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김필한 교수, 초고속 레이저 생체현미경 개발
〈 김 필 한 교수 〉
우리 대학 나노과학기술대학원 김필한 교수 연구팀이 개발한 초고속 생체현미경(IVM: IntraVital Microscopy)을 통해 미래 글로벌 바이오헬스 시장을 겨냥한 상용화에 나선다.
김 교수는 (재)의약바이오컨버젼스연구단, 서울대학교 김성훈 교수와의 공동 연구를 통해 개발한 최첨단 초고속 레이저스캐닝 3차원 생체현미경 기술을 토대로 아이빔테크놀로지(주)(IVIM Technology, Inc)를 창업했다.
이 생체현미경(IntraVital Microscopy : IVM)은 수많은 세포들 간 상호작용을 통해 나타나는 생명 현상을 탐구하고 여러 질환의 복잡한 발생 과정을 밝힘으로써 기초 의생명 연구의 차세대 첨단 영상장비가 될 것으로 기대된다.
연구팀의 기술은 살아있는 생체 내부조직을 구성하는 세포의 움직임을 직접 관찰할 수 있다. MRI나 CT 등 기존 생체영상 기술로는 불가능한 신체 다양한 장기 내부의 수많은 세포 하나하나를 구별하고 각 세포들의 움직임을 3차원으로 즉시 확인 가능하다.
이를 통해 다양한 질병이 몸속에서 발생하는 과정에 대해 자세한 세포단위 영상 정보를 제공할 수 있다.
특히 초고속 생체현미경 기술은 여러 색의 레이저 빔을 이용해 기존의 조직분석 기술로는 불가능했던 살아있는 생체 내부의 다양한 세포 및 주변 미세 환경과 단백질 등의 분자를 동시에 영상화할 수 있다.
이를 활용하면 생체 외부에서 수집한 데이터로 수립한 가정을 실제 살아있는 생체 내 환경에서 세포 단위로 검증하고 분석할 수 있다.
생체현미경은 바이오제약 분야에서도 주목받고 있다. 최근 바이오제약 산업은 단순 합성약물개발보다 생체의 미세 구성단위인 세포 수준에서 복합적으로 작용하는 면역치료제, 세포치료제, 유전자치료제, 항체치료제 등 새로운 개념의 바이오의약품 개발에 집중하고 있기 때문이다.
연구팀의 생체현미경은 동물실험에서 목표로 하는 세포, 단백질과 주입된 물질의 움직임을 동시에 3차원 동영상으로 관찰할 수 있다. 현재 (재)의약바이오컨버젼스연구단과 함께 차세대 신약개발을 위한 핵심기술로 발전시키기 위해 노력 중이다.
김 교수가 창업한 회사는 시장성과 성장가능성을 높게 평가받아 벤처기업으로서는 이례적으로 빠르게 창업 3개월 만에 LB인베스트먼트와 에이티넘인베스트먼트로부터 총 30억 원의 투자를 유치했다.
김 교수는 “이 기술은 다양한 생명 현상을 보다 정밀하게 종합 분석하기 위한 원천기술이다”며 “고령화 사회의 도래와 함께 급성장할 글로벌 바이오헬스 시장을 개척할 수 있는 차세대 의료, 의약 기술의 발전을 가속화할 핵심 기술이 될 것으로 확신한다”고 말했다.
김 교수 연구팀의 연구는 창업원의 엔드런(End-Run) 사업과 과학기술정보통신부가 추진하는 글로벌프론티어사업의 혁신형의약바이오컨버전스사업의 지원을 받아 수행됐다.
□ 사진 설명
사진1. 초고속 레이저 생체현미경 (IVM) 사진1
사진2. 초고속 레이저 생체현미경 (IVM) 사진2
사진3. 생체 내부 세포수준 변화의 IVM 영상 결과
사진4. 생체 내부 다양한 장기의 세포수준 IVM 영상 결과
2017.11.21 조회수 13447 -
박희성 교수, 맞춤형 단백질 변형기술 동물 모델 적용에 성공
우리 대학 화학과 박희성 교수 연구팀이 아주대 의과대학 박찬배 교수와의 공동 연구를 통해 동물 모델에서 단백질의 아세틸화 변형을 조절할 수 있는 기술을 개발했다.
인간의 질병 연구에 대표적으로 쓰이는 쥐 모델에서 단백질 아세틸화를 조절할 수 있게 돼 다양한 질병의 원인을 밝힐 수 있을 것으로 기대된다.
