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이성주 교수, 테스트오브타임 논문상 수상
〈 이 성 주 교수 〉
우리 대학 전산학부 이성주 교수가 세계컴퓨터학회(ACM : Association for Computing Machinery) 주최로 10월 3일 미국 뉴욕에서 열린 제10회 무선네트워크실험 워크숍(WiNTECH, International Workshop on Wireless Network Testbeds, Experimental Evaluation & Characterization)에서 테스트오브타임(Test-of-Time) 논문상을 수상했다.
윈테크(WiNTECH)는 2007년 시작된 무선네트워크 분야 워크숍으로 실험과 검증을 통한 실용적인 연구결과를 강조하는 학회로 주목받고 있다.
10주년 기념으로 처음 제정된 테스트오브타임(Test-of-Time) 논문상은 수년 전 발표된 논문 중 현재까지도 학계와 업계에 영향력이 높은 논문에 주어지는 상으로 이 교수의 논문은 심사위원 만장일치로 선정됐다.
2007년에 발표된 이 논문은 당시 서울대학교 연구팀과의 공동 연구로 수행됐다. 무선 네트워크에서 서로 간섭하는 신호는 수신이 모두 되지 않는 것으로 알려졌으나 수신 전력, 수신시기, 송신률 조건에 따라 간섭되는 신호도 수신이 가능하다는 것을 규명했던 논문이다. (논문명 : An Experimental Study on the Capture Effect in 802.11a Networks)
이 논문은 이후 무선 실험 및 모델링 연구에 영향을 미쳤고 현재 200회 이상 피인용 됐다.
이 교수는 “발표한지 10년 가까이 지난 논문임에도 불구하고 현재까지도 영향력 있는 논문으로 인정받아 기쁘고, 의미 있는 상으로 기억될 것 같다”고 말했다.
2016.10.12
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김일두 교수, 새집증후군 유발하는 톨루엔 초정밀 감지센서 개발
우리 대학 신소재공학과 김일두 교수 연구팀이 새집증후군, 새차증후군의 대표적 유해 가스인 톨루엔을 극미량의 농도에서도 검출할 수 있는 초고감도 감지소재 센서를 개발했다.
이번 연구 결과는 화학분야 권위 학술지 미국화학회지(JACS : Journal of the American Chemical Society) 10월자 온라인 판에 게재됐다.
톨루엔은 대표적 유독성, 휘발성 유기화합물로 중추신경계와 호흡기관에 이상을 유발한다. 두통을 유발하고 장기간 노출될 경우에는 사망에 이를 수도 있다.
실내 공기질 관련 톨루엔 농도의 정부 권고기준은 약 244ppb(10억분의 1 단위) 이하로 기준 수치를 넘어가면 새집증후군, 새차증후군 등을 유발시킨다.
하지만 공기 중의 톨루엔을 정밀 분석하기 위해서는 고가의 설비를 활용해야 하는 어려움이 있다. 현재까지 개발된 반도체식(저항 변화식) 휴대용 톨루엔 센서들은 톨루엔의 유무만 구분 가능할 뿐 십 억분의 1에서 백만분의 1(ppm) 사이의 극미량의 톨루엔은 검출할 수 없다는 한계가 있다.
연구팀은 기존 센서의 한계를 극복하기 위해 다공성 물질인 금속유기구조체(metal-organic framework)의 내부에 3나노미터 크기의 촉매 입자를 담지하고, 이를 나노섬유 소재에 붙여 최고 수준의 톨루엔 감지 특성을 갖는 센서를 개발했다.
연구팀은 금속유기구조체를 팔라듐 촉매와 결합시켜 복합 촉매로 활용했다. 이 복합 촉매는 다공성 금속산화물 나노섬유에 결착된 구조로 나노섬유 표면에서 형성되는 비균일 접합(heterojunction) 구조와 나노 촉매의 시너지 효과로 인해 초고감도의 톨루엔 감지특성을 보였다.
연구팀이 개발한 센서는 100ppb 수준의 극미량의 톨루엔 가스 노출에도 일반 공기 중의 상태에 비해 4배 이상의 탁월한 감도 변화를 보였다.
금속유기구조체 기반의 이종 촉매가 결합된 나노섬유 감지소재는 실내외 공기 질 측정기, 환경 유해가스 검출기, 호흡기반 질병진단 센서 등 다양한 분야에서 활용 가능하다.
