전체 898건
뉴스 리스트
게시판 리스트 컨텐츠
2019-04 01 중요기사

[학술][이달의 연구자] 성명모 교수(화학과)

우리 주변 전자제품에 사용하는 반도체의 경우 대부분 무기 반도체다. 간혹 유기 반도체를 전자제품에 사용하기도 한다. 그러나 무기 반도체에 비해 전하이동도가 느리기 때문에 거의 사용하지 않는다. 성명모 화학과 교수는 ‘PCDTPT’라는 단결정 고분자 나노 와이어 개발로 기존 유기 반도체 전하이동도를 10배 이상으로 높였다. 유기 반도체에서 무기물만큼의 전도성을 나오게 한 것이다. 보통 사용하는 무기물을 유기 반도체로 대체할 가능성이 높아져, 실질적인 대체 사용 시점에 가까워졌다. 지난 1997년 유기 반도체에도 전도성이 있다는 사실이 밝혀졌다. 이후 유기 반도체로 전자제품을 만드는 혁신적인 시도가 계속됐다. 시도를 거듭하며 스마트 워치, 삼성의 OLED 제품 등 플렉서블 디스플레이(Flexible display)로 불리는 유기 반도체 전자 제품들이 시중에 나오기 시작했다. 유기물질로 이뤄진 제품들이 속속 출현하면서 점차 유기 반도체의 실용화를 입증했다. 하지만 무기 반도체에 비해 상당히 낮은 전하이동도를 가진 유기반도체만을 사용한 제품을 생산할 경우 동작 속도가 매우 느리고 안전성이 입증되지 않아 여러 가지 문제점이 나타나고 있다. 전하이동도는 제품의 동작 속도를 결정짓기 때문에 중요하다. 따라서 보통은 유기 반도체와 무기 반도체를 같이 사용해 제품을 생산한다. ▲ 성명모 화학과 교수는 “유기반도체가 더 활성화되기 위해 전도속도가 높고 안전한 유기반도체를 만들어야 한다”고 말했다. 이렇듯 유기 반도체는 성능과 안정성이 떨어져 사용이 제한돼 있다고 알려져 있다. 성 교수가 10년간 연구 중 개발한 ‘PCDTPT’ 단결정 나노선으로 이 판도를 뒤집었다. ‘PCDTPT’ 단결정 나노선은 단결정 고분자 나노 와이어로, 가볍고 뛰어난 성능과 함께 넓은 면적과 저렴한 비용으로 쉽게 생산할 수 있다. 저렴한 대형 전자제품 분야에서도 응용 가능성이 매우 크다. 또 단결정형 PCDTPT 나노 와이어는 소형 분자 유기 반도체에 비해 대기 조건에서 양호한 환경안정성을 보인다. 성 교수는 유기 반도체의 가장 큰 단점인 전하이동도를 기존의 10배 이상으로 높였다. 개발 전 10정도의 모빌리티(전자를 움직이는 속도)였다면 개발 후 100에 도달하는 모빌리티를 기록했다. 지금까지 이렇게 높은 이동도를 가질 수 없다고 알려졌지만 성 교수가 이를 해결했다. 10배 이상으로 이동도를 증가시킬 수 있었던 이유는 ‘PCDTPT’ 나노선의 독특한 분자 구조에 있다. 일반적인 유기반도체 나노선은 분자판이 나란히 배열돼 있다. 전하는 배열된 방향을 따라 움직인다. 그러나 ‘PCDTPT’ 나노선은 그와 다르게 90도 다른 방향으로 전하가 움직인다. 이 때문에 폭발적으로 고성능을 발현할 수 있었다. ▲ (a) PCDTPT(단결정 나노 와이어)를 만드는 기술 과정. (b) 만들어진 결과의 모습이다. 마지막 사진에 단결정 나노 선 한 줄 씩 보인다. (논문명: Single-Crystal Poly[4-(4,4-dihexadecyl-4H-cyclopenta[1,2-b:5,4b′]dithiophen-2-yl)-alt-[1,2,5]thiadiazolo[3,4‑c]pyridine] Nanowires with Ultrahigh Mobility) ▲단일 결정의 전도 속도 변화를 한 눈에 볼 수 있는 사진 자료. (a)전형적인 나노 와이어의 소자 구조. 전극 사이의 잘 정렬된 단일 나노 와이어를 보여준다. (b)단일 결정 PCDTPT 나노 와이어의 일반적인 배출 전류-배출 전압(ID/VD) 출력 곡선. (c)단일 결정 PCDTPT 나노 와이어의 일반적인 배출 전류-게이트 전압(ID/VG) 전송 곡선(VD = -80 V). (d) 주변 조건에서 단일 결정 PCDTPT 나노와이어의 빨라진 전도 속도를 보여주는 그림. 성명모 교수는 “유기 반도체 중 최고의 이동도가 나온 것”이라고 말하며 “이 기술로 모든 디스플레이를 한층 더 유연한 제품으로 만들 수 있는 가능성을 제시했다”고 덧붙였다. 추가로 유기 반도체에 잉크젯을 넣는 연구도 병행하고 있다. OLED를 고가의 포터 장비대신 잉크젯으로 만들면 훨씬 저렴하고 유연하게 움직이는 디스플레이를 구현할 수 있다. 성 교수는 “이번 연구를 통해 유기 반도체의 무한한 가능성에 한 발 더 접근한 것”이라고 말했다. ▲ 오랜 시간 묵묵히 연구에 매진하고 있는 성명모 교수는 “유연한 소자를 통해 새롭고 인류적인 유용한 것들을 만드는게 목표”라고 말했다. 글/ 김민지 기자 melon852@hanyang.ac.kr 사진/ 이현선 기자 qserakr@hanyang.ac.kr

