전통문화산업 R&D platform 구축 우리나라의 과학기술 수준에 비하여 상대적으로 낙후된 전통문화산업을 획기적으로 발전시킬 수 있는 R&D 플랫폼을 구축합니다. 전통문화산업 발전을 위한 인력 DB, 산/학/연/관 기술협력 촉진을 위한 협의체 구성, 전통문화산업 현장 기술애로 해소, 전통 우수제품의 마케팅 지원, 지적재산권 확보 및 산업계 교육을 통한 인력 양성 등의 내용이 포함됩니다.

전통문화와 과학기술 융합으로 새로운 가치 창출 - 전통르네상스지원단, 4월 18일「전통문화과학기술 지역협력워크숍」개최 한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 미래창조과학부(장관 최양희)가 2016년 7월부터 시행하고 있는 전통문화융합연구사업의 일환으로, 전통르네상스지원단(단장 홍경태(KIST))이 주관하는 「전통문화과학기술 지역협력 워크숍 : 전북지역의 전통문화산업 육성을 위한 과학기술의 역할」을 4월 18일(화) 전북대학교 박물관에서 개최했다고 밝혔다. 이번 워크숍은 과학기술과의 융합을 통하여 전통문화산업의 기술 역량을 강화하고, 새로운 성장동력으로 나아갈 수 있는 방안을 모색하기 위해 마련되었다. ※ (주최) 미래창조과학부, 한국연구재단, 전통문화과학기술협의회, (주관) 전통르네상스지원단, 전북대 무형문화연구소, 한국전통문화전당, 전북창조경제혁신센터, (후원) 전라북도, 전주시 전라북도지역의 대표적인 전통문화산업인 한지와 옻칠 분야의 사례와 지원방안을 중심으로 ‘전통문화의 재발견과 새로운 가치창출’을 위한 ‘담론의 장’을 제공하는 동시에 과학기술과의 실질적인 협력을 추진할 수 있는 전통문화산업의 힘찬 ‘도약의 장’이었다. 과학기술 융합을 통한 전통문화 내재 가치의 산업화？고부가가치화를 실현하기 위해 산？학？연 기술협력 네트워크인「전통문화과학기술협의회」를 중심으로, 전통문화·과학기술계 전문가, 전통문화산업체 관계자가 참여하여 한지와 옻칠 분야의 과학기술 융합 성과사례 등을 발표하였다. 전통문화과학기술협의회는 분야별 전문기관, 교육기관, 협회·조합, 연구기관, 과학관 등 16개 관계기관이 참여하고 있고, 전통문화자원에 현대 과학기술을 접목하여 전통문화산업의 기술혁신 생태계 구축 및 경쟁력 강화를 목적으로 구성되었다. 동 협의회는 산업 현장의 애로기술 발굴부터 기술인력 양성, 연구개발과 사업화 지원까지 전주기를 아우르는 협력을 추진 중이며, 운영은 전통문화 장인, 대학·출연연 연구자 등 산·학·연 전문가로 구성된 ‘전통르네상스지원단’에서 맡고 있다. 특히, 이 날 행사에서는 한지와 옻칠 분야의 사례와 지원방안에 대한 발표가 이어져, 한국과학기술연구원(KIST) 한호규 전통문화과학기술연구단장이 국내외 옻칠연구의 동향을 소개하고, 옻칠이 활용된 ‘자동차내장재’(남원옻칠사업단), ‘옻칠한지장판’(명품한지마루), ‘한지를 이용한 사진 인쇄 기술 사례’(지숨), 가벼우면서도 강한 한지의 장점을 살린 ‘한지가죽’(조현진한지연구소), 물에 젖어도 ‘찢어지지 않는 창호지’(고감한지앤페이퍼)와 같은 전문기관과 민간기업의 창의적 시도와 과학기술 융합 제품도 전시될 예정이다. 전통르네상스지원단 홍경태 단장은 “전통문화에 현대기술을 융복합하여 새로운 시장을 만들어 낼 수 있는 산업을 육성하는 방안을 모색하고 실천하겠다.”라며, “이번 전라북도의 한지와 옻칠을 중심으로 시작한 워크숍을 계기로 차후에도 다른 지역으로 이어지는 연속성 있는 워크숍을 개최하여 지역에 기반을 둔 전통문화산업이 육성될 수 있도록 기여하고자 한다.”고 밝혔다.

