- 세라믹 마이크로 패터닝과 박막 입체 공정으로 고체산화물 연료전지 제작 - 성능, 안정성, 양산성을 동시에 만족하는 신기술, 상용화 돌파구 마련 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진) 에너지소재연구단 김형철 박사팀은 서울대학교(서울대, 총장 오세정) 최만수 교수팀과 공동연구를 통해 3차원 구조를 갖는 고성능 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell)를 개발했다. 이는 성능과 안정성, 양산성을 동시에 확보한 한계 돌파형 성과로서 주목을 받고 있다. 연구진은 혁신적인 세라믹 마이크로패터닝(micro-patterning)과 박막기반 입체 공정기술을 도입하여 기존 평면 구조 연료전지 대비 성능을 50% 이상 향상시켰다. 이 기술은 소재에 제한받지 않는 구조적인 개선 및 우수한 대면적화 적용성을 가지고 있어 세라믹 연료전지로 알려진 고체산화물 연료전지의 상용화를 앞당기는데 크게 기여할 것으로 기대된다. 일반적인 고체산화물 연료전지는 750℃ 이상의 높은 온도에서 작동되며 발전용 친환경 에너지원으로 사용된다. 하지만, 높은 작동온도에 기인하는 신뢰성 및 공정비용 문제가 이 기술의 상용화에 큰 걸림돌로 남아 있었다. 이를 해결하기 위해 작동온도를 600℃ 이하로 낮추는 저온화 연구는 수십 년간 지속되고 있으나, 여전히 낮은 온도에서 고성능과 고신뢰성, 양산성을 동시에 확보하지 못하고 있었다. 이상적인 전기화학 소자의 형태로 잘 알려진 3차원 구조는 전극과 전해질을 평면이 아닌 3차원 입체로 구현하여 전극반응과 이온전달 성능을 높이는 개념이다. 단단하고 깨지기 쉬운 소재인 세라믹이 주성분인 고체산화물 연료전지에서 이 개념을 실현하는 것은 어려운 일이었다. KIST-서울대 공동연구팀은 고분자-세라믹 복합체로 구성된 음극 기판에 마이크로미터 크기의 피라미드 모양을 새겨 넣어 3차원 음극 기판을 제작하는 세라믹 마이크로패터닝 공정을 개발하였다. 또한, 후속 공정인 박막 공정을 통해 여러 층을 갖는 구조로 패터닝에 성공하여 3차원 입체 구조를 갖는 멀티스케일 고체산화물 연료전지를 최종 구현하였다. 공동연구진이 구현한 고체산화물 연료전지는 3차원 입체 구조를 통해 경계면의 면적이 증가되어, 이온 전달 성능은 높아지고 전극 반응 저항은 감소하여 평면 구조의 고체산화물 연료전지보다 50%이상 높은 성능을 기록하였다. 또한, 본 기술은 16 cm2 이상의 대면적화 시연을 통해서 작동 온도 500℃ 기준 13W 이상의 출력을 확보하였다. 이 출력 성능은 지금까지 보고된 저온형 세라믹 연료전지 중 세계 최고 성능에 해당하며, 500시간 이상의 장기구동에도 성능 저하가 거의 없는 독보적인 성과라 할 수 있다. 서울대 최만수 교수는 “이 연구는 글로벌 프런티어 과제를 통해 국내 최고 연구진들이 협력하여 차세대 세라믹 연료전지에 관한 원천 혁신 기술을 확보했다는 점에 큰 의의가 있으며, 제1저자 신성수 박사를 비롯한 공동연구진이 다년간 쏟은 끈질긴 노력의 결과물이다.”라고 말했다. KIST 김형철 박사는 “저온형 고체산화물 연료전지의 마이크로 입체 구조를 시도한 사례는 있었지만, 모든 평가 지표들(성능, 안정성, 대면적화, 양산성)을 동시에 만족시킨 연구는 이번이 처음이다.”라며, “세라믹 마이크로패터닝과 박막 공정기술로 제작된 입체구조 고체산화물 연료전지는 차세대 세라믹 연료전지의 상용화를 위한 기술적 한계를 넘어선 혁신적 결과”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)의 지원으로 KIST 주요사업 및 한국연구재단 글로벌프론티어 멀티스케일에너지시스템연구사업, 국가과학기술연구회 창의형융합연구사업으로 수행되었으며, 에너지·환경 분야 권위지 ‘Energy & Environmental Science’ (IF: 33.250, JCR 분야 상위 0.199%)에 온라인 게재되었다. * (논문명) Multiscale structured low-temperature solid oxide fuel cells with 13 W power at 500 oC - (제 1저자) 한국과학기술연구원 신성수 박사후연구원 - (교신저자) 서울대학교 기계항공공학부 최만수 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원 김형철 책임연구원 <그림설명> 그림1) KIST-서울대 공동연구팀이 개발한 고체산화물 연료전지의 세라믹 마이크로패터닝과 3차원 계면 구조를 강조한 일러스트.

