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산화물반도체 전자기장 증폭 빛에서 화학에너지로 전환하는 플라즈모닉 기술 개발
화학공학부 김정규 교수 연구팀은 부산대 김지희 교수, 성균관대 권석준 교수 연구팀과 공동연구를 통해, 금속산화물 반도체 전극 소재에 고도화된 플라즈모닉 나노구조체를 도입함으로서 전자기장 증폭을 유도하여 광수확 효율(light harvesting efficiency)을 개선시키고 전하의 재결합(charge recombination)을 크게 억제하여 태양광에너지에서 전기화학에너지로의 차세대 에너지전환 기술을 개발하였다. 김정규 교수 연구팀(제1저자 노승훈 석박통합과정)은 공동연구팀(부산대 김지희 교수, 성균관대 권석준 교수)과 함께 태양광에 반응하여 전자기장을 증폭시키는 참신한 플라즈모닉 구조체를 개발하여 광전극 소재의 산화 성능을 효과적으로 활성화하는 기술을 개발했다. 특히, 전자기장 증폭을 통한 광전압을 극대화함으로써 광전기화학적(Photoelectrochemical, PEC) 글리세롤 산화 반응의 활성화를 통해 고부가가치 화합물을 생산하는 촉매 기술을 제시하였다. 제로탄소, 친환경 대체연료로써 그린 수소를 생산하는 수전해 기술은 산화 전극에서의 낮은 활성도로 인해 전체 수전해 성능이 저해되는 이유로, 수전해 기술 실용화를 위해서는 산화 전극의 성능을 개선하는 기술의 개발이 필수적인 상황이다. 이에, 효율적인 산화 전극 구동을 위해 태양에너지를 활용하는 PEC반응을 도입하는 시도가 이어지고 있으나, PEC반응에 주로 활용되는 전이금속 기반의 광전극 소재의 낮은 전기적 특성과 아쉬운 표면 산화 반응 활성도로 인해 여전히 산화 전극 성능 개선에 어려움이 있는 상황이다. 이에 연구팀은 PEC가 태양에너지에 의해 구동된다는 점에 착안하여, 태양에너지로 구동 가능한 플라즈모닉 구조체를 도입함으로써 상승작용을 일으켜 효과적인 산화 전극의 반응을 개선함과 동시에 태양에너지의 화학에너지 전환을 실현하였다. 연구팀은 광전극 소재 내부에 형성된 전자기장이 성능과 밀접한 연관을 갖는것을 활용해, 클러스터-내부 및 클러스터-클러스터 상호작용으로 전자기장의 증폭을 유도하는 참신한 플라즈모닉 구조체를 설계하였다. 특히, 약 5 nm 두께의 절연층으로 플라즈모닉 구조체를 감싸, 증폭된 전자기장의 에너지를 광전극으로 전달하는 메커니즘을 활용하여 광전극 소재의 전하 수송 효율을 개선시키고 광전압을 극대화 시켰으며 표면 전하 전달 성능을 향상시켰다. 이에따라, 개발된 광전극 촉매(c-Au/BVO)는 개선된 물 산화 성능은 물론, 고활성의 글리세롤 산화 반응을 보여 고부가가치 화합물을 생산 하였다. 연구팀은 순간 흡수 분광법(Transient absorption spectroscopy), 켈빈 프로브 힘 현미경(Kelvin probe force microscopy), 실시간 감쇠전반사-퓨리에 변환 적외선 분광법 분석을 통해 플라즈모닉 구조체 도입에 따른 광생성 전하의 거동을 규명하고 이에 따른 산화 반응 개선 메커니즘을 제시하였다. 이번 연구는 수전해 기술 실용화의 큰 난관인 산화반응의 효과적인 개선과 동시에 바이오디젤 산업의 경제성을 높일 수 있는 태양에너지-화학에너지 전환 기술을 제시함으로써, 지속가능한 탄소 중립 사회로의 전환에 크게 기여할 것으로 기대된다. 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 개인기초연구-중견연구(NRF-2022R1A2C1011559), 집단연구지원사업-선도연구센터(RS-2024-00405818)의 지원으로 수행된 이번 연구의 성과는 연구의 우수성을 인정받아 환경공학 분야 세계 최고(상위1%)의 국제 학술지인 ‘Applied Catalysis B: Environment and Energy’ 저널(IF:21.1) 에 2025년 6월 16일 온라인 게재되었다. ※ 논문명: Plasmon Induced Field Amplification for Enhancing Photoelectrochemical Oxidative Valorization ※ 학술지: Applied Catalysis B: Environment and Energy ※ 논문링크: https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2025.125600 전자기장을 증폭하는 플라즈모닉 구조체 도입을 통한 고활성 태양광-화학에너지 전환 기술 태양광 유도 전자기장을 증폭시키는 플라즈모닉 구조체를 도입한 산화물 반도체 전극 구현 빛 에너지 유도 전자기장을 플라즈모닉 구조체가 증폭시켜 광-전기화학 에너지변환 성능 개선 (공동교신저자) 성균관대학교 화학공학부 권석준 교수 (제1저자) 성균관대 화학공학과 석박통합과정 노승훈
- No. 341
- 2025-07-31
- 5296
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규칙적인 가벼운 음주와 당뇨 발생과의 관계: 성균관대-하버드대 공동연구
