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지식재산전략 최고위(AIP)과정 첫 입학식
우리 대학 문술미래전략대학원은 특허법원, 중소기업청과 함께 16일(수) 오후 서울 도곡캠퍼스에서 ‘지식재산전략 최고위과정’ 1기 입학식을 개최했다.
이번 과정은 지식재산(intellectual property) 역량강화 및 분쟁해결 전략을 통해 중소기업의 경쟁력을 높이기 위해 3개 기관이 공동으로 마련했다. KAIST는 교육과정 운영을 주관하고, 중소기업청과 특허법원은 각각 홍보•재정과 교육•실습을 담당한다.
이번 최고위 과정은 기업인, 전문가, 공무원, 언론인 등 총 57명이 입학해 3월16일부터 8월 24일까지 매주 수요일 오후 6시30분 부터 진행된다. 특히 이 과정은 대기업에 비해 상대적으로 열악한 국내 중소기업이 지식재산을 기반으로 더 큰 기업으로 도약할 수 있도록 등록금 60%를 감면하여 많은 중소기업인들이 지원하였다.
수업은 주영섭 중소기업청장의 ‘지식재산시대 중소기업의 미래'를 시작으로, 지식재산 보호 및 육성 전략, 지식재산의 가치평가 및 등급평가, 지식재산의 민사·형사 보호전략, 특허·상표·디자인 소송전략, 금융·브랜드디자인 전략, 미국·중국의 지식재산보호 동향, 정보·바이오·환경에너지 기술의 미래 등 다양한 주제로 구성됐다.
강사진은 특허법원 판사, 중소기업청 담당자, 특허청 국·과장, 카이스트 교수진 등 국내 최고의 현장 전문가가 참여한다. 중소기업인이 명실상부한 지식재산 전문가로 거듭날 수 있도록 지식재산에 대한 인식, 지식, 전략 등의 역량을 키울 수 있게 체계적으로 구성하였다.
또한 지식재산 분쟁을 주제로 그룹 토의 및 발표를 진행하며, 이를 통해 지식재산의 전문적인 지식 습득과 전략적인 의사 결정에 대한 안목을 높이고 소송 경쟁력을 높일 수 있게 한다.
이 과정의 총괄 책임교수인 이광형 문술미래전략대학원장은 "바야흐로 지식재산의 시대가 도래했다"며 "이제 지식재산을 창출, 보호 및 활용하는 것은 중소기업들에게도 생존전략‘ 이라고 말했다. 끝.
2016.03.17 조회수 14893 -
구글 딥마인드 CEO 하사비스 박사, 11일 KAIST서 특별강연
우리대학 바이오및뇌공학과(학과장 조광현)는 11일(금) 오후 2시 교내 정문술빌딩 드림홀에서 데미스 하사비스(Demis Hassabis) 박사를 초청해 ‘바이오및뇌공학과 석학 초청강연’을 연다.
구글 딥마인드의 공동 창업자 겸 CEO인 하사비스 박사는 이날 KAIST 학생들을 대상으로 ‘인공지능과 미래’를 주제로 강연한다.
인공지능 연구원, 신경과학자, 비디오 게임 디자이너 등 다방면에 걸쳐 경력을 쌓아온 하사비스 박사는 이번 강연에서 알파고(Alphago)를 포함해 최첨단 인공지능 연구 분야의 현황을 소개한다.
이어 인공지능이 향후 과학과 의료분야에 미칠 영향력, 현재 개발 중인 인공지능이 어떻게 인간의 마음을 더 잘 이해할 수 있도록 도와주는지 등을 언급할 예정이다.
하사비스 박사(40)는 영국에서 태어났다. 영국 캠프리지대학교 컴퓨터과학과에서 학사과정을 마친 후 유니버시티 칼리지 런던(UCL)에서 인지신경과학으로 박사학위를 받았다.
그는 2010년 영국 런던에 기반을 둔 기계학습 스타트업인 ‘딥마인드 테크놀러지’를 공동창업하고 대표이사를 역임했다. 2014년 구글에 인수된 딥마인드는 인공지능 바둑 프로그램인 알파고(Alphago)를 운영 중이다.
한편 인공지능 바둑프로그램인 알파고와 바둑기사 이세돌 9단은 서울에서 9일 부터 15일 까지 다섯 차례에 걸쳐 바둑대국을 펼칠 예정이다. 끝.
