<승진> ▲ 한국과학기술연구원 미래국방 국가기술전략센터장 김래현 ▲ 한국과학기술연구원 비상보안팀장 윤여복 <전보> ▲ 한국과학기술연구원 뇌질환극복연구단장 박기덕 ▲ 한국과학기술연구원 뇌융합기술연구단장 최낙원 ▲ 한국과학기술연구원 안전보건팀장 김성영 2022.9.1. 부. 끝. ○ 문의 : KIST 커뮤니케이션팀(T. 02-958-6313, 6165)

[인터뷰] 김익재 AI‧로봇연구소 소장 3D몽타주기술 등 공로로 공학한림원 ‘젊은 공학인상’ 수상 “AI 및 DNA 융합 활용 얼굴인식기술 등 도전, 세상에 도움 되는 기술 만들겠다” 지난해 우리나라 실종신고 접수건수는 약 4만1000여건으로 집계된다. 아동, 장애인, 치매환자 중에서도 아동실종 비율이 가장 높다. 실종 신고자를 찾는 비율은 90%이상이지만 골든타임 내 찾지 못하면 가족의 품으로 돌아갈 확률이 낮아진다. 아동실종의 경우 신고 12시간 후 찾을 확률은 42%, 일주일이 지나면 11%로 알려진다. 몇 해 전 실종 당시 13세였던 소년이 38년 만에 가족을 찾은 사례가 기적이라 불리는 것도 이 때문이다. 강산이 3번이나 변했을 시간, 서로가 기억하는 얼굴은 달라졌지만 KIST의 AI 기술은 실종자 얼굴을 또렷하게 그려냈다. KIST 김익재 AI·로봇연구소장이 연구개발하는 얼굴인식 기술, 객체 인식기술, 나이변환기술은 과학수사 수준을 한 단계 높였다고 평가받는다. 이 기술은 실종자를 넘어 범인 검거, 감염병 대응 발열체크 및 전자출입명부 등에 쓰이며 우리 미래를 바꿔놓고 있다. 김 소장은 인공지능 시각기술을 통해 3D몽타주기술과 얼굴인식 기술 등을 개발한 공로로 지난 3월 한국공학한림원 '젊은 공학인상'도 수상했다. 세상에 도움 줄 수 있는 기술개발을 꿈꾸는 엔지니어 김 소장을 만났다. 김익재 소장은 3D몽타주기술과 얼굴인식기술 등을 개발한 공로로 지난 3월 한국공학한림원 젊은공학인상을 수상했다. 3D몽타주기술과 얼굴인식기술 등을 개발한 공로로 공학한림원 젊은공학인상을 수상하셨다. 축하드린다. 소감 한 말씀 해주신다면. 제가 한 것에 비해 큰 상을 받은 것 같다. 상을 받기까지 많은 분들의 지원과 도움이 있었다. 그분들과 함께한 노력이 있었기에 대표해서 받았다고 생각한다. 공학자들은 결과물이 실제 쓰이고 많은 사람들에게 도움이 됐을 때 기쁨을 느낀다. 미흡하지만 더 가치 있고 도움이 되는 기술 개발을 위한 보람된 연구를 하겠다. 3D몽타주기술과 얼굴인식기술 등이 실제 경찰청 현장에 쓰이며 범인검거나 실종아동 찾기에 많은 도움이 되고 있다. 여기에 쓰인 '시각지능 기술'에 대해 설명해주신다면. 우리나라에서 인공지능은 알파고 붐으로 유명해졌다. 인공지능은 자연어처리, 음성인식, 예측, 자율주행 등 다양한 분야에 활용되는데 그 중 인공지능이 이미지 및 비디오로부터 사람처럼 사물을 검출하고, 추적하며 인식하는 것을 시각지능이라고 한다. 이 기술은 자율주행자동차와 지능형 CCTV 등에서 유망한 기술로도 꼽힌다. 도로상황과 교통상황 감지, 차간거리 유지 등 안전운전에 활용할 수 있고, CCTV에서 객체인식 및 위험상황 감지 등에서 활용이 기대된다. 특히 우리는 얼굴 및 객체 인식에 집중해 연구하는데, 출입통제나 비대면 본인인증 등에 활용할 수 있다. 인공지능시각 연구를 하게 된 계기는. 컴퓨터 또는 로봇이 이미지로부터 유용한 정보를 추출하고 이해하는 컴퓨터비전 기술에 오랜 기간 관심을 가졌다. 대학교를 다니며 기계학습을 공부했다. 대학원 시기인 90년 중반에 오늘날 딥러닝의 근간이 되는 인공신경망(Artificial Neural Network)이 각광을 받으며, 많은 것을 해결할 수 있을 것으로 기대됐고 나 역시 관심을 가지고 연구를 했지만, 단순한 네트워크로는 한계가 드러나며 지속적인 연구를 할 수 없었다. 그러다 딥러닝이 소개되며 다시 한 번 기계학습에 큰 변화가 생겼다. 딥러닝을 활용하여 컴퓨터비전 분야에서 한계를 극복한 여러 사례들이 소개됐고, 진행하고 있던 연구 분야에 딥러닝을 적용함으로써 보다 정확한 결과를 도출할 수 있었다. 지금도 더 완벽하고 정확한 결과를 만들기 위해 계속 연구를 하고 있다. 오랜 시간 연구자의 길을 걷고 있다. 연구에서 가장 중요한 점은 무엇이라고 보나. 연구는 혼자서도 할 수 있지만 여러 사람이 고민하고 문제를 풀면 혼자 도달할 수 없는 레벨까지 올라갈 수 있다. 