- 신경세포 구조를 세밀하게 관찰할 수 있는 뉴런 표지 기술 ‘NeuM’ 개발 - 최대 72시간 동안 신경세포의 변화 모니터링 성공 뇌졸중과 함께 3대 노인성 질환으로 꼽히는 알츠하이머 치매와 파킨슨병은 신경세포인 뉴런(Neuron)의 기능이상 및 점진적 퇴행으로 발병하는 신경계 질환이다. 이러한 신경계 질환의 발병기전을 규명하고, 치료제를 개발하기 위해서는 정상적 환경뿐만 아니라 질병 상태에서 뉴런의 변화를 시각화할 수 있는 표지(Labeling) 기술이 매우 중요하다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 뇌과학연구소 김윤경 박사 연구팀은 포항공과대학 장영태 교수 연구팀과 함께 차세대 뉴런 표지 기술인 NeuM을 개발했다고 밝혔다. NeuM(뉴엠, Neuronal Membrane-selective)은 신경세포막을 표지해 뉴런구조를 시각화하고 뉴런의 변화양상을 실시간으로 모니터링할 수 있는 차세대 뉴런 형광 표지 기술이다. 뉴런은 감각기관으로 받아들인 정보를 뇌로 전달해 생각, 기억, 행동을 조절하기 위해 구조와 기능을 지속해서 변화시킨다. 따라서 퇴행성 신경질환을 극복하기 위해서는 살아있는 뉴런을 선택적으로 표지해 실시간으로 모니터링하는 기술 개발이 필요하다. 하지만 뉴런을 관찰하기 위해 현재 가장 많이 사용하고 있는 유전자 기반 표지 기술과 항체 기반 표지 기술은 특정 유전자의 발현이나 단백질에 의존하기 때문에 정확성이 낮고 장기간 추적 관찰하는 데 어려움이 있었다. 연구팀이 신경세포의 분자 설계를 통해 개발한 NeuM은 신경세포막에 우수한 결합력을 갖고 있어 뉴런의 장기 추적관찰 및 고해상도 이미징이 가능하다. NeuM에 존재하는 형광 프로브(Probe)는 살아있는 세포의 활성을 이용해 신경세포막에 결합한 뒤 프로브 내의 형광 성분을 특정 파장의 빛으로 방출한다. 이를 통해 신경세포의 막을 시각화하면 신경세포 말단구조를 세밀하게 관찰할 수 있으며, 신경세포의 분화 및 신경세포 간 상호작용 또한 고해상도로 모니터링이 가능하다. NeuM은 살아있는 신경세포의 세포내이입(Endocytosis)을 통해 세포막을 염색하는 최초의 기술로 세포내이입이 없는 죽은 세포에는 반응하지 않는 선택성을 갖는다. 또한, 6시간에 불과했던 신경세포의 관찰 시간을 최대 72시간까지 늘리는 데 성공해 외부 환경 변화에 따라 살아있는 신경세포가 장시간 동안 어떤 동적인 변화 과정을 거치는지 포착할 수 있게 됐다. NeuM은 아직 치료제가 없는 퇴행성 신경질환의 연구와 치료법 개발에 실마리를 제공할 것으로 기대된다. 퇴행성 뇌질환은 아밀로이드와 같은 독성 단백질 생성 및 염증 물질의 유입으로 신경세포가 손상되어 발생하는데, NeuM은 신경세포의 변화를 더욱 정밀하게 관찰함으로써 치료 후보물질의 효능을 평가하는 데 효과적으로 활용될 수 있다. KIST 김윤경 박사는 “이번에 개발된 NeuM은 노화 및 질병으로 인해 퇴행하는 신경세포를 구분할 수 있어 퇴행성 뇌질환의 발생기전을 규명하고 치료법 개발에 중요한 도구가 될 것”이라며 “앞으로는 지금보다 더 정밀한 신경세포의 분석을 위해 형광 파장 제어설계를 통해 녹색, 빨강 등 색깔을 구분할 수 있도록 고도화할 계획”이라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호)의 지원을 받아 KIST 주요사업과 치매극복 사업(RS-2023-00261784)으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Angewandte Chemie」에 최신 호에 게재됐다. [그림 1] NeuM의 신경세포막 선택적 형광 Turn-On 기술 [그림 2] 뉴런의 실시간 고해상도 시각화 기술인NeuM(뉴엠)을 개발한 KIST 김윤경 박사연구팀.