2016.03.09 조회수 14583 -
은(銀)으로 덮은 종이 크로마토그래피 개발
〈 정 기 훈 교수 〉
우리 대학 바이오및뇌공학과 정기훈 교수 연구팀이 종이에 금속나노입자를 증착시켜 저렴하면서도 정교한 결과를 내는 크로마토그래피용 종이를 개발했다.
이번 연구는 광학분야의 국제 학술지 ‘빛: 과학과 응용(Light: Science and Applications)’지 1월 15일자 온라인 판에 게재됐다.
크로마토그래피는 특정 용매를 이용해 혼합물을 분리하는 기술이다. 가장 전통적인 종이 크로마토그래피를 비롯해 박막, 가스 등 다양한 방법을 이용한 크로마토그래피가 존재한다.
그 중 종이 크로마토그래피는 종이를 용매에 살짝 담근 후 종이 내 혼합 물질의 성분과 종이의 인력 차이에 의해 물질이 나아가는 정도가 달라지는 것을 이용한 혼합물 분리 방법이다.
종이 크로마토그래피는 저렴하고 다수의 성분을 동시에 검출할 수 있어 광합성 산물 및 다양한 생체 혼합물의 분리, 검출에 응용된다.
크로마티그래피 기술로 혼합물을 분리하고 나면 다음 단계로 물질의 성분을 파악하기 위해 물질에 빛을 조사한다.
분자는 각자 다른 성질을 갖고 있어 빛을 받은 후 분출하는 파장이 모두 다르다. 파장의 차이를 분석하면 혼합물에 어떤 분자가 포함됐는지 파악이 가능하다. 사람의 지문과 같은 역할을 하는 것이다.
그러나 이 과정에서 문제가 발생한다. 현존하는 종이 크로마토그래피 기술은 가격이 저렴한 대신 혼합물 분리의 정교성이 떨어지고, 혼합물 내 분자의 농도가 낮을 경우 빛을 조사해도 성분 검출이 잘 되지 않는 등의 한계가 있다.
분자를 검출하기 위해 형광 표지(label)을 붙여 빛을 조사하는 방법도 있지만 형광 표지로 인해 분자의 본래 특성이 변하게 되는 문제가 발생한다.
연구팀은 문제 해결을 위해 나노플라즈모닉스 특성을 갖는 은 나노섬을 종이 표면에 균일하게 증착했다. 나노플라즈모닉스 기술은 금속 나노구조 표면에 빛을 집광시키는 기술로 신경전달물질, 유전물질, 생체 물질 검출 등 다양하게 응용 가능하다.
은과 같은 금속은 빛을 조사했을 때 기존보다 강한 빛을 받아들이는 특성을 가져, 연구팀은 종이의 특성을 유지하면서 기판 표면에서의 빛 집광도를 최고 수준으로 끌어올릴 수 있었다.
연구팀은 개발한 종이에 표면증강 라만 분광법(Surface-enhanced Raman spectroscopy)을 접목해 별도의 표지 없이 혼합물을 분리하고 피코몰(10-12M) 수준의 극 저농도 물질도 측정하는 데 성공했다.
이 기술은 검출가능한계를 최고 수준으로 향상시켜 진단의학, 약물 검사 등 특정 성분의 분리 검출이 요구되는 다양한 분야에 응용 가능할 것으로 예상된다.
연구팀은 “진공증착, 저온 열처리 등 일반적인 반도체공정을 이용해 정밀하고 대면적 양산이 가능한 금속나노구조를 제작했다”며 “기존 기술의 단점인 비싼 가격, 셀룰로스의 특성 변화 등의 문제를 해결할 수 있을 것이다”고 밝혔다.
정 교수는 “이번 결과를 바탕으로 향후 저비용 무표지 초고감도 생체 분자 혼합물의 분리 및 분석이 가능해질 것이다”며 “또한 신약 개발용 약물 스크리닝, 환경 지표 검사, 생리학적 기능 연구 등에 크게 기여할 것이다”고 말했다.
