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한빛사 인터뷰
한빛사 인터뷰
- 등록2012-10-29
- 조회11,076
한국과학기술연구원, 현 Harvard Medical School and Massachusetts General Hospital
Angew. Chem.-Int. Edit., Article first published online: 18 OCT 2012 | DOI: 10.1002/anie.201206703
Bioorthogonal Copper-Free Click Chemistry In Vivo for Tumor-Targeted Delivery of Nanoparticles
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
Click Chemistry 는 노벨 화학상 수상자인K. Barry Sharpless가 2001년도에 제안한 것으로 다양한 functional group 들이 존재하고 있는 환경에서도 특정 group들끼리만 orthogonal하게 효율적으로 결합할 수 있는 반응입니다. 특히 근래 몇 년 동안 다양한 구조의 분자들이 개발되면서, 독성이 있는 copper 촉매를 사용했던 초기의 click chemistry와 달리 촉매 없이 수용액이나 buffer 상에서도 빠르게 결합 반응을 일으킬 수 있다는 점이 밝혀졌습니다. 이러한 점은 생체나 세포 같은 곳에서도 반응이 일어날 수 있음을 의미하므로, 최근 생물학/의학적인 응용 분야에서도 많은 관심을 모으고 있습니다.
제가 이번에 발표한 논문은click chemistry를 최초로 생체 내에서의 nanoparticle 전달에 응용한 것입니다. Nanoparticle은 imaging과 drug delivery, gene delivery 등의 의료용 목적으로 연구되고 있으며, 다양한 장점을 바탕으로 기존 치료법의 한계를 극복할 만한 대안으로 많은 연구자들이 주목해온 분야입니다. 전통적인nanoparticle디자인에서는 특정 조직에 nanoparticle 을 선택적으로 전달하기 위하여 antibody, peptide, aptamer 등의 바이오 molecule과 receptor의 결합을 이용하였습니다. 저는 만일 click chemistry가 생체 내에서도 일어날 수 있다면, 기존의 biological한 결합이 아닌 chemical한 결합을 이용하여 nanoparticle을 전달할 수 있지 않을까 하는 생각을 하게 되었습니다. 아직 완벽한 스토리는 아니지만 본 논문은 이러한 의문에 대한 첫 번째 답이라고 할 수 있습니다. 현재 본 연구를 발전시킨 후속 논문을 마무리하는 중이며, KIST 실험실에서는 다양한 응용 연구들이 진행되고 있습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
본 연구는 한국과학기술연구원(KIST) 의공학연구소의 테라그노시스 연구단 (권익찬 박사님) 소속 김광명 박사님 실험실(http://www.theragnosis.com)에서 수행되었습니다. 테라그노시스(Theragnosis)는 테라피(therapy, 치료)와 다이아그노시스(diagnosis, 진단)의 합성어로 진단과 치료를 동시에 수행한다는 의미를 갖고 있습니다. 본 연구실은 포스닥만 5-6명에 전체 인원 30명 정도의 큰 규모입니다. 구성원들의 전공도 화학/생물/재료/약학/수의학 등으로 다양하고, 신 물질 개발부터 세포/동물실험까지 전 과정을 한 랩에서 수행할 수 있는 것이 장점입니다. 매년 30여 편 이상의 우수한 SCI 논문을 발표하고 있으며, 특히 nanoparticle, imaging, drug delivery, gene delivery 분야의 연구를 선도하고 있습니다. 서울대, 고려대, 서강대, 성균관대, 경희대 등의 학교들은 물론 삼성병원, 현대아산병원, 서울대병원 등 병원들과도 공동 연구가 활발하게 이루어지고 있습니다. 국내 뿐 아니라, 미국Perdue 대학교, Utah 대학교, NIH 등 해외 기관들과도 지속적으로 같이 연구하며 논문을 발표하고 있습니다.이러한 실험실의 일원으로서 다양한 연구와 대형 과제 및 논문 작업에 참여할 수 있었던 것은 연구자로서의 능력을 한층 신장시킬 수 있는 좋은 경험이었습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
