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- 약학과 조동규 교수 연구팀, 브로콜리 성분인 설포라판에 의한 알츠하이머 치매 예방/치료 효과 및 분자기전 규명
- 약학과 조동규 교수 연구팀, 브로콜리 성분인 설포라판에 의한 알츠하이머 치매 예방/치료 효과 및 분자기전 규명 -세계적 권위지인 '미국립과학원회보'에 6월 3일 게재- 약학과 조동규 교수 연구팀이 알츠하이머성 치매의 원인 인자인 아밀로이드베타를 생성하는 효소를 억제하는 단백질과 이를 조절하는 천연물의 작용기전을 규명함으로써 알츠하이머 치매의 예방과 치료에 적용될 수 있는 새로운 연구결과를 발표하였다. 알츠하이머병을 유발하는 아밀로이드베타는 BACE1(베이스1)이라는 효소가 세포막에 존재하는 APP라는 단백질을 자르면서 생성된다. BACE1-AS는 BACE1 mRNA를 안정화 시키는 역할을 하여 BACE1 발현을 증가시킨다. BACE1과 BACE1-AS 모두 알츠하이머 치매 환자의 뇌조직에서 발현이 증가했다. 연구팀은 BACE1의 유전자 발현을 억제할 수 있는 식물유래 생리활성 화합물 스크리닝을 통하여 브로콜리에 다량 함유되어 있는 sulforaphane(설포라판)이라는 성분이 NRF2(엔알에프2)라는 전사인자를 활성화시킴으로써 BACE1과 BACE1-AS의 발현을 직접 억제한다는 새로운 기전을 규명하였다. 이러한 설포라판의 BACE1/BACE1-AS 발현 억제 효과는 NRF2에 의존적이다. NRF2가 결핍된 세포 및 동물에서는 설포라판의 BACE1, BACE1-AS 억제 효과가 나타나지 않는다. 연구팀은 NRF2 유전자가 결핍된 마우스 뇌에서 BACE1 및 BACE1-AS 발현이 증가하여 베타아밀로이드의 생성량도 증가되는 것을 확인하였다. 이와는 반대로, 두 종류의 알츠하이머 동물모델(5XFAD, 3XTg-AD)에 설포라판을 2개월간 투약한 결과 BACE1의 발현이 감소함으로써 손상된 학습 및 인지기능과 치매병리가 정상 수준으로 회복되는 것을 확인하였다. 현재 알츠하이머병 주요 원인인 아밀로이드베타의 생성 기작을 조절하기 위한 약물 뿐 아니라, 광범위한 연구들을 통한 다양한 치료 표적 타겟 치료제들이 개발되었지만 모두 임상시험에 통과하지 못한 실정이다. 조동규 교수는 “이번 연구결과는 알츠하이머 치매에서 증가해있는 BACE1의 발현을 억제하는 새로운 전사인자로써 NRF2를 규명”한 것이라면서 “설포라판과 같은 다양한 NRF2 활성화제들이 알츠하이머 치매 예방 및 치료를 위한 약물로 개발될 수 있는 새로운 근거가 마련된 것이다”라고 밝혔다. 이 연구는 과학기술정보통신부(장관 유영민)와 한국연구재단(이사장 배병수)이 추진하는 중견연구자지원사업, 선도연구센터지원사업(MR) 및 뇌과학원천기술개발사업으로 진행되었으며, 이번 연구는 세계적 권위지인 미국립과학원회보 (Proceedings of the National Academy of Science USA에 지난 6월 3일 온라인 게재되었다. [그림] 알츠하이머 환자 뇌세포에서는 BACE1 발현이 증가하여 아밀로이드베타의 생성이 촉진되고 아밀로이드반(Amyloid-beta plaques)이 다량 축적됨 (위). 하지만, 설포라판에 의해 NRF2가 활성화되면, NRF2가 BACE1과 BACE1-AS의 프로모터에 직접적으로 결합하여 이들의 발현을 억제하게 됨 (아래). 아밀로이드베타 생성이 감소하여 뇌에서 아밀로이드반 축적이 줄어들어 알츠하이머병 병리가 개선됨을 표현한 그림임
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- 작성일 2019-06-10
- 조회수 616
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- [성대뉴스] 본교, '2019 THE 아시아 대학 순위' 10위 기록
