1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드서구화된 식습관과 운동부족으로 인해 당뇨병과 비만과 같은 대사성질환의 유병률이 증가하고 있으며, 이에 당뇨병과 비만의 발생과 관련된 분자기전을 이해하기 위한 연구가 다양한 방면에서 진행되어지고 있습니다. 그 중 최근 들어 autophagy의 기능이상과 대사성질환의 발생과 관련된 연구가 많이 보고되고 있으며, 현재 소속된 연구실에서도 2007년 최초로 췌장소도세포 ( beta-cell of islets)에서의 autophagy 기능이상이 인슐린저항성의 발생과 관련됨을 보고한 바 있습니다. 그러나 최근까지 당, 지질대사작용의 중요한 역할을 하는 신체기관인 skeletal muscle과 liver에서의 autophagy의 기능이 당뇨, 비만의 발생에서 어떠한 역할을 하는지는 구체적으로 밝혀진 바가 없었습니다. Nat. Med에 나온 이번 논문은 많은 연구자들의 예상과는 다르게 skeletal muscle과 liver에서의 autophagy의 기능이상이 오히려 고지방 사료가 유발하는 비만과 당뇨병 발생을 억제시킴을 보여주고 있으며 이와 관련된 분자기전으로 autophagy의 기능저하로 인한 mitochondrial stress가 유발하는 FGF21 (fibroblast growth factor 21)의 증가가 관련되어 있음을 증명하였습니다. 현재 FGF21은 fatty acid oxidation, lipolysis와 백색지방의 browning을 증가시켜 당뇨병을 완화시킨다고 알려져 있으며, 외국의 글로벌 제약회사에서 당뇨병 치료제로서 개발되어지고 있습니다. 그러므로 이번 논문은 당·지질 대사조절에서 autophagy의 역할에 대한 새로운 의미를 부여하였다고 생각됩니다.
또한 본 연구는 autophagy와 당뇨, 비만의 관련성뿐만 아니라 mitochondria와 당뇨, 비만의 관련성에 대해서도 큰 의미를 제시해 줄 수 있다고 여겨집니다. 최근까지 mitochondria의 기능이상이 당뇨, 비만의 발생과 밀접한 관련이 있음이 여러 논문에서 보고된 바 있습니다. 하지만 몇 가지 mitochondrial 기능이상의 모델에서 오히려 당뇨, 비만에서의 개선효과가 보고되고 있습니다. 하지만 이와 관련된 분자기전은 아직 구체적으로 밝혀지지 않고 있으며 mitochondria와 관련된 분비성물질인 mitokine이 연관될 수도 있다고 추정하고 있습니다. 그런 의미에서 이번 연구는 처음으로 mitokine으로서의 FGF21이 몇 가지 mitochondrial 기능이상에서 일어나는 대사개선의 효과와 연관될 수 있음을 보여주었다고 생각됩니다.
작년 7월부터 논문투고를 시작한 지 1년 3개월만에 Nat. Med에서 accept 통보를 받기까지 많은 시간이 흘렀습니다. 투고과정 중에 ATF4에 의한 FGF21 발현증가와 관련된 논문이 보고되기도 하여 revision에서 논문의 novelty에 영향을 받아 좋지 않은 comment를 받지 않을까 걱정이 많았었습니다. 하지만 다행이 이러한 점에서 큰 지적은 없었고 2번의 revision을 거쳐 논문을 통과시킬 수 있었어 무척 기뻤습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.저는 현재 성균관대 의과대학 내분비내과 췌장소도세포사멸 연구실 (Lab. of Cell Death and Diabetes Research,
