KUCRF Newsletter Vol. 01
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KUCRF 한미공동연구지원사업 대표영상
  • 행사명: KOREA-US Frontiers in Health and Life Sciences (KUFHLS)
  • 일시: 2025년 11월 6일(목) ~ 7일(금), 양일 간
  • 장소: 포시즌스 호텔 서울, 그랜드볼룸(3F)
  • 주최/주관
       주최: 과기부, 복지부, 한국연구재단, 한국보건산업진흥원
       주관: 보스턴코리아 공동연구개발사업단
  • 공식 언어: 영어

국제심포지움(KUFHLS)

KOREA-US Frontiers in Health and Life Sciences 성료


이번 국제심포지움은 한국과 미국의 바이오 연구자들을 중심으로
총 437명이 참석하였으며,
최신 연구 동향과 기술 발전 방향을 공유하고, 한・미공동연구 협력의 실질적 네트워크를
강화하는 장을 마련하였습니다.
📌자기소개 및 본 연구 기관에 대해 소개 부탁드립니다.
 KAIST 기계공학과에서 세포역학과 기계생물학 분야를 연구하고 있는 신현정 교수입니다.
우리 몸 안에는 다양한 힘이 존재하고, 또 세포들은 여러 물리적인 자극을 받게 되는데, 
바로 이런 자극에 세포들이 어떻게 반응하는지, 그리고 어떤 상황에서 정상 세포가 병든 세포로 바뀌게 되는지에 관심을 갖고 있습니다.
 특히 여러 질병들은 보통 그 상태를 보여주는 유전자나 단백질 수준의 '마커'나 '지표'라는 게 있습니다.
저희는 여기서 더 나아가, 암의 진단이나 평가에 좀 더 직관적이고 효율적으로 쓰일 수 있는 '역학지표'를 개발하는 연구에 집중하고 있습니다.
 현재는 한미 공동연구지원사업의 하나로, 국내에서는 국립암센터와 세종대학교, 미국에서는 브라운 대학의 이안 웡(Ian Wong) 교수님, MIT의 밍 구오(Ming Guo) 교수님, 브로드 연구소의 블랑쉬 입(Blanche Ip) 박사님 등과 함께 팀을 이루고 있습니다.
 저희는 암이 전이될 때의 그 기계적인 주변 환경을 그대로 재현해서 암세포의 전이 과정을 추적하고,
한 걸을 더 나아가 환자 맞춤 치료를 위한 전략을 세우는 연구 프로젝트를 이끌고 있습니다.

📌진행 중인 연구 과제에 대해 설명 부탁드립니다.
 사실 암은 처음 생긴 그 자리에 있을 때보다 '전이'된 이후가 훨씬 더 치명적입니다. 그런데 이 전이라는 게 기존 치료법으로는 막거나 예측하기가 힘든 경우가 많습니다. 
그래서 저희는 "암이 전이된 그 곳의 물리적인 특징이나 세포들 사이의 상호작용을 제대로 이해하면, 치료 시점이나 약에 대한 반응을 더 정확하게 예측할 수 있지 않을까?" 하는 생각에서 연구를 시작하게 되었습니다.
 암은 우리 몸 모든 장기로 퍼져나갈 가능성이 있지만, 실제로 보면 특정 장기를 더 좋아하는 경향이 있습니다. 저희는 암이 어떤 장기에서 살아남을지를 결정하는 데 있어, 환경의 '물리적 특성'에 주목하고 있는데요. 장기가 얼마나 단단한지(강성), 어떤 구조로 되어 있는지 등도 매우 중요한 요소라고 보는 거죠.
 그래서 저희는 '전이성 niche-on-a-chip(니치 온 어 칩)'이라는 플랫폼을 만들어, 실제 우리 몸속과 같은 환경을 조성하였습니다. 이걸 통해 암세포가 어떤 환경을 더 좋아하는지, 전이된 곳에서 암이 어떻게 자리 잡고 자라는지, 어떤 약물이 전이 과정을 막을 수 있는지 등을 실시간으로 관찰, 분석할 수 있습니다.

 이 프로젝트의 궁극적 목표는 암세포가 이렇게 서로 다른 환경에 어떻게 적응하고 살아남는지 이해하는 것입니다.
그리고 이를 바탕으로 환자에게서 얻은 세포를 가지고 어떤 치료법이 가장 좋을지 더 빠르게 확인할 수 있는 플랫폼을 발전시키는 겁니다.

