PCR을 이용한 생물학 논리 게이트

일본 산업기술 종합연구소에서는 각종 물리·화학 국가 표준을 확립·유지해 산업계 등에 이 표준을 공급하려는 목적으로 교정 서비스를 실시하고 있다.

온도에 관해서도 24켈빈(-249℃)의 저온에서 2000℃의 고온 영역까지 국제적으로 합의된 온도 눈금인 1990년 국제 온도 눈금에 근거해 온도계의 교정 서비스를 실시하고 있다. 1100℃ 이상의 온도 영역에서 제철 프로세스의 고도화나 차세대 원자력 발전의 안전성 확보 등 소재·에너지 산업에 관한 온도 관리의 신뢰성 향상에 많은 요구를 안고 있다.

일본 산업기술 종합연구소에서는 1100℃에서 2500℃까지의 온도 영역에 있는 독자적인 온도 정점 5종류를 세계 최초로 실용화해 온도 교정 서비스를 시작했다. 산업기술 종합연구소는 금속-탄소 합금을 이용하면 탄소에 의한 오염 문제를 해결할 수 있다는 것을 착안했다.

실험적으로도 금속과 탄소를 '공정'이라 불리는 합금의 조성으로 재현성이 좋은 융해 온도를 얻을 수 있는데, 단일 도가니를 사용한 온도 정점의 반복 재현성은 0.05℃ 이하, 서로 다른 도가니간이라도 0.2℃ 이하의 재현성을 확인했다. [전문바로가기]

◆PCR을 이용한 생물학 논리 게이트
 

ⓒ2008 HelloDD.com
최근 일본 과학자들은 해파리가 녹색 형광을 발산할 수 있도록 단백질을 생화학적 논리 회로에 적용하는 실험을 진행하고 있다. 동경대의 타카히코 노지마 연구진은 단백질 합성을 이용해 네 개의 다른 생화학 논리 게이트가 연속적으로 작동하는 시스템을 제조했다.

생화학 논리 게이트는 컴퓨터 논리 게이트와 유사하게 간단한 생물학적 기능을 조절하는데 이용된다. 시스템은 단백질을 암호화하고 있는 DNA의 증폭을 위한 논리 게이트와 단백질이 발현되는 장소에 대한 보고 게이트로 구성된다.

효소 폴리머레아제가 중합효소 연쇄 반응(PCR)에서 관심 있는 DNA인 주형 DNA를 증폭하면 단백질 코드뿐 아니라 보고 게이트에 존재하는 '작동부'를 인식한다. 또 증폭 DNA가 보고 게이트에 유입되면 단백질은 발현되고 단백질에서 기인된 녹색 형광이 출력으로 나타난다.

연구진은 상이한 프라이머와 주형을 성공적으로 디자인하고 구축함으로써 AND·OR·NOT· AND-NOT 등의 작동을 수행할 수 있었다. [전문바로가기]

◆재생에너지 이용한 전기자동차용 충전 인프라시스템

일본은 전기 자동차가 발매되는 시점에 맞춰 도쿄 전력이나 미쓰비시 자동차 등이 2009년도 내에 전기자동차용 급속 충전 장치를 도쿄, 가나가와 등 수도권에 100~200대 정도 설치할 것이라고 23일 발표했다.

앞으로 전기자동차가 신개념의 에너지를 이용한 자동차로 다른 저공해 자동차보다 빠른 속도로 보급될 것으로 예상되므로 미래 전기자동차의 원활한 보급과 이용을 위해 충전시스템과 관련된 기술 분야에 풍력·연료전지·태양광기술 등 신·재생에너지 기술을 접목시켜 발전시켜야 할 것으로 생각된다.

이러한 충전시스템에 대한 개념을 도입하기 위하여 미쯔비시상사는 동경공업대학 등과 공동으로 재생 가능한 에너지를 이용한 전기자동차용 인프라시스템을 공동 연구·개발했다.

급속 충전 인프라시스템을 효율적으로 운영하기 위해서는 전력회사나 충전시스템 운영주체가 전기자동차 소유자가 특별히 정한 시간에 충전이 실시되도록 별도의 인센티브 정책을 세워 충전소의 이용시간을 효율적으로 분산시킬 필요가 있다. [전문바로가기]

◆식물의 짝 선택

짝을 선택에 함에 있어 식물은 매우 까다롭다. 꽃을 피우는 식물의 수분 시스템은 새·개미·곤충 같은 화분매개자를 유인하는 매우 효과적인 수단이다. 그러나 이 시스템에는 바람직하지 못한 화분을 배제시키는 기작도 있다.

일부 식물은 자신의 화분과 수정을 하지만, 내교배가 기지는 단점 때문에 자신의 화분을 배척하는 식물들도 있다. 이들 식물은 자신이나 근친의 화분이 주두에 위치하는 것을 배제한다.

모든 식물에 있어서 다른 종의 화분은 바람직하지 않는데, 이는 불임성 접합자 혹은 불임성 자손이 초래되기 때문이다.

식물은 바람직하지 않는 화분을 배척하는 기작을 다양하게 발달시켜오고 있다. 식물은 그들의 부동성 때문에 생식 성공과 유전적 다양성이라는 문제에 직면하게 된다. 이에 식물은 한 가지 이상의 짝짓기 선택 시스템을 발달시켜왔으며 가장 잘 연구된 기작의 경우에도 아직 밝혀지지 않은 관여 인자들이 여전히 존재한다.

이 시스템들에 관한 지식은 식물 육종 시스템을 더 정확하게 하여 수확량 증가 등을 이룰 수 있고 그리고 해충 혹은 살충 저항성 작물들에 의한 비의도적인 수분을 막는 내부 안전장치 개발 등에 적용할 수 있다. [전문바로가기] [자료출처 : 한국과학기술정보연구원 해외과학기술동향]

저작권자 © 헬로디디 무단전재 및 재배포 금지