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최시영 교수, 물리적 힘을 이용해 안정화된 에멀전 개발
우리 대학 생명화학공학과 최시영 교수 연구팀이 디플리션 힘이라고 불리는 물리적인 힘을 이용해 새로운 방식의 안정적인 에멀젼을 제작하는 데 성공했다. 생명화학공학과 연구조교수인 김규한 박사가 1저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 2월 1일자 온라인 판에 게재됐다. 특히 이 연구는 우리 대학 의 ‘학부생 연구 참여 프로그램(URP : Undergraduate research program)’을 통해 학부생인 김수빈 학생이 2저자로 참여해 의미를 더했다. 우리가 흔히 화장품 종류로 알고 있는 에멀전은 물속에 기름방울들이(또는 기름 속에 물방울이) 안정적으로 분산된 구조를 뜻한다. 그리고 피커링 에멀전은 계면활성제 대신 고체 입자를 사용해 안정화된 에멀전을 뜻한다. 일반적으로 물과 기름은 섞이지 않는다고 알려져 있지만 지금까지는 적정량의 계면활성제를 넣고 물과 기름을 섞어 적절히 분산시켰다. 이를 통해 에멀전을 제작했고 이는 마요네즈, 선크림, 로션 등 산업 전반에 유용하게 사용되고 있다. 그러나 지금까지 피커링 에멀전은 고체 입자 표면에 화학적인 처리를 통해 흡착력을 증대시켜 안정화하는 방식을 택했다. 이는 처리과정이 복잡하고 적용 범위가 매우 좁아 유용하게 사용되지 못했다. 연구팀은 피커링 에멀전의 표면을 화학적으로 처리하는 대신 수나노미터 크기의 작은 고분자 입자를 더 큰 고체 입자(수십 나노미터에서 수 마이크로미터 수준)와 함께 섞었다. 이를 통해 디플리션 힘(depletion force)을 유발했고 물리적인 힘을 통해 에멀전을 안정화시키는 데 성공했다. 디플리션 힘이란 많은 수의 작은 입자들이 자신들의 자유로운 공간을 많이 확보하기 위해 다른 큰 입자들을 뭉치게 만드는 힘을 뜻한다. 크기가 큰 입자끼리 서로 끌림을 유도하는 것이다. 그동안 디플리션 힘은 고체와 고체 입자끼리만 적용됐다. 그러나 연구팀은 작은 입자로 고분자, 큰 입자로 고체 입자와 기름방울을 사용해 고체와 액체 사이에서도 디플리션 힘이 적용됨을 증명했다. 작은 입자 크기 역할을 하는 고분자를 삽입함으로써 친수성을 갖는 고체 입자가 기름방울 표면에 흡착되는 것을 향상시켰고, 입자 표면으로부터 분리되는 것을 방지해 안정적인 상태를 유지할 수 있었다. 연구팀은 안정적인 고내부상 피커링 에멀전을 통해 다양한 종류의 다공성 고분자 물질을 쉽게 제작할 수 있음을 확인했다. 이 다공성 고분자는 넓은 표면적을 이용해 분리막이나 조직공학, 약물 전달체 및 센서 등에 적용 가능할 것으로 기대된다. 1저자인 김규한 연구교수는 “그동안 고체 콜로이드 입자들 사이에서만 이용되던 디플리션 힘을 고체 입자와 액체 방울 사이에서 구현한 첫 번째 예로서 그 학술적인 의미가 있다”고 말했다. 최 교수는 “학술적 의미를 넘어 산업 및 국가 경쟁력에 기여할 수 있는 기술이다”며 “화학적인 힘이 아닌 물리적 힘을 이용해 안정적인 에멀젼을 형성하기 때문에 고체 입자와 고분자 종류에 관계없이 사용 가능하고, 특수 목적에 맞는 맞춤형 다공성 물질 제작이 가능하다”고 말했다. 이번 연구는 한국연구재단 이공분야 기초연구사업 (대통령 post-doc. 펠로우십, 리서치 펠로우십, 중견연구자 지원사업)의 지원을 받아 수행됐다. □ 그림 설명 그림1. 이번 기술을 통해 제작한 다공성 고분자 구조체의 내부 사진들 그림2. 고내부상 피커링 에멀젼의 유변학적 특성 측정 및 시스템의 가공성을 보여주는 사진 그림3. 안정한 피커링 에멀젼 시스템을 나타내는 사진들
