고려대-LG화학 “골칫덩이 천막·현수막 폐기물, PET·PVC로 동시에 재활용” △ 실생활에 사용되는 PVC-PET 복합 타포린 폐기물을 생물 유래 촉매(베타인)를 이용한 글리콜리시스 공정으로 처리해 PET는 단량체(BHET)로 화학적 재활용하고, PVC는 고형분(재활용 r-PVC)으로 회수해 기계적 재활용하며, 용매(EG)는 재사용하는 통합 재활용 공정 천막과 현수막을 폐기하지 않고 재활용할 수 있는 길이 열렸다. 고려대학교(총장 김동원) 융합생명공학과 김경헌 교수 연구팀이 경북대학교 김동현 교수 연구팀, LG화학 윤정훈 부장 연구팀과 공동으로 ‘PVC 타포린’을 재활용할 수 있는 촉매 기반 공정 기술을 개발했다. 비바람에 강하고 잘 찢어지지도 않는다. PVC 타포린은 천막, 현수막, 트럭 덮개, 물류 커버 등 실생활에 널리 쓰이는 방수 플라스틱 소재다. 그 내구성의 비결은 바로 구조에 있다. PVC 필름 내부에 PET 섬유가 강하게 결합한 형태로, 기존 재활용 공정으로는 두 물질을 분리하는 것이 거의 불가능했다. 이로 인해 폐기물의 대부분을 소각 또는 매립해왔고, 이는 환경 오염과 탄소 배출 증가로 이어졌다. *PVC(폴리염화비닐): 염소 성분을 함유해 불에 강하며, 첨가제에 따라 다양하게 활용할 수 있는 플라스틱 *PET(폴리에틸렌 테레프탈레이드): 투명하고 튼튼한 플라스틱. PET병을 생각하면 이해가 쉽다. 연구팀은 생물에서 유래한 물질인 ‘베타인’에서 해결법을 찾았다. 베타인을 촉매로 한 글리콜리시스 공정으로 폐타포린을 190℃에서 2시간 반응시킨 결과, PET만 분해되고 PVC는 화학적 손상 없이 고체 상태 그대로 회수됐다. 또 PET 성분의 77%가 분해되어 다시 PET를 제조할 수 있는 핵심 화학 원료인 BHET(비스-하이드록시에틸 테레프탈레이트)로 탈바꿈했다. *글리콜리시스(glycolysis): 고분자 플라스틱을 에틸렌글리콜 용매와 반응시켜 분자 사슬을 끊어내는 화학적 분해 방식 베타인을 활용한 글리콜리시스 공정 중, PVC에 포함된 탄산칼슘과 칼슘·아연 안정제가 PET 분해를 촉진하는 촉매 역할을 한다는 사실도 밝혀졌다. 불순물로 여겨졌던 첨가제가 오히려 공정 효율을 향상시킬 수 있다는 새로운 발견으로, 향후 복합 플라스틱 재활용 공정 설계에 중요한 시사점을 제공한다. 경제성 측면에서도 우수한 성과를 보였다. PET 분해에 사용된 에틸렌글리콜 용매를 별도의 정제 과정 없이 최대 3회까지 재사용할 수 있다. 공정을 반복해도 PET가 원료(BHET)로 변하는 효율이 떨어지지 않고 안정적으로 유지됐으며, 재생 PVC의 생산 비용은 약 1.46 달러/kg 수준으로 추정됐다. 이는 virgin PVC(새 플라스틱, 약 1.01달러/kg)보다 다소 높지만, 폐타포린 처리 비용을 절감할 수 있고 원료가 생산된다는 점에서 부가가치가 높다. 김경헌 교수는 “복합 구조 플라스틱은 재활용이 어렵다는 이유로 대부분 폐기되어 왔다”며 “이번 연구는 분리공정 없이도 복합 폐플라스틱을 동시에 자원화할 수 있음을 입증한 사례”라고 밝혔다. 또한 “산업용 타포린뿐 아니라 다양한 PET 함유 복합 고분자 폐기물에 적용 가능한 플랫폼 기술로 확장될 수 있을 것”이라고 말했다. 본 연구 성과는 촉매 분야의 세계적인 학술지인 ‘Chinese Journal of Catalysis(IF=17.7, 상위 0.7%)’온라인에 2월 3일 게재됐다. *논문명: Recycling of PVC tarpaulin reinforced with PET through glycolysis using betaine, a bio-based catalyst *DOI: 10.1016/S1872-2067(25)64867-4 *URL: https://doi.org/10.1016/S1872-2067(25)64867-4 이번 연구는 