%eb%b0%95%ec%a0%9c%ea%b7%a0
-
6배 정밀한 3D 뇌 모사 플랫폼 구현 성공
기존의 3차원(3D) 신경세포 배양 기술은 뇌의 복잡한 다층 구조를 정밀하게 구현하기 어렵고, 구조와 기능을 동시에 분석할 수 있는 플랫폼이 부족해 뇌 연구에 제약이 있었다. 우리 연구진이 뇌처럼 층을 이루는 신경세포 구조를 3D 프린팅 기술로 구현하고, 그 안에서 신경세포의 활동까지 정밀하게 측정할 수 있는 통합 플랫폼 개발에 성공했다.
우리 대학 바이오및뇌공학과 박제균·남윤기 교수 공동연구팀이 뇌 조직과 유사한 기계적 특성을 가진 저점도 천연 하이드로겔을 이용해 고해상도 3D 다층 신경세포 네트워크를 제작하고, 구조적·기능적 연결성을 동시에 분석할 수 있는 통합 플랫폼을 개발했다고 16일 밝혔다.
기존 바이오프린팅 기술은 구조적 안정성을 위해 고점도 바이오잉크를 사용하지만, 이는 신경세포의 증식과 신경돌기 성장을 제한하고, 반대로 신경세포 친화적인 저점도 하이드로겔은 정밀한 패턴 형성이 어려워 구조적 안정성과 생물학적 기능 사이의 근본적인 상충 관계가 있었다.
연구팀은 묽은 젤로도 정밀한 뇌 구조를 만들고, 층마다 정확히 정렬하며, 신경세포의 활동까지 동시에 관찰할 수 있는 3대 핵심기술을 결합해 정교하고 안정적인 뇌 모사 플랫폼을 완성했다.
3대 핵심기술은 ▲ 묽은 젤(하이드로겔)이 흐르지 않도록 스테인리스 철망(마이크로메시) 위에 딱 붙게 만들어 주는‘모세관 고정 효과’ 기술로 기존보다 6배 더 정밀하게 (해상도 500μm 이하) 뇌 구조를 재현했고 ▲ 프린팅된 층들이 삐뚤어지지 않고 정확히 쌓이도록 맞춰주는 원통형 설계인 ‘3D 프린팅 정렬기’로 다층 구조체의 정밀한 조립과 미세 전극 칩과의 안정적 결합을 보장하였고 ▲ 아래쪽은 전기신호를 측정하고, 위쪽은 빛(칼슘 이미징)으로 동시에 세포 활동을 관찰하는 ‘이중 모드 분석 시스템’기술로 층간 연결이 실제로 작동하는지를 여러 방식으로 동시에 확인할 수 있다.
연구팀은 뇌와 유사한 탄성 특성을 지닌 피브린 하이드로겔을 이용해 3층으로 구성된 미니 뇌 구조를 3D 프린팅으로 구현하고, 그 안에서 실제 신경세포들이 신호를 주고받는 과정을 실험을 통해 입증했다.
위층과 아래층에는 대뇌 신경세포를 배치하고, 가운데층은 비어 있지만, 신경세포들이 가운데를 뚫고 지나가며 연결되도록 설계했다. 아래층에는 미세 센서(전극칩)를 달아 전기신호를 측정하고, 위층은 빛(칼슘 이미징)으로 세포 활동을 관찰한 결과, 전기 자극을 줬을 때 위아래층 신경세포가 동시에 반응했고, 신경 연결을 차단하는 약물(시냅스 차단제)을 넣었더니 반응이 줄어들어 신경세포들이 진짜로 연결돼서 신호를 주고받고 있다는 것을 입증했다.
바이오및뇌공학과 박제균 교수는 “이번 연구는 뇌 조직의 복잡한 다층 구조와 기능을 동시에 재현할 수 있는 통합 플랫폼의 공동개발 성과”임을 강조하며, “기존 기술로 14일 이상은 신호 측정이 불가했던 것에 비해 27일 이상 안정적인 미세 전극 칩 인터페이스를 유지하면서 구조-기능 관계를 실시간으로 분석할 수 있어, 향후 신경질환 모델링, 뇌 기능 연구, 신경독성 평가 및 신경 보호 약물 스크리닝 등 다양한 뇌 연구 분야에 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.
바이오및뇌공학과 김수지 박사와 윤동조 박사가 공동 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘바이오센서스 앤 바이오일렉트로닉스(Biosensors and Bioelectronics)’에 2025년 6월 11일 자로 온라인판에 게재됐다.
※논문명: Hybrid biofabrication of multilayered 3D neuronal networks with structural and functional interlayer connectivity
※DOI: https://doi.org/10.1016/j.bios.2025.117688
한편, 이번 연구는 한국연구재단 글로벌 기초연구실지원사업, 중견연구 및 바이오·의료기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.
