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암의 조기 진단, 치료방향 결정 등을 위한 표적 마이크로RNA 다중 검출 기술 개발
우리 대학 생명화학공학과 박현규 교수, 신소재공학과 정연식 교수 공동 연구팀이 암 관련 마이크로RNA를 다중 검출할 수 있는 다색 양자점(퀀텀닷) 어레이를 개발했다고 20일 밝혔다.
신소재공학과 남태원 박사와 생명화학공학과 박연경 박사가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구는 미국화학회(American Chemical Society)가 발행하는 국제 학술지 `ACS 나노(ACS Nano)'에 2022년도 6월 15일 字 온라인판에 게재됐다. (논문명: Polychromatic quantum dot array to compose a community signal ensemble for multiplexed miRNA detection)
마이크로RNA는 18~25개의 염기서열로 이루어진 짧은 RNA로, 유전자 발현을 조절함으로써 세포 성장 및 분화와 같은 다양한 세포 활동을 제어한다. 마이크로RNA의 비정상적인 발현은 암을 포함한 다양한 질병과 밀접하게 연관돼있어, 여러 가지 질병을 진단하는 차세대 바이오마커로 크게 주목을 받고 있다.
마이크로RNA를 검출하는 가장 일반적인 기존의 방법은 역전사 중합효소 연쇄반응(qRT-PCR)이다. 하지만 이 기술은 역전사 반응을 수반하기 때문에 정량의 정확도가 떨어지고 다중 분석이 제한된다. 다중 핵산 분석에 특화되어 개발된 마이크로 어레이 기술 또한 여전히 역전사 단계를 수반하고 있으며 민감도와 특이도에 있어서 한계가 있다.
연구팀은 이러한 현행 기술의 한계를 극복하기 위해서, 트랜스퍼 프린팅 기법을 활용해 초고해상도의 다색 양자점 어레이(이하 PQDA)를 제작했고 이를 마이크로RNA를 분석하는 기술로 발전시켰다. 그 결과 연구팀은 표적 마이크로RNA를 높은 민감도와 특이도로 다중 검출하는 데 성공하였다.
PQDA는 표적 마이크로RNA에 상보적인 DNA프로브/양자점 복합체가 고정된 고분자 패턴으로, 이중가닥 특이적 뉴클레아제(이하 DSN) 효소에 의해서 표적 마이크로RNA에 특이적인 양자점을 방출하도록 설계됐다. 연구팀은 방출된 양자점들의 형광 신호 앙상블을 기반으로 유방암에 관련된 세 종류의 마이크로RNA를 펨토(10-15) 몰 수준으로 검출하는 데 성공했다. 또한, 혈청과 유방암세포로부터 마이크로RNA를 검출함으로써 기술의 임상 활용도를 입증했다.
PQDA는 각각 독립적인 정량화가 가능한 DNA프로브-양자점 모듈로 이뤄져 있다는 점에서 다중 분석에 적합하다. 특히, PQDA 기반 검출은 역전사 단계 없이 원상태의 마이크로RNA에서 수행하기 때문에 정확한 정량 분석이 가능하고, DSN 효소를 활용해 별도의 증폭 절차 없이 높은 감도를 달성했다. 또한, DSN 효소의 우수한 표적 식별 능력을 이용해 매우 높은 특이도로 표적 마이크로RNA를 검출할 수 있었다.
연구팀 관계자는 "특히 마이크로RNA는 혈액, 타액 및 소변과 같은 체액에도 존재하기 때문에 액체생검(Liquid biopsy)을 위한 핵심 바이오마커로 작용할 수 있다ˮ며 "따라서 이번 기술은 암의 조기 진단, 치료 방향 결정, 치료 효과 모니터링 등을 위한 액체생검 기술로 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다ˮ고 연구의 의의를 설명했다.
한편 이번 연구는 한국연구재단의 기초연구사업, 글로벌프론티어사업, 중견연구자지원사업의 일환으로 수행됐다.