또한 나노입자 촉매 및 금속유기구조체의 종류만 바꿔주면 톨루엔 외의 다른 특정 가스에 선택적으로 반응하는 고성능 소재를 대량으로 합성할 수 있다. 향후 다양한 센서 소재 라이브러리 구축이 가능할 것으로 기대된다.
김 교수는 “다종 감지 소재를 활용해 수많은 유해가스를 보다 정확히 감지할 수 있는 초고성능 감지소재로 적용 가능하다”며 “대기 환경 속의 유해 기체들을 손쉽게 검출해 각종 질환의 예방이 가능하고 지속적인 건강 관리에 큰 도움을 줄 것이다”고 말했다.
신소재공학과 구원태 박사 과정이 1저자로 참여한 이번 연구는 한국과 미국에 특허 출원됐다. 이번 연구는 미래창조과학부 X-프로젝트와 한국이산화탄소포집 및 처리연구개발센터의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 나노섬유 감지소재가 코팅된 개별 가스센서 및 가스센서가 장착된 스마트 시계
그림2. 저널 JACS에 게재된 논문 대표 이미지
그림3. 나노섬유사진
그림4. 1 ppm의 극미량 톨루엔 가스에 대한 우수한 선택성 및 반응성을 보여주는 표
2016.10.10
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백승욱 교수, 국제 복사 열전달 학회 기여업적상 수상
〈 백 승 욱 교수 〉
우리 대학 항공우주공학과 백승욱 교수가 지난 6월 9일 터키 카파도키아에서 열린 국제 복사 열전달 학회에서 기여업적상(Achievement award of the significant contribution to radiation transfer)을 수상했다.
국제 복사 연전달 학회는 전 세계 연구자들이 복사 열전달 분야의 연구 결과를 발표하고 토론하는 국제 학회이다.
국제 열‧물질 전달센터(ICHMT)가 주최하는 이 학회는 1968년 시작돼 지금까지 이어지고 있으며 열 및 물질 전달을 연구하는 과학자와 공학자들이 모여 우수한 성과를 사회에 환원하기 위한 다양한 노력을 수행한다.
기여업적상은 국제 복사 열전달 학회에서 관련 분야의 전체 연구자를 대상으로 연구 활동의 파급력, 학계 발전 기여도, 후학 양성 등을 종합해 4년에 한 번 수상자를 배출한다.
백 교수는 1985년 우리 대학에 부임 후 30년 간 국제학술지 논문 150편, 국제학회 논문 176편, 국내학술지 논문 100편, 국내학회 논문 136편을 발표했다. 이를 통해 복사 열전달 분야의 연구 역량과 수준을 높이면서 외연확장을 위한 선도적 역할을 수행한 공을 인정받았다.
백 교수의 주요 연구주제로는 고체 입자 또는 기체가 복사 특성에 미치는 영향, 재연소 과정에서의 복사 열전달, 복사에 의한 점화 및 화염 확산 과정 등이 있고, 역해석 기법을 활용한 복사 열전달 연구로 양질의 논문을 발표했다.
이번 학회에서는 ‘연소 현상의 열복사 특성’이라는 제목으로 지금까지의 연구 성과를 발표하는 기조 연설자로도 선정됐다.
2016.07.07
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KAIST-SBCK, 인공지능 등 미래기술 연구 위해 산학협력 협약
KAIST와 소프트뱅크 그룹의 한국 내 자회사인 에스비씨케이(이하 SBCK)는 26일(화) 오후 5시 KAIST 총장실에서 강성모 총장, 이승근 대표이사 등 관계자 10여 명이 참석한 가운데‘산학협력 협약식’을 가졌다.
이번 협약에 따라 양 기관은 최근 이슈가 되고 있는 인공지능 ․ 사물인터넷(IoT) ․ 빅데이터 분야에서 인적교류 및 공동연구를 추진하기로 했다.
구체적인 협력사업으로 스마트 헬스케어, 스마트 농업 및 유통, 스마트 팩토리 사업의 핵심 플랫폼과 서비스 솔루션을 공동으로 개발하고 이의 성과를 세계시장에 확산하는데 노력하기로 했다.
양 기관은 향후 서로가 가진 강점을 결합해 미래 스마트 분야 사업을 선도해 나갈 계획이다.
강성모 총장은 “사물인터넷 플랫폼과 인공지능 기술을 가진 KAIST와 세계적인 비즈니스 네트워크를 가진 SBCK와의 이번 협력은 4차 산업혁명 시대를 앞서서준비하는 계기가 될 것”이라고 말했다.
