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mRNA 백신의 안전성 높이는 ‘지질 나노입자 조성 방법’ 개발

이온화 지질 함량 조정·독성 완화한 ‘지질 나노입자 조성 방법’이 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST)은 뇌융합기술연구단 방은경·금교창 박사팀이 가톨릭대학교 의생명과학과 남재환 교수팀, 서울대학교병원 핵의학과 윤혜원 교수팀과 공동연구를 통해 독성이 완화된 mRNA 백신용 신규 지질 나노입자 조성 방법을 개발했다고 6월 23일 밝혔다. 연구팀은 mRNA 백신의 독성을 완화하기 위해 이온화 지질에 상응하는 면역 증강 효과가 있으면서도 독성이 없는 트레할로스(trehalose) 당지질에 주목했다. 염증 완화 효과가 있다고 알려진 트레할로스는 수소결합을 통해 mRNA와 상호작용이 가능하며 불포화지방산을 도입해 고깔 형태의 구조로 합성할 수 있다. 또한, 트레할로스 당지질은 체내 면역 인자의 수용체와 결합하는 리간드(ligand)로 작용해 면역 증강 효과를 지닌다. 지질 나노입자 내 트레할로스 당지질의 함량을 조절한 결과, 전체 지질 중 이온화 지질의 함량을 기존 50%에서 25%로 줄이고 트레할로스 당지질을 25% 추가한 새로운 지질 나노입자 조성 방법을 개발했다. 신규 지질 나노입자를 mRNA 구조체 플랫폼과 결합해 인플루엔자 mRNA 백신으로서 효능을 검증한
- 김민준 기자
- 2024-06-24 05:04
KIST, 바이오 분야 공공연구기관 간 소통·협력 MOU 체결

바이오분야 공공연구기관 협의체가 출범했다. 한국과학기술연구원(KIST)는 과학기술정보통신부와 바이오분야 13개 공공연구기관이 모여 상호 소통 및 협업을 통해 국민들이 체감할 수 있는 핵심 성과를 창출하기 위해 ‘바이오분야 공공연구기관 협의체’를 구성하고 6월 18일 공공연구기관 간 양해각서 체결식을 개최했다고 밝혔다. 최근 정부는 첨단바이오를 미래 국가기술 경쟁력의 3대 게임체인저 중 하나로 인식하고 첨단바이오 분야에서 글로벌 선도국으로 도약하기 위한 국가 전략인 ‘첨단바이오 이니셔티브’를 발표한 바 있다. ‘첨단바이오 이니셔티브’를 차질 없이 추진하고 첨단바이오 분야에서 기술경쟁력을 확보하기 위해서는 바이오 분야 연구개발(R&D)의 한 축을 담당하고 있는 공공연구기관이 상호 협력해 역량을 최대한 결집하는 것이 필수적이다. 이번 협의체는 이러한 인식에서 구성된 것이며, 13개 바이오분야 공공연구기관과 대통령실, 과기정통부 등 정부가 참여해 기관 간 협력연구 주제를 발굴하고 첨단바이오 육성 방안에 대해 논의하는 등 상호 소통 및 협업의 구심점 역할을 수행한다. 협의체에 참여하는 공공연구기관은 국립보건연구원, 국립암센터, 안전성평가연구소, 한국과학기술연구
- 김민준 기자
- 2024-06-18 16:30
콜라겐 마이크로젤 신소재 기반 차세대 줄기세포 치료제 개발

