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  • 병원 공간의 존재론적 성찰 - 하이데거의 돌봄과 거주의 사유로 병원을 해명하다 하이브리드미래문화연구소
    박혜윤 선임연구원 / 철학과 겸임 교수

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    병원 공간의 존재론적 성찰 - 하이데거의 돌봄과 거주의 사유로 병원을 해명하다
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    어피(魚皮) 유래 복합 소재 기반 바이오잉크 및 다공성 콜라겐 바이오잉크 개발 의학과
    김근형 교수 · 조서율, 구영원 연구원

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    어피(魚皮) 유래 복합 소재 기반 바이오잉크 및 다공성 콜라겐 바이오잉크 개발

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  • 반도체융합공학부 유재영 교수, AR/VR에서의 무선 다중 감각 재현 기술 개발
    반도체융합공학과 유재영 교수, AR/VR에서의 무선 다중 감각 재현 기술 개발

    반도체융합공학과 유재영 교수, AR/VR에서의 무선 다중 감각 재현 기술 개발 - 실시간 다중 감각(온도, 촉각) 인식 및 재현 기술 개발 - 새로운 감각 보조 및 VR/AR 인터페이스 혁신 제시 ▲ 성균관대 반도체융합공학부 유재영 교수(왼쪽)와 한양대학교 정예환 교수(오른쪽) 반도체융합공학과 유재영 교수 연구팀이 한양대 융합전자공학부 정예환 교수, 미국 노스웨스턴 대학교 존 로저스 연구팀의 김재환 박사와 함께 AR/VR 가상환경에서 사용 가능한 피부 부착형 무선 다중 감각(온도, 촉각) 재현 기술을 개발했다. 인간의 감각 자극 구현 기술은 최근 VR/AR 및 확장현실(XR) 환경에서 사용자들에게 현실감 있는 경험을 전달해 줌으로써 게임뿐만 아니라, 가상 의료 시술 훈련과 군사 훈련에서 활용될 수 있어 많은 관심을 받고 있다. 더불어, 감각 신경 손상 환자들에게 대체 감각을 전달함으로써 감각 신경 재활 치료에 활용될 수 있어 다양한 응용 분야에서 주목받고 있다. ▲ 생물학적 다중 감각 전달과 감각 재현 디바이스 그림 유재영 교수 연구팀은 열 자극기와 촉각 자극기 배열을 수직으로 결합함으로써 촉각 자극의 진동 변위를 증가시키고, 빠르고 정확한 열 자극을 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 고밀도의 자극기 어레이를 통해 다양한 자극 패턴을 실시간으로 재현할 수 있는 무선 피부 부착형 열-촉각 재현 기술을 제안하였다. 제안된 감각 재현 기술은 실시간 다중 감각 인식 기술과 함께 개발됨으로써 로봇 의수와 터치 디스플레이에 적용되어, 의수에서 감지된 압력과 온도 자극을 재현하여 실시간으로 사용자에게 전달하는 피드백 시스템을 성공적으로 구현하였다. ▲ 실시간 로봇 의수의 온도 및 압력 감지와 온도·촉각 재현 기술 유재영 교수는 “이번 연구는 다양한 자극 패턴을 실시간으로 재현할 수 있는 고밀도의 다중 감각 재현 기술을 통해, 감각 신경 손상 환자뿐만 아니라 VR/AR 환경에서도 사용자에게 향상된 경험을 제공할 수 있는 기반 기술로 다양한 응용 분야로 확장할 수 있을 것으로 기대된다.”라고 설명했다. 성과를 담은 논문은 지난 20일 미국 국립과학원(Proceedings of the National Academy of Sciences(PNAS)) 온라인판에 실렸다. ※ 논문제목: A wirelessly programmable, skin-integrated thermo-haptic stimulator system for virtual reality ※ DOI: https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2404007121

    2024-05-21

  • 화학과 배한용 교수 연구팀, 물과 빛을 활용한 친환경 생체모방 아쿠아포토촉매반응 개발
    화학과 배한용 교수 연구팀, 물과 빛을 활용한 친환경 생체모방 아쿠아포토촉매반응 개발

    화학과 배한용 교수 연구팀, 물과 빛을 활용한 친환경 생체모방 아쿠아포토촉매반응 개발 - 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 5월 8일 게재 ▲ 김수복 박사과정생(제1저자, 왼쪽)과 배한용 교수(교신저자, 오른쪽) 화학과 배한용 교수 연구팀은 물과 빛을 활용한 혁신적인 친환경 생체모방 ‘아쿠아포토촉매반응(Aquaphotocatalysis)’을 새롭게 개발하였다. 연구팀은 새로운 유기 광촉매 반응시스템을 개발해 사이클로부탄 고리형 알킬설포닐 플루오라이드 화합물의 효율적 합성법을 발표하였다. 알킬설포닐 플루오라이드는 의약품, 전자소재, 2차전지 전해액첨가제 등 다양한 분야에서 활용되는 중요한 핵심 화합물이다. 최근에는 항암제 및 신약 치료제 개발을 위한 공유결합 저해제(covalent inhibitor)로도 활용되고 있다. 이 화합물은 차세대 클릭반응인 서펙스(Sulfur(VI)–Fluoride Exchange: SuFEx)의 허브물질로, 다양한 설포닐 유도체 합성에 응용될 수 있는 고부가가치 물질이다. 기존 알킬설포닐 플루오라이드 합성법은 복잡하고 많은 부산물을 발생시켰지만, 배한용 교수 연구팀이 개발한 새로운 촉매반응 시스템은 가시광선과 물을 이용해 간단하고 친환경적이며 효율적으로 합성할 수 있다. 연구팀은 베타-에텐설포닐 플루오라이드에 광촉매 반응을 적용해 사각형 고리구조 알킬설포닐 플루오라이드를 세계 최초로 합성하였다. 특히, 연구팀은 일반적인 유기용매에서는 시작 물질이 ‘이성질화’하여 반응성을 상실하지만, 물을 이용하면 반응성이 현격히 증가하는 놀라운 결과를 발견하였다. 이 현상을 이용하여 생리활성이 있는 헤테로고리 화합물인 벤조푸란, 벤조싸이오펜, 인돌과 같은 의약물질을 활용하여 탈방향족성 첨가생성물*을 얻는 데 성공했고, 분자 간 서펙스 클릭반응에서도 활용할 수 있음을 확인하였다. * 탈방향족성 첨가생성물: 화학 반응에서 방향성(aromaticity)이 제거되면서 동시에 첨가반응에 의해 얻어지는 생성물 배한용 교수는 “촉매반응의 결정적인 요소로 물과 빛을 이용한 이번 연구는 현대 유기합성의 친환경적인 프로세스 개발의 방향성과 일치한다. 자연계에서는 생명현상을 유지하는 반응이 이미 물과 빛에 의해 일어난다는 사실에 비추어 볼 때, 생체모방(Biomimicry)은 인류의 지속가능한 화학이 나아갈 방향”이라고 말했다. 아울러 “합성된 화합물들이 2차전지 전해액첨가제, 공유결합 저해제 항암신약 등 다양한 과학 및 의약학분야에서 널리 활용될 것”이라고 밝혔다. 연구팀의 이번 연구결과는 세계적 권위의 학술지인 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 5월 8일 게재되었다. ※ 논문제목: “On-Water” Accelerated Dearomative Cycloaddition via Aquaphotocatalysis ※ 저널: Nature Communications ※ https://www.nature.com/articles/s41467-024-47861-w

