1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

이번 논문에서 다루는 세 가지 주요 키워드는 stem cell dynamics, 모낭 유지, Glutamine metabolism입니다. 모낭은 일생 동안 주기적으로 재생되기 때문에 줄기세포 역학을 연구기에 매우 적합합니다. 또한, 사람들이 모발 재성장에 관심을 많이 두는 것도 활발한 모낭 연구를 해야 할 이유입니다. 처음 이 프로젝트를 시작할 때는 metabolism에 초점을 맞추기보다는 단지 모낭 줄기세포의 activation과 quiescence를 유도하는 메커니즘을 이해하는 데 중점을 두었습니다. 하지만 RNA-seq 데이터를 분석한 결과, 모낭 줄기세포 운명을 결정하는 데에 metabolism이 매우 중요하다는 것을 발견했습니다. 이후 step-by-step으로 실험을 진행할수록 metabolism의 중요성, 특히 glutamine metabolism의 중요성이 점점 명확해졌습니다.

Metabolism은 에너지를 생성하고 기본적인 세포 과정에 필요한 reducing equivalents를 제공해주기 때문에, 세포의 생존과 성장에 중요한 역할을 합니다. 흥미롭게도 최근 10년간 metabolism이 stem cell 운명을 결정한다는 내용의 연구 논문들이 매우 많이 출판되었습니다. Metabolism의 특성상 intertwine된 여러 개의 pathway들과 rapid adaptive positive and negative feedback들이 존재하는데, 과거에는 metabolism이 cell type을 바꾸는 현상에 관해서만 설명하는 것이 가능했고, metabolism이 역동적으로 어떻게 세포 운명을 조절하는지 분석하는 것은 기술적으로 불가능하거나 일부 관련 기술을 연구하는 곳에서만 할 수 있었습니다. 하지만, 최근 seahorse assay와 metabolomics and isotope tracing 등 새로운기술의 개발로 인해 metabolism 연구가 수월해졌고, 그래서 이번 연구에서는 이러한 state-of-art techniques를 사용하여 stem cell dynamics를 좀 더 자세히 알아볼 수 있었습니다.

앞으로 평균 수명이 늘어남에 따라 노화가 metabolism에 어떠한 영향을 주는지와 노화로 변화된 metabolism이 줄기세포 유지에 어떠한 임팩트가 있는지에 대한 연구가 지속해서 많은 관심을 받을 것으로 예상됩니다. 예를 들면 많은 장년 및 노년층이 당뇨병을 겪는다는 현상으로부터 lipid metabolism이 어떻게 줄기세포 유지에 영향을 주는지에 대한 연구를 수행할 수 있을 것입니다. 또, 최근 줄기세포의 epigenetics signature가 많이 연구되고 있기 때문에 metabolism이 전반적인 chromatin architecture에 주는 영향도 큰 주목을 받을 것 같습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.

독일 쾰른에 있는 Max Planck Institute for Biology of Ageing (MPI-Age)은 Max Planck Society가 운영하는 많은 캠퍼스 중 하나로, 주로 노화 연구를 수행하는 연구 기관입니다. 연구소 안에 있는 랩들은 mouse부터 fruit fly와 killifish 등 다양한 model organism을 사용하여 노화 연구를 하고 있는데, 제가 속해있었던 Wickstroem랩에서는 mouse model을 사용하여 spheroid ex vivo culture를 사용하여 연구합니다. MPI-Age는 창의적이고 모험적인 실험을 수행하는 데 많은 지원을 하는데, 제 연구에 가장 큰 도움이 되었던 부분은 수준급의 전문가들로 구성된 core facility였습니다. Genetics and sequencing core, metabolomics core, 그리고 flow cytometry and imaging facility에 있는 전문가들로부터 많은 조언을 받을 수 있었던 것이 연구 진행에 큰 도움이 되었습니다.