SBCK는 모 그룹인 소프트뱅크그룹이 향후 성장전략 분야로 인공지능, 사물인터넷, 스마트로봇 등을 선정하고 이 분야에서 강점이 있는 한국 내 기술과 기업을 발굴해 세계시장에 함께 진출할 수 있도록 지원할 계획이라고 밝혔다.
SBCK의 모회사인 소프트뱅크그룹은 최근 IBM의 인공지능 기술인‘와슨’을 활용해 감성 로봇인‘페퍼(Pepper)’를 고도화하고 인공지능 기반의 개인 맞춤형 헬스케어 서비스를 진행 중이다.
SBCK는 일본의 소프트뱅크그룹의 한국 내 자회사로 1991년 설립됐다. 현재 1200여개의 파트너를 보유한 국내 1위의 소프트웨어 유통회사로 일본시장에서 검증된 솔루션과 비즈니스 모델을 자체 클라우드 솔루션을 통해 제공하고 있다.
한편, KAIST전산학부는 지난 2005년부터 미국의 MIT, 영국의 캐임브리지대, 스위스의 취리히공대, 중국의 푸단대, 일본의 게이오대와 함께 세계 최초로 사물인터넷의 개념을 소개한 ‛Auto-ID Labs'를 공동 운영하며 사물인터넷 생태계 구축을 위한 선행 표준기술을 연구하고 있다. 끝.
※ Auto-ID Labs은 네트워크화 된 RFID와 떠오르는 센싱 기술을 연구하는 전 세계 연구그룹
2016.04.27
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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
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전기자동차용 차세대 전지의 성능 극대화
〈 김 일 두 교수〉
우리 대학 신소재공학과 김일두 연구팀이 리튬-공기전지의 핵심 구성요소인 촉매를 대량생산할 수 있는 기술을 개발했다.
리튬-공기전지는 전기자동차에 쓰이는 리튬-이온전지를 대체할 차세대 전지로 주목받고 있으며, 이번에 연구팀이 개발한 원천기술을 통해 리튬-공기전지의 상용화에 한 발짝 다가갈 것으로 기대된다.
연구팀은 촉매활성이 뛰어난 두 소재인 루테늄산화물(RuO2)과 망간산화물(Mn2O3)이 균일하게 분포된 이중 나노튜브 구조를 손쉽게 대량 제조하는 원천기술을 확보했고, 이를 리튬-공기전지에 적용하는데 성공했다.
이번 연구는 나노재료 분야의 국제 학술지 ‘나노 레터스(Nano Letters)’ 3일자 온라인 판에 게재됐다. (논문명: One-Dimensional RuO2/Mn2O3 Hollow Architectures as Efficient Bifunctional Catalysts for Lithium-Oxygen Batteries)
리튬-공기전지는 리튬-이온전지에 비해 용량이 10배 이상 높고 대기 중의 산소를 연료로 활용하기 때문에 전기자동차를 위한 에너지 저장장치로 큰 주목을 받고 있다.
그러나 방전 시 생성되는 고체 리튬산화물(Li2O2)이 충전 과정에서 원활히 분해되지 않아 전지의 효율 및 수명특성이 저하돼 상용화에 어려움을 겪었다. 따라서 탄소재 양극 내의 리튬산화물의 형성 및 분해를 안정적으로 도와주는 촉매 개발이 필수적으로 요구됐다.
리튬-공기전지용 촉매는 가벼우면서 내구성이 우수하고 촉매의 표면적을 최대한 넓히는 것이 중요하다. 현재 상용화 수준으로 대량생산이 가능하고 우수한 촉매 활성을 갖는 소재는 아직 개발되지 않았었다.
연구팀은 위의 문제 해결을 위해 루테늄과 망간 전구체가 녹아 있는 고분자 용액을 전기 방사했다. 이는 누에가 실을 뽑듯이 고분자 용액을 재료로 삼은 실을 뽑아내 루테늄-망간 전구체를 기반으로 한 고분자 복합 섬유를 합성해내는 기술이다.
이후 이 섬유를 고온 열처리하면 거푸집 역할을 하는 고분자 템플릿(Template)이 타서 없어지고, 루테늄산화물 및 망간산화물의 이종 물질이 함께 복합체를 이루는 이중튜브 구조의 촉매가 완성된다.
