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- 삼륭물산(주) 조락교 회장 명예경제학박사 학위 수여
- 삼륭물산(주) 조락교 회장 명예박사 학위 수여 5월 12일, 장기원국제회의실에서 학위수여식 열려 [사진. (왼쪽부터) 박승한 연구부총장 겸 대학원장, 삼륭물산(주) 조락교 회장, 서승환 총장] 우리 대학교는 5월 12일(목) 오후 3시 연세·삼성학술정보관 장기원국제회의실에서 삼륭물산(주) 조락교 회장에게 명예경제학박사 학위를 수여했다. 조락교 회장은 우리 대학교 경제학과에 입학해 경제학 학사 및 석사 학위를 취득했고, 1980년 국내 최초로 카톤팩을 대량 생산하는 삼륭물산을 창업해 포장업계의 선도적인 기업으로서 국가 경제 발전에 기여했다. 또한, 용운장학재단을 설립해 핵심 인재 양성을 위한 장학금을 지원하고, 다양한 한글 연구 지원 사업, 한국어 교육 지원 사업, 한글상 수여 등 국학 발전에 기여했으며, ‘조락교 경제학상’, ‘용운의학대상’을 제정해 경제학, 의학 분야 학문 발전에도 공헌했다. 서승환 총장은 이날 환영사를 통해 “연세대학교가 세계 최고의 대학이 되기 위해서는 연세인 하나하나가 사회와 공존하고 혁신적인 아이디어로 사회 변화를 주도할 수 있어야 한다.”며 “베풀고 나누는 것이 스스로를 위한 가장 큰 기쁨이라고 말씀하신 조락교 회장님의 인재 양성과 탁월한 연구자 발굴에 대한 비전은 한국 사회와 교육을 견인하는 선구자의 비전”이라고 말했다. 박승한 연구부총장 겸 대학원장은 “조락교 회장이 선도적인 기업 경영으로 국가 경제 발전에 이바지하고, 학문 및 문화 발전을 위해 인재 양성에 지대한 공헌을 했기에 연세대학교 대학원 운영위원회 의결을 거쳐 명예경제학박사 학위수여를 추천했다.”고 전했다. 이에, 조락교 회장은 “연세대학교와 함께한 날을 기쁘게 여기며 좋아서 한 일을 이렇게 축하해 주심에 감사하며, 앞으로의 나눔과 베풂을 위해 노력하겠다.”고 답사했다.
- 앤드와이즈 2022.11.10
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- 김동호 교수팀, 나노 크리스탈 양자점의 3차원 모양 제어에 따른 다중 발광 메커니즘 규명
- 김동호 교수팀, 나노 크리스탈 양자점의 3차원 모양 제어에 따른 다중 발광 메커니즘 규명 종합화학 분야 세계 최고 권위지 ‘Advanced Materials (IF=30.849)’ 표지 논문 선정 [사진. 김동호 교수(왼쪽), 김태희 석박사 통합과정 학생] 이과대학 화학과 김동호 교수 연구팀(제1저자 김태희 통합과정 학생)은 시간 분해 단일 입자 분광법(time-resolved single-particle spectroscopy)과 편광 조절 시간 분해 흡수 및 형광 분광법(polarization-controlled transient absorption & fluorescence spectroscopy)을 이용해 인화인듐 테트라포드(InP tetrapod) 나노 크리스탈의 모양 제어에 따른 엑시톤 구속 차원 변화와 다중 광자 발광체로의 전환 메커니즘을 규명했다. 본 연구 결과는 그 우수성과 독창성을 인정받아 종합화학 분야 상위 1% (Rank by Journal Citation Indicator, 2020) 세계 최고 권위 학술지인 ‘어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials, IF=30.849)’에 5월 13일 온라인 게재됐으며, 해당 이슈의 표지 논문(Frontispiece cover paper)으로 선정됐다. 나노미터(㎚) 수준의 작은 크기로 존재하는 나노 크리스탈 양자점은 강한 공간적 구속력으로 발생하는 양자 구속 효과로 인해 흥미로운 광학 성질을 나타낸다. 발광 다이오드 기반 디스플레이를 비롯해 다양하게 응용되는 반도체 나노 크리스탈은 엑시톤(exciton, 전자-정공 쌍)의 거동에 따라 그 특성이 좌우되기에, 광전소자의 효율을 극대화하기 위해서는 나노 입자의 다양한 형태에 따른 엑시톤 거동의 변화에 대한 연구가 필수적이다. 세 개의 공간 차원에서 모두 구속 효과가 발생하는 구형의 양자점의 경우, 강하게 결속된 다중 엑시톤 상태는 오제 재결합 등을 통해 빠르게 소멸하며, 구속 효과가 하나 혹은 그 이상의 차원에 대해 이완될 경우 다중 전하가 상호작용하는 방식이 변화한다. 본 연구에서는 성균관대 정소희 교수 연구팀과의 공동연구를 통해 모양이 정교하게 제어된 단결정 테트라포드 그리고 정사면체(tetrahedron) 나노 크리스탈을 합성하고, 입자의 모양에 따른 엑시톤 거동 변화를 단일 입자 수준에서 관찰해 다중 발광체로의 전환 메커니즘을 최초로 규명했다. 김동호 교수 연구팀은 피코초(10⁻¹²초, 1조 분의 1초) 레이저와 광학 현미경을 접목시켜 시간과 공간 분해능을 동시에 갖춘 시간 분해 공초점 형광 현미경 장비를 이용해 나노 크리스탈 단일 입자의 형광 신호를 관측했다. 