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바이오및뇌공학과 출신 박사들, ‘사이언스’에 잇따라 논문 게재
- 이은정, 남호정 박사, 8월 24일, 31일자 ‘사이언스’에 연달아 논문 게재 -- 학과 창립 10주년, 교수・졸업생 활발한 연구 성과 내-
최근 우리 학교 바이오및뇌공학과 출신 박사들이 세계 최고 권위를 자랑하는 학술지인 사이언스(Science)에 연구 성과를 잇따라 게재해 화제가 되고 있다.
우리 학교 바이오및뇌공학과에서 박사학위를 취득한 여성과학자 이은정(39세), 남호정 박사(34세)가 8월 24일과 31일자 사이언스지에 연구 논문을 게재했다.
두 여성과학자들은 바이오및뇌공학과 이도헌 교수의 지도 아래 생물학적 문제를 대량의 데이터와 다양한 컴퓨터기법을 이용해 분석하는 ‘바이오정보학(Bioinformatics)’을 전공했다.
이 박사와 남 박사는 각각 2008년과 2009년 KAIST에서 박사학위를 취득한 후 현재 하버드 의대와 샌디에고 캘리포니아 주립대에서 박사 후 연구원으로 일하고 있다.
이은정 박사는 하버드 의대, 배일러 의대, 브로드 연구소 등의 연구팀들과 공동으로 ‘점핑유전자(jumping gene)’라고 불리는 인간 유전체 내에 존재하는 트랜스포존(transposon)과 종양과의 관계를 세계 최초로 차세대 염기서열 분석과 바이오정보학 기술을 이용해 연구했다.
연구팀은 종양 세포의 전유전체서열 데이터로부터 트랜스포존의 삽입 위치를 개별 핵산 단위 해상도로 추적할 수 있는 기술인 Tea(Transposable Element Analyzer)를 개발하는 데 성공했다.
이 박사의 논문은 지난 6월 28일 사이언스 온라인판에 먼저 게재됐으며, 이후 의학 및 생물학 분야 상위 2%의 중요 논문을 추천 및 평가하는 ‘천 명의 논문 검토자(Faculty of 1000)’들로부터 최고 점수인 10점을 받는 등 높은 주목을 받아 연구 가치를 입증했다.
남호정 박사는 바이오정보학과 시스템생물학적인 접근 방식을 이용해 세포 안에서 대사활동에 관여하는 효소 단백질이 높은 특이성과 높은 효율성을 갖는 방향으로 진화하는 이유를 발견했다.
두 여성과학자가 박사 학위를 받은 바이오및뇌공학과는 정문술 미래산업 창업주의 기부로 2002년에 설립되었으며, 바이오정보학, 뇌공학, 바이오영상, 나노바이오공학과 같은 학제 간 융합학문을 개척해 현재까지 164명의 석사와 65명의 박사를 배출했다.
의학・약학・바이오공학・생명공학・물리학・전기전자공학・컴퓨터공학・기계공학 등 다양한 학문적인 배경을 갖추고 있는 이 학과 소속 19명의 교수들은 적극적인 교류와 협력을 통해 단일학문의 범위를 벗어나는 융합연구를 통해 KAIST의 글로벌 경쟁력을 키워나가고 있다.
바이오및뇌공학과는 특히 설립된지 10년 남짓한 소규모 학과임에도 불구하고 올 들어 ▲나노선기반 세포내시경 개발(1월, 박지호 교수) ▲나노안테나를 갖는 테라헤르츠 발생기 개발(4월, 정기훈 교수) ▲단백질 분해조절 효소정보를 담은 바이오마커 발굴 시스템 개발(5월, 이관수 교수) ▲표적항암제 내성원리 규명(6월, 조광현 교수) ▲C형 간염 바이러스의 간 손상 기전 규명(9월, 최철희 교수) 등 우수한 성과를 내고 있다.