2019-03 18 중요기사

[학술][연구성과] 차승현 교수(실내건축디자인학과)

비컨(Beacon)이란 저전력 블루투스(BLE)를 이용한 근거리 통신 기술로, 위치추적이 가능한 센서다. 부산시에서 실시한 임산부 배려 양보 신호등 ‘핑크 라이트’가 비컨을 활용한 예다. (클릭 시 핑크 라이트 유튜브 영상 시청 가능) 차승현 실내건축디자인학과 교수는 비컨을 통해 새로운 사무공간을 디자인하는 연구를 진행했다. 어떤 내용일까? 차 교수의 연구실에서 이번 논문 ‘The trilateration-based BLE Beacon system for analyzing user-identified space usage of New Ways of Working office’에 대해 이야기를 나눴다. ▲차승현 실내건축디자인학과 교수는 위치추적이 가능한 센서, 비컨(Beacon)을 통해 새로운 사무공간을 디자인하는 연구를 진행했다. 차 교수의 연구 목적은 비컨 시스템으로 사무실 이용률을 높이는 것이다. 그는 공간을 생산적으로 이용하기 위해 예전보다 사무실 1인당 점유면적이 줄었다는 점에 주목했다. “과거엔 문서를 보관하는 사물함 때문에 1인당 점유면적이 15㎡이나 됐죠. 하지만 요즘엔 드롭박스(Dropbox)나 드라이브(Drive) 같은 공유 저장소를 사용하니까 가구는 책상과 의자로 충분해요.” 다만 이런 변화에도 사람들의 사무 공간 이용률은 30%가 채 되지 않는다. 차 교수는 “비컨 시스템을 이용하면 사람들이 어느 건물, 어느 위치에 있는지 실시간으로 파악할 수 있다”며 “사용하지 않는 공간은 제거함으로써 효율성을 높일 수 있다”고 말했다. “사무실 이용률을 70%까지만 끌어 올려도 청소나 유지관리가 쉽습니다.” ▲비컨(Beacon)을 통해 사람들의 위치와 동선을 분석한다면 사용하지 않는 공간을 파악해 사무 공간 이용률을 높일 수 있다. 차 교수는 최근 사람들의 업무 방식이 달라졌다는 점에도 주목했다. “사무실에서 정해진 시간에 일하는 사무직원보다 재택근무를 하거나, 미팅을 나가는 사람들의 비율이 높아지고 있죠.” 업무 방식이 다양한 기업에서 비컨을 이용한다면, 새로운 근무 패턴에 맞는 업무 환경을 조성할 수 있다. 협업과 소통이 중요한 벤처, 스타트업과 같은 기업에서 비컨을 활용하려고 하는 것이 그 예다. 차 교수는 사람들이 마주치는 횟수가 늘면 소통이 활발해진다고 답했다. “기업에서 비컨으로 업무 패턴을 분석한 다음 직원간 업무 동선을 겹치도록 공간을 디자인한다면, 소통이 활발한 오피스 공간을 만드는 데 도움이 됩니다.” ▲ 차승현 실내건축디자인학과 교수는 위치 피악이 가능한 비컨(Beacon) 외에도 가속도 센서가 내장된 ‘스마트 밴드’와 기타 센서들을 통해 직원의 업무 패턴을 분석할 수 있다고 밝혔다. (차승현 교수 제공) 비컨의 위치 오차범위는 1m 이내여야 정확한 위치를 파악할 수 있다. 차 교수는 “연구 단계에서 오차범위가 1m를 벗어나기도 했지만 여러 센서를 통해 수정할 수 있다”고 밝혔다. 가속도 센서가 내장돼 마우스를 사용하는지, 타이핑하는지 등을 알 수 있는 ‘스마트 밴드’와 앉았는지 일어섰는지 알 수 있는 ‘의자 압력센서’, ‘신발 깔창 센서’를 통해 위치 정보를 수정할 수 있다. “현재 연구 중인 이 센서들로 비컨 이용 초기 단계에 위치 정보를 보완한다면 오차를 줄일 수 있습니다.” 비컨이라는 IoT(Internet of Things, 사물인터넷) 센서를 통해 새로운 사무 공간을 디자인하는 차 교수. 그는 인간에게 편안함을 주는 실내 공간을 만드는 것이 모든 연구의 목적이라고 밝혔다. 사람들이 자신에게 맞는 최적의 공간을 누릴 때까지, 차 교수의 연구는 계속될 것이다. 글/ 옥유경 기자 halo1003@hanyang.ac.kr 사진/ 이현선 기자 qserakr@hanyang.ac.kr

