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김은준 교수 포스코청암상 수상
김은준 교수
우리 학교 생명과학과 김은준 석좌교수가 "2013 포스코청암상" 수상자로 선정됐다.
김 교수는 뇌과학 분야에서 최대 관심사인 신경세포의 시냅스(synapse) 생성원리를 규명하고, 시냅스 단백질과 뇌신경 정신질환과의 관련성 연구를 선도하고 있는 세계적인 과학자다.
김 교수는 2005년 하버드대 연구원 시절 시냅스를 구성하는 특정 단백질(PSD-95)을 최초로 발견해 세계적 학술지인 "네이처"에 발표했다. 이후에도 20여 개의 시냅스 단백질을 추가로 발견해 뇌 과학 분야 권위자로 주목을 받았다.
한편 포스코청암상시상식은 내달 27일 오후 6시 포스코센터 1층 아트리움에서 열린다. 부문별로 수상자에게 상금 2억원을 각각 수여한다.
2013.02.05 조회수 13101 -
노화를 억제하면서 건강히 장수할 수 있도록 돕는 新물질 발견
김대수 교수
- PLoS One 발표,“암, 치매 및 파킨슨병 예방․치료에 한걸음 다가가”-
노화를 억제하면서 건강히 오래살 수 있도록 돕는 새로운 물질이 국내 연구진에 의해 발견됨에 따라, 건강한 삶을 오래 유지하고 싶은 인류의 꿈에 한걸음 다가서게 되었다.
우리 학교 생명과학과 김대수 교수(43세) 연구팀과 충남대 의과대학 및 산업체와의 공동연구로 진행된 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 중견연구자지원사업(전략연구)의 지원으로 수행되었고, 생물학 분야의 권위 있는 학술지인 ‘플로스 원(PLoS One)’ 최신호(10월 11일자)에 게재되었다.(논문명: Beta-lapachone, a modulator of NAD metabolism, prevents health declines in aged mice)
사람이 건강하게 오래 살 수 있는 효과적인 방법은 식사량을 줄이거나(小食) 달리기와 같은 유산소운동을 하는 것이다.
김대수 교수 연구팀은 우선 소식이나 유산소운동이 보조효소(NAD+*)를 증가시켜 세포의 노화를 억제한다는 점에 착안하였다. 연구팀은 천연화합물(베타-라파촌)로 효소(NQO1)를 활성화시키면, 적게 먹거나 별도의 운동을 하지 않아도 NAD+의 양이 증가됨을 규명하였다.
*) NAD+(니코틴아미드 디욱시뉴클레오타이드) : 이 보조효소가 세포내에서 증가하면 노화방지 효과가 있는 것으로 알려져 있음
**) 베타-라파촌(beta-lapachon) : 라파초 나무, 단삼 등 식물에 고농도로 함유된 천연화합물
또한 이미 노화가 진행된 생쥐들에게 베타-라파촌을 사료에 섞여 먹인 결과, 3개월이 경과되면 운동기능과 뇌기능이 모두 향상되어 건강하게 오래살 수 있음을 확인하였다. 특히 베타-라파촌은 동․서양에서 오랜 기간 사용해 온 약초의 주성분으로 만들어져, 머지않아 쉽게 상용화할 수 있는 것이 특징이다.
김대수 교수는 “지금까지 노화를 억제하는 약물들이 다수 개발되었지만, 사람에게 적용하는데 한계가 있었다. 우리 연구팀이 찾아낸 새로운 물질은 소식이나 운동으로 나타나는 효과를 그대로 모방하여 밝혀낸 것으로서, 향후 암, 치매 및 파킨슨병과 같은 노인성 질환을 예방하고 치료하는데 크게 기여할 것으로 기대한다”고 연구의의를 밝혔다.
2012.10.24 조회수 20701 -
KAIST, 2012 하계 다보스포럼에 국내대학 중 유일하게 초청받아
- 11~ 13일 중국 텐진에서 아이디어스 랩 세션 운영 -
- 서남표 총장, 이상엽 학장 등 관계자 4명 참석 -
경제의 유엔총회로 불리는 제6차 세계경제포럼(WEF) 하계대회(일명 하계 다보스포럼)에 KAIST가 2010년에 이어 올해에도 국내대학 중 유일하게 초청됐다.
