우리얘기

거대질량 블랙홀(Supermassive Black Hole)은  태양보다 100만~10억 배 더 무거운 블랙홀로, 우리 은하의 중심부는 물론 대부분 은하들의 중심부에 위치하고 있는 것으로 추정되고 있습니다.

<우리나라 연구진이 지상망원경을 이용하여 포착한 Swift J1644+57의 모습.
각 사진 중앙에 위치한 노란색 원 중앙에 있는 천체가 Swift J1644+57이다. 사진 오른쪽 하단에 관측이 이루어진 날을 표시하였다.
갑자기 밝게 나타난 천체가 시간이 갈수록 어두워지는 것을 알 수 있으며, 어두워지는 모습을 분석함으로써 Swift J1644+57이 별을 삼키고 있는 거대질량 블랙홀임을 밝혀낼 수 있었다.
이 사진들은 보현산천문대 1.8m망원경(앞 3장의 사진)과 미국 하와이에 위치한 유커트(UKIRT) 4m망원경(마지막 사진)을 사용하여 얻어졌다.>

우리 연구진이 사용한 망원경은 △한국천문연구원의 보현산천문대 1.8m 망원경 △레몬산천문대 1m 망원경(미국 애리조나주 소재) △서울대 초기우주천체연구단의 주요 관측시설인 유커트(UKIRT) 4m 적외선 망원경(미국 하와이 소재) △우즈베키스탄 마이다낙 천문대 1.5m 망원경 등입니다.

특히 한국천문연구원이 개발해 보현산 1.8m 망원경에 설치한 근적외선 카메라(KASINICS: KASI Near Infrared Camera System)를 통해 관측이 쉽지 않은 근적외선 영역의 자료를 획득할 수 있었고, 이 자료는 Swift J1644+57의 분석에도 핵심적으로 활용됐습니다.

앞으로 Swift J1644+57과 유사한 천체들을 많이 발견하고 지속적으로 연구한다면 거대질량 블랙홀의 연구뿐만 아니라, 그것이 지구에 미치는 영향에 대해서도 구체적으로 예측할 수 있을 것으로 기대됩니다.

이번 연구결과는 세계 최고 권위의 학술지인 네이처(Nature)지 2011년 8월 25일자에 게재됐습니다.
(논문명: Relativistic jet activity from the tidal disruption of a star by a massive black hole)

좌로부터, 임명신 교수(연구단장), 김지훈 박사(박사후연구원), 전현성 연구원(박사과정), 박원기 박사(박사후연구원), 전이슬 연구원(박사과정).

 용 어 설 명

거대질량 블랙홀 :   
거대질량 블랙홀이란 태양보다 100만에서 수십억 배 더 무거운 블랙홀을 뜻한다. 대부분 은하의 중심부에 거대질량 블랙홀이 위치하고 있다고 믿어지고 있으며, 은하의 질량이 클수록 그 은하에 속한 거대질량 블랙홀도 질량이 크다는 사실이 알려져 있다. 거대질량 블랙홀로 떨어지는 별이나 성간기체구름들이 충분할 때 막대한 양의 에너지가 마찰열의 형태로 방출이 되는데 이렇게 해서 은하의 중심부가 매우 밝게 빛나는 천체를 "활동은하핵" 또는 "퀘이사"라고 부른다. 지금까지 수많은 퀘이사 및 활동은하핵이 발견되었으며, 우리나라에서도 임명신 교수 연구팀이 2005년 보현산 망원경을 이용하여 국내에서 최초로 퀘이사를 발견한 바가 있다. 별이 거대질량 블랙홀 근처로 떨어질 때 블랙홀의 강한 조석력 때문에  파괴되는 현상을 "tidal disruption"이라고 하며, 이러한 일이 일어나면 비활동적이었던 은하의 중심부가 "활동은하핵"으로 변화한다는 예측이 그동안 있어왔다. 이러한 순간을 포착한 예는 이번이 처음이며 이론적으로만 존재하였던 현상을 새로이 발견하여 거대질량 블랙홀의 이론을 완성하였다는 의미에서 이번 연구가 매우 중요하다고 할 수 있다.  