2025.07.16 조회수 2979 -
종양모델 칩으로 다조건 항암제 동시 평가
실제 인체에 항암제가 투여되면 약물 분자는 혈류를 따라 수송된다. 이 약물 분자들은 혈관 벽을 투과하고 확산한다. 확산한 분자는 종양 덩어리 내부까지 점차 침투해 약물 효능이 나타나게 된다. 우리 연구진이 바이오프린팅 기술로 36가지의 종양 미세환경을 유체채널 내부에 모사하여 12가지 실험 조건에 따른 항암제 효능을 동시에 평가하는데 성공하여 화제다.
우리 대학 바이오및뇌공학과 박제균 교수 연구팀이 기존 바이오프린팅* 및 랩온어칩** 기술의 한계점을 극복하고 장점을 극대화하여 복잡한 종양 미세환경이 구현된 랩온어칩을 개발하여 여러 분석 변수가 반영된 약물 스크리닝을 수행하는 데 성공했다고 16일 밝혔다.
* 바이오프린팅(bioprinting): 세포와 생체재료로 구성된 바이오 잉크를 활용하여 생체조직 및 기관과 유사한 기능적 구조물을 제작하는 3D 프린팅 기술
** 랩온어칩(lab-on-a-chip): “칩 위의 실험실”이란 개념을 갖고 있으며 각종 시료분석에 필요한 전처리, 분리, 희석, 혼합, 반응, 검출 기능 등을 미세유체 회로로 이루어진 채널 내에서 일괄적으로 수행할 수 있도록 만들어진 미세유체 소자 및 시스템
바이오프린팅은 조직이나 장기의 복잡한 형상과 조성을 체외환경에서 재현할 수 있는 생체모사 기술이지만, 제작된 생체모델의 배양 환경 제어와 분석이 어렵다. 반면, 랩온어칩은 미세 유체채널 내에서의 유체 제어 기술에 기반해 배양 환경의 정교한 제어와 다양한 분석 수행이 가능하지만, 미세한 유체 통로 내부에 생체 환경을 모사하는 데 한계가 있었다.
연구진은 바이오프린팅 기술로 서로 다른 조성으로 구성된 총 36개의 종양 모델을 랩온어칩 내에 형성한 후, 동일한 소자 내에서 12가지 실험 조건에 따른 항암제 효능을 동시에 평가하는 데 성공했다.
연구팀은 바이오프린팅의 우수한 공간적 자유도와 다양한 생체재료를 활용할 수 있다는 장점을 이용해, 세 가지 서로 다른 조성으로 이루어진 36개의 종양 모델을 하나의 미세 유체소자에 집적시켰다. 세포를 유동 배양해 물질 수송에 핵심 구조물인 혈관 벽과 종양 덩어리를 모사하여 네 가지 농도의 항암제를 종양 모델에 유입함으로써, 하나의 소자에서 12가지 실험 조건의 약물 평가를 수행했다.
또한 연구팀은 혈관 벽에 의해 약물 분자의 수송이 저해되고 종양 덩어리 내부까지 침투되는 현상을 관찰할 수 있었고, 체내 수송 과정을 모사하지 못했던 기존 종양 모델과 약물 효능에 큰 차이를 보인다는 것을 확인했다.
이처럼 바이오프린팅-랩온어칩 통합기술을 활용해 모델 복잡성, 모델 수, 모델 처리량 등 다양한 변수를 고려한 체외 종양 모델을 제작할 수 있었고, 더욱 신뢰성 있는 약물 평가를 수행할 수 있었다.
연구를 주도한 박제균 교수는 “바이오프린팅과 랩온어칩의 통합기술로 제작된 미세 유체 세포배양 및 분석 플랫폼의 개발에 따른 신뢰성 있는 약물 평가 모델에 대한 성과”임을 강조하며, “향후 다양한 조직 및 장기 특성을 모사하고 생물학적 분석과 약물 효능 평가를 고효율로 수행할 수 있는 동물실험 대체용 차세대 체외 세포배양 및 분석 기술로 활용될 수 있을 것”이라고 말했다.
바이오및뇌공학과 이기현 박사가 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 '어드밴스드 헬스케어 머티리얼즈(Advanced Healthcare Materials)'에 2024년 6월 3일 자로 온라인판에 게재됐다.
(https://doi.org/10.1002/adhm.202303716. 논문명: Bioprinted multi-composition array mimicking tumor microenvironment to evaluate drug efficacy with multivariable analysis).
또한, 이번 논문은 와일리-VCH(Wiley-VCH) 출판사의 ‘핫 토픽: 종양과 암(Hot Topic: Tumors and Cancer)’세션과 ‘핫 토픽: 미세유체공학(Hot Topic: Microfluidics)’세션에 동시 선정됐다.
한편 이번 연구는 한국연구재단 기초연구사업(중견연구)의 지원을 받아 수행됐다.