- 신경세포 구조를 세밀하게 관찰할 수 있는 뉴런 표지 기술 ‘NeuM’ 개발 - 최대 72시간 동안 신경세포의 변화 모니터링 성공 뇌졸중과 함께 3대 노인성 질환으로 꼽히는 알츠하이머 치매와 파킨슨병은 신경세포인 뉴런(Neuron)의 기능이상 및 점진적 퇴행으로 발병하는 신경계 질환이다. 이러한 신경계 질환의 발병기전을 규명하고, 치료제를 개발하기 위해서는 정상적 환경뿐만 아니라 질병 상태에서 뉴런의 변화를 시각화할 수 있는 표지(Labeling) 기술이 매우 중요하다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 뇌과학연구소 김윤경 박사 연구팀은 포항공과대학 장영태 교수 연구팀과 함께 차세대 뉴런 표지 기술인 NeuM을 개발했다고 밝혔다. NeuM(뉴엠, Neuronal Membrane-selective)은 신경세포막을 표지해 뉴런구조를 시각화하고 뉴런의 변화양상을 실시간으로 모니터링할 수 있는 차세대 뉴런 형광 표지 기술이다. 뉴런은 감각기관으로 받아들인 정보를 뇌로 전달해 생각, 기억, 행동을 조절하기 위해 구조와 기능을 지속해서 변화시킨다. 따라서 퇴행성 신경질환을 극복하기 위해서는 살아있는 뉴런을 선택적으로 표지해 실시간으로 모니터링하는 기술 개발이 필요하다. 하지만 뉴런을 관찰하기 위해 현재 가장 많이 사용하고 있는 유전자 기반 표지 기술과 항체 기반 표지 기술은 특정 유전자의 발현이나 단백질에 의존하기 때문에 정확성이 낮고 장기간 추적 관찰하는 데 어려움이 있었다. 연구팀이 신경세포의 분자 설계를 통해 개발한 NeuM은 신경세포막에 우수한 결합력을 갖고 있어 뉴런의 장기 추적관찰 및 고해상도 이미징이 가능하다. NeuM에 존재하는 형광 프로브(Probe)는 살아있는 세포의 활성을 이용해 신경세포막에 결합한 뒤 프로브 내의 형광 성분을 특정 파장의 빛으로 방출한다. 이를 통해 신경세포의 막을 시각화하면 신경세포 말단구조를 세밀하게 관찰할 수 있으며, 신경세포의 분화 및 신경세포 간 상호작용 또한 고해상도로 모니터링이 가능하다. NeuM은 살아있는 신경세포의 세포내이입(Endocytosis)을 통해 세포막을 염색하는 최초의 기술로 세포내이입이 없는 죽은 세포에는 반응하지 않는 선택성을 갖는다. 또한, 6시간에 불과했던 신경세포의 관찰 시간을 최대 72시간까지 늘리는 데 성공해 외부 환경 변화에 따라 살아있는 신경세포가 장시간 동안 어떤 동적인 변화 과정을 거치는지 포착할 수 있게 됐다. NeuM은 아직 치료제가 없는 퇴행성 신경질환의 연구와 치료법 개발에 실마리를 제공할 것으로 기대된다. 퇴행성 뇌질환은 아밀로이드와 같은 독성 단백질 생성 및 염증 물질의 유입으로 신경세포가 손상되어 발생하는데, NeuM은 신경세포의 변화를 더욱 정밀하게 관찰함으로써 치료 후보물질의 효능을 평가하는 데 효과적으로 활용될 수 있다. KIST 김윤경 박사는 “이번에 개발된 NeuM은 노화 및 질병으로 인해 퇴행하는 신경세포를 구분할 수 있어 퇴행성 뇌질환의 발생기전을 규명하고 치료법 개발에 중요한 도구가 될 것”이라며 “앞으로는 지금보다 더 정밀한 신경세포의 분석을 위해 형광 파장 제어설계를 통해 녹색, 빨강 등 색깔을 구분할 수 있도록 고도화할 계획”이라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호)의 지원을 받아 KIST 주요사업과 치매극복 사업(RS-2023-00261784)으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Angewandte Chemie」에 최신 호에 게재됐다. [그림 1] NeuM의 신경세포막 선택적 형광 Turn-On 기술 [그림 2] 뉴런의 실시간 고해상도 시각화 기술인NeuM(뉴엠)을 개발한 KIST 김윤경 박사연구팀.

- 신경세포 구조를 세밀하게 관찰할 수 있는 뉴런 표지 기술 ‘NeuM’ 개발 - 최대 72시간 동안 신경세포의 변화 모니터링 성공 뇌졸중과 함께 3대 노인성 질환으로 꼽히는 알츠하이머 치매와 파킨슨병은 신경세포인 뉴런(Neuron)의 기능이상 및 점진적 퇴행으로 발병하는 신경계 질환이다. 이러한 신경계 질환의 발병기전을 규명하고, 치료제를 개발하기 위해서는 정상적 환경뿐만 아니라 질병 상태에서 뉴런의 변화를 시각화할 수 있는 표지(Labeling) 기술이 매우 중요하다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 뇌과학연구소 김윤경 박사 연구팀은 포항공과대학 장영태 교수 연구팀과 함께 차세대 뉴런 표지 기술인 NeuM을 개발했다고 밝혔다. NeuM(뉴엠, Neuronal Membrane-selective)은 신경세포막을 표지해 뉴런구조를 시각화하고 뉴런의 변화양상을 실시간으로 모니터링할 수 있는 차세대 뉴런 형광 표지 기술이다. 뉴런은 감각기관으로 받아들인 정보를 뇌로 전달해 생각, 기억, 행동을 조절하기 위해 구조와 기능을 지속해서 변화시킨다. 따라서 퇴행성 신경질환을 극복하기 위해서는 살아있는 뉴런을 선택적으로 표지해 실시간으로 모니터링하는 기술 개발이 필요하다. 하지만 뉴런을 관찰하기 위해 현재 가장 많이 사용하고 있는 유전자 기반 표지 기술과 항체 기반 표지 기술은 특정 유전자의 발현이나 단백질에 의존하기 때문에 정확성이 낮고 장기간 추적 관찰하는 데 어려움이 있었다. 연구팀이 신경세포의 분자 설계를 통해 개발한 NeuM은 신경세포막에 우수한 결합력을 갖고 있어 뉴런의 장기 추적관찰 및 고해상도 이미징이 가능하다. NeuM에 존재하는 형광 프로브(Probe)는 살아있는 세포의 활성을 이용해 신경세포막에 결합한 뒤 프로브 내의 형광 성분을 특정 파장의 빛으로 방출한다. 