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우리 학교와 서울대학교 공동 연구팀이 세포 노화 타이머를 제어할 수 있는 새로운 방법을 발견했다. ‘세포 분열의 타이머’로도 불리는 텔로미어가 새롭게 재구성된 사례를 발견한 것으로, 세포 노화의 비밀을 푸는 단서가 될 것으로 보인다. 우리 학교 박대찬 교수(생명과학과·대학원 분자과학기술학과)와 서울대 이준호 교수가 교신저자로 함께 한 이번 연구는 자연과학 분야 세계적 학술지인 <네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications, IF=12.121)> 2월17일자에 게재되었다. 우리 학교 대학원 분자과학기술학과 김다은 학생이 공동저자로 참여했다. 논문 제목은 ‘배아줄기세포에서 텔로미어 서열이 아닌 서열로 만들어진 텔로미어(Telomeres reforged with non-telomeric sequences in mouse embryonic stem cells)’이다. 우리 몸을 구성하는 세포는 분열하고 증식하며 생명 현상을 유지한다. 그러나 세포는 무한히 분열할 수 없으며 분열 과정에서 일정 부분의 유전 정보가 사라지도록 설계되어 있다. 텔로미어는 염색체 말단의 보호 구조로, 세포 분열 시 유전 정보를 대신해 사라지는 보호막 역할을 수행한다. 텔로미어의 길이가 일정 수준 이하로 짧아지면 세포는 분열을 멈추는 세포 노화 상태로 들어간다. 그러나 생식 세포나 줄기 세포, 암세포처럼 활발히 분열하는 세포는 ‘텔로머레이즈’라는 효소를 사용해 텔로미어의 길이를 유지하고 무한한 분열 능력을 가진다. 따라서 세포들이 정상적인 기능을 할 수 있도록 텔로미어의 길이와 분열 수를 조절하는 것이 중요하다. 특히, 텔로미어 유지 기전에 대한 정확한 이해는 부작용 없는 항암 전략, 노화 지연 등을 위한 이론적 기반이 된다. 일부 암세포에서는 ‘대안적인 텔로미어 유지기전(ALT, Alternative Lengthening of Telomeres)’이라는, 텔로머레이즈 효소를 활용하지 않고 텔로미어를 유지할 수 있는 기전이 발견되었다. 그런데 인간 암세포의 경우, ALT를 사용하더라도 일반적인 반복서열을 지닌 텔로미어의 사례만 보고되어 있었다. 연구팀은 이러한 일반적인 반복서열을 보이는 텔로미어가 아닌 다른 구성을 가지는 형태로 재구성된 사례를 포유류 모델 최초로 확인하는 데 성공했다. 텔로머레이즈가 불활성화된 생쥐 배아줄기 세포 배양 중 아주 일부의 세포에서 ALT가 활성화되어 정상적인 분열 속도를 회복한 것. 이때의 ALT 세포는 단순반복 서열이 아닌 독특한 서열이 증폭된 구조를 보였다. 박대찬 교수 연구팀은 이를 ‘mTALT (mouse template for ALT)’라고 명명했으며, 이를 통해 인간 암세포에도 또 다른 형태의 텔로미어가 존재할 가능성을 찾아냈다. 또한, 연구팀은 ALT가 실제 작동하는 과정을 추적하기 위해 텔로미어 길이가 정상적인 세포, 노화 상태에 있는 세포, ALT가 활성화된 이후의 세포 등 다양한 시점의 생쥐 배아줄기 세포에 유전체, 전사체, 단일세포 전사체, 단백질체 분석 등 다양한 오믹스 기법을 활용했다. 이를 통해 ALT 세포의 분자적인 특징을 규명하는 데 성공했다. 연구팀은 "이번 연구를 통해 인간 암 세포에서 또 다른 형태의 텔로미어가 존재할 가능성이 드러났다“며 ”텔로미어라는 개념이 염색체 끝 부분의 반복서열구조와 텔로머레이즈 효소로 이루어진 단순 공식이 아니라 염색체 끝을 보호하는 다양한 기전을 총칭하는 말로 확장되는 데 기여하게 됐다"고 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 신진연구자지원사업, 중견연구자지원사업 지원으로 수행되었다.세포 분열에 의한 텔로미어의 변화와 ALT 기전 활성화 설명 모델