□ 그림 설명
그림1. 크로마토그래피용 금속나노입자를 갖는 종이의 단면 주사전자현미경 사진
그림2. 크로마토그래피용 금속나노입자를 갖는 종이의 주사전자현미경 사진
그림3. 각종 크로마토그래피용 종이 광학사진
그림4. 비타민 혼합물의 분리 및 무표지 검출
2016.02.02 조회수 18482 -
국가 미래전략 토론회, 아프리카TV에서 실시간으로 본다
SNS 미디어 플랫폼 ‘아프리카 TV'가 KAIST의 정기 토론회를 인터넷에서 실시간으로 방송한다.
우리 대학 문술미래전략대학원(원장 이광형)과 아프리카TV(대표 서수길)는 지난 1월 22(금) 서울창조경제혁신센터에서 이 같은 내용을 담은‘KAIST 문술미래전략대학원-(주)아프리카TV 산학협력 협약’을 체결하였다.
이번 협약에 따라 KAIST는 ‘국가 미래전략 정기 토론회’를 진행하고, 아프리카 TV는 토론회 전체 내용을 인터넷에서 실시간으로 중계하기로 했다.
‘국가 미래전략 정기 토론회’는 매주 금요일 17시부터 2시간 동안 서울창조경제혁신센터에서 열린다. 평소에 국가미래전략 정기토론회에는 관심이 있으나 현장에 참석하지 못한 자들은 앞으로 인터넷 실시간 방송 또는 다시보기 동영상을 통해 볼 수 있게 됐다.
시청을 원하는 자는 아프리카TV(http://afreeca.com)에서 ‘국가 미래전략’으로 검색하면 해당 동영상 등을 찾을 수 있다.
한편 지난해 ‘국가미래전략 정기토론회’에서는 환경, 인구, 자원, 정치, 경제 사회, 기술 등 총 7개 대주제를 바탕으로 45차례에 걸쳐 토론회가 열렸다. 끝.
2016.01.22 조회수 9519 -
박제균 교수, 제11대 한국바이오칩학회장 취임
박제균 바이오및뇌공학과 교수가 한국바이오칩학회 (The Korean BioChip Society) 제11대 회장으로 취임했다.
임기는 2016년 1월 1일부터 1년이다.
사단법인 한국바이오칩학회는 바이오칩 기술 발전에 기여하기 위해 2006년 설립된 학술단체이다. 바이오칩은 21세기 첨단 융합생명공학 분야인 바이오센서, 바이오멤스, 나노융합, 헬스케어시스템 연구의 핵심 원천 기술로 새로운 패러다임을 창출하고 있다.
박 교수는 한국바이오칩학회 창립멤버로 지난 10년간 학술교육위원회 위원장, 바이오멤스 및 랩온어칩 분과위원장, 사무총장, 부회장직 등을 맡은 바 있다.
박 교수는 “한국바이오칩학회 회장으로 바이오칩 분야 융합산업의 활성화와 융합학문의 발전에 기여할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.
박 교수는 다양한 미세유체제어 기술과 암 조직 판별용 랩온어칩을 개발했다. 또한 관련 분야 최고의 국제학술지인 바이오센서와 바이오전자(Biosensors and Bioelectronics), 랩온어칩(Lab on a Chip) 등의 국제저널 편집위원 활동 및 마이크로타스(μTAS) 2015 국제학술대회장을 역임했다.끝.
2016.01.15 조회수 12914 -
복합 처방된 약물의 부작용 예측 기술 개발
〈이 도 헌 교수〉
우리 대학 바이오및뇌공학과 이도헌 교수(유전자동의보감사업단장, 제 1저자 박경현 연구원) 연구팀이 복합 처방된 약물들의 인체 내 간섭현상을 컴퓨터 가상인체로 분석해 부작용을 예측할 수 있는 기술을 개발했다.
이번 연구결과는 미국 공공과학도서관 학술지 플러스 원(PLOS ONE) 10월 15일자에 게재됐다.
의료 현장에서는 여러 약물을 함께 처방받아 복약하는 경우가 많다. 이러한 복합처방은 모든 가능성을 미리 시험할 수 없기 때문에 널리 알려진 대표적 위험사례를 제외하면 완벽한 사전시험이 불가능하다.
기존에는 부작용 사례를 의약품 적정사용평가(DUR)에 등재시켜 의료현장에서 활용하는 사후 추적만이 최선의 방법이었다. 따라서 복합처방으로 인한 의료 사고를 막기 어려웠고 부작용 예측에도 한계가 있었다.
