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한빛사 인터뷰
한빛사 인터뷰
- 등록2017-02-13
- 조회8,578
Nat. Commun., 8, Article number: 14346 (2017) | doi:10.1038/ncomms14346
Anisotropically organized three-dimensionalculture platform for reconstruction of ahippocampal neural network
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
3차원 세포 배양 시스템은 기존의 2차원 세포 배양 시스템의 한계를 극복한, 생체 유사 세포 배양 시스템을 구축하고자 시작된 연구입니다. 대부분의 연구들이 생명 과학 분야 보다는 공학 분야의 연구자들에 의해 다양한 재료들을 활용한 3차원 세포 배양 시스템들이 보고되어지고 있으며, 2010년부터 tissue/organ-on-a chip의 개념들의 다양한 연구 성과들이 발표되면서 in vitro에서 생체 유사 시스템을 구축하고자 하는 연구들이 활발히 진행 되고 있습니다. 다양한 organ을 구축하기 위한 연구들 중에, 이번에 제가 발표한 연구는 뇌 내 존재하는 신경회로망 중 하나로 해마의 CA3-CA1 회로망을 3차원으로 재현한 것입니다.
우선 이 연구를 시작한 2013년 2월, 처음 연구를 시작하는 시점에는 생쥐(mouse)의 신경세포를 3차원으로 배양하는 시스템 자체에 대해 알려져 있지 않았었습니다. 대부분의 신경세포를 활용한 3차원 연구를 진행하는 그룹들에서는 viability가 높은 rat cortical neurons을 이용한 연구들이 진행되어지고 있었으며, 저희가 이 프로젝트를 진행하는 동안 일부들이 발표된 바 있습니다. 그렇기에 처음 이 연구를 시작할 때, 대부분의 연구자들이 과연 hippocampal neurons이 3차원 배양 시 실험과정에서 생기는 물리적 스트레스를 극복하고 세포가 정상적으로 배양이 될 것인가에 대한 부정적인 시각들이 많았습니다.
하지만 막상 연구를 시작한 2013년 3월, 연구 시작 한 달이 안되어서 염려와는 달리 2차원에서보다 3차원 배양에서 훨씬 더 건강하게 세포들이 배양 되는 것을 볼 수 있었습니다. 4년 동안 연구가 진행 되면서 웃픈 많은 에피소드들이 있었지만, 아무래도 개인적으로 가장 기억에 남는 것은 처음 3차원에서 아름답게 axon과 dendrite을 뻗치고 자라나는 hippocampal neurons을 보았던 그 날이 가장 기억에 남는 날 이였던 것 같습니다.
그리고 지금 와서 되돌아 보면 이런 도전 정신은 아마도 제가 박사 과정 때 신경 과학을 전공한 사람이 아니라서 좀 더 과감하게 이 연구를 시작할 수 있지 않았나란 생각이 듭니다. 가끔은 무모한 도전이 새로운 것을 발견하는 기회가 되기도 하는 것 같습니다. 3차원 세포 배양 가능성을 확인한 이 후에도, 이 프로젝트가 진행 됨에 있어서 유사 연구에 대한 자료들이 많이 부족한 연구 분야였기에, 최적화된 세포 배양 조건 및 본 연구의 핵심 주제 중 하나인 align부분에 대한 실험적인 구현을 이루기 위해 매 단계 단계마다 연구에 참여한 여러 박사님들의 많은 수고로움 끝에 이번 연구가 발표 될 수 있었습니다.