2019-03 17 중요기사

[학술][연구성과] 박용순 교수(식품영양학과)

한국은 지난 2017년을 기점으로 ‘고령사회’에 진입했다. 갈수록 고령화가 심해지면서 노인의 저소득, 주거 문제, 치매 등이 심각한 사회 문제로 대두되고 있다. 박용순 식품영양학과 교수는 그중 노인의 영양 문제를 인지하고 단백질 섭취에 대한 연구를 진행했다. 흔히 노인들에게 근육량을 높이기 위해서 ‘운동과 영양 섭취’를 병행하라고 말한다. 고령자가 될 수록 질병이 없더라도 노쇠가 이루어지기 때문이다. 노쇠는 근육량의 감소로 체 기능이 떨어져 일어서기나 걷기 등 일상생활이 힘겨워진 상태다. 박용순 교수는 영양의 중요성을 강조하며 ‘영양만을 공급했을 때 근육량이 증가할 수 있을까?’라는 의문을 던졌다. 근육량을 높이기 위해서는 단백질 섭취가 절대적이다. 박용순 교수에게 주어진 두 번째 질문은 ‘단백질을 얼마나 공급해야하는가’였다. 박 교수는 하루 단백질의 섭취를 g(그램)로 설정한 뒤, 세 가지의 기준량으로 가설을 세웠다. 몸무게 당 단백질의 양을 0.5g, 0.8g, 1.2g로 설정한 뒤 120명의 노인 모집을 거쳐 무작위로 분류한 후 임상시험을 진행했다. ▲ 박용순 식품영양학과 교수를 지난 13일 생활과학대 연구실에서 만나 논문 ‘Protein supplementation improves muscle mass and physical performance in undernourished prefrail and frail elderly subjects: a randomized, double-blind, placebo-controlled trial’에 대해 이야기를 나눴다. 단백질은 가루 형태로 특정 용액에 녹여 실험자들에게 제공됐다. 시중에서 파는 단백질 가루는 당이 많아 소화 능력이 떨어지는 노인들의 배를 부르게 하기 때문이다. 문제를 해결하기 위해 박 교수는 병원에서 사용하는 단백질 순도가 높은 제품을 사용했고, 실험자의 몸무게에 따른 정확한 양의 단백질을 제공했다. 박용순 교수는 한 명당 12주의 실험을 진행하며, 2년에 걸쳐 120명의 실험결과를 수집했다. 그 결과 몸무게 당-단백질의 양이 1.5g 이상일 때 근육량 및 근육의 기능, 특히 걸음 속도가 확연히 상승함을 확인했다. 이는 ‘영양’만으로도 노인의 근감소증을 극복할 수 있음을 증명한 것이다. ▲ 몸무게 당-단백질을 12주 동안 매일 섭취했을 때, 단백질0.8g과 1.2g과 달리, 단백질의 양이1.5g일 때 ‘부분 골격근량(ASM)’이 유의미하게 증가함을 알 수 있다. 박용순 교수는 임상시험에 많은 공을 들였다. “대상은 75세부터 85세까지로 근육 기능을 평가하는 검사를 통해 노인들을 분류했습니다. 예를 들어 일정 거리를 걷는 데 소요되는 시간 등을 계산했습니다. 통계적으로 유의미한 수치인 120명을 선정하기 위해 400명 정도를 검사한 셈이죠. 완전히 건강하신 분은 대상에서 제외했습니다.” 2년에 걸친 실험은 각 실험자의 식단을 모두 파악한 후, 12주 동안 적정량의 단백질과 식이조절을 통해 진행됐다. 박 교수는 "대상이 노인분들이다 보니 변수가 굉장히 많았다"며 "연구원들이 직접 댁으로 가서 모셔오는 일이 허다했고 중간에 건강상의 이유로 그만두는 노인들도 있었다"고 말했다. 박 교수의 논문 ‘Protein supplementation improves muscle mass and physical performance in undernourished prefrail and frail elderly subjects: a randomized, double-blind, placebo-controlled tria’은 미국 의학 학술지인 '미국 의학 영양 저널(American Journal of Clinical Nutrition’에 실렸다. 이번 논문은 경희대학교 병원에서 진행하는 '5년 프로젝트' 중 일부다. 올해 4년째로 접어드는 프로젝트는 노인 인구가 급격하게 증가함에 따라 ‘노인이 되는 것은 어쩔 수 없지만, 건강한 노인이 되는 것은 충분히 가능하다’라는 것을 증명하고 있다. 박 교수는 "연구의 목적은 많은 사람들에게 알리기 위함인데 이번 연구는 여러모로 성공적인 결과를 냈다"고 뿌듯함을 전했다. ▲ 박용순 식품영양학과 교수가 생활과학대에 위치한 실험실에서 학생들을 지도하고 있다. 박 교수는 현재 노인 비만의 기준에 대한 연구를 진행 중이다. 우리나라의 비만 기준은 건강한 성인과 노인이 동일하다. 그는 연구를 통해 나이 차이를 고려한 새로운 비만 치료의 길을 열고 있다. 박 교수는 "앞으로도 건강하기 위해 필요한 것들을 과학적으로 증명하는 일에 매진하겠다."는 계획을 밝혔다. 글/ 정민주 기자 audentia1003@hanyang.ac.kr 사진/ 박근형 기자 awesome2319@hanyang.ac.kr

