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김지혜

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[과학을읽다]합성생물학자 韓 집결…'창업·상용화' 새 길 닦는 신세대 과학자들

아시아경제 (2025/09/29) [과학을읽다]합성생물학자 韓 집결…'창업·상용화' 새 길 닦는 신세대 과학자들 지난 26일 인천에서 폐막한 '한국생물공학회-아시아생물공학연합체 공동학술대회(KSBB-AFOB 2025)'는 아시아 생물공학계가 국제적 위상을 드러낸 자리로 평가된다. 이번 학술대회에는 한국생물공학회와 아시아생물공학연합체가 공동으로 주최해 세계 30여 개국의 연구자와 기업, 정책 관계자 3000여명이 참여했다. 합성생물학을 비롯한 첨단 생명공학 분야에서 최신 연구 성과와 산업화 사례가 집중적으로 공유되며, 한국과 아시아가 더 이상 단순한 추격자가 아니라 글로벌 연구의 한 축으로 부상하고 있음을 확인시켰다. 지난 26일 인천에서 폐막한 한국생물공학회-아시아생물공학연합체 공동학술대회(KSBB-AFOB 콘퍼런스 2025) 행사장에서 신진 연주자 5명이 아시아경제와 만났다. 사진 왼쪽부터 신종식 한국생물공학회 미디어홍보위원장(연세대 생명공학과 교수), 연영주 한국생물공학회 미디어홍보이사(강릉원주대 신소재·생명화학공학부 교수), 이정찬 한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터 선임연구원, 권준표 아주대학교 기계공학과 교수, 손보람 국민대학교 바이오발효융합학과 교수, 김종화 아시아경제 기자, 정우빈 포항공과대학교 화학공학과 교수, 김지혜 아주대학교 첨단바이오융합대학 교수, 김준형 한국생물공학회 조직위원장(동아대 화학공학과 교수). 한국생물공학회 제공 합성생물학은 DNA를 프로그래밍 언어처럼 다루고 세포를 회로처럼 설계해 새로운 기능을 만들어내는 학문이다. 단순히 유전자를 편집하는 수준을 넘어, 자연에 존재하지 않는 생물학적 시스템을 인공적으로 설계·구현할 수 있어 '생명공학의 차세대 패러다임'으로 불린다. 의약품, 친환경 에너지, 바이오소재 등 다양한 산업 분야에서 활용 가능성이 커 전 세계적으로 각광받고 있다. 특히 신진 연구자들의 활발한 참여는 학문적 성과를 넘어 창업과 상용화, 윤리·안전 문제까지 포괄하는 차세대 과학의 새로운 흐름을 보여줬다. 이번 국제학술대회에는 최근 국제 생물학계에서 주목받고 있는 신진 연구자 13명이 초청돼 자신의 연구 방향에 대해 강연하고, 새로운 지식을 공유하기도 했다. 이들 신진 연구자들 가운데 한국인 연구자 5명을 아시아경제가 만났다. 권준표 아주대학교 기계공학과 교수와 김지혜 아주대학교 첨단바이오융합대학 교수, 손보람 국민대학교 바이오발효융합학과 교수, 이정찬 한국과학기술연구원(KIST) 청정에너지연구센터 선임연구원, 정우빈 포항공과대학교 화학공학과 교수가 그들이다. 권준표·김지혜 교수는 올해 3월 임용됐고, 손보람·정우빈 교수는 지난해 9월 임용돼 1년을 채우지 못했다. 이 선임연구원은 지난 5월 KIST에 입사해 근무한 지 이제 4개월째다. 5명의 연구자 모두 파릇한 새내기 연구자인 셈이다. 물론 석·박사 때와 박사 후 연구원 시절까지 합치면 연구 기간은 길지만, 독립된 연구 주체인 교수와 선임연구원으로서의 삶은 이들에게 또 다른 시작이다. 김지혜 교수는 "공학적으로 새로운 사실을 발견하고 이해하는 과정에 큰 흥미를 느꼈다"면서 "특히 문제를 깊이 탐구하고 답을 찾아가는 과정에서 얻은 성취감이 저를 연구의 길로 이끌었다"고 연구자의 길로 들어서게 된 계기를 밝혔다. 김 교수는 임신·출산 후 모유를 수유하는 여성을 대상으로 아기들의 모유 섭취량을 측정하는 피부 부착용 웨어러블 디바이스를 개발했다. 이 제품은 저출산·고령화 시대에 모자 건강 관리의 새로운 돌파구가 되고 있다. 스마트폰으로 데이터를 바로 확인할 수 있는 진보된 시스템의 제품으로, 현재 미국에서 특허출원을 진행 중이며, 김 교수와 함께 연구했던 연구그룹에서 여러 기업과 상용화를 논의하고 있다. 자신이 연구했던 분야가 "산모랑 신생아들의 건강 관리를 위한 웨어러블 디바이스 같은 분야는 굉장히 소외된 연구 분야였다"면서 "개인적인 목표는 이런 소외당하는 분야에서 제가 조금 더 도움이 될 수 있는 기술을 개발하고 싶은 것"이라고 의욕을 보였다. 연구 윤리에 대한 고민도 깊다. 김지혜 교수는 모유 수유 여성 대상 웨어러블 기기를 개발하면서 체액 데이터 보안 문제를 가장 먼저 떠올렸다. "개인 동의를 반드시 받고 데이터를 연구 목적에 한정해 사용한다"는 원칙을 지키며, 광범위한 데이터 활용 시에도 철저한 보안 시스템을 갖추는 것이 필수라고 강조했다. 이처럼 신세대 연구자들의 키워드는 "상용화, 창업, 데이터 보안, 융합 연구"다. 연구실 성과에 머무르지 않고 사회 문제 해결과 산업적 확장까지 포괄하려는 의지가 넘쳐났다. 부족한 연구비와 인력난에도 불구하고 연구가 곧 사회적 기여이자 미래 세대를 위한 투자라는 믿음으로 이들은 나아가고 있다. 그들의 도전은 한국 과학기술의 내일을 밝히는 작은 불씨가 되고 있다.
최상돈

