시냅스 접착 단백질 ‘PTPδ’에 의한 시냅스 생성 및 수면을 조절하는 시냅스 분자기전이 밝혀졌다. 기초과학연구원(IBS) 시냅스 뇌질환 연구단 김은준 단장 연구팀은 신경전달의 기본 단위인 시냅스 생성과 수면 조절의 연관성을 규명했다. 뇌에 존재하는 수많은 신경세포는 시냅스(synapse)를 통해 신호를 주고받는다. 시냅스는 신경세포 간 혹은 신경세포와 다른 신경세포가 만나는 접합 부위로, 전시냅스(presynapse)와 후시냅스(postsynapse)로 구성됐다. 전시냅스에서 나온 신경전달물질을 후시냅스의 신경전달물질…
뇌 시냅스 접착 단백질(PTPσ)이 기억 관련 시냅스 기능을 조절하고, 새로운 자극에 대한 뇌 기능 활성화에 관여하는 것으로 나타났다. 인간의 뇌는 새로운 물건이나 사람, 환경 및 상황에 더 민감하게 반응하고 이를 기억한다. 새로움에 대한 인식은 인간의 생존에 필수적이며, 새로움을 추구하는 뇌기능은 인간의 본성과도 연관이 있다. 하지만 이와 관련된 구체적 기전에 대해서는 알려진 바가 거의 없었다. 기초과학연구원(IBS)…
나노입자, 암세포 산성 환경에서 결정화 기존 항암치료는 암세포 뿐 아니라 정상세포도 공격한다. 때문에 암세포만 골라 제거하기 위한 연구가 활발하다. 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질 연구단 바르토슈 그쥐보프스키 그룹리더와 연구진은 전하를 띠는 리간드를 부착한 금속 나노입자를 이용해 암세포를 선택적으로 파괴하는 데 성공했다. 나노입자는 정상세포와 암세포가 공통으로 갖는 ‘리소좀(Lysosome)’ 내부로 침투하는데, 이 나노입자는 암세포 내에서만 덩어리를 이뤄 리소좀을 망가뜨리고 세포를…
RNA전사체 모두 분석 기초과학연구원 RNA 연구단 김빛내리 단장・장혜식 연구위원 연구팀은 질병관리본부 국립보건연구원과의 공동 연구를 통해 코로나바이러스감염증-19의 원인인 사스코로나바이러스-2(SARS-CoV-2)의 고해상도 유전자 지도를 완성했다. 연구팀은 두 종류의 차세대 염기서열 분석법(나노포어 직접 RNA 시퀀싱, 나노볼 DNA 시퀀싱)을 활용해 사스코로나바이러스-2가 숙주세포 내에서 생산되는 RNA전사체를 모두 분석했다. 이 분석에서 바이러스 유전자의 정확한 위치를 찾아내는 한편, 기존 분석법으로는 확인되지 않았던 RNA들을…
치매 원인 단백질의 섬유화 정도로 치매를 진단할 수 있게 됐다. 기초과학연구원(IBS) 나노구조물리 연구단 이영희 단장과 연구진은 분광학을 이용해 대표적인 치매 원인 단백질인 베타-아밀로이드(Aβ42)의 섬유화 진행 단계를 측정하는 데 성공하고, 이를 치매 진단의 새로운 지표로 제시했다. 치매 정도를 최초로 물리적 수치로 정량화 해 증상 발현 전 조기 진단이 가능해질 것으로 기대된다. 뇌에서는 대사활동의 부산물로 상당량의 노폐물이…
기초과학연구원(IBS) 나노입자연구단 박정원 연구위원 연구팀은 호주 모나쉬대, 미국 로렌스버클리국립연구소와 함께 0.02nm까지 관찰할 수 있는 분석기법을 개발, 개별 나노입자의 3차원 구조를 원자 수준에서 포착하는데 성공했다. 연구진은 액상 투과전자현미경(liquid cell TEM)을 이용해 가장 작은 원소인 수소보다 1/6 작은 수준의 정확도로 나노입자를 관찰했다. 액상 투과전자현미경은 나노입자가 존재하는 환경인 액체에서 전자를 이용해 이미지를 얻는 방법으로 나노입자의 구조 및 변화를…
