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'뇌공학' 에 대한 통합검색결과 16건입니다.

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이아형

Brown University

뇌-기계 인터페이스 분야에서는 뉴럴링크(Neuralink)를 포함한 다양한 무선 신경 임플란트 기술이 크게 각광받고 있습니다. 그러나 하나의 임플란트로는 넓게 분포한 대뇌 피질을 이해하는 데 한계가 있기 때문에, 뉴럴 더스트(Neural Dust)와 같이 여러 개의 임플란트로 구성된 분산형 신경 인터페이스가 차세대 뇌-기계 인터페이스를 구현하는 데 필수적이라는 견해가 대두되고 있습니다.
- Nat. Commun.
- 2024.12.10
임산해

KAIST

본 논문은 유전자 교정 도구인 CRISPR/Cas9 system의 ribonucleoprotein (RNP)를 lipid nanoparticle (LNP)에 탑재하여 효과적인 세포 및 암 조직으로의 전달에 대한 연구입니다. CRISPR/Cas9을 전달하는 형태에는 크게 plasmid, mRNA, RNP 3가지로 나눠질 수 있는데, 이중 RNP가 off-target effect가 가장 적어 실제 유전자 치료에 적합한 형태입니다.
- J. Nanobiotechnol.
- 2024.06.12
김예지

KAIST

Neural probe란 일반적으로 뇌 내 삽입을 통하여 단일 뉴런 혹은 뉴런 집단의 신호를 읽고 신호를 유도하게 하는 장치입니다. Neural probe를 포함한 brain interface는 최근 다양한 연구와 뉴럴링크와 같은 유명 스타트업 등으로 인해 많은 소개가 되고 있습니다. 지금까지의 neural probe는 전기적 신호를 얻고 전기적 자극을 진행하는 연구가 주로 진행되어 왔습니다.
- ACS Nano
- 2024.05.17
이지훈

Brown University

뇌는 수십 억 개의 뉴런으로 구성된 복합적 시스템으로 이러한 뇌를 관찰하는데 있어 전기적 신경신호 측정이 핵심적인 역할을 합니다. 그런데 현재까지의 측정시스템은 유선 연결에 의존하고 있고 이러한 유선 연결은 감염의 위험을 높일 뿐만 아니라 신경기록 및 자극 채널 수를 제한합니다. 최근 개발된 뉴럴링크 (Neuralink) 임플란트와 뉴로픽셀 (Neuropixel) 프로브의 경우 이러한 한계를 극복하고 수천채널의 신경 신호측정을 구현하였습니다. 그러나 이 두 시스템은 하나의 프로브에 여러 개의 전극을 제작하며 다채널 신경측정을 구현하였고 이러한 직접 시스템들은 국소적인 뇌 부위에서만 정보를 수집할 수 있어 통합적인 뇌 관찰을 이룰 수 없게 됩니다.
- Nat. Electron.
- 2024.03.26
안진현

KAIST

본 연구는 최근 암 치료에서 가장 주목받는 약물 중 하나인 면역항암치료제가 유발할 수 있는 면역관련 부작용(immune-related Adverse Event, irAE)에 대해 다루고 있습니다. 면역항암치료제는 3세대 항암제로서 암환자에게 뛰어난 치료 효과를 보이고 있지만, 그로 인해 발생할 수 있는 부작용은 코호트 수집과 부작용 판별이 어려워 아직 충분히 연구되지 않았습니다.
- Nat. Cancer
- 2023.06.23
장재범

