한빛사 인터뷰
- 등록2022-12-27
- 조회1,506
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
현재 마이크로바이옴 연구는 박테리아 연구에 중점을 두고 있지만 사람의 마이크로바이옴에는 곰팡이도 존재합니다. 이들은 숙주의 항상성 유지에 필수적인 역할을 수행한다고 알려져 있지만 질병과의 상관관계 연구는 부족한 상황입니다. 본 연구에서는 질병에 의한 곰팡이 군집 (Mycobiome)의 변화와 박테리아와의 상호작용을 연구함으로써 인체 Mycobiome 연구의 중요성을 제시하고자 하였습니다.
류마티스 관절염은 활막이라는 조직에 염증이 발생하는 만성 염증성 질병으로 대표적인 자가 면역 질환입니다. 정확한 발병기전은 밝혀지지 않았지만 마이크로바이옴이 발병과 관련이 있다고 알려져 있습니다. 정상인과 환자들의 대변 박테리아와 곰팡이 군집을 분석한 결과, 환자 그룹에서 Aspergillus는 감소하고, Candida가 증가하는 경향을 보였습니다. 질병에 의한 미생물 군집의 변화는 박테리아보다 곰팡이에서 뚜렷하게 관찰되었고, Core OTU 분석을 통해서도 곰팡이의 역할이 더 크다는 것을 확인할 수 있었습니다. 박테리아와 곰팡이의 상호작용을 알아보기 위해 network 분석을 실시한 결과 정상인의 hub taxa는 곰팡이인 F87_Penicillium이었지만, 환자에서는 hub taxa가 박테리아인 B3_f_Lachnospiraceae로 변화하였습니다. 이를 통해 류마티스 관절염 환자의 장내 마이크로바이옴 구조에 곰팡이가 중요한 역할을 한다는 것을 밝혀낼 수 있었고, 이를 바탕으로 인체 질병과 마이크로바이옴 상관관계 연구에서 Mycobiome 연구의 필요성을 강조할 수 있었습니다.
기존의 장내 Mycobiome 연구에서는 건강한 사람들을 대표하는 곰팡이가 Saccharomyces로 알려져 있었지만, 본 연구에서는 Aspergillus가 건강한 사람을 대표하는 곰팡이속으로 나타났습니다. 이것은 장내 Mycobiome 또한 식습관의 영향을 받는다는 것을 보여주는 결과라고 생각합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
한국과학기술연구원 강릉 천연물연구소는 “천연물로 인류의 행복을” 이라는 비전을 가지고 고부가가치의 천연물 소재를 발굴하기 위한 기초원천기술개발에서 상용화까지의 전주기 연구를 수행하고 있습니다. 뿐만 아니라 천연물 라이브러리 구축, 인공지능(AI)을 활용한 천연물 작용기전 이해, 작물 생육정보를 활용한 ICT기반의 스마트팜 기술 개발에 주력하여 천연물 융합연구의 선도적 역할을 수행하고 있습니다.
서울대학교 농업생명과학대학의 식물균병학연구실은 식물에 병을 일으키는 곰팡이 병원균 및 이들에 의한 식물병을 연구를 수행하고 있으며, 특히 벼 도열병균 (Magnaporthe oryzae)에 대해 분자생물학과 생물정보학 연구기법을 적용하여 새로운 패러다임의 식물병 방제 기법을 제시하고 있습니다. 또한 최근에는 식물과 상호작용하는 마이크로바이옴 연구를 수행하고 있습니다.
두 기관 모두 특화된 연구영역에 있어 선도적인 역할을 수행하고 있을 뿐만 아니라 다양한 연구그룹과의 협동연구를 통해 구성원들의 연구역량 성장에 도움이 된다는 장점을 가지고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
사람의 분변에서 Mycobiome을 연구한 경우가 주변에 없어서 군집 분석을 위한 시료 전 처리 방법을 구축하는데 어려움이 있었습니다. 저는 원래 천연물화학을 전공하여 식물로부터 유효성분을 동정하고 분석하는 연구를 했었는데, 이 경험이 DNA 추출 및 PCR 조건을 수립하는 과정에 큰 도움이 되었습니다. 서로 다른 분야의 연구에서 공통점을 발견하고, 이를 융합하여 새로운 결과를 도출하는 과정이 흥미로웠습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
저는 연구원에 재직 중 늦은 나이에 박사과정을 시작하였습니다. 원래 하던 연구분야와 다른 전공을 선택하여 어려움도 있었지만 오히려 연구주제에 대해 새로운 시각으로 접근이 가능하였기에 좋은 결과를 얻을 수 있었다고 생각합니다. 따라서 여러분들도 새로운 분야를 시작하는 것에 두려움을 갖지 말고 용기 있게 도전하면 좋은 연구성과를 얻을 수 있다고 생각합니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
이번 연구에서 질병으로 인한 마이크로바이옴의 변화를 연구했다면, 다음 단계로는 질병으로 인한 마이크로바이옴 불균형(dysbiosis)를 정상화하여 증상을 개선할 수 있는 천연물 소재 발굴 연구를 수행하고자 합니다. 그리고 천연물화학 분야에 마이크로바이옴 연구를 접목하여 기능성 화합물의 생산증대에 기여하는 박테리아와 곰팡이를 찾아보는 연구를 진행해 보고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
우선 저에게 교육훈련 기회를 주신 한국과학기술연구원에 감사를 드리며, 이 연구를 시작할 수 있게 도움을 주신 천연물인포매틱스연구센터의 판철호 박사님과 차광현 박사님께도 감사드립니다. 그리고 많이 부족한 저를 제자로 받아 주시고, 항상 든든한 버팀목이 되어 주신 서울대학교 이용환 교수님께 감사의 말씀을 드립니다. 교수님의 제자라는 것이 무척 자랑스럽고 행복합니다. 더불어 생물정보학의 초보자였던 저에게 많은 가르침을 주신 김현 박사님과 이기석 학우에게도 감사의 인사를 드립니다. 또한 류마티스 관절염 환자의 대변 시료를 수집하는데 큰 도움을 주신 가톨릭대학교 의과대학의 김완욱 교수님과 고정희 교수님께도 감사 인사를 드립니다.
#Microbiome
#Mycobiome
#Rheumatoid arthritis
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