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2020-01 15

[学术][本月研究者]裴相洙教授,查明腺嘌呤碱基矫正基因剪刀

腺嘌呤碱基编辑器(Adenine Base Editor)是为了将基因碱基序列中的特定腺嘌呤(A)转换成鸟嘌呤(G)而开发的。首尔校区化学系教授裴相洙首次发现了只对腺嘌呤起作用的碱基矫正遗传因子剪除胞嘧啶(C)的问题。 所有生物都有遗传基因,通过基因信息产生细胞和蛋白质等。生物必须制造出自己个体所需要的蛋白质。 有时如果特定基因有错误,就会产生无益的物质,导致癌症等疾病。遗传因子剪刀作为切除或矫正部分遗传因子(DNA)的工具,对人类产生疾病的DNA的清除等的技术,是医学界应用度很高的技术。 碱基矫正基因剪刀广泛用于基因研究及实验。现有的CRISPR/Cas9基因剪刀在将DNA的两条线全部切除后,利用细胞内的DNA修补机制(DNA切割部分由细胞自行修复)。与此不同的是,腺嘌呤碱基矫正基因剪刀以指南RNA(识别目标DNA的遗传物质)为基础,在不切断DNA双重螺旋的同时,还能精妙的更换一种特定腺嘌呤碱基。指南RNA由20贝司(RNA长度单位,Nucleotide)的碱基序列组成,高概率寻找目标的DNA碱基位置。 ▲首尔校区化学系裴相洙教授找到了只对腺嘌呤(A)起作用的碱基矫正基因剪刀切除了胞嘧啶(C)的问题点。 人类基因图谱被查明后,为改变DNA而开发出“CRISPR基因剪刀”还不到7年的时间。腺嘌呤碱基矫正基因剪刀于2017年问世,至今已使用两年。因为开始使用的时间只有2年。所以到目前为止,虽然已经发表了证明碱基矫正基因剪刀准确性的论文,但相关工具所具有的特点和问题点却是未知的领域。裴教授研究组通过与基础科学研究院(IBS)共同研究,首次找出了碱基矫正遗传因子的问题点,并于去年9月24日发表到《Nature Biotechnology》网络刊。 此次研究有助于进一步理解碱基矫正基因剪刀的特性。发现在特定条件下,碱基矫正基因剪刀矫正胞嘧啶而非腺嘌呤的事实,使新的衍生研究成为可能。不仅可以治疗遗传基因剪刀的问题,还可以进行除遗传基因以外的遗传体的交替或把遗传基因转换成矫正遗传基因剪刀等多种研究。裴教授将基因剪刀比喻为“新上市的菜刀”,称“此次研究是发现刀刃稍微弯曲,衍生研究就是利用或修改这一特征”。 ▲腺嘌呤碱基矫正基因剪刀置换胞嘧啶的模式图。裴教授发现,在特定条件下,腺嘌呤碱基矫正基因剪刀(Adenine Base Editor)剪掉的不是腺嘌呤(A),而是胞嘧啶(C)。 (裴教授提供) 根据裴教授的研究,从DNA5末段开始,继胸腺嘧啶(T)之后,继氨基酸(C)之后又来了。如上图所示,腺嘌呤碱基矫正基因剪刀与“5-TCC-3”一样。当肾上腺素达到两个以上时,就可以将肾上腺素精确地替换成胺和谷氨酸等其他碱。目前,裴教授的研究组正在持续进行消除错误的腺嘌呤,碱基矫正遗传因子剪刀的制作研究,以及对变性神经素剪刀的转换可能性的后续研究。如果根据相关事实修改遗传因子剪刀,就可以改变一个碱基,,从而增加农产品产量,并有可能治疗人类疾病。 此次研究始于2018年3月,历时一年半。裴教授研究组的一名研究员为了替换腺嘌呤使用了碱基矫正基因剪刀,之后向裴教授报告说不是腺嘌呤而是胞嘧啶。裴教授研究组并不认为这是失误或偶然,而是心存疑虑。反复试验同一条件的结果,只能推测出在特定情况下会改变胸腺嘧啶的规律性,经过反复研究,可以查明碱基矫正基因剪刀本身存在的问题。裴教授表示:“在可以认为是单纯的实验失败的事件上,带着疑点进行深入调查的态度非常重要。” 文/ 金贤夑记者 swiken1@hanyang.ac.kr 图/ 金珠恩记者 coram0deo@hanyang.ac.kr

