한빛사 인터뷰
- 등록2024-04-08
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1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
최근 전 세계적으로 퍼진 코로나바이러스 감염증 사태(COVID-19)로 인해 각국은 경제, 사회적 피해를 받았습니다. 약 7억명에 가까운 사람들에게 전파된 SARS-CoV-2에 대응하기 위하여 mRNA 백신과 같은 도전적인 연구가 이루어졌습니다. 이러한 도전은 긴급한 상황에 대응하기 위하여 긴급 승인을 받아 많은 사람들의 목숨을 지켜냈지만 다양한 부작용이 보고되었습니다. SARS-CoV-2는 변이 속도가 매우 빨라 변이에 대응하는 것이 매우 중요해졌고, 여러 전문가들은 앞으로 출현할 수 있는 전파력 높은 바이러스에 대한 대응이 중요하다고 합니다.
인간 사이클로필린(Human cyclophilin A; hCypA) 단백질은 코로나 바이러스의 감염 경로에서 매우 중요한 역할을 하는 단백질로, 숙주 세포 내에서 바이러스 복제에 관여합니다. 이러한 사이클로필린 단백질 억제제인 사이클로스포린(Cyclosporin)은 바이러스의 복제를 억제할 수 있음이 여럿 보고되었습니다. 본 연구에서는 바이러스 복제에 중요한 사이클로필린 단백질을 역으로 이용하여 SARS-CoV-2에 대한 감염 억제능을 확인하였습니다.
연구팀은 기존 보고한 “Cyclophilin A-mediated mitigation of coronavirus SARS-CoV-2” 논문에서 밝힌 구조분석 결과를 검증하였습니다. 동물세포와 마우스 모델을 이용하여 사이클로필린 단백질에 의해 SARS-CoV-2 감염이 억제될 수 있는지를 확인하였습니다. 동물세포를 이용한 실험에서 세포독성이 없음을 확인하였으며, 바이러스 감염능이 억제됨을 검증하였습니다. 이후, 마우스 모델의 비강 내 주입을 통해 바이러스 감염 억제를 관찰하였습니다. 특히, 기존 항바이러스제로 이용되던 Molnupiravir와 비교하여 마우스 모델의 2배 더 높은 생존율을 확보함으로써 항바이러스 효능을 검증하였습니다. 또한, 조직 분석과 다양한 체내 인자 분석으로 부작용의 위험성을 확인함으로써 사이클로필린 단백질이 SARS-CoV-2 감염증에 대한 치료 및 예방 후보물질로 사용될 수 있음을 밝혔습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
충북대학교 자연과학대학 미생물학과의 시스템생물학 연구실은 시스템생물학을 기반으로 다양한 생명체 내 대사 흐름의 종합 분석 연구를 통해 다양한 생체 내 메커니즘을 규명하고, 유용유전자 및 단백질의 단백질-단백질, 단백질-DNA, 단백질-RNA 상호작용 등의 분자생물학적 기능분석을 수행합니다. 이러한 연구를 통해 인체 질환에 대한 신규 바이오마커 및 항체 개발을 연구와 이를 검출할 수 있는 바이오센서 시스템 개발 연구를 수행하고 있으며, 김양훈 교수님을 중심으로 박사 후 연구원과 학위과정 학생들이 기초연구와 이를 활용한 응용 연구까지 폭넓고 다양한 연구를 수행하고 있습니다.