- [단독] 성균관대 첫 아시아 톱10…서울대 9위로 국내 1위 지켜 고려대 24→19위로 도약 경희대는 9계단 `껑충` 100위권에 국내 대학 12곳 한양대 등 4곳 순위 올라 UNIST 논문피인용도 국내 1위 김효혜, 고민서, 이진한 기자 입력 : 2019.05.02 01:01:01 수정 : 2019.05.02 06:42:23 ◆ 2019 아시아대학 순위 ◆ 송재복 고려대 기계공학부 교수가 연구실에서 학생들과 함께 실험을 진행하고 있다. 고려대는 올해 `2019 THE 아시아 종합 대학 순위`에서 산학협력 부문에서 특히 높은 점수를 받아 전년 대비 5계단 상승한 19위를 차지했다. [사진 제공 = 고려대] 서울대가 아시아 대학 순위에서 작년에 이어 올해에도 9위를 기록해 국내 1위를 고수했다. 성균관대는 10위에 올라 처음으로 아시아 대학 톱10에 진입했다. 고려대와 경희대, 한양대도 작년보다 다섯 계단 이상 상승하는 성과를 올렸다. 1일 영국의 글로벌 대학평가 기관 THE(타임스고등교육)는 `2019 THE 아시아 대학 순위(THE Asia University Rankings 2019)`를 발표했다.이번 평가에는 세계 27개국의 총 417개 대학이 참여했다. 국내 대학은 지난해보다 2곳 늘어난 총 29곳이 순위에 이름을 올렸다. 매일경제는 THE의 대학평가 순위를 국내 독점 보도하고 있다. 아시아 최고 대학의 자리는 중국 칭화대가 차지했다. 2위는 싱가포르국립대, 3위는 홍콩과학기술대다. 성균관대는 올해 평가에서 총점 67.7점을 받으며 아시아 대학 순위 10위를 기록했다. 13위였던 전년 대비 3계단 올랐다. 세부 평가 항목으로는 교육 여건 60.4점(2018년 56.2점), 연구 실적 64.2점(60.4점), 논문 피인용도 74.8점(69.5점), 산학협력 수익 96.9점(93.7점), 국제화 48.8점(44.7점) 등을 받았다. 이미 높은 평가를 받았던 산학협력 수익 부문을 포함해 전 분야에서 3점 이상 오르는 등 괄목할 만한 발전세를 보였다. 국내 대학 중 특정 부문 1위에 오른 항목은 없지만 모든 지표에서 상위권에 올랐다는 점이 고무적이다. 특히 연구 부문에서 63.6점의 KAIST를 제치고 64.2점을 기록해 앞으로 더 발전할 기반을 다졌다. 성균관대는 `학생 성공(Student Success)`을 새로운 키워드로 삼고 최근의 성장세를 이어간다는 방침이다. 올 3월에는 그 일환으로 국내 대학 최초로 학생성공센터를 출범시켰다. 배상훈 성균관대 학생성공센터 센터장은 "학교는 자신의 고충을 털어놓기 위해 학생성공센터를 찾은 학생들에게 현재 상황과 진로 등을 종합적으로 고려한 맞춤형 서비스를 지원할 것"이라고 밝혔다. 서울대, 고려대, 경희대, 한양대도 2019 THE 아시아 대학 순위에서 괄목할 만한 성적을 거뒀다. 총점 68.9점으로 작년에 이어 국내 대학 1위 자리를 유지한 서울대는 `아시아 톱10` 대학 중 교육 여건 부문에서 높은 점수를 받았다. 작년 조사에서 총점 54.5점으로 아시아 24위, 국내 5위에 올랐던 고려대는 올해 총점 59.0점을 받으며 아시아 19위, 국내 5위 자리를 차지했다. 고려대는 특히 산학협력 수익 분야에서 98.3점의 좋은 평가를 받았다. 고려대는 KU크림슨기업(KUCE) 제도를 신설하는 등 산학협력 선도 모델을 체계화했으며 수주 지원 시스템 고도화를 통해 산학과제의 수주 규모 성장을 유도하고 있다. 경희대는 총점 50.1점으로 아시아 31위(공동), 국내 8위에 랭크됐다. 전년 40위였던 경희대가 한 번에 9계단을 뛰어넘은 것이다. 국내 사립대 기준 4위다. 5개 평가지표 중 국제화 부문에서 전년 대비 10.4점 오른 64.7점을 받으며 국내 대학 가운데 가장 좋은 평가를 받았다. 창학 초기부터 해외 대학과의 교류를 추진해 온 경희대는 유엔을 비롯한 국제기구와 각종 프로그램을 진행하며 교류협력 수준을 심화하고 있다. 세계적인 석학 슬라보이 지제크, 존 아이켄베리 교수 등을 초빙해 학생들의 시야를 넓히는 한편 외국인 학생 유치에도 적극적이다. 경희대는 작년 4월 기준 학교에 다니고 있는 외국인 학위과정 학생을 3800명으로 파악하고 있다. 한양대는 총점 49.8점으로 아시아 33위, 국내 9위로 평가됐다. 전년도 아시아 대학 순위(38위) 대비 5계단 상승했다. 5개 평가지표 중에서는 논문 피인용도 부문을 제외한 4개 부문에서 상위권에 올랐다. 논문 피인용도 부문에서 국내 1위를 유지하고 있는 UNIST는 작년과 동일한 전체 순위 22위, 국내 7위를 차지했다. 경북대는 작년 179위에서 올해 172위로 순위가 올랐고, 아주대는 작년 200위~250위권에서 올해 180위로 순위가 큰 폭으로 상승했다. 서울시립대도 작년 200위~250위권에서 올해 200위를 기록했다. 인천대와 국민대는 올해 처음으로 순위에 진입했다. [김효혜 기자 / 고민서 기자 / 이진한 기자] [ⓒ 매일경제 & mk.co.kr, 무단전재 및 재배포 금지] 출처: https://www.mk.co.kr/news/society/view/2019/05/282545/