- 세라믹 마이크로 패터닝과 박막 입체 공정으로 고체산화물 연료전지 제작 - 성능, 안정성, 양산성을 동시에 만족하는 신기술, 상용화 돌파구 마련 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진) 에너지소재연구단 김형철 박사팀은 서울대학교(서울대, 총장 오세정) 최만수 교수팀과 공동연구를 통해 3차원 구조를 갖는 고성능 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell)를 개발했다. 이는 성능과 안정성, 양산성을 동시에 확보한 한계 돌파형 성과로서 주목을 받고 있다. 연구진은 혁신적인 세라믹 마이크로패터닝(micro-patterning)과 박막기반 입체 공정기술을 도입하여 기존 평면 구조 연료전지 대비 성능을 50% 이상 향상시켰다. 이 기술은 소재에 제한받지 않는 구조적인 개선 및 우수한 대면적화 적용성을 가지고 있어 세라믹 연료전지로 알려진 고체산화물 연료전지의 상용화를 앞당기는데 크게 기여할 것으로 기대된다. 일반적인 고체산화물 연료전지는 750℃ 이상의 높은 온도에서 작동되며 발전용 친환경 에너지원으로 사용된다. 하지만, 높은 작동온도에 기인하는 신뢰성 및 공정비용 문제가 이 기술의 상용화에 큰 걸림돌로 남아 있었다. 이를 해결하기 위해 작동온도를 600℃ 이하로 낮추는 저온화 연구는 수십 년간 지속되고 있으나, 여전히 낮은 온도에서 고성능과 고신뢰성, 양산성을 동시에 확보하지 못하고 있었다. 이상적인 전기화학 소자의 형태로 잘 알려진 3차원 구조는 전극과 전해질을 평면이 아닌 3차원 입체로 구현하여 전극반응과 이온전달 성능을 높이는 개념이다. 단단하고 깨지기 쉬운 소재인 세라믹이 주성분인 고체산화물 연료전지에서 이 개념을 실현하는 것은 어려운 일이었다. KIST-서울대 공동연구팀은 고분자-세라믹 복합체로 구성된 음극 기판에 마이크로미터 크기의 피라미드 모양을 새겨 넣어 3차원 음극 기판을 제작하는 세라믹 마이크로패터닝 공정을 개발하였다. 또한, 후속 공정인 박막 공정을 통해 여러 층을 갖는 구조로 패터닝에 성공하여 3차원 입체 구조를 갖는 멀티스케일 고체산화물 연료전지를 최종 구현하였다. 공동연구진이 구현한 고체산화물 연료전지는 3차원 입체 구조를 통해 경계면의 면적이 증가되어, 이온 전달 성능은 높아지고 전극 반응 저항은 감소하여 평면 구조의 고체산화물 연료전지보다 50%이상 높은 성능을 기록하였다. 또한, 본 기술은 16 cm2 이상의 대면적화 시연을 통해서 작동 온도 500℃ 기준 13W 이상의 출력을 확보하였다. 이 출력 성능은 지금까지 보고된 저온형 세라믹 연료전지 중 세계 최고 성능에 해당하며, 500시간 이상의 장기구동에도 성능 저하가 거의 없는 독보적인 성과라 할 수 있다. 서울대 최만수 교수는 “이 연구는 글로벌 프런티어 과제를 통해 국내 최고 연구진들이 협력하여 차세대 세라믹 연료전지에 관한 원천 혁신 기술을 확보했다는 점에 큰 의의가 있으며, 제1저자 신성수 박사를 비롯한 공동연구진이 다년간 쏟은 끈질긴 노력의 결과물이다.”라고 말했다. KIST 김형철 박사는 “저온형 고체산화물 연료전지의 마이크로 입체 구조를 시도한 사례는 있었지만, 모든 평가 지표들(성능, 안정성, 대면적화, 양산성)을 동시에 만족시킨 연구는 이번이 처음이다.”라며, “세라믹 마이크로패터닝과 박막 공정기술로 제작된 입체구조 고체산화물 연료전지는 차세대 세라믹 연료전지의 상용화를 위한 기술적 한계를 넘어선 혁신적 결과”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)의 지원으로 KIST 주요사업 및 한국연구재단 글로벌프론티어 멀티스케일에너지시스템연구사업, 국가과학기술연구회 창의형융합연구사업으로 수행되었으며, 에너지·환경 분야 권위지 ‘Energy & Environmental Science’ (IF: 33.250, JCR 분야 상위 0.199%)에 온라인 게재되었다. * (논문명) Multiscale structured low-temperature solid oxide fuel cells with 13 W power at 500 oC - (제 1저자) 한국과학기술연구원 신성수 박사후연구원 - (교신저자) 서울대학교 기계항공공학부 최만수 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원 김형철 책임연구원 <그림설명> 그림1) KIST-서울대 공동연구팀이 개발한 고체산화물 연료전지의 세라믹 마이크로패터닝과 3차원 계면 구조를 강조한 일러스트.