2024.07.16 조회수 8780 -
맞춤형 종양 모델 구축 스페로이드 플랫폼 개발
세포들이 뭉쳐 생성된 구형 집합체인 스페로이드(spheroid)의 제작 기술은 현재 단일 조건의 스페로이드를 대규모로 생성하는 것까지는 가능하나, 체내 조직의 기능을 모사할 수 있는 최적의 크기 및 세포 조성 범위의 탐색이 어렵고, 다중 약물 스크리닝에 적합하지 않다는 문제가 있었다. 우리 연구진이 단 3번의 세포 주입으로 10가지 세포 조성을 갖는 100개의 스페로이드를 제작하고, 25가지 약물 조합을 동시에 처리할 수 있는 플랫폼을 구축하는 데 성공했다.
우리 대학 바이오및뇌공학과 박제균 교수 연구팀이 다양한 스페로이드 어레이(배열)를 맞춤형으로 손쉽게 제작하고 이를 구획화해 다중 시약 처리를 수행할 수 있는 조립형 마이크로어레이 플랫폼을 개발했다고 27일 밝혔다.
기존 단일 조건의 스페로이드를 대규모로 제작하는 방법은 다중 약물 스크리닝이 어렵고, 다중 약물 스크리닝이 가능한 방법은 대규모 제작이 어려워, 두 가지 장점을 동시에 만족하는 플랫폼이 개발되지 않은 실정이었다.
* 다중 약물 스크리닝: 암 치료의 식별 및 약물 안전성 평가를 위해 약물의 종류, 농도 등 다양한 실험 조건 변화에 따른 세포 및 조직의 반응을 평가하는 방법
연구팀은 조립식 플랫폼의 핵심기술인 행잉드롭 마이크로어레이*, 그래디언트(gradient) 블록**, 오목 기둥 마이크로어레이***를 개발하고, 이들의 조립 방식에 따라 달라지는 여러 가지 스페로이드 어레이 기반 종양 모델의 제작 방법과 분석 방법을 발표했다.
* 행잉드롭 마이크로어레이: 고드름과 같이 표면에 매달린 형태의 물방울을 의미하는 행잉드롭 내에 세포가 존재하면 중력에 의해 세포들이 응집되어 스페로이드가 만들어짐. 행잉드롭 마이크로어레이는 바닥 면에 구멍이 2차원으로 배열되어, 단 한 번의 세포 혼합용액 주입으로 행잉드롭을 어레이 형태로 형성할 수 있어, 균일한 스페로이드 어레이를 제작할 수 있음
** 그래디언트 블록: 경사면을 가지는 블록으로, 행잉드롭 마이크로어레이와 조립하게 되면 각각의 어레이 구멍에 가라앉는 세포의 수가 선형으로 변화하게 되어 이를 통해 크기가 규칙적으로 변화하는 스페로이드 어레이를 제작할 수 있음
***오목 기둥 마이크로어레이: 행잉드롭과 접촉하여 스페로이드를 기둥 상부에 안착시켜 회수할 수 있는 구조를 갖고 있어, 스페로이드 어레이를 개별적으로 분리하고 이동시킬 수 있음
연구팀은 10가지의 다른 세포 조성을 가지며, 조성 별로 10개의 스페로이드가 존재하는, 총 100개의 삼중 배양 스페로이드로 구성된 어레이를 단 세 번의 세포 혼합용액 주입으로 생성시키는데 성공했다.
또한 연구팀은 행잉드롭 마이크로어레이와 오목 기둥 마이크로어레이의 조립을 통해 대규모로 생성된 스페로이드를 작은물방울 형태로 각각 분리하고, 구획화된 행잉드롭 마이크로어레이로 옮겨 스페로이드 어레이를 구획화시키는 방법을 새롭게 선보였다. 이를 통해 스페로이드 어레이의 순차적 다중 시약 처리 및 일괄적 형광 염색이 가능하게 되어 스페로이드 분석 및 실험 과정이 획기적으로 개선됐다.
연구를 주도한 박제균 교수는 “이번 연구는 다양한 크기와 조성을 갖는 스페로이드 어레이를 대규모로 제작하고, 원하는 대로 이동시켜 일괄 또는 다중 시약 처리가 가능한 고효율 스크리닝 플랫폼의 개발 성과”임을 강조하며, “간단하면서도 우수한 편의성을 갖춘 플랫폼이기에, 향후 다른 연구자들도 스페로이드 및 오가노이드의 크기와 조성에 따른 변화 연구와 다양한 세포 조성으로 이루어진 복잡한 스페로이드, 오가노이드 어레이를 이용한 고효율 약물 스크리닝 등에 활용할 수 있을 것”이라고 말했다.