한국과학기술원

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 최근 생물학 및 의학 연구에서 가장 주목 받고 있는 키워드를 두 개 꼽아보자면 ‘spatial biology’와 ‘multiomics’를 들 수 있습니다. Spatial biology는 조직 내에 어떤 세포들이 어떻게 삼차원으로 분포되어 있는지를 관찰하여 생물학 현상을 이해하는 연구를 말합니다. Spatial biology는 어떤 분자종을 중점적으로 관찰하는지에 따라서 spatial genomics, spatial transcriptomics, spatial proteomics 등으로 나뉩니다. Multiomics는 독립적으로 발전되어온 genomics, transcriptomics, proteomics 등을 모두 같이 종합적으로 고려해주는 접근법을 말합니다. 이러한 흐름으로 볼 때, 가까운 미래에는 하나의 시료에서 spatial genomics, spatial transcriptomics, spatial proteomics 등을 모두 분석하는 spatial multiomics 연구가 활발히 진행될 것으로 예상됩니다. 저희가 이번에 개발한 PICASSO 기술은 spatial proteomics 기술입니다. 하나의 조직에서부터 수십 개의 단백질을 동시에 관찰할 수 있게 해주는 기술로, 기존 기술 대비 수배 더 빠른 속도로 많은 수의 단백질을 동시에 관찰할 수 있게 해줍니다. 일반적으로 조직 내부의 단백질을 관찰하기 위해서는 형광 표지법을 많이 사용합니다. 형광 분자가 붙어 있는 항체로 타겟 단백질을 표지한 후, 이 형광 분자의 신호를 이미징하여 해당 단백질을 관찰합니다. 여러 단백질을 동시에 관찰하기 위해서는 스펙트럼이 다른 형광 분자를 사용하여 서로 다른 단백질을 표지해야 합니다. 그런데 거의 모든 형광 분자는 100 nm 정도 되는 넓은 파장 너비를 가지고 발광합니다. 그래서 일반적으로 많이 사용하는 400 - 700 nm 파장대에서 발광 스펙트럼이 서로 겹치지 않는 형광 분자는 최대 4개 정도에 불과합니다. 이러한 한계로 인해서 대부분의 protein multiplexed imaging은 한 번에 4개의 단백질만 동시에 관찰할 수 있었습니다. 이러한 한계를 뛰어넘기 위해서 개발된 기술로는 linear unmixing이 있습니다. 이 기술에서는 먼저 발광 스펙트럼이 겹치는 두 형광 분자를 사용해서 두 단백질을 각각 표지합니다. 그 후 서로 다른 두 파장대에서 두 장의 이미지를 얻습니다. 이때 두 형광 분자의 발광 스펙트럼의 차이로 인해서 두 이미지에는 두 단백질의 신호 세기가 서로 다른 비율로
- Nat. Commun.
- 2022.06.13
박성범

서울대학교

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 해마는 학습과 기억에 중요한 영역이라는 것이 알려진 이래로, 그 mechanism을 이해하기 위해 많은 연구들이 진행되어 왔습니다. 해마는 여러 하위 영역으로 나뉘는데요. 이러한 하위 영역들은 각기 다른 고유한 연결 및 생리학적 특성을 통해 학습과 기억에 기여하는 것으로 알려져 있습니다. 그렇기 때문에, 개별 하위 영역에 대한 특성을 아는 것은, 학습과 기억의 기전을 연구하는데 매우 중요합니다. 이러한 이유로 해마의 하위 영역들에 대한 연구가 활발히 이루어졌지만, 유독 해마의 하위 영역 중 하나인 fasciola cinereum (FC)에 대해서는 연구가 거의 이루어지지 않았습니다. 이 영역은 해부학적 연결 등의 기초적인 연구 결과가 거의 없고, 심지어 인접 영역과의 (CA1) 경계가 어디인지도 문헌마다 달라 매우 혼란스러운 상태였는데요. 그래서 우리는 이 영역의 해부학적 특성 부 터 시작하여 생리학적 특징을 밝히고, 이 영역이 학습과 기억에 어떤 부분에 관여하고 어떤 부분에 관여하지 않는지를 밝혀내었습니다. 특히, 이 연구가 우리 분야에 가장 공헌하였다고 생각한 부분은, 학습에 관여하는 새로운 신경회로를 발견하였다는 점입니다. 이는 앞으로 해마가 학습을 하는 mechanism을 연구하는데 있어 중요한 키가 될 것이라고 생각합니다. 이 연구를 하게 된 계기가 독특한데요. 이 영역은 사실 연구하기 매우 불편한 영역이예요. 첫 번째로는 이 영역에 대한 기초지식이 매우 부족하기 때문에, 이 영역을 대상으로 어떤 hypothesis를 세워 연구를 시작할지 알지 못한다는 점입니다. 이 영역에 대해 알기 위해서는 연구를 해야 하는데, 연구를 하기 위해 가정을 세우려면 기초적인 지식이 있어야 하거든요. 컴퓨터 공학 등에서 이야기하는 deadlock 상황에 빠진 것이죠. 두 번째로, superior sagittal sinus라는 뇌의 가장 큰 혈관 바로 아래 위치하고, 그 크기가 매우 작다는 점에서, 수술이 매우 까다롭다는 점이 있고요. 그럼에도 이 연구를 시작하게 된 이유는, 그 옆에 있는 해마의 다른 하위영역인 CA1을 연구하는데 있어, FC의 범위를 정확하게 아는 것이 반드시 필요했기 때문이예요. CA1은 transverse axis를 따라 해부학적, 생리학적 특징이 달라지기 때문에, 그 정확한 경계를 아는 것이 중요하거든요. CA1은 지금까지 많이 연구가
- Prog. Neurobiol.
- 2022.03.15
권영혜