중증하지허혈로 인한 절단 막는 줄기세포 치료제가 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST)은 생체재료연구센터 김상헌 박사 연구팀이 신소재 마이크로젤을 이용한 줄기세포의 자기조립화 플랫폼 기술을 통해 3차원 줄기세포 중증하지허혈 치료제를 개발했다고 25일 밝혔다. 연구팀은 콜라겐 하이드로젤을 마이크로 단위의 크기로 가공해 체내 이식이 쉽고 균일한 세포분포도를 갖는 다공성의 3차원 조직체를 만들었다. 세포외 기질의 구성성분인 콜라겐은 생체적합성과 세포 활성이 우수해 마이크로젤의 입자와 줄기세포 내 콜라겐 수용체 간 상호작용을 촉진함으로써 세포의 자기조립을 유도할 수 있으며, 마이크로젤 입자 사이의 간격은 3차원 조직체의 기공률을 높여 약물 전달효율과 세포 생존율을 향상한다. 특히, 연구팀이 개발한 마이크로젤-줄기세포 조직체는 세포만으로 구성된 조직체 대비 더 많은 혈관신생인자를 발현해 높은 혈관 재생 능력을 보였다. 중증하지허혈을 가진 실험용 쥐의 근육조직에 마이크로젤-줄기세포 조직체를 주입한 결과, 세포 단독 조직체 대비 혈류 흐름은 약 40% 증가했고 하지 근육 및 혈관 재생 비율은 60% 높아져 혈류량과 허혈 부위의 괴사를 예방하는 효과를 확인할 수 있었다.
- 김민준 기자
- 2024-02-26 08:29
망막 내 염증 억제하는 新약물·하이드로젤 개발

실명을 유발하는 망막 질환을 획기적으로 늦추는 치료법이 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST)은 뇌과학연구소 임매순 박사 연구팀이 경희대학교(총장 한균태) 오승자 교수, 서울대학교(총장 유홍림) 이강원 교수와 함께 망막 내 염증 환경을 억제할 수 있는 새로운 약물을 제안하고, 염증 부위에 약물을 효과적으로 전달할 수 있는 하이드로젤을 개발했다고 21일 밝혔다. 노인성 황반변성과 망막색소변성은 안구 뒤편의 신경 조직인 망막에서 빛을 생체 신호로 변환하는 광수용체 세포가 점차 손상돼 실명을 초래하는 치명적인 안과 질환이다. 노인성 황반변성은 노화로 인해 망막 중앙 부분인 황반에서 변화가 일어나는 질환으로 65세 이상 노인의 실명 원인 1위로 꼽힌다. 망막색소변성은 망막 주변에서 광감각 세포의 변화가 일어나는 유전적인 질환으로, 전세계적으로 약 4000명 중의 1명 정도 발병하며, 초기에는 야맹증으로 시작되나 나중에는 시력을 잃어버리게 된다. 현재 두 질환 모두 완치가 불가능하며, 항염증제를 안구 내에 주사해 망막 손상의 진행 속도를 늦추는 것이 최선의 방법이나, 약물 주사 방식은 약제가 안구 내에 머무르는 동안에만 효과가 지속되기 때문에 증상에 따라 4주에서 1
- 김민준 기자
- 2024-01-22 05:22
쉽고 간편히 중증 노인성 질환 진단 가능한 ‘글루타민 측정센서’ 개발

‘화합물 유도 단백질 조립’ 원리를 통해 복잡한 측정 과정과 고가의 분석 장비 없이도 글루타민 농도를 빠르고 정확하게 측정할 수 있는 기술이 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST)은 천연물소재연구센터 서문형 박사팀이 천연물인포매틱스연구센터 박근완 박사팀과 함께 기존 대비 편리성과 정확도 높인 새로운 글루타민 측정 센서 개발을 개발했다고 24일 밝혔다. 연구팀은 글루타민 결합 단백질을 2개의 인공 단백질로 분리한 후 시료와 결합해 혈액 내 글루타민의 농도를 간편하게 측정할 수 있는 ‘화합물 유도 단백질 조립’ 원리의 글루타민 측정용 센서 단백질 ‘Q-SHINE’을 개발했다. 실험 결과, Q-SHINE 센서는 글루탐산, D-글루타민과 같은 유사한 구조의 아미노산에는 반응하지 않는 고선택성을 보였다. 이를 통해 측정할 수 있는 글루타민의 최저 농도는 1마이크로몰(µM, 1몰의 100만분의 1)으로, 연구용 키트로 가장 많이 사용되는 효소반응 분석법보다 20배 더 낮은 농도의 글루타민까지 측정할 수 있는 것으로 확인됐다. 또한, 센서 단백질을 대장균에서 손쉽게 생산할 수 있어 연구용 키트로도 수억 원 상당의 분석 장비와 동일한 수준의 글루타민 농도 분석이 가능해졌다
- 김민준 기자
- 2023-08-25 05:06
나노소포체로 면역반응 조절하는 ‘심근경색 치료법’ 나왔다

