본 제안과제의 최종목표는 세포 기작(예 : 물질대사반응)과 화학적으로 친밀하게 연계된 (다)촉매반응 시스템을 설계·구축하고 (다)촉매성을 껍질내세포의 껍질에 부여함으로써, 세포 기작을 화학적으로 제어할 수 있는 방법론을 확립하는 것이다. [연구과제의 필요성] 새로운 구조를 탐색·설계·구축하고 새로운 성질과 기능을 모색하는 것은 화학의 핵심이다. 2012/3...
단일세포나노피포화
나노껍질
다촉매연쇄반응
대사반응
효소반응
2
주관|
2021년 2월-2024년 2월
|797,000,000원
세포피포화 : 세포 거동 화학적 제어·조절, 이해, 그리고 응용
[촉매성 단일세포 나노피포화] 인공껍질에 촉매(예 : 효소)를 내재시켜 外因的 화학반응을 유도하고 세포 대사를 조절할 수 있는 제2세대 인공껍질 구현 방법론을 다각도에서 모색함.
- 트라이메스산-철 복합체를 사용한 다효소 내재 인공껍질 형성
- 리포솜을 이용한 세포표면상 다효소 단계적 연쇄반응 시스템
- 폴리페놀 효소 중합을 이용한 세포피포화 방법론
- 달걀막단백질 기반 세포피포화 방법론
- 자극감응 조성변환형 인공껍질 구현
- 촉매성 인공껍질을 이용한 세포 走化性 연구
[뇌세포 피포화] 뇌세포(예 : 신경세포, 별아교세포, 신경줄기세포)를 세포친화적으로 피포화할 수 있는 방법론을 모색함.
- 별아교세포 피포화 및 활성 별아교세포로의 분화
- 탈세포화 세포외기질 이용 3차원 별아교세포 배양시스템
- 신경세포 친화적 3차원 공동배양시스템
[기반연구] 기반연구로서 세포피포화에 적용할 수 있는 촉매시스템 개발 연구를 수행함.
- 효소 내재 금속 캡슐
- 포피린-철 자기조립
- 광반응 유도 탄닌산-철 박막 형성 방법론
- 산화티타늄 겔 형성 방법론
- 플라보노이드 박막 형성 방법론
- 생체친화적 고분자 전구체 합성
● 미네랄 나노입자(mineral nanoparticle), 예를 들면 알루미늄(Al), 철(Fe), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr) 등의 산화물은 생활 환경, 특히 모래의 성분임. 최근, 미네랄 나노입자를 다양한 기술적·의학적 분야에 응용하는 연구가 활발하게 진행되고 있음.
● 특히, 생체적합성(biocompatible) 미네랄 나노입자 및 자기조립체(self-assembled structure)를 사용하여, 살아있는 세포(미생물 포함)를 被包化하는 연구가 전세계적으로 큰 관심을 받고 있음. 살아있는 세포를 생체적합성 미네랄 나노입자로 被包化함으로써, 유해환경에서의 세포 생존력을 높임과 동시에 세포의 생기능(bio-function)을 유지할 수 있음.
● 초기 접촉을 통하여, KAIST-SLU 연구팀간 연구분야의 상보적 관계를 확인하였고, 국제협력을 통하여 시너지 효과를 얻을 수 있음을 확신함.
● KAIST 연구팀과 SLU 연구팀은 미네랄 나노물질 화학에 대한 기초과학적 관심과 被包化 응용에 공통적인 관심을 가지고 있음.
● 스웨덴 측 SLU 연구팀은, 무기화학적 접근법으로, 엑스선을 이용한 분석법(예, 엑스선 회절법, 엑스선 흡수 스펙트럼 분석 등)을 이용하여 무기화합물 분자 모델에 대한 구조적인 특성을 분석하고 확립하는 분야에 강점을 가지고 있음.
● 한국 측 KAIST 연구팀은, 자기조립(self-assembly) 과정을 통한 생체적합적 미네랄 나노입자 합성 및 細胞被包化로의 응용, 그리고 생화학적 분석에 강점을 가지고 있음.
● 본 연구에서는, 두 연구팀의 강점을 살리고 약점을 보완할 수 있는, 연구협력네크워크 강화 및 향후 공동연구 추진을 위한 협력관계 기반을 아래 연구 내용을 중심으로 진행하고자 함.
