저산소증은 산소 및 α-케토글루타레이트 의존성 탈메틸화효소를 억제함으로써 히스톤 메틸화를 강화하여, 메틸화된 히스톤의 증가를 초래한다. 본 연구는 IMR90 사람 섬유아세포에서 종양유전자 유래 노화(oncogene-induced senescence, OIS) 동안 저산소증 유발 메틸화가 히스톤 클리핑(histone clipping)과 이종염색질(heterochromatin)의 재조직화, 즉 노화 관련 이종염색질 초점(senescence-associated heterochromatin foci, SAHF)에 미치는 영향을 규명한다. 특히, 상향식이 아닌 top-down 프로테오믹스(top-down proteomics)를 사용하여 Raf 활성화 동안 H3, H2B 및 H4에서 Cathepsin L(CTSL)에 의해 표적화되는 특이적 절단 부위를 발견하였고, H2B 및 H4에서의 새로운 부위들을 동정하였다. 저산소증은 CTSL의 활성에는 영향을 주지 않으면서 메틸화를 촉진하여 CTSL 매개 히스톤 클리핑을 상쇄한다. 저산소 조건에서의 이러한 메틸화 증가는 클리핑에 대한 보호를 제공함으로써 후성유전학적 경관을 재구성하고, ATAC-seq 분석으로 확인되듯 염색질 접근성(chromatin accessibility)에도 영향을 미친다. 이러한 통찰은 세포 노화 동안 저산소증 유발 히스톤 메틸화가 염색질이 중대한 후성유전학적 변화로부터 보호받는 데 핵심적인 역할을 한다는 점을 강조한다.

CVD 공정 중에 나타나는 에지들. 이러한 결과는 에지 구성을 맞춤화하기 위해 CVD 공정에서 성장 단계와 종료(중단) 단계 모두를 제어하는 것의 중요성을 강조하며, 화학적 기능화, 촉매 작용 및 전이금속 칼코게나이드의 전자적 특성에 대해 중대한 함의를 가진다.

저산소증은 산소 및 α-케토글루타레이트 의존성 탈메틸화효소를 억제함으로써 히스톤 메틸화를 강화하여, 메틸화된 히스톤의 증가를 초래한다. 본 연구는 IMR90 사람 섬유아세포에서 종양유전자 유래 노화(oncogene-induced senescence, OIS) 동안 저산소증 유발 메틸화가 히스톤 클리핑(histone clipping)과 이종염색질(heterochromatin)의 재조직화, 즉 노화 관련 이종염색질 초점(senescence-associated heterochromatin foci, SAHF)에 미치는 영향을 규명한다. 특히, 상향식이 아닌 top-down 프로테오믹스(top-down proteomics)를 사용하여 Raf 활성화 동안 H3, H2B 및 H4에서 Cathepsin L(CTSL)에 의해 표적화되는 특이적 절단 부위를 발견하였고, H2B 및 H4에서의 새로운 부위들을 동정하였다. 저산소증은 CTSL의 활성에는 영향을 주지 않으면서 메틸화를 촉진하여 CTSL 매개 히스톤 클리핑을 상쇄한다. 저산소 조건에서의 이러한 메틸화 증가는 클리핑에 대한 보호를 제공함으로써 후성유전학적 경관을 재구성하고, ATAC-seq 분석으로 확인되듯 염색질 접근성(chromatin accessibility)에도 영향을 미친다. 이러한 통찰은 세포 노화 동안 저산소증 유발 히스톤 메틸화가 염색질이 중대한 후성유전학적 변화로부터 보호받는 데 핵심적인 역할을 한다는 점을 강조한다.

CVD 공정 중에 나타나는 에지들. 이러한 결과는 에지 구성을 맞춤화하기 위해 CVD 공정에서 성장 단계와 종료(중단) 단계 모두를 제어하는 것의 중요성을 강조하며, 화학적 기능화, 촉매 작용 및 전이금속 칼코게나이드의 전자적 특성에 대해 중대한 함의를 가진다.

벌크-헤테로접합(BHJ) 최적화에 관한 광범위한 연구는 유기 태양전지(OPV)의 발전을 이끌었다. 그러나 형태학적 불안정성의 문제를 다루고 장기 내구성을 보장하기 위한 연구의 필요성은 여전히 최우선 과제로 남아 있다. 본 연구에서는 낮은 혼화성을 갖는 3원(ternary) 성분을 포함하는 순차 증착(SD) 공정을 통해 확산-지배적(diffusion-governed) 형태학적 개질 방법론을 제시한다. 고 유리전이온도(Tg) 물질과 호스트 이원(binary) 블렌드를 순차적으로 코팅하면, 연속적으로 코팅된 층들 사이에 농도 차이가 형성되어 용매 증발 동안 서로 혼화되지 않는 물질들의 효과적인 혼합이 가능해진다. SD 공정으로 처리된 BHJ 층의 향상된 혼화성은 고 Tg 물질과 호스트 물질들 간의 분자 상호작용을 촉진하며, 그 결과 BHJ 블렌드의 Tg를 증가시킨다. SD 처리된 OPV는 기존의 일반적인 방법으로 제조한 기준(reference) OPV에 비해 광전 변환 성능이 우수하고 열 스트레스 하에서 유리전이가 억제된다. 85 °C에서 열 노화 500 h 후, SD-BHJ OPV는 초기 효율의 80% 이상을 유지하는 반면, 기준 장치는 단지 80 h 만에 초기 효율이 80% 미만으로 급격히 감소한다. 본 연구는 SD 공정을 통해 기존 BHJ 시스템의 블렌드 혼화성 한계와 낮은 열적 내구성의 문제를 극복함으로써 효율적이고 장기 안정적인 OPV로 나아가기 위한 하나의 단계가 된다.