저는 Chemistry = Chem is try. 라는 말을 좋아합니다. 화학자로서 biomedical 분야에 응용할 수 있는 여러 물질들을 연구하면서, 이 기술을 이 곳에 응용해보면 어떨까 혹은 이 재료를 이런 목적으로 써 보면 어떨까라는 생각들을 끊임없이 합니다. 그리고 그런 생각에 따른 새로운 시도들이 의미 있는 결과를 만들어내는 것을 보면 재미있습니다. 제가 생각한 아이디어들이 실제 진단이나 치료에 적용되는 길은 멀고 오래 걸리며 다양한 사람들의 노력이 필요하겠지만, 그러한 연구들의 맨 처음 시작 부분을 담당하는 화학자는 자유롭고 창의적인 시각으로 다양한 실험들을 시도해보아야 한다고 생각합니다. 그래서 제 분야에 관련된 다양한 저널들의 새로운 논문들을 읽고 반짝반짝하는 아이디어들에 즐거워하며 생각하고 토론하는 것을 좋아합니다. 비록 아직 한 명의 햇병아리 연구자에 불과하나, 시간이 많이 지나도 끊임없이 논문을 읽으면서 새로운 생각들을 할 수 있었으면 좋겠고, 그렇게 되기 위해 노력할 것입니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
저는 나이도 어리고 연구 경력도 길지 않으나, 연구라는 분야에 뛰어든 이후에 참 많은 사람들을 만난 것 같습니다. 지도교수님이나 선/책임 박사님, 실험실 식구들 외에도 공동 연구나 과제, 학회 등에서 많은 다른 연구자들을 만났습니다. 그런데 제 경험으로 보면 한 번 잠깐 만난 사람이라도 시간이 지난 후에 또 다른 중요한 일들로 엮이게 되는 경우가 많은 것 같습니다. 현재 포스닥을 하고 있는 실험실의 PI인 윤석현 교수님과의 첫 만남도 포스닥 지원이 아닌 다른 목적으로 한참 전에 이루어졌습니다. KIST에서 제가 시작하려던 프로젝트가 윤 교수님 쪽 연구와 겹치는 일로 인해 잠깐 만나서 논의를 하게 되었던 것입니다. 그 후 일 년 정도 지나고서, 진로를 모색하면서 예전에 만났던 윤 교수님 랩에 포스닥을 지원하게 되었고, 미국으로 나오는 일을 조금 더 수월하게 결정하고 진행될 수 있었습니다. 결론적으로 본인의 연구 뿐만 아니라, 다른 연구자들과 활발하게 교류하고 같이 일하는 사람들과도 잘 지내는 것이 중요하다고 생각합니다. 지금 뒤돌아 보아도 더 잘 할껄 하고 아쉬움이 남는 관계들도 많은 것을 보면, 이것도 쉽지 않은 일인 것 같습니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
현재 KIST를 떠나서 미국 Massachusetts General Hospital/ Harvard Medical School의 윤석현 (Seok-Hyun (Andy) Yun)교수님 랩 (http://www.intelon.org/) 에서 포스닥을 하고 있습니다. 윤 교수님은 in vivo endomicroscopy 로 2010년 Nature Methods 커버, 세계 최초의 세포 기반 레이저로 2011년 Nature Photonics 커버를 장식하신 매우 창의적인 PI입니다. 교수님은 물리학 및 광학을 전공하셨기에, 화학을 전공한 제가 미처 발견하지 못한 면을 배울 수 있고, 또 다양한 융합 연구를 시도해볼 수 있어서 기쁩니다. 일단 현재는 이 곳에서 좋은 연구를 많이 하는 것이 목표입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
우선 많이 부족한 저를 쓰시는 하나님께 영광 돌립니다. 공동 1저자로서 같이 프로젝트를 이끌어간 이상민군, 동물 실험을 함께 한 나진희씨, 그리고 2년 반 동안 동고동락하며 많은 것들을 가르쳐주신 김광명 박사님께 감사드립니다. KIST의 권익찬 박사님과 여러 박사님들, 동료 포닥들, 학생들, 연구원들께도 감사 드립니다. 많은 도움을 주신 서강대 김현철 교수님, 성균관대 박재형 교수님, 서울대 안철희 교수님, 경희대 정서영 교수님, 한양대 김영필 교수님, 서울대 홍종인 교수님, 포스텍 한세광 교수님, 그리고 현 PI인 윤석현 교수님께도 감사 드립니다. 학문적으로 저를 길러주신 은사 서울대 박종상 교수님과 사수 이연 교수님, Boxlab 식구들께도 감사 드립니다. 응원해 주시는 양가 부모님과 할머니, 동생 민범과 처제에게도 감사의 마음을 전합니다. 마지막으로 항상 함께하는 아내 문영민과 아기 은찬이 사랑합니다.