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- 작성일 2019-05-15
- 조회수 587
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- 의학과 이창우 교수 연구팀, 면역 관련 단백질의 DNA 복구 조절기능 발견
- 면역 관련 단백질의 DNA 복구 조절기능 발견 (그림1) 펠리노1 단백질에 의한 손상된 DNA를 인식하고 복구하는 통제 시스템. DNA가 손상되면 펠리노1 단백질이 손상 부위로 이동하고 이어서 DNA 손상 및 복구에 핵심적인 'ATM-MRN 복합체'를 조절함으로서 손상을 복구한다. (그림2) 펠리노1 단백질에 의한 손상된 DNA를 인식하고 복구하는 통제 시스템 펠리노1 단백질의 결손은 손상된 DNA을 인식하고 복구하는데 핵심적인 단백질들의 기능을 차단하게 된다. 성균관대 이창우 교수와 아주대 조혜성 교수 연구팀이 생체 내 유전자의 손상을 인식하고 복구하는 조절 시스템을 발견했다고 한국연구재단(이사장 노정혜)이 16일 밝혔다. 다양한 환경 및 생체 내부 요인에 의해 DNA가 손상되면 이를 인식하고 복구해주는 일련의 시스템이 작동된다. 손상된 유전자를 복구하는 일은 암을 비롯한 각종 질병의 억제에서 매우 중요하다. 손상된 DNA의 복구 과정을 규명한 3명의 과학자에게 지난 2015년 노벨화학상이 수여되면서, 이 연구주제의 중요성이 인정받고 있다. 연구팀은 DNA 이중가닥이 끊어졌을 때 이를 인지해 복구되도록 촉진하는, ‘펠리노1(Pellino1)’ 단백질의 작용을 규명했다. 펠리노1은 기존에 면역, 암 형성에서 중요한 역할을 한다고 알려져 있었다. 이 연구를 통해 펠리노1이 유전자의 복구 과정에서 상위 조절자 역할을 한다는 것이 밝혀졌다. 펠리노1이 결손된 경우에는 유전체의 항상성이 급격하게 훼손되었다. DNA가 손상되면 펠리노1이 손상 부위로 이동하고, DNA를 복구하는 ‘ATM-MRN’이라는 단백질 복합체가 펠리노1에 의해 활성화된다. 또 펠리노1은 손상 DNA가 상동 유전자와 결합하도록 촉진한다. 이로써 유전자 복구가 원활히 이루어진다. 이창우 교수는 “이번 연구는 DNA 손상과 직접 연관된 유전질환, 면역질환, 암, 대사질환 등 다양한 질병의 원인을 새로운 관점에서 이해하는 중요한 성과”라며, “향후 이들의 치료제를 개발하는 데 기반이 될 것이다”라고 연구 의의를 설명했다. 이 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 방사선기술개발사업과 기초연구사업(중견연구)의 지원으로 수행되었다. 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 4월 5일 게재되었다. seokjang@fnnews.com 조석장 기자 기사 출처 http://www.fnnews.com/news/201904151056076054
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- 작성일 2019-04-17
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- 화학공학과 이두성 교수, 한국과학기술한림원 부원장으로 활동
- 화학공학과 이두성 교수, 한국과학기술한림원 부원장으로 활동 화학공학과 이두성 교수가 한국과학기술한림원 대외협력부원장으로 한국의 과학기술 발전을 위하여 활동하게 되었다. 임기는 2019년 3월부터 3년동안이다. 한국과학기술한림원은 해당 과학기술 전공 분야의 경력이 25년 넘은 학자 중 뚜렷한 연구업적을 있는자를 회원으로 선출한다. 회원 정원은 500명이며, 회원 3인 이상의 추천 또는 학회, 대학, 연구기관이나 과학기술 관련 기관 대표의 추천을 통해 지원할 수 있다. 우리 대학의 한림원 정회원으로는 이석한, 박종윤, 이두성, 이영희, 이경수, 김성기, 송충의, 박남규, 한정환, 김동인, 이준엽교수 (11명)과 젊은 회원인 준회원, 차세대회원(Y-KAST)으로 이진용, 박재형, 김선국, 정가영 교수 (4명)가 현재 활동 중이다.