※ 동영상 및 사진자료 다운로드 : http://astro.snu.ac.kr/~mim/press_im.html

1. BlackHole_Animation.mov
 거대질량 블랙홀로 떨어지고 있는 별이 산산이 부서지고 이것의 잔해가 블랙홀의 주변으로 몰려들면서 블랙홀로부터 강한 광선다발이 뿜어져 나오는 장면을 보여주고 있다(NASA Headquater제작, NASA press release의 일부임).

2. sw1644_cap.gif, sw1644_nocap.gif
  Swift J1644+57의 밝기가 시시각각 변하는 모습(근적외선 촬영)

심혈관 질환을 예방·치료하는 오메가-3 지방산에 항암작용이 있다는 사실이 국내 연구진에 의해 새롭게 규명됐습니다.

임규 교수

충남대 임규 교수 연구팀은 오메가-3 지방산인 DHA가 자궁경부암과 폐암, 유방암 세포 등에서 자가포식을 유도해 암세포를 사멸한다는 사실을 입증했습니다.

연구팀은 오메가-3 지방산이 자연사멸 외에도 자궁경부암세포(SiHa), 폐암세포(A549) 및 유방암세포(MCF7) 등에서 자가포식을 유도해 궁극적으로 암세포 사멸을 강화한다는 것을 전자현미경과 각종 자가포식마커(LC3, p62 등)를 이용해 증명했는데요.

특히 오메가-3 지방산에 의한 암세포의 자가포식 유도기전에서 p53단백질-AMPK(AMP-activated protein kinase)-엠토르(mTOR)의 신호전달 경로가 매우 중요함을 확인했습니다.

즉 암세포에 DHA를 처리하면, p53단백질의 양이 감소하는데, 이는 AMPK를 활성화시켜 mTOR를 억제함으로써 결국 자가포식을 유도한다는 것입니다.

또 연구팀은 오메가-3 지방산이 변이 p53 유전자를 가진 암세포에서는 다른 기전에 의해 암세포 사멸을 유도한다는 사실도 확인했습니다.

<위 그림은 정상 p53이 있는 자궁경부암, 폐암, 및 유방암 세포에서 DHA에 의한 p53의 감소에 의해 AMPK가 활성화되어 mTOR를 억제함을 나타낸다.>

 <위의 그림은 결론적으로 DHA등 오메가-3 지방산은 오메가-6 지방산과 달리 직접적으로 자연사멸 시킬 수 있을 뿐만 아니라 p53 단백을 감소시켜 AMPK를 활성화 시킴으로 mTOR를 억제하여 암세포의 자가포식을 유도하여 자연사멸을 증가 시켜 암세포의성장을 억제할 수 있음을 보여준다. 따라서 이는 오메가-3 지방산은 심혈관질환 예방 및 치료 뿐만 아니라 암의 예방 및 치료에도 적용할 수 있을 가능성을 제시한다.>

 용  어  설  명


자가포식 (Autophagy) :
자가포식은 자연사멸 및 괴사와 더불어 생체 유지에 필요한 세포사멸 기전의 하나로 알려져 있다.
자가포식은 세포내 소기관인 라이소좀에서 세포내 손상된 소기관 등 세포내 불필요한 구성물질들을 분해함으로 세포의 항상성을 유지하여 생존하게 하는 중요한 대사과정이다.
만약 자가포식과정에 문제가 있어 이들이 효과적으로 제거되지 못하고 축적되면, 신경퇴행성 질환, 대사질환, 종양, 염증질환 등 다양한 질환을 초래한다.
따라서 최근 암치료 분야에서는 자가포식 유도제 혹은 억제제가 암의 치료를 위한 표적으로 이용하려고 시도되고 있다. 
 
