2024년 노벨상의 화두는 인공지능(AI)이었다. 노벨 물리학상과 화학상 모두 기초연구가 아닌, 인공지능을 연구했거나 응용해 도구를 설계한 과학자들이 수상했다. 특히 노벨 화학상은 단백질 설계 도구인 로제타폴드를 개발한 미국 워싱턴대의 데이비드 베이커 교수와 단백질 구조 예측 도구인 알파폴드를 개발한 구글 딥마인드 CEO 데미스 허사비스, 연구원 존 점퍼에게 수여됐다. 단백질은 인간의 신체를 구성하는 필수요소로 생명 현상의 모든 과정에 관여한다. 소화할 때 필요한 소화효소, 면역 반응에 관여하는 항체, 세포 내의 다양한 화학반응 등이 그 예다. 구조에 따라 단백질은 1차부터 4차 구조까지 분류된다. 1차 구조는 아미노산이 일렬로 배열된, 가장 간단한 형태다. 1차 구조가 펩타이드 결합으로 알파 나선, 베타 병풍 구조를 이룬 것이 2차 구조다. 3차 구조는 아미노산 간의 상호작용으로 구성되며, 단백질 각각의 3차원 구조라 할 수 있다. 두 개 이상의 3차 구조가 모여 만들어진 거대 분자 구조를 4차 구조라 한다. 생체 내에서 단백질-단백질 간의 상호작용은 마치 자물쇠-열쇠처럼 이뤄지기 때문에 각각의 단백질 3차 구조가 중요하다. 따라서 단백질의 3차 구조를 밝
우리가 아프면 약을 먹듯, 농약은 작물을 해충으로부터 보호하고 병을 치료하기 위해 사용하는 약(藥)이다. 잡초 방제에 들어가는 시간과 노력을 1/90 이하로 줄일 수 있었던 것도, 병해충으로 재배할 수 없었거나 수량이 충분히 나지 않던 작물들을 키워 밥상 위에 올릴 수 있었던 것도 농약 덕분이다. 이렇듯 작물을 안정적으로 생산하기 위해 사용하는 ‘약’이지만 ‘농약’을 향한 사람들의 이미지는 부정적이다. 이는 잔류농약, 농약 중독사고 등 농약 오남용과 관련한 우려가 남아있기 때문일 것이다. 그러나 사람도 약을 지나치게 많이 먹으면 간독성 등 다양한 부작용이 나타나듯 이는 농약 자체의 문제가 아니라 농약의 잘못된 사용으로 일어나는 문제다. 농약은 해충, 세균, 잡초 등의 생육 억제를 목적으로 개발된 약이기 때문에 근본적으로 사람이나 환경생물에 어느 정도 독성을 지닐 수밖에 없다. 따라서 농약은 개발 과정에서 다양한 독성시험을 하며, 독성이 지나치면 제품개발을 취소한다. 모든 독성시험자료는 제품 등록단계에서 인허가 기관인 농촌진흥청에 제출해야 하며, 제출된 자료들은 농촌진흥청 국립농업과학원의 독성전문가들이 자세히 검토한다. 이렇게 검토한 결과를 바탕으로 농약 독성
식물의 전기신호를 활용한 기술이 작은 면적에서 더 많은 농산물을 더 건강하게 생산하기 위한 방법으로 급부상하고 있다. 국내외에서 작물 전기신호를 모니터링 해 스트레스를 미리 탐지하거나 물, 양분 등 자원을 최적화하는 기술에 주목하고 있다. 인공지능 기술을 활용해 가뭄이나 병충해 등 스트레스 상황에서 발생하는 식물 전기신호를 분석하고, 이를 패턴화하여 감지하는 시스템도 개발되고 있다. 식물은 땅에 뿌리를 내리고 살기에 수동적이며 정적인 것처럼 보이나 이들의 역동성은 동물과 견줄 만큼 뛰어나며 정교하다. 식물은 고착된 대신 주변 환경을 감지하고 적응하는 능력을 발전시켜왔다. 환경 변화, 해충 공격, 기계적 스트레스 등 외부 자극에 반응해 세포 내에서 생성되는 전기신호가 대표적인 예다. 식물에 외부 자극이 가해지면 칼슘, 포타슘, 소듐 등 이온이 세포와 세포 사이를 이동하면서 안팎 전위차가 생기고, 이는 일련의 전기 흐름을 만들어 조직 전체에 빠르게 전달돼 식물의 반응을 끌어낸다. 19세기 찰스 다윈과 버든-샌더슨은 식물이 전기를 사용할 것이라는 의견을 처음 내놓았다. 그리고 현재, 미세전극 등 정밀 측정 기술이 발전하면서 식물의 전기신호 관련 연구가 본격적으로
