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최성민교수, 세포막의 탄성특성 변화현상 규명
- 피지컬 리뷰 레터스 7월16일자 게제 -- 새로운 의약품 개발에 중요한 역할을 할 것으로 기대-
우리학교 원자력 및 양자공학과 최성민 교수 연구팀은 세포막을 형성하는 인지질 이중막과 향균 펩타이드의 상호작용에 따른 세포막의 탄성특성 변화 현상을 첨단 중성자 산란 측정을 이용하여 세계 최초로 규명했다.
이번 연구결과는 지난 16일 물리학 분야의 세계적 권위지인 피지컬 리뷰 레터스(Physical Review Letters)에 발표됐다.
최성민 교수와 박사과정 이지환 씨가 주도한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 안병만)와 한국연구재단(이사장 박찬모)이 추진하는 원자력연구기반확충사업(원자력기초공동연구소)의 지원을 받아 수행됐다.
세포막은 인지질 분자의 이중막으로 구성되어 있으며, 세포 내부의 물질을 유지하는 방어막 역할과 다양한 기능의 단백질을 함유하고 있는 등 매우 중요한 역할을 담당한다.
세포막을 통한 물질전달, 세포 분열 등 세포에서 일어나는 여러 가지 현상은 세포막과 단백질의 상호작용에 의해 지배되며 세포막은 이러한 과정에서 다양한 형태의 구조적 변화를 겪게 된다.
세포막의 탄성특성, 즉 탄성계수는 세포막이 얼마나 부드럽거나 단단한가를 나타내는 것으로 세포막과 단백질의 상호작용에 따른 탄성특성 변화에 대한 이해는 세포에서 일어나는 여러 가지 과정과 이에 따른 구조적 변화를 이해하는데 매우 중요한 사안이다.
최 교수팀은 펩타이드라는 작은 단백질들이 세포막을 구성하는 인지질 이중막에 흡착되어 인지질 이중막의 구조적 변화를 일으키는 과정에서 인지질 이중막의 탄성특성이 어떻게 변하는가를 중성자 스핀에코 분광법이라는 최첨단 비탄성 중성자 산란 기법을 이용하여 규명했다.
이번 연구결과에 의하면 멜리틴이라는 펩타이드는 그 양이 적을 때는 인지질 이중막 표면에 흡착되어 이중막을 형성하고 있는 인지질 분자들의 정렬도를 저해함으로써 인지질 이중막을 부드럽게 만드는 효과를 보인다.
반대로, 멜리틴의 양이 일정량보다 많아지게 되면 인지질 이중막을 통과하는 구멍을 형성하고 동시에 이중막을 단단하게 만들기 시작하며, 멜리틴에 의해 형성된 인지질 이중막의 구멍이 더욱 많아지게 되면 구멍들이 서로 상호작용을 일으켜 인지질 이중막이 급격하게 단단해짐을 밝혔다.
현재 여타 단백질과 인지질 이중막의 상호작용에 대한 추가적인 연구가 진행되고 있으며, 이러한 현상에 대한 이해는 세포에서의 생명현상에 대한 근본적인 이해와 향후 새로운 의약품 개발에 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
최 교수팀은 최근 중성자 및 X-선 산란을 이용하여 탄소나노튜브 및 나노입자의 자기조립 초구조체 개발 연구를 수행하여 신소재 및 화학분야의 세계적 권위지인 어드밴스드 메터리얼즈(Advanced Materials), 미국화학회지(Journal of the American Chemical Society) 등에 연속적으로 논문을 게재하는 등 연성나노물질 연구에서도 우수한 연구성과를 거두고 있다.
최 교수는 중성자를 이용한 연성나노물질 연구분야에서 국제적 전문성을 인정받고 있으며 대표적인 국제 중성자 협회인 아시아-오세아니아 중성자 산란협회(AONSA)의 총무이사를 담당하고 있다. 또한 최성민 교수와 한국원자력연구원이 공동으로 개발한 하나로 냉중성자 연구시설의 40m 소각중성자산란 장치는 세계 최고수준의 나노구조 측정능력을 갖추고 있어 우리나라 나노소재 연구분야의 발전에 새로운 기회를 제공할 것으로 기대되고 있다.
<용어설명>
❶ 세포막(cell membrane)
세포와 세포 외부의 경계를 짓는 막으로 세포 내의 물질들을 보호하고 세포간 물질 이동을 조절한다. 세포막은 인지질 및 단백질 분자로 구성된 얇고 구조적인 인지질 이중층으로 되어 있으며, 선택적인 투과성을 지닌다.
