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이상엽 교수, 초고분자량 거미 실크 단백질 생산기술 개발
- 초고분자량의 거미 실크 단백질이 거미줄을 강하게 만든다는 사실 밝혀 -- 첨단 초강력 섬유소재로의 활용 기대 - 우리학교 이상엽 특훈교수는 서울대 박명환 교수팀과 공동으로 세계적으로 이제까지 생산하지 못했던 ‘초고분자량의 거미 실크 단백질’을 대사공학으로 개량된 대장균을 이용하여 생산하였다고 발표하였다. 이 초고분자량의 단백질로 만든 거미 실크 섬유는 강철보다 강한 성질을 나타냄을 밝혔다.이 연구는 교육과학기술부가 2009년부터 추진하고 있는 ‘신기술융합형 성장동력사업(바이오제약 사업본부장 수원대 임교빈 교수, 분자생물공정 융합연구단장 KAIST 김정회 교수)의 지원을 받아 수행되었으며, 연구결과는 특허 출원 중으로 세계적 저명 학술지인 「미국 국립과학원 회보 (PNAS)」誌’ 7월 26일자 온라인판에 게재되었다. 거미가 만드는 초고분자량의 실크 섬유는 미국 듀폰(Dupont)社의 고강력 합성섬유인 케블라(Kevlar)에 견줄 강도를 갖고 있으며, 탄성력이 뛰어나 의료산업 등 다양한 분야에서 활용될 수 있는 것으로 알려져 있다. 거미 실크 섬유의 우수한 특성 때문에 그동안 효모, 곤충, 동물세포, 형질전환식물, 대장균을 비롯한 여러 생체 시스템을 활용하여 거미실크를 대량 생산하는 기술을 개발하려는 많은 시도가 있어 왔다.그러나 지금까지는 글리신 등 특정 아미노산이 반복적으로 많이 존재하는 거미 실크 단백질의 특수성으로 인해 고분자량의 거미실크를 인공적으로 생산할 수 없었다. 이러한 기존 기술의 한계와 달리, 우리학교 생명화학공학과 이상엽 교수 연구팀은 고분자량의 거미실크 단백질 (황금 원형 거미; Nephila clavipes 유래)을 생산하는 대장균을 대사공학적으로 새로이 개발하고, 이를 활용함으로써 고성능의 거미실크섬유를 인공적으로 합성하는데 성공하였다. 우선, 연구팀은 비교 단백체 분석 등 시스템 대사공학 기법을 이용하여 거미 실크 단백질을 생산할 때 대장균 내에 글리실-tRNA의 부족 현상이 일어남을 밝혀냈다. 그리고 이 문제의 해결을 위해 관련 유전자들을 증폭 또는 제거 하는 등 대장균의 대사를 재구성함으로써 대장균으로부터 세계 최고 수준의 반복단위수를 가진 285 kDa에 달하는 거미실크 단백질을 성공적으로 합성해 낼 수 있었다. 또한, 대장균에서 생산된 거미 실크 단백질을 분리‧정제한 후에 생체 모방 기술을 이용한 스피닝 작업을 통해 실크 섬유 형태로 제작하였다. 이렇게 만들어진 거미 실크 섬유의 물성을 측정한 결과 강도 (tenacity) 508 MPa, 인장탄성율 (Young"s modulus) 21 GPa를 보여 케블라 수준의 강도를 가지게 된다는 사실을 확인하였다. 기존에는 285 kDa이나 되는 큰 거미 실크 단백질의 생산이 불가능하여 고강도의 거미 실크 섬유를 만들 수 없었는데, 이번 연구를 통해 가능하게 되었다. 이상엽 교수는 “이번 연구는 바이오기반 화학 및 물질 생산시스템 개발의 핵심기술인 시스템 대사공학적 방법을 통해 기존의 석유화학 제품과 대체 가능한 고성능의 섬유를 생산하는 기반기술을 확립하였다는 데 그 의의가 있으며, 향후 생산시스템 향상과 물성 연구를 계속 수행하여 실용화하고 싶다.”라고 밝혔다.
2010.07.28
조회수 20093
이상엽교수 미국산업미생물공학회 펠로우 선정
우리학교는 생명화학공학과 이상엽(생명과학기술대학 학장, 바이오융합연구소 공동소장) 특훈교수가 미국 산업미생물공학회(Society for Industrial Microbiology) 2010년 펠로우(Fellow)로 선정됐다고 30일 밝혔다. 미국 산업미생물공학회는 미생물의 시스템대사공학 연구를 통해 바이오매스로부터 화학 및 물질생산에 기여하는 등 세계적 업적을 낸 이상엽 특훈교수를 2010년 유일한 펠로우로 선정했다. 이 학회는 1972년부터 매년 한 두명의 펠로우를 펠로우 어워드 수여를 통해 선정해 왔으며 이 교수는 60번째다. 1949년 창시된 61년 전통의 미국 산업미생물공학회는 전 세계 산업생명공학 관련 전문가들이 모여 바이오 기반 화학, 연료, 의약품 등의 생산에 필요한 연구를 다루는 학회다. 이 교수는 대사공학, 합성생물학, 시스템생물학을 융합해 시스템대사공학을 창시했다. 이를 바탕으로 바이오매스 기반의 친환경 화학공정을 개발하는 세계적인 전문가로 이번 달 17일 막을 내린 세계대사공학회의 의장이기도 하다. 한편, 이상엽 교수는 2006년 미국 미생물학술원(American Academy of Microbiology) 펠로우, 국내 최초로 2007년 사이언스誌를 발간하는 미국과학진흥협회(American Association for the Advancement of Science) 펠로우, 올해는 미국공학한림원(National Academy of Engineering) 외국회원에도 우리나라에서는 두 번째로 선정된 바 있다.
