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

저는 주로 독성학 분야에서 환경 내 독성물질이나 새롭게 개발된 물질의 독성 및 안전성을 평가하는 연구를 진행하고 있습니다. 독성학은 단순히 물질이 생물에게 해로운 영향을 주는지만 확인하는 학문이 아니라, 특정 물질이 어떤 조건에서 더 강한 생물학적 반응을 유도하는지, 또는 비교적 안정성을 유지하는지를 함께 평가하는 분야입니다. 따라서 환경오염, 신약 개발, 식품 및 생활화학제품의 안전성 평가 등 다양한 분야와 밀접하게 연결되어 있습니다.

최근 환경 독성 분야에서 많은 관심을 받는 주제 중 하나는 미세플라스틱 microplastics입니다. 기존 연구들은 주로 제조 직후의 변형되지 않은 pristine microplastics를 이용해 독성을 평가해 왔습니다. 그러나 실제 환경에 존재하는 미세플라스틱은 자외선, 산소, 열, 물리적 마찰 등에 의해 표면이 변화된 상태로 존재할 가능성이 높습니다.

이에 저는 pristine polyethylene microplastics와 산화된 polyethylene microplastics의 독성을 비교하는 연구를 수행하였습니다. 특히 본 연구에서는 수생태계 독성 평가에 적합한 물벼룩 Daphnia magna과 척추동물 발생 모델인 제브라피시 zebrafish를 함께 사용하는 dual model 접근법을 적용하였습니다. 물벼룩을 통해 미세플라스틱이 수생태계 생물에 미치는 영향을 확인하고, 제브라피시 배아를 통해 발생 과정과 심혈관계 반응 등 생체 수준의 변화를 함께 평가하고자 하였습니다.

산화된 미세플라스틱은 실제 환경에서 풍화된 미세플라스틱의 특성을 더 잘 반영할 수 있기 때문에, 환경적 현실성을 높인 독성 평가가 가능하다고 판단했습니다. 연구 결과, 산화된 미세플라스틱은 pristine 미세플라스틱보다 더 강한 생물학적 영향을 보였으며, 특히 지질 대사 lipid metabolism 및 지질 수송 lipid transport과 관련된 유전자 발현에 영향을 미치는 것을 확인하였습니다. 이러한 결과는 미세플라스틱의 크기나 농도뿐만 아니라 표면의 화학적 변화 역시 독성 평가에서 중요한 요소가 될 수 있음을 시사합니다.

연구 과정에서 가장 인상 깊었던 점은 같은 polyethylene 계열의 미세플라스틱이라도 표면 산화 여부에 따라 생물 반응이 뚜렷하게 달라졌다는 점입니다. 물벼룩과 제브라피시라는 서로 다른 생물모델에서 산화된 미세플라스틱의 영향이 확인되면서, 환경 속 미세플라스틱이 단순한 물리적 입자가 아니라 생물학적 반응을 유도할 수 있는 요인이라는 점을 체감할 수 있었습니다. 앞으로 미세플라스틱 독성 연구는 실제 환경에서 존재하는 다양한 형태의 미세플라스틱을 반영하고, 여러 생물모델을 함께 활용하는 방향으로 발전할 것이라 생각합니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

저는 현재 부산대학교 의과대학 생화학교실 오창규 교수님 연구실, HOME Atelier에서 석박사 통합과정으로 연구를 진행하고 있습니다. HOME Atelier는 Hematology, Omics, Medicine, Environment의 의미를 담고 있으며, 생명과학, 의학, 환경 독성학을 융합적으로 연구하는 실험실입니다.

저희 연구실에서는 제브라피시 zebrafish, 물벼룩 Daphnia magna, 세포모델 등 다양한 실험모델을 활용하여 생체 내 변화와 독성 반응을 연구하고 있습니다. 각 모델은 서로 다른 장점을 가지고 있어 연구 목적에 따라 적절한 모델을 선택하거나 함께 활용할 수 있다는 점이 큰 강점입니다. 예를 들어 물벼룩은 수생태계 독성 평가에 적합한 모델로, 환경오염물질이 생태계에 미치는 영향을 비교적 빠르게 확인할 수 있습니다. 반면 제브라피시는 척추동물 모델이기 때문에 발생 과정, 장기 형성, 심혈관계 변화 등 생체 수준의 반응을 관찰하는 데 유용합니다.

특히 제브라피시는 배아가 투명하고 발생 속도가 빠르기 때문에 독성물질이나 신물질이 생체에 미치는 영향을 관찰하기에 적합합니다. 또한 다양한 형질전환 모델 transgenic model이 존재하여, 형광현미경 fluorescence microscopy을 통해 특정 장기나 세포의 변화를 직관적으로 확인할 수 있습니다. 이러한 장점 덕분에 제브라피시는 발생독성, 심장독성, 신경독성, 약물 안전성 평가 등 여러 분야에서 활용될 수 있습니다.