경찰청에 쓰이는 기술도 KIST에서 많은 연구자들과 협력하지 않았다면 쉽지 않았을 것이다. 협력했기에 연 구성과를 낼 수 있었다는 것인가. 그렇다. 현재, 개발 마무리 단계에 있는 실종아동 수색을 위한 복합인지기술 등도 모두 협력의 결과물이다. 실종아동은 빨리 찾지 못하면 장기 실종될 확률이 높아진다. 골든타임을 놓치지 않기 위해 CCTV 분석을 하는데 다채널 기반 영상검출, 추적, 요약, 해상도 고도화, 측면얼굴 정면화 등 많은 기술이 필요하다. 이 시스템을 구축하기 위해 각 분야 전문가들과 협력하여 시스템을 하나로 만들고 있다. 비단 복합인지기술 뿐만 아니라 공학계 종합예술로 불리는 로봇기술도 마찬가지다. 하나의 완성된 시스템을 만들려면 여러 분야의 연구자 협력 없이는 어렵다. 경찰청에서 공식적으로 도입해 사용 중인 3D몽타주기술은 김익재 소장과 동료들이 함께 개발한 기술이다. 몽타주 생성 후 시간 흐름에 따른 변화 등이 적용 가능하다. KIST 3D몽타주기술은 경찰청에서 공식적으로 도입해 사용 중이다. 얼굴인식 기술 등을 하게 된 계기가 있나. 2010년경 경찰청에서 10여 년간 사용 중이던 기존 몽타주 기술의 고도화에 대한 요구가 있었다. 관련 과제 기획에 참여하면서, 얼굴 생성 및 인식에 연구를 하고 있었고, 관심도 많았었기에 연구 책임자를 맡아 연구를 시작할 수 있었다. 기존 몽타주 기술도 훌륭했지만 경찰관들이 사용하는 과정에서 나오는 새로운 요구사항을 반영하고, 신기술 접목하여, 새로운 몽타주 솔루션을 만들고 싶었다. 지금도 새로운 인공지능 기술을 접목하여 과거에는 불가능했던 부분을 고도화해 나가고 있다. 이미 상용화된 몽타주기술들이 있다. 기존 기술과 KIST 3D몽타주기술 차별성은. 몽타주를 생성하고, 오랜 시간이 흐른 경우, 몽타주를 현재 나이 모습에 맞게 변화시키고 싶은 경우가 있다. 나이변환 몽타주 기술이 그것이다. 그리고 오랜 시간 몽타주를 그렸음에도 목격자가 얼굴이 더 무섭게 생겼다고 말하는 경우가 있다. 미세한 조정이지만 많은 시간이 소요된다. 우리는 인공지능 기술을 통해, 이러한 기능을 가능케 할 수 있을 거라 믿었다. 사람의 무표정, 신뢰감 주는 인상, 무서운 인상 등 여러 데이터를 수집해 AI에 학습시켰다. 일일이 얼굴을 직접 수정하지 않고도 변화시킬 나이 대와 변화시킬 인상 값만 입력하면, 더 나이든 모습, 더 무서운 인상 등이 만들어지도록 했다. 현장에서도 많이 활용되고 반응이 좋아 기쁘게 생각한다. 3D몽타주 외 얼굴인식기술도 경찰청에 도입했다. CCTV가 보급되면서 DNA와 지문 외에도 영상으로 범죄자를 추적하자는 수요가 생겼다. 하지만 CCTV의 경우 카메라 설치 위치 때문에 얼굴 정면이 아닌 측면얼굴이 찍히고 모자나 마스크 등으로 가림이 있으며, 원거리 촬영일 경우 흐린 얼굴 사진이 많다. 우리는 다양한 얼굴 데이터베이스를 학습해 AI가 CCTV 영상을 보고 용의자 얼굴을 잘 인식할 수 있도록 학습모델을 설계했다. 멀리서 마스크를 쓴 지인을 알아보듯 흐리게 보이더라도, 가려진 상황일지라도 용의자를 잘 인식하는 AI모델 만들어 빠른 수색을 돕는 것을 핵심목표로 연구개발 중이다. 이 기술 시작은 범죄자 머그샷(범인을 식별하기 위해 구금 과정에서 촬영하는 얼굴사진) 촬영에서부터 시작된다. 기존에는 머그샷은 정면과 측면 사진만 촬영했다. 우리가 만든 동기화된 다중 얼굴촬영 기법으로 얼굴을 3차원화 할 수 있어 CCTV에 촬영된 얼굴 방향에 관계없이 인식이 가능해졌다. 몽타주 기술 개발하며 힘든 점은 없었나. 당초 과제에서 목표로 하는 핵심성과지표(KPI)가 설정되어 있었지만, 이왕이면 더 편리하고 많이 활용될 수 있도록 더 좋은 기능을 넣고 싶다는 욕심이 커 경찰청에 자주 드나들며 관계자분들을 많이 만났다. 그런데 과제시작단계인 2011년 개인정보보호법이 시행되면서 데이터 확보가 굉장히 어려웠다. 시작부터 난관이었지만 경찰청분들과 함께하는 많은 분들의 도움으로 조금씩 극복하며 연구할 수 있었다. 김익재 소장의 목표는 현장적용을 통해 많은 사람에게 도움 되는 기술을 개발하는 것이다. 그는 AI를 활용하면 목표를 더 빠르게 달성할 것으로 보고 있다. 얼굴인식기술로 파생된 기술도 많다들었다. 기술개발을 잘 했다고 느낀 때는. 코로나바이러스감염증19로 건물 내 출입 시 발열체크가 중요했다. 그런데 한명씩 체크를 하다 보니 출입하는데 많은 시간이 걸렸다. 