한빛사 인터뷰
- 등록2022-07-11
- 조회2,218
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
해당 논문에서는 당 수송 단백질 (glucose transporter)의 구조 형성 과정에 대해 연구하였습니다. 이를 위해서 단분자 자기 집게 기술(single-molecule magnetic tweezers)을 이용하였습니다. 이 기술은 단일 단백질 분자에 미세한 힘을 가하는 기법으로 해당 단백질의 구조를 풀어낸 다음 재구성할 수 있습니다. 이러한 단일 단백질에 힘을 가하는 연구는 크게 단분자(single-molecule)와 힘 분광법(force spectroscopy)라는 두 개의 키워드로 요약할 수 있습니다. 우선, 기존의 생물학 분야에서 사용되어 왔던 실험 기법과는 차별되게 단일 생체 분자에 대한 연구를 진행하는 것이 single-molecule입니다. 또한, 생체 내에는 단백질, DNA, 지질 등 다양한 물질이 존재하며 이러한 물질이 있는 환경에는 힘이 작용하고 있는 경우가 많습니다. 이러한 환경을 모사하고 생체 분자에 힘을 가하여 연구를 진행하는 것이 force spectroscopy 분야입니다.
이러한 분야는 넓은 범위에서는 생물물리학(biophysics)이라는 학문에 속합니다. 생물물리학은 앞서 설명한 것처럼 생물학적인 현상을 물리학에 기반하여 연구하고자 하는 학문입니다. 생물학 연구에서 생물물리학에 기반한 연구의 개수는 그렇게 많은 편은 아닙니다. 하지만 기존의 생물학 실험 기법에서 벗어나 생물물리학적인 접근을 통해 이전에는 알 수 없었던 다양한 연구를 진행할 수 있으며 그 파급력 또한 상당합니다. 특히 single-molecule tool은 제가 다뤄온 자기 집게 기술을 제외하고도 TIRF imaging을 비롯하여 다양하게 있습니다. 이러한 단분자 기술을 이용하여 다양한 생물학의 문제들을 해결할 수 있을 것으로 기대합니다.
처음 이 연구를 진행할 때는 단분자 자기 집게 기술을 막 단백질에 적용하는 것이 내용의 대부분이었습니다. 연구를 마무리한 지금도 해당 부분이 연구의 가장 중요한 부분을 차지하지만 이를 뒷받침하고 해당 연구의 생물학적인 질문에 대해 더욱 자세히 답하고자 하는 과정에서 많은 연구진들과 협업이 진행되었습니다. 그러한 과정을 직접 경험하면서 많은 것을 배울 수 있었습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
해당 연구는 국내외 많은 연구진의 협업으로 이루어졌습니다. 그 중 제가 속한 막단백질 단분자 연구실에 대해 조금 더 자세히 소개하고자 합니다.
저는 현재 서울대학교 생명과학부 대학원생이며 막단백질 단분자 연구실에서 윤태영교수님의 지도 아래 연구를 진행하고 있습니다. 저희 연구실은 단분자 기법을 기본으로 한 자기 집게 기술 (magnetic tweezers)과 형광 이미징 기술(TIRF imaging)을 갖추고 있습니다. 이러한 기술을 이용하여 생체 내에서 중요한 역할을 하는 막 단백질의 상호작용과 막 단백질의 구조 형성 과정에 대해 밝혀내는 것이 저희 연구실의 주된 연구 방향입니다. 막 단백질은 막에 존재하는 특성으로 인해 연구가 어려운 단백질입니다. 저희는 그러한 막 단백질에 단분자 기술을 적용하여 기존에 관찰이 어려웠던 암세포와 관련된 단백질-단백질 상호작용을 연구하고 있습니다. 또한 막 단백질을 풀고 다시 구조를 재형성시켜 해당 막 단백질이 실제로 세포내에서 어떻게 전사되어 완전한 구조를 이루는지 밝혀내는 연구를 진행하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
자기 집게 기술을 이용한 막 단백질의 구조 형성 과정에 대한 연구는 재료를 준비하고 실험 기법을 적용하기가 상당히 어렵습니다. 그로 인해 활발히 연구를 진행하는 그룹도 전세계적으로 매우 적습니다. 이러한 분야에서 어려움을 이겨내고 새로운 발견을 해내고 이를 공유할 때 보람을 느낍니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
과학계로 진로를 결정한 분들은 모두 열심히 공부를 하셨고 앞으로도 그러한 부분에서는 잘 해내실 것이라고 생각합니다. 그런데 제가 이 분야를 경험하면서 느낀 것이 개인의 체력이 중요하다는 것이었습니다. 추상적으로 연구에 대해 생각한다면 지적인 활동이 대부분이라고 생각하는 경우가 많습니다. 저 또한 학부시절에는 그러한 생각을 가지고 있었습니다. 그런데 막상 대학원에 진학하고 연구를 진행하면서 육체적으로 할 일이 상당히 많고 중요함을 알게 되었습니다. 이 분야에서는 우선 장시간의 지적인 활동 (기본적인 학문 공부, 논문 탐색, 가설 설정 및 실험 설계 등)을 거친 이후 이러한 생각을 실제 연구로 옮겨가야 합니다. 그런데 이러한 지적인 활동과 이를 실행에 옮기는 과정 모두 기본적인 체력이 뒷받침되어야 한다는 것을 깨달았습니다. 이 분야를 희망하는 분들은 이러한 점을 염두에 두고 진로를 정한다면 좋을 것 같습니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
우선 현재 연구를 진행한 당 수송 단백질 이외에 생체내에서 중요한 역할을 하는 단백질에 대한 연구를 추가적으로 진행하고자 합니다. 그리고 이러한 연구를 통해 막 단백질의 구조형성 과정에서의 일관된 원리를 밝혀낼 수 있다면 좋을 것 같습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
지금 진행되는 연구의 대부분은 협업을 통해 진행됩니다. 같은 생물학 분야 내에서의 협업은 물론이거니와 물리학, 공학, 화학 등 다른 분야와의 협업 또한 활발히 이루어지고 있습니다. 이러한 상황에서 연구자의 역량은 지적 능력만으로 결정되지 않는다는 생각이 들었습니다. 타 연구자의 의견을 존중하고 원활한 토론을 하는 것 또한 중요한 연구자의 역량이라고 생각합니다. 저는 국내외 연구진과 협업을 진행하면서 이러한 소통이 중요함을 배웠고 앞으로도 이러한 커뮤니케이션 능력을 증진시키기 위해 노력하고자 합니다.
해당 연구를 처음부터 끝까지 같이 진행해주신 윤태영 교수님과 최현규 박사에게 진심으로 감사의 말씀을 전합니다. 그리고 연구를 원활하게 진행할 수 있도록 단백질 정제에 힘써주신 최희정 교수님과 강현욱 박사님께도 감사하는 말씀 전합니다. 마지막으로 연구가 잘 마무리될 수 있도록 여러 협업을 진행해 주신 모든 국내외 연구진 분들께도 감사하다는 말씀을 전하며 글을 마칩니다.
#단분자 자기 집게 기술 (single-molecule magnectic tweezers)
#막 단백질 접힘 (membrane protein folding)
#막 단백질의 진화과정 (membrane protein evolution)
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