오메가-3 지방산(Omega-3 Polyunsaturated fatty acids) : 
오메가-3 지방산은 오메가-6 지방산과 더불어 우리 몸에서 합성할 수 없음으로 음식물로서 섭취해야만 하는 필수 지방산이다.
오메가 지방산이란 지방산의 말단탄소를 오메가(w) 탄소라 하며 여기서부터 세 번째 탄소에 이중결합이 있는 지방산은 오메가-3 지방산, 여섯 번째 탄소에 이중결합이 있으면 오메가-6 지방산이라 각각 명명한다.
오메가-3 및 오메가-6 지방산은 우리 몸에 필수적인 물질이나 오메가-3 지방산은 염증과 암 발생을 억제시키나, 오메가-6 지방산은 염증과 암 발생을 증가시키는 등 그 작용이 상반됨으로 이들의 균형을 적절히 유지하는 것이 필요하다. 현대인은 식습관 때문에 오메가-6/오메가-3 비율이 높아 심혈관 질환 및 암 발생등이 높다는 역학보고가 많다.
따라서 오메가-3 지방산을 매일 섭취함으로 그 비율을 낮춰 주는 것이 매우 중요하다.

기초과학지원연구원에는 SQUID가 있다?!
 
그렇다면 기초연이 수조에서 오징어를 사육한다는 것인가?

물론 아니다.

SQUID는 오징어라는 뜻도 있으나 다른 의미로서 초고감도로 자성을 측정할 수 있는 초전도 양자간섭계(SQUID, Superconducting QUantum Interference Device)라는 뜻이 있다.

2개의 초전도체 사이에 아주 얇은 절연체를 만들어 접합한 것을 죠셉슨 소자라고 한다.

죠셉슨 소자를 포함한 초전도체로 고리(ring)를 만들어 고리 속으로 자력선을 통과시키면 양자간섭효과에 의해 매우 미약한 자성을 검출할 수 있다.

이 원리로 자기장의 고감도 검출소자로서 초고감도 자속측정기기(SQUID)를 만들어서 실용화 되어 있다.

SQUID의 감도는 ~10-18 T(테슬라) 의 미약 자기장을 측정할 수 있는 감도가 있다.

대표적인 전자기적 미약신호인 뇌에서 발생하는 자기신호는 ~10-13T 정도이다.

생체에서 발생되는 자기신호를 지구 자기장과 비교해 보면 뇌에서 발생하는 자기 신호는 대략 10억분의 1 정도이다.

기초과학지원연구원에서는 SQUID를 이용한 미소자성 측정장치로서 나노소자, 자성물질, 초전도체, 생체자성물질, 최근 새로운 정보저장 매체로서 기대를 모으고 있는 스핀소자 등 각종 물질, 재료의 개발과 관련하여 0.3K의 극저온에서부터 400K 의 고온의 온도영역 사이에서 자기적 특성을 정밀하게 측정할 수 있다.
(K : 켈빈,  절대온도 0 K = -273.15 ℃)

초전도체의 발견으로 이와 같은 미약 자기장의 측정 뿐 아니고, 고자기장을 발생시킬 수 있게 되었다.

일반적으로 영구자석은 ~ 1T, 전자석으로는 ~ 2T 정도를 얻을 수 있다.

무냉매 전도냉각형 초전도자석

초전도자석으로 고자기장을 비교적 쉽게 얻을 수 있게 됨에 따라서 이제까지 자기장을 잘 활용할 수 없던 분야에도 응용이 가능하게 되었다. 

즉 자성을 가지지 못하는 물질에도 물리적 또는 화학적 방법으로 자성입자를 붙여서 원하는 물질을 짧은 시간에 간단히 분리해 낼 수 있게 되었다.

또한 분리하기 매우 어려운 고가의 극미량 물질도 자기분리방법으로 선택적으로 간단히 분리해 낼 수 있으며, 복잡한 과정을 거쳐서 긴 시간에 걸쳐 분리되던 물질도 자기분리법으로 단시간에 분리정제할 수 있다.