    2024-05-14

  • 우리 대학 연구팀, 국제 공동연구 통해 전기자극으로 암세포 사멸 유도하는 신규 면역항암 치료법 개발 -  의공학 재료 분야 국제학술지, 케미컬 엔지니어링 저널에 게재
    박우람, 박천권 교수 연구팀, 전기자극으로 암세포 사멸 유도하는 신규 면역항암 치료법 개발

    박우람, 박천권 교수 연구팀, 전기자극으로 암세포 사멸 유도하는 신규 면역항암 치료법 개발 - 의공학 재료 분야 국제학술지, 케미컬 엔지니어링 저널에 게재 ▲ (왼쪽부터) 박우람 교수(성균관대, 융합생명공학과), 박천권 교수(성균관대, 글로벌바이오메디컬공학과), Daishun Ling 교수(중국 상해교통대), 한준혁 박사(성균관대, 융합생명공학과), 서희승 학생(성균관대, 글로벌바이오메디컬공학과), 이지영 학생(중국 저장대), 및 Zheng Chen 학생(중국 저장대) 우리 대학 연구진이 국제 공동연구를 통해 전기자극으로 암의 철 의존성 세포 사멸을 유도하는 나노탄환을 이용하여 암 치료가 가능한 신규 면역항암 치료법을 개발하는 데 성공했다. ▲ 전기자극에 의한 나노탄환에서 철 이온 방출 및 이를 이용한 종양 면역 치료 모식도 이 나노탄환은 자성을 띤 나노 입자와 비타민 C의 일종인 아스코르브산을 리포좀이라는 구조 안에 넣은 형태이다. 특수한 전기자극 기술을 암세포에 적용하면, 나노탄환에서 아스코르브산이 방출되어 자성 나노 입자를 철 이온으로 변화시킨다. 전기자극은 동시에 암세포 표면에 구멍을 만들어 철 이온이 세포 안으로 잘 들어가고 축적되도록 돕는다. 이 과정은 면역세포도 자극하여 활성화하는 효과가 있다. 이를 통해 암세포 내 철 이온 농도를 높여 암세포 사멸을 유도하는 페롭토시스(Ferroptosis) 라는 현상을 효과적으로 일으킬 수 있다. 또한 MRI 영상 기술을 이용해 치료 과정도 모니터링할 수 있다. 연구진은 생쥐의 유방암과 대장암 모델에서 나노탄환과 비가역적 전기천공법*을 함께 사용하는 병용요법의 항암 효과를 평가했다. 종양에 나노 입자를 주사하고 전기자극을 적용하니 암세포 사멸 기전인 페롭토시스가 유도되었다. 연구팀은 병용요법은 종양의 성장을 억제하고 생존 기간을 늘렸으며, 면역세포의 활성도 높였고 우수한 항암 효과를 보여주었다고 평가하였다. 연구진은 전기자극으로 철 이온을 방출하는 시스템이 향후 다양한 고형암 환자 치료에 활용될 수 있을 것으로 기대하고 있다. * 비가역적 전기천공법(Irreversible electroporation; IRE): 강한 전기장을 이용해 암세포의 세포막에 구멍을 내어 암을 죽이는 새로운 종양 절제 기술이다. 이 방법은 주변 혈관과 조직의 손상 없이 암세포만 선택적으로 제거할 수 있다. 우리 대학 박우람, 박천권 교수는 “생체재료, 면역학, 의료영상학, 약물전달학 등 다양한 분야를 융합한 접근법으로 우수한 면역항암 병용 치료법을 개발했다”고 설명하며 “암 환자에게 도움이 되는 새로운 의료기술 개발을 목표로 다기능성 약물전달시스템에 대한 연구를 이어갈 것”이라고 향후 연구 계획을 밝혔다. 공동연구에 참여한 중국 상해교통대학교의 Daishun Ling 교수도 “좋은 연구 결과를 얻어 기쁘다”며, “앞으로도 활발한 국제공동연구를 통해 우수한 성과를 내겠다”고 포부를 전했다. 이번 연구는 국제공동연구로 여러 연구 분야를 아우르는 접근 방식을 통해 새로운 항암 치료법을 개발했다는 데 의의가 있다. 공동연구팀은 앞으로도 국제 공동연구를 토대로 암환자에게 실질적 도움이 되는 의료기술 개발에 박차를 가할 것이라고 밝혔다. 이번 연구는 우리 대학 융합생명공학과 박우람 교수 연구팀(한준혁 박사), 우리 대학 글로벌바이오메디컬공학과 박천권 교수 연구팀(서희승 학생)과 중국 상해교통대학교 Daishun Ling 교수(이지영 학생, Zheng Chen 학생)가 공동으로 수행하였다. 한편 이번 연구는 한국연구재단 및 한국과학기술연구원(KIST)-성균관대학교(SKKU) 융합연구단이 추진하는 연구사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 의공학 재료 분야 케미칼 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)에 지난 5월 1일 게재되었다. ※ 논문제목: An electro-ferroptotic nanoammunition enables image-guided, spatiotemporally controlled cancer ferroptosis induction via irreversible electroporation ※ 저널: Chemical Engineering Journal(Impact factor: 15.1, JCR 상위: 3.24%) ※ 게재일: 2024년 5월 1일 ※ 저자정보 제1저자: 한준혁(성균관대학교), 서희승(성균관대학교), 이지영(중국 저장대학교), Zheng Chen(중국 저장대학교), 교신저자: 박천권(성균관대학교), 박우람(성균관대학교), Daishun Ling(중국 상해교통대학교) ※ 논문링크: https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.150366

