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연세소식

[연세 뉴스] 2008 국가대표 연구성과 5가지가 연세인의 작품!

연세대학교 홍보팀 / news@yonsei.ac.kr
2008-10-16

교육과학기술부 연구개발사업 우수 연구성과 50선 중에서 우리대학교 연구진의 연구 성과 5가지가 교육과학기술부와 한국과학재단의 ‘우수 연구성과 50선’에 선정됐다. 교육과학기술부는 각 사업별 목적에 부합하는 대표적인 우수연구 사례를 발굴하여 올 초부터 우수 사례 후보를 평가하고 검증해 왔다. 우수성과 대상은 2007년도에 이루어진 기초과학연구사업, 미래원천기술개발사업, 우주개발사업, 원자력연구개발사업 부문이다. 평가는 연구개발, 인력양성, 국제협력, 그리고 시설 및 장비 구축 측면에서 이루어졌다. 그 결과 우리학교는 50선에 선정된 총 18개 학교 및 그 외 연구센터들 가운데 5선이 선택되었다. 가장 많게는 서울대가 7선, 우리대학교와 KAIST가 5선으로 공동 2위의 성과를 거두었다. 우리대학교에서 선정된 5선의 연구사례는 기초과학 부문 두 가지와 미래원천기술 부문 두 가지다. * 기초과학연구사업 최강열 생명공학과 교수 (생명과학 부문) “라스(Ras) 단백질의 안정화 조절 규명” 최강열 생명공학과 교수 연구팀은 암 발생과 관련된 가장 중요한 단백질 중 하나인 라스 단백질의 조절을 성공적으로 규명해냈다. 이를 통해 라스 단백질 조절의 패러다임을 새로이 열며 암 진단과 치료제 개발에 크게 기여할 전망이다. 인류 최대의 질병인 암에서는 대부분 라스 돌연변이가 관찰돼 왔다. 그러나 라스 단백질 조절방법은 지금까지 폭넓게 규명되지 않았다. 이에 연구팀은 라스 단백질을 조절하는 연구를 수행하였다. 그 결과 생체 내에서 발생, 성장, 항상성 유지 등과 관련된 윈트(Wint) 신호전달계에 의해 라스 단백질이 새로운 메커니즘으로 조절됨을 밝혀냈다. 지금까지 알려지지 않은 단백질의 안정성으로 조절될 수 있는 점과 이 조절이 암과 직접 관련이 있음을 규명한 셈이다. 이는 그동안 가능성으로만 생각했던 것을 실험으로 밝혀낸 최초의 연구다. 이 같은 성과는 지난 해 5월 ‘저널 오브 바이올로지컬 케미스트리’의 표지 논문으로 게재되었고 ‘사이언스’에 괄목할만한 논문으로 선정되어 다뤄지기도 했다. 최 교수 연구팀의 라스 단백질의 안정화 조절이라는 새로운 발견은 라스와 관련된 수많은 암의 진단과 원인 규명 및 치료제 개발에 크게 기여할 전망이다. 연구팀은 현재 이 같은 결과의 지적재산권 확보를 위해 국내외 특허 출원을 진행하고 있다. 그리고 이 연구결과를 토대로 치료용 줄기세포 생산 및 응용을 위한 후속 연구도 적극적으로 수행 중이다. 전혜영 대기과학과 교수 (수리과학 부문) “차세대 중력파 모수화 세계 최초 개발” 전혜영 대기과학과 교수 연구팀은 기후예측을 위한 적운대류 중력파 모수화를 파동의 3차원 전파를 고려한 새로운 방안으로 모색해냈다. 이는 세계 최초로 개발된 모수화이며 이를 통해 일기나 기후의 예측성을 더욱 향상시킬 수 있을 것으로 기대된다. 대기중력파는 현실적인 기후예측을 위해 가장 중요한 역학과정으로 특히 적운대류에 의한 중력파 연구가 핵심이다. 전 교수의 연구팀은 지난 1998년 세계 최초로 적운대류에 의한 중력파 모수화를 개발했다. 현실적인 방향의 모수화를 개발하기 위해 연구에 착수했고 그 결과 파동 전파 과정에서의 3차원 궤적을 각각의 파동에 대해 개별적으로 계산하는 방법으로 Lagrangian 개념의 새로운 모수화를 만드는 성과를 이뤘다. 연구팀의 연구결과는 파동의 연직 전파만을 허용하는 기존의 모수화 방안의 문제를 보완하는 획기적 발전으로 평가받고 있다. 연구팀이 개발한 새로운 모수화는 현재 NASA의 기후모형에 장착돼 있다. 연구팀은 NASA에 Lagrangian 모수화를 기술이전한 기관으로 연구 과제에 참여 중이다. 나아가 연구팀이 개발한 모수화 방안이 일기예보나 기후모형에 장착되면 현실적인 기후변화를 예측하여 기후재해로 인한 인명과 재산피해를 막을 것으로 기대된다. 현재 연구팀은 이론적 부분과 모듈의 효율성 부분에 대한 연구를 후속 수행하고 있다. 이 연구의 성공적 수행이 이루어진다면 연구팀의 모수화가 우리 지구의 일기예보 모형 및 기후 모형에 널리 장착될 것이다. 신인재 화학과 교수 (화공. 소재 부문) “근육세포를 신경세포로 분화시키는 유기분자 ‘뉴로다진’ 개발” 신인재 화학과 교수 연구팀은 난치성 신경계 질환 치료를 위한 유기분자를 발굴해냈다. 그동안 신경계 질환을 치료하는 치료법은 기술 및 윤리적인 문제들을 안고 있는 줄기세포를 이용한 방법이었다. 