1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

이번 연구는 리보솜에서 합성된 뒤 효소에 의해 다양한 변형을 거치는 천연물인 RiPPs, 그중에서도 라소펩타이드(lasso peptide)에 관한 연구입니다. 라소펩타이드는 펩타이드 사슬이 고리 안을 통과해 매듭처럼 접힌 독특한 구조를 가지며, 이러한 구조적 안정성과 생리활성 때문에 천연물화학, 생합성 연구, 화학생물학 분야에서 꾸준히 주목받고 있습니다.

저희는 해양 방선균 Saccharopolyspora cebuensis에서 새로운 라소펩타이드인 cebulassopins A-D를 발견하고, 그 구조와 생합성적 특징, 생물활성을 규명하였습니다. 특히 이번 연구에서 흥미로웠던 점은 기존에 알려진 라소펩타이드 생합성 유전자군과 달리, 전구체 펩타이드를 암호화하는 유전자와 이를 성숙시키는 생합성 효소 유전자가 염색체상에서 2 Mbp 이상 떨어져 있는 split biosynthetic operon 형태를 보였다는 점입니다. 이는 라소펩타이드 생합성 유전자군의 기존 개념을 확장하는 사례라고 생각합니다.

또한 cebulassopin A와 B는 사람 폐암세포주 A549에 대해 각각 0.79 μM, 1.47 μM 수준의 증식 억제 활성을 보였습니다. 많은 라소펩타이드가 주로 항균활성과 관련되어 연구되어 왔다는 점을 고려하면, 이번 결과는 라소펩타이드의 생리활성 범위를 넓혀주는 의미가 있다고 생각합니다.

연구 과정에서는 화합물의 구조 분석 결과와 유전체 정보를 계속 오가며 해석하는 과정이 특히 중요했습니다. 처음에는 기존 라소펩타이드 생합성 유전자군의 틀 안에서 설명하려고 했지만, 전구체 유전자가 예상 위치에 없다는 점이 오히려 이번 연구의 핵심 발견으로 이어졌습니다. 화합물에서 출발해 유전체 정보를 다시 읽어내는, 이른바 chemistry-first approach의 중요성을 다시 느낄 수 있었던 연구였습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

이번 연구는 국민대학교, 경희대학교, Princeton University 연구진의 공동연구로 진행되었습니다. 각 연구진의 전문성이 잘 결합되어 새로운 천연물의 발견, 구조 규명, 생합성 유전자 분석, 생리 활성 평가가 유기적으로 이루어질 수 있었습니다.

저는 2025년 9월부터 국민대학교 임산생명공학과에 부임하여 연구를 이어가고 있습니다. 임산생명공학은 산림생물자원을 생명공학, 화학, 약학적 관점에서 새롭게 해석하고 활용할 수 있는 분야라고 생각합니다. 앞으로도 미생물과 다양한 생물자원에서 유래한 천연물의 발견, 구조 규명, 생합성 연구, 그리고 생리 활성 평가를 통해 생물자원의 새로운 가치를 밝히는 연구를 하고자 합니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

천연물 연구의 가장 큰 매력은 자연 속에 아직 알려지지 않은 화학적 다양성이 매우 많이 남아 있다는 점이라고 생각합니다. 특히 새로운 물질을 분리하고, 그 구조를 하나씩 밝혀가며, 그 물질이 어떤 생물학적 의미를 갖는지 확인하는 과정에서 큰 보람을 느낍니다.

이번 연구에서도 처음에는 단순히 새로운 라소펩타이드를 찾는 과정처럼 보였지만, 결과적으로는 기존 생합성 유전자군의 개념을 확장할 수 있는 사례를 발견하게 되었습니다. 작은 화합물 하나가 생합성, 유전체, 생리활성에 대한 여러 질문으로 이어질 수 있다는 점이 천연물화학의 큰 장점이라고 생각합니다.

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

천연물화학이나 화학생물학 분야는 화학, 생물학, 분석기기, 생물정보학 등 여러 분야가 만나는 지점에 있습니다. 그래서 처음에는 배워야 할 것이 많아 어렵게 느껴질 수 있지만, 그만큼 다양한 관점에서 연구를 바라볼 수 있다는 장점이 있습니다.

후배들에게는 유행하는 주제만을 따라가기보다는 본인이 오래 궁금해할 수 있는 질문을 찾는 것이 중요하다고 말씀드리고 싶습니다. 연구는 예상대로 되지 않는 시간이 더 많지만, 데이터를 꾸준히 들여다보고 다른 관점에서 해석하다 보면 새로운 실마리가 생기는 순간이 있습니다. 그 과정을 즐길 수 있다면 좋은 연구자로 성장할 수 있다고 생각합니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

앞으로는 국민대학교 임산생명공학과에서 미생물 및 생물자원 유래 천연물의 발굴과 기능 연구를 계속해 나가고자 합니다. 특히 RiPPs와 같은 펩타이드성 천연물, 그리고 아직 유전체상에 숨어 있는 미탐색 생합성 유전자군에 관심을 가지고 있습니다.

단순히 새로운 화합물을 발견하는 데서 그치지 않고, 그 물질이 어떻게 만들어지는지, 어떤 생물학적 기능을 가지는지, 나아가 의약 및 바이오 소재로 확장될 가능성이 있는지를 함께 연구하고 싶습니다. 또한 산림생명자원과 미생물 천연물 연구를 연결할 수 있는 새로운 연구 주제들도 만들어가고자 합니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

이번 논문은 여러 공동연구자들의 전문성과 노력이 모여 완성될 수 있었습니다. 함께 연구해주신 모든 공저자분들께 감사드립니다. 또한 제가 천연물화학이라는 분야를 배우고 연구할 수 있도록 이끌어주신 선생님들과 선후배 연구자분들께도 감사드립니다.

BRIC 한빛사를 통해 연구를 소개할 수 있게 되어 매우 기쁘고 감사합니다. 이번 소개가 라소펩타이드, RiPPs, 천연물화학 분야에 관심 있는 학생들과 연구자분들께 작은 계기가 되었으면 합니다.