이번 연구 성과를 통해 개인적으로 기대하기로는, 본 연구의 가장 큰 장점 중 하나인, 콜라젠을 이용한 아주 간단한 실험 방법을 통해 향후 다양한 연구 분야에 계신 생명 과학자들도 손쉽게 3차원 세포 배양이 가능할 것이라 생각되며, 기존의 2차원 세포 배양에서 관찰 되지 않았던 세포 특이 형태학적 또는 생리학적 관찰이 가능함으로써, 보다 생체 유사한 조건에서의 연구에 유용하게 활용 되어 질 것이라 생각됩니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
현재 제가 소속되어 있는 기관은, 서울에 소재한 국내 최대 정부출연연구기관인 한국과학기술연구원 (KIST)내, 뇌 과학 연구소와 치매 DTC 융합연구단 입니다. 이번 3차원 세포 배양과 관련된 연구는 뇌 과학 연구소 내에 있는 5개 연구단 중에 신경 과학 연구단, 신경 교세포 연구단, 바이오 마이크로 시스템 연구단 이렇게 3개 연구단에 계신 각 분야별 전문 박사님들과 함께 진행 되었습니다. KIST 뇌 과학 연구소는 보다 원활한 융합 연구를 위해 한 건물 내, 각 층별로 다양한 연구단들로 구성되어져 있습니다. 한 건물 내 함께 있기 때문에, 다양한 분야의 연구자들이 보다 쉽게 소통할 수 있으며, 실험적으로도 공동 연구가 활발하게 이루어질 수 있는 장점을 가지고 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
평상 시 연구 활동을 하면서 드는 생각은 어느 정도 각자의 분야에서 일정한 위치에 이르게 되면 대부분의 사람들이 같은 생각을 하게 된다는 것을 느끼게 됩니다. 이번 3차원 세포 배양 시스템을 연구하는 과정 중에도 다른 우수한 그룹들이 유사한 연구를 진행하고 있다는 소식을 전해 들을 때 마다 연구자들이 궁극적으로 하고자 하는 방향성이 참 비슷하다는 생각들을 많이 했던 것 같습니다. 하지만, 이번 CA3-CA1 hippocampal neural circuit의 3차원 배양 시스템 구축은 현재 보고된 바 없으며, 향후 다양한 신경회로망과 관련된 연구에 사용 되어 질 수 있는 의미 있는 연구 결과를 보고한 것이기에 이번 연구자 중 한 명으로서, 한국에서 이런 연구 성과를 발표 할 수 있게 된 점에 대해 보람을 느낍니다. 이번 연구의 중요성은 논문 발표 이후 nature communication 부 편집장에 의해 highlight issue로 선정되어, 이 달 안에 다시 한번 소개될 예정에 있습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
그리 오랜 기간은 아니지만 연구자로서 느낀 점을 바탕으로 해 드리고 싶은 말은, 연구자의 길은 정말 보람되고 즐거운 길이지만, 연구 성과를 통한 기쁨을 느끼기 위해서는 부단한 수고로움이 따른다는 것을 잘 알고 연구자의 길을 선택 하면 좋을 것 같습니다. 특히, 생명 과학 분야는 실험적으로 다루는 재료가 생명체다 보니 실험자의 스케줄이 아닌 실험 재료에 따른 스케줄에 맞춰 연구가 진행되는 경향이 많고, 막상 실험을 하다 보면 생명체 자체의 다양한 변수로 인해 실제 세운 가설과 다른 실험 결과들을 얻게 되는 경우도 종종 있기도 합니다. 그러다 보니 다른 분야에 비해 기본적으로 하나의 연구를 마치기까지 오랜 시간이 걸리는 경우가 대부분인 것 같습니다. 많은 연구자들이 모두 동일하게 오랜 시간이 걸리는 것은 아니지만, 개인적인 경험을 바탕으로 조언을 드리자면 생명과학자의 길을 가고자 하시는 후배님들은 학위 과정 그리고 그 이후 긴 시간들을 연구자로서 즐겁게 감당할 수 있을지 스스로에게 잘 물어 보시고 진로를 선택하시면 좋을 것 같습니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