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- 작성일 2019-04-01
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- [성대뉴스] 2019 아시아·태평양 대학 평가 14위, 국내 사립종합대학 중 1위
- 핵심은 `연구역량`…성균관대, 논문평가서 서울대 앞섰다 석학 초빙하고 융복합 올인 성대 74.8점 > 서울대 64.2점 피인용도 큰 점수차 따돌려 논문 공들인 고대도 `껑충` 경희대는 10계단 크게 올라 UNIST 31위·한양대 47위 경북·아주·인천대도 순위↑ 고민서, 이진한 기자 입력 : 2019.02.21 17:57:51 수정 : 2019.02.21 19:54:33 http://news.mk.co.kr/newsRead.php?year=2019&no=107789 ◆ 2019 아시아·태평양 대학평가 ◆ 이영희 성균관대학교 물리학과 교수(왼쪽)와 연구팀이 경기도 수원 자연과학대에서 실험을 진행하고 있다. 성균관대는 2016년 성균바이오융합과학기술원, 2017년 지능정보융합원을 신설하는 등 지속적으로 융복합 연구개발 역량을 강화하고 있다. [사진 제공 = 성균관대학교] 이번 `THE 2019 아시아·태평양 대학 평가 순위`에서는 한국 공학대학들이 다소 주춤한 반면 사립종합대학들의 성장이 두드러졌다. 이번 평가에서 우리나라 대학 29곳이 순위권에 이름을 올렸다. 작년에 비해 2곳 늘었다. 상위 20위 안에 이름을 올린 대학은 서울대, 성균관대, KAIST 등 총 세 곳이며, 전년보다 순위가 오른 대학은 서울대, 성균관대, 고려대, UNIST, 경희대, 한양대, 경북대, 아주대, 인천대(신규), 국민대(신규) 등 총 10곳이다. 특히 성균관대는 전년보다 여섯 계단 상승해 올해 전체 순위 14위를 기록했다. 지난해 아태 지역 20위권에 처음 진입한 이후 급격한 성장세를 보이며 국내 전체 대학 중 2위, 국내 사립종합대학 중 1위를 차지했다. 올해 성균관대의 선전은 논문 피인용도와 산학협력에서 좋은 성과를 거둔 영향으로 보인다. 그중 논문 피인용도 점수는 74.8점으로 국내 대학 1위인 서울대(64.2점)보다 높았다. 성균관대는 2016년에 성균바이오융합과학기술원을, 2017년엔 지능정보융합원을 신설하고 2018년 한 해 동안 문화·예술·미디어 분야 융·복합 기반을 구축하기 위해 융·복합 연구 분야 선도모델 개발에 나섰다. 그 결과 학교는 지난 1월 발표된 THE 2019 학과별 순위에서도 의학·자연과학·예술 분야 국내 대학 기준 1위를 차지했다. 자연과학 부문에서는 세계 84위로 전년 101~125위권에 비해 크게 올랐다. 이상원 성균관대 대학혁신과공유센터장은 "성균관대 융합교육의 특징은 학생들이 주체적으로 문제를 발굴하고 이를 해결할 수 있는 교육적 경험을 제공하는 것"이라며 "학생들이 자기 주도적으로 진행하는 현장교육을 통해 진정한 의미의 창의와 협업을 유도하고 있다"고 설명했다. 신완선 성균관대 기획조정처장은 "학교는 수년 전부터 세계 유명 석학을 교수로 영입하고 글로벌 수준의 교육시스템을 도입하는 등 교육과 연구의 동반 성장을 통한 시너지 효과 창출에 주력해 왔다"고 말했다. 이어 고려대는 작년 35위에서 올해 27위로 오르며 눈에 띄는 성장세를 보였다. 고려대는 모든 평가지표에서 작년보다 높은 성적을 거두며 순위 상승을 이끌었다. 특히 논문 피인용도에서는 작년 49점에서 올해 58.1점으로 10점 가까이 올랐다. 연구실적 또한 47.7점에서 50.1점으로 올라 핵심 역량이 발전했음을 보여줬다. 고려대의 성장 배경에는 뛰어난 연구 인력이 있었다. 학교는 작년 11월 `세계 상위 1% 연구자` 조사에서 국내 종합사립대 중 최다 인원이 선정된 바 있다. 