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

이번 연구를 통하여 isoflurane/halothane과 같은 volatile anesthetics (흡입마취제)가 anesthesia (마취효과)를 유발하는 action mechanism을 밝혀내었습니다. 마취제의 action mechanism은 지금까지 여러가지 가설들이 제안되어 왔습니다. 이번 연구에서 NDUFS4-KO mice models (Leigh syndrome model)을 이용하여volatile anesthetics은 먼저 (1) presynaptic terminals from hippocampal neurons에서specific inhibition of mitochondrial complex I 을 유발하고, (2) synaptic boutons에서 ATP 농도를 낮추고, (3) 이어서 neuronal cell membrane에서 synaptic inhibition of endocytosis를 직접적으로 유발하는 것을 live-cell imaging 을 통하여 증명하였고, brain slice recordings 과 specific knock-in/-out animals을 통하여 연관된 behavioral response를 증명하였습니다. 우리 연구실은 지난 30년동안 C. elegance를 실험 model로 시작하여 volatile anesthetics의 action mechanism을 연구하여 왔는데, 이번 연구논문으로mice model에서도 main stream을 증명하였습니다. 또한 앞으로 더 세부적인 action mechanism을 연구할 예정입니다. 이러한 mitochondrial dysfunction은 Alzheimer/Parkinson diseases와 같은 brain damage에도 깊은 연관관계가 있는 것으로 알려져 있습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

미국의 대학교 종합병원에서 소아과 (Pediatrics)는 따로 독립되어 Children's Hospital이라는 또 다른 종합병원으로 운영되고 있습니다. 이것은 어린이들은 (up to 18 years old) 어른들과는 발생학적으로 완전히 다르기 때문에 separate system으로 치료/연구를 하기 위해서입니다. 제가 소속되어 있는 Seattle Children's Research Institute는 Seattle Children's Hospital (시애틀 어린이 종합병원)의 소속 연구기관입니다. Seattle Children's Hospital과 Seattle Children's Research Institute는 미국내에서 top-tier 어린이 종합병원/ 연구기관입니다. Seattle Children's Research Institute에서의 PI들은 (MD and/or Ph.D) 대부분 이곳 University of Washington medical school의 겸임교수들이고, MD의 경우 어린이 환자들을 진료하기도 합니다. Seattle Children's Research Institute는 또한 이곳 University of Washington과 Fred Hutchinson Cancer Research Center와 여러가지 co-work을 활발히 진행하고 있습니다. 저의 이번 연구 중의 한 실험도 Fred Hutchinson Center와의 discussion을 통해 확정되기도 했었습니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

이번 연구 project는 "Covid project" 라고도 불립니다. 연구 시작하고나서 이곳에서도 covid가 시작하였고, revision 포함하여 acceptance를 받을 무렵에 이곳에서도 여러가지 covid에 대한 제한이 풀리고 있었습니다. 특히 covid 초창기, 이곳 연구소가 shutdown 되었을 때에도 한국인 불굴의 의지(ㅎㅎ)로 거의 매일 유일하게 나와서 실험을 했던 것이 이제는 웃으며 말할 수 있는 추억이 됐습니다.

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

사회의 모든 분야가 비슷할 것입니다. 자연과학에서는, 특히 생물학 분야는 기존의 지식을 바탕으로 새로운 가설을 설정하고 그것을 여러가지 방법으로 증명하여야 합니다. 따라서 수많은 반복 실험을 통하여 reproducible & reliable results을 보여 주어야 합니다 (그 가설이 잘못됐으면 잘못됐다는 증거를 보여주어야 합니다). 따라서 미국에서나 한국에서나 생물학에서는 "성실/인내" ... "성실/인내"가 필요합니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

이번 연구논문의 후속연구로서 presynaptic terminals에서 volatile anesthetics 의하여 ATP농도가 낮아지면 어떻게 synaptic inhibition of endocytosis가 유발되는지에 대한 세부적인 action mechanism을 계속하여 연구할 예정입니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

현 소속 기관의 mentor이신 Philip Morgan 교수님, Margaret Sedensky 교수님 (이분들은 부부이십니다)과 저의 박사과정 mentor 이신 The Univ. of Texas-Austin의 R. Adron Harris 교수님에게 깊은 감사와 존경을 전해드립니다. 이분들은 상대방에 대한 배려와 존중을 바탕으로 끈임없는 토론과 연구환경을 조성해 주십니다. Harris 교수님은 지금도 연락드리면 아버지와 같이 자상하게 대해주십니다. 그리고 KAIST 강창원 교수님, Univ. of Washington Nicholas Poolos 교수님, 가천대 의과대 최철수 교수님, Hillsdale College 남상철 교수님, 생물응용에 관심많고 열정적이신 서울바이오시스 이정훈 대표님에게도 깊은 감사를 드립니다.

그리고 한국의 양가 가족들, 인생의 새로운 의미를 부여해준 사랑스러운 안사람과 딸아이에게 항상 미안함과 고마움을 전합니다. 현재 딸아이의 “특별한 상황”을 잘 치료하여 주는 Seattle Children's Hospital 에 깊은 감사를 전합니다. 오묘한 방식으로 인생을 인도하여 주시는 하나님을 다시 한번 묵상하게 됩니다. 감사합니다.