2010.06.30
조회수 14743
‘세계 산업생물공학 자문회의’창립회의 열려
전 세계의 생물공학 기업들이 참여하는 ‘세계 산업생물공학 자문회의(World Council on Industrial Biotechnology)’ 창립회의가 제주 신라호텔 한라홀에서 18일 개최됐다. 이번 창립 회의에는 전 세계 생물공학 회사의 CEO, CTO 등의 주요 기업인들, 또 세계 경제 포럼(WEF)의 Global Agenda Council(GAC) 회원들 및 국내 관련 기업들의 사장단 등 총 24명이 참여했다. 주요 참석자로는 제이 키슬링 미국 공동 바이오에너지 연구원장, 윌리엄 프로빈 미국 듀퐁사 바이오 총괄 책임자 등 16명의 해외인사와 이상엽 KAIST교수를 비롯하여 승도영 GS 칼텍스 기술연구소장, 유진녕 LG화학 부사장, 박성칠 대상 사장, 길영준 삼성전자 전무, 김진수 CJ제일제당 대표이사 사장, 박한오 바이오니아 대표이사 사장 등 국내인사 8명이 참여했다. 이번 회의에서는 각 대표들의 기조연설 후, 산업 바이오공학의 현재 수준과 전략 글로벌 트렌드에 대한 토론 및 앞으로 산업 바이오공학 연구의 발전 방향 및 정책에 관한 심도 있는 토론을 했다. 초대 의장에는 KAIST 이상엽교수와 브리티시 패트롤리움(BP)사의 수석 바이오과학자 존 피어스(John Pierce)가 공동의장으로 선출됐다. 자문단은 앞으로 세계 산업생명공학 관련 전문가 집단으로서 각국의 정책수립 등에 자문을 하는 역할을 하게 된다. 한편, 이상엽 교수는 세계최고 효율의 숙신산 생산기술 개발, 필수 아미노산인 발린과 쓰레오닌의 고효율 맞춤형 균주 개발, 바이오 에탄올보다 성능이 우수한 바이오부탄올 생산 균주 개발 등 재생산 가능한 바이오매스로부터 화학물질을 효율적으로 생산하는 핵심기술인 대사공학 분야의 세계적 전문가로 손꼽히고 있다. 특히, 이번 창립회의에 앞서 제주에서 열린 제8회 국제대사공학회의 의장으로 학회를 개최하는 등 세계 대사공학 분야에서 왕성한 활동을 하고 있다. (보충자료) 주요 참석자 <국외인사> 앨런 베리(노보자임스 미국지사장) Alan Berry (Director, Novozymes, USA) 로엘 보벤버그 (네델란드 DSM사 대표) Roel Bovenberg (Director, DSM, Netherlands) 더그 카메론(미국 파이퍼 제프리사 이사) Doug Cameron (Managing Director, Piper Jaffray & Co., USA) 동 팡 첸(퍼메니시 아로매틱스 중국지사 부장) Dong-Fang Chen (Vice President, Firmenich Aromatics Co., Ltd., China) 앤드류 하간(스위스 세계경제포럼 화학공업 책임자) Andrew Hagan (Head of Chemical Industry, World Economic Forum, Switzerland) 제이 키슬링(미국 조인트 바이오에너지 연구원장) Jay Keasling (CEO, Joint BioEnergy Institute, USA) 랄프 켈레(독일 에보니크사 부장) Ralf Kelle (Vice President, Evonik, Germany) 투루 모리(일본 미쯔비시 화학 주식회사 부장) Tooru Mori (General Manager, Mitsubishi Chemical Corp., Japan) 올리버 피플스(미국 메타볼릭스 창업자 및 최고과학자) Oliver Peoples (Founder & CSO, Metabolix, USA) Director 토마스 람사이어 존 피어스(영국 브리티시 페트롤리엄사 수석 바이오과학자) Thomas Ramseier John Pierce (Chief Bioscientist, BP, UK) 윌리엄 프로빈(미국 듀퐁스사 이사) William Provine(Director, DuPont, USA), 크리스토프 쉴링(미국 게노매티카사 최고경영자) Christophe Schilling (CEO, Genomatica, USA) 최고과학자 마크 버크, 필립 소실리(프랑스 메타볼릭 개발사 최고기술자) CSO Mark Burk, Philippe Soucaille (CTO, Metabolic Explorer, France) 그레고리 스테파노폴러스(미국 MIT 석좌교수) Gregory Stephanopoulos (Chair Professor, MIT, USA), 그레그 위티드(미국 다니스코 선임과학자) Gregg Whited (Senior Staff Scientist, Danisco, USA), 완 자오티안 (중국 COFCO사 부사장) (Vice President, COFCO Corp., China) <국내인사> 이상엽 KAIST 석좌교수 승도영 GS 칼텍스 기술연구소장 유진녕 LG화학 부사장 박성칠 대상 사장 길영준 삼성전자 전무 김진수 CJ제일제당 대표이사 사장 박한오 바이오니아 대표이사 사장 노항덕 SK 케미컬 전무
2010.06.18
조회수 15978
