도네가와 스스무
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1. 개요
도네가와 스스무는 일본 출신의 분자생물학자이자 신경과학자이다. 그는 항체 생산 유전자의 면역 기전을 밝힌 공로로 1987년 노벨 생리학·의학상을 수상했다. 교토 대학에서 화학을 전공하고 캘리포니아 대학교 샌디에이고에서 박사 학위를 받은 후, 솔크 연구소와 바젤 면역학 연구소를 거쳐 매사추세츠 공과대학교 교수로 재직했다. 면역학 연구 이후 신경과학 분야로 전환하여 기억 형성에 대한 연구를 수행했으며, 광유전학 기술을 활용하여 기억 흔적 세포를 규명하는 데 기여했다.
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도네가와 스스무 - [인물]에 관한 문서 | |
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기본 정보 | |
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출생일 | 1939년 9월 5일 |
출생지 | 일본, 아이치현, 나고야시 |
거주지 | 일본, 미국, 스위스 |
국적 | 일본 |
연구 분야 | |
학문 분야 | 유전학, 면역학, 신경과학, 분자생물학 |
연구 기관 | 교토 대학, 캘리포니아 대학교 샌디에이고, 솔크 연구소, 바젤 면역학 연구소, 매사추세츠 공과대학교, 이화학연구소 뇌과학종합연구센터 |
출신 대학 | 교토 대학, 캘리포니아 대학교 샌디에이고 |
지도 교수 | 하야시 마사키, 레나토 둘베코 |
주요 업적 | V(D)J 재조합에 의한 항체 생성의 유전적 원리 규명, 항체 다양성, E-박스 |
영향을 준 인물 | 사카노 히토시, 아드리안 헤이데이 |
수상 | |
수상 내역 | 아사히상 (1981년) 루이자 그로스 호르위츠상 (1982년) 가드너 국제상 (1983년) 문화 훈장 (1984년) 미국 예술 과학 아카데미 외국 회원 (1984년) 미국 국립 과학 아카데미 외국 회원 (1984년) 로베르트 코흐 상 (1986년) 앨버트 래스커 기초 의학 연구상 (1987년) 노벨 생리학·의학상 (1987년) 미국 과학 진흥 협회 회원 (2006년) 이화학연구소 회원 (2007년) 데이비드 M. 보너 상 (평생 공로상) (2010년) |
서명 | |
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웹사이트 | |
웹사이트 | 도네가와 스스무 연구실 |
2. 생애 및 경력
1939년 아이치현 나고야시에서 태어났다.[2] 1958년 도쿄 도립 히비야 고등학교를 졸업했으며, 아버지도 히비야 고등학교 출신이다. 대학 입시에서 1년 재수한 뒤 1959년에 교토 대학 이학부에 입학했다. 1963년 교토 대학 이학부 화학과를 졸업하고, 같은 해 4월 대학원 이학 연구과에 진학했다. 분자생물학을 연구하기 위해 설립된 지 얼마 안 된 캘리포니아 대학교 샌디에이고 대학원으로 유학을 갔다.[3] 1968년 캘리포니아 대학교 샌디에이고교 박사 과정 수료 (Ph.D. in molecular biology)했다.[3]
1969년 미국 솔크 연구소·레나토 둘베코 연구실에서 연구원 생활을 했다.[17] 1971년 스위스 바젤 면역학 연구소 주임연구원이 되었다. 1981년 매사추세츠 공과대학교 생물학부 및 암연구소 교수가 되었다. 1987년 항체생산 유전자의 면역 매커니즘을 밝힌 업적으로 노벨 생리학·의학상을 수상했다. 1994년 매사추세츠 공과대학교 학습·기억 연구 센터장이 되었다.
2006년 MIT (매사추세츠 공과대학교) 내 타 연구소의 교관으로 공모하면서 연구 내용이 경합 중이라는 이유로 여성 연구자에게 자진 사퇴를 강요하는 내용의 메일을 보낸 사실이 드러나면서 고발됐다. 당시 매사추세츠 공과대학교의 내부 조사에서 부적절한 내용을 인정하면서도 여성 차별의 증거는 없었다고 보고되었다. 결국, 2006년을 마지막으로 센터장직에서 물러났다. 2009년 이화학연구소 뇌과학종합연구센터 센터장을 역임했다.