문제 해결을 위해 연구팀은 발생 가능한 상황을 사전에 컴퓨터 가상인체로 예측함으로써 위험을 미리 파악할 수 있는 기술을 개발했다.
연구팀은 컴퓨터 가상인체에서 랜덤워크 알고리즘을 이용해 약물 표적의 생체 내 분자 신호전파를 시뮬레이션 했다. 약물이 투여됨으로써 신체에 영향을 끼치는 정도를 측정한 것인데, 이를 통해 두 개의 약물이 서로 어느 정도의 영향을 주는지 정량화에 성공했다.
따라서 만약 두 약물 간 간섭이 심해 서로 많은 영향을 준다면 부작용이 발생할 가능성이 높기 때문에 신중한 처방을 해야한다는 결론을 얻을 수 있다.
기존 예측 기술들이 단백질 상호작용 네트워크에서 약물 표적사이의 근거리 간섭만을 고려했다면 이 교수 연구팀은 약물 표적의 생체 내 분자 신호전파 시뮬레이션을 통해 원거리 간섭까지 고려해 정확도를 높였다.
연구팀은 이 기술이 다수의 표적을 갖는 복합 천연물의 신호 전파도 분석해 약물과 천연물 사이의 상호작용 예측에도 활용될 것이라고 예상했다.
이 교수는 “이번 기술은 자체 개발한 대규모 컴퓨터 가상인체 시스템을 통해 진행됐다”며 “약물 복합처방의 부작용을 예측할 수 있는 새로운 방법을 제시했다는 의의를 갖는다”고 말했다.
□ 그림 설명
그림 1. 연구팀이 개발한 컴퓨터 가상인체 시스템
그림 2 . 처방된 복합 약물 사이의 신호전파 간섭 예시
2015.10.22 조회수 14497 -
국내외 뇌 인지공학 전문가 KAIST에 모인다
전 세계 뇌 인지공학의 최신 연구동향과 미래 흐름을 알 수 있는 자리가 마련된다.
우리 대학은 24일(목) 오후 1시 교내 정문술빌딩 드림홀에서 국내외 뇌 과학 전문가 100여 명이 참석한 가운데 ‘뇌 인지공학 심포지엄’을 연다.
이번 심포지엄은 KAIST 바이오 및 뇌공학과가 올 가을학기에 신설한 ‘뇌 인지공학 프로그램’의 설립을 기념하고 뇌 과학 분야 최신 연구동향을 살펴보기 위해 마련됐으며 뇌 과학 분야 전문가 6명이 참여해 발표와 토론을 진행한다.
해외 전문가로는 미국 신경 영상 유전학 대가인 폴 톰슨(Paul M. Thompson) 서던캘리포니아대(USC)교수가 기조강연자로 참여해‘에니그마 프로젝트 : 전 세계 3만 명의 뇌에 관한 질병과 유전적 효과의 상관관계’를 주제로 발표한다.
국내 전문가로는 정재승 KAIST 바이오및뇌공학과 교수, 김성기 기초과학연구원(IBS) 뇌과학 이미징 연구단장, 이성환 고려대 뇌공학과 교수, 문제일 DGIST 뇌인지과학 전공 책임교수, 일본 이화학 연구소 산하 뇌연구원 출신의 준 타니(Jun Tani) KAIST 전기및전자공학부 교수 등이 참여한다.
이들은 ▲ 뇌 인지공학의 교육 및 연구현황 소개 ▲ 세계 뇌 융합과학의 현황 ▲ 뇌 인지공학 프로그램의 비전 ▲ 혈류 반응을 일으키는 뇌 활동과 fMRI ▲ 뇌 피질 모델에서의 행동 생성과 동적 시각 인식을 위한 기능적 계층 구조의 발달 : 신경-로봇 연구 등 뇌 과학 분야의 최신 연구동향을 소개한다.
뇌 인지공학 프로그램을 총괄하는 정재승 바이오 및 뇌공학과 교수는 “이번 심포지엄은 뇌 과학 분야의 최신 연구동향을 살피고 뇌 분야 교육철학을 논의하는 자리”라며 “21세기 뇌의 시대를 맞아 뇌의 근본원리와 이를 응용한 융합연구의 방향을 알 수 있는 소중한 기회가 될 것”이라고 말했다.
