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부영그룹 이중근 회장, KAIST 기숙사에 우정(宇庭)을 기부하다
"대한민국 과학 기술 인재 양성의 요람인 KAIST에서 국가 발전에 이바지할 수 있는 글로벌 인재 양성을 바란다"(부영그룹 이중근 회장)
부영그룹 이중근 회장이 이공계 우수 인재 양성에 도움이 되기를 바란다며 우리 대학 기숙사 리모델링 기금으로 200억 원 상당을 기부했다.
4일 오전 나눔관에서 열린 '우정 나눔 연구동 기공식'에는 이중근 회장을 비롯하여 이광형 총장, 부총장단 등 주요 내외빈이 참석했다. 우정(宇庭)은 이 회장의 아호에서 따 온 이름으로, '우주의 정원'이라는 의미다.이중근 회장은 "교육재화는 한 번 쓰고 사라지는 것이 아니라 계속해서 재생산되는 미래를 위한 투자"라는 신념에 따라 교육지원과 육영사업에 남다른 관심을 기울이는 것으로 잘 알려졌다. 그가 설립한 부영그룹도 회사 설립 초기부터 교육 분야를 중심으로 적극적인 사회공헌 활동을 펼쳤다. 이 회장이 그동안 인재 양성을 위하여 전국의 초·중·고·대학교에 기부한 교육·문화 시설은 130여 곳이 넘는다. 2019년에는 창신대학교를 인수하여 교육 혁신 지원사업에 선정되는 등 성공적으로 이끌어가고 있다.
우리 대학을 위한 기부도 이 회장이 일관되게 이어 온 교육기여 활동의 일환이다. 이 회장은 "대한민국 과학 기술 인재 양성의 요람인 KAIST에서 국가 발전에 이바지할 수 있는 글로벌 인재 양성을 바란다"며 기숙사 리모델링을 위한 기금을 기부했다. 외관 건축공사를 비롯해 기계·전기·통신·소방 등 내·외부 건물 전체를 손볼 예정이다.
대상 기숙사는 가장 노후화된 4개 동인 대전캠퍼스 나눔관과 궁동아파트, 서울캠퍼스의 소정사와 파정사다. 1989년에 준공된 학생 기숙사인 나눔관은 시설이 너무 오래되어 운영이 중단됐고, 1993년 준공한 기혼자 기숙사 궁동아파트는 부분적으로 보수하여 사용하고 있었지만, 시설이 낡아 불편이 컸다. 서울캠퍼스의 생활관 소정사는 1972년, 파정사는 1975년에 준공되어 리모델링이 절실히 필요한 상황이었다.우리 대학은 이중근 회장의 뜻을 오래도록 기리기 위해 리모델링 한 모든 기숙사에 이 회장의 아호를 따서 '우정 나눔 연구동(가칭)', '우정 궁동아파트(가칭)', '우정 소정사(가칭)', '우정 파정사(가칭)' 등으로 명명하기로 했다.
이중근 회장은 "대한민국 발전을 이끌어가는 KAIST 학생들이 '우정' 기숙사에서 꿈과 재능을 키워나가 훌륭한 인재로 성장할 수 있게 되기를 바란다"라고 전했다. 이광형 총장은 "이번 이중근 회장님의 기부 결정으로 평소 다양한 분야에서 사회공헌 활동을 해오신 선한 영향력이 KAIST에도 전파될 것으로 기대한다"라며, "미래 인재 양성을 위한 부영그룹과 회장님의 큰 뜻을 감사히 받아들여 그동안 학생들의 요청이 가장 많았던 노후 기숙사 시설과 환경을 개선하고, 세계 최고의 인재를 양성하기 위해 지속해서 노력할 것"이라고 말했다.
2023.12.04 조회수 10031 -
창업원, 스타트업 커뮤니티 빌더 아카데미 개최
우리 대학이 'KAIST 스타트업 커뮤니티 빌더 아카데미(Academy for Builder of Startup Community, 이하 K-ABC)'를 개최한다. 지역 중심의 스타트업 생태계를 구축하기 위한 노력의 일환으로 세계 3대 스타트업 액셀러레이터인 미국 테크스타즈(Techstars)와 협력한다.
오는 12월 9일부터 3일간 대전 KAIST 창업원에서 진행되는 K-ABC는 창업가, 스타트업 투자자, 창업 관련 중앙정부‧지자체 산하기관, 교육기관, 협·단체, 언론매체 종사자 등 스타트업 육성이라는 공통의 관심사와 목표를 가진 활동가들 대상으로 하는 프로그램이다.