KAIST, Yale University

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 여러 언어를 사용하는 것은 언어적인 다양성을 줄 뿐만 아니라 인지기능의 향상에도 도움이 된다고 알려져 있습니다. 그동안 많은 연구들이 이러한 현상을 행동 실험을 통해 관찰하고 보고하였으나, 다언어 사용이 어떻게 인지기능을 향상시키는지는 아직 밝혀지지 않았습니다. 기능적 자기공명영상(fMRI)과 같은 비침습적 뇌영상 기술의 발달로 최근에 들어서야 다언어의 사용이 인지기능과 관련된 뇌의 특정 영역에 미치는 영향이 연구되어 왔습니다. 하지만 인지기능을 사용하는 것은 뇌의 특정 영역에서 홀로 담당하기 보다는 뇌 전체 영역들이 서로 협력한다는 것을 생각했을 때, 저는 기존 연구들이 취했던 뇌의 특정 영역을 보는 방법을 넘어서 뇌 전체의 연결망(whole-brain connectome)을 관찰하는 것이 필요하다고 생각했습니다. 또한, 언어의 습득뿐만 아니라 인지기능의 성장에도 매우 중요한 시기인 발달 단계에서 이러한 영향을 이해하는 것은 다언어 사용이 가져오는 인지기능 및 뇌 연결의 변화가 성인이 되면서 어떻게 정립되는지 이해하는데 도움을 줄 수 있을 것이라고 생각하였습니다. 이를 위해 이번 연구에서 저는 9-10세 아이들이 모국어 외 다른 언어를 사용하는 것이 그들의 인지기능, 뇌의 기능적 연결망, 그리고 뇌-행동 연관성에 영향을 주는지 확인하고자 하였습니다. 연구를 통해 다양한 언어를 사용하는 것이 아이들의 기억 관련 인지기능을 향상시킬 뿐만 아니라, 이와 연관되어 뇌 전체 연결망에도 영향을 주고, 뇌-행동 연관성에도 선형적인 연관성에도 영향을 주는 것을 확인하였습니다. 2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다. 저는 카이스트 바이오및뇌공학과의 정용교수님과 미국 Yale University 심리학과의 Marvin M. Chun교수님 두 분께 공동 지도를 받았습니다. Marvin Chun 교수님의 연구실은 fMRI와 같은 뇌 이미징과 행동 실험을 바탕으로 attention, memory, 그리고 perception을 연구 하는 곳 입니다. 연구 수행을 위한 자원이 풍부해서 언제나 활발하게 연구를 할 수 있습니다. 정용 교수님 연구실은 쥐 실험을 통해 뉴런과 시냅스 등 micro-level을 연구하는 팀과, 사람의 MRI나 PET 등의 데이터를 기반으로 macro-level network를 연구하는 팀이 있습니다. 학생들 각
- Proc. Natl. Acad. Sci. USA
- 2022.01.05
- 이지훈(Brown University)
Neural recording and stimulation using wireless networks of microimplants
- Nat. Electron. Published: 12 August 2021 | https://doi.org/10.1038/s41928-021-00631-8
- 2021.08
- 바이오·의료융합
- 이지훈(Brown University)
Neural recording and stimulation using wireless networks of microimplants
- Nat. Electron. Published: 12 August 2021 | https://doi.org/10.1038/s41928-021-00631-8
- 2021.08
- 바이오·의료융합
고현용

