이화여자대학교 소식
EWHA NEWS
김동하 교수팀, 세계 최초로 암치료 위한 생체직교반응 기반 나노촉매 플랫폼 개발
생체 내 반응성과 제어성 모두 잡은 차세대 치료 전략으로 주목 화학·나노과학과 김동하 교수 연구팀이 세계 최초로 정밀한 암 치료를 위한 생체 직교 반응 기반 플라즈모닉 촉매 융합 나노 플랫폼 기술을 개발하는 데 성공했다. 이번 연구는 차세대 정밀 종양 치료 기술인 ‘생체 직교 반응(Bioorthogonal reaction)’의 정밀성과 반응 효율을 동시에 높였다는 점에서 주목받고 있으며, 세계적인 재료과학 분야 학술지 <Advanced Materials(JCI Chemistry, Multidisciplinary 분야 상위 1%)>에 7월 4일(금) 게재되었다. 생체 직교 반응은 건강한 세포를 건드리지 않으면서 암세포에만 약물을 작동시키는 차세대 치료 기술이다. 기존 약물 치료는 인체 내 복잡한 환경에서는 반응 효율이 떨어지고, 약물이 언제, 어디서 작동할지를 정확히 제어하는 데 한계가 있었으며, 이런 기술적 문제를 해결하기 위해서는 반응 효율이 높고, 조절이 쉬운 ‘나노촉매’ 개발이 필요했다. 김동하 교수팀은 이에 착안해 금 나노입자, 팔라듐(Pd) 나노촉매, 광감응성 약물 전구체 세 가지 요소를 하나로 결합한 새로운 나노플랫폼을 설계했다. 새 나노플랫폼은 금 나노입자의 끝부분에 팔라듐 입자를 정밀하게 부착해 금의 빛 흡수 특성과 팔라듐의 촉매 성능을 동시에 살리고, 여기에 빛에 반응하는 알릴 카바메이트(allyl carbamate) 결합 메틸렌블루(alloc-MB) 전구체를 더해 정확한 위치에서만 약물이 활성화되도록 한다. 특히 이 나노플랫폼은 808nm와 655nm 파장의 빛을 동시에 조사함으로써 플라즈몬 효과를 이용한 전자 전달을 유도하고, 약물 전구체의 분해 반응을 시공간적으로 정밀하게 조절할 수 있게 했다. 마우스 모델을 통한 치료 효과 도표 (왼쪽부터) 종양 억제, 체중 변화, 생존율 연구팀이 진행한 실험 결과, 약물 전구체의 활성화가 기존보다 9배 이상 향상되었고, 실제 생체 내에서도 이 반응을 정확하게 제어할 수 있음이 확인되었다. 세포와 동물 실험에서도 이 시스템은 종양 억제 효과가 매우 뛰어남을 입증했으며, 이는 광열 치료 효과, 플라즈몬 전자 전달 메커니즘(PiPET), 비활성 물질(leuko-MB) 생성을 억제한 결과로 나타났다. 김동하 교수는 “이번 연구에서 개발한 플라즈몬 전자 전달(PiPET) 기반 생물 직교 분해 반응 시스템은 정밀한 시공간적 광치료 전략을 통해 혁신적인 솔루션을 제공함으로써 더욱 정확하고 효과적인 종양 치료에 기여할 수 있을 것”이라고 말했다. 이번 연구 결과를 담은 논문 「Photoinduced Plasmon Electron Transfer-based Bioorthogonal Cleavage Reaction for Precision Tumor Therapy」은 한국연구재단 자율운영중점연구소 사업과 한국기초과학지원연구원의 기초과학연구역량강화사업(국가연구시설장비진흥센터)의 지원을 받아 수행되었다. 공동교신저자로는 하버드 의과대학 루크 P. 리(Luke P. Lee) 교수, 한국과학기술연구소(KIST) 김세훈 박사, 경상국립대학교 방준호 교수, 대만국립대학교(National Taiwan University)의 루시 류 (Ru-Shi Liu) 교수가 참여했다.