도네가와는 일본 나고야에서 태어나 도쿄 히비야 고등학교를 다녔다.[2] 교토 대학 학생 시절, 오페론 이론에 매료되었는데, 이는 프랑수아 자코브와 자크 모노의 논문을 읽고 분자 생물학에 대한 관심을 갖게 된 데에 부분적으로 영향을 미쳤다고 한다.[3]
- 증조부 '''利根川浩'''(1851-1932)는 도쿄사범학교 출신의 교육자로, 후쿠야마 세이시칸을 비롯한 각지에서 교사·교장을 역임했다.[25]
- 조부 '''利根川守三郞'''(1873년생)은 히로시마현 사족 오카모토 료조의 삼남으로 태어나 19세 때 당시 아키타현 사범학교장이었던 리네가와 히로의 양자가 되었고, 도쿄 제국대학 공과대학 졸업 후 체신국에 들어가 해외 유학생 제도를 통해 구미에서 배우고 전기시험소 소장을 역임한 후 후루카와 전기공업 중역이 되었다.[26][27] 전자정보통신학회 초대 회장 등을 역임했다.[28]
- 아버지 '''利根川勉'''(1910년생)은 그의 차남으로 교토대학 기계과 졸업 후 텐마 직물(현 시키보)에 입사했다.[29]
현재 부인 요시나리 마유미와 함께 보스턴 지역에 거주하고 있으며, 요시나리 마유미는 NHK(일본방송협회)의 PD/인터뷰어였으며 현재는 프리랜서 과학 저술가로 활동하고 있다. 도네가와 부부는 세 자녀, 히데 도네가와, 한나 도네가와, 삿토 도네가와(사망)를 두었다. 아내 '''吉成真由美'''(1953년생)는 매사추세츠 공과대학교(뇌 및 인지과학부), 하버드 대학교 대학원 석사 과정(심리학부 뇌과학 전공) 수료의 과학 저술가이다.[30] NHK의 디렉터를 맡아 특집 프로그램 『21세기는 경고한다』에서 리네가와와 만나 결혼했다(리네가와는 재혼).[31] 마유미와의 사이에 미국에서 태어난 두 아들과 한 딸이 있으며, 장남은 노벨상 시상식 기자 회견에도 동석했다.[32]
도네가와는 보스턴 레드삭스의 팬이며, 2004년 월드 시리즈 우승 시즌에 시구자로 나섰다.
2. 1. 어린 시절과 교육
도네가와 스스무는 일본 나고야에서 태어났으며, 그의 아버지는 덴마 직물(현 시키보)에서 근무하는 기계 공학 엔지니어였다.[17][18] 도네가와 가는 빈고국(현재의 히로시마현 동부) 후쿠야마번의 가신 가문이었다.[18] 그의 친조부인 도네가와 모리사부로는 전자기술종합연구소(현 산업기술종합연구소)의 2대 소장과 전자정보통신학회 초대 회장을 역임한 전기 공학 권위자였다.[18][20] 도네가와는 생후 몇 개월부터 오사카에서 자랐고, 초등학교와 중학교 시절에는 이사를 자주 다녔다.[21]도쿄도립 히비야 고등학교를 졸업하고[2], YMCA 예비교에서 재수를 한 후 1959년, 교토 대학 이학부에 입학했다.[17] 교토 대학에서는 3학년부터 화학과를 선택했다. 당시 도네가와는 안보 투쟁 이후 자본가를 위해 평생 일하는 것은 재미없다는 친구의 영향으로 데모에 참가하기도 했다.[22] 1960년 6월 15일 가바 미치코의 사망 후에는 교토에서 상경하여 국회의사당 앞에 서기도 했다.[22]
교토 대학 학생 시절, 도네가와는 프랑수아 자코브와 자크 모노의 논문을 읽고 오페론 이론에 매료되어 분자 생물학에 대한 관심을 갖게 되었다.[3] 1963년 교토 대학을 졸업하고, 당시 일본에는 분자 생물학 연구를 위한 선택의 폭이 제한적이었기에 캘리포니아 대학교 샌디에이고로 건너가 마사키 하야시 박사 지도 아래 박사 학위를 받았다. 그는 1968년에 박사 학위를 받았다.