환경 오폐수의 처리에도 넓은 침전조, 화학약품 처리 등  폐수처리에 수십 시간이 소요되나 자기분리법으로 작은 공간과 물리적인 방법과 최소한의 화학물질 사용으로 불과 1 시간 이내로 처리가 가능하여 시간단축을 함으로 경제적 친환경적인 처리가 가능하게 되었다.

식물의 성장 또한 자기장의 영향을 받는다.

또한 자성이 약한 상자성체, 반자성체를 고자기장 안에서 자기부양 시킬 수 있으며 자기장을 이용한 화학반응의 제어, 새로운 특성을 가진 재료의 합성 등이 가능하다.

'고자기장 자기분리시스템'을 설명하는 김동락 부장.

최근 애플, 인텔, 도요타, 삼성, LG 등 세계적인 기업들이 무선전력전송 기술을 이용해 컴퓨터 주변기기를 포함한 휴대기기나 전기자동차 충전기술을 경쟁적으로 개발하고 있습니다.

그러나 현재까지는 자기 공진기가 크고 효율이 낮고, 전자파인체영향 관련 전파환경 극복기술이 개발되지 않아 아직 상용화까지는 진행되지 못하고 있습니다.

이런 가운데 ETRI(한국전자통신연구원)가 ㈜엘트로닉스와 공동으로 40Watt급 무선전력전송 시스템의 핵심기술을 개발해 PC와 LED 전광판을 완전 무선화할 수 있는 길을 열었습니다.

무선으로 작동이 가능한 40Watt급 무선 LCD 컴퓨터

자기공명 방식을 이용해 세계에서 가장 작고 효율이 높은 자기 공진기 기술과 고효율 송수신 회로기술을 개발, 데스크탑 컴퓨터와 디스플레이 간의 전력 및 데이터를 모두 무선화 하는데 성공했는데요.

또 LED 전광판도 전선을 없애고 무선으로 전력을 공급할 수 있습니다.
   
 이번에 개발된 기술은 1.8MHz대역을 사용해 자기 공진기를 기존 제품보다 10배 이상 축소하고, 또 고효율을 갖는 송수신 회로를 개발한 것으로, 최근까지 성공적으로 시제품 시연도 마쳤습니다.

이 대역은 현재 개발되고 있는 6.78MHz, 13.56MHz(ISM 대역) 보다 인체에 피해가 없는 주파수 대역이라는 점에서 실용화 가능성이 높은 것으로 평가받고 있습니다.

또 자기 공진기가 1/10 크기로 소형화돼 활용분야가 매우 넓어지게 되고, 주파수 탐색기능과 기기보호 기능을 갖는 송수신기라는 장점이 있어 여러모로 유용하게 사용할 수 있는 것으로 예상되고 있습니다.

ETRI 윤재훈 박사는 이번에 개발된 기술이 휴대용 미니슈퍼컴퓨터와 개인용 도우미로봇, 친환경 전파자동차 등 전파를 활용한 미래 신시장을 형성할 것으로 예측했습니다.
 
실제  IMS(Intex Management Service Ltd.) 보고서에 따르면, 향후 무선전력전송 기술을 이용한 무선 충전기 시장은 2014년까지 약 4조 9000억 원, 2019년에는 16조 5000억 원까지 확대될 것으로 예상하고 있습니다.

신문지상에서 흔히 "최초의 인류 조상 화석 발견", "국내에서 제일 오래된 암석", "중생대 공룡 화석 발견" 등등의 기사를 볼 때가 있다. 이때 빠지지 않고 등장하는 것은 해당 암석의 지질연대이다.

일반인들이 듣기에 생소한 지질 연대 측정은 생각 외로 우리 생활과 밀착되어 있다.

