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조광현 교수, 대장암 유발하는 돌연변이 유전자의 네트워크 원리 규명
〈 왼쪽위부터 시계방향으로 이종훈 박사과정, 공정렬 박사과정, 조광현 교수, 신동관 연구교수 〉
우리 대학 바이오및뇌공학과 조광현 교수 연구팀이 대장암이 발병하는 과정에서 생기는 유전자 네트워크의 원리를 규명하는 데 성공했다.
이를 통해 대장암의 근본적인 발병 원리를 밝혀낼 뿐 아니라 향후 새로운 개념의 효과적인 항암제의 분자표적을 찾는데 활용될 것으로 기대된다. 또한 4차 산업혁명의 핵심 기술로 주목받는 IT와 BT의 융합연구인 시스템생물학 연구로 규명해냈다는 의의를 갖는다.
신동관 박사, 이종훈, 공정렬 학생연구원 등이 함께 참여한 이번 연구는 ‘네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications)’ 2일자 온라인 판에 게재됐다.
인간의 암은 유전자 돌연변이에 의해 발생한다. 이 돌연변이의 빈도는 암종에 따라 차이가 나는데 백혈병, 소아암은 10여 개 정도이지만 성인 고형암은 평균 50여 개, 폐암 등의 외부인자로 인한 경우는 수백 개에 이른다.
전 세계 암연구자들은 암 치료를 위해 환자들에게서 빈번하게 발견되는 유전자 돌연변이들을 파악하고 이 중 주요 암 유발 유전자를 찾아내 표적 항암제를 개발하고자 노력했다.
그러나 유전자 돌연변이는 해당 유전자의 기능에만 영향을 주는 게 아니라 그 유전자와 상호작용하는 다른 유전자에게도 영향을 끼친다. 따라서 이러한 유전자 네트워크의 원리를 모른 채 소수의 암 유발 유전자를 대상으로 하는 현재의 치료법은 일부에게만 효과가 있고 쉽게 약물의 내성을 일으키는 한계가 있다.
조 교수 연구팀은 대장암 환자의 대규모 유전체 데이터를 이용해 유전자 상호작용 네트워크에서 나타나는 다중 돌연변이의 협력적 효과에 대한 수학모형을 구축했다.
이는 국제 암유전체컨소시엄에서 발표한 전암 유전체데이터베이스(TCGA: The Cancer Genome Atlas)를 토대로 구축한 것으로, 유전자 네트워크에서 나타나는 돌연변이의 영향력을 정량화하고 이를 이용해 대장암 환자 군을 임상 특징에 따라 군집화 하는데 성공했다.
또한 대규모 컴퓨터 시뮬레이션 분석을 통해 암 발생 과정에서 나타나는 임계전이(critical transition) 현상을 밝혀내 숨겨진 유전자 네트워크의 원리를 최초로 규명했다.
임계전이란 상전이와 같이 물질의 상태가 갑작스럽게 변화하는 현상을 말한다. 암 발생 과정에서는 유전자 돌연변이의 발생 순서를 추적하기 어렵기 때문에 전이 현상이 존재하는지 확인할 수 없었다.
연구팀은 시스템생물학 기반의 연구방법을 이용해 확인한 결과 기존의 대장암에서 잘 알려진 암 유발 유전자 돌연변이의 발생 순서를 따르는 경우에 임계전이 현상을 보임을 발견했다.
이번에 개발한 수학모형을 활용하면 암환자에게 발생하는 다수 유전자 돌연변이의 영향을 가장 효과적으로 저해할 수 있는 새로운 항암 표적 약물이 개발될 것으로 기대된다.
특히 주요 암 유발 유전자 뿐 아니라 돌연변이의 영향을 받는 다른 모든 유전자들을 대상으로 종합적으로 평가해 효과적인 약물 표적을 찾아낼 수 있다.
조 교수는 “지금껏 다수 유전자들의 돌연변이가 암 발생에 어떻게 기여하는지 밝혀진 바가 없었다”며 “이번 연구에서는 시스템생물학으로 암세포의 발달과정에서 유전자 네트워크의 원리를 최초로 밝힘으로써 새로운 차원의 항암제 표적을 발굴할 수 있는 가능성을 제시했다”고 말했다.
이번 연구는 과학기술정보통신부와 한국연구재단의 중견연구자지원사업과 바이오의료기술개발사업의 지원을 받아 수행됐다.
