한빛사
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한빛사 인터뷰
한빛사 인터뷰
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- 등록2016-07-08
- 조회8,574
ACS Nano, Publication Date (Web): June 21, 2016 | DOI: 10.1021/acsnano.6b02547
Duplex Bioelectronic Tongue for Sensing Umami and Sweet Tastes Based on Human Taste Receptor Nanovesicles
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
인간은 다섯 가지 맛을 볼 수 있습니다. 단맛, 감칠맛, 쓴맛, 짠맛, 신맛. 이런 맛들을 정확히 측정하기 위해서 오랜 기간 연구를 해왔습니다. 현재까지 각 맛 물질들의 전기 전도도, 굴절률, 전하의 차이 등을 이용한 미각센서들이 발명 되어 왔지만, 이것들은 실제로 인간이 느끼는 "맛"을 측정해서 식품산업에 응용하기에는 여러 가지 한계가 있었습니다.
다섯 가지 맛 중에 인간이 호의적으로 느끼는 맛은 단맛과 감칠맛입니다. 이 두 가지 맛은 인간의 G-단백질 결합 수용체(GPCR)를 통해서 느끼게 됩니다. 단맛과 감칠맛 수용체를 암호화 한다고 알려져 있는 T1R 맛 수용체 집단은 T1R1, T1R2, 그리고 T1R3 총 3 개의 유전자로 이루어져 있습니다. 이 유전자들은 heterodimer 형태를 이루어 각 맛의 수용체를 암호화하는데, T1R1 유전자와 T1R3 유전자의 이형체는 감칠맛 수용체로, T1R2 유전자와 T1R3 유전자의 이형체는 단맛 수용체로 작용합니다.
본 연구에서는 heterodimer 형태인 인간의 단맛과 감칠맛 미각 수용체를 포함하는 나노 크기의 베시클을 제작, 그래핀 전계효과 트랜지스터에 고정 하여 이중 바이오 전자혀(duplex bioelectronic tongue (DBT))를 제작하여 실제 인간이 느끼는 맛을 측정 가능하게 했습니다. 이는 음료 샘플에서 동시에 두 가지 맛을 측정할 수 있었으며, 실제 인간의 미각 시스템과 같이 맛의 개선제(taste enhancer)에 의해 맛의 신호가 강화되는 효과를 볼 수 있었습니다.
이 연구는 더 나아가 식품, 음료 산업에서 관능검사를 대체할 수 있을 것으로 전망 되며, 새로운 맛 물질의 개발에 큰 도움이 될 것으로 보여집니다. 또한, 나머지 맛에 대한 센서개발의 본보기가 될 것이며, 최종적으로 모든 맛에 대한 복합센서가 발명이 된다면 맛의 표준화가 가능해 질 것입니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
저희 연구실은 서울대학교 화학생물공학부 세포 및 미생물공학연구실(CMEL) (http://biotech.snu.ac.kr/)에서 박태현 교수님의 지도하에 본 연구를 진행하였습니다. 연구실에는 크게 세 개의 연구분야가 있습니다. 인공 후각, 미각 시스템 개발팀과 세포 공학 및 동물 세포 배양 팀 그리고 자성 나노 입자를 이용한 나노 바이오 공학 및 줄기 세포 연구팀을 운영하고 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
후각 센서로 연구를 시작 해서 미각 센서 제작에 선배 분이 첫 발을 디디고, 그 뒤를 이어 제가 연구를 하게 됐습니다. 처음에 획기적인 아이디어로 패기와 열정 넘치게 시작을 했으나 생각보다 연구 성과가 나와주지 않았습니다. 이 때 포기할까 고민도 많이 들었지만, 될 거라는 확신에 포기하지 않고 이런 저런 방법으로 연구를 진행하게 됐습니다. 지도교수님께서도 자신이 하는 연구에 애착을 가지라고 늘 학생들에게 말씀하십니다. 저에게도 미각 센서에 대한 연구는 참 애착이 가고, 꼭 풀고 싶은 숙제이기도 했기에 포기할 수가 없었습니다. 왠지 계속 하다 보면 정말 좋은 연구가 될 수 있을 거라는 확신이 들었습니다. "열심히 하는 사람은 즐기는 사람을 이길 수 없다."는 말이 있듯, 저는 제 연구를 즐기려 노력 하고, 보람도 느끼고 있습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
우선, 자신이 하고 싶은 일인지 알고, 그 일에 애착을 갖는 것이 가장 중요하다고 생각합니다. 또한, 바이오센서를 포함하는 나노 바이오 공학은 여러 가지 과학 기술이 융합되어있는 학문이기 때문에 한가지 과학기술에만 시야를 좁히지 말고 나무에서 숲을 볼 줄 알아야 합니다. 다른 분야의 과학기술에도 귀를 기울여 보고, 새로운 것을 공부하는 것을 두려워 말아야 합니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
본 연구에서는 단맛, 감칠맛 이중 센서를 제작했습니다. 더 나아가서는 다섯 가지 맛을 모두 한꺼번에 검출 가능한 멀티 센서를 만드는 것이 최종 목표입니다. 이 바이오 멀티센서가 완성 된다면, 주관적인 관능검사의 한계를 극복 할 수 있으며 맛의 표준을 정할 수 있는 도구가 될 것으로 기대합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
우선 모자란 제자를 지도해 주신 박태현 교수님께 감사 드립니다. 또한 연구에 지쳐 힘들어 할 때 마다 조언과 격려를 아껴주지 않은 우리 CMEL 식구들, 공동연구를 진행해 주신 장정식 교수님과 안지현씨에게 감사의 말씀을 드립니다. 마지막으로 항상 저의 편이 되어주신 우리 부모님, 그리고 든든한 저의 남편 김동연, 논문으로 태교를 받고 며칠 전에 태어난 예쁜 우리 딸 김수빈 고맙고 사랑합니다.
