Research labs at Japan's QS Top 10 universities including Tokyo, Kyoto, and Osaka.
토미시게 교수의 연구실은 바이오기반 화학물질의 효율적 전환을 목표로 하며, 주로 농업 폐기물 및 바이오매스 유래 원료에서 유용한 화학물질을 핸들링하는 촉매 반응 기반의 녹색 화학 연구를 수행하고 있습니다. 특히 라이신, 글리세롤, 테트라하이드로푸르프릴 알코올 등의 생분해성 원료를 이용한 선택적 수소화 및 수소탈기 반응에서 뛰어난 촉매 성능을 보이는 Rh/SiO₂ 및 ReOₓ 도핑 촉매를 중심으로 연구가 진행되고 있습니다. 이는 재생 가능한 자원의 고부가가치 활용과 함께 탄소 배출을 줄이는 지속 가능한 화학공정 개발에 기여합니다.
케핑 유 교수의 연구실은 산업인터넷(IoT), 스마트 팩토리, 스마트 그리드 등 지능형 인프라 시스템을 중심으로 정보 보안과 신뢰성 있는 데이터 관리 기반의 안전한 통합 시스템을 연구하고 있습니다. 특히 블록체인 기반 접근 제어, APT 공격 탐지, 원격 의료 및 전력망의 정보 중심 네트워킹(ICN)을 통한 보안 강화 등 실용적이고 기술적 도전 과제를 해결하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 연구는 실세계의 복잡한 환경에서의 안정성과 실시간 성능을 확보하는 데 기여하고 있습니다.
Noboru Mizushima 교수의 연구실은 마이크로아오토포시를 중심으로 한 세포자기청소(autophagy)의 분자 기전을 규명하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 특히 자가포식체 형성 과정에서 핵심적인 역할을 하는 Atg 단백질과 Apg12-Apg5 결합계의 기능, 그리고 고립막의 형성 메커니즘을 유전자 조작 및 생체영상 기술을 통해 체계적으로 분석하고 있습니다. 또한 LC3를 활용한 자가포식 모니터링 기법의 한계를 보완하고, 생체 내에서의 자가포식 활성 변화를 실시간으로 관찰할 수 있는 전신 발현 모델을 개발하여, 자가포식의 생리적 기능과 질병 연관성을 탐구하고 있습니다.
카토 유키나리 교수의 연구실은 주로 종양 미세환경과 혈소판 상호작용을 중심으로, 특히 편평선세포막단백질(Podoplanin)과 C-type lectin-like receptor-2(CLEC-2) 간의 상호작용이 암 전이에 미치는 영향을 규명하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 또한, 암세포에서 특이적으로 발현되는 이상점당화된 포도당산단백질을 타겟으로 한 고유의 단일클론 항체 개발을 통해 정상세포에 영향을 주지 않는 치료적 접근을 모색하고 있습니다. 특히 뇌신생물, 결장암 등 다양한 암에서의 전이 메커니즘과 그 치료적 타겟을 밝혀내는 데 기여하고 있습니다.
Hiroaki Suga 교수의 연구실은 고유한 구조적 특성을 지닌 사이클릭 펩타이드를 설계하고, mRNA 디스플레이와 *in vitro* 번역 기반 선택 기반 기술을 활용해 암 관련 타겟 단백질, 특히 K-Ras와 같은 난이도 높은 단백질-단백질 상호작용 억제제를 개발하는 데 주력하고 있습니다. 비정상적인 아미노산을 포함한 펩타이드의 리보좀 기반 합성 기술을 통해 구조적 다양성을 가진 약물 후보 물질을 창출하는 데도 기여하고 있으며, 이는 신약 개발의 새로운 길을 제시하고 있습니다. 특히, 항체 수준의 친화도를 가지는 사이클릭 펩타이드를 자연물 유사 구조로 설계·도출하는 데에 핵심 기여를 하고 있습니다.
Koji Kubota 교수의 연구실은 기계적 에너지와 전기적 성질을 활용한 새로운 유기합성 전략을 개발하고 있습니다. 특히 기계화학적 반응 조건에서의 반응성 제어, 고체상에서의 팔라듐 촉매 반응, 그리고 피에조전기 효과를 통한 라디칼 생성을 핵심으로 하여, 기존에 어려웠던 반응성 문제를 해결하는 혁신적인 접근을 선보이고 있습니다. 이는 약물화학 및 고체상 합성 분야에서의 응용 가능성을 넓히는 데 기여하고 있습니다.
데바브라타 마이티 교수의 연구실은 전이금속 촉매를 활용한 C-H 결합 기능화 기반의 고도로 선택적인 유기합성 반응을 핵심으로 삼고 있습니다. 특히 근접한 C-H 결합뿐만 아니라 도달하기 어려운 원거리(메타 및 파라) C-H 결합의 선택적 기능화에 초점을 맞추며, 도우미 기능기 및 일시적 매개체를 활용한 혁신적 전략을 개발하고 있습니다. 또한 환경 친화적인 촉매 시스템, 특히 철을 활용한 지속 가능한 합성 방법 개발에도 기여하고 있습니다.