이들을 커뮤니티 리더로 양성해 각자가 속한 지역에서 기업가를 키워내는 방식으로 민간 주도의 상향식 스타트업 커뮤니티를 조성하는 것이 기본적인 목표다. 또한, 정부 주도로 조성된 우리나라의 창업생태계가 민간 주도 스타트업 커뮤니티와 더불어 다양한 충격에 탄력적으로 대응하고 자생할 수 있는 생태계로 만들어 가는 것이 궁극적인 목표다.KAIST 창업원이 주관하는 이번 프로그램은 이달 21일까지 참가자를 모집한다. 지역 단위의 창업생태계 활성화에 관심이 있는 활동가 중 영어로 소통이 가능한 사람이 참가할 수 있다.서류 및 면접 등의 선발 과정을 거쳐 선정된 50명에게 약 300만 원 상당의 참가비 전액을 지원한다. 지역 스타트업 커뮤니티 조성과 리더 양성에 뜻을 같이하는 아이엠엠인베스먼트 주식회사, (주)에이티넘인베스터먼트, 프리미어파트너스(유)가 참가비를 후원한다.9일 시작되는 K-ABC에서는 테크스타즈의 커뮤니티 리더 아카데미(Community Leader Academy)를 국내 상황에 맞게 재구성한 프로그램을 제공한다. 스타트업 커뮤니티 조성에 필요한 기초지식과 다양한 글로벌 사례를 학습하고 세계 각국 출신의 스타트업 커뮤니티 조성 전문가의 경험 공유 및 멘토링, 리더 간 네트워크를 형성할 수 있는 체험 위주의 일정이 진행된다.또한, 아카데미 일정이 끝난 후에도 참가자들이 주도할 수 있는 각 지역별 커뮤니티 빌더 모델링, 워크숍, 해커톤 등의 후속 활동도 약 1년간 지원할 계획이다.김영태 창업원장은 "혁신적인 스타트업은 고령화와 양극화, 기후·에너지 위기, 코로나19 등 복합 위기가 상시화된 현대의 문제를 효과적으로 해결하기 위한 필수요소"라고 강조했다. 이어, 김 원장은 "지속가능하고 건강한 기업가적 생태계의 핵심은 벤처 선순환 문화가 조성된 스타트업 공동체에서 비롯하기 때문에 KAIST가 스타트업 커뮤니티 리더 양성을 국내 최초로 시도하는 것"이라고 강조했다.
K-ABC에 관한 자세한 내용 및 참가 신청 방법은 KAIST 창업원 홈페이지(https://startup.kaist.ac.kr)에서 확인할 수 있다.한편, K-ABC를 함께하는 테크스타즈는 2006년 미국 콜로라도 볼더에 설립된 스타트업 액셀러레이터다. 16년이라는 짧은 기간에 3,000여 개의 스타트업을 키워냈으며, 졸업기업의 시장가치가 750억 달러(약 100조 원)에 이른다. 19개의 유니콘 기업을 육성하는 등 농업과 관광이 주된 산업이었던 인구 33만의 지역 중소도시였던 콜로라도 볼더를 미국의 대표적인 스타트업 생태계로 탈바꿈시킨 주역이다.
2022.11.11 조회수 4949 -
신기정 교수 연구팀, 정보검색 분야 최우수 학술대회 ACM CIKM 2022 튜토리얼 강연
우리 대학 김재철AI대학원 신기정 교수가 이끄는 연구팀이 지난 10월 17일부터 10월 21일까지 미국 애틀랜타에서 진행된 미 컴퓨터협회 정보 및 지식 관리 학술대회(이하 ACM CIKM 2022)에서 튜토리얼 강연을 진행했다고 1일 밝혔다.
올해 31회를 맞은 ACM CIKM은, 정보 검색(Information Retrieval) 분야 세계 최고 권위 학회 중 하나로, 전 세계에서 해당 분야 전문가들이 참석해 최신 연구 성과를 공유한다. ACM CIKM에서는 매년 강연자의 전문성 그리고 강연 주제의 깊이와 다양성 등을 고려해 강연자를 선정해 튜토리얼 강연을 열고 있다.
김재철AI대학원 이건 석박통합과정과 유재민 박사(미국 카네기멜론대학교 박사 후 연구원)로 구성된 신기정 교수 연구팀은 `Mining of Real-world Hypergraphs: Concepts, Patterns, and Generators'라는 제목으로 ACM CIKM 2022 학술대회에서 튜토리얼 강연을 진행했다.
사회, 뇌, 웹 등의 다양한 복잡계는 구성요소끼리 상호작용하는 특징이 있다. 이러한 상호작용 중 다수는 셋 이상의 구성요소가 참여하는 `그룹 상호작용'이나 분석의 용이성을 위해 두 개의 구성요소가 참여하는 `쌍 상호작용'을 가정하는 경우가 많았다. 하지만, 하이퍼그래프를 활용해 그룹 상호작용을 쉽고 효과적으로 모델링하고 분석할 수 있다는 사실이 최근 많은 주목을 받았다. 하이퍼그래프는 정점(Vertex)들과 초간선(Hyperedge)들로 구성되며, 하나의 초간선은 임의의 수의 정점을 포함하는 집합이다. 복잡계의 구성요소들을 표현하기 위해 정점이 사용되며, 그룹 상호작용들을 표현하기 초간선이 사용된다.
