东京大学、京都大学、大阪大学等日本QS前10名大学的研究室信息。
Hooman Farzaneh 교수의 연구실은 스마트 건물의 에너지 효율 향상과 재생 가능 에너지 시스템의 최적 설계를 중심으로 연구를 전개하고 있습니다. 특히 인공지능 기반 건물 관리 시스템, 수소 기반 하이브리드 에너지 시스템, 그리고 농촌 및 원격지의 태양광·바람력 기반 오프그리드 전력 공급 솔루션에 초점을 맞추고 있습니다. 에너지 저장 기술과 다중 에너지원 통합 시스템의 최적화를 통해 지속 가능한 에너지 전환을 지원하는 데 기여하고 있습니다.
Hiroki R. Ueda 교수의 연구실은 생체 시계와 유전자 발현의 시스템적 동역학을 중심으로, 다량의 유전자 발현 데이터를 기반으로 생물의 내부 시계를 규명하고자 합니다. 특히, 다이아몬드파리, 효모, 식물, 쥐, 인간 등 다양한 생물에서 전장 게놈 수준의 발현 패tern을 분석하여 시계 기반 유전자 조절 메커니즘을 규명하고 있습니다. 또한, 단일 시간점에서의 유전자 발현 프로파일을 통해 개인의 생체 시계를 정밀하게 측정할 수 있는 '분자 시계 방법'을 개발하여 정밀의료와 약물 투여 최적화에 기여하고 있습니다.
Shin-ichi Ohkoshi 교수의 연구실은 주로 시아노 브리지로 연결된 이중 금속 복합체를 중심으로 광자기성질, 다기능성 고체 물질, 그리고 자기 및 전도성 조절이 가능한 새로운 무기 소재를 개발하고 있습니다. 특히, 광자기 전환, 두 개 이상의 보정 온도를 가진 자기성, 다퍼로이크성, 고온에서의 안정성 등 독특한 물리적 성질을 갖는 프리우스 백 복합체를 핵심 모델로 연구하고 있습니다. 이들의 연구는 나노소재, 에너지 저장, 스마트 재료 등 응용 분야로 이어지며, 분자의 정밀한 조작을 통한 기능성 물질 설계의 새로운 기준을 제시하고 있습니다.
이 교수의 연구실은 심장질환에서 산화 스트레스와 미토콘드리아 기능 이상이 차지하는 역할에 중점을 두고 있으며, 특히 산화성 손상이 심부전 및 심장 리모델링에 미치는 영향을 기초 및 임상적으로 규명하고자 합니다. 반응성 산소종(ROS)의 생성 원천과 그 영향을 전기화학적·분자 생물학적 기법을 통해 분석하며, 고령 환자 및 신체적 취약을 가진 심부전 환자 대상의 맞춤형 재활 프로그램 개발에도 기여하고 있습니다. 특히 미토콘드리아 DNA 손상과 산화적 손상 지표를 중심으로 심장질환의 발달 기전을 탐구하고 있습니다.
Ralf Greve 교수의 연구실은 빙하역학과 빙상 시스템의 수치 모델링을 중심으로, 특히 남극과 그린란드 빙상의 미래 변화 및 해수면 상승 기여도를 정량적으로 예측하는 데 중점을 두고 있습니다. 다차원, 다상태(냉빙, 온빙 포함) 빙하 모델과 전산유체역학 기반의 스트레스-기반 모델링 기법을 활용해 빙하의 유동, 열역학적 상호작용 및 기초 열유량의 영향을 분석합니다. 특히, ISMIP6와 같은 국제 공동 연구 프로젝트를 통해 빙상 모델의 정확성과 불확실성에 대한 통찰을 제공하고 있습니다.
호라시오 카브랄 교수의 연구실은 나노의학 분야에서 암 치료의 정밀성과 효능을 극대화하기 위한 스마트 나노캐리어 개발에 주력하고 있습니다. 특히, 종양 미세환경을 정상화시키는 약물(예: 덱사메타존)과의 조합, 면역요법의 효과를 극대화할 수 있는 스파티오타임스피컬 제어 기반 나노의약품 설계, 그리고 임상 적용에 유리한 비바이러스형 나노시스템 개발이 핵심 연구 방향입니다. 다양한 암 모델(특히 췌열선암 등 임상적으로 어려운 암)에서의 나노캐리어의 체내 분포와 치료 효과를 실시간으로 평가하는 고급 생체영상 기반 연구도 진행 중입니다.