뇌 인지공학 분야에 관심 있는 자는 이번 심포지엄에 누구나 참석이 가능하며, 참가비는 무료다.
한편, 대학원 과정의 ‘뇌 인지공학 프로그램’은 정문술 前 미래산업 회장이 뇌 과학 분야 미래인재를 양성해 달라며 2014년 KAIST에 기부한 기금으로 마련됐다. 끝.
문의 : 뇌 인지공학 프로그램 담당 음세형 연구원(042-350-4305)
2015.09.22 조회수 14746 -
황현두 박사, 멕시코 몬테레이 공대 영년직 교수 임용
<황 현 두 박사>
우리 대학 바이오및뇌공학과 출신 황현두 박사가 멕시코 몬테레이 공과대학(ITESM, Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey) 영년직 교수로 부임했다.
학부, 석, 박사 과정을 우리 대학에서 취득한 황 박사는 유니스트와 미국 조지아 공대에 재직 후 우수한 연구업적과 가능성을 인정받아 만 29세의 나이로 몬테레이 공대 교수에 임명됐다.
황 박사는 이번 가을학기부터 생명의료공학과(Ingeniería Biomédica) 소속으로 강의를 시작하고, Sensors & Devices 연구그룹에서 나노·마이크로 기술 분야 연구를 동시에 진행할 예정이다.
1943년 설립된 몬테레이 공대는 멕시코 25개 도시에 33개의 캠퍼스를 보유하고 전체 학생 수가 9만 명이 넘는 중남미 최대 규모의 대학이다. 대학원생의 47%가 해외 연구 경험이 있고, 매년 5천여 명의 외국인 학생과 교수를 모집한다.
황 박사는 첨단 나노·마이크로 기술을 기반으로 한 난치성 질환 진단, 세포 신호 전달 연구, 환경 모니터링 등을 위한 기술과 초고속 대용량 분석 플랫폼을 개발했다.
또한 미국, 독일 등 10개국 이상의 멤스 기술 관련 국제 공동 프로젝트에 주도적으로 참여하고 있으며, 미국과 멕시코에서 바이오센서 기술 사업화를 진행하는 등 활발한 국제 연구개발 활동 중이다.
조광현 바이오및뇌공학과 학과장은 “바이오및뇌공학과에서 학사, 석사, 박사까지 마친 1회 졸업생의 우수한 연구성과를 국제적으로 검증받은 사례다”며 “학제 간 첨단융합과학을 연구하는 바이오및뇌공학과 출신들이 세계 유수 대학으로 진출하는 사례가 계속되길 기대한다”고 말했다.
2015.08.10 조회수 14606 -
미래과학기술지주, KAIST 보유기술 기반 2개 자회사 설립
신기술창업전문회사 미래과학기술지주(주)가 최근 1년 사이 KAIST 신기술을 기반으로 2개 자회사를 설립했다.
KAIST 등 4개 과학기술대학이 공동으로 설립한 미래과학기술지주(대표 김영호)는 과학기술특성화대학이 보유한 신기술을 사업화하기 위해 설립된 기술사업화 전문회사이다.
미래과학기술지주는 지난해 9월 제1호 출자회사로 (주)크레셈을 설립하고 KAIST 창업보육센터에 입주시켰다. 우리 대학 백경욱 신소재공학과 교수가 개발한 ACF 본딩 기술을 기반으로 설립된 (주)크레셈은 초음파 전자부품 접합기술을 보유한 회사인데, 설립 1여 년 만에 10억 원의 매출이 기대되는 기업이다.
[사진설명] 김영호 미래과학기술지주 대표(왼쪽)가 오상민 (주)크레셈 대표(오른쪽)에게 연구소 기업 등록증을 수여하고 있다
이어 지난 6월에는 이관수 바이오및뇌공학과 교수의 기술을 이전받아 제7호 자회사로 (주)닥터키친을 설립했다. 닥터키친은 식이요법을 통해 당뇨 관리를 손쉽게 할 수 있는 반조리 상태 식자재를 서비스하는 기업으로, 소비자가 섭취한 식단과 혈당 추이를 종합 관리할 수 있는 당뇨환자 맞춤형 식단을 제공한다.
[사진설명] 김영호 미래과학기술지주 대표(왼쪽 첫번째)가 박재연 닥터키친 대표(왼쪽 두번째)에게 미래과학기술지주 투자기업 현판을 수여하고 있다.