식품생명공학과 허진희 교수는 하버드대학교 보건대학원과의 공동연구를 통해, 가벼운 또는 적당한 음주*가 제2형 당뇨 발생 위험을 낮출 수 있다는 결과를 발표했다. 이번 연구는 미국의 간호사건강연구 I, II 및 보건의료인추적연구에 참여한 약 20만 명의 성인 남녀를 최장 40년간 추적 관찰한 대규모 역학근거에 기반한다. * 알코올 섭취량 15 g/일 미만 (여성), 30 g/일 미만 (남성) 과도한 음주는 암, 간질환, 정신질환, 사고 위험 등을 높이는 것으로 명확히 알려져 있으나, 소량 음주에 따른 건강 효과, 특히 제2형 당뇨 발생과의 연관성에 대해서는 지금까지 일관되지 않은 연구 결과가 보고되어 왔다. 특히 음주패턴에 따른 당뇨 발생 위험은 충분히 연구되지 않아 학계 내 오랜 논쟁이 지속되어 왔다. 이에 연구팀은 음주량뿐 아니라 음주빈도, 주종, 식사와의 곁들임 여부 등 다양한 음주패턴과 제2형 당뇨 발생 위험 간의 복합적 연관성을 다각도로 분석하였다. 본 연구의 교신저자인 허진희 교수는 “이번 연구에서는 규칙적인 가벼운 음주가 남녀 모두에서 제2형 당뇨 발생 위험을 유의하게 낮추는 것으로 관찰되었지만, 이러한 결과가 당뇨 예방을 위해 음주를 시작하거나 권고하는 근거가 되어서는 안 된다”고 강조하며, “알코올이 미치는 다양한 신체적·정신적 유해성을 고려할 때, 매우 절제된 해석과 접근이 필요하다”고 덧붙였다. 본 연구는 미국 국립보건원과 한국연구재단의 지원을 받아 수행되었으며, 의학 분야 국제 저명 학술지인 Diabetes Care (impact factor: 16.6) 2025년 7월호에 게재되었다. 특히 음주량, 음주빈도와 제2형 당뇨 발생 간의 복잡한 상호작용을 다각적 측면에서 정교하게 분석한 점이 높이 평가되어, 세계적 석학들로부터 invited commentary를 받으며 학술적 탁월성 또한 인정받았다. - 논문명: Alcohol intake, drinking pattern, and risk of type 2 diabetes in three prospective cohorts of U.S. women and men - 저널명: Diabetes Care (IF: 16.6, top 2.9% in endocrinology & metabolism) - DOI: https://doi.org/10.2337/dc24-1902
- No. 340
- 2025-07-25
- 8560
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천연 재료 기반 고성능 페로브스카이트 태양전지 개발
성균나노과학기술원 전일 교수 연구팀은 천연 재료를 기반으로 한 고효율 페로브스카이트 태양전지를 꾸준하게 개발해왔다. 세계적 에너지 소재 분야 학술지인 어드밴스드 머터리얼스(Advanced Materials)에 이어 어드밴스드 에너지 머터리얼스(Advanced Energy Materials)에 지난 9일 새로운 연구 결과가 게재됐다. 전일 교수 연구팀은 지금까지 페로브스카이트 태양전지 분야에서 바이오 및 천연 소재 기반 첨가제 연구를 선도해 왔으며, 이어서 드물게 다뤄졌던 셀룰로스 계열 소재의 가능성을 탐색했다.(Adv. Mater. DOI:10.1002/adma.20241032) 이를 위해 설탕을 활용한 기존 중국 연구를 재현하려 했지만, 강한 수소결합(H-bonding)으로 인해 결정성 향상 효과가 나타나지 않았다. 그러나 실험 중 설탕에 열을 가해 카라멜화시키는 과정에서 오히려 결정성 향상에 긍정적인 영향을 주는 현상을 발견했고, 이를 계기로 셀룰로스 계열 천연 첨가제의 실질적인 활용 가능성을 열게 되었다. 이번에는 천연 유래 소재인 수크로스를 열분해하여 형성되는 캐러멜화 유도체(caramelized sucrose derivatives)를 태양전지의 첨가제로 활용했다. 수크로스는 일종의 비정제된 설탕으로 사탕수수 또는 사탕무로부터 추출된 천연 물질이다. 정제 및 재결정한 수크로스는 강한 수소 결합으로 인해 성능 저하가 나타났지만, 220℃에서 캐러멜화된 수크로스는 다량 Humin 생성으로 인해 광활성물질인 페로브스카이트의 결정 성장을 도와 결함을 줄이고 전하 이동을 개선함으로써 뛰어난 성능을 보였다. 그 결과, 해당 페로브스카이트 태양전지는 천연 첨가제를 사용한 사례 중 최고 수준인 25.26%(공인 인증 25.07%)의 전력 변환 효율(PCE)을 달성했다. 또한 1,000시간 연속 광 조사 이후에도 초기 효율의 80% 이상을 유지해 탁월한 장기 안정성을 입증했다. 공인 인증은 대구테크노파크(DGTP)에서 받았다. 전일 교수는 “생물학적 유래 소재 활용에 대한 선례를 확립한 의미 있는 연구”라며, “지속 가능한 친환경 기술로서 향후 차세대 광전변환소자 및 디스플레이 분야에 폭넓게 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단과 일본 JSPS KAKENHI의 지원을 받아 수행되었으며, 실험 장비는 SAINT-MBraun Application Laboratory와 MBraun Co. Ltd.의 Glove box를 활용했다. ※ 논문명: Natural and Nature-Inspired Biomaterial Additives for Metal Halide Perovskite Optoelectronics ※ 학술지: Advanced Materials ※ 논문링크: https://doi.org/10.1002/adma.202410327 ※ 논문명: A Sweeter Solution: Caramelized Sucrose Additives Render Eco-Friendly and High-Performance Perovskite Solar Cells ※ 학술지: Advanced Energy Materials ※ 논문링크: https://doi.org/10.1002/aenm.202501911 캐러멜화된 수크로스를 첨가제로 사용한 고성능 페로브스카이트 태양전지 개발
