세종대 전경

세종대학교(총장 엄종화)가 과학기술정보통신부와 한국연구재단이 주관하는 ‘2024년도 글로벌 기초연구실 지원사업(BRL, Basic Research Laboratory)’ 2개 과제에 선정돼 약 27.5억 원의 연구비를 지원받는다.

‘글로벌 기초연구실 지원사업’은 국가 기초연구 역량을 강화하고자 소규모 연구그룹을 지원하는 정부재정지원사업이다. 미래 우리나라 과학기술을 선도할 우수 연구자를 양성하기 위해 심화형, 융합형, 개척형 등 3개 유형을 기반으로 연구팀을 선정하며, 총 과제수 962개 중 이번에 145개 과제가 신규로 선정됐다.

이번에 공학/소재(심화형) 분야에 선정된 세종대 나노신소재공학과 김기범 교수(연구책임자)와 홍성환, 박혜진 교수(공동연구원) 연구팀은 ‘금속 소재의 기계적·광학적 특성과 결함과의 상관관계 규명을 위한 기초연구실’을 주제로 연구를 진행할 예정이다.

향후 3년간 연구팀은 구리 기반 합금의 합금 조성 및 공정 온도 변수에 따른 적층결함 에너지 제어를 통해 합금의 구조적 결함을 제어하고, 변형 시 발생하는 기계적 결함 제어를 통해 금속 소재 내 형성된 결함의 특성과 기계적·과학적 특성에 대한 상관관계를 규명할 계획이다. 이 기술은 금속 소재의 강도 및 색상을 제어할 수 있는 새로운 메커니즘 규명 및 제어 기술 확보를 통해 합금/공정/특성 예측 기술 개발을 가능하게 할 것으로 기대된다.

김기범 교수는 “기존의 금속 소재의 기계적 특성 또는 광학적 특성 각각의 독립적인 연구 분야를 융합해 금속 소재의 미세조직/결함 특성과 기계적/광학적/부식 특성과 상관관계에 대한 새로운 연구영역을 제시하는 도전적인 주제”라며, “세종대 내 첨단소재 분야 전문가 및 금속재료 분야 국제 저명 연구자인 오스트리아 Montanuniversität Leoben 재료과학과 J. Eckert 교수 그룹과의 공동 연구를 통해 세계적인 수준의 성과를 목표로 하고 있다”고 말했다.

이번 사업의 기반생명(심화형) 부분에 선정된 세종대 스마트생명산업융합학과 진중현 교수(연구책임자)와 공동연구원 김현욱 교수(바이오산업자원공학과)와 김경도, 박현승 교수(스마트생명산업융합학과) 연구팀은 ‘파이토케미칼 기반 디지털육종연구실’을 주제로 연구를 진행한다.

이번 연구에서 연구팀은 기능성식물 유래 천연물과 지방산의 대사를 조절하는 메커니즘을 밝히고, 중요 천연 기능성물질의 화학적 구성요소가 특정화된 식물 종자를 개발한다. 이를 위해, 식물유전육종학, 생물정보학, 분자생물학 및 합성생물학 각 분야의 전문가가 협력해, 간세포 기능 활성과 관련된 실리마린(silymarin)을 함유하고, 고품질 식용유 국내 생산의 대안으로 활용될 수 있는 밀크씨슬(흰무늬엉겅퀴)을 연구의 소재로 삼았다.

연구팀은 세계 최초로 국내 자생형 밀크씨슬의 표준 유전체를 네이쳐 자매지인 Scientific Data에 발표하고, 다수의 밀크씨슬의 유전체 분석 및 유전자 발현 연구 등을 수행한 경험을 바탕으로, 유독 밀크씨슬에서만 실리마린이 생성되는 과정을 밝히고, 기존 밀크씨슬 오일의 한계였던 산폐가 심한 오메가-6 생성 메커니즘을 연구하고 있다. 유전체 정보와 이미지-AI분석 등을 디지털기반 품종개발 방법으로 특정화된 유전자 정보를 활용해, 실리마린과 지방산 대사경로 조절을 통해 변형하는 것도 연구 방법에 포함했다. 이번 연구를 통해, 식물 유래 유용 천연물 성분의 지표 성분을 특정화하고 부가가치가 높은 우수한 종자를 개발할 수 있는 전략을 수립하는 데 도움을 줄 것으로 기대된다.

진중현 교수는 “우리가 밀크씨슬을 선택한 이유는 주요 성분인 실리마린의 해외의존도가 높은데, 숙취해소 및 면역 등 시장 가치가 높은데, 자기 꽃가루를 활용하여 번식하는 종자형 약용작물이고, 유전체 구조가 비교적 단순하여, 과학적 유전육종 기술 적용의 모범을 보일 수 있다”며, “세종대는 첨단육종-생물정보학-분자생물학-합성생물학으로 연결되는 전문가 구성을 확보했고, 파이토케미칼 연구의 세계적 연구집단들과의 글로벌 공동 연구를 통해 세계적 선도그룹으로 성장할 것을 목표로 하고 있다”고 포부를 밝혔다.

이번 사업에 선정된 세종대 2개 연구팀은 2024년 8월 1일부터 2027년 4월 30일까지 2년 9개월 동안 각 사업별로 약 13.75억 원의 연구비를 지원받아 관련 연구를 수행하게 된다.