- 세라믹 마이크로 패터닝과 박막 입체 공정으로 고체산화물 연료전지 제작 - 성능, 안정성, 양산성을 동시에 만족하는 신기술, 상용화 돌파구 마련 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진) 에너지소재연구단 김형철 박사팀은 서울대학교(서울대, 총장 오세정) 최만수 교수팀과 공동연구를 통해 3차원 구조를 갖는 고성능 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell)를 개발했다. 이는 성능과 안정성, 양산성을 동시에 확보한 한계 돌파형 성과로서 주목을 받고 있다. 연구진은 혁신적인 세라믹 마이크로패터닝(micro-patterning)과 박막기반 입체 공정기술을 도입하여 기존 평면 구조 연료전지 대비 성능을 50% 이상 향상시켰다. 이 기술은 소재에 제한받지 않는 구조적인 개선 및 우수한 대면적화 적용성을 가지고 있어 세라믹 연료전지로 알려진 고체산화물 연료전지의 상용화를 앞당기는데 크게 기여할 것으로 기대된다. 일반적인 고체산화물 연료전지는 750℃ 이상의 높은 온도에서 작동되며 발전용 친환경 에너지원으로 사용된다. 하지만, 높은 작동온도에 기인하는 신뢰성 및 공정비용 문제가 이 기술의 상용화에 큰 걸림돌로 남아 있었다. 이를 해결하기 위해 작동온도를 600℃ 이하로 낮추는 저온화 연구는 수십 년간 지속되고 있으나, 여전히 낮은 온도에서 고성능과 고신뢰성, 양산성을 동시에 확보하지 못하고 있었다. 이상적인 전기화학 소자의 형태로 잘 알려진 3차원 구조는 전극과 전해질을 평면이 아닌 3차원 입체로 구현하여 전극반응과 이온전달 성능을 높이는 개념이다. 단단하고 깨지기 쉬운 소재인 세라믹이 주성분인 고체산화물 연료전지에서 이 개념을 실현하는 것은 어려운 일이었다. KIST-서울대 공동연구팀은 고분자-세라믹 복합체로 구성된 음극 기판에 마이크로미터 크기의 피라미드 모양을 새겨 넣어 3차원 음극 기판을 제작하는 세라믹 마이크로패터닝 공정을 개발하였다. 또한, 후속 공정인 박막 공정을 통해 여러 층을 갖는 구조로 패터닝에 성공하여 3차원 입체 구조를 갖는 멀티스케일 고체산화물 연료전지를 최종 구현하였다. 공동연구진이 구현한 고체산화물 연료전지는 3차원 입체 구조를 통해 경계면의 면적이 증가되어, 이온 전달 성능은 높아지고 전극 반응 저항은 감소하여 평면 구조의 고체산화물 연료전지보다 50%이상 높은 성능을 기록하였다. 또한, 본 기술은 16 cm2 이상의 대면적화 시연을 통해서 작동 온도 500℃ 기준 13W 이상의 출력을 확보하였다. 이 출력 성능은 지금까지 보고된 저온형 세라믹 연료전지 중 세계 최고 성능에 해당하며, 500시간 이상의 장기구동에도 성능 저하가 거의 없는 독보적인 성과라 할 수 있다. 서울대 최만수 교수는 “이 연구는 글로벌 프런티어 과제를 통해 국내 최고 연구진들이 협력하여 차세대 세라믹 연료전지에 관한 원천 혁신 기술을 확보했다는 점에 큰 의의가 있으며, 제1저자 신성수 박사를 비롯한 공동연구진이 다년간 쏟은 끈질긴 노력의 결과물이다.”라고 말했다. KIST 김형철 박사는 “저온형 고체산화물 연료전지의 마이크로 입체 구조를 시도한 사례는 있었지만, 모든 평가 지표들(성능, 안정성, 대면적화, 양산성)을 동시에 만족시킨 연구는 이번이 처음이다.”라며, “세라믹 마이크로패터닝과 박막 공정기술로 제작된 입체구조 고체산화물 연료전지는 차세대 세라믹 연료전지의 상용화를 위한 기술적 한계를 넘어선 혁신적 결과”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)의 지원으로 KIST 주요사업 및 한국연구재단 글로벌프론티어 멀티스케일에너지시스템연구사업, 국가과학기술연구회 창의형융합연구사업으로 수행되었으며, 에너지·환경 분야 권위지 ‘Energy & Environmental Science’ (IF: 33.250, JCR 분야 상위 0.199%)에 온라인 게재되었다. * (논문명) Multiscale structured low-temperature solid oxide fuel cells with 13 W power at 500 oC - (제 1저자) 한국과학기술연구원 신성수 박사후연구원 - (교신저자) 서울대학교 기계항공공학부 최만수 교수 - (교신저자) 한국과학기술연구원 김형철 책임연구원 <그림설명> 그림1) KIST-서울대 공동연구팀이 개발한 고체산화물 연료전지의 세라믹 마이크로패터닝과 3차원 계면 구조를 강조한 일러스트.