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2502
- 작성자서정원
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- 작성자이솔
- 작성일2021-02-17
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- 작성일2021-02-17
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왼쪽부터 사회학과 한창희, 문화콘텐츠학과 방상현, 홍경수 교수, 박현빈, 임도현, 우성엽 학생우리 학교 학생 2개팀이 ‘방송콘텐츠 기획 아이디어 및 숏폼 영상 공모전’에서 우수상과 가작을 수상했다. 한국방송학회가 주최한 이번 대회의 주제는 ‘힘내자! 대한민국’으로, 코로나19로 인한 소비위축으로 타격을 받은 농수산임업 종사자들과 중소상공인의 사기를 진작시키고 방송 전공 학생들의 활동 증진을 위해 마련되었다. 지난 해 11월19일부터 12월4일까지 진행된 이번 대회는 방송콘텐츠 아이디어 기획안 및 구체적인 실행안 또는 3분미만의 숏폼 영상을 공모하는 방식으로 진행됐다. 우리 학교에서는 사회학과와 문화콘텐츠학과 학생들이 참가했으며, 지도는 문화콘텐츠학과 홍경수 교수가 맡았다. 사회학과 한창희, 문화콘텐츠학과 우성엽, 방상현 학생은 ‘가족이 먹는다는 마음으로’라는 방송 콘텐츠 기획 아이디어를 제시해 우수상을 수상했다. 음식점을 운영하는 소상공인들이 가까운 지인들과 음식점의 메뉴를 만들어 함께 나눠 먹는 것이 주요 아이디어로, 몰래카메라 등의 재미 요소가 추가된 것이 특징이다. 문화콘텐츠학과 박현빈, 임도현, 박찬진, 이현빈 학생은 젊은 귀농인 육성을 위한 ‘리틀파머’ 아이디어를 기획했다. 귀농초년생들을 대상으로 매 회마다 과제를 수행하고 이를 평가해 최종 우승자인 청년농부 CEO를 선정하는 내용을 담고 있다. 농촌 생활과 귀농을 위한 자세한 정보를 제공했다는 점에서 좋은 평가를 받아 가작으로 선정됐다. 우수상과 가작을 수상한 학생팀에게는 각각 상금 100만원과 50만원이 수여됐다. 우수상을 수상한 방상현 학생은 “방송 기획안을 작성하며 기획에 필요한 역량을 갖출 수 있었다”며 “짧은 시간 동안 즐겁게 방송을 기획하며 상까지 받아 기쁘다”고 전했다. 가작을 수상한 박현빈 학생은 “홍경수 교수님의 콘텐츠 제작 워크샵에서 배운 기획법을 토대로 기획안을 쓴 게 좋은 결과로 이어졌다”며 “교수님과 다양한 피드백을 준 팀원들에게 감사하다”고 전했다.
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- 작성자서정원
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- 작성자이솔
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우리 대학 연구진이 ‘꿈의 신소재’ 그래핀에서 나타나는 새로운 광학 현상을 규명해냈다. 이에 2차원 물질 기반의 초고속 광신호 처리나 양자 통신, 양자 센싱 등 양자기술 분야에 활용할 수 있을 전망이다.염동일 교수(물리학과·대학원 에너지시스템학과, 사진 왼쪽) 연구팀은 단층 그래핀 두 장을 뒤틀어 포개었을 때 큰 폭 향상된 비선형 광신호가 발생함을 규명했다고 밝혔다. 관련 내용은 ‘두 겹 그래핀에서 뒤틀림 각도 조절을 통한 향상된 삼차조화파 발생(Enhanced third-harmonic generation by manipulating the twist angle of bilayer graphene)’이라는 제목의 논문으로 광학 분야 국제 학술지 <빛: 과학과 응용(Light: Science & Applications) IF=13.714, IF(%)=2.577> 1월21일자 온라인판에 게재됐다.