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안녕하세요! 한국과학기술연구원 서포터즈 5기 김용민, 최나영입니다!  앞으로 활동기간동안 여러분과 만날 수 있게 되어 너무 기쁩니다!  저희는 KIST인들이 어떤 연구를 하는지부터 시작해서 KIST인이 된 계기, 배경뿐만 아니라 취미까지! 그야말로 KIST인들의 머리부터 발끝까지 알아볼 예정입니다.  저희가 이번에 처음으로 만나본 KIST인은 바로 뇌과학분야와 로보틱스분야의 융합에 선두에 계신 ’바이오마이크로시스템연구단의 양성욱 박사님’이십니다!!(짝짝)
양성욱 박사님은 초소형 로봇을 이용한 바이오 분야나 의료분야에 관련된 응용연구를 수행하고 계시는 데요. 먼저 영상으로 만나보시죠!

 
Q1. 안녕하세요! 박사님, 먼저 간단하게 자기소개 부탁드립니다!

 

저는 바이오마이크로시스템연구단 양성욱입니다. 현재는 초소형 로봇을 이용한 바이오 분야나 의료분야에 관련된 응용연구를 수행하고 있습니다.  KIST는 2006년부터 2010년까지 있다가 2010년부터 2015년까지는 카네기멜런대학교에서 로보틱스 분야 박사학위를 전공하고 2015년에 복직해서 근무하고 있습니다.

 

Q2. 로보틱스를 전공하신 박사님께서 초소형 로봇 기술을 이용해 뇌과학분야에 도전하신 것이 굉장히 흥미롭습니다.  이렇게 다른 분야를 선택하게 되신 배경에는 어떤 일들이 있었나요?

 

기본적으로 관심이 있었던 분야는 기계와 전기&전자 분야였습니다.  그래서 관련된 실험실에 들어갔고 새롭게 정밀 광학측정 시스템을 구축하는 연구를 하였습니다.  연구를 위해서 과학 분야, 시스템에 관련된 프로그램을 공부하게 되면서 분야가 조금씩 변했습니다.  더욱이 KIST에서는 마이크로 로봇형태인 심장 세포를 올려놓으면 기어가는 초소형로봇을 본격적으로 연구하였습니다.  박사학위 들어가서는 컴퓨터 사이언스와 가까운 조금 더 제어 적인 연구들을 결합하면서 조금씩 분야가 변해간 것 같습니다. 
 

Q3. 박사님께서는 로보틱스를 전공하셨고, 다른 박사님들도 전기전자공학, 재료공학으로 연구 개발 응용 분야를 뇌과학/신경과학과의 새로운 접목을 꾀한 것은 대단히 도전적인 시도라고 생각하는데요. 뇌과학연구소 참여 초기에는 상이한 전공자들 간의 소통에 애로 사항들이 종종 있었다고 들었습니다. 어떤 애로 사항들이 있었나요?

 

가장 문제가 되었던 것은 기본적으로 서로 가지고 있는 백그라운드와 쓰고 있던 용어가 달라서 소통하는 데 어려움이 있었다는 점입니다.  두 번째로는 공학 분야와 기초과학 분야의 연구방법이 달라 접근방식이 다르다는 점이었습니다.  저희 쪽에서는 주로 사회에 흩어져 있는 문제를 해결해 내는 과정인데, 기초과학을 연구하시는 분들은 세상에 알려지지 않은 문제들을 밝히기 위하여 가정을 새우고 실험을 통하여 풀어내 가는 방법론적인 차이가 있어요.  같이 연구를 하게 되면서 서로 이해하고 보조해주는 역할을 하기 위해 서로가 노력 하고 있습니다.

 

Q4. 뇌신경과학 분야에서 초소형 로봇 기술은 기존의 방법과 비교해 어떤 장점이 있을까요? 

 

뇌신경과학 분야에서 초소형 로봇 기술은 기존에는 뇌를 이해하기 위해서 생체정보를 수집하고 해석하는데 초점이 맞춰져 있었어요.  근데 이제는 그것을 뛰어넘어서 컨트롤하고 변환해서 동작을 수행 할 수 있도록 하고 있습니다.  예를 들어서 쥐의 머리위에 초소형 로봇을 올려놓고 뇌 신호를 제어해 움직임을 컨트롤 할 수 있는 연구를 진행중입니다.
또한 예전에는 뇌신호를 분석하기 위해 사람의 컨트롤로 쥐의 머리위에 전극을 삽입하는 힘든 작업을 하였는데, 지금은 로봇이 그런 과정을 대신 하기 때문에 동물입장에서도, 인간입장에서도 편하게 연구를 할 수 있게 되었습니다.  

 

Q5. 뇌 신경신호 측정을 위한 전극 이동용 마이크로 매니퓰레이터를 발명하셨다고 하는데, 마이크로 매니퓰레이터에 대해 설명 부탁드립니다!