- 막단백질(기계채널) 텐토닌3의 심장에서 혈압 감지 역할 밝혀 - 고혈압 등 혈압 관련 질병의 이해 및 치료제로의 발전 가능성 기대 고혈압은 뇌졸중, 심장마비 등을 일으키는 현대인의 고질적인 질병 중 하나이다. 우리가 직접 감지하지는 못해도 우리의 몸은 동맥의 혈압을 측정하고, 혈압이 너무 낮으면 높이고 반대로 혈압이 높으면 낮추며 조절하고 있다. 혈압 조절이 잘되지 않으면 대개 고혈압으로 이어진다. 이렇게 혈압을 감지하는 센서 역할을 하는 세포를 혈압수용체라 부르는데, 그동안 혈압수용체 세포 내부의 어떤 단백질이 외부의 자극을 감지하는지는 알려지지 않았다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 뇌과학연구소 오우택 박사 연구팀이 근육의 수축과 이완을 조절하는 기계채널 단백질인 ‘텐토닌3’가 심장의 혈압 또한 정밀하게 조절하는 센서로 작용한다는 것을 밝혔다고 발표했다. 이온채널은 생체막에 통로를 형성하여 생체막 내외의 이온을 통과시키는 단백질로써, 이온의 이동에 따라 생체에 전기신호를 발생시킨다. 이온채널에 의한 세포의 전기적 흥분은 심장 박동, 호르몬 분비, 감각 및 운동을 가능하게 한다. 따라서, 이온채널이 고장나면 심각한 질병이 발생할 수 있다. 특히 이온채널 중 하나인 기계채널은 세포에 물리적(기계적) 자극이 가해질 때 열리는 이온채널로, 기계적 자극을 감지하는 생체센서이다. 따라서 기계채널은 촉각, 진동, 압각 등의 외부적인 자극을 감지하는데 사용될 뿐 아니라 근육의 수축정도, 뼈의 움직임, 허파 팽창, 혈압의 높낮음과 같은 내부의 자극을 감지하는데에도 필요하다. KIST 연구진은 혈압을 조절하는 센서를 파악하기 위해 심장 근방의 신경다발을 관찰하던 중 대동맥 혈압수용체 신경 말단에서 기계채널 텐토닌3의 유전자를 다량 발견하였다. 특히, 텐토닌3을 발현하는 신경은 대동맥을 완전히 싸고 있었다, 이에 KIST 오우택 박사는 텐토닌3 유전자를 제거한 쥐를 통해 실험한 결과, 혈압 감지 능력이 크게 떨어지는 것을 확인하였다. 또한, 텐토닌3 유전자를 다시 발현시켰더니 혈압이 원상태로 돌아오는 것을 확인하였다. KIST 뇌과학연구소 오우택 박사는 “심장의 혈류를 감지하여 혈압을 조절하는 텐토닌3 이온채널의 역할을 조명하였고, 동물의 혈압 감지 시스템의 생리학적인 이해의 범위를 한층 넓혔다 할 수 있다.”라며, “텐토닌3 이온채널 유전자의 역할을 명확하게 밝힌 본 연구를 통하여 심장 혈압감지의 오류로 인한 고혈압 치료에 초석이 되는 데 큰 역할을 할 것으로 생각한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 한국연구재단 뇌과학원천기술개발사업, 리더연구자지원사업을 통해 수행되었으며, 연구결과는 JCI(The Journal of Clinical Investigation, U.S.A.) (IF : 12.28, JCR 상위 : 1.84%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) Tentonin 3/TMEM150C senses blood pressure changes in the aortic arch - (제 1저자) KIST 뇌과학연구소장실 Lu Huan-Jun 학생연구원 - (교신저자) KIST 뇌과학연구소 오우택 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 대동맥 신경말단에서 텐토닌3의 발현 확인 [그림 2] 텐토닌3을 제거한 마우스는 혈압이 증가(A, B)하고 심박수(C)가 증가함 [그림 3] 심장에서 나오는 혈류의 혈압을 감지하는 기계채널과 관련 분자센서 모식도 (TTN3: 텐토닌3)

- 막단백질(기계채널) 텐토닌3의 심장에서 혈압 감지 역할 밝혀 - 고혈압 등 혈압 관련 질병의 이해 및 치료제로의 발전 가능성 기대 고혈압은 뇌졸중, 심장마비 등을 일으키는 현대인의 고질적인 질병 중 하나이다. 우리가 직접 감지하지는 못해도 우리의 몸은 동맥의 혈압을 측정하고, 혈압이 너무 낮으면 높이고 반대로 혈압이 높으면 낮추며 조절하고 있다. 혈압 조절이 잘되지 않으면 대개 고혈압으로 이어진다. 이렇게 혈압을 감지하는 센서 역할을 하는 세포를 혈압수용체라 부르는데, 그동안 혈압수용체 세포 내부의 어떤 단백질이 외부의 자극을 감지하는지는 알려지지 않았다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 뇌과학연구소 오우택 박사 연구팀이 근육의 수축과 이완을 조절하는 기계채널 단백질인 ‘텐토닌3’가 심장의 혈압 또한 정밀하게 조절하는 센서로 작용한다는 것을 밝혔다고 발표했다. 이온채널은 생체막에 통로를 형성하여 생체막 내외의 이온을 통과시키는 단백질로써, 이온의 이동에 따라 생체에 전기신호를 발생시킨다. 이온채널에 의한 세포의 전기적 흥분은 심장 박동, 호르몬 분비, 감각 및 운동을 가능하게 한다. 따라서, 이온채널이 고장나면 심각한 질병이 발생할 수 있다. 특히 이온채널 중 하나인 기계채널은 세포에 물리적(기계적) 자극이 가해질 때 열리는 이온채널로, 기계적 자극을 감지하는 생체센서이다. 