2017.02.07
조회수 14453
올해의 KAIST인 상, 화학과 박희성 교수
〈 박 희 성 교수 〉 우리 대학은 2016년 올해의 KAIST인 상에 화학과 박희성(46) 교수를 선정하고 2일 오전 10시 교내 대강당에서 열리는 2017년도 시무식에서 시상했다. 16회째를 맞는 올해의 KAIST인 상은 한 해 동안 국내외에서 KAIST 발전을 위해 노력하고 교육, 연구 실적이 탁월한 인물에게 수여한다. 수상자인 박희성 교수는 암과 치매 등 각종 질병을 유발하는 것으로 알려진 단백질의 비정상적인 변형을 재현할 수 있는 맞춤형 단백질 변형 기술을 개발해 KAIST의 위상을 높인 공을 인정받았다. 박 교수는 지난 2011년 암을 일으키는 원인으로 알려진 비정상적인 단백질 인산화를 조절하는 기술을 개발해 저명 학술지인 ‘사이언스(Science)’지에 논문을 발표했다. 이후 박 교수는 선행 연구를 발전시켜 인산화 이외 200여 종의 다양한 단백질 변형을 구현할 수 있는 기술을 개발하는데 성공해 지난 9월 사이언스(Science)지에 논문을 발표했다. 박 교수의 맞춤형 단백질 변형 기술은 암을 포함한 각종 질병의 직접적인 원인을 밝히는데 유용하게 쓰일 것으로 기대된다. 또한 향후 표적항암제 개발 등 글로벌 신약개발 연구에 새로운 방향을 제시할 것으로 예상된다. 박 교수는 “KAIST를 대표하는 상을 수상하게 돼 커다란 영광이며 동시에 무거운 책임감을 느낀다” 며 “KAIST가 명실상부한 세계 최고의 교육 연구기관이 되는데 보탬이 되도록 최선을 다해 노력하겠다”고 말했다.
2017.01.02
조회수 10829
박희성, 이희윤 교수, 암, 치매 유발하는 '변형 단백질' 생산기술 개발
우리 대학 화학과 박희성 교수, 이희윤 교수 공동 연구팀이 암과 치매 등 각종 질병을 유발 원인으로 알려진 단백질의 비정상적인변형을 구현할 수 있는 맞춤형 단백질 변형기술을 개발했다. 양애린 박사가 1저자로 참여한 이번 연구 결과는 ‘사이언스(Science)’ 9월 29일자 온라인 판에 게재됐고 '가장 중요한 논문(First Release)'에 선정됐다.(논문명 : A chemical biology route to site-specific authentic protein modifications) 신체의 기본 단위인 세포는 2만여 종의 유전자를 가지고 있다. 여기서 만들어지는 단백질의 종류는 100만 종 이상으로 추정된다. 이는 단백질이 만들어진 후 다양한 단백질 변형(post-translational modification) 현상이 일어나기 때문이다. 이러한 단백질 변형의 원인으로는 인산화, 당화, 아세틸화, 메틸화 등 200여 종이 알려져 있으며, 정상적으로 변형된 단백질들은 생체 내에서 세포 신호 전달, 성장 등 정상적인 신진대사 활동에 중요한 역할을 한다. 그러나 유전적, 환경적 요인으로 인해 비정상적 단백질 변형이 일어나면 세포의 대사활동과 신호전달이 손상돼 세포의 무한 분열을 초래하기도 한다. 각종 암은 물론 치매를 일으키는 퇴행성신경질환 및 당뇨를 포함한 각종 만성질환을 유발한다. 이전에는 이러한 비정상적인 단백질 변형을 구현한 맞춤형 변형 단백질 개발기술이 존재하지 않아 각종 질병의 원인 규명과 맞춤형 신약 개발 연구에 많은 어려움이 있었다. 연구팀은 2011년 암을 일으키는 직접적인 원인으로 알려진 비정상적인 단백질 번역 후 인산화를 구현하기 위한 맞춤형 인산화 변형 단백질 생산기술을 개발해 사이언스지에 논문을 발표했었다. 이번 연구는 지난 2011년의 선행연구 결과를 더욱 발전시켜 인산화 이외에 당화, 아세틸화 등과 같은 다른 200여종의 단백질 변형을 직접 구현해 원하는 변형 단백질을 합성할 수 있는 기술이다. 