연구팀이 개발한 이중 튜브는 직경 220 나노미터의 외부튜브와 80 나노미터의 내부튜브로 이뤄져 안쪽 및 바깥쪽 벽이 동시에 촉매 반응에 참여 가능하고, 비어있는 공간이 많아 가볍다는 장점을 갖는다.
연구팀은 초기 충전, 방전 시의 과전압 차이가 약 0.8V 이내로 감소하는 효과를 얻었다. 기존 탄소재 사용시 과전압은 약 2.0V 이상이다. 또한 용량제한 1000 mAh/g 하에서 100사이클 이상의 안정적인 리튬-공기전지 특성을 확인했다.
위의 기술 향상이 가능한 이유는 리튬산화물의 생성반응(산소환원 반응)을 도와주는 망간산화물 촉매와 분해반응(산소발생 반응)을 돕는 루테늄산화물 촉매가 내, 외부 튜브에서 나노단위로 균일하게 존재하기 때문이다.
김 교수 연구팀의 핵심 기술인 전기방사 기술은 고분자, 금속 전구체가 포함된 용액을 전기적 인력으로 연신시켜 수십에서 수백 나노 직경의 나노섬유를 얻을 수 있는 기술이다.
이 기술은 쉽게 기능성 나노섬유를 대량생산할 수 있어 수처리용 필터, 황사 마스크, 마스크팩 소재, 바이오 필터 등에 활발히 사용되고 있다.
연구팀은 “휘발점이 다른 두 용매의 온도 상승 속도를 조절하는 간단한 공정을 통해 리튬-공기전지의 충전 및 방전에 이상적인 촉매구조 디자인에 성공했다”고 밝혔다.
김 교수는 “생산 공정이 매우 손쉽고 대량생산이 가능한 기술이다”며 “촉매의 성능이 우수해 차세대 전지로 각광받는 리튬-공기전지의 상용화를 앞당기는 데 기여할 것이다”고 말했다.
신소재공학과 김상욱 교수와 공동 연구로 진행된 이번 연구는 윤기로 박사과정이 제1저자로 참여했고, ‘한국 이산화탄소 포집 및 처리 연구개발센터(Korea CCS R&D Center)’ 및 현대자동차의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 루테늄산화물-망간산화물 코어-쉘 나노튜브 및 이중 나노튜브 미세구조 사진
그림2. 나노튜브 촉매가 사용된 리튬-공기전지의 구성
그림3. 리튬-공기전지의 구동 원리
그림4. 루테늄산화물-망간산화물 코어-쉘 나노튜브 및 이중 나노튜브 형성원리
2016.02.16
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중소기업을 위한 지식재산전략 최고위(AIP) 과정 첫 개설
중소기업의 지식재산(intellectual property) 역량 강화를 위한 교육 과정이 개설된다.
우리 대학은 중소기업청 및 특허법원과 공동으로 오는 3월 '지식재산전략 최고위 과정(AIP, Advanced Intellectual Property Strategy Program)'을 처음으로 개설한다. 우리 대학이 교육과정의 운영을 주관하고, 중소기업청은 이 과정의 기획·홍보와 재정을 지원하고, 특허법원은 교육과 실습을 지원하기로 했다.
이번 최고위 과정은 기업인, 전문가, 공무원, 언론인 등 총 40명 내외로 선발 예정이며, 2016년 3월16일부터 8월24일까지 매주 수요일 오후 6시30분 서울에 있는 KAIST 도곡캠퍼스에서 진행된다.
특히 이 과정은 대기업에 비해 상대적으로 열악한 국내 중소기업이 지식재산을 기반으로 더 큰 기업으로 도약할 수 있도록 등록금 60%를 감면하여 많은 중소기업인들이 참여할 수 있도록 지원한다.
◆ 중소기업, 특허소송 패소율 89.9%
중소기업중앙회가 지난해 8월 발표한 ‘중소기업 특허경영 애로 조사’에 따르면, 국내 500개 중소기업 중 54.2%(271곳)가 특허분쟁 가능성이 크거나 이미 경험했다고 응답했다. 특허분쟁 상대로는 글로벌 기업(13.7%)이나 국내 대기업(15.9%) 및 중견기업(28.8%)순으로 소위 특허괴물(8.1%)보다 높은 비중을 나타났다. 이러한 특허분쟁에서 중소기업이 대기업을 상대로 이기는 경우는 얼마나 될까?
