한빛사 인터뷰
- 등록2024-03-26
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1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
DNA는 생체 내 모든 세포에 존재하며, 생물의 유전 정보를 보존하는 역할을 하는 물질로 잘 알려져 있습니다. 하지만, 생체 소재로써 DNA를 바라본다면, 기존의 고분자 소재와 많은 점에서 유사한 특성들을 발견할 수 있습니다. DNA는 고분자의 단량체처럼 뉴클레오타이드라고 하는 기본 단위가 연결되어 있는 긴 사슬 구조를 이루고 있습니다. 또한, 이러한 사슬 구조는 특정 염기쌍 간의 수소 결합을 통해 상보적인 결합을 형성할 수 있는데, 열에 의해 결합의 정도가 조절될 수 있다는 점은 DNA가 열가소성 고분자들이 가진 열반응성과 유사한 특성을 가질 수 있음을 시사합니다.
저는 DNA의 플라스틱화를 통해 기존의 석유계 플라스틱 및 바이오 플라스틱과 차별화되는 모든 생물 자원으로부터 취득이 가능한 DNA 소재로부터 제작된 새로운 플라스틱 소재를 제시하고자 합니다. 생체 물질로부터 유래된 DNA 바이오 플라스틱은 생체 적합성이 높다는 장점을 가지고 있으며, 자연에 존재하는 핵산 분해 효소를 통해 친환경적으로 분해가 가능하다는 점에서 플라스틱 폐기물 문제에 대해서도 자유롭다고 할 수 있습니다. 또한, 열에 반응하여 변화되는 내부 구조는 DNA 바이오 플라스틱이 열가소성 플라스틱 소재와 같은 방법으로 성형이 가능하도록 하였으며, 이 특성을 기반으로 인공 혈관이나 상처 봉합용 클램프 등 다양한 의료 소모품 모델을 제작할 수 있었습니다.
생체 소재로써의 핵산 연구는 기존 소재와 차별화되는 여러 잠재적인 특성들을 기반으로 나노 크기의 구조체로부터 하이드로젤에 이르기까지 다양한 분야에서 연구되고 있으며, 제가 소개드렸던 DNA 바이오플라스틱 또한 앞으로의 발전 가능성이 높을 것으로 기대합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저는 서울시립대학교 화학공학과 지능형 생체 나노소재 연구실에서 이종범 교수님의 지도 아래 석박사 통합과정 중에 있으며, DNA 및 RNA 기반의 핵산 소재를 이용한 의료, 의약 분야의 연구를 진행하고 있습니다. 저희 연구실에서는 효소 반응을 통해 핵산을 기반으로 하는 나노입자 또는 하이드로젤 등의 구조체를 제작하고, 나노 단위로 조작이 가능하고 유전자 발현 조절에 관여할 수 있는 핵산의 특성을 활용한 연구를 수행하고 있습니다. 특히, 면역 반응성을 조절하는 구조체 뿐만 아니라 유전자 편집, 유전자 발현을 통한 핵산 기반 치료제 및 전달체 개발, 유전자를 통한 고성능 진단, 핵산을 기반으로 하는 새로운 소재 개발 등의 연구에 힘쓰고 있습니다.
현재 저희 연구실에는 헌신적인 이종범 교수님의 지도 아래 2명의 박사과정, 4명의 석사과정과 2명의 인턴연구원이 훌륭한 연구자가 되기 위해 성실히 노력하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
생명과학 분야 연구에 종사하며 느끼는 자부심은 진행하는 연구들이 우리 일상과 가깝다고 생각될 때 가장 크게 느껴지는 것 같습니다. 저도 이번 연구를 통해 생체 분자를 기반으로 하는 바이오플라스틱 소재에 관한 연구를 진행하며 최근 국제적으로 중요하게 논의되고 있는 미세 플라스틱 문제에 대해 접할 수 있었고, 그 외에도 저희 연구실에서 진행하는 RNA 기반 치료제나 백신 연구를 진행하며 우리 일상과 가까운 분야에서 해답을 찾는 과정에 기여하고 있다는 점에서 자부심을 느꼈습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
제 개인적인 경험에 대해 말씀을 드리자면, 저는 학부 졸업 후 회사에 취업하여 직상 생활을 하다가 대학원 진학을 결정하게 되어 그 이후 지금까지 연구 분야에 종사하고 있습니다. 저의 경우에도 마찬가지였지만, 주변의 많은 동료, 후배들 또한 진학을 결정하기에 본인의 시기라던지 새로운 진로를 시작하게 될 나이가 너무 늦어지는 것에 대한 걱정이 많다고 합니다. 개인적인 의견이지만, 새로운 것을 시작하는 데에 늦은 시기라는 것은 없다고 생각합니다. 본인이 충분히 고민하였고, 어떤 한 분야로의 진학에 대한 의지가 확고하다면 다른 문제들은 큰 장애물이 되지는 않을 것으로 생각합니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
이번 연구성과를 기반으로 핵산 소재를 기반으로하는 새로운 소재 개발 연구를 더 폭넓게 진행하고자 합니다. 앞서 말씀드렸듯이 핵산 소재는 그 자체로 고분자 재료와 같은 특성을 가짐과 동시에 여러 기능성을 부여할 수 있는 잠재력이 큰 소재입니다. 유전자 발현 제어 등 핵산 재료로써 활용될 수 있는 기능성이 부여된 소재 등을 개발하는 것도 재미있는 연구 소재가 될 것 같습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
이번 연구 성과가 나오기까지 도움을 주셨던 많은 분들께 감사를 드리고 싶습니다. 먼저, 엉뚱한 저의 아이디어에도 항상 경청해 주시며 긍정적인 전망 아래 제가 진행하는 연구가 더 나은 방향으로 나아갈 수 있도록 지도해주셨던 이종범 교수님께 감사 인사를 드리고 싶습니다. 또한, 자주 찾아뵙지는 못했지만 바쁘심에도 불구하고 비대면으로도 연구 미팅을 진행하며 저희 연구실에서 생소했던 분야의 연구에 많은 코멘트를 주셨던 한대훈 교수님께도 감사 인사를 드립니다. 또한, 연구실 인턴 때부터 저와 이 연구를 진행하며 동고동락했던 김태현 석사 과정생에게도 고생 많았다는 말을 전하고 싶습니다. 그 외 연구실에서 함께 생활하는 모든 대학원생들, 유기영 선생님과 항상 가까이서 저를 응원해주시는 저의 아내 김다정 박사와 우리 가족들께도 감사의 말씀을 전합니다.
#바이오플라스틱
# DNA
# 생분해소재
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