도망 못 가는 식물의 생존법, 감염 부위에 ‘벽’ 세운다 고려대 생명과학부 김옥매 교수 연구팀, 병원균 확산 막는 리그닌 방어벽의 신호전달 원리 규명 △ 식물의 병원균 감염에 대응하는 리그닌 방어벽 형성 원리 병원균이 침입하면 식물의 면역 수용체가 활성화되고, SCHENGEN 신호경로의 핵심 구성 요소인 CIF1/2–SGN3–BIK1 신호전달 체계가 작동한다. 이 과정에서 BIK1 단백질의 활성화는 리그닌 합성에 필요한 활성산소 생성과 리그닌 축적을 촉진한다. 그 결과 감염 부위 주변에 리그닌 방어벽이 형성되어 병원균과 세포사멸이 주변 조직으로 확산되는 것을 제한한다. 식물이 병원균을 ‘가둬서’ 막는 방어벽을 어떻게 만드는지, 그 신호 전달 원리가 밝혀졌다. 고려대학교(총장서리 정순영) 생명과학부 김옥매 교수 연구팀은 식물이 감염 부위 주변에 리그닌 방어벽(lignin barrier)을 세우도록 만드는 핵심 신호전달 체계를 규명했다고 밝혔다. 연구 결과는 식물 과학 분야 세계적 학술지 ‘Nature Plants(IF=15.0, JCR 식물 과학 분야 상위 1.4%)’ 온라인판에 10월 29일 게재됐다. * 논문명: The SCHENGEN pathway regulates lignin barrier formation via the receptor-like cytoplasmic kinase BIK1 in plant immunity * DOI: https://doi.org/10.1038/s41477-026-02446-x * URL: https://www.nature.com/articles/s41477-026-02446-x 식물은 동물처럼 도망갈 수 없다. 대신 정교한 면역체계로 맞선다. 병원균이 침입하면 감염된 세포가 스스로 죽는 ‘과민성 세포사멸’을 일으켜 병원균의 증식을 막는다. 하지만 세포와 세포 사이 틈으로 퍼지는 병원균은 이것만으로 차단하기 어렵다. 연구팀은 앞선 연구에서 식물이 감염 부위 주변에 리그닌을 쌓아 물리적 방어벽을 만든다는 사실을 밝혔다. 리그닌은 세포벽을 단단하게 만드는 성분이다. 이 벽이 병원균과 세포사멸이 번지는 것을 막아 감염을 한곳에 가둔다. 하지만 식물이 병원균의 침입을 감지한 뒤 어떤 신호를 거쳐 이 벽을 짓는지는 학계에서도 명확히 밝혀지지 않았다. 이번 연구에서 식물이 방어벽을 만들라는 명령을 전달하는 과정이 확인됐다. 병원균이 침입하면 세포 표면의 감지 장치(SGN3)가 이를 알아채고, 짝꿍 단백질(BAK1)과 함께 세포 안의 전달 단백질(BIK1)을 깨운다. 깨어난 BIK1이 리그닌 합성에 필요한 활성산소를 만들어 방어벽 건설을 이끈다. 연구팀은 ‘CIF–SGN3–BAK1–BIK1’로 이어지는 이 릴레이식 신호 전달이 침입 감지와 방어벽 건설을 잇는 핵심 원리임을 밝혔다. 이 신호 체계(SCHENGEN 신호경로)는 원래 뿌리가 자랄 때 경계벽을 만드는 데 쓰이는 것으로 알려져 있었다. 그런데 잎에서는 같은 체계가 다른 단백질들과 손잡고 병원균을 막는 면역 반응을 조절했다. 식물이 같은 도구를 뿌리에서는 ‘성장’에, 잎에서는 ‘방어’ 에 나눠 쓰는 셈이다. 김옥매 교수는 “뿌리의 장벽 형성에 관여하는 신호경로가 잎의 면역 반응에서도 중요한 역할을 한다는 사실을 밝혀, 식물 방어체계 연구의 새로운 지평을 열었다”고 말했다. 이어 “이번 성과가 식물의 병 저항성을 높이는 새로운 전략 개발의 기초자료로 활용되길 기대한다”고 덧붙였다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 개인기초연구 중견연구사업, 집단연구 선도연구센터사업의 지원을 받아 수행됐다. [첨부] 연구진 사진 △ (왼쪽부터) 고려대 생명과학부 김옥매 교수(교신저자), 고려대 장은정 석박사통합과정(공동 제1저자), 고려대 전휘성 연구교수(공동 제1저자) 출처: 고대뉴스