2009년부터 2013년까지 국내 중소기업이 대기업을 상대로 한 특허침해소송에서 89.9%가 패소했고, 본안소송까지 진행된 20건 중에서는 중소기업이 승소한 사례는 한 건도 없었다 (새누리당 이현재 의원).
또한 한국의 특허 무효률은 2014년 기준 53.2%로, 일본(20.6%)보다 두 배나 높게 나타났다(더불어 민주당 부좌현 의원). 이는 특허를 가진 중소기업이 대기업과의 특허소송에서 90% 가까이 패소하고, 등록된 특허도 무효가 될 가능성이 절반을 넘는다는 뜻이다.
법무팀과 특허팀까지 갖춘 대기업과는 달리, 중소기업의 특허전담 조직과 인원은 4개 중 1곳, 벤처기업은 5개 중 1곳만 특허 부서를 두고 있으며, 평균 인원도 채 1명이 되지 못한다(0.5명, 0.3명). 중소기업이 대기업과의 특허소송에서 백전백패하는 중요한 이유다. 따라서 중소기업 CEO·임직원들이 특허, 상표, 디자인 등과 같은 무형자산인 지식재산에 대한 인식 제고와 역량 강화의 필요성이 크게 대두되고 있다.
◆ 국내 최고의 커리큘럼과 강사진 동원
2016년 3월에 문을 여는 제1기 교육과정은 ‘지식재산시대 중소기업의 미래(주영섭 중소기업청장)'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 주제를 포괄한다.
강사진은 특허법원 판사, 중소기업청 담당자, 특허청 국·과장, 카이스트 교수진 등 국내 최고의 전문가를 초빙하여, 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 총괄책임을 맡은 이광형 문술미래전략대학원장은 "바야흐로 지식재산의 시대가 도래 했다"며 "이제 지식재산을 창출, 보호 및 활용하는 것은 중소기업들에게도 생존전략이다. 이러한 차원에서 중소기업청, 특허법원, KAIST가 대한민국 기업의 지식재산 능력을 함양하는데 도움이 되기 위해 함께 손을 잡았다"고 밝혔다.
지원 자격은 중소기업 CEO·임직원, 지식재산 전문가, 공무원, 언론인 등 누구나 지원가능하며, 본 과정을 이수한 수료생에게는 KAIST 총장명의의 수료증을 수여한다. 또한 KAIST 동문자격과 각종 동문행사 및 강연회 참가 특전도 부여한다.
입학신청은 오는 2월 26일(금)까지 인터넷 또는 우편으로 응시접수가 가능하며, 입학과 관련한 자세한 문의는 홈페이지(http://futures.kaist.ac.kr/AIP1) 또는 전화(044-865-4250)로 하면 된다.
2016.02.11
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KAIST-KISTI, 생명의료 빅데이터 분석 협력 MOU
우리대학 생명과학기술대학(학장 김정회)과 한국과학기술정보연구원(KISTI) 융합기술연구본부(본부장 성원경)는 1월 26일 오전 KISTI 대전 본원에서 ‘의‧생명과학 빅데이터 분석 연구 협력’을 위한 업무협약(MoU)을 체결했다.
이번 협약을 통해 양 기관은 ▲ 의‧생명과학 빅데이터 분석을 위한 연구시설‧데이터 공동이용 ▲ 의‧생명과학 빅데이터 분석을 위한 인력 훈련 및 기술 교류 등을 진행할 예정이다.
양 기관은 지난해부터 알츠하이머 질환과 관련된 ‘저빈도 뇌 유전변이 탐색을 통한 뇌 질환 질병 기작 및 치료법 연구를 위한 대용량 유전체 분석 연구’를 공동으로 수행 중이다.
우리 대학 생명과학기술대학 연구팀은 현재 연구를 진행 중인 바이오 빅데이터를 KISTI의 컴퓨팅 인프라 및 빅데이터 분석기술과 접목해 다양한 의․생명과학 연구분야에서 협력을 추진하게 된다.
최근 의‧생명과학 분야 데이터는 그 양이 너무 방대해서 연구실이나 학교와 같은 개별 연구단위에서 분석하기 어려운 수준에 이르렀다. 우리 대학은 전문적으로 빅데이터를 관리하고 분석이 가능한 KISTI와 협력을 통해 기존에 수행하기 어려웠던 빅데이터 분석을 원활하게 연구를 수행할 것으로 기대된다. 끝.