    2024-05-08

  • 심리학과 박다은 교수 연구팀, ‘정서 인정’이 아동의 끈기를 높일 수 있다는 연구결과 발표
    심리학과 박다은 교수 연구팀, ‘정서 인정’이 아동의 끈기를 높일 수 있다는 연구결과 발표

    심리학과 박다은 교수 연구팀, ‘정서 인정’이 아동의 끈기를 높일 수 있다는 연구결과 발표 ▲ 심리학과 박다은 교수(왼쪽)와 전지원 석사과정생(오른쪽) 심리학과 박다은 교수와 전지원 석사과정생은 ‘정서 인정’(예: “맞아, 나였어도 힘들었을 것 같아”)이 만 4~6세 아동의 끈기를 높일 수 있다는 연구결과를 최근 발표했다. 연구팀은 이러한 내용의 연구를 발달심리학 분야의 국제 저명 학술지인 Developmental Science에 게재하였다. 연구에서는 아동들에게 풀기 어려운 퍼즐을 제공한 후, 그들이 과제에 실패했을 때의 반응을 살펴보았다. 아동들은 실패 후 세 가지 다른 피드백을 받았는데, 첫 번째 그룹(정서 인정 집단)의 아동들은 “퍼즐을 풀지 못해 속상했구나. 나 같아도 그런 기분이 들 수 있을 것 같아”라는 피드백을, 두 번째 그룹(정서 미인정 집단)의 아동들은 “퍼즐을 풀지 못해 속상했어? 왜 그런 기분이 들었는지 모르겠네”라는 피드백을, 마지막 그룹(무반응 집단)의 아동들은 간단히 “알겠어”라는 피드백을 받았다. 이후 모든 그룹의 아동들에게 또 다른 도전적인 과제(뚜껑이 열리지 않는 장난감의 뚜껑을 열어야 하는 과제)를 제시하고, 아동들이 얼마나 오랫동안 해당 과제를 포기하지 않고 끈기 있게 도전하는지 측정하였다. 연구팀은 정서를 인정받은 그룹의 아동들이 다른 두 그룹에 비해 훨씬 더 오랫동안 과제를 수행하는 끈기를 보인 것을 확인하였다. 이는 정서 인정이 아동들의 정서적 반응을 긍정적으로 조절하고, 어려움에 직면했을 때 그것을 극복하려는 의지를 증가시키는 역할을 한다는 것으로 해석된다. 이러한 연구결과는 부모와 자녀의 관계뿐만 아니라 일상적인 대인 관계에서도 상대방의 정서를 인정하는 것이 얼마나 중요한지를 강조하며, 정서인정은 긍정적이고 생산적인 상호작용을 넘어 개인의 성취에까지 영향을 미칠 수 있음을 시사한다. 본 연구는 정서 인정이 아동의 끈기에 미치는 영향을 과학적으로 규명한 국내외 최초의 연구이다. 더불어, 해당 연구 결과는 전지원 석사과정생이 학위과정 중에 발표한 것으로 더욱 주목받고 있다. ※ 논문제목: Your feelings are reasonable: Emotional validation promotes persistence among preschoolers ※ 저널: Developmental Science ※ DOI: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/desc.13523

    2024-05-08

  • 기계공학부 정형모 교수 연구팀, 고성능 수소 생산 전기화학 촉매 소재 개발
    기계공학부 정형모 교수 연구팀, 고성능 수소 생산 전기화학 촉매 소재 개발