우리는 얼굴인식 기술을 고도화해 출입자들의 얼굴을 확인함과 동시에 발열체크를 빠르게 할 수 있도록 시스템을 개발해 KIST내에 설치했으며, 여러 공공기관에 배치해서 빠르게 발열체크 및 출입제어를 할 수 있도록 도움을 주었다. 우리가 만든 나이변환 기술이 오랜 기간 헤어진 상태로 있는 장기실종자 가족을 돕기 위해 경찰청, 실종아동기관 등과 함께 꾸준히 활용되고 있다. 나이변환 기술과 관련하여, 가장 기억에 남는 것은 2015년 건국 70주년을 맞아 실향민을 대상으로 헤어진 가족 분들의 현재모습을 가족사진으로 만드는데 도움을 드렸다. 그리운 가족사진을 보며 많이 기뻐하시고 눈물을 흘리셨다. 우리 기술이 이런 분야에 활용될지 생각지 못했지만 많은 분들께 선물이 되었다는 점에서 개인적으로도 뜻깊었다. 연구자로서 오랜 길을 걸어오셨다. 후회는 없으신가. 벽에 부딪히면 힘들 순 있다. 하지만 뭐든지 잘되고 술술 풀리는 일이 있을까. 한계에 부딪히고 스트레스 받는 일은 모든 사람이 겪는다. 그 과정을 좀 더 인정하고 즐기는 것이 중요한 것 같다. 첫 술에 배부른 연구는 없다. 풀 수 없는 문제라는 생각보다 동료들과 협력해 해결하며 긍정적으로 생각하는게 필요하다. 무모하게 보여도 함께하면 가능하다. 도전할 수 있고 그 과정을 인정받을 수 있다는 점에서 연구자들은 많은 혜택을 받기에 이 길을 택한 것에 후회는 없다. 향후 계획은. 아까 말한 것처럼 얼굴인식기술을 좀 더 고도화할 계획이다. 인공지능이 얼굴 전체가 아닌 일부조각만으로 누군지 확인할 수 있는 기술을 개발하고 싶다. 또 부모의 유전자 분석을 통해 실종된 아이의 얼굴을 예측하는 연구도 유전자 전문가와 함께 고도화하겠다. AI·로봇연구소의 목표 중 하나가 인간을 이해하고 인간과 함께할 수 있는 안전하고 똑똑한 반려로봇을 만드는 것이다. 로봇이 사람과 어울리려면 주변사람들을 이해해야한다. 그래서 더 어렵지만 로봇과 함께 살아가는, 협력할 수 있는 미래를 꿈꾸며 연구하겠다. 특히 연구소장으로서 연구원들이 마음껏 창의성을 발휘할 수 있는 환경을 만드는데 집중하겠다. 마지막으로 하고 싶은 말. 우리는 늘 현장적용을 통해 많은 사람들에게 도움이 되는 기술 개발을 목표로 연구한다. AI는 현장적용을 앞당길 수 있기에 유리한 점이 많다고 생각한다. 주변에서 가능할지 의문을 갖는 프로젝트도 많다. 무모하다 말하지만 함께라면 할 수 있다. 끊임없이 도전하면서 연구 통해 많은 사람을 이롭게 하는 연구자로 기억되도록 계속 도전하겠다.

KIST, 자폐증 발현 특정 뇌활성 마커 규명 승부수 손톱만한 초소형 현미경으로 ‘자폐 뇌 활성화’ 비밀 밝힌다 매년 늘어나는 자폐 유병율 “신생아 진단 통해 맞춤형 치료 최선 다할 것” 최근 TV드라마 '이상한 변호사 우영우' 열풍이 거세지면서 주인공의 자폐 스펙트럼 장애(이하 자폐증)에 대한 관심도 높아지고 있다. 자폐증은 뇌발달장애의 한 종류로 우리나라의 경우 2%내외의 발병률을 가진다. 남녀비 5:1로 남자 아이들에게서 더 많이 발견된다. 전 세계적으로도 발병률이 높은데다 우리나라에서 유병율이 매년 꾸준히 늘고 있어 치료법이 시급하다. 하지만 자폐증에 대한 뚜렷한 원인이나 치료법은 명확히 밝혀지지 않은 상태다. 발달 장애 중 하나인 자폐증은 조기 발견해 치료함으로써 사회 적응력을 높여줘야 하지만 자폐진단은 빨라야 4~5세다. 이론적으로 생후 14개월 이후 자폐 진단이 가능하다고 알려져 있지만 전문의가 사회성, 언어, 반복행동 등을 진단해야해 초등학교에 들어가기 전 후에 자폐확정을 받을 확률이 높다. 신생아에서 자폐를 진단할 수 없을까? KIST가 자폐조기진단 및 치료제 개발에 도전장을 내밀었다. 자폐증을 앓는 환자에서 나오는 특정 뇌활성을 찾아 이제 막 태어난 초기 영아의 자폐를 진단한다는 계획이다. 연구는 이미 시작됐다. 모험적인 연구수행 결과물과 과정을 모두 성과로 인정해주는 KIST 내부과제 그랜드챌린지사업(이하 GC과제)을 통해서다. 추현아 뇌과학융합연구단 박사팀은 지난해 선정된 GC과제를 통해 초소형 형광 현미경을 개발하고 연속으로 뇌 활성을 추적, 자폐 동물에서 나오는 증상 특이적 뇌활성을 찾고 있다. KIST 뇌과학연구자의 상당수가 자폐증관련 연구를 진행 중이다. 여기에는 2017년 KIST에서 처음으로 자폐연구를 시작하고 기반을 구축한 김정진 뇌과학융합연구단 박사도 포함돼 있다. 