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장재원 교수의 세계적 연구 성과 ‘주목’
작성자 대외협력과 작성일 2013-12-26
조회수 3108
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장재원 교수의 세계적 연구 성과 ‘주목’
대외협력과 2013-12-26 3108



부경대학교 장재원 교수(물리학과)의 연구성과가 26일 언론에 잇달아 소개되는 등 주목받고 있다. 미래창조과학부가 26일 공식 보도자료를 통해 발표한 성과다.

한국경제신문을 비롯, 세계일보 전자신문 국제신문 등 다양한 매체에서 장 교수의 논문을 다루었다.
 
장 교수가 개발한 것은 기존 방식보다 간단하고 단백질 변성 가능성도 낮은 바이오칩 제조 기법이다.

미래창조과학부와 한국연구재단이 추진하는 신진연구자 지원사업 등의 지원으로 수행한 이번 연구는 장 교수와 미국 나노잉크(NanoInk)사 연구진과의 공동연구로 수행되었고 재료과학 분야 국제학술지 어드밴스트 펑셔널 머티리얼즈(Advanced Functional Materials)지 12월 17일자 속표지로 선정됐다.
 
바이오칩은 특정 성질을 지닌 단백질을 기판에 배열한 형태의 소자다. 특정 단백질과 연관된 질병을 진단하거나 생화학물질을 검출하는 데 쓰인다.

장 교수는 미세탐침을 이용해 안정적인 유기물 패턴을 따라 변성되기 쉬운 단백질을 용이하게 패터닝(※용어설명 1)하는 기법을 개발했다. 이로써 향후 질병진단이나 생화학물질 검출 등에 쓰이는 단백질칩(※용어설명 2) 기판의 제조 공정단가를 절감할 수 있을 것으로 기대된다. 
 
유리 기판에 단백질을 직접 패터닝하는 기존 방식은 시간이 경과하면서 수분증발로 인한 단백질 변성으로 바이오칩의 유효기간이 1~2주에 불과하다는 한계가 있었다.

장 교수 연구팀은 나노탐침을 이용해 단백질과 결합할 수 있는 알데하이드-실레인(※용어설명 3)을 유리기판 위에 원하는 패턴으로 미리 만들어 두었다가 이 기판을 단백질 용액에 노출시키는 간접적인 방식으로 유리기판 위에 단백질을 패터닝하는 기술을 개발해 냈다.

이미 만들어져 있는 알데하이드-실레인 패턴을 따라 필요할 때마다 단백질을 부착시키면 바로 단백질 패턴을 만드는 경우에 비해 단백질이 변성 등에 노출되는 시간이 줄어 기판을 오래 보존할 수 있어, 사용자의 편의성이 높아지는 것이다. 

연구팀은 알데하이드-실레인이 패턴된 유리기판을 1년간 보관한 후에도 이 패턴을 따라 세포막결합 단백질인 피브로넥틴이 결합해 단백질 패터닝이 가능함을 실제 확인했다.

하루 보관한 기판에 비해 오래 보관해도 단백질 부착능력이 약 80% 가까이 유지되어 보다 손쉬운 단백질칩 제조공정이 가능할 것으로 기대된다.

장 교수는 “세포 표면단백질과 결합하는 단백질을 패터닝하면 이 패턴을 따라 같은 원리로 단일세포를 패터닝할 수 있어 세포의 분화연구나 신호전달연구 등에 활용될 수 있을 것”이라고 밝혔다.

나노 공정 기술과 나노 물성 측정이 전공인 장 교수는 2005년 고려대학교 물리학과 박사학위를 받았으며 고려대 나노과학연구소 연구교수, Northwestern대학 화학과 박사후 연구원,  미국 NanoInk사 연구원 등을 역임했다. 2011년 9월 부경대 물리학과 교수로 임용됐다.<부경투데이>

<용어설명>
1. 나노패터닝 : 유기물, 무기물 재료 물질을 기판에 나노미터 수준의 점, 선 모양 등의 다양한 패턴으로 만드는 기법
2. 바이오칩(Biochip) : 특정 성질의 단백질 물질이 기판에 배열된 형태의 소자로 특정 단백질에 기인한 특정 생체 반응의 검출이 가능한 소자
3. 알데하이드-실레인(Aldehyde-silane) : 유리기판과 잘 결합하는 실레인과 단백질과 잘 결합하는 알데하이드를 가져 마치 연결자(linker)처럼 유리기판과 표지단백질을 서로 연결시킬 수 있는데다 단백질과 달리 안정적이고 변성에 강해 단백질 패턴을 위한 밑그림 패턴을 그리는 데 사용할 수 있는 유기물.