□ 그림 설명
그림1. 유전자 돌연변이의 영향력 전파에 의한 거대 클러스터의 형성
그림2. 암발생 과정에서 돌연변이 협력효과의 임계전이 현상
2017.11.07
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멀티프로젝션 상영관 기술 세계 첫 개발
- KAIST, CJ CGV와 공동개발해 전국 40개 상영관에서 상용화 완료 -- “3D 입체영상 기술 대체해 창조경제 이바지 할 것” -
영화 시장에서 멀티프로젝션을 상영관에 도입하는 연구가 진행되고 있다.
우리 학교 문화기술(CT)대학원 노준용(42) 교수 연구팀이 CJ CGV와 공동으로 몰입감을 제공하는 멀티프로젝션 기술 ‘CGV 스크린X(이하 CGV ScreenX)’를 개발했다.
‘CGV ScreenX’는 극장 화면의 경계를 넘어 전면 스크린은 물론 좌우 벽면에 확장된 영상을 투사해 관객들의 시야를 꽉 채우기 때문에 마치 영화 속에 들어온 것과 같은 미래형 상영관이다.
이 기술은 기존 3D 입체영화와 비교하면 △전용 안경이 필요 없고 △어지러움 증을 유발하지 않으며 △옆면을 스크린으로 활용해 영화 몰입감을 극대화하는 것이 특징이다.
특히, 세계 최초로 개발한 이 기술은 할리우드를 비롯한 전 세계 극장에 역수출 할 수 있다는 장점이 있으며, 기존의 극장 구조를 그대로 이용하면서 프로젝터만 추가하면 되기 때문에 높은 투자비 없이 도입할 수 있다.
노 교수팀과 CJ CGV는 몰입형 영상 기술을 구현하기 위해 멀티프로젝션 기술, 컨텐츠 재구성 기술, 시스템관리 기술 등 핵심적인 기술을 개발했다. 멀티프로젝션 기술은 기존의 극장 옆면을 스크린으로 활용해 자연스러운 영상을 표현할 수 있도록 최적화됐으며, 기존의 광고나 영화 상영 시스템과 동기화 되도록 설계됐다.
이와 함께 서로 다른 구조를 가진 다양한 극장 환경에서 동일한 컨텐츠를 효과적으로 재생할 수 있는 컨텐츠 재구성 기술, 복잡한 시스템을 적은 인력으로도 효율적으로 다수의 극장에 설치·운영하는 시스템 관리 기술을 개발했다.
노준용 교수는 “컨텐츠의 제작, 시스템 설치, 상영 등 전 과정에서 상영 환경의 영향을 많이 받는 멀티프로젝션을 극장 환경 내에서 일반화 시킬 수 있는 기술을 개발한 것이 핵심”이라며 “기존에 한정된 환경에서만 선보여지던 값비싼 멀티프로젝션 기술의 플랫폼화, 대중화를 실현함으로써 이 분야 기술적 우위를 선점한 점에서 의미가 크다”고 이번 기술에 대한 의미를 설명했다.
최근에는 CGV ScreenX 기술을 바탕으로 국내 최고의 비주얼리스트로 불리는 김지운 감독이 영화 를 제작해 화제를 모으고 있다. 는 제18회 부산국제영화제 갈라 프레젠테이션 섹션에 공식 초청되어 뜨거운 관심을 모았으며, 영화제 기간 내내 영화업계 관계자들로부터 영화의 새로운 가능성을 보여준다는 평가를 받았다.
참고로 CGV ScreenX는 현재 CGV여의도 9개관 전관 포함, 전국 22개 극장의 40개 상영관에서 지난 1월부터 선보이고 있으며 연내 50개 상영관으로 확대될 예정이다.