우리 대학 바이오및뇌공학과 김휘수 박사가 제1 저자로 참여한 이번 연구 결과는 국제 학술지 ‘어드밴스드 헬스케어 머티리얼즈(Advanced Healthcare Materials)’에 2024년 5월 30일 자로 온라인판에 게재됐다.(https://doi.org/10.1002/adhm.202400501. 논문명: Reconfigurable Hanging Drop Microarray Platform for On-demand Preparation and Analysis of Spheroid Array) 또한 상기 논문은 와일리-VCH(Wiley-VCH) 출판사의 “핫 토픽: 종양과 암(Hot Topic: Tumors and Cancer)” 세션에도 선정됐다.
한편 이번 연구는 한국연구재단 기초연구사업(중견연구)의 지원을 받아 수행됐다.
2024.06.27 조회수 8492 -
박제균 교수, 2017 한국바이오칩학회 학술대상 수상
우리 대학 바이오및뇌공학과 박제균 교수가 지난 9일 (사)한국바이오칩학회 주관으로 부산 파라다이스호텔에서 열린 2017년 추계학술대회에서 학술대상을 수상했다.
사단법인 한국바이오칩학회는 바이오칩 기술 발전에 기여하기 위해 2006년 설립된 학술단체로 매년 학술적 성과 및 바이오융합 산업에의 기여도 등을 기반으로 학술대상 수상자를 선정해서 수여하고 있다.
박 교수는 미세유체공학 및 랩온어칩 등 바이오칩 기술을 개발한 업적을 인정받았다.
박 교수는 관련 분야 최고의 국제학술지인 바이오센서와 바이오전자(Biosensors and Bioelectronics), 랩온어칩(Lab on a Chip) 등의 국제저널 편집위원 활동 및 마이크로타스(μTAS) 2015 국제학술대회장을 역임했다.
2017.11.20 조회수 11798 -
박제균 교수, 제11대 한국바이오칩학회장 취임
박제균 바이오및뇌공학과 교수가 한국바이오칩학회 (The Korean BioChip Society) 제11대 회장으로 취임했다.
임기는 2016년 1월 1일부터 1년이다.
사단법인 한국바이오칩학회는 바이오칩 기술 발전에 기여하기 위해 2006년 설립된 학술단체이다. 바이오칩은 21세기 첨단 융합생명공학 분야인 바이오센서, 바이오멤스, 나노융합, 헬스케어시스템 연구의 핵심 원천 기술로 새로운 패러다임을 창출하고 있다.
박 교수는 한국바이오칩학회 창립멤버로 지난 10년간 학술교육위원회 위원장, 바이오멤스 및 랩온어칩 분과위원장, 사무총장, 부회장직 등을 맡은 바 있다.
박 교수는 “한국바이오칩학회 회장으로 바이오칩 분야 융합산업의 활성화와 융합학문의 발전에 기여할 수 있도록 노력하겠다”고 말했다.
박 교수는 다양한 미세유체제어 기술과 암 조직 판별용 랩온어칩을 개발했다. 또한 관련 분야 최고의 국제학술지인 바이오센서와 바이오전자(Biosensors and Bioelectronics), 랩온어칩(Lab on a Chip) 등의 국제저널 편집위원 활동 및 마이크로타스(μTAS) 2015 국제학술대회장을 역임했다.끝.
2016.01.15 조회수 12043 -
KAIST-스웨덴 왕립공과대학(KTH) 공동 워크숍 개최
- 24일 대전 본원 LG 세미콘 홀에서 헬스케어 분야 워크숍 개최 -- 연구 및 학생 교류 본격화 전망 -
이번 워크숍은 한국전쟁에 참여했던 스웨덴 간호사가 우리나라 과학기술 발전을 기원하며 지난 해 6월 KAIST 장학생 교류사업에 거액을 지원키로 함에 따라 개최된다.
스웨덴의 루네 요나손(Rune Jonasson, 85세), 쉐스틴 요나손(Kerstin Jonasson, 88세) 부부는 지난 해 스웨덴 왕립공과대학(이하 KTH, Kungliga Tekniska högskolan)에 7천만 크로나(약 118억원)를 기부하면서 기부금 일부를 KAIST와의 장학생 교류사업에 사용해달라고 요청했다. 두 대학은 기부자의 뜻에 따라 헬스케어 분야 연구교원 및 박사후과정 연구원 교류에 지원금을 사용하기로 결정했다
이번 헬스케어 공동 워크숍에는 KTH 의료기술대학(School of Technology and Health)에서 세 명의 교수가, KAIST측에서 다섯 명의 교수가 참가해 주제발표와 토론을 진행한다.
먼저 KTH 의료기술대학 ▲라스 아케 브로린(Lars-Ake Brodin) 학장이 ‘응용 의학공학, 임상문제로부터의 혁신’을 시작으로 ▲비요른 에릭 엘란드슨(Björn-Erik Erlandsson) 교수가 ‘헬스케어 분야에서의 정보통신 기술’, ▲미카엘 그론크비스트(Mikael Grönkvist) 연구원이 ‘환경생리학과, 극단적 환경에서의 인간 연구’를 주제로 각각 발표한다.
