BK21 플러스, KAIST·숙대·연대·공주대 사업단 주목
연구용역과제서 제약바이오 관련 연구성과·취업 등 우수사례 꼽혀
입력 2022.01.18 06:00 수정 2022.01.18 15:07
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BK21 플러스 사업에서 KAIST, 숙명여대, 연세대, 공주대 관련 사업단이 제약바이오 분야에서 우수한 사업성과를 거뒀다는 평가를 받았다.

한국연구재단은 최근 건국대학교 산학협력단이 제출한 정책연구용역과제 ‘BK21 플러스 사업성과 종합 분석 및 백서’를 공개했다.

건국대 산학협력단은 이번 연구과제에서 제약바이오 관련 KAIST 분자과학사업단, 숙명여대 바이오 융합화학 연구 기반 차세대 여성 LEADER 양성사업팀, KAIST 물리학과 ‘선도물리교육사업단’, 연세대 생체기능시스템사업단, 공주대 현장밀착형 바이오테크 창의인력양성 사업팀의 사업성과를 우수사례로 선정했다.

한국과학기술원(KAIST) 분자과학사업단 장석복 교수, 백무현 교수 공동 연구팀은 반응 효율이 높은 이리듐 촉매를 개발해 상온에서 감마-락탐을 합성하는 데 성공했다. 이 연구 내용은 2018년 Science에 발표됐다.

감마-락탐은 뇌전증 치료제(레비티라세탐)나 혈관 형성 억제제(아자스파이렌)와 같이 복잡한 유기분자의 핵심 구성성분으로 의약품, 합성화학, 소재 등에 폭넓게 활용된다.

자연에 풍부한 탄화수소로부터 감마-락탐을 만들기 위해 많은 연구가 있었지만, 탄화수소는 상온에서 반응성이 낮아 합성하는 데 큰 어려움이 있었다. 또 탄화수소에서 감마-락탐을 합성하기 위해서는 탄소-수소 결합을 탄소-질소 결합으로 변환하는 질소화 반응이 필요한데, 이 과정에서 중간체인 카보닐나이트렌(carbonylnitrene)이 상온에서 너무 쉽게 부산물로 분해돼 합성이 매우 어렵다.

연구팀은 최적화된 촉매를 계산화학으로 분석해 예측하고 실험에 돌입하는 방식으로 중간체 분해 문제를 해결했다.

이론 연구팀은 밀도범함수를 활용한 계산화학으로 어떤 촉매가 탄화수소에 효율적인 반응을 일으킬지 분석하고 시뮬레이션을 통해 완성도 높은 촉매를 개발했다. 이를 바탕으로 실험 연구팀이 중간체 분해 및 부산물 형성을 억제하는 이리듐 촉매를 개발하고 탄화수소에 적용해 감마-락탐 합성에 성공했다. 이 연구의 핵심은 질소화 반응의 중간체 분해 문제를 해결함으로써 탄화수소로 감마-락탐을 합성하는 계기를 만들었다는 것이다.

개발한 촉매반응의 확장연구를 통해 학문적인 진보는 물론 합성된 물질의 생리활성 및 임상 연구를 통한 의약품과 신소재 개발 등 산업적인 면에서도 크게 이바지할 수 있을 것으로 기대된다.

KAIST 분자과학사업단은 국내 대학의 교육 및 연구를 선도하며 국가의 과학 및 경제 발전을 주도해 온 석·박사급 핵심인재를 양성했다. 사업단 졸업생은 LG화학, SK이노베이션, 한미약품, 삼양사, 셀트리온, 한화케미칼, 바이오오케스트라 등에 입사했다.

숙명여자대학교 바이오 융합화학 연구 기반 차세대 여성 LEADER 양성사업팀은 산학협력연구와 인적 교류의 활성화를 통해 산학협력의 우수성을 추구했다.

우선, 산학과의 공동연구 및 학생 교류에 관한 MOU 협약을 체결해 산학협력 연구와 인적 교류를 확대했다. 구체적으로, 삼양사와 ‘광개시제 개발' 관련 공동연구, 삼성 측과 단백질의약품 관련 공동연구, 위즈맥과 ’분자층 증착기술 및 수정 진동자 저울을 이용한 실시간 생체분자 진단/제어를 통한 바이오센서 개발‘ 관련 공동연구 등을 진행했다.