전통문화자원ㆍ현대과학기술 융？복합 전통소재 및 기술 등의 전통문화자원을 현대의 첨단과학기술과 융ㆍ복합하여 전통제품의 개량ㆍ개선 (spin-in) 또는 이들로부터 신산업을 창출 (spin-out) 할 수 있는 연구과제를 발굴합니다.

전통소재 분석기 전통소재 및 기술을 현대적인 첨단 화학？물리 분석기법을 활용하여 분석함으로서 전통소재 및 기술의 우수한 점을 알아낼 수 있습니다. 이를 토대로 전통소재 및 기술의 발전 및 신산업을 선도하고 스토리텔링의 근거를 마련할 수 있습니다.

전통소재？기술을 헌대과학기술과 융복합하여 전통문화자원의 개량？개선, 전통문화산업의 발전 및 신산업 창출 - 선진외국과 비교하여 상대적으로 낙후된 전통문화산업을 우리나라의 전통문화자원 및 현대과학기술의 융복합을 통하여 발전시키는 토대를 만듦. - 전통문화산업에 사용되는 소재, 자원, 공정을 개량？개선하여 전통문화산업 발전의 생태계를 조성함 - 전통과학기술의 원리규명을 통하여 전통문화산업의 발전을 도모하고 발굴된 원리를 현대과학기술과 적용함으로서 신산업을 창출함 - 전통문화산업 발전을 위한 연구기획 - 전통문화산업체의 기술상담, 산업현장 멘토링, 애로기술을 발굴 및 지원 1H NMR spectrum of major component of Oriental Lacquer Film produced by the combination of Oriental Lacquer and polymer SAM images of Ag paste electrically conductive film using Oriental Lacquer Color change of eco-friend ceramic pigment by heat treatment Myoung oil produced from natural perilla oil by revival

요즘 언론 등에서 ‘전환’이란 용어를 쉽게 접하게 된다. 이를 강조하기 위해 ‘대전환’이라는 표현도 등장한다. 자본주의 대전환, 문명의 대전환, 부의 대전환 등 서점가도 ‘전환’으로 넘친다. 사전에서 ‘방향이나 상태 등을 바꾸다’로 풀이하는 전환이 익숙한 발전·진보·혁신이란 용어를 대체해 나가는 이유는 무얼까? 우선, 코로나가 덮친 혼돈의 시대에 사회가 큰 기로에 서 있다는 인식에 기인할 것이다. 이보다 더 큰 이유는 ‘지속 가능성’ 때문이 아닐까. 오랜 기간 과학과 산업의 영역에서 발전·혁신은 기존 체제를 부수면서 진보하는 파괴적인 경향을 보여 왔다. 토머스 쿤은 이를 ‘과학혁명’으로, 조지프 슘페터는 ‘창조적 파괴’로 설명했다. 기존 과학이 설명하지 못하는 현상이 누적되면 새로운 학설의 등장으로 대변혁을 맞는다. 수많은 기술과 제품은 새로운 혁신이 만드는 질서와 생태계 속에서 재편되고 소멸돼 왔다. 하지만 전환은 기존 체계와의 대립적 발전보다는 보완적 진보의 취지를 담고 있는 듯하다. 아주 긴 맥락에서 보면 인류의 역사는 거대한 전환의 역사였다. 원시시대부터 사용한 불의 관리 방식과 나무·석탄·석유 등으로 이어진 연소원의 대체는 다름 아닌 에너지 전환의 과정이었다. 디지털의 기원도 짧게는 모스부호와 튜링머신에서, 길게는 고대 남미 원주민과 중국 주나라 때부터 사용됐다는 봉화에서 찾는 학자들도 있다. 2진법을 완성한 라이프니츠가 주역의 음양사상에서 영감을 받았다는 것도 널리 알려진 사실이다. 꺼짐과 켜짐이란 단순한 원리는 그 시대의 지식·기술과 접목되면서 인류의 삶에 거대한 변화를 가져왔다. 