2. 2. 연구자의 길
도네가와 스스무는 1959년 교토 대학 이학부에 입학하여 1963년에 졸업하고, 같은 해 대학원 이학 연구과에 진학했다. 이후 와타나베 이타루의 권유로 캘리포니아 대학교 샌디에이고 대학원으로 유학을 떠나 1968년 박사 학위(Ph.D. in molecular biology)를 취득했다.[17] 1969년에는 미국 솔크 연구소의 레나토 둘베코 연구실에서 연구원 생활을 시작했다.[17]레나토 둘베코의 권유로 1971년 스위스 바젤 면역학 연구소로 옮겨 주임연구원으로 활동하며 면역학 연구를 수행했다.[17] 1981년에는 매사추세츠 공과대학교 생물학부 및 암연구소 교수로 임용되었다.[17] 1994년에는 매사추세츠 공과대학교 학습·기억 연구 센터장이 되었고, 2009년에는 이화학연구소 뇌과학종합연구센터 센터장을 역임했다.
2006년, 도네가와는 MIT 내 다른 연구소 교관 공모 과정에서 연구 내용이 경합한다는 이유로 여성 연구자에게 사퇴를 강요하는 메일을 보낸 사실이 드러나 고발되었다. 당시 매사추세츠 공과대학교의 내부 조사는 부적절한 내용을 인정하면서도 여성 차별의 증거는 없었다고 보고했다. 그는 2006년을 마지막으로 센터장직에서 물러났다.
2. 3. 개인사
도네가와 스스무는 현재 부인 요시나리 마유미와 함께 보스턴 지역에 거주하고 있다. 요시나리 마유미는 NHK(일본방송협회)의 PD/인터뷰어였으며 현재는 프리랜서 과학 저술가로 활동하고 있다. 도네가와 부부는 세 자녀, 히데 도네가와, 한나 도네가와, 삿토 도네가와(사망)를 두었다.[31][33]도네가와는 보스턴 레드삭스의 팬이며, 2004년 월드 시리즈 우승 시즌에 시구자로 나섰다.
- 증조부 '''利根川浩'''(1851-1932)는 도쿄사범학교 출신의 교육자로, 후쿠야마 세이시칸을 비롯한 각지에서 교사·교장을 역임했다.[25]
- 조부 '''利根川守三郞'''(1873년생)은 히로시마현 사족 오카모토 료조의 삼남으로 태어나 19세 때 당시 아키타현 사범학교장이었던 리네가와 히로의 양자가 되었고, 도쿄 제국대학 공과대학 졸업 후 체신국에 들어가 해외 유학생 제도를 통해 구미에서 배우고 전기시험소 소장을 역임한 후 후루카와 전기공업 중역이 되었다.[26][27] 전자정보통신학회 초대 회장 등을 역임했다.[28]
- 아버지 '''利根川勉'''(1910년생)은 그의 차남으로 교토대학 기계과 졸업 후 텐마 직물(현 시키보)에 입사했다.[29]
- 아내 '''吉成真由美'''(1953년생)는 매사추세츠 공과대학교(뇌 및 인지과학부), 하버드 대학교 대학원 석사 과정(심리학부 뇌과학 전공) 수료의 과학 저술가이다.[30] NHK의 디렉터를 맡아 특집 프로그램 『21세기는 경고한다』에서 리네가와와 만나 결혼했다(리네가와는 재혼).[31]
- 마유미와의 사이에 미국에서 태어난 두 아들과 한 딸이 있으며, 장남은 노벨상 시상식 기자 회견에도 동석했다.[32]
3. 주요 업적
도네가와 스스무는 순응적인 면역 시스템에서 유전자의 매커니즘을 설명한 것으로 유명하다. 인체에는 19,000개 미만의 유전자밖에 없지만, 수백만 개의 항체를 생성할 수 있다. 1976년부터 시작된 일련의 획기적인 실험에서 도네가와는 유전 물질이 자체적으로 재배열되어 수백만 개의 항체를 형성한다는 것을 보여주었다. 태아와 어른 쥐의 B 세포(일종의 백혈구)의 DNA를 비교해 본 결과 그는 어른 쥐의 성숙한 B세포의 유전자들이 변동하는 지역의 항체들의 다양성을 형성하기 위해 돌아다니고 재결합하고 삭제되었다는 것을 알게 되었다.[4] 이 과정은 V(D)J 재조합으로 알려져 있다.
