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한빛사 인터뷰
한빛사 인터뷰
- 등록2017-06-28
- 조회3,442
Nat. Nanotechnol., Published online 19 June 2017 | doi:10.1038/nnano.2017.109
Sulfated glycopeptide nanostructures for multipotent protein activation
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
신체는 많은 종류의 당에 의존합니다. 단맛을 내며 혈당을 올려주는 포도당 (glucose) 이 있는 반면, 세포 표면에서 신호 단백질(signaling protein) 과 결합 후 성능을 향상시키는 헤파란황산 다당(heparan sulfate polysaccharide) 이 있습니다. 이번 논문은 후자에 관한 연구였습니다.
보통 단백질과 성장 인자의 체내 약효기간이 짧기 때문에, 이론적으로 이 다당을 함께 주사하여 뼈나 근육 상처 치료 등 조직 재생을 향상시킬 수 있습니다. 하지만 헤파란황산은 동물성 약품으로 추출과정이 어렵고 성분이 불균일하기 때문에, 많은 연구실에서 헤파란황산을 황산염 양에 따라 정제하거나, 새로운 모방 물질을 만들기 위해 노력하고 있습니다.
이런 이유로 저희 사무엘 스툽(Samuel Stupp) 교수님 연구실에서는 비용이 적게 들고 성분이 균일한 새로운 초분자 당분(supramolecular sugar) 을 개발 하였습니다. 자가조립 당화펩타이드(self-assembling glycopeptide) 기술을 이용, 지름이 머리카락 보다 약 오천배 얇고 표면에 황산성 단당류(trisulfated monosaccharide) 가 균일하게 배열 된 초분자 나노섬유를 개발했습니다.
이 초분자 당분은 생체외 실험에서 헤파란황산에 비교해 뼈 형성의 핵심 단백질인 BMP-2 의 활성도를 압도적으로 향상시켰습니다. 또한 웰링튼 수(Wellington Hsu) 척추 전문 정형외과 의사와 동물 실험을 통해, 초분자 당분을 뼈 표면에 발라 척추융합술에 필요한 골형성 단백질의 약효를 백 배 증가 시키고, 뼈 재생을 향상 시키는데 성공했습니다.
최근 많은 환자들이 퇴행성 디스크나 외상에 의한 요통 치료를 위해 척추고정술을 받고 있기 때문에, 저희가 새로 개발한 나노섬유 당분이 빠른 미래에 치료를 더 안전하고 효과적으로 발달 시킬 것으로 기대하고 있습니다. 또한, 여러 종류의 단당을 이용해 다른 성장 인자(growthfactor) 마다 커스텀 메이드 된 초분자 당분을 개발하여 뼈 말고 다른 조직 재생에도 큰 도움이 될 것이라 희망합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
이 논문은 제가 미국 시카고에 위치한Northwestern University 대학의 재생의학 연구소인 Simpson Querrey Institute for BioNanotechnology (SQI)에서 진행됐습니다. Samuel Stupp 교수님이 연구소장이시고, 또 제 박사과정과 박사후과정 2년동안의 지도교수님이셨습니다. 다양한 백그라운드의 교수님들이 소속되어 있어, 탄탄한 연구비를 바탕으로 활발한 공동연구가 진행되고 있는 곳 입니다. 또한, Northwestern 대학과 달리 학교 병원과 저희 연구소는 다운타운 시카고에 있어서, 연구 밖의 삶 또한 즐겁게 보낼 수 있었습니다.
연구실 웹사이트: http://stupp.northwestern.edu/
연구소 웹사이트: http://sqi.northwestern.edu/
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
재생의료쪽 연구를 하며 다양한 분자의 전문가들과 함께 일할 수 있어서 재미있었습니다. 제 연구가, 또는 이를 토대로 후에 연구원들이 개발한 이노베이션이 미래에 사람의 생활의 질을 높여 줄 수도 있다는 생각에 큰 자부심과 보람을 느끼고 있습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
미래 "핫"한 연구 토픽이 어떻게 바뀔지는 예측하기가 힘듭니다. 그래서 생체재료공학 연구가 최고라고 말씀드릴 수는 없습니다. 또한, 현재 졸업생들을 보면 computer science쪽에 비해 연봉도 낮은 편입니다. 하지만, 무언가를 개발해서 어떠한 질병을 치료할 수 있다는 점은, 저에게는 박사과정 동안 투자한 시간이 전혀 아깝지 않을 정도로 큰 매력 이였습니다. 그리고, 후에 학회 conference 를 가시면 다양한 사람들(학생, 교수) 과 네트워킹을 하시기 바랍니다. 후에 이 커넥션이 도움이 될 때가 많습니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
현재는 스탠포드 의대에서 포닥으로 지내며 satellite cell 이라 부르는 근육 줄기세포에 대해 연구하고 있습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
우선 저와 항상 함께하여 주신 하나님께 감사드립니다. 오랜 시간동안 저를 응원해 주신 부모님, 가족 분들, 제 아내, 그리고 장인어른 장모님께도 감사드립니다. 제 박사과정 연구를 지원해 주신 삼성장학회에도 감사드립니다. 마지막으로 교수님과, 포닥 티미 피너 (Timmy Fyrner), 그리고 다른 연구원분들께도 감사의 말씀을 전합니다.