이은정・남호정 박사의 지도교수이자 현재 학과장을 맡고 있는 이도헌 교수는 “연구를 하다보면 각자의 분야에서 해결하지 못한 난제가 다른 분야 전문가를 통해서 아주 쉽게 풀리거나, 혹은 이미 다른 분야에서는 해결돼 있는 것들이 많다”며 융합연구의 이점을 강조했다.
이 교수는 또 “이은정・남호정 박사를 시작으로 앞으로 더 많은 훌륭한 과학자를 배출해 작지만 세계적인 경쟁력을 갖춘 최강의 바이오및뇌공학과로 만들어 나갈 것이라고”고 각오를 다졌다.
이은정 박사 남호정 박사
2012.09.11 조회수 16201 -
이효철 교수, ‘ChemPhysChem’지 편집위원 선임
우리학교 화학과 이효철 교수가 물리화학분야에서 저명한 학술지인 ‘켐피즈켐(ChemPhysChem) 誌’ 편집위원으로 선임되어 2011년부터 2014년까지 4년 간 편집위원으로 활동하면서 논문 심사 및 편집 방향 설정 등에 참여하게 된다.
이 교수는 세계 최초로 액체 상태의 분자 구조 변화를 실시간 관찰해 사이언스지 및 네이처 자매지 등에 논문을 게재하는 등 분자구조동역학 분야에서 주목할 만한 업적을 쌓았다.현재 교육과학기술부와 한국연구재단이 지원하는 창의적연구사업의 시간분해회절연구단장을 맡고 있다.
ChemPhysChem 誌는 2000년 창간되어 물리화학 분야에서 저명한 학술지로 알려져 있으며, 편집위원들 중에는 아메드 즈웨일(Ahmed Zewail), 리원철(Yuan-Tseh Lee), 게르하르트 에르틀(Gerhard Ertl) 등 세 명의 노벨 화학상 수상자들과 물리화학 각 분야의 권위자들이 포진되어 있다.
2010.12.02 조회수 10295 -
김상욱 교수, 저명 국제학술지 ‘신진과학자’특집호 초청표지논문 게재
- 고기능성 탄소나노튜브 손쉬운 분자조립 제어기술 개발
우리대학 김상욱 교수팀은, 국제적으로 권위 있는 학술단체인 영국 왕립화학회(Royal Society of Chemistry)에서 발간하는 저명학술지 ‘연성물질’(Soft Matter)지가 특별 기획한 ‘신진과학자 특집호’(Emerging Investigator Special Issue)에 초청되어 6월 21일 자 표지논문으로 게재되었다.
이 특집호는 주로 미국과 유럽의 저명한 과학자들로 구성된 이 학술지의 편집진과 고문단이 엄격한 추천 및 심사 과정을 거쳐 선정한 전 세계적으로 가장 선도적인 연구업적을 내는 젊은 과학자 18명(미주 6명, 유럽 10명, 일본 1명, 한국 1명)의 상세한 연구 이력과 ‘특별 초청논문’을 소개하였다.
우리나라에서는 김상욱 교수의 논문이 유일하게 초청되었으며, 특히 다른 나라 연구자들의 논문을 제치고 김상욱 교수의 논문이 표지논문으로 선정됨으로써 연구업적의 우수성을 전 세계적으로 공인받게 되었다.
김 교수는 이번 초청 논문에서 기존 분자조립기술의 한계를 극복한 신개념의 나노기술을 소개하였다.
그동안 분자조립기술은 생체분자나 고분자 등에 주로 적용되어왔으며 이들 유기소재들은 전기가 통하지 않는 부도체로 기계적으로 매우 강도가 약해 그 응용 범위가 한정되는 약점이 있었다.
일반적으로 분자의 배열을 조절하기 매우 어려운 것으로 알려진 탄소나노튜브에 분자조립기술을 적용하여 유기용액 상에서 손쉽게 입체적인 다공성 구조로 만드는 데 성공하였으며, 이 기술을 통해 만들어진 입체적으로 얽혀 있는 탄소나노튜브의 다공성 구조가 표지논문 그림으로 채택되었다.