김정진 박사는 "우리는 자폐증 증상을 가진 모델에서 핵심이 되는 뇌세포와 관련 기전을 발굴하여 어른 자폐증 증상에 중요할 가능성이 있는 특이 뇌활성을 추적하고 있다. 이를 신생아 수준에서도 확인해 자폐를 조기진단하고 맞춤형으로 치료할 수 있도록 할 것"이라고 설명했다. 손톱만한 크기 초소형 현미경, 뇌활성 연속추적! 자폐 비밀 밝힌다 KIST 뇌과학연구소. 연구실 안쪽으로 들어가니 머리에 칩을 심은 마우스들이 분주하게 케이지 안을 돌아다니고 있다. 칩을 컴퓨터 모니터와 연결시키자 희끗희끗한 장면이 포착됐다. 육안으로는 확인할 수 없는 뇌가 활성화되는 비밀스런 장면이다. "'소형 형광 현미경'입니다. 블록처럼 단순하게 생겼지만, 이 장비로 뇌활성을 연속 추적할 수 있어요." 김 박사가 소개한 초소형 형광 현미경은 마우스의 뇌처럼 작은 뇌의 활성을 연속 촬영할 수 있는 세계 몇 안 되는 장비 중 하나다. 증상별로 세포 단위의 이미징이 가능한 최신 연구 기술이다. 하지만 현재 기술로는 태아 수준의 이미징은 불가능하다. 이를 위해, KIST 연구진이 공동연구를 통해서는 더 작은 태아 수준에서도 이미징이 가능한 극초소형 이미징 기술을 개발중에 있다. 연구진은 이 현미경을 통해 자폐증을 앓는 환자에게서만 나오는 특정 뇌활성을 발달 초기 단계에 찾고자 노력하고 있다. 왜 하필 세포 특이적 뇌활성일까. 김 박사에 따르면 자폐 조기진단은 특이 관련 유전자를 찾는 많은 연구가 전 세계적으로 다양하게 진행돼왔다. 하지만 자폐 주요원인으로 밝혀진 유전자만 천여 개다. 조기진단을 위해 어떤 유전자를 타겟팅 해야할지 구분하는 것이 쉽지 않은 상황이다. 김 박사는 "이것이 저희가 뇌세포 활성에 좀 더 주목한 이유"라고 말한다. KIST는 지난 연구를 통해 성인 자폐군과 성인 정상군 사이의 뇌활성 세포 차이를 발견한바 있다. 예로 A라는 행동을 했을 때 정상인은 인지, 운동 등 그에 맞는 패턴으로 활성화되지만, 자폐군의 경우 세포의 활성이 규칙적이지 못한 것을 확인했다. 김 박사는 "기존 교과서에서는 신경세포를 단순히 몇가지로 나눴다. 세포와 자폐, 정상 사이에 연구가 잘 이뤄지기 어려웠다"며 "우리는 여러 세포를 분류하는 연구를 오랫동안 해왔다. 그 중 자폐와 연관된 독특한 세포를 찾았다. 이 세포를 조절했을 때 자폐에서 보이는 특이행동이 정상으로 바뀌는 것을 찾아냈다. 태아수준에서 신생아, 유아기까지 뇌활성 연속촬영을 통해 자폐 특이적 활성차이를 볼 수 있을 것으로 보고 연구 중이다. 이 같은 추적연구를 통해 정상군과 자폐군의 뇌활성 차이가 언제부터 시작되는지도 알 수 있을 것"이라고 말했다. 이어 그는 "뇌질환은 한순간이 아닌, 장기적으로 변화하며 행동변화를 일으킨다. 뇌활성을 연속으로 관찰하는 것은 치매와 같은 파킨슨병, 우울증, ADHD 등 진단에도 활용할 수 있을 것"이라고 기대했다. 조기치료 넘어 반복행동 자폐증상 완화 치료제 개발한다 드라마 속 우영우는 특정 분야에 뛰어난 능력을 보이는 서번트 증후군 발달장애를 갖는다. 하지만 모든 자폐증이 우영우와 같다고 생각하면 오산이다. 대부분의 자폐증은 사회성 발달장애, 언어발달장애, 행동발달장애 등으로 의사소통과 사회소통을 어려워해 고립되는 경우가 많다. 자폐 치료를 위한 약물이 개발되고 있지만 아쉽게도 자폐환자를 완벽하게 치료하는 약물은 없다. 처방되는 약은 대부분 과잉행동, 수면, 우울장애 등 자폐로 인해 동반되는 증상을 완화하는 약들이다. KIST는 자폐증상 중 가장 많이 나타나는 반복행동을 줄일 수 있는 기전과 약물을 찾았다. 이 약물이 다른 행동장애에 어떤 효과를 미칠지, 부작용은 없는지 등 자폐관련 치료제 개발 과제도 조기진단연구화 함께 수행 중이다. 김 박사는 "자폐환자숫자는 매년 증가추세지만 여전히 자폐환자를 둔 가정의 책임은 온전히 부모가 지고 있다. 자폐는 초창기에 발견해 치료 및 교육을 하는 것이 중요한데, 치매 등 다른 뇌질환에 비해 자폐는 국가차원의 지원이 없다. 좋은 의사선생님을 만나기 위해 발품을 파는 것도, 경제적 부담을 안는 것도 다 부모의 몫"이라며 "사회적으로 자폐를 책임질 수 있는 시스템이 만들어질 수 있도록 정부가정부와 국민이 뇌질환 기초연구에 많은 관심을 보여주길 바란다. KIST는 발견한 새로운 기전들이 실제 자폐 아이들에게 도움이 될 수 있는 기술이 되도록 열심히 하겠다“고 각오를 다졌다.

