뉴스를 통한 교수님들의 사업과 성과를 알아보자
김성훈 연세대 교수
김성훈 연세대 교수는 세브란스병원 이강영, 민병소 교수 등 다수 국내 연구진들과의 공동연구를 통해 주요 발암 인자인 KRAS를 통해 유발되는 새로운 암 촉진 기전을 밝혀냈으며, 이를 통해 KRAS의 변이로 유발되는 폐암, 대장암, 췌장암 등을 치료할 수 있는 새로운 신약개발 루트를 발굴했다고 11일 전했다.
연구팀은 AIMP2-DX2로 불리는 발암 인자의 작용 기전을 연구하던 중 DX2가 KRAS에 결합하면 발암성이 지속된다는 사실을 발견했다.
연구팀은 "지난 수십년 간의 실패 끝에 KRAS 특정 변이에 작용하는 항암제가 2019년 최초로 사용 허가를 받은 이후, KRAS를 타깃으로 하는 신약 개발 경쟁이 다시 전 세계적으로 불붙고 있다"면서 "하지만 대부분의 시도는 KRAS의 특정 변이체에만 작용이 국한돼 다양한 KRAS 변이에 대응하지 못하며 항암제 내성을 유발할 수 있다"고 기존 상황을 밝혔다. 이어 "그에 비해 이번 발견은 KRAS의 모든 변이에 유효할 수 있는 항암제의 개발을 가능하게 한다는 점에서 기존 연구와 크게 차별화되며, 향후 KRAS 치료제가 나아가야 할 새로운 방향을 제시했다"고 전했다.
정연진 부산대 교수
세계적인 의학전문지 `암세포(Cancer Cell)'지 8월호에 `FH 유전자의 돌연변이에 의한 발암 기전을 분자수준에서 규명했다'는 내용의 연구보고서를 발표한 부산대학교 약대 정연진(제약학부) 교수는 최근 세포 내 미토콘드리아의 특정 유전자(FH·Fumarate Hydratase) 결함으로 생기는 발암 원인을 세계 최초로 규명하고, 유명 의학전문지 '암 세포(Cancer Cell)' 최근호에 발표했다.
정 교수가 연구한 FH 유전자는 미토콘드리아 내 에너지를 생성하는 화학적 과정(TCA 회로)에서 중요한 역할을 담당하는 효소를 만드는 유전자이다. 정 교수는 "이 유전자에 결함이 생기면 암이 발생할 수 있다는 사실은 그동안 밝혀져 있었지만 어떻게 암을 발생하는지는 규명되지못했다"고 밝혔다.
정 교수는 여러 가지 실험을 통해 FH 유전자가 고장나면 이 유전자가 특정 효소를 만들지 못하고 결국 미토콘드리아의 TCA 회로가 정상적으로 작동하지 못해 암이 생긴다는 사실을 밝혀냈다.
구체적으로 이 유전자가 고장나면 각종 암 성장촉진인자인 저산소유도전사인자(HIF-1) 단백질의 세포 내 양을 조절하는 특정 효소(HPH·HIF-prolylhydroxylase)를 억제시켜 암이 발생한다는 설명이다.
정 교수는 "이 유전자가 고장난 발암환자의 조직에서 특정 단백질(HIF-1)이 다량으로 발견되고 있기 때문에 이 단백질의 양과 활성을 억제하는 방법을 찾아내면 암 치료와 직결된다"고 말했다.
이윤희 서울대 교수
서울대학교 약학대학 이윤희 교수 연구팀(제1저자 조윤근, 윤영철, 임현영)이 동 대학 약학대학 권성원 교수와 수의과대학 성제경 교수, 미국 웨인주립대학 James Granneman 교수와 공동연구를 통해 지방세포 내의 TMEM86A 플라스마로겐(plasmalogen) 대사 효소활성을 검증하고 TMEM86A 결손(knockout) 마우스 모델의 대사표현형을 분석하여 지질대사 조절을 통한 비만 치료의 새로운 표적을 제시했다.