현재 저는 신경 재생 및 퇴화와 관련되어 2012년에 실험실을 오픈한 허은미 박사님 실험실에 소속 되어 있습니다. 3차원 세포 배양 기법과 관련하여 추후 신경 퇴화 기작 연구에 활용할 계획이 있으며, 그 외에도 현재 신경 재생 기작을 조절할 수 있는 새로운 패러다임에 대한 그 간 연구 결과들을 빠른 시일 내에 보고하고자 준비 중에 있습니다. 그리고 이 후 제 연구를 보다 활발히 진행 할 수 있는 곳을 향후 찾을 계획에 있습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
먼저 이런 기회를 주신 하나님께 감사합니다. 그리고 이번 연구를 위해 4년간 함께 수고해주신 최낙원 박사님, 김소현 박사님, 오수진 박사님, 이창준 박사님, 윤의성 박사님께 이 자리를 빌어 진심으로 감사의 말씀을 드립니다. 또한, 2013년부터 무에서 유를 창조하기 위해 누구보다도 수고하신 현 실험실 보스인 허은미 박사님께 진심으로 감사의 마음을 전합니다.또한, 이번 연구 초반에 함께 수고해준 이정진 학생에게도 감사의 마음을 전하고 싶습니다. 이번 연구 결과가 있기까지 오랜 시간 학위 과정 동안 여러 실험들을 통해 훈련을 받았던 것들이 많은 도움이 되었습니다. 박사 학위 지도 교수님이신 서울대 공영윤 교수님께도 이 자릴 빌어 랩 선배님들보다는 늦게 브릭 인터뷰를 하게 되었지만, 오랜 학위 과정 동안 제가 하고 싶은 연구를 할 수 있도록 지원해주시고, 지금도 실험에 필요한 도움을 아낌없이 주시는 교수님께 진심으로 감사의 말씀을 전하고 싶습니다. 그리고 저의 또 다른 학위 지도 교수님이신 포스텍 김경태 교수님, 연구자의 길을 감에 있어 항상 좋은 조언을 해주시는 교수님께도 감사의 말씀을 전하고 싶습니다. 또한, 키스트에서 만난 소중한 인연들에게도 이 자릴 빌어 감사의 마음을 전하고 싶습니다. 지난 4년간 랩 시작부터 늘 함께 서로에게 힘이 되어주는 현 lab member들인 이보윤, 장은혜 학생, 조금은 무거울 수 있는 연구소지만 늘 웃음을 주는 옆 실험실 송보경, 김서율 학생, 늘 고민을 들어 주는 앞 실험실 황은진 박사에게도 감사의 말을 전합니다. 그리고 무엇보다 오랜 세월 묵묵히 이 길을 갈 수 있도록 늘 기도로 응원해주는 저의 가족들에게 진심으로 감사의 마음을 전하고 싶습니다.
3차원 세포 배양 시스템은 기존의 2차원 세포 배양 시스템의 한계를 극복한, 생체 유사 세포 배양 시스템을 구축하고자 시작된 연구입니다. 대부분의 연구들이 생명 과학 분야 보다는 공학 분야의 연구자들에 의해 다양한 재료들을 활용한 3차원 세포 배양 시스템들이 보고되어지고 있으며, 2010년부터 tissue/organ-on-a chip의 개념들의 다양한 연구 성과들이 발표되면서 in vitro에서 생체 유사 시스템을 구축하고자 하는 연구들이 활발히 진행 되고 있습니다. 다양한 organ을 구축하기 위한 연구들 중에, 이번에 제가 발표한 연구는 뇌 내 존재하는 신경회로망 중 하나로 해마의 CA3-CA1 회로망을 3차원으로 재현한 것입니다.
우선 이 연구를 시작한 2013년 2월, 처음 연구를 시작하는 시점에는 생쥐(mouse)의 신경세포를 3차원으로 배양하는 시스템 자체에 대해 알려져 있지 않았었습니다. 대부분의 신경세포를 활용한 3차원 연구를 진행하는 그룹들에서는 viability가 높은 rat cortical neurons을 이용한 연구들이 진행되어지고 있었으며, 저희가 이 프로젝트를 진행하는 동안 일부들이 발표된 바 있습니다. 그렇기에 처음 이 연구를 시작할 때, 대부분의 연구자들이 과연 hippocampal neurons이 3차원 배양 시 실험과정에서 생기는 물리적 스트레스를 극복하고 세포가 정상적으로 배양이 될 것인가에 대한 부정적인 시각들이 많았습니다.