한국연구재단 바이오의료기술개발사업의 미국 NSF-한국 NRF 글로벌센터 사업, 해양수산부 한·미 공동 해조류 바이오매스 사업의 지원을 받아 수행됐다. [연구진 사진] △ (왼쪽부터) 고려대 대학원 융합생명공학과 김재균 박사과정(제1저자), 원예진 석사(공동 제1저자), LG화학 윤정훈 부장, 경북대 식품공학부 김동현 교수(공동 교신저자), 고려대 생명과학대학 식품공학과 및 대학원 융합생명공학과 김경헌 교수(교신저자) 기사작성: 커뮤니케이션팀 이은지(eeunjii@korea.ac.kr) <고대소식 링크> https://www.korea.ac.kr/ko/552/subview.do?enc=Zm5jdDF8QEB8JTJGa3VzdG9yeSUyRmtvJTJGYXJ0Y2xWaWV3LmRvJTNGYXJ0Y2xTZXElM0QyODI4NiUyNnNpdGVJZCUzRGtvJTI2cGFnZSUzRDElMjZmaW5kVHlwZSUzRCUyNmZpbmRXb3JkJTNEJTI2ZmluZENsU2VxJTNEOCUyNnJnc0JnbmRlU3RyJTNEJTI2cmdzRW5kZGVTdHIlM0QlMjY%3D
전태훈 교수(생명공학부) 헤모글로빈 전환 조절하는 핵심 단백질 규명 - 난치성 혈액 질환 극복할 새로운 유전자 치료 전략 제시 - □ 한국연구재단은 고려대 생명과학대학 생명공학부 전태훈 교수 연구팀이 적혈구 분화 과정에서 헤모글로빈 전환을 조절하는 핵심 단백질 LDB1의 역할을 규명했다고 23일 밝혔다. 이번 연구 성과는 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 추진하는 중견연구 사업의 지원으로 수행됐으며, 국제 학술지인 ‘Redox Biology (IF=11.9, 생화학·분자생물학 분야 상위 4.5%)’ 온라인에 2월 4일 게재됐다. △ (왼쪽부터) 전태훈 교수(책임저자), 박시원 박사(제1저자), 최창용 박사(제1저자), 박인병 박사(제1저자) □ 헤모글로빈 전환은 태아기에서 성체기로 이어지는 적혈구 분화 과정의 핵심 단계다. 이 전환이 제대로 이뤄지지 않으면 성체형 헤모글로빈 생성이 감소해 베타-지중해빈혈(β-thalassemia)과 같은 유전성 빈혈이 발생한다. 그러나 이 전환을 조절하는 상위 조절 인자와 분자 기전이 완전히 밝혀지지 않아 베타-지중해빈혈과 같은 유전성 빈혈 질환의 근본적 치료를 위한 분자적 표적을 제시하는 데 한계가 있었다. □ 이에 연구팀은 적혈구 전구세포에서 LDB1 단백질이 선택적으로 결핍된 생쥐 모델을 이용, LDB1이 태아형 헤모글로빈 억제 유전자의 발현을 직접 촉진하는 전사 활성화 인자로 작용한다는 사실을 밝혀냈다. □ 이번 연구는 적혈구 분화와 헤모글로빈 전환 메커니즘에 대한 이해를 한 단계 심화시킨 것으로, 향후 베타-지중해빈혈 및 사립체성 빈혈(sideroblastic anemia) 등 산화 스트레스 관련 혈액 질환의 치료 전략 개발에 중요한 단초를 제공할 것으로 기대된다. [언론 보도자료 링크] https://www.dongascience.com/news/76462 https://www.etnews.com/20260223000179 https://view.asiae.co.kr/article/2026022309100910061 https://www.news1.kr/local/daejeon-chungnam/6079746 https://www.dt.co.kr/article/12047865?ref=naver