다가(異価) 치환인 Cu 치환과 박리(exfoliation) 전략을 결합한 방법은 ZnIn2S4 물질의 광촉매적 H2O2 생성 성능을 향상시키는 데 효과적인 접근법을 제공한다.

클로로설폴리피드(Chlorosulfolipids)는 해양 조류(sea algae) 편모 막(flagellar membrane)의 극성 지질(polar lipid)에서 주요 구성 성분이며, 또한 식품(해산물) 중독의 주요 원인으로도 알려져 있다. 이들 클로로설폴리피드의 잠재적 신약 개발을 위한 합성에 관해 활발한 연구가 진행되어 왔음에도 불구하고, 꼬리(tail) 영역에 친수성 황산기 및 클로로(chloro)기가 포함된 독특한 구조로 인해, 이들이 어떻게 안정적인 생물학적 막으로 조직화되는지에 대해서는 아직 명확한 이해가 부족하다. 본 연구에서는 대표적 클로로설폴리피드인 다니칼리핀 A(Danicalipin A, DANI)와 1,2-디팔미토일-sn-글리세로-3-O-4'-(N,N,N-트리메틸)-호모세린(1,2-dipalmitoyl-sn-glycero-3-O-4'-(N,N,N-trimethyl)-homoserine, DPTS) 지질로 구성된 이성분 혼합 막(binary mixture membrane) 시스템의 구조적, 동역학적, 열역학적 특성을 이해하기 위해 혼성 거친입자(coarse-grained) 및 전원자(all-atom) 분자역학 시뮬레이션을 수행하였다. 그 결과, DANI 농도가 낮을 때에는 DANI이 DPTS 이중막(bilayer membrane)의 한쪽 잎(leaflet)에 삽입되며 y자형(conformation) 형태를 취하는 것으로 관찰되었고, 이는 기존 실험 결과와 일치한다. 반면 DANI 농도가 높을 때에는 DANI이 이전의 시뮬레이션 연구에서 예측된 바와 같이 안정적인 단일층(monolayer) 막을 형성하였다. 그러나 DANI 농도가 중간 범위에서는 DANI 분자들이 막의 중심(bilayer membrane center) 근처에 위치하여 막을 통한 물 침투를 촉진함으로써 생물학적 막의 안정성에 영향을 주는 경향을 보였다. 또한 DANI 농도 30%~40% 사이에서 겔(gel)–액정(liquid crystalline) 전이(gel-to-liquid crystalline transition)가 존재하며, 이는 막 부피, 쌍분포함수(pair distribution function), 확산계수(diffusion coefficients)와 같은 구조적 및 동역학적 특성 모두로 확인되었다. 아울러 온도가 혼합 막 시스템의 상(phase) 거동에 미치는 영향을 조사한 결과, T=273-323 K 범위에서는 민감도가 낮았다.

비평형 열역학은 다양한 물리적·화학적 과정의 이해에 있어 핵심적인 역할을 한다. 변동정리와 같은 틀을 통해 상당한 진전이 이루어졌음에도 불구하고, 비평형 과정 동안 국소적 수준에서 에너지, 엔트로피, 자유에너지와 같은 열역학적 양을 정의하는 일은 여전히 어렵다. 최근 Jinwoo와 Tanaka [Sci. Rep. 5, 7832 (2015)]는 시간에 걸친 미시상태의 경로 앙상블을 통해 국소 열역학적 성질을 정의하는 형식화(JT 형식론)를 제안하였다. 본 연구에서는 JT 형식론을 모델 비평형 계인 고분자 붕괴 과정에 적용하여, 메조스코픽 변수로서 말단-말단 거리(end-to-end distance)를 기준으로 붕괴 동역학을 관찰한다. 광범위한 랑주뱅 동역학 시뮬레이션을 통해 시간과 골격(conformation)에 따른 형태의 자유에너지, 상실된 정보, 비평형 자유에너지를 정량화한다. 본 결과는 일과 국소 비평형 자유에너지를 연관시키는 JT의 일-변동정리를 검증한다. 본 연구는 복잡한 연성 물질 계에서 동적 열역학 거동을 분석하는 데 JT 형식론이 유용함을 보여준다.

리프 이소자임(LiP). 분쇄한 목질 리그닌을 사용한 이들 변이주는 야생형에 비해 40 °C에서 전환 수율을 3배로 달성하였으며, 효소 안정성이 향상됨에 따라 보다 지속가능한 백색 생명공학을 위한 통찰을 제공한다.