이번 연구에는 아주대 대학원의 하성주(박사과정, 사진 가운데), 박남훈(박사졸업, 사진 오른쪽) 씨가 제1저자로 참여했고 아주대 이재현 신소재공학과 교수, 유영동 화학과 교수, 박지용 물리학과 교수, 안광준 대학원 에너지시스템학과 교수와 서울시립대학교 정재일 교수(물리학과)도 함께 했다. 단일 탄소 원자층으로 이뤄진 대표적 2차원 물질인 그래핀(graphene)은 높은 전도성과 투명성 뿐 아니라 유연성까지 갖추고 있어 차세대 전기소자 및 광학소자의 기반이 되는 미래 소재로 주목받아 왔다. 단층 그래핀 위에 또 다른 단층 그래핀을 비스듬하게 겹쳐 쌓으면 무아레 무늬(Moire pattern)에 의한 초격자(superlattice) 구조가 나타나게 되는데, 이때 뒤틀림 각도에 따라 저항이 아예 사라지는 초전도체나 전기가 전혀 통하지 않는 절연체 등 기존 단층 그래핀에서 볼 수 없었던 독특한 물리현상이 관측되면서 최근 큰 주목을 받고 있다. 무아레 무늬란, 촘촘한 주기를 가지는 그물이나 옷감 두 장을 비스듬히 겹칠 때 본래 주기보다 매우 큰 주기를 가지고 형성되는 초격자 무늬를 말한다.염동일 교수 연구팀은 강한 세기의 빛이 뒤틀린 두 겹 그래핀에 입사할 때 발생하는 비선형 광학 현상에 주목했다. 특히 두 겹 그래핀의 무아레 초격자 구조에 의하여 전자 상태밀도의 반 호프 특이점(van Hove singularity, 고체 물리 분야에서 전자의 상태밀도 함수가 봉우리 모양의 불연속성을 가지는 지점)이 형성되는데, 특이점 사이의 에너지 간극이 입사하는 빛 에너지의 세 배가 될 때 크게 향상된 삼차조화파가 발생한다는 사실을 밝혀냈다. 연구팀은 나아가 전기적인 제어를 통해 단층 그래핀 대비 최대 60배까지 향상된 비선형 광 파장 변환 신호를 얻을 수 있었다.염동일 교수는 “이번 연구를 통해 그래핀의 적층 각도가 2차원 물질의 비선형 광 특성을 제어하고 향상시키는 새로운 변수가 될 수 있음을 최초로 밝혀냈다”며 “앞으로 2차원 물질의 비선형 광특성을 활용한 초고속 광신호 처리나 양자기술 분야의 광원으로 응용하는데 기여할 수 있을 것”이라고 설명했다.이번 연구는 한국연구재단 중견연구자지원사업과 한국에너지기술평가원의 에너지인력양성사업의 지원으로 수행됐다.(왼쪽)뒤틀린 두 겹 그래핀의 광학현미경 사진. 각각의 색깔은 서로 다른 회전 각도로 적층된 구역을 나타낸다. (오른쪽)두 겹 그래핀에서 측정된 삼차 조화파 발생 이미지
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2482
- 작성자이솔
- 작성일2021-02-01
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우리 학교가 ‘제3회 사례기반 학습분석 컨퍼런스’를 개최했다. 학생들의 특성에 맞는 맞춤형 학습 환경 제공을 위해 인공지능과 빅데이터를 대학교육에 적용하는 방안과 적응형 학습의 성과에 대해 의견을 나눴다.지난 28일 아주대 교수학습개발센터가 주관한 이번 컨퍼런스는 ‘대학 교육에서의 적응형 학습의 도입과 실천’이라는 주제로 진행되었다. 행사는 줌(ZOOM)과 유튜브를 통해 온라인 라이브 스트리밍되었으며, 교내외의 관계자 140여 명이 참여했다.기조강연은 이화여자대학교 정제영 교수가 <인공지능 시대, 대학 교육의 혁신 방향>을 주제로 이야기했다. 정제영 교수는 해외의 대학 혁신 사례를 소개하고 국내의 인공지능교육에 대한 부족한 콘텐츠와 미흡한 대응을 지적했다. 이를 바탕으로 인공지능을 활용한 교수법 변화의 필요성에 대해 말했다.이어 ‘적응학습 도입을 위한 준비’를 주제로 토론이 진행됐다. 첫 번째 발표자로 나선 아주대학교 신종호 교수학습개발센터장은 <아주대학교 데이터 및 AI 기반 적응형 학습 도입과 실천>이라는 주제로 이야기했다. 