국내 연구진이 생명과학 분야 첨단 기술인 유전자 가위의 정확도를 높이고 바이러스 검출 같이 초고감도 유전자 검출기술에 활용할 수 있는 방법을 찾아냈다. 광주과학기술원(GIST) 고등광기술연구소 연구진은 크리스퍼-캐스12a 유전자가위가 단일 촉매 활성부위만으로 이중 가닥의 DNA를 부작용 없이 완전히 잘라낼 수 있는 분자 메커니즘을 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 미국국립과학원에서 발행하는 국제학술지 ‘PNAS’에 실렸다. 유전자 특정 부위를 절단해 유전체 교정을 가능케 하는 기술을 유전자 가위라고 한다. 특히 3세대 크리스퍼 유전자가위는 간편하게 대량으로 만들 수 있다는 장점이 있다. 크리스퍼 가위는 표적을 안내해주는 가이드RNA와 표적을 잘라내는 절단효소로 구성돼 있다. 크리스퍼 가위에 캐스9이라는 절단효소가 많이 쓰여 크리스퍼-캐스9이 많이 알려져 있지만 최근에는 캐스12a라는 절단효소의 장점이 크다는 것이 알려져 연구가 활발하다. 특히 캐스12a는 극미량의 특정 염기서열의 핵산을 검출하는 기술에도 활용돼 코로나19 진단키트 개발에도 활용됐다. 그럼에도 DNA 절단부위를 정교하게 제어하는 기술이 부족해 유전체 교정에까지는 활용되지 못하고 있다. 이에 연구팀은 캐스12a 유전자 가위의 활용도를 높이기 위한 연구를 실시했다. 연구팀은 단일분자 형광이미징 기술을 활용해 캐스12a는 표적 유전자(DNA) 이중가닥을 순차적으로 절단하고 그 과정에서 캐스12a 유전자 가위-DNA 복합체가 연속적 구조 재배열을 한다는 것을 최초로 관찰했다. 또 표적 DNA 절단을 위해서는 절단 부위의 유전자가 부분적으로 풀려야 하며 마그네슘 이온이 이 구조를 안정화시키는데 결정적 역할을 한다는 것도 확인했다. 연구를 이끈 이상화 GIST 박사는 “이번 연구는 마그네슘 이온이 크리스퍼 유전자 가위 작동에 필수적인 구조변화에도 영향을 미친다”라며 “추가연구를 통해 정교하게 DNA 절단 활성이 조절된 다양한 유전자 가위 발굴을 추진할 것”이라고 말했다.

전국 치매역학조사 자료에 따르면 2017년 기준 국내 치매환자는 약 70만명이다. 2050년에는 303만명까지 증가할 것으로 예상된다. 전체 치매환자의 약 70%는 알츠하이머가 원인으로 기억력과 인지능력 저하, 우울증과 감각기능 장애를 겪는다. 이 때문에 치매를 조기에 진단해 대응하는 것이 무엇보다 중요하다. 대구경북과학기술원(DGIST) 뇌·인지과학전공, 네덜란드 마스트리히트대 공동연구팀은 알츠하이머 치매 환자의 후각상실 원인을 밝혀냈다고 22일 밝혔다. 이번 기술을 통해 새로운 알츠하이머 치매 치료와 진단법을 개발할 수 있을 것으로 보인다. 이번 연구결과는 신경과학 분야 국제학술지 ‘뇌 병리학’에 실렸다. 알츠하이머 치매 환자의 90% 이상은 후각상실을 겪는데 정확한 병리학적 원인은 밝혀지지 않았다. 연구팀은 네덜란드 뇌은행에서 사후 기증된 알츠하이머 치매 환자 6명과 일반인 7명의 후각망울 조직을 분양받았다. 후각망울은 대뇌 반구 전두엽 아래 쪽에 기다란 풍선 모양으로 부풀어 있는 부위로 후각신경이 포함돼 있다. 연구팀은 후각망울과 후각 사구체의 해부학적 구조변화 관찰과 후각 신경세포의 베타아밀로이드, 미세아교세포, 신경전달물질 발현 변화를 평가하기 위해 면역화학적 분석도 실시했다. 후각 사구체는 후각 망울에서 후각 신경세포 다발들과 접하는 부위이다. 그 결과, 연구팀은 알츠하이머 치매 환자들에게서는 후각망울이 쪼그라든 형태학적 손상과 함께 후각 신경세포 곳곳에 베타아밀로이드 단백질이 축적된 것을 확인했다. 후각 신경세포가 모여있는 신체부위가 손상되고 알츠하이머 치매 유발 단백질인 베타아밀로이드가 축적됨으로써 신경세포인 시냅스 밀도가 줄고 신경전달물질이 억제돼 후각을 상실하게 된다는 것이다. 문제일 DGIST 교수는 “이번 연구를 통해 그동안 밝혀지지 않았던 알츠하이머 치매와 후각상실의 병리학적 메커니즘을 규명했다”라며 “말초 후각신경계와 중추 후각신경계가 만나 시냅스를 이루는 후각사구체와 후각망울 손상이 알츠하이머 치매 발병과 관련이 있다는 것을 알아냄으로써 새로운 조기진단법 개발에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.