김영호 미래과학기술지주 대표는 “미래과학기술지주는 신기술을 기반으로 회사를 설립하고 투자하는 전문회사”라며 “기술 사업화를 원하는 KAIST 구성원이 문의해 오면 기술가치 평가에서부터 사업계획 수립과 자금투자까지 원스톱으로 지원할 계획”이라고 말했다.
한편, 미래과학기술지주의 주요 업무로는 ▲ 사업화 유망기술 발굴 ▲ 사업계획 수립 ▲ 자회사 설립 및 투자 등을 전문으로 하고 있다.
[창업 및 투자 문의]
미래과학기술지주 전략기획본부장 권재철 042-349-3102
2015.07.22 조회수 15448 -
유전자동의보감 사업단, 녹십자HS의 천연물 신약 글로벌 시장 진출 지원
메르스 여파로 면역력을 강화하는 인삼과 홍삼 제품의 매출이 크게 증가하고 있다. 인삼은 한국의 대표적인 특산물이자 수출효자 품목이었으나 과학적인 작용 원리는 아직 정확히 규명되지 못하고 있으며 현재 해외시장의 2%도 점유하지 못하고 있는 상황이다.
이러한 가운데 유전자동의보감사업단(단장 이도헌 KAIST 교수)과 ㈜녹십자HS(대표이사 유영효)는 6월 10일 KAIST에서 특정 진세노사이드가 강화된 BST204 천연물신약의 글로벌 시장 진출을 위한 협력연구협약(MOU) 및 비밀유지계약(NDA)을 체결했다.
유전자동의보감사업단은 MCMT(multi-component multi-target, 다중성분 다중표적) 기반 천연물 신약개발 플랫폼을 활용하여 ㈜녹십자HS가 개발 중인 BST204 천연물신약 개발 연구에 협력하기로 하였으며 이는 해당 제품의 유럽시장 진출에 큰 도움이 될 것으로 기대되고 있다.
㈜녹십자HS가 개발 중인 BST204 천연물신약은 인삼에 바이오변환기술을 적용하여 특정 진세노사이드 유효성분의 효능을 강화시킨 조성물로서 국내 제약사가 개발한 천연물신약 중 최초로 독일에서 임상1상 시험을 완료하고 임상2상 시험을 앞두고 있다.
이도헌 교수(사업단장)는 “유전자동의보감 사업단은 천연물 복합성분이 인체에서 작용하는 원리를 가상인체 컴퓨터 모델과 멀티오믹스 등 융합원천기술로 규명하여 미래 창조형 헬스케어 신소재를 발굴한다는 것을 목표로 하고 있다”며 “특히, 가상인체 컴퓨터모델은 독창적인 신기술로서 국내 제약기업의 글로벌 시장 진출에 효자역할을 할 플랫폼 기술이 될 것”으로 전망했다.
유영효 대표이사는 “천연물 신약이 유럽, 미국 등 글로벌 시장에서 인정받기 위해서는 효능과 안전성을 입증하는 것은 물론 정확한 작용원리까지도 제시해야 한다”며 “하지만 다양한 성분의 혼합물인 천연물의 특성상 작용원리를 규명하는 것이 매우 어렵고 시간과 비용이 많이 들기 때문에 이 문제를 해결하기 위해서는 획기적인 기술혁신이 필요한 상황이다”이라고 밝혔다. 끝.
2015.06.10 조회수 14642 -
종양 전역에 약물 전달하는 항암치료나노기술 개발
<박 지 호 교수>
우리 대학 바이오 및 뇌공학과 박지호 교수 연구팀이 종양의 전역에 약물이 골고루 전달되게 해 항암효과를 현저히 높일 수 있는 새 항암치료 나노기술을 개발했다.
이번 연구는 나노분야 학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’3월 31일자 온라인 판에 게재됐다.
일반적으로 수술이 어려운 종양의 치료를 위해 항암약물치료법이 사용된다. 하지만 종양이 외부로 들어오는 약물의 접근을 여러 방법으로 막기 때문에 종양 전체에 항암효과를 보기 어려웠다. 혈류로 투여된 약물들의 대부분이 혈관주위의 종양세포들에만 전달되고, 중심부의 종양세포에는 전달되지 않아 재발 문제가 자주 발생한 것이다.
