔으며 최근에는 그 용도가 의약품, 피혁가공, 근육연화용제, 각종 세제용 등으로 확산되고 있다.우리나라는 탁주발효용 조효소등 기본적인 효소를 생산하고 있으나 의약품과 세제용은 막대한 외화를 낭비하며 매년 외국에서 수입해오고 있다.이에 반해 국내에서 소요되는 포도당이성화효소 95%와 아밀라제 80%, 트립신 1백%, 세제용알칼리성 프로티제 60%를 공급하고 있는 덴마크의 노보社는 효소 하나만으로 세계를 호령하고 있다.국내에서는 제약회사인 녹십자가 뇌혈관용약으로 쓰이는 효소의약품 ‘유로키나제’를 개발, 연간 60여억원어치를 생산하면서 이중 80%를 해외에 수출하고 있는 정도이다.현재 서울대, 충남대, 충북대, 한국과학기술연구원, 태평양화학, 한국야쿠르트, 녹십자, 동아제약, 유한양행등 대학과 기업체등에서 활발한 연구를 전개하고 있고 산업화는 안됐지만 분야별로 상당한 성과를 거두고 있는 것은 다행스 런 일이다.미생물의 활용분야는 무궁무진하다. 미생물이 갖고 있는 항암.항생성분을 강화시킨 의약품이나 농약이 그 중 하나이며 식물생육조절물질, 면역조절물질도 과학자들에 의해 개발되고 있다.1934년 독일인 쾨겔은 ‘옥신’이라는 물질이 식물의 줄기와 어린엽초의 성장에 영향을 미친다는 사실을 발견했다. 이후 미생물을 이용한 생리활성물질 개발이 가속화됐다. 최근에는 ‘사이토카이닌’ ‘압시진산’등 생리활성물질과 식물의 노화를 방지하는 물질까지 개발됐다. 앞으로 인체의 노화를 중단시키는 미생물이나 그 대사물질이 생산될지 모른다.면역조절물질도 관심을 끄는 미생물이용기술이다. 지난 72년 일본의 과학자 이시주카와 우메자와는 담자균이 생산하는 디케토코리올린을 생쥐에 투여하거나 세포배양에 첨가할 때 항체생산이 증가한다는 사실을 발견했다. 미생물을 이용한 면역조절물질의 최초 규명이었다. 현재 베스탄틴, 포페니신, 아마스타틴, 옥사노신등 다양한 면역조절물질이 만들어지고 있으며 바이러스감염이나 악성종양 등 치료제개발도 성과를 거두고 있다.당뇨병, 비만증, 관절염등 일부 질병은 감염원인이 생체 자체의 효소작용에 있는데 이 효소작용을 억제시켜 질환을 치료하는 ‘효소저해제’도 이미 실용화됐다.미생물이용기술은 특히 첨단과학분야로 각광을 받고 있다.환경, 자원, 에너지분야와 전자산업등의 활용이 그것이다.미생물은 有機물질을 無機化하는 역할을 한다. 한마디로 유기체를 분해한다는 말이다. 폐수, 페유, 유해중금속등 처분할 물질별로 강력한 분해력을 갖는 미생물을 개발.정제.대량생산하는 기술이 광범하게 연구되고 있다. 플라스틱을 분해시키는 미생물도 미래의 환경문제를 해결해줄 신물질로 받아들여지고 있다.자원분야에서는 바이오매스와 미생물금속정련기술, 에너지분야에서는 바이오에너지와 수소가스생산기술이 관심을 모은다. 이밖에 미생물을 이용한 각종 신소재의 개발이 눈앞에 다가와 있으며 바이오칩이나 바이오센서, 바이오리액터 연구도 진척되고 있다.미생물산업은 특히 두뇌형산업인데다 고정밀.고부가가치형의 첨단복합기술을 이용하는 산업분야로서 미래 생명공학산업의 중추적인 역할을 담당할 전망이다.오는 2000년경이면 세계생물산업의 시장규모는 줄잡아 4천억달러(한화 3백조원 상당) 수준이 되며 이중 70-80%를 미생물산업이 점유할 것으로 추정되고 있다.이같은 시장예측 때문인지 흙이나 물은 물론이고 하다못해 공기중에도 널려있다시피한 미생물값이 요즘 하늘 높은 줄 모르고 치솟고 있다.국내의 한 제약회사가 항생제 세팔로스포린의 자체생산 연구를 위해 외국의 기술보유회사와 원료생산균주 도입절차를 밟는 과정에서 균주 30g이 들어있는 배양액 1ℓ를 1백억원에 사가라는 제안을 받고 개발계획을 당장 백지화시켰다는 뒷얘기도 있다.21세기에는 얼마나 우량한 균주를 얼마나 많이 보유하고 있느냐로 국력이 평가될 만큼 산업에서 차지하는 미생물의 비중이 커질 것이라는 전망까지 나오고 있다. 다양하고 효율적인 미생물이용기술을 확보하지 못한다면 금싸라기같은 생물산업 분야에서 선진국의 신세를 지는 수밖에 없다.그러나 미생물을 산업에 이용하려는 국내 기업체의 시도가 계속되고 있고 지난해 한국생물산업협회가 창립되는 등 21세기의 미생물이용기술 수요에 대처하려는 다각적인 노력이 전개되고 있어 앞날이 어둡지만은 않다.한국과학기술연구원 부설 유전공학연구소 閔泰益소장은 “지금부터 연구에 총력을 기울인다고 해도 전반적인 미생물기술 수준을 조기에 선진화시키는 것은 불가능하다”고 사설카지노전제하고 “그러나 연구자가 지향하는 물질을 정확히 설정해 꾸준히 연구에 정진한다면 부문별로 선진국 이상의 성과를 거둘 수도 있다”고 말했다.

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