1. 사업단 소개
21세기를 맞이한 인류는 기후변화라는 거대한 도전에 직면해 있다. 온실가스 배출 증가, 지구온난화, 해수면 상승, 생태계 붕괴 등 기후변화로 인한 영향은 현재 뿐 아니라 미래 세대의 생존 가능성을 위협하고 있다. 이러한 배경에서 경북대학교 G-램프(LAMP)사업단은 기후변화와 생물다양성 위기에 대응하기 위해 설립되었다.
경북대학교 [G-램프(LAMP): Global Learning & Academic Research Institution for Master’s, PhD Students, and Postdocs] 사업단은 기후변화의 과학적 원인을 규명하고, 이를 해결하기 위한 첨단 융합 연 구를 수행하는 데 주력하고 있다. 경북대 G-램프사업단의 목표는 다음과 같다.
사업단은 자연과학의 전 학문 분야를 통합하여 다학제적 연구를 수행하며, 경북대학교 자연과학대학 소속 모든 학과(생명공학부, 화학과, 물리학과, 수학과, 통계학과, 생물학과, 지구시스템과학부)가 긴밀히 협력하고 있다. G-램프사업단은 대학의 전폭적인 지원 아래 융합적 접근법을 통해 학문적 경계를 넘어선 해결책을 모색하고 있다. 특히 G-램프사업단은 지역 거점대학의 역할을 넘어, 국가적 과제 해결 및 글로벌 기초과학 연구를 선도하기 위한 발판을 마련하고 있다.
2. 사업단의 비전과 전략
G-램프사업단은 과제 중심의 기존 연구 지원 모델에서 벗어나, 기초과학 연구소의 체계적 관리와 지원을 통해 혁신적인 연구 환경을 조성하고자 한다. 이를 통해 연구자들이 창의성과 협력을 극대화하며, 복잡한 과학적 도전에 대응할 수 있도록 지원한다.
3. 주요 연구 내용 및 구체적 사례
G-램프사업단의 연구는 기후변화의 거시적, 미시적 영향을 포괄적으로 다루며, 다음과 같은 세부 분야로 구성된다.
1) 빅데이터 기반 기후 및 생태계 분석
G-램프사업단은 기후 데이터 분석을 통해 다음과 같은 구체적 연구를 수행하고 있다.
• 기후변화의 시공간적 특성 규명: 위성 관측 데이터, 대기 및 해양 모델링 데이터를 활용하여 과거 기후 변화를 재구성하고 미래 시나리오 예측
• 지역 생태계에 미치는 영향 분석: 특정 지역에서 나타나는 기상 이변(폭염, 폭우, 가뭄 등)이 생물다양성에 미치는 영향을 데이터 기반으로 정량화
• AI 기반 분석 도구 개발: 인공지능 및 머신러닝 기법을 적용하여 기후변화와 생태계 변화 간의 상관관계를 자동화된 모델 도출
2) 진화생태학 기반 유전자 발굴 및 기능 분석
모델 생명체 활용 연구: 기후변화에 적응한 생명체(예: 극지방의 생명체, 사막 식물 등)의 유전자 데이터를 수집하여 주요 적응 유전자 발굴
• 오믹스 통합 분석: 유전체(Genomics), 단백질체(Proteomics), 대사체(Metabolomics) 데이터를 활용 해 기후변화 적응 메커니즘 규명
• 유전적 혁신 연구: 발굴된 유전자를 활용하여 새로운 환경에서도 생존 가능한 종 개발
3) 생물다양성 보존 및 기후변화 대응 기술 개발
• 첨단 나노기술 활용: 생태계 복원 및 보존을 위한 나노 물질 및 기술 개발
• 이산화탄소(CO₂) 저감 기술: 대기 중 CO₂농도를 낮추기 위한 흡착 기술 및 고정화 기술 연구
• 오염 물질 제거 기술: 기후변화로 증가하는 독성 물질 및 미세 플라스틱의 생태학적 영향을 최소화
4. 연구진 구성 및 협력 체계
G-램프사업단은 생명공학, 화학, 물리학, 수학, 통계학 등 다양한 학문 분야의 전문가들로 구성되어 있으며, 각 전공의 특성을 살린 협력 체계를 통해 연구의 깊이와 폭을 동시에 확장하고 있다. 연구진은 경북대 학교 자연과학대학 소속 학과의 교수진과 박사 후 연구원(G-LAMP 포닥), 대학원생으로 구성되어 있으며, 이 들은 4개의 주요 총괄과제를 중심으로 연구를 수행하고 있다.