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김문석·최상돈 교수팀, 줄기세포 상처 치료 효율 높일 新소재 개발

아주뉴스 (2025/09/23) 김문석·최상돈 교수팀, 줄기세포 상처 치료 효율 높일 新소재 개발 아주대 연구진이 줄기세포와 드레싱제를 결합하는 방식으로 상처 치료를 위한 새로운 소재를 개발했다. 이를 활용하면 상처 치유의 속도를 개선할 뿐 아니라 줄기세포 치료의 효율성과 안정성을 동시에 높일 수 있어 새로운 치료의 패러다임을 제시할 수 있을 것으로 보인다. 김문석 교수(응용화학과·대학원 분자과학기술학과)·최상돈 명예교수(첨단바이오융합대학·대학원 분자과학기술학과) 연구팀은 줄기세포 유도형 창상 치유 드레싱 제형을 개발했다고 밝혔다. 해당 내용은 ‘P1 물질이 적재된 가교 결합 소장 점막하 조직 지지체를 기반으로 줄기세포 이동을 활용한 상처 치유 증진(Enhanced wound healing via stem cell migration using a substance P1-loaded cross-linked small intestinal submucosa scaffold)’이라는 논문으로 약효 향상 분야 국제 저널인 <저널 오브 컨트롤드 릴리즈(Journal of Controlled Release)>에 8월 온라인 게재됐다. 이번 연구에는 아주대 대학원 분자과학기술학과 석사과정을 마친 김신아 졸업생과, 대학원 분자과학기술학과 석사과정의 김예진 학생이 제1저자로 참여했다. 난치성 질환 치료제 활용을 위한 의료·친환경 소재를 개발하고 있는 ㈜메디폴리머(대표 김문석)도 연구에 함께 했다. 줄기세포(stem cell)는 인체의 세포와 조직을 이루는 근간이 되는 세포로, 반복적 분열·재생산을 통해 자기 복제가 가능하다. 또한 여러 특수화된 세포로 분화할 수 있는 독특한 능력을 지니고 있다. 이러한 특성 덕분에 기존 약물 치료나 수술만으로는 한계가 있던 여러 난치성 질환의 치료와 손상 조직의 재생 치료에 폭넓게 활용되고 있다. 상처가 발생하면 우리 몸은 염증 반응과 세포 재생 과정을 통해 손상 부위를 회복하려 하지만, 심한 손상이나 만성 상처의 경우 자연적인 회복만으로는 충분하지 않다. 이에 줄기세포 기반 치료법이 주목받고 있으나, 외부에서 채취·배양해 환자에게 주입한 줄기세포가 상처 부위에 안정적으로 자리 잡아 치료 효과를 오래 유지하기는 쉽지 않다. 체내 이식 후의 빠른 소실과 낮은 생착률 등의 문제로 실제 임상적 적용에는 많은 제약이 따랐기 때문이다. 줄기세포가 환자의 체내에 이식된 후, 질환 부위가 아닌 다른 장기나 조직으로 이동하면서 소실되고 생착률 또한 낮아지게 되는 것. 이렇게 되면 손상된 장기나 조직 미세환경에서의 줄기세포 기능은 떨어질 수밖에 없다. 