한빛사 인터뷰
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
먼저, 저희 연구 성과를 소개할 기회를 주신 한빛사에 깊이 감사드립니다. 본 논문은 한국을 대표하는 약용식물인 고려인삼에서 고효율 유전자칩을 개발하여, 인삼의 디지털 분자육종 기반을 확립한 연구 결과를 담고 있습니다.
고려인삼은 대한민국을 상징하는 주요 약용식물로, 단위 면적당 부가가치가 높은 농산물 중 하나입니다. 그러나 인삼은 독특한 생장 특성으로 인해 연구와 육종에 많은 어려움이 따릅니다. 1세대(종자가 발아해 꽃이 피고 다시 종자를 맺는 데 소요되는 시간)를 형성하는 데에만 약 4년이 걸리며, 개체당 종자 생산량이 평균적으로 약 40개에 불과합니다. 또한, 3.6Gb에 달하는 방대한 유전체 크기와 다수의 반복 서열로 인해 유전체 연구와 분석이 복잡하고 까다롭습니다.
저희 연구실은 2018년 세계 최초로 인삼 유전체를 해독하였으며, 본 연구에서 이를 기반으로 24개의 염색체를 대변하는 유전자 지도를 완성했습니다. 또한, 인삼 유전체를 활용하여 개발된 유전자칩을 통해 인삼 품종, 육성 계통, 산양삼, 산삼 등 총 1,500점 이상의 자원을 분석하여 디지털 정보를 축적하고 유전적 다양성을 평가하였습니다. 이러한 데이터는 새로운 유전자원을 발굴하거나 자원 간의 유연 관계를 분석하는 데 매우 유용하게 활용될 수 있습니다.
개발된 유전자칩은 실제 육종 현장에서 매우 유용하게 활용되고 있으며, 이를 통해 고려인삼의 품질 향상, 산업의 국제 경쟁력 강화, 그리고 글로벌 시장 우위 확보에 기여할 것으로 기대됩니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
저는 서울대학교 농업생명과학대학 농림생물자원학부 기능성식물연구실에 소속되어 있으며, 양태진 교수님의 지도 아래 연구를 수행하고 있습니다. 저희 연구실에서는 최신 통합오믹스 플랫폼을 활용하여 인삼, 백수오, 식방풍 등 기능성 식물의 유전체와 대사물질에 대한 연구를 진행하고 있습니다. 또한, 생명공학적 기법을 통해 기능성 식물의 유전체 기반 육종 기술과 기능성 물질의 대량 생산 방법을 개발하고 있습니다. 저희 연구실은 양태진 교수님의 적극적인 지원과 지도 덕분에 활발한 연구가 가능하며, wet lab과 dry lab 연구가 병행되어 실험 기기와 대용량 분석 서버가 모두 갖춰진 최적의 연구 환경에서 연구를 진행하고 있습니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
제가 연구실에 처음 들어왔을 때 맡은 연구가 바로 인삼 유전체 연구였습니다. 이 연구를 진행하며, 연구실에서 수행된 기존 연구들을 깊이 배우고 이해할 수 있었으며, 함께 연구를 진행한 선배님들의 많은 도움을 받을 수 있었습니다. 그 덕분에 처음 맡은 연구를 성공적으로 마무리할 수 있었고, 그 과정에서 제가 수행한 연구가 중요한 성과로 이어졌다는 점에서 큰 자부심과 보람을 느꼈습니다. 특히, 제 연구가 단순히 학문적 의미를 넘어 농업에 실제로 활용되고 산업 발전에 기여할 수 있다는 가능성을 확인하면서 더욱 큰 보람과 책임감을 느꼈습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
식물 유전체 및 육종 연구는 매우 흥미롭고 매력적인 분야입니다. 연구 과정에서 식물을 직접 다루며, 유전체를 컴퓨터로 분석하고, 이를 바탕으로 개발한 마커를 적용해 결과를 확인하는 경험은 보이지 않는 세포 내 유전체 서열을 검증하고 분류하는 과학적 성취감을 안겨줍니다. 특히, 직접 디자인하고 개발한 마커가 제대로 작동할 때 큰 보람을 느낄 수 있습니다. 이 분야에 도전하려는 분들께는 단순히 결과를 얻기 위한 연구를 넘어, 연구 자체에서 흥미와 즐거움을 찾으며 그 과정에서의 의미를 온전히 경험하시길 권하고 싶습니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
개발된 유전자칩은 단일 염기 다형성(Single Nucleotide Polymorphism, SNP)을 기반으로 제작되었으며, 이를 통해 인삼의 유전적 다양성을 파악할 수 있었습니다. 최근 유전체 해독 기술의 발전으로 인해 다양한 개체의 유전체를 비교적 쉽게 완성하고 분석할 수 있게 되었습니다. 이에 따라, 유전자칩을 이용해 파악한 인삼의 다양성 정보를 바탕으로 최대한 다양한 자원을 선발하고, 이를 대상으로 판지놈(Pan-genome) 연구를 진행하고자 합니다. 판지놈 연구에서는 인삼 유전체으 구조적 변이를 심층적으로 확인하고, 이 변이와 특정 형질 간의 연관성을 분석함으로써 인삼 연구와 육종에 중요한 기초 자료를 제공할 수 있을 것으로 기대됩니다.
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
먼저, 본 연구를 진행하면서 많은 가르침과 아낌없는 지원을 해주신 양태진 교수님께 진심으로 감사드립니다. 제가 방향을 잡지 못할 때마다 교수님께서 주신 다양한 의견과 지도 덕분에 새로운 아이디어를 얻을 수 있었고, 중요한 발견들을 할 수 있었습니다. 교수님께서 제시해주신 데이터 분석의 관점 덕분에 제 시야가 한층 넓어졌고, 그 결과 좋은 논문으로 마무리할 수 있었습니다. 또한, 연구실에 처음 들어와서부터 끊임없이 도와주시고 가르쳐주신 공동 1저자 장우종 박사님께도 깊은 감사의 말씀을 전합니다. 연구실 모든 구성원들에게도 고마움을 전하고 싶습니다. 또한, 많은 도움을 주신 공저자분들께도 감사의 마음을 전합니다. 마지막으로, 귀중한 자원을 제공해주신 공동 교신저자이신 충북대학교 이이 교수님과 리아오닝대학교 Deqiang Dou 교수님께도 진심으로 감사드립니다.
#인삼
# 분자육종
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