글로벌 기업 클래리베이트 애널리틱스(Clarivate Analytics)가 발표한 `2018년 세계에서 가장 영향력 있는 연구자`, 즉 논문 피인용 횟수가 많은 연구자 명단에 고려대 교원 5명이 선정됐다. 특히 경희대는 이번 조사에서 상승폭이 가장 큰 한국 대학이었다. 작년 순위 55위였던 이 학교는 올해 45위로 단번에 열 계단을 올랐다. 작년 46.0점이었던 논문 피인용도는 50.3점으로 올랐으며, 교육 여건도 29.0점에서 33.9점으로 상승했다. 경희대는 자체 평가에서 논문 피인용도 지수가 유의미한 성장세를 보였다고 분석했다. 학교의 전임교원 논문당 피인용(웹오브사이언스·Web of Science 논문 DB 기준)은 2009~2016년 7년간 1.7배, 국제 공동연구 비율은 같은 기간 1.4배 이상 상승했다. 대학정보공시 기준 연구의 질적 성장과 산학협력 활성화에 힘입어 기술 이전 수입도 2008~2017년 9년간 4.4배 늘었다. 무엇보다도 경희대는 전 세계 대학·국제기구와의 교류 협력도 지속해왔다. 해외 대학과 교환학생, 전공연수, 단기연수, 복수학위 등 다양한 상호 교류 프로그램을 운영하고 UN을 비롯한 국제기구와 각종 프로그램을 진행하며 교류 협력 수준을 심화하고 있다. 이 밖에도 UNIST는 2017년 순위 밖에서 작년에 33위로 신규 진입한 데 이어 올해도 두 계단 오른 31위를 기록했다. UNIST가 해마다 좋은 성과를 이어가고 있는 배경 역시 논문 피인용 항목에서 비롯된다. UNIST는 배점이 높은 해당 항목에서 96.3점을 받으며 최상위권 대학 이상의 성과를 보여줬다. 산학 협력 부문에서도 70.1점을 받았다. 이재성 UNIST 부총장은 "UNIST는 (2009년) 개교 초부터 연구의 질적 우수성을 강조하며 연구지원본부(UCRF)라는 공간을 구성해 257종 386대의 최첨단 연구장비를 설치했다"고 덧붙였다. 더 자세한 내용은 THE 웹페이지(https://www.timeshighereducation.com/student/best-universities/best-universities-asia-pacific-region)에서 확인할 수 있다. [고민서 기자 / 이진한 기자] [ⓒ 매일경제 & mk.co.kr, 무단전재 및 재배포 금지]
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- 작성일 2019-02-27
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- 성균바이오융합과학기술원(BICS)-차의과학대학교, 분당차병원과 공동연구 Workshop 개최
- 성균바이오융합과학기술원(BICS) - 차의과학대학교, 분당차병원과 공동연구 Workshop 개최 성균바이오융합과학기술원(원장: Paul S. Weiss)은 차바이오 그룹과의 기관 간 연구협력 활성화, 교수진 연구교류 확대를 위해 지난 1월 23일(수) 오후1:30분부터 6시까지 판교 차바이오콤플렉스에서 차의과학대학교, 분당차병원 과의 공동연구 워크숍을 개최하였다. 이날 행사에는 이경훈 BICS 부원장 및 BICS 참여교수인 박성수, 조재열, 이창우, 권대혁, 이내응, 박재형 교수 등이 참석하였고, 분당차병원 안희정 연구부원장을 비롯한 차의과학대학교, 분당 차병원 교수진들과 함께 암, 재생의학, 뇌신경질환 등의 연구주제에 대한 발표 및 토론을 진행하였다. 향후 BICS에서는 교내 바이오 분야 교수진과 분당차병원, 차의과학대학교 교수진의 연구분야별(암, 재생&조직, 뇌) 공동연구 워크샵을 지속적으로 개최하며 바이오메디컬 분야의 연구자 간 인적교류 지원과 우수 연구 성과 실용화 및 사업화에 적극 참여할 계획이다.