탄소나노튜브와 고분자를 휘발성이 강한 유기용매에 함께 녹이고 습도가 매우 높은 공기를 용액표면에 불어넣어 매우 쉽게 다공성 탄소나노튜브/고분자 복합체 막을 만들어 냈으며, 여기에 열처리를 통해 고분자만 태워냄으로써 그 안에 숨어 있던 탄소나노튜브 가닥들이 마치 동아줄 같이 엉켜 형성한 분자조립 다공성 구조를 드러냈다.
김 교수는 “그동안 주로 생체분자나 고분자 등에 한정되어 있던 분자조립현상을 탄소나노튜브와 같이 높은 전기전도성과 기계적 물성을 가지는 신소재에 적용한 신개념의 연구결과이며, 분자조립공정의 가능성을 다양한 소재로 확장한 중요한 연구결과로 평가되고 있다.”고 언급했다.
고분자나, 생체분자, 탄소나노튜브 등 다양한 연성물질들의 분자배열을 원하는 형태로 조절하여 초미세 나노패턴을 만들 수 있는 ‘연성소재 분자조립 나노기술’을 개발하여 Nature지, Science지 등 최고수준의 학술지에 10편 이상의 주목받는 논문들을 발표해 국내외적으로 많은 관심을 모아왔다.
특히, 김상욱 교수의 분자조립 나노기술은 현재 반도체 공정으로 도달하기 어려운 30나노미터 이하의 나노패턴을 대량으로 제작할 가능성을 제시하여 학계뿐만이 아니라 산업계에서도 많은 관심을 모으고 있다.
2009.06.23 조회수 14162 -
KAIST개혁, 사이언스지 30일자 인터넷판 게재
우리 학교가 진행 중인 교육개혁이 세계적인 관심을 끌고 있다.
세계적 과학전문지인 사이언스(Science)誌는 30일자 인터넷판 ‘뉴스 포커스’에서 서남표 총장과 KAIST 개혁, 기부금 모금, 새로운 테뉴어 제도, 수업료 징수, 신입생 선발 제도, 교수초빙 등에 대해 심층 보도하며 큰 관심을 보였다. 아래는 기사 전문이다.원문 http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/318/5855/1371
News Focus고등교육: MIT 공학자, 한국 교육계를 뿌리채 흔들다
카이스트 신임총장의 혁신적인 조치들이 전통에 얽매인 시스템을 뒤흔들고 있다.
한국을 넘어 세계적인 대학으로서의 위상을 얻기 위해, 카이스트는 베트남, 중국, 르완다 등 다른 나라들로부터 학생을 유치해왔다.
지난 12월 19일, 카이스트는 한 기업가가 250만불을 KAIST에 기부하면서 추가로 기부금을 더 내겠다는 약속을 했다고 발표했다. 이것은 신임 서남표 총장에 의한 일련의 개혁조치 중 가장 최근에 이뤄진 것이다. MIT 교수(휴직중)이며 기계공학자인 서 총장은 대학에 대한 기부문화가 보편적이지 않은 한국에서 전례없는 액수인 1,250만불의 기금을 모금하였다. 서 총장은 다른 분야에서도 한국의 전통에 맞서고 있다. 최근 카이스트는 교수에 대한 영년직 심사에서 일부 교수에 대한 영년직 부여를 거부했는데 이는 한국적 인 기준으로 볼 때 충격적인 조치였다.
서 총장은 카이스트를 MIT와 같은 세계적인 대학으로 만드는 것이 목표라고 말한다. 카이스트 생명화학공학과 이상엽 교수를 포함하여 대부분의 교수들이 서 총장의 철학과 비전이 올바른 것이라고 동의한다. 하지만 서 총장이 36년의 역사를 가진 이 학교에 어떻게 그와 같은 비전을 구체화시킬 것인가에 대한 걱정이 없는 것도 아니다.