튜토리얼 강연에서 신기정 교수는 다양한 복잡계를 구성하는 요소들 사이의 그룹 상호작용으로 인해 발생하는 패턴을 발견하고 이에 대한 설명을 제공하기 위한 하이퍼그래프 기반 최신 인공지능 및 빅데이터 기술들을 소개했다. 강연은 정적인 패턴, 동적인 패턴, 그리고 패턴들에 대한 설명을 제공하기 위한 생성 모형 세 부분으로 나뉘어서 3시간 동안 진행됐다. 스탠퍼드 대학교, 코넬 대학교 등 세계 유수 대학의 연구 논문과 함께, 신기정 교수 연구팀의 연구 논문 7편도 소개됐다.
신기정 교수는 "하이퍼그래프에 대한 이론적인 연구는 많지만, 하이퍼그래프를 활용해 실제 복잡계를 분석하는 실증적인 연구는 걸음마 단계다ˮ라며, "튜토리얼을 통해 더 많은 사람이 이 주제에 관심을 갖기를 기대하며, 다양한 후속 연구를 통해 복잡계에 대한 인류의 이해를 크게 증진시킬 것을 기대한다ˮ라고 설명했다.
신기정 교수 연구팀은 올해 11월 28일부터 진행되는 전기전자공학자협회 데이터 마이닝 학술대회(IEEE ICDM 2022)에서도 튜토리얼 강연자로 선정됐다. 올해 22회를 맞는 IEEE ICDM은, 데이터 마이닝(Data Mining) 분야의 세계 최고 권위 학회 중 하나로, 올해 12월 1일까지 미국 올랜도에서 개최될 예정이다.
한편 이번 튜토리얼은 과학기술정보통신부 재원으로 한국연구재단의 지원을 받은 대용량 하이퍼그래프 마이닝: 패턴, 아웃라이어, 학습, 및 요약 과제와 정보통신기획평가원의 지원을 받은 강건하고 공정하며 확장 가능한 데이터 중심의 연속 학습 과제의 성과이다.
2022.11.01 조회수 4763 -
수학 모델로 불안정한 수면 사이클 원인 밝혀
우리 대학 연구진이 수학적 모델을 이용해 세포질 혼잡을 유발하는 비만과 치매, 노화가 어떻게 불안정한 수면을 유발하는지를 밝히고 해결책을 제시했다.
수리과학과 김재경 교수 연구팀은 수학적 모델을 이용해 세포 내 분자 이동을 방해하는 세포질 혼잡(Cytoplasmic congestion)이 불안정한 일주기 리듬(Circadian rhythms)과 수면 사이클을 유발함을 예측하고, 미국 플로리다 주립대학 이주곤 교수 연구팀과 실험을 통해 검증하는 데 성공했다고 9일 밝혔다.
수리과학과 김대욱 박사과정이 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 `미국국립과학원회보(PNAS)' 10월 26일 字 온라인판에 실렸다. (논문명 : Wake-sleep cycles are severely disrupted by diseases affecting cytoplasmic homeostasis)
우리 뇌 속에 있는 생체시계(Circadian clock)는 인간이 24시간 주기에 맞춰 살아갈 수 있도록 행동과 생리 작용을 조절하는 역할을 한다. 생체시계는 밤 9시경이 되면 우리 뇌 속에서 멜라토닌 호르몬의 분비를 유발해 일정 시간에 수면을 취할 수 있도록 하는 등 운동 능력이나 학습 능력에 이르기까지 거의 모든 생리 작용에 관여한다.
2017년 노벨생리의학상을 수상한 마이클 영, 제프리 홀 그리고 마이클 로스바쉬 교수는 *PER 단백질이 매일 일정한 시간에 세포핵 안으로 들어가 PER 유전자의 전사를 일정 시간에 스스로 억제하는 음성피드백 루프를 통해 24시간 주기의 리듬을 만드는 것이 생체시계의 핵심 원리임을 밝혔다.
☞ PER 단백질: 포유류의 일주기 리듬을 통제하는 핵심 생체시계 단백질이다. 세포질에서 번역(translation)된 PER 단백질은 핵 안으로 들어가 자기 자신의 DNA 전사(transcription)를 조절한다. 이로 인해 세포 내 PER 단백질의 농도는 24시간 주기로 변화한다.
하지만 다양한 물질이 존재하는 복잡한 세포 내 환경에서 어떻게 수천 개의 PER 단백질이 핵 안으로 일정한 시간에 들어갈 수 있는지는 오랫동안 생체시계 분야의 난제로 남아있었다. 이는 서울 각지에서 출발한 수천 명의 직원이 혼잡한 도로를 통과해서 매일 같은 시간에 회사에 들어갈 수 있는 방법을 찾는 것과도 같은 문제다.