2020-01 02

[学术][本月研究者]安康昊镐教授,利用无人机掌握可吸入颗粒物的流动

目前来看,外出游玩变得困难的日子越来越多。据统计厅13日数据显示,自2015年以后,首尔市日平均可吸入颗粒物浓度超过76㎍/㎥的频率呈现逐渐增加的趋势。政府采取了停止运行煤炭发电站,实行季节管理制度等,积极努力减少微尘浓度。只有了解微尘的移动、原因和分布,才能制定有效的对策。ERICA校区机械工学系安康镐教授表示:“我们将采用无人机来掌握产生雾霾的原因。” ▲ERICA校区机械工学系安康镐教授试图用无人机发现可吸入颗粒物产生的原因。 2013年10月国际癌症研究所(IARC) 将可吸入颗粒物分类为1类致癌物质后,对可吸入颗粒物的关注激增。以颗粒大小为标准,分为直径比10μm小的可吸入颗粒物(pm10)和直径小于2.5μm的可吸入颗粒物(pm2.5)两大类。 可吸入颗粒物是通过top-down方式和bottom-up方式产生的。top-down是由大物质变成小物质的过程。在从岩石到石子、从石子到沙子的过程中,通常分子单位不会改变,因此对人体的危害较小。相反,bottom-up是随着分子发生化学反应,分子会变大的方式。超可吸入颗粒物的大小相当于PM0.1~1,因此可以进入人体肺部。 ▲ 图为,连续在28天里暴露在可吸入颗粒物中老鼠的淋巴照片(左边)和之后90天里呼吸了干净空气的老鼠淋巴照片。(安康镐教授提供) 由于肺的排出功能不足,因此要想排出吸入肺部的可吸入颗粒物,需要很长时间。实际上,安教授进行的实验中,将老鼠持续28天暴露在可吸入颗粒物中,之后的90天呼吸干净空气的实验。结果显示,虽然过了90天,但还是在老鼠的淋巴内确认了可吸入颗粒物的存在。 ▲安东教授制作的测量装备(左边)与气球装配的初期模型。(安康镐教授提供) 安教授为研究有效减少可吸入颗粒物而进行了此项实验。时时刻刻检测变化的可吸入颗粒物浓度。现有的检测设备由于规模较大,只能在实验室使用。从外面采集标本,在实验室研究标本的方式很难掌握变化多端的大气环境。不仅如此,由于大部分观测站位于地面,因此很难掌握上空的大气环境问题。 安教授为了解决问题,将测量仪器小型化,并为了测定高空中的可吸入颗粒物浓度,将仪器安装在了气球上。气球装置中,因需要抓住气球,获取数据等,需要大量的人力,具有广范围检测很难的缺点。安教授利用无人机克服了该缺点。通过无人机可以收集可吸入颗粒物的浓度、风速和风向,所以可以确认每单位每小时的可吸入颗粒物容量。 ▲测量港湾地区可吸入颗粒物的无人机。(安康镐教授提供) 安教授计划在平泽工业园区、高速公路、港口地区和农村地区实施计划。因为,不仅工业园区和汽车产生会产生可吸入颗粒物,船舶和畜牧业上产生的可吸入颗粒物也不能忽视。针对无人机是否会坠落等危险的担忧,安教授表示:”对于新科技,我们都会有一种恐惧感,以及幻想”,“我们需要以客观的眼光看待新技术,强调了利用无人机检测可吸入颗粒物的必要性。 文/ 尹石铉记者 aladin@hanyang.ac.kr 图/ 李铉善记者 qserakr@hanyang.ac.kr

2019-12 20

[学术][本月研究者]金钟昊教授,通过研发多功能纳米催化剂开启解决环境问题的途径

ERICA校区材料化学工学系金钟昊教授研发出了利用多功能纳米催化剂PdO@WO₃(PdO on WO₃)与相关物质的合成方法。目前学术界尚未研发出的PdO@WO₃,不仅可以有效地起到光触媒剂的作用,还可以有效实现电化学催化剂的作用。 ▲ERICA校区材料化学工学系金钟昊教授研发出了具有光触媒/电化学催化剂功能的 PdO@WO₃合成法与相关素材。 金教授研发的 PdO@WO₃是把具有催化特性的PdO纳米群集器引入薄氧化钨(WO₃)半导体膜的形态。由此研发出的纳米材料起到把光能转换成化学能量的光触媒作用,有效地促进碳-碳结合反应。该材料还具有激活阴极反应之一的氧化还原反应的电化学催化剂功能。 PdO@WO₃材料也有望解决多个领域的环境问题。在制造包括抗癌剂在内的药品时,必须要有碳-碳结合(连接两个苯环等)。这时需要钯 (Pd)的光催化作用。现有方式是,在溶液中加入钯混合物诱导化学反应,因此几乎不可能回收。相反,如果利用金教授研发的材料,则可以制成不均匀混合物,实现完全回收。回收的纳米材料即使多次重复使用,也可保持催化活性。钯是比金价更贵的稀有矿物之一,人们期待再次使用纳米材料可以大幅降低医药品的单价。虽然,开采矿物是一种破坏环境的行为,但是钯材料的再次利用可以解决环境问题。 目前电动汽车使用的锂离子电池具有低效率和易爆炸的危险性。因此,作为下一代电池,金属-空气电池备受瞩目。利用PdO@WO₃为阴极电化学催化剂制成的锌-空气电池的能源密度比锂离子电池高,而且没有爆发性。如果相关技术能够被商用化,预计未来研发可代替内燃机汽车的电动车开发将会变得更加容易。 ▲利用a)PdO@WO₃纳米素材作为光触媒剂进行的碳-碳结合反应模式图。b) 利用PdO@ WO₃纳米素材并采用电化学催化剂进行的氧气还原反应(ORR)结果。(金钟昊教授提供) 本次研究成果< 论文名称:Ultrathin WO3 Nanosheets Converted from Metallic WS2 Sheets by Spontaneous Formation and Deposition of PdO Nanoclusters for Visible Light-Driven C-C Coupling Reactions>是经历了实验失败之后发现的。金教授进行了由导体 WS₂ nano sheet到半导体WS₂ nano sheet的试验,意外地持续产生了不同的物质WO₃。他分析了相关物质并进行了各种实验,结果发现多功能性材料的 PdO@WO₃。之后,金教授查明了合成原理,并将其应用为催化剂材料。 金教授表示:”在被认为是失败的实验结果中,发现了新的科学事实”, “希望我们的学生不要害怕失败,而是从失败得到新的学习。”此次研究在原本意图的实验上失败,花费了1年,针对PdO@WO₃进行分析和查明,又花费一年,共耗时2年之久。 金教授的研究室(点击时移动)一直在进行可持续和环保的纳米催化剂材料的开发。金教授通过此次研究,确保了“多功能PdO@WO₃合成法以及光触媒/电气化学催化应用技术”的原始专利,并在学术杂志上发表了光触媒研究。金教授计划把 PdO@WO₃应用于金属-空气电池的研究结果,投给国际学术杂志。 文/ 金铉烨记者 swiken1@hanyang.ac.kr 图/ 李铉善记者 qserakr@hanyang.ac.kr