이 교수의 연구실은 주로 고강도·고내구성 수성 젤리 및 고분자 소재의 설계에 초점을 맞추고 있습니다. 특히 스트레인 유도 결정화, 슬라이딩 링 구조, 폴리로타엑산 기반의 상호연결망 구조를 활용해 피로에 강하고 빠르게 복원되는 메커니즘을 개발하고 있으며, 이는 생체의료 및 웨어러블 디바이스 등 응용 분야에 기여하고 있습니다. 또한, 상호작용 기반의 비공유 결합 메커니즘을 활용한 신개념 고분자 설계와 소재의 기계적 성능 최적화에 대한 연구를 지속하고 있습니다.
마이우라 교수의 연구실은 페리플라티나이드 및 전이금속 촉매를 활용한 C-H 결합 활성화를 핵심으로 하며, 특히 산화적 결합 반응과 선택적 수소화 반응을 통해 복잡한 고리 구조를 효율적으로 합성하는 데 전문성을 가진다. 아로마틱 화합물, 알킨, 아민 유도체 등을 대상으로 한 고도로 선택적인 C-H 기반의 산화적 결합 반응을 개발하고 있으며, 이는 유기합성에서의 새로운 경로를 제시한다. 특히 팔라듐, 팔라듐- copernicium, 구리 촉매를 활용한 다이아릴레이션, 수아미네이션, 이소쿠마린 유도체 합성 등 응용 분야가 넓다.
마리아-마그달레나 티티리치 교수의 연구실은 식물 생물질을 원료로 사용하는 수열 탄소화(HTC) 기반 기술을 중심으로, 환경 친화적이고 저비용이며 지속 가능한 탄소 기반 나노소재를 개발하고 있습니다. 특히 나노구조 제어, 기능화, 대량 생산 가능성을 고려한 탄소 소재의 설계와 응용에 중점을 두고 있으며, 에너지 저장(이차전지, 슈퍼커패시터) 및 환경 정화 분야에서의 응용을 연구하고 있습니다. 생분해성 원료를 활용한 녹색 합성 공정 개발이 핵심 과제입니다.
아츠시 ワ카ミヤ 교수의 연구실은 주로 고효율 태양전지 및 유기 광물질의 분자 설계를 중심으로 활동하고 있습니다. 특히 주로 합성된 보로네이트 기반 유기 반도체를 활용해 전하 수송 성능을 향상시키고, 페로브스카이트 태양전지의 전자 및 정공 수확 효율을 극대화하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 또한, 보론 기반 기능성 분자의 π-공명 구조와 산화환원 특성을 응용해 고성능 광학 및 전자 소재를 개발하고 있습니다.
세키네 요시시 교수의 연구실은 에너지 전환과 지속 가능한 화학 공정을 위한 혁신적 촉매 기반 기술 개발에 초점을 맞추고 있습니다. 특히 수소 에너지의 저장 및 수송을 위한 액체 유기 수소 매질(LOHC)의 탈수소화 반응 촉매 기반 기술, 저온에서의 고효율 암모니아 합성, 전기장 유도 촉매 반응을 통한 저온 수소 생산 등 에너지 효율성 향상을 위한 신개념 촉매 시스템을 연구하고 있습니다. 또한, 생물학적 분자 운반 메커니즘과 유전자 프레임시프트 메커니즘 등 생물학적 과정의 기계적 원리를 이해하는 데도 기여하고 있습니다.
류헤이 나카무라 교수의 연구실은 광촉매 및 전기화학적 산소 발생 반응(OER)을 중심으로 한 에너지 변환 및 저장 기술 개발에 집중하고 있습니다. 특히, 나노구조 산화티타늄의 광활성 영역 확장, 질소 doping에 의한 가시광선 반응 메커니즘 규명, 그리고 고안정성 및 고활성 산화체계(예: Ir<sup>VI</sup>-ado, γ-MnO<sub>2</sub>)의 설계와 기반 메커니즘 규명을 핵심 연구 방향으로 삼고 있습니다. 실시간 표면 분석 기법(예: MIRIR, PL)을 활용한 표면 중간체 규명은 이들의 연구의 기초를 다지고 있습니다.
기후 변화와 공공보건 위기 대응를 위한 환경 바이러스 모니터링 기반의 혁신적 연구를 수행하고 있습니다. 주로 인간 분비물과 환경 샘플에서 발견되는 바이러스(예: SARS-CoV-2, Aichi 바이러스, PMMoV)를 탐지하고, 그 농도를 정량화하여 전염병 예측 및 오염 원천 분석에 활용하는 웨이스트베이스드 에피디미올로지(WBE) 기술을 개발하고 있습니다. 특히 고감도 분석 기술과 분자 생물학적 방법을 접목해, 수질 오염 및 감염병 유행을 사전에 탐지하는 정밀 환경 모니터링 체계를 구축하고 있습니다.