수직 구조의 두 검출기로 동시에 측정을 진행하는 시간-관계 단일 광자 계수 분광법(time-correlated single photon counting spectroscopy)을 이용하면 단일 입자의 이차 세기 상관(second order intensity correlation, g⁽²⁾) 광자 통계 특성을 관찰할 수 있다. 이차 세기 상관 통계로 관찰되는 비다발성(antibunching, g⁽²⁾(0) < 1)은 단일 입자 양자 발광체의 대표적인 특성으로, 이에 대한 정량적인 분석은 단일 입자 내 존재하는 발광 단위체의 개수에 대한 정보를 알 수 있게 한다. 팔 두께를 고정한 채 팔 길이를 다양하게 조절한 테트라포드 나노 크리스탈에 대해 단일 입자 형광 신호를 분석한 결과, 팔 길이가 짧은 테트라포드 입자는 정사면체 입자와 동일하게 단일 광자 발광체의 특성(g⁽²⁾(0) ≈ 0)을 보인 반면, 테트라포드의 팔 길이가 인화인듐(InP)의 엑시톤 보어 반지름(aB = 10 ㎚)을 넘어섬에 따라 다중 광자 발광체(0.5 < g⁽²⁾(0) < 1)로 전환되는 것을 관찰할 수 있었다. 또한, 편광을 조절한 시간 분해 분광 측정으로 입자의 모양에 따른 들뜬 상태의 비등방성 동역학(anisotropy dynamics) 분석을 통해, 테트라포드의 팔이 충분히 길 때(>aB) 엑시톤이 각 팔에 편재화돼 생성되며, 이를 통해 엑시톤 구속 차원이 3차원에서 준 2차원으로 전환됨과 동시에 테트라포드의 네 개의 팔이 각각의 발광 단위체로 작용할 수 있게 됨을 밝혔다. 나아가 단일 테트라포드 입자에 생성된 다중 엑시톤은 각 팔에 구속된 사면체형 기하 구조를 이루며 독특한 방식으로 상호작용했다. 엑시톤 간 상호작용은 입자 내 국부 전기장에 교란을 일으켜 양자 구속 스타크 효과(quantum-confined Stark effect)를 증폭시킬 뿐 아니라 단일 나노 크리스탈의 양자 메모리 효과를 향상시키는 역할을 했다. 김동호 교수는 “기하학적으로 제어된 다중 양자 상태 간 상호작용에 대한 이해는 나노 광학 및 양자 정보 분야로 신소재의 활용 범위를 확장시킬 수 있는 중요한 기반이 될 연구 결과”라고 연구의 의의를 밝혔다. 논문정보 ● 논문제목: Shape-Tuned Multiphoton-Emitting InP Nanotetrapods ● 논문주소: https://doi.org/10.1002/adma.202110665
- 앤드와이즈 2022.11.10
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- 김현재 교수팀, 피부에 붙여 혈관 속 생체지표를 모니터링하는 PPG 센서 및 플랫폼 제안
- 김현재 교수 연구팀, 피부에 붙여 혈관 속 생체지표를 모니터링 하는 PPG 센서 및 플랫폼 제안 의학 및 과학기술 분야 국제학술 권위지 ‘Nano Energy’ 게재 [사진. 김현재 교수(왼쪽), 제1저자 강병하 박사] 전기전자공학과 김현재 교수 연구팀은 유무기 하이브리드 산화물 포토트랜지스터에 활용된 유기물 내 용매 종류를 변경함으로써 발생되는 광전류 유형의 차이를 입증하고, 이를 통해 저/고위험 상태에서 활용될 PPG(Photoplethysmogram, 광용적맥파) 센서 개발 및 심혈관 상시 모니터링 시스템 플랫폼을 제안했다. 김현재 교수가 교신저자로, 졸업생인 강병하 박사(現 삼성전자 메모리사업부)가 제1저자로 참여한 이번 논문은 에너지를 활용한 나노 물질/디바이스 연구 분야 국제학술 최고 권위지 ‘나노 에너지(Nano Energy, IF 17.881, JCR 상위 4.79%)’에 11월 25일 게재됐다. 최근 고령화 사회가 도래하면서 단순히 수명을 연장하는 것이 아닌 건강하게 수명을 연장하는 것에 대한 관심이 높아지고 있다. 건강한 삶을 위해 다양한 질병에 대한 조기 진단과 즉각적인 치료의 중요성이 대두되고 있으며, 이에 따라 정보기술(IT, Intelligence technology)과 헬스케어(Healthcare) 기술이 결합된 전자소자가 주목받고 있다. 다양한 질병 중 세계 사망 원인 1위인 심혈관 질환은 일상생활에서 발생되는 심박수, 심박수 변동성, 산소포화도 및 혈압과 같은 생체신호들에 대한 이상 징후를 미리 감지해야 조기 진단이 가능하며 즉각적인 치료를 진행할 수 있다. 이러한 생체신호들을 생활 속에서 파악하기 위해서는 휴대성(Portability), 비침습(Non-invasive), 지속적인 모니터링(Continuous monitoring)의 특성이 요구되며, 이를 만족할 수 있는 전자소자인 PPG 센서가 주목받고 있다. 광다이오드(LED, Light-emitting diode)와 광검출기(Photodetector)로 구성된 PPG 센서는 광다이오드가 혈관에 빛을 인가시키고 반사된 빛을 검출함으로써 생체신호를 파악할 수 있는 유용한 소자로, 최근 스마트워치(Smartwatch)에 적용되고 있다. 하지만 현재 상용화되고 있는 PPG 센서는 부피가 크고 딱딱한 단점이 있어 피부와 PPG 센서의 차이를 형성하고 이에 따른 생체신호 검출 정확도가 떨어질 수 있다. 