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주의력결핍 과잉행동장애의 유전적 요인 규명
- 네이처 메디신 온라인 판에 4월 18일 게재
- “새로운 주의력결핍 과잉행동장애 치료법 개발의 가능성 열어”
우리학교 생명과학과 김은준 교수와 강창원 교수의 공동연구팀이 주의력결핍 과잉행동장애(ADHD)가 뇌의 신경 시냅스 단백질(GIT1)이 부족해서 발생한다는 것을 세계 최초로 밝혔다.
전 세계 취학아동의 5% 정도가 겪고 있는 ADHD(Attention Deficit Hyperactivity Disorder)는 주의가 산만하고 지나친 행동을 하면서 충동적 성향을 보이는 성장기 아동의 뇌 발달 장애다.
연구팀은 이 증상이 있는 아동들과 없는 아동들의 유전자형을 비교하는 유전역학 연구를 통해 GIT1 유전자의 염기 한 개가 달라서, 이 단백질이 적게 만들어지는 아동들에서 ADHD의 발병 빈도가 현저히 높다는 것을 발견했다.
또한, 생쥐 실험에서 GIT1의 유전자를 제거해 이 단백질을 합성하지 못하게 하면 ADHD 증상을 보인다는 것을 동물행동 분석 및 신경과학 실험을 통해 밝힘으로써 GIT1과 ADHD의 인과관계를 뒷받침했다.
GIT1 결핍 생쥐들이 사람의 ADHD처럼 과잉행동을 보이고, 학습능력이 떨어지며 비정상적인 특이 뇌파를 내는 것을 확인한 것이다. 아울러 이런 생쥐에 ADHD 치료약을 투여하면 ADHD 증상들이 사라지는 것도 확인됐다.
ADHD 아동이 성인이 되면 과잉행동이 없어지는데, GIT1 결핍 생쥐도 2개월째에는 보이던 과잉행동이 7개월(사람의 20-30세에 해당)이 되면 사라지는 것을 확인했다.
KAIST 생명과학과 김은준 교수는 “신경세포를 흥분시키는 기작과 진정시키는 기작이 균형을 이뤄야 하는데, GIT1이 부족하면 진정 기작이 취약해서 과잉행동을 억제하지 못하는 것으로 추정한다”고 말했다.
또한, 같은 학과의 강창원 교수는 “이번 연구 성과는 ADHD 발병기작을 연구하거나 신약을 개발하는 데 GIT1 결핍 생쥐를 모델생물로 사용할 수 있게 돼 새로운 ADHD 치료법 개발의 가능성을 열었다는 평가를 받고 있다”고 말했다.
이번 연구 성과는 의약학계 세계 최고 학술지인 네이처 메디신(Nature Medicine, Impact Factor 27.136)의 4월 18일자 온라인 판에 게재됐다. 특히, 이 학술지에 게재된 논문 중 그 중요성을 인정받아 전 세계 언론에 특별히 소개됐다.
한편, 이번 연구는 한국연구재단의 창의적연구진흥사업을 수행하는 김은준 교수 연구실의 원혜정, 마원 박사과정 학생과 핵심연구지원사업을 수행하는 강창원 교수 연구실의 김은진 박사가 주도했다.
이외에도 김대수(KAIST 생명과학과), 정재승(KAIST 바이오및뇌공학과), 조수철, 김재원(서울대병원 소아정신과), 최세영(서울대 치대 생리학교실) 교수의 연구팀들이 참여했으며, 신경생물학, 유전체학, 신경유전학, 신경생리학, 뇌공학, 소아정신과 등 여러 분야 전문가들이 협업해 성공한 모범적 사례다.
※ 그림 설명
GIT1 결핍 생쥐가 ADHD 아동처럼 어려서는 과잉행동을 보이다가 성장하면 정상이 되고, ADHD 치료약을 투여해도 정상이 된다.
2011.04.18
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2010 스마트폰 소프트웨어 경진대회
우리학교 정보통신팀이 주최한 "2010년 스마트폰 소프트웨어 경진대회" 시상식을 지난 11월 29일 오후 5시 행정분관 2층에서 가졌다.
이번 대회에는 27개 팀이 참여했으며 아이디어, 활용성, 완성도 등의 엄격한 심사를 거쳐 11개팀을 선정했다.
대상은 전산학과 조영상군이 개발한 "딩글한글"이 차지했다. 스마트폰에서 한글을 쉽게 입력할 수 있게 만든 이 어플은 심사위원은 극찬을 받았다. 안드로이드폰 기반이며 이미 온라인상에 3~4만명의 사용자가 있고, 특허출원 중이다.
금상은 시각장애인이 사운드를 듣고 스마트폰으로 사진을 찍을 수 있는 ‘사운드 카메라‘와 TV를 보면서 트위트나 문자를 보내어 자막에 올릴 수 있는 ‘바글’ 어플이 선정됐다.