우리 대학은 9월 11일부터 13일 까지 사흘간 중국 텐진에서 열리는 ‘2012 하계 다보스 포럼’에 참가해 아이디어스 랩(Ideas lab)세션을 운영한다.
포럼에서 운영되는 여러 세션들 중 하나인 아이디어스 랩 세션은 세계적인 대학을 초청해 하나의 주제만을 가지고 현재와 미래의 기술혁신을 조명하면서 전 세계 리더들과 보다 더 나은 미래를 위해 심층토론을 벌이는 핵심 세션이다.
이번 2012 하계 다보스 포럼에 초청된 대학은 미국의 MIT 및 카네기멜론대을 포함해 중국 칭화대, 중국유럽국제경영대(China Europe International Business School)로 미국과 중국이 각각 2개를 차지했다.
이밖에 싱가폴 국립대와 영국 옥스퍼드대, 그리고 일본 도쿄대 등 전 세계에서 모두 8개 대학이 초청됐는데 국내대학으로는 KAIST가 유일하다. 이는 “KAIST가 세계 명문대 반열에 올라섰음을 충분히 입증하는 것”이라고 학교 관계자는 말했다.
아이노메자 할라 (Ainomaija Haarla) 핀란드 기술아카데미 회장 겸 CEO 사회로 진행되는 아이디어스랩 세션은 ‘생명공학의 잠재력을 연다’를 주제로 11일 메이장 컨벤션센터에서 개최되며 KAIST에서는 서남표 총장을 포함해 이상엽 생명과학기술대학장 등 모두 4명이 참석한다.
서남표 KAIST 총장은 기조연설자로 나서 ‘KAIST에 대한 소개와 글로벌 도전과제들을 풀기 위한 생물시스템 공학’을 발표한다. 이어 이상엽 생명과학기술대학장이 ‘산업적 물질생산을 위한 시스템 대사공학’을 그리고 ▲ 조병관 생명과학과 교수가 ’지능형 합성생물학‘ ▲정하웅 물리학과장이 ’네트워크 생물학을 위한 빅데이터‘를 주제로 각각 강연에 나선다.
이상엽 생명과학기술대학장은 “세계경제포럼이 KAIST를 초청했다는 것은 KAIST 국제적 위상이 그만큼 높아졌다는 것을 대내외적으로 보여주는 좋은 사례”라며 “ KAIST의 실험적이고 창의적인 연구프로젝트를 세계 각국의 리더들에게 소개할 소중한 기회가 될 것”이라고 말했다.
세계경제포럼(WEF)은 매년 1월 스위스 다보스에게 개최하는 연례총회 이외에 세계 경제문제 논의를 위해 세계 각국의 정·관·학계 주요 인사들이 참석하는 하계 다보스 포럼을 지난 2007년부터 매년 중국에서 개최 중이다.
‘미래 경제의 창조’ 라는 주제로 개최되는 이번 2012 하계 다보스 포럼에는 전 세계 90여 개국에서 원자바오 중국 총리를 포함해 폴 카가메 르완다 대통령, 라자 페르베즈 아쉬라프 파키스탄 총리, 안드리우스 쿠빌리우스 리투아니아 총리, 헬레 토르닝 슈미트 덴마크 총리 등 약 1,500명의 리더들이 참석해 정치•경제•사회•과학기술 등 다양한 분야의 주요 이슈들을 다룰 예정이다.(끝)
2012.09.10 조회수 14386 -
김은준 교수, 인촌상 수상
우리 학교 생명과학과 김은준 교수가 재단법인 인촌기념회와 동아일보사가 주관하는 인촌상 수상자로 선정됐다.
시상식은 10월 8일 오후 5시 서울 중구 소공동 롯데호텔 2층 크리스털불룸에서 열린다. 김 교수는 상금 1억원과 메달을 받는다.
김은준 교수는 신경과학 분야 주요 주제인 "시냅스"로 세계적인 인정을 받고 있다. 부산대 약대를 졸업하고 KAIST에서 석사, 미국 미시간대에서 박사 학위를 받았다. 한국 생명공학연구원과 부산대 교수를 거쳐 2000년부터 KAISt 교수로 재직하면서 2003년 창의연구단장을 맡았고, 지난해에는 40대 나이로 KAIST 석좌교수에 임명됐다. 5월에는 기초과학연구원(IBS) 연구단장에 임명됐다. 2004년 "젊은 과학자 상"과 2005년 "생명약학회 우수논문상"을 받았으며 지난해에는 KAIST "학술대상"을 수상했다.