2022.07.20 조회수 5885 -
KAIST 연구실 온라인서 만난다, OPEN KAIST 2021 개최
우리 대학이 교내 연구 현장을 공개하는 OPEN KAIST 2021 행사를 3일부터 이틀간 온라인으로 개최한다.2001년 시작된 OPEN KAIST는 실험실 등의 연구 현장으로 방문객들을 초대하는 과학문화 행사다. 2년에 한 번씩 캠퍼스를 개방해 연구실 곳곳의 볼거리를 제공하고 과학적 흥미를 유발할 수 있는 체험 프로그램을 마련해 국민과 소통하는 KAIST의 전통적인 행사다. 올해로 11회째를 맞은 OPEN KAIST는 코로나 19의 확산세를 고려해 20년 만에 처음으로 온라인 동영상 플랫폼에서 방문객을 맞이한다.KAIST 연구실 탐방을 희망하는 사람이라면 누구나 OPEN KAIST 홈페이지(openkaist.ac.kr)에 접속한 뒤, 관심 있는 연구실이 공개되는 방송 시간에 실시간으로 입장할 수 있다. 온라인 공개 방송에서는 해당 연구실이 주도하는 최신 기술 설명 및 시연·연구성과 소개·온라인으로 참여할 수 있는 간단한 원격 체험 등의 콘텐츠가 제공된다.이를 위해, 로봇·바이오·인공지능·반도체 등 KAIST가 자랑하는 첨단 기술을 연구하는 16개 학과가 참여한다.로봇 분야에서는 기계공학과 '휴머노이드 로봇 연구센터'가 로봇과 부품으로 가득 찬 연구실을 공개한다. ▴유압식 구동 로봇 실험실 ▴로봇 가공실 ▴연구원들의 공부방 ▴전기식 구동 로봇 실험실 ▴로봇 조립실 등으로 나누어진 연구센터 곳곳을 안내하고 실험이 진행되는 연구 현장의 생생한 모습을 중계한다. 이어, 2족 로봇과 4족 로봇의 간단한 보행 시연도 이어질 예정이다.
건설및환경공학과에서는 ▴원격 제어 로봇 ▴건설 현장 노동자들의 근력 보조용 웨어러블 로봇 ▴재난 현장에서 매몰자를 찾아내는 자라나는 바인(Vine) 로봇 ▴자율주행 자동차 등 다가오는 미래사회에 대비하기 위한 새로운 패러다임의 건설 로봇들을 선보인다.
생명공학 분야에서는 생명과학과·의과학대학원·바이오및뇌공학과가 참여한다. 생명과학과는 코로나 19 예방을 위한 mRNA 백신이 세포 안으로 유입되어 항원이 발현되는 모든 과정을 시각적으로 관찰할 수 있는 초고해상도 이미징 기술을 소개한다.
또한, 의과학대학원에서는 뇌 투명화·뇌 확대·뇌 탄성화 등 다양한 뇌공학 기술을 이용해 복잡한 뇌 구조를 연구하는 실험실을 탐방하고 바이오및뇌공학과에서는 암 환자를 대신해 항암제의 효능을 선별할 수 있는 '종양아바타(환자에게서 복제한 종양)'와 개인 맞춤형 의료를 추구하는 미래의 의료상을 선보인다.
각 연구실의 온라인 공개 방송이 진행되는 동안에는 교수 및 대학원생 등 연구진이 방문객들의 궁금증을 해소해주는 질의응답도 실시간으로 마련된다.이번 행사를 총괄한 이동만 공과대학장은 "코로나 19로 인해 캠퍼스를 직접 개방하기 힘든 상황이지만 KAIST의 연구가 이루어지는 공간에서 국민과 직접 소통하는 자리를 마련하기 위해 온라인 OPEN KAIST를 준비했다ˮ라고 설명했다. 이어, 이 학장은 "올해로 개교 50주년을 맞은 KAIST가 창의적이고 도전적인 연구를 수행하는 현장에 온라인으로 방문하셔서 인류를 빛낼 100년을 준비하는 KAIST의 꿈과 비전을 함께 나눠주시길 부탁드린다ˮ라고 전했다.
'OPEN KAIST 2021'은 사전 신청 없이 참여할 수 있으며, 자세한 프로그램과 참여 방법 등은 OPEN KAIST 홈페이지(openkaist.ac.kr)에서 확인할 수 있다. 문의: 공과대학 교학팀(042-350-2493)
2021.12.01 조회수 12873 -
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 17544 -
2017 QS 세계대학평가, 20위 內 6개 학문분야 진입
영국의 세계대학평가 기관인 QS가 8일 발표한 ‘2017 세계대학평가 학문분야별 순위’에 따르면 우리 대학 신소재공학과(13위), 생명화학공학과(15위), 건설및환경공학과(15위), 기계항공공학부(15위), 전기및전자공학부(17위), 화학과(18위) 등 6개 학문분야가 세계 20위 이내로 진입했다.