2019-03 14

[학술]스포츠산업학과, 고양시와 ‘스포츠 실무 프로젝트’ 편성

한양대 스포츠산업학과와 경기 고양시(시장 이재준)가 지난학기에 이어 이번학기에도 ‘고양시 스포츠’를 주제로 관학협력을 이어간다. 고양시는 2019학년도 1학기 한양대 스포츠산업학과 4학년 전공수업 ‘스포츠 실무 프로젝트’ 주제를 ‘고양시 스포츠산업 발전’으로 정하고 수강학생들이 한 학기 동안 2020년에 고양시가 주최하는 제66회 경기도체육대회의 운영 등에 대해 연구한다. 지난 2018년 2학기에 고양시 스포츠발전 방안을 논의한 이후 두 번째다. 학생들이 연구할 주제는 ▲고양시만의 특징을 살릴 수 있는 경기도체육대회 운영 ▲기존 도체전과의 차별화 및 독창 행사 제안 ▲고양시 스포츠브랜드 및 브랜드상품 활용 및 활성화 방안 총 3가지 프로젝트다. 이완영 스포츠산업학과 교수는 “고양시와 관학협력을 계기로 학생들과 고양시 스포츠 발전 방향에 대해 논의하고 있다”면서 “지난학기에 비해 이번학기는 학생들의 참여나 관심이 더 높다”고 말했다. 한양대와 고양시는 2016년 9월, 관학협력을 맺고 고양시 스포츠발전방안 등을 정규수업에 편성해 공동연구를 진행하고 있으며, 한양대 스포츠산업학과는 한양대 내에서 손꼽히는 학과로서 미래의 스포츠산업을 이끌 것이라는 기대를 낳고 있다. 한편, 2020년 경기도체육대회는 2020년 5월 8일부터 10일까지 3일간 고양종합운동장 및 고양시 관내 체육시설에서 진행되며 경기도 31개 시․군 1만2천여 명 선수단 및 관계자가 참가할 예정이다.

