한빛사 인터뷰
- 등록2025-01-23
- 조회3,028
1. 논문관련 분야의 소개, 동향, 전망을 설명, 연구과정에서 생긴 에피소드
-연구 주제 및 논문의 소개
장내미생물은 숙주와 다양한 화학적 대사 과정(host-microbial metabolic interaction)을 통해 공생관계를 이루고 있으며, 이러한 상호작용은 숙주의 건강과 질병에 중요한 영향을 줍니다. Host-microbial metabolic interaction의 대표적인 예로 담즙산 대사를 들 수 있습니다. 담즙산 대사 과정에서 숙주의 간에서는 콜레스테롤로부터 타우린 결합 담즙산(taurine-conjugated bile acid)이 생합성 되고 장간 순환을 통해 장에 도달하면 장내미생물에 의해 유리형 담즙산(free bile acid)으로 전환됩니다. 이러한 장내미생물에 의한 담즙산 변형 과정은 담즙산의 생리조절 기전에 중요한 역할을 합니다. 구체적으로, 유리형 담즙산은 핵수용체인 FXR(Farnesoid X Receptor)의 리간드로 작용하여 FXR을 활성화시키고 negative feedback mechanism을 통해 담즙산 생합성을 억제합니다. 더불어 FXR 활성화는 담즙산 대사 외에도 지질, 포도당, 에너지 대사에 영향을 미치며, 이는 장내미생물이 숙주의 전반적인 대사 항상성 유지에 기여함을 시사합니다.
저는 박사후 연구과정을 진행하며 개발한 신규 대사체 분석법 ‘HPLC-HRMS 기반의 비표적 비교 대사체학’을 활용하여 SPF와 GF 마우스의 생체시료를 비교 분석하였고 이전에 규명되지 않은 새로운 장내미생물 유래 담즙산 화합물을 발견하였습니다. 흥미로운 점은 이러한 신규 담즙산 화합물들이 FXR 수용체에 대한 길항 작용(antagonistic effect)으로 positive feedback mechanism의 새로운 대사 조절 기전을 가지고 있다는 것이었습니다. 80년이 넘는 담즙산 연구 역사 동안 알려지지 않았던 새로운 신호조절 기전을 규명하였고, 특히, 장내미생물 유래 대사체들이 기존에 알려진 것보다 더 복잡하고 다양한 방식으로 인체의 대사 과정에 관여한다는 것을 밝혀낸 연구였다고 생각합니다.
-연구과정에서 생긴 에피소드
본 논문은 첫 투고부터 온라인 게재까지 만 2년 1개월이 걸린 매우 긴 연구 기간동안 진행되었습니다. 수많은 에피소드 중에 단연 먼저 기억에 떠오르는 것은 역시 연구를 진행하며 교수님과 수많은 회의를 통해 새로운 아이디어를 내고 시행착오를 겪어가며 원하는 실험 결과를 얻게 되었을 때인 것 같습니다. 그리고 힘들었던 상황들 역시 오랫동안 잊지 못할 것 같습니다. 한창 연구를 진행하다 팬데믹의 영향으로 실험실이 제한적으로 운영되면서 mutant 쥐의 관리에 어려움을 겪으며 실험이 한동안 중단되기도 했습니다. 또한 논문 리비전 과정 중에 Nature 저널이 생성된 100 년의 역사에서 처음으로 editor의 총파업으로 인해 리비전을 한동안 진행할 수 없다는 답변을 듣기도 하며 마음을 졸였던 기억이 있습니다. 그래도 이러한 어려운 점들을 극복하고 좋은 연구 결과를 바탕으로 최종적으로 논문의 게재 수락 이메일을 받았을 때의 기쁨도 절대 잊지 못하는 기억 같습니다.
2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.
코넬대학교 (Cornell University) Department of Chemistry and Chemical Biology 전공의 Frank Schroeder 교수님 연구실에서 박사후 연구생으로 본 연구를 처음 시작하게 되었고 현재 차의과학대학교 약학대학에 조교수로 부임 후 연구를 최종적으로 마무리하게 되었습니다.
