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한빛사 인터뷰
한빛사 인터뷰
- 등록2013-07-08
- 조회8,016
ACS Nano, 2013, 7 (7), pp 5882–5891. June 14, 2013 | DOI: 10.1021/nn401183s
Quantitative and Multiplexed MicroRNA Sensing in Living Cells Based on Peptide Nucleic Acid and Nano Graphene Oxide (PANGO)
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
생명현상들을 조절하는 물질의 구성성분 중 단백질이 생체조절물질로써 인식되어왔었지만, 1993년 C. elegans발생연구과정에서 lin-4라는 miRNA, 2000년 let-7이라는 miRNA가 발견되면서 작은 크기의 non-coding RNA가 여러 생명활동 현상에 관여하고 조절하는 새로운 형태의 유전물질로써 역할을 한다는 것이 알려졌습니다. miRNA기능에 관한 연구는 유전자발현조절을 보다 면밀히 이해하는데 있어서 새로운 돌파구를 만들어 줄 것으로 전망됩니다. 그러나 이와 같은 학문적인 면에서의 중요성 외에도, miRNA 연구는 의학적인, 산업적인 측면에서도 중요합니다. miRNA의 대사 또는 기능의 결함으로 인해 발생하는 많은 질병의 연구나 miRNA 조작을 통한 유전자 발현 조절은 질병 치료를 위한 유전적 메커니즘과 기초지식을 제공해줄 수 있고, 질병진단 및 치료 이후의 예후 판단에서부터 새로운 신약 자체로의 가능성까지 보이기 때문에 향후 엄청난 기반기술을 제공할 것으로 생각됩니다. 따라서 이러한 작은 유전자물질인 miRNA를 특이적으로 감지하고 정량할 수 있는 기술의 개발은 잠재적 중요성과 가능성이 크다고 할 수 있습니다.
최근 다양한 나노입자와 나노물질들이 각종 질병들을 진단하거나 질병 치료를 위한 약물 후보를 도출하는데 이용될 수 있는 바이오칩이나 센서들로, 또한 치료가 필요한 환부에 약물을 효과적으로 전달하는 전달체로써도 개발, 합성되고 실제적인 적용으로의 접근이 활발히 이루어 지고 있습니다. 본 연구에서는 카본나노물질 중 하나인 그래핀의 산화형태 물질, 산화그래핀을 바이오센서에 응용한 것입니다. 그래핀은 화학적 안정성과 뛰어난 전도성, 기계적 강도로 재료적인 관점에서 연구가 많이 진행되었었지만, 최근에는 생물학적인 측면에서도 응용이 주목, 확대되고 있습니다. 산화그래핀을 이용하여RNA 분리, 중합효소 반응 등과 같은 추가적인 과정없이miRNA를 살아있는 세포에서 감지하고 정량적으로 분석할 수 있는 시스템을 개발하였습니다.
본 연구에서 실험과정 중에 살아있는 세포와 합성된 나노물질을 어떻게 조화시킬 수 있을 것인가, 그리고 연구의 독창적인 면을 어떻게 부각시킬 수 있을까, miRNA를 연구하는 분야에서 가장 필요로 되는 점은 무엇일까 등 많은 부분을 함께 고민했던 것이 떠오릅니다. 또한 논문을 투고한 후 revision을 하는 과정에서 reviewer들이 제 논문에 대하여 꼼꼼하게 의견을 달아준 것에 대하여 저 역시 꼼꼼히 읽어보고 그 해답을 찾아가는 과정에서 많은 것을 배울 수 있어서, 힘들었지만 좋은 경험이라고 생각합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
저희 실험실은 서울대학교 화학부 소속이고 민달희 교수님 (https://sites.google.com/site/dhmingroup/)지도하에 post-doc 2명, 박사과정학생 5명, 석박통합과정생 3명, 연구원 2명으로 이뤄진 실험실입니다. 저희 연구팀의 주된 연구내용은 다양한 나노물질을 합성하고 이를 바이오테크놀로지에 응용하면서, 화학, 생물학, 나노과학, 생체공학 등 여러 연구분야에 걸쳐 융복합 연구를 수행하고 있습니다. 현재 그래핀, 다공성 실리카입자, 산화철입자, 금나노물질 등의 나노물질을 활용하여 바이오센서와 다양한 효소활성 분석기술을 개발하고 이를 질병진단 방법 개발 및 유용하고 새로운 약물후보 발굴로 연결시키는 연구를 활발하게 진행하고 있으며, 더불어 약물전달시스템도 연구하고 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
바이오센서를 개발하기 위해 사용하는 나노물질과 생체 내에 존재하는 생분자들은 어떻게 보면 전혀 다른 물질임에도 이러한 연구를 하면서 나노물질과 생분자들을 각각 이해하고 어떻게 결합하여 시너지 효과를 낼 수 있을지에 대하여 많이 고민하고 생각하게 됩니다. 나노물질도 생물체도, 관련하여 일어나는 현상들을 이해하는 것이 많은 인내와 노력이 동반되어야 함을 느낍니다.