따라서 기계채널은 촉각, 진동, 압각 등의 외부적인 자극을 감지하는데 사용될 뿐 아니라 근육의 수축정도, 뼈의 움직임, 허파 팽창, 혈압의 높낮음과 같은 내부의 자극을 감지하는데에도 필요하다. KIST 연구진은 혈압을 조절하는 센서를 파악하기 위해 심장 근방의 신경다발을 관찰하던 중 대동맥 혈압수용체 신경 말단에서 기계채널 텐토닌3의 유전자를 다량 발견하였다. 특히, 텐토닌3을 발현하는 신경은 대동맥을 완전히 싸고 있었다, 이에 KIST 오우택 박사는 텐토닌3 유전자를 제거한 쥐를 통해 실험한 결과, 혈압 감지 능력이 크게 떨어지는 것을 확인하였다. 또한, 텐토닌3 유전자를 다시 발현시켰더니 혈압이 원상태로 돌아오는 것을 확인하였다. KIST 뇌과학연구소 오우택 박사는 “심장의 혈류를 감지하여 혈압을 조절하는 텐토닌3 이온채널의 역할을 조명하였고, 동물의 혈압 감지 시스템의 생리학적인 이해의 범위를 한층 넓혔다 할 수 있다.”라며, “텐토닌3 이온채널 유전자의 역할을 명확하게 밝힌 본 연구를 통하여 심장 혈압감지의 오류로 인한 고혈압 치료에 초석이 되는 데 큰 역할을 할 것으로 생각한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 한국연구재단 뇌과학원천기술개발사업, 리더연구자지원사업을 통해 수행되었으며, 연구결과는 JCI(The Journal of Clinical Investigation, U.S.A.) (IF : 12.28, JCR 상위 : 1.84%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) Tentonin 3/TMEM150C senses blood pressure changes in the aortic arch - (제 1저자) KIST 뇌과학연구소장실 Lu Huan-Jun 학생연구원 - (교신저자) KIST 뇌과학연구소 오우택 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 대동맥 신경말단에서 텐토닌3의 발현 확인 [그림 2] 텐토닌3을 제거한 마우스는 혈압이 증가(A, B)하고 심박수(C)가 증가함 [그림 3] 심장에서 나오는 혈류의 혈압을 감지하는 기계채널과 관련 분자센서 모식도 (TTN3: 텐토닌3)

- 막단백질(기계채널) 텐토닌3의 심장에서 혈압 감지 역할 밝혀 - 고혈압 등 혈압 관련 질병의 이해 및 치료제로의 발전 가능성 기대 고혈압은 뇌졸중, 심장마비 등을 일으키는 현대인의 고질적인 질병 중 하나이다. 우리가 직접 감지하지는 못해도 우리의 몸은 동맥의 혈압을 측정하고, 혈압이 너무 낮으면 높이고 반대로 혈압이 높으면 낮추며 조절하고 있다. 혈압 조절이 잘되지 않으면 대개 고혈압으로 이어진다. 이렇게 혈압을 감지하는 센서 역할을 하는 세포를 혈압수용체라 부르는데, 그동안 혈압수용체 세포 내부의 어떤 단백질이 외부의 자극을 감지하는지는 알려지지 않았다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 뇌과학연구소 오우택 박사 연구팀이 근육의 수축과 이완을 조절하는 기계채널 단백질인 ‘텐토닌3’가 심장의 혈압 또한 정밀하게 조절하는 센서로 작용한다는 것을 밝혔다고 발표했다. 이온채널은 생체막에 통로를 형성하여 생체막 내외의 이온을 통과시키는 단백질로써, 이온의 이동에 따라 생체에 전기신호를 발생시킨다. 이온채널에 의한 세포의 전기적 흥분은 심장 박동, 호르몬 분비, 감각 및 운동을 가능하게 한다. 따라서, 이온채널이 고장나면 심각한 질병이 발생할 수 있다. 특히 이온채널 중 하나인 기계채널은 세포에 물리적(기계적) 자극이 가해질 때 열리는 이온채널로, 기계적 자극을 감지하는 생체센서이다. 따라서 기계채널은 촉각, 진동, 압각 등의 외부적인 자극을 감지하는데 사용될 뿐 아니라 근육의 수축정도, 뼈의 움직임, 허파 팽창, 혈압의 높낮음과 같은 내부의 자극을 감지하는데에도 필요하다. KIST 연구진은 혈압을 조절하는 센서를 파악하기 위해 심장 근방의 신경다발을 관찰하던 중 대동맥 혈압수용체 신경 말단에서 기계채널 텐토닌3의 유전자를 다량 발견하였다. 특히, 텐토닌3을 발현하는 신경은 대동맥을 완전히 싸고 있었다, 이에 KIST 오우택 박사는 텐토닌3 유전자를 제거한 쥐를 통해 실험한 결과, 혈압 감지 능력이 크게 떨어지는 것을 확인하였다. 또한, 텐토닌3 유전자를 다시 발현시켰더니 혈압이 원상태로 돌아오는 것을 확인하였다. KIST 뇌과학연구소 오우택 박사는 “심장의 혈류를 감지하여 혈압을 조절하는 텐토닌3 이온채널의 역할을 조명하였고, 동물의 혈압 감지 시스템의 생리학적인 이해의 범위를 한층 넓혔다 할 수 있다.”라며, “텐토닌3 이온채널 유전자의 역할을 명확하게 밝힌 본 연구를 통하여 심장 혈압감지의 오류로 인한 고혈압 치료에 초석이 되는 데 큰 역할을 할 것으로 생각한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 한국연구재단 뇌과학원천기술개발사업, 리더연구자지원사업을 통해 수행되었으며, 연구결과는 JCI(The Journal of Clinical Investigation, U.S.A.) (IF : 12.28, JCR 상위 : 1.84%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) Tentonin 3/TMEM150C senses blood pressure changes in the aortic arch - (제 1저자) KIST 뇌과학연구소장실 Lu Huan-Jun 학생연구원 - (교신저자) KIST 뇌과학연구소 오우택 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 대동맥 신경말단에서 텐토닌3의 발현 확인 [그림 2] 텐토닌3을 제거한 마우스는 혈압이 증가(A, B)하고 심박수(C)가 증가함 [그림 3] 심장에서 나오는 혈류의 혈압을 감지하는 기계채널과 관련 분자센서 모식도 (TTN3: 텐토닌3)