먼저 마이크로 매니퓰레이터를 이용해 머리에 전극을 이식해서 생체정보를 뽑아냅니다.  뽑아낸 정보를 통해 어떻게 움직이겠다, 어디로 움직이겠다는 것을 기기학습을 통해 인식시킵니다.  인식된 학습을 바탕으로 생각만으로 로봇을 움직일 수 있게 하는 것이 마이크로 매니퓰레이터의 주요 기능입니다.  이를 통해 전신마비환자도 생각만으로 몸을 움직일 수 있게 하도록 신경을 제어할 수 있습니다. 
그런데 이런 기계 하나에도 수 많은 기술들이 들어가게 됩니다. 신경신호를 분석할 수 있는 기술, 컴퓨터 사이언스에서 알고리즘을 생성하는 기술, 전극이 생체내에 들어갔을 때 안정적이게 하는 생체적합성 기술, 기계를 지고 다닐 수 있게 초소형으로 만들 수 있는 기술등이 복합적으로 작용한다고 보면 됩니다. 

 

Q6. 2015년도 IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 저널에 출판한 논문으로 2016년도 IEEE/ASME Best Mechatronics Paper Award를 지난 6월 20일에 수상하였습니다만, 박사님 논문의 간략한 컨셉과 수상을 하게된 계기가 어떠한 부분이라고 혹시 생각하시는지요?

기존에 논문은 큰 시스템에 관련된 것은 많지만, 초소형화 시스템에 걸맞은 알고리즘은 별로 없었습니다.  현재 상용화되어있는 큰 것을 초소형화 시켜 동작하기 위해서는 기능적으로 고려할 것들이 많습니다.  소형모터들은 힘이 약하고 센서를 가져다 쓰기도 어렵습니다.  그래서 이 논문에는 단순히 크기만 소형화하는 것이 아니라 초소형 모터들의 작은 힘을 고려해서 어떻게 구조를 만들면 최대의 힘을 낼 수 있을지 크기, 길이를 최적화하는 내용이 담겨있습니다.  이런 디자인을 최적화하는 기술을 통해서 초소형 모터에 기반을 둔 최적화 설계 알고리즘을 기반으로 매니퓰레이터 디자인하고 성능 검증하는 내용을 담고 있습니다.

 

Q7. KIST에 들어온 계기는 무엇이며, KIST의 융합연구는 어떻게 시작 된 것인가요?

서울대학교에서 학부 석사를 마치고 병역특례를 하기 위해서 KIST에 들어왔습니다.  병역특례 기간보다 조금 더 있으면서 몸속을 기어가는 내시경 로봇을 만들었는데, KIST의 융합연구는 그때부터 시작되었습니다.  기본적으로 몸에 들어갈 수 있는 로봇을 개발하기 위해서는 기계 자체가 작아질 수밖에 없습니다. 그래서 ‘초소형 바이오 마이크로 시스템과 뇌과학 분야를 합쳐 시너지를 내자‘라는 움직임이 있었습니다.  그 일환 중에 하나로 ’동물의 움직임에서 센서를 만들어 내는 것‘, ’몸에 붙이는 센서를 만드는 것‘과 같은 다양한 융합연구가 시작된 것입니다. 해외 어디를 봐도 KIST처럼 융합연구를 하기 적합한 곳은 별로 없는 것 같아요.

 

Q8. 향후 초소형 로봇기술은 어떤 곳에 쓰이고, 어느 정도까지 변화가 있을 것으로 생각하시나요?

로보틱스라는 학문 자체가 융합연구이기 때문에 로봇이 적용되는 분야는 다양할 수 있습니다.  초소형 로봇기술은 Cell Manipulation에 적용될 수 있고, MIcro patterning쪽에도 적용할 수 있습니다.  제가 생각하고 있는 로봇 분야는 사람처럼 동작하는 것뿐만 아니라 사람이 제어하는 것의 한계를 극복할 수 있는 로봇입니다.  아직 바이오, 의학 분야에는 인체의 한계 때문에 탐구하지 못하는 분야가 있으므로 초소형로봇기술을 이용한다면 새로운 문제를 풀어나갈 수 있을 것입니다.

 

Q9. 박사님께서 생각하는 좋은 연구는 뭐라고 생각하세요?

대학원을 진학하는 과정에서 내가 어떤 분야를 잘할 수 있고, 부족한 분야는 어떻게 메이크업을 해야 내가 생각 하는 것을 구연할 수 있을지, 만들 수 있을지 생각하게 됩니다.  그런 과정에서 연구는 경쟁적 일수밖에 없습니다.  좋은 연구는 사회적 연구 의미가 있는 연구일 수도 있고 경쟁적으로는 세계적으로 살아남는 연구들일 수도 있습니다.  경쟁적이라는 것이 싸우고 좋은 성과를 내고 이런 것이 아니라 이제는 연구의 눈높이를 텍스트가 아닌 같이 연구하는 연구원들과 눈높이를 만들 수 있도록 하는 것이 노력하는 것이라고 생각합니다.

 
Q10. 박사님처럼 여러 분야의 학문을 접목시켜 연구하기 위해 꿈을 키워가는 청년들에게 해주고 싶으신 말이 있나요?

기회가 된다면 다른 분야의 공부를 접할 수 있었으면 좋겠습니다.  다른 분야의 공부를 시작할 때 나보다 오래 공부한 사람들보다 잘할 수 있을까? 라는 물음표를 던지기보다는 도전하는 것을 두려워하지 않았으면 좋겠습니다. 제가 주변에서 성공하시는 분들을 봤을 때는 분야를 바꿀 때 어려움이 많지만, 주변에 노력으로 허들을 뛰어넘은 분들이 많습니다. 본인이 새로운 것에 대해 도전하는 두려움이 없는 것이 가장 중요할 것 같습니다.

