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

식물과 동물의 큰 차이 중 하나는 stress 환경에서 이동을 할 수 있는 가의 여부입니다. 식물은 병원균이나 다른 환경적 stress에 처했을 때, 생존에 유리한 환경으로 이동할 수없이 주어진 환경에 적응하여 살아가야 합니다. 주어진 환경에 적응하고 진화하기 위하여 식물에게 첫 번째로 중요한 step은, 주변환경의 변화를 ‘인지’하는 일 입니다. 식물의 성장, 발달, 면역 및 스트레스 반응을 조절하기 위해서 세포 밖의 신호를 감지하는 역할을 하는 것이 바로 식물체 내에 존재하는 수백개의 막수용체 RK(Receptor Kinase)들 입니다. 가장 큰 RK그룹 으로써, 모델식물인 애기장대(Arabidopsis)에는 200개 이상의 RK들이 Leucin-rich repeat(LRR) domain을 가지고 있습니다. 그러나 아직까지 많은 수의 막수용체의 기능이 밝혀지지 않은 채로 남아있습니다. 이러한 receptor들의 기능을 규명하는 일은 병원균에 대한 식물의 저항성이나 온도, 가뭄, 염분, 냉해와 같은 외부 stress에 대한 식물의 저항성을 증진시킬 수 있는 방법 개발에 큰 역할을 할 수 있습니다.

현재 저희 연구실에서는 본 논문에서 보고한 바와 같이 합성생물학 방법을 통하여 Rapamycin이라는 chemical을 이용하여 식물세포 막수용체 complex를 인위적으로 유발할 수 있는 LRR-RK수용체들 (RiD-receptors)을 제작, 개발하였습니다. 본 논문에서 RiD-receptor들이 많은 생물학적반응을 정교하고 특이적이게 잘 유발 하는 것을 입증 하였습니다. 이러한 RiD-receptor를 이용하면 다양한 막수용체의 잠재적 기능을 규명하고, 그들의 하위 signaling pathway를 연구하여 많은 미지의 분자생물학적 네트워크 기반을 구축 하는 데에 큰 도움이 될 것으로 생각됩니다.

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

현재 저는 고려대학교 생명과학부에 계시는 오은규 교수님 지도하에 식물-환경 상호작용 연구실에서 연구를 진행하고 있습니다. 저희 연구실은 이번 논문에서 소개한 식물 LRR-RK의 활성을 인위적으로 조절할 수 있는 chimeric 분자도구를 이용하여, 모델 식물인 애기장대에 존재하는 다양한 LRR-RK의 생물학적 기능(Immunity, growth조절 등)과 이들의 ligand를 규명하는 연구를 진행하고 있습니다. 또한 식물은 고온의 환경에서 자랄 때 그에 적응하기 위하여 형태를 변화(Thermomorphogenesis)시키는데, 저희 연구실 에서는 고온 스트레스에서 식물이 적응하는 방법을 분자 수준에서 규명하는 연구도 진행하고 있습니다. 더불어 CRISPR/Cas9유전자 편집 기술과 합성생물학 방법을 이용하여 다양한 외부 stress에 저항성을 높인, 우수형질 토마토를 개발하는 등 다양한 분자유전학적 기법을 이용한 연구들을 진행중입니다. 이러한 연구는 지구 온난화에 따른 기후 변화와 질병 문제를 극복할 수 있는 작물을 개발하는 데에 중요하게 이용될 수 있습니다.

저희 연구실에는 현재 대학원생 8명, 학부생 1명이 각자 다양한 흥미로운 주제를 가지고 연구활동에 매진하고 있습니다. 저희 교수님께서는 항상 구성원들 개개인의 연구에 섬세하고 깊은 관심을 주시며, 끊임없는 communication을 통하여 전문지식을 쌓고 각자의 역량을 키우며 발전할 수 있게 열심히 도와주고 계십니다. 또한 학생들에게 최신 연구동향 정보 공유를 빠르고 다양하게 해주시는 덕분에 매 해, 좋은 성과와 함께 학생들은 넓은 시야를 가지고 전문성 있는 연구자가 되는 길을 걸어가고 있습니다. (연구실 홈페이지 입니다 😉) (https://matins81.wixsite.com/plant)