카이스트 구성원들이 걱정을 하는 데에는 그만한 이유가 있다. 2004년, 카이스트는 학교를 세계적 수준의 대학으로 변화시켜 줄 것을 요구하며 노벨 물리학상 수상자인 로버트 러플린 박사를 총장으로 초빙했었다. 러플린 총장은 한국대학 최초의 외국인 총장이었다. 스탠포드 대학의 교수(휴직 중)였던 러플린 총장은 카이스트의 사립화, 학비 징수, 연구결과의 상업화에 주력할 것과 학부생 수를 3배로 증가시킬 것을 제안하였다(사이언스지 2005년 2월 25일자 1,181페이지, 2006년 1월 20일자 321페이지 참조). 그러나 러플린 총장이 자신의 계획을 현실화시키지 못하자 “교수들은 실망감을 감추지 못했다”라고 생명과학과 정종경 교수는 말한다. 2006년 카이스트 이사회는 새로운 총장을 찾아보기로 결정한다.
이사회는 서 총장을 주목했다. 한국 경주에서 1936년에 출생한 서 총장은 10대때 가족과 함께 미국으로 건너가 카네기 멜론 대학에서 기계공학박사학위를 취득했다. MIT 교수로 근무하면서, 서 총장은 공학설계이론을 고안해 찬사를 받았었고 50개 이상의 특허를 취득했으며, 몇몇 회사의 창립을 도왔다. 1980년대 초반에는 미국 국립과학재단 공학담당 부총재를 역임했으며, 1991년부터 2001년에 걸쳐서는 MIT 기계공학과 학과장을 역임했다.
2006년 7월, 카이스트에 도착한 이후, 서 총장은 카이스트의 강의를 영어로 진행할 것을 주장하면서 한국 대학으로서는 최초로 학부과정을 외국인 학생에게 개방하였다. 서 총장은 또한 B학점 이상의 성적을 유지하는 학생에 대해서는 수업료 면제혜택을 계속 부여하지만 C이하의 성적을 취득한 학생에게는 1년에 16,000불에 해당하는 수업료를 다음 2월에 시작하는 학기부터 징수하기로 결정했다. 이에 대해, 서 총장은 “우리는 학생들이 자신들의 행동에 책임을 졌으면 한다”고 말했다.
변화의 주체. 카이스트 교수들은 현재까지는 서 총장의 개혁을 지지하고 있다CREDIT: KAIST
카이스트의 새로운 입학절차 역시 파급효과가 클 것으로 기대된다. 예전에는 카이스트 역시 한국의 우수한 다른 대학들과 마찬가지로 대학입학시험에서 좋은 성적을 얻은 학생들만을 선발했다. 한국의 많은 고등학생들은 주입식 교육이 이뤄지고 있는 학교에서 이런 시험들을 준비하는데 자신들의 여유시간을 쓰고 있다. 하지만 서 총장은 시험점수는 리더를 식별해 낼 수 없는 “1차원적인 측정법”이라고 말한다. 따라서, 다음 학기에 카이스트에 입학을 원하는 학생은 이번 가을에 카이스트에 와서 면접을 보고, 프레젠테이션을 해야 하며, 교수들이 지켜보는 가운데 토론에 참가해야 한다. 이들 교수들은 성적과 인성을 바탕으로 신입생을 선발하게 된다. “우리는 미래의 아인쉬타인, 미래의 빌게이츠를 찾고 있습니다”라고 서 총장은 말한다. 보다 급진적인 개혁이 교수에 대한 영년직 심사에서 나타났다. 전통적으로, 한국의 교수들은 일정기간 근무를 하게 되면 영년직을 얻어왔다. 서 총장은 카이스트 교수들이 영년직을 얻기 위해서는 해당 분야의 세계적인 전문가들로부터 인정을 받아야 한다고 주장했다. 지난 9월, 33명의 신청자 중 11명이 영년직 심사에서 탈락했으며 이들은 1년 이내에 새로운 직업을 찾아야 한다.
