기초과학 자율운영 중점연구소

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성균관대학교 기초과학연구소
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SKKU Science Fellow 박진석 박사, 아주대학교 조교수 임용

박진석 박사는 2006년 성균관대학교 생명과학과에 입학해 2017년 8월 박사학위(분자세포생물학전공, 지도교수: 박석희)를 취득했다. 그리고 2019년 세부과제 책임자로 연구를 수행하고 이후 하버드대학에서 박사후연구원으로 재직하면서 장내 미생물과 숙주 면역계의 상호작용을 연구해왔다. 2026년 9월, 아주대학교 의과대학 조교수로의 첫발을 내딛은 박진석 교수를 만나 그동안의 연구와 앞으로의 계획에 대해 들어보고자 한다. Q. 자기소개 안녕하세요. 저는 성균관대학교에서 박사학위를 받고 성균관대학교와 하버드 의과대학에서 박사후연구원으로 연구했으며, 올해 9월 아주대학교 의과대학 해부학교실 조교수로 부임해 독립적인 연구자로서 새 출발을 하게 된 박진석입니다. 저는 연구를 시작할 때부터 생명현상 속 다양한 '상호작용'에 관심이 많았습니다. 박사과정 동안 세포 내 분자 간, 그리고 서로 다른 세포 간의 상호작용이 세포 기능과 면역반응을 어떻게 조절하는지에 대한 연구를 통해 학위를 받았습니다. 그리고 박사후연구원 재직기간은 박사과정에서 수행한 연구를 확장하여 장내 미생물과 숙주 면역계가 서로 영향을 주고받는 방식, 특히 미생물 유래 물질이 면역세포 분화와 면역 항상성에 미치는 영향을 연구했습니다. 이러한 경험을 바탕으로 현재는 장내 미생물과 면역계의 상호작용을 중심으로 건강과 질병을 이해하는 연구를 독립적으로 발전시키고자 노력하고 있습니다. Q. 연구분야 소개 제 연구분야는 장내 미생물과 숙주 면역계의 상호작용(host-microbiome immune interaction)입니다. 특정 미생물이 Treg이나 Th17과 같은 면역세포의 분화와 기능을 어떻게 변화시키는지, 그리고 미생물이 만들거나 변형한 대사산물이 면역세포에 어떤 신호를 전달하는지를 분자 수준에서 규명하고자 했습니다. 또한 연구 범위를 장 밖으로 확장해, 임신처럼 모체의 면역계가 태아를 수용하면서도 방어 기능을 유지해야 하는 역동적인 생리 환경에서 장과 태반 등 여러 조직의 면역세포 변화와 장내 미생물의 역할을 연구했습니다. 결국 제 연구는 우리 몸과 함께 살아가는 미생물이 면역계와 어떻게 소통하며, 그 상호작용이 건강과 질병에 어떤 영향을 미치는지를 이해하고자 함으로 요약할 수 있습니다. Q. 자율중점 사업에 지원하게 된 계기 성균관대학교에서 박사학위를 받은 후, 앞으로의 연구방향에 대해 고민을 했습니다. 박사과정 이후의 연구는 기존의 것을 발전시킴을 넘어 저만의 연구주제를 찾아 확장해야 하는 시기라고 생각했습니다. 