 

 

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<제 15차 UST 교원교육을 다녀오다>


 

안녕하세요! 대한민국의 미래를 선도하는 한국과학기술연구원(KIST)의 생생한 소식을 전하는 대학생 서포터즈 4기 이동건, 한혜성입니다.  저희는 지난 9월 7일 수요일, 한국과학기술연구원(KIST) 국제협력관 제1회의실에서 진행된 제 15차 교수법 워크숍인 ‘새 시대 교수법’에 다녀왔습니다. 이번 워크숍은 UST(과학기술연합대학원대학교) 교원교육으로 EBS 교육대기획 <학교란 무엇인가>에서 21세기 교육 리더십을 보여주신 조벽 교수님께서 효과적인 교수법에 대한 좋은 강연을 해주셨습니다.

 

 

강의실에 빈자리가 보이지 않을 정도로 UST의 많은 교원분 들께서 강연에 참석해주셨습니다. 먼저 ‘한국 교육의 변화’ 에 대한 설명으로 강의가 시작되었습니다. 한국교육에 있어 10년 안에 ‘교육 붕괴’가 찾아올 가능성이 매우 높으며, 이는 학습자의 기초실력 저하는 물론 더 나아가 교육자에 대한 실망 -> 교육자들의 절망감으로 이어질 수 있어 주의해야함을 강조하셨습니다.

 

조벽 교수님은 각 대학교에 있는 교수학습개발원을 우리나라에서 처음으로 도입하신 분으로 그동안 연구해 오신 교수법에 대해 본격적으로 강연해주셨습니다. 대표적으로 직접 촬영한 수업을 분석하며 강의 방법에 대해 연구하는 ‘마이크로 티칭(Micro Teaching)’, “새 시대 교수법”을 포함하여 6가지 교수법을 선별해 차례대로 소개해주셨습니다. 그리고 ‘학습자 중심의 교육’을 강조하시며 학생들의 학습흥미를 높이는 방법이 무엇보다 선행되어야 한다고 말씀하셨습니다.

 

 

여섯 가지 교수법 중에서 가장 기억에 남는 것은 ‘학생들의 수업참여를 유도하라’ 였습니다. 실제로 학생들에게 수업에 대한 흥미를 제공하는 것은 ‘무엇을 할 것인가’가 아닌 학생들의 내적 동기유발이 가장 중요했고, 이를 위한 방법들을 함께 고민해보고 찾아보는 시간을 가졌습니다.

 

 “교수님들이 수업설계서나 강의계획서 등 본인이 해야 할 것이 아니라 학생들이 활동하는 시나리오가 적혀 있어야 한다!”

“학습 동기는 관심사이며, 관심은 호기심과 질문으로 이어지고, 결국 탐구력과 연구력, 비전, 창의력으로 나타나고 학생들의 성공적인 성장과 발전으로 나아갈 수 있다.”

 

조벽교수님 강연中

 

 

또한 교직에서 학생들을 가르치실 때의 경험을 이야기 해주시며 강연에 현장감을 더해주셨습니다. 네 번째 교수법 “교과과정 디자인이 아닌 교육경험을 디자인하라!”는 저에게 가장 인상 깊게 다가왔습니다. 실제로 조벽 교수님께서 작성하셨던 강의계획서를 보여주시면서 어떤 내용을, 언제, 어느 정도, 어떤 순서로 가르쳐야 하는지 계획을 했지만 목표를 달성하지 못했고 그 후, 학생들이 이 수업을 통해서 어떤 즐거움을 느끼고 새로운 비전을 얻게 하는가에 대한 감정적인 경험을 디자인하는데 큰 노력을 쏟았다고 말씀하셨습니다. 그리고 이런 감정이 지식과 함께 전달된다면 단순하게 지식만 전달되는 것 보다 훨씬 더 기억과 관련된 해마가 작동된다는 이야기를 더해주셨습니다.

 

그 외에도 “지식중간도매상에서 멘토가 되어라” “ ‘알고 있다’에서 ‘할 수 있다’로 만들어라” “옛 교수법이 아니라 첨단 연구에 의한 교수법을 배워라!” “과거 교수의 기법의 의지하라 말아라” 이렇게 총 여섯 가지의 새 시대 교수법에 대해서 소개해주셨습니다.


마지막으로 조벽 교수님은 “대충 하세요!” 라는 말로 강연을 마무리하셨습니다. 저를 포함해 강의에 오신 교수님들 모두 저 단어를 보고 비슷한 반응을 보였습니다. 그리고 웃으시면서 이렇게 말씀하셨습니다. “대충의 원래 뜻은 아무렇게나 하라는 게 아니라 모두를 두루 살피고 중심적인 것을 하라는 뜻입니다. 교수법도 마찬가지입니다. 모든 상황을 두루 살피면서 동기를 심어주는 그리고 학생을 위하는 한 방향으로 지도하시면 됩니다.” 라고 말입니다.