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- 작성일 2019-01-25
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- 융합생명공학과 권대혁 교수팀, 바이러스가 스스로 죽게되는 나노퍼포레이터 개발
- 본교 융합생명공학과 권대혁 교수팀, 바이러스가 스스로 죽게되는 나노퍼포레이터 개발 - 국제학술지 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications) 1월 15일 자 게재 - 본교 생명공학대학 융합생명공학과 권대혁 교수 연구팀이 바이러스의 외막(envelope)*을 구멍 내어 죽이는 항바이러스제 개발에 성공했다. * 외막(envelope) : 바이러스의 핵산을 감싸는 인지질 이중막으로서 세포 침투에 필요한 바이러스 단백질이 표면에 배열되어 있고, 세포막으로부터 분리되어 나왔다. 많은 동물 바이러스(인플루엔자 바이러스를 비롯한, HIV, MERS, 에볼라 등)는 외막으로 감싸져 있는데, 외막은 바이러스의 핵산을 보호하는 역할을 할 뿐만 아니라 세포 내 침투와 세포에서 바이러스가 탈출할 때에도 매우 중요하다. 비누로 손을 씻는 것만으로도 매우 효과적으로 바이러스 감염을 막을 수 있는 것도 인지질로 이루어진 외막 구조가 비누에 매우 약하기 때문이다. 이러한 이유 때문에 바이러스 외막을 표적으로 하면 다양한 바이러스에 대해 적용 가능한 강력한 항바이러스제를 개발할 수 있을 것으로 여겨져 왔다. 이에 연구팀은 바이러스가 스스로 자기의 외막에 선택적으로 구멍을 뚫어 죽게되는 나노 구조를 개발하였다. 인플루엔자 바이러스(독감 바이러스)를 모델로 한 본 연구에서 연구팀은 나노디스크라는 지질이중막 나노 구조가 바이러스 표면에 부착된 후 바이러스 외막과 막융합(membrane fusion)을 통하여 바이러스 외막에 구멍을 낸다는 사실을 발견하였다. 외막을 가진 모든 바이러스는 세포 침투를 위하여 막융합 단백질을 가지고 있는데, 독감 바이러스는 헤마글루티닌(hemmagglutinin)이라고 하는 막융합 단백질을 가지고 있다. 이 헤마글루니틴은 세포질로 독감 바이러스의 유전물질을 내보내기 위해 바이러스 외막과 세포 내 엔도좀 사이의 통로를 만드는 단백질이다. 나노디스크는 바이러스 외막과 막융합을 하여 바이러스의 핵산이 세포질이 아니라 엔도좀 안으로 분비되도록 한다는 사실을 발견하였다. 바이러스의 핵산이 엔도좀 안에 갇히게 되면 바이러스가 증식을 못하게 되고, 결국에는 세포가 바이러스 핵산을 분해해 버릴 수 있게 된다. 즉, 바이러스가 세포로 침투하기 위해 가지고 있는 단백질을 역이용하여 바이러스 스스로를 죽게 하는 기술을 개발한 것이다. 나노디스크는 ‘좋은 콜레스테롤’로 알려진 HDL(high density cholesterol)을 만드는 단백질인 아포리포단백질 A1 유래 단백질과 인지질로 만든 평면형 막구조이다. 인체 내에 매우 풍부하게 이미 존재하는 단백질이기 때문에 나노퍼포레이터는 이미 안전성이 검증되어 있다. 이 나노디스크에 바이러스에 대한 수용체를 삽입하면 바이러스의 막융합 단백질이 나노디스크와 바이러스 외막과의 막융합을 통하여 스스로의 외막에 구멍을 뚫고 결국에는 바이러스 구조가 파괴되는 것이다. 연구팀은 이러한 이유로 본 기술의 이름을 ‘나노퍼포레이터’라고 이름 붙였다. 권대혁 교수는 “항바이러스제를 개발하는 것은 매우 어려운 일이다. 본 연구에서는 사람한테 질병을 유발하는 많은 바이러스에 대한 항바이러스제를 개발할 수 있는 원리를 개발하였다는 데에 큰 의의가 있다”라며 “현재 삼성미래기술센터의 지원을 받아 독감 바이러스에 대해 실제 임상적으로 적용 가능한 나노퍼포레이터 개발에 대한 후속 연구를 진행 중”이며, “향후, 독감바이러스 뿐만 아니라 다양한 외막 바이러스에 대한 항바이러스제의 개발에 적용될 수 있는 기술”이라고 연구의 의의를 설명했다. 본 연구는 성균관대학교 공병재 박사와 문석오 박사과정생이 각각 제1저자와 공동 제1저자로 활약하였으며, 성균관대학교 정우재 교수, 연세대학교 성백린 교수 연구팀과의 공동연구로 이루어졌다. 이 연구는 삼성미래기술센터의 지원으로 수행되었다. 연구 결과는 재료 분야 국제학술지 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)의 1월 15일 자에 온라인 게재되었다. [그림 1] 나노퍼포레이터 구조와 인플루엔자 바이러스 감염억제 및 천공 [그림 2] 나노퍼포레이터와 바이러스의 동위율 측정과 나노퍼포레이터에 의한 vRNP의 세포핵으로의 이동율 저해에 대한 결과
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- 작성일 2019-01-21