오클루마 교수의 연구실은 비헤르미트계의 위상물리학과 그가 제안한 '스킨 효과'의 위상적 기원을 중심으로 연구를 전개하고 있습니다. 특히 비헤르미트 위상장에서의 보어-경계 상호작용 대응과 비헤르미트 스펙트럼의 경계 조건에 대한 민감도를 통합적으로 이해하는 데 초점을 맞추고 있으며, 시간역행 대칭에 의해 보호되는 Z₂ 스핀 효과와 같은 새로운 현상을 규명했습니다. 이는 고차원 및 다양한 경계 조건 하에서의 비헤르미트 위상상태를 체계적으로 분류하고, 양자 위상전이와 메이저라 경계 상태의 존재를 이론적으로 정립하는 데 기여하고 있습니다.
Shimizu 교수 연구실은 이산화티타늄, 알루미나 등 다양한 지지체를 활용한 나노촉매 개발에 주력하고 있으며, 특히 백금족 금속을 포함하지 않은 고체 촉매를 통해 알코올의 탈수소화, 아민의 N-알킬화, 셀룰로오스의 선택적 수해성 반응 등 친환경적이고 효율적인 촉매 반응을 실현하고자 합니다. 주로 나노구조 금속(은, 팔라디움, 니켈 등)과 다공성 산화물 지지체의 상호작용을 정밀하게 제어하여 반응성과 선택성을 극대화하는 연구를 진행하고 있습니다. 특히, 산화제를 필요로 하지 않는 반응 조건에서 높은 활성도를 보이는 이종합 촉매 시스템의 메커니즘 규명에도 초점을 맞추고 있습니다.
마에다 카즈히코 교수의 연구실은 태양광을 이용한 수소 생산을 핵심 목표로 하며, 광분해 반응을 통한 청정 에너지 생성 기술 개발에 집중하고 있습니다. 주로 반도체 광촉매를 활용한 전체 수분해 반응, 특히 가시광선 영역에서 작동하는 고성능 촉매의 개발과 Z-스키마 시스템을 활용한 이중 반응체계의 최적화를 연구하고 있습니다. 또한, 안정성과 반응 효율을 높이기 위한 새로운 촉매 재료(예: 산화질화갈륨, oxynitride)와 촉매체의 표면 제어 기법을 함께 개발하고 있습니다.
마카토 나카니시 교수의 연구실은 노화, 세포 주기 조절 및 유전자 안정성 유지와 관련된 분자 기전을 중심으로 연구를 진행하고 있습니다. 특히 노화세포의 생존 기전을 규명한 '글루타민 분해 경로'와 세포 주기 체크포인트에서 작용하는 ATM/ATR-p53 경로, p21과 PCNA 간의 상호작용을 통한 DNA 복제 억제 메커니즘 등 세포의 생존과 사멸을 조절하는 핵심 분자 네트워크를 규명하고 있습니다. 또한 DNA 손상 반응과 호르몬 수용체 기반 치료 전략의 분자 기반을 탐구하며, 노화 관련 질환과 암의 기전 해소에 기여하고자 합니다.
쿠사다 교수 연구실은 나노구조 금속 및 합금 나노입자를 중심으로, 기존에 불미성간 상이 존재하는 금속 간의 고체용액 합금을 나노스케일에서 성공적으로 합성하는 데에 초점을 맞추고 있습니다. 특히, 고체상도가 불가능한 조합(예: Ru-Pd, Ag-Rh, Ir-Cu)에서도 나노크기 효과를 활용해 고순도의 고체용액 나노입자를 제조하고, 그 구조-성능 상관관계를 정밀하게 규명합니다. 이는 촉매 및 수소 저장 소재 등 응용 분야에서 높은 성능을 발휘하는 새로운 나노소재 개발에 기여하고 있습니다.
Toshihiko Takemura 교수의 연구실은 대기 중 에어로졸의 기후 영향을 정량적으로 분석하기 위해 고해상도 대기일반순환모델과 에어로졸 이동·변환 모델을 융합한 기후모델링을 핵심으로 합니다. 주요 연구는 지구온난화와 관련된 에어로졸의 직접 및 간접 효과, 특히 토양먼지, 황산염, 유기물 및 black carbon 등의 에어로졸이 기상 패턴과 복사강제력에 미치는 영향을 다룹니다. 역사적 시기(예: 빙하기)와 현재 기후 조건을 비교하여 에어로졸의 기후 역할을 규명하고, 기후 정책 수립에 기여할 수 있는 과학적 근거를 제공합니다.
