저는 머신러닝 기술을 활용해 기존 합성생물학 기술을 고도화함으로써, 산업균주를 이용한 유용물질 생산 효율을 높이는 것을 목표로 연구를 진행해왔습니다. 제가 생산하고자 했던 타겟 물질은 콜라겐으로, 제약·화장품 등 여러 산업 분야에서 각광받는 소재입니다. 그러나 현재 유통되는 콜라겐은 대부분 동물성으로, 윤리적 문제와 교차오염, 면역반응 등의 한계를 안고 있습니다. 이에 중국에서는 인간 콜라겐 유전자를 효모에 도입해 합성생물학 기반 콜라겐을 생산하는 연구를 활발히 진행하며 다수의 특허를 출원하고 있습니다.

Chem. Eng. J.

치매는 고령화와 함께 빠르게 증가하고 있는 중요한 보건의료 문제이며, 임상적으로 뚜렷하게 진단되기 이전부터 병태생리학적 변화가 장기간 진행될 수 있어 조기 선별과 위험도 평가가 중요합니다. 그러나 기존의 치매 평가는 인지기능검사, 뇌영상검사, biomarker 평가 등이 필요할 수 있어 대규모 인구집단에 반복적으로 적용하기에는 비용과 접근성의 한계가 있습니다.

npj Digit. Med.

본 논문은 미세한 전기적 신호를 감지하는 센서를 활용해, 일명 '물뽕'으로 알려진 GHB를 검출하는 연구입니다. 최근 국내에서도 마약 문제가 빠르게 확산하면서, 마약류를 신속하고 정확하게 검출할 수 있는 기술의 중요성이 더욱 커지고 있습니다. 이에 따라 극미량의 마약 성분까지 감지할 수 있는 고감도 센서에 관한 연구도 활발해지는 추세입니다.

Adv. Sci.

영상의학 전문의가 되기 위해서는 11개 세부분과에 걸친 방대한 지식을 익혀야 합니다. 그런데 그에 맞는 양질의 학습자료를 만드는 일은 전문가의 시간을 많이 필요로 하는, 품이 많이 드는 작업입니다. 최근 large language model(LLM)과 multimodal LLM이 문서와 이미지를 대량으로 만들어낼 수 있게 되면서, 이를 의학 교육 콘텐츠 제작에 활용하려는 시도가 빠르게 늘고 있습니다.

npj Digit. Med.

염색체 스프레딩(chromosome spreading)은 세포 분열 중기에 응축된 염색체를 기판 위에 넓게 분산시키는 과정으로, 핵형 분석, 형광 제자리 혼성화(fluorescence in situ hybridization, FISH), 텔로미어 분석 등 세포유전학적 분석의 신뢰도에 큰 영향을 미치는 핵심 전처리 단계입니다. 일반적으로 염색체가 포함된 고정액을 유리 같은 고체 기판 위에 떨어뜨려 시료를 제작하지만, 액적의 확산 정도와 실험 환경, 연구자의 숙련도에 따라 염색체가 서로 겹치거나 충분히 분리되지 않는 문제가 발생할 수 있습니다.

ACS Nano

DNA는 염기서열에 따라 원하는 형태로 스스로 조립(self-assembly)될 수 있기 때문에 나노구조체 제작을 위한 매우 유용한 소재로 활용되고 있습니다. 이러한 특성을 이용한 DNA 나노기술은 약물전달, 바이오센서, 분자기계 등 다양한 분야에서 활발히 연구되고 있습니다. 그러나 대부분의 DNA 구조체는 염기쌍 사이의 비공유결합에 의해 형성되기 때문에 생리학적 환경에서는 쉽게 분해되거나 구조가 불안정해지는 한계가 있습니다.

Nucleic Acids Res.

면역관문억제제(Immune Checkpoint Inhibitor, ICI)는 PD-1/PD-L1 신호를 차단하여 환자의 면역세포가 암세포를 효과적으로 제거하도록 유도하는 대표적인 면역항암 치료법입니다. 현재 다양한 암종에서 활용되고 있으나, 환자마다 치료 반응이 크게 다르고 치료 효과를 사전에 정확하게 예측하기 어렵다는 한계가 있습니다. 이에 따라 치료 반응을 조기에 예측하고 치료 과정을 실시간으로 모니터링할 수 있는 기술 개발의 중요성이 더욱 커지고 있습니다.

Adv. Sci.

An ROS and NIR-responsive tubular conductive thermo-hydrogel actuator (THA) was fabricated for biomimicking intestinal peristalsis motion. The actuating system was fabricated by incorporating ROS responsive diselenide polymer dots (PD) loaded to polydopamine (PDA) nanoparticles (PD@PDA) in a poly(N-isopropylacrylamide) and polyvinyl alcohol (PNIPAM/PVA) matrix.

Nano-Micro Lett.

수면과 수면 결핍이 미치는 영향은 그동안 다양한 동물 모델을 통해 연구되어 왔으며, 특히 2020년에는 수면 결핍 시 활성산소가 뇌가 아닌 장(Gut)에 먼저 축적된다는 사실이 보고되었습니다. 수면 결핍과 활성산소 축적 사이에서 어떤 인자가 다리 역할을 하는지에 대한 가설과 연구는 꾸준히 진행되어 왔지만, 명확히 밝혀진 바는 없었습니다.

Proc. Natl. Acad. Sci. USA

My research primarily focuses on developing biodegradable devices for distinct clinical applications. In our recent Science Advances paper: "Wireless knee joint monitoring using biodegradable single-ended pressure sensor in osteoarthritis management" (10.1126/sciadv.aec8210), we addressed the challenge of monitoring knee joint loading, which is a critical factor in osteoarthritis progression and cartilage healing.

Sci. Adv.

의료영상에 널리 사용되는 초음파는 절개 없이 인체 깊은 곳까지 에너지를 전달할 수 있다는 장점 때문에 최근 비침습적 뇌자극 기술로도 많은 관심을 받고 있습니다. 특히 전극 삽입이 필요한 뇌심부자극(DBS)이나 자기장·전기장 기반 자극보다 더 깊은 영역을 높은 공간 해상도로 자극할 수 있어 활발히 연구되고 있습니다. 그러나 지금까지의 연구는 대부분 하나의 뇌 영역을 자극하는 단일 초점 방식에 집중되어 있어, 여러 뇌 영역으로 구성된 신경회로를 동시에 조절하기에는 한계가 있었습니다.

Brain Stimul.

리소좀은 세포 내에서 불필요하거나 손상된 단백질과 소기관을 분해하는 '세포의 청소부'로 잘 알려져 있습니다. 최근에는 이러한 역할뿐 아니라 소포체(ER)와 함께 중요한 세포 내 칼슘 저장고로 기능하며, 다양한 칼슘 신호를 조절하는 핵심 소기관이라는 사실이 밝혀지고 있습니다. 특히 리소좀에서 시작되는 칼슘 신호는 오토파지뿐 아니라 세포 소기관 간의 신호 전달을 조절하며, 알츠하이머, 근감소증 등 다양한 노화 관련 질환과도 밀접한 관련이 있는 것으로 보고되고 있습니다.

Nat. Commun.