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한빛사 인터뷰
한빛사 인터뷰
- 등록2011-03-10
- 조회9,346
Proc. Natl. Acad. Sci. USA, March 22, 2011 vol. 108 no. 12 5057-5062. Published online before print March 7, 2011, doi: 10.1073/pnas.1011258108
Engineering neuronal growth cones to promote axon regeneration over inhibitory molecules
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망
약 100 여 년 전, 현대 신경과학의 아버지라 불리는 Santiago Ram?n y Cajal 은 신경세포의 손상과 재생에 관한 연구를 하면서
"…in the adult centers the nerve paths are something fixed, ended and immutable. Everything may die, nothing may be regenerated. It is for the science of the future to change, if possible, this harsh decree." - Santiago Ram?n y Cajal.
라는 내용을 발표하였습니다. 그 이후, 신경재생을 억제하는 요인이 무엇인가에 관한 연구가 활발히 진행되었고, 그 결과 chondroitin sulfate proteoglycans (CSPGs), myelin associated protein 등 많은 molecule 들이 신경재생을 방해하는 주요한 원인으로 밝혀졌습니다. 또한, 이러한 factor 들이 신경재생을 저해하는 기전을 antagonize 함으로써 axon regeneration 을 가능하게 할 수 있다는 가정하에, 그 mechanism 을 이해하고자 하는 연구가 중점적으로 이루어졌습니다.
그러나, 2009 년과 2010 년, 이러한 major inhibitory molecule 들의 receptor knockout mice 에서 신경재생이 전혀 증진되지 않았다는 내용이 science, neuron 등의 저명한 저널에 발표됨으로써, 이 분야의 전체적인 방향성에 심각한 의문이 제기되었습니다.
현 논문은 신경재생을 가능하게 할 수 있는 다른 방향을 모색하는 연구의 일환으로, 기존까지 focus 가 맞추어졌던 외부의 방해요인이 아니라, 신경세포 그 자체를 조절함으로써 해결 방안을 찾아보고자 하는 시도라는 점에서 의미가 있다고 할 수 있습니다. 신경세포의 axon 끝에는 growth cone 이라는 구조가 있는데, growth cone 은 자동차에 비유할 때 navigator 기능과 accelerator/break 역할을 동시에 할 수 있는 특징이 있습니다. 본 논문은 growth cone 에서 break 로 작용하는 myosin II 의 기능을 억제시킴으로써, 신경세포가 axon regeneration 에 방해가 되는 환경을 완전히 극복하고 친화적인 환경에서와 마찬가지로 axon 을 길게 자라게 할 수 있다는 놀라운 내용을 발표하는 논문입니다. 본 연구의 일부는 논문이 발표되기 전에 Cold Spring Harbor Meeting, Christopher and Dana Reeve Foundation Spinal Cord Symposium 등에서 invited talk 으로 선택되어 axon growth and regeneration 분야에서 주목을 받기도 하였는데, in vitro 에서 보여졌던 본 연구 결과가 생체 내에서도 재현이 될 지 후속 실험이 진행되어야 할 것입니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
Johns Hopkins University 는 드라마나 코메디에서 흔히 회자될 정도로 한국사회에 잘 알려져 있기에 Neuroscience 학과에 관하여 간단한 소개만 하고자 합니다. Neuroscience 학과는 Harvard, Stanford, UCSF, MIT 등과 함께 미국의 상위 1-5 위를 다투고 있고, 다수의 HHMI investigator 를 포함하여 각 분야를 선두하는 연구자들로 구성되어 있습니다. 또한, 각 실험실 간에 공동연구도 활발히 진행되어 시너지 효과를 높이고 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
작년 말 Christopher and Dana Reeve Foundation Spinal Cord Symposium 2010 Meeting 에서 본 연구를 주제로 발표를 할 기회가 있었습니다. 발표가 끝난 후, 척추 손상으로 휠체어를 타게 되신 환자 분들과 그 가족 분들이 제게 오셔서 앞으로도 지치지 않고 연구를 계속해 달라는 말씀을 하셨습니다. 공부를 하면서 새로운 사실을 알아가는 재미와 연구를 수행하는 과정에서 결과를 얻었을 때 느끼는 성취감에 큰 비중을 두던 저에게 그러한 환자와 그 가족과의 만남은 연구가 실제로 어떠한 목적과 방향성을 지향해야 하는지에 대하여 많은 생각을 하게 하였습니다. 기초과학 분야를 연구 하더라도 궁극적으로 목표로 삼아야 하는 바가 무엇인지를 항상 염두에 두어야겠다는 생각을 합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
아직 후배들에게 조언을 해 줄 만한 입장은 아니지만, 자신이 이 분야에서 이루고자 하는 바가 무엇인지, 궁극적으로 기여하고 싶은 부분이 어떤 부분인지에 대한 생각을 확고히 하고 연구에 임하는 것이 중요하지 않을까 생각합니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
발생과정 중에서 axon growth 를 조절하는 기전에 관한 기초적인 연구를 보다 심도 있게 진행하고, 이러한 연구가 신경이 손상된 후에 regeneration 과정을 촉진시키는데 응용될 수 있도록 하고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
현재 연구를 진행하는데 전폭적으로 지지해 주시는 Dr. Fengquan Zhou 에게 감사하고, 연구를 하는데 기초가 되는 지식과 학자로서의 자세를 가르쳐 주신 박사과정 때 지도 교수님이신 김경태 교수님을 비롯한 포항공대 여러 교수님께 감사드립니다. 그리고, 무엇보다 공부한답시고 자식 노릇도 제대로 못하는 저를 언제나 support 해 주시는 부모님과 항상 저를 이해해 주는 가족에게 고마운 마음을 전하고 싶습니다.