사회관계망서비스(SNS)에서 구충제를 복용하고 암을 치료했다는 소식이 심심찮게 등장하고 국내에서도 한 연예인이 암치료를 위해 구충제를 복용했다는 소식이 들리기도 했다. 그렇지만 의학자들은 구충제 복용은 암치료에 도움이 되지 않는다는 입장이었다. 국내 연구진이 암세포가 증식·전이되고 구충제가 암세포막을 파괴할 수 있다는 사실을 밝혀내 주목받고 있다. 광주과학기술원(GIST) 생명과학부 연구팀은 세포 신호전달에서 중요한 역할을 하는 ‘리피드 래프트’라는 물질이 정상세포보다 암세포에 더 많이 존재하며 암세포를 증식·전이시키고 항암제 내성을 일으킨다고 15일 밝혔다. 이와 함께 구충제가 이 물질을 파괴하는 특성을 갖고 있다는 사실을 함께 규명했다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘임상 및 중개의학’에 실렸다. 연구팀은 암세포막에 리피드 래프트가 많을수록 무한 자가복제능력과 다양한 형질의 세포로 분화해 암재발과 전이, 항암치료 내성을 유발시키는 암 줄기세포가 증가한다는 사실을 밝혀냈다. 이 때문에 난치성 암을 극복하기 위해서는 리피드 래프트를 활동을 억제하거나 제거해야 한다는 것이다. 연구팀은 미국식품의약국(FDA) 승인을 받은 구충제 ‘밀테포신’이 암세포막의 리피드 래프트를 파괴한다는 것을 밝혀냈다. 연구팀은 세포실험과 간에 암이 전이된 생쥐를 이용해 밀테포신을 활용한 리피드 래프트 표적치료 실험을 했다. 그 결과 구충제 밀테포신이 암세포 생존신호를 방해하고 암재발 능력을 낮출 수 있다는 것을 확인했다. 임상시험을 거치지는 않았지만 동물실험을 통해 난치성 암 치료에 대한 실험적 근거를 제시했다는 평가를 받고 있다. 연구를 이끈 남정석 GIST 교수는 “이번 연구는 암세포의 생존신호를 조절하는 리피드 래프트의 역할을 새로 밝혀냈고 난치성 암을 극복할 수 있는 새로운 치료전략의 가능성을 열었다”라고 말했다.

국내 연구진이 인체줄기세포를 이용한 마이크로로봇으로 뇌종양이나 알츠하이머 같은 뇌신경계 질환을 치료할 수 있는 방법을 개발해 주목받고 있다. 대구경북과학기술원(DGIST) 로봇공학전공, DGIST-스위스취리히연방공과대(ETH) 마이크로로봇연구센터, 가톨릭대 서울성모병원 이비인후과 공동연구팀은 사람의 줄기세포를 이용해 외부 자기장으로 움직일 수 있는 마이크로로봇을 만들고 줄기세포 치료제를 뇌로 쉽게 이동시킬 수 있는 방법도 찾았다고 2일 밝혔다. 이번 연구결과는 재료과학 분야 국제학술지 ‘어드밴스드 헬스케어 머티리얼스’에 실렸다. 줄기세포치료제는 다양한 질병에 대해 부작용이 적다는 장점이 있기는 하지만 체내 깊숙한 곳에 위치한 환부나 신체부위에 정확한 양을 정확하게 전달하기 쉽지 않다는 한계가 있다. 또 줄기세포치료제가 전달되는 과정에서 체내에서 흡수되거나 사라지는 양이 많아 치료 효율성이 떨어지고 치료비용이 비싸다. 게다가 뇌신경계에 치료가 필요한 경우는 뇌혈관 특유의 혈액-뇌 장벽 때문에 전달효율이 떨어지기도 한다. 혈액-뇌 장벽은 뇌 속에 세균이나 이물질이 쉽게 침투하는 것을 막기 위한 뇌혈관의 특성이다. 이에 연구팀은 사람의 콧 속 작은 뼈인 하비갑개에서 추출한 줄기세포로 외부 자기장으로 움직일 수 있는 마이크로로봇을 개발했다. 생체접합성이 높은 ‘사람유래 줄기세포 기반 자성마이크로로봇’은 외부에서 자기장을 이용해 무선으로 목표지점까지 빠르고 정확하게 약물을 전달할 수 있다는 장점이 있다. 실제로 생쥐를 이용해 실험한 결과 쥐의 혈액-뇌장벽을 우회하는 후각경로를 통해 마이크로로봇이 대뇌피질까지 정확하게 도달해 줄기세포치료제를 전달하는 것을 확인했다. 연구에 참여한 DGIST 로봇공학전공 최홍수 교수는 “이번 연구결과는 뇌 조직 내 약물 전달이 쉽지 않다는 문제를 줄기세포 마이크로로봇 기술로 해결한 것”이라며 “특히 이번에 개발한 기술은 기존의 수술법보다 효과적이고 안전하기 때문에 알츠하이머, 파킨슨병, 뇌종양 등 다양한 난치성 뇌신경계 질환 치료에 도움을 줄 수 있을 것”이라고 말했다.

국내 연구진이 지구온난화와 미세먼지 주범으로 지목받는 오염물질들을 제거하는 동시에 고활용 유기화합물로 전환하는 기술을 개발해 주목받고 있다. 광주과학기술원(GIST) 지구·환경공학부 연구팀은 암모니아와 이산화탄소를 동시에 제거하거나 변환할 수 있는 전해전환 공정을 개발해 화학제품 원료나 전기발전의 에너지원으로 사용가능한 합성가스를 효율적으로 생산하는 기술을 개발했다고 26일 밝혔다. 이번 연구결과는 화학공학 분야 국제학술지 ‘화학공학 저널’에 실렸다. 전해전환은 암모니아와 이산화탄소를 전기화학적으로 전환해 고부가가치 유기화합물로 생산하는 기술이며 이를 통해 만들어지는 합성가스는 일산화탄소와 수소를 주성분으로 하는 혼합기체로 다양한 화학제품의 원료이면서 전기발전 등 에너지원으로 활용가치가 높다. 이산화탄소의 전기화학적 전환은 상온, 고압 조건에서 대기 중 온실가스를 감축함과 고부가가치인 탄화수소계 화합물로 전환할 수 있어 각광받고 있다. 그렇지만 이산화탄소 전기화학적 전환에 필요한 구동 전압이 높아 전력 소모량이 과도하다는 단점이 있어 상용화에 걸림돌이 되고 있다. 그렇지만 연구팀은 전력소모가 높은 물 전기분해 대신 소모전력이 상대적으로 낮은 암모니아의 전기화학적 산화반응을 이용해 유해 암모니아와 이산화탄소를 이용해 고부가가치의 물질로 전환하는 기술을 개발했다. 실제 이번 기술을 통해 암모니아-이산화탄소 동시 전해 공정으로 구동 전압을 최대 34.04% 줄였고 일산화탄소와 수소를 포함하는 합성가스 생산이 가능한 에너지 절약형 탄소 연료 생산공정을 새로 만들었다. 이번 연구를 이끈 이재영 GIST 교수는 “이번 연구는 기존 공정보다 친환경적인 탄소연료 생산공정과 다양한 분야에서 맞춤형 합성가스 생산 가능성을 제시했다는 점에 의미가 있다”라고 말했다.