2019-12 12

[教师][优秀R&D]金希珍教授为阿尔茨海默病患者设计了全新的治疗方案

医学院神经科学教室金希珍教授研发的能够治疗阿尔茨海默病患者的药物BAN 2401临床研究,意味着对阿尔茨海默病的治疗又迈进了一步。BAN 2401可以去除诱发阿尔茨海默病的主要致病原因之一的淀粉样蛋白。如果给还没有正式发病的早期患者注射BAN 2401,将会取得较大的治疗效果。记者采访了为治疗阿尔茨海默病而开辟出另一条道路的金教授。 ▲ 医科学院神经科学教室金希珍教授正在介绍治疗阿尔茨海默病的药物BAN 2401。 人体内蛋白质的原料是氨基酸。通常,氨基酸之间正确的结合会制造出正常的蛋白质,但错误的氨基酸结合则会产生非正常的蛋白质。导致阿尔茨海默病的最大致病因素就是非正常的蛋白—淀粉样蛋白。聚集成一团的淀粉样蛋白会切断神经细胞的移动通道。在该过程中,脑细胞会消失并诱发阿尔茨海默病。 研究显示,BAN 2401可以克服淀粉样蛋白。BAN 2401是通过和像线团一样复杂的淀粉样蛋白的选择性结合,消灭淀粉样蛋白。特别是,BAN 2401对还没有发病的早期阿尔茨海默病患者非常有效。虽然,淀粉样蛋白是造成阿尔茨海默病的主要原因,但疾病发生后再供应药物的话,效果会显著下降。 金教授表示:“在阿尔茨海默病全面爆发之前,给记忆力下降的患者注射药物,取得的结果是非常鼓舞人心的。”短期记忆力下降的患者记忆力将会恢复正常,淀粉样蛋白也会大部分被消除。 ▲ 金希珍教授正在为治疗阿尔茨海默病患者而努力。 因为是与新药相关的临床试验,金教授进行了多项有条件的实验。存在公开延长、违约对照、双重遮掩等多种条件。公开延长是指在一段时间内,在患者不知情的情况下进行服药,过了一定时间后,公开药物并延长服药时间。违约对照是指按照概率50:50,给实验患者提供真药和假药然后得出实验结果的方法。此时,现有的药物也会被同样使用。最后,双重遮掩是指医生和患者都不知道目前对实验者使用的是什么药下进行试验。 从社会层面来看,治愈阿尔茨海默病也是很有价值的。从疾病特性上看,每个阿尔茨海默病患者平均需要3名护理人员。阿尔茨海默病会影响周围人的日常生活和职场发展。如果能够通过BAN 2401药物对阿尔茨海默病患者产生积极的变化,那么情况就会不同。社会上阿尔茨海默病患者人数减少,那么管理的人力也将随之减少,并带来可观的经济及社会效益。 文/ 郑燕记者 cky6279@hanyang.ac.kr 图/ 金周恩记者 coram0deo@hanyang.ac.kr