본 연구실에서는 유용 단백질 확보 및 구조분석 연구와 DNA/RNA 앱타머 기술을 기반으로 하는 난치성 질환 및 환경성 질환 대상 차세대 치료 후보물질의 발굴 및 발병 메커니즘 규명 연구를 수행하고 있습니다. 또한, 인체 질환을 표적으로 하는 DNA/RNA 앱타머 초고속 스크리닝 기술과 in vitro/vivo 독성평가 응용 기술 개발과 인체질환 조기진단 및 예후용 바이오칩 기술개발, 환경 내 중금속/희소금속 검출용 신개념 앱타머나노바이오센서 기술개발 연구 등을 수행하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
최근 코로나19 사태로 인해 전 세계는 막대한 경제적, 사회적 피해를 보았으며, 수많은 인력이 진단과 대증치료, 백신과 치료제 개발에 많은 노력과 자원을 투자하였습니다. 그럼에도 불구하고 변이의 등장과 이로 인한 재확산으로 인해 사태는 악화되었습니다. 지금은 사태가 진정되어 회복하는 단계이지만, 이번 사태로 연구에 필요한 노력과 시간의 중요성을 체감하였습니다. 논문이 완성되기까지 많은 우여곡절이 있었지만 교수님들과 연구원님들의 끊임없는 지원과 격려 덕분에 노력을 지속할 수 있었고, 좋은 결실을 얻은 것 같습니다. 앞으로도 새로운 것에 도전하고 한계를 극복하여 연구에 박차를 가함으로써 국가와 학계에 큰 도움이 되고 싶습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
다양한 질환에 대한 신속한 대응의 중요성이 대두되고 있는 현 시점에서 시스템생물학과 구조생물학에 대한 연구는 도전정신을 가지고 창의력을 마음껏 뽐내며 그것이 구현될 수 있도록 하는 열정이 매우 중요하다고 생각합니다. 지속적인 의논과 고찰을 통해 배우고 새로운 아이디어를 창출, 구체화하는 과정이 좋은 연구를 시작하는 첫 걸음이라고 생각합니다. 또한, 모든 연구가 성공으로 직결되지는 않기에 다양하고 수없이 많은 실패를 경험할 수 있지만 실패를 바탕으로 경험을 쌓으며 포기하지 않는 자세 또한 중요하다고 생각합니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
현재 수행중인 앱타머를 활용한 난치성/희귀성 질환에 대한 치료 연구에서 제가 생각한 아이디어를 구체화하고 구현하여 검증하는 것을 최우선 과제로 생각하고 있습니다. 또한, 앱타머를 활용한 표적 치료 플랫폼 응용 연구를 수행할 예정입니다. 또한, 구조분석을 통한 다양한 단백질-단백질, 단백질-앱타머 구조 규명을 진행하고 있습니다. 바이러스 감염증과 다양한 질환을 표적으로 하여 치료 후보물질 및 플랫폼 개발 연구를 통해 다양한 질환과 질병으로 고통받고 있는 분들에게 도움이 될 수 있는 실증적 연구를 수행하고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
다양한 아이디어를 생각하고 도전하는데 있어 아낌없는 지원과 격려로 지도해주신 김양훈 교수님, 안지영 교수님께 감사의 말씀을 드리고 싶습니다. 제 생각에 귀기울여 주시며 좋은 조언을 해주시고 하나하나의 연구 과정을 의미 있게 해주심에 감사드리며 교수님들과 함께 연구를 할 수 있어 영광인 것 같습니다. 함께 연구를 수행하며 많은 가르침을 주신 신우리 박사님께도 함께 연구할 수 있어 영광이며 진심으로 감사드린다는 말씀을 드리고 싶습니다. 또한, 연구를 수행하고 논문을 마무리하기까지 정말 많은 도움을 주신 김상용 교수님, 민지호 교수님께 감사 말씀을 드립니다. 교수님들의 지도와 도움에 좋은 결실을 맺은 것 같습니다.
항상 좋은 연구를 할 수 있도록 조언을 아끼지 않고 응원해주시는 저희 연구실 박대영 박사님, 오인환 박사님, 이진표 박사님께 진심으로 감사 인사드리며, 앞길을 응원한다고 말씀드리고 싶습니다. 부족한 저와 함께 같이 노력하며 연구하고 있는 우리 시스템생물학 연구실 학생들 진영이와 초임이, 메이사와 아누까지 모두 고맙고 응원하고 있다고 전하고 싶습니다.
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