전환이란 사회적 현상을 연구하는 학자들은 ‘전환의 과정’을, 사회적 요구(landscape)가 만들어낸 거대한 압력이 기술적·제도적 돌파구를 여는 동인으로 작용해 기존 방식에 균열(niche)을 만들면서 전환의 방향을 이끌어갈 새로운 체계를 형성한다고 설명한다. 이미 압력은 임계점을 지나고 있다. 이제는 균열을 만들 시발점(triggering point), 즉 게임 체인저를 찾고 체계 형성을 가속화할 정치·제도·문화적 인프라와 공감대 구축이 시대적 과제로 등장했다. 그동안 인류가 쌓아온 과학기술, 경제사회 시스템은 상상을 ‘가능(availability)’하게는 했지만, 이상을 ‘지속 가능(sustainability)’하게까지는 하지 못했다. 디지털뉴딜, 그린뉴딜 등이 사회의 핵심 어젠다로 등장한 이유도 여기서 찾을 수 있다. 전환의 시대는 관점의 대전환을 요구한다. 최근의 디지털 전환의 본질은 기존 것을 대체·파괴하기보다는 아날로그에 지능이란 생명을 불어넣는 데 있고, 수소경제로의 전환도 지구의 지속 가능성을 담보할 수 있는 수준으로 탄소 자원 의존도를 낮추는 데 있을 것이다. 우리는 기대한 것과 배치되고 모순되는 결과가 나타나는 어떤 현상에 종종 역설이나 저주라는 단어를 붙여 설명하곤 한다. 성장·자원·혁신 등의 단어에 주로 사용된다. 기후변화와 양극화는 자연과 사회를 덮친 수많은 대립적·배타적 성장과 혁신의 역설이 낳은 산물이다. 전환은 역설과 저주의 시대를 극복하고 넘어서려는 노력이다. 그리고 이것이 피지컬 시대에서 디지털 시대로, 엔진 시대에서 모터 시대로, 그리고 탄소의 시대에서 수소의 시대로 바뀌는 이 시점에 우리가 전환의 관점에 주목해야 하는 이유다. 출처 : 문화일보 (http://www.munhwa.com/news/view.html?no=2021052801033311000001)

한국과학기술연구원(KIST, 원장 이병권)은 12월 4일 KIST 서울 본원에서 젊은 연구자들이 서로의 자유로운 연구 아이디어를 공유하고 선배 연구원들의 연구수행 노하우를 전수받는 ‘KIST R&D EXPO 2014’를 개최했다고 밝혔다. ‘KIST R&D EXPO’는 KIST가 정부에서 직접 출연하는 예산(이하 ‘출연금’)으로 한 해 동안 어떠한 성과를 도출하였는가를 국민들에게 알리기 위해 지난 2012년부터 개최하고 있다. 2014년에는 신진 연구자들의 창의적 아이디어를 발굴하고, 실질적인 융합연구를 촉진하기 위해 다양한 행사가 열렸다. 오전에는 개방형 융합 연구가 실질적으로 이루어질 수 있도록, KIST의 지난 50년간 축적된 융합연구 노하우를 공유하는 프로그램이 마련되었다. △‘암 표적에만 결합하는 나노신소재 개발’ 등 우수한 연구 성과로 주목받고 있는 ‘김광명 박사’가 연구 중심의 시각이 아닌 다른 관점에서의 연구 수행방법과 실패사례 등을 발표하고, △ 개방형 연구사업 단장 이상협 박사가 개방형 융합연구 , △ 정두석 박사가 국제협력, △정병화 박사가 출연(연)간 협력, △최인석 박사가 출연금 사업을 바탕으로 대형사업을 유치한 사례 등을 발표했다. 오후에는 서로 다른 연구를 수행하는 신진연구자들이 팀을 이루어 아이디어를 제안하고 이를 선정하는 Pioneership Award를 개최했다. 평가에는 해당 분야의 전문가 그룹뿐 아니라, 학생, 행정 인력 등이 일반평가자로 참여해, 일반인들도 이해할 수 있고 일상 생활과 밀접한 아이디어가 가산점을 받을 수 있도록 했다. 수상팀에게는 후속 연구를 위한 연구비가 지원된다. 