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한빛사 인터뷰
한빛사 인터뷰
- 등록2017-11-24
- 조회4,361
Genome Biol., Published: 1 November 2017 | https://doi.org/10.1186/s13059-017-1341-9
New reference genome sequences of hot pepper reveal the massive evolution of plant disease-resistance genes by retroduplication
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
고등생물의 경우, 유전체 (Genome)를 구성하는 염기서열의 대부분은 transposable elements (TEs)라는 반복서열로 이루어져 있습니다. 특히 식물의 경우 LTR-retrotransposon (LTR-R)이라는 특정 TEs가 전체 유전체의 절반 이상을 차지합니다. 지금까지 유전체 구조 형성에 대한 역할 외에는 LTR-R에 대하여 알려진 바가 거의 없습니다.
저희는 기존 고추 유전체 외에 2종의 고추 속 식물의 염기서열을 해독하였고 완성된 유전체 정보를 이용하여 고추 속 식물의 진화연구를 수행하고자 하였습니다. 연구를 진행하면서 고추에서 특이적으로 증가된 LTR-R과 NLR유전자들의 상관관계에 대하여 초점을 맞췄습니다. 흥미롭게도 대량의 NLR 유전자가 'LTR-R에 의한 유전자 복제' (LTR-R-mediated retroduplication)에 의해 새롭게 출현 하였고 이와 같은 현상은 고추 뿐 아니라 토마토, 감자, 그리고 벼에서도 발견 되었습니다. 알려진 기능성 저항성 유전자의 진화과정을 살펴본 결과 고추에서 담배모자이크 바이러스 저항성 유전자인 L과 감자에서 감자역병 저항성 유전자인 R3a의 생성에 retroduplication이 핵심적인 역할을 했다는 것 또한 밝혀낼 수 있었습니다.
지금까지 retroduplication은 pseudo 유전자나 단일 기능성 유전자들의 생성에 관여한다고만 알려졌고 연구논문 또한 손에 꼽힐 정도로 많지 않습니다. 따라서 유전자 복제 메커니즘을 소개하는 논문에서는 항상 마지막에 간단히 언급할 정도로 알려진 바가 많지 않았습니다. 이번 연구는 대량의 단일 유전자 군이 종 특이적으로 LTR-R에 의한 retroduplication에 의해 새로 출현 하였다는 것과 그 이후 기능을 획득하는 진화과정을 밝혀냈다는 점에서 의미가 크다고 할 수 있습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
이번 연구는 서울대학교 최도일 교수님 연구실에서 진행 되었습니다. 본 연구실에서는 식물의 면역반응과 유전체에 대한 연구를 주로 진행하며 실험을 진행하는 그룹과 데이터 분석을 진행하는 그룹이 서로 협력하여 연구를 하고 있습니다. 저희 연구실의 특징은 박사과정 학생의 경우 스스로 데이터 분석을 통하여 얻어진 결과를 가지고 실험 디자인을 하여 연구를 수행한다는 것입니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
잘 알려지지 않은 메커니즘에 대한 연구를 진행하여 어떠한 리뷰어의 말도 안 되는 요구에 좌절감을 느끼기도 하였지만 결론적으로 어려운 리뷰 과정을 통과해서 결론을 얻었다는 점에서 짜릿하기도 했습니다. 가장 중요했던 점은 결국 지도교수님 및 다른 연구자들과의 지속적인 discussion이었던 것 같습니다. 연구를 진행하다 보면 편향될 수 있고 옳고 그름에 대한 판단이 어려워 질 때가 많았는데 그때마다 discussion을 통하여 연구의 방향을 잘 잡은 것이 현재의 결과를 만들지 않았나 하는 생각이 듭니다. 끝으로 선배들이 떠난 후 홀로 남아 진행했던 연구여서 그런지 결과로 만들어 냈다는 것에 대하여 안도감, 그리고 자부심을 느꼈습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