또한 저희 연구실은 생물학적 실험뿐만 아니라 omics 분석, 기기분석, 이미징 기법 등을 함께 활용하여 연구 결과를 다각도로 해석하고 있습니다. 단순히 독성이 나타나는지를 확인하는 것에 그치지 않고, 어떤 생물학적 경로와 분자적 변화가 관여하는지를 함께 분석한다는 점에서 연구의 깊이를 더할 수 있습니다.

무엇보다 저희 연구실에서는 매번 실험 결과에 대해 교수님과 함께 의논하고 지도를 받으며, 결과의 의미와 다음 연구 방향을 고민해 나가고 있습니다. 이러한 연구환경에서 다양한 모델과 분석기법을 배우며 연구하고 싶은 학생이라면, 연구실 홈페이지를 살펴본 뒤 연락 해주셔도 됩니다. 

* 연구실 Homepage : https://axis29.wixsite.com/home-atelier

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

연구활동을 하면서 가장 크게 느끼는 점은, 하나의 연구 결과가 만들어지기까지 매우 많은 고민과 시도가 필요하다는 점입니다. 독성학을 기반으로 연구하고 있지만 실제 연구 과정에서는 생물학적 실험, 화학적 분석, 기기분석, 데이터 해석 등 여러 단계가 유기적으로 연결되어야 합니다. 이러한 과정을 직접 경험하면서 연구를 보다 입체적으로 이해할 수 있었습니다. 특히 생명과학 분야에서 주로 사용하는 실험기법 뿐만 아니라, 공학 분야에서 활용되는 분석법과 장비도 접하며 연구 역량을 넓힐 수 있었습니다. 처음에는 낯설고 어렵게 느껴지는 방법들도 있었지만, 하나씩 배워가며 실험에 적용할 수 있게 되었고, 이러한 경험은 다양한 연구환경에 적응할 수 있는 기반이 되었습니다.

또한 석박사 통합과정 5학기 차에 총 4편의 논문을 게재하였고, 그중 2편이 BRIC의 '한빛사' 논문으로 소개되었습니다. 이러한 성과는 저 혼자만의 노력으로 이루어진 것은 아니지만, 연구 과정에서의 고민과 노력이 실제 결과로 이어졌다는 점에서 큰 보람을 느꼈습니다.

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

연구는 단순히 지식을 많이 아는 것보다, 그 지식을 실제 문제에 적용하고 예상하지 못한 결과를 해석해 나가는 과정이라고 생각합니다. 저는 대학 시절 이론으로 배웠던 실험기법과 생명과학 지식이 실제 연구 과정에서 활용되는 것을 보며 큰 흥미를 느꼈고, 책과 강의에서 배운 내용이 하나의 질문을 해결하는 데 연결될 때 연구의 재미를 더욱 크게 느꼈습니다.

물론 연구가 항상 원하는 방향으로 흘러가지는 않습니다. 결과가 잘 나오지 않거나 예상과 다른 결과가 반복될 때도 많지만, 그럴 때 좌절하기보다는 어떤 오류가 있었는지, 실험 조건에서 놓친 부분은 없었는지, 다른 접근법은 없는지를 고민하는 과정이 중요하다고 생각합니다. 저 역시 여러 시행착오를 겪으며 실험을 수정하고 다시 시도했고, 그 끝에 의미 있는 결과나 해석에 도달했을 때 큰 보람을 느꼈습니다.

학위 과정을 준비하는 분들께는 어려움이 없기를 기대하기보다, 어려움을 만나도 끝까지 해결해 보려는 태도를 갖추는 것이 중요하다고 말씀드리고 싶습니다. 또한 어떤 연구를 하느냐도 중요하지만, 어떤 환경에서 누구와 함께 연구하느냐도 매우 중요합니다. 혼자 고민할 때는 보이지 않던 방법도 교수님이나 연구실 동료들과 의견을 나누다 보면 새로운 해결책으로 이어지는 경우가 많기 때문입니다.

연구자들이 연구 과정에서 마주하는 어려움 속에서도 쉽게 꺾이지 않고, 충분히 시도하고 고민하며 자신만의 결론에 도달할 수 있기를 바랍니다. 그 과정 끝에서 성취감과 보람을 느끼는 학위 과정이 되기를 진심으로 응원합니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

현재 저는 여러 연구주제를 통해 다양한 실험을 진행하고 있지만, 그 과정에서 지치기보다는 오히려 더 큰 흥미와 동기를 느끼고 있습니다. 연구를 하다 보면 해결해야 할 문제도 많고 예상하지 못한 어려움도 자주 마주하게 되지만, 그만큼 새로운 질문을 발견하고 답을 찾아가는 과정에서 큰 즐거움을 느끼고 있습니다.