이를 통해 신경세포의 막을 시각화하면 신경세포 말단구조를 세밀하게 관찰할 수 있으며, 신경세포의 분화 및 신경세포 간 상호작용 또한 고해상도로 모니터링이 가능하다. NeuM은 살아있는 신경세포의 세포내이입(Endocytosis)을 통해 세포막을 염색하는 최초의 기술로 세포내이입이 없는 죽은 세포에는 반응하지 않는 선택성을 갖는다. 또한, 6시간에 불과했던 신경세포의 관찰 시간을 최대 72시간까지 늘리는 데 성공해 외부 환경 변화에 따라 살아있는 신경세포가 장시간 동안 어떤 동적인 변화 과정을 거치는지 포착할 수 있게 됐다. NeuM은 아직 치료제가 없는 퇴행성 신경질환의 연구와 치료법 개발에 실마리를 제공할 것으로 기대된다. 퇴행성 뇌질환은 아밀로이드와 같은 독성 단백질 생성 및 염증 물질의 유입으로 신경세포가 손상되어 발생하는데, NeuM은 신경세포의 변화를 더욱 정밀하게 관찰함으로써 치료 후보물질의 효능을 평가하는 데 효과적으로 활용될 수 있다. KIST 김윤경 박사는 “이번에 개발된 NeuM은 노화 및 질병으로 인해 퇴행하는 신경세포를 구분할 수 있어 퇴행성 뇌질환의 발생기전을 규명하고 치료법 개발에 중요한 도구가 될 것”이라며 “앞으로는 지금보다 더 정밀한 신경세포의 분석을 위해 형광 파장 제어설계를 통해 녹색, 빨강 등 색깔을 구분할 수 있도록 고도화할 계획”이라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호)의 지원을 받아 KIST 주요사업과 치매극복 사업(RS-2023-00261784)으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Angewandte Chemie」에 최신 호에 게재됐다. [그림 1] NeuM의 신경세포막 선택적 형광 Turn-On 기술 [그림 2] 뉴런의 실시간 고해상도 시각화 기술인NeuM(뉴엠)을 개발한 KIST 김윤경 박사연구팀.

- 신경세포 구조를 세밀하게 관찰할 수 있는 뉴런 표지 기술 ‘NeuM’ 개발 - 최대 72시간 동안 신경세포의 변화 모니터링 성공 뇌졸중과 함께 3대 노인성 질환으로 꼽히는 알츠하이머 치매와 파킨슨병은 신경세포인 뉴런(Neuron)의 기능이상 및 점진적 퇴행으로 발병하는 신경계 질환이다. 이러한 신경계 질환의 발병기전을 규명하고, 치료제를 개발하기 위해서는 정상적 환경뿐만 아니라 질병 상태에서 뉴런의 변화를 시각화할 수 있는 표지(Labeling) 기술이 매우 중요하다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 뇌과학연구소 김윤경 박사 연구팀은 포항공과대학 장영태 교수 연구팀과 함께 차세대 뉴런 표지 기술인 NeuM을 개발했다고 밝혔다. NeuM(뉴엠, Neuronal Membrane-selective)은 신경세포막을 표지해 뉴런구조를 시각화하고 뉴런의 변화양상을 실시간으로 모니터링할 수 있는 차세대 뉴런 형광 표지 기술이다. 뉴런은 감각기관으로 받아들인 정보를 뇌로 전달해 생각, 기억, 행동을 조절하기 위해 구조와 기능을 지속해서 변화시킨다. 따라서 퇴행성 신경질환을 극복하기 위해서는 살아있는 뉴런을 선택적으로 표지해 실시간으로 모니터링하는 기술 개발이 필요하다. 하지만 뉴런을 관찰하기 위해 현재 가장 많이 사용하고 있는 유전자 기반 표지 기술과 항체 기반 표지 기술은 특정 유전자의 발현이나 단백질에 의존하기 때문에 정확성이 낮고 장기간 추적 관찰하는 데 어려움이 있었다. 연구팀이 신경세포의 분자 설계를 통해 개발한 NeuM은 신경세포막에 우수한 결합력을 갖고 있어 뉴런의 장기 추적관찰 및 고해상도 이미징이 가능하다. NeuM에 존재하는 형광 프로브(Probe)는 살아있는 세포의 활성을 이용해 신경세포막에 결합한 뒤 프로브 내의 형광 성분을 특정 파장의 빛으로 방출한다. 이를 통해 신경세포의 막을 시각화하면 신경세포 말단구조를 세밀하게 관찰할 수 있으며, 신경세포의 분화 및 신경세포 간 상호작용 또한 고해상도로 모니터링이 가능하다. NeuM은 살아있는 신경세포의 세포내이입(Endocytosis)을 통해 세포막을 염색하는 최초의 기술로 세포내이입이 없는 죽은 세포에는 반응하지 않는 선택성을 갖는다. 또한, 6시간에 불과했던 신경세포의 관찰 시간을 최대 72시간까지 늘리는 데 성공해 외부 환경 변화에 따라 살아있는 신경세포가 장시간 동안 어떤 동적인 변화 과정을 거치는지 포착할 수 있게 됐다. NeuM은 아직 치료제가 없는 퇴행성 신경질환의 연구와 치료법 개발에 실마리를 제공할 것으로 기대된다. 퇴행성 뇌질환은 아밀로이드와 같은 독성 단백질 생성 및 염증 물질의 유입으로 신경세포가 손상되어 발생하는데, NeuM은 신경세포의 변화를 더욱 정밀하게 관찰함으로써 치료 후보물질의 효능을 평가하는 데 효과적으로 활용될 수 있다. KIST 김윤경 박사는 “이번에 개발된 NeuM은 노화 및 질병으로 인해 퇴행하는 신경세포를 구분할 수 있어 퇴행성 뇌질환의 발생기전을 규명하고 치료법 개발에 중요한 도구가 될 것”이라며 “앞으로는 지금보다 더 정밀한 신경세포의 분석을 위해 형광 파장 제어설계를 통해 녹색, 빨강 등 색깔을 구분할 수 있도록 고도화할 계획”이라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호)의 지원을 받아 KIST 주요사업과 치매극복 사업(RS-2023-00261784)으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Angewandte Chemie」에 최신 호에 게재됐다. [그림 1] NeuM의 신경세포막 선택적 형광 Turn-On 기술 [그림 2] 뉴런의 실시간 고해상도 시각화 기술인NeuM(뉴엠)을 개발한 KIST 김윤경 박사연구팀.