양파(Allium cepa L.)는 세계적으로 사랑받는 채소로, 약 5000년 전에 그려진 고대 이집트 벽화에서 찾아볼 수 있을 정도로 오랜 역사를 지니고 있다. 학명 Allium cepa L.의 유래를 살펴보면 양파의 특성을 잘 이해할 수 있다. 속(屬, Genus)명인 Allium의 ‘All’은 켈트어로 ‘태운다’ 또는 ‘뜨겁다’라는 뜻을 가지는데, 이는 강한 향이 눈을 자극하는 양파의 특성과 관련이 있다. 또한, 종(種, Species)명인 cepa는 켈트어의 ‘cep’ 또는 ‘cap’에서 유래된 것으로, 이는 ‘머리’를 의미하며 비늘줄기(인경)가 둥글고 머리 모양을 하는 양파의 특징을 반영하고 있다. 영어 ‘onion’이라는 이름은 라틴어 ‘unio(단일)’에서 비롯됐으며, 하나의 둥근 큰 구슬 모양이라는 뜻을 지닌다. 우리나라에서 부르는 ‘양파’는 서양에서 온 파를 의미한다. 양파는 이소알리신(isoallicin) 같은 황화합물을 함유해 맛과 향이 풍부하다. 그래서 다양한 요리에 빠지지 않는 재료로 맛의 기초를 담당하며 연중 끊임없이 소비된다. 불고기, 갈비찜, 된장찌개, 김치, 파전, 각종 무침 요리 등에 부재료로 들어가면서 주재료의 맛을 돋우고
‘농사는 하늘이 지어준다’라는 말이 있다. 농업에서 자주 쓰는 익숙한 표현 중 하나로 농업이 기상 조건에 얼마나 취약하고 큰 영향을 받는지를 대변해 주는 적절한 표현이라 여겨진다. 21세기에 들어서 스마트팜이 많은 관심을 끌고 있다. 하지만 아직도 기상 조건은 작물의 생육, 수확, 품질을 비롯한 농업 전반에 막대한 영향을 미치고 있다. 농업인의 바람대로 비 잘 내리고 햇볕 잘 들면 농작물이 잘 자라겠지만, 적절한 기상 조합에 조금이라도 문제가 생기면 저온 해, 고온 해, 가뭄 등 예기치 못한 심각한 문제가 빚어지곤 한다. 연도별로 발생했던 기상재해 건수에 따라 차이가 있지만, 최근 이상 기상에 따른 전북특별자치도의 농업 재해 피해액(농업 재해 피해 복구지원액+농작물 보험금 지급액)을 보면, 2017년 대략 8억5000만원 정도이던 것이 2022년에는 76억 원으로 약 9배 정도 증가했다. 호미로 막을 것을 가래로 막은 셈이다. 더욱이 지구 온난화 등의 영향으로 이상 기상 발생이 상시화되고 농업 재해 피해액도 지속적으로 증가하고 있다. 재해 관리의 기조를 기존의 사후 복구 중심에서 사전 예방 중심으로 전환하지 않으면 안 된다. 이와 같은 상황에서 ‘농업기상재해
지구온난화는 현대 사회가 직면한 가장 심각한 환경 문제 중 하나다. 산업화 이후 인류의 활동으로 온실가스 배출량이 증가하면서 지구의 기온도 높아졌다. 이는 극지방 빙하를 녹이고 해수면을 상승시켰으며, 결국 ‘기후변화’라는 큰 과제를 남겼다. 이러한 문제를 해결하기 위해 전 세계가 ‘탄소중립’에 주목하고 있다. 특히 ‘바이오차(biochar)’는 농경지의 탄소축적, 농업 생산성 향상, 농축산부산물 자원화에 기여하는 혁신적인 해결책으로 알려져 있으며, 많은 나라에서 이와 관련하여 다양한 연구가 진행되는 중이다. 바이오차는 목재, 농업부산물, 가축분뇨 등 농축산분야에서 배출되는 물질을 폐기하지 않고 산소를 제한한 조건에서 열분해해 생산하는 안정된 형태의 탄소를 포함하는 물질이다. 