인하대학교 바이오신소재연구실
2010-12-10
최치호
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1. 연구실 소개
*국가지정 연구실 (NRL 과학재단 지정; 피부 바이오 신소재 연구실)
본 실험실은 새로운 바이오 소재를 찾는다. 소재라 하면 Bioactive compound를 의미하며 글자 그대로 효능이 있는 바이오 관련 물질을 의미한다. 이것은 의약, 식품, 화장품 등의 원료 중에서 어떤 효능을 나타내는 물질로 이를 통해 효능이 있는 특정 상품을 만든다.
Biotechnology를 이용하여 많은 신소재를 찾고 (screening), 만들고 (production) 실제 제품에 응용(application)의 순서로 연구를 진행한다. 이 신소재가 의약에 쓰일지, 식품, 혹은 기능성 화장품에 쓰이는 가는 각각의 용도에 따라 다르기도 하지만 제약의 길고 긴 단계를 가기 전에 피부에 적용하여 피부소재로 사용되는 경우도 있다.
그 동안 바이오 신소재 실험실에서는 환경 친화적인 바이오 소재, 예를 들면 생물 계면 활성제 (Biosurfactant)를 생산하여 토양정화, 적조제거, 미생물 농약 등으로 사용하였다. 이는 미생물배양 기술 (Fermentation/ Bioreactor)을 기본으로 하여 생산, 분리하는 과정을 거친다.
그중에서도 최근 집중하는 연구는 피부 바이오 소재이며 NRL 사업의 주제는 피부 미백소재의 탐색이다. 최근 기능성 화장품이 법으로 만들어지고 효능이 있는 경우에만 기능성이란 단어를 사용하게 함에 따라 기능성 화장품의 연구 및 시장은 급증하고 있다. 정밀화학 산업에서 제약 산업 다음으로 큰 시장인 화장품시장에서 소재는 90%이상 수입되고 있다. 이러한 피부소재를 생산하는 것은 기술집약적이며 또한 피부과학이 근거가 되는 중요한 연구 분야이다.
2. 연구 분야
(1) Biochip을 이용한 바이오소재의 탐색
바이오소재중 으뜸은 천연물이다. 여러 응용분야중 화장품에서 천연물은 중요하다. 이는 특히 피부에 적합하며 안전한 물질이 우선인 화장품의 특성상 천연물에서의 소재 스크리닝은 필요하다. 최근 발효화장품, 한방화장품 등의 연구에 집중하는 것은 이러한 요구의 반영이다. 천연물은 종류가 많다. 수십만의 식물을 비롯하여 그 밖의 많은 천연물질 중에서 피부에 유용한 물질을 고르는 데에는 빠른 속도의 선발법이 필요하다. Biochip은 이러한 요구를 만족시킬 수 있는 최신 기술이다. 동전만한 크기에 수천 개의 반응점을 찍어놓고 여기에서 나오는 신호를 읽어서 결과를 판독하는 기술이다. 본 연구에서는 피부색소 유전자를 일괄 조절하는 Mitf 전사인자가 색소유전자의 DNA에 달라붙는 것을 저해하는 물질을 찾기 위한 Biochip을 완성하였다. 이를 이용하여 현재 천연물을 스크리닝하고 있으며 효능이 있는 물질을 선발하였다. 이러한 바이오칩 기술은 바이오산업에서 중요한 위치를 차지하고 있다.
(2) 아시아 지역 천연물로부터 피부소재의 선발
아시아 지역, 특히 중국, 베트남, 필리핀등지에서 현지 주민들이 사용하는 천연물을 중심으로 피부소재를 선발하고 있다. 현재 집중하고 있는 것은 미백소재이며 현지 주민들이 사용하고 있는 천연물 1000종을 확보하고 있다. 아시아인들은 하얀 피부에 대한 선호도가 월등하며 이로 인해 피부를 보호하는 제품이나 색소를 조절하는 물질에 대한 연구가 한국, 일본 등을 중심으로 이루어지고 있다. 유럽등과는 경쟁을 하지 않는다는 장점이 있으며 또한 아시아의 시장이 막대하다는 점을 고려하면 가장 경쟁력이 있는 연구이다. 주로 효능이 있는 물질을 분리하고 이것이 피부세포에 어떤 영향을 주는가를 조사한다.
