한빛사 인터뷰
- 등록2023-03-07
- 조회2,119
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
면역항암치료(Cancer immunotherapy)의 하나인 CAR(Chimeric antigen receptor) 세포치료제는 현재 혈액암에서의 성공을 시작으로 고형암으로 그 적용 범위를 넓혀가는 중입니다. 하지만, 고형암에서는 암조직에서의 이질성(Heterogeneity)과 세포다양성(Cellular complexity)으로 인해 암세포 특이적인 표적항원을 찾기가 힘들었습니다. 이러한 시점에서, 저희 연구진은 단일 세포 단위에서 정확히 암세포들에서만 발현하는 유전자들을 발굴하기 위해 대규모 단일세포 데이터베이스를 구축하였습니다. 이어서 암세포들과 정상세포들을 가장 잘 구별할 수 있는 유전자 조합을 검색하는 Deep-learning 알고리즘과 유전자 조합에 따른 논리회로(Boolean logics)별 세포발현비율 계산 알고리즘을 개발했습니다. 이 방법론을 기반으로 도출된 암 항원조합들을 타겟하는 CAR 면역세포치료제는, 기존의 타겟들보다 암과 정상 세포를 더 잘 구별하여 작동함으로써 부작용은 최소화하면서도 항암 치료의 효과는 극대화시킬 수 있을 것으로 기대하고 있습니다.
그림. 단일 항원 기반 암 및 정상 세포 분류기(좌측)와 항원 조합 기반 암 및 정상 세포분류기(중앙), 그리고 항원 조합에 따른 논리회로별 세포발현비율 계산 알고리즘(우측).
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
이 연구는 KAIST 최정균 교수님 연구실과 KAIST 박종은 교수님, 분당차병원 안희정 교수님, 가톨릭 의대 이혜옥 교수님의 공동연구로 진행되었습니다. KAIST의 두 연구팀에서는 대규모 단일세포 데이터베이스의 구축과 암 특이적 표면 항원 조합을 찾아내는 알고리즘을 개발하였고, 차병원과 가톨릭대학교에서는 암환자 유래 단일세포 데이터(scRNA-seq과 CITE-seq)의 생산과 항원 조합 후보군들에 대한 단백질 검증을 진행하였습니다.
저는 박사과정 지도교수님이신 KAIST 바이오및뇌공학과 최정균 교수님의 연구실(OMICS lab)에서 해당 연구를 수행하였고 현재에도 연수연구원으로 소속되어 여러 연구를 진행하고 있습니다. 저희 연구실은, Genomics를 기반으로 뇌신경 및 암 면역 등 다양한 기초의학 관련 연구 분야들을 다루고 있습니다. 이곳의 특징으로, 교수님의 안정된 지지와 함께 만들어진 자유로운 연구 및 토론 분위기가 큰 장점입니다. 특히, 제가 지금까지 교수님과 선후배님들로부터 받은 수많은 연구 조언들은 제가 박사로서 성장하는데 크나큰 힘이 되었습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
제가 연구활동을 하면서 가장 크게 중요하다고 느낀 부분은, 공부법이나 분석하는 기술 혹은 스펙 이런 것들이 아닌, ‘자신을 소중히 여기는 마음’과 ‘함께 하는 사람들’ 이었습니다. 사실, 주변의 많은 석박사 학위과정생들과 연구자들이 여러가지 이유로 힘들어하고 연구를 포기하기는 모습들을 봐왔습니다. 자신을 둘러싼 환경이 자신을 힘들게 만들거나 혹은 자신이 생각하던 이상과 달라서 등 많은 이유들이 있었습니다. 그리고 대부분의 사람들이 자신을 자책하는 것을 보았습니다. 제가 그런 분들에게 꼭 말씀드리고 싶었던 것은, ‘당신의 잘못이 아니니 자신을 아껴주세요’ 입니다. 저의 경우에도 늦은 나이에 지금의 분야를 선택하여 다시 학위를 시작하였는데, 그렇게 시작하기 전 제 자신을 탓하며 시간을 허비하였습니다. 하지만 결국 저를 위한 해결책은, 제 자신을 아끼며 희망을 버리지 않는 것이었고, 그리하여 저에게 맞는 분야를 다시 선택하고 포기하지 않으며 꾸준히 연구하는 것이었습니다. 그리고 결국 이러한 제 마음이 오랜 시간 끝에 노력한 결과를 얻게 해주었다고 생각합니다.