- KIST, 환자 뇌조직에서 시냅스 기능에 중요한 단백질 기능 저하 발견 - 헌팅턴병 시냅스 기능장애 회복 치료에 활용 모색 헌팅턴병(Huntington’s disease)은 헌팅틴(huntingtin) 유전자에 돌연변이가 생겨 발생하는 유전성 뇌질환이다. 보통 40세 전후에 발병한 후, 조절되지 않는 경련성 신체 움직임과 함께 성격변화, 치매 증상을 일으키며 결국 사망에 이르게 하지만 아직까지 치료법이 없는 퇴행성 뇌질환이다. 헌팅턴병 진행과정에서 뇌기능에 중요한 시냅스에 문제가 생기기 시작하고, 병이 진행되면서 결국 뇌의 선조체 부위 뇌세포가 파괴되어, 이러한 헌팅턴병 증상들을 일으킨다고 알려져 있다. 하지만 헌팅턴병 진행과정 중 뇌기능 장애 기전은 아직 정확히 밝혀지지 않았다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 뇌과학연구소 성지혜 책임연구원과 류훈 책임연구원 연구팀은 헌팅턴병 환자 뇌 조직에서 신경돌기 운동성 및 정상적인 시냅스 형성에 중요한 역할을 하는 FAK(Focal adhesion kinase) 단백질 활성이 현저히 감소하는 것을 발견했다고 밝혔다. 정상적인 뇌에서 활성화된 FAK 단백질은 신경돌기 운동성 및 정상적인 시냅스 형성에 필수적이기 때문에 뇌기능에 중요한 역할을 한다. KIST 연구진은 헌팅턴 세포 및 동물모델, 그리고 실제 헌팅턴 환자 뇌 조직까지 다양한 시스템에서 FAK 단백질 활성이 현저히 감소하는 것을 확인했다. 특히 이러한 결과를 형광공명에너지전달현상(Fluorescence Resonance Energy Transfer, FRET) 기반 형광분자센서를 통해 살아있는 세포에서 FAK 활성을 정확히 측정하여 검증했다. FAK 단백질이 정상적으로 활성화하기 위해서는 세포막에 존재하는 인지질 중 PIP2(phosphatidylinositol 4,5-biphosphate)가 필수적이다. 연구진은 초고해상도 형광 현미경(Super-resolved structured illumination microscopy)을 이용하여, 헌팅턴병 세포에서 PIP2가 돌연변이 헌팅틴 단백질과 비정상적으로 강하게 결합하면서 세포막내 정상적으로 분포하지 못하는 것을 발견했다. 헌팅턴병에서 이러한 비정상적 PIP2 분포는 FAK 단백질이 활성화 되는 것을 저해하고, 감소된 FAK 단백질 활성은 결국 정상적인 시냅스 기능을 방해하여 헌팅턴병 초기의 뇌기능장애의 원인이 된다. 성지혜 책임연구원은 “본 연구를 통해 밝혀낸 헌팅턴병 환자의 시냅스 기능장애 병리기전은 헌팅턴병 진행과정에서 뇌기능 장애 회복을 위한 치료 타겟으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 류훈 책임연구원은 “이번 연구 결과는 헌팅턴 환자의 뇌 조직에서 발견한 병리기전이기 때문에 실제 인간의 퇴행성 뇌질환에서 새로운 치료 타겟을 제시하는데 큰 의미가 있다”고 전했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) KIST 주요사업과 한국연구재단 중견연구자지원사업, 삼성미래기술육성사업으로 수행하였으며, 연구 결과는 국제 학술지인 Acta Neuropathologica [IF : 17.088, JCR(%) : 1.648 %] 최신호에 게재됐다. * (논문명) Decreased FAK activity and focal adhesion dynamics impair proper neurite formation of medium spiny neurons in Huntington’s disease - (제1저자) 한국과학기술연구원 이해님 학생, 현승재 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 성지혜, 류훈 책임연구원 그림 설명 [그림 1] 정상 및 헌팅턴병 환자의 뇌조직 내 FAK 활성화 정도 및 신경세포 돌기형성 차이 [그림 2] 돌연변이 헌팅틴의 인지질 분포변화를 통한 FAK 활성저해 기전

- KIST, 환자 뇌조직에서 시냅스 기능에 중요한 단백질 기능 저하 발견 - 헌팅턴병 시냅스 기능장애 회복 치료에 활용 모색 헌팅턴병(Huntington’s disease)은 헌팅틴(huntingtin) 유전자에 돌연변이가 생겨 발생하는 유전성 뇌질환이다. 보통 40세 전후에 발병한 후, 조절되지 않는 경련성 신체 움직임과 함께 성격변화, 치매 증상을 일으키며 결국 사망에 이르게 하지만 아직까지 치료법이 없는 퇴행성 뇌질환이다. 헌팅턴병 진행과정에서 뇌기능에 중요한 시냅스에 문제가 생기기 시작하고, 병이 진행되면서 결국 뇌의 선조체 부위 뇌세포가 파괴되어, 이러한 헌팅턴병 증상들을 일으킨다고 알려져 있다. 하지만 헌팅턴병 진행과정 중 뇌기능 장애 기전은 아직 정확히 밝혀지지 않았다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 뇌과학연구소 성지혜 책임연구원과 류훈 책임연구원 연구팀은 헌팅턴병 환자 뇌 조직에서 신경돌기 운동성 및 정상적인 시냅스 형성에 중요한 역할을 하는 FAK(Focal adhesion kinase) 단백질 활성이 현저히 감소하는 것을 발견했다고 밝혔다. 정상적인 뇌에서 활성화된 FAK 단백질은 신경돌기 운동성 및 정상적인 시냅스 형성에 필수적이기 때문에 뇌기능에 중요한 역할을 한다. KIST 연구진은 헌팅턴 세포 및 동물모델, 그리고 실제 헌팅턴 환자 뇌 조직까지 다양한 시스템에서 FAK 단백질 활성이 현저히 감소하는 것을 확인했다. 특히 이러한 결과를 형광공명에너지전달현상(Fluorescence Resonance Energy Transfer, FRET) 기반 형광분자센서를 통해 살아있는 세포에서 FAK 활성을 정확히 측정하여 검증했다. FAK 단백질이 정상적으로 활성화하기 위해서는 세포막에 존재하는 인지질 중 PIP2(phosphatidylinositol 4,5-biphosphate)가 필수적이다. 