자율중점 사업은 박사후연구원이 주도적으로 연구를 수행하며 역량을 키울 수 있는 좋은 기회라 여겨졌고, 이후 해외에서 연구를 수행하기 위한 밑거름을 준비하는데 적합하다 판단하여 지원하게 되었습니다. Q. 자율중점 사업이 연구활동에 어떤 도움이 되었는지 가장 큰 도움은 인건비 부담 없이 안정적으로 연구에 몰입할 수 있는 환경을 제공받았다는 점입니다. 이 기간에 쌓은 경험은 이후 하버드에서 새로운 분야에 도전하고, 지금처럼 독립적인 연구자로 자리 잡는 데도 중요한 기반이 되었습니다. 돌이켜보면 단순히 일정 기간의 연구비를 지원받았다기보다, 다음 단계의 연구자로 도약하기 위한 성장의 시간을 지원받았다는 점에서 의미가 컸습니다. Q. 최근 발표한 논문과 그 의미 대표적으로 Nature Microbiology에 공동 제1저자로 발표한 연구가 있습니다. 장내 미생물이 콜레스테롤을 변형해 cholesterol sulfate라는 대사산물을 만든다는 사실을 발견하고, 이를 담당하는 세균의 유전자와 효소를 규명했으며, 이러한 대사활동이 숙주의 면역반응에도 영향을 줄 수 있음을 확인했습니다. 이 연구의 의미는 장내 미생물을 '어떤 균이 존재하는가'가 아니라 '그 균이 어떤 물질을 만들고 우리 몸에 어떤 영향을 미치는가'라는 기능적 관점에서 이해할 수 있다는 데 있으며, 이후 제가 미생물-면역 상호작용을 연구하는 중요한 기반이 되었습니다. Q. 앞으로의 계획 올해 9월, 아주대학교 의과대학에 부임하면서 새로운 출발을 하게 되었습니다. 우선 기존 연구를 확장해 미생물 유래 대사산물이 면역 항상성을 어떻게 조절하는지, 항생제나 식이로 미생물 생태계가 교란되었을 때 면역계가 어떻게 회복되는지를 연구하고자 합니다. 동시에 임신처럼 면역계가 크게 변화하는 생리적 상황에서 microbiome의 역할에 대한 연구도 중점적으로 하고자 합니다. 장기적으로는 특정 질환에 국한되지 않고 미생물과 면역계의 상호작용을 통해 건강과 질병을 설명할 수 있는 연구실을 만들고, 학생과 젊은 연구자들이 자신의 질문을 찾고 성장할 수 있는 연구환경을 조성하는 것이 목표입니다. Q. 박사후 연구원에게 한 마디 교수로 시작한지 얼마되지 않아 조언을 드리기는 조심스럽지만, 얼마 전까지 박사후연구원이었기에 그 시기의 고민을 생생히 기억하고 있습니다. 박사후연구원 시기는 연구 성과뿐 아니라 진로에 대한 고민과 불확실성이 큰 시기입니다. 하지만 돌아보면 이 시기는 '나는 앞으로 어떤 질문을 연구하는 사람이 되고 싶은가'를 찾아가는 시간이었습니다. 그러니 당장의 연구 결과나 진로 불안에 너무 매몰되기보다, 자신이 흥미를 느끼는 질문이 무엇인지 꾸준히 고민하며 다양한 연구에 도전해보시기 바랍니다. 그 경험들이 결국 자신만의 연구 방향을 만드는 데 큰 자산이 될 것입니다.