지하자원의 조사나, 고고학 유물의 발굴 및 대형 토목 구조물의 지반 안정성 평가에 있어서 정밀한 지질연대 측정 자료의 역할은 크다.

또한 지구 온난화를 비롯한 기후 변화 연구에 있어서도 과거 기후 변화 경향을 알기 위한 중요한 척도 중의 하나로서 연대 측정 자료는 활용된다.

최근 분석 장비들의 발달로 인해 지질 연대 측정용 분석 기기들의 발달도 괄목할 만하다.

지질연대 측정을 위해서 동위원소비를 측정할 수 있는 질량분석기가 필요한데, 국내에 보급되어 있는 것은 열이온화 질량분석기, 불활성기체 질량분석기와 고분해능 이차이온질량분석기이다.

그중 주목할 만한 것은 지난해부터 본격적으로 공동 활용이 진행 중인 고분해능이차이온질량분석기이다.

한국기초과학지원연구원 오창캠퍼스에 전 세계에서 13번째로 설치된 고분해능이차이온질량분석기(SHRIMP)는 광물 표면 수십 마이크로미터의 좁은 영역에 산소 이온빔을 쏘아 튀어나오는 이차 이온을 분석하여 연대 측정에 필요한 우라늄과 납의 동위원소를 측정하는 장비이다.

한국기초과학지원연구원 오창캠퍼스에 설치된 고분해능 이차이온질량분석기

세포는 생명의 기능적 단위이며 생노병사의 비밀을 간직하고 있다.

인간을 구성하는 약 10조개의 세포들은 끊임없이 외부의 신호를 감지하여 세포가 반응하며 세포의 신진대사를 유지하기 위하여 각종 이온물질들을 세포 안팎으로 수송한다.
또한, 영양물질을 흡수하며 노폐물을 포함한 독성물질은 계속해서 세포 밖으로 배출한다.
  
이러한 세포들의 능동적인 행동은 바로 세포막상에 존재하는 세포막단백질에 의해 이루어지는데, 세포막단백질의 종류는 수용체, 이온채널, 트랜스포터 그리고 효소 등이 있다.

세포막단백질은 인지질막에 박혀있으며 막관통 도메인을 1개에서 최대 33개까지 가지고 있기 때문에 물에 녹지 않는 소수성을 띄고 있어  분석하기가 매우 어렵다.

현재 알려진 막단백질 구조는 약 200개 정도로서 전체 밝혀진 단백질 구조의 0.4%정도에 지나지 않을 뿐 아니라 5539개 정도로 예측되고 있는 인간 막단백질의 발굴과 기능이 알려진 것은 1천개 미만이다.

따라서 효과적인 막단백질 발굴방법의 개발은 질환의 마커가 될 수 있는 막단백질 개발에 필수적이며 약물표적으로서의 산업화에 적용할 수 있다.

세포막 성질을 이용한 단백질-단백질 결합 분석장비, LSM710-FCS

한국기초과학지원연구원은 이러한 목적에 부합하고자 '세포막단백질 분석기술개발 사업'을 Top Brand Project로 시작하였다.

현재 생명과학연구부는 세포막단백질을 효과적으로 발굴할 수 있는 화학제/단백질분해효소 혼용처리 방법을 이용한 '샷건 막단백질분석기술'을 개발하였다.

또한, 기능성 막단백질 연구를 위하여 대표적인 항생제내성균인 아시네토박터 바우마니 (Acinetobacter baumannii)의 세포외막 소포체를 분리하여 구성 막단백질들을 발굴하였다.

마지막으로 세포막의 특성을 이용한 특정 단백질의 막이동 현상을 이용하여 세포내 신호전달 단백질-단백질 결합 및 단백질 복합체를 입체적으로 분석할 수 있는 '큐피드' 분석기술을 개발하였다.
 
이 기술은 약물의 작용점을 단백질 약물표적에서 빠른 시간 내에 추적할 수 있는 막단백질을 응용한 신기술이다.
  