제가 MPI-Age에 있으면서 가장 좋았던 점을 꼽자면, 자유롭게 연구할 수 있는 분위기였습니다. 예를 들면, department head들과 group leader들이 위계질서를 내세우기보다 연구원이나 학생들이 동료의 위치에서 자유롭게 디스커션을 할 수 있는 분위기를 만들어 주었습니다. 그러다 보니, 자연스럽게 서로 배우고 창의적으로 연구를 진행할 수 있었습니다. 또한, 연구주제와 방향을 연구자의 관심도에 따라 스스로 결정할 수 있도록 지원하여 연구자의 연구의욕을 높혀주었습니다. 그리고 한가지의 답안을 제시하기보다는 스스로 해보고 찾아가는 자율성을 중요시하는 것이 인상 깊었습니다. 마지막으로, 개개인이 가장 효율적으로 일할 수 있도록 일하는 시간, 방법, 형태를 결정하는 유연한 연구환경이 인상 깊었습니다.

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

저에게는 새로운 아이디어나 가설에 대한 증거를 축적하는 시간이 보람차고 연구의 재미입니다. 저의 가설이 맞든 안 맞든, 실험하면서 확실한 증거를 확보할 때 큰 희열을 느낍니다. 그리고 내 연구가 새로운 지식을 구축하는데 사용된다는 사실을 큰 자부심으로 여깁니다. 또, 연구자들과 이야기를 나누거나 세미나를 통해 제 연구 결과가 다른 연구자들을 도울 수 있을 때 보람을 느낍니다. 더 나아가서는 제 연구 결과가 사람들을 도우려고 translation science로 연결될 때 큰 보람을 느낍니다.

4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

기초 과학 연구는 어려운 것 같습니다. 엄청난 인내심, 수많은 시행착오를 극복할 수 있는 용기, 자신을 한계까지 밀어붙이고 이겨낼 수 있는 능력이 필요합니다. 섣불리 큰 각오 없이 시작했다가 단시간에 좌절하는 사람들을 많이 보았기 때문에 모두에게 쉽게 도전하라고 말하기 어렵습니다. 특히 기초 과학 연구는 질병에 대한 임상 시험과 같은 translation research의 foundation이기 때문에 기초를 탄탄하고 정교하게 잘 쌓을 수 있는 사람이 해야 한다고 생각합니다. 하지만, 어려운 만큼 꼭 필요한 연구이기 때문에 자부심을 가지고 할 수 있고, 새로운 지식을 만드는 사람이 된다는 것에 책임감을 느끼며 연구를 수행할 수 있습니다. 한국에 돌아와서 학부생들에게 대학원을 진학하는데 어떠한 활동들이 도움이 되는지에 대한 질문을 많이 받습니다. 저는 랩에서 한 프로젝트에 주인의식을 가지고 참여하며 실제 연구가 어떻게 진행되고, 어떠한 어려움이 있고, 또 어떠한 즐거움이 있는지 경험해보는 것을 추천합니다. 물론 유학을 위해 영어 실력을 꾸준히 쌓는 것도 중요하지만, 그것보다 자신이 연구하는 것에 대한 확신이 제일 먼저 있어야 한다고 생각합니다. 마지막으로 조인할 랩을 선택할 때, 랩 구성원들과 이야기 할 수 있는 시간을 얻어 랩 분위기를 살펴보고 P.I가 멘토로 적합한지에 대한 것들을 파악한 후 랩을 조인하는 것을 추천합니다. 또, P.I가 어떠한 expectation을 가지고 있는지에 대한 이야기도 나누어 보는 것이 좋은 것 같습니다. 모두 좋은 선택으로 큰 꿈을 이루시기를 바랍니다.

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

저는 계속해서 epithelial biology에 초점을 맞추어 연구할 계획입니다. 박사학위 때 했던 폐와 기관지 연구를 포함하여 다른 epithelial tissue의 줄기세포 운명을 결정 짓는 메커니즘에 관한 연구를 진행하고자 합니다. 제가 최근 보여준 glutamine metabolism 외에도 다양한 metabolomics가 어떻게 줄기세포 운명에 기여하는지에 대한 것도 연구할 예정입니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

제가 속해 있었던 Wickstroem랩 모든 lab members와 MPI 구성원들에게 즐거운 분위기에서 연구를 할 수 있도록 해주어서 감사합니다. Revision때 많은 도움을 준 Kira와 Leah에게 고마움을 표시하고 싶습니다. 그리고 과학자로 닮고 싶은 모습을 보여주며 멘토링을 해준 P.I Sara에게 감사합니다. 제가 하고 싶은 일을 할 수 있도록 응원해주신 부모님께 감사드립니다.