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김우재
김우재(Woo Jae Kim) 저자 이메일 보기
University of California, San Francisco
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조회 6795  인쇄하기 주소복사 트위터 공유 페이스북 공유 
라이카코리아는 BRIC 후원기관입니다.
A PDF/NPF Neuropeptide Signaling Circuitry of Male Drosophila melanogaster Controls Rival-Induced Prolonged Mating
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

초파리 유전학의 도구들이 매우 빠르게 발전하면서, 신경회로망의 수준에서 행동을 분석할 수 있는 시대가 된지는 꽤 오래되었습니다. 초파리 유전학의 전통과 그 도구들이 합쳐지면, 신경회로망과 유전자의 영향을 단일세포 혹은 아주 적은 수의 뉴런들에서 한 두개의 유전자가 어떻게 행동을 조절하는지를 분석할 수 있습니다. 이를 행동유전학(Behavioral genetics)라고 부르고, 이 분야는 시모어 벤저 (Seymour Benzer)라는, 원래는 T4 박테리오 파지를 연구하던 분자생물학자의 기여로 탄생했습니다. 벤저의 스승은 닐스 보어의 친구이자 원래는 물리학자였다가 분자생물학으로 넘어와 '파지 그룹(phage group)'을 만들어 분자생물학의 중흥기를 이끌었던 막스 델브뤽 (Max Delbrück) 입니다. 현재 저희 실험실의 PI이신 Yuh Nung Jan 교수님은 델브뤽 교수 밑에서 박사학위를 하시고, 벤저의 실험실에서 박사후 연구원을 하셨습니다. 그리고 Jan 교수님도 원래는 물리학으로 과학을 시작하셨습니다. 예쁜꼬마선충이라는 분야로 노벨상을 수상한 시드니 브레너도 원래는 분자생물학을 연구하다가 선충이라는 분야로 뛰어드신 분이지요. 이 분야의 선구자들이 그랬듯이, 저도 원래는 분자바이러스학을 전공했지만, 많은 과학책들을 읽으면서 어릴때부터 꿈꾸었던 행동연구를 하기 위해 이 실험실에 합류했습니다. 일종의 모험인 셈이었는데 연구에 진척이 있어서 다행이라고 생각하고 있습니다.

초파리 행동유전학의 전통은 오래 되었고, 생체시계, 기억, 학습, 성적행동 등의 진보는 대부분 초파리에서 이루어져 현재는 생쥐와 선충, 그리고 물고기 등으로 이어지고 있습니다. 앞서 말씀드렸듯이 유전학 도구들이 너무나 빠른 속도로 발전하고 있기 때문에, 초파리의 행동을 단일 뉴런과 단일 유전자 차원에서 매우 국소적이고 특이적으로 연구할 수 있는 시대가 되었고, 하워드 휴즈 의학연구소 (HHMI)는 이를 위해 몇해 전 '자닐리아 팜 (Janelia Farm)'을 만들고 이러한 기초연구에 투자하고 있습니다. 현재 미국의 초파리 연구의 중심엔 행동유전학이 자리잡고 있습니다.

제 논문은 초파리 수컷의 섹스시간, 즉 Mating duration을 다루는데, 초파리 수컷들은 다른 수컷들과 함께 자란 경우 혼자 자란 수컷보다 섹스를 오래 합니다. 그 이유는 분명하지 않지만 아마도 암컷을 다른 수컷으로부터 보호하려고 하기 때문인 것 같습니다. 저희는 이 행동을 Longer-Mating-Duration(LMD)이라고 이름 짓고, LMD를 관장하는 생리자극과 주요신경회로들을 이미 2012년에 밝혀 Nature Neuroscience에 발표했습니다. LMD는 특이하게도 시각자극만으로도 활성화되는데, 이를 증명하기 위해서 혼자 자란 수컷들에게 거울을 보여준 것이 제 연구에서 가장 흥미로웠던 부분입니다. 거울을 보고 자란 수컷들은 거울에 비친 모습이 경쟁자라고 생각하고 섹스를 더 오래 합니다. 초파리 유전학 역사에서 초파리에게 거울을 보여준 연구자는 제가 처음이 아닐까 합니다.