연구진은 초고해상도 형광 현미경(Super-resolved structured illumination microscopy)을 이용하여, 헌팅턴병 세포에서 PIP2가 돌연변이 헌팅틴 단백질과 비정상적으로 강하게 결합하면서 세포막내 정상적으로 분포하지 못하는 것을 발견했다. 헌팅턴병에서 이러한 비정상적 PIP2 분포는 FAK 단백질이 활성화 되는 것을 저해하고, 감소된 FAK 단백질 활성은 결국 정상적인 시냅스 기능을 방해하여 헌팅턴병 초기의 뇌기능장애의 원인이 된다. 성지혜 책임연구원은 “본 연구를 통해 밝혀낸 헌팅턴병 환자의 시냅스 기능장애 병리기전은 헌팅턴병 진행과정에서 뇌기능 장애 회복을 위한 치료 타겟으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 류훈 책임연구원은 “이번 연구 결과는 헌팅턴 환자의 뇌 조직에서 발견한 병리기전이기 때문에 실제 인간의 퇴행성 뇌질환에서 새로운 치료 타겟을 제시하는데 큰 의미가 있다”고 전했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) KIST 주요사업과 한국연구재단 중견연구자지원사업, 삼성미래기술육성사업으로 수행하였으며, 연구 결과는 국제 학술지인 Acta Neuropathologica [IF : 17.088, JCR(%) : 1.648 %] 최신호에 게재됐다. * (논문명) Decreased FAK activity and focal adhesion dynamics impair proper neurite formation of medium spiny neurons in Huntington’s disease - (제1저자) 한국과학기술연구원 이해님 학생, 현승재 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 성지혜, 류훈 책임연구원 그림 설명 [그림 1] 정상 및 헌팅턴병 환자의 뇌조직 내 FAK 활성화 정도 및 신경세포 돌기형성 차이 [그림 2] 돌연변이 헌팅틴의 인지질 분포변화를 통한 FAK 활성저해 기전

- KIST, 환자 뇌조직에서 시냅스 기능에 중요한 단백질 기능 저하 발견 - 헌팅턴병 시냅스 기능장애 회복 치료에 활용 모색 헌팅턴병(Huntington’s disease)은 헌팅틴(huntingtin) 유전자에 돌연변이가 생겨 발생하는 유전성 뇌질환이다. 보통 40세 전후에 발병한 후, 조절되지 않는 경련성 신체 움직임과 함께 성격변화, 치매 증상을 일으키며 결국 사망에 이르게 하지만 아직까지 치료법이 없는 퇴행성 뇌질환이다. 헌팅턴병 진행과정에서 뇌기능에 중요한 시냅스에 문제가 생기기 시작하고, 병이 진행되면서 결국 뇌의 선조체 부위 뇌세포가 파괴되어, 이러한 헌팅턴병 증상들을 일으킨다고 알려져 있다. 하지만 헌팅턴병 진행과정 중 뇌기능 장애 기전은 아직 정확히 밝혀지지 않았다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 뇌과학연구소 성지혜 책임연구원과 류훈 책임연구원 연구팀은 헌팅턴병 환자 뇌 조직에서 신경돌기 운동성 및 정상적인 시냅스 형성에 중요한 역할을 하는 FAK(Focal adhesion kinase) 단백질 활성이 현저히 감소하는 것을 발견했다고 밝혔다. 정상적인 뇌에서 활성화된 FAK 단백질은 신경돌기 운동성 및 정상적인 시냅스 형성에 필수적이기 때문에 뇌기능에 중요한 역할을 한다. KIST 연구진은 헌팅턴 세포 및 동물모델, 그리고 실제 헌팅턴 환자 뇌 조직까지 다양한 시스템에서 FAK 단백질 활성이 현저히 감소하는 것을 확인했다. 특히 이러한 결과를 형광공명에너지전달현상(Fluorescence Resonance Energy Transfer, FRET) 기반 형광분자센서를 통해 살아있는 세포에서 FAK 활성을 정확히 측정하여 검증했다. FAK 단백질이 정상적으로 활성화하기 위해서는 세포막에 존재하는 인지질 중 PIP2(phosphatidylinositol 4,5-biphosphate)가 필수적이다. 연구진은 초고해상도 형광 현미경(Super-resolved structured illumination microscopy)을 이용하여, 헌팅턴병 세포에서 PIP2가 돌연변이 헌팅틴 단백질과 비정상적으로 강하게 결합하면서 세포막내 정상적으로 분포하지 못하는 것을 발견했다. 헌팅턴병에서 이러한 비정상적 PIP2 분포는 FAK 단백질이 활성화 되는 것을 저해하고, 감소된 FAK 단백질 활성은 결국 정상적인 시냅스 기능을 방해하여 헌팅턴병 초기의 뇌기능장애의 원인이 된다. 성지혜 책임연구원은 “본 연구를 통해 밝혀낸 헌팅턴병 환자의 시냅스 기능장애 병리기전은 헌팅턴병 진행과정에서 뇌기능 장애 회복을 위한 치료 타겟으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 류훈 책임연구원은 “이번 연구 결과는 헌팅턴 환자의 뇌 조직에서 발견한 병리기전이기 때문에 실제 인간의 퇴행성 뇌질환에서 새로운 치료 타겟을 제시하는데 큰 의미가 있다”고 전했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) KIST 주요사업과 한국연구재단 중견연구자지원사업, 삼성미래기술육성사업으로 수행하였으며, 연구 결과는 국제 학술지인 Acta Neuropathologica [IF : 17.088, JCR(%) : 1.648 %] 최신호에 게재됐다. * (논문명) Decreased FAK activity and focal adhesion dynamics impair proper neurite formation of medium spiny neurons in Huntington’s disease - (제1저자) 한국과학기술연구원 이해님 학생, 현승재 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 성지혜, 류훈 책임연구원 그림 설명 [그림 1] 정상 및 헌팅턴병 환자의 뇌조직 내 FAK 활성화 정도 및 신경세포 돌기형성 차이 [그림 2] 돌연변이 헌팅틴의 인지질 분포변화를 통한 FAK 활성저해 기전