- 신경세포 구조를 세밀하게 관찰할 수 있는 뉴런 표지 기술 ‘NeuM’ 개발 - 최대 72시간 동안 신경세포의 변화 모니터링 성공 뇌졸중과 함께 3대 노인성 질환으로 꼽히는 알츠하이머 치매와 파킨슨병은 신경세포인 뉴런(Neuron)의 기능이상 및 점진적 퇴행으로 발병하는 신경계 질환이다. 이러한 신경계 질환의 발병기전을 규명하고, 치료제를 개발하기 위해서는 정상적 환경뿐만 아니라 질병 상태에서 뉴런의 변화를 시각화할 수 있는 표지(Labeling) 기술이 매우 중요하다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 뇌과학연구소 김윤경 박사 연구팀은 포항공과대학 장영태 교수 연구팀과 함께 차세대 뉴런 표지 기술인 NeuM을 개발했다고 밝혔다. NeuM(뉴엠, Neuronal Membrane-selective)은 신경세포막을 표지해 뉴런구조를 시각화하고 뉴런의 변화양상을 실시간으로 모니터링할 수 있는 차세대 뉴런 형광 표지 기술이다. 뉴런은 감각기관으로 받아들인 정보를 뇌로 전달해 생각, 기억, 행동을 조절하기 위해 구조와 기능을 지속해서 변화시킨다. 따라서 퇴행성 신경질환을 극복하기 위해서는 살아있는 뉴런을 선택적으로 표지해 실시간으로 모니터링하는 기술 개발이 필요하다. 하지만 뉴런을 관찰하기 위해 현재 가장 많이 사용하고 있는 유전자 기반 표지 기술과 항체 기반 표지 기술은 특정 유전자의 발현이나 단백질에 의존하기 때문에 정확성이 낮고 장기간 추적 관찰하는 데 어려움이 있었다. 연구팀이 신경세포의 분자 설계를 통해 개발한 NeuM은 신경세포막에 우수한 결합력을 갖고 있어 뉴런의 장기 추적관찰 및 고해상도 이미징이 가능하다. NeuM에 존재하는 형광 프로브(Probe)는 살아있는 세포의 활성을 이용해 신경세포막에 결합한 뒤 프로브 내의 형광 성분을 특정 파장의 빛으로 방출한다. 이를 통해 신경세포의 막을 시각화하면 신경세포 말단구조를 세밀하게 관찰할 수 있으며, 신경세포의 분화 및 신경세포 간 상호작용 또한 고해상도로 모니터링이 가능하다. NeuM은 살아있는 신경세포의 세포내이입(Endocytosis)을 통해 세포막을 염색하는 최초의 기술로 세포내이입이 없는 죽은 세포에는 반응하지 않는 선택성을 갖는다. 또한, 6시간에 불과했던 신경세포의 관찰 시간을 최대 72시간까지 늘리는 데 성공해 외부 환경 변화에 따라 살아있는 신경세포가 장시간 동안 어떤 동적인 변화 과정을 거치는지 포착할 수 있게 됐다. NeuM은 아직 치료제가 없는 퇴행성 신경질환의 연구와 치료법 개발에 실마리를 제공할 것으로 기대된다. 퇴행성 뇌질환은 아밀로이드와 같은 독성 단백질 생성 및 염증 물질의 유입으로 신경세포가 손상되어 발생하는데, NeuM은 신경세포의 변화를 더욱 정밀하게 관찰함으로써 치료 후보물질의 효능을 평가하는 데 효과적으로 활용될 수 있다. KIST 김윤경 박사는 “이번에 개발된 NeuM은 노화 및 질병으로 인해 퇴행하는 신경세포를 구분할 수 있어 퇴행성 뇌질환의 발생기전을 규명하고 치료법 개발에 중요한 도구가 될 것”이라며 “앞으로는 지금보다 더 정밀한 신경세포의 분석을 위해 형광 파장 제어설계를 통해 녹색, 빨강 등 색깔을 구분할 수 있도록 고도화할 계획”이라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호)의 지원을 받아 KIST 주요사업과 치매극복 사업(RS-2023-00261784)으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Angewandte Chemie」에 최신 호에 게재됐다. [그림 1] NeuM의 신경세포막 선택적 형광 Turn-On 기술 [그림 2] 뉴런의 실시간 고해상도 시각화 기술인NeuM(뉴엠)을 개발한 KIST 김윤경 박사연구팀.