- No. 339
- 2025-07-21
- 6760
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한 번 치료 실패한 폐암 환자에게 더 나은 선택지: Dato-DXd, 생존기간 늘리고 부작용은 줄였다
의학과 안명주 교수 연구팀은 이전 치료를 받은 진행성·전이성 비소세포폐암 환자를 대상으로 한 3상 TROPION‑Lung01 무작위 비교 연구에서, Datopotamab Deruxtecan이 표준 요법인 Docetaxel보다 무진행생존기간(PFS)을 유의하게 연장했다는 결과를 도출했다. TROPION-Lung01 연구는 이전 치료를 받은 진행성 또는 전이성 비소세포폐암(NSCLC) 환자들을 대상으로, 새로운 항체-약물 복합체인 Datopotamab Deruxtecan(Dato-DXd)과 기존 항암제 Docetaxel의 효과를 비교한 다국적 3상 임상시험이다. 연구에는 총 604명의 환자가 참여했으며, 이들 중 절반은 Dato-DXd를, 나머지는 Docetaxel을 3주 간격으로 투여받았다. 주요 평가는 무진행 생존기간(PFS)과 전체 생존기간(OS)으로 진행되었고, 객관적 치료 반응과 부작용도 함께 분석되었다. 전체 환자군에서 Dato-DXd는 Docetaxel 대비 무진행 생존기간을 유의하게 연장했다(4.4개월 대 3.7개월). 특히 비편평조직(non-squamous) 폐암 환자에서는 효과가 더욱 두드러져, PFS는 5.5개월, OS는 14.6개월로 나타나 기존 치료 대비 개선된 성과를 보였다. 반면 편평조직(squamous) 폐암 환자에서는 Dato-DXd의 치료 효과가 특별히 우수하지 않았다. 전체 생존기간 측면에서는 Dato-DXd가 수치상 더 나았지만 통계적으로 유의미한 차이는 확인되지 않았다. 부작용 면에서는 Dato-DXd가 Docetaxel보다 전반적으로 안전한 프로파일을 보였다. 심각한 이상반응(3등급 이상)은 Dato-DXd군에서 25.6%로 나타나 Docetaxel군(42.1%)보다 낮았다. 다만, 간질성 폐질환 및 폐렴 같은 약물 관련 폐 부작용은 Dato-DXd 쪽에서 다소 더 발생했으나 관리 가능한 수준이었다. 결론적으로, Dato-DXd는 기존 치료에 실패한 비편평 비소세포폐암 환자들에게 새로운 2차 치료 옵션으로서 의미 있는 가능성을 제시했으며, 향후 이 약물이 이 환자군의 표준 치료제로 자리 잡을 수 있을 것으로 기대된다. · 저널명 : JOURNAL OF CLINICAL ONCOLOGY · 논문명 : Datopotamab Deruxtecan Versus Docetaxel for Previously Treated Advanced or Metastatic Non-Small Cell Lung Cancer: The Randomized, Open-Label Phase III TROPION-Lung01 Study · 링 크 : https://doi.org/10.1200/JCO-24-01544
- No. 338
- 2025-07-11
- 5496
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파생금융상품 데이터 전처리만으로 기초자산 수익률 예측력 향상
Global Finance Research Center (GFRC) 센터장 류두진 교수(경제학과)는 GFRC 연구진인 이글 박사(경제학과 BK21교육연구단 연구교수) 및 해외 석학인 Li Yang 교수(University of New South Wales)와 함께, 대표적인 파생금융상품인 옵션 데이터를 정교하게 정리하여 기초자산 수익률의 예측력을 높일 수 있는 새로운 전처리 기법을 개발하였다. 연구진은 옵션 데이터에서 관측할 수 있는 최소 및 최대 행사가격의 일별 변동성이 예측 성과에 부정적인 영향을 줄 수 있다는 점에 주목했다. 이를 해결하기 위해 ‘정의역 안정화(Domain Stabilization)’ 전처리 기법을 제안하였고, 비교적 단순한 전처리 과정만으로도 내재적률 기반의 수익률 예측력이 눈에 띄게 향상되는 결과를 도출했다. 옵션의 호가는 여러 개의 행사가격에 대해 존재하는데, 행사가격이 해당시점의 기초자산 가격으로부터 멀어 수익실현 가능성이 낮은 심외가격옵션은 호가 자체가 존재하지 않거나, 거래비용 대비 너무 낮아 신뢰도가 떨어진다. 어느 행사가격까지 신뢰가능한 호가가 존재하는지의 정도는 항상 다르며, 이런 가용범위의 변화가 내재적률 추정치에 노이즈(noise)를 발생시킨다. 본 연구는 추정에 노이즈를 유발한다면 해당 호가 사용을 포기할 수 있도록 기준을 정하고, 편의(bias)와 잡음을 줄여 추정치의 움직임에 담긴 정보를 정제하는 방법을 제시한다. 이 방법론은 기존의 금융계량 연구들이 제안하는 다양한 보정 기법들에 비해 더 뛰어난 예측 성능을 제공한다. 특히, 고도화된 계량기법을 통해 이미 시장에서 관찰된 옵션가격 데이터를 적극적으로 포기하는 것이 오히려 수익률 예측에 기여함을 보여, 파생금융상품 시장에서 만성적인 ‘신뢰할 수 있는 관측 데이터 부족의 문제’에 효과적으로 대처할 수 있는 새로운 방법론을 제시하였다. 본 GFRC의 국제협력연구는 금융계량경제학 분야의 세계적인 학술지인 Journal of Financial Econometrics에 게재되었다. 게재 정보는 다음과 같다. ※ 논문명: Domain stabilization for model-free option implied moment estimation ※ 저널: Journal of Financial Econometrics ※ 출판사: Oxford University Press ※ 저자명: 제1저자 Lee, G.(이글), 교신저자 Ryu, D. (류두진), 공동저자 Yang, L. ※ DOI: https://doi.org/10.1093/jjfinec/nbae037