(3)Biotechnology를 이용한 바이오소재의 생산
천연물은 다양한 소재, 다양한 구조 등의 장점이 있지만 다량을 확보하기위해서는 쉽게 얻는 원료를 이용하여 생물 공학적 방법, 즉 효소나 미생물을 이용한 생물전환 (Bioconversion)방법으로 다량 생산하는 것이 중요하다. 이는 소재의 효능이 좋아도 실제로 현장에서 쓸 수 있도록 다량 공급하는 것이 중요한일이며 생물공학에서 중요한 연구이다. 최근에는 미생물계면활성제이외에 항균물질을 감귤박으로부터 미생물을 이용하여 만드는 연구를 진행하고 있다.
(4) 색소줄기세포 자극 천연물을 이용한 백반증 치료제의 개발
백반증하면 마이클잭슨을 떠 올린다. 그러나 모든 인종의 1-5%가 백반증(vitiligo)에 걸린다. 피부외부의 하얀 반점은 사회생활을 극도로 위축시키는 ‘질환’이다. 현재까지 뚜렷한 치료법이 없이 레이저나 자외선 치료에 의지하며 장기간의 힘든 치료가 요구된다. 본 연구에서는 색소줄기세포에 해당되는 melanoblast를 이동, 분화시키는 천연물을 스크리닝하여 유효물질을 분리하고 이를 실제 인체에 적용하는 연구를 의대 피부과 등과 공동 연구한다.
*국가지정 연구실 (NRL 과학재단 지정; 피부 바이오 신소재 연구실)
본 실험실은 새로운 바이오 소재를 찾는다. 소재라 하면 Bioactive compound를 의미하며 글자 그대로 효능이 있는 바이오 관련 물질을 의미한다. 이것은 의약, 식품, 화장품 등의 원료 중에서 어떤 효능을 나타내는 물질로 이를 통해 효능이 있는 특정 상품을 만든다.
Biotechnology를 이용하여 많은 신소재를 찾고 (screening), 만들고 (production) 실제 제품에 응용(application)의 순서로 연구를 진행한다. 이 신소재가 의약에 쓰일지, 식품, 혹은 기능성 화장품에 쓰이는 가는 각각의 용도에 따라 다르기도 하지만 제약의 길고 긴 단계를 가기 전에 피부에 적용하여 피부소재로 사용되는 경우도 있다.
그 동안 바이오 신소재 실험실에서는 환경 친화적인 바이오 소재, 예를 들면 생물 계면 활성제 (Biosurfactant)를 생산하여 토양정화, 적조제거, 미생물 농약 등으로 사용하였다. 이는 미생물배양 기술 (Fermentation/ Bioreactor)을 기본으로 하여 생산, 분리하는 과정을 거친다.
그중에서도 최근 집중하는 연구는 피부 바이오 소재이며 NRL 사업의 주제는 피부 미백소재의 탐색이다. 최근 기능성 화장품이 법으로 만들어지고 효능이 있는 경우에만 기능성이란 단어를 사용하게 함에 따라 기능성 화장품의 연구 및 시장은 급증하고 있다. 정밀화학 산업에서 제약 산업 다음으로 큰 시장인 화장품시장에서 소재는 90%이상 수입되고 있다. 이러한 피부소재를 생산하는 것은 기술집약적이며 또한 피부과학이 근거가 되는 중요한 연구 분야이다.