세포사멸이 유도된 섬유아세포로부터 유래된 나노소포체를 활용해 면역반응을 조절하는 방식의 심근경색 치료법이 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST)은 생체재료연구센터 정윤기 책임연구원과 이주로 박사 연구팀이 가톨릭대학교 의과대학 박훈준 교수, 박봉우 박사와 함께 새로운 심근경색 치료법을 개발했다고 6일 밝혔다. 연구팀은 세포 내 생화학적 변화에 의해 자살하는 사멸세포(Apoptotic Cell)를 원료로 하는 나노의약품을 통해 심장근육의 염증반응을 감소시킴으로써 중증 심근경색 치료의 가능성을 확인했다. 이러한 반응은 허혈성 심근경색 질환 부위에 특이적인 펩타이드와 대식세포 섭식에 특이적인 물질을 섬유아세포 표면에 부착함으로써 가능했는데, 이를 위해 연구팀은 표면이 개량된 섬유아세포의 세포사멸을 유도하여 항염증적인 특성을 가지면서도 심근경색 부위에 있는 대식세포에 특이적으로 전달될 수 있는 나노소포체를 개발했다. 동물실험에서는 쥐에게 정맥주사된 나노소포체가 심근경색 부위로 효과적으로 전달되고, 대식세포에만 특이적으로 다량 유입된 것을 확인했다. 그 결과, 좌심실의 수축력을 나타내는 지표인 ‘좌심실 박출률(LVEF)’이 4주 동안 대조군에 비해서 1.5배 이상 증가
- 김민준 기자
- 2023-08-07 05:00
질병청, KIST와 감염병 위기 대응 협력 MOU 체결

질병관리청과 한국과학기술연구원이 과학적인 감염병 대응을 위해 손을 잡았다. 질병관리청은 한국과학기술연구원(KIST)과 감염병 위기 대비 과학적 대응을 강화하기 위해 양해각서(MOU)를 체결하고, 그 시작을 알리는 국제심포지엄을 서울 포시즌스호텔에서 개최했다고 8월 1일 밝혔다. 이번 협력 양해각서에 따라 질병관리청과 한국과학기술연구원은 감염병 위기 상황으로부터 국민건강 보호에 필요한 대응을 위한 공동의 노력을 기울이기로 합의했으며, ▲다학제적 공동연구 ▲정책 제언 및 기술지원 ▲과학 기반 감염병 대응 연구 ▲연구 협의체 설치 등의 협력을 추진할 예정이다. 또한, 양 기관은 양해각서 체결에 이어 감염병 예측·최적 정책 마련 및 다양한 분야의 과학 기반 감염병 대응 필요성이 커지는 상황에서 국내외 전문가와 함께 근거 기반 신종감염병 대비･대응을 위한 국제심포지엄을 개최한다. 이번 심포지엄은 총 2부로 구성되며, 1부에서는 ‘감염병 위기 대응을 위한 과학 기반 연구의 활용과 중요성’에 대한 발표가 이뤄졌고, 2부에서는 질병관리청과 KIST의 과학의 감염병 적용 연구를 비롯해 국내 전문가 패널토의가 진행됐다.
- 김민준 기자
- 2023-08-01 16:59
넥스트앤바이오, “늘고 있는 동물대체시험, 인체 모사 오가노이드가 최적의 대안 될 것”