원급 이하의 젊은 연구자들이 주저자인 논문을 발표하는 ‘주니어 학회’는 원급 연구원, 비정규직 연구원 및 석·박사 과정의 학생들 등 KIST의 미래를 이끌 젊은 연구인력이 본인의 논문과 연구를 소개하는 시간을 가졌다. 한편, 부대행사로 미래 과학기술을 선도할 차세대 과학 인재들의 참신한 이이디어와 창의적이고 도전적인 시각을 발굴하기 위한 ‘KIST R&D 학생 idea 공모전’에 대한 시상식이 진행되었다. 학생 idea 공모전에는 과학관련 동호회를 포함하여 중？고등학생 198명이 지원하였으며, 변리사, 연구원, 과학교사의 심의를 거쳐 12건의 아이디어가 선정되었다. 또한, KIST 패밀리 기업을 대상으로 한 상용화 기술 및 미활용 특허 이전식과 KIST와 협력 연구를 수행 한 외부 연구책임자 중 우수자를 선발해 시상하는 우수 협력연구 과제 책임자 시상식도 함께 진행되어 산？학？연 협력의 장이 마련되었다. KIST 이병권 원장은 “KIST R&D EXPO는 연구자가 중심이 되어 자체적으로 준비팀을 만들고, 내용과 형식을 채워가는 행사”라고 말하며, “융합연구를 하라고 지시하기 보다는, 연구자간 서로 어떤 연구를 하고 있는지 먼저 알고, 자발적으로 참여할 수 있는 장을 마련하는 것이 금번 행사의 취지”라고 밝혔다. ○ 첨부 : KIST R&D EXPO 2014 일정

- 분자의 기계적 움직임으로 세포에 침투하여 사멸시키는 '나노머신' 개발 - 암세포 근처에서만 풀리는 걸쇠 분자를 이용하여 암세포만 선택적으로 침투 단백질은 몸 안에서 에너지를 활용해 기계적 움직임으로 구조를 변화하고 생명현상에 관여한다. 단백질의 아주 작은 구조적 변화까지도 생명현상에 지대한 영향을 끼치기 때문에 단백질은 생물학적 ‘나노머신’에 비유된다. 이런 단백질을 모사한 나노머신을 개발하여 세포 환경에서 움직임을 구현하고자 하는 시도는 최근에 많은 조명을 받고 있다. 하지만, 나노머신으로 의미있는 움직임을 구현하고, 이를 의약학적으로 적용하려는 시도는 세포가 스스로를 보호하려는 다양한 기작들로 인해 어려움을 겪고 있다. 한국과학기술연구원 (KIST, 원장 윤석진) 생체분자인식연구센터 정영도 박사팀은 울산과학기술원(UNIST, 총장 이용훈) 에너지화학공학과 곽상규 교수팀, 화학과 유자형 교수팀, 퓨전바이오텍의 김채규 박사와의 공동연구를 통해 암세포 등 특정 세포 환경에서 접힘, 펴짐 등 분자의 움직임을 통해 세포막을 뚫고 침투해 세포를 죽이는 새로운 방식의 생화학적 나노머신을 개발했다고 밝혔다. 공동연구팀은 단백질의 계층적 구조에 주목했다. 단백질은 거대 구조의 축과 실제 움직이는 부분이 계층적으로 분리되어 축을 중심으로 특정 부분만 의도적으로 움직일 수 있다. 하지만 움직이는 부분과 축이 같은 계층에 있도록 설계된 대부분의 기존 나노머신의 경우 동시에 두 부분이 같이 움직이게 되어 특정 부분을 의도대로 조종하기 어려웠다. 연구진은 2nm 수준의 금나노입자와 주변 환경에 따라 접히고 펴질 수 있는 분자를 각각 합성하고 결합해 계층적 구조의 나노머신을 만들었다. 이 나노머신은 움직이는 유기분자와 축이 되는 거대 구조인 무기나노입자로 움직임과 방향을 정의해 세포막을 만나면 접히고 펴지는 기계적 움직임을 보였고 세포에 직접 침투해 세포소기관을 망가뜨려 사멸을 유도했다. 이러한 방식은 치료용 약물을 전달하는 방식의 캡슐형 나노 전달체와 달리 항암제를 사용하지 않고 기계적 움직임을 통해 암세포를 직접 죽이는 새로운 방식이다. 연구팀은 한발 더 나아가 나노머신의 암세포 사멸에 더욱 적합하게 기계적 움직임을 제어하기 위해 걸쇠 분자를 나노머신에 끼워넣었다. 