한빛사 인터뷰
- 등록2023-12-13
- 조회916
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
본 연구에서는 cAMP 의존성 단백질 인산화 효소 A (PKA)에 대한 자가항체 (ECPKA AutoAb)를 사람의 혈청 샘플에서 쉽게 진단할 수 있는 측방 유동 면역센서 (Lateral flow immunoassay, LFIA)를 처음으로 개발했습니다.
PKA는 serine/threonine 단백질 인산화 효소로 세포 주기, 분화, 증식, 세포사멸과 같은 다양한 세포 활동에 관여합니다. 포유류에는 PKA-I과 PKA-II가 있는데, 이중 PKA-I이 세포 외부로 분비되는 특징으로 인해 extracellular PKA (ECPKA)라 명명되었습니다. 혈액에는 ECPKA의 free C subunit에 대한 자가항체 (ECPKA-AutoAb)가 존재하고, 이것이 정상인에 비해 암환자의 혈액에 많이 존재하기 때문에 암 진단의 보편적 바이오 마커로 제안되었습니다.
우리는 현장 진단 (Point-of-care, POC) 센서로 많이 이용되는 LFIA 플랫폼의 기본 구성 (시료, 접합 및 흡수패드, NC membrane)에 PKA Cα를 분산시킨 접합패드 II를 추가해 보다 간단한 분석이 이루어지게 했습니다. 본 연구에서 포획 항체로 이용된 3G2 단일 항체를 hybridoma technique과 일련의 ELISA 실험을 거쳐 선별하였고, 자체적인 생산 시스템을 구축했습니다. 또한, 3G2 항체와 ECPKA AutoAb에 동시 결합이 가능하고 그 효율이 우수한 PKA Cα를 linker로 선별했습니다. 타겟의 검출을 육안으로 관찰하기 위해, 생체 분자와의 결합력과 안정성이 우수하고 제작이 쉬운 금나노입자를 변환기 (transducer)로 이용했습니다. 이렇게 구성한 LFIA의 최소 검출한계 (Limit of detection, LOD)는 3.8 ng/mL이며 정상인과 암 환자를 명확히 구분할 수 있음을 증명했습니다.
암은 인류의 주된 사망 원인 중 하나로, 현재까지 암 환자의 생존율을 높일 수 있는 가장 좋은 방법은 암을 조기에 진단하고 적절한 치료를 받는 것입니다. 본 연구에서 개발한 LFIA 기반 다중 암 진단 플랫폼은 임신진단 키트나 COVID-19 항원 키트처럼 개인이 집에서 쉽게 암을 진단하고 관리하는데 도움을 줄 것으로 기대됩니다. 상용화를 위해선, 보다 많은 샘플을 이용한 추가 검증과 검출 효율 개선 등의 후속 연구가 필요합니다. 또한, 기존에 알려져 있는 암 바이오 마커들과 더불어 정확한 암 진단을 위한 검출 패널의 구성에 대한 논의가 필요합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저는 중앙대학교 화학과 나노바이오화학 연구실 (https://nbc.cau.ac.kr)에서 선임연구원으로 재직중입니다. 본 연구실은 박태정 교수님의 지도하에 나노입자와 생체분자를 이용한 바이오센서 및 약물 전달 시스템 개발 연구를 주로 수행하고 있으며 등온 핵산 증폭법을 이용한 각종 세균 및 바이러스의 유전체 검출 연구도 진행중입니다. 연구실은 현재 연구교수 1명, 박사후 연구원 3명, 박사과정 1명, 통합과정 5명, 석사과정 5명으로 구성되어 있습니다. 특히, 인도, 중국, 인도네시아, 파키스탄 등 여러 국적의 외국 학생들이 함께 연구를 진행하고 있는 국제적인 실험실로, 모든 구성원이 각자의 주제를 갖고 열심히 연구를 수행하고 있습니다. 의지만 있다면, 다양한 연구 경험을 쌓을 수 있고, 여러 연구기관과 기업이 함께 참여하는 과제를 다수 진행하고 있기 때문에 산학연 합동 연구에 참여할 수 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