은상은 교내 택시를 같이 타기 위하여 제작한 ‘택시투게더’, 음감을 찾아 교습할 수 있는 ‘절대음감’과 "KAIST iNFO" 어플이 차지했다.
대상 1명, 금상 2명, 은상 3명, 장려상 5명을 선정해 상금 200만원, 100만원, 50만원, 스마트폰을 각각 지급했다.
이번 경진대회는 소프트웨어 개발 인재의 발굴과 스마트폰 활성화에 기여하고자 마련됐다.
김명호 학술정보처장은 “우리나라의 미래는 과학기술에 있으며, 그중에도 IT기술의 S/W가 높은 비중을 차지하고 있다” 며 “스마트폰 시대의 선두에 여러분이 함께하기를 희망한다”고 말했다.
2010.12.10
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제 꿈은 희망의 기계를 만드는 것입니다
- 김동원 학생, 역경을 딛고 미시건대 박사과정 유학길에 올라 -
“제 꿈은 어려운 이들에게 새 삶을, 새 세상을 열어주는 희망의 기계를 만드는 것입니다.”
어렸을 때 치료를 받기 위해서 매일 탔던 버스에서 그는 자유로움을 느꼈다. 그는 버스를 통해 기계가 어려운 사람들에게 자유와 희망을 준다는 것을 알았고, 어려움에 처한 이를 자유롭게 해주는 기계설계에 대한 뜨거운 꿈을 품게 되었다.
기계공학과 김동원(27, 석사 졸업 예정)씨가 자신의 역경에 굴하지 않고 본교 석사과정을 우수한 성적으로 졸업, 미시건대(앤 하버) 전액 장학생으로 뽑혀 이달 말 미국으로 유학을 떠난다.
태어날 때부터 몸이 불편했던 김 씨는 뇌병변 2급 장애를 가지고 있다. 2008년 2월 한양대학교 기계공학부를 졸업한 김 씨는 지난 2년 동안 기계공학과 장평훈 교수 실험실에서 수학했다.
필기를 빨리 하지 못해 친구의 노트를 복사해 가며 공부한 그는 끈기와 노력으로 우리학교 석사학위 과정을 마쳤다.
고등학교시절에도 수학 공부가 가장 어려웠다는 그는 느린 손동작으로 많은 풀이 과정이 필요한 수학 문제를 풀 때는 힘들었지만, 대부분의 공부가 재미있었다며 활짝 웃었다.
김 씨는 꿈을 가진 장애 학생들이 KAIST에 좀 더 많이 들어오길 바란다며, 장애 학생의 특성에 따라 KAIST가 입학기준을 유연하게 정하는 등, 장애인을 위한 학업 환경이 개선되었으면 좋겠다는 의견을 내놓기도 했다.
미국 대학원에서 의공학을 공부할 것이라는 김 씨는 “장애의 원인과 개선방법을 연구하는 의학에 공학을 접목하는 연구를 통해 장애를 가진 사람을 도와주는 재활분야의 전문가가 되겠다”고 포부를 밝혔다.
그는 또 “이 사회에는 어려움에 처한 이들이 많다”며 “그들 중에는 자립할 수 있는 기회조차 주어지지 않는 사람들이 많다. 그 사람들을 돕고 싶다”고 말했다.
김 씨를 지도한 기계공학과 장평훈 교수는 "김동원 학생은 항상 밝고 긍정적인 태도로 주위 사람들과 잘 어울렸고, 연구성과도 탁월했다. 개인적인 핸디캡에 굴복하지 않고 적극적으로 이겨낸 것은 그 자신의 인간적인 승리일 뿐만 아니라 많은 학생들에게 귀감이 될 만한 훌륭한 자세다”라고 말했다.
오는 8월28일 미국으로 떠나는 김 씨는 지난10일 총장실을 방문해 “작지만 학교 발전에 사용해달라며” 100만원의 기부금을 선뜻 내놓기도 했다.
2008년 KAIST에 거액을 기부한 류근철 박사로부터 평소 많은 영향을 받았다는 김 씨는 지금은 시작에 불과하지만 앞으로 열심히 공부해서 뜻한 바를 이루게 되면 더 많은 도움을 모교에 주고 싶다는 의사를 밝혔다.
이 소식을 접한 서남표 총장은 “학생들로부터 받는 선물이라 무엇보다도 값지고 소중하다”며 “김동원 학생이 무사히 공부를 마치고 모교에, 나아가 우리 사회에 기여할 수 있는 인재가 되어 돌아오기를 바란다”는 격려 메시지를 전달하기도 했다.
2010.08.17
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산업디자인학과 김성진 군, 2008 대한민국 인재상 수상
산업디자인학과 김성진(25)군이 교육과학기술부와 한국과학창의재단이 공동 주관한 "2008 대한민국 인재상" 수상자로 최종 선정됐다.
김군은 중.고등학교 시절부터 각종 컴퓨터 관련 경진대회에서 장관/총장상을 수상한 컴퓨터 전문가다.
