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

본 논문에서 저희는 세포의 이동을 자동으로 추적하고, 세포의 경계를 그려주는 소프트웨어를 발표하였습니다. 생명현상을 이해하는데 있어 세포의 움직임은 많은 단서를 제공합니다. 특히 질병이 발생하였거나 장기조직이 손상을 입었을때, 면역과 관련된 특정 세포들이 다른 세포들 혹은 외부항원과 접촉하고, 특정위치로 이동하여 군집을 형성하는 등의 현상은 많이 알려져있습니다. 다만 이러한 현상을 정량적으로 분석하기 위해서는 세포의 움직임을 정략적으로 추출하는 과정이 필요한데, 이때 사용되는 것이 세포추적 알고리즘입니다. 기존의 대부분의 일반 형광현미경을 사용하여 관찰한 연구는 불과 수십개의 세포가 서로 상호작용하고 움직이는 것을 주로 관찰하였기 때문에 이미 개발된 상용화된 소프트웨어만으로도 충분합니다. 하지만 최근 보다 넓은 영역을 관찰할 수 있고, 오랜시간 이미징을 수행할 수 있는 특별한 현미경들이 개발되면서, 이미징 데이터의 크기가 폭발적으로 증가하게되었습니다. 그로 인해 기존의 세포추적 기술로는 세포추적 경로를 추출하는데에 몇달이 걸리기도 합니다. 이를 해결하기 위해 저희는 각 세포의 아이덴티티를 다차원 분석을 통해 정밀하게 파악한 후 세포를 추적하는 알고리즘을 개발하였고, CELLECT라고 명명하였습니다. 이 기술을 통해 세포추적에 사용되는 컴퓨터의 연산 부하를 수백배 줄이는데 성공하였고, 결과적으로 수 테라바이트의 이미징 데이터를 불과 수 시간내에 추적할 수 있었을 뿐만 아니라, 추적 정확도 또한 기존 최신 연구에 비해 2배 이상 높였습니다. 본 논문에서 저희 기술의 효율성을 증명하기 위해, 추가적으로 매우 도전적인 여러 시나리오에서 저희의 기술이 일관성있게 재연가능함을 시연하였습니다.
저희는 본 연구를 통해 특히 장기조직에서의 면역 반응으로 인해 수백 혹은 수만개의 세포가 복잡하게 상호작용하거나, 데이터의 크기가 매우 커서 분석에 어려움이 있는 경우에 유용하게 사용될 수 있는 자동화된 소프트웨어 도구를 개발함으로써 생명과학 연구를 보다 효율적으로 수행할 수 있도록 기여하고자 합니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

제가 현재 소속된 곳은 중국 베이징에 위치한 칭화대학의 자동화학과에 소속된 Qionghai Dai 교수님의 연구실입니다. 저희는 AI를 광학 및 생명공학에 적용하는 것을 큰 주제로 삼고 있으며, 총 인원이 100명이 넘는 규모가 큰 연구실이며, 내부에 AI를 의학에 적용하는 그룹, AI를 광학반도체에 이용하는 그룹, AI를 광학 바이오이미징에 이용하는 그룹, AI를 천문광학에 이용하는 그룹 등으로 세분화되어있는데, 저는 바이오 이미징 그룹에 속해 있으며, 저희는 특히 대면적 바이오 이미징 기술을 통한 인비보 마우스 연구를 주로 수행하고 있습니다. 이곳에는 중국 내에서 뿐만 아니라 한국이나 미국의 최고 수준의 대학들과 비교해봐도 정말 똑똑하고, 열심히 하면서, 또 정말 의미있는 연구를 해보려고 하는 동기부여가 장착된 학생들이 많다는 생각이 듭니다. 이 학생들과 함께 연구하면서 저는좋은 에너지를 정말 많이 받는다는 생각이 들었고, 연구를 아낌없이 지원해주는 정부와 사회의 분위기가 한국인으로써 부럽고 또, 이곳에 속한 연구원으로서는 든든한 느낌이 들었습니다. 저는 한국뿐만 아니라 미국의 하버드에서도 연구를 한 경험이 있기 때문에, 생각같아서는 한국의 학생들에게 미국 뿐만 아니라 중국의 명문대학의 문도 두드려볼만하다고 말하고 싶지만, 그에 앞서 사실상 가장 큰 장벽인 언어의 장벽이 무시할 수 없을만큼 높다는 점을 꼭 말씀드리고 싶네요. 언어의 장벽만 아니라면 이곳은 연구하고 생활하기에 정말 좋은 환경이라는 점을 꼭 말씀드리고 싶습니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

저는 기본적으로 연구하는 것 자체를 즐기는 편이기 떄문에 연구를 하는 동안 힘들기 보다는 즐거움을 늘 느낄 수 있다는 점에서 아주 행운이라고 생각합니다. 특별히 요즘 느끼는 점이라고 한다면, 기초과학을 처음 연구할때는 가끔 이러한 연구가 실제 생활에 얼마나 영향을 줄까하는 생각이 들때가 많았지만, 최근에는 연구를 하면 할수록 기초과학이 실제 생활에 영향을 미치기 까지의 기간이 점차 줄어들고 있다는 생각이 듭니다. 학문간의 영역이 점점 희미해지고 기초과학과 응용과학의 경계도 점차 없어지고 있는게 아닌가하는 생각을 해봅니다. 이러한 측면에서 보면 지금까지 해온 기초과학 연구가 올바른 방향으로 진행되고 있었구나하는 생각도 들고 자부심, 보람이 생기는 것 같네요.

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

제가 워낙 이 분야 저 분야 연구를 섞어서 해와서 제 분야라는게 딱히 없지만, 후배들이나 유학생들에게 해주고 싶은 말은, 어떠한 연구분야가 재밌을것 같다는 생각이 들면 겁먹지 말고 무작정 도전해보라는 겁니다. 어떠한 결과가 나오든 배울게 있고, 다음번에는 더 잘 할 수 밖에 없기 떄문에 도전해서 실패한다는 개념은 없다고 생각합니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

현재 홍콩대학에서 임용이 진행 중입니다. 조만간 그곳에서 새로운 실험실을 구축하고 새로운 연구를 시작할 예정인데, 당장에는 칭화대에서 바쁘게 진행중인 프로젝트가 몇 개 있어서 일정을 조율하고 있습니다. 앞으로의 연구의 큰 줄기는 광학현미경을 이용한 뇌면역에 관한 연구가 될 것 같다고만 말씀드릴 수 있겠네요.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

굳이 한가지 말하자면, 언제나 제가 늘 생각하는 것중 하나가, 지도교수나 선임연구자가 하는 말이라고 무조건 따르지 말라는 말을 꼭 해주고 싶네요. 지도교수라고 해서 다 아는 것도 아니고, 다 맞는 것도 아니고, 다 해본것도 아닌데, 그렇게 시키는대로만 하다가 연구의 길을 접는 학생들을 많이 봤습니다. 정말 연구에 뜻이 있다면, 본인이 옳다고 생각하는 것을 꿋꿋하게 증명하고, 아니라고 생각하면 치열하게 논의를 거쳐서 연구를 포기하지 말고 이어나가길 바랍니다. 나중에 지나서 돌아보면 그 과정에서 많은 것들을 배우고 성장하고, 결국 본인의 노력이 헛되지 않았음을 알 수 있을 겁니다.