2019-12 06

[学术][本月研究者]金来瑛教授,用微电网和直流电网提高能源效率

平板计算机和智能手表不亚于书籍和普通手表一样常见。随着周围事物变成电子产品,对电源和能量的研究也日趋活跃。首尔校区电气·生物工程系金来瑛教授正在寻找更高效地生产、储存,以及传输能源的方法。 就像氢汽车和智能手机分别使用氢电池和锂离子电池一样,所有电子产品都需要各自采用适当形态的电源装置。金来瑛教授研究的电力电子学通过调节频率和电压、电流的大小,来处理电能的有效变换和控制。 ▲ 首尔校区电气·生体工程系金来瑛教授正在说明最近在研究的微电网与直流电网系统。 金教授最近研究的领域是微电网和直流电网系统。微电网是指利用多个分散型电源,具备个人的、局部的电力供应及存储系统的形态。现有的电力系统将把原子能和火力发电站等大规模发电站生产的电力传达给消费者。在此过程中,由于经历多次输配电网,造成电力损失。 金教授正在通过乐高-砌块式智能电力电子平台构建微型电网。现有的电力平台必须根据系统规模开发。乐高-砌块式平台可与电网规模相匹配,并排连接微电网,可制造不同大小的发电站。如果在电力需求高的附近建立发电站,不仅可以减少传输带来的损失,还可以减少用地制约。 ▲ 乐高-砌块式电力电子平台可通过并列连接构筑微型电网。(由金来瑛教授提供) 金教授正在研究的直流电网具有很高的效率。今天,大部分电网都由交流能源组成。因为特斯拉的交流电量比爱迪生的直流传送效率要好。但是大部分电子产品的电源都是直流。直流电网没有将交流转化为直流的过程,因此电力损失较小。金教授表示:“现在通过半导体技术可以将交流变成直流。 金教授研究的电力电子技术可以描绘出从充电站到无线电力传输的多样的世界。金教授表示,他的最终目标是“不仅是电力电子技术,通过工程学给人们带来更加便利、新颖、精彩的经验。” 稿/ 尹硕贤 记者 aladin@hanyang.ac.kr 图/ 金珠恩 记者 coram0deo@hanyang.ac.kr 译/ 卓艳 global@hanyang.ac.kr

2019-11 29

[学术]【优秀R&D】黄胜骏教授致力于以IC-PBL培养中小企业经营咨询领军人才

1997年亚洲金融危机打垮了很多的韩国企业。当时,韩国国内企业向外国咨询公司咨询收购合并(M&A)的事项。二十多年过去了,现在世界向韩国询问经济高速增长的方法。ERICA校区经营学部的黄胜骏教授担任汉阳大学知识服务研究所所长一职,希望将韩国的成功事例体系化,向其他国家提供咨询服务。 韩国研究财团10月将汉阳大学知识服务研究所选为“2019年人文社会研究所支援事业”。知识服务研究所以提高中小企业竞争力和均衡国家经济发展为目标,于2009年建立。目前,研究所正努力培养汉阳大学专业咨询人才与建构研究开发(R&D)体系。通过开发和运营与产业联结以解决问题为基础的项目课程(IC-PBL:Industry-Coupled Project(Problem)-Based Learning);与大韩贸易投资振兴公社联合实施海外实习项目;开发21种经营咨询方法等,积极地展开活动。 ▲ERICA校区经营学部黄胜骏教授正在说明培养经营咨询人才的必要性。 黄教授进行的“关于第四次产业革命时代培养中小企业咨询人才的IC-PBL教育方法研究”是以培养优秀经营咨询人才,促进中小企业适应在急速变化的产业环境中发展为目标。黄教授表示:“能够从数据中找到新的价值,并创造收益结构的企业将会最终获得胜利”,“但是目前中小企业在应对急剧的环境变化时,还是普遍缺乏一定的技术”。 ▲ 以与产业联系解决问题为基础的项目课程(IC-PBL:Industry-Coupled Project(Problem)-Based Learning)的MECA模型。 汉阳大学知识服务研究所正在策划从现有的C(问题解决型)方式向M(现场统合型)方式改变。(汉阳大学ERICA校区IC-PBL中心提供) 知识服务研究所为了培养人才,在现有的IC-PBL中,以现场为中心的模式中结合了以经验为导向的模式。同时,教育方式的质量也得以改善。知识服务研究所IC-PBL的核心目标是▲用国内的新事例代替旧的国外事例▲从以理论为主的教育转变成以现场为中心的教育▲从大企业为中心转变为以中坚、中小企业为中心。 黄教授表明:“知识服务研究所作为培养咨询人才的机构,最终目标是进化为中小企业咨询平台”。ERICA校区大三、大四的本科生以及研究生从下学期开始可以选修咨询培养课程。学生们通过Flip-Learning(网上在线预习,在教室内进行以讨论为主的授课方式),学习并掌握相应企业和产业基础知识。选课的学生将通过五个阶段:认知情况、定义问题、分析问题、提出解决方案以及应用的过程,直接向企业提供经营咨询方案。 文/尹石铉记者 aladin@hanyang.ac.kr 图/李铉善记者 qserakr@hanyang.ac.kr 译/May global@hanyang.ac.kr