또한, 기존 PPG 센서는 가시광 광다이오드를 사용하기 때문에 피부 내 깊숙이 빛이 침투하지 못하는 단점이 있다. [그림. (위) Skin-conformable PPG 센서 모식도 및 생체신호 검출 데이터, (아래) 상시 가동 심혈관 모니터링 시스템을 위한 PPG 센서 플랫폼] 이에 본 연구팀은 피부 깊숙이까지 빛이 침투할 수 있으며, 유연한 특성까지 겸비한 ‘skin-conformable PPG 센서’를 개발했다. 개발된 PPG 센서는 전기적 특성이 우수한 산화물 반도체 기반 박막트랜지스터에 적외선 및 가시광 검출이 가능한 DPP(Diketopyrrolopyrrole) 폴리머 물질을 코팅시킨 유무기 하이브리드 산화물 포토트랜지스터와 광다이오드로 구성됐다. 본 연구팀은 DPP 폴리머 용매 종류의 변화를 통해 표면전위 특성을 조절함으로써 유무기 하이브리드 산화물 포토트랜지스터의 PPC(Persistent photoconductivity) 특성 발현 여부를 선택할 수 있었다. 이러한 결과를 통해 심박수가 낮은 상태에서는 PPC 특성이 있는 유무기 하이브리드 산화물 포토트랜지스터와 적외선 광다이오드만을 활용해 저전력 구동을 하며 심박수를 측정하고, 특정 수치 이상의 심박수 도달 시에는 PPC 특성이 없는 유무기 하이브리드 산화물 포토트랜지스터와 적외선 및 적색광 광다이오드를 활용해 심박수 및 산소포화도를 측정할 수 있는 상시 가동 심혈관 모니터링 시스템을 제안했다. 김현재 교수팀은 “본 연구팀이 제안한 skin-conformable PPG 센서 및 모니터링 시스템 플랫폼이 심혈관 질환 예방에 크게 기여할 수 있을 것으로 기대된다.”고 전했다. 논문정보 ● 논문제목: Skin-conformable photoplethysmogram sensors for energy-efficient always-on cardiovascular monitoring systems ● 논문주소: https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106773
- 앤드와이즈 2022.11.10
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- 조용수 교수팀, 원자 간 거리 조절에 의한 최고의 플렉시블 압전에너지 하베스팅 성능 구현
- 조용수 교수팀, 원자 간 거리 조절에 의한 최고의 플렉시블 압전에너지 하베스팅 성능 구현 에너지 재료 분야 최고 학술지 ‘Advanced Energy Materials’ 게재 공과대학 신소재공학과 조용수 교수 연구팀(제1저자 김다빈, 공동저자 조경수, 박성준)이 휘어진 상태에서 내부 스트레스를 가하는 인 시투(in situ) 공정을 개발해 500㎚ 두께의 할라이드 페로브스카이트 박막에서 20V 이상의 고효율 압전에너지 하베스팅 특성을 구현하는 데 성공했다. 압전에너지 하베스팅(piezoelectric energy harvesting)은 신재생에너지 변환 기술의 하나로서 주위에서 쉽게 얻어지는 진동이나 응력 등 기계적 자극을 전기에너지로 바꾸는 기술이다. 본 연구에서는 기존에 알려진 산화물계 압전 화합물과 다른 무기 할라이드 화합물(CsPbBr3)를 적용, 플렉시블 소자로서는 최고의 성능인 22.6V와 1.13㎂의 전기에너지를 구현하는 데 성공했다. 할라이드 화합물은 100도 미만의 저온 공정이 가능해 플라스틱 기판 위 플렉시블 소자로서 구현이 가능하므로 태양전지, 광검출기, 퀀텀닷 분야에서 세계적으로 연구가 가장 활발하게 진행되고 있는 신소재 중 하나이다. 최고의 성능 구현을 위해 소자 제작 시 인위적으로 내부 응력을 조성해 최적의 격자 뒤틀림을 구현했다. 즉 소자의 밴딩 시 수평 방향으로는 격자 수축, 수직 방향으로의 격자 인장을 유도해 최대의 압전 성능이 나타나도록 했다. 또한 본 연구에서는 우수한 압전 특성의 메커니즘을 설명하기 위해 할라이드 결정구조 내에 원자 간 결합 거리와 결합 각의 변화를 추정해서 할라이드 소재에서의 팔면체 뒤틀림 거동을 정량적으로 제시했다. 할라이드에서만 가능한 경쟁력 있는 플렉시블 소자를 구현함으로써 압전 특성을 이용한 각종 센서, 엑추에이터, 트랜스듀서 분야로 다양한 응용이 가능하다. 본 연구 결과는 와일리(Wiley)에서 출판되는 에너지 재료 분야 최고 학술지인 어드밴스드 에너지 머티리얼즈(Advanced Energy Materials, IF=29.368) 2월호에 온라인 게재됐으며 한국연구재단의 중견연구자지원사업과 미래소재디스커버리사업의 지원으로 이뤄졌다. 논문정보 ● 논문제목: Contribution of Anisotropic Lattice-Strain to Piezoelectricity and Electromechanical Power Generation of Flexible Inorganic Halide Thin Films ● 논문주소: https://doi.org/10.1002/aenm.202103329