📌진행 중인 연구의 성과에 대해 설명 부탁드립니다.
 저희가 본 연구를 통해 기대하는 가장 큰 성과는
첫째, 실제 암세포가 전이되는 환경을 그대로 따라해서 niche-on-a-chip' 기술을 개발하고
둘째, 전이되는 곳마다 다른 환경에서 암세포가 어떻게 반응하는지 고해상도 영상으로 촬영하고 그 반응을 정량적으로 분석하는 것입니다.
 이렇게 암 세포의 행동 하나하나를 정량적으로 바꿔서 분석하면 각 장기의 환경에 따라 암세포가 어떤 특징을 보이는지 훨씬 정확하게 이해할 수 있습니다. 더 나아가 환자에게 어떤 약이 가장 효과적일지 빠르게 테스트할 수 있는 '맞춤형 치료 스크리닝 시스템'으로 발전시킬 수 있을 것을 기대하고 있습니다. 

📌본 연구의 수혜자 혹은 사회적 파급력은 무엇인가요?
 가장 직접적으로 도움이 될 대상은 전이암 환자, 특히 어떤 약이 효과가 있을지 예측하기 어려운 난치성 환자들입니다. 지금까지는 비슷한 방식의 항암 치료가 여러 환자에게 적용되다보니, 효과가 없거나 부작용이 심한 경우가 많았습니다. 하지만 저희가 개발 중인 플랫폼은 환자마다 다른 전이 환경을 실험실에서 흉내 내서, 어떤 약이 잘 듣는지를 미리 예측할 수 있습니다. 
 이렇게 되면, 
  • 더 이상 시행착오 없이
  • 부작용을 최소화하면서
  • 가장 적합한 치료를 빠르게 찾아줄 수 있는 길이 열립니다.
 장기적으로는 이 기술이 "암 치료의 새로운 표준"이 될 수 있습니다.
📌자기소개 및 본 연구에 대해 소개 부탁드립니다.
 고려대학교 공과대학 융합에너지공학과 그리고 전문대학원 KU-KIST 융합전문대학원의 교수로 있는 이승우입니다.
저희는 DNA  나노 기술을 양자 레저버 컴퓨팅에 융합하여 기존에 없었던 상온 상압에서 초고속으로 작동하는
뉴럴 네트워킹이 가능한 레저버 컴퓨터를 개발하고 있습니다. 
 지금의 트랜지스터에 기반한 컴퓨팅 소자들은 인간이 보다 익숙했던 트랜지스터 기반에서 만들어 왔기 때문에
자연계에 일어나는 여러 양자학적인 현상들을 온전히 담아내기에 한계가 있습니다. 저희는 이를 극복하기 위해
자연계를 모사하고 닮은 형태의 새로운 양자 레저버 컴퓨팅을 기획하게 됐고, 분자 수준에서 굉장히 작은 트랜지스터와 이들이 다른 트랜지스터 역할을 하는 뉴런들과 실시간으로 복잡한 상호작용을 같이 할 수 있는 몰레큘러 레벨의 어떤 인공 유연 소재를 만들기 위해서 DNA 나노 구조를 도입하게 됐습니다.

📌본 연구의 파급력 및 기대효과는 무엇인가요?
 저희 기술의 파급력, 기대효과는 굉장히 광범위하다고 할 수 있습니다. 컴퓨터를 통해서 정말 많은 분야의 혁신이 되어 왔고, 지난 반세기 동안 어느 분야를 특정할 수 없을 정도로 삶의 전체를 바꾸지 않았습니까? 마찬가지라고 보시면 됩니다.
 저희 같은 경우는 이 컴퓨팅이 완성되면 기존에는 너무 복잡해서 가장 발전된 형태의 컴퓨터로도 계산이 어려웠던 다양한 분야의 계산이 가능하게 됩니다. 
 1980년대 리처드 파인만은 자연계를 온전히 이해하기 위해서는 자연계에서 일어나는 양자역학적인 현상을 온전히 담아낼 수 있는 컴퓨팅이 돼야 한다고 예측했고, 이게 양자 컴퓨터라고 제시했습니다. 
 이 컴퓨팅이 완성되면 단순히 평형 상태의 전과 후, 복용 전과 후에 효과만 계산할 수 있는게 아니라 시간에 따라서 이 엄청나게 많은 수의 몰레큘들, 세포, 조직들과 어떻게 화학 반응을 할 수 있는지도 계산이 가능하게 됩니다. 
 기존의 컴퓨팅으로는 불가능했거든요.
 이거를 넘어서 의학이나 기상 변화를 온전히 예측할 수 있다든지, 저희가 이해하지 못했던 자연계의 모든 현상들을 이해하는 데 결정적인 기여를 하고, 이를 바탕으로 인류 문명에 굉장히 큰 도움이 될 수 있는 여러 연산들을 새롭게 할 수 있을 전망입니다. 