2019-11 22

[学术][本月研究者]左容昊教授研发了能在常温下驱动的氢气·硫化氢气体感应传感器

气体感应传感器一般为提高识别敏感度都是内置加热器。因此,不仅耗电量高,而且很难实现小型化。Erica校区材料化学工学系左容昊教授,研发了在没有加热器的常温下(25℃)即可感知氢气(H2)和硫化氢(H2S)的传感器。此次研究是在获得产业通商资源部纳米材料源开发项目的支援下进行的。 ▲ 图为,ERICA校区材料化学工学系左容昊教授最近在自己研究室的照片。左教授从2010年开始对气体传感器进行了研究。 随着天然气的使用量正在逐渐增加。从家庭到产业现场,都隐藏着气体爆炸事故和中毒等危险。特别是硫化氢作为有毒气体,会导致细胞呼吸停止,麻痹中枢神经,引发窒息。这不仅会发生在石油提炼工程,胶水、皮革制造工程上,还包括污水处理场和垃圾场。因为是有害物质之一,所以需要在产业现场进行实时监控。另外,氢气还存在易爆炸的危险,因此有必要对气体泄漏进行彻底监察。另外,人类的感觉器官是不能认识或区分危险气体的。 通过本次研究(论文名称“Facile tilted sputtering process(TSP) for enhanced H2S gas response over selectively loading Pt nanoparticles on SnO2 thin films”)研发的气体传感器的特点是可以进行常温驱动。左教授研发出了根据气体浓度,使电阻发生变化的“化学电阻性”传感器和产生电压的“热化学”传感器。两种传感器都没有加热器,可在常温下进行驱动。因此电力消耗大幅减少。热化学传感器与现有传感器不同,可以接受电压并读取信号。由于通过感知气体的信号本身会产生电压,因此理论上不会带来电力消耗。 ▲ 关于氢气(H2)传感器的部分研究资料。左教授研发出了氢气浓度越高,输出电压也越高的传感器。(左容昊教授提供) 左教授不仅开发了传感器,还设计了整个感知装置(传感器)系统。另外,还亲自制作了传感器元件的模块化和适用无线网络的智能传感器,并进行了试验。左教授表示:“气体检测系统是没有标准的,所以很难客观地证明提高了性能。”由于已开发的系统中没有可作为比较的对照组,因此在取得了韩国产业技术考试院的官方认证后,确保了客观性。 左教授从2010年开始以常温驱动传感器为中心,开发出了多种模式的传感器。左教授仅在相关领域就在国内外申请了10多项专利。目前,随着物联网(IoT)的普及,智能家庭和智能工厂等对气体传感器的需求正在剧增。左教授表示:“气体传感器是对实际生活有用的技术。未来计划开发除探知氢气和硫化氢以外的多种气体传感器。” 文/ 金铉燮记者 swiken1@hanyang.ac.kr 图/ 李铉善记者 qserakr@hanyang.ac.kr

2019-11 18

[学术][本月研究者]南晋祐教授查明依靠微RNA的新基因调节器

细胞以从DNA中获得的基因信息为基础生成蛋白质。这个过程叫做基因的发现。在基因发现过程中,可以进行多种调节。首尔校区生命科学系南晋祐教授首次发现了新的调节器——UMD。研究结果(论文名《UPF1/SMG7-dependent microRNA-mediated gene regulation》)刊登在今年9月13日的《自然交流》上。 细胞利用DNA的基因,通过多种方式调节蛋白质的制造过程。就像打开教室荧光灯的原理一样,通过开关(蛋白质发生调节因子)调节灯的点灭(蛋白质发生有无)。差别之处为还能调节并选择灯光亮度。 细胞经过“DNA→mRNA(将核内的DNA遗传信息传递给细胞质内的核糖核酸的RNA)→ 蛋白质”的基因发生阶段,大致调整两次发生程度。在“DNA→mRNA”和“MRNA→蛋白质”阶段,分别实现“转写调节”和“翻译调节”。 ▲首尔校区生命科学系教授在说明基因显性机制。南教授将新“翻译调节”结构命名为UMD。 南教授表明,负责“翻译调节”的调节因子微RNA(具有基因显性调节等功能的RNA)和RNA的质量管理(细胞内存在错误生成的RNA的行为)的UPF1之间存在其他“翻译调节”。南教授研究组将该遗传因子的发现调节命名为UMD。正常mRNA被UPF1分解和调节的现象是由于微RNA和UPF1的相互作用产生的。 揭示了基因显性调节的主体是疾病的诊断和治疗的基石。因为可以掌握有问题的蛋白质在哪里生成。特别是,mRNA的质量管理机电和微RNA对遗传因子的产生调节直接影响到癌症和脑疾病。通过UMD,能够大幅提高通过微RNA调节的基因预测能力,从而打开开发针对性治疗的道路。 ▲UMD调节方式。正常mRNA的分解将通过微RNA和UPF1的相互作用进行调节。(南晋祐教授提供) 南教授和医科大学遗传学教授黄正旭共享各自的研究数据开始了研究。黄教授注意到了正常mRNA依赖UPF1进行分解的现象。南教授通过之前进行的研究推测,认为微RNA与此有关。南教授首先进行了生物信息学分析,并与黄教授一起进行了实验性验证。 从研究开始到发表论文,总共需要4年零6个月左右的时间。南教授表示“最初的一年,我们通过以大数据为基础的生物信息学进行分析,集中进行了假设设定和统计验证”。之后又重复了实际的实验设计、实施和实验验证,又花了两年时间。他描述了研究过程中面临的困难,“由于实验过程中样本因为无法得知的原因没有长大,因此比我们预想的多花了6个多月。” 这次研究是以数据科学的代表领域——生物信息学为基础的方法进行的。生物信息学将对现有学术界公开的研究数据进行综合分析,建立新的研究假设,进行统计验证。南教授表示“得益于此,比起将焦点放在一两个基因功能上,我们更能集中于查明一般基因的发生调节原理。” 文/ 金贤燮记者 swiken1@hanyang.ac.kr 图/ 金珠恩记者 coram0deo@hanyang.ac.kr 译/ 卓艳 global@hanyang.ac.kr