- 막단백질(기계채널) 텐토닌3의 심장에서 혈압 감지 역할 밝혀 - 고혈압 등 혈압 관련 질병의 이해 및 치료제로의 발전 가능성 기대 고혈압은 뇌졸중, 심장마비 등을 일으키는 현대인의 고질적인 질병 중 하나이다. 우리가 직접 감지하지는 못해도 우리의 몸은 동맥의 혈압을 측정하고, 혈압이 너무 낮으면 높이고 반대로 혈압이 높으면 낮추며 조절하고 있다. 혈압 조절이 잘되지 않으면 대개 고혈압으로 이어진다. 이렇게 혈압을 감지하는 센서 역할을 하는 세포를 혈압수용체라 부르는데, 그동안 혈압수용체 세포 내부의 어떤 단백질이 외부의 자극을 감지하는지는 알려지지 않았다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 뇌과학연구소 오우택 박사 연구팀이 근육의 수축과 이완을 조절하는 기계채널 단백질인 ‘텐토닌3’가 심장의 혈압 또한 정밀하게 조절하는 센서로 작용한다는 것을 밝혔다고 발표했다. 이온채널은 생체막에 통로를 형성하여 생체막 내외의 이온을 통과시키는 단백질로써, 이온의 이동에 따라 생체에 전기신호를 발생시킨다. 이온채널에 의한 세포의 전기적 흥분은 심장 박동, 호르몬 분비, 감각 및 운동을 가능하게 한다. 따라서, 이온채널이 고장나면 심각한 질병이 발생할 수 있다. 특히 이온채널 중 하나인 기계채널은 세포에 물리적(기계적) 자극이 가해질 때 열리는 이온채널로, 기계적 자극을 감지하는 생체센서이다. 따라서 기계채널은 촉각, 진동, 압각 등의 외부적인 자극을 감지하는데 사용될 뿐 아니라 근육의 수축정도, 뼈의 움직임, 허파 팽창, 혈압의 높낮음과 같은 내부의 자극을 감지하는데에도 필요하다. KIST 연구진은 혈압을 조절하는 센서를 파악하기 위해 심장 근방의 신경다발을 관찰하던 중 대동맥 혈압수용체 신경 말단에서 기계채널 텐토닌3의 유전자를 다량 발견하였다. 특히, 텐토닌3을 발현하는 신경은 대동맥을 완전히 싸고 있었다, 이에 KIST 오우택 박사는 텐토닌3 유전자를 제거한 쥐를 통해 실험한 결과, 혈압 감지 능력이 크게 떨어지는 것을 확인하였다. 또한, 텐토닌3 유전자를 다시 발현시켰더니 혈압이 원상태로 돌아오는 것을 확인하였다. KIST 뇌과학연구소 오우택 박사는 “심장의 혈류를 감지하여 혈압을 조절하는 텐토닌3 이온채널의 역할을 조명하였고, 동물의 혈압 감지 시스템의 생리학적인 이해의 범위를 한층 넓혔다 할 수 있다.”라며, “텐토닌3 이온채널 유전자의 역할을 명확하게 밝힌 본 연구를 통하여 심장 혈압감지의 오류로 인한 고혈압 치료에 초석이 되는 데 큰 역할을 할 것으로 생각한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 한국연구재단 뇌과학원천기술개발사업, 리더연구자지원사업을 통해 수행되었으며, 연구결과는 JCI(The Journal of Clinical Investigation, U.S.A.) (IF : 12.28, JCR 상위 : 1.84%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) Tentonin 3/TMEM150C senses blood pressure changes in the aortic arch - (제 1저자) KIST 뇌과학연구소장실 Lu Huan-Jun 학생연구원 - (교신저자) KIST 뇌과학연구소 오우택 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 대동맥 신경말단에서 텐토닌3의 발현 확인 [그림 2] 텐토닌3을 제거한 마우스는 혈압이 증가(A, B)하고 심박수(C)가 증가함 [그림 3] 심장에서 나오는 혈류의 혈압을 감지하는 기계채널과 관련 분자센서 모식도 (TTN3: 텐토닌3)