- 앤드와이즈 2022.11.10
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- 김동호 교수팀, 엑시머 형성 과정의 구조 변화 메커니즘 규명
- 김동호 교수팀, 엑시머 형성 과정의 구조 변화 메커니즘 규명 종합화학 분야 세계적 권위지 ‘앙게반테 케미’ VIPs 및 표지논문 선정 [사진. 김동호 교수(왼쪽), 홍용석 박사] 이과대학 화학과 김동호 교수 연구팀은 펨토초 시간 분해 순간 유도 라만 분광법(time-resolved impulsive stimulated Raman spectroscopy)을 이용해 퍼릴렌 비스이마이드(perylene bisimide) 쌓임체 내에서의 엑시머 형성 과정(excimer formation)에 수반되는 구조 변화 메커니즘을 규명했다. 엑시머(excimer)란 들뜬 상태에서 두 개의 단량체가 상호작용해 생기는 들뜬 상태 이합체(excited-dimer)를 뜻하며, 파이공액 유기물의 쌓임체로 구성되는 유기 광전자 소자에서 흔히 발현된다. 유기 광전자 소자 내에서 엑시머의 형성은 소자 내의 에너지 수송을 억제시키는 요소로 알려져 있어, 엑시머 형성 메커니즘에 대한 연구는 효율적인 소자 개발에 필수적이다. 이론적 연구를 통해 엑시머 형성 과정에서 구조 변화가 중요한 역할을 할 것이라 예측하고 있으나, 실제 엑시머의 발현에 영향을 미치는 구조 변화 메커니즘의 실험적 규명은 이루어진 바 없다. 본 연구에서는 독일 연구팀과의 공동연구를 통해 엑시머가 발현되는 쌓임 구조 중 가장 단순한 모델인 퍼릴렌 비스이마이드 이합체(dimer)를 합성했고, 시간 분해 순간 유도 라만 분광법을 이용해 엑시머 형성의 구조 메커니즘을 규명하고자 했다. 김동호 교수 연구팀은 200 펨토초로 발현되는 엑시머의 구조 변화를 포착하고자 ‘시간 분해 라만 분광법’을 도입했다. 이러한 라만 분광법은 10 펨토초(100조 분의 1초) 미만의 레이저 펄스를 이용해 일반적인 유기 분자체에서 관측되는 100~3000 ㎝⁻¹ 영역의 진동 모드를 관측할 수 있도록 해, 들뜬 상태에서 수반되는 구조 변화에 대한 정보를 얻어 낼 수 있다. 시간 분해 라만 분광 장치를 이용해 실시간 라만 스펙트라의 변화를 분석한 결과, 200 펨토초로 분자 간 거리가 감소하고 배향의 각도가 줄어드는 구조 변화를 관측할 수 있었다. 또한, 시간 영역의 진동 결맞음(vibrational coherence) 신호를 분석해 해당 진동 모드가 엑시머 형성 과정과 진동-전자 상호작용(vibronic coupling)을 해 엑시머 형성 과정이 초고속(200 펨토초)으로 발현될 수 있음을 규명했다. 김동호 교수는 “유기 소자 내에서의 엑시머가 어떠한 조건에서, 어떻게 발현되는지에 대한 이해는 효율적인 소자를 디자인하기 위해 필수적”이라며 “따라서 본 연구에서 밝혀낸 엑시머 발현의 구조 메커니즘은 앞으로 엑시머의 발현을 조절하는 소자 디자인에 초석이 되는 연구 결과라 생각된다.”고 말했다. 본 연구 결과는 종합화학 분야의 세계적 권위 학술지인 ‘앙게반테 케미(Angewandte Chemie International Edition)’에 지난해 12월 26일 게재됐으며, VIPs (Very Important Papers, less than 5%) 및 표지논문으로 3월 3일 선정됐다. 논문정보 ● 논문제목: Real-time Observation of Structural Dynamics Triggering Excimer Formation in a Perylene Bisimide Folda-dimer by Ultrafast Time-Domain Raman Spectroscopy ● 논문주소: https://doi.org/10.1002/anie.202114474
- 앤드와이즈 2022.11.10
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- 조승우 교수팀, 장기 맞춤형 오가노이드 배양 및 이식 플랫폼 개발
- 조승우 교수팀, 장기 맞춤형 오가노이드 배양 및 이식 플랫폼 개발 효율성·재현성·안전성이 뛰어난 새로운 오가노이드 배양 소재 개발 세계적인 학술지 ‘Nature Communications’ 게재 [사진. (왼쪽부터) 조승우 교수, 김수란 박사, 민성진 박사] 생명공학과 조승우 교수(기초과학연구원 나노의학연구단 연구위원) 연구팀은 생체 조직의 고유 성분을 활용해 오가노이드(Organoid)를 삼차원 배양할 수 있는 새로운 배양 지지체를 개발했다. 본 연구에서는 조직 내의 세포들은 모두 제거하고 조직 특이적 세포외기질(Extracellular matrix) 성분은 보존하는 탈세포(Decellularization) 공정을 이용해, 오가노이드 맞춤형 하이드로젤(Hydrogel) 지지체를 제작했다. ‘미니 장기’라고도 불리는 오가노이드는 특정 장기 및 조직의 구조와 기능을 체외에서 매우 유사하게 재현할 수 있기 때문에 질환 기전 연구, 신약 및 재생 치료제 개발 등에 활발히 사용되고 있다. 