사회적 상호작용은 한 사람이 혼자 하는 것이 아니라 두 명 이상의 사람이 서로의 표정과 움직임에 끊임없이 반응하면서 함께 만들어나가는 것입니다. 그런데 기존의 사회신경과학 연구는 주로 한 개체의 뇌에서 어떤 변화가 일어나는지를 중심으로 발전해 왔습니다. 최근에는 상호 작용 하고 있는 여러 사람 또는 여러 동물의 뇌 활동을 동시에 측정해 여러 뇌가 어떻게 함께 변하는지 관찰하는 연구가 활발해지고 있습니다.

Nat. Commun.

제가 연구하고 있는 분야는 크게 보면 나노바이오센서와 CRISPR 기반 분자진단 분야입니다. 특히 이번 연구에서는 암과 같은 질환에서 중요한 바이오마커로 활용될 수 있는 exosomal microRNA를 얼마나 간단하고 민감하게 검출할 수 있는가에 초점을 맞췄습니다.

Nano Converg.

박테리아 셀룰로오스(bacterial cellulose, BC)는 미생물이 만들어 내는 고순도 셀룰로오스 나노섬유 소재입니다. 재생 가능한 원료로 생산되고 완전히 생분해되기 때문에, 석유 기반 플라스틱 포장재를 대체할 차세대 소재로 주목받고 있습니다. 최근에는 식품 포장, 의료용 소재, 전자소자 등으로 응용 분야가 빠르게 넓어지고 있으며, 연구도 단순히 많이 생산하는 단계를 넘어 원하는 성능을 갖도록 설계하여 생산하는 단계로 나아가고 있습니다.

Bioresour. Technol.

박테리아를 이용한 암 치료는 살아 있는 미생물이 가진 종양 지향성(tumor tropism)과 자가 운동성을 활용해, 저산소·면역억제 환경인 종양 미세환경 깊숙한 곳까지 치료 물질을 전달할 수 있다는 점에서 큰 주목을 받고 있습니다. 특히 일부 박테리아는 종양의 저산소(hypoxic) 영역에 선택적으로 집적하고 그 안으로 능동적으로 침투하는 능력을 지니고 있어, 기존 약물로는 도달하기 어려웠던 종양 심부까지 치료 효과를 전달할 수 있다는 점에서 매력적인 수단입니다.

Mater. Today Bio

최근 약물전달시스템은 단순히 약물을 체내에 투여하는 것을 넘어, 필요한 위치와 시간에 원하는 양의 약물을 전달하는 정밀 치료 방향으로 발전하고 있습니다. 특히 삽입형 바이오전자소자에 무선 통신, 미세유체 기술, 스마트 소재 등을 결합하면 외부에서 치료 시점과 약물 방출을 조절할 수 있어 개인 맞춤형 치료 플랫폼으로 활용할 가능성이 큽니다. 하지만 기존의 많은 삽입형 약물전달시스템은 단일 약물 전달에 집중되어 있어, 여러 치료제를 각각 독립적으로 제어하거나 서로 다른 치료 방식을 하나의 소자에서 구현하는 데에는 한계가 있었습니다.

Chem. Eng. J.

이번 연구는 저선량 방사선 노출과 암 발생의 관계를 살펴본 엄브렐라 리뷰입니다. 엄브렐라 리뷰는 기존의 체계적 문헌고찰과 메타분석을 다시 모아 검토하는 연구로, 지금까지 축적된 근거와 부족한 부분을 정리하고 앞으로 어떤 연구가 더 필요한지 살펴볼 수 있다는 데 의의가 있습니다.

J. Hazard. Mater.

최근 바이오센서 분야는 단순히 특정 단백질의 농도를 측정하는 것을 넘어, 단백질의 구조적 변화나 당화(glycosylation)와 같은 post-translational modification을 선택적으로 검출하려는 연구가 활발하게 이루어지고 있습니다. 특히 단백질의 glycosylation은 다양한 질환과 연관되어 있기 때문에, 이러한 미세한 구조적 차이를 선택적으로 분석할 수 있는 기술의 중요성이 점점 커지고 있습니다.