이번 연구는 미래창조과학부의 글로벌프런티어사업(의약바이오컨버젼스연구단, 단장 김성훈)과 지능형 바이오시스템 설계 및 합성연구단(단장 김선창), 식약처의 미래 맞춤형 모델동물개발 연구사업단(단장 이한웅)의 지원을 받아 수행됐다.
이번 연구 결과는 국제 학술지인 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 21일자 온라인 판에 게재됐다.
우리 몸의 세포에서 만들어지는 2만 여종의 단백질은 생합성 이후 인산화, 아세틸화, 당화 등 200여 종의 다양한 변형(post-translational modification)이 발생하게 된다.
세포 내 단백질들은 다양한 변형을 통해 기능과 활성이 조절되며 이러한 변형은 생체 내에서 세포 신호 전달 및 성장 등 우리 몸의 정상적인 신진대사 활동을 조절하는 매우 중요한 역할을 한다.
하지만 유전적 또는 환경적 요인으로 인해 단백질 변형이 비정상적으로 일어나면 세포의 신호 전달, 대사 활동 등이 손상돼 암, 치매, 당뇨를 포함한 다양한 중증 질환을 유발한다.
기존에는 이러한 비정상적 단백질 변형을 동물 모델에서 인위적으로 유발시키고 제어하는 기술이 존재하지 않아 질병의 원인 규명 및 신약 개발 연구에 어려움이 있었다.
박 교수팀은 2016년 9월 다양한 비정상 변형 단백질을 합성할 수 있는 맞춤형 단백질 변형 기술을 개발해 사이언스(Science)지에 발표한 바 있다.
연구팀은 기존 연구를 더 발전시켜 각종 암과 치매 등의 이유가 되는 퇴행성 신경질환의 원인인 비정상적인 단백질 아세틸화를 동물 모델에서 직접 구현하는 기술을 개발했다.
연구팀은 이 기술을 바탕으로 실험용 쥐의 특정한 발달 단계나 시기에 표적 단백질의 특정 위치에서 아세틸화 변형을 조절할 수 있음을 증명했다.
또한 다른 조직에 영향을 주지 않고 간이나 콩팥 등 특정 조직이나 기관에서만 표적 단백질의 아세틸화 변형 제어가 가능함을 확인했다.
연구팀은 “이 기술은 암과 치매 등 단백질의 비정상적 변형으로 발생하는 각종 질병의 바이오마커 발굴 등 질병 원인 규명 연구의 획기적인 전기를 마련할 것으로 기대된다”고 말했다.
박희성 교수는 “실용화 될 경우 지금까지 실현이 어려웠던 다양한 질병에 대한 실질적 동물 모델을 제조할 수 있을 것으로 전망된다”며 “향후 맞춤형 표적 항암제 및 뇌신경 치료제 개발 등 글로벌 신약 연구에 새 패러다임을 열 것이다”고 말했다.
□ 그림 설명
그림1. 아세틸화 변형 조절 마우스 개발 및 아세틸화 제어 결과
그림2. 비정상적인 단백질 변형 및 각종 질병의 모식도
2017.03.06 조회수 11695 -
‘KAIST 사이버보안 연구센터’ 개소식 가져
- 세계 최정예 정보보호전문가 양성에 나서 -
- 미래 사이버 월드 패권을 갖기 위한 정보보호전문가 양성 및 신기술 개발 -
[2007년 러시아 해커들의 에스토니아에 대한 공격, 2008년 러시아와 그루지아간의 사이버 전쟁, 중국 해커들에 의한 F-35 기밀정보 유출, 2010년 기반시설을 직접적으로 노리는 스턱스넷(Stuxnet)의 출현......]
세계는 지금 총성 없는 사이버 전쟁에 돌입했다. 그리고 KAIST는 국가 사이버 안보를 위한 세계 최정예 정보보호전문가 양성에 나섰다.
우리학교는 서남표 총장을 비롯한 학교 주요 관계자들과 이성헌 국회의원, 황철증 방송통신위원회 네트워크 국장, 정경원 정보통신산업진흥원(NIPA) 원장 등 주요 외부 인사들이 참석한 가운데 25일(금) 오후 2시 KI빌딩에서 ‘KAIST 사이버보안 연구센터’ 개소식을 가졌다.
우리나라는 지난 2003년 1.25인터넷 대란 및 2009년 7.7 DDos사건 등 사이버 관련 대형사건이 발생할 때 마다 국가 차원의 대응책이 미흡해 민간 보안업체에 의존했다. 대책발표 때 마다 우수한 전문인력을 양성하겠다고 했지만 시행되지 않았다.