2016.01.25
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효모 사용해 종양에 항암제 전달한다
〈 전 상 용 교수 〉
우리 대학 생명과학과 전상용 교수 연구팀과 GIST 생명과학부 전영수 교수 공동연구팀이 효모 기반의 바이오소재를 이용해 항암제를 표적 암에 효과적으로 전달할 수 있는 원천기술을 개발했다.
이번 연구결과는 지난해 12월 28일 미국학술원회보인 PNAS 온라인 판에 게재됐다.
이번 기술은 효모(yeast)에 존재하는 천연 소포체(vesicle)인 액포(vacuole)를 항암제를 전달하는 약물전달체로 이용했다. 동물 실험에서 높은 생체 적합성과 항암효능을 보여 기존 치료법의 대안이 될 것으로 기대된다.
약물전달시스템은 기존의 합성의약품 기반 항암 치료에 비해 독성을 크게 낮출 수 있다. 현재 美 식약청의 허가를 받아 치료에 사용되는 약물전달시스템은 리포좀(liposome) 제제와 알부민 나노입자(Abraxane)가 있다.
이러한 나노입자 기반 약물전달시스템은 특정 암을 표적해 치료하는 기술은 아니다. 따라서 최근에는 특정 암을 표적해 부작용을 낮추고 치료 효능은 개선시키는 표적형 약물전달시스템에 대한 연구가 활발히 진행 중이다.
그러나 대부분의 표적형 약물전달시스템은 고분자, 무기 나노입자같은 인공소재 기반이다. 인공소재들은 생체 적합성이 낮고 몸속에 장기간 남아 잠재적 독성을 유발할 수 있다는 한계를 갖는다.
연구팀은 문제 해결을 위해 빵, 맥주의 발효에 사용되는 효모를 이용했다. 효모 안의 소포체인 액포를 항암제 전달 소재로 사용했다.
연구팀은 기존 효모를 유전자변형 시켰다. 유방암에 결합가능한 표적 리간드(ligand)가 도입된 표적형 효모액포로 제조한 것이다.
여기에 항암제로 사용되는 독소루비신(Doxorubicin)을 표적형 효모액포에 선적해 약 100나노미터 직경을 갖는 암 치료용 표적형 약물전달시스템을 구축했다.
이 액포의 구성성분은 인간의 세포막에 존재하는 지질 성분들과 비슷해 암 세포와의 막융합이 수월하게 이뤄진다. 따라서 항암제를 암 세포 안으로 효과적으로 전달할 수 있고, 생체 적합성이 높아 안전한 약물전달시스템이 될 수 있다.
실제로 유방암 동물실험에서 표적형 효모액포 약물전달시스템은 기존 독소루비신 치료 그룹에 비해 약 3배 이상의 항암제를 암 조직에 전달해 우수한 치료 효능을 보였다.
이 기술을 통해 다른 생물체 기반의 나노 소포체를 이용한 약물전달시스템 개발에도 활용 가능할 것으로 기대된다.
전 교수는 “이 기술을 통해 생물체 유래 천연 나노 소포체가 약물전달시스템으로 개발될 것으로 보인다”며 “전임상 연구 및 임상 적용 가능성을 평가해 궁극적인 암 치료 방안 중 하나가 되기를 기대한다”고 말했다.
이번 연구는 한국연구재단의 글로벌프론티어 사업인 지능형바이오시스템 및 합성연구단과 광주과학기술원 실버헬스바이오연구센터의 실버헬스바이오기술개발사업의 지원으로 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 표적형 효모액포를 정맥주사 한 후 6시간 뒤 암 조직으로의 약물분포 결과
그림2. 유방암 생쥐모델에서 독소루비신 항암제가 선적된 표적형 효모액포 약물전달시스템의 항암 결과
그림3. 최종 항암 치료용 표적형 약물전달시스템을 제조하는 모식도
2016.01.12
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이재규 교수의 ‘밝은 인터넷’ 캠페인, 전 세계로 확산된다
이재규 경영대학 석좌교수가 지난 7월 세계정보시스템학회(Association for Information Systems : AIS)회장으로 취임하며 공식 발표한 ‘밝은 인터넷(Bright Internet)' 비전이 세계적인 합의를 이끌어내며 비전 실현에 다가서고 있다.
세계정보시스템학회(회장 이재규 교수)는 지난 12일(현지시간) 미국 텍사스 주 포트워스(Forth Worth)에 있는 컨벤션센터에서 국제연합(UN) 산하 특별기관인 국제전기통신연합(International Telecommunication Union : ITU)과 ‘밝은 인터넷’에 대한 공동연구 및 개발을 위한 양해각서를 체결했다.
