한빛사 인터뷰
- 등록2023-10-20
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1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
동식물의 세포, 조직 또는 식품 등을 장기간 보존하기 위해 동결보존제 (DMSO, Ethylene glycol)를 첨가하여 극저온(-80℃ 이하)에 보존하는 것이 널리 활용되고 있습니다. 하지만 이렇게 첨가된 동결 첨가제의 부작용이 나타날 수 있기 때문에 이를 대체할 수 있는 생체 적합한 재료(또는 물질)를 찾는 것은 중요합니다. 극저온에서 생명을 유지하는 생명체에서 결빙 방지 단백질(antifreeze protein: AFP)가 발견되어 많은 연구가 진행되었지만 대량생산의 어렵고 비싸다는 단점이 있습니다. 이를 극복하고 냉동보존 기술에 대한 이해와 향후 산업적 적용을 위해 AFP의 특징 중 하나인 얼음 재결정 억제 (Ice recrystallization inhibition: IRI) 활성을 가진 재료 발견은 필수적으로 이루어져야 합니다. 따라서 저의 연구에서는 AFP에서 발견되는 아미노산을 기반으로 하는 homo-oligopeptide를 self-assembly 시켜 구조체를 얻고 형태를 확인하였습니다. 그리고 이렇게 형성된 자기조립 구조체(self-assembled structures)가 수용액상에서 단일 아미노산과 IRI 활성을 비교하였을 때 자기조립 구조체가 포함하는 용액에서 뛰어난 얼음재결정 억제 활성이 나타났고, 이는 구조체 형성의 중요성을 확인하였습니다. 또한 컴퓨터 시뮬레이션(molecular dynamics)를 통해 자기조립된 나노 구조체가 얼음 결정면에 대한 높은 친화력으로 인해 우수한 IRI 활성을 나타냄을 확인할 수 있었습니다.
논문 출판 과정에서 리뷰어가 제시한 실험이 많았고, 투고 후 논문 게재까지 오랜 시간이 걸린 논문이라 오랫동안 기억에 남을 논문 일 것 같습니다. 이 자리를 빌려 지도해 주신 임동권 교수님과 안동준 교수님께 감사드리고, 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 메커니즘 연구를 도와준 정우혁 학생에게도 감사드립니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
본 연구는 고려대학교 KU-KIST융합대학원 임동권 교수님 연구실 (NanoBio Plasmonics Lab.)과 고려대 화공생명공학과 안동준 교수님 연구실 (Frontier Interfaces Group)의 공동연구로 진행되었습니다. 제가 소속된 KU-KIST융합대학원은 고려대학교와 한국과학기술원 (KIST)이 함께 설립한 연구기관으로 NT, BT, IT 분야의 우수한 교수님들의 지도 아래 융합 연구가 활발히 진행되는 대학원입니다. 그리고 대학원 자체적으로 K2 공동기기센터를 운영하고 있기 때문에 다양한 측정장비를 대학원 자체에서 진행할 수 있습니다. 제가 소속된 NanoBio Plasmonics 연구실은 나노입자 합성에 대한 이해를 기반으로 결빙 제어뿐만 아니라 바이오센서, 바이오 이미지, 에너지 분야인 광촉매 기술 분야까지 활발한 연구가 진행되는 곳이고, 안동준 교수님 연구실은 나노바이오센서 및 표면/계면에서의 현상을 연구하는 연구실입니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
결빙 제어 분야를 처음으로 접하게 된 연구 분야입니다. 이 분야의 연구 프로세스를 전혀 알 지 못하여 연구를 완성하는 데까지 오랜 시간이 걸렸지만, 이 연구를 통해 하나의 프로젝트를 처음부터 끝까지 완성하는 것이 얼마나 중요한지 알게 되었습니다. 연구를 하다 보면 생각하지 못했던 결과 나오거나 예상했던 결과와는 다른 결과가 나올 때가 있는데 포기하지 않고 끝까지 하여 좋은 결과물로 마무리할 수 있게 되어 보람을 느끼게 된 것 같습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
결빙 제어 분야가 생소할 수 있지만 본인의 연구를 꾸준히 발전시킨다면 좋은 결과로 마무리할 수 있을 것이라 생각합니다. 연구에 어려움이 있을 때 동료들과 이야기하다 보면 혼자 고민할 때보다 더 좋은 아이디어가 나올 때가 있습니다. 그리고 최근 연구들은 분야의 경계가 없어지고 있기 때문에 동료들과 이야기를 하고 도움을 주고받는 것이 중요하다고 생각합니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
얼음 재결정 억제에는 많은 요소들이 영향을 주는데 이에 대한 연구를 진행하고 있습니다. 후속 논문도 열심히 연구하여 좋은 결과로 마무리하고 싶습니다. 또한 학위과정도 잘 마무리할 수 있게 노력하려고 합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
본 연구를 진행하는 동안 연구의 모든 부분에서 아낌없이 지원해 주시고 지도해 주신 임동권 교수님과 안동준 교수님께 깊은 감사를 드리며, high impact journal에 출판되는데 시뮬레이션이 필수적이었는데 이를 도와준 정우혁 학생에게도 감사드립니다. 제가 연구한 경험이 적어 연구실 동료들에게 많은 도움을 받았습니다. 감사의 마음을 전합니다.
#antifreeze protein
#homo-oligopeptide nanostructure
#ice recrystallization inhibition
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