이 교수의 연구실은 허혈성 신손상, 만성 신질환 및 암 치료 내성과 관련된 세포사인 페로프토시스의 분자 기전을 중심으로 연구를 진행하고 있습니다. 특히 비타민 K의 항페로프토시스 작용, 장내 미생물군이 요독성 물질 축적에 미치는 영향, 그리고 약물 대사가 산화적 손상과 신기능에 미치는 영향을 다각도로 탐구하고 있습니다. 최근에는 페로프토시스 조절 메커니즘과 미생물-장-신장 축의 대사적 상호작용에 초점을 맞춘 기초-임상 연계 연구를 추진하고 있습니다.
히토시 나카토가와 교수의 연구실은 자가포식(autophagy)의 분자 기전, 특히 이중막을 가진 자가포식소세포(autophagosome)의 생합성과 막 동역학에 중점을 두고 있습니다. Atg 단백질군, 특히 Atg8의 지질화 및 회수 메커니즘, 그리고 자가포식소세포 형성의 시작점인 PAS(pre-autophagosomal structure)에서의 단백질 조립 과정을 중심으로 기초 분자생물학적 기전을 규명하고 있습니다. 특히 유전자 조작이 가능한 효모 모델을 활용한 고해상도 현미경 기법을 통해 세포 내 막 구조의 동적 변화를 실시간으로 관찰하고 있습니다.
Kazuo Tsubota 교수의 연구실은 눈의 표면 및 눈물막 기능 이상을 중심으로 한 건조안병증(Dry Eye Disease, DED)의 기전과 치료에 중점을 두고 있습니다. 특히 비디오 디스플레이 터미널(VDT) 작업자에서 흔히 나타나는 짧은 눈물막 파손 시간을 기반으로 한 건조안의 병태생리학적 이해를 심화하고 있으며, 자가 혈청 치료나 각막 상피 줄기세포 이식과 같은 새로운 치료 전략 개발에도 기여하고 있습니다. 연구는 임상적 문제 해결을 목표로 하여 기초 생물학적 기전과 실제 치료법의 연계를 추구합니다.
우라노 요시테루 교수의 연구실은 생체 내 동적 과정을 실시간으로 관찰할 수 있는 고감도 형광 영상 기술 개발에 초점을 맞추고 있습니다. 특히 암 조기 진단을 위한 선택적이고 신속하게 활성화되는 형광 프로브의 설계와 응용에 주력하며, 종양 세포에서만 발현되는 효소를 타겟으로 한 스마트 형광 프로브를 개발하고 있습니다. 이는 수술 중 또는 내 endoscopy 시 소형 종양을 정밀하게 탐지하는 데 기여합니다.
Mayumi 교수의 연구실은 슈퍼 분자 고분자인 폴리로타제이드와 슬라이드-링 겔을 중심으로, 이들의 분자적 움직임과 거시적 기계적 거동 간의 상관관계를 연구합니다. 특히 가소성, 탄성, 내구성 등 독특한 거시적 성질을 나타내는 슬라이딩 가능한 교차결합 메커니즘을 분자역학 시뮬레이션과 실험을 통해 규명하고 있습니다. 고분자 사슬의 유한한 연장성과 비가역적 결합의 상호작용이 거시적 거칠기와 파손 거동에 미치는 영향도 핵심 연구 주제입니다.
이 교수의 연구실은 생물학적 중요도가 높은 인산염 유도체, 특히 인산단백질과 뉴클레오사이드 다이포스페이트 등을 정밀하게 인식하고 감지하는 분자 인식 및 광학 센서 기술을 핵심으로 연구하고 있습니다. 주로 아연 이온 기반 이핵심 수용체와 형광 프로브를 활용해 수용성 생물학적 조건에서도 안정적으로 작동하는 소분자 기반 화학센서를 개발하고 있으며, 생체 내외에서의 생물학적 이벤트 모니터링을 위한 신개념 바이오분석 도구의 개발에 기여하고 있습니다. 특히, 단백질 기반 형광 생체감지기의 설계 원리를 응용한 고감도·고선택성 센서 기술도 함께 발전시키고 있습니다.
Koji Hase 교수의 연구실은 장내 미생물과 숙주 간의 상호작용을 중심으로, 장의 면역 조절, 장벽 기능, 대사 질환 및 자가면역질환의 발달 메커니즘을 규명하고자 합니다. 특히 장내 세균에서 유래하는 대사물질(예: 아세트산, 히알루론산 등)이 숙주의 대사 및 면역 반응에 미치는 영향을 분자생물학적·면역학적 접근으로 연구하고 있습니다. 또한 항균 펩타이드와 M세포를 통한 항원 항문 전달 메커니즘을 통해 장면역계의 기초 기전을 밝혀내고 있습니다.