 

교직에 서고 싶다는 꿈을 가진 저는 ‘새로운 교수법’에 관한 강연을 들으며 매우 흥미로웠습니다. 그리고 저 역시 나중에 교직에서 학생들을 가르칠 때 효과적인 교수법을 만들고 사용하여 ‘학습자 중심의 교육’을 위해 앞장서는 훌륭한 교육자가 되어야겠다고 다짐했습니다.  그럼 이상으로 ‘제 15차 UST 대학생 교원교육’에 관한 기사를 마치겠습니다.

 

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안녕하세요! KIST 서포터즈 4기 조규철, 박지은입니다. 저희의 마지막 인터뷰는 뇌과학 연구의 허브, 치매DTC융합연구단의 박기덕 박사님입니다! DTC란 Diagnosis-Treatment-Care로 치매에 대한 조기예측과 치료제의 개발을 통한 더 나은 삶을 살 수 있도록 연구를 하는 곳이라 하는데요. 생소할 수도 있지만 고령사회에 대비한 연구가 진행되고 있는 치매DTC 융합연구단이 어떤곳인지 자세히 알아보도록 하겠습니다.

 

Q1. 안녕하세요! 박사님님의 짧은 자기소개 부탁드립니다.
저는 키스트 책임연구원 박기덕이라고 합니다. 원래는 4년 정도 뇌의약연구단에서 일하다가 이번 해에 치매DTC 연구단에서 연구를 하게 되었습니다.

 

Q2. 뇌과학연구소의 뇌의약 연구단에서도 뇌질환에 관련된 연구를 하는 것으로 알고 있는데요. 특별하게 치매에 대한 DTC 융합연구단이 있는 이유는 무엇인가요? 또한 치매DTC융합연구단에 대한 간단한 소개 부탁드립니다!
뇌의약연구단에서는 다양한 뇌 질환에 대한 치료물질과 기전연구를 하고 있어요.  그런데 일반적인 뇌 질환과는 다르게 퇴행성 뇌 질환인 치매는 치료뿐만 아니라 다른 것들도 상당히 중요해요. 먼저 빠른 진단이 필요하고, 아직 치매에 대한 기전이 밝혀지지 않았기 때문에 기전에 대한 연구와 치료제도 개발해야 해요. 그런데 치료를 하면서도 완치가 어려워서 치매환자들은 다른 질환의 환자들보다 케어를 필요로 하는 사회문제 해결형의 대표적 질환이에요.  이런 것들이 토탈 시스템으로 해결해야 하기 때문에 요소마다 여러 가지 기술들이 융합될 필요가 있고, 따라서 다양한 정부출연연구원들이 한 곳에 모여서 융합연구를 하고 있어요. 저희는 한국과학기술연구원, 한국과학기술정보연구원, 한국생명공학연구원, 한국한의학연구원이 함께 하고 있습니다.

 

Q3. 치매의 원인은 단순히 고령화와 관련된 문제인가요?

아직 치매는 명확한 원인을 몰라요. 2~3%는 유전적으로 발병한다고 알려져 있고, 대부분은 고령화에 따라 발병해요. 현재까지 연구된 병인은, 고령화에 따라 뇌 안의 베타아밀로이드 단백질이 많이 생성되면서 뭉치게 돼고 그로 인해 신경세포가 죽게 되어 인지기능, 공간기억력이 안 좋아지게 된다고 알려져 있어요.  하지만 이 단백질이 뭉치는 이유가 원인인지 결과론적인 것인지 조차도 아직 명확하지는 않아요. 최근의 많은 연구들에서 다양한 원인들이 제시되고 있고, 이러한 원인들이 고령화로 인해 치매로 이어질 가능성이 높아지겠죠.

 

Q4. 아직 치매에 대한 치료제가 없는 걸로 알고 있는데요.  치료물질은 어떤 방식으로 연구가 되는지와 미래에는 치매가 예방과 완치가 가능한 질병이 될 수 있는지 궁금합니다.

완치가 가능할지 저 또한 알고 싶은 질문인데요. 치료제가 없는 이유는 원인을 정확하게 모르기 때문이에요.  많이 연구는 하지만 정확한 원인을 모르기 때문에 치료물질을 찾는 방식은 베타아밀로이드가 많이 생성되는 유전자 조작 치매 동물모델을 이용해서 약물의 효능을 검증합니다.  베타아밀로이드가 축적된 상태로 행동 실험을 하면 치매환자처럼 기억력이 떨어져 있고 인지기능이 떨어져 있어요.  예를 들어 보통의 쥐 같은 경우 어떤 특정한 공간에 들어오게 되면 전기적인 shock을 주어 반복학습을 통해 기억 하게 되고 그 공간에 들어오지 않는 데에 반해 치매 동물모델 쥐들은 금방 잊어버리고 들어오게 됩니다.
그 쥐에 약을 일주일 또는 한 달 동안 처리해서 보통의 쥐들과 비슷한 행동을 보이면 효과가 있는 것이죠.