사업팀은 기술이전 및 사업화 촉진을 위한 산학 협력기반 강화에도 큰 노력을 기울여 ‘분자층 증착기술 및 수정 진동자 저울을 이용한 실시간 생체분자 진단/제어를 통한 바이오센서 개발' 관련 노하우를 (주)위즈맥으로 1억원에 기술이전을 했다.

KAIST 물리학과 ‘선도물리교육사업단’ 박용근 교수는 End-Run 과제 지원과 교원창업 프로그램의 지원을 받아 2015년에 토모큐브라는 회사를 설립했다. 디지털 홀로그래픽 기술과 3차원 회절 토모그래피 분석 기법을 이용해 염료를 사용하지 않고 살아있는 세포의 3차원 영상을 고속 정밀 측정하는 기술을 개발해 응용연구를 진행하고 있다.

토모큐브는 한미사이언스, 소프트뱅크 벤처코리아 등에서 투자를 유치한 것을 비롯해 현재까지 민간 투자금을 260억원 이상 유치했다. 2016년 정식 제품 출시 이후 MIT, 하버드의대, 독일 암센터 등 전 세계 연구, 의료기관에 100대 이상의 토모큐브 장비가 설치돼 의학 연구와 진단에 활용되고 있다. 관련 전문인력을 33명 채용해 고용 창출에도 기여하고 있으며, 현재까지 15억원 이상의 매출 실적을 내고 있다.

연세대학교 BK21플러스 생체기능시스템사업단은 1단계 BK21부터 BK21플러스 사업단을 수행하면서 바이오경제 시대를 견인할 융합성(Integration), 창의성(Creativity), 수월성(Outstanding), 글로벌 소통능력(Networking)을 갖춘 ICON 인재교육과 함께 연세바이오그룹을 아시아 10위/세계 50위권의 연구중심대학으로 육성하는 것을 목표로 출범했다.

사업단 졸업생은 삼성바이오에피스, CJ제일제당, SK케미컬, LG화학, LG생명과학(현재 LG화학으로 합병), LG생활건강, 셀트리온, 종근당, 녹십자, 롯데, 한국야쿠르트, 한미약품, 풀무원, 바이엘크롭사이언스, 씨젠, 삼양사, 메디톡스, 삼진제약, 일동제약, 대웅제약, 대상, 오뚜기, 코오롱생명과학 등 제약, 바이오기업 등에 82명(63%)이 취업했다.

또한 질병관리본부, 한국원자력연구소, 한국생명공학연구원, 한국과학기술기획평가원, 식품의약품안전처, 국립산림과학원, 한국기초과학지원연구원, 한국과학기술연구원, 미국국립보건원 등 정부출연기관에 9%인 13명이 취업해 국가의 정책과 운영에 중요한 기반 연구를 수행하고 있다.

공주대학교 BK21플러스 현장밀착형 바이오테크 창의인력양성 사업팀 2006년 2단계 BK21부터 2020년 BK21 플러스 사업까지 지역 대학에서 바이오 분야에서 주목할 성과를 달성한 사업팀으로 평가받았다.

사업단은 현장 밀착형 바이오테크 핵심인재 양성을 목표로 현장밀착형, 지역기반 산업과 연계한 강점분야 수요 중심의 교육 및 연구를 혁신해 대학원생 및 교수의 연구 역량을 강화했다. 바이오텍크 지식이 강화된 지역이 필요로 하는 지역 인재를 양성하는 요람으로 성장해 우수 사업팀으로 선정했다는 설명이다.

BK21 플러스 사업 참여 졸업생의 최근 3년간 전공분야 취업률은 93.8%였고, 이전 사업 기간의 87.5%에 비해서도 향상됐다. 이들은 다양한 국공립 연구소 및 강소형 바이오 벤처기업에 취업했다. 

사업단은 최근 6년 동안 특허를 24회 출원(21회 등록)하고, 기술이전 8회 수행(기술료: 1억2,565만원)했다. 여기에 신의료기술 등록 6건 인증했고 삼성병원과의 협력연구로 희귀 유전병의 분지진단 기법에 대한 신의료기술을 인증받았다.
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