기존에 자원화 되지 않던 농축산부산물은 방치, 소각 등으로 환경오염의 원인이 되기도 했다. 그러나 농축산부산물을 열분해해 바이오차로 자원화 함으로써 이를 해결할 수 있다. 또한, 제조 특성상 다공성 구조를 지닌 바이오차는 토양의 양·수분 보유력을 높여 작물의 생장을 도우며, 토양의 물리·화학성을 개선할 뿐만 아니라 오염물질을 정화하는 효과가 있다. 무엇보다도 바이오차는 안정화된 형태의 탄
합성생물학은 표준화된 생물학적 구성 요소를 조합해 새로운 생명체를 합성하는 기술이다. 빅데이터 기반, 인공지능, 유전자 편집, 공학 등과 융합해 설계-제작-검증-학습을 자동화한 ‘바이오파운드리’를 구축함으로써 바이오산업의 대량화‧저비용화‧고속화를 실현할 수 있어 미래 바이오산업 핵심 분야로 주목받고 있다. 초기의 합성생물학은 세포와 유전공학에 기반한 기술로 살아있는 세포의 시스템을 재사용 하거나 재프로그래밍 하여 유용 물질을 생산하는 데 사용됐다. 예를 들어 모르핀, 아르테미시닌 등 효모를 이용한 의료용 소재나 플라스틱, 바이오부탄올 등 바이오 균주를 활용한 산업용 소재 생산 연구가 대표적이다. 하지만 이들은 유전자변형생물체(LMO)법의 규제를 받으며, 부정적인 인식으로 활용에 한계가 있다. 이를 해결하고자 인공 세포를 개발하는 연구가 진행됐다. 2021년 크레이그 벤터 연구소에서 개발한 인공 세포 JCVI-syn3A는 생명 유지에 필요한 최소 기관만 가진 합성 세포로 유전자 수는 492개에 불과하다. 유전자 수가 4000개인 대장균이나 3만개인 인간 세포보다 훨씬 적어 유용 유전자를 삽입하는 것이 수월하단 장점이 있다. 최근에는 무세포 시스템이 주목받고 있
꽃샘추위에 넣어두었던 패딩을 꺼냈다 입었다 하다 보니 따스한 바람이 불어오는 봄이다. 낮에는 제법 덥기도 하다. 우리가 봄을 느끼는 여러 방법 가운데 하나가 향긋한 봄나물이 아닐까 싶다. 그중에서도 무쳐도 먹고 국으로도 먹는 냉이는 봄철 대표 별미다. 냉이 특유의 쌉쌀하고 독특한 향과 맛은 봄을 알리는 신호탄인 동시에 춘곤증을 물리치는 힘이 된다. 냉이는 배추과(Brassicaceae) 작물에 속하는 토종 식물로 전 세계에 분포한다. 여러 나라의 고문헌을 살펴보면 꽤 오래전부터 식용이나 약용으로 사용됐음을 확인할 수 있다. 중국 고전 의학서인 ‘본초강목’에서는 “냉이는 경기(驚氣)하는 데 좋고 뱃속을 고르게 하며 오장에 이롭다”라고 기록돼 있다. 가까운 일본에서도 냉이를 상처의 출혈을 멈추고 소변 배출량을 늘리며 체온을 낮추는 등 의학적 목적으로 사용했다는 기록이 남아 있다. 또한 티베트, 인도, 유럽 등지에서도 냉이를 약용으로 활용한 기록이 있으며, 영국 요크셔 지역에서는 냉이 씨앗 꼬투리를 열어 내부 씨앗 색을 확인했을 때 씨앗이 노란색이면 부자가 될 것이고 초록색이면 가난해질 것이라는 재미있는 풍속이 전해지기도 한다. 우리나라 ‘동의보감’에는 “성질이