끼워넣은 걸쇠 분자는 낮은 pH 환경에서만 풀리도록 설계해 상대적으로 pH가 높은 정상 세포(pH 7.4 내외)에서는 나노머신의 움직임이 제한되어 세포안으로 침투 할 수 없었다. 하지만 암세포 주변(pH 6.8 내외)의 낮은 pH에서 나노머신은 걸쇠 분자가 풀려 기계적 움직임이 유도되고 암세포에 침투하는 결과를 확인했다. KIST 정영도 박사는 “개발한 나노머신은 단백질들이 환경에 따라 형태를 바꾸어 생물학적 기능을 수행하는 것에서 아이디어를 얻었다. 약물 없이 나노머신에 붙은 분자의 기계적 움직임으로 직접 암세포에 침투하여 사멸시키는 새로운 방식을 제시하였고, 기존 항암치료의 부작용을 극복할 수 있는 새로운 대안이 될 수 있다.” 라고 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙)의 지원을 받아 KIST의 주요사업과 한국연구재단 중견 연구자 사업 및 바이오의료기술사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 화학 분야의 권위지인 ‘Journal of the American Chemical Society’ (IF: 15.42) 최신 호에 게재 및 Supplementary Cover에 선정되었다. * (논문명) Stimuli-Responsive adaptive nanotoxin to directly penetrate the cellular membrane by molecular folding and unfolding - (제 1저자, 교신저자) 한국과학기술연구원 정영도 선임연구원 - (교신저자) 울산과학기술원 곽상규 교수 - (교신저자) 퓨전바이오텍 김채규 박사 - (교신저자) 울산과학기술원 유자형 부교수 그림설명 [그림 1] 암세포만 골라 침투하여 죽이는 나노머신과 그 작동원리 [그림 2] 암세포에 분자의 기계적 움직임을 이용하여 세포 속으로 직접 침투하고, 세포내 소기관을 망가뜨려 암 세포를 죽이는 나노머신

- 분자의 기계적 움직임으로 세포에 침투하여 사멸시키는 '나노머신' 개발 - 암세포 근처에서만 풀리는 걸쇠 분자를 이용하여 암세포만 선택적으로 침투 단백질은 몸 안에서 에너지를 활용해 기계적 움직임으로 구조를 변화하고 생명현상에 관여한다. 단백질의 아주 작은 구조적 변화까지도 생명현상에 지대한 영향을 끼치기 때문에 단백질은 생물학적 ‘나노머신’에 비유된다. 이런 단백질을 모사한 나노머신을 개발하여 세포 환경에서 움직임을 구현하고자 하는 시도는 최근에 많은 조명을 받고 있다. 하지만, 나노머신으로 의미있는 움직임을 구현하고, 이를 의약학적으로 적용하려는 시도는 세포가 스스로를 보호하려는 다양한 기작들로 인해 어려움을 겪고 있다. 한국과학기술연구원 (KIST, 원장 윤석진) 생체분자인식연구센터 정영도 박사팀은 울산과학기술원(UNIST, 총장 이용훈) 에너지화학공학과 곽상규 교수팀, 화학과 유자형 교수팀, 퓨전바이오텍의 김채규 박사와의 공동연구를 통해 암세포 등 특정 세포 환경에서 접힘, 펴짐 등 분자의 움직임을 통해 세포막을 뚫고 침투해 세포를 죽이는 새로운 방식의 생화학적 나노머신을 개발했다고 밝혔다. 공동연구팀은 단백질의 계층적 구조에 주목했다. 단백질은 거대 구조의 축과 실제 움직이는 부분이 계층적으로 분리되어 축을 중심으로 특정 부분만 의도적으로 움직일 수 있다. 