신약개발이나 첨단 신소재 연구는 후보물질의 특성을 파악하고 구조를 이해하는 작업이 가장 중요하다. 이를 분석하기 위해서는 순도 높고 크기가 큰 결정으로 만들어야 한다. 기초과학연구원(IBS) 첨단연성물질 연구단 바르토슈 그쥐보프스키 그룹리더(UNIST 특훈교수)가 이끄는 연구진은 이온성 고분자가 포함된 용액의 ‘흔들림’이 성장하는 결정에 충격(mechanical disturbance)을 주어 결정화를 촉진함을 발견하고 그 원인을 규명했다. 용액 속 물질이 결정화할 때 외부 충격을 적게…
‘QCD액시온 밴드’ 영역 신호 검출, 6.62 ~6.82 μeV 에서 액시온 없음 확인 기초과학연구원(IBS) 액시온 및 극한상호작용 연구단 야니스 세메르치디스 단장이 이끄는 연구진이 액시온 존재 추정 영역에 도달했다. 미국 워싱턴대, 예일대에 이어 전 세계 3번째다. 액시온(Axion)은 강한 자기장과 만나 빛(광자)으로 변하는데, 이를 단서로 1989년부터 전 세계에서 액시온을 찾아 실험을 진행해 왔다. 과학자들은 액시온이 존재할 수 있는…
전기가 통하지 않는 절연체에 부분적으로만 전기가 통할 수 있게 만든 새로운 기능성 소자가 발견됐다. 기초과학연구원(IBS) 다차원 탄소재료 연구단 이종훈 그룹리더(UNIST 교수) 연구팀은 울산과학기술원(UNIST), 세종대, 싱가폴 난양공대 연구진과 공동연구를 통해 대표적인 2차원 절연체 물질인 육방정계 질화붕소(hBN)를 층층이 쌓아올린 물질의 경계에서 머리카락보다 백만 배 얇은 1.5nm 두께의 전도 채널을 발견했다. 붕소(B)와 질소(N)가 육각형 벌집 모양으로 놓인 hBN은…
당뇨병 발병 및 진행을 빠르고 정확하게 진단할 수 있는 기술이 나왔다. 기초과학연구원(IBS) 복잡계 자기조립 연구단 장영태 부연구단장 연구팀은 국내외 공동연구를 통해 당뇨병 정밀 진단과 조직 검사에 모두 쓰일 수 있는 새로운 형광물질 파이에프(PiF‧Pancreatic islet Fluorinated probe)를 개발했다. 당뇨병 진단은 혈액 속 포도당(혈당)의 농도를 측정하는 것이 일반적이다. 그러나 여러 복합적 요인이 작용하는 당뇨병에서 혈당 정보 하나만으로…
빛으로 세포 내 특정 RNA 이동과 단백질 합성을 조절할 수 있는 기술이 개발됐다. 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단 허원도 초빙연구위원(KAIST 교수), 이상규 연구위원 연구팀은 빛을 이용해 유전정보를 전달하는 전령RNA와 단백질을 생성하는 리보솜의 결합을 제어, 단백질 합성을 조절하는데 성공했다. DNA의 유전정보는 RNA를 거쳐 단백질로 전달된다. 이 때 중간에서 유전정보를 전달하는 RNA를 ‘전령RNA’라고 한다. 단백질 생성공장인 리보솜은…
78만4000년 간 8번 빙하기-간빙기 사이클 지구 기후 변동 분석 지금보다 6℃가량 더 추웠던 8번의 빙하기-간빙기. 대기가 차가워질수록 해빙 면적은 넓어지고, 염분과 이산화탄소가 녹아든 무거운 심층수가 생긴다. 남극 해빙이 빙하기를 증폭했다는 증거다. 기초과학연구원기후물리 연구단 연구팀은 미국 하와이대와 공동연구를 통해 남극해 해빙이 이산화탄소를 바다 깊은 곳에 가둬 초기 빙하기 온도하락을 가속시켰음을 규명했다. 온실효과를 일으키는 대기 중 이산화탄소(CO2)…
뇌전증(간질)으로 인한 발작을 실시간 감시할 수 있는 센서가 개발됐다. 기초과학연구원(IBS) 나노입자 연구단 현택환 단장 연구팀은 뇌 여러 영역의 포타슘이온(K+) 농도 변화를 동시에 측정하는 고감도 나노센서를 개발하고, 자유롭게 이동하는 생쥐의 발작 정도를 실시간으로 관찰하는데 성공했다. 3대 뇌질환으로 꼽히는 뇌전증은 뇌 신경세포의 불규칙한 흥분으로 인해 발생한다. 흥분한 뇌 신경세포는 포타슘(칼륨)이온을 바깥으로 내보내며 이완한다. 하지만 신경세포 내 포타슘이온이…
