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

논문 소개: 구조적 바이러스학은 바이러스 분류에 있어 중요한 측면으로 떠올랐으며, 바이러스 구성 요소의 구조와 기능에 대한 통찰을 제공합니다. 그러나 바이러스 단백질에 대한 구조적 연구는 그들의 다양하고 독특한 생물리학적 특성으로 인해 여전히 미지의 영역입니다. 비교적 덜 이해된 바이러스 중 하나인 Baculovirus (바큘로바이러스)는 double-stranded DNA genome을 가지고 있으며, 종에 따라 약 100 ~ 180개의 단백질을 인코딩하고 있지만, 단백질 결정학 및 극저온 전자현미경에 의해 구조가 밝혀진 단백질은 몇 개에 불과합니다. 이번에 Science Advances 에 발표한 우리의 결과는 Autographa californica multiple nucleopolyhedrovirus (AcMNPV)의 nucleocapsid 및 capsid-related viral protein의 구조적 특징과 진화적 요인에 초점을 맞추었습니다. 요약하자면, Nucleocapsid structural protein의 구조적 특징이 다른 바이러스들과는 다르게 매우 특이적이고 독창적이라는 진화적 증거를 나타내었으며, 이러한 발견은 바큘로바이러스가 새로운 바이러스 영역을 나타낼 수 있음을 시사합니다.

분야 소개: 현재 단백질 구조 분야는 Al-based structure prediction tool (Alphafold)의 개발과 다양한 bioinformatical tool의 개발을 통해 많은 변화를 겪고 있습니다. 특히, 전자현미경-알파폴드-결정학의 기존 연구 방법들의 장점을 복합적으로 사용하여 구조를 연구하는 새로운 방법이 대두되고 있으며, 이러한 새로운 접근법은 바이러스성 단백질들의 독특하고 특이한 구조의 연구에 매우 적합합니다. 이러한 연구 방법의 발전과 방대한 결과는 앞으로 언급 될 수 있는 미지의 바이러스의 특성화를 더욱 쉽고 빠르게 수행할 수 있도록 할 것이며, 더 나아가 인류를 감염시키는 바이러스에 대한 제약, 백신 개발에 많은 기초적 정보를 제공 할 수 있을 것 입니다. 또한, 학술적으로도, 현재 바이러스의 분류 체계에서 언급되어 온 바이러스 간의 계통학적 분석에도 많은 도움이 될 것으로 생각됩니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

저는 현재 호주 멜버른에 위치하고 있는 모나쉬 대학교 (Monash University) clayton campus의 Biomedicine Development Institute (BDI)에서 Fasseli Coulibaly 교수님 지도하에 박사과정을 진행하고 있습니다. Monash University는 세계 100대 대학 중 하나이며, 특히 약학 및 약리학은 세계 2위에 랭크 되어 있는 명문 대학교 입니다. 아마도, 호주에 대해서 모르고 계시는 분들도 계실 것이라고 생각하여 간략하게 소개 드리자면, 호주에 위치하는 세계 100대 대학 8개를 “Group of Eight” 이라고 부르며 이 그룹에는 Melbourne University, Monash University, University of Queensland 등이 속해 있습니다. 그 외에도 Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT), Griffith University와 같이 연구활동이 활발하고 사교적인 학교들도 많이 있습니다.

제가 Monash University에서 학위 및 연구활동을 하는데 있어 느낀 두가지 큰 장점은 바로 훈련과 전문성입니다. 저는 연구에 있어 어려운 점 중 하나는 바로 새로운 실험 및 기계에 대한 훈련이라고 생각합니다. 이러한 어려운 점에 있어 BDI에서는 숙련된 전문가에게 직접 훈련을 요청하고 배울 수 있으며 전문가들 또한 항시 상주하고 있어 언제든 질문과 재훈련 등이 가능하여 실험에 익숙해지는데 전혀 문제가 없습니다. 또 다른 한가지는, Core-facilities의 존재입니다. 학교 내에 다양한 시설들이 존재하는데, 특히 연구에 있어 수요가 많고 시간이 상당량 소요되는 mass spectrometry, antibody development, sequencing, and EM 등의 실험들은 시설 내에 상주하는 전문가들에게 의뢰 또는 필요에 따라 훈련을 받을 수 있습니다. 또한, 연구를 하는데 있어 생기는 많은 질문들을 필요에 따라 다른 교수님들 혹은 실험 전문가들과 상담과 토론을 할 기회를 많이 가질 수 있습니다. 이러한 교육과 토론을 통해 훈련된 독립적이고 유능한 연구자들이 Monash University의 경쟁력을 만든다고 생각합니다.