삼성이 기초과학·소재·정보통신기술(ICT) 등 분야에서 22개 미래 연구과제를 지원한다. 삼성미래기술육성재단과 삼성전자 미래기술육성센터는 ‘삼성미래기술육성사업’의 올해 하반기 연구과제 22개를 선정하고 총 340억 7000만원을 지원한다고 11일 밝혔다. 분야별 지원액은 기초과학 분야(10개) 172억 7000만원, 소재 분야(6개) 92억원, ICT 분야(6개) 76억원 등이다. 기초과학 분야에서는 유전체적 분석을 통해 미지의 영역인 ‘기억’에 대한 연구를 수행하는 김태경 포스텍 생명과학과 교수를 비롯해 박경덕 울산과학기술원(UNIST) 물리학과 교수, 김익수 가천대 미생물학과 교수 등의 과제가 선정됐다.소재 분야에서는 mRNA 유전자 연구로 희귀 질병 치료 연구에 나선 김진국 한국과학기술원(KAIST) 의과학대학원 교수와 나노 크기 계면에서 일어나는 발열을 연구하는 이종석 광주과학기술원(GIST) 물리·광과학과 교수 등이 지원을 받게 됐다.ICT 분야에서는 차세대 통신, 자율주행 등 미래 산업 경쟁력 강화를 위한 연구가 지원과제로 선정됐다. 복잡한 소프트웨어 시스템의 안전성을 빠르게 검증할 수 있는 기술을 개발 중인 허충길 서울대 컴퓨터공학부 교수, 전자를 빛의 속도에 가깝게 가속시켜 높은 출력의 무선주파수 소자를 개발하는 공병돈 포스텍 전자전기공학과 교수 등이 지원 대상이다. 연 2회 자유공모로 진행되는 삼성미래기술육성사업은 1조 5000억원을 출연해 2013년부터 시작했으며 현재까지 705개 과제에 총 9215억원이 지원됐다. 지원 과제 가운데 2550건의 논문이 국제학술지에 게재됐으며 이 가운데 최상위 국제학술지인 사이언스(10건), 네이처(7건) 등에 소개된 사례는 420건에 달한다. 최근에도 생명과학, 차세대 전지, 인공항체 관련 3건의 논문이 잇달아 세계적인 학술지에 게재돼 위상을 높였다. 앞서 상반기에는 27개 과제에 464억원의 연구비가 지원된 바 있다.

전립선암을 조절하는 ‘ZNF507’ 유전자가 발견됐다. 또 발견한 유전자가 전립선암을 조절하는 분자생물학적 과정까지도 규명해, 향후 관련 분야 활용이 기대된다. DGIST 핵심단백질자원센터 최성균 센터장 연구팀과 경북대 류재웅 교수 공동 연구팀은 전립선암 조직 내 ‘ZNF507’이라는 유전자가 정상적인 전립선 조직에 비해 매우 높게 발현하고 있다는 사실을 발견했으며, 해당 유전자가 전립선암에서 실제 높게 발현하며 암이 악화될수록 발현이 증가한다는 것을 확인했다. 추가적으로 공동 연구팀은 ZNF507의 활동 등을 억제한 전립선암 세포주를 확립해 전립선암의 표현형을 추적 관찰할 수 있는 다양한 연구를 진행했다. 그 결과, 실제로 ZNF507의 발현이 억제되면 암의 증식과 군집 능력이 현저히 감소하고, 그로 인해 암이 다른 조직으로 이동하고, 투과해가는 능력 또한 줄어드는 것을 확인했다. 또한, 암 세포가 스스로 죽는 ‘세포 자살’ 또한 증가한 것을 확인했다. DGIST 최 센터장은 “기존 전립선암 항암제 치료는 시간이 갈수록 효능이 감소하는 항암제 저항성, 심혈관계 질환 등 여러 부작용들이 있어 치료에 문제점이 많았지만, 이번 연구 결과를 잘 활용한다면 이러한 부작용들을 극복하는 근본적인 치료가 가능한 신약개발이 이뤄질 것”이라고 말했다. 이번 연구결과는 종양학 분야 세계적 학술지인 ’Journal of experimental & clinical cancer research’ 지난 18일 온라인 게재됐다

국내 연구진이 대표적인 남성암인 전립선암의 전이와 재발을 유발시키는 핵심 유전자를 발견했다. 대구경북과학기술원(DGIST) 핵심단백질자원센터, 경북대 공동연구팀은 전립선암 진행을 조절하는 ‘ZNF507’이라는 유전자를 발굴했다고 28일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘실험 및 임상 암연구’(Journal of experimental & clinical cancer research)에 실렸다. 전립선암은 국내외를 막론하고 남성에게서 많이 발병하는 대표적인 암종이다. 암 전이율은 물론 사망률이 높은 것으로 알 전립선암 치료는 다른 암들과 마찬가지로 외과수술, 호르몬 차단요법, 방사선치료, 화학요법 등이 많이 활용되지만 장기간 치료시 약물 저항성이 생겨 치료효과가 떨어지는 경우가 많다. 전립선암은 전이율은 물론 사망률도 높고 완치되더라도 재발사례도 많아 치명적 암종 중 하나로 꼽힌다. 이에 연구팀은 전립선암 환자의 시료를 이용해 분석한 결과 전립선암 조직 내에 ZNF507이라는 유전자가 정상 전립선조직에 비해 많고, 암이 악화될수록 해당 유전자 발현이 증가한다는 것도 확인했다. 세포실험을 통해 ZNF507를 억제할 경우 암의 증식 능력이 현저하게 감소해 전이능력도 줄어들고 암세포 스스로 죽는 세포자살도 증가한다는 것을 확인했다. 연구팀은 ZNF507 활성화와 암 발생, 전이에 대한 분자생물학적 메커니즘도 파악하는데 성공했다. 사람의 전립선암 조직과 동물실험을 통해 ZNF507 유전자 발현이 억제될 경우 암세포 신호전달이 차단되면서 암세포 성장과 전이에 필요한 힘이 억제된다는 것을 밝혀냈다. 최성균 DGIST 핵심단백질자원센터 센터장은 “기존 전립선암 치료제는 시간이 갈수록 내성이 생기거나 효능이 감소하고 심혈관계 질환을 일으키는 등 부작용이 있어 치료에 문제가 많았다”라며 “이번 연구는 기존 전립선암 치료가 갖는 한계를 극복하고 새로운 치료제나 치료기법을 찾는데 도움이 될 것”이라고 말했다.