2019-03 12

[학술]남진우 교수팀, 여성 ‘두 번째 X 염색체’ 조절과정 규명

▲남진우 교수 한국연구재단(NRF)은 지난 3월 7일 남진우 생명과학과 교수와 연세대 김형범 교수팀이 하버드 의대와 공동연구를 통해 인간 여성 세포에서 X 염색체 2개 중 하나가 불활성화가 되는 과정을 규명했다고 밝혔다. 남성은 X 염색체 1개와 Y 염색체 1개를 가지고 여성은 X 염색체 2개를 가지고 있지만 여성의 X 염색체들이 남성의 2배로 유전자를 발현하지는 않는다. 이는 수정란이 약 1,000개로 세포 분열되는 시기부터 각 세포마다 무작위로 한 개의 X 염색체가 불활성화가 되기 때문이다. 남진우 교수팀에 따르면 효율적인 유전자 절단 방법을 이용해 X 염색체를 불활성화시키는 '지스트(Xist)‘라는 RNA를 체계적으로 분석하고 이를 통해 기존에 밝혀진 생쥐의 지스트 유전자와 상이한 인간 지스트 유전자의 기능과 활성부위를 구체적으로 규명했다. 연구과정을 보면 크리스퍼(CRISPR/Cas9) 유전자가위 설계 시스템의 개발을 통해 수백 개에서 수십만 개의 염기로 이루어진 긴 DNA 구간을 삭제할 수 있어 지스트 유전자의 전체 또는 부분을 절단한 후 대규모 전사체 분석과 형광 이미지 분석을 수행했다. 이 연구결과에 의하면 지스트 유전자에서 핵심 기능을 하는 구간이 생쥐는 반복서열 구간인 반면, 인간은 서열이 반복되지 않는 구간임을 확인했다. 또한 생쥐와 달리 인간 지스트 유전자를 삭제했을 때 X 염색체 재활성화가 활발히 나타나는 것도 관찰했다. 남 교수는 “암을 비롯한 다양한 질병에서 지스트 유전자 주요 부위의 변이와 X 염색체 재활성화 요인을 연구하고 지스트 유전자와 질병 발생에 대한 이론적 근거를 정립할 계획”이라고 말했다. 이 연구는 과학기술정보통신부‧한국연구재단 기초연구사업, 바이오‧의료기술개발사업의 지원으로 수행됐고, 분자유전학 및 유전체 분야 국제학술지 ‘뉴클레익 애시드 리서치(Nucleic Acids Research)’에 2월 20일 게재됐다. ▲ LINDEL 시스템을 이용한 Xist 유전자 전체/부분 삭제 및 기능 분석 모식도

2019-03 10 중요기사

[학술][우수R&D] 제무성 교수(원자력공학과)

세계 200여 개 국가 중 30개국에서 원전(원자력발전소)이 가동되고 있다. 미국이 99기, 러시아가 36기를 운전 중이다. 한국에는 몇 기가 있을까? 놀랍게도 미국, 러시아보다 영토가 확연히 작은 한국은 25기를 보유하고 있다. 한국은 세계 원전 밀집도 1위다. 특히 올해로 8주기를 맞은 ‘2011년 후쿠시마 원전 사고’는 원전에 대한 불안감을 더했다. 우려의 목소리가 높은 만큼 원전을 안전하게 운영하는 방안은 무엇보다도 중요하다. 한양대 제무성 원자력공학과 교수는 한국의 원전 안전 드림팀인 ‘다수기 확률론적 안전성평가(PSA) 규제 검증 기술개발 사업단(이하MURRG, Multi-Unit Risk Research Group)’의 총괄을 맡고 있다. 그가 들려주는 안전한 대한민국 이야기에 귀 기울여 보자. ▲ 제무성 원자력공학과 교수가 이끄는 ‘다수기 확률론적 안전성평가(이하 PSA) 규제 검증 기술개발 사업단(이하MURRG, Multi-Unit Risk Research Group)’에서 기존 3단계 PSA 규제 검증 기술에서 ‘부지 리스크 평가(SRA, Site Risk Assessment)’를 추가해 원전의 안전성을 높이는 연구를 진행하고 있다. 부산에 위치한 고리 원전 단지의 경우, 신고리 56호기까지 건설된다면 총 9기가 밀집해 있는 원자력 밀집 단지가 된다. 반경 30 ㎞ 안에 382만 명의 인구와 부산, 울산 등 국가산업 단지가 위치해 있는 곳에 원전이 9기가 있다는 뜻이다. 만약 예측할 수 없는 대규모 외부 재해가 이곳에 일어난다면 동시에 중대 사고가 예상된다. 많은 양의 방사선 물질이 원자로 핵연료 내부에서 축적돼 있기 때문에 바로 냉각시키지 못하면 방사성 유출이 진행된다. 이 때문에 기존 원전 부지에 신규 원전을 추가할 때에는 이로 인한 영향을 측정하기 위한 다수기 확률론적안전성평가(이하 PSA)가 이뤄진다. PSA는 원전에 발생할 수 있는 모든 사고의 종류와 이 사고가 발생할 가능성 및 사고로 인한 영향을 확률론적 방법으로 정량화해 평가하는 기법이다. PSA는 사고의 가능성을 3단계로 나눠 평가한다. 1단계는 원자로 내에서 사고가 날 확률, 2단계는 원자로를 둘러싼 돔 건물이 깨질 확률, 3단계는 원자로 외부로 방사능이 퍼질 경우 주변 주민들이 얼마나 피폭될지에 대한 확률을 계산한다. 원전 사고 예방을 위해 원자력 전문가들은 머리를 모았다. 제 교수가 이끄는 MURRG(Multi-Unit Risk Research Group)에서는 기존 3단계 PSA 규제 검증 기술에서 ‘부지 리스크 평가(Site Risk Assessment, SRA)’을 추가해 4단계로 원전 안전성을 높이는 연구를 진행했다. 한국원자력연구원(KAERI)을 비롯한 8개의 연구기관이 만든 MURRG는 국내 유일의 ‘원자력 안전드림팀’이다. ▲ 제무성 원자력공학과 교수의 연구를 통해 중대사고 사례 분석 데이터 및 원전 현장 자료와 결합해 피해 예상 결과를 예측할 수 있다. 원전 내 부품별 모델링으로 앞으로 다가올 사고를 예방하고 미리 제반 기술을 정비할 수 있다. ▲ 제무성 교수는 " MURRG는 한국 유일한 ‘원자력 안전드림팀’"이라며 "앞으로도 방사능 유출을 막기 위해 원자력 연구를 지속적해서 할 예정"이라고 말했다. 제 교수가 제시한 부지 리스크 평가(SRA, Site Risk Assessment)를 통한다면 한 부지 안에 원전은 몇 개까지 안전한지 계산할 수 있음은 물론, 현장에서 바로 리스크 모니터링도 가능해진다. 기존까지는 총체적인 위험성을 계산했다면 MURRG의 연구를 통해 부품별 위험 가능성이 실시간으로 출력돼 사고 발생 시 곧바로 비상 발전기가 가동된다. 원전을 6기 이상 운영 하는 원전을 ‘초대형 원전 단지’라고 부른다. 현재 전 세계 초대형 원전 단지 11개 중 1/3 이상이 우리나라에 있다. 그만큼 방사능 유출에 경각심을 가지고 관심을 가져야 한다. 끝으로 제 교수는 “MURRG의 연구를 통해 한국 원자력 위험성을 낮추는 데 기여하고 싶다”고 말했다 글/ 김가은 기자 kate981212@hanyang.ac.kr 사진/ 박근형 기자 awesome2319@hanyang.ac.kr