세상에는 환경오염, 질병, 신물질의 안전성 등 우리가 관심을 가져야 할 다양한 이슈들이 존재합니다. 저는 이러한 문제들을 과학적으로 이해하고 해결해 나가는 과정에 제 작은 자취가 남을 수 있다는 것을 큰 영광으로 생각합니다. 특히 제가 수행하는 연구가 단순히 실험실 안에서 끝나는 것이 아니라, 사람들의 삶과 환경을 더 안전하게 만드는 데 조금이라도 기여할 수 있다면 그것만으로도 매우 의미 있는 일이라고 생각합니다.

물론 연구 과정이 항상 순탄한 것은 아닙니다. 실험이 반복적으로 실패하거나 원하는 결과가 나오지 않을 때는 스스로 부족함을 느끼기도 합니다. 하지만 그럴 때마다 괜찮다고 말해주고, 다시 시도할 수 있도록 함께 고민해 주는 동료들과 교수님 덕분에 다시 힘을 얻고 있습니다. 이러한 경험을 통해 저는 좋은 연구자가 된다는 것이 단순히 실험을 잘하거나 결과를 많이 내는 것만을 의미하지 않는다는 것을 배우고 있습니다.

앞으로 저는 더 나은 연구자란 무엇인지, 그리고 과학자로서 어떤 태도를 가져야 하는지 계속 고민하며 성장하고 싶습니다. 다양한 분야의 지식과 실험기법을 배우고, 여러 관점에서 문제를 바라보며, 사람들의 삶에 도움이 되고 새로운 깨달음을 줄 수 있는 연구를 하고 싶습니다.

앞으로도 저는 연구자의 나아가는 연구자가 되고자 합니다. 어려움이 있더라도 쉽게 꺾이지 않고, 제가 던진 질문에 끝까지 답을 찾아가며, 사회와 환경에 긍정적인 영향을 줄 수 있는 연구를 이어가고 싶습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

마지막으로 이 자리를 빌려 감사한 분들께 마음을 전하고 싶습니다.

항상 제가 하고 싶은 일이 있다면 항상 응원해주시는 부모님께 감사드립니다. 그리고 저에게 자랑스러운 동생이 있다며 기쁘게 여겨주는 오빠에게도 고맙다는 말을 전하고 싶습니다. 가족의 사랑과 응원이 없었다면 연구 과정에서 좌절하는 순간들을 견디기 어려웠을지도 모르겠습니다. 언제나 사랑으로 감싸주시고 자랑스러워 해주셔서 진심으로 감사합니다.

또한 저희 연구실의 오창규 교수님께도 깊이 감사드립니다. 부족한 점이 많았고 지금도 배워야 할 것이 많은 학생이지만, 교수님께서는 제가 미처 알지 못했던 가능성을 알아봐 주시고, 지쳤을 때는 쉬어가도 된다고 말씀해 주시며 다시 나아갈 수 있도록 독려해 주셨습니다. 선배들의 이야기 속에서 교수님이라는 존재는 때로 권위적이고 두려운 대상으로 느껴지기도 했지만, 교수님 아래에서 저는 하고 싶은 연구주제를 주도적으로 진행할 수 있었고, 작은 의견도 존중받으며 연구 방향을 함께 고민할 수 있었습니다. 앞으로도 많은 지도와 고견 부탁드립니다. 부끄럽지 않은 제자가 되도록 노력하겠습니다.

우리 연구실의 하나뿐인 동기 채린쌤, 든든한 부사수 은지, 연수, 그리고 막내 수현이에게도 고마운 마음을 전하고 싶습니다. 항상 밝고 즐겁게 연구할 수 있었던건 긍정적인 에너지와 배려 덕분이라고 생각합니다. 남은 학위 과정 동안에도 서로를 위하고 함께 배우며, 각자의 자리에서 좋은 연구자로 성장해 나가길 바랍니다.

앞으로도 과학자의 길을 걷는 모든 이들의 마음이 쉽게 꺾이지 않고, 각자의 자리에서 묵묵히 나아갈 수 있기를 바랍니다. 또한 우리를 믿고 응원해 주는 사람들의 마음에 보답하며, 연구자로서 의미 있는 성취를 이루어 나갈 수 있기를 진심으로 바랍니다.