한빛사 인터뷰
- 등록2024-06-10
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1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
세포는 외부로부터 흡수한 영양분을 적절한 시간 및 장소로 운송합니다. 소포체 형태로 운송되는 물질은 미세소관을 따라 움직이는 운동 단백질에 의해 운반됩니다. 수송에 장애가 발생하면 세포 내 항상성 유지에 문제가 생겨 질병을 유발할 수 있기 때문에, 이들의 움직임을 이해하는 것이 중요합니다. 운동 단백질의 교환 과정은 엔도좀의 회전 운동으로 나타나지만, 이를 측정하는 기존 기술은 낮은 신호 대 잡음 비율로 인해 3차원 동역학의 실시간 관찰에 어려움이 있었습니다.
본 연구에서는 비등방성 나노 탐침의 편광 특성을 이용해 편광된 빛에 각도 의존성을 띠는 금 나노 막대의 산란 세기를 푸리에 변환으로 분석하는 암시야 현미경(FT-pdf microscopy)을 개발하였습니다. 이 현미경은 단일 입자 추적 기술과 결합하여 병진 및 회전 운동을 실시간으로 관찰할 수 있으며, 위치와 각도는 각각 5 nm와 3° 내의 오차를 가집니다. 이를 이용하여 세포 내 수송 과정을 관찰한 결과, 기존에 관찰하지 못한 운동 단백질의 특정 패턴을 발견하고, 세포가 취하는 효율적인 수송 전략을 제안할 수 있었습니다. 우수한 현미경 성능 덕분에 많은 연구자들이 활용할 수 있을 것이며, 실시간으로 각도 변화를 측정하는 기술은 분자 수준의 생명 현상을 밝히는 데 기여할 수 있을 것으로 기대됩니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
관련 연구는 대구경북과학기술원 (DGIST) 화학물리학과 작은 실험실 (서대하 교수님 연구실, https://small.dgist.ac.kr)에서 진행하였습니다. 저희 연구실에서는 나노 입자 합성 및 표면화학, 관련 유기 분자 합성, 초고분해능 광학현미경 관찰, 머신러닝 알고리즘 및 이미지 처리 기술을 위한 데이터 프로그래밍과 같은 융복합 연구를 수행하고 있으며, 이를 통해 살아 있는 세포 내 단백질 또는 신호 전달 등의 상호작용을 관찰하고 분석하는 연구를 수행하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
이 논문은 화학, 생물학, 알고리즘 분석 등 여러 전문 분야의 연구 내용을 종합적으로 포함하고 있으며, 연구실 동료들의 많은 협업 덕분에 작성할 수 있었습니다. 연구 내용을 토론하고 논의하며 발전시켜 가는 과정이 재미있었으며, 주위에 도움을 주시는 분이 많아 감사했습니다. 물론, 연구 결과를 정리하는 과정은 힘들었지만, 제가 작성한 논문을 다른 사람들이 읽고 사용할 때 보람을 느낍니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
이제 박사과정을 졸업한 입장으로써, 이 분야를 진학하려는 후배들에게 도움이 되는 말을 하자면, 대학원 과정 동안 하고 싶은 일의 방향성을 명확히 찾아야 하는 것 같습니다. 연구를 하는 과정이 때로는 즐겁지만, 노력한 만큼 보상을 반드시 받는 것도 아닙니다. 또한 주위의 친구들을 둘러보면 불확실한 미래에 불안함을 많이 가지는 것 같습니다. 따라서, 어느 정도의 시기가 지난 후에는 진로 목표를 명확히 하고, 이 과정을 위해 필요한 지식 또는 성과를 쌓으려 노력하는 것이 중요하다고 생각합니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
저의 주된 연구 분야는 입자의 회전 운동을 관측하여 세포 내의 수송이 어떻게 일어나는지 관찰하는 것이었습니다. 앞으로는 지금까지 개발한 기술을 바탕으로, 막 단백질의 구조 변화를 회전 운동으로 관찰하거나, 세포 내부로 물질을 효율적으로 수송 시킬 수 있는 물질을 합성하는 연구를 수행하고 싶습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
10년 동안 DGIST에서 학위 과정을 하며 많은 것들을 배웠습니다. 좋은 사람들과 우수한 장비를 가진 환경에서 연구할 수 있어 즐거웠습니다. 마지막으로, 연구를 하는 방법을 알려주시고 지도해주신 DGIST 서대하 교수님, 연구 주제를 토론하고 많은 도움을 준 실험실 동료들께 다시 한번 감사의 인사를 드리고 싶습니다.
#플라스모닉 나노 입자
#3차원 회전 운동
#세포내 수송
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