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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
조회수 17607
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생명과학과 김진우 교수, 노인성 망막퇴행질환 발생 원인 발견
생명과학과 김진우 교수팀이 미국 및 캐나다 연구팀과의 공동연구로 "PTEN 단백질의 불활성화가 노인성 망막퇴행질환의 핵심 기전" 이라는 사실을 규명했다.
김 교수팀은 이 연구에서 그 동안 종양억제 유전자로 널리 알려져 있던 PTEN 단백질이 안구 내 망막색소상피세포* 사이의 결합을 유지시켜 망막조직의 형태 및 항상성 유지에 중요한 역할을 함으로써 망막퇴행질환을 억제한다는 사실을 생쥐 실험을 통해 증명하였다.
우리 인간을 포함한 동물의 안구 내에는 멜라닌 색소를 다량 함유하고 있는 망막색소상피세포층이 망막을 덮고 있는데, 이 층의 세포들은 강한 세포 간 접합체로 연결되어 안구 내에서 혈관과 망막 사이의 장벽을 제공해 준다.
그러나, 장기간 흡연이나 망막이 강한 빛에 장시간 노출되는 등의 스트레스 상황에서는 망막색소상피세포층이 점차 파괴되고, 그 결과 이 세포층에 생긴 틈으로 망막 외부 모세혈관에 있던 백혈구 세포들이 망막으로 침투하면서 망막세포에 염증반응을 일으켜 망막퇴행을 유발한다.
이러한 현상은 많은 망막퇴행질환들에서 관찰이 되는데, 특히 노령 인구에서 높은 빈도로 일어나는 노인성 황반퇴행질환 (Age-related macular degeneration)*에서 빈번하게 나타나는 현상으로 잘 알려져 있다.
김 교수팀은 망막색소상피세포 간 접합부에 집중되어 나타나는 PTEN 단백질의 기능을 검증하기 위해 PTEN 유전자를 인위적으로 생쥐의 망막색소상피세포에서 제거하였고, 그 결과 이 생쥐들에서 노인성 황반퇴행에서 나타나는 형태적 특징을 관찰할 수 있었다.
연구팀은 더 나아가 기존 노인성 황반퇴행질환 생쥐의 망막색소상피세포에서 인산화에 의한 불활성화를 통해 PTEN 단백질이 세포 간 접합체에서 이탈된다는 사실까지 밝힘으로써, PTEN 단백질이 망막색소상피세포의 구조 유지를 통해 망막퇴행을 억제하는 핵심 단백질이라는 사실을 규명하였다.
노인성 황반퇴행질환은 미국 내에만 2006년 통계로 100 만명 이상의 환자가 보고되었고, 국내에서도 최근 급격한 노령화에 따라 환자 수가 급증하고 있는 노인성 망막퇴행질환으로, 시력 상실로도 이어질 수 있는 심각한 신경 질환이다.
노인성 황반퇴행질환은 약 15% 정도는 망막 내 신생혈관의 급격한 형성으로 발생하는 습성 (wet-type)이고, 약 85% 이상은 망막색소상피세포의 이상 등으로 시작해 만성으로 진행되는 건성 (dry-type)으로 분류된다.
심각한 병증과 많은 환자 수에도 불구하고, 그 동안 건성 황반퇴행질환 치료제 개발이 진척을 보이지 못한 이유 중의 하나는 이 질환이 시작되는 망막색소상피세포의 퇴행에 대한 분자적 기전이 정확히 알려지지 않아 치료제의 타겟이 될 세포 내 현상 및 단백질들을 설정하는데 어려움이 있었다는 것이다.
이번 논문의 교신 저자인 김 교수는 “이번 논문을 통해 알려진 망막색소상피세포 퇴행 억제 핵심 단백질인 PTEN과 그 영향을 받는 하부 신호전달체계의 정체는 향후 노인성 황반퇴행질환의 치료제 개발을 위한 타겟을 설정하는데도 유용한 정보로 사용될 수 있다”고 말했다.
김진우 교수팀의 이번 연구는 교육과학기술부가 지원하는 바이오기술개발사업의 일환으로 수행되었고, 연구 결과는 세계적인 저명학술지인 ‘유전자와 발생’(Genes & Development) 11월 15일판에 게재되었다.
2008.11.18
조회수 16337
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김은준교수팀, 시냅스 생성 단백질 발견
- 흥분성 시냅스 생성 촉진하는 새로운 단백질‘엔지엘’발견
- 정신분열증을 비롯한 다양한 뇌질환 발병 원리 추정 가능
- 네이처 뉴로사이언스誌 9월호 게재
사람의 뇌에서 시냅스의 생성을 촉진하는 새로운 단백질이 국내 연구진에 의해 발견됐다.
