한빛사 인터뷰
- 등록2023-11-22
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1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
당뇨병성 신장 질환 (DKD) 은 당뇨의 흔한 합병증으로, 30~50%의 당뇨 환자들이 겪는 질환입니다. 그러나 당뇨환자에서 신장 기능 저하에 원인은 아직까지 잘 규명되어 있지 않습니다. 다양한 선행연구들에서 signaling pathway 외에도 후생유전학적 (Epigenetic) 요인이 이 신장 기능의 저하에 영향을 준다고 보고하고 있습니다. 하지만, 신장은 20여 종류 이상의 cell-type들로 구성된 매우 복잡한 (heterogeneous) 기관이며, 이러한 복잡성은 연구에 큰 걸림돌이었습니다.
최근 single-cell 기술의 발달로 이러한 신장의 복잡성으로 인한 문제를 극복할 수 있었으며, 관련 분야에 많은 중요한 발견들이 이루어졌습니다. 저희는 single-cell level에서 chromatin accessibility 정보를 얻을 수 있는 single-nucleus ATAC-seq (snATAC-seq) 기술을 활용하여, DKD특이적으로 chromatin accessibility가 증가, 혹은 감소한 cis-regulatory element를 각 cell-type별로 찾고 관련 전사인자를 발견하고자 하였습니다.
하지만, cis-regulatory element에 의한 유전자 발현은 long-range chromatin contact에 의해서도 조절되며, 따라서 단순히 가장 가까운 유전자 발현을 조절한다고 볼 순 없습니다. 저희는 이러한 문제를 해결하기 위해, long-range chromatin contact frequency 정보를 얻을 수 있는Hi-C 분석을 snATAC-seq과 동일한 샘플에서 진행하여 통합 분석을 수행하고, 관련 전사인자로 BACH1을 제시하였습니다. 이 과정에서 저는 snATAC-seq 데이터 분석을 주로 맡았고, 연구의 공동 저자이신 김동근 선배님께서 Hi-C 분석을 맡아 함께 연구를 수행하였습니다.
본 연구 중 겪은 에피소드라면, 저희가 분석을 마무리하고 메뉴스크립트를 작성하는 도중에 동일한 DKD 질병에 대한 snATAC-seq 분석 논문이 nature communications에 출간된 적이 있습니다. 그 당시 말로만 듣던 스쿱을 내가 당하다니… 하고 많이 우울했지만, 결과적으론 신장 질환 Hi-C 데이터의 novelty를 인정받아 논문을 출간할 수 있었습니다. 돌아보니 그때가 슬럼프였고 연구하는 동안 정신건강 외에 성과를 위해서도 멘탈관리가 정말 중요한 것 같습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
GIST 기능유전체학 연구실 (FGL)에서 지도교수님이신 박지환 교수님 지도하에 본 연구를 수행하였습니다. 저는 학부과정 중 대학원 연구과정을 경험하는 G-SURF 프로그램을 통해 single-cell 분석을 처음 접하였고, 많은 흥미를 느껴 석사과정에 진학하여 다양한 연구 분야를 경험할 수 있었습니다. 저희 연구실에서는 주로 10x single-cell 플랫폼 기반으로 외부기관들과의 협업을 통해 다양한 질병들을 연구하고 있습니다. 또한 Mouse, zebrafish등의 모델동물들을 보유하고 있으며, long-read sequencing이 가능한 Oxfold Nanopore sequencer등을 활용하여 TE나 lncRNA등을 더 심도있게 연구하고자 시도하고 있으며, 따라서 dry lab과 wet lab을 동시에 경험할 수 있는 좋은 기회였습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
저 또한 박사 유학을 준비하는 상황으로써 관련 조언이 필요하지만, 대신 single-cell을 포함한 bioinformatics 활용에 대한 제 생각을 공유 드리고자 합니다.
요즘은 Human Cell Atlas (HCA) 등 다양한 프로젝트를 통해 원하는 질병과 조직의 single-cell public data를 쉽게 다운로드 받아 분석할 수 있는 시대입니다. 또한 galaxy나 여러가지 cloud service를 활용한 web 기반의 tool 등 computing power가 부족하더라도 대용량 데이터를 분석할 수 있습니다. 그리고 여러 연구자들이 single-cell 데이터를 활용한 분석 package들을 github를 통해 활발하게 공유하고, 이를 쉽게 활용할 수 있도록 도와주고 있습니다. 따라서 정말 본인의 의지만 있다면 single-cell 분석을 쉽게 시도할 수 있으며, 또한 본인의 bio-informatics가 주된 전공이 아니더라도 본인 연구에 이러한 데이터들을 활용하는 가능성을 열어두면 좋겠다는 제 생각을 공유해 드리고 싶습니다.
그리고 석사졸업 후 짧게 취업준비와 회사생활을 하면서 느낀 것은 bio-informatics 관련해서 산업계 수요가 많이 늘고 있다고는 하지만, 여전히 졸업생 수에 비하면 산업계의 인력 필요도가 많이 높지는 않은 것 같습니다. 전공을 살리면서 연구할 수 있는 환경이 빨리 마련되었으면 좋겠습니다.
4. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
아직 연구를 마무리하지 못한 연구 주제들이 남아있는데, 이번 논문을 출간하면서 경험을 바탕으로 끝까지 잘 마무리 하고 싶습니다. 또한 single-cell 분석만으로는 차별성이 부족하다고 느껴져 분석 tool 개발이나, 혹은 single-cell분석을 활용하여 세포치료제 등의 신약 개발에 활용할 수 있는 분야의 연구에 참여해 보고 싶습니다.
5. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
석사과정 동안 이러한 중요한 연구과제를 주도할 수 있게 믿고 맡겨주신 박지환 교수님과 저희 연구의 차별점으로 정말 중요했던 Hi-C 분석을 맡아주신 김동근 선배님, 그리고 함께 in-vitro 실험을 하면서 고생하신 최신영 박사님 정말 감사드립니다. 또한 의학적으로 많은 인사이트와 샘플을 제공해주신 서울대학교 이하정 교수님, 그리고 박세훈 교수님, 저희 연구실에 오래 머무르면서 많이 도와주신 경희대학교 정수웅 교수님께도 감사인사를 드립니다.
끝으로 항상 저를 믿고 지지해주시는 부모님과 친구들에게도 고맙다는 말씀을 전하고 싶습니다.
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