Click Chemistry 는 노벨 화학상 수상자인K. Barry Sharpless가 2001년도에 제안한 것으로 다양한 functional group 들이 존재하고 있는 환경에서도 특정 group들끼리만 orthogonal하게 효율적으로 결합할 수 있는 반응입니다. 특히 근래 몇 년 동안 다양한 구조의 분자들이 개발되면서, 독성이 있는 copper 촉매를 사용했던 초기의 click chemistry와 달리 촉매 없이 수용액이나 buffer 상에서도 빠르게 결합 반응을 일으킬 수 있다는 점이 밝혀졌습니다. 이러한 점은 생체나 세포 같은 곳에서도 반응이 일어날 수 있음을 의미하므로, 최근 생물학/의학적인 응용 분야에서도 많은 관심을 모으고 있습니다.
제가 이번에 발표한 논문은click chemistry를 최초로 생체 내에서의 nanoparticle 전달에 응용한 것입니다. Nanoparticle은 imaging과 drug delivery, gene delivery 등의 의료용 목적으로 연구되고 있으며, 다양한 장점을 바탕으로 기존 치료법의 한계를 극복할 만한 대안으로 많은 연구자들이 주목해온 분야입니다. 전통적인nanoparticle디자인에서는 특정 조직에 nanoparticle 을 선택적으로 전달하기 위하여 antibody, peptide, aptamer 등의 바이오 molecule과 receptor의 결합을 이용하였습니다. 저는 만일 click chemistry가 생체 내에서도 일어날 수 있다면, 기존의 biological한 결합이 아닌 chemical한 결합을 이용하여 nanoparticle을 전달할 수 있지 않을까 하는 생각을 하게 되었습니다. 아직 완벽한 스토리는 아니지만 본 논문은 이러한 의문에 대한 첫 번째 답이라고 할 수 있습니다. 현재 본 연구를 발전시킨 후속 논문을 마무리하는 중이며, KIST 실험실에서는 다양한 응용 연구들이 진행되고 있습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
본 연구는 한국과학기술연구원(KIST) 의공학연구소의 테라그노시스 연구단 (권익찬 박사님) 소속 김광명 박사님 실험실(http://www.theragnosis.com)에서 수행되었습니다. 테라그노시스(Theragnosis)는 테라피(therapy, 치료)와 다이아그노시스(diagnosis, 진단)의 합성어로 진단과 치료를 동시에 수행한다는 의미를 갖고 있습니다. 본 연구실은 포스닥만 5-6명에 전체 인원 30명 정도의 큰 규모입니다. 구성원들의 전공도 화학/생물/재료/약학/수의학 등으로 다양하고, 신 물질 개발부터 세포/동물실험까지 전 과정을 한 랩에서 수행할 수 있는 것이 장점입니다. 매년 30여 편 이상의 우수한 SCI 논문을 발표하고 있으며, 특히 nanoparticle, imaging, drug delivery, gene delivery 분야의 연구를 선도하고 있습니다. 서울대, 고려대, 서강대, 성균관대, 경희대 등의 학교들은 물론 삼성병원, 현대아산병원, 서울대병원 등 병원들과도 공동 연구가 활발하게 이루어지고 있습니다. 국내 뿐 아니라, 미국Perdue 대학교, Utah 대학교, NIH 등 해외 기관들과도 지속적으로 같이 연구하며 논문을 발표하고 있습니다.이러한 실험실의 일원으로서 다양한 연구와 대형 과제 및 논문 작업에 참여할 수 있었던 것은 연구자로서의 능력을 한층 신장시킬 수 있는 좋은 경험이었습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