    기계공학부 정형모 교수 연구팀, 고성능 수소 생산 전기화학 촉매 소재 개발 - 국제학술지 Applied Catalysis B: Environment and Energy 게재 - 상 및 결함 동시 제어를 통한 고성능 비귀금속 수소 생산 전기화학 촉매 소재 개발 ▲기계공학부 정형모 교수, 경북대 신소재공학과 이지훈 교수, 기계공학부 김문경 박사후연구원 기계공학부 정형모 교수 연구팀은 경북대학교 신소재공학과 이지훈 교수, 플로리다 A&M 대학교 물리학과 Shyam Kattel 교수 연구팀과의 공동 연구를 통해 소재의 상 및 결함 동시 제어 전기화학적 양이온 주입법을 통한 고성능 비귀금속 수소 생산 전기화학 촉매를 개발했다. 전기화학적 수소 생산 기술은 전기화학 촉매를 이용하여 고밀도의 에너지를 가지고 있는 차세대 에너지원인 수소를 온실가스 배출 없이 생산할 수 있는 기술로 에너지 및 환경 문제를 동시에 해결할 수 있는 차세대 미래 기술로 주목받고 있지만, 전기화학적 수소 생산 촉매의 낮은 활성도 및 수명 등 촉매 소재 성능의 한계와 한정적인 환경으로 인해, 백금과 같은 귀금속 촉매 소재의 활용으로 제한되어 실질적인 적용과 활용이 어려운 실정이다. 기계공학부 정형모 교수가 주도한 공동연구팀은 소재의 상 및 결함을 동시에 제어할 수 있는 전기화학적 양이온 주입법을 고안했다. 전기화학적 양이온 주입법은 기저면(Basal plane)의 화학적 안정성으로 인해 전체적으로 촉매 활성에 한계를 보이는 2차원 층상 구조에 매우 유효한 것으로 밝혀졌다. 연구팀은 이황화몰리브데넘(MoS2)에 해당 방법을 적용하여 기저면에 외인성 공공결함 형성을 통해 촉매 활성을 높일 수 있을 뿐만 아니라 반도체성 2H 상을 금속성 1T 상으로 상전이를 함으로써 에너지 효율적인 수전해 공정이 가능함을 체계적으로 밝힐 수 있었다. 뿐만 아니라 이 방법은 소재 자체의 내인성 외인성 성능향상 요소를 동시에 이끌어내기 때문에 물분해 pH 상황에 상관없이 높은 수소발생 효율을 가지는 촉매를 개발할 수 있어서, 기존 수전해 상용화에 큰 걸림돌인 수전해 환경을 대폭 완화하였다. 전기화학적 양이온 주입법의 양이온 주입량을 반응 전위차를 통해 정밀하고 연속적으로 제어하여 MoS2 격자 내 양이온 삽입에 의한 상전이 및 MoS2와 주입된 양이온 간 전환반응에 의해 결함이 형성되는 것을 확인하였으며, 따라서 공공 결함을 갖는 1T 상의 MoS2 촉매 소재 합성에 성공하였다. ▲ (좌) 전기화학적 양이온 주입법 기반 연속적 MoS2 소재 제어 과정 및 공공 결함을 갖는 1T MoS2 촉매의 수소 생산 모식도 (우) 전기화학적 양이온 주입법을 통한 MoS2 소재 제어 공정 및 단계적 표면 구조 분석 공공 결함을 갖는 1T 상 및 결함을 가지는 MoS2 수소 생산 촉매 소재는 다양한 pH 전해질 조건에서 높은 수소 생산 활성도와 낮은 과전압 (η10= 144, 212, 184 mV, 각각 pH= 0, 7, 14)을 보였으며, 100시간 동안 안정적으로 활성도가 유지되어 넓은 pH 범위에서 우수한 수소 생산 활성도 및 안정성을 갖는 전기화학적 수소 생산 촉매 소재를 개발하였다. (η10: 10 mA cm-2의 전류밀도를 얻기 위해 필요로 하는 과전압) 또한, 포항 가속기 연구소에서 수행한 실시간 X-선 흡수 미세구조 분석(X-ray Absorption Fine Structure) 및 밀도범함수 이론(Density Functional Theory) 계산을 통해 MoS2 수소 생산 촉매 소재가 1T 상 및 공공 결함을 가질 때, 수소 흡착 반응 및 물 해리 반응을 용이하게 하여 높은 수소 생산 활성도를 얻을 수 있음을 규명하였다. 기계공학부 정형모 교수는 “기존의 소재 제어법으로는 상과 결함을 동시 제어할 수 없는 한계가 있었으나, 본 연구의 접근법은 복합적인 제어 요소를 촉매 소재에 동시 적용하여 숨겨진 소재의 특성을 발현하는 방법을 새롭게 제시한다. 이러한 접근법은 고성능 그린 수소 생산 소재 설계뿐만 아니라, 향후 에너지 소재 설계 전반에 적용할 수 있기 때문에 파급력이 큰 연구로 확장할 수 있을 것이라 기대된다”라고 설명했다. 본 연구는 한국연구재단의 원천기술개발사업 미래기술연구실 과제(NRF-2022M3H4A1A04098822)와 우수신진연구 과제(NRF-2022R1C1C1004171)의 지원으로 수행되었으며 환경·에너지 분야 국제학술지 Applied Catalysis B: Environment and Energy(IF: 22.1, JCR 0.9%)에 4월 3일 온라인 게재되었고, 9월 5일 출판 예정이다. ※ 논문명:Enhancing electrocatalytic hydrogen evolution of MoS2 enabled by electrochemical cation implantation for simultaneous surface-defect and phase engineering ※ 저자명: 정형모 교수(교신저자), 김문경 박사후연구원(제1저자), 송병곤, 권순형, Wang Benzhi(공동저자) ○ 관련 언론보도 - 성균관대 "정형모 교수팀, 고성능 수소 생산 전기화학 촉매 소재 개발" <에듀동아, 2024.05.02.> - 성균관대 정형모 교수팀, 수소 생산 비귀금속 촉매 소재 개발 <아시아투데이, 2024.05.02.> - 성균관대, 고성능 수소 생산 전기화학 촉매 소재 개발 <대학저널, 2024.05.02.> - 성균관대 정형모 교수 연구팀 고성능 수소 생산 전기화학 촉매 소재 개발 <베리타스알파, 2024.05.02.> - 성균관대 정형모 교수팀, 고성능 수소 생산 전기화학 촉매 소재 개발 <이뉴스투데이, 2024.05.02.> - 성균관대 정형모 교수 연구팀, 고성능 수소 생산 전기화학 촉매 소재 개발 <뉴스티앤티, 2024.05.02.> - 정형모 성균관대 기계공학부 교수 연구팀, 고성능 수소 생산 전기화학 촉매 소재 개발 <스마트경제, 2024.05.02.> - 성균관대 정형모 교수 연구팀, 고성능 수소 생산 전기화학 촉매 소재 개발 <팝콘뉴스, 2024.05.02.>

    2024-05-02

  • 신소재공학부 원병묵 교수 연구팀, 성장기 새치 생성 유도하는 유전자 발견
    신소재공학부 원병묵 교수 연구팀, 성장기 새치 생성 유도하는 유전자 발견