- No. 337
- 2025-07-08
- 4387
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신규 면역제어 원리부터 면역치료제 효능검증 및 기술이전까지
성균나노과학기술원 (SAINT) 임용택 교수 연구팀은 (공동 제1저자 유연정 박사과정, 김수현 석사)이 감염성 질환에 대한 범용적이고 지속럭 있는 면역 반응을 유도하는 ‘다중스케일 동적 면역조절 (multiscale dynamic immunomodulation) 백신 아주번트 플랫폼 SE(Trojan-TLR7/8a)’을 개발하였다. 임용택 교수 연구팀은 이미 동역학적으로 면역기전을 제어할 수 있는 핵심 소재인 Trojan-TLR7/8a를 세계 최초로 개발 [nature nanotechnology (2023년)]하였고, 다양한 종양모델에서 신규 면역항암제로서의 효능을 입증 [Advanced Materials (2023, 2024) 등]한 후에, 핵심소재를 국내 벤처에 기술이전한 경험이 있다. 본 연구에서는 백신 전달 속도 및 위치를 거시적·미시적 수준에서 정밀하게 조절 (다중스케일 면역조절)함으로써, 면역반응의 질(quality)과 지속성(persistency)을 모두 향상시키는 혁신적 기술로, 비탈진성 항원제시세포 (non-exhausted APC)를 유도하여 항원 및 아주번트를 림프절로 효율적으로 전달하고, 림프절내의 지속적인 면역 활성화를 통해 효과적인 T 세포 반응을 유도하였다. 기존 백신은 항체 중심 면역에 의존해 장기 면역 기억 형성이나 변이 대응에 한계가 있었고, 감염 세포 제거에 중요한 CD8⁺ T 세포 반응도 충분히 유도하지 못했다. mRNA 백신이 혁신을 가져왔지만 변이 대응력, 면역 지속성, 저장 조건 등에서 여전히 개선이 필요하며, 이에 따라 T 세포 기반 면역을 효과적으로 유도할 수 있는 새로운 백신 설계 전략이 요구되고 있다. 임용택 교수 연구팀은 이러한 문제를 해결하고자, 세포내 작용 시점과 위치를 제어할 수 있는 톨-유사수용체 7/8 작용제 ‘Trojan-TLR7/8a’를 임상 승인된 스쿠알렌 기반 나노에멀젼 ‘SE’에 안정적으로 탑재하여 ‘SE(Trojan-TLR7/8a)’ 플랫폼을 개발했다. 또한 이 플랫폼은 동결건조 (lyophilization)가 가능하여, 향후 백신 유통·저장 측면에서도 높은 실용성을 갖추고 있다. 뿐만 아니라, 본 연구는 IBS 한국바이러스 기초연구소 (최영기 소장) 및 충남대학교 수의대 (이종수 교수)와의 공동연구를 통해 코로나19 변이바이러스, 인플루엔자 바이러스 아형 및 중증열성혈소판감소증후군 바이러스 (SFTSV) 등 다양한 병원체 모델에서 범용적이고 장기적인 보호 능력을 입증하였다. SE(Trojan-TLR7/8a) 접종군에서 100% 생존율을 보였으며, TFH 세포 및 GC B 세포의 반응 증진을 통한 중화항체 생성은 물론 항원 특이적 다기능 CD8+ T 세포 (polyfunctional T cell)을 유도함을 확인하였다. 최근에도 Alum + Liposome(Trojan-TLR7/8a) 기반 아주번트 플랫폼들의 효능 및 MOA를 검증하여 nature communications (2025)에 게재하기도 하였다. 본 연구 성과는 면역학 및 바이오의학 분야의 (Immunology and biomedical science) 분야의 세계적으로 권위 있는 학술지인 Cellular and Molecular Immunology (IF: 21.8, 2025년 6월 25일 온라인 게재)에 발표되었다. 저자: 유연정 (제1저자, 박사과정), 김수현 (공동 제1저자, 석사), 송주아 (공저자, 석박사통합과정), 임용택 (교신저자, 성균관대 교수) 논문명: Multiscale dynamic immunomodulation by a nanoemulsified Trjoan-TLR7/8a adjuvant for robust protection against heterologous pandemic and endemic viruses (Cellular and Molecular Immunology; IF=21.8, 2025) D.O.I.: https://www.nature.com/articles/s41423-025-01306-6 [그림 1] SE(Trojan-TLR7/8a) 개발 과정 및 작용 메커니즘 [그림 2] SARS-CoV-2 모델에서 SE(Trojan-TLR7/8a)에 의한 항원 특이적 다기능 CD8+ T 세포와 중화항체 유도
- No. 336
- 2025-07-03
- 6150
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행복과 정신장애 사이 유전적 관계 규명