- 막단백질(기계채널) 텐토닌3의 심장에서 혈압 감지 역할 밝혀 - 고혈압 등 혈압 관련 질병의 이해 및 치료제로의 발전 가능성 기대 고혈압은 뇌졸중, 심장마비 등을 일으키는 현대인의 고질적인 질병 중 하나이다. 우리가 직접 감지하지는 못해도 우리의 몸은 동맥의 혈압을 측정하고, 혈압이 너무 낮으면 높이고 반대로 혈압이 높으면 낮추며 조절하고 있다. 혈압 조절이 잘되지 않으면 대개 고혈압으로 이어진다. 이렇게 혈압을 감지하는 센서 역할을 하는 세포를 혈압수용체라 부르는데, 그동안 혈압수용체 세포 내부의 어떤 단백질이 외부의 자극을 감지하는지는 알려지지 않았다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 뇌과학연구소 오우택 박사 연구팀이 근육의 수축과 이완을 조절하는 기계채널 단백질인 ‘텐토닌3’가 심장의 혈압 또한 정밀하게 조절하는 센서로 작용한다는 것을 밝혔다고 발표했다. 이온채널은 생체막에 통로를 형성하여 생체막 내외의 이온을 통과시키는 단백질로써, 이온의 이동에 따라 생체에 전기신호를 발생시킨다. 이온채널에 의한 세포의 전기적 흥분은 심장 박동, 호르몬 분비, 감각 및 운동을 가능하게 한다. 따라서, 이온채널이 고장나면 심각한 질병이 발생할 수 있다. 특히 이온채널 중 하나인 기계채널은 세포에 물리적(기계적) 자극이 가해질 때 열리는 이온채널로, 기계적 자극을 감지하는 생체센서이다. 따라서 기계채널은 촉각, 진동, 압각 등의 외부적인 자극을 감지하는데 사용될 뿐 아니라 근육의 수축정도, 뼈의 움직임, 허파 팽창, 혈압의 높낮음과 같은 내부의 자극을 감지하는데에도 필요하다. KIST 연구진은 혈압을 조절하는 센서를 파악하기 위해 심장 근방의 신경다발을 관찰하던 중 대동맥 혈압수용체 신경 말단에서 기계채널 텐토닌3의 유전자를 다량 발견하였다. 특히, 텐토닌3을 발현하는 신경은 대동맥을 완전히 싸고 있었다, 이에 KIST 오우택 박사는 텐토닌3 유전자를 제거한 쥐를 통해 실험한 결과, 혈압 감지 능력이 크게 떨어지는 것을 확인하였다. 또한, 텐토닌3 유전자를 다시 발현시켰더니 혈압이 원상태로 돌아오는 것을 확인하였다. KIST 뇌과학연구소 오우택 박사는 “심장의 혈류를 감지하여 혈압을 조절하는 텐토닌3 이온채널의 역할을 조명하였고, 동물의 혈압 감지 시스템의 생리학적인 이해의 범위를 한층 넓혔다 할 수 있다.”라며, “텐토닌3 이온채널 유전자의 역할을 명확하게 밝힌 본 연구를 통하여 심장 혈압감지의 오류로 인한 고혈압 치료에 초석이 되는 데 큰 역할을 할 것으로 생각한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 한국연구재단 뇌과학원천기술개발사업, 리더연구자지원사업을 통해 수행되었으며, 연구결과는 JCI(The Journal of Clinical Investigation, U.S.A.) (IF : 12.28, JCR 상위 : 1.84%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) Tentonin 3/TMEM150C senses blood pressure changes in the aortic arch - (제 1저자) KIST 뇌과학연구소장실 Lu Huan-Jun 학생연구원 - (교신저자) KIST 뇌과학연구소 오우택 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 대동맥 신경말단에서 텐토닌3의 발현 확인 [그림 2] 텐토닌3을 제거한 마우스는 혈압이 증가(A, B)하고 심박수(C)가 증가함 [그림 3] 심장에서 나오는 혈류의 혈압을 감지하는 기계채널과 관련 분자센서 모식도 (TTN3: 텐토닌3)

- 막단백질(기계채널) 텐토닌3의 심장에서 혈압 감지 역할 밝혀 - 고혈압 등 혈압 관련 질병의 이해 및 치료제로의 발전 가능성 기대 고혈압은 뇌졸중, 심장마비 등을 일으키는 현대인의 고질적인 질병 중 하나이다. 우리가 직접 감지하지는 못해도 우리의 몸은 동맥의 혈압을 측정하고, 혈압이 너무 낮으면 높이고 반대로 혈압이 높으면 낮추며 조절하고 있다. 혈압 조절이 잘되지 않으면 대개 고혈압으로 이어진다. 이렇게 혈압을 감지하는 센서 역할을 하는 세포를 혈압수용체라 부르는데, 그동안 혈압수용체 세포 내부의 어떤 단백질이 외부의 자극을 감지하는지는 알려지지 않았다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 뇌과학연구소 오우택 박사 연구팀이 근육의 수축과 이완을 조절하는 기계채널 단백질인 ‘텐토닌3’가 심장의 혈압 또한 정밀하게 조절하는 센서로 작용한다는 것을 밝혔다고 발표했다. 이온채널은 생체막에 통로를 형성하여 생체막 내외의 이온을 통과시키는 단백질로써, 이온의 이동에 따라 생체에 전기신호를 발생시킨다. 이온채널에 의한 세포의 전기적 흥분은 심장 박동, 호르몬 분비, 감각 및 운동을 가능하게 한다. 따라서, 이온채널이 고장나면 심각한 질병이 발생할 수 있다. 특히 이온채널 중 하나인 기계채널은 세포에 물리적(기계적) 자극이 가해질 때 열리는 이온채널로, 기계적 자극을 감지하는 생체센서이다. 따라서 기계채널은 촉각, 진동, 압각 등의 외부적인 자극을 감지하는데 사용될 뿐 아니라 근육의 수축정도, 뼈의 움직임, 허파 팽창, 혈압의 높낮음과 같은 내부의 자극을 감지하는데에도 필요하다. KIST 연구진은 혈압을 조절하는 센서를 파악하기 위해 심장 근방의 신경다발을 관찰하던 중 대동맥 혈압수용체 신경 말단에서 기계채널 텐토닌3의 유전자를 다량 발견하였다. 특히, 텐토닌3을 발현하는 신경은 대동맥을 완전히 싸고 있었다, 이에 KIST 오우택 박사는 텐토닌3 유전자를 제거한 쥐를 통해 실험한 결과, 혈압 감지 능력이 크게 떨어지는 것을 확인하였다. 