- KIST, 환자 뇌조직에서 시냅스 기능에 중요한 단백질 기능 저하 발견 - 헌팅턴병 시냅스 기능장애 회복 치료에 활용 모색 헌팅턴병(Huntington’s disease)은 헌팅틴(huntingtin) 유전자에 돌연변이가 생겨 발생하는 유전성 뇌질환이다. 보통 40세 전후에 발병한 후, 조절되지 않는 경련성 신체 움직임과 함께 성격변화, 치매 증상을 일으키며 결국 사망에 이르게 하지만 아직까지 치료법이 없는 퇴행성 뇌질환이다. 헌팅턴병 진행과정에서 뇌기능에 중요한 시냅스에 문제가 생기기 시작하고, 병이 진행되면서 결국 뇌의 선조체 부위 뇌세포가 파괴되어, 이러한 헌팅턴병 증상들을 일으킨다고 알려져 있다. 하지만 헌팅턴병 진행과정 중 뇌기능 장애 기전은 아직 정확히 밝혀지지 않았다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 뇌과학연구소 성지혜 책임연구원과 류훈 책임연구원 연구팀은 헌팅턴병 환자 뇌 조직에서 신경돌기 운동성 및 정상적인 시냅스 형성에 중요한 역할을 하는 FAK(Focal adhesion kinase) 단백질 활성이 현저히 감소하는 것을 발견했다고 밝혔다. 정상적인 뇌에서 활성화된 FAK 단백질은 신경돌기 운동성 및 정상적인 시냅스 형성에 필수적이기 때문에 뇌기능에 중요한 역할을 한다. KIST 연구진은 헌팅턴 세포 및 동물모델, 그리고 실제 헌팅턴 환자 뇌 조직까지 다양한 시스템에서 FAK 단백질 활성이 현저히 감소하는 것을 확인했다. 특히 이러한 결과를 형광공명에너지전달현상(Fluorescence Resonance Energy Transfer, FRET) 기반 형광분자센서를 통해 살아있는 세포에서 FAK 활성을 정확히 측정하여 검증했다. FAK 단백질이 정상적으로 활성화하기 위해서는 세포막에 존재하는 인지질 중 PIP2(phosphatidylinositol 4,5-biphosphate)가 필수적이다. 연구진은 초고해상도 형광 현미경(Super-resolved structured illumination microscopy)을 이용하여, 헌팅턴병 세포에서 PIP2가 돌연변이 헌팅틴 단백질과 비정상적으로 강하게 결합하면서 세포막내 정상적으로 분포하지 못하는 것을 발견했다. 헌팅턴병에서 이러한 비정상적 PIP2 분포는 FAK 단백질이 활성화 되는 것을 저해하고, 감소된 FAK 단백질 활성은 결국 정상적인 시냅스 기능을 방해하여 헌팅턴병 초기의 뇌기능장애의 원인이 된다. 성지혜 책임연구원은 “본 연구를 통해 밝혀낸 헌팅턴병 환자의 시냅스 기능장애 병리기전은 헌팅턴병 진행과정에서 뇌기능 장애 회복을 위한 치료 타겟으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 류훈 책임연구원은 “이번 연구 결과는 헌팅턴 환자의 뇌 조직에서 발견한 병리기전이기 때문에 실제 인간의 퇴행성 뇌질환에서 새로운 치료 타겟을 제시하는데 큰 의미가 있다”고 전했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) KIST 주요사업과 한국연구재단 중견연구자지원사업, 삼성미래기술육성사업으로 수행하였으며, 연구 결과는 국제 학술지인 Acta Neuropathologica [IF : 17.088, JCR(%) : 1.648 %] 최신호에 게재됐다. * (논문명) Decreased FAK activity and focal adhesion dynamics impair proper neurite formation of medium spiny neurons in Huntington’s disease - (제1저자) 한국과학기술연구원 이해님 학생, 현승재 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 성지혜, 류훈 책임연구원 그림 설명 [그림 1] 정상 및 헌팅턴병 환자의 뇌조직 내 FAK 활성화 정도 및 신경세포 돌기형성 차이 [그림 2] 돌연변이 헌팅틴의 인지질 분포변화를 통한 FAK 활성저해 기전

- KIST, 환자 뇌조직에서 시냅스 기능에 중요한 단백질 기능 저하 발견 - 헌팅턴병 시냅스 기능장애 회복 치료에 활용 모색 헌팅턴병(Huntington’s disease)은 헌팅틴(huntingtin) 유전자에 돌연변이가 생겨 발생하는 유전성 뇌질환이다. 보통 40세 전후에 발병한 후, 조절되지 않는 경련성 신체 움직임과 함께 성격변화, 치매 증상을 일으키며 결국 사망에 이르게 하지만 아직까지 치료법이 없는 퇴행성 뇌질환이다. 헌팅턴병 진행과정에서 뇌기능에 중요한 시냅스에 문제가 생기기 시작하고, 병이 진행되면서 결국 뇌의 선조체 부위 뇌세포가 파괴되어, 이러한 헌팅턴병 증상들을 일으킨다고 알려져 있다. 하지만 헌팅턴병 진행과정 중 뇌기능 장애 기전은 아직 정확히 밝혀지지 않았다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 뇌과학연구소 성지혜 책임연구원과 류훈 책임연구원 연구팀은 헌팅턴병 환자 뇌 조직에서 신경돌기 운동성 및 정상적인 시냅스 형성에 중요한 역할을 하는 FAK(Focal adhesion kinase) 단백질 활성이 현저히 감소하는 것을 발견했다고 밝혔다. 정상적인 뇌에서 활성화된 FAK 단백질은 신경돌기 운동성 및 정상적인 시냅스 형성에 필수적이기 때문에 뇌기능에 중요한 역할을 한다. KIST 연구진은 헌팅턴 세포 및 동물모델, 그리고 실제 헌팅턴 환자 뇌 조직까지 다양한 시스템에서 FAK 단백질 활성이 현저히 감소하는 것을 확인했다. 특히 이러한 결과를 형광공명에너지전달현상(Fluorescence Resonance Energy Transfer, FRET) 기반 형광분자센서를 통해 살아있는 세포에서 FAK 활성을 정확히 측정하여 검증했다. FAK 단백질이 정상적으로 활성화하기 위해서는 세포막에 존재하는 인지질 중 PIP2(phosphatidylinositol 4,5-biphosphate)가 필수적이다. 