한빛사 인터뷰
- 등록2021-05-13
- 조회2,892
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
유전성 난치질환은 효율적인 치료방법이 없어 치명적이거나, 만성화되어 평생 치료가 필요한 경우가 많습니다. 현재 약물을 이용한 치료방법들은 대부분 근본적인 해결보다는 질환의 진행을 늦추거나, 현 상태를 유지시키는 등의 보존적인 치료에 국한되고 있습니다. 유전성 난치질환의 근본적인 해결을 위해 유전자가위를 이용한 유전자치료 등이 크게 각광받고 있는데, 현재까지 대부분의 유전자치료는 유전자가위를 생체 내 (in vivo)에 직접 주입하는 방법을 사용하고 있습니다. 하지만 유전자가위를 생체 내로 전달할 때 효율적인 전달을 위하여, 바이러스 등을 전달체로 사용하기 때문에 바이러스에 관련된 위험성 및 유전자가위 과발현에 의한 표적 이탈 효과 (off-target effect) 등이 문제점으로 지적되고 있습니다.
저희 연구실은 이전에 한빛사에도 소개되었던 ‘저분자 화합물 유래 간 전구/줄기세포 제작 연구’를 발표한 바 있습니다 (Kim et al. Journal of Hepatology). 이번 연구에서는 한양대학교 배상수 교수님 연구팀과 함께 저분자 화합물을 통해 유전성 난치질환 모델 마우스 유래 간 전구/줄기세포를 제작하고, 차세대 유전자교정 기술인 염기교정 (base editing)과 프라임교정 (prime editing)을 통해 돌연변이 유전자를 교정한 후, 다시 생체 내로 이식하여 질병을 치료하는 전략 (ex vivo gene therapy)을 세웠습니다. 그 결과, 한번의 치료만으로도 유전성 난치질환인 티로신혈증 (Hereditary tyrosinemia type I) 동물 모델에서 생존율이 크게 개선되는 등 유전성 간 난치질환에 대한 근본적인 치료방법을 제시하였습니다.
이번 연구결과를 바탕으로 앞으로 유전성 난치질환 환자의 세포를 추출하여, 체외에서 염기교정 및 프라임교정 기술을 이용하여 교정한 후 다시 환자에게 이식하여 난치성 질환을 치료하는 유전자 세포치료제로서 유용하게 사용될 수 있을 것으로 기대합니다. 또한 off-target effect와 교정 효율 (editing efficiency) 등을 체외에서 확인 및 선별하여 환자에게 이식할 수 있기 때문에 기존 생체 내 직접 주입 유전자치료 (in vivo gene therapy)의 문제점을 크게 해결할 수 있을 것이라고 생각됩니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁 드립니다.
본 연구는 한양대학교 의과대학 최동호 교수님과 한양대학교 자연대학 배상수 교수님의 지도아래 수행되었습니다. 최동호 교수님 연구실은 재생의학 (Regenerative medicine)을 기반으로 한 줄기세포, 유전자치료, 인공장기 관련된 연구를 진행하고 있으며, 다양한 학문과의 융합연구를 통하여 폭넓은 연구를 진행하고 있습니다. 배상수 교수님 연구실은 다양한 유전자교정 플랫폼 구축, 유전자가위 작동 기전 규명, 유전자 치료제 개발, 농작물 품종 개량 등 생명정보학에서부터 의약학 분야까지 유전자가위 기술을 기반으로 한 다양한 분야를 연구하고 있습니다.
3. 연구활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
이전 한빛사 인터뷰에서도 언급하였지만, 연구활동을 하면서 가장 자부심을 갖게 되는 것은 저의 연구가 실질적으로 고통받는 환자에게 도움이 될 수 있는 가능성을 줄 수 있다는 것이 저에게는 큰 보람된 일이라고 생각합니다. 그 가능성을 조금씩 더 높이는 것이 저에게 많은 동기부여가 되는 것 같습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
본 연구는 약 5년간 진행되었으며 연구의 전략을 세웠다가 다시 수정하고 또 다시 수정을 반복하며 완성된 논문입니다. 감사하게도 이 논문을 처음 submission 했던 저널인 Cell Stem Cell에서 거절당하지 않고 두번의 revision을 통하여 accept을 받게 되었지만, 연구 과정 및 논문 준비에 많은 어려움과 고생이 있었던 연구였습니다. 이 과정 중에 느낀 점은 한 번에 성공할 수 있는 연구와 계획은 매우 어렵다는 것과 혼자만의 생각으로는 좋은 연구를 진행하기 어렵다는 것입니다. 연구 전략의 수정 과정 중에 최동호 교수님과 배상수 교수님과의 지속적인 논의와 서로의 연구 동향들을 공유하며, 두 연구팀의 유기적인 연계를 통해 완성이 될 수 있었다고 생각합니다. 연구 과정 중에 찾아오는 어려움에 좌절하지 마시고, 여러 교수님 및 연구자들의 의견들에 귀를 열고 함께 지속적으로 논의를 한다면 문제를 해결하고 더 좋은 해결방안을 찾을 수 있을 것이라 생각합니다.
5. 연구활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
저는 2021년 6월부로 독일에 있는 막스플랑크 연구소 (Max-Planck Institute of Molecular Cell Biology and Genetics)의 Meritxell Huch 연구실로 소속을 옮겨 Postdoctoral fellow로 연구생활을 이어갈 예정입니다. 제가 근무하게 될 연구소의 PI인 Meritxell Huch는 Hans Clavers와 함께 간 오가노이드에 대한 연구를 처음으로 발표하였으며, 오가노이드와 다양한 genetic animal model을 이용하여 간 재생 분야를 연구하고 있습니다. Huch의 지도하에 간 오가노이드를 이용한 간 재생 기전연구를 진행할 계획입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들....
항상 부족한 저에게 학위과정때부터 박사후연구원 과정까지 아낌없는 지원과 믿음을 주시고, 저의 연구에 대한 가치관의 멘토가 되어 주신 최동호 교수님께 감사인사를 드립니다. 또한 함께 연구와 논문작성을 하면서 부족한 저 때문에 새벽까지 고생하시고, 연구에 대한 견문을 넓혀 주신 배상수 교수님께도 감사인사를 드리고 싶습니다. 항상 많은 조언과 격려를 해주시는 정재민 연구교수님과 본 연구를 위해 함께 많은 노력을 해주신 홍성아, 유지현 선생님께도 감사의 말을 전하고 싶습니다.
매일 늦은 시간까지 함께 연구하며 힘이 되어준 연구실 학생들과 서로 다른 분야에서 좋은 친구와 연구자가 되어준 논문모임 친구, 형님들에게도 감사한 마음을 전합니다.
마지막으로 항상 저를 위해 기도와 무조건적인 믿음을 주시는 부모님과, 제가 연구에 집중할 수 있도록 모든 것을 배려해주시는 장모님, 늦은 시간까지 연구하고 자주 놀러 다니지 못해서 많이 서운했을 텐데 다 이해해주고 항상 제 편이 되어준 제 아내와 아들 하율이에게도 고맙고 사랑한다는 말을 전하고 싶습니다.
감사합니다.
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