하지만 막상 연구를 시작한 2013년 3월, 연구 시작 한 달이 안되어서 염려와는 달리 2차원에서보다 3차원 배양에서 훨씬 더 건강하게 세포들이 배양 되는 것을 볼 수 있었습니다. 4년 동안 연구가 진행 되면서 웃픈 많은 에피소드들이 있었지만, 아무래도 개인적으로 가장 기억에 남는 것은 처음 3차원에서 아름답게 axon과 dendrite을 뻗치고 자라나는 hippocampal neurons을 보았던 그 날이 가장 기억에 남는 날 이였던 것 같습니다.
그리고 지금 와서 되돌아 보면 이런 도전 정신은 아마도 제가 박사 과정 때 신경 과학을 전공한 사람이 아니라서 좀 더 과감하게 이 연구를 시작할 수 있지 않았나란 생각이 듭니다. 가끔은 무모한 도전이 새로운 것을 발견하는 기회가 되기도 하는 것 같습니다. 3차원 세포 배양 가능성을 확인한 이 후에도, 이 프로젝트가 진행 됨에 있어서 유사 연구에 대한 자료들이 많이 부족한 연구 분야였기에, 최적화된 세포 배양 조건 및 본 연구의 핵심 주제 중 하나인 align부분에 대한 실험적인 구현을 이루기 위해 매 단계 단계마다 연구에 참여한 여러 박사님들의 많은 수고로움 끝에 이번 연구가 발표 될 수 있었습니다.
이번 연구 성과를 통해 개인적으로 기대하기로는, 본 연구의 가장 큰 장점 중 하나인, 콜라젠을 이용한 아주 간단한 실험 방법을 통해 향후 다양한 연구 분야에 계신 생명 과학자들도 손쉽게 3차원 세포 배양이 가능할 것이라 생각되며, 기존의 2차원 세포 배양에서 관찰 되지 않았던 세포 특이 형태학적 또는 생리학적 관찰이 가능함으로써, 보다 생체 유사한 조건에서의 연구에 유용하게 활용 되어 질 것이라 생각됩니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
현재 제가 소속되어 있는 기관은, 서울에 소재한 국내 최대 정부출연연구기관인 한국과학기술연구원 (KIST)내, 뇌 과학 연구소와 치매 DTC 융합연구단 입니다. 이번 3차원 세포 배양과 관련된 연구는 뇌 과학 연구소 내에 있는 5개 연구단 중에 신경 과학 연구단, 신경 교세포 연구단, 바이오 마이크로 시스템 연구단 이렇게 3개 연구단에 계신 각 분야별 전문 박사님들과 함께 진행 되었습니다. KIST 뇌 과학 연구소는 보다 원활한 융합 연구를 위해 한 건물 내, 각 층별로 다양한 연구단들로 구성되어져 있습니다. 한 건물 내 함께 있기 때문에, 다양한 분야의 연구자들이 보다 쉽게 소통할 수 있으며, 실험적으로도 공동 연구가 활발하게 이루어질 수 있는 장점을 가지고 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
평상 시 연구 활동을 하면서 드는 생각은 어느 정도 각자의 분야에서 일정한 위치에 이르게 되면 대부분의 사람들이 같은 생각을 하게 된다는 것을 느끼게 됩니다. 이번 3차원 세포 배양 시스템을 연구하는 과정 중에도 다른 우수한 그룹들이 유사한 연구를 진행하고 있다는 소식을 전해 들을 때 마다 연구자들이 궁극적으로 하고자 하는 방향성이 참 비슷하다는 생각들을 많이 했던 것 같습니다. 하지만, 이번 CA3-CA1 hippocampal neural circuit의 3차원 배양 시스템 구축은 현재 보고된 바 없으며, 향후 다양한 신경회로망과 관련된 연구에 사용 되어 질 수 있는 의미 있는 연구 결과를 보고한 것이기에 이번 연구자 중 한 명으로서, 한국에서 이런 연구 성과를 발표 할 수 있게 된 점에 대해 보람을 느낍니다. 이번 연구의 중요성은 논문 발표 이후 nature communication 부 편집장에 의해 highlight issue로 선정되어, 이 달 안에 다시 한번 소개될 예정에 있습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