세포의 마지막 불모지인 세포막 단백질에 대한 효과적인 분석기술개발은 차후에 단백질의약품 개발 산업에 중추적인 역할을 할 것이다.

<최종순 한국기초과학지원연구원 생명과학연구부장>

셀레늄(Se)은 주기율표 16족 4주기에 속하는 산소족 원소의 하나로, 상온에서 고체상태(녹는점 221℃, 끓는점 685℃)로 존재합니다.

셀레늄은 철, 칼슘, 아연과 같은 무기질의 일종으로 곡물이나 견과류, 생선, 육류 등에 함유되어 있는데요.

셀레늄이 결핍되면 간 장애와 근무력증, 조로, 심장질환과 인체 면역력 저하 등의 증상이 발생하고, 오랫동안 많은 량이 결핍되면 특히 소화기관이나 배설기관에 암이 생기는 것으로 알려지고 있습니다.

이처럼 셀레늄이 항암과, 항노화, 면역체계 강화 등 건강에 좋다고 알려지면서 셀레늄이 함유된 건강보조식품을 찾는 사람들도 늘고 있는데요.

그러나 셀레늄을 과다 섭취할 경우에는 독성이 발현돼 심혈관계 이상이나 피부질환, 탈모 등의 부작용이 발생할 수 있습니다.

구체적으로는 숨을 쉴 대 마늘 냄새가 나고, 탈모 현상과 현기증, 피로와 초조감, 손톱과 발톱의 변화, 복부 통증, 설사 등인데요.

여기에 발진이나 간경변도 생길 수 있으며, 장기 과잉 복용은 콜레스테롤 증가와 암 발생도 유발할 수 있습니다.

따라서 권장량에 따른 정확한 양을 섭취하는 것이 무엇보다 중요하고, 이를 위해서는 식품에 함유된 셀레늄을 정확히 측정해야 합니다.

김인중 박사

연구팀은 셀레늄을 측정하려는 시료에 중성자를 쬐고 여기서 나오는 특성 감마선을 측정해 셀레늄의 함량을 결정하는 중성자 방사화 분석법을 이용했습니다.

이 기술은 시료에 대한 전처리 과정이 불필요해 시료의 오염이나 손실 우려가 없는 방법입니다.

또한 방사화 분석법 특성상 시료 중 존재하는 셀레늄의 형태에 무관하게 정확한 양의 측정이 가능하고, 시료에 섞여 있는 다른 원소들이 주는 영향도 적은데요.

특히 셀레늄에 대한 감도가 높고, 필요한 경우 시료 내 포함된 다른 원소들도 동시에 분석이 가능합니다.

김인중 박사는 이번에 개발한 측정표준기술이 선진표준기관과의 국제비교를 통해 세계 수준의 인증표준물질을 국내에 자체 보급하는데 일조할 것으로 기대하고 있습니다.

연구팀은 개발한 분석법을 바탕으로 셀레늄 외에 비소, 나트륨, 망간, 알루미늄 등의 단일동위원소에 대한 최상위측정법을 개발하고 있습니다.

시료의 성분분석을 위해 감마선 분광기에 시료를 장착하는 모습

용 어 설 명  동위원소 : 원자번호(양성자의 수)가 같아 화학적 성질은 동일하나 질량수(양성자와 중성자의 수)가 서로 다른 것 최상위측정법 : 측정학 최고 수준의 측정법 인증표준물질 : 특정 성분의 함량과 불확도가 유효한 절차에 의해 주어진 표준물질로 기기의 검정이나 측정의 품질 관리에 사용된다.

지난 수십 년 동안 급속히 증가한 장기이식과 항암치료, 후천성 면역 결핍증(AIDS) 등으로 면역력이 저하된 환자들이  캔디다(Candida)나 아스퍼질러스(Aspergillus), 크립토코커스(Cryptococcus)등 인체 기회감염성 진균에 감염되는 경우가 증가하고 있습니다.

