한빛사 인터뷰
- 등록2023-01-06
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1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
논문 분야는 크리스퍼 기반의 DNA 염기 편집 기술인 Cytosine Base Editor (nCas9-rAPOBEC1) 이며, 해당 기술을 적용한 대상은 광합성을 하는 박테리아인 시아노박테리아 (Synechococcus elongatus PCC7942) 입니다. 크리스퍼 관련 유전체 편집 기술들은, 동물세포에서는 질병치료에 주안점을 두고, 식물세포에서는 품종 개량에, 그리고 미생물에서는 대사 회로 관련 유전자의 조작을 통한 돌연변이 균주 개발 및 이를 통한 고부가 산물의 생산에 집중되어 사용되고 있습니다.
대장균과 효모와 같은 대표적인 모델 미생물 균주들에서는 크리스퍼, 크리스퍼인터피어런스, 베이스 에디팅등이 이미 보고된 바가 있으며, 아미노산 생산 산업균주로 유명한 코리네박테리아 (Corynebacterium glutamicum) 에서도 높은 효율로 베이스 에디팅이 진행된 바 있습니다. 제가 베이스 에디팅 기술을 시아노박테리아에 적용하려고 실험을 시작했을때에는 그 어떤 시아노박테리아 종에서도 베이스 에디팅 기술이 적용된 바가 없었습니다만, 2023년도 1월 출간된 Metabolic engineering 저널에 해당 연구가 게재되었습니다. 이와 같이 크리스퍼 기반 유전자 조작 기술들은 모든 유형의 생물체에서 각기 다른 목적을 가진채 적용되고 있습니다. 앞으로 저의 논문을 비롯한 보고들을 바탕으로 base editing 기술을 실제로 시아노박테리아를 이용한 고부가 산물의 생산 혹은 시아노박테리아의 생리 특성 연구들이 활발하게 이루어질 것이라고 생각합니다. 또한 동식물세포에서는 활발히 적용되고 있지만 미생물분야에서는 비교적 미개척 분야인 prime editing 기술도, 앞으로 미생물 세포 환경에서 적용되는 연구가 진행되어 미생물 유전자 조작 기술의 저변이 넓혀질것이라 기대합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
성균관대학교 생명공학대학 식품생명공학과 식품분자생물공학 연구실에서 본 연구를 진행하였습니다. 식품분자생물공학 연구실은 우한민 교수님의 지도아래에서 연구를 진행하고 있으며, 코리네박테리아, 시아노박테리아 등의 다양한 미생물을 고부가산물 공장으로 가장 효율적으로 이용할 수 있는 방법을 찾는 것을 목표로 삼습니다. 이 목표를 이루기 위해 고전적인 클로닝, 외래유전자 도입부터 CRISPR, deep learning, automation 과 같은 최신 기술에 이르기까지 전방위적으로 접근하여 돌연변이 및 우량 균주 확보를 위해 노력하고 있습니다.
특히 시아노박테리아 연구에 있어서 해당 연구실의 많은 우수한 선행연구들 (아세톤, 에탄올, 스쿠알렌, 파네신 생산 및 크리스퍼 인터피어런스 기술 적용 등) 이 보고되었고 이들 연구를 바탕으로 본 연구가 결실을 맺을 수 있었습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
자부심보다는 수많은 실패를 겪으면서 겸손함을 많이 배운 것 같습니다. 또 연구실 동료들로부터 실험적인 면이나 심적인 부분에 있어서 많은 도움을 받아서 동료의 소중함을 굉장히 많이 느꼈습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
저도 아직 막 연구자로써 막 시작을 한 참이라 해드릴 조언은 별로 없습니다. 다만 연구에 있어서 중요한 것은 꺾이지 않는 마음이라고 생각합니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
현재 경험 분야의 저변을 넓히고자 다른 실험실에서 동물세포에 크리스퍼 기술을 적용하는 연구를 진행하고 있습니다. 이곳에서도 보고할만한 결과를 내보려고 정진 중입니다.
#CRISPR
#base editing
#cyanobacteria
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