한빛사 인터뷰
- 등록2023-12-07
- 조회1,030
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
단백질 표지 기술은 기존에 단백질이 가지는 기능에 추가적인 기능을 부여할 수 있기에 다양한 분야에서 활용되어 왔습니다. 또한, 더 높은 효율과 더 높은 선택성을 위해 여러 단백질 표지 기술이 개발되어 왔으며, 2022년 노벨 화학상 수상자가 Bioorthogonal Chemistry 분야에서 선정되는 등 이목이 집중되어 왔습니다.
현재까지 개발된 대부분의 단백질 표지 기술은 Lys이나 Cys과 같은 친핵성 아미노산을 표적으로 하여 랜덤하게 표지하거나, 타깃 단백질 발현 시에 유전적 변형을 가하여 표지하는 방식을 이용해 왔습니다. 하지만 이러한 방식들은 생성물의 균일성과 효율성이 좋지 않거나, 추가적인 유전적 변형 과정이 필요하므로 활용도가 떨어졌습니다. 특히 신약 개발 분야에서는 효율성이 매우 중요한 문제이기 때문에, 더 높은 선택성과 활용성을 가지는 기술이 필요했습니다.
저희 연구에서는 이러한 문제점들을 극복하여 (1) 유전적 변형을 가하지 않은 원형 단백질에, (2) 위치 선택적으로 원하는 물질을 표지하는 기술을 개발하였습니다. 먼저, 단백질 연구에 흔하게 사용되는 small helical binding protein을 이용해 타깃 단백질에 근접 효과를 유도해 내는 방식을 이용했습니다. 다음으로, 유전 코드 확장 기술을 이용해 이 binding protein에 단백질 표지를 매개시켜주는 mediator compound를 접합시켜 주었습니다. 따라서, binding protein이 타깃 단백질에 부착되고, 특정 아미노산에 표지를 매개시켜 주는 방식으로 원형 단백질 표지 기술을 개발할 수 있었습니다.
이 기술을 이용해 Z-domain이란 단백질을 위치 선택적으로 표지하는 데 성공하였고, 더 나아가 원형 항체에도 위치 선택적으로 표지가 되는 것을 확인하였습니다. 최종적으로는, 항체에 선택적으로 payload를 부착하여, 더 높은 균일성을 가지는 antibody-drug conjugates (ADCs)을 생성하였습니다. 이와 더불어, 이 기술을 통해 개발된 ADC가 유방암 세포주에 높은 항암 활성을 갖는 것을 확인하였고, 특정 세포주에서는 기존에 FDA 승인을 받은 ADC보다 더 높은 활성을 갖는 것도 보일 수 있었습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저는 서강대학교 이현수 교수님 연구실에서 석사 과정 동안 본 연구를 진행했습니다. 저희 연구실은 비천연 아미노산을 이용하여 다양한 방법으로 단백질을 활용하는 연구를 진행하고 있습니다. 또한, 유기 합성도 함께 진행하여 단백질에 더 다양한 기능을 부여하기 위해 노력하고 있습니다. 특히, 이번에 진행한 ADC 연구를 통해 기존의 단백질 응용 연구에서 더 나아가 단백질 신약 개발을 위한 플랫폼 기술 개발에 박차를 가할 계획입니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
항체를 이용해 단백질 의약품을 만드는 연구는 저희 연구실에서 처음으로 시도하는 분야였습니다. 그만큼 실험 조건을 잡고 분석 방법을 고안해 내는 데 어려움이 많았습니다. 석사 과정 2년과 추가적인 연구원 기간 동안 이 연구를 진행하며 많은 실패를 경험했고, 포기하고 싶은 순간도 많이 있었습니다. 하지만, 교수님과 다른 공동 연구원분들의 도움으로 연구를 끝까지 이끌어나갈 수 있었고, 좋은 논문까지 발표할 수 있게 되어 무척이나 보람을 느끼고 있습니다. 또한, 한빛사에도 제 논문이 소개될 수 있어 정말 영광이라고 생각합니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
저는 이제 석사과정을 마쳤을 뿐이라, 조언을 드릴 위치에 오지 못했다고 생각합니다. 다만 지금 돌이켜 보면, 끊임없이 해결 방안을 모색하고 계속 부딪혀 보는 것이 중요한 것 같습니다. 연구를 진행하다 보면 실패를 겪는 순간이 많다고 생각합니다. 원하는 결과가 나오지 않을 때가 많고, 심지어 샘플 준비 과정에서 문제가 발생해 아예 결과를 얻지 못하는 경우도 많습니다. 하지만 이때 포기하고 접는 것이 아니라, 다시 보면서 끊임없이 생각하고, 여기서 내가 얻을 수 있는 정보는 무엇이 있는지, 그리고 새롭게 해볼 만한 실험은 무엇이 있는지 고찰해 보는 것이 중요하다고 생각합니다. 새로운 방법이나 개선점이 생각이 났다면 지체없이 실험을 실행으로 옮겨야 합니다. 실행력과 도전하는 마음가짐을 갖는다면 어떤 문제점이든 돌파구를 찾을 수 있을 것이라 생각합니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
저는 서강대학교에서 석사 과정과 연구원을 끝으로, 미국으로 박사 과정을 떠나기 위해 준비 중입니다. 미국으로 박사 과정을 갈 수 있게 된다면, 지금까지 진행했던 연구의 연장선으로 신약 개발 연구를 이어 나가고 싶습니다. 박사 과정 중에도 한빛사에 소개될 만한 연구를 많이 할 수 있도록 앞으로 열심히 연구에 매진하도록 하겠습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
먼저, 이 연구를 위해 아낌없는 지원과 조언, 그리고 연구 외적으로도 많은 가르침을 주신 이현수 교수님께 진심으로 감사드립니다. 교수님의 지도 덕분에 석사 과정을 잘 마칠 수 있었고, 이 연구 또한 좋은 저널에 발표할 수 있게 되었습니다. 정말 감사합니다.
이번 연구의 폭을 넓혀주시고 완성도를 높여주신 성균관대학교 권용석 교수님과 연세대학교 심태보 교수님께도 깊은 감사를 드립니다. 또한, 저의 부족함을 채워주셔서 연구를 완성할 수 있도록 도와주신 김상길 박사님, 김상지님, 그리고 김남경 박사님께도 진심으로 감사드립니다. 그리고 제가 연구를 진행하며 혼자 수행하기 어려웠던 것들을 도와주고, 많은 배려를 해 준 한빈, 상원, 승은, 그리고 다른 연구실 멤버에게도 고맙다고 말하고 싶습니다.
마지막으로, 제가 연구를 진행하며 심적으로 어려움을 겪을 때 지탱해 주시고, 연구가 마무리되었을 때 누구보다 기뻐해 주신 저희 가족들에게 항상 감사하고 있습니다. 그리고 제 곁에서 항상 저를 지지해 주고, 연구에도 많은 도움을 주는 소연이에게 고맙다고 전하고 싶습니다.
#Antibody-Drug Conjugates
#Genetic Code Expansion
#Native Protein Labeling
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