1. CGV ScreenX 기술 요약
그림1. CGV ScreenX 기술 요약- 하드웨어(상영시스템), 소프트웨어(콘텐츠), 관리 기술을 포함한 기술 개발로 다양한 상영관에서의 동시운용을 실질적으로 가능하게 함
2. CGV ScreenX 주요 기술
① 표준 콘텐츠 제작
- 상영관의 통계적인 분석을 통하여 다수의 상영관을 커버할 수 있는 적절한 형태의 콘텐츠 템플릿 제공
② 상영관 특화영상 재구성
- 각 상영관의 구조를 고려하여 상영관에 적합한 형태로 표준 콘텐츠를 자동으로 재구성하여 배포하는 기술
③ 프로젝터별 보정 영상 생성
- 데이터베이스로부터 각 상영관에 설치된 다수의 프로젝터별 보정정보를 입력 받아 재구성 된 특화영상을 실시간으로 보정하여 재생하는 기술
- 상영관의 특성에 기반 한 설계를 통해 보정 과정의 많은 부분이 자동화
되어있어 기존의 방법에 비해 매우 간편함
④ 동기화 재생- 각각의 옆면 보조 프로젝터 뿐만 아니라, 중앙 프로젝터 및 광고, 영화 재생 서버와 실시간 동기화하여 재생하는 기술
2013.10.21
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CT대학원, 뉴질랜드에 유급 학생인턴 파견 화제
- 작년에 이어 올 여름에도 1명 3개월 파견 예정
- 웨타에서는 주급 160만원씩, 왕복항공료, 호텔 숙박비등 비용 전액 부담
3개월간 해외에 나가 첨단 선진기술도 배우면서 게다가 약 2천만 원의 급여까지 받는 학생인턴이 있다면? 물론 KAIST에는 있다.
우리학교 문화기술대학원(원장 신성용)이 작년에 이어 올 여름에도 뉴질랜드 웨타 디지털(WETA Digital)에 고액의 유급 학생인턴을 파견한다. 웨타 디지털은 영화 ‘반지의 제왕’, ‘킹콩’, ‘아바타’ 등의 작품제작으로 잘 알려진 세계적인 컴퓨터그래픽(CG) 특수효과 전문회사이자 3D 제작기업이다.
우리학교는 작년에 이어 올 여름에도 문화기술대학원 비주얼 미디어 랩(Visual Media Lab) 소속의 설영호 학생(박사과정)을 웨타 디지털에 유급 학생인턴으로 파견한다.
문화기술대학원은 과학기술을 기반으로 문화예술과 경영 등 인문사회학의 융합교육을 통해 창의적 핵심인재 양성을 목적으로 KAIST가 문화체육관광부의 지원을 받아 지난 2005년 9월 개원한 국내 최초의 융합기술 전문대학원이다. 문화기술대학원은 그동안 124명의 석사를 배출했는데 특히 지난 11일 열린 2011년도 학위수여식에서는 3명의 박사를 첫 배출했다.
우리나라 출신의 전문 아티스트들이 뛰어난 손 기술을 바탕으로 미국 할리우드의 메이저 회사에서 일하는 경우는 종종 있었지만 최고의 논문을 발표한 박사들도 들어가기 힘든 CG분야 세계 최정상급 회사인 웨타 디지털의 핵심 R&D부서에 유급으로 학생인턴 연구원이 파견되는 것은 극히 이례적인 일이라고 KAIST는 강조했다.
KAIST는 또 당초 웨타 디지털측에서 매 분기마다 학생인턴을 정기적으로 파견해줄 것을 요청했지만 학사일정을 고려해 매년 여름방학 기간을 이용, 1명씩 파견하는 것으로 합의하고 1차로 작년 6월 비주얼 미디어 랩 소속 서재우 학생(박사과정)을 파견한 바 있다고 설명했다.
웨타 디지털에 파견된 KAIST 학생인턴은 통상 여름방학(6월~8월) 동안 뉴질랜드에 머물며 웨타 디지털의 기술개발에 직접 참여한다.
대신 웨타 측에서는 학생에게 왕복항공료, 체류기간동안의 호텔 숙식비는 물론 주당 50시간 기준으로 1,800NZD(주급 150~160만원)의 임금을 지급하되 60시간 이상 일할 경우에는 1.5배의 가산율을 적용한 임금을 추가로 지급한다.
KAIST가 웨타 디지털에 학생인턴을 파견하게 된 계기는 웨타측 기술진이 우연히 문화기술대학원 비주얼 미디어 랩의 홈페이지를 방문하면서 이뤄졌다.
비주얼 미디어 랩은 ‘나니아 연대기’, ‘수퍼맨 리턴즈’ 등 여러 편의 할리우드 대작의 영상특수효과 개발에 참여한 경력의 소유자인 노준용 교수가 2006년 9월 문화기술대학원 교수로 부임하면서 컴퓨터 애니메이션은 물론 영화 특수효과제작에 필요한 CG기술을 중점적으로 연구, 개발해오고 있다.
특히 이 랩은 산학협력을 위해 캐릭터 애니메이션을 비롯해 유체 시뮬레이션, 입체영상 생성 등 현장에서 필요한 CG관련 기술개발 성과물을 랩 홈페이지(http://vml.kaist.ac.kr)를 통해 공개 중이다.