1) 총괄과제 A: 기후변화와 생태계 진화 분석
• 연구 목표: 기후변화로 인한 생태계 변화의 메커니즘을 규명하고, 장기적인 환경 변화 시나리오 예측
• 연구 방법: 위성 데이터와 지상 관측 데이터를 결합하여 지역 및 글로벌 차원의 생태계 변화 정량적 분석 및 대기 및 해양의 물리적, 화학적 변화를 추적하여 생물다양성에 미치는 영향 시뮬레이션
• 주요 성과: 폭염, 가뭄 등 기상 이변이 특정 생물 군집에 미치는 영향을 평가하고, 생물학적 복원 가능성 제시
2) 총괄과제 B: 핵심 유전자 발굴 및 기능 규명
• 연구 목표: 기후변화에 적응하는 생명체의 유전자 및 기능을 발굴하여 생명체의 진화 메커니즘 이해
• 연구 방법: 극한 환경에 적응한 모델 생명체(예: 극지방 동물, 사막 식물 등)의 유전체 및 단백질 데이터 수집 및 발굴된 핵심 유전자의 생리적 및 생화학적 역할을 분석하여 기후변화 적응 메커니즘 규명
• 주요 성과: 특정 유전자의 발현이 기온 변화에 따른 생리적 적응에 미치는 영향을 최초로 규명 및 기후변화 대응 작물 개발을 위한 유전자 후보군 선정
3) 총괄과제 C: 생물다양성 보전을 위한 첨단 기술 개발
• 연구 목표: 생태계 복원 및 보존을 위한 첨단 나노 기술 및 신소재 개발
• 연구 방법: CO₂포집 및 저장 기술(CCUS)을 개발하여 기후변화의 주요 원인인 탄소 배출량을 감소 및 나노 물질을 활용한 생물다양성을 위협하는 미세플라스틱 및 유해 화학물질 제거
• 주요 성과: 기후변화로 인해 발생한 특정 지역의 생물다양성 감소를 복원하기 위한 시뮬레이션 모델 개발 및 신소재 기반의 CO₂저감 기술 실험적 검증
4) 총괄과제 D: 빅데이터 기반 분석 및 시뮬레이션
• 연구 목표: 각 총괄과제의 데이터 분석 및 예측을 지원하여 연구 결과의 통합적 활용
• 연구 방법: 머신러닝 기반 데이터 처리 기법을 통해 다차원 기후 데이터 분석 및 생태계 시뮬레이션 도구를 개발하여 예측 정확성을 높이고 정책 결정에 활용 가능한 정보 제공
• 주요 성과: 글로벌 기후 및 생태계 데이터베이스 구축 및 각 연구과제에서 산출된 데이터를 통합하여 기후변화 정책 보고서 초안 마련
5. 국제 협력
G-램프사업단은 설립 이후 국제적인 협력과 연구 성과를 통해 기초과학 연구의 새로운 가능성을 열어 가고 있다.
• G-램프사업단은 현재 7개국 18개 연구소와의 협력을 통해 기후변화 대응 및 생물다양성 보존 연구를 진행하고 있음
• MOU 체결: 일본 교토대, 독일 막스플랑크 연구소, 미국 MIT 등 세계적 연구 기관과 MOU를 체결하여 데이터 공유와 공동 연구 활성화
• 공동 연구 프로젝트: 유럽연합(EU) Horizon 프로그램과 협력하여 기후변화 모델링 연구를 수행 및 아시아-태평양 연구 협의체(APN)와 함께 지역 생태계 복원 프로젝트를 진행.
• 국제 워크숍 및 세미나: 연간 2회 이상 국제 워크숍 개최.
기후변화 대응 연구 성과를 국제 학술대회에서 발표하여 연구의 글로벌 영향력을 강화
6. 기초과학 포럼 및 학술 교류 활동
G-램프사업단은 기초과학 연구의 발전과 글로벌 협력을 위해 다양한 학술 교류 활동을 주도하고 있으며, 이를 통해 연구자, 정책 입안자, 산업계와의 협력을 강화하고 있다.