행복과 정신장애 사이의 유전적 관계가 규명됐다. 삼성서울병원/성균관대학교 삼성융합의과학원 원홍희 교수, 안예은 연구원, 분당서울대학교병원 정신건강의학과 명우재 교수, 前 삼성서울병원 정신건강의학과 정진영 임상강사 (現 국군구리병원 소속) 연구팀은 ‘네이처 인간행동(Nature Human Behaviour, IF 21.4)’ 최근호에 주관적 행복도와 정신장애 사이의 유전적 관계에 대한 연구를 발표했다고 밝혔다. 주관적 행복도는 스스로 느끼는 행복과 삶의 만족도를 포괄하는 개념으로, 개개인의 행동과 건강에 많은 영향을 미친다고 알려져 있다. 약 40% 가량이 유전적 요인으로 결정된다. 연구팀은 낮은 행복도가 우울증을 비롯해 정신장애와 관련이 있다는 점에 주목해 행복과 정신장애 사이의 유전적 연결고리를 찾아 나섰다. 연구팀은 유럽인 약 65만 명과 한국인 약 11만 명의 유전체 데이터를 바탕으로 ▲주요 우울증 ▲양극성장애 1·2형 ▲조현병 ▲불안장애 ▲거식증 ▲주의력 결핍 과잉행동장애 ▲외상 후 스트레스장애 ▲강박장애 ▲뚜렛증후군 ▲알코올 사용장애 ▲대마초 사용장애 ▲자폐 스펙트럼장애 ▲알츠하이머병 등 정신장애로 분류된 14개 질환과 주관적 행복도 사이의 유전적 연관성을 분석했다. 그 결과 ▲우울증 ▲양극성장애 1형 ▲조현병 ▲거식증 ▲주의력 결핍 과잉행동장애 ▲대마초 사용장애 ▲자폐 스펙트럼장애 등 7개 정신장애가 주관적 행복도와 유전변이를 공유하는 것으로 밝혀졌다. 정신장애에 영향을 주는 유전변이의 상당수가 주관적 행복도와 관련이 있다는 의미다. 이들 장애를 겪는 환자들의 경우 약물 등으로 증상을 조절하고, 치료하더라도 주관적 행복도를 개선하기 어렵고, 다시 병이 악화하기 쉽다는 뜻이기도 하다. 특히 우울증과 연관이 있는 유전변이 중 93%가 주관적 행복과도 관련 있는 것으로 나타났다. 연구팀은 이번 분석으로 주관적 행복과 정신장애에 영향을 미치는 유전자를 새롭게 발견한 내용도 보고했다. 이 가운데 ZMYND8, LINC02163과 같은 유전자는 정서 조절에 영향을 준다는 게 처음 규명됐다. 이들 유전자들은 정신장애과 관련 깊은 뇌 부위인 기저핵, 전두엽, 소뇌 반구, 편도체 및 해마 등에서 주로 발견됐다. 원홍희 교수는 “이 연구를 통해 주관적 행복도와 정신장애와의 밀접한 유전적 연관성을 재확인했다”면서 “행복의 유전적 조성을 규명하는 것은 정신장애의 원인을 발견하고 치료법을 개발하는 데 있어 매우 중요한 근거를 제공할 것”이라고 말했다. 명우재 교수는 “정신장애를 치료한 이후에도 행복을 느끼기 어려운 점이 지속되는 환자들도 많다. 이러한 잔존증상은 정신장애 환자들의 삶의 질을 떨어뜨리는 중요한 요소”라면서 “정신장애와 행복의 연관에 대해 분자 수준에서 기전을 밝힐 수 있다면 이러한 환자들에게도 도움을 줄 수 있는 치료법을 개발할 수 있을 것” 이라고 말했다. 한편, 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 기초연구사업의 중견연구지원사업, 네이버 디지털 바이오 혁신 연구 지원사업, 한국보건사업진흥원이 주관하는 융합형 의사과학자 양성사업의 연구지원사업으로 진행됐다. ※ 논문 정보 · 저널명 : Nature Human Behaviour (IF 21.4) · 논문명 : Polygenic overlap between subjective well-being and psychiatric disorders and cross-ancestry validation · 링 크 : https://doi.org/10.1038/s41562-025-02155-z
- No. 335
- 2025-06-27
- 6245
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결혼 이력 따라 노년기 인지장애 위험 달라져… 성별 간 건강 격차 조명
사회학과 이해나 교수 연구팀은 노년기 인지장애 발생에 있어 생애 전반의 결혼 이력이 중요한 영향을 미치며, 그 효과가 남성과 여성에게 다르게 나타난다는 연구 결과를 발표했다. 특히, 재혼은 여성에게는 인지장애 위험을 높이는 결과가 나타나, 결혼의 건강 효과가 성별에 따라 비대칭적으로 작용하고 있음을 밝혀냈다. 이해나 교수는 이와 같은 결과를 고령화 및 노년사회학 분야의 권위 있는 국제학술지 Innovation in Aging(JCR 노년학 분야 상위 3%)에 게재했다. 본 연구는 개인의 결혼이력을 생애 전반에 걸쳐 종단적으로 추적하고, 이를 노년기 인지기능 저하와 연결시킨 최초의 시도라는 점에서 학문적 의의가 크다. 기존의 많은 연구들은 ‘결혼한 상태’가 건강에 유리하다는 점에 초점을 맞췄으나, 이러한 접근은 한 시점의 결혼 여부에만 주목해 결혼의 구조와 변화 과정, 그리고 그 속의 사회적 상호작용을 간과해 왔다. 이번 연구는 미국의 고령층패널조사(Health and Retirement Study, HRS)의 16년간 종단 데이터를 활용해, 초혼, 재혼, 이혼, 사별 등 생애 전체의 결혼 이력을 정밀하게 추적하고, 인지장애와의 연관성을 성별 관점에서 분석했다. 연구 결과, 한 사람과의 결혼생활을 지속한 집단에 비해, 재혼한 집단은 인지장애 발생 위험이 더 높은 것으로 나타났으며, 이러한 부정적 영향은 남성이 아닌 여성에게서 뚜렷하게 관찰되었다. 이는 결혼이라는 제도가 모든 사람에게 동일하게 작용하지 않으며, 특히 여성에게는 가족 내 정서적 돌봄과 관계 유지를 담당하는 ‘관계 관리자(kinkeeper)’로서의 역할이 여전히 요구되고 있다는 현실을 반영한다. 특히, 재혼한 여성은 현재 혼자 사는 여성보다도 인지장애 위험이 더 높은 수준을 보였으며, 이는 재혼이 여성에게 정서적·사회적 부담으로 작용할 수 있음을 시사한다. 