연구진은 초고해상도 형광 현미경(Super-resolved structured illumination microscopy)을 이용하여, 헌팅턴병 세포에서 PIP2가 돌연변이 헌팅틴 단백질과 비정상적으로 강하게 결합하면서 세포막내 정상적으로 분포하지 못하는 것을 발견했다. 헌팅턴병에서 이러한 비정상적 PIP2 분포는 FAK 단백질이 활성화 되는 것을 저해하고, 감소된 FAK 단백질 활성은 결국 정상적인 시냅스 기능을 방해하여 헌팅턴병 초기의 뇌기능장애의 원인이 된다. 성지혜 책임연구원은 “본 연구를 통해 밝혀낸 헌팅턴병 환자의 시냅스 기능장애 병리기전은 헌팅턴병 진행과정에서 뇌기능 장애 회복을 위한 치료 타겟으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 류훈 책임연구원은 “이번 연구 결과는 헌팅턴 환자의 뇌 조직에서 발견한 병리기전이기 때문에 실제 인간의 퇴행성 뇌질환에서 새로운 치료 타겟을 제시하는데 큰 의미가 있다”고 전했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) KIST 주요사업과 한국연구재단 중견연구자지원사업, 삼성미래기술육성사업으로 수행하였으며, 연구 결과는 국제 학술지인 Acta Neuropathologica [IF : 17.088, JCR(%) : 1.648 %] 최신호에 게재됐다. * (논문명) Decreased FAK activity and focal adhesion dynamics impair proper neurite formation of medium spiny neurons in Huntington’s disease - (제1저자) 한국과학기술연구원 이해님 학생, 현승재 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 성지혜, 류훈 책임연구원 그림 설명 [그림 1] 정상 및 헌팅턴병 환자의 뇌조직 내 FAK 활성화 정도 및 신경세포 돌기형성 차이 [그림 2] 돌연변이 헌팅틴의 인지질 분포변화를 통한 FAK 활성저해 기전

- KIST, 환자 뇌조직에서 시냅스 기능에 중요한 단백질 기능 저하 발견 - 헌팅턴병 시냅스 기능장애 회복 치료에 활용 모색 헌팅턴병(Huntington’s disease)은 헌팅틴(huntingtin) 유전자에 돌연변이가 생겨 발생하는 유전성 뇌질환이다. 보통 40세 전후에 발병한 후, 조절되지 않는 경련성 신체 움직임과 함께 성격변화, 치매 증상을 일으키며 결국 사망에 이르게 하지만 아직까지 치료법이 없는 퇴행성 뇌질환이다. 헌팅턴병 진행과정에서 뇌기능에 중요한 시냅스에 문제가 생기기 시작하고, 병이 진행되면서 결국 뇌의 선조체 부위 뇌세포가 파괴되어, 이러한 헌팅턴병 증상들을 일으킨다고 알려져 있다. 하지만 헌팅턴병 진행과정 중 뇌기능 장애 기전은 아직 정확히 밝혀지지 않았다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 뇌과학연구소 성지혜 책임연구원과 류훈 책임연구원 연구팀은 헌팅턴병 환자 뇌 조직에서 신경돌기 운동성 및 정상적인 시냅스 형성에 중요한 역할을 하는 FAK(Focal adhesion kinase) 단백질 활성이 현저히 감소하는 것을 발견했다고 밝혔다. 정상적인 뇌에서 활성화된 FAK 단백질은 신경돌기 운동성 및 정상적인 시냅스 형성에 필수적이기 때문에 뇌기능에 중요한 역할을 한다. KIST 연구진은 헌팅턴 세포 및 동물모델, 그리고 실제 헌팅턴 환자 뇌 조직까지 다양한 시스템에서 FAK 단백질 활성이 현저히 감소하는 것을 확인했다. 특히 이러한 결과를 형광공명에너지전달현상(Fluorescence Resonance Energy Transfer, FRET) 기반 형광분자센서를 통해 살아있는 세포에서 FAK 활성을 정확히 측정하여 검증했다. FAK 단백질이 정상적으로 활성화하기 위해서는 세포막에 존재하는 인지질 중 PIP2(phosphatidylinositol 4,5-biphosphate)가 필수적이다. 연구진은 초고해상도 형광 현미경(Super-resolved structured illumination microscopy)을 이용하여, 헌팅턴병 세포에서 PIP2가 돌연변이 헌팅틴 단백질과 비정상적으로 강하게 결합하면서 세포막내 정상적으로 분포하지 못하는 것을 발견했다. 헌팅턴병에서 이러한 비정상적 PIP2 분포는 FAK 단백질이 활성화 되는 것을 저해하고, 감소된 FAK 단백질 활성은 결국 정상적인 시냅스 기능을 방해하여 헌팅턴병 초기의 뇌기능장애의 원인이 된다. 성지혜 책임연구원은 “본 연구를 통해 밝혀낸 헌팅턴병 환자의 시냅스 기능장애 병리기전은 헌팅턴병 진행과정에서 뇌기능 장애 회복을 위한 치료 타겟으로 활용될 수 있을 것으로 기대한다”고 말했다. 류훈 책임연구원은 “이번 연구 결과는 헌팅턴 환자의 뇌 조직에서 발견한 병리기전이기 때문에 실제 인간의 퇴행성 뇌질환에서 새로운 치료 타겟을 제시하는데 큰 의미가 있다”고 전했다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호) KIST 주요사업과 한국연구재단 중견연구자지원사업, 삼성미래기술육성사업으로 수행하였으며, 연구 결과는 국제 학술지인 Acta Neuropathologica [IF : 17.088, JCR(%) : 1.648 %] 최신호에 게재됐다. * (논문명) Decreased FAK activity and focal adhesion dynamics impair proper neurite formation of medium spiny neurons in Huntington’s disease - (제1저자) 한국과학기술연구원 이해님 학생, 현승재 박사후연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 성지혜, 류훈 책임연구원 그림 설명 [그림 1] 정상 및 헌팅턴병 환자의 뇌조직 내 FAK 활성화 정도 및 신경세포 돌기형성 차이 [그림 2] 돌연변이 헌팅틴의 인지질 분포변화를 통한 FAK 활성저해 기전