이어 KAIST ▲박현욱 전기및전자공학과 교수가 ‘고해상도 MRI를 이용한 뇌기능 이미징’, ▲김정 기계공학과 교수가 ‘헬스케어를 위한 생체계측과 물리적 인간 로봇 상호작용’, ▲배현민 전기및전자공학과 교수가 ‘휴대용 고해상도 근적외분광분석 시스템’, ▲박제균 바이오및뇌공학과 교수가 ‘융합 바이오공학을 위한 렙온칩 기술’, ▲데이비드 헬프만(David M. Helfman) 생명공학과 교수가 ‘암세포 골격과 암세포 신호전달 통제’에 관해 각각 발표한다.
지난 해 기부에 의해 시작된 두 대학의 교류가 이번 헬스케어분야 공동 워크숍을 계기로 양 대학의 공동연구와 학생교류가 본격화 될 것으로 전망된다.
이번 행사를 기획한 유창동 글로벌협력본부장은 “인구 노령화로 의료 및 보건 분야의 중요성이 높아지면서 보다 정밀한 의료기기 수요가 증가하고 있다”며 “이 분야에 정통한 과학자와 공학도들을 양성하는 것이 어느 때 보다도 중요해지고 있다”라고 말했다.
이어 유 본부장은 “이번 워크숍은 양국의 대표적인 연구중심대학이 헬스케어 분야에서 새로운 아이디어를 공유하고 공동연구로 발전할 수 있는 첫 번 째 기회가 될 것”이라고 말했다.
스웨덴왕립공과대학(KTH)은 웁살라대학과 함께 스웨덴을 대표하는 세계적인 대학으로 에릭슨 등 민간 기업이 필요로 하는 연구 인력과 벤처기업인을 배출 해왔다. 지난 1988년부터 시스타 지역에 대학을 운영해왔으며 현재 스톡홀름대학과 공동운영하는 IT대학은 시스타 사이언스파크에 인력공급과 산학협력에 핵심적인 역할을 담당하고 있다. IT대학에는 현재 전 세계 61개국에서 약 3천여명의 유학생들이 재학 중이다.
한편, 이번 워크숍은 KAIST 글로벌협력본부가 주관하고 LG 에릭슨이 후원한다.
2012.04.20 조회수 22956 -
랩온어칩 저널 한국 특집호 편집 발간
우리학교 바이오및뇌공학과 박제균 교수가 서울대학교 기계항공공학부 서갑양 교수와 공동으로 편집한 ‘랩온어칩(Lab on a Chip)’지의 한국 특집호가 2011년 1월호로 발간됐다.
이번 호에는 그동안 국내 나노기술의 발전에 기여해 온 학계, 연구소, 기업의 랩온어칩 전문가 13명의 논문과 함께 미세유체기술 및 랩온어칩의 상용화와 관련된 이들 전문가들의 의견을 별도의 지면을 통해 소개했다. 박 교수는 2010년부터 랩온어칩의 편집위원으로 활동 중이다.
랩온어칩 저널에서는 학회지 발간 10주년을 기념하기 위한 국가별 기념 특집호를 금년 초부터 준비해 왔으며 지난 9월 스위스 편을 시작으로 내년 중반까지 랩온어칩 분야의 기여도가 높은 10 개국에 대해 특집호를 발간 중에 있다.
랩온어칩지는 영국왕립화학회(Royal Society of Chemistry)에서 발간하는 화학, 물리학, 생물학 및 바이오공학을 위한 미세유체기술 및 마이크로타스(microTAS) 분야의 최고 전문 국제학술지이다. 과학논문 5년간 평균 인용지수는 6.9이다.
참고 : http://pubs.rsc.org/en/Journals/JournalIssues/LC#/Issues
2010.12.21 조회수 20290 -
박제균 교수, 개인 맞춤형 항암치료 원천기반기술 개발
- 극소량의 암 조직으로 다양한 암 판별 물질을 동시에 검사할 수 있는 기술 개발 -
유방암을 비롯한 현대인의 각종 암을 개인별 특성에 맞게 맞춤형 항암 치료할 수 있는 원천기반기술이 국내 연구진에 의해 개발되었다.
우리대학 바이오 및 뇌공학과 박제균 교수 연구팀과 고려대 안암병원 유방센터 이은숙 교수 연구팀이 주도한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 안병만)와 한국연구재단(이사장 박찬모)이 추진하는 중견연구자지원 사업(도약연구), 바이오전자사업 및 고려대 학술연구비의 지원을 받아 수행되었고, 연구 결과는 국제적으로 저명한 온라인 오픈액세스 과학 전문지인 “플로스원(PLoS ONE)” 최신호(5월 3일자)에 게재되었다.