김 교수 연구팀은 난제 해결을 위해 세포 내 분자의 움직임을 묘사하는 시공간적 확률론적 모형(Spatiotemporal Stochastic model)을 자체 개발했다. 또 이를 이용해 분석한 결과, PER 단백질이 세포핵 주변에서 충분히 응축돼야만 동시에 인산화돼 핵 안으로 함께 들어간다는 사실을 알아냈다.
김 교수는 "인산화 동기화 스위치 덕분에 수천 개의 PER 단백질이 일정한 시간에 함께 핵 안으로 들어가 안정적인 일주기 리듬을 만들어낼 수 있음을 확인했다ˮ고 설명했다.
김 교수팀은 또 PER 단백질의 핵 주변 응축을 방해하는 지방 액포와 같은 물질들이 세포 내에 과도하게 많아져 세포질이 혼잡해지면 인산화 스위치가 작동하지 않아 불안정한 일주기 리듬과 수면 사이클이 유발된다는 사실도 확인했다.
김재경 교수팀의 수리 모델 예측은 미국 플로리다 주립대학 이주곤 교수 팀과 협업을 통해 실험으로 검증하는 한편 한 발짝 더 나가 비만·치매·노화가 세포질 혼잡을 일으킴으로써 수면 사이클의 불안정을 가져오는 핵심 요인임을 규명하는 데도 성공했다. 세포질 혼잡 해소가 수면 질환 치료의 핵심이기 때문에 김 교수팀의 이번 연구는 수면 질환 치료의 새로운 패러다임을 제시했다는 점에서 큰 의미가 있다.
김재경 교수는 "비만과 치매, 그리고 노화가 불안정한 수면을 유발하는 원인을 수학과 생명과학의 융합 연구를 통해 밝힌 연구ˮ라고 소개하면서 "이번 성과를 통해 수면 질환의 새로운 치료법이 개발되기를 기대한다ˮ라고 말했다.
2020.11.09 조회수 35643 -
조광현 교수, 섬유아세포 과활성 유발 분자피드백 회로 규명
〈 조 광 현 교수 〉
우리 대학 바이오및뇌공학과 조광현 교수 연구팀이 삼성병원 김석형 교수 연구팀과 공동연구를 통해 섬유증 및 암 악성화의 원인이 되는 섬유아세포 과활성을 유발하는 분자피드백 회로를 최초로 규명했다.
신동관 박사와 안수균 학생 등이 함께 참여한 이번 연구는 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 8월 1일자 온라인 판에 게재됐다.
( https://www.nature.com/articles/s41467-018-05274-6 )
인간의 섬유아세포는 대부분의 정상조직에 비활성화된 상태로 존재하다가 상처회복을 위해 필요할 때 급진적으로 활성화된다. 하지만 이러한 급진적 활성화가 유발되는 원리는 아직 밝혀지지 않았다.
조광현 교수 연구팀은 삼성병원 김석형 교수팀과 공동연구를 통해 Twist1, Prrx1, TNC 분자들이 연쇄적으로 활성을 유발하는 양성피드백회로를 구성함으로서 그와 같은 급진적인 섬유아세포의 활성을 유발한다는 것을 분자생물학실험과 수학모델링, 컴퓨터시뮬레이션 분석, 그리고 동물실험과 임상데이터 분석을 통해 밝혔다.
활성화된 섬유아세포는 상처가 치유된 뒤 다시 비활성화된 상태로 전환돼야 하는데 이 때 피드백회로가 계속 작동하면 섬유증의 발생이나 암 악성화의 원인이 된다.
따라서 이번에 밝혀낸 Twist1-Prrx1-TNC 분자피드백회로는 섬유증과 암의 새로운 치료 타겟으로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
□ 그림 설명
그림1. 섬유아세포의 급진적 활성화를 유발하는 Twist1-Prrx1-TNC 분자피드백회로 규명 과정
그림2. 정상적인 섬유아세포의 활성화 조절과 피드백회로의 비가역적 활성화에 따른 비정상적인 섬유아세포 활성화 조절과정의 비교
2018.08.10 조회수 10541 -
박진아 교수, 제50회 과학의날 기념 국무총리표창 수상
〈 박 진 아 교수 〉
우리 대학 전산학부 박진아 교수가 4월 21일 서울 동대문디자인플라자에서 열린 2017년 과학·정보통신의 날 기념식에서 표창장과 국무총리표창수장(Prime Minister’s Citation Ribbon)을 받았다.
2017 과학·정보통신의 날은 미래창조과학부와 방송통신위원회가 공동 주최하고 한국정보방송통신대연합 및 한국과학기술단체총연합회가 주관한 기념식이다.
