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첨단바이오 김지혜 교수팀, 모유 수유량 실시간 측정 센서 개발

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첨단바이오 김지혜 교수팀, 모유 수유량 실시간 측정 센서 개발

아주대 첨단바이오융합대학 김지혜 교수가 참여한 연구팀이 모유 수유 중에 영아의 모유 섭취량을 실시간 모니터링할 수 있는 무선 웨어러블 센서를 개발했다. 해당 연구는 ‘모유 수유 중 모유 섭취량의 실시간 모니터링을 위한 소형 무선 시스템(A compact, wireless system for continuous monitoring of breast milk expressed during breastfeeding)’이라는 제목의 논문으로 바이오메디컬 분야의 저명 학술지인 <네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature Biomedical Engineering)>에 5월 게재됐다. 김지혜 아주대 첨단바이오융합대학 교수(사진)가 제1저자로 참여했고, 오세용 한양대 전자공학부 교수와 라우델 아빌라(Raudel Avila) 미국 라이스대학 기계공학과 교수가 공동 제1저자로 함께 했다. 미국 노스웨스턴대(Northwestern University)·앤 앤드 로버트 H. 루리 시카고 아동병원(Ann & Robert H. Lurie Children‘s Hospital of Chicago)·성균관대 연구진도 이번 연구에 참여했다. 모유 수유는 영아의 건강과 발육을 위해 권장되어왔으나, 아이가 얼마나 모유를 섭취하는지를 파악하는 것은 그동안 부모와 의료진 모두에게 미지의 영역이었다. 지금까지는 수유 전후로 아기의 체중을 재는 방식 외에는 모유 섭취량을 측정할 방법이 없었던 것. 이러한 불확실성은 많은 산모들에게 불안과 자책감을 유발하고, 경우에 따라 모유 수유 포기로 이어지기도 한다. 이에 모유 수유량의 실시간 측정을 위해 연구팀은 다양한 방법을 시도했고, 근육량이나 지방량 등의 체성분 측정에 활용되는 생체 임피던스(Bioimpedance) 기술을 활용하는 방법을 고안해냈다. 이 기술을 활용하면 약한 교류 전류를 통과시켜 신체의 전기적 저항을 측정할 수 있다. 연구팀은 유방에 두 개의 작은 패드를 붙여 약한 전류를 흘려보내고, 모유의 감소량에 따른 전압 변화를 읽어냈다. 또한 유방의 해부학적 구조를 컴퓨터로 시뮬레이션해, 수유 도중 일어나는 생리적 변화를 수치화했으며 센서의 위치에 따른 측정에의 영향을 분석해 기기를 고도화했다. 아주대 공동 연구팀이 개발한 모유 수유 중 영아의 모유 섭취량을 실시간으로 측정할 수 있는 무선 웨어러블 센서를 설명하는 그림 이미지 출처 <네이처 바이오메디컬 엔지니어링(Nature Biomedical Engineering)> 이 기술을 활용하면 모유 섭취량을 스마트폰 어플리케이션을 통해 실시간 그래픽으로 시각화할 수 있다. 연구팀은 기술의 신뢰성·실용성을 ▲이론적 모델링 ▲유방 모사 모델 실험 ▲해부학 기반 유한요소법 시뮬레이션 등을 통해 검증했다. 더불어 실제 수유 중인 산모 12명을 대상으로 최대 17주간 병원 및 가정 환경에서의 임상실험을 진행했다. 이 센서 기술은 신생아의 영양 상태를 정밀하게 관리하고, 산모의 수유 불안감 해소에도 실질적으로 기여할 수 있을 것으로 기대된다. 연구팀은 이번 연구 개발 내용을 특허로 출원했고, 실제 생활에서의 활용과 발전을 위해 후속 연구를 진행할 계획이다. 김지혜 교수는 “이번에 개발된 센서로 모유수유와 관련한 불편함을 해소하고, 수유량에 대한 불확실성을 줄여 산모와 의료진 모두에게 신뢰할 수 있는 정보를 제공할 수 있게 됐다는 데에 그 의미가 있다”라고 설명했다. 김 교수는 이어 “특히 신생아 중환자실 등 고위험 신생아의 영양 상태에 대한 임상적 관리를 개선하는 데 기여함으로써, 그동안 의료현장에서 해결되지 못했던 임상적 수요를 과학적으로 충족시킬 수 있는 사례가 될 것”이라고 덧붙였다.
로스쿨, 이원석 전 검찰총장 초청 특강

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로스쿨, 이원석 전 검찰총장 초청 특강

우리 학교 법학전문대학원이 이원석 전 검찰총장을 초청해 특강을 진행했다. 특강은 지난 16일 우리 학교 연암관에서 로스쿨 학생들이 참석한 가운데 열렸다. 연사로 나선 이원석 전 검찰총장은 법조계 선배로서의 경험을 바탕으로 법률가를 꿈꾸는 학생들에게 여러 조언을 건넸다. 특히 검사로서 직접 경험한 ▲‘축사의 부동산 등기에 관한 특례법’ 입안과 ▲김해 민항기 추락 사고 사례 등을 통해 법조인으로서의 역할과 자세에 대해 강조했다. 그는 “여러분은 법조인으로서 기대했던 ‘꽃길’ 보다는 ‘고된 길’을 걷게 될 것”이라며 “끊임없는 의심과 인간에 대한 깊은 이해를 바탕으로, 오류를 바로잡아 나아가는 과정에서 행복과 보람을 발견해 나갔으면 한다"라고 조언했다. 이원석 전 검찰총장은 제37회 사법시험에 합격했고 서울지검 동부지청 검사, 부산지검 검사, 대검찰청 중앙수사부 검찰연구관, 법무부 법무심의관실 검사, 대검찰청 반부패부 수사지휘과장, 서울중앙지검 특수1부 부장검사, 수원고검 차장검사, 제주지검 검사장, 대검찰청 차장검사 등을 거쳐 제45대 검찰총장을 지냈다. 아주대 로스쿨 학생들을 대상으로 특강하는 이원석 전 검찰총장
이창한 교수팀, 항생제 내성균 제어 新 유전자 표적 규명