신체는 많은 종류의 당에 의존합니다. 단맛을 내며 혈당을 올려주는 포도당 (glucose) 이 있는 반면, 세포 표면에서 신호 단백질(signaling protein) 과 결합 후 성능을 향상시키는 헤파란황산 다당(heparan sulfate polysaccharide) 이 있습니다. 이번 논문은 후자에 관한 연구였습니다.
보통 단백질과 성장 인자의 체내 약효기간이 짧기 때문에, 이론적으로 이 다당을 함께 주사하여 뼈나 근육 상처 치료 등 조직 재생을 향상시킬 수 있습니다. 하지만 헤파란황산은 동물성 약품으로 추출과정이 어렵고 성분이 불균일하기 때문에, 많은 연구실에서 헤파란황산을 황산염 양에 따라 정제하거나, 새로운 모방 물질을 만들기 위해 노력하고 있습니다.
이런 이유로 저희 사무엘 스툽(Samuel Stupp) 교수님 연구실에서는 비용이 적게 들고 성분이 균일한 새로운 초분자 당분(supramolecular sugar) 을 개발 하였습니다. 자가조립 당화펩타이드(self-assembling glycopeptide) 기술을 이용, 지름이 머리카락 보다 약 오천배 얇고 표면에 황산성 단당류(trisulfated monosaccharide) 가 균일하게 배열 된 초분자 나노섬유를 개발했습니다.
이 초분자 당분은 생체외 실험에서 헤파란황산에 비교해 뼈 형성의 핵심 단백질인 BMP-2 의 활성도를 압도적으로 향상시켰습니다. 또한 웰링튼 수(Wellington Hsu) 척추 전문 정형외과 의사와 동물 실험을 통해, 초분자 당분을 뼈 표면에 발라 척추융합술에 필요한 골형성 단백질의 약효를 백 배 증가 시키고, 뼈 재생을 향상 시키는데 성공했습니다.
최근 많은 환자들이 퇴행성 디스크나 외상에 의한 요통 치료를 위해 척추고정술을 받고 있기 때문에, 저희가 새로 개발한 나노섬유 당분이 빠른 미래에 치료를 더 안전하고 효과적으로 발달 시킬 것으로 기대하고 있습니다. 또한, 여러 종류의 단당을 이용해 다른 성장 인자(growthfactor) 마다 커스텀 메이드 된 초분자 당분을 개발하여 뼈 말고 다른 조직 재생에도 큰 도움이 될 것이라 희망합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
이 논문은 제가 미국 시카고에 위치한Northwestern University 대학의 재생의학 연구소인 Simpson Querrey Institute for BioNanotechnology (SQI)에서 진행됐습니다. Samuel Stupp 교수님이 연구소장이시고, 또 제 박사과정과 박사후과정 2년동안의 지도교수님이셨습니다. 다양한 백그라운드의 교수님들이 소속되어 있어, 탄탄한 연구비를 바탕으로 활발한 공동연구가 진행되고 있는 곳 입니다. 또한, Northwestern 대학과 달리 학교 병원과 저희 연구소는 다운타운 시카고에 있어서, 연구 밖의 삶 또한 즐겁게 보낼 수 있었습니다.
연구실 웹사이트: http://stupp.northwestern.edu/
연구소 웹사이트: http://sqi.northwestern.edu/
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
재생의료쪽 연구를 하며 다양한 분자의 전문가들과 함께 일할 수 있어서 재미있었습니다. 제 연구가, 또는 이를 토대로 후에 연구원들이 개발한 이노베이션이 미래에 사람의 생활의 질을 높여 줄 수도 있다는 생각에 큰 자부심과 보람을 느끼고 있습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
미래 "핫"한 연구 토픽이 어떻게 바뀔지는 예측하기가 힘듭니다. 그래서 생체재료공학 연구가 최고라고 말씀드릴 수는 없습니다. 또한, 현재 졸업생들을 보면 computer science쪽에 비해 연봉도 낮은 편입니다. 하지만, 무언가를 개발해서 어떠한 질병을 치료할 수 있다는 점은, 저에게는 박사과정 동안 투자한 시간이 전혀 아깝지 않을 정도로 큰 매력 이였습니다. 그리고, 후에 학회 conference 를 가시면 다양한 사람들(학생, 교수) 과 네트워킹을 하시기 바랍니다. 후에 이 커넥션이 도움이 될 때가 많습니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
현재는 스탠포드 의대에서 포닥으로 지내며 satellite cell 이라 부르는 근육 줄기세포에 대해 연구하고 있습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
우선 저와 항상 함께하여 주신 하나님께 감사드립니다. 오랜 시간동안 저를 응원해 주신 부모님, 가족 분들, 제 아내, 그리고 장인어른 장모님께도 감사드립니다. 제 박사과정 연구를 지원해 주신 삼성장학회에도 감사드립니다. 마지막으로 교수님과, 포닥 티미 피너 (Timmy Fyrner), 그리고 다른 연구원분들께도 감사의 말씀을 전합니다.
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