김경헌 교수팀(식품공학과) 항암제 원료, 흔한 당으로 98% 만들었다… ‘효소 4종 이어달리기’ 세계 첫 실증 고대소식 링크: https://www.korea.ac.kr/bbs/ko/42/122162/artclView.do?layout=unknown □ 항암제와 B형 간염 치료제의 핵심 원료를 친환경적으로 생산할 수 있는 기술이 나왔다. 자연에서 흔한 당인 D-리보오스에서 효소 반응만으로 이 원료를 합성해 낸 것은 세계 처음이다. □ 고려대학교(총장 김동원) 생명과학대학 식품공학과 및 대학원 융합생명공학과 김경헌 교수팀과 경북대학교 식품공학부 김동현 교수는 D-리보오스를 약품 원료인 L-리보오스로 98% 이상 바꾸는 데 성공했다고 밝혔다. 연구 결과는 영국 왕립화학회(RSC) 학술지 ‘Green Chemistry(IF=10.6)’에 8월 20일 게재됐다. *논문명: Biocatalytic stereoinversion of D-ribose to enantiopure L-ribose via a kinetic model-guided redox cascade *DOI: 10.1039/d6gc04289a *URL: https://doi.org/10.1039/d6gc04289a □ 당 분자는 오른손과 왼손처럼 모양은 같지만 서로 포개지지 않는 두 종류가 있다. 자연에는 오른손 모양(D형)이 흔하고, 약 재료로 쓰이는 왼손 모양(L형)은 거의 없다. 그래서 L-리보오스는 만들기가 까다로웠다. 기존 화학 합성은 영하 78도 냉각과 독성 물질이 필요한 4~9단계의 과정을 거쳐야 했다. 효소를 쓴 방법도 있었지만, 희귀하고 비싼 원료에서 출발해야 했고 수율도 최고 70% 수준에 머물렀다. □ 연구팀은 흔한 오른손 당을 왼손 당으로 ‘뒤집는’ 방법을 찾았다. 먼저 오른손 당을 좌우 구분이 없는 중간 물질(리비톨)로 바꾼 뒤, 이를 왼손 당으로만 다시 바꾸는 방식이다. 효소는 화학 반응을 도와주는 단백질 일꾼으로, 연구팀은 효모와 셀러리 등에서 얻은 효소 4종을 25도의 수용액 반응기에 함께 넣었다. 효소들이 이어달리기하듯 바통을 넘기며 차례로 일한다. □ 이 방식은 그동안 어렵다고 여겨졌다. 효소마다 쓰는 에너지 충전 물질(조효소)이 달라 한 그릇에 넣으면 서로 방해했기 때문이다. 연구팀은 효소들이 각자 따로 충전하도록 설계해 문제를 풀었다. 또 반응을 수학적 모델로 나타내고 컴퓨터로 효소를 얼마나 넣을지 미리 계산했다. 처음에는 넣은 당의 23.3%만 바뀌었지만, 계산으로 조건을 맞추자 98% 이상으로 높아졌다. □ 당을 20~60mM 넣었을 때 98% 이상이 원하는 재료로 바뀌었고, 원하는 모양의 비율(순도)도 99% 이상이었다. 더 진한 조건인 70mM에서도 수율 96.4%로, 물 1리터당 10.3g을 얻었다. 반응에는 약 4일(96시간)이 걸렸다. □ 환경 부담도 줄었다. 물을 제외한 폐기물 지표(단순 E-계수)는 1.97로, 9단계 화학 합성법(86)의 40분의 1 이하다. 4단계 화학 합성법(8.7)과 비교해도 약 4분의 1 수준이다. 원료가 96% 이상 쓰여 값비싼 분리 과정 없이도 고순도 결과물을 쉽게 얻을 수 있을 것으로 연구팀은 보고 있다. *E-계수(E-factor): 제품 1kg을 생산하는 데 발생하는 폐기물의 양(kg)을 나타내는 지표로, 화학 공정의 친환경성을 정량적으로 평가하는 데 널리 쓰인다. 숫자가 낮을수록 폐기물 발생이 적어 더 친환경적인 공정임을 뜻한다. □ 김경헌 고려대 교수는 “위험한 물질이나 영하 78도 냉각 장치 없이 상온의 수용액에서 효소만으로 약품 원료를 얻는 기술을 확보했다”고 말했다. 김동현 경북대 교수는 “약품 원료를 향후 국내에서 더 저렴한 가격으로 만들 수 있게 돼 환자들의 치료비 부담을 덜 수 있을 것” 이라고 밝혔다. □ 이번 연구는 과학기술정보통신부·한국연구재단 바이오의료기술개발사업(RS-2024-00452695) 및 개인기초연구사업(RS-2026-25485154), 교육부·대구광역시 지역혁신중심 대학지원체계(RISE) 글로컬30 사업(대구 RISE센터, 2025-RISE-03-001)의 지원을 받아 수행됐다.