이윤희 교수 연구팀은 이번 연구에서 TMEM86A 결손 마우스 모델의 모든 지방조직에서 리소플라스말로겐과 플라스말로겐이 증가하는 것을 확인했고, 반대로 TMEM86A를 과발현시킨 지방세포 모델에서는 리소플라스마로겐과 플라스마로겐이 감소한 것을 확인했다. TMEM86A가 지방세포 내의 리소플라스마로겐을 분해하는 효소임을 규명한 것이다.
또한 TMEM86A의 결손으로 지방조직에서 protein kinase A signaling 및 미토콘드리아 활성화가 나타나고, 에너지 소비량이 증가하며 고지방식이에 의한 비만 및 인슐린저항성이 개선되었다는 점도 확인했다. 이러한 점으로 TEM86A의 기질인 LPE P-18:0을 처리했을 미토콘드리아 산화 대사, 에너지 소비 증가 및 비만 치료 효능을 알아냈고, LPE P-18:0는 포스포디에스테라제 3B(phosphodiesterase 3B)를 억제하여
protein kinase A 신호 전달 경로를 활성화한다는 것을 밝혔다.
이번 연구는 △TMEM86A가 리소플라스마로겐을 분해하는 효소로서 지방세포 내의 지질 리모델링을 통해 미토콘드리아 대사활성 및 에너지 소비를 증가시킬 수 있다는 것과 △LPE P-18:0이 비만 환자의 지방 조직에서 낮게 검출된 결과들을 토대로 TMEM86A 활성 조절이 비만 관련 대사 질환을 예방 및 치료하기 위한 전략이 될 수 있다는 것을 제시한 것으로, 연구 결과는 저명한 국제학술지 네이처 커뮤니케이션(Nature Communications)에 지난 14일 게재됐다.
정우현 덕성여대 교수
덕성여대 약학대학은 최근 정우현 교수가 '생명을 묻다'를 출간했다고 밝혔다.
30년 넘는 시간 동안 유전학과 분자생물학을 연구해 온 정 교수는 책을 통해 생명의 기원, 생명의 본질, 생명의 의미, 생명이 향해야 할 곳 등을 묻고, 이런 물음에 답하기 위해 통찰력 있는 이야기를 풀어냈다.
홍성욱 순천향대 법과학대학원 홍성욱 교수
순천향대는 법과학대학원 홍성욱 교수가 경찰청 주관의 제17회 과학수사대상을 수상했다고 21일 밝혔다.
과학수상대상은 경찰청에서 지난 2005년부터 법과학, 법의학, 경찰과학수사의 3개 분야에서 과학수사 발전에 공로가 현저한 개인 또는 단체를 격년으로 선발해 수여하는 상이다.
법과학 분야 대통령 표창을 수상한 홍성욱 교수는 과학수사에 숨어있는 미세증거물을 집필해 대한민국 최초로 경찰에 미세증거물의 개념을 소개·전파했다. 이후 경찰은 유전자와 함께 미세증거물을 적극적으로 활용해 수많은 형사사건을 해결했다. 그 대표적인 사례로 지난 2008년 발생한 숭례문 방화사건이 있다. 이외에도 미국의 유수 과학수사 서적 4권을 번역해 경찰에 소개함으로써 선진 과학수사 기법 전파에도 노력했다.
또 지난 2013년 순천향대 부임 후 과학수사 분야 세계 최고 학술지인 Forensic Science International지 등에 인공지문의 제작, 인조혈액 제조 방법 등에 관한 10편의 논문을 발표하고 5건의 특허를 취득하는 등 다양한 연구 활동을 펼치며 법과학 분야의 발전에 기여했다.
과학수사 외길 인생을 걸어온 홍성욱 교수는 인생을 살아온 보람을 묻는 질문에 “순천향대 법과학대학원에서 배출한 제자들이 경찰 과학수사요원이 돼 학교에서 배운 방법에 따라 사회정의를 실현하는 것을 지켜보는 게 최고의 보람”이라고 답했다.
