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

본 논문은 극한의 저온·고산소 환경에 적응한 남극 어류(Notothenia coriiceps)의 mTOR 결합단백질을 탐색하는 과정에서 Dnajb5를 발견하고, 이 단백질이 근육 분화·재생 및 미토콘드리아 생성을 억제하는 신규 조절인자임을 규명한 연구입니다. Dnajb5는 mTOR의 결합단백질로, 산화스트레스(redox) 조건에 따라 mTOR와의 결합이 감소하며 상호작용이 조절됩니다.

추가적인 기전 연구를 통해, Dnajb5가 두 개의 독립적이면서도 상호보완적인 경로를 통해 작동함을 확인하였습니다. 기저 상태에서 Dnajb5는 세포질에서 mTOR에 결합하여 mTORC1 신호를 억제하고, 동시에 핵 내에서 HDAC4와 결합하여 HDAC4-MEF2 억제복합체를 안정화함으로써 Ppargc1a 발현을 억제합니다. 산화스트레스가 가해지거나 Dnajb5를 knockdown하면 이 두 '브레이크'가 함께 해제되어 mTORC1이 활성화되고 HDAC4가 핵 밖으로 이동하면서, 근육 단백질 합성과 미토콘드리아 생성이 협력적으로 촉진됩니다.

실제로 세포 및 BaCl₂ 유도 근손상 마우스 모델에서 Dnajb5를 knockdown한 결과, 근육 분화와 재생이 촉진되고 재생 근섬유의 단면적이 약 26% 증가하였으며, 미토콘드리아 DNA 함량과 산화효소 활성이 상승하고 악력과 로타로드 지구력 또한 개선되었습니다. 이러한 결과는 남극 어류에서 발견되어 포유류 시스템에서 기능적으로 검증된 Dnajb5가 근감소증을 포함한 근육 소모 질환의 새로운 치료 표적이 될 수 있음을 제시한다고 생각합니다.

이 연구는 학교 인근 한국극지연구소(KOPRI)의 아쿠아리움에서 남극 어류를 우연히 관찰한 것이 시작이었습니다. 낮은 온도에서 서식하면서도 근육을 유지하는 남극 어류에 의문을 품고 출발한 연구가, Dnajb5에 의한 mTORC1과 HDAC4-MEF2 축이라는 새로운 조절 메커니즘의 규명으로 이어지면서, 진행할수록 더욱 흥미로웠던 연구였습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

제가 소속한 연구실은 가천대학교 의과대학 윤미섭 교수님의 ACT Lab(Advanced Cellular Signaling and Therapeutics Laboratory)입니다. 인천 송도의 이길여암당뇨연구원에 위치해 있으며, 박사후연구원 2명, 연구원 2명, 석사과정 3명, 석·박사통합과정 1명, 박사과정 2명으로 구성되어 있습니다.

저희 연구실은 세포 내 신호전달 기전을 중심으로 다양한 질환의 발생 기전과 치료 전략을 연구합니다. 대표적으로 근육 분화·근감소증의 조절 기전 연구와 치료 후보물질 발굴을 수행하고 있으며, 근래에는 mRNA 백신의 조직 부작용을 신호전달 관점에서 규명하는 연구로 영역을 넓혀 관련 성과를 이어가고 있습니다. 또한 한국극지연구소와의 공동연구를 통해, 극지 생물 유래 자원에서 근육 질환 및 난소 노화에 치료 효능을 가진 유효성분을 발굴하는 연구를 진행하고 있습니다.

윤미섭 교수님의 도전적이고 열정적인 지도 아래, 학생과 연구원 모두 자유롭고 활발한 분위기 속에서 협력하며 함께 배우는, 꾸준히 성장할 수 있는 연구실입니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

연구는 수많은 반복 실험과 실패가 거듭되는 만큼 많은 시간과 노력이 필요한 과정입니다. 그러나 그 과정을 넘어 세웠던 가설이 검증되고 유의미한 결과를 얻었을 때 큰 성취감을 느낍니다. 이번 연구를 통해 논문 게재라는 성과까지 얻게 되어 더욱 보람을 느꼈습니다.

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

처음에는 모든 것이 어렵고 실수도 많겠지만, 궁금하거나 모르는 것이 있을 때 지도교수님과 선배님들께 적극적으로 질문하고 명확하게 배우기를 권합니다. 이러한 태도와 배움은 훗날 스스로 연구할 수 있는 큰 바탕이 됩니다.

연구는 원하는 결과보다 예상과 다른 결과를 얻는 경우가 더 많습니다. 그 실패의 과정을 통해 성장하게 되고, 그 속에서 뜻밖의 새로운 연구 방향이 정해지기도 합니다. 끈기와 긍정적인 마음으로 연구에 임하기를 바랍니다.

연구를 할 때 왜 이 연구를 하는지 그 의미를 명확히 알고, 왜 이런 결과가 나왔는지 고민하는 연습을 하면 좋겠습니다. 이 과정을 통해 결과를 해석하고 다음 연구 방향을 설정하는 능력이 향상되며, 연구자로서 한 단계 더 성장하는 데 큰 도움이 될 것입니다. 응원합니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

주어진 연구에 성실히 임하며, 앞으로도 끊임없이 배우고 새로운 것을 익혀 연구 역량과 전문성을 더욱 키우고자 합니다. 특히 본 연구에서 규명한 Dnajb5의 이중 조절 기전을 확장하여, 특이적 Dnajb5 억제제 개발과 근육 질환에서의 기능 검증, 그리고 폐용성·신경성 위축 등 다양한 근육 소모 병태로의 적용 가능성을 탐구하는 후속 연구를 이어가고 싶습니다. 동료 연구자들과 다양한 연구 경험을 소통하며 함께 성장하고, 정직함과 성실함으로 신뢰받는 연구자가 되겠습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

먼저 연구의 기회를 주시고 변함없는 지지로 이끌어 주신 윤미섭 교수님께 감사 드립니다. 본 연구를 공동 제1저자로 함께 수행한 조선희 선생님, 논문 마무리 과정에 도움을 준 현희, 실험 분석에 대한 조언을 준 전현정 박사님께 감사의 뜻을 전합니다. 또한 함께 연구하며 도움을 주신 현재경 선생님, 연구 행정을 지원해 주신 하진경 선생님, 그리고 극지 어류 시료와 공동연구를 지원해 주신 한국극지연구소 연구진께도 감사드립니다. ACT Lab 식구들 모두에게 감사드리고, 마지막으로 늘 이해하고 기다려 준 가족, 특히 남편과 두 아들에게도 고마움을 전합니다.