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제5회 연구실 안전의 날 행사 개최
〈 (왼쪽부터) 김영일 의과학대학원 안전담당자, 박오옥 교학부총장, 김인준 의과학대학원 학과장 〉
우리 대학이 대학원총학생회와 공동으로 11일(금) 오후 3시 본원 학술문화관 양승택 오디토리움에서 ‘제5회 연구실 안전의 날’행사를 개최했다.
‘연구실 안전의 날’은 지난 2003년 교내 풍동실험실 폭발사고로 희생된 학생을 추모하고 사고 없는 안전한 대학 연구실을 만들어가자는 취지로 2014년 처음 열렸다. 연구실 안전에 대한 구성원의 공감대를 형성하고 대학 내 안전문화 확산을 위한 행사이다.
올해로 5회 째를 맞이하는 이번 행사에는 박오옥 교학부총장을 비롯한 대학원생과 연구실 안전관리 책임자 등 200여 명이 참석했다.
이번 행사는 안전관리 우수학과 표창, 표어 ․ 포스터 ․ UCC ․ 연구실안전아이디어 공모전 표창, 안전연극, 개인보호구 무상지급 이벤트 순으로 진행됐다.
안전관리 우수학과에는 의과학대학원이 선정됐다. 연구자의 안전교육 참여도가 높고 실험실 안전점검 결과에 대한 후속조치 이행률(100%)이 매우 우수했다는 평가를 받았다.
표어 및 포스터 공모전에는 총 74점이 출품됐는데 ▲입지 않은 실험복, 내일 입을 환자복 (표어 ․ 신소재공학과 최진호) ▲당신의 병명은 ‘안전 불감증’입니다.(포스터 ․ 산업디자인학과 임현정) ▲사고사례와 대처방안 전파요령(아이디어 ․ 신소재공학과 이지영) ▲영상수공업(UCC ․ 한솔, 강동원, 김도헌)이 각각 수상했다.
이밖에 연구실에서 발생한 실제사고를 배경으로 연출된 안전연극 ‘괜찮아지는 날’과 동아리 루나틱의 공연도 열렸다.
신성철 총장은 “연구의 시작은 안전의식을 먼저 갖추는 것이다”며 “이번 행사가 연구실 안전문화를 확산시키는 계기가 될 것이다”고 말했다.
우리 대학은 쾌적하고 안전한 연구실 구축을 위해 연구실 정밀안전진단, 실험실 위험성 평가, 분야별 안전교육 등 다양한 예방안전 프로그램을 운영 중이다.
2018.05.14 조회수 7789 -
KAIST 총동문회 동문학술장학재단, 2018년 장학증서 수여식 개최
KAIST 총동문회 동문학술장학재단(이사장 임형규)은 지난 21일 ‘모교를 빛낼 후배’ 49명을 선정해 개인당 연간 400만원(외국인 학생은 100만원)씩 장학금을 최대 3년간 지급하는 내용의 ‘2018년 장학증서 수여식’을 서울 프리마호텔에서 가졌다. 총 장학생 49명은 올해 선발된 10명과 기존 장학생 39명이며 이들은 총 1억7천5백만원의 장학금을 받게 된다.
이날 열린 장학증서 수여식에는 임형규 이사장을 포함해 차기철 총동문회장 · 고정식 전 특허청장 · 문영환 ㈜코아텍 대표 ·신윤승 전 삼성전자 부사장 · 유태경 ㈜루멘스 대표 · 이윤태 삼성전기 대표이사 사장 · 정광춘 ㈜잉크테크 대표 · 정성우 ㈜링크제네시스 대표 · 정칠희 삼성종합기술원 상임고문 등 동문 기부자와 20여명의 장학생이 참석했다.
장학 재단은 일정금액 이상을 기부하면 기부자의 뜻에 따라 지정 장학금 명칭을 사용할 수 있는데 올해 지정 장학금 기부자는 총 25명으로 명단은 아래와 같다.