이번 논문은 2012년 논문의 후속으로 PDF와 NPF라는 뉴로펩타이드와 그 수용체가 국소적인 신경회로망 안에서 LMD를 조절한다는 자세한 기작을 밝혀낸 것입니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.

저는 현재 UCSF에 소속되어 있고, 저희 실험실은 HHMI의 지원을 받고 있습니다. UCSF는 학부과정이 없는 대학으로, 의생명분야에만 특화된 연구중심대학입니다. 최근 줄기세포 연구로 노벨상을 수상한 야마나카 신야 교수도 이곳에서 연구를 하셨고, 프리온으로 유명한 프루시너 교수도 이곳에서 연구하고 계십니다. 연구에 특화된 곳이라서 박사후연구원들에 대한 지원이 상당히 좋고, 연구를 위한 환경이 매우 잘 갖춰진 곳입니다.

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

한국에서는 그다지 주목을 받지 못하는 기초연구를, 교수님의 전폭적인 지지로 할 수 있다는 것이 가장 행복하고, 전세계에서 아무도 주목하지 않았던 초파리의 행동을 제가 처음으로 밝혀내고 있다는 것이 자부심입니다.

4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

초파리라는 모델생물로 행동유전학이라는 기초학문을 연구한다는 것은 모험이라고 생각합니다. 특히 한국처럼 모든 것이 성과중심으로 평가되고, 실패가 용인되지 않고, 질병모델만이 과학으로 대접받는 상황에서 초파리 행동유전학 같은 기초분야로 진로를 선택하는 것의 미래는 잘 모르겠습니다. 초파리는 창조경제의 모델은 아닌 것 같으니까요. 열정으로 견뎌야 하는 일이고, 모험이 필요한 일입니다. 다행히 초파리 유전학을 만든 미국과 유럽 등지에선 이 연구들의 중요성을 잘 인식하고 지원을 해주니, 한국에서는 힘들지 몰라도 외국에서 이 분야는 매우 빠르게 발전하고 있으니 도전해보는 것도 나쁘지 않을 듯 싶습니다. 초파리 행동유전학이라는 분야는 그 창시자부터 모험가였고, 저도 그 모험을 즐기고 있습니다. <초파리의 기억>이라는 시모어 벤저의 전기가 번역되어 있으니 이 분야로 뛰어들 후배 분들은 그 책을 먼저 읽어보시는 것도 좋은 방법입니다.

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

복잡한 행동을 관장하는 신경회로를 완전히 해독해보는 것이 제 꿈입니다. 특히 사회성 행동(social behavior)에 관심을 가지고, 초파리를 사회성 행동의 모델로 만들어보려고 합니다. 그리고 기회가 된다면 진사회성(eusocial) 곤충인 꿀벌과 개미에 유전학적 도구들을 도입해서 사회성 행동의 신경학적/유전적 기원을 밝혀내고 싶습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....


막스 델브뤽은 "유행하는 과학을 하지 말라 (Don't do fashionable science!)"는 말을 자주 했다고 합니다. 많은 의미가 내포된 말입니다. Jan 교수님도 그런 철학으로 과학연구를 하고 계십니다. 유행하는 과학을 쫓아가기보다는 유행을 만드는 그런 과학자가 되고 싶습니다.

upload image

첨부하는 사진은 미술을 전공한 제 친구 '김두한'씨가 뉴런 표지에 도전해보라고 그려준 것인데, 너무 야하다고 거절당했습니다. 제 논문의 주제를 잘 담고 있는 그림입니다.
 등록일 2013-12-10
Category: Neuroscience
  댓글 1
회원작성글 김현중  (2013-12-20 15:42)
유행하는 과학을 하지 않겠습니다. 좋은 글 감사합니다
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