연구팀은 문제 해결을 위해 리포좀과 엑소좀이라는 소포체를 이용했다. 리포좀은 인공나노소포체로서 혈류를 통해 혈관 주위의 종양 세포 부위까지 약물을 전달한다. 종양 세포에서 자연적으로 분비되는 생체나노소포체인 엑소좀에 약물을 무사히 탑재하는 것이 리포좀의 역할이다.
엑소좀은 종양에서 세포 내부의 생물학적 물질들을 전달하기 때문에 종양의 진행 및 전이에 중요한 요소로 알려져 있다. 리포좀이 항암 약물을 엑소좀에 탑재하면, 엑소좀이 이동하는 종양 내의 모든 위치로 약물이 전달됨으로써 질병이 치료되는 것이 연구의 핵심이다.
연구팀은 이 기술을 이용해 빛에 반응해 항암효과를 내는 광과민제를 종양이 이식된 실험용 쥐에 주입했다. 이후 종양 부위에 빛을 노출시켜 항암효과를 유도한 후 분석한 결과 종양조직 전역에서 항암효과를 관찰할 수 있었다.
연구팀의 핵심 성과는 종양 및 다른 질병들의 미세 환경을 파악해 질병에 대항하는 맞춤형 약물전달 기술 개발의 발판을 마련한 것이다.
연구팀은 이 기술을 제약회사에서 개발 중인 항암제에 적용해 약물전달이 어려운 악성 종양의 치료효과를 실험 진행 중이다.
박 교수는 “엑소좀이 세포에서 끊임없이 분비되는 특성과 주변 세포로 생물학적 물질을 전달하는 특성을 응용해 종양 중심부까지 약물을 전달 가능하게 만든 최초의 연구”라고 말했다.
박지호 교수 지도아래 이준성 박사, 김지영 석사가 주 저자로 참여한 이번 연구는 한국연구재단이 추진하는 신진연구자지원사업, 글로벌프론티어사업, 미래유망융합기술파이오니어사업의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림설명
그림 1. 종양 전역에 약물이 골고루 전달되게 해 항암효과를 높이는 새 종양투과 약물전달 나노기술
세포막과 결합하는 리포좀에 의해서 세포로 전달된 물질이 그 세포가 분비하는 엑소좀에 효율적으로 탑재돼 주변세포로 전달되는 과정을 보여주는 모식도(좌). 이러한 엑소좀기반 세포간 약물전달이 실제로 종양 스페로이드 및 생체 내 종양모델에서 관찰된 결과들 (우).
2015.04.06 조회수 21205 -
심장세포의 핵심 신호전달경로 스위치 규명
심장근육세포내 베타수용체 신호전달경로의 자극 세기에 따라 세포의 생존과 사멸이라는 상반된 운명이 어떻게 결정되는지 그 근본원리가 우리 학교 연구진에 의해 규명되었다. 향후 심부전을 비롯한 다양한 심장질환의 치료에 활용될 것으로 기대된다.
우리 학교 바이오및뇌공학과 조광현 석좌교수(교신저자)가 주도하고 신성영 박사(제1저자), 이호성 박사과정학생, 강준혁 박사과정학생이 참여하였으며, 광주과학기술원 생명과학부 김도한 교수팀이 공동으로 수행한 이번 연구는 미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구자지원사업(도약/전략연구)과 바이오·의료기술개발사업 및 KAIST 미래형 시스템헬스케어사업의 지원으로 수행되었고, 연구결과는 네이처(Nature) 자매지인 네이처 커뮤니케이션스(Nature Communications)지에 12월 17일자로 게재되었다. * (논문명) The switching role of β-adrenergic receptor signalling in cell survival or death decision of cardiomyocytes
베타수용체 신호전달경로는 심장근육세포의 생존을 촉진(베타2수용체 매개)하지만 동시에 심장근육세포의 사멸을 유도하기도 하여 심장독성을 유발(베타1수용체 매개)함으로써 심부전 등 다양한 심장질환을 일으킨다. 지금까지 베타수용체 신호전달경로에 의해 조절되는 심장근육세포의 상반된 운명결정과정(생존 혹은 사멸)에 대한 근본 원리를 밝히고자 하는 많은 시도가 있어왔으나 아직 밝혀지지 않았다. ※ 베타수용체(β-adrenergic receptor): 심장근육세포의 세포막에 존재하는 단백질로서 에피네프린이나 노르에피네프린 등의 신경호르몬에 의해 자극받으면 심장근육세포가 더 강하고 빠르게 수축하도록 촉진하는 신호를 전달한다.