2012.08.31 조회수 10215 -
금 알갱이로 항암백신을 만들다
- 앙게반테 케미지 발표,“백신 위치를 추적할 수 있으면서 효능도 탁월한 나노항암백신 개발”
매우 작은 금 알갱이(금 나노입자, 지름이 10억분의 1미터)를 이용해 위치를 추적할 수 있으면서 암을 예방‧치료할 수 있는 효능도 탁월한 항암백신기술이 국내 연구진에 의해 개발되었다.
우리 학교 전상용 교수(42세)가 주도하고 이인현 박사(제1저자) 등이 참여한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 △선도연구센터 △신기술융합형성장동력 △바이오의료기술개발 사업의 지원으로 수행되었고, 연구결과는 독일화학회가 발간하는 화학분야의 권위 있는 학술지인 ‘앙게반테 케미(Angewandte Chemie)’지 7월호(7월 29일)에 게재되었다.
특히 이번 성과는 상위 5%이내 논문에만 수여하는 VIP(Very Important Paper)로 선정되는 영예를 얻었다. (논문명 : Imageable Antigen-Presenting Gold Nanoparticle Vaccines for Effective Cancer Immunotherapy In Vivo)
암은 현대의학이 정복하지 못한 대표적인 난치성 질환 중 하나이다. 전 세계적으로 연간 3천만 명의 암 환자가 발생하고 있고, 특히 우리나라에서는 매년 사망원인 1위를 차지하고 있다.
암을 효과적으로 치료하기 위해서 부작용(정상세포까지 죽이는 세포독성)을 최소화하면서도 효과를 극대화할 수 있는 면역치료법(백신)이 전 세계적으로 각광받고 있다. 지금까지 백신은 독감에서부터 난치성 질환인 백혈병에 이르기까지 인류의 다양한 질병을 예방‧치료하는데 활용되어왔다.
그러나 기존 대부분의 항암백신은 몸 밖에서 환자의 암 조직 파편 등으로 사람의 면역세포를 활성화한 후, 다시 그 면역세포를 몸속에 넣어 항암 면역반응을 유도함으로써 암을 치료하는 기술이다. 이렇게 하면 여러 단계의 백신 제조과정을 거치게 되고, 치료비도 비싼 것이 단점이다. 또한 몸속에 주입한 백신이 원하는 곳에 얼마나 도달했는지 추적할 수 없어, 치료효과를 예측하고 가늠할 수 없었다.
전상용 교수 연구팀은 기존 항암백신과는 달리 일반적인 근육주사로 면역세포들이 많이 모여 있는 국소 림프절을 통해 금 나노입자 백신을 효과적으로 전달하여, 항체를 생산하고 항암 면역반응을 유도함으로써 암을 예방‧치료하는데 이용할 수 있는 핵심원천기술을 개발하였다.
또한 병원에서 진단용으로 많이 사용하는 엑스레이 등의 영상기기를 이용해 주입한 금 나노입자 백신을 추적하여, 백신이 목표하는 곳에 제대로 도달하였는지를 직접 확인할 수 있어 향후 개발될 새로운 백신의 효과를 예측할 수 있다는 점이 큰 특징이다.
전 교수팀은 우선 금 나노입자 표면에 모델 암 항원(RFP 단백질)을 화학적으로 결합한 후, 추가적으로 면역보조제(DNA 단편)도 결합하여 금 나노백신 원천기술을 개발하였다.
이 금 나노백신을 몸에 넣으면 국소 림프절로 선택적으로 이동하여 해당 암에 특이적인 항체 생산을 촉진하고, 암세포를 제거할 수 있는 항암 면역세포도 활성화시켜 우수한 항암 효능을 나타낸다.
또한 연구팀은 동물실험을 통해 금 나노백신이 암을 예방할 뿐만 아니라, 이미 존재하는 암의 성장과 전이도 효과적으로 막을 수 있음을 증명하였다.