반면 북한 김책공과대학에서는 90년대 중반부터 사이버테러 전문가를 양성하기 시작했고, 중국은 91년 걸프전 이후 해커특수부대를 창설해 해커 인력을 양성해왔다. 또한, 미국은 96년부터 미국 국가안보국(NSA)과 미국 연방수사국(FBI)에서 최정예 해커를 선발해 사이버부대를 운영하고 있으며, 일본은 사이버테러 대응팀을 운영하고 있다.
이와 같이 세계는 지금 미래의 사이버 월드(Cyber World) 패권을 차지하기 위해 사이버보안 전문가를 체계적으로 양성하고 국가차원에서 적극적으로 대응하는 등 사이버 안보에 사활을 걸고 있다.
KAIST는 기존 대학교에서 배출하는 정보보호 전공학생들과 차별화된 세계 초일류 수준의 소수 정예 정보보호 전문가 양성 및 사이버보안 신기술 연구개발을 위해 ‘KAIST 사이버보안 연구센터’를 설립했다.
연구센터는 ‘정보보호 대학원’을 개설해 2011년 30여명의 석박사 과정 학생을 선발 예정이며, 현재 10여명의 학생을 선발해 교육중이다.
사이버보안 전공 학생들은 공격, 방어 팀웍을 구성하여 앞으로 국가정보원, 경찰, 국방부, 검찰 등 국가 주요기관의 사이버센터와 제휴하여 해킹 모의훈련 실시 등 실무 대응능력과 이론을 겸비한 사이버보안 전문가를 양성하게 된다.
또한, 세계적 수준의 정보보호전문가를 영입해 신․변종 해킹 탐지기술 개발 및 국가기반시설을 방호할 수 있는 해킹 보호기술을 개발해 우리나라 정보보호산업 활성화에 기여할 예정이다. 이와 관련하여 연구 중인 웹상에서 실시간으로 시스템의 취약점을 진단하고 악성코드 유포지를 찾아내는 등의 해킹 보호기술을 시연할 예정이다.
그 외 정부부처 관리자와 산업계의 CEO, 임원을 대상으로 정보보호분야 기본능력 함양을 위한 "KAIST S+ 컨버젼스 최고경영자과정"을 서울 강남구 도곡동 캠퍼스에 개설해 운영하고 있다.
2011.02.25 조회수 11609 -
생명(연)과 연구협약 MOU 체결
- 학연협력 통해 ‘인력양성’과 ‘연구개발’목적 동시 달성
- 바이오 중심 기술융합분야에서 새로운 학연협력모델 창출
(KAIST-KRIBB BINT컨버전스연구소 설립 추진, 시스템생명공학 분야의 세계적 연구개발 허브 구축, 국내 뇌융합 연구거점 구축)
우리학교와 한국생명공학연구원(KRIBB, 원장 박영훈)은 15일(수) 11시 조선호텔 2층 코스모스룸에서 양 기관장과 교육과학기술부 박종구 차관 등이 참석한 가운데 바이오 중심의 기술융합분야에서 새로운 학연협력모델 창출을 위한 업무협정을 체결했다.
이번 업무협정은 기존 학․연 협력의 한계를 뛰어넘어 경제적 파급효과가 큰 융합 원천기술 개발을 위한 자원․인프라의 실질적인 연계로 이어져 양 기관의 시너지 효과 등 폭넓은 협력 추진이 기대된다.
연구협력의 주요 내용으로는 양 기관의 자원․인프라를 활용하여 BINT(BT, IT, NT) 기술융합 원천기술 개발 및 우수인력 양성을 위해 ‘KAIST-KRIBB BINT컨버전스 연구소’를 설립, BINT 기술융합 분야의 세계적 기술융합 우수 연구집단을 육성하며, 천연물 해석시스템 등 양 기관이 보유한 세계적 강점분야을 저탄소 녹색성장과 접목하여 국내 산․학․연 시스템생명공학 분야의 세계적 연구개발 허브를 구축하고,국내 최초의 정부소유 민간운영 방식의 학연협력모델의 방법으로 유전체, 뇌공학분야 등 연구역량과 국가영장류센터 등 인프라를 결합하여 뇌융합 분야 국내역량 결집을 위해 국내 뇌융합 연구거점을 조성키로 했다.
KAIST-KRIBB는 두 기관의 바이오 분야의 강점을 결합한 전략적 새로운 학․연 협력 모델을 창출하여 국가 바이오 연구개발 허브역할을 수행하고, 나아가 글로벌 바이오메카로 발전하는데 초석으로 삼는다는 목표를 갖고 있다.
2008.10.15 조회수 12457