<2018년 동문학술장학재단 지정 장학금 기부자 명단(가나다 순)>
- 고정식 장학금 (前 KAIST 총동문회장)
- 김명준 장학금 (소프트웨어정책연구 소장)
- 김영달 장학금 ((주)아이디스 대표이사)
- 나현찬 장학금 ((주)세믹스 이사)
- 문영환 장학금 ((주)코아텍 대표이사)
- 박선순 장학금 ((주)다원시스 대표이사)
- 박성동 장학금 (쎄트렉아이 의장)
- 박승빈 장학금 (KAIST 교수)
- 백광현 장학금 (SAWTRON Inc. 대표)
- 백만기 장학금 (김&장 법률사무소 변리사)
- 서경열 장학금 ((주)뷰웍스 전무이사)
- 신윤승 장학금 (前 삼성전자 부사장)
- 유태경 장학금 ((주)루멘스 대표이사)
- 이경국 장학금 ((주)오렌더 대표이사)
- 이동면 장학금 (KT 융합기술원 사장)
- 이윤태 장학금 (삼성전기 대표이사 사장)
- 임윤철 장학금 (기술과가치 대표이사)
- 임형규 장학금 (KAIST총동문회 동문학술장학재단 이사장)
- 전영현 장학금 (삼성 SDI 대표이사 사장)
- 정광춘 장학금 ((주)잉크테크 대표이사)
- 정성우 장학금 ((주)링크제니시스 대표이사)
- 정칠희 장학금 (삼성종합기술원 상임고문)
- 정태성 장학금 (SK 하이닉스 사장)
- 정항근 장학금 (전북대학교 교수)
- 차기철 장학금 (KAIST 총동문회장)
- 표삼수 장학금 (前 KAIST 총동문회장) - 최문기 장학금 (KAIST 교수)
2018.04.25 조회수 9341 -
이상엽, 김현욱 교수, 약물 상호작용 예측기술 DeepDDI 개발
우리 대학 생명화학공학과 이상엽 특훈교수와 김현욱 교수 공동 연구팀이 약물-약물 및 약물-음식 간 상호작용을 정확하게 예측하기 위해 딥 러닝(deep learning)을 이용해 약물 상호작용 예측 방법론인 딥디디아이 (DeepDDI)를 개발했다.
김현욱 교수, 류재용 연구원이 공동 1저자로 참여한 이번 연구는 국제학술지 ‘미국 국립과학원 회보(PNAS)’ 4월 16일자 온라인판에 게재됐다.
기존의 약물 상호작용 예측 방법론은 약물-약물 간의 상호작용 가능성만을 예측할 뿐, 두 약물 간의 구체적인 약리작용에 대한 정보는 제공하지 못했다. 이러한 이유로 맞춤형 약물 처방, 식이요법 등 응용 연구에서 체계적인 근거를 제시하거나 가설을 세우는 데에 한계가 있었다.
연구팀은 딥 러닝(deep learning) 기술을 적용해 19만 2천 284개의 약물-약물 상호작용을 아우르는 86가지의 약물 상호작용을 92.4%의 정확도로 예측하는 시스템 딥디디아이 (DeepDDI)를 개발했다.
딥디디아이는 두 약물 A, B 간의 상호작용에 대한 예측 결과를 다음과 같이 사람이 읽을 수 있는 영문 문장으로 출력한다 : “The metabolism of Drug B can be decreased when combined with Drug A (약물 A를 약물 B와 함께 복용 시 약물 B의 약물 대사가 감소 될 수 있다)”
연구팀은 딥디디아이를 이용해 두 약물 복용 시 일어날 수 있는 유해반응의 원인, 보고된 인체 부작용을 최소화시킬 수 있는 대체 약물, 특정 약물의 약효를 떨어뜨릴 수 있는 음식 및 음식 성분, 지금껏 알려지지 않은 음식 성분의 활성 등을 예측했다.
이번 연구성과로 약물-약물 및 약물-음식 상호작용을 정확하게 예측할 수 있는 시스템을 활용하는 것이 가능해졌으며 이는 신약개발, 복합적 약의 처방, 투약시의 음식조절 등을 포함해 헬스케어, 정밀의료 산업 및 제약 산업에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
이상엽 특훈교수는 “이번 연구결과는 4차 산업혁명 시대의 정밀의료를 선도할 수 있는 기반 기술을 개발한 것이다”며, “복합 투여되는 약물들의 부작용을 낮추고 환자 맞춤형 약물 처방과 식이요법 제안을 통한 효과적인 약물치료 전략을 수립할 수 있다. 특히 고령화 사회에서 건강한 삶을 유지하는데 필요한 약-음식 궁합에 대한 제안을 해 줄 수 있는 시스템으로 발전해 나갈 것이다”고 말했다.