❷ 펩타이드(Peptide)
아미노산의 중합체이다. 보통 소수의 아미노산이 연결된 형태를 펩타이드라 부르고 많은 아미노산이 연결되면 단백질로 부른다.
❸ 멜리틴(melittin)벌 독에서 분리한 26개의 아미노산으로 구성된 단백질로 10∼20년 전에 그 성분과 역할이 알려져 항균물질로 사용된다.
[그림]세포막을 구성하는 인지질 이중막에 멜리틴 펩타이드가 흡착되어 형성하는 구조의 각 단계별 모식도 (왼쪽). 멜리틴 펩타이드 양의 증가에 따른 인지질 이중막의 각 단계별 탄성특성 변화 (오른쪽).
2010.07.19
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KAIST, 출연연구기관 경영성과 평가‘우수’
- 서남표 총장 부임 이후 3년 연속 최상위 등급인‘우수’선정 -
우리학교가 「2010년 교육과학기술부 직할 출연연구기관 경영성과 평가」에서 3년 연속 최상위 등급인 ‘우수’로 평가됐다.
교육과학기술부가 매년 실시하는 경영성과 평가는 각 기관의 설립목적과 임무에 부합한 경영활동 및 성과를 점검, 경영 효율화 정도를 평가하여 기관의 중장기 목표와 연계한 발전방향 검토 자료로 활용되고 있다.
이번 평가에서 우리 대학은 기관비전수립, 고객만족경영, 인적자원고도화, 연구․사업관리체계, 예산․재무관리 및 교육과정특성화 등 거의 모든 세부 분야에서 우수한 등급을 받았다.
특히 선도적 경영비전과 발전목표 및 세부방안의 구체적 실행력이 타 기관들의 롤모델이 될 것으로 평가 받았다.
또 과학문화 확산 및 기관홍보를 통해 대국민 이미지를 향상시키고 많은 기부금을 유치한 점, 우수 외국인 교수 및 여성 교수 유치, 테뉴어 제도 강화, 영년직 및 특훈교수 제도 등 글로벌 연구 집단 육성의 토대를 마련했다는 점 등이 긍정적으로 평가에 반영됐다.
반면 국가 R&D 사업보안관리 부문과 학연산 협력체제 부문에서는 좀 더 보완이 필요한 것으로 평가됐다.
양지원 대외부총장은 “우리학교의 모든 구성원은「KAIST가 선도하는 혁신적인 교육 및 연구프로그램을 통해 학생들이 미래의 세계적인 리더로 성장하고, KAIST에서 개발된 연구결과가 인류의 시급한 문제들을 해결하며, 이를 통해 국가와 인류에 공헌하고자」하는 변함없는 KAIST의 목표를 이루어나가는데 최선의 노력을 다 하겠다”고 말했다.
2010.06.14
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원자력및양자공학과 조남진 교수, 美 원자력학회 최우수논문상 수상
원자력양자공학과 조남진(趙南振, 59) 교수가 지난 11월 9-13일 미국 리노에서 열린 美 원자력학회(ANS) 동계학술대회에서 원자로물리분야 최우수논문상 수상자로 선정됐다.
趙 교수의 지도하에 유휘(박사과정)양, 김종운(박사후연수연구원) 박사가 공동으로 발표한 논문 “두 온도 균질화법에 의거한 페블핵 연료의 열궤환 동특성 해석(Thermal Feedback Transient Analysis of a Pebble Fuel Based on the Two-Temperature Homogenized Model)”이 최우수논문으로 선정된 데 따른 것이다.
이 논문에서는 趙 교수 연구실에서 개발한 원자로 노심해석 분야의 최신기법으로서 초고온 가스 냉각로에 사용될 페블핵 연료의 시간에 따른 동특성 변화를 예측하는 새로운 방법을 제시하고 있다. 이 방법은 페블핵 연료의 내부구조가 너무 복잡하여 기존의 방법으로는 예측이 불가능한 우라늄 온도를 매우 정확하고 신속하게 제공할 수 있다. 이 기법을 통해 향후 원자로의 안전성을 향상시키는 데 크게 기여할 것으로 보인다.
한편, 趙 교수는 지난 2001년도에 美 원자력학회 펠로우에 선정된 바 있으며, 1999년도부터는 원자력 분야의 세계 최고권위학술지인 원자력 사이언스앤엔지니어링(Nuclear Science and Engineering)의 부편집인도 맡고 있다. 2002년도에는 국제학술회의인 원자로물리학술회의(PHYSOR)를 한국에 유치하였으며, 기술기획위원장을 맡아 성공적인 학술대회를 개최한 바도 있다.
2008.12.04
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