노령화 사회로 접어들면서 면역기능 저하로 인한 진균류 감염이 점점 증가하고 있고, 또 일부 계층에서만 나타났던 감염증이 일반인들에게로 확산되고 있는 것입니다.

특히 병원성 효모인 크립토코쿠스(Cryptococcus)에 의한 '크립토코쿠스증(Cryptococcosis)'은 AIDS 환자와 같은 면역저하 환자에게서 가장 흔하게 발견되는 곰팡이 질환 중의 하나인데, 이 균이 중추신경계에 침범할 경우 생명까지 위협할 수 있는 뇌수막염을 일으키게 됩니다.

전 세계적으로 크립토코쿠스 네오포만스의 병원성 조절 메커니즘과 신호전달 체계에 대한 연구는 활발히 진행되고 있지만, 정확한 발병 원인에 대한 규명과 효과적인 예방, 치료법은 아직 개발되지 못하고 있는 실정입니다.

이렇게 항진균제 개발이 어려운 이유는 진균류와 포유동물이 모두 진핵세포로 구성되어 세포내 생화학적 대사경로가 매우 유사해 진균류의 특이적 타깃 발굴이 어렵기 때문입니다.

전 세계의 항진균제 시장은 현재 약 130억 달러에 이르며 매년 약 4.5%의 성장을 기록할 것으로 예측되고 있는데요.

따라서 신규 항진균 치료법과 치료제의 개발은 국민의료 및 보건상 중요할 뿐만 아니라, 새로운 고부가가치사업 아이템으로 각광받을 수 있습니다.

AIDS 환자처럼 면역력이 저하된 사람에게 발병하는 진균성 뇌수막염을 유발하는 병원성 효모의 소포체 스트레스(Endoplasmic Reticulum Stress) 반응기작과 병원성과의 연계성을 중앙대 강현아 교수팀과 연세대 반용선 교수팀이 세계 최초로 규명했습니다. 
    
강현아 교수와 반용선 교수의 공동 연구팀은 병원성 효모인 크립토코쿠스의 미접힘 단백질 반응(Unfolded Protein Response, UPR) 전사조절 인자가 사람의 전사조절 인자와 구조적으로 다르고, 고온 및 항진균제 내성에 중요한 역할을 하는 것을 규명했습니다.

강현아 교수

반용선 교수

<연   구   개   요> 1) 현재 상업적으로 이용되고 있는 항진균제들은 약물에 대한 저항성 균주의 출현도가 높거나 독성이 너무 심하여, 광범위한 활성을 나타내면서 독성이 적은 항진균제에 대한 필요성이 증대되고 있다. 이에 대한 노력으로 기존 항진균제의 단점을 극복할 수 있는 약물의 개발 및 새로운 타깃 발굴에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다.    2) 본 연구에서는 인체 감염 병원성 효모 크립토코쿠스(Cryptococcus)에서 미접힘 단백질 반응(Unfolded protein response, UPR) 신호전달 경로를 분석하여, 스트레스 센서 IRE1과 숙주인 사람과 진화적으로 차별화된 새로운 UPR 조절 인자 HXL1을 발굴하고 이들을 저해할 경우 병원성이 감소하며 항진균제에 대한 감수성도 증가함을 규명하였다     3) 숙주인 사람과 진화적으로 차별성을 가지고 UPR 조절 유전자를 타깃으로 한 저해물질을 개발할 경우 그 자체로도 훌륭한 항진균 치료제가 될 수 있고, 동시에 기존의 항진균제 약물과 동시에 투약할 경우, 항진균제를 적게 사용하면서도 그 효과를 극대화 시킬 수 있어 항진균제 사용으로 인한 부작용을 감소시킬 수 있는 장점을 가지고 있다.  항진균제 및 병원성에 대한 Unfolded Protein Response의 역할 규명 4) 강현아 교수와 반용선 교수의 공동 연구팀은 본 연구를 통해 항진균제에 대한 미접힘 단백질 반응(UPR)의 역할을 규명하였으며 항진균제 개발을 위한 원천기술 확보를 위해 관련 내용을 국내 특허 출원하였고, 해외특허 출원을 준비하고 있다.