산학연을 비롯해 과학기술 및 정보통신, 국가정보화, ICT융합 분야 발전에 공헌한 자를 대상으로 상이 수여됐다. 각 부문의 포상자 선정은 관련 기관·단체 및 추천위원회로부터 추천을 받아 공적 사항에 대한 전문가 심사를 거쳐 진행됐다.
박진아 교수는 전산학을 의료분야에 접목해 임상에 유용한 3차원 모델링기법을 제안하고 가상현실 기반 의료시뮬레이션을 연구해 융합학문 발전에 기여한 공을 인정받았다.
박 교수는 “20여 년 동안 전산학 연구를 의료분야에서도 유용하게 활용 할 수 있는 기술로 연구 개발하고자 했던 노력을 인정받아 기쁘다”며 “컴퓨터와 프로그래밍이 좋아서 저희 연구실에 온 학생들이 생소할 수밖에 없는 의학용어들을 스스로 익히며 각자 해당 분야의 의학전문가들과 거리낌 없이 소통하고 결과를 도출해낸 성과들이 모여 가능했다는 생각에 저희 컴퓨터그래픽스 및 가시화 (CGV) 연구실의 졸업생들과 재학생들에게 감사의 마음을 전한다” 고 말했다.
2017.04.25 조회수 15088 -
국내최초 녹색건축물 전환 인증 받은 KAIST 기계공학동
< 기계공학동 리모델링 준공식 >
우리 대학은 12일(월) 기계공학동 로비에서 강성모 총장, 안충환 국토교통부 건축정책관, 교내·외 주요 관계자 등 100여 명이 참석한 가운데 국내 최초 ‘녹색건축물 전환 인증’ 을 받은 ‘KAIST 기계공학동 리모델링’ 준공식 행사를 가졌다.
‘녹색건축물 전환 인증’ 은 연간 냉난방 에너지 요구량의 20%이상 개선한 녹색 건축물에 국토교통부가 부여하는 인증제도이다.
기계공학동 리모델링 공사는 냉난방 에너지 요구량의 32% 절감효과를 인정받아 국토교통부로부터 지난 9일 ‘녹색건축물 전환 인증’ 을 받았다.
총공사비 101억원이 투입된 기계공학동 리모델링은 지상 7층 지하 1층(연면적 30,387.36㎡)으로 구성됐으며 에너지 절감형 기술과 제품을 적용해 만든 녹색건축물로 개축됐다.
공동강의실 등 공용실의 조명기구를 LED제품으로 교체하고, 외벽 및 옥상 단열 보강과 고효율 2중 창호를 설치해 단열 기능을 높여 에너지소비를 줄였다. 특히 노후 개별 냉·난방기를 철거하고 한곳에서 통합제어가 가능한 고효율 시스템 냉·난방기를 설치해 에너지 소비량과 설비운전 상태를 실시간으로 확인할 수 있는 ‘건물에너지관리시스템’ 을 구축했다.
KAIST는 이번 기계공학동 ‘녹색건축물 전환 인증’ 을 계기로 향후 모든 신·개축 건물에 대해 녹색건축물 인증을 추진할 계획이다.
강성모 총장은 “학생들이 노후 건물을 벗어나 안전하고 쾌적한 환경에서 공부할 수 있게 돼 기쁘다”며 “교육 및 연구시설 개선과 안전한 캠퍼스 구축을 위해 지속적으로 노력 하겠다”고 말했다.
< 리모델링 후 기계공학동 전경 >
2016.12.12 조회수 12414 -
항공우주공학과, 제1회 극초음속 국제 심포지엄 개최
우리 대학 항공우주공학과는 오는 27(일)-30일(수) KI빌딩 퓨전홀에서 고속 공기역학/열·유체/추진 분야 전문가들이 한자리에 참석한 가운데 ‘제 1회 극초음속 국제 심포지엄’을 개최한다.
극초음속 기술은 미래의 첨단/지능화된 초고속 비행체 개발에 절대적으로 필요한 기술로, 미국, 러시아, 독일, 프랑스, 호주 등을 중심으로 연구되고 있다. 미국은 현재 다양한 프로그램을 통해 극초음속 추진 기술을 확보하고 스크램제트 비행체의 비행시험을 성공리에 수행한 바 있으며, 호주는 HIFire 등 국제협력 프로그램을 통해 극초음속 핵심기술 연구를 수행하고 있다. 국내에서도 근래에 극초음속 추진기관, 달 탐사선 등 산학연에서 연구를 진행하고 있으나, 우주선진국에 비해 그 경험이 아직은 미약한 실정이다.
이번 심포지엄은 ‘극초음속 연구 현황’, ‘열/화학적 비평형 모델링’, ‘스크램제트 추진기관 및 지상시험’, ‘시험설비, 유동 측정 및 진단 기술’ 이라는 4가지 대주제로, 극초음속 기술과 관련하여 많은 경험을 보유한 세계적 석학(국외 11명, 국내 5명)을 중심으로 최신 기술동향 전파 및 기술 교류의 장을 마련하며, 산학연 기술교류 네트워크를 통해 극초음속 연구인력 확산 및 극초음속 분야의 학문적인 연구 분위기 조성에 기여하고자 한다.