코넬대학교는 뉴욕주 북쪽에 위치하고 있으며, JFK공항에서 코넬대학교로 한적한 시골 도로를 한참 운전해가며 혹시 GPS가 이상해졌는지 당황했던 기억이 있습니다. 하지만 이러한 발길이 드문 지리적 단점에도 불구하고 명문대의 이름에 걸맞게 모든 방면에서 최고의 연구 인프라를 갖춘 학교시설들을 보면서 감탄했었습니다. 제가 연구했었던 Frank Schroeder 교수님 실험실에서는 3 대의 고해상도 질량 분석기를 포함하여 천연물 대사체 연구에 필수적인 장비들을 모두 갖추고 있고 대사체 분야의 연구를 선도하는 실험실이라고 생각합니다. HPLC-HRMS 기반의 비교 대사체학 분석을 위한 플랫폼인 Metaboseek을 직접 개발하여 발달, 노화, 사회적 행동을 조절하는 수백 개의 새로운 대사체를 발견하였고 이들로부터 신호 전달에서의 역할을 규명하는 실험을 수행하고 있습니다. 그리고 현재 저의 연구실이 위치한 판교의 차바이오컴플렉스 또한 코넬대학교에 못지않은 최신의 연구시설과 더불어 수도권과 가까운 지리적 장점이 있고 뛰어난 연구를 진행중이신 우수한 교수님들이 포진해 있습니다.
이번 연구를 성공적으로 수행할수 있었던 이유는 이러한 뛰어난 연구환경과 더불어 우수한 연구동료들이 갖추어진 학교의 시스템 덕분이라 생각합니다.
3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람
끝나지 않을 것 같은 긴 연구과정동안 수많은 어려움이 있었지만 지도교수님과 함께 주말 공휴일 상관없이 밤새 고민하며 포기하지 않고 열심히 헤쳐 나갔습니다. 이러한 과정을 통해 저도 갓 임용된 전임교원으로 앞으로 실험을 진행하고 논문을 쓰는데 있어서 중요한 경험이 되었을 것이라 믿고 있습니다.
4. 이 분야로 진학하려는 후배들 또는 유학준비생들에게 도움이 되는 말씀을 해 주신다면?
장내미생물의 불균형으로 야기되는 여러 질병에 대하여 장내미생물 유래 대사체의 분자적 메커니즘을 연구하여 치료법을 제시하는 것은 매우 중요한 분야로 성장하고 있습니다. 흥미로운 학문이라 할 수 있기에 많은 분들이 관심을 가지고 재미있게 연구해 나가면 좋겠습니다.
5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?
저는 현재 차의과학대학교 약학대학에서 전임교원으로 실험실을 새롭게 꾸려나가고 있습니다. 기존의 연구를 이어서 비표적 대사체학 기술을 활용하여 장내미생물 유래 천연물 연구를 통하여 신규 생리활성물질 발굴과 함께 주요 질병간 분자기전을 밝혀내는 연구를 앞으로도 수행하고자 합니다. 특히, 최근 장내 미생물은 신경계 발달에 영향을 미치며, 자폐증과 같은 신경질환과 관련이 있는 것으로 많은 연구가 보고되고 있습니다. 이를 바탕으로 저는 장-뇌 축의 장내미생물 대사체 연구를 통하여 뇌 및 신경계 발달의 메커니즘을 규명하고 나아가서 신경계질환의 치료에 사용될 수 있는 화합물을 발견하는 것을 목표로 하고 있습니다. 자세한 연구실 정보는 홈페이지를 참조바랍니다. Homepage: https://sites.google.com/view/wonlab
6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....
독립적인 연구자로서 성장할 수 있도록 늘 아낌없는 조언과 지도를 해주시는 신종헌 교수님, Frank Schroeder 교수님, 오동찬 교수님께 깊은 감사를 드립니다. 그리고 함께 연구를 수행한 훌륭한 동료들에게 감사의 말씀 전하고 싶습니다.
무엇보다 제가 연구를 할 수 있도록 언제나 묵묵히 믿고 응원해주는 부모님, 형, 동생에게 감사하다는 말 남기고 싶습니다.
#비표적 대사체학
# 마이크로바이옴
# 천연물화학
댓글 작성 로그인
팝업 닫기관련 링크
관련분야 연구자보기
소속기관 논문보기
관련분야 논문보기
해당논문 저자보기