이렇게 현재는 기전이 명확하지 않기 때문에 치매동물모델로 인지기능을 측정할 수 있는 행동실험을 통해 효능이 있는 물질을 찾아내고 있어요.  요즘엔 많은 연구자가 동물모델 이나 치매환자의 임상시료를 이용해서 확실한 치료기전을 찾기 위해 노력하고 있어요. 확실한 기전이 찾아지면 치매의 진행을 지연시키거나 인지기능을 향상시키는 치료제가 나올 것으로 기대합니다.

 

Q5. 박사님께서 연구하신 ‘도파민 생성 신경세포를 보호하는 후보물질 개발’에 관한 기사를 보았는데요. 기존의 치료물질에 비교해서 발전된 부분과 그 물질이 어떤 원리로 몸에 작용하는지 궁금합니다.
예전에 치매에 대해 연구를 하기 전에는 파킨슨병에 대해 연구를 했어요.  파킨슨병은 뇌에서 신경전달물질인 도파민이 점점 없어지면서 생기는 병인데요.  도파민을 생성해내는 신경세포가 죽으면 운동능력이 점점 떨어지면서 떨거나 걷지를 잘못해요.  그래서 기존의 대표적인 파킨슨병 치료제는 도파민이며 이는 전구체인 L-도파라는 물질입니다.  물질을 넣어주면 뇌에 들어가서 우리 몸의 엔자임에 의해서 도파민이 생성되죠. 도파민을 넣어주는 거나 마찬가지인 아주 간단한 치료법이에요.  또 다른 치료법은 도파민을 대사시키는 엔자임을 억제해서 뇌의 도파민 양을 유지시켜주는 방법이 있어요.
제가 한 연구는 기존의 치료약물과 다르게 도파민을 만들어주는 도파민성 신경세포를 보호함으로써 파킨슨병의 원인인 신경세포 사멸을 막고 도파민 양을 유지시켜주는 것이죠.

 

Q6. 치매는 옛날부터 있던 질병인데 다른 질병에 비해 치료제 개발이 어려운 이유는 무엇인가요?
세 가지로 이야기할 수 있어요.
1. 병의 원인을 정확히 모르기 때문입니다. 어떤 것을 타겟으로 해야 하는지 명확하지 않기 때문이죠.
2. 치료제를 개발하기 위해서는 이 치료제가 효능이 좋은지 테스트를 해봐야 하는데 기존의 질병과는 다르게 치매 동물모델은 오랜기간(5~10개월)을 키워야 병증이 생겨요.  치료물질 하나를 만들어서 테스트하기 위해서는 동물을 오랫동안 키워야 하는데 중간에 동물이 죽기도 하다 보니 여러 개를 빨리 테스트할 수가 없어요. 또 동물도 비싸고 시간이 오래 걸리다보니 어려움이 있죠.
3. 동물 실험을 통해서 좋은 후보물질을 찾으면 임상시험을 해봐야 하는데 암 환자 같은 경우는 환자 수도 많고 심각한 경우가 많다 보니 임상 지원자가 많은데 치매의 경우는 임상시험을 하기가 매우 힘들어요.  또 보통 질병의 임상시험 기간에 비해 치매는 2년이상 계속 추적해야 하다 보니 임상시험이 상당히 힘듭니다. 그래서 국내에서는 임상시험이 매우 어렵고 해외에서도 글로벌제약회사에서 주로 진행됩니다.

 

Q7. 세계적으로도 고령사회가 진행됨에 따라 치매에 대한 치료제 연구가 활발히 진행되고 있을 것 같은데요. 어느 정도 수준까지 개발이 되었나요?

세계적으로 고령화 사회가 되면서 치매는 심각한 사회문제이고, 따라서 많은 연구자와 글로벌제약회사에서 뛰어들어서 연구가 활발히 진행되고 있어요.  예전에도 꾸준히 치료제 개발을 해왔지만 대부분이 실패했어요. 치료타깃이 잘못되었거나 또는 임상연구에서 스케줄이나 환자군 선택에서 문제점을 찾을 수 있어요.  그러다 보니 최근에는 이전의 약물로 초기 치매 환자를 대상으로 인지기능을 개선시키거나 병의 진행을 지연시키는지 다시 임상시험을 진행하는 경우도 있어요.  완치는 어려울 수도 있지만 5년만 지연되어도 사회적 비용은 충분히 줄어들 수 있거든요.  그리고 다양한 약물들이 임상시험이 진행되고 있으니 곧 FDA 승인 약물이 나오지 않을까 기대하고 있어요.

 

Q8.사실 치매에 관련된 연구원을 한다는 것은 생소하다는 느낌이 들 수도 있을 것 같은데요. 치매 DTC 융합 연구단에 들어오신 계기가 궁금합니다.

저는 다양한 뇌 질환에 대한 치료제 개발 및 기전연구를 하는데요.  치료약물개발이 주된 업무예요.  다양한 뇌 질환의 치료제 개발 연구를 하던 중 알츠하이머성 동물모델에 효과가 좋은 약물 후보물질이 나왔고, 그 약물이 기전도 명학하고 치매 동물모델에서 효능이 월등하게 뛰어났어요.  이 약물을 약으로 개발하기 위해서 약물 최적화와 전임상 시험등의 집중적인 연구가 필요했고, 이를 위해 치매 DTC 융합연구단에 들어와서 임상후보물질 도출을 목표로 연구를 진행하고 있습니다.   