1983년, 도네가와는 항체 유전자 복합체와 관련된 전사 증폭 요소, 즉 최초의 세포 증폭 요소를 발견했다.
노벨상 수상 직후, 도네가와 스스무는 면역학에서 신경과학 분야로 전향하여 이후 수년간 연구에 집중했다.[7][8][9]
도네가와 연구실은 포유류 시스템에서 형질전환 및 유전자 녹아웃 기술을 개척했다. 그는 기억 형성에 있어 CaMKII-(1992) 및 NMDA 수용체 의존적 시냅스 가소성(1996)의 중요성을 입증하는 초기 연구에 참여했다.
도네가와 연구실은 측두 피질의 수상 돌기 신경 가시가 취약 X 증후군 치료의 유력한 표적임을 발견했다. 억제제인 FRAX586을 한 번 투여하여 도네가와는 마우스 모델에서 FXS 증상의 현저한 감소를 보였다.
도네가와는 신경과학 연구에서 광유전학 및 생명공학을 초기에 도입하여 기억 흔적 세포를 식별하고 조작하는 획기적인 연구를 수행했다. 2012년, 그의 연구실은 공포 조건화 패러다임 동안 표지된 특정 하위 집단의 마우스 해마 뉴런의 활성화가 정확한 기억 흔적과 관련된 행동 반응을 유발하기에 충분하다는 것을 입증했다. 이는 기억 정보가 해마의 특정 세포 앙상블, 현재 기억 흔적 세포라고 자주 불리는 곳에 저장된다는 것을 처음으로 입증했다.
최근 그의 연구실은 광유전학 기술과 바이러스 주입 기법을 계속 사용하여 기억 흔적 세포 앙상블에 대한 발견을 확장하고 있다. 특히 도네가와는 기억 가치, 사회적 기억뿐만 아니라 우울증, 기억 상실, 및 알츠하이머병과 같은 뇌 질환에서 기억 흔적 세포 앙상블의 역할을 밝혀냈다. 이러한 연구는 기억 흔적 앙상블 조작을 통한 미래의 인간 의료 치료에 대한 개념 증명을 제공한다.
3. 1. 면역학
도네가와 스스무는 순응적인 면역 시스템에서 유전자의 매커니즘을 설명한 것으로 유명하다. 인체에는 19,000개 미만의 유전자밖에 없지만, 수백만 개의 항체를 생성할 수 있다. 1976년부터 시작된 일련의 획기적인 실험에서 도네가와는 유전 물질이 자체적으로 재배열되어 수백만 개의 항체를 형성한다는 것을 보여주었다. 태아와 어른 쥐의 B 세포(일종의 백혈구)의 DNA를 비교해 본 결과 그는 어른 쥐의 성숙한 B세포의 유전자들이 변동하는 지역의 항체들의 다양성을 형성하기 위해 돌아다니고 재결합하고 삭제되었다는 것을 알게 되었다.[4] 이 과정은 V(D)J 재조합으로 알려져 있다.1983년, 도네가와는 항체 유전자 복합체와 관련된 전사 증폭 요소, 즉 최초의 세포 증폭 요소를 발견했다.
3. 2. 신경과학
노벨상 수상 직후, 도네가와 스스무는 면역학에서 신경과학 분야로 전향하여 이후 수년간 연구에 집중했다.[7][8][9]도네가와 연구실은 포유류 시스템에서 형질전환 및 유전자 녹아웃 기술을 개척했다. 그는 기억 형성에 있어 CaMKII-(1992) 및 NMDA 수용체 의존적 시냅스 가소성(1996)의 중요성을 입증하는 초기 연구에 참여했다.
도네가와 연구실은 측두 피질의 수상 돌기 신경 가시가 취약 X 증후군 치료의 유력한 표적임을 발견했다. 억제제인 FRAX586을 한 번 투여하여 도네가와는 마우스 모델에서 FXS 증상의 현저한 감소를 보였다.