박 교수는 “이 기술을 활용하면 원하는 위치에서 원하는 종류의 맞춤형 변형 단백질 생산이 가능해져 암과 치매 등 단백질 변형으로 인해 발생하는 질병의 직접적인 원인을 밝힐 수 있다”며 “신약 및 치료제 개발 속도를 높이고 발생할 수 있는 부작용을 최소화할 수 있는 획기적인 기술이다”고 말했다. 이번 연구는 글로벌프론티어 사업의 지원을 받아 수행됐다. □ 그림 설명 그림1. 맞춤형 단백질 변형 기술 개발 그림2. 맞춤형 단백질 변형 기술의 활용
2016.10.03
조회수 9352
난소암환자의 보다 정확한 생존기간 예측 가능해져
- “개인 맞춤형 의약품 개발에 핵심 기술이 될 것” - 난소암환자의 생존기간 예측이 한층 더 정확해진다! 우리 학교 바이오 및 뇌공학과 이도헌 교수 연구팀이 난소암환자의 선천적 유전특징과 후천적 유전자 발현특성이 복합적으로 영향을 미친다는 결과를 이용해 암환자의 생존기간을 보다 정확하게 예측하는 기술을 개발했다. 이번 연구 결과는 개인맞춤형 의약품개발에 핵심기술이 될 전망이다. 기존의 난소암환자 생존기간 예측을 위해 특이 유전자형과 유전자 발현 특성을 각각 찾는 데 초점을 맞추고 있었다. 그러나 암과 같이 개인의 유전적 특성과 후천적 요인에 따른 유전자 발현 패턴이 복합적으로 작용하는 복합질환의 치료효과와 생존기간을 예측하기에는 역부족이었다. 연구팀은 생물정보학(Bioinformatics) 기술 중 하나인 상호연관 네트워크 모델링을 이용해 개인별 유전자의 특징과 발현특성을 분석했다. 이를 생존기간의 인자로 사용해 난소암환자 생존기간 예측의 정확도를 13% 이상 높일 수 있었다. 또한, 항암치료 후 결과의 개인차를 유발하는 유전적 특성과 유전자 발현패턴의 상호작용모델을 제시함으로써 개인차에 의한 항암 치료 생존기간의 예측이 가능해졌다. 이도헌 교수는 “최근 전 세계적으로 차세대 유전자 연구와 개인 맞춤형 치료제 개발이 본격화되고 있는 시기”라며 “이번 연구 결과는 난소암 환자의 생존기간 예측 및 개인별 특성에 따른 맞춤형 치료의 기반이 될 것이다”라고 말했다. KAIST 바이오 및 뇌공학과 이도헌 교수, 백효정 박사과정 학생, 김준호 박사과정 학생, 하버드대 이은정 박사, 삼성SDS 박인호 박사가 공동으로 실시한 이번 연구는 세계적 학술지인 ‘지노믹스(Genomics)’지 6월호 표지 논문으로 선정됐다.
2011.06.28
조회수 14755
원광연 칼럼 맞춤형 IT기술과 삶의 질
원광연 문화기술대학원 교수가 세계일보 2011년 1월 27일(목)자 칼럼을 실었다. 제목: [사이언스 리뷰] 맞춤형 IT기술과 삶의 질 신문: 세계일보 저자: 원광연 문화과학기술대학원 교수 일시: 2011년 1월 27일(목) 기사보기: [사이언스 리뷰] 맞춤형 IT기술과 삶의 질
2011.01.27
조회수 9381
부품소재 CEO 과정 및 ITTP 과정 졸업생, KAIST-ICC 발전을 위한 발전기금 기부
(구)한국정보통신대학교(ICU)와의 통합으로 새롭게 탄생한 IT융합캠퍼스인 KAIST ICC(IT Convergence Campus)의 특별교육과정 학생들이 KAIST ICC가 세계 최고의 대학으로 발전하기를 기원하는 의미에서 발전기금을 기부하여 훈훈한 화제가 되고 있다. 8월 20일(목)에는 서울 도곡동캠퍼스에서 제5기 부품소재 CEO 과정(책임교수: 이의훈) 졸업생 48명이 10,000,000원을 기부했으며, 8월 21일(금)에는 대전 문지캠퍼스에서 제4기 글로벌IT전문가과정(ITTP, 책임교수: 노재정) 졸업생 6명이 60만원을 기부했다. 