약 100 여 년 전, 현대 신경과학의 아버지라 불리는 Santiago Ram?n y Cajal 은 신경세포의 손상과 재생에 관한 연구를 하면서
"…in the adult centers the nerve paths are something fixed, ended and immutable. Everything may die, nothing may be regenerated. It is for the science of the future to change, if possible, this harsh decree." - Santiago Ram?n y Cajal.
라는 내용을 발표하였습니다. 그 이후, 신경재생을 억제하는 요인이 무엇인가에 관한 연구가 활발히 진행되었고, 그 결과 chondroitin sulfate proteoglycans (CSPGs), myelin associated protein 등 많은 molecule 들이 신경재생을 방해하는 주요한 원인으로 밝혀졌습니다. 또한, 이러한 factor 들이 신경재생을 저해하는 기전을 antagonize 함으로써 axon regeneration 을 가능하게 할 수 있다는 가정하에, 그 mechanism 을 이해하고자 하는 연구가 중점적으로 이루어졌습니다.
그러나, 2009 년과 2010 년, 이러한 major inhibitory molecule 들의 receptor knockout mice 에서 신경재생이 전혀 증진되지 않았다는 내용이 science, neuron 등의 저명한 저널에 발표됨으로써, 이 분야의 전체적인 방향성에 심각한 의문이 제기되었습니다.
현 논문은 신경재생을 가능하게 할 수 있는 다른 방향을 모색하는 연구의 일환으로, 기존까지 focus 가 맞추어졌던 외부의 방해요인이 아니라, 신경세포 그 자체를 조절함으로써 해결 방안을 찾아보고자 하는 시도라는 점에서 의미가 있다고 할 수 있습니다. 신경세포의 axon 끝에는 growth cone 이라는 구조가 있는데, growth cone 은 자동차에 비유할 때 navigator 기능과 accelerator/break 역할을 동시에 할 수 있는 특징이 있습니다. 본 논문은 growth cone 에서 break 로 작용하는 myosin II 의 기능을 억제시킴으로써, 신경세포가 axon regeneration 에 방해가 되는 환경을 완전히 극복하고 친화적인 환경에서와 마찬가지로 axon 을 길게 자라게 할 수 있다는 놀라운 내용을 발표하는 논문입니다. 본 연구의 일부는 논문이 발표되기 전에 Cold Spring Harbor Meeting, Christopher and Dana Reeve Foundation Spinal Cord Symposium 등에서 invited talk 으로 선택되어 axon growth and regeneration 분야에서 주목을 받기도 하였는데, in vitro 에서 보여졌던 본 연구 결과가 생체 내에서도 재현이 될 지 후속 실험이 진행되어야 할 것입니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
Johns Hopkins University 는 드라마나 코메디에서 흔히 회자될 정도로 한국사회에 잘 알려져 있기에 Neuroscience 학과에 관하여 간단한 소개만 하고자 합니다. Neuroscience 학과는 Harvard, Stanford, UCSF, MIT 등과 함께 미국의 상위 1-5 위를 다투고 있고, 다수의 HHMI investigator 를 포함하여 각 분야를 선두하는 연구자들로 구성되어 있습니다. 또한, 각 실험실 간에 공동연구도 활발히 진행되어 시너지 효과를 높이고 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
작년 말 Christopher and Dana Reeve Foundation Spinal Cord Symposium 2010 Meeting 에서 본 연구를 주제로 발표를 할 기회가 있었습니다. 발표가 끝난 후, 척추 손상으로 휠체어를 타게 되신 환자 분들과 그 가족 분들이 제게 오셔서 앞으로도 지치지 않고 연구를 계속해 달라는 말씀을 하셨습니다. 공부를 하면서 새로운 사실을 알아가는 재미와 연구를 수행하는 과정에서 결과를 얻었을 때 느끼는 성취감에 큰 비중을 두던 저에게 그러한 환자와 그 가족과의 만남은 연구가 실제로 어떠한 목적과 방향성을 지향해야 하는지에 대하여 많은 생각을 하게 하였습니다. 기초과학 분야를 연구 하더라도 궁극적으로 목표로 삼아야 하는 바가 무엇인지를 항상 염두에 두어야겠다는 생각을 합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
아직 후배들에게 조언을 해 줄 만한 입장은 아니지만, 자신이 이 분야에서 이루고자 하는 바가 무엇인지, 궁극적으로 기여하고 싶은 부분이 어떤 부분인지에 대한 생각을 확고히 하고 연구에 임하는 것이 중요하지 않을까 생각합니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
발생과정 중에서 axon growth 를 조절하는 기전에 관한 기초적인 연구를 보다 심도 있게 진행하고, 이러한 연구가 신경이 손상된 후에 regeneration 과정을 촉진시키는데 응용될 수 있도록 하고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
현재 연구를 진행하는데 전폭적으로 지지해 주시는 Dr. Fengquan Zhou 에게 감사하고, 연구를 하는데 기초가 되는 지식과 학자로서의 자세를 가르쳐 주신 박사과정 때 지도 교수님이신 김경태 교수님을 비롯한 포항공대 여러 교수님께 감사드립니다. 그리고, 무엇보다 공부한답시고 자식 노릇도 제대로 못하는 저를 언제나 support 해 주시는 부모님과 항상 저를 이해해 주는 가족에게 고마운 마음을 전하고 싶습니다.
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