저는 Chemistry = Chem is try. 라는 말을 좋아합니다. 화학자로서 biomedical 분야에 응용할 수 있는 여러 물질들을 연구하면서, 이 기술을 이 곳에 응용해보면 어떨까 혹은 이 재료를 이런 목적으로 써 보면 어떨까라는 생각들을 끊임없이 합니다. 그리고 그런 생각에 따른 새로운 시도들이 의미 있는 결과를 만들어내는 것을 보면 재미있습니다. 제가 생각한 아이디어들이 실제 진단이나 치료에 적용되는 길은 멀고 오래 걸리며 다양한 사람들의 노력이 필요하겠지만, 그러한 연구들의 맨 처음 시작 부분을 담당하는 화학자는 자유롭고 창의적인 시각으로 다양한 실험들을 시도해보아야 한다고 생각합니다. 그래서 제 분야에 관련된 다양한 저널들의 새로운 논문들을 읽고 반짝반짝하는 아이디어들에 즐거워하며 생각하고 토론하는 것을 좋아합니다. 비록 아직 한 명의 햇병아리 연구자에 불과하나, 시간이 많이 지나도 끊임없이 논문을 읽으면서 새로운 생각들을 할 수 있었으면 좋겠고, 그렇게 되기 위해 노력할 것입니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
저는 나이도 어리고 연구 경력도 길지 않으나, 연구라는 분야에 뛰어든 이후에 참 많은 사람들을 만난 것 같습니다. 지도교수님이나 선/책임 박사님, 실험실 식구들 외에도 공동 연구나 과제, 학회 등에서 많은 다른 연구자들을 만났습니다. 그런데 제 경험으로 보면 한 번 잠깐 만난 사람이라도 시간이 지난 후에 또 다른 중요한 일들로 엮이게 되는 경우가 많은 것 같습니다. 현재 포스닥을 하고 있는 실험실의 PI인 윤석현 교수님과의 첫 만남도 포스닥 지원이 아닌 다른 목적으로 한참 전에 이루어졌습니다. KIST에서 제가 시작하려던 프로젝트가 윤 교수님 쪽 연구와 겹치는 일로 인해 잠깐 만나서 논의를 하게 되었던 것입니다. 그 후 일 년 정도 지나고서, 진로를 모색하면서 예전에 만났던 윤 교수님 랩에 포스닥을 지원하게 되었고, 미국으로 나오는 일을 조금 더 수월하게 결정하고 진행될 수 있었습니다. 결론적으로 본인의 연구 뿐만 아니라, 다른 연구자들과 활발하게 교류하고 같이 일하는 사람들과도 잘 지내는 것이 중요하다고 생각합니다. 지금 뒤돌아 보아도 더 잘 할껄 하고 아쉬움이 남는 관계들도 많은 것을 보면, 이것도 쉽지 않은 일인 것 같습니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
현재 KIST를 떠나서 미국 Massachusetts General Hospital/ Harvard Medical School의 윤석현 (Seok-Hyun (Andy) Yun)교수님 랩 (http://www.intelon.org/) 에서 포스닥을 하고 있습니다. 윤 교수님은 in vivo endomicroscopy 로 2010년 Nature Methods 커버, 세계 최초의 세포 기반 레이저로 2011년 Nature Photonics 커버를 장식하신 매우 창의적인 PI입니다. 교수님은 물리학 및 광학을 전공하셨기에, 화학을 전공한 제가 미처 발견하지 못한 면을 배울 수 있고, 또 다양한 융합 연구를 시도해볼 수 있어서 기쁩니다. 일단 현재는 이 곳에서 좋은 연구를 많이 하는 것이 목표입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
우선 많이 부족한 저를 쓰시는 하나님께 영광 돌립니다. 공동 1저자로서 같이 프로젝트를 이끌어간 이상민군, 동물 실험을 함께 한 나진희씨, 그리고 2년 반 동안 동고동락하며 많은 것들을 가르쳐주신 김광명 박사님께 감사드립니다. KIST의 권익찬 박사님과 여러 박사님들, 동료 포닥들, 학생들, 연구원들께도 감사 드립니다. 많은 도움을 주신 서강대 김현철 교수님, 성균관대 박재형 교수님, 서울대 안철희 교수님, 경희대 정서영 교수님, 한양대 김영필 교수님, 서울대 홍종인 교수님, 포스텍 한세광 교수님, 그리고 현 PI인 윤석현 교수님께도 감사 드립니다. 학문적으로 저를 길러주신 은사 서울대 박종상 교수님과 사수 이연 교수님, Boxlab 식구들께도 감사 드립니다. 응원해 주시는 양가 부모님과 할머니, 동생 민범과 처제에게도 감사의 마음을 전합니다. 마지막으로 항상 함께하는 아내 문영민과 아기 은찬이 사랑합니다.
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