세계 20위내 학문분야는 작년 4개 분야에서 올해 6개 분야(재료과학, 화학공학, 토목•구조공학, 기계•항공공학, 전기•전자 공학, 화학)로 늘어났다.
우리 대학은 신소재공학과(13위), 생명화학공학과(15위), 건설및환경공학과(15위), 기계항공공학부(15위), 전기및전자공학부(17위), 화학과(18위), 전산학부(33위) 등 7개 분야에서 국내 1위를 차지해 다시 한 번 국내 최고의 공과대학임을 입증했다.
이 외에도 물리•천문 분야 44위(국내 2위), 수리과학분야 47위(국내 2위)를 차지했다.
QS는 올해 학문분야별 평가에서 46개 전공분야, Top100위(학문분야에 따라 Top 500위)까지의 랭킹을 발표했다. 평가지표는 ① 학계 평가 ② 졸업생 평판 ③ 논문 피인용수 ④ 연구성과지표(H-index) 등의 지표가 활용됐다.
2017.03.09 조회수 13430 -
2015 QS 세계대학평가 학과별 순위…화학공학 17위, 재료과학 19위
우리 대학 생명화학공학과와 신소재공학과가 ‘QS 세계대학평가 학과별 순위’에서 20위 이내로 진입했다.
영국의 세계대학평가 기관인 QS가 29일 발표한 ‘2015 세계대학평가 학과별 순위’에 따르면 생명화학공학과와 신소재공학과가 각각 17위와 19위를 차지했다. 지난해에는 신소재공학과와 화학과가 각각 16위와 17위를 차지한 바 있다.
올해 학과별 순위에서 KAIST는 화학공학(17위), 신소재공학(19위), 건설및환경공학(22위), 전기및전자공학(22위), 기계•항공공학(26위), 전산학(39위) 등 6개 분야에서 국내 1위를 차지해 다시 한 번 국내 최고의 공과대학임을 입증했다.
QS는 올해 학문분야별 평가에서 36개 전공분야를 대상으로 순위를 매겼다. ① 학계 평가 ② 졸업생 평판도 ③ 교수당 논문 피 인용수, ④ H-인데스 등의 지표가 활용됐다. 끝.
2015.04.29 조회수 16668 -
현직 추상화가 겸 과학자인 美 노스웨스턴대 공대학장 초청 강연
현직 추상화가가 들여다보는 과학의 세계는 어떤 모습일까. 예술적 창의성은 과학적 창의성 개발에 도움이 되는가.
우리 대학 생명화학공학과는 15-16일 이틀 동안 응용공학동 영상강의실에서 美 노스웨스턴대 공학 및 용용과학대학 학장인 훌리오 마리오 오티노((Julio Mario Ottino) 교수를 초청해 ‘제4회 글로벌 명사 리더십 특강’을 개최한다.
오티노 교수는 예술가 겸 저명한 과학자다. 현재 추상화가로도 활동하면서 예술적 가치와 과학적 사실이 공존할 수 있는 길을 오래 동안 모색해왔다. 두 분야의 접목을 시도해 온 그는 분석력과 창의성을 강조하는 ‘균형적인 공대교육’ 프로그램을 대학에 도입했다는 평가를 받고 있다.
강연은 ‘창의성’과 ‘과학에서의 형식주의’를 주제로 두 차례 진행된다.
첫 날 강연에서 오티노 교수는 ‘과학, 예술, 기술에서의 창의성 : 예술은 과학으로부터 어떻게 분리되며 다시 결합 되는가’를 주제로 강연한다. ‘창의성’은 예술이나 과학, 기술에 필수적 요소이며 예술적인 창의성이 과학기술의 창의성에 도움을 줄 수 있다는 의견이다.
이어 둘째 날은 ‘액체와 고체의 혼합 : 병렬, 분리, 그리고 우리에게 주는 교훈’을 주제로 강연하는데, 액체 혼합의 탄생과 과립 입자 및 분리에 대한 연구가 우리에게 중요한 과학적 지식을 제공하고 있다고 지적한다. 이 두 주제가 서로 다르게 발전되어 왔음에도 불구하고 형식주의 하에서 과학적 이론이 어떻게 발전되어 왔는지를 보여주는 사례를 제시할 예정이다.