용  어  설  명 뇌수막염(meningitis) : 뇌수막염이란??뇌와 척수를 둘러싸고 있는 뇌수막에 생기는 염증을 말한다. 뇌수막염은 바이러스, 세균, 원충류, 및 진균 등에 의해 야기될 수 있다. 이 중 진균성 수막염은 크립토코쿠스(Cryptococcus)에 의해 주로 발병이 되며, 이를 크립토코쿠스증으로도 불린다. 뇌수막염의 증상으로는 두통, 발열, 목의 경직이 나타난다. 미접힘 단백질 반응(unfolded protein response) : 미접힘 단백질 반응은 세포내 소기관인 소포체(endoplasmic reticulum)에 미접힘(unfolded) 및 변형(misfolded) 단백질의 축적에 의해 활성화되는 세포내 신호 전달 경로이다. UPR 활성화는 소포체의 단백질 접힘(folding) 능력을 조절하는 광범위한 전사체 반응을 유도할 뿐 만 아니라 새로운 단백질의 생성 억제 및 변형(misfolded) 단백질의 제거를 통해 세포내의 소포체 스트레스를 조절한다. 현재 UPR은 세포의 운명과 단백질 대사경로 조절에 지대한 영향을 미침으로 암, 당뇨, 염증 질환과 같은 다양한 질병에 관련되어 있다는 연구가 보고되고 있어 UPR 제어를 통한 질병치료 가능성을 제시하고 있다. 항진균제(antifungal drugs) : 곰팡이 감염증의 치료약을 말한다. 진균 중에는 천재성(淺在性), 심재성(深在性)의 것이 있는데 천재성 진균증에는 칸디다증, 백선(白癬) 등이 있으며 외용(外用)이 가능하여 치료하기 쉽다. 심재성 진균증은 크립토코쿠스, 아스퍼르길러스 등이 원인균이며 내복(內服) 또는 주사로 밖에 적용할 수 없어 치료가 어렵다. 현재 유용되고 있는 항생제로는 Amphotericin B(암포테리신 비) 또는 Flucytosine(플루사이토신), Azole(아졸) 계열의 약물이 이용되고 있다.

해양심층수란 수심 200m 이상의 깊은 곳의 바닷물로, 그 온도는 약 2 ℃의 매우 차가운 물입니다.

이렇게 차가워진 물은 그 위쪽 수면 가까이의 더 따뜻한 물과 활발히 섞이지 못하고 마치 물과 기름처럼 서로 경계를 유지하하며 존재하게 됩니다.

해양심층수 역시 바닷물의 흐름에 따라 지구 전체를 순환하게 되는데, 그 순환 속도가 매우 느려, 보통 지구 한 바퀴를 도는데 2000년 정도가 소요됩니다.

해양심층수에는 질소, 인, 규소와 같은 무기 영양 염류를 풍부하게 함유하게 돼 있어 수산과 식품, 음료, 화장품, 의학 등 다양한 분야에서 활용도와 중요성이 부각되고 있는데요.

2 ℃라는 낮은 온도의 해양심층수를 이용해 냉난방을 하는 법도 연구되고 있습니다.

한국해양연구원 연구진은 1단계 사업으로 냉난방 이용시스템을 조기 실용화하고, 2단계에서는 온도차 발전시스템 기술 확보를 목표로 하고 있습니다.

해양심층수를 이용한 탠덤형 히트펌프

해양연은 해양심층수를 포함한 해수 냉난방시스템의 시험가동 및 해석결과, 기존 시스템에 비해 냉난방 에너지 비용은 약 86% 절감되고 이산화탄소 배출량은 67%가 저감될 것으로 보고 있습니다.

강릉녹색도시 해양심층수 복합이용 방안