KAIST

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 뇌전증은 젊은 성인과 소아의 신경학적인 질환 중에서 뇌전증 중첩증으로 급사를 일으킬 수 있는 흔한 질환 중 하나이며, 사회적 편견으로 인한 이슈가 늘 강조되는 병입니다. 다양한 원인이 뇌전증을 일으킬 수 있는데 이중 국소 피질 이형성증 (focal cortical dysplasia) 은 약물치료에 저항성을 보이는 가장 흔한 뇌전증의 하나로 알려져 있습니다. 국소 피질 이형성증 유형 2 (이하, FCD type 2) 는 발달 중인 뇌 줄기세포에서, MTOR 경로의 과활성화를 유도하는 체성 유전변이의 원인으로 발생합니다 ( https://www.nature.com/articles/nm.3824 ). 최근에는 single cell sequencing 기술의 발달과 함께 발달 중인 뇌의 유전학적 다양성에 대해 많은 이해와 발견이 이루어지고 있습니다. Brain somatic mutation consortium에서는 발달 중인 뇌에서 축적되는 이러한 체성 유전학적 변이가 결국에는 질병뿐만 아니라 (그리고 또한 뇌신경세포들은 각개의 세포들이 시냅스라는 특별한 구조를 통해 인접세포와 연결되어 있기에,) 정신 신경학적 표현형의 다양성에 attribution 할 것으로 예측하고 있습니다 ( https://science.sciencemag.org/content/356/6336/eaal1641.long ). 그러나 지금까지의 많은 유전적 변이들의 연관성에 대한 보고와 비교해볼 때, 이러한 변이들이 정말 phenotypic or clinical manifestation을 보이는지 그리고 변화된 뇌 네트워크는 어떠한 feature를 보이는지 그 인과적, 기능적, 실험적 증거는 아직 많이 부족한 상황입니다. 각종 암종 질환을 포함하여, 신경질환에서는 Sturge-Weber syndrome이 가장 교과서적으로 대표되는 체성 유전체 변이로 알려져 왔는데 현재는 FCD type 2, ganglioglioma, epileptic encephalopathy, hemimegalencephaly, and periventricular nodular heterotopia 등에서 중요한 증거들이 확장되어 밝혀지고 있습니다. 저희의 연구는 2011년 처음에 그 작은 숫자의 신경세포의 집단 (<5% throughout the brain) 이 어떻게 결국 뇌 전반에 걸친 뇌전증과 발작을 유도할 수 있는지에 대한 궁금증에서 시작되었습니다. 이를 해결하기 위해서는 다학제적으로 방법론적인 도움이 필요한 상황이었는데 감사하게도 지도 멘토교수님이신 이정호 교수님을 통해서, 전기생리학적 실험과 측정에 도움을 주실
- Ann. Neurol.
- 2021.07.19
신정환

KAIST, 기초과학연구원, 현 서울대학교병원

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 기저핵은 신경계에서 강화학습과 수의적인 운동에 핵심적인 역할을 하는 뇌 부위로 기저핵의 작동 기전을 잘 이해하는 것은 인지신경학 뿐만 아니라 기저핵의 이상을 보이는 수많은 신경질환들의 병태생리를 이해하는데 중요한 역할을 합니다. 기저핵의 작동 원리를 이해하는데 가장 중요한 진전이었던 고전적 모델 (Rate model)은 80년대 후반과 90년대 초에 확립되었습니다. 선조체 (striatum)를 구성하는 두 종류의 신경세포가 (D1R and D2R SPN) 각각 직접회로와 간접회로를 구성하고 있고, 이 두회로가 독립적인 연결구조를 가지며, 배타적인 기능을 보인다로 요약할 수 있습니다. 그러나, 생체 내 신경세포 특히, cell type, circuit specific 신경회로의 신호를 관찰할 수 있는 최근 기술의 개발로 인해, 기저핵의 고전적 모델로 설명될 수 없었던 실험적인 관찰들이 등장하였고, 기저핵 작동 기전 및 기저핵 질환을 이해하는 새로운 모델이 필요하게 되었습니다. 본 연구는, 2018년 한빛사에 소개된 논문 (https://www.nature.com/articles/s41467-017-02817-1) 의 후속연구로 진행된 연구입니다. 2018년, 저는 선조체의 직접 및 간접회로가, 서로 양적인 차이가 있지만, 강화학습관련 정보와 운동 정보를 비슷한 패턴으로 부호화하는 것을 발견하였고, 상황(context)에 따라 고전적 모델에서 제안되었던 기능과 반대되는 기능을 수행할 수 있음을 보고 하였습니다. 그러나, 고전적 모델로 설명할 수 없는 복잡한 정보 부호화 패턴과 기능을 과연 어떻게 해석해야 하는가에 대해서는 뚜렷한 답을 제시하지 못했던 점이 한계였습니다. 관찰한 복잡한 encoding pattern을 설명하기 위해서는 두가지의 배타적인 기능을 가진 직접/간접회로의 조합으로는 불가능하고, 직접 및 간접회로 내부에 서로 다른 functional cluster들이 존재할 수밖에 없으며, 더 나아가 이러한 functional cluster가 spatial cluster를 이루고 있고, 이들이 서로 다른 기능의 cortico-striato-thalamic loop을 형성할 수 있겠다는 가설을 세우게 되었고, 그것을 부분적으로 입증한 결과가 이번에 출판되었습니다. 본 연구를 시작할 때, 제가 생각한 가설을 입증하는 연구들이 없었기에, 최초 보고를 목표로 열심히 실험을 하였던 기억이 납니다. 그런데 Sfn 등의 학회에서 제
- Proc. Natl. Acad. Sci. USA
- 2020.10.27
박성준