녹색성장을 위한 대사공학의 현재와 미래를 본다
-6.13∼17, 5일간 세계대사공학회 제주에서 개최- -전 세계 대사공학 최고 전문가 제주도에 총 집결--KAIST 이상엽 특훈교수 주관, 녹색성장 위한 산업바이오 핵심기술 총 망라- 기후변화와 자원부족 문제가 심각한 오늘날, 재생 가능한 바이오매스(Biomass)로부터 화학 및 물질을 생산하는 산업바이오텍(Industrial Biotechnology)의 중요성은 날로 높아지고 있다.산업바이오텍은 미생물을 이용해 유용물질들을 생산하게 하는 기술이다. 이를 성공적으로 적용하려면 미생물을 우리가 원하는 방향으로 개량해 생산성을 높이는 대사공학 기술이 필수적이다. 우리학교 이상엽(생명과학기술대학 학장, 바이오융합연구소 공동소장) 특훈교수가 주관해 “녹색성장을 위한 대사공학”이라는 주제로 열리는 제 8차 세계대사공학회가 제주도 국제컨벤션센터에서 오는 13일부터 17일까지 5일간에 걸쳐 개최된다고 12일 밝혔다. 이번 학회에서는 대사공학을 통한 바이오연료, 화학물질, 고분자, 의약품 생산에 관한 논문들과 대사공학 기초원천기술에 대한 논문들이 발표된다. 또한 KAIST 이상엽 특훈교수팀을 비롯한 총 47회의 세계적 석학 초청강연도 진행될 예정이다. 바이오리파이너리(Biorefinery)를 선도하는 세계 대표기업들의 성공사례들도 발표되는데, 미국 듀퐁사(DuPont) 바이오 총괄책임자 윌리암 프로빈박사(Dr.William Provine)의 “성공적 상업화를 위한 대사 및 공정공학” 등 실제 산업화된 기술들이 상세히 소개된다. 2년마다 개최되는 이 학회에서는 국제대사공학상을 수여한다. 올해 수상자는 30여 년간 클로스트리디아(Clostridia)의 대사공학을 연구해 바이오부탄올(Biobutanol) 생산 분야에서 세계를 선도해온, 미국 델라웨어주립대(University of Delaware) 테리 파푸차키스 교수(Dr. E. Terry Papoutsakis)다. 한편 이번 행사를 주관한 KAIST 이상엽 특훈교수는 2008년도 수상자였다. 국제대사공학상 이외에도 엄격한 심사를 통해 우수한 포스터논문들이 선정되어 수상된다. 국제대사공학회에서 수여하는 ‘최우수포스터논문상’, ‘젊은대사공학인상’ 외에도, 해외 저명학술지에서 수여하는 상들도 예정돼 있다. 청와대 김상협 미래비전비서관은 개막 기조연설에서 “한국의 녹색성장 전략”을 주제로 강연해 우리나라의 녹색성장 관련 리더십을 전 세계 전문가들에게 알린다. 또, 한국생명공학연구원 박영훈 원장의 학회 축하연설도 예정돼 있다. 김 비서관은 “재생 가능한 바이오매스로부터 지속가능한 방법으로 화학물질과 연료를 생산하는데 필요한 핵심기술인 대사공학의 국제학술대회가 한국에서 개최되는 것은 녹색성장이 전 세계의 화두인 지금 큰 의미가 있다”며, “전 세계에서 참석하는 대사공학 및 산업바이오텍 전문가들에게 한국의 녹색성장 관련 기술의 우수성을 알리는 좋은 기회가 될 것으로 생각한다.”고 말했다. 학회 대회장인 KAIST 이상엽 특훈교수는 “이 학회는 2년마다 개최되는 대사공학 분야 최고 국제 학술회의로 아시아에서는 우리나라가 최초로 개최하는 것”이라고 밝히면서, “ 아침부터 밤늦도록 이어지는 포스터세션까지 참석한 모든 전문가들과 학생들이 긴밀하게 함께하는 행사이기에, 이전에는 참석 인원수를 200-250명 정도로 제한해 왔다. 이번 학회는 참석 경쟁률이 치열해 최종 300여명을 선발했고, 우리나라에서 리더십을 발휘하고 있는 녹색성장을 주제로 개최하게 됐다는 점에서 큰 의의가 있다. 또 이번 학회의 성공적 개최를 위해 후원을 아끼지 않은 롯데재단, 코프코, GS칼텍스, 바이오니아, 미국에너지성, 미국과학재단, 대상, CJ제일제당, 제노마티카, 듀퐁 등 많은 기관들에 감사한다.”고 말했다. 한편, 본 학회는 교육과학기술부 시스템생물학사업단, 미생물프론티어사업단, WCU사업단, KAIST바이오융합연구소, 한국생물공학회가 미국의 국제공학학회(ECI)와 공동으로 운영한다. 프로그램 일정은 학회 웹사이트 참고 http://www.engconfintl.org/10ay.html ※보충자료 이번 국제학회에서 발표되는 총 47회의 초청강연 중에는 미국 공동에너지연구소 소장 제이 키슬링박사의 “합성 연료를 위한 합성생물학”, 미국 MIT 그렉 스테파노폴러스교수의 “재생 가능한 원료로부터 미생물 연료생산”, 스웨덴 찰머스 대학 옌스 닐슨교수의 “연료와 화학물질 생산을 위한 효모 공장”, 스위스 연방공대 마틴 푸세네거교수의 “고등생물 합성생물학”, 캘리포니아주립대 버나드 폴슨교수의 “게놈수준에서의 모델링과 응용”, 호주 퀸즈랜드대학 라스 닐슨교수의 “설탕 활용 대장균의 게놈 분석과 응용”, 최근 뉴스를 달군 크렉벤터연구소 다니엘 깁슨박사의 “인공 미생물 합성”, 일본 게이오대학 마사루 토미타교수의 “대사체와 그 응용” 등 현재 가장 중요한 연구분야에서의 최신 연구결과가 발표된다. 