📌본 연구의 성과 및 최종 목표는 무엇인가요?
 저희는 1단계 연구 마무리를 하는 입장입니다. 협력에 있어 소통이 가장 중요하기 때문에 원격 줌 미팅을 통해 소통을 보다 활발하고 긴밀하게 하려고 노력하고 있습니다. 또한 1년 동안 하버드의 윌리엄 쉬 교수님 연구실에 있으면서 상호 간의 연구 협력을 촉진시키려고 하고 있고, 하버드 쪽과 함께 이미 논문 한 편을 썼습니다. 뿐만 아니라 사이언스 어드벤스라는 굉장히 탑 저널에 논문 리비전도 하고 있습니다. 
 첫 번째 목표는 앞서 말씀드린 DNA  양자 레저브 컴퓨팅을 반드시 성공시켜, 저희 인류 문명사의 큰 획기적인 발전의 계기로 삼고 있습니다. 
 두 번째는 제가 학교에서 학생을 교육하는 입장으로 학생들에게 이 프로젝트를 통해서 새로운 비전을 제시해 주고 싶습니다. 특히 최근에는 양자 기술과 AI 기술이 매우 중요해졌습니다. 저희 연구는 이 두 분야에 결정적인 기여를 할 수 있습니다. 
 마지막으로 보통 국내에서 석사, 박사를 하게 되면 아무래도 국내에 좀 갇힌 뷰를 갖게 되는데, 현재 저희 연구실 연구진들은 하버드 대학교 연구진과 긴밀히 협력을 하게 되었습니다. 이를 통해 하버드의 어떠한 글로벌 네트워크도 갖게 되고, 그로부터 더 큰 영구적인 비전과 삶의 비전도 갖게 될 수 있다고 확신합니다. 이 측면도 굉장히 중요하게 생각하는 달성 목표라고 할 수 있습니다.

[📝논문 보러가기]
  1. Kim, Ji Hoon, et al. "Facet-driven folding for precise control of hydrogel pore actuation." Matter (2025).
  2. Lee, Chanseok, et al. "A long-staple design approach towards the scalable production of scaffolded DNA origami." Nanoscale horizons 10.10 (2025): 2584-2592.
  3. Kim, BumJin, and Q-Han Park. "Enhancing Accuracy in FDTD Near-to-Far-Field Transformations Using a Phase-shift Interpolation." IEEE Transactions on Antennas and Propagation (2025).
  4. Lee, Jaewon, et al. "Dna origami colloidal crystals: Opportunities and challenges." Nano letters 25.1 (2024): 16-27.
  5. Lee, Il-Buem, et al. "Determination of the Absolute Concentration of Rayleigh Particles via Interferometric Scattering Microscopy." ACS Photonics (2025).
  6. Park, Sung Hun, et al. "Selective Binding of DNA Origami on Self-Assembled Monolayer-Patterned Gold Substrate." ACS Materials Letters 7 (2025): 2565-2573.
  7. SeokJae Yoo, Q-Han Park, "Nanophotonic chiral sensing: from principles to practice," Photon. Insights 4, R08 (2025) 
  8. Ryu, Jae Hyun, et al. "Exploring the Reaction Network of Acetic Acid in Supercritical Water via Machine Learning Interatomic Potential." Journal of Chemical Information and Modeling 65.16 (2025): 8614-8623.
  9. Menabde, Sergey G., et al. "Polaritonic Fourier crystal." Nature communications 16.1 (2025): 2530.
📌자기소개 및 본 연구에 대해 소개 부탁드립니다.
 서울대학교 화학부에 재직 중인 석차옥 교수입니다. 저는 화학과에서 생체 분자를 연구하고 있습니다.
연구하는 방법은 컴퓨터에서 분자가 어떻게 작동하는지를 계산하고 예측하는 것이며, AI를 이용해서 생체 분자의 기능과 치료제를 개발하는 연구를 하고 있습니다. 
 저희 연구 과제명은 "디지털 사이토카인계"입니다. 디지털은 AI로 연구한다는 뜻이고, 코로나 시기에 사이토카인 폭풍이라는 말을 많이 들어보셨을건데요. 사이토카인이 몸 속에 응급 사이렌 같은 역할을 합니다. 외부에서 바이러스 같은 적이 들어오거나 몸 내부에서 암 세포가 생기면 우리 면역 세포가 활동을 할 수 있도록 사이렌을 울려주는 역할을 하는 겁니다. 이 사이토카인이 너무 많이 분비돼서 심한 사이토카인 폭풍 같은 게 오면 크게 문제가 되는데, 이런 기능을 조절하는 물질을 개발하게 되면 훌륭한 치료제가 될 수 있습니다. 
 저희는 저분자 화합물을 개발해서 먹을 수 있는 약으로 개발하고자 합니다. 그리고 AI를 이용해서 분자를 설계하고 이것을 합성하고 평가해서 약으로 개발하는 그런 공동연구를 진행하고 있습니다.