도네가와는 신경과학 연구에서 광유전학 및 생명공학을 초기에 도입하여 기억 흔적 세포를 식별하고 조작하는 획기적인 연구를 수행했다. 2012년, 그의 연구실은 공포 조건화 패러다임 동안 표지된 특정 하위 집단의 마우스 해마 뉴런의 활성화가 정확한 기억 흔적과 관련된 행동 반응을 유발하기에 충분하다는 것을 입증했다. 이는 기억 정보가 해마의 특정 세포 앙상블, 현재 기억 흔적 세포라고 자주 불리는 곳에 저장된다는 것을 처음으로 입증했다.
최근 그의 연구실은 광유전학 기술과 바이러스 주입 기법을 계속 사용하여 기억 흔적 세포 앙상블에 대한 발견을 확장하고 있다. 특히 도네가와는 기억 가치, 사회적 기억뿐만 아니라 우울증, 기억 상실, 및 알츠하이머병과 같은 뇌 질환에서 기억 흔적 세포 앙상블의 역할을 밝혀냈다. 이러한 연구는 기억 흔적 앙상블 조작을 통한 미래의 인간 의료 치료에 대한 개념 증명을 제공한다.
4. 수상 및 영예
도네가와 스스무는 1981년에 아사히상[23]과 애버리-란트슈타이너상[24]을 수상했다. 1982년에는 바버라 매클린톡과 공동으로 루이자 그로스 호로위츠 상을 받았고,[10] 1983년에는 게르드너 국제상과 문화공로자로 선정되었다.[11] 1984년에는 일본 천황으로부터 문화훈장을 받았으며, 미국 미국 예술 과학 아카데미 외국 회원으로 선출되었다.[12] 1986년에는 로베르트 코흐상을 수상하고 미국 미국 국립 과학 아카데미 외국 회원이 되었다.[13]
1987년, 도네가와는 항체생산 유전자의 면역 매커니즘을 밝힌 업적으로 앨버트 래스커 기초 의학 연구상과 노벨 생리학·의학상을 받았다. 1988년에는 기하라상을 수상했으며, 1990년에는 다치바나 다카시와의 공저 『정신과 물질 - 분자생물학은 어디까지 수수께끼를 풀 수 있는가』로 신초 학예상을 받았다. 1995년에는 감비아에서 발행된 우표에 그의 업적이 헌정되었다(Scott No. 1635c).[14] 2004년 교토 대학에서 명예 박사 학위를 받았고,[13] 2006년 미국 과학 진흥 협회 회원이 되었다. 2007년 이화학연구소(RIKEN) 펠로우, 2009년 홍콩 시립 대학교 명예 박사 학위,[14] 2010년 UCSD 데이비드 M. 보너 평생 공로상을 받았다.
5. 저서 및 주요 논문
- 精神と物質 - 分子生物学はどこまで生命の謎を解けるか일본어, 분게이슌주(文藝春秋)·1990년(분슌분고·1993년)
- 私の脳科学講義일본어, 이와나미 신서 이와나미 쇼텐, 2001년
- 生命に挑む도네가와 스스무·하나후사 슈자부로の世界 - 官・学識者が紙上討論! -일본어 닛칸 공업 신문사 1988.2
- 精神と物質 - 分子生物学はどこまで生命の謎を解けるか -일본어(다치바나 타카시 대담) 분게이슌주・1990년 이후 문고
- 脳の奥が見え始めた일본어 아마리 슌이치, 이토 마사오 공저 이와나미 쇼텐 2004.9
- つながる脳科学 「心の仕組み」に迫る脳研究の最前線일본어 고단샤 블루 백스 2016.11
- Tonegawa, S. (1983). Somatic generation of antibody diversity. Nature, 302(5909), 575-581.
- Gillies, S. D., Morrison, S. L., Oi, V. T., & Tonegawa, S. (1983). A tissue-specific transcription enhancer element is located in the major intron of a rearranged immunoglobulin heavy chain gene. Cell, 33(3), 717-728.
- Mombaerts, P., Iacomini, J., Johnson, R. S., Herrup, K., Tonegawa, S., & Papaioannou, V. E. (1992). RAG-1-deficient mice have no mature B and T lymphocytes. Cell, 68(5), 869-877.
