1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드

 본 논문은 뉴런의 시냅스를 구성하는 중요한 단백질의 하나인 RIM 단백질의 소뇌에서의 새로운 기능과 그의 결여로 인해 발생되는 질병(dystonia)에 대해 동물행동학적, 전기생리학적, 면역조직화학적, in vivo & in vitro 칼슘이미징 등의 테크닉으로 다각도로 연구하였습니다.

 뇌는 수많은 신경세포로 이루어져 있으며, 이들은 시냅스(synapse)라 불리는 복잡한 네트워크를 통해 정교하게 연결되어 있습니다. 시냅스는 신경정보가 신경세포 간에 신경전달물질의 방출과 확산 또는 직접 이온 교환을 통해 전달되는 곳입니다. Active zone은 시냅스 전선소막(plasma membrane)의 고도로 특화된 영역입니다. Active zone에서는 신경전달물질을 포함하는 시냅스 소포들이 빠르게 융합되어야 할 때를 대비하여 docking되고 priming되며 준비됩니다. Active zone protein 들중 하나인 RIM은 많은 다른 단백질, 시냅스 소포들과 Rab-3를 통해 상호작용하는 중심 체계 중 하나로, Ca2+ 채널의 밀도를 결정하고 신경전달물질 방출을 조절합니다. RIM family는 4개의 RIM 유전자 (RIM 1-4)에 의해 코딩되는 7가지 다른 이소폼으로 구성되어 있으며, 내부 프로모터의 사용에 의해 α, β 및 γ의 세 가지 주요 변형으로 발현됩니다. 현재는 큰 RIM 이소폼인 RIM1과 RIM2가 active zone에서의 시냅스 소포 결합 및 준비에 필수적이며, 전신성 가소성 변형을 매개로 하여 시냅스 후 성형을 이끌고 active zone에서의 Ca2+ 채널의 밀도를 결정한다는 것이 잘 알려져 있습니다. 반면, 중심 신경계에서의 RIM4의 기능에 대해서는 현재까지도 잘 알려져 있지 않습니다. 따라서 본 논문의 목표는 중추 신경계에서의 RIM4 기능에 대한 새로운 통찰력을 얻는 것이었습니다. Schoch/Dietrich 연구실에서는 constitutive RIM4 KO 마우스 및 Purkinje 세포 내에서 conditional RIM4 KO 마우스 라인을 구축했습니다. 본 연구 결과는 RIM4가 집중된 연구로 잘알려진 RIM1/2의 기능과는 매우 다른 중추 신경계에서 독특한 역할을 한다는 것을 밝혔습니다. RIM4는 특정 경로에 특이적으로 작용, 주로 소뇌의 Purkinje 세포에서 정상적인 신경전달 기능을 위해 필요합니다. RIM4는 RIM1/2과 달리 신호전달 기능에 직접적으로 관여하지 않으며, 대신 소뇌 Purkinje 세포의 somato-dendritic 촉각성을 조절하는 역할을 합니다. 마우스 발달 과정에서 RIM4는 Purkinje 세포의 수상돌기 성장 및 그들의 수상돌기에 따른 시냅스의 올바른 위치 결정에 필요합니다. RIM4가 결여된 마우스는 쥐의 특징인 절발성 파로키시즘 (paroxysmal dystonia)의 심한 운동 phenotype을 발전시키며, 이는 큰 RIM 이소폼 (RIM1/2)의 삭제로 인해 발생하는 것으로 알려진 것과는 달리 많은 특징을 공유합니다. 이러한 절발성 운동 장애는 tottering 쥐와 유사한 많은 특징을 공유하지만, 가장 가까운 것은 RIM1/2의 C2B 도메인에 바인딩을 소거하는 PNKD 단백질의 돌연변이로 인한 절발성 비운동성 파로키시즘 (paraoxysmal non-kinesiogenic dystonia, PNKD)입니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

 해당 논문 연구를 위해 제가 속해 있던 Schoch/Dietrich 그룹은 독일 본대학교 대학병원 내 Neuropathology/Neurosurgery 분과에 속해 있으며 주로 시냅스에 관련된 연구를 집중적으로 진행하고 있습니다. 박사후과정, 박사학위과정, 석사학위과정, 학사학위과정, 의사논문과정 등 다양한 분야의 많은 연구진들이 협업하여 유기적으로 연구를 진행하고 있으며, cultured cell내의 분자생명과학 기술에서부터 in vivo 칼슘이미징과 동물행동분석까지 보다 다양한 테크닉을 접목하여 다각도로 실험, 분석 및 연구를 진행하고 있습니다. 시냅스 내의 기능에 관한 메커니즘을 밝혀내는 기초연구 뿐만 아니라 특정 질병 (epilepsy, cancer 등)에 관련해 환자들의 샘플을 사용해 마우스에서 휴먼연구의 점진적 스펙트럼까지도 집중해 연구하고 있습니다.