‘신뢰 기반의 정보통신 체계’를 목표로 하는 ITU와의 이번 협약은 향후 전 세계 무선통신 정책, 국제 기술 표준화, 학술 및 국제정책 연구 등에서‘밝은 인터넷’이 활발히 논의될 것으로 기대된다.
‘밝은 인터넷’은 사이버 테러, 기업 정보보호 등 각종 사이버 범죄를 인터넷에서 근본적으로 막자는 새로운 인터넷 개념이다. 악성코드의 발송자 책임 원칙, 배달자 책임 원칙 등을 도입하고 자기방어 위주의 보안 체계에서 원인 제공자 추적과 보상책임이 가능한 체계로 국제 표준을 만들어 가자는 것이다.
이를 통해 인터넷 보안을 예방 위주로 변환하고, 사이버 범죄와 테러의 원인을 제거하자는 것이 주요 골자다.
이 교수는 MOU 행사에 이어 14일 텍사스 주에서 정보시스템 관계자 1천 600여명이 참석한 가운데 열린 세계정보시스템학회 학술대회(ICIS 2015)에서 ‘밝은 인터넷’을 주제로 강연해 좌중으로부터 큰 호응을 얻었다.
이외에도 ‘밝은 인터넷’비전은 한국경영정보학회 연구회와 UN 산하 국제정보처리연합(International Federation of Information Processing : IFIP)정보보안 행태 연구그룹 비전으로도 채택 되었을 뿐 만 아니라 KAIST, 중국 칭화대학교 연구진도 관련분야 연구를 진행하고 있다.
이재규 석좌교수는 “현재 인터넷은 효율밖에 모르는 원시시대, 익명의 가면을 쓴 채 폭력과 범죄가 난무하는 무정부 시대로 비유될 수 있다”며 “우리는 인류 문화가 발전하면서 체득한 예의와 도덕, 신뢰를 회복하고 개인의 프라이버시가 보호됨은 물론 자신의 행동에 대한 책임을 지는 공의가 살아 있는 안전한 사이버 세계를 만들어 가야한다.”라고 말했다.
이어 “이것이 ‘밝은 인터넷’이 추구하는 세상이며 한국이 밝은 인터넷과 관련된 세계적인 합의와 실천을 주도한다면 사이버 안보가 보장되는 진정한 정보통신 강국으로 자리매김 할 수 있을 것”이라고 말했다. 끝.
2015.12.28
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사물의 이치를 배우다 전시회 개최
빛에 의해 읽혀 정보를 드러내는 바코드를 통하여 빛의 흔적이 사물의 정체성을 규정한다고 여긴 작가는 바코드를 각기 다르지만 또 보편적인 성격의 빛과 소리로 전환하여 어울림을 만들었다. 이 색들이 가지고 있는 색가(色價)는 음가(音價)로 감지되어 색을 보고 듣는 공감각적인 감정을 불러일으킨다. 색을 통하여 시간을 보고 듣는 그 공간은 만물이 생멸하는 우주의 축약이다. 색점은 세계를 구성하는 인드라의 그물처럼 짜인 천 안에서 어우러져 모든 이들의 특성이 담긴 소우주를 형성하고 에너지를 내뿜는다. 다양한 존재의 과거와 현재, 미래의 변화 대해 고민하고 생각하며 그 원초의 본질과 과정에 대하여 생각한다.
KAIST 교내 KI빌딩에서 12월 3일(목)~ 20일(일)까지 열리는‘사물의 이치를 배우다’ 전시회에 참가한 양주혜 작가의 ‘시간의 그물’이 담은 의미다.
KAIST 예술 및 디자인위원회(위원장 배상민 교수)가 과학과 예술의 융합을 통한 실험적 예술 전시회를 4회째 이어가고 있다.
이번 전시회는 2012년 기후 대기환경을 주제로 열린 <하늘을 보다>전, 2013년 생명의 다양성과 공생 네트워크를 주제로 열린 <생명은 아름답다>전, 2014년 로봇과 인간의 공존과 진화를 다룬 <로봇은 진화 한다>전에 이은 네 번째 기획전이다.
전시회는 ▲물질 ▲파동 ▲운동 ▲빛 ▲시간 ▲공간 등 6개의 소주제로 나눠 전시된다. 리금홍, 노해율, 김준, 이경, 양주혜, 정승 등 6명의 작가가 참여해 20점의 작품을 전시한다.