    신소재공학부 원병묵 교수 연구팀, 성장기 새치 생성 유도하는 유전자 발견 - 성장기 새치 생성 유도에 관여하는 ‘식물 설탕 운송 막단백질’ ▲ (왼쪽부터) 소피아 브리토 박사(성균관대), 허효진 박사(아주대), 빈범호 교수(아주대), 원병묵 교수(성균관대) 인간은 누구나 나이가 들면 정도의 차이가 있지만 흰머리가 하나, 둘 늘어난다. 주요 원인으로 멜라닌 형성세포(Melanocyte)의 활성 감소와 노화에 따른 세포 사멸 등이 지목되고 있다. 하지만 어떤 사람은 유전적 요인으로 인해 상대적으로 젊은 시기부터 흰머리가 나기 시작하며 일부 사람들은 성장 과정 중에도 흰머리가 확인된다. 하지만 이러한 조기 새치 생성 원인은 전혀 알려진 바가 없으며 관련 유전자도 지금까지 보고된 바 없다. 신소재공학부 연성물질물리연구실(지도교수 원병묵 교수)의 박사후연구원 소피아 브리토 박사는 인간 유전체에서는 확인되었으나 그 기능이 알려지지 않았던 식물 설탕 운송 막단백질들에 관심을 가졌다. 연구팀은 아주대학교 생명과학대학 항노화 연구실(아주대 빈범호 교수), 허효진 박사와 공동 연구를 거듭한 끝에 우연히 성장기 새치 생성 유도에 관여함을 발견하였다. 동정된 Slc45a4 유전자는 식물에 널리 존재하는 설탕 운송 막단백질을 코딩(Coding) 하고 있다. 이 유전자가 결핍된 마우스는 태어나서 성장기에 들어서면 갑작스럽게 새치가 늘어난다. 하지만, 성장기가 끝난 시점에는 본래의 색깔의 털들도 대체된다. 이 독특한 현상은 Slc45a4 유전자가 결핍되면 배아 발달과정의 신경능선(Neural crest)에서 멜라닌모세포(Melanoblast)가 적절히 분열할 수 없어 성장기에 필요한 멜라닌 형성세포의 숫자가 부족하여 일어나는 일시적 현상으로 추정되고 있다. 그렇다면 어떻게 멜라닌 형성세포의 숫자가 부족하게 되었을까? 그리고, Slc45a4 유전자가 결핍되면 신경 발달에도 문제가 있지 않을까? 아직까지 그에 대한 명확한 매커니즘을 발견하지 못했지만, Slc45a4 유전자가 번역되어 만들어진 단백질이 과당을 운반할 수 있음이 시사되어 과당이 신경능선에서 에너지원으로 사용되어 신경유래 세포들의 분열을 돕고 있을 수 있다. 원병묵 교수는 “현재 뇌에 존재하는 두 개의 Slc45a 계열 유전자들을 제거한 마우스(실험용 쥐)가 제작되었고, 행동학적 이상 징후가 보여서 뇌에서 포도당 이외의 새로운 에너지원으로써 과당의 가능성이 대두되었다. 이를 함께 연구할 공동 연구를 진행할 곳을 찾고 있으며, 향후 이 난문이 해결되길 기대한다”고 밝혔다. 논문의 제1저자인 소피아 브리토 박사는 현재 피부과학과 연성물질물리를 접목한 새로운 연구 분야를 개척하고 있으며 피부노화 및 질환을 억제하거나 완화하기 위한 생체적합 물질을 개발하여 국제 특허를 출원하는 등 활발한 연구 활동을 이어가고 있다. 이번 연구는 한국연구재단이 지원하는 대학중점연구소사업의 지원을 받아 수행되었으며 연구결과는 피부과학 분야의 세계적인 학술지 ‘저널 오브 인베스티게이티브 더마톨로지(Journal of Investigative Dermatology)’에 지난 3월 게재되었다. ※ 저널: Journal of Investigative Dermatology (JCR 피부과학 상위 7.9% 저널) ※ 제목: The Slc45a4 Gene Regulates Pigmentation in a Manner Distinct from that of the OCA4 Gene Slc45a2 ※ DOI: https://doi.org/10.1016/j.jid.2023.08.027 ※ 제1저자: 소피아 브리토(Sofia Brito) 박사 ※ 지도교수: 원병묵 교수 ○ 관련 언론보도 - 어린데도 새치 나는 이유, ‘유전자 결핍’ 때문이었다 <조선비즈, 2024.04.18> - 성장기 새치 생성 이유는? 흰머리 생성 관여 유전자 찾아 <이데일리, 2024.04.18> - 성균관대 원병묵 교수 연구팀, 성장기 새치 생성 유도하는 유전자 발견 <뉴스1, 2024.04.18> - 성균관대, 성장기 새치 생성 유도 유전자 발견 <대학저널, 2024.04.18> - 성균관대 원병묵 교수 연구팀, 성장기 새치 생성 유도하는 유전자 발견 <한국대학신문, 2024.04.18> - 성균관대 원병묵 교수 연구팀, 성장기 새치 생성 유도하는 유전자 발견 <교수신문, 2024.04.18> - 성균관대 원병묵 교수팀, 성장기 새치 생성 유도하는 유전자 발견 <이뉴스투데이, 2024.04.18> - 성균관대 원병묵 교수 연구팀 성장기 새치 생성 유도하는 유전자 발견 <베리타스알파, 2024.04.18> - 성균관대 원병묵 교수 연구팀, 청소년 새치 원인 유전자 밝혀내 <아시아투데이, 2024.04.18> - 성균관대 원병묵 교수 연구팀, 성장기 새치 생성 유도하는 유전자 발견 <뉴스티앤티, 2024.04.18> - 나이 어린데 새치 왜 날까? 국내 연구진 비밀 밝혀 <조세일보,2024.04.18> - 원병묵 교수 연구팀, 성장기 새치 생성 유도하는 유전자 발견 - 원병묵 성균관대 신소재공학부 교수 연구팀, 성장기 새치 생성 유도하는 유전자 발견 <스마트경제, 2024.04.18> - 성균관대 원병묵 교수 연구팀, 성장기 새치 생성 유도 유전자 발견 <팝콘뉴스, 2024.04.18>

    2024-04-18

  • SAINT 강보석 교수 공동연구팀, 고분자 열전소재 획기적 성능 향상 전략 제시
    SAINT 강보석 교수 공동연구팀, 고분자 열전소재 획기적 성능 향상 전략 제시

