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고감도 나노광학측정기술 개발
- 머리카락 단면적의 70만배 보다 작은 나노유체기술과 나노광학기술을 융합한 바이오분석기술.- 신약개발 및 신경질환 조기진단기술로 활용 기대. 우리학교 바이오및뇌공학과 정기훈 교수 연구팀이 소분자 생화합물 (small molecules) 검출을 위한 획기적인 고감도 나노광학측정기술을 개발했다. 소분자 생화합물은 분자량이 작은 생체내 분자들로 다양한 세포의 세포막을 드나들며 세포간의 신호전달 등에 큰 역할을 담당한다. 최근에는 제약업계에서도 소분자 생화합물을 이용한 신약 개발 관련 연구 및 개발에 큰 관심을 기울이고 있다. 그러나 이러한 소분자 생화합물은 대부분 특정 항원-항체 화학 결합반응을 유도하기 힘들어 기존에 많이 사용되는 형광이나 전기화학적인 방법으로 극소량을 분석하는데 어려움이 많았다. 정 교수 연구팀은 사람의 머리카락 단면적의 70만배 보다 작은 나노유체관내 유동특성을 이용해 나노몰(nM) 수준의 농도를 갖는 극미량의 소분자 생화합물의 농도를 국소적으로 증가시켰다. 이후 나노플라즈모닉 광학기술과 접목해 측정하는 빛의 세기를 1만배 이상 향상시켜, 별도의 생화학처리를 사용하지 않은 도파민(Dopamine)과 가바(GABA)와 같은 신경전달물질을 1초 이내에 구별하는 데 성공했다. 이 결과는 현존 세계 최고수준의 검출한계를 수백배 이상 향상시킨 기술로 평가받고 있다. 이번 연구결과는 앞으로 소분자 생화합물을 이용한 다양한 글로벌 신약개발은 물론, 알츠하이머병과 같은 퇴행성 신경질환의 조기진단 및 뇌기능 진단기술에 크게 기여할 수 있을 것이라 기대된다. 한편, 교육과학기술부가 지원하는 한국연구재단의 도약연구자지원사업과 한국생명공학연구원이 지원하는 오픈이노베이션사업의 일환으로 수행된 이번 연구는 오영재 박사과정 학생 주도하에 진행됐으며, 독일에서 발간되는 나노분야 국제저명학술지인 ‘스몰(Small)’지의 1월 17일자 표지논문으로 게재됐다.
2011.01.26
조회수 16086
박찬범 교수팀, 펩타이드 자기조립기술을 이용하여 전도성고분자 나노선/나노튜브 개발
- 화학분야 저명 국제학술지 안게완테 케미지 최근호 게재 우리대학 신소재공학과 박찬범(40) 교수와 유정기(28) 연구원이 자연계의 펩타이드 자기조립기술을 이용, 전도성고분자 나노선과 나노튜브 소재를 개발했다. 관련 논문은 독일에서 발간되는 세계적인 학술지인 안게완테 케미(Angewandte Chemie)지 최근호 (6월 15일자)에 게재됐으며, 나노기술과 생명과학분야의 창의적인 융합을 통해 새로운 나노소재를 개발하는데 크게 기여했다는 평가를 받았다. 펩타이드나 단백질은 20여가지 아미노산의 조합을 통해 다양한 3차원 구조를 형성할 수 있으며, 이들은 기존의 재료에서는 볼 수 없었던 매우 우수한 물성과 다양한 기능을 가지는 장점이 있다. 朴 교수 연구팀은 두 개의 아미노산으로 구성된 매우 단순한 펩타이드 (peptide)를 수만 개 이상 스스로 조립시켜 머리카락의 약 천분의 일 정도 두께를 가진 긴 나노선을 형성하고, 여기에 대표적인 전도성 고분자 물질인 폴리아닐린 (polyaniline)을 얇게 코팅하여 누드김밥처럼 코어(Core)/쉘(Shell) 구조를 가진 전도성 나노선을 제조했다. 