조직위원장인 박기수 KAIST 항공우주공학과 교수는 “극초음속 기술 및 활용에 관한 폭넓은 지식을 얻고자 하는 산업체와 연구소의 연구원 및 대학원생들에게 좋은 기회가 될 것”이라고 말했다.
본 심포지엄은 국방과학연구소(ADD 초고속 공기흡입엔진 특화연구실)와 공동 주최하며 현대로템㈜, ㈜비츠로테크, ㈜데크카본, 한국항공우주연구원, 대전마케팅공사, 한국추진공학회, 서울대학교 우주융합대학원 사업단 및 KAIST 초고속비행체 특화연구센터의 후원을 받아 진행된다.
등록 및 관련 문의는 항공우주공학과(042-350-3726, gisu82@kaist.ac.kr)로 하면 된다.
첨부 : 초대의 글 및 세부일정 안내 1부.
2016.11.21 조회수 17827 -
김재경 교수, 수학 통해 암과 생체시계의 핵심 연결고리 발견
〈 이번 연구에 참여한 김재경 교수와 버지니아 공대 연구팀 〉
우리 대학 수리과학과 김재경 교수가 미분방정식을 이용한 수학적 모델링을 통해 생체시계가 암 억제 핵심 물질인 p53을 24시간 주기로 변화시키는 원리를 예측했다.
그리고 김재경 교수의 수학적 모델링은 미국 버지니아 공대 칼라 핀키엘스타인(Carla Finkielstein, 아르헨티나) 교수 연구팀의 실험을 통해 검증돼 생체시계와 암 사이에 중요한 연결고리가 있음이 증명됐다.
이번 연구 결과는 미국의 저명 학술지 미국국립과학원회보(PNAS) 11월 9일자 온라인 판에 게재됐다.
뇌 속의 생체 시계는 우리가 24시간 주기에 맞춰 살 수 있도록 행동과 생리작용을 조절한다. 밤 9시가 되면 뇌 속의 멜라토닌 호르몬이 분비를 유발해 일정 시간에 수면을 취하게 하는 등 세포분열부터 운동 및 학습 능력 등 다양한 생리 작용에 관여한다.
만성적 야근, 교대 근무 등으로 인해 생체 시계와 실제 시간이 충돌해 생체 시계의 교란이 생기면 당뇨, 암, 심장병 등 다양한 질병을 유발할 수 있다.
지난 2014년 김 교수가 버지니아 공대의 칼라 핀키엘스타인 교수 연구팀과 만났을 때 핀키엘스타인 교수 연구팀은 암 억제물질인 p53이 24시간을 주기로 변화함을 관찰했지만 어떤 원리로 생체시계가 p53의 24시간 주기 리듬을 만들어내는지는 알지 못하는 상태였다.
p53이 세포의 조절 시스템 중에서도 매우 복잡한 시스템으로 구성돼 실험만을 통해 원리를 밝혀내기엔 많은 시간과 인력이 소모되기 때문이다.
김 교수는 문제 해결을 위해 수리모델링을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 수백만 경우의 가상 실험을 실시했다. 시행착오에 기반한 전통적 실험 대신 수리모델을 이용함으로써 비용, 시간, 인력 등을 줄일 수 있었다.
김 교수는 이 과정에서 생체 시계의 핵심 역할을 하는 물질인 Period2 단백질이 p53의 생체리듬과 깊은 관련이 있음을 밝혔다. 세포는 크게 핵과 세포질 두 가지 성분으로 나뉜다. p53은 핵과 세포질에 모두 존재할 수 있는데 이 중 핵 안으로 p53이 들어가면 안정화돼 분해가 느리게 일어난다.
김 교수는 p53 단백질을 핵 안으로 끌고 들어가는 물질이 생체 시계의 핵심 역할을 하는 Period2 단백질임을 예측했다.
이러한 김 교수의 수리모델을 통한 예측들은 핀키엘스타인교수 연구팀에 의해서 실험으로 검증돼 생체시계와 암 사이의 핵심 연결 고리를 발견할 수 있었다.
이번 연구는 p53 단백질을 정상화하는 수많은 항암제들이 투약 시간에 따라 효과가 달라졌던 원인을 규명하고 최적의 항암제 투약 시간을 밝히는 데 중요한 역할을 할 것으로 기대된다.
연구팀은 생체시계가 불안정한 교대 근무 직종 종사자들이 암 발병 확률이 높아지는 원인 규명 및 치료법 개발에 역할을 할 것으로 예상된다고 밝혔다.
