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

인터뷰를 통해 2024년 Nature Portfolio를 통해 출판된 Space Omics and Medical Atlas (SOMA) across orbits 논문 패키지를 소개할 수 있게 되어 기쁩니다. SOMA across orbits는 25개 이상 국가, 100개 이상 연구기관이 협력하여 우주비행에 의한 세포, 조직, 개체, 및 시스템적인 변화와 이의 대응방안에 대한 44개의 논문으로 구성되어 있습니다. SOMA across orbits에서는 2021년 최초의 민간우주탐사 SpaceX Inspiration4를 중심으로 JAXA, NASA, ESA의 유인 우주탐사를 통한 연구결과와 전망을 소개합니다.

2020년대 전후로 폭발적으로 증가한 정부 및 민간주도의 우주발사체 및 유인우주탐사 미션과 앞으로 다가올 유인 달, 유인 화성 탐사 등을 맞이하고 있는 시기를 ‘Second Space Age’라 명명하였습니다. 이와 같은 새로운 시대의 우주탐사 미션의 기회와 그동안 발전한 의생명과학 연구 도구와 방법을 통해 건강하고 안전한 우주탐사를 준비하는 것의 중요성이 강조되고 있습니다.

SpaceX Inspriation4 이후 각국 또는 민간기업에서 유인우주탐사와 이와 연계된 의생명과학 연구가 병행되고 있습니다. 대표적인 민간기업으로는 국제우주정거장을 활용하는 Axiom, New Shepard 프로그램을 운영하는 Blue origin, Virgin galactic의 Unity 미션 등이 있으며 정부기관에서는 국제우주정거장을 활용한 연구 및 유인 달탐사 미션인 NASA의 Artemis 미션이 계획되거나 이어지고 있습니다. 최근에는 인류의 화성 이주 수단으로 개발되고 있는 Starship의 비행 성공이 대규모 인간 우주탐사를 현실화하고 있습니다.

한국에서는 올해 우주청 (KASA)이 출범하였는데 우주청 내에 미항공우주국 (NASA)의 Biology & Physical Science (BPS)와 같은 Space biology를 담당하는 부서에 대한 논의가 있는 것으로 알고 있습니다. 또한 보령에서 Humans In Space Challenge를 통해 Space biology의 에코시스템 구축을 이끌고 있으며, Axiom과 합작회사인 BRAX를 설립하여 민간우주정거장 플랫폼 구축과 한국인 우주인 프로젝트 등을 준비하고 있는 것으로 알고 있습니다.

이번 SOMA across orbits의 주축이 되었던 SpaceX Inspiration4의 후속 미션으로 최초의 민간 우주유영 (Extravehicular activity, EVA)을 포함하는 Polaris Dawn이 2024년 여름 중 발사가 계획되어 있습니다. 제가 소속된 Mason lab 연구팀은 기존 Inspiration4에서 수행한 연구를 Polaris Dawn을 통해 재현 및 확장을 준비하고 있습니다.

또한 제가 소속된 Mason lab 연구팀은 사우디아라비아 정부 주도로 수행된 Axiom-2의 과학연구 미션에 참여하여 Dr. Bader Shirah 팀 및 공동연구자들과 이에 대한 연구결과가 출판 과정 중에 있습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

저는 Weill Cornell Medicine (WCM)의 Institute of Computational Biomedicine (ICB) 소속이며, Dr. Christopher E. Mason lab에서 Research associate로 연구활동을 하고 있습니다. WCM은 뉴욕 맨하탄에 위치하고 있으며 지난 100여년간 환자 치료, 과학적 발견, 교육에 기여해왔습니다. ICB는 WCM 내의 기관으로 계산생물학적 기법을 통해 의생명과학에 대한 연구와 이를 지원하는데 특화되어 있습니다.

Mason lab은 2019년 Science에 출판된 NASA Twins Study, 2020년 Cell Press에 출판된 The biology of spaceflight, 그리고 이번 인터뷰로 소개하게 된 2024년 Nature Portfolio에 출판된 Space Omics and Medical Atlas (SOMA) across orbits에 주요 연구팀으로 참여하였습니다. 또한 계속적으로 정부주도 및 민간우주탐사 미션에서 의생명과학 분야 연구팀으로 활발히 참여하고 있습니다. 이를 바탕으로 우주인 유래 혈장, 혈청, 면역세포, DNA, RNA, 마이크로바이옴 샘플들 등을 수집, 처리, 보관, 및 제공하는 Cornell Aerospace Medicine Biobank (CAMbank)를 운영하고 있습니다. 또한 생성된 멀티오믹스 데이터를 SOMA Cross-Mission Omics Data Browser를 운영하여 공개하고 있습니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

저는 소속된 연구팀과 공동연구팀에 대해 소개하고 싶습니다. 이 분야를 선도하며, 열정을 가지고, 또 협업에 열려 있는 이 연구팀들과 함께 할 수 있다는 점에 감사하는 마음입니다.