이 연구성과는 과학기술정보통신부의 바이오리파이너리를 위한 시스템대사공학 연구사업, KAIST의 4차 산업혁명 인공지능 플래그십 이니셔티브 연구사업의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 딥디디아이 (DeepDDI)의 모식도 및 예측된다양한 약물-음식성분의 상호작용들의 시각화
2018.04.18 조회수 10971 -
김유천 교수, 부작용 낮춘 레이저 치료제 개발
〈 노 일 구 박사과정, 김 유 천 교수 〉
우리 대학 생명화학공학과 김유천 교수 연구팀이 기존 광역학 치료제(PhotoDynamic Therapy, 이하 PDT)의 단점을 보완한 근적외선 형광물질 기반의 PDT를 개발했다.
노일구 박사과정이 1저자로 참여하고 바이오및뇌공학과 박지호 교수 연구팀이 공동으로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 사이언스(Advanced Science)’ 2018년도 3월 25일자 표지논문에 게재됐다.
PDT는 약물이나 유전자가 아닌 빛을 이용하는 치료법으로 레이저를 특정부위에 쬐어 산소를 독성을 갖는 활성산소로 변화시켜 세포를 자가 사멸(apoptosis)로 유도할 수 있는 기술이다.
이 기술은 피부병 치료 등 일상에서도 많이 활용되는 치료법이다. 그러나 기존에 이용하는 PDT 조영제의 경우 낮은 효율을 가질 때 오히려 암세포의 유전변형이 발생해 치료효과 감소 등의 부작용이 나올 수 있다.
따라서 치료효과를 극대화하기 위해선 원하는 위치에 많은 물질을 전달하는 것이 중요하며 이를 위해 세포 소기관인 미토콘드리아에 치료효과를 집중시키는 연구가 진행 중이다.
PDT 조영제로 인해 만들어진 활성산소는 미토콘드리아의 막을 공격해 세포 사멸을 일으킨다. 암세포의 미토콘드리아는 일반 세포와 비교했을 때 미토콘드리아 막의 전위 차이가 높아 양전하의 소수성 물질이 더 잘 투입되는 특성이 있다.
연구팀은 이러한 PDT 조영제 효과를 극대화하기 위해 미토콘드리아 타겟팅 그룹인 트리페닐포스포늄, PDT 증강제인 브롬화물, 그리고 용해도 증가를 위한 아민 그룹으로 구성된 물질을 개발했다.
연구팀은 이 기술을 종양이 이식된 실험용 쥐에 주입한 후 종양 부위에 빛을 조사해 항암효과를 유도했고 이를 분석했을 때 효과적으로 표적 치료가 이뤄지는 것을 확인했다.
이 물질은 근적외선 영역에서의 흡광 및 발광을 통한 662 나노미터(nm) 영역 레이저를 사용한다. 이를 통해 기존 가시광선 조영제가 마이크로미터 수준의 깊이를 보였다면 연구팀의 기술은 밀리미터까지 투과성을 가지며 진단 시 가시광역 조영제 보다 100배 이상 감도가 우수한 특성을 갖고 있다고 밝혔다.
연구를 주도한 노일구 박사과정은 “암세포 미토콘드리아에 오래 머물러 있어 레이저를 조사했을 때 원하는 부분에만 부작용 없이 효과적인 치료가 가능하다는 장점이 있다”며 “치료 후 독성이 없이 분해돼 기존 조영제의 단점을 극복할 수 있을 것이다”고 말했다.
김유천 교수는 “기존에 이용되는 진단 및 치료제를 한 단계 더 발전시킨 새로운 플랫폼의 개발을 통해 부작용을 최소화하고 다양한 질병을 치료하는 데 유용하게 사용될 것으로 기대한다”고 말했다.