KAIST(총장 서남표) 생명과학과 김은준(金恩俊, 42 / 시냅스생성 창의연구단 단장) 교수팀이 ‘엔지엘(NGL)’ 단백질이 흥분성 시냅스의 생성에 관여한다는 새로운 사실을 발견, 오는 18일 발표되는 신경과학 권위지인 ‘네이처 뉴로사이언스誌(Nature Neuroscience)" 9월호에 게재된다고 밝혔다.
金 교수팀은 後시냅스에 위치한 ‘엔지엘’이란 막단백질이 前시냅스의 네트린지(netrin-G)라는 다른 막단백질과 연결되면서 가교 역할을 하여 새로운 시냅스 생성을 촉진하는 것을 발견했다.
‘엔지엘’은 뉴로리긴(neuoroligin)에 이어 세계에서 두 번째로 새롭게 발견된 시냅스 가교 단백질이다. 이 새로운 단백질의 발견으로 시냅스 생성 원리와 다양한 뇌질환 발병 원인을 추정할 수 있게 되었다.
우리 뇌는 약 1000억개 이상의 신경세포와 각 세포당 1만 여개의 시냅스로 신경회로망을 구성하고 있다. 시냅스는 신경세포 사이에 신경전달이 일어나는 장소다. 시냅스의 생성은 신경회로의 생성으로 연결되고, 신경회로는 정상적인 뇌발달이나 뇌기능뿐만 아니라 다양한 뇌질환과도 관련이 깊다.
金 교수는 “엔지엘과 연결되어 있는 네트린지(netrin-G)가 정신분열증 (schizophrenia)과 관련이 있고, 엔지엘과 비슷한 기능을 가진 다른 시냅스 가교 단백질인 뉴로리긴이 정신지체(mental retardation) 및 자폐증(autism)과 관련이 깊은 만큼, 엔지엘도 정신분열증을 비롯한 다양한 뇌질환과 관련이 있을 것으로 보인다"라고 말했다.
<첨부사진 설명>
■ 사진 1: 엔지엘의 시냅스 생성 능력 확인 실험 1
표면에 엔지엘을 발현하고 있는 일반세포(녹색)와 신경세포를 섞어 준다. 축색돌기(axon)가 약 10시 방향에서 가운데 위치해 있는 엔지엘(일반세포)쪽으로 뻗어 나오다가 엔지엘을 만나게 되는데, 이 때 엔지엘은 접촉하는 축색돌기 안에 前시냅스(붉은색)의 형성을 유도한다. 前시냅스의 형성 여부는 시냅신(Synapsin)이라는 前시냅스 단백질의 형광 염색(붉은색)으로 알 수 있다.
- 그림a-b : 엔지엘에 의한 시냅스 형성
- 그림c-d : 시냅스 생성능력이 소멸된 변형 엔지엘은 시냅스 생성 못함
■ 사진 2: 엔지엘의 시냅스 생성 능력 확인 실험 2
표면에 엔지엘을 코팅시킨 구슬을 신경세포 위에 뿌려주면 구슬이 신경세포의 축색돌기와 접촉하게 된다(구슬들은 가운데 패널의 위상차 이미지에서 명확히 보임). 이때 엔지엘은 축색돌기 안에 前시냅스(붉은색)의 형성을 유도한다. 전시냅스의 형성 여부는 시냅토파이진(SynPhy; a 패널) 또는 비글룻(VGlut1; b패널)이라는 前시냅스 단백질의 형광 염색(붉은색)으로 알 수 있다.
2006.09.19
조회수 15427
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인체 감염 44종의 원인균 동시 진단용 DNA 칩 개발
KAIST, 연세대 의대, 메디제네스㈜ 공동연구 결실벤처회사와 공과대학이 DNA칩 제작, 의대에서 임상실험하는 바람직한 협력연구의 성과로 평가
사람의 생명을 위협하는 감염질환의 원인균 44종을 동시에 진단할 수 있는 DNA 칩이 국내 공동연구진에 의해 세계 최초로 개발되었다. 메디제네스 ㈜ (대표이사 이진, 李津, 39)는 KAIST 생명화학공학과 이상엽(李相燁, 41, LG화학 석좌교수)교수팀, 연세대 의대 감염내과 김준명(金俊明, 52) 교수팀(김준명, 장경희, 최준용 박사)과의 공동연구를 통해 감염질환에 자주 나타나는 주요 원인 균주 44종을 신속하게 동정(실체를 밝히는 것)할 수 있는 DNA칩을 개발했다고 9일 밝혔다.