인간은 다섯 가지 맛을 볼 수 있습니다. 단맛, 감칠맛, 쓴맛, 짠맛, 신맛. 이런 맛들을 정확히 측정하기 위해서 오랜 기간 연구를 해왔습니다. 현재까지 각 맛 물질들의 전기 전도도, 굴절률, 전하의 차이 등을 이용한 미각센서들이 발명 되어 왔지만, 이것들은 실제로 인간이 느끼는 "맛"을 측정해서 식품산업에 응용하기에는 여러 가지 한계가 있었습니다.
다섯 가지 맛 중에 인간이 호의적으로 느끼는 맛은 단맛과 감칠맛입니다. 이 두 가지 맛은 인간의 G-단백질 결합 수용체(GPCR)를 통해서 느끼게 됩니다. 단맛과 감칠맛 수용체를 암호화 한다고 알려져 있는 T1R 맛 수용체 집단은 T1R1, T1R2, 그리고 T1R3 총 3 개의 유전자로 이루어져 있습니다. 이 유전자들은 heterodimer 형태를 이루어 각 맛의 수용체를 암호화하는데, T1R1 유전자와 T1R3 유전자의 이형체는 감칠맛 수용체로, T1R2 유전자와 T1R3 유전자의 이형체는 단맛 수용체로 작용합니다.
본 연구에서는 heterodimer 형태인 인간의 단맛과 감칠맛 미각 수용체를 포함하는 나노 크기의 베시클을 제작, 그래핀 전계효과 트랜지스터에 고정 하여 이중 바이오 전자혀(duplex bioelectronic tongue (DBT))를 제작하여 실제 인간이 느끼는 맛을 측정 가능하게 했습니다. 이는 음료 샘플에서 동시에 두 가지 맛을 측정할 수 있었으며, 실제 인간의 미각 시스템과 같이 맛의 개선제(taste enhancer)에 의해 맛의 신호가 강화되는 효과를 볼 수 있었습니다.
이 연구는 더 나아가 식품, 음료 산업에서 관능검사를 대체할 수 있을 것으로 전망 되며, 새로운 맛 물질의 개발에 큰 도움이 될 것으로 보여집니다. 또한, 나머지 맛에 대한 센서개발의 본보기가 될 것이며, 최종적으로 모든 맛에 대한 복합센서가 발명이 된다면 맛의 표준화가 가능해 질 것입니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
저희 연구실은 서울대학교 화학생물공학부 세포 및 미생물공학연구실(CMEL) (http://biotech.snu.ac.kr/)에서 박태현 교수님의 지도하에 본 연구를 진행하였습니다. 연구실에는 크게 세 개의 연구분야가 있습니다. 인공 후각, 미각 시스템 개발팀과 세포 공학 및 동물 세포 배양 팀 그리고 자성 나노 입자를 이용한 나노 바이오 공학 및 줄기 세포 연구팀을 운영하고 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
후각 센서로 연구를 시작 해서 미각 센서 제작에 선배 분이 첫 발을 디디고, 그 뒤를 이어 제가 연구를 하게 됐습니다. 처음에 획기적인 아이디어로 패기와 열정 넘치게 시작을 했으나 생각보다 연구 성과가 나와주지 않았습니다. 이 때 포기할까 고민도 많이 들었지만, 될 거라는 확신에 포기하지 않고 이런 저런 방법으로 연구를 진행하게 됐습니다. 지도교수님께서도 자신이 하는 연구에 애착을 가지라고 늘 학생들에게 말씀하십니다. 저에게도 미각 센서에 대한 연구는 참 애착이 가고, 꼭 풀고 싶은 숙제이기도 했기에 포기할 수가 없었습니다. 왠지 계속 하다 보면 정말 좋은 연구가 될 수 있을 거라는 확신이 들었습니다. "열심히 하는 사람은 즐기는 사람을 이길 수 없다."는 말이 있듯, 저는 제 연구를 즐기려 노력 하고, 보람도 느끼고 있습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
우선, 자신이 하고 싶은 일인지 알고, 그 일에 애착을 갖는 것이 가장 중요하다고 생각합니다. 또한, 바이오센서를 포함하는 나노 바이오 공학은 여러 가지 과학 기술이 융합되어있는 학문이기 때문에 한가지 과학기술에만 시야를 좁히지 말고 나무에서 숲을 볼 줄 알아야 합니다. 다른 분야의 과학기술에도 귀를 기울여 보고, 새로운 것을 공부하는 것을 두려워 말아야 합니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
본 연구에서는 단맛, 감칠맛 이중 센서를 제작했습니다. 더 나아가서는 다섯 가지 맛을 모두 한꺼번에 검출 가능한 멀티 센서를 만드는 것이 최종 목표입니다. 이 바이오 멀티센서가 완성 된다면, 주관적인 관능검사의 한계를 극복 할 수 있으며 맛의 표준을 정할 수 있는 도구가 될 것으로 기대합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
우선 모자란 제자를 지도해 주신 박태현 교수님께 감사 드립니다. 또한 연구에 지쳐 힘들어 할 때 마다 조언과 격려를 아껴주지 않은 우리 CMEL 식구들, 공동연구를 진행해 주신 장정식 교수님과 안지현씨에게 감사의 말씀을 드립니다. 마지막으로 항상 저의 편이 되어주신 우리 부모님, 그리고 든든한 저의 남편 김동연, 논문으로 태교를 받고 며칠 전에 태어난 예쁜 우리 딸 김수빈 고맙고 사랑합니다.
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