한빛사39건

• 

  박준수

  Johns Hopkins University

  크리스퍼 (CRISPR) 유전자 가위는 유전체에서 원하는 부위의 핵산 서열을 정교하게 잘라내는 RNA기반 제한효소로, 전례 없는 정밀도로 동식물 세포의 유전자를 교정하는 데 적용되어 의학, 농업 및 기타 산업을 변화시킬 잠재력을 인정받고 있습니다. 크리스퍼는 유전자 교정 (gene editing) 뿐만 아니라 분자진단기술에도 활용되어 왔는데요. 크리스퍼 단백질 중 Type II 단백질인 Cas9이 유전자 교정에 보편적으로 사용되어온 반면...

  • ACS Nano
  • 2024.07.05
• 

  엄성현

  서울시립대학교

  제 논문은 생물학적 발병기전을 파악하기 위한 새로운 인체 모방 검출 플랫폼을 다루고 있습니다. 폐는 외부 자극에 노출되어 질병 발생의 원인이 될 수 있는 중요한 열린 점막입니다. 따라서 이전에 이슈가 있었던 가습기 살균제를 비롯한 미세 플라스틱, 담배 연기 같은 폐 자극 원인들을 실시간으로 정량화 하는 기술이 지속적으로 발전될 필요가 있습니다.

  • Adv. Sci.
  • 2023.06.21

• • Mamata Singhvi(충북대학교)

  • 김범수(충북대학교)

  Green hydrogen production through consolidated bioprocessing of lignocellulosic biomass using nanobiotechnology approach

  • Bioresour. Technol. 2022 Dec;365:128108 | https://doi.org/10.1016/j.biortech.2022.128108

  • 2022.12
  • 생명과학
• 

  이연경

  한국과학기술연구원(KIST)

  1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 물질과의 상호작용을 거친 전자기파에서 관찰되는 에너지의 변화는 물질의 고유진동수와 밀접한 관련이 있어 화학 및 바이오 시료의 비표지식(label-free) 검출에 활용이 가능합니다. 저주파수 대역에 해당하는 테라헤르츠파는 물질 자체의 준동, 수소결합, 분자간력 등의 정보가 포함되기에 DNA, 아미노산과 같은 생체시료들의 고유 정보 및 차이를 해석할 수 있습니다. 또한, 광자의 에너지가 낮아 측정 시료의 변이가 없는 정확하고 안전한 차세대 의료 진단 기술로 주목받고 있습니다. 본 연구에서는, 광손실이 적은 투과 형태의 테라헤르츠 분광법과 민감도를 수십 배 이상 증폭할 수 있는 메타물질 소자를 적용하여, 코로나바이러스(SARS-CoV-2, COVID-19) 핵심 단위체를 검출하였습니다. SARS-CoV-2의 스파이크 단백질이 인간의 ACE2 수용체에 결합하여 체내로 침투하는 점을 고려하여 핵심 단위체를 선정하고, 이를 유사한 아미노산 배열을 갖는 베타코로나바이러스 속(genus) 중 하나인 SARS-CoV의 핵심 단위체와 구별하는 시도를 하였습니다. 각각의 단위체들은 광학적 상숫값 뿐만 아니라 전하량, 극성, 소수성 지표에서 차이를 보이기에 시료를 메타물질 표면에 균일하게 분산하는 부분이 중요합니다. 메타물질의 활성영역에 대한 표면처리와 건조방식을 최적화하여 우수한 재현성을 갖는 테라헤르츠 광신호를 확보하였고, 이를 기반으로 아미노산 단위의 변화를 면밀하게 관찰하여 핵심 단위체 간의 판별을 하였습니다. 현재 SARS-CoV-2의 변종과 무증상자의 출현으로 감염자의 수가 폭발적으로 증가하고 있습니다. 일반적으로 사용되고 있는 ‘항원-항체’ 반응 기반의 진단법은 신속하지만, 유사한 구조를 갖는 단백질들을 구별하기 어렵다는 한계가 있습니다. 이러한 상황에서 아미노산 단위의 변화를 감지할 수 있는 테라헤르츠파 분석 기술은 유사한 구조와 배열을 갖는 변이바이러스들을 정확하게 특정하는데 적용할 수 있어 고민감도의 생체 시료 진단 시스템이 될 것으로 기대합니다. 2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다. 본 연구는 한국과학기술연구원 (KIST) 센서시스템연구센터의 송현석 박사님과 서민아 박사님 지도 하에 진행되었습니다. 송현석 박사님 연구실에서는 Nanobiotechnolo