연구팀은 극소량의 암 조직만으로도 다양한 암 판별 물질(종양 표지자, 바이오마커)을 동시에 검사할 수 있는 기술(미세유체기술을 이용한 면역 조직화학법과 랩온어칩)을 개발하는데 성공하였다.
암 진단과 치료를 위한 필수검사는 암 조직을 떼어내 암 여부를 판별하는 물질인 표지자 4개를 모두 검사해야만 최종적으로 판단할 수 있는데,기존의 검사는 떼어낸 암 조직 하나에 1개의 표지자밖에 검출하지 못해, 많은 암 조직을 떼어내야 하기 때문에 불편하고, 검사가 하나씩 순차적으로 이루어지기 때문에 검사 시차가 달라, 정확한 검사가 어려워 검사비용과 시간이 늘어나 환자의 부담이 컸었다. 그러나 연구팀이 개발한 기술을 이용하면, 하나의 작은 암 조직만으로도 한 번에 최대 20여개의 표지자까지 동시에 검사할 수 있어, 비용을 1/200로 절감하고, 분석시간도 1/10로 단축하는 등 획기적인 기술로 평가된다.
특히 이번 연구결과는 동물이 아닌 인간의 암 조직을 직접 이용한 임상실험을 통해 증명한 최초의 사례로 그 의미가 크다.
연구팀은 유방암 환자 115명의 실제 암 조직을 가지고 복잡한 실험을 하나의 칩 위에서 간단히 구현할 수 있는 기술(랩온어칩 기술)을 이용해 임상 실험한 결과, 기존 검사결과와 최대 98%까지 일치하는 등 검사의 정확도를 입증하였다.
고려대 이은숙 교수는 “미세바늘로 추출한 소량의 조직만으로도 다양한 검사가 가능하고 객관적으로 판독할 수 있다”면서, “검사에 필요한 비용과 시간을 상당부분 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 초기 정밀검진이 가능하여, 향후 개인 맞춤형 항암치료에 크게 기여할 것으로 기대된다” 라고 강조하였다.
또한 바이오공학, 병리학 및 종양학 등 공학과 의학이 융합된 학제적 연구성과로, 향후 사업화를 통한 경제적 부가가치도 클 것으로 기대된다.
현재 이 기술은 특허협력조약(Patent Cooperation Treaty, PCT)의 특허 1건을 포함해 국내 특허 6건을 출원하였고, 종양분석과 조직시료 검사에 활용되는 기반기술로, 개인 맞춤형 항암제 효력 테스트용 랩온어칩 등 사업화를 위한 후속연구가 활발히 진행되고 있다.
특히 조직병리, 암 진단, 질병의 경과예측 등 의학뿐만 아니라, 바이오 마커 개발 등 생명공학에도 응용될 것으로 기대하고 있다.
우리대학 박제균 교수는 “이번 연구성과로 지금까지 분석할 수 없었던 매우 작은 조직도 쉽고 빠르게 검사할 수 있게 되어 정확한 진단을 통한 치료가 가능하게 되었다”면서, “개인별 맞춤형 항암치료의 대중화를 통해 우리나라 보건의료의 선진화에 크게 기여할 것”이라고 연구 의의를 밝혔다.
한편, 제1저자인 우리대학 김민석 박사는 이번 연구성과로, 제16회 삼성 휴먼테크 논문 대상에서 금상을, 교육과학기술부가 후원하는 젊은 파스퇴르상에서 대상을 수상하는 영예를 안았다.
[그림. 암 조직 시료 상부에 올려지게 되는 투명한 플라스틱으로 이루어진 랩온어칩의 구조]
2010.05.10 조회수 23924 -
젊은 파스퇴르상 카이스트 석권!
한국파스퇴르연구소가 주관하는 젊은 파스퇴르 상을 KAIST 학생들이 모두 수상해서 화제가 되고 있다. 젊은 파스퇴르상 대상에는 바이오및뇌공학과 올해 2월 졸업생인 김민석 박사, 우수상 2명에는 역시 올해 2월 졸업생인 생명과학과 정기훈 박사와 생명화학공학과 박사과정에 재학중인 김현욱 학생 등이다. 철저한 맹검평가(Blind Review)로 혁신성, 독창성, 파급효과 등 평가하는 철저한 과정을 거친 끝에 수상자 3명 모두 KAIST 학생들이 수상하는 영예를 안았으며, 이들에게는 프랑스파스퇴르연구소 방문 등 다양한 기회가 제공된다.
글로벌 중개연구 기지로 성장하고 있는 한국파스퇴르연구소(소장: 울프 네바스, www.ip-korea.org)는 ‘젊은 파스퇴르 상’ (Young Pasteurian Award) 대상 수상자로 KAIST 김민석(박사, 바이오및뇌공학과), 우수상 수상자로 KAIST 정기훈(박사,생명과학과)과 김현욱(박사과정, 생명화학공학과) 학생을 선정하고 시상식을 가졌다.