전상용 교수는 “이번 연구는 금 나노입자를 이용하면 몸속에 투여한 백신을 쉽게 추적할 수 있고, 기존의 백신에 비해 복잡한 과정 없이도 쉽게 면역세포를 활성화할 수 있어 효과적으로 암을 치료할 수 있는 가능성을 보였다. 특히 이 원천 기반기술은 각종 암뿐만 아니라 현재 임상적으로 치료가 어려운 다양한 바이러스성 질환에도 폭넓게 이용될 수 있을 것으로 기대된다”고 연구의의를 밝혔다.
2012.08.16 조회수 17117 -
자폐증에 관여하는 새로운 유전자 및 발병원인 첫 발견
김은준 교수
- 세계 최고 Nature지 발표,“자폐증의 유전요인과 새로운 치료법 제시”-
국내 연구진이 자폐증의 유전적 요인과 발병원인을 규명하고, 약물 부작용도 줄일 수 있는 새로운 자폐 치료법을 제시하였다.
서울대 강봉균 교수(50세), 연세대 이민구 교수(47세) 및 KAIST 김은준 교수(47세)가 주도하고, 원혜정, 이혜련, 지헌영, 마원, 김재익 박사(이상 제1저자)와 KAIST 김대수 교수 및 경북대 배용철, 이경민 교수 연구팀이 참여한 이번 연구는 교육과학기술부(장관 이주호)와 한국연구재단(이사장 이승종)이 추진하는 리더연구자지원사업(창의적연구)과 선도연구센터지원사업(SRC)의 지원으로 수행되었다.
연구결과는 세계 최고 권위의 과학전문지인 ‘네이처(Nature)’지 6월 14일자에 게재되었고, 연구의 중요성을 인정받아 ‘Nature Reviews Drug Discovery’ 7월호에도 소개될 예정이다.
(논문명 : Autistic-like social behaviour in Shank2-mutant mice improved by restoring NMDA receptor function)
연구팀은 시냅스 단백질을 만드는 유전자(생크2, Shank2)가 결핍되면 자폐와 비슷한 증상이 나타난다는 사실을 동물실험(생쥐)을 통해 발견하였다. 이것은 생크2 유전자의 결손이 자폐와 관련된다는 최근 임상결과와 함께, 생크2 유전자의 결손이 자폐를 유도한다는 직접적인 증거가 되어 의미가 크다.
자폐증은 △사회성 결핍 △반복행동 △정신지체 △불안 △과잉행동 등을 동반하는 뇌 발달 장애로, 전 세계 인구의 1~2%인 약 1억명이 증상을 보이는 심각한 뇌 질환이다. 특히 최근 연구결과(미국 워싱턴대)에 따르면, 자폐계 질환을 앓는 젊은 성인 3명 중 1명이 직장생활에 적응하지 못하거나 대학에 진학하지 못하는 등 다른 장애보다 훨씬 위중한 것으로 알려졌다. 그러나 지금까지 이를 효과적으로 치료할 수 있는 약물이 개발되지 못했고, 현재 반복행동만을 경감시키는 수준에 머무르고 있다.
연구팀은 생크2가 결손된 생쥐에서 사회성 결핍, 인지학습기능 저하, 반복행동 및 과잉행동과 같은 자폐와 비슷한 증상들이 나타난 것을 확인하였다. 또한 연구팀은 생크2가 결손된 생쥐는 NMDA(N-메칠 D-아스파르트산염) 수용체에 의한 신경전달이 감소하였고, 해마*에서의 시냅스 가소성** 등도 손상되었음을 관찰하였다.
*) 해마(Hippocampus) : 대뇌의 양쪽 측두엽에 존재. 일화, 의미 기억 등 인지기능 담당
**) 가소성(plasticity) : 기억, 학습 등 뇌 기능의 유연한 적응능력으로, 비교적 짧은 기간 내에 가해진 자극으로 뇌에 장기적인 변화가 생겨, 자극이 제거된 후에도 그 변화가 지속되는 것
특히 연구팀은 특정 수용체(mGluR5, 대사성 글루타민산염 수용체5)를 자극하여 NMDA 수용체의 기능을 간접적으로 회복시키는 것이 기존의 NMDA 수용체를 직접 자극하는 것보다 사회성 행동을 완전히 회복시킨다는 사실도 확인하였다. 이것은 NMDA 수용체를 직접 자극하기 위해 사용하는 약물의 부작용을 줄일 수 있는 새로운 자폐증 치료법으로 평가된다.