  • Biosens. Bioelectron.
  • 2022.02.25
• 

  김우창

  고려대학교 제어계측공학과

  1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 25-hydroxy vitamin D3는 탁월한 항노화 물질이며, 최근 사회적 이슈인 코로나19 예방 및 코로나19 환자의 중증도에 큰 영향이 있다는 연구 결과가 있었습니다. 이러한 중요성 때문에, 본 연구진에서는 민감하고 선택도 높은 25-hydroxy vitamin D3 검출 센서를 개발했습니다. 센서는 인체의 소장 융털이 영양분 흡수에 탁월한 구조라는 점에서 영감을 받아 제작되었습니다. 생체 모방 구조인 ‘은 나노 융털 구조체’를 제작하여 센서의 표면적을 넓히고 SERS 신호를 증폭시켰으며, 이를 초민감도 센서 개발에 활용했습니다. 또한, 센서 표면에 압타머를 기능화하여 센서의 민감도와 선택도를 더욱 향상시켰습니다. 센서에 적용된 기술인 SERS는 나노 구조로 증폭된 검출 물질의 라만 신호를 분석하는 방식입니다. 비타민 D3의 경우 매우 약한 라만 신호를 가지고 있어 현재까지 개발된 SERS 기술로도 검출이 어려운 한계가 있었습니다. 이에 본 연구팀은 비타민 D3와 특이적으로 반응하는 라만 지시자인 PTAD-MB를 새롭게 합성하였습니다. 이어, PTAD-MB와 압타머 간의 샌드위치형 결합 기술을 사용하여 고민감도, 고선택도 측정이 가능한 은 나노 융털 기반 샌드위치형 비타민 D3 압타센서를 개발했습니다. 개발된 센서는 결핍 농도 (20 ng/mL)와 과잉 농도 (>100 ng/mL)에 이르는 넓은 범위에서의 비타민 D3를 감지할 수 있었으며 1 pg/mL의 극미량 비타민 D3도 검출했습니다. 또한, 유사한 구조를 가진 비타민 D군 뿐만 아니라 기타 비타민들(A, C, E)과 비교하였을 때, 비타민 D3만 선택적으로 검출할 수 있었습니다. 2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다. 이번 연구를 진행한 고려대학교 세종캠퍼스 전자·기계융합공학과 박진성 교수님 연구실의 이름은 Nano Bio Sensing System Laboratory (NABIOS)입니다. NABIOS에서는 최근 사회적으로 관심이 높은 나노 기술(NT), 바이오 기술(BT), 그리고 환경 기술(ET)을 기계, 전자 기반 센서 기술로 접목시키는 연구를 진행하고 있습니다. 이번 비타민 D3를 검출한 SERS 기술 외에도 전기화학, LSPR 등을 기반으로 환경 독성 물질부터 생체 내 호르몬과 비타민 등 다양한 타겟에 대한 검출 시스템을 개발하고 있습니다. 3. 연구활동 하시면서 평소

  • Biosens. Bioelectron.
  • 2021.06.03

• • 강금영(고려대학교)

    Interview

  • 정아람(고려대학교)

  Intracellular Nanomaterial Delivery via Spiral Hydroporation

  • ACS Nano Publication Date:February 18, 2020 | https://doi.org/10.1021/acsnano.9b07930

  • 2020.02
  • 바이오·의료융합

• • 안송이(Georgia Institute of Technology)

  • 김용태(Georgia Institute of Technology)

  Microengineered human blood?brain barrier platform for understanding nanoparticle transport mechanisms

  • Nat. Commun. Published 10 January 2020, 11, Article number: 175 | DOI https://doi.org/10.1038/s41467-019-13896-7

  • 2020.01
  • 바이오·의료융합

• • 김선기(서울대학교)

  • 남좌민(서울대학교)

  Plasmonic Nanoparticle-Interfaced Lipid Bilayer Membranes

  • Acc. Chem. Res. Publication Date:September 25, 2019 | https://doi.org/10.1021/acs.accounts.9b00327

  • 2019.09
  • 바이오·의료융합

• • 정우진(연세대학교)

  • 권수현(연세대학교)

  • 임용범(연세대학교)

  Modular Self‐Assembling Peptide Platform with a Tunable Thermoresponsiveness via a Single Amino Acid Substitution

  • Adv. Funct. Mater. Volume 28, Issue 35, August 29, 2018 | https://doi.org/10.1002/adfm.201803114

  • 2018.08
  • 바이오·의료융합

• • 박승민(Stanford University)

  Towards clinically translatable in vivo nanodiagnostics

  • Nat. Rev. Mater. Published 03 May 2017, 2, Article number: 17014 | DOI https://doi.org/10.1038/natrevmats.2017.14

  • 2017.05
  • 바이오·의료융합

• • 김재영(Johns Hopkins University School of Medicine)

  Gene delivery nanoparticles to modulate angiogenesis

  • Adv. Drug Deliv. Rev. Available online 30 November 2016 | http://dx.doi.org/10.1016/j.addr.2016.11.003

  • 2016.11

• • Xingyi Ma(고려대학교)

  • 심상준(고려대학교)

  Gold nanocrystals with DNA-directed morphologies

  • Nat. Commun. Published online:16 September 2016, 7, Article number: 12873 | doi:10.1038/ncomms12873

  • 2016.09
  • 생명과학

• • 박경민(Johns Hopkins University)

  Intratumoral oxygen gradients mediate sarcoma cell invasion

  • Proc. Natl. Acad. Sci. USA Published online before print August 2, 2016, doi: 10.1073/pnas.1605317113

