한빛사 인터뷰
- 등록2023-09-21
- 조회2,112
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
RNA interference(RNAi)는 double-stranded RNA로부터 가공된 small RNA(micro RNA; miRNA, small-interfering RNA; siRNA)가 전사 및 전사 후 단계에서 유전자의 발현을 조절하는 현상입니다. 한 세포에서 발생한 small RNA는 다른 세포로 이동하여 작용할 뿐만 아니라, small RNA가 발생한 생물과 상호 작용을 하는 다른 생물로도 이동하여 RNAi 현상을 일으킵니다. 이러한 이종간 small RNA 이동 및 RNAi 현상은 숙주 유래 유전자 발현 억제 현상(Host-Induced Gene Silencing; HIGS)로 알려져 있습니다. 미국 및 유럽에서는 RNAi 의 주요 부작용인 off target effect에 대한 환경 위해성 평가 기준 마련과 함께 다양한 병원체(해충, 선충, 곰팡이, 바이러스)와 작물(벼, 밀, 콩, 옥수수, 목화, 포도 등)간의 상호작용을 대상으로 이미 많은 HIGS 연구결과들을 보고하였고, 농업분야에서는 HIGS 현상을 “non-GM기반의 병원체 저항성 증진 전락”으로 활용하기 위하여 다양한 병원체의 주요 유전자들의 dsRNA 및 small RNA를 새로운 형태의 biopesticide로 제작하여 분무 및 침지법 등의 외부적용 방법으로 작물에 내재화 시키는 연구들도 활발히 진행하고 있습니다. 벼는 아시아의 주요 식량 작물이며, 쌀 생산성 감소의 중요한 요인인 도열병 곰팡이는 밀에서도 도열병을 유발하는 것이 최근에 보고되어 밀 주요 생산 및 소비국인 유럽과 미국에서 도열병 곰팡이 방제법 연구의 대한 필요성이 다시 한번 주목받고 있습니다.
국내에서는 저항성 개선 전략으로서의 HIGS 현상의 높은 효율과 활용 가능성에 비해 연구가 활발하지 않고, 향후 RNA 기반의 농업용 biopesticide 시장 개방에 대응하는 국내 경쟁력을 확보하기 위한 기초지식을 확보하고자 하는 목표를 가지고 벼와 도열병 곰팡이의 HIGS 연구를 시작하게 되었습니다. 처음 연구를 시작할 때 세계적으로도 연구 자체가 초창기라 많은 모험적 시도들을 해야하는 어려움이 있었으나, 시간이 지나며 보고되는 다른 연구 그룹들의 결과들을 보며 방향과 결과에 대한 확신을 얻어갔고 연구를 꾸준히 진행할 용기와 동력을 얻을 수 있었습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
제가 속한 경상국립대 응용생명과학부 김민철 교수님의 작물분자유전학 연구실은 “식물 개화 조절 유전자 기능 규명”, “환경 스트레스(염분, 저온, 고온 등) 신호전달 조절 유전자 탐구 및 메커니즘 연구”를 main theme로 꾸준히 연구를 진행하고 있습니다. 개화 유전자들의 다양한 발현 조합은 개화기 및 생식 생장기를 단축하여 기후변화에 따른 폭우와 길어진 장마기를 대비할 수 있고, 환경 스트레스 신호전달 조절은 척박한 환경에서도 적응 가능한 작물을 개발하는 방법이 될 수 있습니다. 이러한 연구결과들의 농업적 활용을 위해, 최근에는 CAS/CRISPR system으로 개화 유전자 발현을 조절하여 수량성이 개선된 조기 개화 콩 계통과 항 영양 인자 발현 저감 콩 계통을 개발하였으며, 향후 세대 진전을 통해 T-DNA Free 유전자 편집 계통 선발 및 품종 등록을 목표로 연구를 꾸준히 진행하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
식물에 병을 처리하는 과정이나 방법, 결과 분석에 미숙했던 기간이 길어져 답답하기도 했고, 세포 관찰이나 저항성 변화의 정량적 평가는 주관적인 해석에 따라 그 결과가 달라질 수 있다는 점 때문에 결과들을 해석하는데 어려움을 겪은 시간이 있었습니다. 그럴 때 마다 제가 얻은 결과를 확신할 수 있는 다른 연구결과들을 끊임없이 찾아가며 무엇이 맞는 건지를 계속 생각하고, 최대한 객관적인 평가기준들을 설정해가며 새로운 실험들을 반복하는 과정에서 해당 연구분야에 대한 많은 지식과 실험 노하우들을 배우게 된 것 같습니다. 이번 연구를 통해 HIGS가 벼 도열병을 해결할 새로운 접근방법이 될 수 있다는 점과 deletion mutant 곰팡이에서 관찰하기 어려웠던 세포 현상을 관찰할 새로운 방법임을 제시했다는 점을 보람되게 생각하고 있습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
한번쯤은 멀리 떨어져 실험을 잠시 잊으면 다시 돌아왔을 때 새로운 방법들이 떠오르기도 했던 것 같습니다. 기분을 새롭게 환기할 수 있는 자신만의 스트레스 해소 방법을 가지는게 중요하다고 봅니다. 연구실 생활은 정신적·신체적으로 많은 에너지를 요구합니다. 모든 방면에서 건강함을 가지실 수 있도록 체력도 잘 관리하셨으면 합니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
“식물 개화 조절 유전자 기능 규명”과 “환경 스트레스(염분, 저온, 고온 등) 신호전달 조절 유전자 탐구 및 메커니즘 연구”를 계속하여 새로운 결과들을 얻고자 하며, CAS/CRISPR system을 활용하여 농업적으로 유용한 형질을 가지는 새로운 품종들을 개발하는 일을 계속 수행해 나가고자 합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
부모님과 가족, 지도 교수님이신 김민철 교수님과 과발현제 제작과 실험 진행에 도움을 주신 전현진 박사님께 그동안의 지원에 대한 감사의 말씀을 전하고 싶습니다. 박사과정을 함께한 동기이자 동반자인 KIST의 이수현 포닥연구원에게도 감사한 마음을 전합니다.
#HIGS
#Blast fungus
#Rice
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