연구뿐만 아니라, 연구실 안에서도 연구 주제의 특성상 정말 다양한 배경지식과 경험을 가진 연구실 구성원들, 그리고 연구실 밖에서 다양한 연구분야의 사람들과의 교류하는 가운데, 다르게 보이지만 어떻게 이러한 교류와 공동연구가 연결이 되고 합쳐져서 보다 나은 방향으로 나아갈 수 있을까 고민하며 많이 배우게 되었습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
호기심과 흥미, 열정을 가지고 시작하지만 막상 실험과 연구를 하는 과정에서 어려움을 겪을 때 마음을 다잡기가 쉽지는 않았습니다. 그럴 때마다 내가 하는 연구가 어느 정도 가치 있는 일인가를 기억하고, 또한 해결책이 필요할 때는 함께 연구하는 동료와 선배들의 말에 귀를 기울이며 공부하고 생각하는 것도 한 방법인 거 같습니다. 그러다 보면 어떠한 방향으로 나아가야 할지 길이 보일 수 있을 거라 생각됩니다. 또한 연구의 타이밍 못지 않게 창의성도 중요하다고 생각합니다. 눈 앞에 보이는 성과나 결과도 중요하지만, 실패과 실수를 보완하고 극복하는 과정에서 연구 아이디어도 얻을 수 있었고, 많이 배우고 성장했던 것 같습니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
이번 연구를 하면서 나노물질 외에 microRNA에 대한 공부를 계속하고 있는데, 하면 할수록 참 흥미로운 생분자물질임을 깨닫게 됩니다. microRNA 관련된 다양한 생명현상에 관한 연구들에 나노물질을 접목하여 더 연구를 진행할 예정입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
연수 지도교수님이신 민달희 교수님, 현재 IBS, RNA 연구 단장님이신 김빛내리 교수님께 감사 드립니다. 힘들고 어려운 연구의 시간에도 저를 믿어주시고 기다려주신 훌륭한 교수님들이 계셨기에 지금이 있을 수 있었다고 생각합니다. 연구실에서 연구의 과정 동안 흔쾌히 조언과 도움을 아끼지 않았던 현재 연구실 멤버들과 김빛내리 교수님 연구실의 연구원분들에게도 감사 드리고, 저를 믿어주셨던 부모님, 가족들에게도 감사인사 전하고 싶습니다. 크리스천 과학자로써 롤모델이 되어주신 전창진 교수님, 송우주 교수님, 정설희 교수님께도 감사 드리며, 하나님께 감사 드립니다.
생명현상들을 조절하는 물질의 구성성분 중 단백질이 생체조절물질로써 인식되어왔었지만, 1993년 C. elegans발생연구과정에서 lin-4라는 miRNA, 2000년 let-7이라는 miRNA가 발견되면서 작은 크기의 non-coding RNA가 여러 생명활동 현상에 관여하고 조절하는 새로운 형태의 유전물질로써 역할을 한다는 것이 알려졌습니다. miRNA기능에 관한 연구는 유전자발현조절을 보다 면밀히 이해하는데 있어서 새로운 돌파구를 만들어 줄 것으로 전망됩니다. 그러나 이와 같은 학문적인 면에서의 중요성 외에도, miRNA 연구는 의학적인, 산업적인 측면에서도 중요합니다. miRNA의 대사 또는 기능의 결함으로 인해 발생하는 많은 질병의 연구나 miRNA 조작을 통한 유전자 발현 조절은 질병 치료를 위한 유전적 메커니즘과 기초지식을 제공해줄 수 있고, 질병진단 및 치료 이후의 예후 판단에서부터 새로운 신약 자체로의 가능성까지 보이기 때문에 향후 엄청난 기반기술을 제공할 것으로 생각됩니다. 따라서 이러한 작은 유전자물질인 miRNA를 특이적으로 감지하고 정량할 수 있는 기술의 개발은 잠재적 중요성과 가능성이 크다고 할 수 있습니다.
최근 다양한 나노입자와 나노물질들이 각종 질병들을 진단하거나 질병 치료를 위한 약물 후보를 도출하는데 이용될 수 있는 바이오칩이나 센서들로, 또한 치료가 필요한 환부에 약물을 효과적으로 전달하는 전달체로써도 개발, 합성되고 실제적인 적용으로의 접근이 활발히 이루어 지고 있습니다. 본 연구에서는 카본나노물질 중 하나인 그래핀의 산화형태 물질, 산화그래핀을 바이오센서에 응용한 것입니다. 그래핀은 화학적 안정성과 뛰어난 전도성, 기계적 강도로 재료적인 관점에서 연구가 많이 진행되었었지만, 최근에는 생물학적인 측면에서도 응용이 주목, 확대되고 있습니다. 산화그래핀을 이용하여RNA 분리, 중합효소 반응 등과 같은 추가적인 과정없이miRNA를 살아있는 세포에서 감지하고 정량적으로 분석할 수 있는 시스템을 개발하였습니다.