세계 유기농업이 연 14%씩 확산됨에 따라 Biofertilizer 및 Biopesticide 와 함께 Biostimulants 시장 등 친환경농자재도 연 13%씩 급성장, 바이오농약 46억불, Biostimulants 포함 바이오비료 96억불로서 글로벌 전체 생물제제시장은 2022년 142억불에 달하며, 2025년에는195억불에 달할 것으로 전망되고 있다(IDTechEx). 동·서남아시아에서도 바이오 비료 및 농약 수요가 점차 늘어나 세계의 약 35%를 점유하고 특히 중국은 ‘2020년 화학농약·비료 사용량 0 성장’ 계획과 ‘바이오비료 40% 이상 사용목표’를 발표하자 유기질, 미생물 비료 시장이 전체 비료의 7%인 1600만톤, 900억위안에 달했다. 국내 수출기업은 30여개사가 토양개량제와 유기질비료·액비, 유황비료 등을 약 8000만불 수출하고 있다. 2022년 글로벌 비료 전체시장 규모는 2079억불로 전년대비 3.4% 증가하고 있다. 무기질비료 시장 규모는 1777억달러로 전체 중 85.5%를 차지하고 있다. 지역별 시장 규모는 아시아·태평양 시장이 999억불로 전체 시장의 48%이상을 차지하고 있다. 2022년 글로벌 비료 공급량(FAO)은 2
지난달 7일 볼리비아의 수도 라파즈에서 ‘2023년도 KOPIA 볼리비아센터 프로젝트 연말 평가회’가 열렸다. 이 자리에는 대한민국 김기홍 대사를 비롯해 볼리비아 농림부 레미 곤잘레스 장관, 볼리비아 농림혁신청(INIAF) 후안 까야와라 청장 및 6개 지역 볼리비아 농림혁신청 소장들과 연구원 등 50여명의 인사들이 참석했다. 이상계 KOPIA 볼리비아센터 소장은 이날 “KOPIA 볼리비아센터의 프로젝트에 대한 냉철한 평가와 다양한 피드백으로 향후 과제 진행 및 목표설정에 도움을 주시기 바란다”는 개회사를 곁들여 ‘2023년 KOPIA 볼리비아센터 연말 평가회’를 시작했다. 대한민국 김기홍 대사는 이날 평가회에서 KOPIA가 볼리비아 농업 발전에 크게 이바지하고 있음을 강조하며, 2023년 한 해 동안 열심히 땀 흘려준 KOPIA 연구원 및 INIAF 연구원들의 노고에 감사를 표하는 인사말을 전했다. 이번 2023년 프로젝트 연말 평가회는 KOPIA 볼리비아센터와 볼리비아 농림혁신청이 협력해 진행하고 있는 △감자 시범마을사업 △벼 담수재배 종합관리 농가실증사업 △산지초지 농가실증사업 등 한 해 동안의 추진 상황 및 결과를 듣고 참석자들의 질의응답 및 토론 순으
친환경유기농자재 세계시장 동향 세계 유기농업은 180여개국이 경쟁적으로 유기농 육성정책을 펼침에 따라 시장규모(2019)는 970억불이고 실천면적은 6980만ha로서 세계경지면적의 1.8% 수준으로 연평균 10% 이상씩 추세적으로 성장하고 있다. 특히 아시아는 세계의 25% 정도로서 중국과 인도가 급성장하고 있다. 세계 유기농 확산에 따라 그 실천수단인 바이오비료(Biofertilizer 및 Biostimulant) 및 바이오농약(Biopesticide) 등 친환경유기농자재가 아시아를 포함한 세계 시장에서 연 13%씩 급성장하고 있다. 바이오농약 시장 46억불, 바이오비료 96억불로서 2020년말 현재 142억불에 달하고 있다. 중국, 인도, 인도네시아, 베트남 등 동남아시아 및 터키, 이란, 아랍권 등 서남아시아 지역에서도 이들 바이오비료 및 생물농약 수요가 점차 늘어나 세계시장의 약 35% 정도를 점유하고 있다. 특히 중국은 시진핑 주석이 지방 순시 시 현대 생태농업을 강조함에 따라 ‘2020년 화학비료 사용량 0 성장’ 계획과 ‘바이오농약·비료 40% 이상 성장 목표’를 발표하고 각 지방 성별로 보조지원을 확대했다. 이에 따라 유기질, 미생물 등 바이오
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UPDATE: 2025년 04월 24일 10시 32분