반대로, 재혼한 남성은 이혼이나 사별 후 혼자 사는 남성에 비해 인지기능 저하 위험이 유의미하게 낮은 것으로 나타났다. 본 연구는 결혼과 가족이라는 가장 기초적인 사회환경이 뇌 건강에 미치는 영향을 조명함으로써, 사회과학과 뇌 노화 연구 간의 융합적 접근을 제시하였다. 특히, 결혼의 구조와 경험이 성별에 따라 다르게 작용한다는 점을 규명하며, 기존 노년사회학의 이론적 지평을 확장하였다. 이해나 교수는 “결혼이력은 단순히 ‘결혼했는가’의 문제가 아니라, 누구와 어떻게 상호작용하며 사회적 관계를 맺어왔는지를 보여주는 핵심 지표”라며, “특히 노년기에는 배우자 외의 관계망이 축소되기 때문에, 결혼이력은 고령자의 사회적 연결망의 질을 유추할 수 있는 중요한 단서가 된다”고 설명했다. 이번 연구는 고령화가 가속화되고 있는 현대 사회에서 특히 주목할 만하다. 우리나라 역시 황혼 이혼이 꾸준히 증가하고 있으며, 1인 가구 고령자 비율 또한 급증하고 있다. 이러한 변화 속에서, 결혼 제도가 성별에 따라 상이한 건강 결과를 초래한다는 사실은 여성이 고령기에 감당해야 할 정서적·사회적 부담이 여전히 크다는 점을 시사한다. 본 연구는 텍사스 오스틴대학교(University of Texas at Austin) 최경원 박사후 연구원과 서울시립대학교 김주연 교수팀과 협업을 통해 이루어졌다. ※ 논문명: Gender, Marital Histories, and Cognitive Impairment in Later Life: Does Remarriage Disadvantage Women? ※ 저널명: Innovation in Aging ※ DOI: https://doi.org/10.1093/geroni/igaf043 ※ 저자명: Hyunwook Kang, MA; Haena Lee, PhD (교신저자); Kyung Won Choi, PhD; Juyeon Kim, PhD
- No. 334
- 2025-06-25
- 6702
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혈장 mRNA 추출 및 분석 표준화 기술 세계최초 개발
융합생명공학과 전영준 교수 연구팀이 미국 스탠퍼드 의과대학 연구팀과 협업을 통해, 환자 혈액의 혈장으로부터 세계 최초로 혈장 전사체 및 혈장 mRNA의 추출과 생명정보학 기반 분석의 표준화에 성공했다고 밝혔다. 혈장 mRNA는 2018년 『사이언스(Science)』에 임상적 유용 가능성이 최초로 제시된 이후, 다양한 연구를 통해 그 가능성이 지속적으로 검증되어 왔다. 그러나 액체 생검 전반의 한계인 기술 재현성 부족과 임상 환경 간 편차 등의 이유로, 실제 임상 적용에는 큰 제약이 있었다. 이에 본 연구팀은 2016년 스탠퍼드 의과대학에서 해당 연구 플랫폼을 처음 제안하였고, 2020년 성균관대학교에 부임한 이후에도 지속적인 연구와 협업을 통해 혈장 전사체 추출 및 데이터 생산의 표준화에 성공하였다. 특히, 건강한 사람의 혈장에는 존재하지 않는 약 5,500여 개의 희소한 혈장 mRNA를 발굴하고, 이 중 일부가 각종 질병의 바이오마커로 활용될 수 있다는 가정하에 타깃 분석을 수행하여 RARE-Seq 플랫폼을 구축하였다. 해당 플랫폼은 기존 액체 생검 방식 중 가장 높은 민감도를 가지며, 폐암 조기 진단을 포함한 다양한 임상 세팅에서 파일럿 연구를 통해 그 임상적 유용 가능성을 확인하였다. 전영준 교수는 “RARE-Seq 플랫폼은 전사체라는 특성상 거의 모든 질병에 대한 진단 및 환자 맞춤형 치료 타겟 발굴이 가능한 연구 기반”이라며, “현재 연구실에서 RARE-Seq 플랫폼의 정확도를 극대화한 인공지능 기반 분석 기술 ‘LUNA-Seq’를 새롭게 개발하여, 한국연구재단의 다양한 과제들을 수주하고, 이를 기반으로 폐암 면역항암제 반응 예측, 췌장암, 전립선암, 양극성장애 및 알츠하이머 치매 조기진단 등 다양한 임상연구를 진행 중”이라고 밝혔다. * RARE-Seq: 건강한 사람에 발현이 약한 유전자 집단을 집중 분석하여 질병 특이성을 추출하는 시퀀싱 방법 ** LUNA-Seq: RARE Seq의 플랫폼에 부가적으로 건강한 사람에 잘 발현하는 유전자들도 질병특이성 도출을 위하여 인공지능 기반으로 분석한 신개념 기술 이번 연구는 한국연구재단 기초연구실 사업의 지원과 미국 스탠퍼드 의과대학과의 공동 연구로 수행되었으며, 세계적인 학술지 『Nature』에 주저자로 게재되어 국내 액체 생검 기술의 세계적 수준을 입증했다. ※ 논문명: An ultrasensitive method for detection of cell-free RNA ※ 저널: Nature ※ DOI: https://www.nature.com/articles/s41586-025-08834-1 ※ 저자명: 교신저자 – Maximilian Diehn / 1저자 – 전영준 ▲ RARE-Seq 한계와 LUNA-Seq 개요도 ▲ RARE-Seq 분석 플랫폼 및 결과 개요
- No. 333
- 2025-06-20
- 9245
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초고속 이종세포 스페로이드 형성 기술로 당뇨병 이식 치료 패러다임 전환 기대