그런데 웨타측 기술진이 2009년 우연히 랩 홈페이지를 방문, 그동안의 연구성과에 큰 관심을 표명한 후 ‘얼굴 애니메이션’ 기술을 포함한 CG 아티스트의 작업능률을 향상시키는 연구 등을 공동으로 수행하자고 제안해왔고 연구결과가 가시적인 성과로 나타나면서 자연스럽게 학생인턴 파견 제안으로 이어졌다.
노준용 비주얼 미디업 랩 책임교수는 “웨타 디지털과의 공동연구는 물론 학생인턴 파견은 비주얼 미디어 랩의 기술력이 세계적으로 인정받았음을 의미하는 것”이라고 강조했다.
노 교수는 이와 함께 “국가적으로는 CG분야 세계 최고인 회사와의 교류를 통해 한국의 수준 높은 기술력을 알리고 동시에 선진 CG관련 기술을 흡수하는 좋은 계기가 되고 있다”며 “앞으로 드림웍스, 리듬앤 휴즈 스튜디오와 같은 선진기업들과의 인턴십 교류도 활성화할 방침”이라고 말했다. (끝)
2011.02.23
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CT대학원, KBS "구미호 여우 누이뎐"CG제작
지난 5일 첫 방송된 KBS-2TV 납량미니시리즈 ‘구미호 여우누이뎐’이 한국판 ‘트와일라잇’이라는 기대이상의 호평 속에 시청률이 꾸준한 상승세를 보이고 있는 가운데 이 드라마에 등장했던 호랑이와 까마귀를 사실적이고도 자연스럽게 표현한 컴퓨터그래픽(CG) 기술이 국내대학의 연구센터에서 자체개발한 순수 국산기술이라는 점에서 많은 관심을 끌고 있다.
지난 5일(1회)과 12일(3회) 각각 방송된 ‘구미호 여우누이뎐’에 등장했던 화제의 호랑이와 까마귀 군중씬의 CG 제작을 담당한 국내대학은 우리학교 문화기술대학원 비주얼 미디어 연구센터(Visual Media Lab, 센터장: 노준용 교수).
이 센터는 지난 3년간 ‘Digital Creature의 사실적인 움직임에 대한 연구’라는 제목으로 파충류와 포유류, 조류 등의 디지털 크리쳐를 사실적으로 만들어 내며 이를 쉽고 빠르게 TV나 영화 등 문화콘텐츠에 적용시키는 연구를 진행해왔다.
이번 ‘구미호 여우누이뎐’에서 호랑이와 히치콕의 느낌을 연상시키는 까마귀가 등장한 장면이 그동안의 연구결과를 활용한 첫 번째 케이스로 컴퓨터그래픽스 연구 성과물이 상업 콘텐츠에 바로 적용될 수 있다는 가능성을 보여줬다는 점에서 관련업계로부터 높은 평가를 받고 있다.
‘구미호 여우누이뎐’은 한국인에게 가장 매혹적이고 익숙한 공포 캐릭터의 하나인 구미호를 소재로 KBS-2TV가 마련한 납량 특집극 인데 지난 7월 5일 첫 방송을 시작으로 매주 월․화 16부작으로 기획, 제작됐다.
‘가필드’, ‘나니아연대기’, ‘수퍼맨 리턴즈’ 등 여러 편에 달하는 할리우드 대작의 영상특수효과 개발에 참여한 경력을 지닌 노준용 교수가 책임을 맡고 있는 비주얼 미디어 연구센터의 성과는 단지 여기에 그치지 않는다.
이 센터 소속 학생들과 연구원들이 작년에 제작한 2분짜리 단편 CG 애니메이션 ‘Taming The Cat(고양이 길들이기)’은 지난 6월 호주 멜버른에서 열린 세계적인 국제 애니메이션 페스티벌인 ‘제10회 MIAF(Melbourne International Animation Festival)"를 시작으로 4개의 해외 유명 애니메이션 페스티벌에 초청작으로 상영되거나 상영될 예정이다.
이밖에 현재 한국콘텐츠진흥원이 주관하는 단편 애니메이션 프로젝트를 비롯, 최근 각광받고 있는 3D 영상관련 기술을 개발하는 프로젝트를 진행하는 등 다양한 연구프로젝트를 수행중이다.