시상식은 약 250여명이 연구자들이 참석한 가운데 2010년 2월 19일 개최된 ‘제 1회 한국파스퇴르연구소 국제심포지엄’에서 진행되었다. 시상은 한국파스퇴르연구소 울프 네바스 소장과 후원기관인 주한프랑스대사관 엘리자베스 로랭(Elisabeth Laurin) 주한프랑스대사가 직접 수여했다.
지난해 출범한 ‘젊은 파스퇴르 상’은 젊은 과학자를 위한 시상제도로, 주한프랑스 대사관과 교육과학기술부가 후원한다. 현재 국내 과학기술계의 주요 당면과제 중의 하나로써 연구자들의 창의력과 상상력을 고취시킬 필요가 대두되고 있는 가운데, 이번 프로그램은 젊은 연구자(석•박사과정)들을 대상으로 창의적인 사고를 배양할 수 있는 계기를 만들고자 마련되었다.
‘젊은 파스퇴르 상’ 최종수상자는 혁신성을 비롯하여 독창성, 파급효과를 우선순위 기준으로 3단계(서류심사, 인터뷰/발표, 외부심사위원회)의 철저한 맹검평가(Blind Review)로 진행되어 선정되었다. 그럼에도 불구하고 수상자 3명이 모두 KAIST 학생들이었다는 점은 KAIST의 생명과학분야가 가진 탁월함을 증명하는 것이라 할 수 있다.
‘젊은 파스퇴르 상’의 첫 대상 수상자인 KAIST 김민석 박사는, “연구를 지도해주신 박제균 교수님, 고려대 의과대학 이은숙 교수님과 도움을 주신 많은 분들께 감사드리고, 세상에 도움이 될 수 있는 생명과학 연구에 더욱 매진하겠다”며, “이번에 프랑스파스퇴르연구소 방문 및 교육과정 수강 등 세계정상급 생명과학연구소에 대한 견문을 넓힐 수 있는 기회를 주신 한국파스퇴르연구소에도 감사드린다”고 수상소감을 밝혔다.
울프네바스 소장(왼쪽)과 대상 수상자 KAIST 김민석 박사
수상자들에게는 메달 및 상금(대상 100만원, 우수상 각 50만원)과 함께 프랑스파스퇴르연구소 견학기회 (공동, 항공료 및 5일 숙박료 지원), 프랑스파스퇴르연구소 교육과정 수강지원(대상), 한국파스퇴르연구소 인턴쉽 자격(공동) 등이 부여된다.
한국파스퇴르연구소 울프 네바스 소장은, “지원자들의 제안서 수준이 매우 높았고, 이에 매우 기뻤다”며, “이번 ‘젊은 파스퇴르 상’ 프로그램이 과학분야에 많은 혁신을 공헌한 파스퇴르처럼 혁신적인 국내 젊은 과학자 양성에 보탬이 되길 기대한다”고 말했다. 한국파스퇴르연구소는 매년 ‘젊은 파스퇴르 상’을 진행, 미래 성장동력인 생명과학분야의 젊은 과학자들을 지속적으로 지원할 방침이다.
루이 파스퇴르(Louis Pasteur)에 대하여
루이 파스퇴르(1822.12.27~1895.9.28)는 프랑스 화학자 및 미생물학자로, 질병의 원인 및 예방에서 뛰어난 혁신(breakthrough)으로 유명하다. 그는 광견병, 탄저병 및 닭 콜레라 질병의 원인을 규명해 냈으며, 최초로 광견병 백신을 개발했다. 그는 실험을 통해 자연발생설을 뒤집으면서 현대 생물학 및 생화학을 위한 기반을 다졌다. 또한, 저온살균법, 발효 및 와인제조, 맥주양조에 대한 과학적 기반도 다졌다. 그는 많은 과학 분야의 탄생에 기여했는데, 현대과학에서 몇 가지 중대한 이론개념 및 응용화에서도 많은 공헌을 했다. 그의 발견은 입체화학, 미생물학, 세균학, 바이러스학, 면역학 및 분자생물학 등의 과학 및 의학 분야의 발판이 되었으며, 무엇보다도 백신과 저온살균법 등의 그의 업적은 질병으로부터 수백 만 명의 생명을 구했다.
- 제 1회 ‘젊은 파스퇴르 상’.