제가 연구하는 분야는 생물정보학/유전체학입니다. 생물정보학자들이 가장 중요시 여겨야 하는 것이 생물학 지식이라고 생각합니다. 결국 컴퓨터를 이용하든, 수학적 지식을 이용하든 생명현상에 대한 궁금증을 풀기 위한 연구를 수행하는 것인데 생물학을 알아야 궁금한 것이 무엇인지 생각할 수 있기 때문입니다. 또한 항상 물음을 던지는 습관이 중요한 것 같습니다. 이미 여러 연구들에서 NLR은 반복서열 주변에 밀집되었다는 사실은 보고 되었었지만 "왜", "어떻게"에 대한 물음을 던짐으로써 연구에서 가장 중요한 부분을 풀 수 있었던 것 같습니다. 마지막으로 나와 다른 의견에 대하여 잘 듣는 것이 중요하다고 생각합니다. 특히 생물정보 분석의 경우 개인이 굉장히 많은 양의 일을 수행할 수 있는데 이때 경계해야 하는 것은 "데이터 해석을 주관적인 판단으로 하는 것입니다". 결과해석 또는 결론에 도달하기까지 편파적인 시각으로 바라볼 수도 있다는 것이지요. 따라서 많은 사람들과 끊임없이 Discussion을 하여 공정한 시각으로 결과를 바라보는 것이 필요하다고 생각합니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
저는 현재 연구재단의 대통령 Post-doc fellowship의 지원을 받아 전체 식물 유전체내의 중요 유전자들을 생물정보 분석을 통하여 재분석하고 이들의 진화연구를 수행 중에 있습니다. 실제로 유전체내에 온전히 존재하지만 유전자 정보에서는 결여되어 있어서 알려지지 않았던 유전자들을 발굴하고 이들의 생성원인 및 기능연구를 수행할 예정입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
먼저 연구를 마무리 하여 좋은 결과를 내게 허락하시고 지켜주신 하나님께 감사를 드립니다. 처음에 왔을 때 생물학에 대하여 전혀 지식이 없던 저를 역할을 수행할 수 있는 연구자로 성장하게 해주신 최도일 교수님 감사 드립니다. 교수님의 칭찬, 조언, 질책이 있었기에 지금의 제가 있을 수 있었습니다. 제게 생물정보학의 기초를 다질 수 있게 환경을 제공해 주신 이용환 교수님께도 감사의 인사를 드립니다. 또한 저의 멘토이신 염선인 박사님, 제가 처음 실험실 왔을 때 논문도 읽을 줄 모르는 제게 따로 과외도 해주시고 항상 기죽지 않게 챙겨주셔서 감사 드립니다. 염 박사님과 공유한 시간 덕분에 즐겁게 학위과정을 보낼 수 있었습니다. 김용민 박사님, 박사과정 때부터 제가 투덜거리면 항상 다독여주시고 잘 이끌어주셔서 감사했습니다. 그리고 유전체방 실험실 선후배 및 곰팡이 생물정보학 연구실 후배들에게 깊은 감사를 전합니다.
항상 아들을 위해 기도하시고 희생하신 부모님, 그리고 항상 형을 응원해주는 동생과 제수씨 감사합니다. 새벽마다 기도해주시는 장인,장모님 그리고 끈끈하게 뭉치는 처가 식구들에게 항상 응원해 주셔서 너무나 감사 드린다고 말씀 드리고 싶습니다. 마지막으로 사랑하는 아내 위미애씨, 항상 "당신은 저평가된 우량주"라고 응원해주고 아빠와 똑 닮은 아들 온유와 뱃속의 축복이까지, 모든걸 갖은 남자로 만들어 줘서 너무나 감사하다고 전하고 싶습니다.
고등생물의 경우, 유전체 (Genome)를 구성하는 염기서열의 대부분은 transposable elements (TEs)라는 반복서열로 이루어져 있습니다. 특히 식물의 경우 LTR-retrotransposon (LTR-R)이라는 특정 TEs가 전체 유전체의 절반 이상을 차지합니다. 지금까지 유전체 구조 형성에 대한 역할 외에는 LTR-R에 대하여 알려진 바가 거의 없습니다.
저희는 기존 고추 유전체 외에 2종의 고추 속 식물의 염기서열을 해독하였고 완성된 유전체 정보를 이용하여 고추 속 식물의 진화연구를 수행하고자 하였습니다. 연구를 진행하면서 고추에서 특이적으로 증가된 LTR-R과 NLR유전자들의 상관관계에 대하여 초점을 맞췄습니다. 흥미롭게도 대량의 NLR 유전자가 'LTR-R에 의한 유전자 복제' (LTR-R-mediated retroduplication)에 의해 새롭게 출현 하였고 이와 같은 현상은 고추 뿐 아니라 토마토, 감자, 그리고 벼에서도 발견 되었습니다. 알려진 기능성 저항성 유전자의 진화과정을 살펴본 결과 고추에서 담배모자이크 바이러스 저항성 유전자인 L과 감자에서 감자역병 저항성 유전자인 R3a의 생성에 retroduplication이 핵심적인 역할을 했다는 것 또한 밝혀낼 수 있었습니다.