    SAINT 강보석 교수 공동연구팀, 고분자 열전소재 획기적 성능 향상 전략 제시 - 고성능 유기 열전소재 구현을 위한 고분자 반도체 소재 기술 개발 - 재료·환경 분야 권위지 에코맷(EcoMat) 4월호 표지논문으로 선정 ▲ (왼쪽부터) 성균관대 강보석 교수, 김준기 교수, 김회민 박사과정생, 경상대 김윤희 교수, 가천대 이한솔 교수 열전발전은 소재의 온도 차로부터 전력을 생산하는 발전방식으로 버려지는 열에너지를 재활용할 수 있는 청정 발전방식이다. 열전발전을 위한 소재 중 고분자 반도체 기반의 열전소재는 기존 무기물 기반 열전소재와 달리 기계적 유연성과 낮은 열전도도 등 높은 열전성능 달성에 유리한 이점을 가지고 있다. 그러나 대부분의 고분자 반도체 기반 열전소재가 높은 성능을 보고하는 경우는 드문데, 이는 고분자 반도체의 낮은 전기 전도도 때문이다. 최근에는 이러한 한계를 극복하기 위해 고분자 반도체의 화학적 도핑을 통해 고분자 반도체의 전기 전도도를 향상함으로써 열전성능을 개선하는 연구가 학계에서 활발히 보고되고 있다. 하지만 고분자 반도체는 소재에 따라 효과적인 도핑이 가능한 도판트(dopant)*의 종류가 달라지며, 도핑이 전혀 불가능한 고분자-도판트 쌍도 존재한다. 지금까지 수많은 고분자 반도체와 도판트 소재가 연구되어 왔지만, 고분자 반도체의 분자구조에 따른 도핑 효율의 민감한 변화의 원인에 대해서는 여전히 충분한 이해가 부족한 실정이다. * 도판트(dopant): 반도체 소재의 전기적 또는 광학적 특성을 변경하기 위해 첨가되는 물질. 도판트가 반도체 소재에 첨가되면 소재의 전하 농도가 증가하여 전기 전도도가 향상될 수 있음. 성균나노과학기술원(SAINT) 강보석 교수와 김준기 교수, 경상대 김윤희 교수, 가천대 이한솔 교수 공동연구팀은 도핑 효율과 열전성능을 획기적으로 향상할 수 있는 새로운 고분자 반도체 소재 기술을 개발하고 그 원리를 규명하는 데 성공했다. 공동연구팀은 고분자 반도체의 주사슬에 메톡시(methoxy)* 기의 도입을 통해 규칙적으로 배열된 고분자들의 분자 간 거리를 확장하였다. 고분자 반도체의 도핑은 도판트가 고분자 주사슬에 근접할 때 일어날 수 있는데, 이러한 분자 간 거리 확장은 고분자 주사슬 사이사이에 도판트가 침투할 수 있는 충분한 물리적 공간을 제공하여 도핑 효율을 크게 향상시켰다. 연구팀은 해당 소재 기술을 통해 고분자 반도체 열전소재의 파워팩터(power factor)**를 20% 이상 향상했으며, 심지어 메톡시 기 부재 시 도핑이 불가하던 고분자-도판트 쌍이 메톡시 기 도입 후에는 효과적인 도핑이 가능한 쌍으로 전환될 수 있음을 보였다. * 메톡시(methoxy): 화학식–O–CH3를 가지는, 메틸기에 산소 원자가 결합된 작용기. ** 파워팩터(power factor): 소재의 열전성능을 가늠할 수 있는 성능 지표 중 하나로, 파워팩터가 클수록 우수한 열전성능을 나타냄. 파워팩터는 소재의 전기 전도도에 비례함. ▲ 고성능 유기 열전소재 구현을 위한 고분자 반도체 소재 기술 강보석 교수는 “반도체의 분자구조와 도핑 특성 간 상관관계를 이해하고 소재의 도핑효율 및 열전성능을 획기적으로 향상할 수 있는 분자 디자인 전략을 확립할 수 있었다”며 “다양한 고분자 반도체 소재에 적용하여 효과적인 고분자-도판트 쌍을 위한 폭넓은 선택지를 제공할 수 있다는 점에서 학술적·산업적인 가치가 높다”고 연구의의를 설명했다. 이번 논문은 가천대 이한솔 교수가 제1저자(공동 제1저자: 김회민 성균관대 석박통합과정, Landep Ayuningtias 경상대 박사과정)로 참여했으며, 성균관대 강보석 교수, 김준기 교수와 경상대 김윤희 교수가 공동 교신저자로 참여했다. 본 연구는 과학기술정보통신부의 지원으로 수행됐으며, 재료·환경 분야 권위지 ‘에코멧(EcoMat)’에 4월호 표지논문으로 선정되었다. ※ 논문명: From Non-doped to Dopable: The Impact of Methoxy Functionalization on Doping and Thermoelectric Properties of Conjugated Polymers ※ DOI: https://doi.org/10.1002/eom2.12442

    2024-04-17

  • 우리 대학 연구팀, 유전자 치료-면역 치료 융합한 차세대 듀얼(dual) 항암치료제 개발
    유전자 치료-면역 치료 융합한 차세대 듀얼(dual) 항암치료제 개발

