한빛사 인터뷰
- 등록2021-11-16
- 조회2,559
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
Transposable elements(TEs)는 "jumping gene"이라고도 불리는 유전체 내에서 이동이 가능한 DNA 서열입니다. 특히 고등생물에서 TEs가 유전체 염기서열의 큰 비중을 차지하고 있으며 최근에는 TEs로 인해 형성된 유전자들인 TEs-derived genes에 대한 관심도 높아지고 있습니다.
저희는 80종의 식물 유전체 정보를 활용하여 식물의 대표적 TEs-derived genes인 FAR1(FAR-RED IMPAIRED RESPONSE1) 유전자들의 구조 및 기능 분화 연구를 수행하였습니다. 일반적으로 유전체 정보 기반 유전자 연구는 공개된 유전자 정보를 활용하여 분석을 시작하지만 저희가 이용한 80종의 유전자 정보의 질적 수준이 천차만별이었기 때문에 동일한 기법으로 유전자 정보를 재 동정하여 FAR1 유전자 정보 고도화를 수행 후 유전체 비교 및 기능 분석을 진행하였습니다.
총 18,744개의 FAR1 유전자 중 15,546개(83%)는 기존의 유전자 정보에 없던 새롭게 발견된 유전자들이었으며, 이는 유전체 정보를 지속적으로 업데이트 하는 것이 굉장히 중요함을 시사합니다. FAR1은 FAR1(F), MULE(M), SWIM(S) 도메인으로 구성되는데 F, FM, FMS 세가지 구조로 전체의 87%가 다양화 되어 있었습니다. 일반적으로 서로 다른 구조를 지닌 유전자는 다른 계통으로부터 유래하여 기능 등이 다를 수 있지만, 세 가지 유형의 FAR1 유전자들은 전 계통에 고르게 분포하였습니다. 이는 이들이 공통 조상으로부터 유래하였음을 의미하며 frameshift와 nonsense mutations이 FAR1 유전자에 반복적으로 발생하여 원래 온전하게 존재하던 FMS 유전자가 FM 또는 F 형태로 조기번역종료(premature translation termination)에 의해 짧아지게 되었다는 것을 알게 되었습니다. 이 과정을 거치며 새롭게 발굴한 유전자(OFF)가 벼에서 수정에 관여하는 기능을 획득한 것을 확인하였습니다.
이번 연구의 가장 중요한 특징은 생물정보학 기반의 진화 연구와 분자생물학 기반의 유전자 기능성 연구가 융합되어 있다는 점입니다. 아무래도 각기 다른 분야의 전문적 연구가 합쳐진 결과물이다 보니 저널에서 리뷰어를 구하는데 애로사항이 있었다는 이야기를 들은 것이 기억에 남습니다. 하지만 각 분야의 장점을 살려 더 완성도가 높은 논문이 만들어진 것 같아 결과적으로 만족도가 높습니다. 앞으로는 이와 같은 융합프로젝트가 활발해져 흥미로운 연구 결과들이 많아지길 기대합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
본 연구는 서울시립대학교 환경원예학과에 소속되어 있는 식물유전체 연구실에서 김승일 교수님 지도 하에 진행되었습니다. 저희 연구실은 7개의 서버를 갖추고 있으며 생물정보학 기반으로 중요 원예작물을 포함한 다양한 식물 유전체를 분석하여 식물의 생물현상 이해와 중요 유전자 군의 기능 및 진화 연구 등을 수행하고 있습니다. 본 연구에서와 같이 다른 실험실과의 협업을 통해 공동연구도 진행하고 있습니다. 현재는 박사과정 1명과 석사과정 3명이 함께 연구하고 있으며, 언제든지 서로 의논하고 질문하며 성장할 수 있는 환경을 갖춘 연구실입니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
연구활동 하면서 만들었던 코드들과 논문에는 쓰이지 않은 그림과 데이터들의 양을 보면 논문이 완성되기까지 얼마나 많은 시행착오를 겪었는지 알 수 있습니다. 하지만 그런 시행착오의 힘듦보다 해결책에 도달했을 때의 성취감들이 더 기억에 남고, 논문이 잘 마무리 되었을 때는 더 큰 보람을 갖게 되었습니다. 또한 연구는 혼자하는 것이 아니라 대화가 많이 필요한 과정이라고 느꼈습니다. 협업을 할 때는 물론이고, 나의 파트를 할 때도 여러 사람과 다양한 접근 방식을 의논하며 생각의 폭을 넓혀가는 것이 중요함을 알게되었습니다. 함께 연구를 하면서 배운 지식과 경험, 시행착오를 극복해 나갔던 과정들은 앞으로의 연구생활에도 많은 보탬이 될 것입니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
저희 연구는 생물정보학 분야로서 기본적으로 코딩을 통해 분석을 진행하기 때문에 미리 코딩을 접해보면 연구실 생활하는데 도움이 될 것입니다. 무엇보다도 생물학에 대한 관심과 호기심을 갖고 질문하는 자세를 가지는 것이 중요합니다. 왜냐하면 대부분의 연구는 한번에 예상한 결과가 나오지 않기 때문에, 새로운 가설을 세우고 해답을 찾는 반복적인 과정을 거쳐야만 최종 결론에 도달할 수 있기 때문입니다. 항상 궁금증을 가지고 연구해 나간다면 공부할 때에도 흥미를 가질 수 있고 연구에도 좋은 결과를 얻을 수 있을 것입니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
석사 때는 줄기세포를 직접 배양하여 줄기세포 분화에 대한 연구를 진행하였고, 본 연구실에서는 생물정보학 기반을 이용한 연구를 수행하였습니다. 두 실험 모두 저에게는 흥미로웠습니다. 아직 구체적인 계획은 없지만, 가능하다면 이 두가지 분야를 융합한 연구실에서 박사학위를 통해 저만의 역량을 키워나가고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
제가 리눅스나 코딩 등 다룰 줄 아는게 없던 상태에서 빠르게 성장할 수 있게 해주신 김승일 교수님과 김명신 박사님 모두 감사드립니다. 그리고 저에게 좋은 협업 연구의 경험을 안겨주신 경희대학교 정기홍 교수님과 홍우종 박사님께도 감사의 말씀을 드립니다.
마지막으로 처음 서울시립대로 이전해 왔을 때 여러가지로 큰 힘이 되어준 민정이와 가족 같은 분위기로 재미있게 하루하루를 보낼 수 있게 해준 ‘후배’님들, 그리고 항상 다정하게 대해주신 옆 실험실 언니들에게도 고마운 마음을 전하고 싶습니다.
#bioinformatics
#genetics
#plants
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