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

페록시좀(peroxisome)은 지질 대사 및 활성산소종(ROS) 조절을 담당하는 필수 세포소기관으로, 손상된 페록시좀을 선택적으로 제거하는 펙소파지(pexophagy)는 세포 항상성 유지에 중요한 역할을 합니다. 하지만 미토파지를 포함한 다른 세포소기관 선택적 자가포식 기전에 비해 펙소파지의 분자적 조절 기전에 대한 연구는 미진한 실정이었습니다.
최근 선택적 자가포식 분야는 ‘단백질 분해’를 넘어 세포소기관을 타겟으로 한 스트레스 감지-표적화-제거로 이어지는 정교한 조절 축(axis) 연구로 확장되고 있으며, 펙소파지 역시 관련 질환 치료 타겟으로 가능성이 높은 분야로 주목받고 있습니다. 이번 연구에서는 TBK1-MARCHF7-PXMP4-NBR1로 이어지는 새로운 조절 축을 규명하여, 손상된 페록시좀을 제거하는 전체 경로를 단계적으로 설명했습니다. 이는 PEX1 결핍에 따른 페록시좀 형성장애의 병리 기전과 펙소파지 조절 분자기전을 연결한 획기적인 시도입니다.
본 연구 과정에서 가장 인상적이었던 순간은 PXMP4 K20번 유비퀴틴화 잔기에 의해 펙소파지가 정교하게 조절되는 것을 확인한 순간이었습니다. 또한 Kinase-E3 ligase-ubiquitination target-adaptor로 PEX1 결손에 의해 유도되는 펙소파지가 조절되는 전체 시나리오가 입증되는 순간이 매우 흥미로웠으며, 향후 페록시좀 형성장애 치료연구에 있어서 해당 조절 기전의 활용성 및 가능성이 있음을 알 수 있었습니다.

2. 연구를 진행했던 소속기관 또는 연구소에 대해 소개 부탁드립니다.

해당 연구는 경북대학교 생명과학부 세포병리신약개발연구실(Lab of Cytopathology & Drug Development)에서 수행되었습니다. 지도교수님이신 조동형 교수님은 세포소기관 선택적 자가포식 기전 연구 분야의 국내 선도적 전문가로, 분자기전 분석을 기반으로 난치성 희귀 유전질환, 신경계 질환, 대사질환 등 다양한 질환의 치료 전략 개발에 주력하고 있습니다. 특히 페록시좀 연관 질환 분야에서는 펙소파지 조절기전을 표적화한 연구와 관련 플랫폼 구축을 다수 수행해 왔으며, 축적된 성과를 바탕으로 정교한 기전 제어 전략을 제시하고 있습니다. 연구실은 이러한 분자적 이해를 토대로, 향후 다양한 생체 내 모델과 첨단 대사체 분석기술을 결합한 치료 타깃 발굴 연구로 연구 범위를 확장하고 있으며, 선택적 자가포식을 매개로 한 질환 연구를 폭넓고 심도 있게 발전시키기 위한 연구 체계를 지속적으로 강화하고 있습니다.

3. 연구 활동 하시면서 평소 느끼신 점 또는 자부심, 보람

질환 관련 신규 분자기전을 규명하는 연구는 종종 명확한 정답이 보이지 않는 상황에서 깊은 고민과 도전을 요구합니다. 그러나 이러한 어려움 속에서도 새로운 원리를 찾아가는 과정은 과학자로서 한 단계씩 성장하고 있다는 성취감을 느끼게 하며, 과학 그 자체가 주는 탐구의 즐거움과 흥미를 다시금 깨닫게 합니다. 특히 제가 수행하는 연구가 향후 수많은 희귀난치성 질환 환자들에게 새로운 희망이 될 수 있고, 궁극적으로 치료제로 이어질 가능성을 지니고 있다는 점은 큰 책임감과 자부심으로 다가옵니다. 더 나아가 이러한 연구가 모두가 건강하고 조화로운 사회로 나아가는 데 기여할 수 있다는 믿음 속에서, 매 순간 연구에 최선을 다하고 있습니다.

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

해당 기초연구 분야는 생명의 작동 원리를 가장 근본적인 수준에서 탐구하는 학문으로, 이를 위해서는 분자생물학·세포생물학 등 기초 생명과학에 대한 탄탄한 이해가 필수적입니다. 이러한 기본기가 뒷받침될 때 비로소 과학자가 사용하는 언어와 사고방식이 온전히 구축된다고 생각합니다. 앞으로 길고 큰 연구 여정을 마주할 후배들에게, 눈앞의 실험 결과에 일희일비하기보다 과학 그 자체를 순수하게 즐기고 사랑하는 마음으로 연구를 시작하는 것이 무엇보다 중요한 첫걸음이라고 말하고 싶습니다. 이러한 태도와 견고한 기본기가 결합된다면, 누구나 독립적인 연구자로 성장해 자신의 연구를 주도적으로 이끌어 나갈 수 있을 것이라 믿습니다.

5. 연구 활동과 관련된 앞으로의 계획이 있으시다면?

이번 연구를 기반으로 PEX1 매개 페록시좀 형성장애에 대한 치료 기전 연구의 범위를 더욱 확장하고, 펙소파지 조절 인자가 실제로 질환을 제어할 수 있는지에 대한 기능적·치료적 효능 연구를 진행하고자 합니다. 나아가 세포소기관 항상성 유지 메커니즘을 기반으로, 퇴행성 뇌질환을 포함한 다양한 질환 모델로 연구를 확장하여 새로운 치료 타깃을 발굴하고, 분자 기전 규명부터 치료제 후보 개발까지 이어지는 완전한 질병 연구 플랫폼을 구축하는 것을 목표로 하고 있습니다.

6. 다른 하시고 싶은 이야기들.....

이번 연구 주제와 연구 결과를 함께 공유할 수 있는 기회를 주신 것에 깊이 감사드리며, 개인적으로도 매우 큰 영광이라고 생각합니다. 본 연구가 완성되기까지 과학자로서 방향을 제시해주시고, 스승으로서 따뜻하게 이끌어주신 경북대학교 조동형 교수님께 진심으로 감사드립니다. 또한 연구 과정에서 다양한 노하우를 전수해 주시고 꾸준히 도움을 주신 연구실 박사님들께도 깊은 감사의 마음을 전합니다. 항상 성실한 자세로 함께 연구를 이어가는 후배들, 그리고 안정적인 연구 환경을 위해 힘써주시는 행정 선생님께도 감사의 뜻을 전하고 싶습니다. 무엇보다 언제나 믿어주고 지지해주는 가족들에게 가장 큰 감사를 드리며, 앞으로도 꾸준히 성장하며 더욱 발전된 과학자가 되도록 노력하겠습니다.