    유전자 치료-면역 치료 융합한 차세대 듀얼(dual) 항암치료제 개발 - 암세포 사멸 유도 유전자와 종양 억제 효능 높이는 융합형 듀얼 항암 나노입자 - 난치성 암 정복 위한 신개념 치료제 개발의 새로운 길 열려 ▲(왼쪽부터) 박우람 교수(융합생명공학과), 박천권 교수(글로벌바이오메디컬공학과), 신하은 박사(융합생명공학과) 융합생명공학과 박우람 교수와 글로벌바이오메디컬공학과 박천권 교수 연구팀이 새로운 방식의 암 치료제를 개발했다. 연구팀은 기존 암 유전자 치료의 낮은 치료 효능을 극복하기 위해 두 가지 기능을 가진 융합형 나노입자를 설계하였다. 이 듀얼(dual) 기능성 나노입자는 세포 종류에 따라 각각 다르게 작용한다. 암세포에는 세포 사멸 유전자를 전달하여 직접적인 암세포 사멸을 유도하고 면역세포에는 암세포에 대한 공격 능력을 강화하는 작용을 한다. 이러한 새로운 접근 방식을 통해 연구팀은 기존 암 유전자 치료의 한계를 극복하고 종양 억제 효과를 크게 향상시킬 수 있었다고 전했다. 암세포와 달리 면역세포는 유전자 전달이 쉽지 않은데 특히 자연살해세포와 T세포 같은 효과세포에 유전자를 전달하기 위해 바이러스를 이용한 방법이 주로 사용되었다. 그러나 최근 바이러스를 이용한 유전자 전달 과정에서 면역시스템 과활성화로 인한 부작용이 보고되면서 안전한 생체 적합성 전달체 개발의 중요성이 대두되었다. 한편, 코로나19 백신 플랫폼으로 활용된 지질나노입자(Lipid Nanoparticle, LNP)*는 지질과 유전자로만 이루어진 생체 적합성 전달체로 알려져 있다. 지질나노입자는 매우 안전하고 효과적인 유전자 전달 방식으로 주목받고 있지만 면역세포에 대한 유전자 전달 효율이 낮다는 한계점이 있었다. * 지질나노입자: 지질로 구성된 나노 크기의 입자로, 유전물질이나 약물을 세포 내로 전달하는 데 사용되는 운반체. 생체 적합성이 높고 안정성이 우수하여 유전자 및 약물 전달에 널리 활용됨 박우람, 박천권 교수 연구팀은 지질나노입자에 세포사멸 유전자를 탑재하고 표면에 염증성 대식세포막을 코팅한 새로운 유전자 전달 나노 플랫폼을 개발하였다. 이 플랫폼은 면역세포에 대한 유전자 전달 효율을 높이면서도 암세포 사멸을 유도할 수 있도록 설계되었다. 특히, 세포사멸 유전자의 선택적 전달과 대식세포막의 종양 내 잔류시간 연장 및 사이토카인 함유로 인한 면역환경 활성화 효과를 확인하였다. 이 나노 플랫폼은 유전자치료와 면역치료의 이중 기능을 발휘하는 혁신적인 항암치료제로 검증되었다. 두 교수는 공동 연구팀을 꾸려 난치성 질환 치료제 개발을 위해 생체재료를 활용한 혁신적인 융합 연구를 진행하고 있다. 특히 항암면역치료에 주목하여 종양미세환경의 면역억제 상태를 면역활성 상태로 전환시키는 차세대 치료법 개발에 매진하고 있다. 연구팀은 자연살해세포, 호중구, 대식세포, T세포 등 다양한 면역세포를 조율하는 연구를 통해 면역체계의 항암 활성을 효과적으로 높이고 난치성 암을 극복할 수 있는 새로운 치료 전략을 지속적으로 개발할 계획이다. 이번 연구결과는 약학 분야의 권위 있는 학술지 ‘액타 파마슈티카 시니카 B’(IF: 14.5, JCR 상위 1.62%)에 3월 7일 온라인 게재되었으며 향후 난치성 질환 치료제 개발 분야에서 중요한 이정표가 될 것으로 기대된다. ※ 논문제목: M1-polarized Macrophage-derived Cellular Nanovesicle-coated Lipid Nanoparticles for Enhanced Cancer Treatment through Hybridization of Gene Therapy and Cancer Immunotherapy ※ 저널: Acta Pharmaceutica Sinica B ※ 저자정보: 제1저자: 신하은 박사(융합생명공학과), 교신저자: 박우람 교수(융합생명공학과), 박천권 교수(글로벌바이오메디컬공학과)

    2024-04-16

  • 생명물리학과 연구팀, ▼신경퇴행성 질환의 인체 유사 모델링 논문들을 ▼총망라한 리뷰 논문 발표
    생명물리학과 연구팀, 신경퇴행성 질환의 인체 유사 모델링 논문 총망라한 리뷰 논문 발표

    생명물리학과 연구팀, 신경퇴행성 질환의 인체 유사 모델링 논문들을 총망라한 리뷰 논문 발표 생명물리학과 허채정 박사 연구팀은 신경퇴행성 질환의 생체 유사 환경을 제공하는 고급 체외 모델의 최근 발전상을 자세히 살펴볼 수 있는 리뷰 논문을 네이쳐 커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 발표했다. 전 세계적으로 알츠하이머병, 파킨슨병, 헌팅턴병, 근위축성 측삭경화증 등 신경퇴행성 질환의 유병률이 증가하며 개개인의 노후를 위협하고 있다. 질병 메커니즘과 과학 기술이 상당히 발전했음에도 불구하고 신경퇴행성 질환들은 장기간에 걸쳐 서서히 진행되고 여러 요인이 복합적으로 작용해 발병한다는 특성 때문에 조기 진단과 효과적인 치료법의 개발은 여전히 어려운 실정이다. 이 문제를 해결하기 위해 환자와 같은 병리학적 환경을 적용한 고도화된 체외 모델 시스템이 기존 동물 기반 모델을 뛰어넘는 중요한 대안으로 부상하고 있다. 미세유체칩 또는 오가노이드-온-칩은 신경퇴행성 질환과 관련된 별개의 뇌 영역의 중요한 요소들를 실험적으로 재현함으로써 동물시험대체법에 대응할 기회를 제공하고 있다. 이러한 소형화된 생체 병리 시스템은 질병 병인 연구, 신약 독성 및 유효성 스크리닝 및 치료법 개발 목적에 사용될 수 있다. 본 논문은 다양한 배경을 가진 학생, 연구자, 일반 독자들을 위한 퇴행성 신경병리학 및 미세유체학의 실용적인 응용에 대한 균형 잡힌 정보들이 총망라된 훌륭한 자료가 될 수 있다고 연구팀은 밝혔다. 또한 본 리뷰 논문을 통해 제약 산업에서 미세유체 칩 및 오가노이드 온 칩의 적용에 대한 현재의 진행 및 과제에 대한 논의를 파악할 수 있다. 생명물리학과 허채정 수석연구원은 “인간의 복잡한 퇴행성 뇌질환을 연구하는 연구자들에게 신경병리적 환경을 인체 유사 모델링 방식으로 흥미롭게 구현한 다양한 고급 체외 모델을 사용할 수 있도록 영감을 줄 수 있다.”고 말했다. 본 논문은 네이쳐 커뮤니케이션즈 저널에서는 국내 연구자 중 2번째로 출간이 된 리뷰논문으로 신약 개발 및 동물대체시험법에 대응하는 최신 체외모델링의 중요성을 이야기했다고 평가받고 있다. 최근까지 보고된 퇴행성 뇌질환의 병리학적 기전과 최신 체외모델 칩에 대한 논문들을 총망라한 본 리뷰 논문은 미세유체칩 분야 석학인 양자생명물리과학원장인 Luke P. Lee 교수(하버드 의대)가 공동 교신저자로, 충남의대 신경과 오응석 교수 및 을지의대 우란숙 교수, 우리 대학 의학과 김경규 교수등이 참여하였다. 연구팀의 이번 연구결과는 HK Lee Foundation와 Institute for Basic Science of Korea(IBS-R011-D1) 재단의 지원으로 수행되었으며 국제학술지 네이처커뮤니케이션즈(Nature Communications)에 3월 12일에 게재되었다. ※ 논문명: Neuropathogenesis-on-chips for neurodegenerative diseases ※ 저자명: 허채정, Luke P.Lee(교신저자), Sarnai Amartumur(제1저자), Huong Nguyen, Thuy Huynh, Testaverde S. Kim, Ran-Sook Woo, Eungseok Oh, Kyeong Kyu Kim(공동저자)