- 신경세포 구조를 세밀하게 관찰할 수 있는 뉴런 표지 기술 ‘NeuM’ 개발 - 최대 72시간 동안 신경세포의 변화 모니터링 성공 뇌졸중과 함께 3대 노인성 질환으로 꼽히는 알츠하이머 치매와 파킨슨병은 신경세포인 뉴런(Neuron)의 기능이상 및 점진적 퇴행으로 발병하는 신경계 질환이다. 이러한 신경계 질환의 발병기전을 규명하고, 치료제를 개발하기 위해서는 정상적 환경뿐만 아니라 질병 상태에서 뉴런의 변화를 시각화할 수 있는 표지(Labeling) 기술이 매우 중요하다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 뇌과학연구소 김윤경 박사 연구팀은 포항공과대학 장영태 교수 연구팀과 함께 차세대 뉴런 표지 기술인 NeuM을 개발했다고 밝혔다. NeuM(뉴엠, Neuronal Membrane-selective)은 신경세포막을 표지해 뉴런구조를 시각화하고 뉴런의 변화양상을 실시간으로 모니터링할 수 있는 차세대 뉴런 형광 표지 기술이다. 뉴런은 감각기관으로 받아들인 정보를 뇌로 전달해 생각, 기억, 행동을 조절하기 위해 구조와 기능을 지속해서 변화시킨다. 따라서 퇴행성 신경질환을 극복하기 위해서는 살아있는 뉴런을 선택적으로 표지해 실시간으로 모니터링하는 기술 개발이 필요하다. 하지만 뉴런을 관찰하기 위해 현재 가장 많이 사용하고 있는 유전자 기반 표지 기술과 항체 기반 표지 기술은 특정 유전자의 발현이나 단백질에 의존하기 때문에 정확성이 낮고 장기간 추적 관찰하는 데 어려움이 있었다. 연구팀이 신경세포의 분자 설계를 통해 개발한 NeuM은 신경세포막에 우수한 결합력을 갖고 있어 뉴런의 장기 추적관찰 및 고해상도 이미징이 가능하다. NeuM에 존재하는 형광 프로브(Probe)는 살아있는 세포의 활성을 이용해 신경세포막에 결합한 뒤 프로브 내의 형광 성분을 특정 파장의 빛으로 방출한다. 이를 통해 신경세포의 막을 시각화하면 신경세포 말단구조를 세밀하게 관찰할 수 있으며, 신경세포의 분화 및 신경세포 간 상호작용 또한 고해상도로 모니터링이 가능하다. NeuM은 살아있는 신경세포의 세포내이입(Endocytosis)을 통해 세포막을 염색하는 최초의 기술로 세포내이입이 없는 죽은 세포에는 반응하지 않는 선택성을 갖는다. 또한, 6시간에 불과했던 신경세포의 관찰 시간을 최대 72시간까지 늘리는 데 성공해 외부 환경 변화에 따라 살아있는 신경세포가 장시간 동안 어떤 동적인 변화 과정을 거치는지 포착할 수 있게 됐다. NeuM은 아직 치료제가 없는 퇴행성 신경질환의 연구와 치료법 개발에 실마리를 제공할 것으로 기대된다. 퇴행성 뇌질환은 아밀로이드와 같은 독성 단백질 생성 및 염증 물질의 유입으로 신경세포가 손상되어 발생하는데, NeuM은 신경세포의 변화를 더욱 정밀하게 관찰함으로써 치료 후보물질의 효능을 평가하는 데 효과적으로 활용될 수 있다. KIST 김윤경 박사는 “이번에 개발된 NeuM은 노화 및 질병으로 인해 퇴행하는 신경세포를 구분할 수 있어 퇴행성 뇌질환의 발생기전을 규명하고 치료법 개발에 중요한 도구가 될 것”이라며 “앞으로는 지금보다 더 정밀한 신경세포의 분석을 위해 형광 파장 제어설계를 통해 녹색, 빨강 등 색깔을 구분할 수 있도록 고도화할 계획”이라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호)의 지원을 받아 KIST 주요사업과 치매극복 사업(RS-2023-00261784)으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Angewandte Chemie」에 최신 호에 게재됐다. [그림 1] NeuM의 신경세포막 선택적 형광 Turn-On 기술 [그림 2] 뉴런의 실시간 고해상도 시각화 기술인NeuM(뉴엠)을 개발한 KIST 김윤경 박사연구팀.