2019-11 08

[学术][优秀R&D]诸哲雄教授致力于创造一个让决策能力障碍者们适应的世界

监护人制度是指为缺乏决策能力的成年人或未成年人提供法律援助的制度。国家为保护缺乏决策、事物处理能力的人,建立了监护人制度。但是,国家的过度“保护”可能会束缚残疾人自由决策的权利。因此,这也是值得重新思考的,因为这有可能成为妨碍他们进行沟通的障碍物。 法学专门研究生院诸哲雄教授表示:“所谓适合于人们生活的美好世界,其实是指能够让弱者也感到美好的世界。只有弱者能够自由发声,并被社会倾听,才能实现真正的民主主义。”诸教授的有关“决策能力障碍者的社会融合”的研究是应2012年保健福祉部的邀请开始,作为2013年韩国社会科学研究(SSK)支援项目进行的本次课题,将于2022年完成。 诸教授表示:“为了实现社会融合,制定相关制度非常重要。当前制度是由监护人进行重要事项决策的方式,因此可能会使当事人被疏远。”在现行制度下,给人们留下了决策能力障碍者什么都做不了的偏见。诸教授表示:“为了解决这种问题的出现,应指定并非由监护人代替障碍者作出决策,而是帮助障碍者的制度。此次研究的目标不仅是制定制度,更在于研究出应用于实际生活的指南。” ▲法学专门研究生院诸哲雄教授在进行关于“决策能力障碍者的社会融合”研究说明。 从宏观来看,决策能力分为以实现基本权利的决策能力以及处理事务的决策能力两种。由于决策能力障碍者难以从事如房地产买卖等复杂文件或合同条款的工作。因此,对于处事决定,应由监护人代替其进行。与此不同,在日常生活中的必要需求事项,应由障碍者独立进行决策表达。针对像障碍者本人是否想进入残疾机构等决策事项,本人的肢体动作和表情等非语言因素占到90%。 ▲诸哲雄教授(前排左起第三)在去年2017年3月参加了监护制度与残疾人—老龄者人权益维护论坛(诸哲雄教授提供) 目前约有40万名发育精神障碍患者和痴呆症老人生活在疗养设施和精神病院被社区隔离。他们很难享受自己的生活,而且不能提出自己的意见和要求事项,这是最大的问题。在发达国家,很多团体都是以发育残疾人和老年痴呆者为中心,团体要求将需要改善的制度反映到痴呆症或残疾人的相关政策中。 相反,韩国则是将当事者排除在外,向监护人和代理人询问意见。也就是说,医生不是向患者询问疼痛的地方,而是向监护人询问。诸教授表示:“最终想通过研究建立发育残疾人、老年痴呆者、精神障碍人的社区,通过团体直接说出本人的意见,解决这些问题。” 文/尹石铉记者 aladin@hanyang.ac.kr 图/金周恩记者 coram0deo@hanyang.ac.kr 译/May global@hanyang.ac.kr