이번 연구는 글로벌프론티어 지원사업 ABC 바이오매스 사업단 및 한국연구재단의 중견연구자지원사업, 바이오의료기술개발지원사업을 통해 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. Advanced science 3월 25일자 3호 표지
그림2. 완성된 물질의 화학구조, 미토콘드리아 타겟팅 효과 및 레이저에 따른 ROS 생성 그래프
2018.04.17 조회수 11508 -
제 8회 KINC 융합연구상에 남윤성, 박인규 교수 연구팀 선정
우리 대학 나노융합연구소(연구소장 정희태)는 13일(화) 본교 KI빌딩에서 참여 교수님들의 융합연구 장려 및 대학원생들의 연구 의욕 고취를 위한 제 8회 ‘KINC 융합연구상’ 시상식을 개최했다.
‘KINC 융합연구상’은 전년도에 이뤄진 융합연구를 대상으로 창의성과 융합성이 가장 우수한 융합연구를 선정해 연구에 참여한 연구원과 책임자에게 수여하는 상이다.
연구자의 노고를 격려하고 선정된 우수 연구 성과를 구성원들과 함께 공유함으로써 융합연구 활성화 제고를 위한 취지로 마련됐다.
올해 8번째를 맞이하는 ‘KINC 융합연구상’ 수상자는 유전공학적 변형을 거친 섬유형의 바이러스를 이용해 귀금속(Pd) 나노 와이어를 상온 상압에서 계면활성제 없이 합성에 성공한 연구 성과로 신소재공학과 남윤성 교수, 기계공학과 박인규 교수 연구팀이 선정됐다.
특히 이 연구는 귀금속 활성물질의 성능을 극대화 하려는 공통된 공학적 문제의식을 가지고 표면활성이 우수한 귀금속 나노와이어를 합성하고 실제 센서 소자로서의 응용 연구를 함께 진행하였기에 두 연구팀의 융합성이 높게 인정됐다. ( 논문명 : Virus-Templated Self-Mineralization of Ligand-Free Colloidal Palladium Nanostructures for High Surface Activity and Stability, Advanced Functional Materials (2017))
행사를 주최한 정희태 소장은 “미래사회에는 융합이 산업에 혁명을 일으킬 핵심 키워드로 연구자들에게 보다 융합 연구의 중요성이 제고돼야 하며, 앞으로 융합연구의 발전적인 연구 환경을 조성하기 위하여 더욱 노력할 계획이다.”라고 뜻을 밝혔다.
‘나노융합연구소’는 나노과학기술분야에 대해 학과간의 경계를 허물고 진정한 학제간 공동연구를 촉진해 창조적인 융합연구를 추진하기 위해 지난 2006년 6월 KAIST 연구원 산하에 설립됐다. 현재 나노융합연구소는 14개 학과의 90여명의 교수가 참여하고 있으며 세계를 선도하는 나노융합연구 허브대학연구소를 목표로 우리 대학의 대표적인 융합연구소로 자리 잡고 있다.
2018.03.14 조회수 7786 -
최민기 교수, 산화 내성 비약적으로 높인 CO2 흡착제 개발
우리 대학 생명화학공학과 최민기 교수 연구팀이 산화 내성을 크게 높인 아민 기반의 이산화탄소 흡착제 개발에 성공했다.
이번 연구에서 개발한 이산화탄소 흡착제는 기존 아민 기반 흡착제들의 문제점인 산화를 통한 비활성화 문제를 해결함으로써 실용화가 가능한 정도로 안정성을 끌어 올렸다는 의의를 갖는다.
이번 연구 성과는 국제 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 2월 20일자 온라인 판에 게재됐다.
지구온난화의 주범인 이산화탄소의 포집을 위해 이산화탄소 흡착제 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 재생에 필요한 에너지 소요가 적고 무해한 고체 흡착제에 대한 관심이 커지고 있는데 그 중 기공이 발달한 고체 내부에 고분자 형태의 아민을 도입한 종류의 흡착제들이 주목받고 있다.
그러나 기존의 아민 기반 고체 흡착제는 뛰어난 이산화탄소 흡착 성능에도 불구하고 반복적인 사용에 따른 화력발전소의 배기가스 내 산소로 인한 아민의 산화 분해 현상이 발생해 성능이 떨어지는 심각한 안정성 문제가 있다.
연구팀은 상용 고분자 아민에 존재하는 극소량의 철, 구리와 같은 금속 불순물들이 아민의 산화 분해를 가속하는 촉매로 작용하는 것을 발견했다.