김 교수는 “간호사, 경찰 등 교대 근무로 인해 고생하시는 분들이 좀 더 건강한 생활을 할 수 있도록 수학을 통해 조그만 기여를 하게 돼 기쁘다”며 “이번 성과를 통해 우리나라에서 아직은 부족한 생물학과 수학의 교류가 활발해지길 기대한다”고 말했다.
미국 버지니아 공대와 공동으로 진행한 이번 연구는 포스코 청암 재단, 미국과학연구재단, 한국연구재단의 신진연구자 지원 사업 등의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 수학과 실험을 통해서 밝혀진 생체시계의 핵심 단백질 Period2(Per2)와 암 억제 핵심 물질인 p53의 복잡한 상호작용
그림2. 이번 연구에서 사용된 수리모델의 일부
2016.11.10 조회수 38007 -
이성주 교수, 테스트오브타임 논문상 수상
〈 이 성 주 교수 〉
우리 대학 전산학부 이성주 교수가 세계컴퓨터학회(ACM : Association for Computing Machinery) 주최로 10월 3일 미국 뉴욕에서 열린 제10회 무선네트워크실험 워크숍(WiNTECH, International Workshop on Wireless Network Testbeds, Experimental Evaluation & Characterization)에서 테스트오브타임(Test-of-Time) 논문상을 수상했다.
윈테크(WiNTECH)는 2007년 시작된 무선네트워크 분야 워크숍으로 실험과 검증을 통한 실용적인 연구결과를 강조하는 학회로 주목받고 있다.
10주년 기념으로 처음 제정된 테스트오브타임(Test-of-Time) 논문상은 수년 전 발표된 논문 중 현재까지도 학계와 업계에 영향력이 높은 논문에 주어지는 상으로 이 교수의 논문은 심사위원 만장일치로 선정됐다.
2007년에 발표된 이 논문은 당시 서울대학교 연구팀과의 공동 연구로 수행됐다. 무선 네트워크에서 서로 간섭하는 신호는 수신이 모두 되지 않는 것으로 알려졌으나 수신 전력, 수신시기, 송신률 조건에 따라 간섭되는 신호도 수신이 가능하다는 것을 규명했던 논문이다. (논문명 : An Experimental Study on the Capture Effect in 802.11a Networks)
이 논문은 이후 무선 실험 및 모델링 연구에 영향을 미쳤고 현재 200회 이상 피인용 됐다.
이 교수는 “발표한지 10년 가까이 지난 논문임에도 불구하고 현재까지도 영향력 있는 논문으로 인정받아 기쁘고, 의미 있는 상으로 기억될 것 같다”고 말했다.
2016.10.12 조회수 6589 -
김재경 교수, 수학 통해 세계적 제약사 화이자와 신약개발 협력
〈 김재경 교수(왼쪽 두번째)와 화이자 사의 신약 개발팀 책임자들 〉
우리 대학 수리과학과 김재경 교수가 수학적 모델링을 이용해 세계 최대의 제약회사 화이자(Pfizer)의 신약 개발을 돕는다.
이번 협력 연구에서는 수학을 최적의 실험 디자인, 신약 효과 예측, 개인별 맞춤형 투약 조건 예측 등에 이용할 계획이다. 기존의 전통적 수학 응용 범위를 넓히는 중요한 사례가 될 것으로 기대된다.
김 교수는 지난 2013년 미분방정식을 이용해 생체리듬을 조절하는 약의 효과를 다양한 환경에서 예측하는 논문을 네이처 자매지 ‘CPT: 계량 약리학 & 시스템 약리학’(CPT: Pharmacometrics & Systems Pharmacology) 에 게재했다.
이 결과는 제약회사들이 수학을 이용할 때 약물이 몸속에 얼마나 오래 머무르는지 예측하는 정도로만 접근했던 기존의 소극적인 방식을 훌쩍 뛰어 넘는 것이었다.
화이자의 연구 본사인 美 그로톤과 보스턴 지부에서는 김 교수의 연구에 주목했다. 화이자는 임상 3기에 돌입하는 사람을 대상으로 실험을 준비 중인 신약 개발 프로젝트에 김 교수의 수리 모델링을 활용할 수 있는지 의견을 물었다.
작년 10월부터 시작된 협력 연구 논의는 지난 6월 산학 협력 체결로 이어졌고, 연구비 지원 등의 절차를 거쳐 본격적인 협력연구를 시작했다.
김 교수는 “보통 실험실에서 구할 수 없는 임상 실험 데이터를 이용해 좋은 연구를 할 수 있어 기쁘다” 며 “수학을 이용해서 우리가 좀 더 건강하고 행복한 삶을 살 수 있는데 기여할 수 있는 기회가 생기길 기대한다”고 말했다.