양일간의 행사에는 강민호 ICC 부총장을 비롯하여 특별교육과정생 및 교육 관계자 등이 참석했다. 이 행사에서 강민호 ICC 부총장은 "이러한 기부를 바탕으로 KAIST ICC가 Global IT 리더를 양성하고, IT기반 융합분야에서 세계 최고가 되기 위해 노력할 것"이라며 감사의 뜻을 표하였다. ▶ 부품소재 CEO 과정 - 부품소재 CEO 과정의 교육목표는 우리나라 부품․소재 산업을 이끌어갈 글로벌 CEO를 양성하고, 국내외 제반여건변화와 21세기 부품·소재 기업 경영조류에 맞는 교육과정을 제공하는 것이다. 교육과정은 경영전략 및 기업가 정신 R&D 생산관리, 마케팅, 재무회계, 정보화 등 부품·소재 기업에 특화된 다양한 주제로 구성되어 있다. 또한, 다양한 친교 활동과 해외 연수프로그램을 준비하여 교육간 네트워크 구성과 해외 현장을 직접 체험토록 하고 있다. ▶ 글로벌 IT기술 전문가과정 (ITTP) - 글로벌 IT기술 전문가과정(ITTP)은 IT성장잠재력이 우수한 신흥전략국가의 정보통신 공무원 및 IT전문가들을 대상으로 우리나라의 IT 기술 및 사업화 전략을 교육하여 Global IT기술 전문가로 육성하기 위하여, (구)정보통신부의 지원으로 2006년 봄 학기 첫 문을 연 석/박사 학위과정이다. 과정 학생들은 교육기간 내 수업료, 체재비, 항공료 등의 충분한 재정적 지원을 받게 되며, 기존의 정규과정 외에 한국어, 한국 문화와 역사 등 ITTP만을 위한 특성화·차별화된 맞춤형 교육을 받게 된다. 또한 한국 기업에서의 인턴 프로그램 및 국내 IT 전문가들과의 세미나 과목 등을 통하여 한국의 IT 전문가들과 인적 네트워크를 형성하여 한국 IT 산업의 지속적인 발전에 기여하고 있다.
2009.08.31
조회수 16121
KAIST, LG화학과‘맞춤형 석.박사 과정’개설
- 고분자 정보전자소재분야‘맞춤형 핵심 인재’공동 육성 - LG화학에서 등록금, 연구보조금 등 연간 6억원씩 총 6년간 지원 - 취업 준비생에 맞춤형 취업 기회 제공 - 대학 기업간 상생프로그램으로 활성화 기대 KAIST가 이공계 활성화 및 고분자 정보전자소재분야 전문기술인력 양성을 위해 LG화학(대표 盧岐鎬)과 연계하여 "고분자 정보전자소재 맞춤형 석·박사 교육과정"을 개설.운영한다. KAIST와 LG화학은 6일(화) 장순흥 KAIST 부총장과 유진녕 LG화학기술연구원장 등 관계자 100여명이 참석한 가운데 KAIST에서 "맞춤형 석·박사 교육과정 개설" 협약식을 가졌다. KAIST는 미래 승부사업으로 육성중인 정보전자소재 사업의 세계적 경쟁력 확보를 위해서는 원천기술 개발에 필요한 인력 양성이 가장 시급하다고 판단, 이번 프로그램을 운영하게 됐다고 밝혔다. 이에 따라 KAIST는 화학과, 생명화학공학과, 신소재공학과의 석사 및 박사과정 학생을 6년간 총 34명(석사 25명, 박사 9명) 선발하게 되며, LG화학은 선발된 학생들에게 등록금 및 학비보조금 외에도 연구보조금 등 매년 6억원 이상을 지원할 계획이다. 이렇게 선발된 학생들은 고분자 정보전자소재 분야의 핵심인력으로 집중 육성되며, 특히 박사 과정 학생에 대해서는 LG화학 기술연구원의 연구원이 겸임교수로 참여, 공동 지도를 하는 등 다양한 지원을 통해 필요한 인재를 양성하는데 적극 참여할 예정이다. KAIST는 이 같은 맞춤형 전공 및 산학협력 프로그램을 더욱 늘려 우수한 인재를 조기에 선발·육성하는 한편 취업 준비생에게는 맞춤형 취업기회를 제공해 기업과 대학이 상생하는 프로그램으로 확대, 정착시킬 계획이다.
2005.12.08
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