강연 상세정보는 생명화학공학과 홈페이지(https://cbe.kaist.ac.kr)에서 확인 가능하며 일반인도 무료로 참가할 수 있다. 끝.
2014.10.15 조회수 9632 -
문화과학대학, 최고영어논문상 수상작 선정
- 총 610편 중 최우수상 3편, 장려상 9편
- 14일 오후 3시 문화과학대학 4층 교수회의실에서 시상
우리학교 문화과학대학(학장 김동원)은 학부 재학생을 대상으로 개최한 ‘2010년 가을학기 최고영어논문상’ 최우수상 수상자로 곽아영(생명과학과), 성두현(무학과), 안다인(생명화학공학과) 학생 등 3명을, 그리고 장려상 수상자 9명 등 모두 12명의 학생을 선정, 10일 발표했다.
최우수상을 받은 논문은 안다인 학생의 ‘제임스 조이스와 쇼팽의 작품에서 활용되는 영감(Joyce and Chopin on use of epiphany)’, 성두현 학생의 "칸트 도덕론의 형이상학 성과와 영향에 대한 토대(On Kant"s Groundwork for the Metaphysics of Morals, it’s Achievements, and Implications", 곽아영 학생의 ‘환경법의 사실적 패턴(Fact Pattern of Environmental Law)’라는 주제로 선정됐다.
학부생을 대상으로 인문사회과학 분야의 강좌를 대부분 영어로 진행하고 있는 문화과학대학은 재학생의 창의성을 높이고 영어작문 실력향상을 목적으로 지난 2009년 가을학기부터 매 학기별로 ‘최고영어논문상(Best Paper Award)"제를 도입, 운영해오고 있으며 이번이 3회째다.
2010년 가을학기의 경우 인문사회 분야 17개 강좌에서 총 610편의 논문 중 각 담당교수들이 1~2편씩 추천한 29편의 논문을 대상으로 올 1월 한 달간 심사를 통해 영문학과 과학철학, 환경법 분야를 주제로 작성한 3편의 논문을 최우수작으로, 그리고 9편을 장려상으로 각각 선정했다.
이번 행사를 주관한 김동원 문화과학대학장은 “참여 학생들의 뛰어난 실력에 크게 고무하고 있으며, KAIST와 문화과학대학의 매우 의미있는 행사로 자리를 잡아가고 있다”고 기대감을 드러냈다.
심사위원장직을 맡은 김은경 교수 또한 “최고영어논문상 제도가 재학생들의 영어논문 실력을 향상하는데 큰 도움이 되고 있다”며 “앞으로는 건전하고 체계적인 영어논문 활동을 장려하기 위해 표절방지 프로그램을 도입하는 등 심사기준을 더욱 강화할 방침”이라고 강조했다.
한편 이번 대회 수상자에 대한 시상식은 오는 2월 14일 오후 3시 문화과학대학 4층 교수회의실에서 열린다.
2011.02.10 조회수 21057 -
이재형 교수, IEEE 석학회원 선임
우리학교 생명화학공학과 이재형 교수가 2011년 미국전기전자학회(IEEE) 석학회원으로 선임됐다.
이 교수는 모델예측제어 권위자로서, 2000년부터 미국 조지아텍 교수 및 공정시스템공학 센터장으로 활동하다가 올해 생명화학공학과 교수로 임용됐으며 지난 8월부터 생명화학공학과 학과장을 맡고있다.
한편, IEEE는 전세계 160국가에 385,000명의 회원이 있는 전기전자분야 세계 최대 학회로 회원 가운데 연구 업적이 뛰어난 최상위 0.1%내 회원만을 매년 석학회원으로 선임한다.
2010.11.24 조회수 13384 -
'올해의 KAIST인 상'에 양승만(梁承萬)교수 선정
우리학교는 2008년도 ‘올해의 KAIST인 상’에 생명화학공학과 양승만(梁承萬, 58) 교수를 선정했다. 시상식은 지난 1월2일(금) 오전 10시 교내 대강당에서 열리는 2009년도 시무식에서 있었다.