Massachusetts Institute of Technology

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 현재 BRAIN Initiative등 정부 지원을 시작으로 미국 내 뇌과학(Neuroscience) 관련 연구의 발전은 급속도로 이루어지고 있는 반면에, 이를 위한 장비 개발 및 뇌과학의 응용 분야를 다루는 뇌공학(Neural Engineering) 분야의 발전은 아직까지 더딘 상황입니다. 하지만 최근 들어 이런 뇌공학 분야의 발전의 필요성을 여러 연구기관 및 연구자들이 인식하게 되었고, 여기 미국에서는 CNS(Central Nerve System)/PNS(Peripheral Nerve system)를 위한 modulator와 recorder를 중심으로 많은 연구가 이루어지고 있습니다. 이번에 소개된 제 논문은 이런 뇌공학의 분야 중에서도 brain mapping을 위한 새로운 개념의 optogenetic neural implant를 개발한 내용입니다. 아마도 뇌과학을 하시는 분에게는 이미 익숙한 단어일듯한 광유전학(Optogenetics)은, 빛을 이용해서 신경 세포의 신호 전달을 인위적으로 조절하는 기술입니다. 이 기술을 이용하면 뇌와 같은 신경망에서 일어나는 일을 특정 부위만 자극하고, 그로 인해 발생하는 신경 신호 및 동물 행동을 기록/관찰하는 것이 가능해지는데요, 이러한 특징 때문에 현재 brain mapping을 하고 싶어하는 뇌과학자들은 광유전학 기술을 많이 사용하고 있습니다. 하지만 이 기술을 위해서는 빛에 감응하는 이온을 발현시키기 위한 유전자가 필요하기 때문에, in vivo 실험을 위해서는 유전자의 전달을 위한 (보통 viral way) 마이크로 사이즈의 fluidic channel이 필수적입니다. 결국 광유전학 실험을 위해서는 1) 빛 전달을 위한 optical waveguide, 2) 신경 신호를 컴퓨터로 전달하기 위한 electrodes, 3) 유전자 및 약물 전달을 위한 microfluidic channel 세 가지 기능을 위한 장비가 모두 필요한데요, 이 모든 장비를 뇌의 한 부위에 사용하면서 동시에 상처 및 면역 반응을 최소화하는 것은 여간 힘든 일이 아닙니다. 이번 제 연구의 중심 주제는, 이 세 가지 기능을 모두 포함한 마이크로 사이즈의 디바이스를 개발하여 보다 간편하고 생체적합적인 뇌과학 실험을 가능하게 만드는 것이라고 할 수 있습니다. 또 다른 하나의 중요한 이슈는 디바이스의 재료인데요, 보통 마이크로 크기의 구조물을 만드는데 용이한 재료인 실리콘이나 금속 같은 경우 뇌에 삽입할 경우 심각한 glial (아교 세포) scar 및 BB
- Nat. Neurosci.
- 2017.03.02
성민경