2026.09.23

화학과 김영독 교수 연구팀, 이산화탄소를 친환경 연료로 바꾸는 고효율 '나노 결함 촉매' 개발

본교 화학과 김영독 교수 연구팀이 희토류 금속인 세륨(Ce)을 활용해 촉매 구조에 미세한 ‘나노 결함(산소 공공)’을 다량으로 만들어낸 새로운 비스무트 기반 나노시트 촉매를 개발했다. 연구팀은 이 촉매를 통해 온실가스의 주범인 이산화탄소(CO2)를 산업적 활용도가 높은 고부가가치 화학물질인 ‘포름산염(Formate)’으로 높은 효율로 전환하는 데 성공했다. 최근 지구온난화 문제를 해결하기 위해 공기 중의 이산화탄소를 포집한 뒤, 신재생에너지 전기를 이용해 유용한 화학 물질로 바꾸는 ‘이산화탄소 전기환원 기술’이 전 세계적으로 많은 연구가 이루어지고 있다. 다양한 생성물 중에서도 포름산염은 에너지를 많이 저장할 수 있고 친환경 수소 연료전지나 의약품, 화학 공정 등 여러 산업에 다양하게 쓰일 수 있어 매우 매력적인 물질로 꼽힌다. 그러나 기존 촉매들은 반응 속도가 다소 느리고, 생성된 물질이 촉매 표면에서 잘 떨어지지 않아 공장에서 대량 생산할 때 쓰는 높은 전류 조건에서는 효율이 급격히 떨어지는 한계가 있었다. 김영독 교수 연구팀은 마치 얇은 종이나 스펀지처럼 미세한 구멍과 나노 크기의 결함이 풍부하게 존재하는 2차원 나노시트 형태의 촉매를 설계하여 이 난제를 해결했다. 촉매가 만들어지는 과정에서 세륨 산화물 성분이 나노시트의 내부에서 표면 쪽으로 이동하면서 촉매 표면에 유익한 나노 결함을 많이 형성하도록 유도한 것이다. 이렇게 만들어진 나노 결함과 세륨 성분의 시너지 효과는 반응이 일어날 때 필수 중간 물질이 촉매 표면에 적절한 힘으로 붙어있게 도와주고, 최종 생성물인 포름산염은 표면에서 쉽게 떨어지도록 만들어 전체적인 반응 속도를 크게 끌어올렸다. 또한, 이산화탄소 환원을 방해하고 원치 않는 부반응인 수소 발생을 효과적으로 억제하는 성과도 함께 거두었다. 실험 결과, 연구팀이 개발한 촉매는 일반적인 실험실 규모(H형 셀) 환경에서 96.2%의 높은 포름산염 패러데이 효율을 보여주었다. 특히 산업적으로 요구되는 높은 전류밀도 조건을 구현할 수 있는 흐름 전지에서도 96.8%의 뛰어난 패러데이 효율을 나타냈으며, 높은 전류 밀도 조건에서도 115시간 동안 큰 성능 저하 없이 85% 이상의 높은 효율을 유지해 뛰어난 장기 가동 안정성까지 함께 입증했다. * 패러데이 효율: 투입된 전하 중 생성물에 사용된 비율 김영독 교수는 “이번 연구는 촉매의 미세한 결함을 정밀하게 조절함으로써 이산화탄소를 유용한 자원으로 바꾸는 효율과 안정성을 동시에 잡은 혁신적인 전략”이라며 “향후 이 기술을 바탕으로 더 친환경적이고 가치가 높은 다중탄소 화합물 전환 촉매 개발을 이어가 탄소중립 실현에 기여하겠다”고 포부를 밝혔다. 이번 연구는 과학기술정보통신부 한국연구재단 기초연구실지원사업(BRL), 교육부 이공분야 대학중점연구소지원사업 등의 지원을 받아 수행되었으며, 연구 결과는 화학공학 분야의 세계적인 학술지인 '케미컬 엔지니어링 저널(Chemical Engineering Journal)'에 지난 10일 온라인 게재되었다. ※ 논문명: Ce-Induced Defect-Rich Bi2O2CO3 for Efficient CO2 Electroreduction to Formate ※ 학술지: Chemical Engineering Journal ※ 논문링크: https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.179269 출처 : 에스프레스(S-PRESS)(https://www.spressnews.com)