📌본 연구의 성과는 무엇인가요?
 이번 연구의 성과는 여러 가지가 있습니다. AI 측면의 성과가 있고, 물질을 개발하고 있는 성과와 사이토카인계가 어떻게 작동하는지에 대해 눈에 보이지는 않지만 분자적인 기전에 대해 좀 더 잘 이해하게 되는데, 크게 세 가지 성과가 있습니다.
 첫 번째로 AI 측면에서는 알파폴드만으로 다룰 수 없었던 그 분자의 많은 구조 변화들을 저희가 살펴볼 수 있는 알고리즘의 성능을 어느 정도 향상시켰다고 생각합니다.
 두 번째로 물질 발굴 측면에서는 먹을 수 있는 약으로 만들 수 있는 작은 분자의 초기 물질을 발굴했습니다. 그래서 이것이 실제로 그 사이토카인계에서 작동한다는 것을 보이고 있습니다. 
 그리고 또 사이토카인이 어떻게 세포에서 신호를 줘서 그 신호가 전달되는지, 사이토카인 신호가 오면 굉장히 강렬하고 빠르게 면역세포에서 신호가 가게 되는 그 과정에 많은 분자들이 한꺼번에 뭉쳐서 신호가 전달되는 새로운 비전을 밝히고 있습니다. 

📌본 연구의 목표 및 기대효과는 무엇인가요?
 저희 연구에서는 이 사이토카인을 표적으로 하는 신약을 개발하는 데 있어, 주사로 맞아야하는 기존과 달리 먹을 수 있는 약을 개발하여 환자들이 편하게 사용할 수 있도록 하는 것을 목표로 하고 있습니다.
 본 연구에서 인터루킨17이라고 하는 특정 사이토카인을 가지고 이 기능을 조절하는 물질을 개발하고 있습니다. 저희가 개발하고 있는 연구 자체가 인터루킨17 뿐만 아니라 다른 사이토카인에 적용이 될 수 있습니다. 항암치료제 또는 자가 면역 건선이나 다발성 경화증 치료제로 쓸 수 있습니다. 염증이나 암 또는 자가 면역 질환을 겪고 있는 많은 환자들의 편리한 치료제를 제공하는 역할을 할 수 있을 것으로 기대합니다. 

 한미 공동연구지원사업을 통해 이루고 싶은 것은 저희의 목적에 해당하는 환자들의 편의성을 높일 수 있는 것, 다시 말해 먹을 수 있는 염증 치료제, 항암 치료제, 자가 면역 치료제를 개발하는 데 도움이 되는 것입니다. 
 이러한 글로벌 시대에 다양한 역량을 가진 연구자들이 국적, 장소에 불문하고 하나의 목적을 위해 모여서 다양한 기술이 연결되는 연구들을 할 수 있는 시대가 올 거라고 생각합니다. 
각 연구 과제에 대한 더 자세한 내용은
추후 '보스턴코리아 공동연구개발사업단' 유튜브 채널에 업로드될
연구과제 소개영상에서 확인하실 수 있습니다!
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