http://web.skku.edu/~leems/)에 소속되어 있으며, P.I. 이신 이명식 교수님 지도하에 4명의 post.doc과 6명의 석·박사과정생이 함께 생활을 하고 있습니다. 최근 글로벌연구실 (GRL, Global Research Lab)로 지정되어 일본의 autophagy 연구의 젊은 권위자인 Dr. Masaaki Komatsu (도쿄의과학연구소)와 공동으로 세포 기능 및 대사 조절에서 autophagy의 역할에 대한 연구를 진행하고 있습니다. 본 연구실은 autophagy에 관한 연구뿐만 아니라 최근 이슈가 되고 있는 metabolic disease & immunity와 metabolic disease & gut microbiota 분야에서도 많은 연구를 진행하고 있습니다. 이처럼 다양한 방면에서 연구가 진행되고 있어서인지 여러 분야의 논문을 접할 수 있어서 지식적으로 실험적으로 많은 점을 배울 수 있는 연구실인 것 같습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람학부과정 때부터 당뇨, 비만과 같은 대사질환과 유전자 발현조절 기전에 관심이 많았고 석·박사과정 중에 이와 관련된 연구를 진행하였습니다. 하지만 연구실 여건 상 대부분의 실험이 세포를 이용한 실험이었기 때문에 세포 단위에서 일어나는 현상이 개체단위 (mouse)에서도 일어나는지 의문이었습니다. 그래서 post.doc 과정에서 다양한 whole-body or tissue specific knockout mouse을 이용하여 대사질환을 연구하게 되었고 mouse를 이용한 실험을 통해 많은 경험과 지식을 쌓을 수 있었습니다. 최근에 나온 우수한 논문들은 단순히 mouse의 phenotype만 분석하는 것이 아니라 이러한 현상과 연관된 세포·분자수준의 연구가 함께 진행되어지고 있습니다. 이러한 면에서 석·박사때 배웠던 molecular work과 post.doc과정에 배웠던 mouse work이 앞으로의 제 연구에 큰 초석이 될 것 같습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?지금까지 많은 석·박사 학생들에게 실험을 가르치면서 하던 말이 있습니다. '연구에 대한 호기심을 잃지 마라'. 이쪽 분야에서 연구하려는 사람이면 처음에는 연구에 대한 열의와 호기심을 가지고 있습니다. 하지만 시간이 지나면서 거듭된 실험의 실패와 동일한 실험 패턴으로 인해 그 의욕은 점점 줄어들게 되는데 이것을 이겨낼 수 있는 원동력이 '호기심'인 것 같습니다. 자기가 연구하는 분야와 다양한 다른 연구 분야의 논문을 호기심을 가지고 접하게 된다면 많은 생각을 하게 될 것이고 그로인해 새로운 아이디어가 생기게 될 것입니다. 그렇게 되면 교수님이 시킨 실험이 아닌 본인이 낸 연구 아이디어를 가지고 실험을 진행하기 때문에 좀더 적극적인 자세로 실험에 임할 수 있을 것이라고 생각됩니다. 하지만 제 경험 상 많은 아이디어를 내고 실험을 진행하다보면 논문으로 될 정도의 실험 아이디어는 1/20 정도의 확률인 것 같습니다. 따라서 본인이 생각한 실험이 잘 진행되지 않는다고 해서 실망할 것이 아니라 연구에 대한 호기심을 잃지 않고 계속해서 새로운 실험에 도전한다면 좋은 결과를 낼 수 있을 것이라고 생각합니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?최근 1년 동안 FGF21의 새로운 기능을 밝히기 위한 실험을 계속해서 진행하고 있습니다. FGF21 knockout mouse와 transgenic mouse을 이용하여 대사과정뿐만 아니라 여러 질환 모델에서 FGF21의 새로운 기능을 밝히고자 합니다. 그리고 대학원과정 때부터 관심이 많았던 cancer metabolism과 stem cell metabolism에 관한 연구도 앞으로 꼭 진행해 보고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....이번 논문이 나오기까지 주위의 많은 교수님들과 실험실 사람들의 도움이 있었습니다. 다시 한 번 이번 기회를 통해 논문에 도움을 주신 여러 교수님과 연구참여자들께 감사의 인사말을 전하고 싶습니다. 특히, P. I.이신 이명식 교수님, 가천의대 최철수 교수님, 연택이형, 성훈이, 재민이, 도훈이에게 큰 고마움을 전하고 싶습니다. 그리고 지금의 제가 있기까지 도움을 주신 부산대 분자생물학과 교수님들과 여러 선·후배님께도 감사의 말을 전하고 싶습니다. 끝으로 언제나 제가 잘되길 바라며 격려해 주는 가족들에게도 이 고마움을 전하고 싶습니다.