우리나라에서는 KAIST 이상엽특훈교수팀 박진환연구교수의 “아미노산 생산을 위한 대사공학”과 한국생명공학연구원 김지현박사의 “대장균 B의 게놈 분석과 응용” 논문 등이 있다. 바이오리파이너리를 선도하는 세계 대표기업들의 성공사례들도 발표가 되는데, 미국 듀퐁사 바이오 총괄 책임자인 윌리암 프로빈박사의 “성공적인 상업화를 위한 대사 및 공정공학”, 미국 제노마티카사 총괄 기술책임자 마크 버크박사의 “재생가능한 원료로부터 부탄다이올의 생산”, 프랑스 메타볼릭익스플로러사 프란시스 볼커박사의 “바이오 기반 프로판다이올 생산”, 미국 카길사 피코 수미넨박사의 “산업적 젖산생산 기술”, 미국 다니스코사 그렉 화이티드박사의 “바이오 고무생산”, 네덜란드 DSM사 로엘 보벤버그박사의 “곰팡이를 이용한 의약품의 효율적 생산” 등 실제 산업화된 기술들이 상세히 소개된다. 초청강연 이외에도 총 156편의 엄격한 심사를 거친 포스터 논문 발표가 있을 예정이며, 이들 포스터 중에서 심사위원들의 심사를 거친 우수 포스터논문들이 선정되어 상이 수여될 예정이다. 국제대사공학회에서 주는 최우수 포스터 논문상, 젊은 대사공학인상 뿐 아니라, 대사공학지, 바이오테크놀로지 바이오엔지니어링지, 바이오테크놀로지 저널 등 해외 저명 학술지에서 수여하는 상들도 예정돼 있다. 네이처케이컬바이올로지에서 주는 상은 이번 학회에 참석하는 선임편집자인 캐서린 굿맨이 수여한다. 프로그램 일정은 학회 웹사이트 참고 http://www.engconfintl.org/10ay.html
2010.06.12
조회수 21150
한국을 빛낼 100인에 KAIST교수 7명 선정
동아일보 2010.05.10(월) 보도에 따르면, 우리학교 교수 7명이 ‘2020년 한국을 빛낼 100인’에 선정됐다. 100인 가운데 대학교수는 36명이었으며 이중 우리학교 교수는 20%를 차지하여 서울대 교수 10명에 이어 두 번째로 많은 인원이 선정됐다. 특히, 물리·화학·생명과학과 같은 자연과학분야에서 대중의 관심 밖에서 묵묵히 정진한 세계적 수준의 우리대학 교수들이 다수 선정되어 쾌거를 이뤘다. 이번에 선정한 분야는 △자유로운 창조인(20%), △꿈꾸는 개척가(25%), △행동하는 지성인(20%), △도전하는 경제인(25%), △미래를 여는 지도자(10%) 등 5개다. 꿈꾸는 개척가 분야에는 안철수 기술경영전문대학원 석좌 교수, 이상엽 생명과학기술대학장 특훈 교수, 이지오 화학과 교수, 이효철 화학과 및 나노과학기술대학원 교수, 정하웅 물리학과 교수, 조동호 전기전자공학과 석좌교수가 선정됐고, 행동하는 지성인 분야에는 이광형 바이오및뇌공학과 미래산업 석좌 교수가 선정됐다. 안철수 교수는 의학계와 과학계 재계 교육계 정계 등 분야별로 빠짐없이 추천받은 점이 특징이다. 대부분의 100인은 같은 분야의 추천위원으로부터 표를 얻었다. 반면 안 교수는 각계전문가로부터 “다양한 분야를 넘나드는 탁월한 능력과 미래사회를 내다보는 안목, 자기 목표를 달성하려는 열정이 젊은이들에게 좋은 역할모델이 되고 있다”는 말을 들었다. 그의 장점은 헌신과 자기희생, 추천위원들은 “한국사회에서 자기 분야에서 일가를 이룬 사람들이 흔히 보여주는 리더십과는 다르게 창의적이면서 자기 헌신적인 지도상을 보여준다”고 말했다. 동아일보는 ‘2020년에는 누가, 어떤 역량과 자질을 바탕으로 한국 사회를 이끌고, 10년 뒤를 빛낼 리더십은 오늘의 한국사회에 어떤 의미를 지닐까’라는 의문을 가지고 창간 90주년을 맞아 100인을 선정했다. 선정 방법은 미래와 인재라는 두 가지 키워드에 관심을 보여 온 자문위원 8명이 조언하고 추천위원 205명이 두 차례에 걸쳐 추천한 것이다. 100인중에 나머지 한 명은 독자의 몫으로 남겼다.
2010.05.19
조회수 16615
오준호, 강석중 교수, KAIST특훈교수로 임명!
우리학교는 KAIST 최고의 영예를 갖게 되는 특훈교수(Distinguished Professor)에 기계공학과 오준호(56세, 좌측사진) 교수, 신소재공학과 강석중(60세) 교수 등 2명을 지난 3월 1일 추가로 임명했다. 이로써 우리학교는 2007년 3명, 2008년 2명, 2010년 2명 등 총 7명을 특훈교수로 임명하게 됐다. 오 교수는 2004년 12월에 한국 최초의 휴머노이드 로봇인 ‘휴보(HUBO)‘를 개발했다. 적은 연구비로 3년이라는 단기간에 휴보를 개발해 국민에게 자부심과 긍지를 심어줬다. 2009년 10월에는 휴보의 성능개선작업을 통해 달리는 휴보를 탄생시켜 한국을 로봇강국으로 이끌고 있다. 또한 휴보(Hubo)를 미국 휴머노이드 로봇연구의 플랫폼으로 제공하는 성과를 거뒀다.이러한 그의 연구 성과는 국.내외 각종 언론 및 다큐멘터리 프로그램에 소개됐다. 이외에도 초정밀 가속도계 기술을 국산화 했고, 모바일하버 개발에 참여해 탁월한 연구개발 성과를 냈다.이러한 공로를 인정받아 2005년에는 ‘올해의 KAIST인 상’, 2010년에는 ‘KAIST 연구대상’을 수상했고, 지난해 12월에는 로봇산업 발전에 기여한 공로를 인정받아 ‘대통령상’을 수상했다. 