 

Q9. 이곳의 연구원이 되기까지, 또 연구원의 삶을 선택하신 과정이 궁금합니다.
사실 연구원이 원래 꿈은 아니었어요.  대학원을 가서 박사과정을 거쳐 전문연구 요원을 하면서 연구가 상당히 재밌고 잘 맞는 것 같아 해외에서 심도있게 해봐야겠다라는 생각으로 UNC약대에서 포닥으로 연구를 했어요.  그때 뇌전증(간질)의 치료제 개발과, 타겟규명에 대한 연구를 했는데 그때 뇌질환에 대한 재미가 생겼고, 치료제 개발에 대한 관심이 생겼어요.  5년 동안 좋은 연구기법에 대해서 습득할 수 있었고, 국내에 들어와서 뇌질환 연구에 집중하고 싶었어요. 또한 뇌질환 연구를 꿈꾸는 학생연구자를 키우고 싶다는 생각이 들었어요. 그래서 KIST의 연구원이 되었죠.

 

Q10. KIST에서 진행한 가장 인상 깊은 연구는 무엇이었나요?
처음으로 선정된 과제가 시신경척수염 치료제 개발 연구였는데요.  처음이다 보니 가장 힘들었고, 가장 기억에 남는 연구에요.  시신경척수염은 재발률이 높고 사망률이 50%가 넘는 희귀질환이에요 미국사람들보다 아시아 사람이 많이 걸리는 질병이어서 아시아에서 많은 연구를 할 필요가 있었어요.  실제 환자 시료로부터 효능을 평가할 수 있는 시스템을 구축하고 치료물질을 개발하다 보니 어려움도 많았지만, 그 만큼 좋은 연구결과를 많이 얻을 수 있어서  기억에 남습니다

 

Q11. 박사님처럼 미래의 사람들의 삶을 더욱 풍요롭게 만들 수 있는 연구원의 꿈을 가진 친구들에게 필요한 역량은 무엇이 있을까요?

연구실에 학생들에게도 항상 얘기하는 것인데요.  자신에 대한 신뢰와 자신감이 중요하다고 생각해요.  오랜기간의 연구수련 중간에 시련, 좌절을 겪으면서 포기하는 사람들도 있는데요. 실패를 통해 배움으로써 훨씬 더 좋은 연구결과를 낼 수 있다는 자신감을 가지는 것이 중요해요연구 수련동안 실패했던 연구 하나하나가 나중에 본인의 연구를 진행할 때 자기 자산이 되는 것 같아요.

연구원뿐만 아니라 모든 학생이 자신의 분야에 포기하지 않고 나를 믿는 것, 할 수 있다 라는 자신감이 가장 필요한 것 같아요.

 


 

 

 

 

 

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인터스텔라


SF영화 인터스텔라 속에서는 우주비행사들이 동면에서 깨어나는 모습이 그려지고 있습니다. 이는 더는 공상 속 이야기가 아닙니다. 이 영화에서 중요한 이론으로 상대성 이론, 웜홀 이론 등이 언급되었지만 이번 기사에선 이 영화에 관련하여 어디서나 다뤄 온 주제가 아닌 냉동수면에 관련된 이론에 관해 이야기하고자 합니다.

 

인터스텔라의 줄거리를 요약하자면 농작물이 자랄 수 없는 환경파괴로 인해 농업사회로 전환되어 산업관련 직업이 쓸모없게 되면서 세계 각국의 정부와 경제가 완전히 붕괴된 미래가 다가오게 됩니다. 지난 20세기에 범한 잘못이 전 세계적인 식량 부족을 불러왔고, NASA도 해체되게 됩니다. 이때 시공간에 불가사의한 틈이 열리고, 남은 자들에게는 이 곳을 탐험해 인류를 구해야 하는 임무가 생깁니다. 주인공 쿠퍼를 포함한 우주 비행사들은 사랑하는 가족들을 뒤로 한 채 인류라는 더 큰 가족을 위해 희망을 찾아 우주로 가게 됩니다.

 

이 과정에서 주인공 쿠퍼가 새 행성을 찾아가기 위해 냉동수면을 하게 되는데요. 오늘은 냉동수면의 원리와 이를 다룬 사례에 대해 알아보고자 합니다.

 

 

 

일단, 영화에서 볼 수 있듯이 냉동수면이란 극저온의 냉매로 생물을 얼려 보관하는 방식을 말하며, 냉동되는 대상이 말 그대로 잠자는 숲속의 공주처럼 되기 때문에 수면이라 부른다고 합니다. 흔히 무언가를 손상이나 부패 없이 보존하려 할 때 얼리면 보존성이 높아지는 효과가 있는데, 거기서 착안하여 생명체를 얼림으로써 장기 보관하는 개념을 냉동수면이라고 일컫습니다.

