한빛사 인터뷰
- 등록2024-11-27
- 조회230
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
Flow or Mass Cytometry을 통해 얻어진 single-cell protein expression 데이터는 감염성 질환, 자가면역, 암, 그리고 치료 후 면역 세포 반응의 역할을 이해하는 데 필수적입니다. 특히 cytometry는 scRNA-seq과 비교해 수백만 개의 세포를 분석할 수 있어 드문 세포 집단을 식별하고 특성화하는 데 유리합니다. 기존의 널리 쓰이는 수동 게이팅 방식 (Manual gating)은 시간이 많이 걸리고, 사전지식에 의존하기 때문에 분석자 간의 주관적 판단에 따라 결과가 달라질 수 있다는 문제가 있습니다. 이로 인해 데이터의 복잡성과 대규모 분석의 필요성을 충족하기 위해 자동화된 분석 방법이 점점 더 중요해지고 있습니다.
자동화된 클러스터링 방법은 수동 게이팅의 한계를 일부 극복했지만, 기술적 요인과 생물학적 요인을 구분하기 어렵다는 문제가 있습니다. 이를 해결하기 위해 일부는 감독 학습(Supervised Learning)을 기반으로 세포를 분류하는 방법을 사용하지만, 이 방법들은 사전 지식에 크게 의존하거나 수작업 데이터에 기반을 두고 있어 확장성이 떨어집니다. 따라서 대규모 레이블 없는 데이터를 효과적으로 활용할 수 있는 새로운 방법이 요구되고 있습니다.
본 연구는 single-cell cytometry 데이터를 분석하고 면역 프로파일링을 자동화하기 위해 cytometry masked autoencoder (cyMAE)를 제안합니다. cyMAE는 레이블이 없는 대규모 데이터셋에서 단백질 마커 간의 관계를 사전 학습(self-supervised pre-training)하여 추가적인 세포 정체성 정보 없이도 마커 간의 상호작용을 학습합니다. 이후, 사전 학습된 모델을 다양한 하위 과제에 맞게 미세 조정(fine-tuning)하여 독립적인 데이터셋에서도 복잡한 세포 유형을 정확히 식별하고, 단백질 마커의 중요성을 해석하며, 개인 수준의 정밀 면역 프로파일링을 가능하게 합니다. 이러한 접근법은 신속하고 확장 가능하며 재현성이 높아 기존 데이터 활용도를 극대화하고, 정밀 의학 발전과 면역학적 지식 확장에 기여할 새로운 가능성을 제시합니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
본 연구는 University of Pennsylvania의 김도균 교수님의 지도 아래, Penn Institute for Immunology and Immune Health (I3H)와의 협력으로 진행되었습니다. 김도균 교수님이 이끄는 KimLab (https://www.biomedinfolab.com/)은 다중 오믹스 데이터와 생물학적 지식을 통합하여 복잡한 질병의 진단, 치료, 예방을 향상시키는 연구를 수행하고 있습니다. 또한, Penn Medicine 소속 Penn I3H (https://www.med.upenn.edu/i3h/)는 면역학 연구를 통해 정밀의학과 건강 증진을 목표로 하는 연구기관입니다. 저는 연구 과정에서 면역학자와 의사분들과 협력하여 학술적으로 의미 있는 인공지능 기술을 개발하며, 이 과정에서 학문적 교류와 실질적 성과를 이루기 위해 노력하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
연구 과정에서 모르는 것을 배우고, 제 아이디어를 실제로 구현하며 검증하는 과정을 반복하는데, 운 좋게도 이 과정이 저와 잘 맞는다고 느낍니다. 특히, 인공지능을 결합한 연구를 진행하면서 시간이 지남에 따라 등장하는 새로운 연구기법들을 접하고 이를 제 연구에 적용해보고 싶다는 흥미와 도전 의식이 자연스럽게 생깁니다. 또한, 연구 성과를 통해 다른 연구자들에게 긍정적인 영향을 미칠 수 있다는 점에서 큰 자부심과 보람을 느낍니다. 이러한 경험은 더욱 영향력 있는 연구를 하고자 하는 열정과 동기부여로 이어지며, 제가 연구자로서 성장하는 원동력이 되고 있습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
저는 연구 경험이 아직 풍부하지 않아 연구적인 부분에 있어서는 말씀드리기는 조심스럽지만, 박사유학을 준비하는 학생분들께는 그래도 제 경험을 바탕으로 느낀 점을 몇가지 말씀을 드릴 수 있을 것 같습니다.
1) 생각보다 지금의 영어실력이 중요하지 않을 수 있습니다.
저는 영어를 정말 못했습니다. 대학 시절에도 영어 기초반에 속했을 정도였는데요, 박사 유학이라는 목표를 세운 뒤 “내 연구를 설명할 수 있을 만큼의 자신감”을 갖기 위해 꾸준히 노력했습니다. 실질적으로 영어 실력은 미국에 와서 생활하면서 더 많이 늘었던 것 같습니다. 물론 영어가 잘 된다면 분명히 유리하겠지만, 현재의 영어 실력 때문에 유학을 포기하지 않으셨으면 좋겠습니다.
2) 생각보다 중요한 것은 지식이 아니라 연구자적인 태도라고 생각합니다.
제 경험상 대학에서 박사과정을 뽑을 때, 연구에 필요한 지식을 갖추길 기대하지 않다고 생각합니다. 대신, 성장 가능성이 높은 학생, 즉 새로운 지식을 빠르게 배우고 적극적으로 탐구하는 자세를 가진 사람을 찾습니다. 연구 성과가 없더라도 명확한 연구 비전, 호기심, 적극성, 그리고 이를 전달할 수 있는 발표 능력을 갖춘다면 충분히 좋은 평가를 받을 수 있습니다.
물론 이는 저의 개인적인 경험이니, 일반화해서 받아들이지 않으셨으면 합니다. 도움이 되길 바라며, 준비 잘 하셔서 꼭 원하는 결과를 얻으셨으면 좋겠습니다!
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
저는 이제 연구자로서 첫걸음을 내디뎠다고 생각하며, 큰 포부를 품고 영향력있는 중요한 연구를 하기 위해 끊임없이 노력하겠습니다. 또 다른 재밌는 논문으로 한빛사에 소개될 수 있으면 좋겠습니다!
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
항상 한국에서 응원해주시는 부모님, 형, 장인, 장모님을 비롯한 모든 가족분들 그리고 해진이 항상 사랑하고 감사합니다. 그리고 지금처럼 좋은환경에서 연구를 할 수 있게끔 이끌어주신 손경아교수님, 김도균교수님 두분께 항상 감사의 마음을 지니고 있습니다. 덕분에 조금씩 좋은 연구자가 되어가고 있습니다. 앞으로도 지금의 연구에 대한 순수한 열정을 잃지 않고 꾸준히 정진하며 성장하겠습니다.
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