연구팀은 대규모 컴퓨터시뮬레이션 분석과 세포생물학 실험의 융합연구인 시스템생물학 연구를 통하여 ERK* 신호전달경로와 ICER** 신호전달경로가 매개하는 피드포워드회로가 심장근육세포의 생존과 사멸을 결정하는 핵심 분자스위치임을 밝혀냈다.
* ERK(Extracellular signal-regulated kinases): 세포생존에 관여하는 신호전달분자 ** ICER(Inducible cAMP early repressor): 세포사멸에 관여하는 신호전달분자
약한 베타수용체의 자극에 대해서는 ERK 신호전달경로가 활성화되고 이로 인하여 Bcl-2*** 단백질의 발현량이 증가되어 심장근육세포의 생존이 촉진되지만, 강한 베타수용체의 자극에 대해서는 ICER 신호전달경로가 활성화되고 Bcl-2 단백질의 발현량이 감소하게 되어 심장근육세포의 사멸이 유발되는 것이다. *** Bcl-2(B-cell lymphoma 2): 세포생존 촉진에 핵심적인 역할을 하는 신호전달분자
또한 연구팀은 시스템생물학적 접근을 통해 실제 심부전 환자에게 널리 사용되는 약물인 베타차단제(β-blocker)****의 작동원리를 밝혀내었다. 심장근육세포에 베타1차단제를 처리하였을 때 강한 베타수용체 자극에서의 Bcl-2 발현량이 증가하고 이로 인하여 심장근육세포의 생존율이 향상되어 세포보호효과가 일어난다는 것을 발견함으로써, 베타차단제의 근본약리기전을 신호전달경로 수준에서 규명하였다. **** 베타차단제(β-blocker): 베타수용체의 활성화를 저해하는 약물이며, 심부전의 진행을 억제시키는 효과가 있어서 임상에서 가장 널리 처방되는 심부전 치료약물이다.
조광현 교수는 “정보기술(IT)과 생명과학(BT)의 융합연구인 시스템생물학 연구를 통해 지금껏 밝혀지지 않았던 베타수용체 신호전달경로에 의해 조절되는 심장근육세포의 상반된 운명결정과정에 대한 핵심 원리를 성공적으로 규명한 것으로 향후 심장근육세포운명의 제어 및 이를 통한 심부전 등의 다양한 심장질환 치료에 널리 활용될 것으로 기대된다.”고 밝혔다.
조광현 교수 연구팀은 IT와 BT가 융합된 시스템생물학 분야를 세계 최초로 개척해왔으며 특히 인체의 복잡한 질병과 관련된 신호전달네트워크의 모델링과 시뮬레이션 분석, 실험적 증명에 관한 혁신적인 연구를 수행해오고 있다. 지금까지 140여편의 국제저널논문을 게재하였으며, 2014년에는 Cell, Science, Nature 자매지에 연이어 연구성과를 게재하였다.
심장근육세포의 상반된 운명결정과정을 조절하는 핵심회로의 규명 및 제어기술 개발: 수학모델링과 대규모 컴퓨터시뮬레이션 분석을 통해 규명된 심장근육세포의 상반된 운명결정과정을 조절하는 핵심회로의 규명. ERK 신호전달경로와 ICER 신호전달경로가 매개하는 피드포워드회로는 심장근육세포의 생존과 사멸을 결정하는 핵심 분자스위치이다. 약한 베타수용체의 자극에 대해서는 ERK 신호전달경로(파란색 화살표)가 활성화되고 이로 인하여 Bcl-2의 발현량이 증가되어 결과적으로 심장근육세포의 생존이 촉진된다. 반면 강한 베타수용체의 자극에 대해서는 ICER 신호전달경로(빨간색 화살표)가 활성화되고, 이로 인해 Bcl-2의 발현량이 감소하게 되어 심장근육세포의 사멸이 유발된다. 이로서 심장근육세포의 사멸을 방지하면서 심장박동의 기능을 유지시킬 수 있는 원천제어기술의 토대가 마련되었다.
2014.12.26 조회수 24237