약 50년 전 백인 여성을 납치하고 성폭행한 혐의로 체포돼 유죄를 선고받은 미국의 흑인 남성이 피해자의 진술 번복으로 뒤늦게 무죄 선고를 앞두고 있다. AP통신의 8일 보도에 따르면 타이론 클라크(66)는 1973년 백인 여성에 대한 납치 및 강간 혐의로 종신형을 선고받고 47년을 감옥에서 보냈다. 클라크는 꾸준히 자신의 결백을 주장해왔지만, 당시 피해자였던 백인 여성(현재 나이 71세)의 증언이 결정적 증거로 채택되면서 가석방이 가능한 종신형의 형 집행이 이뤄졌다. 그러나 최근 피해 여성이 진술을 바꾸면서 클라크의 결백 주장이 힘을 얻게 됐다. 이 여성은 최근 현지 검사에게 “사건 당시 가해자에 대한 식별이 어려웠다. 나는 흑인의 얼굴을 구별해 본 경험이 전혀 없었다”면서 “내가 틀렸다는 것을 알 수 있다”며 클라크에 대한 재심을 지지하는 신청서를 제출했다. 이 여성은 또 “사건이 발생한 날 나는 가해자를 바라보지 않으려 애썼다. 당시 법원이 공정한 재판을 할 것이라고 믿었지만, 현재는 형사 사법 제도의 결함이 있다는 것을 알고 있다. 그(클라크)도 나와 같은 피해자가 될까봐 두렵다”면서 그에 대한 강간 혐의를 취하하고 새로운 재판을 받을 수 있길 바란다고 밝혔다.클라크의 변호인 측은 보스턴 공영방송인 WGBH와 한 인터뷰에서 “피해자가 사건과 관련해 보낸 편지 및 추가 세부사항을 검토한 결과, 당시 사건을 조사한 주정부가 클라크의 유죄 판결에 영향을 미친 주요 증거를 부주의하게 훼손했음을 확인했다”면서 “클라크에 대한 종신형 선고는 인종에 기인한 것”이라고 주장했다. 이어 “클라크는 백인으로만 구성된 배심원단으로부터 유죄 판결을 받았다. 사건이 발생한 1973년은 인종차별이 극에 달했던 시기였다”고 덧붙였다. 당시 재판에서 클라크의 유죄 확정 및 종신형 판결에 영향을 미친 또 다른 요인은 목격자들의 증언이었다. 그러나 잘못된 유죄 판결을 추적하는 현지 단체(National Registry of Exonerations) 측은 “여러 증인이 (범인으로) 잘못된 사람을 지목하는 일은 드물지 않다”면서 “강간 사건으로 유죄 판결을 받은 사람 중 3분의 2는 주로 잘못된 목격자 신원 확인 때문이다. 이중 절반은 백인 여성을 폭행한 혐의로 유죄 판결을 받은 흑인 남성이었다”고 설명했다. 당사자인 클라크는 “피해자가 자신의 목소리를 낸 것에 매우 감사하며, (당시 나를 범인으로 지목했던) 그녀의 상황에 대해 공감할 수 있다”면서 “나는 그때 피해자에게 일어난 일에 대해 슬퍼하고 있다. 그리고 그녀가 지금이라도 나서준 것에 기쁨을 느낀다. 지금에 이르기까지 많은 세월이 걸렸다”고 소감을 밝혔다. 현재 해당 사건은 버지니아주 서퍽카운티지방법원이 다시 검토하고 있으며, 판사가 그의 강간 유죄 판결 취소에 동의하는 순간 클라크의 석방이 확정된다.

DGIST 로봇공학전공 김소희 교수 연구팀이 3차원 구조의 마이크로니들 어레이형 뇌 전극에 약물 전달 기능을 탑재한 유연성 다기능 뇌-기계 인터페이스 기술을 개발했다. 앞으로 장기간 이식이 필요한 뇌질환 치료용 전극으로 활용 가능할 것으로 기대된다. 김 교수팀은 여러 개의 마이크로니들이 유연한 폴리머 플랫폼으로 지지되고 있는 3차원 전극 기술을 기반으로, 유연한 폴리머 케이블에 유체 채널을 집적했다. 이를 통해 전기적 신호 전달과 화학적 약물 전달의 두 가지 기능을 동시에 할 수 있는 다기능 케이블 및 연결기술을 개발했다. 이 기술을 활용하면 약물 전달 채널을 통해 항염증 약물을 전극이 있는 곳에 정확하게 전달할 수 있게 된다. 이로 인해 뇌-기계 인터페이스 기술과 같이 장기간 뇌에 이식된 채로 사용해야 하는 전극의 수명 연장이 가능할 것으로 기대된다. 김 교수는 “뇌질환 치료용 약물의 약효 검증도 가능하여 치료제 개발에도 활용 가능할 것”이라고 설명했다.