잦은 실패와 더딘 프로그레스로 인해 지치기도 하고 포기하고 싶을 때가 있습니다. 다시 논문을 읽고 주변 연구자들과 디스커션 하면서 실마리를 찾고 문제를 해결해 나갑니다. 그리고, 마침내 결과를 얻고 기뻐합니다. 돌이켜보면, 저는 이런 연구자의 삶을 좋아했습니다. 다시 연구자의 길을 택했고, 이렇게 한빛사에 논문을 소개하는 소중한 경험을 할 수 있었습니다. 매 순간 함께 해 주신 분들이 계셨기에 이 자리에 설 수 있었습니다. 진심으로 감사드립니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
저는 과정을 중요하게 생각합니다. 때로, 결과가 함께 따라와주지 않더라도 옳은 방향으로 나아가는 것이 중요하다고 생각합니다. 그렇게 논리를 배우고, 경험을 쌓다 보면 결과는 자연스레 제 앞에 찾아오는 거 같습니다. 주변의 상황들로 인해 때로 좌절하기도 합니다만, 시간이 지나면서 성장하고 단단해진 자신을 발견하게 됩니다. 해주고 싶은 말은 “힘들어도 스스로 포기하지 않으면 이겨낼 수 있다”는 점입니다. 그리고, 해낼 수 있다는 긍정적인 마음을 가지시길 바랍니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
연구의 스펙트럼을 더 넓히고 싶습니다. 학위과정 때 주로 분자생물학을 베이스로 한 기초 연구를 경험했다면, 박사후 연구원으로 있으면서 나노입자를 활용한 진단 및 약물 전달 시스템에 관련된 융합 연구를 경험했습니다. 지금까지의 경험을 토대로 앞으로는 암을 조기에 진단하는 연구 외에도 치료제, 특히 암 백신에 관한 연구를 진행하고 싶습니다. 기존의 암 치료법이 큰 진전을 보이긴 했지만, 여전히 많은 부작용을 초래하고 있습니다. 전반적인 암의 특징 (Cancer hallmark)과 암 주변환경 (Tumor microenvironment)에 대한 이해를 바탕으로 개인화 된 신생항원 (personalized neoantigen) 암 백신 및 효율적인 약물 전달 시스템을 개발해 기존의 암 치료법이 가진 한계를 개선하는 연구를 진행해보고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
먼저 저를 항상 믿어 주시고 다양한 연구를 경험할 수 있는 기회를 주시고 지도해주신 박태정 교수님께 감사하다는 말씀을 드리고 싶습니다. 그리고 이 연구의 모든 과정을 함께 고민한 Gul 박사님께 감사의 말을 전합니다. 여러모로 많은 도움을 준 박찬영 박사님, 수현쌤, Subhadeep, Stephanie, Ping을 비롯해 각자 맡은 일을 열심히 그리고 묵묵히 수행해 나가는 NBCL 실험실 학생들에게 깊이 감사드립니다.
논리적 사고를 가르쳐 주시고 연구자의 길을 걸을 수 있도록 지도해주신 충남대학교 김정윤 교수님께도 이 자리를 빌려 진심으로 감사하다는 말씀 전하고 싶습니다. 학위과정을 함께 보낸 친구들인 정대희 박사, 홍은혜 박사, 김지예 박사, 이민형 박사, 그리고 그 당시 많은 도움을 주신 강우규 박사님, 김용진 박사님께도 깊이 감사드립니다.
언제나 든든하게 힘이 되주시는 가족들에게 깊이 감사드립니다. 부족한 동생을 항상 응원해주고 격려해 주었던, 먼저 하늘의 별이 된 은영누나에게 이 소식을 꼭 알려주고 싶습니다. 마지막으로, 제 곁에서 모든 것을 함께하는 아내 홍정이에게 고맙다고 전하고 싶습니다.
한빛사에 논문을 소개할 수 있는 기회를 주신 BRIC 관계자분들께도 진심으로 감사드립니다.
#Extracellular protein kinase A autoantibody (ECPKA-AutoAb)
# Cancer biomarker
# Lateral flow immunoassay (LFIA)
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