연구팀은 NMDA 수용체의 기능을 직접적으로 회복시키는 약물을 사용하면, 생크2가 결손된 생쥐에서 나타나는 NMDA 수용체 신경전달 이상과 사회성 결핍이 부분적으로(약 50%) 회복된다는 사실을 관찰하였다.
또한 연구팀은 mGluR5 수용체를 자극하여 NMDA 수용체의 기능을 간접적으로 회복시키는 약물(CDPPB)을 사용하면, 생크2가 결손된 생쥐의 해마에서의 시냅스 가소성 손상이 회복되고, NMDA 수용체에 의한 신경전달 등도 정상화되며, 사회성 결핍도 NMDA 수용체에 직접 작용하는 약물보다 더욱 효과적으로 회복되는 사실을 발견하였다.
강봉균 교수는 “생크2 유전자 결손으로 인한 NMDA 수용체의 기능 저하가 자폐증을 일으키는 새로운 원인임을 밝힌 의미 있는 연구”라고 연구의의를 밝혔다.
또한 이민구 교수는 “신경조직에서 생크2 유전자의 생리적 역할을 새롭게 규명한 연구로서, 국내 각 분야의 전문가들이 협력하여 우수한 성과를 거둔 대표적인 사례가 될 것”이라고 연구결과를 평가하였다.
아울러 김은준 교수는 "반복행동뿐만 아니라 자폐증의 주요한 증상인 사회성 결핍도 약물을 통해 충분히 개선할 수 있다는 사실을 새롭게 증명한 연구로, 자폐 치료의 새로운 가능성을 열었다”고 밝혔다.
2012.06.14 조회수 15110 -
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 20085 -
김학성 칼럼, 도전을 두려워하지 말자!
김학성 생명과학과 교수가
중도일보 2012년 3월 20일(화)자 칼럼을 실었다.
제목: 도전을 두려워하지 말자!
신문: 중도일보
저자: 김학성 생명과학과 교수
일시: 2012년 3월 20일(화)
기사보기 : 도전을 두려워하지 말자!
2012.03.20 조회수 8338 -
순수 국내기술로 단백질 신약 개발한다!
- KAIST 김학성 교수, 의약품 원료로 사용되는 인공항체 개발 성공 -
- PNAS(미국국립과학원회보)에 2월 10일 발표 -의약품 원료로 사용되는 인간유래 항체를 대체할 수 있는 인공항체가 국내연구진에 의해 개발됐다. 가격은 현재보다 1/100수준으로 저렴하면서 개발이 훨씬 쉬워 개발기간은 기존 10년에서 5년 이내로 크게 단축될 것으로 기대된다.
우리 학교 생명과학과 김학성 교수가 바이오 및 뇌공학과 김동섭 교수와 공동으로 항체가 아닌 단백질을 재설계해 대장균에서 대량생산할 수 있는 인공항체개발에 성공했다.
개발된 인공항체는 항원과의 결합력, 생산성, 면역원성, 구조설계성 등이 용이해 장점만 갖춘 이상적인 단백질로 평가받고 있으며, 현재 치료제의 원료나 진단, 분석용으로 사용중인 항체를 그대로 대체 가능하다. 따라서 세계시장 규모가 192조원에 이르는 단백질 의약품 분야에서 앞으로 순수 국내기술로 개발된 단백질 신약이 세계시장을 주도할 수 있을 것으로 전망된다.
의약품 원료로 병원에서 사용되고 있는 기존의 항체는 치료제뿐만 아니라, 분석, 진단용 등 생명공학 및 의학 분야에서 광범위하게 활용되고 있다. 그러나 동물세포 배양을 포함해 복잡한 생산 공정을 통해 제조되기 때문에 1mg에 100만원 정도로 가격이 매우 비싸다. 또 대부분의 항체는 이미 해외 선진국의 특허로 등록돼 있어 비싼 로열티를 지불해야 한다.
이 때문에 우리나라를 포함한 많은 국가에서 이미 특허가 만료된 항체 의약품을 복제하는 바이오시밀러를 개발하는데 집중하고 있고, 질병에 대한 단백질 신약개발 분야는 선진국에 한참 뒤처지는 실정이다.김 교수팀은 먹장어나 칠성장어와 같은 무악류에 존재하는 단백질은 항체는 아니지만 항체처럼 면역작용을 한다는 사실에 착안해 이 분야 연구를 시작했고 마침내 인공항체 개발에 성공했다.