국내 연구진이 항암치료 내성을 일으키고 전이와 재발을 유발시키는 새로운 원인 유전자를 찾아냈다. 광주과학기술원(GIST), 가천대 길병원, 가톨릭대, 충남대, 국립암센터, 한국화학연구원 공동연구팀은 대장암 환자의 암 조직 유전체 프로파일링을 통해 항암치료 저항성 유전체 ‘CD45’를 발견했다고 6일 밝혔다. 이번 연구결과는 의학분야 국제학술지 ‘테라노틱스’에 실렸다. 과학기술의 발달로 인해 암도 관리 가능한 질병으로 인식되고 있지만 여전히 많은 환자들이 항암치료가 완벽하지 않고 치료 이후에도 암전이와 재발로 고통받는 경우가 많다. 이는 항암치료 이후에도 살아 남아있는 소수의 암줄기세포 때문으로 알려져 있다. 연구팀은 대장암 환자들의 암 조직을 이용해 항암치료 저항성을 연구하던 중 항암치료 저항성 암 조직에서 CD45가 많이 나타난다는 것을 발견했다. CD45는 면역세포의 발현 여부를 알려주는 표지자 역할을 하는 유전자로 암세포 내에서의 역할과 기능에 대해서는 거의 알려지지 않았다. 연구팀은 단일세포 유전체 프로파일링이라는 새로운 분석법을 활용해 환자의 암조직 내에 존재하는 CD45의 발현이 높을수록 항암제나 방사선치료에도 살아남아 재발과 전이를 일으킨다는 사실을 확인했다. 특히 암세포 내에 CD45 발현율이 높을수록 방사선요법에 대한 치료 예후가 높지 않다는 상관관계도 증명해 냈다. 연구팀에 따르면 CD45가 발현되는 암세포는 자가재생능력을 지녀 암조직을 재생산하는 암줄기세포의 특성을 갖게 되는 것을 확인했다. 이에 따라 이미 개발돼 사용 중인 CD45저해제를 활용하면 항암치료 저항성을 억제하고 항암치료 이후에 일어나는 암재발능력도 낮출 수 있을 것으로 연구팀은 보고 있다. 남정석 GIST 생명과학부 교수는 “이번 연구는 항암치료 저항성을 유도하는 CD45의 새로운 역할을 밝혀냄으로써 난치성 암을 극복할 수 있는 치료전략을 마련하는데 도움이 될 것”이라고 설명했다.

국내 연구진이 DNA에는 우리가 흔히 알고 있는 이중나선 구조 이외에 사중나선 구조도 있다는 사실을 밝혀냈다. 성균관대 의대, 한양대 화학과, 광주과학기술원(GIST) 화학과 공동연구팀은 세포 내에 ‘AC-모티프’(AC-motif)라는 새로운 DNA 구조가 있으며 이것이 유전자 발현을 조절한다는 사실을 확인했다고 5일 밝혔다. 이번 연구결과는 생물학 분야 국제학술지 ‘핵산 연구’ 9월 1일자에 실렸다. 1953년 제임스 왓슨과 프랜시스 크릭은 세포 유전정보를 저장하는 DNA가 이중나선 형태라는 것을 밝혀냈다. 60억개 염기로 된 사람의 유전체를 구성하는 DNA는 환경, 세포작용, 염기서열 등에 따라 이중나선 이외에 다양한 구조를 가질 것으로 예측됐지만 지금까지는 몇 개의 구조만 밝혀졌고 기능에 대한 연구도 많지 않다. 보통 세포 모양, 특징, 기능은 각 세포에서 어떤 유전자가 발현되고 있는가에 따라 결정되는데 유전자 발현 조절 원리는 아직 완전히 파악되지 못하고 있는 상황이다. 연구팀은 아데닌(A)과 사이토신(C)이 반복되는 여러 종류의 올리고뉴클레오타이드를 합성하고 이들의 삼차구조 형성과 금속이온의 영향을 연구했다. 그 결과 아데닌과 사이토신이 반복되는 염기서열은 마그네슘이 있는 상황에서 4중나선 구조를 갖는다는 사실을 알아내고 이를 ‘AC-모티프’라고 이름 붙였다. 연구팀은 원편광이색 분광분석법, 자기공명분광분석법, 형광분광분석법 같은 실험기법과 분자동력학 계산법을 이용해 AC-모티프가 두 쌍의 이중나선이 엇갈린 4중나선 구조를 갖는다는 것을 확인했다. 또 4중나선 구조가 유전자를 발현시키는데 중요한 역할을 한다는 사실을 규명했다. 세포실험과 유전체 교정기술을 이용해 AC-모티프가 ‘CDKL3’라는 발암유전자 발현을 조절한다는 것도 확인했다. 김경규 성균관대 의대 교수는 “세포 내 유전자 발현을 조절하는 새로운 DNA 구조를 다양한 생물물리학적, 계산화학적 방법을 통해 알아냈다는 것이 이번 연구의 가장 큰 의미”라며 “유전자 발현에 대한 보다 정밀한 이해를 가능케 함으로써 DNA 관련 질환의 유전자 발현 조절이 가능한 신개념 치료제를 찾는데도 도움이 될 것으로 기대한다”고 말했다.

국내 연구진이 피 뽑지 않고 눈물만으로도 혈당을 측정할 수 있는 당뇨관리 기술을 개발해 주목받고 있다. 광주과학기술원(GIST) 의생명공학과 정의헌 교수와 한양대 생명공학과 이동윤 교수가 주도하고 강동경희대병원, 미국 매사추세츠종합병원 연구진이 참여한 공동연구팀은 인체에 무해하고 전극이 필요없는 스마트 콘택트렌즈로 혈당을 측정할 수 있는 기술을 개발했다고 30일 밝혔다. 이번 연구결과는 나노과학 분야 국제학술지 ‘나노 레터스’에 실렸다. 당뇨환자들은 식사 후 손가락 끝을 바늘로 찔러 혈액을 채취해 혈당을 측정한다. 혈당 측정을 위해 수시로 손가락을 찌르는 것은 육체적, 심리적 부담감을 줄 뿐만 아니라 바늘을 통한 감염 같은 부작용이 발생하는 경우도 있다. 연구팀은 당뇨 환자의 경우 혈중 포도당 수치가 높아지면 땀이나 눈물, 소변 등 다른 체액에서도 포도당 수치가 높아지며 특히 눈물이 다른 체액들에 비해 질병 상태와 상관관계가 높다는 점에 착안했다. 연구팀은 눈물 속 포도당 농도에 따라 렌즈 속 나노입자가 색깔이 변하는 스마트 콘택트렌즈를 개발했다. 또 색변화 정도를 정밀하게 촬영할 수 있는 시스템과 안구의 흔들림에 따른 측정오차를 최소화할 수 있는 안구추적 알고리즘도 개발했다. 이번에 개발된 스마트 콘택트렌즈는 전극이 없고 인체에 무해한 나노입자의 색깔 변화를 카메라를 통해 정량적으로 분석할 수 있으며 이 모든 것을 스마트폰과 연계해 사용할 수 있다는 장점까지 갖고 있다. 정의헌 GIST 교수는 “이번 기술은 환자들의 부담을 높이는 기존 당뇨 진단방식을 개선할 수 있다는 점이 가장 큰 장점”이라며 “앞으로 딥러닝 기술과 바이오빅데이터 활용 기술을 결합시키면 보다 정확한 당뇨측정이 가능할 것”이라고 말했다.