    2024-04-11

  • 글로벌바이오메디컬공학과 우충완 교수 연구팀, 뇌 영상으로생각의 정서 예측하는 모델 개발
    글로벌바이오메디컬공학과 우충완 교수 연구팀, 뇌 영상으로생각의 정서 예측하는 모델 개발

    글로벌바이오메디컬공학과 우충완 교수 연구팀, 뇌 영상으로생각의 정서 예측하는 모델 개발 - fMRI 기반 머신러닝으로 자유롭게 흘러가는 생각에 담긴 감정 디코딩 ▲ 김홍지 박사과정생(왼쪽)과 우충완 교수(오른쪽) 우리의 뇌는 한순간도 쉬지 않고 활동하며 이러한 뇌의 활동은 우리에게 “생각”으로 경험된다. 우리의 생각은 과거에서 미래로, 한 가지 개념에서 또 다른 개념으로 계속해서 이동한다. 자연스러운 생각의 흐름은 무작위적인 생각의 편린처럼 느껴질지 몰라도, 사실 대부분 감정이 담겨있고 자기 자신과 관련되어 있거나, 내적 욕구와 목표 등을 반영할 때가 많다. 그래서 생각의 흐름에 담긴 내용과 감정 상태는 개인의 성격 및 인지 특성, 정신 건강 등을 알려주는 중요한 지표가 될 수 있다. 하지만 생각의 흐름은 의식의 제약 없이 자발적으로 발생하기 때문에 사람들에게 지금 무슨 생각을 하는지 물어보는 것만으로도 생각의 내용을 바꿀 수 있어 연구하는 데 어려움이 있다. 글로벌바이오메디컬공학과/IBS 뇌과학이미징연구단 우충완 교수 연구팀은 미국 다트머스대학 에밀리 핀 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 뇌 활동 패턴에서 직접 생각의 내용과 감정을 읽어내는 모델을 개발했다. 이 예측 모델은 fMRI 데이터와 기계학습 알고리즘을 이용하여 개발되었으며, 생각의 두 가지 주요 축인 ‘자기관련도’와 ‘긍·부정 정서’를 예측한다. 연구팀은 참가자들과의 일대일 인터뷰를 통해 다양한 내용과 감정이 담긴 개인 맞춤형 이야기 자극을 만들었다. 이후 참가자들이 MRI 기기 안에서 자신의 이야기를 읽는 동안의 뇌 활동 패턴을 바탕으로 매 순간의 자기 관련도와 긍·부정 정서를 예측할 수 있는 모델을 만들었다. 이 예측 모델은 이야기를 읽는 동안 참가자들의 생각을 이 두 가지 축 상에서 성공적으로 디코딩했을 뿐만 아니라, 추가로 테스트한 199명의 자연스러운 생각의 흐름도 성공적으로 예측했다. ▲ 자기관련도와 긍·부정 정서를 예측하는 모델에서 중요한 영역과 네트워크들 이번 연구를 이끈 성균관대 우충완 교수는 “많은 연구진이 뇌에서 생각을 디코딩하기 위해 시도하고 있지만 그 안에 담긴 내밀한 감정을 읽어내려는 연구를 진행한 그룹은 거의 없었다”며 “인간의 감정을 오랫동안 연구해온 우리 연구팀은 자발적인 생각의 흐름 속에 담긴 감정을 읽어냄으로써 정신 건강에 도움이 되는 정보를 얻고자 한다.”고 말했다. 제1저자인 글로벌바이오메디컬공학과 김홍지 박사과정생은 “본 예측 모델은 이야기를 읽는 동안의 데이터로 개발되었음에도 불구하고 아무 과제 없이 자유롭게 생각할 때의 정서 상태도 해독 가능하다는 점에서 중요한 의미를 가진다”며 “생각과 감정의 개인차를 이해하고 정신 건강을 평가하는 데에 도움이 될 것으로 기대한다.”고 하였다. 연구팀의 이번 연구는 기초과학연구원(IBS-R015-D1), 한국연구재단이 지원하는 초융합 AI원천기술개발사업(2021M3E5D2A0102251515)의 지원을 받아 수행되었다. 이번 연구는 세계적인 학술지인 미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences, PNAS, IF 11.1)에 3월 28일 게재됐다. ※ 논문제목: Brain decoding of spontaneous thought: Predictive modeling of self-relevance and valence using personal narratives ※ DOI: https://doi.org/10.1073/pnas.2401959121; published: 28 March 2024

    2024-04-08