2019-02 27

[학술]최제민 교수팀, 자가면역질환 원인 방관자T세포 역할 규명

▲최제민 교수 한국연구재단(이사장 노정혜)은 최제민 생명과학과 교수팀이 자가면역질환의 발병 원인으로써 방관자 T세포의 역할을 규명했다고 지난 2월 25일 밝혔다. 자가면역질환은 우리 몸을 보호해야 할 면역체계가 비정상적으로 스스로를 공격하고 염증을 일으키는 질환으로서 류마티스 관절염, 루푸스, 다발성 경화증 등이 있다. 우리 몸속에는 10-100억 개 가량의 T세포 클론이 존재한다. 병원균이 침투했을 때 T세포는 항원 특이적으로 반응하지만, 나머지 대부분의 T세포는 면역반응에 적극적으로 참여하지 않는다고 알려져 있다. 이같이 항원에 반응하지 않는 T세포를 ‘방관자 T세포’라고 한다. ▲방관자 T세포의 다발성경화증 발병 및 진행에서의 역할. 방관자 T세포가 항원 인식과 관계없이 염증성사이토카인 IL-1β와 IL-23의 자극을 받아 활성화가 되면 중추신경계로 이동해 염증유발 단백질 (IL-17A, IFN-γ, GM-CSF)을 발현함으로써, 신경세포 항원 특이적 T세포와 함께 중추신경계에 손상을 일으켜 자가면역 다발성경화증 발병 및 진행에 관여함. (그림= 한국연구재단) 최 교수팀은 방관자 T세포들이 면역반응을 방관하는 것이 아니라 항원 인식이 없이도 오히려 스스로를 공격하는 자가면역반응에 적극적으로 참여한다는 것을 밝혀냈다. 중추신경계 자가면역질환인 다발성 경화증 생쥐를 대상으로 연구한 결과, 신호물질인 인터루킨-1베타, 인터루킨-23에 의해 방관자 T세포가 활성화된다. 활성화된 방관자 T세포는 척수 조직으로 이동해 인터루킨-17A, 인터페론-감마, GM-CSF 등의 신호물질을 분비함으로써 중추신경계에 손상을 일으키고, 다발성 경화증 발병·진행에 크게 관여한다. 최제민 교수는 “이 연구는 방관자 T세포의 역할이 적응면역반응 및 자가면역질환의 발병 원인에 대해 새롭게 이해할 수 있는 중요한 단서를 제공하고, 자가면역질환 치료 신약 개발에 대한 새로운 전략 수립의 필요성을 시사했다”고 연구 의의를 설명하며, “향후 방관자 면역세포들의 다양한 역할 및 이들을 표적으로 하는 자가면역치료제 개발 연구를 계속할 것이다”라고 밝혔다. 이 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 바이오·의료기술개발사업의 지원으로 수행되었다. 국제학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 2월 12일 논문으로 게재됐다.