영년직 심사는 “교육개혁의 시발점에 불과하다”고 화학과 유룡 교수는 말한다. 그러나, 유 교수와 그의 동료들은 영년직 심사에서 탈락한 교수들의 미래를 걱정하기도 한다. 서 총장 역시 그들의 어려운 처지를 이해하기는 하지만 그의 입장은 확고부동하다. 서 총장은 “영년직 심사에서 탈락한 교수들 역시 매우 훌륭한 분들이지만, 우리가 설정한 기준에서 볼 때 우리가 기대하는 만큼 우수하지는 않다”라고 말하며, 다른 대학들이 이들에게 또 다른 기회를 주기를 희망하고 있다.
동시에, 서 총장은 향후 4-5년 내에 외국인 교수를 포함하여 300명의 신임교원을 충원할 계획을 가지고 있으며 이를 통해 418명의 카이스트 교수진에 새로운 피를 수혈하고자 한다. (학교를 확장하기 위해, 서 총장은 현재 1억 8백만불 상당의 정부지원금을 두 배로 증액하기 위하여 정부의 승인을 받을 수 있도록 노력하고 있다.) 지난 해 MIT에서 기계공학 박사학위를 받은 Mary Kathryn Thompson 교수는 그가 유치한 최초의 외국인 교수이다. 지난 8월에 도착하여 한국어 공부를 시작한 Thompson 교수는 “카이스트에서 근무하게 되어 매우 흥분된다”고 말한다.
서 총장이 주도한 이러한 조치들을 교수들이 지지하고는 있지만, 몇몇 교수들은 서 총장이 한국의 교수들이 너무 편하게 살고 있다는 의미의 발언을 직설적이고 공개적으로 했던 것에 대해 불편한 심기를 표시하기도 한다. 전기전자공학과 최양규 교수는 “서 총장의 그와 같은 발언에 동의할 수 없다. 한국의 대다수 교수들은 매우 열심히 일하고 있다”라고 말한다. 생명과학과 김학성 교수는 “서 총장은 채찍만이 아닌, 채찍과 당근을 가져야 한다”고 덧붙인다.
당근은 쉽게 얻을 수 있는 것이 아니다. “나는 대부분의 시간을 기금을 모금하기 위해 쓰고 있다”고 서 총장은 말한다. 개인 기부자들을 찾아 다니며 간청하는 것이 이런 노력의 일부이다. “아시아에서는 대학에 기부하는 것이 보편적이지 않다. 그러나 한국에 그러한 문화를 정착시키는 것이 내가 지향하는 바이다”라고 서 총장은 말한다. 이것은 모든 한국 대학들이 추구하고자 하는 선례가 될 것이다.
2007.11.30 조회수 16253 -
생명과학과 김학성 교수, 사이언스誌에 논문 발표
“생명요소인 단백질도 설계, 제조한다”
- 단백질의 자연 진화과정을 밝혀 신 기능 단백질 설계 기술 개발
- 의약용 단백질 및 산업용 효소 창출 등 생명공학 분야에서 광범위하게
활용될 수 있는 기반 기술
- 사이언스誌에 중요 논문 중 하나로 소개 : 별도“Perspective"란에
자세한 연구 내용 설명
KAIST 생명과학과 김학성(金學成, 48) 교수 / 박희성(朴熙成, 35) 박사팀이 개발한 ‘신 기능 단백질 설계 기반 기술’이 세계적 학술지인 사이언스 誌에 1월 27일자로 발표했다.
“기존에 존재하는 단백질 골격을 이용한 신 기능 단백질의 설계와 창출 (Design and evolution of new catalytic activity using an existing protein scaffold)“이라는 제목으로 발표되는 이 기술에 대해 사이언스誌는 별도의 “Perspective"란에 연구 내용을 자세히 설명하여, 그 중요성과 파급 효과를 강조하고 있다.