현재 대부분의 오가노이드 배양은 쥐의 암 조직에서 추출한 매트릭스 소재에 의존하고 있다. 하지만 이러한 기존 소재는 동물 유래 병원균이 인체 내로 전이될 위험성이 있고 배치 간 차이로 인해 실험 결과의 재현성이 낮으며 비용도 상당히 고가이기 때문에 이를 통해 생산된 오가노이드의 활용도가 상당히 제한적이다. 게다가 암 조직과 정상 조직의 세포외기질 조성이 굉장히 다르기 때문에 암 조직에서 유래된 배양 지지체는 특정 장기 오가노이드를 위한 조직 특이적 미세환경을 제대로 제공할 수 없다는 한계가 있다. 본 연구진은 이러한 문제점을 해결하기 위해 오가노이드 형성을 유도하고 발달시킬 수 있으면서 기존 암 조직 유래 배양 소재를 대체할 수 있는 안전성 및 재현성이 뛰어난 새로운 배양 지지체를 개발했다. 위, 장 조직에 대한 탈세포 공정 최적화를 통해 위·장 조직 특이적 미세환경을 구현할 수 있는 장기 맞춤형 오가노이드 배양 지지체를 각각 제작하고 그 성능을 검증했다. 기존의 상용화된 오가노이드 배양 지지체는 거의 특정 당단백질 성분으로만 구성된 반면, 본 연구에서 제작된 위·장 오가노이드 맞춤형 배양 지지체에는 실제 위·장 조직에 풍부하게 존재하는 다양한 유형의 세포외기질 성분들이 고르게 존재함을 확인했다. 이러한 성분들은 해당 장기 오가노이드의 분화 및 발달에 큰 도움이 될 것으로 예측됐으며, 실제로 개발한 배양 지지체에서 오가노이드를 배양했을 때 기존 상용화된 배양 소재에서와 동등하거나 향상된 수준의 위·장 오가노이드가 각각 형성됐다. 또한 독성 평가 및 염증 반응 분석을 통해 안전성이 뛰어난 재료임을 검증했고, 배치가 달라져도 주요 세포외기질 성분의 차이가 크지 않음을 확인했다. 아울러 위·장 오가노이드 맞춤형 배양 지지체의 조직 특이적 및 연령 특이적 성분들이 오가노이드 발달에 미치는 영향을 확인할 수 있었으며, 이를 통해 오가노이드 배양에 중요한 핵심 세포외기질 단백질들을 선별할 수 있었다. 이 외에도 개발한 오가노이드 배양 지지체가 위·장 오가노이드의 장기 배양 및 이식 치료에도 효과적으로 활용될 수 있음을 검증하는 다양한 실험 결과들을 확보했다. [그림. 장기 맞춤형 탈세포 조직 유래 오가노이드 배양 지지체 제작 및 개발한 지지체에서 형성된 위 및 장 오가노이드] 이번 연구를 통해 개발한 장기 맞춤형 오가노이드 배양 지지체는 기존 오가노이드 배양 소재의 문제점인 배치 간 차이로 인한 낮은 재현성, 안전성, 고비용 문제를 효과적으로 해결할 수 있다. 따라서, 기존 소재를 대체해 대규모 신약 스크리닝, 환자 맞춤형 질환 모델링 등 다양한 전임상 연구의 플랫폼 기술로 활용될 수 있을 것으로 예상된다. 그뿐 아니라 대부분의 기존 오가노이드 배양 소재가 외국 제품에 의존하고 있는 현실을 타개해 오가노이드 배양 소재의 국산화를 도모하고, 해외 시장 진출을 통해 고부가가치 창출이 가능할 것으로 보인다. 특히, 기존 암 조직 유래 배양 소재와는 달리 사람에게도 이식 가능해, 조직 재생을 위한 오가노이드 치료제 개발 및 이식 치료 플랫폼 구축 등 재생의학 분야에서도 광범위하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구는 한국연구재단 중견연구자사업 및 바이오·의료기술개발사업, 산업통상자원부 산업기술혁신사업, 연세 시그니처 연구클러스터사업 및 기초과학연구원(IBS) 나노의학연구단의 지원으로 수행됐다. 이번 연구 결과는 세계적인 학술지 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’에 3월 30일 게재됐다. 생명공학과 김수란 박사, 민성진 박사가 공동 제1저자로, 조승우 교수가 교신저자로 참여했다. 논문정보 ● 논문제목: Tissue extracellular matrix hydrogels as alternatives to Matrigel for culturing gastrointestinal organoids ● 논문주소: https://www.nature.com/articles/s41467-022-29279-4 용어설명 ● 오가노이드(Organoid): 줄기세포의 분화 및 자가 조직화를 통해 형성되는 3차원 장기 유사체. ● 세포외기질(Extracellular matrix): 조직에서 세포 사이 공간을 채워주는 성분으로 조직의 구조적, 물리적인 지지체 역할을 제공할 뿐만 아니라 세포의 증식 및 분화와 더불어 조직의 형성, 재생 및 항상성 유지 등 다양한 생명 현상에 중요한 생화학적·생체역학적 신호를 제공하는 물질임. ●탈세포(Decellularization): 생체 조직에서 화학적 혹은 물리적 처리를 통해 세포 성분들은 모두 제거하되 고유한 세포외기질 성분들은 보존시키는 공정. ●하이드로젤(Hydrogel): 친수성 고분자가 물리적 혹은 화학적 결합을 통해 3차원 네트워크를 형성해 만들어진 것으로, 많은 수분을 함유한 젤리 같은 물질.