하지만 움직이는 부분과 축이 같은 계층에 있도록 설계된 대부분의 기존 나노머신의 경우 동시에 두 부분이 같이 움직이게 되어 특정 부분을 의도대로 조종하기 어려웠다. 연구진은 2nm 수준의 금나노입자와 주변 환경에 따라 접히고 펴질 수 있는 분자를 각각 합성하고 결합해 계층적 구조의 나노머신을 만들었다. 이 나노머신은 움직이는 유기분자와 축이 되는 거대 구조인 무기나노입자로 움직임과 방향을 정의해 세포막을 만나면 접히고 펴지는 기계적 움직임을 보였고 세포에 직접 침투해 세포소기관을 망가뜨려 사멸을 유도했다. 이러한 방식은 치료용 약물을 전달하는 방식의 캡슐형 나노 전달체와 달리 항암제를 사용하지 않고 기계적 움직임을 통해 암세포를 직접 죽이는 새로운 방식이다. 연구팀은 한발 더 나아가 나노머신의 암세포 사멸에 더욱 적합하게 기계적 움직임을 제어하기 위해 걸쇠 분자를 나노머신에 끼워넣었다. 끼워넣은 걸쇠 분자는 낮은 pH 환경에서만 풀리도록 설계해 상대적으로 pH가 높은 정상 세포(pH 7.4 내외)에서는 나노머신의 움직임이 제한되어 세포안으로 침투 할 수 없었다. 하지만 암세포 주변(pH 6.8 내외)의 낮은 pH에서 나노머신은 걸쇠 분자가 풀려 기계적 움직임이 유도되고 암세포에 침투하는 결과를 확인했다. KIST 정영도 박사는 “개발한 나노머신은 단백질들이 환경에 따라 형태를 바꾸어 생물학적 기능을 수행하는 것에서 아이디어를 얻었다. 약물 없이 나노머신에 붙은 분자의 기계적 움직임으로 직접 암세포에 침투하여 사멸시키는 새로운 방식을 제시하였고, 기존 항암치료의 부작용을 극복할 수 있는 새로운 대안이 될 수 있다.” 라고 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙)의 지원을 받아 KIST의 주요사업과 한국연구재단 중견 연구자 사업 및 바이오의료기술사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 화학 분야의 권위지인 ‘Journal of the American Chemical Society’ (IF: 15.42) 최신 호에 게재 및 Supplementary Cover에 선정되었다. * (논문명) Stimuli-Responsive adaptive nanotoxin to directly penetrate the cellular membrane by molecular folding and unfolding - (제 1저자, 교신저자) 한국과학기술연구원 정영도 선임연구원 - (교신저자) 울산과학기술원 곽상규 교수 - (교신저자) 퓨전바이오텍 김채규 박사 - (교신저자) 울산과학기술원 유자형 부교수 그림설명 [그림 1] 암세포만 골라 침투하여 죽이는 나노머신과 그 작동원리 [그림 2] 암세포에 분자의 기계적 움직임을 이용하여 세포 속으로 직접 침투하고, 세포내 소기관을 망가뜨려 암 세포를 죽이는 나노머신

- 분자의 기계적 움직임으로 세포에 침투하여 사멸시키는 '나노머신' 개발 - 암세포 근처에서만 풀리는 걸쇠 분자를 이용하여 암세포만 선택적으로 침투 단백질은 몸 안에서 에너지를 활용해 기계적 움직임으로 구조를 변화하고 생명현상에 관여한다. 단백질의 아주 작은 구조적 변화까지도 생명현상에 지대한 영향을 끼치기 때문에 단백질은 생물학적 ‘나노머신’에 비유된다. 이런 단백질을 모사한 나노머신을 개발하여 세포 환경에서 움직임을 구현하고자 하는 시도는 최근에 많은 조명을 받고 있다. 하지만, 나노머신으로 의미있는 움직임을 구현하고, 이를 의약학적으로 적용하려는 시도는 세포가 스스로를 보호하려는 다양한 기작들로 인해 어려움을 겪고 있다. 