림프절 세포의 면역반응 조절 메커니즘이 밝혀졌다. 기초과학연구원(IBS) 혈관연구단 고규영 단장 연구팀은 신체 기관의 크기를 결정하는‘히포 신호전달경로’가 림프절 면역반응에 필수적임을 규명했다. 사스, 메르스, 신종 코로나바이러스 등 병원체에 대한 림프절 면역반응을 더 잘 이해할 수 있을 것으로 기대된다. 림프절은 직경 1~20mm 강낭콩 모양의 면역기관으로, 전신에 분포해 있으며 주로 겨드랑이, 사타구니, 목, 가슴, 배에 모여 있다. 체내외의 병원체가…
그래핀은 몇 개의 단층 그래핀이 어떤 구조로 겹쳐 있는 지에 따라 성질이 크게 달라진다. 기초과학연구원(IBS) 로드니 루오프 다차원 탄소재료 연구단장(UNIST 특훈교수)이 이끄는 공동연구팀은 그래핀의 층수 및 적층순서를 제어할 수 있는 구리/니켈 금속기판을 설계하고, 이를 토대로 반도체의 특성을 가진 단결정 다층 그래핀을 합성했다. 흑연의 원자 한 층인 그래핀은 우수한 전기전도도와 신축성을 갖춘 것은 물론 투명해 전자소자로…
빛만으로 뇌신경세포 내 칼슘 농도 조절 수술 없이 손전등 강도 빛을 머리에 비춰 공간 기억 능력을 향상시키는 기술이 개발됐다. 기초과학연구원(IBS) 인지 및 사회성 연구단 사회성 뇌과학 그룹 허원도 초빙연구위원 연구팀은 머리에 빛을 비춰 뇌신경세포 내 칼슘 농도를 조절함으로써 공간 기억 능력을 향상시키는 비침습적인 기술을 개발했다. 칼슘은 세포 기능에 중요한 물질로, 세포 이동, 분열, 유전자 발현,…
KIST-IBS 연구진, 반데르발스 물질‘FGT’의 자성 특성 및 제어 원리 규명 한국과학기술연구원(KIST)은 스핀융합연구단 장차운, 최준우, 류혜진 박사팀이 기초과학연구원(IBS) 강상관계물질연구단 박세영 박사팀과 공동연구를 통해 최근 차세대 반도체인 ‘스핀트로닉스’ 소재로 주목받고 있는 반데르발스 자성체(Fe3GeTe2, FGT)의 자성 특성을 제어하는 데 성공했다고 밝혔다. 반데르발스(van der Waals) 물질이란 분자 간 상호작용의 일종으로 약한 층간 결합으로 이루어진 층상 구조다. 2차원 물질인 그래핀을…
상온에서 전기가 통하도록 설계·합성한 2차원 자석이 나왔다. 기초과학연구원(IBS) 원자제어 저차원 전자계 연구단 김준성 연구위원과 POSTECH 화학과 심지훈 교수, 신소재공학과 최시영 교수 등 국내 공동 연구진은 상온에서 자성을 띠는 철-저마늄-다이텔루라이드(Fe4GeTe2)를 설계·합성하고, 이를 수 나노미터 두께의 얇은 층으로 떼어내 2차원 자석을 만들었다. 2차원 자성체를 설계한 최초 사례로 전기전도성까지 부여하는 데 성공해 향후 차세대 스핀 소자에 활용이 기대된다….
발걸음부터 미세한 세포 움직임까지 포착하는 3D 촉각 인식장치가 개발됐다. 기초과학연구원(IBS) 나노의학 연구단 박장웅 연구위원 연구팀은 연세대, 한양대, KAIST와 공동으로 큰 힘부터 초미세 압력까지 3차원으로 감지하는 고해상도 촉각 인식장치를 개발하고, 인식장치에 압력을 감지하는 발광물질을 결합했다. 촉각은 피부에 닿아서 느끼는 감각이며, 압각(압력), 온각(따뜻함), 냉각(차가움), 통각(아픔) 등이 있다. 인간의 감각 중 가장 원시적인 감각인 촉각을 직관적으로 측정하고 표현하는…
한국과 미국 공동 연구팀이 규칙적인 결정 배열을 가진 ‘나노 다결정’ 합성에 성공했다. 기초과학연구원(IBS) 나노입자 연구단 현택환 단장 연구팀은 미국 캘리포니아대(UC버클리) 폴 알리비사토스 부총장 연구팀과 공동연구를 통해 보도블록처럼 결정이 규칙적으로 배열되어 성능이 대폭 향상된 나노 다결정 소재를 합성했다. 공동연구팀은 다결정 소재의 결정 알갱이를 규칙적으로 배열해서 경계결함을 균일하게 만들고, 더 나아가 원하는 대로 경계결함의 밀도와 구조를 제어해…