연구팀은 이 불순물의 활성을 억제할 수 있는 킬레이트제(chelator)라 불리는 소량의 촉매 독을 주입해 산화 안정성을 비약적으로 높였다. 개발된 흡착제는 92% 이상의 대부분의 흡착성능을 유지했으며 이는 기존 흡착제에 비해 약 50배 이상 증진된 산화 안정성이다.
연구팀은 우수한 이산화탄소 흡, 탈착 특성 뿐 아니라 기존 흡착제들의 고질적 문제점이었던 산화 안정성까지 모두 확보했기 때문에 현재까지 개발된 다른 고체 흡착제들보다 실용화에 가깝다고 밝혔다.
1저자인 최우성 박사과정은 “이번 연구는 고체 이산화탄소 흡착제의 산화 분해 문제점을 획기적으로 개선하여 상용화 수준까지 발전시켰다는 점에서 큰 의미가 있다”고 말했다.
최민기 교수는 “연구팀이 개발하는 이산화탄소 흡착제는 상용화 초기 단계에 진입했고 이미 흡착제를 구성하고 있는 각 요소 기술이 세계를 리드하고 있다”며 “연구 역사가 짧은 만큼 앞으로도 개선할 부분이 많지만 흡착제를 더 발전시켜 세계 최고의 이산화탄소 포집용 흡착제를 개발하겠다”고 말했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부의 Korea CCS 2020 사업의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1.흡착제 합성 모식도
그림2. 연구에서 개발한 신규 흡착제와 기존 흡착제의 성능 비교
2018.03.07 조회수 10038 -
박용근, 김범준, 이건재, 주영석 교수, 차세대 한림원 신입회원 선출
박용근 교수(물리학과), 김범준 교수(생명화학공학과), 이건재 교수(신소재공학과), 주영석 교수(의과학대학원) 등 우리대학 교수 4명이 '한국차세대과학기술한림원(Y-KAST)' 신입회원으로 선출됐다.
과학기술분야의 석학모임인 한국과학기술한림원(원장 이명철)이 지난 2월 22일 만 43세 이하의 전도유망한 과학자로 뽑은 Y-KAST 회원 26명 중 우리대학 교수 4명이 포함된 것이다.
연구 분야별로는 △정책학부 오채운(녹색기술센터) △이학부 김덕진(서울대)·김상현(서울대)·박용근(KAIST)·배명진(포스텍)·백대현(서울대)·조승환(포스텍) △공학부 김순현(DGIST)·김범준(KAIST)·김상현(연세대)·김성재(서울대)·김수영(중앙대)·오준학(포스텍)·이건재(KAIST)·장호원(서울대)·조정호(성균관대) △농수산학부 손기훈(포스텍)·이대희(한국생명공학연구원)·이정은(서울대) △의약학부 김진성(연세대)·박상민(서울대)·신애선(서울대)·이혁진(이화여대)·주영석(KAIST)·최무림(서울대)·최승홍(서울대) 박사가 꼽혔다.
신입 회원패 수여식은 2월 26일 한국프레스센터 내셔널프레스클럽에서 열린다.
2018.02.23 조회수 8146 -
학생봉사단, 캄보디아, 인도네시아서 교육봉사
우리 대학 학생봉사단 ‘지영석 캄보디아 봉사단’과 ‘장병규 인도네시아 봉사단’ 36명이 10일 오전 11시 30분 영빈관에서 발대식을 가졌다.
이번 발대식은 지영석 캄보디아 봉사단 20명, 장병규 인도네시아 봉사단 16명의 학생과 교직원 2명 및 박오옥 교학부총장 등 관계자가 참석한 가운데 진행된다.
이번 봉사단은 과학, 의료 분야의 세계적 출판사인 엘스비어(ELSEVIER) 지영석 회장과 장병규 4차산업혁명위원회 위원장의 기부금 지원을 받았고 그 의미를 되새겨 봉사단 이름을 명명했다.
지영석 캄보디아 봉사단은 13일 캄보디아 프놈펜으로 출발해 호산나 고등학교에서 70여 명의 고등학생을 대상으로 26일까지 과학 실험 교육봉사를 한다.
