한빛사 인터뷰
- 등록2024-05-17
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1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
본 논문은 소변 엑소좀에서의 전이성 유방암 관련 마커 분석을 딥러닝 기반의 데이터 사이언스적 기법을 통해 이루는 것에 대해 다루고 있습니다. 엑소좀은 최근 진단 분야에서 주목받고 있는 세포 외 소포체로, 다양한 생물학적인 정보를 가지고 있어 질병의 비침습적, 조기진단 및 모니터링 등에 활용하기 위한 바이오마커로 주목받고 있습니다.
연구에 대해 조금 더 소개를 드리자면, 인간의 전이성 유방암 세포주로 모델링된 쥐의 소변으로부터 추출된 엑소좀 표면의 다양한 바이오마커 중 4종(HER2, GRB7, CD63, GAPDH)을 각각 표면증강라만산란 표지된 나노입자로 신호를 확보하였습니다. 이어서 확보한 미세한 신호 차이를 딥러닝 신호분리를 통해 훨씬 더 정량적으로 확인하고 이를 바탕으로 전이성 유방암 모델 쥐에 HER2 타겟하는 약물인 트라스투주맙(허셉틴) 치료를 통해 전이성 유방암 모델 쥐의 엑소좀 표면 단백질의 표현형 변화를 추적하여 질병의 모니터링 가능성을 제시했습니다.
본 연구 분야는 현재 각광받고 있는 엑소좀과 그 표면 단백질의 표현형 분석과 역시 엄청난 발전으로 최근 몇 년간 인류사회에 가장 큰 영향을 미치고 있는 인공지능 분석기술을 결합하여 비침습적 체외진단 및 약물치료 모니터링을 진행하여 가까운 미래에 수요가 폭증하게 될 만성 질환의 상시모니터링 기술의 기반이 되는 분야입니다. 따라서 앞으로 인공지능 기술을 활용한 만성질환의 치료 모니터링 등에 관련한 연구는 더욱 활발하게 이루어질 것이라고 생각합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
본 연구는 연세대학교 화공생명공학과 함승주 교수님의 나노바이오시스템 연구실에서 수행되었습니다. 나노바이오시스템 연구실은 나노기술 기반으로 다양한 유-무기 나노입자 플랫폼을 구축하고, 이를 바이오메디컬 분야에 활발히 응용하여 바이오센서 뿐만 아니라 백신 전달체 등에 응용하는 연구를 진행하고 있습니다. 다양한 연구지원과 공동연구를 통해 많은 실적을 내고 있으며, 특히 이번 논문은 연세대학교 의료원 및 한국생명공학연구원과의 공동연구로 진행되었습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
몇 달 동안 막혀 있던 연구에서 갑자기 드라마틱한 진전을 이루어 그 결실을 이루게 될 때의 보람은 힘든 연구 과정을 버티게 해주는 원동력이었습니다. 항상 인류의 지성의 최전선에서 새로운 발견 및 응용에 대한 공부가 가능하고 남들이 보지 못하는 새로운 세상에 대해 접근이 가능하다는 것은 큰 자부심을 가지게 합니다. 실험 결과가 내 뜻대로 나오면 그건 그대로 즐거운 것이고 뜻대로 나오지 않으면 왜 나오지 않았는지에 대해 고민하는 과정이 하나의 추리 게임과도 같다는 생각이 들 때도 있어서 상당히 보람 있는 과정이었습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
박사과정을 준비하는 후배님들에게 간단한 조언을 해드리자면, 연구라는 것도 단거리 달리기가 아니라 마라톤이라는 것입니다. 논문 작성하는 전체 과정을 마라톤에 비유하자면 본격적인 실험을 시작하기 전에 그 분야에 대해 깊게 공부하는 과정이 체력을 단련하는 것과 비슷하다고 볼 수 있습니다. 몸을 만들지 않으면 경기를 뛸 수 없듯, 연구하고자 하는 분야에 대해 공부하지 않고 실험부터 들어가는 것은 비효율적이라는 것입니다. 그리고 좋은 페이스메이커가 필요합니다. 대부분의 연구는 혼자 하는 것보다 각자 가지고 있는 전문지식을 활용하여 접근할 때 전에 없던 새로운 관점에서 창의적인 발견이 가능하다고 생각합니다. 당장 내가 가장 잘난 것 같다고 페이스메이커를 무시하는 사람 중에 자기 기대보다 더 성공한 사람은 본 적이 없습니다. 또 너무 달리기만 해도 좋은 기록을 낼 수 없습니다. 중간중간 음료수를 보급하지 않고 뛰는 사람은 나중에 탈수로 쓰러집니다. 길고 긴 박사과정 중에 적당한 스트레스 해소처는 필수라고 생각합니다. 마지막으로 이 과정은 1등을 뽑는 과정이 아니라 완주자를 뽑는 과정이라고 생각하시기를 바랍니다. 저도 주변에 훌륭한 동기들이 많았기 때문에, 초조해질 때가 많았습니다. 그러나 이 모든 것이 마라톤의 일부라고 생각할 경우 내 페이스대로 하다 보면 결국에는 완주가 가능할 것입니다. 박사 수준의 연구라는 것은 결국 연구를 하는 본인이 완주만 하면 세계 1등이라는 생각으로 탐구하고 노력하는 것입니다. 여러분도 여러분 자신이 자기 분야를 끝까지 완주한다는 생각으로 나아가시기를 바랍니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
현재는 한국생명공학연구원의 박사후연구원으로 재직하면서 학교에 있을 때 구상하고 있던 본 논문의 심화판인 엑소좀 내부 물질을 딥러닝을 통하여 전부 라만 스펙트럼을 이용하여 분석하여 이른바 single cell analysis를 single exosome analysis 형태로 확장하여 연구를 진행하고자 합니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
이 자리를 빌려 함승주교수님과 임은경박사님께 감사드리며, 연구진행에 도움을 줬던 손혜영박사님, 노현욱선생님, 이소정, 문병걸박사, 박채원박사, 정혜인, 문예솔, 정은지에게 감사의 인사를 전합니다. 그리고 딥러닝 관련 코딩에 대한 교재 추천과 컴퓨터 관련하여 막힐 때마다 가르침을 줬던 제 아내 승은이에게 감사함을 전합니다. 마지막으로 오랜 시간 저를 지지해주시는 부모님께 감사드립니다.
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# surface enhanced raman scattering
# metastatic cancer monitoring
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