1) 기초과학 포럼: 과학적 도전 과제의 공동 해결
경북대학교 G-램프사업단은 정기적으로 기초과학 포럼을 개최하여, 기초과학 분야의 최신 동향과 연구 성과를 공유하는 플랫폼을 제공합니다.
• 학제 간 융합 연구 촉진: 기후변화와 생물다양성 보존이라는 복잡한 도전 과제를 해결하기 위해 물리학, 화학, 생물학, 수학 등 다양한 학문 분야의 전문가들 참여
• 정책 및 산업 연계 강화: 연구 성과를 정책 입안자와 산업계와 공유하여 과학적 발견을 실질적 기술과 정책으로 전환
• 국제 협력 네트워크 구축: 해외 연구자 초청 및 발표 세션을 통해 글로벌 과학 커뮤니티와의 연결 강화.
2) G-램프페스티벌
G-램프 페스티벌은 경북대학교 G-램프사업단이 주관하여 전국의 G-램프사업단이 참여하는 첫 공식 행사로, 각 사업단의 연구 성과와 노력을 공유하고 상호 교류를 강화하기 위해 마련되었다. 이 행사는 기초과학 연구 지원 및 신진연구자 양성이라는 G-램프사업단의 초기 목표를 지속적으로 추구하고자 하는 의지를 보여준다.
• 성과 확산: G-램프사업단의 주요 연구 성과를 학계 및 대중에 공개하고, 연구 결과의 실질적 활용 가능성을 논의
• 협력 강화: 전국의 G-램프사업단이 한자리에 모여 연구 경험을 교류하고 새로운 협력 기회를 창출
• 신진연구자 지원: 대학원생 및 박사후연구원들이 자신의 연구를 발표하고 평가받을 수 있는 장을 제공
G-램프 페스티벌은 참여 연구자들에게 연구 발표와 네트워킹 기회를 제공하며, 국내 G-램프사업단간의 유대감을 강화하는 데 성공했다. 경북대학교 G-램프사업단은 향후에도 정기적인 행사를 개최하여 사업단의 목표와 성과를 지속적으로 확산하고, 기초과학 연구의 저변을 확대할 계획이다.
이현식 G-램프사업단장
경북대학교 생명공학부 교수
경북대학교 생명공학부 교수이자 G-램프사업단장인 이현식 교수는 경북대학교에 서 생화학을 전공하며 학사와 석사 학위를 취득하였고, 한림대학교 의과대학에서 생 화학 박사학위를 받았다. 이후, 미국 국립암연구소 (National Cancer Institute)에서 박사 후 연구원 과정을 거치며 세계적 수준의 연구 경험을 쌓았다.
2010년부터 경북대학교 생명과학부에 재직하며, 자연과학대학 학장(2022-2023) 과 전국 국립대학 자연대학 학장협의회 회장(2023)을 역임하였고, 현재는 한국연구재단 종합심의위원과 G-램프사업단장으로 활동하며 자연과학 연구 발전과 지원에 힘쓰고 있다. 기초연구실(BRL) 과제를 두 차례 성공적으로 수행하며, SCI급 논문130여 편을 발표하는 등 활발한 연구 활동을 이어가고 있으며, 학생과 연구자들에게 영감을 주는 교육자로서도 최선을 다하고 있다. 그는 자연과학의 발전과 미래를 향한 열정으로 오늘도 연구와 교육에 매진하고 있다.
황길태 G-램프사업단 중점테마연구소 소장
경북대학교 화학과 교수
황길태 교수는 포항공과대학교에서 학사, 석사, 박사학위를 취득하였고 미국 Scrips Institute에서 박사 후 연구원을 거친 후 2009년부터 경북대학교 화학과에 재직 중이다. 변형 핵산 기반연구를 수행하였으며 현재는 DNA-Encoded Library (DEL)를 이용한 신약개발 연구를 활발히 진행 중이다. 현재 경북대학교 G-램프사업 단의 중점테마연구소 연구소장으로 G-램프사업의 연구 부분을 총괄하고 있으며 2024년 11월부터 경북대학교 기획처장으로 대학 발전을 위해 힘쓰고 있다. 우수한 연구 활동으로 SCI급 논문을 60여편 발표하는 등 활발한 연구 활동을 하고 있다.
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