강 교수는 소결(Sintering) 및 다결정체 입자성장과 관련된 연구분야의 세계적인 권위자다. 특히 비정상 입자성장과 액상소결에 대한 이론적 성과는 매우 독창적이며, 현재까지 의문시 되어왔던 문제점을 해결하여 많은 논문이나 교과서에서 인용되고 있다. 또한 그의 소결이론은 금속, 세라믹 신소재 부품제조과정에서 나타나는 소결현상을 해석할 수 있는 기초지식을 제공해 산업발전에도 크게 기여하고 있다. 이러한 연구결과는 권위 있는 재료공학 분야 학술지에 게재되었으며, 10회의 기조, 주제강연(Plenary and Keynote Lecture)과 100여회의 초청강연으로 발표되는 등 그 연구의 우수성을 세계적으로 인정받고 있다. 강 교수는 이러한 학문적 성과를 인정받아 2007년에는 (재)인촌기념회에서 수여하는 ‘제21회 인촌상’을 수상한 바 있다. KAIST 특훈교수는 세계적 수준의 연구업적과 교육성과를 이룬 교수 중에서 선발되는 KAIST 최고의 명예로운 직이다. 특별인센티브가 지급되며, 정년 이후에도 비전임직으로 계속 근무할 수 있다.특훈교수는 총장, 부총장, 단과대학장, 학과장의 추천을 받은 후, 국내외 전문가의 평가를 거쳐 임명하며, 교수 총 정원의 3%내에서 선발할 수 있도록 되어 있다.이 제도는 2007년 3월 처음으로 시행됐으며, 첫 특훈교수로 전기전자공학과 김충기 교수, 생명화학공학과 이상엽 교수, 물리학과 장기주 교수 등 3명이 선정됐고, 2008년 5월에는 화학과 유룡 교수, 전산학과 황규영 교수 등 2명이 임명된바 있다. KAIST는 특훈교수제 등의 새로운 제도를 적극 활용하여 발전 가능성이 높은 연구분야의 우수 교수를 집중 유치, 세계 최고 수준의 교수진을 구축하고 있다. <용어설명> ○ 소결(Sintering)소결은 금속이나 세라믹 분말부터 성형체를 만든 후 열에너지를 가해줌으로서 부품 소재를 만드는 데 이용되는 공정을 일컫는다. 소결은 선사시대 토기를 만들 때부터 사용해 온 기술로서, 최근에는 분말야금 소재, 세라믹 소재를 제조하는 데에 활용된다. 많은 자동차용 부품, 전자부품(다층세라믹 콘덴서 등), 기계부품 등이 소결 제품이다. ○ 다결정체 우리가 사용하는 대부분의 금속, 세라믹 벌크소재는 작은 단결정들(nm~mm 크기)의 집합체인 다결정체이다. 다결정체를 가공하거나 열처리 하는 중에는 결정체의 평균입자 크기가 증가하는 입자성장이 일어나며 입자성장 양상에 따라 다결정체의 조직이 변화하고 물리적 성질도 변화한다.
2010.03.04
조회수 16253
국제 생물공정학술지, 장호남교수 정년퇴임 특집호 헌정
생물공정 및 배양기술의 세계적인 리더로 인정받아, 세계적인 학자에게만 드물게 주어지는 국제학술지 특집호 헌정 영예 KAIST(총장 서남표)는 세계적 생물공정 학술지인 독일 스프링거사 발간하는 생물공정 바이오시스템공학(Bioprocess and Biosystems Engineering; BPBSE)지가 오는 2월말 정년퇴임하는 생명화학공학과 장호남(66세) 교수의 업적을 높이 평가해 기념 특집호를 발간했다고 26일 밝혔다. BPBSE지는 1986년 3월 창간한 24년 전통의 생물공정분야 전문 SCI학술지이다. 세계적인 학술지의 전체 내용을 1인 학자를 위한 기념특집호로 발간한 경우는 매우 드문 사례로 장 교수의 지난 34년간의 생물공정, 생물배양 관련 연구가 세계적으로 인정받고 있으며, 그 탁월한 업적을 세계적으로 인정했다는데 의미가 있다. 2010년 신년호로 발간된 특집호는 ‘장호남: 위대한 생물화학공학자와 그의 고농도배양에 관한 평생의 기여(Ho Nam Chang: Life of a great biochemical engineer and his life-time contribution to high cell density culture)’라는 표지제목으로 발간됐다. 장 교수의 생물공학분야 기여에 감사하고 정년퇴임을 기념하고자 하는 미국, 일본의 동 분야 최고의 전문가들과 장 교수 제자들의 논문 20편이 실렸다. 이번 특집호의 초청편집자인 이상엽 특훈교수는 ”장 교수님은 생물공학, 생물공정 분야의 세계적인 거목이다. 세계적으로도 관련 분야에서 모르는 사람이 없다. 2년 전 독일에서 개최된 학술지 편집회의에서 편집장, 부편집인들, 편집위원들이 장호남 교수의 정년기념 특집호 발간을 만장일치로 찬성했다“고 밝혔다. 장 교수는 1944년 남해생으로 1976년 KAIST에 교수로 부임해 지난 34년간 국제학술지 논문 235편, 국내학술지 논문 153편, 3권의 저서, 51건의 특허를 낸 업적이 있으며, 논문의 총 피인용 횟수는 4190여회에 달하는 세계적인 석학이다. 현재도 9개의 국내외학술지 편집위원으로 활동 중이다. 우수연구센터인 생물공정연구센터의 소장, 기초기술연구회 이사, KAIST 교무처장 및 학장, 한국생물공학회 회장, 한국공학한림원 부회장 등을 역임했으며 국민훈장 목련장, 한국공학상, 아시아태평양 생물화학공학상 등 다수의 상을 수상했다.