 독일 본에는 본대학교 외에 Max planck 연구소 (Max Planck Institute for Neurobiology of Behavior - caeser), DNZE (Deutsches Zentrum fur Neurodegenerative Erkrankungen), Life&Brain 등 많은 뇌과학분야의 전문가들이 활발하게 집약되어 연구를 진행하고 있는 것으로 독일내에서도 잘알려져 있습니다. 독일 본 내의 뇌과학분야 커뮤니티는 굉장히 유기적이며 자유로운 협업을 추구하고 있기때문에 활발한 성과가 꾸준히 이어져 오고 있습니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

 독일의 박사과정의 중심된 모토는 독립적인 연구를 할 수 있는가?에 대해 집중을 해 주로 주변의 큰 도움이 없이 혼자서 헤쳐나가는 길이라고 알려져 있습니다. 누구든 다 그렇겠지만, 저도 석사학위 및 박사학위를 진행하는 과정에서 0에서 시작해 혼자 채워나가는 과정을 여러해를 보내며 배워왔습니다. 연구에 대한 자부심과 욕심이 많아 보다 다양한 테크닉을 습득하고 쉴새없이 실험을 진행해오면서 많은 성과를 거둘 수 있었고, 그결과의 일부가 저명한 학술지에 채택이 되었다는 것에 보람을 느끼게 되었습니다. 무엇보다도 박사학위 과정중에 결혼을 하고, 아이를 갖게된 것이 저에게는 가장 큰 행복이었습니다. 머나먼 땅에 홀로 시작해 학위를 마무리하고 좋은 논문을 제출하고 나니 이제서야 숨을 조금 쉬며 뒤를 돌아보게 되었는데, 그동안 너무나도 많은 고마운 분들이 저를 지탱해주는 힘이 되었다는 것을 느꼈습니다. 연구도 혼자 하는 싸움인 것 같지만 결국은 내 주변에 좋은 환경과 좋은 사람, 그리고 훌륭한 인재들을 만나 곁에두고 깊은 토론과 점진적인 대화로 동기부여를 주고 받는 등의 시너지 효과로 이루어낸 결과물이라고 생각합니다.

4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?

 제 스스로 혹은 제 주변에 자주 표현하는 한마디는 "맨땅에 헤딩하고, 그저 버티고 있다." 입니다. 대전의 충남대학교 미생물학과에 재학중에 아무도 가지않고 모르던 길이라고 생각된 독일로의 유학생활을 꿈꾸기 시작하면서 준비하는 과정중에 많은 어려움이 있었지만 끝까지 버텨왔고 또 버티다 보니 지금의 자리까지 오게된 것 같습니다. 먼저 유학을 준비하는 분들에게는 유학길이 잘 알려지지 않은 새롭고 어려운 길이라 지레 겁을 먹기 마련이지만 꿈을 품으실 그때의 가슴따뜻했던 그 순간의 뜨거움을 잘 기억하셔서 끈질기게 버티셨으면 하는 조언을 드리고 싶습니다. 유학생활은 절대로 쉬운길이 아니지만, 그만큼 즐겁고 보람된 일도 많습니다. 그리고, 뇌과학분야는 정말 복잡하지만 조금씩 배워나가는 과정에서는 정말 경이롭고 짜릿한 배움이 있다는 점을 후배님들께 전해드리고 싶습니다. 앞으로도 공부해야할 부분이 정말 많으며 전 세계 어느곳이든 뇌과학을 활발히 연구하고 계시는 분들이 많다보니 제약없이 다양한 장소에서 꿈을 키워나가셨으면 합니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

 뇌과학분야에 매료되어 앞으로도 이 분야에 집중적인 연구를 계획중이며, 가능하다면 독일내에서 조금은 더 머물러 연구에 집중해보고 싶습니다. 아직은 뚜렷하고 자세한 계획수립이 완료되지 않은 상황이지만 열린마음으로 다양한 길을 추구하고 있으며, 좋은 기회를 찾아 준비중입니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

 연구소 내 다른 한국인이 없이 홀로 지내왔기에 학회를 다니다가 한국 연구원님들을 뵙게 되면 굉장히 기분이 들뜨고 좋습니다. 어디에서든 언제든 뵙게된다면 반갑게 인사드리고, 연구와 삶에 대한 깊고 진한 이야기 꽃을 피울 준비가 되어있습니다.