노 교수는 “아무리 가치가 있는 콘텐츠라도 문화기술(CT)를 통해 잘 다듬고 정리하지 않으면 그 진가를 제대로 발휘할 수 없다”며 과학기술과 문화콘텐츠를 하나로 접목시키는 문화기술(CT)의 중요성과 CT분야 국내기술 개발을 위한 고급인력 양성의 필요성을 강조했다.
2010.07.20
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KAIST 학생들이 만든 단편 애니메이션 ‘Taming the Cat', 해외 유수의 애니메이션 페스티벌에 잇달아 초청작으로 확정돼 화제
우리대학 문화기술대학원의 재학생과 연구원들이 제작한 단편 CG(Computer Graphic) 애니메이션 작품이 해외 유수의 애니메이션 페스티벌에 잇달아 초청작으로 확정돼 화제다.
KAIST는 문화기술대학원 노준용 교수연구팀이 제작한 단편 애니메이션 ‘Taming the Cat"이 오는 6월 22일부터 27일까지 호주 멜버른에서 열리는 세계적인 국제 애니메이션 페스티벌인 ’제10회 MIAF(Melbourne International Animation Festival)"을 비롯해, 7월에는 5개월간 뉴질랜드 전역을 순회하는 필름 페스티벌인 ‘New Zealand Film Festival’과 코소보에서 처음으로 개최되는 ‘Anibar Animation Festival"에서도 초청작으로 확정됐다고 23일 밝혔다.
이어 8월 24일부터 29일까지 영국 런던에서 개최되는 ‘제6회 London International Animation Festival"에도 초청작으로 상영될 예정이어서 세계 각국의 많은 전문가들에게 국내 컴퓨터그래픽(CG) 기술의 우수성을 과시하는 계기가 될 것으로 기대된다.
이처럼 해외 유수의 애니메이션 페스티벌에서 잇따른 초청으로 화제가 되고 있는 ‘Taming the Cat"은 미래형 전투로봇과 괴물 호랑이가 사각의 링 위에서 3라운드 동안 격투경기를 벌이는 약 2분짜리 단편 애니메이션이다.
제작진은 전투로봇이 애완고양이가 좋아하는 3가지 종류의 장난감을 무기로 사용해서 매 라운드마다 괴물 호랑이를 제압하는 과정을 코믹하게 표현했다.
‘Taming the Cat"은 KAIST 문화기술대학원의 Visual Media Lab 소속 석 · 박사과정 학생 9명과 연구원 4명이 작년 1월부터 3월까지 3개월 동안 만든 작품인데 제작과정에는 대학원에서 자체개발한 기술들이 사용됐다.
‘Taming the Cat"은 특히 작년 8월 세계 최고의 컴퓨터그래픽스학회인 SIGGRAPH가 주관, 개최한 ’SIGGRAPH 2009 Computer Animation Festival"에서도 당선작으로 뽑혀 상영된 바 있으며 당시 많은 전문가들로부터 독특하고 흥미롭다는 평가를 받았다.
실제 SIGGRAPH가 매년 주관하는 "Computer Animation Festival"은 CG기술과 예술이 만나는 축제의 장으로 CG기술에 종사하는 전 세계인들에게는 ‘꿈의 향연’으로 불리기도 하며 매년 미 할리우드 스튜디오의 작품들을 포함해 1,000여 편의 작품들이 출품되고 있다.
MIAF 조직위원회는 올 6월 개최 예정인 MIAF 기간 중에 ‘SIGGRAPH Highlights"라는 섹션을 만들어 ’SIGGRAPH 2009 Computer Animation Festival"에 출품된 작품들 중 가장 흥미롭고 관심을 모은 작품들만 엄선, 별도로 상영할 예정인데 ‘Taming the Cat"의 초청확정도 이의 일환으로 이뤄진 것이다.
노준용 KAIST 문화기술대학원 교수는 “‘Taming the Cat"의 잇따른 해외 유수의 애니메이션 페스티벌 초청, 상영은 CG 기술과 사실적인 CG영상을 창조하기 위한 각종 특수효과 기술, 다양한 콘텐츠 개발에 나서고 있는 KAIST의 앞선 기술을 해외에 널리 알리는 계기가 될 것”이라고 강조했다.
(사진설명) KAIST 문화기술대학원 학생 및 연구원들이 제작한 단편 CG 애니메이션 작인‘Taming the Cat"이 최근 해외 유수의 애니메이션 페스티벌에 잇따른 초청으로 화제를 모으고 있다. 사진은 전투로봇과 괴물호랑이가 격투를 벌이는 ‘Taming the Cat"의 한 장면
2010.03.23
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