고려대 백자현 교수 한국뇌신경과학회 ‘장진-지엔티파마 학술상’ 수상 고려대학교 생명과학부 백자현 교수가 2026년 9월 6일 한국뇌신경과학회(KSBNS) K-Brain 2026 학술대회에서 ‘장진-지엔티파마 학술상’을 수상했다. 장진-지엔티파마 학술상은 한국뇌신경과학회 초대 회장을 역임한 故 장진 박사의 학문적 업적과 헌신을 기리기 위해 제정된 상으로, 뇌신경과학 분야에서 지속적으로 우수한 연구 성과를 이루고 학문 및 학회 발전에 기여한 연구자에게 수여된다. 기존 ‘장진 학술상’의 취지를 계승하여 2025년부터 지엔티파마(GNT Pharma)의 후원으로 운영되고 있다. 백자현 교수는 도파민 D2 수용체를 중심으로 뇌 신호전달과 행동 조절 기전을 연구해 왔다. 특히 도파민 신호와 인슐린·렙틴 등 대사 신호의 상호작용이 섭식, 보상 행동, 약물 중독 및 스트레스 반응에 미치는 영향을 규명해 왔다. 이번 수상은 이러한 지속적인 연구 성과와 뇌신경과학 분야에 대한 학문적 기여를 인정받은 것으로, 백 교수는 학술대회에서 수상 기념강연을 통해 주요 연구 성과를 소개했다.
방광염이 자꾸 재발하는 진짜 이유, 알고 보니 세균들의 ‘팀플레이’ - 고려대·순천향대병원 공동연구팀, 재발성 방광염의 숨은 원인균 밝혀내 △ Gardnerella piotii가 분비하는 숙신산이 GPR91을 활성화해 유로플라킨 발현을 증가시키고 대장균의 방광 부착을 촉진하며, 이를 통해 '숙신산-GPR91-유로플라킨 축'이 재발성 방광염의 원인이 됨. 여성 2명 중 1명이 평생 한 번 이상 겪을 정도로 흔한 요로감염 질환인 방광염. 항생제를 먹고 나은 듯하다가도 자꾸만 다시 찾아와 삶의 질을 떨어뜨리는 ‘재발성 방광염’의 숨겨진 원인이 밝혀졌다. 고려대학교(총장 김동원)와 순천향대학교병원 공동 연구팀은 재발성 방광염 환자 131명의 소변을 분석한 결과, 대장균과 함께 ‘가드너렐라 피오티(Gardnerella piotii)’라는 세균이 자주 관찰된다는 점에 주목해 이 같은 상호작용 기전을 규명했다고 밝혔다. 연구 결과에 따르면 가드너렐라 세균은 ‘숙신산(succinate)’이라는 대사물질을 밖으로 내뿜는다. 이 숙신산이 방광 세포의 특정 수용체(GPR91)를 자극하면, 방광 표면에 ‘유로플라킨’이라는 단백질이 평소보다 훨씬 많이 만들어진다. 유로플라킨은 본래 방광을 보호하는 단백질이지만, 대장균은 갈고리 모양의 구조물(fimbriae)을 이용해 이 단백질에 달라붙는 특성이 있다. 결과적으로 가드너렐라 세균이 분비한 숙신산 때문에 방광 표면에 대장균이 잡고 올라탈 수 있는 ‘손잡이’가 수없이 늘어나 감염에 훨씬 취약해지는 것이다. 연구팀은 유전자 조작으로 해당 수용체를 제거한 세포 실험에서 이러한 감염 촉진 현상이 완전히 사라지는 것을 확인해 해당 신호 전달 경로가 재발의 핵심 기전임을 증명했다. 반대로 방광 내부의 미생물 균형을 바로잡아 감염을 막는 방법도 확인됐다. 건강한 여성의 소변에 존재하는 유익균인 ‘락토바실러스 크리스파투스(Lactobacillus crispatus)’나 이 균이 생성하는 ‘젖산(lactate)’을 투여하자 대장균 감염이 크게 줄어든 것이다. 이는 방광 내 미생물 생태계가 깨지면 병이 생기지만, 유익균을 활용해 생태계를 복원하면 다시 건강한 상태로 돌아갈 수 있음을 시사한다. 연구를 이끈 최해웅 고려대 교수는 “재발성 방광염은 단일 병원균의 문제라기보다 여러 미생물이 서로 영향을 주고받는 생태계 변화에서 비롯될 수 있음을 보여준 연구”라며 “향후 항생제에만 의존하는 기존 치료를 넘어 요로 마이크로바이옴을 조절하거나 신호 전달 경로를 차단하는 새로운 예방 및 치료 전략 개발에 중요한 기반이 될 것”이라고 설명했다. 이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 지원으로 수행됐으며, 고려대 박사과정 이호영·김민중 씨가 공동 제1저자로, 최해웅 교수와 김영호 순천향대병원 교수가 교신저자로 참여했다. 연구 결과는 미생물학 분야 국제 학술지 『마이크로바이옴(Microbiome)』에 8월 5일 자로 게재됐다. *논문명: Gardnerella piotii enhances uropathogenic Escherichia coli infection through a succinate-GPR91-uroplakin axis *게재 저널: Microbiome *DOI: https://doi.org/10.1186/s40168-026-02499-2 [첨부] 연구진 사진 기사작성: 커뮤니케이션팀 유정아(aajyoo@korea.ac.kr) 기사링크 : 고대뉴스 (https://www.korea.ac.kr/kustory/ko/artclView.do?layout=unknown&artclSeq=28509)
학사일정
입학안내
자료실
English Service