2016.08.02 조회수 10262 -
수학으로 생물학적 리듬을 유지하는 원리 밝혀
김 재 경 교수
우리 몸엔 다양한 주기의 리듬을 만드는 시계들이 존재한다. 심장은 매 초 박동하고 체세포들은 일정한 주기로 분열한다. 생체 리듬은 다양한 호르몬 분비 시점을 조절함으로써 생명체가 24시간 주기의 환경에 적응해 살 수 있도록 한다.
과학자들은 어떤 원리로 우리 신체가 일정한 주기로 생체 리듬을 조절할 수 있는지 연구했다. 그리고 그 생체 리듬을 인공적으로 만들기 위한 노력도 끊임없이 계속됐다.
우리 대학 수리과학과 김재경(32) 교수가 미분방정식과 확률적 매개변수 샘플링을 바탕으로 한 수학적 모델링을 통해 다양한 환경에서도 안정적인 생체 리듬을 유지할 수 있는 생물학적 회로 디자인을 설계했다.
그리고 김 교수의 설계를 바탕으로 미국 라이스 대학 메튜 베넷 교수 연구팀이 합성생물학 기술을 통해 안정적인 리듬을 갖는 시스템을 실제로 제작하는 데 성공했다.
이번 연구는 저명 학술지 사이언스(Science) 8월 28일자에 게재됐다.
최근 생체 리듬 생성의 매커니즘을 밝히기 위해 생물학적 시스템을 직접 구현하는 합성생물학 (Synthetic biology)이 발전하고 있다. 이 방식은 전지, 전구, 모터 등을 연결해 전자 회로도의 작동 원리를 이해하듯이 유전자와 단백질로 구성된 생물학적 회로를 직접 만들어 생체 회로의 작동 원리를 연구하는 것이다.
김 교수 연구팀은 라이스 대학 연구팀에게 수학적 모델링을 제공해 합성생물학 연구에서 사용되는 바텀-업(Bottom-Up) 방식의 단점인 방대한 범위와 생물학적 회로를 테스트를 거쳐야 하는 문제 등을 해결했다. 실험을 위한 설계도를 제공한 것과 같은 이치이다.
김 교수는 이번 연구에서 이러한 융합적 접근을 통해 기존에 알려진 안정적인 리듬을 만들어내는 생물학적 회로 디자인과는 근본적으로 다른 디자인을 밝히고 설계했다.
생체 회로에서 특정 물질이 분비될 때 음성 피드백(Negative Feedback)은 물질 분비를 억제하는 역할을 하고, 양성 피드백(Positive Feedback)은 분비를 촉진하는 역할을 한다. 양성 피드백의 역할은 기존 연구들을 통해 알려졌으나 잉여로 존재하는 음성 피드백의 역할은 명확하지 않았다.
김 교수는 수학적 모델링을 통해 두 개의 전사적 음성 피드백 회로(Transcriptional negative feedback loops)가 안정적인 생체 리듬을 만들어낼 수 있음을 증명했다. 하나의 음성 피드백이 증가하고 감소하면서 물질의 분비 리듬을 조절하는 것이 가능하지만 안정적이지 못해 실제로 생체 회로를 구현하는 것은 한계가 있었다.
하지만 김 교수는 하나의 음성 피드백을 추가했을 때 다양한 환경에서도 생체 리듬을 만들 수 있고, 추가적인 음성 피드백이 변화에 대한 대응 역할을 해 안정적인 생체 리듬이 구현됨을 증명했다.
이 연구 결과는 다양한 생물학적 리듬 생성의 근본 원리를 밝히는데 새로운 방향을 제공할 것으로 기대된다.
김 교수의 모델링을 바탕으로 진행한 실험에서도 기존과 차별화된 성과를 얻었다. 합성생물학에서는 보통 단일 박테리아 안에 회로를 만드는 방식을 이용하는데 이번 연구에서는 기존과는 다른 방식을 채택했다. 서로 다른 두 종류의 박테리아 사이의 신호 물질을 바탕으로 생체 회로를 구현한 것이다.
이를 통해 인체의 내장 속에 존재하는 다양한 박테리아 간의 상호 작용을 이해하고 조절하는 기술을 개발하는데도 역할을 할 것으로 기대된다.
김 교수는 “이번 성과를 통해 우리나라에선 아직은 부족한 생물학과 수학의 교류가 활발해지길 기대한다”며 “수학이 생물학 연구에 기여할 수 있음을 알리고 싶다”고 말했다.
이번 연구는 김재경 교수 외에도 라이스 대학 생명과학과 매튜 베넷 (Matthew Bennett) 교수 연구팀, 휴스턴 대학 수학과 크레시미르 조식 교수 (Kresimir Josić)의 공동연구로 진행됐다.
□ 그림 설명
그림 1. 두 개의 음성 피드백이 안정적인 주기로 활성화되는 모습
그림 2. 두 박테리아 사이의 생물학적 회로 디자인과 그 기능을 이해하는 데 사용된 미분방정식의 일부분
2015.08.31 조회수 15080