2019-10 31

[学术][本月研究者]朴俊荣教授超越单纯自动行驶,致力于实现安全的自动驾驶

目前正处于第四次产业革命时代,很多人开始关注自动驾驶领域。自动驾驶渐渐进入大众的视野后,有些学者开始为其安全问题而担忧。ERICA校区交通·物流工学系的朴俊荣教授为此设计了在联网环境下(移动设备、家电产品等多种设备连接后可相互作用的loT环境)能够帮助驾驶者安全地进行自动驾驶的辅助驾驶系统。 ▲ERICA校区交通·物流工学系朴俊荣教授正在介绍在联网环境(移动设备、家电产品等各种设备可相互作用的IoT环境)下,帮助车内驾驶者并提供改善安全信息的系统。 为了安全地实现自动驾驶的商用化,不仅是自动驾驶本身,还需要在车辆与车辆、车辆与车辆周边的基础设施构建良好的关系。与本人车辆周边的车辆或信号灯等交通工具也要进行沟通。朴教授表示:“只有本人与附近车辆或周边基础设施进行了信息交换,才能通过信息网获得车辆的辅助信息。” 安全地自动驾驶的第一个阶段是,在各车辆中插入芯片组(以硬件方式控制整个系统的装置),创造车和车之间可以进行信息交流的环境。将驾驶者车前的玻璃窗当作显示屏(header display),实时呈现各种信息。此时,通过图像和颜色就能轻易地了解周围车的现况(速度,自己的车和周围车之间的距离等)。例如,“header display”的横条数量减少,就意味着自己的车与周围车之间的距离越来越近。 ▲通过数据和横条可以知道与前车的距离和速度。(朴俊荣教授提供) 朴教授之所以致力于研究安全自动驾驶也是有原因的,这个原因正是雾。他首次开展研究是在美国佛罗里达州,从地理特点上看是雾气弥漫的地区,因此经常会发生交通事故。特别是,自动驾驶的功能会随着天气的恶化而下降。因此,朴教授探索在恶劣条件下也能够安全行驶的方法。最终,朴教授发现,想要实现安全自动驾驶,必须交换附近车辆的样式和周边信息才能实现,因此开始了此项研究。 但是,研究过程并不顺利。朴教授说:“系统开发后需要进行程序模拟的对象”,“考虑到年龄、性别和驾驶经历等,联系各种各样的人并不容易。”另外,由于相关资料非常庞大,在收集资料方面也遇到了困难。尽管如此,朴教授在克服各种难关之后,开发出了驾驶辅助系统,将安全自主驾驶变成了现实。 ▲朴教授表示:“未来自动驾驶的关键词是安全。” 朴教授通过构建安全的自动驾驶环境,正在提前实现“自动驾驶”时代。朴教授强调了自动驾驶的安全性,并表示:“没有安全是不能称为交通的。自动驾驶的技术发展固然重要,但在此之前一定要有安全这一前提。” 文/ 郑燕记者 cky6279@hanyang.ac.kr 图/ 李铉善记者 qserakr@hanyang.ac.kr 译/ May global@hanyang.ac.kr

2019-10 23

[学术] [本月研究者]金载均教授,利用微型LED技术,加快未来显示器研究步伐

创造比现有技术更优秀的技术是工程师的宿命。 三星电子未来技术培养中心今年7月在△革新半导体材料、元件、工程技术△新一代显示器△消费型机器人△诊断和健康管理解决方案等4个领域中共选出15个研究支援课题。 在新一代显示器领域中,ERICA校区纳米光电子学系教授金载均的“程控装置超高精准度非接触5000ppi微型发光二极管(LED)显示器研究”等5个课题被选为支援课题。 ▲ERICA校区纳米光电子学系金载均教授正在说明微发光二极管(LED)比有机发光二极管(OLED)更优秀的部分。 有机发光二极管(OLED)是目前显示器市场上最先进的技术。 OLED是不需要额外光源的自发光源元件,可以进行个别像素的控制,具有较高的明暗比,超薄结构和机械灵活性的优点。最近,有很多科学家和企业为了克服以有机物为基础制作的OLED的耐久性和稳定性的缺点而努力。特别是超越OLED的微发光二极管(LED)备受瞩目。 微型LED优于OLED的理由为:显示器耗电量、亮度、画面大小、耐久性以上4种。 △ 显示器耗电量 当今智能手机在日常生活中是不可或缺的。 由此可见,智能手机电池的寿命对于我们来说非常重要。 手机显示屏的耗电量占电池耗电量一半以上。 增加电池容量固然重要,但如果减少显示屏耗电量,手机使用时间则会变得更长。 金教授表示“有机物在将电能转换为光的时候效率比无机物要低”,同时说道“如果代替有机物OLED而使用无机物微LED显示屏的话,可以增加手机的运转时间。”。 △亮度 微型LED比现有的OLED亮度高出1000倍。 不仅能延长手机的使用时间还能提供更亮的亮度。 金教授称“未来手机市场的格局将从智能手机转变为'增强现实(AR)玻璃'。”AR玻璃在眼镜镜片上安装0.5英寸以下的微型显示屏。 通过指甲大小的显示屏让镜片发光。 在户外活动时比在室内使用时更需要强烈的光线。 因为太阳使周围变得明亮。 金教授表示“微LED显示器如果用于制作AR玻璃,那么在户外活动时使用也完全没问题。” ▲ 用微型LED制作的首尔新沙洞林荫路苹果专卖店内部大型显示屏(由金教授提供) △ 屏幕大小 微型LED显示屏对制作大型高清屏幕很有用。 微型LED对屏幕尺寸没有限制。 因为与在玻璃板上增加像素(pixel)的OLED不同,采用的是像乐高堆砌一样贴上模块的方式。 由于没有边框的概念,画面的大小不受任何限制。 首尔江南区COEX的SM town大型电子屏幕和首尔新沙洞林荫路苹果卖场内部的大型屏幕是用微型LED显示屏制作的。 如果微型LED能够实现商用化,还可以采用将整个普通家庭客厅墙面做成电视屏幕的技术。 △耐久性 由于OLED是有机物,受外界环境条件影响较大。 相反,微向LED是无机物很稳定。 OLED元件与发光时间成正比,亮度逐渐下降。 每当亮度效率下降时,通过补偿电路来修正低亮度。 在这个过程中,会陷入需要高电流,亮度降低加快的恶性循环。 其结果就是我们所熟知的"Burn-in"现象。 有机物对外部湿气和氧气非常脆弱,为了作为显示器使用,还需要有从潮湿和氧气中保护显示器的技术。 ▲金教授研发的程序化超精准度非接触转写工程 (由金教授提供) 微型LED显示屏未能商用化的原因是价格高和工艺的复杂性。 为了制作微型LED,需要在物理上实现像素转写的工程。 这是一个耗时长同时费用高的过程。 构成显示屏的像素是由光的红,绿,青(RGB)的三原色组成。 微型LED显示屏在单独制作三原色后结合或转写。 金教授说:“如果不解决转写过程当中的问题,微型LED的商用化将非常困难,或者只能适用于一部分产品“。 金教授为了解决这一问题,设计了制作纳米钢丝圈形状的微型LED后,利用程序化非接触转写的方法构成像素的工程。将纳米钢丝圈形态的微型LED元件预制在基板上,并分散到溶媒上准备单个像素。 分散在溶媒的微LED元件将依靠交流电讯信号,在后板(背靠基板)上方的准确位置进行配置。因为不是直接转移的过程,因此效率高,可以在最短的时间内完成转写工程。 金教授表示:“拥有提高转写准确度的三原色形成技术,因此可以挑战微LED显示屏的商用化。” 金教授说:“我的目标是抱着‘一定可以’的信念,在三年内完成该技术。” 他还表示:“我将怀着无限的确信和自信,与组员们一起进行有趣的研究。” 文稿/ 尹显锡 记者 aladin@hanyang.ac.kr 摄影/ 李贤善 记者 qserakr@hanyang.ac.kr 译 / 卓艳 global@hanyang.ac.kr