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- 성균관대 화학공학과 김태일 교수 공동 연구팀 체내 삽입형 스트레스 호르몬 센서 개발
- 성균관대 화학공학과 김태일 교수 공동 연구팀, 체내 삽입형 스트레스 호르몬 센서 개발 - 생명과학분야 국제학술지 미국국립과학원회보(PNAS) 1월 7일자 논문 게재 - 성균관대학교(총장 신동렬)는 화학공학과 김태일 교수 연구팀이 세종대학교 나노신소재공학부 최영진 교수팀과 공동으로 스트레스 호르몬 분비를 실시간으로 검지할 수 있는 호르몬 센서 시스템을 구현했다고 밝혔다. 공동 연구팀은 동물 체내에 삽입가능한 유연한 전자소자를 활용하여, 스트레스 호르몬이 분비될 때 발생하는 부신에서의 전기생리학적 신호를 검지하였고 이를 이용하면 부신의 스트레스 호르몬 (코티졸)의 간접적 측정이 가능함을 발견했다. 스트레스 상황에서 분비가 촉진되는 스트레스호르몬, 코티졸은 지속적으로 과도하게 분비될 때 직․간접적으로 많은 만성질환을 유발하고 특히 만성화되면 우울증 등의 문제점을 유발한다고 알려져 왔다. 하지만 이 코티졸 호르몬은 일상생활 환경에서도 분비가 되며, 하루 중 시간에 따라 분비량이 변하기 때문에, 특정 환경에서 코티졸이 과다하게 분비되는지를 판단하기 위해서는 이를 지속적으로 모니터링할 필요가 있다. 한편, 기존의 타액이나 혈액을 이용한 전기화학적인 측정 방법은 실시간 모니터링이 불가능하고 검지 해상도가 낮다는 한계가 지적되어 왔다. [그림 1] 스트레스 질환에 대한 코티졸의 역할 이에 성균관대학교-세종대학교 공동연구팀은 유연한 플라스틱 기반의 전자소자를 활용하여, 부신 피질 및 수질에서 코티졸을 분비할 때 나오는 전기신호를 측정하는 시스템을 구현하였다. 본 시스템은 체내에 완전히 삽입된 채로 부신에서 측정된 전기신호를 외부 측정장치로 기록하는 데 성공하였다. [그림 2] 삽입가능한 실시간 스트레스 호르몬 분비센서 연구팀은 시스템을 삽입한 동물에 인위적인 스트레스를 인가하여 스트레스 자극 전후에 신호가 바뀌는 것을 기록하는 데 성공하였다. 또한 본 시스템의 생체 친화성 덕분에 살아 움직이는 동물에서도 9주 이상 원만히 작동할 뿐 아니라 동물의 생존률이 매우 높았음을 보여주었다. 성균관대학교 김태일 교수는 “이 연구는 살아 움직이는 동물에서 호르몬 분비 신호를 실시간으로 정량적으로 검지할 수 있는 센서 시스템을 개발한 것이다. 또한, 잘 알려지지 않은 부신에서의 호르몬 분비관련 메카니즘을 파악할 수 있는 기본 연구이며 이는 여타 다른 생체기관에서의 호르몬 조절연구가 가능해지는 파급효과를 보일 것이다”라고 연구의 의의를 설명했다. 세종대학교 최영진 교수는 “향후 의학적으로 환자 모니터링에 적용할 수 있을 뿐 아니라 검지 메커니즘을 역으로 이용한다면 간단한 전기자극을 통해 과도한 스트레스 호르몬 분비를 억제함으로써 스트레스가 질병화하는 것을 막을 수도 있을 것으로 기대된다”라고 연구의 의의를 설명했다. 이 연구 성과는 과학기술정보통신부·한국연구재단 미래유망융합기술파이오니어사업 (유해감성의 선택적 미세제어를 위한 나노공정 기반의 생체 삽입형 집적소자 개발) 생명과학분야 국제학술지 미국국립과학원회보(PNAS) 1월 7일자 논문으로 게재되었다.
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- 작성일 2019-01-08
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- 바이오메카트로닉스학과 김근형 교수 연구팀, 3D 세포-전기유체공정을 이용해 인체 근육조직을 모사한 나노-근섬유 개발
- 바이오메카트로닉스학과 김근형 교수 연구팀은 살아있는 세포와 전기유체공정(electrospinning)에 적합한 바이오잉크를 제작하여 나노섬유의 배열을 제어하는 데 성공했다. 살아있는 근세포를 포함한 나노-근섬유를 마치 실제 근육처럼 한 방향으로 근세포가 자라도록 유도해 근육의 조직재생 효과를 높였다. 조직재생공학은 인체 병변 부위에 실제 조직과 비슷한 보형물을 넣어 재생효과를 높이는 것을 목표로 발전되어 온 학문이다. 이를 위해 널리 사용되어 온 공정으로는 3D세포프린팅(3D cell-printing) 및 전기장을 유체에 가하는 전기유체공정이 있다. 그러나 세포 형상이 정렬되어야 제 기능을 수행할 수 있는 근육의 경우에는, 오늘날의 3D세포프린팅과 전기유체공정으로는 세포가 무작위로 성장하는 한계를 보였다. 김근형 교수 연구팀은 근육세포가 자라는 방향을 제어할 수 있도록 전기유체공정을 한 단계 발전시켰다. 연구팀은 나노-근섬유 개발을 위해 하이드로겔(hydrogel)을 사용하였으며 이는 물을 다량으로 함유하고 있는 물질로, 높은 생체적합성을 보여준다. 