 

 

<출처>http://cfile232.uf.daum.net/image/2531064B54628B070F920C

 

 

하지만 한 가지 알아둘 점은 그냥 얼려서 보존성이 좋아지는 게 아니라는 것입니다. 쉽게 말해 얼음이 물건을 지켜주는 게 아니라는 것입니다. 냉동을 통해 물건의 보존성이 높아지는 까닭은 정확히는 물건이 얼려질 만큼 온도가 극한으로 떨어짐으로써 미생물이 그 안에서 살 수 없게 하는 것에 불과하다고합니다. 한마디로 냉동을 통해 보존하는 것은 젓갈과 같이 소금을 극한으로 쳐서 보존성을 높이는 것이나 피클처럼 식초에 푹 담가 보존성을 높이는 것과 크게 다르지 않다는 것입니다. 따라서 세포의 파열을 막기 위해서는 체내의 모든 수분을 제거해야 합니다. 그렇기 때문에 냉동인간 처리를 할 때, 체액을 제거하고 체액과 비슷한 성질이지만 얼음결정이 생기지 않는 부동액이라는 물질로 채워 넣어야 합니다.

 

 

<출처>http://kids.dongascience.com/kids/newsview/111

 

최근에 미항공우주국(NASA, 나사)이 우주기술업체 스페이스웍스와 함께 동면실 연구를 수행하고 있다고 합니다. 이는 2030년대에 화성유인탐사선에 적용될 동면실로, 우주에서 2주간 동면할 수 있는 챔버를 개발하고 있습니다. 우주비행사용 챔버는 우주에서 미션을 수행하는 승무원들을 필요에 따라 동면상태에 빠지게 합니다. 더불어 우주비행선의 거주공간과 질량을 줄여 공간낭비를 없애고 최적의 활동 공간을 확보할 수 있도록 해주는 것이죠. 우주비행사들이 동면에  빠져있는 동안 다양한 센서들을 연결하여 건강상태를 모니터링 하고 필요에 따라 깨어날 수 있도록 개발 중이라고 합니다.

 

 

<출처>http://www.mnn.com/earth-matters/space/stories/cryosleep-its-not-just-science-fiction-anymore

 

 

그러나 우주여행은 아직 먼 미래의 이야기 같기만 하죠. 아마 대부분의 사람들은 냉동수면하면 냉동인간이 떠오르실 텐데요. ‘불치병 환자가 미래에 치료법이 개발되길 바라며 냉동인간이 되기로 하였다’와 같은 기사를 한 번쯤 보셨을 겁니다. 그리고 의학적 치료를 위한 초저온상태는 이미 급성 심장마비, 뇌, 척추손상 환자 등을 처리하는 데 활용되고 있죠.

 

아직 인체냉동보존술(Cryonics)은 실용화 단계는 아니지만 벌써 냉동인간 수가 250여명을 넘어섰습니다. 물론 현재로선 냉동 중인 사람을 되살리는 기술이 불완전하여 주로 의학적·법적으로 사망진단을 받은 사람들만 지원합니다. 대표적인 냉동인간 전문기업으로는 미국에는 앨코어(Alcor), 유럽에는 크리오러스(KrioRus)가 있습니다.

 

작년에는 암 투병 중인 태국의 2살인 여자아이가 미래에 치료를 할 수 있으리라는 희망을 갖고 냉동수면에 들어갔다고 하는데요. 미국 앨코어 생명연장재단은 소녀의 뇌를 액체질소가 들어 있는 특수 진공컨테이너에 분리하고 몸은 극저온 냉동 방식으로 처리 보존하고 있습니다.

 

<출처>http://alcor.org/

 

 

하지만 일단 냉동하는 경우부터 난제가 많습니다. 온도를 어느 정도로 할 것인지, 신체 내부에 있는 각종 세균이나 박테리아는 어떻게 할 것인지도 문제지만, 완전하게 냉동시키는 경우 세포 내의 얼음결정이 세포를 파괴할 수 있다는 것이 가장 큰 문제점 중 하나입니다. 이런 문제점 때문에 급속냉동방식을 도입해야 한다는 의견도 있습니다. 하지만 이 방식의 경우 급속냉동설비가 필요한데다가 너무 급격하게 얼리는 나머지 과정을 통제하기 힘들다고 합니다. 또한 냉동인간을 다시 깨우는 방법이 아직 개발되지 않았고 인간을 냉동시킬 때 파괴된 세포를 고칠 수 있는 핵심적인 나노기술이 완벽하지 않아 문제가 되기도 합니다.

 

이러한 기술들을 완벽하게 구현하려면 향후 몇 년이 걸릴지 모르겠지만 만약 현실화 된다면 앞서 이야기한 불치병 치료뿐만 아니라 영화 인터스텔라의 이야기가 공상과학이 아닌 현실로 다가올 날을 기대하며 글을 마치겠습니다.


 

 

 

Posted by KIST PR

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제3차 KIST - KOITA 실험실 안전관리 실무교육

 

 

안녕하세요! 대한민국의 미래를 선도하는 한국과학기술연구원(KIST)의 생생한 소식을 전하는 대학생 서포터즈 4기 한혜성, 이동건입니다. 

지난 7월 1일 금요일, 저희는 한국과학기술연구원(KIST) 국제협력관 제 1회의실에서 진행된 ‘제 3차 KIST - KOITA 실험실 안전관리 실무교육’에 다녀왔습니다. 이번 교육은 한국과학기술연구원(KIST)과 한국산업기술진흥협회(KOITA) 양 기관이 공동으로 주관하는 단기교육과정으로서, ‘KIST 안전제일제도를 중심으로 한 안전관리 실무교육’이라는 주제로 중소기업 및 대학의 실무 담당자들에게 선진화 된 안전교육의 기회를 제공하는 프로그램이었습니다.