화학공학과 방석호 교수와 가천대학교 신소재공학과 연구팀이 개발한 ‘FS (Free-standing) Device’를 이용한 3D 세포 배양 플랫폼이 차세대 조직재생 및 줄기세포 치료 분야에 새로운 전환점을 제시하고 있다. 해당 기술은 세포 구획화(compaction) 및 구형화(spheroidization)를 단시간 내 고효율로 유도하며, 그 치료적 응용 가능성을 동물모델을 통해 실증하였다. 연구팀은 기존 3D 세포 배양법의 복잡성과 시간 소모의 한계를 극복하고자, 액체 내 음향 정재파(acoustic standing wave)를 활용한 자유부유형 배양 환경을 설계하였다. 이 ‘FS Device’는 세포를 공중에 부유시키고, 자가 조립 메커니즘을 통해 안정적인 스페로이드를 형성한다. 관련 연구는 Bioengineering & Translational Medicine (2022), Biomaterials Research (2023) 등에 게재된 바 있다. 이번 연구에서는 성균관대학교 화학공학과 방석호 교수, 의학과 정지헌 교수 공동 연구팀은 제1형 당뇨병(Type 1 Diabetes Mellitus)의 이식 치료 성능을 획기적으로 향상시킬 수 있는 FS Device 기반 새로운 세포 배양 기술을 개발하였다. 해당 연구는 FS Device를 기반으로 단 20시간만 에 이종세포 간의 고기능성 스페로이드(heterotypic pseudo-islet, Hislet)를 제작함으로써, 기존 유사 이식체(pseudo-islet) 형성에 필요한 5일 이상의 시간을 획기적으로 단축하였다. 연구 결과는 바이오 소재 분야의 권위 있는 국제학술지 Bioactive Materials (IF: 18.9, JCR 상위 1%)에 2025년 5월 온라인 게재되었다. 연구팀은 지방 유래 줄기세포(ADSC)와 췌장 이식세포를 FS 장치에서 공배양함으로써, 단 8시간 만에 ADSC가 중심, 췌장세포가 외곽을 이루는 ‘코어-쉘 구조’를 가진 Hislet을 형성할 수 있었다. 이후 12시간의 추가 배양을 통해 세포 간 상호작용과 구조적 안정성을 높였으며, 이는 생존율 향상과 세포 기능 유지에 결정적 역할을 했다. 형성된 Hislet은 기존 췌장이식체보다 작고(평균 105 μm), 산소 및 영양공급의 이점을 가지며, ECM 생성과 세포 간 접합 단백질 발현이 현저히 증가된 것으로 나타났다. 특히 Hislet은 혈관신생(angiogenesis), 면역조절(immunomodulation), 인슐린 분비(glucose-responsive insulin secretion) 등의 다기능성을 갖추었으며, 1형 당뇨 동물 모델에서 실제 혈당 조절 능력도 검증되었다. 이는 이식 후 생존율 향상과 장기적인 치료효과에 기여할 것으로 평가되었다. 이번 연구는 이종세포를 기반으로 한 초고속 spheroid 제작 기술을 실제 치료에 적용한 사례로서, 자가 면역으로 파괴된 췌장기능 회복을 위한 새로운 전략을 제시한다. 향후 Hislet 기반 세포치료제는 고기능성, 고생존율, 고효율 인슐린 분비를 구현할 수 있는 플랫폼으로 발전될 가능성이 크며, 당뇨병뿐 아니라 다양한 세포이식 기반 치료법의 핵심 기술로 활용될 수 있을 것으로 기대된다. 논문명: Subaqueous acoustic pressure system based one day heterotypic pseudo-islet spheroid formation with adipose derived stem cells for graft survival-related function enhancement 주저자: 현지유 박사(1저자), 박준형 박사과정생(1저자), 박현지 교수(교신저자), 이동윤 교수(교신저자), 정지헌 교수(교신저자), 방석호 교수(교신저자) 외 게재지: Bioactive Materials (51권, pp.276–292) DOI: 10.1016/j.bioactmat.2025.05.005
- No. 332
- 2025-06-17
- 7620
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ESG로 펼쳐가는 인류의 미래
본 연구는 자연어 처리(NLP) 기술과 산업별 맞춤 설정을 활용하여 ESG 평가의 새로운 패러다임을 ESG-KIBERT(ESG-Keyword Integrated BERT) 라는 모델로 제안하고 있다. 기존 ESG 평가 시스템의 투명성 부족과 일관성 결여 문제를 해결하기 위해 개발된 이 모델은, BERT 기반의 언어 모델에 ESG 관련 텍스트 데이터를 추가로 학습시켜 ESG 관련 문장 요소들을 E(환경), S(사회), G(지배구조) 또는 비ESG로 분류하는 성능을 향상시켰다는 데 의의가 있다. 기존 ESG 평가 기관들이 평가 기준을 명확히 공개하지 않아 발생했던 불투명성 문제를 해결하고자, 본 연구는 자연어 처리 기법을 기반으로 독자 모델을 개발하여 ESG 분류 성능을 크게 향상시키고, ESG 자동 분석의 새로운 기준을 제시하였다. 특히 Sustainability Accounting Standards Board(SASB)의 중요성(materiality) 지도를 반영해 산업별 특성을 고려한 맞춤형 평가를 수행하고, 시장과 투자자 인식을 반영한 감성 분석을 통해 ESG 평가지표와 점수를 도출했다. 이러한 접근은 평가의 깊이와 투명성을 한층 강화하는 데 기여했다. 주요 기여는 다음과 같다. ESG-KIBERT 모델 개발: ESG 관련 뉴스 기사와 어닝 콜 내용을 이용하여 BERT 모델을 사전 훈련하고, 하드 어텐션 메커니즘을 적용하여 중요한 ESG 정보에 집중함으로써 ESG 분류의 정확성과 신뢰성을 높였다. 