인공항체는 대장균에서 대량생산이 가능해 현재보다 1/100 수준의 싼 가격으로 만들 수 있으며, 모듈구조로 되어 있어 목적에 따라 자유롭게 구조 설계가 가능해 5년 내에 단백질 신약으로 개발 가능한 게 큰 특징이다.
이와 함께 단백질 신약개발에서 중요한 항원과의 결합력을 쉽게 조절할 수 있어 치료 효과가 높고 부작용이 적으며, 열과 pH(수소이온농도)에 대한 안정성이 매우 높고, 면역반응을 유도할 수 있는 면역원은 무시할 만한 수준으로 낮아 단백질 신약으로의 개발 가능성이 매우 높다.
연구팀이 개발한 인공항체 기술은 세포 분석을 통해 폐혈증과 관절염 치료제로서의 후보군으로 효과를 입증했으며 곧 동물실험을 수행할 예정이다.
김학성 교수는 “기존 항체는 항원과 결합하는 면적이 제한적이어서 결합강도를 높이는 것과 구조 설계가 매우 어려운 단점이 있다”며 “장점만을 갖춘 이상적인 특성의 인공항체는 현재 의약품 원료로 사용되는 항체를 대체할 수 있는 순수 국내 기술로 만들어진 단백질 신약이 될 것”이라고 말했다.
아울러 “개발된 인공항체 단백질 골격과 단백질 설계 기술은 생명공학 및 의학 분야에서 치료, 진단, 분석용 등으로 광범위하게 활용될 것으로 기대 된다”고 덧붙였다.
한편, 이 연구결과는 세계적 학술지인 미국국립과학원회보(PNAS) 2월 10 일자에 발표됐으며, 교육과학기술부가 주관하는 미래 유망 파이오니어 사업의 지원을 받아 수행됐다.
<용어설명>○ 항원: 체내에 유입된 외부 물질로 이물질로 인식되어 항체를 생성하는 면역 반응을 유발함
○ 항체: 항원에 특이적으로 결합하여 이를 제거하거나 무력화시키는 면역 관련 단백질
○ 면역원성: 사람이나 동물의 체내에 접종되었을 때, 면역 반응을 유발할 수 있는 항원으로서의 특성
○ 바이오시밀러: 치료 효능이 있는 항체나 호르몬 등을 의미하는 특허가 만료된 단백질 의약품의 복제약품
○ 무악류: 고생대 전기의 초기 어류로서 위, 아래 양 턱이 발달하지 않은 척추동물로 칠성장어와 먹장어가 대표적임
○ 모듈구조: 특정 단백질에서 반복적으로 존재하는 최소 구조적 단위인 모듈에 의해 형성되는 전체 단백질의 구조형태
○ 대장균: 사람이나 동물의 대장에 많이 서식하는 장 내 세균으로, 생명 공학에서는 단백질의 대량 생산에 주로 이용됨
그림1. 사람 항체의 구조. 분자량(150Kda)이 커서 세포내로 침투할 수 없으며 서로 뭉쳐 치는 경향이 커서 쉽게 활성을 잃는다. 그리고 항원과 결합하는 면적이 제한적이어서 결합 강도를 높이는 것과 합리적 설계가 매우 어려운 단점이 있다.
그림2. 기존 항체 치료제의 한계를 근본적으로 극복할 수 있는 새로운 비항체 인공항체 단백질. 반복 모듈기반의 인공항체 단백질은 설계 및 구조 예측이 용이하고, 높은 안정성을 갖으며, 결합 면적 및 크기의 조절이 용이하다.