2019-10 11

[学术] [本月研究者]田大原教授,发现腰肌与代谢综合症之间存在关联

在日常生活中,除了分析身体成分外,几乎没有机会谈论肌肉量。许多人认为肌肉量是健康的标准,而不是疾病的标准。医学院内科教学室田大原教授说,通过一项“腰肌葡萄糖摄取和代谢综合征发展相关”的研究,发现了肌肉量和功能状况与代谢疾病有关。 ▲在田教授的论文中刊载的照片‘Psoas muscle fluorine‐18‐labelled fluoro‐2‐deoxy‐d‐glucose uptake associated with the incidence of existing and incipient metabolic derangement’。医学院内科教学室田大原教授发现腰肌中葡萄糖摄取与代谢综合症之间存在联系。 (由田教授提供) 近年来,医学界正在关注肌肉功能障碍。肌肉功能障碍是一种肌肉量和功能状态明显低于正常年龄标准的现象。 田教授研究了肌肉的数量和质量是否也会影响代谢疾病,如糖尿病和高血压。研究的核心不只是针对老年人。包括年轻人和中年人在内的肌肉的质量和数量与新陈代谢疾病有关,并且将来可能发展成代谢综合症。 田教授对接受健康检查为目标的1000人进行了研究。随访观察了500人,并对500人的体检报告进行了分析。 田教授的团队比较了与下背部肌肉(腰肌)和新陈代谢有关的数值。已知腰肌最能代表总肌肉量。研究发现,如果腰肌较小,则发生代谢综合症的风险就会提高。随访观察表明,肌肉量低,质量差或发炎的人将来会患上更多的代谢疾病。 ▲田大原教授在对此次研究进行说明。通过共1000人的对象确认了关联性。 该研究是与九里医院核医学的金智炯教授团队合作进行。不仅测定了腰肌的量还利用正电子发射计算机断层扫描(PET / CT)都测定肌肉组织中的葡萄糖(一种典型的单糖,称为葡萄糖)的摄入代谢率。先前也有过仅通过肌肉量及肌内脂肪沉积的研究。研究团队还确定了肌肉糖代谢和糖摄入量。这项研究也是国际上罕见的尝试。 PET / CT是一项昂贵的测试,在其他国家/地区该设备的普及率低于韩国,因此研究上实施的条件也比较恶劣。 田教授说,由于是临床研究,很难阐明其作用基础。因为可能有第三个因素干预。到目前为止仅研究了这种关系。将来,应确定因果关系和作用基础。 田教授说:“虽然没有包含在论文中,但是我们也进行了一年的动物和细胞实验以找到研究结果。”并且“研究将持续下去。”最后,他补充道:“这项研究提出了有关肌肉代谢与代谢疾病之间关系的话题。我希望未来的研究将继续下去,并用于实际的医学领域。” 译 / 卓艳 global@hanyang.ac.kr