한빛사 인터뷰
- 등록2021-09-03
- 조회3,392
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
폴리하이드록시알카노에이트 (polyhydroxyalkanoate, PHA) 는 일부 미생물이 세포 내에 탄소원, 에너지 저장 등의 목적으로 축적하는 폴리에스테르 물질을 총칭하는 용어입니다. 1900년대 초반 처음 발견되어 현재까지 약 150종 이상의 다양한 하이드록시카르복실산이 PHA 단량체로 알려져 있고, 단량체 종류에 따라 딱딱하거나 또는 고무처럼 잘 늘어나는 등 다양한 물성을 가질 수 있습니다.
특히, PHA는 대표적인 합성 플라스틱 폴리에틸렌, 폴리프로필렌과 유사한 물성으로 빨대, 수저 등의 일회용품, 농업용 필름, 포장재 등으로 응용이 가능하며, 토양이나 해양 환경에서 생 분해될 수 있기 때문에 전세계적으로 심각한 플라스틱 오염 문제 해결에 기여할 친환경 바이오 플라스틱으로 많은 관심을 받고 있습니다. 최근 CJ제일제당을 포함한 국내외 여러 기업에서 본격 상용화 기술 개발이 이루어지고 있고, 전 세계적으로 기후 온난화 대응을 위한 탄소 중립, 지속 가능한 생산과 발전이 핵심 목표인 만큼 바이오 기반의 친환경 플라스틱 생산은 앞으로 더 활발히 이루어질 것으로 전망됩니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저는 카이스트 생명화학공학과 대사공학 연구실 (Metabolic & Biomolecular Engineering Laboratory, MBEL)에서 연구조교수로 실험실 생활 중입니다. 저희 연구실은 지도 교수이신 이상엽 교수님과 약 40명의 포닥, 석/박사학위 과정 학생, 연구원으로 이루어진 규모가 큰 랩이며, 다양한 연구 주제와 연구 인프라를 기반으로 활발한 공동연구가 이뤄지고 있습니다.
미생물 중에서도 주로 박테리아를 이용해서 유용 화합물 및 소재를 생산하는 미생물 세포 공장 (Microbial Cell Factory) 구축을 목표로, 이를 위한 시스템 대사공학, 합성생물학, AI 기반 시스템생물학, 나노공학 등의 기술 개발 연구를 수행하는 중입니다. 미생물 세포 공장을 통해 다양한 화합물의 바이오 기반 생산이 가능한데, 제가 소개한 바이오 플라스틱 외에도, 바이오 연료 (바이오디젤, 바이오 가솔린 등), 산업기반 화합물 (숙신산, 락탐 등), 천연물 (헴, 아스타잔틴, 카민산 등), 단백질 (스파이더 실크 등) 등의 다양한 화합물에 대한 미생물 균주 개발 연구가 활발히 진행되고 있습니다. 저희 연구실 홈페이지에 (http://mbel.kaist.ac.kr) 오시면 연구실에서 나온 논문, 책 등의 연구 활동 정보뿐만 아니라 연구실 생활 모습도 보실 수 있습니다. 많은 관심 부탁드립니다!
그리고 같이 공동연구를 진행했던 카이스트 물리학과 박용근 교수님 연구실은 의광학 분야의 연구를 선도하고 있습니다. 샘플로부터 산란된 빛의 정보를 복원하는 홀로그래피 기술을 필두로 하여, 조직학, 미생물학, 신경과학, 혈액학, 병리학 등의 생물학과 의학의 다양한 영역에서의 응용과 함께, 기초과학 분야에서의 새로운 통찰력을 얻는 것을 목표로 하고 있습니다. 이번 논문의 주제가 된 3차원 홀로그래피 기술(광 회절 단층 촬영 기술)은 박테리아뿐만이 아니라 광범위한 샘플로 확장이 가능하기 때문에, 샘플의 물리적, 생화학적 특성을 비표지 방식에서 실시간으로 분석할 수 있다는 장점을 바탕으로, 여러 분야에서의 발전가능성이 기대됩니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
연구활동을 하면 할수록 다른 사람들과의 협업의 중요성을 더욱더 몸소 느끼게 되는 것 같습니다. 특히, 이번 연구는 생명공학 연구자인 제게는 다소 생소한 물리학-광학 기술 연구팀과 공동연구라는 점에서 새로운 학문을 익히는 즐거움이 컸던 것 같습니다. 공동연구를 수행하는 동안 물리학과 박용근 교수님, 오정훈 학생, 정재황 박사와 많은 이야기를 나누었습니다. 다른 분야의 최신 연구 동향들과 수행 과정에서의 비하인드스토리 등을 들으며 다른 분야로도 더 시야를 넓힐 수 있었던 것 같습니다. 또한 분야를 초월하는 연구자이자 과학자로서의 여러 가지 디스커션들도 소중한 경험이었습니다. 앞으로 이러한 융합 연구의 기회를 더 자주 만들어 보다 더 재미있고 멋진 연구활동을 하고 싶습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
저는 학부 수업에서 분자생물학, 생화학, 생물공학과 같은 과목이 가장 재미있었고, 자연스레 이 분야에 관심을 갖게 되어 대학원을 진학하게 되었습니다. 실제 연구실 생활을 하면서 느낀 점은 학부 수준의 지식은 실제 연구 생활에 있어서 기초적인 부분에 지나지 않는다는 것입니다. 따라서 진학하려는 분야를 본인의 전공으로 한정 짓지 않고, 우리 사회와 인류에 앞으로 중요한 기여를 할 수 있으며 내 능력과 열정을 잘 펼칠 수 있을 것 같은 분야로 폭넓게 고려해보면 좋을 것 같습니다.
그리고 실제 연구실 생활을 하게 되면, 그동안 글로만 보던 것을 실험으로 직접 수행하게 되는데, 생물 실험에서의 설계 및 결과 해석에서의 까다로움과 체력적인 부분에서의 힘든 점 등을 경험하게 됩니다. 물론, 그 과정에서의 성취감과 즐거움은 연구생활을 계속하는 원동력이 되기도 하지만, 본인의 성향과 맞지 않는 경우도 더러 있는 것 같습니다. 기회가 된다면 개별 연구, 졸업 연구, 인턴, 학부 연구생 등의 다양한 루트를 통해서 진학하고 싶은 연구실을 미리 직접 체험해보는 것이 큰 도움이 될 것 같습니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
이번 연구를 통해 바이오 플라스틱 생산 미생물에 대한 보다 더 깊은 이해가 가능해졌고, 앞으로는 이를 바탕으로 더 효율적인 미생물 기반 바이오플라스틱 생산 시스템을 제작하고 싶습니다. 열심히 연구하여 제가 개발한 미생물을 통해 생산한 바이오플라스틱 소재를 상용화하는 것이 목표입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
우선, 이렇게 연구를 소개하고, 이야기할 수 있는 기회를 주신 BRIC 한빛사에 감사드립니다. ‘한국을 빛내는 사람들’이라는 이름에 아직은 많이 모자라지만, 정말 한국을 빛낼 수 있도록 더욱더 노력하겠습니다. 감사합니다.
#Bioplastic
#Microorganism
#Optical Diffraction Tomography
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