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나노 물질이 몸 속에서 종양을 찾아냅니다

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    예전에 트랜지스터 하나가
    차지하던 공간에
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    지금은 10억 개를 넣을 수 있습니다.
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    방 하나만큼 크던 컴퓨터가
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    주머니에 들어갈 만큼 작아졌지요.
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    미래의 세상은 작다고 할 수도 있겠죠.
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    엔지니어로서
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    저는 컴퓨터가 급격히 소형화된 점이
    인상깊었습니다.
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    내과 의사로서
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    급증하는 질병으로
    목숨을 잃는 환자를 줄이는데
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    이 기술을 활용하면 어떨까
    생각했습니다.
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    암.
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    제가 암이라고 하면
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    다들 암을 치료하는 일을
    말하는 걸로 알죠.
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    그렇긴 합니다.
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    하지만
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    암을 조기에 발견하고 예방하면
    생명을 살릴 기회는
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    엄청나게 높아집니다.
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    암 사망의 2/3 이상은
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    요즘 기술로도
    충분히 막을 수 있습니다.
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    백신이나 적시 검진같은 것들이죠.
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    물론 금연도 포함되구요.
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    하지만 최고의 방법과 기술을 써도
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    어떤 종양은 10년간 자라나
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    5천만 개의 암세포로 강해지고 나서야
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    발견됩니다.
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    만약 우리가 이런 치명적인 암을
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    더 일찍 발견할 수 있다면 어떨까요?
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    암이 발생하기 시작하고
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    이를 제거할 수 있을 때 말입니다.
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    소형화 기술이 여기에 어떻게 사용되는지
    말씀드리겠습니다.
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    이건 보통 연구실에 있는 현미경인데요.
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    병리학자가 생검이나
    팹 테스트(자궁암 조기 검사)를 위해서
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    조직 표본을 살펴볼 때 쓰지요.
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    누군가는 수년간 전문 수련을 받고
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    700만원짜리 이 현미경으로
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    암세포를 찾을 겁니다.
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    이것은 라이스 대학의 제 동료인
    레베카 리차드 코텀이 보내준
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    이미지입니다.
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    그 팀에서는 이 현미경 전체를 축소해서
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    광섬유 끝에 달기 좋은
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    만원 짜리 작은 부품으로 만들었습니다.
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    이제 환자에게서 샘플을 채취해
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    현미경으로 가져오는 대신에
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    현미경을 환자에게로 가져갈 수
    있게 된거죠.
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    그리고 전문가가 이미지를 보는 대신에
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    컴퓨터를 훈련시켜 정상 세포와 암세포를
    찾아보게 합니다.
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    이 부분이 중요한거죠.
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    왜냐면 시골 마을에서는
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    이동 검사 차량으로 방문해
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    검사를 하고
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    샘플을 모아
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    병원 본부에 분석을 의뢰하러 보내고
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    며칠 후
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    환자는 비정상적인 검사 결과를 통보받고
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    병원으로 오라는 얘기를 듣죠.
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    그 환자들의 반은 형편이 안되서
    병원을 방문하지도 못합니다.
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    현미경과 컴퓨터 분석이 통합되어
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    레베카와 동료들은
    진단과 치료 장비를 갖춘 차량을
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    만들 수 있었습니다.
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    그래서 현장에서
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    진단하고 치료를 해서
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    후속 치료를 놓치는 사람이 없죠.
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    이것은 소형화 기술이 생명을 구하는
    사례 중 하나일 뿐입니다.
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    이번에는 공학자로서
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    우리는 이런 것을 '그대로 소형화'라고
    생각했습니다.
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    커다란 것을 작게 만들죠.