한국과학기술연구원 (KIST, 원장 윤석진) 생체분자인식연구센터 정영도 박사팀은 울산과학기술원(UNIST, 총장 이용훈) 에너지화학공학과 곽상규 교수팀, 화학과 유자형 교수팀, 퓨전바이오텍의 김채규 박사와의 공동연구를 통해 암세포 등 특정 세포 환경에서 접힘, 펴짐 등 분자의 움직임을 통해 세포막을 뚫고 침투해 세포를 죽이는 새로운 방식의 생화학적 나노머신을 개발했다고 밝혔다. 공동연구팀은 단백질의 계층적 구조에 주목했다. 단백질은 거대 구조의 축과 실제 움직이는 부분이 계층적으로 분리되어 축을 중심으로 특정 부분만 의도적으로 움직일 수 있다. 하지만 움직이는 부분과 축이 같은 계층에 있도록 설계된 대부분의 기존 나노머신의 경우 동시에 두 부분이 같이 움직이게 되어 특정 부분을 의도대로 조종하기 어려웠다. 연구진은 2nm 수준의 금나노입자와 주변 환경에 따라 접히고 펴질 수 있는 분자를 각각 합성하고 결합해 계층적 구조의 나노머신을 만들었다. 이 나노머신은 움직이는 유기분자와 축이 되는 거대 구조인 무기나노입자로 움직임과 방향을 정의해 세포막을 만나면 접히고 펴지는 기계적 움직임을 보였고 세포에 직접 침투해 세포소기관을 망가뜨려 사멸을 유도했다. 이러한 방식은 치료용 약물을 전달하는 방식의 캡슐형 나노 전달체와 달리 항암제를 사용하지 않고 기계적 움직임을 통해 암세포를 직접 죽이는 새로운 방식이다. 연구팀은 한발 더 나아가 나노머신의 암세포 사멸에 더욱 적합하게 기계적 움직임을 제어하기 위해 걸쇠 분자를 나노머신에 끼워넣었다. 끼워넣은 걸쇠 분자는 낮은 pH 환경에서만 풀리도록 설계해 상대적으로 pH가 높은 정상 세포(pH 7.4 내외)에서는 나노머신의 움직임이 제한되어 세포안으로 침투 할 수 없었다. 하지만 암세포 주변(pH 6.8 내외)의 낮은 pH에서 나노머신은 걸쇠 분자가 풀려 기계적 움직임이 유도되고 암세포에 침투하는 결과를 확인했다. KIST 정영도 박사는 “개발한 나노머신은 단백질들이 환경에 따라 형태를 바꾸어 생물학적 기능을 수행하는 것에서 아이디어를 얻었다. 약물 없이 나노머신에 붙은 분자의 기계적 움직임으로 직접 암세포에 침투하여 사멸시키는 새로운 방식을 제시하였고, 기존 항암치료의 부작용을 극복할 수 있는 새로운 대안이 될 수 있다.” 라고 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부(장관 임혜숙)의 지원을 받아 KIST의 주요사업과 한국연구재단 중견 연구자 사업 및 바이오의료기술사업으로 수행되었으며, 연구 결과는 화학 분야의 권위지인 ‘Journal of the American Chemical Society’ (IF: 15.42) 최신 호에 게재 및 Supplementary Cover에 선정되었다. * (논문명) Stimuli-Responsive adaptive nanotoxin to directly penetrate the cellular membrane by molecular folding and unfolding - (제 1저자, 교신저자) 한국과학기술연구원 정영도 선임연구원 - (교신저자) 울산과학기술원 곽상규 교수 - (교신저자) 퓨전바이오텍 김채규 박사 - (교신저자) 울산과학기술원 유자형 부교수 그림설명 [그림 1] 암세포만 골라 침투하여 죽이는 나노머신과 그 작동원리 [그림 2] 암세포에 분자의 기계적 움직임을 이용하여 세포 속으로 직접 침투하고, 세포내 소기관을 망가뜨려 암 세포를 죽이는 나노머신