저희 바이러스 구조 연구실 (Structural Virology Laboratory, SVL)는 BDI 내의 Infection program의 공동책임자를 역임하고 계시는 Fasseli Coulibaly 교수님이 연구 책임자로 계시며, 현재 Postdoc 2명, doctoral candidate 2명, 및 lab manager로 구성되어 있으며 곧 2명의 추가 연구원이 들어올 예정의 연구실입니다. 본 연구실은 결정학과 전자현미경을 이용하여 다양한 바이러스의 구조적 특징과 계통학을 연구하고 있습니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

가장 보람을 느낄 때는 스스로 성장하고 있다고 느껴질 때인 것 같습니다. 저는 개인적인 이유로 박사과정을 늦은 나이에 시작하였고 준비도 미흡한 상태였습니다 (특히 언어…). 다른 문화와 환경에서 대화도 거의 이해하지 못하며 시작했던 박사과정이었지만, 지난 3년간 이러한 부분을 극복하고 실험을 배우고 생각하는 법을 배우며 점점 스스로에게 성장하고 있구나! 라고 느껴졌을 때가 가장 뿌듯했던 것 같습니다. 물론, 연구 결과도 잘 나오고 논문도 출간되며 훌륭한 커리어를 쌓아 나아가는 것에 대해서도 자부심이 느껴집니다. 하지만 그와는 별개로 아무것도 모르던 학생에서 조금씩 성장하여 괜찮은 연구원이 되고 다른 연구원들과 같이 토론을 하고 지식을 공유할 수 있게 되는 것에 대한 보람은 또 다른 원동력이 되는 것 같습니다.

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

참 어려운 질문이지만, 이 분야를 희망하는 분들께 한마디 해드리자면, 현재 단백질 구조분야는 매우 빠르게 급변하고 있습니다. Alphafold, massive database, computational analysis tool 등의 등장은 단백질의 시각화를 촉진하고 있으며 더 나아가 신뢰도 높은 단백질의 구조 예측 결과들을 보여주고 있습니다. 따라서, 결정학과 전자현미경을 통해 증명되는 실험적 구조생물학적 접근법과 structure prediction of use computational algorithms과 같은 bioinformatics는 앞으로 서로를 보완하고 발전해 나갈 것으로 예상합니다. 따라서 가능하다면, 현재 개발되고 있는 최신 트렌드의 biological tool들이 제작되고 있는 Mac / Linux 시스템에 대해 익숙해 지셨으면 좋겠습니다. 이 부분이 제가 가장 힘들어하는 부분이기도 하고 가장 많이 쓰고 있는 부분이기도 합니다.

또한, 유학을 생각하시는 분들이라면, 꼭! 도전해 보셨으면 좋겠다는 말씀을 드리고 싶습니다. 정말 다양하고 재미있는 연구분야들이 많이 있습니다. 특히, 나라마다 다르겠지만 제가 있는 Monash University의 자유로운 분위기에서 스스로 프로젝트에 대한 책임을 갖고 하는 연구와 그에 따른 많은 생각들은 여러분들의 역량을 크게 향상시킬 수 있을 것입니다. 그리고, 워라벨이 매우 좋기 때문에 일과 휴식을 본인의 상황에 따라 자유롭게 조절할 수 있다는 장점도 있습니다. 모든 장단점을 이 글에 작성할 수 없지만, 제가 느끼기에 호주는 연구하기에 좋고 재미있게 지낼 수 있는 나라 중 하나이므로 유학을 준비 중인 혹은 고려 중인 분들이라면 고려해보시라고 말씀드리고 싶습니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

아직 결정된 계획은 없지만 바이러스의 독특한 구조와 특이성은 상당히 매력적이고 흥미로운 연구 분야라고 생각합니다. 특히, 아직까지 밝혀지지 않거나 발견되지 않은 바이러스들이 많습니다. 따라서, 박사 과정 동안 배운 연구를 토대로 아직 밝혀지지 않은 바이러스들에 대한 연구를 진행하고 싶습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

제가 지금까지 성장하기 위해 지도와 조언을 해 주시는 Fasseli Coulibaly 교수님과 제넥신의 이주형 박사님께 깊은 감사를 드립니다. 또한, 제가 공부를 하는 동안 정말 많이 고생해준 저의 아버지, 어머니, 형님, 그리고 아내에게 감사하다는 말을 전하고 싶습니다. 학위 과정동안 정신적으로 매우 힘들었는데, 그럴 때마다 위로도 해주고 쓴 소리도 해주는 조언자이자 버팀목이 되어 주셔서 정말 감사합니다.

마지막으로, 연구활동을 막 시작하거나 학위를 위해 공부하는 학생들에게 응원한다는 말을 하고 싶습니다. 비록 지금은 결과가 하나 나올 때마다 일희일비하지만 긍정적이던 부정적이던 실험적 결과들이 쌓이고 노력하는 만큼 내일은, 혹은 내년은 조금 더 성장한 자신을 볼 수 있을 거라고 생각합니다. 많은 학생들과 연구원분들 힘내시고 맛있는 거 많이 드시고 건강하시고 행복하게 연구하시길 바랍니다.