오가노이드 기반 신약개발 및 정밀의료 플랫폼 기업 넥스트앤바이오(공동대표 이현숙, 양지훈)와 한국과학기술연구원(KIST) 최낙원 책임연구원은 세계 임상시험의 날(5월 20일)을 맞아 신약 개발 과정에서 전임상시험의 중요성과 동물시험 대체 모델로서 오가노이드의 장점 및 활용 가치에 대해 설명했다. 신약 개발은 크게 후보물질 발견 후 동물 등을 대상으로 하는 전임상시험과 사람을 대상으로 치료제의 안전성과 효과를 확인하는 임상시험의 단계로 진행된다. 특히 임상시험은 비용과 시간이 많이 소요되기 때문에, 이를 줄이고 성공률을 높이기 위해서는 전임상 단계에서 실패 가능성이 큰 후보물질을 미리 걸러내야 한다. 하지만 최근 전임상시험 단계에서의 생명윤리 문제와 동물시험 결과의 인체적용에 대한 한계가 지속적으로 제시되면서, 전세계적으로 동물대체시험법 도입을 위한 연구와 제도마련이 속속 진행되고 있다. 미국 식품의약국(FDA, Food and Drug Administration)은 신약 개발을 위한 동물시험 의무화 규정을 84년만에 폐기했고, 영국의 웰컴 생어연구소(Wellcome Sanger Institute)는 2021년에 동물 시험실을 폐쇄했다. 국내에서도 2017년
- 이윤희 기자
- 2023-05-24 05:36
소프트 광결정 로봇으로 인체에 유해한 메탄올 검출하는 센서 개발

야누스 (Janus) 구조를 가지는 소프트 로봇을 제조하고, 메탄올 검출 스마트 센서로 개발하는 데 성공했다. 한국과학기술연구원(KIST)은 기능성복합소재연구센터 김대윤 박사, 탄소융합소재연구센터 전승렬 박사, 전북대학교(JBNU) 고분자나노공학과 정광운 교수 연구팀이 주변 환경에 반응해 자유롭게 움직이는 소프트 로봇을 개발했다고 밝혔다. 메탄올은 과다 섭취 시 인체에 두통, 구토, 어지러움, 시력장애 등 치명적인 영향을 미칠 수 있으나 에탄올보다 값이 70% 이상 저렴해 코로나19 이후 오남용 피해사례가 증가하고 있다. 먼저 연구팀은 문어와 같은 연체동물의 자유로운 움직임에 착안해 소프트 로봇의 움직임을 치밀한 컴퓨팅으로 제어하기보다 주변 환경에 자동적으로 반응하도록 맡겨두는 방식을 채택했다. 즉, 유연하지만 팽창되는 능력이 서로 다른 두 종류의 고분자 필름을 패터닝해 주변 환경에 따라 소프트 로봇이 자연스럽게 원하는 방향으로 굽힘, 접힘, 비틀림과 같은 움직임을 갖도록 한 셈이다. 또한, 나비와 같은 곤충에게서 볼 수 있는 나선형 나노 구조를 소프트 로봇에 도입해 다양한 색깔의 빛을 선택적으로 반사하는 광결정 특성을 보이게 하였다. 이를 통해 주변 환경이
- 김민준 기자
- 2023-02-15 12:00
신경전달물질 구분·고감도 정량검출 바이오센서 개발

체액에서 신경전달물질들을 구분하고 정확한 양을 측정할 수 있는 바이오센서가 개발됐다. 한국과학기술연구원(KIST)은 생체분자인식연구센터 정영도·이관희 박사팀이 이 같은 바이오센서를 개발했다고 14일 밝혔다. 연구팀은 신경전달물질이 선택적으로 흡착될 수 있는 다공성 재료인 전도성 MOF를 필름 형태로 제작해 현장형 전기신호 센서에 적용했다. 그 결과, 각 신경전달물질들은 그 크기, 전하세기, 화학결합 친화도의 차이에 따라 MOF에 흡착되는 정도가 다르기 때문에 신경전달물질의 종류와 양에 따라 특이적인 전기 신호의 패턴을 만드는 바이오센서를 만들 수 있었다. 특히, 이 바이오센서는 화학구조가 유사한 여러 종의 신경전달물질을 정확하게 구분했고, 고감도 정량검출이 가능하다. 예를 들면 우울증 환자에게서는 세로토닌이, 파킨슨병 환자에서는 도파민이 낮은 농도로 관찰되는데 본 시스템을 활용하면 다종의 바이오센서 없이 한 번에 여러 신경전달 물질의 불균형을 측정할 수 있다. 연구진은 “개발된 기술은 신경전달물질의 정량적 분석결과를 기반으로 정신질환을 조기에 진단할 수 있다는 장점이 있다”라며 “추후 임상중개 연구로 확장해 MRI, CT 등 추가의 정밀검사가 필요한 대상을
- 김민준 기자
- 2023-02-14 12:00

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UPDATE: 2024년 11월 22일 14시 55분