- 앤드와이즈 2022.11.10
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- 권호정 교수팀, 소아 뇌 퇴행성 질환(NPC1) 치료제 발굴 및 기전 규명
- 권호정 교수팀, 소아 뇌 퇴행성 질환(NPC1) 치료제 발굴 및 기전 규명 서울대 강경선 교수팀과 협력 연구로 NPC1 질환 치료제 발굴 및 기전 규명 HDAC 저해제 처리에 따른 SNAP25 증가에 의한 오토파지 활성 및 NPC1 질병 행동장애 완화 [사진. (왼쪽부터) 권호정 교수, 강경선 교수, 정유주 연구원, 이승은 연구원] 생명시스템대학 생명공학과 권호정 교수 연구진은 서울대 강경선 교수 연구진과 협력 연구를 통해 소아 뇌 퇴행성 질환 C1형 니만-피크(Niemann-Pick type C1; NPC1)에 대한 치료 후보 화합물로 히스톤 디아세틸라제(Histone Deacetylase: HDAC) 저해제인 SAHA와 HNHA를 제시하고, 두 화합물의 NPC1 질환 개선 활성의 새로운 표적 단백질 동정 및 기전을 제시했다. NPC1 질병은 소아 뇌 퇴행성 질환으로 콜레스테롤 수송 단백질인 NPC1 유전자의 돌연변이에 의해 발병하며, 많은 양의 콜레스테롤과 지질이 리소좀 내 축적돼 신생아기, 10대 또는 성인기에 나타나는 희귀 난치성 질환이다. NPC1 질병의 또 다른 대표적 증상으로 SNARE 복합체 이상으로 인해 발생하는 오토파지 기능 저하 및 뉴런 세포로의 분화 기능 저하가 알려져 있다. 현재까지 NPC1 질병에 대한 미국 식품의약국(FDA) 승인을 받은 약물 및 치료법이 제시돼 있지 않으며, HDAC 저해제인 SAHA와 다른 HDAC 저해제들이 NPC1 질병 치료제로서 제시됐지만 자세한 작용 기전은 규명되지 않았다. 공동 연구진은 세포 내 콜레스테롤만을 특이적으로 염색하는 형광 면역 염색방법을 이용한 세포 기반 스크리닝을 활용해 HDAC 저해제인 SAHA 및 HNHA를 선별했으며, 차세대 염기 서열 분석(NGS, Next Generation Sequencing) 방법으로 SNAP25가 두 HDAC 저해제에 의해 공통적으로 증가하는 것을 발견했다. 또한 증가한 SNAP25가 NPC1 질병에서 결핍돼 있는 STX17-SNAP29-Vamp8 복합체의 기능을 대체할 수 있는 STX17-SNAP25-Vamp8 복합체를 새로이 형성해 오토파지 순환을 정상화시켜 NPC1 질환 현상을 완화시킨다는 결과를 도출했다. 그뿐만 아니라 HDAC 저해제에 의해 증가한 SNAP25가 뉴런 세포로의 분화를 촉진시킴을 확인함으로써 NPC1 질병에서 SNAP25의 기능을 최초로 규명했다. 해당 연구 결과는 NPC1 질병뿐 아니라 다른 뇌 퇴행성 질환 치료 및 SNAP25 관련 상기 제시한 기전을 조절할 수 있는 약물 개발연구에 활용할 수 있을 것으로 기대된다. [그림. C형 니만-피크 질환(NPC1) 모델에서 HDAC 저해제 SAHA, HNHA의 SNAP25를 통한 오토파지 순환 정상화 및 뉴런 분화 촉진 효능 기전 모식도] 이번 연구성과는 과학기술정보통신부-한국연구재단이 지원하는 리더연구자지원사업, 서울대 수의과대학 BK21 FOUR 미래수의학선도교육연구단의 지원으로 수행됐으며, 4월 12일 SCI 국제 학술지 ‘Clinical and Translational Medicine(IF 11.492)’에 게재됐다. 본 학술지는 와일리(Wiley)지가 발행하는 국제 학술지로 분야 Q1의 최우수 학술지이다. 논문정보 ● 논문제목: Upregulation of SNAP25 by HDAC inhibition ameliorates Niemann-Pick Type C disease phenotypes via autophagy induction ● 저자: 권호정 교수(교신저자, 연세대), 강경선 교수(교신저자, 서울대), 정유주(제1저자, 연세대), 이승은(제1저자, 서울대), 조성민(공저자, 연세대), 강인성(공저자, 서울대) ● 논문주소: https://doi.org/10.1002/ctm2.776 용어설명 ● Histone deacetylase (HDAC) 저해제: Histone deacetylase를 저해하는 화합물. 기분 안정제 및 항간질제로 사용돼 왔으며, 최근 암이나 염증성 질환의 치료제로서 많이 연구되고 있다. HDAC 저해제인 SAHA (Vorinostat)는 림프종(2006년), 백혈병(2007년) 치료제로 FDA 승인을 받은 화합물이다. ● 오토파지(Autophagy): 세포 내 구성요소의 파괴와 재활용에 질서를 제공하는 세포 구성 성분을 자연적으로 분해하는 파괴 기전. 세포 내 영양분이 부족하거나 외부에서 미생물이 침입했을 때와 같은 스트레스 상황에서 세포 스스로 생존을 위해 내부 단백질을 재활용해 항상성을 유지하는 자가 방어 기전. ● Synaptosomal-Associated Protein 25 (SNAP25): 신경 세포의 신경 전달 물질(Neurotransmitter) 방출에 사용되는 SNARE 단백질의 하나로 생체막 융합 현상에 관여한다. ● Niemann-Pick Type C1 (NPC1): 상염색체 열성 유전병(Autosomal recessive disease)이며, 뇌 퇴행성 및 간비대 증상을 동반하는 희귀질환 중 하나로 ‘소아성 알츠하이머’로 알려져 있다. 콜레스테롤 수송에 관여하는 NPC1과 NPC2 단백질의 돌연변이로 인해 리소좀 내부에 콜레스테롤 및 다양한 지질이 비정상적으로 축적돼 발병하는 질환이다.