  • 2016.08
  • 바이오·의료융합

• • 임은경(한국생명공학연구원)

  • 정봉현(한국생명공학연구원, UST )

  Preparation of pyrenyl-based multifunctional nanocomposites for biomedical applications

  • Nat. Protoc. Published online 07 January 2016, 11, 236-251 | doi:10.1038/nprot.2015.135

  • 2016.01
  • 바이오·의료융합

• • 유승민(KAIST)

  • 이상엽(KAIST)

  Optical Biosensors for the Detection of Pathogenic Microorganisms

  • Trends Biotechnol. Available online 22 October 2015, doi:10.1016/j.tibtech.2015.09.012

  • 2015.10
  • 생명과학

• • 유승민(KAIST)

  • 이상엽(KAIST)

  Optical Biosensors for the Detection of Pathogenic Microorganisms

  • Trends Biotechnol. Available online 22 October 2015, doi:10.1016/j.tibtech.2015.09.012

  • 2015.10
  • 생명과학

• • 이택(University of Kentucky)

  • 최정우(서강대학교)

  Construction of RNA–Quantum Dot Chimera for Nanoscale Resistive Biomemory Application

  • ACS Nano Publication Date (Web): July 2, 2015 | DOI: 10.1021/acsnano.5b03269

  • 2015.07
  • 바이오·의료융합

• • 송현호(Harvard-MIT)

  Hydrogels to model 3D in vitro microenvironment of tumor vascularization

  • Adv. Drug Deliv. Rev. Volumes 79–80, 15 December 2014, Pages 19–29 | doi:10.1016/j.addr.2014.06.002

  • 2014.12

• • 오정욱(서울대학교)

  • 서영덕(한국화학연구원)

  • 남좌민(서울대학교)

  Thiolated DNA-Based Chemistry and Control in the Structure and Optical Properties of Plasmonic Nanoparticles with Ultrasmall Interior Nanogap

  • J. Am. Chem. Soc. September 8, 2014 | DOI: 10.1021/ja504270d

  • 2014.09
  • 바이오·의료융합
• 

  송현석

  서울대학교, 현 Massachusetts Institute of Technology

  1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드 본 논문은 인간 단맛 수용체와 탄소 나노튜브 (carbonnanotube: CNT) 센서를 결합하여 인간의 미각 시스템을 재현하면서 선택도 및 민감도가 우수한 미각 센서인 "나노바이오전자혀 (nanobioelectronic tongue)"를 개발한 연구입니다. 본 연구에서 사용한 인간 단맛 수용체는 hTAS1R2와 hTAS1R3이라는 2종류의 G protein-coupled receptor (GPCR)들의 heterodimer로 이루어져 있습니다. 단 한종의 단맛수용체가 존재하는 것으로 알려져 있으며 인간이 단맛으로 느끼는 설탕, 과당 등과 인공감미료 등 모든 단맛이 이 수용체에 결합함으로써 단맛을 감지하게 됩니다. 따라서 이 인간 단맛 수용체를 생산하여 센서의 검지부로 이용한다면 모든 단맛 물질을 인간이 느끼는 것과 유사하게 검지할 수 있는 센서를 개발할 수 있다는 아이디어로 연구를 시작 하였습니다. 인간 단맛 수용체는 Class C에 속하는 GPCR로 분자량이 다른 class의 GPCR들에 비해 분자량이 매우 크고 heterodimer를 이루어야 기능을 하는 점 등 이종 세포에서 생산해서 기능화 하는데 많은 어려움이 있습니다. 따라서 본 연구에서는 hTAS1R2, hTAS1R3를 모두 발현하고 단맛과의 결합에 의해 세포 내 신호전달이 이루어 지는 HEK-293세포 cell-line을 만들고 이로부터 단맛 수용체를 포함하고 단맛 물질과의 결합에 의한 신호전달이 유사하게 일어나는 나노베지클을 생산하였습니다. 그리고 이러한 나노베지클을 CNT기반 전계효과트랜지스터 (Field effect transistor:FET) 센서에 고정화하여 단맛물질과의 선택적인 결합에 의해 생성된 나노배지클내 미각 신호를 민감하게 검지하였습니다. 본 연구에 의한 단맛 센서는 설탕, 과당, 그리고 인공감미료등 인간이 단맛으로 느끼는 단맛 물질을 인간과 동일하게 선택적으로 검지 하였으며 실제 커피등의 음료내에 설탕 단맛을 성공적으로 검지 하였습니다. 또한 이러한 인간 미각 시스템과의 유사성을 실제로 사람들이 참여한 단맛 관능검사를 통하여 증명하였습니다. 본 연구에 의한 단맛 검지를 위한 나노바이오전자혀는 식품, 음료산업 그리고 인공 감미료 개발에 유용하게 사용될 것으로 기대 되며 사람이 직접 맛을 보는 관능검사를 통해 인간 미각을 재현할 수 있음을 증명하였으므로 시간이 오래 거리는 관능검사를 대체하여 맛 물질의 선별에 사용될

  • ACS Nano
  • 2014.08.27