2010.02.26
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이상엽 특훈교수, 미국 공학한림원(NAE) 외국회원으로 선임
-미국공학한림원, 전 세계 공학 분야 석학들 대상으로 9명의 외국회원 선임 -우리나라에서 12년 만에 두 번째 외국회원 탄생-40대 중반, NAE 회원 선임 이례적 생명화학공학과 이상엽(46세, 생명과학기술대학 학장, 바이오융합연구소 공동소장, LG화학 석좌교수) 특훈교수가 2010년도 미국 공학한림원 (National Academy of Engineering, NAE) 외국회원(Foreign Associate)으로 선임됐다고 22일 밝혔다. 미 공학한림원 회장인 찰스 베스트(Charles Vest)박사는 공식편지에서 올해 미국회원 68명과 외국회원 9명을 선임했다고 최근 밝히면서, “이상엽 교수의 미생물생명공학과 대사공학 분야에서의 리더십을 높이 평가하여 선임한다.”고 말했다. 미국공학한림원은 공학분야 최고의 석학들의 모임으로 공학 관련 연구, 산업, 교육 분야 전 세계 석학들 중 가장 기여가 큰 사람들을 다단계의 엄격한 심사를 거쳐 선임한다. 2009년도 미국공학한림원 회원명부에 따르면, 총 194명의 NAE 외국회원이 있으며, 이들 중에는 영국이 34명으로 가장 많고, 그 다음 일본이 22명, 독일이 17명 등이다. 우리나라는 제 12대, 15대 과학기술처(현 교육과학기술부) 장관을 지낸 정근모(72세) 한전고문이 1998년도에 NAE 외국회원으로 선임된 바 있다. KAIST 관계자는 “40대 중반에 NAE 회원이 되는 것은 세계적으로도 드문 일이다. 미생물 생명공학 분야에서 李 교수가 세계적인 리더임을 증명하는 것이다.”고 밝혔다. 미국공학한림원은 미국과학한림원 (National Academy of Sciences), 미국의학원 (Institute of Medicine)과 함께 3대 학술원을 이루고 있으며, 미국 공학분야 대학평가 시 공학한림원의 회원이 몇 명 있느냐로 평가할 정도로 엄격한 잣대로 평가된 회원들만을 선임한다. 李 교수는 “이 기쁜 소식을 지난 16년간 KAIST에서 저와 함께 연구에 매진한 모든 연구실 식구들과 함께 하고 싶다. 그간 연구실에서 함께 연구를 수행한 제자들과 함께 받는 영광으로 생각한다.”며 “지금까지와 마찬가지로, 미생물대사공학, 시스템생물학, 합성생물학, 산업 바이오텍 분야 연구에 매진하여 이 분야에서 우리나라와 세계에서 인정받는 훌륭한 제자들을 많이 키우고 싶다.”고 소감을 밝혔다. 한편, 李 교수는 2006년 미국미생물학술원 (American Academy of Microbiology)의 펠로우, 2007년 국내 최초로 사이언스誌를 발간하는 미국과학진흥협회(AAAS) 펠로우에도 선임된 바 있다.
2010.02.22
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지식재산/과학저널리즘 대학원 입학식
우리학교는 2010년 2월 20일(토 오전 11시 지식재산 대학원, 과학저널리즘 대학원 신입생과 서남표 KAIST 총장, 고정식 특허청장을 비롯한 대학원 관계자가 참석한 가운데 교내 창의학습관 터만홀에서 입학식을 가졌다. KAIST는 올해 지식재산 대학원 40명, 저널리즘 대학원 24명의 학생을 처음으로 선발했다. 특허청 지원으로 개설한 지식재산대학원은 기존 기업의 지재권 담당자와 변호사, 변리사 등 지식재산권 실무자를 대상으로 법과 기술 그리고 경영의 마인드를 갖춘 지식재산권 실무 전문가 양성을 목표로 하는 지식재산권 실무인재 양성 프로그램으로 2년 6학기과정이다. 과학저널리즘 대학원은 현직 기자들과 언론홍보 전문가들에게 과학, 환경과 기술분야에 대한 지식을 제공해 과학언론 전문가 양성을 위해 KAIST와 한국과학창의재단이 공동으로 개설한 과정이다. 위 기념사진설명 아래줄 왼쪽부터 - 서남표(KAIST 총장), 고정식(특허청장), Bob Willard(前, 미국 NCLIS 상임의장), 백만기(한국지식재산서비스협회장) 뒷줄 왼쪽부터 - 마이클박, 박범순(KAIST 인문사회과학과 교수), 김동원(KAIST 문화과학대학장), 이광형 (KAIST 교무처장), 박선원(KAIST 산학협력단장), 박승빈(KAIST 생명화학공학과장), 최종협(발명진흥회 부회장), 김철호(KAIST 지식재산대학원 책임교수), 진달용(KAIST 과학저널리즘대학원 담당교수), 임춘택(KAIST 원자력및양자공학과 교수), 김소영(KAIST 인문사회과학과 교수), 이상엽(KAIST 생명과학기술대학 학장)
2010.02.20
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가상세포를 이용한 병원균의 약물표적 예측기술 개발