고려대 지성욱 교수, 크리스퍼 RNA ‘비염기 변형’ 세계 최초 규명 유전자 가위 비표적 문제 해결 □ 고려대학교 생명과학대학 생명과학부 지성욱 교수 연구팀이 유전자 편집 기술의 원천이 된 미생물에서 크리스퍼(CRISPR) RNA의 새로운 화학적 변형을 세계 최초로 발견하고, 이를 통해 유전자 가위의 한계로 꼽혀 온 비표적 문제를 해결하는 데 성공했다. □ 고려대학교 분자생명과학과 구도운 연구교수(생명과학부 11학번, 생명과학과 박사 졸업)와 KU-KIST 융합대학원 박사과정 김근우 학생(생명과학부 13학번, 생명과학과 석사 졸업)이 공동 제1저자로 참여한 이번 연구는 2월 5일 화학 생물학 분야 최상위 학술지인 ‘Nature Chemical Biology(IF=13.7)”에 그 결과가 온라인에 공개됐다. *논문명: Abasic CRISPR RNAs inherently harness fidelity of SpCas9 for genome editing *DOI: 10.1038/s41589-026-02139-8 *URL: https://www.nature.com/articles/s41589-026-02139-8 □ 크리스퍼 유전자 가위(CRISPR-Cas9)는 외부에서 침입한 바이러스를 제거하는 미생물의 면역 체계로부터 개발된 유전자 편집 기술이다. 편집할 DNA 위치를 안내하는 가이드 역할의 크리스퍼 RNA가 목표 DNA의 서열을 인식하면, Cas9 단백질이 해당 위치를 절단해 유전자를 교정할 수 있다. □ 그러나 실제 치료에 적용할 경우, 목표 유전자뿐 아니라 서열이 유사한 다른 유전자까지 함께 절단하는 ‘비표적 문제’가 꾸준히 제기돼 왔다. 이는 유전체 손상과 부작용으로 이어질 수 있어, 크리스퍼 기술의 임상 적용을 가로막아 왔다. □ 연구팀은 이러한 문제의 해법을 미생물의 면역 시스템에서 찾았다. 미생물은 유전자 가위를 사용해 외부 바이러스 DNA만 정밀하게 제거하면서도, 자신의 유전체는 손상시키지 않는다. 이에 연구팀은 크리스퍼 유전자 가위가 최초로 발견된 연쇄상구균을 분석하여, 바이러스 감염 시 크리스퍼 RNA의 일부 염기가 사라진 ‘비염기 상태’로 변형된다는 사실을 세계 최초로 규명했다. *비염기 상태: 유전자 서열을 이루는 염기가 제거돼, 구조는 유지되지만 정보는 비어 있는 상태 □ 이 변형은 바이러스 감염 과정에서 발생하는 활성산소에 의해 일어나며, 과도하게 활성화된 유전자 가위로부터 미생물 자신의 유전체를 보호하는 자연적인 조절 장치로 작용한다는 점도 함께 밝혀냈다. *활성산소: 세포 내에서 생성되는 반응성이 높은 산소 분자로, 생체 반응을 조절하거나 손상을 유발할 수 있다 □ 연구팀은 이러한 생물학적 현상을 모사해, 비염기 구조를 포함한 새로운 가이드 RNA(ØXØ)를 개발했다. 이 기술은 기존에 인위적으로 변형한 유전자 가위보다 비표적 현상을 효과적으로 줄이면서도, 높은 유전자 교정 효율을 나타냈다. □ 특히, 생쥐 실험에서 기존 크리스퍼 유전자 가위 사용 시 나타났던 간독성이 관찰되지 않았으며, 간암 생쥐 모델에서는 종양 성장을 현저히 억제하는 치료 효과를 보였다. 이는 향후 직접 생체 내에서 적용 가능한 안전한 유전자 치료 기술로 발전할 가능성을 보여준다. □ 지성욱 교수는 “이번 연구는 자연에서 이미 검증된 생화학적 조절 원리를 유전자 편집 기술에 적용한 사례”라며 “비염기 가이드 RNA는 간단한 화학적 변형만으로 구현할 수 있어, 크리스퍼 유전자 가위의 안전성을 크게 높일 수 있을 것”이라고 말했다. □ 본 연구는 한국연구재단의 국가연구소사업(NRL2.0), 선도연구센터사업, 리더연구자지원사업과 한국과학기술원 프로그램의 지원으로 수행됐다. [첨부1] 연구진 사진 △ (왼쪽부터) 고려대 생명과학부 지성욱 교수(교신저자), 분자생명과학과 구도운 연구교수(제1저자), KU-KIST 융합대학원 김근우 박사과정(제1저자) [첨부2] 연구 논문 이미지 △ [첨부 2] 설명: 비염기변형을 통한 생체 모방 고정밀 유전자 가위 모식도 연구진은 미생물의 크리스퍼 적응 면역 체계를 생체 모방해, 고정밀 유전자 편집을 가능하게 하는 새로운 비염기 가이드 RNA 설계 전략을 제시했다.
