100세 시대 꼭 필요한 ‘나노플랫폼’
100세 시대 꼭 필요한 ‘나노플랫폼’
  • 임성희 기자
  • 승인 2021.08.30 11:37
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100세 시대 꼭 필요한 ‘나노플랫폼’ 

 

우리 연구그룹은 기존 감별법의 한계를 극복한 혁신적인 감별 기술인 숙주세포 내 감염 기전을 이용한 진단법을 개발하고자 합니다. (사진=김현욱 교수 제공)
우리 연구그룹은 기존 감별법의 한계를 극복한 혁신적인 감별 기술인 숙주세포 내 감염 기전을 이용한 진단법을 개발하고자 합니다. (사진=김현욱 교수 제공)

 

플랫폼은 특정 장치나 시스템 등에서 이를 구성하는 기초가 되는 틀 또는 골격을 지칭하는 용어다. 네이버, 카카오, 아마존 등 주로 인터넷 서비스 기업들 때문에 아주 익숙한데, 플랫폼비즈니스로 이해하면 좋을 듯하다. 이 플랫폼 개념을 바이오로 가지고 와서 도전적인 연구를 진행하는 연구그룹이 있다. 강원대 김현욱 교수는 인간의 생명을 위협하는 질병과 바이러스를 예방, 진단, 치료할 수 있는 만능 나노플랫폼을 만들겠다는 각오다.

작지만 슈퍼파워를 자랑하는 ‘나노’의 힘
화학공학과 생명공학을 전공한 김현욱 교수는 융합연구를 통해 나노의 가능성을 보았다. “21세기에는 인간, 기술, 자연의 조화를 다루는 바이오 공학의 응용이 중요합니다. 나노 기술이 융합된 나노바이오 공학은 생물 소재를 기반으로 하여 예방, 진단 및 치료 분야에 적용 가능하며 타 학문과의 융합 가능성이 크다고 생각합니다” 그가 운영하는 나노바이오공학 연구실은 바이러스, 암, 당뇨, 알츠하이머, 미세플라스틱, 미세먼지 등 현대인의 질병과 현대 환경문제 등에 광범위하게 적용할 수 있는 나노플랫폼을 연구하고 있다. 나노는 밀리(milli, 10-3)와 마이크로(micro, 10-6) 다음으로 작은 단위로 1 나노미터(nm)는 10억 분의 1미터다. 단위가 작은 만큼 컨트롤할 수 있는 표면적이 넓어 광범위하게 활용할 수 있다는 장점이 있다. 그야말로 작지만 슈퍼파워를 자랑하는 ‘나노’인데, 김현욱 교수는 이점에 착안해서 인간의 생명을 위협하는 질병과 바이러스 등을 예방, 진단, 치료할 수 있는 나노플랫폼에 도전하고 있다. 

신·변종 감염병 걸러낼 수 있는 혁신적인 진단법 주목
전 세계적으로 코로나 19 백신 접종이 이뤄지고 있지만 델타 변이 등 코로나 19 변이바이러스로 인류가 고통을 겪고 있는 가운데, 김 교수가 제시한 신·변종 감염병을 진단할 수 있는 원천 플랫폼 기술개발이 눈에 띈다. 기존 감별법은 신·변종 바이러스 검출에 취약하거나 낮은 검출한계, 시간과 장소 등의 물리적 한계가 존재한다. “신속성과 신뢰도를 기반으로 하는 고도화된 진단키트와 검사 플랫폼 핵심기술개발의 필요성이 급부상하면서 최근 2021년 신·변종 감염병 대응 플랫폼 핵심기술개발사업에 선정됐습니다. 우리 연구그룹은 기존 감별법의 한계를 극복한 혁신적인 감별 기술인 숙주세포 내 감염 기전을 이용한 진단법을 개발하고자 합니다. 세부적으로는 숙주세포 내 감염 기전을 이용한 신속진단키트, 나노 하이브리드 진단체, 유전자 비색 분자 진단 기술개발에 관한 연구를 진행할 예정입니다” 참여연구진으로는 강원대, 전남대, 충북대, 고려대 세종캠퍼스, ㈜메디안디노스틱이 있다. 김 교수는 원료물질 국산화 원천기술 개발, 혁신적 진단기술 육성, 신속개발을 위한 인프라구축을 최종목표로 소개했다. 이 연구그룹을 통해 개발될 진단키트는 세계 최초가 될 가능성이 크다. 숙주 세포 내 환경을 이용한 진단기술 연구그룹은 전 세계적으로 희소하며, 연구 성공시 신산업창출에도 이바지할 수 있다. “플랫폼 기술개발이기 때문에 이와 관련해 산업화 활용 분야의 확장이 가능할 것 같습니다. 분자진단, 면역진단 및 백신 분야 활용을 통한 시장확대를 기대할 수 있습니다” 김현욱 교수 연구실은 이밖에도 알츠하이머 치매진단키트 개발, 당뇨병 치료를 위한 이식재료 개발, 아프리카 돼지열병 바이러스 검출 플랫폼 개발, 바이러스 아형 구분을 위한 진단플랫폼 개발 등을 진행하며 광범위한 연구폭을 자랑한다.