아주대 연구팀은 외부 배양 줄기세포를 활용한 치료가 가진 이러한 근본적 한계점을 극복하기 위해, 새로운 융합적 치료 전략을 제안했다. 체내 이식한 대부분의 줄기세포를 손상된 질환 부위로 정확히 이동시키기 위해 AI를 활용해 발굴한 화학유인물질인 ‘SP1 펩타이드’를 소장점막하 드레싱제에 결합해 적용하는 복합적 접근 방식을 설계한 것이다. 이 새로운 방식은 주입된 외인성 줄기세포가 상처 부위에 적용된 소장점막하조직 드레싱제로 이동해 정착하고, 장기간 상처 치료 환경을 제공할 수 있다. ‘SP1 펩타이드’는 신경펩타이드 계열의 생리활성 물질로, 아주대 연구팀이 최근 AI를 기반으로 발굴한 화학유인물질(chemoattractant)이며 국내 및 미국에 특허 등록되어 있다. 이 물질은 손상된 조직 주변에 존재하는 줄기세포나 주입된 외인성 줄기세포가 상처 부위로 능동적으로 이동하도록 유도하며, 동시에 세포 내 신호 전달 경로를 활성화시켜 세포의 생존력과 증식 능력을 증대시키는 역할을 한다. 연구팀이 활용한 드레싱제는 소장점막하조직 유래 탈세포화 외기질(extracellular matrix, ECM)로, ECM의 고유한 생화학적 신호와 함께 삼차원적 인체 조직과 유사한 다공 형태 구조의 미세환경을 가지고 있다. 연구팀은 이러한 복합 전략을 활용한 창상 동물모델 실험을 통해, 단순 줄기세포 주입만으로는 얻을 수 없었던 시너지 효과를 확인했다. 화학유인물질 SP1 펩타이드와 소장점막하조직 드레싱을 동시에 적용했을 때 줄기세포가 상처 부위에 체류하는 시간이 유의미하게 연장됐고, 창상에 신생혈관 형성이 촉진되어 산소와 영양분 공급이 원활해짐으로써 상처 회복이 가속화됐다. 더불어 면역조절 효과가 동반되어 염증 반응이 조절됐고, 이는 치료 과정 중 발생할 수 있는 부작용을 현저히 줄였다. 연구를 주도한 김문석 교수는 “이번 연구를 통해 줄기세포 질환 타깃 치료의 효율성과 안정성을 동시에 높일 수 있는 새로운 개념의 치료 패러다임을 제시한 셈”이라고 설명했다. 최상돈 명예교수는 “난치성 창상처럼 임상적 치료가 어려운 질환에 적용될 수 있는 가능성이 높아, 조직재생의공학 분야에서 차세대 창상 치료제로 발전할 것으로 기대한다”라고 전했다. 이번 연구는 한국연구재단 미래소재디스커버리 및 미래융합파이오니어사업의 지원을 받아 수행됐다.
첨바융이 하나되는 날 (We are Bio!) (2)

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' 2025 미국 첨단바이오 Top 대학 탐방 프로젝트 성과발표회'가 진행되었습니다! 참가 학생들은 탐방을 통해 얻은 경험과 생각을 직접 발표하며, 배운 점과 느낀 바를 공유했습니다. 각 팀은 방문한 대학과 연구기관에 배운 주요 활동과 연구 내용을 정리하여 발표하였습니다. 생생한 탐방 후기를 통해 바이오 분야에 대한 이해를 넓히며, 글로벌 인재로 한층 더 성장하게 된 뜻깊은 시간이었습니다.