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서울대학교 의과대학 생화학교실 서정선 교수 (1)
"새로운 기술을 먼저 확립하고 연구에 접근"

인터뷰 내용
   현재 연구실에서 집중하고 있는 연구 내용
   산업화 된 연구성과
   연구 방향
   마크로젠 설립
   우리 연구소와 마크로젠 관계
   대학원생 모집과 인재상

일시: 2005년 11월 9일, 오후 4:00

장소: POSTECH 청암학술관

서정선 교수 약력




연구실 소개와 현재 연구실에서 집중하고 있는 연구 내용

"1983년 서울대 의과대학 전임강사부터 시작해서 지금 22년이 되었고 중간에 미국에 2년 있었으니 20년이 되었다. 처음에는 암 유전자 연구를 시작했는데 1987년 연구방향을 바꾼 큰 계기가 있었다. 거의 실험 마무리 단계에서 발표를 앞두고 다른 연구자가 먼저 발표한 것이다. 우리가 모든 면에서 불리하기 때문에 다른 사람들이 따라 올 수 없을 정도로 어려운 실험기법을 쓰거나 기술을 가져야 한다는 생각을 했다.

그러다 외국학회에 참석해서 유전자 이식 기술(쥐 수정란에 유전자를 집어넣거나 knock-out 시키는 기술)을 접하게 되었다. 의사이기 때문에 유전자 자체 분석보다는 유전자가 세포 내로 들어가서 어떤 phenotype이 나타나고 어떤 질병을 주는지 관심이 컸기 때문에 생물학의 한 chapter를 넘길 대단한 기술이라고 생각했다. 어렵게 실험실을 갖추고 기계를 사서 1990년 첫 번째 유전자 도입된 생쥐가 태어났다.

처음에 유전자이식 연구를 하려고 해도 연구비가 없어서 과학기술부나 교육인적자원부(구 문교부)도 찾아가고 번번이 거절을 당했었다. 운 좋게 문교부(당시 문교부에서는 대학 교수에게 연구비를 지원하지 않았는데, 문교부 지원을 받는 첫 번째 교수가 되었다.)에서 지원하는 연구비를 받아 본격적으로 유전자 이식 연구를 시작했다. 3년 간 3억 원이라는 연구비는 1998년 당시 상당히 큰 돈이었다. 처음에는 암 유전자를 이식해서 암이 발생하는지 안 하는지를 봤었고 기술이 확립된 후에는 그 기술을 응용할 수 있는 연구가 무엇인지 찾기 시작했다.

먼저 Stress 유전자의 생체이식연구를 시작했다. 우리는 세포 내 스트레스를 받았을 때 어떤 변화가 생기고 가장 많은 변화가 생기는 단백질이 무엇인가 찾아보았다.

Heat shock protein은 큰 충격이 왔을 때 단백질을 감싸서 단백질을 충격으로부터 보호했다가 시간이 지나면 단백질을 내보내는 chaperon의 기능을 가지고 있다. 대부분 알고 있는 이런 chaperon 기능 이외에 다른 기능이 있을 것으로 예상하고 heat shock protein을 과발현 시켜 무슨 일이 생기는지 보았다. 보통 스트레스를 주면 굉장히 많은 변화가 생기기 때문에 heat shock protein에 의한 변화를 정확히 알 수가 없었다.

그래서 스트레스를 주지 않고 heat shock protein을

과발현 시켰더니 암이 생겼다. 기존에 heat shock protein은 스트레스를 방어하는 역할로 알려졌었는데 암을 일으키니까 이 결과를 이해할 수 없었다. 그래서 2년 동안 발표도 못하고 있었다.

결국 2000년에 이 의문이 풀었다. Heat shock protein이 apoptosis를 blocking 시키는 것을 밝혀서 JBC 저널에 발표하였다. 현재 citation number가 100번을 넘었다. Heat shock protein이 Apoptosis와 연결된 것을 처음으로 밝힌 논문이라서 연구자들이 많이 인용하는 것 같다. 올 해도 이와 관련 논문을 계속 발표하였다. 우리 연구실은 stress와 heat shock protein 관련 연구에 많은 관심을 가지고 계속 연구하고 있다. 스트레스를 방어하는 신약을 개발하는 것이 연구 목표 중 하나이다."

Knock-out mouse 기대와 실망

"Heat shock knock-out mice를 처음 만들었고 apoptosis block도 알아내서 knock-out mice에 정말 기대가 컸다. 그러나 여기에 두 개의 gene이 관여를 하는데, 아주 어렵게 주요 역학을 하는 gene을 knock-out 시켜도 완전히 knock-out되지 않고 phenotype도 강력하지 않았다.

knock-out mice를 통해 생각보다 큰 결과를 얻지 못한 것에 상당히 실망이 컸다. 그래서 knock-out에는 조금 흥미가 떨어지고 당시 genomics에 흥미를 가지게 되었다. SNP나 DNA chip 기술에 관심을 가지고 bioinformatics를 통해서 데이터 handling이 필요하다는 것을 알게 되었다."