신종호 센터장은 “교육환경 변화로 인해 다양한 특성을 가진 학생 유입이 증가하고 있다”며 “학생 개인의 흥미와 소질, 적성 등에 맞춘 개인 맞춤형 수업과 학습자 중심의 교육 방식이 마련되어야 한다”고 말했다.이어 인공지능을 활용한 학습자 맞춤형 교육환경 구현을 위한 아주대의 적응형 학습 모델을 소개했다. 적응형 학습(Adaptive Learning)이란 빅데이터, 인공지능과 같은 지능정보기술 기반의 시스템을 활용하여 개별 학습자의 지식과 기술을 정확하게 진단하고, 그 결과에 따라 교육 내용 수준이나 유형을 역동적으로 조정하는 교육 방법이다. 적응형 학습을 통해 학생들의 다양한 특성에 맞는 '개별화된 맞춤형 학습 환경' 제공이 가능하다.아주대는 2014년 데이터 기반 교수학습지원체제 ‘ATLAS(Ajou Teaching & Learning Analytics System)’ 구축을 시작으로, 2019년에는 데이터 및 AI 기반 맞춤형 학습환경체제 ‘PASS(Pathway to Ajou Student Success)’를 도입해 적응형 학습을 시도하고 있다.신종호 센터장은 “적응형 학습 지원 프로그램으로 학생 그룹을 선정하고 처방적 프로그램을 적용해 본 결과, 수업에 대한 학생들의 만족도가 높은 것으로 나타났다”고 말했다. "그러나 국내 자체 개발 프로그램 부재로 인한 커리큘럼이나 언어 문제, 새로운 시스템 이용에 대한 부담 등 프로그램 활용에 대한 고민이 필요하다”고 밝히며 “아직 적응형 학습의 도입이 초기 단계인 만큼, 국내 대학에서의 경험 공유를 바탕으로 효과적인 방안 모색이 필요하다”고 전했다.두 번째 토론은 ‘적응학습 적용 교과목 사례’를 주제로 진행됐다. 아주대 황은경 교수가 <AI 기반의 고강도 상호작용 교수법 개발: ALEKS 화학>에 대해 이야기했다. ALEKS는 학생 개개인이 다른 수준과 속도로 학습할 수 있도록 한 프로그램으로, 황 교수는 아주대가 자체 개발한 시스템과 ALEKS를 활용해 수업을 진행하고 그 결과를 비교·발표했다.황은경 교수는 “ALEKS를 활용한 수업에서는 학생 수준 파악이 자동으로 이뤄졌지만, 수준에 따른 학습량 차이와 영어로 인해 부담을 느끼는 학생들이 있었다”고 말하며 “자체 시스템을 이용한 수업에서는 진단 평가로 학생에 맞춘 수준별 조별 활동을 진행해 높은 만족도를 이끌어 낼 수 있었다”고 밝혔다.이를 통해 “적응형 학습 시스템이 제공하는 정보를 수업과 학습에 어떻게 활용할지가 중요하다”며 “시스템에 대한 충분한 이해를 바탕으로 기존의 수업 방식과는 다른 운영 방식을 준비해야 할 것”이라고 진단했다.이번 컨퍼런스에는 한림대학교 간진숙 교수와 한동대학교 김헌주 교수가 ▲한림 하이브리드 수업 AI-AL 혁신전략 ▲AI 맞춤형 교육 적용 사례: ALEKS 통계학 등 각 대학에서의 이루어지고 있는 적응형 학습에 대해 발표를 진행했다.박형주 아주대 총장은 인사말을 통해 “아주대는 코로나 이전부터 새로운 교육환경에 맞춰 데이터를 기반으로 한 분석과 전략을 실제 교육 현장에 접목해 오고 있다”며 “이번 컨퍼런스를 통해 대학 교육 현장에서 적응형 학습의 성과를 공유하고 국내 대학 모두가 더 나은 방향으로 나아갈 수 있기를 희망한다”고 말했다.아주대 교수학습개발센터는 교수법과 학습 역량 강화를 위해 수업 컨설팅, 최신 교수법 모델 개발, 학습법 프로그램, 학습 상담 프로그램 등을 개발·운영하고 있다. 최근에는 콘텐츠 개발부터 학습관리시스템(LMS) 운영 등 원격수업 전반에 대한 업무까지 담당하며, 학습 특성에 맞는 선제적이고 맞춤화된 교육 프로그램을 제공하기 위한 데이터 기반 교수학습 지원체제를 구축하고 있다.컨퍼런스를 진행 중인 신종호 교수행사 포스터
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2480
- 작성자서정원
- 작성일2021-01-29
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