그리고 제 자신을 벗어나서 생각 해보았을 때, 연구라는 것은 결국 혼자 하는 것이 아닌 많은 사람들과 함께 하고 지속적으로 영향을 주고 받는 것이기에, 협업하는 분들 혹은 옆에서 조언이나 기회를 주시는 분들을 소중하게 여겨야 한다고 생각했습니다. 제가 진행한 모든 연구들은 항상 공저자들이 함께 했다는 것만 생각해도, 연구에 있어서 함께 하는 이들과의 원활한 연결 그리고 시너지는 정말 중요하다고 생각합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
제 연구 분야인 Bioinformatics는 응용 융합 분야입니다. 그래서 학문적으로 필요한 지식으로는 생물학과 통계학, 전산학 등 다양한 지식들이 필요한 것으로 알려져 있습니다. 하지만 제가 생각했을 때, 결국 어떠한 가설을 증명하는데 있어서 얼마나 생물학적으로 해석하고 증명하느냐가 중요하기 때문에, 이 분야로 들어오는 분들이 가져야 하는 기본은 결국 생물학적 지식과 자신만의 연구 아이디어라고 생각합니다. 물론, 컴퓨팅 분석을 위한 코딩 기술이나 통계학적 기초가 있다면 큰 도움이 되겠지만, 방법론적인 코딩 기술들은 지속적으로 발전하고 변화하기 때문에 새기술을 계속 습득해야만 하고, 분석을 위한 통계적 기초는 자신의 연구 분석에 맞는 통계기법을 찾아가며 심도 있게 공부해도 되기 때문에, 근본적으로 이 분야로 진학하는데 필요한 것은 생물학적 지식과 연구 아이디어라고 생각합니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
연구에 있어서는, 현재 T 세포와 관련하여 세포 변화를 설명하는 유전자 조절 네트워크를 개발하고 있는데 이 또한 논문으로서 연구 결과를 세상에 공유하고 싶습니다. 이와 더불어, 대규모 단일세포 전사체 데이터를 활용하여 암 관련 표적 물질을 찾아내는 연구와 노화 관련 연구를 진행할 계획입니다. 현재 KAIST에서의 연수연구원 생활 이후, 빅데이터 및 인공지능/머신러닝을 기반으로 의생명과학 연구를 진행하는 연구원이 되길 희망하고 있습니다. 추가적으로, 제가 주되게 연구해온 종양 분야 뿐만이 아닌 다른 다양한 질환들에 대한 연구들도 수행하고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
이번 연구를 논문으로 정리하는 동안, 결과를 어떻게 효율적으로 정리하고 어떻게 독자들을 논리적으로 설득해야 하는지 등 연구에 대한 수많은 것들을 가르쳐 주신 최정균 교수님께 큰 존경심을 담아 감사의 말씀을 드리고 싶습니다. 또한, 함께 협업을 시작하면서 무한한 지지를 해주시고 단일 세포 전사체와 관련한 많은 지식을 가르쳐 주신 박종은 교수님께도 정말 감사드립니다. 거의 매일 함께 데이터를 분석하고 논문에 대해 토론하며 고생한 공동 1저자 강준호 선생님과, 오랜 기간 함께 일하고 조언도 마다하지 않았던 서가영, 안도현, 이준형 선생님, 모든 공저자 선생님들, 그리고 연구실 선후배님들에게 진심을 다해 감사드립니다. 특별히, 카이스트에서의 박사과정을 응원해주었던 고려대 하미정, 박현, 백승기 선생님과, 특히 박사과정을 시작할 때 만년필을 선물하며 가장 많이 지지해주었던 김재형 박사에게 깊은 감사를 드립니다. 마지막으로, 항상 응원하고 지지해주었던 저의 가족들 그리고 힘든 시간 함께 해준 제 아내 이정현 선생님에게 사랑을 담아 감사의 말을 전합니다.
#Deep learning
#Single-cell RNA
#CAR-T/NK
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