- 앤드와이즈 2022.11.10
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- 최강열 교수팀, 조직재생 윈트신호전달계 활성제어 혁신형 대사질환 치료제 개발
- 최강열 교수팀, 조직재생 윈트신호전달계 활성제어 혁신형 대사질환 치료제 개발 혁신 타겟 CXXC5 제어 장기지속형 당뇨병-대사질환 치료제 [사진. 최강열 교수(왼쪽), 서설화 박사] 생명시스템대학 생명공학과 최강열 교수 연구팀은 대사질환의 근본 원인이 되는 단백질을 발굴하고, 이를 제어하는 대사 관련 조직의 재생을 촉진해 장기적으로 혈당조절을 가능하게 하는 저분자화합물을 개발했다. 개발된 물질은 혁신신약(first-in-class) 후보 약물로서 질환에서 손상된 조직 재생을 통해 대사질환들을 전반적으로 개선하기 때문에, 당뇨병은 물론 비만, 비알콜성지방간염(NASH) 등 타 대사질환에 대한 치료제 개발로도 이어질 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀은 조직재생에 중요한 역할을 수행하는 윈트신호전달계(Wnt signaling pathway)의 음성되먹임인자(negative feedback regulator)로 작동하는 CXXC5 단백질이 이들 대사질환 환자 조직과 질병을 유도한 모델 생쥐의 대사 관련 조직에서 증가돼 있음을 확인했으며, 비정상적으로 증가된 CXXC5 단백질이 윈트신호전달계의 상위단계에서 작용하는 디셰벌드(Dishevelled; Dvl) 단백질에 결합해 윈트신호활성을 저해해 대사질환을 일으킨다는 것을 밝혔다. 이를 바탕으로 CXXC5-Dvl 단백질-단백질 결합을 억제하는 저분자화합물 ‘KY19334’를 개발했고, 이 물질은 CXXC5의 기능을 억제해 환자 조직에서 저하된 윈트신호전달계 활성을 회복하고, 이를 통해 잠재된 줄기세포가 활성화돼 재생성 치료 효과를 나타냄을 밝혔다. ‘KY19334’를 경구투여했을 때, 고지방식이에 의해 유도된 비만과 각종 대사질환 지표들이 개선됐다. 특히 고지방식이와 유전자 변이에 의해 유도된 당뇨 마우스에서 현재 당뇨병 치료제로 사용되고 있는 시타글립틴(Sitagliptin; 대표 제품명 자누비아)이나 메트포르민(Metformin)과는 다르게 장기적인 혈당조절 효과를 나타냄을 확인할 수 있었다. ‘KY19334’에 의한 지속적인 혈당조절 효과와 각종 대사질환 인자들의 개선 효과는 질환으로 인해 손상된 조직을 신생된 줄기세포에 의해 대체하는 리모델링에 의해 일어남을 밝혔다. 현재 사용되고 있는 당뇨병 치료제들은 장기적인 효과에는 제한이 있어 주기적으로 평생 복용해야 하는 어려움이 있다. 혁신 타깃 CXXC5-Dvl 단백질 결합을 억제해 윈트신호활성을 회복시키는 ‘KY19334’는 반복 투여 시 장기적인 치료에 가까운 혈당조절 효과를 나타내 근본적인 치료제로 개발될 것으로 기대된다. 또한 당뇨병은 물론 윈트신호전달계 활성억제가 문제시되는 비만, NASH 등의 대사질환에 치료제로 개발될 수 있을 것이다. 이 연구는 임상 및 중개의학(Clinical and Translational Medicine, IF 11.495)에 2022년 4월 게재됐으며(제1저자 서설화 박사), 현재 우리 대학교 교원창업기업인 ‘씨케이리제온((구)씨케이바이오텍)’을 통해 전임상 연구가 마무리됐고, CMC-포뮬레이션 개발이 진행돼 현재 임상시험을 앞두고 있다. [그림. 저분자화합물 KY19334의 CXXC5 기능을 억제해 윈트신호전달계 회복을 통한 대사질환 치료 작용 기작 모식도] 논문정보 ● 논문제목: Inhibition of CXXC5 function reverses obesity-related metabolic diseases ● 논문주소: https://doi.org/10.1002/ctm2.742 용어설명 ● 윈트신호전달계: 세포내에서 다양한 생리/병리현상 특히 조직 재생에 관여하는 중요한 신호전달계로 난치성 질환 치료제 개발의 주요 타겟임. ● 신호전달계: 세포가 세포 내/외의 신호(환경)에 반응해 자신에게 가장 유리한 형태로 생리/기능을 수행하는 일련의 과정을 말하며, 이를 통해 핵 속의 유전자발현을 조절한다. 주로 단백질이나 저분자물질이 신호전달 매개체로 역할을 함. ● CXXC5 : 연구팀이 지속적인 연구를 통해 새롭게 규명한 아연집게 단백질로 윈트신호전달 조절과 전사인자로의 이중역할을 수행함. ● 디셰벌드(Dishevelled): 윈트신호전달계에서 세포 밖의 신호를 세포 안으로 매개해 전달계의 활성화에 중요한 역할을 하는 단백질.