KAIST

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 지금까지 NGS 기술의 발달로 유전체, 전사체, 후성유전체 등의 방대한 생물 정보들이 축적되고 있고 이를 통해 그 전에는 알 수 없었던 생물학적 지식들이 쏟아져 나오고 있습니다. 데이터가 생산 된 실험 배경 및 생물학적 이해를 바탕으로 대용량 데이터를 다룰 수 있는 전산 및 통계학적 도구를 갖추고 있다면 연구자들에게 이미 공개되어 있는 수 많은 데이터들에서 새로운 관점으로 새로운 의미를 찾을 수도 있다는 것이 이 분야의 매력인 것 같습니다. 본 연구에서는 기존에 공개 되어 있는 데이터를 진화적 관점으로 분석하여 인간에게 유리하게 작용해 온 새로운 메커니즘을 발견하였습니다. 진화적으로 생존과 번식에 유리한 유전 정보는 살아남아 인류에서 차지하는 비율이 점점 커지고 불리한 유전 정보는 도태되어 현대 인류에서 찾아보기 어려워 지는데 이 간단한 관점으로 현존하는 인류의 유전 정보를 살펴본다면 그 동안 우리에게 이롭게 작용해 온 유전 정보들을 확인할 수 있습니다. 1000 genome project를 통해 생산 된 약 2,500명 현대인의 유전체 정보를 분석해 본 결과 면역 기능에 관련된 유전자 조절 부위의 유전적 다양성이 매우 높게 유지되어 온 것을 확인하였습니다. 그 메커니즘을 알기 위하여 다양한 유전체 데이터 및 후성유전체 데이터들을 살펴보았고, 이를 통해 유전자 발현량 조절과는 상관없이 면역 세포 집단 사이의 발현 노이즈를 줄이는 방향이 이롭게 작용했을 것이라는 가설을 세우게 되었습니다. 이를 single-cell 전사체, 후성유전체 데이터 분석 및 수학적 시뮬레이션을 활용하여 검증하였습니다. 2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다. 저는 현재 카이스트 바이오 및 뇌공학과의 OMICS 연구실 ( http://omics.kaist.ac.kr/ ) 에서 박사 과정으로 연구를 수행하고 있습니다. 저희 연구실은 대량의 유전체 및 후성유전체, 전사체 등의 생물학 데이터를 바탕으로 암을 포함하여 다양한 복합 질환의 유전적 메커니즘, 유전자 조절 네트워크, 집단 유전학과 이를 통한 현생 인류 진화의 연구 등 다양한 주제에 대해 연구를 수행하고 있습니다. 학생들이 자발적으로 여러 스터디 그룹들을 진행하고 있을 정도로 배움에 열정적인 학생들이 많고 지도 교수님 또한 연구에 아낌없는 조언과 지원을 해주
- Genome Biol.
- 2016.08.22
서정민

(주)오믹시스

1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 세포에 방사선 조사시에 Double strand break와 같은 DNA damage가 일어나며, 히스톤 단백질 중 하나인 phosphorylated histone variant H2AX(γ-H2AX)에 대한 연구는 많이 있었으나 genome-wide study는 드물었습니다. 본 논문에서는 인간 유래 T cell과 암세포주를 이용하여 방사선 전후에 히스톤 단백질 중 하나인 H2AX와 인산화된 형태 γ-H2AX의 genome-wide profile을 차세대 시퀀싱 (next generation sequencing; NGS) 기술을 이용하여 작성하고 비교 분석하였습니다. 현재 epigenome에서 histone variant 연구를 주로 하고 있습니다. 2012년 Nucleic acid Research에 게재 결정이 되고, 최근 Faculty of 1000에 선정되어 감사합니다. 2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다. 제가 소속된 기관은 생물정보분석과 관련실험을 같이 하는 ㈜오믹시스이며, 대전 한국생명공학연구원 내 벤처동에 위치하고 있습니다. 주로 생물정보데이터 분석과 NGS 관련 실험을 외부 연구원들과 공동연구로 진행하고 있습니다. PI이신 최정균 교수님은 대전 한국과학기술원 바이오 및 뇌공학과 교수님이시며, 김진성 박사님은 삼성의료원 소속이십니다. 연구에 참여하신 구성원들은 분자생물학, 세포생물학, 생물정보학, 통계학 등 다양한 전공을 가지신 분들로 구성되어, 다양한 의견을 교류할 수 있었던 것 같습니다. 3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람 아무도 해보지 않은 길을 가는 것은 고독한 일인 것 같습니다. 창의적 주제와 실험 전개 방법상에서 문제에 부딪힐 때가 많았는데, 스스로 해결하고자 하는 고민했던 부분이 힘들었지만, 개척 정신으로 앞으로 뚫고 나갔던 것 같습니다. 중간 중간 포기하지 않고 갈 수 있도록 밀어주신 여러분들이 생각납니다. 방사선 치료 후에 H2A.X의 인산화를 추적하여, 암환자처럼 방사선 치료가 필요하신 분의 경우, 조사 과정 후의 damage response를 보는 연구이므로, 방사선 치료를 받으시는 분들께 조금이라도 도움이 되리라 생각하고 연구활동을 할 수 있었고 보람이 있었습니다. 4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면? 저는 박사학위를 받은 지 10년이 넘었습니다. 박사후 연수과정에서 "생물정보
- Nucleic Acids Res.
- 2012.08.06
조우경