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    하지만 제가 앞서 컴퓨터를
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    어디로든 가져갈 정도로
    충분히 작게 만들면
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    우리 생명도 구할 거라고
    말씀드렸지요.
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    그러면 의약에서
    이에 해당되는 것은 뭘까요?
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    자, 아주 작은 탐지기가
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    우리 몸을 돌아다니다가
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    스스로 종양을 발견하고
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    외부에 알려주면 어떨까요?
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    공상 과학처럼 들리시죠.
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    하지만 사실 나노기술로
    이렇게 할 수 있습니다.
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    나노 기술로 탐지기를
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    사람 머리카락의 두께만큼 줄이면
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    100 마이크론이 되는데
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    이걸 천 배 더 줄이면
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    100 나노미터가 됩니다.
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    그러면 엄청난 일이 가능해져요.
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    물질은 나노 단위가 되면
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    속성이 바뀝니다.
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    금을 예로 들면
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    먼지로 갈아서
    금 나노 입자로 만들면
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    금으로 보이지 않고
    붉게 보이지요.
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    셀렌화 카드뮴같은 좀 더 낯선
    물질을 예로 들어볼까요.
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    이 물질은 원래 큰 검은 결정을
    형성하는데
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    나노 결정으로 만들어
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    액체에 넣으면
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    빛나는 불빛을
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    얻을 수 있어요.
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    크기에 따라 파랑, 초록,
    노랑, 주황, 빨강으로
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    변합니다.
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    말도 안되죠! 매크로 세상에서
    이런 물체를 상상할 수 있나요?
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    내 옷장의 청바지가
    모두 면 소재인데도
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    크기만 다르면 색상도 달라지는 것과
    같다구요.
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    (웃음)
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    그래서 의사로서
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    저는 나노 단위의 크기에 따라
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    물질의 색상이 달라지는 것 만큼이나
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    몸 속을 돌아다니는 방식도
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    달라진다는 점이 흥미로왔습니다.
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    이런 관찰 결과를 이용해
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    더 나은 암 탐지기를 만들 것입니다.
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    제가 말씀드리는 내용을
    보여드리겠습니다.
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    이건 몸 속의 혈관입니다.
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    혈관을 종양이 감싸고 있지요.
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    나노 입자를 혈관에 주입하면
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    혈류를 타고
    어떻게 종양으로 가는지 보겠습니다.
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    종양의 혈관에는 새는 구멍이 있는데
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    혈류에 있던 나노 입자는
    이 구멍으로 빠져나와 종양으로 갑니다.
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    나노입자의 크기에 따라
    빠져나올지 말지 결정되죠.
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    이 영상에서
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    파랑색인 100 나노미터짜리
    작은 나노 입자가 새어 나오고 있고
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    빨간색인 500 나노미터짜리
    큰 나노 입자는
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    혈류에 남아 있지요.
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    공학자의 눈으로 보니
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    입자를 어떤 크기로 만드느냐에 따라
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    몸의 어디로 보낼지
    정할 수 있겠더라구요.
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    우리 연구실에서 최근에
    나노 암 탐지기를 만들었는데
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    아주 작아서 몸 속을 다니며
    종양을 찾아줍니다.
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    종양이 증식하는지를
    감지하도록 설계했지요.
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    다시 말해, 종양이 증식될 때 발생되는
    화학 신호들을 알아차립니다.
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    종양이 발생한 조직에서
    밖으로 커져 나오려면
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    근육의 기반이 되는 부분을
    잘게 뜯어서 나와야 하는데
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    이 때 효소라고 하는
    화학 물질을 만들어 냅니다.
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    이 효소가 우리가 만든 나노 입자를
    가동시키게 만든거지요.
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    효소 하나로 이런 화학 반응 천 개를
    활성화하는데 한 시간이 걸리지 않습니다.
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    공학에서는 이렇게 1 대 1000로
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    반응하는 것을 증폭이라고 하는데
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    초고감도 장비를 만들 수 있습니다.
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    우리는 초고감도 암 탐지기를 만들었구요.
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    자 그런데 이런 신호를 어떻게
    외부로 보내
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    제가 조치할 수 있을까요?
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    우리는 콩팥과 관련한