- 앤드와이즈 2022.11.10
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- 조만호 교수팀, 금속-반도체 계면에서 이상적인 접촉 특성 구현
- 조만호 교수팀, 금속-반도체 계면에서 이상적인 접촉 특성 구현 이차원 반도체 소자 실용화 난제 ‘페르미 준위 고정 현상’ 해결 ‘네이처 일렉트로닉스(Nature electronics, IF 33.686)’誌 게재 [사진 1. (왼쪽부터) 조만호 교수(공동교신저자), 삼성전자 종합기술원 이은하 전문연구원(공동교신저자), 권기현 박사과정 학생(단독 제1저자)] 이과대학 물리학과 조만호 교수는 삼성전자 종합기술원 이은하 전문연구원 연구진과 공동연구를 통해 금속-반도체 접합에서 2차원 반도체 물질과 이상적인 접촉을 형성하는 방법을 고안해, 반도체-금속 접촉저항 문제뿐 아니라 반도체-금속 접합의 난제였던 ‘페르미 준위 고정 현상(Fermi-level pinning)’을 이상적으로 해결하는 데 성공했다. 금속-반도체 접합 특성은 반도체 소자의 전자 공급 및 전자기장에 의한 조절에서 절대적인 특성을 좌우하는 매우 중요한 특성으로, 반도체-금속 계면에서 피할 수 없이 나타나는 결함의 형성으로 인해 반도체 소자 특성을 제한하는 근원적인 문제를 갖고 있다. 이를 해결하기 위한 많은 연구가 진행됐지만 결함의 원인을 규명하지 못했으며 궁극적인 해결 방법도 찾지 못했다. 연구진은 3차원 반도체와 달리 2차원 반도체는 표면의 반데르발스 결합(van der Waals bonding)을 형성하는 특성으로 인해 금속과 화학적 결합을 억제할 수 있으므로 결함 형성을 최소화할 수 있다는 점을 이용했다. 계면에 화학적 결합이 없으면서도 금속과 접촉 시 금속 원자들의 충돌을 완화할 수 있는 완충층을 새롭게 고안해 냈으며, 금속층 형성 후 간단하게 완충층을 제거할 수 있는 방법을 확보해 이상적인 금속-반도체 계면 형성에 성공할 수 있었다. 이렇게 형성된 계면은 이상적인 반데르발스 결합 특성의 간격을 유지하는 것을 고분해능 주사투과전자현미경을 이용해 원자 수준에서 확인하고, 이를 이용할 경우 다양한 반데르발스 표면 특성을 갖는 2차원 반도체의 n형 및 p형 소자 개발이 금속 접촉 특성만으로 조절 가능함을 확인했다. 또한, 2차원 반도체뿐만 아니라 위상절연체와 같은 반데르발스 표면을 갖는 모든 물질과 이상적인 계면을 형성하는 것이 가능하므로 현재까지 관찰되지 않은 물리적 현상들을 새롭게 얻을 수 있을 것으로 기대되고 있다. [사진 2. WSe2와 Au 간 이상적인 반데르발스(vdW) 금속 접합과 그렇지 않은 접합의 투과전자현미경] 이에 더해, 접촉저항 및 페르미 준위 고정 현상의 원인이 계면 결함에 의존한다는 기존 보고와는 달리, 2차원 반도체와 금속 사이의 계면 거리에 절대적으로 의존함을 실험적으로 확인하고 이러한 원인을 이론적으로 규명했다. 조만호 교수는 “반도체-금속 간 계면 접촉저항의 원인이 일반적으로 알려진 것과 매우 다르게 발현된다는 것을 확인했고, 이로부터 반도체-금속 간 저항 특성을 해결해 2차원 반도체를 실제 소자에 응용할 수 있는 가능성을 높일 수 있었다.”며 “다양한 금속과 2차원 반도체에 적용할 수 있을 뿐 아니라, 3차원 소자에도 그 응용을 고려할 수 있다는 점에서 향후 반도체 소자의 성능 향상에 널리 활용될 수 있을 것으로 기대된다.”고 말했다. 본 연구결과는 세계적인 전자소재·소자 분야 최고 학술지 ‘네이처 일렉트로닉스(Nature electronics, IF 33.686)’에 4월 22일 게재됐다. 권기현(단독 제1저자, 연세대), 최윤호(연세대, 현 삼성전자), 이향숙(삼성전자 종합기술원), 김현식(연세대), 정재훈(연세대), 정광식(동국대), 백민(연세대, 현 삼성전자), 권회돈(연세대), 안재민(삼성전자 종합기술원), 이은하(공동교신저자, 삼성전자 종합기술원), 조만호(공동교신저자, 연세대)가 저자로 참여했다. 본 연구는 한국연구재단 나노 및 소재기술 개발 사업, 연세대-삼성전자 산학 및 한국연구재단 SRC 지원을 통해 이뤄졌다. 논문정보 ● 논문제목: Interaction- and defect-free van der Waals contacts between metals and two-dimensional semiconductors ● 논문주소: https://www.nature.com/articles/s41928-022-00746-6
- 앤드와이즈 2022.11.10
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- 2022-1학기 대학원 동창회 장학금 수여
- 2022-1학기 대학원 동창회 장학금 수여 박사과정 학생 2명에게 각 500만 원 전달 대학원 동창회는 3월 30일(수) 오후 5시 스팀슨관 대학원장실에서 2022-1학기 장학금 수여식을 개최했다. 장학금 수여식에는 홍복기 대학원 동창회장(법학과 명예교수, 前부총장), 박승한 연구부총장 겸 대학원장을 비롯해 여러 내외빈이 참석했다. 이번 2022-1학기에는 김건우 학생(체육학과 박사과정 6학기), 이송민 학생(약학과 박사과정 3학기) 2명이 각 500만 원의 장학금을 받았다. 한편, 대학원 동창회는 1967년 설립돼 1971년부터 매 학기 대학원 학생들에게 장학금을 지급해 왔으며, 동문들의 기부 및 졸업생들의 동창회비를 재원으로 운영하고 있다.
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