2019-02 25 헤드라인

[학술][이달의 연구자] 백은옥 교수(컴퓨터소프트웨어학부)

한국의 조기발병 위암(40대 혹은 그 이전 젊은 사람에서 생기는 위암) 환자는 전체 위암 환자의 약 15%로 세계적으로 높은 수준이다. 3~40대에 주로 발병하는 조기발병 위암은 다른 암에 비해 환경적 요인보다 유전적 요인이 큰 영향을 미칠 것으로 예상된다. 또한 암세포가 작은 크기로 군데군데 퍼져 있는 미만형(diffuse type)이 많아 발견이 어렵고 전이가 빠르다. 위암 발병의 원인을 파악하기 위해서는 보통 유전자를 분석한다. 더욱 정밀한 분류를 위해선 유전체와 함께 단백체 분석 역시 필요하다. 백은옥 컴퓨터소프트웨어학부 교수는 환자의 유전체와 단백체 분석의 통합적으로 해석하는 연구를 실행 중이다. ▲ 전 세계적으로 연간 약 70만 명 이상이 위암으로 사망한다. (세계보건기구 제공) 암 발병 원인 분석에는 유전자 수준의 분석과 단백질 수준의 분석이 있다. 유전자가 일종의 코드라면 그 코드를 해석한 결과로 생성된 물질이 단백질이다. 단백질은 세포의 현상을 가장 잘 설명해 줄 수 있는 핵심이다. 백은옥 교수는 두 수준의 데이터를 통합하면 더욱 더 정확한 암 정보를 얻을 수 있을 것으로 생각했다. 백 교수가 진행하는 통합적 범주의 조직세포 분석방법(Proteogenomics)은 두 분석에서 얻을 수 있는 정보를 서로 보완하며 깊이 있는 원인 분석을 가능케 한다. 하지만 국내외적으로 단백체 연구는 아직 초기 단계로 관련 소프트웨어가 많이 부족한 실정이다. 백 교수는 미국 국립보건원(NIH, National Institute of Health) 산하 CPTAC(Clinical Proteomic Tumor Analysis Consortium)의 다른 해외 연구자들과 협력해 통합 분석방법(Proteogenomics)을 연구하고 암 치료를 위한 알고리즘을 모으고 있다. ▲ 암 조직세포 통합 분석(유전단백체연구, Proteogenomics) 과정의 대략적인 진행 과정. 젊은 인구 집단을 모집해 유전체 및 단백체 분석 후 mRNA(DNA에서 유전정보를 받아 단백질이 합성되도록 전달하는 유전체)와 단백체의 상관 관계를 확인할 수 있다. (논문명: Proteogenomic characterization of human early-onset gastric cancer) 보통 조직 세포 실험은 세포 조직을 채취해서 시작한다. 그러나 조직 세포가 공기 중에 노출되는 경우 세포 내 단백질이 변성되기 쉽다. 그렇게 되면 병원 수술실에서부터 연구를 위한 기초 작업이 시작돼야 하고, 동일 시료를 여러 번 분석해야 해 연구 과정에 어려움이 많았다. 백 교수는 수월한 연구진행을 위해 10년 이상 한국과학기술연구원(KIST)에서 단백질 연구를 함께한 생물학, 화학, 의학 등 여러 분야의 다수 전문가와 협업 중이다. 또 정확한 결과 도출을 위해 5년간 80여 명의 실제 환자로부터 암 조직과 정상조직을 얻어 분석했다. 아직 기초 연구여서 직접적인 유용성을 주장하긴 어려운 단계다. 하지만 위암과 관련해 밝힌 여러 종류의 데이터를 한꺼번에 볼 수 있는 결과를 얻었다는 것에 큰 의의가 있다. 백 교수는 “똑같은 조기위암 환자도 각각 지니고 있는 유전체 및 단백체의 차이 때문에 발병 원인이 다르고 치료법 역시 달라진다”며 “이 연구를 통해 궁극적으로는 4가지 유형 이상의 개인화된 암 치료법까지 도출할 수 있는 소프트웨어 기반을 마련하겠다”고 설명했다. ▲ 백은옥 컴퓨터소프트웨어학부 교수는 “유전단백체연구(Proteogenomics) 학문 분야가 더 발전돼 많은 소프트웨어로 성과를 내고 연구에 활용되는 것이 목표”라고 말했다. 백 교수는 현재 췌장암 관련 연구에도 도전하고 있다. 앞으로 유전 단백체연구를 통해 조기위암 환자를 포함한 다양한 암 환자들의 정밀한 차이를 고려한 치료의 길이 열릴 것으로 기대된다. 그는 학생들에게“작은 데이터에 국한되지 않고 종합된 시야를 갖춰 깊이 있는 연구를 해야 한다”며 “자신이 다루는 학문에만 매몰되지 않도록 객관적으로 바라보고 여러 다른 정보를 폭 넓게 공부하는 연구자의 자세를 갖추길 바란다”고 말했다. 글/ 김민지 기자 melon852@hanyang.ac.kr 사진/ 박근형 기자 awesome2319@hanyang.ac.kr

