한빛사 인터뷰
- 등록2023-02-14
- 조회1,842
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
암은 대표적 만성 난치성 질환으로 현대인의 생명연장의 가장 큰 걸림돌입니다. 특히 조기 발견을 놓쳐 여러 장기로 암이 전이될 경우, 그 치명률은 높아집니다. 이 문제를 해결하기 위해 수많은 연구자들이 암세포의 전이능력을 제거하려는 시도를 해왔으나 암세포의 높은 가소성으로 인해 중간상태의 불안정한 암세포 상태가 되면서 오히려 전이능과 악성도가 높아져 치료에 어려움이 많았습니다.
본 연구에서는 복잡한 EMT를 지배하는 유전자 조절 네트워크의 수학모델을 개발하고 유전체 데이터 분석, 대규모 컴퓨터 시뮬레이션 분석, 그리고 복잡계 네트워크 제어기술을 적용해 전이능력과 약물저항성을 상실한 상피세포 상태로 역전시킬 수 있는 세 개의 핵심 분자 타깃을 발굴하였고, 그 타깃들의 효과를 폐암세포에서 수행한 분자세포실험을 통해 증명했습니다. 특히 이 과정에서 중간상태의 불안정한 암세포 상태(EMT 하이브리드 세포 상태)를 피하는 동시에 전이능력이 제거되고 항암 화학요법치료가 잘 되는 상피세포 상태로 온전히 역전하는데 성공함으로써 암 환자의 예후를 증진할 수 있는 새로운 치료전략을 제시했습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
제가 소속되어 있는 카이스트 바이오및뇌공학과의 시스템생물학 및 바이오영감공학 연구실은 전자공학/전산/수학 등의 원리를 생명과학에 응용하여 복잡한 생명현상의 숨겨진 동작원리를 시스템 차원에서 규명하고, 생명현상을 체계적으로 제어하는 융합연구를 추구하고 있습니다. 특히 다양한 생명현상의 숨겨진 메커니즘을 파악하기 위해 세포 내 유전자 조절 네트워크의 수학모델을 정립한 후, 컴퓨터 시뮬레이션 분석, 복잡계 네트워크 분석 등을 수행하고, 그 결과를 분자세포생물학 실험으로 검증하는 시스템생물학 기반의 융합원천기술을 다수 개발해 왔습니다.
한편 Bio-IT 융합연구를 추구하는 연구실이기 때문에 다양한 전공(전기 및 전자공학, 생명과학, 전산, 수학, 바이오및뇌공학 등)의 사람들이 함께 연구하고 있으며, 다른 전공자들과의 협업이 매우 빈번합니다. 그렇기 때문에 여러 사람들이 소규모 그룹을 조직하여 같은 문제를 함께 풀어나가거나 자유로운 분위기 속에서 선배와 후배들이 활발한 디스커션을 할 수 있게 연구실 인프라가 잘 구축되어 있습니다. 특히 최근 저희 연구실에서는 조광현 교수님의 지도하에 암가역화와 역노화에 대한 연구가 활발히 진행되고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
바이오및뇌공학과 수업을 통해 처음 알게 된 시스템생물학은 다양한 전문지식들을 융합해 다각도의 관점에서 생명현상의 난제를 풀어나갈 수 있다는 점에서 저에게 매우 매력적으로 다가왔습니다. 하지만 복잡한 생명현상 중 풀고자 하는 문제를 명확히 설정하고, 해결방법을 찾아 결과물을 도출하는 과정은 전혀 순탄치 않았습니다. 그러나 지도교수님이신 조광현 교수님의 격려와 열정적인 지도 덕분에 이러한 위기를 극복해낼 수 있었고, 아낌없이 조언해주시는 선배님들과 동료들이 있어 포기하지 않고 연구를 계속 할 수 있었습니다.
연구과정에서 다양한 지식을 배우고 익혀 복잡한 생명현상을 분해해 새로운 결과물을 얻었을 때의 즐거움을 통해 보람을 느끼고, 이 과정에서 배우는 모든 것들을 통해 넓은 시각을 가진 연구자로 성장할 수 있는 나의 모든 시간에 감사합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
시스템생물학은 여러 학문들의 융합을 추구하는 연구분야이기 때문에 단기간에 많은 지식을 습득해야 할 수도 있습니다. 특히 공동 연구를 하다 보면 전공 분야가 아닌 부분일지라도 명확히 이해하고 해석할 수 있는 기본 지식이 필요합니다. 그리고 연구내용에 대한 디테일을 파악하여 공동 연구자 혹은 비전공자에게 보다 쉬운 언어 설명할 수 있는 능력 또한 요구됩니다. 다양한 지식을 공부하다 보니 결과물을 낼 때까지 시간이 오래 걸릴 수도 있지만 배움을 즐기고 포기하지 않는 자세만 있다면 누구든 좋은 연구를 할 수 있다고 생각합니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
앞으로도 이와 같은 다양한 암세포 상태를 분석하고 세포 상태를 변환시킬 수 있는 기술들을 연구할 예정입니다. 특히 수학모델을 활용해 숨겨진 동작 원리를 체계적으로 찾을 수 있는 복잡계 네트워크 제어 기술을 개발하는 것과 숨겨진 메커니즘을 증명할 수 있는 다양한 방법론에 관심을 가지고 있습니다. 이러한 연구활동을 통해 암세포의 EMT과정에서 나타나는 다양한 세포 상태 뿐 아니라 다양한 생명현상의 숨겨진 동작원리를 밝히는 연구를 하고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
이 연구는 제가 처음으로 끝맺음에 성공한 연구입니다. 연구과정에서 수많은 실패를 거듭했고, 우여곡절 끝에 draft를 완성했지만 그 과정에서도 많은 좌절을 경험했습니다. 그 시간동안 제가 포기하지 않게 항상 격려해주시고 더 나은 방향을 지도 해 주신 조광현 교수님께 깊은 감사를 드립니다. 또한 미숙한 점이 많았지만 많은 것을 가르쳐 주시고, 더 좋은 연구로 마무리될 수 있게 함께 힘써 주신 황채영 박사님(공동 제1저자)께 감사인사를 드립니다.마지막으로, 곁에서 항상 응원해주시는 모든 분들과 사랑하는 부모님께 감사드립니다.
#Systems biology
#Network control
#EMT
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