한빛사 인터뷰
- 등록2023-12-18
- 조회1,292
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
돼지는 해부생리학적으로 인간과 매우 유사하여 시험관 내 연구의 재현 및 가능성에 대해 높게 평가되고 있으며, 따라서 돼지 배아를 이용한 실험은 인간의 reproductive system을 연구하는 데에 매우 중요합니다. 이러한 연구를 진행하기 위한 배아의 체외 생산은 (In vitro production, IVP) 배아 공학 기술의 기초로 매우 중요하지만, 많은 연구 결과에도 불구하고 아직 In vivo 대비 효율이 낮은 편입니다. 또한 체외수정란의 생산은 난임 극복, 맞춤형 실험동물의 생산 및 유전자 가위 기술과 결합하여 인간모사 형질전환동물 생산에 이르는 다양한 실험동물에 있어서 매우 유용한 기반 기술이기에 많은 연구자들에 의한 in vivo 환경 재현을 통해 이를 극복하려고 노력하고 있습니다. IVP 배아는 빛과 산소 및 다양한 산화제에 노출되어 있어 과도한 활성산소 (reactive oxygen species, ROS) 로 인한 산화 스트레스에 매우 민감하며, 특히 과도한 ROS는 산화환원 항상성을 파괴하여 mitochondrial 기능 장애 및 apoptosis를 비롯한 다양한 부작용을 가져옵니다.
해당 연구에서는 과도한 ROS로 인한 부정적 영향을 감소시켜 돼지 초기 배 발달을 향상시키는 데에 집중하여 항산화제인 Luteolin을 통해 이를 극복하고자 하였습니다. Luteolin은 천연 폴리페놀 화합물로 다양한 식물 종에 존재하며 항산화제 및 항염증제 효과를 지니고 있습니다. 체외배양에 있어서 Luteolin의 최적화된 조건의 첨가는 ROS 감소, 항산화 증진 및 미토콘드리아의 기능 향상 등 산화스트레스를 감소시키며, 체외 배 발달률 향상에 유용함을 확인하였습니다. 더 나아가 ROS damage로부터 반응하는 Nrf2/Keap1 signaling pathway를 활성화하여 ROS 조절 및 세포 사멸로부터 배아를 보호할 수 있다는 것을 회복 실험을 통해 검증하였습니다. 이러한 연구는 IVP 배아의 생산 효율을 증진시킬 뿐만 아니라 IVF나 ICSI를 포함한 ART (assisted reproductive technology)에 중요한 기반이 되어 인간의 불임치료 및 동물발생공학 기반기술 증진에도 크게 이바지할 것으로 생각됩니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저는 부산대학교 조성근교수님과 한국생명공학연구원 심보웅 박사님 지도하에 석사과정 생으로 동물발생공학 연구를 수행하고 있습니다. 한국생명공학연구원 미래형동물자원센터는 정부출연 연구기관으로 바이오 신약/장기 및 재생의학 연구분야의 핵심 연구 자원인 SPF 미니돼지를 활용한 기초 및 전임상 연구를 지원하여 국가사회적 현안문제와 국민 보건의료 증진 및 바이오경제 활성화에 기여하는 국가적 인프라 기관입니다. 발생공학, 분자세포생리학, 재생의공학 및 수의/사육팀까지 다양한 분야의 우수한 연구진과 첨단 장비를 갖추고 있어 최적의 연구 환경을 가지고 있다는 장점이 있습니다. 제가 본 연구를 수행한 동물발생공학 실험실은 부산대학교의 실험실과 협업하여 포유동물 초기 배 발생과정 중 일어나는 다양한 기작에 관한 연구를 많이 수행하고 있습니다. 또한 미니돼지, 마우스 및 원숭이의 형질전환동물 생산 및 기반 기술 개발을 통해 동물발생공학 기법의 고도화 및 효율제고 연구를 중점적으로 수행하고 있으며, 특히 미니돼지 복제기술의 확립을 통해 형질전환 복제 미니돼지 생산을 통한 다양한 인프라 연구 협력을 수행하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
연구를 하는 것이 늘 즐겁기만 하면 좋겠지만 원하는 방향으로 실험 진행이 안 될 때가 있고 엎어질 때가 많습니다. 그럼에도 새로운 결과를 얻었을 때의 기쁨과 지식을 축적하고 기술을 터득하는 것이 큰 성취감으로 다가오기 때문에 연구를 지속하는 것 같습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
분자생물학적으로 아직 많은 연구가 필요한 embryology 학문은 우리 삶에 필수불가결한 연구 중 한 분야라고 생각합니다. 다양한 포유동물을 이용한 배아 발달 연구는 지속적으로 증가하고 있는 인간의 불임 문제나 형질전환 동물을 통한 다양한 질병연구 및 이종 간 장기 이식을 시도하는 데에 유망한 분야로써 진학을 고민하는 분들께 자신감을 가지고 긍정적으로 고민해주었으면 하는 바람입니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
박사과정을 진학하여 초기 배아 발생에 중요하게 작용하는 유전자의 역할을 확인하고 관련 signaling pathway를 연구함으로써 착상 전 배아 발달 능 향상을 위한 실험을 진행할 계획이며, 체세포 핵이식 기법의 효율 증진을 위한 연구도 함께 병행할 예정입니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
연구자로 설 수 있게 해주시고 항상 따뜻하게 지도해주신 부산대학교 동물생명자원과학과 조성근 교수님과 좋은 환경에서 안전하게 연구할 수 있게 해 주신 미래형동물자원센터 김선욱 센터장님께 감사인사 드립니다. 본 논문을 총괄하신 심보웅 박사님, 항상 발생공학 팀에 든든한 버팀목이 되어 주셔서 감사드립니다. 늘 좋은 말씀해주시고 연구에 대해 조언 해주신 송봉석 박사님 감사드립니다. 그리고 본 논문이 출판되기까지 함께 실험하고 많은 것을 가르쳐 주신 정필수 박사님께 감사드립니다. 동고동락하며 즐거운 실험실 생활을 함께한 강효구, 김민주, 윤지현 선생님께 감사하며, 대학원 생활 동안 무한한 사랑으로 응원해주신 가족들에게 감사드립니다.
#Luteoin
# Nrf2/Keap1 signaling pathway
# porcine embryonic development
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