梁 교수는 2008년도 한 해 동안 20편의 논문을 국제 저명학술지에 게재했는데, 이 중 3편의 논문이 네이처(Nature)지 등 해외 저명학술지에 ‘리서치 하이라이트’로 소개되었으며, 4편의 논문이 어드밴스드 머티리얼(Advanced Materials) 지 등에 ‘표지논문’으로 게재된 바 있다.
2008년도에 발표된 梁 교수의 논문에 대한 영향력 계수(임팩트 팩터, impact factor) 누계는 114.48, 논문 1편당 임팩트 팩터는 5.72다. 지표상으로 볼 때 이 결과는 MIT 화학공학과 교수의 학술실적과 비교해도 월등한 우위에 있고 상위 몇 몇 교수와 비슷한 수준이다.
양승만 교수 프로필
<학력>
1976 서울대학교 화학공학과 학사
1978 KAIST 화학공학과 석사1985 칼텍(Caltech) 화학공학과 박사
<수상실적>
2001, 2003 한국과학기술단체총연합회 우수논문상
2003 KAIST 학술상
2004 한국화학공학회 학술상
2006 한국광학회 우수논문상
2006 한국화학공학회 영문지 논문상(최다인용)
2007 듀폰 과학기술상
2009.01.02 조회수 18382 -
생명화공 장호남 교수팀, 음식물 쓰레기 완전 소멸기술 개발
- 한국 아파트에도 선진국 형 無수거 시스템 도입 가능해져
- 지하실에 완전 밀폐식 소규모 시설 설치로 위생적 처리 가능
- 현장 실험 성공, 국내 특허 취득, 미국 등 국제 특허 출원 중
아파트 주방에서 나오는 음식물 쓰레기를 수거하지 않고 소규모 처리 시설만으로 효과적으로 정화할 수 있는 획기적인 기술이 개발되었다.
생명화학공학과 장호남(張虎男, 61) 교수팀은 공동주택 주방에서 분쇄기(디스포저)를 통해 음식물 쓰레기를 분쇄한 뒤, 지하실에 설치된 완전 밀폐식 소규모 처리조에서 정화해 생활하수와 함께 배출할 수 있는 처리 기술(HEROS)을 개발했다고 밝혔다.
이 기술은 미세스크린 고속분리장치에서 하수를 분리 배출하고, 분리된 음식물쓰레기는 고농도 미생물 반응기에서 혐기성 소멸 처리법을 통해 정화한다. 이 처리법은 에너지 소모가 거의 없으며 화학 약품을 전혀 사용하지 않는 친환경적인 정화 기술이다.
주방에 설치된 디스포저로 분쇄된 후 0.1~0.3mm 크기의 미세 스크린 고속분리장치로 분리된 하수는 BOD 150mg/L. SS250mg/L로 추가 처리 없이 도시 하수관로로 바로 배출할 수 있다. 이는 일본에서 정한 도시 하수관로 배출기준인 BOD 300mg/L. SS 300mg/L 보다 훨씬 낮은 수치다. 이렇게 처리된 하수는 분쇄기 처리 기법에 의한 처리 시에 문제가 되는 하수관로 침적을 일으키지 않으며, 하수 종말 처리장 용량에도 전혀 영향을 미치지 않는다.
또한, 아파트에서 음식물 쓰레기를 처리하는 전용 하수관의 별도 설치 없이 기존의 하수관을 사용할 수 있어 신설 아파트는 물론이고 기존 아파트에도 활용이 가능한 기술로 평가되고 있다.
지난 3월부터 9개월간 張 교수팀은 KAIST 교수 아파트에서 이 음식물 쓰레기 처리 기술 현장 실험을 실시하여 성공적인 결과를 얻었다. 이 실험 결과를 바탕으로 내년에는 서울 강남 소재 아파트에서 실용화 추진을 위한 본격적인 실증 실험을 실시할 예정이다.
張 교수는 “HEROS 처리 기술이 본격적으로 활용되면 음식물 쓰레기가 더 이상 생활에 불편과 환경을 오염시키는 것을 막을 수 있을 것”이라고 밝혔다.
이 연구결과는 최근 국내 특허를 취득했으며, 미국, 일본, 싱가폴 등에 국제 특허를 출원 중에 있다.
<HEROS공정도>
2005.12.08 조회수 15433