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    나노 생물학 기술을 이용할 겁니다.
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    콩팥은 필터죠.
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    혈액을 거르고 남은 찌꺼기를
    소변으로 보냅니다.
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    콩팥은 물질의 크기를 기준으로
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    입자를 걸러냅니다.
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    이 영상에서 보시듯이
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    혈액이 콩팥을 지나면
    5 나노미터보다 작은 건
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    모두 소변으로 가고
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    그보다 큰 건 모두 남지요.
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    그러니까 제가 100 나노미터짜리
    암 탐지기를 만들어
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    혈관에 주입하면
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    탐지기는 종양으로 침투해서
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    종양 효소에 의해 활성화되어
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    콩팥을 통과할 정도로 작은 물질을
    방출하는 겁니다.
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    이 물질이 소변으로 나오면
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    저는 외부에서 그걸 감지하면 되겠죠.
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    그런데 한 가지 문제가 더 있어요.
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    이 신호 물질이 아주 작은데
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    제가 어떻게 감지하죠?
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    신호라고 해봐야 분자 하나일 뿐인데요.
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    공학자들이 만든 분자예요.
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    완전 합성 물질이니
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    우리 용도대로 만들 수 있지요.
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    질량 분석기라는
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    아주 멋지고 똑똑한 장비를 쓴다면
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    질량이 독특한 분자를
    만드는 겁니다.
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    아니면 더 저렴하고 휴대할 만한 것도
    좋겠지요.
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    그러면 분자를 만들어서
    임신 테스트기같은
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    종이로 감지할 수 있습니다.
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    사실 진단 분야에
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    온갖 종류의 진단지 테스트가
    나오고 있습니다.
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    자, 우리는 이걸로 뭘 할까요?
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    제가 다음에 말씀드릴 것은
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    제가 평생 연구하려는
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    꿈에 대한 것입니다.
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    약속이라고 말씀드릴 수는 없고
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    꿈이라고 하겠습니다.
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    우리는 앞으로 나가기 위해
    지향할 꿈이 필요합니다
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    암 연구자일지라도요.
    어쩌면 암 연구자니까 더 그래야하죠.
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    제가 말씀드리려는 것은
    이 기술로 제가 바라는 것을 만들어
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    저와 팀이 심혈을 기울여서
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    실현해 내겠다는 것입니다.
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    그럼, 시작해보죠.
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    언젠가는
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    고가의 장비를 이용해서
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    결장 내시술,
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    유방 X선 촬영 검사,
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    팹 검사를 하는 대신
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    주사를 한 대 맞고
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    한 시간 기다린 후
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    종이에 소변 검사를 하게 될 거예요.
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    제 생각에는
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    지속적인 전력 공급이 없이도
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    의학 전문가가 현장에 없이도
    이렇게 될 수 있어요.
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    전문가는 멀리서
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    스마트폰 영상으로 볼 수 있겠지요.
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    허황되게 들리겠지만
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    우리 연구실에서 이미 쥐를 대상으로
    실험하고 있고
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    폐암, 대장암이나 난소암을 발견하는 데
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    기존 방법보다 탁월했습니다.
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    이 연구로
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    전 세계
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    각계 각층 환자에게서
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    종양이 발생한 지
    10년이나 되기 전에
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    암을 검진하여
  • 10:13 - 10:16
    조기 치료로
  • 10:16 - 10:20
    오늘날보다 더 많은 생명을 살리는 날이
  • 10:20 - 10:21
    오기를 희망합니다.
  • 10:22 - 10:23
    감사합니다.
  • 10:23 - 10:30
    (박수)
Title:
나노 물질이 몸 속에서 종양을 찾아냅니다
Speaker:
상기타 바티아 (Sangeeta Bhatia)
Description:

종양이 몸 속에 퍼지기 전에 고가의 검진 장비나 전력이 없어도 발견할 수 있다면 어떨까요? 내과의사이며 바이오공학자이자 기업가인 상기타 바티아는 인간의 질병을 이해,진단,치료하는 새로운 방법을 찾기 위해 여러 전문분야를 아우르는 연구소를 이끌고 있습니다. 암 사망의 3분의 2는 막을 수 있다고 말합니다. 이 연설에서는 복잡한 나노 과학을 명료하게 설명하고 수백만명의 생명을 살릴 급진적인 암 검진법에 대한 희망을 얘기합니다.
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Video Language:
English
Team:
closed TED
Project:
TEDTalks
Duration:
10:43

Korean subtitles

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