코어/쉘 형태의 나노선은 일반 전선과는 반대로, 바깥쪽으로만 전류가 흐르는 특성을 가지고 있다. 朴 교수팀은 이렇게 형성된 전도성 나노선의 펩타이드 코어부분을 선택적으로 제거하여 폴리아닐린으로만 구성된 전도성 나노튜브 (채널직경 약 1/5000 mm)를 제조하는 데 성공했다. 화학물질들이 레고(Lego) 장난감처럼 스스로 조립하여 3차원 구조체를 만드는 것은 모든 생명현상의 근간이 될 뿐만 아니라, 최근 들어서는 나노소재를 개발하는 주요기술들 중의 하나로 각광받고 있다. 특히 朴 교수팀의 연구에서 사용한 펩타이드는 알츠하이머병 등 각종 퇴행성 신경질환의 발병과도 밀접한 연관성을 가진 섬유상 구조의 아밀로이드 플라크(amyloid plaque)로부터 유래되어 펩타이드의 자기조립 현상에 관한 연구는 의학적 측면에서도 중요성이 매우 크다. 전도성 고분자를 나노크기의 구조로 제조할 경우 그 전기적 특성이 대폭 향상되기 때문에 이번에 개발된 전도성 고분자 나노선/나노튜브 소재는 차세대 태양전지, 각종 센서/칩 개발 등에 응용이 가능할 것으로 예상되며, 향후 나노-바이오 융합분야에서 국가 과학기술 경쟁력 제고에 기여할 것으로 기대된다. 朴 교수팀은 2008년도부터 교육과학기술부의 ‘국가지정연구실사업’으로부터 지원을 받아 다양한 형광색상(RGB)을 가진 나노튜브, 연잎처럼 물에 젖지 않는 펩타이드 소재, 식물의 광합성을 모방한 인공광합성 재료 등 새로운 기능을 가진 바이오소재를 개발하기 위한 연구를 수행해 왔으며, 해외 저명학술지들로부터 크게 주목받는 연구 성과들을 발표하고 있다 (http://biomaterials.kaist.ac.kr).
2009.06.16
조회수 17442
한국뇌연구원 대덕특구 유치 위한 6개 기관 MOU 체결
- 대전광역시, KAIST, 생명(연), 표준(연), 서울아산병원, SK주식회사 등 - 국내외 협력연구 통한 파킨슨병, 알츠하이머병 등 대표적 뇌질환의 원인을 규명하고 치료, 진단, 재활공학에 대한 원천 융합연구 수행 예정 관련 연구분야에서 국내 최고 수준을 자랑하고 있는 6개 기관이 ‘(가칭)한국뇌연구원 대덕특구 유치’를 위해 힘을 모은다. 우리나라를 대표하는 연구중심대학 KAIST(총장 서남표), 과학과 창조의 도시인 대전광역시(시장 박성효), 생명공학의 대표 연구소인 한국생명공학연구원(원장 박영훈), 국내 표준을 이끄는 연구개발기관인 한국표준과학연구원(원장 김명수), 국내 최고의 의료기관인 서울아산병원(원장 이정신), 생명과학 신약개발의 선두주자 SK주식회사(사장 박영호) 등 6개 기관이 오는 14일(수) KAIST 본관 1층 회의실에서 관련 양해각서(MOU)를 체결한다. 6개 기관간의 협력을 통해 (가칭)한국뇌연구원를 대덕특구에 유치하게 되면 KAIST의 기초신경과학 및 뇌공학의 연구를 융합하고, 서울 아산병원의 뇌신경 연구와 임상, 생명(연)의 뇌신경센터 및 영장류센터, 표준(연)의 뇌자도(腦磁圖) 개발의 원천기술, 한국 최초로 뇌질환 치료제를 상용화한 SK주식회사의 신약개발 연구진 등의 역량과 기술을 통합하여 뇌연구 및 뇌질환 관련 치료제 개발에 획기적인 성과를 이뤄낼 수 있다고 이들 기관은 밝혔다. 