산업별 가중치 적용: SASB의 산업별 중요도 지도를 활용하여 S&P 500 기업의 ESG 성과를 산업 특성에 맞춰 평가하는 체계를 구축했다. 각 산업의 E, S, G 요소에 대한 가중치를 다르게 적용하여 더욱 정확한 평가를 가능하게 했다. 감정 분석 통합: FinBERT를 이용한 감정 분석을 통합하여 시장과 투자자들의 ESG 활동에 대한 인식을 반영함으로써 더욱 투명한 평가를 제공한다. MSCI 평가와의 비교: 개발된 ESG 평가 체계를 통해 산출된 ESG 점수를 MSCI의 평가와 비교 분석하여, 제시된 방법론의 유효성과 실용성을 검증했다. 본 연구를 지도한 김장현 교수는 “ESG-KIBERT는 평가 기준을 투명하게 공개하면서도 MSCI 등급과 유사한 수준의 분류 성능을 달성해, 투자자·정책입안자가 신뢰할 수 있는 대안 지표가 될 것”이라며 “향후 그린워싱 탐지를 위한 사전 구축과 음성 데이터 추가 학습을 통해 모델을 더욱 고도화할 계획”이라고 밝혔다. 이 연구 외에도 김장현 교수 연구팀은 ESG 평가의 자동화 관련 논문을 다수 발표 한 바 있어, 인공지능과 도메인(ESG)의 결합을 하는 연구사례로서 주목받고 있다. 이 연구는 ESG 평가의 투명성, 일관성, 신뢰성을 향상시키는 새로운 접근 방식을 제시하며, 투자자, 기업, 정책 입안자들에게 유용한 의사결정 지원 도구를 제공한다. 향후 연구에서는 음성 데이터 통합, 분석 대상 확장, 그린워싱 감지 기능 개선 등을 통해 더욱 완성도 높은 ESG 평가 시스템을 구축할 수 있을 것으로 기대된다. *논문명 : ESG-KIBERT: A new paradigm in ESG evaluation using NLP and industry-specific customization *저널명 : DECISION SUPPORT SYSTEMS *DOI : https://doi.org/10.1016/j.dss.2025.114440
- No. 331
- 2025-06-13
- 8092
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산소로 성질이 바뀌는 신기한 물질 발견
우리 주변의 대부분의 물질은 한 번 결정된 성질이 쉽게 바뀌지 않지만, SrFeOx라는 물질은 예외다. 이 물질은 산소의 양(x 값이 2~3 사이)만 달라져도 성질이 크게 변하고, 그 양을 쉽게 조절할 수 있어, 매우 흥미로운 연구 대상이다. 물리학과 최우석 교수 연구실에서는 본 물질을 얇은 단결정 박막으로 구현해 다양한 연구성과를 내고 있다. 예를 들어 SrFeO2.5는 '브라운밀러라이트(brownmillerite)'라는 층상 구조를 가지고 있는데, 이는 페로브스카이트 구조를 갖는 SrFeO3에서 산소가 적당히 빠져나가면서 생긴 결과다. 이 구조는 산소 팔면체(FeO6) 층과 사면체(FeO4) 층이 번갈아 쌓인 모양이며, 전기적으로 극성을 띠는(즉, 방향성이 있는) 특이한 구조이다. 본 연구에서는 이 구조가 아주 얇은 단위, 심지어 원자 한 층 수준에서도 강유전성을 보인다는 사실을 밝혔다 (아래 그림, 첫 번째 참고문헌). 강유전성은 메모리 혹은 에너지 분야에서 매우 핵심적인 물성이다. 이러한 강유전성은 FeO₄ 사면체 층에서만 나타나고, 가운데 낀 FeO₆ 층은 마치 절연체처럼 작용해 이웃한 층의 영향을 줄여준다. 이 덕분에, 각각의 얇은 층이 서로 간섭 없이 독립적으로 전기적 전환을 할 수 있고, 이는 차세대 초소형 메모리 소자에 응용될 가능성을 열어준다. 마치 원자 단위의 얇은 스위치가 층층이 쌓여 있는 것과 같은 셈이다. 한편, SrFeO2.5에서 산소를 더 줄여 SrFeO2로 만들면 구조가 완전히 달라진다. 이번에는 '무한층 구조(infinite-layer structure)'라고 불리는, 산소가 2차원 평면에서만 철을 둘러싸는 모양을 구현할 수 있다 (두 번째 참고 문헌). 이 과정은 산소 원자를 제거하는 고온 처리로 이루어진다. 본 연구에서는 실시간 전자현미경을 활용해, 산소가 층을 따라 빠져나가는 경로, 철 원자의 재배치 방식, 구조 전환의 세부 단계를 원자 수준에서 직접 관찰했다. 놀라운 점은 이 변환이 매우 빠르고, 산소 통로의 방향에 따라 진행 속도가 달라진다는 것이다. 산소가 더 쉽게 나갈 수 있는 방향으로 구조 자체가 "90도 회전"해서 바뀌기도 한다. 이렇게 유연하고도 정밀하게 움직이는 구조를 갖는 SrFeOx 물질은, 전기적 성질 뿐 아니라 향후 자성, 전도성, 심지어는 초전도성과 관련된 다양한 광전자소자 개발에도 매우 중요한 역할을 할 것으로 보인다. 결국 SrFeOₓ는 산소의 양에 따라 구조와 성능이 완전히 달라지는 '산소 조절형 재료'이며, 미래의 광전자기기에서 더 빠르고 작고 효율적인 소자를 만들 수 있게 해줄 열쇠가 될 수 있다. 출처 [1] Sub-unit-cell-segmented ferroelectricity in brownmillerite oxides by phonon decoupling, Nat. Mater. https://doi.org/10.1038/s41563-025-02233-7 (2025) [2] Monitoring the formation of infinite-layer transition metal oxides through in situ atomic-resolution electron microscopy, Nat. Chem. https://doi.org/10.1038/s41557-024-01617-7 (2025)
- No. 330
- 2025-06-10
- 6411