3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

대학원 생활을 하면서 가장 크게 느꼈던 점은, 한가지 사실을 밝히고 증명하는 데에는 매우 많은 시간과 노력이 소요된다는 점 이었습니다. 저 또한 이번 첫 논문을 내기까지 학부생 때부터 오랜 기간 매달려 왔습니다. 때문에, 모든 과정에서 끈기와 인내가 중요한 것 같습니다. 배우면 배울수록, 생물체는 복잡하게 작동하며 여전히 밝혀져야 할 것들이 많다는 것을 느낍니다. 많은 연구자들이 이 세상에 아직까지 알려지지 않은 많은 유전자의 기능들을 밝히고 논문으로서 보고하며, 궁극적으로 인류의 삶의 질 향상을 도모하고 있습니다. 당연하지만 이러한 과학자들의 노력이 없었더라면, 우리는 지금과 같은 의식주를 누리며 살 수 없었을 것이며, 저 또한 연구실에서 이러한 일에 한 부분 기여를 하고 있다는 사실에 매우 큰 보람과 매력을 느끼고 있습니다. 어렸을 적부터 막연히 동경해오던 진정한 ‘과학자’가 되기 위하여 걸어가는 지금, 한걸음 한걸음이 뿌듯하고 즐겁습니다. 많은 양심적이고 똑똑한 연구자들이 함께 힘내서 다양한 생물학적 지식의 장을 넓혀갔으면 하는 바람이 있습니다!

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

많은 분들께서 다양한 이유로 대학원 진학을 고민 하고 계실 것이라 생각합니다. 저도 아직 많이 배워가는 과정이고 부족한 점이 많지만.. 드리고 싶은 말은, 고민만 하다가 시간을 버리지 말고 도전해보는 일이 훨씬 경제적인 일이 될 것이라는 것입니다. 다만, 연구는 생각보다 간단한 일도 아니며 쓸 만한 data를 얻는데 까지 시간이 걸리는 일 이기 때문에, 끈기와 함께 초조해 하지 않고 자신의 속도와 방향에 집중할 수 있는 역량이 건강한 대학원 생활을 위하여 필요 할 것 같습니다. 당장 눈앞에 원하는 결과가 나타나지 않더라도, 그런 경험들이 쌓이는 과정속에서 스스로 견고해 질 수 있는 것 같습니다. 처음부터 모든 것이 갖춰진 사람은 없기 때문에, 열심히 배워 나가려는 자세가 있다면 환영 받는 사람이 될 수 있다고 생각합니다 :)

5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

현재 저는 이번 논문에서 개발한 분자도구를 응용하여 또 다른 형태의 molecular tool을 제작, test중에 있습니다. 또한, 다른 LRR-RK에 접목하여 이 tool을 이용해 plant immunity에 관련된 새로운 유전자를 찾을 계획입니다. 그리고 꽤 이전부터 진행해오던 식물의 Thermomorphogenesis에 관련된 연구와 함께, immunity와 growth의 crosstalk에 관련된 gene에 대하여 연구를 진행하려 합니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들....

어쩌면 막연하기도 한 대학원 생활을 이어오면서 맺은 첫 성과로서 보여지는 이 논문은 저에게 의미가 큰 것 같습니다. 현재 저의 지도교수님으로서 연구자에 대한 모범적인 자세를 보여주시고 항상 좋은 가르침 주시는 오은규 교수님, 인턴시절 연구에 대한 행복한 경험 하게 해 주셨던 김정묵 교수님께 깊은 감사의 말씀 드리고 싶습니다.

그리고 연구에 대한 흥미를 가지고 원하는 공부를 이어 나갈 수 있도록 지원해주시고 항상 응원해주는 저의 부모님, 동생들에게 너무 감사하고 고맙다는 말 전하고 싶습니다. 기쁘거나 슬픈 일이 있을 때, 내 일처럼 생각해 주고 걱정해주는 소중한 친구들과 랩 멤버들이 있어 힘든 시간들도 버틸 수 있었던 것 같습니다. 논문완성을 위해 함께 애쓴 저자들도 모두 고생 많으셨습니다. 더욱더 열심히 노력하여 과학계에 기여하고 발전하는 사람이 되겠습니다.