DGIST는 메타버스 플랫폼을 활용한 ‘2021년 제1회 DGIST Power Bridge in METAVERSE’를 오는 27일에 개최한다. 이번 행사는 국내 대학 최초로 메타버스 플랫폼을 IR행사에 적용해 신종 코로나바이러스(코로나 19)로 인한 비대면 행사의 한계에서 벗어나 효과적인 소통 환경과 현장감을 제공할 예정이다. ‘DGIST Power Bridge’행사는 DGIST 기술 기반 창업기업의 비즈니스모델 소개 및 창업 관련 관계자들의 소통과 협력의 기회를 제공하는 행사다. 2018년부터 4년째 개최하고 있으며, 국가?지역을 대표하는 기업, 국내?외 벤처캐피털 등 관계자들로부터 매년 뜨거운 관심과 집중을 받아왔다. 이번 행사에서는 DGIST의 우수기술에 기반한 3개의 스타트업(짐보로보틱스, 인피닉스, 사바나뮤직)의 투자 IR 발표가 진행된다. 또한, 가상 박람회 부스를 통한 ▲DGIST 스타트업 전시 ▲메타버스 퍼포먼스 공연 ▲O,X퀴즈 등 다양한 볼거리와 즐길 거리를 통해 참여자의 흥미를 유발하고 적극적인 참여를 유도하고자 한다. DGIST 산학협력단 이동하 단장은 “우리 DGIST에서 국내 대학 최초로 진행하는 메타버스 기반 IR행사는 디지털 트렌드에 걸맞는 새로운 방식으로써 대면 행사에 대한 참가자들의 갈증을 해소해줄 수 있을 것으로 기대된다.”고 밝혔다. 또 “이같이 적극적으로 창업기업들을 지속적으로 발굴?육성한 결과 최근 3개 스타트업의 시리즈A 투자유치, 6개 예비창업팀의 예비창업패키지 지원 선정 등 괄목할만한 성과를 이루어내고 있다” 라며 “앞으로도 창업기업에 대한 전방위 지원을 통해 미래 혁신산업을 개척하여 지역사회와 국가 산업 발전에 기여하겠다.”고 덧붙였다.

DGIST 신물질과학전공 이성원 교수 연구팀은 단층 그래핀과 금속산화물 이종접합 물질을 이용해 얇고 유연하면서도 기계적 안정성이 우수한 에너지 저장소자 개발에 성공했다. 개발된 에너지 저장소자는 피부 부착형 웨어러블 기기의 보조 전원으로의 활용이 기대된다. DGIST 이성원 교수팀은 0.1mm 이하의 초박막 형태로 수퍼캐패시터를 제작, 접어서도 사용가능한 정도의 기계적 유연성을 확보했다. 특히 개발한 슈퍼캐패시터는 접어 사용하더라도 펼쳤을 때와 동일한 전기적 특성을 보장하는 장점을 가져, 웨어러블 제품의 에너지 소자로 피부에 부착되더라도 자유로운 움직임 속에서 특성의 변화 없는 안정적인 에너지 공급이 가능하다. 이번 연구를 통해 개발된 슈퍼캐패시터는 단층 그래핀 위에 금속 산화물을 성장·접합시켜 제작한 것으로, 산업 현장에서의 실질적인 활용이 많지 않던 단층 그래핀을 활용한 대표적인 사례로서의 의미가 크다. 뿐만 아니라, 금속산화물을 다른 물질과 접합시킬 때 나타나는 복잡한 변화에 대해서도 관찰함으로써, 향후 관련 연구 분야 가이드라인으로서의 의미도 함께 지닌다. DGIST 신물질과학전공 이성원 교수는 “이번 연구를 통해 완성한 수퍼캐패시터는 총 두께 30μm(마이크로미터), 단위 면적당 저장용량 7.76mF/cm2로, 1000번의 충전과 방전을 시행하여도 거의 동일한 저장용량을 보장해, 물성이 변하지 않는 장점을 갖고 있다”며 “여러 장점이 많은 슈퍼캐패시터지만 현재 다른 상용 배터리보다 다소 낮은 총 에너지 저장용량을 해결하기 위해 추가적인 연구를 계속해나갈 예정이다”고 밝혔다. 이번 연구는 DGIST 신물질과학전공 난다나팔리(Nandanapalli) 박사 후 연구원 등이 참여했고, 에너지 분야 국제학술지 ‘나노 에너지(Nano Energy)’에 지난 6월 24일 온라인 게재됐다.

70년 가까이 민간인의 출입이 통제된 비무장지대(DMZ)를 시대별, 공간별로 구석구석 들여다볼 수 있는 웹 지도가 공개된다. 8일 통일부와 서울대 통일평화연구원에 따르면, 통일부는 최근 ‘내가 만드는 DMZ 평화지도’라는 콘셉트로 DMZ 웹사이트를 구축하고 오는 12일 시연회를 할 예정이다. 이를 통해 DMZ 지리정보뿐만 아니라 1910년대부터 현재까지 사라진 마을과 유적지, 숲과 동식물 등 접경 지역의 변천 과정과 생태 환경을 입체적으로 볼 수 있다. 지리 정보에 역사·문화·생태 등을 종합한 지리정보시스템(GIS) 구축은 처음이다. 웹 지도는 사용자가 시간과 공간, 주제를 어떻게 설정하느냐에 따라 DMZ의 다양한 모습이 펼쳐진다. 예컨대 ‘광복 이전시기’(시간)와 지리지형의 ‘마을/옛마을’(주제)을 선택하면 DMZ 지역에 분포했던 6886개의 마을이 나타난다. 터만 남은 당시 교회나 관공서 등을 현재와 과거, 3D 복원 형태로도 볼 수 있다. 연구용역 책임을 맡은 한모니까 서울대 통일평화연구원 교수는 “DMZ는 남북 갈등과 냉전에 의해 만들어졌지만, 지금은 자연이 공존하고 평화의 가치를 담고 있는 공간”이라며 “접경지역에 대해 자연스럽게 이해하고, 연구나 정책도 심화할 수 있을 것”이라고 말했다.