- 신경세포 구조를 세밀하게 관찰할 수 있는 뉴런 표지 기술 ‘NeuM’ 개발 - 최대 72시간 동안 신경세포의 변화 모니터링 성공 뇌졸중과 함께 3대 노인성 질환으로 꼽히는 알츠하이머 치매와 파킨슨병은 신경세포인 뉴런(Neuron)의 기능이상 및 점진적 퇴행으로 발병하는 신경계 질환이다. 이러한 신경계 질환의 발병기전을 규명하고, 치료제를 개발하기 위해서는 정상적 환경뿐만 아니라 질병 상태에서 뉴런의 변화를 시각화할 수 있는 표지(Labeling) 기술이 매우 중요하다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장 윤석진) 뇌과학연구소 김윤경 박사 연구팀은 포항공과대학 장영태 교수 연구팀과 함께 차세대 뉴런 표지 기술인 NeuM을 개발했다고 밝혔다. NeuM(뉴엠, Neuronal Membrane-selective)은 신경세포막을 표지해 뉴런구조를 시각화하고 뉴런의 변화양상을 실시간으로 모니터링할 수 있는 차세대 뉴런 형광 표지 기술이다. 뉴런은 감각기관으로 받아들인 정보를 뇌로 전달해 생각, 기억, 행동을 조절하기 위해 구조와 기능을 지속해서 변화시킨다. 따라서 퇴행성 신경질환을 극복하기 위해서는 살아있는 뉴런을 선택적으로 표지해 실시간으로 모니터링하는 기술 개발이 필요하다. 하지만 뉴런을 관찰하기 위해 현재 가장 많이 사용하고 있는 유전자 기반 표지 기술과 항체 기반 표지 기술은 특정 유전자의 발현이나 단백질에 의존하기 때문에 정확성이 낮고 장기간 추적 관찰하는 데 어려움이 있었다. 연구팀이 신경세포의 분자 설계를 통해 개발한 NeuM은 신경세포막에 우수한 결합력을 갖고 있어 뉴런의 장기 추적관찰 및 고해상도 이미징이 가능하다. NeuM에 존재하는 형광 프로브(Probe)는 살아있는 세포의 활성을 이용해 신경세포막에 결합한 뒤 프로브 내의 형광 성분을 특정 파장의 빛으로 방출한다. 이를 통해 신경세포의 막을 시각화하면 신경세포 말단구조를 세밀하게 관찰할 수 있으며, 신경세포의 분화 및 신경세포 간 상호작용 또한 고해상도로 모니터링이 가능하다. NeuM은 살아있는 신경세포의 세포내이입(Endocytosis)을 통해 세포막을 염색하는 최초의 기술로 세포내이입이 없는 죽은 세포에는 반응하지 않는 선택성을 갖는다. 또한, 6시간에 불과했던 신경세포의 관찰 시간을 최대 72시간까지 늘리는 데 성공해 외부 환경 변화에 따라 살아있는 신경세포가 장시간 동안 어떤 동적인 변화 과정을 거치는지 포착할 수 있게 됐다. NeuM은 아직 치료제가 없는 퇴행성 신경질환의 연구와 치료법 개발에 실마리를 제공할 것으로 기대된다. 퇴행성 뇌질환은 아밀로이드와 같은 독성 단백질 생성 및 염증 물질의 유입으로 신경세포가 손상되어 발생하는데, NeuM은 신경세포의 변화를 더욱 정밀하게 관찰함으로써 치료 후보물질의 효능을 평가하는 데 효과적으로 활용될 수 있다. KIST 김윤경 박사는 “이번에 개발된 NeuM은 노화 및 질병으로 인해 퇴행하는 신경세포를 구분할 수 있어 퇴행성 뇌질환의 발생기전을 규명하고 치료법 개발에 중요한 도구가 될 것”이라며 “앞으로는 지금보다 더 정밀한 신경세포의 분석을 위해 형광 파장 제어설계를 통해 녹색, 빨강 등 색깔을 구분할 수 있도록 고도화할 계획”이라고 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 이종호)의 지원을 받아 KIST 주요사업과 치매극복 사업(RS-2023-00261784)으로 수행됐다. 이번 연구 성과는 국제 학술지 「Angewandte Chemie」에 최신 호에 게재됐다. [그림 1] NeuM의 신경세포막 선택적 형광 Turn-On 기술 [그림 2] 뉴런의 실시간 고해상도 시각화 기술인NeuM(뉴엠)을 개발한 KIST 김윤경 박사연구팀.

- 뛰어난 투명도와 유연성을 동시에 갖는 고분자 개발, 세계최초 원천기술 확보 - 기존 전도성 고분자 구조적 모순 해결, 향후 다양한 분야 산업발전에 활용 기대 국내 연구진에 의해 투명도가 매우 향상된 전도성 플라스틱 신소재가 개발되었다. 뛰어난 가공성과 내구성에도 불구하고 불투명함이 한계로 지적되어온 전도성 고분자를 뛰어넘어 차세대 투명유기전극 시장의 유력한 후보로 부상할 전망이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장직무대행 윤석진) 전북분원 복합소재기술연구소(분원장 홍재민) 기능성복합소재연구센터 주용호 박사팀은 Purdue University 화학공학과 Bryan W. Boudouris 교수팀과 공동연구를 통해 높은 전도성과 투명함을 동시에 지니는 플라스틱 신소재를 개발했다고 밝혔다. 투명전극은 현재 스마트폰과 TV, 각종 디스플레이에 활용되고 있으며, 빛은 그대로 투과시키면서 전기를 잘 통하게 하는 역할을 한다. 투명전극을 만들기 위해 대표적으로 사용되는 소재가 전도성 고분자인데, 유연하고 생산비용이 적어 우리나라를 포함한 소재 강국에서 전도성 고분자에 대한 연구개발이 활발히 진행 중이다. 