KAIST, 현 MIT

1. 논문관련 분야 및 본 연구에 대한 간략한 소개 그리고 전망 최근 들어 재료과학 및 나노공학 분야에서 neuroscience를 접목한 연구결과들이 많이 발표되고, 올해 (2010년) 미국 화학회에서 ACS chemical neuroscience라는 저널을 만들 정도로 최근 neuroscience분야에서 뉴런의 성장과 신경계를 이해하는데 있어 생물학적인 방법 이 외에 화학, 물리 그리고 나노/바이오 공학적인 접근법들이 활용되기 시작했습니다. 본 연구는 나노공학적인 접근으로 뉴런의 성장을 이해하고자 하는 측면에서 시작되어 세포 성장의 물리적인 신호 (physical cue) 중의 하나인 topography, 특히 나노사이즈의 topography가 뉴런의 초기 성장에 어떻게 영향을 미치는지를 보고하였습니다. 다양한 나노사이즈의 topography를 구현하기 위해서 전기화학적인 방법으로 서로 다른 pitch들을 가지는 오목한 (concave) 형태의 양극산화 알루미늄 기판들을 제작하고, 각각의 기판에서 뉴런들이 어떻게 성장하는지를 통계학적으로 분석하였습니다. 기존에 보고된 연구들을 바탕으로 뉴런의 초기 성장 단계를 3단계로 나누고, 제작한 나노 기판들에서 성장한 뉴런들이 culture후 특정시간에서 각각 어떤 단계에 속하는지 구분 짓고, 각 뉴런들의 neurite 길이를 측정함으로써, 특정 pitch를 가지는 기판에서 뉴런의 성장이 촉진될 수 있음을 밝혔습니다. 앞으로 좀 더 많은 연구가 필요하겠지만, neurite이 성장하는 모습을 탐구함으로써 neuron성장에 있어 pitch 효과를 보다 이해할 수 있었습니다. 너무 작은 pitch를 가지는 오목한 기판에서 neurite이 성장할 때는 나노기판 표면과 연속적인 접촉을 하면서 자라서 topography가 없는 기판과 차이가 없지만, 400 nm로 상대적으로 큰 pitch를 가지는 오목한 표면에서는 neurite이 soma에서 뻗어나갈 때 표면 전체와 연속적인 접촉을 하기 보다 표면 상의 각 tip 혹은 peak과 간헐적인 접촉 혹은 tips 사이를 jumping하는 양상을 보입니다. 즉, 상대적으로 긴 pitch를 가지는 기판에서는 growth cone이 표면의 topography와 상호작용 할 때 pitch가 작은 기판에 비해 상대적으로 밀도가 낮은 sensing환경을 갖게 되어 neurite outgrowth을 촉진할 수 있는 것으로 생각됩니다. 이번 논문은 특정 나노사이즈의 topography가 neurite의 성장을 조절할 수 있는 도구가 될 수 있음을 밝힌 연구로 앞으로 neuron 성장을 위한 다른
- Angew. Chem.-Int. Edit.
- 2010.10.12

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