그림3. 연구팀이 개발한 인공항체가 질병유발 인자인 항원과 결합한 모습
그림4. 개발된 인공항체의 3차원 구조
2012.02.13 조회수 19217 -
바이오제약사업본부 현판식 행사 개최
우리 대학은 29일 대전 문지캠퍼스에서 신기술융합형 성장동력사업의 일환으로 착수한 바이오제약분야 융합연구를 수행하기 위하여 설립한 바이오제약사업본부의 개소를 대내외적으로 알리는 현판식을 양성광 교육과학기술부 기초연구정책관, 정혁 한국생명공학연구원장, 김상선 연구개발인력교육원장 등 바이오제약 연구분야 관계자 150여 명이 참석한 가운데 거행했다
교육과학기술부는 2011년 6월 바이오의료기술사업의 일환으로 수원대에 설립된 바이오신약장기사업단에 지난 2년간 위탁 관리하였던 분자생물공정 연구단과 바이오의약품 맞춤형 약물전달체 연구단 등 2개 연구단과 함께 금년에 새로이 선정한 혈중 암세포진단 연구단을 포함한 3개 연구단을 관리하기 위한 바이오제약사업본부를 KAIST에 설치했다.
바이오사업본부는 본부장(KAIST 김정회 생명과학과 교수)을 포함하여 6명으로 구성하고 있으며 2011년 8월 KAIST 문지캠퍼스내에 사무실 개소등 근무기반 구축을 거쳐 3개 연구단의 연구성과 도출 지원 및 평가 등 연구과제 관리업무를 수행하고 있다.
2011.11.29 조회수 13365 -
과학기술계 세계적 리더, 10일 KAIST에 집결
- 제6회 KAIST 총장자문위원회 참석 위해 - - 재학생들과 피자·김밥 먹으면서 대화도 나눠 -
미국 연방정부의 과학기술부 장관격인 미국과학재단(NSF) 총재를 지낸 아든 비먼트(Arden Bement) 박사와 영국의 고등교육 평가기관인 QS의 세계대학 평가에서 수년째 아시아 1위를 차지하고 있는 홍콩과기대 토니 챈(Tony F. Chan) 총장 등 세계 정상급 과학기술계 리더들이 10일 대전 KAIST를 방문했다.
이밖에 MIT 및 칼텍(Caltech, 캘리포니아 공대)과 더불어 세계 3대 공대 중 하나로 꼽히는 독일 베를린공대의 요르그 스타인바크(Jörg Steinbach) 총장을 비롯해 폴 그린필드(Paul Greenfield) 호주 퀸즈랜드대 총장, 라스 펠레슨(Lars Pallesen) 덴마크공대 총장, 요시나오 미시마(Yoshinao Mishima) 동경공대 수석부총장, 모쉐 슈피탈니(Moshe Shpitalni) 이스라엘 테크니언(Technion) 대학원장 등 모두 14명의 해외자문위원과 함께 민계식 현대중공업 회장, 이희국 LG 실트로 사장 등 6명의 국내자문위원도 9일과 10일 속속 KAIST에 합류했다.
이처럼 국내·외의 산·학·연 정상급 유명인사들이 KAIST를 방문한 이유는 10일 서남표 총장이 주관한 제6회 KAIST 총장자문위원회에 참석하기 위해서다.
서 총장은 부임 첫 해인 지난 2006년부터 KAIST를 세계적인 과학기술대학으로 발전시키기 위해 학술 및 교육, 연구 분야에서 다양한 정책자문을 얻고자 매년 총장자문위원회의를 개최해오고 있다.
올 11월 현재 KAIST 총장자문위원회 위원장은 닐 파파랄도(Neil Pappalardo) 미국 메디텍(MEDITECH) 회장이 맡고 있다. 이들 국내·외 자문위원들은 회의 전날인 9일 오후 2시부터는 무선충전 전기자동차(온라인 전기자동차)와 모바일 항구(MH) 연구현장을 방문해 연구 성과를 보고받고 연구진을 격려했다.
이어 10일에는 서남표 총장으로부터 지난 1년간 ‘KAIST의 주요현황 및 비전’을, 백경욱 연구부총장으로부터 ‘KAIST가 나아가야 할 연구방향’에 대해, 그리고 이영훈 학생본부장으로부터는 ‘학생사고 이후 학생지원 계획’ 등을 보고받고 전문가로서 의견을 제시했다.
이어 생명과학과 허원도 교수, 기계공학과 김정 교수 등 6명의 교수의 첨단기술 연구과제에 대한 주제발표와 토론 순으로 자문회의가 진행됐다.
이와 같이 서 총장과 KAIST는 ‘2011 총장자문위원회’에 세계적 연구대학으로서의 국제화 활동 및 교육환경 개선 등 지난 1년간 학교가 중점적으로 추진해온 제반 활동을 보고했으며 각 사안별로 제시된 자문위원들의 의견은 학교정책 등에 적극 반영할 방침이다.