 

 

이 날, 세찬 장맛비로 인한 궂은 날씨에도 불구하고 많은 산업협력기관의 관계자분들께서 이번 교육에 관심을 가지고 참석해주셨습니다.

 

이번 안전관리 실무교육은 총 4시간동안 부분별로 진행되었습니다. 1교시와 2교시에는 ‘실험실 안전관리와 원칙’, ‘ 화학물질의 위험성과 안전대책’에 대한 이론적인 교육이, 3교시와 4교시에는 ‘실험실 안전체험’, ‘실험실 안전사고 사례’에 대한 실습 위주의 교육이 이루어졌습니다.

 

첫 번째 순서로, KIST 이상원 선생님께서 ‘실험실 안전관리와 원칙’에 대해 강의해주셨는데요, 본격적인 내용에 앞서 청중들에게 한국과학기술연구원(KIST)에 대한 간단한 소개와 함께 우리 연구소의 중요성에 대해 설명해주셨습니다. 계절에 따라 변하는 KIST 캠퍼스의 美를  보여주시면서 KIST가 정말 아름다운 곳이지만 국가안보 및 국민생활에 매우 중요한 영향을 미치는 시설인 만큼 철저한 보안이 이루어지고 있음을 알려주셨습니다. 이상원 선생님께서 KIST 캠퍼스의 美에 대해 말씀해주실 때 저희 서포터즈는 정말 격하게 공감했답니다!

 

이번 ‘실험실 안전관리와 원칙’ 교육에서의 가장 특별했던 점은 바로 KIST 안전제일 제도를 중심으로 이루어졌다는 건데요, 그럼 먼저 ‘KIST 안전 제일 제도’에 대해 간단히 알아보고 갈까요?

KIST 안전 제일제도(Safety first)는 ‘2006년 9월 원인미상의 연구동 화재’로 인해 안전관리의 전환점을 맞고 탄생하게 되었습니다. KIST는 본원의 요건과 위협요소들을 법규 측면, 실험실 환경 측면, 인력 측면 등 다방면으로 분석하였고, 이를 토대로 안전 관련법 신설 및 연구실 안전규제를 강화하는 과정을 체계적으로 진행하였습니다. 그리고 마침내 2007년 1월 실험실 안전․ 환경 혁신을

위한 KIST 안전관리 모델을 재정립하여 'KIST 안전제일 제도‘를 탄생시켰습니다.

 

안전의식 전환의 필요성을 인식한 후 성공적인 안전관리 모델을 재정립한 가장 대표적인 사례인 ‘KIST 안전제일 제도’를 중심으로 한 교육은 다른 타 연구기관의 모범이 되었고, 이번 교육에 참여하신 관계자분들께서도 ‘KIST 안전제일제도’에 많은 관심을 가져주셨습니다.

 

이어서 2교시에는 KIST 김태수 선생님께서 ‘화학물질의 위험성과 안전대책’에 대해 강연해주셨습니다. 연구소는 화학물질을 다뤄야 할 일이 많은 만큼 화학물질에 대해 정확히 알고 적절한 대처법을 아는 것이 굉장히 중요한데요, 다양한 시각자료와 함께 실제 KIST에서 촬영한 실험 영상(금속나트륨 폭발)을 보여주시면서 교육을 진행하셨던 점이 가장 인상 깊었습니다.

 

 

약 2시간에 걸쳐 진행된 이론위주의 교육 후에는 실습 교육이 이루어졌습니다. KIST 천선영 선생님께서 약 2시간동안 KIST 안전 체험실에서 실습교육을 진행해주셨는데요, 화학약품이몸이나 눈에 튀었을 경우 샤워기의 적절한 사용법, 실험실에서 화재가 발생했을 때의 올바른 소화기 사용법 등 실제 연구실에서 일어날 법한 돌발 상황에서의 대처법에 대해 직접 체험해보는 실습이 이루어졌습니다.

   

 

실습 교육이다보니 이론교육 때보다 더 활발한 분위기에서 교육이 진행되었고, 교육이 끝나갈 즈음, 교육에 참여해주신 많은 분들의 질의응답은 연구실 안전에 대한 관심과 열정을 엿보기에 충분했습니다.

 

이처럼 한국과학기술연구원(KIST)는 한국산업기술진흥협회(KOITA)과의 협력을 통해 안전관리 실무교육, 전문기술교육과정 등을 개최하여 연구ㆍ기술인력의 기술개발 및 분석능력 향상을 위해 힘쓰고 있습니다. 또한 KIST는 이론과 현장실습을 병행하는 실질적인 교육으로 중소기업, 대학, 연구소의 애로사항을 해결하는 데에 크게 앞장서고 있습니다. 앞으로도 KIST의 활발한 교류와 협력을 기대하며 이상으로 '제 3차 KIST - KOITA 실험실 안전관리 실무교육' 현장소식을 마치겠습니다. 다음 KIST 인사이드 소식도 기대해주세요! 

 

 


 

 

Posted by KIST PR

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