한빛사 인터뷰
- 등록2024-08-06
- 조회572
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
저희의 연구는 사과 꽃의 마이크로바이옴과 전사체분석을 통해 과수화상병에 대한 방제방법의 실마리를 찾으려 노력하였습니다. 유전체 시퀀싱 기술이 매우 발전함에 따라 특정 환경 내의 미생물 군집을 분석 할 수 있게 되었고, 이는 환경 내의 미생물 생태에 관한 연구를 발전시켰을 뿐만 아니라 미생물-기주생물 간의 상호작용에 대한 새로운 사실들을 밝혀내는데 공헌하고 있습니다. 예를 들어 인체 장내 미생물은 사람의 성격이나 심지어는 자폐와 같은 정신적 질환에도 영향을 줄 수 있다는 보고들이 있습니다. 식물을 연구하는 학자들 또한 마이크로바이옴 분석을 활용하여 식물-미생물-환경 사이의 상호작용을 이해하려고 노력하고 있습니다. 하지만 개인적인 의견으로는 상대적으로 폐쇄된 환경인 인체 장내 미생물 군집에 대한 연구보다 다양한 환경 변화에 노출되어 있는 식물의 미생물 군집을 이해하는 것이 더욱 어려운 일이라고 생각하고 있습니다. 그럼에도 불구하고 식물을 연구하는 많은 학자들이 각자의 방법으로 식물의 마이크로바이옴을 이해하려 노력하고 있으며, 저희는 꽃의 마이크로바이옴과 전사체 분석을 통해 사과 꽃에서의 미생물 생태를 연구하여 화상병균의 꽃 감염 메커니즘을 구명하였으며 이를 활용한 화상병균 감염 방제 전략을 제안하였습니다.
과수화상병의 원인이 되는 Erwinia amylovora (화상병균)의 감염 경로를 살펴보면 주로 꽃을 통해 감염이 시작된다는 사실을 알 수 있습니다. 처음 시작은 화상병균이 꽃을 선호하는 이유에 대한 궁금증이었습니다. 꽃을 개화 시기별로 꽃봉오리(Bud), 반개화시기(Popcorn), 만개(Full-bloom) 3단계로 나누어 전사체 분석을 수행하였고, 개화가 진행됨에 따라 전체적인 유전자 발현 수준이 증가한다는 사실을 확인하였습니다. 유전자의 발현 변화를 분석하던 중, arabinogalactan이라는 당원의 생합성 유전자의 발현률 증가가 눈에 들어왔고, 추후 microbiome 분석에서는 화상병균을 포함하는 Erwiniaceae (Family) 균주들이 유의미하게 증가한다는 사실을 확인하였습니다. 이를 통해 꽃에서 다량 분비되는 arabinogalactan과 Erwiniaceae 균들의 증가가 밀접한 연관성이 있을 것이라 추측하였고, Erwiniaceae에 속하는 균인 Pantoea agglomerans가 arabinogalactan에 대한 영양경쟁을 통해 화상병균의 발병을 억제할 수 있다는 사실을 밝혀냈습니다.
꽃의 암술머리에서 arabinogalactan이 다량 분비된다는 사실과 Pantoea agglomerans가 화상병 방제용 미생물로 사용된다는 것은 전혀 새로운 사실이 아니었습니다. 하지만 연구를 진행하면서 논리적인 사고를 통해 해당 사실들을 깊게 고찰하고 여러 가능성들을 추론하여 최선을 다해 목적을 달성한 결과, 본 논문을 작성할 수 있었습니다.
가설을 증명하기 위하여 사과 꽃에서 증명해야 될 실험들이 많았는데 사과는 대부분 노지에 심어져 있으며 꽃은 4월에 최대 2주정도만 피우기 때문에 꽃 시료 확보와 유지에 어려움이 많았습니다. 하지만 저희 부서의 팀원께서 사과 분재를 사용하여 실험을 하시는 것을 보았고, 분재를 냉장실에 보관해 꽃 피우는 시기를 조절하여 실험을 무사히 진행할 수 있었습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저는 국립농업과학원 농산물안전성부 작물보호과에서 연구를 하고 있습니다. 저희 과에서는 작물에 피해를 주는 세균, 곰팡이, 바이러스, 선충, 해충, 잡초 등에 대해 진단, 방제, 발생 예측 방법 개발에 대한 연구를 진행하고 있습니다. 저는 그 중에서 마이크로바이옴 분석을 활용한 화상병 방제 기술 개발에 대한 과제를 맡아 연구하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
학위를 하며 저를 포함한 주위 동료들을 보았을 때 모두 스스로 선택하여 연구자의 길을 걸어온 사람들 답게 연구하는데 두려움이 없고 재미를 느끼는 사람이 많았습니다. 반면에 많은 사람이 논문을 작성하는 것에 부담스러움을 느끼고 있었고, 저도 마찬가지였습니다. 하지만 제가 열심히 연구한 결과물을 잘 정리하여 논문을 작성하는 것도 나름의 재미가 있고 논문이 게재되면 커다란 자부심이 된다는 것을 느끼는 요즘입니다. 해보지 않은 것에 대한 막연한 두려움을 떨쳐내기 위해서는 일단 부딪혀 보는게 최고의 방법이 확실한 것 같습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
어떤 현상을 관찰하고 거기서부터 궁금증이 새어 나오고 아이디어가 반짝반짝 솟아나시는 분들을 과학을 하시기에 적합 하신 것 같습니다. 진학을 하시고 잘 견디시어 최종에는 자신을 ‘과학자’라고 소개할 수 있는 날이 오면 그것 또한 자부심이 됩니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
저의 강점을 살려서 어떤 연구를 할 수 있을지에 대한 고민을 많이 하며 아이디어 노트를 작성하고 있습니다. 제 능력 안에서 노력하여 오늘과 같은 영광이 다시 있었으면 좋겠습니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
저에게 같이 연구하자 손 내밀어 주시고 아낌없이 지원해주신 공현기 교수님 너무 감사드립니다. 저의 영원한 멘토이시며 존경하고 사랑하는 이선우 교수님께도 감사드립니다. 교수님께서 과학의 재미를 알려주시고 응원해주셨기 때문에 저도 어느덧 과학자로 살아갈 기회를 얻었습니다. 그리고 연구를 함께 해주신 노은정 박사님, 김상근 교수님, 조수진 선생님, 김벼리 선생님, 송수진 선생님, 양수인 선생님, 윤민주 학생 너무너무 감사합니다. 혼자서는 모두 소화하지 못했을 거에요. 그리고 이 기회를 빌어 저와 함께 연구했던 모든 연구자분들(동아대학교) 정말 모두모두에게 감사드립니다. 마지막으로 제 아내 최수연 연구사님 항상 믿어주고 응원해주고 지원해주고 감사함이 한가득입니다. 제 딸 재이에게도 감사드립니다!
#microbiome
#nutrient competition
#biological control
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