통일부, ‘DMZ 평화지도’ 구축 공개 예정 최초로 역사·문화·생태 망라한 GIS 구축 DMZ 유네스코 등재 추진에도 탄력 전망 70년 가까이 민간인의 출입이 통제된 비무장지대(DMZ)를 시대별, 공간별로 구석구석 들여다볼 수 있는 웹 지도가 공개된다.8일 통일부와 서울대 통일평화연구원에 따르면, 통일부는 최근 ‘내가 만드는 DMZ 평화지도’라는 콘셉트로 DMZ 웹사이트를 구축하고 오는 12일 시연회를 할 예정이다. 이를 통해 DMZ 지리정보뿐만 아니라 1910년대부터 현재까지 사라진 마을과 유적지, 숲과 동식물 등 접경 지역의 변천 과정과 생태 환경을 입체적으로 볼 수 있다. 이전에도 산림청에서 만든 DMZ 생태문화지도 등이 있었지만, 지리 정보에 역사·문화·생태 등을 종합한 지리정보시스템(GIS) 구축은 처음이다. 웹 지도는 사용자가 시간과 공간, 주제를 어떻게 설정하느냐에 따라 DMZ의 다양한 모습이 펼쳐진다. 예컨대 ‘광복 이전시기’(시간)와 지리지형의 ‘마을/옛마을’(주제)을 선택하면 DMZ 지역에 분포했던 6886개의 마을이 나타난다. 1910년대 지형도에 있었지만, 지금은 사라진 마을들이다. 터만 남은 당시 교회나 관공서 등을 현재와 과거, 3D 복원 형태로도 볼 수 있다.구체적으로 광복 이전 시기부터 광복 직후(1945~1950년), 6·25 전쟁시기(1950~1953년), 냉전 시기(1953~1980년대), 평화전환시기(1990년~현재) 등 시간대별로 지역의 변화 과정을 볼 수 있고, 38선과 DMZ, 중립 수역인 한강하구 등 공간적으로도 구분해 볼 수 있다. 연구책임을 맡은 한모니까 서울대 통일평화연구원 교수는 “DMZ라고 하면 통상 접경 지역을 뭉뚱그려 얘기하지만 38선과 군사분계선, DMZ 사이에 조금씩 다른 특징이 있다”면서 “개성처럼 6·25 전쟁 전에는 남측 땅이었으나 전쟁을 거치며 북한에 편입된 땅들도 있는데 이런 변화의 흐름과 특징들을 한 눈에 볼 수 있다”고 설명했다. 특히 세종실록지리지, 대동여지도부터 1910년대 지형도, 일제강점기 조사보고서, 미 국립문서관 정전협정지도 등을 복원해 행정 구역의 변화를 보여준 것도 의미있다. 주제별 항목에서는 지리지형, 역사문화, 통일평화, 생태환경 등 주제별로 나누고 이를 중분류(17개), 소분류(59개)로 세분화했는데, 여기에만 1만 2000여 건의 정보가 표출된다. 통일부는 강원 양구·인제·고성·철원 등 DMZ 지역에 살았던 주민들 대상으로 구술 채록도 진행할 예정이다.‘DMZ 평화지도’는 문재인 대통령이 2019년 9월 유엔총회에서 ‘DMZ 국제평화지대화’ 구상을 밝히며 제안한 DMZ 유네스코 세계유산 등재를 추진하는 데도 중요한 기초 자료가 될 전망이다. 한 교수는 “DMZ는 남북 갈등과 냉전에 의해 만들어졌지만, 지금은 자연이 공존하고 평화의 가치를 담고 있는 공간”이라며 “접경지역에 대해 자연스럽게 이해하고, 연구나 정책도 심화할 수 있을 것”이라고 말했다.

DGIST D-PIC(디지털제조혁신사업단) 사업단은 최근 기업이 필요로 하는 기술지원 및 혁신을 위한 17개 연구 과제를 기업 수요기술 조사를 통해 최종 선정했다. 이는 모두 기업의 실질적인 기술 고도화 및 다양한 원천 연구를 포함한 것으로 향후 대구·경북 지역 기반의 기업들의 산업 기반을 향상시키는데 도움을 줄 것으로 기대된다. 올해 1월, D-PIC사업단은 지역제조기업의 전통적인 생산 공정 혁신과 이를 위한 연구 및 첨단제조솔루션개발 지원을 핵심 목표로 운영을 시작했다. D-PIC사업단은 출범 이후 기업이 필요로 하는 기술의 수요기술 조사를 통해 17개 연구 과제를 선정했다. 이는 모두 DGIST가 직접 보유중이거나 혹은 지원 가능한 기술을 활용, 지역 기업의 기술 관련 수요에 맞춰 지원책을 수립·운영한 결과이다. 해당 연구과제들은 크게 2가지 유형으로 구분되어 기업과의 협업으로 진행될 예정이다. 두 유형은 각각 ▲원천연구형 기업지원연구과제, ▲응용연구형 기업지원연구과제다. ‘원천연구형 기업지원연구과제’는 기업이 제품·공정 등을 개발하는데 필요한 독창적이고 지속적으로 부가가치를 창출할 수 있는 연구자 중심의 연구이며, ‘응용연구형 기업지원연구과제’는 기업이 예산과 인력 등 현실적인 한계로 인해 진행이 어려웠던 연구주제를 발굴·진행해 이를 제품 제작과 및 관련 공정에 적용함으로써 기업의 경쟁력 향상을 도모할 수 있는 협업연구이다. 이번에 선정된 연구과제들은 향후 5년간 지역기업과의 파트너십 형태로 진행된다. 연구가 진행될 기술 분야는 ▲인공지능기술을 활용한 소재생산공정 및 품질개선, ▲내연기관 자동차 부품기업의 전기자동차 부품기업으로의 변환지원, ▲로봇기술을 활용한 생산공정 및 물류환경개선, ▲다중센서의 융합을 갖는 플랫폼개발 등 현재 급변하는 시장 환경 변화에 발 빠르게 대처하는데 있어 필수적인 분야다. D-PIC 강태훈 사업단장(DGIST 연구본부장)은 “D-PIC 사업단은 지역 소재 기업들이 신성장산업 중심의 기업으로 발 빠르게 탈바꿈할 수 있도록 하는 산·학·연 합동 신개념 클러스터 구축을 1차 목표”라며, “향후 지역 제조혁신 생태계를 조성, 관련 일자리 창출을 통한 고용 안정화 등을 위하여 새로운 제조산업을 구상하고 있다”고 말했다. 덧붙여, 강태훈 사업단장은 “변화하는 환경에 대응하는 역량이 부족한 기업을 적극 발굴해, 기업의 가치를 높일 수 있는 과제 발굴에 더욱 더 노력할 것”이라고 말했다.