김군은 장애인에 관심을 가지고, 말 못하는 언어.청각 장애인을 위한 보완대체 의사소통 기기 AAC를 국내최초로 개발했다. 이 기기는 물리학자 스티븐호킹 박사와 같이 말 못하는 장애인도 기계를 통해 말을 할 수 있도록 해주는 첨단의사소통기기다.
최근에는 지체장애인도 운전을 할 수 있는 근전도 드라이빙 시스템을 개발하여 현대/기아자동차 주관 미래자동차 공모전에서 수상한 바 있으며, 교통사고로 인해 희생되는 동물들을 보호할 수 있는 생태통로 시뮬레이션 시스템을 개발하여 지난 3월 세계 소프트웨어올림픽 마이크로소프트 이매진컵 2008에서 금상을 수상한 바 있다.
대한민국 인재상은 미래를 이끌어 갈 창의력이 뛰어난 인재를 발굴해 2001년부터 수여해 온 "21세기 우수인재상"(장관상)을 올해부터 대통령 표창으로 격상, 시상하는 것으로 수상자에게는 표창과 함께 장학금 등이 지급된다.
2008.10.23
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생명과학과 김재섭 교수팀, '생체시계 뇌신경망 교신 유전자'세계최초로 밝혀
2만5천여 종의 형질전환 초파리 이용, 새로운 생체시계 유전자 발견
수면장애, 생체리듬 장애로 인한 각종 생리질환 치료법 개발 활로 열어
우리 몸은 하루 24시간의 시각 주기를 기억해서 현재 시각이 아침인지 저녁인지 혹은 낮인지 밤인지를 스스로 아는 능력이 있다. 한국에 살던 사람이 미국에 가면 한국에서 기억된 시각주기 때문에 처음 며칠 동안은 밤에는 깨어 있다가 낮이 되면 졸리고 하는 것이 그 일예이다. 우리 몸이 이렇게 하루 24시간 주기의 시간 흐름을 아는 것은 대뇌 아래 시상하부에 존재하는 일부 신경세포가 시계의 기능을 하기 때문인데, 이 시계를 “생체시계”라고 부른다. 정상적으로 생활하던 사람을 하루 종일 어두운 곳에 두어도 아침 시간이 되면 잠에서 깨고, 끼니마다 배가 고파지며, 또 밤 시간이 되면 잠을 자는 이유도 이 생체시계 때문이다.
생체시계의 역할은 시상하부에 위치한 수십 개의 신경세포가 담당한다. 이 생체시계 신경세포 각각의 내부에서 작동하는 유전자들은 그 동안 잘 알려져 있었다. 그러나 정작 각각의 생체시계 신경세포가 어떻게 서로 교신하여 하나의 완벽하고 정교한 생체시계 신경망을 이루어 우리 몸의 시간을 지배하는 지는 베일에 쌓여 있었다. KAIST 생명과학과 김재섭(金在燮, 42) 교수팀이 바이오벤처 제넥셀과의 공동연구로 이번에 그 베일을 세계 최초로 벗겼다.
金 교수팀은 제넥셀이 구축한 2만5천여 종의 형질전환 초파리를 이용, 새로운 생체시계 유전자를 발견하였으며, 그 이름을 “한(Han)"이라고 명명하였다. 金 교수팀에 따르면 “한” 유전자로부터 만들어지는 단백질은 "피디에프(PDF)"라는 리간드 단백질의 수용체로 작용하며, 생체시계 신경 세포들의 표면에 존재한다. 생체시계 신경세포 중에서 마스터(master) 생체시계 신경세포가 하루 24시간의 주기에 따라 각기 다른 양의 “피디에프”를 분비한다. 그러면 뇌의 다른 부위에 존재하는 생체시계 신경세포들은 표면에 있는 “한” 수용체 단백질을 통해 이 신호를 받아서 자기의 생체시계 작동을 마스터 신경세포의 생체시계 시각과 동조화 시킨다. 이렇게 해서 생체시계 신경망을 담당하는 모든 신경세포들 안에 있는 생체시계는 동일한 시각으로 맞춰지게 된다. 즉, “피디에프”와 “한” 단백질을 이용한 생체시계 신경세포들 사이의 교신이 정확하게 이뤄져 생체시계의 시각 결정을 담당하는 모든 신경세포가 특정 시간을 모두 동일한 시간으로 인식하여 일사 분란하게 몸을 조절하는 것이다. 金 교수팀의 이번 연구결과는 뉴론(Neuron)誌 10월호(10.20 발행)에 게재된다. 뉴론誌는 셀지의 자매지로서 네이처 뉴로사이언스와 쌍벽을 이루는 신경과학 분야의 최고 권위지다.
김재섭 교수는 "학문적으로는 생체시계를 담당하는 뇌신경들이 어떻게 서로 교신 하는 지를 알 수 있게 되었으며, 의학적으로는 수면 장애와 생체리듬 장애로 인한 각종 생리 질환 치료법 개발에 새로운 길을 열게 되었다"고 이번 연구 성과의 의의를 밝혔다.
2005.10.20
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