장병규 인도네시아 봉사단은 19일 인도 자카르타로 출발해 밥퍼 해피센터에서 무료급식 봉사, 산또루까스 고등학교에서 120여 명의 고등학생을 대상으로 30일까지 과학실험, 아두이노 교육 등의 봉사를 한다.
이 밖에도 케이 팝 댄스와 제기차기, 씨름 등 전통놀이, 한글 교육 등을 통해 우리나라 문화를 소개하며 양국 간 문화교류의 시간을 가질 예정이다.
우리 대학은 학생들이 도전정신을 가진 인재로 성장할 수 있도록 지난 2015년부터 매년 캄보디아에 학생봉사단을 파견해 왔다. 올해부터는 지역을 확대해 인도네시아에서도 봉사활동을 진행한다.
박오옥 교학부총장은 “봉사와 희생정신, 도전정신으로 인류애를 실현하기 위한 학생들의 활동은 KAIST의 사회적 책임과 진정한 사회공헌을 보여주는 좋은 본보기가 될 것이다”며 “사명감과 자긍심을 갖고 건강히 봉사활동을 수행해주길 바란다”고 말했다.
2018.01.10 조회수 7880 -
대한민국 100대 기술 이끌 주역에 우리 대학 교수 8인 선정
한국공학한림원이 지난 18일 발표한 2025년 대한민국 성장엔진이 될 미래 100대 기술과 그 주역 238명에 우리 대학 교수 8명이 선정됐다.
한국공학한림원은 가까운 미래인 2025년에 상용화가 가능하며 산업발전에 크게 기여할 기술을 중심으로 선정했고, 현재 이들 기술 개발에 있어 핵심 역할을 수행하고 있는 기술별 주역을 3명 이내로 뽑았다고 밝혔다. 미래 한국을 먹여 살릴 젊은 주역을 격려하고 더 많은 인재를 키우기 위해 젊은 연구자(엔지니어) 중심으로 선정했다고 말했다.
238명 주역들을 기관별로 분류해보면 대학이 78명으로 가장 많았고, 대기업 76명, 정부출연연구소를 포함한 공공기관 65명, 중소·중견기업 19명 순이었다. 우리 대학은 교육기관 중 서울대에 이어 2번째로 많은 주역을 배출했다.
학과별로는 생명화학공학과가 4명으로 가장 많은 인원을 차지했고 항공우주공학과, 원자력및양자공학과, 바이오및뇌공학과, 신소재공학과가 각각 1명씩 선정됐다.
분야별로는 ▲화학생명 분야에 이재우 교수(CCS 및 저장 플랜트), 김희탁 교수(수소전지 기술), 김신현 교수(멀티 타겟 질병진단용 바이오 센서 시스템), 임성갑 교수 (차세대 디스플레이 소재, 공정, 장비 기술) 교수가 선정됐다.
▲기계 분야는 최한림 교수(지능형 무인기 협업 기술), ▲재료 자원 분야는 류호진 교수(발전, 항공용 초내열 소재), 박병국 교수(차세대 메모리 반도체 기술), ▲전기전자 정보 분야는 남윤기 교수(뇌과학응용기술)가 선정됐다.
2017.12.21 조회수 13582 -
이상엽 교수, 미국 국립발명학술원 펠로우로 선정돼
〈 이상협 특훈교수 〉
우리대학 이상엽 특훈교수(생명화학공학과)가 미국 국립발명학술원(National Academy of Inventors, NAI)의 펠로우로 선정됐다. 수여식은 내년 4월 5일 워싱턴DC의 메이플라워 호텔에서 개최된다. 국내 학자 중에서 미국 국립발명학술원 펠로우에 선정된 것은 이 교수가 처음이다.
미국 국립발명학술원은 미국 특허청에 등록된 특허 발명자와 삶의 질 및 경제 발전, 사회 복지 발전에 영향을 끼치는 혁신적인 개발에 성공한 학계 과학자를 대상으로 매년 펠로우를 선정한다. 현재까지 세계적으로 권위 높은 229개 대학, 정부 및 비영리 연구소를 대표하는 757명의 펠로우가 선정됐다.
