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생명화학공학과 대학원생들, 시스템 대사공학 전략 발표
〈 양동수 박사과정, 박다현 석사과정, 최경록 박사과정, 조재성 박사과정, 장우대 박사과정 〉
우리 대학 생명화학공학과 대학원생 다섯 명이 대사공학과 시스템 생물학, 합성 생물학의 결합 시스템 등 대사공학 전반의 전략에 대한 논문을 발표했다.
생명화학공학과는 최근 박사학위를 마친 최경록 연구원과 장우대, 양동수, 조재성 박사과정, 박다현 석사과정이 친환경 화학물질 생산을 위해 필수적인 미생물 공장을 개발하는 전략을 총정리했다.
이 연구의 결과는 셀(Cell)지가 발행하는 생명공학 분야 권위 리뷰 저널인 ‘생명공학의 동향(Trends in Biotechnology)’ 8월호 표지논문 및 주 논문 (Feature review)에 게재됐다. (논문명 : Systems Metabolic Engineering Strategies: Integrating Systems and Synthetic Biology with Metabolic Engineering)
시스템 대사공학은 기존의 석유화학산업을 대체할 바이오산업의 핵심이 되는 미생물 균주를 보다 효과적으로 개발하기 위해 KAIST 생명화학공학과의 이상엽 특훈교수가 창시한 연구 분야다.
전통적 대사공학에 시스템 생물학, 합성 생물학 및 진화 공학 기법을 접목한 시스템 대사공학은 직관적 전략이나 무작위 돌연변이 유발에 의존하는 기존의 대사공학과 비교해 적은 비용과 인력, 짧은 시간 내에 산업에서 이용 가능한 고성능 균주 개발을 가능하게 만든다.
연구 기획 단계에서부터 실제 공장에서 균주의 발효 공정 및 발효를 통해 생산된 물질의 분리/정제 공정까지 고려함으로써 산업 균주 개발 도중 불필요한 시행착오를 최소화할 수 있다.
본 논문에서는 시스템 대사공학 전략을 연구의 흐름에 따라 ▲프로젝트 디자인 ▲균주 선정 ▲대사회로 재구성 ▲표적 화합물에 대한 내성 향상 ▲대사 흐름 최적화 ▲산업 수준으로의 생산 규모 확대 등 일곱 단계로 나누고, 각 단계에서 활용할 수 있는 최신 도구 및 전략들을 총망라했다.
더불어 바이오 기반 화합물 생산의 최신 동향과 함께 고성능 생산 균주를 보다 효과적으로 개발하기 위해 시스템 대사공학이 나아가야 할 방향도 함께 제시했다.
주저자인 최경록 연구원은 “기후 변화가 커지며 기존의 석유화학 산업을 친환경 바이오산업으로 대체하는 것이 불가피하다”라며 “시스템 대사공학은 산업에서 활용 가능한 고성능 생산 균주의 개발을 촉진해 바이오산업 시대의 도래를 앞당길 것이다”라고 말했다.
지도교수인 이상엽 특훈교수는 “그간 우리 연구실과 전 세계에서 수행한 수많은 대사공학연구를 우리가 제시한 시스템 대사공학 전략으로 통합해 체계적으로 분석 및 정리하고 앞으로의 전략을 제시했다는 점에서 큰 의미가 있다”라며 “권위 있는 학술지에 주 논문이자 표지논문으로 게재된 훌륭한 연구를 수행한 학생들이 자랑스럽다”라고 말했다.
이상엽 특훈교수 연구팀은 실제로 시스템 대사공학 전략을 이용해 천연물, 아미노산, 생분해성 플라스틱, 환경친화적 플라스틱 원료, 바이오 연료 등을 생산하는 고성능 균주들을 다수 개발한 바 있다.
이번 연구는 과학기술정보통신부가 지원하는 기후변화대응기술개발사업의 ‘바이오리파이너리를 위한 시스템대사공학 원천기술개발 과제’ 및 한화케미칼이 지원하는 KAIST-한화 미래 기술 연구소의 지원을 받아 수행됐다.
