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.

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.

미세조류를 활용한 바이오매스 및 고부가가치 물질 생산 분야는 화석연료를 대체하고 지속 가능한 탄소중립을 실현하기 위한 핵심 기술로 평가받고 있습니다. 특히 미세조류 기반 바이오에너지 플랫폼은 식량 자원과 경쟁하지 않으면서 확장 가능한 재생 바이오 연료를 생산할 수 있는 필수적인 기술입니다. 기존에는 지질(Lipid) 축적을 유도하기 위해 영양 결핍이나 강한 빛 스트레스를 주로 활용해 왔습니다.

Bioresour. Technol.

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.

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.

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.

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.

애기장대 COP1은 빛이 있을 때는 세포질에, 빛이 없을 때는 핵으로 이동하여 기능하는 E3 ubiquitin ligase입니다. COP1은 특히 핵에서 광형태형성(photomorphogenesis)에 관여하는 다양한 전사인자를 타겟하여 유비퀴틴화를 유도하고, 26S proteasome에 의한 분해를 촉진함으로써 광형태형성을 조절하는 master regulator입니다. 때문에, 기존 COP1 연구는 주로 빛을 직접적으로 받는 지상부와 생육 초기에 집중되어 있었습니다.

Plant Physiol.

최근 대사이상 관련 지방간염(MASH, metabolic dysfunction-associated steatohepatitis)은 단순한 지방간을 넘어 간섬유화와 간경변, 나아가 간세포암(HCC)으로 진행할 수 있는 중요한 만성 간질환으로 주목받고 있습니다. 특히 MASH에서 HCC로 진행하는 과정에는 대사 스트레스와 만성 염증이 밀접하게 관여하지만, 이들이 어떻게 상호작용하여 종양 발생을 유도하는지는 아직 명확하게 밝혀지지 않았습니다. 또한 기존 MASH-HCC 동물모델은 긴 유도 기간이나 과도한 독성 및 섬유화 자극에 의존하는 경우가 많아, MASH의 대사적 특성을 반영하면서 질환의 진행 과정을 단계적으로 연구하는 데 한계가 있었습니다.

Exp. Mol. Med.

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

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.

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.