본교 IBS 양자나노과학연구단, 8년차 성과평가 최고등급 획득
과학적 수월성, 여성리더 양성, 대중참여 노력까지 세계 최고 수준 평가 본교 기초과학연구원(IBS) 양자나노과학연구단(단장 안드레아스 하인리히 물리학과 교수)이 출범 8년차 성과평가에서 최고 등급인 ‘탁월함(Excellent)’ 등급을 획득했다. 이는 2022년 5년차 평가에 이은 연속 두 번째 최고 등급으로, 연구단의 국제적 연구 역량과 운영 성과를 다시 한번 입증한 결과다. 기초과학연구원은 장기적인 기초과학 연구의 특성을 고려해 연구단 출범 5년 차에 첫 성과평가를 실시하고, 이후 3년 주기로 정기 평가를 시행하고 있다. 2017년 출범한 양자나노과학연구단에 대한 이번 8년차 성과평가는 세계 석학 및 국내외 전문가로 구성된 평가단에 의해 진행됐다. 양자나노과학연구단이입주한연구협력관 | 양자나노과학연구단장안드레아스하인리히교수 평가 결과, 양자나노과학연구단의 양자 스핀 제어·측정 기술은 세계 선도 수준이며, 독창적인 연구 접근과 장비 개발 능력, 그리고 이를 기반으로 한 과학적 성과에서 세계 최고 수준의 수월성을 보인다는 평가를 받았다. 평가단은 “연구단이 짧은 기간 안에 전례 없는 속도로 발전하여 글로벌 연구 중심지로 성장했으며 ‘탁월함’ 등급은 매우 당연한 결과”라고 언급했다. 연구단은 특히 초정밀 저진동 실험실 등 국내 최고 수준의 연구 환경을 구축해 개별 원자 수준의 양자 현상 측정·제어를 수행하고 있으며, 사이언스지 등 세계적 저널에 다수의 핵심 논문을 발표하며 ‘한국 최초의 큐비트 플랫폼’을 구현하는 등 양자 컴퓨팅 및 계측 기술에서 혁신적 성과를 창출해 왔다. 높은 여성 인재 비율(57%)과 국제 연구자 비중 등 연구문화의 다양성에서도 모범적인 평가를 받았으며 미술대회 개최, 나노코믹 과학특강 프로그램 등 대중 참여 노력도 높이 평가받았다. 안드레아스 하인리히 양자나노과학연구단장은 미국 IBM에서 18년간 나노과학 연구를 주도한 석학으로, 2016년 본교 물리학과에 부임해 양자나노과학연구단의 창립부터 실험 인프라 설계, 인재 구성, 연구방향 설정 등 전 과정을 총괄해 왔다. 하인리히 단장은 “양자나노과학연구단이 연속으로 두 번째 최고 등급을 받은 것은 기초부터 양자 과학을 구축한다는 우리의 비전을 입증하는 동시에 독창적 연구 접근법이 양자 연구에서 완전히 새로운 길을 열고 있음을 확인해준다”며 “한국의 양자 미래 기반 구축을 위한 세계적 연구를 이어가겠다”는 소감을 밝혔다. 한편 양자나노과학연구단의 성공은 본교의 연구 우수성에 대한 전폭적 투자와 지속적 헌신에 힘입은 바가 크다. 본교는 2017년 양자나노과학연구단을 유치한 이래 특별히 맞춤 설계된 연구협력관을 준공하여 초정밀 연구 수요에 맞춰 한국에서 가장 낮은 진동을 자랑하는 맞춤형 연구 공간을 제공했으며, 세계 최고 수준의 실험 환경을 제공해 양자 연구의 기반을 마련했다. 이러한 지원은 연구단이 국제 연구 인재를 유치하고 혁신적 성과를 창출하는 데 핵심 역할을 했으며, 이곳을 거쳐 간 본교 재학생들은 유럽 주요 대학과 글로벌 기업 등에서 연구 리더로 성장해 나가고 있다. 본교는 앞으로도 IBS 및 양자나노과학연구단과의 협력을 통해 기초과학 발전과 연구 생태계 조성을 위해 장기적 전략과 교육 연계를 병행하며, 양자 과학 생태계의 중심지로서 최고 수준의 연구를 통해 차세대 과학기술 인재 양성과 국가 과학기술 경쟁력 강화에 기여할 계획이다. 축사를 전하는 이향숙 총장(왼쪽) 한편, 양자나노과학연구단은 2025년 ‘국제양자과학의 해(International Year of Quantum, IYQ 2025)’를 맞아 6월 23일(월)~27일(금) ECC에서 <The STM conference 2025>를 개최했다. 양자나노과학연구단은 한국에서 이루어진 세계적 수준의 양자 연구 성과를 기념하고자 이번 행사를 마련했다. △양자 물질 △표면 위의 스핀 △빛-물질 상호작용 △표면 화학 △첨단 기법 다섯 개 세션으로 구성된 이번 행사에는 주사탐침현미경(Scanning Probe Microscopy) 분야 전문가를 비롯해 양자 커뮤니티 연구자 및 관계자 400여 명이 참여했다.
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이화여자대학교 Ewha Womans University 2025년 07월 10일[오늘자 이화캠] 초록빛 한가득, 이화의 여름 [Today’s Ewhacam] Green everywhere, Ewha’s Summer #초록빛이화 #눈안에초록색한가득 #푸르른_이화캠퍼스 #석류나무 #무더위 #찐여름시작 #여름캠퍼스 #이화여자대학교 #이화여대 #이대 #EWHA #UNIV
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Ewha Womans University 2024년 02월 26일‘이화’는 하나의 세계입니다. 수많은 최초의 순간이 모여 새로운 시간과 공간을 만들어낸 '이화'라는 이름의 세계. 이곳에는 넘지 못할 경계도 극복 하지 못할 한계도 없습니다. 그렇게 이화는 무한히 확장하며 끝없이 넓은 세상을 만들어 갑니다. 그대가 바라는 미래, 이화를 향해. Ewha, the future we create 게재: 2025. 2
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