2026.07.29

SKKU Science Fellow 김수민 박사, 국립창원대학교 조교수 임용

김수민 박사는 2012년 성균관대학교 수학과에 입학해 2019년 8월 박사학위(해석학전공, 지도교수: 황인성)를 취득한 이후 지금까지 약 4년간 본교에서 박사후연구원으로 재직하면서 함수해석학 및 작용소이론 분야의 연구를 수행해왔다. 그리고 2019년과 2023년, 자율운영 중점연구소 세부과제 책임자로 선정된 후 꾸준한 연구활동을 통해 뛰어난 연구 실적을 보여줬다. 오는 1월, 국립창원대학교 수학과 조교수로의 첫발을 내딛은 김수민 교수를 만나 성균관대학교를 떠난 소회와 앞으로의 계획에 대해 들어보고자 한다. Q. 자기소개 안녕하세요. 저는 2012년 성균관대학교 수학과 석박사통합과정으로 입학하여 황인성 교수님 지도하에 함수해석학 및 작용소이론을 공부하였으며, 2019년 8월에 박사학위를 취득하였습니다. 박사학위 취득 후 2019년 9월부터 2021년 8월까지 성균관대학교 자율운영 중점연구소의 씨앗프로그램의 세부과제 책임자, 2021년 9월부터 약 1년간 한양대학교에서 박사후 연구과정으로서 토에프리츠 작용소에 대한 연구를 했습니다. 2023년 3월, 성균관대학교 자율중점연구소 SKKU Science Fellow 연구책임자로 선정되어 토에프리츠작용소의 특성, 이동작용소의 불변부분공간 문제, 벡터값 하디공간과 보간법 문제 등을 연구하여 국제적인 수준의 연구 결과(SCI 논문 14편 출판 및 게재승인 1편)를 얻었습니다. 그리고 2025년 1월 1일, 국립창원대학교 수학과 조교수로 임용되었습니다. Q. 연구분야 소개 연구분야: 해석학(작용소이론, 함수해석학) 저의 주요한 연구분야는 벡터값 함수공간과 이러한 공간상의 작용소(토에프리츠 작용소, 한켈 작용소, 합성 작용소 등)의 성질을 연구하는 것입니다. 토에프리츠 작용소는 작용소이론에서 주요한 연구 분야 중 하나입니다. 토에프리츠 작용소들의 집합은 미분 작용소(differential operator)들의 집합과 함께 자기수반이 아닌(non-selfadjoint) 작용소들의 가장 중요한 집합을 이루고 있습니다. 또한, 토에프리츠 작용소는 작용소이론, 함수론, 바나흐대수(Banach algebra)이론 사이의 풍부한 상호작용을 보여주는 작용소입니다. 저는 토에프리츠 작용소가 작용하는 고전적인 공간인 단위원(unit circle) 위의 하디공간을 넘어 벡터값 하디공간상의 토에프리츠 작용소로 연구의 관심을 넓혀 왔습니다. 벡터값 함수를 연구하는 이유는 그 자체로서 다양한 수학적 의미들과 응용을 가지고 있지만, 스칼라값 함수에 대한 보다 깊은 이해를 도모하는데 있습니다. 이는 마치 2차원 물체를 3차원에서 조망할 때 더 잘 보이는 이치와 유사합니다. 이러한 연구는 복소해석학, 조화해석학, 함수해석학, 작용소이론 분야 모두에서 핫 토픽이라 할 수 있습니다. 벡터값 함수공간에서 작용하는 작용소를 연구하는 것은, 비록 문헌도 부족하고 국내에 전문가도 많지 않으며 계산도 매우 어렵지만, 창의적이며 도전적인 연구주제라고 생각합니다. Q. 자율중점 사업에 지원하게 된 계기 기초과학분야의 박사후연구원이 연구를 수행함에 있어 가장 중요한 것은 안정적인 연구비와 인건비를 확보하는 것입니다. 인건비가 안정적으로 확보되면 연구에 더 집중할 수 있다고 생각합니다. 그러한 점에서 저는 정말 감사하고 운 좋게도 자율중점연구소 사업의 1단계(씨앗프로그램)와 2단계(SKKU Science Fellow)에서 각각 수혜를 받게 되어 개인 연구에만 집중할 수 있는 환경을 제공 받은 셈입니다. 특히 논문 출판과 학술대회발표 등 도전적이고 활발한 연구활동에 전념 할 수 있었습니다. 성균관대학교 자율중점연구소 사업에서 충분히 긴 연구 기간과 인건비를 지원해 주시고 기회를 주셔서 여기 까지 올 수 있게 되었습니다. 