이 교수는 1994년 KAIST 부임 이래 미생물대사공학 연구를 수행하며 시스템대사공학이라는 새 분야를 개척했으며 상대적으로 기초과학분야에 비해 피인용 수가 적은 생명화학공학분야임에도 불구하고 3만 4000회 이상의 피인용 횟수를 자랑한다. 이 교수는 11년간 등록된 13만 건 이상의 논문 중 각 분야에서 가장 많이 인용된 상위 1퍼센트 논문 연구자에게 주어지는 2017년 ‘세계에서 가장 영향력 있는 연구자(Highly Cited Researcher, HCR)에 선정되기도 했다.
이 교수는 그간 미국 화학회의 마빈존슨 상, 미국생물공학회의 제임스베일리 상 등을 아시아인 최초로 수상했고 포스코청암상, 호암상, 대한민국최고과학기술인 상 등을 수상했다. 또한 2010년 미국 공학한림원외국회원에 이어 2017년 미국국립과학원 외국회원에 선임돼 세계 최고의 양대 학술원에 동시 외국회원으로 선임된 전 세계 13인 중 1인이다.
미국 국립발명학술원은 미국 및 세계 대학, 정부 및 비영리 연구소로 구성된 비영리 단체 조직으로, 미국 특허청으로부터 발행된 특허에 대해 특허 지적 재산권의 공개를 장려하고 학계 기술 및 발명의 가시성을 높이기 위해 설립됐다.
2017.12.13 조회수 9318 -
김지한 교수, 다공성 물질 내 가스 흡착량 증진 가능성 제시
〈 김 지 한 교수, 정 상 규 석사과정 〉
우리 대학 생명화학공학과 김지한 교수 연구팀이 결함공학을 통한 다공성 물질의 가스 흡착량 증진법을 개발했다.
정상규 석사과정이 1저자, UC 버클리 화학과의 Günther Thiele 박사후 연구원이 2저자로 참여한 이번 연구는 국제 학술지 ‘네이쳐 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’11월 16일차 온라인 판에 게재됐다.
금속-유기 구조체(metal-organic framework, 이하 MOF)는 금속 클러스터와 유기 리간드의 규칙적인 배위결합을 통해 합성되는 결정체이며, 넓은 표면적과 수많은 공극을 지닌 물질로서 다양한 에너지 및 환경 관련 소재로 각광받고 있다.
하지만 다른 결정성 물질들과 마찬가지로 실제 MOF는 완벽한 결정성을 가질 수 없으며 여러 종류의 결함을 가지게 된다.
이러한 결함들 중 결정체 내 유기 리간드가 불규칙적으로 본래 자리에 결합되지 않은 상태를 뜻하는 리간드 공공결함은 실험적인 기법들을 통해 공공결함의 밀도가 조절될 수 있다고 알려져 있다.
연구팀은 기존 제시된 리간드 공공결함의 조절을 통한 결함 공학 기법을 특정 MOF 내 고립된 공극의 존재여부와 접목시켜 결함공학을 통한 가스 흡착 증진 가능성을 제시했다.
김지한 교수가 직접 개발한 그래픽 프로세서(GPU) 소프트웨어 코드로 초고속 스크리닝 기법을 활용해 실험적으로 합성된 12,000 가량의 MOF들로 부터 메탄 가스에 대해 상당한 부피의 고립공극을 가지는 MOF들을 계산적으로 선별했다.
고립 공극의 판별 작업에는 안정적 에너지 구간에 대한 플러드-필(flood-fill) 알고리즘이 사용됐으며 이는 마이크로소프트 그림판에서 흔히 접할 수 있는 ‘색 채우기’ 기능과 동일한 알고리즘이다. 이를 통해 무한히 연결된 주 공극구조만 판별해내고 연결되지 않고 고립돼 존재하는 공극의 존재여부를 판단했다.
이후 많은 양의 고립공극이 파악된 MOF들에 대해 리간드 공공결함을 가상으로 결정 구조 내 도입했으며 리간드가 없어지면서 기존의 고립돼 존재하던 공극들이 주 공극구조와 합쳐지도록 유도했다.