특히, 이날 총장자문위원들은 12시부터 교내 E5빌딩 2층 교수클럽에서 KAIST 재학생들과 김밥, 피자, 치킨 등으로 점심을 먹으면서 대화를 나누는 시간도 가졌다. 쉽게 만나기 어려운 전 세계 과학기술계의 최정상급 인사 20여명이 학생들과 소박하게 점심을 먹으면서 대화와 토론을 나눈 것은 매우 이례적인 일이다.
학교측은 짧은 시간이지만 학생들이 이들 인사들과의 대화와 관심사항에 대한 의견 교환을 통해 과학기술의 중요성을 깨닫는 한편 인생관을 정립하는데 큰 도움을 얻을 것으로 기대하고 있다.
학교는 이를 위해 지난 7일부터 학내공지를 통해 총장자문위원들과 대화를 원하는 학부 및 대학원생 100명을 선착순으로 모집했으며 이날 학생과의 대화시간에는 자문위원단은 물론 학생, 그리고 서 총장을 포함한 보직교수 등 모두 180여명이 참석했다.
10일 본관 1층에서 열린 "제6회 KAIST 총장자문위원회"에서 서남표 총장이 자문위원들에게 발표를 하고 있다.
10일 KAIST E5빌딩 2층 교수클럽에서 KAIST 재학생들과 총장자문위원들이 김밥, 피자, 치킨 등으로 점심을 먹으면서 대화를 나누고 있다.
2011.11.10 조회수 17422 -
KAIST, 글로벌 프론티어사업 신규 연구단 2곳 선정
우리 학교 생명과학과 김선창 교수와 전기및전자공학과 경종민 교수가 이끄는 연구단이 교과부에서 주관하는 글로벌프론티어사업 2011년도 신규 연구단에 선정됐다.
서울대, 포항공대 각각 1개 연구단을 포함해 선정된 4곳은 앞으로 9년간 4000억원 이상을 집중 지원받게 된다.
이번에 선정된 연구단은 ▲다차원 IT 융합시스템 연구단(단장 경종민(KAIST)) ▲바이오 합성 및 설계 연구단(단장 김선창(KAIST)) ▲멀티스케일 미래 에너지 연구단(단장 최만수(서울대)) ▲나노기반 소프트 일렉트로닉스 연구단(단장 조길원(포항공대)) 등 4곳이다.
"다차원 스마트 IT 융합시스템 연구"는 에너지 소모, 제조비용, 정보 처리 및 전송 속도, 감지능력, 신뢰도 면에서 현재보다 1000배 이상 나은 스마트 센서와 이를 체계적으로 구현하기 위한 플랫폼 기술 구축을 목표로 한다.
초고감도 실시간 생체진단, 환경센서 등을 개발하는 기술로, 2020년 1조2000억 달러에 달할 것으로 예상되는 자연재해와 안전사고, 환경오염 감시 및 질병진단 등의 스마트 IT센서분야에서 선두적인 국가 경쟁력을 확보할 수 있을 것으로 기대된다.
"지능형 바이오 시스템설계 및 합성 연구"는 생명현상을 바이오부품 및 모듈 관점에서 재해석하고, 신기능 부품·회로를 장착한 인공지능세포를 창의적으로 설계 및 합성하여 공학적으로 활용하는 지능형 바이오원천기술의 개발을 목표로 하고 있다.
새로운 기능의 부품·회로를 장착한 인공지능 세포를 설계 및 구축해 관절염, 유방암, 폐암 등 치료용 단백질의약품 및 화학의약품의 생산단가를 10분의 1이상으로 줄이고, 석유화학소재를 대체하는 바이오소재를 경제적 생산할 수 있는 핵심 원천기술을 확보할 것으로 기대된다.
양성광 교과부 기초연구정책관은 "G7 프로젝트와 21세기 프론티어사업의 성과를 바탕으로 글로벌프론티어사업 연구단이 향후 10년 이후 우리나라의 지속 가능한 경제성장의 밑거름이 될 원천기술 개발의 중심이 될 것으로 기대한다"고 밝혔다.
2011.09.08 조회수 13870