- 신청자격: 대학원생 (석사•박사과정)
- 주제 및 내용: 생명과학 관련 혁신 아이디어 및 혁신 발표논문- 시상식: 2010년 2월 19일
이름
인원
수상내역
대상
1명
상금(100만원) 및 상패
프랑스 파스퇴르연구소 방문(항공/5일 숙박)
프랑스파스퇴르연구소 교육과정 지원(1과정) 한국파스퇴르연구소 인턴쉽 자격부여
우수상
2명
상금(각 50만원 또는 이에 해당하는
파스퇴르 연구소 교육과정 지원) 및 상패
프랑스파스퇴르연구소방문(항공/5일 숙박) 한국파스퇴르연구소 인터쉽 자격부여
한국파스퇴르연구소에 대하여 한국파스퇴르연구소는 한국정부와 세계정상급 생명과학연구기관인 프랑스 파스퇴르연구소의 협력을 기반으로 2004년 4월 설립된 순수 국내 비영리 연구소로, 혁신적인 신약개발 원천기술을 통해 신약개발 연구역량 구축 및 기초연구의 신약개발화에 주력하여 질병예방 및 치료, 공중보건에 기여하고 있다.
‘젊은 파스퇴르상’ 시상식: 한국파스퇴르연구소는 ‘젊은 파스퇴르 상’ 시상식에서 대상 및 우수상 수상자에게 시상하고 있다. 한국파스퇴르연구소 울프 네바스 소장(왼쪽 2번째), 엘리자베스 로랭 주한프랑스대사(중간), 김민석 대상 수상자(왼쪽), 정기훈(오른쪽 두번째)과 김현욱(맨오른쪽) 우수상 수상자 기념 사진
2010.02.26 조회수 26057 -
바이오및뇌공학과 황현두 군, μTAS 2009 국제학회에서 젊은 연구자 포스터 우수상 수상
KAIST 바이오및뇌공학과 박사과정 황현두(지도교수 박제균) 학생이 지난 11/1-5일 제주도에서 열린 ‘μTAS 2009 국제학회 (제13회 극소형 생물/화학분석시스템 국제학술회의, The 13th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences)’에서 ‘광전자유체제어 기술로 수용액 상에 존재하는 생체분자의 확산계수를 빠르게 측정할 수 있는 방법(Diffusion measurement of biomolecules using rapid generation of black hole in a molecular solution by optoelectrofluidics)’에 관한 논문으로 ‘젊은 연구자 포스터 우수상(Young Researcher Poster Award Winner)’을 수상했다.
황씨는 세계 유수의 대학과 연구기관으로부터 발표된 약 600 여 편의 Poster 논문 가운데 다단계 전문가 심사를 거쳐 선정된 3명의 수상자 중의 한명으로 결정됐다.
황씨는 지난해 San Diego에서 개최된 μTAS 2008 국제학회에서도 여행경비 일부를 보조 받는 ‘Student Travel Grant’를 받은 바 있었다.
바이오및뇌공학과에서 학부과정을 3년만에 조기 졸업 한 황씨는 1년 6개월만에 석사논문을 완성하고, 지난 2007년 9월 박사과정에 입학하여 그동안 2년여에 걸친 박사과정 기간 동안 Analytical Chemistry, Langmuir, Lab on a Chip, Applied Physics Letters 등 우수국제 저널에 제1저자의 논문 10편을 이미 출판한 바 있다.
이 중 광전자유체제어기술로 미세입자를 조절하는 새로운 결과는 2009년 1월호 Lab on a Chip 표지논문으로 선정된 바 있어 논문의 우수성과 창의성을 세계적으로 입증한 바 있었다. 이밖에 황씨는 2007년도 한국바이오칩학회 우수논문발표상, 2008년 서암학술장학재단 제17기 국내 박사과정연구지원 이공계 부문 장학생으로 선정된 바 있다.
2009.11.12 조회수 28952 -
초고감도 나노바이오센서 원천기술 개발
KAIST 바이오시스템학과 박제균(朴濟均, 42) 교수팀이 나노자성입자를 이용 단백질, DNA 등의 생체분자(生體分子)를 초고감도로 검출할 수 있는 바이오센서 기술 개발에 성공했다.
이 기술은 나노(10억분의 일)그램 이하 수준으로 존재하는 극미량 물질을 검출할 수 있는 새로운 센서기술로 특정 자기장(磁氣場)하에서 생체분자의 정량적 및 고감도 분석이 가능하다.
황사 알레르기 등 많은 질환의 표지가 되는 생체분자들은 일반적으로 극미량 만으로도 인체에 심각한 영향을 미치기 때문에 이를 검출할 수 있는 센서기술은 차세대 나노바이오기술의 핵심분야에 속한다.
기존의 바이오센서 기술은 극미량 검출에는 본질적인 한계가 있는데 이번에 개발된 나노입자를 이용한 극미량 검출기술은 그러한 한계를 뛰어넘은 새로운 원천기술로서 향후 바이오센서, 랩온어칩(Lab on a chip, 손톱만한 크기의 칩으로 실험실에서 할 수 있는 연구를 수행할 수 있도록 만든 장치)개발 등에 크게 기여할 것으로 보인다.
이 연구결과는 최근 나노바이오분야의 세계적인 학술지인“랩온어칩”誌 인터넷 판에 발표되었고, 관련기술은 현재 특허 출원중에 있다.
2005.05.20 조회수 25796