산업화 된 연구 성과

"멀리 앞을 보고 시작한 연구가 genomic imprinting(대립유전자 allele 중 어느 하나만 발현되는 현상)이다. 이것은 '아빠 없는 생쥐(처녀생식)'연구와 연결된다. 일본의 고노 교수팀과 공동연구를 시작하면서 처녀생식 생쥐는 2010년쯤 해결이 될 것으로 예상 했었다. 그러나 예상보다 훨씬 빨리 2004년 고노 교수팀에서 처녀생식 생쥐를 만들다. 마크로젠에서 개발한 DNA chip으로 이 생쥐를 검증하고 분석하는 역할을 했다. 이 논문의 중요성은 처녀생식 쥐가 태어난 것이고 이를 DNA chip으로 잘 분석하고 증명한 것에 있다.

우리는 epigenetics에 큰 관심을 가지고 있다. Genomic imprinting인데 DNA sequence가 바뀌지 않으면서 methylation 등으로 기능이 바뀌는 것이다. Epigenetics를 통해 각인 유전자(imprinted gene)로 생기는 문제들을 해결하기 위한 연구를 하고 있다. 아빠 없는 생쥐도 만들어졌으니 이제는 엄마 없는 생쥐를 만들 수도 있다고 본다. 정자 둘을 가지고 2n을 만들어 난자 핵을 없애고 집어넣어 만든다. 정자의 각인 유전자 정보를 조작해서 전체적으로 어떻게 바뀌는가, 생명체로 태어날 수 있는가를 보는 것이다.

마크로젠은 보건의료 질병뿐 아니라 에너지 분야 원천기술 기술 확보에도 관심을 가지고 있다. 그래서 Zymomonas mobilis 게놈 분석 결과를 2005년 발표하였다(Nature Biotechnology 23, 63-68, 2004). 이런 게놈 분석은 앞으로 더 과감하게 진행할 생각이다."

마크로젠 설립

"국립대학 안에서 뭔가 새로운 실험실을 갖추고 새로운 연구를 과감하게 진행해 나가는 것은 사실 좀 어려운 실정이다. 많은 대학 교수들이 공감할 것이다. 원래는 회사에 특별히 경험이 있거나 돈을 벌어야겠다는 생각을 한 것은 아니었다. 공부할 때 제약회사 컨설팅을 좀 해주면서 미국을 오가며 정보를 모으고 네트워크를 만들 수 있었고 이것이 기반이 되어 아는 사람들하고 미국에서 벤처회사를 하나 만들었다(1984년). 그러나 1988년 유전공학 벤처기업이 대부분 실패를 했다. 그때 우리도 회사도 실패하면서 다시는 회사를 하지 않겠다고 생각을 했다.

그 후 1995년 G7 선도과제 지원비를 받아 transgenic mice를 가지고 미국, 일본에 생명특허를 냈다. 지금도 transgenic mice 연구를 할 수 있도록 지원해준 과학기술부에 굉장히 고맙게 생각한다. 우리가 6~7년 동안 20~30억 원의 연구비를 받았는데 그 돈으로 많은 연구를 할 수 있었다. 당시 우리가 지원받던 G7 사업이 3단계가 되면은 연구소가 아닌 회사가 주도권을 가져야 한다는 것을 알게 되었다. 더 이상 연구책임자가 될 수 없다고 해서 연구비를 받는 목적으로 조그맣게 회사를 만들었다. 그래서 1997년 자의 반 타의 반으로 마크로젠을 세웠다.

마크로젠 설립 당시 생쥐를 이용한 in-vivo 실험이 임상적으로 굉장히 중요해 질것을 예상했다. 그리고 제약회사에서 수요가 엄청나게 늘어나 산업화 가능성에 기대도 컸다. 연구비를 받겠다는 것도 있었지만 실제 마우스 기술에 대한 비전이 있었다."

우리 연구소와 마크로젠 관계

"연구를 하려면 tool(기술)을 사용해야 하는데 학교에서 마우스 사육장을 설치하고 운영하거나 DNA Chip 기계를 사서 쓰기는 사실 어렵다. 그러나 내겐 마크로젠이 있기에 굉장히 많은 일을 할 수 있다. 서울대학교 내 연구소는 마크로젠과 공동연구를 할 수 있고 연구 성과는 나중에 마크로젠의 사업영역으로 확대될 수도 있다. "

연구 방향

"우리 연구실은 근본적으로 스트레스 연구를 기반으로 스트레스와 heat shock protein에 대한 연구, 그리고 epigenetics 연구를 실험실 학생들과 계속 진행할 계획이다."

대학원생 모집과 인재상

"현재 학교 내 실험실에는 연구원과 대학원생이 10명 정도 된다. 그 동안 사업에 신경을 많이 쓰느라 학생수를 많이 줄인 상태이다. 그러나 작년 6월부터 나는 거의 학교에서 시간을 보내고 그 동안의 프로젝트들도 어느정도 정리해 가고 있다.

예전에는 우리가 항상 다른 외국보다 뒤처져 있다는 생각을 했기 때문에 남이 잘하는 것을 빨리 따라가야 했지만, '아빠없는 생쥐'와 'Zymomonas' 관련 연구 논문을 발표하고 난 후 이제는 앞을 내다보고 자신 있게 연구 해 볼 수 있는 자신감이 생겼다. 의욕이 있는 좋은 학생이 우리 실험실에 들어와서 함께 생물학의 'open questions'들을 푸는 연구를 할 수 있기를 바란다."

관련 사이트: 마크로젠, 유전자의학실험실과 유전자이식연구소

기자: 장영옥
촬영/사진: 전명옥
동영상 편집: 유숙희

  
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