특히 소속된 연구실의 리더인 Dr. Christopher Mason을 통해 연구를 기획하고, 추진하며, 협업하고, 소통하며, 실제로 해내는 과정에서 귀한 배움을 얻을 수 있음에 감사합니다. 또한 Dr. Christopher Mason의 연구자의 호기심으로 채워진 눈빛이 귀하게 생각됩니다. 제가 처음 연구팀에 참여했을 때, single-cell multi-omics 분석 경험이 없음에도 Inspiration4 미션의 single-cell 분석을 리드할 수 있는 기회를 선뜻 주시고 그 과정을 기다려 주셨던 부분에 감사하는 마음입니다. 또 언제나 미소로 대해주시고 지원을 아끼지 않으셨던 모습을 대할 때마다 제가 누군가에게 이와 같이 도움을 줄 수 있어야 할텐데 하는 마음을 가지게 되기도 합니다.

또 SOMA 프로젝트를 함께 이끌었던 Blue Marble Space Institute of Science의 Dr. Afshin Beheshti와 함께할 수 있었던 점도 감사한 부분입니다. Dr. Afshin Beheshti는 AWG multi-omics 그룹의 리더로 Inspiration4 데이터를 다른 연구 프로젝트에 활용할 수 있도록 많은 기회를 제공해 주셨습니다. 서로 다른 프로젝트와 매주 수많은 미팅, 또 많은 공동연구자들과 함께 협업하고 소통하는 모습을 지켜볼 수 있어서 감사했습니다.

또 모두 이름을 이야기하기 어려울 만큼 많은 팀원들과 연구자들과 함께 하고 시너지를 일으켰던 경험이 늘 소중하게 남을 것 같습니다. 멋진 분들과 함께 하고 그들을 통해 배웠던 것들이 제 삶을 통해 잘 흘러갈 수 있기를 바라게 됩니다.

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

저는 인간우주탐사, 달 정착지 건설, 화성 탐사 등은 정해진 미래에 가깝다고 생각합니다. 이 정해진 미래에 인간이 건강하게 우주에서 활동할 수 있도록 의생명과학 연구의 역할이 반드시 필요할 것입니다.

다만, 현재 한국에서는 Space biology가 연구 분야로 또 지원이 활발하지는 않기에 지금으로는 한국에서 학위과정 또는 학위 이후 과정으로 연구경험을 쌓기가 쉽지 않을 수 있을 것 같습니다. 5년 전인 2019년 즈음 제가 이 분야에 관심을 가지고 기회를 찾을 때에는 이 분야가 더 초기 단계이고 한국에서 기회를 얻기 어려워서 미국에 있는 연구실들을 찾아보게 되었습니다. 아직 해외 연구실에서도 Space biology를 핵심 주제로 하는 연구실보다는 사이드로 하는 연구실이 다수이기는 한 것으로 생각되나 상대적으로 접근할 수 있는 좋은 통로가 될 수 있을 것 같습니다.

한국에서 이 분야에서 연구 또는 교육 기회를 얻을 수 있는 방향으로 제가 생각나는 부분은 NASA Analysis Working Group (AWG)에 참여, NASA STAR program, NASA SHINE program, 또는 NASA Open Science Data Repository (OSDR)을 통하는 것입니다. NASA AWG는 세부 주제에 따라 정기 팀 미팅을 하며 연구 주제를 제안하거나 제안된 연구 주제에 참여할 수 있습니다. NASA STAR 및 SHINE 프로그램은 교육 프로그램으로 정기적으로 지원을 오픈하며 선정될 경우 일정 기간 세미나 등을 통해 교육 및 네트워크 기회를 얻을 수 있습니다. NASA OSDR은 우주환경 및 우주 모사환경으로 얻은 데이터베이스로 이를 활용한 연구를 시작할 수 있습니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

앞서 소개한 바와 같이 정부 및 민간주도 인간우주탐사 미션에 의과학연구팀으로 참여하여 기존의 연구를 재현 및 확장하고 CAMbank를 통한 샘플 보관과 SOMA를 통한 데이터베이스 구축을 이어 나갈 것입니다. 아직 우주인의 수와 데이터가 제한되어 있지만 이와 같은 노력으로 맞춤의학적 접근을 가능하게 하는 일들을 이어 나갈 예정입니다. 또한 NASA AWG 그룹을 통한 새로운 연구 프로젝트에 참여할 예정입니다. 앞으로는 그동안의 우주인 샘플 뱅크, 데이터베이스, 멀티오믹스 분석법 구축에서 더 나아가 국제우주정거강, 민간우주정거장, 민간우주탐사 등의 기회를 활용한 우주환경에서의 세포 등 모델을 이용한 기능유전체 (Functional genomics)적 접근, 우주환경 특이적 변화에 대한 기전 분석, 대응방안 개발 등으로 확장해 나갈 계획에 있습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

이번 연구 프로젝트를 지원해주신 목암과학장학재단, 한국연구재단, 보령 및 Human In Space Challenge에 감사 드립니다.