그리 오랜 기간은 아니지만 연구자로서 느낀 점을 바탕으로 해 드리고 싶은 말은, 연구자의 길은 정말 보람되고 즐거운 길이지만, 연구 성과를 통한 기쁨을 느끼기 위해서는 부단한 수고로움이 따른다는 것을 잘 알고 연구자의 길을 선택 하면 좋을 것 같습니다. 특히, 생명 과학 분야는 실험적으로 다루는 재료가 생명체다 보니 실험자의 스케줄이 아닌 실험 재료에 따른 스케줄에 맞춰 연구가 진행되는 경향이 많고, 막상 실험을 하다 보면 생명체 자체의 다양한 변수로 인해 실제 세운 가설과 다른 실험 결과들을 얻게 되는 경우도 종종 있기도 합니다. 그러다 보니 다른 분야에 비해 기본적으로 하나의 연구를 마치기까지 오랜 시간이 걸리는 경우가 대부분인 것 같습니다. 많은 연구자들이 모두 동일하게 오랜 시간이 걸리는 것은 아니지만, 개인적인 경험을 바탕으로 조언을 드리자면 생명과학자의 길을 가고자 하시는 후배님들은 학위 과정 그리고 그 이후 긴 시간들을 연구자로서 즐겁게 감당할 수 있을지 스스로에게 잘 물어 보시고 진로를 선택하시면 좋을 것 같습니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
현재 저는 신경 재생 및 퇴화와 관련되어 2012년에 실험실을 오픈한 허은미 박사님 실험실에 소속 되어 있습니다. 3차원 세포 배양 기법과 관련하여 추후 신경 퇴화 기작 연구에 활용할 계획이 있으며, 그 외에도 현재 신경 재생 기작을 조절할 수 있는 새로운 패러다임에 대한 그 간 연구 결과들을 빠른 시일 내에 보고하고자 준비 중에 있습니다. 그리고 이 후 제 연구를 보다 활발히 진행 할 수 있는 곳을 향후 찾을 계획에 있습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
먼저 이런 기회를 주신 하나님께 감사합니다. 그리고 이번 연구를 위해 4년간 함께 수고해주신 최낙원 박사님, 김소현 박사님, 오수진 박사님, 이창준 박사님, 윤의성 박사님께 이 자리를 빌어 진심으로 감사의 말씀을 드립니다. 또한, 2013년부터 무에서 유를 창조하기 위해 누구보다도 수고하신 현 실험실 보스인 허은미 박사님께 진심으로 감사의 마음을 전합니다.또한, 이번 연구 초반에 함께 수고해준 이정진 학생에게도 감사의 마음을 전하고 싶습니다. 이번 연구 결과가 있기까지 오랜 시간 학위 과정 동안 여러 실험들을 통해 훈련을 받았던 것들이 많은 도움이 되었습니다. 박사 학위 지도 교수님이신 서울대 공영윤 교수님께도 이 자릴 빌어 랩 선배님들보다는 늦게 브릭 인터뷰를 하게 되었지만, 오랜 학위 과정 동안 제가 하고 싶은 연구를 할 수 있도록 지원해주시고, 지금도 실험에 필요한 도움을 아낌없이 주시는 교수님께 진심으로 감사의 말씀을 전하고 싶습니다. 그리고 저의 또 다른 학위 지도 교수님이신 포스텍 김경태 교수님, 연구자의 길을 감에 있어 항상 좋은 조언을 해주시는 교수님께도 감사의 말씀을 전하고 싶습니다. 또한, 키스트에서 만난 소중한 인연들에게도 이 자릴 빌어 감사의 마음을 전하고 싶습니다. 지난 4년간 랩 시작부터 늘 함께 서로에게 힘이 되어주는 현 lab member들인 이보윤, 장은혜 학생, 조금은 무거울 수 있는 연구소지만 늘 웃음을 주는 옆 실험실 송보경, 김서율 학생, 늘 고민을 들어 주는 앞 실험실 황은진 박사에게도 감사의 말을 전합니다. 그리고 무엇보다 오랜 세월 묵묵히 이 길을 갈 수 있도록 늘 기도로 응원해주는 저의 가족들에게 진심으로 감사의 마음을 전하고 싶습니다.
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