고려대·스탠퍼드대·국제ESG협회, 수자원 정량 지표 세계 첫 개발 ‘네이처 워터’ 게재, 취수부터 재이용까지 전 과정 수치화한 ‘WSI’ 공개 “보고 기업 9%만 취수량 공개”…불투명한 ESG 공시 체계에 정면 도전 < (왼쪽부터) 이재혁 교수, 윌리엄미치 교수, 자밀아흐마드 UNEP 뉴욕지부장, 옥용식 교수 / 사진 제공 : 국제ESG협회 > 고려대 환경생태공학부 옥용식 교수(국제ESG협회장), 조유라 박사(국제ESG협회 이사), 고려대 경영대학 이재혁 교수(고려대 ESG 연구원장 및 국제ESG협회장), 그리고 스탠퍼드대 지속가능대학 윌리엄 미치(William Mitch) 교수(국제ESG협회 펠로우) 팀은 기업의 ESG(환경·사회·지배구조) 공시에서 가장 까다로운 분야로 꼽혔던 ‘수자원’ 관리 실태를 정교하게 측정할 수 있는 정량 지표를 세계 처음으로 개발했다고 밝혔다. 기업의 수자원 사용 지속가능성을 객관적으로 평가할 수 있는 ‘수자원 지속가능성 지수(Water Sustainability Index, 이하 WSI)’에 대한 연구 결과는 세계 최고 권위의 학술지 ‘네이처 워터(Nature Water)’에 게재되었으며 학계뿐 아니라 국내외 주요 기업 그리고 투자사의 이목을 집중시켰다. 연구팀은 이번 논문을 통해 현재 글로벌 기업들이 내놓는 ESG 보고서의 심각한 불균형을 문제로 지적했다. 연구팀은 런던증권거래소 그룹(LSEG) 데이터를 분석한 결과, ESG 점수를 받은 3107개 기업 중 온실가스(GHG) 배출량을 보고한 기업은 전체의 40%에 달했으나, 수자원 영향의 가장 기초적인 척도인 ‘총취수량’을 명시한 기업은 26%에 불과하다는 점에 주목했다. 특히 공정 과정에서 재이용수(Recycled water)를 사용하는지를 공개한 기업은 극소수에 그쳐, 수자원 관리 정보의 부재가 심각함을 지적했다. 본 논문의 책임저자인 옥용식 교수는 “온실가스는 전 지구적 영향이 동일하지만, 물은 유역(Watershed)별 상황이 다른 ‘국지적(Local)’ 이슈”임을 지적하며 “현재의 평가 방식은 불투명한 알고리즘에 의존해 동일 기업에 대해서도 평가 기관 마다 상이한 점수가 부여되는 등 그린워싱의 위험이 크다”라고 연구 배경을 설명했다. 연구팀이 고안한 WSI는 기업의 자발적 공약이나 정성적 설명 대신, 4가지 핵심 유량(Flow) 데이터를 기반으로 한 정량적 프레임워크를 제안한다. WSI는 ▲지하수 및 표면수 취수량▲폐수 배출량▲물 소비량 ▲물 재이용량 수준을 종합적으로 고려한다. 특히 세계자원연구소(WRI)의 기준에 따라 ‘물 스트레스(Water Stress)’가 높은 유역에서 운영되는 시설에는 가중치 계수(Weighting factors)를 2배 높게 설정했다. 이는 기업이 물이 부족한 지역에서 무분별하게 수자원을 사용하는 경우 점수가 크게 낮아지도록 유도하여, 기업이 지속가능한 입지를 선정하고 그에 적합한 운영 전략을 촉진할 수 있게 한다. 본 연구 성과는 환경생태 분야의 옥용식 교수·조유라 박사, ESG 경영 및 평가 분야의 이재혁 교수, 그리고 스탠퍼드대 윌리엄 미치 교수의 공학적 전문성이 결합한 글로벌 융합 연구의 결실이다. 국제ESG협회 회장 이재혁 교수는 “WSI는 기업이 투자자들에게 자신의 수자원 관리 책임을 입증하는 투명한 성적표가 될 것”이라며 “향후 공급망(Supply chain)에 포함된 협력업체들의 수자원 리스크까지 정량화하여 관리할 수 있는 후속 연구를 통해 WSI를 글로벌 공시 표준으로 발전시켜 나가겠다”라고 밝혔다. 기사 링크: https://n.news.naver.com/article/009/0005635578
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