이러한 스크리닝 작업을 통해 연구팀은 리간드 공공결함이 도입되었을 시 상당한 메탄 가스의 흡착량 증진을 겪을 수 있는 13개의 MOF를 최종적으로 선별했으며, 불과 8.33% 이하의 리간드 결함이 존재했을 시에도 최대 55.6% 의 메탄 가스 흡착량 증진을 가질 수 있다는 것을 확인했다.
본 연구팀이 제시한 리간드 공공결함을 통해 기존에 활용되지 못하던 고립 공극을 주 공극구조에 연결시켜 새로이 활용하는 기법은 단순한 가스 흡착량 증진 외에도 혼합 가스의 선택적 흡착, 반 영구적 가스 포획 등 다양한 효과를 가져올 수 있다.
이번 연구는 한국연구재단의 중견연구자지원사업의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 본 연구에서 사용된 플러드-필 알고리즘을 설명하는 도해와 플러드-필 알고리즙을 통해 고립공극이 판별된 MOF의 예시
그림2. 본 연구에서 선별된 MOF 중 두 가지 MOF의 공공결함 도입 전과 후(좌, 우)의 흡착가능 공간 비교
2017.11.27 조회수 10252 -
박현규 교수, RNA 분해효소의 활성 검출기술 개발
〈 이 창 열 박사과정 〉
우리 대학 생명화학공학과 박현규 교수 연구팀이 새로운 RNA 분해효소(RNase H)의 활성을 검출하는 기술을 개발했다.
연구팀은 헤어핀 자기조립 반응이라는 고효율의 신호증폭 반응을 이용해 RNA 분해효소의 활성을 효과적으로 분석하는 기술을 개발했다.
RNA 분해효소가 HIV 바이러스 증식에 필수적으로 관여하는 물질임을 고려할 때 박 교수 연구팀의 연구가 향후 에이즈를 치료하는 데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
이창열, 장효원 박사과정이 공동 1저자로 참여한 이번 연구는 영국왕립화학회가 발행하는 국제 학술지 ‘나노스케일(Nanoscale)’ 2017년도 42호(11월 14일 발행) 표지논문으로 선정됐다.
현재 개발된 RNA 분해효소의 활성을 검출하는 기술들은 일반적으로 값비싼 형광체, 소광체가 필수적이고 그 도입 과정도 복잡하다는 한계가 있다. 또한 신호를 증폭시킬 수단이 없기 때문에 전반적으로 검출 성능이 매우 낮다.
연구팀은 기술의 한계를 극복하기 위해 헤어핀 자기조립 반응이라는 기술을 이용했다. 이 기술은 검출신호를 증폭시켜 RNA 분해효소 활성이 더 민감하게 검출될 수 있도록 도와준다.
그리고 연구팀은 이 헤어핀 자기조립 반응의 결과물이 형광신호의 발생에 적합한 지-쿼드러플렉스(G-quadruplex) 구조를 갖도록 반응시스템을 설계했다. 지-쿼드러플렉스 구조와 결합해 강한 형광을 내는 형광물질을 사용함으로써 기존의 RNA 분해효소 활성 검출 기술의 한계를 극복하는 고성능의 RNA 분해효소 활성 검출 기술을 개발했다.
또한 이 기술을 이용해 RNA 분해효소의 활성 저해제를 선별할 수 있었다.
연구팀의 연구 성과는 일반에 잘 알려진 에이즈를 치료하는 데 기여할 수 있을 것으로 예상된다. 에이즈는 HIV 바이러스가 발병하면 나타나는 전염병으로 HIV 바이러스는 역전사 반응의 특성을 갖는 일명 레트로 바이러스이다.
레트로 바이러스는 RNA가 DNA로 변하는 특성을 갖는다. 그리고 이 과정에서 RNA 분해효소가 개입해야만 이 특성을 유지할 수 있다. RNA 분해효소의 활성을 막을 수 있다면 HIV 바이러스의 발현을 막을 수 있는 것이다.
박 교수는 “이번 연구에서 개발된 기술은 RNA 분해효소의 활성 외에도 다양한 효소 활성 검출 기술 개발에 응용 가능하다”며 “이를 통해 효소 관련 질병 치료 연구에 다양하게 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부가 시행하는 글로벌프론티어사업(바이오나노헬스가드연구단)과 중견연구자지원사업(도약연구)의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 나노스케일 42호 표지
2017.11.22 조회수 11647