- 가상세포 시스템 활용한 새로운 항생제 개발에 큰 파급효과 기대 - 분자 바이오시스템(Molecular BioSystems)지 표지 논문으로 게재 생명화학공학과 이상엽(李相燁, 46세, LG화학 석좌교수, 생명과학기술대학 학장)특훈교수팀이 항생제에 내성을 가지는 병원성 미생물의 가상세포를 구축하고 이를 이용해 병원균의 성장을 효과적으로 억제할 수 있는 약물 표적을 예측하는 기술을 최근 개발했다. 김현욱(생명화학공학과 박사과정)연구원의 학위 논문연구로 수행한 이번 연구 결과는 유럽 화학 관련 학술단체 RSC(The Royal Society of Chemistry)에서 발간하는 분자 바이오시스템(Molecular BioSystems)지의 2월호 표지 논문으로 게재됐다. 예전에는 병원성 세균들을 항생제로 쉽게 치유할 수 있었지만 이제는 항생제의 오남용으로 인해서 병원균들은 항생제에 대한 내성을 가지게 됐으며, 따라서 한 번 감염이 되면 치유가 이전보다 쉽지 않다. 그 대표적인 병원균이 바로 아시네토박터 바우마니(Acinetobacter baumannaii)다. 본래 흙이나 물에서 쉽게 발견되는 이 미생물은 항생제에 내성을 갖지 않아 치료가 쉽고 건강한 사람은 잘 감염되지 않는 균이었다. 그러나 지난 10년 동안에 항생제에 내성을 갖는 슈퍼박테리아로 변했으며, 이라크 전쟁에 참전한 다수의 미군과 프랑스군도 이 균에 감염되면서 상처가 낫질 않아 많은 희생을 야기했다. 李 교수 연구팀은 아시네토박터 바우마니의 게놈과 전체적인 대사특성을 알아보기 위해 각종 데이터베이스에 산재해 있는 생물정보와 문헌정보를 컴퓨터에 입력, 분석, 디자인하여 가상세포를 구축하고, 다양한 네트워크 분석기법, 필수 대사반응 및 대사산물 분석 등 융합 방법론을 이용해 이 병원균의 성장을 효과적으로 차단할 수 있는 약물표적을 예측했다. 인간에게는 영향을 미치지 않으면서 병원균에게만 작용하는 최종 약물표적들이다. 필수 대사반응은 생명체가 대사활동을 정상적으로 하기 위하여 반드시 필요한 효소반응을 말하며, 필수 대사산물이란 생명체가 생존하기 위해 대사에 반드시 필요로 하는 화학물질로서 이들을 제거할 경우 이와 반응을 하는 효소들을 모두 억제되는 효과가 있다. 이 약물표적은 가상세포를 구성하고 있는 대사 유전자, 효소 반응, 신진대사들의 기능을 짧은 시간 안에 빠짐없이 체계적으로 검토해 예측함으로써 그 신뢰성을 높였다. 이번 연구 결과는 최근 많은 관심을 받고 있는 시스템 생물학 연구기법을 이용하여, 처음으로 필수 대사물질의 체계적인 발굴을 통해 효과적인 약물표적을 찾고, 나아가 새로운 항생제 개발의 가능성을 열었다는 점에서 높이 평가받고 있다. 또한 병원균에 의한 감염 현상과 신약개발에 큰 공헌을 할 것으로 기대를 모으고 있다. 李 교수는 “현재 수많은 생물의 게놈 정보가 쏟아지고 있지만 이것을 실질적으로 유용한 정보로 전환하는 데에는 아직도 많은 어려움이 있다. 아시네토박토 바우마니의 게놈 정보로부터 의학적으로 실용성이 있는 정보를 재생산했다는 점에서 의의가 있다”며 “특히 이 병원균의 가상세포 개발은 특정 환경에서 필수 유전자나 효소 반응에 대한 대량의 새로운 생물정보를 제공할 수 있는 계기를 마련했다.”고 말했다. 李 교수팀은 교육과학기술부 시스템 생물학 연구개발사업의 지원으로 이번 연구를 수행했으며, 다양한 병원성 균주의 가상세포 개발 및 항생제 약물표적 예측 방법을 특허 출원했다. ▣ 용어설명 ○ 약물표적 : 차단 시 병원성 미생물의 성장을 효과적으로 억제할 수 있는 단백질 효소 및 그와 관련된 화학물질 ▣ (자료1) 가상세포. (자료2) 가상세포로부터 필수대사산물을 예측한 후에, 병원균을 가장 효과적으로 죽일 수 있으면서 동시에 인간에게는 영향을 미치지 않는 약물표적만을 추리는 과정
2010.02.18
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이상엽 특훈교수, 아시아 생물정보학회 연합체 회장으로 추대
-2011년 아시아 생물정보학회연합학회 대표로 활동 예정- 생명화학공학과 이상엽(45, 생명과학기술대학 학장, 바이오융합연구소 공동소장, LG화학 석좌교수)특훈교수가 지난 15일 일본 요꼬하마에서 열린 아시아 생물정보학회 연합체(Association of Asian Societies for Bioinformatics; AASBi)이사회에서 2011년 회장으로 추대됐다. 이 교수는 2010년 연합체 부회장직을 수행하게 되며, 2011년 회장으로서 1년간 아시아 생물정보 학회연합체를 대표하게 된다. 아시아 생물정보학회 연합체는 2002년 한국 생물정보시스템생물학회 (예전의 한국생물정보학회), 일본 생물정보학회, 싱가폴 의학생물정보연합회, 호주 생물정보학회, 대만 생물정보학회, 그리고 최근 중국 생물정보학회의 대표가 모여 만든 학회연합체다. 연합체 이사회는 연합체 창립이사(founding board member)들과 각국의 회장단으로 구성되어 있다. 이 교수는 “아시아연합학회의 회장이라는 중책을 맡게 되어 어깨가 무겁지만, 이러한 활동을 통하여 우리나라와 아시아의 훌륭한 생물정보-시스템생물학 연구역량이 세계적으로 잘 알려지고, 한 단계 더 도약하는데 기여하고 싶다.”고 소감을 밝혔다. 이 교수는 지난 13일부터 16일까지 일본 요꼬하마에서 개최된 아시아 생물정보학회연합체의 공식 학술대회인 GIW(Genome Informatics Workshop)의 공동 프로그램위원장으로 참여했으며, ‘시스템생명공학’이란 주제로 개회 기조강연(Opening keynote lecture)을 하기도 했다. 올해로 20주년을 맞은 GIW는 세계에서 가장 오래된 생물정보학 국제학술대회다.