본 연구에서 실험과정 중에 살아있는 세포와 합성된 나노물질을 어떻게 조화시킬 수 있을 것인가, 그리고 연구의 독창적인 면을 어떻게 부각시킬 수 있을까, miRNA를 연구하는 분야에서 가장 필요로 되는 점은 무엇일까 등 많은 부분을 함께 고민했던 것이 떠오릅니다. 또한 논문을 투고한 후 revision을 하는 과정에서 reviewer들이 제 논문에 대하여 꼼꼼하게 의견을 달아준 것에 대하여 저 역시 꼼꼼히 읽어보고 그 해답을 찾아가는 과정에서 많은 것을 배울 수 있어서, 힘들었지만 좋은 경험이라고 생각합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
저희 실험실은 서울대학교 화학부 소속이고 민달희 교수님 (https://sites.google.com/site/dhmingroup/)지도하에 post-doc 2명, 박사과정학생 5명, 석박통합과정생 3명, 연구원 2명으로 이뤄진 실험실입니다. 저희 연구팀의 주된 연구내용은 다양한 나노물질을 합성하고 이를 바이오테크놀로지에 응용하면서, 화학, 생물학, 나노과학, 생체공학 등 여러 연구분야에 걸쳐 융복합 연구를 수행하고 있습니다. 현재 그래핀, 다공성 실리카입자, 산화철입자, 금나노물질 등의 나노물질을 활용하여 바이오센서와 다양한 효소활성 분석기술을 개발하고 이를 질병진단 방법 개발 및 유용하고 새로운 약물후보 발굴로 연결시키는 연구를 활발하게 진행하고 있으며, 더불어 약물전달시스템도 연구하고 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
바이오센서를 개발하기 위해 사용하는 나노물질과 생체 내에 존재하는 생분자들은 어떻게 보면 전혀 다른 물질임에도 이러한 연구를 하면서 나노물질과 생분자들을 각각 이해하고 어떻게 결합하여 시너지 효과를 낼 수 있을지에 대하여 많이 고민하고 생각하게 됩니다. 나노물질도 생물체도, 관련하여 일어나는 현상들을 이해하는 것이 많은 인내와 노력이 동반되어야 함을 느낍니다.
연구뿐만 아니라, 연구실 안에서도 연구 주제의 특성상 정말 다양한 배경지식과 경험을 가진 연구실 구성원들, 그리고 연구실 밖에서 다양한 연구분야의 사람들과의 교류하는 가운데, 다르게 보이지만 어떻게 이러한 교류와 공동연구가 연결이 되고 합쳐져서 보다 나은 방향으로 나아갈 수 있을까 고민하며 많이 배우게 되었습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
호기심과 흥미, 열정을 가지고 시작하지만 막상 실험과 연구를 하는 과정에서 어려움을 겪을 때 마음을 다잡기가 쉽지는 않았습니다. 그럴 때마다 내가 하는 연구가 어느 정도 가치 있는 일인가를 기억하고, 또한 해결책이 필요할 때는 함께 연구하는 동료와 선배들의 말에 귀를 기울이며 공부하고 생각하는 것도 한 방법인 거 같습니다. 그러다 보면 어떠한 방향으로 나아가야 할지 길이 보일 수 있을 거라 생각됩니다. 또한 연구의 타이밍 못지 않게 창의성도 중요하다고 생각합니다. 눈 앞에 보이는 성과나 결과도 중요하지만, 실패과 실수를 보완하고 극복하는 과정에서 연구 아이디어도 얻을 수 있었고, 많이 배우고 성장했던 것 같습니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
이번 연구를 하면서 나노물질 외에 microRNA에 대한 공부를 계속하고 있는데, 하면 할수록 참 흥미로운 생분자물질임을 깨닫게 됩니다. microRNA 관련된 다양한 생명현상에 관한 연구들에 나노물질을 접목하여 더 연구를 진행할 예정입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
연수 지도교수님이신 민달희 교수님, 현재 IBS, RNA 연구 단장님이신 김빛내리 교수님께 감사 드립니다. 힘들고 어려운 연구의 시간에도 저를 믿어주시고 기다려주신 훌륭한 교수님들이 계셨기에 지금이 있을 수 있었다고 생각합니다. 연구실에서 연구의 과정 동안 흔쾌히 조언과 도움을 아끼지 않았던 현재 연구실 멤버들과 김빛내리 교수님 연구실의 연구원분들에게도 감사 드리고, 저를 믿어주셨던 부모님, 가족들에게도 감사인사 전하고 싶습니다. 크리스천 과학자로써 롤모델이 되어주신 전창진 교수님, 송우주 교수님, 정설희 교수님께도 감사 드리며, 하나님께 감사 드립니다.
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