- Silva, A. J., Stevens, C. F., Tonegawa, S., & Wang, Y. (1992). Deficient hippocampal long-term potentiation in alpha-calcium-calmodulin kinase II mutant mice. Science, 257(5067), 201-206.
- Haas, W., Pereira, P., & Tonegawa, S. (1993). Gamma/delta cells. Annual review of immunology, 11(1), 637-685.
- Tsien, J. Z., Huerta, P. T., & Tonegawa, S. (1996). The essential role of hippocampal CA1 NMDA receptor–dependent synaptic plasticity in spatial memory. Cell, 87(7), 1327-1338.
- Poss, K. D., & Tonegawa, S. (1997). Reduced stress defense in heme oxygenase 1-deficient cells. Proceedings of the National Academy of Sciences, 94(20), 10925-10930.
- Shen, J., Bronson, R. T., Chen, D. F., Xia, W., Selkoe, D. J., & Tonegawa, S. (1997). Skeletal and CNS defects in Presenilin-1-deficient mice. Cell, 89(4), 629-639.
- Nakazawa, K., Quirk, M. C., Chitwood, R. A., Watanabe, M., Yeckel, M. F., Sun, L. D., Kato, A., Carr, C.A., Johnston, D., Wilson, M.A., & Tonegawa, S. (2002). Requirement for hippocampal CA3 NMDA receptors in associative memory recall. Science, 297(5579), 211-218.
- Liu, X., Ramirez, S., Pang, P. T., Puryear, C. B., Govindarajan, A., Deisseroth, K., & Tonegawa, S. (2012). Optogenetic stimulation of a hippocampal engram activates fear memory recall. Nature, 484(7394), 381-385.
- Ramirez, S., Liu, X., Lin, P. A., Suh, J., Pignatelli, M., Redondo, R. L., Ryan, T.J., & Tonegawa, S. (2013). Creating a false memory in the hippocampus. Science, 341(6144), 387-391.
- 토네가와, S. (1983). 항체 다양성의 체세포 생성. 네이처, 302(5909), 575-581.
- 길리스, S. D., 모리슨, S. L., 오이, V. T., & 토네가와, S. (1983). 재배열된 면역글로불린 중쇄 유전자의 주요 내부에 조직 특이적 전사 촉진 요소가 위치해 있다. 세포, 33(3), 717-728.
- 벰바에르츠, P., 이아코미니, J., 존슨, R. S., 헤럽, K., 토네가와, S., & 파파이오아누, V. E. (1992). RAG-1 결핍 생쥐는 성숙한 B 및 T 림프구를 갖지 않는다. 세포, 68(5), 869-877.
- 실바, A. J., 스티븐스, C. F., 토네가와, S., & 왕, Y. (1992). 알파-칼슘-칼모듈린 키나아제 II 돌연변이 생쥐에서 해마 장기 가소성 결핍. 사이언스, 257(5067), 201-206.
- 하스, W., 페레이라, P., & 토네가와, S. (1993). 감마/델타 세포. 면역학 연보, 11(1), 637-685.
- 티엔, 조 Z., 우에르타, 파트리시오 T., & 토네가와, 스스무. (1996). 공간 기억에서 해마 CA1 NMDA 수용체 의존적 시냅스 가소성의 필수 역할. 세포, 87(7), 1327–1338.
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- 私の脳科学講義일본어 이와나미 신서 2001년 ISBN 978-4004307556
- 生命に挑む도네가와 스스무·하나후사 슈자부로の世界 - 官・学識者が紙上討論! -일본어 닛칸 공업 신문사 1988.2 ISBN 978-4526023156
- 精神と物質 - 分子生物学はどこまで生命の謎を解けるか -일본어(다치바나 타카시 대담) 분게이슌주・1990년 이후 문고 ISBN 978-4167330033
- 脳の奥が見え始めた일본어 아마리 슌이치, 이토 마사오 공저 이와나미 쇼텐 2004.9 ISBN 978-4000065993
- つながる脳科学 「心の仕組み」に迫る脳研究の最前線일본어 고단샤 블루 백스 2016.11 ISBN 978-4062579940
5. 2. 주요 논문
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