또한, 텐토닌3 유전자를 다시 발현시켰더니 혈압이 원상태로 돌아오는 것을 확인하였다. KIST 뇌과학연구소 오우택 박사는 “심장의 혈류를 감지하여 혈압을 조절하는 텐토닌3 이온채널의 역할을 조명하였고, 동물의 혈압 감지 시스템의 생리학적인 이해의 범위를 한층 넓혔다 할 수 있다.”라며, “텐토닌3 이온채널 유전자의 역할을 명확하게 밝힌 본 연구를 통하여 심장 혈압감지의 오류로 인한 고혈압 치료에 초석이 되는 데 큰 역할을 할 것으로 생각한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 한국연구재단 뇌과학원천기술개발사업, 리더연구자지원사업을 통해 수행되었으며, 연구결과는 JCI(The Journal of Clinical Investigation, U.S.A.) (IF : 12.28, JCR 상위 : 1.84%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) Tentonin 3/TMEM150C senses blood pressure changes in the aortic arch - (제 1저자) KIST 뇌과학연구소장실 Lu Huan-Jun 학생연구원 - (교신저자) KIST 뇌과학연구소 오우택 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 대동맥 신경말단에서 텐토닌3의 발현 확인 [그림 2] 텐토닌3을 제거한 마우스는 혈압이 증가(A, B)하고 심박수(C)가 증가함 [그림 3] 심장에서 나오는 혈류의 혈압을 감지하는 기계채널과 관련 분자센서 모식도 (TTN3: 텐토닌3)

- 막단백질(기계채널) 텐토닌3의 심장에서 혈압 감지 역할 밝혀 - 고혈압 등 혈압 관련 질병의 이해 및 치료제로의 발전 가능성 기대 고혈압은 뇌졸중, 심장마비 등을 일으키는 현대인의 고질적인 질병 중 하나이다. 우리가 직접 감지하지는 못해도 우리의 몸은 동맥의 혈압을 측정하고, 혈압이 너무 낮으면 높이고 반대로 혈압이 높으면 낮추며 조절하고 있다. 혈압 조절이 잘되지 않으면 대개 고혈압으로 이어진다. 이렇게 혈압을 감지하는 센서 역할을 하는 세포를 혈압수용체라 부르는데, 그동안 혈압수용체 세포 내부의 어떤 단백질이 외부의 자극을 감지하는지는 알려지지 않았다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 직무대행 윤석진)은 뇌과학연구소 오우택 박사 연구팀이 근육의 수축과 이완을 조절하는 기계채널 단백질인 ‘텐토닌3’가 심장의 혈압 또한 정밀하게 조절하는 센서로 작용한다는 것을 밝혔다고 발표했다. 이온채널은 생체막에 통로를 형성하여 생체막 내외의 이온을 통과시키는 단백질로써, 이온의 이동에 따라 생체에 전기신호를 발생시킨다. 이온채널에 의한 세포의 전기적 흥분은 심장 박동, 호르몬 분비, 감각 및 운동을 가능하게 한다. 따라서, 이온채널이 고장나면 심각한 질병이 발생할 수 있다. 특히 이온채널 중 하나인 기계채널은 세포에 물리적(기계적) 자극이 가해질 때 열리는 이온채널로, 기계적 자극을 감지하는 생체센서이다. 따라서 기계채널은 촉각, 진동, 압각 등의 외부적인 자극을 감지하는데 사용될 뿐 아니라 근육의 수축정도, 뼈의 움직임, 허파 팽창, 혈압의 높낮음과 같은 내부의 자극을 감지하는데에도 필요하다. KIST 연구진은 혈압을 조절하는 센서를 파악하기 위해 심장 근방의 신경다발을 관찰하던 중 대동맥 혈압수용체 신경 말단에서 기계채널 텐토닌3의 유전자를 다량 발견하였다. 특히, 텐토닌3을 발현하는 신경은 대동맥을 완전히 싸고 있었다, 이에 KIST 오우택 박사는 텐토닌3 유전자를 제거한 쥐를 통해 실험한 결과, 혈압 감지 능력이 크게 떨어지는 것을 확인하였다. 또한, 텐토닌3 유전자를 다시 발현시켰더니 혈압이 원상태로 돌아오는 것을 확인하였다. KIST 뇌과학연구소 오우택 박사는 “심장의 혈류를 감지하여 혈압을 조절하는 텐토닌3 이온채널의 역할을 조명하였고, 동물의 혈압 감지 시스템의 생리학적인 이해의 범위를 한층 넓혔다 할 수 있다.”라며, “텐토닌3 이온채널 유전자의 역할을 명확하게 밝힌 본 연구를 통하여 심장 혈압감지의 오류로 인한 고혈압 치료에 초석이 되는 데 큰 역할을 할 것으로 생각한다.”라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영) 지원으로 한국연구재단 뇌과학원천기술개발사업, 리더연구자지원사업을 통해 수행되었으며, 연구결과는 JCI(The Journal of Clinical Investigation, U.S.A.) (IF : 12.28, JCR 상위 : 1.84%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) Tentonin 3/TMEM150C senses blood pressure changes in the aortic arch - (제 1저자) KIST 뇌과학연구소장실 Lu Huan-Jun 학생연구원 - (교신저자) KIST 뇌과학연구소 오우택 책임연구원 <그림설명> [그림 1] 대동맥 신경말단에서 텐토닌3의 발현 확인 [그림 2] 텐토닌3을 제거한 마우스는 혈압이 증가(A, B)하고 심박수(C)가 증가함 [그림 3] 심장에서 나오는 혈류의 혈압을 감지하는 기계채널과 관련 분자센서 모식도 (TTN3: 텐토닌3)