본 연구에 활용된 전도성 고분자는 PEDOT:PSS[poly(3,4-ethylenedioxythiophene)]로, 투명전극 연구에 대표적으로 활용되고 있지만 화학구조의 한계로 인하여 필름의 두께가 두꺼워지면 불투명도가 높아지는 단점을 가지고 있다. 따라서 2000년 노벨화학상을 수상한 전도성 고분자의 개발은 이후 유연하고 투명하며, 높은 압력에도 깨지지 않는 강도를 확보하기 위한 연구개발이 중점적으로 이루어져왔다. KIST 주용호 박사팀은 본 연구에서 라디칼 고분자(Radical Polymer)의 활용에 주목하였다. 투명전극으로 라디칼 고분자를 활용하고자, 소재를 불투명하게 하는 공중합 구조를 없앤 비공중합 고분자 합성에 주력하였고, 이에 최적화된 화학구조를 적용하여 뛰어난 투명도와 유연성을 동시에 갖는 고분자를 개발하고 고분자-이온 복합체를 형성하여 이 분야의 세계최초 원천기술 확보에 성공했다. 실험을 통해 개발한 고분자가 필름 두께 1㎛(마이크로미터, 100만분의 1m)에서 96% 이상의 투명도를 가지는 것을 확인하였으며, 이는 같은 두께에서(1㎛)의 기존 전도성 고분자 PEDOT:PSS의 투명도가 10% 이하인 것과 비교하면 매우 높은 수치이다. KIST 주용호 박사는 “라디칼 고분자의 개발은 기존 전도성 고분자의 구조적 모순을 해결하여 유기 전자재료 연구개발에 새로운 패러다임을 제시하게 될 것”이라며 “향후 높은 전도도와 유연성, 투명도를 극대화하는 고성능 유기 전자소재의 개발로 이어져 차세대 에너지 저장 소재, 투명 디스플레이 소재, 플렉시블 배터리, 바이오 전기화학 등 다방면의 발전에 활용될 수 있기를 기대한다.”라고 연구 의의를 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)의 지원을 받아 KIST의 주요사업과 한국연구재단 신진연구자지원사업으로 수행되었다. 연구 결과는 고분자 분야 국제 저널인 ‘Macromolecules’ (IF: 5.997, JCR 분야 상위 5.172%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) Mixed Ionic and Electronic Conduction in Radical Polymers - (제 1저자) 한국과학기술연구원 기능성복합소재연구센터 유일환 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 기능성복합소재연구센터 주용호 선임연구원 <그림설명> [그림 1] (좌, 위) 라디칼고분자와 이온의 화학적 구조 (우, 위) 높은 투명도를 나타내는 고분자-이온 복합소재 (아래) 높은 이온 전도도와 전기 전도도를 동시에 나타내는 디바이스 성능 그래프

- 뛰어난 투명도와 유연성을 동시에 갖는 고분자 개발, 세계최초 원천기술 확보 - 기존 전도성 고분자 구조적 모순 해결, 향후 다양한 분야 산업발전에 활용 기대 국내 연구진에 의해 투명도가 매우 향상된 전도성 플라스틱 신소재가 개발되었다. 뛰어난 가공성과 내구성에도 불구하고 불투명함이 한계로 지적되어온 전도성 고분자를 뛰어넘어 차세대 투명유기전극 시장의 유력한 후보로 부상할 전망이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장직무대행 윤석진) 전북분원 복합소재기술연구소(분원장 홍재민) 기능성복합소재연구센터 주용호 박사팀은 Purdue University 화학공학과 Bryan W. Boudouris 교수팀과 공동연구를 통해 높은 전도성과 투명함을 동시에 지니는 플라스틱 신소재를 개발했다고 밝혔다. 투명전극은 현재 스마트폰과 TV, 각종 디스플레이에 활용되고 있으며, 빛은 그대로 투과시키면서 전기를 잘 통하게 하는 역할을 한다. 투명전극을 만들기 위해 대표적으로 사용되는 소재가 전도성 고분자인데, 유연하고 생산비용이 적어 우리나라를 포함한 소재 강국에서 전도성 고분자에 대한 연구개발이 활발히 진행 중이다. 본 연구에 활용된 전도성 고분자는 PEDOT:PSS[poly(3,4-ethylenedioxythiophene)]로, 투명전극 연구에 대표적으로 활용되고 있지만 화학구조의 한계로 인하여 필름의 두께가 두꺼워지면 불투명도가 높아지는 단점을 가지고 있다. 따라서 2000년 노벨화학상을 수상한 전도성 고분자의 개발은 이후 유연하고 투명하며, 높은 압력에도 깨지지 않는 강도를 확보하기 위한 연구개발이 중점적으로 이루어져왔다. KIST 주용호 박사팀은 본 연구에서 라디칼 고분자(Radical Polymer)의 활용에 주목하였다. 투명전극으로 라디칼 고분자를 활용하고자, 소재를 불투명하게 하는 공중합 구조를 없앤 비공중합 고분자 합성에 주력하였고, 이에 최적화된 화학구조를 적용하여 뛰어난 투명도와 유연성을 동시에 갖는 고분자를 개발하고 고분자-이온 복합체를 형성하여 이 분야의 세계최초 원천기술 확보에 성공했다. 