이들 6개 기관은 일본 이화학연구소, 독일 막스플랑크연구소, 스위스 로잔공대 및 호주 퀸즈랜드대학의 뇌연구소 등의 세계적인 뇌 연구기관들과 상호협력 협정을 이미 체결하였으며, 국제 신경과학회(The Society for Neuroscience) 회장을 역임한 세계적 신경과학자인 데니스 최 교수(미국 에모리대학)의 지원과 자문을 바탕으로 세계적인 연구 네트워크를 이미 구축하고 있다. (가칭)한국뇌연구원은 3만3,000㎡(약 1만평) 규모로 건설될 예정이며, 신경과학, 뇌공학, 의약학의 융합연구를 통해 뇌의 신비를 밝히고, 이를 통해 뇌질환 질병극복 및 수명연장, 국가 신성장 동력 창출을 목표로 기획되었다. 중앙정부와 대전광역시의 적극적인 예산 및 운영 지원 계획에 따라 2020년까지 총 3천297억원의 예산이 투입될 예정이다. <참고자료> □ KAIST(총장 서남표)는 파킨슨병, 알츠하이머병의 근본 원인인 신경세포내의 미토콘드리아 사멸의 기전과 뇌의 체온조절의 신비를 밝혔고, 이러한 연구 결과가 Cell, Nature, PNAS 등의 유명학술지에 10편의 논문이 게재되는 등 국내 기초 신경과학 연구의 선두주자 역할을 하고 있음. 또한 뇌과학연구센터와 3T fMRI센터 등의 뇌공학 인프라를 통해 국내최고의 뇌공학 연구진을 확보하였으며, 지난 10년간 뇌질환의 근본 원인 규명, 뇌정보처리 원리의 규명, 진단 및 재생/재활 공학에 대한 세계적 수준의 연구를 수행하고 있음. □ 한국생명공학연구원(원장 박영훈)은 명실상부한 국내 생명공학 대표연구소로서 유전체, 단백체 의학연구와 융합기술을 기반으로 하여 뇌신경연구센터와 국내 유일의 국립영장류센터를 통한 파킨슨병, 알츠하이머병 등 신경정신질환 치료제 개발에 힘쓰고 있음. □ 한국표준과학연구원(원장 김명수)은 차세대 뇌기능 연구의 중요한 도구인 뇌자도(腦磁圖) 측정장치를 국내에서 유일하게 개발하였으며, 이 장치를 해외에도 설치한 바 있음. 이 장치는 뇌기능 및 인지기능 연구, 간질진단 등 뇌기능 연구의 정확성을 높이기 위한 차세대 영상장비임. □ 서울아산병원(원장 이정신)의 뇌신경연구단에서는 각종 신경계 질환 및 노화의 포괄적 연구를 통해 관련 질환의 이해, 예방 및 치료를 목표로 현재 신경세포의 사멸기전, 산화성 스트레스, 염증반응 등의 병리기전을 규명하는 기초분야와 뇌졸중과 치매, 파킨슨병 등의 임상적 활용을 추구하는 임상분야간의 유기적인 협력체계 하에서 활발한 연구가 진행되고 있음. □ SK그룹 지주회사인 SK주식회사(사장 박영호)는 최근에 독자 개발한 신약이 다국적 제약사의 임상실험을 마치고 상업화 될 예정임. 미국 존슨앤존슨이 간질치료제 카리스바메이트에 대한 임상실험을 마치고 미국 식품의약품국에 신약판매 허가를 신청했음. SK주식회사 관계자에 따르면, 간질 치료제 시장이 40억 달러 규모에 달하며, 카리스바메이트 판매액의 일정 부분을 존슨앤존슨으로부터 로열티로 받는 점을 감안하면 상당한 규모의 안정적인 캐시카우(Cash Cow, 높은 시장수익성을 바탕으로 장기간에 걸쳐 기업에 막대한 현금유동성을 제공해주는 사업 분야)를 확보하게 된다고 함.
2009.01.14
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