또한 가공성이 우수한 물질을 첨가하여 바이오잉크를 개발하였고 전기장을 가해주었다. 그 결과, 미세한 패턴을 가지고 근세포가 한 방향으로 자랄 수 있는 섬유다발이 제작된다. 그림 1. 전기유체공정 모식도 및 용액에 따른 전기방사성 제작된 나노-근섬유는 90%가 넘는 높은 초기 세포생존률을 보였고, 기존 전기유체공정에서 세포가 사멸되는 문제를 극복하였다. 나아가 3D세포프린팅 공정에 비해 세포배열과 분화 등 세포활동이 3배 정도 향상되는 효과도 확인되었다. 그림 2. 기존 3D세포프린팅 공정과 새롭게 개발된 전기유체공정 비교 제작된 세포나노섬유는 세포가 일정한 방향으로 자라게 유도하며, 근세포가 일렬로 융합되고 배열되어야 근섬유로 분화할 수 있는 골격 및 심장근육(skeletal and cardiac muscle) 재생에 크게 기여할 것이다. 김근형 교수는 “이 연구는 전기유체공정을 이용해 세포가 포함된 나노섬유를 배열시킨 첫 사례”라며, “인체의 배열 조직의 새로운 재생 방법으로 가능성을 제시했다”라고 설명했다. 이 연구는 교육과학기술부 한국연구재단 기초연구사업(중견연구자지원사업)의 지원으로 수행되었으며, 재료과학(materials science) 분야의 세계적인 학술지 Small (impact Factor 9.598)에 커버로 선정되었다. 그림 3. Small에 게재된 커버 관련 기사 > http://science.ytn.co.kr/program/program_view.php?s_mcd=0082&s_hcd=0017&key=201811201622508990
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- 작성일 2018-11-30
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- 나노과학기술학과 김용호 교수팀, 단백질 공학 기법을 통한 금속 나노입자 제어 연구
- 나노과학기술학과 김용호 교수 연구팀이 수행한 단백질 공학 기법*을 통한 금속 나노입자의 다차원 정렬 구조 제어에 따른 나노바이오 소재의 전기적 특성 조절에 대한 연구결과가 “ACS Nano”(Impact Factor: 13.709) 5월 29일 온라인에 게재됐다. 이 논문은 강은성 석박통합과정 학생이 제 1 저자, 김용호, 하돈형 교수가 교신저자로 참여했다. *단백질 공학 기법 : 단백질 구조를 바꾸어 새로운 단백질을 만드는 학문 논문의 제목은 “Peptide-Programmable Nanoparticle Superstructures with Tailored Electrocatalytic Activity”로 자가 응집력이 강해 분산이 어려운 탄소나노튜브를 단백질 디자인 기법으로 분산시키고, 금속 나노입자가 특정적으로 자랄 수 있는 자리 및 크기를 조절함으로써 촉매 활성도 제어가 가능하다는 연구 결과이다. 기존 탄소나노튜브는 차세대 소재로써 각광받으며 다양한 바이오 메티컬 분야(촉매, 윤활제, 의약품 등)를 위한 연구가 많이 진행되어 왔다. 그러나 이는 유기용매에 녹지 않으며 자발적으로 모이는 응집현상에 의해 분산이 어렵고 독성을 지녀 이용에 어려움이 있었다. 때문에 탄소나노튜브를 이용한 나노복합체 생성 연구가 많이 진행되고 있지만, 단백질 디자인 기법을 통해 탄소나노튜브를 분산시키고 나노바이오 소재로써 전기화학적 특성을 효과적으로 제어한 성공적인 연구는 보고된 바 없다. 김용호 교수 연구팀은 나선구조로 디자인된 펩타이드에 금속 나노입자가 특정적으로 자랄 수 있는 펩타이드 곁가지를 치환하여 금속나노입자-펩타이드 초분자체를 합성하였으며, 3차원적 구조의 실제적 촬영이 가능한 최첨단 기술인 3D-Tomography를 통하여 금속 나노입자를 나노물질 위에 규칙적으로 형성시킬 수 있음을 확인하였다. 이를 통해 금속 나노입자 간 위치 및 크기를 이상적으로 조절함으로써 전기화학적 특성을 제어할 수 있음을 보여주었다. 김용호 교수는 “이번 연구결과는 나노입자-단백질 자기조립 구조체를 통하여 전기화학적 센서로서의 개발 가능성을 제시하였으며, 향후 나노 바이오 신물질 개발과 새로운 전도성 단백질 기반 소재개발에 기여할 것으로 기대된다”라고 연구의 의의를 설명했다. *기사 링크 1) http://www.dhnews.co.kr/news/articleView.html?idxno=86831 2) http://www.veritas-a.com/news/articleView.html?idxno=130445
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- 작성일 2018-10-15
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