지금까지 retroduplication은 pseudo 유전자나 단일 기능성 유전자들의 생성에 관여한다고만 알려졌고 연구논문 또한 손에 꼽힐 정도로 많지 않습니다. 따라서 유전자 복제 메커니즘을 소개하는 논문에서는 항상 마지막에 간단히 언급할 정도로 알려진 바가 많지 않았습니다. 이번 연구는 대량의 단일 유전자 군이 종 특이적으로 LTR-R에 의한 retroduplication에 의해 새로 출현 하였다는 것과 그 이후 기능을 획득하는 진화과정을 밝혀냈다는 점에서 의미가 크다고 할 수 있습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
이번 연구는 서울대학교 최도일 교수님 연구실에서 진행 되었습니다. 본 연구실에서는 식물의 면역반응과 유전체에 대한 연구를 주로 진행하며 실험을 진행하는 그룹과 데이터 분석을 진행하는 그룹이 서로 협력하여 연구를 하고 있습니다. 저희 연구실의 특징은 박사과정 학생의 경우 스스로 데이터 분석을 통하여 얻어진 결과를 가지고 실험 디자인을 하여 연구를 수행한다는 것입니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
잘 알려지지 않은 메커니즘에 대한 연구를 진행하여 어떠한 리뷰어의 말도 안 되는 요구에 좌절감을 느끼기도 하였지만 결론적으로 어려운 리뷰 과정을 통과해서 결론을 얻었다는 점에서 짜릿하기도 했습니다. 가장 중요했던 점은 결국 지도교수님 및 다른 연구자들과의 지속적인 discussion이었던 것 같습니다. 연구를 진행하다 보면 편향될 수 있고 옳고 그름에 대한 판단이 어려워 질 때가 많았는데 그때마다 discussion을 통하여 연구의 방향을 잘 잡은 것이 현재의 결과를 만들지 않았나 하는 생각이 듭니다. 끝으로 선배들이 떠난 후 홀로 남아 진행했던 연구여서 그런지 결과로 만들어 냈다는 것에 대하여 안도감, 그리고 자부심을 느꼈습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
제가 연구하는 분야는 생물정보학/유전체학입니다. 생물정보학자들이 가장 중요시 여겨야 하는 것이 생물학 지식이라고 생각합니다. 결국 컴퓨터를 이용하든, 수학적 지식을 이용하든 생명현상에 대한 궁금증을 풀기 위한 연구를 수행하는 것인데 생물학을 알아야 궁금한 것이 무엇인지 생각할 수 있기 때문입니다. 또한 항상 물음을 던지는 습관이 중요한 것 같습니다. 이미 여러 연구들에서 NLR은 반복서열 주변에 밀집되었다는 사실은 보고 되었었지만 "왜", "어떻게"에 대한 물음을 던짐으로써 연구에서 가장 중요한 부분을 풀 수 있었던 것 같습니다. 마지막으로 나와 다른 의견에 대하여 잘 듣는 것이 중요하다고 생각합니다. 특히 생물정보 분석의 경우 개인이 굉장히 많은 양의 일을 수행할 수 있는데 이때 경계해야 하는 것은 "데이터 해석을 주관적인 판단으로 하는 것입니다". 결과해석 또는 결론에 도달하기까지 편파적인 시각으로 바라볼 수도 있다는 것이지요. 따라서 많은 사람들과 끊임없이 Discussion을 하여 공정한 시각으로 결과를 바라보는 것이 필요하다고 생각합니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
저는 현재 연구재단의 대통령 Post-doc fellowship의 지원을 받아 전체 식물 유전체내의 중요 유전자들을 생물정보 분석을 통하여 재분석하고 이들의 진화연구를 수행 중에 있습니다. 실제로 유전체내에 온전히 존재하지만 유전자 정보에서는 결여되어 있어서 알려지지 않았던 유전자들을 발굴하고 이들의 생성원인 및 기능연구를 수행할 예정입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
먼저 연구를 마무리 하여 좋은 결과를 내게 허락하시고 지켜주신 하나님께 감사를 드립니다. 처음에 왔을 때 생물학에 대하여 전혀 지식이 없던 저를 역할을 수행할 수 있는 연구자로 성장하게 해주신 최도일 교수님 감사 드립니다. 교수님의 칭찬, 조언, 질책이 있었기에 지금의 제가 있을 수 있었습니다. 제게 생물정보학의 기초를 다질 수 있게 환경을 제공해 주신 이용환 교수님께도 감사의 인사를 드립니다. 또한 저의 멘토이신 염선인 박사님, 제가 처음 실험실 왔을 때 논문도 읽을 줄 모르는 제게 따로 과외도 해주시고 항상 기죽지 않게 챙겨주셔서 감사 드립니다. 염 박사님과 공유한 시간 덕분에 즐겁게 학위과정을 보낼 수 있었습니다. 김용민 박사님, 박사과정 때부터 제가 투덜거리면 항상 다독여주시고 잘 이끌어주셔서 감사했습니다. 그리고 유전체방 실험실 선후배 및 곰팡이 생물정보학 연구실 후배들에게 깊은 감사를 전합니다.
항상 아들을 위해 기도하시고 희생하신 부모님, 그리고 항상 형을 응원해주는 동생과 제수씨 감사합니다. 새벽마다 기도해주시는 장인,장모님 그리고 끈끈하게 뭉치는 처가 식구들에게 항상 응원해 주셔서 너무나 감사 드린다고 말씀 드리고 싶습니다. 마지막으로 사랑하는 아내 위미애씨, 항상 "당신은 저평가된 우량주"라고 응원해주고 아빠와 똑 닮은 아들 온유와 뱃속의 축복이까지, 모든걸 갖은 남자로 만들어 줘서 너무나 감사하다고 전하고 싶습니다.
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