ABOUT

우리 소개 (Who we are)

우리 연구실은 세포역학 전문가인 신현정 교수님과 기계공학 및 관련 전공 출신의 8명의 대학원생과 포닥1명 그리고 학부연구생 1명이 기계공학을 기반으로 신비로운 세포의 거동과 질병의 메커니즘을 밝혀내고 이를 의학적으로 응용 발전 시킬 수 있도록 하는 융복합 연구를 진행하고 있습니다.

이런 연구는 왜 하나요? (Why?)

생명현상은 가장 신비롭고도 오묘한 과학입니다. 우리 사회가 빠른 속도로 발달하면서 전례 없던 질병이 생겨나고, 진단과 치료를 위한 새로운 기술은 늘 요구되고 있습니다. 질병을 바로 이해하기 위해서는 생명체의 기본단위인 세포에 대한 이해가 우선되어야 하며, 세포를 다각도로 바라보는 것이 필요합니다. 우리 몸의 세포는 생화학적 자극 뿐만 아니라, 다양한 물리 자극에 항상 노출되어 있으며, 이러한 자극에 반응하여 형태, 이동 특성, 분화, 사멸 등의 생리적 기능을 조절합니다. 이에 물리적 자극을 모사하고 분석할 수 있는 기계공학 적 접근으로 세포를 이해하는 것이 필수적입니다. 따라서 기존의 생화학적 관점의 접근에 더해 역학적 관점으로 질병을 바라보고 다양한 분석이 가능한 적절한 질병 모델의 구축이 필요합니다. 이에서 시작된 Mechanobiology, Cell mechanics 등의 분야는 전세계적으로 각광받고 있으며, 다양한 연구 주제들이 파생되고 있습니다. 특히 현재 의·약 산업 내 문제로 남아있는 동물 모델 기반 연구 패러다임을 대체하여 좀더 실질적으로 인간의 질병 정복에 활용이 가능한 차세대 헬스케어 산업의 기반 기술로 활용될 수 있기 때문에 그 미래가치 또한 매우 높습니다.

무엇을 연구하나요? (What?)

우리 연구실은 신체내 존재하는 다양한 물리적 자극을 모사하여 세포를 배양하고 반응을 실시간으로 관찰 할 수 있는 맞춤형 실험 플랫폼과 세포기반의 질병모델을 개발하여, 다양한 생리학적 혹은 병리학적 현상을 역학적 관점으로 바라보고 이해하는 연구를 진행하고 있습니다. 또 기계 및 물리적 자극과 세포의 상호작용을 이해하기 위해, 생체 반응을 가장 잘 모사할 수 있는 최적의 2차원, 3차원 체외 질병 모델을 구축하고 세포역학 기반의 분석을 수행합니다.

어떤 실험 및 분석 기법으로 어떻게 연구하나요? (How?)

생체내 존재하는 전단응력(Shear stress), 인장력(Tension), 전기자극(Electrical stimulation) 등을 구현하는 다양한 세포 배양 시스템을 설계하고, 유한요소법(FEM) 기반 시뮬레이션을 통해 검증하여 최적의 플랫폼을 개발합니다. 또한, 질병 모사환경 및 물리적 자극에 대한 세포 거동 변화를 유동 패턴 분석과 유한요소 기반의 응력 분석 등 역학적 관점에서 해석하고, 암 전이, 뇌 질환 등 주요 질병 모델에 대한 병리학적 메커니즘을 밝혀, 새로운 진단 및 치료 방법을 제안합니다. 또한 세포의 기능 분석을 위하여 물리적 특성인 형태, 운동성, 힘 등을 기반으로 고차원 빅 데이터 분석을 위한 AI 기반 플랫폼을 개발하여, 줄기세포와 암세포 및 종양주변 조직 세포 등의 이질성 분석에 활용하고 있습니다.

누가 세포역학을 연구해야 할까요? (Who?)

생명의 본질을 세포단위에서 역학적 관점으로 바라보는 연구에 관심이 있는 누구나! 전공과 무관하게 생명현상이나 세포, 질병 등에 관심이 있었던 학생들은 누구나! 세포역학 연구를 할 수 있습니다. 세포에 대해 아는 게 없다고요? 그래서 알아가는 것이 더 재미있을 수도 있습니다! 세포역학은 다학제간 융합학문으로, 우리 연구실에서는 여러가지 다른 학문적 배경을 가진 학생들이 학제간 연구를 수행하고 있습니다. 창의적이고 도전적인 연구를 해보고 싶은 학생들 모두 환영합니다!