주요 전시작품으로는 ▲ 파동을 주제로 한‘피드백 필드’(김 준 作) ▲ 운동을 주제로 한 ‘셀프 액션(Self action)’(노해율 作) ▲ 빛을 주제로 한 ‘겨울이지만 새벽’(이경 作) ▲ 물질을 주제로 한‘변심술’(리금홍 作) 등이 있다.
배상민 KAIST 예술 및 디자인위원장은 “이번 전시회는 물리학의 질문에 대해 예술가들이 그들의 관점에서 사물의 이치를 탐구하는 방법에 대해 답하는 자리”라며 “이번 전시회가 과학적 아이디어와 함께 예술적 감각도 일깨우는 계기가 되기를 바란다”라고 말했다.
전시회 개막식은 3일(목) 오후 3시 KI 빌딩 로비에서 출품작가, 내부구성원 등 100여 명이 참석한 가운데 열린다. 끝.
2015.12.03
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화합물의 광학 활성 분석 기술 개발
〈 김 현 우 교수〉
우리 대학 화학과 김현우 교수 연구팀이 핵자기공명 분광분석기(NMR)를 통해 전하를 띠는 화합물의 광학 활성을 간단히 분석할 수 있는 기술을 개발했다.
연구 결과는 화학분야 학술지 ‘미국화학회지(Journal of the American Chemical Society)’ 10월 19일자 온라인 판에 게재됐다.
오른손과 왼손처럼 같은 물질이지만 거울상 대칭이 되는 화합물을 광학 이성질체라고 한다.
지구상의 생명체를 이루는 아미노산과 당은 하나의 광학 이성질체로 이뤄져 있어 새로운 화합물이 생체에 들어갈 때 광학 활성에 따라 서로 다른 생리학적 특징을 나타낸다. 따라서 신약을 개발할 때 광학 활성을 조절하고 분석하는 연구는 필수적이다.
광학 활성의 분석 방법으로 고성능 액체 크로마토그래피(HPLC)가 주로 사용되는데, 고가의 부품을 구비해야 하고 30분에서 1시간 정도의 시간이 소요되는 단점이 있다.
또한 신호의 감도 및 분해 기능이 떨어지고 사용할 수 있는 용매가 무극성에 한정되는 점 때문에 활용에 한계가 있었다.
반면 화합물의 분자 구조 분석에 활용되는 핵자기공명(NMR) 분광분석기는 1~5분 정도의 빠른 분석속도를 갖고 있다. 또한 화학 분야에서 분자의 구조를 확인하기 위한 필수 장비이기 때문에 대부분의 연구실에서 구비된 상태다.
하지만 이 핵자기공명 분광분석기를 통해 광학 활성 화합물의 신호를 분리하는 효과적인 방법은 보고되지 않았다.
연구팀은 기존에 알려지지 않은 음전하를 띠는 금속 화합물과 핵자기공명 분광분석기를 이용해 분석 방법을 개발했다.
음전하를 띤 금속 화합물이 양전하 및 음전하를 갖는 광학활성 화합물과 이온성 결합을 하면 핵자기공명 분광분석기를 통해 신호가 구별돼 광학 활성을 분석할 수 있는 원리이다.
이 방법을 사용하면 구조적 제약 없이 다양한 화합물을 분석할 수 있고, 비극성 및 극성 용매에 모두 적용 가능하다는 장점을 갖는다.
연구팀은 다양한 신약 및 신약후보 물질들은 전하를 띨 수 있는 작용기를 포함한 경우가 많아 연구팀의 새로운 분석 방법이 신약 개발에 직접적으로 활용 가능할 것으로 기대된다고 밝혔다.
김 교수는 “간단한 화학적 원리를 통해 기존의 틀을 깨는 혁신적 분석방법을 만들었다”며 “이 방법이 신약개발에 많이 활용되길 기대한다”고 말했다.
화학과 서민섭 박사과정(1저자)의 참여로 이루어진 이번 연구는 기초과학연구원(IBS) 나노물질 및 화학반응 연구단과 슈퍼컴퓨팅연구지원사업의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 금속 화합물과 이온성 상호작용으로 광학활성을 가진 화합물의 NMR 신호가 분리되는 현상
그림2. 다양한 광학활성 물질이 분리되는 그림
2015.11.10
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