이 자리를 빌어 진심으로 감사의 말씀 드립니다. Q. 최근 발표한 논문과 그 의미 함수해석학 연구에서 가장 좋은 저널인 에 게재된 『Circle companions of Hardy spaces of the unit disk』에서 벡터값 하디공간의 성질을 연구하였습니다. (복소수값)하디공간은 단위원판(open unit disk) 위의 하디공간과 단위원 위의 하디공간이 같다(isometrically isomorphic)는 사실이 잘 알려져 있습니다. 그러나 벡터값 하디공간에서는 그러한 사실이 성립하지 않습니다. 이 논문의 가장 중요한 결과는 단위원판 위의 작용소값 하디공간과 같은 단위원 위의 작용소값 하디공간을 정의한 것입니다. 이 특성화는 함수론에 대한 깊은 이해와 어려운 계산을 동반하는 매우 흥미로운 결과로서 벡터값 함수공간 문제를 다루는데 새로운 시각을 주었으며, 이 분야 연구자들에게 큰 관심을 일으킬 것으로 생각됩니다. 또한 저의 단독 논문인 『Norm of the evaluation on the vector-valued Hardy space』는 벡터값 하디공간에서 정의된 값매김 사상(evaluation)에 대한 연구결과입니다. 값매김 사상은 합성 작용소(composition operator)의 특수한 형태로서 재생 핵 힐버트공간(reproducing kernel Hilbert space)의 연구에 기본이 되는 함수입니다. 함수(값)을 재생산한다는 점에서 이러한 힐버트공간을 재생 핵 힐버트공간이라고 부르는데, 이 공간의 연구는 20세기 서막이 오르면서 본격적으로 연구가 시작되어 지난 100년이 넘도록 수학의 발전에 지대한 영향을 끼쳤습니다. 재생 핵 힐버트공간이 연관된 연구는 복소해석학, 함수해석학 등 해석학 분야뿐만 아니라, 양자역학, 최근에는 인공지능 분야에 이르기까지 폭넓게 중요한 역할을 하고 있습니다. 이 논문은 해석학분야의 저명한 저널인 에 게재되었습니다. Q. 앞으로의 계획 저는 순수수학(해석학, 복소해석학, 함수해석학 등)과 응용수학(수치해석학, 선형대수학 등)을 아우르는 폭넓은 교육을 통해 학생들이 현대 수학의 흐름을 이해하고, 이를 바탕으로 수리논리적 사고력과 문제 해결 능력을 갖추도록 돕고 싶습니다. 이를 통해 학생들이 다양한 직업군에서 새로운 시대를 주도할 수 있는 창의적이고 전문적인 인재로 성장하도록 지원하고 싶습니다. 또한, 국내외 연구자들과의 지속적인 교류를 통해 벡터값 함수공간상의 작용소의 중요한 성질들을 밝히는데 주력하고자 합니다. 벡터값 함수들의 연구를 기반하여 해석학 분야의 여러 가지 이론들(작용소론, 함수해석학, 측도론, 조화해석학)을 통합하는 시도를 할 것입니다. 이러한 시도는 함수해석학, 조화해석학, 작용소론 분야의 새로운 연구 방법을 제시하여, 중요한 이론체계를 만들 수 있게 할 것이라고 생각합니다. Q. 박사후 연구원에게 한 마디 자율중점 사업에 참여 중이신 박사후연구원 모두 행복하게 연구하시고, 원하는 결과를 이루시기를 응원하겠습니다. 그리고 서면을 빌려 저와 함께 연구하며 많은 깨달음을 주신 동료 연구자분들께 감사의 인사를 전합니다. 특히 학문 외적으로도 많은 가르침을 주시고 모범이 되어주신 수학과 황인성 교수님과, 안정적으로 연구를 할 수 있게 도움주신 유인태 연구소장님께 다시 한 번 감사의 말씀을 드립니다. 계속해서 연구에 정진하여 그동안 받은 많은 도움을 후대에 돌려줄 수 있는 책임감 있는 수학자, 그리고 교수가 되도록 노력하겠습니다.

2025.03.27

Notice

2026-02-26
2026년도 자율운영 중점연구소 세부과제 최종 선정 결과
2026-01-05
2026년 자율운영 중점연구소 세부과제 공모 안내
2025-11-14
제 7회 AINS Symposium 개최

기초과학 자율운영 중점연구소(AINS), SKKU