Chem. Eng. J.

최근 항공종사자의 우주방사선 노출 문제를 접하면서, 원전 종사자나 의료진처럼 업무 중 방사선에 노출되는 사람들의 건강 문제도 함께 살펴보게 되었습니다. 고선량 방사선 피폭과 암 발생률의 관계는 피폭 선량에 비례해 암 발생 위험이 증가하는 선형비례이론(Linear No-Threshold Model)이 비교적 잘 확립되어 있습니다.

J. Hazard. Mater.

간세포암(hepatocellular carcinoma, HCC)은 종양세포 자체의 변화뿐 아니라 종양미세환경을 구성하는 면역세포와의 상호작용에 의해 성장과 치료 반응이 크게 달라지는 암입니다. 최근 면역항암 연구는 T세포 중심의 면역관문을 넘어, 암세포를 직접 잡아먹어 제거할 수 있는 대식세포의 식균작용(phagocytosis)을 다시 활성화하는 방향으로 빠르게 확장되고 있습니다. 대표적으로 CD47–SIRPα 축과 같은 ‘don’t eat me’ 신호가 잘 알려져 있지만, 종양세포 내부의 RNA 조절 이상이 어떻게 대식세포의 기능 변화와 면역 회피로 이어지는지는 아직 충분히 밝혀지지 않았습니다.

Cancer Commun.

제가 연구하고 있는 분야는 유기성 폐자원을 에너지와 유용자원으로 전환하는 "환경바이오·자원순환 기술"입니다. 그중에서도 혐기소화(anaerobic digestion)는 하수슬러지나 가축분뇨, 음식물류 폐기물과 같은 유기성 폐자원을 처리하면서 동시에 메탄을 생산할 수 있어 탄소중립과 에너지 회수 측면에서 중요한 기술입니다. 최근에는 단순히 혐기소화조를 운전하는 수준을 넘어 전처리, 병합소화(co-digestion), 고온소화, 다단소화, 미생물 제어, 전도성 소재를 이용한 직접종간전자전달(DIET), 그리고 AI·머신러닝 기반 공정 예측과 같은 다양한 기술들이 연구되고 있습니다. 다만 이러한 기술 중 상당수는 실험실 규모에서 좋은 성능을 보여도 실제 하수처리장이나 산업현장에서는 동일한 효과가 재현되지 않는 경우가 있습니다.

Bioresour. Technol.

AI는 표적 발굴, 약물과 표적의 상호작용 예측, 독성 평가 등 신약개발의 여러 단계를 빠르게 변화시키고 있습니다. 새로운 모델과 도구가 등장하고 연산력이 확대되면서 활용의 가능성도 넓어지고 있습니다. 하지만 천연물 약물개발에는 어떨까요? 이 분야에서는 어떤 근거 수준에서 AI 도구를 선택하고, 그 결과를 어디까지 해석하며, 어떤 실험으로 검증해야 하는지에 관한 공통 기준이 충분히 정립되지 않아, AI의 발전을 재현 가능한 연구 방법론으로 연결하는 데 어려움이 있습니다.

Trends Pharmacol. Sci.

당뇨병 환자에서 흡연은 사망과 당뇨병 합병증의 위험을 높이기 때문에 금연은 필수적입니다. 기존 연구들을 통해 금연 기간에 따라 심근경색, 뇌졸중 같은 대혈관 합병증의 위험이 줄어든다는 사실은 비교적 잘 알려져 있지만, 당뇨병성 신증, 당뇨병성 망막병증, 당뇨병성 말초신경병증 등의 미세혈관 합병증의 위험이 어떻게 감소하는지는 분명하지 않았습니다.

JAMA Netw. Open