김현욱 교수는 예방, 진단, 치료를 기반으로 하는 나노바이오 융합 분야의 대표적인 과학자이자 교육자가 꿈이라고 밝혔다. (사진=김현욱 교수 제공)
김현욱 교수는 예방, 진단, 치료를 기반으로 하는 나노바이오 융합 분야의 대표적인 과학자이자 교육자가 꿈이라고 밝혔다. (사진=김현욱 교수 제공)

 

“인류의 윤택한 삶을 위해”
인간 100세 시대에 김현욱 교수의 나노플랫폼 기술은 필수일 것 같다는 생각이 든다. 인간이 걸릴 수 있는 모든 질병과 바이러스를 예방하고 진단하고 치료까지 할 수 있는 나노플랫폼이라면, 연구를 안 할 이유가 없다. 그럼에도 융합연구라는 접근의 어려움으로 아직 미개척분야이기에 김현욱 교수의 도전이 더 빛난다. “저는 학생들에게 우리의 경쟁상대는 세계의 연구자들이라고 이야기해요. 제가 제시하는 공동목표가 인류의 윤택한 삶이기 때문에, 전 세계의 많은 연구자와 교류하고 소통하면서 연구해나가야 한다고 생각합니다” 그리고 그는 학생들에게 인내심을 강조한다. “기존에 없던 기술을 개발하거나 현존하는 기술보다 더 높은 기술을 개발하는 것은 어려운 일입니다. 이 어려움을 참을 수 있는 인내심을 갖춘다면, 연구자로서 정상의 고지에 올라서 있을 것입니다” 김현욱 교수는 예방, 진단, 치료를 기반으로 하는 나노바이오 융합 분야의 대표적인 과학자이자 교육자가 꿈이라고 밝혔다. 인간수명연장에 이바지할 수 있는 그의 꿈을 응원한다.

 

나노바이오공학 연구실을 이끄는 연구진들(나노연구에 푹 빠진 차세대 연구자들)

 

하나로 똘똘 뭉쳐 최고의 시너지를 내고 있는 나노바이오공학 연구실원들. 첫째 줄 왼쪽부터 김서진, 박지연, 안유림둘째 줄 왼쪽부터 신소진, 김현욱 교수, 송치연, 김민세셋째 줄 왼쪽부터 이상훈, 김지혜, 안희원, 최재원 (사진=임성희 기자)
하나로 똘똘 뭉쳐 최고의 시너지를 내고 있는 나노바이오공학 연구실원들.
첫째 줄 왼쪽부터 김서진, 박지연, 안유림
둘째 줄 왼쪽부터 신소진, 김현욱 교수, 송치연, 김민세
셋째 줄 왼쪽부터 이상훈, 김지혜, 안희원, 최재원 (사진=임성희 기자)

 

이상훈(박사과정)
저는 췌도세포 이식을 통해 1형 당뇨 치료제 개발 연구를 하고 있어요. 임상 적용 가능한 치료제를 만들어 당뇨로 고통받는 환자들에게 도움이 되는 연구자가 되고 싶어요. 

김지혜(박사과정)
화학반응에 매료돼서 연구를 이어가고 있어요. 앞으로 실험실에서 끝나는 연구가 아니라 환경문제 등 실생활에 적용 가능한 연구를 하고 싶어요.

안유림(석박사과정)
학부 인턴생으로 교수님 연구의 기초적인 부분을 수행하면서 나노 입자를 이용한 기작에 관심이 가 연구를 시작했어요. 앞으로 나노 입자를 이용한 예방,진단,치료를 더 공부해서 질병으로 인한 위기 상황에서 선도하는 연구자가 되고 싶어요. 

최재원(석박사과정)
학부생부터 알츠하이머병에 관심이 있었어요. 앞으로 알츠하이머와 나노입자를 융합한 연구를 진행하고자 하며, 관련 분야 영향력 있는 연구자가 되고 싶어요.

박지연(석사과정)
대학원 진학에 고민이 있었는데 학부 인턴생을 통해 나노입자를 접하며 확신이 생겼어요. 나노입자를 이용해 질병을 진단할 수 있는 진단키트를 제작하는 것이 목표예요. 그룹원들끼리 사이가 아주 좋아요. 화기애애한 분위기가 공부에 도움이 돼요.

안희원(학석사연계과정)
모르는 지식을 논문을 통해 공부하는 과정이 어려웠으나 논문으로 공부하는 좋은 습관이 생겼어요. 알츠하이머병 조기진단 및 바이러스 증식 억제에 관한 연구를 수행할 것이며 창업을 통해 현실화하는 게 목표에요.

송치연(학석사연계과정)
잠재력이 큰 나노바이오공학에 반했고, 앞으로 엑소좀을 이용해 인간의 질병을 분석하고 진단할 수 있는 일을 하고 싶어요. 

김민세(학부 연구생)
교수님 수업을 듣고 눈에 보이지 않는 나노입자를 다루고 생체에 적용할 수 있다는 점이 매력적이었어요. 그래서 공부를 더 해보고 싶습니다. 연구실원들끼리 서로 도와주는 분위기가 너무 좋아요.

김서진(학부 연구생)
실험을 해보고 싶어 연구실에 들어왔는데, 논문도 읽어보고 하면서 더 공부에 관심이 생겼어요. 앞으로 질병 진단과 치료에 대한 나노 소재들을 연구해보고 싶어요. 선배님들이 모르는 것도 잘 알려주고 배려해주셔서 좋아요. 

신소진(학부 연구생)
아프면 의사나 약사를 찾아갔는데, 나노입자가 이를 대신할 수 있다는 게 흥미로웠어요. 열심히 공부해서 인정받는 전문가가 되고 싶어요.

[이슈메이커=임성희 기자]


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