Johnny C. Ho 교수의 연구실은 청정 에너지 전환을 위한 핵심 기술인 수소 생산과 전기화학 에너지 변환 기술에 중점을 두고 있습니다. 특히 수분해를 통한 수소 생산을 위한 고성능 촉매 재료, 특히 계층적 나노구조를 가진 전기촉매 및 광전극 재료의 설계와 합성에 박차를 가하고 있습니다. 이들의 연구는 산소 발화 반응(OER)과 수소 발화 반응(HER)의 촉매 성능 향상에 초점을 맞추며, 이рид륨 산화물과 백금 같은 귀금속을 대체할 수 있는 저비용·고성능 재료 개발에도 기여하고 있습니다. 또한, 반도체 장치의 전자적 특성을 최적화하기 위한 인터페이스 엔지니어링 기술에도 깊이 있는 연구를 수행하고 있습니다.
Shu Yin 교수의 연구실은 광촉매 및 나노소재 개발을 핵심으로 하며, 특히 질소 도핑된 트이티아( TiO₂)를 활용한 자외선 및 가시광선 반응성 광촉매 소재를 중심으로 연구를 진행하고 있습니다. 고에너지 볼 밀링, 수열합성, 수용액-알코올 공정 등을 활용한 다각적 합성 전략을 통해 색상 변화와 촉매 성능을 제어하는 데 성공했으며, NOx 제거 등 대기 오염 제어에 응용 가능한 고성능 소재를 개발하고 있습니다. 또한, NIR 차단 능력을 갖춘 나노 구조물인 CsxWO₃의 합성과 환경 노출에 따른 암 발생 위험 분석 등 다양한 응용 분야로 연구 영역을 확장하고 있습니다.
Satoshi Horike 교수의 연구실은 주로 금속-유기 프레임워크(MOFs), 공유 유기 프레임워크(COFs), 그리고 이온 전도성 고체 재료를 중심으로 연구를 진행하고 있습니다. 특히 고온에서의 수소 이온 전도성, 이온 이동 메커니즘, 그리고 나노다공성 구조를 가진 결정성 고체의 설계와 안정성 향상에 초점을 맞추고 있으며, 배터리, 연료전지 등 에너지 응용 분야에 기여할 수 있는 신소재 개발을 목표로 합니다. 연구는 고체 상태에서의 이온 이동 메커니즘 이해와 함께, 유기-무기 하이브리드 구조의 정밀 설계를 통해 기존 재료의 한계를 극복하는 데 기여하고 있습니다.
히데유키 오카노 교수의 연구실은 신경줄기세포의 분화 조절과 뇌신경계 발달 메커니즘을 중심으로, RNA 번역 조절을 통해 세포 결정을 조절하는 분자 기전을 연구하고 있습니다. 특히 Musashi 단백질이 신경줄기세포 유지와 Notch 신호전달 경로 조절에 어떻게 기여하는지에 초점을 맞추고 있으며, 신경손상 치료를 위한 신경줄기세포 이식 전략의 기초 연구도 진행하고 있습니다. 이는 재생의학 및 신경질환 모델링에 응용 가능한 기초 과학적 성과를 만들어내고자 하는 목표를 가지고 있습니다.
라姆 아바르 교수의 연구실은 원격 감지, 지리정보시스템(GIS), 그리고 환경 모델링을 기반으로 에너지 보급, 도시화 영향, 농업 생산성, 지하수 자원 평가 등 지속 가능한 자원 관리와 기후 변화 대응을 위한 종합적 연구를 수행하고 있습니다. 특히 농업의 복합적 측면과 도시 녹지 공간, 에너지 인프라의 영향을 분석하며, 환경적 영향을 최소화하는 지속 가능한 개발 전략을 모색하고 있습니다. 연구는 주로 베트남의 미동남부, 인도의 강 유역 등 기후 변화에 취약한 지역을 중심으로 진행됩니다.
마시키 아이마 교수의 연구실은 인플루엔자 및 코로나바이러스와 같은 유전적 변이가 빠르게 일어나는 RNA 바이러스의 기전과 병원성 메커니즘을 분석하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 특히 H5N1 인플루엔자 바이러스의 숙주 범위 확장과 SARS-CoV-2의 변이체(예: 오미크론 하위형)의 병원성 및 항체 저항성에 대한 기전적 연구를 진행하고 있습니다. 동물 모델(예: 페럿, 싸리안 토끼)을 활용한 감염 및 병리학적 분석을 통해 바이러스의 전파 가능성과 치료 반응을 실시간으로 평가하고 있습니다.
Shigeki Matsunaga 교수의 연구실은 주로 촉매화학과 비대칭 합성에 초점을 맞추고 있으며, 특히 코발트(III) 및 로듐(III) 기반의 전이금속 촉매를 활용한 C–H 활성화 반응과 고도로 선택적인 비대칭 반응 개발에 뛰어난 성과를 내고 있습니다. 특히 linked-BINOL 유도체를 활용한 고유한 찌그러진 찌그러진 환경을 형성하여, 직접적이고 고순도의 수소화 반응 및 Mannich 반응을 실현합니다. 또한 Bi(OTf)₃/KPF₆ 조합을 통한 알코올의 무전처리 아민화 반응 등 원자경제성과 조건의 온화함을 고려한 협동 촉매 전략도 핵심 연구 분야입니다. 이들의 연구는 반응 선택성과 효율성을 동시에 확보하는 데 중점을 두고 있습니다.