2. 연구 분야
(1) Biochip을 이용한 바이오소재의 탐색
바이오소재중 으뜸은 천연물이다. 여러 응용분야중 화장품에서 천연물은 중요하다. 이는 특히 피부에 적합하며 안전한 물질이 우선인 화장품의 특성상 천연물에서의 소재 스크리닝은 필요하다. 최근 발효화장품, 한방화장품 등의 연구에 집중하는 것은 이러한 요구의 반영이다. 천연물은 종류가 많다. 수십만의 식물을 비롯하여 그 밖의 많은 천연물질 중에서 피부에 유용한 물질을 고르는 데에는 빠른 속도의 선발법이 필요하다. Biochip은 이러한 요구를 만족시킬 수 있는 최신 기술이다. 동전만한 크기에 수천 개의 반응점을 찍어놓고 여기에서 나오는 신호를 읽어서 결과를 판독하는 기술이다. 본 연구에서는 피부색소 유전자를 일괄 조절하는 Mitf 전사인자가 색소유전자의 DNA에 달라붙는 것을 저해하는 물질을 찾기 위한 Biochip을 완성하였다. 이를 이용하여 현재 천연물을 스크리닝하고 있으며 효능이 있는 물질을 선발하였다. 이러한 바이오칩 기술은 바이오산업에서 중요한 위치를 차지하고 있다.
(2) 아시아 지역 천연물로부터 피부소재의 선발
아시아 지역, 특히 중국, 베트남, 필리핀등지에서 현지 주민들이 사용하는 천연물을 중심으로 피부소재를 선발하고 있다. 현재 집중하고 있는 것은 미백소재이며 현지 주민들이 사용하고 있는 천연물 1000종을 확보하고 있다. 아시아인들은 하얀 피부에 대한 선호도가 월등하며 이로 인해 피부를 보호하는 제품이나 색소를 조절하는 물질에 대한 연구가 한국, 일본 등을 중심으로 이루어지고 있다. 유럽등과는 경쟁을 하지 않는다는 장점이 있으며 또한 아시아의 시장이 막대하다는 점을 고려하면 가장 경쟁력이 있는 연구이다. 주로 효능이 있는 물질을 분리하고 이것이 피부세포에 어떤 영향을 주는가를 조사한다.
(3)Biotechnology를 이용한 바이오소재의 생산
천연물은 다양한 소재, 다양한 구조 등의 장점이 있지만 다량을 확보하기위해서는 쉽게 얻는 원료를 이용하여 생물 공학적 방법, 즉 효소나 미생물을 이용한 생물전환 (Bioconversion)방법으로 다량 생산하는 것이 중요하다. 이는 소재의 효능이 좋아도 실제로 현장에서 쓸 수 있도록 다량 공급하는 것이 중요한일이며 생물공학에서 중요한 연구이다. 최근에는 미생물계면활성제이외에 항균물질을 감귤박으로부터 미생물을 이용하여 만드는 연구를 진행하고 있다.
(4) 색소줄기세포 자극 천연물을 이용한 백반증 치료제의 개발
백반증하면 마이클잭슨을 떠 올린다. 그러나 모든 인종의 1-5%가 백반증(vitiligo)에 걸린다. 피부외부의 하얀 반점은 사회생활을 극도로 위축시키는 ‘질환’이다. 현재까지 뚜렷한 치료법이 없이 레이저나 자외선 치료에 의지하며 장기간의 힘든 치료가 요구된다. 본 연구에서는 색소줄기세포에 해당되는 melanoblast를 이동, 분화시키는 천연물을 스크리닝하여 유효물질을 분리하고 이를 실제 인체에 적용하는 연구를 의대 피부과 등과 공동 연구한다.
3. 실험실 사람들
실험실은 조그만 사회이다. 지도교수인 김은기 교수는 실험실 사람들에게 간단한 사실을 늘 상기시킨다. 실험실에서 잘 못 지내는 사람이 회사에서, 가정에서 잘 지낼 수 없다고. 연구는 서로 도울 때 가장 효율적이다 라고. 혼자 연구하던 시대는 지났다, 다른 사람을 위한 배려, 그리고 참을 줄 아는 사람이 이 실험실 사람들이다 라고. 대학교, 연구소, 회사등 다양한 분야에서 45명의 졸업생들이 활동하고 있으며 현재 연구교수 2명. 박사과정 4명, 석사과정 6명이, 하루가 즐거운, 같이 어울려 즐거운 생활을 하고 있다.