하지만 신 교수 연구팀은 이보다 더 용이한 방법으로 우리 몸의 유기분자를 이용하여 신경세포로 분화시킨 후 이를 환자에게 이식시켜 치료할 수 있는 길을 새롭게 열었다. 연구팀은 신경계 질환을 치료할 목적으로 근육세포를 신경세포로 분화시킬 수 있는 유기분자를 개발하기 위해 약 300여 개의 이미다졸 유도체를 고체상에서 합성하여 쥐의 근육세포와 배양시켰다. 그 결과 신경세포로 분화시키는 유기분자를 발굴, 이를 ‘뉴로다진’으로 명명했다. 또한 유기분자를 처리한 세포와 그렇지 않은 세포의 유전자 발현 양상을 DNA 칩을 이용해 조사하여 유기분자를 처리한 세포는 신경세포 분화와 관련된 단백질을 많이 발현시킨다는 것을 알아냈다. 지금까지 근육세포를 신경세포로 분화시켜 난치성 신경계 질환 등의 치료에 이용하고자 한 연구 전례가 없어 신 교수 연구팀의 성과는 획기적이다. 뉴로다진은 신경계 질환 치료에 새로운 방법을 제시할 것으로 기대된다. * 미래원천기술개발사업 김호근 병리학교실 교수 (생명공학 부문) “돌연변이형 미완성 단백질의 생성 억제기전 발견” 김호근 교수 연구팀은 암 특이 단백질 생성을 억제하는 ‘난센스-매개 번역 억제 기전’을 밝히는 성과를 거두었다. 이는 새로운 면역 치료법을 개발하여 난치병을 정복할 높은 가능성을 제시해 준 것이다. 암을 비롯한 유전성 질병은 난센스 돌연변이를 함유한 유전자와 관련돼 발생하는데 우리 몸의 정상세포가 이를 막기 위해 난센스-매개 전사체 붕괴(NMD)라는 대사경로를 통해 난센스 돌연변이 전사를 제거한다. 하지만 최근 난센스 돌연변이에서 유래한 전사체 중 일부가 NMD를 피해서 존재하는 것으로 보고되었다. 우리나라는 NMD조절에 관한 기술이 거의 없는 실정이다. 그럼에도 불구하고 김 교수의 연구팀은 난센스-매개 번역 억제 기전을 밝혀내는 데 성공했다. 난센스 돌연변이가 일어난 유전자들의 전사체 중 일부는 NMD를 피해서 존재하지만 그 전사체로부터 번역과정을 거쳐 생성되리라 예상된 단백질이 만들어지지 않음을 확인했다. 이러한 연구결과는 암세포가 난센스-매개 번역 억제기전을 사용하여 항원으로 인식될 암 특이 단백질의 생성을 억제하고 있음을 발견한 것으로 암세포가 면역반응을 피하는 기전에 대한 중요한 단서를 제공했다. 따라서 난센스-매개 번역 억제 기전을 조절함으로써 암을 치료하는 새로운 형태의 암 치료제 개발 가능성을 열어 놓았다. 연구팀은 이 연구를 토대로 지속적인 후속연구를 진행하여 향후 암 조기진단 바이오마커를 개발할 계획이며 이를 통해 새로운 암 면역치료법을 개발하는 데 힘쓸 것이다. 김우택 생물학과 교수 (생명공학 부문) “벼의 발달과정 및 유전체 안정성에 기여하는 텔로미어 결합단백질의 구조와 기능 규명” 김우택 교수의 연구팀은 세포의 노화와 밀접하게 연관되어 있는 텔로미어(telomere)의 기능을 통해 염색체 말단의 구조와 안정성을 확인했다. 즉, 염색체 말단의 구조와 안정성이 유용작물의 발달과정과 수확량에 결정적인 영향을 미친다는 것을 최초로 확인하는 쾌거를 이루었다. 진행생물의 염색체 말단에 있는 텔로미어는 여러 중요 기능을 수행하고 있어 식물의 경우 애기장대에서 연구가 일부 이루어지고 있다. 하지만 국내 연구는 초기 단계에 머물러 있는 실정이다. 이 가운데 김 교수의 연구팀은 벼를 이용하여 이중가닥 텔로미어에 결합하는 단백질 RTBP1의 돌연변이체와 과다발현 형질전환체를 제작하여 그 표현형을 관찰했다. 그 결과 텔로미어의 길이가 돌연변이체에서 길어지는 것을 확인했다. 또한 돌연변이체의 세대가 거듭될수록 염색체의 비안정성이 일어나 화분의 감수분열시 염색체들 간 bridge가 일어나고 여기에 텔로미어가 관여함을 규명해냈다. 이러한 결과를 종합하여 벼에서 RTBP1 단백질이 텔로미어의 길이 조절과 안정성에 매우 중요한 기능을 한다는 점을 알아냈다. 이 연구는 자생식물 유전자 기능 연구를 세계적 수준으로 끌어올렸다는 데 의의가 있다. 식물게놈 연구의 원천기술을 개발해 종자산업의 기반을 구축할 기반을 마련하는 데 성공한 연구팀의 연구 결과를 주요 농작물에 확대 적용하여 고부가가치 신종자 개발 및 산업화를 실현하기를 기대하고 있다. 이와 같은 우리대학교의 우수 연구성과들은 국내 뿐 아니라 세계적으로 주목할 만한 결과들을 담고 있다. 이는 우리대학교가 과학기술 연구개발에 있어 앞으로 학문적 성과와 국가적 위상을 드높일 힘찬 도약을 하고 있음을 말해주고 있다.

 

vol. 471
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