감염질환은 세균이 인체의 내외부에 침입하여 혈액, 체액 및 조직 내에서 자라면서 발병하는 질환으로, 세균의 정확한 진단 및 적절한 치료가 이루어지지 않을 경우, 생명을 잃을 수도 있는 질병이다. 더욱이 최근에는 항생제의 오남용으로 인해 세균의 배양률이 크게 낮아 배양 검사와 같은 기존의 감염질환 진단 방법들이 한계에 부딪치고 있어 항생제의 추가적인 남용 및 검사비용의 낭비 등을 야기할 뿐만 아니라, 적합한 항생제의 투여시기를 놓쳐 환자의 생명이 위협받고 있다.
이번에 메디제네스㈜ 가 개발한 감염질환 진단용 DNA칩은 임상적으로 가장 빈번하게 출현하여 심각한 질병을 일으키는 원인균 44종을 동시에 진단할 수 있다는 특징이 있다. 메디제네스㈜는 KAIST 이상엽 교수팀, 연세대 의대 김준명 교수팀과 공동으로 감염 균주들의 균체 특이성이 높은 DNA조각을 직접 염기서열을 결정하여 특허 출원하였고, 일부 알려진 균들에 대하여는 생물정보학 기법으로 특이한 염기서열 부분을 찾아내는 방식으로 DNA 칩을 제작 하였다. 이 DNA칩은 작은 유리판에 감염질환을 일으키는 균주의 특정 DNA 염기서열과 결합할 수 있는 DNA 조각을 심은 것으로, 균주에서 추출한 DNA와 칩에 심어진 DNA가 칩의 어느 위치에서 결합하는지에 따라 원인균을 쉽게 동정할 수 있도록 설계되어 있다.
이상엽 교수는 “이 DNA 칩의 핵심기술은 우리가 자체적으로 염기서열을 밝혀서 그 서열에 관한 특허를 확보하였고, 이들로 만든 DNA 조각을 이용하여 매우 효과적으로 감염균주들을 감별해 내는데 있다. 칩 자체의 제작도 중요하지만, 임상 시험이 매우 중요한데, 공과대학과 벤처회사가 DNA 칩을 만들고, 의과대학에서 임상시험을 하는 아주 바람직한 형태의 협력연구가 결실을 맺게 되어 기쁘다.”고 밝혔다.
따라서 이번에 개발된 DNA 칩을 이용하면 환자로부터 얻은 다양한 임상 샘플내에 어떤 세균이 존재하는지를 한번의 검사로 빠른 시간내에 정확하게 진단함으로써 가장 적합한 항생제를 투여할 수 있게 된다. 기존 검사법은 균주를 일일이 배양해서 확인했기 때문에 보통 3일 이상 심지어는 몇 주 이상 소요되고 배양률도 50% 이하인데 비해, 이 칩은 14시간 정도면 여러 균주를 동시에 검색할 수 있고, 정확도도 더 높일 수 있는 장점이 있다. 이 관련 기술들은 현재 특허 출원 중이고, 예비임상시험을 마친 후, 대규모 임상시험을 연세대학교 의과대학 김준명 교수팀에서 진행 중이다. 김준명교수는 “최근에 항생제 오남용으로 감염질환의 원인균 동정에 큰 어려움을 겪고 있는 현 실정에서 이러한 DNA칩을 통한 진단법 개발은 임상에서 빠른 시간 안에 원인균을 밝혀내고, 그로 인해 환자에게 꼭 필요한 항생제를 조기에 투여함으로써 환자의 생명을 구하는 획기적인 전기가 되리라 생각한다”고 말했다.
이 감염질환 진단용 DNA칩을 이용함으로써 감염질환 치료를 위해 과다하게 소요되는 항생제 비용을 대폭 절감(연간 약 5천억원)할 수 있을 뿐만 아니라, 보통 한 환자당 2-3번의 원인균 배양이 이루어지는 기존의 검사방법에서 탈피하여 한 번의 검사로 진단이 가능함으로써 감염질환 관련 검사 비용 연간 수백억원이 절감될 수 있을 것으로 예상된다. 메디제네스㈜ 이진사장은 “앞으로 추가 임상 시험 후 식품의약품안전청의 허가를 받은 후 내년에는 국내 각 병원과 연구소에 판매할 계획이며, 이 칩의 판매로 국내에서만 내년에 30억원, 향후 연간 100억원 이상의 매출을 올리고자 하며, 연간 약 2조원으로 추정되는 세계 시장 개척에도 적극적으로 대처하고자 한다.”는 계획을 밝혔다.
2005.06.10
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