金 교수팀은 자연계에서 단백질이 진화해온 복잡한 과정을 단순화시켜 새로운 기능을 가진 단백질을 효율적으로 설계하고 제조하는 기반 기술을 개발하였다. 이 기술은 의약용 단백질 및 산업용 효소의 개발 등 생명공학 분야에서 광범위하게 활용될 수 있으며 바이오기술(BT)의 산업화라는 점에서 주목된다.
생물체내에는 5만 종류 이상의 다양한 기능을 수행하는 단백질이 존재한다. 자연 진화 과정에서 생성된 다양한 단백질들은 기존 유전자의 염기서열이 변형된 것뿐만 아니라 임의의 길이나 염기서열을 갖는 유전자 조각들이 오랜 시간에 걸쳐 삽입, 제거, 재조합 등의 복잡한 과정의 단계를 거쳐서 만들어진 것으로 밝혀지고 있다.
단백질은 20개의 아미노산으로 구성된 고분자물질로 생명체가 살아가는데 필수적인 역할을 수행한다. 예를 들어 p53 이라는 단백질은 암을 억제하는 기능을 하고, 많은 효소는 우리가 섭취한 음식물로부터 우리 몸에 필요한 복잡하고 다양한 물질과 에너지를 효율적으로 생산하는 역할을 한다. 이러한 단백질은 의약용, 치료용 혹은 산업용으로 광범위하게 사용되고 있다.
특히, 단백질의 일종인 효소(Enzyme)는 최근 선진국을 중심으로 대대적인 연구개발 및 산업화가 추진되고 있는 화이트 바이오테크(White Biotech)분야의 핵심으로 부각되고 있다. 세계적 화학기업, 제약기업, 생명공학 기업들이 산업 목적에 맞는 효소의 개발에 집중적으로 투자하고 있다. 그러나 대부분의 단백질은 특이성, 리간드와의 친화성, 안정성, 활성 등이 실제 의약용이나 산업적으로 사용하기에는 많은 한계점을 가진다. 이를 해결하기 위해 목적에 맞는 특성이나 새로운 기능을 지닌 단백질을 설계하고 창출하는 연구가 지속적으로 진행되어 왔지만 아직까지 만족할 만한 연구 결과는 보고되지 않았다.
金 교수팀은 생물체내에는 수많은 종류의 단백질이 존재하지만 기본적인 골격의 수는 한정되어 있어 서로 다른 기능을 수행하는 단백질들의 경우라도 그 골격은 유사하거나 동일한 경우가 많다는 점에 착안, 새로운 기능을 가진 단백질 설계에 필요한 요소를 기존의 단백질 골격에 동시에 조합적으로 삽입함으로써 신 기능 단백질을 제조할 수 있는 기술을 성공적으로 개발할 수 있었다.
개발된 신 기능 단백질 설계 기술은 앞으로 새로운 단백질 의약품 개발, 산업용 효소 개발, 합성 생물학, 화이트 바이오테크놀러지(White Biotechnology), 생유기 합성 및 단백질 공학 분야에서 광범위하게 활용되어 생명공학의 산업화에 크게 기여할 것으로 기대된다.
또한, 이번 연구결과는 자연계에서 단백질이 어떠한 진화 과정을 거쳐 현재와 같은 다양한 단백질이 존재하게 되었는지에 대한 중요한 해답을 주고 있어 기초 생명과학 분야에서도 매우 획기적인 연구결과로 인식되고 있다.
사이언스誌 투고의 주역인 金 교수는 최근 국제공학회(ECI)에서 주관하는 국제학술대회인 제 18차 효소공학 학술대회(Enzyme Engineering)를 지난해 10월 국내에 유치하여 성공적으로 개최하는 등 국제적으로도 활발한 활동을 펼치고 있다.
2006.01.27 조회수 18164