실험을 통해 개발한 고분자가 필름 두께 1㎛(마이크로미터, 100만분의 1m)에서 96% 이상의 투명도를 가지는 것을 확인하였으며, 이는 같은 두께에서(1㎛)의 기존 전도성 고분자 PEDOT:PSS의 투명도가 10% 이하인 것과 비교하면 매우 높은 수치이다. KIST 주용호 박사는 “라디칼 고분자의 개발은 기존 전도성 고분자의 구조적 모순을 해결하여 유기 전자재료 연구개발에 새로운 패러다임을 제시하게 될 것”이라며 “향후 높은 전도도와 유연성, 투명도를 극대화하는 고성능 유기 전자소재의 개발로 이어져 차세대 에너지 저장 소재, 투명 디스플레이 소재, 플렉시블 배터리, 바이오 전기화학 등 다방면의 발전에 활용될 수 있기를 기대한다.”라고 연구 의의를 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)의 지원을 받아 KIST의 주요사업과 한국연구재단 신진연구자지원사업으로 수행되었다. 연구 결과는 고분자 분야 국제 저널인 ‘Macromolecules’ (IF: 5.997, JCR 분야 상위 5.172%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) Mixed Ionic and Electronic Conduction in Radical Polymers - (제 1저자) 한국과학기술연구원 기능성복합소재연구센터 유일환 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 기능성복합소재연구센터 주용호 선임연구원 <그림설명> [그림 1] (좌, 위) 라디칼고분자와 이온의 화학적 구조 (우, 위) 높은 투명도를 나타내는 고분자-이온 복합소재 (아래) 높은 이온 전도도와 전기 전도도를 동시에 나타내는 디바이스 성능 그래프

- 뛰어난 투명도와 유연성을 동시에 갖는 고분자 개발, 세계최초 원천기술 확보 - 기존 전도성 고분자 구조적 모순 해결, 향후 다양한 분야 산업발전에 활용 기대 국내 연구진에 의해 투명도가 매우 향상된 전도성 플라스틱 신소재가 개발되었다. 뛰어난 가공성과 내구성에도 불구하고 불투명함이 한계로 지적되어온 전도성 고분자를 뛰어넘어 차세대 투명유기전극 시장의 유력한 후보로 부상할 전망이다. 한국과학기술연구원(KIST, 원장직무대행 윤석진) 전북분원 복합소재기술연구소(분원장 홍재민) 기능성복합소재연구센터 주용호 박사팀은 Purdue University 화학공학과 Bryan W. Boudouris 교수팀과 공동연구를 통해 높은 전도성과 투명함을 동시에 지니는 플라스틱 신소재를 개발했다고 밝혔다. 투명전극은 현재 스마트폰과 TV, 각종 디스플레이에 활용되고 있으며, 빛은 그대로 투과시키면서 전기를 잘 통하게 하는 역할을 한다. 투명전극을 만들기 위해 대표적으로 사용되는 소재가 전도성 고분자인데, 유연하고 생산비용이 적어 우리나라를 포함한 소재 강국에서 전도성 고분자에 대한 연구개발이 활발히 진행 중이다. 본 연구에 활용된 전도성 고분자는 PEDOT:PSS[poly(3,4-ethylenedioxythiophene)]로, 투명전극 연구에 대표적으로 활용되고 있지만 화학구조의 한계로 인하여 필름의 두께가 두꺼워지면 불투명도가 높아지는 단점을 가지고 있다. 따라서 2000년 노벨화학상을 수상한 전도성 고분자의 개발은 이후 유연하고 투명하며, 높은 압력에도 깨지지 않는 강도를 확보하기 위한 연구개발이 중점적으로 이루어져왔다. KIST 주용호 박사팀은 본 연구에서 라디칼 고분자(Radical Polymer)의 활용에 주목하였다. 투명전극으로 라디칼 고분자를 활용하고자, 소재를 불투명하게 하는 공중합 구조를 없앤 비공중합 고분자 합성에 주력하였고, 이에 최적화된 화학구조를 적용하여 뛰어난 투명도와 유연성을 동시에 갖는 고분자를 개발하고 고분자-이온 복합체를 형성하여 이 분야의 세계최초 원천기술 확보에 성공했다. 실험을 통해 개발한 고분자가 필름 두께 1㎛(마이크로미터, 100만분의 1m)에서 96% 이상의 투명도를 가지는 것을 확인하였으며, 이는 같은 두께에서(1㎛)의 기존 전도성 고분자 PEDOT:PSS의 투명도가 10% 이하인 것과 비교하면 매우 높은 수치이다. KIST 주용호 박사는 “라디칼 고분자의 개발은 기존 전도성 고분자의 구조적 모순을 해결하여 유기 전자재료 연구개발에 새로운 패러다임을 제시하게 될 것”이라며 “향후 높은 전도도와 유연성, 투명도를 극대화하는 고성능 유기 전자소재의 개발로 이어져 차세대 에너지 저장 소재, 투명 디스플레이 소재, 플렉시블 배터리, 바이오 전기화학 등 다방면의 발전에 활용될 수 있기를 기대한다.”라고 연구 의의를 밝혔다. 본 연구는 과학기술정보통신부(장관 최기영)의 지원을 받아 KIST의 주요사업과 한국연구재단 신진연구자지원사업으로 수행되었다. 연구 결과는 고분자 분야 국제 저널인 ‘Macromolecules’ (IF: 5.997, JCR 분야 상위 5.172%) 최신호에 게재되었다. * (논문명) Mixed Ionic and Electronic Conduction in Radical Polymers - (제 1저자) 한국과학기술연구원 기능성복합소재연구센터 유일환 학생연구원 - (교신저자) 한국과학기술연구원 기능성복합소재연구센터 주용호 선임연구원 <그림설명> [그림 1] (좌, 위) 라디칼고분자와 이온의 화학적 구조 (우, 위) 높은 투명도를 나타내는 고분자-이온 복합소재 (아래) 높은 이온 전도도와 전기 전도도를 동시에 나타내는 디바이스 성능 그래프