2009.12.22
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대사공학적으로 개량된 박테리아로 범용 플라스틱 생산기술 개발
- 이상엽 교수팀과 LG 화학 연구팀 공동개발 - 바이오테크놀로지 바이오엔지니어링(Biotechnology and Bioengineering)지 게재예정 생명화학공학과 이상엽(李相燁, 45세, LG화학 석좌교수, 생명과학기술대학 학장) 특훈교수팀과 LG화학 기술연구원(원장 유진녕) 박시재, 양택호박사팀이 4년여 간의 공동연구를 통해 박테리아를 이용하여 재생 가능한 바이오매스로부터 플라스틱을 생산하는 기술을 최근 개발했다. 교육과학기술부 시스템생물학 연구개발 사업과 LG화학 석좌교수 연구비로 지원된 이번 연구에서는 시스템 대사공학과 효소공학 기법을 접목, 자연적으로는 생성되지 않는 플라스틱(unnatural polymer)의 일종으로 최근 각광을 받고 있는 폴리유산(Polylactic acid, PLA)을 효율적으로 생산할 수 있는 대장균을 개발한 것이다. 이번 연구 결과는 바이오공학 분야 최고 전통의 바이오테크놀로지 바이오엔지니어링(Biotechnology and Bioengineering)지에 게재 승인됐으며 스포트라이트 논문(Spotlight paper)으로 선정돼 2010년 1월호에 두 편의 연속 논문으로 게재될 예정이다. 두 논문의 제목은 ‘개량된 프로피오네이트 코엔자임 에이 트랜스퍼레이즈와 폴리하이드록시알카노에이트 중합효소를 이용한 폴리유산과 그의 공중합체의 생합성(Biosynthesis of Polylactic acid and its Copolymers Using Evolved Propionate CoA Transferase and PHA Synthase)’과 ‘폴리유산과 그의 공중합체의 생산을 위한 대장균의 대사공학(Metabolic Engineering of Escherichia coli for the Production of Polylactic Acid and its Copolymers)’이다. 19건의 특허가 전 세계 출원 중이다. 기존의 복잡한 2단계 공정을 통해 생산되던 폴리유산을 재생가능한 원료로부터 미생물의 직접 발효에 의해 생산이 가능하도록 한 혁신적인 본 연구 전략은 앞으로 석유 유래 플라스틱을 대체할 수 있는 다양한 비자연 고분자(unnatural polymer)들의 생산에 활용될 획기적인 기술로 평가되고 있다. 폴리유산 (Polylactic acid, PLA)은 많은 바이오매스 유래 고분자들 중에서도 생분해성, 생체적합성, 구조적 안정성, 그리고 낮은 독성과 같은 뛰어난 물성으로 인해 석유 유래 플라스틱의 대체물로서 대두되고 있다. 그러나, 폴리유산은 현재 두 단계 공정으로 합성된다. 우선, 미생물 발효를 통해 유산(락트산, Lactic acid)을 생산, 정제한 후 여러 가지 시약, 용매 및 촉매가 첨가되는 복잡한 공정의 화학적 중합반응에 의해 폴리유산이 합성된다. 또한, 폴리유산의 물성을 다양하게 개선하기 위해 폴리하이드록시알카노에이트 (Polyhydroxyalkanoate, PHA)와 같은 다른 고분자들과의 공중합이나 혼합반응 등의 연구가 이루어지고 있다. 이러한 노력에도 불구하고, 공중합 반응에 사용되는 락톤계 모노머들의 가용성과 비용을 고려했을 때, 기존의 화학적 합성 방법은 효과적이지 않다. 이에, 미생물 유래 고분자인 폴리하이드록시알카노에이트의 생합성 시스템을 기반으로, 폴리유산과 그의 공중합체들의 생합성이 가능할 수 있는 대사경로를 효소공학을 통해 구축했다. 그러나, 외래 대사경로의 도입 및 조작만으로는 폴리유산 단일 중합체와 유산의 함량이 높은 공중합체의 생산이 효율적이지 않아, 시스템 수준으로 세포 내 대사흐름을 증가시킬 필요성을 인지했다. 이에, 대장균 균주의 인실리코 게놈 수준의 시뮬레이션을 이용한 대사흐름분석 기법을 활용하여 고분자 생산을 위한 주요 전구체의 대사 흐름을 논리적으로 강화시킴으로써, 세포성장과 함께 목적 고분자의 효율적 생산이 가능하도록 했다. 따라서, 효소공학을 통한 고분자 합성 경로의 직접적 조작 및 강화 뿐 아니라, 시스템 대사공학을 통한 논리적 접근으로 조작된 대사흐름을 바탕으로 다양한 폴리유산 플라스틱을 보다 효율적으로 생산할 수 있었다. 이는 시스템 대사공학과 효소공학을 접목시킨 고기술 전략으로 비자연 고분자를 효율적으로 생산한 최초의 성공적인 예로서, 재생가능한 자원으로부터 폴리유산뿐 아니라 석유유래 플라스틱을 대체할 수 있는 다른 비자연 고분자들의 일단계 생산을 위한 기반 기술을 마련해줌으로써, 플라스틱 생산 공정에 있어 새로운 전략을 제시했다. 李 교수는 “자연계에 없는 고분자를 미생물로 생산하는 것이 과연 될까? 라는 의문을 갖고 시작했다. 우리 KAIST 연구실의 정유경박사와 LG화학 기술연구원 연구팀원 10여명이 4년간의 끈질긴 노력 끝에 성공했다”며, “이번 연구는 대장균의 가상세포 시뮬레이션을 통해 세포 내 대사흐름을 목적한 고분자 생산에 유리하도록 논리적으로 조작하고, 고분자 생합성 경로를 구성하는 외래 효소들을 새롭게 만들어 도입함으로써, 강화된 대사흐름을 이용해 보다 효율적으로 목적 고분자를 생산할 수 있는 균주를 개발하는데 성공한 세계 첫 번째 케이스다. 특히, 유산이 단량체로 함유된 공중합체의 경우에는 세계최초로 만든 것이 되어 물질특허들로 출원중이다”라고 밝혔다. 한편, 이 혁신적인 연구 성과는 22일 미국 CNN 홈페이지의 Top기사 등 해외언론의 주요기사로 소개됐다. 주요내용은 한국의 KAIST 이상엽 교수팀과 LG화학 연구팀이 전 세계적으로 석유고갈, 지구온난화 및 환경오염 문제로 재생가능한 자원을 이용한 바이오매스 기반 기술의 개발이 시급한 현 시대의 흐름에 부응하면서, 재생가능한 자원으로부터 효율적으로 바이오공학을 통한 플라스틱 (Bioengineered plastics) 폴리유산의 생산이 가능한 대장균 균주를 개발했다는 내용이다.
2009.11.24
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