이권무 (Harvard Medical School) | 한빛사 인터뷰 > 한빛사

한빛사 인터뷰

등록2010-09-16
조회9,559

Harvard Medical School

Science, Vol. 329. no. 5997, pp. 1341 - 1345 | DOI: 10.1126/science.1191710 Self-Assembly of Filopodia-Like Structures on Supported Lipid Bilayers

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

Filopodia는 actin filament bundle이 생겨나면서 만들어지는 손가락같은 세포막의 돌기입니다 ("finger-like protrusion"). Filopodia는 세포의 sensory organelle로써 cell migration에서 중요한 역할을 담당합니다. Filopodia 형성에 관한 분자적 기작은 아직 많이 알려져 있지않으며, 이를 설명하는 두가지 모델이 있으나, 상호 배타적이어서 많은 논란이 있어 왔습니다. 본 논문에서는 세포생물학적 접근방법이 아닌 biochemical reconstitution 방법을 이용하여 filopodia 형성과정에 대한 새로운 Clustering-Outgrowth 모델을 제시하였습니다. 이 모델은 이전에 존재하는 두 모델을 동시에 설명할 수 있으면서도 형성과정에서 일어나는 새로운 분자적 단계를 제시하고 있습니다. 그리고, 이 연구에서 supported lipid bilayer, extracts, imaging을 이용하여 새로운 생화학 시스템을 구축하였습니다. 이를 이용하여, 다양한 actin dynamics 현상의 분자적 기작을 생화학적, 생물물리학적 방법론을 이용하여 발견할 수 있을 것이라고 기대되고 있습니다.

이 연구는 매우 우연히 시작이 되었습니다. 제가 supported lipid bilayer를 이용하여 다른 생화학적 실험을 하고 있었는데 호기심에 Xenopus egg extracts을 bilayer위에 놓아 보았는데 filopodia와 유사한 actin 구조 (filopodia-like structure; FLS)를 발견한 것이 연구의 시발점 입니다. 그런데, 이 actin 구조가 filopodia의 특성을 가지고 있는 지를 보이는 것 중 제일 중요한것이 전자현미경을 이용하여 actin bundle구조를 보이는 것이었습니다. 대부분의 전자현미경을 위한 protocol은 in vivo 상황하에서 개발이 되었고, 현 in vitro 상황에는 맞지 않아서 새로운 protocol을 개발하는 것이 가장 어려웠고 시간이 많이 걸린 부분입니다.

Microscopy Assay for Reconstitution of Filopodia-Like Structures

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

저는 MIT 물리학과에 박사과정으로 있으면서 Harvard Medical School의 Systems Biology 학과의 학과장이신 Marc W. Kirschner 교수님 연구실에서 학위 연구를 수행 하였습니다. 미국 대학에서는 이렇게 다른 학과나 학교에서 학위 연구를 하는 것이 상대적으로 수월하게 되어있습니다. 특히, 물리학과내에서 제공하는 Biophysics 연구에는 다양성이 제한되어 있기 때문에, 자신에게 흥미있는 주제를 찾기 위해서는 물리학과 밖에있는 연구실을 고려해야 하기도 합니다. 제가 학위 주제 연구를 한 Harvard Medical School의 Systems Biology학과는 2003년에 제 지도교수님께서 주도가 되어 창설하셨습니다. 다른 학교의 Systems Biology 프로그램과 다르게 완전히 독립된 형태의 학과이고 소속 연구실 대부분이 같은 건물에 모여있어서 서로 원할한 소통이 가능합니다. 그리고, 여러 연구 장비와 시설을 공유하고 있고, Lab Operation Group에서 glassware, media, buffer, cell culture 시설등을 모두 제공하고 관리하고 있어 연구자는 오직 연구 자체에만 몰두하도록 되어있습니다. 세부 연구 분야는 Cell & Developmental Biology, Genomics, Evolution, Biophysics, Medicine, Bioengineering등 생물학의 거의 모든 분야를 망라하고 있으면서 정량적 연구 방법론을 강조하고 있습니다. 기존의 중요한 생물학 문제를 다루면서도 새로운 관점과 방법을 추구하는 학과라고 말할 수 있을 것 같습니다.

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

물리학과 생물학을 공부한 사람으로서 어떻게 해야 두 학문을 융합한 연구 결과를 만들어 낼 수 있는 지를 고심 해왔습니다. 물리학쪽으로 치중하게 되면, 당장 생물학적으로 영향력을 발휘 할 수 있는 연구 결과를 내놓기 힘들게 되고, 생물학쪽으로 치중하게 되면, 정량적 연구라 하더라도 물리학과는 관계없는 연구 결과가 되기 쉽습니다. 그래서, 저는 물리학적 또는 역학적(Mechanical) 현상이 핵심적 생화학 프로세스에 참여하게 되는 생물학 문제를 다루어야 두가지 학문을 동시에 할 수 있는 동기를 얻을 수 있다고 생각하게 되었습니다. 구체적인 예로는, mitotic spindle formation, cell migration, mechanotransduction 등으로 역학적 설명을 제외한 분자적인 설명으로만 현상을 완전히 이해할 수 없는 문제들입니다.

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

Cytoskeleton과 마찬가지로 많은 세포 생물학적 현상은 수십 수백가지의 단백질들이 협동적으로 만들어내는 매우 복잡하고 동적인 과정입니다. 이러한 현상을 이해하기 위해서는 한가지의 방법론으로는 불가능하고 다양한 실험과 함께 정량적 분석이 또한 중요하다고 할 수 있습니다. 그리고, 여러 다른 학문적 배경을 가진 연구자들의 협동 연구에 의해서 종합 학문으로써 생물학이 새롭게 발전할 수 있습니다. 이러한 연구 환경에 잘 적응하기 위해서 다양한 학문적 관심과 경험을 가질 수 있도록 노력하고, 공동 연구에 필요한 지식과 인성 개발에도 힘을 써야 할 것이라고 생각합니다.

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

저는 현재 Harvard Medical School의 Cell Biology학과 소속의 Gaudenz Danuser 교수님 연구실에서 Post-doc으로 있습니다. 이 연구실에서 quantitative live cell imaging을 이용하여, cell migration에 필요한 actin regulator들의 spatiotemporal coordination의 기능을 역학적 관점에서 규명하는 연구를 수행하고 있습니다. 향후, 생화학과 역학을 통합하여 cell migration을 설명할수 있는 정량적 모델을 만드는 연구를 계속해서 수행하고 싶습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

긴 박사학위 기간동안 조언과 지원을 아끼지 않으신 Marc Kirschner 지도교수님께 감사드리고, 많이 참고 기다려 주신 부모님과 아내에게 감사의 마음을 전하고 싶습니다.

댓글 작성 로그인

CV 열람하기

연락처 보기