2019-02 21

[학술]한양대-르노, ‘보급형 센서 기반 자율주행 기술’ 개발

한양대학교와 프랑스가 공동 개발한 ‘보급형 센서 기반 자율주행차 기술’이 르노 전기차에 탑재하는 방안을 추진한다. 산업통상자원부는 지난 2월 19일 프랑스 경제재정부와 JW메리어트 서울에서 ‘제 5차 한불 신산업협력 포럼’ 및 ‘제 17차 한불 산업협력위원회'를 개최해 양국 기업간 기술협력 확대를 논의했다. 이중에서도 프랑스 르노와 자동차부품업체 발레오 등이 한양대, LG전자, 자동차부품연구원 등과 공동 개발한 '보급형 센서 기반 자율주행차 기술'을 조만간 르노 전기차에 적용해 양산하는 방안을 검토하기로 했다. 앞서 한양대와 르노 등은 운전자의 조작 없이 스스로 주행 가능한 전기차 기반의 주행지원 시스템을 개발하고 있다. 이번 행사를 통해 양국은 그동안 양국 기업간 공동기술개발 사업이 성공적으로 진행되고 있으며, 자율주행차(르노-한양대 등), 디지털 헬스케어(와이브레인 등) 분야 등에서 신제품 개발, 사업화 성공 등 의미 있는 성과가 창출되고 있음을 확인했다. 앞으로도 신기술 협력을 강화해 4차 산업혁명에 공동으로 대응해 나가고, 교역과 투자의 균형 있는 확대를 위한 정부 차원의 노력을 강화해나가기로 했다. 정승일 산업부 차관은 이날 축사를 통해 "양국이 제조기업 디지털화를 통한 제조혁신과 신산업 연구개발(R&D)에 대한 과감한 투자를 통해 미래 기술 체계(패러다임)을 같이 선점해 나가자"고 당부했다. 아울러 정 차관은 프랑스 경제재정부 무니르 마주비 국무장관을 면담하고, 신산업 분야 양국간 교역·투자협력 확대와 수소차 보급 확산을 포함한 수소경제 시대 협력 강화를 제안했다.

2019-02 19

[학술]전병훈 교수, ‘아미노산의 생물학적 전환’ 종설 논문 발표

▲전병훈 교수 전병훈 자원환경공학과 교수팀이 ‘아미노산의 생물학적 전환을 통한 고급 알코올 생산방법’에 대한 최신 연구들을 종합한 종설논문을 게재했다고 2월 19일 밝혔다. 전병훈 교수팀의 주된 연구 분야는 환경생명공학기술(Environmental Biotechnology)로 바이오에너지‧환경공학‧미량오염물질 제거 등에 대한 세부 연구를 진행하고 있다. 전 세계적으로 소비되는 화석연료는 환경오염의 주요 원인일 뿐만 아니라 지구 온난화를 가속화시켜 기후변화와 해수면 상승을 초래한다. 또 화석연료 매장량의 고갈문제와 맞물려 화석연료 점유율은 감소 추세를 보이며 지속가능한 친환경 재생에너지에 대한 관심이 점차 커지고 있다. 특히 최근에는 탄수화물과 지질(Lipids)을 활용해 바이오 에탄올 및 디젤을 생산하는 바이오연료에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 전 교수팀은 이번 종설논문에서 ‘아미노산’을 활용, 내연기관의 차세대 바이오 연료로 불리는 고급 알코올(n-propanol, n-butanol, isobutanol) 생산 방법을 제시했다. 전 교수팀의 논문은 첨단 유전자 공학기술과 미생물들을 이용한 효율적인 바이오 연료생산의 길을 열었다는 평가를 받는다. 또 해당 논문은 바이오연료 대량 생산을 위한 발효공정‧반응기설계‧생산성‧경제성 향상에도 활용될 수 있어 바이오 기술의 실용가치에 대한 과학적 관심을 끌 것으로 기대된다. 한편 이번 연구 결과는(논문명: Biological conversion of amino acids to higher alcohols) Cell 지의 자매지인 「Trends in Biotechnology」에 게재됐고, 한국연구재단(NRF), 한국에너지기술평가원(KETEP), 한양대 산학협력단의 후원으로 진행됐다. ▲당(sugar)으로부터 아미노산 생산 개략도 (A). 아미노산으로부터 다양한 케토산으로 탈마인화를 통한 고급 알코올로의 전환 (B)과 발효공정 중 생성된 다양한 고급 알코올 (C).