송기원 연세대 교수
2019년 1월 23일 JTBC 시사교양 프로그램 '차이나는 클라스-질문 있습니다'(이하 '차이나는 클라스')에서는 연세대학교 생화학과 송기원 교수가 출연해 '유전자 혁명, 축복인가, 재앙인가?'를 주제로 문답을 나누었다.
이날 송기원 교수는 "유전자의 역할을 규명하는 '인간 게놈 프로젝트'를 통해 유전자 지도를 만들었다"며 "우리 몸에 30억 염기쌍으로 구성된 유전체 중 인간의 유전자 개수는 몇 개일까"라고 질문을 던졌다.
여러 질의응답 후에 송기원 교수는 "인간에게 이런 일을 할 권리가 있을까"라고 의문을 제기했다.
권정택·이무열 중앙대 교수
권정택·이무열 중앙대병원 신경외과 교수팀은 뇌지주막하 출혈로 뇌가 비정상적으로 부풀어 올랐다가 두개골 아래로 함몰된 60대 여성 환자에게 3D프린팅 두개골 이식수술을 성공적으로 시행했다고 2016년 4월 5일 밝혔다.
이 환자는 평소 특별한 증상이 없다가 지난해 9월 갑자기 머리가 터질 듯한 심한 두통을 호소해 중앙대병원 응급실을 찾았다. 뇌 컴퓨터단층촬영(CT) 및 혈관조영술검사 결과 뇌동맥류가 터진 뇌지주막하 출혈로 진단됐다.
권 교수팀은 혈류를 완전히 차단하는 ‘뇌동맥류 코일색전술’로 출혈을 막은 뒤 뇌 부종으로 상승한 뇌압을 떨어뜨리기 위해 두개골편을 제거하는 감압두개골절제술을 시행했다. 하지만 뇌부종이 감소하며 뇌가 두개골 절제 부위 아래로 함몰됐다. 이에 두개골 이식편을 3D프린팅 기술로 맞춤 제작한 뒤 두개골 이식 성형수술을 실시했다.
이번에 이식한 3D프린팅 두개골은 한국생산기술연구원(원장 이영수) 강원지역본부 3D프린팅기술센터가 환자의 두상 모형을 재현해 맞춤 개발·제작한 것으로 순수 티타늄(Titanium) 소재로 만들어졌다. 지금까지 강도 유지를 위해 사용했던 알루미늄과 바나듐이 들어간 기존 티타늄 합금에 준하는 강도를 실현하는 공정기술로 개발됐다.
순수 타이타늄 소재는 인체에 무독하면서 가볍고 기계적 강도도 우수한 편이다. 하지만 알루미늄·바나듐·타이타늄 합금에 비해 강도가 60% 수준에 머물러 사용에 한계가 따랐다.
생기원 강원지역본부는 의료진이 요구하는 두개골 강도를 충족하기 위해 최소두께 제어기술을 적용하고 내부는 텅 빈 상태를 유지해 부피 대비 질량을 감소시켜 무게감을 최소화했다. 또 두개골 내부에 생긴 데드존(dead zone)을 전부 채울 수 있는 디자인으로 제작돼 두개골 이식 환자에게 긍정적인 영향을 미칠 수 있을 것으로 기대된다.
권정택 교수는 “골시멘트 등을 이용한 기존 두개골성형술은 함몰이 심할 경우 재료가 많이 들어가 무겁고, 환자의 뇌에 딱 맞는 모양을 만들기 어려웠으며, 수술 후 이물반응이나 세균감염에 따른 부작용 위험이 높았다”며 “이번 이식수술에 사용된 ‘순수 티타늄 소재 3D프린팅 두개골’은 무게감을 최소화한 것은 물론 영상정보를 활용해 환자의 두개골 특징에 맞게 제작돼 정밀도와 강도가 높다”고 설명했다. 이어 “두개골 내부의 빈 공간까지 채울 수 있어 수술 후 감염 및 합병증을 최소화하고 수술 시간을 크게 단축했다”고 덧붙였다.
권 교수는 2013년 6월 환자의 두상 모양을 그대로 본 따 재현한 3D프린팅 두상 모형을 활용해 뇌종양수술 시뮬레이션하는 데 성공했다.