2019.07.24 조회수 18136 -
항공과 석사과정 유동일 항공우주논문대상 수상
우리학교 항공우주공학과 석사과정에 재학중인 유동일(28) 학생(비행제어실험실, 지도교수 심현철)이 최근 한국항공우주산업(KAI)에서 주관하는 제7회 KAI 항공우주 논문상 공모전에서 대상에 선정됐다. 올해 논문상 선정에는 해외 유학생을 비롯, 국내외 15개 대학에서 25편의 논문이 접수된 가운데 대상1편, 최우수상 1편, 우수상 3편 등 총 5편이 상을 받았다.
대상을 수상한 유동일 학생은 "초소형 비행체 시스템 개발 및 자율편대비행 구현에 관한 연구" (Development of micro Aerial Vehicle systems and Autonomous Formation Flight of Multi-MAVs) 논문을 제출해 초소형 무인기에 관한 선행연구 측면에서 심사위원들의 높은 점수를 얻었다. 초소형 비행체에 대한 연구는 최근 각광 받는 무인항공기 응용분야로, 여러 나라에서 활발한 연구가 진행 중이다. 외국과 비교해 국내 초소형 비행체 제작 기술은 우위를 점하고 있지만 이를 활용하기 위한 제반 기술 연구는 상대적으로 미흡한 편이어서 이에 대한 많은 관심과 연구가 필요한 실정이다. 초소형 비행체는 정찰 또는 탐색을 목적으로 운용되는 무인 항공기로 단독으로 임무 수행이 가능해야 할 뿐만 아니라 임무 수행시 생존성과 임무 성공율을 높이기 위해서는 편대를 이루어 군집 비행을 하는 것이 훨씬 효과적이다.
이번 논문의 의미에 대해서 유동일 씨는 "이번 논문은 초소형 자동비행 시스템 및 비행체 개발과 자동 편대 비행에 관한 유도 법칙에 관한 내용을 주제로 하고 있다"고 말하면서, "초소형 비행체를 직접 설계, 제작 개발하고 현재 국내 개발된 사례 중 가장 가볍고 작은 소형의 고속 오토파일럿 시스템 개발을 한 것"이라고 말을 이었다. 실제로 이 논문은 기존 편대 비행 논문과 달리 선두기의 실제 자동 비행 데이터를 샘플링하여 후미기의 자동 편대 유도법칙의 타당성과 가능성을 확인했다. 현재는 실제 비행 시험만을 앞두고 있는 단계로 자동 편대 비행 실험 이외에 앞으로는 이러한 편대 비행 기술을 기반으로 무인항공기들의 군집 비행시 임무 분담 등에 관한 연구로 발전시킬 계획이라고 한다.
앞으로의 연구계획에 대해서 유동일 씨는 "박사과정으로 진학하는 내년부터는 실내용 초소형 무인 비행체 시스템 등에 대한 연구와 여러 형태의 무인 시스템의 통합 운용 등에 대한 연구에 관심이 있어 관련 분야의 연구 수행을 하고자 한다"고 밝혔으며, 이번 수상소감을 묻자 "논문 연구에 아낌없는 지원과 지도를 해주신 심현철 교수님께 감사드리고 더운 날에도 계속된 비행시험을 도와준 실험실 가족들에게 고마운 마음 전하고 싶다"고 말했다.
한편 2003년 제정된 KAI 항공우주 논문상은 지식경제부와 한국항공우주산업진흥협회, 한국항공우주학회가 후원하는 국내 유일의 대학(원)생 항공우주분야 논문상이다. 시상식은 23일 서울 국제항공우주 및 방위산업전시회(AEDX2009) 행사장 내 프레스센터 미디어센터에서 열릴 예정이며, 시상식 이후 대상 수상 논문이 발표된다.
2009.10.23 조회수 15091