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이창한 교수팀, 항생제 내성균 제어 新 유전자 표적 규명

아주대 연구진이 베타락탐(β-lactam) 항생제 내성균을 제어할 수 있는 새로운 유전자 표적을 규명하는데 성공했다. 이에 그동안 질병 치료 효과를 저해하는 주요 원인으로 꼽혀온 항생제 내성 문제의 해결에 중요한 역할을 할 수 있을 전망이다. 연구 결과는 감염 미생물학 분야의 국제 저명 학술지 <이머징 마이크로브스 앤 인펙션스(Emerging Microbes & Infections)> 4월 온라인판에 ‘트랜스포존-시퀀싱 분석을 통한 플라스미드 유래 베타락탐 분해효소(β-lactamase) 보유 대장균의 베타락탐(β-lactam) 항생제 내성 조절 유전자 규명(Identification of Host Genetic Factors Modulating β-Lactam Resistance in Escherichia coli harboring plasmid-borne β-lactamase through Transposon-Sequencing)’이라는 제목으로 게재됐다. 해당 연구에는 아주대 이창한 교수(생명과학과, 위 사진 가운데)가 교신저자로, 김현희 연구교수(기초과학연구소, 위 사진 오른쪽)가 제1저자로, 석사과정 정정윤 학생(생명과학과, 위 사진 왼쪽)이 공동저자로 참여했다. 미국 미시간대학 하워드휴즈의학연구소(University of Michigan, Howard Hughes Medical Institute) 소속의 제임스 바드웰(James Bardwell) 교수도 공동저자로 함께 했다. 항생제는 세균 감염에 의한 질병을 치료하기 위해 널리 사용되는 약물이다. 특히 페니실린 같은 베타락탐(β-lactam) 계열의 항생제는 세균의 세포벽 합성을 저해하기 때문에, 다양한 감염 질환의 치료에 널리 사용되고 있다. 그러나 베타락탐 분해효소(β-lactamase)를 획득한 내성균의 확산으로 인해 베타락탐 계열 항생제의 치료 효과가 급격히 감소하는 문제가 발생해왔다. 특히 베타락탐 분해효소(β-lactamase) 유전자는 수평적 유전자 이동(horizontal gene transfer)을 통해 빠르게 퍼지며, 여러 종류의 항생제 계열에 내성을 갖게 되는 다제내성균 발생의 주요 원인 중 하나로 지목되고 있다. 이에 따라 항생제 내성은 전 세계적으로 ▲질병 치료 실패 ▲사망률 증가 ▲의료비 부담 가중 등 심각한 사회·경제적 문제를 초래하고 있다. 세계보건기구(WHO) 역시 인류 보건에 대한 주요 위협 중 하나로 항생제 내성 문제에 대해 경고해왔다. 아주대 연구팀은 항생제 내성균의 규명과 제어를 위해 TEM-1 베타락탐 분해효소를 발현하는 대장균(Escherichia coli) 균주를 모델로 삼아 연구를 진행했다. 전장 유전체 수준의 돌연변이 분석 기법인 Tn-Seq(Transposon-Sequencing)를 적용해 베타락탐 내성에 관여하는 유전자를 체계적으로 탐색한 것. 그 결과 기존에 알려진 내성 관련 유전자 외에도 gshA, phoPQ, ypfN, skp 등 새로운 유전자들이 베타락탐 내성 조절에 중요한 역할을 한다는 사실을 새롭게 규명할 수 있었다. 특히 이들 유전자의 베타락탐 내성과 관련된 기능은 대장균에 국한되지 않고, 녹농균(Pseudomonas aeruginosa)과 살모넬라(Salmonella Typhimurium) 등 주요 병원성 세균에도 보존되어 있다는 사실을 확인했다. 아주대 연구팀이 규명한 베타락탐(β-lactam) 분해효소 발현 대장균에서 베타락탐 내성 관련 유전자와 그 작용 기전을 나타낸 그림. 새롭게 발굴한 gshA, phoPQ, ypfN, skp 유전자가 세포막 및 세포막 단백질의 안정성 조절과 베타락탐 내성 관련 유전자 발현 조절을 통해 대장균의 베타락탐 내성에 기여하는 것으로 밝혀졌다 이번 연구는 항생제 내성균의 생존 메커니즘을 분자 수준에서 정밀하게 이해하고, 이를 기반으로 새로운 치료 표적을 제시했다는 점에서 큰 의미를 가진다. 이창한 교수는 “항생제 내성은 과학적 주제를 넘어 인류의 생존과 직결된 시급하고 중대한 문제”라며 “이번 연구에서 발굴한 유전자들은 베타락탐 분해효소를 보유한 다제내성균을 효과적으로 제어하기 위한 신약의 개발에 중요한 기반이 될 것”이라고 밝혔다. 이어 “특히 세포막과 세포막 단백질의 안정성 유지 메커니즘을 표적으로 삼는 새로운 신약 개발 전략 수립에 기여할 수 있을 것으로 기대한다”라고 덧붙였다. 이번 연구는 아주대학교가 수행하고 있는 대학기초연구소(G-LAMP) 사업, 자율운영중점연구소 지원사업, 기초연구실 지원사업, 중견연구자 지원사업의 지원을 받아 수행됐다.