제주 곶자왈 지대에 대한 실태조사 결과 총 99.5㎢ 면적의 곶자왈이 새롭게 설정됐다. 제주도는 곶자왈의 효율적·체계적 보전관리를 위해 추진한 ‘제주 곶자왈지대 실태조사 및 보전관리방안 수립 용역’에 대한 실태조사 결과를 30일 발표했다. 국토연구원에 의뢰해 수행한 이번 용역은 2015년 8월 시작해 7년간 이어졌고, 올해 6월까지 식생변화지역 데이터 갱신 등을 완료한 상태다. 실태조사는 GIS(지리정보시스템, Geographic Information System) 조사를 비롯해 도내에서 곶자왈에 대해 연구해 온 지질 전문가들이 직·간접적으로 현장조사 및 검증에 참여했다. 용역에서는 곶자왈이 화산 활동에 의해 생성됐기 때문에 지질학적 개념과 방법론에 기초해 곶자왈 범역을 ‘화산분화구에서 발원해 연장성을 가진 암괴우세용암류와 이를 포함한 동일 기원의 용암류지역’으로 설정했다.그 결과 기존 106㎢였던 곶자왈 면적은 6.5㎢ 감소한 99.5㎢로 설정됐다. 특히 이전에 포함되지 않았던 곶자왈지대 36.4㎢가 새롭게 포함됐다. 반면, 기존에는 포함돼 있었지만 현장조사 결과 비곶자왈지대로 분류된 지역은 43.0㎢에 달했다. 용역진은 지대 경계를 설정 구획한 결과 도내 곶자왈을 7개로 구분했다. 신규 포함된 곶자왈 36.4㎢는 과거에는 아아용암(Aa lava)지대만 곶자왈로 인정했지만, 관련 연구가 재정립돼 파호이호이 용암지대와 전이형 용암지대에도 고루 분포된 것을 확인해 신규 곶자왈로 편입됐다. 전체 곶자왈지대 99.5㎢는 곶자왈의 보전과 관리를 위해 보전가치와 훼손 정도에 따라 곶자왈보호지역 35.6㎢, 관리지역 32.4㎢, 원형훼손지역 31.5㎢으로 구분된다. 제주도는 하반기에 조사된 곶자왈 경계와 보호지역에 대한 주민 의견수렴을 거쳐 올해 말 보호지역 보전관리방안을 수립한다는 방침이다.

DGIST 지능형로봇연구부 이현기 박사 연구팀이 개발 중인 ‘고정밀 마커 시스템’과 ‘3차원 측정 시스템’이 문화체육관광부 지정공모사업인 ‘2021년 지역사회기반 장애인 재활운동 서비스 기술개발(R&D)사업’에 선정됐다. 이번 사업은 국민의 건강 증진 및 국민 건강 데이터를 확보하기 위해 시행됐다. 사업에 선정된 DGIST 이현기 박사 연구팀 과제는 장애인 및 고령자 인적 및 신체 기능의 과학적 분석을 바탕으로 인지·신체의 상호보완적이며 지속 가능한 복합중재 재활운동 유도 및 지원 디바이스 기술 개발을 목표로 한다. 선정된 과제는 3년간 44억원의 연구비를 지원받게 된다. 연구팀은 고정밀 마커 시스템과 3차원 측정 시스템으로 정밀한 인간 동작 측정 가능 시스템을 개발해 인체의 ROM(Range of Motion, 관절을 움직일 수 있는 범위)을 측정 하고, 사람의 보행 해석을 진행해 왔다. 또한 상업용 인체 역동역학 해석 프로그램인 ‘ANYBODY 소프트웨어’를 활용해 인간의 동작 해석에 관한 연구를 진행해 왔다. 연구팀의 개발시스템은 기존 고가 장비에 의존했던 인간의 동작 측정 시스템을 저렴하고 정확하게 측정할 수 있는 시스템으로 대체 가능하다. 특히 인체 관절부의 ROM은 인체 모션 중 관절부의 정확한 위치를 정량적으로 측정하기 어려웠으나, 확률적인 방법을 이용해 관절부의 위치를 예측하고 높은 수준의 ROM을 측정 할 수 있게 됐다. 이를 바탕으로 경북대학교병원 및 경상대학교 병원, 한동대학교와 다양한 공동 연구를 진행하며, 현재 국내 기업들과 사업화를 진행 중이다. 이 박사는 “우리가 개발한 동작 추적 시스템을 이용하면 고령층 및 장애인 등 기존 동작 측정이 어려웠던 계층의 보행 및 다양한 동작들의 인체 역동역학 해석이 가능하다”며, “이를 토대로 데이터베이스 구축, 개인 맞춤형 재활기기 설계 및 제작, 운동/재활 프로토콜 개발 등을 효과적으로 수행할 수 있을 것으로 기대된다.”고 밝혔다. 이번 과제는 이현기 박사를 비롯해 DGIST 지능형로봇연구부 이동하 박사, 윤현수 박사, 구교권 박사가 참여한다. 아울러 선문대학교 이규중 교수팀, 단국대학교 김지태 교수팀(현, 한국특수체육학회 회장), 동국대학교 일산병원 권범선 교수팀 (현, 동국대 일산병원 병원장), 재활공학연구소 장윤희 박사팀, 국립재활원 배영현 사무관팀이 공동 수행하게 된다.